JP5329308B2 - Electronic component mounting head - Google Patents
Electronic component mounting head Download PDFInfo
- Publication number
- JP5329308B2 JP5329308B2 JP2009136661A JP2009136661A JP5329308B2 JP 5329308 B2 JP5329308 B2 JP 5329308B2 JP 2009136661 A JP2009136661 A JP 2009136661A JP 2009136661 A JP2009136661 A JP 2009136661A JP 5329308 B2 JP5329308 B2 JP 5329308B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- nozzle
- spline
- axis
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
本発明は、電子部品搭載ヘッド、特に吸着ノズルを昇降させて電子部品を吸着保持したり、配線基板等の実装対象に搭載したりする際の荷重制御に適用して好適な電子部品搭載ヘッドに関する。 The present invention relates to an electronic component mounting head, and more particularly to an electronic component mounting head that is suitable for load control when an electronic component is sucked and held by lifting and lowering a suction nozzle or mounted on a mounting target such as a wiring board. .
一般に、電子部品搭載ヘッド(以下、単に搭載ヘッドともいう)においては、吸着ノズルで電子部品を部品供給装置から吸着保持したり、保持した電子部品を配線基板上に搭載したりする場合に、ノズル先端部により電子部品を所定荷重で下方に押し付ける荷重制御が行なわれている。 In general, in an electronic component mounting head (hereinafter, also simply referred to as a mounting head), a nozzle is used when an electronic component is sucked and held from a component supply device by a suction nozzle or a held electronic component is mounted on a wiring board. Load control for pressing the electronic component downward with a predetermined load is performed by the tip portion.
このような電子部品の荷重制御に適用される搭載ヘッドとしては、例えば特許文献1には図1に示すものが開示されている。 As a mounting head applied to such electronic component load control, for example, Patent Document 1 discloses the one shown in FIG.
この従来の搭載ヘッドは、先端部で電子部品Cを吸着保持する吸着ノズル112と、該吸着ノズル112を保持する、ノズル軸の下端部を構成するノズルホルダ113と、ベース部111に対して上下動可能に支持された移動体114と、該移動体114を上下方向に駆動する第1の上下動手段120を構成するZ軸モータ121と、前記移動体114に装備されるとともに該移動体114から前記吸着ノズル112を上下方向に沿って駆動する第2の上下動手段130を構成するボイルコイルモータ(VCM)134と、前記吸着ノズル112と前記ノズルホルダ113との重さを相殺する荷重補償用圧縮ばね116と、前記吸着ノズル112の先端部にかかる加圧力を検出するロードセル115と、該ロードセル115とノズルホルダ側との間に介在され、上下方向へ荷重を伝達する圧縮ばね117とを備えている。
This conventional mounting head has a suction nozzle 112 that sucks and holds the electronic component C at the tip, a
この搭載ヘッドで吸着ノズル112に吸着されている電子部品Cを基板上に搭載する場合、ノズル軸の下端部に装着されている該吸着ノズル112を、前記Z軸モータ121により移動体114と一体で基板近傍まで下降させた後、前記VCM134によりノズル軸を下降させることにより該電子部品Cを基板上に加圧搭載している。
When the electronic component C sucked by the suction nozzle 112 by this mounting head is mounted on the substrate, the suction nozzle 112 attached to the lower end portion of the nozzle shaft is integrated with the moving
又、この搭載ヘッドでは、吸着ノズル112が下端部に装着されているノズル軸に、ベース部111や移動体114に対する上下動と軸中心の回転とを可能とするために、スプラインシャフトが採用されている。
Further, in this mounting head, a spline shaft is adopted for the nozzle shaft on which the suction nozzle 112 is mounted at the lower end portion in order to enable vertical movement with respect to the base portion 111 and the moving
このように、Z軸モータ121により吸着ノズル112を上下動作させると共に、上下動作を妨げずにθ軸モータ154による回転をノズル軸に伝えるためのスプラインシャフトとしては、ボール循環式が用いられている。
As described above, the ball circulation type is used as the spline shaft for moving the suction nozzle 112 up and down by the Z-
ところが、ボール循環式のスプラインシャフトは、ボールが循環する際の摺動抵抗が大きいために、摩擦や振動によりノズル軸の下部141に抵抗が発生し、吸着ノズル112の先端が接触していないにも拘わらず、あたかも接触したかのように荷重を検出してしまうという問題もあった。
However, since the ball circulation type spline shaft has a large sliding resistance when the ball circulates, resistance is generated in the
また、このような問題を解決するために、ボール間が非接触の構造となるように、ナットとシャフトの間にボールを保持するリテーナを設けたリテーナ式スプラインシャフトを採用し、微小荷重に対応できるようにした搭載ヘッドが特許文献2に開示されている。 In order to solve such problems, a retainer-type spline shaft with a retainer that holds the ball between the nut and the shaft is adopted so that the ball is in a non-contact structure, and it can handle minute loads. A mounting head that can be used is disclosed in Patent Document 2.
