電子部品搭載装置
【課題】一つのＺ軸駆動源で二つの搭載ヘッドの被駆動軸を昇降駆動するヘッド部を備えた電子部品搭載装置を提供する。
【解決手段】ヘッド部９は、一つのＺ軸モータ２８−１と、モータ回転軸に固設されたピニオンと、ピニオンを挟んで対向配置された２本のラック５１−１、５１−２と、これらのラックにそれぞれレール係合部材５３−１、５３−２、連結ブラケット５２−１、５２−２、移動ブラケット３８−１、３８−２を介して常に連結され、回転自在に保持される２つのスプライン軸３７−１、３７−２及びスプライン軸先端にそれぞれ備えられた２つの搭載ヘッド３６を備える。
【解決手段】ヘッド部９は、一つのＺ軸モータ２８−１と、モータ回転軸に固設されたピニオンと、ピニオンを挟んで対向配置された２本のラック５１−１、５１−２と、これらのラックにそれぞれレール係合部材５３−１、５３−２、連結ブラケット５２−１、５２−２、移動ブラケット３８−１、３８−２を介して常に連結され、回転自在に保持される２つのスプライン軸３７−１、３７−２及びスプライン軸先端にそれぞれ備えられた２つの搭載ヘッド３６を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をプリント基板に搭載する電子部品搭載装置に係わり、更に詳しくは、一つのＺ軸駆動源で二つ搭載ヘッドの被駆動軸を昇降駆動するヘッド部を備えた電子部品搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板（以下、単に基板という）にＩＣ、抵抗、コンデンサ等多数のチップ状電子部品（以下、単に部品という）を搭載する電子部品搭載装置がある。このような電子部品搭載装置は、一般に、本体装置の基台上方の空間を前後左右に自在に移動するヘッド部を備えている。
【０００３】
このヘッド部には、通常、上下に昇降可能で３６０度方向に回転可能な複数の搭載ヘッドが備えられ、これら複数の搭載ヘッドをそれぞれ個別に昇降駆動するモータが搭載ヘッドの数だけ備えられている。
【０００４】
ヘッド部は、Ｙ軸モータに駆動されるＹ軸レールとＸ軸モータに駆動されるＸ軸レールとにより、本体装置の基台上方を前後左右に高速に移動し、複数の搭載ヘッドにより部品供給装置から電子部品を取り出して、その電子部品をプリント基板上の所定の位置に搭載する。
【０００５】
ところで、従来は、搭載ヘッドの被駆動軸のＺ軸方向の駆動（昇降駆動）では、一つのＺ軸駆動源（通常はサーボモータ、又はステッピンモータ）で一つの被駆動軸を動かすことが多かった。
【０００６】
しかし、近年では、一つのＺ軸駆動源で複数の被駆動軸を駆動するものが知られている。この場合、回転テーブルに保持した複数の被駆動軸の中から回転テーブルの回転位置によって所望の一つの被駆動軸を選択する、又はソレノイドを用いて複数の被駆動軸の中から所望の一つの被駆動軸を選択して被駆動位置に設定するなどが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、一つのＺ軸駆動源で一つの被駆動軸を駆動するのは、被駆動軸の数が増えると、それに応じて駆動源も増えるから、ヘッド部の製造コストばかりでなく、重量も増える。近年、ヘッド部には高速移動が要求されるから、ヘッド部の重量が増えると高速移動が阻害されると言う問題がある。
【０００８】
また、一つのＺ軸駆動源で複数の被駆動軸を駆動するものは、駆動源の数は一つであるからヘッド部の軽量化に有効であるとは言うものの、回転テーブル式にしてもソレノイド式であっても、所望の被駆動軸を選択する構造が複雑で、ヘッド部の大型化を招く点では上記と同様である。
【０００９】
また、駆動源と被駆動軸との連結と連結解除の機構には、各部材間に間隙やガタが必然的に生じるので、早期に経時劣化が現れ、耐久性の点で劣るという問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、一つのＺ軸駆動源で二つの搭載ヘッドの被駆動軸を昇降駆動するヘッド部を備えた電子部品搭載装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電子部品搭載装置は、一つの回転駆動源と、該一つの回転駆動源に駆動伝達部材を介して常に連結されている二つの駆動伝達系と、該駆動伝達系に連結部材を介して連結された二つの被駆動体と、を有し、上記二つの被駆動体は、上記回転駆動源の回転方向の正逆切替により上記駆動伝達系を介して、一方が有効動作、他方が待機動作に、選択的に切り替えられるように構成される。
【００１２】
この電子部品搭載装置において、例えば、上記二つの被駆動体の上記有効動作と上記待機動作は、それぞれ逆向きに移動する動作であるように構成される。
【００１３】
そして、上記被駆動体は、例えば、電子部品をプリント基板に搭載する搭載ヘッドを含み、上記有効動作は、上記搭載ヘッドの上記電子部品を部品供給装置から取り出すときの昇降動作及び上記プリント基板へ上記電子部品を搭載するとき又はノズル交換するときの昇降動作であるように構成される。
【００１４】
また、例えば、上記二つの被駆動体、及びこれら二つの被駆動体にそれぞれ対応する上記駆動伝達系及び上記連結部材は、ほぼ同重量になるように構成されるのが好ましい。
【００１５】
また、この電子部品搭載装置において、例えば、上記回転駆動源は、モータであり、上記駆動伝達部材は、上記モータの回転軸に固設されたピニオンであり、上記駆動伝達系は、上記ピニオンを挟んで左右に配置され該ピニオンに噛合する２本のラックと、該２本のラックにそれぞれ対応する上記二つの被駆動体との間を連結するブラケットであるように構成してもよい。
【００１６】
また、この電子部品搭載装置において、例えば、上記駆動伝達部材は上下のいずれか一つがモータの回転軸に直接固定され他の一つが装置のフレームに位置固定された２つのプーリであり、上記駆動伝達系は上記上下のプーリに掛け渡された歯付ベルトと該歯付ベルトと上記二つの被駆動体との間を連結するブラケットであるように変更することもできる。
【００１７】
また、例えば、上記駆動伝達部材及び上記駆動伝達系は、上記モータの回転軸に直接固定したリンク部材と該リンク部材と上記二つの被駆動体との間を連結するブラケットであるように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、一つのＺ軸駆動源で二つ被駆動軸を駆動するので、軽量化に寄与するヘッド部を備えた電子部品搭載装置を提供することが可能となる。
【００１９】
また、駆動源と被駆動軸との間に連結と連結解除を切り替える機構が無いので、間隙やガタによる経時劣化が少なく、したがって使用寿命の長いヘッド部を備えた電子部品搭載装置を提供することが可能となる。
【００２０】
また、同様に駆動源と被駆動軸との間に連結と連結解除を切り替える機構が無いので駆動源の回転方向の切替だけで動作の切替を迅速に行うことができ、これにより、電子部品搭載のタクトが短縮化されて作業能率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、一実施の形態における電子部品搭載装置の外観斜視図である。同図に示すように、電子部品搭載装置（以下、本体装置という）１は、下保護カバー２に囲まれ上保護カバー３に覆われた基台４の内部及び上部に各種の装置が配設される。
【００２２】
基台４の内部には、特には図示しないが各部を制御する制御回路や、搬入されてくるプリント基板（以下、単に基板という）を下から支持する支持プレート装置等を備えている。上保護カバー３の前面には液晶ディスプレイとタッチパネルからなる入力表示装置５が配設されており、外部操作により各種の指示を入力することができる。
【００２３】
基台４の上には、中央に、固定と可動の１対の平行する基板案内レール６ａ及び６ｂが基板の搬送方向（Ｘ軸方向）に水平に延在して配設される。これらの基板案内レール６ａ及び６ｂの下部に接して、ループ状の複数のコンベアベルトが走行可能に配設される。
【００２４】
コンベアベルトは、それぞれ数ミリ幅のベルト脇部を基板案内レール６ａ又は６ｂの下から基板搬送路に覗かせて、ベルト駆動モータにより駆動され、基板搬送方向に走行し、基板の裏面両側を下から支持しながら基板を搬送する。
