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JP5871953B2 - ノズル取出装置、部品実装システム - Google Patents

ノズル取出装置、部品実装システム Download PDF

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Description

この発明は、実装ヘッドに着脱されるノズルを収納するノズルストッカーからノズルを取り出す技術に関する。
従来、実装ヘッドに着脱自在に装着されたノズルで部品を吸着しつつ実装ヘッドを移動させることで、基板に部品を実装する部品実装装置が知られている。また、特許文献1では、実装ヘッドから取り外されたノズルを収納するノズルストッカーを搭載した部品実装装置が記載されている。特に、この部品実装装置では、ノズルストッカーが着脱自在に設けられている。
特開2010−109193号公報
上述のようなノズルは、部品実装で用いられるに連れて汚れが付着したり劣化したりするため、洗浄等のメンテナンスをノズルに適宜行うことが求められる。これに対して、特許文献1のようにノズルストッカーを着脱自在に設けた構成は、ノズルストッカーを部品実装装置から取り外してノズルストッカーに収納されたノズルにメンテナンスを実行できるため好適である。しかしながら、ノズルストッカーにノズルを収納した状態のままでは、ノズルの周囲にあるノズルストッカーの他の部材が障害になる等の理由から、ノズルへのメンテナンスを効率的に行うことが難しい場合があった。そこで、ノズルストッカーからノズルを容易に取り出すことを可能とする技術が求められていた。
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ノズルを収納するノズルストッカーからノズルを容易に取り出すことを可能とする技術の提供を目的とする。
本発明にかかるノズル取出装置は、上記目的を達成するために、ノズルに係脱自在に係合する係合部材と、係合部材を支持する支持部材とを備え、係合部材は、ノズルに係合されることで、ノズルを取り出して保持でき、支持部材では、ノズルストッカーに配列された複数のノズル収納部の配列に対応して複数の係合部材が配列されており、複数の係合部材は、複数のノズル収納部のそれぞれに収納されたノズルに一括して係合可能であり、部品実装装置の実装ヘッドから取り外された状態のノズルをノズルストッカーのノズル収納部から取り出す作業者の作業に用いられ、係合部材によりノズルストッカーから取り出したノズルを保持しつつ部品実装装置から独立して作業者により可搬である。
本発明にかかる部品実装システムは、上記目的を達成するために、着脱自在に装着されたノズルで部品を吸着する実装ヘッドを有する部品実装装置と、複数のノズル収納部が配列されたノズルストッカーと、上記のノズル取出装置とを備える。
このように構成された本発明(ノズル取出装置、部品実装システム)では、ノズルに係脱自在に係合する係合部材が具備されている。この係合部材は、ノズルに係合されることで、ノズルを取り出して保持することができる。したがって、例えばノズルの取出作業を行う作業者は、係合部材をノズルに係合させるのに続いてノズルストッカーから離間させるだけで、ノズルを取り出すことができる。こうして、ノズルを収納するノズルストッカーからノズルを容易に取り出すことが可能となっている。
また、本発明は、複数のノズル収納部が配列されたノズルストッカーからノズルを取り出すにあたって特に好適に構成することができる。具体的には、支持部材では、ノズルストッカーに配列された複数のノズル収納部の配列に対応して複数の係合部材が配列されており、複数の係合部材は、複数のノズル収納部のそれぞれに収納されたノズルに一括して係合可能であるように、ノズル取出装置を構成すれば良い。このような構成では、ノズルストッカーから複数のノズルを一括して容易に取り出すことができる。
なお、ノズル収納部および係合部材の配列態様としては、種々の態様が考えられる。例示すると、複数の係合部材は、ノズルストッカーにおいて円周状に配列された複数のノズル収納部の配列に対応して円周状に配列されているように、ノズル取出装置を構成しても良い。あるいは、複数の係合部材は、ノズルストッカーにおいて直線状に配列された複数のノズル収納部の配列に対応して直線状に配列されているように、ノズル取出装置を構成しても良い。
また、支持部材は、係合部材に保持されたノズルの孔に連通する送風口を有するように、ノズル取出装置を構成しても良い。このような構成では、例えば送風口からエアを吹き込むことで、ノズルの孔に対してエアをフラッシュするフラッシング洗浄を容易に実行することができる。
また、係合部材は、ノズルが対象物を保持する先端の逆側からノズルに係合して、ノズルの先端を露出させた状態でノズルを保持するように、ノズル取出装置を構成しても良い。このような構成では、取り出したノズルの先端を目視できるため、例えばノズル先端の汚れの状況に応じた適切な洗浄方法を容易に判断でき、作業者にとっての利便性が向上する。
また、ノズルストッカーに設けられたガイド孔に挿脱自在に嵌るガイドピンをさらに備え、ガイドピンがガイド孔に嵌ると、係合部材がノズル収納部に収納されたノズルに対して位置合わせされるように、ノズル取出装置を構成しても良い。このような構成では、ノズルストッカーのガイド孔にガイドピンを嵌めることで、ノズル収納部に収納されたノズルに対して係合部材を位置合わせすることができ、係合部材をノズルに係合させる作業を容易とすることが可能となる。
ところで、ノズルストッカーにおいてノズル収納部からのノズルの取り出しが適宜規制されるような場合、取り出しの規制を解除してからでないと、ノズル収納部からのノズルの取り出しが行えない。このような場合には、作業者が手作業で規制の解除を行うことで、ノズルの取り出しを適切に実行することができる。あるいは、次のように構成して、作業者にとっての作業性のさらなる向上を図ることもできる。
すなわち、ノズルストッカーでノズル収納部からのノズルの取り出しの規制を制御するする制御部材を操作する操作部材をさらに備え、操作部材は、ノズル収納部のノズルに係合された係合部材がノズルストッカーから離間されて、ノズル収納部からのノズルの取り出しが完了するまで、制御部材を操作して、ノズル収納部からのノズルの取り出しの規制を解除するように、ノズル取出装置を構成しても良い。このような構成では、ノズル収納部のノズルに係合された係合部材がノズルストッカーから離間されて、ノズル収納部からのノズルの取り出しが完了するまでは、ノズル取出装置に設けられた操作部材の機能によって、ノズルの取り出しの規制が解除される。その結果、作業者は、規制の解除を自ら行うことなく、ノズルの取り出しを実行することができ、作業者にとっての作業性が向上する。
また、本発明にかかるノズル取出装置載置台は、上記のノズル取出装置を載置可能な載置部材と、載置部材を支持する基台とを備えている。かかるノズル取出装置載置台は、ノズルストッカーから取り出したノズルを保持するノズル取出装置を載置部材に載置した状態で、ノズルに対するメンテナンスを実行することを可能とし、メンテナンスを行う作業者の作業性を向上させることに資する。
また、載置部材に載置された状態のノズル取出装置に保持されたノズルに当接して、ノズル取出装置からのノズルの脱落を規制する当接部材をさらに備えるように、ノズル取出装置載置台を構成しても良い。かかる構成は、メンテナンスの実行に伴ってノズルに力が加わったとしてもノズルの脱落を抑制できるため、メンテナンスを行う作業者の作業性を向上させることに資する。
また、基台に固定されて持ち運びに際して把持される把持部をさらに備え、把持部によって、載置部材に載置されたノズル取出装置を伴って載置部材および基台を持ち運びできるように、ノズル取出装置載置台を構成しても良い。かかる構成は、ノズルストッカーから取り出したノズルを保持するノズル取出装置を必要に応じて適宜持ち運びできるため、メンテナンスを行う作業者の作業性を向上させることに資する。
本発明によれば、係合部材をノズルに係合させた後に係合部材をノズルストッカーから離間させるだけで、ノズルを取り出すことができる。その結果、ノズルを収納するノズルストッカーからノズルを容易に取り出すことが可能となっている。
