CN104798454B

CN104798454B - 电子电路元件安装头

Info

Publication number: CN104798454B
Application number: CN201280077183.6A
Authority: CN
Inventors: 河口浩二
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2017-11-14
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: WO2014080473A1; EP2925109A4; US20150296668A1; JPWO2014080473A1; JP5997292B2; US9769969B2; EP2925109A1; CN104798454A; EP2925109B1

Abstract

能够较高地保持电子电路元件向电路基材的安装效率，并且避免因电子电路元件与吸嘴或者电路基材的抵接冲击所造成的损伤。旋转升降轴(14)以能够自转及升降的方式保持于头主体(12)，并且吸嘴(22)以能够相对升降并且不能相对旋转的方式保持于该旋转升降轴(14)上，能够根据需要通过电动马达(82)使上述旋转升降轴(14)及吸嘴(22)旋转。另外，升降驱动部件(62)以能够升降的方式保持于头主体(12)，通过第一线性马达(18)进行升降。使该升降驱动部件(62)的第一卡合部(64)与旋转升降轴(14)卡合，另一方面，使保持于升降驱动部件(62)的第二线性马达(60)的第二卡合部(66)与吸嘴(22)卡合，在旋转升降轴(14)下降的同时使吸嘴(22)下降，使吸嘴(22)相对于旋转升降轴(14)下降，在该状态下将元件(100)安装于电路基材。

Description

电子电路元件安装头

技术领域

本发明涉及一种通过吸嘴等元件保持件来保持电子电路元件(以下，若无特殊需要则简称为元件)并将其安装于电路基材的电子电路元件安装装置(以下，若无特殊需要则简称为安装装置)的电子电路元件安装头(以下，若无特殊需要则简称为安装头)，特别是涉及一种在因元件较为脆弱而由于与元件保持件抵接时、与电路基材抵接时的冲击(以下，若无特殊需要则简称为抵接冲击)易于破损的情况下能够将抵接冲击抑制得较小并且高效地进行安装的安装头。

背景技术

在下述专利文献1中，记载有能够缓和抵接冲击并且高效地将元件安装于电路基材的安装装置。该安装装置的安装头以能够升降且能够旋转的方式保持于头主体，以能够装卸的方式保持吸嘴的吸嘴保持部以能够相对升降并且不能相对旋转的方式保持于通过第一升降驱动装置进行升降的旋转升降轴上，并且在上述旋转升降轴与吸嘴保持部之间配置有第二升降驱动装置。第二升降驱动装置是音圈马达形式的线性马达，线圈卷绕于外周而成的筒状体固定于旋转升降轴，另一方面，从外侧包裹线圈并且在中央部固定有永磁铁的磁轭体固定于吸嘴保持部，使吸嘴保持部相对于旋转升降轴进行升降。

另外，在下述专利文献2中也记载有能够缓和抵接冲击并且将元件高速地搭载于电路基材的搭载头。在该搭载头中，轴以能够相对升降限定的距离的方式保持于通过旋转马达与进给丝杠进行升降的升降体上，在该轴的下部隔着加压检测部而安装有吸嘴。轴通过音圈马达进行升降，加压检测部通过测力传感器来检测吸嘴按压元件的力或者保持于吸嘴的元件按压电路基材的力，基于该检测结果来控制音圈马达，在测力传感器与轴之间设有预压弹簧。另外，通过θ马达来使轴旋转，由此吸嘴也进行旋转。

另外，在下述专利文献3中记载有能够以准确的载荷进行元件的搭载的吸嘴的升降装置。该升降装置也通过音圈马达使保持吸嘴的轴相对于通过旋转马达和进给丝杠而升降的升降体进行升降，吸嘴的按压载荷经由轴被测力传感器检测出，基于该检测结果来控制音圈马达，在轴与音圈马达之间设有弹簧。另外，通过θ马达而使保持吸嘴的轴进行旋转，由此吸嘴也进行旋转。

此外，在下述专利文献4中记载有如下内容：对通过吸嘴与元件之间的接触、或者保持于吸嘴的元件与电路基材之间的接触而使得向移动定位吸嘴的单元施加的干扰发生变化的位置、或者吸嘴的移动加速度发生变化的位置进行检测，从而检测上述接触位置。另外，也记载有如下内容：由伺服马达、将该伺服马达的旋转改变为直线运动的齿条及小齿轮构成对吸嘴进行移动定位的单元，将相对于伺服马达的载荷转矩发生变化的位置作为上述接触位置进行检测。也记载有可以通过线性马达来驱动吸嘴。但是，在本专利文献4中也记载有使吸嘴绕轴线旋转的R轴旋转机构，吸嘴与吸嘴保持轴被记载为一体的结构，关于分别通过不同的驱动装置来驱动吸嘴和吸嘴保持轴而使吸嘴相对于吸嘴保持轴相对升降的内容完全没有记载。

