JP3677108B2 - 部品搭載装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置などの電子部品をプリント基板に自動的に搭載する部品搭載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実装基板を構成するためのプリント基板に対してＩＣやＬＳＩ等の半導体装置、ダイオード、コンデンサ、さらに抵抗などの電子部品を自動的に搭載するために部品搭載装置が使用される。この部品搭載装置はマウンタとも言われ、プリント基板を案内して所定の位置で位置決めして基板支持ステージを構成するガイドレールと、プリント基板に搭載される複数種類の部品をそれぞれ保持する部品ステージとを有しており、部品ステージにおける電子部品をプリント基板にまで搬送して搭載するために搭載ヘッドがＸＹ二軸方向に水平移動するようになっている。
【０００３】
この搭載ヘッドには電子部品を負圧により吸着するための保持部材として吸着ノズルつまり吸着ビットが複数装着されており、この吸着ビットは基板支持ステージと部品ステージとにおいてそれぞれ上下動するように搭載ヘッドに設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
吸着ビットを上下動する駆動手段としては電動モータや空気圧シリンダが使用されており、電動モータを駆動手段として使用した場合には、吸着ビットの上下動速度を制御することができるという利点がある反面、制御系を含めて搭載ヘッドの製造コストが高くなるという問題点がある。
【０００５】
これに対して、この上下動のために空気圧シリンダを使用すると製造コストを抑えることができるが、上下動速度の制御を正確に行うことができないという問題点がある。また、空気圧シリンダにより吸着ビットを上下動する場合には、空気圧シリンダのピストンロッドに吸着ビットを連結して、ピストンロッドの直線往復動を吸着ビットの上下動に伝達するようにしており、部品搭載能率を向上させるべくピストンロッドの上下動速度を速くすると、ピストンロッドの往復動端の位置では衝撃が発生することになる。このため、ピストンロッドの移動速度をあまり速くすることは困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、吸着ビットを簡単な構造で高速で駆動し得るようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、吸着ビットを下降移動するときおよび上昇移動するときにおいて相互に相違した速度で上下動し得るようにすることにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【００１０】
すなわち、本発明の部品搭載装置は複数の部品ステージに保持された部品を基板支持ステージに支持された基板に搭載する部品搭載装置であって、前記部品ステージと前記基板支持ステージとの間に移動自在に設けられた搭載ヘッドと、前記搭載ヘッドに取り付けられたホルダーに上下動自在に設けられ、前記部品を保持する吸着ビットと、前記ホルダーに直線方向に往復動自在に設けられたラック部材と、前記ホルダーに回転自在に取り付けられるとともに前記ラック部材が一方向に直線移動する際に正転方向に３６０度回転し、逆方向に直線移動する際に逆方向に３６０度回転する偏心カムと、前記偏心カムのカム面に接触するとともに前記吸着ビットに連結され、前記ラック部材の前記一方向の直線移動によって前記吸着ビットを上下動しかつ前記ラック部材の前記逆方向の直線移動によって前記吸着ビットを上下動する従動子とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、偏心カムは吸着ビットを上昇限位置に設定する原点位置と吸着ビットを下降限位置に設定する下降限位置とを有し、偏心カムを正転させたときには吸着ビットを低速で下降移動させた後に高速で上昇移動させる一方、偏心カムを逆転させたときには吸着ビットを高速で下降移動させた後に低速で上昇移動させる。偏心カムに高速移動領域と低速移動領域とを形成し、この偏心カムの１回転で吸着ビットの下降移動と上昇移動とを行うようにすると、吸着ビットを下降移動させる際には上昇移動させる際よりも高速で作動させる動作と、逆に下降移動させる際には上昇移動させる際よりも低速で作動させる動作とを繰り返して行うことができ、吸着ビットを用いてこれに部品を保持させる動作と、保持した部品を基板に搭載する動作とを部品の落下を防止しながら、迅速に行うことができる。
【００１２】
ホルダー自体を上下動させることにより、吸着ビットの上下動範囲を上下方向に変化させるようにしても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態である部品搭載装置を示す平面図であり、図２は図１の正面図である。この電子部品搭載装置は、平行に配置された２つの水平支持部材１，２を有し、それぞれの水平支持部材１，２には図２に示すようにガイドレール３，４が取り付けられている。水平支持部材１，２に対して直角方向に延びるクロスバー５はその両端部でガイドレール３，４に装着されており、ガイドレール３，４に案内されて水平支持部材１，２に沿ってＹ方向に移動自在となっている。このクロスバー５にはこれに案内されてヘッドユニット６が摺動自在に装着されており、ヘッドユニット６はクロスバー５の延びる方向つまりＸ方向に移動自在となっている。
【００１５】
クロスバー５をＹ方向に駆動するために、一方の水平支持部材２にはモータ７により駆動されるボールねじ８が回転自在に取り付けられており、このボールねじ８はクロスバー５の一端部にねじ結合されている。クロスバー５にはこれに平行に連動シャフト１０が設けられており、この連動シャフト１０の両端に固定されたピニオンギヤ１１，１２は、水平支持部材１，２に固定されたラックギヤ１３，１４に噛み合っている。したがって、モータ７によってボールねじ８を駆動すると、クロスバー５はＹ方向に移動することになり、この移動に伴ってそれぞれのラックギヤ１３，１４と噛み合うピニオンギヤ１１，１２が回転することから、クロスバー５は水平支持部材１，２に対して所定の直角度を維持しながらＹ方向に移動することになる。なお、ラックギヤ１３は図２に示すガイドレール４の上方に位置している。
【００１６】
クロスバー５にはヘッドユニット６をＸ方向に駆動するためのボールねじ１５が回転自在に設けられており、このボールねじ１５はヘッドユニット６にねじ結合されている。このボールねじ１５はモータ１６の主軸に設けられたプーリーとボールねじ１５に設けられたプーリーとに掛け渡されたタイミングベルトを介して駆動されるようになっている。
【００１７】
