CN100441080C

CN100441080C - 电子零件安装装置和电子零件安装方法

Info

Publication number: CN100441080C
Application number: CNB2004800020762A
Authority: CN
Inventors: 佐保秀浩
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2024-01-15
Also published as: US20040139602A1; EP1586225A1; US8091216B2; KR20050092415A; CN1736134A; WO2004064474A1; JP2004265886A

Abstract

在设置有旋转式多管嘴型安装头(10A、10B)的电子零件安装装置中，其中在各个安装头中，多个吸嘴(20)以径向方式设置在绕转动轴(18a)转动的转子机构(18)中，零件安装机构(8)被构造成使得转动轴(18a)的轴向与零件供应部分(4)中的送料带(5)的布置方向一致，吸嘴(20)的轴间距(D)设定为送料器布置的间距(p)的多倍。因此，在拾取过程中，多个电子零件能够同时从送料带(5)被拾取。在零件安装过程中，当一个安装头进行零件安装操作时，另一个安装头能够完成管嘴切换操作，使得固持有下一次要安装的电子零件的吸嘴移动到操作位置。

Description

电子零件安装装置和电子零件安装方法

技术领域

本发明涉及用于将电子零件安装在电路板(board)上的电子零件安装装置和电子零件安装方法。

背景技术

用于将电子零件安装在电路板上的电子零件安装装置设有安装头，其从零件供应部分取出电子零件，然后，将电子零件传送并安装在电路板上。作为安装头，众所周知的有多管嘴(nozzle)型安装头，其设置方式使得，多个吸嘴(suction nozzle)中每一个都用于吸取和固持电子零件，它们被设置成在一个安装轮次操作中安装多个电子零件，从而提高安装效率。

作为这种多管嘴型安装头，已知的有旋转式的多管嘴型头，其中多个吸嘴以径向方式设置在能够绕水平设置的转动轴旋转的旋转件上(例如，参见JP-A-9-130084)。当采用这种旋转方式时，除了前述多管嘴型的优点之外，还有一个优点，即，不用移动安装头本身，多个吸嘴能够连续对准同一的零件送料器，从而连续拾取电子零件。

近年来，由于对提高产率的需求，要求进一步提高安装速度，即使对设置旋转式多管嘴安装头的电子零件安装装置也是如此。为了提高传统电子零件安装装置的安装速度，需要通过增加吸嘴的数量和提高在更换吸嘴时的旋转速度，增加能够同步取出的电子零件的数量。

但是，在旋转式的安装头中，因为各处于吸取和固持状态的吸嘴间歇地旋转，为了稳定地固持电子零件，在旋转时旋转件的圆周速度受限制。因此限制了吸嘴数量的增加和旋转速度的提高。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种电子零件安装装置和电子零件安装方法，其具有旋转式多管嘴型安装头，并能够稳定地实现高效率的安装操作。

根据本发明的电子零件安装装置设置成从零件供应部分取出电子零件，然后，将零件传送和安装到电路板上，该电子零件安装装置包括：一电路板定位部分，用于定位沿一第一方向传送的电路板；零件送料器，其沿第一方向以预定间距设置在零件供应部分处；多个安装头，平行设置在一起，在各个安装头中，围绕一设定为与所述第一方向对齐的一水平转动轴以径向方式设置了多个吸嘴，所述多个吸嘴中的每一个绕转动轴旋转，并能够吸取和固持电子零件；和头部移动装置，用于在零件供应部分和电路板定位部分之间整体移动所述多个安装头，其中该一个头部移动装置构造为可操作地连接所述多个安装头，使得所述多个安装头能够整体式地移动。

根据本发明的电子零件安装方法设置成，在该电子零件安装方法中，使用一电子零件安装装置将电子零件传送和安装在电路板上。所述电子零件安装装置包括：一电路板定位部分，用于定位沿一第一方向传送的电路板；零件送料器，其沿第一方向以预定间距设置在零件供应部分处；多个安装头，平行设置在一起，在各个安装头中，围绕一设定为与所述第一方向对齐的一水平转动轴以径向方式设置了多个吸嘴，所述多个吸嘴中的每一个绕转动轴旋转，并能够吸取和固持电子零件；和头部移动装置，用于在零件供应部分和电路板定位部分之间整体移动所述多个安装头。所述电子零件安装方法包括：拾取步骤，用于将多个安装头移动到零件供应部分，并利用安装头的吸嘴从零件送料器取出电子零件；头部移动步骤，用于一个头部移动装置将固持有电子零件的多个安装头移动到电路板定位部分；和零件安装步骤，用于分别通过多个安装头，顺序地将各个吸嘴固持的电子零件安装到电路板的安装点上；其中在所述零件安装步骤中，当一个安装头的吸嘴相对于电路板上下移动、以将由吸嘴固持的电子零件安装到电路板上时，另一个安装头中的固持有下一次要安装的电子零件的吸嘴绕转动轴旋转。

