JP6869003B2 - Surface mounter component holding head - Google Patents

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Description

本発明は、ＩＣチップなどの部品（電子部品）を基板上に実装する表面実装機において、部品を保持する部品保持部を有した部品保持ヘッドに係わる。 The present invention relates to a component holding head having a component holding portion for holding a component in a surface mounter for mounting a component (electronic component) such as an IC chip on a substrate.

一般的に、表面実装機は、部品保持ヘッドを部品供給部の上方に移動させ、そこで、部品保持ヘッドに具備された部品保持部としてのノズルに対して、下降・上昇動作（昇降動作）を行い、ノズルの下端部に部品を真空吸着させてピックアップし、その後、部品保持ヘッドを基板の上方に移動させた後、基板の上方で再びノズルを昇降させ、部品を基板の所定座標位置に実装させるように構成されている。 In general, a surface mounter moves a component holding head above a component supply unit, where a lowering / ascending operation (elevating operation) is performed on a nozzle as a component holding unit provided in the component holding head. The component is vacuum-sucked to the lower end of the nozzle to pick it up, and then the component holding head is moved above the board, and then the nozzle is moved up and down again above the board to mount the component at a predetermined coordinate position on the board. It is configured to let you.

一般的に、表面実装機では、ノズルでピックアップした部品を基板に実装する場合、実装のエラーを防止するために、ノズルにピックアップされた部品を、実装前にカメラなどで撮影して認識した後、部品の不良有無と、部品の姿勢とを検出する。ここで、部品の姿勢を検出した結果、部品の姿勢が正しくない場合には、ノズルが設けられたスピンドルを、その軸線周りのＴ方向に回転させ、当該部品の姿勢を矯正した後、基板に実装しなければならない。 Generally, in a surface mounter, when mounting a component picked up by a nozzle on a board, in order to prevent a mounting error, the component picked up by the nozzle is photographed and recognized by a camera or the like before mounting. , Detects the presence or absence of defective parts and the posture of parts. Here, if the posture of the part is not correct as a result of detecting the posture of the part, the spindle provided with the nozzle is rotated in the T direction around the axis of the spindle to correct the posture of the part, and then the substrate is used. Must be implemented.

本発明が解決しようとする課題は、部品保持ヘッドに適用される遊星ギア装置のバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）を防止することである。 An object to be solved by the present invention is to prevent backlash of a planetary gear device applied to a component holding head.

本発明の一側面によれば、複数の部品保持部を具備した部品保持ヘッドにおいて、それぞれの端部に、前記部品保持部が装着された複数本のスピンドルを含み、前記スピンドルは当該スピンドルの長手方向軸線周りの回転方向であるＴ方向に回転自在であり、さらに、前記スピンドルのＴ方向回転動作のための動力を発生させるＴ軸駆動手段と、前記Ｔ軸駆動手段から動力を伝達されて回転するサンギアと、前記サンギアに噛み合う第１遊星ギアと、前記第１遊星ギアに連結されており、前記サンギアと噛み合う中間遊星ギアと、前記中間遊星ギアと噛み合うインターナルギアと、前記中間遊星ギアに連結されており、前記インターナルギアと噛み合う第２遊星ギアと、前記第１遊星ギアと前記中間遊星ギアとの間に配置されて弾性力を付与する第１弾性手段と、前記第２遊星ギアと前記中間遊星ギアとの間に配置されて弾性力を付与する第２弾性手段と、前記第１遊星ギア、前記第２遊星ギア、前記中間遊星ギアが設けられる遊星ギア軸と、前記遊星ギア軸が設けられるキャリアと、を含み、前記第１遊星ギアは、前記第１弾性手段を利用して、弾性力が維持されるように、前記中間遊星ギアに接続されることにより、前記第１遊星ギアは回転方向に前記中間遊星ギアに弾性的に支持され、前記第２遊星ギアは、前記第２弾性手段を利用して、弾性力が維持されるように、前記中間遊星ギアに接続されることにより、前記第２遊星ギアは回転方向に前記中間遊星ギアに弾性的に支持されることを特徴とする部品保持ヘッドを提供する。 According to one aspect of the present invention, the component holding head provided with a plurality of part holders, each end portion includes a plurality of spindles the component holder is attached, the spindle longitudinal of the spindle It is rotatable in the T direction, which is the rotation direction around the direction axis, and further, the T-axis drive means for generating the power for the T-direction rotation operation of the spindle and the T-axis drive means to transmit the power to rotate. The sun gear, the first planetary gear that meshes with the sun gear, the intermediate planet gear that meshes with the sun gear, the internal gear that meshes with the sun gear, and the internal gear that meshes with the intermediate planet gear are connected to the intermediate planet gear. A second planetary gear that meshes with the internal gear, a first elastic means that is arranged between the first planetary gear and the intermediate planetary gear and imparts an elastic force, and the second planetary gear and the above. A second elastic means arranged between the intermediate planetary gears and applying an elastic force, a planetary gear shaft provided with the first planetary gear, the second planetary gear, and the intermediate planetary gear, and the planetary gear shaft are provided. seen containing a carrier provided, wherein the first planetary gear, the first using resilient means, such resilient force is maintained, by being connected to the intermediate planetary gear, the first planetary The gear is elastically supported by the intermediate planetary gear in the rotational direction, and the second planetary gear is connected to the intermediate planetary gear by utilizing the second elastic means so that the elastic force is maintained. Thereby, the second planetary gear provides a component holding head characterized in that it is elastically supported by the intermediate planetary gear in the rotational direction.

ここで、前記スピンドルは、ヘッド本体の鉛直軸周りの回転方向であるＲ方向に回転自在に設けられたロータリヘッドの周囲方向に沿って複数本配置されてもよい。 Here, the spindle may be parallelly arranged along the circumference direction of the rotary head provided rotatably in the R direction is a rotational direction about the vertical axis of the head body.

ここで、前記サンギアは、サンギア軸によって、前記Ｔ軸駆動手段から動力を伝達され、前記サンギア軸の軸方向に平行になるように、前記第１遊星ギア、前記中間遊星ギア、前記第２遊星ギアが順次に配列されてもよい。 Here, the sun gear has the first planetary gear, the intermediate planetary gear, and the second planet so that power is transmitted from the T-axis driving means by the sun gear shaft and is parallel to the axial direction of the sun gear shaft. The gears may be arranged sequentially.