水平支持部材１，２の下方には、水平支持部材１，２に対して直角の方向に相互に平行となって延びる２本のガイド部材２１，２２が設けられており、これらのガイド部材２１，２２はプリント基板２０を搬送するコンベアを形成し、これらのガイド部材２１，２２に案内されてプリント基板２０がＸ方向に搬送されるようになっている。プリント基板２０はガイド部材２１，２２に案内されて所定の基板支持ステージの位置に位置決めされることになる。プリント基板２０のサイズに対応させて、一方のガイド部材２１は他方のガイド部材２２に対して接近離反移動し得るようになっている。
【００１８】
ガイド部材２１，２２により形成されるコンベアの両側には、電子部品Ｗを保持する複数の部品ステージ２３が設けられている。それぞれの部品ステージ２３における電子部品をプリント基板２０に搭載するために、ヘッドユニット６には複数の搭載ヘッド２４が設けられている。
【００１９】
図２に示すように、搭載ヘッド２４は上下方向に摺動自在となった吸着ビット２５つまり吸着ノズルを有している。この吸着ビット２５は、クロスバー５を水平支持部材１，２に沿ってＹ方向に移動するとともに、搭載ヘッド２４をクロスバー５に沿ってＸ方向に移動することにより、任意の部品ステージ２３における電子部品Ｗを吸着し、プリント基板２０を所定の位置に搭載する。電子部品Ｗを吸着する際には、吸着ビット２５を所定の部品ステージ２３に向けて下降移動させ、吸着した後に吸着ビット２５を上昇移動させながら、吸着ビット２５をプリント基板２０の所定の位置に移動する。所定の位置まで移動した状態で吸着ビット２５を下降移動させることにより、電子部品Ｗはプリント基板２０の所定の位置に搭載される。吸着ビット２５は中空孔２６を有しており、この中空孔２６は真空ポンプ２７に導通され負圧によって電子部品Ｗが吸着ビット２５の先端に吸着されるようになっている。
【００２０】
搭載ヘッド２４の詳細を示すと、図３〜図７に示す通りである。ヘッドユニット６を構成する基台部３０には支持板３１が垂直方向に延びて取り付けられており、この支持板３１には、図３および図４（ａ）に示すように、上下方向に延びる２本のガイドレール３２，３３を有する支持ブロック３４が取り付けられている。それぞれのガイドレール３２，３３に対して上下方向に摺動自在にホルダー３５が装着され、このホルダー３５にはガイドレール３２，３３に沿って摺動する摺動ブロック３６，３７を有している。
【００２１】
ホルダー３５の下部３５ａには、図３に示すように、水平ブラケット３８がボルト３９により締結されており、この水平ブラケット３８には支持板３１に取り付けられた角形の空気圧シリンダ４１のロッド４２が連結されている。これにより、空気圧シリンダ４１を作動させると、ホルダー３５はガイドレール３２，３３に沿って上下方向に移動することになる。このようにホルダー３５の上下方向の位置を変化させることにより、吸着ビット２５が上下動する範囲の上下方向の位置を変化させることができる。
【００２２】
ホルダー３５には駆動ブロック４３がねじ部材により締結されており、この駆動ブロック４３内には上側圧室と下側圧室とを有する空気圧室４４が４つそれぞれ上下方向に延びて形成されている。図５に示されるように、それぞれの空気圧室４４内に供給される圧縮空気によって作動するピストンロッド４５が合計４本駆動ブロック４３の上下面から突出して上下動自在に装着されている。
【００２３】
それぞれのピストンロッド４５には、それぞれの上下端にねじ結合される連結部材４６，４７によってラック部材４８が取り付けられている。したがって、空気圧室４４の下側圧室に圧縮空気を供給すると、ピストンロッド４５は上昇移動することになり、これに連結されたラック部材４８も上昇移動することになる。一方、空気圧室４４の上側圧室に圧縮空気を供給すると、ピストンロッド４５は下降移動することになり、ラック部材４８も下降移動することになる。図３はラック部材４８が上昇限位置となった状態を示す。
【００２４】
それぞれの空気圧室４４の上下両圧室に対する圧縮空気の供給を制御するために、駆動ブロック４３には、図５に示すように、４つの電磁弁４９が設けられている。ラック部材４８の上下動を案内するために、下側の連結部材４７には駆動ブロック４３に形成されたガイド孔に摺動自在に嵌合するガイドロッド５１が図３に示されるように取り付けられている。
【００２５】
ホルダー３５の下部３５ａには、ノズル支持ブロック５２が図６に示すように固定されており、この中には４本の上下動スピンドル５３がそれぞれ上下方向に摺動自在に装着されている。ノズル支持ブロック５２の下端部には、それぞれの上下動スピンドル５３の下端部を覆うようにしてノズルホルダー５４が軸受により回転自在に装着されており、それぞれのノズルホルダー５４には上下動自在となって保持部材としての吸着ノズルつまり吸着ビット２５が設けられている。吸着ビット２５は上下動スピンドル５３が下降移動すると、これによりノズルホルダー５４から突出する方向に下降移動し、上昇移動すると上下動スピンドル５３によって上昇移動することになる。
【００２６】
吸着ビット２５は上下動スピンドル５３によって上下方向に駆動されるが、このスピンドル５３に直結されていることなく、図示しないばね部材によって吸着ビット２５にはスピンドル５３の下端面に向かうばね力が付勢されている。そして、スピンドル５３が上昇限位置から下降移動し始めた初期にはスピンドル５３のみが移動して、所定量下降移動した後にばね力に抗してスピンドル５３によって吸着ビット２５が下降移動するようになっている。
【００２７】
図３に示すように、上下動スピンドル５３内には吸引孔５５が形成され、吸引孔５５は吸着ビット２５に形成された中空孔２６に連通するとともに、ノズル支持ブロック５２に形成された連通口５６に連通している。この連通口５６は真空ポンプ２７に接続されており、吸着ビット２５の先端面に電子部品Ｗを接触させるとともに先端開口から外気を吸入することによって、電子部品Ｗが吸着ビット２５の先端に吸着保持されることになる。ノズル支持ブロック５２と上下動スピンドル５３との間は、シール材５７によりシールされている。
【００２８】
図６に示すように、駆動ブロック４３には水平方向に支持軸６１が固定されており、この支持軸６１にはそれぞれのラック部材４８に噛み合う４つのピニオンギヤ６２が軸受を介してそれぞれ回転自在に設けられ、それぞれのピニオンギヤ６２には偏心カム６３が固定されている。偏心カム６３は図３に示すように、最小径部Ａと最大径部Ｂとを有している。
【００２９】
それぞれのピストンロッド４５を上下方向に駆動することによってラック部材４８を介してピニオンギヤ６２が駆動され、ピニオンギヤ６２によって偏心カム６３が駆動されることになるが、ラック部材４８の歯数とラック部材の歯に噛み合うピニオンギヤ６２の歯数は、ラック部材４８が上昇限の位置から下降限の位置、あるいは下降限の位置から上昇限の位置まで１行程、つまり１ストローク摺動すると、ピニオンギヤ６２が３６０度回転するように設定されている。
【００３０】
