JPH08195591A - 電子部品自動装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な機構によりインデックスユニットの入
力軸の負荷変動を減少させるようにすることを目的とす
る。 【構成】 インデックスユニット４６のインデックス入
力軸５１に固定された板カム６２に圧縮バネ６３に付勢
されたカムフォロア６４が係合して出力軸６０の間欠回
転による負荷の変動が相殺されるようにトルクが入力軸
５１に掛かる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータに駆動される入
力軸の回転により出力軸に取り付けられたロータリテー
ブルを間欠的に所定の角度ずつ回転させるインデックス
ユニットと、該テーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設
けられると共に前記テーブルの間欠回転により所定の部
品吸着停止位置で電子部品を吸着して所定の部品装着停
止位置で該部品をプリント基板に装着する装着ヘッドと
よりなる電子部品自動装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種電子部品自動装着装置が特開平４
−１７７８９７号公報に開示されている。この従来技術
によれば、モータの回転軸に連結された入力軸により２
つのインデックス回転手段が駆動され、夫々のインデッ
クス回転手段は逆トルク特性を有しているため、第１の
インデックス回転手段のトルクの変動は第２のインデッ
クス回転手段により打ち消され、振動の原因となる入力
軸の負荷変動が軽減される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では入力軸は２つのインデックスユニットを駆動しなけ
ればならないため入力軸を回転させるモータは大きな駆
動力を必要とする欠点がある。また、２つのインデック
スユニットを設けるためのスペースが大きくなり過ぎる
こと及びインデックスユニット自体のコストが掛かり全
体のコストが上がってしまい実用には適さないという欠
点もある。

【０００４】そこで本発明は、簡単な機構によりインデ
ックスユニットの入力軸の負荷変動を減少させるように
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、モー
タに駆動される入力軸の回転により出力軸に取り付けら
れたロータリテーブルを間欠的に所定の角度ずつ回転さ
せるインデックスユニットと、該テーブルの周縁に前記
間欠ピッチ毎に設けられると共に前記テーブルの間欠回
転により所定の部品吸着停止位置で電子部品を吸着して
所定の部品装着停止位置で該部品をプリント基板に装着
する装着ヘッドとよりなる電子部品自動装着装置におい
て、前記入力軸に設けられた板カムと、該カムに係合す
るカムフォロアを該カムに押しつける方向に付勢するバ
ネとを備え、前記板カムは出力軸の間欠回転による負荷
変動を相殺する方向に前記カムフォロアよりトルクを受
けるように形成されているものである。

【０００６】また本発明は、モータに駆動される入力軸
の回転により出力軸に取り付けられたロータリテーブル
を間欠的に所定の角度ずつ回転させるインデックスユニ
ットと、該テーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設けら
れると共に前記テーブルの間欠回転により所定の部品吸
着停止位置で電子部品を吸着して所定の部品装着停止位
置で該部品をプリント基板に装着する装着ヘッドとより
なる電子部品自動装着装置において、前記出力軸の間欠
回転による負荷変動を相殺する方向に前記入力軸に対し
てトルクを発生させるトルク発生手段と、該トルク発生
手段を作用させるかさせないかを切り替える切替手段と
を設けたものである。

【０００７】また本発明は、モータに駆動される入力軸
の回転により出力軸に取り付けられたロータリテーブル
を間欠的に所定の角度ずつ回転させるインデックスユニ
ットと、該テーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設けら
れると共に前記テーブルの間欠回転により所定の部品吸
着停止位置で電子部品を吸着して所定の部品装着停止位
置で該部品をプリント基板に装着する装着ヘッドとより
なる電子部品自動装着装置において、前記出力軸の間欠
回転による負荷変動を相殺する方向に前記入力軸に対し
てトルクを発生させるトルク発生手段と、該トルク発生
手段が発生するトルクの大きさを調節する調節手段とを
設けたものである。

【０００８】

【作用】請求項１の構成によれば、インデックスユニッ
トの入力軸に設けられた板カムにカムフォロアがバネに
より押し当てられ該板カムの形状により出力軸の間欠回
転による負荷変動を相殺するようにトルクが発生する。

