CN1774166B - 吸嘴更换单元的吸嘴收容结构以及表面安装机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吸嘴更换单元的吸嘴收容结构以及表面安装机，特别能够以精确定位状态收容大型吸嘴。在吸嘴(21)的主体部分(21)的下表面上形成定位用凹部(25、26)，并且在吸嘴收容孔(42C)的内底面(支撑部(43))上设置与所述凹部(25、26)对应的定位销(45、46)，从下表面一侧将吸嘴(21)收容到吸嘴收容孔(42C)内，在将定位销(45、46)分别插入所述定位用凹部(25、26)的状态下，将吸嘴(21)收容到吸嘴收容孔(42C)内。将吸嘴(21)的定位用凹部(25、26)中的一侧设置在吸嘴中心位置上，将另一侧设置在沿吸嘴长度方向距吸嘴中心位置一定距离的位置上。

Description

吸嘴更换单元的吸嘴收容结构以及表面安装机

技术领域

本发明涉及一种将元件吸附用的吸嘴可拆装地设置于安装用头部上并可根据需要与配置在安装用头部的可动范围内的吸嘴更换单元内的吸嘴进行更换的表面安装机，尤其涉及一种将用于安装大型元件及连接器的吸嘴收容到吸嘴更换单元中时使用的吸嘴收容结构。

背景技术

众所周知，多年来使用的表面安装机具有可在元件供给部与定位于规定作业位置的印制电路板之间移动的安装用头部，利用安装在该安装用头部下端的元件吸附用吸嘴从元件供给部中吸附元件并安装到印制电路板上。

此外，在此种表面安装机中，将上述吸嘴设置为可相对于安装用头部进行拆装，并且将收容有更换用吸嘴的吸嘴工位(吸嘴更换单元)配置于安装用头部的可动范围内，可根据元件的种类将安装用头部的吸嘴更换为吸嘴工位内的吸嘴(例如专利文献1：日本专利公开公报第2002-246800号)。

作为上述吸嘴工位，大多设定为：设置吸嘴收容孔，将吸嘴收容在该吸嘴收容孔中且可自由出入，并且可在将吸嘴收容于该收容孔中的状态下进行安装用头部的拆装。将吸嘴收容孔设定为恰好可以嵌入吸嘴，也就是说为了在以吸嘴外形(轮廓)为基准进行定位的状态下收容吸嘴而形成孔的轮廓，由此，当将吸嘴安装到安装用头部上时，即可将安装用头部相对于吸嘴准确定位。

作为上述吸嘴一般是圆筒形的，但在吸附大型元件及特殊形状的元件等情况下，大多采用的大型吸嘴具有用于吸附元件外缘部分的多个吸附孔，具有扁平且宽幅的前端形状。

此种大型吸嘴也可收容在上述吸嘴工位内并可进行更换，但由于此种吸嘴的外缘尺寸越大，吸嘴与吸嘴收容孔二者的尺寸公差也越大。因此，在采用将吸嘴嵌入吸嘴收容孔中，以其外形(轮廓)基准定位吸嘴的现有收容结构时，很难对吸嘴进行精确定位。因此，希望能解决这一问题。

虽然在吸嘴工位内设有多个吸嘴收容孔，并可将更换用的吸嘴插入这些吸嘴收容孔或从中拔出，但吸嘴收容孔的大小(直径)及深度通常都是预先规定的。因此，对于特殊订制的吸嘴及新开发出的吸嘴，大多无法收容该吸嘴。此外，对于原先无法收容的吸嘴，通常情况下之后也无法收容，在有特殊要求的情况下不得不改造吸嘴工位或更换整个工位，由于可收容的吸嘴的种类方面的自由度低，因此有必要对此加以考虑。

发明内容

本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于：特别能以更高的定位精度将大型吸嘴收容于吸嘴更换单元内，以此提高吸嘴相对于安装用头部的吸嘴的拆装可靠性；此外，通过提高可收容的吸嘴种类的自由度，以便灵活应对更多的元件种类。

为了解决上述问题，本发明的用于元件吸附的吸嘴可拆装地设置在能够移动的安装用头部上，收容有更换用吸嘴的吸嘴更换单元设置在所述安装用头部的可动范围内，所述安装用头部的吸嘴根据需要与所述吸嘴更换单元所收容的吸嘴进行更换，其中所述吸嘴更换单元设置有吸嘴收容部，所述吸嘴收容部从吸嘴的元件吸附面一侧收容吸嘴，并且所述吸嘴具有主体部分、设置在主体部分的上表面上并且与所述安装用头部相对应的连接部、在所述主体部分的内部形成的负压供给通路以及与所述负压供给通路连通的吸附部，所述吸嘴的所述主体部分的下表面中除所述吸附部以外的部位和吸嘴收容部的其中一侧设置有定位用凸部，另一侧形成有可与该凸部嵌合的凹部，所述吸嘴从其元件吸附面一侧收容至吸嘴收容部中，使所述凹部与凸部彼此嵌合，以此对所述吸嘴进行定位。(技术方案1)。

利用该结构可通过使设在吸嘴的元件吸附面侧以及吸嘴收容部侧的凹部和凸部彼此嵌合而对吸嘴进行定位。因此，不论吸嘴的外形(轮廓)如何，均可进行精确定位。

在该结构中，较为理想的是所述吸嘴的与上述元件吸附面相反的一侧，设置有对应于所述安装用头部的连接部，所述凹部或凸部设置在与该连接部对应的位置上(技术方案2)。

由于采用该结构可以对连接部进行精确定位，因而可以在安装吸嘴时使该安装用头部相对于该吸嘴进行精确定位。

此外，在上述结构中，较为理想的是上述吸嘴以及吸嘴收容部设置有多组彼此嵌合的上述凹部及凸部(技术方案3)。

若采用该结构，可以更为准确可靠地对吸嘴进行定位。例如当凹凸部的剖面形状为圆形时，若凹凸部为一个，则吸嘴有可能在该嵌合部位周围产生转动偏差，但可通过设置多个凹凸部来防止此种转动偏差。

