專利名稱：電子部件安裝裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子部件安裝裝置，其控制由吸附嘴產生的壓力。
背景技術：
現(xiàn)有的電子部件安裝裝置，在搭載頭上搭載吸附電子部件的夾頭(吸附嘴)、使夾頭轉動的轉動機構、內置轉動機構的框體、可上下移動地支撐框體的導軌、以及使框體上下移動的滾珠絲杠機構，轉動機構和夾頭在框體內部可上下移動地被支撐，并且經由從轉動機構沿水平方向伸出的凸起部，利用測力傳感器對夾頭下降時向電子部件施加的壓力進行檢測(例如，參照專利文獻I)。該電子部件安裝裝置利用滾珠絲杠機構使吸附著電子部件的狀態(tài)的夾頭下降，如果夾頭的前端部經由電子部件與處于下方的基板抵接，則夾頭和轉動機構相對于框體上升，經由凸起部按壓測力傳感器，從而檢測夾頭前端部對基板施加的壓力。并且，如果檢則出預先確定的規(guī)定的壓力，則將電子部件從夾頭釋放，并且停止下降，使夾頭上升。由此，以規(guī)定的壓力進行電子部件相對于基板的安裝作業(yè)。另外，其他的電子部件安裝裝置具有吸附嘴，其吸附電子部件；吸附嘴保持架， 其允許吸附嘴的上下移動并保持吸附嘴；支撐框，其以吸附嘴為中心可轉動地支撐吸附嘴保持架；主體框架,其可上下移動地對支撐框進行支撐；滾珠絲杠,其使支撐框上下移動； 轉動機構，其經由固定安裝在吸附嘴保持架的上端部的花鍵軸對吸附嘴及吸附嘴保持架施加轉動動作；測力傳感器，其設置在吸附嘴保持架上，并且檢測吸附嘴的向上方的壓力，以及音圈電動機，其設置在支撐框上，并且經由花鍵軸使吸附嘴上下移動(例如，參照專利文獻2)。該電子部件安裝裝置利用滾珠絲杠機構使吸附著電子部件的狀態(tài)的吸附嘴下降， 如果吸附嘴的前端部經由電子部件與處于下方的基板抵接，則吸附嘴上升，按壓測力傳感器，從而檢測吸附嘴前端部對基板施加的壓力。并且，控制音圈電動機以使預先確定的規(guī)定的壓力維持規(guī)定時間，然后，將電子部件從吸附嘴上釋放，并且利用滾珠絲杠使吸附嘴上升。由此，以規(guī)定的壓力進行電子部件相對于基板的安裝作業(yè)。專利文獻I :日本特開2001-127081號公報專利文獻2 日本特開2004-158743號公報

發(fā)明內容
但是，上述專利文獻I的電子部件安裝裝置，由于夾頭和轉動機構成為一體而進行下降，因此總重量變大，響應性降低，存在電子部件對基板的加壓難以控制的問題。另外，專利文獻2的電子部件安裝裝置，由于通過使用花鍵軸使轉動機構和吸附嘴分離，在加壓控制時僅使吸附嘴和吸附嘴保持架上升，因此將可動重量降低，可以實現(xiàn)高響應性的控制，但是，由于負載檢測器配置在吸附嘴的上端部，并且將轉動機構與吸附嘴同軸地配置在其上方，因此無法將吸附嘴提升至裝置的上端部。因此，用于連接吸附嘴和吸引源的軟管向側方延伸，與專利文獻I相同地，吸附嘴的轉動范圍受到限制。另外，由于安裝在吸附嘴保持架上的測力傳感器的配線也向吸附嘴保持架的外側引出，因此該配線也成為限制吸附嘴的轉動范圍的原因。本發(fā)明的目的在于，可以使吸附嘴上下移動時的響應性提高，使吸附嘴在更大的范圍內進行轉動。技術方案I所述的發(fā)明的電子部件安裝裝置，其利用可在電子部件的供給部和基板的保持部之間移動的搭載頭上設置的吸附嘴，對電子部件進行吸附，將前述電子部件搭載至前述基板上，其具有主體部，其固定在前述搭載頭上；升降體，其可升降地支撐在前述主體部上；升降機構，其向前述升降體施加升降動作；中空的吸附嘴軸部，其在下端部保持前述吸附嘴，上端部與吸氣源連接；轉動機構，其在前述吸附嘴軸部上形成花鍵槽，并且經由花鍵螺母向前述吸附嘴軸部施加轉動動作；負載檢測部，其檢測前述吸附嘴承受的向上方的負載；以及動作控制部，其進行下述控制使前述升降體下降而從前述供給部吸附電子部件，直至前述負載檢測部檢測出預先確定的規(guī)定的負載，該電子部件安裝裝置的特征在于，前述升降機構和前述轉動機構支撐在前述主體部上，以前述吸附嘴軸部的上端部從前述主體部的上部凸出的狀態(tài)進行安裝，前述負載檢測部支撐在前述升降體或前述主體部上。技術方案2所述的發(fā)明的特征在于，具有與技術方案I所述的發(fā)明相同的結構， 并且前述負載檢測部設置在前述升降體上，并且具有中空保持部，其以使前述吸附嘴軸部貫穿的狀態(tài)可轉動地保持前述吸附嘴軸部；連結部，其將該中空保持部與前述升降體連結； 以及變形檢測元件，其檢測前述連結部的變形。技術方案3所述的發(fā)明的特征在于，具有與技術方案I所述的發(fā)明相同的結構，并且具有前述升降機構的驅動源和從該驅動源向前述升降體傳遞升降動作的傳動部件，前述負載檢測部具有變形檢測元件，其對支撐前述升降機構的驅動源或前述傳動部件的部位的變形進行檢測。技術方案4所述的發(fā)明的特征在于，具有與技術方案I所述的發(fā)明相同的結構， 并且前述升降體采用分割為從前述升降機構的升降動作輸入部和前述吸附嘴軸部的支撐部的結構，并且設置彈性體，其施加將前述支撐部和前述升降動作輸入部的各自的相對部位彼此拉近的力，前述支撐部相對于前述升降動作輸入部配置于上側，并且前述負載檢測部具有壓力檢測元件，其檢測前述支撐部和前述升降動作輸入部的相對部位彼此之間的壓力。技術方案5所述的發(fā)明的特征在于，具有與技術方案I所述的發(fā)明相同的結構，并且將前述升降體分割為從前述升降機構的升降動作輸入部和前述吸附嘴軸部的支撐部而構成，前述負載檢測部具有壓力檢測元件，其檢測前述升降動作輸入部位于上側而前述支撐部成為下側的相對部位彼此之間的壓力。發(fā)明的效果技術方案I所述的發(fā)明，由于升降機構和轉動機構均支撐在主體部上，因此，與轉動機構搭載在升降體上的情況相比，可以減輕重量，使得對利用吸附嘴的下降施加電子部件的負載的控制變得容易，可以高精度地施加負載，因此，提高吸附嘴上下移動時的響應性。
