JPH07101795B2 - ワーク搬送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は例えば、電子部品装着装置に最適なワーク搬
送方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、電子部品装着装置において、チップ等のワークを
搬送する搬送手段としては、例えば、特開昭62−114290
号公報記載のものが知られている。

即ち、回転可能なテーブルの周縁に配置された上下動可
能な吸着ヘッドを吸着ステーションの位置においてテー
ブルを停止した後に下降させ、チップ等のワークを吸着
した後、再び上昇させる。次に、テーブルを所定量回転
させ吸着ヘッドに支持されたワークを装着ステーション
まで搬送し、ワークの保持を解除する運動を繰返す構造
となっている。

（発明が解決しようとする課題） 前記した如く従来のワークの搬送手段にあっては、吸着
ヘッドによるワークの吸着時及び吸着解除時においてテ
ーブルの回転を一時停止する間欠運動を繰返すため、テ
ーブルが停止している間、ロス時間につながる等、作業
能率の面で望ましくなかった。

そこで、この発明は連続回転しながらワークの搬送が行
なえるようにしたワーク搬送方法を提供することを目的
としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、この発明は、軸心回りに回
転ドラムを連続回転し、前記回転ドラムの外周面に沿っ
て配置されたワーク保持部材を同一姿勢を保持した状態
で旋回し、前記ワーク保持部材をサイクロイド曲線を描
いて上下動するピックアップ運動させ、サイクロイド曲
線の死点近傍あるいは、任意の死点近傍で前記ワークを
保持又は保持解除する。

（作用） かかるワーク搬送方法によれば、連続回転する回転ドラ
ムに対してワーク保持部材はサイクロイド曲線を描いて
上下動するピックアップ運動により死点近傍位置でワー
クの保持又は保持解除が可能となるため連続した搬送状
態が得られる。この結果、ロス時間が解消され、作業能
率の向上が図れるようになる。

（実施例） 以下、第１図乃至第７図の図面を参照しながらこの発明
の一実施例を詳細に説明する。

第６図において、１はワーク実装装置３の機体を示して
いる。機体１には、回転可能なドラム軸５に装着支持さ
れた回転ドラム７と、回転ドラム７の外周縁に沿って吸
着ステーションとなる固定された供給テーブル９と、装
着ステーションとなる移動可能なXYテーブル11がそれぞ
れ配置されている。

供給テーブル９は、回転ドラム７の外周縁に沿って円弧
状に配置された形状となっていて、チップ等のワークＰ
が放射方向に複数配列されている。なお、ワークＰはフ
イダーＴから順次吸着位置に送り込まれるようになって
いる。

XYテーブル11は第１のモータM1aによって前後イ方向
と、モータM1bにより左右ロ方向とに移動可能となって
おり、XYテーブル11の上面には第２のモータM₂によって
矢印ハ方向に搬送移動させる実装コンベア13が搭載され
ている。この実装コンベア13は、左右両側に配置され第
３のモータM₃により矢印ニ方向に搬送可能な搬入コンベ
ア15の終端部と、第４のモータM₄により矢印方向に搬送
可能な搬出コンベア17の始端部に対して前記XYテーブル
11の左右ロ方向方向の移動により接近し、搬入コンベア
15上にある待機状態のプリント基板19を受取り、実装完
了後、搬出コンベア17上に送り出すように機能する。

一方、回転ドラム７は、機体１に搭載された第５のモー
タM₅により伝導ベルト20を介してドラム軸５に回転動力
が伝達されることで矢印ホ方向に連続回転する。

回転ドラム７の外周面には複数のワーク保持部材21が装
着されている。

なお、ワーク保持部材21は同一機能部材で構成されてい
るため一箇所のワーク保持部材について説明する。

ワーク保持部材21は、第４図に示す如く大きさの異なる
吸着ノズルが放射方向に90度の間隔を有して４箇所に設
けられた回転ヘッド25と、回転ヘッド25を同一姿勢のま
ま回転運動させる後述する遊星歯車機構とリンク機構27
とを有している。

吸着ノズル23は、第１図に示す如く真空ポンプ26とパイ
プ29を介して連通し、パイプ29に設けられた開閉弁31を
開閉制御することで吸着ノズル23の真空圧により吸着及
び吸着解除が可能となっている。

パイプ29は開閉弁31と共に回転ドラム７と一緒に回転す
ると共に一端は、前記リンク機構27を構成する第３リン
ク27cに設けられた連通孔33と接続している。この連通
孔33はばね34等の付勢手段によって付勢されると共に回
転ヘッド25を例えば90度回転させた時、常に吸着ノズル
23側に設けられた通路35と対向し連通し合う位置に設け
られている。