それぞれの偏心カム６３の外周面つまりカム面には、それぞれの上下動スピンドル５３にねじ結合された従動子６４が接触しており、従動子６４はノズル支持ブロック５２の上端面と従動子６４との間に装着された圧縮コイルばね６５によってカム面に押圧するようなばね力が付勢されている。したがって、偏心カム６３の回転によって上下動スピンドル５３が上下動して吸着ビット２５が上下方向に移動することになる。
【００３１】
このように、ピストンロッド４５を吸着ビット２５に直結することなく、ピストンロッド４５の上昇動作あるいは下降動作の１ストロークでラック部材４８を介して偏心カム６３を３６０度回転させるようにし、吸着ビット２５の上昇移動と下降移動の２ストロークの移動をピストンロッドの１ストローク移動で行うようにしたことから、ピストンロッド４５の移動速度の倍の速度で吸着ビット２５を移動させることができる。したがって、ピストンロッド４５の移動速度を高めることが不要となり、その上昇限位置および下降限位置における衝撃の発生が防止され、ピストンの耐久性を高めることができるとともに、衝撃音を低減することができる。
【００３２】
水平ブラケット３８には、図３に示すように、モータ７１が取り付けられており、このモータ７１の主軸に固定されたプーリー７２と、それぞれのノズルホルダー５４にはタイミングベルト７３が図７に示すように掛け渡されている。ノズル支持ブロック５２の下面には、３つのアイドルプーリー７４が取り付けられており、タイミングベルト７３は、図７に示すように、蛇行しながら４つのノズルホルダー５４に接触し、それぞれのノズルホルダー５４を同一の方向に回転駆動するようになっている。
【００３３】
ノズルホルダー５４の回転量を検出するために、プーリー７２にはディスク７５が取り付けられ、この回転量は水平ブラケット３８に固定されたセンサ７６により検出されるようになっている。
【００３４】
なお、図示する搭載ヘッド２４には４つの吸着ビット２５が設けられており、同時に４つの電子部品Ｗを吸着保持することができるようになっているが、そのうちいずれか１つのみを作動させるようにしても良く、あるいは搭載ヘッド２４に１つの吸着ビット２５を設けるようにしても良い。さらには、図示する搭載ヘッド２４にはそれぞれの吸着ビット２５を別々に作動させることができるので、４ヶ所の部品ステージ２３に順次搭載ヘッド２４を移動させて、４つの吸着ビット２５に順次、それぞれ異種の電子部品Ｗを搭載するようにしても良い。その場合には、各々の部品ステージ２３では４つの吸着ビット２５のうち１つのみが上下動することになる。
【００３５】
次に、電子部品Ｗをプリント基板２０に搭載する手順について説明すると、空気圧シリンダ４１により水平ブラケット３８を介してホルダー３５を図３に示すように支持板３１に対して上昇限位置に設定した状態とし、さらにピストンロッド４５をホルダー３５に対して上昇限位置に設定した状態として、搭載ヘッド２４を図１においてクロスバー５に沿ってＸ軸方向に移動させるとともに、クロスバー５をガイドレール３，４に沿ってＹ軸方向に移動させる。これにより、吸着ビット２５は所定の部品ステージ２３における電子部品Ｗの真上に位置決めされる。
【００３６】
この状態のもとで、電磁弁４９を作動させてピストンロッド４５を下降移動させると、ラック部材４８を介して偏心カム６３が図３において反時計方向に回転し、従動子６４は偏心カムの最小径部Ａとの接触から最大径部Ｂとの接触に変化する過程で下降移動することになり、これにより、吸着ビット２５は電子部品Ｗに向けて下降移動する。下降限位置では吸着ビット２５が電子部品Ｗに接触して真空ポンプ２７の作動によってこれを吸着保持する。偏心カム６３がその最大径部つまり下降限位置Ｂで従動子６４に接触している状態から、引き続き同方向の回転によって最小径部Ａとの接触に戻る過程では、従動子６４は上昇移動することになり、電子部品Ｗは吸着ビット２５により吸着保持された状態で持ち上げられる。ラック部材４８が下降限位置となるまで移動すると、偏心カム６３は３６０度回転して従動子６４が最小径部つまり原点位置Ａに接触する位置まで戻る。このようにして、吸着ビット２５により部品ステージ２３の電子部品Ｗは持ち上げられる。
【００３７】
その後、空気圧シリンダ４１によってホルダー３５を上昇移動し、搭載ヘッド２４を水平方向に移動させることによって、吸着された電子部品Ｗをプリント基板２０の所定の搭載位置まで搬送する。搬送が終了して時点で、前述とは逆にピストンロッド４５を上昇移動させる。これにより、ラック部材４８を介して偏心カム６３が逆回転することになり、吸着ビット２５はプリント基板２０に向けて下降移動した後に、上昇移動することになる。下降限の位置において、電子部品Ｗはプリント基板に搭載される。
【００３８】
なお、搭載ヘッド２４を水平方向に移動させる際に、上述のように、空気圧シリンダ４１によってホルダー３５を上昇させるようにし、吸着ビット２５の上下動の範囲を変化させるようにしているが、搭載ヘッド２４の水平方向移動に際して、吸着ビット２５と他の部材や部品などとの干渉が回避される場合、たとえば、比較的サイズが大きく背の高い部品などがプリント基板２０に搭載されていない状態で搭載ヘッド２５を水平移動する場合には、ホルダー３５を上昇させる必要はない。つまり、吸着ビット２５を上下動させるだけで、搭載ヘッド２４を水平方向に移動させることができる。
【００３９】
図８は偏心カム６３の変形例を示す図である。この偏心カム６３の図８における反時計方向の回転を正回転とし、時計方向の回転を逆回転とする。この偏心カム６３にあっては、吸着ビット２５を上昇限位置に設定する最小径部である原点位置Ａと、吸着ビット２５を下降限位置に設定する最大径部である下降限位置Ｂの中心点とのなす角度が、θ1 の部分つまり高速移動領域と、θ2 の部分つまり低速移動領域とに区分されており、これらの角度を合計すると３６０度となる。そして、偏心カム６３を正回転した場合にはまず従動子６４はθ1 の高速移動領域に接触してから、θ2 の低速移動領域に接触することなり、逆回転した場合にはθ2 の低速移動領域に始めに接触することになる。図示するように、偏心カム６３のうち高速移動領域のカム面の角度θ1 は、低速移動領域のカム面の角度θ2 よりも小さい角度に設定されている。
【００４０】
図８（ａ）は、たとえばピストンロッド４５を下降移動させて、偏心カム６３を３６０度正回転させることにより吸着ビット２５を上下動させた場合を示す図であり、従動子６４が原点位置Ａに接触している状態では、吸着ビット２５は上昇限位置となっている。この状態から偏心カム６３を正回転させると、従動子６４は、まず高速移動領域のカム面に接触して、これにより作動されて下降移動する。偏心カム６３の最大径部Ｂが従動子６４の位置まで正回転すると、吸着ビット２５は下降限位置となる。
【００４１】
