CN112136376B - 作业头的安装构造 - Google Patents

Abstract

作业头的安装构造具备：定位座，设置于由对基板作业机的头驱动机构驱动的移动台；定位部，设置于作业头，与上述定位座嵌合而将上述作业头相对于上述移动台定位于安设位置；主机侧连接器，设置于上述移动台并负责电连接；头侧连接器，设置于上述作业头并负责电连接；电连接部，在上述作业头被定位于上述安设位置的状态下，使上述头侧连接器相对于上述主机侧连接器向插入方向相对地滑动移动而进行嵌合。

Description

作业头的安装构造

技术领域

本说明书涉及以可拆装的方式安装于对基板作业机的作业头的安装构造。

背景技术

对施行了印刷配线的基板实施对基板作业而量产电路基板的技术正在普及。作为实施对基板作业的对基板作业机的代表例，存在实施元件的装配作业的元件装配机和实施基板的检查作业的基板检查机等。在大多数的元件装配机中，准备有保持的元件装配用具的种类或个数等不同的多个装配头而更换使用。另外，在基板检查机中，也存在准备有保持的检查用相机的规格等不同的多个检查头而更换使用的情况。专利文献1公开了与这种作业头(装配头、检查头)的安装构造关联的一技术例。

专利文献1公开的对基板作业机包含可拆装的作业头，通过使装配的作业头工作而对于电路基板进行预先设定的作业。由此，因为作业头能够拆装，所以能容易地进行维护等，能够提高对基板作业机的便利性。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2004-221518号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，不限于专利文献1，通常在作业头的安装时，除了机械方面的定位之外，还需要将电源线或控制线等电连接的连接器的嵌合。在此，在同时进行机械方面的定位和电连接的结构中，当存在连接器位置相对于定位部的误差时，连接器彼此无法良好地嵌合，有可能阻碍定位操作。此外，当强行进行定位操作时，会产生使连接器破损的风险。另外，连接器的嵌合需要一定程度的按压操作力，会妨碍定位操作。此外，安装操作自身也需要一边留意多个部位一边进行，烦杂且困难。

另一方面，也有对电源线和控制线等设置大幅的自由度(长度的游隙等)，在机械方面的定位结束之后使连接器嵌合的结构。在该结构中，有时连接器、电源线、控制线垂下，会妨碍定位操作。也就是说，在进行机械方面的定位时，需要留意连接器、电源线、控制线，安装操作仍然烦杂且困难。

另外，作业者按照预先规定的更换顺序来更换作业头。通常，在确认了电源断开的状态之后进行更换作业，在更换后确认了电连接状态正常的情况之后开始电源的供给。然而，即使不遵照规定的更换顺序，作业头的更换在物理上也是可能的。因此，存在将电源线或控制线以活线状态插拔的可能性。

在本说明书中，要解决课题是提供在对基板作业机中，能容易且可靠地进行安装操作的作业头的安装构造。

用于解决课题的方案

本说明书公开了一种作业头的安装构造，具备：定位座，设置于由对基板作业机的头驱动机构驱动的移动台；定位部，设置于作业头，与上述定位座嵌合而将上述作业头相对于上述移动台定位于安设位置；主机侧连接器，设置于上述移动台并负责电连接；头侧连接器，设置于上述作业头并负责电连接；及电连接部，在上述作业头被定位于上述安设位置的状态下，使上述头侧连接器相对于上述主机侧连接器向插入方向相对地滑动移动而进行嵌合。

发明效果

在本说明书公开的作业头的安装构造中，先进行作业头的定位操作，后进行电连接操作。并且，电连接操作成为使头侧连接器相对于主机侧连接器滑动移动这样简单的操作。也就是说，能够将安装操作分为定位操作及电连接操作而单纯化地分别进行，并且，连接器等不会垂下而不会妨碍定位操作。因此，作业者能容易且可靠地进行安装操作。