专利文献1：日本特开2004-95718号公报

专利文献2：日本特开2007-80970号公报

专利文献3：日本特开2011-40551号公报

专利文献4：日本特开2000-22396号公报

发明内容

在上述各现有技术文献所记载的发明中，存在尚待改善之处。例如，存在如下问题：由于保持吸嘴进行升降的吸嘴保持轴等通过第二升降驱动装置进行升降，因此所升降的质量较大，此外，由于在测力传感器与吸嘴之间夹设有弹性体，因此无法敏锐地检测出吸嘴与对象物的抵接，由于上述两点中的至少一点，难以敏锐地控制第二升降驱动装置，并且难以充分减小抵接冲击。另外，为了使吸嘴相对于通过第一升降驱动装置而升降的升降部件进行升降，而使保持吸嘴的吸嘴保持轴通过第二升降驱动装置进行升降，但是无法将该第二升降驱动装置兼用于多组吸嘴保持轴及吸嘴，因此在安装头上设有多组吸嘴保持轴及吸嘴的情况下，存在装置成本增加的问题。

本申请发明的课题在于解决这些问题中的至少一个。

本申请发明为了解决上述课题，其特征在于，通过吸嘴等元件保持件来保持电子电路元件并将其安装于电路基材的电子电路元件安装装置的电子电路元件安装头包括：(a)头主体；(b)旋转升降轴，以能够进行绕轴线的旋转及与轴线平行的方向上的升降的方式保持于该头主体；(c)升降轴旋转装置，使该旋转升降轴相对于上述头主体进行旋转；(d)第一升降驱动装置，使上述旋转升降轴相对于上述头主体进行升降；(e)元件保持件，由上述旋转升降轴保持为能够相对于该旋转升降轴相对升降并且不能相对旋转，并保持电子电路元件；及(f)第二升降驱动装置，设于上述旋转升降轴及上述元件保持件的外部，通过上述第一升降装置与旋转升降轴一起升降，该第二升降驱动装置具备不经由弹性部件并且以容许元件保持件旋转的状态与元件保持件卡合的保持件卡合部，通过该保持件卡合部而使元件保持件相对于旋转升降轴相对升降，由此将电子电路元件安装于电路基材。

发明效果

在上述结构的电子电路元件安装头中，通过第一升降驱动装置使旋转升降轴及第二升降驱动装置相对于头主体进行升降，并且通过第二升降驱动装置使元件保持件相对于旋转升降轴进行升降。因此，基于第二升降驱动装置的元件保持件的升降距离及对第二升降驱动装置的载荷减小，其结果是，容易充分抑制元件保持件相对于电子电路元件抵接时或者保持于元件保持件的电子电路元件相对于电路基材抵接时的抵接冲击。

另外，由于元件保持件与旋转升降轴一起旋转，并且第二升降驱动装置容许元件保持件的旋转，因此升降轴旋转装置使旋转升降轴进行旋转，由此能够使元件保持件旋转，由此，能够改变保持于元件保持件的电子电路元件的旋转姿态。此时，第二升降驱动装置不进行旋转。如上述专利文献1所记载的那样，在旋转升降轴上保持有第二升降驱动装置的情况下，为了容许与旋转升降轴的旋转相伴的第二升降驱动装置的旋转，需要在用于向第二升降驱动装置供给电力、取出信号的布线的中途设置滑动部，伴随着该滑动部的滑动而产生电气噪音，成为高精度地控制第二升降驱动装置的方面上的障碍，但根据上述结构能够避免该障碍。

并且，第二升降驱动装置的保持件卡合部以不经由弹性部件的方式与元件保持件卡合的状态下与元件保持件一起下降，因此与上述专利文献2、专利文献3所记载的、第二升降驱动装置经由弹性部件使吸嘴下降的结构相比，能够敏锐地检测抵接冲击，与避免上述电气噪音的产生及减轻载荷相互协同作用，能够进一步提高第二升降驱动装置的控制精度，能够更好地抑制抵接冲击。

另外，第二升降驱动装置通过第一升降驱动装置与旋转升降轴一起升降，但是并非保持于旋转升降轴自身，而是设于旋转升降轴及元件保持件的外部，通过保持件卡合部与元件保持件卡合而使其相对于旋转升降轴相对升降，因此具有容易采用后述的“发明形态”中的(4)项～(7)项各自所记载的结构的优点。

发明形态

以下，示例了几个在本申请中被认为能够进行专利申请的发明(以下，有时称作“可申请发明”。“可申请发明”不仅是权利要求书所记载的发明即“本申请发明”，也能够包括本申请发明的下位概念发明或者上位概念发明，也包括其他概念的发明。)的形态，并对其进行说明。各形态与权利要求相同，记载为如下形式：按项区分，对各项标注编号，根据需要而引用其他项的编号。上述只是为了易于理解可申请发明，并非意图将构成可申请发明的结构要素的组合限定为以下各项所记载的内容。即，可申请发明应参考各项所附带的记载、实施方式的记载、现有技术、技术常识等进行解释，在该解释的范围内，在各项的形态中附加了其他结构要素的形态、或从各项的形态中删除结构要素而成的形态也能够成为可申请发明的一个形态。