另外，由于吸附嘴軸部是中空的，以其上端部從主體部的上部凸出的狀態(tài)進行安裝，因此，可以將吸附嘴軸部的上端部與吸氣源連接，無需將連接管等向側方延伸，吸附嘴的轉動不會受到限制，可以使可轉動角度擴大。并且，由于負載檢測部支撐在升降體或主體部上，因此在吸附嘴轉動時負載檢測部不進行轉動，因此，不會由于負載檢測部的配線等限制吸附嘴的轉動，從這方面出發(fā)，也可以使可轉動角度擴大。另外，也可以不需要用于傳遞負載檢測部的配線電流的可動觸點構造等。技術方案2所述的發(fā)明，由于負載檢測部檢測與使吸附嘴軸部穿過的中空保持部連結的連結部的變形，因此即使成為使吸附嘴沿上下穿過主體部的配置，負載檢測部也不會成為障礙，并且，由于在吸附嘴的周圍進行負載檢測，因此可以更準確地檢測出施加在吸附嘴及吸附嘴軸部上的負載。技術方案3所述的發(fā)明，由于負載檢測部檢測升降機構的驅動源或傳動部件的支撐部位的變形，因此可以使負載檢測部遠離吸附嘴軸部而配置，即使在成為吸附嘴軸部沿上下穿過主體部的配置的情況下，負載檢測部也不會成為障礙，并且，由于將負載檢測部設置在主體部上，因此不會隨吸附嘴軸部轉動或升降，其配線不會成為升降體的升降動作的障礙，另外，可以不需要與升降動作相對應的配線構造。技術方案4所述的發(fā)明，由于壓力檢測元件配置在升降動作輸入部和支撐部之間，并且支撐部配置于升降動作輸入部的上側，因此在由于吸附嘴的下降而與下方抵接時， 支撐部上升，升降動作輸入部和支撐部之間的間隔擴大，可以有效地避免由于抵接時的負載過大而損壞壓力檢測元件。技術方案5所述的發(fā)明，由于負載檢測部檢測升降動作輸入部和支撐部的相對部位彼此之間的壓力，因此通過在升降動作輸入部和支撐部之間夾裝壓力檢測元件，從而可以進行負載檢測，可以實現(xiàn)構造的簡單化及結構部件數(shù)量的減少。


圖I是第一實施方式中的電子部件安裝裝置的斜視圖。圖2是第一實施方式中的吸附嘴的吸附嘴驅動裝置的側剖面圖。圖3是沿負載檢測部的中心線的剖面圖。圖4(A)是僅示出了負載檢測部中的測力傳感器部分的俯視圖，圖4(B)是斜視圖。圖5是表示電子部件安裝裝置的控制系統(tǒng)的框圖。圖6是表示將電子部件向基板上搭載時的吸附嘴的驅動控制的流程圖。圖7是表示將電子部件向基板上搭載時的吸附嘴的驅動控制的時序圖。圖8是第一實施方式中的吸附嘴驅動裝置的其他例子的局部剖面圖。圖9是第一實施方式中的吸附嘴驅動裝置的其他例子的局部剖面圖。圖10是第二實施方式中的吸附嘴驅動裝置的側剖面圖。圖11是負載檢測部的俯視圖。圖12是第三實施方式中的吸附嘴驅動裝置的其他例子的側剖面圖。圖13是第三實施方式中的吸附嘴驅動裝置的側剖面圖。圖14是負載檢測部的放大剖面圖，圖14(A)表示各連結部接近的狀態(tài)，圖14⑶表示各連結部遠離的狀態(tài)。
是表示第三實施方式中的負載檢測部的檢測量和吸附嘴下降量的關系的曲
是第三實施方式中的負載檢測部的其他例子的放大剖面圖。
是第三實施方式中的負載檢測部的其他例子的放大剖面圖。
是第四實施方式中的吸附嘴驅動裝置的側剖面圖。
是第四實施方式中的負載檢測部的斜視圖。
是第四實施方式中的吸附嘴驅動裝置的其他例子的側剖面圖。圖15線圖。
圖16
圖17
圖18
圖19
圖20
具體實施例方式(第一實施方式整體結構)參照附圖，對本發(fā)明的第一實施方式進行說明。圖I是電子部件安裝裝置100的斜視圖。下面，如圖所示，在水平面上彼此正交的兩個方向中，將基板輸送方向作為X軸方向，將與基板輸送方向正交的方向作為Y軸方向,將與它們正交的鉛直方向稱為Z軸方向。電子部件安裝裝置100是在基板上進行各種電子部件的搭載的裝置，如圖I所示， 具有兩組部件供給部，其由多個電子部件進料器101和進料器保持部102構成，該電子部件進料器101供給所要搭載的電子部件，該進料器保持部102將多個電子部件進料器101 并列地保持；基板輸送單元103，其在X軸方向上輸送基板；基板保持部104，其用于進行電子部件相對于設置在由該基板輸送單元103輸送基板的路徑的中途的基板的搭載作業(yè)；吸附嘴驅動裝置10，其分別可升降地保持多個(在本例中為三個)吸附嘴12 ;搭載頭106，其固定各吸附嘴驅動裝置10，進行電子部件的保持；作為搭載頭移動機構的X-Y龍門架107， 其將搭載頭106驅動輸送至包含兩組部件供給部和基板保持部104在內的作業(yè)區(qū)域內的任意位置上；多個作為拍攝單元的基板識別照相機108，其搭載在搭載頭106上，進行基板的拍攝；部件識別照相機120，其在進料器保持部102附近使視線垂直向上地從下方拍攝吸附在吸附嘴12上的電子部件C ;以及動作控制單元70，其進行圖5所示的上述各結構的動作控制。