JP6839774B2

JP6839774B2 - 電子部品装着機及び電子部品装着方法

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Description

本発明は、電子部品装着機及び電子部品装着方法に関する。

特許文献１には、吸着ヘッド（部品保持部）が保持する電子部品を回路基板に装着する際に、電子部品が回路基板に接触したことを検出するセンサ（接触検知センサ）を備えた電子部品装着機が開示されている。特許文献１に記載された従来の電子部品装着機は、吸着ヘッドが保持する電子部品が回路基板に接触した状態で吸着ヘッドを下降させると、吸着ヘッドがノズル本体（ヘッド本体）に対して相対的に下方へ変位する。そして、従来の電子部品装着機は、ノズル本体に対する装着ヘッドの相対変位がセンサにより検出された場合に、電子部品が回路基板に接触したと判断する。

特開２００６−１９６６１８号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載の技術において、センサは、ノズル本体と一体的に昇降する。そして、従来の電子部品装着機は、センサよりも下方に位置していた吸着ヘッドの上端がセンサと同じ高さ位置まで移動した場合に、電子部品が回路基板に接触したと判断する。この場合、電子部品が回路基板に当接した状態において、センサが回路基板に対して近い位置に配置されるので、先に回路基板に装着された部品とセンサとの干渉を回避する必要がある。そのため、電子部品を回路基板に装着する際の制御に多くの制約が生じ、電子部品の装着作業が非効率的となる。

本明細書は、回路基板に対する電子部品の装着作業を効率的に行うことができる電子部品装着機及び電子部品装着方法を提供することを目的とする。

本明細書は、供給された電子部品を採取し、搬送された回路基板に前記電子部品を装着する電子部品装着機を開示する。前記電子部品装着機は、ヘッド本体と、前記ヘッド本体に対して昇降可能な昇降部と、前記昇降部の昇降に伴い、前記ヘッド本体に対して上下方向へ変位するホルダと、前記ホルダに装着され、前記電子部品を保持可能な部品保持部と、前記部品保持部に保持された前記電子部品が前記回路基板に接触したか否かを判定する接触判定部と、を備える。前記ホルダは、前記昇降部の昇降に伴って上下方向へ変位可能なシリンジと、前記部品保持部が装着される部位であって、前記シリンジに対して上下方向へ変位可能な第一変位部と、前記シリンジに対して前記第一変位部を下方へ付勢する第一付勢部と、前記第一変位部とは別体に設けられ、前記シリンジ及び前記第一変位部に対して上下方向へ変位可能な第二変位部と、前記第二変位部を前記シリンジに対して上方へ付勢する第二付勢部と、を備える。前記第二変位部は、前記第一付勢部により下方へ付勢される前記第一変位部に対して上下方向で係合する係合部と、前記係合部に連結され、前記シリンジよりも上方に位置する被検出部と、を備える。前記接触判定部は、前記部品保持部よりも上方に配置され、前記シリンジに対する前記被検出部の変位を検出する接触検知センサを備え、前記接触検知センサにより前記被検出部の変位が検出された場合に、前記電子部品が前記回路基板に接触したと判定する。

また、本明細書は、供給された電子部品を採取し、搬送された回路基板に前記電子部品を装着する電子部品装着機を用いた電子部品装着方法を開示する。前記電子部品装着機は、ヘッド本体と、前記ヘッド本体に対して昇降可能な昇降部と、前記昇降部の昇降に伴い、前記ヘッド本体に対して上下方向へ変位するホルダと、前記ホルダに装着され、前記電子部品を保持可能な部品保持部と、前記部品保持部よりも上方に配置される接触検知センサと、を備える。前記ホルダは、前記昇降部の昇降に伴って上下方向へ変位可能なシリンジと、前記部品保持部が装着される部位であって、前記シリンジに対して上下方向へ変位可能な第一変位部と、前記シリンジに対して前記第一変位部を下方へ付勢する第一付勢部と、前記第一変位部とは別体に設けられ、前記シリンジ及び前記第一変位部に対して上下方向へ変位可能な第二変位部と、前記第二変位部を前記シリンジに対して上方へ付勢する第二付勢部と、を備える。前記第二変位部は、前記第一付勢部により下方へ付勢される前記第一変位部に対して上下方向で係合する係合部と、前記係合部に連結され、前記シリンジよりも上方に位置する被検出部と、を備える。前記電子部品装着方法は、前記接触検知センサが前記シリンジに対する前記被検出部の変位を検出した場合に、前記電子部品が前記回路基板に接触したと判定する。