【００２５】
上記１対の基板案内レール６ａ及び６ｂを跨いで、基板搬送方向（Ｘ軸方向）と直角の方向（Ｙ軸方向）に平行に延在する左右一対の固定レール（Ｙ軸レール）７ａ及び７ｂが配設されている。これらＹ軸レール７ａ及び７ｂに長尺の移動レール（Ｘ軸レール）８が滑動自在に係合し、このＸ軸レール８に、基板に電子部品（以下、単に部品という）を搭載する作業を行うヘッド部９が滑動自在に懸架されている。
【００２６】
上記のＸ軸レール８には、Ｘ軸モータ１１が配設され、上記一方のＹ軸レール７ａの端部には、Ｙ軸モータ１２が配設されている。Ｘ軸モータ１１は、ヘッド部９をＸ軸レール８の長手方向（Ｘ軸方向）に進退移動させせるＸ軸方向駆動用のサーボモータである。
【００２７】
また、Ｙ軸モータ１２は、Ｘ軸レール８をＹ軸レール７ａ及び７ｂに沿って前後（Ｙ軸方向）に進退移動させるＹ軸方向駆動用のサーボモータである。これらのＸ軸モータ１１及びＹ軸モータ１２が制御回路からの指示により正逆両方向に自在に回転することにより、ヘッド部９がＸ軸方向及びＹ軸方向に自在に進退する。
【００２８】
ヘッド部９には、詳しくは後述する複数の搭載ヘッドが備えられている。搭載ヘッドは上下方向に自在に昇降可能であると共に３６０度方向に回転可能な機構を備えている。この搭載ヘッドの先端には、部品吸着ノズル１０が着脱自在に装着されている。
【００２９】
また、基台４上の前部と後部には、夫々部品供給ステージ１３ａ及び１３ｂが配設されている。この部品供給ステージ１３ａ及び１３ｂには、特には図示しないが、多数の部品を保持したテープを巻着したリールを着脱自在に備えたテープカートリッジ方式の部品供給装置が多数載設される。
【００３０】
あるいは、テープカートリッジ方式の部品供給装置に代えて、複数枚のパレットを備えたトレイ方式の部品供給装置の部品供給部がステージ上方に挿入されて本体装置に係合する。
【００３１】
この部品供給ステージ１３ａと基板案内レール６ａの間に、複数の部品吸着ノズル１０を交換可能に保持するツールチェンジャーとも呼称されるノズル交換器１４が基台４に固定して配置され、そのノズル交換器１４に隣接して、部品吸着ノズル１０に吸着された部品を画像認識するための照明具付き部品認識用カメラ１５が配置されている。
【００３２】
上記のヘッド部９は、屈曲自在で内部が空洞な帯状のチェーン体１６ａ及び１６ｂに保護かつ収容されている複数本の不図示の信号コードによって本体装置の中央制御部と連結されている。ヘッド部９は、これらの信号コードを介して中央制御部からは電力及び制御信号を供給され、中央制御部へは基板上の部品搭載位置の情報を示す画像データを送信する。
【００３３】
このヘッド部９は、上述した移動レール８と固定レール７ａ及び７ｂにより、前後左右に自在に移動し、ノズル交換器１４上で一時停止し、搭載ヘッドの先端に、これから吸着すべき部品に対応する所望の部品吸着ノズル１０を交換装着する。
【００３４】
次に、ヘッド部９は、搭載ヘッドの先端に着脱自在に装着した上記の部品吸着ノズル１０により、部品供給ステージ１３ａ又は１３ｂ上に載設または係合する部品供給装置から所望の部品を吸着（または把持）して、その部品を、本体装置１内に自動搬入されて所定の位置に位置決め固定されている基板上に搭載する。
【００３５】
このとき、ヘッド部９は、上記部品の搭載に先立って、基板案内レール６ａと部品供給ステージ１３ａの間に在ってノズル交換器１４と並んで配設されている照明具付きの部品認識用カメラ１５の上に移動し、その部品認識用カメラ１５により、保持している部品の保持状態を撮像させ、その撮像された画像データを中央制御部に送信する。
【００３６】
更に、ヘッド部９は、ヘッド部９内に配設されている基板認識用カメラ（図では見えない）により基板の位置マークを撮像して、その撮像データを中央制御部へ転送する。
【００３７】
中央制御部は、部品認識用カメラ１５により撮像された画像データと予め定められている部品の保持状態とに基づいて、ヘッド部９に部品の保持状態の補正を指示し、更に上記撮像された基板の位置マークの位置に基づいて、部品搭載実行時の補正を指示する。
【００３８】
ヘッド部９は、中央制御部からの補正指示に従って保持状態を補正した部品を、基板上の所定の搭載位置に、指示された補正値にしたがって搭載する。
【００３９】
図２は、上記のように構成される電子部品搭載装置１のシステム構成を示すブロック図である。同図に示すように、電子部品搭載装置１は、ＣＰＵ２０と、このＣＰＵ２０にバス２１で接続されたｉ／ｏ（入出力）制御ユニット２２及び画像処理ユニット２３からなる制御部を備えている。
【００４０】
上記のＣＰＵ２０にはメモリ２４が接続され、このメモリ２４は、特には図示しないがプログラム領域とデータ領域を備えている。また、ｉ／ｏ制御ユニット２２には、画像処理ユニット２３を介して、基板照明装置２５や部品照明装置２６が接続されている。
【００４１】
基板照明装置２５は、画像認識用カメラ２７と共にヘッド部６に備えられている。基板照明装置２５は、画像認識用カメラ２６が画像認識のために撮像する図１では図示していなかった基板１７の部品搭載位置を照明する。
【００４２】
また、部品照明装置２６は、図１に示した照明具付き部品認識用カメラ１５の照明具である。部品照明装置２６は、部品認識用カメラ１５が画像認識のために撮像する部品吸着ノズル１０の先端に吸着された部品１８を照明する。
【００４３】
更に、ｉ／ｏ制御ユニット２２には、それぞれのアンプ（ＡＭＰ）を介して１個のＸ軸モータ１１、１個のＹ軸モータ１２、４個のＺ軸モータ２８、及び１個のθ軸モータ２９が接続されている。
【００４４】
Ｘ軸モータ１１及びＹ軸モータ１２の動作及びその駆動伝達系は前述した通りである。またＺ軸モータ２８及びθ軸モータ２９の動作と駆動伝達系の詳細については後述する。
【００４５】
上記の各アンプには、特には図示しないが、それぞれエンコーダが配設されており、これらのエンコーダにより各モータ（Ｘ軸モータ１１、Ｙ軸モータ１２、Ｚ軸モータ２８、θ軸モータ２９）の回転に応じたエンコーダ値がｉ／ｏ制御ユニット２２を介してＣＰＵ２０に入力する。これにより、ＣＰＵ２０は、後述する各搭載ヘッドの前後、左右、上下の現在位置、及び回転角を認識することができる。
【００４６】
更に、上記のｉ／ｏ制御ユニット２２には、バキュームユニット３１が接続されている。バキュームユニット３１はバキュームチューブ３２を介して搭載ヘッドの部品吸着ノズル１０に空気的に接続されている。
【００４７】
このバキュームチューブ３２には空圧センサ３３が配設されている。バキュームユニット３１は、部品吸着ノズル１０に対しバキュームによって部品１８を吸着させ、又はバキューム解除とエアブローとバキュームブレイク（真空破壊）によって吸着を解除させる。
【００４８】
このとき、空圧センサ３３からバキュームチューブ３２内の空気圧データが電気信号としてｉ／ｏ制御ユニット２２を介しＣＰＵ２０に出力される。
【００４９】
これにより、ＣＰＵ２０は、バキュームチューブ３２内の空気圧の状態を知って、部品吸着ノズル１０によって部品１８を吸着する準備が出来ているか否かを認識することができると共に、吸着された部品１８が正常に吸着されているかを認識することができる。
【００５０】
更に、上記のｉ／ｏ制御ユニット２２には、位置決め装置、ベルト駆動モータ、基板センサ、異常表示ランプ等が、それぞれのドライバを介して接続されている。
【００５１】
位置決め装置は、前述したように電子部品搭載装置１の基台４内部において基板案内レール６ａと６ｂの下方に配置され、装置内に案内されてくる基板１７の位置決めを行う。
【００５２】
ベルト駆動モータは案内レール６ａ及び６ｂに一体的に配設されている搬送ベルトを循環駆動する。基板センサは基板１７の搬入と搬出を検知する。
【００５３】
異常表示ランプは電子部品搭載装置１の動作異常や作業領域内の異物進入等の異常時に点灯又は点滅して異常発生を現場作業者に報知する。また、点滅又は点灯によって部品補充時期の接近したことを警告報知する。
【００５４】
また、ｉ／ｏ制御ユニット２２には、通信ｉ／ｏインターフェース３４、図１に示した入力表示装置５、記録装置３５が接続されている。
【００５５】
