JP6063214B2 - 保持具取付装置 - Google Patents
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Description
この問題は、電子回路部品以外の保持対象物を保持する対象物保持具を負圧によって保持ヘッドに保持させる場合にも同様に生じ、保持対象物が大形で質量の大きいものである場合には、対象物保持具も必然的に大形で質量の大きいものとなるため、一層重要な問題となる。
本発明は、以上の事情を背景として、保持対象物を保持する対象物保持具を保持ヘッドに着脱可能に取り付けるための保持具取付装置を改善することを課題として為されたものである。
保持対象物を保持する対象物保持具を保持ヘッドに着脱可能に取り付けるための保持具取付装置であって、
少なくとも前記対象物保持具と前記保持ヘッドとが互いに接近限度まで接近した状態で密閉状態となり、それら対象物保持具と保持ヘッドとが互いに離間した状態で開放状態となる負圧室を含み、その負圧室の負圧により対象物保持具と保持ヘッドとを前記接近限度に保つ負圧吸着装置と、
その負圧室に負圧を供給する状態と負圧を解除する状態とに切換え可能な負圧供給装置と、
前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの一方に設けられた被係合面と、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの他方に設けられて、前記被係合面に係合する係合位置とその被係合面から離間した非係合位置とに移動可能な係合部材とを含み、係合部材が係合位置にある状態では前記対象物保持具の前記保持ヘッドからの離脱を機械的に阻止し、係合部材が非係合位置にある状態では前記対象物保持具の前記保持ヘッドからの離脱を許容する機械的離脱阻止装置と、
前記係合部材を前記係合位置と前記非係合位置とに移動させる係合部材駆動装置と
を含み、
前記負圧吸着装置が、前記負圧室として、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近に伴って密閉状態となるがそれら対象物保持具と保持ヘッドとのさらなる接近を許容する第一負圧室と、その対象物保持具と保持ヘッドとのさらなる接近に伴って密閉状態となる第二負圧室とを含み、かつ、前記第一負圧室が密閉状態にある一方、前記第二負圧室が開放状態にある状態において、第二負圧室から前記負圧供給装置へ向かう空気の流れを抑制することにより、密閉状態にある第一負圧室の圧力を大気圧より低くし、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとを互いに接近限度まで接近させる力を発生させる流れ抑制装置を含むことを特徴とする。
保持対象物には、組付対象物への組付けにより製品を構成する部品、例えば、電子回路部品,LED照明装置の構成部品,太陽電池の構成部品や、部品の組付けに使用されるもの、例えば、はんだシートや、収容部材に収容されるべき収容物、位置の変更を目的として移動が必要とされる要移動物等、種々のものがある。
また、対象物保持具と保持ヘッドとが両者の接近限度よりやや手前の位置まで接近させられると、第一負圧室に負圧が発生させられ、その負圧により対象物保持具と保持ヘッドとが接近限度まで接近させられる。したがって、対象物保持具および保持ヘッドの熱膨張や、両者を接近させる装置の熱膨張あるいは位置制御の誤差等に起因して、両者が過剰に接近させられ、過大な力が加えられて損傷すること、あるいは逆に、接近が不十分で負圧室が十分に密閉されず、対象物保持具が保持ヘッドに保持されないという事態が発生することを回避し得る。
対象物保持具は、負圧によって保持対象物を吸着して保持する対象物吸着具でもよく、複数の把持部材を含み、それら把持部材の開閉によって対象物を把持する把持装置でもよい。対象物保持具を対象物吸着具とする場合は勿論、把持装置とする場合であっても、把持爪を負圧に基づいて開閉させるものとすれば、対象物保持具による対象物の保持と、保持ヘッドによる対象物保持具の保持との両方に負圧を利用することができ、好都合である。
少なくとも前記対象物保持具と前記保持ヘッドとが互いに接近限度まで接近した状態で密閉状態となり、それら対象物保持具と保持ヘッドとが互いに離間した状態で開放状態となる負圧室を含み、その負圧室の負圧により対象物保持具と保持ヘッドとを前記接近限度に保つ負圧吸着装置と、
その負圧室に負圧を供給する状態と負圧を解除する状態とに切換え可能な負圧供給装置と、