此外，在上述结构中，较为理想的是所述吸嘴的元件吸附面一侧设置有上述凹部，并且该凹部还兼作供给用于吸附元件的负压的开口部(技术方案4)。

若采用上述结构，可实现将负压供给用的开口部用作上述凹部的合理结构。

在上述结构中，较为理想的是上述吸嘴收容部拆装可能地胆壮有具有吸嘴支撑部的适配器，该适配器设置有上述凸部或凹部，上述吸嘴在定位状态通过该适配器予以支撑(技术方案5)。

若采用该结构，对于吸嘴收容部而言，通过在吸嘴收容部上安装具有与待收容的吸嘴对应的支撑部的适配器，可以在共用的吸嘴收容部中收容从具有标准形状的吸嘴到具有特殊形状的吸嘴等大范围规格、形状的吸嘴，因此，即使在使用后开发出的新吸嘴的情况下，也可以通过更换为具有与该吸嘴对应的支撑部的适配器，而在精确定位的状态下收容该吸嘴。

在该结构中，较为理想的是上述吸嘴收容部可在上述适配器被拆下的状态直接收容除与该适配器对应的吸嘴以外的其它吸嘴(技术方案6)。

如果在上述拆下适配器的状态下仍可收容吸嘴，则可进一步增加能够利用共用的吸嘴收容部进行收容的吸嘴种类。

此外，在上述结构中，较为理想的是设置有有底的收容孔作为上述吸嘴收容部，该收容孔的内底部设置有螺纹孔，上述适配器的下表面设置有螺栓，该螺栓螺合插入上述螺纹孔，使上述适配器拆装可能地安装在收容孔内(技术方案7)。

若采用该结构，由于只要将适配器从其螺栓侧插入收容孔中进行转动，即可简单、迅速地将适配器安装到收容孔内(吸嘴收容部)，只要将适配器朝反方向转动，即可同样简单、迅速地将其拆下，因而提高了拆装适配器时的作业性。

当在吸嘴更换单元中设置多个吸嘴收容部时，虽然可以使所有的吸嘴收容部均能安装适配器且可进行拆装，但为了形成合理的结构，作为上述吸嘴收容部，较为理想的是设置有以直接支撑吸嘴的状态收容吸嘴的第1吸嘴收容部和安装上述适配器后而在由该适配器支撑吸嘴的状态下收容吸嘴的第2吸嘴收容部(技术方案8)。

若采用该结构，例如在大多只使用具有标准形状的一般吸嘴(标准吸嘴)的情况下，可以将标准吸嘴收容到第1吸嘴收容部中，并且预先将与该标准吸嘴对应的适配器安装到第2吸嘴收容部中，从而可以使用全部吸嘴收容部收容标准吸嘴。而且，当必须收容后开发出的除标准吸嘴以外的特殊吸嘴时，若将第2吸嘴收容部的适配器更换为与特殊吸嘴对应的适配器，则可将该特殊吸嘴收容到第2吸嘴收容器中。因此可合理地使用全部吸嘴收容部。

另外，本发明涉及的表面安装机，包括移动可能的安装用头部；拆装可能地设置在上述安装用头部上的用于元件吸附的吸嘴；设置在所述安装用头部的可动范围内的收容有更换用的吸嘴的吸嘴更换单元；所述安装用头部的吸嘴根据需要与所述吸嘴更换单元所收容的吸嘴进行更换，所述吸嘴更换单元的吸嘴收容结构具有上述技术方案1至8中任意一种吸嘴收容结构(技术方案9)。

若采用该结构，由于适用上述吸嘴收容结构，所以在吸嘴更换单元中，不论吸嘴的外形(轮廓)大小如何，均可对吸嘴收容部的吸嘴进行精确定位。尤其是适用上述技术方案5～8中任意一种吸嘴收容结构时，可将从标准形状的吸嘴到特殊形状的吸嘴等大范围的规格、形状的吸嘴收容于吸嘴更换单元中，而且还可收容后开发出的吸嘴。因此在安装元件时可灵活应对更多的元件种类。

而在上述表面安装机中，较为理想的是所述吸嘴可以相对于所述安装用头部进行插拔，所述吸嘴更换单元设置有卡合部件，该卡合部件可以在操作位置和退避位置之间移动，而且在设定在操作位置的状态下与该吸嘴更换单元所收容的吸嘴卡合，当安装在所述安装用头部上的吸嘴收容于所述吸嘴更换单元的吸嘴收容部中，而且所述卡合部件设定在操作位置上时，使所述安装用头部移动，由此所述吸嘴和所述卡合部件卡合，从而使吸嘴从所述安装用头部脱离，所述吸嘴的对应于所述卡合部件的被卡合部，设置在该吸嘴的对应于所述安装用头部的连接部的附近(技术方案10)。

更具体地说，较为理想的是上述吸嘴，其前端呈扁平细长状，其长度方向的中心部位设置有上述连接部，所述吸嘴的对应于上述连接部的部位设置有与上述长度方向相正交且向两侧突出的一对舌片，作为与上述卡合部件对应的被卡合部，上述卡合部件在上述操作位置上分别与上述舌片卡合(技术方案11)。

若采用这些结构，由于将吸嘴从安装用头部上拆下时，载荷基本作用于连接部，因而可顺利准确地将吸嘴从安装用头部上拆下。也就是说，当将吸嘴从安装用头部上拆下时，载荷作用于远离连接部的位置上，则以连接部为支点的力矩起作用，有可能妨碍吸嘴的顺利拆卸。与之相反，若采用上述结构，由于吸嘴的拆卸载荷基本作用于连接部上，因而不会产生上述力矩，可顺利地拆下吸嘴。

发明效果

若采用本发明的技术方案1～11涉及的吸嘴更换单元的吸嘴收容结构以及表面安装机，即使在吸嘴更换单元中收容扁平且具有宽幅的前端部分的大型吸嘴的情况下，也可在该单元内对吸嘴进行精确定位。因此可以更加可靠地防止将吸嘴从该单元中取出时安装用头部与吸嘴间产生嵌合误差之类的问题，进一步提高吸嘴对于安装用头部的拆装可靠性。

尤其是若采用具有技术方案5～8涉及的吸嘴更换单元的吸嘴收容结构以及适用该结构的吸嘴更换单元的表面安装机，由于通过更换或拆下安装在吸嘴收容部上的适配器，可以将规格、形状不同的多种吸嘴收容在共用的吸嘴收容部中，因而可有效提高可收容的吸嘴的种类的自由度。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式涉及的表面安装机(适用本发明涉及的吸嘴更换单元的吸嘴收容结构的表面安装机)的俯视图。