該電子部件安裝裝置100的動作控制單元70，使各吸附嘴12從電子部件進料器 101的電子部件轉移部IOla吸附電子部件。另外，動作控制單元70根據(jù)由部件識別照相機 120拍攝吸附在各吸附嘴12上的電子部件而得到的拍攝圖像數(shù)據(jù)，進行圖像處理，求出電子部件相對于吸附嘴前端部的位置及以吸附嘴的中心線為中心的角度，進行吸附嘴12相對于基板的定位校正，以及使吸附嘴12旋轉而進行電子部件的角度校正，從而進行電子部件的安裝控制。(吸附嘴的吸附嘴驅動裝置)圖2是吸附嘴12的吸附嘴驅動裝置10的側剖面圖。如該圖所示，吸附嘴12的吸附嘴驅動裝置10具有作為主體部的主體框架60，其固定支撐在搭載頭106上；吸附嘴保持架31，其保持由前端部吸附電子部件C的吸附嘴12 ;吸附嘴軸部30，其經由該吸附嘴保持架31在下端部保持吸附嘴12 ;作為升降體的可動托架14，其可上下移動地支撐在主體框架60上；升降機構20，其沿上下方向驅動可動托架14 ;負載檢測部40，其檢測施加在吸附嘴12上的負載；轉動機構50，其繞沿Z軸方向的中心線轉動而進行吸附嘴12的旋轉角度的調節(jié)；以及動作控制單元70，其進行上述各結構的動作控制。下面，對各部分進行詳細說明。(主體框架)主體框架60具有背面板61，其固定在搭載頭106上；第一和第二伸出支撐部62、 63，其從背面板61的上部沿Y軸方向伸出；以及滑動導軌64，其設置在背面板61的下部， 可沿Z軸方向滑動地支撐可動托架14。背面板61是沿X-Z平面的平板，其一個面固定在搭載頭106上，在另一個面上設置第一和第二伸出支撐部62、63及滑動導軌64。第一伸出部62為沿X-Y平面的板狀，支撐升降機構20。第二伸出部63為沿X-Y平面的板狀，支撐轉動機構50。另外，該第二伸出部63位于第一伸出部62的正下側。(可動托架)可動托架14經由可動滑塊14a可相對于設置在背面板61的下部的滑動導軌64 上下滑動地被支撐。該可動托架14由設置在第一伸出部62上的升降機構20沿上下方向驅動。(升降機構)升降機構20具有旋轉驅動式的Z軸電動機21 (升降驅動源)，其以使輸出軸朝向下方的狀態(tài)配置在主體框架60的第一伸出部62上；編碼器22 (參照圖5)，其檢測Z軸電動機21的旋轉角度量；作為傳動部件的滾珠絲杠軸23，其經由聯(lián)軸器26與Z軸電動機 21的輸出軸連結，以沿上下方向的狀態(tài)可自由旋轉地支撐在主體框架60上；以及滾珠絲杠螺母24，其由該滾珠絲杠軸23施加上下移動。滾珠絲杠軸23與Z軸電動機21的輸出軸同軸地連結，以沿Z軸方向的狀態(tài)向下方垂下，并且經由軸承25可旋轉地由第二伸出支撐部63支撐。滾珠絲杠螺母24固定在可動托架14上，通過Z軸電動機2 I的旋轉驅動，與旋轉角度量相對應，使可動托架14上下移動，并且進行Z軸方向的定位。另外，上述編碼器22 將其檢測信號向動作控制單元70輸出，動作控制單元70可基于該信號識別可動托架14的當前位置，進行Z軸電動機21的動作控制。(吸附嘴軸部)吸附嘴12是下端部逐漸變細地形成的管狀體，以使該前端部朝向電子部件C的狀態(tài)進行吸附保持。吸附嘴軸部30在下端部具有吸附嘴保持架31，經由該吸附嘴保持架31保持吸附嘴12。另外，該吸附嘴軸部30的內部在全長上為中空，在吸附嘴軸部30的上端部設置有用于與成為吸引源的吸引泵或排出器等連接的軟管的接頭32。即，如果該吸附嘴軸部30從上端部的軟管接頭32處利用吸引源進行吸引，則可以由安裝在下端部的吸附嘴12產生吸引。另外，該吸附嘴軸部30在其上部的外周面上形成花鍵槽，該吸附嘴軸部30的上部以穿過后述的花鍵螺母55的狀態(tài)嵌合，該花鍵螺母55可旋轉地由第一和第二伸出支撐部 62,63支撐。另外，吸附嘴軸部30的下部，由安裝在可動托架14上的負載檢測部40支撐，可以相對于可動托架14繞Z軸旋轉。此外，對于吸附嘴軸部30由負載檢測部40支撐的狀態(tài)，在后面進行詳述。利用該構造，吸附嘴軸部30隨可動托架14 一起進行上下移動，但是，由于其上部由花鍵螺母55支撐，因此該上下移動不會受阻。此外，吸附嘴軸部30在實際中，其上半部分為在外周面上形成有花鍵槽的內部中空的花鍵軸，其下半部分為無花鍵槽的內部中空的管狀體，這兩部分由聯(lián)軸器35 —體地連接。另外，吸附嘴軸部30的上端部安裝為，即使在可動托架14下降至可動范圍內的最低位置的情況下，其與主體框架60的上端面相比也向上方凸出。由此，安裝在吸附嘴軸部 30的上端部的接頭32上的軟管，始終維持位于主體框架60上方的狀態(tài)，即使吸附嘴軸部 30進行轉動，隨其一起轉動的軟管與周圍的其他結構發(fā)生干涉的可能性也充分地降低，排除了限制吸附嘴12的轉動角度范圍的必要性。(轉動機構)轉動機構50具有0軸電動機51 (旋轉驅動源)，其以使輸出軸朝向上方的狀態(tài)設置在第二伸出支撐部63上；原點傳感器52(參照圖5)，其檢測0軸電動機51的轉動角度的原點位置；以及花鍵螺母55，其經由同步帶54與設置在0軸電動機51的輸出軸上的帶輪53連結。