前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの一方に設けられた被係合面と、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの他方に設けられて、前記被係合面に係合する係合位置とその被係合面から離間した非係合位置(ないし離間位置)とに移動可能な係合部材とを含み、係合部材が係合位置にある状態では前記対象物保持具の前記保持ヘッドからの離脱を機械的に阻止し、係合部材が非係合位置にある状態では前記対象物保持具の前記保持ヘッドからの離脱を許容する機械的離脱阻止装置と
を含むことを特徴とする保持具取付装置。
何らかの理由で対象物保持具に予定外の大きな力が加えられても、保持ヘッドから外れて落下することが回避される。
(2)さらに、前記係合部材を前記係合位置と前記非係合位置とに移動させる係合部材駆動装置を含む(1)項に記載の保持具取付装置。
係合部材を作業者が係合位置と非係合位置とに移動させるようにすることも可能であり、その場合は係合部材駆動装置を省略することが可能であるが、係合部材駆動装置を設ければ、作業者が係合部材の操作を行う必要がなくなり、また、対象物保持具の保持ヘッドへの着脱を自動化することが容易となる。
(3)前記係合部材駆動装置が、少なくとも前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近および離間に伴って前記係合部材が前記被係合面を通過する間は前記係合部材を前記非係合位置に保ち、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとが前記接近限度にある状態で前記係合部材を前記係合位置と前記非係合位置との間で移動させるものである(2)項に記載の保持具取付装置。
係合部材駆動装置は、次項において説明するように、付勢装置およびカム部材を含む装置とすることも、駆動源および制御装置を含むものとすることも可能である。後者の場合、制御装置によって駆動源を制御することにより、係合部材の係合位置と非係合位置との間における移動を任意の時期に行うことができ、対象物保持具と保持ヘッドとが接近限度にある状態において係合部材を係合位置と非係合位置との間で移動させることができる。
保持ヘッドが対象物保持具を保持すべく、保持ヘッドと対象物保持具とが接近させられるとき、係合部材は非係合位置に位置させられて被係合面との干渉が回避される。また、保持ヘッドが保持した対象物保持具を解放した後、保持ヘッドと対象物保持具とが離間させられる際にも、係合部材は非係合位置に位置する状態を保って被係合面を通過するため、それらの干渉を生じることなく、離間させられる。
保持ヘッドと対象物保持具との接近限度状態は、それらの接近により得られるため、被係合面が対象物保持具に設けられ、係合部材が保持ヘッドに設けられる場合は、係合部材は係合位置において対象物保持具の被係合面の下方にあって対象物保持具の保持ヘッドからの離脱を阻止するものとされればよく、形状,寸法等の制約が少なくてすみ、被係合面が保持ヘッドに設けられ、係合部材が対象物保持具に設けられる場合は、係合部材は係合位置において保持ヘッドの被係合面の上方にあって対象物保持具の保持ヘッドからの離脱を阻止するものとされればよく、形状,寸法等の制約が少なくてすむ。
(4)前記被係合面が対象物保持具に、前記係合部材が前記保持ヘッドにそれぞれ設けられ、かつ、前記係合部材駆動装置が、
前記係合部材を前記係合位置へ付勢する付勢装置と、
前記保持ヘッドに対して、その保持ヘッドと前記対象物保持具との接近離間方向と平行な方向に相対移動可能に設けられ、前記接近離間方向に平行な平行係合面と、前記接近離間方向に対して傾斜した傾斜係合面とを備え、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近動作の初期と離間動作の後期とに前記傾斜係合面において前記係合部材と係合し、接近動作の後期と離間動作の初期との前記係合部材が前記被係合面を通過する時期に前記平行係合面において前記係合部材と係合するカム部材と
を含む(3)項に記載の保持具取付装置。
係合部材駆動装置を、駆動源と、その駆動源を上記条件を満たすように制御する制御装置とを含むものとすることも可能である。しかし、本項の態様とすれば、係合部材専用の駆動源およびそれを制御する制御装置を省略し得る。本項の態様においては、係合部材のカム部材と係合する部分がカムフォロワとして機能することとなる。係合部材の、被係合面と係合する係合部にカムフォロワを兼ねさせることも、係合部とは別の部分をカムフォロワ専用部とすることも可能である。
