CN102986319B - 部件安装装置和部件安装方法 - Google Patents

Abstract

公开的是在包括借助托盘馈送器的部件供应的部件安装期间，能够确保在装置操作期间执行安装改变任务时的安全的部件安装装置和部件安装方法。在平行地设置有托盘供应机构（5A、5B）的托盘馈送器中，其中其各自具有以下功能：借助托盘取回单元（28）从托盘容纳部（5b）取回托板（16）并且将该托板移动到设置在托盘容纳部（5b）上端的高度附近的部件拾取位置（5a），该配置使得仅当托盘取回单元（28）位于部件拾取位置（5a）时，解除由门锁机构（29a）导致的门（29）的锁定状态，并且阻断在托盘馈送器的内部和安装头（10）移动的头移动空间之间的空间。由此，排除了操作员使他或她的手移动进入该头转移空间的危险动作。

Description

部件安装装置和部件安装方法

技术领域

本发明涉及用于在基板上安装电子部件的部件安装装置和部件安装方法。

背景技术

用于在基板上安装电子部件的部件安装装置配备有用于供应电子部件的部件供应单元，并且根据将被安装在部件供应单元中的部件类型布置部件供应装置，诸如带馈送器或托盘馈送器。在部件供应装置中，如果储存的部件被消耗并且没有库存，或者如果储存部件的类型被改变以从一种类型的产品转变成另一类型，那么用于再供应部件或用于更换部件的工作由操作员进行。在带馈送器中，将在其上缠绕并储存保持部件的承载带的带卷更换为另一个带卷，而在托盘馈送器中，将部件在其上以平面储存的托盘更换为另一个托盘。

近年来，根据对于提高部件安装线的生产率的要求，已经使用了进行上述的部件再供应或部件更换，同时继续装置操作而不停止生产的部件供应装置。例如，带馈送器采用将被安装的带卷的承载带和将被重新更换的带卷的承载带结合的带花键系统。同样地，托盘馈送器采用在装置操作期间能够将在其中容纳托盘的仓盒（magazine）更换成另一个仓盒的部件供应装置（例如，参照专利文献1）。在专利文献中公开的现有技术中，仓盒被预先可拆卸地安装在竖直地转移的两个托板单元（pallet unit）中的每一个上，并且安装了将被更换的仓盒的该托板单元被转移到设置在上升端或下降端处的操作位置，以将该仓盒更换为另一个仓盒。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:JP-A-5-96425

发明内容

本发明解决的问题

近年来，在包括电子制造厂的制造工业的生产场所，与现有技术相比，生产设备要对于当需要操作员操作时的安全给予更多考虑。例如，存在如下需要的设备，在该设备中，假定不熟练的操作员操作装置的情景，使得即使操作装置的不熟练的操作员意外地使他的手进入不期望操作员接近的部分，也保护操作员的安全。然而，在包括由托盘馈送器供应部件的部件安装中，上述的安全措施不总是完美的，并且需要在装置操作期间进行例如托盘更换的过程改变时的安全性。

本发明的目的是提供部件安装装置和部件安装方法，其在包括由托盘馈送器供应部件的部件安装中在装置操作期间能够确保在过程改变中的安全。

解决问题的方法

本发明提供了用于在基板上安装从部件供应单元拾取的电子部件的部件安装装置，包括：托盘馈送器，该托盘馈送器具有以下功能：通过托盘取回单元从托盘容纳部取回托盘，该托盘容纳部被布置在该部件供应单元中并且储存该托盘，其中在该托盘中以平面布置电子部件；以及，转移该托盘直到部件拾取位置，该部件拾取位置被设置在该托盘容纳部的上端的高度附近；部件安装机构，该部件安装机构包括：安装头，该安装头从被转移到该部件拾取位置的该托盘拾取电子部件并且保持；和头转移机构，该头转移机构转移该安装头；门锁机构，该门锁机构锁定操作进入门的打开/关闭，该操作进入门被设置在该托盘馈送器中的该托盘容纳部中；以及控制器，该控制器控制部件供应单元、部件安装机构和门锁机构，其中该控制器仅在托盘取回单元位于部件拾取位置的状态中通过该门锁机构解除该门的锁定状态，并且将该托盘馈送器的内部与该安装头转移的头转移空间阻断。