图2是表吸嘴相对于安装用头部(第1头部)的拆装结构的简要侧视图。

图3是大型特殊元件用的例示图〔(a)为元件俯视图，(b)为主视图，(c)为侧视图〕。

图4是表示安装在第1头部上的大型特殊元件用的吸嘴的图〔(a)为吸嘴的侧视图，(b)为仰视图，(c)为侧视图〕。

图5是表示利用吸嘴吸附大型特殊元件时的主视图。

图6是吸嘴工位的简要俯视图〔(a)表示挡板处于开放状态，(b)表示挡板处于关闭状态〕。

图7是表示吸嘴工位的沿图6(a)的A-A线的剖视图。

图8是表示吸嘴工位和其中收容的吸嘴的剖视图。

图9是表示吸嘴工位和其中收容的吸嘴的沿图6(b)的B-B线的剖视图。

图10是表示本发明的第2实施方式涉及的表面安装机的简要俯视图。

图11是吸嘴工位的简要俯视图〔(a)表示挡板处于开放位置，(b)表示挡板处于关闭位置〕。

图12是用于说明吸嘴更换动作的吸嘴工位的关键部位剖视图〔(a)表示将安装在安装用头部上的吸嘴插入吸嘴收容孔中的状态，(b)表示将吸嘴从安装用头部上拆下并收容于收容孔中的状态〕。

图13是表示吸嘴工位构成的沿图11(a)的C-C线的剖视图，〔(a)表示适配器被固定且收容有吸嘴的状态，(b)表示拆下适配器及吸嘴的状态〕。

图14是表示收容在吸嘴收容孔中的吸嘴以及适配器的另一例的吸嘴工位的关键部位剖视图〔(a)是收容吸嘴前的状态，(b)是收容吸嘴后的状态〕。

图15表示适配器的另一种结构的图(与图13(b)对应的图)。

图16表示适配器的另一种结构的图(与图14(b)对应的图)。

图17是表示收容在吸嘴收容孔中的吸嘴以及适配器的另一例的吸嘴工位的关键部位剖视图〔(a)表示适配器被固定并收容有吸嘴的状态，(b)表示拆下适配器后的状态〕。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的第1实施方式。

图1以俯视图简要表示本发明涉及的表面安装机(适用本发明涉及的吸嘴更换单元的吸嘴收容结构的表面安装机)。

在这些图中，基板传送用的传送带2配置在表面安装机(下面简称为安装机)的基座1上，在该传送带2上传送印制电路板P(下面简称为基板P)，停止在规定的安装作业位置上，并由上推销等基板保持装置等保持。而在以下说明中，将传送带2的方向作为X轴方向，将水平面上与X轴方向垂直相交的方向作为Y轴方向，将与X轴及Y轴垂直相交的方向作为Z轴方向来加以说明。

在传送带2的Y轴方向两侧设有用于向基板P供给安装的电子元件的元件供给部3、4，在各元件供给部3、4中沿X轴方向并排配置适于供给较小型的芯片元件的许多带式供料器3a、4a。此外，相对于传送带2，在前侧(图1中为下侧)的元件供给部4上还配置载有元件的料盘4b。

各带式供料器3a、4a内安装卷轴并可进行拆装，该卷轴用于卷绕每隔规定间隔收容保持有IC、晶体管、电容等小片形的芯片元件的纸带，一边间歇性地从该卷轴朝送料器前端的元件取出部拉出上述纸带，一边利用后述的头部单元5拾取收容在纸带中的元件。另外，载料盘4b中以整齐排列的状态放置后述大型特殊元件。

在上述基座1的上方还设有安装元件用的头部单元5。该头部单元5可在一定范围内分别沿X轴方向及Y轴方向移动，以便从元件供给部3、4中吸附元件并安装到基板P上。也就是说，在上述基座1上配置可在Y轴方向的固定轨道7上移动的头部单元5的支撑件11，在该支撑件11上支撑着可沿X轴方向的导向件14移动的头部单元5。并在由Y轴伺服电动机9驱动的滚珠丝杠8上螺合安装支撑件11，以使支撑件11可在Y轴方向上移动。另外，在由伺服电动机15驱动的滚珠丝杠13上头部部单元5，以使头部5可在X轴方向上移动。

在上述头部单元5上装载有多个用于吸附元件并安装到基板P上的多个安装用头部20，在本实施方式中，以沿X轴方向排成一列的状态配置5个安装用头部20。在这些安装用头部20中位于其排列方向一端的安装用头部20(图1中为左端的安装用头部20)设定为专门用于安装大型元件的安装用头部，与其余安装用头部20分开一定距离进行配置。在以下的说明中，在有必要特别区分二者的情况下，将用于安装大型元件的上述安装用头部20称为第1头部20A，而将其余的安装用头部20称为第2安装用头部20B。

这些安装用头部20与以Z轴伺服电动机(图示省略)为驱动源的升降机构连接，还分别与以R轴伺服电动机(图示省略)为驱动源的转动驱动机构相连，利用上述各个机构，对于头部单元5向上下方向(Z轴方向)以及转动方向(R轴方向)进行驱动。

在各安装用头部20的前端设有用于吸附元件的吸嘴，当从上述带式供料器4a中取出元件时，由图示以外的负压供给装置向吸嘴前端供给负压，利用该负压来吸附元件。

而第1头部20A的吸嘴21(图4所示)可相对于该安装用头部20A进行拆装，并可根据需要更换为规格不同的其它吸嘴21。也就是说，如图2(a)所示，在第1头部20A的前端部(下端部)安装用于外嵌安装吸嘴21的轴部20a和保持吸嘴用的一对板簧20b，另外，在吸嘴21的上部(与元件吸附面相反的一侧)突出设置相对于第1头部20A的筒状的连接部23。并且如图2(b)所示，相对于第1头部20A的上述轴部20a，外嵌安装吸嘴21的上述连接部吸嘴21，并通过将上述板簧20b弹性卡合到该连接部23上而将吸嘴21保持在第1头部20A的前端部上。因此，如果沿吸嘴拔出方向对第1头部20A上所安装的吸嘴21施加比上述板簧20b的弹力大的外力，则可以使吸嘴21与第1头部20A分离。另外，关于吸嘴21的具体结构，将在后文中详述。