本項に記載の係合部材駆動装置によれば、保持ヘッドと対象物保持具との接近離間方向における相対移動に基づいて係合部材を駆動することができ、単純な動作によって係合部材を係合位置と非係合位置とに移動させることができる。特に、保持ヘッドが対象物保持具に対象物を保持させるために対象物保持具の軸線に平行な方向に移動させられるものであれば、その移動を利用して保持ヘッドとカム部材とを相対移動させることができ、装置の構成を複雑化することなく、対象物保持具の保持,解放を行うことができる。
また、保持ヘッドにより保持される複数の対象物保持具にそれぞれ設けられた被係合面に対して係合部材を共用し得る。係合位置と非係合位置とに移動する係合部材を設けるより被係合面を設ける方が容易であり、保持具取付装置を安価に構成することができる。
(5)前記カム部材が、前記対象物保持具を取り出し可能に収容する保持具ストッカに設けられ、その保持具ストッカに対する前記保持ヘッドの接近離間に伴って、その保持ヘッドがその保持具ストッカに収容された前記対象物保持具に接近離間させられる(4)項に記載の保持具取付装置。
保持具ストッカには、同種あるいは異種の対象物保持具を収容し、保持ヘッドに対する取付けに備えて待機させることができ、保持ヘッドに保持された対象物保持具の交換を行うことができる。保持ヘッドが保持した部品保持具の保持具ストッカへの収納および保持具ストッカに収納された対象物保持具の保持ヘッドへの取付けは、保持ヘッドの保持具ストッカに対する接近,離間によって行われるのが普通であり、カム部材を保持具ストッカに設ければ、保持ヘッドの保持具ストッカへの接近離間を利用して係合部材を係合位置と非係合位置とに移動させることができる。
(6)前記負圧吸着装置が、前記負圧室として、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近に伴って密閉状態となるがそれら対象物保持具と保持ヘッドとのさらなる接近を許容する第一負圧室と、その対象物保持具と保持ヘッドとのさらなる接近に伴って密閉状態となる第二負圧室とを含み、かつ、前記第一負圧室が密閉状態にある一方、前記第二負圧室が開放状態にある状態において、第二負圧室から前記負圧供給装置へ向かう空気の流れを抑制することにより、密閉状態にある第一負圧室の圧力を大気圧より低くし、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとを互いに接近限度まで接近させる力を発生させる流れ抑制装置を含む(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の保持具取付装置。
例えば、第一負圧室および第二負圧室と負圧供給装置とをつなぐ通路が、途中で第一負圧室側の第一分岐通路と第二負圧室側の第二分岐通路とに分岐している場合には、第二分岐通路に絞りや減圧弁を設けて流れ抑制装置とすることができ、第一負圧室と負圧供給装置とをつなぐ第一通路と第二負圧室と負圧供給装置とをつなぐ第二通路とが互いに独立している場合には、第二通路に絞りや減圧弁を設けて流れ抑制装置とすることができる。絞りは、可変絞りとすることも固定絞りとすることもできる。可変絞りは、第一負圧室と第二負圧室とが共に開放状態にある状態では流路面積が小さくなり、第一負圧室と第二負圧室とが共に密閉状態になった後に流路面積が大きくなるものであるが、構造が単純で安価な固定絞りで十分な場合が多い。減圧弁は、常には閉状態にあり、第二負圧室側の圧力が負圧供給装置側の圧力より設定値以上高くなったとき開く常閉弁であり、閉状態においては第二負圧室から負圧供給装置へ無用な空気が流れることを完全に阻止し得る利点があるが、第二負圧室の負圧の程度が第一負圧室の負圧の程度より設定値分弱くなることを避け得ない。その点、流れ抑制装置を絞りとすれば、第一負圧室が実質的に密閉状態にある一方、第二負圧室が開放状態にある状態において、第二負圧室から負圧供給装置へ向かう空気の流れを抑制することにより、密閉状態にある第一負圧室の圧力を大気圧より低くし、対象物保持具と保持ヘッドとを互いに接近限度まで接近させる力を発生させるとともに、第一負圧室と第二負圧室とが共に密閉状態となった後には第二負圧室にも第一負圧室と実質的に同じ強さの負圧を生じさせることができる。
本態様の保持具取付装置においては、対象物保持具と保持ヘッドとが両者の接近限度よりやや手前の位置まで接近させられると、第一負圧室に負圧が発生させられ、その負圧により対象物保持具と保持ヘッドとが接近限度まで接近させられる。したがって、対象物保持具および保持ヘッドの熱膨張や、両者を接近させる装置の熱膨張あるいは位置制御の誤差等に起因して、両者が過剰に接近させられ、過大な力が加えられて損傷すること、あるいは逆に、接近が不十分で負圧室が十分に密閉されず、対象物保持具が保持ヘッドに保持されないという事態が発生することを回避し得る。しかも、対象物保持具と保持ヘッドとが接近限度まで接近させられた状態では、対象物保持具が保持ヘッドに、第一および第二負圧室の両方の負圧に基づいて十分大きな力で保持される。