如前所述，花鍵螺母55可繞Z軸旋轉地支撐在第一伸出支撐部62和第二伸出支撐部63之間，如果插入吸附嘴軸部30，則彼此的花鍵槽嵌合，它們同時繞Z軸進行旋轉。另外，該花鍵螺母55的外周面成為同步帶54的帶輪，由0軸電動機51的驅動施加轉動動作，并且向吸附嘴軸部30傳遞轉動。S卩，吸附嘴軸部30在利用轉動機構50進行轉動時，由負載檢測部40容許該轉動， 在利用升降機構20進行上下移動時，由花鍵螺母55容許上下移動。由此，吸附嘴軸部30 在支撐在可動托架14上進行上下移動的同時，也可以進行轉動。另外，原點傳感器52在檢索到原點時,將0軸電動機51的輸出軸的原點位置向動作控制單元70輸出，動作控制單元70可基于該原點位置對0軸電動機51進行旋轉驅動控制，以產生規(guī)定的角度量的旋轉。其結果，從0軸電動機51的輸出軸經由花鍵螺母55、 吸附嘴軸部30進行吸附嘴12的旋轉驅動，可以調節(jié)吸附保持在吸附嘴12的前端部上的電子部件C的朝向。(負載檢測部)對負載檢測部40及可動托架14上的吸附嘴軸部30的支撐狀態(tài)進行說明。圖3是沿負載檢測部40的中心線的剖面圖，圖4⑷是僅示出了負載檢測部40中的測力傳感器部分的俯視圖，圖4(B)是斜視圖。該負載檢測部40具有測力傳感器44和經由墊片45安裝在測力傳感器44的上側的止動部46，該測力傳感器44由圓筒狀的中空保持部41、多個作為連結部的連結腕部42和作為變形檢測元件的應變計43構成，該圓筒狀的中空保持部41以使吸附嘴軸部30穿過的狀態(tài)可旋轉地由內部的軸承47保持，該連結腕部 42將該中空保持部41與可動托架14連接，該應變計43檢測連結腕部42的變形。與之相對，設置在吸附嘴軸部30的長度方向上的大致中間位置上的凸緣狀臺階部33，從下方與軸承47的內圈抵接，聯(lián)軸器35經由圓筒狀的軸環(huán)34從上方與軸承47的內圈緊固。由此，吸附嘴軸部30形成將軸承47沿上下夾入的狀態(tài)，保持為容許相對于測力傳感器44繞Z軸旋轉且相對于Z軸方向固定的狀態(tài)。此外，吸附嘴軸部30在測力傳感器44的下方，利用行程回轉軸承36支撐在可動托架14上，成為允許相對于該可動托架14繞Z軸轉動和沿Z軸方向直線移動的狀態(tài)。測力傳感器44的連結腕部42在中空保持部41上設置兩個，各連結腕部42以中空保持部4 I為中心分別向圖4(A)中的上下方向延伸出一個。并且，各連結腕部42在其伸出端部處，利用未圖示的止動螺釘與墊片45及止動部46 —起固定在可動托架14的上表面。并且，各連結腕部42與中空保持部41 一體地形成，通過使該各連結腕部42彎曲， 從而可以使中空保持部41相對于可動托架14在Z軸方向(上下方向)上進行擺動。另外，各連結腕部42在伸出部的中間位置的上表面各粘帖安裝兩個應變計43，各應變計43在中空保持部41沿Z軸方向擺動時，向動作控制單元70進行與其動作量相對應的檢測輸出。止動部46由剛性比連結腕部42高的材料形成，并且設置為相對于中空保持部41 的上端面僅離開與墊片45的厚度相對應的距離。并且，在吸附嘴12及吸附嘴軸部30被向上方按壓時，中空保持部41的上端面與止動部46抵接，限制其向上方過度移動。S卩，在該電子部件安裝裝置100中，將利用吸附嘴12使電子部件C對基板施加的最大按壓負載設定為50N，將墊片45的厚度設定為，與在吸附嘴12以該最大按壓負載50N 向下方按壓時產生于中空保持部41上的向上方的移動量相等。由此，利用止動部46進行限制，以使得在各連結腕部42上僅產生與最大按壓負載相對應的彎曲量，在各應變計上不會產生過大的負載。另外，利用止動部46限制各連結腕部42過多的彎曲，可以防止其損壞。(電子部件安裝裝置的控制系統(tǒng))圖5是表示電子部件安裝裝置100的控制系統(tǒng)的框圖。電子部件安裝裝置100如圖5所示，具有進行電子部件安裝裝置100的各部分的動作控制的動作控制單元70，在該動作控制單元70上，分別經由驅動電路121a、122a、21a、51a連接有使搭載頭106沿X軸方向和Y軸方向移動的X-Y龍門架107的X軸電動機121及Y軸電動機122、使吸附嘴12上下移動的Z軸電動機21、以及使吸附嘴12轉動的0軸電動機51。另外，在動作控制單元70上，經由接口 71連接Z軸電動機21的編碼器22、0軸電動機51的原點傳感器52、負載檢測部40的應變計43、以及根據(jù)基板識別照相機108及部件識別照相機120的拍攝圖像進行基板及電子部件的位置識別等的圖像識別裝置123。此外，Z軸電動機21、0軸電動機、編碼器22、原點傳感器52、應變計43，在實際中搭載多個，但在圖5中僅分別圖示一個。動作控制單元70具有R0M 72，其存儲對吸附嘴12的吸附嘴驅動裝置10進行后述的各種控制的控制程序；CPU 73，其按照控制程序集中控制各種結構；作為作業(yè)區(qū)域起作用的RAM 74，其存儲CPU 73的處理數(shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)存儲器75，其保存處理數(shù)據(jù)及設定數(shù)據(jù)。(吸附嘴的驅動控制方法)下面，參照圖6的流程圖及圖7的時序圖，對在電子部件C向基板上搭載時CPU 73所執(zhí)行的吸附嘴12的驅動控制方法進行說明。