ここで、前記第１弾性手段及び前記第２弾性手段は、トーションスプリングからなってもよい。 Here, the first elastic means and the second elastic means may be made of a torsion spring.

本発明の一側面による部品保持ヘッドは、スピンドルの軸線周りに当該スピンドルの回転を行う遊星ギア装置のバックラッシュを防止することができる。 The component holding head according to one aspect of the present invention can prevent backlash of the planetary gear device that rotates the spindle around the axis of the spindle.

本発明の一実施形態に係わる部品保持ヘッドを図示した斜視図である。It is a perspective view which illustrated the part holding head which concerns on one Embodiment of this invention. 図１の部品保持ヘッドにおいて、スピンドル（ノズル）をＺ方向に昇降させる機構を図示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated the mechanism which raises and lowers a spindle (nozzle) in a Z direction in the component holding head of FIG. 図２のスピンドル（ノズル）をＺ方向に昇降させる機構において、昇降部周辺の構成を図示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated the structure around the elevating part in the mechanism which moves up and down a spindle (nozzle) of FIG. 図２に図示された昇降部によって、スピンドル（ノズル）を下降させる時の様子を示し、スピンドル（ノズル）が初期位置にある状態を示した図面である。FIG. 2 is a drawing showing a state when the spindle (nozzle) is lowered by the elevating part shown in FIG. 2 and showing a state in which the spindle (nozzle) is in the initial position. 図２に図示された昇降部によって、スピンドル（ノズル）を下降させる時の様子を示し、スピンドル（ノズル）を下降させた状態を示した図面である。FIG. 2 is a drawing showing a state in which the spindle (nozzle) is lowered by the elevating part shown in FIG. 2 and a state in which the spindle (nozzle) is lowered. 本発明の一実施形態に係わる、スピンドル下端に装着されたノズル部分の断面を拡大して図示した斜視図である。FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a cross section of a nozzle portion mounted on the lower end of the spindle according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係わる、ロータリヘッドのスピンドルのＴ方向回転動作のための構造を図示した概略的な部分斜視図である。It is a schematic partial perspective view which illustrated the structure for the T direction rotation operation of the spindle of a rotary head which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係わる、遊星ギア装置を上から見た概略的な平面図である。It is a schematic plan view which looked at the planetary gear device which concerns on one Embodiment of this invention from the top. 図６において、線VIII−VIIIに沿って切って図示した概略的な断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along the line VIII-VIII. 本発明の一実施形態に係わる、遊星ギア軸、第１遊星ギア、中間遊星ギア、第２遊星ギア、第１弾性手段、第２弾性手段の概略的な分解斜視図である。FIG. 5 is a schematic exploded perspective view of a planetary gear shaft, a first planetary gear, an intermediate planetary gear, a second planetary gear, a first elastic means, and a second elastic means according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係わる、スピンドル回転ギアが、Ｔ軸回転ギアに噛み合った様子を図示した概略的な断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which a spindle rotary gear meshes with a T-axis rotary gear according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係わる、遊星ギア装置の第１遊星ギア及び中間遊星ギアとサンギアとの噛み合い様相を示す概略的な平面図である。It is a schematic plan view which shows the meshing aspect of the 1st planetary gear, the intermediate planetary gear, and the sun gear of the planetary gear device which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、添付された図面を参照し、望ましい実施形態による本発明について詳細に説明する。また、本明細書及び図面において、実質的に同一構成を有する構成要素については、同一符号を使用することによって、重複説明を省略する。 Hereinafter, the present invention according to a preferred embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Further, in the present specification and the drawings, duplicate description will be omitted by using the same reference numerals for the components having substantially the same configuration.

図１は、本発明の一実施形態に係わる部品保持ヘッドを図示した斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view illustrating a component holding head according to an embodiment of the present invention.

図１に図示されているように、部品保持ヘッド１０は、ロータリヘッド形式の部品保持ヘッドであり、固定的に配置されたヘッド本体２０に、ロータリヘッド３０が鉛直軸周りのＲ方向に回転自在に設けられている。このロータリヘッド３０には、その周囲方向に沿って、等間隔に複数本のスピンドル３１が配置され、各スピンドル３１の下端に、部品を吸着保持する部品保持部として、ノズル３２が装着されている。 As shown in FIG. 1, the component holding head 10 is a rotary head type component holding head, and the rotary head 30 is rotatable in the R direction around a vertical axis on a fixedly arranged head body 20. It is provided in. The rotary head 30, along the circumferential direction, equally spaced plurality of spindles 31 are arranged on the lower end of each spindle 31, as a component holding portion for sucking and holding the component, the nozzle 32 is mounted ..

ロータリヘッド３０は、ヘッド本体２０に設けられたＲサーボモータ２１の駆動によって、Ｒ方向に回転することができる。また、各スピンドル３１は、ヘッド本体２０に設けられたＴサーボモータ２２の駆動によって、各スピンドル３１の軸線周りのＴ方向に回転することができる。 The rotary head 30 can be rotated in the R direction by driving the R servomotor 21 provided on the head body 20. Further, each spindle 31 can be rotated in the T direction around the axis of each spindle 31 by driving the T servomotor 22 provided on the head body 20.

また、ヘッド本体２０には、特定位置にあるスピンドル３１ａ（図２）を軸線方向であるＺ方向に下降させるためのＺサーボモータ２３が配置されている。Ｒサーボモータ２１の駆動によって、ロータリヘッド３０をＲ方向に回転させる機構については、周知のものであるので、ここでは、その説明は省略する。Ｚサーボモータ２３の駆動によって、スピンドル３１ａを下降させる機構については、以下で説明する。 Further, the head body 20 is provided with a Z servomotor 23 for lowering the spindle 31a (FIG. 2) at a specific position in the Z direction, which is the axial direction. Since the mechanism for rotating the rotary head 30 in the R direction by driving the R servomotor 21 is well known, the description thereof will be omitted here. The mechanism for lowering the spindle 31a by driving the Z servomotor 23 will be described below.