下面回到图1，在上述基座1上设置用于图像识别各安装用头部20的元件吸附状态的元件识别摄像机17。在元件供给部3、4上分别设有元件识别摄像机17，以并列排列在带式供料器3a、4a前端的元件取出部并列排列的状态朝上固定。由此，在从带式供料器3a、4a取出元件之后，仅使头部单元5在X轴方向上笔直地移动即可从其下侧连续拍摄各安装用头部20吸附的元件。

在上述基座1，还在前侧的元件供给部4的侧方设置吸嘴工位19(相当于本发明涉及的吸嘴更换单元)。该吸嘴工位19用于收容相对于第1头部20A的更换用吸嘴21。

在此，在说明吸嘴工位19的构成之前，先参照附图举例说明第1头部20A上所安装的吸嘴21和由该吸嘴21所吸附的大型特殊元件(由料盘4b供给的元件)。

图3分别以俯视图、主视图和侧视图表示大型特殊元件(下文称为特殊元件)。如图中所示，特殊元件30具有细长的封装件31，在该封装件31的上表面上，配置从其宽度方向(图3中为上下方向)的中央部位分别朝两侧延伸并排列在封装件31的长度方向上的多个导线34，还在其下表面上配置向正下方突出并在上述长度方向上排列的多个销35。此外，在上述封装件31的长度方向上的两端还分别配置了一对平坦的脚部32。也就是说，在将上述销35插入基板P的孔中，并分别使上述导线34以及脚部32与基板P上的凸台接触的状态下安装到基板P上。

图4分别以俯视图、主视图和侧视图表示用于吸附上述特殊元件30的吸嘴21。如该图所示，吸嘴21具有从俯视看大体呈长方形的扁平的主体部分22，该主体部分22具有与上述特殊元件30对应的宽度及长度。

在该主体部分22的上表面的吸嘴21的中心位置上，突出设置相对于第1头部20A的连接部23。

另外，在主体部分22的下表面即元件吸附面上突出设置用于吸附上述特殊元件30的吸附部24。在主体部分22的长度方向两端沿宽度方向分别排列设置两个吸附部24，并与特殊元件30的上述脚部32对应配置。在各吸附件24的前端(下端)，在上述主体部分22以及连接部23的内部形成的负压供给通路22a(参照图8)开口。也就是说，当在上述第1头部20A上安装吸嘴21时，在第1头部20A内部形成的图示以外的负压供给通路与吸嘴21内的上述负压供给通路22a连通，由此可以通过两个通路向上述吸附件24供给吸附元件用的负压。并且如图5所示，使上述主体部分22与特殊元件30的上述封装件31重合，利用上述各吸附件24吸附特殊元件30的各脚部34，从而吸附并保持该特殊元件30。

回到图4，在上述主体部分22的元件吸附面侧即与上述连接部23正相反的一侧(即吸嘴21的中心位置)和沿长度方向距该位置一定距离的位置(图4(a)中为朝右侧偏离的位置)上分别设有用于定位的剖面为圆形的定位用凹部25、26。这些凹部25、26，用于在将吸嘴21收容到吸嘴工位19中时对该吸嘴21进行定位。此外，在主体部分22的侧面且与吸嘴中心位置对应的部位设有从主体部分22向宽度方向外侧突出的一对舌片27。这些舌片27，当使吸嘴21与上述第1头部20A分离时，使主体部分22与吸嘴工位19的后述挡板50卡合。

在本实施方式的安装机中，作为上述吸嘴21，在吸嘴工位19上收容有三种规格，即主体部分22的长度方向上的规格不同的三种吸嘴21，可将这三种吸嘴21中的一种安装到第1头部20A上。

图6(a)以及图7是分别简要表示吸嘴工位19的俯视图和纵剖视图。如这些图中所示，吸嘴工位19具有块状的吸嘴保持部40和沿其上表面滑动的挡板50。

在吸嘴保持部40上设有用于收容与上述第1头部20A对应的更换用吸嘴21的吸嘴收容孔。吸嘴收容孔朝上开口，且在从俯视看呈长方形，在图示的例子中，以并列排列状态设置用于收容上述三种吸嘴21的长度方向的规格不同的三个吸嘴收容孔42A～42C。而且，将更换用的吸嘴21从元件吸附面侧插入这些吸嘴收容孔42A～42C中，并使连接部23以朝上突出的状态进行收容。

如图7所示，在各吸嘴收容孔42A～42C的内底部上设有朝上突出的支撑件43，并且在该支撑件43上向上突出地设置与吸嘴21的各定位用凹部25、26对应的定位销45、46。也就是说，如图8所示，当将吸嘴21收容于吸嘴收容孔42A～42C中时，则将定位销45、46分别插入吸嘴21的各定位用凹部25、26中，由此使吸嘴21在X轴方向、Y轴方向以及R轴周围定位，如该图所示，主体部分22的长度方向中央部位支撑在支撑件43上，而且各吸附件24以朝支撑件43两侧下垂的状态收容在吸嘴收容孔42A～42C内。

而上述凹部25、26以及定位销45、46的嵌合公差设定在吸嘴21可不受阻碍地出入各吸嘴收容孔42A～42C的范围内。

在挡板50上形成与各吸嘴收容孔42A～42C对应的长方形的通孔51。该挡板50可沿着吸嘴保持部40两端形成的导向部40a朝Y轴方向滑动，由气缸55进行驱动。具体而言，在挡板50的下表面上，Y轴方向的两端分别安装了连接板56，这些连接板56通过吸嘴保持件40上形成的切口41朝下方突出。而且，通过将固定在吸嘴保持件40下表面上的双作用气缸55的连杆55a、55b分别连接在这些连接板56上，使挡板50根据对于上述气缸55的气体的供排切换，在Y轴方向上滑动。