這是CPU 73通過執(zhí)行存儲在ROM 72中的規(guī)定的程序而進行的處理。此外，在這里，以處于下述狀態(tài)為前提，S卩，吸附嘴12進行電子部件C的吸附，吸附在吸附嘴12的前端部的電子部件C的朝向已由0軸電動機51調節(jié)，搭載頭106已輸送至基板的搭載位置上。另外，該控制是對一個吸附嘴12的驅動控制，在進行多個吸附時，對各吸附嘴12分別執(zhí)行下述的控制。首先，CPU 73使Z軸電動機2 I驅動，使吸附嘴12的前端部，從搭載頭106輸送時的高度Z4(圖7(1))快速地下降至接近基板上表面(下面稱為搭載面)的高度Z3(步驟 SI :圖7(2))。此外，高度Z3是接近搭載面ZO的高度，但設定為吸附嘴12的下端部未到達電子部件C處的高度。另外，由該狀態(tài)下的應變計43檢測的負載為L0。然后，待吸附嘴12的動作穩(wěn)定后(圖7 (3))，將Z軸電動機21的增益切換為低速的負載控制模式，開始低速下降(步驟S3 :圖7(4))。并且，CPU 73監(jiān)測是否由于吸附在吸附嘴12上的電子部件C到達搭載面，而使由應變計43檢測的負載從LO上升(步驟S5 :圖7 (5))。并且，如果檢測出電子部件C到達搭載面(圖7 (6)，高度Zl (電子部件C與搭載面抵接時的高度))，則繼續(xù)下降(步驟S7)，進而對檢測負載是否達到目標負載(應變計輸出 LI)進行監(jiān)測(步驟S9)。并且，如果檢測出檢測負載達到目標負載(應變計輸出LI)，則使Z軸電動機21停止，將可動托架14維持在該高度上，并且開始規(guī)定加壓時間的計時(步驟Sll:圖7(7)及圖7⑶)。并且，如果檢測出經過了預先設定的加壓時間Tl(步驟S13 :圖7(9)及圖7(10))， 則使Z軸電動機21進行驅動，使吸附嘴12上升至高度Z2處(步驟S15 :圖7(11))。此外，高度Z2成為比搭載面ZO稍微靠上且比高度Z3低的位置，但也可以成為與 Z3相同的高度。在使Z軸電動機21暫時停止后，將Z軸電動機21的增益切換為高速的通常模式， 進行高速上升直至高度Z4處(步驟S17 :圖7(12))，結束吸附嘴的驅動控制。(第一實施方式的效果)在上述電子部件安裝裝置100中，由于升降機構20和轉動機構50均支撐在主體框架60上，因此與將轉動機構50搭載在可動托架14上的情況不同，可以使進行升降動作的結構重量輕，使得對利用吸附嘴12的下降施加電子部件C的負載的控制變得容易，可以高精度地施加負載。另外，由于使吸附嘴軸部30為中空，以使其上端部從主體框架60的上部凸出的狀態(tài)進行安裝，因此，即使在與進氣源連接的軟管等配管和吸附嘴軸部30 —起進行轉動的情況下，也容易地避免和周圍的干涉，可以使吸附嘴12的可轉動角度擴大。并且，由于負載檢測部40設置在可動托架14上，因此在吸附嘴12轉動時，負載檢測部40不會進行轉動，不會由于應變計43的配線等限制吸附嘴12的轉動，從這方面出發(fā)， 也可以擴大可轉動角度。另外，由于負載檢測部40具有應變計43，該應變計43對與使吸附嘴軸部30穿過的中空保持部4 I連結的連結腕部42的變形進行檢測，因此，在將吸附嘴軸部30延伸至主體框架60的上方時，負載檢測部40不會成為障礙，另外，由于在吸附嘴軸部30的周圍進行負載檢測，因此可以更準確地檢測施加在吸附嘴12及吸附嘴軸部30上的負載。(第一實施方式的其他例子)此外，在前述的電子部件安裝裝置100中，例示了將負載檢測部40搭載在可動托架14的上部的情況，但其配置并不限定于此。例如，如圖8所示，也可以將負載檢測部40 安裝在可動托架14的下部。該負載檢測部40是與前述的負載檢測部40相同的構造。在該情況下，吸附嘴軸部30的臺階部33在下端部附近形成，由此進行負載檢測部40的軸承 47的保持。另外，從上方保持軸承47的軸環(huán)和聯(lián)軸器，省略圖示。另外，在前述的電子部件安裝裝置100中，將吸附嘴軸部30配置在搭載頭106的附近，將升降機構20配置在搭載頭106的遠方，但并不限定于此，如圖9所示，也可以將吸附嘴軸部30配置在搭載頭106的遠方，將升降機構20配置在搭載頭106的附近(在圖9 中僅示出了升降機構20的滾珠絲杠軸23和滾珠絲杠螺母24)。另外，與之相同地，轉動機構50的配置也可以變更。另外，在電子部件安裝裝置100中，利用行程回轉軸承36將吸附嘴軸部30可轉動及上下移動地支撐在可動托架14上，但是，例如，在對負載檢測部40施加負載時產生的Z 軸方向的位移很小的情況下，也可以構成為，取代行程回轉軸承36，利用通常的球軸承支撐吸附嘴軸部30，利用其內圈和外圈的擺動允許吸附嘴軸部30的Z軸方向的位移。(第二實施方式)參照附圖，對作為本發(fā)明的第二實施方式的吸附嘴驅動裝置IOA進行說明。由于該第二實施方式在吸附嘴驅動裝置IOA中具有特征，其他結構與前述的電子部件安裝裝置 100相同，因此，主要對吸附嘴驅動裝置IOA進行說明。另外，對與前述的吸附嘴驅動裝置 10相同的結構，標注相同的標號，省略重復的說明。圖10是吸附嘴驅動裝置IOA的側剖面圖，圖11是負載檢測部40A的俯視圖。