CN106900168A - 作业装置以及作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种作业装置以及作业方法。在利用部件保持部保持部件而将部件装配于工件的规定位置的作业装置中，保持部件的部件保持部具备：一对把持构件，其夹入并把持部件；把持构件开闭部，其将开闭用马达作为驱动源而使一对把持构件开闭；一对接触部，其配置于一对把持构件且以沿把持构件的开闭方向设置的旋转轴为中心旋转自如；以及接触部驱动部，其利用与吸附嘴轴的侧面抵接地设置的辊将吸附嘴轴的升降动作转换为花键轴的旋转运动，并将该旋转运动经由多个辊传递至接触部，使接触部以旋转轴为中心而旋转。

Description

作业装置以及作业方法

技术领域

本发明涉及利用部件保持部保持部件而将部件装配于工件的规定位置的作业装置以及作业方法。

背景技术

在向基板等工件装配部件的部件装配线中，各个种类的部件通过部件装配装置而装配于工件。这些部件中，除了芯片型部件、QFP等与电路基板的电极面焊料接合的面安装部件以外，还包括功率晶体管、连接器部件等具有连接用的引线且通过向电路基板上形成的安装孔插入引线而装配的插入部件。这样的插入部件的部件装配装置中的供给方式因部件种类的不同而有所不同，根据部件种类，部件的供给姿态各异。在插入部件以横倒姿态供给的情况下，在向基板装配之前，需要将插入部件姿态变更为直立姿态，因此提出有具备将横倒姿态的插入部件姿态变更为直立姿态的功能的部件插入机(例如参照专利文献1)。

在该专利文献所示的在先技术例中，由夹住部件进行把持的两个臂和具有用于吸附部件的吸附单元的连杆机构而构成保持部件的部件保持部(部件保持手)，利用该部件保持部来处理部件并将从部件供给机构取出的部件的姿态从横倒姿态变更为直立姿态。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2008-23641号公报

发明内容

本发明的作业装置是利用部件保持部来保持部件而将部件装配于工件的规定位置的作业装置，其中，所述部件保持部具备：一对把持构件；把持构件开闭部，其使所述一对把持构件开闭；一对接触部，它们配置于所述一对把持构件，且以沿所述把持构件的开闭方向设置的旋转轴为中心而旋转自如；以及接触部驱动部，其使所述接触部以所述旋转轴为中心而旋转。

本发明的作业方法利用部件保持部来保持部件而将部件装配于工件的规定位置，其中，所述作业方法包括如下步骤：将所述一对把持构件设为打开的状态的步骤；拾取供给部的部件并使该部件位于在所述一对把持构件上设置的接触部之间的步骤；利用接触部夹住并保持所述部件的步骤；通过使所述接触部相对于所述把持构件旋转来变更所述部件的姿态的步骤；以及向工件的规定位置装配所述部件的步骤。

本发明的作业方法利用部件保持部来保持部件而将部件装配于工件的规定位置，其中，所述作业方法包括如下步骤：拾取供给部的所述部件的步骤；利用设于所述一对把持构件的接触部夹住并保持所拾取的所述部件的步骤；通过使所述接触部相对于所述把持构件旋转来变更所述部件的姿态的步骤；以及向工件的规定位置装配所述部件的步骤。

根据本发明，能够利用部件保持部来变更部件的姿态而将部件高效地装配于工件。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的作业装置的结构的立体图。

