WO2005039268A1 - 部品装着装置 - Google Patents

Abstract

　部品装着装置（１０１）において、部品（１）を保持可能な部品保持部材（１１）を有し、上記供給される部品の種類に応じて、複数の種類のヘッド部の中から選択された１つのヘッド部（１０、２０）と、上記選択された１つのヘッド部が着脱可能に装備されるヘッド取付部（４ａ）を有し、当該ヘッド取付部に装備された上記ヘッド部を、上記基板の大略表面沿いの方向に移動させるヘッド移動装置（４、１４）と、上記各々のヘッド部に装備され、上記装備されたヘッド部の種類に応じた当該ヘッド部による上記部品の装着動作の制御を行なうヘッド制御部（９０）とを備えさせる。

Description

技術分野

[0001] 本発明は、供給される部品を基板に装着する部品装着装置に関するものであって

、特に、多様化された種類の部品の装着に対応することができる部品装着装置に関 する。

背景技術

明

[0002] 従来、この種の部品装着装置は種々構造のものが知られている。このような部品装 着装置の一例として、従来の部品装着田装置 500の模式的な外観斜視図を図 13に示 す (例えば、特許文献 1参照)。

[0003] 図 13に示すように、部品装着装置 500は、部品を吸着保持する吸着ノズルを有す るヘッド部 510と、このヘッド部 510を搭載し、ヘッド部 510を図示 X軸方向又は Y軸 方向に移動させる XYロボット 520とを備えている。部品装着装置 500において、 XY ロボット 520の駆動により、ヘッド部 510の吸着ノズルは、部品供給部 530又は 540よ り供給された部品を吸着保持するとともに、基板搬送装置 550において保持されて いる基板 560の上方に XYロボット 520により移動されて、吸着保持されている部品の 基板 560への装着動作を行なうことができる。また、部品装着装置 500には、夫々の 構成部の動作制御を互いに関連付けながら統括的に行なうことで、上記部品の装着 動作の制御を行なう制御装置 570が備えられている。

[0004] ここで、このような構成を有する部品装着装置 500における制御装置 570を含めた 制御的な構成を示す模式制御ブロック図を図 14に示し、当該制御的な構成を図 14 を用いて説明する。

[0005] 図 14の制御ブロック図に示すように、制御装置 570には、ヘッド部 510の機械的動 作を行なう部分 (例えば、吸着ノズルの回転駆動装置や昇降装置のモータ等)である ヘッドメカ部 511への駆動のための電源を供給する電源部 571と、ヘッドメカ部 511 を駆動するドライバ 572と、このドライバ 572及びヘッドメカ部 511の制御を行なう本 体コントローラ 573とが備えられている。また、制御装置 570とヘッド部 510のヘッドメ 力部 511との間には、多数の配線が備えられており、具体的には、ヘッドメカ部 511と 電源部 571とを接続し、電源部 571からヘッドメカ部 511への駆動のための電力の供 給を行なう電源線 L10と、ヘッドメカ部 511と本体コントローラ 573とを接続し、両者間 の制御情報の伝達を行なう IZO線 L11と、ヘッドメカ部 511とドライバ 572とを接続し 、ヘッドメカ部 511の駆動に関する信号の伝達を行なうモータ線 L12とが備えられて いる。また、制御装置 570内においては、本体コントローラ 573とドライバ 572とが互 Vヽに制御情報の伝達を可能に制御線 L 13にて接続されて 、る。

[0006] 特許文献 1：特開 2001— 135996号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 近年、巿場における電子機器の多様ィ匕に従って、当該電子機器に内蔵される部品 実装基板の種類も多様化しており、これに伴って、基板に実装 (装着)される部品の 種類も益々多様ィ匕されるようになってきている。例えば、小型の汎用部品であるチッ プ部品等が用いられる場合や、高精度な IC部品等が用いられるような場合、あるい は、両者が混載して実装されるような場合等がある。チップ部品が基板に装着される ような場合には、いかにして高速かつ効率的に装着することができるかということが求 められ、一方、 IC部品が基板に装着されるような場合には、その実装精度を向上させ ることが求められるというように、取り扱われる部品の種類によって、求められることも 異なっている。従って、部品装着装置においては、このような部品の多様化に柔軟に 対応することができ、効率的な部品装着を実現できることが強く望まれている。

[0008] このような部品の多様ィ匕に柔軟に対応するための 1つの方法として、例えば、部品 装着装置 500において、 ΧΥロボット 520に搭載されるヘッド部 510を着脱可能な構 成として、様々な種類の部品の装着に対応することができる複数の種類のヘッド部を 交換可能に備えさせて、それらの中から装着される部品の種類に応じた 1つのヘッド 部を選択して、 ΧΥロボット 520に装備させることで、多様化された部品の基板への装 着に対応するという方法がある。このような方法では、装着される部品の種類が変更 されるような場合であっても、それに応じたヘッド部を選択的に装備させることで、上 記多様化された部品の装着に対応することができる。 [0009] しかしながら、このような方法では、部品装着装置 500において、 XYロボット 520に 装備されるヘッド部の交換を機械的に行なうことができても、このヘッド部の交換に伴 つて、制御装置 570も当該ヘッド部の制御に適したものに交換する必要が生じ、その 交換作業に大きな手間を要し、容易な交換作業を行なうことができな 、と 、う問題が める。

[0010] 具体的には、図 14に示すように、ヘッド部 510の交換に伴って、制御装置 573ゃド ライバ 572を交換されたヘッド部 510の仕様に適したもの（すなわち、動作制御に適 したもの）に交換する、あるいは調整等を行なう必要がある。

[0011] また、図 14に示すように、ヘッド部 510の交換に伴って、ヘッド部 510のヘッドメカ 部 511と制御装置 570との間の複数の配線の接続を解除した後に、再度交換された ヘッド部 510と接続する作業が必要となるが、これらの配線の量は多ぐその作業に は多大な労力を要する。例えば、電源線 L10 X 2本、 IZO線 L11 X 2— 3本（吸着ノ ズルの装備本数毎）、及びモータ線 X 10本というような配線量の上記配線が備えら れているため、その作業量は大きなものとなる。また、交換装備されるヘッド部の種類 によっては、配線自体の変更を伴うような場合も考えられる。このような場合にあって は、容易な交換作業力も大きく掛け離れたものとなり、多様化された部品の装着に柔 軟にかつ効率的に対応することができず、部品装着における生産性の向上を図るこ とができな 、と 、う問題がある。

[0012] 従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、供給される部品を基 板に装着する部品装着において、多様化された部品の装着に柔軟かつ効率的に対 応することができ、生産性の向上を図ることができる部品装着装置を提供することに める。

課題を解決するための手段

[0013] 上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

[0014] 本発明の第 1態様によれば、供給される部品を基板に装着する部品装着装置にお いて、

上記部品を保持可能な部品保持部材を有し、上記供給される部品の種類に応じて 、複数の種類のヘッド部の中力 選択された 1つのヘッド部と、 上記選択された 1つのヘッド部が着脱可能に装備されるヘッド取付部を有し、当該 ヘッド取付部に装備された上記ヘッド部を、上記基板の大略表面沿!、の方向に移動 させるヘッド移動装置と、

上記各々のヘッド部に装備され、上記装備されたヘッド部の種類に応じた当該へッ ド部による上記部品の装着動作の制御を行なうヘッド制御部とを備える部品装着装 置を提供する。

[0015] 本発明の第 2態様によれば、上記ヘッド制御部は、上記ヘッド部による上記部品の 装着動作の制御を行う制御回路を構成する複数の制御基板を備え、

上記それぞれの制御基板は、各々の表面が上記基板の表面と略直交して配置さ れる第 1態様に記載の部品装着装置を提供する。

[0016] 本発明の第 3態様によれば、上記ヘッド部による上記部品の上記基板への装着動 作の制御には、上記部品保持部材による上記部品の保持又は保持解除動作の制御

、及び上記部品保持部材の昇降動作の制御が含まれる第 1態様又は第 2態様に記 載の部品装着装置を提供する。

[0017] 本発明の第 4態様によれば、上記夫々の制御基板の間には、上記装着動作の制 御の際に上記夫々の制御基板にて発生する熱の除去のための換気用の空隙が設 けられている第 2態様に記載の部品装着装置を提供する。

[0018] 本発明の第 5態様によれば、上記夫々の制御基板は、上記ヘッド部における上記 部品保持部材を駆動するドライバと、当該ドライバを制御するコントローラとを含む第

2態様に記載の部品装着装置を提供する。

[0019] 本発明の第 6態様によれば、上記ヘッド移動装置による上記ヘッド部の移動動作の 制御を行なう移動装置制御部を備え、上記移動装置制御部による上記ヘッド部の移 動動作の制御と、上記ヘッド制御部による上記ヘッド部の装着動作の制御とを互！、 に関連付けて制御する主制御装置をさらに備え、

上記主制御装置は、装置本体側に備えられている第 2態様に記載の部品装着装 置を提供する。

[0020] 本発明の第 7態様によれば、上記選択された 1つのヘッド部の上記ヘッド制御部と 上記主制御装置との間で、上記夫々の制御のための情報の通信を行なう通信手段 が装置本体側に備えられ、

上記通信手段は、上記夫々の種類のヘッド部に対し、共通して使用される第 6態様 に記載の部品装着装置を提供する。

[0021] 本発明の第 8態様によれば、上記 1つのヘッド部が選択された残りの上記複数の種 類のヘッド部の中における上記 1つのヘッド部とは別の種類のヘッド部を、上記へッ ド部取付部に取付可能に待機して備え、

上記ヘッド移動装置は、上記選択された 1つのヘッド部を上記待機された別の種類 のヘッド部と交換可能に装備可能である第 1態様又は第 2態様に記載の部品装着装 置を提供する。

[0022] 本発明の第 9態様によれば、上記複数の種類のヘッド部には、チップ部品装着へッ ド部又は半導体部品装着ヘッド部が含まれる第 1態様又は第 2態様に記載の部品装 着装置を提供する。

[0023] 本発明の第 10態様によれば、上記複数の種類のヘッド部には、上記部品を上記 基板に装着する部品装着ヘッドが含まれ、

当該部品装着ヘッドは、

上記部品を解除可能に保持する上記部品保持部材と、

上記部品保持部材を昇降させる昇降駆動装置と、

上記部品保持部材を昇降可能に支持するとともに上記昇降駆動装置を支持する 部材であって、上記ヘッド移動装置の上記ヘッド取付部に解除可能に固定される支 持部材とを備え、

上記基板の大略表面沿!、の方向における上記ヘッド移動装置の上記ヘッド取付 部への上記支持部材の固定中心と上記支持部材による上記昇降駆動装置の支持 中心との間の距離寸法が、上記方向における上記支持部材による上記部品保持部 材の支持中心と上記固定中心との間の距離寸法よりも小さくなるように、上記夫々の 支持中心が配置されて、かつ、上記昇降駆動装置の支持中心と上記部品保持部材 の支持中心との間に、上記支持部材の少なくとも一部が配置され、当該支持部材の 少なくとも一部により上記昇降駆動装置及び上記部品保持部材が支持される第 1態 様に記載の部品装着装置を提供する。 [0024] 本発明の第 11態様によれば、上記複数の種類のヘッド部には、上記部品を上記 基板に装着する部品装着ヘッドが含まれ、