しかしながら、前記特許文献2に開示されている搭載ヘッドには、リテーナ式スプラインシャフトは、高精度の搭載荷重制御には有効であるものの、それ自体に高い加工精度が要求される等の制約から、ボール循環式のような長いストロークを有するスプラインシャフトを製作することが難しく、それ故にZ軸モータによる長ストローク動作が要求される搭載ヘッドには採用することができないという問題があった。 However, in the mounting head disclosed in Patent Document 2, the retainer-type spline shaft is effective for high-accuracy mounting load control, but due to restrictions such as high processing accuracy required for itself, There is a problem that it is difficult to manufacture a spline shaft having a long stroke such as a ball circulation type, and therefore cannot be used for a mounting head that requires a long stroke operation by a Z-axis motor.
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、吸着ノズルを長ストロークで上下動可能であると共に、電子部品を搭載する際には高精度の荷重制御が実現できる搭載ヘッドを提供することを課題とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and has a mounting head that can move the suction nozzle up and down with a long stroke and can realize high-precision load control when mounting electronic components. The issue is to provide.
本発明は、垂直方向移動軸の動作によりベース部に対して上下方向に移動される可動部と、該ベース部及び可動部に、それぞれ軸回転と上下動が可能に支持され、下端部に吸着ノズルが装着可能なノズル軸と、該ノズル軸を下方に押圧する加圧軸と、該加圧軸による押圧時にノズル軸に掛かる荷重を検出する荷重センサと、該荷重センサを支持する検出軸とを備えた、部品搭載時に荷重制御を行なう電子部品搭載ヘッドにおいて、前記ノズル軸には、前記可動部に対する軸回転と摺動抵抗の低い上下動とを可能とする低抵抗スプラインシャフトを含む、複数のスプラインシャフトが配設されており、且つ、荷重センサを下に向けた前記検出軸が、前記ノズル軸に対してオフセットして配設されていると共に、前記加圧軸の下部に連続形成され、前記ノズル軸に軸受を介して荷重アームが連結されていると共に、該荷重アームに前記荷重センサが係合され、前記加圧軸により押し下げられる荷重センサを介して該荷重アームが押し下げられ、前記ノズル軸が下方へ押圧されるようにしたことにより、前記課題を解決したものである。 The present invention is supported by a movable portion that is moved up and down with respect to a base portion by an operation of a vertical movement shaft, and is supported by the base portion and the movable portion so as to be capable of rotating and moving up and down, and attracted to a lower end portion. nozzles and capable nozzle shaft mounting, the pressing axis for pressing said nozzle shaft downward, and a load sensor for detecting a load applied to the nozzle axis during pressing by the pressing axis, the detection axis that supports the該荷heavy sensor In the electronic component mounting head that performs load control at the time of component mounting, the nozzle shaft includes a low resistance spline shaft that enables shaft rotation with respect to the movable portion and vertical movement with low sliding resistance. the spline shaft is disposed, and the detection axis of the load sensor facing downward, together are arranged offset relative to the nozzle axis, it is continuously formed under the pressure application shaft A load arm is connected to the nozzle shaft via a bearing, the load sensor is engaged with the load arm, and the load arm is pushed down via a load sensor pushed down by the pressure shaft, and the nozzle by axes was so that is pressed downward, it is obtained by solving the above problems.
本発明は、又、前記複数のスプラインシャフトは、それぞれ形式が異なっているようにしてもよい。その際、形式が異なるスプラインシャフトに、ボール循環式のスプラインシャフトと、低抵抗スプラインシャフトである有限ストローク式のスプラインシャフトとが含まれるようにしても良く、又、前記有限ストロークのスプラインシャフトが、前記可動部に軸回転のみ可能なリジッドカップリングに固定されている同スプラインナットに、摺動可能に支持されているようにしてもよい。 In the present invention, the plurality of spline shafts may have different types. At this time, the spline shafts of different types may include a ball circulation type spline shaft and a finite stroke type spline shaft which is a low resistance spline shaft. The movable part may be slidably supported by the same spline nut fixed to a rigid coupling capable of only axial rotation.
