专利名称：电子零件安装装置的安装头的制作方法
技术领域：
本发明涉及在基板等上安装吸附的电子零件的电子零件安装装置的安装头。
背景技术：
专利文献1中提案有，不会对将使用的吸附喷嘴切换成其它吸附喷嘴的动作造成故障，可延长吸附喷嘴寿命的电子零件安装装置的安装头。
专利文献1特开2001-53492号公报但是，为了在上下配置用于选择设于安装头上的多个吸附喷嘴中的任意吸附喷嘴的喷嘴选择电机和用于使吸附喷嘴θ旋转的凸轮旋转电机，并且为了在出入自如地安装多个吸附喷嘴的喷嘴架外侧配置上述各电机的定子(电磁铁)，需要增大安装头的外径，产生大的扭矩。
发明内容
因此，本发明的目的在于，通过减小安装头的外径，以小的扭矩即可实现上述课题。
因此，本发明第一方面提供的电子零件安装装置的安装头，其具有喷嘴架，其配置有多个吸附喷嘴，且出入自如地支承该各吸附喷嘴；第一旋转驱动电机，其使该喷嘴架绕其轴线正反旋转；圆筒凸轮部件，其具有与安装于所述各吸附喷嘴上部的凸轮从动件接触并且使所述吸附喷嘴突出的突出凸轮面；第二旋转驱动电机，其使该圆筒凸轮部件绕其轴线正反旋转，在突出位置将使用的任意一个所述喷嘴从所述喷嘴架的下端面突出，其特征在于，将所述第一旋转驱动电机和所述第二旋转驱动电机中的任一个配置于之上，将另一个配置于之下，在所述喷嘴架的轴线上配置有作为第一旋转驱动电机的转子的第一旋转轴部件，在所述圆筒凸轮部件的轴线上配置有作为第二旋转驱动电机的转子的第二旋转轴部件。
本发明第二方面提供的电子零件安装装置的安装头，其具有喷嘴架，其配置有多个吸附喷嘴，且出入自如地支承该各吸附喷嘴；第一旋转驱动电机，其使该喷嘴架绕其轴线正反旋转；圆筒凸轮部件，其位于所述喷嘴架的外侧，具有与安装在所述各吸附喷嘴上部的凸轮从动件接触并且使所述吸附喷嘴突出的突出凸轮面；第二旋转驱动电机，其使该圆筒凸轮部件绕其轴线正反旋转，在突出位置将使用的任意一个所述喷嘴从所述喷嘴架的下端面突出，其特征在于，在所述第一旋转驱动电机的下方配置所述第二旋转驱动电机，在所述喷嘴架的轴线上配置有作为第一旋转驱动电机的转子的第一旋转轴部件，使其贯通所述第一旋转驱动电机及所述第二旋转驱动电机，同时，在所述圆筒凸轮部件的轴线上配置有作为第二旋转驱动电机的转子的第二旋转轴部件，使其贯通所述第二旋转驱动电机。
本发明第三方面在第二方面的基础上，在所述第二旋转轴部件形成中空部，使所述第一旋转轴部件在该中空部内可以旋转。
本发明第四方面在第一或第二方面的基础上，所述第一旋转驱动电机及所述第二旋转驱动电机分别由步进电机构成。
根据本发明，通过减小安装头的外径，以小的扭矩即可满足。另外，特别是根据第二发明，可将位于上方的第一旋转驱动电机和喷嘴架之间、和位于下方的第二旋转驱动电机和外侧圆筒凸轮部件之间的连接结构，即旋转力传递机构简化。
图1是电子零件安装装置的平面图；图2是安装头的纵剖面图；图3是安装头的局部放大纵剖面图；图4是图3的A-A剖面图；图5是表示削除一部分的圆筒凸轮部件(圆筒凸轮)及喷嘴架的侧面图；图6是为了方便说明，将圆筒凸轮及喷嘴架形成为展开状态的、吸附喷嘴的下端水平面为低水平面位置的说明图；图7是为了方便说明，将圆筒凸轮及喷嘴架形成为展开状态的、吸附喷嘴的下端水平面为高水平面位置的说明图。