図２は、図１の部品保持ヘッド１０において、スピンドル３１ａをＺ方向に昇降させる機構を図示した説明図である。ヘッド本体２０に配置されたＺサーボモータ２３のモータ軸は、ボールネジ機構２４のネジ軸２４ａに連結され、このネジ軸２４ａにナット２４ｂが装着されている。そして、このナット２４ｂに、昇降部２５が連結されている。従って、Ｚサーボモータ２３の駆動によって、ナット２４ｂと共に、昇降部２５がＺ方向に移動する。 FIG. 2 is an explanatory view illustrating a mechanism for raising and lowering the spindle 31a in the Z direction in the component holding head 10 of FIG. The motor shaft of the Z servo motor 23 arranged on the head body 20 is connected to the screw shaft 24a of the ball screw mechanism 24, and the nut 24b is attached to the screw shaft 24a. Then, the elevating portion 25 is connected to the nut 24b. Therefore, by driving the Z servomotor 23, the elevating portion 25 moves in the Z direction together with the nut 24b.

昇降部２５は、ヘッド本体２０側に、１個だけ設けられている。スピンドル３１を下降させるときには、昇降部２５に対して、スピンドル３１を相対的に移動させ、複数本のスピンドル３１のうち、下降させるスピンドル３１（前記特定位置にあるスピンドル３１ａ）を選択し、昇降部２５を下降させることにより、当該スピンドル３１ａ、及びその下端のノズル３２を下降させる。 Only one elevating part 25 is provided on the head body 20 side. When lowering the spindle 31, to the lifting unit 25, the spindle 31 is relatively moved, among the plurality of spindles 31, select the spindle 31 is lowered (spindle 31a in the specific position), the lifting unit By lowering 25, the spindle 31a and the nozzle 32 at the lower end thereof are lowered.

すなわち、本実施形態においては、図３に図示されているように、ロータリヘッド３０をＲ方向に回転させることにより、昇降部２５に対して、スピンドル３１を相対移動させ、下降させるスピンドル３１ａを昇降部２５下に位置させる。次に、昇降部２５を押し、昇降部２５の真下にあるスピンドル３１ａを下降させる。ここで、特定位置にあるスピンドル３１ａを選択して下降させる構成は、前述のような構成に限定されるものではない。例えば、下降されるスピンドル３１ａを選択するためにスピンドル３１を移動させずに、むしろ昇降部２５を移動させ、下降させるスピンドル３１ａを選択する構成を取ることができる。また、ここで、特定位置は２ヵ所以上あってもよい。 That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, by rotating the rotary head 30 in the R direction, the spindle 31 is moved relative to the elevating portion 25, and the spindle 31a to be lowered is moved up and down. Positioned under the part 25. Next, the elevating part 25 is pushed to lower the spindle 31a directly below the elevating part 25. Here, the configuration in which the spindle 31a at a specific position is selected and lowered is not limited to the configuration as described above. For example, the spindle 31 may not be moved to select the spindle 31a to be lowered, but rather the elevating portion 25 may be moved to select the spindle 31a to be lowered. Further, here, there may be two or more specific positions.

図２に図示されているように、昇降部２５が連結されたナット２４ｂには、連結バー２６が連結され、連結バー２６には、スプラインナット２８が連結されており、スプラインナット２８には、光ファイバセンサ４０が設けられている。 As shown in FIG. 2, a connecting bar 26 is connected to the nut 24b to which the elevating part 25 is connected, a spline nut 28 is connected to the connecting bar 26, and the spline nut 28 is connected to the spline nut 28. An optical fiber sensor 40 is provided.

また、ヘッド本体２０には、スプラインシャフト２７が固設され、スプラインシャフト２７に、スプラインナット２８がスライド自在に設けられている。すなわち、光ファイバセンサ４０は、昇降部２５と一体に設けられている。従って、Ｚサーボモータ２３の駆動によって、昇降部２５がＺ方向に移動すれば、光ファイバセンサ４０は、それと連動してＺ方向に移動するが、その様子が図４Ａ及び図４Ｂに図示されている。 A spline shaft 27 is fixedly attached to the head body 20, and a spline nut 28 is slidably provided on the spline shaft 27. That is, the optical fiber sensor 40 is provided integrally with the elevating portion 25. Therefore, if the elevating portion 25 moves in the Z direction by driving the Z servomotor 23, the optical fiber sensor 40 moves in the Z direction in conjunction with the elevating portion 25, which is illustrated in FIGS. 4A and 4B. There is.

図４Ａは、図２に図示したスピンドル３１ａが、初期位置にある状態を図示した図面であり、図４Ｂは、図２に図示されたスピンドル３１ａを、昇降部２５によって下降させた状態を図示した図面である。ここで、スピンドル３１は、２個のコイルスプリングからなる弾性体３３（図２）によって、常に初期位置に向かって弾性支持されている。 FIG. 4A is a drawing showing a state in which the spindle 31a shown in FIG. 2 is in the initial position, and FIG. 4B shows a state in which the spindle 31a shown in FIG. 2 is lowered by the elevating unit 25. It is a drawing. Here, the spindle 31 is always elastically supported toward the initial position by an elastic body 33 (FIG. 2) composed of two coil springs.

一方、光ファイバセンサ４０は、着地検知センサであり、発光部及び受光部が、光ファイバ、レンズなどと共に挿入されて構成されたものであり、その構成自体は、周知のものであるので、それについての詳細な説明は省略する。 On the other hand, the optical fiber sensor 40 is a landing detection sensor, and has a light emitting unit and a light receiving unit inserted together with an optical fiber, a lens, and the like, and the configuration itself is well known. A detailed description of the above will be omitted.