本開示の電子部品装着機によれば、被検出部は、シリンジよりも上方に位置し、接触検知センサは、部品保持部よりも上方に配置される。そして、接触判定部は、被検出部の変位が接触検知センサにより検出された場合に、電子部品が回路基板に接触したと判定する。この場合、電子部品装着機は、先に基板に装着される電子部品よりも高い位置に接触検知センサを配置できるので、先に基板に装着された電子部品と接触検知センサとの干渉するための制御を不要とすることができ、電子部品の装着作業を効率よく行うことができる。

また、第二変位部は、第一変位部とは別体に設けられる。その一方で、第一変位部は、第一付勢部によってシリンジに対して下方へ付勢され、第二変位部は、第二付勢部によってシリンジに対して上方へ付勢される。よって、部品保持部に保持された電子部品が回路基板に接触していない状態でシリンジを昇降させると、第一変位部及び第二変位部は、シリンジの昇降に伴って一体的に上下方向へ変位する。

これに対し、部品保持部に保持された電子部品が回路基板に接触する際、第二変位部は、第一変位部に対して下方へ変位する。これにより、ホルダは、部品保持部に保持された電子部品と回路基板との接触時に、第二変位部の質量に起因する荷重が電子部品に加わることを防止できる。従って、ホルダは、被検出部をシリンジよりも上方に配置することで第二変位部が大型となる場合であっても、回路基板との接触時に電子部品に加わる衝撃によって電子部品が損傷することを抑制できる。

本開示の電子部品装着方法によれば、被検出部は、シリンジよりも上方に位置し、接触検知センサは、部品保持部よりも上方に配置される。そして、電子部品装着方法は、被検出部の変位が検出された場合に、電子部品が回路基板に接触したと判定する。この場合、電子部品装着機は、先に基板に装着される電子部品よりも高い位置に接触検知センサを配置できる。よって、電子部品装着方法は、先に基板に装着された電子部品と接触検知センサとの干渉するための制御を不要とすることができるので、電子部品の装着作業を効率よく行うことができる。

本明細書の一実施形態における電子部品装着機の斜視図である。装着ヘッドの構成を説明する図である。制御装置のブロック図である。ホルダの内部構成を説明する図である。部品保持部に保持された部品を基板に装着する際のホルダの動作を説明する図である。

１．電子部品装着機１の外観構成
以下、本明細書に開示する電子部品装着機及び電子部品装着方法を適用した各実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、図１及び図２を参照して、一実施形態における電子部品装着機１（以下「部品装着機１」と称す）の外観構成を説明する。

図１に示すように、部品装着機１は、基板搬送装置１０と、部品供給装置２０と、部品移載装置３０と、部品カメラ４１と、基板カメラ４２と、制御装置２００（図３参照）とを主に備える。なお、以下において、部品装着機１の左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、鉛直方向をＺ軸方向と定義する。

基板搬送装置１０は、Ｘ軸方向に架け渡された一対のベルトコンベア１１等により構成される。基板搬送装置１０は、搬入された回路基板Ｋ（以下「基板Ｋ」と称する）をＸ軸方向へ順次搬送し、所定位置まで搬送された基板Ｋの位置決めを行う。また、基板搬送装置１０は、位置決めされた基板Ｋに対する電子部品Ｐ（以下「部品Ｐ」と称する）の装着処理が終了すると、基板Ｋを部品装着機１の機外へ搬出する。

部品供給装置２０は、基板Ｋに装着する部品Ｐを供給する。部品供給装置２０は、Ｘ軸方向に配列された複数のスロット２１と、複数のスロット２１の各々に交換可能にセットされる複数のフィーダ２２を備える。フィーダ２２は、リール２３に巻回されたキャリアテープを送り移動させ、キャリアテープに収納された部品Ｐを、フィーダ２２の先端側（図１右上側）に設けられた部品供給位置に供給する。

部品移載装置３０は、部品供給装置２０によって供給された部品Ｐを採取し、採取した部品Ｐを位置決めされた基板Ｋに装着する。部品移載装置３０は、ＸＹロボット３１と、装着ヘッド３２とを主に備える。

ＸＹロボット３１は、鉛直方向に対して交わる方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）へ装着ヘッド３２を移動させるヘッド駆動装置である。ＸＹロボット３１は、一対のＹ軸ガイドレール５１と、Ｙ軸スライダ５２と、Ｙ軸モータ５３（図３参照）と、一対のＸ軸ガイドレール５４と、Ｘ軸スライダ５５と、Ｘ軸モータ５６（図３参照）とを備える。一対のＹ軸ガイドレール５１は、Ｙ軸方向へ平行に延びる長尺の部材である。Ｙ軸スライダ５２は、一対のＹ軸ガイドレール５１に架け渡され、Ｙ軸モータ５３に駆動されることでＹ軸方向へ移動可能に設けられる。一対のＸ軸ガイドレール５４は、Ｘ軸方向へ平行に延びる長尺の部材である。Ｘ軸スライダ５５は、一対のＸ軸ガイドレール５４に取り付けられ、Ｘ軸モータ５６に駆動されることでＸ軸方向へ移動する。装着ヘッド３２は、Ｘ軸スライダ５５に対して着脱可能に設けられ、部品供給位置に供給された部品Ｐを保持可能に構成される。なお、装着ヘッド３２の詳細な構成については、後述する。

