JP2946845B2 - 電子部品実装装置のノズル交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品実装装置のノ
ズル交換装置に係り、ノズルの交換に要する時間を極力
短縮して、基板へのチップ実装の作業効率を向上させる
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品実装装置として、移載ヘッドを
ＸＹ方向に移動させながら、テープフィーダやトレイフ
ィーダなどのパーツフィーダのチップを移載ヘッドのノ
ズルに吸着してピックアップし、基板に移送搭載するも
のが広く普及している。

【０００３】チップの形状寸法は様々であって、チップ
の品種に応じてノズルを交換する必要があり、このた
め、電子部品実装装置には、一般にノズルの自動交換手
段が設けられる。

【０００４】図９は、従来のノズルの交換手段を示して
いる。図中、１は位置決め部２に位置決めされた基板、
３はチップＰを装備するトレイフィーダ、４は移載ヘッ
ド５が装着されたＸＹテーブル、６は移載ヘッド５のノ
ズル、１０１は位置決め部２の側方に設けられたノズル
ストッカである。このノズルストッカ１０１は細長いテ
ーブル状であって、ノズル６のノズル装着部１０２が横
一列に多数個円孔状に形成されている。次に動作の説明
を行う。

【０００５】ＸＹテーブル４が駆動することにより、移
載ヘッド５はＸＹ方向に移動し、軌跡Ｑ１で示すよう
に、トレイフィーダ３のチップＰを基板１に移送搭載す
る。

【０００６】基板１に搭載するチップＰの品種が変わる
場合には、これに対応して、移載ヘッド５に装着された
ノズル６の交換を行う。この交換は、軌跡Ｑ２に示すよ
うに、移載ヘッド５がノズルストッカ１０１の空の装着
部１０２の真上に移動し、次いで下降することにより、
それまで移載ヘッド５に装着されていたノズル６をノズ
ル装着部１０２に装着して回収する。次いで、移載ヘッ
ド５は所望のノズル６上に移動して、このノズル６を装
着する。

【０００７】このようにしてノズル６の交換が終了した
ならば、移載ヘッド５はトレイフィーダ３の上方へ移動
し、チップＰを新たなノズル６に吸着してピックアップ
し、基板１に移送搭載する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記交換作業におい
て、移載ヘッド５は、ノズルストッカ１０１上を距離Ｌ
だけ移動しなければならないが、この移動に要する時間
はデッドタイムであって、それだけチップＰの実装作業
能率が低下する。

【０００９】殊に近年は、チップＰは増々多品種化する
傾向にあり、これに対応して、ノズル６の品種も増々多
数化している。従ってノズルストッカ１０１も多品種の
ノズル６を装備できるように増々長大化する傾向にある
が、ノズルストッカ１０１が長大化する程、ノズル交換
に要する移載ヘッド５の最大移動距離Ｌmax も長くな
り、これにともない、上記デッドタイムも長くなって、
チップの実装作業能率はより一層低下する問題点があっ
た。

【００１０】因みに、一枚の基板にチップを実装するた
めに、例えば１０〜２０回のノズル交換が必要な場合、
上記デッドタイムのトータルは、まったく無視できない
ものとなる。

【００１１】そこで、本発明は上記従来手段の問題点を
解消したノズル交換装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、Ｘ
Ｙテーブルに駆動されて移載ヘッドがＸＹ方向へ移動し
ながら、パーツフィーダのチップを移載ヘッドに装着さ
れたノズルに吸着してピックアップし、位置決め部に位
置決めされた基板に移送搭載するようにした電子部品実
装装置におけるノズル交換装置であって、上記位置決め
部の側方に、複数個のノズル装着部を備えこのノズル装
着部に装着されたノズルを移載ヘッドに供給する供給手
段と、複数個のノズル装着部を備えこのノズル装着部に
移載ヘッドに装着されたノズルを回収する回収手段とが
あり、この供給手段のノズル装着部とこの回収手段のノ
ズルを互いに相対的に可動自在に配設し、この供給手段
に設けられた次使用のノズルを装着したノズル装着部
と、回収手段に設けられた空のノズル装着部とを、互い
に近接して待機させてノズル交換を行うようにしたもの
である。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、回収手段のノズル装着部
と、供給手段のノズル装着部に装備された次使用のノズ
ルは、互いに相手方に近づくように移動することによ
り、互いに近接した位置に位置させることができるの
で、ノズル交換に要する移載ヘッドの移動距離は極めて
短いものとなり、従ってノズル交換を速やかに完了する
ことができる。