通信ｉ／ｏインターフェース３４は、例えばティーチング処理などを、例えばパーソナルコンピュータ等の他の処理装置で行う場合などに、これらの処理装置と有線又は無線で接続してＣＰＵ２０との通信が可能であるようにする。
【００５６】
記録装置３５は、例えばハードディスク、ＭＯ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷ、フラッシュメモリ装置等の各種の記録媒体を装着可能であり、電子部品搭載装置１の部品搭載処理、その事前に行なわれる部品マスター作成処理、部品搭載ティーチング処理、部品搭載処理中における部品補充タイミングの監視処理等のプログラムや、部品ライブラリのデータ、ＣＡＤからのＮＣデータ等の各種のデータを記録して保持している。
【００５７】
次に、上記のように構成されて上記のように動作する本例の電子部品搭載装置１におけるヘッド部９の内部構成及び動作について説明する。
【００５８】
図３は、上記実施の形態における電子部品搭載装置１のヘッド部９の内部構成を示す斜視図である。図３に示すヘッド部９は、８個の搭載ヘッド３６を備えている。図１及び図２に示した部品吸着ノズル１０は、搭載ヘッド３６の先端に保持されている。
【００５９】
各搭載ヘッド３６はそれぞれ専有のスプライン軸３７と一体になっている。各スプライン軸３７は、詳しくは後述するが、それぞれ専有の移動ブラケット３８により回転自在に保持され且つ上下位置を制御され、これも専有の軸ナット３９により昇降自在に保持され且つ３６０度方向の回転を制御されるようになっている。
【００６０】
ここで、先ず、スプライン軸３７の構成及び動作について詳述する。
図４(a) は、１個のスプライン軸３７とθ軸モータ２９のみを取り出して示す側面図であり、同図(b) は、そのＡ−Ａ´断面矢視図である。このスプライン軸３７の構成及び動作を、先の図３及びこの図４(a),(b) を用いて説明する。
【００６１】
上記の軸ナット３９は、上板４１及び下板４２から成る固定ブラケット４３（図１参照）により回転可能に且つ上下位置を固定されて支持されている。そして、軸ナット３９には、それら上板４１及び下板４２の間において、歯付きプーリ４４が一体に取り付けらている。尚、歯付きプーリ４４は、軸ナット３９と共に初めから旋盤等で一体に形成してもよい。
【００６２】
歯付きプーリ４４には歯付きベルト４５が係合している。この歯付きベルト４５は、図３では陰になって見えない（図４(a),(b) では図示省略）複数のアイドルプーリを介して８個全ての搭載ヘッド３６の歯付きプーリ４４と、θ軸モータ２９の駆動軸４６とに掛け回されている。
【００６３】
スプライン軸３７には、表面の軸方向に沿った２箇所にスプライン４７が穿設されている。そして、軸ナット３９の内面には、上記のスプライン４７に対向する軸方向位置に適宜の間隔で複数箇所に、横断面が半円状のボール溝４８が形成されている。
【００６４】
このボール溝４８に対応して、少なくとも１個のボール４９が設けられている。各ボール４９は、球のほぼ１／２をボール溝４８に嵌入させ、残る球の１／２をスプライン４７に係合させている。これにより、スプライン軸３７は、軸ナット３９に対して昇降自在に係合しながら、軸ナット３９の回転に伴われて３６０度方向に所望の角度で回転する。
【００６５】
図５は、図３に示すヘッド部９の右上部分の拡大図である。
図６は、図３に示すヘッド部９のＺ軸モータ２８の配設部分以外の部分をほぼ真上から見た斜視図である。以下、再び図３を用い、これらの図５及び図６も参照しながら、スプライン軸３７（つまり搭載ヘッド３６）の昇降機構について説明する。
【００６６】
図３に示すように、下端に搭載ヘッド３６を一体に取り付けられたスプライン軸３７の上部は、移動ブラケット３８等により回転自在に保持されている。移動ブラケット３８は後述する他の連結部材を介してラック５１（５１−１〜５１−８）に係合している。
【００６７】
スプライン軸３７は、図３に番号３７を付与して示す２本（図５では３７−１、３７−２として示している）のほかに、更に６本のスプライン軸３７（つまり搭載ヘッド３６）がヘッド９に備えられている。
【００６８】
合計８本のスプライン軸３７は照明具付き基板認識用カメラ４０を間にして４本ずつ左右に分かれて２つのブロックを形成している。図５に示す拡大斜視図は、基板認識用カメラ４０の右側にあるブロックの４本のスプライン軸３７の上部近傍の構成を示している。
【００６９】
尚、図５には、４本のスプライン軸３７のうち右側の前後２本一組に番号３７−１、３７−２を付与して示している。以下に説明するスプライン軸３７回りの構成は、１ブロック内では左右対称な構成となっており、２つのブロック間ではそれぞれ同一の構成であるので、以下の説明では、代表的にプライン軸３７−１、３７−２について説明する。
【００７０】
各ブロックの４本のスプライン軸３７のうち、前後の２本のスプライン軸３７（図５、図６の３７−１、３７−２）が一組となって後方の２本のラック５１（図５、図６の５１−１、５１−２）にそれぞれ係合して、互いに逆方向に昇降する。
【００７１】
図３に示す合計８本のラック５１（５１−１〜５１〜８）は、２本一組となって、それぞれ１個のＺ軸モータ２８（２８−１、２８−２、２８−３、２８−４）により互いに逆方向に昇降駆動される。
【００７２】
ラック５１−１とスプライン軸３７−１は（以下、図５、図６も参照）、移動ブラケット３８−１、連結ブラケット５２−１及びレール係合部材５３−１を介して一体に連結されている。レール係合部材５３−１は、鉛直方向に立設された案内レール５４−１に、上下に摺動可能に嵌合している。
【００７３】
ラック５１−２とスプライン軸３７−２についても、各ブラケットの形状は上記とやや異なるものの、上記と同様に、移動ブラケット３８−２、連結ブラケット５２−２及びレール係合部材５３−２を介して一体に連結されている。レール係合部材５３−２は、案内レール５４−２に、上下に摺動可能に嵌合している。
【００７４】
案内レール５４（５４−１、５４−２、・・・）は、２本が一組となり、ヘッド部フレーム５５（図３、図５参照）に固定されて鉛直方向に立設されたレール保持部材５６（図３、図５、図６参照）の左右両面に固定して取り付けられている。
【００７５】
これにより、ラック５１−１が昇降すると、ラック５１−１に連結されているレール係合部材５３−１が案内レール５４−１に案内されて上下に摺動する。レール係合部材５３−１が上下に摺動することにより、これに連結されている連結ブラケット５２−１及び移動ブラケット３８−１を介してスプライン軸３７−１が昇降する。
【００７６】
ラック５１−２とスプライン軸３７−２の動作状態も、ラック５１−１とスプライン軸３７−１の場合と同様である。
【００７７】
図７は、ラック５１（５１−１〜５１−８）の、２本一組となって動作する動作状態を説明する図である。尚、図７には、動作が分かりやすいように、ラック５１とＺ軸モータ２８（２８−１〜２８−４）の駆動軸、及びラック５１に係合するピニオンのみを取り出して示している。
【００７８】
図７に示すように、２本一組となっているラック５１−１と５１−２、５１−３と５１−４、５１−５と５１−６、及び５１−７と５１−８は、それぞれ歯面５７を対向させて配置されている。
【００７９】
この４箇所で対向する歯面に、４個のＺ軸モータ２８（２８−１〜２８−４、図３、図５参照）の回転軸５８（５８−１〜５８−４）の先端にそれぞれ固設された４個のピニオン５９（５９−１〜５９−４）が噛合している。
【００８０】
同図において、右端の１組のラック５１（５１−１、５１−２）及び左端の１組のラック５１（５１−７、５１−８）は、それぞれ静止状態である。そして、中央にある２組のラック５１（５−３と５１−４及び５１−５と５１−６）は、これらのラック５１の対向する歯面５７に噛合するピニオン５９−２及び５９−３が、Ｚ軸モータ２８−２及び２８−３の回転軸５８−２及び５８−３にそれぞれ回転駆動されたことにより、昇降動作中である。
【００８１】
これら動作中のラック５１のうち、左右の静止状態のラック５１−１、５１−２、５１−７及び５１−８よりも、高い位置にあるラック５１−３と５１−６は、対応する搭載ヘッド３６が部品搭載作業に従事していない「待機動作」中である。
【００８２】
