部品吸着ノズル及び部品実装装置
【課題】吸着部同士の相対移動の自由度が極めて高く、多種類のシールド部品に対する吸着を行うことができる吸着ノズル及び部品実装装置を提供することを目的とする。
【解決手段】シールド部品吸着用ノズル２２が、装着ヘッド１６に取り付けられて内部に装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａと繋がるベース部内真空管路５４，５５を有したベース部５１、一端側が第１枢結具６１によりベース部５１に枢結され、第１枢結具６１回りの任意の回動位置で位置決め可能な第１アーム部６２、一端側が第２枢結具６３により第１アーム部６２の他端側に枢結され、第２枢結具６３回りの任意の回動位置で位置決め可能な第２アーム部６４及び第２アーム部６４の他端側に設けられた吸着部６５から成る複数の吸着部ユニット５２を有し、各吸着部ユニット５２は、ベース部内真空管路５４，５５を介して装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａと連通する吸着管路６７を有する。
【解決手段】シールド部品吸着用ノズル２２が、装着ヘッド１６に取り付けられて内部に装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａと繋がるベース部内真空管路５４，５５を有したベース部５１、一端側が第１枢結具６１によりベース部５１に枢結され、第１枢結具６１回りの任意の回動位置で位置決め可能な第１アーム部６２、一端側が第２枢結具６３により第１アーム部６２の他端側に枢結され、第２枢結具６３回りの任意の回動位置で位置決め可能な第２アーム部６４及び第２アーム部６４の他端側に設けられた吸着部６５から成る複数の吸着部ユニット５２を有し、各吸着部ユニット５２は、ベース部内真空管路５４，５５を介して装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａと連通する吸着管路６７を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装装置が備える装着ヘッドに取り付けられ、装着ヘッド側の真空圧供給管路からの真空圧の供給を受けて部品の吸着を行う吸着ノズル及びこの吸着ノズルを備えた部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
部品実装装置は基板に電子部品を含む種々の部品を装着する装置であり、基板の位置決めを行う基板位置決め部、部品の供給を行う部品供給部及び基板位置決め部により位置決めした基板に対して移動自在な装着ヘッドを備えている。装着ヘッドは真空圧の供給によって部品を吸着する吸着ノズルを備えており、吸着ノズルにより部品供給部から供給される部品を吸着して基板上に移動させ、そこで吸着を解除することで部品を基板に装着する。
【０００３】
このような部品実装装置では、基板に装着された電子部品の周囲を取り囲んで基板に取り付けられるシールド部品と呼ばれる部品を基板に取り付ける場合がある。このシールド部品は通常、汎用部品ではなく、基板に取り付けられた状態の電子部品（或いは電子部品群）のサイズや形状等に応じて作成される専用部品であるうえ、極めて限定された複数の吸着指定箇所のみが吸着ノズルによって吸着可能となっているケースが多い。このため吸着ノズル側もシールド部品の複数の吸着指定箇所を同時に吸着できる複数の吸着部を備えた構成が必要であり、吸着ノズルもまたシールド部品に応じた専用品として製作される場合が多い。
【０００４】
一方、吸着ノズルを専用品とするのではなく、シールド部品上の複数の吸着指定箇所に応じて複数の吸着部の位置を相対的に変えることができるようにしたものも知られている（例えば、特許文献１）。このタイプの吸着ノズルは、吸着部が形成された複数のノズルブロックをそれぞれ装着ヘッドの本体部に対してスライド自在に構成したものであり、各ノズルブロックをスライドさせて複数の吸着部の相対位置をシールド部品が有する複数の吸着指定箇所の配置に合致するようにすることで複数種類のシールド部品に対する吸着を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０６０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ノズルブロックを本体部に対してスライドさせる構成の上記従来の吸着ノズルは、ノズルブロック同士の干渉が妨げとなって各吸着部の移動範囲が大きく制限されるものであった。このため吸着部同士の相対移動の自由度は必ずしも大きくなく、この吸着ノズルによって吸着できるシールド部品の種類はさほど多くないという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、吸着部同士の相対移動の自由度が極めて高く、多種類のシールド部品に対する吸着を行うことができる吸着ノズル及び部品実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の吸着ノズルは、部品実装装置が備える装着ヘッドに取り付けられ、装着ヘッド側の真空圧供給管路からの真空圧の供給を受けて部品の吸着を行う吸着ノズルであって、装着ヘッドに取り付けられて内部に装着ヘッド側の真空圧供給管路と繋がる真空管路を有したベース部と、一端側が第１枢結具によりベース部に枢結され、第１枢結具回りの任意の回動位置で位置決め可能な第１アーム部、一端側が第２枢結具により第１アーム部の他端側に枢結され、第２枢結具回りの任意の回動位置で位置決め可能な第２アーム部及び第２アーム部の他端側に設けられた吸着部から成る複数の吸着部ユニットとを有し、各吸着部ユニットは、第１枢結具内に設けられてベース部内の真空管路と繋がる第１枢結具内管路、第１アーム部の内部に設けられて第１枢結具内管路と繋がる第１アーム部内管路、第２枢結具内に設けられて第１アーム部内管路と繋がる第２枢結具内管路、第２アーム部の内部に設けられて第２枢結具内管路と繋がる第２アーム部内管路及び吸着部の内部に設けられて第２アーム部内管路と繋がる吸着部内管路から成る吸着管路を備えた。
【０００９】
請求項２に記載の吸着ノズルは、請求項１に記載の吸着ノズルであって、ベース部に対する吸着部ユニットの取り付け部であるユニット取り付け部がベース部に取り付けられる吸着部ユニットの数よりも多く設けられている。
【００１０】
請求項３に記載の吸着ノズルは、請求項１又は２に記載の吸着ノズルであって、ベース部に取り付けられ、吸着部と接触した状態の部品に当接して部品を支持する部品支持ユニットを備えた。
【００１１】
請求項４に記載の吸着ノズルは、請求項３に記載の吸着ノズルであって、ユニット取り付け部がベース部に取り付けられる吸着部ユニットの数よりも多く設けられており、部品支持ユニットはユニット取り付け部に取り付けられる。
【００１２】
請求項５に記載の吸着ノズルは、請求項１乃至４の何れかに記載の吸着ノズルであって、部品は基板に装着された電子部品の周囲を取り囲んで基板に取り付けられるシールド部品から成る。
【００１３】
請求項６に記載の部品実装装置は、請求項１乃至５の何れかに記載の吸着ノズルを備えた装着ヘッドを用いて基板に部品を装着する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、ベース部に取り付けられて内部に吸着管路が形成された複数の吸着部ユニットはそれぞれ、ベース部に取り付けられた第１枢結具回りに回動自在な第１アーム部と第１アーム部の他端に取り付けられた第２枢結具回りに回動自在な第２アーム部を有し、第２アーム部の他端に吸着部が設けられた構成となっているので、各吸着部ユニットの吸着部は第１枢結具を中心とする一定の範囲内で自在に移動させることができる。このため吸着部同士の相対位置の配置の自由度は極めて高く、多種類のシールド部品に対する吸着を行うことができる。また、本発明は、シールド部品のみならず、コネクタ等のように複数の吸着部によって安定的に吸着する必要のある異形部品の吸着にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態における部品実装装置の構成図
【図２】本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える装着ヘッドの斜視図
【図３】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える装着ヘッドのシャフト部材とシャフト部材に取り付けられる電子部品吸着用ノズルの側面図
【図４】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える装着ヘッドのシャフト部材とシャフト部材に取り付けられるシールド部品吸着用ノズルの側面図
【図５】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズルの（ａ）側断面図（ｂ）下面図
