CN102638964A - 多层型回转头、电路元件安装机及它们的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于改善具有多个吸嘴并安装电路元件的回转头、具有该回转头的电路元件安装机以及使用它们的电路元件安装方法。在重叠于同一轴上、且能够围绕共同的旋转轴线各自旋转的旋转体上各设有八个吸嘴保持轴,如下地保持上述吸嘴保持轴:将等间隔地在直线D上排列、距直线D的中心线O的距离相等、且不共有吸嘴保持轴的内、外各两个、共四个吸嘴保持轴作为一组,可获得四组。分别利用单独升降装置使成组的四个吸嘴保持轴中的两个以上吸嘴保持轴同时升降,从送料器同时接收两个以上电路元件。将内、外各一个吸嘴保持轴作为一组,通过旋转体的相对旋转来对应两个送料器的元件收容凹部的间距调整轴间距离。
Description
技术领域
本发明涉及回转头及电路元件安装机,特别涉及通过多个吸嘴分别吸附保持电路元件并安装于电路基材上的回转头、具有回转头的电路元件安装机及它们的使用方法。
背景技术
在下述的专利文献1中记载有如下的电路元件安装机:在沿着X轴方向及Y轴方向移动的移动部件上,沿着Y轴方向排成一列地设有四个安装头。这些安装头分别具有以能够绕铅垂轴线旋转的方式设置于升降部件上的旋转体,在以旋转体的旋转中心线为中心的一个圆周上的相隔相等角度的五个部位分别可沿轴向移动地保持吸嘴,以五个吸嘴中的一个吸嘴在吸附位置处比其他吸嘴向下方突出的状态、使旋转体下降,电路元件被从送料器取出。四个安装头在旋转体的旋转中心线相隔的距离与元件供给装置的多个送料器的配设间距相等的状态下搭载于移动部件上,可以通过位于多个安装头的各个吸附位置上的吸嘴同时吸附电路元件。此外,通过旋转体的旋转可修正吸嘴的X轴方向或Y轴方向的位置,可减小与电路元件之间的位置偏差并精确地进行吸附。
在下述专利文献2中记载有如下的电路元件安装机:在沿着X轴方向及Y轴方向移动的移动部件上沿着X轴方向排列设置有两个安装头。这些安装头分别在头主体上以能够绕铅垂轴线旋转、且能够升降的方式设置旋转体,并且,通过旋转体,在以其旋转中心线为中心的一个圆周上可沿轴向移动地保持八个吸嘴,在各旋转中心线相隔的距离为送料器配设间距整数倍的状态下搭载于移动部件上。八个吸嘴如下配设:相邻的各两个吸嘴之间的间隔与送料器的配设间距相等,并且,在两个安装头之间,两个安装头的各两个、共四个吸嘴的配设间距为送料器的配设间距的整数倍。此外,头主体上设有六个吸嘴升降装置,两个安装头的各两个、共四个吸嘴在排成一列的状态下一齐下降,可同时吸附四个电路元件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9-270595号公报
专利文献2:日本特开2005-286171号公报
但是,在专利文献1及2记载的电路元件安装机中尚有改善的余地。例如,在这些电路元件安装机中,通过在移动部件上并列设置多个安装头,增加了吸嘴的总数,同时减少了各个安装头上的吸嘴的数量,可避免安装头的大型化,但仍有余地去改善安装机整体的大型化。
发明内容
本发明是鉴于以上情况作出的,其课题在于提供一种可改善具有多个吸嘴并安装电路元件的回转头、具有该回转头的电路元件安装机、改善后的该回转头及该电路元件安装机的有益的使用方法。
上述的课题可通过如下的多层型回转头解决,其包括:(I)头主体;(II)多个旋转体,相互同轴地重叠,并以能够围绕共同的旋转轴线相对旋转的方式保持于上述头主体上;(III)旋转体驱动装置,使上述多个旋转体旋转;(IV)吸嘴保持轴,在上述多个旋转体的各个旋转体上,以与上述旋转轴线平行、且能够各自沿着轴向移动的方式各保持有多个,并在各自的一端保持有吸嘴;以及(V)保持轴进退装置,能够使保持于上述多个旋转体上的一个上述吸嘴保持轴沿着轴向进退,并且,也能够使多个吸嘴保持轴同时进退。
多个旋转体的各吸嘴保持轴的数量可以相同,也可以不同。
作为多层型回转头,以下的多层型回转头特别有效。在上述多个旋转体全部位于设定旋转位置的状态下,对上述多个旋转体分别各设定有一个同心圆所得到的多个同心圆构成一组即同心圆组,该同心圆组和距该同心圆组的中心线的距离彼此相等、且围绕该中心线的相位彼此不同的多条直线的各条直线分别构成多组,上述多组中,各组的直线与同心圆组的多个交点的、彼此相邻的交点之间的间隔一定,且,与其他组不共有上述交点,在上述多个旋转体上分别各形成有多个嵌合孔,上述多个嵌合孔分别通过属于上述多组的各组的上述多个交点、且与上述中心线平行,在上述多个嵌合孔中分别以能够沿轴向进退的方式嵌合有上述多个吸嘴保持轴的各个吸嘴保持轴。
上述的课题可通过如下的电路元件安装机解决,其包括:(i)保持电路基材的基材保持装置;(ii)元件供给装置,分别收容并从供给部依次供给多个电路元件的多个送料器在上述供给部沿着一条直线排列的状态下排列配置;(iii)本发明涉及的多层型回转头;以及(iv)回转头移动装置,保持该多层型回转头,并使该多层型回转头向横跨上述基材保持装置和上述元件供给装置的移动平面内的任意位置移动;分别保持于上述多层型回转头的上述多个旋转体上的各多个吸嘴保持轴中的至少两个吸嘴保持轴能够从上述多个送料器中的至少两个上述供给部一齐接收电路元件。
多个送料器的供给部可以排列在一条直线上,也可以在偏离一条直线的位置处沿着平行于一条直线的方向排列。在后者的情况下,例如,多个送料器的供给部以交错状配置,以相对于一条直线位于与一条直线交叉的方向的两侧的方式排列。
而且,上述课题可以通过使电路元件安装方法包括如下工序而解决:使用上述电路元件安装机,使多层型回转头的上述多个吸嘴保持轴中的至少一部分吸嘴保持轴所保持的多个吸嘴同时从元件供给装置的多个供给部分别吸附并取出各一个电路元件。
发明效果
在本发明涉及的多层型回转头中,围绕一个旋转轴线多层地配置多个吸嘴,与围绕旋转轴线单层地配置将多个旋转体的各多个吸嘴保持轴相加而得到的数量的吸嘴保持轴时的旋转体的直径相比,最外周的旋转体的直径小,可得到能保持多个吸嘴保持轴且紧凑的回转头。
而且,可得到多个旋转体能相对旋转且自由度高的回转头。例如,可以仅使多个旋转体中的一个旋转体旋转,使保持于上述一个旋转体上的吸嘴保持轴的吸嘴吸附或安装;或使多个旋转体相对旋转,并改变保持于上述多个旋转体上的多个吸嘴保持轴的轴线间距离。可以改变多个吸嘴保持轴的轴线间的公称间距,或对保持于多个吸嘴保持轴上的吸嘴的轴线间距离进行微调。无论如何,均可以通过改变轴线间距离,使多个吸嘴保持轴的轴线间距离与元件供给装置的多个供给部的间距一致,通过由保持轴进退装置使上述多个吸嘴保持轴同时进退,从元件供给装置同时取出多个电路元件。通过改变公称间距,可以从供给部的间距不同的多种元件供给装置同时取出多个电路元件,此外,通过对轴线间距离进行微调,可以减小供给部与吸嘴的位置偏差,从而精确地同时吸附多个电路元件。
根据本发明,与通过设置多个以单层设有多个吸嘴的回转头而增多吸嘴的数量,同时从元件供给装置接收多个电路元件的电路元件安装机相比,可以获得比较紧凑、且、电路元件的接收自由度高的电路元件安装机。
而且,使用该电路元件安装机,可以使从保持于多个旋转体上的多个吸嘴保持轴中所选择的适当数量的保持轴同时升降,并使它们所保持的多个吸嘴从元件供给装置的多个供给部同时取出电路元件。
发明的形态
以下,示例了本申请中可申请专利的发明(以下,有时称为“可申请发明”。“可申请发明”有时包括权利要求书中所记载的发明即本发明的下位概念发明、本发明的上位概念或其他概念的发明)的一些方式,并对其进行说明。各方式与权利要求同样地以项进行区分,并对各项标注编号,根据需要以引用其他项的编号的形式进行记载。这仅仅是为了易于理解“可申请发明”,构成“可申请发明”的构成要素的组合并不限于以下各项所记载的范围。即,“可申请发明”应考虑各项的记载、实施方式的记载、现有技术、技术常识等进行解释,只要符合该解释,在各项方式的基础上进一步附加其他构成要素的方式、或从各项方式删除构成要素的方式也可构成“可申请发明”的方式。
(1)一种回转安装头,是分别通过多个吸嘴来吸附保持电路元件并安装到电路基材上的多吸嘴安装头,其包括:
头主体;
转子,具有多个嵌合孔,并以能够围绕上述中心线旋转的方式保持于上述头主体上,其中,多个同心圆构成一组即同心圆组,该同心圆组和距该同心圆组的中心线的距离彼此相等、且围绕该中心线的相位彼此不同的多条直线的各条直线分别构成多组,上述多组中,各组的直线与同心圆组的多个交点的、彼此相邻的交点之间的间隔一定,且,与其他组不共有上述交点,上述多个嵌合孔分别通过属于上述多组的各组的上述多个交点、且与上述中心线平行;
使该转子围绕上述中心线旋转的转子旋转驱动装置;
多个吸嘴保持轴,以能够沿着轴向移动的方式嵌合到上述多个嵌合孔的各个嵌合孔中,并在各自的一端保持上述吸嘴;以及
保持轴进退装置,使上述多个吸嘴保持轴中与上述多条直线的各条直线对应的吸嘴保持轴即多个作用保持轴相对于上述转子沿着轴向进退。
多条直线的距同心圆组的中心线的距离可以为0,也可以是比0大的距离。当距离为0时,多条直线在同心圆组的中心线处交叉。
保持轴进退装置可以是强制性地使吸嘴保持轴前进及后退的装置,也可以是强制性地进行前进及后退中的一方、而容许进行后退及前进中的另一方的装置。
转子可以由一个旋转体构成,也可以如(3)项所记载的那样包括以同心状设置且能够相对旋转的多个旋转体。在前者的情况下,全部吸嘴保持轴不能围绕同心圆组的中心线彼此相对移动,相对位置不变,但是,通过使直线与同心圆组的多个交点的、彼此相邻的交点彼此之间的间隔与元件供给装置的多个供给部的间距一致,可以将位于同一条直线上的至少三个(属于同心圆组的同心圆为两个、直线与直径较小的圆相切时)吸嘴保持轴作为作用保持轴,使其同时进退而从元件供给装置同时接收至少三个电路元件。而且,通过转子的旋转,可以将分别位于多条直线上的至少三个吸嘴保持轴依次作为作用保持轴,使其一齐进退,以同时接收电路元件。
根据本项的回转安装头,可紧凑地构成具有多个吸嘴保持轴的安装头。
(2)如(1)项所述的回转安装头,上述保持轴进退装置能够使上述多个作用保持轴一齐进退,也能够使上述多个作用保持轴单独进退。
根据本项所述的进退装置,可以使全部作用保持轴一齐进退,使这些作用保持轴上所保持的多个吸嘴一齐吸附或安装多个电路元件,也可以使多个作用保持轴中的一部分即多个或一个作用保持轴进退而吸附或安装电路元件。
(3)如(1)项或(2)项所述的回转安装头,上述转子包括具备多个旋转体的多层型旋转体,上述多个旋转体相互同轴地嵌合并具有分别与上述多个同心圆的各个同心圆对应的上述嵌合孔,上述转子旋转驱动装置既能够使该多层型旋转体的多个旋转体一齐旋转,也能够使该多层型旋转体的多个旋转体相对旋转。
若转子包括多层型旋转体,则与(11)项所述的多层型回转头同样地,可以提高回转安装头的自由度。例如,可以通过仅使多个旋转体中的一个旋转体而利用吸嘴来吸附或安装电路元件、通过使多个旋转体相对旋转而改变多个作用保持轴的轴线间距离。
多个旋转体可以为两个,也可以为三个以上。
(11)一种多层型回转头,其特征在于,包括:
头主体;
多个旋转体,相互同轴地重叠,并以能够围绕共同的旋转轴线相对旋转的方式保持于上述头主体上;
旋转体驱动装置,使上述多个旋转体旋转;
吸嘴保持轴,在上述多个旋转体上,分别以与上述旋转轴线平行、且能够相对于各个旋转体各自沿着轴向相对移动的方式各保持有多个,并在各自的一端保持吸嘴;以及
保持轴进退装置,能够使保持于上述多个旋转体上的一个上述吸嘴保持轴沿着轴向进退,并且,能够使多个吸嘴保持轴同时进退。
采用本项的结构,可以紧凑地构成具备多个吸嘴保持轴的安装头。
(12)如(11)项所述的多层型回转头,在上述多个旋转体全部位于设定旋转位置的状态下,对上述多个旋转体分别各设定有一个同心圆所得到的多个同心圆构成一组即同心圆组,该同心圆组和距该同心圆组的中心线的距离彼此相等、且围绕该中心线的相位彼此不同的多条直线的各条直线分别构成多组,上述多组中,各组的直线与同心圆组的多个交点的、彼此相邻的交点之间的间隔一定,且,与其他组不共有上述交点,在上述多个旋转体上分别各形成有多个嵌合孔,上述多个嵌合孔分别通过属于上述多组的各组的上述多个交点、且与上述中心线平行,在上述多个嵌合孔中分别以能够沿轴向进退的方式嵌合有上述多个吸嘴保持轴的各个吸嘴保持轴。
本项的多层型回转头相当于上述(3)项的回转安装头。
关于多个旋转体中的各多个吸嘴保持轴的配置方式,优选选定为,若使多个旋转体一齐各旋转设定旋转角度,则上述多个旋转体上分别各保持有多个的吸嘴保持轴中的、各两个吸嘴保持轴选择性地沿着一条直线排列。虽然可以将上述设定旋转角度设定为1/2周,但优选设定为1/3周以下,以有效利用回转头的优点。另外,对于多个旋转体中的、最内侧的旋转体,各多个吸嘴保持轴的一个吸嘴保持轴也可以与其他旋转体的各两个吸嘴保持轴沿着一条直线排列。
通过使在多条直线的各条直线上相隔一定间隔排列的至少三个吸嘴保持轴同时进退,可以从元件供给装置同时接收至少三个电路元件。
(13)如(11)项或(12)项所述的多层型回转头,上述旋转体驱动装置包括多个单独驱动装置,上述多个单独驱动装置能够对上述多个旋转体的各个旋转体单独地进行旋转驱动。
旋转体驱动装置也可以包括:副旋转驱动装置,设置于多个旋转体的一个旋转体上,并相对于上述一个旋转体使其他旋转体相对地旋转;和主旋转驱动装置,通过对上述一个旋转体进行旋转驱动而使上述多个旋转体一齐旋转。但是,在这种情况下,需要向与一个旋转体一同旋转的副旋转驱动装置供给驱动能量,能量供给装置不可避免地复杂化。
相对于此,若为本项所述的旋转体驱动装置,则各单独驱动装置可固定地保持于头主体上,可以避免上述能量供给装置的复杂化。而且,例如通过使一个单独驱动装置动作,而使另一个旋转体驱动装置停止,可以仅使一个旋转体旋转等,还可获得多个旋转体的旋转驱动自由度提高的效果。
(14)如(11)项至(13)项中的任一项所述的多层型回转头,上述保持轴进退装置包括:使上述多个吸嘴保持轴的各个吸嘴保持轴单独地进退的多个单独进退装置;和进退装置控制装置,包括使上述多个单独进退装置中的多个同时动作的同时动作控制部和使上述多个单独进退装置中的多个各自动作的各自动作控制部。
“多个单独进退装置的多个”可以是多个单独进退装置的全部,也可以是一部分。
可以获得与(2)项记载的回转安装头相同的效果。