部品実装装置の部分的構成を模式的に例示する平面図である。 図1の部品実装装置が備えるヘッドユニットの一例を示す側面図である。 図1の部品実装装置が備えるヘッドユニットの一例を示すX方向の部分断面図である。 ノズル交換機の一例を示す斜視図である。 図4のノズル交換機が具備するノズルストッカーの一例を示す斜視図である。 図4のノズル交換機が具備するノズルストッカーの一例を示す平面図である。 ヘッドユニットでのノズル装着部の配列とノズルストッカーでのノズル収納部の配列との対応関係を模式的に示す図である。 挿脱規制状態および挿脱許可状態の切換動作の一例を示す平面図である。 図4のノズル交換機の一例を示す側面図である。 図4のノズル交換機の一例を示す正面図である。 1個のノズルストッカー8が選択的に上昇した状態を例示する斜視図である。 図12は、1個のノズルストッカーが選択的に上昇した状態を例示する正面図である。 本発明を適用可能なノズル取出装置の一例を示す斜視図である。 図13に示すノズル取出装置の平面図である。 図13に示すノズル取出装置の底面図である。 ノズル収納部からノズルを取り出したノズル取出装置を示す断面図である。 ノズル取出装置を用いてノズル交換機からノズルを取り出す際の作業の一例を示す斜視図である。 ノズル取出装置を用いてノズル交換機へノズルを収納する際の作業の一例を示す斜視図である。 本発明を適用可能なノズル取出装置載置台の一例を示す斜視図である。 本発明を適用可能なノズル取出装置載置台の一例を示す斜視図である。 部品実装システムおよびノズル交換システムの一例を模式的に示すブロック図である。 ノズル取出装置の変形例を示す斜視図である。
部品実装装置
図1は、部品実装装置の部分的構成を模式的に例示する平面図である。同図および以下に示す図では、基板搬送方向X、幅方向Yおよび鉛直方向ZからなるXYZ直交座標系を適宜示す。また、X軸の矢印側を一方側と称し、X軸の矢印の反対側を他方側と適宜称する。部品実装装置1は、搬送レーン2が搬入した基板に対して、部品供給部3が供給する部品をヘッドユニット4により移載する概略構成を具備する。より具体的には、基板搬送方向Xに並行して延設された2本の搬送レーン2と、これら搬送レーン2の幅方向Yの両側それぞれに2個ずつ設けられた部品供給部3と、4個のヘッドユニット4とを部品実装装置1は備える。
2本の搬送レーン2それぞれは共通の構成を具備しており、基板を基板搬送方向Xの上流側から搬入して所定の停止位置20(図1の一点鎖線)で停止させる基板搬入動作と、停止位置20で部品実装を受けた基板を基板搬送方向Xの下流側へ搬出する基板搬出動作とを実行する。この際、各搬送レーン2は、例えば基板搬送方向Xにおいて異なる2つの停止位置20それぞれに基板を停止できる構成を具備する。2本の搬送レーン2のそれぞれは基板搬送方向Xに並行して延設された2本の搬送コンベア21で構成され、部品実装装置1では4本の搬送コンベア21が幅方向Yへ並ぶ。4本の搬送コンベア21のうち、外側の2本は幅方向Yに固定された固定コンベアであり、内側の2本は幅方向Yに移動自在な可動コンベアである。したがって、可動コンベア21の幅方向Yへ移動させることで、搬送レーン2の幅を基板の幅に応じて調整することができる。
ちなみに、2本の搬送レーン2における基板搬送の態様は、図1に例示したものに限られない。つまり、図1では、2本の搬送レーン2それぞれに2つずつ停止位置20を設定して、合計4つの停止位置20を設定しつつ基板搬送を行う場合が例示されているが、2本の搬送レーン2それぞれに1つずつ停止位置20を設定して、合計2つの停止位置20を設定することもできる。また、基板の幅が広いために2本の搬送レーン2で同時に基板搬送を実行できないような場合には、2本の搬送レーンのうちの一方でのみ基板搬送を実行して、他方では基板搬送を実行しなくても構わない。
これら搬送レーン2の幅方向Yの両側それぞれでは、2個の部品供給部3が基板搬送方向Xに並んでおり、部品実装装置1では、合計4個の部品供給部3が設けられている。各部品供給部3は、複数のテープフィーダー31を基板搬送方向Xに配列した構成を具備する。各テープフィーダー31は、集積回路(IC)、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品を収納するテープをリールに巻き回した概略構成を具備し、リールから電子部品を間欠的に送り出すことで、電子部品を供給する。なお、部品供給部3を構成するフィーダーの種類としては、テープ型のフィーダーに限られず、トレイに載置された状態で電子部品を供給するトレイ型のフィーダーであっても良い。
4個のヘッドユニット4のそれぞれは、X方向に配列された3本の実装ヘッド5を有し、各実装ヘッド5の先端のノズルで部品を吸着することで、部品供給部3が供給する部品を停止位置20に停止する基板へ移載する。また、部品実装装置1では、ヘッドユニット4を移動させるためのヘッド駆動機構6が設けられている。具体的には、4個のヘッド駆動機構6が上述した4個の部品供給部3に対応して設けられており、各ヘッド駆動機構6は、対応する部品供給部3にY方向の内側(搬送レーン2側)から隣接する。そして、4個のヘッド駆動機構6がそれぞれ1個のヘッドユニット4の駆動を担う。
各ヘッド駆動機構6は、X方向へ移動自在にヘッドユニット4を支持しつつX方向に延びるX軸ビーム61を、Y方向へ移動自在に支持した構成を具備する。X軸ビーム61には、ヘッドユニット4に取り付けられてX方向に延びるX軸ボールネジ62と、X軸ボールネジ62を回転駆動するX軸サーボモーター63とが取り付けられている。そして、X軸サーボモーター63がX軸ボールネジ62を回転駆動すると、ヘッドユニット5がX軸ビーム61に沿ってX方向へ移動する。また、各ヘッド駆動機構6は、X軸ビーム61に取り付けられてY方向に延びるY軸ボールネジ64と、Y軸ボールネジ64を回転駆動するY軸サーボモーター65とを有する。そして、Y軸サーボモーター63がY軸ボールネジ64を回転駆動すると、X軸ビームがヘッドユニット5を伴ってY方向へ移動する。
このように構成された各ヘッド駆動機構6は、X軸サーボモーター63とY軸サーボモーター65とを適宜回転させることで、対応する部品供給部3と停止位置20の基板との間で、担当するヘッドユニット4を移動させることができる。これによって、ヘッドユニット4は、部品供給部3が供給する部品を実装ヘッド5で吸着して、停止位置20に停止する基板へ移載することができる。
また、4個の部品供給部3それぞれに対しては、カメラ68とノズル交換機7とがY方向の内側(搬送レーン2側)から隣接して配置されている。こうして、カメラ68およびノズル交換機7が、部品供給部3と搬送レーン2との間(換言すれば、ヘッドユニット4の移動経路)に設けられている。カメラ68は、鉛直方向Zに平行に上方を向いて配置されており、上側を通過するヘッドユニット4に保持された部品や、ヘッドユニット4に取り付けられた後述の位置認識用のマーク部材41(図3)を撮像する。また、ノズル交換機7は、ヘッドユニット4の各実装ヘッド5に取り付けられたノズルを交換するものであり、その詳細は後述する。
図2は、図1の部品実装装置が備えるヘッドユニットの一例を示す側面図である。図3は、図1の部品実装装置が備えるヘッドユニットの一例を示すX方向の部分断面図である。続いては、図2および図3を用いて各ヘッドユニット4の構成について詳述する。なお、4個のヘッドユニット4は互いに同一の構成を具備するため、ここでは1個のヘッドユニット4について説明を行う。
ヘッドユニット4は、X方向に所定の配列ピッチLhで直線状に並ぶ3本の実装ヘッド5を具備する。3本の実装ヘッド5それぞれは、Z方向に延びるシャフト50の下端部にノズルNを装着した概略構成を具備する。詳しくは、実装ヘッド5は、Z方向に平行な中心軸C51を中心とする周方向に等しい配列ピッチで配置された8本のシャフト50を有し、各シャフト50の下端部に設けられたノズル装着部51にノズルNを着脱自在に装着する。
ノズル装着部51では、その下端部がシャフト50へ向けて屈曲する板バネ52が、シャフト50の下端部の外周に隙間を空けて対向している。そして、ノズルNの先端を下側に向けつつノズルNの上部をシャフト50に外側から嵌めた状態でノズル装着部51に対してノズルNを上方へ押し込むと、ノズルNの外周に設けられた係合突起Neが板バネ511の下端部を外側に押し遣りながら、シャフト50と板バネ52のとの間の隙間に入り込む。その結果、ノズルNの外周突起Neが板バネ52の下端部に係合して、ノズルNはその先端を下側へ向けつつノズル装着部51に装着される。こうしてノズル装着部51に装着されたノズルNは、板バネ511の弾性力によってノズル装着部51に保持される。一方、ノズル装着部51に装着されたノズルNを板バネ51の弾性力に抗して下方に引っ張ることで、ノズル装着部51からノズルNを取り外すことができる。なお、ノズルNには、係合突起NeとノズルNの下端(先端)との間で側方に突出する鍔Nfが形成されている。この鍔Nfの機能については、ノズル交換機7と一緒に後述する。
各シャフト50の中心には、ノズル装着部51からZ方向に延びる通気路53が形成されている一方、ノズルNの中心には、Z方向に貫通するノズル孔Nvが形成されており、ノズル装着部51に装着されたノズルNのノズル孔Nvは通気路53に連通する。したがって、通気路53を介してノズル孔Nvの気圧を調整しつつ、実装ヘッド51に部品実装を実行させることができる。具体的には、部品供給部3が供給する部品を保持する際には、ノズルNの先端を部品に接触させつつノズル孔Nvに負圧を与えて、ノズルNの先端に部品を吸着することができる。また、基板に部品を載置する際には、ノズル孔Nvに正圧を与えて、ノズルNから基板へ部品を瞬時に移すことができる。なお、実装ヘッド51は、8本のシャフト50を個別に昇降させることができる。したがって、部品供給部3からの部品の保持や、基板への部品の載置は、実行主体となるノズルNを装着したシャフト50を選択的に昇降させて実行することができる。さらに、実装ヘッド51は、中心軸C51を中心として8本のシャフト50を一体的に回転できるロータリー式の実装ヘッドである。したがって、8本のシャフト50を適宜回転させて、ノズルNの位置を調整することができる。