最大径部Ｂは支持軸６１の回転中心から同一の半径となった所定の範囲を有しているので、吸着ビット２５は下降限位置で所定の時間ｔ1 だけ停止状態を維持する。その後、引き続いて偏心カム６３が正回転すると、従動子６４は低速移動領域のカム面に接触することになり、この部分における径寸法の変化に対応して吸着ビット２５は上昇限位置まで移動する。
【００４２】
このように、高速移動領域と低速移動領域とが異なった角度に設定されていることから、図８（ａ）のタイムチャートに示すように、吸着ビット２５は上昇限位置から下降限位置まで高速で移動する一方、下降限位置から上昇限位置に戻る際には、低速で移動することになる。
【００４３】
これに対して、図８（ｂ）に示すように、ピストンロッド４５が下降限位置となった状態から上昇限位置まで移動させることにより、偏心カム６３を３６０度逆回転させると、まず、従動子６４は原点位置Ａから低速移動領域のカム面に接触して下降移動し、最大径部Ｂが従動子６４に達するまで下降移動するので、吸着ビット２５は低速で下降限位置まで移動する。この状態で所定の時間だけ停止状態を維持した後に、偏心カム６３がさらに逆回転すると、従動子６４は高速移動領域に接触して下降速度よりも速い速度で上昇移動することになる。
【００４４】
図８においては、偏心カム６３のカム面は概略形状を示すものであって、θ1 とθ2 とを相違させるとともに、図８に示された理想的なタイムチャートで示す如く、吸着ビット２５の上下動を変化させるように、カム面の形状つまり高速移動領域と低速移動領域の輪郭面の形状を設定することができる。
【００４５】
吸着ビット２５により部品ステージ２３における電子部品Ｗを吸着保持して、その電子部品Ｗをプリント基板２０の上に搭載する場合に、部品ステージ２３の上の電子部品Ｗに向けて吸着ビット２５を下降移動する際には、これを高速で下降移動させ、吸着保持した後はより低速で上昇移動させることが、吸着された電子部品Ｗを落下しないようにしつつ効率的に電子部品の吸着保持動作を行う上で好ましい。一方、吸着保持した電子部品Ｗをプリント基板２０の上に搭載する際には、電子部品Ｗを保持した吸着ビット２５を低速で下降移動させ、電子部品Ｗを搭載した後には、高速で吸着ビット２５を上昇させるようにすることが、電子部品Ｗの落下を防止しつつ能率的な搭載作業を行う上で好ましい。
【００４６】
したがって、図８に示すように偏心カム６３を正回転させた場合と逆回転させた場合とで、吸着ビット２５の下降移動速度と上昇移動速度とを相違させることにより、電子部品Ｗの落下を防止しつつ、より効率的な電子部品の搭載作業を行うことができる。
【００４７】
なお、偏心カム６３の回転方向はいずれの回転方向を正回転としても良く、また、ピトスンロッド４５によるラック部材４８の上昇移動時に吸着ビット２５により部品の把持動作を行うようにし、下降移動時に部品の搭載動作を行うようにしても良い。
【００４８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。たとえば、ラック部材を直線往復動させるようにすれば、図示したように上下方向に移動させる場合のみならず、水平方向に移動させるようにしても良い。
【００４９】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００５０】
（１）．ラック部材の直線往復動のうちの往動動作の１ストロークと復動動作の１ストロークのそれぞれによって吸着ビットを上下に往復動するようにしたので、ラック部材を高速で移動することなく、吸着ビットを高速で上下動させることが可能となる。
【００５１】
（２）．偏心カムを利用してラック部材の直線移動を吸着ビットの上下往復動に変換するようにしたことから、狭隘な限られたスペース内に複数の吸着ビットが設けられた搭載ヘッドを得ることができる。
【００５２】
（３）．偏心カムのカム面の形状を設定することにより、吸着ビットの下降動作の時間と上昇動作の時間を変化させることができ、吸着ビットの最適な搭載動作パターンを得ることができる。
【００５３】
(4).空気圧によってラック部材を直線往復動させることができ、電動モータを利用する場合に比して、低コストで部品搭載装置を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である電子部品搭載装置の概略構造を示す平面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１および図２に示された搭載ヘッドの詳細を示す一部切り欠き正面図である。
【図４】（ａ）は図３におけるIVa − IVa線に沿う矢視図であり、（ｂ）は同図（ａ）におけるIVb − IVb線に沿う断面図である。
【図５】図３の左側面図である。
【図６】図３におけるVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】図３におけるVII −VII 線に沿う矢視図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は偏心カムの変形例における偏心カムの回転方向と吸着ビットの上下動との関係を示す概略図である。
【符号の説明】
１，２ 水平支持部材
３，４ ガイドレール
５ クロスバー
６ ヘッドユニット
７ モータ
８ ボールねじ
１０ 連動シャフト
１１，１２ ピニオンギヤ
１３，１４ ラックギヤ
１５ ボールねじ
１６ モータ
２０ プリント基板
２１，２２ ガイド部材
２３ 部品ステージ
２４ 搭載ヘッド
２５ 吸着ビット
２６ 中空孔
２７ 真空ポンプ
３０ 基台部
３１ 支持板
３２，３３ ガイドレール
３４ 支持ブロック
３５ ホルダー
３６，３７ 摺動ブロック
３８ 水平ブラケット
３９ ボルト
４１ 空気圧シリンダ
４２ ピストンロッド
４３ 駆動ブロック
４４ 空気圧室
４５ ピストンロッド
４６，４７ 連結部材
４８ ラック部材
４９ 電磁弁
５１ ガイドロッド
５２ ノズル支持ブロック
５３ 上下動スピンドル
５４ ノズルホルダー
５５ 吸引孔
５６ 連通口
５７ シール材
６１ 支持軸
６２ ピニオンギヤ
６３ 偏心カム
６４ 従動子
６５ 圧縮コイルばね
Ｗ 電子部品
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置などの電子部品をプリント基板に自動的に搭載する部品搭載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実装基板を構成するためのプリント基板に対してＩＣやＬＳＩ等の半導体装置、ダイオード、コンデンサ、さらに抵抗などの電子部品を自動的に搭載するために部品搭載装置が使用される。この部品搭載装置はマウンタとも言われ、プリント基板を案内して所定の位置で位置決めして基板支持ステージを構成するガイドレールと、プリント基板に搭載される複数種類の部品をそれぞれ保持する部品ステージとを有しており、部品ステージにおける電子部品をプリント基板にまで搬送して搭載するために搭載ヘッドがＸＹ二軸方向に水平移動するようになっている。