本実施形態において、光ファイバセンサ４０は、図２に図示されているように、スピンドル３１の下端に、弾性部材としてのコイルスプリング３４を挟んで装着されたノズル３２に対して、上方の斜め方向に配置されている。そして、光ファイバセンサ４０の発光部は、図５に拡大して図示されたノズル３２の外周上面の反射面３２ａに向けて、下方の斜め方向に光Ｐを照射する。その照射された光Ｐは、反射面３２ａで反射し、反射された反射光は、光ファイバセンサ４０の受光部で受光される。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the optical fiber sensor 40 is mounted at the lower end of the spindle 31 with a coil spring 34 as an elastic member sandwiched therein, in an oblique direction upward. Is located in. Then, the light emitting portion of the optical fiber sensor 40 irradiates the light P in the downward oblique direction toward the reflection surface 32a on the upper surface of the outer circumference of the nozzle 32, which is enlarged and shown in FIG. The irradiated light P is reflected by the reflecting surface 32a, and the reflected reflected light is received by the light receiving portion of the optical fiber sensor 40.

ここで、ノズル３２は、前述のように、スピンドル３１の下端に、コイルスプリング３４を挟んで装着されている。従って、スピンドル３１が下降していて、ノズル３２が着地されれば、コイルスプリング３４が圧縮され、上下方向にスピンドル３１に対するノズル３２の相対位置が変化する。具体的には、ノズル３２がスピンドル３１の下端側に向けて相対的に移動する。ここで、ノズル３２が「着地」したというのは、ノズル３２の下方から力が作用したという意味であり、かような場合は、部品のピックアップ工程において、ノズル３２が下に移動していて、ノズル３２の下端部が部品の上面に着地する場合と、部品の実装工程において、ノズル３２の下端部に吸着保持された部品が、基板の上面に着地する場合とをいずれも含む概念である。 Here, as described above, the nozzle 32 is mounted on the lower end of the spindle 31 with the coil spring 34 interposed therebetween. Therefore, when the spindle 31 is lowered and the nozzle 32 lands, the coil spring 34 is compressed and the relative position of the nozzle 32 with respect to the spindle 31 changes in the vertical direction. Specifically, the nozzle 32 moves relatively toward the lower end side of the spindle 31. Here, the fact that the nozzle 32 "lands" means that a force acts from below the nozzle 32. In such a case, the nozzle 32 is moving downward in the component pick-up process. The concept includes both a case where the lower end portion of the nozzle 32 lands on the upper surface of the component and a case where the component sucked and held by the lower end portion of the nozzle 32 lands on the upper surface of the substrate in the component mounting process.

一方、光ファイバセンサ４０の発光部から照射される光Ｐは、レンズ４０ａ（図２）によって、ノズル３２が着地していない初期状態であるときの反射面３２ａに焦点が合わせられている。従って、ノズル３２が着地し、その上下方向に、スピンドル３１に対するノズル３２の位置が変化すれば、反射面３２ａ（図５）で反射される反射光の量が減少し、光ファイバセンサ４０の受光部で受光する受光量が減少する。本実施形態においては、この受光量の計測（受光量の減少計測など）を、光ファイバセンサ４０のセンサ部４０ｂ（図２）で検知し、制御部５０で演算してその状態を判断する。 On the other hand, the light P emitted from the light emitting portion of the optical fiber sensor 40 is focused by the lens 40a (FIG. 2) on the reflecting surface 32a in the initial state when the nozzle 32 is not landed. Therefore, if the nozzle 32 lands and the position of the nozzle 32 with respect to the spindle 31 changes in the vertical direction thereof, the amount of reflected light reflected by the reflecting surface 32a (FIG. 5) decreases, and the optical fiber sensor 40 receives light. The amount of light received by the unit decreases. In the present embodiment, the measurement of the amount of light received (measurement of decrease in the amount of light received, etc.) is detected by the sensor unit 40b (FIG. 2) of the optical fiber sensor 40, and the control unit 50 calculates the state.

センサ部４０ｂは、受光量をできる限り連続的に計測していて、受光量の減少量が所定の値に逹すれば、所定の信号を発する。すなわち、センサ部４０ｂは、受光量が、所定量減少したとき、ノズル３２が着地したと判断し、「着地検知信号」を発し、制御部５０は、かような信号を基にして、演算を行って制御を行う。 The sensor unit 40b continuously measures the amount of received light as much as possible, and emits a predetermined signal when the amount of decrease in the amount of received light reaches a predetermined value. That is, when the light receiving amount decreases by a predetermined amount, the sensor unit 40b determines that the nozzle 32 has landed, emits a "landing detection signal", and the control unit 50 calculates based on such a signal. Go and control.

一方、以下、図６ないし図１１を参照し、スピンドル３１のＴ方向回転動作（Ｔ軸回転）のための部品保持ヘッド１０の構成について説明する。 On the other hand, the configuration of the component holding head 10 for the T-direction rotation operation (T-axis rotation) of the spindle 31 will be described below with reference to FIGS. 6 to 11.

図６は、本発明の一実施形態に係わる、ロータリヘッドのスピンドルのＴ方向回転動作のための構造を図示した概略的な部分斜視図である。図６は、説明のために、ヘッド本体２０の外部ケース、及びＴ軸回転と係わりのない部分を除去して図示した図面である。一方、図７は、本発明の一実施形態に係わる遊星ギア装置を上から見た概略的な平面図であり、図８は、図６において、線VIII−VIIIに沿って切って図示した概略的な断面図である。また、図９は、本発明の一実施形態に係わる、遊星ギア軸、第１遊星ギア、中間遊星ギア、第２遊星ギア、第１弾性手段、第２弾性手段の概略的な分解斜視図であり、図１０は、本発明の一実施形態に係わる、スピンドル回転ギアがＴ軸回転ギアに噛み合った様子を図示した概略的な断面図であり、図１１は、本発明の一実施形態に係わる、遊星ギア装置の第１遊星ギア及び中間遊星ギアとサンギアとの噛み合い様相を示す概略的な平面図である。 FIG. 6 is a schematic partial perspective view illustrating a structure for a T-direction rotational operation of a spindle of a rotary head according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a drawing showing the outer case of the head body 20 and a portion not related to the T-axis rotation removed for the sake of explanation. On the other hand, FIG. 7 is a schematic plan view of the planetary gear device according to the embodiment of the present invention as viewed from above, and FIG. 8 is a schematic diagram cut along line VIII-VIII in FIG. Cross-sectional view. Further, FIG. 9 is a schematic exploded perspective view of the planetary gear shaft, the first planetary gear, the intermediate planetary gear, the second planetary gear, the first elastic means, and the second elastic means according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing how the spindle rotary gear meshes with the T-axis rotary gear according to the embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the meshing of the spindle rotary gear with the T-axis rotary gear, and FIG. 11 relates to the embodiment of the present invention. , Is a schematic plan view showing the meshing aspect of the first planetary gear and the intermediate planetary gear of the planetary gear device and the sun gear.