このように構成された3本のヘッド5のX方向の両外側には、Z方向に延びる棒状の位置認識用のマーク部材41が配置されている。各マーク部材41はヘッドユニット3に固定されており、カメラ68により撮像されてヘッドユニット3の位置認識に用いられる。 さらに、ヘッドユニット3は、ノズルNに吸着された部品を撮像するカメラ43と、カメラ43の視野を照らす照明45とを有する。カメラ43(の光学系431)は、実装ヘッド5に装着されたノズルNの先端に対してY方向から対向して、ノズルNに吸着された部品をY方向から撮像する。このように、カメラ43は実装ヘッド5のY方向側に配置されている。また、実装ヘッド5において円周状に配列された8個のノズルNの中央には、棒状の反射部材47が設けられている。この反射部材47によって照明45からの光が反射されて、カメラ43の視野をより明るく照らすことができる。
ノズル交換機
以上が、部品実装装置1の概要である。続いては、ノズル交換機7について詳述する。図4は、ノズル交換機の一例を示す斜視図である。図4では、ノズル交換機7の全ノズル収納部にノズルNが収納されている状態が示されている。ノズル交換機7は、ノズルストッカー7に収納されていたノズルNを実装ヘッド5に装着する装着動作や、実装ヘッド5に装着されていたノズルNをノズルストッカー7に収納する収納動作を実行する。具体的には、ノズル交換機7の上部には、互いに共通する構成を具備する4個のノズルストッカー8がY方向に等ピッチで配列されており、各ノズルストッカー8が装着動作や収納動作を実行可能である。
図5は、図4のノズル交換機が具備するノズルストッカーの一例を示す斜視図である。図6は、図4のノズル交換機が具備するノズルストッカーの一例を示す平面図である。図5および図6を併用しつつ、ノズルストッカー8について説明する。ノズルストッカー8は、X方向に延びる直方体状のストッカー本体80と、ストッカー本体80の上面において上方を向いて開口するノズル収納部81とを有し、鉛直方向Zから挿脱自在にノズルNをノズル収納部81に収納する。具体的には、ノズルNの鍔Nfより下側(先端側)がノズル収納部81に嵌入しつつ、ノズルNの鍔Nfから上側がノズル収納部81から突出した状態で(図4)、ノズル収納部81はノズルNを収納する。図5および図6に示すように、ストッカー本体80の上面では、円周状に等ピッチで配列された8個のノズル収納部81から1個のノズル収納ユニット81Uが構成され、さらに3個のノズル収納ユニット81UがX方向に直線状に等ピッチで配列されている。かかるノズル収納部81の配列は、ヘッドユニット4におけるノズル装着部51の配列に対応したものである。
図7は、ヘッドユニットでのノズル装着部の配列とノズルストッカーでのノズル収納部の配列との対応関係を模式的に示す図である。同図の上段の欄では、ヘッドユニット4でのノズル装着部51の配列を下方から見た様子が示され、同図の下段の欄では、ノズルストッカー8でのノズル収納部81の配列を上方から見た様子が示されている。なお、同図では、各実装ヘッド5の回転角度が互いに等しく調整された状態が示されており、ノズル装着部51はノズルNが装着されるシャフト50の円形状で表されている。
上述したとおり、ヘッドユニット4では、3本の実装ヘッド5がX方向に配列ピッチLhで直線状に配列されている。さらに、各実装ヘッド5では、8個のノズル装着部51が周方向に配列ピッチLoで円周状に配列されている。また、8個のノズル装着部51が配列される円周O51は半径Roを有する。ここで、円周O51は、8個のノズル装着部51それぞれに装着されたノズルNの先端を通る仮想円である。
これに対して、ノズルストッカー8では、3個のノズル収納ユニット81UがX方向に上記配列ピッチLhと等しい配列ピッチで直線状に配列されている。さらに、各ノズル収納ユニット81Uでは、8個のノズル収納部81が周方向に上記配列ピッチLoと等しい配列ピッチで配列されている。また、8個のノズル収納部81が配列される円周O81は、上記半径Roと同じ半径を有する。ここで、円周O81は、8個のノズル装着部81それぞれに収納されたノズルNの先端を通る仮想円である。ちなみに、こうしてノズル収納部81を配列した場合、X方向に隣接する異なるノズル収納ユニット81Uに属しつつ、各ノズル収納ユニット81Uにおける配置が等しい関係にあるノズル収納部81は、X方向に配列ピッチLhで配列される。
このように、ヘッドユニット4でのノズル装着部51の配列と、ノズルストッカー8でのノズル収納部81の配列とが対応付けられている。したがって、ヘッドユニット5の各実装ヘッド5の回転角度を調整して、図7に示したようにノズル装着部51の配列角度とノズル収納部81の配列角度とを合わせておけば、ヘッドユニット4をノズルストッカー8にZ方向から対向させることで、各ノズル装着部51と各ノズル収納部81とを1対1の対応関係で相互にZ方向に対向させることができる。以上が、ヘッドユニット4でのノズル装着部の配列とノズルストッカー8でのノズル収納部の配列との対応関係の説明である。図4〜図6に戻ってノズルストッカー8の説明を続ける。
ストッカー本体80の上面において、各ノズル収納ユニット81の周囲には略円板状に窪んだ軸受孔801が形成されており、8個のノズル収納部81は軸受孔801の底部で開口する。そして、軸受孔801の内径と略同じか若干小さい外径を有する円環状のシャッター82が、各軸受孔801に嵌入されて、各ノズル収納ユニット81Uに対して設けられている。各ノズル収納ユニット81においては、複数のノズル収納部81の円周配列の中心と、軸受孔801の円形状の中心と、シャッター82の円環形状の中心とは相互に一致しており、シャッター82は、軸受孔801の内壁との間で摺動しつつノズル収納ユニット81Uの周囲を回動自在となっている。なお、ストッカー本体80の上面においては、軸受孔801の内側に突き出てシャッター82を上から押さえる押えプレート803が各軸受孔801の周囲にねじ止めされており、シャッター82の軸受孔801からの脱落が防止されている。
このように、3個のノズル収納ユニット81Uそれぞれに対してシャッター82が設けられている。そして、各シャッター82は次のような構成を具備することで、対応するノズル収納ユニット81Uの8個のノズル収納部81に対するノズルNの挿脱を規制する。つまり、シャッター82は、円環状の周縁部821と、周縁部821から内側に突出する8個の突起部822とで構成される。周縁部821は、ノズル収納ユニット81Uを構成する8個のノズル収納部81に外接する外接円の径よりも大きい内径を有し、ノズル収納ユニット81Uを外側から囲む。8個の突出部822は、かかる周縁部821の内壁に沿って、円周状に等ピッチで配列されている。すなわち、ノズル収納ユニット81Uを構成する8個のノズル収納部81の周りには、これらと同数の突起部822が設けられており、8個のノズル収納部81と8個の突起部822とが対応付けられている。そして、シャッター82を回動させると、各突起部822は、対応するノズル収納部81に対するノズルNの挿脱経路に突出する挿脱規制位置Prと、当該挿脱経路から外れる挿脱許可位置Ppとの間で回動する。各突起部822は、挿脱規制位置Prにおいて対応するノズル収納部81に対するノズルNの挿脱を規制する一方、挿脱許可位置Ppにおいて対応するノズル収納部81に対するノズルNの挿脱を許可する。なお、図5および図6では、各突起部822は挿脱規制位置Prに位置している。
シャッター82が上記構成を具備するため、シャッター82を適宜回動させることで、当該シャッター82に対応する8個のノズル収納部81に対して一括して、ノズルNの挿脱を規制あるいは許可することができる。つまり、各突起部822が挿脱規制位置Prに位置する回動状態(挿脱規制状態)をシャッター82が取ると、このシャッター82に対応する8個のノズル収納部81に対しては、ノズルNの挿脱が一括して規制される。一方、各突起部822が挿脱許可位置Ppに位置する回動状態(挿脱許可状態)をシャッター82が取ると、このシャッター82に対応する8個のノズル収納部81に対しては、ノズルNの挿脱が一括して許可される。
このようなシャッター82の回動は、ストッカー本体80の上面において各シャッター82に対して設けられたクランクプレート83を介して行われる。つまり、シャッター82は、周縁部821から上方へ突出するピン823を有する。これに対して、クランクプレート83は、シャッター82が嵌入された軸受孔801に隣接して設けられ、シャッター82のピン823に係合しつつ回転自在に構成されている。具体的には、クランクプレート83は、軸受孔801の内側に突出した係合部831を有し、係合部831をZ方向に貫通する長孔832によってピン823に係合する。したがって、クランクプレート83が回動すると、シャッター82がクランクプレート83に連動して回動する。なお、長孔832の長さをピン823の外径よりも長くして、長孔832とピン823との間に遊びを設けることで、シャッター82がクランクプレート83にスムーズに連動できるように構成されている。