また、パイプ29の他端は、ドラム軸５の下部に設けられ
た取出口37と接続し、取出口37は、前記真空ポンプ26と
連絡通路41を介して連通している。連絡通路41は、前記
真空ポンプ26と連通し合う固定軸39の中心を通り周方向
に開口するリング状の形状となっていて、取出口37が回
転しても常に接続状態が確保されるようになっている。

リンク機構27は、第１リンク27a、第２リンク27b、第３
リンク27cとから成り、第１リンク27aは、第１の伝導経
路43を構成する第１リンク軸45に固着され、第１リンク
軸45と一緒に回転可能となっている。

第２リンク27bは、前記第１リンク軸45と、伝導ベルト4
7を介して伝導連結された第２リンク軸49に固着され、
第２リンク軸49と一緒に回転可能となっている。

第３リンク27cは、一端側が前記第２リンク27bに回転自
在に枢支されると共に前記第２リンク軸49の回りを回転
する第３リンク軸51に枢着される一方、他端側が前記第
１リンク27aとピン53を介して回転自在に枢着されてい
る。

また、第３リンク27cには前記回転ヘッド25が装着され9
0度づつ回転することで吸着ノズル23の選択が可能とな
っている。

即ち、第３リンク27cの第３リンク軸51は第３図に示す
如く外側軸55と内側軸57とで二重軸となっていて、外側
軸55の一端には前記回転ヘッド25が固着される一方、他
端には回転ヘッド駆動ギヤ59が固着されている。したが
って、回転ヘッド駆動ギヤ59に回転動力が伝達されるこ
とで、90度づつ回転が可能となる。

また、内側軸57の一端には吸着ノズル駆動ギヤ61が、他
端にはサイドギヤ63が装着され、サイドギヤ63には前記
吸着ノズル23の基部に装着されたピニオンギヤ65が噛み
合っている。

したがって、吸着ノズル駆動ギヤ61に回転動力が伝達さ
れて、サイドギヤ63,ピニオンギヤ65を介して吸着ノズ
ル23が若干回転することで、第４図に示す如く吸着ノズ
ル23のθ角補正、即ち、基準線Ｗに対し正しい向きのワ
ークＰの吸着姿勢が確保されるようになっている。

吸着ノズル駆動ギヤ61及び回転ヘッド駆動ギヤ59は前記
第２リンク27bに回転自在に支持された一対の中間ギヤ6
7,67を介して第2,第３の伝導経路69、71の最終ギヤ73,7
5とそれぞれ噛み合い、各ギヤ59,61,67,73,75により前
記第２リンク軸49を中心として回動する遊星歯車機構が
構成されている。

この場合、最終ギヤ73,75と吸着ノズル駆動ギヤ61及び
回転ヘッド駆動ギヤ59をプーリ又はスプロケットにかえ
てベルト又はチエーン伝導による手段を採用することも
可能である。

なお、回転ヘッド駆動ギヤ59及び吸着ノズル駆動ギヤ61
と前記各最終ギヤ75,73のギヤ比は1:1の関係に設定され
ている。また、第５図に示す如く第１リンク軸45からピ
ン53までの距離ａと、第２リンク軸49から第３リンク軸
51までの距離ｂはほぼ同一寸法に設定されている。

これにより、第1,第２リンク軸45,49を中心に第1,第2,
第３リンク27a,27b,27cの回転と前記遊星歯車機構の働
きにより回転ヘッド25は吸着作動用の吸着ノズル23が常
に下を向いた同一姿勢の回転運動が得られ、さらに連通
孔33,35が常に連通した状態に保たれるようになってい
る。

第１の伝導経路43は、第１図に示す如くブラケット77に
より機体１に支持された第６のモータM₆の動力及び回転
ドラム７からの動力がリングギヤ79及び入力側ギヤ87を
介して前記第1,第２リンク軸45,49に入力される伝導系
となっている。

即ち、リングギヤ79は外側に外側ギヤ部79aが、内側に
内側ギヤ部79bがそれぞれ設けられ固定フレーム78の内
側フランジ部78aに回転自在に載っている。外側ギヤ部7
9aはリングギヤ79の下面側に設けられ固定フレーム78の
内壁面78bと当接し合うリング部材83によって内側フラ
ンジ部78aの上面に正しく位置決めされた状態で前記第
６のモータM₆のモータギヤ85と噛み合っている。また、
内側ギヤ部79bは回転ドラム７に支持されたギヤ軸81の
前記入力側ギヤ87と噛み合い、ギヤ軸81の出力側ギヤ89
は第１リンク軸45に装着された伝導ギヤ91と噛み合って
いる。