【００１４】

【実施例】（実施例１）次に、図面を参照しながら本発
明の実施例を説明する。

【００１５】図１は電子部品実装装置の全体平面図であ
る。図９で示した従来手段と同じものには同一符号を付
し、詳細な説明は省略する。３０は、上記従来手段のノ
ズルストッカ１０１に替えて、基板１の側方に配設され
たノズル自動交換装置であり、このノズル自動交換装置
３０は、ノズル６の回収手段３１と、供給手段３２とか
ら成っている。次に図２と図３を参照しながら、その詳
細な説明を行う。

【００１６】図２において、回収手段３１は、ノズルス
トッカ３３をドラム状に多数個結合して構成されてお
り、全体形状は、正多角形となっている。

【００１７】図３に示すように、ノズルストッカ３３は
箱形であって、その正面形状は台形であり、その下面に
はスライダ３４が設けられている。３５はモータ３６
（図１参照）により駆動される回転軸であって、多角形
の受体３７が装着されている。この受体３７の外面には
ガイドレール３８が配設されており、上記スライダ３４
はこのガイドレール３８に摺動自在に嵌合している。

【００１８】図２において、ノズルストッカ３３の内部
には、一対の爪部材４１が対向して収納されている。爪
部材４１の下端部はピン４２に軸着されており、また爪
部材４１と爪部材４１は、コイルばね材４３により結合
されている。

【００１９】爪部材４１の上端部に形成された爪部４４
は、ノズルストッカ３３の上面から突出している。また
ノズルストッカ３３の上面には、ノズル６が挿入される
ノズル装着部としての挿入口４５が形成されている。

【００２０】図２に示すように、ノズル６は、つば部６
ａからノズル部６ｂを垂設して構成されており、またつ
ば部６ａの上面には、円錐柱形の受部６ｃが設けられて
いる。また、移載ヘッド５には、この受部６ｃに嵌合す
る装着体２１が設けられている。この装着体２１には、
上記受部６ｃの壁面に形成された凹部６ｄ（図５参照）
に嵌着するベヤリング２２と、このベヤリング２２を緊
帯するリング状のばね材２３が設けられている。図２に
おいて、移載ヘッド５が下降すると、ノズル部６ｂは挿
入口４５に進入し、またつば部６ａは爪部４４のテーパ
状上面４４ａに着地して、爪部材４１を上記ばね材４３
のばね力に抗して外方へ拡開させながら、爪部４４に係
着される（図２鎖線参照）。

【００２１】図３において、供給手段３２は、箱形ブロ
ック５１の上面に、上記ガイドレール３８と連続するガ
イドレール５２を配設して構成されている。またブロッ
ク５１の上方側部には、先細状の突端部５３ａを有する
拡開手段５３が配設されている。また、ノズルストッカ
３３の側壁面には、この突端部５３ａが進入する窓部３
９が開口されている。

【００２２】図４において、回収手段３１と供給手段３
２の側方には、シリンダ４８、４９が配設されている。
シリンダ４８のロッド４８ａが突出すると、受体３７上
のノズルストッカ３３は、これに押され、ガイドレール
３８を摺動して、ブロック５１上のガイドレール５２上
に移動する。すると、上記突端部５３ａは窓部３９から
ノズルストッカ３３内に進入し、上記一対の爪部材４１
と爪部材４１の間に嵌入して、爪部材４１を外方へ拡開
させ、爪部４４によるつば部６ａの係着状態は解除され
る（図５参照）。この状態で、爪部４４はつば部６ａか
ら離脱し、ノズル６は、ノズルストッカ３３から取り出
し自在となる。