【０００９】請求項２の構成によれば、トルク発生手段
はインデックスユニットの出力軸の間欠回転による負荷
変動を相殺する方向に入力軸に対してトルクを発生さ
せ、切替手段は該トルク発生手段を作用させるかさせな
いかを切り替える。

【００１０】請求項３の構成によれば、トルク発生手段
はインデックスユニットの出力軸の間欠回転による負荷
変動を相殺する方向に入力軸に対してトルクを発生さ
せ、調節手段は該トルク発生手段の発生するトルクの大
きさを調節する。

【００１１】

【実施例】以下本発明の一実施例を図に基づき詳述す
る。

【００１２】図２に於て、１はＹ軸モータ２の回動によ
りＹ方向に移動するＹテーブルであり、３はＸ軸モータ
４の回動によりＹテーブル１上でＸ方向に移動すること
により結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブルであ
り、チップ状電子部品５（以下、チップ部品あるいは部
品という。）が装着されるプリント基板６が図示しない
固定手段に固定されて載置される。

【００１３】７は供給台であり、チップ部品５を供給す
る部品供給装置８が多数台配設されている。９は供給台
駆動モータであり、ボールネジ１０を回動させることに
より、該ボールネジ１０が嵌合し供給台７に固定された
図示しないナットを介して、供給台７がリニアガイド１
２に案内されてＸ方向に移動する。１３は間欠回動する
ロータリテーブルであり、該テーブル１３の外縁部には
後述するように吸着ノズル１４を複数本有する装着ヘッ
ド１５が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されてい
る。

【００１４】吸着ノズル１４が供給装置８より部品５を
吸着し取出す装着ヘッド１５の停止位置（図２中上方の
黒丸の付された位置）が吸着ステーションＩであり、該
吸着ステーションＩにて装着ヘッド１５が下降すること
により吸着ノズル１４が部品５を吸着する。

【００１５】ＩＩは部品５を吸着した装着ヘッド１５が
ロータリテーブル１３の間欠回転により停止する認識ス
テーションであり、部品認識装置１６により吸着ノズル
１４に対する部品５の位置ずれの認識がなされる。

【００１６】ＩＩＩは吸着ノズル１４が吸着保持してい
る部品５をプリント基板６に装着するために装着ヘッド
１５が停止する装着ステーション（図２中下方の黒丸の
付された位置）であり、装着ヘッド１５のロータリテー
ブル１３に対する下降によりＸＹテーブル３の移動によ
り所定の位置に停止したプリント基板６に部品５は装着
される。

【００１７】以下に図３及び図４に基づき装着ヘッド１
５について説明する。

【００１８】装着ヘッド１５はガイドレール１７に取り
付けられたヘッド上下テーブル２９に取り付けられてお
り、ガイドレール１７に摺動可能に取り付けられたナッ
ト体３０がロータリテーブル１３に取り付けられてい
る。従ってヘッド１５はロータリテーブル１３に対して
上下動可能となっている。

【００１９】前記ヘッド上下テーブル２９の上部には取
付板３１が取り付けられ該取付板３１には１対のカムフ
ォロア３２、３３が取り付けられている。

【００２０】該１対のカムフォロア３２、３３はカムフ
ォロア３３が図示しないバネにより上方に付勢されてい
ることによりフレーム３４の下方に吊り下げられ固定さ
れている円筒リブカム３５を挟み込む。カムフォロア３
２、３３がリブカム３５を挟むことにより上下方向の位
置が規制されてヘッド１５はロータリテーブル１３の間
欠回転により移動するものである。

【００２１】また、ヘッド１５にはモータが組み込まれ
ており、吸着ノズル１４を鉛直軸線まわりに回転させ
る。該ノズル１４はヘッド１５内の回転中心軸に対して
偏心した位置に複数本該ヘッド１５に対して出入自在に
設けられている。

【００２２】図３において、吸着ステ−ションＩ及び装
着ステ−ションＩＩにては円筒リブカム３５は切り欠か
れており、この切り欠き内にローラレスト３７が昇降可
能に設けられている。従って、ヘッド１５は該ステ−シ
ョンにて間欠回転の停止中に上下動して電子部品５の吸
着及び装着が行われる。

