專利名稱：元件安裝器的頭組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種元件安裝器，尤其涉及一種元件安裝器的頭組件。
背景技術(shù)：
在表面安裝技術(shù)(SMT)領(lǐng)域已知，元件安裝器從元件供應(yīng)器接收各種元件，將所接收的元件供給到印刷電路板(PCB)的特定位置，并且將元件安裝到PCB上。
通常，元件安裝器包括供應(yīng)待安裝電子元件的元件供應(yīng)部，承載電子元件將安裝于其上的PCB的傳送部，以及順序地從元件供應(yīng)部拾取電子元件并且將電子元件安裝到PCB上的頭組件。
最近，提供有多個安裝在元件安裝器的頭組件上的噴嘴心軸以便順序地或同時地拾取多個電子元件，將這多個電子元件同時地移動至傳送部，并且順序地或同時地將這多個電子元件安裝到PCB上以提高元件安裝器的效率。
然而，通過增加噴嘴心軸的數(shù)目來增大元件安裝器的效率，同時頭組件的總體大小也增加。因此，在增加安裝在頭組件上的噴嘴心軸的數(shù)目上存在著折中。
很多種已知的元件安裝器試圖在不過度增加頭組件大小的條件下增大安裝效率。例如，如圖1所示，日本專利公開出版物No.hei2003-273582中公開的置于元件安裝器上的頭部件10包括有三個對齊的旋轉(zhuǎn)頭組件11。多個噴嘴心軸40以大致圓形的布置置于每個頭組件11中以使得每個頭組件11的心軸40由相應(yīng)的噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60驅(qū)動繞著共同的垂直中心軸線旋轉(zhuǎn)。拾取噴嘴50結(jié)合至噴嘴心軸40的下部。各個頭組件11的噴嘴心軸40由噴嘴選擇機(jī)構(gòu)70進(jìn)行選擇，并且由噴嘴提升機(jī)構(gòu)80降低。頭組件11固定至頭部框架12。
元件安裝器10的頭組件11將參考圖2進(jìn)行更詳細(xì)的描述。一個頭組件11包括多個繞著花鍵軸35以圓形朝向安裝的噴嘴心軸40。
噴嘴保持器50結(jié)合至花鍵軸35。噴嘴心軸40布置為繞著噴嘴保持器50的花鍵軸35以同樣的圓形上下移動。
花鍵軸35依照通常用作噴嘴旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60的操作而旋轉(zhuǎn)，并且因此，噴嘴心軸40和結(jié)合至花鍵軸35的噴組保持器50也旋轉(zhuǎn)。
在此期間，為了個別地選擇和降低一個噴嘴心軸40，噴嘴選擇機(jī)構(gòu)70和噴嘴提升機(jī)構(gòu)80被布置在頭組件11上。噴嘴選擇機(jī)構(gòu)70包括有壓縮氣體供應(yīng)腔71和用于對相應(yīng)于所選擇的噴嘴心軸40將壓縮氣體噴射入壓縮氣體供應(yīng)腔32進(jìn)行控制的噴嘴選擇閥72。這里，壓縮氣體供應(yīng)腔32是形成于氣缸體30內(nèi)的一個空間，所述氣缸體30結(jié)合至頭組件11并且位于噴嘴保持器50上，并且所述壓縮氣體供應(yīng)腔32能被連接至每個噴嘴心軸40。
因此，如果正壓力之下的空氣被引入到位于所選擇的噴嘴心軸40上的壓縮氣體供應(yīng)腔32，形成于壓縮氣體供應(yīng)腔32中的活塞52以及結(jié)合在活塞52之下的氣缸軸53被降低，以致于氣缸軸53的下端53a、連接至下端53a的所選擇的噴嘴心軸40的上端50a、以及帶槽螺母85的臺階部分的上表面85a被定位在相同水平，導(dǎo)致氣缸軸53、噴嘴心軸40和帶槽螺母85被結(jié)合入一體。這里，帶槽螺母85被結(jié)合至包括有凸輪從動件84、偏心凸輪82和驅(qū)動馬達(dá)81的噴嘴提升機(jī)構(gòu)80，以致于帶槽螺母85能垂直地移動。因而，結(jié)合至帶槽螺母85的噴嘴心軸40能被降低。
而且，真空吸引單元90幫助噴嘴心軸40拾取電子元件。真空吸引單元90導(dǎo)致負(fù)壓之下的空氣從負(fù)壓空氣供應(yīng)腔91通過安裝在噴嘴保持器50外面的拾取和安裝閥92分別供應(yīng)入噴嘴心軸40，以使得噴嘴心軸40能單獨(dú)地拾取電子元件。
從前面能看出，旋轉(zhuǎn)的頭組件具有小的尺寸并且能安裝多個電子元件。然而，用于元件安裝器的常規(guī)頭組件11應(yīng)用了包括有偏心凸輪82、凸輪從動件84以及帶槽螺母85的噴嘴提升機(jī)構(gòu)80來降低噴嘴心軸40，從而導(dǎo)致了復(fù)雜的提升機(jī)構(gòu)和低的安裝速度。
而且，由于氣缸軸53的數(shù)目直接相應(yīng)于噴嘴心軸40的數(shù)目，所以增大了頭組件11的大小，因此可能很難同時拾取和安裝多個元件，從而降低了組件11的安裝速度。
此外，由于包括有偏心凸輪82、凸輪從動件84以及帶槽螺母85的頭組件11應(yīng)用了多個數(shù)目與噴嘴心軸40直接相應(yīng)的拾取和安裝閥92，就增大了頭組件11的總重量，并且頭組件11占據(jù)了相當(dāng)大的空間，因此頭組件11可能難以應(yīng)用于不同的工作條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了元件安裝器的一種頭組件，其包括多個同時拾取和安裝兩個或更多電子元件的旋轉(zhuǎn)噴嘴心軸。
本發(fā)明還提供了一種元件安裝器的增大安裝速度的頭組件，該頭組件包括用于降低多個噴嘴心軸中的一個或多個的噴嘴提升機(jī)構(gòu)；用于繞著共同軸線旋轉(zhuǎn)該多個噴嘴心軸的旋轉(zhuǎn)殼體機(jī)構(gòu)；和用于使多個噴嘴心軸中的每一個繞著其自身軸線旋轉(zhuǎn)的噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明還提供了元件安裝器的一種頭組件，其包括更少的構(gòu)件以減少總體重量并且能用作模塊。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了元件安裝器的一種頭組件，該頭組件包括底架、旋轉(zhuǎn)殼體、多個噴嘴心軸、殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和噴嘴提升機(jī)構(gòu)。