こうして、ストッカー本体80の上面では、3個のノズル収納ユニット81Uそれぞれに対して、シャッター82とクランクプレート83が設けられている。さらに、ノズルストッカー8は、3個のクランクプレート83を一括して回動させることで、挿脱規制状態および挿脱許可状態のいずれかに3個のシャッター82の状態を一括して切り換える機構を具備する。つまり、ストッカー本体80のY方向の側面には、X方向に延びるガイド溝805が形成されている。このガイド溝805は、X方向の一方側(図5の左側)の端に位置するシャッター82の直下から伸びて、X方向の他方側(図5の右側)におけるストッカー本体80の端で開口する。そして、X方向にガイド溝805よりも長いスライダー84が、ガイド溝805に嵌入されている。このスライダー84は、X方向の他方側(図5の右側)においてガイド溝805の端から部分的に突出しつつ、ガイド溝805に沿ってX方向へ移動自在に設けられている。
さらに、スライダー84は、X方向に並ぶ3個のクランクプレート83それぞれの下方に配置された、上方へ突出するピン841を有する。こうしてX方向に並ぶ3本のピン841のそれぞれは、上方に位置するクランププレート83に形成された切欠部833に係合する。したがって、スライダー84をX方向に移動させると、3本のピン841を介してスライダー84に係合する3個のクランクプレート83が一括して回動し、3個のシャッター82も一括して回動する。こうしてスライダー84をX方向に移動させることで、スライダー84に連動する3個のシャッター82を一括して回動させて、挿脱規制状態および挿脱許可状態のいずれかに3個のシャッター82の状態を一括して切り換えることができる。
図8は、挿脱規制状態および挿脱許可状態の切換動作の一例を示す平面図であり、ノズル収納ユニット81Uの各ノズル収納ユニット81にノズルNが収納されている状態が例示されている。なお、同図では、1個のノズル収納ユニット81Uに関する構成が代表して示されているが、同じノズルストッカー8に属する3個のノズル収納ユニット81Uに関する構成は、一括して同じ動作を実行する。
同図上段の欄に示すように挿脱規制状態では、スライダー84に伴ってピン841は、X方向の一方側Xlに移動した状態にある。したがって、クランクプレート83は時計回り側Rfに回動した状態にあり、シャッター82は反時計回りRbに回動した状態にある。その結果、各突起部822は、ノズル収納部81に対するノズルNの挿脱経路に突出する挿脱規制位置Prに位置して、ノズル収納部81へのノズルNの挿脱を規制する。特に図8に示すようにノズル収納部81にノズルNが挿入されている場合は、挿脱規制位置Prに位置する各突起部822は、ノズル収納部81に収納されるノズルNの鍔Nfの直上に位置して、ノズル収納部81からのノズルNの取出を規制する。
同図下段の欄に示すように挿脱許可状態では、スライダー84に伴ってピン841は、X方向の他方側Xrに移動した状態にある。したがって、クランクプレート83は反時計回り側Rbに回動した状態にあり、シャッター82は時計回りRfに回動した状態にある。その結果、各突起部822は、ノズル収納部81に対するノズルNの挿脱経路から外れる挿脱許可位置Ppに位置して、ノズル収納部81へのノズルNの挿脱を許可する。特に図8に示すようにノズル収納部81にノズルNが挿入されている場合は、挿脱許可位置Ppに位置する各突起部822は、ノズル収納部81に収納されるノズルNの鍔Nfの直上から外れて、ノズル収納部81からのノズルNの取出を許可する。
このように、ノズルストッカー8では、スライダー84をX方向のXl側あるいはXr側へ移動させることで、各シャッター82を一括して反時計回り側Rbあるいは時計回り側Rfへ回動させることができる。そのため、スライダー84を操作するだけで、挿脱許可状態から挿脱禁止状態への切換あるいは挿脱禁止状態から挿脱許可状態への切換を、各シャッター82に対して一括して実行することができる。
図4〜図6に戻って説明を続ける。ストッカー本体80には、スライダー84をX方向の一方側(図5の左側)に付勢するばね等の弾性部材(図示省略)が内蔵されており、各シャッター82は、この弾性部材によって挿脱規制状態となる回動方向Rbに付勢されている。一方、スライダー84は、ストッカー本体80からX方向の他方側(図5の右側)に突出した部分に、上方へ突出するシャッター操作部843を有している。したがって、シャッター操作部843を操作することで、弾性部材の付勢力に抗してスライダー84をX方向へ移動させることができる。ただし、ストッカー本体80は、スライダー84のX方向の他方側(図5の右側)で、スライダー84の移動経路に設けられたストッパー85を備える。したがって、スライダー84がストッパーに突き当たると、付勢力に抗したスライダー84のそれ以上の移動が規制される。また、スライダー84のX方向の一方側Xlの端には、Y方向に平行な回転軸を中心に回転自在なリング84aが取り付けられている。したがって、リング84aをX方向の他方側Xrへ押圧することで、スライダー84をX方向の他方側Xrへ移動させることができる。
スライダー84は、ピン841が設けられた肉厚部845においてY方向に肉厚に形成されている。この肉厚部845は、ガイド溝805からY方向に突出しており、スライダー84の移動に伴って移動する。一方、ストッカー本体80の側面に対しては、スライダー84の肉厚部845の移動範囲を避けつつガイド溝805を覆うカバー部材807がねじ止めされている。このカバー部材807によって、スライダー84のガイド溝805からの脱落が防止されている。
ところで、後述するノズル取出装置9(図13)を用いることによって、ノズルストッカー8のノズル収納部81からノズルNを一括して取り出すことができる。そこで、ノズルストッカー8の両端には、ノズル取出作業の際にノズルストッカー8とノズル取出装置9との相互の位置決めを容易とするために、Z方向に延びるガイド孔86が形成されている。
以上が、図4のノズル交換機7が備えるノズルストッカー8の構成の詳細である。続いては、図4、図9および図10を用いて、ノズルストッカー8を昇降させるストッカー昇降機構71について説明する。ここで、図9は、図4のノズル交換機の一例を示す側面図であり、図10は、図4のノズル交換機の一例を示す正面図である。ノズル交換機7の基台70の上面には、互いに共通する構成を具備する4個のストッカー昇降機構71がY方向に等ピッチで配列されており、これらストッカー昇降機構71の上側に4個のノズルストッカー8がY方向に等ピッチで配列されている。ストッカー昇降機構71の配列ピッチとノズルストッカー8の配列ピッチとは互いに等しく、4個のストッカー昇降機構71と4個のノズルストッカー8とが対応付けられている。そして、各ストッカー昇降機構71は対応して設けられた直上のノズルストッカー8を昇降させる。
ストッカー昇降機構71の骨格をなす支持フレーム710は、基台70上に立設されてZ方向に延びている。ストッカー昇降機構71は、支持フレーム710の下部に固定されたZ軸シリンダー712と、支持フレーム710の上部に昇降自在に設けられた昇降平板713とを有する。Z軸シリンダー712は、シリンダーロッド712aをエアによってZ方向へ進退させるロッドシリンダー(エアシリンダー)であり、基台70の下部に収容されたエア供給装置701からエアホース702を介してエアの供給を受けてシリンダーロッド712aを昇降させる。昇降平板713は、支持フレーム710の上部に固定されたガイド部材714によって昇降自在に支持されている。そして、Z軸シリンダー712のシリンダーロッド712aの上部がジョイント715によって昇降平板713に取り付けられている。したがって、Z軸シリンダー712によって、昇降平板713を昇降させることができる。また、ストッカー昇降機構71は、ノズルストッカー8を下側から支持する支持底板716を有し、昇降平板713の上部が支持底板716に固定されている。したがって、ノズルストッカー8は、昇降平板713と一緒に昇降する。
このようなストッカー昇降機構71は、Z軸シリンダー712のシリンダーロッド712aをZ方向へ進退させることで、対応するノズルストッカー8を昇降させることができる。また、ノズル交換機7では、4個のノズルストッカー8それぞれに対してストッカー昇降機構71が個別に設けられている。したがって、4個のノズルストッカー8を個別に昇降させることが可能となっている。
