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WO2013136383A1 - 装着ヘッド及び部品装着装置 - Google Patents

装着ヘッド及び部品装着装置 Download PDF

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WO2013136383A1
WO2013136383A1 PCT/JP2012/005763 JP2012005763W WO2013136383A1 WO 2013136383 A1 WO2013136383 A1 WO 2013136383A1 JP 2012005763 W JP2012005763 W JP 2012005763W WO 2013136383 A1 WO2013136383 A1 WO 2013136383A1
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WO
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shaft
component
shaft member
rows
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PCT/JP2012/005763
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Inventor
慎二 山本
豊 木下
伸弘 中井
弘之 藤原
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a mounting head that includes a plurality of shaft members that extend in the vertical direction and have suction nozzles at the lower end, and a component mounting apparatus that includes this mounting head.
  • the component mounting apparatus includes a substrate positioning unit that positions the substrate, a component supply unit that supplies the component, and a mounting head that sucks and mounts the component supplied from the component supply unit. And a plurality of shaft members each having a suction nozzle at the lower end.
  • each shaft member can freely move in the vertical direction and rotate around the vertical axis, and a plurality of vertical driving means (individually moving each shaft member in the vertical direction) For example, a motor) and one or a plurality of rotation drive motors that rotate a plurality of shaft members at once.
  • a rotation drive motor is disposed at the end of the mounting head, and its power is transmitted to a plurality of shaft members by belt transmission (see, for example, Patent Document 1).
  • an object of the present invention is to provide a mounting head and a component mounting apparatus having a configuration capable of finely controlling the rotation of a shaft member while achieving compactness.
  • the mounting head of the present invention is arranged in a staggered manner over two rows, a plurality of shaft members extending in the vertical direction and having suction nozzles at the lower end, and a staggered arrangement identical to the staggered arrangement of the plurality of shaft members over the two rows.
  • a plurality of rotational drive motors arranged to individually rotate the plurality of shaft members; and a staggered arrangement opposite to the staggered arrangement of the plurality of shaft members; And a plurality of vertical driving means for individually moving up and down.
  • the mounting head of the present invention is the mounting head described above, and the rotary drive motor is configured to directly drive the shaft member by connecting a drive shaft directed downward to the shaft member.
  • the mounting head of the present invention is the mounting head described above, and the vertical drive means moves the shaft member up and down together with the rotary drive motor that rotates the shaft member.
  • the component mounting apparatus includes a substrate positioning unit that positions a substrate, a component supply unit that supplies components, and a substrate that is positioned on the substrate positioning unit by adsorbing components supplied from the component supply unit.
  • a mounting device including a mounting head to be mounted, wherein the mounting heads are arranged in a staggered manner over two rows, extend in the vertical direction, and have a suction nozzle at the lower end, and the plurality of shaft members
  • a plurality of rotational drive motors arranged in the two rows in the same staggered arrangement as the plurality of rotational drive motors for individually rotating the plurality of shaft members, and a staggered arrangement opposite to the staggered arrangement of the plurality of shaft members.
  • a plurality of vertical drive means arranged in the two rows and individually performing the vertical movement of the plurality of shaft members.
  • the component mounting apparatus of the present invention is the component mounting apparatus described above, wherein the rotary drive motor connects a drive shaft directed downward to the shaft member to directly drive the shaft member. .
  • the component mounting apparatus of the present invention is the component mounting apparatus described above, wherein the vertical drive means moves the shaft member up and down together with the rotary drive motor that rotates the shaft member.
  • the plurality of shaft members included in the mounting head are arranged in a staggered manner over two rows, and a plurality of rotational drive motors that individually perform the rotation operations of the plurality of shaft members are arranged in the same staggered arrangement as the shaft members.
  • a plurality of vertical drive means for individually moving a plurality of shaft members are arranged in two rows in a staggered arrangement opposite to the staggered arrangement of the shaft members, and the rotation drive motor is mounted on the mounting head. Because the arrangement is embedded in the mounting head instead of the end, it is possible to perform detailed rotation control of the shaft member by individually rotating the shaft member while making the mounting head compact. It is.
  • the principal part perspective view of the component mounting apparatus in one embodiment of this invention The perspective view of the mounting head with which the component mounting apparatus in one embodiment of this invention is provided.
  • (A) Front view, (b) Side view, (c) Plan view of mounting head in one embodiment of the present invention 1 is a partially exploded perspective view of a mounting head according to an embodiment of the present invention.
