元件安装装置的制作方法

本发明涉及一种元件安装装置。

背景技术：

迄今为止，已知有如下元件安装装置：多个吸嘴以能够以该头的主轴为中心进行公转的方式安装于头。例如，专利文献1的元件安装装置在公转方向上的预定位置具备具有按压辊的升降部件，并且具备向上方对吸嘴进行施力的弹簧。在该元件安装装置中，在将吸嘴定位于预定位置的状态下，通过按压辊以克服弹簧的力的方式按压吸嘴的被按压部，从而使吸嘴向下方移动。另一方面，通过解除按压部对被按压部的按压，利用弹簧使吸嘴返回到预定的上方位置。相邻的被按压部彼此的间隔被设计为按压辊不会在上下方向上穿过的大小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-150638号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

然而，当使升降部件升降的马达产生意外的故障时，升降部件有可能失去支撑力而下落。在专利文献1中，即使升降部件下落，由于被按压部彼此的间隙较窄，因此按压部以载置于被按压部上的状态被弹簧的力支撑。因此，升降部件不会下落至最低点。

然而，在进行头的小型化的过程中，需要缩小被按压部，相邻的被按压部彼此的间隔有可能比按压辊的大小大。在该情况下，若在按压辊配置于该间隔的上方位置时升降部件意外地下落，则会导致按压辊穿过该间隙，因此升降部件有时会下落至最低点。并且，若在该状态下使头移动，则存在升降部件与其他元件相碰撞的隐患。因此，需要避免升降部件意外地下落。

本发明的主要目的在于解决上述课题，在能够进行头的小型化的元件安装装置中避免升降部件意外地下落。

用于解决课题的技术方案

在本发明的元件安装装置中，多个吸嘴以能够以头的主轴为中心进行公转的方式安装于所述头，在公转方向上的预定位置设置具备按压部的升降部件，并且，设置向上方对所述吸嘴进行施力的施力部件，在将所述吸嘴定位于所述预定位置的状态下，利用所述按压部克服所述施力部件的力而对所述吸嘴的被按压部进行按压，由此向下方按压所述吸嘴，另一方面，通过解除所述按压部对所述被按压部的按压，利用所述施力部件使所述吸嘴返回到预定的上方位置，相邻的所述被按压部彼此的间隔为所述按压部能够在上下方向上通过的大小，所述吸嘴在比所述被按压部靠下方的位置具有突起部，所述升降部件在比所述按压部靠下方的位置具有限制部，所述限制部配置于所述吸嘴的所述被按压部与所述突起部之间，所述限制部在所述按压部对所述被按压部进行按压时向上方离开所述突起部，并具有如下的大小：在所述按压部处于相邻的所述被按压部彼此之间时，在俯视观察下，所述限制部与至少一个所述突起部重叠。

在该元件安装装置中，相邻的被按压部彼此的间隔为按压部能够在上下方向上通过的大小。因此，能够相对缩小被按压部的大小，进而能够进行头的小型化。另外，限制部在按压部对被按压部进行按压时向上方离开突起部，因此不会按压到突起部。该限制部具有如下的大小：在按压部处于相邻的被按压部彼此之间时，在俯视观察下，限制部与至少一个突起部重叠。因此，即使在按压部处于相邻的被按压部彼此的间隔的上方的状态下升降部件意外地失去支撑而下落，升降部件的限制部也会被吸嘴的突起部阻挡而停止。即，升降部件的限制部在载置于吸嘴的突起部的状态下被吸嘴的施力部件支撑。由此，能够防止升降部件意外地下落。

在本发明的元件安装装置中，也可以是，所述升降部件通过线性马达进行升降。线性马达是接受电源的供给而利用磁力使滑动件与定子在非接触的状态下工作的马达。因此，当切断电源时，线性马达失去支撑升降部件的力，升降部件下落。由此，应用本发明的意义较高。

在本发明的元件安装装置中，也可以是，所述被按压部设于所述吸嘴的中心轴上。如此一来，与被按压部设于从吸嘴的中心轴偏移的位置的情况相比，即使是小型的吸嘴，也能够被按压部顺畅地向下方按压。