在挡板50上，在各通孔51的长度方向中央部位设有从该孔51的周边部朝内侧伸出的一对卡合片52。

这些卡合片52随着挡板50的滑动，可在如图6(a)所示朝收容于吸嘴收容孔42A～42C中的吸嘴21的上述舌片27一侧退避的位置和如图6(b)所示与吸嘴21的上述舌片27的上方重合的位置之间变位。也就是说，将卡合片52从吸嘴21的上述舌片27朝侧方退避的状态设定为挡板50的开放状态，在该状态下，各吸嘴收容孔42A～42C中的吸嘴21的整个收容部分完全开放，从而可使吸嘴21出入。而且，将卡合片52与吸嘴21的上述舌片27重合的状态设定为挡板50的关闭状态，在该状态下，所收容的吸嘴21的舌片和卡合片52在上下方向上卡合，由此如后文所述，可以对第1头部20A的吸嘴21进行更换。在本实施方式中，上述挡板50(卡合片52)相当于本发明中的卡合部件，图6(a)所示的位置相当于卡合部件的退避位置，图6(b)所示的位置相当于卡合部件的操作位置。

若采用上述安装机，在通常情况下，头部单元5一边在元件供给部3、4和设定在规定的安装作业位置上的基板P之间移动，一边利用各安装用头部20的吸嘴从元件供给部3、4中拾取元件后传送到基板P上，从而在该基板P上的规定位置上安装元件。这时，对于由料盘4b供给的上述特殊元件30，可通过第1头部20A拾取，对于由带式供料器3a、4a供给的IC等芯片元件，可利用第2安装用头部20B进行拾取。

而且，在作为特殊元件30而安装规格不同的元件时，可通过将安装在第1头部20A上的吸嘴21更换为收容在吸嘴工位19中的其它吸嘴21来进行元件安装。

在这种情况下，可如下所述更换吸嘴。首先，将头部单元5配置到吸嘴工位19的上方，将正在安装的吸嘴21配置于吸嘴收容孔42A～42C中相应的吸嘴收容孔的上方。并且，在将吸嘴工位19的上述挡板50设定为开放状态之后，随着第1头部20A的下降而将吸嘴21插入到吸嘴收容孔42A～42C中。如上所述，当将吸嘴21插入到吸嘴收容孔42A～42C中时，则如上所述，将定位销45、46分别插入吸嘴21的各个定位用凹部25、26中并且由支撑部43从下侧支撑吸嘴21的主体部分22。由此，在沿X轴方向、Y轴方向、R轴方向对吸嘴21进行定位的状态下将吸嘴21收容到吸嘴收容孔42A～42C中。

在挡板50切换为关闭状态之后，第1头部20A上升。如上所述，当第1头部20A上升时，则如图6(b)及图9所示，挡板50变为关闭状态，挡板50的卡合片52处于与吸嘴21的舌片27的上方重合的状态，因此，舌片27和卡合片52在上下方向上卡合，从而阻止取出吸嘴21。其结果是，只有吸嘴21脱离第1头部20A而被收容到吸嘴收容孔42A～42C内。

当拆下吸嘴21时，接着按照与上述相反的动作将其它吸嘴21安装到第1头部20A上。也就是说，在吸嘴收容孔42A～42C中，将第1头部20A设定在收容有下一个待安装的吸嘴21的收容孔的上方，之后，该头部20A下降。由此将吸嘴21安装到第1头部20A的前端。详细地说，当第1头部20A下降时，第1头部20A的轴部20a随之插入到吸嘴21的上述连接部23中，并且板簧20b被吸嘴21的连接部23挤压扩展，当上述轴部20a完全插入吸嘴21中时，则连接部23被板簧20b弹性挟持，由此将吸嘴21保持在第1头部20A的前端。这时，如上所述，由于吸嘴收容孔42A～42C内的吸嘴21是以定位在X轴方向、Y轴方向以及R轴周围的状态被收容的，因此可以将轴部20a良好地插入到吸嘴21的上述连接部23。

并且，在上述挡板50切换为开放状态之后，通过使第1头部20A上升，与该头部20A一体地从吸嘴收容孔42A～42C中拔出吸嘴21，从而完成吸嘴21的更换。

若采用上述安装机，可以利用安装在第1头部20A上的吸嘴21良好地拾取由料盘46供给的大型特殊元件30并安装到基板P上，并且将吸嘴21设置成可以相对于第1头部20A进行拆装，根据需要更换为收容在吸嘴工位19中的规格不同的其它吸嘴21，因此，可以良好地安装规格不同的大型特殊元件30。

关于吸嘴工位19，由于可以通过上述定位结构将吸嘴21定位在X轴、Y轴以及R轴周围，因而可在精确定位的状态下收容用于吸附大型特殊元件30的上述大型吸嘴21。因此，具有可以适当、可靠地更换吸嘴并对大型特殊元件30进行安装处理的优点。

也就是说，关于吸嘴工位19，也可以与现有的此种吸嘴工位相同地，设置轮廓与吸嘴21的上述主体部分22的轮廓相同的吸嘴收容孔，通过将吸嘴21插入上述吸嘴收容孔，来以其轮廓(外形)为基准对吸嘴21进行定位。然而，在该结构中，如果吸嘴大型化，则很容易在吸嘴21以及吸嘴收容孔二者上产生相应的尺寸误差(尺寸公差变大)，很难如上所述在精确定位状态下收容用于吸附大型特殊元件30的大型吸嘴21。与之相反，如上述实施方式所示，若采用在吸嘴21上设置定位用凹部25、26，并将定位销45、46插入上述定位用凹部而对吸嘴21进行定位的结构，则不论吸嘴21的外形(轮廓)如何，均能以一定的精度对吸嘴21进行定位，而且，与轮廓基准相比，由定位用凹部25、26和定位销45、46的嵌合所产生的尺寸误差极小。因此，关于吸附大型特殊元件30的上述大型吸嘴21，也可在精确定位的状态下预先收容在吸嘴工位19上，当安装与第1头部20A对应的吸嘴21时，可使第1头部20A的轴部20a和吸嘴21的连接部23准确地相对。因而，可以更为可靠地防止产生吸嘴21的安装错误之类的麻烦，结果可以更为准确可靠地进行吸嘴的更换。