本项所述的特征可以适用于(2)项记载的回转安装头,也可以适用于具有一个旋转体的回转安装头。
(15)如(11)项至(14)项中的任一项所述的多层型回转头,上述保持轴进退装置包括多个单独进退装置,在上述多个旋转体全部位于设定旋转位置的状态下,上述多个旋转体上各保持有多个的吸嘴保持轴中、沿着一条直线排列的多个吸嘴保持轴为多个作用保持轴,上述多个单独进退装置设置在与上述多个作用保持轴对应的位置上,使上述多个作用保持轴分别进退。
在本项从属于(14)项的方式中,通过控制同时动作控制部,可以使多个作用保持轴的全部或者其中一部分的多个同时进退。
(16)如(11)项至(15)项中的任一项所述的多层型回转头,上述旋转体驱动装置包括轴间距离变更部,该轴间距离变更部通过使上述多个旋转体中的两个旋转体相对旋转而改变保持于上述两个旋转体上的两个吸嘴保持轴的轴间距离。
轴间距离变更部可以包括用于改变轴间距离的公称值的公称值变更部和用于对轴间距离进行微调的微调部中的至少一方。根据前者,在多个吸附位置或安装位置的间隔有多种而不同的情况下,也可以同时吸附或安装多个电路元件;根据后者,在多个吸附位置或安装位置的间隔包括误差的情况下,也可以同时吸附或安装多个电路元件。
(17)如(11)项至(16)项中的任一项所述的多层型回转头,上述旋转体驱动装置包括方向变更部,该方向变更部通过使上述多个旋转体中的两个旋转体一齐旋转而改变连接保持于上述两个旋转体上的两个吸嘴保持轴的轴线所得到的直线的方向。
在本项从属于(16)项的方式中,可以改变两个吸嘴保持轴的轴间距离,并且可以将吸嘴保持轴设定为在规定的方向上排列的状态。
(18)如(11)项至(17)项中的任一项所述的多层型回转头,还包括保持轴旋转驱动装置,使保持于上述多个旋转体的各个旋转体上的上述各多个吸嘴保持轴相对于上述多个旋转体的各个旋转体而围绕这些吸嘴保持轴的轴线相对旋转。
通过吸嘴保持轴围绕轴线旋转,可以调整或改变由吸嘴所保持的电路元件的旋转姿势。
(19)如(18)所述的多层型回转头,所述保持轴旋转驱动装置使保持于上述多个旋转体的各个旋转体上的各多个吸嘴保持轴一齐旋转。
保持轴旋转驱动装置也可以设置为使多个吸嘴保持轴的各个吸嘴保持轴单独旋转的单独旋转驱动装置的集合。但是,采用本项的结构,可以简化保持轴旋转驱动装置的结构,并降低装置成本。特别是,若使保持轴旋转驱动装置包括设置于多个吸嘴保持轴的各个吸嘴保持上的多个被驱动部件、共同设置于这些被驱动部件的各个被驱动部件上并以可传递旋转的方式与这些被驱动部件卡合的驱动部件、对该驱动部件进行旋转驱动的驱动源,则可以进一步简化结构。
(20)如(18)项或(19)所述的多层型回转头,上述保持轴旋转驱动装置使保持于上述多个旋转体的全部旋转体上的多个吸嘴保持轴的全部吸嘴保持轴一齐旋转。
可以进一步简化保持轴旋转驱动装置的结构。
(21)如(11)项至(20)项中的任一项所述的多层型回转头,其包括多个切换阀装置,上述多个切换阀装置与上述各多个吸嘴保持轴对应地分别设置于上述多个旋转体中的各个旋转体上,并能够切换选择性地向各个吸嘴保持轴供给负压和正压的状态。
(22)如(21)项所述的多层型回转头,其还包括切换装置,该切换装置在上述多个旋转体分别位于预先设定的设定旋转位置的状态下,设置在与上述多个旋转体上分别各保持有多个的上述多个吸嘴保持轴中的一个吸嘴保持轴上所处的作用位置对应的位置上,对上述多个切换阀装置中的、与位于该作用位置的吸嘴保持轴对应的切换阀装置进行切换。
(23)如(21)项或(22)项所述的多层型回转头,其包括:共用地设置于上述多个切换阀装置上的、(a)具备开闭阀的负压供给通路、(b)具有具备开闭阀的第一通路部和与该第一通路部并列并具有开闭阀及压力控制阀的第二通路部的正压供给通路。
也可以对多个切换阀装置分别设置负压供给通路及正压供给通路。但是,共用地设置时,可以更加简化装置结构。
本项的特征可以与(11)项至(22)项的各特征相互独立地继续拧采用。可以在一个旋转体上保持有多个吸嘴保持轴的回转头中采用。
(31)一种电路元件安装机,其包括:
保持电路基材的基材保持装置;
元件供给装置,分别收容多个电路元件并从供给部依次进行供给的多个送料器在上述供给部沿着一条直线排列的状态下排列配置;
如(11)项至(23)项中的任一项所述的多层型回转头;以及
回转头移动装置,保持该多层型回转头,并使该多层型回转头向横跨上述基材保持装置和上述元件供给装置的移动平面内的任意位置移动;
在上述多层型回转头的上述多个旋转体上分别各保持有多个的吸嘴保持轴中的至少两个吸嘴保持轴能够从上述多个送料器中的至少两个上述供给部一齐接收电路元件。
(1)项至(3)项分别记载的回转安装头也适用于本项的电路元件安装机。
电路基材例如包括:(a)电路基板、(b)搭载有裸芯片而构成带芯片的基板的基材、(c)搭载有具有球格阵列的电路元件的基材等。电路基板例如有印制基板。印制基板包括:尚未安装电路元件的印制布线板;在一个面上搭载并电接合有电路元件而在另一个面上未安装电路元件的印制电路板。
作为送料器,例如可以采用带式送料器、散装式送料器、振动送料器等。
元件供给装置可以设置成通过托盘或通过送料器及托盘来供给电路元件的装置。
在本项的电路元件安装机中,多层型回转头的保持轴进退装置以及旋转体驱动装置也可以不包括控制部,而仅包括分别使吸嘴保持轴进退的机构以及使多个旋转体旋转的机构,控制部可以与多层型回转头分开设置。例如,在设置于电路元件安装机上以对元件供给装置、回转头移动装置等进行控制的控制装置中,设置用于对保持轴进退装置以及旋转体驱动装置进行控制的控制部。
(32)如(31)项所述的电路元件安装机,其包括保持轴位置控制部,该保持轴位置控制部通过对上述旋转体驱动装置和上述回转头移动装置进行控制而对保持于上述多个旋转体的两个旋转体上的两个吸嘴保持轴的轴线的位置进行控制。
保持轴位置控制部例如通过两个旋转体的相对旋转来控制两个吸嘴保持轴的轴线间距离,通过两个旋转体的一体旋转来控制连接两个吸嘴保持轴的轴线的线段的方向,控制该线段上的预定的一点的位置,由此可以控制两个吸嘴保持轴的轴线的位置。
(33)如(31)项或(32)项所述的电路元件安装机,上述回转头移动装置包括保持上述多层型回转头的上述头主体并使其向上述移动平面内的任意位置移动的可动部件,且,在该可动部件与上述头主体之间设有能够对可动部件装拆头主体的头安装装置。
优选为,上述头安装装置包括:使头主体相对于可动部件唯一地定位的定位装置;和通过一个操作部的操作而能够切换为夹紧状态与解除状态的夹紧装置,以便能够迅速地安装或拆除。
例如,可以选择性地使用吸嘴保持轴的数量、旋转体的数量不同的多种多层型回转头,或者与多层型回转头不同种类的安装头,例如,在选择性地使用仅保持有一个吸嘴的安装头或通过一个旋转体保持多个吸嘴的安装头等的电路元件安装机中,可以容易地替换这些安装头而使用多层型回转头。
(41)一种多个元件同时取出方法,其包括使保持于多层型回转头的多个吸嘴保持轴的至少一部分吸嘴保持轴上的多个吸嘴同时从元件供给装置的多个供给部分别吸附并取出各一个电路元件的工序;
上述多层型回转头包括:
头主体;
多个旋转体,相互同轴地重叠,并以能够围绕共同的旋转轴线相对旋转的方式保持于上述头主体上;
多个旋转体驱动装置,使上述多个旋转体的各个旋转体分别旋转;
上述吸嘴保持轴,在上述多个旋转体上,分别以与上述旋转轴线平行、且能够相对于各个旋转体各自沿着轴向相对移动的方式各保持有多个,并在各自的一端保持有吸嘴;以及
保持轴进退装置,能够使保持于上述多个旋转体上的一个上述吸嘴保持轴沿着轴向进退,并且,能够使多个吸嘴保持轴同时进退。
根据本项记载的多个元件同时取出方法,可以避免电路元件安装机的大型化,同时能够高效地从电路元件的送料器取出。
(42)如(41)项所述的多个元件同时取出方法,其中,
其包括如下工序:
作为上述多层型回转头,使用如下的多层型回转头,在上述多个旋转体全部位于设定旋转位置的状态下,对上述多个旋转体分别各设定有一个同心圆所得到的多个同心圆构成一组即同心圆组,该同心圆组和距该同心圆组的中心线的距离彼此相等、且围绕该中心线的相位彼此不同的多条直线的各条直线分别构成多组,上述多组中,各组的直线与同心圆组的多个交点的、彼此相邻的交点之间的间隔一定,且,与其他组不共有上述交点,在上述多个旋转体上分别各形成有多个嵌合孔,上述多个嵌合孔分别通过属于上述多组的各组的上述多个交点、且与上述中心线平行,在上述多个嵌合孔中分别以能够沿轴向进退的方式嵌合有上述多个吸嘴保持轴的各个吸嘴保持轴,
使保持于与上述多条直线中的一条直线交叉的所有吸嘴保持轴中的两个以上吸嘴保持轴上的吸嘴同时取出电路元件。
根据本项至(45)项所述的多个元件同时取出方法,可以特别有效地享有(41)项记载的发明效果。
(43)如(42)项所述的多个元件同时取出方法,其包括如下工序:从上述多个旋转体全部处于设定旋转位置的状态、使上述多个旋转体全部按上述多条直线的围绕上述中心线的相位差间歇旋转,在各次间歇旋转中,使保持于与上述多条直线的各条直线交叉的所有吸嘴保持轴的至少一部分吸嘴保持轴上的多个吸嘴同时取出多个电路元件。
(44)如(43)项所述的多个元件同时取出方法,其包括如下工序:使保持于与所述多条直线的各条直线交叉的所有吸嘴保持轴上的所有吸嘴同时取出元件。
(45)如(44)项所述的多个元件同时取出方法,其包括如下工序:作为上述多层型回转头,使用具有两个上述旋转体的多层型回转头,使保持于与上述多条直线中的一条直线交叉的各两个、共四个吸嘴保持轴上的四个吸嘴全部同时取出电路元件。
(46)如(43)项或(44)项所述的多个元件同时取出方法,其包括如下工序:使仅保持于与所述多条直线中的各条直线交叉的所有吸嘴保持轴中的一部分吸嘴保持轴上的上述吸嘴同时取出元件。
若采用本项至(45)项的各特征,可获得分别提高多个元件同时取出方法的自由度的效果。
(47)如(45)项或(46)项所述的多个元件同时吸附方法,其包括如下工序:作为上述多层型回转头,使用具有两个上述旋转体的多层型回转头,使仅保持于与上述多条直线中的一条直线交叉的各两个、共四个吸嘴保持轴中的一部分吸嘴保持轴上的吸嘴同时取出电路元件。
(48)如(47)项所述的多个元件同时吸附方法,其包括如下工序:作为上述共四个吸嘴保持轴中的仅一部分吸嘴保持轴,使用两个吸嘴保持轴。
(49)如(48)项所述的多个元件同时吸附方法,其包括如下工序:作为上述共四个吸嘴保持轴中的仅一部分吸嘴保持轴,使用彼此相邻的两个吸嘴保持轴。
(50)如(48)项或(49)项所述的多个元件同时吸附方法,其包括如下工序:作为上述两个吸嘴保持轴,使用上述共四个吸嘴保持轴中的相隔有一个吸嘴保持轴的两个吸嘴保持轴。
(51)如(48)项至(50)项中的任一项所述的多个元件同时吸附方法,其包括如下工序:作为上述两个吸嘴保持轴,使用上述共四个吸嘴保持轴中的相隔有两个吸嘴保持轴的两个吸嘴保持轴。
(52)如(48)项至(51)项中的任一项所述的多个元件同时吸附方法,其包括如下工序:作为上述共各四个吸嘴保持轴中的两个吸嘴保持轴,使用保持于上述两个旋转体的各个旋转体上的各一个吸嘴保持轴。
根据本项所述的方式,可以调节彼此相邻的两个吸嘴保持轴、相隔一个吸嘴保持轴的两个吸嘴保持轴、或相隔两个吸嘴保持轴的两个吸嘴保持轴的轴间距离,进而可以调节保持于上述两个吸嘴保持轴上的两个吸嘴的轴间距离,从而能够可靠地同时取出外形较小的电路元件。
(53)如(47)项至(52)项中的任一项所述的多个元件同时吸附方法,其包括如下工序:作为上述共四个吸嘴保持轴中的一部分吸嘴保持轴,使用彼此相邻的一部分吸嘴保持轴。
(54)如(47)项至(53)项中的任一项所述的多个元件同时吸附方法,其包括如下工序:作为上述共四个吸嘴保持轴中的一部分吸嘴保持轴,使用彼此相邻的两个吸嘴保持轴和与上述两个吸嘴保持轴不相邻的一个吸嘴保持轴共三个吸嘴保持轴。
(55)如(42)项所述的多个元件同时取出方法,其包括如下工序:作为上述多层型回转头,使用具有两个上述旋转体的多层型回转头,使保持于与上述多条直线中的一条直线交叉的各两个共四个吸嘴保持轴中、数量选自两个、三个及四个的、彼此相邻的吸嘴保持轴上的上述吸嘴同时取出电路元件。
(56)如(42)项所述的多个元件同时取出方法,其包括如下工序:作为与上述多条直线中的一条直线交叉的所有吸嘴保持轴中的两个,选择彼此相邻的两个以上吸嘴保持轴,使保持于所选择的上述这些吸嘴保持轴上的吸嘴同时取出电路元件。
(60)如(42)项至(54)项中的任一项所述的多个元件同时吸附方法,其包括如下工序:
从上述多个旋转体全部处于上述设定旋转位置即第1设定旋转位置的状态,相对于最内周侧的旋转体即最内周侧旋转体,使比该最内周侧旋转体靠近外周侧的一个以上旋转体即外周侧旋转体旋转,所旋转的角度为与保持于上述外周侧旋转体上的吸嘴保持轴的彼此相邻的两个吸嘴保持轴的、围绕上述共同的旋转轴线的中心角相等,将上述多层型回转头设定为处于第2设定旋转位置的状态,在处于第2设定旋转位置的状态下,保持于上述外周侧旋转体上的上述吸嘴保持轴的轴线和与保持于上述最内周侧旋转体上的两个吸嘴保持轴的轴线正交的直线正交,使保持于轴线与处于上述第2设定旋转位置的多层型回转头的一条直线正交的三个以上吸嘴保持轴上的上述吸嘴同时取出电路元件。
若采用本项所述的特征,可以提高多层型回转头的使用方式的自由度。例如,相对于最内轴侧旋转体使外周侧旋转体相对旋转,或在存在多个外周侧旋转体时使它们相互之间相对旋转,由此可以调节保持于多个吸嘴保持轴的各个吸嘴保持轴上的吸嘴的轴间距离,通过组合上述调节与对头主体的位置的调节,可以准且地对准多个吸嘴的各个吸嘴与多个送料器的各供给部之间的相对位置,并同时接收多个电路元件,可以同时取出外形较小的多个电路元件。而且,具有如下优点:反复执行本项所述的工序时的各旋转体的旋转角度与(52)项所述的方式相比较小即可。
(61)如(60)项所述的多个元件同时取出方法,其包括如下工序:使处于上述第2设定旋转位置的多个旋转体全部按与保持于上述最内周侧旋转体的各两个吸嘴保持轴的轴线正交的多条上述直线的旋转相位差进行间歇旋转,在各次间歇旋转中,使保持于上述三个吸嘴保持轴中的两个以上吸嘴保持轴上的上述吸嘴同时取出元件。
