TWM656457U - 能夠精密驅動控制的元件安裝機頭 - Google Patents

Abstract

根據本新型一實施例的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭，包括：R軸驅動單元，設置在主框架的上部；連接筒，設置在該R軸驅動單元下部，在該R軸驅動單元驅動時旋轉；轉子殼體，設置在該連接筒的下部；心軸，可旋轉地貫通設置在該轉子殼體內部，下部設置有吸附元件的吸嘴；θ軸驅動單元，設置在該主框架的側面，旋轉該心軸；Z軸驅動單元，設置在該主框架上部的一側，沿上下方向移動該心軸。

Description

能夠精密驅動控制的元件安裝機頭

本新型係有關於一種元件安裝機的旋轉頭，更具體地，係有關於一種能夠精密驅動控制的元件安裝機頭，作為將元件安裝到基板的安裝機的旋轉頭，其能夠更精密地旋轉設置有吸嘴的旋轉頭。

安裝機用於將元件安裝到基板上，並將吸嘴移動至供應元件的供應單元上方拾取元件，然後移動至基板上部將元件安裝到基板上的規定位置。

一般而言安裝機有鋼琴式安裝機和旋轉式安裝機，鋼琴式安裝機的由多個吸嘴構成的頭部沿X軸和Y軸移動，部分吸嘴在頭部上沿Z軸移動，以提高元件安裝效率，而旋轉式安裝機的頭部旋轉且吸嘴在頭部上自轉。

其中鋼琴式安裝機在無法以精密角度拾取元件時難以旋轉元件來安裝，因此近來開發出了旋轉式安裝機使用。

但是目前使用的旋轉式安裝機藉由齒輪傳遞馬達的驅動力來旋轉頭部，頭部的旋轉角度受齒輪結構限制，如齒輪的齒的個數等。因此，隨著技術發展趨向於元件越來越小，需要開發能夠更精密地旋轉頭部的技術。

專利文獻

（專利文獻0001）日本公佈專利第2004-186384-2004號（2004年7月2日公開）

本新型的能夠精密驅動控制的元件安轉機頭旨在使旋轉頭旋轉時能夠實現更精密的驅動控制。

此外，旨在更簡單地構成向旋轉頭供應的氣動。

解決問題的技術方案

根據本新型一實施例的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭，包括：R軸驅動單元，設置在主框架的上部；連接筒，設置在R軸驅動單元下部，在R軸驅動單元驅動時旋轉；轉子殼體，設置在連接筒的下部；心軸，可旋轉地貫通設置在轉子殼體內部，下部設置有吸附元件的吸嘴；θ軸驅動單元，設置在主框架的側面，旋轉心軸；Z軸驅動單元，設置在主框架上部的一側，沿上下方向移動心軸。

根據本新型一實施例的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭的R軸驅動單元由結合在主框架的R軸外殼和可旋轉地設置在R軸外殼下部的R軸內殼構成，R軸外殼與R軸內殼之間設置有轉子、馬達鐵芯以及纏繞在馬達鐵芯的定子線圈。

較佳地，根據本新型一實施例的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭的主框架上部沿一側方向設置有R軸副框架，R軸外殼形成為圓柱狀並固定在R軸副框架的下部，R軸內殼由中心的圓柱狀支撐單元和支撐單元下端的圓盤形的下底座構成，轉子設置在支撐單元的外側面，馬達鐵芯設置在R軸外殼內面。

較佳地，根據本新型一實施例的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭的R軸副框架和下底座上形成有與支撐單元的內側面對應的通孔，在通孔設置有供應氣動的氣動供應管。

較佳地，根據本新型一實施例的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭的連接筒上端與通孔連通，在內側延伸配置有氣動供應管。

較佳地，根據本新型一實施例的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭的氣動供應管是軟性氣動軟管。

根據本新型一實施例的具有可多方向驅動的心軸支撐結構的元件安裝機頭，包括：R軸驅動單元，設置在主框架的上部；連接筒，設置在R軸驅動單元下部，在R軸驅動單元驅動時旋轉；轉子殼體，設置在連接筒的下部；心軸，可旋轉地貫通設置在轉子殼體內部，下部設置有吸附元件的吸嘴；θ軸驅動單元，設置在主框架的側面，旋轉心軸；Z軸驅動單元，設置在主框架上部的一側，沿上下方向移動心軸。

