| 【発明の名称】 |
ロータリーヘッド式電子部品実装装置におけるロータリーヘッドの電気的接続構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】原口 和直
【氏名】緒方 雄二
【氏名】堤 卓也
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| 【要約】 |
【課題】高速回転するロータリーヘッドの回転軸と本体部との間で安定した信号の授受を行うことができるロータリーヘッド式電子部品実装装置におけるロータリーヘッドの電気的接続構造を提供することを目的とする。
【解決手段】ロータリーヘッドは、移載ヘッド、アクチュエータ部、命令実行型アクチュエータ制御部を備える。本体部側は制御部を備える。ロータリーヘッドの回転軸３’の外面に第１の光通信素子３４ａ，３４ｂを設け、回転軸３に装着されたケース３２に第２の光通信素子３５ａ，３５ｂを設ける。制御部から命令実行型アクチュエータ制御部へ送出された信号は第２の光通信素子３５ａから回転運動する第１の光通信素子３４ａへ光信号Ｌとして照射される。また応答信号は第１の光通信素子３４ｂから第２の光通信素子３５ｂへ光信号Ｌとして照射される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】移載ヘッドをロータリーヘッドの円周方向にインデックス回転させながら、電子部品供給部に備えられた電子部品を移載ヘッドのノズルに真空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ロータリーヘッド式電子部品実装装置において、ロータリーヘッドの回転軸に第１の光通信素子を設けるとともに、回転軸の側方に前記第１の光通信素子と光信号の授受を行う第２の光通信素子を設け、かつ前記第１の光通信素子を移載ヘッドのアクチュエータ部を制御する命令実行型アクチュエータ制御部に接続するとともに、第２の光通信素子を前記命令実行型アクチュエータ制御部に命令信号を送出する制御部に接続したことを特徴とするロータリーヘッド式電子部品実装装置におけるロータリーヘッドの電気的接続構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリーヘッド式電子部品実装装置におけるロータリーヘッドの電気的接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高速実装機として知られるロータリーヘッド式電子部品実装装置は、移載ヘッドをロータリーヘッドの円周方向にインデックス回転させながら、電子部品供給部に備えられた電子部品を移載ヘッドのノズルでピックアップし、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なっている。
【０００３】ロータリーヘッド側には、移載ヘッドのノズルに真空吸着動作を行わせるためのバルブの切替え用アクチュエータや、ノズルにθ回転を行わせるためのアクチュエータなどの様々なアクチュエータが備えられている。またロータリーヘッドを保持する本体部側には、これらのアクチュエータを制御するための命令信号を送出する制御部が設けられている。制御部とアクチュエータは命令信号や応答信号の授受を行うために電気的に接続されるが、ロータリーヘッドの回転軸は本体部（これは固定されている）に対して高速度でインデックス回転することから、従来、本体部とロータリーヘッド側の電気的接続にはスリップリング方式が用いられている。スリップリング方式は、ロータリーヘッドの回転軸の周面にアクチュエータとリード線により電気的に接続されたスリップリングを装着し、本体部側にこのスリップリングの周面に接触するブラシを設けたものであり、このブラシとスリップリングを介して、制御部とアクチュエータ間の信号の授受を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ロータリーヘッド式電子部品実装装置は電子部品の実装能率を上げるために益々高速化しており、これにともないロータリーヘッドの回転軸の回転速度も益々高速化している。このためブラシがスリップリングから瞬間的に離れ、信号の授受にとぎれを生じてアクチュエータの駆動に狂いを生じやすいという問題点があった。
【０００５】したがって本発明は、高速回転するロータリーヘッドの回転軸と本体部との間で安定した信号の授受を行うことができるロータリーヘッド式電子部品実装装置におけるロータリーヘッドの電気的接続構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、移載ヘッドをロータリーヘッドの円周方向にインデックス回転させながら、電子部品供給部に備えられた電子部品を移載ヘッドのノズルに真空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ロータリーヘッド式電子部品実装装置において、ロータリーヘッドの回転軸に第１の光通信素子を設けるとともに、回転軸の側方に前記第１の光通信素子と光信号の授受を行う第２の光通信素子を設け、かつ前記第１の光通信素子を移載ヘッドのアクチュエータ部を制御する命令実行型アクチュエータ制御部に接続するとともに、第２の光通信素子を前記命令実行型アクチュエータ制御部に命令信号を送出する制御部に接続したものである。
