CN101686634A - 元件贴装生产线、生产线及元件贴装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种元件贴装生产线、生产线及元件贴装方法，具有用于向基板贴装元件的多个元件贴装装置，和与多个元件贴装装置通信连接并对他们进行控制的控制装置，多个元件贴装装置连接设置构成元件贴装生产线，其特征在于：控制装置接收各个元件贴装装置的生产时间信息，并计算成为瓶颈的元件贴装装置；控制装置，对除了成为瓶颈的元件贴装装置以外的非瓶颈元件贴装装置的作业条件进行调整，以使各个非瓶颈元件贴装装置的生产时间不超过成为瓶颈的元件贴装装置的生产时间。根据本发明，可以在保证整个生产线的生产效率的同时，提高产品品质和成品率，从而降低成本。

Description

元件贴装生产线、生产线及元件贴装方法

技术领域

本发明涉及一种元件贴装生产线。尤其是对于由生产效率不同的多台生产装置连接的元件贴装生产线。

背景技术

在以往生产线中，通常由数台生产装置连接构成，例如，对于元件贴装的生产线，包括基板印刷装置、分别贴装不同种类元件的多个元件贴装装置、基板检查装置、基板回流装置等。在以元件贴装的生产线为例的生产装置中，通常对于每台单独的装置，例如基板印刷装置、元件贴装装置各自本身的生产效率不同，即，例如，在基板印刷装置中，例如生产时间为30秒，但在某个元件贴装装置中，例如存在生产时间成为最高的40秒的设备。因此，将上述生产线中，由于该元件贴装装置的生产时间比其他装置的生产时间长，使得生产线整体的生产时间成为40秒，也就是说，在该元件贴装的生产线中，该元件贴装装置构成了生产效率的瓶颈。

以往，为了提高元件贴装的生产线的生产效率(速度)，通常是尽可能提高每台生产装置的生产效率，但是在生产线中某一台装置成为瓶颈的情况下，生产线上的其他装置不管生产速度多快，也不会使整条生产线的生产时间比成为瓶颈的装置的生产时间更短。

并且，在一味地追求生产时间缩短的情况下，各个装置的生产速度的提升会导致生产精度的下降，降低产品的品质。以上述元件贴装生产线为例，在没有达到瓶颈的装置中会出现吸料不良、识别不良，从而导致吸附元件后抛料、和不良PCB基板等品质缺陷，提高了生产成本，并可能影响到整条生产线的生产效率。

发明内容

本发明正是为了解决上述现有技术中存在的问题而产生的，其目的在于提供一种元件贴装生产线，在保证整个生产线的生产效率前提下提高产品品质。

本发明的元件贴装生产线，具有用于向基板贴装元件的多个元件贴装装置，和与多个元件贴装装置通信连接并对他们进行控制的控制装置，多个元件贴装装置连接设置构成元件贴装生产线。控制装置接收各个元件贴装装置的生产时间信息，并计算成为瓶颈的元件贴装装置；控制装置，对除了成为瓶颈的元件贴装装置以外的非瓶颈元件贴装装置的作业条件进行调整，以使各个非瓶颈元件贴装装置的生产时间不超过成为瓶颈的元件贴装装置的生产时间。

根据本发明，可以在保证整个生产线的生产效率的同时，提高产品品质和成品率，从而降低成本。这个是由于，对于非瓶颈元件贴装装置，即使再缩短其生产时间也不能够改善整条元件贴装生产线的生产效率，然而，在保证各个非瓶颈元件贴装装置的生产时间不超过成为瓶颈的元件贴装装置的生产时间的情况下，如果延长其生产时间，会使其贴装品质大大改善。

另外，在本发明的元件贴装生产线中，非瓶颈元件贴装装置的作业条件可以为，贴装头吸附模式，控制装置控制非瓶颈元件贴装装置，改变其贴装头的吸附模式。通过改变贴装头的吸附模式，可以实现本发明的效果。