  • the flowchart which shows the procedure of the component mounting operation which the component mounting apparatus in one embodiment of this invention performs (A), (b) Side view of mounting head in one embodiment of the present invention (A), (b) Side view of mounting head in one embodiment of the present invention
  • the perspective view of the mounting head in one embodiment of the present invention The perspective view of the mounting head in one embodiment of the present invention.
  • the component mounting apparatus 1 shown in FIG. 1 carries in and positions the substrate 2 sent from an upstream process apparatus (not shown) (for example, a solder printer or other component mounting apparatus), and is positioned on the electrode portion 3 of the substrate 2 that has been positioned. Repeatedly executes a series of operations consisting of mounting the component (electronic component) 4 on the substrate and unloading the substrate 2 on which the component 4 is mounted to a device on the downstream process side (for example, another component mounting device, inspection machine, reflow furnace, etc.) To do.
  • an upstream process apparatus for example, a solder printer or other component mounting apparatus
  • the transport direction of the substrate 2 is defined as the X-axis direction (left-right direction viewed from the operator OP), and the direction in the horizontal plane perpendicular to the X-axis direction is defined as the Y-axis direction (front-back direction viewed from the operator OP). To do. Also, the vertical direction is the Z-axis direction.
  • the component mounting apparatus 1 has a board transfer conveyor 12 that extends in the X-axis direction at the center of a base 11.
  • This board transfer conveyor 12 receives the board 2 sent from the upstream process side apparatus, transfers it in the X-axis direction, and positions it at a predetermined work position, and serves as a board positioning section in this component mounting apparatus 1.
  • a feeder base 13 is provided at the end of the base 11 in the Y-axis direction, and a plurality of parts feeders 14 are detachably attached to the feeder base 13.
  • Each parts feeder 14 continuously supplies the component 4 to a component supply port 14 a provided at the end on the substrate transport conveyor 12 side, and serves as a component supply unit in the component mounting apparatus 1.
  • a head moving mechanism 15 composed of a Cartesian coordinate system robot is provided on the base 11, and the mounting head 16 is movable in the upper region of the base 11 by the head moving mechanism 15.
  • a substrate camera 17 with the imaging field of view facing downward is attached to the mounting head 16, and a component camera with the imaging field of view facing upward in the region between the substrate transport conveyor 12 and the feeder base 13 on the base 11. 18 is provided.
  • the mounting head 16 extends vertically on the front surface 21a of the flat base member 21 connected to the head moving mechanism 15.
  • a fixing plate 31 extending in the horizontal direction is provided at the middle portion of the front surface 21a of the base member 21 in the vertical direction.
  • four moving plates 33 extending in the horizontal direction are provided side by side in the left-right direction below the fixed plate 31 on the front surface 21 a of the base member 21.
  • Each movable plate 33 is guided by a guide member 34 provided so as to extend in the vertical direction with the front surface 21a of the base member 21 aligned in the left-right direction, and is movable in the vertical direction.
  • each rotary drive motor 24 is attached with a drive shaft 24a extending downward through a moving plate 33 in the vertical direction (thickness direction).
  • the drive shaft 24a of each rotary drive motor 24 has a shaft member 23 attached thereto. The upper end is attached.
  • the four rotational drive motors 24 are arranged one by one on the four movable plates 33, and when one movable plate 33 moves up and down, one rotational drive motor 24 attached to the movable plate 33 moves up and down. As a result, the shaft member 23 also moves up and down. Further, when the drive shaft 24a of each rotary drive motor 24 is rotated, the shaft member 23 connected to the drive shaft 24a rotates.
  • each vertical drive motor 25 has a ball screw 25a, which is a rotating shaft, penetrating from the upper side to the lower side of the fixed plate 31, and the ball screw 25a of each vertical drive motor 25 is embedded in the moving plate 33 directly below it. Screwed into the nut 25b. For this reason, when each vertical drive motor 25 is operated to rotate the ball screw 25a about the vertical axis, the moving plate 33 is moved up and down along the guide member 34 together with the nut 25b screwed to the vertical screw 25a. The attached shaft member 23 moves up and down together with the rotary drive motor 24.
  • the mounting heads 16 are arranged in a staggered manner in two rows, a plurality of shaft members 23 that extend in the vertical direction and have suction nozzles 22 at the lower end, and a staggered arrangement identical to the staggered arrangement of the plurality of shaft members 23 in two rows.
  • the rotary drive motor 24 is configured to connect a drive shaft 24a directed downward to the shaft member 23 to directly drive the shaft member 23.
  • the vertical drive motor 25 is configured to drive the shaft member 23 to the shaft member 23.