【図６】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズルの下方斜視図
【図７】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズルの一部の上方斜視図
【図８】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズルの分解下方斜視図
【図９】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズルの分解側断面図
【図１０】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズル及びシールド部品の斜視図
【図１１】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズル及びシールド部品の一部断面側面図
【図１２】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズルによって基板にシールド部品を装着する手順を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示す部品実装装置１は、基板２上に設けられた電極部３への電子部品４の装着、基板２の電極部３に装着した電子部品４の周囲を取り囲むシールド部品５の基板２上への装着を行う装置であり、図示しない基台上に設けられて基板２の搬送と位置決めを行う基板搬送コンベア１１、基台に取り付けられて部品取り出し口１２ｐへの電子部品４の供給を行う電子部品供給部としての複数のテープフィーダ１２とシールド部品５の供給を行うシールド部品供給部としてのトレイフィーダ１３、基台上に設けられた直交軸ロボットから成る装着ヘッド移動ロボット１４によって基板搬送コンベア１１の上方を移動自在であり、下方に延びた複数のシャフト部材１５を有した装着ヘッド１６、装着ヘッド１６の側方に取り付けられた基板カメラ１７、基台上に設けられた部品カメラ１８及びこれら各部の作動制御を行う制御装置１９を備えている。
【００１７】
図２において、装着ヘッド１６が備える複数のシャフト部材１５のうちの一部の下端には、テープフィーダ１２より供給される電子部品４を吸着するための電子部品吸着用ノズル２１が取り付けられており、複数のシャフト部材１５のうちの他の一部の下端には、シールド部品５を吸着するためのシールド部品吸着用ノズル２２が取り付けられている。各シャフト部材１５は装着ヘッド１６に対して昇降自在（図２中に示す矢印Ａ）であるとともに、上下軸回りに回転自在（図２中に示す矢印Ｂ）に設けられている。
【００１８】
図１において、基板カメラ１７は撮像視野を下方に向けた状態で装着ヘッド１６に取り付けられており、部品カメラ１８は撮像視野を上方に向けた状態で基台上に取り付けられている。
【００１９】
基板搬送コンベア１１による基板２の搬送及び位置決め動作は制御装置１９が図示しないアクチュエータ等から成るコンベア駆動機構３１の作動制御を行うことによってなされる。
【００２０】
各テープフィーダ１２による部品取り出し口１２ｐへの電子部品４の供給動作は制御装置１９が図示しないアクチュエータ等から成るテープフィーダ駆動機構３２の作動制御を行うことによってなされる。
【００２１】
装着ヘッド１６の移動動作は制御装置１９が装着ヘッド移動ロボット１４の作動制御を行うことによってなされる。また、装着ヘッド１６が備える各シャフト部材１５の昇降動作及び回転動作は制御装置１９が図示しないアクチュエータ等から成るシャフト部材駆動機構３３の作動制御を行うことによってなされ、電子部品吸着用ノズル２１を介した電子部品４の吸着動作及びシールド部品吸着用ノズル２２を介したシールド部品５の吸着動作は制御装置１９が図示しないアクチュエータ等から成る吸着機構３４の作動制御を行うことによってなされる。
【００２２】
基板カメラ１７による撮像動作の制御と部品カメラ１８による撮像動作の制御は制御装置１９によってなされる。基板カメラ１７の撮像動作によって得られた画像データと部品カメラ１８の撮像動作によって得られた画像データはそれぞれ制御装置１９に送信され、制御装置１９の画像認識部１９ａにおいて画像認識処理がなされる。
【００２３】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、電子部品吸着用ノズル２１は、上方に延びた挿入部４１ｓを有した鍔状のベース部４１と、ベース部４１から下方に延びて設けられた吸着部４２が一体に成形されて成り、ベース部４１及び吸着部４２の内部にはこれらを上下方向に貫通するノズル内真空管路４３が設けられている。
【００２４】
電子部品吸着用ノズル２１は、ベース部４１の挿入部４１ｓがシャフト部材１５の下端に下方に開口して設けられたノズル取り付け孔１５ａに下方から挿入されてシャフト部材１５に取り付けられる。電子部品吸着用ノズル２１がシャフト部材１５に取り付けられた状態では、電子部品吸着用ノズル２１内を延びるノズル内真空管路４３がシャフト部材１５内を延びる装着ヘッド１６側の真空管路（装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａ）と連通し、前述の吸着機構３４から装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａ経由でノズル内真空管路４３内に真空圧を供給することができるようになる。
【００２５】
図４〜図９に示すように、シールド部品吸着用ノズル２２は、シャフト部材１５の下端に取り付けられるベース部５１、ベース部５１の下部に取り付けられる複数の吸着部ユニット５２及び複数の部品支持ユニット５３から成る。
【００２６】
ベース部５１は、上方に延びた挿入部５１ｓを有した鍔状の上部ベース５１ａと、上部ベース５１ａの下面に設けられた円盤状の下部ベース５１ｂから成る。上部ベース５１ａの内部には上下方向に貫通する第１のベース部内真空管路５４が設けられており、下部ベース５１ｂの内部には、第１のベース部内真空管路５４と連通する複数の第２のベース部内真空管路５５が設けられている。第２のベース部内真空管路５５は下部ベース５１ｂの上面に沿って放射状に延びており、その外周側の端部には下部ベース５１ｂの厚さ方向に延びて下面に開口するユニット取り付け部５５ａが形成されている。なお、第２のベース部内真空管路５５の下部ベース５１ｂの上面に沿って放射状に延びる部分は上方に開口した溝状に形成されており、上部ベース５１ａと下部ベース５１ｂが接合された状態において、上部ベース５１ａによって上方の開口が塞がれるようになっている。第２のベース部内真空管路５５は単純な座グリ穴形状としてもよい。
【００２７】
各吸着部ユニット５２はシールド部品５に接触してシールド部品５を吸着する機能を有するものであり、図４〜図６、図８及び図９に示すように、第１枢結具６１、第１アーム部６２、第２枢結具６３、第２アーム部６４及び吸着部６５を有して成る。第１アーム部６２と第２アーム部６４はそれぞれ水平方向に延びた形状を有している。
【００２８】
図８及び図９において、第１アーム部６２の一端側には第１枢結具挿通孔６２ａが上下方向に貫通して設けられており、第１アーム部６２の他端側には第２枢結具挿通孔６２ｂが上下方向に貫通して設けられている。また、第２アーム部６４の一端側には第２枢結具挿通孔６４ａが上下方向に貫通して設けられており、第２アーム部６４の他端側には吸着部取り付け突起６４ｂが下方に延びて設けられている。
【００２９】
第１枢結具６１は第１アーム部６２の第１枢結具挿通孔６２ａに下方から挿通され、その上端の螺子部（図示せず）が下部ベース５１ｂに開口して設けられた複数のユニット取り付け部５５ａのうちのひとつに螺着されている。第２枢結具６３は第２アーム部６４の第２枢結具挿通孔６４ａと第１アーム部６２の第２枢結具挿通孔６２ｂにこの順で下方から挿通され、その上端の螺子部（図示せず）にはナット６６が螺着されている。
【００３０】
吸着部６５は全体として円筒状に形成されて上下に貫通した吸着部内管路６５ｓを有しており、吸着部内管路６５ｓを第２アーム部６４の上記吸着部取り付け突起６４ｂに下方から外嵌させて第２アーム部６４に取り付けられている。
【００３１】
図６において、第１アーム部６２はベース部５１に取り付けられた第１枢結具６１の上下中心軸Ｊ１回りに水平面内で回動自在であり（図中に示す矢印Ｒ１）、第２アーム部６４は第１アーム部６２に取り付けられた第２枢結具６３の上下中心軸Ｊ２回りに水平面内で回動自在である（図中に示す矢印Ｒ２）。このため第２アーム部６４の他端部に取り付けられた吸着部６５は、他の吸着部ユニット５２や２つの部品支持ユニット５３と干渉する領域を除いて、第１枢結具６１の上下中心軸Ｊ１を中心とする一定の範囲内、すなわち第１枢結具６１の上下中心軸Ｊ１と第２枢結具６３の上下中心軸Ｊ２との間の水平距離Ｌ１と、第２枢結具６３の上下中心軸Ｊ２と吸着部６５の上下中心軸Ｊ３との間の水平距離Ｌ２とを合わせた長さを半径とする円形範囲内）で自在に移動させることができる。