(65)如(41)项至(54)项、(60)项及(61)项中的任一项所述所述的多个元件同时取出方法,其包括如下工序:使在上述多个旋转体上分别各保持有多个的所有吸嘴保持轴中的各一个以上吸嘴保持轴分别保持第1种吸嘴和第2种吸嘴,上述第1种吸嘴和第2种吸嘴能够分别吸附并保持第1元件组和第2元件组的两组电路元件,上述第1元件组和第2元件组分别包含多种电路元件,且属于上述第1元件组和第2元件组的电路元件的种类有一部分相互重复,使所保持的第1种吸嘴保持上述相互重复的种类的电路元件,使所保持的第2种吸嘴保持上述相互重复的种类的电路元件。
若采用本项所述的特征,能够获得如下的效果:可通过多层型回转头同时取出多个电路元件的机会增加,安装作业的效率提高。
(66)如(65)项所述的多个元件同时取出方法,其包括如下工序:使分别保持有上述第1吸嘴及上述第2吸嘴的多个吸嘴保持轴同时进退。
(67)如(65)项或(66)项所述的多个元件同时取出方法,其包括如下工序:使分别保持有上述第1吸嘴及上述第2吸嘴的多个吸嘴保持轴,在上述多层型回转头旋转一周的前后进行进退。
本项所述的特征并不是执行(65)项的方式的多个元件同时取出方法不可缺少的,但若采用本项所述的特征,可享有与(65)项所述方式的效果的机会增多。
(68)如(66)项或(67)项所述的多个元件同时取出方法,其包括如下工序:使在上述元件供给装置中彼此相邻的两个供料器供给上述重复种类的电路元件
根据本项记载的方式,同时取出多个元件的机会进一步增多。
附图说明
图1是表示可申请发明的实施方式即作为电路元件安装机的具有多个安装模块的电路元件安装系统的立体图。
图2是表示上述安装模块的一部分的立体图。
图3是表示上述安装模块的安装装置的立体图。
图4中,(a)是表示上述安装装置的保持一个吸嘴的安装头的立体图,(b)是表示作为可申请发明的实施方式的回转头的立体图。
图5是表示上述安装模块的元件供给装置的送料器的侧视图(局部剖面)。
图6中,(a)是表示由上述送料器保持的元件保持带的俯视图,(b)是侧视图。
图7是表示上述安装头以及设置于头移动装置的第二X轴滑动件上的头安装装置的立体图。
图8中,(a)是在侧面以剖面表示上述头安装装置的夹紧装置的图,(b)是沿着(a)中的A-A线的剖面图。
图9是拆下罩体表示上述回转头的立体图。
图10是表示上述回转头的主视剖面图。
图11是表示上述回转头的侧视图。
图12是表示上述回转头的俯视剖面图。
图13是放大表示上述回转头的设有单独升降装置的部分的侧视图(局部剖面)。
图14是说明上述回转头的内旋转体及外旋转体各自的吸嘴保持轴的配置方式的图。
图15是表示使外吸嘴保持轴升降的单独升降装置的驱动部件的侧视图。
图16是表示使内吸嘴保持轴升降的单独升降装置的驱动部件的侧视图。
图17是概略表示进行向吸嘴保持轴的负压及正压的供给切换的切换阀装置的图。
图18是说明向上述切换阀装置供给正压及负压的通路的图。
图19是表示对上述切换阀装置进行切换的切换装置的侧视图。
图20是示意性表示对上述安装模块进行控制的控制装置的框图。
图21是说明由上述内旋转体及外旋转体分别保持的各八个吸嘴保持轴中的各一个吸嘴的组合的图。
图22是说明利用图21所示的成组的两个吸嘴保持轴同时吸附电路元件时的轴间距离的修正及位置的修正的图。
图23是用于说明上述回转头的一个使用方式的图。
图24是用于说明上述回转头的另一使用方式的图。
图25是用于说明上述回转头的又一使用方式的图。
图26是用于说明上述回转头的又一使用方式的图。
图27是用于说明上述回转头的又一使用方式的图。
图28是用于说明上述回转头的又一使用方式的图。
图29是用于说明图28所示的回转头的使用方式的图。
图30是用于说明图28所示的回转头的使用方式的图。
图31表示可申请发明的另一实施方式中的三层型回转头的相当于图14的图。
具体实施方式
以下参照上述各附图来说明可申请发明的实施方式。另外,关于“可申请发明”,除了下述实施方式之外,以上述“发明的形态”中的各项记载的形态为主,可以按照基于本领域技术人员的知识进行各种变更后的形态加以实施。
图1中表示电路元件安装系统(以下简称为“安装系统”)的外观。本安装系统通过在共用且一体的底座12上相互相邻并排成一列地固定多个安装模块10而构成。多个安装模块10分别是作为一种对电路基材作业机的电路元件安装机,承担向作为一种电路基材的电路基板(具体而言为印制基板)的电路元件的安装,且并行地进行。
关于安装模块10,例如在日本特开2004-104075号公报中有详细记载,对于本可申请发明的相关部分之外的部分进行简单说明。
如图2所示,各安装模块10分别具备:模块主体18、作为基材输送装置的基板输送装置20、作为基材保持装置的基板保持装置22、元件供给装置24、安装装置26、基准标记拍摄装置28(参照图3)、元件拍摄装置30以及模块控制装置32。
模块主体18具有前后方向上较长的头部36。基板输送装置20在本实施方式中具有两个输送机40、42,设置于头部36的、安装模块10的前后方向的中央部,在与多个安装模块10排列的方向平行的方向也就是水平方向上输送电路基板44。在本实施方式中,将电路基板44的输送方向设为X轴方向,将在水平的一个平面内与X轴方向正交的方向设为Y轴方向。安装模块10的左右方向与X轴方向平行,前后方向与Y轴方向平行。使用输送机40、42中的至少一个输送机来输送电路基板。
基板保持装置22对两个输送机40、42分别设置,在本实施方式中,虽然省略了图示,其包括基板支撑装置以及一对夹紧部件,以被安装面处于水平的姿势保持电路基板44。本基板支撑装置包括分别从下方支撑电路基板44的作为支撑部件的多个支撑销,一对夹紧部件保持与电路基板44的输送方向平行的两侧缘部。
如图2所示,元件供给装置24相对于头部36的基板输送装置20设置在Y轴方向上的其中一侧、也就是安装模块10的前面侧。元件供给装置24被设置成例如通过作为元件供给工具的一种送料器即多个带式送料器(以下简称为“送料器”)50供给电路元件。
如图5所示,该送料器50包括:送料器主体52、进给装置54、剥离装置56、作为带保持装置的卷轴保持装置58、定位装置59、固定装置60以及控制装置62,通过元件保持带64供给电路元件66。如图6(a)所示,元件保持带64包括主带70以及盖带72。该元件保持带64是压纹类型的元件保持带,如图6(b)所示,主带70具备:在其两缘部沿着主带70的长度方向延伸的1对被引导部74、76;和从上述被引导部74、76之间的部分向被引导部74、76以直角突出、且沿主带70的长度方向延伸的带状的突部78。
突部78上,沿着其长度方向等间隔地排列形成有多个作为元件收容部的元件收容凹部80,在这些元件收容凹部80中分别各收容有一个电路元件66。被引导部76上,沿着主带70的长度方向等间隔地排列形成有多个进给孔82。盖带72贴附在主带70的上表面的未设置进给孔82的部分上,覆盖元件收容凹部80的开口以防止电路元件66飞出。元件保持带64如图5所示地缠绕在卷轴83上,并由卷轴保持装置58保持。
如图5所示,进给装置54包括:在送料器主体52上以能够围绕平行于其宽度方向的轴线旋转的方式设置的作为进给部件的链轮84、作为驱动源的电动马达86以及将电动马达86的旋转传递至链轮84的旋转传递装置88。电动马达86例如由作为电动旋转马达的伺服马达构成。也可以取代伺服马达,而由步进马达构成。链轮84在其外周面上具备与元件保持带64的进给孔82相卡合的多个突起90,通过利用电动马达86使链轮84旋转,每次以预定间距、例如以与元件收容凹部80的形成间距相等的距离进给元件保持带64,电路元件66被依次进给至设定于送料器主体52的前端部的供给部。剥离装置56以电动马达86为驱动源,通过进给辊92、94的旋转,与元件保持带62的进给同步地进给盖带72而从主带70剥离。
本元件供给装置24中,多个送料器50由设置于头部36上的送料器支撑台96支撑。送料器支撑台96上,使送料器50在X轴、Y轴方向上定位并固定保持送料器50的多个保持部98,在X轴方向上隔开适当间隔、在本实施方式中隔开相等间隔地设置。多个送料器50分别由保持部98保持,并在各供给部位于与X轴方向平行的一条直线上且等间隔地排列的状态下支撑。
安装装置26具备图4中例示的安装头100、102和用于使上述安装头100、102移动的头移动装置103(参照图3)。如图3所示,头移动装置103具备X轴方向移动装置104以及Y轴方向移动装置106。Y轴方向移动装置106,在构成模块主体18的冠部108上设有横跨元件供给装置24的供给部和两个基板保持装置22地设置的线性马达110,使作为可动部件的Y轴滑动件112向Y轴方向的任意位置移动。
在本实施方式中,X轴方向移动装置104设置于Y轴滑动件112上,具备:作为可动部件的第一、第二X轴滑动件114、116,相对于Y轴滑动件112在X轴方向上移动,并在X轴方向上彼此相对移动;和使上述第一、第二X轴滑动件114、116分别在X轴方向上移动的X轴滑动件移动装置118(图3中仅图示了使第二X轴滑动件116移动的移动装置)。两个X轴滑动件移动装置分别包括:例如作为驱动源的电动马达120(参照图20)、包括进给丝杠及螺母的进给丝杠机构,使X轴滑动件114、116向X轴方向的任意位置移动。作为进给丝杠优选滚珠丝杠,作为电动马达优选伺服马达等可控制旋转角度的电动马达。对于以下记载的进给丝杠及电动马达也同样。安装头100、102分别可装卸地搭载于第二X轴滑动件116上,通过头移动装置103使其向跨及元件供给装置24的供给部和两个基板保持装置22的移动平面内的任意位置移动。另外,头移动装置也可以在X轴滑动件上设置Y轴方向移动装置。
安装头100、102通过作为一种元件保持工具的吸嘴来保持电路元件。在安装装置26中,以安装头100、102为首,准备有吸嘴数量不同的多种安装头,对应安装电路元件的电路基板44的种类来选择性地安装于第二X轴滑动件116上。例如,图4(a)所示的安装头100具备一个吸嘴支架130,并保持一个吸嘴132。吸嘴支架130通过设置于头主体上的移动装置即升降装置134及旋转装置136(参照图20)进行升降、旋转。通过省略了图示的切换阀装置的切换来容许或切断向吸嘴132的负压供给。在图4(b)所示的安装头102中,如后文所详细说明的那样,保持有多个吸嘴而保持有多个电路元件。
安装头100、102通过头安装装置148可装卸地安装于第二X轴滑动件116上。头安装装置148例如与日本特开2004-221518号公报中记载的安装装置相同地构成,以安装头100为例进行简单说明。
如图7所示,本头安装装置148包括定位装置149以及夹紧装置150,安装头100的头主体151的背面部152如图7(a)所示地在下部具有两个脚部156,并且在上部设有卡合块158。另一方面,第二X轴滑动件116的正面部154如图7(b)所示地在下部具有用于支承脚部156的脚部支承部160,在比脚部支承部160略微靠上的位置具有两个下部卡合辊164,在这些下部卡合辊164的上方设有用于嵌入卡合块158的卡合孔168,卡合孔168具有两个上部卡合辊167。
脚部156的前端形成楔形,并嵌合到形成V字状的脚部支承部160中。由此,限定了头主体151的相对于第二X轴滑动件116的上下方向上的位置及头主体151的下部的前后方向上的位置。脚部156上部的间隔变小部分的相向的侧面与两个下部卡合辊164各自的外周面紧密卡合,而且,卡合块158的两侧面紧密嵌入到两个上部卡合辊167之间,由此限定了头主体151的相对于第二X轴滑动件116的左右方向上的位置。
如图7(b)所示,夹紧装置150在第二X轴滑动件116的正面部154的上部设置于卡合孔168的上侧。图8中表示夹紧装置150的剖面。图8(a)是在第二X轴滑动件116的左右方向的中央切断的剖面,图8(b)是沿着图8(a)中的A-A线的剖面。夹紧装置150形成如下结构:在卡合块158的上部可旋转地设置有卡定辊170(参照图7),卡定销172钩挂扣合在卡定辊170上。详细地说,夹紧装置150包括:由设置于正面部154的上部的销孔174可上下移动地支撑的卡定销172;和使卡定销172上下移动的卡定销驱动装置180。
卡定销驱动装置180包括:具有若干挠性的棒182、偏心地设置于该棒182的一端部上的圆盘状的凸轮板184、可旋转地支撑棒182的大致呈管状的棒支撑部件186、设置于棒182的另一端部上的构成用于使棒182旋转的操作部的把手188。卡定销驱动装置180在棒支撑部件186处安装于第二X轴滑动件116的正面部154的上部(参照图7)。在卡定销172的上部形成宽度比凸轮板184的外径大一些的槽190,凸轮板184卡合到该槽190中。若旋转把手188,则卡定销172上下移动。
对第二X轴滑动件116安装、拆卸安装头100的作业由作业者进行。在安装安装头100时,作业者使把手188向一个方向(在本实施方式中从正面看为逆时针方向)旋转,在使卡定销172移动至上方的状态下使脚部156嵌合到脚部支承部160及下部卡合辊164上,使卡合块158嵌合到上部卡合辊167上。在此状态下,使把手188向相反方向(在本实施方式中从正面看为顺时针方向)旋转。通过对该把手188的操作,卡定销172下降,在最大限度下降端之前,形成于卡定销172的下端部上的倾斜面192与卡定辊170的外周抵接。进而,通过使把手188旋转,卡定销172通过倾斜面192的作用向下方按压头主体151并向后方按压头主体151,在此状态下将卡定辊170卡定。由此,头主体151以下部及上部均在前后方向上定位、且背面部152与正面部154之间几乎没有间隙的状态被固定于第二X轴滑动件116上。
卡定销172对头主体151的按压状态虽然通过凸轮板184的外周与槽190的下侧面之间产生的摩擦力维持,但为了更为切实地维持此状态,卡定销驱动装置180具有扭簧194,并形成如下结构:在使卡定销172向下的方向上该扭转扭簧194对棒182施力。为了使安装头100脱离第二X轴滑动件116,反向旋转把手188即可。在本实施方式中,脚部156、脚部支承部160、卡合块158、两个下部卡合辊164、两个上部卡合辊167、卡定辊170以及卡定销172构成定位装置149。
如图3所示,上述基准标记拍摄装置28搭载于第二X轴滑动件116上,通过头移动装置103与安装头100、102一起移动,以拍摄设置于电路基板44的被安装面上的基准标记(图示省略)。基准标记在对角线方向上间隔地设有多个例如两个。基准标记拍摄装置28例如由CCD相机或CMOS相机构成。头移动装置103兼作基准标记拍摄装置移动装置。