  • the rotary drive motor 24 is rotated up and down.
  • the fixed plate 31 is provided with cutout portions 31 a having a size slightly larger than the outer shape of the rotary drive motor 24 at four positions immediately above the four rotary drive motors 24 arranged in a staggered manner.
  • cutout portions 31 a having a size slightly larger than the outer shape of the rotary drive motor 24 at four positions immediately above the four rotary drive motors 24 arranged in a staggered manner.
  • the substrate 2 is conveyed and positioned by the substrate conveyer 12, the parts 4 are fed by the parts feeder 14, the mounting head 16 is moved by the head moving mechanism 15, and the shaft member 23 is rotated by the rotation drive motor 24.
  • the imaging operation control by is performed by the control device 40 provided in the component mounting apparatus 1.
  • the image data obtained by the imaging operation by the board camera 17 and the image data obtained by the imaging operation of the component camera 18 are transmitted to the control device 40, and image recognition is performed by the image recognition unit 40a of the control device 40.
  • the control device 40 In order to execute a component mounting operation for mounting the component 4 on the electrode unit 3 on the substrate 2 by the component mounting device 1 having such a configuration, the control device 40 first operates the substrate transport conveyor 12 to perform the component mounting operation 1.
  • the board 2 sent from the upstream process side apparatus is received, carried into the component mounting apparatus 1, and positioned at a predetermined work position (step ST1 shown in FIG. 5).
  • the control device 40 moves the mounting head 16 to move the substrate camera 17 above the substrate 2, and the substrate camera 17 captures a pair of substrate marks 2 m (FIG. 1) on the substrate 2.
  • the positional deviation of the substrate 2 from the reference position is calculated by comparing the obtained position of the pair of substrate marks 2m with a preset reference position (step ST2 shown in FIG. 5).
  • the control device 40 controls the operation of the parts feeder 14 to supply the parts 4 to the parts supply port 14a of the parts feeder 14 (step ST3 shown in FIG. 5). ) After the mounting head 16 is positioned above the parts feeder 14, the parts 4 supplied to the parts supply port 14a of the parts feeder 14 are sucked (pick up) by the suction nozzle 22 (step ST4 shown in FIG. 5). .
  • the control device 40 selectively operates one of the four vertical drive motors 25 in order to move the shaft member 23 downward (FIG. 6A ⁇ 6 (b) or 7 (a) ⁇ FIG. 7 (b) (see arrow A shown in FIGS. 6 (b) and 7 (b)). Then, when the operation control of the suction mechanism 35 is performed and the component 4 is sucked by the suction nozzle 22, the vertical drive motor 25 is operated to move the shaft member 23 moved down to the original position.
  • the mounting head 16 When the control device 40 sucks the components 4 to each suction nozzle 22, the mounting head 16 is moved so that all the sucked components 4 pass above the component camera 18, and the component camera 18 images the components 4. Make it. Then, image recognition is performed based on the imaging result of each component 4 (step ST5 shown in FIG. 5), and a positional deviation (adsorption deviation) of each component 4 with respect to the suction nozzle 22 is calculated (step ST6 shown in FIG. 5). .
  • step ST7 the control device 40 corrects the position of the suction nozzle 22 relative to the substrate 2 so that the positional deviation of the substrate 2 obtained in step ST2 and the suction deviation of the component 4 obtained in step ST6 are corrected. .
  • the position correction of the suction nozzle 22 includes rotation correction of the suction nozzle 22, and when rotating the suction nozzle 22, the shaft member 23 that has been moved downward by the vertical drive motor 25 is moved by the rotary drive motor 24 to the vertical axis. This is done by rotating it around (see FIG. 8 or FIG. 9; see arrow B shown in these figures).
  • the control device 40 determines whether or not the mounting of all the components 4 to be mounted on the substrate 2 is completed after mounting the components 4 on the substrate 2 (step ST8 shown in FIG. 5). When the mounting of all the components 4 to be mounted on the substrate 2 has not been completed, the process returns to step ST3. When the mounting of all the components 4 to be mounted on the substrate 2 has been completed, the substrate transport conveyor 12 is turned on. The board 2 is carried out from the component mounting apparatus 1 by operating (step ST9 shown in FIG. 5).
  • a plurality of shaft members 23 included in the mounting head 16 are arranged in a staggered manner over two rows, and a plurality of rotational drive motors 24 that individually rotate the plurality of shaft members 23 are arranged in a staggered arrangement of the shaft members 23.
