JP2001047385A - 電気部品装着ヘッド - Google Patents

電気部品装着ヘッド

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JP2001047385A
JP2001047385A JP11222836A JP22283699A JP2001047385A JP 2001047385 A JP2001047385 A JP 2001047385A JP 11222836 A JP11222836 A JP 11222836A JP 22283699 A JP22283699 A JP 22283699A JP 2001047385 A JP2001047385 A JP 2001047385A
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piston
pressure
pressure chamber
cylinder housing
electric component
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JP11222836A
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Takeyoshi Isogai
武義 磯貝
Yuji Katsumi
裕司 勝見
Noriaki Iwaki
範明 岩城
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Fuji Corp
Original Assignee
Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408Incorporating a pick-up tool
    • H05K13/0409Sucking devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
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    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電気部品のプリント基板への装着荷重を精度よ
く制御可能な電気部品装着ヘッドを提供する。 【解決手段】吸着ノズル16をヘッド本体12にシリン
ダ18を介して保持させる。シリンダ18は、シリンダ
ハウジング24とピストン26とを含むものとし、ピス
トン26の上方に形成される圧力室40と下方に形成さ
れる圧力室42との圧力を圧力制御装置55により制御
する。ピストン26とシリンダハウジング24との隙間
に軸受用気体供給装置68により加圧気体を供給して気
体軸受を構成する。圧力室40,42の圧力の大小によ
り、装着荷重を、ピストン26および吸着ノズル16の
重量より大きくすることも小さくすることもでき、か
つ、ピストン26の摺動抵抗が小さくて済むため、装着
荷重を精度よく制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気部品装着装置に
おける電気部品装着ヘッドに関するものであり、特に、
電気部品(電子部品を含む)の装着対象材への押付荷重
である装着荷重の制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の電気部品装着ヘッドの一例を図5
に概略的に示す。この電気部品装着ヘッド100は、
(a)ヘッド本体102と、(b)電気部品を吸着する
吸着ノズル104と、(c)それらヘッド本体102と
吸着ノズル104とを吸着ノズル104の軸線に平行な
方向に移動可能に接続するボールスプライン106と、
(d)その吸着ノズル104を下方へ付勢するコイルス
プリング108とを含む。吸着ノズル104は、スプラ
イン軸110にボールを介して嵌合されたボールスプラ
インナット112に保持され、そのボールスプラインナ
ット112を介してコイルスプリング108により付勢
されている。ヘッド本体102は昇降装置により昇降さ
せられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題,課題解決手段および効
果】本電気部品装着ヘッド100においては、装着に先
立って、吸着ノズル104のヘッド本体102に対する
相対位置と、吸着ノズルに作用する下向きの力との関係