そして、左右の静止状態のラック５１−１、５１−２、５１−７及び５１−８よりも、低い位置にあるラック５１−４と５１−５は、対応する搭載ヘッド３６が部品搭載作業にしていて「有効動作」中である。
【００８３】
有効動作中の搭載ヘッド３６に対応するラック５１−４と５１−５は、搭載ヘッド３６による部品吸着時または部品搭載時には、図７に示すように降下する。ラック５１−４の場合はピニオン５９−２が反時計回り方向に回転したことにより降下しており、ラック５１−５の場合はピニオン５９−３が時計回り方向に回転したことにより降下している。
【００８４】
また、これらのラック５１−４と５１−５は、搭載ヘッド３６が部品吸着のため又は部品登載のために移動中は、静止状態と同位置に戻る。ラック５１−４の場合はピニオン５９−２が時計回り方向に回転することにより静止位置に戻り、ラック５１−５の場合はピニオン５９−３が反時計回り方向に回転することにより静止位置に戻る。
【００８５】
有効動作中の搭載ヘッド３６に対応するラック５１は、動作中は静止位置より上に移動することはなく、静止位置と静止位置よりも下方の位置との間で昇降動作する。逆に、待機動作中の搭載ヘッド３６に対応するラック５１は、動作中は静止位置より下に移動することはなく、静止位置と静止位置よりも上方の位置との間で昇降動作する。
【００８６】
いずれにしても、二つの被駆動体である２つの搭載ヘッド３６の有効動作と待機動作はピニオン５９を間に挟んで対向配置された２つのラック５１により、それぞれ逆向きに移動する動作となる。
【００８７】
また、このように一組となってそれぞれ逆向きに上下移動する二つの搭載ヘッド３６、及びこれら二つの搭載ヘッド３６にそれぞれ対応する駆動伝達系及び連結部材においては、上下移動の切替の際に、１つの駆動源から２つに別れる駆動伝達系に加わる反動を低減することができるように、ほぼ同重量になるように構成することが好ましい。
【００８８】
このように、本実施の形態によれば、一つの回転駆動源、例えばＺ軸モータ２８−１等に、駆動伝達部材、例えばピニオン５９−１等を介して、常に連結されている駆動伝達系、例えばラック５１−１、５１−２等と、この駆動伝達系に連結部材、例えばレール係合部材５３−１、５３−２、連結ブラケット５２−１、５２−２、移動ブラケット３８−１、３８−２等を介して連結された二つの被駆動体、例えばスプライン軸３７−１、３７−２、２つの搭載ヘッド３６等と、を有し、二つの被駆動体は、回転駆動源の回転方向の正逆切替により駆動伝達系を介して、一方が有効動作、他方が待機動作に、選択的に切り替えられる。
【００８９】
上記のような、例えばラック５１（つまり搭載ヘッド３６）の有効動作と待機動作の選択的な切り替えは、ピニオン５９の所定方向への回転量により決定されると共に、その後の部品吸着と部品搭載の動作、及び部品供給装置と基板との間の移動の動作は、上記決定された位置からのピニオン５９による正逆両方向の回転によって達成される。
【００９０】
これらピニオン５９の回転方向及び回転量の制御は、図２に示したＣＰＵ２０によってｉ／ｏ（入出力）制御ユニット２２を介して行われるＺ軸モータ２８への回転制御によって実行される。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】一実施の形態における電子部品搭載装置の外観斜視図である。
【図２】一実施の形態における電子部品搭載装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】一実施の形態における電子部品搭載装置のヘッド部の内部構成を示す斜視図である。
【図４】(a) はヘッド部の１個のスプライン軸とθ軸モータのみを取り出して示す側面図、(b) はそのＡ−Ａ´断面矢視図である。
【図５】図３に示すヘッド部の右上部分の拡大図である。
【図６】図３に示すヘッド部のＺ軸モータの配設部分以外の部分をほぼ真上から見た斜視図である。
【図７】ラックの２本一組となって動作する動作状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 電子部品搭載装置（本体装置）
２ 下保護カバー
３ 上保護カバー
４ 基台
５ 入力表示装置
６ａ、６ｂ 基板案内レール
７ａ、７ｂ 固定レール（Ｙ軸レール）
８ 移動レール（Ｘ軸レール）
９ ヘッド部
１０ 部品吸着ノズル
１１ Ｘ軸モータ
１２ Ｙ軸モータ
１３ａ、１３ｂ 部品供給ステージ
１４ ノズル交換器
１５ 照明具付き部品認識用カメラ
１６ａ、１６ｂ 帯状チェーン体
１７ 基板
１８ 部品
２０ ＣＰＵ
２１ バス
２２ ｉ／ｏ（入出力）制御ユニット
２３ 画像処理ユニット
２４ メモリ
２５ 基板照明装置
２６ 部品照明装置
２７ 画像認識用カメラ
２８（２８−１、２８−２、２８−３、２８−４） Ｚ軸モータ
２９ θ軸モータ
３１ バキュームユニット
３２ バキュームチューブ
３３ 空圧センサ
３４ 通信ｉ／ｏインターフェース
３５ 記録装置
３６ 搭載ヘッド
３７（３７−１〜３７−８） スプライン軸
３８（３８−１〜３８−８） 移動ブラケット
３９ 軸ナット
４１ 上板
４２ 下板
４３ 固定ブラケット
４４ 歯付きプーリ
４５ 歯付きベルト
４６ 駆動軸
４７ スプライン
４８ ボール穴
４９ ボール
５１（５１−１〜５１−８） ラック
５２（５２−１〜５２−８） 連結ブラケット
５３（５３−１〜５３−８） レール係合部材
５４（５４−１〜５４−８） 案内レール
５５ ヘッド部フレーム
５６ レール保持部材
５７ 歯面
５８（５８−１〜５８−４） 回転軸
５９（５９−１〜５９−４） ピニオン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をプリント基板に搭載する電子部品搭載装置に係わり、更に詳しくは、一つのＺ軸駆動源で二つ搭載ヘッドの被駆動軸を昇降駆動するヘッド部を備えた電子部品搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板（以下、単に基板という）にＩＣ、抵抗、コンデンサ等多数のチップ状電子部品（以下、単に部品という）を搭載する電子部品搭載装置がある。このような電子部品搭載装置は、一般に、本体装置の基台上方の空間を前後左右に自在に移動するヘッド部を備えている。
【０００３】
このヘッド部には、通常、上下に昇降可能で３６０度方向に回転可能な複数の搭載ヘッドが備えられ、これら複数の搭載ヘッドをそれぞれ個別に昇降駆動するモータが搭載ヘッドの数だけ備えられている。
【０００４】
ヘッド部は、Ｙ軸モータに駆動されるＹ軸レールとＸ軸モータに駆動されるＸ軸レールとにより、本体装置の基台上方を前後左右に高速に移動し、複数の搭載ヘッドにより部品供給装置から電子部品を取り出して、その電子部品をプリント基板上の所定の位置に搭載する。
【０００５】
ところで、従来は、搭載ヘッドの被駆動軸のＺ軸方向の駆動（昇降駆動）では、一つのＺ軸駆動源（通常はサーボモータ、又はステッピンモータ）で一つの被駆動軸を動かすことが多かった。
【０００６】
しかし、近年では、一つのＺ軸駆動源で複数の被駆動軸を駆動するものが知られている。この場合、回転テーブルに保持した複数の被駆動軸の中から回転テーブルの回転位置によって所望の一つの被駆動軸を選択する、又はソレノイドを用いて複数の被駆動軸の中から所望の一つの被駆動軸を選択して被駆動位置に設定するなどが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、一つのＺ軸駆動源で一つの被駆動軸を駆動するのは、被駆動軸の数が増えると、それに応じて駆動源も増えるから、ヘッド部の製造コストばかりでなく、重量も増える。近年、ヘッド部には高速移動が要求されるから、ヘッド部の重量が増えると高速移動が阻害されると言う問題がある。
【０００８】
また、一つのＺ軸駆動源で複数の被駆動軸を駆動するものは、駆動源の数は一つであるからヘッド部の軽量化に有効であるとは言うものの、回転テーブル式にしてもソレノイド式であっても、所望の被駆動軸を選択する構造が複雑で、ヘッド部の大型化を招く点では上記と同様である。
【０００９】
