JP7146068B2 - 回転位置決め装置 - Google Patents

Description

本明細書は、回転位置決め装置に関する技術を開示する。

特許文献１に記載の部品実装装置は、基板に部品を搭載するノズルと、第１のギヤと、第１のモータユニットと、第２のギヤを含む第２のモータユニットと、第３のギヤと、を備えている。第１のギヤは、ノズルに形成されており、第１のモータユニットは、ノズルの位置を変更する。第２のモータユニットは、ノズルを自転させ、第３のギヤは、第２のモータユニットの回転を第１のギヤに伝播させる。これらにより、特許文献１に記載の部品実装装置は、実装精度および実装速度のうちの少なくとも一つを向上させようとしている。

特開２０１４－２１２１８０号公報

しかしながら、特許文献１には、第１のギヤと第３のギヤの歯数比について、詳細に記載されていない。第１のギヤの歯数が第３のギヤの歯数よりも少ない場合、第１のギヤの位置決めを行う際に、第１のギヤと第３のギヤにおいて複数の噛み合い歯が存在する。複数の噛み合い歯が存在すると、噛み合い歯によって噛み合い状態（例えば、噛み合い歯のつめ具合など）が異なる。そのため、噛み合い歯が異なることに起因して、第１のギヤの位置決め精度が低下する可能性がある。

このような事情に鑑みて、本明細書は、電動機によって駆動される駆動ギヤと噛み合う従属ギヤの位置決め精度を向上させることが可能な回転位置決め装置を開示する。

本明細書は、電動機と、駆動ギヤと、従属ギヤと、回転部と、制御部と、を具備する回転位置決め装置を開示する。前記駆動ギヤは、前記電動機によって駆動される。前記従属ギヤは、前記駆動ギヤの歯数よりも少ない歯数を備え前記駆動ギヤと噛み合う。前記回転部は、前記従属ギヤによって回転する。前記制御部は、前記駆動ギヤおよび前記従属ギヤの所定の噛み合い歯で、前記従属ギヤの位置決めを行う。

上記の回転位置決め装置によれば、駆動ギヤおよび従属ギヤの所定の噛み合い歯で、従属ギヤの位置決めを行う制御部を備える。よって、回転位置決め装置は、従属ギヤの位置決め精度を向上させることができる。

回転位置決め装置３０の構成例を示す構成図である。 駆動ギヤ３２に複数の従属ギヤ３３が同時に噛み合う形態の一例を示す構成図である。 部品装着機１０の構成例を示す平面図である。 装着ヘッド２０の構成例を示す側面図である。 図４に示す装着ヘッド２０の平面図である。 Ｒ軸駆動装置２５、Ｑ軸駆動装置２６、第一昇降装置２７および第二昇降装置２８の構成例を示す構成図である。

１．実施形態
１－１．回転位置決め装置３０の構成例
図１に示すように、本実施形態の回転位置決め装置３０は、電動機３１と、駆動ギヤ３２と、従属ギヤ３３と、回転部３４と、制御部３５１と、を具備している。電動機３１は、位置決め可能な電動機であれば良く、限定されない。電動機３１は、例えば、サーボモータ、ステッピングモータなどを用いることができる。駆動ギヤ３２は、電動機３１によって駆動される。駆動ギヤ３２は、電動機３１の駆動軸と直接接続されていても良く、少なくとも一つの歯車を介して、電動機３１の駆動軸と間接的に接続されていても良い。

従属ギヤ３３は、駆動ギヤ３２の歯数よりも少ない歯数を備え、駆動ギヤ３２と噛み合う。回転部３４は、従属ギヤ３３によって回転する。図１は、電動機３１によって駆動ギヤ３２が駆動されて、駆動ギヤ３２と噛み合う従属ギヤ３３が回転することにより、回転部３４が回転可能であることを模式的に示している。制御部３５１は、制御装置３５に設けられる。制御装置３５は、公知の演算装置および記憶装置を備えており、制御回路が構成されている（いずれも図示略）。制御装置３５は、制御ブロックとして捉えると、制御部３５１を備えている。

従属ギヤ３３の歯数が駆動ギヤ３２の歯数よりも多い場合、従属ギヤ３３を位置決めする際の駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の噛み合い歯は、一意に決まる。上述したことは、従属ギヤ３３の歯数と駆動ギヤ３２の歯数が同じ場合においても、同様に言える。しかしながら、従属ギヤ３３の歯数が駆動ギヤ３２の歯数よりも少ない場合、従属ギヤ３３を位置決めする際の駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の噛み合い歯は、複数、存在する。例えば、図１に示すように、従属ギヤ３３の歯数と駆動ギヤ３２の歯数の比が１：２の場合、従属ギヤ３３を同図に示す回転位置に位置決めする際の駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の噛み合い歯は、二つ、存在する。同図では、二つの噛み合い歯が、噛み合い歯ＭＴ１および噛み合い歯ＭＴ２で示されている。