該吸附嘴驅動裝置IOA與吸附嘴驅動裝置10的不同點是，不將負載檢測部40A設置在可動托架14A上,而是設置在主體框架60上。S卩，通過在主體框架60的第二伸出支撐部63上，在軸承25的周圍的四個部位以大致扇形形成貫穿孔41A，從而形成從四周支撐軸承25及其周圍的部分的四個梁構造部 42A，通過在該各梁構造部42A的上表面和下表面分別粘帖安裝應變計43A，從而構成負載檢測部40A。另外，由于通過將負載檢測部40A設置在主體框架60側，所以無需在可動托架14A 中，可沿Z軸方向擺動地支撐吸附嘴軸部30，因此，不利用行程回轉軸承36，而利用通常的球軸承36A、36A進行支撐，成為在Z軸方向上不產生擺動，但可繞Z軸轉動地進行支撐的構造。利用上述結構，吸附嘴驅動裝置IOA使吸附嘴12以吸附著電子部件C的狀態(tài)朝向基板下降，如果電子部件C到達基板，則利用其反作用力，經由吸附嘴軸部30、可動托架 14A、滾珠絲杠螺母24、滾珠絲杠軸23將軸承25及第二伸出支撐部63處的其周圍的支撐部向上方推壓。由此，在各梁構造部42A上產生變形，通過各應變計43A的檢測，可以求出相對于基板的推壓負載。另外，對于針對該吸附嘴驅動裝置IOA的動作控制，可以執(zhí)行與基于前述的圖6的流程圖和圖7的時序圖的處理相同的處理。(第二實施方式的效果)上述吸附嘴驅動裝置IOA具有與前述的吸附嘴驅動裝置10相同的效果，并且，由于負載檢測部40A檢測升降機構20的滾珠絲杠軸23的支撐部位的變形，因此，可以使負載檢測部40A遠離吸附嘴軸部30而配置，在成為吸附嘴軸部30沿上下穿過主體框架60的配置的情況下，負載檢測部40A不會成為該配置的障礙。并且，由于將負載檢測部40A設置在主體框架60上，因此不會與吸附嘴軸部30 — 起轉動或升降，所以負載檢測部40A的各應變計43A的配線不會成為升降體進行升降動作的障礙，另外，可以不需要與升降動作相對應的配線構造。(第二實施方式的其他例子)此外，在前述的吸附嘴驅動裝置IOA中，例示了將負載檢測部40A設置在第二伸出支撐部63上的軸承25的周圍的情況，但其配置并不限定于此。例如，如圖12所示，也可以在與軸承25相比靠近第二伸出支撐部63上的根部側(背面板61側)的位置上設置負載檢測部40A。例如，也可以對與軸承25相比靠近第二伸出支撐部63上的根部側的一部分，以Z 軸方向的厚度變薄的方式沿X軸方向貫穿設置貫穿孔41A，形成薄壁的梁構造部42A，在其上表面和下表面的各兩個部位上粘帖安裝應變計43A，構成負載檢測部40A。另外，在采用第二伸出支撐部63不支撐滾珠絲杠軸23，而使加壓時的反作用力傳遞至Z軸電動機2 I的支撐構造的情況下，也可以在圖12的SI的位置上形成與圖11相同構造的負載檢測部40A。另外，或者也可以在與Z軸電動機21相比靠近第一伸出支撐部62 上的根部側(背面板61側)的位置S2上，形成與圖12相同構造的負載檢測部40A。(第三實施方式)參照附圖，對作為本發(fā)明的第三實施方式的吸附嘴驅動裝置IOB進行說明。由于該第三實施方式在吸附嘴驅動裝置IOB中具有特征，其他結構與前述的電子部件安裝裝置 100相同，因此，主要對吸附嘴驅動裝置IOB進行說明。另外，對與前述的吸附嘴驅動裝置 10相同的結構，標注相同的標號，省略重復的說明。圖13是吸附嘴驅動裝置IOB的側剖面圖，圖14是負載檢測部40B的放大剖面圖。該吸附嘴驅動裝置IOB的特征在于，將可動托架14B分割為來自升降機構20的升降動作輸入部141B和吸附嘴軸部30的支撐部142B而構成，在彼此的連結部處，將支撐部 142B配置在升降動作輸入部141B的上方，設置作為彈性體的拉伸彈簧143B，其將該支撐部 142B和升降動作輸入部141B的各自的相對部位彼此拉近，在上述的相對部位之間設置負載檢測部40B。根據(jù)上述前提，可動托架14B分割為升降動作輸入部141B和吸附嘴軸部30的支撐部142B這兩個部分，在升降動作輸入部141B上安裝升降機構20的滾珠絲杠螺母24，在支撐部142B上安裝吸附嘴軸部30，其可利用兩個球軸承36B、36B繞Z軸轉動。并且，如圖14所示，升降動作輸入部141B和支撐部142B的連結部144BU45B，成為在Z軸方向上重疊的配置，形成彼此相對的相對面。并且，升降動作輸入部141B的連結部144B配置于支撐部142B的連結部145B的下側。
另外，在各個連結部144BU45B上，彼此朝向對方側伸出地安裝有沿Z軸方向的連結銷146B、147B,在各連結部144B、145B上安裝有可插入對方側的連結銷147B、146B的推力環(huán) 148B、149B。由此，升降動作輸入部141B的連結部144B和支撐部142B的連結部145B，可以沿 Z軸方向彼此相對移動。另外，如前所述，升降動作輸入部141B的連結部144B和支撐部142B的連結部 145B由拉伸彈簧143B連結，處于在彼此的相對面始終接近的方向上承受張力的狀態(tài)。并且，在支撐部142B的連結部145B側的相對面上，安裝有作為負載檢測部40B的測力傳感器(壓力檢測元件)，其檢測與連結部144B側的相對面的接觸壓力，在未對可動托架14B施加外力的狀態(tài)下，該測力傳感器由于拉伸彈簧而始終承受固定的壓力，處于檢測出該壓力的狀態(tài)(圖14(A))。