附图说明

图1是表示应用了实施方式的作业头的安装构造的对基板作业机的一例即元件装配机的主要部分的构造的立体图。

图2是表示元件装配机的控制结构的框图。

图3是实施方式的作业头的安装构造的侧视图。

图4是表示主机侧连接器及头侧连接器的连接件的配置的侧视剖视图。

图5是表示保护罩及电连接部的构造的立体图。

图6是示意性地表示电连接部具有的误差吸收部的结构的俯视剖视图。

图7是表示定位操作的中途的状况的作业头的安装构造的侧视图。

图8是表示定位操作结束的状况的作业头的安装构造的侧视图。

图9是表示即将开始电连接操作之前的电连接部的周边的状况的侧视图。

图10是表示电连接部向前侧滑动移动至全滑动量的大致一半的状况的侧视图。

图11是表示电连接部滑动移动至前端位置附近的状况的侧视图。

图12是表示图11的时点下的头侧连接器和主机侧连接器的嵌合状况的侧视剖视图。

图13是表示电连接部滑动移动至前端位置而电连接操作结束的状况的侧视图。

具体实施方式

1.对基板作业机(元件装配机1)的构造

首先，对于作为对基板作业机的一例的元件装配机1，以图1及图2为参考进行说明。图1是表示应用了实施方式的作业头的安装构造7的对基板作业机的一例即元件装配机1的主要部分的构造的立体图。图1中的从左上朝向右下的方向为输送基板K的X轴方向，从左下(后侧)朝向右上(前侧)的方向为Y轴方向，铅垂方向为Z轴方向。另外，图2是表示元件装配机1的控制结构的框图。元件装配机1反复实施元件的装配作业。元件装配机1由基板输送装置2、元件供给装置3、元件移载装置4、元件相机5、控制部6(参照图2)及机台10等构成。

基板输送装置2由第一导轨21及第二导轨22、一对输送带、以及夹紧装置等构成。第一导轨21及第二导轨22横穿机台10的上部中央而沿着X轴方向延伸，且相互平行地组装于机台10。在第一导轨21及第二导轨22的正下方并列设置有相互平行配置的一对输送带。一对输送带以在输送器输送面载置有基板K的状态轮转，将基板K向设定在机台10的中央部的装配实施位置搬入及搬出。另外，在机台10的中央部的输送带的下方设置夹紧装置。夹紧装置将基板K通过多个抬起销抬起而以水平姿势夹紧，从而定位于装配实施位置。

元件供给装置3以可拆装的方式装备于元件装配机1的后侧。元件供给装置3通过在设备货盘35上列设多个供料器装置31而构成。供料器装置31具备：主体32、在主体32的前侧设置的供给带盘33、在主体32的后端上部设置的元件取出部34。在供给带盘33卷绕保持有以预定间距封入有多个元件的载带。当该载带以预定间距被送出时，元件被解除封入状态而向元件取出部34依次送入。

元件移载装置4由一对Y轴轨道41、Y轴移动台42、Y轴电动机43、X轴移动台44、X轴电动机45、装配头46及头内控制部4A等构成。一对Y轴轨道41从机台10的后部配置至前部的元件供给装置3的上方。Y轴移动台42装载于一对Y轴轨道41。Y轴移动台42从Y轴电动机43经由滚珠丝杆机构而被驱动，沿着Y轴方向移动。

X轴移动台44装载于Y轴移动台42。X轴移动台44从X轴电动机45经由滚珠丝杆机构而被驱动，沿着X轴方向移动。装配头46以可拆装的方式安装于X轴移动台44的后侧。装配头46相当于对基板作业机的作业头。Y轴轨道41、Y轴移动台42、Y轴电动机43及X轴电动机45与X轴移动台44一起构成对装配头46进行驱动的头驱动机构40。

装配头46在下侧具有旋转工具47。虽然在图1中省略，但是多个吸嘴呈环状地配置在旋转工具47的下侧。通过旋转工具47的旋转而安设于动作位置的吸嘴由Z轴电动机48驱动而进行升降。吸嘴通过负压的供给从元件取出部34吸附元件，通过正压的供给而向基板K装配元件。

标记相机49设置在装配头46的下侧，并与旋转工具47并列地配置。标记相机49对被定位的基板K上附设的位置标记进行拍摄，检测基板K的准确的装配实施位置。头内控制部4A设置于装配头46内。头内控制部4A控制旋转工具47的旋转，还控制Z轴电动机48和标记相机49。