が調べられ、その関係に基づいて装着時における昇降台
の下降位置が決定される。接触検知センサ114により
電気部品と装着対象材とが接触したことが検知され、そ
こから下降位置までの下降ストロークが、上記関係に基
づいて制御されることにより、装着荷重が所定の大きさ
になるようにされるのである。換言すれば、電気部品を
適正荷重で装着対象材に押し付けるために、装着に先立
って、吸着ノズル104のヘッド本体102に対する相
対位置と、吸着ノズルに作用する下向きの力との関係が
調べられることと、ヘッド本体102の下降位置が精度
よく制御されることとが必要であった。
【0004】さらに、この装置においては、装着荷重の
最小値が、主に、吸着ノズル104およびそれと一体
的に移動する部材の自重と、ヘッド本体102が下降
位置まで下降させられた状態におけるコイルスプリング
108の弾性力と、ボールスプライン106の摺動抵
抗とによって決まる。そのため、装着荷重の最小値を十
分に小さくすることが困難であった。
【0005】本発明は、以上の事情を背景とし、電気部
品の装着荷重を容易に精度よく制御することと、最小装
着荷重を軽減させることとの少なくとも一方を達成する
ことを課題として為されたものであり、本発明によっ
て、下記各態様の電気部品装着ヘッドが得られる。各態
様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、
必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。
これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであ
り、本明細書に記載の技術的特徴やそれらの組合せが以
下の態様に限定されると解釈されるべきではない。ま
た、1つの項に複数の事項が記載されている場合、常に
それら事項をすべて一緒に採用しなければならないわけ
ではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも
可能である。 (1)ヘッド本体と、電気部品を吸着する吸着ノズル
と、それらヘッド本体と吸着ノズルとを吸着ノズルの軸
線に平行な方向に相対移動可能に接続するシリンダであ
って、シリンダハウジングと、そのシリンダハウジング
の内側に摺動可能に嵌合されたピストンとを備え、そ
のピストンの両端面のうち一方の端面とシリンダハウジ
ングとにより画定される第1圧力室と、ピストンの他方
の端面とシリンダハウジングとにより画定される第2圧
力室との少なくとも一方と、シリンダハウジング側と
ピストン側とにそれぞれ設けられて互に摺動可能に嵌合
されることによりピストンのシリンダハウジングに対す
る摺動を案内する2つの摺動案内面とを有するシリンダ
と、前記第1圧力室と前記第2圧力室とのうち現に形成
されるものの少なくとも一方の圧力を制御する圧力制御
装置とを含む装着荷重制御装置付き電気部品装着ヘッド
(請求項1)。本項に記載の装着荷重制御装置付き電気
部品装着ヘッドにおいては、ヘッド本体と吸着ノズルと
の相対位置が変化しても装着荷重が変化しないので、ヘ
ッド本体の高さ位置如何にかかわらず装着荷重を一定に
保つことができる。その上、シリンダに形成される各圧
力室の圧力を検出することにより、その圧力と予め判っ
ている吸着ノズルの重さ等とに基づいて装着荷重を取得
することができるので、装着荷重を直接検出することな
く装着荷重を容易に精度良く制御することができる。な
お、圧力室には、圧力が制御されるものと、一定の圧力
に保持されるものと、常時大気に連通させられるものと
が含まれる。具体的には、第1圧力室と第2圧力室との
うち、現に形成される圧力室が1つである場合には、そ
の圧力室の圧力が制御され、現に形成される圧力室が2
つである場合は、それら2つの圧力室の少なくとも一方
の圧力が制御される。後者の場合において圧力が制御さ
れない圧力室は、例えば、常時大気に連通させられて大
気圧に保持されるか、または、気体源としての圧力制御
装置または軸受用気体供給装置により一定の圧力に保持
される。 (2)前記2つの摺動案内面の隙間に気体を供給して気
体軸受を形成する軸受用気体供給装置を含むことを特徴
とする (1)項に記載の装着荷重制御装置付き電気部品装
着ヘッド(請求項2)。従来の電気部品装着ヘッドにお
いては、吸着ノズルがころがり軸受によりヘッド本体に
支持されていたが、ころがり軸受の摺動抵抗を十分に小