如图2所示,元件拍摄装置30位置固定地设置于头部36的元件供给装置24与基板输送装置20之间的部分。在本实施方式中,元件拍摄装置30能够在由安装头102保持有可保持的最多数量的吸嘴的状态下同时对由所有吸嘴保持的电路元件进行拍摄。
说明上述安装头102。
安装头102是作为一种回转安装头的多层型回转头,如图9及图10所示,其包括:头主体200、两个旋转体202、204、旋转体202、204各自所保持的各多个吸嘴保持轴206、207、旋转体驱动装置208、作为保持轴进退装置的保持轴升降装置210、保持轴旋转驱动装置212以及头控制装置214(参照图20)。
如图9所示,头主体200包括:在安装头102安装于第二X轴滑动件116上的状态下沿着铅垂方向延伸的背壁部220、在上下方向上隔开距离地水平设置于背壁部220上的支撑部222、224、226以及水平设置于支撑部226的下方的支撑部228。与上述背面部152相同地,背壁部220上设有两个脚部156(图11中图示了其中一个脚部156)、卡合块158以及卡定辊170,相对于第二X轴滑动件116定位并可装卸地固定。
旋转体202、204中的旋转体204的横截面形状呈圆形的环状,如图10所示,配设于沿上下方向贯穿支撑部226而形成的嵌合孔230内,由支撑部226通过轴承232以能够绕铅垂轴线旋转的方式支撑。旋转体202的横截面形状呈圆形,在旋转体204内在半径方向上具有间隙,并以能够绕与旋转体204共同的旋转轴线相对旋转的方式配设。旋转体202、204彼此以同轴状重叠,在下文中,根据情况将旋转体202称作内旋转体202,将旋转体204称作外旋转体204。
说明旋转体驱动装置208。
如图10所示,旋转体驱动装置208包括:能够分别单独驱动两个旋转体202、204旋转的两个单独驱动装置234、236。在下文中,根据情况将单独驱动装置234称作内用单独驱动装置234,将单独驱动装置236称作外用单独驱动装置236。在本实施方式中,内用单独驱动装置234包括旋转轴238及旋转轴驱动装置240。旋转轴238形成横截面形状呈圆形的中空的筒状,并由支撑部224以通过轴承242能够绕与外旋转体204的旋转轴线同心的轴线旋转的方式支撑其轴向上的一端部即上端部。
旋转轴238的另一端部即下端部嵌合到贯穿孔244中,该贯穿孔244是沿着轴向贯穿内旋转体202的中心而形成的。在本实施方式中,内旋转体202由设置于旋转轴238的从内旋转体202向下方突出的突出端部上的向外的凸缘部246及固定于内旋转体202的上表面上的多个、在本实施方式中为四个限定部件248限定上下方向位置及旋转方向位置,并安装于旋转轴238上。
凸缘部246从下方支承内旋转体202,以限定其上下方向的位置。凸缘部246构成作为限定部的支承部。限定部件248呈板状,如图12所示,围绕内旋转体202的中心线间隔相等角度地配设,在其长度方向的一端部固定于内旋转体202的上表面上,另一端部嵌合到向旋转轴238的外周面开口而形成的槽250(参照图10)中。槽250间隔相等角度地形成四个,限定部件248与槽250下侧的端面卡合而限定内旋转体202相对于旋转轴238的上下方向的位置。此外,通过限定部件248与槽250的嵌合而阻止旋转轴238与内旋转体202的相对旋转,旋转轴238的旋转被传递给内旋转体202。限定部件248也是卡合部件,还是旋转传递部件。
旋转轴驱动装置240以电动马达254作为驱动源。如图10所示,电动马达254以铅垂的姿势安装于支撑部224的下表面上,安装于从其支撑部224向上方突出的输出轴256上的驱动齿轮258与固定于旋转轴238的从支撑部224向上方突出的突出端部上的被驱动齿轮260啮合。被驱动齿轮260在本实施方式中为剪式齿轮,两个齿轮262、264由设在它们之间的弹簧向彼此相反的方向施力而与驱动齿轮258啮合,以消除齿隙。电动马达254的旋转通过齿轮258、260减速后传递给旋转轴238,使内旋转体202围绕旋转轴238的轴线、也就是与外旋转体204共同的旋转轴线向正反两方向旋转至任意的角度。电动马达254在本实施方式中由能够准确控制旋转角度的电动旋转马达即带编码器的伺服马达构成。电动马达254也可以由脉冲马达构成。对于构成安装头102的其他各种装置的电动马达也同样。
外用单独驱动装置236以电动马达272作为驱动源。电动马达272以铅垂姿势朝下安装于支撑部226的上表面的、相对于上述旋转轴238位于背壁部220一侧的部分,其旋转通过固定于从支撑部226向下方延伸出的输出轴274上的驱动齿轮276(参照图11)与固定于外旋转体204的从支撑部226向下方突出的突出端部上的被驱动齿轮278的啮合而传递给外旋转体204,使外旋转体204围绕与内旋转体202共同的旋转轴线向正反两方向旋转至任意角度。被驱动齿轮278与上述被驱动齿轮260相同地也为剪式齿轮,并包括两个齿轮280、282。
在本实施方式中,上述吸嘴保持轴206、207如图12所示地在内旋转体202及外旋转体204上分别各保持有八个。这些吸嘴保持轴206、207通过旋转体202、204的旋转而围绕旋转体202、204共同的旋转轴线旋转(公转)。由内旋转体202保持的吸嘴保持轴206(在下文中,根据情况称作内吸嘴保持轴206)及由外旋转体204保持的吸嘴保持轴207(在下文中,根据情况称作外吸嘴保持轴207)的结构相同,以一个内吸嘴保持轴206为代表进行说明。
内吸嘴保持轴206的横截面形状呈圆形,通过导向筒302可沿轴向移动地嵌合到嵌合孔300中,该嵌合孔300是沿着与旋转轴线平行的方向贯穿内旋转体202而形成的。如图10所示,内吸嘴保持轴206从内旋转体202向上下两侧突出,并被配设在内旋转体202的上表面与设置于内吸嘴保持轴206上部的弹簧支架部310之间的一种施力装置即作为弹性部件的弹簧即压缩螺旋弹簧312向上方施力。由该弹簧312施力而上升的内吸嘴保持轴206的上升限度,通过设置于内吸嘴保持轴206的从内旋转体202向下方突出的突出部上的向外的凸缘状的卡合部314与导向筒302抵接而限定。该位置为内吸嘴保持轴206的上升端位置。
弹簧支架部310的上表面上,突出地设置直径比弹簧支架部310小的颈部318,并且在颈部318的上端设有卡合部320。在本实施方式中,卡合部320的横截面形状呈圆形,直径比颈部318大,其上表面为与内吸嘴保持轴206的轴线正交、水平且朝上的卡合面322。
内吸嘴保持轴206的下端部上设有吸嘴保持部330,吸嘴332被以能够沿着轴向相对移动、且不能相对旋转的方式保持。吸嘴332由配设于与内吸嘴保持轴206之间的压缩螺旋弹簧(图示省略)在从内吸嘴保持轴206向下方突出的方向上施力。被该弹簧施力而突出的吸嘴332的突出限度由图示省略的止动器限定。
两个旋转体202、204各自的各八个吸嘴保持轴206、207被如下设置,如图14(a)所示,在内旋转体202及外旋转体204均处于设定旋转位置的状态下,各两个内吸嘴保持轴206及外吸嘴保持轴207等间隔地排列在一条直线上而成为一组,可得到四组,并且,各组之间不存在重复的吸嘴保持轴206、207。
详细地说,在垂直于内旋转体202和外旋转体204共同的旋转轴线的一个平面上,在内旋转体202和外旋转体204上分别设定以上述旋转轴线为中心线O的圆Ci、Co,并且,设定距上述中心线O的距离彼此相等、且围绕中心线O相位彼此相差90度的四条直线D1、D2、D3、D4。这些直线D1、D2、D3、D4和由上述两个圆Ci、Co构成的同心圆组Cg被设定为满足如下的条件。即,如下设定,同心圆组Cg和直线D1、同心圆组Cg和直线D2、同心圆组Cg和直线D3、同心圆组Cg和直线D4分别构成一组,在这四组中,同心圆组Cg分别和各直线D1、D2、D3、D4的各四个交点P1、P2、P3、P4的彼此相邻的交点之间的间隔d恒定,且,与其他组之间不共有交点。而且,通过分别属于上述四组的各四个交点P1、P2、P3、P4的各个交点、且与同心圆组Cg的中心线O平行地形成上述嵌合孔300,在这些嵌合孔300中以能够沿着轴向相对移动且能够围绕自身的轴线旋转的方式嵌合吸嘴保持轴206、207。另外,在本实施方式中,内旋转体202、外旋转体204及圆Ci、Co各自的直径分别被设定为如下大小,使得上述间隔d与上述送料器支撑台96的保持部98的形成间距(本实施方式中为12毫米)相等。
因此,如图14(b)所示,旋转体202、204上的各八个吸嘴保持轴206、207的配设角度间隔并不是相等角度,而是以如下间隔设置:对于一个吸嘴保持轴206、207,与相邻的两个吸嘴保持轴206、207中的其中一个吸嘴保持轴之间的间隔θ1i、θ1o被设定为小于45度,与另一个吸嘴保持轴之间的间隔θ2i、θ2o大于45度,θ1i与θ2i之和、θ1o与θ2o之和分别等于90度。而且,为了使各两个内吸嘴保持轴206及外吸嘴保持轴207排列在一条直线上,内吸嘴保持轴206的配设角度间隔θ1i、θ2i与外吸嘴保持轴207的配设角度间隔θ1o、θ2o的大小不同。
说明上述保持轴升降装置210。
保持轴升降装置210包括作为单独进退装置的四个单独升降装置350。如图11及图12所示,这些单独升降装置350在从头主体200的支撑部224、226的背壁部220突出的突出端部上沿着X轴方向平行排成一列地设置。在本实施方式中,四个单独升降装置350中、内侧的两个为用于使内吸嘴保持轴206进退的装置(在下文中根据情况称作内用单独升降装置350),两端的两个为用于使外吸嘴保持轴207进退的装置(在下文中根据情况称作外用单独升降装置350)。
外用单独升降装置350在本实施方式中包括驱动部件352及驱动部件升降装置354。驱动部件升降装置354包括:作为驱动源的电动马达356、包括进给丝杠358及螺母360的进给丝杠机构362、将电动马达356的旋转传递给进给丝杠358的旋转传递机构364(参照图11)。
如图9以及图11所示,电动马达356以铅垂的姿势朝上安装于头主体200的支撑部224的下表面上;如图11所示,进给丝杠358由支撑部224、226以能够绕铅垂轴线旋转且不能沿轴向相对移动的方式支撑于与电动马达356相邻的位置上。电动马达356的输出轴366以及进给丝杠358的上端部分别向支撑部224的上方突出,并且安装有构成旋转传递机构364的带轮368、370,通过绕挂在其上的皮带372将电动马达356的旋转传递给进给丝杠358。在本实施方式中,带轮368、370为同步带轮,皮带372为同步带。
螺母360与进给丝杠358螺合,并且固定作为可动部件的滑动件378。滑动件378与由支撑部224、226以铅垂姿势支撑的作为引导部件的引导棒380通过直线衬套382(参照图12)以能够沿轴向相对移动且不能相对旋转的方式嵌合。如图15所示,驱动部件352从滑动件378的下部向外旋转体204一侧水平地延伸出,其伸出端部上安装有作为凸轮从动件的辊384。辊384位于外吸嘴保持轴207的旋转轨迹上,以能够在与旋转轨迹的切线正交的方向上、围绕与旋转中心线正交的水平轴线旋转的方式安装。
如图15所示,驱动部件352上,在辊384的下方设有卡合部388。在辊384的位置比位于上升端位置的外吸嘴保持轴207的卡合部320略微靠上、驱动部件352位于上升端位置的状态下,卡合部388设置于与颈部318对应的位置上。卡合部388呈板状,向外吸嘴保持轴207一侧水平地延伸出,在与外吸嘴保持轴207的旋转轴线正交的方向上位于卡合部320与弹簧支架部310之间,但延伸至不会与颈部318发生干扰的位置。因此,当外旋转体204旋转时,外吸嘴保持轴207可以不与卡合部388发生干扰地旋转。卡合部388的伸出端面形成以外吸嘴保持轴207的旋转轴线为中心线的圆筒面状。
内用单独升降装置350与外用单独升降装置350同样地构成,如图12以及图16所示,驱动部件352形成从滑动件378的上部超过外旋转体204地向内吸嘴保持轴206的上方延伸出之后、向下方弯曲的L字形,在其下端部可旋转地安装辊384。因此,内用单独升降装置350的驱动部件352的上升端位置与外用单独升降装置350的驱动部件352相同,辊384在与内吸嘴保持轴206的卡合部320之间具有略微的间隙且位置处于上侧,但在驱动部件352与滑动件378之间、在外吸嘴保持轴207的旋转轨迹的上方,形成沿上下方向延伸以容许外吸嘴保持轴207旋转的间隙386。
如图12所示,四个单独升降装置350的各辊384在与X轴方向平行的一条直线上以与送料器支撑台96的保持部98的形成间距相等的间隔配成一列,并且设置于如下位置:在内旋转体202及外旋转体204均位于设定旋转位置、上述四条直线D1、D2、D3、D4中的两条直线与X轴方向平行的状态下,位于沿着这两条直线中、远离头主体200的背壁部220的一侧的一条直线排列的内外各两个、共四个吸嘴保持轴206、207的上方。这四个吸嘴保持轴206、207是作用保持轴206、207,作用保持轴206、207所处的位置是作用位置。四个作用保持轴206、207的各两个作用保持轴206、207的位置相对于包括旋转体202、204的旋转轴线且与Y轴方向平行的平面对称,其中Y轴方向与四个单独升降装置350的排列方向即X轴方向垂直,四个单独升降装置350的内、外两个单独升降装置350相对于上述平面左右对称地设置。四个吸嘴保持轴206、207位于作用位置时的旋转体202、204的各旋转位置为设定旋转位置,该设定旋转位置在本实施方式中以90度间隔设有四个。
说明上述保持轴旋转驱动装置212。
在本实施方式中,如图10所示,保持轴旋转驱动装置212包括内吸嘴保持轴旋转驱动装置400及外吸嘴保持轴旋转驱动装置402,分别使内吸嘴保持轴206、外吸嘴保持轴207围绕轴线旋转。内吸嘴保持轴旋转驱动装置400是以电动马达408为驱动源、使八个内吸嘴保持轴206全部一齐旋转的装置。因此,在八个内吸嘴保持轴206上,分别在从其内旋转体202向下方延伸出的部分、且在导向筒302与吸嘴保持部330之间的部分安装作为被驱动部件的齿轮410,并且啮合于由头主体200以能够绕铅垂轴线旋转的方式保持的作为共同的驱动部件的齿轮412。