【００２３】ローラレスト３７は垂直レール３８に取り
付けられており、該レール３８はフレーム３４に固定さ
れたスライドユニット３９にガイドされて上下動を行
う。

【００２４】次に、図１、図３及び図４において、４６
はインデックスユニットであり、モータ４１の出力軸に
図示しないカップリングを介して連結された減速機入力
軸４８の回転が減速機４９により減速され該ユニット４
６に入力され、該ユニット４６がロータリテーブル１３
の間欠回転を駆動する。該減速機４９の出力軸であるイ
ンデックス入力軸５１はユニット４６のハウジング５２
を貫通して設けられている。

【００２５】インデックスユニット４６のハウジング５
２にはカム４４が固定されたカム軸５３が貫通して設け
られ、該カム軸５３はハウジング５２で回転可能に支持
されている。

【００２６】該カム軸５３に固定されたカム軸プーリ５
４と入力軸５１に固定された入力軸プーリ５５の間には
タイミングベルト５６が掛け渡されており、入力軸５１
の回転がカム軸５３に伝達されるようになされている。
従って、モータ４１の回転によりインデックスユニット
４６を介したロータリテーブル１３の間欠回転に同期し
てカム軸５３が回動し、カム４４に当接して転動するカ
ムフォロア６７が上下し該カムフォロア６７が設けられ
ているレバー６８が支軸６９を支点に揺動して該レバー
６８に支持されて図示しないバネに下方に付勢されてい
る垂直レール３８を昇降させ、吸着ステ−ションＩにお
けるヘッド１５の昇降が行われる。カム軸５３のハウジ
ング５２から反対側に突出した部分には装着ステ−ショ
ンＩＩＩにおいて装着ヘッド１５を昇降させるためのカ
ム５７が固定されており、吸着ステ−ションＩと同様な
ヘッド１５を昇降させる機構が備えられている。

【００２７】次に、インデックスユニット４６について
図１等に基づき詳述する。

【００２８】前記入力軸５１には図示しないウォームを
有する割付けカム５８が固定されて形成されており、該
カム５８に係合するカムフォロア５９を周縁に有するイ
ンデックス出力軸６０が設けられている。該カム５８の
回転により出力軸６０が間欠的に回転し、出力軸６０に
固定されているロータリテーブル１３が間欠的に回転す
るものである。即ち所定の角度分割り出し回転してから
所定時間停止（停留）する運動を繰り返すものである。

【００２９】前記入力軸５１にはさらに板カム６２が固
定されて設けられており、該板カム６２には圧縮バネ６
３により付勢されてカムフォロア６４が押し付けられて
いる。該バネ６３、カムフォロア６４及び板カム６２に
よりカウンタバランスユニット６５が構成されている。
入力軸５１には、図５の上のグラフの太線に示すように
出力軸６０の間欠回転（割り出し）の前半の加速域では
遅く回転する方向に負荷の反力が掛かり、間欠回転の後
半の減速域では早く回転する方向の力が掛かるが、該板
カム６２の形状は該カム６２に押し当てられるカムフォ
ロア６４によるトルクが図５の上のグラフの細線で示す
ように加速域では早く回転する方向即ち加速する方向に
掛かり、減速域では遅く回転する方向即ち減速する方向
に掛かるように加工されている。従って、合成された出
力軸の加速度は図５の下のグラフの太線に示されるよう
になり、入力軸に掛かるトルク即ち加速度の変動が押さ
えられるものである。

【００３０】バネ６３はカムフォロア６４に係合してい
る側とは反対側の端部が図４に示すバネ収納筒６６に押
し当てられた状態で収納されており、バネ収納筒６６は
図４の実線の位置と２点鎖線の位置との間を変位可能な
ようにハウジング５２に螺合している。実線の位置まで
螺合されることで、最も強くカムフォロア６４を付勢し
て最も大きなトルクを入力軸５１に与えることができ、
ネジを緩めることでその与えるトルクの大きさを減らす
ことができ、２点鎖線の位置で押し付ける力を０にする
ことができる。

