(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インデックスユニットの駆動により間欠回転するロータリテーブルの周縁に複数配設された装着ヘッドがカムの回転により該ロータリテーブルに対して昇降して電子部品を取り出し、前記テーブルの回転により部品装着位置に移動した前記装着ヘッドにてプリント基板に該電子部品を装着する電子部品装着装置において、前記カムのカム軸と直角に交わる前記カムの側面に溝を形成して、前記装着ヘッドを昇降させるためのレバーに設けられたカムフォロアを前記カムの溝の内側面に接する場合と外側面に接する場合とに切り替え昇降する加速度を変えるようにし、且つ前記カムのカム軸を上下させる機構を設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項２】
前記カム軸に該カム軸とは偏心している偏心軸を設け、該偏心軸を回転させることにより前記カム軸を上下させるようにしたことを特徴とする請求項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、インデックスユニットの駆動により間欠回転するロータリテーブルの周縁に複数配設された装着ヘッドが部品装着位置にてカムの回転により該ロータリテーブルに対して昇降して電子部品を取り出し、前記テーブルの回転により移動した前記装着ヘッドにてプリント基板に該電子部品を装着する電子部品装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の前記カムのタイミングは特開平８−１９５５９０号公報に開示するように１種類であって、高速で装着する電子部品や低速で装着する電子部品、背の高い電子部品や低い電子部品、隣接する電子部品の影響などを考慮して、制御していた。
【０００３】
即ち、カム１枚で全ての電子部品を扱えるように制御しており、一律に装着ヘッドの昇降を大きい加速度、即ち割付の短いタイミングで動作させる必要があるために、部品装着の高速化には限界があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、装着ヘッドの昇降を通常の場合は小さい加速度、即ち割付が長いタイミングで、隣接する電子部品に干渉する場合にはより大きい加速度、即ち割付が短いタイミングで動作できるようにし、より部品装着の高速化を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため第１の発明は、インデックスユニットの駆動により間欠回転するロータリテーブルの周縁に複数配設された装着ヘッドがカムの回転により該ロータリテーブルに対して昇降して電子部品を取り出し、前記テーブルの回転により部品装着位置に移動した前記装着ヘッドにてプリント基板に該電子部品を装着する電子部品装着装置において、前記カムのカム軸と直角に交わる前記カムの側面に溝を形成して、前記装着ヘッドを昇降させるためのレバーに設けられたカムフォロアを前記カムの溝の内側面に接する場合と外側面に接する場合とに切り替え昇降する加速度を変えるようにし、且つ前記カムのカム軸を上下させる機構を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また第２の発明は、前記カム軸に該カム軸とは偏心している偏心軸を設け、該偏心軸を回転させることにより前記カム軸を上下させるようにしたことを特徴とする
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき実施形態につき説明する。図１に於いて、１はＹ軸モータ２の駆動によりＹ方向に移動するＹテーブルであり、３はＸ軸モータ４の駆動によりＹテーブル１上でＸ方向に移動することにより結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブルであり、チップ状の電子部品５が装着されるプリント基板６が図示しない固定手段に固定されて載置される。
【０００９】
