JP4256005B2

JP4256005B2 - 表面実装機

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Publication number: JP4256005B2
Application number: JP05735399A
Authority: JP
Inventors: 真浩内山
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: JP2000261196A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルにより部品を吸着してプリント基板等の各種基板上に装着する表面実装機において、特に、複数のノズルを放射状に配設した回転可能なノズル組付ブロックをヘッドユニットに搭載している表面実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、部品供給部と所定の作業位置に位置決めされたプリント基板とにわたって移動可能なヘッドユニットに、部品吸着用のヘッドを昇降かつ回転可能に装備し、上記ヘッドの下端に取付けられたノズルにより電子部品を吸着するようにし、部品供給部から部品を吸着した後にヘッドユニットをプリント基板上に移動させて部品を装着するようにした表面実装機は一般に知られている。
【０００３】
この種の表面実装機において、上記ノズルは、吸着すべき部品の種類に応じて交換が必要であり、このようなノズルの交換を実装作業中に効率良く行うべく、本願出願人は、複数のノズルを放射状に配置したノズル組付ブロックをヘッドに搭載するとともに横軸回りに回動変位可能に取付け、このノズル組付ブロックを回転させることにより、部品の種類等に応じてノズルを選択的に所定の使用位置にセットできるような表面実装機を提案している（平成１０年特許願第２０５５８５号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の装置によれば、ヘッドに複数のノズルが交換可能に搭載されているため、ヘッドユニットの移動中に適宜ノズルを交換することができ、効率良く部品を実装することができる。
【０００５】
ところで、上記のような表面実装機では、より多種類の部品を実装できるように、ノズル組付ブロックにより多種類のノズルを設けるのが理想である。しかし、使用頻度の極めて低いノズルまでもノズル組付ブロックに配設したのではノズル組付ブロックが大型化し、いきおいヘッドユニットの大型化や重量増大を招く結果となり好ましくない。また、実装すべき部品はユーザー間で相違するため、これに柔軟に対応できるようにして汎用性を高める必要もある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、部品吸着用のヘッドユニットに、複数のノズルを放射状に配置したノズル組付ブロックを回転可能に搭載した表面実装機において、より多種類のノズルの使用を可能としながらもヘッドユニットの大型化や重量増大を回避でき、また汎用性を高めることができる表面実装機を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、基台の上方に、部品供給部と部品装着部とにわたって移動可能なヘッドユニットが配設され、このヘッドユニットに縦軸回りの回転および昇降が可能なノズルシャフトが搭載されるとともに、このノズルシャフトの下端部に、部品吸着用の複数のノズルを放射状に配設した横軸回りに回転可能なノズル組付ブロックが備えられた表面実装機において、ノズルシャフトの下端部に、相対向する一対の支持部とこれら支持部を互いに連結する連結部とを有した逆Ｕ字型のブロックホルダーが連結され、このブロックホルダーの両支持部の間に上記横軸が懸架されかつ当該横軸に上記ノズル組付ブロックが装着されて回転駆動されるとともに、この回転駆動を制御する制御手段が設けられる一方、上記基台上に交換用のノズルを保持したノズル交換ステーションが設けられ、上記複数のノズルの一部がノズル組付ブロックに設けられたノズルホルダーに脱着可能に取付けられるとともにこのノズルホルダーとノズル交換ステーションとの間でノズルの付替えが可能に構成されており、上記制御手段は、上記ノズル又は上記ノズルホルダーが真下を向く位置を使用位置として、上記ノズルホルダーにノズルが装着されている状態では、当該ノズルホルダーが上記使用位置とは反対側の位置に配置されない範囲で上記ノズル組付ブロックを回転駆動するものである（請求項１）。