在上述吸嘴工位19上，当使正在安装的吸嘴21与第1头部20A分离时，在将吸嘴21插入吸嘴收容孔42A～42C中的状态下使第1头部20A上升，由此使吸嘴21与挡板50卡合，但是关于该卡合，由于在本实施方式中如上所述预先设置从主体部分22朝连接部23的侧方突出的一对舌片27，使挡板50(卡合片52)与该部分卡合，所以可使吸嘴21顺利、可靠地分离。也就是说，例如可以通过挡板50的滑动变位而堵塞吸嘴收容孔42A～42C的长度方向一端的部分，由此使挡板50仅与吸嘴21(主体部分22)长度方向上的一端卡合。但是，由于在此情况下，与挡板50的吸嘴21对应的卡合位置和第1头部20A的连接部分即连接部23分离，所以当为了使吸嘴21分离而使第1头部20A上升时，拔出载荷作用于远离连接部23的位置上，结果以第1头部20A与吸嘴21的连接部分为支点的力矩起作用，从而有可能妨碍吸嘴21的顺利分离。与之相反，如上述实施方式所述，若使挡板50与设在与第1头部20A的连接部23两侧的一对舌片27卡合，则由于向下的拔出载荷适当地作用于连接部23，因而可使吸嘴21顺利、迅速地与第1头部20A分离。

因此，若采用上述表面安装机，可以达到以下效果：可提高吸嘴21相对于第1头部20A的拆装可靠性，并可以适当、稳定地进行上述大型特殊元件30的安装处理。

在上述实施方式中，在吸嘴21上设置两个定位用凹部25、26，并且在吸嘴收容孔42A～42C侧设置与之对应的一对定位销45、46，但这些都是为了将吸嘴21定位在R轴周围，在可能的情况下，也可采用只设一组定位用凹部25和与之对应的定位销45的结构。也就是说，在本实施方式中，由于使用剖面为圆形的定位销，所以是通过设定两处嵌合部位而实现吸嘴21在R轴周围的定位的。因此，在将定位销的剖面形状设定为矩形或十字形等情况下，由于采用一处嵌合部位即可使吸嘴21在X轴、Y轴以及R轴周围定位，所以在此情况下，可以只设置一组吸嘴21的定位用凹部以及吸嘴收容孔42A～42C侧的定位销。

在本实施方式中，虽然在吸嘴21的主体部分22上与连接部23对应的位置(与连接部23正相反的位置)设置定位用凹部25，但是，当因吸嘴21的具体形状而难以在该位置上设置定位用凹部25时，显然也可在除此之外的其他位置上设置定位用凹部25。但是，为了在安装吸嘴时使第1头部20A与连接部23适当相向，较为理想的是将定位用凹部25设置在与连接部23正相反的位置上，从而以连接部23为基准进行定位。

由于吸嘴21的具体结构的原因，在可能的情况下，较为理想的是将用于供给吸附元件的负压的上述吸附部24的开口作为定位用凹部使用。若采用此结构，由于将负压供给用的开口部作为上述凹部使用，因而可实现合理的结构。在此情况下，例如在连接部23正相反一侧设置负压供给用的开口部的吸嘴21的情况下，若将该开口部作为上述凹部使用，则能够以连接部23为基准对吸嘴21进行定位，因而是理想的。

在上述实施方式中，虽然在吸嘴21侧设置定位用凹部，在吸嘴收容孔42A～42C侧设置定位销(凸部)，但是在不影响元件吸附的情况下，也可采用相反的结构。即，也可以采用下述结构：在吸嘴21的元件吸附面侧设置定位用的凸部，而在吸嘴收容孔42A～42C侧设置可与该凸部嵌合的凹部。

下面，参照图10～图14，说明本发明的第2实施方式。

图10以俯视图简略表示第2实施方式涉及的表面安装机。由于第2实施方式涉及的表面安装机的基本结构与第1实施方式相同，因而对相同部分标注相同标号并省略或简化说明，下面详细说明与第1实施方式的不同点。

如该图所示，在第2实施方式涉及的表面安装机中，并未在前侧的元件供给部4上设置料盘46，所有的元件均通过带式供料器4a供给。

在头部单元5上，在X轴方向上基本等间距地并排装载有结构相同的六个安装用头部20。这些安装用头部20具有与第1实施方式的第1头部20A相同的结构，并可以拆装吸嘴。

也就是说，如图12(b)所示，在安装用头部20的前端部上设有轴部20a和一对板簧20b，当将吸嘴61以外嵌方式安装到上述轴部20a上时，则上述板簧20b与设在其上端的连接部63弹性地卡合，由此将吸嘴61保持在安装用头部20的前端部上，此外，当沿吸嘴拔出方向对吸嘴61施加比板簧20b的弹力大的外力时，可使吸嘴61与安装用头部20分离。由此可以对所有的安装用头部20更换吸嘴61。

图11表示第2实施方式涉及的吸嘴工位19。该吸嘴工位19同样具有吸嘴保持部40、以及通过气缸55的工作而滑动的挡板50。

在吸嘴保持部40上分别在多个位置上设有直径不同的剖面为圆形的4种吸嘴收容孔71～74，分别从前端侧将更换用的吸嘴61插入上述吸嘴收容孔71～74，并在使连接部63朝上突出的状态进行收容(参照图12(b)、图13(a))。在图11中，为了便于说明仅表示未收容吸嘴61时的吸嘴工位19。

在挡板50上形成有与各吸嘴收容孔71～74对应的葫芦形的通孔51，根据对于气缸55的气体供排切换，使挡板50可在如图11(a)所示各通孔51与对应的吸嘴收容孔71～74一致并开放该吸嘴收容孔71～74的位置(开放位置)，和如图11(b)所示通过从开放位置朝Y轴方向偏移一定量而由挡板50堵塞各收容孔71～74的一部分的位置(关闭位置)之间变位。

也就是说，通过将挡板50设定在开放位置上并使各吸嘴收容孔71等完全开放，而使吸嘴61可在各吸嘴收容孔71等中出入，并且，在将挡板50设定在关闭位置的状态下，使通孔51的周边部覆盖在所收容的吸嘴61的凸缘部62或吸嘴主体部分的上侧，挡板50和吸嘴61在上下方向上卡合(参照图12(b))，由此可以在上述安装用头部20上进行吸嘴61的更换。