【０００３】
この搭載ヘッドには電子部品を負圧により吸着するための保持部材として吸着ノズルつまり吸着ビットが複数装着されており、この吸着ビットは基板支持ステージと部品ステージとにおいてそれぞれ上下動するように搭載ヘッドに設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
吸着ビットを上下動する駆動手段としては電動モータや空気圧シリンダが使用されており、電動モータを駆動手段として使用した場合には、吸着ビットの上下動速度を制御することができるという利点がある反面、制御系を含めて搭載ヘッドの製造コストが高くなるという問題点がある。
【０００５】
これに対して、この上下動のために空気圧シリンダを使用すると製造コストを抑えることができるが、上下動速度の制御を正確に行うことができないという問題点がある。また、空気圧シリンダにより吸着ビットを上下動する場合には、空気圧シリンダのピストンロッドに吸着ビットを連結して、ピストンロッドの直線往復動を吸着ビットの上下動に伝達するようにしており、部品搭載能率を向上させるべくピストンロッドの上下動速度を速くすると、ピストンロッドの往復動端の位置では衝撃が発生することになる。このため、ピストンロッドの移動速度をあまり速くすることは困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、吸着ビットを簡単な構造で高速で駆動し得るようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、吸着ビットを下降移動するときおよび上昇移動するときにおいて相互に相違した速度で上下動し得るようにすることにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【００１０】
すなわち、本発明の部品搭載装置は複数の部品ステージに保持された部品を基板支持ステージに支持された基板に搭載する部品搭載装置であって、前記部品ステージと前記基板支持ステージとの間に移動自在に設けられた搭載ヘッドと、前記搭載ヘッドに取り付けられたホルダーに上下動自在に設けられ、前記部品を保持する吸着ビットと、前記ホルダーに直線方向に往復動自在に設けられたラック部材と、前記ホルダーに回転自在に取り付けられるとともに前記ラック部材が一方向に直線移動する際に正転方向に３６０度回転し、逆方向に直線移動する際に逆方向に３６０度回転する偏心カムと、前記偏心カムのカム面に接触するとともに前記吸着ビットに連結され、前記ラック部材の前記一方向の直線移動によって前記吸着ビットを上下動しかつ前記ラック部材の前記逆方向の直線移動によって前記吸着ビットを上下動する従動子とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、偏心カムは吸着ビットを上昇限位置に設定する原点位置と吸着ビットを下降限位置に設定する下降限位置とを有し、偏心カムを正転させたときには吸着ビットを低速で下降移動させた後に高速で上昇移動させる一方、偏心カムを逆転させたときには吸着ビットを高速で下降移動させた後に低速で上昇移動させる。偏心カムに高速移動領域と低速移動領域とを形成し、この偏心カムの１回転で吸着ビットの下降移動と上昇移動とを行うようにすると、吸着ビットを下降移動させる際には上昇移動させる際よりも高速で作動させる動作と、逆に下降移動させる際には上昇移動させる際よりも低速で作動させる動作とを繰り返して行うことができ、吸着ビットを用いてこれに部品を保持させる動作と、保持した部品を基板に搭載する動作とを部品の落下を防止しながら、迅速に行うことができる。
【００１２】
ホルダー自体を上下動させることにより、吸着ビットの上下動範囲を上下方向に変化させるようにしても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態である部品搭載装置を示す平面図であり、図２は図１の正面図である。この電子部品搭載装置は、平行に配置された２つの水平支持部材１，２を有し、それぞれの水平支持部材１，２には図２に示すようにガイドレール３，４が取り付けられている。水平支持部材１，２に対して直角方向に延びるクロスバー５はその両端部でガイドレール３，４に装着されており、ガイドレール３，４に案内されて水平支持部材１，２に沿ってＹ方向に移動自在となっている。このクロスバー５にはこれに案内されてヘッドユニット６が摺動自在に装着されており、ヘッドユニット６はクロスバー５の延びる方向つまりＸ方向に移動自在となっている。
【００１５】
クロスバー５をＹ方向に駆動するために、一方の水平支持部材２にはモータ７により駆動されるボールねじ８が回転自在に取り付けられており、このボールねじ８はクロスバー５の一端部にねじ結合されている。クロスバー５にはこれに平行に連動シャフト１０が設けられており、この連動シャフト１０の両端に固定されたピニオンギヤ１１，１２は、水平支持部材１，２に固定されたラックギヤ１３，１４に噛み合っている。したがって、モータ７によってボールねじ８を駆動すると、クロスバー５はＹ方向に移動することになり、この移動に伴ってそれぞれのラックギヤ１３，１４と噛み合うピニオンギヤ１１，１２が回転することから、クロスバー５は水平支持部材１，２に対して所定の直角度を維持しながらＹ方向に移動することになる。なお、ラックギヤ１３は図２に示すガイドレール４の上方に位置している。
【００１６】
クロスバー５にはヘッドユニット６をＸ方向に駆動するためのボールねじ１５が回転自在に設けられており、このボールねじ１５はヘッドユニット６にねじ結合されている。このボールねじ１５はモータ１６の主軸に設けられたプーリーとボールねじ１５に設けられたプーリーとに掛け渡されたタイミングベルトを介して駆動されるようになっている。
【００１７】
水平支持部材１，２の下方には、水平支持部材１，２に対して直角の方向に相互に平行となって延びる２本のガイド部材２１，２２が設けられており、これらのガイド部材２１，２２はプリント基板２０を搬送するコンベアを形成し、これらのガイド部材２１，２２に案内されてプリント基板２０がＸ方向に搬送されるようになっている。プリント基板２０はガイド部材２１，２２に案内されて所定の基板支持ステージの位置に位置決めされることになる。プリント基板２０のサイズに対応させて、一方のガイド部材２１は他方のガイド部材２２に対して接近離反移動し得るようになっている。
【００１８】
ガイド部材２１，２２により形成されるコンベアの両側には、電子部品Ｗを保持する複数の部品ステージ２３が設けられている。それぞれの部品ステージ２３における電子部品をプリント基板２０に搭載するために、ヘッドユニット６には複数の搭載ヘッド２４が設けられている。
【００１９】