噛み合い歯ＭＴ１は、回転位置Ｐ１１の白色の三角印で示す駆動ギヤ３２の歯部と、黒色の三角印で示す従属ギヤ３３の歯部とが噛み合う。噛み合い歯ＭＴ２は、従属ギヤ３３を同図に示す回転位置に位置決めする際の他の噛み合い歯であり、回転位置Ｐ１２の白色の三角印で示す駆動ギヤ３２の歯部と、黒色の三角印で示す従属ギヤ３３の歯部とが噛み合う。回転位置Ｐ１２は、駆動ギヤ３２が回転位置Ｐ１１から１８０°回転した回転位置である。従属ギヤ３３を位置決めする際の駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の噛み合い歯が複数、存在すると、噛み合い歯によって噛み合い状態（例えば、噛み合い歯のつめ具合など）が異なる。そのため、噛み合い歯が異なることに起因して、従属ギヤ３３の位置決め精度が低下する可能性がある。

そこで、本実施形態の制御部３５１は、駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の所定の噛み合い歯ＭＴ１で、従属ギヤ３３の位置決めを行う。具体的には、制御部３５１は、回転部３４を所定角度に角度決めする際、駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の噛み合い歯が所定の噛み合い歯ＭＴ１になるように電動機３１を駆動制御して、駆動ギヤ３２を所定回転角度、回転させると好適である。また、制御部３５１は、駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の歯数比に基づいて、所定回転角度を設定すると好適である。さらに、制御部３５１は、一定方向に駆動ギヤ３２を回転させると好適である。

例えば、図１に示すように、従属ギヤ３３の歯数と駆動ギヤ３２の歯数の比が１：２の場合を想定する。この場合、制御部３５１は、従属ギヤ３３を同図に示す回転位置に位置決めする際の噛み合い歯が噛み合い歯ＭＴ２のときに、電動機３１を駆動制御して駆動ギヤ３２を１８０°回転させる。例えば、電動機３１がサーボモータの場合、制御部３５１は、駆動ギヤ３２を１８０°回転させる位置指令をサーボドライバ（図示略）に送信する。電動機３１がステッピングモータの場合、制御部３５１は、駆動ギヤ３２を１８０°回転させる所定数のパルス信号を電動機３１に送信する。これにより、回転位置決め装置３０は、所定の噛み合い歯ＭＴ１で、従属ギヤ３３の位置決めを行うことができる。なお、駆動ギヤ３２の回転位置は、例えば、エンコーダなどの公知の検出器（図示略）によって検出することができる。

また、駆動ギヤ３２が所定回転方向（例えば、時計回り方向）に回転している場合、制御部３５１は、所定回転方向と同じ回転方向（時計回り方向）に駆動ギヤ３２を１８０°回転させる。これにより、回転位置決め装置３０は、駆動ギヤ３２を一定方向に回転させることができ、バックラッシに起因する従属ギヤ３３の位置決め精度の低下を抑制することができる。

従属ギヤ３３の歯数は、駆動ギヤ３２の歯数よりも少なければ良く、限定されない。例えば、従属ギヤ３３の歯数と駆動ギヤ３２の歯数の比が１：４の場合を想定する。この場合、従属ギヤ３３を図１に示す回転位置に位置決めする際の駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の噛み合い歯は、四つ、存在する。四つの噛み合い歯のうちの二つの噛み合い歯は、既述した噛み合い歯ＭＴ１および噛み合い歯ＭＴ２である。四つの噛み合い歯のうちの残りの一つの噛み合い歯（以下、「第三噛み合い歯」という。）は、同図に示す回転位置Ｐ１３の破線の三角印で示す駆動ギヤ３２の歯部と、黒色の三角印で示す従属ギヤ３３の歯部とが噛み合う。四つの噛み合い歯のうちの残りの一つの噛み合い歯（以下、「第四噛み合い歯」という。）は、同図に示す回転位置Ｐ１４の破線の三角印で示す駆動ギヤ３２の歯部と、黒色の三角印で示す従属ギヤ３３の歯部とが噛み合う。回転位置Ｐ１３は、駆動ギヤ３２が回転位置Ｐ１１から反時計回りに９０°回転した回転位置である。回転位置Ｐ１４は、駆動ギヤ３２が回転位置Ｐ１１から時計回りに９０°回転した回転位置である。

制御部３５１は、例えば、従属ギヤ３３を同図に示す回転位置に位置決めする際の噛み合い歯が噛み合い歯ＭＴ２のときに、電動機３１を駆動制御して駆動ギヤ３２を１８０°回転させる。制御部３５１は、従属ギヤ３３を同図に示す回転位置に位置決めする際の噛み合い歯が第三噛み合い歯のときに、電動機３１を駆動制御して駆動ギヤ３２を９０°回転させる。制御部３５１は、従属ギヤ３３を同図に示す回転位置に位置決めする際の噛み合い歯が第四噛み合い歯のときに、電動機３１を駆動制御して駆動ギヤ３２を２７０°回転させる。但し、駆動ギヤ３２が所定回転方向（例えば、時計回り方向）に回転しており、制御部３５１は、所定回転方向と同じ回転方向（時計回り方向）に駆動ギヤ３２を回転させるものとする。