根据本发明，在用于分别通过多个安装头，顺序地将各个吸嘴固持的电子零件安装到电路板的安装点上所述零件安装步骤中，当一个安装头相对于电路板上下移动、以将由吸嘴固持的电子零件安装到电路板上时，另一个安装头中的固持有下一次要安装的电子零件的吸嘴绕转动轴旋转，从而完成下一次安装操作的管嘴切换操作。因此，设有旋转式多管嘴型安装头的电子零件安装装置能够稳定地实现高效率的安装操作。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的电子零件安装装置的平面图。

图2是根据本发明实施例的电子零件安装装置的安装头的正视图。

图3是根据本发明实施例的电子零件安装装置的安装头的侧视图。

图4a-4d是用于解释根据本发明实施例的电子零件安装方法的过程的图示。

图5a-5d是用于解释根据本发明实施例的电子零件安装方法的过程的图示。

图6是根据本发明实施例的电子零件安装装置的安装头的正视图。

具体实施方式

接下来，参照附图描述本发明的实施例。图1是示出根据本发明实施例的电子零件安装装置的平面图，图2是根据本发明实施例的电子零件安装装置的安装头的正视图，图3是根据本发明实施例的电子零件安装装置的安装头的侧视图，图4a-4d以及图5a-5d是用于解释根据本发明实施例的电子零件安装方法的过程的图示，图6是根据本发明实施例的电子零件安装装置的安装头的正视图。

首先，参照图1说明电子零件安装装置的整体结构。在图1中，传送通道2沿X轴方向(第一方向)设置在基座工作台1的中央。传送通道2用作电路板定位部分，其沿X方向传送电路板3并将它定位在电子零件的安装位置。各个零件供应部分4设置在传送通道2的两侧。在各个零件供应部分4处，用作零件送料器的送料带5沿X轴方向以预定间距设置。各个送料带5在其中装有由带固持的电子零件并按间距馈送该带，从而供应电子零件。

Y轴工作台6A、6B分别设置在基座工作台1的两端部，两个X轴工作台7A、7B设置成横跨于Y轴工作台6A、6B上。当驱动Y轴工作台6A时，X轴工作台7A沿Y轴方向水平地移动，同时当驱动Y轴工作台6B时，X轴工作台7B沿Y轴方向水平地移动。各个X轴工作台7A、7B附接有零件安装机构8和照相机9，所述照相机9与零件安装机构8整体移动。

当Y轴工作台6A、X轴工作台7A、Y轴工作台6B和X轴工作台7B适当地结合和驱动时，各个零件安装机构8与多个安装头(以后将描述)以及照相机9一起水平移动，然后，通过设置在安装头上的吸嘴从零件供应部分4拾取电子零件，然后，将电子零件传送和安装在位于传送通道2的电路板3上。Y轴工作台6A、X轴工作台7A、Y轴工作台6B和X轴工作台7B用作头部移动装置，用于在零件供应部分4和电路板定位部分之间整体地移动所述多个安装头。在电路板3上与安装头一起移动的照相机9拍摄电路板3，以辨别位置。

接下来，参照图2和3说明零件安装机构8。如图2所示，零件安装机构8构造成使得多个(在该实施例中为两个)安装头10A、10B平行设置，以便整体地可移动。安装头10A、10B之间的距离设定为使得相应地设置在安装头上的吸嘴20之间的轴间距D为零件供应部分4的送料带5的排列间距p的多倍。

下面将说明安装头10A(10B)。如图3所示，导轨12竖直地设置在X轴工作台7A(7B)的移动板11上。与导轨12配合以便沿导轨12自由滑动的滑块13被固定到提升块14上。提升块14通过Z轴电机15和丝杠16的组合形成的提升机构上下移动。

能够绕沿X轴方向设定的水平转动轴18a(参见图2)自由转动的转子18设置在提升块14下部的侧面。转子机构18设有多个吸嘴20，其绕转轴18a等间隔以径向方式设置。当转子机构18通过转子旋转机构19转动时，各个吸嘴20以连接状态旋转，其吸孔在垂直于X轴方向的竖直平面(YZ平面)内朝向外侧。这样，进行管嘴切换操作，其中多个吸嘴20中的一特定管嘴移动到期望的操作位置。