本発明によれば、ノズル軸に、可動部に対する軸回転と摺動抵抗の低い上下動とを可能とする低抵抗スプラインシャフトを含む、複数のスプラインシャフトを配設したので、例えば長ストローク移動時にはボール循環式のスプラインシャフトを採用し、電子部品の搭載時には摺動抵抗の低い有限ストロークのスプラインシャフトを採用することにより、ノズルの迅速な上下動作と、電子部品の高精度の荷重搭載が同時に実現することができる。 According to the present invention, since the nozzle shaft is provided with a plurality of spline shafts including a low resistance spline shaft that enables shaft rotation with respect to the movable portion and vertical movement with low sliding resistance, By adopting a ball circulation spline shaft and a finite stroke spline shaft with low sliding resistance when mounting electronic components, it is possible to simultaneously move the nozzle up and down and load electronic components with high accuracy. can do.
まず、本発明に係る第1実施形態の搭載ヘッドが適用される電子部品実装装置の概要を説明する。 First, an outline of an electronic component mounting apparatus to which the mounting head according to the first embodiment of the present invention is applied will be described.
通常、電子部品実装装置1は、図2に示すように、左右方向に延在されている基板搬送路2により搬送され、位置決めされた基板S上に部品供給部3に供給される電子部品を実装する搭載ヘッド10と、該搭載ヘッド10をX方向及びY方向にそれぞれ移動させるX軸移動機構12及びY軸移動機構14を備えている。
As shown in FIG. 2, the electronic component mounting apparatus 1 normally transports electronic components that are transported by the substrate transport path 2 extending in the left-right direction and supplied to the
X軸移動機構12は、部品を吸着する1又は2以上の吸着ノズル10Aが装着可能な搭載ヘッド10をX軸方向に移動させると共に、Y軸移動機構14は、X軸移動機構12と一体で搭載ヘッド10をY軸方向に移動させる。又、搭載ヘッド10は、吸着ノズル10AをZ軸方向に昇降可能に移動させるZ軸移動機構を備えていると共に、吸着ノズル10Aをノズル軸(吸着軸)を中心に回転させるθ軸回転機構を備えている。又、搭載ヘッド10には、基板S上に形成された基板マークを撮像する基板認識カメラ16が、支持部材を介して取付けられている。又、部品供給部3の側部には、吸着ノズル10Aに吸着された部品を下方から撮像する部品認識カメラ18が配置されている。
The X-axis moving mechanism 12 moves the
上記のような電子部品実装装置1においては、チップ等の電子部品を搭載ヘッド10が有する吸着ノズル10Aで吸着保持した後、位置決めされているプリント基板等の基板S上に搭載することが行われている。
In the electronic component mounting apparatus 1 as described above, an electronic component such as a chip is sucked and held by the
本実施形態の搭載ヘッド10は、図3にノズル軸20の軸中心を通る断面図を模式的に示すように、前記X軸移動機構12に固定され、X軸方向に移動されるベース部70がヘッドプレート22とこれに固定されたブラケット24により構成されている。
The
このブラケット24には、Z軸モータ26が取付けられており、該Z軸モータ26にZ軸28を構成するボールねじ28Aが、Z軸カップリング26Aを介して回転可能に連結され、該ボールねじ28Aの回転により、ボールねじナット28Bが固定されているZスライダ(可動部)30が、前記ヘッドプレート22に対してリニアガイド30Aを介して上下動可能になっている。即ち、Z軸モータ26に連動するこれらの各要素によりZ軸移動機構が構成されている。
A Z-axis motor 26 is attached to the bracket 24, and a ball screw 28A constituting the Z-axis 28 is rotatably connected to the Z-axis motor 26 via a Z-axis coupling 26A. The Z slider (movable part) 30 to which the
また、このブラケット24には、θ軸モータ32が取付けられ、該θ軸モータ32にはθカップリング32Aを介して円筒状のθハウジング34が連結され、該θハウジング34がθ軸ベアリング34Aを介して軸中心に回転可能に該ブラケット24に支持されている。 A θ-axis motor 32 is attached to the bracket 24. A cylindrical θ-housing 34 is connected to the θ-axis motor 32 via a θ coupling 32A. The θ housing 34 supports a θ-axis bearing 34A. And is supported by the bracket 24 so as to be rotatable about the axis.
また、このθハウジング34の下端部にはボール循環式のスプラインナット36が固定され、該スプラインナット36には、下端部がリジッドカップリング38に固定されたスプラインシャフト36Aが上下方向にのみ摺動可能に挿通されている。このスプラインシャフト36Aは、ボール循環式であるために長ストロークの上下動が可能になっている。
Further, a ball circulation type spline nut 36 is fixed to the lower end portion of the θ housing 34, and a
また、このリジッドカップリング38は、カップリング用ベアリング38Aを介して、前記Zスライダ30に対して軸回転のみ可能に固定されていると共に、該リジッドカップリング38の下方内部には、有限ストロークのスプラインナット40が固定されている。 The rigid coupling 38 is fixed to the Z slider 30 via a coupling bearing 38A so as to be capable of rotating only in the axial direction. A spline nut 40 is fixed.