设置于装配头46的Z轴电动机48等驱动部通过驱动电源进行动作。设置于装配头46的头内控制部4A或标记相机49及传感器类通过控制电源进行动作。驱动电源通过驱动用电源线从X轴移动台44供给。控制电源通过控制用电源线从X轴移动台44供给。另外，头内控制部4A使用控制线，经由X轴移动台44而与控制部6通信连接。

元件相机5朝向上方地设置于基板输送装置2与元件供给装置3之间的机台10的上表面。元件相机5拍摄装配头46的多个吸嘴在元件取出部34吸附元件并向基板K移动的中途的状态。由此，元件相机5能够一并拍摄在多个吸嘴分别保持的元件。取得的图像数据被进行图像处理，确认元件的吸附状态、元件的纵向尺寸及横向尺寸、连接电极的配置等。

控制部6保持基板K的各种类的作业数据，对装配作业进行控制。作业数据是记述有装配作业的详细的顺序和方法等的数据。控制部6向基板输送装置2、元件供给装置3、元件移载装置4的头驱动机构40及头内控制部4A、以及元件相机5发送各种指令。另外，控制部6从这些装置接收与动作状况相关的信息。控制部6可以由单一的计算机装置构成，向多个计算机装置进行功能分散地构成。控制部6包含后文详述的供电控制部61的功能。

2.实施方式的作业头的安装构造7

移向实施方式的作业头的安装构造7的说明。图3是实施方式的作业头的安装构造7的侧视图。图3示出即将向X轴移动台44安装装配头46的安装操作之前的状况。作业头的安装构造7由设置于X轴移动台44的部件、设置于装配头46的部件及供电控制部61构成。

在X轴移动台44设有第一定位座81、第二定位座82、电连接用臂84、主机侧连接器85及保护罩86。第一定位座81配置于X轴移动台44的后表面的下部。第一定位座81形成为朝着上方呈V字状地开口的槽形状。第二定位座82配置在比X轴移动台44的后表面的中间高度稍高的位置。第二定位座82形成为矩形窗的形状。X轴移动台44的后表面成为安设装配头46的安设位置83。

电连接用臂84从X轴移动台44的后表面的上部向水平后方延伸设置。主机侧连接器85配置在电连接用臂84的后部。主机侧连接器85负责电连接。图4是表示主机侧连接器85及头侧连接器95(后述)的连接件的配置的侧视剖视图。在图4中，连接件为了简便起见而标注斜线的阴影地表示。图4示出电连接操作的中途的状态。

如图4所示，主机侧连接器85从上侧向下侧内置有控制连接件851、驱动电源连接件852及控制电源连接件853。控制连接件851负责控制线的连接。驱动电源连接件852负责驱动用电源线的连接。控制电源连接件853负责控制用电源线的连接。控制连接件851配置在比驱动电源连接件852及控制电源连接件853靠前侧处。

保护罩86以能够摆动的方式配置在主机侧连接器85的后上方位置。保护罩86进行关闭动作而保护主机侧连接器85及头侧连接器95。图5是表示保护罩86及电连接部93(后述)的构造的立体图。图5示出在装配头46定位于X轴移动台44的安设位置83的状态下即将开始电连接操作之前的状态。保护罩86由罩部861及左右的侧面部862构成。罩部861架设于左右的侧面部862，且形成为从侧面部862的上缘沿着后缘的曲面。

在左右的侧面部862的靠前处设有以能够摆动的方式支撑于主机侧连接器85的摆动轴部863。在侧面部862的比摆动轴部863靠后侧处形成有向下开口的操作槽864。通过操作槽864的槽形状，电连接部93的连接动作与保护罩86的关闭动作相互联动。操作槽864的前表面865形成为中间高度向后方鼓出的凸形状。另一方面，操作槽864的后表面866形成为中间高度向前方鼓出的凸形状，在该凸形状的上下分别形成有凹形状(参照图9)。

另一方面，在装配头46设有第一定位部91、第二定位部92、电连接部93及头侧连接器95。第一定位部91配置于装配头46的前表面的下部。第一定位部91形成为朝向下方呈楔状地突出的突条的形状，能够嵌合于第一定位座81。第二定位部92配置在比装配头46的前表面的中间高度稍高的位置。第二定位部92形成为矩形的凸形状，能够嵌合于第二定位座82。第二定位部92与第二定位座82的嵌合状态使用图示省略的锁定机构来维持。

通过第一定位部91与第一定位座81的嵌合及第二定位部92与第二定位座82的嵌合，装配头46被定位于X轴移动台44的安设位置83。另外，决定装配头46的前后方向、左右方向及上下方向上的位置的构造的详情以及锁定机构的详情已公开于专利文献1。

电连接部93以能够沿着前后方向滑动移动的方式配置于装配头46的上表面的后部的位置。在电连接部93的左右的侧面各穿设有两个的沿着前后方向延伸的长孔931。在各个长孔931中游嵌有装配头46的防松凸台932。在电连接部93的上表面的左右分别立设有操作销94。操作销94的上部的截面成为比操作销94的其他部分的截面鼓出的圆形。操作销94能够游嵌于保护罩86的操作槽864。操作销94与操作槽864的前表面865或后表面866接触，实现电连接部93与保护罩86的联动动作。

在上述结构中，作业者推动电连接部93而使其向前侧滑动移动。在电连接部93向前侧滑动移动的中途，操作销94压动操作槽864的前表面865，所以保护罩86联动地进行关闭动作。另外，作业者也可以在使电连接部93滑动移动至中途之后，对保护罩86进行关闭操作。在该情况下，操作槽864的后表面866将操作销94向前侧压动，所以电连接部93联动地向前侧滑动移动。关于上述操作及动作，在后文详细叙述。

电连接部93在上表面的两个操作销94之间具有头侧连接器95。因此，当电连接部93向前侧滑动移动时，头侧连接器95也向前侧滑动移动。由此，头侧连接器95向主机侧连接器85接近，最终嵌合。

如图4所示，头侧连接器95从上侧向下侧内置控制连接件951、驱动电源连接件952及控制电源连接件953。控制连接件951与主机侧连接器85的控制连接件851相互接触而连接控制线。驱动电源连接件952与驱动电源连接件852相互接触而连接驱动用电源线。控制电源连接件953与控制电源连接件853相互接触而连接控制用电源线。控制连接件951配置在比驱动电源连接件952及控制电源连接件953靠后侧处。

图6是示意性地表示电连接部93具有的误差吸收部97的结构的俯视剖视图。如图所示，误差吸收部97由滑动板971及波形垫圈972构成。滑动板971贴设于装配头46的两侧的侧面。滑动板971将其他的部件接触并移动时的滑动阻力保持为适当值。另一方面，波形垫圈972配置在电连接部93的左右的侧板935的内侧。波形垫圈972具有波形的形状，且具有使波形的高低变化的弹性。在电连接部93相对于装配头46滑动移动时，波形垫圈972在滑动板971上滑动。

由此，能够使一侧的波形垫圈972的波形较高，另一侧的波形垫圈972的波形较低。换言之，相对于装配头46，能够调整电连接部93的宽度方向上的位置。因此，即使以X轴移动台44与装配头46之间的位置的误差等为起因而在头侧连接器95嵌合于主机侧连接器85时存在相对的位置误差，误差吸收部97也能够吸收该误差。也就是说，电连接部93的上表面的头侧连接器95在宽度方向上位移而与主机侧连接器85正对，能够良好地嵌合。此外，误差吸收部97兼具使电连接部93滑动移动时的所需操作力的减轻化及稳定化的作用。

3.实施方式的安装操作的顺序及作用

接下来，说明实施方式的作业头的安装构造7的安装操作的顺序及作用。装配头46的安装操作通过定位操作及电连接操作这两个阶段操作来进行。首先，说明定位操作。上述图3示出定位操作开始时的状况。图7是表示定位操作的中途的状况的作业头的安装构造7的侧视图。图8是表示定位操作结束的状况的作业头的安装构造7的侧视图。

如图3所示，作业者使装配头46的下部向前地倾斜把持，使第一定位部91与第一定位座81嵌合(参照图3中的箭头M1)。于是，成为图7所示的状况。接下来，作业者将装配头46的后侧的靠上部向前侧压动。由此，装配头46以已经嵌合的第一定位部91为中心，向图7中的顺时针方向摆动(参照图7中的箭头M2)。第二定位部92一边描绘圆弧状的轨迹，一边向第二定位座82接近并嵌合。于是，成为图8所示的定位操作的结束状况。如以上说明所述，定位操作非常容易。

接下来，说明电连接操作。图9是表示即将开始电连接操作之前的电连接部93的周边的状况的侧视图。图9是图8的局部放大图。图10是表示电连接部93向前侧滑动移动至全滑动量的大致一半的状况的侧视图。上述图4示出图10的时点下的头侧连接器95与主机侧连接器85的嵌合状况。图11是表示电连接部93滑动移动至前端位置附近的状况的侧视图。图12是表示图11的时点的头侧连接器95与主机侧连接器85的嵌合状况的侧视剖视图。图13是表示电连接部93滑动移动至前端位置而电连接操作结束的状况的侧视图。

在图9中，电连接部93处于长孔的931的前缘与防松凸台932相接的后端位置。在该时点，头侧连接器95与主机侧连接器85分离地相向。另外，保护罩86打开。作业者对电连接部93向前侧进行压动操作(参照图9中的箭头M3)。于是，电连接部93向前侧滑动移动至操作销94与保护罩86的操作槽864的前表面865相接为止。

电连接部93前进至全滑动量的大致一半，成为图10所示的状况。在该时点，如图4所示，驱动电源连接件952与驱动电源连接件852已经接触，控制电源连接件953与控制电源连接件853已经接触。然而，在控制连接件951与控制连接件851之间还存在间隙，这两者未接触。

在此，供电控制部61基于控制线的连接状态，来控制使用了电源线的电源的供给。详细而言，供电控制部61在连接了控制线之后允许电源的供给，且在停止电源的供给之后允许头侧连接器95从主机侧连接器85的脱离。因此，在控制连接件951与控制连接件851未接触的当前时点，供电控制部61即使连接了驱动用电源线及控制用电源线，也禁止电源的供给。

在图10所示的状况下，作业者将保护罩86的罩部861向下方压动而进行关闭操作(参照图10中的箭头M4)。保护罩86以摆动轴部863为中心，向图10中的逆时针方向摆动而进行关闭动作。伴随着保护罩86的摆动而操作槽864的后表面866将操作销94向前侧压动。由此，电连接部93联动地向前侧滑动移动(参照图11中的箭头M5)，成为图11所示的状况。

在该时点，如图12所示，控制连接件951与控制连接件851接触。因此，供电控制部61允许驱动电源及控制电源的供给。由此，开始基于驱动用电源线的驱动电源的供给及基于控制用电源线的控制电源的供给。此外，头内控制部4A启动，开始经由控制线的通信。这样，确认比驱动用电源线及控制用电源线后连接的控制线的连接之后供给电源，因此不会产生活线状态下的头侧连接器95的插入操作。

当保护罩86结束关闭动作时，成为图13所示的电连接操作的结束状况。电连接部93处于长孔的931的后缘与防松凸台932相接的前端位置。头侧连接器95及主机侧连接器85良好地嵌合。另外，连接件彼此确保充分的接触面积而良好地接触。补充说明的话，考虑在连接器之间产生前后方向上的嵌合误差的情况，连接件彼此在前后方向上具有接触位置的富余度。通过上述操作及动作，电连接部93在装配头46定位于安设位置83的状态下，使头侧连接器95相对于主机侧连接器85向插入方向相对地滑动移动而嵌合。

另外，在图10所示的状况下，作业者可以进一步对电连接部93向前侧进行压动操作(参照图10中的虚线箭头M9)。在该情况下，在电连接部93向前侧滑动移动的中途，操作销94压动操作槽864的前表面865。由此，保护罩86联动地进行关闭动作。这样，即使对保护罩86进行关闭操作，即使对电连接部93进行压动操作，通过联动动作而电连接操作也结束。因此，电连接操作非常容易，且不会产生错误。

另外，从X轴移动台44拆卸装配头46的拆卸操作通过电连接的解除操作及定位的解除操作这两个阶段操作来进行。在电连接的解除操作中，电连接部93及保护罩86不联动。因此，作业者首先对保护罩86进行开放操作，接下来使电连接部93向后方滑动移动，对头侧连接器95进行拔出操作。

