JP3011010B2 - Parts holding head - Google Patents
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- JP3011010B2 JP3011010B2 JP6055540A JP5554094A JP3011010B2 JP 3011010 B2 JP3011010 B2 JP 3011010B2 JP 6055540 A JP6055540 A JP 6055540A JP 5554094 A JP5554094 A JP 5554094A JP 3011010 B2 JP3011010 B2 JP 3011010B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品などの様々な
部品を保持して、その高さや向きなどを精密に調整する
ことができる部品の保持ヘッドに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a component holding head capable of holding various components such as electronic components and adjusting the height and direction thereof precisely.
【０００２】[0002]
【従来の技術】アセンブリ技術分野などにおいて、部品
をある位置から他の位置へ搬送したり、あるいは搬送路
を搬送されてきた部品を一時的に保持しておくために保
持ヘッドが使用される。このような保持ヘッドが使用さ
れる技術の一例として、例えば電子部品をプリント基板
などに実装する電子部品実装装置がある。2. Description of the Related Art In the field of assembly technology and the like, a holding head is used to transport a component from one position to another, or to temporarily hold a component transported along a transport path. As an example of a technique in which such a holding head is used, for example, there is an electronic component mounting apparatus that mounts electronic components on a printed circuit board or the like.
【０００３】次に、電子部品実装装置に使用されている
従来の保持ヘッドについて説明する。図８は従来の電子
部品実装装置に備えられた保持ヘッドの断面図である。
この保持ヘッド１は円筒形のケース２を本体としてお
り、その中心に垂直なシャフト３が収納されている。こ
のシャフト３の下端部には、電子部品４を真空吸着して
保持するノズル５が連結されている。シャフト３の上部
にはスプライン部６が形成されており、このスプライン
部６はスプライン軸受７に上下方向にスライド自在に保
持されている。Next, a conventional holding head used in an electronic component mounting apparatus will be described. FIG. 8 is a sectional view of a holding head provided in a conventional electronic component mounting apparatus.
The holding head 1 has a cylindrical case 2 as a main body, and a vertical shaft 3 is housed in the center thereof. The lower end of the shaft 3 is connected to a nozzle 5 for holding the electronic component 4 by vacuum suction. A spline portion 6 is formed at an upper portion of the shaft 3, and the spline portion 6 is held by a spline bearing 7 so as to be slidable in a vertical direction.
【０００４】８はロータとしての第１の回転体であっ
て、その下部に垂設された筒部９の内面にスプライン軸
受７は装着されている。第１の回転体８の外周面にはマ
グネット１０が装着されており、またケース２の上部内
面にはこのマグネット１０に対向するコイル１１が装着
されている。第１の回転体８、マグネット１０、コイル
１１は中空モータを構成しており、コイル１１に電流を
流すと磁気力が発生し、第１の回転体８はシャフト３の
軸心線ＮＡを中心にθ回転する。するとシャフト３も軸
心線ＮＡを中心にθ回転し、ノズル５に真空吸着された
電子部品４の回転角度（向き）が調整される。[0004] Reference numeral 8 denotes a first rotating body as a rotor, and a spline bearing 7 is mounted on an inner surface of a cylindrical portion 9 vertically provided below the rotating body. A magnet 10 is mounted on an outer peripheral surface of the first rotating body 8, and a coil 11 facing the magnet 10 is mounted on an inner inner surface of the case 2. The first rotating body 8, the magnet 10, and the coil 11 constitute a hollow motor. When an electric current is applied to the coil 11, a magnetic force is generated, and the first rotating body 8 is centered on the axis NA of the shaft 3. Θ rotation. Then, the shaft 3 also rotates by θ around the axis NA, and the rotation angle (direction) of the electronic component 4 vacuum-adsorbed to the nozzle 5 is adjusted.
【０００５】シャフト３の下部には第２の回転体１２が
装着されている。第２の回転体１２の外周面にはマグネ
ット１３が装着されている。またケース２の下部内周面
には、マグネット１３に対向するコイル１４が装着され
ている。第２の回転体１２、マグネット１３、コイル１
４は中空のボイスコイルモータを構成している。したが
ってコイル１４に電流を流すと、磁気力が発生し、シャ
フト３は上下動する。シャフト３が上下動作を行うこと
により、パーツフィーダに備えられた電子部品４をノズ
ル５が真空吸着してピックアップする動作や、真空吸着
した電子部品４をプリント基板に搭載する動作が行われ
る。[0005] Below the shaft 3, a second rotating body 12 is mounted. A magnet 13 is mounted on the outer peripheral surface of the second rotating body 12. A coil 14 facing the magnet 13 is mounted on a lower inner peripheral surface of the case 2. Second rotating body 12, magnet 13, coil 1
Reference numeral 4 denotes a hollow voice coil motor. Therefore, when a current flows through the coil 14, a magnetic force is generated, and the shaft 3 moves up and down. As the shaft 3 moves up and down, an operation of picking up the electronic component 4 provided in the parts feeder by vacuum suction of the nozzle 5 and an operation of mounting the vacuum-adsorbed electronic component 4 on a printed board are performed.