さらに、ノズル交換機7は、4個のノズルストッカー8のうち上昇したノズルストッカー8のシャッター操作部843を操作して、上昇したノズルストッカー8のシャッター82を操作するシャッター操作機構73を有する。シャッター操作機構73は、4個のノズルストッカー8のX方向の他方側(図10の右側)に配置されており、接続フレーム75を介して支持フレーム710に取り付けられている。このシャッター操作機構73は、次に説明するように、ノズルストッカー8のシャッター操作部843に上方から対向するクラッチ部材731を、X軸シリンダー732でX方向へ駆動する概略構成を備える。
接続フレーム75は、4個のノズルストッカー8および支持フレーム710のX方向の他方側(図10の右側)でYZ平面に平行に設けられた取付平板75aと、取付平板75aのY方向の両側において支持フレーム710側へ向けてX方向に屈曲する2枚の屈曲平板75bとを有し、これら屈曲平板75bがY方向の両端に位置する支持フレーム710にねじ止めされている。そして、シャッター操作機構73のフレーム部材730が、取付平板75aの上端に取り付けられて、取付平板75aからX方向の他方側(図10の右側)に突出する。フレーム部材730はXY平面に平行な平板形状を有し、Y方向において4個のノズルストッカー8の配列の中央に位置する。
クラッチ部材731は、X軸ガイド機構733を介してフレーム部材730の上面に取り付けられており、X方向へ移動自在となっている。具体的には、X軸ガイド機構733は、フレーム部材730の上面に固定されたX軸レール733aと、X軸レール733aに沿ってX方向へ移動自在なX軸スライダー733bとを有し、X軸スライダー733bにクラッチ部材731がねじ止めされている。クラッチ部材731は、第1延設板731a、第2延設板731bおよび係合爪731cとで構成される。第1延設板731aは、X軸スライダー733bからノズルストッカー側8へ向けてX方向へ延びる板であり、X軸スライダー733bから突出した部分で階段状に屈曲する。第2延設板731bは、第1延設板731aから4個のノズルストッカー8の上方までX方向へ延びる板である。この第2延設板731bは、Y方向において4個のシャッター操作部843の配列よりも広い幅を有し、Y方向に並ぶ4個のシャッター操作部843に上方から対向する。係合爪731cは、第2延設板732bのノズルストッカー側8のX方向の先端から下方に屈曲して設けられ、Y方向に第2延設板731bと同じ幅を有する。
X軸シリンダー732は、フレーム部材730の下面に取り付けられており、ノズルストッカー8側へ向けてX方向に延びるシリンダーロッド732aを有する。このシリンダーロッド732aは、接続フレーム75の取付平板75aに設けられた貫通孔(不図示)をX方向に貫通して、取付平板75aよりノズルストッカー8側にまで延びる。X軸シリンダー732は、シリンダーロッド732aをエアによってX方向へ進退させるロッドシリンダー(エアシリンダー)であり、基台70の下部に収容されたエア供給装置701からエアホース703を介してエアの供給を受けてシリンダーロッド732aを移動させる。そして、シリンダーロッド732aのノズルストッカー8側の先端が、クラッチ部材731に係合する係合平板735に接続されている。具体的には、クラッチ部材731の底面には、X方向に間隔を空けて配置されつつそれぞれY方向に延びる棒部材736が固定されており、係合平板735は、棒部材736の間に遊びを持って嵌入して、クラッチ部材731に係合する。したがって、X軸シリンダー732のシリンダーロッド732aをX方向へ進退させることで、クラッチ部材731をX方向へ移動させて、ノズルストッカー8に接離させることができる。
このように構成されたシャッター操作機構73のクラッチ部材731は、ストッカー昇降機構71によって上昇されたノズルストッカー8のシャッター操作部843に選択的に係合して、上昇されたノズルストッカー8のシャッター82を操作することができる。かかる動作について、図11および図12を併用しつつ説明する。ここで、図11は、1個のノズルストッカー8が選択的に上昇した状態を例示する斜視図であり、図12は、1個のノズルストッカーが選択的に上昇した状態を例示する正面図である。図11および図12に示す例では、図4において左端のノズルストッカー8のみが上昇し、その他のノズルストッカー8が下降するとともに、シリンダーロッド732aがノズルストッカー8側に伸びており、クラッチ部材731がノズルストッカー8に寄っている。
上述のストッカー昇降機構71は、上昇位置Puと上昇位置Puより下側の下降位置Pdの間でノズルストッカー8を昇降させる。一方、4個のノズルストッカー8それぞれの操作部843に対しては、上方からクラッチ部材731の第2延設板731bが対向する。クラッチ部材731の高さは、上昇位置Puにあるノズルストッカー8の操作部843の上端より若干上側に第2延設板731が位置する高さに設定されている。詳しくは、上昇位置Puにあるノズルストッカー8の操作部843の上端とクラッチ部材731の第2延設板731bとの間には、クラッチ部材731の係合爪731cの長さ未満のクリアランスが空いている。また、シリンダーロッド732aが延びた状態において、クラッチ部材731の係合爪731cは、付勢力でX方向の一方側Xlに押し遣られた操作部843よりもさらにX方向の一方側Xlに位置する。したがって、上昇位置Puに位置するノズルストッカー8の操作部843に対しては、クラッチ部材731の係合爪731cがX方向の一方側Xlで係合するのに対して、下降位置Pdに位置するノズルストッカー8の操作部843に対しては、クラッチ部材731の係合爪731cは下側に外れて係合しない。
このようなノズル交換機7では、上昇位置Puにあるノズルストッカー8に対して、シャッター操作機構73がクラッチ部材731を介して操作を行うことができる。つまり、シャッター操作機構73がX軸シリンダー732を動作させて、シリンダーロッド732aを縮めると、ノズルストッカー8の操作部843が、クラッチ部材731によってX方向の他方側Xrへ引っ張られる。これによって、スライダー84がX方向の他方側Xrへ移動して、ノズルストッカー8の各シャッター82を挿脱禁止状態から挿脱許可状態へ一括して切り換える。また、シャッター操作機構73がX軸シリンダー732を動作させて、シリンダーロッド732aを延ばすと、クラッチ部材731のX方向の一方側Xlへの移動に伴って、スライダー84が付勢力によってX方向の一方側Xlへ移動して、ノズルストッカー8の各シャッター82を挿脱許可状態から挿脱禁止状態へ一括して切り換える。このようにクラッチ部材731は、上昇位置Puにあるノズルストッカー8の各シャッター82を一括して、挿脱許可状態と挿脱禁止状態との間で切り換えることができる。一方、下降位置Pdにあるノズルストッカー8の操作部843は、クラッチ部材731に係合しない。そのため、下降位置Pdにあるノズルストッカー8の各シャッター82は、シャッター操作機構73の操作によらず挿脱禁止状態に維持される。
つまり、ノズル交換機7は、ストッカー昇降機構71によってノズルストッカー8を単に昇降できるのみならず、ノズルストッカー8のシャッター82とシャッター操作機構73との間の動力伝達経路の形成および遮断を制御することができる。つまり、ノズルストッカー昇降機構71によりノズルストッカー8を上昇位置Puに上昇させれば、ノズルストッカー8とシャッター操作機構73との間の動力伝達経路を形成できる。また、ノズルストッカー昇降機構71によりノズルストッカー8を下降位置Pdに下降させれば、ノズルストッカー8とシャッター操作機構73との間の動力伝達経路を遮断できる。
ノズル取出装置
以上がノズル交換機7を具備する部品実装装置1の一例である。続いては、ノズル交換機7に収納されるノズルNをノズル交換機7から取り出す際に用いられるノズル取出装置について説明する。図13は、本発明を適用可能なノズル取出装置の一例を示す斜視図である。図14は、図13に示すノズル取出装置の平面図である。図15は、図13に示すノズル取出装置の底面図である。
ノズル取出装置9は、長手方向Dxに長尺でかつ幅方向Dyに短尺な直方体形状の支持部材90により、ノズルNに径脱自在に係合する係合部材91を支持した概略構成を備えている。作業者は、ノズルストッカー8に対してノズル取出装置9を係脱方向Dzから接近させて、ノズルストッカー8に収納されるノズルNにノズル取出装置9の係合部材91を係合させた後に、ノズルストッカー8からノズル取出装置9を係脱方向Dzに離間させることで、ノズルストッカー8からノズルNを取り出すことができる。なお、図13〜図15および以下に示す図面では適宜、ノズルストッカー8にノズル取出装置9を接近させる際にノズル取出装置9を移動させる側を係脱方向Dzの接近側Dz(+)と表し、ノズルストッカーからノズル取出装置9を離間させる際にノズル取出装置9を移動させる側を係脱方向Dzの離間側Dz(-)と表す。また、長手方向Dx、幅方向Dyおよび係脱方向Dzからなる直交座標系を適宜示す。