【００３２】
なお、第１アーム部６２は第１枢結具６１をベース部５１に螺着して締め付けることによって第１枢結具６１回りの任意の回動位置で位置決めすることができ、第２アーム部６４はナット６６を第２枢結具６３に螺着して締め付けることによって第２枢結具６３回りの任意の回動位置で位置決めすることができる。
【００３３】
図５、図８及び図９において、第１枢結具６１の内部にはベース部５１内の真空管路と繋がるとともに第１枢結具６１の円筒状の側面において第１枢結具挿通孔６２ａ内に開口する第１枢結具内管路６１ｓが設けられており、第１アーム部６２の内部には第１枢結具挿通孔６２ａから延びて第２枢結具挿通孔６２ｂに開口する第１アーム部内管路６２ｓが設けられている。
【００３４】
第２枢結具６３の内部には第１アーム部６２の第２枢結具挿通孔６２ｂ内に開口するとともに第２アーム部６４の第２枢結具挿通孔６４ａ内に開口する第２枢結具内管路６３ｓが設けられており、第２アーム部６４の内部には第２アーム部６４の第２枢結具挿通孔６４ａから延びて吸着部取り付け突起６４ｂの下面に開口する第２アーム部内管路６４ｓが設けられている。この第２アーム部内管路６４ｓは第２アーム部６４の吸着部取り付け突起６４ｂに取り付けられた吸着部６５の吸着部内管路６５ｓに繋がる。
【００３５】
このように本実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズル２２は、装着ヘッド１６に取り付けられて内部に装着ヘッド１６側の真空圧供給管路である装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａと繋がる真空管路を有したベース部５１と、一端側が第１枢結具６１によりベース部５１に枢結され、第１枢結具６１回りの任意の回動位置で位置決め可能な第１アーム部６２、一端側が第２枢結具６３により第１アーム部６２の他端側に枢結され、第２枢結具６３回りの任意の回動位置で位置決め可能な第２アーム部６４及び第２アーム部６４の他端側に設けられた吸着部６５から成る複数の吸着部ユニット５２を有している。そして、各吸着部ユニット５２は、第１枢結具６１内に設けられてベース部５１内の真空管路と繋がる第１枢結具内管路６１ｓ、第１アーム部６２の内部に設けられて第１枢結具内管路６１ｓと繋がる第１アーム部内管路６２ｓ、第２枢結具６３内に設けられて第１アーム部内管路６２ｓと繋がる第２枢結具内管路６３ｓ、第２アーム部６４の内部に設けられて第２枢結具内管路６３ｓと繋がる第２アーム部内管路６４ｓ及び吸着部６５の内部に設けられて第２アーム部内管路６４ｓと繋がる吸着部内管路６５ｓから成る吸着管路６７（図５（ａ））を備えている。
【００３６】
図４（ａ），（ｂ）において、シールド部品吸着用ノズル２２は、ベース部５１の挿入部５１ｓがシャフト部材１５の下端に下方に開口して設けられたノズル取り付け孔１５ａに下方から挿入されてシャフト部材１５に取り付けられる。シールド部品吸着用ノズル２２がシャフト部材１５に取り付けられた状態では、各吸着部ユニット５２内を延びる吸着管路６７がベース部５１内の真空管路を介してシャフト部材１５内を延びる装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａと連通し、吸着機構３４から装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａ及びベース部５１内の真空管路経由で吸着管路６７内に真空圧を供給することができるようになる。
【００３７】
本実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズル２２では、ベース部５１に取り付けられて内部に吸着管路６７が形成された複数の吸着部ユニット５２はそれぞれ、ベース部５１に取り付けられた第１枢結具６１回りに回動自在な第１アーム部６２と第１アーム部６２の他端に取り付けられた第２枢結具６３回りに回動自在な第２アーム部６４を有し、第２アーム部６４の他端に吸着部６５が設けられた構成となっているので、各吸着部ユニット５２の吸着部６５は第１枢結具６１を中心とする一定の範囲内で自在に移動させることができ、これにより複数の吸着部６５の相対位置をシールド部品５が有する複数の吸着指定箇所（後述）の配置に合致するようにすることができる。
【００３８】
ベース部５１に取り付けられる各部品支持ユニット５３は、吸着部ユニット５２と接触した状態のシールド部品５に当接してシールド部品５を支持する機能を有するものであり、図４〜図６、図８及び図９に示すように、ベース部５１（下部ベース５１ｂ）に取り付けられるスペーサピン７１と、スペーサピン７１に取り付けられるサポート部材７２を有して成る。
【００３９】
サポート部材７２は水平部７２ａと水平部７２ａの一端側から下方に延びた垂直部７２ｂを有して成り、水平部７２ａには複数の溝部７２ｍが設けられている。サポート部材７２は、各スペーサピン７１の下端部に形成された螺子孔７１ａに取り付けられる取り付け螺子７３とスペーサピン７１の下端との間に溝部７２ｍの縁が挟まれるようにしてスペーサピン７１に取り付けられる。サポート部材７２がスペーサピン７１に取り付けられた状態では、図５（ａ）に示すように、サポート部材７２の垂直部７２ｂの下端がベース部５１に取り付けられた各吸着部ユニット５２の吸着部６５の下端とほぼ同じ水平レベルＬＶに位置する。なお、サポート部材７２は、水平部７２ａに設けられた溝部７２ｍを取り付け螺子７３に対して相対移動させることによって、スペーサピン７１に対するサポート部材７２の取り付け位置の調整を行うことができる。
【００４０】
ここで、各部品支持ユニット５３のスペーサピン７１は、吸着部ユニット５２の第１枢結具６１と同様、ベース部５１に設けられた複数のユニット取り付け部５５ａのうちのひとつに選択的に取り付けられる。部品支持ユニット５３のスペーサピン７１が取り付けられたユニット取り付け部５５ａは、そのスペーサピン７１によってプラグされた状態となり、その箇所からの第２のベース部内真空管路５５への空気の出入りは遮断される。
【００４１】
図１０に示す一例としてのシールド部品５は、平面視において矩形状に配置された４つの側壁５ａを備えるとともに、対向する一組の側壁５ａの上部の間に掛け渡された帯状の連結部５ｂを備えて成り、基板２上に既に装着されている電子部品４或いは電子部品４の集合である電子部品群の周囲を４つの側壁５ａで取り囲むように基板２上に装着される。
【００４２】
本実施の形態におけるシールド部品５では、連結部５ｂの上面の２箇所が２つの吸着部ユニット５２による吸着指定箇所Ｐとして使用可能であり、これに付随して、連結部５ｂを挟んで対向する一対の側壁５ａの上面の領域が２つの部品支持ユニット５３による支持指定領域Ｓとして使用可能である。
【００４３】
このような場合、部品実装装置１のオペレータは、シールド部品吸着用ノズル２２を用いたシールド部品５の吸着の事前準備として吸着部ユニット５２と部品支持ユニット５３の配置調整を行う。具体的には、各吸着部ユニット５２と各部品支持ユニット５３をベース部５１が備える複数のユニット取り付け部５５ａに選択的に取り付けたうえで、各吸着部ユニット５２については、第１枢結具６１に対する第１アーム部６２の回動と第２枢結具６３に対する第２アーム部６４の回動とを組み合わせて吸着部６５を水平面内で移動させることによって、各吸着部ユニット５２の吸着部６５がシールド部品５上の２つの吸着指定箇所Ｐに接触し得るようにする。また、各部品支持ユニット５３については、スペーサピン７１に対するサポート部材７２の取り付け位置を前述の要領で調整して、各サポート部材７２の垂直部７２ｂがシールド部品５上の２つの支持指定領域Ｓに接触し得るようにする。
【００４４】
本実施の形態では、ベース部５１に対する吸着部ユニット５２の取り付け部であるユニット取り付け部５５ａがベース部５１に取り付けられる吸着部ユニット５２の数よりも多く設けられた構成となっているので、吸着部ユニット５２の配置自由度は高く、図１０に示す形状のシールド部品５に限られず、様々な形状のシールド部品５に対応してその吸着を行うことができる。
【００４５】
ベース部５１に吸着部ユニット５２と部品支持ユニット５３を配置するに際してのユニット取り付け部５５ａに対する吸着部ユニット５２と部品支持ユニット５３の取り付け位置の選択は、吸着部ユニット５２による吸着指定箇所Ｐの吸着と部品支持ユニット５３による支持指定領域Ｓの支持とが同時に満たされるようになされるが、吸着部ユニット５２による吸着指定箇所Ｐの吸着と部品支持ユニット５３による支持指定領域Ｓの支持とを同時に満たすことができないと判断した場合には、吸着部ユニット５２による吸着指定箇所Ｐの吸着が優先されるようにし、部品支持ユニット５３によるシールド部品５の支持は二次的なものとしてもよい。
【００４６】
したがって、部品支持ユニット５３は必ずしも用意された数のものを全部使用する必要はなく、更には吸着部ユニット５２だけでシールド部品５を安定的に吸着することができるのであれば、部品支持ユニット５３は使用しなくてもよい。