  • a plurality of vertical drive motors 25 that individually move the plurality of shaft members 23 vertically are arranged in two rows in a staggered arrangement opposite to the staggered arrangement of the shaft members 23.
  • the rotation drive motor 24 is embedded in the mounting head 16 instead of the end of the mounting head 16, the shaft member 23 is individually rotated while the mounting head 16 is made compact. Thus, fine rotation control of the shaft member 23 can be performed.
  • the arrangement of the suction nozzles 22 is a staggered arrangement in a plan view like the shaft member 23, the size of the parts 4 that can be sucked without interfering with the adjacent suction nozzles 22 is increased, and a large-sized part 4 is also suitable for wearing.
  • the rotary drive motor 24 is configured to directly drive the shaft member 23 by connecting the drive shaft 24a directed downward to the shaft member 23, the power of the rotary drive motor 24 is transmitted to the shaft member 23 by belt transmission.
  • the accuracy of the rotation control of the shaft member 23 is remarkably improved as compared with the configuration for transmitting to the shaft.
  • the vertical drive motor 25 moves the shaft member 23 up and down together with the rotary drive motor 24 that rotates the shaft member 23.
  • the rotary drive motor 24 is fixed to the base member 21, and the shaft member 23 is fixed. Since the structure can be made simpler than the structure in which the shaft member 23 moves relative to the rotary drive motor 24 in the vertical direction when the shaft is moved up and down, the manufacturing cost can be greatly reduced.
  • the motor (vertical drive motor 25) is shown as the vertical drive means for individually moving the plurality of shaft members 23 up and down, but the vertical drive means is replaced with such a motor, You may consist of the pneumatic cylinder etc. which move the moving plate 33 couple

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

 二列にわたって千鳥配列され、上下方向に延びて下端に吸着ノズル(22)を備えた複数のシャフト部材(23)、これら複数のシャフト部材(23)の千鳥配列と同一の千鳥配列で二列にわたって配置され、複数のシャフト部材(23)の回転動作を個別に行う複数の回転駆動モータ(24)及び複数のシャフト部材(23)の千鳥配列と反対向きの千鳥配列で二列にわたって配置され、複数のシャフト部材(23)の上下移動を個別に行う複数の上下駆動モータ(25)を備える装着ヘッド。回転駆動モータ24は下方に向けた駆動軸(24a)をシャフト部材(23)に連結させてそのシャフト部材(23)を直接駆動し、上下駆動モータ(25)は、シャフト部材(23)をそのシャフト部材(23)を回転させる回転駆動モータ(24)ごと上下移動させる。