(1)一种电子电路元件安装头，包括：头主体；升降部件，以能够升降的方式引导于该头主体；第一升降驱动装置，使该升降部件相对于上述头主体升降；元件保持件，由上述升降部件保持为能够相对于该升降部件相对升降，并保持电子电路元件；及第二升降驱动装置，通过上述第一升降驱动装置与上述升降部件一起升降，使上述元件保持件相对于上述升降部件相对升降，将电子电路元件安装于电路基材。

在本项所记载的安装头中，通过第一升降驱动装置使升降部件及第二升降驱动装置相对于头主体进行升降，进而通过第二升降驱动装置使元件保持件相对于升降部件进行升降。因此，基于第二升降驱动装置的元件保持件的升降距离及对第二升降驱动装置的载荷减小，其结果是，容易将元件保持件相对于电子电路元件抵接时或者保持于元件保持件的电子电路元件相对于电路基材抵接时的抵接冲击抑制得较小。

(2)根据(1)项所记载的电子电路元件安装头，上述升降部件为旋转升降轴，以能够绕其自身的轴线自转的方式保持于上述头主体，并且将上述元件保持件保持为不能相对旋转，该电子电路元件安装头还包括使该旋转升降轴旋转的升降轴旋转装置，并且，上述第二升降驱动装置设于上述旋转升降轴及上述元件保持件的外部，并且具备不经由弹性部件并且以容许元件保持件旋转的状态与元件保持件卡合的保持件卡合部，通过该保持件卡合部使元件保持件相对于旋转升降轴相对升降，从而将电子电路元件安装于电路基材。

旋转升降轴既可以以能够升降且能够自转的方式直接保持于头主体，也可以间接保持于头主体。例如，也可以以能够旋转的方式保持于升降体，该升降体以能够升降的方式保持于头主体。

(3)根据(2)项所记载的电子电路元件安装头，上述第一升降驱动装置固定于上述头主体，且具备以容许上述旋转升降轴旋转的状态与该旋转升降轴卡合的升降轴卡合部。

(4)根据(2)项或(3)项所记载的电子电路元件安装头，上述保持件卡合部以容许上述元件保持件脱离的状态与该元件保持件卡合。

根据本项所记载的结构，能够使保持件卡合部与元件保持件彼此脱离，例如，能够容易地更换元件保持件。

(5)根据(4)项所记载的电子电路元件安装头，上述保持件卡合部以容许在与上述元件保持件的升降方向交叉的方向上脱离的状态与该元件保持件卡合。

根据本项所记载的结构，通过与元件保持件的升降方向交叉的方向上的相对移动而至少能够将该元件保持件设为与第二升降驱动装置卡合的状态和从第二升降驱动装置脱离的状态。例如，能够将元件保持件设为能够相对于旋转升降轴进行装卸、或者将一个第二升降驱动装置兼用于多个元件保持件。

(6)根据(5)项所记载的电子电路元件安装头，上述第一升降驱动装置具备以能够在与上述旋转升降轴的升降方向交叉的方向上脱离的方式与该旋转升降轴卡合的升降轴卡合部，上述第二升降驱动装置能够通过上述头主体的外部而与上述旋转升降轴一起升降，并且被保持于在与升降方向交叉的方向上能够相对于头主体进行相对移动的保持部，上述保持件卡合部以能够随着上述升降轴卡合部卡合、脱离于旋转升降轴而进行卡合、脱离的方式与上述元件保持件卡合。

根据本项所记载的结构，能够使第一升降驱动装置及第二升降驱动装置、旋转升降轴及元件保持件在与升降方向交叉的方向上卡合、脱离，由此，例如，能够将一组第一升降驱动装置及第二升降驱动装置兼用于多组旋转升降轴及元件保持件，如此，能够简化电子电路元件安装头的结构。

(7)根据(6)项所记载的电子电路元件安装头，上述头主体具备将上述旋转升降轴保持为能够旋转及升降的第一部及保持上述第一升降驱动装置及上述第二升降驱动装置的第二部，该元件安装头还包括使该第一部和第二部在与上述旋转升降轴的升降方向交叉的方向上相对移动的相对移动装置，通过该相对移动装置的动作，使得上述保持件卡合部及上述升降轴卡合部与上述元件保持件及上述旋转升降轴进行卡合、脱离。

能够将相对移动装置例如设为第一部旋转装置或第一部移动装置，该第一部旋转装置使第一部绕一轴线旋转，且使以能够升降的方式被保持在以该一轴线为中心的圆周上的多个位置的旋转升降轴相对于第一升降驱动装置及第二升降驱动装置在与升降方向交叉的方向上相对移动，该第一升降驱动装置及第二升降驱动装置以相对于上述一轴线不能相对移动的方式保持于上述第二部，该第一部移动装置使第一部沿一直线或者一曲线移动，且使以能够升降的方式被保持在沿该一直线或者一曲线并排的多个位置的多个旋转升降轴及保持于该旋转升降轴的元件保持件相对于保持于第二部的第一升降驱动装置及第二升降驱动装置在与升降方向交叉的方向上相对移动，或者能够将进行旋转、移动的结构分别进行互换。

作为变换了进行旋转的结构的形态的代表例，相对于将旋转升降轴以能够升降及旋转的方式保持在一圆周上的多个位置的第一部，使保持了第一升降驱动装置及第二升降驱动装置的第二部绕上述一圆周的中心轴线转动。