【０００６】シャフト３の下部には、回転ベヤリング部
１５を介してブラケット１６が装着されている。ブラケ
ット１６の断面形状ははカギ型であり、その外面にはリ
ニアエンコーダを構成するリニアスケール１７と、リニ
アスケール１７の読み取り用のセンサ１８が設けられて
いる。このリニアスケール１７とセンサ１８により、シ
ャフト３の昇降量が測定される。センサ１８の読み取り
結果は図示しない制御部へフィードバックされ、コイル
１４への通電量の制御などが行われる。[0006] A bracket 16 is attached to the lower portion of the shaft 3 via a rotating bearing 15. The bracket 16 has a key-shaped cross section, and a linear scale 17 constituting a linear encoder and a sensor 18 for reading the linear scale 17 are provided on the outer surface thereof. The linear scale 17 and the sensor 18 measure the amount of movement of the shaft 3. The reading result of the sensor 18 is fed back to a control unit (not shown), and the amount of current supplied to the coil 14 is controlled.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の保持ヘッド
１の構成では、中空モータを構成するコイル１１への通
電による回転動作と、ボイスコイルモータを構成するコ
イル１４への通電による上下動作を分離して行うため、
高さを検知するためのリニアスケール１７やセンサ１８
を回転ベヤリング部１５を介してシャフト３に取り付け
ざるを得ない。しかしながらこのように構成すると、シ
ャフト３と回転ベヤリング部１５の間にがたが生じるの
は避けられないため、シャフト３の位置とリニアスケー
ル１７の位置がずれてしまい、その結果、センサ１８の
読み取り値が狂い、センサ１８から制御手段へのフィー
ドバック値も狂って、ノズル４の高さを正確に制御でき
ないという問題点があった。In the structure of the conventional holding head 1 described above, the rotation operation by energizing the coil 11 constituting the hollow motor and the vertical operation by energizing the coil 14 constituting the voice coil motor are separated. To do
Linear scale 17 and sensor 18 for detecting height
Must be attached to the shaft 3 via the rotating bearing 15. However, with such a configuration, it is inevitable that a backlash occurs between the shaft 3 and the rotary bearing unit 15, so that the position of the shaft 3 is shifted from the position of the linear scale 17. The height of the nozzle 4 cannot be accurately controlled because the value is out of order and the feedback value from the sensor 18 to the control means is also out of order.
【０００８】またコイル１４への非通電時には、シャフ
ト３を支持するものがなく、シャフト３が自然落下して
しまうため、シャフト３が自然落下しないように、コイ
ル１４に常時通電せねばならないという問題点があっ
た。Further, when the coil 14 is not energized, there is no support for the shaft 3 and the shaft 3 falls naturally, so that the coil 14 must be energized at all times so that the shaft 3 does not fall naturally. There was a point.
【０００９】したがって本発明は上記従来の保持ヘッド
の問題点を解消し、ノズルなどの保持部の高さ制御を高
精度で正確に行える部品の保持ヘッドを提供することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional holding head, and to provide a holding head for a component capable of controlling the height of a holding portion such as a nozzle with high precision and accuracy.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】このために本発明は、ス
プライン部とねじ部とを有するシャフトと、このシャフ
トに連結されて部品を保持する保持部と、前記シャフト
が上下動可能なように前記スプライン部に係合する第１
の回転体と、この第１の回転体を前記シャフトの軸心線
を中心に回転させることにより前記シャフトを回転させ
て前記保持部の回転角度を調整する第１の回転駆動手段
と、前記ねじ部に螺合するナット部を有する第２の回転
体と、この第２の回転体を前記シャフトの軸心線を中心
に回転させることにより前記シャフトを上下動させて前
記保持部の高さを調整する第２の回転駆動手段と、前記
第１の回転駆動手段と前記第２の回転駆動手段の駆動を
制御する制御手段とから部品の保持ヘッドを構成したも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION For this purpose, the present invention provides a shaft having a spline portion and a screw portion, a holding portion connected to the shaft for holding a component, and a shaft for vertically moving the shaft. A first engagement with the spline portion;
A first rotation driving means for adjusting the rotation angle of the holding part by rotating the shaft by rotating the first rotation body about the axis of the shaft, and the screw A second rotating member having a nut portion screwed to the portion, and rotating the second rotating member about the axis of the shaft to move the shaft up and down to increase the height of the holding portion. The component holding head is constituted by a second rotation driving means for adjusting, and a control means for controlling the driving of the first rotation driving means and the second rotation driving means.
【００１１】[0011]
【作用】上記構成によれば、第１の回転体と第２の回転
体を回転させることにより、保持部の回転角度と高さの
調整を行える。また第１の検出手段と第２の検出手段を
シャフトとは別体に設置し、第２の回転体の回転量を検
出することにより、保持部の高さを正確に制御できる。
またねじ部にナット部が螺合することにより、非通電時
におけるシャフトの自然落下を阻止できる。According to the above construction, the rotation angle and height of the holding section can be adjusted by rotating the first rotating body and the second rotating body. In addition, the height of the holding unit can be accurately controlled by installing the first detection unit and the second detection unit separately from the shaft and detecting the rotation amount of the second rotating body.
In addition, since the nut is screwed into the screw, the spontaneous fall of the shaft when power is not supplied can be prevented.
【００１２】[0012]
（実施例１）次に、図面を参照しながら本発明の実施例
を説明する。図１は本発明の第一実施例の電子部品実装
装置の斜視図、図２は同電子部品実装装置に備えられた
保持ヘッドの断面図である。図１において、５１はテー
ブル装置であり、その上面には可動テーブル５２が載置
されている。可動テーブル５２上には電子部品を備えた
パーツフィーダ５３が複数個並設されている。テーブル
装置５１のモータ５４が駆動すると、可動テーブル５２
はガイドレール５５に沿ってＸ方向へ移動し、所定の電
子部品を備えたパーツフィーダ５３をピックアップ位置
で停止させる。(Embodiment 1) Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an electronic component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a holding head provided in the electronic component mounting apparatus. In FIG. 1, reference numeral 51 denotes a table device on which a movable table 52 is placed. On the movable table 52, a plurality of parts feeders 53 having electronic components are arranged in parallel. When the motor 54 of the table device 51 is driven, the movable table 52
Moves in the X direction along the guide rail 55, and stops the parts feeder 53 provided with predetermined electronic components at the pickup position.
【００１３】５６は移動テーブル装置であって、Ｘテー
ブル５７、Ｙテーブル５８を積層して構成されている。
６０はＸテーブル５７の駆動用モータ、６１はＹテーブ
ル５８の駆動用モータである。５９は基板保持テーブル
であり、基板保持テーブル５９上にはクランパ６２が設
けられており、プリント基板６３はクランパ６２にクラ
ンプして位置決めされている。１４はプリント基板６３
に実装された電子部品である。Ｘテーブル５７、Ｙテー
ブル５８がそれぞれ駆動すると、プリント基板６３はＸ
方向、Ｙ方向に移動する。Reference numeral 56 denotes a moving table device, which is constructed by stacking an X table 57 and a Y table 58.