Description

装着ヘッド及び部品装着装置
 本発明は、上下方向に延びて下端に吸着ノズルを備えた複数のシャフト部材を有して構成される装着ヘッド及びこの装着ヘッドを備えた部品装着装置に関するものである。
 部品装着装置は基板の位置決めを行う基板位置決め部、部品を供給する部品供給部及び部品供給部より供給される部品を吸着して基板に装着する装着ヘッドを備えて成り、装着ヘッドは、上下方向に延びて下端に吸着ノズルを備えた複数のシャフト部材を有した構成となっている。
 このような部品装着装置の装着ヘッドでは、各シャフト部材は上下方向の移動と上下軸回りの回転とが自在になっており、各シャフト部材を個別に上下方向に移動させる複数の上下駆動手段(例えばモータ)と、複数のシャフト部材を一括して回転させる一又は複数の回転駆動モータを備えている。各回転駆動モータは装着ヘッドの端部に配置され、その動力はベルト伝動で複数のシャフト部材に伝達されるようになっている(例えば特許文献1参照)。
日本国特開2010-93177号公報
 しかしながら、上記従来のように、ひとつの回転駆動モータで複数のシャフト部材を回転させる構成では各シャフト部材のきめ細かな回転制御が難しく、基板への装着ミスが発生し易くなるという難点がある。このため各シャフト部材に対応して回転駆動モータを配置して複数のシャフト部材を個別に回転動作させるようにした構成が望ましいが、回転駆動モータをシャフト部材の数だけ装着ヘッドの端部に配置すると装着ヘッド全体が大きくなり、装着ヘッドはもとより、部品装着装置全体のコンパクト化が妨げられるという問題点があった。
 そこで本発明は、コンパクト化を図りつつ、シャフト部材のきめ細かな回転制御が可能な構成の装着ヘッド及び部品装着装置を提供することを目的とする。
 本発明の装着ヘッドは、二列にわたって千鳥配列され、上下方向に延びて下端に吸着ノズルを備えた複数のシャフト部材と、前記複数のシャフト部材の千鳥配列と同一の千鳥配列で前記二列にわたって配置され、前記複数のシャフト部材の回転動作を個別に行う複数の回転駆動モータと、前記複数のシャフト部材の千鳥配列と反対向きの千鳥配列で前記二列にわたって配置され、前記複数のシャフト部材の上下移動を個別に行う複数の上下駆動手段とを備えた。
 また、本発明の装着ヘッドは、前述した装着ヘッドであって、前記回転駆動モータは下方に向けた駆動軸を前記シャフト部材に連結させてそのシャフト部材を直接駆動するようになっている。
 さらに、本発明の装着ヘッドは、前述した装着ヘッドであって、前記上下駆動手段は、前記シャフト部材をそのシャフト部材を回転させる前記回転駆動モータごと上下移動させるようになっている。
 そして、本発明の部品装着装置は、基板の位置決めを行う基板位置決め部と、部品を供給する部品供給部と、部品供給部より供給される部品を吸着して基板位置決め部に位置決めされた基板に装着する装着ヘッドとを備えた部品装着装置であって、前記装着ヘッドは、二列にわたって千鳥配列され、上下方向に延びて下端に吸着ノズルを備えた複数のシャフト部材と、前記複数のシャフト部材の千鳥配列と同一の千鳥配列で前記二列にわたって配置され、前記複数のシャフト部材の回転動作を個別に行う複数の回転駆動モータと、前記複数のシャフト部材の千鳥配列と反対向きの千鳥配列で前記二列にわたって配置され、前記複数のシャフト部材の上下移動を個別に行う複数の上下駆動手段とを備えた。
 また、本発明の部品装着装置は、前述した部品装着装置であって、前記回転駆動モータは下方に向けた駆動軸を前記シャフト部材に連結させてそのシャフト部材を直接駆動するようになっている。
 さらに、本発明の部品装着装置は、前述した部品装着装置であって、前記上下駆動手段は、前記シャフト部材をそのシャフト部材を回転させる前記回転駆動モータごと上下移動させるようになっている。
 本発明では、装着ヘッドが備える複数のシャフト部材を二列にわたって千鳥配列したうえで、これら複数のシャフト部材の回転動作を個別に行う複数の回転駆動モータをシャフト部材の千鳥配列と同一の千鳥配列で二列にわたって配置する一方、複数のシャフト部材を個別に上下移動させる複数の上下駆動手段をシャフト部材の千鳥配列と反対向きの千鳥配列で二列にわたって配置しており、回転駆動モータを装着ヘッドの端部ではなく装着ヘッドの内部に埋め込んだ配置を採用しているので、装着ヘッドのコンパクト化を図りつつ、シャフト部材を個別に回転動作させてシャフト部材のきめ細かな回転制御を行うことが可能である。
