CN1620246B - 元件安装装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种元件安装装置，其具有附接于安装头上以绕主轴旋转的若干真空拾取吸嘴，使得真空拾取吸嘴中的一个运动至一位置以被设置在旋转方向上特定位置处的驱使体驱动，且使得真空拾取吸嘴通过驱动体向前运动以真空拾取及/或安装元件，其中真空拾取吸嘴中的每一个都于其驱动部分处设置有在真空拾取吸嘴的运动方向上具有特定尺寸的受压板。

Description

元件安装装置

技术领域

本发明涉及元件安装装置，具体而言，涉及具有若干安装于安装头上以绕支持轴旋转的真空拾取吸嘴，其中真空拾取吸嘴运动至一位置以被设置在旋转方向上特定位置处的驱使体操作，由此使得真空拾取吸嘴通过驱动体向前运动以完成拾取及/或安装元件。

背景技术

为了通过安装元件至电路板以制造电子电路，安装机器被广泛使用。安装机器设置有真空拾取吸嘴，该真空拾取吸嘴拾取元件并相对于电路板在X轴及Y轴方向运动至电路板的安装位置上方的特定位置。然后，真空拾取吸嘴向电路板落下以将元件安装至电路板上的特定位置。

传统上，所谓旋转机器的大型且高速的机器是主流。但是，近些年，因为它们大且昂贵，这种旋转机器不再流行，因而具有活动安装头的紧凑型机器成为现在的主流。在一种具有用于安装如芯片等小元件的活动头的紧凑型安装机器中，通常单一工具头具有若干吸嘴，数量在例如4到12个的水平，以通过缩短节拍时间(tact time)来提高生产率。这种安装机器即公知的单元型(cell type)安装机器。

在工具头上具有若干吸嘴的安装机器被进一步分为两种。一种是仅在用以上下运动真空拾取吸嘴的旋转方向上的一点处具有单一驱动体的类型。另一种是吸嘴被安装在工具头上但不在圆周方向上旋转的类型，并且为每一个吸嘴设置一个用于上下运动的驱动体。

上述第一种类型的优点在于头的运动量小，而且由于在连续从单个盒中拾取或者多个安装芯片彼此间距较小的情况下仅使用一个驱动体上下运动所述吸嘴，所以可以使用充分强大的驱动体。由此，因为吸嘴的上下动作时间被缩短，每一个工具头的效能可以被提高。这种类型的安装机器即公知的单元型中速机器。在例如日本专利申请公开No.HEI9-181488及日本专利申请公开No.2001-223498公开了这样的安装机器。

在旋转工具头沿圆周具有若干真空拾取吸嘴的情况下，大量的吸嘴绕旋转轴在圆周方向上高速运动，且当它们位于驱动体下方时，通过下推上述驱动体的杆以向下动作。需要注意的是杆可以仅仅下推，而吸嘴的向上动作依赖于杆向上运动时弹簧的回复力。令吸嘴在工具头内沿圆周方向的旋转运动时间及吸嘴沿上下方向的运动时间分别为T1及T2，作为安装机器的节拍时间的基础的数值是T1+T2。因为T1及T2是要在不同限制情况下被尽可能最小化的数值，所以每个值都可以有一定的减小余地，而T1+T2才是节拍时间的基础，这是传统的安装机器的局限性。

但是，在旋转工具头的情况下，对于吸嘴的上下运动有着例如14mm行程。在拾取及安装大约具有2mm元件高度的芯片的情况下，在靠近上下行程的底端吸嘴通常需要在适当对准之下被运动仅约3mm。换言之，在理论上如果吸嘴可以在14-3＝11mm的动作期间同时运动和升降就不会有问题。这意味着T1+T2-(同时运动的时间)可以成为节拍时间的基础。但不幸的是，由于摩擦及机械干扰，实际上是将同时运动时间大体上设置为零，由此限制了在传统安装机器中节拍时间的减少。