図２に示すように、搭載ヘッド２４は上下方向に摺動自在となった吸着ビット２５つまり吸着ノズルを有している。この吸着ビット２５は、クロスバー５を水平支持部材１，２に沿ってＹ方向に移動するとともに、搭載ヘッド２４をクロスバー５に沿ってＸ方向に移動することにより、任意の部品ステージ２３における電子部品Ｗを吸着し、プリント基板２０を所定の位置に搭載する。電子部品Ｗを吸着する際には、吸着ビット２５を所定の部品ステージ２３に向けて下降移動させ、吸着した後に吸着ビット２５を上昇移動させながら、吸着ビット２５をプリント基板２０の所定の位置に移動する。所定の位置まで移動した状態で吸着ビット２５を下降移動させることにより、電子部品Ｗはプリント基板２０の所定の位置に搭載される。吸着ビット２５は中空孔２６を有しており、この中空孔２６は真空ポンプ２７に導通され負圧によって電子部品Ｗが吸着ビット２５の先端に吸着されるようになっている。
【００２０】
搭載ヘッド２４の詳細を示すと、図３〜図７に示す通りである。ヘッドユニット６を構成する基台部３０には支持板３１が垂直方向に延びて取り付けられており、この支持板３１には、図３および図４（ａ）に示すように、上下方向に延びる２本のガイドレール３２，３３を有する支持ブロック３４が取り付けられている。それぞれのガイドレール３２，３３に対して上下方向に摺動自在にホルダー３５が装着され、このホルダー３５にはガイドレール３２，３３に沿って摺動する摺動ブロック３６，３７を有している。
【００２１】
ホルダー３５の下部３５ａには、図３に示すように、水平ブラケット３８がボルト３９により締結されており、この水平ブラケット３８には支持板３１に取り付けられた角形の空気圧シリンダ４１のロッド４２が連結されている。これにより、空気圧シリンダ４１を作動させると、ホルダー３５はガイドレール３２，３３に沿って上下方向に移動することになる。このようにホルダー３５の上下方向の位置を変化させることにより、吸着ビット２５が上下動する範囲の上下方向の位置を変化させることができる。
【００２２】
ホルダー３５には駆動ブロック４３がねじ部材により締結されており、この駆動ブロック４３内には上側圧室と下側圧室とを有する空気圧室４４が４つそれぞれ上下方向に延びて形成されている。図５に示されるように、それぞれの空気圧室４４内に供給される圧縮空気によって作動するピストンロッド４５が合計４本駆動ブロック４３の上下面から突出して上下動自在に装着されている。
【００２３】
それぞれのピストンロッド４５には、それぞれの上下端にねじ結合される連結部材４６，４７によってラック部材４８が取り付けられている。したがって、空気圧室４４の下側圧室に圧縮空気を供給すると、ピストンロッド４５は上昇移動することになり、これに連結されたラック部材４８も上昇移動することになる。一方、空気圧室４４の上側圧室に圧縮空気を供給すると、ピストンロッド４５は下降移動することになり、ラック部材４８も下降移動することになる。図３はラック部材４８が上昇限位置となった状態を示す。
【００２４】
それぞれの空気圧室４４の上下両圧室に対する圧縮空気の供給を制御するために、駆動ブロック４３には、図５に示すように、４つの電磁弁４９が設けられている。ラック部材４８の上下動を案内するために、下側の連結部材４７には駆動ブロック４３に形成されたガイド孔に摺動自在に嵌合するガイドロッド５１が図３に示されるように取り付けられている。
【００２５】
ホルダー３５の下部３５ａには、ノズル支持ブロック５２が図６に示すように固定されており、この中には４本の上下動スピンドル５３がそれぞれ上下方向に摺動自在に装着されている。ノズル支持ブロック５２の下端部には、それぞれの上下動スピンドル５３の下端部を覆うようにしてノズルホルダー５４が軸受により回転自在に装着されており、それぞれのノズルホルダー５４には上下動自在となって保持部材としての吸着ノズルつまり吸着ビット２５が設けられている。吸着ビット２５は上下動スピンドル５３が下降移動すると、これによりノズルホルダー５４から突出する方向に下降移動し、上昇移動すると上下動スピンドル５３によって上昇移動することになる。
【００２６】
吸着ビット２５は上下動スピンドル５３によって上下方向に駆動されるが、このスピンドル５３に直結されていることなく、図示しないばね部材によって吸着ビット２５にはスピンドル５３の下端面に向かうばね力が付勢されている。そして、スピンドル５３が上昇限位置から下降移動し始めた初期にはスピンドル５３のみが移動して、所定量下降移動した後にばね力に抗してスピンドル５３によって吸着ビット２５が下降移動するようになっている。
【００２７】
図３に示すように、上下動スピンドル５３内には吸引孔５５が形成され、吸引孔５５は吸着ビット２５に形成された中空孔２６に連通するとともに、ノズル支持ブロック５２に形成された連通口５６に連通している。この連通口５６は真空ポンプ２７に接続されており、吸着ビット２５の先端面に電子部品Ｗを接触させるとともに先端開口から外気を吸入することによって、電子部品Ｗが吸着ビット２５の先端に吸着保持されることになる。ノズル支持ブロック５２と上下動スピンドル５３との間は、シール材５７によりシールされている。
【００２８】
図６に示すように、駆動ブロック４３には水平方向に支持軸６１が固定されており、この支持軸６１にはそれぞれのラック部材４８に噛み合う４つのピニオンギヤ６２が軸受を介してそれぞれ回転自在に設けられ、それぞれのピニオンギヤ６２には偏心カム６３が固定されている。偏心カム６３は図３に示すように、最小径部Ａと最大径部Ｂとを有している。
【００２９】
それぞれのピストンロッド４５を上下方向に駆動することによってラック部材４８を介してピニオンギヤ６２が駆動され、ピニオンギヤ６２によって偏心カム６３が駆動されることになるが、ラック部材４８の歯数とラック部材の歯に噛み合うピニオンギヤ６２の歯数は、ラック部材４８が上昇限の位置から下降限の位置、あるいは下降限の位置から上昇限の位置まで１行程、つまり１ストローク摺動すると、ピニオンギヤ６２が３６０度回転するように設定されている。
【００３０】
それぞれの偏心カム６３の外周面つまりカム面には、それぞれの上下動スピンドル５３にねじ結合された従動子６４が接触しており、従動子６４はノズル支持ブロック５２の上端面と従動子６４との間に装着された圧縮コイルばね６５によってカム面に押圧するようなばね力が付勢されている。したがって、偏心カム６３の回転によって上下動スピンドル５３が上下動して吸着ビット２５が上下方向に移動することになる。
【００３１】
このように、ピストンロッド４５を吸着ビット２５に直結することなく、ピストンロッド４５の上昇動作あるいは下降動作の１ストロークでラック部材４８を介して偏心カム６３を３６０度回転させるようにし、吸着ビット２５の上昇移動と下降移動の２ストロークの移動をピストンロッドの１ストローク移動で行うようにしたことから、ピストンロッド４５の移動速度の倍の速度で吸着ビット２５を移動させることができる。したがって、ピストンロッド４５の移動速度を高めることが不要となり、その上昇限位置および下降限位置における衝撃の発生が防止され、ピストンの耐久性を高めることができるとともに、衝撃音を低減することができる。