【００２３】また、図４において、右方のシリンダ４９
のロッド４９ａが突出すると、これに押されて、箱形ブ
ロック５１上のノズルストッカ３３は、ガイドレール５
２からガイドレール３８上へ移動し、回収手段３１へ戻
される。

【００２４】回収手段３１の各々のノズルストッカ３３
には、様々な品種のノズル６が装着されており、モータ
３６（図１参照）を駆動して、回収手段３１を回転さ
せ、次使用のノズル６を有するノズルストッカ３３を、
ブロック５１の側方へ位置させ、次いでシリンダ４８の
ロッド４８ａを突出させると、そのノズルストッカ３３
はブロック５１上へ移動する。次いでモータ３６が駆動
して回収手段３１は回転し、挿入口４５が空のノズルス
トッカ３３をブロック５１の側方に位置させる。以上の
ようにして、回収手段３１のノズルストッカ３３と、供
給手段３２のノズルストッカ３３は、互いに近接してノ
ズル交換のために待機する。

【００２５】本発明は上記のような構成より成り、次に
動作の説明をする。図１において、移載ヘッド５は、Ｘ
Ｙテーブル４に駆動されてＸＹ方向へ移動しながら、ト
レイフィーダ３と基板１の間を移動し、チップＰを基板
１に移送搭載する。

【００２６】チップＰの品種が変わり、ノズル６の交換
をする場合は、移載ヘッド５は回収手段３１の直上へ移
動する。この時、回収手段３１の最上位置には、図２に
示すように空のノズルストッカ３３が待機しており、そ
の状態で移載ヘッド５が下降すると、ノズル６のノズル
部６ｂは挿入口４５に進入し、つば部６ａが爪部４４に
係合して、ノズル６はこのノズルストッカ３３に回収さ
れる。

【００２７】次いで、移載ヘッド５はブロック５１上で
待機するノズルストッカ３３の直上へ移動する。このノ
ズルストッカ３３には、図５に示すように次使用のノズ
ル６が装備されており、且つ爪部材４１は拡開手段５３
の突端部５３ａにより拡開されている。

【００２８】移載ヘッド５が下降すると、装着体２１の
ベヤリング２２は、ノズル６の受部６ｃの凹部６ｄに嵌
着する（図５鎖線参照）。このようにしてノズル交換が
終了したならば、移載ヘッド５はチップＰの基板１への
搭載作業を再開する。次いで、モータ３６が駆動して、
回収手段３１は回転し、ノズルストッカ３３が空席の部
分Ｅ（図３参照）を、ブロック５１の側方へ移動させ、
ブロック５１上のノズルストッカ３３の回収に備える。

【００２９】次いで、ノズル６が移載ヘッド５によりテ
イクアップされて、空になったブロック５１上のノズル
ストッカ３３は、シリンダ４９のロッド４９ａが突出す
ことにより、回収手段３１の空席の部分Ｅへ戻される。
次いで、モータ３６が駆動して、回収手段３１は回転軸
３５を中心に回転し、次使用のノズル６を備えたノズル
ストッカ３３を、供給手段３２のブロック５１の側部に
位置させる。

【００３０】次いで、シリンダ４８のロッド４８ａが突
出することにより、このノズルストッカ３３はブロック
５１上へ移動し、次のノズル交換に備える。

【００３１】以上説明したように本手段は、移載ヘッド
５に装着されたノズル６を回収するための回収手段３１
の空のノズルストッカ３３と、移載ヘッド５にノズル６
を供給するための供給手段３２のノズルストッカ３３
を、互いに相手方に近づくように移動させることによ
り、互いに近接させてノズル交換のために待機させてお
くものであり、したがってノズル交換のための移載ヘッ
ド５の移動距離Ｌ（図４参照）はきわめて短く、ノズル
交換を速やかに完了することができる。

