CN103874405B - 表面安装装置的部件拾取头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种表面安装装置的部件拾取头，所述部件拾取头包括：头主体；轴套，安装在所述头主体上以相对于轴套的中心轴能够旋转并在向上和向下的方向上相对于头主体被固定；轴，相对于轴套的中心轴在旋转方向上固定并且相对于所述轴套在向上和向下的方向能够运动；部件拾取工具，安装在所述轴的下端上并拾取部件；第一弹性体，安装在所述轴的上部；弹性体支撑构件，支撑所述第一弹性体的下端；弹性体固定构件，支持所述第一弹性体的上端；其中，所述轴固定到所述弹性体固定构件，并且其中第二弹性体安装在弹性体支撑构件和轴套之间，支撑弹性体支撑构件的下侧，并且当不施加使轴向下运动的压力时第二弹性体与所述头主体分开。

Description

表面安装装置的部件拾取头

本申请要求于2013年1月28日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0009456号韩国专利申请和于2012年12月24日在日本专利局提交的第2012-273631号日本专利申请的权益，所述两个申请的公开内容通过引用被全部包含于此。

技术领域

本发明涉及一种将部件（例如集成电路（IC）芯片）安装在基板上的表面安装装置的部件拾取头，更具体地讲，涉及一种拾取部件的部件拾取头。

背景技术

表面安装装置通过使用具有部件拾取工具（例如，管嘴）的部件拾取头拾取部件供应单元中的部件，将保持在拾取状态的部件传送到基板上，并将部件安装在基板的预定位置上。

作为部件拾取头，将多个轴沿着围绕轴线的方向T可旋转地安装在头主体中的同时使所述多个轴在方向Z（向上和向下的方向）上沿着轴线方向能够运动并将部件拾取工具（例如，管嘴）安装在所述轴的下端的构造是已知的（例如，第2010-157635号日本专利申请公布）。作为用于使轴沿着围绕轴线的方向T旋转的同时使轴在相对于轴线方向沿着方向Z（向上和向下的方向）能够运动的工具，滚珠花键工具作为代表是已知的（例如，第2002-370186号日本专利申请公布）。本发明的发明人在第2011-285821号日本专利申请中已经提出了一种取代滚珠花键工具的工具。

图4是包括由本发明的发明人提出的第2011-285821号日本专利申请的工具的部件拾取头的主要部件的示意性截面图。中空形的轴套200安装在表面安装装置的部件拾取头的头主体100中，轴300安装在轴套200中，管嘴400作为部件拾取工具安装在轴300的前缘上。图4的部件拾取头是旋转型部件拾取头，多个轴沿着具有圆柱形形状的头主体100的圆周设置在部件拾取头中，并且头主体100沿着围绕轴线的方向R旋转。

轴300穿过具有圆筒形形状的轴套200并且相对于轴套200沿着相对于轴线的方向Z（向上和向下的方向）是可运动的，同时被安装成沿着围绕轴线的方向T不旋转。

尽管轴套200相对于头主体100在向上和向下的方向（方向Z）上是不可运动的，但是轴套200被安装为在上部和下部的位置具有轴承210，这样，轴套200沿着围绕轴线的方向T是可旋转的。为了使轴套200沿着围绕轴300的轴线的方向T旋转，齿轮220安装在轴套200的圆周上。连接到驱动电机（未示出）的驱动齿轮与齿轮220啮合以使驱动齿轮旋转，从而使得轴套200相对于头主体100沿着围绕轴300的轴线的方向T旋转。因此，轴300与轴套200一体化并沿着围绕轴线的方向T旋转。

螺旋弹簧500被设置为环绕轴300的从轴套200向上突出的上部圆周。螺旋弹簧500的下端由固定到头主体100的弹簧座510支撑，并且螺旋弹簧500的上端由弹簧固定器520支持。弹簧固定器520被安装为环绕轴300的圆周，并且轴承530设置在弹簧固定器520和轴300之间。

根据上述构造，螺旋弹簧500沿着向上的方向给轴300施加力，使得轴300向上运动。因此，轴300一直被弹性地偏置到最上部的位置。当轴300下降时，设置在被固定到轴300的上端的轴头310上的压力构件600被施压。因此，轴300抵抗螺旋弹簧500的弹力而下降。

