電子部品実装装置
【課題】電子部品や基板の損傷を防止する。
【解決手段】ヘッド１０６に固定された本体部６０と、本体部で昇降動作を行う昇降体１４と、昇降体を昇降させる昇降機構２０と、吸着ノズルを下端部に保持する中空のノズルシャフト３０と、スプラインナット５５を介してノズルシャフトを回動させる回動機構５０と、吸着ノズルが受ける上方への荷重を検出する荷重検出部４０と、荷重検出により荷重制御を行う動作制御部７０とを備え、昇降機構と回動機構とが本体部に支持され、ノズルシャフトの上端部が前記本体部の上部から突出装備され、荷重検出部が昇降体又は本体部に支持されることを特徴とする。
【解決手段】ヘッド１０６に固定された本体部６０と、本体部で昇降動作を行う昇降体１４と、昇降体を昇降させる昇降機構２０と、吸着ノズルを下端部に保持する中空のノズルシャフト３０と、スプラインナット５５を介してノズルシャフトを回動させる回動機構５０と、吸着ノズルが受ける上方への荷重を検出する荷重検出部４０と、荷重検出により荷重制御を行う動作制御部７０とを備え、昇降機構と回動機構とが本体部に支持され、ノズルシャフトの上端部が前記本体部の上部から突出装備され、荷重検出部が昇降体又は本体部に支持されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着ノズルによる加圧力を制御する電子部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子部品実装装置は、電子部品を吸着するコレット（ノズル）と、コレットを回動させる回動機構と、回動機構を内蔵する筐体と、筐体を上下動可能に支持するガイドと、筐体を上下動させるボールネジ機構とをヘッドに搭載し、回動機構とコレットとが筐体内部で上下動可能に支持されると共に回動機構から水平方向に延出された突起部を介してロードセルによりコレット下降時の電子部品に対する加圧力の検出を行っている（例えば、特許文献１参照）。
かかる電子部品実装装置は、電子部品の吸着状態のコレットをボールネジ機構により下降させ、下方にある基板に電子部品を介してコレットの先端部が当接すると、筐体に対してコレットと回動機構が上昇し、突起部を介してロードセルが押圧され、コレット先端部における基板に対する加圧力が検出される。そして、予め定められた所定の加圧力が検出されると、コレットから電子部品を解放すると共に下降を停止し、コレットを上昇させる。これにより、所定の加圧力で基板に対する電子部品の実装作業を行っている。
【０００３】
また、他の電子部品実装装置は、電子部品を吸着する吸着ノズルと、吸着ノズルの上下動を許容しつつ保持するノズル保持体と、ノズル保持体を吸着ノズルを中心として回動可能に支持する支持枠と、支持枠を上下動可能に支持する本体フレームと、支持枠を上下動させるボールネジ機構と、ノズル保持体の上端部に固定装備されたスプライン軸を介して吸着ノズル及びノズル保持体に回動動作を付与する回動機構と、ノズル保持体に設けられると共に吸着ノズルの上方への加圧力を検出するロードセルと、支持枠に設けられると共にスプライン軸を介して吸着ノズルを上下動させるボイスコイルモータとを備えている（例えば、特許文献２参照）。
この電子部品実装装置は、電子部品の吸着状態の吸着ノズルをボールネジ機構により下降させ、下方にある基板に電子部品を介して吸着ノズルの先端部が当接すると、吸着ノズルが上昇してロードセルが押圧され、吸着ノズル先端部における基板に対する加圧力が検出される。そして、予め定められた所定の加圧力を所定時間維持するようボイスコイルモータを制御し、その後、吸着ノズルから電子部品を解放すると共にボールネジ機構により吸着ノズルを上昇させる。これにより、所定の加圧力で基板に対する電子部品の実装作業を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２７０８１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５８７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の電子部品実装装置は、コレットが回動機構と一体となって下降を行うため、総重量が大きくなることで応答性が低減し、電子部品の基板に対する加圧の制御が難しくなるという問題があった。
また、この電子部品実装装置は、コレットの上端部が回動機構の内部に入り込んでいるため、上方まで延出することができず、コレット上端部から側方にエアーのホースを延出し、吸引源と接続している。そして、このようにホースが側方に延出されているため、コレットの回動範囲が制限されるという問題も生じていた。
【０００６】
また、特許文献２の電子部品実装装置は、スプライン軸を用いることで回動機構を吸着ノズルと分離し、加圧制御時に吸着ノズルとノズル保持体のみを上昇させることで、可動重量を低減し、応答性の高い制御を実現可能としているが、荷重検出器が吸着ノズルの上端部に配置され、また吸着ノズルと同心でその上方に回動機構を配置しているため、吸着ノズルを装置の上端部まで引き出すことができなかった。そのため、吸着ノズルに吸引源に接続するためのホースが側方に延出され、特許文献１と同様に、吸着ノズルの回動範囲が制限されていた。
また、ノズル保持体に装備されたロードセルの配線もノズル保持体の外側に引き出されるため、かかる配線も吸着ノズルの回動範囲を制限する原因となっていた。
【０００７】
本発明は、吸着ノズルの上下動の際の応答性を向上し、吸着ノズルをより広範囲で回動可能とすることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、電子部品の供給部と基板の保持部との間を移動可能なヘッドに設けられた吸着ノズルにより電子部品を吸着し、前記基板に前記電子部品を搭載する電子実装装置において、前記ヘッドに固定された本体部と、前記本体部に対して昇降可能に支持された昇降体と、前記昇降体に昇降動作を付与する昇降機構と、前記吸着ノズルを下端部に保持し、上端部が吸気源に接続される中空のノズルシャフトと、前記ノズルシャフトにスプライン溝が形成されると共にスプラインナットを介して前記ノズルシャフトに回動動作を付与する回動機構と、前記吸着ノズルが受ける上方への荷重を検出する荷重検出部と、前記荷重検出部が予め定められた所定の荷重を検出するまで前記昇降体を下降させて前記供給部から電子部品を吸着する制御を行う動作制御部とを備え、前記昇降機構と前記回動機構とが前記本体部に支持され、前記ノズルシャフトの上端部が前記本体部の上部から突出した状態で装備され、前記荷重検出部が前記昇降体又は前記本体部に支持されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記荷重検出部は、前記昇降体に設けられると共に、前記ノズルシャフトを貫通させた状態で回転可能に保持する中空保持部と、当該中空保持部を前記昇降体に連結する連結部と、前記連結部の歪みを検出する歪み検出素子とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記昇降機構の駆動源と当該駆動源から前記昇降体に昇降動作を伝達する伝達部材とを有し、前記荷重検出部は、前記昇降機構の駆動源又は前記伝達部材を支持する部位の歪みを検出する歪み検出素子を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記昇降体は、前記昇降機構からの昇降動作入力部と、前記ノズルシャフトの支持部とに分割構成されると共に、前記支持部と前記昇降動作入力部の各々の対向部位を互いに引き寄せ合うような力を付与する弾性体が設けられ、前記支持部が前記昇降動作入力部に対して上側に配置されると共に、前記荷重検出部は、前記支持部と前記昇降動作入力部との対向部位の相互間の加圧力を検出する圧力検出素子を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記昇降体は、前記昇降機構からの昇降動作入力部と、前記ノズルシャフトの支持部とに分割構成され、前記荷重検出部は、前記昇降動作入力部が上側で前記支持部が下側となる対向部位の相互間の加圧力を検出する圧力検出素子を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明は、昇降機構と回動機構とがいずれも本体部に支持されているため、昇降体に回動機構が搭載されている場合に比べて軽量化することができ、吸着ノズルの下降による電子部品の荷重の付加制御が容易となり、精度良く荷重を加えることが可能となる。
また、ノズルシャフトが中空であり、その上端部が本体部の上部から突出した状態で装備されているため、ノズルシャフトの上端部を吸気源と接続することができ、側方に接続チューブ等を延ばす必要がなく、吸着ノズルの回動が制限されなくなり、回動可能角度を拡大することが可能となる。
さらに、荷重検出部が昇降体又は本体部に支持されているので、吸着ノズルの回動時に荷重検出部は回動を行わず、従って、荷重検出部の配線などにより吸着ノズルの回動が制限されなくなり、かかる面からも回動可能角度を拡大することが可能となる。また、荷重検出部の配線電流を伝達するための可動接点構造なども不要とすることが可能である。
【００１４】
請求項２記載の発明は、荷重検出部は、ノズルシャフトを貫通させた中空保持部に連結された連結部の歪みを検出するので、ノズルシャフトを本体部が上下に貫通する配置としても荷重検出部が妨げとならず、さらに、ノズルシャフトの周囲で荷重検出を行うので、吸着ノズル及びノズルシャフトに加わる荷重をより正確に検出することが可能となる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、荷重検出部が昇降機構の駆動源又は伝達部材の支持部位の歪みを検出するので、荷重検出部をノズルシャフトから離れて配置することができ、ノズルシャフトが本体部を上下に貫通する配置とした場合でも荷重検出部が妨げとならず、さらに、荷重検出部を本体部に設けるので、ノズルシャフトと共に回動したり昇降したりしないことから、その配線が昇降体の昇降動作の妨げとならず、また、昇降動作に対応する配線構造を不要とすることが可能となる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、圧力検出素子が昇降動作入力部と支持部との間に配置されると共に支持部が昇降動作入力部に対して上側に配置されているので、吸着ノズルの下降により下方に当接した時に、支持部が上昇して昇降動作入力部と支持部の間隔が開かれることとなり、当接時の荷重が過大となることで圧力検出素子が破壊されることを効果的に回避することが可能である。
【００１７】
請求項５記載の発明は、荷重検出部が昇降動作入力部と支持部との対向部位の相互間の加圧力を検出するので、昇降動作入力部と支持部との間に圧力検出素子を介挿することで荷重検出が可能となり、構造の簡略化及び構成部品数の低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一の実施形態における電子部品実装装置の斜視図である。
【図２】第一の実施形態における吸着ノズルのノズル駆動装置の側断面図である。
【図３】荷重検出部の中心線に沿った断面図である。
【図４】図４（Ａ）は荷重検出部におけるロードセルの部分のみを示した平面図、図４（Ｂ）は斜視図である。
【図５】電子部品実装装置の制御系を示すブロック図である。
【図６】電子部品が基板に搭載される際の吸着ノズルの駆動制御を示すフローチャートである。
【図７】電子部品が基板に搭載される際の吸着ノズルの駆動制御を示すタイミングチャートである。
【図８】第一の実施形態におけるノズル駆動装置の他の例の部分断面図である。
【図９】第一の実施形態におけるノズル駆動装置のさらに他の例の部分断面図である。
【図１０】第二の実施形態におけるノズル駆動装置の側断面図である。
【図１１】荷重検出部の平面図である。
【図１２】第三の実施形態におけるノズル駆動装置の他の例の側断面図である。
【図１３】第三の実施形態におけるノズル駆動装置の側断面図である。
【図１４】荷重検出部の拡大断面図であって、図１４（Ａ）は連結部同士が近接した状態、図１４（Ｂ）は連結部同士が離間した状態を示す。
【図１５】第三の実施形態における荷重検出部の検出量と吸着ノズル下降量との関係を示す線図である。
【図１６】第三の実施形態における荷重検出部の他の例の拡大断面図である。
【図１７】第三の実施形態における荷重検出部のさらに他の例の拡大断面図である。
【図１８】第四の実施形態におけるノズル駆動装置の側断面図である。
【図１９】第四の実施形態における荷重検出部の斜視図である。
【図２０】第四の実施形態におけるノズル駆動装置の他の例の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第一の実施形態：全体構成）