在這里，在將由吸附嘴12對電子部件C施加的最大設定負載設為50N的情況下， 拉伸彈簧143B使用可產生比最大設定負載稍大的按壓負載(例如60N)的彈簧。由于在因吸附嘴12的下降而使電子部件C對基板施加壓力時，連結部144B和連結部145B抵抗拉伸彈簧143B而向彼此離開的方向起作用，因此，如果繼續(xù)壓入吸附嘴12， 則如圖15所示，由負載檢測部40B產生的檢測輸出，從拉伸彈簧143B的負載即60N逐漸下降。如果吸附嘴12被壓下直至成為超過拉伸彈簧143B的負載的負載，則如圖14(B)所示， 連結部144B和連結部145B彼此分開，無法進行負載檢測，但由于作為拉伸彈簧143B選擇了比最大設定負載大的拉伸負載的彈簧，因此在進行通常的電子部件安裝動作時，不會產生這種情況。此外，對于針對該吸附嘴驅動裝置IOB的動作控制，可以執(zhí)行與基于前述圖6的流程圖和圖7的時序圖的處理相同的處理。(第三實施方式的效果)上述吸附嘴驅動裝置IOB具有與前述的吸附嘴驅動裝置10相同的效果，并且，由于負載檢測部40B配置在升降動作輸入部141B和支撐部142B之間，因此，在由于吸附嘴 12的下降使電子部件C與基板抵接時，支撐部142B上升，升降動作輸入部14 IB和支撐部 142B的間隔擴大，可以有效地避免由于抵接時的負載過大而損壞負載檢測部40B。(第三實施方式的其他例子)此外，前述可動托架14B的升降動作輸入部141B和支撐部142B的連結部144B、 145B，如圖16(A)所示，也可以構成為，可利用由沿X軸方向的軸確定的鉸鏈150B彼此相對轉動地連結，并且以將彼此的相對面拉近的方式設置拉伸彈簧143B。另外，也可以在可接近、分離的相對面的任一個上，朝向另一個相對面而安裝負載檢測部40B。在該情況下，如圖 16(B)所示，為了使負載檢測部40B不離開另一個相對面，必須選擇即使在以最大設定負載加壓的情況下也不使負載檢測部40B和另一相對面分離這種程度的負載的拉伸彈簧143B。另外，前述可動托架14B的升降動作輸入部141B和支撐部142B的連結部144B、 145B，如圖17(A)所示，也可以構成為，利用構成四節(jié)連桿機構的平行且等長的兩個連桿體 151BU52B進行連結，并且以將彼此的相對面拉近的方式設置拉伸彈簧143B。另外，也可以在可接近、分離的相對面的任一個上，朝向另一個相對面而安裝負載檢測部40B。在該情況下，如圖17(B)所示，為了使負載檢測部40B不離開另一個相對面，必須選擇即使在以最大設定負載加壓的情況下也不使負載檢測部40B和另一相對面分離這種程度的負載的拉伸彈簧143B。(第四實施方式)參照附圖，對作為本發(fā)明的第四實施方式的吸附嘴驅動裝置IOC進行說明。由于該第四實施方式在吸附嘴驅動裝置IOC中具有特征，其他結構與前述的電子部件安裝裝置 100相同，因此，主要對吸附嘴驅動裝置IOC進行說明。另外，對與前述的吸附嘴驅動裝置 10相同的結構，標注相同的標號，省略重復的說明。圖18是吸附嘴驅動裝置IOC的側剖面圖，圖19是負載檢測部40C的俯視圖。該吸附嘴驅動裝置IOC的特征在于，將可動托架14C分割為來自升降機構20的升降動作輸入部141C和吸附嘴軸部30的支撐部142C而構成，將支撐部142C配置在升降動作輸入部141C的下方，在該支撐部142C和升降動作輸入部141C的各自的相對部位之間設置負載檢測部40C，利用負載檢測部40C將升降動作輸入部141C和支撐部142C連結。根據(jù)上述前提，可動托架14C被分割為升降動作輸入部141C和吸附嘴軸部30的支撐部142C這兩個部分，在升降動作輸入部141C上安裝升降機構20的滾珠絲杠螺母24， 在支撐部142C上安裝吸附嘴軸部30，其可利用兩個球軸承36C、36C繞Z軸轉動。另外，吸附嘴軸部30通過在支撐部142C和升降動作輸入部141C上以同軸方式形成的貫穿孔，同時進行貫穿配置。并且安裝為，升降動作輸入部141C的下表面和支撐部142C的上表面相對，由負載檢測部40C將這些相對面連結。負載檢測部40C是由大致長方體形狀的變形體41C和應變計43C構成的測力傳感器，該應變計43C在變形體41C的上表面和下表面的薄壁部上沿Y軸方向對稱地各設置兩個，其中，薄壁部是通過在變形體41C中沿X軸方向設置貫穿孔，使其上表面部和下表面部成為薄壁狀態(tài)而形成的。在變形體41C中，在上表面的中央部直至下表面為止形成貫穿的吸附嘴軸部30的插入孔44C。如果該負載檢測部40C從上表面中央部在沿Z軸方向的方向上承受負載，則各應變計43C進行與負載相對應的檢測輸出，從而可以檢測負載。并且，變形體41C的上表面中央部固定安裝在升降動作輸入部141C的下表面上， 變形體41C的下表面中央部固定安裝在支撐部142C的上表面上，將升降動作輸入部141C 和支撐部142C連結。由此，如果使吸附嘴12以吸附著電子部件C的狀態(tài)下降而對基板加壓，則變形體 41C在升降動作輸入部141C和支撐部142C之間被加壓，與按壓負載相對應，各應變計43C 進行檢測輸出，從而可以檢測出由電子部件C產生的加壓負載。此外，對于針對該吸附嘴驅動裝置IOC的動作控制，可以執(zhí)行與基于前述圖6的流程圖和圖7的時序圖的處理相同的處理。(第四實施方式的效果)上述吸附嘴驅動裝置IOC具有與前述的吸附嘴驅動裝置10相同的效果，并且，由于負載檢測部40C檢測升降動作輸入部141C和支撐部142C的相對部位彼此之間的壓力， 因此，通過在升降動作輸入部141C和支撐部142C之間夾裝負載檢測部40C的變形體41C， 從而可以進行負載檢測，可以實現(xiàn)構造的簡單化及結構部件數(shù)量的減少。