然而，在图4的构造中，由于螺旋弹簧500的下端由固定到头主体100的弹簧座510支撑，因此螺旋弹簧500沿着围绕轴300的轴线的方向T不旋转。因此，要允许轴300沿着方向T旋转，需要将轴承530设置在用于支持螺旋弹簧500的上端的弹簧固定器520和轴300之间，这就增加了所需部件的数量，使得成本上升。

将取决于螺旋弹簧500的预压力（朝向向上的方向的力）施加到轴承530，因此，当轴300沿着方向T旋转时，在轴承530和轴300（轴头310）之间产生摩擦阻力。因此，需要增加使轴300沿着方向T旋转的驱动电机的驱动力，因此驱动电机的尺寸大。

当头主体100沿着方向R旋转时，轴300根据摩擦阻力沿着方向T跟随头主体100，从而使轴300沿着方向T的位置精度成问题地变差。

描述的关于包括由本发明的发明人提出的工具的图4的部件拾取头的上述问题也会发生在使用滚珠花键工具的部件拾取头中。

现有技术公开

专利公开

第2010-157635号日本专利申请公布

第2002-370186号日本专利申请公布

发明内容

本发明提供一种表面安装装置的部件拾取头，所述表面安装装置使轴相对于头主体沿着向上和向下的方向运动，从而将沿着向上的方向弹性地偏压轴的预压力产生的摩擦阻力的影响最小化。

根据本发明的一方面，提供一种表面安装装置的部件拾取头，所述部件拾取头包括：头主体；轴套，安装在所述头主体上以相对于轴套的中心轴能够旋转，并且在向上和向下的方向上相对于头主体固定；轴，相对于轴套的中心轴在旋转方向上固定，并且相对于所述轴套在向上和向下的方向上能够运动；部件拾取工具，安装在所述轴的下端并拾取部件；第一弹性体，安装在所述轴的上部；弹性体支撑构件，支撑所述第一弹性体的下端；弹性体固定构件，支持所述第一弹性体的上端；其中，所述轴固定到所述弹性体固定构件，其中第二弹性体安装在弹性体支撑构件和轴套之间，支撑弹性体支撑构件的下侧，并且当不施加使轴向下运动的压力时第二弹性体与所述头主体分开。

安装在头主体内的支撑部可设置在弹性体支撑构件的下侧，并且当不施加使轴向下运动的压力时，弹性体支撑构件和支撑部可彼此分开，并且当轴向下运动时，弹性体支承构件和支撑部彼此接触。

所述轴套可通过安装在头主体内的轴套支撑部从下侧被支撑。

所述第一弹性体和第二弹性体可包括压缩螺旋弹簧。

附图说明

通过参照附图对本发明的示例性实施例进行详细的描述，本发明的上述和其他特点和优点将会变得更清楚，其中：

图1是根据本发明的实施例的部件拾取头的主要部分的示意性截面图；

图2是从方向A看到的图1的部件拾取头的轴和轴套的装配部分的示意图；

图3是图2的部件拾取头的轴在下降的状态的视图；

图4是由本发明的发明人之前提出的部件拾取头的主要部分的示意性截面图。

具体实施方式

以下，下面参照附图对本发明进行描述。如本文所用，术语“和/或”包括任何和全部列出的相关的项目中一个或多个的组合。

图1是根据本发明的实施例的部件拾取头的主要部分的示意性截面图。图2是从方向A看到的图1的部件拾取头的轴30和轴套20的装配部分的示意图。图3是图2的部件拾取头的轴30落下的状态的视图。图4是由本发明的发明人之前提出的部件拾取头的主要部分的示意性截面图。

中空形的轴套20安装在表面安装装置的部件拾取头的头主体10中，轴30安装在轴套20中，管嘴40作为部件拾取工具安装在轴30的前缘上。图1的部件拾取头是旋转型部件拾取头，多个轴沿着具有圆柱形形状的头主体10的圆周设置在部件拾取头中，并且头主体10相对于中心轴沿着方向R旋转。