部品カメラ４１及び基板カメラ４２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ４１及び基板カメラ４２は、通信可能に接続された制御装置２００による制御信号に基づいてカメラ視野に収まる範囲の撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置２００へ送信する。部品カメラ４１は、光軸がＺ軸方向となるように部品装着機１の基台に固定され、装着ヘッド３２に保持された部品Ｐを下方から撮像する。基板カメラ４２は、光軸がＺ軸方向となるようにＸ軸スライダ５５に固定され、基板Ｋを上方から撮像する。

２．装着ヘッド３２の構成
次に、図２を参照して、装着ヘッド３２の構成について説明する。図２に示すように、装着ヘッド３２は、ヘッド本体３３と、８本のホルダ３４と、８本の部品保持部３５と、Ｒ軸駆動装置７０と、Ｑ軸駆動装置８０と、Ｚ軸駆動装置９０と、を主に備える。なお、図２では、図面を簡略化するため、８本のホルダ３４のうち、２本のホルダ３４は実線で、他のホルダ３４は一部のみを一点鎖線で、それぞれ図示する。また、図２では、８本の部品保持部３５のうち２本の部品保持部３５を実線で、他の部品保持部３５を一点鎖線で、それぞれ図示する。

ヘッド本体３３は、Ｚ軸方向に平行なＲ軸線まわりに回転することにより、複数の割り出し角度に割り出されるロータリヘッドである。ヘッド本体３３は、ＸＹロボット３１のＸ軸スライダ５５に対して着脱可能に設けられるので、ヘッド本体３３の汎用性を高めることができる。８本のホルダ３４及び８つの部品保持部３５は、Ｒ軸線を中心とした周方向に配列され、８つの部品保持部３５は、８つのホルダ３４の各々の下端部分に着脱可能に取り付けられる。ヘッド本体３３は、部品供給位置と基板Ｋとの間を移動し、部品保持部３５は、部品供給位置に供給された部品Ｐを吸着により保持する。なお、ホルダ３４の詳細な構成については、後述する。

各々のホルダ３４は、ヘッド本体３３に対して昇降可能に支持され、各々のホルダ３４には、スプリング３６（図４参照）が挿通される。このスプリング３６は、ホルダ３４をヘッド本体３３に対して上方へ付勢する。そして、各々のホルダ３４には、Ｒ軸線方向から見て径方向外方へ延びる係合片１１１が設けられる。ホルダ３４及び部品保持部３５は、係合片１１１がスプリング３６の付勢力に抗して押し下げられることにより下降する。また、押し下げられたホルダ３４及び部品保持部３５は、係合片１１１の押し下げが解除されると、スプリング３６の付勢力により上昇する。

Ｒ軸駆動装置７０は、ヘッド本体３３をＲ軸線まわりに回転させることにより、部品保持部３５をＲ軸線まわりに公転させる。Ｒ軸駆動装置７０は、Ｒ軸部材７１と、Ｒ軸従動ギヤ７２と、Ｒ軸駆動ギヤ７３と、Ｒ軸モータ７４と、Ｒ軸位置センサ７５（図３参照）とを備える。

Ｒ軸部材７１は、Ｒ軸線と同軸に配置された軸部材である。Ｒ軸部材７１の下端には、ヘッド本体３３が固定され、ヘッド本体３３は、Ｒ軸部材７１の回転に伴ってＲ軸線まわりに回転する。Ｒ軸従動ギヤ７２は、Ｒ軸部材７１の上端に固定されたギヤであり、Ｒ軸駆動ギヤ７３は、Ｒ軸従動ギヤ７２に噛合するギヤである。Ｒ軸モータ７４は、Ｒ軸駆動ギヤ７３を回転させるための駆動力を付与するモータであり、Ｒ軸モータ７４の駆動軸７４ａには、Ｒ軸駆動ギヤ７３が駆動軸７４ａと一体回転可能に連結される。Ｒ軸位置センサ７５は、Ｒ軸モータ７４の回転位置を検知する。