【００４７】
部品支持ユニット５３によるシールド部品５の支持が二次的なものであることについては、部品支持ユニット５３はベース部５１に対して着脱自在であるので都合がよい。また、部品支持ユニット５３は部品支持ユニット５３の専用の取り付け部をベース部５１に有しているのではなく、吸着部ユニット５２の取り付け部に取り付けるようになっているので、ベース部５１に対する部品支持ユニット５３の配置方法に大きな自由度があるのも利点である。
【００４８】
ここでは部品支持ユニット５３は２つのスペーサピン７１によってひとつのサポート部材７２を支持する構成となっているが、ひとつのスペーサピン７１によってひとつのサポート部材７２を支持する構成としてもよい。このようにすればサポート部材７２の配置の自由度が更に高まる。なお、上述の吸着部ユニット５２とサポート部材７２の配置に用いないユニット取り付け部はプラグで塞ぎエア漏れを防ぐようにする。
【００４９】
次に、本実施の形態における部品実装装置１による電子部品４の基板２への装着作業とこれに続くシールド部品５の基板２への装着作業について説明する。
【００５０】
部品実装装置１による電子部品４の基板２への装着作業では、部品実装装置１の制御装置１９は先ず、コンベア駆動機構３１の作動制御を行って基板搬送コンベア１１を作動させ、部品実装装置１の上流工程側の他の装置から送られてきた基板２を搬入し、所定の作業位置に位置決めする。制御装置１９は、基板２を所定位置に位置決めしたら、装着ヘッド移動ロボット１４の作動制御を行って装着ヘッド１６を基板２の上方に移動させ、基板カメラ１７に基板２上の一対の基板マーク２ｍ（図１）の撮像を行わせる。制御装置１９は、一対の基板マーク２ｍの画像データが得られたら、その基板マーク２ｍの画像認識を行って基板２の基準位置からの位置ずれを求める。
【００５１】
制御装置１９は、基板２の基準位置からの位置ずれを求めたら、基板２上の各電極部３に電子部品４を装着する以下の電子部品装着工程を繰り返し実行する。
【００５２】
電子部品装着工程では、制御装置１９は、テープフィーダ駆動機構３２の作動制御を行って各テープフィーダ１２に部品取り出し口１２ｐへの電子部品４の供給動作を行わせる一方、装着ヘッド移動ロボット１４の作動制御を行って装着ヘッド１６をテープフィーダ１２の上方に位置させるとともに、シャフト部材駆動機構３３及び吸着機構３４の作動制御を行って装着ヘッド１６が備える電子部品吸着用ノズル２１に電子部品４を吸着させる。
【００５３】
制御装置１９は、電子部品吸着用ノズル２１に電子部品４を吸着させたら、装着ヘッド１６を移動させて電子部品４が部品カメラ１８の上方を通過するようにする。そして、部品カメラ１８に電子部品４の撮像を行わせ、その撮像によって得られた画像データに基づいて電子部品吸着用ノズル２１に対する電子部品４の位置ずれを把握したうえで、装着ヘッド１６を基板２の上方に位置させる。制御装置１９は、装着ヘッド１６を基板２の上方に位置させたらシャフト部材１５を下降させ、電子部品４が基板２上の電極部３に接触したところで吸着を解除して電子部品４を電極部３上に装着させる。
【００５４】
ここで制御装置１９は、電子部品４を電極部３上に装着するときは、基板カメラ１７による基板マーク２ｍの撮像によって得られた基板２の位置ずれと、部品カメラ１８による電子部品４の撮像によって得られた電子部品吸着用ノズル２１に対する電子部品４の位置ずれがキャンセルされるように電子部品吸着用ノズル２１の位置及び回転方向の補正を行うようにする。
【００５５】
制御装置１９は、上記電子部品装着工程を繰り返すことによって電子部品４の基板２への装着作業が終了したら、次いで、シールド部品５の基板２への装着作業を行なう。
【００５６】
シールド部品５の基板２への装着作業では、制御装置１９は、装着ヘッド移動ロボット１４の作動制御を行って装着ヘッド１６をトレイフィーダ１３の上方に位置させるとともに、シャフト部材駆動機構３３及び吸着機構３４の作動制御を行って装着ヘッド１６が備えるシールド部品吸着用ノズル２２にシールド部品５を吸着させる。このシールド部品５の吸着では、前述のように、シールド部品吸着用ノズル２２が備える２つの吸着部ユニット５２によって連結部５ｂ上の２つの吸着指定箇所Ｐを吸着するとともに、２つの部品支持ユニット５３によって２つの支持指定領域Ｓを支持する。
【００５７】
制御装置１９は、シールド部品吸着用ノズル２２にシールド部品５を吸着させたら、装着ヘッド１６を移動させてシールド部品５が部品カメラ１８の上方を通過するようにする。そして、部品カメラ１８にシールド部品５の撮像を行わせ、シールド部品吸着用ノズル２２に対するシールド部品５の位置ずれを把握したうえで、装着ヘッド１６を基板２の上方に位置させる（図１２（ａ））。制御装置１９は、装着ヘッド１６を基板２の上方に位置させたらシャフト部材１５を下降させ（図１２（ａ）中に示す矢印Ｃ）、シールド部品５が基板２に接触したところで吸着を解除してシールド部品５を基板２上の所定箇所に装着させる（図１２（ｂ））。
【００５８】
制御装置１９は、シールド部品５の基板２への装着作業が終了したら、基板搬送コンベア１１を作動させて基板２を部品実装装置１の下流工程側の他の装置に搬出する。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズル２２（及びシールド部品吸着用ノズル２２を備えた部品実装装置１）では、各吸着部ユニット５２の吸着部６５は第１枢結具６１を中心とする一定の範囲内で自在に移動させることができるので、吸着部６５同士の相対位置の配置の自由度は極めて高く、多種類のシールド部品５に対する吸着を行うことができる。
【００６０】
なお、上述の実施の形態では、吸着部ユニット５２と部品支持ユニット５３の数はともに２つであったが、これは一例に過ぎず、ベース部５１に設けられたユニット取り付け部５５ａの数に応じた任意の数であってよい。
【００６１】
また、上述の実施の形態では、シールド部品吸着用ノズル２２の構成をシールド部品吸着用ノズル２２によってシールド部品５を吸着して基板２に装着する場合を例にして説明したが、本実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズル２２はシールド部品５のみならず、コネクタ等のように複数の吸着部６５によって安定的に吸着する必要のある部品異形部品の基板２への装着の際にも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
吸着部同士の相対移動の自由度が極めて高く、多種類のシールド部品に対する吸着を行うことができる吸着ノズル及び部品実装装置を提供する。
【符号の説明】
【００６３】
１ 部品実装装置
２ 基板
４ 電子部品
５ シールド部品（部品）
１６ 装着ヘッド
１６ａ 装着ヘッド側真空圧供給管路（真空圧供給管路）
２２ シールド部品吸着用ノズル（吸着ノズル）
５１ ベース部
５２ 吸着部ユニット
５３ 部品支持ユニット
５４ 第１のベース部内真空管路（真空管路）
５５ 第２のベース部内真空管路（真空管路）
５５ａ ユニット取り付け部
６１ 第１枢結具
６１ｓ 第１枢結具内管路
６２ 第１アーム部
６２ｓ 第１アーム部内管路
６３ 第２枢結具
６３ｓ 第２枢結具内管路
６４ 第２アーム部
６４ｓ 第２アーム部内管路
６５ 吸着部
６５ｓ 吸着部内管路
６７ 吸着管路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装装置が備える装着ヘッドに取り付けられ、装着ヘッド側の真空圧供給管路からの真空圧の供給を受けて部品の吸着を行う吸着ノズル及びこの吸着ノズルを備えた部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
部品実装装置は基板に電子部品を含む種々の部品を装着する装置であり、基板の位置決めを行う基板位置決め部、部品の供給を行う部品供給部及び基板位置決め部により位置決めした基板に対して移動自在な装着ヘッドを備えている。装着ヘッドは真空圧の供給によって部品を吸着する吸着ノズルを備えており、吸着ノズルにより部品供給部から供給される部品を吸着して基板上に移動させ、そこで吸着を解除することで部品を基板に装着する。
【０００３】
このような部品実装装置では、基板に装着された電子部品の周囲を取り囲んで基板に取り付けられるシールド部品と呼ばれる部品を基板に取り付ける場合がある。このシールド部品は通常、汎用部品ではなく、基板に取り付けられた状態の電子部品（或いは電子部品群）のサイズや形状等に応じて作成される専用部品であるうえ、極めて限定された複数の吸着指定箇所のみが吸着ノズルによって吸着可能となっているケースが多い。このため吸着ノズル側もシールド部品の複数の吸着指定箇所を同時に吸着できる複数の吸着部を備えた構成が必要であり、吸着ノズルもまたシールド部品に応じた専用品として製作される場合が多い。
