(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子部品を収納して順次供給を行うカセットを複数台配置し、それぞれが所定の間隔を設けて直線上に配置された第一、第二の供給部と、この第一、第二の供給部の中間となる上記所定の間隔部に電子部品の供給方向と同方向に摺動自在に配置された電子部品装着用のプリント基板を保持するテーブル部と、電子部品を吸着する複数の吸着ノズルを昇降自在に保持して上記テーブル部の上方にテーブル部の摺動方向と直交する方向に摺動自在に配置された第一、第二の装着ヘッド部と、これらを制御する制御部から成り、上記第一、第二の装着ヘッド部に各々保持された複数の吸着ノズルを同時にそれぞれ別々の角度に回転するように動作可能とした電子部品装着装置。
【請求項２】
第一、第二の装着ヘッド部に各々保持された複数の吸着ノズルを同時にそれぞれ別々の移動量で昇降自在に動作可能とした請求項１に記載の電子部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子回路に使用される表面実装対応のチップ型の電子部品をプリント基板上に装着する場合に用いられる電子部品装着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子部品装着装置について図１０〜図１２を用いて説明する。図１０〜図１２は、最近開発されたものであるが、２および３は電子部品を順次供給するカセット４を複数台隣接して筺体１上に配設された第一及び第二の供給部であり、この第一、第二の供給部２，３はそれぞれが所定の間隔を設けて直線上に配置され、この第一、第二の供給部２，３の中間部となる上記所定の間隔部にテーブル部６が配設され、このテーブル部６は電子部品を装着するプリント基板１９を保持して電子部品の供給方向（Ｙ方向）と同方向に駆動モータ１４の回転によりボールネジ５を介してガイドレール７により摺動自在としている。
【０００３】
図１２は、第一、第二の装着ヘッド部６０，６１（同図では、一方のみを図示）の一部を示したものであり、回転駆動用モータ２０と上下スライド駆動用モータ２８が取り付けられており、回転駆動用モータ２０に取り付けられた駆動ギア２１が、ラック受け３６に摺動可能に保持されたラック２３と噛み合い、このラック２３は各吸着ノズル１８に保持された従動ギア２２と噛み合う構造となっているため回転駆動用モータ２０の回転に伴いすべての吸着ノズル１８も回転する。
【０００４】
また上下スライド駆動用モータ２８にはクランク２９が取り付けられ、このクランク２９は、ピン１９を介しツメ３２が取り付けられたプレート３０と回転可能に取り付けられている。上下スライド駆動用モータ２８の回転に伴い、クランク２９、ピン１９が上下動し、これによりプレート３０及びツメ３２も上下動することにより、すべての吸着ノズル１８が上下動する構造となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
最近、電子部品装着装置は、高速なものが求められているが上記構成では、一回の装着動作において複数の吸着ノズル１８の回転及び上下動が同時に行われ、またその回転角度及び上下動の移動量はすべての吸着ノズル１８において等しいので、装着ヘッド部に保持された複数の吸着ノズル１８の配置ピッチとプリント基板１９上の電子部品装着パターンの装着ピッチが等しく、且つ、装着角度と電子部品の厚みも等しければ、同時に複数個の電子部品をプリント基板１９に装着できるという利点を有していたが、それぞれの装着角度が異なるか、もしくはそれぞれの部品厚みが異なれば、同時に複数個の電子部品を装着できず高速化が図れないという課題を有していた。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題を解決し、高速装着が可能な電子部品装着装置を供給することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、装着ヘッド部に保持された複数の吸着ノズルと同数の吸着ノズル回転用モータを装着ヘッド部に設け、複数の吸着ノズルを同時に別々の角度に回転させるように構成したものである。
【０００８】