旋轉(zhuǎn)殼體可旋轉(zhuǎn)地安裝在底架上并且具有從旋轉(zhuǎn)殼體的中心在相同的半徑上以規(guī)則的間隔垂直形成的心軸接受孔。多個噴嘴心軸的每一個包括具有用于拾取電子元件的噴嘴的下端。每個心軸容納在一個心軸接受孔中以使得多個噴嘴心軸具有圓形布置并且當(dāng)旋轉(zhuǎn)殼體旋轉(zhuǎn)時其繞著共同的中心軸線旋轉(zhuǎn)。殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使旋轉(zhuǎn)殼體旋轉(zhuǎn)。噴嘴提升機(jī)構(gòu)包括噴嘴提升驅(qū)動單元和根據(jù)噴嘴提升驅(qū)動單元的運(yùn)行而移動并且能同時壓下和降低多個噴嘴心軸的離合器部件。
離合器部件可被操作來同時降低該多個噴嘴心軸中的一個或多個噴嘴心軸。
離合器部件可包括離合器軸，其根據(jù)噴嘴提升驅(qū)動單元的運(yùn)行而上下移動；和離合器盤，其位于離合器軸的一端處并且具有用于至少同時壓下兩個相鄰噴嘴心軸和只壓下一個噴嘴心軸的尺寸。
頭組件還可包括有繞著其自身的縱向軸線旋轉(zhuǎn)每個噴嘴心軸的噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括安裝在底架上的噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元；連接至噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的噴嘴驅(qū)動齒輪；和多個噴嘴從動齒輪，其繞著噴嘴心軸的外周邊裝配并且連接至噴嘴驅(qū)動齒輪以使得當(dāng)噴嘴驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)時噴嘴從動齒輪也旋轉(zhuǎn)。噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還可包括有相對于旋轉(zhuǎn)殼體旋轉(zhuǎn)的環(huán)形齒輪，其中環(huán)形齒輪包括有具有與噴嘴驅(qū)動齒輪相嚙合的外齒輪部分的外周邊表面以及具有與每個噴嘴從動齒輪相嚙合的內(nèi)齒輪部分的內(nèi)周邊表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了元件安裝器的一種頭組件，該頭組件包括底架、旋轉(zhuǎn)殼體、多個噴嘴心軸、噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元、噴嘴驅(qū)動齒輪、噴嘴從動齒輪和環(huán)形齒輪。
旋轉(zhuǎn)殼體可旋轉(zhuǎn)地安裝在底架上并且具有圍繞一個公共的圓周以預(yù)定的弓形間隔垂直地形成的心軸接受孔。多個噴嘴心軸包括有具有用于拾取電子元件的噴嘴的下端，并且心軸布置在心軸接受孔中用來拾取和安裝電子元件。噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元安裝在底架上。噴嘴驅(qū)動齒輪連接至噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元。
噴嘴從動齒輪繞著噴嘴心軸的外周邊裝配。環(huán)形齒輪相對于旋轉(zhuǎn)殼體旋轉(zhuǎn)并且包括有具有與噴嘴驅(qū)動齒輪相嚙合的外齒輪部分的外周邊表面以及具有與每個噴嘴從動齒輪相嚙合的內(nèi)齒輪部分的內(nèi)周邊表面。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供元件安裝器的一種頭組件，該頭組件包括底架；旋轉(zhuǎn)殼體，其可旋轉(zhuǎn)地安裝在底架上并且具有從旋轉(zhuǎn)殼體的中心在相同的半徑上以規(guī)則的間隔垂直形成的心軸接受孔；多個可垂直移動的噴嘴心軸，每個心軸包括有具有用于拾取電子元件的噴嘴的第一端，心軸容納在心軸接受孔中以使得當(dāng)旋轉(zhuǎn)殼體旋轉(zhuǎn)時該多個噴嘴心軸繞著一個共同的中心軸線旋轉(zhuǎn)；和殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其包括安裝在底架上的殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元、連接至殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的殼體驅(qū)動齒輪、和安裝在旋轉(zhuǎn)殼體上并且與殼體驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)的殼體從動齒輪，該殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)適于旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)殼體。