【０００４】
一方、吸着ノズルを専用品とするのではなく、シールド部品上の複数の吸着指定箇所に応じて複数の吸着部の位置を相対的に変えることができるようにしたものも知られている（例えば、特許文献１）。このタイプの吸着ノズルは、吸着部が形成された複数のノズルブロックをそれぞれ装着ヘッドの本体部に対してスライド自在に構成したものであり、各ノズルブロックをスライドさせて複数の吸着部の相対位置をシールド部品が有する複数の吸着指定箇所の配置に合致するようにすることで複数種類のシールド部品に対する吸着を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０６０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ノズルブロックを本体部に対してスライドさせる構成の上記従来の吸着ノズルは、ノズルブロック同士の干渉が妨げとなって各吸着部の移動範囲が大きく制限されるものであった。このため吸着部同士の相対移動の自由度は必ずしも大きくなく、この吸着ノズルによって吸着できるシールド部品の種類はさほど多くないという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、吸着部同士の相対移動の自由度が極めて高く、多種類のシールド部品に対する吸着を行うことができる吸着ノズル及び部品実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の吸着ノズルは、部品実装装置が備える装着ヘッドに取り付けられ、装着ヘッド側の真空圧供給管路からの真空圧の供給を受けて部品の吸着を行う吸着ノズルであって、装着ヘッドに取り付けられて内部に装着ヘッド側の真空圧供給管路と繋がる真空管路を有したベース部と、一端側が第１枢結具によりベース部に枢結され、第１枢結具回りの任意の回動位置で位置決め可能な第１アーム部、一端側が第２枢結具により第１アーム部の他端側に枢結され、第２枢結具回りの任意の回動位置で位置決め可能な第２アーム部及び第２アーム部の他端側に設けられた吸着部から成る複数の吸着部ユニットとを有し、各吸着部ユニットは、第１枢結具内に設けられてベース部内の真空管路と繋がる第１枢結具内管路、第１アーム部の内部に設けられて第１枢結具内管路と繋がる第１アーム部内管路、第２枢結具内に設けられて第１アーム部内管路と繋がる第２枢結具内管路、第２アーム部の内部に設けられて第２枢結具内管路と繋がる第２アーム部内管路及び吸着部の内部に設けられて第２アーム部内管路と繋がる吸着部内管路から成る吸着管路を備えた。
【０００９】
請求項２に記載の吸着ノズルは、請求項１に記載の吸着ノズルであって、ベース部に対する吸着部ユニットの取り付け部であるユニット取り付け部がベース部に取り付けられる吸着部ユニットの数よりも多く設けられている。
【００１０】
請求項３に記載の吸着ノズルは、請求項１又は２に記載の吸着ノズルであって、ベース部に取り付けられ、吸着部と接触した状態の部品に当接して部品を支持する部品支持ユニットを備えた。
【００１１】
請求項４に記載の吸着ノズルは、請求項３に記載の吸着ノズルであって、ユニット取り付け部がベース部に取り付けられる吸着部ユニットの数よりも多く設けられており、部品支持ユニットはユニット取り付け部に取り付けられる。
【００１２】
請求項５に記載の吸着ノズルは、請求項１乃至４の何れかに記載の吸着ノズルであって、部品は基板に装着された電子部品の周囲を取り囲んで基板に取り付けられるシールド部品から成る。
【００１３】
請求項６に記載の部品実装装置は、請求項１乃至５の何れかに記載の吸着ノズルを備えた装着ヘッドを用いて基板に部品を装着する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、ベース部に取り付けられて内部に吸着管路が形成された複数の吸着部ユニットはそれぞれ、ベース部に取り付けられた第１枢結具回りに回動自在な第１アーム部と第１アーム部の他端に取り付けられた第２枢結具回りに回動自在な第２アーム部を有し、第２アーム部の他端に吸着部が設けられた構成となっているので、各吸着部ユニットの吸着部は第１枢結具を中心とする一定の範囲内で自在に移動させることができる。このため吸着部同士の相対位置の配置の自由度は極めて高く、多種類のシールド部品に対する吸着を行うことができる。また、本発明は、シールド部品のみならず、コネクタ等のように複数の吸着部によって安定的に吸着する必要のある異形部品の吸着にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態における部品実装装置の構成図
【図２】本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える装着ヘッドの斜視図
【図３】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える装着ヘッドのシャフト部材とシャフト部材に取り付けられる電子部品吸着用ノズルの側面図
【図４】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える装着ヘッドのシャフト部材とシャフト部材に取り付けられるシールド部品吸着用ノズルの側面図
【図５】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズルの（ａ）側断面図（ｂ）下面図
【図６】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズルの下方斜視図
【図７】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズルの一部の上方斜視図
【図８】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズルの分解下方斜視図
【図９】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズルの分解側断面図
【図１０】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズル及びシールド部品の斜視図
【図１１】本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズル及びシールド部品の一部断面側面図
【図１２】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズルによって基板にシールド部品を装着する手順を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示す部品実装装置１は、基板２上に設けられた電極部３への電子部品４の装着、基板２の電極部３に装着した電子部品４の周囲を取り囲むシールド部品５の基板２上への装着を行う装置であり、図示しない基台上に設けられて基板２の搬送と位置決めを行う基板搬送コンベア１１、基台に取り付けられて部品取り出し口１２ｐへの電子部品４の供給を行う電子部品供給部としての複数のテープフィーダ１２とシールド部品５の供給を行うシールド部品供給部としてのトレイフィーダ１３、基台上に設けられた直交軸ロボットから成る装着ヘッド移動ロボット１４によって基板搬送コンベア１１の上方を移動自在であり、下方に延びた複数のシャフト部材１５を有した装着ヘッド１６、装着ヘッド１６の側方に取り付けられた基板カメラ１７、基台上に設けられた部品カメラ１８及びこれら各部の作動制御を行う制御装置１９を備えている。
【００１７】
図２において、装着ヘッド１６が備える複数のシャフト部材１５のうちの一部の下端には、テープフィーダ１２より供給される電子部品４を吸着するための電子部品吸着用ノズル２１が取り付けられており、複数のシャフト部材１５のうちの他の一部の下端には、シールド部品５を吸着するためのシールド部品吸着用ノズル２２が取り付けられている。各シャフト部材１５は装着ヘッド１６に対して昇降自在（図２中に示す矢印Ａ）であるとともに、上下軸回りに回転自在（図２中に示す矢印Ｂ）に設けられている。
【００１８】
図１において、基板カメラ１７は撮像視野を下方に向けた状態で装着ヘッド１６に取り付けられており、部品カメラ１８は撮像視野を上方に向けた状態で基台上に取り付けられている。
【００１９】
基板搬送コンベア１１による基板２の搬送及び位置決め動作は制御装置１９が図示しないアクチュエータ等から成るコンベア駆動機構３１の作動制御を行うことによってなされる。
【００２０】
各テープフィーダ１２による部品取り出し口１２ｐへの電子部品４の供給動作は制御装置１９が図示しないアクチュエータ等から成るテープフィーダ駆動機構３２の作動制御を行うことによってなされる。
【００２１】