この本発明によれば、高速装着が可能な電子部品装着装置が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、複数の電子部品を収納して順次供給を行うカセットを複数台配置し、それぞれが所定の間隔を設けて直線上に配置された第一、第二の供給部と、この第一、第二の供給部の中間となる上記所定の間隔部に電子部品の供給方向と同方向に摺動自在に配置された電子部品装着用のプリント基板を保持するテーブル部と、電子部品を吸着する複数の吸着ノズルを昇降自在に保持して上記テーブル部の上方にテーブル部の摺動方向と直交する方向に摺動自在に配置された第一、第二の装着ヘッド部と、これらを制御する制御部から成り、上記第一、第二の装着ヘッド部に各々保持された複数の吸着ノズルを同時にそれぞれ別々の角度に回転するように動作するように構成したものであり、装着ヘッド部に保持された複数の吸着ノズルに吸着された電子部品の装着角度が個々に異なっても、同時に装着でき高速化が図れるという作用を有する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において第一、第二の装着ヘッド部に各々保持された複数の吸着ノズルを同時にそれぞれ別々の移動量で昇降自在に動作するものであるように構成したものであり、装着ヘッド部に保持された複数の吸着ノズルに吸着された電子部品の部品厚みが個々に異なっても、同時に装着でき高速化が図れるという作用を有する。
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態について図１から図９を用いて説明する。
図１は同実施の形態の電子部品装着装置の全体構成を示した斜視図、図２は同平面図、図３は同装着ヘッド部を示した斜視図、図４は同側面図である。
【００１２】
なお、図１、図２に示す本発明の実施の形態の電子部品装着装置は、基本的には図１０、図１１に示した従来の電子部品装着装置と同じ構成であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【００１３】
図１、図２において１０および１１は電子部品を吸着保持する複数の吸着ノズル１８を昇降自在に保持した第一および第二の装着ヘッド部であり、この第一、第二の装着ヘッド部１０，１１は筺体１上に結合されたアッパーフレーム９の下面のガイドレール８を介して電子部品の供給方向と直交する方向（Ｘ方向）に各々独立して摺動自在としている。
【００１４】
１５はプリント基板１９をテーブル部６に搬送するためのローダ部、１６はテーブル部６からプリント基板１９を搬出するアンローダ部、１２および１３は各々第一、第二の供給部２，３に配設され、各々第一、第二の装着ヘッド部１０，１１の吸着ノズル１８に吸着保持された電子部品の高さを検出するための第一、第二のラインセンサであり、この第一、第二のラインセンサ１２，１３には電子部品を吸着保持した吸着ノズル１８がＸ方向に通過可能な溝が設けられている。３８は全体を制御する制御部である。
【００１５】
図３は、第一、第二の装着ヘッド部１０，１１（同図では、一方のみを図示）を示した斜視図、図４は同側面図であり、複数本の吸着ノズル１８がシャフト１７の内側に上下動可能に取り付けられており、シャフト１７はブロック３７に上下動かつ回転可能に取り付けられている。ブロック３７には、吸着ノズル１８と同数の吸着ノズル回転モータ５１と吸着ノズル上下モータ５４が取り付けられており、吸着ノズル１８とそれぞれ一対の関係になっている。
【００１６】
吸着ノズル回転モータ５１に取り付けられた第一の駆動ギア５２が、シャフト１７に取り付けられた第二の駆動ギア５３と噛み合うように取り付けられている。
【００１７】
ナット５７に設けられた溝にシャフト１７の細径部が回転可能に係合しており、このナット５７は吸着ノズル上下モータ５４に取り付けられ軸受け５６に下端を保持されたボールネジ５５によりガイドレール５８を介して上下方向に摺動可能に取り付けられている。
【００１８】
図５は第一、第二の供給部２，３に複数台隣接配置されるカセット４の構成を示したものであり、図５に示すようにケース４１は、電子部品５０を入れるための蓋４４と第一の空間４５及び電子部品５０を少量ずつ第二の空間４６へ送り込むための堰４７が設けられている。また、第二の空間４６には上下動する昇降ブロック４９が下部に挿通して結合されると共に、電子部品５０を整列して下降させ搬送するためのシュート溝４３が設けられている。
【００１９】
また、ケース４１の全面を静電対策されたアクリル板４２で覆い、電子部品５０がこの面から見えるように構成されている。シュート溝４３の出口側には供給時のみ開閉するシャッター３１と、シャッター３１をガイドするガイドピン３２及び上記シャッター３１を開閉するためのレバー３３が設けられている。
【００２０】
図６は上記図５に示したカセット４の位置決め部を説明するための要部斜視図であり、図７は同要部の平面図である。図５、図６においてシュート溝４３の先端にはレバー３３が設けられ、シャッター３１の開閉とストッパー３４の前後動作を行う。また、シュート溝４３の先端及び先端近傍の側面には電子部品５０を位置決めするための第一の真空溝３５と第一の真空穴３６と、先端から少し手前には、シュート溝４３内の電子部品５０の出口側までの送り込みを容易にし、且つ、先頭の電子部品５０の後方の電子部品５０を分離するための第二の真空溝３９と第二の真空穴４０が設けられている。