【０００８】
この表面実装機によると、実装動作中、ノズル組付ブロックに配設されている複数のノズルの中で使用するノズルを選択し得るとともに、必要に応じてヘッドユニットをノズル交換ステーション上に配置することによりノズル組付ブロックに搭載されたノズルの交換を行うこともできる。また、上記連結部及び支持部により形成されるノズルの介在スペースを可及的に小さくすることが可能となり、ヘッドユニットの大型化を抑える上で有利なブロックホルダー構造を採用することが可能となる。
【０００９】
ノズルを外力に応じて脱着可能に取付ける構成としては、ノズルホルダーに、ノズルを外嵌装着する軸部と、この軸部に装着されたノズルを弾性的に挾持する挾持部材とが設けられる（請求項２）。
【００１０】
この構成によると、軸部にノズルが外嵌装着された状態で挾持部材により弾性的にノズルが挾持されることによりノズルがノズル組付ブロックに保持される。そして、挾持部材による挾持力よりも大きな外力がノズル取外し方向（上記軸部からの引抜き方向）に作用するとノズルがノズルホルダーから分離し、これによりノズル組付ブロックからノズルが取外される。
【００１１】
なお、本発明の表面実装機において、上記ノズルホルダーに対してノズルが抜き差し方向の所定値以上の外力によって脱着可能となるように構成されるとともに、ノズル交換ステーションに、ノズルを収納する一乃至複数のノズル収納孔を有するノズル保持部と、ノズル収納孔に収納されたノズルを出入れ可能な状態と出入れ不能な状態とに切換え可能なクランプ手段とが設けられ、ノズル交換ステーション上方の所定のノズル交換位置にヘッドユニットを配置し、かつノズルホルダーに装着したノズルを部品吸装着可能な所定の使用位置に配設した状態でノズル組付ブロックを下降させると、当該ノズルがノズル収納孔内に挿入されるようにノズル交換ステーションが構成されるのが好ましい（請求項３）。
【００１２】
この構成によると、ヘッドユニットをノズル交換位置にセットし、かつノズルホルダーに装着したノズルを使用位置にセットした状態でノズルシャフトを下降させてノズル収納孔にノズルを挿入した後、クランプ手段によりノズルをクランプしてノズルシャフトを上昇させるとノズルがノズル組付ブロックから取外される。そして、ノズル取外し後は、ノズルが収納されている別のノズル収納孔に対して上記と逆の動作を行わせると新たなノズルがノズル組付ブロックに装着される。
【００１３】
また、上記クランプ手段の具体的な構成としては、ノズル保持部の上方に複数のノズル挿通孔を有するクランプ板が設けられ、このクランプ板は、各ノズル挿通孔が各ノズル収納孔に対して一定量ずれたクランプ位置と、その各ノズル挿通孔が各ノズル収納孔に合致するクランプ解除状態とに移動可能とされ、上記ノズルホルダーに装着されたノズルをノズル収納孔に挿入した状態でクランプ板をクランプ位置に配置すると、このノズルとクランプ板とが係合するように構成される（請求項４）。
【００１４】
この構成では、クランプ板をクランプ解除位置に配置してノズル収納孔にノズルを挿入した後、クランプ板をクランプ位置に移動させてノズルシャフトを上昇させることによりノズルをノズル組付ブロックから取外すことができる。そして、これと逆の動作を行わせることによりノズル組付ブロックにノズルを装着することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係る表面実装機（以下、実装機と略す）の全体を概略的に示している。この図において、基台１上には、搬送ラインを構成するコンベア２が配置され、プリント基板３が上記コンベア２上を搬送されて所定の作業位置で停止されるようになっている。
【００１７】
上記コンベア２の側方には、部品供給部４が配置されている。この部品供給部４は、例えば、多数列のテープフィーダー４ａを備えており、各テープフィーダー４ａは、それぞれＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されるとともに、テープ送り出し端には送り機構が具備され、後述のヘッドユニット５により部品がピックアップされるにつれてテープが間欠的に送り出されるようになっている。