装着ヘッド１６の移動動作は制御装置１９が装着ヘッド移動ロボット１４の作動制御を行うことによってなされる。また、装着ヘッド１６が備える各シャフト部材１５の昇降動作及び回転動作は制御装置１９が図示しないアクチュエータ等から成るシャフト部材駆動機構３３の作動制御を行うことによってなされ、電子部品吸着用ノズル２１を介した電子部品４の吸着動作及びシールド部品吸着用ノズル２２を介したシールド部品５の吸着動作は制御装置１９が図示しないアクチュエータ等から成る吸着機構３４の作動制御を行うことによってなされる。
【００２２】
基板カメラ１７による撮像動作の制御と部品カメラ１８による撮像動作の制御は制御装置１９によってなされる。基板カメラ１７の撮像動作によって得られた画像データと部品カメラ１８の撮像動作によって得られた画像データはそれぞれ制御装置１９に送信され、制御装置１９の画像認識部１９ａにおいて画像認識処理がなされる。
【００２３】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、電子部品吸着用ノズル２１は、上方に延びた挿入部４１ｓを有した鍔状のベース部４１と、ベース部４１から下方に延びて設けられた吸着部４２が一体に成形されて成り、ベース部４１及び吸着部４２の内部にはこれらを上下方向に貫通するノズル内真空管路４３が設けられている。
【００２４】
電子部品吸着用ノズル２１は、ベース部４１の挿入部４１ｓがシャフト部材１５の下端に下方に開口して設けられたノズル取り付け孔１５ａに下方から挿入されてシャフト部材１５に取り付けられる。電子部品吸着用ノズル２１がシャフト部材１５に取り付けられた状態では、電子部品吸着用ノズル２１内を延びるノズル内真空管路４３がシャフト部材１５内を延びる装着ヘッド１６側の真空管路（装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａ）と連通し、前述の吸着機構３４から装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａ経由でノズル内真空管路４３内に真空圧を供給することができるようになる。
【００２５】
図４〜図９に示すように、シールド部品吸着用ノズル２２は、シャフト部材１５の下端に取り付けられるベース部５１、ベース部５１の下部に取り付けられる複数の吸着部ユニット５２及び複数の部品支持ユニット５３から成る。
【００２６】
ベース部５１は、上方に延びた挿入部５１ｓを有した鍔状の上部ベース５１ａと、上部ベース５１ａの下面に設けられた円盤状の下部ベース５１ｂから成る。上部ベース５１ａの内部には上下方向に貫通する第１のベース部内真空管路５４が設けられており、下部ベース５１ｂの内部には、第１のベース部内真空管路５４と連通する複数の第２のベース部内真空管路５５が設けられている。第２のベース部内真空管路５５は下部ベース５１ｂの上面に沿って放射状に延びており、その外周側の端部には下部ベース５１ｂの厚さ方向に延びて下面に開口するユニット取り付け部５５ａが形成されている。なお、第２のベース部内真空管路５５の下部ベース５１ｂの上面に沿って放射状に延びる部分は上方に開口した溝状に形成されており、上部ベース５１ａと下部ベース５１ｂが接合された状態において、上部ベース５１ａによって上方の開口が塞がれるようになっている。第２のベース部内真空管路５５は単純な座グリ穴形状としてもよい。
【００２７】
各吸着部ユニット５２はシールド部品５に接触してシールド部品５を吸着する機能を有するものであり、図４〜図６、図８及び図９に示すように、第１枢結具６１、第１アーム部６２、第２枢結具６３、第２アーム部６４及び吸着部６５を有して成る。第１アーム部６２と第２アーム部６４はそれぞれ水平方向に延びた形状を有している。
【００２８】
図８及び図９において、第１アーム部６２の一端側には第１枢結具挿通孔６２ａが上下方向に貫通して設けられており、第１アーム部６２の他端側には第２枢結具挿通孔６２ｂが上下方向に貫通して設けられている。また、第２アーム部６４の一端側には第２枢結具挿通孔６４ａが上下方向に貫通して設けられており、第２アーム部６４の他端側には吸着部取り付け突起６４ｂが下方に延びて設けられている。
【００２９】
第１枢結具６１は第１アーム部６２の第１枢結具挿通孔６２ａに下方から挿通され、その上端の螺子部（図示せず）が下部ベース５１ｂに開口して設けられた複数のユニット取り付け部５５ａのうちのひとつに螺着されている。第２枢結具６３は第２アーム部６４の第２枢結具挿通孔６４ａと第１アーム部６２の第２枢結具挿通孔６２ｂにこの順で下方から挿通され、その上端の螺子部（図示せず）にはナット６６が螺着されている。
【００３０】
吸着部６５は全体として円筒状に形成されて上下に貫通した吸着部内管路６５ｓを有しており、吸着部内管路６５ｓを第２アーム部６４の上記吸着部取り付け突起６４ｂに下方から外嵌させて第２アーム部６４に取り付けられている。
【００３１】
図６において、第１アーム部６２はベース部５１に取り付けられた第１枢結具６１の上下中心軸Ｊ１回りに水平面内で回動自在であり（図中に示す矢印Ｒ１）、第２アーム部６４は第１アーム部６２に取り付けられた第２枢結具６３の上下中心軸Ｊ２回りに水平面内で回動自在である（図中に示す矢印Ｒ２）。このため第２アーム部６４の他端部に取り付けられた吸着部６５は、他の吸着部ユニット５２や２つの部品支持ユニット５３と干渉する領域を除いて、第１枢結具６１の上下中心軸Ｊ１を中心とする一定の範囲内、すなわち第１枢結具６１の上下中心軸Ｊ１と第２枢結具６３の上下中心軸Ｊ２との間の水平距離Ｌ１と、第２枢結具６３の上下中心軸Ｊ２と吸着部６５の上下中心軸Ｊ３との間の水平距離Ｌ２とを合わせた長さを半径とする円形範囲内）で自在に移動させることができる。
【００３２】
なお、第１アーム部６２は第１枢結具６１をベース部５１に螺着して締め付けることによって第１枢結具６１回りの任意の回動位置で位置決めすることができ、第２アーム部６４はナット６６を第２枢結具６３に螺着して締め付けることによって第２枢結具６３回りの任意の回動位置で位置決めすることができる。
【００３３】
図５、図８及び図９において、第１枢結具６１の内部にはベース部５１内の真空管路と繋がるとともに第１枢結具６１の円筒状の側面において第１枢結具挿通孔６２ａ内に開口する第１枢結具内管路６１ｓが設けられており、第１アーム部６２の内部には第１枢結具挿通孔６２ａから延びて第２枢結具挿通孔６２ｂに開口する第１アーム部内管路６２ｓが設けられている。
【００３４】
第２枢結具６３の内部には第１アーム部６２の第２枢結具挿通孔６２ｂ内に開口するとともに第２アーム部６４の第２枢結具挿通孔６４ａ内に開口する第２枢結具内管路６３ｓが設けられており、第２アーム部６４の内部には第２アーム部６４の第２枢結具挿通孔６４ａから延びて吸着部取り付け突起６４ｂの下面に開口する第２アーム部内管路６４ｓが設けられている。この第２アーム部内管路６４ｓは第２アーム部６４の吸着部取り付け突起６４ｂに取り付けられた吸着部６５の吸着部内管路６５ｓに繋がる。
【００３５】
このように本実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズル２２は、装着ヘッド１６に取り付けられて内部に装着ヘッド１６側の真空圧供給管路である装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａと繋がる真空管路を有したベース部５１と、一端側が第１枢結具６１によりベース部５１に枢結され、第１枢結具６１回りの任意の回動位置で位置決め可能な第１アーム部６２、一端側が第２枢結具６３により第１アーム部６２の他端側に枢結され、第２枢結具６３回りの任意の回動位置で位置決め可能な第２アーム部６４及び第２アーム部６４の他端側に設けられた吸着部６５から成る複数の吸着部ユニット５２を有している。そして、各吸着部ユニット５２は、第１枢結具６１内に設けられてベース部５１内の真空管路と繋がる第１枢結具内管路６１ｓ、第１アーム部６２の内部に設けられて第１枢結具内管路６１ｓと繋がる第１アーム部内管路６２ｓ、第２枢結具６３内に設けられて第１アーム部内管路６２ｓと繋がる第２枢結具内管路６３ｓ、第２アーム部６４の内部に設けられて第２枢結具内管路６３ｓと繋がる第２アーム部内管路６４ｓ及び吸着部６５の内部に設けられて第２アーム部内管路６４ｓと繋がる吸着部内管路６５ｓから成る吸着管路６７（図５（ａ））を備えている。
【００３６】
図４（ａ），（ｂ）において、シールド部品吸着用ノズル２２は、ベース部５１の挿入部５１ｓがシャフト部材１５の下端に下方に開口して設けられたノズル取り付け孔１５ａに下方から挿入されてシャフト部材１５に取り付けられる。シールド部品吸着用ノズル２２がシャフト部材１５に取り付けられた状態では、各吸着部ユニット５２内を延びる吸着管路６７がベース部５１内の真空管路を介してシャフト部材１５内を延びる装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａと連通し、吸着機構３４から装着ヘッド側真空圧供給管路１６ａ及びベース部５１内の真空管路経由で吸着管路６７内に真空圧を供給することができるようになる。
【００３７】