转子机构18的最下端位置用作零件吸取和安装位置。在零件吸取操作中，如图3所示，首先，零件吸取和安装位置与送料带5的零件拾取位置对准，从而转动转子机构18，以将进行了零件吸取操作的吸嘴20移动到转子机构18的下端部分。从而，这个吸嘴20定位在零件拾取位置5a上方，处于其吸孔向下的姿态。

然后，在这种状态下，当Z轴电机15被驱动，以上下移动提升块14时，吸嘴20通过真空吸取从零件拾取位置5a吸取和固持电子零件P。如图2所示，因为安装头10A、10B的吸嘴20之间的轴间距D设定为送料带5的排列间距p的多倍，所以两个安装头10A、10B能够同时与送料带5对准，从而多个零件能够同时被整体移动的安装头10A、10B吸取。

在这种情况下，当转子机构18转动时，吸取和固持电子零件P的吸嘴20继续向上移动。当吸嘴20到达转子机构18的上端部时，如此被固持的电子零件P向上移动。转子机构18的上端部用作零件辨别位置，从而到达零件辨别位置的电子零件P被零件辨别照相机17辨别。

吸嘴20布置成通过包含在转子机构18的管嘴θ轴机构(未示出)绕管嘴轴旋转。在将由吸嘴20固持的电子零件安装到电路板3上时，基于零件辨别照相机17的辨别结果，绕管嘴轴转动吸嘴20，以校正电子零件绕管嘴轴在旋转方向的位置偏差。

电子零件安装装置以上述方式构成。接下来，参照图4和5解释这样构成的电子零件安装装置的安装操作。首先，如图4a所示，配备有安装头10A、10B的零件安装机构8移动到零件供应部分4处，安装头10A、10B分别与送料带5对准。

接下来，如图4b所示，安装头10A、10B的吸嘴20相对送料带5上下移动，从而电子零件P通过安装头的吸嘴20分别从送料带5被拾取，如图4c所示(拾取过程)。在这个拾取过程中，电子零件P通过安装头10A、10B同时从送料带5被拾取。

因此，进行转子转动操作，从而切换管嘴。即，如图4d所示，在各个安装头10A、10B中，转动转子机构18，从而要进行下一个拾取操作的吸嘴20旋转并移动到零件吸取和安装位置。与该操作同时，零件安装机构8相对于固持下一次要拾取的电子零件的送料带5移动，并重复进行前述的拾取操作。当重复进行预定次数的管嘴切换操作和拾取操作时，零件安装机构8的安装头10A、10B的吸嘴20分别固持预定的电子零件。

此后，过程进行到零件安装操作。即，如图5a所示，在吸嘴20处固持有电子零件P的安装头10A、10B在位于传送通道2的电路板3上移动(头部移动过程)。然后，由各个吸嘴20固持的电子零件P顺序地安装在电路板3的安装点上(零件安装过程)。

在零件安装过程中，首先，如图5b所示，在安装头10A中(安装头之一)，相对电路板3降低吸嘴20，以使电子零件P接触电路板3。当安装头10A进行该零件安装操作时，如图5c所示，在安装头10B(另一个安装头)，进行管嘴切换操作，使得固持下一次要安装的电子零件的吸嘴20通过转子机构18绕转动轴18a旋转，并移动到零件吸取和安装位置。

完成管嘴切换操作的安装头10B将由吸嘴20固持的电子零件P安装到电路板3上，如图5d所示。当安装头10B进行该零件安装操作时，安装头10A象前述的方式一样，进行管嘴切换操作，从而将固持下次要安装的电子零件的吸嘴20移动到零件吸取和安装位置。此后，继续相似的零件安装操作，使得当安装头之一中的电子零件P安装到电路板3上时，另一个安装头进行管嘴切换操作，即，将固持下一次要安装的电子零件的吸嘴移动到零件吸取和安装位置。

如上所述，在根据本发明的电子零件安装装置中，各设有多个吸嘴20的多个旋转式多管嘴型安装头设置于在零件供应部分4和位于传送通道2处的电路板3之间移动的零件安装机构8上。

因此，在不增加一个安装头上所配备的吸嘴数量，并且不提高管嘴切换操作中转子机构18的转动速度的情况下，在一个安装轮次的操作期间，能够增加取出零件的数量，所述安装轮次中，零件安装机构8在零件供应部分4和电路板3之间往返一次。因此，不必将切换管嘴时的转动机构圆周速度设定为过大的值。从而，能够稳定地实现高效率的安装操作，而不会由于提高圆周速度而造成零件脱落或偏斜的问题。