支持部材90の接近側Dz(+)の面では、3個の凹部901が長手方向Dxに直線状に等ピッチで配列されている。また、支持部材90には、長手方向Dxの途中、具体的には一方端の凹部901と中央の凹部901の間で幅方向Dyに切り欠けられた切欠部902が形成されている。凹部901は平面視において円形状を有して、係脱方向Dzの接近側Dz(+)に開口している。凹部901では、8個の係合部材91が円周状に等ピッチで配列されて、係合ユニット91Uが構成されている。この係合ユニット91Uは、各凹部901に設けられているため、支持部材90の接近側Dz(+)の面では、3個の係合ユニット91Uが長手方向Dxに直線状に等ピッチで配列されることとなる。このような係合部材91の配列は、ノズルストッカー8でのノズル収納部81の配列に対応している。
つまり、図7を示しつつ上述した通り、ノズルストッカー8では、3個のノズル収納ユニット81UがX方向に配列ピッチLhで直線状に配列されている。さらに、各ノズル収納ユニット81Uでは、8個のノズル収納部81が周方向に配列ピッチLoで円周状に配列されている。また、8個のノズル収納部81が配列される円周O81は半径Roを有する。これに対して、ノズル取出装置9では、図14に示すように、3個の係合ユニット91UがX方向に上記配列ピッチLhと等しい配列ピッチで直線状に配列されている。さらに、各係合ユニット91Uでは、8個の係合部材91が周方向に上記配列ピッチLoと等しい配列ピッチで配列されている。また、8個の係合部材91が配列される円周O91は、上記半径Roと同じ半径を有する。ここで、円周O91は、8個の係合部材91それぞれに係合したノズルNの先端を通る仮想円である。
このように、ノズルストッカー8でのノズル収納部81の配列と、ノズル取出装置9での係合部材91の配列が対応付けられている。したがって、ノズル取出装置9の係脱方向DzをZ方向に平行にしつつノズル取出装置9の接近側Dz(+)をノズルストッカー8の上面に対向させることで、各係合部材91と各ノズル収納部81とを1対1の対応関係で相互にZ方向に対向させることができる。さらに、こうして各係合部材91と各ノズル収納部81とを対向させた状態から、ノズルストッカー8にノズル取出装置9を係脱方向Dzから接近させることで、ノズルストッカー8の各ノズル収納部81に収納されたノズルNに対して、ノズル取出装置9の各係合部材91を一括して係合させることができる。以上がノズルストッカー8でのノズル収納部81の配列とノズル取出装置9でのノズル収納部の配列との対応関係の説明である。
支持部材90の各凹部901の中央には、平面視において円形状を有するゴム部材92がねじ止めされている。ゴム部材92は、円周状に配列された複数の係合部材91の内接円より小さい径を有しており、ゴム部材92の外周と当該ゴム部材92を取り囲む8個の係合部材91との間には隙間が設けられている。ゴム部材92は、凹部901に対して係脱方向Dzの接近側Dz(+)に若干突出している。係合部材91は、凹部901およびゴム部材91それぞれに対して係脱方向Dzの接近側Dz(+)に大きく突出している。
係合部材91には、係脱方向Dzに貫通する通気孔911が形成されている。通気孔911は、それが貫通する係合部材91に係合するノズルNのノズル孔Nvに連通する。また、支持部材90では、凹部901に設けられた8個の係合部材91それぞれの通気口911に連通する送風口93(図15)が当該凹部901の底部に設けられている。この送風口93は、3個の凹部901のそれぞれに対して設けられている。
さらに、ノズル取出装置9は、支持部材90の長手方向Dyの両端に設けられて係脱方向Dzの接近側Dz(+)に突出するガイドピン95や、支持部材90の長手方向Dyの端に取り付けられた操作部材96を備える。ガイドピン95は、ノズルストッカー8のガイド孔86に対応して設けられている。より具体的には、ノズルストッカー8に対してノズル取出装置9が対向した状態で、各ガイドピン95が各ガイド孔86に対向してZ方向へ挿脱自在となるように、各ガイドピンはストッカー本体80に設けられている。
操作部材96は、支持部材90の角に設けられた回動軸C96を中心に平板状の回動平板960を回動自在に支持しつつ、押圧ボタン961および当接レバー962を回動平板960に設けた概略構成を具備する。回動平板960は、支持部材90の離間側Dz(-)の面に沿って設けられた平板であり、送風口93に対向する部分に窓940aを有する。この窓960aによって送風口93が回動平板960に隠れることなく、露わになっている。押圧ボタン961は、回転軸C96の長手方向Dx側に設けられて支持部材90の切欠部902に幅方向Dyから対向しており、回動平板960の回動に伴って切欠部902に対して挿脱する。当接レバー962は、幅方向Dyにおいて回動軸C96の反対側で支持部材90の側面に隣接して設けられて、支持部材90より係脱方向Dzの接近側Dz(+)に大きく突出している。この当接レバー962は、回動平板960の回動に伴って回動方向Drに回動することで、長手方向Dxにおいて支持部材90の内側Dr(+)へ変位したり支持部材90の外側Dr(-)へ変位したりできる。
当接レバー962と押圧ボタン961とは回動平板960を介して接続されているため、当接レバー962が内側Dr(+)に変位した状態において押圧ボタン961は切欠部902から抜け出る一方、当接レバー962が外側Dr(-)へ変位した状態において押圧部材961は切欠部902に入り込む。さらに、操作部材96は、回転軸C96に設けられた不図示の付勢部材(バネ等)によって、当接レバー962が内側Dr(+)へ変位する方向へ付勢されている。したがって、作業者が押圧ボタン961を付勢力に抗して切欠部902へ押し込むと当接レバー962が外側Dr(-)へ変位する一方、作業者が押圧ボタン961を放すと当接レバー962が付勢力によって内側Dr(+)へ変位する。
そして、図13〜図15に示した構成を具備するノズル取出装置9は、ノズルストッカー8から取り出したノズルNを、図16に示すように保持することができる。 図16は、ノズル収納部からノズルを取り出したノズル取出装置を示す断面図である。ノズルNがノズルストッカー8に収納された状態において、ノズルNの先端Ntは下方を向いてノズル収納部81内に収まる一方、先端Ntの逆側においてノズルNのノズル孔Nvが上方へ開口している。したがって、ノズル取出装置9の係脱方向DzをZ方向に一致させて、ノズル取出装置9を上方からノズルストッカー8に接近させると、ノズルストッカー8に収納されるノズルNのノズル孔Nvが、ノズル取出装置9の係合部材91に対して外側から嵌る。この際、ノズルNがノズル孔Nvの周縁で係合部材91とゴム部材92との間に挟まれて、ゴム部材92の弾性力によって係合部材91に押し遣られる。その結果、ノズルNと係合部材91の間に働く摩擦力や、ノズルNとゴム部材92の間に働く摩擦力によって、ノズルNが係合部材91に保持される。
また、支持部材90には、上述した送風口93が設けられている。具体的には図16に示すように、送風口93は、凹部901の中央で支持部材90の底面(離間側Dz(-)の面)に開く開口931と、開口931と係合部材91の通気口911とを接続する接続路932とで構成される。この接続路932は、開口931から係脱方向Dzへ向けて支持部材90の内部に延びた後に、係脱方向Dzに直交する方向に放射状に分岐して各係合部材91の通気口911に到る。しかも、係合部材91に係合されたノズルNのノズル孔Nvは、係合部材91の通気口911に連通する。したがって、作業者は、送風口93の開口931にエアを吹き込むことで(エアブロー)、係合部材91に保持するノズルNのノズルの孔Nvに対してエアをフラッシュするフラッシング洗浄を実行することができる。
図17は、ノズル取出装置を用いてノズル交換機からノズルを取り出す際の作業の一例を示す斜視図である。同図では、ノズル交換機7の全ノズル収納部81にノズルNが収納されている状態から、奥から2番目のノズルストッカー8に収納されたノズルNをノズル取出装置9により一括して取り出す場合が例示されている。なお、同図の各工程は作業者により実行される。
同図の最上段に示す接近工程では、作業者は、ノズル取出装置9の係脱方向DzをZ方向に平行にしつつノズル取出装置9の接近側Dz(+)を奥から2番目のノズルストッカー8の上面に対向させる。これによって、2番目のノズルストッカー8の各ノズル収納部81に収納されたノズルNと、ノズル取出装置9の各係合部材91とが1対1の対応関係で相互にZ方向に対向する。こうして各ノズルNと各係合部材91とを対向させた状態から、作業者は、ノズル取出装置9を係脱方向Dzの接近側Dz(+)へ移動させて、ノズルストッカー8にノズル取出装置9を係脱方向Dzから接近させる。その結果、同図の中央に示す係合工程のように、ノズルストッカー8の各ノズル収納部81に収納されたノズルNに対して、ノズル取出装置9の各係合部材91が一括して係合する。