在设在吸嘴工位19(吸嘴保持部40)上的上述4种吸嘴收容孔71～74中，除直径最大的吸嘴收容孔74之外的吸嘴收容孔71～73设定为收容预定的吸嘴61的专用吸嘴收容孔，其孔径与深度等均设定成能够以其内壁直接支撑特定的吸嘴61(参照图12(b)以及图13(a))。相反，为了能根据用户的具体情况改变所收容的吸嘴61的种类，如图11(a)以及图13(a)所示，与其它吸嘴收容孔71等相比，直径最大的吸嘴收容孔74的直径与深度均设定得较大，并在其内底部上固定了适配器80，以便由该适配器80支撑吸嘴61。

由于适配器80为了能与其它吸嘴收容孔301～303中收容的吸嘴61同样地支撑该吸嘴收容孔74中收容的吸嘴61，弥补了吸嘴收容孔74与所收容的吸嘴61之间的间隙，因而可根据所收容的吸嘴61，更换为与其形状相适应的部件。

在本实施方式中，如图13(a)、(b)所示，可以收容用于吸附QFP(四边引出扁平封装件)等大型封装件的吸嘴61，具体而言，可以收容主体部分里扁平圆柱形、具有广口吸附面的吸嘴61，如该图所示，将具有圆盘形的支撑部80a的适配器80固定在吸嘴收容孔74的内底面上，作为上述适配器80。由此，在抬高底面的状态下将吸嘴61支撑在吸嘴收容孔74内，如图13(a)所示，将收容在其它吸嘴收容孔73等中的吸嘴61的连接部63和收容在吸嘴收容孔74中的吸嘴61的连接部63排列在同一高度位置上。

在适配器80的上述支撑部80a中，在吸嘴支撑面两侧的中心部分设有突出设置的定位用的凸部80c。该突部80c相当于第1实施方式中的定位销45、46，当将吸嘴61置于适配器80上时，该凸部80c插入吸嘴61的负压通路61a(负压供给用的开口)，由此通过适配器80将吸嘴61定位在吸嘴收容孔74的中心。

图14(a)、图14(b)表示收容有其它种类的吸嘴61时的情况，具体而言，所收容的吸嘴61向下突出设置有用于限制元件吸附姿势的一对限制片64，在此情况下，如该图所示，具有直径小于图13(a)所示部件的轴状支撑件80a的适配器80被固定在吸嘴收容孔74的内底面上。由此在底面抬高并且两个限制片64朝支撑件80a两侧下垂的状态下将吸嘴61收容于吸嘴收容孔74内。

如图13(b)所示，在上述支撑部80a的下面设有螺栓80b，通过将该螺栓80b螺合插入吸嘴收容孔74的内底面上所形成的螺纹孔74a而固定适配器80。而在适配器80上，在上述凸部80c的上表面刻有一条沿轴向延伸的浅槽80d，通过将一字槽螺钉旋具等的前端插入该浅槽80d并转动，即可在吸嘴收容孔74的内底面上轻松地进行拆装适配器80。

在上述第2实施方式的安装机中，在进行安装作业时，在必要的情况下，可以一边将安装在安装用头部20上的全部吸嘴更换为收容在吸嘴工位19中的吸嘴61，一边进行元件的安装作业。

这时的吸嘴更换可按与第1实施方式相同的顺序进行。也就是说，将头部单元5配置在吸嘴工位19的上方，将挡板50设定在开放位置上之后，通过使安装用头部20下降，如图12(a)所示，将吸嘴61插入到吸嘴收容孔(在图示的例子中为吸嘴收容孔71)。并且，在将挡板50切换到关闭位置之后，在此状态下使安装用头部20上升。如图12(b)所示，随着安装用头部20上升，使吸嘴61的凸缘部62和挡板50卡合，从而将吸嘴61从安装用头部20上拆下。

当拆除吸嘴61完毕，则将安装用头部20设定到收容有下一个待安装的吸嘴61的吸嘴收容孔71～74的上方，然后通过使安装用头部20下降，随之将吸嘴61安装到安装用头部20上。并在将挡板50切换到开放位置之后，使安装用头部20上升，从而在将吸嘴61安装在该安装用头部20上的状态下将其从吸嘴收容孔71～74中取出，从而完成吸嘴61的更换。

在上述第2实施方式的安装机中，由于将吸嘴61设置成可以在所有的安装用头部20上进行拆装，并可以一边对各安装用头部20更换收容在吸嘴工位19中的吸嘴61一边进行安装处理，所以可以使用更多的吸嘴61来安装多种元件。

尤其是，对于吸嘴工位19，如上所述，由于设有仅根据用户情况更换适配器80即可改变收容的吸嘴61的种类的吸嘴收容孔74，提高了可收容的吸嘴61的自由度，因而可在吸嘴工位19中收容从标准形状的吸嘴61到特殊形状的吸嘴61等大范围的规格、形状的吸嘴61。此外，即使在使用后开发出的吸嘴61以及使用计划之外的吸嘴61的情况下，也可以顺利地收容该吸嘴61。因此，不必对吸嘴工位19进行改造等即可使用更多种类的吸嘴61，结果具有可以准确可靠地安装更多种类的元件的优点。

通过在适配器80上设置凸部80c并将其插入吸嘴61的负压通路61a，而将61定位在吸嘴收容孔74中，因此，尤其在收容大型吸嘴61的情况下，与第1实施方式相同地，可在对该吸嘴61进行精确定位的状态下收容在吸嘴收容孔74中。因此，可以达到与第1实施方式相同的效果，即一边准确可靠地更换大型吸嘴61的吸嘴一边进行安装作业。

此外，由于适配器80采用上述螺纹固定结构很容易向吸嘴74内进行拆装，所以具有即使在阶段性更换的情况下也可以简单、迅速地进行更换的优点。

在本第2实施方式的结构中，为了能在拆下适配器80的状态下仍可直接收容特定的吸嘴61，较为理想的是预先设定上述吸嘴收容孔74的直径及深度。这样，如果在拆下适配器80的状态下仍可收容吸嘴61，则具有可以合理提高可收容在吸嘴收容孔74中的吸嘴61的种类的自由度的优点。