図６ないし図１１には、Ｔサーボモータ２２、カップリング２２ａ、遊星ギア装置６０が図示されている。 6 to 11 show a T servomotor 22, a coupling 22a, and a planetary gear device 60.

Ｔサーボモータ２２は、前述のように、スピンドル３１のＴ方向回転動作のための動力を発生させるＴ軸駆動手段である。すなわち、Ｔサーボモータ２２が、制御部５０から信号を受けて作動すれば、Ｔサーボモータ２２の回転軸（図示せず）が回転する。一方、図６及び図８に図示されているように、Ｔサーボモータ２２の回転軸（図示せず）は、カップリング２２ａによって、サンギア軸６１ａと連結されているので、Ｔサーボモータ２２の回転軸が回転すれば、サンギア軸６１ａも回転することにより、Ｔサーボモータ２２で生じた動力は、サンギア軸６１ａに伝達される。 As described above, the T-servo motor 22 is a T-axis driving means for generating power for the T-direction rotational operation of the spindle 31. That is, when the T servomotor 22 operates by receiving a signal from the control unit 50, the rotation shaft (not shown) of the T servomotor 22 rotates. On the other hand, as shown in FIGS. 6 and 8, the rotation shaft (not shown) of the T servomotor 22 is connected to the sun gear shaft 61a by the coupling 22a, so that the rotation of the T servomotor 22 When the shaft rotates, the sun gear shaft 61a also rotates, so that the power generated by the T servomotor 22 is transmitted to the sun gear shaft 61a.

図７ないし図９に図示されているように、遊星ギア装置６０は、サンギア６１、遊星ギア軸６２ａ、第１遊星ギア６２ｂ、中間遊星ギア６２ｃ、第２遊星ギア６２ｄ、第１弾性手段６２ｅ、第２弾性手段６２ｆ、キャリア６３、インターナルギア６４を含む。 As illustrated in FIGS. 7 to 9, the planetary gear device 60 includes a sun gear 61, a planetary gear shaft 62a, a first planetary gear 62b, an intermediate planetary gear 62c, a second planetary gear 62d, and a first elastic means 62e. The second elastic means 62f, the carrier 63, and the internal gear 64 are included.

本実施形態による遊星ギア装置６０は、１個のサンギア６１、２個の遊星ギア軸６２ａ、２個の第１遊星ギア６２ｂ、２個の中間遊星ギア６２ｃ、２個の第２遊星ギア６２ｄ、２個の第１弾性手段６２ｅ、２個の第２弾性手段６２ｆ、１個のキャリア６３、１個のインターナルギア６４で構成されるが、本発明は、それらに限定されるものではない。すなわち、本発明による遊星ギア装置の細部的な構成は、適切に変更されてもよい。例えば、本発明による遊星ギア装置は、１個のサンギア、３個の遊星ギア軸、３個の第１遊星ギア、３個の中間遊星ギア、３個の第２遊星ギア、３個の第１弾性手段、３個の第２弾性手段、１個のキャリア、１個のインターナルギアから構成されてもよい。 The planetary gear device 60 according to the present embodiment includes one sun gear 61, two planetary gear shafts 62a, two first planetary gears 62b, two intermediate planetary gears 62c, and two second planetary gears 62d. It is composed of two first elastic means 62e, two second elastic means 62f, one carrier 63, and one internal gear 64, but the present invention is not limited thereto. That is, the detailed configuration of the planetary gear device according to the present invention may be appropriately modified. For example, the planetary gear device according to the present invention has one sun gear, three planetary gear shafts, three first planetary gears, three intermediate planetary gears, three second planetary gears, and three first planetary gears. It may be composed of elastic means, three second elastic means, one carrier, and one internal gear.

一方、サンギア６１は、サンギア軸６１ａから動力を伝達され、サンギア軸６１ａは、第１ベアリング６１ｂによって、内部フレーム６０ａに回動自在に支持される。 On the other hand, the sun gear 61 is transmitted power from the sun gear shaft 61a, and the sun gear shaft 61a is rotatably supported by the inner frame 60a by the first bearing 61b.

遊星ギア軸６２ａは、第２ベアリング６２ａ＿１によって、キャリア６３に回動自在に支持されるが、遊星ギア軸６２ａの外周には、第１遊星ギア６２ｂ、中間遊星ギア６２ｃ、第２遊星ギア６２ｄ、第１弾性手段６２ｅ、第２弾性手段６２ｆが設けられる。 The planetary gear shaft 62a is rotatably supported by the carrier 63 by the second bearing 62a_1. On the outer periphery of the planetary gear shaft 62a, a first planetary gear 62b, an intermediate planetary gear 62c, a second planetary gear 62d, The first elastic means 62e and the second elastic means 62f are provided.

第１遊星ギア６２ｂ、中間遊星ギア６２ｃ、第２遊星ギア６２ｄの外周には、ギア歯が形成されており、第１遊星ギア６２ｂと第２遊星ギア６２ｄとの間には、中間遊星ギア６２ｃが配置される。 Gear teeth are formed on the outer periphery of the first planetary gear 62b, the intermediate planetary gear 62c, and the second planetary gear 62d, and the intermediate planetary gear 62c is formed between the first planetary gear 62b and the second planetary gear 62d. Is placed.

中間遊星ギア６２ｃは、遊星ギア軸６２ａに固定されるように設けられ、第１遊星ギア６２ｂと第２遊星ギア６２ｄは、遊星ギア軸６２ａに回動自在に設けられる。 The intermediate planetary gear 62c is provided so as to be fixed to the planetary gear shaft 62a, and the first planetary gear 62b and the second planetary gear 62d are rotatably provided on the planetary gear shaft 62a.

