JPH09150330A - 表面実装機用ロボットにおけるヘッド搭載部移動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ヘッド搭載部の停止位置の位置出しを精確に
行うことが出来るようにする。 【解決手段】 ワーク配置部６上の回路基板５に対する
作業を行う工具を支持するツールヘッド１３とを備えた
表面実装機用ロボット１におけるヘッド搭載部移動機構
であって、ヘッド搭載部は両端部がベース部の両端部間
に架け渡し状に、かつ、Ｘ方向に移動自在に支持される
と共に移動機構によってＸ方向に移動され、移動機構
は、ヘッド搭載部１０に回転自在に支持された第１及び
第２のアイドラー２２、２３と、モータ１５と、２つの
アイドラーの間に配置されるようにヘッド搭載部に支持
されると共にモータによって回転される回転体１９と、
２つのアイドラーに接触すると共にこれらアイドラーと
回転体との間を通って回転体に接触しアイドラーによっ
て各別の一部がベース部２又はベース部に固定された部
材に接触する伝動用ベルト２４とを備えて成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規な表面実装機用
ロボットにおけるヘッド搭載部移動機構に関する。詳し
くは、ツールヘッドを支持したヘッド搭載部の送りの精
度と剛性を高めることが出来る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】上面に被加工物を載置する作業領域を有
するベース部と、ベース部上を一の方向に移動するヘッ
ド搭載部と、ヘッド搭載部に支持されて上記一の方向と
直交する他の方向に移動すると共に上記作業領域上の被
加工物に対する作業を行う工具を支持するツールヘッド
とを備えた表面実装機用ロボットがある。

【０００３】かかる表面実装機用ロボットにあっては、
例えば、作業卓上の作業領域にプリント基板を載置し、
ヘッド搭載部を一の方向に、また、ツールヘッドを他の
方向に移動させながらツールヘッドに支持された工具に
よってプリント基板に電子部品を実装する、という作業
を行う。そして、ヘッド搭載部の一の方向への、また、
ツールヘッドの他の方向への移動によって作業領域の全
領域に対する作業が可能となっている。

【０００４】そして、従来の表面実装機用ロボットにお
いて、ヘッド搭載部の移動機構には、いわゆるボールネ
ジを用いた機構が採用されたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のボールネジを用
いたヘッド搭載部の移動機構にあっては、位置精度を出
しにくいという問題があった。

【０００６】即ち、ボールネジを用いた移動機構にあっ
ては、ボールネジとこれによって送られるナット部材と
の間に、微細ではあっても、多少のガタ、いわゆるバッ
クラッシュがないと動作そのものが不能である。そし
て、このようなガタがあることによって、ヘッド搭載部
の停止位置の精度が粗くなってしまうという問題があ
る。

【０００７】また、大型のツールヘッドを有する表面実
装機用ロボットにあっては、１の移動機構だけでは迅速
でスムーズなヘッド搭載部の移動を行うことができない
ので、移動機構を２つ使用しなければならない場合があ
る。かかる場合、各移動機構におけるボールネジを駆動
するモータの同期が完全にとれていないと２つの移動機
構におけるボールネジと螺合するナット部材の送り方向
における位置が狂い、いわゆるコジリを生じてしまうと
いう問題もある。

【０００８】そこで、本発明はヘッド搭載部の停止位置
の位置出しを精確に行うことが出来るようにすることを
課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明表面実装機用ロボットにおけるヘッド搭
載部移動機構は、上面に被加工物を載置する作業領域を
有するベース部と、ベース部上を一の方向に移動するヘ
ッド搭載部と、ヘッド搭載部に支持されて上記一の方向
と直交する他の方向に移動すると共に上記作業領域上の
被加工物に対する作業を行う工具を支持するツールヘッ
ドとを備えた表面実装機用ロボットにおけるヘッド搭載
部移動機構であって、ヘッド搭載部は両端部がベース部
の上記他の方向における両端部間に架け渡し状に、か
つ、上記一の方向に移動自在に支持されると共に移動機
構によって上記一の方向に移動され、上記移動機構は、
ヘッド搭載部に回転自在に支持された第１及び第２のア
イドラーと、駆動源と、上記２つのアイドラーの間に配
置されるようにヘッド搭載部に支持されると共に上記駆
動源によって回転される回転体と、前記２つのアイドラ
ーに接触すると共にこれらアイドラーと回転体との間を
通って回転体に接触し上記アイドラーによって各別の一
部が上記ベース部又はベース部に固定された部材に接触
する伝動用ベルトとを備えて成るようにしたものであ
る。