本発明の第一の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、電子部品実装装置１００の斜視図である。以下、図示のように、水平面において互いに直交する二方向をそれぞれＸ軸方向（基板搬送方向）とＹ軸方向（基板搬送方向との直交方向）とし、これらに直交する鉛直方向をＺ軸方向というものとする。
電子部品実装装置１００は、基板に各種の電子部品の搭載を行うものであって、図１に示すように、搭載される電子部品を供給する複数の電子部品フィーダー１０１及び電子部品フィーダー１０１を複数並べて保持するフィーダーバンク１０２からなる二組の部品供給部と、Ｘ軸方向に基板を搬送する基板搬送手段１０３と、当該基板搬送手段１０３による基板搬送経路の途中に設けられた基板に対する電子部品搭載作業を行うための基板保持部１０４と、複数（この例では三基）の吸着ノズル１２をそれぞれ昇降可能に保持するノズル駆動装置１０と、各ノズル駆動装置１０が固定されて電子部品の保持を行うヘッド１０６と、ヘッド１０６を二組の部品供給部と基板保持部１０４とを含んだ作業エリア内の任意の位置に駆動搬送するヘッド移動機構としてのＸ−Ｙガントリ１０７と、ヘッド１０６に搭載され、基板の撮像を行う複数（この例では三基）の撮像手段としての基板認識カメラ１０８と、フィーダーバンク１０２の近傍で垂直上方に視線を向けて吸着ノズル１２に吸着された電子部品Ｃを下方から撮像する部品認識カメラ１２０と、上記各構成の動作制御を行う動作制御手段７０とを備えている。
【００２０】
かかる電子部品実装装置１００の動作制御手段７０は、電子部品フィーダー１０１の電子部品の受け渡し部１０１ａから各吸着ノズル１２に電子部品を吸着させる。また、動作制御手段７０は、各吸着ノズル１２に吸着された電子部品を部品認識カメラ１２０で撮像して得られた撮像画像データから画像処理を行ってノズル先端部に対する電子部品の位置及びノズルの中心線を中心とする角度（向き）を求め、基板に対する吸着ノズル１２の位置決めの補正並びに吸着ノズル１２を回転させて電子部品の角度の補正を行い、電子部品の実装制御を行う。
【００２１】
（吸着ノズルのノズル駆動装置）
図２は吸着ノズル１２のノズル駆動装置１０の側断面図である。この図に示すように、吸着ノズル１２のノズル駆動装置１０は、ヘッド１０６に固定支持された本体部としての本体フレーム６０と、電子部品Ｃをその先端部で吸着する吸着ノズル１２を保持するノズルホルダ３１と、当該ノズルホルダ３１を介して下端部で吸着ノズル１２を保持するノズルシャフト３０と、上下動可能に本体フレーム６０に支持された昇降体としての可動ブラケット１４と、可動ブラケット１４を上下方向に駆動する昇降機構２０と、吸着ノズル１２に付与される荷重を検出する荷重検出部４０と、Ｚ軸方向に沿った中心線回りに吸着ノズル１２の回転角度調節を行う回動機構５０と、上記各構成の動作制御を行う動作制御手段７０（図５参照）とを備えている。以下に各部を詳説する。
【００２２】
（本体フレーム）
本体フレーム６０は、ヘッド１０６に固定される背面板６１と、背面板６１の上部からＹ軸方向に沿って延出された第一と第二の延出支持部６２，６３と、背面板６１の下部に設けられて可動ブラケット１４をＺ軸方向に沿って滑動可能に支持するスライドガイド６４とを備えている。
【００２３】
背面板６１はＸ−Ｚ平面に沿った平板であり、その一方の面がヘッド１０６に固定され、他方の面に第一と第二の延出支持部６２，６３及びリニアガイド６４が設けられている。
第一の延出部６２は、Ｘ−Ｙ平面に沿った板状であって昇降機構２０を支持している。
第二の延出部６３は、Ｘ−Ｙ平面に沿った板状であって回動機構５０を支持している。また、この第二の延出部６３は、第一の延出部６２のすぐ下側に位置している。
【００２４】
（可動ブラケット）
可動ブラケット１４は、背面板６１の下部に設けられたリニアガイド６４に対して可動ブロック１４ａを介して上下に滑動可能に支持されている。この可動ブラケット１４は、第一の延出部６２に設けられた昇降機構２０により上下方向に駆動される。
【００２５】
（昇降機構）
昇降機構２０は、本体フレーム６０の第一の延出支持部６２において下方に出力軸を向けた状態で配設された回転駆動式のＺ軸モータ２１（昇降駆動源）と、その回転角度量を検出するエンコーダ２２（図５参照）と、Ｚ軸モータ２１の出力軸にカップリング２６を介して連結され，上下方向に沿った状態で回転自在に本体フレーム６０に支持された伝達部材としてのボールネジシャフト２３と、このボールネジシャフト２３により上下動が付与されるボールネジナット２４とを有している。
ボールネジシャフト２３はＺ軸モータ２１の出力軸に同心で連結され、Ｚ軸方向に沿った状態で下方に垂下されると共に、第二の延出支持部６３により軸受け２５を介して回転可能に支持されている。
ボールネジナット２４は、可動ブラケット１４に固定されており、Ｚ軸モータ２１の回転駆動により回転角度量に応じて可動ブラケット１４を上下動させると共にＺ軸方向の位置決めを行う。また、上記エンコーダ２２は、その検出信号が動作制御手段７０に出力され、動作制御手段７０がこれに基づいて可動ブラケット１４の現在位置を認識してＺ軸モータ２１の動作制御を行うことを可能としている。
【００２６】
（ノズルシャフト）
吸着ノズル１２は、下端部が先細に形成された管状体であり、当該先端部を電子部品Ｃに向けた状態で吸着保持が行われる。
ノズルシャフト３０は、下端部にノズルホルダ３１を有し、当該ノズルホルダ３１を介して吸着ノズル１２を保持する。また、このノズルシャフト３０は、内部が全長に渡って中空であり、ノズルシャフト３０の上端部には、吸引源となる吸引ポンプやエジェクター等と接続するためのホースの継ぎ手３２が設けられている。即ち、このノズルシャフト３０は、上端部のホース継ぎ手３２から吸引源による吸引が行われると、下端部に装備された吸着ノズル１２による吸引を可能とする。
【００２７】
また、このノズルシャフト３０は、その上部の外周面にスプライン溝が形成されており、当該ノズルシャフト３０の上部が第一及び第二の延出支持部６２，６３により回転可能に支持された後述するスプラインナット５５を貫通した状態で嵌合している。
また、ノズルシャフト３０の下部は、可動ブラケット１４に取り付けられた荷重検出部４０により可動ブラケット１４に対してＺ軸回りに回転可能に支持されている。なお、荷重検出部４０によりノズルシャフト３０の支持状態については後に詳述する。
かかる構造により、ノズルシャフト３０は、可動ブラケット１４と共に上下動を行うこととなるが、その上部はスプラインナット５５により支持されているので、その上下動は阻害されないようになっている。
なお、ノズルシャフト３０は、実際には、その上半分は外周面にスプライン溝が形成された内部中空のスプラインシャフトであり、その下半分はスプライン溝のない内部中空の管状体であり、これらがカップリング３５により一体的に連結されているものである。
【００２８】
また、ノズルシャフト３０の上端部は、可動ブラケット１４が可動範囲における最低位置まで下降した場合でも、本体フレーム６０の上端面よりも上方に突出するように取り付けられている。これにより、ノズルシャフト３０の上端部の継ぎ手３２に取り付けられたホースは、常に本体フレーム６０の上方に位置する状態が維持され、ノズルシャフト３０が回動を行っても、これに伴い回動するホースが周囲の他の構成と干渉する可能性が十分に低減され、吸着ノズル１２の回動角度範囲を制限する必要が排除される。
【００２９】
（回動機構）
回動機構５０は、第二の延出支持部６３において上方に出力軸を向けた状態で配設されたθ軸モータ５１（回転駆動源）と、その回動角度の原点位置を検出する原点センサ５２（図５参照）と、θ軸モータ５１の出力軸に設けられたプーリ５３からタイミングベルト５４を介して連結されたスプラインナット５５とを備えている。
スプラインナット５５は、前述したように、第一の延出支持部６２と第二の延出支持部６３との間でＺ軸回りに回転可能に支持されており、ノズルシャフト３０が挿入されると、相互のスプライン溝が嵌合し、これらがＺ軸回りに同時回転を行うようになる。
また、このスプラインナット５５は、その外周面がタイミングベルト５４のプーリとなっており、θ軸モータ５１の駆動により回動動作が付与され、ノズルシャフト３０にも回動を伝達する。
つまり、ノズルシャフト３０は、回動機構５０により回動が行われる際には、荷重検出部４０によりその回動が許容され、昇降機構２０により上下動が行われる際には、スプラインナット５５により上下動が許容される。これにより、ノズルシャフト３０は、可動ブラケット１４に支持されて上下動を行いつつも回動を行うことも可能となっている。
【００３０】
また、原点センサ５２は原点検索時にθ軸モータ５１の出力軸の原点位置を動作制御手段７０に出力し、これに基づいて動作制御手段７０はθ軸モータ５１に所定の角度量の回転を生じるように回転駆動制御を行うことを可能としている。その結果、θ軸モータ５１の出力軸からスプラインナット５５，ノズルシャフト３０を介して吸着ノズル１２の回転駆動が行われ、吸着ノズル１２の先端部に吸着保持された電子部品Ｃの向きを調節することが可能である。
【００３１】
（荷重検出部）
荷重検出部４０及び可動ブラケット１４におけるノズルシャフト３０の支持状態について説明する。
図３は荷重検出部４０の中心線に沿った断面図、図４（Ａ）は荷重検出部４０におけるロードセルの部分のみを示した平面図、図４（Ｂ）は斜視図である。この荷重検出部４０は、ノズルシャフト３０を貫通させた状態で内部の軸受け４７により回転可能に保持する円筒状の中空保持部４１と当該中空保持部４１を可動ブラケット１４に連結する複数の連結部としての連結腕部４２と連結腕部４２の歪みを検出する歪み検出素子としてのひずみゲージ４３とからなるロードセル４４と、ロードセル４４の上側にスペーサ４５を介して装備されたストッパ４６とを備えている。
【００３２】
これに対して、ノズルシャフト３０は、その長手方向におけるほぼ中間位置に設けられたフランジ状の段部３３が軸受け４７の内輪に下方から当接し、円筒状のカラー３４を介してカップリング３５が上方から軸受け４７の内輪を締結している。これにより、ノズルシャフト３０は、軸受け４７を上下に挟み込んだ状態を形成し、ロードセル４４に対してＺ軸回りに回転が許容されつつもＺ軸方向については固定された状態で保持されている。
なお、ノズルシャフト３０は、ロードセル４４の下方において、ストロークロータリーベアリング３６により可動ブラケット１４に支持されており、当該可動ブラケット１４に対してＺ軸回りの回動とＺ軸方向に沿った直動とが許容された状態となっている。
【００３３】
ロードセル４４の連結腕部４２は中空保持部４１に二本設けられており、各連結腕部４２は中空保持部４１を中心として図４（Ａ）における上下方向にそれぞれ一本ずつ延出されている。そして、各連結腕部４２は、その延出端部において、スペーサ４５及びストッパ４６と共に可動ブラケット１４の上面に図示しない止めネジにより固定されている。
そして、各連結腕部４２は、中空保持部４１と一体的に形成されており、当該各連結腕部４２が撓むことにより、可動ブラケット１４に対して中空保持部４１がＺ軸方向（上下方向）に揺動することを可能としている。
また、各連結腕部４２は、延出部の中間位置の上面に二つずつ歪みゲージ４３が貼着装備されており、各歪みゲージ４３は、中空保持部４１がＺ軸方向に沿って揺動した時にその動作量に応じた検出出力を動作制御手段７０に行うようになっている。
【００３４】
ストッパ４６は、連結腕部４２よりも剛性の高い素材から形成されると共に、中空保持部４１の上端面に対してスペーサ４５の厚さに応じた距離だけ離れて設けられている。
そして、吸着ノズル１２及びノズルシャフト３０が上方に押し上げられた時に、中空保持部４１の上端面がストッパ４６に当接し、それ以上の上方移動を規制する。
即ち、この電子部品実装装置１００では、吸着ノズル１２により電子部品Ｃが基板に加える最大押圧荷重を50Ｎに設定しており、当該最大押圧荷重50Ｎで吸着ノズル１２が下方に押圧した時に中空保持部４１に生じる上方移動量と等しくなるようにスペーサ４５の厚さが設定されている。
これにより、ストッパ４６によって各連結腕部４２には最大押圧荷重に応じた撓み量しか生じないように規制され、各歪みゲージに過大な負荷が生じないようになる。また、ストッパ４６により、各連結腕部４２の過剰な撓みを規制し、破壊を防止することができる。
【００３５】
（電子部品実装装置の制御系）
図５は電子部品実装装置１００の制御系を示すブロック図である。電子部品実装装置１００は、図５に示すように、電子部品実装装置１００の各部の動作制御を行う動作制御手段７０を備え、この動作制御手段７０には、ヘッド１０６をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動させるＸ−Ｙガントリ１０７のＸ軸モータ１２１及びＹ軸モータ１２２と、吸着ノズル１２を上下動させるＺ軸モータ２１と、吸着ノズル１２を回動させるθ軸モータ５１とが、それぞれ駆動回路１２１ａ，１２２ａ，２１ａ，５１ａを介して接続されている。