ちなみに、ノズルストッカー8にノズル取出装置9を接近させる途中においては、ノズルストッカー8の2個のガイド孔86にノズル取出装置9のガイドピン95の2個のガイドピン95がそれぞれ挿入される。その結果、ノズルストッカー8のノズルNとノズル取出装置9の係合部材91とがXY面内で互いに位置決めされた状態で、各ノズルNに対する係合部材91の接近・係合が実行される。さらに、ノズル取出装置9の当接レバー962は、ノズルストッカー8のスライダー84に設けられたリング84aにX方向の一方側Xlから当接する。この際、当接レバー96を付勢する付勢力がスライダー84を付勢する付勢力よりも大きく設定されているため、当接レバー96は、スライダー84をX方向の他方側Xrへ押し遣ってシャッター82によるノズルNの挿脱規制を解除する(つまり、シャッター82の状態を挿脱規制状態から挿脱許可状態に切り換える)。そのため、各ノズルNに対して各係合部材91が係合した状態では、各ノズルNは、ノズルストッカー8から取出自在となっている。
続いて、作業者は、ノズルストッカー8からノズル取出装置9を係脱方向Dzの離間側Dz(-)へ移動させて、ノズルストッカー8からノズル取出装置9を係脱方向Dzへ離間させる。これによって、同図の最下段に示す離間工程のように、ノズル収納部81からの取り出しが可能となった各ノズルNが係合部材91に保持されつつノズルストッカー8のノズル収納部81から取り出される。ちなみに、ノズル収納部81からのノズルNの取り出しが完了するまで、シャッター82によるノズルNの挿脱規制が解除されるように、当接レバー96のZ方向の長さが設定されている。こうして、ノズル取出装置9を用いてノズル交換機7からノズルNを取り出すノズル取出作業が完了する。なお、同図に示すように、係合部材91は、先端Ntの逆側からノズルNに係合するため、ノズル収納部81から取り出されてノズル取出装置9に保持されたノズルNの先端は露わになる。
図18は、ノズル取出装置を用いてノズル交換機へノズルを収納する際の作業の一例を示す斜視図である。同図では、ノズル交換機7の奥から2番目のノズルストッカー8の全ノズル収納部81にノズルNが収納されていない状態から、当該ノズルストッカー8の全ノズル収納部81に一括してノズルNを収納する場合が例示されている。なお、同図の各工程は作業者により実行される。
同図の最上段に示す接近工程では、作業者は、ノズル取出装置9の係脱方向DzをZ方向に平行にしつつノズル取出装置9の接近側Dz(+)を奥から2番目のノズルストッカー8の上面に対向させる。この際、ノズル取出装置9の各係合部材91には、ノズルNが作業者によって予め係合されている。これによって、2番目のノズルストッカー8の各ノズル収納部81とノズル取出装置9の各係合部材91に保持されたノズルNとが1対1の対応関係で相互にZ方向に対向する。こうして各ノズル収納部81と各ノズルNとを対向させた状態から、作業者は、ノズル取出装置9を係脱方向Dzの接近側Dz(+)へ移動させて、ノズルストッカー8にノズル取出装置9を係脱方向Dzから接近させる。その結果、同図の中央に示す収納工程のように、ノズルストッカー8の各ノズル収納部81に対して、ノズル取出装置9に保持された各ノズルNが一括して収納される。
また、同図に示す収納工程では、作業者は、ノズル収納部81へのノズルNの収納が完了した後に、押圧ボタン961を切欠部902へ押し込んで当接レバー962を外側Dr(-)へ変位させる。これによって、ノズルストッカー8のシャッター82が挿脱規制状態になり、各ノズル収納部81に収納されたノズルNのノズル収納部81からの取り出しが規制される。
続いて、作業者は、押圧ボタン961を切欠部902に押し込んだまま、ノズルストッカー8からノズル取出装置9を係脱方向Dzの離間側Dz(-)へ移動させて、ノズルストッカー8からノズル取出装置9を係脱方向Dzへ離間させる。これによって、同図の最下段に示す離間工程のように、ノズル収納部81からの取り出しが規制された各ノズルNは、係合部材91から外れてノズルストッカー8のノズル収納部81に残る。こうして、ノズル取出装置9を用いてノズル交換機7へノズルNを収納するノズル収納作業が完了する。
以上に説明したように、この実施形態では、ノズルNに係脱自在に係合する係合部材91が具備されたノズル取出装置9が用いて、ノズルNの取り出しが実行される。つまり、この係合部材91は、ノズルストッカー8のノズル収納部81に収納されたノズルNに係合された後にノズルストッカー8から離間されると、ノズル収納部81からノズルNを取り出して保持する。したがって、例えばノズルNの取出作業を行う作業者は、係合部材91をノズルNに係合させるのに続いてノズルストッカー8から離間させるだけで、ノズルNを取り出すことができる。こうして、ノズルNを収納するノズルストッカー8からノズルNを容易に取り出すことが可能となっている。
また、係合部材91を支持する支持部材90では、ノズルストッカー8に配列された複数のノズル収納部81の配列に対応して複数の係合部材91が配列されている。そして、複数の係合部材91は、複数のノズル収納部81のそれぞれに収納されたノズルNに一括して係合可能となっている。したがって、ノズルストッカー8から複数のノズルNを一括して容易に取り出すことができる。
また、支持部材90には、係合部材91に保持されたノズルNの孔に連通する送風口93が設けられている。したがって、例えば送風口93からエアを吹き込むことで、ノズルNの孔に対してエアをフラッシュするフラッシング洗浄を容易に実行することができる。
また、係合部材91は、ノズルNが対象物を保持する先端Ntの逆側からノズルNに係合して、ノズルNの先端Ntを露出させた状態でノズルNを保持する。したがって、ノズル取出装置9によって取り出したノズルNの先端Ntを目視できるため、例えばノズル先端Ntの汚れの状況に応じた適切な洗浄方法を容易に判断でき、作業者にとっての利便性が向上する。
また、ノズル取出装置9では、ノズルストッカー8に設けられたガイド孔86に挿脱自在に嵌るガイドピン95が設けられている。そして、ガイドピン95がガイド孔86に嵌ると、係合部材91がノズル収納部81に収納されたノズルNに対して位置合わせされる。このような構成では、ノズルストッカー8のガイド孔86にガイドピン95を嵌めることで、ノズル収納部81に収納されたノズルNに対して係合部材91を位置合わせすることができ、係合部材91をノズルNに係合させる作業を容易とすることが可能となる。
ところで、上記ノズル交換機7では、ノズルストッカー8においてノズル収納部81からのノズルNの取り出しが適宜規制されている。具体的には、ノズルストッカー8でノズル収納部81からのノズルの取り出しの規制が、スライダー84(制御部材)の位置によって制御されている。このような場合、取り出しの規制を解除してからでないと、ノズル収納部81からのノズルNの取り出しが行えない。そこで、ノズル取出装置9では、スライダー84を操作する操作部材96が設けられている。そして、ノズル収納部81のノズルNに係合された係合部材91がノズルストッカー8から離間されて、ノズル収納部81からのノズルNの取り出しが完了するまで、操作部材96がスライダー84を操作して、ノズル収納部81からのノズルNの取り出しの規制を解除する。このような構成では、ノズル収納部81のノズルNに係合された係合部材91がノズルストッカー8から離間されて、ノズル収納部81からのノズルNの取り出しが完了するまでは、ノズル取出装置9に設けられた操作部材96の機能によって、ノズルNの取り出しの規制が解除される。その結果、作業者は、規制の解除を自ら行うことなく、ノズルNの取り出しを実行することができ、作業者にとっての作業性が向上する。
ノズル取出装置載置台
以上がノズル取出装置9の一例である。続いては、ノズル取出装置9を載置するためのノズル取出装置載置台10について説明する。図19および図20は、本発明を適用可能なノズル取出装置載置台の一例を示す斜視図であり、図19ではノズル取出装置9が載置されていない状態が示され、図20ではノズル取出装置9が載置された状態が示されている。
ノズル取出装置載置台10は、平板状の基台100と、基台100の両端から上方へ立設された2本の立設部101と、各立設部101から前方へ突出する載置部材103とを有する。これら2個の載置部材103は水平に並んでおり、各載置部材103には、ノズル取出装置9のガイドピン95が挿脱自在な貫通孔103aが上下方向に貫通している。したがって、作業者がノズル取出装置載置台10に対してノズル取出装置9を上方から対向させた後に、ノズル取出装置載置台10にノズル取出装置9を接近させると、2本のガイドピン95が2個の貫通孔103aに挿入された状態で、ノズル取出装置9が載置部材103に水平に載置される。こうして、ノズル取出装置9をノズル取出装置載置台10に載置することができる。また、各貫通孔103aの下方では受孔110aが設けられており、貫通孔103aに挿入されたガイドピン95の先端は受孔110aに嵌る。こうして、ノズル取出装置載置台10に載置されたノズル取出装置9の安定が図られている。
また、ノズル取出装置載置台10の基台100の上面では、係合ユニット91Uと同じ配列ピッチLhで、3つの受部材105が直線状に並んでいる。各受部材105は、基台100から上方に立設されており、ノズル取出装置載置台10に載置されたノズル取出装置9の係合ユニット91Uの中心に対向するように位置決めされている。そして、各受部材105は、対向する係合ユニット91Uに保持されるノズルNに対して下方から当接するフランジ105fを有しており、ノズル取出装置9からのノズルNの脱落を規制する。