また、駆動源と被駆動軸との連結と連結解除の機構には、各部材間に間隙やガタが必然的に生じるので、早期に経時劣化が現れ、耐久性の点で劣るという問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、一つのＺ軸駆動源で二つの搭載ヘッドの被駆動軸を昇降駆動するヘッド部を備えた電子部品搭載装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電子部品搭載装置は、一つの回転駆動源と、該一つの回転駆動源に駆動伝達部材を介して常に連結されている二つの駆動伝達系と、該駆動伝達系に連結部材を介して連結された二つの被駆動体と、を有し、上記二つの被駆動体は、上記回転駆動源の回転方向の正逆切替により上記駆動伝達系を介して、一方が有効動作、他方が待機動作に、選択的に切り替えられるように構成される。
【００１２】
この電子部品搭載装置において、例えば、上記二つの被駆動体の上記有効動作と上記待機動作は、それぞれ逆向きに移動する動作であるように構成される。
【００１３】
そして、上記被駆動体は、例えば、電子部品をプリント基板に搭載する搭載ヘッドを含み、上記有効動作は、上記搭載ヘッドの上記電子部品を部品供給装置から取り出すときの昇降動作及び上記プリント基板へ上記電子部品を搭載するとき又はノズル交換するときの昇降動作であるように構成される。
【００１４】
また、例えば、上記二つの被駆動体、及びこれら二つの被駆動体にそれぞれ対応する上記駆動伝達系及び上記連結部材は、ほぼ同重量になるように構成されるのが好ましい。
【００１５】
また、この電子部品搭載装置において、例えば、上記回転駆動源は、モータであり、上記駆動伝達部材は、上記モータの回転軸に固設されたピニオンであり、上記駆動伝達系は、上記ピニオンを挟んで左右に配置され該ピニオンに噛合する２本のラックと、該２本のラックにそれぞれ対応する上記二つの被駆動体との間を連結するブラケットであるように構成してもよい。
【００１６】
また、この電子部品搭載装置において、例えば、上記駆動伝達部材は上下のいずれか一つがモータの回転軸に直接固定され他の一つが装置のフレームに位置固定された２つのプーリであり、上記駆動伝達系は上記上下のプーリに掛け渡された歯付ベルトと該歯付ベルトと上記二つの被駆動体との間を連結するブラケットであるように変更することもできる。
【００１７】
また、例えば、上記駆動伝達部材及び上記駆動伝達系は、上記モータの回転軸に直接固定したリンク部材と該リンク部材と上記二つの被駆動体との間を連結するブラケットであるように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、一つのＺ軸駆動源で二つ被駆動軸を駆動するので、軽量化に寄与するヘッド部を備えた電子部品搭載装置を提供することが可能となる。
【００１９】
また、駆動源と被駆動軸との間に連結と連結解除を切り替える機構が無いので、間隙やガタによる経時劣化が少なく、したがって使用寿命の長いヘッド部を備えた電子部品搭載装置を提供することが可能となる。
【００２０】
また、同様に駆動源と被駆動軸との間に連結と連結解除を切り替える機構が無いので駆動源の回転方向の切替だけで動作の切替を迅速に行うことができ、これにより、電子部品搭載のタクトが短縮化されて作業能率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、一実施の形態における電子部品搭載装置の外観斜視図である。同図に示すように、電子部品搭載装置（以下、本体装置という）１は、下保護カバー２に囲まれ上保護カバー３に覆われた基台４の内部及び上部に各種の装置が配設される。
【００２２】
基台４の内部には、特には図示しないが各部を制御する制御回路や、搬入されてくるプリント基板（以下、単に基板という）を下から支持する支持プレート装置等を備えている。上保護カバー３の前面には液晶ディスプレイとタッチパネルからなる入力表示装置５が配設されており、外部操作により各種の指示を入力することができる。
【００２３】
基台４の上には、中央に、固定と可動の１対の平行する基板案内レール６ａ及び６ｂが基板の搬送方向（Ｘ軸方向）に水平に延在して配設される。これらの基板案内レール６ａ及び６ｂの下部に接して、ループ状の複数のコンベアベルトが走行可能に配設される。
【００２４】
コンベアベルトは、それぞれ数ミリ幅のベルト脇部を基板案内レール６ａ又は６ｂの下から基板搬送路に覗かせて、ベルト駆動モータにより駆動され、基板搬送方向に走行し、基板の裏面両側を下から支持しながら基板を搬送する。
【００２５】
上記１対の基板案内レール６ａ及び６ｂを跨いで、基板搬送方向（Ｘ軸方向）と直角の方向（Ｙ軸方向）に平行に延在する左右一対の固定レール（Ｙ軸レール）７ａ及び７ｂが配設されている。これらＹ軸レール７ａ及び７ｂに長尺の移動レール（Ｘ軸レール）８が滑動自在に係合し、このＸ軸レール８に、基板に電子部品（以下、単に部品という）を搭載する作業を行うヘッド部９が滑動自在に懸架されている。
【００２６】
上記のＸ軸レール８には、Ｘ軸モータ１１が配設され、上記一方のＹ軸レール７ａの端部には、Ｙ軸モータ１２が配設されている。Ｘ軸モータ１１は、ヘッド部９をＸ軸レール８の長手方向（Ｘ軸方向）に進退移動させせるＸ軸方向駆動用のサーボモータである。
【００２７】
また、Ｙ軸モータ１２は、Ｘ軸レール８をＹ軸レール７ａ及び７ｂに沿って前後（Ｙ軸方向）に進退移動させるＹ軸方向駆動用のサーボモータである。これらのＸ軸モータ１１及びＹ軸モータ１２が制御回路からの指示により正逆両方向に自在に回転することにより、ヘッド部９がＸ軸方向及びＹ軸方向に自在に進退する。
【００２８】
ヘッド部９には、詳しくは後述する複数の搭載ヘッドが備えられている。搭載ヘッドは上下方向に自在に昇降可能であると共に３６０度方向に回転可能な機構を備えている。この搭載ヘッドの先端には、部品吸着ノズル１０が着脱自在に装着されている。
【００２９】
また、基台４上の前部と後部には、夫々部品供給ステージ１３ａ及び１３ｂが配設されている。この部品供給ステージ１３ａ及び１３ｂには、特には図示しないが、多数の部品を保持したテープを巻着したリールを着脱自在に備えたテープカートリッジ方式の部品供給装置が多数載設される。
【００３０】
あるいは、テープカートリッジ方式の部品供給装置に代えて、複数枚のパレットを備えたトレイ方式の部品供給装置の部品供給部がステージ上方に挿入されて本体装置に係合する。
【００３１】
この部品供給ステージ１３ａと基板案内レール６ａの間に、複数の部品吸着ノズル１０を交換可能に保持するツールチェンジャーとも呼称されるノズル交換器１４が基台４に固定して配置され、そのノズル交換器１４に隣接して、部品吸着ノズル１０に吸着された部品を画像認識するための照明具付き部品認識用カメラ１５が配置されている。
【００３２】
上記のヘッド部９は、屈曲自在で内部が空洞な帯状のチェーン体１６ａ及び１６ｂに保護かつ収容されている複数本の不図示の信号コードによって本体装置の中央制御部と連結されている。ヘッド部９は、これらの信号コードを介して中央制御部からは電力及び制御信号を供給され、中央制御部へは基板上の部品搭載位置の情報を示す画像データを送信する。
【００３３】
このヘッド部９は、上述した移動レール８と固定レール７ａ及び７ｂにより、前後左右に自在に移動し、ノズル交換器１４上で一時停止し、搭載ヘッドの先端に、これから吸着すべき部品に対応する所望の部品吸着ノズル１０を交換装着する。
【００３４】
次に、ヘッド部９は、搭載ヘッドの先端に着脱自在に装着した上記の部品吸着ノズル１０により、部品供給ステージ１３ａ又は１３ｂ上に載設または係合する部品供給装置から所望の部品を吸着（または把持）して、その部品を、本体装置１内に自動搬入されて所定の位置に位置決め固定されている基板上に搭載する。
【００３５】
このとき、ヘッド部９は、上記部品の搭載に先立って、基板案内レール６ａと部品供給ステージ１３ａの間に在ってノズル交換器１４と並んで配設されている照明具付きの部品認識用カメラ１５の上に移動し、その部品認識用カメラ１５により、保持している部品の保持状態を撮像させ、その撮像された画像データを中央制御部に送信する。
【００３６】