較佳地，根據本新型一實施例的具有可多方向驅動的心軸支撐結構的元件安裝機頭的連接筒設置有在θ軸驅動單元驅動時以連接筒為中心旋轉的θ軸驅動齒輪，在心軸上設置有與θ軸驅動齒輪嚙合的軸旋轉齒輪。

較佳地，根據本新型一實施例的具有可多方向驅動的心軸支撐結構的元件安裝機頭的心軸包括：圓柱狀的軸、貫通設置有軸的軸殼、貫通設置有軸，且設置在軸殼的上部的上襯套和設置在軸殼的下部的下襯套，軸旋轉齒輪設置在軸的上部，在軸旋轉齒輪與上襯套之間設置線圈彈簧，當Z軸驅動單元向下部移動心軸時，線圈彈簧產生恢復力，且上襯套、軸殼和下襯套設置在轉子殼體內。

較佳地，根據本新型一實施例的具有可多方向驅動的心軸支撐結構的元件安裝機頭的轉子殼體上形成多個供心軸插入的心軸插入孔，上襯套和下襯套緊貼於心軸插入孔的內面，軸殼與心軸插入孔的內面分隔設置。

較佳地，根據本新型一實施例的具有可多方向驅動的心軸支撐結構的元件安裝機頭的軸殼的外面上部和下部形成有密封座槽，在軸殼和上襯套之間以及軸殼和下襯套之間設置有緊貼心軸插入孔內面的第一密封件和第二密封件，在密封座槽設置有緊貼心軸插入孔內面的第三密封件。

根據本新型一實施例的元件安裝機的旋轉頭氣動供應結構包括：連接筒，可旋轉地設置在主框架；R軸驅動單元，設置在主框架的上部，旋轉連接筒；多個心軸，可旋轉地設置在連接筒的外面下部；θ軸驅動單元，設置在主框架的側面一側，旋轉多個心軸；Z軸驅動單元，設置在主框架側面的另一側，上下移動多個心軸中的至少一個，在心軸的下端設置有利用氣動吸附元件的吸嘴，氣動藉由連接筒的內面被供應至心軸。

較佳地，根據本新型一實施例的元件安裝機的旋轉頭氣動供應結構的連接筒的內面設置有氣動供應軟管，在氣動供應軟管的端部結合有向連接筒的內面方向形成有通孔的分配插座，在連接筒的下部外面與分配插座對應的位置形成有與連接筒的內面連通的氣動連接孔，當連接筒藉由R軸驅動單元旋轉時，連接筒可以以分配插座為中心旋轉。

較佳地，根據本新型一實施例的元件安裝機的旋轉頭氣動供應結構的氣動供應軟管以軟性材質形成。

較佳地，根據本新型一實施例的元件安裝機的旋轉頭氣動供應結構的分配插座的外面與連接筒的內面設置有軸承。

新型的效果

根據本新型的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭可以期待在旋轉頭旋轉時實現更精密驅動控制的效果。

此外，可以期待能夠更簡單地構成供給至旋轉頭的氣動的效果。

本新型的效果不限於上述言及的效果，該行業具有通常知識者可以藉由以下描述清楚地理解未言及的其他效果。

將參考附圖詳細描述根據本新型的較佳實施例，相同或相似的技術特徵被賦予相同的元件符號而與附圖編號無關，並且將省略對其的重複說明。

此外，在描述本新型的實施例時，當認定相關公知技術的詳細描述會混淆本新型的要旨時，將省略其詳細描述。此外，需要說明的是，附圖只是為了便於理解本新型的技術思想，而不能理解為本新型的技術思想受附圖限制。

接下來，參考圖1至圖7說明本新型一實施例的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭（下面稱為“安裝機頭”）。

圖1是本新型一實施例的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭的主視圖，圖2是圖1所示的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭的側視圖，圖3是圖1所示的R軸驅動單元的主要部分剖視圖，參考圖1、圖2和圖3，安裝機頭以主框架100為中心由R軸驅動單元200、連接筒280、轉子殼體620、心軸610、θ軸驅動單元400和Z軸驅動單元300構成。