さらに、ノズル取出装置載置台10は、2本の立設部101に水平に架け渡された棒状の把持部107を有する。この把持部107は、載置部材103よりも上方に設けられており、ノズル取出装置載置台10にノズル取出装置9が載置された状態において、作業者は把持部107を把持することができる。したがって、作業者は、把持部107を掴むことで、載置部材103に載置されたノズル取出装置9を伴ってノズル取出装置載置台10を持ち運ぶことができる。
そして、作業者は、このようなノズル取出装置載置台10を用いて、ノズル取出装置9に保持されるノズルNに適宜メンテナンスを実行することができる。つまり、図20に示すように、ノズル取出装置載置台10に載置されたノズル取出装置9の送風口93は、上方に開口している。したがって、送風口93からエアを吹き付けて、ノズル取出装置9に保持されるノズルNにフラッシング洗浄を施すことができる。また、ノズル取出装置9をノズル取出装置載置台10ごと持ち運んで、洗浄槽に貯留された洗浄液にノズルNを浸したり、超音波洗浄をノズルNに施したりすることができる。
以上に説明したように、この実施形態にかかるノズル取出装置載置台10は、ノズルストッカー8から取り出したノズルNを保持するノズル取出装置9を載置部材103に載置した状態で、ノズルNに対するメンテナンスを実行することを可能とし、メンテナンスを行う作業者の作業性を向上させることに資する。
また、ノズル取出装置載置台10では、載置部材103に載置された状態のノズル取出装置9に保持されたノズルNに当接して、ノズル取出装置9からのノズルNの脱落を規制する受部材105が設けられている。かかる構成は、メンテナンスの実行に伴ってノズルNに力が加わったとしてもノズルNの脱落を抑制できるため、メンテナンスを行う作業者の作業性を向上させることに資する。
また、ノズル取出装置載置台10では、基台100に固定されて持ち運びに際して把持される把持部107が設けられている。かかる構成は、ノズルストッカー8から取り出したノズルNを保持するノズル取出装置9を必要に応じて適宜持ち運びできるため、メンテナンスを行う作業者の作業性を向上させることに資する。
その他
以上に説明したように、ノズル取出装置9が本発明の「ノズル取出装置」の一例に相当し、ノズル取出装置載置台10が本発明「ノズル取出装置載置台」の一例に相当する。また、上記説明および図21に示すように、部品実装装置1、ノズル交換機7およびノズル取出装置9で構成される部品実装システム200が本発明の「部品実装システム」の一例に相当し、ノズル交換機7およびノズル取出装置9で構成されるノズル交換システム300が本発明の「ノズル交換システム」の一例に相当する。ここで、図21は、部品実装システムおよびノズル交換システムの一例を模式的に示すブロック図である。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、複数の係合部材91は、ノズルストッカー8において円周状に配列された複数のノズル収納部81の配列に対応して円周状に配列されていた。しかしながら、図22に示すように、ノズル取出装置9を構成しても良い。図22は、ノズル取出装置の変形例を示す斜視図であり、ノズル取出装置の変形例およびこれに対応するノズル交換機が併記されており、ノズル取出装置9の各係合部材91にノズルNが保持された状態を示している。同図に示すように、変形例にかかるノズル交換機7のノズルストッカー8では、複数のノズル収納部81が直線状に配列されている。このようなノズル収納部81の直線配列に対応して、変形例にかかるノズル取出装置9では、複数の係合部材91が直線状に配列されている。
かかるノズル取出装置9においても、ノズルNに係脱自在に係合する係合部材91が具備されており、この係合部材91は、ノズルストッカー8のノズル収納部81に収納されたノズルNに係合された後にノズルストッカー8から離間されると、ノズル収納部81からノズルNを取り出して保持する。したがって、例えばノズルNの取出作業を行う作業者は、係合部材91をノズルNに係合させるのに続いてノズルストッカー8から離間させるだけで、ノズルNを取り出すことができる。こうして、ノズルNを収納するノズルストッカー8からノズルNを容易に取り出すことが可能となっている。
また、上記実施形態のノズル取出装置9では、ノズルストッカー8のシャッター82が行うノズル収納部81からのノズルNの取り出しの規制を、操作部材96によって解除していた。しかしながら、かかる操作部材96を排して、ノズル取出装置9を構成しても構わない。この場合、作業者が手作業で規制の解除を行うことで、ノズルNの取り出しを適切に実行することができる。
また、上記実施形態では、同一の係合ユニット91Uを構成する8個の係合部材91に対して共通の送風口93を設けていた。しかしながら、これらの係合部材91のそれぞれに、個別の送風口93を設けても良い。あるいは、送風口93を排して、ノズル取出装置9を構成しても構わない。この場合、係合部材91に通気孔911を設ける必要もない。
また、係合部材91の形状や寸法等の具体的構成についても、適宜変更が可能である。さらに、係合部材91とノズルNとを係合させる態様も、上述のような摩擦係合に限られず、例えばノズル装着部51へノズルNを装着する場合のように、バネ等の弾性部材を用いて係合させても構わない。
また、上記実施形態に設けられていた、ガイド孔86、ガイドピン95、貫通孔103a等についても適宜排しつつノズル交換機7、ノズル取出装置9、ノズル取出装置載置台10を構成しても構わない。
1…部品実装装置
5…実装ヘッド
51…ノズル装着部
7…ノズル交換機
8…ノズルストッカー
81…ノズル収納部
81U…ノズル収納ユニット
82…シャッター
84…スライダー(制御部材)
86…ガイド孔
N…ノズル
Nv…ノズル孔
Nt…ノズル先端
9…ノズル取出装置
90…支持部材
91…係合部材
93…送風口
95…ガイドピン
96…操作部材
10…ノズル取出装置載置台
100…基台
101…立設部
103…載置部材
105…受部材(当接部材)
107…把持部

Claims (8)

  1. ノズルに係脱自在に係合する係合部材と
    前記係合部材を支持する支持部材
    備え、
    前記係合部材は、前記ノズルに係合されることで、前記ノズルを取り出して保持でき
    前記支持部材では、ノズルストッカーに配列された複数のノズル収納部の配列に対応して複数の前記係合部材が配列されており、
    前記複数の係合部材は、前記複数のノズル収納部のそれぞれに収納された前記ノズルに一括して係合可能であり、
    部品実装装置の実装ヘッドから取り外された状態の前記ノズルを前記ノズルストッカーの前記ノズル収納部から取り出す作業者の作業に用いられ、前記係合部材により前記ノズルストッカーから取り出した前記ノズルを保持しつつ部品実装装置から独立して前記作業者により可搬であるノズル取出装置。
  2. 前記複数の係合部材は、前記ノズルストッカーにおいて円周状に配列された前記複数のノズル収納部の配列に対応して円周状に配列されている請求項1に記載のノズル取出装置。
  3. 前記複数の係合部材は、前記ノズルストッカーにおいて直線状に配列された前記複数のノズル収納部の配列に対応して直線状に配列されている請求項1に記載のノズル取出装置。
  4. 前記支持部材は、前記係合部材に保持された前記ノズルの孔に連通する送風口を有する請求項1ないし3のいずれか一項に記載のノズル取出装置。
  5. 前記係合部材は、前記ノズルが対象物を保持する先端の逆側から前記ノズルに係合して、前記ノズルの先端を露出させた状態で前記ノズルを保持する請求項1ないし4のいずれか一項に記載のノズル取出装置。
  6. 前記ノズルストッカーに設けられたガイド孔に挿脱自在に嵌るガイドピンをさらに備え、前記ガイドピンが前記ガイド孔に嵌ると、前記係合部材が前記ノズルストッカーの前記ノズル収納部に収納された前記ノズルに対して位置合わせされる請求項1ないし5のいずれか一項に記載のノズル取出装置。
  7. 前記ノズルストッカーで前記ノズル収納部からの前記ノズルの取り出しの規制を制御する制御部材を操作する操作部材をさらに備え、前記操作部材は、前記ノズル収納部の前記ノズルに係合された前記係合部材が前記ノズルストッカーから離間されて、前記ノズル収納部からの前記ノズルの取り出しが完了するまで、前記制御部材を操作して、前記ノズル収納部からの前記ノズルの取り出しの規制を解除する請求項1ないし6のいずれか一項に記載のノズル取出装置。
  8. 着脱自在に装着されたノズルで部品を吸着する実装ヘッドを有する部品実装装置と、
    複数のノズル収納部が配列されたノズルストッカーと、
    請求項1ないし7のいずれか一項に記載のノズル取出装置と
    を備える部品実装システム。
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