さくすること、あるいは均一にすることが困難であるた
め、装着荷重を十分小さくすること、あるいは装着荷重
のばらつきを小さくすることが困難であった。それに対
して、本項に記載の装着荷重制御装置付き電気部品装着
ヘッドにおいては、2つの摺動案内面の隙間に気体が供
給されて、気体軸受が形成され、摺動抵抗が無視できる
ほど小さくなるため、最小装着荷重を小さくすることが
でき、あるいは装着荷重のばらつきを小さくすることが
できる。なお、圧力制御装置を介して圧力室に加圧気体
を供給する気体源と、軸受用気体供給装置の気体源とは
別々に設けられても、共通とされてもよい。 (3)前記シリンダに前記第1圧力室と前記第2圧力室
とが形成され、前記圧力制御装置により第1圧力室と第
2圧力室との圧力が共に制御される (1)項または(2)項
に記載の装着荷重制御装置付き電気部品装着ヘッド。本
項に記載の装着荷重制御装置付き電気部品装着ヘッドに
おいては、第1圧力室と第2圧力室との圧力の制御によ
り、装着荷重を、吸着ノズルおよびそれと一体的に昇降
する部材の自重より大きくすることも、小さくすること
も可能である。 (4)前記第1圧力室と前記第2圧力室とが形成され、
それら第1圧力室と第2圧力室との一方の圧力が前記圧
力制御装置により制御される (1)項または (2)項に記載
の装着荷重制御装置付き電気部品装着ヘッド。第1圧力
室と第2圧力室との両方が形成されるが、それら両圧力
室の一方の圧力のみを制御すればよいため、圧力制御装
置の構成が簡単で済む。なお、装着荷重が、吸着ノズル
およびそれと一体的に昇降する部材の自重より大きい場
合には、それらを下方へ付勢する圧力室の圧力のみが制
御されるようにし、自重より小さい場合には、それらを
上方へ付勢する圧力室の圧力のみが制御されるようにす
ることが望ましい。 (5)前記シリンダの前記第1圧力室と前記第2圧力室
とのいずれか一方が形成され、その一方の圧力室の圧力
が前記圧力制御装置により制御される (1)項または (2)
項に記載の装着荷重制御装置付き電気部品装着ヘッド。
本項に記載の装着荷重制御装置付き電気部品装着ヘッド
においては、シリンダに、吸着ノズルをそれの軸線に平
行な2方向のいずれか一方に付勢する圧力室が形成され
る。この場合にも、上記 (4)項の説明のうち、「第1圧
力室と第2圧力室との両方が形成される」旨の説明以外
の部分が当てはまる。 (6)前記シリンダの前記ピストン側の摺動案内面が、
ピストンに形成される (2)項ないし (5)項のいずれか1
つに記載の装着荷重制御装置付き電気部品装着ヘッド。
ピストンとシリンダハウジングとにより気体軸受が形成
される。2つの摺動案内面の隙間はピストンの摺動を案
内するのに十分に小さくされ、かつ、その隙間に潤滑用
の気体が供給されて摺動抵抗が可能な限り小さくされ
る。隙間に供給される気体は、第1圧力室と第2圧力室
との少なくとも一方へ漏れるが、漏れ量は、その少なく
とも一方の圧力制御に悪影響を及ばさないほど少量であ
ると考えてよい。 (7)前記シリンダの前記ピストン側の摺動案内面が、
ピストンから突出し、そのピストンと前記ヘッド本体と
前記吸着ノズルとのいずれか一方とを連結するピストン
ロッドに形成される (2)項ないし (5)項のいずれか1つ
に記載の装着荷重制御装置付き電気部品装着ヘッド。本
項に記載の装着荷重制御装置付き電気部品装着ヘッドに
おいては、ピストンロッドとシリンダハウジングとに摺
動案内面が形成され、その隙間に気体が供給されて気体
軸受が構成される。 (8)ヘッド本体と、電気部品を吸着する吸着ノズル
と、前記ヘッド本体に設けられ、前記吸着ノズルをヘッ
ド本体に対して相対移動可能に保持する保持手段とを含
む電気部品装着ヘッドであって、前記保持手段が、シリ
ンダハウジングと、そのシリンダハウジングの内側に摺
動可能に嵌合されたピストンとを備えたシリンダを含
み、かつ、そのシリンダが、前記ピストンの両端面の
うち一方の端面と前記シリンダハウジングとにより画定
される第1圧力室と、ピストンの他方の端面とシリンダ
ハウジングとにより規定される第2圧力室との少なくと
も一方と、その少なくとも一方と連通した連通口と、
シリンダハウジング側とピストン側とにそれぞれ設け
られて互に摺動可能に嵌合されることにより、ピストン
のシリンダハウジングに対する摺動を案内する2つの摺
動案内面と、それら2つの摺動案内面間の隙間に、圧
力気体を前記ピストンの軸線を対称軸として軸対称に供