【００２１】
このように構成された本発明の電子部品装着装置の動作について以下に説明する。まず、カセット４での電子部品５０の位置決めについて図６、図７を用いて説明する。シュート溝４３を流れてきた電子部品５０は、カセット４の先端のストッパー３４により止められる。第二の真空穴４０、第二の真空溝３９も負圧となっており、電子部品５０は、第二の真空溝３９の位置決め側壁６２によって吸引されて固定され、レバー３３の動きによりストッパー３４が電子部品５０の流れ方向と同方向に図中のａで示す移動量分を移動し、先端部の電子部品５０がフリーになる。このとき、第一の真空穴３６、第一の真空溝３５は負圧となっており、電子部品５０は第一の真空穴３６に引き寄せられ位置決め端６３と位置決め側壁６２により位置決めされる。
【００２２】
続いて、このようにして位置決めされた電子部品５０の吸着動作について説明する。図３、図４に示すように、吸着ノズル上下モータ５４の回転により、ボールネジ５５が回転し、ガイドレール５８に沿ってナット５７が下降し、これによりシャフト１７、吸着ノズル１８が下降する。下降した吸着ノズル１８は、上記カセット４の位置決め部で位置決めされた電子部品５０に当接する高さで吸着ノズル上下モータ５４が停止し、電磁弁（図示せず）により真空に切り替えられて電子部品５０を吸着する。
【００２３】
次に吸着ノズル上下モータ５４が前記回転と逆に回転し、吸着ノズル１８が上昇して上死点で停止し、ラインセンサ１２の方向へ第一の装着ヘッド部１０が移動し、その通過時に電子部品５０の有無、立ち吸着等を検出すると共に電子部品５０の厚みを吸着ノズル１８毎に制御部３８に記憶する。このようにして電子部品５０を吸着した第一の装着ヘッド部１０はテーブル部６に保持されたプリント基板１９上の決められた装着位置に移動する。
【００２４】
複数の吸着ノズル１８に吸着された電子部品５０を個々に決められた装着方向に回転させるため、複数の吸着ノズル回転モータ５１を制御部３８にて個々に制御して回転させ、その回転が第一の駆動ギア５２と噛み合った第二の駆動ギア５３に伝達され、それに伴ってシャフト１７、吸着ノズル１８を回転させる。
【００２５】
次に、吸着ノズル上下モータ５４の回転によりボールネジ５５が回転し、ガイドレール５８に沿ってナット５７が下降し、これによりシャフト１７、吸着ノズル１８が下降する。
【００２６】
吸着ノズル１８が上死点にあるときの吸着ノズル１８の下端とプリント基板１９との高さ（図８のａ）から装着ヘッド１０がラインセンサ１２を通過時に検出し、制御部３８に記憶した電子部品５０の厚み（図８のｂ）を差し引いた高さ（図８のｃ）を制御部３８にて計算し、この高さ分だけ吸着ノズル１８を下降させるように吸着上下モータ５４を制御部３８にて制御する。また、上記動作を複数の吸着ノズル１８についてそれぞれ個々に同時に行う。
【００２７】
そして、図９に示すように複数の吸着ノズル１８に吸着された電子部品５０がプリント基板１９に当接する高さに到達すると、電磁弁（図示せず）により真空から正圧に切り替えられ、プリント基板１９に電子部品５０が装着される。
【００２８】
次に、吸着ノズル上下モータ５４が前記回転と逆に回転し、吸着ノズル１８が上昇して上死点で停止し、この上下動作を繰り返し行って電子部品５０を装着し、終了すると第一の装着ヘッド部１０は第一の供給部２へ移動し、同時に複数の吸着ノズル回転モータ５１が前記と逆の方向に回転して原点で停止する。
【００２９】
このように第一の装着ヘッド部１０は第一の供給部２から供給される電子部品５０を吸着してプリント基板１９へ装着するものであり、しかも第一の装着ヘッド部１０に保持された複数の吸着ノズル１８の配置ピッチと第一の供給部２に配置された複数のカセット４の配置ピッチは同じ寸法に設定され、第一の装着ヘッド部１０と第一の供給部２とは一対の関係になっている。このような構成により、一度の装着動作で、複数の異なった種類の電子部品をそれぞれ異なった装着角度に装着することが可能となるものである。
【００３０】
また、第二の装着ヘッド部１１と第二の供給部３も上記と同様に一対の関係になっていると共に、第一の装着ヘッド部１０が第一の供給部２で電子部品５０を吸着している際に、第二の装着ヘッド部１１は吸着した電子部品５０をプリント基板１９へ装着するように動作し、また逆に、第一の装着ヘッド部１０が吸着した電子部品５０をプリント基板１９へ装着している際に、第二の装着ヘッド部１１は第二の供給部３で電子部品５０を吸着するように構成されており、無駄な動作を無くして高速で電子部品５０の装着を行うことが可能となるものである。