また、動作制御手段７０には、インターフェイス７１を介して、Ｚ軸モータ２１のエンコーダ２２と、θ軸モータ５１の原点センサ５２と、荷重検出部４０の歪みゲージ４３と、基板認識カメラ１０８及び部品認識カメラ１２０の撮像画像から基板及び電子部品の位置認識等を行う画像認識装置１２３とが接続されている。
なお、Ｚ軸モータ２１，θ軸モータ、エンコーダ２２，原点センサ５２，歪みゲージ４３は、実際には複数搭載されているが、図５ではそれぞれ一つのみ図示するものとする。
【００３６】
動作制御手段７０は、吸着ノズル１２のノズル駆動装置１０について後述する各種制御を行う制御プログラムが記憶されたＲＯＭ７２と、制御プログラムに従って各種の構成を集中制御するＣＰＵ７３と、ＣＰＵ７３の処理データを格納するワークエリアとして機能するＲＡＭ７４と、処理データや設定データを保存するデータメモリ７５とを備えている。
【００３７】
（吸着ノズルの駆動制御方法）
続いて、電子部品Ｃが基板に搭載される際にＣＰＵ７３が実行する吸着ノズル１２の駆動制御方法について、図６のフローチャート及び図７のタイミングチャートを参照して説明する。これは、ＣＰＵ７３がＲＯＭ７２に格納された所定のプログラムを実行することにより行われる処理である。
なお、ここでは、吸着ノズル１２が電子部品Ｃの吸着を行い、θ軸モータ５１により吸着ノズル１２の先端部の電子部品Ｃの向きが既に調節されて、基板の搭載位置にヘッド１０６が搬送された状態にあることを前提とする。また、この制御は、一つの吸着ノズル１２に対する駆動制御であり、複数の吸着を行う際には、各吸着ノズル１２ごとに下記の制御を順番に実行する。
【００３８】
まず、ＣＰＵ７３は、Ｚ軸モータ２１を駆動させて、吸着ノズル１２の先端部をヘッド１０６搬送時の高さＺ４（図７(1)）から基板上面（以下、搭載面とする）に近い高さＺ３まで高速で下降させる（ステップＳ１：図７(2)）。なお、高さＺ３は、搭載面Ｚ０に近接する高さであるが吸着ノズル１２の下端部が電子部品Ｃに届くことがない高さに設定されている。また、かかる状態における歪みゲージ４３による検出荷重はＬ０となっている。
【００３９】
その後、吸着ノズル１２の動作が安定するのを待ってから（図７(3)）、Ｚ軸モータ２１のゲインを低速の荷重制御モードに切り替えて低速下降を開始する（ステップＳ３：図７(4)）。
そして、ＣＰＵ７３は、吸着ノズル１２に吸着された電子部品Ｃが搭載面に到達することにより歪みゲージ４３による検出荷重がＬ０から上昇するか否かを監視する（ステップＳ５：図７(5)）。
そして、電子部品Ｃの搭載面への到達が検出されると（図７(6)、高さＺ１（電子部品Ｃが搭載面に当接した時の高さ））、下降を継続して（ステップＳ７）、さらに、目標荷重（歪みゲージ出力Ｌ１）に検出荷重が到達したかを監視する（ステップＳ９）。
【００４０】
そして、検出荷重が目標荷重（歪みゲージ出力Ｌ１）に到達したことが検出されるとＺ軸モータ２１を停止し、可動ブラケット１４をその高さに維持すると共に所定の加圧時間の計時を開始する（ステップＳ１１：図７(7)及び図７(8)）。
そして、予め設定された加圧時間Ｔ１の経過が検出されると（ステップＳ１３：図７(9) 及び図７(10)）、Ｚ軸モータ２１を駆動して吸着ノズル１２を高さＺ２まで上昇させる（ステップＳ１５：図７(11)）。
なお、高さＺ２は、搭載面Ｚ０より幾分上方であって高さＺ３よりも低い位置としているが、Ｚ３と同じ高さとしても良い。
【００４１】
Ｚ軸モータ２１を一時停止した後、Ｚ軸モータ２１のゲインを高速の通常モードに切り替えて高さＺ４まで高速上昇を行い（ステップＳ１７：図７(12)）、吸着ノズルの駆動制御を終了する。
【００４２】
（第一の実施形態における効果）
上記電子部品実装装置１００は、昇降機構２０と回動機構５０とがいずれも本体フレーム６０に支持されているため、可動ブラケット１４に回動機構５０を搭載する場合と異なり、昇降動作を行う構成の軽量化を図ることができ、吸着ノズル１２の下降による電子部品Ｃの荷重の付加制御が容易となり、精度良く荷重を加えることが可能となる。
【００４３】
また、ノズルシャフト３０を中空とし、その上端部を本体フレーム６０の上部から突出した状態で装備したことから、吸気源との接続を行うチューブ等の配管がノズルシャフト３０と共に回動を行った場合でも、周囲との干渉を回避することが容易であり、吸着ノズル１２の回動可能角度を拡大することが可能となる。
さらに、荷重検出部４０が可動ブラケット１４に設けられているので、吸着ノズル１２の回動時に荷重検出部４０も回動を行わず、歪みゲージ４３の配線などにより吸着ノズル１２の回動が制限されなくなり、かかる面からも回動可能角度を拡大することが可能となる。
【００４４】
また、荷重検出部４０は、ノズルシャフト３０を貫通させた中空保持部４１に連結された連結腕部４２の歪みを検出する歪みゲージ４３を有するので、ノズルシャフト３０を本体フレーム６０の上方まで延出する際に、荷重検出部４０が妨げとならず、また、ノズルシャフト３０の周囲で荷重検出を行うので、吸着ノズル１２及びノズルシャフト３０に加わる荷重をより正確に検出することが可能となる。
【００４５】
（第一の実施形態の他の例）
なお、前述した電子部品実装装置１００では、荷重検出部４０を可動ブラケット１４の上部に搭載する場合を例示したが、その配置はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、荷重検出部４０を可動ブラケット１４の下部に装備しても良い。この荷重検出部４０は前述した荷重検出部４０と同一構造のものである。この場合、ノズルシャフト３０の段部３３は下端部近傍に形成され、これにより荷重検出部４０の軸受け４７の保持を行う。また、軸受け４７を上方から保持するカラーとカップリングは図示を省略している。
【００４６】
また、前述した電子部品実装装置１００では、ノズルシャフト３０をヘッド１０６の近傍に、昇降機構２０をヘッド１０６の遠方に配置したが、これに限定されるものではなく、図９に示すように、ノズルシャフト３０をヘッド１０６の遠方とし、昇降機構２０をヘッド１０６の近傍に配置しても良い（図９では昇降機構２０のボールネジシャフト２３とボールネジナット２４のみを図示）。また、これと同様に、回動機構５０の配置も変更しても良い。
【００４７】
また、電子部品実装装置１００では、可動ブラケット１４においてストロークロータリーベアリング３６によりノズルシャフト３０を回動及び上下動可能に支持しているが、例えば、荷重検出部４０において荷重付加時に生じるＺ軸方向の変位が十分に小さい場合には、ストロークロータリーベアリング３６に換えて、通常の玉軸受けによりノズルシャフト３０を支持し、その内輪と外輪のガタによりノズルシャフト３０のＺ軸方向の変位を許容する構成としても良い。
【００４８】
（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態であるノズル駆動装置１０Ａについて図面を参照して説明する。かかる第二の実施形態は、ノズル駆動装置１０Ａに特徴を有し、他の構成は前述した電子部品実装装置１００と同一であるため、主にノズル駆動装置１０Ａについて説明するものとする。また、前述したノズル駆動装置１０と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
【００４９】
図１０はノズル駆動装置１０Ａの側断面図、図１１は荷重検出部４０Ａの平面図である。
このノズル駆動装置１０Ａは、荷重検出部４０Ａを可動ブラケット１４Ａではなく、本体フレーム６０に設けた点がノズル駆動装置１０と異なっている。
即ち、本体フレーム６０の第二の延出支持部６３において、軸受け２５の周囲四カ所について略扇形状に貫通穴４１Ａを形成することで、軸受け２５とのその周囲の部分を四方から支持する四つのビーム構造部４２Ａを形成し、当該各ビーム構造部４２Ａの上面と下面とそれぞれ歪みゲージ４３Ａを貼着装備することにより、荷重検出部４０Ａを構成している。
【００５０】
また、荷重検出部４０Ａを本体フレーム６０側に設けたことにより、可動ブラケット１４Ａでは、ノズルシャフト３０をＺ軸方向に揺動可能に支持する必要がないため、ストロークロータリーベアリング３６ではなく、通常の玉軸受け３６Ａ，３６Ａにより支持し、Ｚ軸方向に揺動は生じないが、Ｚ軸回りに回動可能に支持する構造としている。
【００５１】
上記の構成により、ノズル駆動装置１０Ａは、電子部品Ｃを吸着した状態で吸着ノズル１２を基板に向かって下降させ、電子部品Ｃが基板に到達すると、その反力により、ノズルシャフト３０，可動ブラケット１４Ａ，ボールネジナット２４，ボールネジシャフト２３を介して軸受け２５及び第二の延出支持部６３におけるその周囲の支持部が上方に押圧される。これにより、各ビーム構造部４２Ａに歪みが生じ、各歪みゲージ４３Ａの検出により、基板に対する押圧荷重を求めることが可能となっている。
また、このノズル駆動装置１０Ａに対する動作制御は、前述した図６のフローチャートと図７のタイミングチャートに基づく処理と同一の処理により実行することが可能である。
【００５２】
（第二の実施形態における効果）
上記ノズル駆動装置１０Ａは、前述したノズル駆動装置１０と同様の効果を有すると共に、荷重検出部４０Ａが昇降機構２０のボールネジシャフト２３の支持部位の歪みを検出するので、荷重検出部４０Ａをノズルシャフト３０から離れて配置することができ、ノズルシャフト３０が本体フレーム６０を上下に貫通する配置とした場合に、荷重検出部４０Ａがその配置の妨げとならない。
さらに、荷重検出部４０Ａを本体フレーム６０に設けるので、ノズルシャフト３０と共に回動したり昇降したりしないことから、荷重検出部４０Ａの各歪みゲージ４３Ａの配線が昇降体の昇降動作の妨げとならず、また、昇降動作に対応する配線構造を不要とすることが可能となる。
【００５３】
（第二の実施形態の他の例）
なお、前述したノズル駆動装置１０Ａでは、荷重検出部４０Ａを第二の延出支持部６３における軸受け２５の周囲に設ける場合を例示したが、その配置はこれに限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、軸受け２５よりも第二の延出支持部６３におけるその根本側（背面板６１側）の位置に荷重検出部４０Ａを設けても良い。
例えば、軸受け２５よりも第二の延出支持部６３におけるその根本側の一部について、Ｚ軸方向の厚さが薄くなるようにＸ軸方向に貫通穴４１Ａを穿設し、薄肉となるビーム構造部４２Ａを形成し、その上面と下面に二カ所ずつ歪みゲージ４３Ａを貼着装備して荷重検出部４０Ａを構成しても良い。
【００５４】
また、第二の延出支持部６３がボールネジシャフト２３を支持しないで、加圧時の反力がＺ軸モータ２１まで伝わる支持構造の場合には、図１２のＳ１の位置に図１１と同じ構造の荷重検出部４０Ａを形成しても良い。また或いは、Ｚ軸モータ２１よりも第一の延出支持部６２におけるその根本側（背面板６１側）の位置Ｓ２に図１２と同じ構造の荷重検出部４０Ａを形成しても良い。
【００５５】
（第三の実施形態）
本発明の第三の実施形態であるノズル駆動装置１０Ｂについて図面を参照して説明する。かかる第三の実施形態は、ノズル駆動装置１０Ｂに特徴を有し、他の構成は前述した電子部品実装装置１００と同一であるため、主にノズル駆動装置１０Ｂについて説明するものとする。また、前述したノズル駆動装置１０と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
【００５６】
図１３はノズル駆動装置１０Ｂの側断面図、図１４は荷重検出部４０Ｂの拡大断面図である。
このノズル駆動装置１０Ｂは、可動ブラケット１４Ｂを昇降機構２０からの昇降動作入力部１４１Ｂとノズルシャフト３０の支持部１４２Ｂとに分割構成し、互いの連結部において支持部１４２Ｂを昇降動作入力部１４１Ｂの上方に配置し、当該支持部１４２Ｂと昇降動作入力部１４１Ｂの各々の対向部位を互いに引き寄せ合う弾性体としての引っ張りバネ１４３Ｂを設け、これらの対向部位の間に荷重検出部４０Ｂを設けたことを特徴とする。
【００５７】
上記前提により、可動ブラケット１４Ｂは、昇降動作入力部１４１Ｂとノズルシャフト３０の支持部１４２Ｂとに二分割され、昇降動作入力部１４１Ｂには、昇降機構２０のボールネジナット２４が装備され、支持部１４２Ｂには、ノズルシャフト３０が二つの玉軸受け３６Ｂ，３６ＢによりＺ軸回りに回動可能に装備される。
【００５８】
さらに、図１４に示すように、昇降動作入力部１４１Ｂと支持部１４２Ｂの連結部１４４Ｂ，１４５Ｂは、Ｚ軸方向について重合する配置となっており、互いに対向する対向面が形成されている。