在上述旋转轴238的内侧以可与旋转轴238同心地相对旋转、且不可沿轴向移动的方式嵌合有旋转轴414,在旋转轴414的从旋转轴238向下方突出的突出端部上固定设置有齿轮412。旋转轴414的上端部从旋转轴238向上方延伸出,由支撑部222经由轴承416以能够围绕与内旋转体202的铅垂旋转轴线同心的轴线旋转、且不可沿轴向移动的方式进行支撑。如图10及图11所示,电动马达408以沿着铅垂方向延伸的姿势朝上安装于支撑部222的下表面的宽度方向(左右方向)的中央部上,安装于从其支撑部222向上方突出的输出轴418上的驱动齿轮420(参照图11)与安装于旋转轴414的上端部上的被驱动齿轮422啮合。被驱动齿轮422也是剪式齿轮,并包括两个齿轮424、426。通过电动马达408使旋转轴414旋转,使齿轮412旋转,由此八个内吸嘴保持轴206相对于内旋转体202一齐围绕自身的轴线在相同方向上旋转相同角度。另外,齿轮412的齿在上下方向(轴线方向)上较长,即使内吸嘴保持轴206升降,也不会脱离与齿轮410的啮合。
如图10所示,外吸嘴保持轴旋转驱动装置402也以电动马达430为驱动源,使八个外吸嘴保持轴207全部相对于外旋转体204一齐自转。因此,在八个外吸嘴保持轴207上,分别在从其外旋转体204向下方延伸出的部分、且在导向筒302与吸嘴保持部330之间的部分安装作为被驱动部件的齿轮432,并且与这八个齿轮432共同的作为驱动部件的齿轮434啮合。
齿轮434呈环状,在其外周面上由支撑部228经由轴承442以能够围绕与外旋转体204的铅垂旋转轴线同心的轴线旋转的方式进行支撑,形成于其内周面上的齿与八个齿轮432啮合。在从齿轮434的支撑部228向上方突出的突出部的外侧嵌合并固定有被驱动齿轮436。被驱动齿轮436也为剪式齿轮,包括两个齿轮438、440,并与驱动齿轮446啮合,其中,上述驱动齿轮446固定在朝下安装于支撑部226的上表面上的电动马达430的输出轴444上。因此,由电动马达430使被驱动齿轮436旋转,由此使齿轮434旋转,使齿轮432旋转,八个外吸嘴保持轴207一齐围绕自身的轴线在相同方向上旋转相同角度。齿轮434的齿在轴线方向上较长,即使外吸嘴保持轴207升降,也不会脱离与齿轮432的啮合。
吸嘴332利用负压吸附、保持电路元件,在吸嘴保持轴206、207内形成了省略图示的通路。吸嘴332在由吸嘴保持部330保持的状态下与吸嘴保持轴206、207内的通路连通,在本实施方式中被选择性地供给负压与正压。向吸嘴保持轴206、207的负压及正压的供给是由分别对应各八个内吸嘴保持轴206及外吸嘴保持轴207而设置的切换阀装置450来选择性地进行切换的。
上述切换阀装置450同样地构成,以设置于一个内吸嘴保持轴206上的切换阀装置450为例进行说明。
切换阀装置450在本实施方式中由滑阀构成,如图10所示具有阀芯452。如图12所示,在与内吸嘴保持轴206相邻的位置,沿着与内吸嘴保持轴206的轴线平行的方向贯穿内旋转体202而形成嵌合孔(省略图示),在该嵌合孔中以能够沿着轴向移动的方式嵌合有阀芯452,如图17所概略图示的那样,沿着轴向在间隔开的两处分别形成有向外周面开口的通路454、456。上述通路454、456呈圆环状,通过形成于内旋转体202内的通路458、460与内吸嘴保持轴206内的通路相连。
通路454、456中,通过形成于内旋转体202内的其他通路(在图10中省略了该通路及上述通路458、460的图示,以避免繁杂)、形成于旋转轴414内的通路464、形成于旋转轴238、414之间的圆环状的通路466、设置于头主体200上的负压供给通路468及正压供给通路470,从负压源472及正压源474被供给负压及正压。负压供给通路468上,如图18所概略图示的那样设有电磁开闭阀476,以容许、切断负压的供给。正压供给通路470具有:具备电磁开闭阀478的通路部480、与通路部480并列设置并具备电磁开闭阀482及压力控制阀484的通路部486。通路464、466设置在形成于内旋转体202内的上述其他通路与负压供给通路468及正压供给通路470之间。负压源472及正压源474设置于模块主体18上。负压供给通路468及正压供给通路470共同地设置于十六个切换阀装置450上,在安装头102被安装于第二X轴滑动件116上的状态下连接到负压源472及正压源474上。
关于阀芯452,如图17(a)所示,在位于上升端位置的状态下,上侧的通路456连接到正压源474及通路460上,而下侧的通路454被与负压源472及通路458切断;如图17(b)所示,在位于下降端位置的状态下,上侧的通路456被与正压源474及通路460切断,下侧的通路454连接到负压源472及通路458上。阀芯452的第一位置即上升端位置是正压供给位置,能够向吸嘴332供给正压;第二位置即下降端位置是负压供给位置,能够向吸嘴332供给负压。另外,虽然省略了图示,在阀芯452与旋转体202、204之间的部分设有多个作为密封部件的密封环,分别防止正压及负压的泄漏。借助上述密封环的摩擦力,阀芯452被保持在分别位于正压供给位置及负压供给位置的状态。
如图13所示,设置于内旋转体202上的切换阀装置450的阀芯452(在下文中根据情况称作内切换阀装置450、内阀芯452)的上端部从内旋转体202向上方延伸出,并被设置成:在位于上升端位置及下降端位置中的任一位置的状态下,位置均比位于上升端位置的内吸嘴保持轴206靠上。阀芯452的上端部上,设有与内旋转体202嵌合的嵌合部、直径比通路形成部大的圆板状的卡合部492。
与外吸嘴保持轴207对应地设置于外旋转体204上的切换阀装置450的阀芯452(在下文中根据情况称作外切换阀装置450、外阀芯452)从外旋转体204向上方延伸出,在上端部设置了卡合部492,如图13所示,在位于上升端位置的外吸嘴保持轴207的下方,在上升端位置与下降端位置之间进行升降。外阀芯452通过形成于外旋转体204内的通路458、460与外吸嘴保持轴207内的通路相连,经由负压供给通路468、正压供给通路470、通路464、466及形成于外旋转体204内的通路(省略图示)从负压源472、正压源474供给负压、正压。
如图12所示,头主体200上设有对与上述四个作用保持轴206、207对应的切换阀装置450分别进行切换的切换装置500。如图9及图12所示,在头主体200的支撑部226的、与四个单独升降装置350中的两端的单独升降装置350相邻的部位,设有各两个切换装置500,在分别与四个作用位置对应的位置设有切换装置500。上述各两个切换装置500中的一个切换装置,对与由内吸嘴保持轴206构成的作用保持轴即内作用保持轴206对应的内切换阀装置450进行切换,另一个切换装置对与由外吸嘴保持轴207构成的作用保持轴即外作用保持轴207对应的外切换阀装置450进行切换。将上述内、外切换阀装置450的位置称为切换位置。此外,根据情况将对内切换阀装置450进行切换的切换装置500称为内切换装置500,将对外切换阀装置450进行切换的切换装置500称为外切换装置500。
基于图19说明对内切换阀装置450进行切换的切换装置500。
本切换装置500以线性马达502为驱动源。线性马达502在本实施方式中为圆筒形的线性马达,包括作为固定部的定子504及作为可动部的可动元件506。在本实施方式中,定子504在由磁性材料制成的棒的表面上等间距地设有多个环状的永磁铁,并铅垂地设置于支撑部224、226之间的部分。可动元件506包括多个线圈,与定子504的外侧具有半径方向的间隙地嵌合,并能够沿着定子504的轴向移动。
可动元件506上固定有作为可动部件的滑动件510,并且,在支撑部224、226上与定子504相邻地铅垂设置有引导棒512,滑动件510以能够沿轴向相对移动的方式嵌合在引导棒512上,由引导棒512引导着沿上下方向移动。滑动件510上固定有卡合部件514。卡合部件514呈板状,并向内阀芯452的卡合部492的旋转轨迹内延伸出。内阀芯452比内吸嘴保持轴206高,如图19所示,卡合部件514超过外阀芯452、内吸嘴保持轴206及外吸嘴保持轴207、且不会与它们发生干扰地达到内阀芯452,向位于切换位置的内切换阀装置450的内阀芯452的卡合部492所处的位置延伸出。卡合部件514的伸出端部呈U字形,向其伸出端面开口,并且,形成在卡合部492的旋转方向上贯穿的切口516,在切口516的上下两侧分别设有卡合部518、520。
关于卡合部件514的上升端位置,在内阀芯452位于上升端位置的状态下,切口516被设定于高度与卡合部492相同的位置,卡合部518、520与卡合部492之间具有间隙地分别位于卡合部492的上下两侧。当通过内旋转体202的旋转使内阀芯452旋转时,卡合部件514可通过切口516避免与卡合部492之间发生干扰。卡合部件514的上升端位置为上升端侧干扰避免位置。此外,如图12所示,卡合部件514的卡合部518、520从俯视看与卡合部492的外周部重叠,但如图19所示,不会达到内阀芯452的卡合部492下侧的部分,不会发生干扰。
向可动元件506的线圈供电,使可动元件506移动,由此使卡合部件514升降。卡合部件514的移动方向的位置,由图9所示的作为位置检测装置的线性编码器522检测。线性编码器522包括:以铅垂姿势设置于支撑部224、226上的直线尺524和设置于可动元件506并沿着直线尺524移动的移动检测头526。可动元件506,通过向线圈施加保持电流而保持于在任意位置处停止的状态。
外切换装置500与内切换装置500同样地以线性马达502为驱动源,可动元件506可升降地嵌合于内切换装置500的线性马达502的定子504的下部,固定于可动元件506上的滑动件510可移动地嵌合在引导棒512上,共用内切换装置500、定子504以及引导棒512。如图19所示,外切换装置500的卡合部件530从滑动件510向外阀芯452的卡合部492的旋转轨迹内一直伸出至位于切换位置的外切换阀装置450的外阀芯452的卡合部492所处的位置,并设有切口532以及卡合部534、536。卡合部件530的上升端位置被设定为切口532与位于上升端位置的外阀芯452的卡合部492对应的位置,卡合部534、536与卡合部492之间具有间隙地分别位于卡合部492的上下两侧。卡合部件530的上升端位置为上升端侧干扰避免位置。此外,虽然卡合部件530的卡合部534、536从俯视看与卡合部492的外周部重叠,但未达到外阀芯452的卡合部492的下侧的部分,不会相互干扰。通过使外阀芯452比内阀芯452低,形成内、外切换装置500共用定子504的结构,切换装置500的配设空间较小即可。卡合部件530的移动位置也由线性编码器522检测。该线性编码器522共用检测卡合部件514的移动位置的线性编码器522和直线尺524。
如图20所示,上述头控制装置214以头控制计算机540为主体而构成,并设置于头主体200上。头控制装置214经由驱动电路542对电动马达254等、构成安装头102的各种装置的驱动源等进行控制。安装控制计算机540的输入输出接口上,连接有直线尺524以及设置于电动马达254等上的编码器544(图20中代表性地图示出其中一个)。在本实施方式中,分别设置于电动马达254、272、408、430上的编码器544为绝对编码器,设置于电动马达356的编码器544为增量式编码器。头控制计算机540也可以称为安装控制计算机540。
如图20所示,上述模块控制装置32以模块控制计算机550为主体构成,并经由驱动电路552对电动马达120等、构成安装模块10的各种装置的驱动源等进行控制。而且,在模块控制计算机550的输入输出接口上,连接有对基准标记拍摄装置28以及元件拍摄装置30通过拍摄所得到的数据进行处理的图像处理计算机554以及安装控制计算机540,并且,经由通信电缆558连接有其他安装模块10的模块控制装置32及对安装系统整体进行统一控制的系统控制装置556。此外,虽然省略了图示,但在输入输出接口上连接有设置于电动马达120等上的编码器等。
说明在如上构成的安装系统中利用安装头102向电路基板44安装电路元件的安装动作。
在安装头102中,可以利用各两个外吸嘴保持轴207及内吸嘴保持轴206的共计四个吸嘴保持轴206、207所保持的吸嘴332同时吸附电路元件,或可利用各一个外吸嘴保持轴207及内吸嘴保持轴206的共计两个吸嘴保持轴206、207所保持的吸嘴332同时吸附电路元件,也可以利用各一个内吸嘴保持轴206或外吸嘴保持轴207所保持的吸嘴332吸附电路元件。在安装头102中,基于从模块控制装置32向头控制装置214传送的指令等对旋转体驱动装置208等进行控制,利用吸嘴332吸附电路元件并向电路基板44进行安装等。
说明利用四个吸嘴保持轴206、207所保持的吸嘴332同时吸附电路元件的同时吸附动作。
在这种情况下,使内旋转体202及外旋转体204分别位于设定旋转位置,成组的内、外各两个吸嘴保持轴206、207等间隔地排列于一条直线上。在本实施方式中,用于检测单独驱动装置234、236的电动马达254、272的各旋转角度的编码器544为绝对编码器,分别规定旋转体202、204的各四个设定旋转位置的编码器544的值被预先设定,并被存储到设置于头控制计算机540的RAM上而构成存储单元的设定旋转位置存储器中。在本实施方式中,例如,编码器544被设置成:检测值为0度、90度、180度、270度的位置分别作为设定旋转位置。使四组中的一组的四个吸嘴保持轴206、207分别位于作用位置。这四个吸嘴保持轴206、207的间隔为与保持部98的形成间距相等的12毫米,而无法进行变更。因此,通过使用四个吸嘴保持轴206、207来同时吸附电路元件的同时吸附动作,即使与吸嘴332之间略微存在位置偏差,也可以不受妨碍地对所吸附的大小的电路元件进行。
而且,通过头移动装置103使安装头102向四个作用保持轴206、207分别位于相邻的四个送料器50的各供给部的上方的元件取出位置移动。在此状态下,使四个单独升降装置350的各驱动部件352同时下降,克服弹簧312的作用力而将四个作用保持轴206、207同时压下。驱动部件352在旋转体202、204旋转时位于上升端位置,在成组的四个吸嘴保持轴206、207以分别位于送料器50的供给部的上方的状态向作用位置进行旋转的情况下,在吸嘴保持轴206、207的卡合部320的旋转方向上,当下游侧的一部分达到辊384的下方时,在辊384与卡合面322卡合的时机使吸嘴保持轴206、207下降。由此,吸嘴保持轴206、207向作用位置的移动与下降并行地进行,缩短了吸附电路元件所需的时间。吸嘴保持轴206、207的与下降并行进行的移动,通过辊384的旋转而得以顺利地进行。