更に、ヘッド部９は、ヘッド部９内に配設されている基板認識用カメラ（図では見えない）により基板の位置マークを撮像して、その撮像データを中央制御部へ転送する。
【００３７】
中央制御部は、部品認識用カメラ１５により撮像された画像データと予め定められている部品の保持状態とに基づいて、ヘッド部９に部品の保持状態の補正を指示し、更に上記撮像された基板の位置マークの位置に基づいて、部品搭載実行時の補正を指示する。
【００３８】
ヘッド部９は、中央制御部からの補正指示に従って保持状態を補正した部品を、基板上の所定の搭載位置に、指示された補正値にしたがって搭載する。
【００３９】
図２は、上記のように構成される電子部品搭載装置１のシステム構成を示すブロック図である。同図に示すように、電子部品搭載装置１は、ＣＰＵ２０と、このＣＰＵ２０にバス２１で接続されたｉ／ｏ（入出力）制御ユニット２２及び画像処理ユニット２３からなる制御部を備えている。
【００４０】
上記のＣＰＵ２０にはメモリ２４が接続され、このメモリ２４は、特には図示しないがプログラム領域とデータ領域を備えている。また、ｉ／ｏ制御ユニット２２には、画像処理ユニット２３を介して、基板照明装置２５や部品照明装置２６が接続されている。
【００４１】
基板照明装置２５は、画像認識用カメラ２７と共にヘッド部６に備えられている。基板照明装置２５は、画像認識用カメラ２６が画像認識のために撮像する図１では図示していなかった基板１７の部品搭載位置を照明する。
【００４２】
また、部品照明装置２６は、図１に示した照明具付き部品認識用カメラ１５の照明具である。部品照明装置２６は、部品認識用カメラ１５が画像認識のために撮像する部品吸着ノズル１０の先端に吸着された部品１８を照明する。
【００４３】
更に、ｉ／ｏ制御ユニット２２には、それぞれのアンプ（ＡＭＰ）を介して１個のＸ軸モータ１１、１個のＹ軸モータ１２、４個のＺ軸モータ２８、及び１個のθ軸モータ２９が接続されている。
【００４４】
Ｘ軸モータ１１及びＹ軸モータ１２の動作及びその駆動伝達系は前述した通りである。またＺ軸モータ２８及びθ軸モータ２９の動作と駆動伝達系の詳細については後述する。
【００４５】
上記の各アンプには、特には図示しないが、それぞれエンコーダが配設されており、これらのエンコーダにより各モータ（Ｘ軸モータ１１、Ｙ軸モータ１２、Ｚ軸モータ２８、θ軸モータ２９）の回転に応じたエンコーダ値がｉ／ｏ制御ユニット２２を介してＣＰＵ２０に入力する。これにより、ＣＰＵ２０は、後述する各搭載ヘッドの前後、左右、上下の現在位置、及び回転角を認識することができる。
【００４６】
更に、上記のｉ／ｏ制御ユニット２２には、バキュームユニット３１が接続されている。バキュームユニット３１はバキュームチューブ３２を介して搭載ヘッドの部品吸着ノズル１０に空気的に接続されている。
【００４７】
このバキュームチューブ３２には空圧センサ３３が配設されている。バキュームユニット３１は、部品吸着ノズル１０に対しバキュームによって部品１８を吸着させ、又はバキューム解除とエアブローとバキュームブレイク（真空破壊）によって吸着を解除させる。
【００４８】
このとき、空圧センサ３３からバキュームチューブ３２内の空気圧データが電気信号としてｉ／ｏ制御ユニット２２を介しＣＰＵ２０に出力される。
【００４９】
これにより、ＣＰＵ２０は、バキュームチューブ３２内の空気圧の状態を知って、部品吸着ノズル１０によって部品１８を吸着する準備が出来ているか否かを認識することができると共に、吸着された部品１８が正常に吸着されているかを認識することができる。
【００５０】
更に、上記のｉ／ｏ制御ユニット２２には、位置決め装置、ベルト駆動モータ、基板センサ、異常表示ランプ等が、それぞれのドライバを介して接続されている。
【００５１】
位置決め装置は、前述したように電子部品搭載装置１の基台４内部において基板案内レール６ａと６ｂの下方に配置され、装置内に案内されてくる基板１７の位置決めを行う。
【００５２】
ベルト駆動モータは案内レール６ａ及び６ｂに一体的に配設されている搬送ベルトを循環駆動する。基板センサは基板１７の搬入と搬出を検知する。
【００５３】
異常表示ランプは電子部品搭載装置１の動作異常や作業領域内の異物進入等の異常時に点灯又は点滅して異常発生を現場作業者に報知する。また、点滅又は点灯によって部品補充時期の接近したことを警告報知する。
【００５４】
また、ｉ／ｏ制御ユニット２２には、通信ｉ／ｏインターフェース３４、図１に示した入力表示装置５、記録装置３５が接続されている。
【００５５】
通信ｉ／ｏインターフェース３４は、例えばティーチング処理などを、例えばパーソナルコンピュータ等の他の処理装置で行う場合などに、これらの処理装置と有線又は無線で接続してＣＰＵ２０との通信が可能であるようにする。
【００５６】
記録装置３５は、例えばハードディスク、ＭＯ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷ、フラッシュメモリ装置等の各種の記録媒体を装着可能であり、電子部品搭載装置１の部品搭載処理、その事前に行なわれる部品マスター作成処理、部品搭載ティーチング処理、部品搭載処理中における部品補充タイミングの監視処理等のプログラムや、部品ライブラリのデータ、ＣＡＤからのＮＣデータ等の各種のデータを記録して保持している。
【００５７】
次に、上記のように構成されて上記のように動作する本例の電子部品搭載装置１におけるヘッド部９の内部構成及び動作について説明する。
【００５８】
図３は、上記実施の形態における電子部品搭載装置１のヘッド部９の内部構成を示す斜視図である。図３に示すヘッド部９は、８個の搭載ヘッド３６を備えている。図１及び図２に示した部品吸着ノズル１０は、搭載ヘッド３６の先端に保持されている。
【００５９】
各搭載ヘッド３６はそれぞれ専有のスプライン軸３７と一体になっている。各スプライン軸３７は、詳しくは後述するが、それぞれ専有の移動ブラケット３８により回転自在に保持され且つ上下位置を制御され、これも専有の軸ナット３９により昇降自在に保持され且つ３６０度方向の回転を制御されるようになっている。
【００６０】
ここで、先ず、スプライン軸３７の構成及び動作について詳述する。
図４(a) は、１個のスプライン軸３７とθ軸モータ２９のみを取り出して示す側面図であり、同図(b) は、そのＡ−Ａ´断面矢視図である。このスプライン軸３７の構成及び動作を、先の図３及びこの図４(a),(b) を用いて説明する。
【００６１】
上記の軸ナット３９は、上板４１及び下板４２から成る固定ブラケット４３（図１参照）により回転可能に且つ上下位置を固定されて支持されている。そして、軸ナット３９には、それら上板４１及び下板４２の間において、歯付きプーリ４４が一体に取り付けらている。尚、歯付きプーリ４４は、軸ナット３９と共に初めから旋盤等で一体に形成してもよい。
【００６２】
歯付きプーリ４４には歯付きベルト４５が係合している。この歯付きベルト４５は、図３では陰になって見えない（図４(a),(b) では図示省略）複数のアイドルプーリを介して８個全ての搭載ヘッド３６の歯付きプーリ４４と、θ軸モータ２９の駆動軸４６とに掛け回されている。
【００６３】
スプライン軸３７には、表面の軸方向に沿った２箇所にスプライン４７が穿設されている。そして、軸ナット３９の内面には、上記のスプライン４７に対向する軸方向位置に適宜の間隔で複数箇所に、横断面が半円状のボール溝４８が形成されている。
【００６４】
このボール溝４８に対応して、少なくとも１個のボール４９が設けられている。各ボール４９は、球のほぼ１／２をボール溝４８に嵌入させ、残る球の１／２をスプライン４７に係合させている。これにより、スプライン軸３７は、軸ナット３９に対して昇降自在に係合しながら、軸ナット３９の回転に伴われて３６０度方向に所望の角度で回転する。
【００６５】
図５は、図３に示すヘッド部９の右上部分の拡大図である。
図６は、図３に示すヘッド部９のＺ軸モータ２８の配設部分以外の部分をほぼ真上から見た斜視図である。以下、再び図３を用い、これらの図５及び図６も参照しながら、スプライン軸３７（つまり搭載ヘッド３６）の昇降機構について説明する。
【００６６】