したがって、第６のモータM₆のオフ時において回転ドラ
ム７が矢印ホ方向に回転することで、入力側ギヤ87がリ
ングギヤ79と噛み合いながら内側を自転しながら公転す
ると、その回転動力は出力側ギヤ89、伝導ギヤ91を介し
て前記第1,第２リンク軸45,49に反時計方向の回転動力
と伝達されるようになる。この結果、回転ヘッド25の吸
着ノズル23は第２図に示すサイクロイド曲線Ｎを描いて
上下動するピックアップ運動を繰返すようになる。

一方、リングギヤ79を回転ドラム７の回転中に第６のモ
ータM₆の作動制御により回転ドラム７の回転方向と同じ
向きに回転させることで、前記のピックアップ運動の周
期を長くすることができる。

この点についてさらに具体的に説明すると、この実施例
にあっては、供給テーブル９からXYテーブル11まで180
度移動する間、下向きの吸着ノズル23は第５図に示す如
く、反時計方向に第５回の回転運動するよう設定されて
いる所から、例えば、４回転分、第６のモータM₆の作動
制御を行なうことで第２図に示す如く吸着ノズル23はほ
ぼ180度で２回下降する１サイクルＬのサイクロイド曲
線Ｎを描くピックアップ運動が得られるようになる。こ
のピックアップ運動は、回転ドラム７の矢印ホ方向の回
転による吸着ノズル23先端の速度と、回転ヘッド25の反
時計方向の回転による吸着ノズル23先端の速度とが一致
するよう回転比が設定されているため吸着ノズル23はほ
ぼ零に近い対地速度となり支障のない吸着動作が可能と
なる。したがって、３回転分あるいは4,5回転分という
ように作動制御を第６のモータM₆によって制御すること
でサイクロイド曲線ＮのサイクルＬを長くしたり短くす
ることが可能となり、供給テーブル９の全領域にわたっ
てワークＰのピックアップ動作が行なえるようになる。

なお、吸着ノズル23のピックアップ運動は、前記動力の
取り方に限定されるものではない。例えば、第７図点線
内に示す如くリングギヤ79の外側ギヤ79a側に入力側ギ
ヤ87を、リングギヤ79の内側ギヤ部79b側に第６のモー
タM₆のモータギヤ85をそれぞれ噛み合せるレイアウトと
してもよく、又、前記第６のモータM₆からの伝導系、点
線内にかえて同図二点鎖線内に示すように水平に回転す
るリングギヤ80に入力側ギヤ87を直接噛み合わせて第１
の伝導経路43に接続するレイアウトとするも可能であ
る。

第２の伝導経路69は、回転ドラム７からの動力を遮断す
る一方、ブラケット77により機体１に支持された第７の
モータM₇の動力が差動装置93と、上下に長いスリーブ軸
95と、左右に長い前記第２リンク軸49の外側に位置する
外側スリーブ軸97を介して前記最終ギヤ73に入力される
吸着ノズル23のθ角補正用の伝導系となっている。

即ち、第７のモータM₇のモータプーリ99は差動装置93の
プーリ101と伝導ベルト103を介して伝導連結し、差動装
置93の第１ギヤ105は回転ドラム７に支持された固定軸1
07と一体に固定されたリング状の固定ギヤ109と噛み合
い、差動装置93の第２ギヤ111は前記固定軸107に長孔の
範囲内において遊嵌されたリング状のフリーギヤ113と
噛み合っている。フリーギヤ113は前記スリーブ軸95の
上端部に設けられた伝導ギヤ115と噛み合っている。こ
の状態は、固定ギヤ109とフリーギヤ113の速比が1:1の
関係となるよう差動装置93及び各ギヤ109,105,111,113
の歯数を設定している。

これにより、回転ドラム７と一緒に回転する固定ギヤ10
9からの動力は差動装置93の第１ギヤ105,第２ギヤ111を
介してフリーギヤ113に伝達されるが、この時固定ギヤ1
09とフリーギヤ113との回転とは同期し、スリーブ軸95
への動力が遮断された状態となる。

一方、スリーブ軸95の下端部に設けられたベベルギヤ11
7は前記外側スリーブ軸97に設けられたベベルギヤ119と
噛み合っている。

したがって、第７のモータM₇の作動時、その回転動力
は、第２ギヤ111,フリーギヤ113を介してスリーブ軸95,
外側スリーブ軸97を経て、最終ギヤ73に回転動力として
伝達されるようになる。

第３の伝導経路71は、回転ドラム７から動力を遮断する
一方、ブラケット77により機体１に支持された第８のモ
ータM₈の動力が、差動装置121と、前記スリーブ軸95内
を貫通した上下に長い伝導軸123と、前記第２リンク軸4
9の外側に位置し、前記外側スリーブ軸97とで三重軸を
構成する内側スリーブ軸125を介して前記最終ギヤ75に
入力される吸着ノズル23の選択用の伝導系となってい
る。