Reference numeral 60 denotes a driving motor for the X table 57, and reference numeral 61 denotes a driving motor for the Y table 58. Reference numeral 59 denotes a substrate holding table, on which a clamper 62 is provided. The printed circuit board 63 is clamped by the clamper 62 and positioned. 14 is a printed circuit board 63
Electronic component mounted on the electronic component. When the X table 57 and the Y table 58 are driven, the printed circuit board 63
Move in the Y direction.
【００１４】６５はリニアテーブル装置であって、その
前面にはブラケット６６が装着されている。ブラケット
６６には電子部品１４の保持ヘッド２０が装着されてい
る。保持ヘッド２０は、電子部品１４を真空吸着して保
持する保持部としてのノズル２１を備えている。モータ
６７が駆動すると、ブラケット６６に装着された保持ヘ
ッド２０はガイドレール６８に沿ってＹ方向に移動す
る。A linear table device 65 has a bracket 66 mounted on the front surface thereof. The holding head 20 of the electronic component 14 is mounted on the bracket 66. The holding head 20 includes a nozzle 21 as a holding unit that holds the electronic component 14 by vacuum suction. When the motor 67 is driven, the holding head 20 mounted on the bracket 66 moves in the Y direction along the guide rail 68.
【００１５】保持ヘッド２０は、ピックアップ位置で停
止したパーツフィーダ５３の上方へ移動し、そこでノズ
ル２１が上下動作を行うことにより、パーツフィーダ５
３に備えられた電子部品１４を真空吸着してピックアッ
プする。次に保持ヘッド２０はプリント基板６３の上方
へ移動するが、その途中でノズル２１に真空吸着された
電子部品１４をカメラ６９で観察し、電子部品１４のＸ
方向、Ｙ方向、水平回転方向（θ方向）の位置ずれを検
出する。この検出結果に基づいて、ノズル２１をその軸
心を中心に回転させることにより、θ方向の位置ずれを
補正する。またＸ方向の位置ずれはＸテーブル５７を駆
動してプリント基板６３をＸ方向へ移動させることによ
り補正し、またＹ方向の位置ずれはＹテーブル５８を駆
動してプリント基板６３をＹ方向に移動させることによ
り補正する。次いで保持ヘッド２０はプリント基板６３
の上方へ移動し、そこでノズル２１が上下動作を行うこ
とにより、電子部品１４をプリント基板６３に実装す
る。このとき、電子部品１４が所定の座標位置に実装さ
れるように、移動テーブル位置５６を駆動して、プリン
ト基板６３の位置調整が予めなされている。なお上記し
たノズル２１の上下動作の昇降ストロークは、電子部品
１４の厚さによって精密に調整される。The holding head 20 moves above the parts feeder 53 stopped at the pickup position, where the nozzle 21 moves up and down.
The electronic component 14 provided in 3 is picked up by vacuum suction. Next, the holding head 20 moves above the printed circuit board 63, and on the way, the electronic component 14 vacuum-adsorbed to the nozzle 21 is observed by the camera 69, and the X of the electronic component 14 is
The positional deviation in the direction, the Y direction, and the horizontal rotation direction (θ direction) is detected. Based on the detection result, the nozzle 21 is rotated about its axis to correct the positional deviation in the θ direction. The displacement in the X direction is corrected by driving the X table 57 to move the printed circuit board 63 in the X direction, and the displacement in the Y direction is driven by the Y table 58 to move the printed circuit board 63 in the Y direction. To correct. Next, the holding head 20 is mounted on the printed circuit board 63.
The electronic component 14 is mounted on the printed circuit board 63 by moving the nozzle 21 up and down there. At this time, the moving table position 56 is driven to adjust the position of the printed circuit board 63 in advance so that the electronic component 14 is mounted at a predetermined coordinate position. Note that the up-and-down stroke of the vertical movement of the nozzle 21 is precisely adjusted by the thickness of the electronic component 14.
【００１６】上述のように、保持ヘッド２０に備えられ
たノズル２１は上下動作と回転動作を行うものであり、
次にこの上下動作と回転動作のための機構を備えた保持
ヘッド２０の詳細な構造について、図２を参照しながら
説明する。As described above, the nozzle 21 provided in the holding head 20 performs up / down operation and rotation operation.
Next, a detailed structure of the holding head 20 provided with the mechanism for the up-down operation and the rotation operation will be described with reference to FIG.
【００１７】図２において、２２は保持ヘッド２０の主
体となる円筒形のケースであり、その中心にはシャフト
２３が垂直に挿入されている。上記ノズル２１は、この
シャフト２３の下端部に連結されている。図示しない
が、シャフト２３はバキューム装置とチューブで接続さ
れており、バキューム装置が駆動することにより、ノズ
ル２１の下端部に電子部品１４を真空吸着し、また真空
吸着状態を解除する。In FIG. 2, reference numeral 22 denotes a cylindrical case which is a main body of the holding head 20, and a shaft 23 is vertically inserted into the center of the case. The nozzle 21 is connected to a lower end of the shaft 23. Although not shown, the shaft 23 is connected to the vacuum device by a tube, and when the vacuum device is driven, the electronic component 14 is vacuum-sucked to the lower end of the nozzle 21 and the vacuum-sucked state is released.
【００１８】シャフト２３の上部はタテ溝が形成された
スプライン部２４になっており、またその下部にはねじ
溝が形成されたねじ部２５になっている。スプライン部
２４にはスプライン軸受２６が係合している。このスプ
ライン軸受２６は、ロータとしての第１の回転体２７の
内周面に装着されている。２８は第１の回転体２７など
を軸受けするベアリングである。The upper portion of the shaft 23 is a spline portion 24 having a vertical groove, and the lower portion is a screw portion 25 having a thread groove. A spline bearing 26 is engaged with the spline portion 24. The spline bearing 26 is mounted on an inner peripheral surface of a first rotating body 27 as a rotor. 28 is a bearing for bearing the first rotating body 27 and the like.