当該部品装着ヘッドは、

上記部品を解除可能に保持する上記部品保持部材と、

上記部品保持部材を昇降させる昇降駆動装置と、

上記部品保持部材を昇降可能に支持するとともに上記昇降駆動装置を支持する 部材であって、上記ヘッド移動装置の上記ヘッド取付部に解除可能に固定される支 持部材とを備え、

上記昇降駆動装置の支持中心と上記部品保持部材の支持中心との間に、上記支 持部材の少なくとも一部が配置され、当該支持部材の少なくとも一部により上記昇降 駆動装置及び上記部品保持部材が支持される第 1態様に記載の部品装着装置を提 供する。

発明の効果

[0025] 本発明の上記第 1態様、又は上記第 2態様によれば、供給される部品の種類に応 じて、複数の種類のヘッド部のヘッド部の中力 選択された 1つのヘッド部力 ヘッド 移動装置のヘッド取付部に着脱可能であって、かつ、上記 1つのヘッド部による部品 の装着動作の制御を行なうヘッド制御部が、部品装着装置の装置本体側ではなぐ 当該 1つのヘッド部自体に支持されて備えられていることにより、上記 1つヘッド部を 、上記複数の種類のヘッド部の中における異なる種類のヘッド部と交換装備させるよ うな場合であっても、当該交換装備とともに、同時的に上記ヘッド制御部をも交換す ることがでさる。

[0026] 従来の部品実装装置においては、ヘッド制御部が装置本体側の制御装置と一体 的に備えられていることより、このようなヘッド部の交換装備を行なう場合にあっては、 当該ヘッド部の交換とともに、上記制御装置におけるヘッド制御部をも、交換装備さ れるヘッド部に適した仕様のものに交換する必要があり、当該ヘッド部の交換作業に 大きな手間を要していたが、上記第 1態様によれば、ヘッド部を交換装備することで、 ヘッド制御部をも自動的に交換装備させることができる。従って、ヘッド部の交換作業 を容易なものとすることができ、多様化された部品の装着に柔軟かつ効率的に対応 することができ、その結果として部品装着における生産性の向上を図ることができる 部品装着装置を提供することができる。

[0027] また、上記ヘッド制御部にぉ 、て備えられて!/、る複数の制御基板の夫々の表面が 、互いに平行となるように配置されていることにより、上記ヘッド部の交換作業と同時 的に上記ヘッド制御部の交換作業を行なうことができることにさらに加えて、上記制 御動作の際に上記夫々の制御基板より発生する熱 (熱量)を、隣接配置される上記 それぞれの基板間の隙間の空間を利用して効率的に逃がすことができる。特に、上 記それぞれの制御基板が、上記部品が装着される基板の表面と略直交するように配 置されて!、ることにより、上記夫々の制御基板の表面沿 、の方向である上下方向に、 当該発生した熱を効率的に逃がすことができ (すなわち、当該熱により生じる上昇気 流を用いた自然換気により、当該熱を効率的に除去することができ）、上記夫々の制 御基板の適切な冷却を行なうことができる。また、上記ヘッド部自体力 上記ヘッド移 動装置により移動されることに伴って、上記夫々の制御基板も移動されるため、当該 移動により、上記夫々の制御基板を積極的に冷却することができるという利点もある。 このような制御動作に伴って発生する熱量を効率的に逃すことができることで、部品 装着における制御動作を安定させることができ、その結果として、部品装着における 生産 ¾の向上を図ることができる。

[0028] また、本発明のその他の態様によれば、上記夫々の制御基板の間に、上記発生す る熱を自然換気により除去するための換気用の間隙が、積極的に設けられていること により、当該自然換気による熱の除去をより効果的なものとすることができる。

[0029] また、上記夫々の制御基板が、部品保持部材の駆動を行なうドライバと、当該ドライ バを制御するコントローラとを含んでいることにより、上記ヘッド部の交換作業を行なう ことで、上記夫々の制御基板である上記ドライバや上記コントローラの交換作業を同 時的に行なうことができ、具体的に、上記交換作業の容易化を図ることができる。また 、上記ヘッド制御部に上記ドライバ及び上記コントローラを備えさせることにより、当該 ドライバとコントローラとの間の配線を上記ヘッド部内に内蔵させることができ、上記へ ッド制御部と上記装置本体側との間の配線本数を減少させることができる。従って、 上記ヘッド部の交換に伴って必要となる配線の接続解除及び接続作業を簡単なもの とすることができる。また、このような上記ヘッド制御部と上記装置本体側との間の配 線本数の減少は、上記ヘッド移動装置による上記ヘッド部の移動動作の動作特性を 良好なものとし、効率的な部品装着を行なうことができるという効果を得ることができる

[0030] また、上記ヘッド移動装置の制御を行なう移動装置制御部を備え、上記移動装置 制御部による上記制御と、上記ヘッド制御部による上記ヘッド部の制御とを、互いに 関連付けて統括的に行なう主制御装置が上記装置本体側に備えられていることによ り、部品装着装置における制御的な構成の中で、上記ヘッド部の交換に伴って交換 が必要となる制御的な構成、すなわち上記ヘッド制御部のみを上記ヘッド部に備えさ せることで、このようなヘッド部の構成の簡素化及び小型化を図ることができ、効率的 な部品装着に寄与することができる。

[0031] また、上記選択された 1つのヘッド部における上記ヘッド制御部と上記主制御部と の間で、上記夫々の制御のための情報の通信を行なう通信手段が装置本体側に備 えられて、当該通信手段が上記夫々の種類のヘッド部に対して、共通して使用され るものであることにより、上記ヘッド部の交換作業に伴って、上記通信手段の交換を 伴うことがなぐ当該交換作業をより容易なものとすることができる。

[0032] また、部品装着ヘッドにおける基板の大略表面沿いの方向の部品保持部材と昇降 駆動装置との夫々の支持中心の位置関係が、ヘッド移動装置への支持部材の固定 中心と上記昇降駆動装置の支持中心との間の距離寸法が、上記支持部材の固定中 心と上記部品保持部材の支持中心との間の距離寸法よりも小さくなるように、上記夫 々の支持中心が配置されていることにより、上記部品装着ヘッドにおいて、その駆動 の際に大きな推力の発生を伴うという特徴を有する上記昇降駆動装置を、上記支持 部材の固定中心により近づけて配置することで、当該推力の発生に伴って生じるモ 一メントを低減することができる。これにより、上記ヘッド移動装置による上記部品装 着ヘッドの移動動作における動作特性を向上させることができ、効率的かつ高精度 な移動動作を実現することができる部品装着ヘッドを提供することができ、部品装着 における生産性を向上させることができる。

[0033] また、上記昇降駆動装置の支持中心と上記部品保持部材の支持中心との間に、上 記支持部材の少なくとも一部が配置され、当該支持部材の少なくとも一部により上記 昇降駆動装置及び上記部品保持部材が支持されていることにより、上記のような配 置、すなわち、上記支持部材の固定中心と上記昇降駆動装置の支持中心との間の 距離寸法が、上記支持部材の固定中心と上記部品保持部材の支持中心との間の距 離寸法よりも小さくなるような配置を採用した場合であっても、上記昇降駆動装置の 支持中心及び上記部品保持部材の支持中心を、互いの配置に影響されることなぐ 上記支持部材の一部に近づけた配置とすることができる。これにより、上記昇降駆動 装置及び上記部品保持部材をより小さな部材で確実に上記支持部材に支持させる ことができ、部品装着ヘッドの小型軽量ィ匕を図ることができ、部品装着における生産 性の向上に寄与することができる。

[0034] また、このような上記夫々の支持中心の位置関係を実現させるため、上記支持部材 の内部にボールネジ軸部等により構成される上記昇降駆動装置を配置させて、上記 支持部材の外部側面に上記部品保持部材を露出させて配置させていることにより、 上記部品装着ヘッドにおいてメンテナンス頻度が高い上記部品保持部材における当 該部品保持部材の交換及び調整等の作業性を良好なものとすることができ、部品装 着ヘッドにおけるメンテナンス性を高めることができる。従って、生産性が向上された 部品装着を行なうことが可能となる。

[0035] 一方、上記支持部材の外部側面への上記部品保持部材の配置に伴って、上記支 持部材内に収容されて配置された上記昇降駆動装置については、一般的にグリスの 注入程度のメンテナンスしか要求されな 、ため、当該グリス注入作業のアクセスルー トさえ確保しておけば、当該配置によってもそのメンテナンス性を低下させることはな い。

[0036] また、上記夫々の態様による効果は、上記部品装着ヘッドが、互いに平行にかつ 一列に配列された複数の上記部品保持部材及び複数の上記昇降駆動装置を備え ることにより、より効果的に、上記夫々の昇降駆動装置の駆動により発生するモーメン トを低減して、上記部品装着ヘッドの動作特性の向上を図りながら、上記部品装着へ ッドのメンテナンス性の向上を図ることができ、部品装着ヘッドにおける生産性を高め ることがでさる。 [0037] また、上記部品装着ヘッドにお!、て、上記一列に配列された上記夫々の部品保持 部材のうちの 、ずれかの上記部品保持部材の上記支持中心に対して、上記基板の 大略表面沿いの方向であり、かつ、上記夫々の部品保持部材の配列方向と略直交 する方向に、上記供給される部品の供給位置における当該部品の画像の撮像を行 なう部品認識装置が配置されていることにより、上記一列に配列された夫々の部品保 持部材を備える上記部品装着ヘッドの上記配列方向における幅寸法を小型化する ことができる。すなわち、上記夫々の部品保持部材の上記配列方向に上記部品認識 装置を配置するような場合に比べて、上記部品装着ヘッドの上記配列方向における 小型化を図ることができる。このような小型化を図ることで上記移動装置による上記配 列方向における上記部品装着ヘッドの移動範囲を小さくすることができ、このような部 品装着ヘッドを備える部品装着装置の小型化を図り、部品装着における生産性を高 めることができる。

[0038] また、上記 、ずれかの部品保持部材力 上記一列に配列された夫々の部品保持 部材のうちの端部に配置される上記部品保持部材であることにより、上記部品認識 装置が配置されても、上記夫々の部品保持部材ゃ上記夫々の昇降駆動装置に対す るメンテナンス性が低下することなぐ良好な状態に保つことができる。

図面の簡単な説明

[0039] 本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形 態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、

[図 1]本発明の第 1実施形態にかかる部品装着装置の模式的な平面図であり、 [図 2]図 1の部品装着装置の模式的な正面図であり、

[図 3]図 1の部品装着装置に着脱可能に装備されるヘッド部 (IC部品装着ヘッド)の 外観斜視図であり、

[図 4]図 3のヘッド部の部分断面図であり、

[図 5]図 3のヘッド部において、メインフレームを透過させた状態の部分透過斜視図で あり、

[図 6]図 3のヘッド部の断面図であり、

[図 7]上記第 1実施形態の部品装着装置における制御的な構成を示す制御ブロック 図であり、

圆 8]図 3のヘッド部を XYロボットに装備させる直前の状態を示す斜視図であり、 圆 9]ΧΥロボットにヘッド部を装備させた状態の斜視図であり、

圆 10]図 3のヘッド部とは別の種類のヘッド部 (チップ部品装着ヘッド)を示す斜視図 であり、

圆 11]図 10のチップ部品装着ヘッドを装備させた場合における部品装着装置の制 御的な構成を示す制御ブロック図であり、

圆 12]本発明の第 2実施形態に力かる部品装着装置に装備されるヘッド部 (制御基 板が水平配列されたヘッド部）の断面図であり、

圆 13]従来の部品装着装置の構成を示す斜視図であり、

圆 14]従来の部品装着装置における制御的な構成を示す制御ブロック図であり、 圆 15]上記第 1実施形態のヘッド部の機械的構成により得られる効果を説明するた めに用いられる従来のヘッド部の斜視図であり、