【００３２】
水平ブラケット３８には、図３に示すように、モータ７１が取り付けられており、このモータ７１の主軸に固定されたプーリー７２と、それぞれのノズルホルダー５４にはタイミングベルト７３が図７に示すように掛け渡されている。ノズル支持ブロック５２の下面には、３つのアイドルプーリー７４が取り付けられており、タイミングベルト７３は、図７に示すように、蛇行しながら４つのノズルホルダー５４に接触し、それぞれのノズルホルダー５４を同一の方向に回転駆動するようになっている。
【００３３】
ノズルホルダー５４の回転量を検出するために、プーリー７２にはディスク７５が取り付けられ、この回転量は水平ブラケット３８に固定されたセンサ７６により検出されるようになっている。
【００３４】
なお、図示する搭載ヘッド２４には４つの吸着ビット２５が設けられており、同時に４つの電子部品Ｗを吸着保持することができるようになっているが、そのうちいずれか１つのみを作動させるようにしても良く、あるいは搭載ヘッド２４に１つの吸着ビット２５を設けるようにしても良い。さらには、図示する搭載ヘッド２４にはそれぞれの吸着ビット２５を別々に作動させることができるので、４ヶ所の部品ステージ２３に順次搭載ヘッド２４を移動させて、４つの吸着ビット２５に順次、それぞれ異種の電子部品Ｗを搭載するようにしても良い。その場合には、各々の部品ステージ２３では４つの吸着ビット２５のうち１つのみが上下動することになる。
【００３５】
次に、電子部品Ｗをプリント基板２０に搭載する手順について説明すると、空気圧シリンダ４１により水平ブラケット３８を介してホルダー３５を図３に示すように支持板３１に対して上昇限位置に設定した状態とし、さらにピストンロッド４５をホルダー３５に対して上昇限位置に設定した状態として、搭載ヘッド２４を図１においてクロスバー５に沿ってＸ軸方向に移動させるとともに、クロスバー５をガイドレール３，４に沿ってＹ軸方向に移動させる。これにより、吸着ビット２５は所定の部品ステージ２３における電子部品Ｗの真上に位置決めされる。
【００３６】
この状態のもとで、電磁弁４９を作動させてピストンロッド４５を下降移動させると、ラック部材４８を介して偏心カム６３が図３において反時計方向に回転し、従動子６４は偏心カムの最小径部Ａとの接触から最大径部Ｂとの接触に変化する過程で下降移動することになり、これにより、吸着ビット２５は電子部品Ｗに向けて下降移動する。下降限位置では吸着ビット２５が電子部品Ｗに接触して真空ポンプ２７の作動によってこれを吸着保持する。偏心カム６３がその最大径部つまり下降限位置Ｂで従動子６４に接触している状態から、引き続き同方向の回転によって最小径部Ａとの接触に戻る過程では、従動子６４は上昇移動することになり、電子部品Ｗは吸着ビット２５により吸着保持された状態で持ち上げられる。ラック部材４８が下降限位置となるまで移動すると、偏心カム６３は３６０度回転して従動子６４が最小径部つまり原点位置Ａに接触する位置まで戻る。このようにして、吸着ビット２５により部品ステージ２３の電子部品Ｗは持ち上げられる。
【００３７】
その後、空気圧シリンダ４１によってホルダー３５を上昇移動し、搭載ヘッド２４を水平方向に移動させることによって、吸着された電子部品Ｗをプリント基板２０の所定の搭載位置まで搬送する。搬送が終了して時点で、前述とは逆にピストンロッド４５を上昇移動させる。これにより、ラック部材４８を介して偏心カム６３が逆回転することになり、吸着ビット２５はプリント基板２０に向けて下降移動した後に、上昇移動することになる。下降限の位置において、電子部品Ｗはプリント基板に搭載される。
【００３８】
なお、搭載ヘッド２４を水平方向に移動させる際に、上述のように、空気圧シリンダ４１によってホルダー３５を上昇させるようにし、吸着ビット２５の上下動の範囲を変化させるようにしているが、搭載ヘッド２４の水平方向移動に際して、吸着ビット２５と他の部材や部品などとの干渉が回避される場合、たとえば、比較的サイズが大きく背の高い部品などがプリント基板２０に搭載されていない状態で搭載ヘッド２５を水平移動する場合には、ホルダー３５を上昇させる必要はない。つまり、吸着ビット２５を上下動させるだけで、搭載ヘッド２４を水平方向に移動させることができる。
【００３９】
図８は偏心カム６３の変形例を示す図である。この偏心カム６３の図８における反時計方向の回転を正回転とし、時計方向の回転を逆回転とする。この偏心カム６３にあっては、吸着ビット２５を上昇限位置に設定する最小径部である原点位置Ａと、吸着ビット２５を下降限位置に設定する最大径部である下降限位置Ｂの中心点とのなす角度が、θ1 の部分つまり高速移動領域と、θ2 の部分つまり低速移動領域とに区分されており、これらの角度を合計すると３６０度となる。そして、偏心カム６３を正回転した場合にはまず従動子６４はθ1 の高速移動領域に接触してから、θ2 の低速移動領域に接触することなり、逆回転した場合にはθ2 の低速移動領域に始めに接触することになる。図示するように、偏心カム６３のうち高速移動領域のカム面の角度θ1 は、低速移動領域のカム面の角度θ2 よりも小さい角度に設定されている。
【００４０】
図８（ａ）は、たとえばピストンロッド４５を下降移動させて、偏心カム６３を３６０度正回転させることにより吸着ビット２５を上下動させた場合を示す図であり、従動子６４が原点位置Ａに接触している状態では、吸着ビット２５は上昇限位置となっている。この状態から偏心カム６３を正回転させると、従動子６４は、まず高速移動領域のカム面に接触して、これにより作動されて下降移動する。偏心カム６３の最大径部Ｂが従動子６４の位置まで正回転すると、吸着ビット２５は下降限位置となる。
【００４１】
最大径部Ｂは支持軸６１の回転中心から同一の半径となった所定の範囲を有しているので、吸着ビット２５は下降限位置で所定の時間ｔ1 だけ停止状態を維持する。その後、引き続いて偏心カム６３が正回転すると、従動子６４は低速移動領域のカム面に接触することになり、この部分における径寸法の変化に対応して吸着ビット２５は上昇限位置まで移動する。
【００４２】
このように、高速移動領域と低速移動領域とが異なった角度に設定されていることから、図８（ａ）のタイムチャートに示すように、吸着ビット２５は上昇限位置から下降限位置まで高速で移動する一方、下降限位置から上昇限位置に戻る際には、低速で移動することになる。
【００４３】
これに対して、図８（ｂ）に示すように、ピストンロッド４５が下降限位置となった状態から上昇限位置まで移動させることにより、偏心カム６３を３６０度逆回転させると、まず、従動子６４は原点位置Ａから低速移動領域のカム面に接触して下降移動し、最大径部Ｂが従動子６４に達するまで下降移動するので、吸着ビット２５は低速で下降限位置まで移動する。この状態で所定の時間だけ停止状態を維持した後に、偏心カム６３がさらに逆回転すると、従動子６４は高速移動領域に接触して下降速度よりも速い速度で上昇移動することになる。