图2是示出本发明的一实施方式的作业装置所使用的作业头中的部件保持部(第一实施例)的结构的立体图。

图3是本发明的一实施方式的作业装置所使用的作业头中的部件保持部(第一实施例)的构成说明图。

图4是本发明的一实施方式的作业装置所使用的作业头中的部件保持部(第一实施例)的局部剖视图。

图5是本发明的一实施方式的作业装置所使用的作业头中的部件保持部(第一实施例)的局部剖视图。

图6是本发明的一实施方式的作业装置所使用的作业头中的部件保持部(第二实施例)的构成说明图。

图7是本发明的一实施方式的作业装置所使用的作业头中的部件保持部(第二实施例)的局部剖视图。

图8是示出基于本发明的一实施方式的作业装置的作业方法的动作说明图。

图9是示出基于本发明的一实施方式的作业装置的作业方法的动作说明图。

附图标记说明：

1 作业装置；

2 部件装配机构；

3 供给部；

4 基板保持部；

6 部件；

7 基板；

10 作业头；

11 部件保持部；

13 吸附嘴轴；

13a 吸附嘴；

22 把持构件；

22a 基部；

22b 前端部；

23 接触部；

23a 旋转轴；

24 辊；

34 驱动辊；

35 输入辊；

36 中间辊；

42 接触部驱动马达。

具体实施方式

在说明本发明的实施方式之前，简单说明以往的问题点。

上述的在先技术例中，因部件保持部的结构，存在以下那样的不良状况。即，为了使在部件保持部中使用的连杆机构具有部件的姿态变更等的处理功能，需要多关节驱动机构等复杂的机构。因此，难以使部件保持部成为简便紧凑的结构，从而难以应用于谋求装置的紧凑化的部件装配领域。而且，该课题不仅存在于具有向基板的插入孔插入的引线的插入部件中，对于谋求在从部件供给部取出部件起直至向工件装配的一系列的装配动作中变更部件的姿态这一种类的部件来说是普遍共通的课题。

对此，本发明的目的在于，提供一种能够利用部件保持部来变更部件的姿态而高效地将部件装配于工件的作业装置以及作业方法。

接下来，参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1，对作业装置1的整体结构进行说明。如图1所示，作业装置1具有如下功能：利用部件装配机构2从供给部3拾取并保持部件6，并将部件6向载置于基板保持部4的工件即基板7装配。

部件装配机构2构成为，通过头移动机构14，使在下部设有保持部件6的部件保持部11的作业头10沿X、Y、Z方向(参照箭头a)移动。部件保持部11具备吸附嘴轴13，该吸附嘴轴13通过内置于头主体部10a的部件保持部回转机构16而向θ方向(箭头b)回转，并且通过内置于作业头10的吸附嘴升降机构15进行升降。吸附嘴轴13具有如下功能：借助在下端部配备的吸附嘴13a(参照图2)来吸附部件6，并且在向基板7装配由部件保持部11保持的部件6时，将部件6推入到基板7。

在部件装配机构2的部件装配作业中，使作业头10向供给部3移动，并利用部件保持部11拾取并保持部件6(箭头c)，该供给部3在部件托盘5上载置有将引线6a朝上的姿态下的部件6。接着在利用部件保持部11将部件6的姿态变更为使引线6a朝下之后，利用图像识别装置(参照图9所示的部件识别相机50)从下表面侧对部件6进行位置识别，然后，使作业头10向载置有基板7的基板保持部4移动。之后，使部件6与部件保持部11一起下降(箭头d)，将引线6a插入到形成于基板7的装配孔7a，由此将部件6装配于基板7。

接下来，参照图2、图3，对在作业头10上设置的部件保持部11的结构(第一实施例)进行说明。部件保持部11具有利用一对把持构件22把持并保持部件6的功能。在图2、图3中，在水平的连结构件20的两侧端部，一对侧板21向下方延伸设置。在侧板21上轴支承有在外周面上形成有轴向的槽部的水平姿态的花键轴25的两侧端部。在花键轴25的中央部上固定安装有与花键轴25一体旋转的辊24，此外，在花键轴25中的辊24的两外侧，一对花键轴承26以允许轴向的滑动的状态嵌合。

把持构件22成为具有从作为上部的基部22a向下方延伸的前端部22b的形式。各个花键轴承26固定安装于把持构件22的基部22a，一对把持构件22与花键轴承26一起相互沿开闭方向(参照图2所示的箭头g)滑动自如。而且，在前端部22b设有以沿把持构件22的开闭方向设置的旋转轴23a为中心而旋转自如的接触部23。即，接触部23旋转自如地装配于前端部22b。

如图3所示，在连结构件20的下表面沿X方向配置线性引导件32，在沿X方向滑动自如地嵌合于线性引导件32的滑块33上结合有把持构件22的基部22a。把持构件22沿X方向的滑动动作被由线性引导件32、滑块33构成的滑动引导机构引导。

此外，在示出图3中的A-A剖面的图4中，在一方侧的侧板21的侧面配设有开闭用马达31。开闭用马达31驱动被侧板21轴支承两端部的开闭用进给丝杠40进行旋转。开闭用进给丝杠40是在1根进给丝杠中隔着中央部而在两侧形成有相反方向的螺距的进给丝杠部的开闭机构用的进给丝杠。在开闭用进给丝杠40中，嵌合于一方螺距的进给丝杠部的螺母构件41A与一方的把持构件22结合，在嵌合于另一方螺距的进给丝杠部的螺母构件41B结合有另一方的把持构件22。