【００１８】
また、上記基台１の上方には、電子部品搭載用のヘッドユニット５が装備されている。このヘッドユニット５は、部品供給部４とプリント基板３の所定の作業位置とにわたって移動可能とされ、当実施形態ではＸ軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。
【００１９】
すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられたナット部分１６（図３に示す）が上記ボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりボールねじ軸１４が回転してヘッドユニット５が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００２０】
また、上記基台１には、ヘッドユニット５により吸着された電子部品の吸着状態を認識するための部品認識カメラ１７，１８が設けられ、ヘッドユニット５が部品吸着後にこの部品認識カメラ１７，１８の上方に移動することにより部品認識カメラ１７，１８により吸着部品が撮像されるようになっている。
【００２１】
さらに、上記基台１には、上記ヘッドユニット５に装着される後記ノズル組付ブロック３０のノズルを交換可能に保持するノズル交換ステーション１９が配設され、ノズル交換時には、このノズル交換ステーション１９の上方にヘッドユニット５がセットされるようになっている。なお、ノズル交換ステーション１９の構成については後に詳述する。
【００２２】
図２〜図４は、上記ヘッドユニット５の具体的な構造を示している。これらの図において、上記ヘッドユニット５には、下方部に部品吸着用の複数のノズルを具備したヘッド２０Ａ，２０Ｂが搭載されている。
【００２３】
各ヘッド２０Ａ，２０Ｂは、内部に負圧を導くための通路を有した中空状のノズルシャフト２１を有しており、ヘッドユニット５のフレーム５ａに縦軸方向の昇降及び縦軸回りの回転が可能に支持されている。そして、このノズルシャフト２１の下方部にノズル組付ブロック３０が搭載されるとともに、このノズル組付ブロック３０に複数のノズル等が組付けられている。当実施の形態では５個のノズル２３〜２７と１個のノズルホルダー２８とが固定的に組付けられている（図６参照）。
【００２４】
上記ノズル組付ブロック３０は、ノズルシャフト２１と一体に昇降及び回転が可能となっているとともに、ノズルシャフト２１に対して横軸回りに相対回転可能となっていて、この回転変位によりノズル２３〜２７及びノズルホルダー２８（以下、特に区別する必要がない場合にはノズル等２３〜２８という）のうち一のノズル等が選択的に所定の使用位置にセットされるように、ノズル組付ブロック３０に各ノズル等２３〜２８が放射状に配設されている。具体的には、ノズル組付ブロック３０の周囲に、その周方向に６０°間隔で各ノズル等２３〜２８が放射状に配設されている。
【００２５】
上記ヘッドユニット５には、さらに、上記ノズルシャフト２１を昇降させるＺ軸駆動機構と、ノズルシャフト２１を回転させるＲ軸駆動機構と、各ノズルシャフト２１の内部に負圧を供給する負圧供給系統と、各ノズル組付ブロック３０を回転駆動するためブロック駆動機構等が各ヘッド２０Ａ，２０Ｂ毎に設けられている。
【００２６】
上記Ｚ軸駆動機構は、上記フレーム５ａの左右両側上部にそれぞれ固定される駆動源としてのＺ軸サーボモータ３１と、上下方向に延びて上記フレーム５ａに対して昇降可能に支持されるラック３３とを有し、このラック３３がブラケット３４を介してノズルシャフト２１の上端部に連結されるとともに、上記サーボモータ３１の出力軸にピニオン３２が装着され、このピニオン３２が上記ラック３３に噛合することにより構成されている。すなわち、上記Ｚ軸サーボモータ３１の作動によりピニオン３２が回転すると、これに伴いラック３３、ブラケット３４及びノズルシャフト２１が一体にフレーム５ａに対して昇降するようになっている。
【００２７】
上記Ｒ軸駆動機構は、フレーム５ａの中央部分にそれぞれ固定される駆動源としてのＲ軸サーボモータ３６と、その出力軸に装着されるギア３７と、上記ノズルシャフト２１に装着されて上記ギア３７に噛合するギア３８とを有し、上記Ｒ軸サーボモータ３６の作動によりノズルシャフト２１を回転駆動するように構成されている。なお、ノズルシャフト２１と上記ギア３８とは、ノズルシャフト２１に対するギア３８の相対的な昇降が可能で、かつノズルシャフト２１とギア３８が一体回転するようにスプラインで結合されている。