在上述的元件贴装生产线中，可以使贴装头的吸附模式改变为，利用元件贴装装置的贴装头的分多次吸附元件，或者是，对元件采用二段吸附的吸附方式。

另外，在本发明的元件贴装生产线中，非瓶颈元件贴装装置的作业条件可以为，在利用贴装头吸附元件后，使用照相设备进行元件识别作业，并且控制装置控制非瓶颈元件贴装装置，降低元件识别作业时的贴装头的移动速度；或者可以为，在利用贴装头吸附元件后，使用照相设备进行元件识别作业，并且控制装置控制非瓶颈元件贴装装置，在元件识别作业时使贴装头的移动停止，并进行2次以上的元件识别作业。

另外，在本发明的元件贴装生产线中，在元件贴装装置中具有多个贴装头，而且，非瓶颈元件贴装装置的作业条件可以为，将吸附在贴装头上的多个元件分别贴装在基板的规定位置上的贴装作业，控制装置控制非瓶颈元件贴装装置，以使在贴装作业中多个贴装头之间的负荷均匀。

另外，在本发明的元件贴装生产线中，非瓶颈元件贴装装置的作业条件可以为，将吸附在贴装头上的多个元件分别贴装在基板的规定位置上的贴装作业，控制装置控制非瓶颈元件贴装装置，以降低贴装作业中的贴装头移动的加速度或/和速度。

根据本发明，还可提供一种生产线，具有串联设置的一系列生产装置，和与各个生产装置通信连接并对他们进行控制的控制装置。控制装置接收各个生产的生产时间信息，并计算成为瓶颈的生产装置；控制装置，对除了成为瓶颈的生产装置以外的非瓶颈生产装置的作业条件进行调整，以使各个非瓶颈生产装置的生产时间不超过成为瓶颈的生产装置的生产时间。由此，在应用本发明的生产线中，由于对于各种生产时间不同的生产装置中，控制非瓶颈生产装置的生产时间，使其减慢且不超过成为瓶颈的生产装置的生产时间，从而在保证整条生产线的生产效率的同时，实现了生产品质的提高和产品成本的降低。

根据本发明还提供一种元件贴装方法，是向基板贴装元件的元件贴装生产线的元件贴装方法，该元件贴装生产线用于进行向基板贴装元件的多个元件的贴装作业的各个工序，具有相连接的多个元件贴装装置，和对多个元件贴装装置进行控制的控制装置，其包括如下步骤：(1)接收各个元件贴装装置的生产时间信息的步骤；(2)对所接收的各个元件贴装装置的生产时间信息进行比较，并计算成为瓶颈的元件贴装装置的步骤；和(3)对除了成为瓶颈的元件贴装装置以外的非瓶颈元件贴装装置的作业条件进行调整，以使各个非瓶颈元件贴装装置的生产时间不超过成为瓶颈的元件贴装装置的生产时间的步骤。利用本发明的元件贴装方法，如上所述，可以在保证元件贴装生产线的生产效率的同时，提高产品品质并实现成本的降低。

另外，在本发明的元件贴装方法中，非瓶颈元件贴装装置的作业条件可以为，贴装头吸附模式，并在步骤(3)中，改变其贴装头的吸附模式。通过改变贴装头的吸附模式，可以实现本发明的效果。

在上述元件贴装方法中，可以使贴装头的吸附模式改变为，利用元件贴装装置的贴装头的分多次吸附元件；或者是，对元件采用二段吸附的吸附方式。

另外，在本发明的元件贴装方法中，非瓶颈元件贴装装置的作业条件可以为，在利用贴装头吸附元件后，使用照相设备进行元件识别作业，并在步骤(3)中，降低元件识别作业时的贴装头的移动速度；或者是，在利用贴装头吸附元件后，使用照相设备进行元件识别作业，在步骤(3)中，在元件识别作业时使贴装头的移动停止，并进行2次以上的元件识别作业。