７は供給台であり、電子部品５を供給する部品供給装置８が多数台配設されている。９は供給台駆動モータであり、ボールネジ１０を回動させることにより、該ボールネジ１０が嵌合し供給台７に固定された図示しないナットを介して、供給台７がリニアガイド１２に案内されてＸ方向に移動する。１３は間欠回動するロータリテーブルであり、該テーブル１３の外縁部には後述するように吸着ノズル１４を複数本有する装着ヘッド１５が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されている。
【００１０】
前記吸着ノズル１４が部品供給装置８より部品５を吸着し取出す装着ヘッド１５の停止位置（図１中上方の黒丸の付された位置）が吸着ステーションＩであり、該吸着ステーションＩにて装着ヘッド１５が下降することにより吸着ノズル１４が部品５を吸着する。
【００１１】
ＩＩは部品５を吸着した装着ヘッド１５がロータリテーブル１３の間欠回転により停止する認識ステーションであり、部品認識装置１６により吸着ノズル１４に対する部品５の位置ずれの認識がなされる。
【００１２】
ＩＩＩは吸着ノズル１４が吸着保持している部品５をプリント基板６に装着するために装着ヘッド１５が停止する装着ステーション（図１中下方の黒丸の付された位置）であり、装着ヘッド１５のロータリテーブル１３に対する下降によりＸＹテーブル３の移動により所定の位置に停止したプリント基板６に部品５は装着される。
【００１３】
次に、図２において、部品供給装置８はテープリール２８に巻回された図示しないテープに封入された電子部品５を、図示しない機構により昇降する昇降レバー２６が揺動レバー２７に係合して揺動させることにより１ピッチずつ送り吸着ノズル１４の取り出し位置に供給するものである。
【００１４】
以下に図２及び図３に基づき装着ヘッド１５について説明する。装着ヘッド１５はガイドレール１７に取り付けられたヘッド上下テーブル２９に取り付けられており、ガイドレール１７に摺動可能に取り付けられたナット体３０がロータリテーブル１３に取り付けられている。従ってヘッド１５はロータリテーブル１３に対して上下動可能となっている。
【００１５】
前記ヘッド上下テーブル２９の上部には取付板３１が取り付けられ、該取付板３１には１対のカムフォロア３２、３３が取り付けられている。該１対のカムフォロア３２、３３はカムフォロア３３が図示しないバネにより上方に付勢されていることによりフレーム３４の下方に吊り下げられ固定されている円筒リブカム３５を挟み込む。カムフォロア３２、３３が円筒リブカム３５を挟むことにより上下方向の位置が規制されてヘッド１５はロータリテーブル１３の間欠回転により移動するものである。
【００１６】
また、ヘッド１５には図示しないモータが組み込まれており、吸着ノズル１４を鉛直軸線まわりに回転させる。該ノズル１４はヘッド１５内の回転中心軸に対して偏心した位置に複数本該ヘッド１５に対して出入自在に設けられている。
【００１７】
図２において、吸着ステ−ションＩ及び装着ステ−ションＩＩの位置にては円筒リブカム３５は切り欠かれており、この切り欠き内にローラレスト３７が昇降可能に設けられている。従って、ヘッド１５は該ステ−ションにて間欠回転の停止中に上下動して電子部品５の吸着及び装着が行われるが、その昇降機構は同様な機構である。
【００１８】
ローラレスト３７は垂直レール３８に取り付けられており、該垂直レール３８はフレーム３４に固定されたスライドユニット３９にガイドされて上下動を行うが、該垂直レール３８はローラ４０を介してレバー４１に支持されている。
【００１９】
カムフォロア４３がカム４４に形成された溝４５に嵌合して、且つその溝４５を形成する内側面４６又は外側面４７に前記カムフォロア４３が圧接しており、該カム４４の回動により前記レバー４１が揺動し、その結果垂直レール３８、即ち装着ヘッド１５（吸着ノズル１４）が上下動する。
【００２０】