通过对开闭用马达31进行正反驱动，螺母构件41A、41B向一对把持构件22的间隔缩窄的方向(箭头g1)、间隔扩宽的方向(箭头g2)移动。由此，能够以任意的间隔使一对把持构件22开闭。因此，开闭用马达31、开闭用进给丝杠40以及螺母构件41A、41B成为使一对把持构件22沿X方向开闭的把持构件开闭部。

被吸附嘴升降机构15驱动升降的吸附嘴轴13位于一对把持构件22之间，且在一对把持构件22之间进行升降。在吸附嘴轴13的侧面抵接有嵌合了花键轴25的辊24(还参照图1、图4)。当驱动吸附嘴升降机构15而使吸附嘴轴13升降时(箭头e)，向与吸附嘴轴13抵接的辊24传递旋转驱动力(箭头f)。由此，花键轴25根据吸附嘴轴13的升降移动方向以及升降移动量而进行旋转。

在从供给部3拾取部件6并将部件6装配于基板保持部4的基板7的装配作业中，使作业头10向供给部3移动，将吸附嘴轴13与部件6对位。然后，在该状态下使吸附嘴轴13下降，借助吸附嘴轴13的吸附嘴13a的吸引力来吸附并保持部件6。然后在该状态下使吸附嘴轴13上升，被吸附嘴13a吸附保持的部件6在一对把持构件22之间进行移动。

即，吸附嘴轴13成为将部件6移送至一对把持构件22之间的部件拾取部。而且，在本实施方式中，该部件拾取部在一对把持构件22之间升降，利用吸附嘴13a以吸引力来保持部件6。此外，在本实施方式中，作为拾取部的吸附嘴轴13作为将一对把持构件22所把持的部件6推入到工件即基板7的推杆而发挥功能(参照图9的(d))。即，本实施方式中的作业装置1在部件保持部11具备将一对把持构件22所把持的部件6推入到工件的推杆。

如图3、图4所示，在一对把持构件22的各个基部22a上，以能够传递旋转的方式装配有与花键轴25嵌合的驱动辊34。在示出图3中的B-B剖面的图5中，在从基部22a至前端部22b的把持构件22的侧面，轴支承有由输入辊35、三个中间辊36以及前端辊37构成的多个辊，前端辊37与接触部23的旋转轴23a同轴结合。这些多个辊中的邻接的两个辊以外周接触的方式配置，此外，输入辊35的外周与驱动辊34的外周接触。

在该结构中，通过吸附嘴轴13升降而对辊24进行旋转驱动，从而同轴的驱动辊34旋转(箭头i)，由此输入辊35旋转(箭头j)。然后，该旋转使三个中间辊36依次旋转(箭头k1、k2、k3)，进而向外周与最下端的中间辊36接触的前端辊37传递旋转，由此接触部23绕旋转轴23a进行旋转(箭头m)。这样，通过驱动在把持构件22的前端部22b配置的接触部23旋转，能够在前端部22b夹入并保持部件的状态下使部件6旋转任意的角度，能够容易地进行部件装配动作中的部件6的姿态变更。

在上述结构中，吸附嘴轴13、吸附嘴升降机构15、辊24、花键轴25、驱动辊34、输入辊35、中间辊36以及前端辊37成为使接触部23以旋转轴23a为中心而旋转的接触部驱动部。而且，配置于基部22a的输入辊35成为供来自作为动力源的吸附嘴轴13以及辊24的旋转运动经由驱动辊34而输入的输入部。此外，三个中间辊36配置于把持构件22、且作为将输入至输入辊35(输入部)的旋转运动向接触部23传递的传递部而发挥功能。

在连结构件20的上表面，工作缸28位于花键轴25的一方侧的端部的上方并将拉杆28a朝向外侧配设。在拉杆28a上结合有向下方延伸至与结合于花键轴25的端部的制动板25a对置的位置处的移动板29。移动板29借助工作缸28而沿水平方向往复移动。在移动板29的下端部，与制动板25a对置地装配有制动垫30，通过使工作缸28向拉杆28a收入的方向工作而将制动垫30按压于制动板25a(箭头h)，花键轴25的旋转被制动。

因此，工作缸28、移动板29、制动垫30以及制动板25a构成对花键轴25的旋转进行制动的制动部27。该制动部27的制动功能在无需使接触部23旋转的状态下使吸附嘴轴13升降时使用。即，在需要一边维持利用接触部23夹入并保持部件6的状态一边使吸附嘴轴13升降的情况下，使制动部27工作而对花键轴25进行制动。由此，吸附嘴轴13在与辊24之间产生滑动的同时进行升降。