【００３１】また、図４に示すように減速機入力軸４８
はモータ４１に連結する側と反対側の端部が減速機４９
を貫通しており、該端部には手回しにて該入力軸４８を
回転させる図示しないハンドルが着脱可能になされてい
る。

【００３２】次に、図３において、部品供給装置８はテ
ープリール２８に巻回された図示しないテープに封入さ
れたチップ部品５を昇降する昇降レバー２６が揺動レバ
ー２７に係合して揺動させることにより１ピッチずつ送
り吸着ノズル１４の取り出し位置に供給するものであ
る。昇降レバー２６の昇降はインデックスユニット４６
のハウジング５２外に設けられた図示しないカム軸に固
定されたカムが前記ベルト５６がさらに該カム軸に掛け
渡され回動することによりヘッド１５の昇降と同様な機
構により昇降される。

【００３３】以上の構成により以下動作について説明す
る。

【００３４】先ず、操作者はバネ収納筒６６を図４の実
線の位置までネジ込みバネ６３を一番圧縮された状態と
する。

【００３５】次に、図示しない操作部が操作され、電子
部品自動装着装置の自動運転が開始される。

【００３６】即ち、モータ４１の回転によりインデック
スユニット４６を介してロータリテーブル１３が間欠回
転し、吸着ステ−ションＩに装着ヘッド１５の１つが達
して停止する。装着ヘッド１５の移動中はカムフォロア
３２、３３がリブカム３５に案内されて移動してローラ
レスト３７に乗り移り停止するものである。

【００３７】この時、モータ４１の回転により減速機入
力軸４８が高速度で回転してこの回転よりは減速される
が尚高速にインデックス入力軸５１が回転し、割付けカ
ム５８の１回転の間にカムフォロア５９が係合して出力
軸は加速域で加速され、減速域で減速して所定の角度を
割り出し回転してその後停止するものである。

【００３８】この間欠回転の加速域及び減速域では前述
するように（図５参照）カウンタバランスユニット６５
を形成するカムフォロア６４が板カム６２にバネ６３の
付勢により係合して入力軸４８への負荷の変動を押さえ
るように作用する。従って入力軸５１の振動が押さえら
れ、出力軸６０側に伝わる振動も押さえられる。

【００３９】次に、当該ヘッド１５が吸着ステ−ション
Ｉに移動している間に図示しない記憶部に記憶された装
着データに従って、供給台７が移動し供給すべきチップ
部品５の部品供給装置８が吸着ステ−ションＩの吸着ノ
ズル１４の吸着位置に停止しており、間欠回転の停止時
でのヘッド１５の下降による該ノズル１４の下降により
チップ部品５が吸着して取り出される。

【００４０】即ち、ヘッド１５が停止すると入力軸５１
の回転により図示しないカムが回動して昇降レバー２６
が昇降して揺動レバー２７を揺動させ。図示しないテー
プを送って部品５を取り出し位置に供給し、一方カム４
４の回転により図示しないレバーが揺動して、該レバー
が支持している図示しないローラが該ローラが取り付け
られている垂直レール３８が図示しないバネにより下方
に付勢去れていることから下降し、従って装着ヘッド１
５が下降して吸着ノズル１４がチップ部品５を真空吸着
して取り出し、さらなるカム４４の回転によりヘッド１
５が上昇する。この時に入力軸５１に大きな振動が発生
しないので安定して部品５を取り出すことができる。

【００４１】こうして入力軸５１の１回転すなわち１サ
イクルの動作が終了する。

【００４２】次に、入力軸５１がさらに回転すると、ロ
ータリテーブル１３は停止状態から再度移動を開始して
吸着ノズル１４が電子部品５を保持した状態で次のステ
−ションに移動する。この間にカムフォロア３２、３３
はローラレスト３７よりリブカム３５に乗り移る。この
場合にもカウンタバランスユニット６５の働きにより入
力軸５１のトルク変動が押さえられ、振動が押さえられ
るため吸着ノズル１４の吸着する部品５がずれたり落ち
てしまったりする可能性が低くなる。