本実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズル２２では、ベース部５１に取り付けられて内部に吸着管路６７が形成された複数の吸着部ユニット５２はそれぞれ、ベース部５１に取り付けられた第１枢結具６１回りに回動自在な第１アーム部６２と第１アーム部６２の他端に取り付けられた第２枢結具６３回りに回動自在な第２アーム部６４を有し、第２アーム部６４の他端に吸着部６５が設けられた構成となっているので、各吸着部ユニット５２の吸着部６５は第１枢結具６１を中心とする一定の範囲内で自在に移動させることができ、これにより複数の吸着部６５の相対位置をシールド部品５が有する複数の吸着指定箇所（後述）の配置に合致するようにすることができる。
【００３８】
ベース部５１に取り付けられる各部品支持ユニット５３は、吸着部ユニット５２と接触した状態のシールド部品５に当接してシールド部品５を支持する機能を有するものであり、図４〜図６、図８及び図９に示すように、ベース部５１（下部ベース５１ｂ）に取り付けられるスペーサピン７１と、スペーサピン７１に取り付けられるサポート部材７２を有して成る。
【００３９】
サポート部材７２は水平部７２ａと水平部７２ａの一端側から下方に延びた垂直部７２ｂを有して成り、水平部７２ａには複数の溝部７２ｍが設けられている。サポート部材７２は、各スペーサピン７１の下端部に形成された螺子孔７１ａに取り付けられる取り付け螺子７３とスペーサピン７１の下端との間に溝部７２ｍの縁が挟まれるようにしてスペーサピン７１に取り付けられる。サポート部材７２がスペーサピン７１に取り付けられた状態では、図５（ａ）に示すように、サポート部材７２の垂直部７２ｂの下端がベース部５１に取り付けられた各吸着部ユニット５２の吸着部６５の下端とほぼ同じ水平レベルＬＶに位置する。なお、サポート部材７２は、水平部７２ａに設けられた溝部７２ｍを取り付け螺子７３に対して相対移動させることによって、スペーサピン７１に対するサポート部材７２の取り付け位置の調整を行うことができる。
【００４０】
ここで、各部品支持ユニット５３のスペーサピン７１は、吸着部ユニット５２の第１枢結具６１と同様、ベース部５１に設けられた複数のユニット取り付け部５５ａのうちのひとつに選択的に取り付けられる。部品支持ユニット５３のスペーサピン７１が取り付けられたユニット取り付け部５５ａは、そのスペーサピン７１によってプラグされた状態となり、その箇所からの第２のベース部内真空管路５５への空気の出入りは遮断される。
【００４１】
図１０に示す一例としてのシールド部品５は、平面視において矩形状に配置された４つの側壁５ａを備えるとともに、対向する一組の側壁５ａの上部の間に掛け渡された帯状の連結部５ｂを備えて成り、基板２上に既に装着されている電子部品４或いは電子部品４の集合である電子部品群の周囲を４つの側壁５ａで取り囲むように基板２上に装着される。
【００４２】
本実施の形態におけるシールド部品５では、連結部５ｂの上面の２箇所が２つの吸着部ユニット５２による吸着指定箇所Ｐとして使用可能であり、これに付随して、連結部５ｂを挟んで対向する一対の側壁５ａの上面の領域が２つの部品支持ユニット５３による支持指定領域Ｓとして使用可能である。
【００４３】
このような場合、部品実装装置１のオペレータは、シールド部品吸着用ノズル２２を用いたシールド部品５の吸着の事前準備として吸着部ユニット５２と部品支持ユニット５３の配置調整を行う。具体的には、各吸着部ユニット５２と各部品支持ユニット５３をベース部５１が備える複数のユニット取り付け部５５ａに選択的に取り付けたうえで、各吸着部ユニット５２については、第１枢結具６１に対する第１アーム部６２の回動と第２枢結具６３に対する第２アーム部６４の回動とを組み合わせて吸着部６５を水平面内で移動させることによって、各吸着部ユニット５２の吸着部６５がシールド部品５上の２つの吸着指定箇所Ｐに接触し得るようにする。また、各部品支持ユニット５３については、スペーサピン７１に対するサポート部材７２の取り付け位置を前述の要領で調整して、各サポート部材７２の垂直部７２ｂがシールド部品５上の２つの支持指定領域Ｓに接触し得るようにする。
【００４４】
本実施の形態では、ベース部５１に対する吸着部ユニット５２の取り付け部であるユニット取り付け部５５ａがベース部５１に取り付けられる吸着部ユニット５２の数よりも多く設けられた構成となっているので、吸着部ユニット５２の配置自由度は高く、図１０に示す形状のシールド部品５に限られず、様々な形状のシールド部品５に対応してその吸着を行うことができる。
【００４５】
ベース部５１に吸着部ユニット５２と部品支持ユニット５３を配置するに際してのユニット取り付け部５５ａに対する吸着部ユニット５２と部品支持ユニット５３の取り付け位置の選択は、吸着部ユニット５２による吸着指定箇所Ｐの吸着と部品支持ユニット５３による支持指定領域Ｓの支持とが同時に満たされるようになされるが、吸着部ユニット５２による吸着指定箇所Ｐの吸着と部品支持ユニット５３による支持指定領域Ｓの支持とを同時に満たすことができないと判断した場合には、吸着部ユニット５２による吸着指定箇所Ｐの吸着が優先されるようにし、部品支持ユニット５３によるシールド部品５の支持は二次的なものとしてもよい。
【００４６】
したがって、部品支持ユニット５３は必ずしも用意された数のものを全部使用する必要はなく、更には吸着部ユニット５２だけでシールド部品５を安定的に吸着することができるのであれば、部品支持ユニット５３は使用しなくてもよい。
【００４７】
部品支持ユニット５３によるシールド部品５の支持が二次的なものであることについては、部品支持ユニット５３はベース部５１に対して着脱自在であるので都合がよい。また、部品支持ユニット５３は部品支持ユニット５３の専用の取り付け部をベース部５１に有しているのではなく、吸着部ユニット５２の取り付け部に取り付けるようになっているので、ベース部５１に対する部品支持ユニット５３の配置方法に大きな自由度があるのも利点である。
【００４８】
ここでは部品支持ユニット５３は２つのスペーサピン７１によってひとつのサポート部材７２を支持する構成となっているが、ひとつのスペーサピン７１によってひとつのサポート部材７２を支持する構成としてもよい。このようにすればサポート部材７２の配置の自由度が更に高まる。なお、上述の吸着部ユニット５２とサポート部材７２の配置に用いないユニット取り付け部はプラグで塞ぎエア漏れを防ぐようにする。
【００４９】
次に、本実施の形態における部品実装装置１による電子部品４の基板２への装着作業とこれに続くシールド部品５の基板２への装着作業について説明する。
【００５０】
部品実装装置１による電子部品４の基板２への装着作業では、部品実装装置１の制御装置１９は先ず、コンベア駆動機構３１の作動制御を行って基板搬送コンベア１１を作動させ、部品実装装置１の上流工程側の他の装置から送られてきた基板２を搬入し、所定の作業位置に位置決めする。制御装置１９は、基板２を所定位置に位置決めしたら、装着ヘッド移動ロボット１４の作動制御を行って装着ヘッド１６を基板２の上方に移動させ、基板カメラ１７に基板２上の一対の基板マーク２ｍ（図１）の撮像を行わせる。制御装置１９は、一対の基板マーク２ｍの画像データが得られたら、その基板マーク２ｍの画像認識を行って基板２の基準位置からの位置ずれを求める。
【００５１】
制御装置１９は、基板２の基準位置からの位置ずれを求めたら、基板２上の各電極部３に電子部品４を装着する以下の電子部品装着工程を繰り返し実行する。
【００５２】
電子部品装着工程では、制御装置１９は、テープフィーダ駆動機構３２の作動制御を行って各テープフィーダ１２に部品取り出し口１２ｐへの電子部品４の供給動作を行わせる一方、装着ヘッド移動ロボット１４の作動制御を行って装着ヘッド１６をテープフィーダ１２の上方に位置させるとともに、シャフト部材駆動機構３３及び吸着機構３４の作動制御を行って装着ヘッド１６が備える電子部品吸着用ノズル２１に電子部品４を吸着させる。
【００５３】
制御装置１９は、電子部品吸着用ノズル２１に電子部品４を吸着させたら、装着ヘッド１６を移動させて電子部品４が部品カメラ１８の上方を通過するようにする。そして、部品カメラ１８に電子部品４の撮像を行わせ、その撮像によって得られた画像データに基づいて電子部品吸着用ノズル２１に対する電子部品４の位置ずれを把握したうえで、装着ヘッド１６を基板２の上方に位置させる。制御装置１９は、装着ヘッド１６を基板２の上方に位置させたらシャフト部材１５を下降させ、電子部品４が基板２上の電極部３に接触したところで吸着を解除して電子部品４を電極部３上に装着させる。
【００５４】
ここで制御装置１９は、電子部品４を電極部３上に装着するときは、基板カメラ１７による基板マーク２ｍの撮像によって得られた基板２の位置ずれと、部品カメラ１８による電子部品４の撮像によって得られた電子部品吸着用ノズル２１に対する電子部品４の位置ずれがキャンセルされるように電子部品吸着用ノズル２１の位置及び回転方向の補正を行うようにする。
【００５５】
