JPH0241910Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案は、電子部品の装着に用いられるツール
の自動交換装置に関する。

従来技術 この種のツール交換装置として、特公昭59−
69992号の電子部品装着機の発明がある。その発
明では、ツールの係止を解除するためのシリンダ
と、この解除状態のツールを引き抜くためのシリ
ンダが設けられている。これらの２つのシリンダ
はいずれもツールホルダーの部分に取り付けられ
ており、ツールの交換動作時に順序動作を行い、
ツールの開放機構、および引き抜き機構に作用
し、所定の動作を行わせている。

ところが、上記の発明では、ツールホルダー側
にシリンダなどの駆動手段が必要となり、またそ
れらのシリンダの順序動作のために、交換時間が
長くなり、しかも制御が単純化できず、さらにツ
ールホルダー側の構造が複雑となる。

考案の目的 したがつて、本考案の目的は、ツールの支持部
側に工具交換機能を持たせ、ツールホルダーを簡
単化すると共に、ツールホルダーの部分に駆動系
をなくし、機械的な順序動作の制御を単純化する
ことである。

考案の概要 そこで、本考案は、ツール支持部分の上下動作
との関連で、ツールの係止機構を動作させ、ツー
ルの保持および開放を機械的に制御できるように
している。したがつて、本考案では、ツールホル
ダー側にシリンダなどの駆動源が必要とされず、
またツールの支持部分の側でも１つのシリンダお
よびピストンが必要となるだけで、上記所定の動
作が連続的に行える。

考案の構成 まず第１図は、本考案のツール自動交換装置１
を示している。このツール自動交換装置１は、枠
体２の部分に組み込まれている。この枠体２は、
水平方向の案内ロツド３に対し、摺動自在に支持
されており、またその一部で、タイミングプーリ
５に巻き掛けられた水平方向のタイミングベルト
４に連結されており、水平方向に移動可能な状態
で支持されている。またこの枠体２は、図示しな
い垂直方向の案内手段によつて、支持ブロツク６
を上下方向に移動可能な状態で支持している。こ
の支持ブロツク６は、垂直方向の固定軸体７の上
端部分を固定すると共に、その一部で垂直方向に
巻き掛けられたタイミングベルト８の一方の側面
に連結されている。このタイミングベルト８は、
枠体２の水平方向の軸９に取り付けられた一対の
タイミングプーリ１０に巻き掛けられており、枠
体２に組み込まれた上下駆動用のモータ１１、お
よびその回転を減速しながら伝達する歯車列１２
によつて駆動されるようになつている。そして、
上記のタイミングベルト４，８などは、往復移動
手段を構成している。

上記固定軸体７は、全体として筒状に構成され
ており、その内部で、回転軸１３を上下の軸受け
１４によつて回転自在に収納し、またその外側部
分で、外筒１５を軸受け１６によつて同様に回転
自在に保持している。そして、この回転軸１３
は、その上端に取り付けられたギヤ１７によつ
て、モータ１８のギヤ１９と噛み合い、それによ
つて駆動されるようになつている。この回転軸１
３の原点位置は、支持ブロツク６に取り付けられ
たセンサー２０と、これに対応するギヤ１７側の
被検出体２１との対応関係によつて割り出され
る。なお上記モータ１８は、固定軸体７の上方側
面位置に取り付けられている。

また、回転軸１３は、その中心部分で、固定軸
体７、シリンダブロツク２３およびカラー３２と
共にチヤツキング用の流体通路２２を形成してい
るが、その下方の大径部分の内部でシリンダブロ
ツク２３の案内部２４をスプリング２５によつ
て、図面上下向き、つまり進出方向に付勢しなが
ら、収納している。この結果、このシリンダブロ
ツク２３は、外筒１５の内部に収容され、その案
内部２４の部分で、固定軸体７に対し、回転軸１
３を介し、間接的に進出方向に付勢され、後退可
能な状態で支持されている。なお、上記回転軸１
３の下方にキー２６が固定されており、これが案
内部２４の外周で軸線方向の溝２７に嵌り合うこ
とによつて、回転軸１３とシリンダブロツク２３
との相対的な軸線方向の移動量が回り止め状態の
下に規制されている。

そして、上記シリンダブロツク２３は、第２図
および第３図の拡大図にみられるように、全体と
して筒状であり、外筒１５に対し、シール材２８
を介在させながら、上下方向に摺動自在に支持さ
れており、その内部の中心位置、上方部分で、孔
２９、これに連なるシリンダ室３０、およびそれ
らの境界位置で下方、すなわち進出方向で、小さ
な内径の係止用の傾斜面３１を一体的に形成して
いる。そして上記孔２９およびシリンダ室３０
は、その内部上方側で進出方向に抜け止めされた
筒状のカラー３２、またその内部下方でピストン
３３を軸線方向に摺動自在に収納している。この
ピストン３３は、その筒部の中心孔３５で、カラ
ー３２の部分に嵌り、かつそれらの間に設けられ
たばね３６によつて常に進出方向に付勢されてい
る。なお上記シリンダ室３０の下面側は、カバー
３４によつて、塞がれている。そして、このピス
トン３３は、そのボール保持孔３８の内部で、内
外側へ移動可能で、傾斜面３１、およびツール３
７の外周面のいずれにも接触可能なボール３９を
収納している。なお下側のシリンダ室３０は、シ
リンダブロツク２３の流体通路４０、外筒１５の
内部、および固定軸体７の流体通路４０を経て、
外部の図示しない加圧空気源とつながつている。