另外，在本发明的元件贴装方法中，在元件贴装装置中具有多个贴装头，而且，非瓶颈元件贴装装置的作业条件为，将吸附在贴装头上的多个元件分别贴装在基板的规定位置上的贴装作业，在步骤(3)中，使在贴装作业中多个贴装头之间的负荷均匀。

另外，在本发明的元件贴装方法中，非瓶颈元件贴装装置的作业条件为，将吸附在贴装头上的多个元件分别贴装在基板的规定位置上的贴装作业，在步骤(3)中，降低贴装作业中的贴装头移动的加速度或/和速度。

如上所述，根据本发明可以提供一种保证生产线的生产效率并能够提供产品品质的元件贴装生产线、生产线及元件贴装方法。

附图说明

图1是本发明的元件贴装生产线的外观示意图。

图2是本发明的元件贴装生产线构成总体示意图。

图3是本发明的元件贴装生产线中各个装置的生产时间的说明图。

具体实施方式

下面，对本发明的具体实施方式进行详细说明。在对本发明的说明中以将元件贴装在基板上的贴装生产线为例进行说明。

如图1所示，为本发明一个实施方式的元件贴装生产线10的构成图。在元件贴装生产线10中，具有多个元件贴装装置11～16。在元件贴装装置11～16中，分别贴装规定的元件。分别在上述元件贴装装置11～16中进行贴装的元件，根据基板上实际的布线图案、基板上元件种类和分布、以及对各元件贴装的要求事先决定。例如，在基板上分区域先后进行贴装，按照元件种类进行贴装，按照元件体积大小区分进行贴装等，或者将上述多种贴装顺序的依据相互结合而进行贴装。

如图2所示，上述元件贴装装置11～16与主机20进行通信连接，可以从主机20接收控制命令并进行贴装作业，并通过主机20的控制，使各个贴装装置11～16协同工作，以控制元件贴装生产线10的作业。

将每个元件贴装装置11～16所要贴装的元件和顺序等信息存储在主机20中，并由主机20控制上述元件贴装生产线10进行基板的贴装作业。使待贴装的基板依次通过元件贴装装置11～16，并在整个贴装(生产)作业中，保证在每个元件贴装装置11～16中同时都有正在进行贴装的基板，将在各自元件贴装装置中处理后的基板逐级向后侧传递。

由于在每个元件贴装装置11～16中，存在所要贴装的元件种类、数量等的不同，因此，各个元件贴装装置的生产时间可能互不相同，例如，如图3所示各个元件贴装装置中的生产时间。则在元件贴装装置13中因其生产时间为40秒，比其他元件贴装装置(11、12、14～16)都长，因此，成为元件贴装生产线10的瓶颈，整条生产线10的生产时间成为最长的元件贴装装置13的生产时间，即为40秒。虽然，可以通过对元件贴装装置中所要贴装的元件的种类、数量或顺序进行调整改善生产线10的瓶颈使其尽量缩短，但由于种种客观原因，该瓶颈必然存在。

在本实施方式中，利用上述主机20对生产线(元件贴装生产线)上各个装置的作业进行控制，利用与各个元件贴装装置11～16之间的通信线路采集各个元件贴装装置11～16的生产时间信息T11～T16，从中选出生产时间成为瓶颈的元件贴装装置(例如在本实施方式中为元件贴装装置13)。然后，控制除该成为瓶颈的元件贴装装置13以外的其他元件贴装装置11、12、14～16，使它们在不超过该成为瓶颈的元件贴装装置13的生产时间的范围内改变作业条件。

所谓作业条件，是指在装置(在本实施方式中为元件贴装装置)的作业中，各个工序的动作速度、顺序以及该各个工序之间的间隔等的条件。对于不同的装置，会有不同的上述作业条件，对此将在后述进行详细说明。