駆動ギヤ３２の所定回転方向が反時計回り方向の場合、制御部３５１は、所定回転方向と同じ回転方向（反時計回り方向）に駆動ギヤ３２を回転させる。制御部３５１は、例えば、従属ギヤ３３を同図に示す回転位置に位置決めする際の噛み合い歯が噛み合い歯ＭＴ２のときに、電動機３１を駆動制御して駆動ギヤ３２を１８０°回転させる。制御部３５１は、従属ギヤ３３を同図に示す回転位置に位置決めする際の噛み合い歯が第三噛み合い歯のときに、電動機３１を駆動制御して駆動ギヤ３２を２７０°回転させる。制御部３５１は、従属ギヤ３３を同図に示す回転位置に位置決めする際の噛み合い歯が第四噛み合い歯のときに、電動機３１を駆動制御して駆動ギヤ３２を９０°回転させる。このように、制御部３５１は、駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の歯数比に基づいて、所定回転角度を設定することができ、一定方向に駆動ギヤ３２を回転させることができる。

また、例えば、従属ギヤ３３の歯数と駆動ギヤ３２の歯数の比が１：１．５の場合を想定する。この場合、制御部３５１が駆動ギヤ３２を二回転させるときに、従属ギヤ３３を所定の回転位置に位置決めする際の駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の噛み合い歯は、三つ、存在する。このように、駆動ギヤ３２の歯数が従属ギヤ３３の歯数の整数倍でない場合、駆動ギヤ３２の回転数を考慮する必要があり、制御部３５１による従属ギヤ３３の位置決め制御が複雑になる。そこで、駆動ギヤ３２の歯数は、従属ギヤ３３の歯数の整数倍であると好適である。これにより、回転位置決め装置３０は、制御部３５１による従属ギヤ３３の位置決め制御を簡素化することができる。

図２に示すように、駆動ギヤ３２に複数（例えば、８つ）の従属ギヤ３３が同時に噛み合う形態を想定することもできる。ここで、複数（８つ）の従属ギヤ３３のうちの一の従属ギヤ３３（説明の便宜上、以下、第一従属ギヤ３３１という。）が一回転するときに当該従属ギヤ３３と順に噛み合う駆動ギヤ３２の歯部の範囲を単位歯部範囲とする。また、第一従属ギヤ３３１に隣接する二つの従属ギヤ３３のうちの一の従属ギヤ３３を第二従属ギヤ３３２とする。

このとき、隣接する従属ギヤ３３に対する単位歯部範囲ＵＲ１，ＵＲ２は、重複する範囲を含むと好適である。例えば、図２に示すように、従属ギヤ３３の歯数と駆動ギヤ３２の歯数の比が１：２の場合、駆動ギヤ３２の回転角の１８０°分が単位歯部範囲に相当する。また、第一従属ギヤ３３１と第二従属ギヤ３３２との角度差は、４５°であり、第一従属ギヤ３３１に対する単位歯部範囲ＵＲ１と、第二従属ギヤ３３２に対する単位歯部範囲ＵＲ２の重複範囲は、駆動ギヤ３２の回転角の１３５°分に相当する。このように、隣接する従属ギヤ３３に対する単位歯部範囲ＵＲ１，ＵＲ２が重複する範囲を含む場合、重複する範囲を含まない場合と比べて、隣接する従属ギヤ３３は、近接している。よって、回転位置決め装置３０は、近接する従属ギヤ３３において位置決めを行うことができる。なお、駆動ギヤ３２に２つの従属ギヤ３３が１８０°離間して噛み合い且つ従属ギヤ３３の歯数と駆動ギヤ３２の歯数の比が１：２の場合は、単位歯部範囲が重複する範囲を含まない形態の一例である。

１－２．回転位置決め装置３０の適用例
回転位置決め装置３０は、従属ギヤ３３によって回転する回転部３４を備える種々の装置に適用することができる。例えば、部品装着機１０の装着ヘッド２０では、基板９０に部品９１を装着する際の位置決め精度を向上させる必要がある。そのため、回転位置決め装置３０は、部品装着機１０の装着ヘッド２０に適用されると好適である。

１－２－１．部品装着機１０の構成例
部品装着機１０は、基板９０に複数の部品９１を装着する。部品装着機１０は、一つであっても良く、複数であっても良い。部品装着機１０が複数設けられる場合は、複数の部品装着機１０が分担して、複数の部品９１を装着することができる。図３に示すように、部品装着機１０は、基板搬送装置１１、部品供給装置１２、部品移載装置１３、部品カメラ１４、基板カメラ１５および制御装置１６を備えている。基板搬送装置１１は、例えば、ベルトコンベアなどによって構成され、基板９０を搬送方向（Ｘ軸方向）に搬送する。基板９０は、回路基板であり、電子回路および電気回路のうちの少なくとも一方が形成される。基板搬送装置１１は、部品装着機１０の機内に基板９０を搬入し、機内の所定位置に基板９０を位置決めする。基板搬送装置１１は、部品装着機１０による複数の部品９１の装着処理が終了した後に、基板９０を部品装着機１０の機外に搬出する。

部品供給装置１２は、基板９０に装着される複数の部品９１を供給する。部品供給装置１２は、基板９０の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられる複数のフィーダ１２１を備えている。複数のフィーダ１２１の各々は、複数の部品９１が収納されるキャリアテープ（図示略）をピッチ送りさせて、フィーダ１２１の先端側に位置する供給位置において部品９１を採取可能に供給する。また、部品供給装置１２は、チップ部品などと比べて比較的大型の電子部品（例えば、リード部品など）を、トレイ上に配置した状態で供給することもできる。