即ち、第８のモータM₈のモータプーリ127は差動装置121
のプーリ129と伝導ベルト130を介して伝導連結し、差動
装置121の第１ギヤ131は前記固定軸107と一体のリング
状の固定ギヤ133と噛み合い差動装置121の第２ギヤ135
は前記固定軸107に長孔の範囲内において遊嵌されたリ
ング状のフリーギヤ137と噛み合っている。フリーギヤ1
37は前記伝導軸123の上端部に設けられた伝導ギヤ139と
噛み合っている。この状態は、固定ギヤ113とフリーギ
ヤ137の速比が1:1の関係となるよう差動装置121及び各
ギヤ133,131,135,137の歯数を設定している。

これにより、回転ドラム７と一緒に回転する固定ギヤ13
3からの動力は差動装置121の第１ギヤ131,第２ギヤ135
を介してフリーギヤ137に伝達されるが、この時固定ギ
ヤ133とフリーギヤ137との回転とは同期し、伝導軸123
への動力が遮断された状態となる。

一方、伝導軸123の下端部に設けられたベベルギヤ141は
前記内側スリーブ軸125に設けられたベベルギヤ143と噛
み合っている。

したがって、第８のモータM₈の作動時、その回転動力
は、第２ギヤ135,フリーギヤ137を介して伝導軸123,内
側スリーブ軸125を経て、最終ギヤ75に回転動力として
伝達されるようになる。

なお、第１から第８のモータM₁,M₂,M₃,M₄,M₅,M₆,M₇,M₈
及び開閉弁31は制御部SLからの指令信号に基づいて作動
制御されるもので、制御部SLにはワークの保持状態を確
認する画像認識装置等の視覚センサあるいは、回転ドラ
ム７の回転角を検知する回転角センサ等からの各種情報
が入力され、制御部SLは、入力される情報に基づき指令
信号を出力するよう機能する。

次にワーク搬送方法について説明する。

まず、回転ドラム７を矢印ホ方向に回転させて回転ヘッ
ド25を第５図に示す如く反時計方向に回転運動させる。
次に、第６のモータM₆によりリングギヤ79を介して入力
側ギヤ87を作動制御する。これにより、下向きの吸着ノ
ズル23は第２図に示すサイクロイド曲線を描いて上下動
する。この時、最下降時において、吸着ノズル23はほぼ
零に近い対地速度となるため供給テーブル９上のワーク
Ｐを支障なく吸着し、サイクロイド軌跡を描いてXYテー
ブル11まで移動後、プリント基板19の上面で、ワークＰ
の吸着を解除する動作を繰返すことでワークＰの搬送が
行なえるようになる。この時、第７のモータM₇の作動制
御し、第２の伝導経路69を介して最終ギヤ73に動力を伝
達すれば吸着ノズル23のθ角補正、即ち、ワークを正し
い位置に置けるようになる。

また、第８のモータM₈を作動制御し、第３の伝導経路71
を介して最終ギヤ75に動力を伝達すれば、回転ヘッド25
が90度回転し、ワークＰの大きさに対応した吸着ノズル
23の選択が行なえるようになる。

これら一連の動作において、ワーク保持部21は連続運動
による搬送となるためロス時間は発生しない。

なお、この実施例ではワークの保持に真空圧の手段を用
いているが、この手段に限定されるものではなく、電磁
石等の他の手段を利用してもよい。また電子部品以外の
搬送に応用することも可能である。

［発明の効果］ 以上、説明したように、この発明によれば、回転ドラム
を連続回転させた状態でワークの搬送を行なうことがで
きるため、間欠運動によるロス時間がなくなり、作業能
率の向上が図れるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のワーク部品実装装置の要部の概要切
断説明図、第２図はサイクロイド曲線を描いた説明図、
第３図は回転ヘッドの取付状態を示した切断面図、第４
図は同上の平面図、第５図は回転ヘッドの動作説明図、
第６図は全体の平面図、第７図は別の変形例を示した第
１図と同様の概要説明図である。 ７……回転ドラム 21……ワーク保持部材 Ｐ……ワーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸心回りに回転ドラムを連続回転し、前記
   回転ドラムの外周面に沿って配置されたワーク保持部材
   を同一姿勢を保持した状態で旋回し、前記ワーク保持部
   材をサイクロイド曲線を描いて上下動するピックアップ
   運動させ、サイクロイド曲線の死点近傍で前記ワークを
   保持又は保持解除することを特徴とするワーク搬送方
   法。
2. 【請求項２】前記サイクロイド曲線の任意の死点近傍で
   前記ワーク保持部材によるワークの保持又は保持解除す
   ることを特徴とする請求項１記載のワーク搬送方法。