また、この有限ストロークのスプラインナット40には、スプラインシャフト40Aが挿通されており、このスプラインシャフト40Aは、ボール循環式のスプラインシャフト36Aと同軸上に支持され、その外周にスプラインナット40が設けられており、前記特許文献2に開示されているリテーナ式と同一のものであり、短ストロークではあるが摺動抵抗が小さいという特徴がある。即ち、θ軸モータ32に連動するこれらの各要素によりθ軸回転機構が構成されている。
Further, a
本実施形態においては、ノズル軸20が、前記θハウジング34、ボール循環式のスプラインナット36、同スプラインシャフト36A、リジッドカップリング38、有限ストロークスプラインナット40、同スプラインシャフト40Aを含んだ構成になっており、前記ブラケット24及びZスライダ30に軸回転と上下動とが可能に支持され、その下部20Aの下端部には吸着ノズル10Aが装着可能になっている。
In this embodiment, the nozzle shaft 20 includes the θ housing 34, a ball circulation type spline nut 36, the
又、前記Zスライダ30には、VCM(ボイスコイルモータ)46が固定され、該VCM46により該Zスライダ30に固定されているVCMスプラインナット46Aを介して、ノズル軸20からはオフセットされ、且つ平行に支持されているVCM軸(加圧軸)48を下方に押圧可能になっているとともに、該VCM軸48の下部にはロードセル(荷重センサ)50を下端部に支持する検出軸50Aが一体的に連続形成されている。
A VCM (voice coil motor) 46 is fixed to the Z slider 30 and is offset from the nozzle shaft 20 via a VCM spline nut 46 A fixed to the Z slider 30 by the VCM 46 and parallel. The VCM shaft (pressurizing shaft) 48 supported on the bottom can be pressed downward, and a
一方、前記ノズル軸20の途中には、ベアリングユニット(軸受)52を介して直交するY方向に延びる荷重アーム54が連結されている。このベアリングユニット52では、ノズル軸20の回転力がVCM軸48に伝達されないように、内蔵されているベアリングを介して逃がすことできる機構になっている。
On the other hand, a load arm 54 extending in the orthogonal Y direction is connected to the nozzle shaft 20 through a bearing unit (bearing) 52. This bearing
又、この荷重アーム54は、ロードセルケース56内に収納されている、上端部がロードセル50に固定された与圧ばね56Aの下端部と、自重キャンセルばね56Bの上端部とに連結され、該ケース56内で上下方向に移動可能に支持されている。 The load arm 54 is connected to a lower end portion of a pressurizing spring 56A, the upper end portion of which is accommodated in the load cell case 56, and the upper end portion of the load cell 50 is fixed to the load cell 50. 56 is supported so as to be movable in the vertical direction.
従って、VCM46を駆動すると、ロードセル50が与圧ばね56Aを介して荷重アーム54を押し下げることになり、吸着ノズル10Aを下方に押し付けることができるとともに、そのときの荷重が該与圧ばね56Aを介してロードセル50に伝達され、検出されるようになっている。
Accordingly, when the VCM 46 is driven, the load cell 50 pushes down the load arm 54 via the pressurizing spring 56A, and the
以上の構成からなる本実施形態の搭載ヘッド10においては、Z軸28が、Z軸モータ26からの力を、直接該Z軸28を構成するボールねじ28AによってZスライダ30及びリニアガイド30A等からなるスライダー部へ伝達している。
In the mounting
このZスライダ30に取付けられている前記VCM46、エアベアリング44等はボールねじ28Aによって一体的に上下駆動され、搭載ヘッド10のヘッドプレート22に取付けられているレール22Aに従ってリニアガイド30Aによって上下に案内される。
The VCM 46, the air bearing 44 and the like attached to the Z slider 30 are integrally driven up and down by a ball screw 28A, and guided up and down by a linear guide 30A according to a
前記ノズル軸20では、これを構成するボール循環式のスプラインシャフト36Aによって上下方向に自由に動くことにより、Zスライダ30の上下動作を妨げることなく、しかもθ軸モータ32によるθ方向の回転動作を途中のθカップリング32A及びスプライン用カップリング42等を介して連結されているノズル軸下部20Aに装着されている吸着ノズル10Aを回転させている。
The nozzle shaft 20 freely moves in the vertical direction by a ball circulation
そして、このノズル軸20は、ボールねじ28Aによる移動に加えて、加圧するためのストローク分(±2mm)だけ、前記リテーナ式スプラインシャフト40Aを介して、VCM軸48を駆動するVCM46により独立して動作するようになっている。
The nozzle shaft 20 is independently moved by the VCM 46 that drives the VCM shaft 48 through the retainer-