本发明提供了用于通过部件安装装置在基板上安装从部件供应单元拾取的电子部件的部件安装方法，该部件安装装置包括：托盘馈送器，该托盘馈送器包括平行布置的多个托盘供应机构，该托盘供应机构中的每一个具有以下功能：通过托盘取回单元从托盘容纳部取回托盘，该托盘容纳部被布置在该部件供应单元中并且储存托盘，其中在该托盘中以平面布置电子部件；以及，转移该托盘直到部件拾取位置，该部件拾取位置被设置在该托盘容纳部的上端的高度附近；部件安装机构，该部件安装机构包括：安装头，该安装头从被转移到该部件拾取位置的该托盘拾取该电子部件并且保持；以及头转移机构，该头转移机构转移该安装头；门锁机构，该门锁机构锁定操作进入门的打开/关闭，该操作进入门被设置在多个托盘供应机构中的每一个中的托盘容纳部中；以及控制器，该控制器控制该部件供应单元、该部件安装机构和该门锁机构，并且具有以下功能：仅在该托盘取回单元位于该部件拾取位置的状态中通过该门锁机构解除门的锁定状态，并且将该托盘馈送器的内部与该安装头转移的头转移空间阻断，该部件安装方法包括：同时地执行托盘更换操作和托盘供应操作，该托盘更换操作在该托盘供应机构中的任何一个中的门的锁定状态被解除并且门被打开的状态下在该托盘容纳部上进行，在该托盘供应操作中，在另一个托盘供应机构中，托盘通过该托盘取回单元从该托盘容纳部被取回并且转移直到部件拾取位置用于通过该安装头拾取部件。

本发明的效果

在包括平行布置的托盘供应机构的托盘馈送器中，该托盘馈送器中的每一个具有通过托盘取回单元从托盘容纳部取回托板以及转移该托板直到设置在托盘容纳部的上端处的高度附近的部件拾取位置的功能，仅在处于托盘取回单元位于部件拾取位置处的状态下通过门锁机构解除门的锁定状态并且将托盘馈送器的内部与安装头在其中转移的头转移空间阻断。因此，在包括由托盘馈送器供应部件的部件安装中的装置操作期间能够确保在过程改变中的安全。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的部件安装装置的平面图。

图2是根据本发明的实施例的部件安装装置的侧截面图。

图3的（a）和（b）是在根据本发明的实施例的部件安装装置中使用的托盘馈送器的配置的示意图。

图4是示出了根据本发明的实施例的部件安装装置的控制系统的配置的框图。

图5是根据本发明的实施例的部件安装装置的局部平面图。

图6的（a）和（b）是在根据本发明的实施例的部件安装装置中的托盘馈送器的侧截面图。

具体实施方式

随后，将参考附图描述本发明的实施例。首先，将参考图1和图2给出部件安装装置1的结构的描述，该部件安装装置1在基板上安装从部件供应单元拾取的电子部件。参考图1，基板运送机构2被设置在部件安装装置1的基座1a上。基板运送机构2被配置为使得，平行于基板运送方向（X方向）来布置用于运送用于安装的各个基板的第一基板运送道LI和第二基板运送道LII。第一基板运送道LI和第二基板运送道LII分别地通过一对第一基板运送输送器2A和一对第二基板运送输送器2B配置。第一基板运送道LI和第二基板运送道LII中的每一个运送从上游侧转移的基板3，并且在由将稍后描述的部件安装机构进行操作的操作位置处定位和保持基板3。第一基板运送道LI和第二基板运送道LII分别地配备有基板检测传感器S1和S2，并且基板检测传感器S1和S2中的每一个检测被承载的基板3。

第一部件供应单元4A和第二部件供应单元4B被布置在基板运送机构2的两侧。在第一部件供应单元4A中布置托盘馈送器5，在托盘馈送器5中平行地设置第一托盘供应机构5A和第二托盘供应机构5B。如图2所示出的，构成托盘馈送器5的第一托盘供应机构5A和第二托盘供应机构5B具有以下功能：从每一个托盘容纳部5b取回托板16，并且将该托板16移动直到设置在托盘容纳部5b的上端的高度附近的部件拾取位置5a，该托板16以平面保持了储存在将被安装的电子部件中相对地大尺寸的电子部件的托盘。

在第二部件供应单元4B中平行设置了多个带馈送器6。每一个带馈送器6具有以下功能：将保持小尺寸的电子部件的承载带15倾斜逐个节距地馈送直到拾取位置6a（参照图2）。每一个带馈送器6都安装在可移动地设置在第二部件供应单元4B中的车架13，并且承载带15被从由车架13保持的供带卷14中抽取并且被供应到带馈送器6。