R軸驅動單元200旋轉與連接筒280連接的連接法蘭222來旋轉連接筒280，在連接筒280上設置有轉子殼體620，當連接筒280旋轉時，轉子外殼620以連接筒280的旋轉中心為基準旋轉。

如圖1、3、5所示，連接筒280旋轉時旋轉的轉子殼體620下部可旋轉地貫通設置有心軸610，心軸610下端設置有從元件供應單元（未圖示）吸附元件（未圖示），並將元件安裝在從基板供應單元（未圖示）供應的基板（未圖示）的預定的位置的吸嘴630。

此時，在主框架100的側面設置有在轉子殼體620上旋轉心軸610的θ軸驅動單元400，在主框架100的上部一側設置有向上下方向移動心軸610的Z軸驅動單元300。

θ軸驅動單元400用於旋轉心軸610，在轉子殼體620上如圖1所示地旋轉θ軸驅動齒輪410，使將在後述的心軸610的軸旋轉齒輪640a與θ軸驅動齒輪410嚙合來旋轉心軸610。

θ軸驅動單元400是心軸610旋轉所需的必要結構，但是對於本新型來說不是主要特徵，因此下面省略與θ軸驅動單元400相關的具體說明。

同時，Z軸驅動單元300加壓圖5和圖6所示的加壓旋鈕641使心軸610上下移動，如θ軸驅動單元400，其對於本新型並非主要特徵，因此省略具體說明。

參考圖3更具體地說明旋轉連接筒280的R軸驅動單元200，R軸驅動單元200包括結合於主框架100的R軸外殼230、可旋轉地設置在R軸外殼230下部的R軸內殼220、設置在R軸外殼230與R軸內殼220之間的轉子240、馬達鐵芯250以及纏繞在馬達鐵芯250上的定子線圈260 ，向定子線圈260施加電源時，結合有馬達鐵芯250的殼體旋轉。

R軸外殼230是構成R軸驅動單元200的側面和上面的殼體，形成為從結合在主框架100的R軸副框架210的底面如圖3所示地向下部方向延伸的筒狀，在R軸外殼230的下部可旋轉地設置有R軸內殼220。

R軸內殼220由圓盤狀的下底座220b和從下底座220b的上面中心分隔規定間隔向上部方向延伸的筒狀的支撐單元220a構成。

由永磁體構成的轉子240設置在支撐單元220a的外側面，馬達鐵芯250設置在R軸外殼230內面。因此，向定子線圈260施加電源時，設置有轉子240的R軸內殼220以下底座220b的中心為中心旋轉。

與常規的驅動單元不同，具有上述結構的R軸驅動單元200不使用另外的齒輪而可以直接旋轉連接筒280，因此藉由供應的電力的控制，可以實現根據齒輪的齒形、齒數等齒輪的形狀而難以實現的精密旋轉。因此，能夠提供一種滿足近年來安裝的元件變得越來越小型化的產業需求的安裝機。

此外，如圖3所示，在R軸副框架210上與支撐單元220a的內側面對應地形成上下貫通的通孔212，在下底座220b上與支撐單元220a的內側面對應地形成通孔，並且在該通孔212設置有供應氣動的氣動供應管。

前述連接筒280如圖3所示地內面與通孔212連通，在內側向下部延伸設置有氣動供應管，可以向設置在連接筒280下部的心軸610供應氣動。此時，氣動供應管可以使用各種材質的供應管，但是如圖4所示，圖4為連接於圖3所示的R軸驅動單元的連接筒的主要部分剖視圖，當連接筒280的長度變長時，若使用硬質材料的供應管則難以加工，因此較佳地如本實施例可以使用軟性氣動供應軟管270。

圖5 為圖1所示的心軸的主視圖，圖6為在圖1所示的旋轉頭上結合R軸驅動單元的主要部分剖視圖，圖7為在設置在圖6所示的軸殼上的R軸驅動單元心軸的主要部分擴大剖視圖，參考圖5、圖6和圖7說明結合在旋轉頭600的轉子殼體620上的心軸610的支撐結構。