以上のように、本実施形態では上下動のみ可能なθ軸回転を伝達する機構に、ボール循環式と摩擦(摺動)抵抗の小さい有限ストローク(リテーナ式)の2種類の形式の異なるスプラインシャフトを用い、ノズル先端の荷重の誤検出を防止すると共に微小荷重の検出を可能としつつ、吸着ノズル10Aの長ストロークを確保するようにしたことに特徴がある。
As described above, in this embodiment, the mechanism for transmitting the θ-axis rotation that can only move in the vertical direction has two different types of spline shafts of the ball circulation type and the finite stroke (retainer type) with low friction (sliding) resistance. This is characterized in that a long stroke of the
以上の構成からなる本実施形態において、実装部品の吸着・搭載時に吸着ノズル10Aの先端に掛かる荷重を検出するときには、次のように動作する。
In the present embodiment having the above-described configuration, the following operation is performed when detecting the load applied to the tip of the
吸着ノズル10Aで受けた垂直方向の力は、エアベアリング44を通してベアリングユニット52と、そこから水平に延びる荷重アーム54に伝達される。この荷重アーム54は与圧ばね56Aと自重キャンセルばね56Bによってバランスが保たれており、そこに吸着ノズル10Aからの力が荷重アーム54に伝達され、更に与圧ばね56Aを介してロードセル50に伝わることにより荷重を検知することができる。
The vertical force received by the
また、部品搭載時に吸着ノズル10Aから実装部品へ荷重を掛けるときは、以下のように動作する。
Further, when a load is applied from the
VCM46がロードセル50を押し下げることにより、与圧ばね56Aに力が加わる。その力が荷重アーム54とベアリングユニット52に伝達され、エアベアリング44を通して吸着ノズル10Aを押し下げることで実装部品を加圧することができる。
When the VCM 46 pushes down the load cell 50, a force is applied to the pressurizing spring 56A. The force is transmitted to the load arm 54 and the bearing
また、θ軸を回転させるときは、以下のように動作する。 When the θ axis is rotated, the operation is as follows.
θ軸モータ32からの回転力は、θカップリング32Aを介してθハウジング34に伝わる。このθハウジング34は、ブラケット24にθ軸ベアリング34Aによって回転運動を逃がすように、即ち軸回転可能に固定されている。 The rotational force from the θ-axis motor 32 is transmitted to the θ housing 34 via the θ coupling 32A. The θ housing 34 is fixed to the bracket 24 by a θ axis bearing 34A so as to release rotational movement, that is, so as to be rotatable.
このθハウジング34には、循環式スプラインナット36が取付けられているため、回転運動は循環式スプラインナット36を通してそのスプラインシャフト36A、更にリジッドカップリング38に伝わり、該リジッドカップリング38に取付けられている有限ストロークスプラインナット40に伝達される。この場合、前記θ軸ベアリング34Aと同様にして、リジッドカップリング38はZスライダ30にカップリング用ベアリング38Aによって回転力を逃がすようにして取付けられている。
Since a circulating spline nut 36 is attached to the θ housing 34, the rotational motion is transmitted to the
有限ストロークスプラインナット40まで伝達された回転運動は、そのスプラインシャフト40Aを通じてスプライン用カップリング42によって連結されてエアベアリングシャフト(ノズル軸下部)20Aを介して吸着ノズル10Aまで回転力として伝達される。なお、荷重アーム54は、前述した如く図示されていないベアリングが内蔵されているベアリングユニット52によって回転運動を妨げないようになっている。
The rotational motion transmitted to the finite stroke spline nut 40 is connected by the spline coupling 42 through the
更に、Z軸が動作するときは次のように動作する。 Further, when the Z axis operates, the operation is as follows.
Z軸28では、Z軸モータ26からの回転力をZ軸カップリング26Aを介してボールねじ28Aに伝達する。このボールねじ28Aによって回転運動は直線運動に変換され、Zスライダ30に伝達される。 In the Z-axis 28, the rotational force from the Z-axis motor 26 is transmitted to the ball screw 28A via the Z-axis coupling 26A. The rotational movement is converted into a linear movement by the ball screw 28 </ b> A and transmitted to the Z slider 30.