【００２８】
上記負圧供給系統は、図示を省略するが、各ヘッド２０Ａ，２０Ｂ別に真空発生器を備え、バルブ等を介して上記各ノズルシャフト２１内の通路に負圧を供給し得るようになっている。なお、各ノズル組付ブロック３０を回転駆動するためブロック駆動機構については後述する。
【００２９】
図５及び図６は、ノズルシャフト２１の下部の具体的な構造を示している。これらの図において、ノズルシャフト２１の下端部には、ノズル組付ブロック３０を横軸回りに回転変位可能に保持するための逆Ｕ字型のホルダー４０（ブロックホルダー）が連結されている。ホルダー４０には、横軸４１（支持軸）が回転自在に横架され、上記ノズル組付ブロック３０がこの横軸４１に固着されている。
【００３０】
ノズル組付ブロック３０には、横軸４１と直交する方向に延びる複数のノズル組付凹部４２が回転方向に等間隔で形成されており、これらノズル組付凹部４２に各ノズル等２３〜２８が嵌入、固定されることにより各ノズル等２３〜２８がノズル組付ブロック３０に放射状に組付けられている。
【００３１】
そして、ブロック駆動機構によりノズル組付ブロック３０が横軸４１回りに回転駆動されることにより、これらノズル等２３〜２８のうち一のノズル又はノズルホルダーが選択的に所定の使用位置、つまりヘッド２０Ａ，２０Ｂの下端（図５，図６ではノズル２５の位置）に配置されるようになっている。
【００３２】
ブロック駆動機構は、フレーム５ａに搭載される駆動源としてのサーボモータ５２と、この回転を上記ノズル組付ブロック３０に伝動するための伝動機構とから構成されている。
【００３３】
具体的に説明すると、上記フレーム５ａには、図２及び図３に示すように、ノズルシャフト２１と平行に延び、昇降及び縦軸回りの回転が可能なブロック駆動用のシャフト４５が設けられ、このシャフト４５にプーリ５４が装着されるとともに、上記サーボモータ５２の出力軸にプーリ５３が装着され、これらプーリ５３，５４にわたってベルト５５が装着されている。これにより上記サーボモータ５２の作動によりシャフト４５が回転駆動されるようになっている。なお、シャフト４５とプーリ５４とは、プーリ５４に対するシャフト４５の相対的な昇降が可能で、かつシャフト４５とプーリ５４とが一体回転するようにスプラインで結合されている。
【００３４】
上記シャフト４５は、内部にエアを導くための通路４５ａを有した中空状のパイプで、図２に示すように、上方部分が上記ブラケット３４に形成された貫通穴に挿通される一方、下方部分が上記ホルダー４０の上端部分に相対回転可能に取付けられたブリッジ部材４６の一端にベアリングを介して回転自在に支持されている。
【００３５】
また、図５に示すように、上記シャフト４５の下端部にはギア４７が装着され、このギア４７が上記ホルダー４０の上端部分に相対回転可能に装着されているギア４８に噛合するとともに、このギア４８がホルダー４０に回転自在に支持された伝動シャフト５０上端のギア５０ａに噛合している。そして、さらにこの伝動シャフト５０の下端に一体に設けられたベベルギア５０ｂが、上記ノズル組付ブロック３０に一体に組付けられたベベルギア５１に噛合している。なお、上記ギア４８は上下一対のギア部４８ａ，４８ｂを有しており、上側のギア部４８ａに対して上記シャフト４５の下端に取付けられたギア４７が、下側のギア部４８ｂに対して上記伝動シャフト５０の上端のギア５０ａがそれぞれ噛合している。
【００３６】
これにより、上記サーボモータ５２が作動してブロック駆動用のシャフト４５が回転すると、この縦軸回りの回転がギア４７，４８、伝動シャフト５０のギア５０ａ，５０ｂ及びベベルギア５１を介して横軸回りの回転に変換されつつノズル組付ブロック３０に伝動されるように上記ブロック駆動機構が構成されている。なお、図示を省略するが、上記サーボモータ５２にはクラッチが内蔵されており、サーボモータ５２の駆動停止状態のときには出力軸を自動的にフリー回転可能な状態に切り換えるように構成されている。
【００３７】