部品移載装置１３は、ヘッド駆動装置１３１および移動台１３２を備えている。ヘッド駆動装置１３１は、直動機構によって移動台１３２を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に構成されている。移動台１３２には、クランプ部材（図示略）によって装着ヘッド２０が着脱可能（交換可能）に設けられている。装着ヘッド２０は、少なくとも一つの保持部材２４を用いて、部品供給装置１２によって供給される部品９１を採取し保持して、基板搬送装置１１によって位置決めされた基板９０に部品９１を装着する。保持部材２４は、例えば、吸着ノズル、チャックなどを用いることができる。

部品カメラ１４および基板カメラ１５は、公知の撮像装置を用いることができる。部品カメラ１４は、光軸がＺ軸方向の上向き（鉛直上方方向）になるように、部品装着機１０の基台に固定されている。部品カメラ１４は、保持部材２４によって保持されている部品９１を下方から撮像することができる。基板カメラ１５は、光軸がＺ軸方向の下向き（鉛直下方方向）になるように、部品移載装置１３の移動台１３２に設けられている。基板カメラ１５は、基板９０を上方から撮像することができる。部品カメラ１４および基板カメラ１５は、制御装置１６から送出される制御信号に基づいて撮像を行う。部品カメラ１４および基板カメラ１５によって撮像された画像データは、制御装置１６に送信される。

制御装置１６は、公知の演算装置および記憶装置を備えており、制御回路が構成されている（いずれも図示略）。制御装置１６には、部品装着機１０に設けられる各種センサから出力される情報、画像データなどが入力される。制御装置１６は、制御プログラムおよび予め設定されている所定の装着条件などに基づいて、各装置に対して制御信号を送出する。例えば、制御装置１６は、基板搬送装置１１によって位置決めされた基板９０を基板カメラ１５に撮像させる。制御装置１６は、基板カメラ１５によって撮像された画像を画像処理して、基板９０の位置決め状態を認識する。また、制御装置１６は、部品供給装置１２によって供給された部品９１を保持部材２４に採取させ保持させて、保持部材２４に保持されている部品９１を部品カメラ１４に撮像させる。制御装置１６は、部品カメラ１４によって撮像された画像を画像処理して、部品９１の保持姿勢を認識する。

制御装置１６は、制御プログラムなどによって予め設定される装着予定位置の上方に向かって、保持部材２４を移動させる。また、制御装置１６は、基板９０の位置決め状態、部品９１の保持姿勢などに基づいて、装着予定位置を補正して、実際に部品９１を装着する装着位置を設定する。装着予定位置および装着位置は、位置（Ｘ軸座標およびＹ軸座標）の他に回転角度を含む。制御装置１６は、装着位置に合わせて、保持部材２４の目標位置（Ｘ軸座標およびＹ軸座標）および回転角度を補正する。制御装置１６は、補正された目標位置において補正された回転角度で保持部材２４を下降させて、基板９０に部品９１を装着する。制御装置１６は、上記のピックアンドプレースサイクルを繰り返すことによって、基板９０に複数の部品９１を装着する装着処理を実行する。

１－２－２．装着ヘッド２０の構成例
装着ヘッド２０は、複数の作業位置の各々に移動して基板９０に部品９１を装着する。図４、図５および図６に示すように、装着ヘッド２０は、ヘッド本体２１と、ロータリヘッド２２と、複数（例えば、８本）のシリンジ２３と、Ｒ軸駆動装置２５と、Ｑ軸駆動装置２６と、第一昇降装置２７と、第二昇降装置２８と、を備えている。Ｑ軸駆動装置２６は、電動機３１であるＱ軸モータ２６４と、駆動ギヤ３２である小ギヤ２６１ａと、複数（８個）の従属ギヤ３３である複数（８個）のＱ軸第二ギヤ２６２と、を備え、複数（８本）のシリンジ２３は、複数（８個）の回転部３４である。

ヘッド本体２１は、移動台１３２に着脱可能に取り付けられている。ロータリヘッド２２は、ヘッド本体２１に対して鉛直軸（Ｚ軸）に平行なＲ軸周りに回転可能に設けられ且つ回転部３４であるシリンジ２３をヘッド本体２１に対して昇降可能に支持する。複数（８本）のシリンジ２３は、ロータリヘッド２２のＲ軸と同心の円周上において周方向に等間隔に設けられている。また、複数（８本）のシリンジ２３の各々は、ロータリヘッド２２において、Ｚ軸方向に摺動可能に且つ回転可能に保持されている。

複数（８本）のシリンジ２３の各々は、スプリング（図示略）の弾性力により、ロータリヘッド２２に対して上方に付勢されている。これにより、複数（８本）のシリンジ２３は、外力が付与されていない通常状態では、上昇端に位置している。複数（８本）のシリンジ２３の上端部には、径方向外方に延出するアーム２３１がそれぞれ形成されている。複数（８本）のシリンジ２３の下端部には、保持部材２４がそれぞれ着脱可能に取り付けられる。保持部材２４には、少なくとも正圧エアまたは負圧エアが供給され、複数（８個）の保持部材２４の各々は、部品９１を採取し保持することができる。