【００１０】従って、本発明表面実装機用ロボットにお
けるヘッド搭載部移動機構に依れば、伝動用ベルトがベ
ース部又はベース部に固定された部材に接触することに
よってガタが生じることがなく、ヘッド搭載部の位置が
精確に定まることになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明表面実装機用ロボ
ットにおけるヘッド搭載部移動機構の実施の形態を図示
した各実施例に従って詳細に説明する。

【００１２】図１乃至図５は本発明表面実装機用ロボッ
トにおけるヘッド搭載部移動機構の第１の実施例を示す
ものである。

【００１３】表面実装機用ロボット１はベース部２を有
し、該ベース部２は機台３を有し、該機台３の上面に作
業卓４が配置され、該作業卓４上が作業領域とされ、そ
のうち、幅方向における中央の領域が回路基板５等のワ
ークが配置されるワーク配置部６とされ、該ワーク配置
部６の左右に位置した領域が図示しないパーツカセット
が多数配置されるパーツカセット領域７、７とされてい
る。

【００１４】機台３の長手方向における両端部の左右両
端寄りの位置には支柱８、８、・・・が立設されてお
り、長手方向において対向した位置にある支柱８、８及
び８、８間に機台３の長手方向に沿う梁９、９が架け渡
し状に支持されている。

【００１５】そして、上記梁９、９にヘッド搭載部１０
の両端部が該梁９、９に沿って、即ち、図２等に矢印Ｘ
で示す方向に移動自在に支持されている。即ち、梁９、
９の下面にはレール１１、１１が矢印Ｘ方向に延びるよ
うに固定されており、ヘッド搭載部１０の両端部上面に
固定された被ガイド体１２、１２が上記レール１１、１
１に摺動自在に係合されている。これによって、ヘッド
搭載部１０は上記梁９、９に矢印Ｘ方向に移動可能に支
持されている。

【００１６】そして、ヘッド搭載部１０の下面にはその
長手方向、即ち、図２に矢印Ｙで示す方向に沿って図示
しない移動機構によって移動されるようにツールヘッド
１３が支持されている。

【００１７】しかして、該ツールヘッド１３に図示しな
い工具が支持され、ツールヘッド１３が矢印Ｙ方向に、
また、ヘッド搭載部１０が矢印Ｘ方向に移動することに
よって、ワーク配置部６に配置された回路基板の全領域
に対する作業を行うことが出来る。

【００１８】次に、ヘッド搭載部１０を上記矢印Ｘ方向
に移動させるための移動機構について説明する。

【００１９】ヘッド搭載部１０の長手方向に沿う側面の
一の略中央部には互いに稍間隔を置いて２つの支持板１
４、１４が突設されており、該支持板１４、１４の一方
１４の外面、即ち、他方の支持板１４に対向した面の反
対側の面にモータ１５が固定されている。該モータ１５
としては、例えば、サーボモータが使用される。

【００２０】２つの支持板１４と１４との間には減速機
１６が支持されており、該減速機１６の出力端からは出
力軸１７、１７が左右各別の方向に向かって延びてい
る。しかして、モータ１５の回転は減速機１６により減
速されて２つの出力軸１７、１７にそれぞれ伝えられ、
２つの出力軸１７、１７は同じ方向に同期して回転され
ることになる。

【００２１】ヘッド搭載部１０の左右両端部の長手方向
に沿う一の側面からはそれぞれ稍間隔を置いて対向した
２つづつの支持腕１８、１８、・・・が突設されてお
り、上記出力軸１７、１７の端部はこれら支持腕１８、
１８、・・・によって回転可能に支持されている。

【００２２】各出力軸１７、１７の端部には各支持腕１
８と１８との間及び１８と１８との間で回転体１９、１
９が固定されている。

【００２３】尚、ヘッド搭載部１０の両端部における移
動機構の構造は左右対称であることを除いて左右同じで
あるので、これからはその一方のものについてのみ説明
する。