給する軸受用気体供給通路とを備えることを特徴とする
電気部品装着ヘッド(請求項3)。2つの摺動案内面
は、ピストンとシリンダハウジングとに形成されても、
ピストンロッドとシリンダハウジングとに形成されても
よい。その摺動案内面の隙間に気体が供給され、気体軸
受とされることにより、摺動案内面の摺動抵抗が無視で
きるほど小さくされる。第1圧力室と第2圧力室とのい
ずれか一方が形成されても、両方が形成されてもよい。
本電気部品装着ヘッドは、上記連通口に圧力制御装置を
接続し、軸受用気体供給通路に気体供給装置を接続すれ
ば、前記 (1)項に記載の装着荷重制御装置付き電気部品
装着ヘッドとすることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1に、本発明の一実施形態であ
る電気部品装着ヘッド10を概念的に示す。この電気部
品装着ヘッド10は、ヘッド本体12と、電気部品14
を吸着する吸着ノズル16とを備え、さらに、それら吸
着ノズル16とヘッド本体12とを上下方向に相対移動
可能に連結するシリンダ18を備えている。電気部品装
着ヘッド10は、図示しない昇降装置にヘッド本体12
を昇降可能に保持されている。吸着ノズル16は、円筒
状の吸着管20と吸着管保持体22とを有する。吸着管
保持体22の下部には、吸着管保持体22より径の大き
いバックプレート23が設けられており、バックプレー
ト23の中央から吸着管20が同軸に延び出している。
バックプレート23は、吸着管20に保持された電気部
品を吸着管保持体22側から照明し、あるいは電気部品
の一律な背景を形成する役割を果たす。吸着管20を吸
着管保持体22から取り外し可能としても、吸着管保持
体22をシリンダ18から取り外し可能としても、吸着
管20も吸着管保持体22も取り外し不能としてもよ
い。
【0007】シリンダ18は、シリンダハウジング24
と、そのシリンダハウジング24に摺動可能に嵌合され
たピストン26とを含む。ピストン26には、下方へ延
び出すピストンロッド28が突設され、そのピストンロ
ッド28に前述の吸着ノズル16が固定的に保持されて
いる。
【0008】シリンダハウジング24は、それの上端部
においてヘッド本体12に固定的に保持されている。シ
リンダハウジング24は、図2に示すように、横断面形
状が矩形(図示の例では正方形)となるように形成され
ている。具体的には、シリンダハウジング24には、一
辺の長さが長い上方の大矩形孔部32と、一辺の長さが
大矩形孔部32より短い下方の小矩形孔部34と、それ
ら大矩形孔部32,小矩形孔部34間の肩面36とを有
する段付きのシリンダボアが形成されている。ピストン
26も、大矩形孔部32と嵌合する大矩形部38と、小
矩形孔部34と嵌合する小矩形部39とを有して段付き
の角柱状を成し、大矩形部38と肩面36との係合によ
りピストン26の下降端位置が規定される。
【0009】大矩形孔部32と大矩形部38との嵌合隙
間は、小矩形孔部34と小矩形部39との嵌合隙間より
大きくされており、シリンダハウジング24内の空間
は、小矩形孔部34と小矩形部39との嵌合部により圧
力室40と圧力室42とに仕切られている。ピストンロ
ッド28はシリンダハウジング24の貫通孔44を貫通
して外部に突出しており、貫通孔44とピストンロッド
28との嵌合隙間はほぼ小矩形孔部34と小矩形部39
との嵌合隙間と等しくされている。すなわち、小矩形孔
部34と小矩形部39との嵌合隙間と、貫通孔44とピ
ストンロッド28との嵌合隙間とが最も小さいのであ
り、大矩形部38はシリンダハウジング24と接触せ
ず、小矩形孔部34の内周面と小矩形部39の外周面お
よび貫通孔44の内周面とピストンロッド28の外周面
がピストン26の摺動を案内する摺動案内面として機能
するようにされている。これら摺動案内面間には、摺動
抵抗を小さくするためにシール部材は設けられていな
い。
【0010】圧力室40と圧力室42とにはそれぞれ連
通口46と連通口48とが設けられ、小矩形孔部34の
内周面には軸受用気体供給通路50が開口させられてい
る。ここで軸受用気体供給通路について詳細に説明す
る。なお、小矩形孔部34と貫通孔44とについて、構
成がほぼ共通しているので、小矩形孔部34についての
み詳細な説明を行うこととし、貫通孔44について説明
を省略する。図2に示すように、ピストン26を囲むよ
うに4つの多孔質材51が配設されている。小矩形孔部
34の内周面の、軸受用気体供給通路50の開口部に多
孔質材51が埋め込まれ、多孔質材51の内周面と小矩
形孔部34の内周面とが滑らかに連続するようにされて
いる。それら4つの多孔質材51に軸受用気体を供給す
るように、軸受用気体供給通路50から、第一気体案内
通路52が延び出して、各多孔質材51の背後に形成さ
れた気体供給室54に連通させられている。さらに、小
矩形孔部34と同様に、貫通孔44の内周面に、4つの
多孔質材51が埋め込まれ、各多孔質材51の背後に形
成された気体供給室54に連通して第二気体案内通路5
3が形成されている。これら第一および第二気体案内通
路52,53が互いに連通させられて、小矩形孔部34
と貫通孔44とにほぼ等しい圧力で気体が供給される。
なお、第一および第二気体案内通路52,53が連通さ
れずに、第二気体案内通路53に軸受用気体を供給する
別の軸受用気体供給通路が設けられても良い。
【0011】いずれにしても、軸受用気体供給通路50
等に外部から軸受用圧力気体が供給されれば、小矩形孔
部34と小矩形部39との嵌合隙間と、貫通孔44とピ
ストンロッド28との嵌合隙間とにピストン26の軸線
を対称軸とする軸対称の状態で圧力気体が供給されるこ
ととなり、その圧力気体は嵌合隙間を通って微少量ずつ
圧力室40,圧力室42および大気中へ流れる。その
際、嵌合隙間に軸対称の空気の層が形成され、小矩形部
39の外周面は小矩形孔部34の内周面と接触しない状
態に保たれる。この状態では、大矩形部38と大矩形孔
部32も勿論接触しないため、ピストン26はシリンダ
ハウジング24と非接触の状態で同心に位置決めされる
こととなる。小矩形孔部34および小矩形部39と、貫
通孔44およびピストンロッド28と、上記空気層とに
より気体軸受が形成されるのである。
【0012】本実施形態においては、ピストン26の上
昇端位置は、大矩形部38のシリンダボアの上側の端面
への当接により規定されるようになっている。また、前
述のように、ピストン26の下降端位置は大矩形部38
の肩面36への当接により規定されており、その下降端
位置においてもピストン26が連通口48を塞ぐことは
ない。ただし、小矩形部39の下端面の、シリンダボア
の下側の端面への当接によりピストン26の下降端位置
が規定されるようにすることも可能である。その場合に
は、小矩形部39の下端面と、シリンダボアの下側の端
面との一方から他方に向かって突出し、他方に当接する
ことによりピストン26の下降端位置を規定する当接突
部を設け、連通口48が塞がれないようにすることが望
ましい。
【0013】前記連通口46,48には図3に示す圧力
制御装置55が接続されている。圧力制御装置55は、
加圧気体源56からの加圧された気体(加圧気体と称す
る)の圧力を制御するものであり、加圧気体源56とし
ては、例えば、空気を加圧して供給するエアポンプや、
工場内に配設されている工場エア供給口を採用し得る。
圧力制御装置55は、加圧気体源56から供給される加
圧気体の圧力を、設定された一定の圧力に減圧する圧力
レギュレータ58と、圧力室40に接続される圧力制御
弁60と、圧力室42に接続される圧力制御弁61とを
備えている。圧力制御装置55にはさらに、圧力制御弁
60,61への供給電流を制御して、圧力制御弁60,
61から供給される加圧気体の圧力を制御する制御装置
64が含まれている。制御装置64には、圧力室40お
よび圧力室42にそれぞれ設けられ、それらの圧力を検
出する圧力センサ62と圧力センサ63とが接続されて
おり、それらの検出信号が供給される。
【0014】本実施形態においては、圧力制御弁60,
61としてリリーフ弁付き比例電磁減圧弁が使用されて
おり、制御装置64は、吸着ノズル16に吸着保持され
て、プリント基板に装着される各電気部品14のプリン
ト基板への装着荷重が、各電気部品14に対してそれぞ
れ予め設定されて記憶装置に記憶されている適正押付荷
重と等しくなるように、圧力室40,42の圧力を制御
する。電気部品14の装着荷重Fは、F=(P40
42)×S+Wで表される。ただし、P40は圧力室40
の圧力、P42は圧力室42の圧力、Sはピストン26の
小矩形部39の横断面積、Wはピストン26,吸着ノズ
ル16および電気部品14の重量である。電気部品14
の重量は無視されるようにしてもよい。圧力室40の圧
力P40が圧力室42の圧力P42より大きくされれば、装
着荷重Fは重量Wより大きくなり、圧力室40の圧力P
40が圧力室42の圧力P42より小さくされれば、装着荷
重Fは重量Wより小さくなる。圧力制御装置55は、次
に装着すべき電気部品14の種類に応じて記憶装置から
適正装着荷重を読み出し、その適正装着荷重から圧力P
40,P42を決定し、圧力センサ62,63の検出値が決
定した圧力P40,P42に等しくなるように、圧力制御弁
60,61への供給電流を制御する。
【0015】前記軸受用気体供給通路50は、圧力レギ
ュレータ66を介して加圧気体源56に接続されてい
る。これにより、軸受用気体供給通路50を経て2つの
摺動案内面44,46間の隙間に圧力レギュレータ66
により一定の圧力に制御された加圧気体が常時供給さ
れ、ピストン26とシリンダハウジング24との摺動抵
抗が小さくされる。本実施形態においては、軸受用気体
供給通路50,圧力レギュレータ66および加圧気体源
56により、軸受用気体供給装置68が構成されている
のであるが、加圧気体源56が工場エア供給口である場
合には、この工場エア供給口は軸受用気体供給装置68
には含まれず、工場エア供給口への接続部が含まれるも
のとする。
【0016】小矩形孔部34の内周面には、その内周面
に沿って軸方向に延びる長穴70が形成されており、ピ
ストンロッド28の外周面の長穴70に対向する部位に
は、ピストンロッド28の軸線に平行な方向に延びる長
穴72が形成されている。長穴72は、ピストン26の
位置のいかんを問わず長穴70と連通し、かつ、連通口
48と連通しない長さで形成されている。長穴70から
半径方向に延びる連通口74がシリンダハウジング24
の外周面に開口する一方、長穴72が、ピストンロッド
28および吸着ノズル16の中心に形成された負圧通路
76,78に連通させられており、負圧供給装置79が
連通口74に接続されることにより、吸着ノズル16に
負圧が供給される。負圧供給装置79は、連通口74を
負圧源に連通させる状態と、正圧源に連通させる状態
と、大気に連通させる状態とに切換え可能な方向切換弁
装置を備えている。
【0017】次に、本実施形態の装着荷重制御装置付き
電気部品装着ヘッドによる電気部品の装着作業を説明す
る。制御装置64に設けられた図示しない制御盤が操作
されることにより装着対象材としてのプリント基板への
電気部品14の装着開始が指示されると、電気部品14
が吸着ノズル16に吸着され、装着位置へ移動させられ
る。前述のように、ヘッド本体12が昇降装置に保持さ
れているが、その昇降装置が図示しないXYロボットに
より、吸着ノズル16の軸線と直交する平面内の任意の
位置へ移動させられるようになっており、この移動によ
り装着位置に位置決めされるのである。なお、吸着ノズ
ル16は、例えばインデックステーブルにより、予め定
められた一定の装着位置へ移動させられ、プリント基板
がXYテーブルにより任意の位置へ移動させられるよう
にしてもよい。
【0018】今回装着される電気部品14とプリント基
板との組合せに基づいて予め定められた適正装着荷重が
読み出され、その適正装着荷重に基づいて、圧力室40
と圧力室42との圧力が決定される。制御装置64は各
圧力室40,42の圧力を決定した大きさに制御するの
であるが、電気部品14がプリント基板に接触していな
い状態では、適正装着荷重に相当する下向きの付勢力が
肩面36により受けられ、ピストン26および吸着ノズ
ル16が下降端位置に保たれることとなる。
【0019】次に電気部品装着ヘッド10が昇降装置に
より下降させられて、電気部品14がプリント基板に接
触させられる。その際、電気部品装着ヘッド10は、少
なくとも電気部品14がプリント基板に接触する直前か
らは十分小さい速度で下降させられ、電気部品14のプ
リント基板への接触時に、電気部品装着ヘッド10の慣
性力により電気部品14のプリント基板に対する押付荷
重が実質的に増大することが回避される。電気部品装着
ヘッド10は電気部品14がプリント基板に接触した
後、さらに、予め定められた下降位置まで下降させられ
る。それに伴って、圧力室42の容積が増大し、圧力室
40の容積が減少するが、これらの容積変化にもかかわ
らず、両圧力室40,42の圧力は圧力制御弁60,6
1により、上記決定された大きさに保たれる。例えば、
圧力室40の容積が減少して圧力室40の圧力が決定さ
れた大きさより大きくなろうとすると、圧力制御弁60
のリリーフ弁により過剰な気体が放出されて、圧力室4
0の容積変化にかかわらず圧力が一定に保たれる。した
がって、電気部品14はプリント基板に適正装着荷重で