このZスライダ30には、VCM46、エアベアリング44等が取付けられており、これらがボールねじ28Aによって一体で駆動され、ヘッドプレート22に取付けられているレール22Aに従ってリニアガイド30Aによって上下に案内される。
A VCM 46, an air bearing 44, and the like are attached to the Z slider 30, and these are integrally driven by a ball screw 28A and guided up and down by a linear guide 30A according to a
但し、前述した如く、ノズル軸下部20A、VCM軸48は、ボールねじ28Aにより移動されるZスライダ30に対して、加圧するためのストローク分(±2mm)だけVCM46によって独立して動作するようになっている。そして、ヘッドプレート22は、前記X軸移動機構12に取付けられた状態で、XY方向に移動されることにより、電子部品の吸着・搭載が可能となっている。
However, as described above, the nozzle shaft
このZ軸28の動作時にθ軸モータ32の回転運動を伝えるためのスプラインシャフトとしては、Z軸モータ26でZスライダ30を駆動したときは、循環式スプラインシャフト36AのみがZ軸方向に上下し、有限ストロークスプラインシャフト40Aは動かない。
As a spline shaft for transmitting the rotational motion of the θ-axis motor 32 during the operation of the Z-axis 28, when the Z-slider 30 is driven by the Z-axis motor 26, only the circulating
一方、VCM46でノズル軸下部20Aを上下動させるときは、有限ストロークスプラインシャフト40AのみがZ軸方向に上下し、循環式スプラインシャフト36Aが動作しない機構になっている。
On the other hand, when the nozzle shaft
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1)ノズル軸20に対してθ軸モータ32による回転運動を伝えるためのスプラインシャフトを、二重(2段)に使用する構造にしたので、Z軸モータ26でZ軸方向(上下方向)に動作しても循環式スプラインシャフト36Aのみが動作する。それにより、θ軸モータ32による回転運動を伝えるために、ストロークが短い有限ストロークスプラインシャフト40Aを用いる場合でも、Z軸方向の長いストローク動作を確保した上で、θ軸方向の回転運動を伝達できるようになった。
(1) Since the spline shaft for transmitting the rotational motion by the θ-axis motor 32 to the nozzle shaft 20 is used in a double (two-stage) structure, the Z-axis direction (vertical direction) by the Z-axis motor 26 Even if it operates, only the circulation
(2)循環式スプラインシャフト36Aと有限ストロークスプラインシャフト40Aが、ノズル軸20に上下方向の動きが規制されたリジッドカップリング38を介して接続され、上下の動きが分離された構造にしたことによって、Z軸28の駆動時に循環式スプラインシャフト36Aが長ストローク動作したとしても、その動作時の摩擦や振動の影響をノズル先端まで伝わらないようにすることが可能となった。
(2) By having a structure in which the circulation
(3)循環式スプラインシャフト36Aと有限ストロークスプラインシャフト40Aが、ノズル軸20に上下方向の動きが規制されたリジッドカップリング38を介して接続され、上下の動きが分離された構造にしたことによって、Z軸28による長ストローク動作を確保した上で、低摩擦の摺動が可能な有限ストロークスプラインシャフト40Aを用いてノズル先端にθ軸モータ32による回転運動を伝えることが可能となると共に、荷重検出を高精度で実現することが可能となった。
(3) By having a structure in which the circulation
(4)VCM46により上下動されるVCM軸48に連続形成され、下端部にロードセル50が連結されている検出軸50Aと、ノズル軸20の位置関係をオフセットさせることにより、該ノズル軸20を軸回転させたとしても、ロードセル50は回転しないようにできるため、従来のようにロードセルのケーブル(図示しない)が引きずられ、切断されることを確実に防止できる。
(4) By offsetting the positional relationship between the nozzle shaft 20 and the
次に、θ軸方向の回転運動を伝えると共に、低抵抗の直線運動を可能にする装置として、前記有限ストロークスプラインナット40・シャフト40Aの代わりにエアベアリングを用いることを特徴とする第2実施形態について説明する。
Next, a second embodiment is characterized in that an air bearing is used in place of the finite stroke spline nut 40 and the
図4は、本実施形態で採用されるエアベアリング60の軸中心を通る縦方向の要部断面を模式的に示す斜視図である。 FIG. 4 is a perspective view schematically showing a cross section of the main part in the vertical direction passing through the axial center of the air bearing 60 employed in the present embodiment.