另外，由于在變形體41C中，在X-Y平面的中央部形成插入孔44C而插入吸附嘴軸部30，并將負載檢測部40C配置在升降動作輸入部141C和支撐部142C之間，因此可以在吸附嘴正上方的位置檢測對吸附嘴12施加的負載，從而可以進行更高精度的檢測。(第四實施方式的其他例子)此外，前述的負載檢測部40C，以吸附嘴軸部30貫穿其中的配置設置在升降動作輸入部141C和支撐部142C之間，但并不限于此，如圖20所示，也可以將負載檢測部40C配置在升降動作輸入部141C和支撐部142C之間且避開吸附嘴軸部30。在該情況下，無需在變形體41C中設置插入孔44C，另外，在負載檢測部40C的安裝過程中，也無需與吸附嘴軸部30的中心線對齊而進行定位等，可以實現(xiàn)結構的簡單化、生產性的提高。
權利要求
1.一種電子部件安裝裝置(100)，其利用可在電子部件的供給部(101、102)和基板的保持部(104)之間移動的搭載頭(106)上設置的吸附嘴(12)，對電子部件進行吸附，將前述電子部件搭載至前述基板上，其具有主體部(60)，其固定在前述搭載頭上；升降體(14)，其可升降地支撐在前述主體部上；升降機構(20)，其向前述升降體施加升降動作；中空的吸附嘴軸部(30)，其在下端部保持前述吸附嘴，上端部與吸氣源連接；轉動機構(50)，其在前述吸附嘴軸部上形成花鍵槽，并且經由花鍵螺母(55)向前述吸附嘴軸部施加轉動動作；負載檢測部(40)，其檢測前述吸附嘴承受的向上方的負載；以及動作控制部(70)，其進行下述控制使前述升降體下降而從前述供給部吸附電子部件，直至前述負載檢測部檢測出預先確定的規(guī)定的負載，該電子部件安裝裝置的特征在于，前述升降機構和前述轉動機構支撐在前述主體部上，以前述吸附嘴軸部的上端部從前述主體部的上部凸出的狀態(tài)進行安裝，前述負載檢測部支撐在前述升降體或前述主體部上。
2.根據(jù)權利要求I所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，前述負載檢測部設置在前述升降體上，并且具有中空保持部(41)，其以使前述吸附嘴軸部貫穿的狀態(tài)可轉動地保持前述吸附嘴軸部；連結部(42)，其將該中空保持部與前述升降體連結；以及變形檢測元件(43)，其檢測前述連結部的變形。
3.根據(jù)權利要求I所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，具有前述升降機構的驅動源(21)和從該驅動源向前述升降體傳遞升降動作的傳動部件(23)，前述負載檢測部具有變形檢測元件(43)，其對支撐前述升降機構的驅動源或前述傳動部件的部位的變形進行檢測。
4.根據(jù)權利要求I所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，前述升降體采用分割為從前述升降機構的升降動作輸入部(141B)和前述吸附嘴軸部的支撐部(142B)的結構(35)，并且設置彈性體(143B)，其施加將前述支撐部和前述升降動作輸入部的各自的相對部位彼此拉近的力，前述支撐部相對于前述升降動作輸入部配置于上側，并且前述負載檢測部具有壓力檢測元件(43C)，其檢測前述支撐部和前述升降動作輸入部的相對部位彼此之間的壓力。
5.根據(jù)權利要求I所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，將前述升降體分割為從前述升降機構的升降動作輸入部和前述吸附嘴軸部的支撐部而構成，前述負載檢測部具有壓力檢測元件(43C)，其檢測前述升降動作輸入部位于上側 (141C)而前述支撐部成為下側(142C)的相對部位彼此之間的壓力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電子部件安裝裝置，其防止電子部件及基板的損傷。其特征在于，具有固定在搭載頭(106)上的主體部(60)；在主體部上進行升降動作的升降體(14)；使升降體升降的升降機構(20)；在下端部保持吸附嘴的中空的吸附嘴軸部(30)；經由花鍵螺母(55)使吸附嘴軸部轉動的轉動機構(50)；檢測吸附嘴所承受的向上方的負載的負載檢測部(40)；以及利用負載檢測進行負載控制的動作控制部(70)，升降機構和轉動機構支撐在主體部上，吸附嘴軸部的上端部從前述主體部的上部凸出并安裝，負載檢測部支撐在升降體或主體部上。
文檔編號H05K13/04GK102595868SQ20121000741
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權日2011年1月11日
發(fā)明者川久保裕, 齊藤勝 申請人:Juki株式會社