在本发明的元件安装装置中，也可以是，所述被按压部具有凸缘，在使所述升降部件相对于所述吸嘴上升时，所述限制部与所述凸缘的下表面卡合。如此一来，在施力部件因某种原因而无法向上方对吸嘴进行施力时，能够通过抬起升降部件而使限制部与凸缘的下表面卡合，来提起吸嘴。

在本发明的元件安装装置中，也可以是，所述突起部与使所述吸嘴绕该吸嘴的中心轴自转时所使用的齿轮一体化。如此一来，与分别设置齿轮与突起部的情况相比，能够简化吸嘴的结构。

附图说明

图1是表示元件安装系统1的整体结构的说明图。

图2是旋转头30及其周边部件的主视图。

图3是图2的a-a剖视图。

图4是图2的b-b剖视图。

图5是用于说明升降部件42的动作的剖视图。

图6是用于说明升降部件42的动作的剖视图。

图7是图2的a-a剖视图(相当于按压辊44处于相邻的圆板部37彼此之间时的俯视图)。

图8是用于说明升降部件42的动作的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明优选的实施方式。图1是表示元件安装系统1的整体结构的说明图。此外，在本实施方式中，左右方向(x轴)、前后方向(y轴)以及上下方向(z轴)如图1所示。

元件安装系统1具备元件安装装置10和管理计算机80。

如图1所示，元件安装装置10具备：基板搬运装置14，搭载于基台12；头单元20，能够在xy平面上移动；旋转头30，以能够装卸的方式安装于头单元20；零件相机58，从下方拍摄吸嘴32所吸附的元件；元件供给装置60，供给向基板s装配的元件；以及控制器70，执行各种控制。

基板搬运装置14通过分别安装于前后一对支撑板16、16的传送带18、18(在图1中仅示出单方)将基板s从左向右搬运。

头单元20安装于x轴滑动件22，伴随着x轴滑动件22沿导轨24、24在左右方向上移动而在左右方向上移动，伴随着y轴滑动件26沿导轨28、28在前后方向上移动而在前后方向上移动。因此，头单元20能够在xy平面上移动。各滑动件22、26分别被未图示的伺服马达驱动。

旋转头30具有多个吸嘴32，以能够装卸的方式安装于头单元20。该旋转头30能够绕中心轴(上下方向上的轴)旋转地安装于头单元20。

零件相机58配置于基板搬运装置14的前侧。零件相机58在吸附了元件的吸嘴32在零件相机58的上方通过时，拍摄吸嘴32所吸附的元件的状态。由零件相机58拍摄到的图像例如用于判定元件是否被正常地吸附。

元件供给装置60安装于元件安装装置10的前方。该元件供给装置60具有多个槽，供料器62能够插入到各槽。在供料器62安装有卷绕有带的带盘64。在带的表面，以沿带的长边方向排列的状态保持有元件。这些元件被覆盖带的表面的薄膜保护。这样的带被未图示的带齿卷盘机构向后方送出，并以薄膜被剥下而露出元件的状态配置于预定的元件供给位置。元件供给位置指的是吸嘴32能够吸附该元件的位置。在该元件供给位置吸附了元件的吸嘴32将该元件向基板s上的指定位置安装。

控制器70具备：cpu，执行各种控制；rom，存储控制程序等；ram，被用作作业区域；以及hdd，存储大容量的数据，这些通过未图示的总线连接。控制器70与基板搬运装置14、x轴滑动件22、y轴滑动件26、头单元20、零件相机58、元件供给装置60以能够进行信号的交换的方式连接。

管理计算机80是管理基板s的生产作业的计算机，存储有操作人员所生成的生产作业数据。在生产作业数据中指定有在元件安装装置10中从哪个槽位置的供料器以何种顺序将何种元件向何种基板种类的基板s安装、另外生成多少块像这样地安装而成的基板s等。管理计算机80与元件安装装置10的控制器70、供料器62的未图示的控制器等以能够双向通信的方式连接。