[図 16]従来の別の例に力かるヘッド部の斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

[0040] 本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号 を付している。以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明す る。

[0041] (第 1実施形態）

本発明の第 1の実施形態に力かる部品装着装置の一例である部品装着装置 101 の模式的な平面図を図 1に示し、正面図を図 2に示す。

[0042] 部品装着装置 101は、部品供給部より取出し可能に供給される部品をヘッド部によ り保持して取り出し、基板保持位置にて保持された基板上における部品装着位置に 当該保持された部品を装着するという部品装着動作を行なう装置である。具体的に は、図 1及び図 2に示すように、部品装着装置 101は、 2つの部品供給部と、 2箇所の 基板保持位置と、夫々に対応されて備えられた 2つのヘッド部としてヘッド部 10及び 20とを備えており、さらに、部品装着装置 101には、ヘッド部 10により部品装着動作 が行なわれる装着作業領域 R1と、ヘッド部 20により部品装着動作が行なわれる装着 作業領域 R2とが備えられて 、る。

[0043] また、図 1及び図 2に示すように、部品装着装置 101における装着作業領域 R1に は、複数の部品 1を取り出し可能に収容するとともに、当該収容された部品 1を部品 供給位置 6aに位置させて、ヘッド部 10により保持取出し可能に供給する複数の部品 供給カセット 6を備える部品供給部の一例であるカセット部品供給装置 8が備えられ ている。また、装着作業領域 R2には、複数の部品 1が取り出し可能に配置された部 品供給トレィ 16を有する部品供給部の一例であるトレィ部品供給装置 18が備えられ ている。なお、カセット部品供給装置 8より供給される部品の一例としては、チップ型 の電子部品等があり、トレイ部品供給装置 18より供給される部品の一例としては、 IC 部品等に代表される半導体内蔵部品等がある。なお、上記部品には、電子部品の他 に、機械部品や光学部品などが含まれるような場合であってもよ 、。

[0044] また、部品装着装置 101において、夫々の装着作業領域 R1及び R2は互いに隣接 して配置されており、夫々の装着作業領域 R1及び R2を横断するように、基板 3の搬 送を行なう基板搬送装置 12 (基板保持部の一例である）が配置されて備えられてい る。また、装着作業領域 R1の略中央付近における基板搬送装置 12上には、装着作 業領域 R1に搬送された基板 3を解除可能に保持される基板保持位置 P1が配置され ている。また、装着作業領域 R2の略中央付近における基板搬送装置 12上には、装 着作業領域 R2に搬送された基板 3を解除可能に保持される基板保持位置 P2が配 置されている。なお、このような基板には、榭脂基板、紙一フエノール基板、セラミック 基板、ガラス'エポキシ (ガラエポ)基板、フィルム基板などの回路基板、単層基板若 しくは多層基板などの回路基板、部品、筐体、又は、フレームなど、回路が形成され ている対象物が含まれる。

[0045] また、図 2に示すように、部品実装装置 101における基板搬送装置 12やカセット部 品供給装置 8ゃトレイ部品供給装置 18が配置される基台 22の上方には、剛体にて 一体的に形成されたフレーム 23が設けられている。このフレーム 23には、装着作業 領域 R1において、ヘッド部 10を支持するとともに、基板 3の大略表面沿いの方向で ある図示 X軸方向又は Y軸方向へのヘッド部 10の移動を行なうヘッド移動装置の一 例である XYロボット 4と、装着作業領域 R2において、ヘッド部 20を支持するとともに 、図示 X軸方向又は Y軸方向へのヘッド部 20の移動を行なうヘッド移動装置の一例 である ΧΥロボット 14と力 支持されて備えられている。なお、図示 X軸方向と Υ軸方 向は互いに直交している。

[0046] このような構成を有する部品実装装置 101におけるヘッド部 10及び 20の構成につ いて、以下に詳細に説明する。なお、ヘッド部 10とヘッド部 20とは、同様な構成を有 しているため、以下の説明においては、ヘッド部 10の説明を代表して行なうものとす る。また、ヘッド部 10の模式的な斜視図を図 3に示す。

[0047] 図 3に示すように、ヘッド部 10は、部品を解除可能に吸着保持する部品保持部材 の一例である吸着ノズル 11を備えるヘッドユニット 30を複数、例えば 3台備えて ヽる 。すなわち、ヘッド部 10には、 3本の吸着ノズル 11が備えられている。また、ヘッド部 10は、夫々のヘッドユニット 30を支持する筐体であるメインフレーム 40 (支持部材の 一例である）を備えており、メインフレーム 40の上面に設けられた取付部 40aにて、へ ッド部 10を XYロボット 4に脱着可能に取り付けることが可能となっている。また、図 3 に示すように、メインフレーム 40は中空かつ略角柱状の形状を有しており、その外周 側面のうちの図示前面側（すなわち、図示 Y軸方向右側）に、夫々の吸着ノズル 11が 一定の間隔ピッチでもって、図示 X軸方向に沿って一列に配列されるように、夫々の ヘッドユニット 30が配置されて!、る。

[0048] ここで、図 3のヘッド部 10における図示 X軸方向に直交する断面図（部分的な断面 図）を図 4に示す。図 3及び図 4に示すように、夫々のヘッドユニット 30は、その下方 先端部にお 1ヽて部品 1を解除可能に吸着保持する吸着ノズル 11と、吸着ノズル 11を その下部先端に脱着可能に装備するシャフト部 31と、略鉛直方向に配置されたシャ フト部 31の軸心 Sを回転中心として、シャフト部 31を回転可能に支持する複数の軸 受け部 32と、夫々の軸受け部 32が固定され、夫々の軸受け部 32を介してシャフト部 31を支持するヘッドフレーム 33と、シャフト部 31の上端と連結され、シャフト部 31の 軸心 S回りの回転移動を駆動する回転駆動モータ 34とを備えており、一体的な独立 した装置として構成されて 、る。夫々のヘッドユニット 30がこのような構成を有して ヽ ることにより、回転駆動モータ 34がその駆動量を制御されながら、シャフト部 31を軸 心 S回りに正逆 、ずれかの方向に回転駆動させることでもって、吸着ノズル 11を上記 軸心 S回りに所定の角度だけ正逆!、ずれかの方向に回転移動させることができる。こ のような吸着ノズル 11の回転移動は、吸着ノズル 11により吸着保持された部品の吸 着保持姿勢と、当該部品の基板への装着姿勢との間に位置ズレが存在するような場 合に、当該位置ズレを補正する動作として行なわれる。なお、シャフト部 31の軸心 S は、吸着ノズル 11の軸心と略一致している。

[0049] また、図 3及び図 4に示すように、メインフレーム 40の上記前面には、 LMレール 35 が図示上下方向に配置されて固定されており、さらに LMレール 35には、 2つの LM ブロック 36が LMレール 35に沿って（すなわち、上下方向に)移動可能に係合されて いる。また、夫々の LMブロック 36は、ヘッドフレーム 33に固定されており、これにより 、ヘッドフレーム 33が LMレール 35の配置方向である上下方向に移動可能に、メイ ンフレーム 40に支持されている。すなわち、ヘッドユニット 30全体力 上下方向に移 動可能 (すなわち、昇降可能）にメインフレーム 40に支持された状態とされている。な お、夫々のヘッドユニット 30は、互いに独立して昇降可能とされている。

[0050] また、図 4に示すように、メインフレーム 40の内側には、ヘッドユニット 30の昇降動 作、すなわち、吸着ノズル 11の昇降動作を行なう昇降駆動装置の一例である 3台の 昇降ユニット 50が、各々のヘッドユニット 30に個別に対応するように支持されて備え られている。夫々の昇降ユニット 50は、略鉛直方向に配置されて、その軸心 Tである 回転中心回りに回転可能にメインフレーム 40に支持されたボールネジ軸部 51と、こ のボールネジ軸部 51に螺合されたナット部 52と、ボールネジ軸部 51の上端に連結 されて、ボールネジ軸部 51を軸心 T回りにおける正逆いずれかの方向の回転移動を 駆動する駆動モータの一例である昇降駆動モータ 53とを備えている。また、ナット部 52には、略 L型形状を有する連結部材の一例である連結バー 54が固定されており、 この連結バー 54は、対応するヘッドユニット 30におけるヘッドフレーム 33に固定され ている。これにより、ヘッドフレーム 33とナット部 52と力 連結バー 54を介して互いに 連結された状態とされている。なお、夫々のヘッドユニット 30は、メインフレーム 40の 少なくとも一部である上記前面の部材に支持されており、夫々の昇降ユニット 50は、 メインフレーム 40の当該部材の内側に支持されている。すなわち、メインフレーム 40 の上記前面の部材を挟んで、夫々のヘッドユニット 30及び昇降ユニット 50が配置さ れ、当該部材に支持されている。また、図 5は、図 3に示すヘッド部 10において、メイ ンフレーム 40を透過させた状態のヘッド部 10の斜視図を示したものである。図 5に示 すように、夫々のヘッドユニット 30の配列と同様に夫々の昇降ユニット 50も図示 X軸 方向に沿って所定の間隔ピッチ (ヘッドユニット 30の上記間隔ピッチと同じ間隔ピッ チ）にて一列に配列されている。

[0051] このように昇降ユニット 50及びヘッドユニット 30が構成されていることにより、昇降ュ ニット 50の昇降駆動モータ 53によりボールネジ軸部 51の回転駆動が行なわれること により、ナット部 52がボーノレネジ軸部 51の軸心 Tに沿って上昇又は下降されて、ナツ ト部 52に連結バー 54を介して連結されて!、るヘッドフレーム 33を、 LMレール 35及 び LMブロック 36により案内しながら、シャフト部 31の軸心 Sに沿って上昇又は下降 させることが可能となっている。このヘッドフレーム 33の昇降動作により、ヘッドュ-ッ ト 30全体を一体的に昇降させることができる。具体的には、ヘッドユニット 30を下降さ せることで、カセット部品供給装置 8の部品供給位置 6aの上方に位置された状態の 吸着ノズル 11の下降動作を行な 、、当該部品供給位置 6aに位置されて 、る部品に 吸着ノズル 11の下端を当接させるとともに、当該部品を吸着保持することができる。 また、ヘッドユニット 30を上昇させることで、上記部品の吸着保持を行なった状態の 吸着ノズル 11を上昇させて、上記部品供給位置 6aからの部品の保持取出しを行なう ことができる。さらに、このような吸着ノズル 11の昇降を行なうことで、基板 3における 部品の装着位置に、上記吸着保持された部品を装着することができる。なお、ヘッド フレーム 33の上記昇降動作は、吸着ノズル 11による部品の吸着取出し動作及び装 着動作のための昇降動作として行なわれるため、その昇降動作の範囲には、上記夫 々の動作が行なうことができる程度に制限が設けられている (すなわち、昇降の上限 位置と下限位置とが設けられている）。また、シャフト部 31の軸心 Sは、吸着ノズル 11 の昇降動作軸でもある。