符号说明11吸附喷嘴
31喷嘴架35第一旋转轴部件38喷嘴旋转电机(第一旋转驱动电机)41圆筒凸轮部件42圆筒凸轮42A、B、C突出凸轮面43第二旋转轴部件45圆筒凸轮旋转电机(第二旋转驱动电机)具体实施方式
下面，参照
本发明一实施例的搭载有安装头的电子零件安装装置。图1是电子零件安装装置1的平面图，该电子零件安装装置1通过隔着装置主体2相互平行地配置供给电子零件的供给系统3和将电子零件安装到印刷线路板P上的安装系统4而构成。在上述安装主体2上设有成为驱动系统主体的变址单元、与变址单元连接的旋转工作台12、搭载于旋转工作台12外周部的多个(例如12个)安装头10，上述旋转工作台12通过变址单元以与安装头10的个数对应的间歇间距间歇旋转。而且，当使旋转工作台12间歇旋转时，搭载于各安装头10上的吸附喷嘴11适当地面临供给系统3及安装系统4，在吸附了从供给系统3供给的电子零件后，向安装系统4旋转搬运，将电子零件安装在导入安装系统4的印刷线路板P上。
上述供给系统3具有与安装于印刷线路板P上的电子零件的种类相对应数量的零件供给单元5，零件供给单元5拆卸自如地横向排列安装在沿一对导向轨6滑动自如地导向的供给台7上。在上述供给台7上沿其滑动方向拧合有滚珠丝杠8，供给台7通过连接于滚珠丝杠8的一侧端的进给电机9的正反旋转而进退，在安装头10的吸附位置选择地面向所希望的零件供给单元5。在各零件供给单元5上以卷成带盘的状态搭载有以规定的间距装填电子零件的承载带，电子零件自从带盘抽出的承载带随时被吸附喷嘴11吸附。
上述安装系统4具有XY工作台15，其使载置的印刷线路板P沿X轴方向及Y轴方向移动；搬入传送带16及搬出传送带17，其配置于XY工作台15的前后；基板运送装置18，其在将搬入传送带16上的印刷线路板P运送到XY工作台15的同时，将XY工作台15上的印刷线路板P向搬出传送带17运送。
而且，送至搬入传送带16下游端的印刷线路板P通过基板运送装置18被运送到XY工作台15上，同时，将完成电子零件安装的XY工作台15上的印刷线路板P通过该基板运送装置18运送到搬出传送带17。导入上述XY工作台15上的印刷线路板P通过XY工作台15沿适当的平面方向移动，对应于各安装头10连续不断地送出的电子零件，使该部件安装部位面临安装位置，从各吸附喷嘴11接收电子零件的安装。
上述装置主体2在支承台上具有成为驱动系统主体的变址单元，变址单元在使旋转工作台12间歇旋转的同时，与旋转工作台12的间歇周期同步(联动)，使装置主体2的各种装置动作。
上述旋转工作台12被固定于由变址单元旋转的轴筒(未图示)上，平面看顺时针间歇旋转。而且，在旋转工作台12的外周部介由直线导轨21上下自如动作地安装有12个各安装头10，其沿各直线滑车20等间隔沿周向设置。而且，两凸轮从动件22在按压于凸轮的上面及上面的同时旋转，该凸轮在中空圆筒状的旋转工作台导向用圆筒凸轮部件的下端周边部的大致整周形成，以包围上述轴筒上部，按照上述凸轮的形状，各安装头10如上所述那样在沿各直线滑车20上下动作，同时，与旋转工作台12一起旋转。