与作用保持轴206、207的下降并行地,与四个作用保持轴206、207分别对应的切换阀装置450的各个阀芯452通过切换装置500一齐向负压供给位置下降。在吸嘴332未吸附电路元件的状态下,阀芯452位于图17(a)所示的正压供给位置。电磁开闭阀478、482关闭,切换阀装置450与正压源474的连通被切断,不向吸嘴保持轴206、207供给正压。当利用安装头102开始吸附电路元件时,电磁开闭阀476打开而被设定为从负压源472向切换阀装置450供给负压的状态。
随着吸嘴保持轴206、207向作用位置移动,使阀芯452向切换位置移动,在停止后使四个切换装置500的各卡合部件514、530下降,上侧的卡合部518、534与卡合部492卡合而将阀芯452压下。由此,通路458与负压源472连通,从吸嘴保持轴206、207向吸嘴332供给负压而吸附电路元件。在吸嘴332即将与电路元件抵接之前,在向吸附面供给负压的时机使阀芯452下降,切换阀装置450被切换至负压供给状态。
在利用吸嘴332吸附电路元件之后,使四个驱动部件352一齐上升。吸嘴保持轴206、207随之在弹簧312的施力下上升,电路元件被从送料器50取出。在本实施方式中,单独升降装置350是吸嘴保持轴206、207强制地进行下降而容许上升的装置。另外,若由于某种原因导致吸嘴保持轴206、207无法在弹簧312的施力下上升,则随着驱动部件352的上升,卡合部388与吸嘴保持轴206、207的卡合部320,强制地使吸嘴保持轴206、207上升。
阀芯452维持向负压供给位置下降后的状态,以保持在向吸嘴332供给负压的状态。在使阀芯452下降之后,使切换装置500的卡合部件514、530略微上升,使卡合部518、534与阀芯452的卡合部492分离,卡合部492位于切口516、532内,上下的卡合部518、520、534、536均不与卡合部492接触,通过旋转体202、204的旋转而容许阀芯452的旋转。将此位置称为卡合部件514、530的下降端侧干扰避免位置。而且,在使阀芯452旋转、使卡合部492脱离切口516、532之后,使卡合部件514、530向上升端位置或上升端侧干扰避免位置上升,接着与供给电路元件的吸嘴保持轴206、207对应的阀芯452的卡合部492向切口516、532内进入。
使内旋转体202及外旋转体204分别向下一设定旋转位置旋转,向相同方向旋转设定旋转角度(在本实施方式中为90度)。由此,使下一组的四个吸嘴保持轴206、207向作用位置移动,使四个吸嘴332同时吸附电路元件。
若十六个吸嘴保持轴206、207全部吸附有电路元件,则使安装头102向元件拍摄装置30移动,以对全部的电路元件同时进行拍摄。拍摄数据由图像处理计算机554进行处理,计算出由吸嘴332所保持的电路元件的保持位置误差。保持位置误差中包括:X轴、Y轴方向的各位置误差及围绕轴线的位置误差即旋转位置误差。X轴、Y轴方向的各位置误差可以通过修正安装头102的移动位置而消除,旋转位置误差可以通过使吸嘴保持轴206、207自转而进行修正。由于内吸嘴保持轴206和外吸嘴保持轴207均是每八个一齐进行旋转,因此吸嘴保持轴206的自转角度是考虑到在其他吸嘴保持轴206、207自转时也进行旋转而设定的。此时,通过拍摄设置于电路基板44上的基准标记而取得的多个元件安装位置的各位置误差也被一并进行修正。
电路元件的向电路基板44的安装,在本实施方式中是逐个进行的。例如,在由内吸嘴保持轴206的吸嘴332所保持的电路元件被安装于电路基板44上时,通过内旋转体202的旋转,使该内吸嘴保持轴206向通过两个内用单独升降装置350中的一个、例如(ァ)目前距内吸嘴保持轴206所处位置较近的一个内用单独升降装置350、或(ィ)在X轴方向上安装头102的移动距离较短的一个内用单独升降装置350而进行升降的作用位置移动并下降,从而将电路元件安装于电路基板44上。在安装后,使内吸嘴保持轴206向上升端位置上升。
如上所述,四个单独升降装置350的各两个单独升降装置相对于包括旋转体202、204的旋转轴线、且与Y轴方向平行的平面对称地设置,两个内用单独升降装置350在X轴方向上的位置不同,并且,其中一个在电路基板44的输送方向上靠近下游侧的端部,另一个靠近上游侧的端部。因此,通过使用某一内用单独升降装置350使内吸嘴保持轴206进行升降,可以缩短安装头102在X轴方向上的移动距离,而且,可以减少从安装时的安装头102的电路基板44在基板输送方向上向下游侧或上游侧的露出。由此,可以在缩短安装头102的移动距离的同时,获得较大的安装范围。用于检测内用单独驱动装置234的电动马达254的旋转角度的编码器544为绝对编码器,对于八个内吸嘴保持轴206,预先取得表示向与两个内用单独升降装置350分别对应的位置移动的状态下的旋转体202的旋转位置的编码器544的值,并存储到设置于头控制计算机540的RAM上而构成存储单元的元件安装时吸嘴保持轴位置存储器。然后,对应通过哪一个内用单独升降装置350进行升降而读出编码器544的值,使旋转体202旋转。另外,同样地,在安装时,内吸嘴保持轴206的旋转与下降也并行地进行。
与进行电路元件安装的内吸嘴保持轴206对应的阀芯452,通过切换装置500向正压供给位置上升。使对全部内吸嘴保持轴206设置的阀芯452向负压供给位置下降之后,使卡合部件514向下降端侧干扰避免位置,随着阀芯452的旋转,卡合部492向切口516内进入。然后,通过线性马达502使卡合部件514上升,其下侧的卡合部520与卡合部492卡合而使阀芯452上升。在全部的吸嘴332吸附有电路元件的状态下,电磁开闭阀482打开,设定为从正压源474向切换阀装置450供给压力被控制得较低的正压的状态。因此,当使阀芯452向正压供给位置上升时,在通路458被与负压源472切断之后,使通路460与正压源474连通,向内吸嘴保持轴206供给正压。由此,从吸嘴332喷射正压而积极地释放电路元件。在电路元件被放置于电路基板44上的状态下,阀芯452被切断向吸附面的负压供给,之后,在喷射正压的时机使阀芯452上升。对于未保持电路元件的吸嘴332,阀芯452处于负压供给位置而被供给负压,保持于吸附电路元件的状态。
在使阀芯452向正压供给位置上升之后,使卡合部件514略微下降而位于上升端侧干扰避免位置,与卡合部492分离,以容许阀芯452随着内旋转体202的旋转而旋转。若通过内旋转体202的旋转使卡合部492脱离切口516后,则使卡合部件514向下降端侧干扰避免位置下降,接着使进行切换的452的卡合部492向切口516内进入。
在内用单独升降装置350的驱动部件352与滑动件378之间的部分设有间隙386,可以使驱动部件352与外吸嘴保持轴207不相干扰地、使外旋转体204旋转。而且,间隙386在上下方向上较长,即使为了使内吸嘴保持轴206下降而使驱动部件352下降,也不会与外吸嘴保持轴207发生干扰。因此,为了安装电路元件,可以在内吸嘴保持轴206进行升降的期间使外旋转体204旋转、接着使安装电路元件的外吸嘴保持轴207向作用位置移动,从而可以提高安装效率。外用单独升降装置350的驱动部件352处于内旋转体202的外侧,可以在利用外吸嘴保持轴207安装电路元件的过程中使内旋转体20旋转,使内吸嘴保持轴206向作用位置移动。内、外各八个吸嘴保持轴206、207所保持的电路元件的安装可以内外交替地进行,也可以在对内、外中的任一方安装完全部的电路元件之后,再对另一方进行安装。此外,在内、外各旋转体202、204中,电路元件的安装顺序可以是围绕旋转体202、204的旋转轴线的吸嘴保持轴206、207的排列顺序,也可以是任意的顺序。
若对于各八个内、外吸嘴保持轴206、207,吸嘴332所保持的电路元件全部安装完毕,则电磁开闭阀476、482关闭,向阀芯452的负压、正压的供给均被暂时切断。另外,在对吸嘴332内的通路进行清扫时,电磁开闭阀478打开,从正压源478向吸嘴332供给高压的空气,以吹扫通路内的灰尘等。
在使成组的四个吸嘴保持轴206、207位于设定旋转位置的状态下,也可以使这些吸嘴保持轴206、207中的任意三个或两个吸嘴保持轴同时升降,从三个或两个送料器50同时取出电路元件,或者还可以使任一个吸嘴保持轴升降而从送料器50取出电路元件。同时升降的两个吸嘴保持轴可以均是内吸嘴保持轴206,也可以均是外吸嘴保持轴207。
说明利用由两个吸嘴保持轴206、207所保持的吸嘴332同时吸附电路元件的同时吸附动作。
由于电路元件较小,因而吸嘴332与电路元件之间所容许的偏差较小,在对取出元件时的两者的对位精度要求高的情况下,进行上述的同时吸附动作。这是因为,若为内、外各一个吸嘴保持轴206、207,则可以通过使旋转体202、204中的至少一方旋转而调整轴间距离,以应对电路元件的位置偏差。电路元件的位置偏差,是由于进给装置54对元件保持带64的进给误差、送料器50的相对于送料器支撑台96的安装位置误差及因安装状态下的送料器50的姿势倾斜等引起的元件收容凹部80的位置偏差所产生的。而且,可通过使内、外旋转体202、204中的至少一方朝着成组的两个吸嘴保持轴206、207相互靠近的方向旋转而缩短轴间距离,通过朝着相互远离的方向旋转而延长轴间距离。
在本实施方式中,使用两个吸嘴保持轴206、207来同时吸附电路元件的同时吸附动作可以对相邻的两个送料器50、或相隔一个送料器的两个送料器50来进行。若三个以上旋转体相互以同轴状重叠,则对于相隔两个以上送料器的两个送料器50,可以通过分别保持于不同的两个旋转体上的两个吸嘴保持轴来调整它们的轴间距离,并同时取出电路元件。以下,以对相邻的两个送料器50进行的电路元件的同时吸附动作为例进行说明。另外,送料器支撑台96的位置偏差可以在发货时取得并进行修正。此外,为了简化说明,在本实施方式中,电路元件的Y轴方向的位置误差通过控制进给装置54而进行修正,X轴方向的位置误差通过改变轴间距离而进行修正。
在同时吸附两个电路元件时,各八个内吸嘴保持轴206和外吸嘴保持轴207逐一地成组。在本实施方式中,如图21中以双点划线所圈示的那样,各八个内吸嘴保持轴206和外吸嘴保持轴207中,围绕旋转体202、204的旋转轴线在相同的旋转方向上相对于上游侧、下游侧的各吸嘴保持轴206、207的角度间隔大小相同的吸嘴保持轴206、207彼此成组。另外,在这里,为了简化说明,与取出电路元件的送料器50的在送料器支撑台96上的保持位置无关,利用四个单独升降装置350中的预先设定的两个单独升降装置,使相对于包括旋转体202、204的旋转轴线且与Y轴方向平行的平面而位于左侧或右侧的内、外吸嘴保持轴206、207进行升降。
图21所示的组合,与属于同时吸附四个电路元件时所组合的四个吸嘴保持轴206、207的吸嘴保持轴206、207的组合不同。也可以将同时吸附四个电路元件时所组合的内、外各两个吸嘴保持轴206、207中、相对于包括旋转体202、204的旋转轴线的上述平面而位于同一侧的各一个内、外吸嘴保持轴206、207作为一组。但是,在这种情况下,若取出电路元件的两个送料器50不变,则使旋转体202、204各旋转90度而依次位于同时吸附四个电路元件时的四个设定旋转位置,使成组的四个内、外吸嘴保持轴206、207中的两个分别向与预先设定的内用、外用单独升降装置350对应的作用位置移动,使其进行电路元件的同时吸附动作。然后,在利用四组内、外吸嘴保持轴206、207的各个吸嘴332吸附电路元件后,使安装头102移动,使成组的四个内、外吸嘴保持轴206、207中的其余两个位于与取出电路元件的送料器50的供给部对应的位置。在移动后,再次使内、外旋转体202、204依次旋转至四个设定旋转位置,使其余的两个内、外吸嘴保持轴206、207位于作用位置,使其进行电路元件的同时吸附动作。相对于此,根据图21所示的组合,可以使成组的内、外吸嘴保持轴206、207按照围绕旋转体202、204的旋转轴线的配设顺序向作用位置移动,各个旋转体202、204的一次的旋转角度虽然对应吸嘴保持轴206、207的配设角度间隔而大小交替地变化,但均小于90度,旋转体202、204的总旋转量较小即可。此外,在从相同的送料器50取出电路元件时,安装头102也无需移动。
这样的同时吸附两个电路元件时的内、外旋转体202、204的各旋转位置也为设定旋转位置。在使成组的四个吸嘴保持轴206、207中的两个吸嘴保持轴206、207同时吸附两个电路元件时的旋转体202、204的设定旋转位置,虽然与同时吸附四个电路元件时相同,但如图21所示,组合内、外吸嘴保持轴206、207时的旋转体202、204的设定旋转位置也与同时吸附四个电路元件时不同(参照图22)。
在同时取出两个电路元件时,使用四个单独升降装置350中的、相对于与上述的Y轴方向平行的平面而位于左右两侧中的一侧的两个或位于另一侧的两个。使成组的四个吸嘴保持轴206、207同时动作时,用于使这些吸嘴保持轴206、207升降的单独升降装置350被唯一地确定,在使四个中的两个同时动作时,也唯一地确定为与使四个同时动作时相同的单独升降装置350。因此,在使用四个吸嘴保持轴206、207中的、右侧的两个时和使用左侧的两个时,旋转体202、204的旋转位置不变,设定旋转位置相同。
相对于此,图21所示组合的吸嘴保持轴206、207,利用左右两侧的内用、外用单独升降装置350均可进行升降。这是因为,通过设定旋转体202、204的旋转位置,可以使成组的吸嘴保持轴206、207选择性地位于:通过相对于与上述Y轴方向平行的平面而位于左侧的内用、外用单独升降装置350进行升降的作用位置、通过位于右侧的内用、外用单独升降装置350进行升降的作用位置,可以根据使用左右两侧中的哪一侧的内用、外用单独升降装置350而使旋转体202、204的设定旋转位置不同,设定旋转位置有两种。
同时吸附两个电路元件时的旋转体202、204的设定旋转位置无论如何设定,单独升降装置350及切换装置500在旋转体202、204位于设定旋转位置的状态下均位于作用位置,并设置于与作为作用保持轴的吸嘴保持轴206、207对应的位置。