(8)根据(2)项～(7)项中任一项所记载的电子电路元件安装头，上述头主体将上述旋转升降轴以能够升降及旋转的方式保持于以一轴线为中心的圆周上的多个位置，并且，该电子电路元件安装头还具备：(a)分别设于上述多个旋转升降轴的多个小齿轮、(b)设置成由上述多个小齿轮共用的齿轮及(c)通过驱动该齿轮旋转而使上述多个小齿轮一起旋转的旋转驱动源，该电子电路元件安装头包括驱动元件保持件一起旋转的装置，所述驱动元件保持件一起旋转的装置使以不能相对旋转的方式保持于上述旋转升降轴的多个上述元件保持件一起旋转。

根据本项所记载的结构，能够通过共用的旋转驱动源使多组旋转升降轴及元件保持件一起旋转。在如此使多组旋转升降轴及元件保持件一起旋转的情况下，特别期望将各组旋转升降轴及元件保持件设为能够无限角度旋转，但是在该情况下，若为使第二升降驱动装置与旋转升降轴一起旋转的形态，则需要在用于对第二升降驱动装置供给电力、取出信号的布线的中途设置滑动部，从而形成严重的电气噪音的产生源，但是若采用(2)项所记载的结构，则无需上述滑动部就能够良好地避免电气噪音的产生。

此外，本项中的头主体既可以使保持多个旋转升降轴的部分旋转，也可以使其不旋转。

(9)根据(2)项～(8)项中任一项所记载的电子电路元件安装头，在上述旋转升降轴与上述元件保持件之间设有相对于旋转升降轴而相对地向上方和下方中的任一方对元件保持件进行施力的施力单元，上述第二升降驱动装置通过上述保持件卡合部以与上述施力单元的作用力相向的方式与上述元件保持件卡合，在该状态下将电子电路元件安装于电路基材。

(10)根据(9)项所记载的电子电路元件安装头，还包括设于上述旋转升降轴且对基于上述施力单元的作用力的上述元件保持件的上升限度或者下降限度进行规定的止动件，上述第二升降驱动装置使通过上述施力单元而与上述止动件抵接的元件保持件克服该施力单元的作用力与上述止动件分离，在该状态下将电子电路元件安装于电路基材。

(11)根据(1)项所记载的电子电路元件安装头，在上述升降部件与上述元件保持件之间设有相对于升降部件而相对地向上方和下方中的任一方对元件保持件进行施力的施力单元，上述第二升降驱动装置以与该施力单元的作用力相向并且不经由弹性部件的方式与上述元件保持件卡合，在该状态下将电子电路元件安装于电路基材。

(12)根据(11)项所记载的电子电路元件安装头，还包括设于上述升降部件且对基于上述施力单元的作用力的上述元件保持件的上升限度或者下降限度进行规定的止动件，上述第二升降驱动装置使通过上述施力单元而与上述止动件抵接的元件保持件克服该施力单元的作用力与上述止动件分离，在该状态下将电子电路元件安装于电路基材。

(13)根据(12)项所记载的电子电路元件安装头，上述第二升降驱动装置设于上述升降部件及上述元件保持件的外部且包括与元件保持件卡合的保持件卡合部，在经由保持件卡合部沿与上述施力单元的作用力相向的方向与元件保持件卡合的状态下驱动该元件保持件，使其与上述止动件分离。

(14)根据(12)项或(13)项所记载的电子电路元件安装头，上述第二升降驱动装置设于上述升降部件及上述元件保持件的外部并且包括与元件保持件卡合的保持件卡合部，在通过上述施力单元而使上述元件保持件与止动件抵接的状态下，在保持件卡合部与上述元件保持件之间形成间隙。

根据本项所记载的结构，具有如下优点：若在元件保持件与止动件抵接的状态下使元件保持件与保持件卡合部沿与升降部件及元件保持件的升降方向交叉的方向相对移动，则在元件保持件与保持件卡合部之间不产生摩擦力，容易采用上述(3)项～(8)项中各自记载的结构。

(15)根据(13)项或(14)项所记载的电子电路元件安装头，在容许(a)上述元件保持件绕该元件保持件自身的轴线旋转和(b)在与该轴线交叉的方向上相对移动中的至少一方的状态下，上述保持件卡合部与元件保持件卡合。

在保持件卡合部以容许元件保持件的旋转的状态与元件保持件卡合的情况下，第二升降驱动装置自身不进行旋转、转动，而能够使元件保持件旋转，在保持件卡合部以容许与元件保持件的轴线交叉的方向上的相对移动的状态与该元件保持件卡合的情况下，能够使第二升降驱动装置与元件保持件在与升降方向交叉的方向上相对移动，例如能够将一个第二升降驱动装置共用于多个元件保持件。

(16)根据(1)项～(15)项中任一项所记载的电子电路元件安装头，上述第二升降驱动装置包括冲击缓和部，在该冲击缓和部中，将线性马达设为驱动源，且包含与该线性马达连接的驱动电路，该驱动电路包括检测对上述元件保持件的反作用力的反作用力检测部，基于该反作用力检测部的检测反作用力，控制对上述线性马达的供给电流，由此缓和元件保持件相对于电子电路元件抵接时、或者保持于元件保持件的电子电路元件相对于电路基材抵接时的冲击。