轴30穿过具有圆筒形形状的轴套20并且相对于轴套20沿着方向Z（向上和向下的方向，即轴30的中心轴的延伸方向）是可运动的，同时被安装成相对于轴套20的中心轴不沿着旋转方向T旋转。也就是说，轴30关于轴套20的中心轴在旋转方向T上被固定。更详细地讲，如在图2中所示，一对支承件31固定到轴30并插入到形成在轴套20的上部中一对导向槽23内。因为这样，轴30可在导向槽23的范围内相对于轴套20沿着向上和向下的方向（方向Z）可运动。

轴30可相对于轴套20关于轴30的中心轴不旋转。也就是说，当轴套20相对于轴套20的中心轴旋转时，轴30一体地结合到轴套20中并相对于轴套20的中心轴旋转。

尽管轴套20相对于头主体10在向上和向下的方向（方向Z）上可不运动，但是轴套20与轴30结合，并有两个轴承31设置在轴套20和轴30之间以使轴上下移动，这样，使得轴套20相对于轴套20的中心轴沿着旋转方向T是可旋转的。轴套20的下端由安装在头主体10中的轴套支撑部11支撑。

齿轮22安装在轴套20的外周以使轴套20相对于轴套20的中心轴沿着旋转方向T旋转。连接到驱动电机（未示出）的驱动齿轮与齿轮22啮合并旋转，从而使轴套20相对于头主体10相对于轴套20的中心轴沿着旋转方向T旋转。因为这样，轴30一体地结合到轴套20中并相对于轴套20的中心轴沿着旋转方向T旋转。

设置包括压缩螺旋弹簧的第一弹性体50，压缩螺旋弹簧环绕轴30的从轴套20向上突出的上部圆周。第一弹性体50的下端由弹性体支撑构件51支撑，并且第一弹性体50的上端由弹性体固定构件52支持。弹性体支撑构件51由第二弹性体53从弹性体支撑构件51的下侧支撑，第二弹性体53包括安装在弹性体支撑构件51和轴套20的上部表面之间的压缩螺旋弹簧。弹性体固定构件52固定到轴30。

根据上述结构，第一弹性体50和第二弹性体53沿着使轴30向上运动的方向给轴30施加力。因此，轴30被一直朝着上限位置弹性地偏置。当轴30下降时，设置在固定到轴30的上端的轴头32上的压力构件60被施压。因为这样，轴30抵抗第一弹性体50和第二弹性体53的弹力下降（图3）。

就这一点而言，如图1中所示，在不施加使轴30向下运动的压力的状态下，支撑第一弹性体50的下端的弹性体支撑构件51调节第一弹性体50和第二弹性体53的弹力（弹簧常数）或调节它们的初始长度，以使第一弹性体50和第二弹性体53与头主体10的支撑部12分开。

如上所述，支撑第一弹性体50的上端的弹性体固定构件52和支撑第一弹性体50的下端的弹性体支撑构件51与头主体10分离，其中，第一弹性体50沿着向上的方向给轴30施加预压力，并且第一弹性体50和轴30（轴套20）相对于轴30的中心轴旋转。因此，不需要在第一弹性体和轴30之间安装轴承，从而减少了部件的数量。

在如图1所示的不施加使轴30向下运动的压力的状态下，支撑第一弹性体50的下端的弹性体支撑构件51不接触头主体10，并且弹性体支撑构件51独立于头主体10。在这种状态下，如果轴30（轴套20）相对于轴套20的中心轴沿着旋转方向T旋转，那么第一弹性体50不引起任何摩擦阻力，并且使轴套20连同轴30一起相对于轴套20的中心轴沿着旋转方向T旋转的驱动电机可变小。在这种状态下，在头主体10沿着相对于头主体10的中心轴的方向R旋转的情况下，第一弹性体50不会在头主体10侧和轴30侧之间产生任何摩擦阻力，因此，轴30在旋转方向T上不旋转，从而不会出现轴30沿着旋转方向T的位置精度变差，并且同时允许头主体10沿着方向R的旋转和轴30沿着旋转方向T的旋转，因此可兼顾高效率和高精度。