如图22的实线所示,若将构成一组的各一个内、外吸嘴保持轴206、207相隔12毫米的间隔在X轴方向上排列、且位于作用位置而成为作用保持轴206、207的位置作为标准位置,则预先取得表示八组内、外吸嘴保持轴206、207分别位于标准位置的状态下的内、外旋转体202、204的旋转位置(以后称为标准旋转位置。标准旋转位置为设定旋转位置。)的编码器544的值(以后称为标准旋转位置规定值),并存储到设置于头控制计算机540的RAM上而构成存储单元的标准旋转位置存储器中。检测单独驱动装置234、236的电动马达254、272的旋转角度的编码器544是绝对编码器,标准旋转位置规定值是绝对值。因此,若使旋转体202、204向编码器544的检测值为标准旋转位置规定值的位置旋转,则使八组内、外吸嘴保持轴206、207分别位于标准位置。
但是,相邻的两个元件收容凹部80有时会产生位置偏差。由于位置偏差,例如若相邻的两个元件收容凹部80的间距变得比12毫米短,则如图22的双点划线所示,由于使内、外吸嘴保持轴206、207分别位于轴间距离与两个元件收容凹部80的实际间距相等的位置,因而需要使内旋转体202、外旋转体204的标准旋转位置分别改变角度α1、α2。
而且,在此状态下,内、外吸嘴保持轴206、207在相对于X轴方向发生倾斜的方向上排列,因而若使旋转体202、204向相同方向旋转相同角度(α3),则如图22的虚线所示,需要使内、外吸嘴保持轴206、207相隔与两个元件收容凹部80的实际间距相等的距离而在X轴方向上排列。因此,将旋转体202、204的标准旋转位置设定为对于内旋转体202修正角度(α1+α3)、对于外旋转体204修正角度(α2+α3)的位置即可。将该旋转位置称为修正旋转位置。另外,用于修正标准旋转位置的角度即修正旋转角度(α1+α3)及(α2+α3)分别为包含正、负号的值。正、负由旋转体202、204的旋转方向决定。
通过使旋转体202、204向修正旋转位置旋转,如图22所示,成组的内、外吸嘴保持轴206、207的X轴、Y轴方向的位置改变。在连接两个吸嘴保持轴206、207的轴线的直线的中点处算出其位置变化Δx、Δy,通过对安装头102的移动位置进行修正而抵消。由此,构成一组的各一个内、外吸嘴保持轴206、207的轴间距离与两个元件收容凹部80的间距一致,并且,在水平面内,相对于两个元件收容凹部80的位置一致。
在本实施方式中,使相邻的两个元件收容凹部80的间距各相差设定距离、例如各相差0.1毫米地不同,预先计算取得其间距所需的旋转体202、204的各修正旋转角度及安装头102的移动位置的修正量,与元件收容凹部80的间距建立相关地存储到设置于模块控制计算机550的RAM而构成存储单元的修正数据存储器中。修正数据存储器也可设置于头控制计算机540上。
在本实施方式中,在开始向一连串的电路基板44安装电路元件之前,对于搭载于送料器支撑台96上的全部送料器50,由基准标记拍摄装置28来拍摄位于供给部的元件收容凹部80,取得其X轴、Y轴方向的位置偏差,与送料器50的在送料器支撑台96上的保持位置建立相关地存储到设置于模块控制计算机550的RAM上的存储单元即元件收容凹部位置偏差存储器中。也可以计算相邻的两个送料器50的各元件收容凹部80的间距,并与送料器50的保持位置相关地进行存储。元件收容凹部位置偏差存储器也可以设置于头控制计算机540上。
在取出电路元件时,对于同时取出电路元件的两个送料器50分别从元件收容凹部位置偏差存储器读出元件收容凹部80的X轴方向的位置偏差,算出元件收容凹部80之间的间距。然后,从修正数据存储器读出与该间距对应的修正旋转角度及移动位置修正量,并从模块控制计算机550向头控制计算机540传送。若无需对标准旋转位置进行修正,则单独驱动装置234、236分别使旋转体202、204向标准旋转位置旋转,使成组的内、外吸嘴保持轴206、207位于标准位置。若需要对标准旋转位置进行修正,则基于修正旋转角度对标准旋转位置进行修正、单独驱动装置234、236分别使旋转体202、204向修正旋转位置旋转,使外吸嘴保持轴206、207分别向可以得到与元件收容凹部80的间距对应的轴间距离的作用位置移动。
而且,通过模块控制计算机550对头移动装置103进行控制,若需要则对安装头102的移动位置进行修正,使内、外吸嘴保持轴206、207向与元件收容凹部80一致的位置移动。然后,使与内、外吸嘴保持轴206、207对应的两个单独升降装置350同时动作,使成组的内、外吸嘴保持轴206、207同时下降,分别保持于这些吸嘴保持轴206、207上的吸嘴332从元件收容凹部80同时取出电路元件。另外,当修正数据存储器中不存在与所计算出的间距相同的间距时,例如,将比所计算出的间距小、且与所计算出的间距之间的差值最小的间距设定为元件收容凹部间距,读出修正旋转角度等。
若八组全部从相同的两个送料器50取出电路元件,则维持使安装头102停止的状态,若无需对旋转位置进行修正,则使旋转体202、204依次向标准旋转位置旋转,成组的内、外吸嘴保持轴206、207取出电路元件。若需要修正,则根据从模块控制计算机550传送的修正旋转角度对标准旋转位置进行修正,使旋转体202、204依次向修正旋转位置旋转。
若对于八组内、外吸嘴保持轴206、207中的至少两组取出电路元件的两个送料器50的组合改变,则读出针对这些送料器50存储的元件收容凹部80的位置偏差,并算出两个元件收容凹部80的间距。若需要进行修正,则读出与所计算出的间距对应的修正旋转角度及移动位置修正量,对标准旋转位置进行修正,使旋转体202、204向修正旋转位置旋转,并且使安装头102向修正后的位置移动。
如上所述,通过元件拍摄装置30对从送料器50取出的电路元件进行拍摄,取得吸嘴332对电路元件的保持位置误差。该保持位置误差中的、X轴、Y轴方向的位置误差包括:元件收容凹部80的位置偏差及电路元件的元件收容凹部80内的偏差。电路元件的元件收容凹部80内的偏差具有对于一个元件保持带64的所有元件收容凹部80相同的趋势。因此,基于所取得的X轴方向的位置误差对元件收容凹部80的位置偏差数据进行修正,以用于计算出取出下一电路元件时的元件收容凹部间距。电路元件的元件收容凹部80内的位置偏差也视为元件收容凹部80的位置偏差而被进行修正。在基于元件收容凹部80的位置偏差预先算出元件收容凹部间距时,基于取得的位置误差对元件收容凹部间距进行修正。当从相同的送料器50取出多个电路元件时,算出多个位置误差的平均值,并用于修正元件收容凹部80的位置偏差。由此,在取出下一电路元件时,减小了内、外吸嘴保持轴206、207的相对于电路元件的位置偏差,可以以更小的位置偏差同时吸附两个电路元件。
当通过使用两个吸嘴保持轴206、207对相隔一个送料器50的两个送料器50同时吸附两个电路元件时,对于这些送料器50的各元件收容凹部80有时也会产生位置偏差。在这种情况下,也与从相邻的两个送料器50同时取出电路元件时相同地,使元件收容回部80的间距各相差设定距离地不同,按照各个间距预先算出旋转体202、204的修正旋转角度及安装头102的移动位置修正量,并存储到修正数据存储器中,对应元件收容凹部80的实际间距进行使用。对于三个以上旋转体以同轴状重叠、由分别保持于不同的两个旋转体上的两个吸嘴保持轴的吸嘴对相隔两个以上送料器50的两个送料器50同时吸附电路元件时也同样。
另外,对于用于使构成一组的各一个内、外吸嘴保持轴206、207进行升降的内用、外用单独升降装置350,最好使送料器50的在送料器支撑台96上的保持位置在基板输送方向上对应处于上游侧的端部还是处于下游侧的端部而不同。例如,当从相邻的两个送料器50同时取出电路元件时,使用相对于包括旋转体202、204的旋转轴线、且与Y轴方向平行的平面而分别位于左右两侧的内用、外用单独升降装置350中的、在基板输送方向上位于靠近供给电路元件的送料器50的一侧的单独升降装置350。在这种情况下,对于八组吸嘴保持轴206、207,标准旋转位置规定值可以根据是通过左右两侧中的哪一侧单独升降装置350进行升降而取得两种并进行存储。而且,修正旋转角度被以绝对值进行存储,并对应所使用的单独升降装置350标以正负号进行使用。这是因为,用于改变成组的吸嘴保持轴206、207的轴间距离的旋转体202、204的旋转方向对应使用左右两侧中的哪一侧单独升降装置350而相反。单独驱动装置234、236中,被驱动齿轮260、278为剪式齿轮,以消除振动,而且,旋转体202、204及吸嘴保持轴206、207等被以可以忽略误差的程度的较高加工精度制作。而且,对应所使用的单独升降装置350,成组的内、外吸嘴保持轴206、207的在与基板输送方向平行的方向上的位置相反,移动位置修正量中、X轴方向的修正量被以绝对值进行存储,并对应所使用的单独升降装置350标以正负号进行使用。使内、外旋转体202、204向同时吸附四个电路元件时的设定旋转位置旋转,在使用成组的四个吸嘴保持轴206、207中的两个吸嘴保持轴同时吸附电路元件时也同样。这是因为,对于四个吸嘴保持轴206、207中的左右各两个吸嘴保持轴,内、外吸嘴保持轴206、207的左右相反。
当利用各一个内吸嘴保持轴206或外吸嘴保持轴207吸附电路元件时,在旋转体202、204中,分别使吸嘴保持轴206、207按照预先设定的顺序向作用位置移动、下降并吸附电路元件。该作用位置是吸嘴保持轴处于与内、外各两个单独升降装置350中、预先设定的一方对应的位置时的位置。
由以上说明可知,在本实施方式中,旋转体202和旋转体204构成多层型旋转体及转子,旋转体驱动装置208构成转子旋转驱动装置。而且,头移动装置103构成回转头移动装置。进而,使头控制装置214的两个或四个单独升降装置350同时动作的部分构成同时动作控制部,使四个单独升降装置350分别升降的部分构成单独动作控制部,它们与四个单独升降装置350一起构成保持轴升降装置210。而且,对头控制装置214的单独驱动装置234、236进行控制,使旋转体202、204向与两个元件收容凹部80的间距对应的位置旋转,改变成组的内、外吸嘴保持轴206、207的轴间距离,调整为与元件收容凹部80的间距对应的距离的部分构成作为轴间距离变更部的微调部,并且,设定为在X轴方向上排列的状态的部分构成方向变更部,与单独驱动装置234、236一起构成旋转体驱动装置208。此外,控制头控制装置214的单独驱动装置234、236的部分及控制模块控制装置32的头移动装置103的部分构成保持轴位置控制部。
利用图14所示的两个旋转体即内旋转体202和外旋转体204各自的、各八个吸嘴保持轴206、207所分别保持的多层型回转头的一种即二层型回转头同时取出多个元件的代表例,如上文所详细说明的那样,使四个吸嘴保持轴206、207一齐升降而同时取出四个,从提高作业效率的观点出发,只要情况允许,优选以此方式同时取出。
但是,并不是始终可以以此方式同时取出。上述的、电路元件较小,因而需要使同时下降的两个吸嘴332的轴间距离与彼此相邻的两个送料器25的供给部之间的距离一致的情况为一例,在此情况下,如上所述,需要使分别保持于内旋转体202和外旋转体204上的各一个吸嘴保持轴206、207同时下降。
此外,若同时取出的电路元件在电路基板44上的安装位置相离较远,则相反会导致安装作业效率降低,因而需要考虑电路元件的安装位置来决定元件供给装置24上的送料器50的排列。此外,为了从送料器50取出电路元件,需要使保持于二层型回转头的各吸嘴保持轴206、207上的各吸嘴332的种类与由多个送料器50分别供给的电路元件的种类(特别是伴有尺寸或被保持部的状态的不同的种类)相一致。决定送料器50与吸嘴332两者的排列,以始终满足这些条件,实际上大多是不可能的。因此,实际上不可避免的是,可同时取出的电路元件的数量有时为三个以下。
当可同时取出的电路元件的数量为三个以下时,如之前说明的那样,优选对应送料器50的在送料器支撑台96上的保持位置在基板输送方向上是处于上游侧的端部还是处于下游侧的端部而选择将相对于包括旋转体202、204的旋转轴线且与Y轴方向平行的平面位于左侧的吸嘴保持轴、还是位于右侧的吸嘴保持轴作为待升降的吸嘴保持轴206、207。
因此,图14所示的二层型回转头,如上所述,能够以同时取出四个、同时取出三个、同时取出两个及取出一个的方式来取出电路元件,若对其中、相当于多个元件同时取出方法的具体方式进行归纳,则如图23至图27所图示的那样。在各图中,以标有斜线的圆来表示同时升降的吸嘴保持轴206、207。
如图23所示地同时取出四个时,如上文所说明的那样,使内旋转体202和外旋转体204一起各旋转90度,使依次排列于直线D上的状态下的四个吸嘴保持轴206、207一齐升降而同时取出四个。
与之对应,同时取出两个时,包括上文所说明的可调节两个吸嘴保持轴206、207的轴间距离的方式,预定有图24所示的(a)至(f)的六个方式和图25所示的(a)、(b)两个方式共八个方式。图24所示的同时取出两个的方式包括(a)、(b)、(c)、(d)所示的使彼此相邻的各两个吸嘴保持轴一齐升降的方式、(d)、(e)所示的使相隔一个吸嘴保持轴的两个吸嘴保持轴一齐升降的方式、(f)所示的使相隔两个吸嘴保持轴的两个吸嘴保持轴一齐升降的方式,这些方式中,使分别保持于内旋转体202和外旋转体204上的两个吸嘴保持轴一齐升降的(a)、(b)、(d)、(e)的方式是可调节两个吸嘴保持轴206、207的轴间距离、进而可调节两个吸嘴332的轴间距离的方式。此外,图25所示的(a)、(b)两个方式是适用于需要从彼此相邻的两个送料器连续地多次同时取出两个电路元件时的方式,特别适用于需要对吸嘴332的轴间距离进行调节时。
此外,同时取出三个时,预定有图26所示的(a)至(d)的四个方式和图27所示的(a)、(b)的两个方式共六个方式。图26所示的同时取出三个的方式有(a)、(d)所示的彼此相邻的三个吸嘴保持轴一齐升降的方式、(b)、(c)所示的以与彼此相邻的两个吸嘴保持轴并不相邻而是相隔一个吸嘴保持轴的状态排列的三个吸嘴保持轴一齐升降的方式,图27所示的同时取出三个的方式仅预定有彼此相邻的三个吸嘴保持轴一齐升降的方式。
另外,无论是上述的同时取出四个,还是同时取出三个,均可以根据需要来调节分别保持于内旋转体202和外旋转体204上的两个吸嘴的轴间距离,如对同时取出两个的相关说明所示。