如上所述，改变除元件贴装装置13以外的各个元件贴装装置(11、12、14～16)(以下，简称为非瓶颈元件贴装装置)的作业条件，只要将它们的工作条件控制在使该各个元件贴装装置的生产时间不超过元件贴装装置13的生产时间即可。由此，使得非瓶颈元件贴装装置在作业时具有更高的可靠性和稳定性。因此，从总体上，可以进一步提高最终产品的品质，并以此来提高生产效率。由于使非瓶颈元件贴装装置的生产时间延长，可以减缓其动作速度，因此，可以大幅提高非瓶颈元件贴装装置的使用寿命，从而可以实现生产成本的降低。

实施例1

在本实施例1中，元件贴装生产线10由多个元件贴装装置构成，在每个元件贴装装置中与以往的元件贴装装置相同，进行如下动作，例如，a)将贴装头移动到元件供给区域，由设置在贴装头上的多个吸嘴分别从元件供给区域吸附多个元件；b)将吸附了多个元件的贴装头移动到基板上方，向基板依次贴装多个元件。

1)可以由主机20对非瓶颈元件贴装装置进行吸附作业时的作业条件进行调整。例如，以往通常是一次同一吸附多个元件而完成吸附作业，但是，在本实施例中，为了延长非瓶颈元件贴装装置的生产时间，将元件吸附作业的作业条件设定为，由贴装头分多次吸附元件来完成吸附作业，例如，可以分2次、3次或更多次吸附将多个元件吸附在贴装头上，从而延长吸附作业的作业时间。通过上述操作，可以使贴装头准确吸附元件，减少在吸附作业时的错误(失败)动作，从而保证在非瓶颈元件贴装装置中可以可靠地将各个元件贴装在基板上。

2)另外，对于非瓶颈元件贴装装置，在上述吸附作业中，以往为了提高利用贴装头的吸嘴吸附元件的效率通常采用一段吸附的方式，即，使吸嘴作下降吸附动作，在下降过程中以相同的速度而完成吸附作业。但是，对于外形尺寸小重量大的元件，在吸附作业时容易发生吸附失败，因此，可以利用主机20对非瓶颈的元件贴装装置进行控制，以在吸附作业中采用二段吸附的方式进行吸附作业，即，使吸嘴作下降吸附动作，在下降过程中以不同的速度完成吸附作业，也就是说，先由正常速度下降到规定位置，再采用慢速下降到吸附位置，保证下降位置准确，并且保证吸附压力可以吸附元件。从而避免了因下降速度快导致尚未对元件施加足够吸附压力，吸嘴就已经抬起，而使元件掉落的情况发生。

在上述吸附作业中，根据元件的大小、重量等，元件越小所需要的贴装精度越高，而且，吸附的准确性要求也越高，因此，可以根据元件的大小进行上述对贴装头的控制。从而，可以提高非瓶颈元件贴装装置的可靠性，有利于产品品质的提高，并且，因减少了吸附作业错误动作，可以起到提高生产效率的效果。

实施例2

在上述实施例1中所述的吸附作业后，还要在元件贴装装置中对已吸附的元件进行识别，以测定所吸附的各个元件的位置、姿态等，以更精确地将各元件贴装在基板上。通过对非瓶颈元件贴装装置中的识别作业的作业条件进行调整，可以达到本发明的目的。

3)在识别作业中，可以降低吸附了多个元件的贴装头在识别用照相设备上的移动速度，或在识别作业中使贴装头停止在识别用照相设备上，因此，可以大大提高识别作业的准确性，从而进一步提高元件贴装在基板上的准确性，尤其是对于体积小，贴装精度要求高的元件，通过提高识别作业的准确性可以进一步提高产品品质和产品使用中的可靠性。

4)另外，在识别作业中，可以使贴装头进行2次识别作业，例如在进行使贴装头从一端侧到另一端侧移动过照相机的一次识别后，再次从另一端侧到一端侧移动过照相设备而进行二次识别。从而可以保证由于轮廓识别不全导致的识别信息错误(miss)。从而也可以提高识别的准确性，提高产品品质和使用中的可靠性。

实施例3

在元件贴装装置中，在将元件贴装在基板上(贴装作业)时，由于在以往通常是考虑到贴装作业的效率，尽可能缩短贴装作业的作业时间，但是，作为非瓶颈元件贴装装置，由于其本来的生产时间比瓶颈元件贴装装置短，进一步缩短生产时间对于提高生产线的生产效率没有任何帮助。因此，在本发明中，为了提高产品品质，由主机20对非瓶颈元件贴装装置的贴装作业的作业条件进行调整。即使延长了贴装作业的时间，而且不会对整个生产线的生产效率造成不良影响。

5)而且，元件贴装装置可以具有多个贴装头，由多个贴装头轮流在基板上进行贴装作业，然而，以往为了提高多个贴装头轮流贴装的效率，需要对元件吸附及贴装顺序进行优化，会存在多个贴装头每次吸附并贴装的元件数量存在较大差异的情况，以及该多个贴装头之间对同一基板进行元件吸附和贴装的次数不等的情况。因此，在本实施例中，可利用主机20对非瓶颈元件贴装装置的贴装作业的作业条件进行调整，以对非瓶颈元件贴装装置的多个贴装头进行负荷均衡处理，例如，使多个贴装头每次吸附并贴装的元件的数量接近，或者使多个贴装头之间对同一基板进行元件吸附贴装的次数接近或相同等。由此可以减少贴装作业时的错误动作，提高了产品品质，并可提高产品的成品率，从而降低生产成本。

6)另外，在贴装作业中，贴装头会在平行于基板的平面上向不同方向移动，由于该移动使得在贴装作业时会因移动过程及移动的加速和减速动作引起较大震动，对于非瓶颈元件贴装装置，可以降低贴装作业时的加速度或/和移动速度，从而抑制因震动引起的贴装不良，提高产品的成品率和品质，降低生产成本。并且，由于使贴装作业中的贴装头移动的加速度和速度降低，可以减少设备的损耗，提高使用寿命，因此可进一步降低生产成本。

在上述实施方式中，由主机20对非瓶颈元件贴装装置(11、12、14～16)的作业条件在不使非瓶颈元件贴装装置的产生时间不超过成为瓶颈的元件贴装装置的条件下进行了调整，由此，可以在不降低元件贴装生产线10的整体生产时间(生产效率)的基础上大大提高产品的品质和可靠性。

在元件贴装生产线中，还可以具有基板印刷装置，作为基板印刷装置，通过利用其在基板提上印刷焊膏可以提高元件贴装的稳定性，并提高基板的绝缘性能，其结构与以往的基板印刷装置结构相同，设置在全部的元件贴装装置11～16的最前端，向元件贴装装置11～16供给用于贴装元件的基板。

在上述各个实施方式和实施例中，对将元件贴装在基板上的生产线进行了说明，但实际上，在该元件贴装生产线中还可以包括其他设备，例如基板检查装置、基板回流装置等，通过主机20对上述装置改变他们的作业条件而控制，也可以达到上述本发明的技术效果。而且，本发明并不局限于在基板上贴装元件的生产线，可以适用于各种生产线，利用对生产线各个装置进行控制的控制装置(主机)调整生产线上的非瓶颈装置的作业条件，也可以实现提高产品品质和成品率，以及延长装置使用寿命的效果，从而可以降低成本。

根据本发明生产线，其具有串联设置的一系列生产装置，和与各个生产装置通信连接并对他们进行控制的控制装置，控制装置接收各个生产的生产时间信息，并计算成为瓶颈的生产装置；利用控制装置，对除了成为瓶颈的生产装置以外的非瓶颈生产装置的作业条件进行调整，以使各个非瓶颈生产装置的生产时间不超过成为瓶颈的生产装置的生产时间。

Claims (10)

1.一种元件贴装生产线，具有用于向基板贴装元件的多个元件贴装装置，和与所述多个元件贴装装置通信连接并对他们进行控制的控制装置，所述多个元件贴装装置连接设置构成元件贴装生产线，其特征在于：

所述控制装置接收各个元件贴装装置的生产时间信息，并计算成为瓶颈的元件贴装装置；

所述控制装置，对除了所述成为瓶颈的元件贴装装置以外的非瓶颈元件贴装装置的作业条件进行调整，以使各个所述非瓶颈元件贴装装置的生产时间不超过所述成为瓶颈的元件贴装装置的生产时间。

2.如权利要求1所述的元件贴装生产线，其特征在于：

所述非瓶颈元件贴装装置的所述作业条件为，贴装头吸附模式，

所述控制装置控制所述非瓶颈元件贴装装置，改变其贴装头的吸附模式。

3.如权利要求2所述的元件贴装生产线，其特征在于：

所述贴装头的吸附模式改变为，利用所述元件贴装装置的贴装头的分多次吸附元件。

4.如权利要求2所述的元件贴装生产线，其特征在于：

所述贴装头的吸附模式改变为，对元件采用二段吸附的吸附方式。

5.如权利要求1所述的元件贴装生产线，其特征在于：

所述非瓶颈元件贴装装置的所述作业条件为，在利用贴装头吸附元件后，使用照相设备进行元件识别作业，

所述控制装置控制所述非瓶颈元件贴装装置，降低元件识别作业时的贴装头的移动速度。

6.如权利要求1所述的元件贴装生产线，其特征在于：

所述非瓶颈元件贴装装置的所述作业条件为，在利用贴装头吸附元件后，使用照相设备进行元件识别作业，

所述控制装置控制所述非瓶颈元件贴装装置，在元件识别作业时使贴装头的移动停止，并进行2次以上的所述元件识别作业。

7.如权利要求1所述的元件贴装生产线，其特征在于：

在所述元件贴装装置中具有多个贴装头，而且，所述非瓶颈元件贴装装置的所述作业条件为，将吸附在贴装头上的多个元件分别贴装在基板的规定位置上的贴装作业，

所述控制装置控制所述非瓶颈元件贴装装置，以使在所述贴装作业中多个贴装头之间的负荷均匀。

8.如权利要求1所述的元件贴装生产线，其特征在于：

所述非瓶颈元件贴装装置的所述作业条件为，将吸附在贴装头上的多个元件分别贴装在基板的规定位置上的贴装作业，

所述控制装置控制所述非瓶颈元件贴装装置，以降低所述贴装作业中的贴装头移动的加速度或/和速度。

9.一种生产线，具有串联设置的一系列生产装置，和与各个所述生产装置通信连接并对他们进行控制的控制装置，其特征在于：

所述控制装置接收各个生产的生产时间信息，并计算成为瓶颈的生产装置；

所述控制装置，对除了所述成为瓶颈的生产装置以外的非瓶颈生产装置的作业条件进行调整，以使各个所述非瓶颈生产装置的生产时间不超过所述成为瓶颈的生产装置的生产时间。

10.一种元件贴装方法，是向基板贴装元件的元件贴装生产线的元件贴装方法，该元件贴装生产线用于进行向基板贴装元件的多个元件的贴装作业的各个工序，具有相连接的多个元件贴装装置，和对所述多个元件贴装装置进行控制的控制装置，其特征在于，包括如下步骤：

(1)接收各个所述元件贴装装置的生产时间信息的步骤；

(2)对所接收的各个元件贴装装置的生产时间信息进行比较，并计算成为瓶颈的元件贴装装置的步骤；和

(3)对除了所述成为瓶颈的元件贴装装置以外的非瓶颈元件贴装装置的作业条件进行调整，以使各个所述非瓶颈元件贴装装置的生产时间不超过所述成为瓶颈的元件贴装装置的生产时间的步骤。

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