図６に示すように、Ｒ軸駆動装置２５は、ロータリヘッド２２をＲ軸周りに回転させることにより、複数（８本）のシリンジ２３および複数（８個）の保持部材２４をＲ軸周りに公転させる。なお、図６では、図示の便宜上、複数（８本）のシリンジ２３のうち、２本のシリンジ２３が実線で示され、他のシリンジ２３は、各シリンジ２３の一部が一点鎖線で示されている。また、図６では、複数（８個）の保持部材２４のうち、２個の保持部材２４が実線で示され、他の保持部材２４が一点鎖線で示されている。

Ｒ軸駆動装置２５は、Ｒ軸部材２５１と、Ｒ軸第一ギヤ２５２と、Ｒ軸第二ギヤ２５３と、Ｒ軸モータ２５４と、を備えている。Ｒ軸部材２５１は、Ｒ軸と同軸に配置されている軸部材である。Ｒ軸部材２５１の下端には、ロータリヘッド２２が固定され、ロータリヘッド２２は、Ｒ軸部材２５１の回転に伴ってＲ軸周りに回転する。Ｒ軸第一ギヤ２５２は、Ｒ軸部材２５１の上端に固定されており、Ｒ軸第二ギヤ２５３は、Ｒ軸第一ギヤ２５２と噛み合っている。

Ｒ軸モータ２５４の駆動軸２５４ａは、Ｒ軸第二ギヤ２５３と連結されており、Ｒ軸モータ２５４の駆動によってＲ軸第二ギヤ２５３が回転する。これにより、Ｒ軸モータ２５４の駆動力は、Ｒ軸第二ギヤ２５３およびＲ軸第一ギヤ２５２を介してロータリヘッド２２に伝達される。このように、Ｒ軸駆動装置２５は、Ｒ軸モータ２５４の駆動力をロータリヘッド２２に伝達させることにより、ロータリヘッド２２をＲ軸周りに回転させ、Ｒ軸周りの規定角度（後述する第一規定角度Ａｐ１および第二規定角度Ａｐ２）に角度決めする。

Ｑ軸駆動装置２６は、複数（８本）のシリンジ２３を、Ｒ軸と平行且つ各シリンジ２３の中心を通るＱ軸周りに同期回転させる。これにより、各シリンジ２３の下端部に取り付けられている保持部材２４は、シリンジ２３の回転に伴って回転（自転）し、回転角度および回転速度が制御される。Ｑ軸駆動装置２６は、Ｑ軸第一ギヤ２６１と、複数（８個）のＱ軸第二ギヤ２６２と、Ｑ軸第三ギヤ２６３と、Ｑ軸モータ２６４と、を備えている。

Ｑ軸第一ギヤ２６１は、小ギヤ２６１ａと、小ギヤ２６１ａと比べて大径の大ギヤ２６１ｂと、が一体に回転可能に連結されている段付ギヤである。Ｑ軸第一ギヤ２６１には、Ｒ軸部材２５１が挿通される挿通孔２５１ａが形成されており、Ｑ軸第一ギヤ２６１は、Ｒ軸部材２５１と同軸に且つＲ軸部材２５１に対して相対回転可能に配置されている。複数（８個）のＱ軸第二ギヤ２６２は、Ｑ軸第一ギヤ２６１の小ギヤ２６１ａと噛み合っている。

なお、小ギヤ２６１ａは、Ｑ軸第二ギヤ２６２と比べて、軸線方向における長さ寸法が大きく、Ｑ軸第二ギヤ２６２は、小ギヤ２６１ａと噛み合った状態を維持しつつ、Ｚ軸方向へスライド可能になっている。また、複数（８個）のＱ軸第二ギヤ２６２は、シリンジ２３にそれぞれ設けられており、複数（８個）のＱ軸第二ギヤ２６２の各々は、シリンジ２３と一体に回転可能に形成されている。

Ｑ軸第三ギヤ２６３は、Ｑ軸第一ギヤ２６１の大ギヤ２６１ｂと噛み合っている。Ｑ軸モータ２６４の駆動軸２６４ａは、Ｑ軸第三ギヤ２６３と連結されており、Ｑ軸モータ２６４の駆動によってＱ軸第三ギヤ２６３が回転する。これにより、Ｑ軸モータ２６４の駆動力は、Ｑ軸第三ギヤ２６３、Ｑ軸第一ギヤ２６１およびＱ軸第二ギヤ２６２を介してシリンジ２３に伝達される。このように、Ｑ軸駆動装置２６は、Ｑ軸モータ２６４の駆動力をシリンジ２３に伝達させることにより、保持部材２４をＱ軸周りに回転させる。

装着ヘッド２０は、ロータリヘッド２２の回転によってＲ軸周りの規定角度に角度決めされたシリンジ２３を昇降させる少なくとも一つの昇降装置を備えている。図５に示すように、本実施形態の装着ヘッド２０は、Ｒ軸周りの第一規定角度Ａｐ１および第二規定角度Ａｐ２に角度決めされた二つのシリンジ２３をそれぞれ独立して昇降させる二つの昇降装置（第一昇降装置２７および第二昇降装置２８）を備えている。

図５に示すように、本実施形態において、第一規定角度Ａｐ１および第二規定角度Ａｐ２は、Ｒ軸と支持部Ｓｔを最短で結ぶ基準線Ｌｂを含む鉛直面（本実施形態において、ＹＺ平面）に対称な角度である。具体的には、第一規定角度Ａｐ１および第二規定角度Ａｐ２は、Ｒ軸を中心として基準線Ｌｂから９０°をなす角度である。つまり、第一規定角度Ａｐ１および第二規定角度Ａｐ２の角度差は、１８０°である。また、第一昇降装置２７および第二昇降装置２８は、基準線Ｌｂに直交する水平方向（本実施形態において、Ｘ軸方向）に並んで配置されている。