[0052] また、メインフレーム 40の上記前面には、連結バー 54と連結されるヘッドフレーム 3 3の一部が貫通される開口である貫通窓部 41が形成されており、この貫通窓部 41は 、ヘッドフレーム 33の上記昇降動作を阻害しないような大きさにて形成されている。 すなわち、その昇降動作範囲におけるいずれの位置に位置されたヘッドフレーム 33 とも、貫通窓部 41の周部が干渉しないように、貫通窓部 41の形状及び大きさが決定 されて形成されている。

[0053] ここで、このような構成を有するヘッド部 10が XYロボット 4に装備された状態におけ る図 4に相当する断面におけるヘッド部 10の断面図を図 6に示す。図 6に示すように 、ヘッド部 10は、メインフレーム 40の上部である取付部 40aにて、 XYロボット 4に脱 着可能に装備することが可能となっている。また、取付部 40aの図示 Y軸方向におけ る中心位置力 XYロボット 4によるメインフレーム 40の支持中心 J (固定中心）となって いる。また、メインフレーム 40への夫々の昇降ユニット 50の支持における図示 Y軸方 向の支持中心は、ボールネジ軸部 51の軸心 Tの配置位置（支持中心 Tとする）と略 合致しており、メインフレーム 40への夫々のヘッドユニット 30の支持における図示 Y 軸方向の支持中心は、シャフト部 31の軸心 Sの配置位置 (支持中心 Sとする）と略合 致している。また、 Y軸方向における夫々の支持中心の位置関係は、 XYロボット 4に よるメインフレーム 40の支持中心 Jと昇降ユニット 50の支持中心 Tとの間の距離寸法 L1が、メインフレーム 40の支持中心 Jとヘッドユニット 30の支持中心 Sとの間の距離 寸法 L2よりも小さくなるように、夫々の支持中心が配置されている。

[0054] また、図示 Y軸方向におけるヘッド部 10の重心位置は、 XYロボット 4へのメインフレ ーム 40の支持中心 Jと略合致している、あるいは、支持中心 Jの近傍に配置されてい るため、上記夫々の支持中心の配置関係を言い換えれば、ヘッド部 10の上記重心 位置と昇降ユニット 50の支持中心 Tとの間の距離寸法が、上記重心位置とヘッドュ ニット 30の支持中心 Sとの間の距離寸法よりも小さくなるように、夫々の支持中心が配 置されていると、言うことちできる。

[0055] このような夫々の配置関係を有していることにより、ヘッド部 10において、その駆動 の際に大きな推力の発生を伴うという特徴を有する昇降ユニット 50を、メインフレーム 40の支持中心 Jにより近づけて配置することができ、当該推力の発生に伴って生じる モーメントの大きさを低減することができる。

[0056] また、図 1に示すように、部品装着装置 101には、夫々の構成部の動作を、互いに 関連付けながら統括的な制御として行なう主制御装置の一例である制御装置 45が 備えられている。具体的には、制御装置 45は、部品装着装置 101におけるヘッド部 10、 20による部品の保持取出し及び装着動作、 XYロボット 4、 14による夫々のへッ ド部 10、 20の移動動作、カセット部品供給装置 8及びトレィ部品供給装置 18による 部品の供給動作、基板搬送装置 12による基板の搬入出動作等の夫々の動作制御 を、互いに関連付けて統括的に行ない、供給された部品を基板に装着する部品装着 動作の制御を行なうことができる。なお、制御装置 45は、部品装着装置 101における 装置本体側に備えられて 、る。

[0057] ここで、このような構成を有する部品実装装置 101における制御的な構成を模式的 に示す制御ブロック図を図 7に示し、図 7に基づ 、て上記制御的な構成について以 下に説明する。

[0058] 図 7の制御ブロック図に示すように、部品装着装置 101のヘッド部 10には、その機 械的な動作を行なう構成 (例えば、夫々の吸着ノズル 11の回転移動を行なう夫々の ヘッドユニット 30や昇降移動を行なう昇降ユニット 50)であるヘッドメカ部 93と、ヘッド メカ部 93の動作制御を行なうヘッド制御部 90とが備えられて 、る。ヘッド制御部 90 には、その制御処理を行う制御回路を構成する複数の制御基板が備えられており、 このような制御基板として、ヘッドメカ部 93の夫々の動作を駆動するヘッドドライバ 92 と、このヘッドドライバ 92の動作及びヘッドメカ部 93の動作の制御を行なうことでへッ ドメ力部 93の動作制御を行なうヘッドコントローラ 91とが備えられている。また、部品 装着装置 101の装置本体側に備えられて 、る制御装置 45には、ヘッド制御部 90に おけるヘッドコントローラ 91及びドライバ 92、並びにヘッドメカ部 93への制御あるい は駆動のための電力を供給する電源部 46と、ヘッド制御部 90によるヘッド部 10の動 作制御を、部品装着装置 101におけるその他の構成部の動作と互いに関連付けて 統括的な制御を行なう本体コントローラ 47とが備えられている。さらに、制御装置 45 には、 XYロボット 4の動作を駆動する XYドライバ 49と、この XYドライバ 49及び XY口 ボット 4の動作制御を行なう XYロボットコントローラ 47とが備えられている。なお、本第 1実施形態においては、この XYロボットコントローラ 48及び XYドライバ 49が、移動装 置制御部の一例となって 、る。

[0059] また、制御装置 45とヘッド制御部 90との間、制御装置 45と XYロボット 4との間には 、夫々互いを接続する複数の配線が備えられている。具体的には、ヘッド部 10と制 御装置 45との間には、ヘッドコントローラ 91と電源部 46とを接続し、ヘッド部 10の駆 動又は制御のための電力を供給する電源線 L1と、ヘッドコントローラ 91と本体コント ローラ 47とを接続し、ヘッド部 10の動作制御と他の構成部、例えば、 XYロボット 4の 動作等とを互いに関連付けるための情報の伝達を行なう通信手段の一例である通信 線 L2とが設けられている。さらに、 XYロボット 4と制御装置 45との間には、 XYロボット 4と電源部 46とを接続し、 XYロボット 4の駆動のための電力を供給する電源線 L3と、 XYロボット 4と XYロボットコントローラ 48とを接続し、両者間の制御情報の伝達を行 なう IZO線 L4と、 ΧΥロボット 4と ΧΥドライバ 49とを接続し、 ΧΥロボット 4の駆動に関 する信号の伝達を行なうモータ線 L5とが備えられている。なお、ヘッド部 10と制御装 置 45との間の夫々の配線は、例えば、電源線 L1が 2本、通信線 L2が 2本として備え られている。なお、部品装着装置 101においては、ヘッド部 10の他にヘッド部 20及 び ΧΥロボット 14も備えられており、制御装置 45は、これらとも電気的かつ制御的に 接続されて、互いの動作を関連付けながら統括的な制御を行なうことが可能となって いる。ただし、ヘッド部 20及び ΧΥロボットと制御装置 45を含めた制御的な構成は、 上述の制御的な構成と同じであるため、図 7に示す制御ブロック図においては、その 説明の理解を容易なものとするためにも、上記ヘッド部 20等を含めた制御的な構成 を省略している。

また、図 5及び図 6に示すように、ヘッド制御部 90は、ヘッド部 10の図示左側に配 置され、メインフレーム 40により支持されて、ヘッド部 10と一体的に移動可能とされて いる。また、ヘッドドライバ 92等の夫々の制御基板は、それぞれの表面が互いに平行 となるように配列されている。例えば、基板 3の表面に略直交するように（すなわち、図 示 X軸及び Υ軸にて構成される平面に略直交するように）配列されている。より詳細に は、夫々の制御基板は、夫々の表面が図示 Υ軸方向と略直交するように配列されて おり、図示 Υ軸方向左側から右側へ、複数のヘッドドライバ 92、ヘッドコントローラ 91 、及び IZOユニット 94の順序で配列されている。なお、 IZOユニット 94は、本体コン トローラ 47からヘッドコントローラ 91への情報の入力、ヘッドコントローラ 91より本体コ ントローラ 47への情報の出力を行なう情報入出力機能を有している。また、夫々の制 御基板の間には、所定寸法の隙間が設けられており、このような隙間が設けられてい ることにより、制御動作等の際に夫々の制御基板力も発生する熱量を、夫々の隙間 の空気が自然換気されることにより、取り除くことができ、夫々の制御基板を効率的に 冷却することができる。特に、このような夫々の隙間が、夫々の制御基板の間に、上 下方向に延在するように配置されて 、ることにより、発生した熱量に伴う上昇気流を 利用することができ、上記自然換気をより効率的なものとすることができる。なお、本 第 1実施形態においては、上記夫々の隙間が、換気用の空隙の一例となっている。

[0061] また、図 3及び図 6に示すように、ヘッド部 10においては、部品供給部、例えば、力 セット部品供給装置 8の夫々の部品供給位置 6aに取出し可能に配置された部品の 画像を撮像することにより、当該部品の X軸方向又は Y軸方向の位置を認識する部 品認識装置の一例である部品撮像カメラ 60が備えられている。図 6に示すように、部 品撮像カメラ 60は、ヘッドユニット 30の図示 Y軸方向右側に配置されており、具体的 には、図 1に示すように、 X軸方向に沿って一列に配列された 3つのヘッドユニット 30 のうちの端部に位置される、例えば、図示 X軸方向右側端部に位置されるヘッドュニ ット 30に対して、 Y軸方向において隣接されるように配置されている。すなわち、上記 端部に位置されるヘッドユニット 30の支持中心 Sと、当該ヘッドユニット 30に対応する 昇降ユニット 50の支持中心 Tと、部品撮像カメラ 60の撮像中心 Kとが、 Y軸方向に沿 つて一列に配列されている。

[0062] また、図 1、図 3及び図 6に示すように、部品撮像カメラ 60は、カメラ支持フレーム 61 を介して、ヘッド部 10のメインフレーム 40に支持されている。また、図 3に示すように、 図示 Y軸方向右側よりの夫々のヘッドユニット 30のメンテナンス性を考慮して、カメラ 支持フレーム 61は、上記端部のヘッドユニット 30の側方（図示 X軸方向右側方向）に 配置されている。

[0063] また、部品撮像カメラ 60におけるメインフレーム 40への取り付け高さは、カセット部 品供給装置 8の夫々の部品供給位置 6aの上方にヘッド部 10のいずれかの吸着ノズ ル 11が位置された場合であっても、当該部品撮像カメラ 60の下端力 Sカセット部品供 給装置 8に干渉することがな 、ような高さ位置とされて 、る。