さらに、上記シリンダブロツク２３にキー４１
が固定されており、その一方の端部は、ピストン
３３の軸線方向の溝４２に臨んでおり、また他端
部分は、外筒１５に形成されたスリツト４３に嵌
り合つている。このようにして、回転軸１３、シ
リンダブロツク２３、および外筒１５はキー２
６，４１によつて一体的に回転できる状態となつ
ている。

また、外筒１５の下方の部分にスライド筒４４
がスプリング４５によつて、進出方向に付勢さ
れ、かつ下端部分でシリンダブロツク２３のつば
部に当接する状態で摺動自在にはめこまれてい
る。このスライド筒４４は、90゜毎に配置された
接線方向の支点ピン４６により、センタリング爪
４７を回動自在に支持している。これらのセンタ
リング爪４７の一端は、前記枠体２に取り付けら
れた度当り５１のテーパ面４８に接し、また他端
部分で、ツール３７の中心位置に臨んだ状態で、
外周に巻き付けられた環状のコイルばね４９によ
つて、下方の端部分で常に閉じる方向に付勢され
ている。なお、これらのセンタリング爪４７は、
それぞれシリンダブロツク４３の裾部分に形成さ
れた直径方向のスリツト５０の内部にあつて、半
径方向にのみ動くように規制されている。また上
記テーパ面４８の下方の部分は、中心に向けて張
り出し、スライド筒４４の下面と対応する度当り
５１となつている。シリンダ室３０の上端は、シ
リンダブロツク４３の図示しない孔で外気と連通
している。

考案の作用 水平方向のタイミングベルト４が回転すること
によつて、バキユーム吸着用のツール３７は、所
定の位置まで移動し、ICチツプなどの電子部品
５２の取り出し位置、または供給位置まで移動す
る。電子部品５２の取り出し位置、または供給位
置で上下駆動用のモータ１１は、タイミングベル
ト８を回転させることによつて、支持ブロツク
６、およびこれに取り付けられた固定軸体７、シ
リンダブロツク２３などを下降させる。このと
き、枠体２が下降しないため、まず最初にセンタ
リング爪４７の上端部分がテーパ面４８に当た
り、下端部分で開放状態となる。その後、スライ
ド筒４４の下端部分が度当り５１に当たつてそれ
以上下降しないが、その内部の固定軸体７、回転
軸１３および、外筒１５、およびシリンダブロツ
ク２３などは、スプリング４５などの弾力に打ち
勝つて、さらに下降し、ツール３７の下端面が第
２図に示すように、電子部品５２の上面に軽く当
たつた状態で停止する。このとき、スプリング２
５は、その接触圧を適当な値に設定し、また上下
方向の移動量の誤差を吸収している。この状態
で、チヤツキング用の流体通路２２に負圧空気源
が接続されると、ツール３７は、その負圧によつ
て、電子部品５２を吸着し、それを保持する。そ
の後、固定軸体７などが上昇し、第１図の状態に
戻ると、センタリング爪４７がコイルばね４９に
付勢されて、その下端部分で保持状態の電子部品
５２を中心位置に割り出し、その位置で位置決め
状態とする。この状態で、電子部品５２は、タイ
ミングベルト４によつて、水平方向に所定の組み
込み位置まで移動し、再び下降することによつて
センタリング爪４７を開き、所定の組み込み位置
に供給される。この組み込み位置ではツール３７
の負圧空気がなくなるため、ツール３７の上昇時
に、電子部品５２は、組み込み位置に残つたまま
となる。このようにして、ツール３７は、電子部
品５２などを取り出し位置で保持し、所定の組み
込み位置まで自動的に供給する。

なお、この供給時に、電子部品５２の組み込み
方向は、モータ１８を回転させ、回転軸１３、シ
リンダブロツク２３、その内部のツール３７を所
定の回転方向にだけ、旋回させることによつて設
定できる。もちろんその原点位置は、既に述べた
ようにセンサー２０と被検出体２１によつて検出
される。

第１図の状態では、ツール３７が既に装着され
ている。この装着状態では、ばね３６によつて、
ピストン３３が常に進出方向に付勢されているた
め、ボール３９は、傾斜面３１に当たり、中心方
向に移動し、ツール３７の外周面に対し、くさび
作用の下に接し、それを抜け止め状態で保持して
いる。

このような、ツール３７は、電子部品５２の種
類によつて、変更する必要があるため、異なる形
式のものが多数用意されており、それぞれツール
ホルダー５３に収められている。