【００２４】上記回転体１９は歯付きプーリであり、そ
の周面には歯１９ａ、１９ａ、・・・が形成されてい
る。

【００２５】一方、上記梁９の底面９ａには固定ベルト
としての１本の歯付きベルト２０が上記Ｘ方向に上記レ
ール１１と互いに平行に延びるように固定されている。
該歯付きベルト２０の両端部は梁９にネジ２１、２１に
よって固定され、更に、その全体が梁９の底面９ａに接
着によって固定されている。また、この歯付きベルト２
０の長さは上記レール１１の長さと略同じにされてい
る。そして、上記プーリ１９の歯１９ａ、１９ａ、・・
・は歯付きベルト２０の歯２０ａ、２０ａ、・・・から
は下方に離間した状態とされている。

【００２６】２つの支持腕１８と１８との間で上記Ｘ方
向においてプーリ１９を挟んだ両脇の位置にはそれぞれ
ローラ状をしたアイドラー２２、２３が支持腕１８、１
８に回転自在に支持されている。

【００２７】しかして、アイドラー２２と２３との間に
上記プーリ１９が位置され、これらは上記Ｘ方向に直列
に配列されている。ただし、２つのアイドラー２２、２
３の軸は同じ高さに位置しているが、プーリ１９の軸は
アイドラー２２、２３の軸より稍低い位置に位置してい
る。

【００２８】もう１本の歯付きベルト２４が、伝動用ベ
ルトとして、上記歯付きベルト２０に向かい合うように
して梁９の底面９ａに矢印Ｘ方向に延びるように固定さ
れている。即ち、歯付きベルト２４の両端部は歯付きベ
ルト２０の両端部と共にネジ２１、２１により梁９に固
定されている。そして、歯付きベルト２４の歯２４ａ、
２４ａ、・・・は歯付きベルト２０の歯２０ａ、２０
ａ、・・・と噛み合うようになっている。

【００２９】ただし、歯付きベルト２４の長さは歯付き
ベルト２０の長さより長くなっており、歯付きベルト２
４は、アイドラー２２に接触し、アイドラー２２とプー
リ１９との間を通り、プーリ１９に接触し、アイドラー
２３とプーリ１９との間を通り、アイドラー２３に接触
するようにして配置されている。そして、アイドラー２
２、２３は歯付きベルト２４を歯付きベルト２０に対し
て各別に押し付けており、これによって、歯付きベルト
２４はその一部の歯２４ａ、２４ａ、・・・が歯付きベ
ルト２０の歯２０ａ、２０ａ、・・・に噛み合ってい
る。

【００３０】歯付きベルト２４の裏面２４ｂはアイドラ
ー２２、２３それぞれの周面にそれぞれ４分の１円周分
接触しており、また、歯付きベルト２４の歯２４ａ、２
４ａ、・・・はプーリ１９の歯１９ａ、１９ａ、・・・
にプーリ１９の略２分の１円周分噛み合っている。

【００３１】しかして、上記モータ１５が駆動して、プ
ーリ１９が矢印ＲＯ１の方向に回転すると、ヘッド搭載
部１０は矢印Ｘ１の方向に移動する。プーリ１９が矢印
ＲＯ１方向に回転することで、歯付きベルト２４と噛み
合っているプーリ１９は歯付きベルト２４に対して矢印
Ｘ１の方向へ転動することになり、従って、ヘッド搭載
部１０は矢印Ｘ１の方向に移動する。この時に、前後の
アイドラー２２、２３が梁９の底面９ａとの間で、上下
の歯付きベルト２４、２０を挟み込むので、上下の歯付
きベルト２４、２０の歯２４ａ、２４ａ、・・・と２０
ａ、２０ａ、・・・とが確実に噛み合い、歯付きベルト
２４、２０の長手方向に関するベルトの相対位置の変化
が生じることがない。そして、上側に位置する歯付きベ
ルト２０は梁９の底面９ａに対して接着により固定され
ているので、歯付きベルト２４のアイドラー２２、２３
の下側に位置する部分は梁９との相対位置が変化してし
まうことがない。従って、ヘッド搭載部１０はＸ方向に
おける所定の位置に確実に位置決めされることになる。
尚、プーリ１９が矢印ＲＯ２の方向に回転すれば、ヘッ
ド搭載部１０は矢印Ｘ２の方向に移動することになる。