【００１９】第１の回転体２７の外周面には第１のマグ
ネット２９が装着されている。またケース２２の円周面
には、第１のマグネット２９に対向する第１のコイル３
０が装着されており、第１の回転体２７と第１のマグネ
ット２９とコイル３０は中空モータを構成する第１の回
転駆動手段となっている。また第１の回転体２７の上部
外周面には円板状の目盛板３１が第１の回転体２７と同
軸に装着されており、ケース２２の内周面にはこの目盛
板３１を光学的に検出する第１のセンサ３２が設けられ
ている。この目盛板３１と第１のセンサ３２は、シャフ
ト２３の回転角度を検出する第１の検出手段となってい
る。A first magnet 29 is mounted on the outer peripheral surface of the first rotating body 27. The first coil 3 facing the first magnet 29 is provided on the circumferential surface of the case 22.
0 is mounted, and the first rotating body 27, the first magnet 29, and the coil 30 serve as first rotation driving means constituting a hollow motor. A disk-shaped scale plate 31 is coaxially mounted on the upper outer peripheral surface of the first rotary body 27 and coaxially with the first rotary body 27, and the scale plate 31 is optically mounted on the inner peripheral surface of the case 22. Is provided with a first sensor 32 for detecting the temperature. The scale plate 31 and the first sensor 32 serve as first detecting means for detecting the rotation angle of the shaft 23.
【００２０】第１のコイル３０に電流が流れると、その
磁気力により第１の回転体２７はシャフト２３の軸心線
ＮＡを中心にθ回転し、スプライン軸受２６を介して第
１の回転体２７に係合するシャフト２３はその軸心線Ｎ
Ａを中心にθ回転する。このシャフト２３の回転角度
は、第１のセンサ３２により検出される。シャフト２３
が回転することにより、上述したように、ノズル２１に
真空吸着された電子部品１４のθ方向（回転方向）の位
置ずれが補正される。When a current flows through the first coil 30, the first rotating body 27 rotates θ around the axis NA of the shaft 23 by the magnetic force, and the first rotating body 27 is rotated via the spline bearing 26. The shaft 23 engaging with the shaft 27 has its axis N
Rotate θ about A. The rotation angle of the shaft 23 is detected by the first sensor 32. Shaft 23
Is rotated, as described above, the positional deviation of the electronic component 14 vacuum-adsorbed to the nozzle 21 in the θ direction (rotation direction) is corrected.
【００２１】ねじ部２５にはナット部３４が螺合してい
る。ナット部３４は第２の回転体３５の内周面に装着さ
れている。第２の回転体３５の外周面には第２のマグネ
ット３６が装着されている。またケース２２の内周面に
は第２のマグネット３６に対向する第２のコイル３７が
装着されている。第２の回転体３５とマグネット３６と
第２のコイル３７は中空モータを構成する第２の回転駆
動手段となっている。また第２の回転体３５の下部外周
面には円板状の目盛板３８が第２の回転体３５と同軸に
装着されており、ケース２２の内周面には目盛板３８の
目盛を検出する第２のセンサ３９が装着されている。こ
の目盛板３８と第２のセンサ３９は、第２の回転体３５
の回転角度を検出する第２の検出手段となっている。A nut part 34 is screwed into the screw part 25. The nut portion 34 is mounted on the inner peripheral surface of the second rotating body 35. A second magnet 36 is mounted on the outer peripheral surface of the second rotating body 35. A second coil 37 facing the second magnet 36 is mounted on the inner peripheral surface of the case 22. The second rotating body 35, the magnet 36, and the second coil 37 constitute a second rotation driving means constituting a hollow motor. A disk-shaped scale plate 38 is coaxially mounted on the outer peripheral surface of the lower part of the second rotary body 35 and coaxial with the second rotary body 35, and the scale of the scale plate 38 is detected on the inner peripheral surface of the case 22. A second sensor 39 is mounted. The scale plate 38 and the second sensor 39 are connected to the second rotating body 35.
It is a second detecting means for detecting the rotation angle of.
【００２２】第２のコイル３７に電流が流れると、その
磁気力により第２の回転体３５は回転する。するとナッ
ト部３４も回転し、ナット部３４に螺合するねじ部２５
を有するシャフト２３は上下動する。上記スプライン部
２４とスプライン軸受２６はこの上下動を許容する。第
２の回転体３５の回転角度を第２のセンサ３９が検出す
ることにより、シャフト２３の昇降量が検出される。こ
のようにシャフト２３が上下動作を行うことにより、上
述したノズル２１の上下動作が行われる。When a current flows through the second coil 37, the second rotating body 35 rotates by the magnetic force. Then, the nut portion 34 also rotates, and the screw portion 25 screwed to the nut portion 34
Is vertically moved. The spline portion 24 and the spline bearing 26 allow this vertical movement. When the rotation angle of the second rotating body 35 is detected by the second sensor 39, the amount of elevation of the shaft 23 is detected. As described above, the vertical movement of the nozzle 21 is performed by the vertical movement of the shaft 23.
【００２３】図４は本発明の第一実施例の保持ヘッドの
制御系のブロック図である。図中、Ａは上記第１の回転
体２７、第１のマグネット２９、第１のコイル３０から
成る第１の回転駆動手段、Ｂは第２の回転体３５、第２
のマグネット３６、第２のコイル３７から成る第２の回
転駆動手段である。５０Ａは制御手段であって、第１の
センサ３２が接続された第１の駆動回路４２と、第２の
センサ３９が接続された第２の駆動回路４３を備えてい
る。４４は指令部であって、第１のパルス発生回路４５
と第２のパルス発生回路４６を介して第１の駆動回路４
２と第２の駆動回路４３に接続されている。第１の駆動
回路４２は第１の回転駆動手段Ａを制御し、また第２の
駆動回路４３は第２の回転駆動手段Ｂを制御する。FIG. 4 is a block diagram of a control system of the holding head according to the first embodiment of the present invention. In the figure, A is a first rotation driving means including the first rotating body 27, the first magnet 29, and the first coil 30, and B is the second rotating body 35, the second rotating body 35.