以上的说明中,在同时取出多个时,是在保持于吸嘴保持轴206和吸嘴保持轴207上的吸嘴332种类相同、且始终可不受妨碍地吸附保持待同时取出多个的电路元件的假设下进行的,但实际上,作为吸嘴332(省略了图示及说明,对于吸嘴132也同样)准备有多种吸嘴,可根据应吸附、保持的电路元件的种类自动更换。为了自动更换该吸嘴332,如图2所示,在位于基板保持装置22与元件供给装置24之间的位置设有吸嘴止动器560,但由于吸嘴332的自动更换本身与本发明没有直接关系,因而省略详细说明,以下仅对与同时取出多个元件有关的内容进行说明。
待安装于电路基板44上的电路元件有各种电路元件。尺寸的不同是代表性的,为了使吸嘴332稳定地进行吸附、保持,优选对应各电路元件的尺寸而将适当种类的吸嘴332保持于吸嘴保持轴206、207上。另外,可由一种吸嘴332适当保持的电路元件的种类可以不是一种,可以由一种吸嘴332适当保持多种电路元件。将可由一种吸嘴332适当保持的电路元件的种类的范围称为适合元件范围,多种吸嘴332的适合元件范围彼此部分地相互重叠。因此,重叠部分的电路元件可以由共有该重叠部分的两种吸嘴332保持,在决定二层型回转头的多个吸嘴保持轴206、207所保持的吸嘴332的种类时,若预先考虑到此情况,则可以提高二层型回转头的实际的通用性,可以通过同时取出多个元件而更为有效地获得提高安装作业效率的效果。
以同时取出四个为例,根据图28(a)至(d)、图29、图30对其中一例进行说明。在该图中,附图标记A、B、C分别表示A种、B种、C种吸嘴332,附图标记1至7表示第1种至第7种电路元件。
假设二层型回转头的多个吸嘴保持轴206、207上分别如图28(a)所示地保持有A种、B种、C种吸嘴332。如图29所示,A种吸嘴332的适合元件范围仅为第1种,B种吸嘴332的适合元件范围为第2种至第4种,C种吸嘴332的适合元件范围为第4种至第7种。然后,使二层型回转头如图28的(a)、(b)、(c)、(d)所示地各旋转90度的同时,若尽可能地同时保持各四个电路元件,则例如既可以以图30(a)所示的组合同时取出四个,也可以以图30(b)所示的组合同时取出四个。即,由于第四种电路元件既适合B种吸嘴332,也适合C种吸嘴332,所以无论将元件供给装置24中的送料器50的排列设置成图30(a)所示的方式,还是设置成图30(b)所示的方式,均可以不受妨碍地同时取出四个,送料器50的排列自由度提高,结果,能够同时取出四个的机会增加,安装作业的效率提高。另外,图30(b)中的×符号表示无法取出任何种类的电路元件。
从以上说明可知,在本实施方式中,B种及C种吸嘴332分别相当于第1种吸嘴及第2种吸嘴,第2种至第4种电路元件组相当于第1元件组,第4种至第7种电路元件组相当于第2元件组。而且,第4种电路元件是在第1元件组和第2元件组中相互重复的电路元件,在图30(a)中,使分别保持第4种电路元件的B种吸嘴和C种吸嘴同时升降,由此可以获得可有效增加同时取出四个的机会。
另外,如图30(c)所示,当使分别保持第4种电路元件的B种吸嘴和C种吸嘴在二层型回转吸嘴旋转一次的前后进行升降时,也可以获得类似的效果。
以上,以同时取出四个的情况为例进行了说明,但是对于同时取出三个或同时取出两个的情况也同样,相互关联地确定保持于二层型回转头上的吸嘴332的种类及数量、元件供给装置中的送料器50的排列,由此可以提高安装作业的效率。
而且,同样地,在将旋转体202、204设定于图25或图27所示的相对旋转位置的状态下同时取出两个或者同时取出三个时,也可以使用图29所例示的属于可保持的电路元件组的电路元件有一部分相互重复的两种吸嘴来同时取出三个或同时取出两个。
另外,之前所说明的预先算出用于调节吸嘴保持轴(由其所保持的吸嘴)的轴间距离的旋转体的修正旋转角度及安装头的移动位置修正量并存储到存储器中,并不是必不可少的,也可以每次取得被同时取出电路元件的两个送料器的各元件收容凹部的间距时进行计算,并用于进行修正。
此外,当构成旋转体驱动装置的驱动源的电动马达的编码器为绝对编码器时,也可以每次取得两个元件收容凹部的间距时计算出旋转体的修正旋转位置,使旋转体旋转。若间距是在与旋转体的旋转不同的时间取得的,则也可以在旋转体旋转时计算出修正旋转位置。对于安装头的移动位置的修正也同样。
构成旋转体驱动装置的驱动源的电动马达的编码器也可以为增量式编码器。例如,在与上述实施方式同样地构成的电路元件安装机中,当使两个吸嘴同时吸附电路元件时,使内、外旋转体分别向以下位置旋转:在上述位置处,编码器的检测值为增减了使构成一组的内、外各一个吸嘴保持轴分别位于与元件收容凹部的间距对应的位置所需的角度量后得到的值。另外,由于误差积累,因而需要经常向0点返回,例如,回转安装头在元件供给装置与基板保持装置之间往复一次的期间,例如将回转安装头所保持的全部电路元件安装于电路基板上后,在向元件供给装置移动的期间进行一次对准0点。虽然也取决于编码器的最小刻度的角度,但在回转安装头往复一次时进行一次0点对准不足时,也可以在利用回转安装头从元件供给装置取出电路元件的途中进行,或者,也可以在一组的吸嘴保持轴每次取出电路元件时进行。当使四个吸嘴同时吸附电路元件时,例如,以编码器的0点位置为四个设定旋转位置之一的方式设置编码器,使旋转体从该位置各旋转90度,并且经常使编码器向0点返回。
而且,元件收容凹部的元件进给方向上的位置偏差也可以通过吸嘴保持轴的位置控制而进行修正。在这种情况下,使两个吸嘴保持轴的轴间距离与被同时取出两个电路元件的两个元件收容凹部的间距一致,并且,以两个吸嘴保持轴与通过两个元件收容凹部的中心的直线平行地排列的方式,使两个旋转体旋转。两个元件收容凹部的排列方向不是一定的,可以根据所取得的间距及方向来算出修正旋转角度或修正旋转位置。
而且,也可以使两个旋转体中的其中一个旋转体不旋转,以不旋转的旋转体所保持的吸嘴保持轴作为基准,使另一个旋转体旋转,进而使该旋转体所保持的吸嘴保持轴旋转,由此改变两个吸嘴保持轴的轴间距离。
如图31所示,多层型回转头也能够设置成如下的三层型回转头,其具有旋转体570、572、574,上述旋转体570、572、574能够彼此相对旋转,并且,通过其各自的旋转体驱动装置既能够单独地进行旋转驱动,也能够一体地进行旋转驱动,能够通过保持轴进退装置使保持于这些旋转体570、572、574上的、排列于一条直线上的六个吸嘴保持轴580、582、584中的任意吸嘴保持轴同时进退;还能够设置成四层以上的回转头。这些回转头也可以以与上述二层型回转头类似的各种方式进行使用。
此外,也可以同时向电路基板安装多个、例如两个或四个电路元件。
附图标记说明
102:安装头
202:内旋转体
204:外旋转体
206、207:吸嘴保持轴
208:旋转体驱动装置
210:保持轴进退装置
212:保持轴旋转驱动装置
214:头控制装置
450:切换阀装置
500:切换装置
Claims (16)
1.一种多层型回转头,其特征在于,其包括:
头主体;
多个旋转体,相互同轴地重叠,并以能够围绕共同的旋转轴线相对旋转的方式保持于上述头主体上;
旋转体驱动装置,使上述多个旋转体旋转;
吸嘴保持轴,在上述多个旋转体上,分别以与上述旋转轴线平行、且能够相对于各个旋转体各自沿着轴向相对移动的方式各保持有多个,并在各自的一端保持吸嘴;以及
保持轴进退装置,能够使保持于上述多个旋转体上的一个上述吸嘴保持轴沿着轴向进退,并且,也能够使多个吸嘴保持轴同时进退。
2.如权利要求1所述的多层型回转头,其特征在于,
在上述多个旋转体全部位于设定旋转位置的状态下,对上述多个旋转体分别各设定有一个同心圆所得到的多个同心圆构成一组即同心圆组,该同心圆组和距该同心圆组的中心线的距离彼此相等、且围绕该中心线的相位彼此不同的多条直线的各条直线分别构成多组,上述多组中,各组的直线与同心圆组的多个交点的、彼此相邻的交点之间的间隔一定,且,与其他组不共有上述交点,
在上述多个旋转体上分别各形成有多个嵌合孔,上述多个嵌合孔分别通过属于上述多组的各组的上述多个交点、且与上述中心线平行,在上述多个嵌合孔中分别以能够沿轴向进退的方式嵌合有上述多个吸嘴保持轴的各个吸嘴保持轴。
3.如权利要求1所述的多层型回转头,其特征在于,
上述旋转体驱动装置包括能够对上述多个旋转体的各个旋转体单独地进行旋转驱动的多个单独驱动装置。
4.如权利要求1所述的多层型回转头,其特征在于,
上述保持轴进退装置包括:
使上述多个吸嘴保持轴的各个吸嘴保持轴单独地进退的多个单独进退装置;以及
进退装置控制装置,包括使上述多个单独进退装置中的多个同时动作的同时动作控制部和使上述多个单独进退装置各自动作的各自动作控制部。
5.如权利要求1所述的多层型回转头,其特征在于,
上述保持轴进退装置包括多个单独进退装置,
在上述多个旋转体全部位于设定旋转位置的状态下,上述多个旋转体上各保持有多个的吸嘴保持轴中、沿着一条直线排列的多个吸嘴保持轴为多个作用保持轴,上述多个单独进退装置设置在与上述多个作用保持轴对应的位置上,使上述多个作用保持轴分别进退。
6.如权利要求1所述的多层型回转头,其特征在于,
上述旋转体驱动装置包括轴间距离变更部,该轴间距离变更部通过使上述多个旋转体中的两个旋转体相对旋转而改变保持于上述两个旋转体上的两个吸嘴保持轴的轴间距离。
7.如权利要求1所述的多层型回转头,其特征在于,
上述旋转体驱动装置包括方向变更部,该方向变更部通过使上述多个旋转体中的两个旋转体一齐旋转而改变连接保持于上述两个旋转体上的两个吸嘴保持轴的轴线所得到的直线的方向。
8.一种电路元件安装机,其包括:
保持电路基材的基材保持装置;
元件供给装置,分别收容有多个电路元件并从供给部依次进行供给的多个送料器在上述供给部沿着一条直线排列的状态下排列配置;
如权利要求1至7中任一项所述的多层型回转头;以及
回转头移动装置,保持该多层型回转头,并使该多层型回转头向横跨上述基材保持装置和上述元件供给装置的移动平面内的任意位置移动;
上述多层型回转头的上述多个旋转体上分别各保持有多个的吸嘴保持轴中的至少两个吸嘴保持轴能够从上述多个送料器中的至少两个上述供给部一齐接收电路元件。
9.一种多个元件同时取出方法,其包括如下工序:
使保持于多层型回转头的多个吸嘴保持轴的至少一部分吸嘴保持轴上的多个吸嘴同时从元件供给装置的多个供给部分别吸附并取出各一个电路元件;
上述多层型回转头包括:
头主体;
多个旋转体,相互同轴地重叠,并以能够围绕共同的旋转轴线相对旋转的方式保持于上述头主体上;
多个旋转体驱动装置,使上述多个旋转体的各个旋转体分别旋转;
上述吸嘴保持轴,在上述多个旋转体上,分别以与上述旋转轴线平行、且能够相对于各个旋转体各自沿着轴向相对移动的方式各保持有多个,并在各自的一端保持吸嘴;以及
保持轴进退装置,能够使保持于上述多个旋转体上的一个上述吸嘴保持轴沿着轴向进退,并且,也能够使多个吸嘴保持轴同时进退。
10.如权利要求9所述的多个元件同时取出方法,其中,
包括如下工序:
作为上述多层型回转头,使用如下的多层型回转头,在上述多个旋转体全部位于设定旋转位置的状态下,对上述多个旋转体分别各设定有一个同心圆所得到的多个同心圆构成一组即同心圆组,该同心圆组和距该同心圆组的中心线的距离彼此相等、且围绕该中心线的相位彼此不同的多条直线的各条直线分别构成多组,上述多组中,各组的直线与同心圆组的多个交点的、彼此相邻的交点之间的间隔一定,且,与其他组不共有上述交点,在上述多个旋转体上分别各形成有多个嵌合孔,上述多个嵌合孔分别通过属于上述多组的各组的上述多个交点、且与上述中心线平行,在上述多个嵌合孔中分别以能够沿轴向进退的方式嵌合有上述多个吸嘴保持轴的各个吸嘴保持轴,
使保持于与上述多条直线中的一条直线交叉的所有吸嘴保持轴中的两个以上吸嘴保持轴上的吸嘴同时取出电路元件。
11.如权利要求10所述的多个元件同时取出方法,其中,
包括如下工序:
从上述多个旋转体全部处于设定旋转位置的状态,使上述多个旋转体全部按上述多条直线的围绕上述中心线的相位差间歇旋转,
在各次间歇旋转中,使保持于与上述多条直线的各条直线交叉的所有吸嘴保持轴的至少一部分吸嘴保持轴上的多个吸嘴同时取出多个电路元件。
12.如权利要求10所述的多个元件同时取出方法,其中,
包括如下工序:
作为上述多层型回转头,使用具有两个上述旋转体的多层型回转头,使保持于与上述多条直线中的一条直线交叉的各两个共四个吸嘴保持轴中、数量选自两个、三个及四个的、彼此相邻的吸嘴保持轴上的上述吸嘴同时取出电路元件。
13.如权利要求10所述的多个元件同时取出方法,其中,
包括如下工序:
作为上述多层型回转头,使用具有两个上述旋转体的多层型回转头,使保持于与上述多条直线中的一条直线交叉的各两个共四个吸嘴保持轴中的、彼此相邻的两个吸嘴保持轴和与上述两个吸嘴保持轴不相邻的一个吸嘴保持轴上的三个上述吸嘴同时取出电路元件。
14.如权利要求10所述的多个元件同时取出方法,其中,
包括如下工序:
从上述多个旋转体全部处于上述设定旋转位置即第1设定旋转位置的状态,相对于最内周侧的旋转体即最内周侧旋转体,使位置比该最内周侧旋转体靠近外周侧的一个以上旋转体即外周侧旋转体旋转,所旋转的角度为与保持于上述外周侧旋转体上的吸嘴保持轴的彼此相邻的两个吸嘴保持轴的、围绕上述共同的旋转轴线的中心角相等,将上述多层型回转头设定为处于第2设定旋转位置的状态,在处于第2设定旋转位置的状态下,保持于上述外周侧旋转体上的上述吸嘴保持轴的轴线和与保持于上述最内周侧旋转体上的两个吸嘴保持轴的轴线正交的直线正交,使保持于轴线与处于上述第2设定旋转位置的多层型回转头的一条直线正交的三个以上吸嘴保持轴上的上述吸嘴同时取出电路元件。
15.如权利要求9所述的多个元件同时取出方法,其中,
包括如下工序:
使在上述多个旋转体上分别各保持有多个的所有吸嘴保持轴中的各一个以上吸嘴保持轴分别保持第1种吸嘴和第2种吸嘴,上述第1种吸嘴和第2种吸嘴能够分别吸附并保持第1元件组和第2元件组的两组电路元件,上述第1元件组和第2元件组分别包含多种电路元件,且属于上述第1元件组和第2元件组的电路元件的种类有一部分相互重复,
使所保持的第1种吸嘴保持上述相互重复的种类的电路元件,使所保持的第2种吸嘴保持上述相互重复的种类的电路元件。
16.如权利要求15所述的多个元件同时取出方法,其中,
包括如下工序:使分别保持上述第1种吸嘴和上述第2种吸嘴的多个吸嘴保持轴同时进退。
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