即ち、Ｒ軸モータ７４の駆動力は、Ｒ軸駆動ギヤ７３、Ｒ軸従動ギヤ７２及びＲ軸部材７１を介してヘッド本体３３に伝達される。このように、Ｒ軸駆動装置７０は、Ｒ軸モータ７４の駆動力をヘッド本体３３に伝達させることにより、ヘッド本体３３をＲ軸線まわりに回転させる。

Ｑ軸駆動装置８０は、全ての部品保持部３５をＱ軸線まわりに同期回転させる。Ｑ軸駆動装置８０は、Ｑ軸従動ギヤ８１と、８つのノズルギヤ８２と、Ｑ軸駆動ギヤ８３と、Ｑ軸モータ８４と、Ｑ軸位置センサ８５（図３参照）とを備える。Ｑ軸従動ギヤ８１は、外径が異なる２つの小ギヤ８１ａ及び大ギヤ８１ｂが一体回転可能に連結された段付ギヤである。Ｑ軸従動ギヤ８１には、Ｒ軸部材７１が挿通される挿通孔７１ａが貫通形成されており、Ｑ軸従動ギヤ８１は、Ｒ軸部材７１と同軸に、且つ、Ｒ軸部材７１に対して相対回転可能に配置される。

ノズルギヤ８２は、Ｑ軸従動ギヤ８１のうち外径が小さいギヤである小ギヤ８１ａに噛合するギヤである。なお、小ギヤ８１ａは、ノズルギヤ８２と比べて、軸線方向における長さ寸法が大きく、ノズルギヤ８２は、小ギヤ８１ａに対して噛合した状態を維持しながら、Ｚ軸方向へスライドする。また、８つのノズルギヤ８２は、８つのホルダ３４に１つずつ、一体回転可能に固定される。

Ｑ軸駆動ギヤ８３は、Ｑ軸従動ギヤ８１のうち外径が大きいギヤである大ギヤ８１ｂに噛合するギヤである。Ｑ軸モータ８４は、Ｑ軸駆動ギヤ８３を回転させるための駆動力を付与するモータであり。Ｑ軸モータ８４の駆動軸８４ａには、Ｑ軸駆動ギヤ８３が駆動軸８４ａと一体回転可能に連結される。Ｑ軸位置センサ８５は、Ｑ軸モータ８４の回転位置を検知する。

即ち、Ｑ軸モータ８４の駆動力は、Ｒ軸駆動ギヤ８３、Ｒ軸従動ギヤ８１及びノズルギヤ８２を介してホルダ３４に伝達される。このように、Ｑ軸駆動装置８０は、Ｑ軸モータ８４の駆動力をホルダ３４に伝達させることにより、部品保持部３５をＱ軸線まわりに回転させる。

Ｚ軸駆動装置９０は、ホルダ３４をＺ軸方向へ昇降させる。Ｚ軸駆動装置９０は、昇降部９１と、ボールねじ９２と、Ｚ軸モータ９３と、Ｚ軸位置センサ９４と、を備える。昇降部９１は、ヘッド本体３３に対して昇降可能に設けられる。具体的に、昇降部９１は、ヘッド本体３３に設けられたボールねじ９２に取り付けられる。そして、昇降部９１は、ボールねじ９２がＺ軸モータ９３に駆動されて回転することにより、Ｚ軸方向に昇降する。Ｚ軸位置センサ９４は、昇降部９１の昇降位置を検知する。さらに、昇降部９１の上面には、光軸センサから構成される接触検知センサ９５が固定され、接触検知センサ９５は、昇降部９１の昇降に伴って昇降する。

また、昇降部９１は、ヘッド本体３３側に向けて形成される係合溝９６を備える。係合溝９６は、ヘッド本体３３の回転に伴ってホルダ３４がＲ軸線まわりを回転（公転）する際に、ホルダ３４に設けられた係合片１１１が通過可能な溝である。ヘッド本体３３は、全てのホルダ３４がスプリング３６により上方へ付勢された状態で、Ｒ軸線まわりを回転する。このとき、全ての係合片１１１は、Ｚ軸方向において係合溝９６に対応する位置に配置され、ヘッド本体３３の回転に伴ってホルダ３４がＲ軸線まわりを公転すると、係合片１１１は、係合溝９６を通過する。

そして、ヘッド本体３３が割り出し角度に割り出されたとき、一のホルダ３４のＲ軸線まわりにおける周方向位置が、昇降部９１のＲ軸線まわりにおける周方向位置と一致し、その一のホルダ３４に設けられた係合片１１１は、係合溝９６に挿入された状態となる。係合溝９６に一の係合片１１１が挿入された状態で、Ｚ軸駆動装置９０が昇降部９１を下降させると、係合片１１１は、係合溝９６に係合しながら押し下げられ、ホルダ３４は、昇降部９１の下降に伴って下降する。