図４および図６に示すように、第一昇降装置２７は、第一ボールねじ２７１と、第一ナット部材２７２と、第一Ｚ軸モータ２７３と、第一Ｚ軸ガイド２７４と、第一Ｚ軸スライダ２７５と、第一プッシャー２７６と、を備えている。第一ボールねじ２７１は、ヘッド本体２１に設けられている。第一ナット部材２７２は、ボール（図示略）を介して第一ボールねじ２７１の外周に係合している。第一Ｚ軸モータ２７３の駆動に伴って第一ボールねじ２７１が回転することにより、第一ナット部材２７２がＺ軸方向に移動する。

第一Ｚ軸ガイド２７４は、第一ボールねじ２７１と平行にヘッド本体２１に設けられ、第一Ｚ軸スライダ２７５をスライド可能に支持している。第一Ｚ軸スライダ２７５は、第一ナット部材２７２と固定され、第一ナット部材２７２と一体にＺ軸方向に移動することができる。第一プッシャー２７６は、第一Ｚ軸スライダ２７５に設けられる。第一プッシャー２７６は、ロータリヘッド２２の回転によって第一規定角度Ａｐ１に角度決めされたシリンジ２３のアーム２３１に接触している。

第一プッシャー２７６は、接触するシリンジ２３のスプリングの弾性力に抗してシリンジ２３をＺ軸方向下方へ押圧し、シリンジ２３を下降させる。これにより、シリンジ２３に取り付けられている保持部材２４は、シリンジ２３と一体に昇降する。シリンジ２３および保持部材２４は、第一Ｚ軸モータ２７３の駆動によってＺ軸方向に一体に昇降し、Ｚ軸方向位置および移動速度が制御される。

第二昇降装置２８は、第二ボールねじ２８１と、第二ナット部材２８２と、第二Ｚ軸モータ２８３と、第二Ｚ軸ガイド２８４と、第二Ｚ軸スライダ２８５と、第二プッシャー２８６と、を備えている。第二昇降装置２８は、第一昇降装置２７と同様に構成されており、第一昇降装置２７および第二昇降装置２８は、ＹＺ平面において対称に配置されている。つまり、第二ボールねじ２８１は、第一ボールねじ２７１に対応し、第二ナット部材２８２は、第一ナット部材２７２に対応する。第二Ｚ軸モータ２８３は、第一Ｚ軸モータ２７３に対応し、第二Ｚ軸ガイド２８４は、第一Ｚ軸ガイド２７４に対応する。第二Ｚ軸スライダ２８５は、第一Ｚ軸スライダ２７５に対応し、第二プッシャー２８６は、第一プッシャー２７６に対応する。なお、第二昇降装置２８の第二プッシャー２８６は、第二規定角度Ａｐ２に角度決めされたシリンジ２３のアーム２３１に接触している。

本実施形態の回転位置決め装置３０は、ヘッド本体２１と、ロータリヘッド２２と、少なくとも一つの昇降装置（第一昇降装置２７および第二昇降装置２８）と、を備える装着ヘッド２０に適用される。また、回転位置決め装置３０の回転部３４は、ロータリヘッド２２のＲ軸と同心の円周上において周方向に等間隔に複数（８本）設けられており、複数（８本）の回転部３４の各々は、Ｒ軸と平行且つ回転部３４の中心を通るＱ軸周りに回転可能なシリンジ２３である。これにより、装着ヘッド２０は、基板９０に部品９１を装着する際の位置決め精度を向上させることができる。

既述したように、部品装着機１０の制御装置１６は、部品供給装置１２によって供給された部品９１を保持部材２４に採取させ保持させて、保持部材２４に保持されている部品９１を部品カメラ１４に撮像させる。制御装置１６は、部品カメラ１４によって撮像された画像を画像処理して、部品９１の保持姿勢を認識する。制御装置１６は、部品９１の保持姿勢などに基づいて、保持部材２４の回転角度を補正する。このとき、回転位置決め装置３０の制御部３５１は、図６に示す回転体ＲＰ１～回転体ＲＰ８の第一規定角度Ａｐ１または第二規定角度Ａｐ２に角度決めされる際の回転角度を考慮して、回転部３４を所定角度に角度決めする。

図６に示すように、回転体ＲＰ１～回転体ＲＰ８の各々は、一の従属ギヤ３３であるＱ軸第二ギヤ２６２と、一の回転部３４であるシリンジ２３と、一のシリンジ２３に取り付けられている保持部材２４と、を備えている。回転体ＲＰ１～回転体ＲＰ８は、説明の便宜上、Ｑ軸第二ギヤ２６２が設けられる側から視て、第一規定角度Ａｐ１に角度決めされた回転体ＲＰ１から反時計回りに順に符号が付されている。回転体ＲＰ１は、第一規定角度Ａｐ１に角度決めされているので、回転体ＲＰ１の第一規定角度Ａｐ１に角度決めされる際の回転角度は、０°とする。