押し付けられ、予めプリント基板に塗布されている接着
剤,ペースト状半田等の固着剤により、プリント基板に
固着される。このように、装着荷重が一定に保たれた状
態で電気部品装着ヘッド10が下降させられるので、電
気部品装着ヘッド10の下降位置を精密に調整する必要
はない。電気部品装着ヘッド10の下降位置は、具体的
には、大矩形部38が肩面36から離れ、かつ、シリン
ダボアの上側の端面に当接しない状態になる位置であれ
ば、どこに設定されても構わないのである。
【0020】電気部品14のプリント基板への固着後、
吸着ノズル16への負圧の供給が断たれるとともに、ヘ
ッド本体12が上昇させられるが、当初は吸着ノズル1
6は電気部品14に接触し続ける。やがて、ピストン2
6の大矩形部38がシリンダハウジング24の肩面に当
接し、その後は吸着ノズル16がヘッド本体12と共に
上昇して、電気部品14から離れる。電気部品装着ヘッ
ド10が、次の電気部品を受け取るべき位置へ移動させ
られ、一回の作動が終了する。
【0021】本実施形態においては、シリンダハウジン
グ24の小矩形孔部34の内周面とピストン26の小矩
形部39の外周面および貫通孔44の内周面とピストン
ロッド28の外周面が摺動案内面として機能し、ピスト
ン26の摺動が案内されている。これに対して、小矩形
孔部34と貫通孔44とのいずれか一方においてピスト
ン26の摺動を案内することも可能である。その際に
は、摺動を案内しない方の嵌合隙間を、摺動を案内する
方の嵌合隙間より大きくするとともに、軸方向の長さを
短くして、その部位においてシリンダハウジング24と
ピストン26とが互いに接触しないようにすることが望
ましい。さらにこの場合、負圧通路78は前述のいずれ
の嵌合隙間を介して負圧供給装置79を接続しても良
く、あるいは、図3に示すように、ヘッド本体12に形
成した嵌合穴84を介して負圧供給装置79を接続する
こととしても良い。
【0022】なお、以上の実施形態においては、シリン
ダ18の断面が矩形となるように形成されていたが、矩
形以外の形状、例えば、円形,三角形等であっても良
い。
【0023】前記実施形態においては、シリンダハウジ
ング24がヘッド本体12に固定的に保持されることに
よりシリンダ18が保持されていたが、ピストン26を
ヘッド本体12に固定的に保持させ、シリンダハウジン
グ24をヘッド本体12に対して相対移動可能として、
そのシリンダハウジング24に吸着ノズル16を保持さ
せてもよい。この場合には、圧力室40および圧力室4
2と2つの摺動案内面44,46の隙間とに気体を供給
する供給路は、シリンダハウジング24にではなく、ピ
ストン26に形成することも可能である。
【0024】前記実施形態においては、圧力センサ6
2,63の検出値が制御装置64により決定された圧力
40,P42に等しくなるように、圧力制御弁60,61
への供給電流が制御されていたが、圧力室センサ62,
63が設けられず、ピストン26等の自重および目標装
着荷重等に基づいて圧力制御弁60,61への供給電流
が制御されてもよい。
【0025】前記実施形態においては、吸着ノズル16
の負圧通路76が小矩形孔部34と小矩形部39との嵌
合部を経て負圧供給装置79に接続されていたが、図4
に示すように、吸着ノズル16の負圧通路76が、ピス
トン26を貫通して、負圧供給装置79に接続されるよ
うにすることも可能である。具体的には、ピストン26
とピストンロッド28とに、吸着ノズル16の負圧通路
76と同軸に負圧通路80を形成するとともに、ピスト
ン26の上端面から嵌合突部82を突出させ、ヘッド本
体12に形成した嵌合孔84に嵌合させる。ただし、嵌
合突部82の外周面と嵌合孔84の内周面とは互いに接
触せず、かつ、ほぼ気密を保持し得るように嵌合隙間を
設定することが必要である。また、嵌合突部82の長さ
は、ピストン26が下降位置にある場合でも嵌合孔84
から離脱しないように決定する必要がある。そして、嵌
合孔84に負圧供給装置79を接続すれば、ピストン2
6の位置いかんを問わず、吸着ノズル16に負圧を供給
することができる。なお、嵌合孔84に負圧が供給され
る状態では、ピストン26に、嵌合突部82の横断面積
と負圧との積に相当する力が上向きに作用するため、圧
力室40,42の圧力決定時にはこの事実が考慮される
ようにすることが望ましい。また、負圧に基づく上向き
の力の変動の影響をできる限り小さくするために、嵌合