【００３２】図６は本発明表面実装機用ロボットにおけ
るヘッド搭載部移動機構の第２の実施例を示すものであ
る。

【００３３】図１乃至図５に示した第１の実施例では、
１組の歯付きベルト２４、２０を用いて、それぞれの歯
２４ａ、２４ａ、・・・と歯２０ａ、２０ａ、・・・と
が互いに噛み合うようになっている。これに対して、こ
の第２の実施例では、伝動用ベルトとして図１乃至図５
の第１の実施例におけると同様の歯付きベルト２４を使
用しているが、固定ベルトとしては平型のベルト２０Ａ
を使用している。この平型のベルト２０Ａは歯を有して
おらず、梁９の底面９ａに対して接着剤により接着固定
されている。そして、歯付きベルト２４は、その両端部
がネジ２１、２１により平型ベルト２０Ａの両端部と一
体的に上記梁９に固定されている。そして、歯付きベル
ト２４の矢印Ｘ方向の長さは、平型ベルト２０Ａの同方
向の長さより長くなっている。

【００３４】歯付きベルト２４は、図１乃至図５の第１
の実施例におけると同様に、プーリ１９と２つのアイド
ラー２２、２３に関連して配置されている。プーリ１９
は歯１９ａ、１９ａ、・・・を有していて、この歯１９
ａ、１９ａ、・・・は歯付きベルト２４の歯２４ａ、２
４ａ、・・・と噛み合うようになっている。

【００３５】その他の構成は、上記第１の実施例におけ
ると同様である。

【００３６】しかして、モータ１５を駆動してプーリ１
９を矢印ＲＯ１方向に回転させることにより、ヘッド搭
載部１０は矢印Ｘ１方向に移動する。逆に、モータ１５
を逆転してプーリ１９を矢印ＲＯ２の方向に回転させる
と、ヘッド搭載部１０は矢印Ｘ２の方向に移動する。

【００３７】この際、アイドラー２２、２３は歯付きベ
ルト２４を平型ベルト２０Ａに対して押し付けているの
で、歯付きベルト２４のうちアイドラー２２、２３の上
側に位置している部分は梁９の底面９ａに対する相対位
置が変化されることがない。即ち、梁９の底面９ａとの
間で滑りを生じることなく、ヘッド搭載部１０を矢印Ｘ
１あるいはＸ２の方向にスライドさせると共に、ヘッド
搭載部１０を梁９に対して精確に位置決めすることがで
きる。

【００３８】尚、歯付きベルト２４及び平型ベルト２０
Ａにはできる限り摩擦力の大きい材料を用いるのが好ま
しい。

【００３９】図７は本発明表面実装機用ロボットにおけ
るヘッド搭載部移動機構の第３の実施例を示すものであ
る。

【００４０】この第３の実施例にあっては、梁９の底面
９ａには、上記図１乃至図５に示した第１の実施例にお
ける歯付きベルト２０や図６に示した第２の実施例にお
ける平型ベルト２０Ａのようなものは設けられていな
い。

【００４１】即ち、歯付きベルト２４の両端のみがネジ
２１、２１により梁９の底面９ａに対して固定されてい
る。この歯付きベルト２４は、図１乃至図６の各実施例
に示したものと同様に、プーリ１９とアイドラー２２、
２３に関連して配置され、プーリ１９は歯１９ａ、１９
ａ、・・・を有しており、歯付きベルト２４の歯２４
ａ、２４ａ、・・・とプーリ１９の歯１９ａ、１９ａ、
・・・とが互いに噛み合うようになっている。

【００４２】そして、その他の構成は上記第１及び第２
の実施例におけると同様である。

【００４３】しかして、モータ１５を駆動することによ
り、ヘッド搭載部１０を矢印Ｘ１方向あるいは矢印Ｘ２
方向に移動させることができる。

【００４４】この第３の実施例では歯付きベルト２４を
用いているが、これに限らず平型ベルトを用いることも
できる。

【００４５】何れにしても、歯付きベルト２４あるいは
平型ベルトと、梁９の底面９ａとの間に摩擦力を発揮で
きるようにしておくのが望ましい。従って、例えば、梁
９の底面９ａにゴムの平板を張り付けておくようにして
も良い。

【００４６】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明表面実装機用ロボットにおけるヘッド搭載部
移動機構は、上面に被加工物を載置する作業領域を有す
るベース部と、ベース部上を一の方向に移動するヘッド
搭載部と、ヘッド搭載部に支持されて上記一の方向と直
交する他の方向に移動すると共に上記作業領域上の被加
工物に対する作業を行う工具を支持するツールヘッドと
を備えた表面実装機用ロボットにおけるヘッド搭載部移
動機構であって、ヘッド搭載部は両端部がベース部の上
記他の方向における両端部間に架け渡し状に、かつ、上
記一の方向に移動自在に支持されると共に移動機構によ
って上記一の方向に移動され、上記移動機構は、ヘッド
搭載部に回転自在に支持された第１及び第２のアイドラ
ーと、駆動源と、上記２つのアイドラーの間に配置され
るようにヘッド搭載部に支持されると共に上記駆動源に
よって回転される回転体と、前記２つのアイドラーに接
触すると共にこれらアイドラーと回転体との間を通って
回転体に接触し上記アイドラーによって各別の一部が上
記ベース部又はベース部に固定された部材に接触する伝
動用ベルトとを備えて成ることを特徴とする。

