JP3433218B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を吸着、搬
送、装着させる装着ヘッドを搭載して間欠回転する回転
テーブルと、回転テーブルの停止時に、装着ヘッドをそ
の吸着・装着動作のために昇降させる昇降装置などとを
備えた電子部品装着装置に関し、特にその駆動系の改良
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の電子部品装着装置では、
インデックスユニットの入力側に、動力源となる駆動モ
ータと、ウォーム減速機とが接続され、出力側に、装着
ヘッドを搭載した回転テーブルと、これに同期して作動
する各種装置のための出力軸と、この出力軸の動力を各
装置に伝達する２〜３本のカム軸とが接続されている。
ウォーム減速機で減速された駆動モータの等速回転運動
は、インデックスユニットに入力され、ここで間欠回転
運動に変換されて回転テーブルを間欠回転させる一方、
出力軸およびタイミングベルトを介して、２〜３本のカ
ム軸をそれぞれ等速回転運動させる。この回転テーブル
の間欠回転に伴い、その装着ヘッドが、電子部品を吸
着、装着、補正位置などに停止しながら回転する。ま
た、各カム軸の等速回転に伴い、カム軸に取り付けた各
種カムが作動し、回転テーブルの停止に同期して、装着
ヘッドを電子部品の吸着、装着や吸着ノズルの選択等の
ために昇降させる。 【０００３】この場合、インデックスユニットは、ウォ
ーム減速機から入力した等速回転運動の１回転に対し
て、回転テーブルを２周期（１回の回転・停止を１周期
として）分、間欠回転させ、かつ出力軸を１回転、等速
回転させる。このため、従来の電子部品装着装置では、
カム軸のプーリに対し出力軸のプーリを２倍の半径と
し、出力軸の回転数に対しカム軸の回転数を２倍にし、
回転テーブルの間欠回転の周期（間欠周期）と、カムに
転接するカムフォロアの周期（作動周期）とを同期させ
るようにしている。すなわち、回転テーブルが停止した
時に、このカムフォロアに連結した装着ヘッドの昇降装
置等を作動させるようにしている。これにより、許容入
力回転数に限界のあるウォーム減速機を搭載した電子部
品装着装置全体の増速、すなわち、電子部品の実装速度
を上げる対策が執られている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】このように従来の電子
部品装着装置では、回転テーブルの間欠周期と、カムに
転接するカムフォロアの作動周期とを同期させるため、
プーリを介してカム軸の回転数を出力軸の回転数の２倍
になるようにしている。このため、カムの回転速度も２
倍に増速され、カムの摩耗やカムフォロアに生ずるスラ
スト方向の力が顕在化し、カムフォロアの寿命が短くな
り、かつカム軸の軸受の寿命が短くなる問題があった。 【０００５】本発明は、カムの回転速度を増速させるこ
となく、回転テーブル側の間欠周期とカム側の作動周期
とを同期させることができる電子部品装着装置を提供す
ることをその目的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
電子部品を吸着、搬送、装着させる装着ヘッドを搭載し
て回転と停止を繰返し間欠回転する回転テーブルと、減
速機から入力した等速回転運動の１回転に対し、前記回
転テーブルに複数周期分の回転・停止を伴う間欠回転を
行わせる一方、出力軸に１回転の等速回転を行わせるイ
ンデックスユニットと、出力軸から等速回転運動を入力
し出力軸と同速で等速回転するカム軸と、カム軸に固定
したカムとを備え、カムの輪郭曲線を、カムに当接する
カムフォロアがカム１回転の間に回転テーブルの回転・
停止の周期と同一周期にて複数周期動作を行うように形
成したことを特徴とする。 【０００７】 【作用】減速機から入力した等速回転運動は、インデッ
クスユニットにより、その１回転に対して、回転テーブ
ルを複数周期分、間欠回転させる一方、出力軸およびカ
ム軸を介してカムを１回転させる。この場合、カムの輪
郭曲線を、カムに当接するカムフォロアがカム１回転の
間に回転テーブルの回転・停止の周期と同一周期にて複
数周期動作を行うように形成しているため、カムフォロ
アは、カムの１回転に対して複数周期の動作を行う。す
なわち、回転テーブルの間欠周期とカムフォロアの作動
周期とが全く同一となり、カムの回転を回転テーブルの
間欠回転に合わせて増速させることなく、回転テーブル
の間欠回転運動とカムフォロア以降の出力側の作動とを
同期させることができる。 【０００８】 【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の一実施
例に係る電子部品装着装置について説明する。図１は電
子部品装着装置の正面図であり、図２はその平面図であ
る。両図に示すように、この電子部品装着装置１は、装
置本体２を挟んで左右に、電子部品Ａを供給する供給系
３と、電子部品Ａを基板Ｂに装着する装着系４とを配し
て構成されている。装置本体２には、駆動系の主体を為
すインデックスユニット１１と、これに連結された回転
テーブル１２と、回転テーブル１２の外周部に搭載した
複数個（１２個）の装着ヘッド１３とが設けられてお
り、回転テーブル１２は、インデックスユニット１１に
より、装着ヘッド１３の個数に対応する間欠ピッチで間
欠回転される。回転テーブル１２が間欠回転すると、各
装着ヘッド１３が供給系３および装着系４に適宜臨み、
供給系３から供給された電子部品Ａを吸着した後、装着
系４に回転搬送し、装着系４に導入した基板Ｂにこれを
装着する。 【０００９】供給系３は、基板Ｂに装着する電子部品Ａ
の種類に応じた数の部品供給装置２１を有し、部品供給
装置２１は、一対のガイドレール２２，２２にスライド
自在に案内された供給台２３に、横並びに着脱自在に設
けられている。供給台２３には、そのスライド方向にボ
ールねじ２４が螺合しており、供給台２３は、ボールね
じ２４の一方の端に連結した送りモータ２５の正逆回転
により進退され、装着ヘッド１３の吸着位置に部品供給
装置２１を選択的に臨ませる。各部品供給装置２１は、
電子部品用のキャリアテープＣを巻回したテープリール
２６と、テープリール２６からキャリアテープＣを巻出
すテープフィーダ２７と、キャリアテープＣのカバーテ
ープを巻取るカバーテープリール２８とで構成されてい
る。 【００１０】電子部品Ａは、テープ本体とカバーテープ
とから成るキャリアテープＣに所定のピッチで装填され
ており、カバーテープを剥がした状態で、装着ヘッド１
３により吸着される。テープフィーダ２７およびカバー
テープリール２８は、装置本体２に設けたテープ送り駆
動装置１４により回転テーブル１２に同期して作動さ
れ、吸着に先立ち、それぞれキャリアテープＣを間欠送
りすると共にカバーテープを間欠的に巻取ってゆく。テ
ープフィーダ１７によりテープリール２６から巻出され
たキャリアテープＣは、電子部品Ａの装填ピッチに対応
して間欠送りされてゆき、またカバーテープは吸着位置
の直前で剥がされてゆく。そして、吸着位置に達した電
子部品Ａは、下降してくる装着ヘッド１３に随時、吸着
されてゆく。一方、剥がされたカバーテープは、カバー
テープリール２８に巻取られ、電子部品Ａが吸着された
後のテープ本体は、装置本体２に設けたテープ切断装置
１５により装填ピッチに対応する寸法で細かく切断され
てゆく。 【００１１】装着系４は、載置した基板ＢをＸ軸方向お
よびＹ軸方向に移動させるＸＹテーブル３１と、ＸＹテ
ーブル３１の前後に配設した搬入搬送路３２および搬出
搬送路３３と、搬入搬送路３２上の基板ＢをＸＹテーブ
ル３１に、同時にＸＹテーブル３１上の基板Ｂを搬出搬
送路３３に移送する基板移送装置３４とで、構成されて
いる。ＸＹテーブル３１は、基板Ｂを直接載置するＹ軸
テーブル３５と、Ｙ軸テーブル３５を載置するＸ軸テー
ブル３６とで構成され、Ｙ軸テーブル３５はねじ機構を
介してＹ軸モータ３７により進退され、同様にＸ軸テー
ブル３６はねじ機構を介してＸ軸モータ３８により進退
される。その際、Ｘ軸モータ３８およびＹ軸モータ３７
は、図外の制御装置により正逆回転をそれぞれ制御さ
れ、基板ＢをＸ軸方向およびＹ軸方向に適宜移動させ
て、基板Ｂの部品装着部位を装着ヘッド１３の装着位置
に臨ませる。 【００１２】搬入搬送路３２の下流端まで送られてきた
基板Ｂは、基板移送装置３４により、ＸＹテーブル３１
上に移送され、同時に電子部品Ａの装着が完了したＸＹ
テーブル３１上の基板Ｂは、この基板移送装置３４によ
り、搬出搬送路３３に移送される。ＸＹテーブル３１上
に導入された基板Ｂは、ＸＹテーブル３１により適宜移
動され、各装着ヘッド１３により次々と送られてくる電
子部品Ａに対応して、その部品装着部位を装着位置に臨
ませ、各装着ヘッド１３から電子部品Ａの装着を受け
る。このようにして、全ての電子部品Ａの装着が完了し
た基板Ｂは、再度、基板移送装置３４により、ＸＹテー
ブル３１から搬出搬送路３３に移送され、また同時に新
たな基板Ｂが、搬入搬送路３２からＸＹテーブル３１に
導入される。 【００１３】装置本体２は、支持台１６上に駆動系の主
体を為すインデックスユニット１１を有しており、イン
デックスユニット１１は、動力源となる図外の駆動モー
タからウォーム減速機を介して入力した等速回転運動を
動力変換して、回転テーブル１２を間欠回転させると共
に、出力軸（図示せず）を介して、回転テーブル１２の
間欠周期に同期（連動）させ、上記のテープ送り駆動装
置１４やテープ切断装置１５を作動させ、かつ後述の装
着ヘッド昇降装置５１，５２や、ノズル選択装置５３な
どを作動させる。 【００１４】回転テーブル１２は、インデックスユニッ
ト１１から垂下した鉛直軸４１に固定され、平面視時計
廻りに間欠回転される。回転テーブル１２の外周部に
は、各２本のロッド４２，４２を介して、周方向に等間
隔に１２個の装着ヘッド１３が、上下動自在に取り付け
られている。この場合、回転テーブル１２の間欠回転
は、装着ヘッド１３の数に合わせて一回転に対して１２
間欠周期となっており、この間欠回転により公転する各
装着ヘッド１３は、共有する１２箇所の停止位置にそれ
ぞれ停止する。 【００１５】各装着ヘッド１３には、周方向に等間隔に
配設した複数本（実施例では６本）の吸着ノズル４３
が、それぞれ出没自在に、かつ全体として鉛直軸廻りに
公転可能に取り付けられている。吸着ノズル４３は、６
本・６種類のものが用いられ、電子部品Ａの大きさなど
に対応して、適切な一の吸着ノズル４３を選択できるよ
うになっている。そして、この選択は、選択した一の吸
着ノズル４３を、装着ヘッド１３のノズルセット位置に
公転移動させかつ突出させることにより、行われる。 【００１６】また上記の、各２本のロッド４２，４２
は、回転テーブル１２を貫通して上方に延びており、そ
の上端に取り付けた上下一対のカムフォロア４４ａ，４
４ｂを介して、支持台１６の下側に固定した円筒体４５
の円筒リブカム４６に係合している。回転テーブル１２
の間欠回転に伴って、装着ヘッド１３およびロッド４２
が回転すると、カムフォロア４４ａ，４４ｂが円筒リブ
カム４６に転接し、円筒リブカム４６の輪郭曲線に倣っ
て装着ヘッド１３が上下動する。具体的には、吸着側の
吸着ポイントに対し装着側の装着ポイントが低い位置に
有るため、吸着側に公転移動してゆく装着ヘッド１３は
ゆっくり上動し、装着側に公転移動してゆく装着ヘッド
１３はゆっくり下動する。 【００１７】一方、回転テーブル１２の間欠回転に伴う
吸着位置および装着位置を含む１２箇所の停止位置に
は、装着ヘッド１３にアクセスする各種の装置が、支持
台１６に取り付けられるようにして、組み込まれてい
る。 【００１８】吸着位置には、上記のロッド４２に取り付
けたカムフォロア４４ａ，４４ｂに係合し、カムフォロ
アカムフォロア４４ａ，４４ｂを円筒リブカム４６から
離脱させて、装着ヘッド１３を電子部品Ａの吸着のため
に下降させる装着ヘッド昇降装置５１が、同様に装着位
置にも、装着ヘッド１３を電子部品Ａの装着のために下
降させる装着ヘッド昇降装置５２が、それぞれ組み込ま
れている。なお、両装着ヘッド昇降装置５１，５２は、
アーム長が異なるだけで、基本構造は同一である。 【００１９】また、時計廻りに装着位置の次の次の停止
位置には、吸着ノズル４３を公転させ、選択した一の吸
着ノズル４３を外側に位置するノズルセット位置に移動
させるノズル選択装置５３が、その次の停止位置には、
装着ヘッド１３を下降させ突当て台に突き当てて不要な
吸着ノズル４３を没入させると共に、装着ヘッド１３を
上昇させながら選択した吸着ノズル４３を突出させるノ
ズル出没装置５４が、更にその次の停止位置には、突出
した吸着ノズル４３の突出長を調整するノズル長さ調整
装置５５が、それぞれ組み込まれている。 【００２０】同様に、続く吸着位置の一つ手前の停止位
置には、吸着ノズル４３を公転させ、吸着位置に臨む吸
着ノズル４３の左右方向（供給台の進退方向に直交する
方向）の位置を補正するノズル位置補正装置５６が、ま
た吸着位置の次の停止位置には、吸着ノズル４３を公転
させ、吸着ノズル４３を元のノズルセット位置に復帰さ
せるノズル復帰装置５７が、その次の次の停止位置に
は、吸着した電子部品Ａの姿勢（水平面内における姿
勢）を画像認識する部品認識装置５８が、その次の停止
位置には、部品認識装置５８の認識結果に基づいて、吸
着ノズル４３を公転させ、吸着した電子部品Ａを装着時
の姿勢になるように補正する部品角度補正装置５９が、
それぞれ組み込まれている。なお、上記のインデックス
ユニット１１の出力軸には複数本のカム軸が連結されて
おり、これら各装置は、各装置に対応させてこのカム軸
にそれぞれ設けたカムにより、回転テーブル１２の間欠
周期に同期して作動される。 【００２１】ここで、任意の一の装着ヘッド１３の動作
を例に、装置本体２の一連の動作を簡単に説明する。装
着位置において基板Ｂに電子部品Ａを装着した装着ヘッ
ド１３は、間欠回転する回転テーブル１２により吸着位
置に向かって公転送りされてゆき、制御指令に基づく、
吸着ノズル４３の選択、吸着ノズル４３の突出・没入、
突出長さ調整、および位置補正が順次行われながら、吸
着位置に達する。一方、吸着系３では、装着ヘッド１３
が吸着位置の一つ手前の停止位置から吸着位置に移動し
てくる間に、制御指令に基づき、供給台２３を進退さ
せ、該当する電子部品用の部品供給装置２１を吸着位置
に臨ませる。 【００２２】ここで電子部品Ａを吸着した装着ヘッド１
３は、今度は装着位置に向かって公転送りされてゆき、
制御指令に基づく、吸着ノズル４３のノズルセット位置
への復帰、吸着した電子部品Ａの認識、およびこれに基
ずく電子部品Ａの角度補正が順次行われながら、装着位
置に達する。一方、装着系４では、装着ヘッド１３が装
着位置の一つ手前の停止位置から装着位置に移動してく
る間に、制御指令に基づき、ＸＹテーブル３１を作動さ
せて、基板Ｂの部品装着部位を装着位置に臨ませる。そ
して、装着ヘッド昇降装置５２により装着ヘッド１３が
下降され、基板Ｂに電子部品Ａが装着される。 【００２３】次に、図３乃至図５を参照して本発明の要
部について説明する。図３の平面図および図４の側面図
に示すように、支持台１６に支持されたインデックスユ
ニット１１の入力側には、これに直結したウォーム減速
機６１が設けられており、ウォーム減速機６１には、カ
ップリング６２を介して動力源となる駆動モータ６３が
接続されている。また、インデックスユニット１１の出
力側には、垂直軸４１を介して回転テーブル１２が、出
力軸６４を介して出力プーリ６５が、それぞれ接続され
ている。一方、インデックスユニット１１の周囲には、
出力プーリ６５と面一に、上部プーリ６６、側部プーリ
６７および下部プーリ６８が、また出力プーリ６５の両
側には一対のアイドルプーリ６９，６９が、それぞれ配
設されており、これらプーリ６５，６６，６７，６８，
６９間には無端のタイミングベルト７０が掛け渡されて
いる。 【００２４】また、上部プーリ６６、側部プーリ６７お
よび下部プーリ６８には、出力軸６４に相互に平行に上
部カム軸７１、側部カム軸７２および下部カム軸７３
が、それぞれ取り付けられている。そして、各カム軸７
１，７２，７３には、複数個の板カム７４がそれぞれ固
定されており、この各板カム７４に転接するカムフォロ
ア７５を介して、上記した装着ヘッド昇降装置５１，５
２などの各種の装置が作動される。 【００２５】すなわち、ウォーム減速機６１で減速され
た駆動モータ６３の等速回転運動は、インデックスユニ
ット１１に入力され、ここで間欠回転運動に変換され、
鉛直軸４１を介して回転テーブル１２を間欠回転させる
一方、インデックスユニット１１の出力軸６４およびタ
イミングベルト７０を介して、上部カム軸７１、側部カ
ム軸７２および下部カム軸７３を等速回転させる。そし
て、上部カム軸７１、側部カム軸７２および下部カム軸
７３の回転動力は、これに設けた板カム７４から各カム
フォロア７５に伝達され、装着ヘッド昇降装置５１，５
２などを適宜作動させる。 【００２６】ここで具体例を示すと、図４に示すよう
に、下部カム軸７３には前記のテープ切断装置１５が連
結されている。このテープ切断装置１５では、下部カム
軸７３の板カム７４に一対のカムフォロア７５ａ，７５
ｂが転接されて、確動カム機構が構成されており、確動
カム機構８１により、リンク機構８２を介して、テープ
カッタ８３が切断動作する。 【００２７】また、側部カム軸７２には、図５に示す装
着ヘッド昇降装置５１（５２）が連結されている。この
装着ヘッド昇降装置５１では、側部カム軸７２の板カム
７４に、コイルばね９１に付勢されるようにしてカムフ
ォロア７５が転接されており、カムフォロア７５を支持
するカムレバー９２が上下方向に回動し、スライドユニ
ット９３に上下動自在に取り付けられたブリッジ部材９
４を上下方向にスライドさせる。これにより、ブリッジ
部材９４に係合している装着ヘッド１３側のカムフォロ
ア４４ａ，４４ｂが、円筒リブカム４６から離脱して上
下され、すなわち、装着ヘッド１３を昇降させる。 【００２８】このテープ切断装置１５および装着ヘッド
昇降装置５１に示すように、各カム軸７１，７２，７３
の板カム７４は、これに転接するカムフォロア７５の２
周期分の輪郭曲線を有している。例えば、装着ヘッド昇
降装置５１の板カム７４では、装着ヘッド１３を昇降さ
せるカム面７４ａが１８０度対称位置に、またこれに連
なり装着ヘッド１３を停止させておく円弧面７４ｂが１
８０度対称位置に形成されている。 【００２９】本実施例のインデックスユニット１１は、
その入力回転の１回転に対して、２間欠周期分、回転テ
ーブル１２を間欠回転させる構造になっており、これに
対して出力軸６４および各カム軸７１，７２，７３は、
それぞれ同一径のプーリ６５，６６，６７，６８を用い
て、入力回転と同様に１回転する。このため、本実施例
では、各カム軸７１，７２，７３の板カム７４に転接す
るカムフォロア７５の２周期分の輪郭曲線を形成し、回
転テーブル１２の間欠周期と、装着ヘッド昇降装置５１
などの装置側の作動周期とが、完全に同期するようにし
ている。これにより、回転テーブル１２が停止したとき
に、停止位置に配設した各種の装置を確実に作動させる
ことができる。 【００３０】すなわち、インデックスユニット１１を高
速仕様にしても、各カム軸７１，７２，７３およびこれ
に設けた板カム７４を高速回転させることなく、回転テ
ーブル１２の間欠周期と、装置側の作動周期とを確実に
同期させることができる。このため、各カム軸７１，７
２，７３の軸受の摩耗や板カム７４の摩耗およびカムフ
ォロア７５の摩耗を抑制することができ、これらの耐久
性や精度を損なうことなく、電子部品Ａの実装速度を上
げることができる。 【００３１】なお、本実施例では、各種の装置のカムと
して板カムを用いているが、各種のカムが適用できるこ
とはいうまでもない。。 【００３２】 【発明の効果】以上のように本発明の電子部品装着装置
によれば、カムの回転速度を増速させることなく、回転
テーブル側の回転・停止の間欠周期とカム側の作動周期
とを同期させることができるので、カム軸の軸受の摩耗
やカム或いはカムフォロアの摩耗を抑制することがで
き、これらの耐久性や回転精度を損なうことなく、電子
部品の実装速度を上げることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例に係る電子部品装着装置の正
面図である。 【図２】実施例の電子部品装着装置の平面図である。 【図３】インデックスユニット廻りの平面図である。 【図４】インデックスユニット廻りの側面図である。 【図５】装着ヘッド昇降装置の正面図である。 【符号の説明】 １ 電子部品装着装置 ２ 装置本体 １１ インデックスユニット １２ 回転テーブル １３ 装着ヘッド ６１ ウォーム減速機 ６４ 出力軸 ７１ 上部カム軸 ７２ 側部カム軸 ７３ 下部カム軸 ７４ 板カム ７５ カムフォロア Ａ 電子部品 Ｂ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 13/04

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 電子部品を吸着、搬送、装着させる装着
   ヘッドを搭載して回転と停止を繰返し間欠回転する回転
   テーブルと、減速機から入力した等速回転運動の１回転
   に対し、前記回転テーブルに複数周期分の回転・停止を
   伴う間欠回転を行わせる一方、出力軸に１回転の等速回
   転を行わせるインデックスユニットと、当該出力軸から
   等速回転運動を入力し当該出力軸と同速で等速回転する
   カム軸と、当該カム軸に固定したカムとを備え、 当該カムの輪郭曲線を、当該カムに当接するカムフォロ
   アが該カム１回転の間に前記回転テーブルの回転・停止
   の周期と同一周期にて複数周期動作を行うように形成し
   たことを特徴とする電子部品装着装置。