【００３２】（実施例２）図６はノズル交換中の側面
図、図７は同斜視図である。

【００３３】回収手段６８は、ノズルストッカ３３をド
ラム状に多数個結合して構成したものであり、全体形状
は実施例１と同様に正多角形となっている。このノズル
ストッカ３３は、上記実施例１と同構造のものである。

【００３４】このノズルストッカ３３は受体３７に固定
されており、この受体３７の中心部には回転軸３５が装
着され、この回転軸３５にはモータ３６が連結されてい
る。すなわち、第１実施例と同様にモータ３６が駆動す
ることで、各ノズルストッカ３３が回転する。

【００３５】供給手段６９は、上記回収手段６８と同じ
構造であって、ノズルストッカ３３をドラム状に多数個
結合して構成しており、全体形状も正多角形である。

【００３６】供給手段６９の各ノズルストッカ３３は、
受体６０に固定されており、この受体６０の中心部には
回転軸６１が装着され、この回転軸６１にはモータ６２
が連結されている。すなわち、モータ６２が駆動するこ
とで、各ノズルストッカ３３が回転する。

【００３７】この供給手段６９のノズルストッカ３３で
は、側壁面に形成される窓部３９が、回収手段６８で片
側壁面のみに設けられているのに対し、両側壁面に窓部
３９が形成されている。

【００３８】６３はシリンダで、供給手段６９の上方側
部に配設されており、小径なロッド６３ａの先端に実施
例１の拡開手段５３が設けられている。シリンダ６３の
作動により、拡開手段５３が進退自在に移動して回収手
段６８や供給手段６９の窓部３９内に進入して、回収手
段６８または供給手段６９の爪部材４１に当たって、爪
部材４１を外方へ拡開させ、爪部４４によるノズル６の
つば部６ａの係着状態を解除する。この状態で、ノズル
６は、回収手段６８または供給手段６９のノズルストッ
カ３３から取り出し自在となる。

【００３９】本装置は上記のような構成より成り、次に
動作の説明をする。図６に示すように、あらかじめ回収
手段６８の最上位置に挿入口４５が空のノズルストッカ
３３を配置し、供給手段６９の最上位置に次使用のノズ
ル６を装着したノズルストッカ３３を配置する。

【００４０】ノズル交換を行う場合、移載ヘッド５は回
収手段６８の上方に到来し、次いで下降することによ
り、これに装着されているノズル６を挿入口４５に回収
する。次いで、移載ヘッド５は供給手段６９の上方に到
来し、次いで下降することにより、供給手段６９のノズ
ル６を装着してテイクアップする。このような交換動作
は、実施例１の場合と同様である。

【００４１】次に、モータ３６の駆動により回収手段６
８を回転し、最上位置に次使用のノズル６を装着したノ
ズルストッカ３３を位置させるとともに、モータ６２を
駆動して供給手段６９を回転させ、空のノズルストッカ
３３を最上位に位置させることにより、次の交換に備え
る。すなわち本実施例では、実施例１のように回収手
段、供給手段を分業手段となさないで、各手段６８、６
９がノズル交換の状況に応じて、回収手段と供給手段と
を兼務するようにしている。

【００４２】（実施例３）図８において、このノズル交
換装置は、上面に多数個のノズル装着部としての挿入口
４５ａが形成された横長プレート状のノズルストッカ７
１からなる回収手段８１、同形状の供給手段８２をテー
ブル７３上に移動自在に設けたものである。

【００４３】各ノズルストッカ７１、７２の下面にはス
ライダ７４が設けられている。７５はテーブル７３上に
配設された２組のガイドレールで、上記各スライダ７４
はこのガイドレール７５に摺動自在に嵌合している。

【００４４】また、各ノズルストッカ７１、７２の下面
にはナット７６が固定されており、各ナット７６にはボ
ールネジ７７が螺合され、各ボールネジ７７にモータ７
８、７９を結合している。モータ７８、７９を駆動する
と各ボールネジ７７が回転し、これにより各ノズルスト
ッカ７１、７２が各々移動する。