如圖5所示，心軸610由圓柱狀的軸640、貫通設置有軸640的軸殼642、貫通設置有軸640且設置在該軸殼642的上部的上襯套644和下部的下襯套646構成。

軸640的上端連接有由前述的Z軸驅動單元300加壓的加壓旋鈕641，在加壓旋鈕641的下部、軸640的上部外面設置有與θ軸驅動齒輪410嚙合的軸旋轉齒輪640a。

在上述軸旋轉齒輪640a與上襯套644之間設置線圈彈簧640b，當Z軸驅動單元300加壓的加壓旋鈕641向下部移動心軸610時，線圈彈簧640b產生恢復力。

此時如圖6所示，上襯套644、軸殼642和下襯套646設置在轉子殼體620內，可以以襯套644、646和軸殼642的中心為旋轉軸進行旋轉和上下移動。

上襯套644、軸殼642和下襯套646插入到形成在轉子殼體620的多個心軸插入孔622中。此時如圖7所示，上襯套644和下襯套646緊貼於心軸插入孔622的內面，軸殼642與心軸插入孔622的內面分隔設置。

如圖6所示，軸殼642形成有氣動流出流入孔642a，氣動流出流入孔642a與形成在連接筒280的氣動連接孔282連通以藉由連接筒280接收氣動並傳遞至軸640內部，藉由該氣動流出流入孔642a的開閉向吸嘴630傳遞氣動，因此如圖7所示，軸殼642的外面與心軸插入孔622的內面較佳地分隔規定距離，且軸殼642的上下部的上襯套644和下襯套646較佳地與心軸插入孔622的內面緊貼。

因此上下移動的心軸610藉由上襯套644和下襯套646被穩定地支撐在轉子殼體620內。

此時，軸殼642的外面上部和下部形成有密封座槽642b，在軸殼642和上襯套644之間以及軸殼642和下襯套646之間設置有緊貼心軸插入孔622內面的第一密封件651和第二密封件653，在密封座槽642b設置有緊貼心軸插入孔622內面的第三密封件655。

第一密封件651和第二密封件653防止當心軸610上下移動時上襯套644和下襯套646從轉子殼體620的心軸插入孔622上被上下推動，並防止傳遞的氣動流出。此外，安置在密封座槽642b的第三密封件655防止氣動流出的同時，可以使軸殼642被穩定地支撐在心軸插入孔622上。

被每個密封件651、653、655支撐的每個襯套644、646、軸殼642被更穩定地支撐在心軸插入孔622上，因此插入每個襯套644、646、軸殼642中心的軸640可以無晃動地上下移動及旋轉，尤其是上下移動時可以不與其他元件干涉地移動。

圖4是連接在圖3所示的R軸驅動單元的連接筒的主要部分剖視圖，接下來參考圖4詳細說明藉由在心軸610的下端利用氣動吸附元件的吸嘴630來供應氣動的結構。

如上所述，旋轉頭600以連接筒280為中心旋轉，心軸610在旋轉頭600的轉子殼體620上旋轉和上下移動，為了連接筒280的旋轉、心軸610的旋轉和移動以及供應至心軸610的氣動的控制，需要將R軸驅動單元200、Z軸驅動單元300、θ軸驅動單元400和閥驅動單元500設置在連接筒280周圍，因此連接筒280的長度變長，且連接筒280的長度變長導致供應氣動的結構也變長。

因此本新型如圖4所示，可以藉由連接筒280的內面向心軸610供應氣動。

該結構最大程度減少氣動供應線暴露於外部，並防止氣動供應線與其他結構接觸。

該連接筒280的內面上可以設置各種材質的氣動供應管，但是當以金屬等不能彎曲的材質構成氣動供應管時，需要更精密的加工以設置在較長的連接筒280內部。因此較佳地如本新型實施例地使用氣動供應軟管270作為氣動供應管。此時，較佳地，氣動供應軟管270的端部結合有向連接筒280的內面方向形成有通孔的分配插座290。較佳地，在連接筒280的下部外面與分配插座290對應的位置形成有與連接筒280的內面連通的氣動連接孔282。