３．制御装置２００について
次に、図３を参照して、制御装置２００について説明する。図３に示すように、制御装置２００は、主に、ＣＰＵや各種メモリ等により構成される。制御装置２００は、記憶装置２１０と、画像処理装置２２０と、装着制御部２３０と、入出力インターフェース２４０とを備える。これら記憶装置２１０、画像処理装置２２０、装着制御部２３０及び入出力インターフェース２４０は、バス２５０を介して互いに接続されている。

制御装置２００には、ＸＹロボット３１の各種モータからの検知信号や、装着ヘッド３２の各種モータや各種センサから検知信号、部品カメラ４１及び基板カメラ４２からの画像信号等が、入出力インターフェース２４０を介して入力される。また、画像処理装置２２０及び装着制御部２３０からは、基板搬送装置１０、部品供給装置２０、ＸＹロボット３１の各種モータ、装着ヘッド３２の各種モータや各種センサ、部品カメラ４１や基板カメラ４２への制御信号等が入出力インターフェース２４０を介して出力される。

記憶装置２１０は、ハードディスク装置等の光学ドライブ装置やフラッシュメモリ等により構成される。この記憶装置２１０には、制御プログラム、制御情報、部品カメラ４１及び基板カメラ４２による撮像で得られた画像等が記憶される。画像処理装置２２０は、部品カメラ４１及び基板カメラ４２による撮像で得られた画像を取得し、用途に応じた画像処理を実行する。

装着制御部２３０は、装着ヘッド３２及び部品保持部３５の位置及び回転角度を制御する。具体的に、装着制御部２３０は、各種モータや各種センサ等から出力される情報や各種認識処理の結果等を入力する。そして、装着制御部２３０は、記憶装置２１０に記憶された制御プログラムや制御情報、各種センサによる情報、画像処理や認識処理の結果に基づき、基板搬送装置１０や部品供給装置２０、部品移載装置３０に制御信号を出力する。

また、装着制御部２３０は、部品保持部３５に保持された部品Ｐが基板Ｋに接触したか否かを判定する接触判定部２３１を備える。そして、接触判定部２３１は、部品保持部３５に保持された部品Ｐが基板Ｋに接触したことを検出する接触検知センサ９５を備える。部品Ｐが基板Ｋに接触したことを接触検知センサ９５が検出すると、接触検知センサ９５は、検出信号を出力する。接触検知センサ９５から出力された検出信号に基づき、部品保持部３５に保持された部品Ｐが基板Ｋに接触したと接触判定部２３１が判定すると、装着制御部２３０は、基板Ｋに対して部品Ｐが適度に押さえつけられるように、Ｚ軸駆動装置９０等を制御する。

４．ホルダ３４の構成
次に、図４を参照して、ホルダ３４の構成について説明する。なお、図４では、ホルダ３４のうち、部品保持部３５にエアを供給するエア供給装置（図示せず）が連結される部位等の図示が省略されている。図４に示すように、ホルダ３４は、シリンジ１１０と、第一変位部１２０と、第一付勢部１３０と、第二変位部１４０と、第二付勢部１５０と、を主に備える。

シリンジ１１０は、昇降部９１の昇降に伴ってＺ軸方向へ変位可能な部位である。シリンジ１１０は、円筒状に形成され、シリンジ１１０の下端部分には、部品保持部３５が着脱可能に装着される。シリンジ１１０の上部には、径方向外方へ突出する係合片１１１が形成される。係合片１１１は、ホルダ３４を昇降させる際に、昇降部９１に設けられた係合溝９６と係合する部位であり、各々のホルダ３４は、係合片１１１をヘッド本体３３（図２参照）側へ向けた状態で配置される。昇降部９１が下降すると、係合片１１１の上面が昇降部９１により押し下げられ、ホルダ３４が下降する。一方、昇降部９１が上昇すると、ホルダ３４は、スプリング３６により上方へ付勢されて上昇する。

また、シリンジ１１０の内周面には、シリンジ１１０の上方に形成される小径部１１２と、小径部１１２の下方に形成される部位であって小径部１１２よりも大きな内径を有する大径部１１３と、小径部１１２の下端部と大径部１１３の上端部との連結部位に形成される段部１１４と、を備える。