如上所述，在通过给压力构件60施压使得轴30向下运动的状态下，如在图3中所示，弹性体支撑构件51接触头主体10侧的支撑部12。因为这样，在轴30下降期间，头主体10侧的支撑部12可接收第一弹性体50的反作用力的一部分，从而可防止过多的反作用力施加给轴套20，并且，例如，降低从轴套20下侧支撑轴套20的轴套支撑部11的刚性。例如，在图3的状态下，在第一弹性体50的反作用力是10N，并且第二弹性体53的反作用力是4N，并且弹性体支撑构件51接触头主体10侧的支撑部12的情况下，由于支撑部12接收6N的反作用力，所以轴套支撑部11接收4N的反作用力。

在上述实施例中，如在图2中所示，轴30的支承件31被插入到轴套20的导向槽23中，因此，轴30可相对于轴套20可向上和向下运动并且可相对于轴套20的中心轴不旋转。然而，可使轴30相对于轴套20向上和向下运动并可使轴30相对于轴套20的中心轴不旋转的工具可不限于图2的工具。例如，可使用滚珠花键工具。在这种情况下，花键螺母可对应于本发明的轴套20，并且花键轴可对应于本发明的轴30。

根据上述实施例，在表面安装装置的部件拾取头中，支持第一弹性体的上端的弹性体固定构件和支撑第一弹性体的下端的弹性体支撑构件与头主体分离，其中，第一弹性体50沿着向上的方向给轴施加预压力，并且第一弹性体和轴（轴套）相对于轴套的中心轴旋转。因此，不需要在第一弹性体和轴之间安装轴承，从而减少了部件的数量。

在不施加使轴向下运动的压力的状态下，支撑第一弹性体的下端的弹性体支撑构件不接触头主体并且弹性体支撑构件独立于头主体。在这种状态下，如果轴相对于轴套的中心轴沿着旋转方向T旋转，那么第一弹性体不引起任何摩擦阻力，并且使轴相对于轴的中心轴沿着旋转方向T旋转的驱动电机可变小。

在这种状态下，在头主体相对于头主体的中心轴沿着方向R旋转的情况下，第一弹性体在头主体侧和轴侧之间不产生任何摩擦阻力，因此，轴不需要沿着旋转方向T旋转，这样不会导致轴沿着旋转方向T的位置精度变差，并且同时允许头主体沿着方向R的旋转和轴沿着旋转方向T的旋转，因此可兼顾高效率和高精度。

当轴向下运动时，如果弹性体支撑构件和头主体的支撑部被构造为彼此接触，那么头主体侧可在轴下降期间接收第一弹性体的反作用力的一部分。这样可防止过多的反作用力施加给轴套，并且，例如，降低了从轴套下侧支撑轴套的轴套支撑部的刚性。

虽然参照本发明的示例性实施例已经具体地示出和描述了本发明，但本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在本发明中进行形式上和细节上的各种改变。

Claims (4)

1.一种表面安装装置的部件拾取头，包括：

头主体；

轴套，安装在所述头主体上以相对于所述轴套的中心轴能够旋转，并且在向上和向下的方向上相对于所述头主体固定；

轴，相对于所述轴套的中心轴在旋转方向上固定，并且相对于所述轴套在向上和向下的方向上能够运动；

部件拾取工具，安装在所述轴的下端并拾取部件；

第一弹性体，安装在所述轴的上部；

弹性体支撑构件，支撑所述第一弹性体的下端；

弹性体固定构件，支持所述第一弹性体的上端；

其中，所述轴固定到所述弹性体固定构件，

其中，第二弹性体安装在所述弹性体支撑构件和所述轴套之间，支撑所述弹性体支撑构件的下侧，并且当不施加使所述轴向下运动的压力时所述弹性体支撑构件与所述头主体分开。

2.如权利要求1所述的部件拾取头，其中，安装在所述头主体内的支撑部设置在所述弹性体支撑构件的下侧，并且当不施加使所述轴向下运动的压力时，所述弹性体支撑构件和所述支撑部彼此分开，并且当所述轴向下运动时，所述弹性体支撑构件和所述支撑部彼此接触。

3.如权利要求1或2所述的部件拾取头，其中，所述轴套通过安装在所述头主体内的轴套支撑部从下侧被支撑。

4.如权利要求3所述的部件拾取头，其中，所述第一弹性体和所述第二弹性体包括压缩螺旋弹簧。