【００４３】次に、吸着ステ−ションＩには他のヘッド
１５が同様にして移動して、同様にして部品５の吸着が
行われる。

【００４４】次に、ロータリテーブル１３の間欠回転に
より、チップ部品５を保持したヘッド１５が認識ステ−
ションＩＩに移動すると、部品認識装置１６により吸着
ノズル１４に吸着されたチップ部品５の認識が行われ
る。

【００４５】この場合にも振動による誤認識の可能性が
減少する。

【００４６】部品５のノズル１４の回転中心に対する位
置ずれが認識されると該認識結果に基づいて補正が行わ
れ、部品５が図示しない前記装着データに示される方向
を向くように装着ヘッド１５内のモータが駆動され吸着
ノズル１４が回転する。

【００４７】この間に、ロータリテーブル１３は間欠回
転を行って装着ステ−ションＩＩＩに達し、角度位置決
めが終了したチップ部品５をＸＹテーブル３の移動によ
り位置決めされたプリント基板６に装着する。該位置決
めは前記装着データで示す位置に装着されるように認識
結果の補正が加えられて行われる。また、装着ヘッド１
５の昇降は吸着ステ−ションＩでの昇降と同様にしてカ
ム軸５３の回動により行われる。

【００４８】この場合にも入力軸５１のトルクの変動が
押さえられるため、装着時に振動により部品がずれてし
まう可能性が減少する。

【００４９】このようにして部品５の基板６への装着が
行われるが、自動運転が停止され電子部品自動装着装置
のメンテナンスを行いたい場合等に、ロータリテーブル
１３を低速で回し該テーブル１３及びヘッド１５等を適
当な位置にしたい場合等に図示しないハンドルを減速機
入力軸４８に連結してハンドルを操作者が回すことがあ
る。

【００５０】この場合には、低速で回すため入力軸５１
には出力軸６０の加速度の変動によるトルクの変動がほ
とんど掛からず回転できるが、バネ６３の付勢によりカ
ムフォロア６４が板カム６２に押し付けられていると、
この押し付けによるトルクを入力軸５１が受けるためハ
ンドルを回しずらくなり適当な位置に停止させる作業が
難しくなる。このため、手回しする前にバネ収納筒６６
を図４の２点鎖線の位置まで移動させて、バネ６３が付
勢をしないようにしてから、ハンドルにより減速機入力
軸４８を回して、適当な位置にロータリテーブル１３を
停止させて必要な処置を行う。

【００５１】また、基板６の種類により１サイクルの動
作に要する時間であるサイクルタイムの最高速が遅い場
合等（装着する部品５の種類が低速で装着しなければな
らない場合等がある。）、サイクルタイムは即ち、ロー
タリテーブル１３の１回の間欠回転に要する時間である
ため入力軸５１を高速にする必要がない。入力軸５１を
高速にする程出力軸６０からのトルクの変動が大きくな
るため、高速で回転する必要が無い場合にはカウンタバ
ランスユニット６５によるトルクの大きさを小さくして
最適なトルクの値にすることが考えられ、収納筒６５の
ネジ込み量を少なくして最適な位置としてから自動運転
をすることができる。または、最高速が低速であり、ユ
ニット６５によるトルクの大きさを小さくできる時には
全体としての入力軸５１の負荷を小さくできるという意
味で収納筒６５のネジ込み量を小さくすることが考えら
れる。

【００５２】また、収納筒６５のネジ込み量をモータ等
の駆動源により制御できるようにしておけば、部品５の
種類の変化等によるロータリテーブル１３の回転速度の
変化即ちサイクルタイムを変化させるのに伴い自動運転
中にネジ込み量を調節して最適なトルクを与えるように
してもよい。