作为反作用力检测部，能够使用直接检测反作用力的测力传感器或者间接检测反作用力的间接性反作用力检测部、例如日本特开平6-131050号公报所记载的干扰推定观测器。

根据本项的结构，能够检测元件保持件相对于电子电路元件的抵接、或者保持于元件保持件的电子电路元件相对于电路基材的抵接，通过基于该检测而控制对线性马达供给的电流，能够缓和上述抵接时的冲击。

特别是，在本项从属于(11)项～(15)项中的任一项的形态中，能够敏锐地检测上述抵接，能够更好地缓和抵接时的冲击。

此时，优选的是，冲击缓和部包括高频控制部，该高频控制部在该冲击缓和部未进行工作的状态下假设反作用力从抵接前的大小增大至抵接结束时的大小的时间内能够执行多个周期的供给电流控制。该控制循环数量越大，则越能够良好地缓和冲击。

附图说明

图1是作为可申请发明的一实施方式的安装头的主视图。

图2是表示上述安装头的吸嘴周边的图，(a)是局部剖视主视图，(b)是(a)的A视图。

图3是表示上述安装头的第二线性马达的控制装置的框图。

图4是表示由上述控制装置控制的第二线性马达的电流的坐标图。

图5是表示作为可申请发明的其它实施方式的安装头的吸嘴周边的局部剖视主视图。

图6是作为可申请发明的另一实施方式的安装头的主视图。

图7是作为可申请发明的又一实施方式的安装头的局部剖视主视图。

具体实施方式

以下，参照附图对可申请发明的实施方式进行说明。此外，作为可申请发明，在下述实施方式之外，也能够通过以上述〔发明形态〕的各项所记载的形态为代表而基于本领域技术人员的知识实施各种变更而成的形态来进行实施。

在图1中示出安装头10的基本结构的一个例子。本安装头10具备安装头主体12，该安装头主体12具备第一部16及第二部20，该第一部16在容许旋转升降轴14在与其轴线平行的方向上的升降和绕其轴线的旋转的状态下保持该旋转升降轴14，该第二部20固定保持第一线性马达18。在本实施方式中，第一部16与第二部20相互固定。在旋转升降轴14的下端部保持有作为元件保持件的吸嘴22。如图2(a)放大表示的那样，旋转升降轴14具备升降轴主体24及能够相对于该升降轴主体24进行装卸的吸嘴保持部26，吸嘴保持部26将吸嘴22保持为能够在轴向上相对移动并且不能相对旋转，从而相对于升降轴主体24进行装卸。吸嘴保持部26在安装于升降轴主体24之后作为旋转升降轴14的一部分来发挥功能。

在旋转升降轴14的下端部具备剖面形状为圆形的嵌合孔30，吸嘴保持部26具备圆筒状的吸嘴保持部件32，该吸嘴保持部件32在外周面以能够相对旋转并且能够沿轴向相对移动的方式嵌合于嵌合孔30，另一方面，在内周面以能够沿轴向相对移动的方式与吸嘴22的轴部34嵌合。在吸嘴保持部件32上固定有沿直径方向贯通该吸嘴保持部件32的销36。销36的中间部以能够滑动的方式贯通在吸嘴22的轴部34上沿其轴向形成得较长的长孔38，另一方面，两端部从吸嘴保持部件32的外周面突出，以能够滑动的方式贯通在升降轴主体24的下端部形成的两个切口40，从升降轴主体24的外周面突出。如图2(b)所示，各切口40具有在从升降轴主体24的下端面向上方延伸之后呈直角弯曲而沿周向延伸并进一步从其前端朝下方较短地垂下的形状，吸嘴保持部件32从嵌合孔30的下端开口与升降轴主体24嵌合，在使其旋转一定角度之后进行下降，与之相伴，销36的两端部与切口40卡合，最终被切口40的较短垂下的销支承部42支承。在该状态下，销36贯通升降轴主体24、吸嘴保持部件32及吸嘴22的轴部34，成为防止上述三者的相对旋转的状态。因此，若使旋转升降轴14旋转，则吸嘴22也一起旋转。

在升降轴主体24的中心部形成负压通路44，且与嵌合孔30连通。在使吸嘴22的轴部34贯通吸嘴保持部件32之后，与压缩螺旋弹簧46嵌合，并且在轴部34的上端固定有凸缘部件48。如上述那样，在吸嘴保持部件32嵌合于嵌合孔30且销36被销支承部42支承的状态下，保持如下状态：凸缘部件48与形成为嵌合孔30和负压通路44的分界的台阶面50分离，另一方面，吸嘴22的台阶面97按压于吸嘴保持部件32的下端面98。该下端面98构成对吸嘴22相对于旋转升降轴14的相对上升限度进行规定的止动件。如上述那样，由于负压通路44与嵌合孔30连通，因此若向负压通路44供给负压，则向吸嘴22及吸嘴保持部件32作用将它们向上方拉起的力，为了防止基于该力的销36从销支承部42浮起而设置锁定机构。锁定套筒52以能够滑动的方式嵌合于升降轴主体24的外周面，在压缩螺旋弹簧54的作用下向下方施力而将销36按压于销支承部42。旋转升降轴14内的负压通路44与吸嘴22内的负压通路58连通。