上記ノズル組付ブロック３０には、各ノズル組付凹部４２に対応して横軸４１と平行に延びる通路５６が形成されている。これらの通路５６は、一端側がノズル組付凹部４２に装着された各ノズル等２３〜２８内に連通している一方、他端側がノズル組付ブロック３０の端部（図５では右側端部）に開口している。そして、上記所定の使用位置にノズル等２３〜２８がセットされると、この位置にセットされたノズル等２３〜２８に対応する通路５６のみがホルダー４０内に形成された通路５７と連通し、この通路５７を通じてノズルシャフト２１内の通路に連通して、当該使用位置にセットされたノズル等２３〜２８に部品吸着のための負圧が供給されるようになっている。なお、ノズル等２３〜２８のうちノズルホルダー２８に対応する通路５６は、図５に示すように、上記横軸４１を配設するホルダー４０の貫通孔５８を経由してノズルホルダー２８に負圧を供給するように形成されている。
【００３８】
上記ノズル組付ブロック３０には、さらにノズル等２３〜２８を位置決めするための係合穴６０が各ノズル組付凹部４２の側方に形成されるとともに、この係合穴６０に係合可能な先窄まりの位置決め部材６１を備えたエアシリンダ６２がホルダー４０に設けられている。
【００３９】
エアシリンダ６２は、上記ノズル組付ブロック３０の上方、すなわちノズル等２３〜２８の上記使用位置と反対側に配置されている。エアシリンダ６２の内部にはピストン６３が設けられ、このピストン６３の上側及び下側に圧力室６４ａ，６４ｂが形成されている。そして、上記ピストン６３の下端部に上記位置決め部材６１が一体に形成されている。
【００４０】
エアシリンダ６０の上側圧力室６４ａは、ホルダー４０及び上記ブリッジ部材４６内部に形成された通路６５，６６を介してブロック駆動用のシャフト４５内の通路４５ａに連通している。一方、下側圧力室６４ｂは、ホルダー４０に形成されたエア抜き用の通路６７を通じて外部に開放されており、また、圧力室６４内にはリターンスプリング６８が配設され、これによりピストン６３を上昇端位置に付勢するようになっている。すなわち、シャフト４５内の通路４５ａは、図外のホース及び電磁バルブを介してエア供給源に接続されており、このバルブが開かれてシャフト４５内にエアが供給されると、上記リターンスプリング６８の付勢力に抗してピストン６３が押し下げられ、これにより位置決め部材６１が上記係合穴６０内に係合し、一方、上記バルブが閉じられてシャフト４５内へのエアの供給が遮断されると、リターンスプリング６８の付勢力により位置決め部材６１がシリンダ内部に退避し、これにより上記係合穴６０に対して位置決め部材６１が非係合状態となるように構成されている。
【００４１】
なお、ノズル組付ブロック３０に搭載される上記ノズルホルダー２８は、図６に示すようにノズルを外嵌装着するための軸部２８ａと、ノズル保持用の一対の板バネ２８ｂ（挾持部材）とを備え、上記軸部２８ａに外嵌装着されるノズル２９（以下、ノズルホルダー２８に装着されるノズルは符号２９を付す）の上端縁部２９ａ（図９（ｂ）参照）を板バネ２８ｂにより弾性的に挾持することによりノズル２９を保持するように構成されており、上記板バネ２８ｂによる挾持力よりも大きな外力がノズル引き抜き方向に作用したときにノズル２９が軸部２８ａから分離するように構成されている。
【００４２】
図７及び図８は、ノズル交換ステーション１９を示している。この図において、上記ノズル交換ステーション１９には、上記ノズルホルダー２８に脱着可能な大きさや形状の異なる各種のノズル２９を収納、保持しておくための複数のノズル収納孔７２を有するノズル保持部７１が設けられるとともに、このノズル保持部７１の上面側にクランプ板７３が設けられている。このクランプ板７３には、各ノズル収納孔７２に対応する複数のノズル挿通孔７４が設けられている。上記クランプ板７３は、その各ノズル挿通孔７４が上記各ノズル収納孔７２に対して一定量ずれたクランプ位置（図７に示す位置）と、各ノズル挿通孔７４がノズル収納孔７２に合致するクランプ解除位置とにわたって移動可能となるようにガイド７５を介して結合されている。そして、上記クランプ位置にクランプ板７３が配置されると、ノズル挿通孔７４の周縁部が収納されたノズル２９の鍔部２９ｂの上側に被さるようになっている（図９（ａ）参照）。
【００４３】
上記クランプ板７３には、その移動方向における両端部下面（図８では左右両端部下面）に連結板７６が取付けられている。この連結板７６は、上記ノズル保持部７１に形成された切欠き部７１ａを介してノズル保持部７１の下方に突出し、ノズル保持部７１の下面に固定された復動型のエアシリンダ７７のロッド７７ａ，７７ｂにそれぞれ連結されている。