此时，旋转工作台12的间歇旋转吻合安装头13的个数，相对于旋转一周而构成12个间歇周期，由该间歇旋转而公转的各安装头10分别停止在12处停止位置。而且，12处停止位置除吸附电子零件的吸附位置及安装电子零件的安装位置之外，还包含对吸附的电子零件进行摄像及位置修正的位置和对安装头10进行喷嘴切换(更换)的位置等。
其次，参照图2～图7详细说明安装头10。各安装头10具有喷嘴架31，其可分别出入地支承沿周向等间隔配置的例如5个吸附喷嘴11，同时开设引导吸附喷嘴11的上下出入移动的5个喷嘴上下槽31A；架支承部件33，其固定于上述直线导轨21上，介由转子轴承32旋转自如地支承喷嘴架31；中空圆筒状的第一旋转轴部件35，其下端固定于喷嘴架31的上部，同时上部被固定于上述直线导轨21上的支承部件36可旋转地支承，在轴心形成有真空通路34。而且，以固定于喷嘴架31上的上述第一旋转轴部件35为转子且具有可转动地贯通该第一旋转轴部件35的电磁铁即定子37的可正反旋转的喷嘴旋转电机(第一旋转驱动电机例如步进电机)38，固定在上述支承部件36的下面。因此，通过该喷嘴旋转电机38的驱动，喷嘴架31介由转子传送带32相对于架支承部件33旋转。即，多个吸附喷嘴11绕喷嘴架31的轴线公转。
另外，在喷嘴架31的上部和架支承部件33之间设有介由圆筒凸轮从动件40可旋转的圆筒凸轮部件41。而且，在该圆筒凸轮部件41的内侧下部的整周立设形成低的圆筒凸轮42，同时，在上部连接可绕上述第一旋转轴部件35旋转的第二旋转轴部件43。即，在上述第二旋转轴部件43的中空部内可旋转地构成上述第一旋转轴部件35。另外，以第二旋转轴部件43为转子且具有可旋转地贯通该第二旋转轴部件43(及第一旋转轴部件35)的电磁铁即定子44的可正反旋转的圆筒凸轮旋转电机(第二旋转驱动电机例如步进电机)45，固定在上述喷嘴旋转电机38的下面。因此，通过该圆筒凸轮旋转电机45的驱动，圆筒凸轮部件41介由圆筒凸轮轴承40旋转。即，通过该圆筒凸轮旋转电机45的驱动，圆筒凸轮部件41绕喷嘴架31的轴线旋转。
另外，在各吸附喷嘴11的上部，朝向喷嘴架31的外侧设有支承部件52，该支承部件52可旋转地支承限制吸附喷嘴11高度的第一凸轮从动件50及防止吸附喷嘴11旋转的第二凸轮从动件51。即，在该支承部件52的细径部可旋转地设置第一凸轮从动件50及第二凸轮从动件51，该第一凸轮从动件50载置于圆筒凸轮部件41的圆筒凸轮42上面之上而旋转，另外，第二凸轮从动件51可载置于喷嘴架31的喷嘴上下槽31A的槽形成底面上。该第一凸轮从动件50及第二凸轮从动件51由轴承构成。
另外，如图5～图7所示，在上述圆筒凸轮部件41的圆筒凸轮42的上端面上形成有凸轮面，在该凸轮面的局部形成有使吸附喷嘴11下降突出的第一及第二突出凸轮面42A及42B。而且，在吸附喷嘴11内以支承下端部的状态插入压缩弹簧55，介由固定于连接器56下端的6个按压销57及钢球58按压压缩弹簧55，将吸附喷嘴11向下方作用力，因此，该第一凸轮从动件50压接于圆筒凸轮部件41的圆筒凸轮42上面之上，同时旋转。
而且，选择使用的吸附喷嘴11，在第一凸轮从动件50位于突出凸轮面42A上时，该吸附喷嘴11的下端水平面成为低水平面位置，在位于突出凸轮面42B上时，成为高水平面位置，另外，在位于连接该两者的突出面42C上时，成为两者的中间水平面位置，可根据在XY工作台15上的印刷线路板P上安装电子零件时的安装电子零件的厚度来调整吸附喷嘴11的高度水平面位置。