このエアベアリング60は、エアスプラインナット62とエアスプラインシャフト62Aを、それぞれ前記図3に示した有限ストロークスプラインナット40とそのスプラインシャフト40Aに置換えたものである。エアスプラインナット62はリジッドカップリング38内に収容された、空気を通しやすい焼結金属等の多孔質材料からなり、エアスプラインシャフト62Aは該エアスプラインナット62に対して僅かに小さく作られている。
The air bearing 60 is obtained by replacing the air spline nut 62 and the air spline shaft 62A with the finite stroke spline nut 40 and the
そのため、エア供給部64からエアスプラインナット62に加圧空気が供給されると、多孔質材質を通りエアスプラインナット62とシャフト62Aの間の僅かな隙間には空気圧が発生する。従って、その中でエアスプラインシャフト62Aはエアスプラインナット62に対して非接触状態になるため、低摩擦の摺動により上下動可能となる。また、エアスプラインシャフト62Aは四角柱状からなるため、エアスプラインナット62に嵌合う部分が四角形状(多角形状)になっているので、θ軸方向の回転運動を確実に伝達することができる。なお、同一種類のスプラインシャフトについて、それぞれがストロークなどの条件を異なるように設定したスプラインシャフトを複数設置しても良い。 Therefore, when pressurized air is supplied from the air supply part 64 to the air spline nut 62, air pressure is generated in a slight gap between the air spline nut 62 and the shaft 62A through the porous material. Accordingly, the air spline shaft 62A is in a non-contact state with respect to the air spline nut 62, and can be moved up and down by low friction sliding. Further, since the air spline shaft 62A has a quadrangular prism shape, the portion that fits into the air spline nut 62 has a quadrangular shape (polygonal shape), so that the rotational motion in the θ-axis direction can be reliably transmitted. Note that a plurality of spline shafts, each of which is set to have different conditions such as strokes, may be installed for the same type of spline shaft.
10A…吸着ノズル
20…ノズル軸
22…ヘッドプレート
24…ブラケット
26…Z軸モータ
28…Z軸
28A…ボールねじ
30…Zスライダ(可動部)
30A…リニアガイド
32…θ軸モータ
34…θハウジング
36…循環式スプラインナット
36A…循環式スプラインシャフト
38…リジットカップリング
38A…カップリング用ベアリング
40…有限ストロークスプラインナット
40A…有限ストロークスプラインシャフト
42…スプライン用カップリング
44…エアベアリング
46…ボイスコイルモータ(VCM)
48…VCM軸(加圧軸)
50…ロードセル(荷重センサ)
50A…検出軸
52…ベアリングユニット(軸受)
54…荷重アーム
56…ロードセルケース
56A…与圧ばね
56B…自重キャンセルばね
60…エアベアリング
62…エアスプラインナット
62A…エアスプラインシャフト
70…ベース
10A ... Adsorption nozzle 20 ... Nozzle shaft 22 ... Head plate 24 ... Bracket 26 ... Z-axis motor 28 ... Z-axis 28A ... Ball screw 30 ... Z slider (movable part)
30A ... Linear guide 32 ... θ-axis motor 34 ... θ housing 36 ... Circulating
48 ... VCM axis (Pressure axis)
50 ... Load cell (load sensor)
50A ...
54 ... Load arm 56 ... Load cell case 56A ... Pressure spring 56B ... Self-weight cancel spring 60 ... Air bearing 62 ... Air spline nut 62A ... Air spline shaft 70 ... Base
Claims (4)
該ベース部及び可動部に、それぞれ軸回転と上下動が可能に支持され、下端部に吸着ノズルが装着可能なノズル軸と、
該ノズル軸を下方に押圧する加圧軸と、
該加圧軸による押圧時にノズル軸に掛かる荷重を検出する荷重センサと、
該荷重センサを支持する検出軸とを備えた、部品搭載時に荷重制御を行なう電子部品搭載ヘッドにおいて、
前記ノズル軸には、前記可動部に対する軸回転と摺動抵抗の低い上下動とを可能とする低抵抗スプラインシャフトを含む、複数のスプラインシャフトが配設されており、且つ、
荷重センサを下に向けた前記検出軸が、前記ノズル軸に対してオフセットして配設されていると共に、前記加圧軸の下部に連続形成され、
前記ノズル軸に軸受を介して荷重アームが連結されていると共に、該荷重アームに前記荷重センサが係合され、前記加圧軸により押し下げられる荷重センサを介して該荷重アームが押し下げられ、前記ノズル軸が下方へ押圧されることを特徴とする電子部品搭載ヘッド。 A movable part that is moved up and down with respect to the base part by operation of a vertical movement axis;
A nozzle shaft that is supported by the base portion and the movable portion so as to be able to rotate and move up and down, and a suction nozzle can be attached to the lower end portion; and
A pressure shaft for pressing the nozzle shaft downward;
A load sensor for detecting a load applied to the nozzle axis during pressing by said pressing axis,
In an electronic component mounting head that includes a detection shaft that supports the load sensor and performs load control when mounting the component,
The nozzle shaft is provided with a plurality of spline shafts including a low resistance spline shaft that enables shaft rotation with respect to the movable part and low vertical movement with low sliding resistance , and
The detection shaft with the load sensor facing downward is disposed offset with respect to the nozzle shaft, and is continuously formed below the pressure shaft,
A load arm is connected to the nozzle shaft via a bearing, the load sensor is engaged with the load arm, and the load arm is pushed down via a load sensor pushed down by the pressure shaft, and the nozzle electronic component mounting head axis is characterized Rukoto is pressed downward.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009136661A JP5329308B2 (en) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | Electronic component mounting head |
CN201010194712.3A CN101909423B (en) | 2009-06-05 | 2010-06-04 | Carrying head of electronic components |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009136661A JP5329308B2 (en) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | Electronic component mounting head |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010283238A JP2010283238A (en) | 2010-12-16 |
JP5329308B2 true JP5329308B2 (en) | 2013-10-30 |
Family
ID=43264695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009136661A Active JP5329308B2 (en) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | Electronic component mounting head |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5329308B2 (en) |