密閉状態は、気体の漏れが全くない完全な密閉状態でもよく、気体の漏れがあっても、対象物保持具の保持に十分な大きさの負圧が得られる程度の漏れである状態でもよい。
(7)前記被係合面が対象物保持具に、前記係合部材が前記保持ヘッドにそれぞれ設けられ、かつ、前記係合部材駆動装置が、
前記係合部材を前記係合位置へ付勢する付勢装置と、
前記保持ヘッドに対して、その保持ヘッドと前記対象物保持具との接近離間方向と平行な方向に相対移動可能に設けられ、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近および離間に伴って前記係合部材に係合することにより、その係合部材を前記付勢装置の付勢力に抗して一旦前記非係合位置へ移動させた後に前記係合位置へ移動することを許容するカム部材と
を含む(2)項に記載の保持具取付装置。
(8)前記被係合面と前記係合部材とが、前記付勢装置の付勢力に基づいて、前記係合部材が前記対象物保持具を前記接近限度位置に向かって付勢する力を発生させる形状とされた(7)項に記載の保持具取付装置。
本項の態様によれば、簡単な構成で(6)項に記載の態様と似た効果が得られる。ただし、寿命を十分長くするために、被係合面と係合部材とを耐摩耗性の優れた材料製とし、あるいは転がり接触する構成とする等、係合部材と被係合面との摩耗を抑制する対策を施し、あるいは係合部材や被係合面の修復が行われるようにすることが望ましい。
(9)前記カム部材が、前記対象物保持具を取り出し可能に収容する保持具ストッカに設けられ、その保持具ストッカに対する前記保持ヘッドの接近離間に伴って、その保持ヘッドがその保持具ストッカに収容された前記対象物保持具に接近離間する(8)項に記載の保持具取付装置。
(5)項に記載の保持具取付装置と同様の作用および効果が得られる。
保持具収容装置46は、図15に示すように、ベース50の基材搬送保持装置32と供給装置34との間の部分に設けられている。本保持具収容装置46は、保持具ストッカ324(図16参照)および保持具ストッカ昇降装置326(図21参照)を含む。保持具ストッカ324は、図16に示すように、板状のベースないし取付部材330と、取付部材330上に立設された支持部材たる複数のロッド332により支持され、取付部材330との間に距離を隔てて平行に設けられた保持部材334とを含む。
保持ヘッド130が部品保持具132を保持していない状態では、図10に示すように、円筒シール304の下端部が吸着面254の下方へ突出させられ、フック202は係合位置に位置する。また、負圧室280,306は開放状態にある。保持具ストッカ324は、常には下降端位置に位置させられて、基材12への部品14の組付け時に運搬ユニット36等との干渉等が回避され、保持ヘッド130による部品保持具132の保持時および保持具ストッカ324への収容時に上昇端位置へ上昇させられる。また、シャッタ360は離脱阻止位置に位置させられている。
保持具ストッカ324における部品保持具132の収容状況,空の保持部336の有無,位置は、統括制御装置48において把握されている。部品保持具132の収容時には、保持具ストッカ324は上昇端位置へ上昇させられる。シャッタ360は離脱阻止位置に位置させられている。
本実施形態の保持具取付装置は、係合部材の係合位置への移動により、対象物保持具と保持ヘッドとを接近限度まで接近させるようにしたものである。本実施形態の保持ヘッド600は、図26に示すように、前記実施形態の保持ヘッド130と同様に、ヘッド本体602の一対の平側面604にそれぞれ、軸606により、ヘッド本体602の軸線と直角に立体交差する軸線であって、水平な軸線まわりに回動可能に取り付けられた一対のフック608を備えている。フック608は、軸606に嵌合された一対の腕部610から下方への突出端部612に設けられた係合突部614の上向きの係合面616が、ヘッド本体602側ほど下方へ向かう向きに傾斜させられた傾斜面とされていることを除いて前記フック202と同様に構成されている。フック608は、圧縮コイルスプリング620により、係合突部614がヘッド本体602に向かう向きであって、係合位置へ向かう向きに付勢されている。このスプリング620の付勢によるフック608の回動限度は、図28に示すように、ストッパ部622が平側面604に当接することにより規定される。
本実施形態においては、バー654がカム部材を構成し、付勢装置を構成するスプリング620と共に係合部材駆動装置を構成している。