另外，在安装头10上设有检测喷嘴架31的旋转角度位置的喷嘴位置检测用编码器(位置检测装置)59、检测圆筒凸轮部件41的旋转角度位置的凸轮位置检测用编码器(位置检测装置)60。两编码器59、60与计算机的CPU(控制装置)连接，在CPU上介由各电机驱动器(控制装置)连接上述喷嘴旋转电机38及圆筒凸轮旋转电机45，控制各电机。
另外，在部件识别照相机对吸附保持于吸附喷嘴11上的电子零件进行摄像时，将安装有用于使扩散光接触上述电子零件的扩散板62的安装部件63固定于上述喷嘴架31下部。
在此，顺便追加说明任意一个吸附喷嘴11的突出动作(使用的吸附喷嘴11的选择动作)。首先，利用喷嘴旋转电机38，通过基于喷嘴位置检测用编码器59的检测结果的CPU的控制，决定正反的旋转方向及步进数，驱动喷嘴旋转电机38。由此，将使用的吸附喷嘴11的下端水平面成为低水平位置时，使喷嘴架31旋转，将使用的吸附喷嘴11移动到突出凸轮面42A的位置，即将使用的吸附喷嘴11移动到其它喷嘴11下方的突出位置(参照图5及图6)，以使该吸附喷嘴11的第一凸轮从动件50到达突出凸轮面42A上。即，当将使用的吸附喷嘴11移动到突出凸轮面42A的位置时，由突出凸轮面42A的凸轮作用使吸附喷嘴11下降，其前端部从喷嘴架31的下端面突出。由此，选择使用的吸附喷嘴11。
而且，基于存储在存储装置(未图示)内的安装位置和要安装的角度等的安装数据，利用喷嘴旋转电机38及圆筒凸轮旋转电机45，通过基于喷嘴位置检测用编码器59及凸轮位置检测用编码器60的检测结果的CPU的控制，决定正反旋转方向及步进数，使喷嘴旋转电机38及圆筒凸轮旋转电机45沿同方向同步旋转，以成为在印刷线路板P上安装时的安装角度，通过使喷嘴架31及圆筒凸轮部件41一起旋转，结果，成为将使用的吸附喷嘴11θ旋转，能够以所希望的安装角度将电子零件安装到印刷线路板P上。
另外，利用圆筒凸轮部件41的圆筒凸轮42，在为取出电子零件而例如由零件供给单元5取出电子零件或在印刷线路板P上安装该电子零件时，可使电子零件稍稍升降微小距离。在处于突出凸轮面42A上时，该吸附喷嘴11的下端水平面成为低水平面位置，在处于突出凸轮面42B上时，成为高水平面位置，另外，在处于连接该两者的突出凸轮面42C上时，成为两者的中间水平面位置，为了从零件供给单元5取出电子零件，可与电子零件的上面水平面对齐，根据在XY工作台15上的印刷线路板P上安装电子零件时的安装电子零件的厚度，调整吸附喷嘴11的高度水平面位置。
如上所述，根据本实施例，通过利用喷嘴旋转电机38及圆筒凸轮旋转电机45使圆筒凸轮部件41(圆筒凸轮42)及喷嘴架31正反旋转，能够分别迅速地旋转到规定位置，同时可在所希望的突出位置仅使希望的吸附喷嘴11突出。即，即使在旋转工作台12的间歇旋转的停止位置或旋转工作台12的间歇旋转中，也可以将使用的吸附喷嘴11准确且迅速地在适当位置突出。而且，由于目前在出入自如地安装多个吸附喷嘴的喷嘴架的外侧设有上述各电机的磁铁，故安装头的外径变大，需要有大的扭矩，但根据本发明，通过减小安装头的外径，以小的扭矩满足。