【００５３】さらに、本実施例ではカウンタバランスユ
ニット６５としてバネ６３により板カム６２をカムフォ
ロア６４が押し付けるようにしたが、バネ６３の代わり
に空圧あるるいは油圧シリンダのロッドを突出させて押
し付けるようにしてもよい。但しバネを用いるほうが、
簡単な構造となりまたシリンダの場合にはシールよりの
漏れが寿命により発生するが、バネであれば寿命は考え
なくてもよいという利点がある。シリンダの場合には通
常はロッドの突出状態を維持させ、メンテナンス等で減
速機入力軸４８を手回ししたい場合には、ロッドを後退
させてカムフォロア６４がカム６２に力を及ぼさないよ
うにさせることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明は、板カムの形状に
より間欠回転の負荷変動が相殺されるようにカムフォロ
アがトルクを板カム即ち入力軸に及ぼすので、高速でイ
ンデックスユニットが間欠回転する時でも簡単な構造に
より入力軸の負荷変動が軽減され、振動が押さえられ、
部品の装着の精度が低下することがない。

【００５５】また、負荷変動を相殺するトルク発生手段
の作用を切り替える切替手段を設けたので、手回しにて
インデックスユニットの入力軸を回転させロータリテー
ブルを間欠回転させたい場合にトルク発生手段の負荷が
掛かることが無くなる。

【００５６】また、負荷変動を相殺するトルク発生手段
の発生するトルクを調節する調節手段を設けたので、間
欠回転の速度を変更した場合でも最適な大きさのトルク
を発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インデックスユニットの内部を示す平面図であ
る。

【図２】電子部品自動装着装置の平面図である。

【図３】電子部品自動装着装置の側面図である。

【図４】インデックスユニットを示す平面図である。

【図５】インデックス入力軸に掛かる加速度を示すグラ
フである。

【符号の説明】

５ チップ状電子部品（電子部品） ６ プリント基板 １３ ロータリテーブル １５ 装着ヘッド ４６ インデックスユニット ４８ 減速機入力軸 ５１ インデックス入力軸（入力軸） ６０ インデックス出力軸（出力軸） ６２ 板カム ６３ 圧縮バネ ６４ カムフォロア ６５ カウンタバランスユニット（トルク発生手
段） ６６ バネ収納筒（切替手段）（調節手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータに駆動される入力軸の回転により
   出力軸に取り付けられたロータリテーブルを間欠的に所
   定の角度ずつ回転させるインデックスユニットと、該テ
   ーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設けられると共に前
   記テーブルの間欠回転により所定の部品吸着停止位置で
   電子部品を吸着して所定の部品装着停止位置で該部品を
   プリント基板に装着する装着ヘッドとよりなる電子部品
   自動装着装置において、前記入力軸に設けられた板カム
   と、該カムに係合するカムフォロアを該カムに押しつけ
   る方向に付勢するバネとを備え、前記板カムは出力軸の
   間欠回転による負荷変動を相殺する方向に前記カムフォ
   ロアよりトルクを受けるように形成されていることを特
   徴とする電子部品自動装着装置。
2. 【請求項２】 モータに駆動される入力軸の回転により
   出力軸に取り付けられたロータリテーブルを間欠的に所
   定の角度ずつ回転させるインデックスユニットと、該テ
   ーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設けられると共に前
   記テーブルの間欠回転により所定の部品吸着停止位置で
   電子部品を吸着して所定の部品装着停止位置で該部品を
   プリント基板に装着する装着ヘッドとよりなる電子部品
   自動装着装置において、前記出力軸の間欠回転による負
   荷変動を相殺する方向に前記入力軸に対してトルクを発
   生させるトルク発生手段と、該トルク発生手段を作用さ
   せるかさせないかを切り替える切替手段とを設けたこと
   を特徴とする電子部品自動装着装置。
3. 【請求項３】 モータに駆動される入力軸の回転により
   出力軸に取り付けられたロータリテーブルを間欠的に所
   定の角度ずつ回転させるインデックスユニットと、該テ
   ーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設けられると共に前
   記テーブルの間欠回転により所定の部品吸着停止位置で
   電子部品を吸着して所定の部品装着停止位置で該部品を
   プリント基板に装着する装着ヘッドとよりなる電子部品
   自動装着装置において、前記出力軸の間欠回転による負
   荷変動を相殺する方向に前記入力軸に対してトルクを発
   生させるトルク発生手段と、該トルク発生手段が発生す
   るトルクの大きさを調節する調節手段とを設けたことを
   特徴とする電子部品自動装着装置。