[0064] また、部品撮像カメラ 60により撮像された部品の画像データは、ヘッド部 10の制御 装置 45に出力され、制御装置 45にて当該画像の認識処理が行なわれ、この認識処 理結果に基づいて、当該部品の位置が認識されて、 XYロボット 4によるヘッド部 10 の移動位置の補正 (すなわち、吸着ノズル 11が確実に部品の上方に位置されるよう な移動）を行なうことが可能となっている。なお、制御装置 45により、部品撮像カメラ 6 0の撮像動作を制御することが可能となって 、る。

[0065] 次に、部品装着装置 101における XYロボット 4へのヘッド部 10の取り付け構造、及 び、 XYロボット 14へのヘッド部 20の取り付け構造について説明する。なお、夫々の 取り付け構造は同じ構造となっているため、代表して XYロボット 4へのヘッド部 10の 取り付け構造にっ 、て説明するものとする。

[0066] XYロボット 4へヘッド部 10を取り付けようとする直前の状態を示す XYロボット 4とへ ッド部 10の模式的な斜視図を図 8に示し、ヘッド部 10が XYロボット 4に取り付けられ た状態を示す模式的な斜視図を図 9に示す。図 8に示すように、 XYロボット 4による ヘッド部 10の X軸方向又は Y軸方向の移動動作のうちの上記 X軸方向の移動動作 を担う X軸ロボット 4xの下面には、ヘッド部 10のメインフレーム 40の上部に形成され た取付部 40aと着脱可能に係合固定可能なヘッド取付部 4aが備えられている。

[0067] 一方、図 3に示すようにヘッド部 10のメインフレーム 40の上部である取付部 40aは、 略平板図示 Y軸方向に沿って形成された略方形平板形状を有しており、その図示 X 軸方向の夫々の端部には、図示 Y軸方向に沿って鍔状のフランジ部 40bが形成され ている。また、図 8に示すように、 X軸ロボット 4xのヘッド取付部 4aには、ヘッド部 10 の取付部 40aにおける夫々のフランジ部 40bと係合可能な凹状の断面形状を有する フランジ受部 4bが Y軸方向に沿って形成されている。ヘッド部 10の取付部 40aと、 X 軸ロボット 4xのヘッド取付部 4aがこのような構造とされていることにより、図 8に示すよ うに、ヘッド部 10を Y軸方向沿いの方向である取付方向 Dに移動させることで、取付 部 40aの夫々のフランジ部 40bを、ヘッド取付部 4aの夫々のフランジ受部 4bに係合 させて、当該係合状態を保持しながらヘッド部 10を取付方向 Dにスライド移動させる ことで、図 9に示すように取り付けることができる。

[0068] また、図 3に示すように、ヘッド部 10の取付部 40aにおける夫々の隅部近傍には、 固定部の一例であるボルト取付穴 40cが形成されて!、る。 X軸ロボット 4xのヘッド取 付部 4aへの係合固定の際には、夫々のボルト取付穴 40c (いずれかのボルト取付穴 40c)にボルト等が通されてナット等により着脱可能に固定することができる。また、 X 軸ロボット 4xのヘッド取付部 4aに取り付けられたヘッド部 10を、取り外す場合には、 上記ボルト及びナットによる固定を解除した後、図 8に示す取付方向 Dとは逆向きに ヘッド部 10をスライド移動させることで、ヘッド取付部 4aへの取付部 40aの係合を解 除して、 XYロボット 4よりヘッド部 10を取り外すことができる。なお、上記ボルト等が用 いられるような場合に代えて、ピン等が用いられるような場合であってもよい。また、へ ッド取付部 4aへの固定位置を常に一定とするため、ヘッド取付部 4aにおいて、夫々 のフランジ部 40bのスライド位置を一定の位置に規制する規制部材を備えさせるよう な場合であってもよい。

[0069] また、このような XYロボット 4へのヘッド部 10の装備及び装備解除の場合には、へ ッド部 10に備えられたヘッド制御部 90と、装置本体側に備えられた制御装置 45とを 接続する電源線 L1及び通信線 L2は、例えば、コネクタ等を用いることで、接続又は 接続解除を容易に行なうことができる。なお、このような電源線 L1及び通信線 L2は、 後述するようにヘッド部 10が異なる種類のヘッド部と交換装備されるような場合であ つても、当該異なる種類のヘッド部に対しても使用することができる共通の配線となつ ている。

[0070] ヘッド部 10、 XYロボット 4、さらに部品装着装置 101における制御的な構成力 上 述のような構成を有していることにより、部品装着装置 101において、 XYロボット 4に 装備されるヘッド部 10を、ヘッド部 10と異なる種類のヘッド部と交換することが可能と なる。特に、基板に装着される部品の種類や基板の種類に応じて、最適な装着動作 を行なうことができるヘッド部を交換装備させることで、多様化された部品の装着に柔 軟に対応することができる。すなわち、部品装着装置 101において、基板に装着され る部品の種類に応じた複数の種類のヘッド部を備えさせて、これらの複数の種類の ヘッド部の中から 1つのヘッド部を選択して装備させることで、上記多様化された部品 の装着に柔軟に対応することができる。

[0071] ここで、このような複数の種類のヘッド部の一例として、いくつかの種類のヘッド部に ついて説明する。なお、部品装着装置 101においては、このような複数の種類のへッ ド部の中の 1つのヘッド部が選択されて、 XYロボットに装備されるとともに、上記 1つ のヘッド部が選択された残りの上記複数の種類のヘッド部の中における上記 1つの ヘッド部とは別の種類のヘッド部力 XYロボットに装備可能に待機して備えられて ヽ る。すなわち、部品装着装置 101においては、上記選択された 1つのヘッド部と交換 装備可能に、上記別の種類のヘッド部が待機して備えられている。

[0072] まず、上述において説明した図 3に示すヘッド部 10 (ヘッド部 20も同じ構造である） は、チップ部品の装着だけでなぐ当該チップ部品に比べて高精度な装着動作が要 求される IC部品の装着にも対応することができる半導体部品装着ヘッド部の一例で ある IC部品装着ヘッド 10である。このような IC部品装着ヘッド 10においては、個別に 回転可能かつ昇降可能に複数の（例えば 3本の）吸着ノズル 11を備えていることによ り、吸着保持された部品の保持状態や基板への装着姿勢等の個別状態に応じて、 その吸着保持姿勢の補正動作等を行なうことができ、部品の基板への高精度な装着 を行なうことができる。なお、このような IC部品装着ヘッド 10は、 IC部品だけでなぐ チップ部品の装着動作にも用いることができるが、特に、その装着速度よりも装着精 度が重要視されるようなチップ部品の装着に用いられることが好ましい。

[0073] 次に、図 10に示すのが、上記複数の種類のヘッド部の一例であるチップ部品装着 ヘッド 110である。図 10に示すように、チップ部品装着ヘッド 110のメインフレーム 14 0の上部には、 IC部品装着ヘッド 10と同様に、 XYロボット 4のヘッド取付部 4aに着脱 可能に取り付けられる取付部 140aが形成されており、 XYロボット 4へ着脱可能に装 備することが可能となっている。また、メインフレーム 140の図示 Y軸方向における前 方側には、複数、例えば 10本の吸着ノズル 111が X軸方向に沿って 2列に配列（す なわち、 5本ずつ 2列に配列）されて備えられている。また、メインフレームには、各々 の吸着ノズル 111を個別に昇降させる昇降装置 130が備えられており、供給されるチ ップ部品の吸着取出しの際や、吸着保持されたチップ部品の基板への装着動作の 際等には、昇降装置 130により該当する吸着ノズル 111の昇降動作が行なわれる。 なお、このように多数の吸着ノズル 111が備えられて 、るチップ部品装着ヘッド 110 は、マルチノズルヘッド部と呼ばれる場合もあり、これら複数の吸着ノズル 111により 同時的に複数のチップ部品を一括して吸着保持して、吸着保持されたチップ部品を 基板に連続的に装着させることができる。なお、図 10においては図示しないが、メイ ンフレーム 140の図示 Y軸方向右側（すなわち、奥側）には、ヘッド制御部が支持さ れて備えられている。上記ヘッド制御部においては、 IC部品装着ヘッド 10と同様に 基板の表面に略直交するように、夫々の制御基板が配列されて備えられている（すな わち、夫々の制御基板が Υ軸方向と略直交するように配列されて備えられて 、る)。

[0074] 部品装着装置 101にお 、て、 ΧΥロボット 4にチップ部品装着ヘッド 110を装備され るような場合にあっては、図 8及び図 9に示した IC部品装着ヘッド 10の着脱手順と同 様な手順でもって行なうことができる。また、チップ部品装着ヘッド 110のヘッド制御 部と装置本体側に備えられている制御装置 45とを接続する電源線 L1及び通信線 L 2に備えられているコネクタ等を、上記ヘッド制御部に接続することで、電気的及び制 御的な接続を行なうことができる。また、部品装着装置 101に備えられている電源線 L1及び通信線 L2の夫々の配線は、ヘッド部の種類に拘らず共通して用いることが できるため、チップ部品装着ヘッド 110を装備するような場合であっても、上記夫々の 配線の交換作業等を伴うことはない。このように、チップ部品装着ヘッド 110を交換装 備させることで、その装着精度よりも装着速度や効率性が求められるチップ部品の装 着動作に対応することが可能となる。なお、例えば、上記選択された 1つのヘッド部が IC部品装着ヘッド 10であるときには、当該 IC部品装着ヘッドとは異なる種類のチッ プ部品装着ヘッドが、上記別の種類のヘッド部とすることができる。

[0075] ここで、部品装着装置 101において、 ΧΥロボット 4にチップ部品装着ヘッド 110が 交換装備された場合における図 7の制御ブロック図に相応する制御ブロック図を図 1 1に示す。図 11に示すように、チップ部品装着ヘッド 110には、昇降装置 130等のへ ッドメカ部 193と、制御基板の一例であって、このヘッドメカ部 193の駆動を行なうへ ッドドライバ 192と、同じく制御基板の一例であって、ヘッドメカ部 193及びヘッドドラ ィバ 192の制御を行なうヘッドコントローラ 191とが備えられており、ヘッドコントローラ 191及びヘッドドライバ 192によりヘッド制御部 190が構成されている。また、ヘッド制 御部 190におけるヘッドコントローラ 191と電源部 46とが電源線 L1にて接続されて、 電源部 46からチップ部品装着ヘッド 110に、駆動又は制御のために必要な電力を 供給することが可能となっている。また、 ΧΥロボットコントローラ 48と制御的に接続さ れている本体コントローラ 47と、ヘッドコントローラ 191と力 通信線 L2で接続されて おり、本体コントローラ 47にて、ヘッドコントローラ 191及び XYロボットコントローラ 47 力 伝達される情報に基づいて、互いの制御動作を関連付けながら統括的な制御を 行なうことが可能となって 、る。

[0076] 上記においては、部品装着装置 101において、 XYロボット 4に IC部品装着ヘッド 1 0又はチップ部品装着ヘッド 110のいずれかを選択的に装備させて、供給されるチッ プ部品又は IC部品等を基板上に装着するような場合について説明したが、本実施 形態はこのような場合にのみ限られるものではない。例えば、このような場合に代えて 、供給された基板における夫々の部品の装着位置に、クリーム半田や接着剤等の接 合部材 (部品を基板の装着位置に装着して接合するための材料)の供給を行なうよう な塗布供給ヘッドが、 XYロボット 4に着脱可能かつ選択的に装備されるような場合で あってもよい。このように XYロボット 4に上記塗布供給ヘッドを装備させることで、例え ば、基板保持位置 P1に保持された基板 3に対して、 XYロボット 4により上記塗布供 給ヘッドを X軸方向又は Y軸方向に移動させることで、基板 3における部品の装着位 置と塗布供給ヘッドとの位置合わせを行なうことができ、上記装着位置へのクリーム 半田や接着剤等の供給を行なうことができる。従って、部品装着装置 101において、 当該塗布供給ヘッドが装備された作業領域を塗布供給作業領域とすることができる