在基座1a的上表面的一端沿Y方向设置Y轴转移台7，并且第一X轴转移台8A和第二X轴转移台8B被安装在Y轴转移台7上以便沿Y方向可滑动。第一安装头9A和第二安装头9B分别地被安装在第一X轴转移台8A和第二X轴转移台8B上，以便沿X方向可滑动。第一安装头9A和第二安装头9B中的每一个都是具有多个单元安装头10的多类型头。吸附和保持电子部件的吸附管口10a（参照图2）被安装在每一个单元安装头10的下端。

随着Y轴转移台7的驱动，第一X轴转移台8A和第二X轴转移台8B，第一安装头9A和第二安装头9B分别地、水平地转移，第一安装头9A从第一部件供应单元4A的托盘馈送器5拾取并且保持电子部件，并且第二安装头9B从第二部件供应单元4B的带馈送器6取出并且保持电子部件，以便转移并且在承载在第一基板运送道LI和第二基板运送道LII中的基板3上安装电子部件。Y轴转移台7、第一X轴转移台8A和第二X轴转移台8B构成转移第一安装头9A和第二安装头9B的头转移机构。头转移机构、第一安装头9A和第二安装头9B构成部件安装机构，该部件安装机构从被转移到第一部件供应单元4A中的托盘馈送器5的部件拾取位置5a的托板16中拾取电子部件，从第二部件供应单元4B中的带馈送器6中拾取电子部件，并且在基板3上安装该电子部件。

与第一安装头9A和第二安装头9B中的每一个整体转移的基板识别相机11被配备在第一安装头9A和第二安装头9B中的每一个中以便被定位在第一X轴转移台8A和第二X轴转移台8B中的每一个的下表面侧。第一安装头9A和第二安装头9B被转移在各个基板3上方，使得通过各自的基板识别相机11能够为基板3照相。照相结果经受识别处理以识别基板3和部件安装点的位置。

部件识别相机12被设置在第一安装头9A和第二安装头9B中的每一个从它们对应的部件供应单元被转移到基板3所沿着的路径中。保持电子部件的第一安装头9A和第二安装头9B中的每一个被转移到部件识别相机12上方，从而通过部件识别相机12为该被保持的电子部件照相，以识别由第一安装头9A和第二安装头9B中的每一个保持的电子部件的位置。在将电子部件安装在各个基板3的操作中，通过考虑来自基板识别相机11的基板识别结果和来自部件识别相机12的部件识别结果，校正第一安装头9A和第二安装头9B的安装位置。

随后，将参考图3的（a）和（b）描述托盘馈送器5的结构。如图3的（a）所示出的，托盘馈送器5被配置为使得独立可操作的第一托盘供应机构5A和第二托盘供应机构5B互相平行地布置。第一托盘供应机构5A和第二托盘供应机构5B中的每一个具有以下功能：定位保持托盘的每一个托板16，在该托盘中电子部件被储存到部件拾取位置5a。

图3的（b）示出了第一托盘供应机构5A和第二托盘供应机构5B的配置。托盘容纳部5b被固定于框架25，并且在仓盒内堆叠的多个托板16被堆叠在每一个托盘容纳部5b内。托盘被载入容纳在托盘容纳部5b内的每一个托板16中，在该托盘中以网状图案储存大量的电子部件。在图中，没有示出托盘。用于操作进入的可打开的门29被设置在托盘容纳部5b的后部，并且容纳在仓盒中的托板16对于每一个仓盒被容纳并且取回。在此示例中，打开和关闭门29的操作由设置在托盘容纳部5b中的门锁机构29a可控制地锁定。只有在解除门锁机构29的锁定状态的状态下才能够打开每一个门29。

同样地，在门29中，对于第一托盘供应机构5A和第二托盘供应机构5B分别地设置门打开/关闭检测传感器S3和S4，并且门打开/关闭检测传感器S3和S4检测门29的打开/关闭状态。门29的打开/关闭状态与部件安装装置1的可移动的机构单元的操作状态互锁。为了操作员的安全保护，在门29处于打开的状态中，只要不满足预定的接近许可则不允许装置操作。

每一个具有电动机26和进给螺杆27的升降机构20被设置在框架22上，并且驱动升降机构20中的每一个以使托盘取回单元28上升和下降。每一个托盘取回单元28取回容纳在托盘容纳部5b中的托板16，并且在它们的上表面上保持托板16。托盘取回单元28配备有托板转移机构（未示出），并且通过该托板转移机构，在托盘容纳部5b内的托板16能够被取回至托盘取回单元28，或托板16能够被推动和送入托盘容纳部5b以便容纳在其中。驱动升降机构20中的每一个以使托盘取回单元28上升，由此使得托板16与保持的托盘一起转移到电子部件的部件拾取位置5a，该电子部件由第一安装头9A和第二安装头9B中的每一个拾取。