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供元件安裝器的一種頭組件，該頭組件包括底架；旋轉(zhuǎn)殼體，其可旋轉(zhuǎn)地安裝在底架上并且具有從旋轉(zhuǎn)殼體的中心在相同的半徑上以規(guī)則的間隔垂直地形成在其中的心軸接受孔；多個噴嘴心軸，其容納在心軸接受孔中以使得當(dāng)旋轉(zhuǎn)殼體旋轉(zhuǎn)時噴嘴心軸繞著其中心旋轉(zhuǎn)，并且每個心軸包括有具有用于拾取電子元件的噴嘴的第一端；殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其包括有殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元和齒輪裝置，該齒輪裝置包括多個依照殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的運(yùn)行而旋轉(zhuǎn)以便使旋轉(zhuǎn)殼體旋轉(zhuǎn)的齒輪；噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其包括有安裝在底架上的噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元和由多個齒輪組成的齒輪裝置，這些齒輪依照噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的運(yùn)行而旋轉(zhuǎn)以便使每個噴嘴心軸繞著其自身的縱向軸線旋轉(zhuǎn)；和噴嘴提升機(jī)構(gòu)，其包括結(jié)合至底架的旋轉(zhuǎn)殼體的上部的噴嘴提升驅(qū)動單元，和依照噴嘴提升驅(qū)動單元的運(yùn)行而垂直地移動從而選擇性地壓下和降低一個或多個噴嘴心軸的離合器部件。


通過參考附圖對其示例性的實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，本發(fā)明的以上和其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會更加明顯，在附圖中圖1是常規(guī)元件安裝器的透視圖；圖2是置于圖1所示元件安裝器上的一個頭組件的剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的包括有頭組件的元件安裝器的平面圖；圖4是圖3所示元件安裝器的頭組件的透視圖；圖5A是用于同時降低圖4所示頭組件中的兩個噴嘴心軸的噴嘴提升機(jī)構(gòu)的透視圖；圖5B是平面圖，其示出了圖5A所示噴嘴提升機(jī)構(gòu)的噴嘴心軸和離合器盤的布置；
圖6A是用于降低圖4所示頭組件中的一個噴嘴心軸的噴嘴提升機(jī)構(gòu)的透視圖；圖6B是正視圖，其示出了圖6A所示噴嘴提升機(jī)構(gòu)的噴嘴心軸和離合器盤的布置；圖7是圖4所示頭組件內(nèi)部的殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的透視圖；圖8是圖7所示殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的分解透視圖；圖9是圖4所示頭組件內(nèi)部的噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的透視圖；和圖10是圖9所示噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的分解透視圖；具體實施方式
現(xiàn)在參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行更充分地描述，其中示出了本發(fā)明的各種實施例。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的包括有頭組件的元件安裝器的平面圖。圖4是圖3所示元件安裝器的頭組件的透視圖；參考圖3和圖4，元件安裝器100包括頭組件200、底座101和水平移動機(jī)構(gòu)103。底座101可包括供應(yīng)電子元件的元件供應(yīng)部102，以及在X軸方向供給印刷電路板B的傳送部106。這里，元件安裝器100的每個頭組件200包括有多個噴嘴心軸，每個心軸具有其上安裝有噴嘴的第一端，用于拾取擱置在元件供應(yīng)部102上的電子元件和將所拾取的元件安裝到印刷電路板B上。
水平移動機(jī)構(gòu)103結(jié)合至底座101。水平移動機(jī)構(gòu)103通常在元件供應(yīng)部102的元件拾取位置和印刷電路板B上的各個位置之間水平地移動所述多個頭組件200(即在X方向和Y方向上移動每個組件200的機(jī)構(gòu)103)。
每個水平移動機(jī)構(gòu)103可包括有在X軸上水平地移動頭組件200的X軸移動機(jī)構(gòu)104，和在Y軸上垂直地移動頭組件200的Y軸移動機(jī)構(gòu)105。例如，現(xiàn)有技術(shù)中已知，X軸和Y軸移動機(jī)構(gòu)104、105可以是線性伺服馬達(dá)等。
此時，頭組件200可被結(jié)合至X軸移動機(jī)構(gòu)104以使得頭組件200能沿著X軸移動機(jī)構(gòu)104水平地移動。這里，X軸移動機(jī)構(gòu)104被安裝在Y軸移動機(jī)構(gòu)105上以水平地移動，以使得每個X軸移動機(jī)構(gòu)104的兩端都以直角橫切Y軸移動機(jī)構(gòu)105。因此，如果X軸移動機(jī)構(gòu)104沿著Y軸移動機(jī)構(gòu)105移動，安裝在X軸移動機(jī)構(gòu)104上的頭組件200在Y軸上水平地移動。而且，頭組件200沿著X軸移動機(jī)構(gòu)104在X軸上水平地移動。組件200與機(jī)構(gòu)104、105的前述結(jié)合是示例性的并且可以是別的方式，只要組件200沿著X-Y平面移動。
如圖4中最佳示出，每個頭組件200包括有底架210、旋轉(zhuǎn)殼體220和多個噴嘴心軸230。當(dāng)X軸移動機(jī)構(gòu)104和Y軸移動機(jī)構(gòu)105移動時會水平移動的底架210通常結(jié)合至X軸移動機(jī)構(gòu)104。旋轉(zhuǎn)殼體220結(jié)合至底架210并且由殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240驅(qū)動而在其中旋轉(zhuǎn)。
心軸接受孔222垂直地形成于殼體220內(nèi)并且從旋轉(zhuǎn)殼體220的中心O(圖5B)在相同的半徑上以規(guī)則的間隔弓形地間隔開。噴嘴心軸230置于心軸接受孔222內(nèi)。如圖4所示，有八個心軸230置于八個孔222中，因此相鄰的心軸230弓形地間隔45度。根據(jù)特定元件安裝工藝的需要，可以提供更少的或附加的孔222和/或心軸230。
噴嘴232置于噴嘴心軸230的下部。噴嘴232在置于元件供應(yīng)部102之上時向下移動以便拾取電子元件。噴嘴232隨后向上移動，水平移動，并且在置于印刷電路板B之上時再次向下移動以便將所拾取電子元件安裝在板B上。
因此，噴嘴心軸230垂直地移動以降低和升高噴嘴232。為此，如圖4所示，噴嘴提升機(jī)構(gòu)250置于頭組件200上。噴嘴提升機(jī)構(gòu)250可包括有噴嘴提升驅(qū)動單元251和離合器部件255。離合器部件255結(jié)合至可包括有馬達(dá)(例如音圈馬達(dá)(VCM))等的噴嘴提升驅(qū)動單元251，以使得離合器部件255能向下移動從而來降低一個噴嘴心軸230或同時降低一個以上的噴嘴心軸。實際上，盡管這里將離合器部件255示出和描述為移動一個或兩個噴嘴心軸230，但是離合器部件255的大小和形狀可以是別的方式以便同時或順序地降低多個心軸230中的兩個或多個，用于將多個電子元件安裝在印刷電路板B上。
離合器部件255可包括能結(jié)合起來的離合器軸256和離合器盤258，但是軸256和盤258也可整體地形成。離合器軸256根據(jù)噴嘴提升驅(qū)動單元251的操作而垂直地移動。離合器盤258置于離合器軸256的一端處(例如所示的下端)，并且具有平面形狀以便如以下將詳細(xì)描述的那樣基于旋轉(zhuǎn)殼體220相對于軸256的旋轉(zhuǎn)朝向而壓下一個噴嘴心軸230或者兩個相鄰的噴嘴心軸230。
圖4中還示出，頭組件200包括有殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240。旋轉(zhuǎn)殼體220由殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)并且位于旋轉(zhuǎn)殼體220中的噴嘴心軸230相應(yīng)地繞著共同的垂直中心軸線(圖5B、6B中為O)旋轉(zhuǎn)。因而，例如，在一個噴嘴心軸230拾取電子元件之后，旋轉(zhuǎn)殼體220由殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)過預(yù)定的角度以使得一個或更多的噴嘴心軸230被定位在元件供應(yīng)部102上以便拾取電子元件，從而使得所有的噴嘴心軸230能拾取電子元件以使得心軸在供應(yīng)部102和PCB之間的行程次數(shù)最少。
而且，頭組件200包括有噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)260，其繞著自身縱向(即垂直)軸線旋轉(zhuǎn)每個噴嘴心軸230。隨著噴嘴心軸230被噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)260旋轉(zhuǎn)，噴嘴心軸230能將電子元件安裝在印刷電路板B上最準(zhǔn)確的位置和最準(zhǔn)確的朝向(例如旋轉(zhuǎn))，這隨后將進(jìn)行說明。
現(xiàn)在參考圖5A至6B說明噴嘴提升機(jī)構(gòu)250。圖5A和5B示出了當(dāng)離合器盤258同時降低兩個相鄰的噴嘴心軸時噴嘴提升機(jī)構(gòu)250的噴嘴心軸230的布置。參考圖5A和5B，噴嘴提升驅(qū)動單元251安裝在旋轉(zhuǎn)殼體220之上的底架210上。離合器部件255結(jié)合至噴嘴提升驅(qū)動單元251并且插入在噴嘴提升驅(qū)動單元251和噴嘴心軸230之間以使得心軸230根據(jù)噴嘴提升驅(qū)動單元251的操作而上下移動。
旋轉(zhuǎn)殼體220置于離合器部件255之下。如圖5B中最佳示出，多個心軸接受孔222以規(guī)則的間隔(例如45度間隔)形成于距旋轉(zhuǎn)殼體220的中心O的相同半徑R處。噴嘴心軸230容納在心軸接受孔222中以使得每個噴嘴心軸230能繞著其自身的縱向垂直軸線(一般在每個心軸230的中心用“+”標(biāo)記表示)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)殼體220被殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240旋轉(zhuǎn)(參見圖4)，并且連接至旋轉(zhuǎn)殼體220的噴嘴心軸230相應(yīng)地繞著中心軸線O旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，如隨后將說明的那樣，在旋轉(zhuǎn)殼體220和底架210之間可布置有軸承(例如圓錐軸承內(nèi)環(huán)等)。
如圖5B所示，離合器盤258被定位為正好在由多個噴嘴心軸230的中心所限定的圓之上。因此，為了降低兩個相鄰的噴嘴心軸230，離合器盤258的兩端相互協(xié)作來壓下相鄰的噴嘴心軸230以使得隨著離合器盤258向下移動時兩個相鄰的噴嘴心軸230同時被降低。
如圖5B所示，離合器盤258的形狀可以為大致矩形并且長度L大于相鄰噴嘴心軸230的最近端之間的距離K1而小于相鄰噴嘴心軸230的最遠(yuǎn)端之間的距離K2，以使得離合器盤258具有小的尺寸但是能同時壓下兩個相鄰的噴嘴心軸230。因此，殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240使旋轉(zhuǎn)殼體220旋轉(zhuǎn)從而將兩個噴嘴心軸230放置在半轉(zhuǎn)位位置(indexposition)，并且隨后離合器盤258向下移動以同時壓下和降低兩個噴嘴心軸230。盡管離合器盤258在圖4、5B和6B中示出為矩形，離合器盤258也可以是其它形狀。例如，如圖5A和7所示，離合器盤258可以是平行四邊形、環(huán)形弓狀部分等以提供與位于其下方的一個或更多心軸230的充分接觸。
圖6A和6B還示出，為了讓離合器盤258降低一個噴嘴心軸230，離合器盤258的長度L應(yīng)當(dāng)選擇為使得離合器盤258在接觸這個噴嘴心軸230時不會接觸到其它相鄰的噴嘴心軸。而且，為了防止離合器盤258壓下多于一個的心軸230，所選擇的噴嘴心軸230被定向為在離合器盤258的中心部分之下。為此，殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240使旋轉(zhuǎn)殼體220旋轉(zhuǎn)從而將選定的這個噴嘴心軸230放置在全轉(zhuǎn)位位置，并且隨后離合器盤258向下移動以壓下和降低這個選定的噴嘴心軸230。
因此，一個離合器盤能根據(jù)需要在不改變離合器盤結(jié)構(gòu)的情況下同時操縱(即降低)兩個噴嘴心軸或者一個選定的噴嘴心軸。另外，由于彈簧234能繞著噴嘴心軸230的外周邊裝配以使得當(dāng)離合器盤258沒有壓下噴嘴心軸230時，噴嘴心軸230通過彈簧偏壓而被提升和返回至初始位置。
現(xiàn)在參考圖7和8，可以理解到，能利用驅(qū)動馬達(dá)和由驅(qū)動馬達(dá)所驅(qū)動的齒輪裝置使旋轉(zhuǎn)殼體220旋轉(zhuǎn)。如圖所示，殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240可包括有殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元242、殼體驅(qū)動齒輪244和殼體從動齒輪248。殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元242(例如具有旋轉(zhuǎn)軸的馬達(dá))安裝在底架210上并且殼體驅(qū)動齒輪244布置在殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元242的一端處。那么，當(dāng)殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元242旋轉(zhuǎn)時，連接至殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元242的殼體驅(qū)動齒輪244也相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)。
殼體從動齒輪248與旋轉(zhuǎn)殼體220相結(jié)合并且響應(yīng)于殼體驅(qū)動齒輪244而旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，殼體從動齒輪248可以繞著旋轉(zhuǎn)殼體220的外周邊表面裝配或者否則與旋轉(zhuǎn)殼體220相結(jié)合。
至少一個過橋齒輪246可布置在殼體驅(qū)動齒輪244和殼體從動齒輪248之間。該至少一個過橋齒輪246可選擇為使頭組件200的大小最小化?；蛘撸撝辽僖粋€過橋齒輪246由皮帶、鏈條或其它適當(dāng)?shù)哪芙Y(jié)合齒輪244、248的傳動裝置來代替。
這里，優(yōu)選地，殼體驅(qū)動齒輪244、過橋齒輪246和殼體從動齒輪248被構(gòu)造為不會導(dǎo)致相嚙合的齒輪之間的齒間隙。一種避免齒輪之間的齒間隙的例子是過橋齒輪246實際上由兩個防止齒間隙的齒輪組成，其中一個與殼體從動齒輪248相嚙合并且另一個與殼體驅(qū)動齒輪244相嚙合。而且，為了保證平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)和防止旋轉(zhuǎn)殼體220在底架210中的粘結(jié)，至少一個軸承212(例如圓錐軸承內(nèi)環(huán))可被設(shè)置并位于旋轉(zhuǎn)殼體220和底架210之間。
在所示殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240的運(yùn)行中，如果殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元242被驅(qū)動，置于殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元242一端處的殼體驅(qū)動齒輪244開始旋轉(zhuǎn)。因此，與殼體驅(qū)動齒輪244相嚙合的該至少一個過橋齒輪246以及與過橋齒輪246相嚙合的殼體從動齒輪248開始旋轉(zhuǎn)。由于殼體從動齒輪248被結(jié)合至旋轉(zhuǎn)殼體220的外周邊，所以旋轉(zhuǎn)殼體220也旋轉(zhuǎn)。
除了殼體220和所有噴嘴心軸230的前述旋轉(zhuǎn)之外，每個噴嘴心軸230繞著其自身的縱向垂直軸線旋轉(zhuǎn)以便將電子元件安裝在準(zhǔn)確的位置。為此，如圖9和10所示，噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)260可以應(yīng)用在頭組件200中。
噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)260可包括有多個響應(yīng)于噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元262的運(yùn)行而旋轉(zhuǎn)的齒輪。也就是說，噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)260主要包括噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元262(例如具有旋轉(zhuǎn)軸等的馬達(dá))、噴嘴驅(qū)動齒輪264、和多個噴嘴從動齒輪268，并且還可包括環(huán)形齒輪266。由于噴嘴驅(qū)動齒輪264布置在通常為驅(qū)動馬達(dá)的噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元262的一端處，所以噴嘴驅(qū)動齒輪264相應(yīng)于噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元262的運(yùn)行而旋轉(zhuǎn)。而且，多個噴嘴從動齒輪268的每一個繞著每個噴嘴心軸230的外周邊表面而裝配。
在一個示例性實施例中，噴嘴驅(qū)動齒輪264可定位在噴嘴從動齒輪268的中心處以便直接與所有的噴嘴從動齒輪268相嚙合。這里，如果噴嘴驅(qū)動齒輪264根據(jù)噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元262的運(yùn)行而旋轉(zhuǎn)，噴嘴從動齒輪268也旋轉(zhuǎn)并且因此噴嘴心軸230也旋轉(zhuǎn)。
在圖9和10所示的實施例中，噴嘴驅(qū)動齒輪264和噴嘴從動齒輪268可以經(jīng)由相對于旋轉(zhuǎn)殼體220旋轉(zhuǎn)的環(huán)形齒輪266結(jié)合在一起。環(huán)形齒輪266具有大致環(huán)形形狀并且可以繞著旋轉(zhuǎn)殼體220的外周邊表面而裝配。形成于環(huán)形齒輪266外周邊表面上的外齒輪部分266a與噴嘴驅(qū)動齒輪264相結(jié)合，并且形成于環(huán)形齒輪266的內(nèi)周邊表面上的內(nèi)齒輪部分266b與每個噴嘴從動齒輪268相結(jié)合。
這里，至少一個過橋齒輪265可用于結(jié)合環(huán)形齒輪266和噴嘴驅(qū)動齒輪264。過橋齒輪265的數(shù)目可被選擇以減小頭組件200的總體尺寸。該至少一個過橋齒輪265將噴嘴驅(qū)動齒輪264的旋轉(zhuǎn)力傳遞至環(huán)形齒輪266?；蛘?，該至少一個過橋齒輪265可以由皮帶、鏈條或其它能連接齒輪264、266的適當(dāng)?shù)膫鲃友b置來代替。
這里，優(yōu)選地噴嘴驅(qū)動齒輪268、環(huán)形齒輪266和過橋齒輪265被構(gòu)造為不會導(dǎo)致相嚙合的齒輪之間的齒間隙。一種避免齒輪之間的齒間隙的例子是過橋齒輪265實際上由兩個防止齒間隙的齒輪組成并且噴嘴從動齒輪268是一個防齒間隙齒輪。
在示例性示出的噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)260的運(yùn)行中，置于噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元252的一端處的噴嘴驅(qū)動齒輪264以及與噴嘴驅(qū)動齒輪264相嚙合的過橋齒輪265依照噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元262的運(yùn)行而旋轉(zhuǎn)。因此，其外齒輪部分266a與過橋齒輪265相嚙合的環(huán)形齒輪266也旋轉(zhuǎn)，并且因此噴嘴從動齒輪268通過與環(huán)形齒輪266的內(nèi)齒輪部分266b相嚙合而旋轉(zhuǎn)。由于噴嘴從動齒輪268可以被固定至噴嘴心軸230的外周邊表面，噴嘴心軸230也旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)這里所討論的各種實施例，可以理解到，多個元件可以同時被拾取從而增大安裝速度。
而且，由于在各種實施例中噴嘴心軸利用離合器軸和離合器盤而被降低，可以理解到，頭組件簡化了噴嘴心軸的降低和升高，從而減少制造成本和頭組件的總體尺寸。
此外，由于噴嘴心軸繞著共同的軸線旋轉(zhuǎn)并且每個心軸繞著其自身的軸線而旋轉(zhuǎn)，頭組件的各種實施例使得能調(diào)節(jié)所拾取元件的旋轉(zhuǎn)和放置位置，從而改進(jìn)了由元件安裝器所制造的PCB產(chǎn)品的質(zhì)量。
另外，對于頭組件的各種實施例，重量和尺寸都減小了，這是因為這里所討論的實施例不是氣動地包括有多個通常連接至頭組件外面用于降低和升高噴嘴心軸的閥、噴嘴板等。而且，對于頭組件的各種實施例，總體尺寸減小了，以使得頭組件能適于作為頭組件模塊和各種元件安裝器一起使用。
雖然已經(jīng)參考其示例性實施例特別地示出和描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解到，在不偏離本發(fā)明由以下權(quán)利要求所限定的主旨和范圍之下，可以作出各種形式上和細(xì)節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1.一種元件安裝器的頭組件，該頭組件包括底架；可旋轉(zhuǎn)地安裝在底架上的旋轉(zhuǎn)殼體，該旋轉(zhuǎn)殼體包括多個貫穿其中的垂直孔；多個置于所述垂直孔內(nèi)的噴嘴心軸，每個心軸包括有具有用于拾取電子元件的噴嘴的下端，該多個噴嘴心軸響應(yīng)于所述旋轉(zhuǎn)殼體的旋轉(zhuǎn)而繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)；用于使旋轉(zhuǎn)殼體旋轉(zhuǎn)的殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；和噴嘴提升機(jī)構(gòu)，其包括有噴嘴驅(qū)動單元和響應(yīng)于噴嘴驅(qū)動單元而移動從而降低多個噴嘴心軸的至少一個的離合器部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的頭組件，其特征在于所述離合器部件被操作以同時降低該多個噴嘴心軸中的多于一個的噴嘴心軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的頭組件，其特征在于離合器部件包括離合器軸，其響應(yīng)于噴嘴驅(qū)動單元而上下移動；和離合器盤，其位于離合器軸的一端處并且具有一個表面區(qū)域，該表面區(qū)域適于當(dāng)旋轉(zhuǎn)殼體被定向在半轉(zhuǎn)位位置時同時接觸兩個相鄰的噴嘴心軸，以及當(dāng)旋轉(zhuǎn)殼體被定向在全轉(zhuǎn)位位置時只接觸一個噴嘴心軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的頭組件，其特征在于，離合器盤的長度被選擇為大于兩個相鄰噴嘴心軸之間的最近距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的頭組件，其特征在于，離合器盤被定位為正好位于由該多個噴嘴心軸繞著該中心軸線旋轉(zhuǎn)所限定的環(huán)形形狀的一部分之上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的頭組件，其特征在于，殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括安裝在底架上的殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元；連接至殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的殼體驅(qū)動齒輪；和與旋轉(zhuǎn)殼體相結(jié)合并且響應(yīng)于殼體驅(qū)動齒輪而旋轉(zhuǎn)的殼體從動齒輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的頭組件，還包括至少一個插在殼體驅(qū)動齒輪和殼體從動齒輪之間的齒輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的頭組件，還包括有繞著貫穿其中的縱向垂直軸線旋轉(zhuǎn)多個噴嘴心軸中的每一個的噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括安裝在底架上的噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元；連接至噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的噴嘴驅(qū)動齒輪；和多個噴嘴從動齒輪，每個噴嘴從動齒輪繞著每個噴嘴心軸的外周邊而裝配以使得噴嘴從動齒輪響應(yīng)于噴嘴驅(qū)動齒輪而旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的頭組件，其特征在于，噴嘴旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還包括有相對于旋轉(zhuǎn)殼體旋轉(zhuǎn)的環(huán)形齒輪，其中環(huán)形齒輪包括有具有與噴嘴驅(qū)動齒輪相嚙合的外齒輪部分的外周邊表面，以及具有與每個噴嘴從動齒輪相嚙合的內(nèi)齒輪部分的內(nèi)周邊表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的頭組件，還包括至少一個插在噴嘴驅(qū)動齒輪和環(huán)形齒輪之間的齒輪。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的頭組件，還包括至少一個軸承以保證旋轉(zhuǎn)殼體相對于底架的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的頭組件，其特征在于，噴嘴驅(qū)動單元結(jié)合至旋轉(zhuǎn)殼體的上部以使得離合器部件插在噴嘴驅(qū)動單元和旋轉(zhuǎn)殼體之間。
13.一種元件安裝器的頭組件，該頭組件包括底架；可旋轉(zhuǎn)地安裝在底架上的旋轉(zhuǎn)殼體，該旋轉(zhuǎn)殼體包括多個貫穿其中的垂直孔；多個置于垂直孔內(nèi)的噴嘴心軸，每個心軸包括有具有用于拾取電子元件的噴嘴的下端，該多個噴嘴心軸響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)殼體的旋轉(zhuǎn)而繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)；安裝在底架上用于旋轉(zhuǎn)每個噴嘴心軸的噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元；連接至噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的噴嘴驅(qū)動齒輪；多個噴嘴從動齒輪，每個噴嘴從動齒輪繞著每個噴嘴心軸的外周邊而裝配；和環(huán)形齒輪，其相對于旋轉(zhuǎn)殼體旋轉(zhuǎn)并且包括有具有與噴嘴驅(qū)動齒輪相嚙合的外齒輪部分的外周邊表面以及具有與每個噴嘴從動齒輪相嚙合的內(nèi)齒輪部分的內(nèi)周邊表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的頭組件，還包括有至少一個插在噴嘴驅(qū)動齒輪和環(huán)形齒輪之間的齒輪。