And a second rotation driving means including a magnet 36 and a second coil 37. Reference numeral 50A denotes a control unit, which includes a first drive circuit 42 to which the first sensor 32 is connected, and a second drive circuit 43 to which the second sensor 39 is connected. Reference numeral 44 denotes a command unit, and a first pulse generation circuit 45
And the first drive circuit 4 via the second pulse generation circuit 46
2 and the second drive circuit 43. The first drive circuit 42 controls the first rotation drive means A, and the second drive circuit 43 controls the second rotation drive means B.
【００２４】指令部４４には、装置の制御プログラムが
格納されており、ノズル２１の目標回転角度θ１とノズ
ルの目標昇降量Ｈ１のデータなどが予め記憶されてい
る。この目標回転角度θ１と目標昇降量Ｈ１は、オペレ
ータがキーボード（図示せず）を操作して逐一入力する
こともできる。The command section 44 stores a control program of the apparatus, and stores in advance data such as a target rotation angle θ1 of the nozzle 21 and a target elevation amount H1 of the nozzle. The operator can input the target rotation angle θ1 and the target elevating amount H1 one by one by operating a keyboard (not shown).
【００２５】さて、上記構造の本発明の保持ヘッド２０
の場合、電子部品１４の回転角度（向き）の補正のため
に、第１のコイル３０に電流を流してシャフト２３を回
転させると、ナット部３４に螺合するねじ部２５も回転
するため、シャフト２３は上下方向に微動してしまう。
ノズル２１の昇降量を高精度で正確に制御せねばならな
い場合、この上下方向の微動はノズル２１の高さの変化
分（高さ誤差）となってしまう。そこで次に、この高さ
誤差を解消するための制御方法について説明する。Now, the holding head 20 according to the present invention having the above-described structure.
In the case of (1), when a current is applied to the first coil 30 to rotate the shaft 23 to correct the rotation angle (direction) of the electronic component 14, the screw portion 25 screwed to the nut portion 34 also rotates. The shaft 23 slightly moves in the vertical direction.
If it is necessary to control the amount of elevation of the nozzle 21 with high precision and high accuracy, the fine movement in the vertical direction becomes a change in the height of the nozzle 21 (height error). Therefore, a control method for eliminating the height error will be described next.
【００２６】図３は、本発明の第一実施例の電子部品実
装装置に備えられた保持ヘッドのシャフトの下端部の拡
大図である。図３および図４において、Ｈ１はノズル２
１の目標昇降量（本実施例では下降距離）、θ１は目標
回転角度である。まず、図４において、指令部４４から
第１のパルス発生回路４５へθ１の回転角度指令を出力
する。すると第１のパルス発生回路４５はこれに応じた
パルス信号Ｐ１を第１の駆動回路４２に出力し、第１の
駆動回路４２は所定の電流Ｉ１を第１の回転駆動手段Ａ
に備えられた第１のコイル３０に流す。すると第１のコ
イル３０に発生する磁気力により、シャフト２３は回転
する。シャフト２３の回転角度は第１のセンサ３２で検
出され、そのフィードバック信号Ｆ１は第１の駆動回路
４２にフィードバックされる。FIG. 3 is an enlarged view of the lower end of the shaft of the holding head provided in the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention. 3 and 4, H1 is the nozzle 2
The target elevation amount of 1 (the descending distance in this embodiment), θ1 is the target rotation angle. First, in FIG. 4, the command unit 44 outputs a rotation angle command of θ1 to the first pulse generation circuit 45. Then, the first pulse generation circuit 45 outputs a corresponding pulse signal P1 to the first drive circuit 42, and the first drive circuit 42 supplies a predetermined current I1 to the first rotation drive unit A.
To the first coil 30 provided in the first coil. Then, the shaft 23 rotates by the magnetic force generated in the first coil 30. The rotation angle of the shaft 23 is detected by the first sensor 32, and the feedback signal F1 is fed back to the first drive circuit 42.
【００２７】次に、シャフト２３を目標昇降量Ｈ１下降
させる方法を説明する。図３において、上記目標回転角
度θ１の指令によってシャフト２３が回転すると、シャ
フト２３のねじ部２５はナット部３４に螺合しているの
で、シャフト２３はわずかに下降する。ΔＨはこの回転
にともなう微小な高さ変化分（高さ誤差）である。Next, a method of lowering the shaft 23 by the target amount H1 will be described. In FIG. 3, when the shaft 23 rotates according to the instruction of the target rotation angle θ1, the screw 23 of the shaft 23 is screwed into the nut 34, so that the shaft 23 is slightly lowered. ΔH is a minute height change (height error) due to this rotation.
【００２８】したがって目標昇降量Ｈ１下降させる際に
は、この変化分ΔＨを補正し、Ｈ２＝Ｈ１−ΔＨだけ下
降するように、第２の回転駆動手段Ｂに備えられた第２
のコイル３７に電流を流す。Ｈ２だけ下降させるための
シャフト２３の回転角度θ２は（数１）となる。Therefore, when the target elevating amount H1 is lowered, the change ΔH is corrected, and the second rotation driving means B provided in the second rotation driving means B is lowered so that H2 = H1-ΔH.
A current is passed through the coil 37 of FIG. The rotation angle θ2 of the shaft 23 for lowering by H2 is (Equation 1).