因此，較佳地，當連接筒280藉由R軸驅動單元200旋轉時，連接筒280可以以分配插座290為中心旋轉，以防止結合在分配插座290的氣動供應軟管270扭曲，並且較佳地，分配插座290的外面與連接筒280的內面之間設置有軸承292，以使連接筒280可以更有效地旋轉。

設置在連接筒280內部的氣動供應軟管270可以以各種材質形成，但為了更便於加工較佳地使用軟性材質構成。

以上，參考較佳實施方式對本新型進行了詳細說明，但本新型的範圍不限於特定的實施方式，而是應該根據所附的申請專利範圍進行解釋。此外，該行業的通常知識者可以理解，在不脫離本新型的範圍的情況下，可以進行諸多修改和變化。

100:主框架 200:R軸驅動單元 210:R軸副框架 212:通孔 220:R軸內殼 222:連接法蘭 230:R軸外殼 240:轉子 250:馬達鐵芯 260:定子線圈 270:氣動供應軟管 280:連接筒 282:氣動連接孔 290:分配插座 292:軸承 300:Z軸驅動單元 400:θ軸驅動單元 410:θ軸驅動齒輪 500:閥驅動單元 510:閥驅動馬達 600:旋轉頭 610:心軸 620:轉子殼體 630:吸嘴 640:軸 640a:軸旋轉齒輪 641:加壓旋鈕 642:軸殼 642a:氣動流出流入孔 644:上襯套 646:下襯套 651:第一密封件 653:第二密封件 655:第三密封件

圖1是本新型一實施例的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭的主視圖。 圖2是圖1所示的能夠精密驅動控制的元件安裝機頭的側視圖。 圖3是圖1所示的R軸驅動單元的主要部分剖視圖。 圖4是連接於圖3所示的R軸驅動單元的連接筒的主要部分剖視圖。 圖5是圖1所示的心軸的主視圖。 圖6是在圖1所示的旋轉頭上結合心軸的狀態的主要部分剖視圖。 圖7是設置在圖6所示的軸殼上的心軸的主要部分擴大剖視圖。

100:主框架

200:R軸驅動單元

222:連接法蘭

270:氣動供應軟管

300:Z軸驅動單元

400:θ軸驅動單元

410:θ軸驅動齒輪

500:閥驅動單元

600:旋轉頭

610:心軸

620:轉子殼體

630:吸嘴

Claims (5)

1. 一種能夠精密驅動控制的元件安裝機頭，其特徵在於，包括： 一R軸驅動單元，設置在一主框架的上部； 一連接筒，設置在該R軸驅動單元下部，在該R軸驅動單元驅動時旋轉； 一轉子殼體，設置在該連接筒的下部； 一心軸，可旋轉地貫通設置在該轉子殼體內部，下部設置有吸附元件的一吸嘴； 一θ軸驅動單元，設置在該主框架的側面，旋轉該心軸； 一Z軸驅動單元，設置在該主框架上部的一側，沿上下方向移動該心軸， 該R軸驅動單元由結合在該主框架的一R軸外殼和可旋轉地設置在該R軸外殼下部的一R軸內殼構成，該R軸外殼與該R軸內殼之間設置有一轉子、一馬達鐵芯以及纏繞在該馬達鐵芯的一定子線圈。
2. 如請求項1所述之能夠精密驅動控制的元件安裝機頭，其中， 在該主框架的上部沿一側方向設置有一R軸副框架， 該R軸外殼形成為圓柱狀並固定在該R軸副框架的下部， 該R軸內殼由中心的圓柱狀一支撐單元和該支撐單元下端的圓盤形的一下底座構成， 該轉子設置在該支撐單元的外側面，該馬達鐵芯設置在該R軸外殼內面。
3. 如請求項2所述之能夠精密驅動控制的元件安裝機頭，其中， 在該R軸副框架和該下底座上形成有與該支撐單元的內側面對應的一通孔，在該通孔設置有供應氣動的一氣動供應管。
4. 如請求項3所述之能夠精密驅動控制的元件安裝機頭，其中， 該連接筒的上端與該通孔連通，在內側延伸配置有該氣動供應管。
5. 如請求項3所述之能夠精密驅動控制的元件安裝機頭，其中， 該氣動供應管是軟性氣動軟管。