本実施形態の保持ヘッド700のヘッド本体702には、その互いに平行な一対の平側面704にそれぞれ、フック706が軸708により回動可能に取り付けられている。フック706は係合突部214が設けられていないことを除いて前記フック202と同様に構成され、ヘッド本体702に設けられたフック駆動装置710により回動させられる。
また、万一、何らかの理由で部品保持具132に、負圧室280,306の負圧に基づく吸着力を超える外力が加えられ、部品保持具132が保持ヘッド700から離間させられることがあっても、フック706の被保持部142への係合により、部品保持具132の保持ヘッド700からの離脱あるいは脱落が機械的に防止される。
また、請求可能発明に係る保持具取付装置は、電子回路部品を回路基材に装着する電子回路部品装着機においても採用可能である。
Claims (4)
- 保持対象物を保持する対象物保持具を保持ヘッドに着脱可能に取り付けるための保持具取付装置であって、
少なくとも前記対象物保持具と前記保持ヘッドとが互いに接近限度まで接近した状態で密閉状態となり、それら対象物保持具と保持ヘッドとが互いに離間した状態で開放状態となる負圧室を含み、その負圧室の負圧により対象物保持具と保持ヘッドとを前記接近限度に保つ負圧吸着装置と、
その負圧室に負圧を供給する状態と負圧を解除する状態とに切換え可能な負圧供給装置と、
前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの一方に設けられた被係合面と、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの他方に設けられて、前記被係合面に係合する係合位置とその被係合面から離間した非係合位置とに移動可能な係合部材とを含み、係合部材が係合位置にある状態では前記対象物保持具の前記保持ヘッドからの離脱を機械的に阻止し、係合部材が非係合位置にある状態では前記対象物保持具の前記保持ヘッドからの離脱を許容する機械的離脱阻止装置と、
前記係合部材を前記係合位置と前記非係合位置とに移動させる係合部材駆動装置と
を含み、
前記負圧吸着装置が、前記負圧室として、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近に伴って密閉状態となるがそれら対象物保持具と保持ヘッドとのさらなる接近を許容する第一負圧室と、その対象物保持具と保持ヘッドとのさらなる接近に伴って密閉状態となる第二負圧室とを含み、かつ、前記第一負圧室が密閉状態にある一方、前記第二負圧室が開放状態にある状態において、第二負圧室から前記負圧供給装置へ向かう空気の流れを抑制することにより、密閉状態にある第一負圧室の圧力を大気圧より低くし、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとを互いに接近限度まで接近させる力を発生させる流れ抑制装置を含むことを特徴とする保持具取付装置。 - 前記係合部材駆動装置が、少なくとも前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近および離間に伴って前記係合部材が前記被係合面を通過する間は前記係合部材を前記非係合位置に保ち、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとが前記接近限度にある状態で前記係合部材を前記係合位置と前記非係合位置との間で移動させるものである請求項1に記載の保持具取付装置。
- 前記被係合面が対象物保持具に、前記係合部材が前記保持ヘッドにそれぞれ設けられ、かつ、前記係合部材駆動装置が、
前記係合部材を前記係合位置へ付勢する付勢装置と、
前記保持ヘッドに対して、その保持ヘッドと前記対象物保持具との接近離間方向と平行な方向に相対移動可能に設けられ、前記接近離間方向に平行な平行係合面と、前記接近離間方向に対して傾斜した傾斜係合面とを備え、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近動作の初期と離間動作の後期とに前記傾斜係合面において前記係合部材と係合し、接近動作の後期と離間動作の初期との前記係合部材が前記被係合面を通過する時期に前記平行係合面において前記係合部材と係合するカム部材と
を含む請求項2に記載の保持具取付装置。 - 前記カム部材が、前記対象物保持具を取り出し可能に収容する保持具ストッカに設けられ、その保持具ストッカに対する前記保持ヘッドの接近離間に伴って、その保持ヘッドがその保持具ストッカに収容された前記対象物保持具に接近離間させられる請求項3に記載の保持具取付装置。
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