上述第一线性马达18作为使作为第一升降部件的旋转升降轴14与作为第二升降驱动装置的第二线性马达60一起升降的第一升降驱动装置而发挥功能。因此，在第一线性马达18中安装有作为第二升降部件的升降驱动部件62。升降驱动部件62在头主体12的第一部16的外侧沿着旋转升降轴14在上下方向上延伸，在中间部具有第一卡合部64，在下端部保持有第二线性马达60。该第二线性马达60具有第二卡合部66(由能够绕水平轴线旋转的滚子构成)。第一卡合部64在容许旋转升降轴14的旋转的状态下与在旋转升降轴14的上端附近设置的凸缘68卡合，第二卡合部66在容许吸嘴22的旋转的状态下与吸嘴22的凸缘70卡合。在头主体12的第二部安装有引导件72，对升降驱动部件62进行引导。

在旋转升降轴14的凸缘68的上方设有齿轮80，该齿轮80与在安装于头主体12的作为旋转驱动源的电动马达82的旋转轴上固定的齿轮84啮合。齿轮80、84容许旋转升降轴14的升降，并且将电动马达82的旋转向旋转升降轴14传递。由电动马达82、齿轮80、84构成旋转升降轴14的旋转驱动装置，旋转升降轴14的旋转借助销支承部42与销36的卡合而向吸嘴保持部件32传递，进一步借助销36与长孔38的卡合而向吸嘴22传递。

本安装头10通过省略图示的X-Y移动装置沿着X-Y平面向元件供给装置的上方与保持作为电路基材的印刷基板的基板保持装置的上方移动，并且在与X-Y平面垂直的Z方向上进行升降，从元件供给装置通过吸嘴22来吸附元件86并取出，将其安装于印刷基板。此时，第一线性马达18使升降驱动部件62下降，从而使旋转升降轴14与第二线性马达60下降，与之相伴，第二线性马达60使吸嘴22相对于旋转升降轴14相对下降。由此，能够省略上述本安装头10的升降。另外，根据需要使电动马达82工作，对保持于吸嘴22的元件的旋转姿态进行修正或变更。以上的工作中的第一线性马达18、负压控制阀56、电动马达82等的控制与通常的安装头相同，因此省略说明，以下，对较为特殊的第二线性马达60的控制进行说明。

第二线性马达60由图3所示的控制系统90控制。控制系统90由对包括安装头10的安装装置整体进行控制的控制器92的一部分、驱动电路94、附属于第二线性马达60的编码器96及测力传感器99构成。控制器92指示第二线性马达60的位置，驱动电路94将为了使所指示的该位置与编码器96所示的位置一致而需要的电流向第二线性马达60供给。

元件86之中较为脆弱，在为了取出元件而使吸嘴22与元件86抵接、或者为了安装而使保持于吸嘴22的元件86与印刷基板抵接时，有时因冲击而使该元件受到损伤。本安装头10为了即便在那样的元件86的情况下也可以避免损伤并且高效地进行安装作业而进行了深入研究。即，在使吸嘴22下降时，使第一线性马达18工作，使升降驱动部件62下降而使旋转升降轴14与第二线性马达60下降。与此同时使第二线性马达60工作，在元件86与吸嘴22或者印刷基板进行抵接之前，吸嘴22克服压缩螺旋弹簧46的作用力而与作为止动件的下端面98分离设定距离。图4中的巡航期间是在该状态下吸嘴22与旋转升降轴14一起持续下降的期间。

最终，吸嘴22与支撑于元件供给装置的元件86抵接，或者保持于吸嘴22的元件86与印刷基板抵接。假如不设置第二线性马达60及控制系统90，作为替代，如以往的安装头那样，在吸嘴22与旋转升降轴14之间设置作为缓冲件而发挥功能的压缩螺旋弹簧，则在上述抵接时抵接力急速增大，有可能使元件86受到损伤，另外，在控制系统90的控制不充分的情况下，向第二线性马达60的反作用力如图4中双点划线所例示的那样较大地变动，依然有可能使元件86受到损伤，然而在本实施方式中，以驱动电路94为代表的控制系统90是能够进行高频控制的系统，即是在由于上述抵接而使反作用力急速增大、并且抵接力超过容许抵接力而变得过大之前的期间能够执行至少两个周期的控制循环的高频控制系统，测力传感器99刚一检测到上述抵接，控制系统90立刻控制向第二线性马达60供给的电流，使得反作用力变得与设定按压力相等。其结果是，反作用力的变动如实线所示那样被抑制得较小，上述抵接时的抵接冲击被抑制为不会对元件86造成损伤的大小。控制系统90的进行这样的电流控制的部分构成冲击缓和部。