そして、昇降動作入力部１４１Ｂの連結部１４４Ｂは、支持部１４２Ｂの連結部１４５Ｂの下側に配置されている。
また、それぞれの連結部１４４Ｂ，１４５Ｂには、Ｚ軸方向に沿った連結ピン１４６Ｂ，１４７Ｂが互いに相手側に向かって延出装備されており、各連結部１４４Ｂ，１４５Ｂには相手側の連結ピン１４７Ｂ，１４６Ｂを挿入可能なスラストカラー１４８Ｂ，１４９Ｂが装備されている。
これにより、昇降動作入力部１４１Ｂの連結部１４４Ｂと支持部１４２Ｂの連結部１４５Ｂとは、互いにＺ軸方向に沿った相対移動が可能となっている。
また、前述したように、昇降動作入力部１４１Ｂの連結部１４４Ｂと支持部１４２Ｂの連結部１４５Ｂとは、引っ張りバネ１４３Ｂにより連結されており、互いの対向面が常時近接する方向に張力を受けている状態にある。
【００５９】
そして、支持部１４２Ｂの連結部１４５Ｂ側の対向面上には、連結部１４４Ｂ側の対向面との接触圧力を検出する荷重検出部４０Ｂとしてのロードセル（圧力検出素子）が装備されており、可動ブラケット１４Ｂに外力が加わっていない状態では、引っ張りバネにより、常時一定の加圧力を受けてこれを検出した状態にある（図１４（Ａ））。
ここで、吸着ノズル１２による電子部品Ｃに付与する最大設定荷重を50Ｎとした場合、引っ張りバネ１４３Ｂは最大設定荷重より若干大きめの押圧荷重を生じるもの（例えば60Ｎ）が使用される。
【００６０】
吸着ノズル１２の下降による基板に対する電子部品Ｃの加圧時には、引っ張りバネ１４３Ｂに抗して連結部１４４Ｂと連結部１４５Ｂとは、互いに離間する方向に作用するので、吸着ノズル１２の押し込みが進むと、図１５に示すように、荷重検出部４０Ｂによる検出出力は、引っ張りバネ１４３Ｂの荷重である60Ｎから徐々に低減することとなる。引っ張りバネ１４３Ｂの荷重を超える荷重となるまで吸着ノズル１２が押し込まれると、図１４（Ｂ）のように連結部１４４Ｂと連結部１４５Ｂとが互いに離間して、荷重検出不能となるが、引っ張りバネ１４３Ｂが最大設定荷重より大きな引っ張り荷重のものが選択されているので、通常の電子部品実装動作時にはそのような事態は生じない。
【００６１】
なお、このノズル駆動装置１０Ｂに対する動作制御は、前述した図６のフローチャートと図７のタイミングチャートに基づく処理と同一の処理により実行することが可能である。
【００６２】
（第三の実施形態における効果）
上記ノズル駆動装置１０Ｂは、前述したノズル駆動装置１０と同様の効果を有すると共に、荷重検出部４０Ｂが昇降動作入力部１４１Ｂと支持部１４２Ｂとの間に配置されるので、吸着ノズル１２の下降により電子部品Ｃが基板に当接した時に、支持部１４２Ｂが上昇して昇降動作入力部１４１Ｂと支持部１４２Ｂの間隔が開かれることとなり、当接時の荷重が過大となることで荷重検出部４０Ｂが破壊されることを効果的に回避することが可能である。
【００６３】
（第三の実施形態の他の例）
なお、前述した可動ブラケット１４Ｂの昇降動作入力部１４１Ｂと支持部１４２Ｂの連結部１４４Ｂ，１４５Ｂは、図１６（Ａ）に示すように、Ｘ軸方向に沿った軸によるヒンジ１５０Ｂにより相互に回動可能に連結すると共に、互いの対向面が引っ張り合うように引っ張りバネ１４３Ｂを設ける構成としても良い。そして。接離可能な対向面のいずれか一方に荷重検出部４０Ｂを他方の対向面に向けて装備しても良い。この場合、図１６（Ｂ）に示すように、荷重検出部４０Ｂが他方の対向面から離れないように、最大設定荷重で加圧した場合でも荷重検出部４０Ｂと他方の対向面とが離れない荷重の引っ張りバネ１４３Ｂを選定する必要がある。
【００６４】
また、前述した可動ブラケット１４Ｂの昇降動作入力部１４１Ｂと支持部１４２Ｂの連結部１４４Ｂ，１４５Ｂは、図１７（Ａ）に示すように、四節リンク機構を構成する平行且つ同じ長さの二つのリンク体１５１Ｂ、１５２Ｂにより連結すると共に、互いの対向面が引っ張り合うように引っ張りバネ１４３Ｂを設ける構成としても良い。そして。接離可能な対向面のいずれか一方に荷重検出部４０Ｂを他方の対向面に向けて装備しても良い。この場合も、図１７（Ｂ）に示すように、荷重検出部４０Ｂが他方の対向面から離れないように、最大設定荷重で加圧した場合でも荷重検出部４０Ｂと他方の対向面とが離れない荷重の引っ張りバネ１４３Ｂを選定する必要がある。
【００６５】
（第四の実施形態）
本発明の第四の実施形態であるノズル駆動装置１０Ｃについて図面を参照して説明する。かかる第四の実施形態は、ノズル駆動装置１０Ｃに特徴を有し、他の構成は前述した電子部品実装装置１００と同一であるため、主にノズル駆動装置１０Ｃについて説明するものとする。また、前述したノズル駆動装置１０と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
【００６６】
図１８はノズル駆動装置１０Ｃの側断面図、図１９は荷重検出部４０Ｃの平面図である。
このノズル駆動装置１０Ｃは、可動ブラケット１４Ｃを昇降機構２０からの昇降動作入力部１４１Ｃとノズルシャフト３０の支持部１４２Ｃとに分割構成し、支持部１４２Ｃを昇降動作入力部１４１Ｃの下方に配置し、当該支持部１４２Ｃと昇降動作入力部１４１Ｃの各々の対向部位の間に荷重検出部４０Ｂを設け、昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃとを荷重検出部４０Ｃにより連結したことを特徴とする。
【００６７】
上記前提により、可動ブラケット１４Ｃは、昇降動作入力部１４１Ｃとノズルシャフト３０の支持部１４２Ｃとに二分割され、昇降動作入力部１４１Ｃには、昇降機構２０のボールネジナット２４が装備され、支持部１４２Ｃには、ノズルシャフト３０が二つの玉軸受け３６Ｃ，３６ＣによりＺ軸回りに回動可能に装備される。
また、ノズルシャフト３０は、支持部１４２Ｃと昇降動作入力部１４１Ｃとに同心で形成された貫通穴を通じて同時に貫通配置される。
【００６８】
さらに、昇降動作入力部１４１Ｃの下面と支持部１４２Ｃの上面とが対向し、これら対向面を荷重検出部４０Ｃが連結するように取り付けられている。
荷重検出部４０Ｃは、略直方体形状の起歪体４１Ｃと、起歪体４１ＣにＸ軸方向に沿って貫通穴を設けることでその上面部と下面部とを薄肉状態とし、当該上面と下面の薄肉部におけるＹ軸方向に沿って対象にそれぞれ二つずつ設けられた歪みゲージ４３Ｃとからなるロードセルである。起歪体４１Ｃには、上面の中央部には下面まで貫通するノズルシャフト３０の挿通穴４４Ｃが形成されている。
かかる荷重検出部４０Ｃは、上面中央部からＺ軸方向に沿った方向に荷重を受けると、各歪みゲージ４３Ｃが荷重に応じた検出出力を行い、荷重を検出することが可能となっている。
そして、起歪体４１Ｃの上面中央部は昇降動作入力部１４１Ｃの下面に固定装備され、起歪体４１Ｃの下面中央部は支持部１４２Ｃの上面に固定装備され、昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃとを連結している。
これにより、吸着ノズル１２が電子部品Ｃを吸着した状態を下降して、基板を加圧すると、昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃとの間で起歪体４１Ｃが加圧され、押圧荷重に応じて各歪みゲージ４３Ｃが検出出力を行い、電子部品Ｃによる加圧荷重を検出することが可能となっている。
【００６９】
なお、このノズル駆動装置１０Ｃに対する動作制御は、前述した図６のフローチャートと図７のタイミングチャートに基づく処理と同一の処理により実行することが可能である。
【００７０】
（第四の実施形態における効果）
上記ノズル駆動装置１０Ｃは、前述したノズル駆動装置１０と同様の効果を有すると共に、荷重検出部４０Ｃが昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃとの対向部位の相互間の加圧力を検出するので、昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃとの間に荷重検出部４０Ｃの起歪体４１Ｃを介挿することで荷重検出が可能となり、構造の簡略化及び構成部品数の低減を図ることが可能となる。
また、起歪体４１Ｃには、Ｘ−Ｙ平面における中央部に挿通穴４４Ｃを形成し、ノズルシャフト３０を挿通して荷重検出部４０Ｃを昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃとの間に配置したので、吸着ノズル１２に加わる荷重をその真上の位置で検出することができ、より制度の高い検出が可能となる。
【００７１】
（第四の実施形態の他の例）
なお、前述した荷重検出部４０Ｃは、昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃの間でノズルシャフト３０が貫通する配置で設けられているが、これに限らず、図２０に示すように、昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃの間であって、ノズルシャフト３０を回避した配置としても良い。
その場合、起歪体４１Ｃに挿通穴４４Ｃを設ける必要がなく、また、荷重検出部４０Ｃの取り付けにおいて、ノズルシャフト３０の中心線に合わせて位置決めする等の必要もなくなり、構成の簡易化、生産性の向上を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００７２】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ ノズル駆動装置
１２ 吸着ノズル
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ 可動ブラケット（昇降体）
２０ 昇降機構
２３ ボールネジシャフト（伝達部材）
２４ ボールネジナット
３０ ノズルシャフト
４０，４０Ａ，４０Ｃ 荷重検出部
４０Ｂ 荷重検出部（圧力検出素子）
４１ 中空保持部
４１Ａ 貫通穴
４１Ｃ 起歪体
４２ 連結腕部（連結部）
４２Ａ ビーム構造部
４３，４３Ａ 歪みゲージ（歪み検出素子）
４３Ｃ 歪みゲージ（圧力検出素子）
４４ ロードセル
５０ 回動機構
５５ スプラインナット
６０ 本体フレーム（本体フレーム）
７０ 動作制御手段
１００ 電子部品実装装置
１０６ ヘッド
１４１Ｂ，１４１Ｃ 昇降動作入力部
１４２Ｂ，１４２Ｃ 支持部
１４３Ｂ バネ（弾性体）
１４４Ｂ，１４５Ｂ 連結部
Ｃ 電子部品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着ノズルによる加圧力を制御する電子部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子部品実装装置は、電子部品を吸着するコレット（ノズル）と、コレットを回動させる回動機構と、回動機構を内蔵する筐体と、筐体を上下動可能に支持するガイドと、筐体を上下動させるボールネジ機構とをヘッドに搭載し、回動機構とコレットとが筐体内部で上下動可能に支持されると共に回動機構から水平方向に延出された突起部を介してロードセルによりコレット下降時の電子部品に対する加圧力の検出を行っている（例えば、特許文献１参照）。
かかる電子部品実装装置は、電子部品の吸着状態のコレットをボールネジ機構により下降させ、下方にある基板に電子部品を介してコレットの先端部が当接すると、筐体に対してコレットと回動機構が上昇し、突起部を介してロードセルが押圧され、コレット先端部における基板に対する加圧力が検出される。そして、予め定められた所定の加圧力が検出されると、コレットから電子部品を解放すると共に下降を停止し、コレットを上昇させる。これにより、所定の加圧力で基板に対する電子部品の実装作業を行っている。
【０００３】
また、他の電子部品実装装置は、電子部品を吸着する吸着ノズルと、吸着ノズルの上下動を許容しつつ保持するノズル保持体と、ノズル保持体を吸着ノズルを中心として回動可能に支持する支持枠と、支持枠を上下動可能に支持する本体フレームと、支持枠を上下動させるボールネジ機構と、ノズル保持体の上端部に固定装備されたスプライン軸を介して吸着ノズル及びノズル保持体に回動動作を付与する回動機構と、ノズル保持体に設けられると共に吸着ノズルの上方への加圧力を検出するロードセルと、支持枠に設けられると共にスプライン軸を介して吸着ノズルを上下動させるボイスコイルモータとを備えている（例えば、特許文献２参照）。