15.一種元件安裝器的頭組件，該頭組件包括底架；可旋轉(zhuǎn)地安裝在底架上的旋轉(zhuǎn)殼體，該旋轉(zhuǎn)殼體包括多個貫穿其中的垂直孔，所述孔繞著一個中心軸線并在距離其的一個徑向距離上弓形地間隔開；多個置于垂直孔內(nèi)的噴嘴心軸，每個心軸包括有用于拾取電子元件的噴嘴；和殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其包括安裝在底架上的殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元、連接至殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的殼體驅(qū)動齒輪、和安裝在旋轉(zhuǎn)殼體上的殼體從動齒輪，其中該多個噴嘴心軸響應(yīng)于殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的運(yùn)行而繞著該中心軸線旋轉(zhuǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的頭組件，還包括有至少一個插在殼體驅(qū)動齒輪和殼體從動齒輪之間的齒輪。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的頭組件，其中旋轉(zhuǎn)殼體還包括至少一個軸承以保證旋轉(zhuǎn)殼體相對于底架的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。
18.一種元件安裝器的頭組件，該頭組件包括底架；心軸接受裝置，其安裝在底架上并且包括有可旋轉(zhuǎn)殼體，該可旋轉(zhuǎn)殼體具有繞著其中心以規(guī)則的間隔垂直地形成于其中的心軸接受孔；多個噴嘴心軸，其置于心軸接受孔內(nèi)以使得噴嘴心軸繞著所述中心旋轉(zhuǎn)，每個噴嘴心軸包括有具有用于拾取和放置電子元件的噴嘴的一端；用于旋轉(zhuǎn)心軸接受裝置的殼體旋轉(zhuǎn)裝置，該殼體旋轉(zhuǎn)裝置包括第一齒輪裝置和安裝在底架上并與第一齒輪裝置相結(jié)合的殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元；用于繞著貫穿其中的縱向垂直軸線旋轉(zhuǎn)每個噴嘴心軸的噴嘴旋轉(zhuǎn)裝置，該噴嘴旋轉(zhuǎn)裝置包括第二齒輪裝置和安裝在底架上并與第二齒輪裝置相結(jié)合的噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元；用于降低多個噴嘴心軸中的至少一個的噴嘴致動裝置，該噴嘴致動裝置包括有結(jié)合至底架上部的噴嘴驅(qū)動單元和至少部分地布置在一個噴嘴心軸之上的離合器部件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的頭組件，其中離合器部件包括與噴嘴驅(qū)動單元相結(jié)合的離合器軸；和離合器盤，其位于離合器軸的下端處并且具有一個表面區(qū)域，該表面區(qū)域相對于可旋轉(zhuǎn)殼體的定向適于至少同時接觸兩個相鄰的噴嘴心軸以及只接觸一個噴嘴心軸。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的頭組件，其中第一齒輪裝置包括連接至殼體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的殼體驅(qū)動齒輪；和安裝在可旋轉(zhuǎn)殼體上并且與殼體驅(qū)動齒輪相結(jié)合的殼體從動齒輪。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的頭組件，其中第二齒輪裝置包括連接至噴嘴旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的噴嘴驅(qū)動齒輪；和多個噴嘴從動齒輪，每個噴嘴從動齒輪繞著每個噴嘴心軸的外周邊裝配并且與噴嘴驅(qū)動齒輪相結(jié)合。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的頭組件，還包括有插在噴嘴驅(qū)動齒輪和每個噴嘴從動齒輪之間的環(huán)形齒輪，其中環(huán)形齒輪包括有具有與噴嘴驅(qū)動齒輪相嚙合的外齒輪部分的外周邊表面以及具有與每個噴嘴從動齒輪相嚙合的內(nèi)齒輪部分的內(nèi)周邊表面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有多個旋轉(zhuǎn)噴嘴心軸的元件安裝器，其能同時拾取和安裝兩個或更多的電子元件。一種元件安裝器的頭組件包括底架；旋轉(zhuǎn)殼體，其可旋轉(zhuǎn)地安裝在底架上并且具有從旋轉(zhuǎn)殼體的中心在相同的半徑上以規(guī)則的間隔垂直地形成的心軸接受孔；多個具有下端的噴嘴心軸，用于拾取電子元件的噴嘴結(jié)合至該下端，并且噴嘴心軸容納在心軸接受孔中以使得當(dāng)旋轉(zhuǎn)殼體旋轉(zhuǎn)時該多個噴嘴心軸繞著相同的軸線旋轉(zhuǎn)；使旋轉(zhuǎn)殼體旋轉(zhuǎn)的殼體旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；和噴嘴提升機(jī)構(gòu)，其包括有噴嘴驅(qū)動單元和根據(jù)噴嘴提升驅(qū)動單元的運(yùn)行而移動并且同時壓下并降低該多個噴嘴心軸的離合器部件。
文檔編號H05K13/04GK1819760SQ200510072768
公開日2006年8月16日 申請日期2005年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日
發(fā)明者T·H·里基特森 申請人:三星Techwin株式會社