第一変位部１２０は、シリンジ１１０の大径部１１３に収容される筒状の部位である。第一変位部１２０は、シリンジ１１０に対して上下方向へ変位可能に設けられ、第一変位部１２０の下端部は、部品保持部３５の上端面に接触する。第一付勢部１３０は、大径部１１３に収容されるスプリングであり、第一付勢部１３０の下端部は、第一変位部１２０の上端面に支持されている。また、第一付勢部１３０の外径は、小径部１１２の内径よりも大きく、第一付勢部１３０の上端が段部１１４に係止される。そして、第一付勢部１３０は、圧縮された状態で段部１１４と第一変位部１２０との間に収容され、第一変位部１２０は、第一付勢部１３０により下方へ付勢される。そして、部品保持部３５が下方から上方へ押し上げられると、部品保持部３５及び第一変位部１２０は、第一付勢部１３０を圧縮させつつ、シリンジ１１０に対して上方へ変位する。

第二変位部１４０は、第一変位部１２０とは別体に設けられる。第二変位部１４０は、軸部１４１と、係合部１４２と、被検出部１４３とを備える。軸部１４１は、シリンジ１１０に挿入可能な棒状の部位である。係合部１４２は、軸部１４１の下端部分に形成される部位である。係合部１４２の外径は、軸部１４１の外径よりも大きな寸法であって、第一変位部１２０に挿入可能な寸法に設定される。

ここで、第一変位部１２０の内周面には、径方向内方へ突出する円環状の規制部１２１が形成される。規制部１２１の内径は、軸部１４１の外径よりも大きく、且つ、係合部１４２の外径よりも小さな寸法に設定される。そして、軸部１４１は、規制部１２１に挿入され、係合部１４２は、規制部１２１よりも下方に位置する。従って、第二変位部１４０は、係合部１４２と規制部１２１とが接触した状態で上昇すると、係合部１４２が規制部１２１に係合し、第一変位部１２０は、第二変位部１４０の上昇に伴って上昇する。

被検出部１４３は、軸部１４１の上端に設けられる円板状の部位である。被検出部１４３は、シリンジ１１０よりも上方に位置し、被検出部１４３の外径は、少なくともシリンジ１１０の小径部１１２の内径よりも大きな寸法に設定される。第二付勢部１５０は、シリンジ１１０の上面と被検出部１４３の下面との間に圧縮された状態で配置されたスプリングであり、被検出部１４３は、第二付勢部１５０かわ加わる付勢力によってシリンジ１１０に対して上方へ押し上げられる。

なお、第一付勢部１３０による下方への付勢力は、第二付勢部１５０による上方への付勢力よりも大きく、図４に示す状態において、第二変位部１４０は、係合部１４２が規制部１２１に係合した状態で、下方へ付勢される。

このように、第一付勢部１３０は、第一変位部１２０を介して係合部１４２をシリンジ１１０に対して下方へ付勢し、第二付勢部１５０は、被検出部１４３をシリンジ１１０に対して上方へ付勢する。これにより、第二変位部１４０は、シリンジ１１０及び第一変位部１２０とは別体であっても、シリンジ１１０及び第一変位部１２０に対する位置決めがなされる。そして、昇降部９１の昇降に伴ってシリンジ１１０が昇降すると、第一変位部１２０及び第二変位部１４０は、シリンジ１１０と一体的に昇降する。

５．ホルダの動作
続いて、図５を参照しながら、部品保持部３５に保持された部品Ｐが基板Ｋに接触した後、部品Ｐが基板Ｋに押し付けられたときのホルダ３４の動作について説明する。図５の左側には、部品Ｐが基板Ｋに接触した際のホルダ３４、換言すれば、部品Ｐが基板Ｋに押し付けられる直前のホルダ３４が図示されている。

このとき、第一変位部１２０及び部品保持部３５は、第一付勢部１３０によりシリンジ１１０に対して下方へ付勢されているのに対し、第二変位部１４０は、第二付勢部１５０によりシリンジ１１０に対して上方へ付勢されている。これにより、第二変位部１４０の係合部１４２と第一変位部１２０の規制部１２１とは、上下方向において互いに係合した状態が維持される。従って、部品Ｐと基板Ｋとが接触していない状態において、第一変位部１２０及び第二変位部１４０は、シリンジ１１０の昇降に伴い、シリンジ１１０と一体的に上下方向へ変位する。なお、このときの第一付勢部１３０の長さ寸法をＤ１、第二付勢部１５０の長さ寸法をＤ２とする。

図５の右側には、図５の左側に示す状態から、昇降部９１（図２参照）により係合片１１１が更に押し下げられた際のホルダ３４が図示されている。部品Ｐと基板Ｋとが接触した状態では、部品保持部３５及び第一変位部１２０の下方への変位が規制されるので、この状態でシリンジ１１０を下方へ押し下げると、シリンジ１１０は、部品保持部３５及び第一変位部１２０に対して相対的に下方へ変位する。よって、段部１１４と第一変位部１２０との間に収容された第一付勢部１３０が圧縮され、第一付勢部１３０の長さ寸法Ｄ１１は、部品Ｐと基板Ｋとが接触する前の長さ寸法Ｄ１よりも短くなる。