另外，在本实施例中，由步进电机构成喷嘴旋转电机38及圆筒凸轮旋转电机45，但其也可以由伺服电机构成。在这种情况，由于内装这些伺服电机的编码器可实现与喷嘴位置检测用编码器59及凸轮位置检测用编码器60相同的功能，故也可以不设置这些编码器59、60。
如上说明了本发明的实施例，但对本领域技术人员来说，可基于上述的说明进行各种代替例、修正或变形，本发明在不脱离其主旨的范围内，包含上述的各种代替例、修正或变形。
权利要求
1.一种电子零件安装装置的安装头，其具有喷嘴架，其配置有多个吸附喷嘴，且出入自如地支承该各吸附喷嘴；第一旋转驱动电机，其使该喷嘴架绕其轴线正反旋转；圆筒凸轮部件，其具有与安装在所述各吸附喷嘴上部的凸轮从动件接触并且使所述吸附喷嘴突出的突出凸轮面；第二旋转驱动电机，其使该圆筒凸轮部件绕其轴线正反旋转，在突出位置将使用的任意一个所述喷嘴从所述喷嘴架的下端面突出，其特征在于，将所述第一旋转驱动电机和所述第二旋转驱动电机中的任一个配置于之上，将另一个配置于之下，在所述喷嘴架的轴线上配置有作为第一旋转驱动电机的转子的第一旋转轴部件，在所述圆筒凸轮部件的轴线上配置有作为第二旋转驱动电机的转子的第二旋转轴部件。
2.一种电子零件安装装置的安装头，其具有喷嘴架，其配置有多个吸附喷嘴，且出入自如地支承该各吸附喷嘴；第一旋转驱动电机，其使该喷嘴架绕其轴线正反旋转；圆筒凸轮部件，其位于所述喷嘴架的外侧，具有与安装在所述各吸附喷嘴上部的凸轮从动件接触并且使所述吸附喷嘴突出的突出凸轮面；第二旋转驱动电机，其使该圆筒凸轮部件绕其轴线正反旋转，在突出位置将使用的任意一个所述喷嘴从所述喷嘴架的下端面突出，其特征在于，在所述第一旋转驱动电机的下方配置所述第二旋转驱动电机，在所述喷嘴架的轴线上配置有作为第一旋转驱动电机的转子的第一旋转轴部件，使其贯通所述第一旋转驱动电机及所述第二旋转驱动电机，同时，在所述圆筒凸轮部件的轴线上配置有作为第二旋转驱动电机的转子的第二旋转轴部件，使其贯通所述第二旋转驱动电机。
3.如权利要求2所述的电子零件安装装置的安装头，其特征在于，在所述第二旋转轴部件形成中空部，使所述第一旋转轴部件在该中空部内可以旋转。
4.如权利要求1或2所述的电子零件安装装置的安装头，其特征在于，所述第一旋转驱动电机及所述第二旋转驱动电机分别由步进电机构成。
全文摘要
一种电子零件安装装置的安装头，通过减小安装头的外径，小的扭矩即可。在喷嘴旋转电机(38)的下方配设圆筒凸轮旋转电机(45)，在喷嘴架(31)的轴线上配设作为喷嘴旋转电机(38)的转子的第一旋转轴部件(35)，使其贯通喷嘴旋转电机(38)及圆筒凸轮旋转电机(45)，同时，在圆筒凸轮部件(41)的轴线上配设作为圆筒凸轮旋转电机(45)的转子的第二旋转轴部件(43)，使其贯通上述圆筒凸轮旋转电机(45)，将使用的任意一个吸附喷嘴(11)在突出位置从上述喷嘴架(31)的下端面突出。
文档编号H05K3/30GK1791328SQ20051011875
公开日2006年6月21日 申请日期2005年10月31日 优先权日2004年10月29日
发明者臼井克尚, 山口晴彦, 竹村郁夫, 冈本学 申请人:株式会社日立高新技术仪器