需要说明的是，在上述例子中，虽然示出了驱动分别设于一对把持构件22的一对接触部23这两者进行旋转的例子，但在构成本发明的基础上，驱动一对接触部23这两者进行旋转并非是必须的。即，为了使在把持构件22的前端部22b配置的接触部23旋转而变更部件的姿态，仅驱动从两侧夹入部件的两个接触部23中的一方侧旋转即可，另一方的接触部23也可以是空转状态。

接下来，参照图6、图7，对设于作业头10的部件保持部11A(第二实施例)的结构进行说明。需要说明的是，图7示出图6中的C-C剖面。在第二实施例中，与第一实施例的不同之处在于，作为驱动接触部23旋转的接触部驱动部的动力源而使用专用的接触部驱动马达42，其他结构与第一实施例相同。即，在图6、图7中，标注有与图3、图4所示的构件相同的附图标记的构成要素具有与第一实施例相同的功能。

在图6、图7中，在与配置有开闭用马达31的侧板21相反的一侧的侧板21上配设有接触部驱动马达42。接触部驱动马达42驱动具有与第一实施例中的花键轴25相同的功能的花键轴25A旋转。通过驱动作为动力源的接触部驱动马达42，花键轴25A进行旋转(箭头o)，由此经由驱动辊34而向作为输入部的输入辊35输入来自动力源的旋转运动。然后，输入到输入辊35的旋转运动经由作为传递部的三个中间辊36以及前端辊37而传递至在前端部22b配置的接触部23。由此，与实施例1所示的结构相同地，接触部23以旋转轴23a为中心进行旋转(箭头p)。

本实施方式所示的作业装置1如上述那样构成，接下来，参照图8、图9，对在作业装置1中利用部件保持部11来保持部件6而将部件6向作为工件的基板7的规定位置装配的作业方法进行说明。

首先，使图1所示的作业头10向以引线6a朝上的姿态载置部件6的供给部3移动。接着，如图8的(a)所示，使部件保持部11位于拾取对象的部件6的上方，并将吸附嘴轴13与部件6对位。此时，将部件保持部11具备的一对把持构件22设为以比拾取对象的部件6的尺寸宽的间隔打开的状态。接着，驱动吸附嘴升降机构15(图1、图3)而使吸附嘴轴13下降(箭头q)。然后，如图8的(b)所示，使在吸附嘴轴13的下端设置的吸附嘴13a与拾取对象的部件6抵接，利用吸附嘴13a对将引线6a朝上的姿态下的部件6进行吸附保持。

接下来，如图8的(c)所示，使吸附嘴轴13上升至与把持构件22的前端部22b相当的高度(箭头s)。由此，拾取对象的部件6位于分别在一对把持构件22设置的接触部23之间。即，在此，拾取供给部3的部件6并使部件6位于一对接触部23之间。接着，驱动开闭用马达31并利用把持构件开闭部(图4)的功能，使一对把持构件22沿关闭方向(箭头r)移动，如图8的(d)所示，利用接触部23夹住并保持部件6。

然后，解除基于吸附嘴13a的吸附保持，如图8的(e)所示，使吸附嘴轴13从由接触部23保持的状态下的部件6上升(箭头t)。接着，利用部件保持部11具备的接触部驱动部的功能，使接触部23相对于把持构件22旋转。由此，部件6与接触部23一起旋转(箭头u)，如图8的(f)所示，部件6的姿态从引线6a朝上的姿态变更为引线6a朝下的姿态。

然后，使保持有部件6的作业头10从供给部3移动，如图9的(a)所示，使部件6位于部件识别相机50的上方并从下表面侧拍摄部件6并对其进行识别。由此，检测引线6a的位置。接着，保持有完成了下表面的识别的部件6的作业头10向载置有基板7的基板保持部4移动。然后，在此，首先如图9的(b)所示，将部件6的下表面的引线6a与基板7的装配孔7a对位。

接着，如图9的(c)所示，使部件保持部11下降(箭头w)，使由一对把持构件22的接触部23保持的部件6着落于基板7，将引线6a插入到装配孔7a。接着，如图9的(d)所示，在利用一对把持构件22夹入部件6的状态下，使吸附嘴轴13下降(箭头v)而与部件6的上表面抵接，并将部件6推入到基板7。由此，引线6a被完全插入到装配孔7a，部件6以正常的状态装配于基板7。

这样一来，若部件6向基板7的装配结束，则如图9的(e)所示，在部件保持部11中使一对把持构件22向打开方向移动(箭头x)，完全解除把持构件22对部件6的保持。然后，在该状态下，使部件保持部11上升(箭头y)。由此，作业装置1中的部件6向基板7的装配结束。