即ち、装着ヘッド１５を上下動させるためのカム４４を溝付きカムとし、前記カムフォロア４３を溝４５の内側面４６又は外側面４７に圧接することにより、カムタイミングを変更するものである。この場合、通常は装着ヘッド１５の昇降の加速度が小さい、即ち割付が長い（ヘッドの下降開始が早く、昇降にかかる時間が長い）カムタイミングで部品装着動作を行なうようカムフォロア４３を溝４５の内側面４６に圧接させるべく、図４及び図５に示すようにシリンダー４８をそのロッド８３を引き込むように作動させた状態にしてロッド８３に連結した前記レバー４１を支軸４９を支点として反時計方向に揺動させるように付勢し、
他方プリント基板上に既に装着された電子部品と装着時に干渉する場合には加速度が大きい、即ち割付が短い（ヘッドの下降開始が遅く昇降にかかる時間が短い）カムタイミングで部品装着動作を行なうようカムフォロア４３を溝４５の外側面４７に圧接させるべく、図６及び図７に示すようにシリンダー４８をそのロッド８３を突き出すように作動させた状態にして前記レバー４１を支軸４９を支点として時計方向に揺動させるように付勢させるものである。
【００２１】
尚、前述したように、装着ヘッド１５の昇降の加速度が小さいタイミングか大きいタイミングのいずれかで部品装着動作を行なうよう前記シリンダー４８で切り替えているが、このシリンダー４８の構造について図８及び図９に基づき、以下詳述する。
【００２２】
先ず、８０はエアー供給源に連通しエアー容積を増加させて圧力上昇を抑えるエアータンクで、該タンク８０は連通路８１を介してシリンダー本体８２に連通する。そして、該シリンダー本体８２には図示しない切替弁が設けられ、加速度が大きいカムタイミングで部品装着動作を行なうようシリンダー４８のロッド８３を突き出すように作動させる場合には、図９に示すように、エアー供給源（図示せず）からのエアーがエアータンク８０及び連通路８１を介してシリンダー本体８２に導かれ、図示しない切替弁により開口８４から導入されたエアーが通路８５を介してロッド８３の摺動路８６に導かれると共に通路８７を介してロッド８３の拡径部８３Ａを摺動させる空間８９に導かれ、該ロッド８３を左方に移動させる。そして、この通路８５及び摺動路８６を介する高圧エアーはロッド８３に形成した通路８８に導かれると共に、通路８７及び空間８９を介する高圧エアーが通路９０を介して前記通路８８に導かれた後、通路９１を介して空間８９Ａに導かれ、通路９２及び開口９３を経てシリンダー本体８２外に導かれる。
【００２３】
また、通常の加速度が小さいカムタイミングで部品装着動作を行なうようシリンダー４８のロッド８３を引き込ませるように作動させる場合には、図８に示すように、エアー供給源（図示せず）からのエアーがエアータンク８０及び連通路８１を介してシリンダー本体８２に導かれ、図示しない切替弁により開口９３及び通路９２を経て空間８９Ａに導かれてロッド８３の拡径部８３Ａに当たってロッド８３を引き込ませ、通路９１及び通路８８内を流れて摺動路８６に導かれ通路８５を介して開口８４を経てシリンダー本体８２外に導かれると共に、通路９０を介して空間８９内に導かれ通路８７を介して開口８４を経てシリンダー本体８２外に導かれる。
【００２４】
以上のように、前記シリンダー４８の高圧側、即ちロッド側と低圧側、即ち非ロッド側とを連通する通路８８を形成して、常にエアーを流すようにして、圧縮時の圧力上昇を避け、温度上昇による熱的負荷を減少させて、該シリンダー４８の寿命を延ばす。またこのエアーの流れにより、シリンダー４８自身を冷却することができる。
【００２５】
次に、図２において、５６はインデックスユニットであり、図示しないモータの出力軸の回転が減速機５９により減速され該ユニット５６に入力され、該ユニット５６の出力軸が間欠的に所定角度を割り出し回転し、該出力軸に連結されたロータリテーブル１３の間欠回転を駆動する。該減速機５９の出力軸であるインデックス入力軸（図示せず）はインデックスユニット５６のハウジング６２を貫通して設けられており、インデックスユニット５６のハウジング６２には前記カム４４が固定されたカム軸６３が貫通して設けられ、該カム軸６３はハウジング６２で回転可能に支持されており、ユニット５６の内部の間欠回転を駆動する構造物を避けた位置で吸着ステ−ションＩ及び装着ステ−ションＩＩＩを結ぶ直線に可能な限り近付け、また可能な限り下方の位置に設けられている。