【００４５】本装置は、回収手段８１および供給手段８
２の移動に際してモータ７８または７９を駆動して各ボ
ールネジ７７を所定方向へ回転して各ストッカ７１また
は７２をスライダ７４を介してガイドレール７５に沿っ
て摺動させることにより、移載ヘッド５のノズル６を回
収するための空の挿入口４５ａと、次使用のノズル６ａ
を近接させて待機させる。したがってこのものも、ノズ
ル交換のための移載ヘッド５の移動ストロークＬを極力
短くできる。勿論このものも、両ノズルストッカ７１、
７２に空の挿入口４５ａを確保しておくことにより、両
ノズルストッカ７１、７２を回収手段と供給手段とを兼
務させる。

【００４６】本発明は、上記実施例に限定されないので
あって、要は、供給手段に設けられた次使用のノズルを
装着したノズル装着部と、回収手段に設けられた空のノ
ズル装着部とを、互いに可動自在に近接して待機させる
ようにしたものであればよい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、移載ヘッ
ドがＸＹテーブルに駆動されてＸ方向やＹ方向へ移動し
ながら、パーツフィーダのチップを基板に移送搭載する
ようにした電子部品実装装置において、供給手段のノズ
ル装着部とこの回収手段のノズルを互いに相対的に可動
自在に配設し、この供給手段に設けられた次使用のノズ
ルを装着したノズル装着部と、回収手段に設けられた空
のノズル装着部とを、互いに近接して待機させてノズル
交換を行うようにしているので、ノズル交換に要する移
載ヘッドの移動距離を極めて短くして、ノズル交換に要
する時間を著しく短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る電子部品実装装置の
全体平面図

【図２】本発明の第１実施例に係るノズル交換装置に使
用される回収手段の拡大正面図

【図３】本発明の第１実施例に係るノズル交換装置に使
用される回収手段の拡大斜視図

【図４】本発明の第１実施例に係るノズル交換装置のノ
ズル交換中の側面図

【図５】本発明の第１実施例に係るノズル交換装置のノ
ズルテイクアップ待機状態を示す正面図

【図６】本発明の第２実施例に係るノズル交換装置のノ
ズル交換中の側面図

【図７】本発明の第２実施例に係るノズル交換装置の拡
大斜視図

【図８】本発明の第３実施例に係るノズル交換装置の斜
視図

【図９】従来手段に係るノズル交換装置の全体平面図

【符号の説明】

１ 基板 ２ 位置決め部 ３ パーツフィーダ ５ 移載ヘッド ６ ノズル ３０ ノズル交換装置 ３１ 回収手段 ３２ 供給手段 ４５ ノズル装着部 ４５ａ ノズル装着部 ６８ 回収手段を兼務する供給手段 ６９ 供給手段を兼務する回収手段 ８１ 回収手段を兼務する供給手段 ８２ 供給手段を兼務する回収手段 Ｐ チップ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＸＹテーブルに駆動されて移載ヘッドがＸ
   Ｙ方向へ移動しながら、パーツフィーダのチップを移載
   ヘッドに装着されたノズルに吸着してピックアップし、
   位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載するように
   した電子部品実装装置におけるノズル交換装置であっ
   て、上記位置決め部の側方に、複数個のノズル装着部を
   備えこのノズル装着部に装着されたノズルを移載ヘッド
   に供給する供給手段と、複数個のノズル装着部を備えこ
   のノズル装着部に移載ヘッドに装着されたノズルを回収
   する回収手段とがあり、この供給手段のノズル装着部と
   この回収手段のノズルを互いに相対的に可動自在に配設
   し、この供給手段に設けられた次使用のノズルを装着し
   たノズル装着部と、回収手段に設けられた空のノズル装
   着部とを、互いに近接して待機させてノズル交換を行う
   ようにしたことを特徴とする電子部品実装装置のノズル
   交換装置。