[0077] 具体的な例を挙げて説明すると、図 1に示す部品装着装置 101において、図示右 側の作業領域 (すなわち、装着作業領域 R1)を塗布供給作業領域として、図示左側 の作業領域を装着作業領域 R2とすることで、上記塗布供給作業領域における基板 保持位置 P1に搬送されて保持された基板 3に対して、上記塗布供給ヘッドによりタリ ーム半田等の塗布供給作業を行ない、その後、基板搬送装置 12により当該基板 3を 、装着作業領域 R2における基板保持位置 P2に搬送して保持させて、当該保持され た基板 3に対して、上記塗布供給されたクリーム半田等を介しての部品の装着を、へ ッド部 20により行なうことができる。すなわち、部品装着装置 101において、クリーム 半田等の塗布供給作業及び部品装着作業を行なうことができ、効率的な部品装着を 行なうことができるとともに、装置の小型化を図ることができる。

[0078] なお、上記塗布供給ヘッドにおいては、 IC部品供給ヘッド 10の取付部 40aゃチッ プ部品装着ヘッド 110の取付部 140aと共通の形状を有し、 XYロボット 4のヘッド取 付部 4aと着脱可能に係合可能な取付部がそのメインフレームに形成されており、ま た、上記塗布供給ヘッドの動作制御を行なうヘッド制御部力 上記メインフレームに 支持されて備えられている。また、部品装着装置 101に備えられている電源線 L1及 び通信線 L2の夫々の配線は、当該塗布供給ヘッドに対しても共通して用いることが でき、これら夫々の配線を介して、上記塗布供給ヘッドのヘッド制御部と装置本体側 の制御装置 45とを電気的制御的に接続することができる。

[0079] 次に、上述のような構成を有するヘッド部 10が選択的に装備された部品装着装置 101における部品の装着方法として、例えば、装着作業領域 R1においてカセット部 品供給装置 8から供給される部品が、ヘッド部 10により吸着取出しされて、基板保持 位置 P1に保持された基板 3に装着される具体的な動作について説明する。

[0080] まず、図 1において、 XYロボット 4によりヘッド部 10の部品撮像カメラ 60力 カセット 部品供給装置 8における部品取り出しが行なわれる部品供給位置 6aの上方に位置 されるように移動される。このとき、ヘッド部 10において、部品撮像カメラ 60は、カセッ ト部品供給装置 8との干渉が防止されるような高さ位置にて、メインフレーム 40に取り 付けられているため、当該干渉が発生することはない。その後、部品撮像カメラ 60に より上記部品供給位置 6aに位置された部品の画像が撮像される。当該撮像された画 像データは、制御装置 45に入力されて画像の認識処理が行なわれ、当該部品が実 際に位置されている位置が認識される。

[0081] この認識処理結果に基づいて、 XYロボット 4によりヘッド部 10の X軸方向又は Y軸 方向の移動が行われて、最初に吸着取り出しを行なう吸着ノズル 11が、当該部品の 上方に位置される。その後、上記吸着ノズル 11に対応する昇降ユニット 50における 昇降駆動モータ 53によりボールネジ軸部 51が正逆いずれかの方向に回転駆動され て、ナット部 52の下降移動が開始される。これにより、連結バー 54を介してナット部 5 2と連結されているヘッドフレーム 33の下降移動が開始され、ヘッドユニット 30全体 が下降されることで、上記吸着ノズル 11の下降移動が開始される。

[0082] やがて、上記吸着ノズル 11の下端が上記部品に当接されると、昇降駆動モータ 53 の駆動が停止されて、上記吸着ノズル 11の下降が停止される。それとともに、当該部 品が吸着ノズル 11により吸着保持される。この吸着保持の後、昇降駆動モータ 53に よりボールネジ軸部 51が、上記下降動作の場合とは逆向きに回転駆動されて、部品 を吸着保持した状態の吸着ノズル 11の上昇が行なわれ、部品供給位置 6aからの部 品の吸着取出しが行なわれる。なお、ヘッド部 10が備えるその他の吸着ノズル 11に 対しても、上述の夫々の動作が繰り返し行われて、夫々の吸着ノズル 11による夫々 の部品の吸着取出しが順次行なわれる。

[0083] その後、 XYロボット 4により、ヘッド部 10が基板保持位置 P1に保持された基板 3の 上方に向けて移動される。なお、当該移動の過程において、夫々の吸着ノズル 11に より吸着保持された部品の吸着保持姿勢の画像が撮像されて、当該撮像された画像 の認識結果に基づいて、その位置ずれ量が回転駆動モータ 34による吸着ノズル 11 の回転移動により補正されるような場合であってもよ!/、。

[0084] ヘッド部 10が基板 3の上方に到達すると、最初に部品装着が行なわれる吸着ノズ ル 11と、基板 3における部品の装着位置との位置合わせが行われて、この位置合わ せの後、昇降駆動モータ 53によりボールネジ軸部 51が正逆いずれかの方向に回転 駆動されて、吸着ノズル 11の下降が開始される。基板 3における上記部品装着位置 に部品が当接されて押圧された状態で、上記下降動作が停止され、それとともに、吸 着ノズル 11による部品の吸着保持が解除される。その後、吸着ノズル 11が上昇され ることで、当該部品が基板 3に装着される。夫々の吸着ノズル 11に対して、上記夫々 の動作を繰り返して行ない、夫々の部品が基板 3に装着される。

[0085] なお、上記においては、部品装着装置 101の装着作業領域 R1におけるヘッド部 1 0の動作について説明した力 ヘッド部 20もヘッド部 10と同様な構成を有しているた め、夫々の部品の供給形態が異なる点を除いては、装着作業領域 R2におけるヘッド 部 20の動作についても同様な動作となる。

[0086] また、図 1に示す装着作業領域 R1の図示 X軸方向における幅は、ヘッド部 10が備 える夫々の吸着ノズル 11が、カセット部品供給装置 8のいずれの部品供給位置 6aか らも部品の吸着取出しを行なうことができるように設定されている。すなわち、ヘッド部 10の図示左端に位置される吸着ノズル 11が図示右端に位置される部品供給位置 6 aの上方に位置することが可能であって、ヘッド部 10の図示右端に位置される吸着ノ ズル 11が図示左端に位置される部品供給位置 6aの上方に位置することが可能なよ うに、最低限必要な装着作業領域 R1の幅が決定されている。なお、装着作業領域 R 2の幅についても、装着作業領域 R1と同様な考え方で設定されている。

[0087] 上記第 1実施形態によれば、以下のような種々の効果を得ることができる。

[0088] 部品実装装置 101において、夫々の XYロボット 4及び 14に、ヘッド部 10及び 20を 着脱可能に装備することができることにより、様々な種類の部品の装着に対して、柔 軟に対応することができる。特に、複数の種類のヘッド部、例えば、 IC部品装着へッ ド 10やチップ部品装着ヘッド 110等の中から、装着される部品の種類に応じた (すな わち、装着される部品の装着に適した 1つのヘッド部を選択して、 XYロボット 4、 14に 装備させることで、多様化された種類の部品の装着に効率的に対応することができる

[0089] また、夫々のヘッド部（例えば、ヘッド部 10)におけるメインフレーム 40には、当該 ヘッド部 10の動作を制御するヘッド制御部 90が支持されて備えられており、ヘッド部 10と一体的な状態とされていることにより、ヘッド部 10の交換を行なうことで、同時的 にヘッド制御部 90の交換をも行なうことができる。従って、上記ヘッド部の交換装備 に伴って、交換する必要が生じるヘッドコントローラ 91やヘッドドライバ 92の交換に 伴う作業を大幅に簡素化して、上記ヘッド部の交換装備作業を容易なものとすること ができる。

[0090] 一方、 XYロボット 4、 14に装備されるヘッド部の種類が異なっても交換する必要が ない制御的な構成 (例えば、 XYロボットコントローラ 48や本体コントローラ 47)を、装 置本体側に備えられた制御装置 45に備えさせることで、ヘッド部 10等に一体的に備 えさせるヘッド制御部 90の構成を最小限必要なものに限ることができ、このようなへッ ド制御部を備えさせながらヘッド部の構成の簡素化及び小型化を図ることができる。

[0091] また、このような構成のヘッド部（例えば、ヘッド部 10)におけるヘッド制御部 90と、 装置本体側の制御装置 45とを互 ヽに電気的 ·制御的に接続する配線である電源線 L1と通信線 L2とは、ヘッド部の種類、すなわちヘッド制御部の種類に拘らず、共通 して使用することが可能に構成されているので、ヘッド部の交換装備を行なうような場 合であっても、当該配線の交換及び変更作業を伴うことがない。従って、ヘッド部の 交換作業をさらに容易なものとすることができる。

[0092] また、ヘッドコントローラ 91やヘッドドライバ 92等を有するヘッド制御部 90をヘッド 部 10に一体的に備えさせたことにより、両者間の配線を、ヘッド部 10が作動するの に必要な電力を供給する電源線 L1と、両者間の制御情報の伝達を行なう通信線 L2 とに限ることが可能となる。これにより、ヘッド部 10と制御装置 45間の配線量を、従来 に比して著しく削減することができる。従って、従来において、上記配線量が多いこと により、 XYロボットによるヘッド部の移動動作が阻害されるという問題を改善すること ができ、 XYロボットによるヘッド部の移動動作における動作特性を向上させることが できる。

[0093] また、夫々の XYロボット（例えば、 XYロボット 4)には、夫々のヘッド部を着脱可能 に取り付ける共通のヘッド取付部（例えば、ヘッド取付部 4a)が形成されており、一方 、夫々のヘッド部（例えば、 IC部品装着ヘッド 10)には、上記ヘッド取付部と係合され るように、夫々のヘッド部間で共通の形状として形成された取付部（例えば、取付部 4 Oa)が備えられていることにより、両者の係合又は係合解除を行なうことで、ヘッド部 の交換装備を容易に行なうことができる。

[0094] また、ヘッド部（例えば、ヘッド部 10)〖こ備えられたヘッド制御部 90における夫々の 制御基板（ヘッドコントローラ 91、ヘッドドライノく、 I/Oユニット 94)力 夫々の表面を 基板の表面と略直交するように整列配置され、かつ夫々の制御基板の間に所定の隙 間が設けられていることにより、制御動作によって夫々の制御基板力 発生する熱量 を、当該夫々の隙間において自然換気により容易かつ効率的に除去することができ る。また、このような夫々の隙間が、上記夫々の制御基板の表面沿いの方向である上 下方向に延在して形成されていることにより、当該発生された熱量が上記隙間にお ける上昇気流を誘発して、上記自然換気による冷却をさらに効果的なものとすること ができる。