作为适配器80，也可将其它吸嘴收容孔71～73中所收容的种类的吸嘴61所对应的适配器80固定到上述吸嘴收容孔74内。即，当应收容于其它收容孔71～73中的吸嘴61的数量(种类)很多，而吸嘴收容孔71～73不足时，也可将应收容于吸嘴收容孔71～73中的吸嘴61收容到上述吸嘴收容孔74中。这样，即使在不使用大型特殊吸嘴61的情况下，也可以毫不闲置地有效活用该吸嘴收容器74。在此情况下，吸嘴71～73相当于本发明涉及的第1吸嘴的收容部，吸嘴收容孔74则相当于本发明涉及的第2吸嘴收容部。

另外，在第2实施方式的结构中，尤其是在不必要的情况下，例如对吸嘴收容孔74中的吸嘴61的定位精度要求不高或对吸嘴61相对于吸嘴收容孔74的定位精度以用其轮廓基准即可满足的情况下，也可以如图15及图16所示，省略适配器80的上述凸部80c，直接在支撑件80a上设置浅槽80d。另外，图15及图16分别对应于图13(b)及图14(b)。

此外，作为安装在吸嘴收容孔74上的适配器80的形状以及与吸嘴收容孔74对应的适配器80的固定结构，可采用图17所示的结构。也就是说，如该图所示，当收容吸嘴主体部分为细长形且上部有较大凸缘部62的吸嘴61的情况下，也可如该图所示，将具有上下方向贯通的通孔80e的圆筒形适配器80固定到吸嘴收容孔74内。在此情况下，因通孔80e的关系而难以将固定用的螺栓设置在适配器的下表面上，所以此时如该图所示，在适配器80上设置沿半径方向贯通的螺纹孔80f，将适配器80插入吸嘴收容孔74中后，从通孔80e侧将定位螺钉85螺合插入到螺纹孔80f中并与吸嘴收容孔74的内壁抵接，从而将该适配器80固定到吸嘴收容孔74内即可。总而言之，适配器80的形状及固定结构只要根据待收容的吸嘴61的具体形状及大小的关系采用最适合的结构即可。

Claims (10)

1.一种表面安装机的吸嘴更换单元的吸嘴收容结构，用于元件吸附的吸嘴可拆装地设置在能够移动的安装用头部上，收容有更换用吸嘴的吸嘴更换单元设置在所述安装用头部的可动范围内，所述安装用头部的吸嘴根据需要与所述吸嘴更换单元所收容的吸嘴进行更换，其特征在于：

所述吸嘴更换单元设置有吸嘴收容部，所述吸嘴收容部从吸嘴的元件吸附面一侧收容吸嘴，并且所述吸嘴具有主体部分、设置在主体部分的上表面上并且与所述安装用头部相对应的连接部、在所述主体部分的内部形成的负压供给通路以及与所述负压供给通路连通的吸附部，所述吸嘴的所述主体部分的下表面中除所述吸附部以外的部位和吸嘴收容部的其中一侧设置有定位用凸部，另一侧形成有可与该凸部嵌合的凹部，所述吸嘴从其元件吸附面一侧收容至吸嘴收容部中，使所述凹部与凸部彼此嵌合，以此对所述吸嘴进行定位。

2.如权利要求1所述的吸嘴更换单元的吸嘴收容结构，其特征在于：

所述凹部或凸部设置在所述连接部的相反侧。

3.如权利要求1或2所述的吸嘴更换单元的吸嘴收容结构，其特征在于：

所述吸嘴以及吸嘴收容部，设置有彼此嵌合的多组所述凹部及凸部。

4.如权利要求1所述的吸嘴更换单元的吸嘴收容结构，其特征在于：

所述吸嘴收容部，可拆装地安装有具有吸嘴支撑部的适配器，该适配器设置有所述凸部或凹部，所述吸嘴在定位状态通过该适配器予以支撑。

5.如权利要求4所述的吸嘴更换单元的吸嘴收容结构，其特征在于：

所述吸嘴收容部，形成与所述适配器对应的适配孔，在所述适配器被拆下的状态，所述适配孔形成能够直接收容特定吸嘴的大小。

6.如权利要求4或5所述的吸嘴更换单元的吸嘴收容结构，其特征在于：

设置有有底的收容孔作为所述吸嘴收容部，

该收容孔的内底部设置有螺纹孔，所述适配器的下表面设置有螺栓，该螺栓螺合插入所述螺纹孔，使所述适配器可拆装地安装在收容孔内。

7.如权利要求4或5所述的吸嘴更换单元的吸嘴收容结构，其特征在于：

所述吸嘴收容部，设置有以直接支撑吸嘴的状态收容吸嘴的第1吸嘴收容部，和安装所述适配器后在由该适配器支撑吸嘴的状态下收容吸嘴的第2吸嘴收容部。

8.一种表面安装机，其特征在于：

包括能够移动的安装用头部；

可拆装地设置在所述安装用头部上的用于元件吸附的吸嘴；

设置在所述安装用头部的可动范围内的收容有更换用的吸嘴的吸嘴更换单元；

所述安装用头部的吸嘴根据需要与所述吸嘴更换单元所收容的吸嘴进行更换，

所述吸嘴更换单元的吸嘴收容结构具有权利要求1至7中任一项所述的吸嘴收容结构。

9.如权利要求8所述的表面安装机，其特征在于：

吸嘴可以相对于所述安装用头部进行插拔，

所述吸嘴更换单元设置有卡合部件，该卡合部件可以在操作位置和退避位置之间移动，而且在设定在操作位置的状态下与该吸嘴更换单元所收容的吸嘴卡合，

当安装在所述安装用头部上的吸嘴收容于所述吸嘴更换单元的吸嘴收容部中，而且所述卡合部件设定在操作位置上时，使所述安装用头部移动，由此所述吸嘴和所述卡合部件卡合，从而使吸嘴从所述安装用头部脱离，

所述吸嘴的对应于所述卡合部件的被卡合部，设置在该吸嘴的对应于所述安装用头部的连接部的附近。

10.如权利要求9所述的表面安装机，其特征在于：

所述吸嘴的所述主体部分呈扁平细长状，所述主体部分的长度方向中心部位的上表面上设置有所述连接部，

还设有分别在所述主体部分的侧面且与吸嘴中心部位对应的部位，从所述主体部分向宽度方向外侧突出的一对舌片，作为与所述卡合部件对应的被卡合部，

所述卡合部件，在所述操作位置上分别与所述舌片卡合。

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