この電子部品実装装置は、電子部品の吸着状態の吸着ノズルをボールネジ機構により下降させ、下方にある基板に電子部品を介して吸着ノズルの先端部が当接すると、吸着ノズルが上昇してロードセルが押圧され、吸着ノズル先端部における基板に対する加圧力が検出される。そして、予め定められた所定の加圧力を所定時間維持するようボイスコイルモータを制御し、その後、吸着ノズルから電子部品を解放すると共にボールネジ機構により吸着ノズルを上昇させる。これにより、所定の加圧力で基板に対する電子部品の実装作業を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２７０８１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５８７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の電子部品実装装置は、コレットが回動機構と一体となって下降を行うため、総重量が大きくなることで応答性が低減し、電子部品の基板に対する加圧の制御が難しくなるという問題があった。
また、この電子部品実装装置は、コレットの上端部が回動機構の内部に入り込んでいるため、上方まで延出することができず、コレット上端部から側方にエアーのホースを延出し、吸引源と接続している。そして、このようにホースが側方に延出されているため、コレットの回動範囲が制限されるという問題も生じていた。
【０００６】
また、特許文献２の電子部品実装装置は、スプライン軸を用いることで回動機構を吸着ノズルと分離し、加圧制御時に吸着ノズルとノズル保持体のみを上昇させることで、可動重量を低減し、応答性の高い制御を実現可能としているが、荷重検出器が吸着ノズルの上端部に配置され、また吸着ノズルと同心でその上方に回動機構を配置しているため、吸着ノズルを装置の上端部まで引き出すことができなかった。そのため、吸着ノズルに吸引源に接続するためのホースが側方に延出され、特許文献１と同様に、吸着ノズルの回動範囲が制限されていた。
また、ノズル保持体に装備されたロードセルの配線もノズル保持体の外側に引き出されるため、かかる配線も吸着ノズルの回動範囲を制限する原因となっていた。
【０００７】
本発明は、吸着ノズルの上下動の際の応答性を向上し、吸着ノズルをより広範囲で回動可能とすることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、電子部品の供給部と基板の保持部との間を移動可能なヘッドに設けられた吸着ノズルにより電子部品を吸着し、前記基板に前記電子部品を搭載する電子実装装置において、前記ヘッドに固定された本体部と、前記本体部に対して昇降可能に支持された昇降体と、前記昇降体に昇降動作を付与する昇降機構と、前記吸着ノズルを下端部に保持し、上端部が吸気源に接続される中空のノズルシャフトと、前記ノズルシャフトにスプライン溝が形成されると共にスプラインナットを介して前記ノズルシャフトに回動動作を付与する回動機構と、前記吸着ノズルが受ける上方への荷重を検出する荷重検出部と、前記荷重検出部が予め定められた所定の荷重を検出するまで前記昇降体を下降させて前記供給部から電子部品を吸着する制御を行う動作制御部とを備え、前記昇降機構と前記回動機構とが前記本体部に支持され、前記ノズルシャフトの上端部が前記本体部の上部から突出した状態で装備され、前記荷重検出部が前記昇降体又は前記本体部に支持されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記荷重検出部は、前記昇降体に設けられると共に、前記ノズルシャフトを貫通させた状態で回転可能に保持する中空保持部と、当該中空保持部を前記昇降体に連結する連結部と、前記連結部の歪みを検出する歪み検出素子とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記昇降機構の駆動源と当該駆動源から前記昇降体に昇降動作を伝達する伝達部材とを有し、前記荷重検出部は、前記昇降機構の駆動源又は前記伝達部材を支持する部位の歪みを検出する歪み検出素子を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記昇降体は、前記昇降機構からの昇降動作入力部と、前記ノズルシャフトの支持部とに分割構成されると共に、前記支持部と前記昇降動作入力部の各々の対向部位を互いに引き寄せ合うような力を付与する弾性体が設けられ、前記支持部が前記昇降動作入力部に対して上側に配置されると共に、前記荷重検出部は、前記支持部と前記昇降動作入力部との対向部位の相互間の加圧力を検出する圧力検出素子を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記昇降体は、前記昇降機構からの昇降動作入力部と、前記ノズルシャフトの支持部とに分割構成され、前記荷重検出部は、前記昇降動作入力部が上側で前記支持部が下側となる対向部位の相互間の加圧力を検出する圧力検出素子を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明は、昇降機構と回動機構とがいずれも本体部に支持されているため、昇降体に回動機構が搭載されている場合に比べて軽量化することができ、吸着ノズルの下降による電子部品の荷重の付加制御が容易となり、精度良く荷重を加えることが可能となる。
また、ノズルシャフトが中空であり、その上端部が本体部の上部から突出した状態で装備されているため、ノズルシャフトの上端部を吸気源と接続することができ、側方に接続チューブ等を延ばす必要がなく、吸着ノズルの回動が制限されなくなり、回動可能角度を拡大することが可能となる。
さらに、荷重検出部が昇降体又は本体部に支持されているので、吸着ノズルの回動時に荷重検出部は回動を行わず、従って、荷重検出部の配線などにより吸着ノズルの回動が制限されなくなり、かかる面からも回動可能角度を拡大することが可能となる。また、荷重検出部の配線電流を伝達するための可動接点構造なども不要とすることが可能である。
【００１４】
請求項２記載の発明は、荷重検出部は、ノズルシャフトを貫通させた中空保持部に連結された連結部の歪みを検出するので、ノズルシャフトを本体部が上下に貫通する配置としても荷重検出部が妨げとならず、さらに、ノズルシャフトの周囲で荷重検出を行うので、吸着ノズル及びノズルシャフトに加わる荷重をより正確に検出することが可能となる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、荷重検出部が昇降機構の駆動源又は伝達部材の支持部位の歪みを検出するので、荷重検出部をノズルシャフトから離れて配置することができ、ノズルシャフトが本体部を上下に貫通する配置とした場合でも荷重検出部が妨げとならず、さらに、荷重検出部を本体部に設けるので、ノズルシャフトと共に回動したり昇降したりしないことから、その配線が昇降体の昇降動作の妨げとならず、また、昇降動作に対応する配線構造を不要とすることが可能となる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、圧力検出素子が昇降動作入力部と支持部との間に配置されると共に支持部が昇降動作入力部に対して上側に配置されているので、吸着ノズルの下降により下方に当接した時に、支持部が上昇して昇降動作入力部と支持部の間隔が開かれることとなり、当接時の荷重が過大となることで圧力検出素子が破壊されることを効果的に回避することが可能である。
【００１７】
請求項５記載の発明は、荷重検出部が昇降動作入力部と支持部との対向部位の相互間の加圧力を検出するので、昇降動作入力部と支持部との間に圧力検出素子を介挿することで荷重検出が可能となり、構造の簡略化及び構成部品数の低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一の実施形態における電子部品実装装置の斜視図である。
【図２】第一の実施形態における吸着ノズルのノズル駆動装置の側断面図である。
【図３】荷重検出部の中心線に沿った断面図である。
【図４】図４（Ａ）は荷重検出部におけるロードセルの部分のみを示した平面図、図４（Ｂ）は斜視図である。
【図５】電子部品実装装置の制御系を示すブロック図である。
【図６】電子部品が基板に搭載される際の吸着ノズルの駆動制御を示すフローチャートである。
【図７】電子部品が基板に搭載される際の吸着ノズルの駆動制御を示すタイミングチャートである。
【図８】第一の実施形態におけるノズル駆動装置の他の例の部分断面図である。
【図９】第一の実施形態におけるノズル駆動装置のさらに他の例の部分断面図である。
【図１０】第二の実施形態におけるノズル駆動装置の側断面図である。
【図１１】荷重検出部の平面図である。
【図１２】第三の実施形態におけるノズル駆動装置の他の例の側断面図である。
【図１３】第三の実施形態におけるノズル駆動装置の側断面図である。
【図１４】荷重検出部の拡大断面図であって、図１４（Ａ）は連結部同士が近接した状態、図１４（Ｂ）は連結部同士が離間した状態を示す。
【図１５】第三の実施形態における荷重検出部の検出量と吸着ノズル下降量との関係を示す線図である。
【図１６】第三の実施形態における荷重検出部の他の例の拡大断面図である。
【図１７】第三の実施形態における荷重検出部のさらに他の例の拡大断面図である。
【図１８】第四の実施形態におけるノズル駆動装置の側断面図である。
【図１９】第四の実施形態における荷重検出部の斜視図である。
【図２０】第四の実施形態におけるノズル駆動装置の他の例の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第一の実施形態：全体構成）
本発明の第一の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、電子部品実装装置１００の斜視図である。以下、図示のように、水平面において互いに直交する二方向をそれぞれＸ軸方向（基板搬送方向）とＹ軸方向（基板搬送方向との直交方向）とし、これらに直交する鉛直方向をＺ軸方向というものとする。
電子部品実装装置１００は、基板に各種の電子部品の搭載を行うものであって、図１に示すように、搭載される電子部品を供給する複数の電子部品フィーダー１０１及び電子部品フィーダー１０１を複数並べて保持するフィーダーバンク１０２からなる二組の部品供給部と、Ｘ軸方向に基板を搬送する基板搬送手段１０３と、当該基板搬送手段１０３による基板搬送経路の途中に設けられた基板に対する電子部品搭載作業を行うための基板保持部１０４と、複数（この例では三基）の吸着ノズル１２をそれぞれ昇降可能に保持するノズル駆動装置１０と、各ノズル駆動装置１０が固定されて電子部品の保持を行うヘッド１０６と、ヘッド１０６を二組の部品供給部と基板保持部１０４とを含んだ作業エリア内の任意の位置に駆動搬送するヘッド移動機構としてのＸ−Ｙガントリ１０７と、ヘッド１０６に搭載され、基板の撮像を行う複数（この例では三基）の撮像手段としての基板認識カメラ１０８と、フィーダーバンク１０２の近傍で垂直上方に視線を向けて吸着ノズル１２に吸着された電子部品Ｃを下方から撮像する部品認識カメラ１２０と、上記各構成の動作制御を行う動作制御手段７０とを備えている。
【００２０】
かかる電子部品実装装置１００の動作制御手段７０は、電子部品フィーダー１０１の電子部品の受け渡し部１０１ａから各吸着ノズル１２に電子部品を吸着させる。また、動作制御手段７０は、各吸着ノズル１２に吸着された電子部品を部品認識カメラ１２０で撮像して得られた撮像画像データから画像処理を行ってノズル先端部に対する電子部品の位置及びノズルの中心線を中心とする角度（向き）を求め、基板に対する吸着ノズル１２の位置決めの補正並びに吸着ノズル１２を回転させて電子部品の角度の補正を行い、電子部品の実装制御を行う。
【００２１】
（吸着ノズルのノズル駆動装置）
図２は吸着ノズル１２のノズル駆動装置１０の側断面図である。この図に示すように、吸着ノズル１２のノズル駆動装置１０は、ヘッド１０６に固定支持された本体部としての本体フレーム６０と、電子部品Ｃをその先端部で吸着する吸着ノズル１２を保持するノズルホルダ３１と、当該ノズルホルダ３１を介して下端部で吸着ノズル１２を保持するノズルシャフト３０と、上下動可能に本体フレーム６０に支持された昇降体としての可動ブラケット１４と、可動ブラケット１４を上下方向に駆動する昇降機構２０と、吸着ノズル１２に付与される荷重を検出する荷重検出部４０と、Ｚ軸方向に沿った中心線回りに吸着ノズル１２の回転角度調節を行う回動機構５０と、上記各構成の動作制御を行う動作制御手段７０（図５参照）とを備えている。以下に各部を詳説する。
【００２２】
（本体フレーム）
本体フレーム６０は、ヘッド１０６に固定される背面板６１と、背面板６１の上部からＹ軸方向に沿って延出された第一と第二の延出支持部６２，６３と、背面板６１の下部に設けられて可動ブラケット１４をＺ軸方向に沿って滑動可能に支持するスライドガイド６４とを備えている。
【００２３】
背面板６１はＸ−Ｚ平面に沿った平板であり、その一方の面がヘッド１０６に固定され、他方の面に第一と第二の延出支持部６２，６３及びリニアガイド６４が設けられている。
第一の延出部６２は、Ｘ−Ｙ平面に沿った板状であって昇降機構２０を支持している。
第二の延出部６３は、Ｘ−Ｙ平面に沿った板状であって回動機構５０を支持している。また、この第二の延出部６３は、第一の延出部６２のすぐ下側に位置している。