【００２６】
該カム軸６３に固定されたカム軸プーリと前記インデックス入力軸に固定された入力軸プーリの間にはタイミングベルトが掛け渡されており、入力軸の回転がカム軸６３に伝達されるようになされている。従って、図示しないモータの回転によりインデックスユニット５６を介したロータリテーブル１３の間欠回転に同期してカム軸６３が回動し、カム４４に形成した溝４５の内側面４６又は外側面４７のいずれかに当接して転動するカムフォロア４３が上下し該カムフォロア４３が設けられているレバー４１が支軸４９のまわりに揺動して該レバー４１にローラ４０を介して支持されて図示しないバネにより下方に付勢されている垂直レール３８を昇降させ、吸着ステ−ションＩや装着ステーションＩＩＩにおける装着ヘッド１５の昇降が行われる。
【００２７】
尚、前述したように、前記カム４４に形成した溝４５の内側面４６又は外側面４７のいずれかに前記カムフォロア４３を圧接させることで、加速度、即ち割付の異なるタイミングで部品装着動作を行なうが、この切り替えによりカムフォロア４３のガタ、レバー４１のたわみ、カム４４の溝４５とカムフォロア４３の隙間などにより、前記ローラレスト３７の上限位置の変化や、部品装着時の下限位置の変化が起こる。すると、これらの位置の相違により、段差によってカムフォロア３２がローラレスト３７上に円滑に乗り移ることができず、振動が生じて吸着ノズル１４に吸着されている電子部品５が落下したり、落下しないまでも位置ずれが生じて、プリント基板６に正確な位置に装着できないという事態が起こる。
【００２８】
従って、前記変化を補正機構により補正する必要があり、以下その補正機構について図１０乃至図１２に基づき説明する。
【００２９】
即ち、前記カム軸６３には該カム軸６３とは偏心している偏心軸７０を固定し、該偏心軸７０に設けた取付板７１に設けた２個の円柱状の突部７２のうちの１個を揺動板７３に開設した係合孔７４内に嵌合させる。そして、図１０に示すように、該揺動板７３を支軸７５を支点としてシリンダー７６を作動させてロッド７７を突き出して揺動させることにより、わずか前記偏心軸７０を回転させると、前記カム軸６３は上昇する。従って、前述したように、プリント基板上に既に装着された電子部品と装着時に干渉する場合に加速度が大きいカムタイミングで部品装着動作を行なうようカムフォロア４３を溝４５の外側面４７に圧接させる場合に、図６に示すように前記ローラレスト３７の上限位置での上面面位置を前記円筒リブカム３５の上面面位置と同じにすることができる。
【００３０】
また、図１１に示すように、該揺動板７３を支軸７５を支点としてシリンダー７６を逆作動させてロッド７７を引き込んで揺動させることにより、わずか前記偏心軸７０を逆回転させると、前記カム軸６３は下降する。従って、前述したように、通常の電子部品装着時に加速度が小さいカムタイミングで部品装着動作を行なうようカムフォロア４３を溝４５の内側面４６に圧接させる場合にも、図４に示すように前記ローラレスト３７の上限位置での上面面位置を前記円筒リブカム３５の上面面位置と同じにすることができる。
【００３１】
以上の構成により以下動作について説明する。先ず、図示しない操作部が操作されると、電子部品自動装着装置の自動運転が開始される。即ち、図示しないモータの回転によりインデックスユニット５６を介してロータリテーブル１３が間欠回転し、吸着ステ−ションＩに装着ヘッド１５の１つが達して停止する。装着ヘッド１５の移動中はカムフォロア３２、３３が円筒リブカム３５に案内されて移動し、ローラレスト３７に乗り移り停止するものである。
【００３２】
次に、当該ヘッド１５が吸着ステ−ションＩに移動している間に図示しない記憶部に記憶された装着データに従って、供給台７が移動し供給すべき電子部品５の部品供給装置８が吸着ステ−ションＩの吸着ノズル１４の吸着位置に停止しており、ヘッド１５の下降による該ノズル１４の下降により電子部品５が吸着して取り出される。
【００３３】