上述的动作说明所示的作业方法成为包括如下步骤的形式：将一对把持构件22设为打开的状态的步骤；拾取供给部3的部件6并使部件6位于在一对把持构件22上设置的接触部23之间的步骤；利用接触部23夹住并保持部件6的步骤；通过使接触部23相对于把持构件22旋转来变更部件6的姿态的步骤；以及向作为工件的基板7的规定位置装配部件6的步骤。

需要说明的是，在图8、图9所示的动作例中示出如下例子：在将一对把持构件22设为打开的状态之后，利用吸附嘴13a拾取供给部3的部件6，并使吸附嘴轴13上升，由此使部件6位于在一对把持构件22上设置的接触部23之间，但也可以根据成为拾取对象的部件的形状、尺寸，无需将把持构件22设为打开的状态，并且不使用吸附嘴13a而进行部件6的拾取。

即，在该情况下，成为包括如下步骤的形式：拾取供给部3的部件6的步骤；利用设于一对把持构件22的接触部23夹住并保持所拾取的部件6的步骤；通过使接触部23相对于把持构件22旋转来变更部件6的姿态的步骤；以及向作为工件的基板7的规定位置装配部件6的步骤。

如上述说明那样，本实施方式中的作业装置1利用部件保持部11保持部件6而将部件6装配于作为工件的基板7的规定位置，在作业装置1中，保持部件6的部件保持部11构成为具备：夹入并把持部件6的一对把持构件22；使一对把持构件22开闭的把持构件开闭部；配置于一对把持构件22且以沿把持构件22的开闭方向设置的旋转轴23a为中心而旋转自如的一对接触部23；以及使接触部23以旋转轴23a为中心而旋转的接触部驱动部。由此，能够利用部件保持部11变更部件6的姿态而高效地装配于基板7。

工业实用性

本发明的作业装置以及作业方法具有能够利用部件保持部来变更部件的姿态而高效地装配于工件这样的效果，在将部件装配于工件的规定位置的作业领域中是有用的。

Claims (9)

1.一种作业装置，是利用部件保持部来保持部件而将部件装配于工件的规定位置的作业装置，

其中，

所述部件保持部具备：

一对把持构件；

把持构件开闭部，其使所述一对把持构件开闭；

一对接触部，它们配置于所述一对把持构件，且以沿所述把持构件的开闭方向设置的旋转轴为中心而旋转自如；以及

接触部驱动部，其使所述接触部以所述旋转轴为中心而旋转。

2.根据权利要求1所述的作业装置，其中，

所述把持构件具有基部和从所述基部延伸的前端部，

所述接触部旋转自如地装配于所述前端部，

所述接触部驱动部具有：

输入部，其配置于所述基部，且被输入来自动力源的旋转运动；以及

传递部，其配置于所述把持构件，且将输入到所述输入部的旋转运动传递至所述接触部。

3.根据权利要求1或2所述的作业装置，其中，

所述作业装置具备将部件移送至所述一对把持构件之间的部件拾取部。

4.根据权利要求3所述的作业装置，其中，

所述部件拾取部在所述一对把持构件之间进行升降。

5.根据权利要求4所述的作业装置，其中，

所述部件拾取部是利用吸引力来保持部件的吸附嘴。

6.根据权利要求1或2所述的作业装置，其中，

所述作业装置具备推杆，该推杆将所述一对把持构件所把持的部件推入到所述工件。

7.根据权利要求3至5中任一项所述的作业装置，其中，

所述部件拾取部作为将部件推入到所述工件的推杆而发挥功能。

8.一种作业方法，其利用部件保持部来保持部件而将部件装配于工件的规定位置，

其中，

所述作业方法包括如下步骤：

将一对把持构件设为打开的状态的步骤；

拾取供给部的部件并使该部件位于在所述一对把持构件上设置的接触部之间的步骤；

利用接触部夹住并保持所述部件的步骤；

通过使所述接触部相对于所述把持构件旋转来变更所述部件的姿态的步骤；以及

向工件的规定位置装配所述部件的步骤。

9.一种作业方法，其利用部件保持部来保持部件而将部件装配于工件的规定位置，

其中，

所述作业方法包括如下步骤：

拾取供给部的所述部件的步骤；

利用设于一对把持构件的接触部夹住并保持所拾取的所述部件的步骤；

通过使所述接触部相对于所述把持构件旋转来变更所述部件的姿态的步骤；以及

向工件的规定位置装配所述部件的步骤。