本発明の一実施の形態における部品装着装置の要部斜視図 本発明の一実施の形態における部品装着装置が備える装着ヘッドの斜視図 本発明の一実施の形態における装着ヘッドの(a)正面図、(b)側面図、(c)平面図 本発明の一実施の形態における装着ヘッドの一部分解斜視図 本発明の一実施の形態における部品装着装置が実行する部品装着作業の手順を示すフローチャート (a)、(b)本発明の一実施の形態における装着ヘッドの側面図 (a)、(b)本発明の一実施の形態における装着ヘッドの側面図 本発明の一実施の形態における装着ヘッドの斜視図 本発明の一実施の形態における装着ヘッドの斜視図
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に示す部品装着装置1は、図示しない上流工程側の装置(例えば半田印刷機や他の部品装着装置)から送られてきた基板2の搬入及び位置決め、位置決めした基板2の電極部3上への部品(電子部品)4の装着及び部品4を装着した基板2の下流工程側の装置(例えば他の部品装着装置や検査機、リフロー炉等)への搬出から成る一連の動作を繰り返し実行するものである。以下、説明の便宜上、基板2の搬送方向をX軸方向(オペレータOPから見た左右方向)とし、X軸方向と直交する水平面内の方向をY軸方向(オペレータOPから見た前後方向)とする。また、上下方向をZ軸方向とする。
 図1において、部品装着装置1は、基台11の中央部にX軸方向に延びて設けられた基板搬送コンベア12を有している。この基板搬送コンベア12は上流工程側の装置から送られてきた基板2を受け取ってX軸方向に搬送し、所定の作業位置に位置決めするものであり、この部品装着装置1における基板位置決め部となっている。基台11のY軸方向の端部にはフィーダベース13が設けられており、このフィーダベース13には複数のパーツフィーダ14が着脱自在に取り付けられている。各パーツフィーダ14は基板搬送コンベア12側の端部に設けられた部品供給口14aに部品4を連続的に供給するものであり、この部品装着装置1における部品供給部となっている。
 基台11上には直交座標系ロボットから成るヘッド移動機構15が設けられており、このヘッド移動機構15によって装着ヘッド16が基台11の上方領域を移動自在になっている。装着ヘッド16には撮像視野を下方に向けた基板カメラ17が取り付けられており、基台11上の基板搬送コンベア12とフィーダベース13との間の領域には撮像視野を上方に向けた部品カメラ18が設けられている。
 装着ヘッド16は、図2及び図3(a)、(b)、(c)に示すように、ヘッド移動機構15に連結された平板状のベース部材21の前面21aに、上下方向に延びて下端に吸着ノズル22を備えた複数(ここでは4本)のシャフト部材23、これら4本のシャフト部材23の上下軸回りの回転動作を個別に行う複数(ここでは4つ)の回転駆動モータ24及び4本のシャフト部材23の上下移動を個別に行う複数(ここでは4つ)の上下駆動手段としての上下駆動モータ25を備えている。
 図2及び図3(a)、(b)、(c)において、ベース部材21の前面21aの上下方向中間部には水平方向に延びた固定板31が設けられている。また、ベース部材21の前面21aの固定板31の下方には水平方向に延びた4つの移動板33が左右方向に4つ並んで設けられている。各移動板33は、ベース部材21の前面21aを左右方向に並んで上下方向に延びて設けられたガイド部材34にガイドされて上下方向に移動自在となっている。
 図3(a)、(b)、(c)及び図4において、4つの移動板33のそれぞれには4つの回転駆動モータ24が前後二列にわたって千鳥配列で取り付けられている。各回転駆動モータ24は下方に延びた駆動軸24aを、移動板33を上下方向(厚さ方向)に貫通させて取り付けられており、各回転駆動モータ24の駆動軸24aにはシャフト部材23の上端部が取り付けられている。ここで、4つの回転駆動モータ24は4つの移動板33にひとつずつ配置されており、ひとつの移動板33が上下移動すると、その移動板33に取り付けられたひとつの回転駆動モータ24が上下移動し、これによりシャフト部材23も上下移動する。また、各回転駆動モータ24の駆動軸24aを回転させると、その駆動軸24aに連結されたシャフト部材23が回転する。
 図2及び図3(a)、(b)、(c)において、固定板31の上面には、4つの上下駆動モータ25が、4本のシャフト部材23の千鳥配列と反対向きの千鳥配列で、前後二列にわたって配置されている。各上下駆動モータ25はその回転軸であるボール螺子25aを固定板31の上方から下方に向けて貫通させており、各上下駆動モータ25のボール螺子25aは、その直下の移動板33に埋め込まれたナット25bに螺合している。このため、各上下駆動モータ25を作動させてボール螺子25aを上下軸回りに回転させると、これに螺合したナット25bとともに移動板33がガイド部材34に沿って昇降し、その移動板33に取り付けられたシャフト部材23が回転駆動モータ24ごと上下移動する。
 すなわち装着ヘッド16は、二列にわたって千鳥配列され、上下方向に延びて下端に吸着ノズル22を備えた複数のシャフト部材23、これら複数のシャフト部材23の千鳥配列と同一の千鳥配列で二列にわたって配置され、複数のシャフト部材23の回転動作を個別に行う複数の回転駆動モータ24及び複数のシャフト部材23の千鳥配列と反対向きの千鳥配列で二列にわたって配置され、複数のシャフト部材23を個別に上下移動させる複数の上下駆動モータ25を備えた構成となっている。また、回転駆動モータ24は下方に向けた駆動軸24aをシャフト部材23に連結させてそのシャフト部材23を直接駆動するようになっており、上下駆動モータ25は、シャフト部材23をそのシャフト部材23を回転させる回転駆動モータ24ごと上下移動させるようになっている。
 図4に示すように、固定板31には、千鳥配列された4つの回転駆動モータ24の直上の4つの位置に回転駆動モータ24の外形よりも一回り大きい大きさの切り欠き部31aが設けられており、各回転駆動モータ24の上部と固定板31との干渉が避けられるようになっている(図2も参照)。
 図1において、基板搬送コンベア12による基板2の搬送及び位置決め動作、各パーツフィーダ14による部品4の供給動作、ヘッド移動機構15による装着ヘッド16の移動動作、回転駆動モータ24によるシャフト部材23の回転動作、上下駆動モータ25によるシャフト部材23の上下移動動作、装着ヘッド16内に設けられた吸着機構35による吸着ノズル22を介した部品4の吸着動作、基板カメラ17による撮像動作制御及び部品カメラ18による撮像動作制御は部品装着装置1が備える制御装置40によってなされる。また、基板カメラ17による撮像動作によって得られた画像データ及び部品カメラ18の撮像動作によって得られた画像データは制御装置40に送信され、制御装置40の画像認識部40aにおいて画像認識がなされる。
 このような構成の部品装着装置1により基板2上の電極部3に部品4を装着する部品装着作業を実行するには、制御装置40は先ず、基板搬送コンベア12を作動させ、部品装着装置1の上流工程側の装置から送られてきた基板2を受け取って部品装着装置1の内部に搬入し、所定の作業位置に位置決めする(図5に示すステップST1)。
 制御装置40は基板2の位置決めを行ったら、装着ヘッド16を移動させて基板カメラ17を基板2の上方に移動させ、基板カメラ17に基板2上の一対の基板マーク2m(図1)の撮像を行わせて画像認識を行う。そして、得られた一対の基板マーク2mの位置を予め設定された基準の位置と比較することによって、基板2の基準の位置からの位置ずれを算出する(図5に示すステップST2)。
 制御装置40は、基板2の基準の位置からの位置ずれを算出したら、パーツフィーダ14の作動制御を行ってそのパーツフィーダ14の部品供給口14aに部品4を供給させ(図5に示すステップST3)、装着ヘッド16をパーツフィーダ14の上方に位置させたうえで、パーツフィーダ14の部品供給口14aに供給された部品4を吸着ノズル22に吸着(ピックアップ)させる(図5に示すステップST4)。
 この吸着ノズル22による部品4の吸着動作では、制御装置40は、4つの上下駆動モータ25のうちのひとつを順に選択的に作動させて、シャフト部材23を下動させる(図6(a)→図6(b)又は図7(a)→図7(b)。図6(b)及び図7(b)中に示す矢印A参照)。そして、吸着機構35の作動制御を行ってその吸着ノズル22に部品4を吸着させたら、上下駆動モータ25作動させて、下動させたシャフト部材23を元の位置まで上動させる。
 制御装置40は各吸着ノズル22に部品4を吸着させたら、吸着させた全部品4が部品カメラ18の上方を通過するように装着ヘッド16を移動させ、部品カメラ18に部品4の撮像を行わせる。そして、各部品4のその撮像結果に基づいて画像認識を行い(図5に示すステップST5)、各部品4の吸着ノズル22に対する位置ずれ(吸着ずれ)を算出する(図5に示すステップST6)。
 制御装置40は、部品4の吸着ノズル22に対する位置ずれを算出したら、装着ヘッド16を基板2の上方に位置させ、吸着ノズル22により吸着した部品4を基板2上の電極部3に接触させたうえで吸着ノズル22への真空圧の供給を解除する動作を繰り返して、吸着した全部品4を基板2に装着する(図5に示すステップST7)。このステップST7では、制御装置40は、ステップST2で求めた基板2の位置ずれと、ステップST6で求めた部品4の吸着ずれが修正されるように、基板2に対する吸着ノズル22の位置補正を行う。この吸着ノズル22の位置補正には吸着ノズル22の回転補正も含まれ、吸着ノズル22を回転させるときには、上下駆動モータ25によって下動させた状態のシャフト部材23を、回転駆動モータ24によって上下軸回りに回転させることによって行う(図8又は図9。これらの図中に示す矢印B参照)。
 制御装置40は、基板2に対する部品4の装着を行ったら、基板2に装着すべき全ての部品4の装着が終了したか否かの判断を行う(図5に示すステップST8)。そして、基板2に装着すべき全ての部品4の装着が終了していなかったときにはステップST3に戻り、基板2に装着すべき全ての部品4の装着が終了していたときには、基板搬送コンベア12を作動させて基板2を部品装着装置1から搬出する(図5に示すステップST9)。
 本発明では、装着ヘッド16が備える複数のシャフト部材23を二列にわたって千鳥配列したうえで、これら複数のシャフト部材23の回転動作を個別に行う複数の回転駆動モータ24をシャフト部材23の千鳥配列と同一の千鳥配列で二列にわたって配置する一方、複数のシャフト部材23を個別に上下移動させる複数の上下駆動モータ25をシャフト部材23の千鳥配列と反対向きの千鳥配列で二列にわたって配置しており、回転駆動モータ24を装着ヘッド16の端部ではなく装着ヘッド16の内部に埋め込んだ配置を採用しているので、装着ヘッド16のコンパクト化を図りつつ、シャフト部材23を個別に回転動作させてシャフト部材23のきめ細かな回転制御を行うことが可能である。また、吸着ノズル22の配置がシャフト部材23と同様に平面視において千鳥配列となることから、隣接する吸着ノズル22と干渉することなく吸着することができる部品4のサイズが大きくなり、大型の部品4の装着にも適するようになっている。
 また、回転駆動モータ24は下方に向けた駆動軸24aをシャフト部材23に連結させてそのシャフト部材23を直接駆動するようになっているので、回転駆動モータ24の動力をベルト伝動によりシャフト部材23に伝達する構成に比較してシャフト部材23の回転制御の精度が格段に向上する。
 また、上下駆動モータ25は、シャフト部材23をそのシャフト部材23を回転させる回転駆動モータ24ごと上下移動させるようになっており、回転駆動モータ24をベース部材21に対して固定とし、シャフト部材23を昇降させたときにシャフト部材23が回転駆動モータ24に対して上下方向に相対移動する構成のものよりも構造を簡単にすることができるので、製造コストを大幅に低減することができる。
 なお、上述の実施の形態では、複数のシャフト部材23の上下移動を個別に行う上下駆動手段としてモータ(上下駆動モータ25)を示したが、上下駆動手段は、このようなモータに替えて、上下方向に延びたピストンロッドを昇降させることで、ピストンロッドに結合させた移動板33を上下移動させる空圧シリンダ等からなっていてもよい。
 本出願は、2012年3月12日出願の日本国特許出願(特願2012-054153)に基づくものであり、それらの内容はここに参照として取り込まれる。
 コンパクト化を図りつつ、シャフト部材のきめ細かな回転制御が可能な構成の装着ヘッド及び部品装着装置を提供する。
 1 部品装着装置
 2 基板
 4 部品
 12 基板搬送コンベア(基板位置決め部)
 14 パーツフィーダ(部品供給部)
 16 装着ヘッド
 22 吸着ノズル
 23 シャフト部材
 24 回転駆動モータ
 24a 駆動軸
 25 上下駆動モータ(上下駆動手段)

Claims (6)

  1.  二列にわたって千鳥配列され、上下方向に延びて下端に吸着ノズルを備えた複数のシャフト部材と、
     前記複数のシャフト部材の千鳥配列と同一の千鳥配列で前記二列にわたって配置され、前記複数のシャフト部材の回転動作を個別に行う複数の回転駆動モータと、
     前記複数のシャフト部材の千鳥配列と反対向きの千鳥配列で前記二列にわたって配置され、前記複数のシャフト部材の上下移動を個別に行う複数の上下駆動手段とを備えたことを特徴とする装着ヘッド。
  2.  前記回転駆動モータは下方に向けた駆動軸を前記シャフト部材に連結させてそのシャフト部材を直接駆動するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の装着ヘッド。
  3.  前記上下駆動手段は、前記シャフト部材をそのシャフト部材を回転させる前記回転駆動モータごと上下移動させるようになっていることを特徴とする請求項1又は2に記載の装着ヘッド。
  4.  基板の位置決めを行う基板位置決め部と、部品を供給する部品供給部と、部品供給部より供給される部品を吸着して基板位置決め部に位置決めされた基板に装着する装着ヘッドとを備えた部品装着装置であって、
     前記装着ヘッドは、
     二列にわたって千鳥配列され、上下方向に延びて下端に吸着ノズルを備えた複数のシャフト部材と、
     前記複数のシャフト部材の千鳥配列と同一の千鳥配列で前記二列にわたって配置され、前記複数のシャフト部材の回転動作を個別に行う複数の回転駆動モータと、
     前記複数のシャフト部材の千鳥配列と反対向きの千鳥配列で前記二列にわたって配置され、前記複数のシャフト部材の上下移動を個別に行う複数の上下駆動手段とを備えたことを特徴とする部品装着装置。
  5.  前記回転駆動モータは下方に向けた駆動軸を前記シャフト部材に連結させてそのシャフト部材を直接駆動するようになっていることを特徴とする請求項4に記載の部品装着装置。
  6.  前記上下駆動手段は、前記シャフト部材をそのシャフト部材を回転させる前記回転駆動モータごと上下移動させるようになっていることを特徴とする請求項4又は5に記載の部品装着装置。
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