第１遊星ギア６２ｂと中間遊星ギア６２ｃは、噛み合い領域Ｓ１において、共にサンギア６１に噛み合い、第２遊星ギア６２ｄと中間遊星ギア６２ｃは、噛み合い領域Ｓ２において、共にインターナルギア６４に噛み合う。 The first planetary gear 62b and the intermediate planetary gear 62c both mesh with the sun gear 61 in the meshing region S1, and the second planetary gear 62d and the intermediate planetary gear 62c both mesh with the internal gear 64 in the meshing region S2.

第１遊星ギア６２ｂと中間遊星ギア６２ｃとの間には、第１弾性手段６２ｅが配置され、第２遊星ギア６２ｄと中間遊星ギア６２ｃとの間には、第２弾性手段６２ｆが配置される。 The first elastic means 62e is arranged between the first planetary gear 62b and the intermediate planetary gear 62c, and the second elastic means 62f is arranged between the second planetary gear 62d and the intermediate planetary gear 62c. ..

第１遊星ギア６２ｂは、第１弾性手段６２ｅを利用して、所定の弾性力が維持されるように、中間遊星ギア６２ｃに連結されることにより、第１遊星ギア６２ｂは、回転方向に、中間遊星ギア６２ｃに弾性的に支持される。それにより、図１１に図示されているように、中間遊星ギア６２ｃがサンギア６１に噛み合い、第１ピッチ点Ｐ１で接触している瞬間にも、第１弾性手段６２ｅによって、第１遊星ギア６２ｂは、中間遊星ギア６２ｃに対して、矢印方向に持続的に弾性力が作用しているので、第１遊星ギア６２ｂは、サンギア６１の第２ピッチ点Ｐ２で接触する。従って、遊星ギア装置６０の作動中、第１遊星ギア６２ｂとサンギア６１との接触、及び中間遊星ギア６２ｃとサンギア６１との接触が維持されるので、第１遊星ギア６２ｂとサンギア６１との間でバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）が防止され、中間遊星ギア６２ｃとサンギア６１との間でも、バックラッシュが防止される。 The first planetary gear 62b is connected to the intermediate planetary gear 62c by using the first elastic means 62e so that a predetermined elastic force is maintained, so that the first planetary gear 62b is rotated in the rotational direction. It is elastically supported by the intermediate planetary gear 62c. As a result, as shown in FIG. 11, even at the moment when the intermediate planetary gear 62c meshes with the sun gear 61 and is in contact with the sun gear 61 at the first pitch point P1, the first elastic means 62e causes the first planetary gear 62b to move. Since the elastic force continuously acts on the intermediate planetary gear 62c in the direction of the arrow, the first planetary gear 62b comes into contact with the second pitch point P2 of the sun gear 61. Therefore, during the operation of the planetary gear device 60, the contact between the first planetary gear 62b and the sun gear 61 and the contact between the intermediate planetary gear 62c and the sun gear 61 are maintained, so that the contact between the first planet gear 62b and the sun gear 61 is maintained. Backlash is prevented, and backlash is also prevented between the intermediate planetary gear 62c and the sun gear 61.

また、第２遊星ギア６２ｄは、第２弾性手段６２ｆを利用して、所定の弾性力が維持されるように、中間遊星ギア６２ｃに連結されることにより、第２遊星ギア６２ｄは、回転方向に、中間遊星ギア６２ｃに弾性的に支持される。それにより、中間遊星ギア６２ｃがインターナルギア６４に噛み合って接触している瞬間にも、第２弾性手段６２ｆによって、第２遊星ギア６２ｄは、中間遊星ギア６２ｃに対して持続的に弾性力が作用しているので、第２遊星ギア６２ｄは、インターナルギア６４のピッチ点で接触する。従って、遊星ギア装置６０の作動中、第２遊星ギア６２ｄとインターナルギア６４との接触、及び中間遊星ギア６２ｃとインターナルギア６４との接触が維持されるので、第２遊星ギア６２ｄとインターナルギア６４との間でバックラッシュが防止され、中間遊星ギア６２ｃとインターナルギア６４との間でも、バックラッシュが防止される。 Further, the second planetary gear 62d is connected to the intermediate planetary gear 62c by using the second elastic means 62f so that a predetermined elastic force is maintained, so that the second planetary gear 62d is rotated in the rotation direction. In addition, it is elastically supported by the intermediate planetary gear 62c. As a result, even at the moment when the intermediate planetary gear 62c meshes with and contacts the internal gear 64, the second elastic means 62f causes the second planetary gear 62d to continuously exert an elastic force on the intermediate planetary gear 62c. Therefore, the second planetary gear 62d comes into contact with each other at the pitch point of the internal gear 64. Therefore, during the operation of the planetary gear device 60, the contact between the second planetary gear 62d and the internal gear 64 and the contact between the intermediate planetary gear 62c and the internal gear 64 are maintained, so that the contact between the second planetary gear 62d and the internal gear 64 is maintained. Backlash is prevented between the two, and backlash is also prevented between the intermediate planetary gear 62c and the internal gear 64.

一方、第１弾性手段６２ｅ及び第２弾性手段６２ｆとしては、トーションスプリングが使用されもする。本実施形態による第１弾性手段６２ｅ及び第２弾性手段６２ｆとしては、トーションスプリングが使用されているが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明による第１弾性手段及び第２弾性手段は、第１遊星ギア６２ｂと第２遊星ギア６２ｄとを、所定の弾性力が維持されるように、中間遊星ギア６２ｃに支持することができればよく、その素材及び形状に特別な制限はない。 On the other hand, torsion springs are also used as the first elastic means 62e and the second elastic means 62f. Torsion springs are used as the first elastic means 62e and the second elastic means 62f according to the present embodiment, but the present invention is not limited thereto. That is, the first elastic means and the second elastic means according to the present invention may support the first planetary gear 62b and the second planetary gear 62d on the intermediate planetary gear 62c so that a predetermined elastic force is maintained. If possible, there are no special restrictions on the material and shape.