【００２４】
（可動ブラケット）
可動ブラケット１４は、背面板６１の下部に設けられたリニアガイド６４に対して可動ブロック１４ａを介して上下に滑動可能に支持されている。この可動ブラケット１４は、第一の延出部６２に設けられた昇降機構２０により上下方向に駆動される。
【００２５】
（昇降機構）
昇降機構２０は、本体フレーム６０の第一の延出支持部６２において下方に出力軸を向けた状態で配設された回転駆動式のＺ軸モータ２１（昇降駆動源）と、その回転角度量を検出するエンコーダ２２（図５参照）と、Ｚ軸モータ２１の出力軸にカップリング２６を介して連結され，上下方向に沿った状態で回転自在に本体フレーム６０に支持された伝達部材としてのボールネジシャフト２３と、このボールネジシャフト２３により上下動が付与されるボールネジナット２４とを有している。
ボールネジシャフト２３はＺ軸モータ２１の出力軸に同心で連結され、Ｚ軸方向に沿った状態で下方に垂下されると共に、第二の延出支持部６３により軸受け２５を介して回転可能に支持されている。
ボールネジナット２４は、可動ブラケット１４に固定されており、Ｚ軸モータ２１の回転駆動により回転角度量に応じて可動ブラケット１４を上下動させると共にＺ軸方向の位置決めを行う。また、上記エンコーダ２２は、その検出信号が動作制御手段７０に出力され、動作制御手段７０がこれに基づいて可動ブラケット１４の現在位置を認識してＺ軸モータ２１の動作制御を行うことを可能としている。
【００２６】
（ノズルシャフト）
吸着ノズル１２は、下端部が先細に形成された管状体であり、当該先端部を電子部品Ｃに向けた状態で吸着保持が行われる。
ノズルシャフト３０は、下端部にノズルホルダ３１を有し、当該ノズルホルダ３１を介して吸着ノズル１２を保持する。また、このノズルシャフト３０は、内部が全長に渡って中空であり、ノズルシャフト３０の上端部には、吸引源となる吸引ポンプやエジェクター等と接続するためのホースの継ぎ手３２が設けられている。即ち、このノズルシャフト３０は、上端部のホース継ぎ手３２から吸引源による吸引が行われると、下端部に装備された吸着ノズル１２による吸引を可能とする。
【００２７】
また、このノズルシャフト３０は、その上部の外周面にスプライン溝が形成されており、当該ノズルシャフト３０の上部が第一及び第二の延出支持部６２，６３により回転可能に支持された後述するスプラインナット５５を貫通した状態で嵌合している。
また、ノズルシャフト３０の下部は、可動ブラケット１４に取り付けられた荷重検出部４０により可動ブラケット１４に対してＺ軸回りに回転可能に支持されている。なお、荷重検出部４０によりノズルシャフト３０の支持状態については後に詳述する。
かかる構造により、ノズルシャフト３０は、可動ブラケット１４と共に上下動を行うこととなるが、その上部はスプラインナット５５により支持されているので、その上下動は阻害されないようになっている。
なお、ノズルシャフト３０は、実際には、その上半分は外周面にスプライン溝が形成された内部中空のスプラインシャフトであり、その下半分はスプライン溝のない内部中空の管状体であり、これらがカップリング３５により一体的に連結されているものである。
【００２８】
また、ノズルシャフト３０の上端部は、可動ブラケット１４が可動範囲における最低位置まで下降した場合でも、本体フレーム６０の上端面よりも上方に突出するように取り付けられている。これにより、ノズルシャフト３０の上端部の継ぎ手３２に取り付けられたホースは、常に本体フレーム６０の上方に位置する状態が維持され、ノズルシャフト３０が回動を行っても、これに伴い回動するホースが周囲の他の構成と干渉する可能性が十分に低減され、吸着ノズル１２の回動角度範囲を制限する必要が排除される。
【００２９】
（回動機構）
回動機構５０は、第二の延出支持部６３において上方に出力軸を向けた状態で配設されたθ軸モータ５１（回転駆動源）と、その回動角度の原点位置を検出する原点センサ５２（図５参照）と、θ軸モータ５１の出力軸に設けられたプーリ５３からタイミングベルト５４を介して連結されたスプラインナット５５とを備えている。
スプラインナット５５は、前述したように、第一の延出支持部６２と第二の延出支持部６３との間でＺ軸回りに回転可能に支持されており、ノズルシャフト３０が挿入されると、相互のスプライン溝が嵌合し、これらがＺ軸回りに同時回転を行うようになる。
また、このスプラインナット５５は、その外周面がタイミングベルト５４のプーリとなっており、θ軸モータ５１の駆動により回動動作が付与され、ノズルシャフト３０にも回動を伝達する。
つまり、ノズルシャフト３０は、回動機構５０により回動が行われる際には、荷重検出部４０によりその回動が許容され、昇降機構２０により上下動が行われる際には、スプラインナット５５により上下動が許容される。これにより、ノズルシャフト３０は、可動ブラケット１４に支持されて上下動を行いつつも回動を行うことも可能となっている。
【００３０】
また、原点センサ５２は原点検索時にθ軸モータ５１の出力軸の原点位置を動作制御手段７０に出力し、これに基づいて動作制御手段７０はθ軸モータ５１に所定の角度量の回転を生じるように回転駆動制御を行うことを可能としている。その結果、θ軸モータ５１の出力軸からスプラインナット５５，ノズルシャフト３０を介して吸着ノズル１２の回転駆動が行われ、吸着ノズル１２の先端部に吸着保持された電子部品Ｃの向きを調節することが可能である。
【００３１】
（荷重検出部）
荷重検出部４０及び可動ブラケット１４におけるノズルシャフト３０の支持状態について説明する。
図３は荷重検出部４０の中心線に沿った断面図、図４（Ａ）は荷重検出部４０におけるロードセルの部分のみを示した平面図、図４（Ｂ）は斜視図である。この荷重検出部４０は、ノズルシャフト３０を貫通させた状態で内部の軸受け４７により回転可能に保持する円筒状の中空保持部４１と当該中空保持部４１を可動ブラケット１４に連結する複数の連結部としての連結腕部４２と連結腕部４２の歪みを検出する歪み検出素子としてのひずみゲージ４３とからなるロードセル４４と、ロードセル４４の上側にスペーサ４５を介して装備されたストッパ４６とを備えている。
【００３２】
これに対して、ノズルシャフト３０は、その長手方向におけるほぼ中間位置に設けられたフランジ状の段部３３が軸受け４７の内輪に下方から当接し、円筒状のカラー３４を介してカップリング３５が上方から軸受け４７の内輪を締結している。これにより、ノズルシャフト３０は、軸受け４７を上下に挟み込んだ状態を形成し、ロードセル４４に対してＺ軸回りに回転が許容されつつもＺ軸方向については固定された状態で保持されている。
なお、ノズルシャフト３０は、ロードセル４４の下方において、ストロークロータリーベアリング３６により可動ブラケット１４に支持されており、当該可動ブラケット１４に対してＺ軸回りの回動とＺ軸方向に沿った直動とが許容された状態となっている。
【００３３】
ロードセル４４の連結腕部４２は中空保持部４１に二本設けられており、各連結腕部４２は中空保持部４１を中心として図４（Ａ）における上下方向にそれぞれ一本ずつ延出されている。そして、各連結腕部４２は、その延出端部において、スペーサ４５及びストッパ４６と共に可動ブラケット１４の上面に図示しない止めネジにより固定されている。
そして、各連結腕部４２は、中空保持部４１と一体的に形成されており、当該各連結腕部４２が撓むことにより、可動ブラケット１４に対して中空保持部４１がＺ軸方向（上下方向）に揺動することを可能としている。
また、各連結腕部４２は、延出部の中間位置の上面に二つずつ歪みゲージ４３が貼着装備されており、各歪みゲージ４３は、中空保持部４１がＺ軸方向に沿って揺動した時にその動作量に応じた検出出力を動作制御手段７０に行うようになっている。
【００３４】
ストッパ４６は、連結腕部４２よりも剛性の高い素材から形成されると共に、中空保持部４１の上端面に対してスペーサ４５の厚さに応じた距離だけ離れて設けられている。
そして、吸着ノズル１２及びノズルシャフト３０が上方に押し上げられた時に、中空保持部４１の上端面がストッパ４６に当接し、それ以上の上方移動を規制する。
即ち、この電子部品実装装置１００では、吸着ノズル１２により電子部品Ｃが基板に加える最大押圧荷重を50Ｎに設定しており、当該最大押圧荷重50Ｎで吸着ノズル１２が下方に押圧した時に中空保持部４１に生じる上方移動量と等しくなるようにスペーサ４５の厚さが設定されている。
これにより、ストッパ４６によって各連結腕部４２には最大押圧荷重に応じた撓み量しか生じないように規制され、各歪みゲージに過大な負荷が生じないようになる。また、ストッパ４６により、各連結腕部４２の過剰な撓みを規制し、破壊を防止することができる。
【００３５】
（電子部品実装装置の制御系）
図５は電子部品実装装置１００の制御系を示すブロック図である。電子部品実装装置１００は、図５に示すように、電子部品実装装置１００の各部の動作制御を行う動作制御手段７０を備え、この動作制御手段７０には、ヘッド１０６をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動させるＸ−Ｙガントリ１０７のＸ軸モータ１２１及びＹ軸モータ１２２と、吸着ノズル１２を上下動させるＺ軸モータ２１と、吸着ノズル１２を回動させるθ軸モータ５１とが、それぞれ駆動回路１２１ａ，１２２ａ，２１ａ，５１ａを介して接続されている。
また、動作制御手段７０には、インターフェイス７１を介して、Ｚ軸モータ２１のエンコーダ２２と、θ軸モータ５１の原点センサ５２と、荷重検出部４０の歪みゲージ４３と、基板認識カメラ１０８及び部品認識カメラ１２０の撮像画像から基板及び電子部品の位置認識等を行う画像認識装置１２３とが接続されている。
なお、Ｚ軸モータ２１，θ軸モータ、エンコーダ２２，原点センサ５２，歪みゲージ４３は、実際には複数搭載されているが、図５ではそれぞれ一つのみ図示するものとする。
【００３６】
動作制御手段７０は、吸着ノズル１２のノズル駆動装置１０について後述する各種制御を行う制御プログラムが記憶されたＲＯＭ７２と、制御プログラムに従って各種の構成を集中制御するＣＰＵ７３と、ＣＰＵ７３の処理データを格納するワークエリアとして機能するＲＡＭ７４と、処理データや設定データを保存するデータメモリ７５とを備えている。
【００３７】
（吸着ノズルの駆動制御方法）
続いて、電子部品Ｃが基板に搭載される際にＣＰＵ７３が実行する吸着ノズル１２の駆動制御方法について、図６のフローチャート及び図７のタイミングチャートを参照して説明する。これは、ＣＰＵ７３がＲＯＭ７２に格納された所定のプログラムを実行することにより行われる処理である。
なお、ここでは、吸着ノズル１２が電子部品Ｃの吸着を行い、θ軸モータ５１により吸着ノズル１２の先端部の電子部品Ｃの向きが既に調節されて、基板の搭載位置にヘッド１０６が搬送された状態にあることを前提とする。また、この制御は、一つの吸着ノズル１２に対する駆動制御であり、複数の吸着を行う際には、各吸着ノズル１２ごとに下記の制御を順番に実行する。
【００３８】
まず、ＣＰＵ７３は、Ｚ軸モータ２１を駆動させて、吸着ノズル１２の先端部をヘッド１０６搬送時の高さＺ４（図７(1)）から基板上面（以下、搭載面とする）に近い高さＺ３まで高速で下降させる（ステップＳ１：図７(2)）。なお、高さＺ３は、搭載面Ｚ０に近接する高さであるが吸着ノズル１２の下端部が電子部品Ｃに届くことがない高さに設定されている。また、かかる状態における歪みゲージ４３による検出荷重はＬ０となっている。
【００３９】
その後、吸着ノズル１２の動作が安定するのを待ってから（図７(3)）、Ｚ軸モータ２１のゲインを低速の荷重制御モードに切り替えて低速下降を開始する（ステップＳ３：図７(4)）。
そして、ＣＰＵ７３は、吸着ノズル１２に吸着された電子部品Ｃが搭載面に到達することにより歪みゲージ４３による検出荷重がＬ０から上昇するか否かを監視する（ステップＳ５：図７(5)）。
そして、電子部品Ｃの搭載面への到達が検出されると（図７(6)、高さＺ１（電子部品Ｃが搭載面に当接した時の高さ））、下降を継続して（ステップＳ７）、さらに、目標荷重（歪みゲージ出力Ｌ１）に検出荷重が到達したかを監視する（ステップＳ９）。
【００４０】
そして、検出荷重が目標荷重（歪みゲージ出力Ｌ１）に到達したことが検出されるとＺ軸モータ２１を停止し、可動ブラケット１４をその高さに維持すると共に所定の加圧時間の計時を開始する（ステップＳ１１：図７(7)及び図７(8)）。
そして、予め設定された加圧時間Ｔ１の経過が検出されると（ステップＳ１３：図７(9) 及び図７(10)）、Ｚ軸モータ２１を駆動して吸着ノズル１２を高さＺ２まで上昇させる（ステップＳ１５：図７(11)）。
なお、高さＺ２は、搭載面Ｚ０より幾分上方であって高さＺ３よりも低い位置としているが、Ｚ３と同じ高さとしても良い。
【００４１】