另外，在设置多个安装头使得整体可移动时，因为转子机构18的转动轴18a设定成与零件供应部分4的送料带5的排列方向对齐，所以多个安装头可以设置成彼此靠近，而不会造成转子机构之间的位置干涉。

在前述的实施例中，虽然给出了在零件安装机构8中设有两个安装头10A、10B的示例，但是设有三个安装头10A、10B、10C的零件安装机构8

A也可以用于该机构，如图6所示。在这种情况下，同时将各个相邻安装头之间的距离设置成使得相邻吸嘴20之间的轴间距D1为零件供应部分4的送料带5的排列间距的多倍。

另外，尽管在前述的实施例中，给出了吸嘴20通过设置各个安装头上的Z轴电机15上下移动的示例，但是管嘴提升机构可以包括在转子机构内，位于零件吸取位置的吸嘴20可以相对转子机构18上下移动。

工业实用性

根据本发明，在用于通过多个安装头将吸嘴所固持的电子零件顺序地安装在电路板的安装点的零件安装过程中，当一个安装头操作使得吸嘴相对于电路板上下移动，从而将吸嘴固持的电子零件安装到电路板上时，另一个安装头操作使得固持下一次要安装的电子零件的吸嘴绕转动轴旋转，从而为下一次安装操作完成管嘴切换操作。从而，设有旋转式多管嘴型安装头的电子零件安装装置能够稳定地实现高效率的安装操作。

Claims

1.一电子零件安装装置，其从一零件供应部分取出电子零件，然后将所述零件传送和安装到电路板上，该电子零件安装装置包括：

一电路板定位部分，用于定位沿一第一方向传送的电路板；

零件送料器，其沿所述第一方向以预定间距设置在所述零件供应部分处；

多个安装头，平行设置在一起，在每个安装头中，围绕一设定为与所述第一方向对齐的一水平转动轴以径向方式设置了多个吸嘴，所述多个吸嘴中的每一个绕所述转动轴旋转，并能够吸取和固持所述电子零件；和

一个头部移动装置，用于在所述零件供应部分和所述电路板定位部分之间整体移动所述多个安装头，其中该一个头部移动装置构造为可操作地连接所述多个安装头，使得所述多个安装头能够整体式地移动。

2.如权利要求1所述的电子零件安装装置，所述多个安装头沿所述第一方向彼此平行地设置。

3.如权利要求2所述的电子零件安装装置，其中相邻安装头之间的距离设定为使得设置在所述各个安装头上的所述吸嘴之间的轴间距为所述零件供应部分的所述零件送料器的排列间距的多倍。

4.如权利要求2所述的电子零件安装装置，其中所述多个安装头中的每一个设有一零件辨别照相机，用于辨别所述电子零件。

5.一电子零件安装方法，用于使用一电子零件安装装置将电子零件传送和安装在电路板上，所述电子零件安装装置包括：一电路板定位部分，用于定位沿一第一方向传送的电路板；零件送料器，其沿所述第一方向以预定间距设置在所述零件供应部分处；多个安装头，平行设置在一起，在各个安装头中，围绕一设定为与所述第一方向对齐的一水平转动轴以径向方式设置了多个吸嘴，所述多个吸嘴中的每一个绕所述转动轴旋转并能够吸取和固持所述电子零件；和头部移动装置，用于在所述零件供应部分和所述电路板定位部分之间整体移动所述多个安装头，所述电子零件安装方法包括：

拾取步骤，用于将所述多个安装头移动到所述零件供应部分，并利用所述安装头的吸嘴从所述零件送料器取出电子零件；

头部移动步骤，用于一个头部移动装置将固持有电子零件的所述多个安装头移动到所述电路板定位部分；和

零件安装步骤，用于分别通过所述多个安装头，顺序地将所述各个吸嘴固持的电子零件安装到电路板的安装点上；

其中在所述零件安装步骤中，当一个所述安装头的吸嘴相对于电路板上下移动、以将由所述吸嘴固持的电子零件安装到电路板上时，另一个所述安装头中的固持有下一次要安装的电子零件的所述吸嘴绕所述转动轴旋转。

6.如权利要求5所述的电子零件安装方法，其中在所述拾取步骤中，通过所述多个安装头从多个所述零件送料器同时拾取电子零件。

7.如权利要求5所述的电子零件安装方法，其中由多个所述安装头固持的电子零件通过分别设置在所述多个安装头处的零件辨别照相机被辨别。