在图5中表示可申请发明的另一实施方式。本实施方式主要在吸嘴的更换的形态这方面与上述实施方式不同。在上述实施方式中，将吸嘴22与吸嘴保持部件32及销36一起相对于升降轴主体24进行装卸，与之相对，在本实施方式中，吸嘴100由吸嘴主体102与前端部件104构成，前端部件104相对于吸嘴主体102进行装卸。存在多种能够实现该装卸的单元，在图5所示的例子中，使用了球塞106。在前端部件104的安装状态下，安装于吸嘴主体102的球塞106的球与形成于前端部件104的凹部卡合，通过向前端部件104施加将其取下的方向上的力，能够将前端部件104从吸嘴主体102取下。

图5所示的实施方式进一步在如下方面也与上述实施方式不同：未设置对基于压缩螺旋弹簧46的作用力的吸嘴100向旋转升降轴14的接近限度进行规定的止动件，而是作为替代，使第二线性马达60的第二卡合部66与吸嘴100的凸缘70始终卡合。在旋转升降轴14仅为一根的情况下、或者即使旋转升降轴14为多根也相对于各旋转升降轴14设置专用的升降驱动部件62及第二线性马达60的情况下，通过使第二卡合部66与吸嘴100的凸缘70始终卡合，能够省略止动件。

此外，也能够替代旋转升降轴14而设置不旋转的升降部件。例如，能够使头主体的、将不旋转的升降部件保持为能够升降的部分旋转，或者使保持印刷基板的装置旋转，在不需要使元件旋转的情况下也不需要上述结构。

在图6中表示可申请发明的又一实施方式。在本实施方式中，对与上述实施方式中的结构实现相同的功能的结构标注相同的附图标记而省略说明，以下仅说明不同点。本实施方式的安装头110与上述安装头10的较大差异在于，头主体112由彼此能够相对移动的两部分、即能够绕一轴线旋转的作为第一部的转子116及将该转子116保持为能够旋转的作为第二部的X滑动件120构成。X滑动件120以能够沿X轴方向移动的方式保持于Y滑动件122，Y滑动件122能够沿与X轴正交的Y轴方向进行移动，因此安装头110能够向水平的X-Y坐标面内的任意位置进行移动。此外，本安装头110不会在与X-Y坐标面垂直的上下方向上进行升降，作为替代，旋转升降轴14的升降行程增大。

上述旋转升降轴14被设置为在以转子116的旋转轴线为中心的一圆周上的等角度间隔的多个位置、在图示的例子中为六处位置分别在与旋转轴线平行的方向上能够滑动并且能够自转。转子116通过转子旋转驱动马达130进行旋转。另外，齿轮132、134以能够一体地旋转的方式嵌合于转子116的外周面，经由小齿轮136通过吸嘴旋转驱动马达138进行旋转，经由多个小齿轮139使多组旋转升降轴14及吸嘴22一起旋转。

上述多个旋转升降轴14中的、通过转子116的旋转而使其向元件接收/安装位置回转的旋转升降轴14通过第一升降驱动装置140进行升降。在本实施方式中，第一升降驱动装置140由作为旋转马达的升降驱动马达142、进给丝杠144及螺母146构成。另外，旋转升降轴14由压缩螺旋弹簧150向上方施力，安装于旋转升降轴14的下端附近的弹性挡环154与转子116的下表面抵接，由此保持于上升限度位置。因此，升降驱动部件62的第一卡合部64与旋转升降轴14的上端面卡合而使旋转升降轴14克服压缩螺旋弹簧150的作用力进行下降。此外，升降驱动部件62通过引导杆152与引导件72来引导升降。

在本实施方式中，旋转升降轴14与第二线性马达60均通过第一升降驱动装置140进行升降，另外作为第二升降驱动装置的第二线性马达60使吸嘴22相对于旋转升降轴14升降，吸嘴22向元件86抵接时及保持于吸嘴22的元件86向印刷基板抵接时的抵接冲击被缓和。另外，第一卡合部64与第二卡合部66在容许旋转升降轴14及吸嘴22旋转的状态下卡合于旋转升降轴14及吸嘴22，在本实施方式中，还容许与转子116的旋转相伴的、与旋转升降轴14及吸嘴22的升降方向正交的方向上的卡合、脱离。

在图7中表示可申请发明的又一实施方式。本实施方式在上述实施方式中，相当于旋转升降轴14经由升降块160间接地保持于转子116。旋转升降轴14以能够旋转并且不能沿轴向相对移动的方式保持于升降块160，通过吸嘴旋转驱动马达162使其相对于升降块160旋转，并且伴随着通过升降驱动部件62的第一卡合部64使升降块160进行升降而使旋转升降轴14升降。此外，虽省略图示，升降块160由施力单元向上方施力，并且通过止动件被保持在将要与第一卡合部64抵接的位置。关于其它方面，以吸嘴22以不能相对旋转并且能够升降的方式被保持于旋转升降轴14、通过安装于升降驱动部件62的第二线性马达60的第二卡合部66使吸嘴22相对于旋转升降轴14相对升降为代表，与上述实施方式相同，因此省略详细的图示及说明。