(参考专利文件1)日本专利申请公开No.HEI 9-181488。

(参考专利文件2)日本专利申请公开No.2001-223498。

(参考专利文件3)日本专利申请公开No.2000-114788。

(参考专利文件4)日本专利申请公开No.HEI 2-99000。

(参考专利文件5)日本专利申请公开No.HEI 2-194700。

本发明要求享有2003年11月19日提交的日本在先申请No.2003-389897的优先权，该申请的全部内容通过引用被结合于此。

发明内容

有必要提供一种可以减少节拍时间的元件安装装置。

还有必要提供一种元件安装装置，其中节拍时间不受真空拾取吸嘴由驱动体驱动运动到位置的时间与拾取及安装动作时间之和的限制。

还有必要提供一种设置有用以大大重叠吸嘴运动轴及吸嘴升降轴的操作时间的机构的元件安装装置。

还有必要提供一种设置有回避机构的元件安装装置，所述回避机构用以在紧急停止等情况时避免机械干扰，从而防止在紧急停止时吸嘴损坏。

本发明的上述及其它目的通过以下对本发明的主题及实施例的描述将变的清楚。

本发明的主要方面是提供了一种元件安装装置，该装置具有附接于安装头以便绕主轴旋转的若干真空拾取吸嘴，使得所述真空拾取吸嘴中的一个运动到将被设置于旋转方向上的特定位置的驱动体驱动的位置，且使得所述真空拾取吸嘴通过所述驱动体向前运动用于元件的真空拾取及/或安装，其中所述真空拾取吸嘴的每一个都于其驱动部分处设置有在所述真空拾取吸嘴的运动方向上具有特定尺寸的受压板。

优选，所述受压板是圆盘。还优选的是，所述圆盘可旋转的附接于各个所述真空拾取吸嘴。此外，所述驱动体的驱动部分优选是旋转部件。还优选的是，所述驱动体的驱动部分是可在所述旋转方向旋转的辊子。优选，所述驱动体的驱动部分是可摆动的。还优选的是，所述驱动体的驱动部分是由绕支撑轴可摆动的支撑体可旋转地支撑的辊子。

本发明的另一个主要方面是提供了一种元件安装装置，该装置具有附接于安装头以便绕主轴旋转的若干真空拾取吸嘴，使得所述真空拾取吸嘴中的一个运动到将被设置于旋转方向上的特定位置的驱动体驱动的位置，且使得所述真空拾取吸嘴通过所述驱动体向前运动用于元件的真空拾取及/或安装，其中设置了控制装置，用于在通过所述驱动体在旋转方向上运动所述真空拾取吸嘴到将被所述驱动体操作的位置的过程中，当所述驱动体运动到不与相邻的真空拾取吸嘴干扰的位置时，控制所述真空拾取吸嘴通过所述驱动体向前运动。而且，所述真空拾取吸嘴向前运动以拾取或安装所述元件。

本发明的另一个主要方面是提供了一种元件安装装置，该装置具有附接于安装头以便绕主轴旋转的若干真空拾取吸嘴，使得所述真空拾取吸嘴中的一个运动到将被设置于旋转方向上的特定位置的驱动体驱动的位置，且使得所述真空拾取吸嘴通过所述驱动体向前运动用于元件的真空拾取及/或安装，其中设置了控制装置，用于在所述真空拾取吸嘴向后运动的过程中，当所述驱动体向后运动到不与相邻的真空拾取吸嘴干扰的位置时，控制所述安装头绕所述主轴旋转。

优选的是，所述真空拾取吸嘴的向后运动是在所述真空拾取吸嘴真空拾取或安装所述元件之后。

本发明的另一个方面是所述真空拾取吸嘴拾取所述元件并安装所述被拾取的元件到电路板的特定位置上。

本发明的优选实施例是在上端具有盘形接收面的吸嘴，其中实现了重叠真空拾取吸嘴的运动时间及升降时间，且通过在每一个吸嘴的顶端设置对于上述时间重叠具有足够半径的盘，避免了驱动体的杆落入真空拾取吸嘴之间。

本发明的另一个优选实施例是用以上/下操作的驱动体的杆设置有辊子形式的吸嘴接触部分。为了实现重叠每一个真空拾取吸嘴的运动时间及动作时间，需要吸嘴在被杆推动时可以运动。为此，杆的吸嘴接触部分被制成在吸嘴的运动方向上可以旋转的辊子，由此消除了妨碍吸嘴运动的摩擦及其它障碍，且实现了平滑重叠。