【００４４】
図８においては、偏心カム６３のカム面は概略形状を示すものであって、θ1 とθ2 とを相違させるとともに、図８に示された理想的なタイムチャートで示す如く、吸着ビット２５の上下動を変化させるように、カム面の形状つまり高速移動領域と低速移動領域の輪郭面の形状を設定することができる。
【００４５】
吸着ビット２５により部品ステージ２３における電子部品Ｗを吸着保持して、その電子部品Ｗをプリント基板２０の上に搭載する場合に、部品ステージ２３の上の電子部品Ｗに向けて吸着ビット２５を下降移動する際には、これを高速で下降移動させ、吸着保持した後はより低速で上昇移動させることが、吸着された電子部品Ｗを落下しないようにしつつ効率的に電子部品の吸着保持動作を行う上で好ましい。一方、吸着保持した電子部品Ｗをプリント基板２０の上に搭載する際には、電子部品Ｗを保持した吸着ビット２５を低速で下降移動させ、電子部品Ｗを搭載した後には、高速で吸着ビット２５を上昇させるようにすることが、電子部品Ｗの落下を防止しつつ能率的な搭載作業を行う上で好ましい。
【００４６】
したがって、図８に示すように偏心カム６３を正回転させた場合と逆回転させた場合とで、吸着ビット２５の下降移動速度と上昇移動速度とを相違させることにより、電子部品Ｗの落下を防止しつつ、より効率的な電子部品の搭載作業を行うことができる。
【００４７】
なお、偏心カム６３の回転方向はいずれの回転方向を正回転としても良く、また、ピトスンロッド４５によるラック部材４８の上昇移動時に吸着ビット２５により部品の把持動作を行うようにし、下降移動時に部品の搭載動作を行うようにしても良い。
【００４８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。たとえば、ラック部材を直線往復動させるようにすれば、図示したように上下方向に移動させる場合のみならず、水平方向に移動させるようにしても良い。
【００４９】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００５０】
（１）．ラック部材の直線往復動のうちの往動動作の１ストロークと復動動作の１ストロークのそれぞれによって吸着ビットを上下に往復動するようにしたので、ラック部材を高速で移動することなく、吸着ビットを高速で上下動させることが可能となる。
【００５１】
（２）．偏心カムを利用してラック部材の直線移動を吸着ビットの上下往復動に変換するようにしたことから、狭隘な限られたスペース内に複数の吸着ビットが設けられた搭載ヘッドを得ることができる。
【００５２】
（３）．偏心カムのカム面の形状を設定することにより、吸着ビットの下降動作の時間と上昇動作の時間を変化させることができ、吸着ビットの最適な搭載動作パターンを得ることができる。
【００５３】
(4).空気圧によってラック部材を直線往復動させることができ、電動モータを利用する場合に比して、低コストで部品搭載装置を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である電子部品搭載装置の概略構造を示す平面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１および図２に示された搭載ヘッドの詳細を示す一部切り欠き正面図である。
【図４】（ａ）は図３におけるIVa − IVa線に沿う矢視図であり、（ｂ）は同図（ａ）におけるIVb − IVb線に沿う断面図である。
【図５】図３の左側面図である。
【図６】図３におけるVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】図３におけるVII −VII 線に沿う矢視図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は偏心カムの変形例における偏心カムの回転方向と吸着ビットの上下動との関係を示す概略図である。
【符号の説明】
１，２ 水平支持部材
３，４ ガイドレール
５ クロスバー
６ ヘッドユニット
７ モータ
８ ボールねじ
１０ 連動シャフト
１１，１２ ピニオンギヤ
１３，１４ ラックギヤ
１５ ボールねじ
１６ モータ
２０ プリント基板
２１，２２ ガイド部材
２３ 部品ステージ
２４ 搭載ヘッド
２５ 吸着ビット
２６ 中空孔
２７ 真空ポンプ
３０ 基台部
３１ 支持板
３２，３３ ガイドレール
３４ 支持ブロック
３５ ホルダー
３６，３７ 摺動ブロック
３８ 水平ブラケット
３９ ボルト
４１ 空気圧シリンダ
４２ ピストンロッド
４３ 駆動ブロック
４４ 空気圧室
４５ ピストンロッド
４６，４７ 連結部材
４８ ラック部材
４９ 電磁弁
５１ ガイドロッド
５２ ノズル支持ブロック
５３ 上下動スピンドル
５４ ノズルホルダー
５５ 吸引孔
５６ 連通口
５７ シール材
６１ 支持軸
６２ ピニオンギヤ
６３ 偏心カム
６４ 従動子
６５ 圧縮コイルばね
Ｗ 電子部品
Claims (3)
- 複数の部品ステージに保持された部品を基板支持ステージに支持された基板に搭載する部品搭載装置であって、
前記部品ステージと前記基板支持ステージとの間に移動自在に設けられた搭載ヘッドと、
前記搭載ヘッドに取り付けられたホルダーに上下動自在に設けられ、前記部品を保持する吸着ビットと、
前記ホルダーに直線方向に往復動自在に設けられたラック部材と、
前記ホルダーに回転自在に取り付けられるとともに前記ラック部材が一方向に直線移動する際に正転方向に３６０度回転し、逆方向に直線移動する際に逆方向に３６０度回転する偏心カムと、
前記偏心カムのカム面に接触するとともに前記吸着ビットに連結され、前記ラック部材の前記一方向の直線移動によって前記吸着ビットを上下動しかつ前記ラック部材の前記逆方向の直線移動によって前記吸着ビットを上下動する従動子とを有することを特徴とする部品搭載装置。 - 請求項１記載の部品搭載装置であって、前記偏心カムは前記吸着ビットを上昇限位置に設定する原点位置と前記吸着ビットを下降限位置に設定する下降限位置とを有し、前記偏心カムを正転させたときには前記吸着ビットを低速で下降移動させた後に高速で上昇移動させる一方、前記偏心カムを逆転させたときには前記吸着ビットを高速で下降移動させた後に低速で上昇移動させるようにしたことを特徴とする部品搭載装置。
- 請求項１または２記載の部品搭載装置であって、前記ホルダーを上下動自在に前記搭載ヘッドに設け、前記吸着ビットの上下動の範囲を上下方向に変化させるようにしたことを特徴とする部品搭載装置。
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