作为可申请发明的又一实施方式，虽省略图示，图1所示的头主体12的第一部16与第二部20由彼此独立的部件构成，并且第一部16在以一轴线为中心的一圆周上的多个位置将旋转升降轴14保持为分别能够自转及升降但不进行旋转，作为替代，能够将第二部20设为在第一部16的内周侧以上述一轴线为中心进行转动。在本实施方式中，升降驱动部件62的第一卡合部64与作为第二升降驱动装置的第二线性马达60的第二卡合部66从内周侧与多组旋转升降轴14及吸嘴22中的每一组选择性地卡合而使其升降。除此之外的方面与图6所示的上述实施方式相同，因此省略详细的说明。

附图标记说明

10：安装头(电子电路元件安装头)

12：头主体

14：旋转升降轴

16：第一部(头主体的)

18：第一线性马达

20：第二部(头主体的)

22：吸嘴

24：升降轴主体

26：吸嘴保持部

30：嵌合孔

32：吸嘴保持部件

34：轴部

36：销

38：长孔

40：切口

42：销支承部

46：压缩螺旋弹簧

52：锁定套筒

54：压缩螺旋弹簧

58：负压通路

60：第二线性马达

62：升降驱动部件

64：第一卡合部

66：第二卡合部

86：元件(电子电路元件)

90：控制系统

98：下端面(吸嘴保持部件的)(止动件)

100：吸嘴

102：吸嘴主体

104：前端部件

106：球塞

110：安装头

112：头主体

116：转子

120：X滑动件

Claims

1.一种电子电路元件安装头，包括：

头主体；

旋转升降轴，以能够进行绕轴线的旋转及与轴线平行的方向上的升降的方式保持于所述头主体；

升降轴旋转装置，使所述旋转升降轴相对于所述头主体进行旋转；

第一升降驱动装置，使所述旋转升降轴相对于所述头主体进行升降；

元件保持件，由所述旋转升降轴保持为能够相对于所述旋转升降轴相对升降并且不能相对旋转，并保持电子电路元件；及

第二升降驱动装置，设于所述旋转升降轴及所述元件保持件的外部，通过所述第一升降驱动装置与旋转升降轴一起升降，所述第二升降驱动装置具备不经由弹性部件并且以容许元件保持件的旋转的状态与元件保持件卡合的保持件卡合部，通过所述保持件卡合部而使元件保持件相对于旋转升降轴相对升降，将电子电路元件安装于电路基材。

2.根据权利要求1所述的电子电路元件安装头，其中，

所述第一升降驱动装置固定于所述头主体，所述第一升降驱动装置具备以容许所述旋转升降轴旋转的状态与该旋转升降轴卡合的升降轴卡合部。

3.根据权利要求1所述的电子电路元件安装头，其中，

所述保持件卡合部以容许在与所述元件保持件的升降方向交叉的方向上脱离的状态与该元件保持件卡合。

4.根据权利要求2所述的电子电路元件安装头，其中，

5.根据权利要求1所述的电子电路元件安装头，其中，

所述第一升降驱动装置具备以能够在与所述旋转升降轴的升降方向交叉的方向上脱离的方式与该旋转升降轴卡合的升降轴卡合部，所述第二升降驱动装置能够通过所述头主体的外部而与所述旋转升降轴一起升降，并且保持于能够相对于头主体而在与升降方向交叉的方向上相对移动的保持部，所述保持件卡合部以能够随着所述升降轴卡合部卡合、脱离于旋转升降轴而进行卡合、脱离的方式与所述元件保持件卡合。

6.根据权利要求2所述的电子电路元件安装头，其中，

7.根据权利要求5所述的电子电路元件安装头，其中，

所述头主体具备将所述旋转升降轴保持为能够旋转及升降的第一部及保持所述第一升降驱动装置及所述第二升降驱动装置的第二部，

所述元件安装头还包括使所述第一部和第二部在与所述旋转升降轴的升降方向交叉的方向上相对移动的相对移动装置，

通过所述相对移动装置的动作，使所述保持件卡合部及所述升降轴卡合部与所述元件保持件及所述旋转升降轴进行卡合、脱离。

8.根据权利要求6所述的电子电路元件安装头，其中，

9.根据权利要求1～8中任一项所述的电子电路元件安装头，其中，

所述头主体将所述旋转升降轴以能够升降及旋转的方式保持在以一轴线为中心的圆周上的多个位置，

并且，所述电子电路元件安装头还具备：(a)分别设于多个所述旋转升降轴的多个小齿轮、(b)设置成由所述多个小齿轮共用的齿轮及(c)通过驱动该齿轮旋转而使所述多个小齿轮一起旋转的旋转驱动源，

所述电子电路元件安装头包括驱动元件保持件一起旋转的装置，所述驱动元件保持件一起旋转的装置使以不能相对旋转的方式保持于所述旋转升降轴的多个所述元件保持件一起旋转。

10.根据权利要求1～8中任一项所述的电子电路元件安装头，其中，

在所述旋转升降轴与所述元件保持件之间设有相对于旋转升降轴而相对地向上方和下方中的任一方对元件保持件施力的施力单元，

所述第二升降驱动装置通过所述保持件卡合部以与所述施力单元的作用力相向的方式与所述元件保持件卡合，在该状态下将电子电路元件安装于电路基材。