図３に示すように、下端に搭載ヘッド３６を一体に取り付けられたスプライン軸３７の上部は、移動ブラケット３８等により回転自在に保持されている。移動ブラケット３８は後述する他の連結部材を介してラック５１（５１−１〜５１−８）に係合している。
【００６７】
スプライン軸３７は、図３に番号３７を付与して示す２本（図５では３７−１、３７−２として示している）のほかに、更に６本のスプライン軸３７（つまり搭載ヘッド３６）がヘッド９に備えられている。
【００６８】
合計８本のスプライン軸３７は照明具付き基板認識用カメラ４０を間にして４本ずつ左右に分かれて２つのブロックを形成している。図５に示す拡大斜視図は、基板認識用カメラ４０の右側にあるブロックの４本のスプライン軸３７の上部近傍の構成を示している。
【００６９】
尚、図５には、４本のスプライン軸３７のうち右側の前後２本一組に番号３７−１、３７−２を付与して示している。以下に説明するスプライン軸３７回りの構成は、１ブロック内では左右対称な構成となっており、２つのブロック間ではそれぞれ同一の構成であるので、以下の説明では、代表的にプライン軸３７−１、３７−２について説明する。
【００７０】
各ブロックの４本のスプライン軸３７のうち、前後の２本のスプライン軸３７（図５、図６の３７−１、３７−２）が一組となって後方の２本のラック５１（図５、図６の５１−１、５１−２）にそれぞれ係合して、互いに逆方向に昇降する。
【００７１】
図３に示す合計８本のラック５１（５１−１〜５１〜８）は、２本一組となって、それぞれ１個のＺ軸モータ２８（２８−１、２８−２、２８−３、２８−４）により互いに逆方向に昇降駆動される。
【００７２】
ラック５１−１とスプライン軸３７−１は（以下、図５、図６も参照）、移動ブラケット３８−１、連結ブラケット５２−１及びレール係合部材５３−１を介して一体に連結されている。レール係合部材５３−１は、鉛直方向に立設された案内レール５４−１に、上下に摺動可能に嵌合している。
【００７３】
ラック５１−２とスプライン軸３７−２についても、各ブラケットの形状は上記とやや異なるものの、上記と同様に、移動ブラケット３８−２、連結ブラケット５２−２及びレール係合部材５３−２を介して一体に連結されている。レール係合部材５３−２は、案内レール５４−２に、上下に摺動可能に嵌合している。
【００７４】
案内レール５４（５４−１、５４−２、・・・）は、２本が一組となり、ヘッド部フレーム５５（図３、図５参照）に固定されて鉛直方向に立設されたレール保持部材５６（図３、図５、図６参照）の左右両面に固定して取り付けられている。
【００７５】
これにより、ラック５１−１が昇降すると、ラック５１−１に連結されているレール係合部材５３−１が案内レール５４−１に案内されて上下に摺動する。レール係合部材５３−１が上下に摺動することにより、これに連結されている連結ブラケット５２−１及び移動ブラケット３８−１を介してスプライン軸３７−１が昇降する。
【００７６】
ラック５１−２とスプライン軸３７−２の動作状態も、ラック５１−１とスプライン軸３７−１の場合と同様である。
【００７７】
図７は、ラック５１（５１−１〜５１−８）の、２本一組となって動作する動作状態を説明する図である。尚、図７には、動作が分かりやすいように、ラック５１とＺ軸モータ２８（２８−１〜２８−４）の駆動軸、及びラック５１に係合するピニオンのみを取り出して示している。
【００７８】
図７に示すように、２本一組となっているラック５１−１と５１−２、５１−３と５１−４、５１−５と５１−６、及び５１−７と５１−８は、それぞれ歯面５７を対向させて配置されている。
【００７９】
この４箇所で対向する歯面に、４個のＺ軸モータ２８（２８−１〜２８−４、図３、図５参照）の回転軸５８（５８−１〜５８−４）の先端にそれぞれ固設された４個のピニオン５９（５９−１〜５９−４）が噛合している。
【００８０】
同図において、右端の１組のラック５１（５１−１、５１−２）及び左端の１組のラック５１（５１−７、５１−８）は、それぞれ静止状態である。そして、中央にある２組のラック５１（５−３と５１−４及び５１−５と５１−６）は、これらのラック５１の対向する歯面５７に噛合するピニオン５９−２及び５９−３が、Ｚ軸モータ２８−２及び２８−３の回転軸５８−２及び５８−３にそれぞれ回転駆動されたことにより、昇降動作中である。
【００８１】
これら動作中のラック５１のうち、左右の静止状態のラック５１−１、５１−２、５１−７及び５１−８よりも、高い位置にあるラック５１−３と５１−６は、対応する搭載ヘッド３６が部品搭載作業に従事していない「待機動作」中である。
【００８２】
そして、左右の静止状態のラック５１−１、５１−２、５１−７及び５１−８よりも、低い位置にあるラック５１−４と５１−５は、対応する搭載ヘッド３６が部品搭載作業にしていて「有効動作」中である。
【００８３】
有効動作中の搭載ヘッド３６に対応するラック５１−４と５１−５は、搭載ヘッド３６による部品吸着時または部品搭載時には、図７に示すように降下する。ラック５１−４の場合はピニオン５９−２が反時計回り方向に回転したことにより降下しており、ラック５１−５の場合はピニオン５９−３が時計回り方向に回転したことにより降下している。
【００８４】
また、これらのラック５１−４と５１−５は、搭載ヘッド３６が部品吸着のため又は部品登載のために移動中は、静止状態と同位置に戻る。ラック５１−４の場合はピニオン５９−２が時計回り方向に回転することにより静止位置に戻り、ラック５１−５の場合はピニオン５９−３が反時計回り方向に回転することにより静止位置に戻る。
【００８５】
有効動作中の搭載ヘッド３６に対応するラック５１は、動作中は静止位置より上に移動することはなく、静止位置と静止位置よりも下方の位置との間で昇降動作する。逆に、待機動作中の搭載ヘッド３６に対応するラック５１は、動作中は静止位置より下に移動することはなく、静止位置と静止位置よりも上方の位置との間で昇降動作する。
【００８６】
いずれにしても、二つの被駆動体である２つの搭載ヘッド３６の有効動作と待機動作はピニオン５９を間に挟んで対向配置された２つのラック５１により、それぞれ逆向きに移動する動作となる。
【００８７】
また、このように一組となってそれぞれ逆向きに上下移動する二つの搭載ヘッド３６、及びこれら二つの搭載ヘッド３６にそれぞれ対応する駆動伝達系及び連結部材においては、上下移動の切替の際に、１つの駆動源から２つに別れる駆動伝達系に加わる反動を低減することができるように、ほぼ同重量になるように構成することが好ましい。
【００８８】
このように、本実施の形態によれば、一つの回転駆動源、例えばＺ軸モータ２８−１等に、駆動伝達部材、例えばピニオン５９−１等を介して、常に連結されている駆動伝達系、例えばラック５１−１、５１−２等と、この駆動伝達系に連結部材、例えばレール係合部材５３−１、５３−２、連結ブラケット５２−１、５２−２、移動ブラケット３８−１、３８−２等を介して連結された二つの被駆動体、例えばスプライン軸３７−１、３７−２、２つの搭載ヘッド３６等と、を有し、二つの被駆動体は、回転駆動源の回転方向の正逆切替により駆動伝達系を介して、一方が有効動作、他方が待機動作に、選択的に切り替えられる。
【００８９】
上記のような、例えばラック５１（つまり搭載ヘッド３６）の有効動作と待機動作の選択的な切り替えは、ピニオン５９の所定方向への回転量により決定されると共に、その後の部品吸着と部品搭載の動作、及び部品供給装置と基板との間の移動の動作は、上記決定された位置からのピニオン５９による正逆両方向の回転によって達成される。
【００９０】
これらピニオン５９の回転方向及び回転量の制御は、図２に示したＣＰＵ２０によってｉ／ｏ（入出力）制御ユニット２２を介して行われるＺ軸モータ２８への回転制御によって実行される。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】一実施の形態における電子部品搭載装置の外観斜視図である。
【図２】一実施の形態における電子部品搭載装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】一実施の形態における電子部品搭載装置のヘッド部の内部構成を示す斜視図である。
【図４】(a) はヘッド部の１個のスプライン軸とθ軸モータのみを取り出して示す側面図、(b) はそのＡ−Ａ´断面矢視図である。