現在装着中のツール３７をツールホルダー５３
に収めるときには、前記と同様に、固定軸体７を
下降させることによつて、第３図のようにツール
３７がツールホルダー５３の所定の収納位置に差
し込まれる。この状態で、流体通路４０の内部に
圧力空気が供給されると、ピストン３３が、ばね
３６の弾力に抗して上昇するため、ボール３９
は、テーパ面４８の大径部分に移動し、ツール３
７の係止を解除する。この状態で、シリンダブロ
ツク２３が上昇すれば、装着状態のツール３７
は、ツールホルダー５３の仮止め用のボール５４
で係止されるため、中心孔３５から抜け出し、ツ
ールホルダー５３の部分に収められる。このと
き、ツールホルダー５３に設けられた、仮止め用
のボール５４が持ち帰りを防止しているため、ツ
ール３７は、確実に中心孔３５の内部から抜け出
る。

その後、このシリンダブロツク２３は、新たに
装着すべきツール３７の上方位置に移動し、下降
することによつて、ピストン３３の中心孔３５の
内部に新たに装着しようとするツール３７を差し
込む。この状態で、流体通路４０の圧力流体がな
くなるため、ピストン３３は、ばね３６の力を受
けて、進出方向に移動する。このときボール３９
は、新たに装着されたツール３７の外周面に接
し、再びくさび力を作用させ、そのツール３７を
抜け止め状態で保持する。この状態でシリンダブ
ロツク２３が上昇するとき、新たに装着されたツ
ール３７は、仮止め用のボール５４を押し出しな
がら、ツールホルダー５３から抜け出ることにな
る。なお、このときのツール３７の差し込み量
は、カラー３２によつて規制されているから、常
に一定となつている。

考案の変形例 上記実施例は、チツプ状の電子部品５２を組み
込むことを予定して、開発されているため、往復
移動手段をタイミングベルトなどによつて構成し
ているが、この往復移動手段は、産業用のロボツ
トとして構成することもできる。

産業用のロボツトは、上下運動および旋回運動
を行うことによつて、電子部品５２の取り出し、
および供給動作を連続的に行うと共に、本考案の
ツール自動交換装置１の交換動作に必要な動作を
も連続的に行つていくことになる。もちろん、そ
の場合、タイミングベルト４，８の駆動に必要な
モータなどの駆動源が必要とされず、それだけ装
置が簡略化できることになる。

また、上記のセンタリング爪４７は、電子部品
５２などの位置を修正するときに必要であるが、
その必要がなければ、省略できるから、本考案の
必須な要件ではない。また、ツール３７は、一例
として、バキユーム式のものとして、例示されて
いるが、それは例えば、メカニカルチヤツク、あ
るいはその他の形式のものとして構成することも
できる。さらに、ピストン３３は、上記実施例に
よると、ばね３６によつて一方向に付勢されてい
るが、いずれの方向にも流体圧で駆動する形式の
ものであつてもよい。

考案の効果 本考案では、次のような特有の効果が得られ
る。まず、ツールの保持部分すなわち、シリンダ
ブロツクの側にツール交換機能があるめ、ツール
ホルダー側に駆動部が必要とされず、したがつて
従来の装置に比較して、その部分が簡略化でき
る。

またピストンの上下運動によつて、その内部で
ツールが保持され、その上下運動との関連で、ツ
ールが係止、または解除されるため、複雑な順序
動作が必要とされず、工具の交換時間が短縮で
き、しかも従来のような順序制御が不要となり、
順序制御のトラブルが少なくなる。

さらに、ツールの交換動作が電子部品などの供
給動作に必要な動作の一部を利用して行われるた
め、固定軸体側に１つの駆動源としてのシリンダ
があればよく、したがつて従来必要とされた複数
の駆動源のうち一方のものが省略できることにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案のツール自動交換装置の垂直
断面図、第２図および第３図は動作時の要部の断
面図である。 １……ツール自動交換装置、２……枠体、４，
８……タイミングベルト、６……支持ブロツク、
７……固定軸体、１１……上下駆動用のモータ、
１８……モータ、２２，４０……流体通路、２３
……シリンダブロツク、２５……スプリング、２
９……孔、３０……シリンダ室、３１……係止用
の傾斜面、３２……カラー、３３……ピストン、
３５……中心孔、３６……ばね、３７……ツー
ル、３９……ボール、４４……スライド筒、４５
……スプリング、４７……センタリング爪、４８
……テーパ面、４９……コイルばね、５３……ツ
ールホルダー。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 往復移動手段に固定軸体を取り付け、この固
   定軸体にシリンダブロツクを後退可能に進出付
   勢して支持し、また上記シリンダブロツクにシ
   リンダ室および係止用の傾斜面をもつ孔を形成
   して、ピストンを摺動自在に支持し、このピス
   トンを筒状にして、この筒部に内外側へ移動自
   在のボールを支持し、かつこのボールがシリン
   ダブロツクの傾斜面と対向し、さらにピストン
   の中心孔にツールを差し込んで、周面をボール
   と当てて支持し、シリンダブロツクにピストン
   移動用の流体通路を設け、ピストンの移動によ
   りツールの係止、解除を行うことを特徴とする
   ツール自動交換装置。 (2) ピストンをシリンダブロツク内でばねにより
   進出付勢し、このばねの力でツールを係止する
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載のツール自動交換装置。