【００４７】従って、本発明表面実装機用ロボットにお
けるヘッド搭載部移動機構に依れば、伝動用ベルトがベ
ース部又はベース部に固定された部材に接触することに
よってガタが生じることがなく、ヘッド搭載部の位置が
精確に定まることになる。

【００４８】尚、上記した各実施例において示した各部
の具体的形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際
しての具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これ
らによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるこ
とがあってはならないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２乃至図５と共に本発明表面実装機用ロボッ
トにおけるヘッド搭載部移動機構の第１の実施例を示す
ものであり、本図は表面実装機用ロボットの全体を示す
概略側面図である。

【図２】概略平面図である。

【図３】概略正面図である。

【図４】ヘッド搭載部移動機構を示す斜視図である。

【図５】ヘッド搭載部移動機構を示す側面図である。

【図６】ヘッド搭載部移動機構の第２の実施例を示す斜
視図である。

【図７】ヘッド搭載部移動機構の第３の実施例を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ 表面実装機用ロボット ２ ベース部 ５ 回路基板（被加工物） ６ ワーク配置部（作業領域） １０ ヘッド搭載部 １３ ツールヘッド １５ モータ（駆動源） １９ プーリ（回転体） １９ａ 歯 ２０ 歯付きベルト（固定ベルト） ２０ａ 歯 ２２ アイドラー ２３ アイドラー ２４ 歯付きベルト（伝動用ベルト） ２４ａ 歯 Ｘ 一の方向 Ｙ 他の方向 ２０Ａ 平型ベルト（固定ベルト）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面に被加工物を載置する作業領域を有
   するベース部と、ベース部上を一の方向に移動するヘッ
   ド搭載部と、ヘッド搭載部に支持されて上記一の方向と
   直交する他の方向に移動すると共に上記作業領域上の被
   加工物に対する作業を行う工具を支持するツールヘッド
   とを備えた表面実装機用ロボットにおけるヘッド搭載部
   移動機構であって、 ヘッド搭載部は両端部がベース部の上記他の方向におけ
   る両端部間に架け渡し状に、かつ、上記一の方向に移動
   自在に支持されると共に移動機構によって上記一の方向
   に移動され、 上記移動機構は、ヘッド搭載部に回転自在に支持された
   第１及び第２のアイドラーと、駆動源と、上記２つのア
   イドラーの間に配置されるようにヘッド搭載部に支持さ
   れると共に上記駆動源によって回転される回転体と、前
   記２つのアイドラーに接触すると共にこれらアイドラー
   と回転体との間を通って回転体に接触し上記アイドラー
   によって各別の一部が上記ベース部又はベース部に固定
   された部材に接触する伝動用ベルトとを備えて成ること
   を特徴とする表面実装機用ロボットにおけるヘッド搭載
   部移動機構。
2. 【請求項２】 上記回転体はプーリであり、上記２つの
   アイドラーはローラであることを特徴とする請求項１に
   記載の表面実装機用ロボットにおけるヘッド搭載部移動
   機構。
3. 【請求項３】 上記伝動用ベルトは歯付きベルトであ
   り、ベース部には該伝動用ベルトと噛み合う歯付きベル
   トである固定ベルトがヘッド搭載部の移動方向に沿って
   配置されており、 上記回転体が上記伝動用ベルトと噛み合う歯を有する歯
   付きプーリであることを特徴とする請求項１に記載の表
   面実装機用ロボットにおけるヘッド搭載部移動機構。
4. 【請求項４】 上記伝動用ベルトは歯付きベルトであ
   り、ベース部には該伝動用ベルトと噛み合う歯付きベル
   トである固定ベルトがヘッド搭載部の移動方向に沿って
   配置されており、 上記回転体が上記伝動用ベルトと噛み合う歯を有する歯
   付きプーリであることを特徴とする請求項２に記載の表
   面実装機用ロボットにおけるヘッド搭載部移動機構。