【０００７】上記構成の本発明によれば、ロータリーヘッドの回転軸が高速度で回転しても、第１の光通信素子と第２の光通信素子の間で確実に信号の授受を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１のロータリーヘッド式電子部品実装装置の斜視図、図２は同ロータリーヘッドの構造図、図３は同電気的接続部の側断面図、図４は同電気的接続部の平断面図である。
【０００９】まず、図１を参照してロータリーヘッド式電子部品実装装置の全体構造を説明する。図１において、１は本体部であり、その前部の天井部１ａの下方にはロータリーヘッド２が保持されている。本体部１の内部にはロータリーヘッド２を駆動するための駆動部が内蔵されている。３はロータリーヘッド２の回転軸である。ロータリーヘッド２の周囲には移載ヘッド４が多数設けられている。
【００１０】６はロータリーヘッド２の背後に設けられた電子部品供給部であって、移動テーブル７上にテーブル８を載置し、テーブル８上にパーツフィーダ９を多数個並設して構成されている。移動テーブル７に備えられた送りねじにより、テーブル８は移動テーブル７の長手方向へ移動する。またロータリーヘッド２の前部には位置決め部１０が設けられており、その上には基板１１が載置されている。位置決め部１０は可動テーブルから成り、基板１１をＸ方向やＹ方向へ水平移動させて所定の位置に位置決めする。移載ヘッド４はロータリーヘッド２の円周方向にインデックス回転しながら、パーツフィーダ９に備えられた電子部品１２をノズル５の下端部に真空吸着してピックアップし、基板１１に移送搭載する。なお図１は簡略に作図している。
【００１１】次に、図２を参照してロータリーヘッド２および電気系の構造を説明する。ロータリーヘッド２の周囲にはブラケット１３が設けられている。ブラケット１３には垂直なシャフト１４が保持されており、シャフト１４の下端部に移載ヘッド４が保持されている。シャフト１４の上端部にはアクチュエータ部１５が設けられている。アクチュエータ部１５には、移載ヘッド４をシャフト１４を中心にθ回転させるモータや、ノズル５が電子部品を真空吸着するための吸引路に設けられた電磁バルブの切替え用アクチュエータなどの様々なアクチュエータが備えられている。
【００１２】ブラケット１３の上端部にはローラ１６が装着されている。ローラ１６は断面コの字形の金具１７に嵌合している。金具１７は昇降ロッド１８に結合されている。図外の駆動系に駆動されて昇降ロッド１８が昇降すると、ブラケット１３も昇降し、これによりノズル４は上下動作を行う。ノズル４は上下動作を行うことによりパーツフィーダ９の電子部品１２をその下端部に真空吸着してピックアップし、また電子部品１２を基板１１に搭載する。
【００１３】アクチュエータ部１５は、命令実行型アクチュエータ制御部２１に接続されている。命令実行型アクチュエータ制御部２１は、プリント基板にモータ制御回路（モータドライバ）や電磁バルブ制御回路などのアクチュエータ制御回路を配線して構成されている。命令実行型アクチュエータ制御部２１は電力安定化回路２２に接続されており、電力安定化回路２２は回転軸３の上部に装着されたスリップリング２３にリード線２４を介して接続されている。
【００１４】各スリップリング２３にはブラシ２５が接触しており、電力供給部２６から電力が給電される。この電力により、アクチュエータ部１５などが駆動する。回転軸３にはベルト２８が調帯されている。ベルト２８はモータ２９に駆動されるプーリ３０に調帯されており、モータ２９が駆動すると、回転軸３はその中心軸Ａを中心にインデックス回転し、これにより移載ヘッド４はロータリーヘッド２の円周方向へインデックス回転する。１ｂは、本体部１側の下部フレームである。
【００１５】回転軸３の上部には小径の回転軸３’が同軸的に突設されており、回転軸３’には電気的接続部３１が上下多段に複数個（本例では２個）設けられている。電気的接続部３１はフレーム４０に装着されている。次に、図３および図４を参照して、電気的接続部３１の構造を説明する。
【００１６】電気的接続部３１はドラム型のケース３２を主体にしている。ケース３２は回転軸３’に軸受部３３を介して装着されている。回転軸３’はその中心軸を中心に高速度で回転するのに対し、ケース３２はフレーム４０（図２）に固設されている。ケース３２の内部における回転軸３’の外面には第１の光通信素子３４ａ，３４ｂが設けられている。また第１の光通信素子３４ａ，３４ｂに対向するケース３２の内面には第２の光通信素子３５ａ，３５ｂが設けられている。第１の光通信素子３４ａ，３４ｂは透明な合成樹脂あるいはガラスなどのモールド体３６でモールドされている。
【００１７】第２の光通信素子３５ａ，３５ｂから多数本の光ファイバ３７が延出している。光ファイバ３７の先端部は、モールド体３６を包囲するように等ピッチで固定されている。したがって光ファイバ３７の先端部と第１の光通信素子３４ａ，３４ｂの間で光信号Ｌが授受される。回転軸３’が回転すると、その外面の第１の光通信素子３４ａ，３４ｂも回転軸’３と一体的に回転し、この光信号Ｌを授受する。
【００１８】第２の光通信素子３５ａ，３５ｂは制御部３８（図２）に接続されている。図２において、制御部３８は、命令実行型アクチュエータ制御部２１に対して命令信号を送出し、またこれから応答信号を受け取る。この命令信号は、デジタル信号で命令実行型アクチュエータ制御部２１に送られるものであり、アクチュエータ部１５のモータの回転方向もしくは回転角度に関する情報や電磁バルブの開閉に関する情報を含む。命令実行型アクチュエータ２１は、アクチュエータ部１５の各アクチュエータ（モータや電磁バルブ）を作動させるために必要な電力を命令信号に基づいて供給して制御する。第１の光通信素子３４ｂと第２の光通信素子３５ａは、電気信号を光信号Ｌに変えて発信する。また第１の光通信素子３４ａと第２の光通信素子３５ｂは、受信した光信号Ｌを電気信号に変える。