一方、キャリア６３は、キャリア軸６３ａに支持されているが、キャリア軸６３ａは、第３ベアリング６３ｂによって、内部フレーム６０ａに回動支持される。図１０に図示されているように、キャリア軸６３ａは、Ｔ軸回転ギア７０に連結され、Ｔ軸回転ギア７０の外周に形成されたギア歯は、スピンドル３１に設けられたスピンドル回転ギア３１ｂと噛み合うことにより、キャリア軸６３ａが回転すれば、スピンドル３１も共に回転する。 On the other hand, the carrier 63 is supported by the carrier shaft 63a, but the carrier shaft 63a is rotationally supported by the internal frame 60a by the third bearing 63b. As shown in FIG. 10, the carrier shaft 63a is connected to the T-axis rotary gear 70, and the gear teeth formed on the outer periphery of the T-axis rotary gear 70 are connected to the spindle rotary gear 31b provided on the spindle 31. If the carrier shaft 63a rotates due to meshing, the spindle 31 also rotates.

インターナルギア６４は、内部フレーム６０ａに固定されるように設けられ、インターナルギア６４の内周のギアは、前述のように、噛み合い領域Ｓ２において、第２遊星ギア６２ｄと中間遊星ギア６２ｃとに噛み合う。 The internal gear 64 is provided so as to be fixed to the internal frame 60a, and the gear on the inner circumference of the internal gear 64 meshes with the second planetary gear 62d and the intermediate planetary gear 62c in the meshing region S2 as described above. ..

以下、本実施形態によるロータリヘッド３０のＴ軸方向回転動作について説明する。 Hereinafter, the rotation operation of the rotary head 30 in the T-axis direction according to the present embodiment will be described.

ノズル３２によって部品の吸着動作が遂行された後、基板に実装する前に、表面実装機のカメラ（図示せず）は、ノズル３２に吸着された部品を撮影し、表面実装機の制御部５０は、ノズル３２に吸着された部品の姿勢と結合状態とを判断する。 After the component suction operation is performed by the nozzle 32 and before mounting on the substrate, the camera (not shown) of the surface mounter photographs the component sucked by the nozzle 32 and controls the surface mounter 50. Determines the posture and the coupled state of the parts attracted to the nozzle 32.

もしノズル３２に吸着された部品の姿勢が正しくなく、実装のために、部品のＴ軸方向回転が必要である場合、制御部５０は、Ｔサーボモータ２２を駆動させる。Ｔサーボモータ２２が駆動されれば、カップリング２２ａを介して、遊星ギア装置６０に動力が伝達される。 If the posture of the component attracted to the nozzle 32 is incorrect and the component needs to be rotated in the T-axis direction for mounting, the control unit 50 drives the T servomotor 22. When the T servomotor 22 is driven, power is transmitted to the planetary gear device 60 via the coupling 22a.

具体的には、Ｔサーボモータ２２が駆動されれば、サンギア軸６１ａ及びサンギア６１が回転し、サンギア６１が回転すれば、それに噛み合った第１遊星ギア６２ｂ及び中間遊星ギア６２ｃが回転する。 Specifically, when the T servomotor 22 is driven, the sun gear shaft 61a and the sun gear 61 rotate, and when the sun gear 61 rotates, the first planetary gear 62b and the intermediate planetary gear 62c meshing with the sun gear 61 rotate.

中間遊星ギア６２ｃが回転（自転）すれば、中間遊星ギア６２ｃに噛み合ったインターナルギア６４が固定されているために、遊星ギア軸６２ａ及び中間遊星ギア６２ｃは、サンギア軸６１ａを中心に公転する。 When the intermediate planetary gear 62c rotates (rotates), the planetary gear shaft 62a and the intermediate planetary gear 62c revolve around the sun gear shaft 61a because the internal gear 64 meshed with the intermediate planetary gear 62c is fixed.

遊星ギア軸６２ａ及び中間遊星ギア６２ｃが公転すれば、遊星ギア軸６２ａに連結されたキャリア６３も回転する。 When the planetary gear shaft 62a and the intermediate planetary gear 62c revolve, the carrier 63 connected to the planetary gear shaft 62a also rotates.

キャリア６３が回転すれば、キャリア軸６３ａが回転し、キャリア軸６３ａが回転すれば、Ｔ軸回転ギア７０が回転する。それにより、Ｔ軸回転ギア７０と噛み合ったスピンドル回転ギア３１ｂ及びスピンドル３１も共に回転するので、ノズル３２に吸着された部品も、Ｔ軸方向に回転する。 If the carrier 63 rotates, the carrier shaft 63a rotates, and if the carrier shaft 63a rotates, the T-axis rotation gear 70 rotates. As a result, the spindle rotation gear 31b and the spindle 31 that mesh with the T-axis rotation gear 70 also rotate, so that the parts attracted to the nozzle 32 also rotate in the T-axis direction.

以上のように、本実施形態による部品保持ヘッド１０は、第１遊星ギア６２ｂ及び第２遊星ギア６２ｄが、それぞれ第１弾性手段６２ｅ、第２弾性手段６２ｆを利用して、中間遊星ギア６２ｃに連結されているので、前述のように、第１遊星ギア６２ｂ及び中間遊星ギア６２ｃと、サンギア６１との間でバックラッシュが防止され、第２遊星ギア６２ｄ及び中間遊星ギア６２ｃと、インターナルギア６４との間でも、バックラッシュが防止される。それにより、遊星ギア装置６０の制御正確性を高めることができ、同時に、遊星ギア装置６０の摩耗、振動、騷音などを減らすことができる。 As described above, in the component holding head 10 according to the present embodiment, the first planetary gear 62b and the second planetary gear 62d use the first elastic means 62e and the second elastic means 62f, respectively, to form the intermediate planetary gear 62c. Since they are connected, as described above, backlash is prevented between the first planetary gear 62b and the intermediate planetary gear 62c and the sun gear 61, and the second planetary gear 62d and the intermediate planetary gear 62c and the internal gear 64 are connected. Backlash is also prevented between and. As a result, the control accuracy of the planetary gear device 60 can be improved, and at the same time, wear, vibration, and noise of the planetary gear device 60 can be reduced.