突部82の外径は必要最小限とすることが望ましい。
【0026】以上、本発明の二三の実施形態を詳細に説
明したが、これはあくまでも例示であり、本発明は、前
記〔発明が解決しようとする課題,課題解決手段および
発明の効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業
者の知識に基づいて種々の変更,改良を施した形態で実
施することができる。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である装着荷重制御装置付
き電気部品装着ヘッドの電気部品装着ヘッド部分を概念
的に示す正面断面図である。
【図2】図1のII−II断面図である。
【図3】上記装着荷重制御装置付き電気部品装着ヘッド
の圧力制御装置および軸受用気体供給装置の部分を示す
回路図である。
【図4】本発明の別の実施形態における電気部品装着ヘ
ッドを概念的に示す正面断面図である。
【図5】従来の電気部品装着ヘッドを概念的に示す正面
断面図である。
【符号の説明】
12:ヘッド本体 16:吸着ノズル 18:シリ
ンダ 24:シリンダハウジング 26:ピストン
28:ピストンロッド 34:小矩形孔部 3
9:小矩形部 40,42:圧力室 46,48:
連通口 50:軸受用気体供給通路 55:圧力制
御装置 68:軸受用気体供給装置
フロントページの続き (72)発明者 岩城 範明 愛知県知立市山町茶碓山19番地 富士機械 製造株式会社内 Fターム(参考) 3F061 AA01 CA01 CB12 DB06 DD00 5E313 AA01 AA11 CC02 CC03 EE02 EE24 EE38 FF24 FF28 FF29

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヘッド本体と、 電気部品を吸着する吸着ノズルと、 それらヘッド本体と吸着ノズルとを吸着ノズルの軸線に
    平行な方向に相対移動可能に接続するシリンダであっ
    て、シリンダハウジングと、そのシリンダハウジングの
    内側に摺動可能に嵌合されたピストンとを備え、その
    ピストンの両端面のうち一方の端面とシリンダハウジン
    グとにより画定される第1圧力室と、ピストンの他方の
    端面とシリンダハウジングとにより画定される第2圧力
    室との少なくとも一方と、シリンダハウジング側とピ
    ストン側とにそれぞれ設けられて互に摺動可能に嵌合さ
    れることによりピストンのシリンダハウジングに対する
    摺動を案内する2つの摺動案内面とを有するシリンダ
    と、 前記第1圧力室と前記第2圧力室とのうち現に形成され
    るものの少なくとも一方の圧力を制御する圧力制御装置
    とを含むことを特徴とする装着荷重制御装置付き電気部
    品装着ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記2つの摺動案内面の隙間に気体を供
    給して気体軸受を形成する軸受用気体供給装置を含むこ
    とを特徴とする請求項1に記載の装着荷重制御装置付き
    電気部品装着ヘッド。
  3. 【請求項3】ヘッド本体と、 電気部品を吸着する吸着ノズルと、 前記ヘッド本体に設けられ、前記吸着ノズルをヘッド本
    体に対して相対移動可能に保持する保持手段とを含む電
    気部品装着ヘッドであって、 前記保持手段が、シリンダハウジングと、そのシリンダ
    ハウジングの内側に摺動可能に嵌合されたピストンとを
    備えたシリンダを含み、かつ、そのシリンダが、前記
    ピストンの両端面のうち一方の端面と前記シリンダハウ
    ジングとにより画定される第1圧力室と、ピストンの他
    方の端面とシリンダハウジングとにより規定される第2
    圧力室との少なくとも一方と、その少なくとも一方と
    連通した連通口と、シリンダハウジング側とピストン
    側とにそれぞれ設けられて互に摺動可能に嵌合されるこ
    とにより、ピストンのシリンダハウジングに対する摺動
    を案内する2つの摺動案内面と、それら2つの摺動案
    内面間の隙間に、圧力気体を前記ピストンの軸線を対称
    軸として軸対称に供給する軸受用気体供給通路とを備え
    ることを特徴とする電気部品装着ヘッド。
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