在此，详细地说明旋转头30及其周边部件。图2是旋转头30及其周边部件的主视图，图3是图2的a-a剖视图，图4是图2的b-b剖视图，图5以及图6是用于说明升降部件42的动作的剖视图。图7是图2的a-a剖视图，相当于按压辊44处于相邻的圆板部37彼此之间时的俯视图。

旋转头30具备上表面开口的有底筒状的头主体31以及沿该头主体31的外周以能够上下运动的方式安装的多个(在此为12个)吸嘴32。

头主体31以能够装卸的方式保持于设于头单元20的圆柱状的头保持体54。具体地说，头保持体54插入到头主体31的上表面的开口，设于头保持体54的底面的未图示的卡合部与设于头主体31的开口的底面的未图示的被卡合部卡合。头保持体54能够通过设于头单元20的未图示的马达进行轴旋转。当头保持体54进行轴旋转时，旋转头30的头主体31也旋转，进而多个吸嘴32以旋转头30的主轴(中心轴)为中心进行公转。

吸嘴32沿头主体31的外周隔开等间隔地设置。吸嘴32具备沿上下方向延伸的缸部33和能够吸附元件的吸附部34。缸部33在上端具备盖35，并且在盖35的下侧具备吸嘴齿轮39。盖35在圆筒状的盖主体36的上部具有圆板部37，在盖主体36的下部具有向半径外侧突出的环状突起38。由于圆板部37的直径比盖主体36大，因此圆板部37的外周呈凸缘状伸出。该圆板部37设于吸嘴32的中心轴上。吸嘴齿轮39的直径比圆板部37、环状突起38大，与安装于头保持体54的圆筒齿轮56(参照图3、图5以及图6)啮合。吸嘴齿轮39被设计为与盖35的环状突起38接触。圆筒齿轮56构成为通过未图示的马达而与头保持体54独立地旋转。因此，当圆筒齿轮56旋转时，与圆筒齿轮56啮合的吸嘴齿轮39旋转，进而吸嘴32与头主体31独立地进行轴旋转。吸嘴32还具有弹簧支座部40，被设于该弹簧支座部40与头主体31侧的未图示的弹簧支座部之间的弹簧41向上施力。吸附部34利用压力吸附元件、或放开吸附的元件。如上所述，当吸嘴32的缸部33进行轴旋转时，与此相伴，吸附部34也进行轴旋转。因此，例如，在想要变更吸附部34所吸附的元件的姿势的情况下，使圆筒齿轮56适当地旋转即可。此外，在图6中省略了弹簧支座部40、弹簧41。

升降部件42在吸嘴32的公转方向上的预定位置处与旋转头30独立地安装于头单元20。该升降部件42具备剖面c字的托架部43和与该托架部43的背面一体化了的l字的支撑部46。托架部43在上侧具有按压辊44，在下侧具有水平突起45。按压辊44是经由轴承进行轴旋转的环状物，用于将吸嘴32的圆板部37的上表面向下方按压。另外，如图7所示，按压辊44被设计为能够在上下方向上通过相邻的吸嘴32的圆板部37彼此的间隔的大小。换言之，相邻的圆板部37彼此的间隔被设计为按压辊44能够在上下方向上通过的大小。水平突起45被设计为，配置于吸嘴32的圆板部37与环状突起38之间，在使升降部件42相对于吸嘴32上升时与圆板部37的凸缘的下表面卡合。水平突起45被设计为，在按压辊44与吸嘴32的圆板部37抵接的状态下向上方离开环状突起38。另外，如图7所示，水平突起45被设计为如下的大小：在按压辊44处于相邻的吸嘴32的圆板部37彼此之间时，在俯视观察下，水平突起45与相邻的吸嘴32的环状突起38的一方或两方重叠。l字的支撑部46与z轴线性促动器47的滑动件48一体化。因此，升降部件42能够通过z轴线性促动器47沿上下方向移动。

如图2所示，z轴线性促动器47具备滑动件48和定子49。滑动件48内置有作为电磁石的线圈。该滑动件48被未图示的线性引导件以能够上下移动的方式进行引导。定子49交替配置有多个n极和s极。这样的z轴线性促动器47通过在电流在滑动件48的线圈中流动时产生于线圈的磁束与定子49的磁石的吸引、排斥作用而使滑动件48沿线性引导件上下移动。