【００４４】
以上のように構成された上記実装機においては、通常は、部品供給部４と所定の作業位置にセットされたプリント基板３との間でヘッドユニット５を移動させながら、各ヘッド２０Ａ，２０Ｂのノズル２３〜２７により部品供給部４から部品をピックアップしてプリント基板３上の所定位置に部品を装着する。この際、各ヘッド２０Ａ，２０Ｂのノズル組付ブロック３１を回転駆動しながら各ノズル２３〜２７により同時に複数の部品を吸着してプリント基板３に実装する。
【００４５】
そして、必要な場合は、ノズル交換ステーション１９において上記ノズルホルダー２８にノズル２９を装着して部品の実装を行うとともに、必要に応じてノズルホルダー２８に装着するノズル２９を適宜交換しながら部品の実装を行う。
【００４６】
この場合、ノズルホルダー２８に対するノズルの装着は次のように行う。すなわち、まずノズル組付ブロック３０を回転させてノズルホルダー２８を上記使用位置にセットし、図９（ａ）に示すように、ヘッドユニット５をノズル交換ステーション１９の上方に移動させる。そして、上記エアシリンダ７７の作動によりクランプ板７３をクランプ解除位置に移動させた後、ヘッド２０Ａ（又は２０Ｂ）を下降させることによりノズルホルダー２８をノズル保持部７１の所定のノズル収納孔７２に挿入する。これにより、ノズルホルダー２８の軸部２８ａをノズル２９内に挿入して、図９（ｂ）に示すように、ノズルホルダー２８にノズル２９を結合させる。この際、ヘッド２０Ａの下降に伴い、板ばね２８ｂがノズル２９によって押し拡げられ、軸部２８ａが完全にノズル２９内に挿入されるとノズル２９の上端縁部２９ａが板バネ２８ｂにより弾性的に挾持され、これによりノズルホルダー２８にノズル２９が保持される。
【００４７】
こうしてノズルホルダー２８にノズル２９を結合させたら、ヘッド２０Ａを上昇させる。これによりノズルホルダー２８に対するノズル２９の装着が完了する。
【００４８】
一方、ノズルホルダー２８に装着されたノズル２９を取外すには、まず、ヘッドユニット５をノズル交換ステーション１９の上方に移動させ、クランプ板７３をクランプ解除位置に移動させた後、ノズル２９をノズル保持部７１の空のノズル収納孔７２、つまり当該ノズル２９を収納すべき空のノズル収納孔７２に挿入する。そして、クランプ板７３をクランプ位置に移動させてから、ヘッド２０Ａを上昇させる。このようにすると、ノズル２９の鍔部２９ｂがクランプ板７３に係合してノズル２９の抜出が阻止され、ノズル２９がノズルホルダー２８から分離されてノズル収納孔７２内に残されることとなる。これによりノズル２９をノズルホルダー２８から取外すことができる。
【００４９】
以上説明したように、上記の実装機では、ノズル組付ブロック３０を回転駆動することによりノズル２３〜２７及びノズルホルダー２８に装着されたノズル２９を選択的に使用できるようになっているので、ヘッドユニット５の移動中を利用してノズル交換を行うことができ、また、必要に応じて複数のノズル２３等により部品を吸着できるので効率良く部品を実装することができる。
【００５０】
しかも、上記実装機では、上記のようにノズル組付ブロック３０にノズルホルダー２８が設けられ、これにノズル２９が脱着可能に装着されるようになっているため、多くの種類のノズルを用いて部品の実装を行いながらも、ヘッドユニット５の大型化や重量の増大を有効に抑えることができる。すなわち、実装に用いる全てのノズルを予めノズル組付ブロック３０に固定的に搭載しておくことも考えられるが、この場合にはヘッドユニット５の大型化や重量の増大を助長することになる。これに対し、上記のように、実装に用いるノズルのうち使用頻度の高い一部のノズル２３〜２７のみをノズル組付ブロック３０に固定的に設ける一方、これ以外のノズルについては、これらを選択的にノズルホルダー２８に装着して用いるようにすることで、多種類のノズルを用いながらもヘッドユニット５の大型化や重量の増大を有効に抑えることができる。
【００５１】
また、上記のようにノズル組付ブロック３０に搭載するノズルの交換が可能となっていることにより、例えば、一般的な電子部品の実装に用いられるノズルをノズル組付ブロック３０に予め固定的に設け、ユーザー別に用いられる特殊なノズルについては、これをノズルホルダー２８に装着することで後発的に追加することができる。そのため、実装機の汎用性を高めることができるという利点もある。