【００１９】第１の光通信素子３４ａ，３４ｂは、リード線３９（図２）を介して命令実行型アクチュエータ制御部２１に接続されている。回転軸３’がインデックス回転することにより、第１の光通信素子３４ａ，３４ｂは第２の光通信素子３５ａ，３５ｂ（これは固定されている）に対して回転運動を行う。このように、第１の光通信素子３４ａ，３４ｂは回転運動を行うことにより第２の光通信素子３５ａ，３５ｂに対してその位置が変化するが、このように位置が変化しても、第１の光通信素子３４ａ，３４ｂと第２の光通信素子３５ａ，３５ｂの間では、光ファイバ３７を介して光信号Ｌの授受が行われる。
【００２０】このロータリーヘッド式電子部品実装装置は上記のような構成より成り、次に動作を説明する。図１において、移載ヘッド４はロータリーヘッド２の円周方向へインデックス回転しながら、パーツフィーダ９の電子部品１２をノズル５の下端部に真空吸着してピックアップし、基板１１に次々に搭載する。この実装作業においては、ノズル５はθ回転してその下端部に真空吸着された電子部品１２の水平回転方向の向きを補正する動作や、電子部品１２を真空吸着したり、真空吸着を解除する動作を所定のタイミングで行う必要があり、そのため制御部３８から命令実行型アクチュエータ制御部２１へその旨の命令信号が送信され、また命令実行型アクチュエータ制御部２１から制御部３８へ応答信号が送信される。
【００２１】このような信号の授受は、第１の光通信素子３４ａ，３４ｂと第２の光通信素子３５ａ，３５ｂの間で光信号Ｌを授受することにより行われ、これによりアクチュエータ部１５を正確に駆動してノズル５に確実に所定のタイミングで所定の動作を行わせることができる。なお従来は、制御部とアクチュエータ部は上記スリップリング２３やブラシ２５を介して信号の授受を行っていたため、回転軸３が高速度で回転すると、ブラシ２５がスリップリング２３から瞬間的に離れることが生じ、これにより信号のとぎれが生じてノズル５が正常に動作しないことが発生していたものである。
【００２２】（実施の形態２）図５は、本発明の実施の形態２のロータリーヘッド式電子部品実装装置の電気的接続部の側断面図、図６は同電気的接続部の平断面図である。実施の形態１と同一要素には同一符号を付している。
【００２３】４１は電気的接続部である。回転軸３’の外面に、複数個の第１の光通信素子３４ａ，３４ｂが装着されている。また外ケース４２の内部に光反射性を有するケース４３が内蔵されており、ケース４３の内面に第２の光通信素子３５ａ，３５ｂが複数個装着されている。第１の光通信素子３４ａ，３４ｂと第２の光通信素子３５ａ，３５ｂは互いに対向しており、したがって回転軸３’が高速度で回転しながら、第１の光通信素子３４ａ，３４ｂと第２の光通信素子３５ａ，３５ｂの間で光信号Ｌの授受が行われる。この場合、照射された光信号Ｌは放射状に拡散するので、光通信素子３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂはそれ程密に配列しなくても、光信号Ｌの授受は確実に行われる。
【００２４】（実施の形態３）図７は、本発明の実施の形態３の第１の光通信素子と第２の光通信素子の配線図である。第１の光通信素子３４ａ〜３４ｄは複数個（本例では４個）設けられており、また第２の光通信素子３５ａ〜３５ｄも複数個（４個）設けられている。この第１の光通信素子３４ａ〜３４ｄおよび第２の光通信素子３５ａ〜３５ｄは、上記実施の形態１，２と同様に、回転軸３’の外面やケース３２，４３の内面に好ましくは等ピッチで互いに対向するように配設される。
【００２５】第２の光通信素子３５ａ〜３５ｄは、同じ入力信号で同時に点灯・消灯し、光信号Ｌを発信する。複数個の第１の光通信素子３４ａ〜３４ｄは、光信号Ｌを電気信号に変換する。これらの電気信号はアンプ４４を通して論理回路４５で論理和され、１つの信号に合成されて出力信号となる。したがってすべて（４個）の第１の光通信素子３５ａ〜３５ｄに光信号Ｌが入力せず、いずれか（例えば２個の第１の光通信素子）にのみ光信号Ｌが入力した場合でも出力信号は出力され、より確実な信号の授受を行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明は、本体部側とロータリーヘッド側の信号の授受を、ロータリーヘッドの回転軸に設けられた第１の光通信素子と本体部側の第２の光通信素子の間で行うようにしているので、電子部品の実装速度をあげるためにロータリーヘッドの回転軸が高速度で回転しても、第１の光通信素子と第２の光通信素子の間で確実に光信号の授受を行って、移載ヘッドのアクチュエータ部を信号のとぎれなく所定のタイミングで確実に動作させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月１５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】滝本 智之 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１７７２９２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３４４８９３ |
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