【００３１】
なお、以上の説明では、テーブル部６を駆動モータ１４とボールネジ５でスライドする構成とした例を示したが、その他のリニアモータ、ラック＆ピニオン、ワイヤー等の駆動方法についても同様に実施可能である。
【００３２】
また、装着ヘッド部１０，１１の吸着ノズル１８の回転を吸着ノズル回転モータ５１、第一の駆動ギア５２、第二の駆動ギア５３で構成した例を示したが、その他にプーリとベルトで構成しても実施可能である。
【００３３】
また、装着ヘッド部１０，１１の吸着ノズル１８の上下動作を吸着ノズル上下モータ５４、ボールネジ５５でスライドする構成とした例を示したが、その他に吸着ノズル上下モータ５４、ボールネジ５５をリニアモータで、または、ボールネジ５５をクランクで行っても同様に実施可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば以下のような有利な効果が得られる。
【００３５】
１．複数の吸着ノズルの回転角度を個々に制御できるため、一度の装着動作で複数の電子部品をそれぞれ異なった装着方向で装着することが可能であり、電子部品１点当たりの装着時間の短縮化が図れる。
【００３６】
２．複数の吸着ノズルの下降量を個々に制御できるため、複数の吸着ノズルに吸着された電子部品の厚みがそれぞれ異なっても、電子部品ごとに吸着ノズルを変更することなく同時に装着することが可能であり、１本の吸着ノズルで多品種の電子部品に対応できるとともに電子部品１点当たりの装着時間の短縮化が図れる。
【００３７】
３．複数の吸着ノズルの回転角度を個々に制御できるため、供給部に設置された複数のカセットから供給される電子部品の供給方向がそれぞれ異なっても、吸着ノズルの方向を電子部品の供給方向に個々に合わせることにより同時に複数の電子部品を吸着することが可能であり、トータルタクトの短縮化が図れる。
【００３８】
４．複数の吸着ノズルの下降量を個々に制御できるため、供給部に設置された複数のカセットから供給される電子部品の高さがそれぞれ異なっても、吸着ノズルの下降量を電子部品の高さに個々に合わせることにより同時に複数の電子部品を吸着することが可能であり、トータルタクトの短縮化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における電子部品装着装置を示す斜視図
【図２】同平面図
【図３】同電子部品装着装置の装着ヘッド部の詳細を示す斜視図
【図４】同側面図
【図５】同電子部品装着装置に搭載するカセットの全体構成を示す斜視図
【図６】同カセットの先端部を示す要部斜視図
【図７】同カセットの位置決め動作を説明する要部平面図
【図８】図１に示す電子部品装着装置の装着前の状態を示す要部平面図
【図９】図１に示す電子部品装着装置の装着時の状態を示す要部平面図
【図１０】従来の電子部品装着装置の構成を示す斜視図
【図１１】図１０に示す電子部品装着装置の平面図
【図１２】図１０に示す電子部品装着装置の装着ヘッド部の詳細を示す要部斜視図
【符号の説明】
１  筺体
２  第一の供給部
３  第二の供給部
４  カセット
５  ボールネジ
６  テーブル部
７  ガイドレール
８  ガイドレール
９  アッパーフレーム
１０  第一の装着ヘッド部
１１  第二の装着ヘッド部
１２  第一のラインセンサ
１３  第二のラインセンサ
１４  駆動モータ
１５  ローダ部
１６  アンローダ部
１７  シャフト
１８  吸着ノズル
１９  プリント基板
３７  軸受けブロック
３８  制御部
５０  電子部品
５１  吸着ノズル回転モータ
５２  第一の駆動ギア
５３  第二の駆動ギア
５４  吸着ノズル上下モータ
５５  ボールネジ
５６  軸受け
５７  ナット
５８  ガイドレール
【図１】
0003755181.tif 000002
【図２】
0003755181.tif 000003
【図３】
0003755181.tif 000004
【図４】
0003755181.tif 000005
【図５】
0003755181.tif 000006
【図６】
0003755181.tif 000007
【図７】
0003755181.tif 000008
【図８】
0003755181.tif 000009
【図９】
0003755181.tif 000010
【図１０】
0003755181.tif 000011
【図１１】
0003755181.tif 000012
【図１２】
0003755181.tif 000013