接下来，说明元件安装装置10的控制器70基于从管理计算机80接收到的生产作业数据利用头单元20将元件向基板s装配的动作。在此，12个吸嘴32被标注第一个～第十二个的次序。

首先，控制器70使元件吸附于吸嘴32的吸附部34。具体地说，控制器70在第一个吸嘴32的圆板部37处于按压辊44的正下方的状态(参照图5的实线)下，控制x轴滑动件22以及y轴滑动件26，将第一个吸嘴32配置于所期望的元件的正上方。然后，控制器70控制z轴线性促动器47，通过升降部件42的按压辊44以克服弹簧41的力的方式将第一个吸嘴32的圆板部37的上表面向下方按压(参照图5的虚线)。于是，第一个吸嘴32的吸附部34向下方移动。与此同时，向第一个吸嘴32的吸附部34供给负压。由此，在第一个吸嘴32的吸附部34吸附所期望的元件。此外，由于水平突起45在按压辊44将吸嘴32的圆板部37向下方按压时向上方离开吸嘴32的环状突起38，因此并未按下环状突起38。

接下来，控制器70使旋转头30与头保持体54一起旋转。控制器70在旋转头30旋转的过程中，控制z轴线性促动器47使按压辊44上升，并通过弹簧41的力使第一个吸嘴32返回到固定位置(图2的位置)。接着，控制器70进一步使旋转头30旋转，在旋转的过程中，控制z轴线性促动器47使按压辊44下降，并克服弹簧41的力将第二个吸嘴32向下方按压。与此同时，向第二个吸嘴32的吸附部34供给负压。此时，控制器70控制第二个吸嘴34的吸附部34，以使其正好吸附所期望的元件。由此，在第二个吸嘴32的吸附部吸附所期望的元件。此外，水平突起45的大小等被设计为，在旋转头30旋转的过程中，升降部件42的水平突起45不干扰操作对象以外的吸嘴32的环状突起38、吸嘴齿轮39。对于第三个之后的吸嘴32，也重复与此相同的动作。由此，能够在第一个～最后一个的全部吸嘴32吸附元件。

然后，控制器70控制各滑动件22、24、头单元20，以将元件向基板s的目标位置装配。具体地说，控制器70控制x轴滑动件22以及y轴滑动件26而使头单元20移动，使得第一个吸嘴32来到第一个元件的目标位置的正上方。另外，在移动中，使旋转头30旋转，使第一个吸嘴32的圆板部37配置于按压辊44的正下方。然后，在第一个元件的目标位置，控制器70控制z轴线性促动器47，通过按压辊44使第一个吸嘴32下降，之后，向第一个吸嘴32供给大气压。由此，第一个吸嘴32所吸附的元件被装配于第一个元件的目标位置。对于第二个之后的吸嘴32所吸附的元件，也同样地被向基板s上装配。

在此，说明z轴线性促动器47的电源被切断的情况。由于当z轴线性促动器47的电源被切断时，由线圈产生的电磁力消失，因此升降部件42与滑动件48一起因自重而下降。此时，若如图3那样处于按压辊44与吸嘴32的圆板部37接触的状况，则按压辊44卡挂于圆板部37，升降部件42因吸嘴32的弹簧41的力而在该处停止，不会进一步下降。另一方面，若如图7那样处于按压辊44处于相邻的吸嘴32的圆板部37彼此之间的状况，则按压辊44不会卡挂于圆板部37。但是，在这样的情况下，升降部件42的水平突起45被设计为卡挂于相邻的吸嘴32的环状突起38的一方或两方。因此，如图8的实线所示，水平突起45被环状突起38阻挡，升降部件42因吸嘴32的弹簧41的力而在该处停止，不会进一步下降。此外，图8的虚线表示升降部件42被z轴线性促动器47支撑而停止在初始位置的状态。