これに対し、第一変位部１２０と第二変位部１４０とは別体に設けられているので、第二変位部１４０は、シリンジ１１０の下降に追従して下方へ変位することができる。よって、第二変位部１４０は、第一変位部１２０に対して瞬間的に下方へ変位し、係合部１４２が規制部１２１から離れた状態となる。このように、ホルダ３４は、第二変位部１４０が第一変位部１２０とは別体に設けられているので、部品Ｐと基板Ｋとの接触時に第二変位部１４０の質量に基づく荷重が部品Ｐに加わることを防止できる。

またこのとき、係合部１４２が規制部１２１から離れ、係合部１４２と規制部１２１との係合が解除されると、第二付勢部１５０は、シリンジ１１０に対して被検出部１４３を上方へ付勢する。これにより、第二変位部１４０は、第一変位部１２０に対して上方へ変位し、係合部１４２が規制部１２１に係合した状態に戻る。なお、第二付勢部１５０の長さ寸法Ｄ２１は、部品Ｐと基板Ｋとが接触する前の長さ寸法Ｄ２よりも長くなる。

そして、被検出部１４３は、シリンジ１１０と一体的に変位する接触検知センサ９５に対して上方へ相対的に変位し、この被検出部１４３の変位が接触検知センサ９５により検出される。

このように、ホルダ３４は、シリンジ１１０に対して第二変位部１４０が上下方向へ変位可能に設けられ、部品Ｐと基板Ｋとが接触した状態でシリンジ１１０が押し下げられると、被検出部１４３は、シリンジ１１０に対して上昇する。そして、昇降部９１に固定された接触検知センサ９５が、シリンジ１１０に対する被検出部１４３の上下方向への変位を検出した場合に、接触判定部２３１（図３参照）は、部品保持部３５に保持された部品Ｐが基板Ｋに接触したと判定する。

以上説明したように、部品装着機１は、接触検知センサ９５を部品保持部３５よりも上方に配置することができるので、先に基板Ｋに装着された部品Ｐと接触検知センサ９５との干渉を回避するための制御を不要とすることができる。従って、部品装着機１は、部品Ｐの装着作業を効率よく行うことができる。

さらに、部品装着機１は、接触検知センサ９５として光軸センサを使用し、接触検知センサ９５は、Ｚ軸方向において被検出部１４３と同じ高さ位置に配置される。この場合、部品装着機１は、部品Ｐと基板Ｋとが接触してから接触検知センサ９５が被検出部１４３の変位を検出するまでに要する時間を短くすることができる。よって、部品装着機１は、部品Ｐを基板Ｋに装着する際に部品Ｐに加わる加圧力の制御を容易に行うことができる。

また、第二変位部１４０は、第一変位部１２０とは別体に設けられる。その一方で、第一変位部１２０は、第一付勢部１３０によってシリンジ１１０に対して下方へ付勢され、第二変位部１４０は、第二付勢部１５０によってシリンジ１１０に対して上方へ付勢される。よって、部品保持部３５に保持された部品Ｐが基板Ｋに接触していない状態でシリンジ１１０を昇降させると、第一変位部１２０及び第二変位部１４０は、シリンジ１１０の昇降に伴って一体的に上下方向へ変位する。

これに対し、部品保持部３５に保持された部品Ｐが基板Ｋに接触する際、第二変位部１４０は、第一変位部１２０に対して下方へ変位する。これにより、ホルダ３４は、部品保持部３５に保持された部品Ｐと基板Ｋとの接触時に、第二変位部１４０の質量に起因する荷重が部品Ｐに加わることを防止することができる。従って、ホルダ３４は、被検出部１４３をシリンジ１１０よりも上方に配置することで第二変位部１４０が大型となる場合であっても、基板Ｋとの接触時に部品Ｐに加わる衝撃によって部品Ｐが損傷することを抑制できる。

また、ヘッド本体３３には、８本のホルダ３４が設けられるのに対し、接触検知センサ９５は、昇降部９１に設けられる。この場合、部品装着機１は、ホルダ３４と同数の接触検知センサ９５を設ける必要がないので、部品コストを抑制できる。

６．その他
以上、上記実施形態に基づいて本明細書に開示する部品装着機について説明したが、上記形態に何ら限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施形態では、本明細書に開示する技術を用いた部品装着機として、ヘッド本体３３がロータリヘッドであって、ヘッド本体３３に複数のホルダ３４が設けられた部品装着機１を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。即ち、本明細書に開示する技術は、ヘッド本体３３に１のホルダ３４のみが設けられた部品装着機に適用してもよい。