Ｚ軸モータ２１を一時停止した後、Ｚ軸モータ２１のゲインを高速の通常モードに切り替えて高さＺ４まで高速上昇を行い（ステップＳ１７：図７(12)）、吸着ノズルの駆動制御を終了する。
【００４２】
（第一の実施形態における効果）
上記電子部品実装装置１００は、昇降機構２０と回動機構５０とがいずれも本体フレーム６０に支持されているため、可動ブラケット１４に回動機構５０を搭載する場合と異なり、昇降動作を行う構成の軽量化を図ることができ、吸着ノズル１２の下降による電子部品Ｃの荷重の付加制御が容易となり、精度良く荷重を加えることが可能となる。
【００４３】
また、ノズルシャフト３０を中空とし、その上端部を本体フレーム６０の上部から突出した状態で装備したことから、吸気源との接続を行うチューブ等の配管がノズルシャフト３０と共に回動を行った場合でも、周囲との干渉を回避することが容易であり、吸着ノズル１２の回動可能角度を拡大することが可能となる。
さらに、荷重検出部４０が可動ブラケット１４に設けられているので、吸着ノズル１２の回動時に荷重検出部４０も回動を行わず、歪みゲージ４３の配線などにより吸着ノズル１２の回動が制限されなくなり、かかる面からも回動可能角度を拡大することが可能となる。
【００４４】
また、荷重検出部４０は、ノズルシャフト３０を貫通させた中空保持部４１に連結された連結腕部４２の歪みを検出する歪みゲージ４３を有するので、ノズルシャフト３０を本体フレーム６０の上方まで延出する際に、荷重検出部４０が妨げとならず、また、ノズルシャフト３０の周囲で荷重検出を行うので、吸着ノズル１２及びノズルシャフト３０に加わる荷重をより正確に検出することが可能となる。
【００４５】
（第一の実施形態の他の例）
なお、前述した電子部品実装装置１００では、荷重検出部４０を可動ブラケット１４の上部に搭載する場合を例示したが、その配置はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、荷重検出部４０を可動ブラケット１４の下部に装備しても良い。この荷重検出部４０は前述した荷重検出部４０と同一構造のものである。この場合、ノズルシャフト３０の段部３３は下端部近傍に形成され、これにより荷重検出部４０の軸受け４７の保持を行う。また、軸受け４７を上方から保持するカラーとカップリングは図示を省略している。
【００４６】
また、前述した電子部品実装装置１００では、ノズルシャフト３０をヘッド１０６の近傍に、昇降機構２０をヘッド１０６の遠方に配置したが、これに限定されるものではなく、図９に示すように、ノズルシャフト３０をヘッド１０６の遠方とし、昇降機構２０をヘッド１０６の近傍に配置しても良い（図９では昇降機構２０のボールネジシャフト２３とボールネジナット２４のみを図示）。また、これと同様に、回動機構５０の配置も変更しても良い。
【００４７】
また、電子部品実装装置１００では、可動ブラケット１４においてストロークロータリーベアリング３６によりノズルシャフト３０を回動及び上下動可能に支持しているが、例えば、荷重検出部４０において荷重付加時に生じるＺ軸方向の変位が十分に小さい場合には、ストロークロータリーベアリング３６に換えて、通常の玉軸受けによりノズルシャフト３０を支持し、その内輪と外輪のガタによりノズルシャフト３０のＺ軸方向の変位を許容する構成としても良い。
【００４８】
（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態であるノズル駆動装置１０Ａについて図面を参照して説明する。かかる第二の実施形態は、ノズル駆動装置１０Ａに特徴を有し、他の構成は前述した電子部品実装装置１００と同一であるため、主にノズル駆動装置１０Ａについて説明するものとする。また、前述したノズル駆動装置１０と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
【００４９】
図１０はノズル駆動装置１０Ａの側断面図、図１１は荷重検出部４０Ａの平面図である。
このノズル駆動装置１０Ａは、荷重検出部４０Ａを可動ブラケット１４Ａではなく、本体フレーム６０に設けた点がノズル駆動装置１０と異なっている。
即ち、本体フレーム６０の第二の延出支持部６３において、軸受け２５の周囲四カ所について略扇形状に貫通穴４１Ａを形成することで、軸受け２５とのその周囲の部分を四方から支持する四つのビーム構造部４２Ａを形成し、当該各ビーム構造部４２Ａの上面と下面とそれぞれ歪みゲージ４３Ａを貼着装備することにより、荷重検出部４０Ａを構成している。
【００５０】
また、荷重検出部４０Ａを本体フレーム６０側に設けたことにより、可動ブラケット１４Ａでは、ノズルシャフト３０をＺ軸方向に揺動可能に支持する必要がないため、ストロークロータリーベアリング３６ではなく、通常の玉軸受け３６Ａ，３６Ａにより支持し、Ｚ軸方向に揺動は生じないが、Ｚ軸回りに回動可能に支持する構造としている。
【００５１】
上記の構成により、ノズル駆動装置１０Ａは、電子部品Ｃを吸着した状態で吸着ノズル１２を基板に向かって下降させ、電子部品Ｃが基板に到達すると、その反力により、ノズルシャフト３０，可動ブラケット１４Ａ，ボールネジナット２４，ボールネジシャフト２３を介して軸受け２５及び第二の延出支持部６３におけるその周囲の支持部が上方に押圧される。これにより、各ビーム構造部４２Ａに歪みが生じ、各歪みゲージ４３Ａの検出により、基板に対する押圧荷重を求めることが可能となっている。
また、このノズル駆動装置１０Ａに対する動作制御は、前述した図６のフローチャートと図７のタイミングチャートに基づく処理と同一の処理により実行することが可能である。
【００５２】
（第二の実施形態における効果）
上記ノズル駆動装置１０Ａは、前述したノズル駆動装置１０と同様の効果を有すると共に、荷重検出部４０Ａが昇降機構２０のボールネジシャフト２３の支持部位の歪みを検出するので、荷重検出部４０Ａをノズルシャフト３０から離れて配置することができ、ノズルシャフト３０が本体フレーム６０を上下に貫通する配置とした場合に、荷重検出部４０Ａがその配置の妨げとならない。
さらに、荷重検出部４０Ａを本体フレーム６０に設けるので、ノズルシャフト３０と共に回動したり昇降したりしないことから、荷重検出部４０Ａの各歪みゲージ４３Ａの配線が昇降体の昇降動作の妨げとならず、また、昇降動作に対応する配線構造を不要とすることが可能となる。
【００５３】
（第二の実施形態の他の例）
なお、前述したノズル駆動装置１０Ａでは、荷重検出部４０Ａを第二の延出支持部６３における軸受け２５の周囲に設ける場合を例示したが、その配置はこれに限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、軸受け２５よりも第二の延出支持部６３におけるその根本側（背面板６１側）の位置に荷重検出部４０Ａを設けても良い。
例えば、軸受け２５よりも第二の延出支持部６３におけるその根本側の一部について、Ｚ軸方向の厚さが薄くなるようにＸ軸方向に貫通穴４１Ａを穿設し、薄肉となるビーム構造部４２Ａを形成し、その上面と下面に二カ所ずつ歪みゲージ４３Ａを貼着装備して荷重検出部４０Ａを構成しても良い。
【００５４】
また、第二の延出支持部６３がボールネジシャフト２３を支持しないで、加圧時の反力がＺ軸モータ２１まで伝わる支持構造の場合には、図１２のＳ１の位置に図１１と同じ構造の荷重検出部４０Ａを形成しても良い。また或いは、Ｚ軸モータ２１よりも第一の延出支持部６２におけるその根本側（背面板６１側）の位置Ｓ２に図１２と同じ構造の荷重検出部４０Ａを形成しても良い。
【００５５】
（第三の実施形態）
本発明の第三の実施形態であるノズル駆動装置１０Ｂについて図面を参照して説明する。かかる第三の実施形態は、ノズル駆動装置１０Ｂに特徴を有し、他の構成は前述した電子部品実装装置１００と同一であるため、主にノズル駆動装置１０Ｂについて説明するものとする。また、前述したノズル駆動装置１０と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
【００５６】
図１３はノズル駆動装置１０Ｂの側断面図、図１４は荷重検出部４０Ｂの拡大断面図である。
このノズル駆動装置１０Ｂは、可動ブラケット１４Ｂを昇降機構２０からの昇降動作入力部１４１Ｂとノズルシャフト３０の支持部１４２Ｂとに分割構成し、互いの連結部において支持部１４２Ｂを昇降動作入力部１４１Ｂの上方に配置し、当該支持部１４２Ｂと昇降動作入力部１４１Ｂの各々の対向部位を互いに引き寄せ合う弾性体としての引っ張りバネ１４３Ｂを設け、これらの対向部位の間に荷重検出部４０Ｂを設けたことを特徴とする。
【００５７】
上記前提により、可動ブラケット１４Ｂは、昇降動作入力部１４１Ｂとノズルシャフト３０の支持部１４２Ｂとに二分割され、昇降動作入力部１４１Ｂには、昇降機構２０のボールネジナット２４が装備され、支持部１４２Ｂには、ノズルシャフト３０が二つの玉軸受け３６Ｂ，３６ＢによりＺ軸回りに回動可能に装備される。
【００５８】
さらに、図１４に示すように、昇降動作入力部１４１Ｂと支持部１４２Ｂの連結部１４４Ｂ，１４５Ｂは、Ｚ軸方向について重合する配置となっており、互いに対向する対向面が形成されている。
そして、昇降動作入力部１４１Ｂの連結部１４４Ｂは、支持部１４２Ｂの連結部１４５Ｂの下側に配置されている。
また、それぞれの連結部１４４Ｂ，１４５Ｂには、Ｚ軸方向に沿った連結ピン１４６Ｂ，１４７Ｂが互いに相手側に向かって延出装備されており、各連結部１４４Ｂ，１４５Ｂには相手側の連結ピン１４７Ｂ，１４６Ｂを挿入可能なスラストカラー１４８Ｂ，１４９Ｂが装備されている。
これにより、昇降動作入力部１４１Ｂの連結部１４４Ｂと支持部１４２Ｂの連結部１４５Ｂとは、互いにＺ軸方向に沿った相対移動が可能となっている。
また、前述したように、昇降動作入力部１４１Ｂの連結部１４４Ｂと支持部１４２Ｂの連結部１４５Ｂとは、引っ張りバネ１４３Ｂにより連結されており、互いの対向面が常時近接する方向に張力を受けている状態にある。
【００５９】
そして、支持部１４２Ｂの連結部１４５Ｂ側の対向面上には、連結部１４４Ｂ側の対向面との接触圧力を検出する荷重検出部４０Ｂとしてのロードセル（圧力検出素子）が装備されており、可動ブラケット１４Ｂに外力が加わっていない状態では、引っ張りバネにより、常時一定の加圧力を受けてこれを検出した状態にある（図１４（Ａ））。
ここで、吸着ノズル１２による電子部品Ｃに付与する最大設定荷重を50Ｎとした場合、引っ張りバネ１４３Ｂは最大設定荷重より若干大きめの押圧荷重を生じるもの（例えば60Ｎ）が使用される。
【００６０】
吸着ノズル１２の下降による基板に対する電子部品Ｃの加圧時には、引っ張りバネ１４３Ｂに抗して連結部１４４Ｂと連結部１４５Ｂとは、互いに離間する方向に作用するので、吸着ノズル１２の押し込みが進むと、図１５に示すように、荷重検出部４０Ｂによる検出出力は、引っ張りバネ１４３Ｂの荷重である60Ｎから徐々に低減することとなる。引っ張りバネ１４３Ｂの荷重を超える荷重となるまで吸着ノズル１２が押し込まれると、図１４（Ｂ）のように連結部１４４Ｂと連結部１４５Ｂとが互いに離間して、荷重検出不能となるが、引っ張りバネ１４３Ｂが最大設定荷重より大きな引っ張り荷重のものが選択されているので、通常の電子部品実装動作時にはそのような事態は生じない。
【００６１】
なお、このノズル駆動装置１０Ｂに対する動作制御は、前述した図６のフローチャートと図７のタイミングチャートに基づく処理と同一の処理により実行することが可能である。
【００６２】
（第三の実施形態における効果）
上記ノズル駆動装置１０Ｂは、前述したノズル駆動装置１０と同様の効果を有すると共に、荷重検出部４０Ｂが昇降動作入力部１４１Ｂと支持部１４２Ｂとの間に配置されるので、吸着ノズル１２の下降により電子部品Ｃが基板に当接した時に、支持部１４２Ｂが上昇して昇降動作入力部１４１Ｂと支持部１４２Ｂの間隔が開かれることとなり、当接時の荷重が過大となることで荷重検出部４０Ｂが破壊されることを効果的に回避することが可能である。
【００６３】
（第三の実施形態の他の例）
なお、前述した可動ブラケット１４Ｂの昇降動作入力部１４１Ｂと支持部１４２Ｂの連結部１４４Ｂ，１４５Ｂは、図１６（Ａ）に示すように、Ｘ軸方向に沿った軸によるヒンジ１５０Ｂにより相互に回動可能に連結すると共に、互いの対向面が引っ張り合うように引っ張りバネ１４３Ｂを設ける構成としても良い。そして。接離可能な対向面のいずれか一方に荷重検出部４０Ｂを他方の対向面に向けて装備しても良い。この場合、図１６（Ｂ）に示すように、荷重検出部４０Ｂが他方の対向面から離れないように、最大設定荷重で加圧した場合でも荷重検出部４０Ｂと他方の対向面とが離れない荷重の引っ張りバネ１４３Ｂを選定する必要がある。
【００６４】