Ｑ軸第二ギヤ２６２が設けられる側から視て、ロータリヘッド２２が時計回りに回転して、回転体ＲＰ２がＲ軸周りの第一規定角度Ａｐ１に角度決めされると、回転体ＲＰ２は、ロータリヘッド２２が回転する前と比べて、９０°回転する。同様にして、回転体ＲＰ３がＲ軸周りの第一規定角度Ａｐ１に角度決めされると、回転体ＲＰ３は、ロータリヘッド２２が回転する前と比べて、１８０°回転する。回転体ＲＰ４がＲ軸周りの第一規定角度Ａｐ１に角度決めされると、回転体ＲＰ４は、ロータリヘッド２２が回転する前と比べて、２７０°回転する。

また、回転体ＲＰ５は、第二規定角度Ａｐ２に角度決めされているので、回転体ＲＰ５の第二規定角度Ａｐ２に角度決めされる際の回転角度は、０°とする。Ｑ軸第二ギヤ２６２が設けられる側から視て、ロータリヘッド２２が時計回りに回転して、回転体ＲＰ６がＲ軸周りの第二規定角度Ａｐ２に角度決めされると、回転体ＲＰ６は、ロータリヘッド２２が回転する前と比べて、９０°回転する。同様にして、回転体ＲＰ７がＲ軸周りの第二規定角度Ａｐ２に角度決めされると、回転体ＲＰ７は、ロータリヘッド２２が回転する前と比べて、１８０°回転する。回転体ＲＰ８がＲ軸周りの第二規定角度Ａｐ２に角度決めされると、回転体ＲＰ８は、ロータリヘッド２２が回転する前と比べて、２７０°回転する。

例えば、回転体ＲＰ１の保持部材２４によって保持されている部品９１の保持姿勢が、制御プログラムなどによって予め設定されている装着予定角度に対して、３０°の角度差があったとする。この場合、制御装置１６は、３０°の角度差を解消するように、保持部材２４を回転させて位置決めする。このとき、駆動ギヤ３２である小ギヤ２６１ａと従属ギヤ３３であるＱ軸第二ギヤ２６２の噛み合い歯が所定の噛み合い歯ＭＴ１と異ならないように（図１に示す噛み合い歯ＭＴ２にならないように）、回転位置決め装置３０の制御部３５１は、電動機３１を駆動制御する。

これにより、所定の噛み合い歯ＭＴ１で、従属ギヤ３３であるＱ軸第二ギヤ２６２の位置決めが行われ、回転部３４であるシリンジ２３が位置決めされ、保持部材２４が位置決めされる。よって、駆動ギヤ３２である小ギヤ２６１ａと従属ギヤ３３であるＱ軸第二ギヤ２６２の噛み合い歯が異なることに起因する位置決め精度の低下が抑制される。なお、従属ギヤ３３の歯数と駆動ギヤ３２の歯数の比は、１：２とする。駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の歯数比が上記の歯数比と異なる場合、既述したように、制御部３５１は、駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の歯数比に基づいて、所定回転角度を設定する。また、駆動ギヤ３２の回転方向について既述したことは、これらの場合も同様に言える。

これにより、回転体ＲＰ２～回転体ＲＰ８は、回転体ＲＰ１の回転に同期して、それぞれ２１０°（＝３０°＋１８０°）回転している。そして、回転体ＲＰ１の保持部材２４によって保持されている部品９１が基板９０に装着されると、回転体ＲＰ２がＲ軸周りの第一規定角度Ａｐ１に角度決めされる。これにより、回転体ＲＰ２は、回転体ＲＰ１の回転に同期して回転する回転角度（２１０°＝３０°＋１８０°）と、回転体ＲＰ２がＲ軸周りの第一規定角度Ａｐ１に角度決めされる際の回転角度（９０°）とを加算した回転角度（３００°）、回転することになる。

回転体ＲＰ２の保持部材２４によって保持されている部品９１の保持姿勢が、制御プログラムなどによって予め設定されている装着予定角度に対して、角度差がある場合、制御装置１６は、回転体ＲＰ１と同様にして、保持部材２４の回転角度を補正する。このとき、位置決め時の駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の噛み合い歯が所定の噛み合い歯ＭＴ１と異ならないように（図１に示す噛み合い歯ＭＴ２にならないように）、回転位置決め装置３０の制御部３５１は、電動機３１を駆動制御する。回転体ＲＰ３～回転体ＲＰ８についても同様であり、制御装置１６は、保持部材２４の回転角度を補正することができ、回転位置決め装置３０の制御部３５１は、従属ギヤ３３の位置決め制御を行うことができる。

また、例えば、チップ抵抗器、チップコンデンサ（積層セラミックコンデンサ）などの部品９１は、極性がなく、部品９１が１８０°回転した状態で基板９０に装着されても、支障がない。このような部品９１の吸着および装着において、装着ヘッド２０は、Ｒ軸周りの第一規定角度Ａｐ１および第二規定角度Ａｐ２に角度決めされた二つの回転部３４をそれぞれ独立して昇降させる二つの昇降装置（第一昇降装置２７および第二昇降装置２８）を備えると好適である。また、第一規定角度Ａｐ１および第二規定角度Ａｐ２の角度差は、１８０°であると好適である。これにより、回転位置決め装置３０は、制御部３５１による従属ギヤ３３の位置決め制御を簡素化することができる。