【００２９】[0029]
【数１】 (Equation 1)
【００３０】（数１）において、Ｌはシャフト２３が３
６０°回転したときのシャフト２３の下降量である。そ
こで、図４において、指令部４４から第２のパルス発生
回路４６に対し、θ２の回転角度指令が出力され、これ
に応じて第２のパルス発生回路４６はパルス信号Ｐ２を
出力し、第２の駆動回路４３から第２のコイル３７へ電
流Ｉ２が流れ、シャフト２３はθ２回転し、Ｈ２下降す
る。この下降にともなうシャフト２３の回転角度は第２
のセンサ３９で検出され、そのフィードバック信号Ｆ２
は第２の駆動回路４３にフィードバックされる。このよ
うにこの保持ヘッド２０では、シャフト２３を高精度で
下降させるためには、第１のコイル３０に電流Ｉ１を流
してシャフト２３を目標回転角度θ１回転させたことに
付随して生じる微小な高さの変化分ΔＨを補正値として
加えて、シャフト２３の下降量を補正する必要がある。In (Equation 1), L is 3
This is a descending amount of the shaft 23 when the shaft 23 rotates by 60 degrees. Therefore, in FIG. 4, a rotation angle command of θ2 is output from the command unit 44 to the second pulse generation circuit 46, and the second pulse generation circuit 46 outputs a pulse signal P2 in response to the rotation angle command. The current I2 flows from the drive circuit 43 to the second coil 37, and the shaft 23 rotates by θ2 and descends by H2. The rotation angle of the shaft 23 accompanying this lowering is the second
Of the feedback signal F2
Is fed back to the second drive circuit 43. In this manner, in the holding head 20, in order to lower the shaft 23 with high accuracy, the minute current generated when the current I1 flows through the first coil 30 to rotate the shaft 23 by the target rotation angle θ1. It is necessary to correct the descending amount of the shaft 23 by adding the height change ΔH as a correction value.
【００３１】（実施例２）次に他の制御方法を説明す
る。図５は本発明の第二実施例の保持ヘッドの制御系の
ブロック図である。この第二実施例の制御手段５０Ｂ
は、第１のパルス発生回路４５から出力されるパルス信
号Ｐ１は、第１の駆動回路４２とともに、第２の駆動回
路４３にも入力される点で、図４に示す第一実施例の制
御手段５０Ａと相違している。したがって指令部４４か
ら第１のパルス発生回路４５へθ１の回転角度指令が出
されると、第１のパルス発生回路４５はこれに応じたパ
ルス信号Ｐ１を第１の駆動回路４２と第２の駆動回路４
３に出力する。すると第１の駆動回路４２は所定の電流
Ｉ１をコイル３０に流し、シャフト２３をθ１回転させ
る。(Embodiment 2) Next, another control method will be described. FIG. 5 is a block diagram of a control system of the holding head according to the second embodiment of the present invention. Control means 50B of the second embodiment
4 is that the pulse signal P1 output from the first pulse generation circuit 45 is also input to the second drive circuit 43 together with the first drive circuit 42. This is different from the means 50A. Therefore, when a rotation angle command of θ1 is issued from the command unit 44 to the first pulse generation circuit 45, the first pulse generation circuit 45 outputs the corresponding pulse signal P1 to the first drive circuit 42 and the second drive Circuit 4
Output to 3. Then, the first drive circuit 42 supplies a predetermined current I1 to the coil 30 to rotate the shaft 23 by θ1.
【００３２】一方、指令部４４はＨ１下降させるための
回転角度θ２の指令を第２のパルス発生回路４６に出力
し、第２のパルス発生回路４６はこれに応じたパルス信
号Ｐ２を第２の駆動回路４３に出力する。ここで、上述
したように、第１のパルス発生回路４５は第２の駆動回
路４３にもパルス信号Ｐ１を出力している。このパルス
信号Ｐ１は、上述のように第１のコイル３０に電流Ｉ１
が流れることによるシャフト２３の高さの変化分ΔＨを
予め見込むためのパルス信号Ｐ２の補正値として第２の
駆動回路４３に入力されるものであり、第２の駆動回路
４３は、パルス信号Ｐ２をパルス信号Ｐ１で補正した結
果に基づく電流Ｉ２’を第２のコイル３７に流し、その
磁気力でシャフト２３を回転させて、Ｈ２＝Ｈ１−ΔＨ
だけ下降させる。On the other hand, the command section 44 outputs a command of the rotation angle θ2 for lowering H1 to the second pulse generation circuit 46, and the second pulse generation circuit 46 outputs a pulse signal P2 corresponding to the command to the second pulse generation circuit 46. Output to the drive circuit 43. Here, as described above, the first pulse generation circuit 45 also outputs the pulse signal P1 to the second drive circuit 43. This pulse signal P1 causes the current I1 to flow through the first coil 30 as described above.
Is input to the second drive circuit 43 as a correction value of the pulse signal P2 for anticipating a change ΔH in the height of the shaft 23 due to the flow of the pulse signal P2. Is corrected by the pulse signal P1, a current I2 ′ based on the result of the correction is supplied to the second coil 37, and the shaft 23 is rotated by the magnetic force to obtain H2 = H1−ΔH
Just lower it.
【００３３】（実施例３）図６は本発明の第三実施例の
保持ヘッドの制御系のブロック図である。この第三実施
例の制御手段５０Ｃは、第１のセンサ３２のフィードバ
ック信号Ｆ１を第２の駆動回路４３にもフィードバック
する点において、第一実施例の制御手段５０Ａと相違し
ている。第二実施例では、第１のパルス発生回路４５か
ら出力されたパルス信号Ｐ２を、第２の駆動回路４３に
補正値として加えていたが、この第三実施例では、フィ
ードバック信号Ｆ１とフィードバック信号Ｆ２をパルス
信号Ｐ２の補正値として加え、補正された結果に基づく
電流Ｉ２’を第２のコイル３７に流すことにより、シャ
フト２３をＨ２＝Ｈ１−ΔＨだけ下降させるものであ
る。すなわちこの第三実施例では、θ１の回転角度指令
によりシャフト２３が実際にΔＨ下降したことを第１の
センサ３２で検出して、シャフト２３の下降量を制御す
るものである。(Embodiment 3) FIG. 6 is a block diagram of a control system of a holding head according to a third embodiment of the present invention. The control unit 50C of the third embodiment differs from the control unit 50A of the first embodiment in that the feedback signal F1 of the first sensor 32 is also fed back to the second drive circuit 43. In the second embodiment, the pulse signal P2 output from the first pulse generation circuit 45 is added to the second drive circuit 43 as a correction value. However, in the third embodiment, the feedback signal F1 and the feedback signal F2 is added as a correction value of the pulse signal P2, and a current I2 ′ based on the corrected result is caused to flow through the second coil 37 to lower the shaft 23 by H2 = H1−ΔH. That is, in the third embodiment, the first sensor 32 detects that the shaft 23 has actually fallen by ΔH according to the rotation angle command of θ1, and controls the amount of fall of the shaft 23.
【００３４】以上のように保持ヘッド２０の制御方法は
種々考えられる。なお上記実施例３では、シャフト２３
を下降させる場合を例にとって説明したが、コイルに逆
方向の電流を流してシャフト２３を上昇させる場合の制
御もまったく同様に行われる。As described above, various methods of controlling the holding head 20 are conceivable. In the third embodiment, the shaft 23
Has been described as an example, but the control for raising the shaft 23 by passing a current in the opposite direction to the coil is performed in exactly the same manner.
【００３５】（実施例４）図７は本発明の第四実施例の
電子部品実装装置に備えられた保持ヘッドの断面図であ
る。図２に示す第一実施例の保持ヘッド７０は、第１の
回転体２７、第１のマグネット２９、第１のコイル３０
により中空モータを構成していたのに対し、第四実施例
の保持ヘッド７０は、以下に述べる超音波モータを構成
している点で相違している。すなわち、第１の回転体２
７の外周面にはスライドリング７１が装着されており、
その上面には第１の回転体２７に装着されたスプリング
７２の下端部が接地している。またケース２２の内周面
に取り付けられた支持部７３上に弾性体７４が装着され
ている。弾性体７４の下面には圧電体７５が装着されて
おり、また弾性体７４の上面はスライドリング７１の下
面に当接している。スライドリング７１はスプリング７
２によって弾性体７４へ付勢されている。(Embodiment 4) FIG. 7 is a sectional view of a holding head provided in an electronic component mounting apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The holding head 70 of the first embodiment shown in FIG. 2 includes a first rotating body 27, a first magnet 29, and a first coil 30.
Whereas the holding head 70 of the fourth embodiment is different in that it constitutes an ultrasonic motor described below. That is, the first rotating body 2
A slide ring 71 is mounted on the outer peripheral surface of 7,
The lower end of a spring 72 mounted on the first rotating body 27 is grounded on its upper surface. An elastic body 74 is mounted on a support portion 73 mounted on the inner peripheral surface of the case 22. The piezoelectric body 75 is mounted on the lower surface of the elastic body 74, and the upper surface of the elastic body 74 is in contact with the lower surface of the slide ring 71. Slide ring 71 is spring 7
2 urges the elastic body 74.
【００３６】したがって圧電体７５に給電して振動させ
ると、弾性体７４も振動し、この振動はスライドリング
７１に伝達されて、第１の回転体２７は回転する。この
保持ヘッド７０の駆動手段は、図４，図５，図６に示し
たものが適用可能であって、第１の駆動回路４２によっ
て圧電体７５は駆動され、シャフト２３は回転する。ま
たこの保持ヘッド７０の制御方法は、図２に示す保持ヘ
ッド２０と同様であり、その説明は省略する。Therefore, when the piezoelectric body 75 is supplied with power and vibrated, the elastic body 74 also vibrates, and this vibration is transmitted to the slide ring 71, and the first rotating body 27 rotates. 4, 5 and 6 can be applied to the driving means of the holding head 70. The piezoelectric body 75 is driven by the first driving circuit 42, and the shaft 23 rotates. The method of controlling the holding head 70 is the same as that of the holding head 20 shown in FIG. 2, and a description thereof will be omitted.
【００３７】上記実施例４は、電子部品実装装置の保持
ヘッドを例にとって説明したが、本発明の保持ヘッドは
他の技術分野の保持ヘッドとしても適用できる。また上
記実施例では、保持部としては電子部品を真空吸着して
保持するノズル２１を例にとって説明したが、保持部と
しては対象部品をチャックによりチャックして保持する
手段などの他の機構でもよいものである。In the fourth embodiment, the holding head of the electronic component mounting apparatus has been described as an example. However, the holding head of the present invention can be applied as a holding head in another technical field. In the above-described embodiment, the nozzle 21 that holds the electronic component by vacuum suction has been described as an example of the holding unit. However, the holding unit may be another mechanism such as a unit that chucks and holds the target component by a chuck. Things.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、スプライ
ン部とねじ部とを有するシャフトと、シャフトに連結さ
れて部品を保持する保持部と、シャフトが上下動可能な
ようにスプライン部に係合する第１の回転体と、第１の
回転体をシャフトの軸心線を中心に回転させることによ
りシャフトを回転させて保持部の回転角度を調整する第
１の回転駆動手段と、ねじ部に螺合するナット部を有す
る第２の回転体と、第２の回転体をシャフトの軸心線を
中心に回転させることによりシャフトを上下動させて保
持部の高さを調整する第２の回転駆動手段と、第１の回
転駆動手段と第２の回転駆動手段の駆動を制御する制御
手段とから部品の保持ヘッドを構成しているので、簡単
な構成により、部品の回転角度（向き）の調整と高さの
調整を高精度で正確に行うことができ、またシャフトの
自然落下を防止できる。As described above, the present invention relates to a shaft having a spline portion and a screw portion, a holding portion connected to the shaft to hold components, and a spline portion so that the shaft can move up and down. A first rotating body to be combined, first rotating driving means for rotating the first rotating body about the axis of the shaft to rotate the shaft to adjust the rotation angle of the holding portion, and a screw portion A second rotating body having a nut portion that is screwed into the shaft, and a second rotating body that adjusts the height of the holding portion by moving the shaft up and down by rotating the second rotating body about the axis of the shaft. Since the component holding head is constituted by the rotation driving means and the control means for controlling the driving of the first rotation driving means and the second rotation driving means, the rotation angle (direction) of the component can be obtained with a simple configuration. Adjustment and height adjustment with high precision It can be done, also possible to prevent the free fall of the shaft.
【００３９】また制御手段が、第１の回転駆動手段を駆
動して保持部の回転角度を調整するのに付随して生じる
保持部の高さの変化分を予め見込んで、第２の回転駆動
手段を制御して保持部の高さが目標の高さになるように
制御することにより、より高精度の高さ調整を行うこと
ができる。In addition, the control means predicts in advance the change in height of the holding part accompanying the adjustment of the rotation angle of the holding part by driving the first rotation driving means, and performs the second rotation driving. By controlling the means to control the height of the holding portion to the target height, it is possible to perform a more precise height adjustment.
【００４０】また第１の回転体の回転角度を検出する第
１の検出手段と、第２の回転体の回転角度を検出する第
２の検出手段を備え、制御手段が第１の検出手段および
第２の検出手段の出力信号を検出しながら、第２の回転
駆動手段を制御することにより、より高精度の高さ調整
を行うことができる。Further, there are provided first detecting means for detecting the rotation angle of the first rotating body, and second detecting means for detecting the rotating angle of the second rotating body, and the control means includes the first detecting means and the first detecting means. By controlling the second rotation drive unit while detecting the output signal of the second detection unit, it is possible to perform height adjustment with higher accuracy.
【図１】本発明の第一実施例の電子部品実装装置の斜視
図FIG. 1 is a perspective view of an electronic component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第一実施例の電子部品実装装置に備え
られた保持ヘッドの断面図FIG. 2 is a sectional view of a holding head provided in the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第一実施例の電子部品実装装置に備え
られた保持ヘッドのシャフトの下端部の拡大図FIG. 3 is an enlarged view of a lower end portion of a shaft of a holding head provided in the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第一実施例の保持ヘッドの制御系のブ
ロック図FIG. 4 is a block diagram of a control system of the holding head according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第二実施例の保持ヘッドの制御系のブ
ロック図FIG. 5 is a block diagram of a control system of a holding head according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第三実施例の保持ヘッドの制御系のブ
ロック図FIG. 6 is a block diagram of a control system of a holding head according to a third embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第四実施例の電子部品実装装置に備え
られた保持ヘッドの断面図FIG. 7 is a sectional view of a holding head provided in an electronic component mounting apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図８】従来の電子部品実装装置に備えられた保持ヘッ
ドの断面図FIG. 8 is a sectional view of a holding head provided in a conventional electronic component mounting apparatus.
２０，７０ 保持ヘッド ２１ ノズル（保持部） ２３ シャフト ２４ スプライン部 ２５ ねじ部 ２７ 第１の回転体 ２９ 第１のマグネット ３０ 第１のコイル ３１ 目盛板（第１の検出手段） ３２ センサ（第１の検出手段） ３４ ナット部 ３５ 第２の回転体 ３６ 第２のマグネット ３７ 第２のコイル ３８ 目盛板（第２の検出手段） ３９ センサ（第２の検出手段） ７１ スライドリング ７２ スプリング ７５ 圧電体 ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 制御手段 Ａ 第１の回転駆動手段 Ｂ 第２の回転駆動手段 20, 70 Holding head 21 Nozzle (holding part) 23 Shaft 24 Spline part 25 Screw part 27 First rotating body 29 First magnet 30 First coil 31 Scale plate (first detection means) 32 Sensor (First sensor) 34) Nut part 35 Second rotating body 36 Second magnet 37 Second coil 38 Scale plate (second detecting means) 39 Sensor (second detecting means) 71 Slide ring 72 Spring 75 Piezoelectric body 50A, 50B, 50C Control means A First rotation driving means B Second rotation driving means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23P 19/04 B23P 21/00 305 B25J 18/04 H05K 13/04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B23P 19/04 B23P 21/00 305 B25J 18/04 H05K 13/04
Claims (3)
と、このシャフトに連結されて部品を保持する保持部
と、前記シャフトが上下動可能なように前記スプライン
部に係合する第１の回転体と、この第１の回転体を前記
シャフトの軸心線を中心に回転させることにより前記シ
ャフトを回転させて前記保持部の回転角度を調整する第
１の回転駆動手段と、前記ねじ部に螺合するナット部を
有する第２の回転体と、この第２の回転体を前記シャフ
トの軸心線を中心に回転させることにより前記シャフト
を上下動させて前記保持部の高さを調整する第２の回転
駆動手段と、前記第１の回転駆動手段と前記第２の回転
駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備えたことを特
徴とする部品の保持ヘッド。1. A shaft having a spline portion and a screw portion, a holding portion connected to the shaft to hold a component, and a first rotation engaged with the spline portion so that the shaft can move up and down. A first rotation driving means for adjusting the rotation angle of the holding portion by rotating the shaft by rotating the first rotating body about the axis of the shaft; and A second rotating body having a nut portion to be screwed, and rotating the second rotating body about the axis of the shaft to move the shaft up and down to adjust the height of the holding portion. A component holding head comprising: a second rotation driving unit; and a control unit that controls driving of the first rotation driving unit and the second rotation driving unit.
を駆動して前記保持部の回転角度を調整するのに付随し
て生じる前記保持部の高さの変化分を予め見込んで、前
記第２の回転駆動手段を制御して保持部の高さが目標の
高さになるように制御することを特徴とする請求項１記
載の部品の保持ヘッド。2. The method according to claim 1, wherein said control means estimates in advance a change in height of said holding section accompanying the driving of said first rotation driving means to adjust the rotation angle of said holding section, 2. The component holding head according to claim 1, wherein the second rotation drive unit is controlled to control the height of the holding unit to a target height.
１の検出手段と、前記第２の回転体の回転角度を検出す
る第２の検出手段とを備え、前記制御手段が前記第１の
検出手段および第２の検出手段の出力信号を検出しなが
ら、前記第２の回転駆動手段を制御することを特徴とす
る請求項１記載の部品の保持ヘッド。3. A control apparatus comprising: first detection means for detecting a rotation angle of the first rotator; and second detection means for detecting a rotation angle of the second rotator. 2. The component holding head according to claim 1, wherein the second rotation drive unit is controlled while detecting output signals of the first detection unit and the second detection unit.
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