即ち、ヘッド１５が停止するとインデックス入力軸の回転により図示しないカムが回動して昇降レバー２６が昇降して揺動レバー２７を揺動させ、図示しないテープを送って部品５を取り出し位置に供給し、一方カム４４の回転によりレバー４１が揺動して、垂直レール３８はローラ４０を介して支持されており、該垂直レール３８はスライドユニット３９にガイドされて下降する。従って装着ヘッド１５が下降して吸着ノズル１４が電子部品５を真空吸着して取り出し、更なるカム４４の回転によりヘッド１５が上昇する。
【００３４】
次に、インデックス入力軸がさらに回転すると、ロータリテーブル１３は停止状態から移動を開始して吸着ノズル１４が電子部品５を保持した状態で次のステ−ションに移動する。この間にカムフォロア３２、３３はローラレスト３７より円筒リブカム３５に乗り移る。
【００３５】
次に、吸着ステ−ションＩには他のヘッド１５が同様にして移動して、同様にして部品５の吸着が行われる。次に、ロータリテーブル１３の間欠回転により、電子部品５を保持した装着ヘッド１５が認識ステ−ションＩＩに移動すると、部品認識装置１６により吸着ノズル１４に吸着された電子部品５の認識が行われる。
【００３６】
部品５のノズル１４の回転中心に対する位置ずれが認識されると該認識結果に基づいて補正が行われ、部品５が図示しない前記装着データに示される方向を向くように装着ヘッド１５内のモータが駆動され吸着ノズル１４が回転する。
【００３７】
この間に、ロータリテーブル１３は間欠回転を行って装着ステ−ションＩＩＩに達し、角度位置決めが終了した電子部品５をＸＹテーブル３の移動により位置決めされたプリント基板６上に装着する。該位置決めは前記装着データで示す位置に装着されるように認識結果の補正が加えられて行われる。そして、装着ヘッド１５の昇降は吸着ステ−ションＩでの昇降と同様にしてカム軸６３の回動により行われるが、その動作について以下詳述する。
【００３８】
即ち、通常は装着ヘッド１５の昇降の加速度が小さいカムタイミングで部品装着動作を行なうようカムフォロア４３を溝４５の内側面４６に圧接させるべく、図４に示すようにシリンダー４８をそのロッド８３を引き込むように作動させた状態にしてロッド８３に連結した前記レバー４１を支軸４９を支点として反時計方向に揺動させるように付勢させている。
【００３９】
このときのシリンダー４８の状態は図８に示すように、エアー供給源（図示せず）からのエアーがエアータンク８０及び連通路８１を介してシリンダー本体８２に導かれ、図示しない切替弁により開口９３及び通路９２を経て空間８９Ａに導かれてロッド８３の拡径部８３Ａに当たってロッド８３を引き込ませ、通路９１及び通路８８内を流れて摺動路８６に導かれ通路８５を介して開口８４を経てシリンダー本体８２外に導かれると共に、通路９０を介して空間８９内に導かれ通路８７を介して開口８４を経てシリンダー本体８２外に導かれている。
【００４０】
また図１１に示すように、該揺動板７３を支軸７５を支点としてシリンダー７６を作動させてロッド７７を引き込んで揺動させることにより、わずか前記偏心軸７０を回転させて、前記カム軸６３を下降させてあるため、図４に示すように前記ローラレスト３７の上限位置での上面面位置は前記円筒リブカム３５の上面面位置と同じでありカムフォロア３２をローラレスト３７上に円滑に乗り移らせ、図５に示すように、更に前記カム４４が回転することによりレバー４１が揺動して、該垂直レール３８がスライドユニット３９にガイドされて下降するので、装着ヘッド１５が下降して吸着ノズル１４に吸着された電子部品５はプリント基板６上に装着される。
【００４１】
また、プリント基板上に既に装着された電子部品と装着時に干渉する場合には加速度が大きいカムタイミングで部品装着動作を行なうようカムフォロア４３を溝４５の外側面４７に圧接させるべく、図６に示すようにシリンダー４８をそのロッド８３を突き出すように作動させた状態にして前記レバー４１を支軸４９を支点として時計方向に揺動させるように付勢させる。
【００４２】