１－２－３．その他
回転位置決め装置３０の制御部３５１は、例えば、装着ヘッド２０の内部の制御装置（図示略）に設けることができる。また、制御部３５１は、部品装着機１０の制御装置１６に設けることもできる。さらに、部品装着機１０の制御装置１６は、制御部３５１による従属ギヤ３３の位置決め制御が必要か否かに応じて、例えば、装着ヘッド２０の駆動制御を切り替えることもできる。制御装置１６は、位置決め精度が要求されるとき（例えば、保持部材２４によって保持されている部品９１を基板９０に装着するとき）に、制御部３５１による従属ギヤ３３の位置決め制御が必要であると判断することができる。制御装置１６は、位置決め精度が要求されないとき（例えば、保持部材２４によって保持されている部品９１を廃棄箱（図示略）に廃棄するとき）に、制御部３５１による従属ギヤ３３の位置決め制御が不要であると判断することができる。

また、回転部３４であるシリンジ２３が角度決めされるＲ軸周りの規定角度は、任意に設定することができる。つまり、第一規定角度Ａｐ１および第二規定角度Ａｐ２の角度差は、１８０°に限定されない。また、規定角度は、一つの角度を設定することもでき、三つ以上の角度を設定することもできる。いずれの場合も、装着ヘッド２０は、規定角度の数に応じた数の昇降装置を備えることができる。

２．実施形態の効果の一例
回転位置決め装置３０によれば、駆動ギヤ３２および従属ギヤ３３の所定の噛み合い歯ＭＴ１で、従属ギヤ３３の位置決めを行う制御部３５１を備える。よって、回転位置決め装置３０は、従属ギヤ３３の位置決め精度を向上させることができる。

２０：装着ヘッド、２１：ヘッド本体、２２：ロータリヘッド、
２３：シリンジ、２７：第一昇降装置、２８：第二昇降装置、
３０：回転位置決め装置、３１：電動機、３２：駆動ギヤ、
３３：従属ギヤ、３４：回転部、３５１：制御部、
９０：基板、９１：部品、
ＭＴ１：所定の噛み合い歯、ＵＲ１，ＵＲ２：単位歯部範囲、
Ａｐ１：第一規定角度、Ａｐ２：第二規定角度。

Claims (7)

1. 電動機と、
   前記電動機によって駆動される駆動ギヤと、
   前記駆動ギヤの歯数よりも少ない歯数を備え前記駆動ギヤと噛み合う従属ギヤと、
   前記従属ギヤによって回転する回転部と、
   前記駆動ギヤおよび前記従属ギヤの所定の噛み合い歯で、前記従属ギヤの位置決めを行う制御部と、
   を具備し、
   前記駆動ギヤには、複数の前記従属ギヤが同時に噛み合っており、
   複数の前記従属ギヤのうちの一の前記従属ギヤが一回転するときに当該従属ギヤと順に噛み合う前記駆動ギヤの歯部の範囲を単位歯部範囲とするとき、
   隣接する前記従属ギヤに対する前記単位歯部範囲は、重複する範囲を含む回転位置決め装置。
2. 電動機と、
   前記電動機によって駆動される駆動ギヤと、
   前記駆動ギヤの歯数よりも少ない歯数を備え前記駆動ギヤと噛み合う従属ギヤと、
   前記従属ギヤによって回転する回転部と、
   前記駆動ギヤおよび前記従属ギヤの所定の噛み合い歯で、前記従属ギヤの位置決めを行う制御部と、
   を具備し、
   ヘッド本体と、
   前記ヘッド本体に対して鉛直軸に平行なＲ軸周りに回転可能に設けられ且つ前記回転部を前記ヘッド本体に対して昇降可能に支持するロータリヘッドと、
   前記ロータリヘッドの回転によって前記Ｒ軸周りの規定角度に角度決めされた前記回転部を昇降させる少なくとも一つの昇降装置と、
   を備え複数の作業位置の各々に移動して基板に部品を装着する装着ヘッドに適用され、
   前記回転部は、前記ロータリヘッドの前記Ｒ軸と同心の円周上において周方向に等間隔に複数設けられ、
   前記複数の回転部の各々は、前記Ｒ軸と平行且つ前記回転部の中心を通るＱ軸周りに回転可能なシリンジである回転位置決め装置。
3. 前記装着ヘッドは、前記Ｒ軸周りの第一規定角度および第二規定角度に角度決めされた二つの前記回転部をそれぞれ独立して昇降させる二つの前記昇降装置を備え、
   前記第一規定角度および前記第二規定角度の角度差は、１８０°である請求項２に記載の回転位置決め装置。
4. 前記制御部は、前記回転部を所定角度に角度決めする際、前記駆動ギヤおよび前記従属ギヤの噛み合い歯が所定の噛み合い歯になるように前記電動機を駆動制御して前記駆動ギヤを所定回転角度、回転させる請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の回転位置決め装置。
5. 前記制御部は、前記駆動ギヤおよび前記従属ギヤの歯数比に基づいて、前記所定回転角度を設定する請求項４に記載の回転位置決め装置。
6. 前記制御部は、一定方向に前記駆動ギヤを回転させる請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の回転位置決め装置。
7. 前記駆動ギヤの歯数は、前記従属ギヤの歯数の整数倍である請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の回転位置決め装置。

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