制御装置１９は、上記電子部品装着工程を繰り返すことによって電子部品４の基板２への装着作業が終了したら、次いで、シールド部品５の基板２への装着作業を行なう。
【００５６】
シールド部品５の基板２への装着作業では、制御装置１９は、装着ヘッド移動ロボット１４の作動制御を行って装着ヘッド１６をトレイフィーダ１３の上方に位置させるとともに、シャフト部材駆動機構３３及び吸着機構３４の作動制御を行って装着ヘッド１６が備えるシールド部品吸着用ノズル２２にシールド部品５を吸着させる。このシールド部品５の吸着では、前述のように、シールド部品吸着用ノズル２２が備える２つの吸着部ユニット５２によって連結部５ｂ上の２つの吸着指定箇所Ｐを吸着するとともに、２つの部品支持ユニット５３によって２つの支持指定領域Ｓを支持する。
【００５７】
制御装置１９は、シールド部品吸着用ノズル２２にシールド部品５を吸着させたら、装着ヘッド１６を移動させてシールド部品５が部品カメラ１８の上方を通過するようにする。そして、部品カメラ１８にシールド部品５の撮像を行わせ、シールド部品吸着用ノズル２２に対するシールド部品５の位置ずれを把握したうえで、装着ヘッド１６を基板２の上方に位置させる（図１２（ａ））。制御装置１９は、装着ヘッド１６を基板２の上方に位置させたらシャフト部材１５を下降させ（図１２（ａ）中に示す矢印Ｃ）、シールド部品５が基板２に接触したところで吸着を解除してシールド部品５を基板２上の所定箇所に装着させる（図１２（ｂ））。
【００５８】
制御装置１９は、シールド部品５の基板２への装着作業が終了したら、基板搬送コンベア１１を作動させて基板２を部品実装装置１の下流工程側の他の装置に搬出する。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズル２２（及びシールド部品吸着用ノズル２２を備えた部品実装装置１）では、各吸着部ユニット５２の吸着部６５は第１枢結具６１を中心とする一定の範囲内で自在に移動させることができるので、吸着部６５同士の相対位置の配置の自由度は極めて高く、多種類のシールド部品５に対する吸着を行うことができる。
【００６０】
なお、上述の実施の形態では、吸着部ユニット５２と部品支持ユニット５３の数はともに２つであったが、これは一例に過ぎず、ベース部５１に設けられたユニット取り付け部５５ａの数に応じた任意の数であってよい。
【００６１】
また、上述の実施の形態では、シールド部品吸着用ノズル２２の構成をシールド部品吸着用ノズル２２によってシールド部品５を吸着して基板２に装着する場合を例にして説明したが、本実施の形態におけるシールド部品吸着用ノズル２２はシールド部品５のみならず、コネクタ等のように複数の吸着部６５によって安定的に吸着する必要のある部品異形部品の基板２への装着の際にも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
吸着部同士の相対移動の自由度が極めて高く、多種類のシールド部品に対する吸着を行うことができる吸着ノズル及び部品実装装置を提供する。
【符号の説明】
【００６３】
１ 部品実装装置
２ 基板
４ 電子部品
５ シールド部品（部品）
１６ 装着ヘッド
１６ａ 装着ヘッド側真空圧供給管路（真空圧供給管路）
２２ シールド部品吸着用ノズル（吸着ノズル）
５１ ベース部
５２ 吸着部ユニット
５３ 部品支持ユニット
５４ 第１のベース部内真空管路（真空管路）
５５ 第２のベース部内真空管路（真空管路）
５５ａ ユニット取り付け部
６１ 第１枢結具
６１ｓ 第１枢結具内管路
６２ 第１アーム部
６２ｓ 第１アーム部内管路
６３ 第２枢結具
６３ｓ 第２枢結具内管路
６４ 第２アーム部
６４ｓ 第２アーム部内管路
６５ 吸着部
６５ｓ 吸着部内管路
６７ 吸着管路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品実装装置が備える装着ヘッドに取り付けられ、装着ヘッド側の真空圧供給管路からの真空圧の供給を受けて部品の吸着を行う吸着ノズルであって、
装着ヘッドに取り付けられて内部に装着ヘッド側の真空圧供給管路と繋がる真空管路を有したベース部と、
一端側が第１枢結具によりベース部に枢結され、第１枢結具回りの任意の回動位置で位置決め可能な第１アーム部、一端側が第２枢結具により第１アーム部の他端側に枢結され、第２枢結具回りの任意の回動位置で位置決め可能な第２アーム部及び第２アーム部の他端側に設けられた吸着部から成る複数の吸着部ユニットとを有し、
各吸着部ユニットは、第１枢結具内に設けられてベース部内の真空管路と繋がる第１枢結具内管路、第１アーム部の内部に設けられて第１枢結具内管路と繋がる第１アーム部内管路、第２枢結具内に設けられて第１アーム部内管路と繋がる第２枢結具内管路、第２アーム部の内部に設けられて第２枢結具内管路と繋がる第２アーム部内管路及び吸着部の内部に設けられて第２アーム部内管路と繋がる吸着部内管路から成る吸着管路を備えたことを特徴とする吸着ノズル。
【請求項２】
ベース部に対する吸着部ユニットの取り付け部であるユニット取り付け部がベース部に取り付けられる吸着部ユニットの数よりも多く設けられていることを特徴とする請求項１に記載の吸着ノズル。
【請求項３】
ベース部に取り付けられ、吸着部と接触した状態の部品に当接して部品を支持する部品支持ユニットを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着ノズル。
【請求項４】
ユニット取り付け部がベース部に取り付けられる吸着部ユニットの数よりも多く設けられており、
部品支持ユニットはユニット取り付け部に取り付けられることを特徴とする請求項３に記載の吸着ノズル。
【請求項５】
部品は基板に装着された電子部品の周囲を取り囲んで基板に取り付けられるシールド部品から成ることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の吸着ノズル。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の吸着ノズルを備えた装着ヘッドを用いて基板に部品を装着することを特徴とする部品実装装置。
【請求項１】
部品実装装置が備える装着ヘッドに取り付けられ、装着ヘッド側の真空圧供給管路からの真空圧の供給を受けて部品の吸着を行う吸着ノズルであって、
装着ヘッドに取り付けられて内部に装着ヘッド側の真空圧供給管路と繋がる真空管路を有したベース部と、
一端側が第１枢結具によりベース部に枢結され、第１枢結具回りの任意の回動位置で位置決め可能な第１アーム部、一端側が第２枢結具により第１アーム部の他端側に枢結され、第２枢結具回りの任意の回動位置で位置決め可能な第２アーム部及び第２アーム部の他端側に設けられた吸着部から成る複数の吸着部ユニットとを有し、
各吸着部ユニットは、第１枢結具内に設けられてベース部内の真空管路と繋がる第１枢結具内管路、第１アーム部の内部に設けられて第１枢結具内管路と繋がる第１アーム部内管路、第２枢結具内に設けられて第１アーム部内管路と繋がる第２枢結具内管路、第２アーム部の内部に設けられて第２枢結具内管路と繋がる第２アーム部内管路及び吸着部の内部に設けられて第２アーム部内管路と繋がる吸着部内管路から成る吸着管路を備えたことを特徴とする吸着ノズル。
【請求項２】
ベース部に対する吸着部ユニットの取り付け部であるユニット取り付け部がベース部に取り付けられる吸着部ユニットの数よりも多く設けられていることを特徴とする請求項１に記載の吸着ノズル。
【請求項３】
ベース部に取り付けられ、吸着部と接触した状態の部品に当接して部品を支持する部品支持ユニットを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着ノズル。
【請求項４】
ユニット取り付け部がベース部に取り付けられる吸着部ユニットの数よりも多く設けられており、
部品支持ユニットはユニット取り付け部に取り付けられることを特徴とする請求項３に記載の吸着ノズル。
【請求項５】
部品は基板に装着された電子部品の周囲を取り囲んで基板に取り付けられるシールド部品から成ることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の吸着ノズル。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の吸着ノズルを備えた装着ヘッドを用いて基板に部品を装着することを特徴とする部品実装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−３０６４４（Ｐ２０１３−３０６４４Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６２９０（Ｐ２０１１−１６６２９０）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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