同時に、本実施形態による遊星ギア装置６０は、第１遊星ギア６２ｂ、中間遊星ギア６２ｃ、第２遊星ギア６２ｄが、Ｚ方向、すなわち、サンギア軸６１ａの軸方向に平行になるように順次に配列されており、減速機能を効率的に具現すると共に、配置空間を効率的に使用して、全体的な体積とサイズを小さくすることができるので、コンパクトな部品保持ヘッド１０を具現することができる。 At the same time, in the planetary gear device 60 according to the present embodiment, the first planetary gear 62b, the intermediate planetary gear 62c, and the second planetary gear 62d are sequentially arranged so as to be parallel to the Z direction, that is, the axial direction of the sun gear shaft 61a. The compact component holding head 10 can be realized because the deceleration function can be efficiently realized and the arrangement space can be efficiently used to reduce the overall volume and size. ..

本発明の一側面は、添付された図面に図示された実施形態を参照して説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、当該技術分野で当業者であるならば、それらから多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解することができるであろう。従って、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によってのみ定められるものである。 Although one aspect of the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the accompanying drawings, they are merely exemplary and will vary from those skilled in the art if they are skilled in the art. It will be appreciated that various modifications and even other embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention is defined only by the claims.

本発明は、部品を実装する表面実装機の製造及び適用に効果的に使用される。 The present invention is effectively used in the manufacture and application of surface mounters for mounting components.

１０ 部品保持ヘッド
２０ ヘッド本体
３０ ロータリヘッド
３１ スピンドル
３２ ノズル
４０ 光ファイバセンサ
５０ 制御部
６０ 遊星ギア装置
７０ Ｔ軸回転ギア 10 Parts holding head 20 Head body 30 Rotary head 31 Spindle 32 Nozzle 40 Optical fiber sensor 50 Control unit 60 Planetary gear device 70 T-axis rotating gear

Claims (4)

複数の部品保持部を具備した部品保持ヘッドにおいて、
それぞれの端部に、前記部品保持部が装着された複数本のスピンドルを含み、前記スピンドルは当該スピンドルの長手方向軸線周りの回転方向であるＴ方向に回転自在であり、
さらに、前記スピンドルのＴ方向回転動作のための動力を発生させるＴ軸駆動手段と、
前記Ｔ軸駆動手段から動力を伝達されて回転するサンギアと、
前記サンギアに噛み合う第１遊星ギアと、
前記第１遊星ギアに連結されており、前記サンギアと噛み合う中間遊星ギアと、
前記中間遊星ギアと噛み合うインターナルギアと、
前記中間遊星ギアに連結されており、前記インターナルギアと噛み合う第２遊星ギアと、
前記第１遊星ギアと前記中間遊星ギアとの間に配置されて弾性力を付与する第１弾性手段と、
前記第２遊星ギアと前記中間遊星ギアとの間に配置されて弾性力を付与する第２弾性手段と、
前記第１遊星ギア、前記第２遊星ギア、前記中間遊星ギアが設けられる遊星ギア軸と、
前記遊星ギア軸が設けられるキャリアと、を含み、
前記第１遊星ギアは、前記第１弾性手段を利用して、弾性力が維持されるように、前記中間遊星ギアに接続されることにより、前記第１遊星ギアは回転方向に前記中間遊星ギアに弾性的に支持され、
前記第２遊星ギアは、前記第２弾性手段を利用して、弾性力が維持されるように、前記中間遊星ギアに接続されることにより、前記第２遊星ギアは回転方向に前記中間遊星ギアに弾性的に支持されることを特徴とする部品保持ヘッド。 In a component holding head provided with a plurality of component holding portions,
At each end, wherein the component holder is a plurality of mounted spindle, the spindle is rotatable in the T direction is a rotational direction about the longitudinal axis of the spindle,
Further, a T-axis driving means for generating power for the T-direction rotational operation of the spindle, and
A sun gear that rotates by transmitting power from the T-axis drive means,
The first planetary gear that meshes with the sun gear,
An intermediate planetary gear that is connected to the first planetary gear and meshes with the sun gear.
An internal gear that meshes with the intermediate planetary gear,
A second planetary gear that is connected to the intermediate planetary gear and meshes with the internal gear.
A first elastic means arranged between the first planetary gear and the intermediate planetary gear to apply an elastic force, and
A second elastic means arranged between the second planetary gear and the intermediate planetary gear to apply an elastic force, and
The first planetary gear, the second planetary gear, the planetary gear shaft provided with the intermediate planetary gear, and
A carrier in which the planet gear shaft is provided, only including,
The first planetary gear is connected to the intermediate planetary gear so that the elastic force is maintained by utilizing the first elastic means, so that the first planetary gear is rotated in the direction of rotation of the intermediate planetary gear. Elastically supported by
The second planetary gear is connected to the intermediate planetary gear so that the elastic force is maintained by utilizing the second elastic means, so that the second planetary gear is rotated in the direction of rotation of the intermediate planetary gear. A component holding head characterized by being elastically supported by a gear. 前記スピンドルは、ヘッド本体の鉛直軸周りの回転方向であるＲ方向に回転自在に設けられたロータリヘッドの周囲方向に沿って複数本配置されていることを特徴とする請求項１に記載の部品保持ヘッド。 The spindle assembly of claim 1, characterized in that are parallelly arranged along the circumference direction of the rotary head provided rotatably in the R direction is a rotational direction about the vertical axis of the head body Holding head. 前記サンギアは、サンギア軸によって、前記Ｔ軸駆動手段から動力を伝達され、
前記サンギア軸の軸方向に平行になるように、前記第１遊星ギア、前記中間遊星ギア、前記第２遊星ギアが順次に配列されたことを特徴とする請求項１に記載の部品保持ヘッド。 Power is transmitted from the T-axis drive means to the sun gear by the sun gear shaft.
The component holding head according to claim 1, wherein the first planetary gear, the intermediate planetary gear, and the second planetary gear are sequentially arranged so as to be parallel to the axial direction of the sun gear shaft. 前記第１弾性手段及び前記第２弾性手段は、トーションスプリングからなることを特徴とする請求項１に記載の部品保持ヘッド。 The component holding head according to claim 1, wherein the first elastic means and the second elastic means are made of a torsion spring.
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