CN (1) | CN101909423B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11338447B2 (en) | 2020-07-06 | 2022-05-24 | XYZ Robotics Global Inc. | Structural load cell cases for encasing sensors in robotic systems |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5702157B2 (en) * | 2011-01-11 | 2015-04-15 | Juki株式会社 | Electronic component mounting equipment |
JP2017073474A (en) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Component mounting device |
CN107517584B (en) * | 2017-09-05 | 2023-03-28 | 浙江华企正邦自动化科技有限公司 | Chip mounter suction nozzle rod drives coupling mechanism in Z axle direction |
CN107889446B (en) * | 2017-12-21 | 2023-08-08 | 广州市五帆信息科技有限公司 | Assembly head module of high-precision desktop STM chip mounter |
WO2021111207A1 (en) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | Ismeca Semiconductor Holding Sa | A module for selectively attaching to a rotatable turret and a method of determining the force applied to a component |
JP7318135B2 (en) * | 2020-07-06 | 2023-07-31 | エックスワイゼット ロボティクス グローバル インコーポレイテッド | Structural load cell case for containing sensors in robotic systems |
CN118042812A (en) * | 2024-02-07 | 2024-05-14 | 苏州天准科技股份有限公司 | Spline shaft suction nozzle module and mounting head |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3961083B2 (en) * | 1997-09-25 | 2007-08-15 | 松下電器産業株式会社 | Electronic component mounting device |
JP4342672B2 (en) * | 2000-01-21 | 2009-10-14 | ヤマハ発動機株式会社 | Surface mount equipment |
JP2002307368A (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-23 | Suzuki Co Ltd | Part suction device |
JP2004158743A (en) * | 2002-11-08 | 2004-06-03 | Juki Corp | Component holding device |
JP2005032860A (en) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Juki Corp | Mounter and mounting method of electronic component |
JP5074788B2 (en) * | 2007-03-06 | 2012-11-14 | 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ | Chip component mounting device |
-
2009
- 2009-06-05 JP JP2009136661A patent/JP5329308B2/en active Active
-
2010
- 2010-06-04 CN CN201010194712.3A patent/CN101909423B/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11338447B2 (en) | 2020-07-06 | 2022-05-24 | XYZ Robotics Global Inc. | Structural load cell cases for encasing sensors in robotic systems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101909423A (en) | 2010-12-08 |
JP2010283238A (en) | 2010-12-16 |
CN101909423B (en) | 2014-11-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5329308B2 (en) | Electronic component mounting head | |
JP5372423B2 (en) | Electronic component mounting head | |
JP5102358B2 (en) | Stage with alignment function and processing apparatus provided with stage with alignment function | |
JP4208155B2 (en) | Mounting head and electronic component mounting apparatus | |
CN109952017B (en) | Component mounting machine | |
KR101918118B1 (en) | Mounting device | |
KR20120081570A (en) | Electronic component mounting apparatus | |
JP4733507B2 (en) | Electronic component mounting apparatus and mounting method | |
TWI557818B (en) | Bonding apparatus | |
JP2007096062A (en) | Electronic component transfer device | |
JP2004241595A (en) | Component mounting machine | |
JP4823801B2 (en) | Electronic component mounting method and apparatus | |
JP2008218943A (en) | Mounting head of component mounting device | |
JP2008135577A (en) | Device for holding printed board | |
JP4842085B2 (en) | Component mounting equipment | |
JP6684833B2 (en) | Holding plate, detection method, and die supply device | |
JP5121590B2 (en) | Surface mount equipment | |
JP4096837B2 (en) | Linear motion mechanism of electronic component mounting equipment | |
JP3823719B2 (en) | Electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method | |
JP6108414B2 (en) | Component mounter | |
JP2008193075A (en) | Multi-type mounting head equipped with joint rotation drive device and movable reciprocating drive device for holding device of component element | |
JPWO2017056295A1 (en) | Rotary head and surface mounter | |
JP2009212138A (en) | Component mounting device | |
JP5216233B2 (en) | Screen printing machine | |
JP2009082838A (en) | Head installation apparatus, head installation method, substrate working apparatus and head positioning method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120601 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130403 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130409 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130607 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130625 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130724 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5329308 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |