CN101360415A - 表面安装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有多个搭载头的多龙门架的表面安装装置，其使将电子部件搭载于基板上时的生产率提高。该表面安装装置设置：多个共用识别标记(52B、54B)；运算部(64)，其基于利用搭载头(12、14)的照相机(12C、14C)识别多个共用识别标记及印刷基板(24)的基准标记(24A)的结果而进行运算；存储部(68)，其保存该运算的结果；以及控制部(62)，其基于该运算结果，校正向印刷基板的电子部件搭载位置，通过由1台照相机(12C或14C)进行基准标记的识别，从而在其他的上述照相机(12C或14C)不识别基准标记的情况下，对全部的多个搭载头，进行电子部件向印刷基板的搭载位置的校正。

Description

表面安装装置
技术领域
本发明涉及一种具有多个搭载头的表面安装装置。
背景技术
在图1中，该表面安装装置10具有双龙门架(dual gantry)结构，将电子部件搭载用的搭载头12、14分别安装在X轴支撑部件16、18上。
一侧的搭载头12具有主体部12A，该主体部12A具有安装吸附嘴的吸附搭载部12B及识别照相机12C。上述搭载头12支撑在X轴支撑部件16上，通过由X轴伺服电动机16B驱动的滚珠丝杆16A的旋转，主体部12A可以沿X轴方向移动。
在基台20上设置一对Y轴支撑部件22a、22b，上述X轴支撑部件16的两端可在Y方向上滑动地支撑在Y轴支撑部件22a、22b上，可以通过由Y轴伺服电动机22B驱动的Y轴滚珠丝杆22A的旋转而沿Y轴方向移动。
另一侧的搭载头14具有主体部14A，该主体部14A具有安装吸附嘴的吸附搭载部14B及识别照相机14C。上述搭载头14支撑在X轴支撑部件18上，通过由X轴伺服电动机18B驱动的滚珠丝杆18A的旋转，主体部14A可以沿X轴方向移动。
上述X轴支撑部件18的两端可在Y方向上滑动地支撑在Y轴支撑部件22a、22b上，可以通过由Y轴伺服电动机22D驱动的Y轴滚珠丝杆22C的旋转而沿Y轴方向移动。
在基台20上，印刷基板24被沿Y轴方向配置的一对传送装置(conveyer)26、26输送，配置在表面安装装置10内。相对于该印刷基板24，搭载头12、14可以分别在XY方向上移动，同时或交互地安装被各吸附嘴吸附的电子部件。
当前，在表面安装装置中，在向印刷基板24上搭载电子部件的情况下，通过在部件搭载前由安装在搭载头12、14上的识别照相机12C、14C识别预先设置在印刷基板24上的多个基准标记24A，从而识别印刷基板24的固定位置，基于其结果校正搭载位置，将电子部件安装在印刷基板24上。
另外，在搭载位置的校正方法中，如专利文献1所述，还具有下述方法，即，在设置在印刷基板上的基准标记之外，在装置内设置多个识别标记，读取该多个识别标记，计算驱动轴热膨胀的膨胀率，从而校正搭载位置。
专利文献1：特开平8-18289号公报
发明内容
但是，在现有的双龙门架结构的表面安装装置10中，作为2个搭载头12、14的识别照相机12C、14C分别读取印刷基板24的基准标记24A的方式，需要在每次变更印刷基板24时，由2个搭载头12、14的识别照相机12C、14C分别识别印刷基板24的基准标记24A。因此，在基准标记的识别工序中需要很多时间，部件搭载之外的时间变长，部件搭载的生产率降低。
另外，根据专利文献1所述的搭载位置的校正方法，得到使搭载位置的校正精度提高的效果，但在双龙门架结构的表面安装装置中，无法提高将电子部件安装到印刷基板上时的生产率。
本发明的目的在于，在具有2个搭载头的双龙门架的表面安装装置中，可以短时间地进行标记识别的工序，提高部件搭载的生产率。
即，本发明为一种多龙门架的表面安装装置，其具有分别安装有照相机的多个搭载头，分别利用该多个搭载头，向标有基准标记的印刷基板搭载电子部件，其特征在于，具有：多个共用识别标记，其设置在与电子部件搭载时被保持的印刷基板的高度位置相同程度的高度位置处；运算部，其基于利用上述照相机识别该多个共用识别标记及上述基准标记的结果，进行运算；存储部，其保存该运算的结果；以及控制部，其基于该运算的结果，对电子部件向上述印刷基板的搭载位置进行校正，通过由1台上述照相机进行上述基准标记的识别，从而不由其他的上述照相机识别上述基准标记，而对全部的上述多个搭载头，进行电子部件向上述印刷基板的搭载位置的校正。
发明的效果
根据本发明，由于设置多个共用识别标记，它们位于与电子部件搭载时被保持的印刷基板的高度位置相同程度的高度位置处，所以通过由多个搭载头中的1个搭载头所具有的1台照相机进行印刷基板的基准标记的识别，可以不需要由其他的搭载头的照相机识别上述基准标记，对全部的多个搭载头，进行电子部件向印刷基板的搭载位置的校正。
因此，在由多龙门架的表面安装装置进行的安装作业中，可以缩短部件搭载之外的时间，提高将电子部件搭载至基板上时的生产率。
附图说明
图1是表示具有2个搭载头的现有的表面安装装置的俯视图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的表面安装装置的俯视图。
图3是表示上述表面安装装置的控制框图。
图4是表示上述表面安装装置的动作的流程图的前半部分。
图5是表示上述表面安装装置的动作的流程图的后半部分。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明所涉及的实施方式。其中，对于与现有的表面安装装置10相同的结构，标注相同的标号，省略说明。
在图2中，表面安装装置50与现有的表面安装装置10相比在外观上的不同点为，设置2个共用识别标记部52、54。2个共用识别标记部52、54位于基台20上的搬运传送装置26的附近，并且设置在不妨碍在搬运传送装置26上搬运来的印刷基板24的移动的位置上。
共用识别标记部52、54，是在柱状部52A、54A的上表面标记共用识别标记52B、54B而成。柱状部52A、54A的形状为水平剖面为20mm×20mm左右、高度为200mm左右的柱状，材质为钢铁制，表面处理为黑色。共用识别标记52B、54B为直径1～2mm左右的圆形，是将白色陶瓷埋入柱状部52A、54A的上表面而形成的。柱状部52A、54A的高度为200mm左右，是为了使共用识别标记52B、54B的高度位置与在电子部件搭载时被保持的印刷基板24的高度位置一致。另外，共用识别标记52B、54B的形状也可以不是圆形，只要是中心坐标(例如重心位置)可以识别的形状(例如正三角形、正方形)即可。
由于使搭载头12、14可以在XY平面内移动的结构与现有的表面安装装置10相同，所以省略说明。
下面，使用图3所示的控制框图说明下述结构：利用在搭载头12、14上搭载的照相机12C、14C，识别共用识别标记52B、54B，基于该识别结果对表面安装装置50进行控制。
表面安装装置50具有控制装置60，其控制搭载头12、14、X轴方向移动用伺服电动机16B、18B、及Y轴方向移动用伺服电动机22B、22D。该控制装置60具有控制部62、运算部64、图像处理部66和存储部68。
上述图像处理部66对由照相机12C、14C识别的共用识别标记52B、54B的图像数据进行规定的图像处理，输出至运算部64。运算部64基于输入的图像处理结果进行规定的运算，将该运算结果输出至控制部62。控制部62基于输入的运算结果，对伺服电动机12B、18B、22B、22D发出指示，进行搭载位置的校正，然后对吸附搭载部12B、14B发出指示，使电子部件搭载于印刷基板24上。存储部68保存由运算部64产生的运算结果。
下面，使用图4、图5所示的流程图，根据实际的搭载作业，详细说明下述动作：利用在搭载头12、14上搭载的照相机12C、14C识别共用识别标记52B、54B，基于该识别结果对表面安装装置50进行控制。
在这里，在进入图4、图5所示的流程图所涉及的动作之前的阶段，首先，表面安装装置50在工厂被组装，在出厂之前，由在搭载头12、14上搭载的照相机12C、14C识别共用识别标记52B、54B，由图像处理部66进行规定的图像处理，由运算部64进行规定的运算，将该运算结果作为初始值，保存在装置主体的控制装置60的存储部68中。
被保存的运算结果(初始值)为：由搭载头12识别的共用识别标记52B的坐标(X1252-0，Y1252-0)、54B的坐标(X1254-0，Y1254-0)、将被识别的共用识别标记52B、54B的坐标位置连结的直线与X轴所成的角度θ12-0、以及由搭载头14识别的共用识别标记52B的坐标(X1452-0，Y1452-0)、54B的坐标(X1454-0，Y1454-0)、将被识别的共用识别标记52B、54B的坐标位置连结的直线与X轴所成的角度θ14-0。上述角度θ12-0可以由θ12-0＝tan-1(Y1254-0-Y1252-0/(X1254-0-X1252-0)计算，上述角度θ14-0可以由θ14-0＝tan-1(Y1454-0-Y1452-0/(X1454-0-X1452-0)计算。
在表面安装装置50运送至进行电子部件搭载的工厂，实际进行电子部件搭载之前，首先进行图4的步骤S1～S5，确认因出厂后的搬运或随时间变化等，与表面安装装置50的坐标系相关的部分(例如X轴、Y轴支撑部件、X轴、Y轴滚珠丝杆等)是否产生异常。
具体地说，由搭载头12识别共用识别标记52B、54B，将共用识别标记52B的坐标位置(X1252-1，Y1252-1)及共用识别标记54B的坐标位置(X1254-1，Y1254-1)保存在控制装置60的存储部68中(步骤S1)，另外，由搭载头14识别共用识别标记52B、54B，将共用识别标记52B的坐标位置(X1452-1，Y1452-1)及共用识别标记54B的坐标位置(X1454-1，Y1454-1)保存在存储部68中(步骤S2)。
然后，利用运算部64，对将基于搭载头12的识别结果的共用识别标记52B、54B的坐标位置连结的直线与X轴所成的角度θ12-1进行计算，同时利用运算部64，对将基于搭载头14的识别结果的共用识别标记52B、54B的坐标位置连结的直线与X轴所成的角度θ14-1进行计算(步骤S3)。用于计算上述角度θ12-1、θ14-1的计算式与出厂前计算θ12-0、θ14-0角度的计算式相同。
然后，将基于搭载头12的识别结果的共用识别标记52B、54B的坐标位置(X1252-1，Y1252-1)、(X1254-1，Y1254-1)与初始值(X1252-0，Y1252-0)、(X1254-0，Y1254-0)进行比较，将角度θ12-1与初始值θ12-0进行比较，同时将基于搭载头14的识别结果的共用识别标记52B、54B的坐标位置(X1452-1，Y1452-1)、(X1454-1，Y1454-1)与初始值(X1452-0，Y1452-0)、(X1454-0，Y1454-0)进行比较，将角度θ14-1与初始值θ14-0进行比较，控制部62判断是否处于额定值范围内(步骤S4)。
在未处于额定值范围内的情况下，在装置主体的显示部上显示表示异常值的信息，停止装置的运转(步骤S5)，退回至组装工厂进行修理，或者技术人员前去发货目的地的部件搭载工厂进行修理。在处于额定值范围内的情况下，可以继续进行电子部件的搭载作业(图5的步骤S6～S13)。
现有技术不进行上述检查，所以即使识别印刷基板24的结果有问题，也无法判断是印刷基板24的固定状态错误，还是与表面安装装置50的坐标系统相关的部分产生异常。
然后，在电子部件的搭载作业中，首先利用装置主体的运算部64，计算由搭载头12对共用识别标记52B、54B的识别结果、和由搭载头14对共用识别标记52B、54B的识别结果之间的差(步骤S6)。具体地说，针对共用识别标记52B、54B的坐标位置，求出搭载头12的识别结果和搭载头14的识别结果之间之差(相对误差)。另外，求出角度θ12-1和角度θ14-1之间的差(相对误差)。
然后，将印刷基板24利用搬运传送装置26搬运至搭载位置并进行固定(步骤S7)。然后，仅由搭载头12识别固定在搭载位置上的印刷基板24的基准标记24A(步骤S8)。
根据由搭载头12对印刷基板24的基准标记24A的识别结果、和由搭载头12、14对共用识别标记52B、54B的识别结果(由步骤S6计算出的相对误差)，运算部64进行运算，基于该运算结果，控制部62分别对搭载头12、14相对于印刷基板24的搭载坐标位置进行校正(步骤S9)。在步骤S8中对印刷基板24的基准标记24A进行识别的搭载头仅为搭载头12，不使用搭载头14进行识别，但由于已得到由搭载头12、14对共用识别标记52B、54B的识别结果(由步骤S6计算出的相对误差)，所以通过仅由搭载头12识别印刷基板24的基准标记24A，也可以对搭载头14相对于印刷基板24的搭载坐标位置进行校正。
在步骤S9中，分别对搭载头12、14相对于印刷基板24的搭载坐标位置进行校正，然后根据来自控制部62的指示，利用搭载头12、14向印刷基板24上搭载电子部件(步骤S10)。
判断电子部件向1片印刷基板24的搭载是否完成(步骤S11)，如果电子部件向该印刷基板24的搭载完成，则该印刷基板24由搬运传送装置26向表面安装装置50的外部搬出(步骤S12)。在电子部件向该印刷基板24的搭载未完成的情况下，返回步骤S10，继续利用搭载头12、14进行电子部件向印刷基板24的搭载。
在步骤S12中将电子部件搭载完成后的印刷基板24向表面安装装置50的外部搬出后，判断预定将要搭载电子部件的所有印刷基板24的电子部件搭载是否结束(步骤S13)，如果所有印刷基板24的电子部件搭载完成，则结束一系列的搭载作业。在所有印刷基板24的电子部件的搭载未完成的情况下，返回步骤S7，开始向新印刷基板24搭载电子部件。
另外，上述说明的实施方式为具有2个搭载头的双龙门架的表面安装装置，但搭载头的数量只要为多个即可，也可以是具有大于或等于3个搭载头的多龙门架的表面安装装置。

Claims (1)

1.一种多龙门架的表面安装装置，其具有分别安装有照相机的多个搭载头，分别利用该多个搭载头，向标有基准标记的印刷基板搭载电子部件，
其特征在于，具有：
多个共用识别标记，其设置在与电子部件搭载时被保持的印刷基板的高度位置相同程度的高度位置处；
运算部，其基于利用上述照相机识别该多个共用识别标记及上述基准标记的结果，进行运算；
存储部，其保存该运算的结果；以及
控制部，其基于该运算的结果，对电子部件向上述印刷基板的搭载位置进行校正，
通过由1台上述照相机进行上述基准标记的识别，从而不由其他的上述照相机识别上述基准标记，而对全部的上述多个搭载头，进行电子部件向上述印刷基板的搭载位置的校正。
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