従って、上述のそれぞれの効果を実現することで、部品装着における生産性の向 上を図ることができる。

[0095] ここで、上記第 1実施形態のヘッド部 10の機械的構造により得られる効果について 、以下に説明する。当該説明にあたって、従来のヘッド部の機械的構造及び当該構 造を有していることにより生じる問題について説明する。

[0096] 従来、この種の部品装着ヘッドとしては種々構造のものが知られている（例えば、特 開 2000— 294991号公報参照）。例えば、このような従来の部品装着ヘッドの一例と して、ヘッド部 700の模式斜視図を図 15に示す。

[0097] 図 15に示すように、ヘッド部 700は、鉛直方向 Zに配置され、その下端部に吸着ノ ズル 712が同軸的に設けられているスプラインシャフト 714を備えている。また、スプ ラインシャフト 714は、鉛直方向のブラケット 726の下端に一体的に設けられる第 1リ ブ 728と、中間近傍に一体的に設けられる第 2リブ 730とで、スプラインナット 722を 介して軸長方向に昇降可能、かつその軸心を回転中心として回転可能に支持されて いる。

[0098] また、第 1リブ 728の図示上方近傍に備えられた Z軸モータ 716を下側面によって 支持する第 2リブ 730はブラケット 726と一体的とされており、また、第 2リブ 730は、ス プラインシャフト 714の貫通孔と、 Z軸モータ 716の出力軸の貫通孔とを有している。

[0099] この Z軸モータ 716の出力軸は、鉛直方向に配置される送りねじ軸 736の下端と、 Z 軸カップリング 734を介して連結されており、送りねじ軸 736の上端は、ブラケット 726 の上端に一体的に設けられる上端リブ 746によって、回動自在に支持されている。ま た、この送りねじ軸 736は、略長円板状の形状に形成された Z軸動力伝達部材 718 に固定されたボールネジナット 744と螺合されている。一方、送りねじ軸 736と平行し て配置されるスプラインシャフト 714の上端部は、 Z軸動力伝達部材 718により回動 自在に支持されるとともに、上下方向に係合されている。

[0100] また、第 2リブ 730の下側には、その内部にスプラインシャフト 714が貫通する中空 状の Θ軸エンコーダ 724が配設されており、その入力軸は、スプラインナット 722の 下側面と接合され、スプラインシャフト 714の回転角度を検出するようにされている。

[0101] また、部品が装着される基板の大略表面沿いの方向にヘッド部 700を移動させる ヘッド移動装置である XYロボット等に、ヘッド部 700は支持されて固定されることとな るが、この XYロボットへのヘッド部 700の支持固定は、図 15に示すブラケット 726の 背面 (すなわち、送りねじ軸 736及びスプラインシャフト 714の設置面と反対側の面） にて行なわれている。また、ヘッド部 700に複数の吸着ノズル 712が備えられるような 場合にあっては、夫々の吸着ノズル 712が、例えば図示 X軸方向に沿って一列に配 列されるように備えられるとともに、夫々の吸着ノズル 712に個別に対応するように、 夫々のスプラインシャフト 714や送りねじ軸 736が設置される。また、夫々のスプライ ンシャフト 714や送りねじ軸 736は、ブラケット 726 (上端リブ 746、第 1リブ 728、及び 第 2リブ 730を含む）に支持される。

[0102] また、従来の別の例に力かる部品装着ヘッドとして、ヘッド部 800の模式的な構成 を示す模式斜視図を図 16に示す (例えば、特開 2000— 294988号公報)。

[0103] 図 16に示すように、ヘッド部 800は、部品 817の吸着保持を行なう吸着ノズル 815 、この吸着ノズル 815をその下方先端に装備する軸 814、及び、この軸 814の軸心 回りの回転移動を行なうことで、吸着ノズル 815の回転移動を駆動するモータ 816を 備えるヘッドユニット 820と、ボールネジ軸 812a、このボールネジ軸 812aに螺合され るとともに、ヘッドユニット 820に固定されたナット部 812b、及びボールネジ軸 812a の軸心回りの回転移動を駆動するモータ 813とを備える昇降ユニット 830とを備えて おり、昇降ユニット 830において、ナット部 812bの昇降動作を行なうことで、ヘッドュ ニット 820全体の昇降動作を行なうことで、吸着ノズル 815の昇降動作を行なうことが できる。なお、ナット部 812bとヘッドユニット 820とは、ブラケット 811を介して連結さ れている。

[0104] また、ブラケット 811は、昇降ユニット 830の昇降フレーム 809に昇降可能に支持さ れており、さらに、ヘッドユニット 820及び昇降ユニット 830は、昇降フレーム 809を介 して、平板状の部材である機械的インターフェース部材 808に支持されている。また 、ヘッド部 800の水平移動を行なうヘッド移動装置（図示しない）に、ヘッド部 800は 機械的インターフェース部材を介して取り付けられることが可能となって 、る。なお、 機械的インターフェース部材 808、昇降ユニット 830、及びヘッドユニット 820の夫々 の配置関係は、機械的インターフェース 808とヘッドユニット 820の間に、昇降ュ-ッ ト 830が配置されている。

[0105] し力しながら、上記従来の構造のヘッド部 700では、スプラインシャフト 714の昇降 動作、すなわち、吸着ノズル 712の昇降動作を駆動する駆動装置を構成する Z軸モ ータ 716、送りねじ軸 736、及びボールネジナット 744力 上記 XYロボットへのヘッド 部 700の支持固定位置であるブラケット 726の上記背面力も水平方向に最も離れた 位置に位置されている。このような上記駆動装置は、推力を発生する装置であり、さら に、上記支持固定位置力 最も離れた位置に位置されていることにより、当該推力の 発生に伴って生じるモーメントが大きなものとなり、当該モーメントの影響を受けて上 記 XYロボットによるヘッド部 700の移動動作における動作特性が低下するという問 題がある。このような場合にあっては、上記 XYロボットによるヘッド部 700の高精度な 移動を行なうことができない場合が生じ得、高精度な部品装着を行なうことができず、 部品装着における生産性の低下を招く場合があるという問題がある。

[0106] また、図 15に示すように、ヘッド部 700においては、ブラケット 726の図示前面と、 送りねじ軸 736等の上記駆動装置との間に、吸着ノズル 712を装備したスプラインシ ャフト 714が配置されている力 このような配置では、上記駆動装置よりもメンテナンス の作業頻度が多い吸着ノズル 712、 Θ軸モータエンコーダ 748、スプラインシャフト 7 14、さらにスプラインナット 722への作業性力 ブラケット 726や上記駆動装置の形 状や大きさによっては、大きく阻害される場合がある。このような場合にあっては、へッ ド部 700におけるメンテナンス性を低下させることとなり、安定した精度の部品装着を 継続して行なうことができず、生産性の低下を招く場合があるという問題がある。

[0107] また、このようなヘッド部 700においては、供給される部品を吸着ノズル 712により 確実に吸着保持するために、上記部品の供給位置の画像を撮像して認識する部品 認識カメラ（図示しない）が備えられているような場合も多い。このような部品認識カメ ラをヘッド部 700にさらに備えさせることは、高精度な部品装着の実現に貢献すること ができるものの、ヘッド部 700のメンテナンス性の観点からは、ヘッド部 700の外部よ りの吸着ノズル 712等へのアクセスルートを制限することとなり、吸着ノズル 712等の メンテナンス性をさらに低下させる要因となる場合がある。それとともに、部品装着の ための基板の大略表面沿いの方向における吸着ノズル 712の移動範囲を確保する ために、上記 XYロボットによるヘッド部 700の実際の移動範囲が大きくなることとなる 。ヘッド部 700の上記移動範囲が大きくされるような場合にあっては、部品装着装置 の大型化を招き、一方、上記装置の大型化を嫌って、部品装着のための基板の大略 表面沿いの方向における吸着ノズル 712の移動範囲を狭めるような場合にあっては 、部品装着の効率低下を招き、いずれの場合であっても、部品装着における生産性 の低下を伴う t 、う問題がある。

[0108] 一方、上記ヘッド部 800においては、推力を発生する装置である昇降ユニット 830 は、機械的インターフェース部材 808の近傍に配置されているため、当該配置によつ ては、ヘッド部 800の移動における動作特性が低下されることとはならないものの、こ のような配置が採用されていることにより、機械的インターフェース部材 808からへッ ドユニット 820までの距離が大きくなつてしまう。このようにヘッドユニット 820までの距 離が大きくなれば、ヘッド部 800の移動に伴う振動力 大きな振動として吸着ノズル 8 15まで伝達されることとなり、部品装着精度を低下させて生産性が低下する場合が あるという問題がある。

[0109] また、機械的インターフェース部材 808からヘッドユニット 820までの距離が大きい t 、う配置にぉ 、ては、ヘッドユニット 820を支持するブラケット 811も大きな剛体部 材とする必要が生じ、ヘッド部 800の小型化及び軽量ィ匕を阻害することとなる。また、 このような配置では、上記ヘッド移動装置にヘッド部 800を支持するための部材であ る機械的インターフェース部材 808の中心と、ヘッド部 800の重心位置とが大きく異 なることとなり、このような異なりは、ヘッド部 800の移動動作における動作特性を低 下させることとなる。

[0110] また、メンテナンス性の観点からは、ヘッドユニット 820と機械的インターフェース部 材 808との間に昇降ユニット 830が配置されていることにより、ヘッドユニット 820にお ける吸着ノズル 815のメンテナンス性は良好なものとすることができる力 ボールネジ 軸 812が露出して配置されていることにより、ネジ面への給油箇所へ塵埃が付着され 易ぐ必ずしも全体的なメンテナンス性の向上を図ることができないという問題もある。

[0111] 従って、このような問題を解決し、効率的かつ高精度な移動動作を行なうことができ 、部品装着における生産性の向上を図ることができる部品装着ヘッド及び部品装着 装置を提供することができるように、上記第 1実施形態のヘッド部 10は構成されてい る。

[0112] 具体的には、ヘッド部 10における Y軸方向の夫々の支持中心の位置関係力 XY ロボット 4によるメインフレーム 40の支持中心 Jと夫々の昇降ユニット 50の支持中心 T との間の距離寸法 LIが、メインフレーム 40の支持中心 Jと夫々のヘッドユニット 30の 支持中心 Sとの間の距離寸法 L2よりも小さくなるように、夫々の支持中心が配置され ていることにより、ヘッド部 10において、その駆動の際に大きな推力の発生を伴うとい う特徴を有する夫々の昇降ユニット 50を、メインフレーム 40の支持中心 Jにより近づけ て配置することができ、当該推力の発生に伴って生じるモーメントの大きさを低減する ことができる。これにより、 XYロボット 4によるヘッド部 10の移動動作における動作特 性を向上させることができ、効率的かつ高精度なヘッド部 10の移動動作を実現する ことができ、部品装着における生産性を向上させることができる。