本发明的另一个实施例是抑制吸嘴自旋轴的干扰及盘与辊子之间的滑动。

上述实施例实现了操作时间的重叠。但是，真空拾取吸嘴不仅运动，而且自旋以调整将要被安装的元件的定向。吸嘴在被所述杆的辊子推动时必须旋转。同样地，因为工具头的旋转及真空拾取吸嘴的自旋在时间上与动作轴的操作重叠，所以盘与辊子的接触可能妨碍吸嘴的自旋。由此，吸嘴的顶端，例如所述盘，被使得可相对于辊子自由旋转，由此排除了对吸嘴自旋的妨碍。

如果真空拾取吸嘴的顶端处的旋转半径小，盘可能导致一种现象，即，在盘及辊通过重叠真空拾取吸嘴的运动时间及动作时间相互接触时，由于为避免摩擦辊的旋转方向与吸嘴的实际运动方向不同而致使产生摩擦。但是，此摩擦可以通过上述盘的自由旋转而大大减少。

本发明的另一个实施例是为了避免损坏的对策。尽管真空拾取吸嘴的运动时间及动作时间的重叠通过上述结构是相当可行的，但是那只是在正常操作情况下。在通过伺服马达驱动各轴及通过软件装置实现重叠的情况下，因为某些原因在马达操作中可能会遇到紧急停止或迟延。即，在马达很可能遇到紧急停止的情况下，有可能导致机械干扰。具体的干扰形式可能包括动作轴的杆在其完成向上动作前停止而吸嘴的旋转轴没有完全停止，由此损坏了吸嘴。为了防止发生这种问题，杆被设计为在干扰方向上摆动，由此避免干扰。

本申请的主要发明是一种元件安装装置，其具有附接于安装头以绕主轴旋转的若干真空拾取吸嘴，使得真空拾取吸嘴中的一个运动到被设置于特定位置的驱动体驱动的位置，并使得真空拾取吸嘴通过驱动体向前运动用于真空拾取且/或安装元件，其中每一个真空拾取吸嘴都具有设置有在真空拾取吸嘴的运动方向上有特定尺寸的受压板的驱动部分。

根据上述的元件安装装置，与安装头的旋转操作相关联的真空拾取吸嘴的运动与真空拾取吸嘴通过驱动体的动作被使得在时间上重叠，由此可以减少节拍时间。

本申请的另一个主要发明是设置了控制装置，用于在旋转方向上运动真空拾取吸嘴到被驱动体驱动的位置过程中，每当驱动体运动到不与相邻吸嘴干扰的位置时，控制真空吸嘴以通过驱动体使真空拾取吸嘴向前运动。

根据本元件安装装置，可以在避免驱动体与真空拾取吸嘴之间干扰的同时，完成真空拾取吸嘴的运动及真空拾取吸嘴的向前运动的重叠。

本发明的另一个方面是设置了控制装置，用于每当驱动体向后运动到不与相邻真空拾取吸嘴干扰的位置时，控制安装头绕支撑轴旋转。

根据此元件安装装置，在避免真空拾取吸嘴与驱动体之间干扰的同时，可以将驱动体的动作的向后操作与安装头的旋转操作重叠。

本发明的其它的特征及其带来的优点通过参考附图所示的本发明具体实施例在以下进行详细描述。

附图说明

图1是正视图，说明了根据本发明的元件安装装置的整体结构；

图2是平面图，说明了元件安装装置的部分横截面；

图3是主视图，说明了元件安装装置的主要部分；

图4是正视图，说明了工具头及其驱动机构的主要部分；

图5是正视图，说明了真空拾取吸嘴的提升机构；

图6是局部主视图，说明了提升机构；

图7是平面图，说明了工具头上盘的布置；

图8是框图，说明了系统结构；

图9是流程图，说明了元件的拾取操作；

图10是流程图，说明了元件的安装操作；及

图11是示意性正视图，说明了真空拾取吸嘴在旋转及上/下运动中的重叠操作。

具体实施方式

图1至图3示出了根据本发明的优选实施例的整体的元件安装装置。元件安装装置包括基座12、用于支撑基座12的工作台13、设置于左右端部用以在工作台13的前/后方向上支撑两端部的四个支撑腿14、在于前/后方向上分离的成对支撑腿14的上端跨于工作台13的纵向方向上的横梁15、以附接于其上的方式跨于横梁15之间的头装载梁16、附接于头装载梁16的工具头17、以及安装在工具头17上的若干真空拾取吸嘴18。需要注意的是在图1及图2中由箭头X指示的方向称为前/后方向或X轴方向，而图2及图3中由箭头Y指示的方向称为左/右方向或Y轴方向。

在基座部分12的上表面，左/右方向上的中部称为工件定位区，其上安置固持如电路板19的工件的固持机构20。电路板19通过固持机构20被对准并固定。一对电路板19可以以特定间隔在前/后方向上被放置于工件定位区。

导轨21以在X轴方向延伸的方式夹紧于横梁15的下表面。于头装载梁16的两端紧固于其上表面的导引体22可滑动地与导轨21相配合，由此在X轴方向上通过横梁15可运动地支撑头装载梁16。需要注意的是头装载梁16在其与横梁15之间设置有驱动机构(未示出)，由此使得头装载梁16相对于横梁15运行。

工具头17设置成附接于头装载梁16且被支撑以相对于头装载梁16在Y轴方向运动。需要注意的是工具头17被设计成通过设置于头装载梁16之中的滚珠螺杆的转动在Y轴方向运动。

通过相对于头装载梁16在X轴方向的运动及相对于头装载梁16在Y轴方向的运动，工具头17可以在X轴方向及Y轴方向上自由运动。  

工具头17的主转动轴相对于垂直方向倾斜设置且其下端向前偏斜。而且，工具头17被设计成在正向及反向方向旋转。

12个真空拾取吸嘴18以在圆周方向上相同的间距置于工具头的外周上。这些真空拾取吸嘴18的轴心以上端接近工具头17的转动轴的方式相对于工具头17的转动轴倾斜，由此相对于工具头17将12个真空拾取吸嘴18整体如裙状布置。

当来到操作位置时，每一个真空拾取吸嘴18被支撑以在相应的轴线方向运动并通过下面将描述的推动机构的推动向下移动。

在这些真空拾取吸嘴18中，在工具头17的后端或图1中的最右端的特定真空拾取吸嘴18的转轴被设计为垂直，并且后端位置相应于上述操作位置。且芯片元件23的真空拾取或放下是通过处于操作位置亦及垂直位置的真空拾取吸嘴18而实现的。

有若干种类芯片元件23需要安装于单个电路板19上。不可能只使用单一一种真空拾取吸嘴18来真空拾取及安装这些不同的芯片元件23。因此，提供了若干种类的真空拾取吸嘴18并使用最佳的吸嘴用以拾取并安装相应元件。

真空拾取吸嘴18被连接至空气压缩器(未示出)用以在特定时间将吸嘴18的末端切换为正压或负压，由此向各个吸嘴的末端真空拾取或从其处放下芯片元件23。

通过固持机构20被对准并固持定位的电路板19定义出安装芯片元件23的元件安装区M。

四十个元件供给器24也安装在元件安装区M的左右两侧，每一个都容纳大量的同种类芯片元件23用以在需要时将这些芯片元件23供给到各个真空拾取吸嘴18。需要注意的是元件供给器24被描述为安装在元件安装区M的左右两侧，但本发明也可以应用在这些元件供给器24被安装在元件安装区M的一侧的情况。

不同种类的芯片元件23被容纳于各个元件供给器24中，由此真空拾取吸嘴18及元件供给器24被选择用以依据电路板19上的安装位置拾取适当的芯片元件23。

通过于固持机构20左右两侧的元件供给器24的元件供给端25处平行安置，安置于元件供给端25的芯片元件23被真空拾取吸嘴18拾取。由此，安置元件供给端25的区域是用以拾取芯片元件23的拾取区。

工具头17被设计成使得在工具头17的操作位置上的真空拾取吸嘴18在连接元件供给区S及元件安装区M的范围内运动。

首先，工具头17在元件供给区S上方运动，然后芯片元件23被真空拾取吸嘴18以特定序列拾取。然后，工具头17运动到元件安装区M并随后在调整X轴方向及Y轴方向的同时将通过真空拾取吸嘴18拾取的元件顺序安装到特定位置。通过重复上述操作，芯片元件23被安装至电路板19上。

现在，将对安装至头装载梁16的工具头17进行描述。如图4所示，工具头17被安装至承载框30。承载框30设置有轴承31用以可旋转地支撑主轴32。需要注意的是主轴32相对于垂直方向成一定角度地被支撑。工具头17被固定在主轴32的末端，并且12个真空拾取吸嘴18被可旋转地沿圆周安装于工具头17。

滑轮35被牢固地固定于主轴32的上端。另一方面，头旋转马达36被安装于承载框30且滑轮37被牢固地固定于马达的输出轴。同步带38被张紧在主轴32的滑轮35及滑轮37之间。

吸嘴自旋马达42也被安装至前述承载框30。滑轮43被牢固地固定于吸嘴自旋马达42的输出轴。滑轮45被牢固地固定于设置于主轴32的外周的圆筒套管44。同步带48被张紧在滑轮43及滑轮45之间，由此驱动使处于套管44下端的吸嘴自旋大齿轮46旋转。吸嘴侧小齿轮47与吸嘴自旋大齿轮46配合，由此驱动真空拾取吸嘴18旋转，此即为吸嘴18的自旋。

如图5所示，每一个真空拾取吸嘴18都在底端部分处设置有真空拾取部分50，并且轻便吸板51安装于吸嘴的基座侧。相反，如图4中所示反射体52被支撑在承载框30的臂部上。且照明灯54安装于反射体52的壁部53。而且，照明灯56安装于固持盘55以使得通过反射体52被反射。还提供了元件照相机57用以获得被照明灯56照明的芯片元件23的下表面的影像，及元件照相机58用以获得被真空拾取部分50真空拾取的芯片元件23的侧部的影像。另外，电路板照相机60在承载框30的相对侧安装于臂59用以获得电路板19的上表面的影像。

升降马达65于承载框30的侧边通过支架64安装于电路板照相机60的侧部。如图5及图6所示，升降马达65具有牢固地固定于马达的输出轴的小齿轮66。且小齿轮66与通过滑轨67被导引上/下滑动的齿条68相配合。齿条68设置有升降板69。

如图5所示，支撑轴70垂直安置于升降板69的端部用以旋转支撑摆动杆71。且推辊73通过安装轴72安置于摆动杆71的一端，由此使得推辊73能够推动真空拾取吸嘴18的上端。

将被推辊73推动的真空拾取吸嘴18包括在其上端的受压杆76，且盘77通过球78被旋转支撑在受压杆76的上端。受压杆76通过回复弹簧79可滑动地向上偏置。由此，当推辊73被升降马达65通过升降板69及摆动杆71被向下推动时，受压杆76通过盘77向下移动。当马达65反转时，受压杆76通过回复弹簧79向上移动，且真空拾取吸嘴18也向上移动。

图7示出了真空拾取吸嘴18在工具头17上的布置。即，真空拾取吸嘴18沿主轴32的圆周布置由此通过工具头17旋转。盘77以圆周方向上的较小间距被布置于真空拾取吸嘴18的上端，由此推辊73可以推动处于工具头17的圆周上的特定位置处的特定盘77的上表面，从而迫使对应的真空拾取吸嘴18完成动作操作，以于端部处真空拾取芯片元件23并将其安装在电路板19上。

现在，将描述元件安装装置的系统结构。如图8所示，提供有控制单元82，并且通过元件照相机57，58及电路板照相机60获得的影像被输入到控制单元82中。且在控制单元82的后续阶段连接驱动电路83用以驱动旋转马达36，自旋马达42及升降马达65。马达36，42，65设置有各自的编码器85，86，87，所述编码器的输出被输入至控制单元82。

如图8所示由控制单元控制的工具头17被设计成使得真空拾取吸嘴18在布置了元件供给器24的区域S处拾取相应的元件。换言之，承载框30迫使工具头17通过Y轴方向上的驱动体运动至区域S上方。当升降马达65在此条件下被致动时，升降板69通过小齿轮66及齿条68向下移动。由此，安装至升降板69的摆动杆71向下移动使得推辊73推动位于真空拾取吸嘴18上端的受压杆76的盘77。然后，受压杆76向下移动，以便真空拾取吸嘴18的端部在元件供给器24的元件供给端25处拾取芯片元件23。随后，工具头17的主轴32被头旋转马达38驱动使得工具头17绕主轴32做30度旋转。然后，下一个真空拾取吸嘴18以与上述真空拾取吸嘴18相似的方式从元件供给器24的元件供给端25拾取元件23。安装于工具头17上的所有12个真空拾取吸嘴18都重复此操作，由此使得所有的真空拾取吸嘴18都拾取相应的元件。

在用于真空拾取的真空拾取吸嘴18的上/下操作时，上下操作动作及工具头17的旋转在时间上重叠，由此减少了节拍时间。图9中的流程图示出了此操作，并且根据流程图控制操作的序列的是控制单元82中的CPU。

工具头17旋转且真空拾取吸嘴18开始运动至由升降马达65驱动的驱动体下方。在开始运动后旋转马达36的旋转角度通过编码器85的输出脉冲被检测。当脉冲的数量超过N1时，真空拾取吸嘴18在工具头17到达下一个拾取位置之前通过升降马达65开始向下移动。而且升降马达65的旋转角度通过编码器87被检测，且当对应于真空拾取吸嘴18向下动作所需时间的脉冲数量超过N2时，此真空拾取吸嘴18的向下运动被中断以通过真空拾取吸嘴18拾取元件。

随后，检查时钟脉冲是否超过N3。如果超过N3，就假定已经经过了特定中断时间，并且迫使真空拾取吸嘴18通过升降马达65向上运动。再一次，在此情况下，当用于升降马达65的编码器87的输出脉冲超过N2时，检查是否所有12个真空拾取吸嘴18都拾取了相应的元件。如果12个吸嘴18的拾取操作还没有完成，那么在真空拾取吸嘴18完全上升之前，通过旋转马达36开始旋转工具头17，由此通过真空拾取吸嘴18开始真空拾取操作。

对12个真空拾取吸嘴18依次重复上述操作。在设置于工具头17上的所有真空拾取吸嘴18都完成了芯片元件23的真空拾取之后，承载框30在X轴及Y轴方向运动以将工具头17移动至区域M或电路板19上方。

随后，真空拾取吸嘴18利用升降马达65通过升降板69、摆动杆71及推辊73向下移动，由此安装在真空拾取吸嘴18的下端被真空拾取的芯片元件23。在真空拾取吸嘴18完成安装操作后，工具头17通过头旋转马达36绕主轴32旋转30度，以重复与上述芯片元件23安装操作相同的操作。对工具头17上的12个真空拾取吸嘴18重复此操作。

由此，如图10所示，通过使真空拾取吸嘴18的动作操作与真空拾取吸嘴18通过工具头17的旋转的运动在时间上重叠，节拍时间被减少。

通过头旋转马达36，工具头17绕主轴32旋转，由此目标真空拾取吸嘴18运动至升降马达65的驱动体下方。在运动途中，头旋转马达36的旋转角度通过其编码器85被检测。当脉冲的数量达到N6时，吸嘴通过升降马达65的向下操作被启动。然后，升降马达65的旋转角度通过编码器87被检测，且当编码器87的脉冲的数量超过N7时，升降马达65的向下运动被停止，以真空拾取元件。

然后，处于下方位置的停止时间被时钟脉冲所检测。当脉冲的数量超过N8时，升降马达65反转。真空拾取吸嘴18通过回复弹簧79向上移动。且当吸嘴向上运动时，升降马达65的转数被编码器87检测。当脉冲的数量超过N9时，检查是否所有的真空拾取吸嘴18的安装操作都已完成。如果没有完成，真空拾取吸嘴18再次通过头旋转马达36运动，由此下一个真空拾取吸嘴18在真空拾取吸嘴18的向后运动完成之前，来到升降马达65的驱动体之下。通过在12个真空拾取吸嘴18上重复该操作，12个芯片元件23被准确地安装至电路板19上的适当位置。

与传统设计相比，图11示出了真空拾取吸嘴18在旋转方向的运动与上/下动作相重叠的情况。即，在传统设计中，真空拾取吸嘴的所述运动及上/下操作在时间上是完全分开的，而在本发明中，真空拾取吸嘴18被设计为在吸嘴运动到下一位置之前，通过升降马达65及推辊73启动向下运动。而且，在真空拾取吸嘴18完成向后运动之前，启动通过头旋转马达36将下一个真空拾取吸嘴18移动至驱动体下方的操作。

如上所述，根据本发明实施例的元件安装装置在工具头17上设置有12个真空拾取吸嘴18以提高生产率，每一个真空拾取吸嘴18都通过旋转被置于具有升降马达65的驱动体之下，真空拾取吸嘴18被使得通过位于摆动杆71端部的推辊73向下移动，以完成电子元件23的真空拾取及安装。

在上端设置有自由旋转盘77的选定的真空拾取吸嘴18被使得在移动其位置以真空拾取或安装芯片元件23时，通过摆动杆71的推辊73向下移动。然后，摆动杆71的向上运动迫使真空拾取吸嘴18通过回复弹簧79向上移动，并且在重叠的各操作中在向上运动的半途中开始旋转下一个选定的真空拾取吸嘴18。而且，为了即使在紧急停止等情况下也能避免机械干扰，摆动杆71通过支撑轴70可绕轴转动地设置于升降板69的端部，由此避开了摆动杆71的干扰方向以上/下运动真空拾取吸嘴18。实现生产率的提高的一个很重要的特征是通过将真空拾取吸嘴18的选择操作(旋转操作)与上/下操作(动作操作)重叠，以避免摩擦及机械干涉。

具体而言，为了实现通过工具头17旋转的真空拾取吸嘴18的选择操作与通过具有升降马达65的驱动体的真空拾取吸嘴18的上/下操作的重叠，如图7所示，对于各轴的重叠量具有足够大半径的盘77被设置于各个真空拾取吸嘴18的上端，使得吸嘴升降驱动体的摆动杆71的推辊73不落于相邻吸嘴18之间。

此外，如图7所示，为了可以在时间上能够将真空拾取吸嘴18的选择操作与选定的真空拾取吸嘴18的升降操作重叠，摆动杆71的推辊73是可以在真空拾取吸嘴18的运动方向上于真空拾取吸嘴18的吸嘴接触部分处旋转的辊子。此特别机构使得能够在没有对真空拾取吸嘴18的运动的干扰和摩擦的情况下，将平滑的旋转操作与上/下操作在时间上重叠。

此外，如图5所示，上述机构不仅可以通过工具头17的旋转改变真空拾取吸嘴18的位置，而且可以利用吸嘴自旋马达42通过吸嘴自旋大齿轮46及吸嘴自旋小齿轮47使真空拾取吸嘴18自旋。在摆动杆71的推辊73处于上/下操作时，真空拾取吸嘴18的自旋可能导致盘77与辊73之间的摩擦。但是，对真空拾取吸嘴18自旋的此种障碍通过以球78在杆76的上端安装盘77而被排除了，由此使得盘77可以绕真空拾取吸嘴18的中心轴自由旋转。

而且，如图7所示，如果真空拾取吸嘴18在上端的旋转半径小且如果真空拾取吸嘴18在运动及上/下方向的重叠增加至盘77与推辊73接触的量，那么此特别机构因为推辊73的旋转方向偏离真空拾取吸嘴18的运动方向，可能导致摩擦。但是，如图5所示，盘77的旋转结构帮助大大地减少了上述摩擦。

真空拾取吸嘴18的旋转运动与真空拾取吸嘴18的上/下操作的重叠也可以通过以如图8所示的各个伺服马达36、42、65驱动轴，并根据图9及图10所示的软件来控制这些马达而实现。由此，在因这样那样的原因马达36、42、65紧急停止或有任何操作迟延的情况下，有可能产生机械干扰。作为这些情况的对策，摆动杆71被支撑轴70可旋转地支撑在升降板69的端部以在干扰方向上提供活动自由，由此使得在不正常的情况下推辊73通过被真空拾取吸嘴18推动而向侧面运动。这有效的避免了在运动操作中各种机械元件的干扰并防止了这些元件的损坏。

这种单元型高速安装机器可以在真空拾取吸嘴18的运动及在上/下方向的动作之间在时间上有较大重叠，由此大大的减少节拍时间。而且，在紧急停止等情况下，摆动杆71的摆动操作可以避免推辊73与相邻真空拾取吸嘴18之间的干扰。

以上已经基于示出的实施例对本发明做了描述。但是，需要注意的是本发明不应限于那些实施例，而且在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以做各种变形。例如，尽管在上述实施例中工具头17设置有12个真空拾取吸嘴18，真空拾取吸嘴18不应限于该特定数量。尽管升降马达65、小齿轮66、齿条68、升降板69、摆动杆71及推辊73被设置作为驱动体用于真空拾取吸嘴18的上/下操作，本发明不应限于这些驱动体，且可以使用各种其它驱动体。

本发明作为用以在工件上安装不同元件的安装装置可以被广泛使用。

因此，这里揭示的实施例应被理解为说明性的而非限制性的。本发明的范围通过所附权利要求而非前述描述被表明，并意图包含落入权利要求的含义及等同物范围的所有变化。

Claims (10)

1.一种元件安装装置，具有附接于安装头以便绕主轴旋转的若干真空拾取吸嘴，使得所述真空拾取吸嘴中的一个运动到一位置以被设置于旋转方向上的特定位置的驱动体驱动，且使得所述真空拾取吸嘴通过所述驱动体向前运动用于元件的真空拾取及/或安装；

其中设置了控制装置，用于在通过所述驱动体在旋转方向上运动所述真空拾取吸嘴到将被所述驱动体操作的位置的过程中，当所述驱动体运动到不与相邻的所述真空拾取吸嘴干扰的位置时，控制所述真空拾取吸嘴通过所述驱动体向前运动，

其中，所述驱动体包括：

与升降马达联动的升降板；

被旋转支撑于所述升降板的端部的摆动杆；以及

布置在所述摆动杆的端部的推辊，用于推动所述真空拾取吸嘴中至少一个的端部，以使得在所述安装头绕所述主轴旋转的同时所述真空拾取吸嘴向前运动，

其中，所述真空拾取吸嘴的每一个都于其驱动部分处设置有在所述真空拾取吸嘴的旋转方向上具有特定尺寸的受压板，所述受压板是圆盘，所述圆盘具有足够大的半径，使得所述推辊不会落在相邻的所述真空拾取吸嘴之间。

2.如权利要求1所述的元件安装装置，其中所述真空拾取吸嘴向前运动以拾取或安装所述元件。

3.如权利要求1所述的元件安装装置，其中所述圆盘可旋转地附接于所述真空拾取吸嘴。

4.如权利要求1所述的元件安装装置，其中所述驱动体的驱动部分是旋转构件。

5.如权利要求1所述的元件安装装置，其中所述驱动体的所述驱动部分是可在所述旋转方向旋转的辊子。

6.如权利要求1所述的元件安装装置，其中所述驱动体的所述驱动部分是可摆动的。

7.如权利要求6所述的元件安装装置，其中所述驱动体的所述驱动部分是由可以绕支撑轴可摆动的支撑体可旋转地支撑的辊子。

8.一种元件安装装置，具有附接于安装头以便绕主轴旋转的若干真空拾取吸嘴，使得所述真空拾取吸嘴中的一个运动到一位置以被设置于旋转方向上的特定位置的驱动体驱动，且使得所述真空拾取吸嘴通过所述驱动体向前运动用于元件的真空拾取及/或安装；

其中设置了控制装置，用于在所述真空拾取吸嘴向后运动的过程中，当所述驱动体向后运动到不与相邻的所述真空拾取吸嘴干扰的位置时，控制所述安装头绕所述主轴旋转，

其中，所述驱动体包括：

与升降马达联动的升降板；

被旋转支撑于所述升降板的端部的摆动杆；以及

布置在所述摆动杆的端部的推辊，用于推动所述真空拾取吸嘴中至少一个的端部，以使得在所述安装头绕所述主轴旋转的同时所述真空拾取吸嘴向前运动，

其中，所述真空拾取吸嘴的每一个都于其驱动部分处设置有在所述真空拾取吸嘴的旋转方向上具有特定尺寸的受压板，所述受压板是圆盘，所述圆盘具有足够大的半径，使得所述推辊不会落在相邻的所述真空拾取吸嘴之间。

9.如权利要求8所述的元件安装装置，其中所述真空拾取吸嘴的所述向后运动是在所述真空拾取吸嘴真空拾取或安装所述元件之后。

10.如权利要求8所述的元件安装装置，其中所述控制装置还用于在通过所述驱动体在旋转方向上运动所述真空拾取吸嘴到将被所述驱动体操作的位置的过程中，当所述驱动体运动到不与相邻的所述真空拾取吸嘴干扰的位置时，控制所述真空拾取吸嘴通过所述驱动体向前运动。

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