【００５２】
さらに、上記実装機では、基台１上にノズル交換ステーション１９が設けられ、上述のように、ここでノズルホルダー２８に対するノズル２９の交換作業を自動的に行い得るようにしているので、一連の実装動作中に効率的にノズル２９を交換することができるという特徴もある。
【００５３】
なお、上記実装機では、上述のようにノズルホルダー２８にノズル２９を装着した状態では、このノズル２９がホルダー４０内の空間、すなわち上記使用位置と反対側の位置（図５のノズルホルダー２８の位置）に配置されることのない範囲でノズル組付ブロック３０の回転を図外の制御手段により駆動制御するようにしている、具体的には、上記使用位置を中心に双方にそれぞれ１２０°（合計２４０°）の範囲でノズル組付ブロック３０の回転を制御するようにしており、これによりヘッドユニット５の大型化や重量の増大の防止に貢献し得る装置構造を採用できるようにしている。すなわち、ノズルホルダー２８に装着するノズル２９のうち、最も寸法（軸方向の寸法）の長いノズル２９をノズルホルダー２８に装着し、この状態でノズル２９とホルダー４０とが干渉することなくノズル組付ブロック３０を回転させるとすれば、いきおいホルダー４０の上下方向の寸法を長く設定する必要が生じる。具体的には、上記横軸４１を支持するホルダー４０の支持部４０ａ（図５参照）を上下方向に長く設定し、この支持部４０ａとこれらを連結する連結部４０ｂとにより形成される空間ｈを上下方向に大きく設ける必要が生じ、これによりホルダー４０が大型化し、いきおいヘッドユニット５の大型化や重量の増大を招くことになる。しかし、上記のように、ノズルホルダー２８にノズル２９を装着した時のノズル組付ブロック３０の回転範囲に制限を課せるようにすれば、ノズルホルダー２８にノズルを装着しない状態で、ノズル組付ブロック３０を３６０°回転させ得るように上記空間ｈを可及的に小さく（上下方向に小さく）することができる。つまり、ホルダー４０の支持部４０ａの上下方向の寸法を短くすることができる。そのためホルダー４０の大型を回避でき、その結果、ヘッドユニット５の大型化や重量の増大の防止に貢献し得る構成となる。なお、上記のようにノズル組付ブロック３０の回転範囲を制限する代わりに、ノズル２９を使用するときにはノズルホルダー２８が常に使用位置に配置されるように、つまりノズルホルダー２８にノズル２９が装着されてから取り外されるまでの間、常にノズルホルダー２８が使用位置に配置されるようにノズル組付ブロック３０の回転角度を固定するようにしてもよい。このようにしても上記と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
なお、上記の実装機では、ノズル組付ブロック３０に対してノズルホルダー２８を一つだけ設けているが、２つ以上設けるようにしてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、移動可能なヘッドユニットに搭載された縦軸回りの回転および昇降が可能なノズルシャフトの下端部に、部品吸着用の複数のノズルを放射状に配設した横軸回りに回転可能なノズル組付ブロックを備えた表面実装機において、上記ノズルの一部を、ノズル組付ブロックに設けたノズルホルダーに脱着可能に取付ける一方、基台上にノズル交換ステーションを設け、実装動作中、必要に応じてノズルホルダーに装着されたノズルを付替え得るようにしているため、多くの種類のノズルを用いて部品の実装を行うようにしながらもノズル組付ブロックの大型化を抑えることができ、これによりヘッドユニットの大型化や重量の増大を有効に抑えることができる。また、ユーザー別の特殊なノズルについては、これをノズルホルダーに装着することで後発的に追加することが可能なため、表面実装機の汎用性を高めることもできる。その上、基台上にノズル交換ステーションを設けてノズルの交換を行うようにしているので、上記のようなノズル交換作業を効率的に行うこともできる。
【００５６】
また、上記ノズル又は上記ノズルホルダーが真下を向く位置を使用位置として、上記ノズルホルダーにノズルが装着されている状態では、当該ノズルホルダーが上記使用位置とは反対側の位置に配置されない範囲で上記ノズル組付ブロックを回転駆動するようにしているので、上記連結部及び支持部により形成されるノズルの介在スペースを可及的に小さくすることが可能となり、ヘッドユニットの大型化を抑える上で有利なブロックホルダー構造を採用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表面実装機の一例を示す平面略図である。