另外，供电控制部61在电源的供给停止之后，允许头侧连接器95从主机侧连接器85的脱离。为了实现该情况，例如，设置将电连接部93锁定于前端位置的电气性的锁定机构，从控制用电源线对该锁定机构进行驱动。于是，在控制电源的供给停止时，锁定机构自动解除，能进行电连接部93的向后侧的滑动移动(头侧连接器95的拔出操作)。这样，从电源的供给停止开始，允许头侧连接器95的拔出操作，因此不会产生活线状态下的拔出操作。

在实施方式的作业头的安装构造7中，先进行装配头46的定位操作，后进行电连接操作。并且，电连接操作成为使头侧连接器95相对于主机侧连接器85滑动移动这样简单的操作。也就是说，能够将安装操作分为定位操作及电连接操作而单纯化地分别进行，并且连接器等不会垂下而不会妨碍定位操作。因此，作业者能够容易且可靠地进行安装操作。

4.实施方式的应用及变形

另外，即使X轴移动台44具有电连接部93而主机侧连接器85滑动移动，且装配头46具有保护罩86，也会产生与实施方式同等的作用。另外，实施方式中说明的误差吸收部97吸收宽度方向上的误差，但是能够构成为也能够吸收上下方向的误差。此外，作业头的安装构造7在除了元件装配机1以外的对基板作业机，例如基板检查机中也能够实施。本实施方式除此之外也能够进行各种应用或变形。

附图标记说明

1：元件装配机2：基板输送装置3：元件供给装置4：元件移载装置40：头驱动机构44：X轴移动台46：装配头5：元件相机6：控制部61：供电控制部7：作业头的安装构造81：第一定位座82：第二定位座83：安设位置85：主机侧连接器86：保护罩91：第一定位部92：第二定位部93：电连接部95：头侧连接器97：误差吸收部。

Claims (6)

1.一种作业头的安装构造，具备：

定位座，设置于由对基板作业机的头驱动机构驱动的移动台；

定位部，设置于作业头，与所述定位座嵌合而将所述作业头相对于所述移动台定位于安设位置；

主机侧连接器，设置于所述移动台并负责电连接；

头侧连接器，设置于所述作业头并负责电连接；及

电连接部，在所述作业头被定位于所述安设位置的状态下，使所述头侧连接器相对于所述主机侧连接器向插入方向相对地滑动移动而进行嵌合，

所述电连接部使所述头侧连接器向所述插入方向相对地滑动移动的连接动作与保护所述主机侧连接器及所述头侧连接器的保护罩关闭的关闭动作联动。

2.根据权利要求1所述的作业头的安装构造，其中，

所述电连接部具有吸收所述头侧连接器向所述主机侧连接器嵌合时的相对位置误差的误差吸收部。

3.根据权利要求1所述的作业头的安装构造，其中，

所述定位座包含第一定位座及第二定位座，

所述定位部包含：第一定位部，与所述第一定位座嵌合；及第二定位部，在所述第一定位部嵌合于所述第一定位座的状态下，所述第二定位部一边描绘圆弧状的轨迹一边向所述第二定位座接近并嵌合。

4.根据权利要求2所述的作业头的安装构造，其中，

所述定位座包含第一定位座及第二定位座，

所述定位部包含：第一定位部，与所述第一定位座嵌合；及第二定位部，在所述第一定位部嵌合于所述第一定位座的状态下，所述第二定位部一边描绘圆弧状的轨迹一边向所述第二定位座接近并嵌合。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的作业头的安装构造，其中，

所述主机侧连接器及所述头侧连接器具有：相互接触而连接电源线的电源连接件及在所述头侧连接器向所述主机侧连接器嵌合时与所述电源连接件相比后相互接触而连接控制线的控制连接件，

所述作业头的安装构造还具备供电控制部，所述供电控制部基于所述控制线的连接状态，来控制使用了所述电源线的电源的供给。

6.根据权利要求5所述的作业头的安装构造，其中，

所述供电控制部在所述头侧连接器向所述主机侧连接器嵌合时，在连接了所述控制线之后允许所述电源的供给，

并且，所述供电控制部在所述电源的供给停止之后，允许所述头侧连接器从所述主机侧连接器的脱离。

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