このときのシリンダー４８の状態は図９に示すように、エアー供給源（図示せず）からのエアーがエアータンク８０及び連通路８１を介してシリンダー本体８２に導かれ、図示しない切替弁により開口８４から導入されたエアーが通路８５を介してロッド８３の摺動路８６に導かれると共に通路８７を介してロッド８３の拡径部８３Ａを摺動させる空間８９に導かれ、該ロッド８３を左方に移動させる。そして、この通路８５及び摺動路８６を介する高圧エアーはロッド８３に形成した通路８８に導かれると共に、通路８７及び空間８９を介する高圧エアーが通路９０を介して前記通路８８に導かれた後、通路９１を介して空間８９Ａに導かれ、通路９２及び開口９３を経てシリンダー本体８２外に導かれる。
【００４３】
このように、常に高圧エアーはロッド８３に形成した通路８８に導かれので、圧縮時の圧力上昇が避けられ、温度上昇による熱的負荷を減少させて、シリンダー４８の寿命を延ばすことができると共に、このエアーの流れにより、シリンダー４８自身を冷却することもできる。
【００４４】
また図１０に示すように、該揺動板７３を支軸７５を支点としてシリンダー７６を作動させてロッド７７を突き出して揺動させることにより、わずか前記偏心軸７０を回転させて、前記カム軸６３を上昇させ、前記ローラレスト３７の上限位置での上面面位置を前記円筒リブカム３５の上面面位置と同じにしてカムフォロア３２をローラレスト３７上に円滑に乗り移らせ、更に前記カム４４が回転することによりレバー４１が揺動して、該垂直レール３８がスライドユニット３９にガイドされて下降するので、装着ヘッド１５が下降して吸着ノズル１４に吸着された電子部品５はプリント基板６上に既に装着された電子部品と干渉することなく装着される。
【００４５】
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように第１の発明によれば、装着ヘッドの昇降を通常の場合は小さい加速度、即ち割付が長いタイミングで、隣接する電子部品に干渉する場合にはより大きい加速度、即ち割付が短いタイミングで動作できるようにし、より部品装着の高速化を図ることができる。
【００４７】
また第１及び第２の発明によれば、部品装着の際に装着ヘッドを円滑に移動させることができ、振動により吸着ノズルに吸着されている電子部品が落下したり、位置ずれが生じたりすることが減少して、電子部品をプリント基板の正確な位置に装着できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子部品装着装置の平面図である。
【図２】電子部品装着装置の側面図である。
【図３】装着ヘッドを示す側面図である。
【図４】装着ヘッドを昇降させる機構を示す側面図である（上昇状態）。
【図５】装着ヘッドを昇降させる機構を示す側面図である（下降状態）。
【図６】装着ヘッドを昇降させる機構を示す側面図である（上昇状態）。
【図７】装着ヘッドを昇降させる機構を示す側面図である（下降状態）。
【図８】シリンダーのロッドが引き込んでいる状態の一部断面図である。
【図９】シリンダーのロッドが突き出している状態の一部断面図である。
【図１０】補正機構の背面図を示す。
【図１１】補正機構の背面図を示す。
【図１２】補正機構の一部断面図を示す。
【符号の説明】
１４            吸着ノズル
１５            装着ヘッド
４１            レバー
４３            カムフォロア
４４            カム
４５            溝
４６            内側面
４７            外側面
６３            カム軸
７０            偏心軸
７６            シリンダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003848831.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003848831.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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