[0113] また、このような夫々の支持中心の位置関係を実現させるため、メインフレーム 40の 内部にボールネジ軸部 51等により構成される昇降ユニット 50を配置させて、メインフ レーム 40の外部側面に吸着ノズル 11を備えるヘッドユニット 30を配置させていること により、吸着ノズル 11の交換及び調整やシャフト部 31の調整等とメンテナンス頻度が 比較的高 、ヘッドユニット 30に対する作業性を良好なものとすることができ、ヘッド部 10におけるメンテナンス性を高めることができる。具体的には、吸着ノズル 11による 部品吸着の際に、テーピング微細なクズが付着する、あるいは部品の装着の際に、 半田が付着する等との理由で、ヘッドユニット 30から吸着ノズル 11を取り外しての超 音波洗浄作業や、吸着ノズル 11に内蔵されたフィルタの定期的な交換作業等のメン テナンス性を向上させることができる。従って、生産性が向上された部品装着を行なう ことが可能となる。

[0114] 一方、メインフレーム 40の外部側面へのヘッドユニット 30の配置に伴い、メインフレ ーム 40内に配置された昇降ユニット 50については、一般的に軸受け部等へのグリス の注入程度のメンテナンスしか行われな 、ため、当該グリス注入作業のアクセスルー トさえ確保しておけば、メンテナンス性を低下させることはない。また、メインフレーム 4 0の内側に夫々の昇降ユニット 50が配置されていることにより、上記グリスの注入部 等への塵埃等の付着を抑制して、ヘッド部 10の全体的なメンテナンス性を向上させ るといった効果もある。

[0115] また、メインフレーム 40の一部である上記側面の部材において、その外側に夫々の ヘッドユニット 30を、その内側に夫々の昇降ユニット 50を配置して支持させることによ り、メインフレーム 40の上記側面の部材から、夫々の昇降ユニット 50の支持中心 Tま での距離寸法、及び夫々のヘッドユニット 30の支持中心 Sまでの距離寸法を、必要 最小限の寸法とすることができる。これにより、夫々の昇降ユニット 50及びヘッドュ- ット 30を支持する部材の小型化を図ることができ、ヘッド部 10の小型軽量ィ匕を図るこ とができるとともに、ヘッド部 10の移動に伴って発生する振動のヘッドユニット 30等へ の伝達量を低減させることができる。

[0116] また、高剛性及び軽量ィ匕を併せて実現するために略箱体状に形成されたメインフ レーム 40の内側の空いたスペースに、ヘッドユニット 30と比してメンテナンス頻度が 少ない昇降ユニット 50を配置させることで、空いたスペースを有効的に活用すること ができ、ヘッド部 10の小型軽量ィ匕を実現することができる。

[0117] (第 2実施形態）

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなぐその他種々の態様で実 施できる。例えば、本発明の第 2の実施形態に力かる部品装着装置が備えるヘッド 部 210は、その機能及び構成が、上記第 1実施形態のヘッド部 10と略同じであるも のの、当該ヘッド部が備える夫々の制御基板の配置が異なるものである。以下、この 構成が異なる部分についてのみ説明を行なうものとする。

[0118] このようなヘッド部 210の断面図を図 12に示す。図 12に示すように、ヘッド部 210 は、上記第 1実施形態のヘッド部 10と同様に、吸着ノズル 11を装備する 3台のヘッド ユニット 30と、対応するヘッドユニット 30の昇降動作を行なう 3台の昇降ユニット 50と を備えている。また、夫々のヘッドユニット 30及び昇降ユニット 50は、メインフレーム 2 40に支持されて備えられている。また、メインフレーム 240の上部には、 XYロボットに おけるヘッド取付部と係合可能な取付部 240aが形成されており、当該係合 Z係合 解除により、 XYロボットへのヘッド部 210の装備 Z装備解除を行なうことが可能とな つている。

[0119] また、ヘッド部 210の動作制御を行なうヘッド制御部 290もメインフレーム 240に支 持されて備えられており、さらに、ヘッド制御部 290においては、複数の制御基板が、 その表面が基板の 3の表面と略平行となるように配列、すなわち、上下方向に配列さ れて備えられている。具体的には、図 12に示すように、図示下側より上側に向けて、 複数枚のヘッドドライバ 92、ヘッドコントローラ 291、そして、 I/Oユニット 294の順序 で、夫々の制御基板が整列配列されている。また、夫々の制御基板の間には、各々 の制御基板にて制御動作の際に発生した熱量を換気するための換気用の隙間が設 けられており、当該隙間の空気を自然換気させることで、上記発生した熱量を効果的 に除去することができる。

[0120] このような構成のヘッド部 210においては、ヘッド制御部 290における夫々の制御 基板が、その表面が基板 3の表面と略平行となるように配列された状態で、メインフレ ーム 240に支持されているため、 XYロボット 4によるヘッド部 210の X軸方向又は Y 軸方向の移動が行なわれるような場合であっても、ヘッド制御部 290における夫々の 制御基板に発生する振動を抑制することができる。特に、 XYロボットへのヘッド部の 交換装備の容易性を目的として、 X軸方向又は Y軸方向への移動を伴うヘッド部自 体にヘッド制御部を備えさせている力 夫々の制御基板における振動の発生が抑制 されているため、ヘッド部の移動に伴う弊害をヘッド制御部に与えることが未然に防 止されている。

[0121] なお、上記それぞれの実施形態にお!ヽては、それぞれの制御基板が、基板 3の表 面と略直交するように配列されているような場合、及び、略平行に配列されているよう な場合について説明したが、このように略直交する場合及び略平行となる場合に代 えて、例えば傾斜した方向に沿って、互いに平行に配列されているような場合であつ てもよい。このような場合であっても、それぞれの制御基板間には、空隙が存在するこ ととなり、上記熱除去の効果を得ることができるからである。

[0122] なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより 、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

[0123] 本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載され ているが、この技術の熟練した人々にとつては種々の変形や修正は明白である。そ のような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限り において、その中に含まれると理解されるべきである。

2003年 10月 15曰に出願された曰本国特許出願 No. 2003— 354896号の明細 書、図面、及び特許請求の範囲の開示内容、及び、 2003年 10月 16日に出願され た日本国特許出願 No. 2003— 356060号の明細書、図面、及び特許請求の範囲 の開示内容は、全体として参照されて本明細書の中に取り入れられるものである。

Claims

請求の範囲

[1] 供給される部品（1)を基板 (3)に装着する部品装着装置（101)において、

上記部品を保持可能な部品保持部材（11)を有し、上記供給される部品の種類に 応じて、複数の種類のヘッド部の中力 選択された 1つのヘッド部（10、 20、 110、 2 10)と、

上記選択された 1つのヘッド部が着脱可能に装備されるヘッド取付部 (4a)を有し、 当該ヘッド取付部に装備された上記ヘッド部を、上記基板の大略表面沿 、の方向に 移動させるヘッド移動装置 (4、 14)と、

上記各々のヘッド部に装備され、上記装備されたヘッド部の種類に応じた当該へッ ド部による上記部品の装着動作の制御を行なうヘッド制御部（90、 190、 290)とを備 える部品装着装置。

[2] 上記ヘッド制御部は、上記ヘッド部による上記部品の装着動作の制御を行う制御 回路を構成する複数の制御基板（91、 92、 94、 191、 192、 291、 292、 294)を備 え、

上記それぞれの制御基板は、各々の表面が上記基板の表面と略直交して配置さ れる請求項 1に記載の部品装着装置。

[3] 上記ヘッド部による上記部品の上記基板への装着動作の制御には、上記部品保 持部材による上記部品の保持又は保持解除動作の制御、及び上記部品保持部材 の昇降動作の制御が含まれる請求項 1又は 2に記載の部品装着装置。

[4] 上記夫々の制御基板の間には、上記装着動作の制御の際に上記夫々の制御基板 にて発生する熱の除去のための換気用の空隙が設けられている請求項 2に記載の 部品装着装置。

[5] 上記夫々の制御基板は、上記ヘッド部における上記部品保持部材を駆動するドラ ィバ（92、 192、 292)と、当該ドライバを制御するコントローラ（91、 191、 291)とを含 む請求項 2に記載の部品装着装置。

[6] 上記ヘッド移動装置による上記ヘッド部の移動動作の制御を行なう移動装置制御 部 (48及び 49)を備え、上記移動装置制御部による上記ヘッド部の移動動作の制御 と、上記ヘッド制御部による上記ヘッド部の装着動作の制御とを互いに関連付けて制 御する主制御装置 (45)をさらに備え、

上記主制御装置は、装置本体側に備えられて!/、る請求項 2に記載の部品装着装 置。

[7] 上記選択された 1つのヘッド部の上記ヘッド制御部と上記主制御装置との間で、上 記夫々の制御のための情報の通信を行なう通信手段 (Ll、 L2)が装置本体側に備 えられ、

上記通信手段は、上記夫々の種類のヘッド部に対し、共通して使用される請求項 6 に記載の部品装着装置。

[8] 上記 1つのヘッド部が選択された残りの上記複数の種類のヘッド部の中における上 記 1つのヘッド部とは別の種類のヘッド部を、上記ヘッド部取付部に取付可能に待機 して備え、

上記ヘッド移動装置は、上記選択された 1つのヘッド部を上記待機された別の種類 のヘッド部と交換可能に装備可能である請求項 1又は 2に記載の部品装着装置。

[9] 上記複数の種類のヘッド部には、チップ部品装着ヘッド部（110)又は半導体部品 装着ヘッド部（10)が含まれる請求項 1又は 2に記載の部品装着装置。

[10] 上記複数の種類のヘッド部には、上記部品を上記基板に装着する部品装着ヘッド

(10、 20)が含まれ、

当該部品装着ヘッドは、

上記部品を解除可能に保持する上記部品保持部材と、

上記部品保持部材を昇降させる昇降駆動装置 (50)と、

上記部品保持部材を昇降可能に支持するとともに上記昇降駆動装置を支持する 部材であって、上記ヘッド移動装置の上記ヘッド取付部に解除可能に固定される支 持部材 (40)とを備え、

上記基板の大略表面沿!、の方向における上記ヘッド移動装置の上記ヘッド取付 部への上記支持部材の固定中心 ωと上記支持部材による上記昇降駆動装置の支 持中心 (Τ)との間の距離寸法 (L1)が、上記方向における上記支持部材による上記 部品保持部材の支持中心 (S)と上記固定中心との間の距離寸法 (L2)よりも小さくな るように、上記夫々の支持中心が配置されて、かつ、上記昇降駆動装置の支持中心 と上記部品保持部材の支持中心との間に、上記支持部材の少なくとも一部が配置さ れ、当該支持部材の少なくとも一部により上記昇降駆動装置及び上記部品保持部 材が支持される請求項 1に記載の部品装着装置。

[11] 上記複数の種類のヘッド部には、上記部品を上記基板に装着する部品装着ヘッド

(10、 20)が含まれ、

当該部品装着ヘッドは、

上記部品を解除可能に保持する上記部品保持部材と、

上記部品保持部材を昇降させる昇降駆動装置 (50)と、

上記部品保持部材を昇降可能に支持するとともに上記昇降駆動装置を支持する 部材であって、上記ヘッド移動装置の上記ヘッド取付部に解除可能に固定される支 持部材 (40)とを備え、

上記昇降駆動装置の支持中心 (T)と上記部品保持部材の支持中心 (S)との間に、 上記支持部材の少なくとも一部が配置され、当該支持部材の少なくとも一部により上 記昇降駆動装置及び上記部品保持部材が支持される請求項 1に記載の部品装着