【図５】図３に示すヘッド部の右上部分の拡大図である。
【図６】図３に示すヘッド部のＺ軸モータの配設部分以外の部分をほぼ真上から見た斜視図である。
【図７】ラックの２本一組となって動作する動作状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 電子部品搭載装置（本体装置）
２ 下保護カバー
３ 上保護カバー
４ 基台
５ 入力表示装置
６ａ、６ｂ 基板案内レール
７ａ、７ｂ 固定レール（Ｙ軸レール）
８ 移動レール（Ｘ軸レール）
９ ヘッド部
１０ 部品吸着ノズル
１１ Ｘ軸モータ
１２ Ｙ軸モータ
１３ａ、１３ｂ 部品供給ステージ
１４ ノズル交換器
１５ 照明具付き部品認識用カメラ
１６ａ、１６ｂ 帯状チェーン体
１７ 基板
１８ 部品
２０ ＣＰＵ
２１ バス
２２ ｉ／ｏ（入出力）制御ユニット
２３ 画像処理ユニット
２４ メモリ
２５ 基板照明装置
２６ 部品照明装置
２７ 画像認識用カメラ
２８（２８−１、２８−２、２８−３、２８−４） Ｚ軸モータ
２９ θ軸モータ
３１ バキュームユニット
３２ バキュームチューブ
３３ 空圧センサ
３４ 通信ｉ／ｏインターフェース
３５ 記録装置
３６ 搭載ヘッド
３７（３７−１〜３７−８） スプライン軸
３８（３８−１〜３８−８） 移動ブラケット
３９ 軸ナット
４１ 上板
４２ 下板
４３ 固定ブラケット
４４ 歯付きプーリ
４５ 歯付きベルト
４６ 駆動軸
４７ スプライン
４８ ボール穴
４９ ボール
５１（５１−１〜５１−８） ラック
５２（５２−１〜５２−８） 連結ブラケット
５３（５３−１〜５３−８） レール係合部材
５４（５４−１〜５４−８） 案内レール
５５ ヘッド部フレーム
５６ レール保持部材
５７ 歯面
５８（５８−１〜５８−４） 回転軸
５９（５９−１〜５９−４） ピニオン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの回転駆動源と、
該一つの回転駆動源に駆動伝達部材を介して常に連結されている２つの駆動伝達系と、
該駆動伝達系に連結部材を介して連結された二つの被駆動体と、
を有し、
前記二つの被駆動体は、前記回転駆動源の回転方向の正逆切替により前記駆動伝達系を介して、一方が有効動作、他方が待機動作に、選択的に切り替えられる、
ことを特徴とする電子部品搭載装置。
【請求項２】
前記二つの被駆動体の前記有効動作と前記待機動作は、それぞれ逆向きに移動する動作である、ことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【請求項３】
前記被駆動体は、電子部品をプリント基板に搭載する搭載ヘッドを含み、
前記有効動作は、前記搭載ヘッドの前記電子部品を部品供給装置から取り出すときの昇降動作及び前記プリント基板へ前記電子部品を搭載するとき又はノズル交換するときの昇降動作である、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品搭載装置。
【請求項４】
前記二つの被駆動体、及びこれら二つの被駆動体にそれぞれ対応する前記駆動伝達系及び前記連結部材は、ほぼ同重量になるように構成される、ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の電子部品搭載装置。
【請求項５】
前記回転駆動源は、モータであり、
前記駆動伝達部材は、前記モータの回転軸に固設されたピニオンであり、
前記駆動伝達系は、前記ピニオンを挟んで左右に配置され該ピニオンに噛合する２本のラックと、該２本のラックと該２本のラックにそれぞれ対応する前記二つの被駆動体との間を連結するブラケットである、
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【請求項６】
前記駆動伝達部材は上下のいずれか一つがモータの回転軸に直接固定され他の一つが装置のフレームに位置固定された２つのプーリであり、前記駆動伝達系は前記上下のプーリに掛け渡された歯付ベルトと該歯付ベルトと前記二つの被駆動体との間を連結するブラケットである、
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【請求項７】
前記駆動伝達部材及び前記駆動伝達系は、前記モータの回転軸に直接固定したリンク部材と該リンク部材と前記二つの被駆動体との間を連結するブラケットである、
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【請求項１】
一つの回転駆動源と、
該一つの回転駆動源に駆動伝達部材を介して常に連結されている２つの駆動伝達系と、
該駆動伝達系に連結部材を介して連結された二つの被駆動体と、
を有し、
前記二つの被駆動体は、前記回転駆動源の回転方向の正逆切替により前記駆動伝達系を介して、一方が有効動作、他方が待機動作に、選択的に切り替えられる、
ことを特徴とする電子部品搭載装置。
【請求項２】
前記二つの被駆動体の前記有効動作と前記待機動作は、それぞれ逆向きに移動する動作である、ことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【請求項３】
前記被駆動体は、電子部品をプリント基板に搭載する搭載ヘッドを含み、
前記有効動作は、前記搭載ヘッドの前記電子部品を部品供給装置から取り出すときの昇降動作及び前記プリント基板へ前記電子部品を搭載するとき又はノズル交換するときの昇降動作である、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品搭載装置。
【請求項４】
前記二つの被駆動体、及びこれら二つの被駆動体にそれぞれ対応する前記駆動伝達系及び前記連結部材は、ほぼ同重量になるように構成される、ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の電子部品搭載装置。
【請求項５】
前記回転駆動源は、モータであり、
前記駆動伝達部材は、前記モータの回転軸に固設されたピニオンであり、
前記駆動伝達系は、前記ピニオンを挟んで左右に配置され該ピニオンに噛合する２本のラックと、該２本のラックと該２本のラックにそれぞれ対応する前記二つの被駆動体との間を連結するブラケットである、
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【請求項６】
前記駆動伝達部材は上下のいずれか一つがモータの回転軸に直接固定され他の一つが装置のフレームに位置固定された２つのプーリであり、前記駆動伝達系は前記上下のプーリに掛け渡された歯付ベルトと該歯付ベルトと前記二つの被駆動体との間を連結するブラケットである、
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【請求項７】
前記駆動伝達部材及び前記駆動伝達系は、前記モータの回転軸に直接固定したリンク部材と該リンク部材と前記二つの被駆動体との間を連結するブラケットである、
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【図２】
【図４】
【図１】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図４】
【図１】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１７０７６７（Ｐ２００９−１７０７６７Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９１１２（Ｐ２００８−９１１２）
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【出願人】（０００１７８０２２）山形カシオ株式会社 (65)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【出願人】（０００１７８０２２）山形カシオ株式会社 (65)
【Ｆターム（参考）】
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