また、上記実施形態では、第二付勢部１５０としてスプリングが用いられる場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。例えば、ホルダ３４は、スプリングの付勢力によって被検出部１４３をシリンジ１１０に対して上方へ付勢する代わりに、エアの吹き付けや磁石による磁力等を利用して、被検出部１３４をシリンジ１１０に対して上方へ付勢してもよい。

１：電子部品装着機（部品装着機）、３１：ＸＹロボット（ヘッド駆動装置）、３３：ヘッド本体、３４：ホルダ、３５：部品保持部、９５：接触検知センサ、１１０：シリンジ、１２０：第一変位部、１３０：第一付勢部、１４０：第二変位部、１４２：係合部、１４３：被検出部、１５０：第二付勢部、２３１：接触判定部、Ｋ：回路基板（基板）、Ｐ：電子部品（部品）

Claims

供給された電子部品を採取し、搬送された回路基板に前記電子部品を装着する電子部品装着機であって、
前記電子部品装着機は、
ヘッド本体と、
前記ヘッド本体に対して昇降可能な昇降部と、
前記昇降部の昇降に伴い、前記ヘッド本体に対して上下方向へ変位するホルダと、
前記ホルダに装着され、前記電子部品を保持可能な部品保持部と、
前記部品保持部に保持された前記電子部品が前記回路基板に接触したか否かを判定する接触判定部と、
を備え、
前記ホルダは、
前記昇降部の昇降に伴って上下方向へ変位可能なシリンジと、
前記部品保持部が装着される部位であって、前記シリンジに対して上下方向へ変位可能な第一変位部と、
前記シリンジに対して前記第一変位部を下方へ付勢する第一付勢部と、
前記第一変位部とは別体に設けられ、前記シリンジ及び前記第一変位部に対して上下方向へ変位可能な第二変位部と、
前記第二変位部を前記シリンジに対して上方へ付勢する第二付勢部と、
を備え、
前記第二変位部は、
前記第一付勢部により下方へ付勢される前記第一変位部に対して上下方向で係合する係合部と、
前記係合部に連結され、前記シリンジよりも上方に位置する被検出部と、
を備え、
前記接触判定部は、前記部品保持部よりも上方に配置され、前記シリンジに対する前記被検出部の変位を検出する接触検知センサを備え、前記接触検知センサにより前記被検出部の変位が検出された場合に、前記電子部品が前記回路基板に接触したと判定する、電子部品装着機。
前記ヘッド本体は、鉛直方向に平行な軸線まわりに回転することにより複数の割り出し角度に割り出されるロータリヘッドであり、
前記ホルダは、前記ロータリヘッドに複数設けられ、
前記接触検知センサは、前記昇降部に設けられる、請求項１に記載の電子部品装着機。
前記電子部品装着機は、前記ヘッド本体を鉛直方向に交わる方向へ移動させるヘッド駆動装置を備え、
前記ロータリヘッドは、前記ヘッド駆動装置に対して着脱可能である請求項２に記載の電子部品装着機。
供給された電子部品を採取し、搬送された回路基板に前記電子部品を装着する電子部品装着機を用いた電子部品装着方法であって、
前記電子部品装着機は、
ヘッド本体と、
前記ヘッド本体に対して昇降可能な昇降部と、
前記昇降部の昇降に伴い、前記ヘッド本体に対して上下方向へ変位するホルダと、
前記ホルダに装着され、前記電子部品を保持可能な部品保持部と、
前記部品保持部よりも上方に配置される接触検知センサと、
を備え、
前記ホルダは、
前記昇降部の昇降に伴って上下方向へ変位可能なシリンジと、
前記部品保持部が装着される部位であって、前記シリンジに対して上下方向へ変位可能な第一変位部と、
前記シリンジに対して前記第一変位部を下方へ付勢する第一付勢部と、
前記第一変位部とは別体に設けられ、前記シリンジ及び前記第一変位部に対して上下方向へ変位可能な第二変位部と、
前記第二変位部を前記シリンジに対して上方へ付勢する第二付勢部と、
を備え、
前記第二変位部は、
前記第一付勢部により下方へ付勢される前記第一変位部に対して上下方向で係合する係合部と、
前記係合部に連結され、前記シリンジよりも上方に位置する被検出部と、
を備え、
前記電子部品装着方法は、前記接触検知センサが前記シリンジに対する前記被検出部の変位を検出した場合に、前記電子部品が前記回路基板に接触したと判定する、電子部品装着方法。