在此，明确本实施方式的结构要素与本发明的结构要素的对应关系。本实施方式的旋转头30相当于本发明的头，按压辊44相当于按压部，弹簧41相当于施力部件，吸嘴32的圆板部37的上表面相当于被按压部，吸嘴32的环状突起38相当于突起部，升降部件42的水平突起45相当于限制部。另外，z轴线性促动器47相当于线性马达。

根据以上说明的本实施方式的元件安装装置10，由于相邻的吸嘴32的圆板部37彼此的间隔为按压辊44能够在上下方向上通过的大小，因此能够相对缩小圆板部37的大小，进而能够进行旋转头30的小型化。另外，由于升降部件42的水平突起45在按压辊44将吸嘴32的圆板部37向下方按压时向上方离开吸嘴32的环状突起38，因此不会按下环状突起38。该水平突起45具有如下的大小：在按压辊44处于相邻的吸嘴32的圆板部37彼此之间时，在俯视观察下，水平突起45与相邻的吸嘴的环状突起38的一方或两方重叠。因此，即使在按压辊44处于相邻的吸嘴32的圆板部37彼此的间隔的上方的状态下向z轴线性促动器47供给的电源被切断，升降部件42意外地失去支撑而下落，升降部件42的水平突起45也会被吸嘴32的环状突起38阻挡而停止。即，升降部件42的水平突起45以载置于吸嘴32的环状突起38的状态被吸嘴32的弹簧41支撑。由此，能够防止升降部件42意外地下落。

另外，由于使升降部件42升降的z轴线性促动器47是接受电源的供给而利用磁力使滑动件48与定子49以非接触的状态工作的马达，因此当电源被切断时，失去支撑升降部件42的力，升降部件42下落。由此，应用本发明的意义较高。

进而，由于由按压辊44按压的吸嘴32的圆板部37设于吸嘴32的中心轴上，因此与设于从吸嘴32的中心轴偏移的位置的情况相比，即使是小型或较细的吸嘴32，也能够通过按压辊44顺畅地向下方按压。

进而，例如，在弹簧41断裂、或无法向上方对吸嘴32进行施力时，通过使升降部件42上升而与吸嘴32的圆板部37的凸缘的下表面卡合，能够提起吸嘴32。

此外，本发明并未局限于上述实施方式，只要属于本发明的技术范围，就能够通过各种方式进行实施，这是不言而喻的。

例如，在上述实施方式中，区别于吸嘴齿轮39地设置了环状突起38，但是也可以不设置环状突起38，而是将吸嘴齿轮39用作环状突起。即，也可以将环状突起与吸嘴齿轮39一体化。如此一来，与分别设置环状突起38与吸嘴齿轮39的情况相比，能够紧凑地形成吸嘴32。

在上述实施方式中，在吸嘴32的缸部33上覆盖盖35，但是也可以不覆盖盖35，而是在缸部33直接形成圆板部37、环状突起38。

在上述实施方式中，示例了具备12个吸嘴32的旋转头30，但是对于吸嘴32的个数并无特殊限定。例如，也可以是4个、8个、16个。

在上述实施方式中，作为按压部，使用了按压辊44，也可以取代按压辊44而使用按压棒。但是，在一边使旋转头30旋转一边将吸嘴32的圆板部37向下方按压的情况下，为了防止在按压时产生较大的摩擦，优选使用按压辊44。

在上述实施方式中，元件供给装置60是供给带盘元件的装置，但是也可以是供给托盘元件、散装元件的装置。

工业实用性

本发明能够应用于元件安装装置、设置有元件安装装置的元件安装系统等。

附图标记说明

1元件安装系统

10元件安装装置

12基台

14基板搬运装置

16支撑板

18传送带

20头单元

22x轴滑动件

24导轨

26y轴滑动件

28导轨

30旋转头

31头主体

32吸嘴

33缸部

34吸附部

35盖

36盖主体

37圆板部

38环状突起

39吸嘴齿轮

40弹簧支座部

41弹簧

42升降部件

43托架部

44按压辊

45水平突起

46支撑部

47z轴线性促动器

48滑动件

49定子

54头保持体

56圆筒齿轮

58零件相机

60元件供给装置

62供料器

64带盘

70控制器

80管理计算机