【図２】ヘッドユニットの構成を示す正面図（一部断面図）である。
【図３】ヘッドユニットの構成を示す図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】ヘッドユニットの構成を示す平面図である。
【図５】ノズルシャフト下部の具体的な構造を示す断面図である。
【図６】ノズルシャフト下部の具体的な構造を示す図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】ノズル交換ステーションの構成を示す平面図である。
【図８】ノズル交換ステーションの構成を示す図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】ノズルホルダーに対するノズル装着動作を説明する図である。
【図１０】ノズルホルダーにノズルを装着した場合のノズル組付ブロックの回転範囲を説明する図である。
【符号の説明】
５ヘッドユニット
１９ノズル交換ステーション
２１ノズルシャフト
４０ホルダー
２３〜２７，２９ノズル
２８ノズルホルダー
３０ノズル組付ブロック

Claims

基台の上方に、部品供給部と部品装着部とにわたって移動可能なヘッドユニットが配設され、このヘッドユニットに縦軸回りの回転および昇降が可能なノズルシャフトが搭載されるとともに、このノズルシャフトの下端部に、部品吸着用の複数のノズルを放射状に配設した横軸回りに回転可能なノズル組付ブロックが備えられた表面実装機において、
上記ノズルシャフトの下端部に、相対向する一対の支持部とこれら支持部を互いに連結する連結部とを有した逆Ｕ字型のブロックホルダーが連結され、このブロックホルダーの両支持部の間に上記横軸が懸架されかつ当該横軸に上記ノズル組付ブロックが装着されて回転駆動されるとともに、この回転駆動を制御する制御手段が設けられる一方、
上記基台上に交換用のノズルを保持したノズル交換ステーションが設けられ、上記複数のノズルの一部が上記ノズル組付ブロックに設けられたノズルホルダーに脱着可能に取付けられるとともにこのノズルホルダーと上記ノズル交換ステーションとの間でノズルの付替えが可能に構成されており、
上記制御手段は、上記ノズル又は上記ノズルホルダーが真下を向く位置を使用位置として、上記ノズルホルダーにノズルが装着されている状態では、当該ノズルホルダーが上記使用位置とは反対側の位置に配置されない範囲で上記ノズル組付ブロックを回転駆動することを特徴とする表面実装機。
上記ノズルホルダーは、ノズルを外嵌装着する軸部と、この軸部に装着されたノズルを弾性的に挾持する挾持部材とを備えていることを特徴とする請求項１記載の表面実装機。
上記ノズルホルダーに対してノズルが抜き差し方向の所定値以上の外力によって脱着可能となるように構成されるとともに、上記ノズル交換ステーションに、ノズルを収納する一乃至複数のノズル収納孔を有するノズル保持部と、ノズル収納孔に収納されたノズルを出入れ可能な状態と出入れ不能な状態とに切換え可能なクランプ手段とが設けられ、ノズル交換ステーション上方の所定のノズル交換位置にヘッドユニットを配置し、かつ上記ノズルホルダーに装着したノズルを部品吸装着可能な所定の使用位置に配設した状態でノズル組付ブロックを下降させると、当該ノズルが上記ノズル収納孔内に挿入されるように上記ノズル交換ステーションが構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の表面実装機。
上記クランプ手段は、上記ノズル保持部の上方に複数のノズル挿通孔を有するクランプ板を備え、このクランプ板は、上記各ノズル挿通孔が各ノズル収納孔に対して一定量ずれたクランプ位置と、その各ノズル挿通孔が各ノズル収納孔に合致するクランプ解除状態とに移動可能とされ、上記ノズルホルダーに装着されたノズルをノズル収納孔に挿入した状態でクランプ板をクランプ位置に配置すると、このノズルとクランプ板とが係合するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の表面実装機。