また、前述した可動ブラケット１４Ｂの昇降動作入力部１４１Ｂと支持部１４２Ｂの連結部１４４Ｂ，１４５Ｂは、図１７（Ａ）に示すように、四節リンク機構を構成する平行且つ同じ長さの二つのリンク体１５１Ｂ、１５２Ｂにより連結すると共に、互いの対向面が引っ張り合うように引っ張りバネ１４３Ｂを設ける構成としても良い。そして。接離可能な対向面のいずれか一方に荷重検出部４０Ｂを他方の対向面に向けて装備しても良い。この場合も、図１７（Ｂ）に示すように、荷重検出部４０Ｂが他方の対向面から離れないように、最大設定荷重で加圧した場合でも荷重検出部４０Ｂと他方の対向面とが離れない荷重の引っ張りバネ１４３Ｂを選定する必要がある。
【００６５】
（第四の実施形態）
本発明の第四の実施形態であるノズル駆動装置１０Ｃについて図面を参照して説明する。かかる第四の実施形態は、ノズル駆動装置１０Ｃに特徴を有し、他の構成は前述した電子部品実装装置１００と同一であるため、主にノズル駆動装置１０Ｃについて説明するものとする。また、前述したノズル駆動装置１０と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
【００６６】
図１８はノズル駆動装置１０Ｃの側断面図、図１９は荷重検出部４０Ｃの平面図である。
このノズル駆動装置１０Ｃは、可動ブラケット１４Ｃを昇降機構２０からの昇降動作入力部１４１Ｃとノズルシャフト３０の支持部１４２Ｃとに分割構成し、支持部１４２Ｃを昇降動作入力部１４１Ｃの下方に配置し、当該支持部１４２Ｃと昇降動作入力部１４１Ｃの各々の対向部位の間に荷重検出部４０Ｂを設け、昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃとを荷重検出部４０Ｃにより連結したことを特徴とする。
【００６７】
上記前提により、可動ブラケット１４Ｃは、昇降動作入力部１４１Ｃとノズルシャフト３０の支持部１４２Ｃとに二分割され、昇降動作入力部１４１Ｃには、昇降機構２０のボールネジナット２４が装備され、支持部１４２Ｃには、ノズルシャフト３０が二つの玉軸受け３６Ｃ，３６ＣによりＺ軸回りに回動可能に装備される。
また、ノズルシャフト３０は、支持部１４２Ｃと昇降動作入力部１４１Ｃとに同心で形成された貫通穴を通じて同時に貫通配置される。
【００６８】
さらに、昇降動作入力部１４１Ｃの下面と支持部１４２Ｃの上面とが対向し、これら対向面を荷重検出部４０Ｃが連結するように取り付けられている。
荷重検出部４０Ｃは、略直方体形状の起歪体４１Ｃと、起歪体４１ＣにＸ軸方向に沿って貫通穴を設けることでその上面部と下面部とを薄肉状態とし、当該上面と下面の薄肉部におけるＹ軸方向に沿って対象にそれぞれ二つずつ設けられた歪みゲージ４３Ｃとからなるロードセルである。起歪体４１Ｃには、上面の中央部には下面まで貫通するノズルシャフト３０の挿通穴４４Ｃが形成されている。
かかる荷重検出部４０Ｃは、上面中央部からＺ軸方向に沿った方向に荷重を受けると、各歪みゲージ４３Ｃが荷重に応じた検出出力を行い、荷重を検出することが可能となっている。
そして、起歪体４１Ｃの上面中央部は昇降動作入力部１４１Ｃの下面に固定装備され、起歪体４１Ｃの下面中央部は支持部１４２Ｃの上面に固定装備され、昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃとを連結している。
これにより、吸着ノズル１２が電子部品Ｃを吸着した状態を下降して、基板を加圧すると、昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃとの間で起歪体４１Ｃが加圧され、押圧荷重に応じて各歪みゲージ４３Ｃが検出出力を行い、電子部品Ｃによる加圧荷重を検出することが可能となっている。
【００６９】
なお、このノズル駆動装置１０Ｃに対する動作制御は、前述した図６のフローチャートと図７のタイミングチャートに基づく処理と同一の処理により実行することが可能である。
【００７０】
（第四の実施形態における効果）
上記ノズル駆動装置１０Ｃは、前述したノズル駆動装置１０と同様の効果を有すると共に、荷重検出部４０Ｃが昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃとの対向部位の相互間の加圧力を検出するので、昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃとの間に荷重検出部４０Ｃの起歪体４１Ｃを介挿することで荷重検出が可能となり、構造の簡略化及び構成部品数の低減を図ることが可能となる。
また、起歪体４１Ｃには、Ｘ−Ｙ平面における中央部に挿通穴４４Ｃを形成し、ノズルシャフト３０を挿通して荷重検出部４０Ｃを昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃとの間に配置したので、吸着ノズル１２に加わる荷重をその真上の位置で検出することができ、より制度の高い検出が可能となる。
【００７１】
（第四の実施形態の他の例）
なお、前述した荷重検出部４０Ｃは、昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃの間でノズルシャフト３０が貫通する配置で設けられているが、これに限らず、図２０に示すように、昇降動作入力部１４１Ｃと支持部１４２Ｃの間であって、ノズルシャフト３０を回避した配置としても良い。
その場合、起歪体４１Ｃに挿通穴４４Ｃを設ける必要がなく、また、荷重検出部４０Ｃの取り付けにおいて、ノズルシャフト３０の中心線に合わせて位置決めする等の必要もなくなり、構成の簡易化、生産性の向上を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００７２】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ ノズル駆動装置
１２ 吸着ノズル
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ 可動ブラケット（昇降体）
２０ 昇降機構
２３ ボールネジシャフト（伝達部材）
２４ ボールネジナット
３０ ノズルシャフト
４０，４０Ａ，４０Ｃ 荷重検出部
４０Ｂ 荷重検出部（圧力検出素子）
４１ 中空保持部
４１Ａ 貫通穴
４１Ｃ 起歪体
４２ 連結腕部（連結部）
４２Ａ ビーム構造部
４３，４３Ａ 歪みゲージ（歪み検出素子）
４３Ｃ 歪みゲージ（圧力検出素子）
４４ ロードセル
５０ 回動機構
５５ スプラインナット
６０ 本体フレーム（本体フレーム）
７０ 動作制御手段
１００ 電子部品実装装置
１０６ ヘッド
１４１Ｂ，１４１Ｃ 昇降動作入力部
１４２Ｂ，１４２Ｃ 支持部
１４３Ｂ バネ（弾性体）
１４４Ｂ，１４５Ｂ 連結部
Ｃ 電子部品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の供給部と基板の保持部との間を移動可能なヘッドに設けられた吸着ノズルにより電子部品を吸着し、前記基板に前記電子部品を搭載する電子実装装置において、
前記ヘッドに固定された本体部と、
前記本体部に対して昇降可能に支持された昇降体と、
前記昇降体に昇降動作を付与する昇降機構と、
前記吸着ノズルを下端部に保持し、上端部が吸気源に接続される中空のノズルシャフトと、
前記ノズルシャフトにスプライン溝が形成されると共にスプラインナットを介して前記ノズルシャフトに回動動作を付与する回動機構と、
前記吸着ノズルが受ける上方への荷重を検出する荷重検出部と、
前記荷重検出部が予め定められた所定の荷重を検出するまで前記昇降体を下降させて前記供給部から電子部品を吸着する制御を行う動作制御部とを備え、
前記昇降機構と前記回動機構とが前記本体部に支持され、
前記ノズルシャフトの上端部が前記本体部の上部から突出した状態で装備され、
前記荷重検出部が前記昇降体又は前記本体部に支持されることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記荷重検出部は、
前記昇降体に設けられると共に、前記ノズルシャフトを貫通させた状態で回転可能に保持する中空保持部と、当該中空保持部を前記昇降体に連結する連結部と、前記連結部の歪みを検出する歪み検出素子とを有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
前記昇降機構の駆動源と当該駆動源から前記昇降体に昇降動作を伝達する伝達部材とを有し、
前記荷重検出部は、前記昇降機構の駆動源又は前記伝達部材を支持する部位の歪みを検出する歪み検出素子を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項４】
前記昇降体は、前記昇降機構からの昇降動作入力部と、前記ノズルシャフトの支持部とに分割構成されると共に、前記支持部と前記昇降動作入力部の各々の対向部位を互いに引き寄せ合うような力を付与する弾性体が設けられ、
前記支持部が前記昇降動作入力部に対して上側に配置されると共に、
前記荷重検出部は、前記支持部と前記昇降動作入力部との対向部位の相互間の加圧力を検出する圧力検出素子を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項５】
前記昇降体は、前記昇降機構からの昇降動作入力部と、前記ノズルシャフトの支持部とに分割構成され、
前記荷重検出部は、前記昇降動作入力部が上側で前記支持部が下側となる対向部位の相互間の加圧力を検出する圧力検出素子を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項１】
電子部品の供給部と基板の保持部との間を移動可能なヘッドに設けられた吸着ノズルにより電子部品を吸着し、前記基板に前記電子部品を搭載する電子実装装置において、
前記ヘッドに固定された本体部と、
前記本体部に対して昇降可能に支持された昇降体と、
前記昇降体に昇降動作を付与する昇降機構と、
前記吸着ノズルを下端部に保持し、上端部が吸気源に接続される中空のノズルシャフトと、
前記ノズルシャフトにスプライン溝が形成されると共にスプラインナットを介して前記ノズルシャフトに回動動作を付与する回動機構と、
前記吸着ノズルが受ける上方への荷重を検出する荷重検出部と、
前記荷重検出部が予め定められた所定の荷重を検出するまで前記昇降体を下降させて前記供給部から電子部品を吸着する制御を行う動作制御部とを備え、
前記昇降機構と前記回動機構とが前記本体部に支持され、
前記ノズルシャフトの上端部が前記本体部の上部から突出した状態で装備され、
前記荷重検出部が前記昇降体又は前記本体部に支持されることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記荷重検出部は、
前記昇降体に設けられると共に、前記ノズルシャフトを貫通させた状態で回転可能に保持する中空保持部と、当該中空保持部を前記昇降体に連結する連結部と、前記連結部の歪みを検出する歪み検出素子とを有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
前記昇降機構の駆動源と当該駆動源から前記昇降体に昇降動作を伝達する伝達部材とを有し、
前記荷重検出部は、前記昇降機構の駆動源又は前記伝達部材を支持する部位の歪みを検出する歪み検出素子を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項４】
前記昇降体は、前記昇降機構からの昇降動作入力部と、前記ノズルシャフトの支持部とに分割構成されると共に、前記支持部と前記昇降動作入力部の各々の対向部位を互いに引き寄せ合うような力を付与する弾性体が設けられ、
前記支持部が前記昇降動作入力部に対して上側に配置されると共に、
前記荷重検出部は、前記支持部と前記昇降動作入力部との対向部位の相互間の加圧力を検出する圧力検出素子を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項５】
前記昇降体は、前記昇降機構からの昇降動作入力部と、前記ノズルシャフトの支持部とに分割構成され、
前記荷重検出部は、前記昇降動作入力部が上側で前記支持部が下側となる対向部位の相互間の加圧力を検出する圧力検出素子を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−１４６７６２（Ｐ２０１２−１４６７６２Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６６３（Ｐ２０１１−２６６３）
【出願日】平成２３年１月１１日（２０１１．１．１１）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１１日（２０１１．１．１１）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
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