第一安装头9A和第二安装头9B中的每一个通过每一个单元安装头10的吸附管口10a从被保持在托板16中的托盘拾取电子部件，并且将拾取的电子部件转移并且安装到基板运送机构2。储存被排出而不被安装的电子部件的每一个排出单元5c被设置在托盘容纳部5b中的每一个上方，并且用于在电子部件已经被拾取后取回安装有空托盘的托板16，或用于在电子部件已经被再供应后再供应托板16的每一个再供应单元5d被设置在每一个排出单元5c上方。

随后，将参考图4描述控制系统的配置。部件安装装置1包括控制器30、储存单元31、识别处理器32、机构驱动器33、操作/输入单元34和显示单元35。控制器30具有基于在储存单元31中储存的控制程序或各种数据来执行对于部件安装装置1的操作所必需的操作控制或算术处理的功能，并且包括用于内部处理功能的安装控制处理器30a和接近许可/不许可处理器30b。安装控制处理器30a进行处理以控制用于在基板3上安装电子部件的安装操作。

接近许可/不许可处理器30b设置安装头和操作员对托盘供应机构的接近许可或不许可。即，在第一托盘供应机构5A和第二托盘供应机构5B中，如果门打开/关闭检测传感器S3和S4检测到门29的打开状态，那么禁止安装头接近托盘供应机构。同样地，为了操作员接近托盘供应机构，需要打开门29。然而，在此实施例中，为了确保操作员的安全，设置了处于控制之下的互锁，使得只有当满足给定的状态时门锁机构29a才解除门29的锁定状态。

储存单元31在其中储存用于执行部件安装操作所必需的各种操作程序以及安装数据31a和部件储存数据31b。安装数据31a将安装坐标与安装点关联，该安装坐标指定了将被安装的部件的类型和安装位置，该安装点指示了在基板3上的安装区域以根据安装次序进行安装。部件储存数据31b指示了在第一托盘供应机构5A和第二托盘供应机构5B中的每一个的托盘容纳部5b中的托盘储存状态，并且此数据规定了容纳在每一个托盘容纳部5b中的托盘中的部件的类型和储存位置。

识别处理器32识别基板识别相机11和部件识别相机12的照相结果以检测在基板3上的部件安装位置，区别在第一安装头9A和第二安装头9B中保持的电子部件，并且检测该电子部件的位置。在通过安装控制处理器30a控制部件安装操作时，考虑那些位置检测结果来校正在安装部件时该部件的位置。机构驱动器33由安装控制处理器30a控制，并且驱动基板运送机构2、第一部件供应单元4A、第二部件供应单元4B、部件安装机构和门锁机构29a，该部件安装机构包括Y轴转移台7、第一X轴转移台8A、第二X轴转移台8B、第一安装头9A和第二安装头9B。在通过控制器30控制机构驱动器33时，通过接近许可/不许可处理器30b的控制处理，仅在处于托盘取回单元28位于靠近上端的部件拾取位置5a的状态下通过门锁机构29a解除门29的锁定状态，并且托盘取回单元28将托盘馈送器5的内部与第一安装头9A和第二安装头9B在其中转移的头转移空间阻断。

操作/输入单元34是输入装置，诸如接触面板开关或键盘，并且被设计以通过操作员输入操作命令或各种数据。操作命令包括用于设置第一托盘供应机构5A和第二托盘供应机构5B的使用停止的输入命令。显示单元35是显示面板，诸如液晶显示器，并且在通过操作/输入单元34进行输入操作期间显示引导屏幕或各种通告屏幕。

如上所述地配置部件安装装置1。在下文中，将给出部件安装方法的描述，其中借助于参考图5、图6的（a）和（b）的部件安装装置1，电子部件由第一安装头9A和第二安装头9B从第一部件供应单元4A和第二部件供应单元4B中拾取，并且被安装在由基板运送机构2运送的基板3上。

在开始部件安装操作时，首先在第一部件供应单元4A中，托盘被布置在第一托盘供应机构5A和第二托盘供应机构5B中，在该托盘中储存有用于安装的对应于基板3的安装操作的类型的电子部件。然后，部件安装操作开始，并且电子部件由第一安装头9A从在托板16上的托盘中拾取，然后被转移并且安装到基板3，该托板16从第一托盘供应机构5A和第二托盘供应机构5B中取回。

在继续执行部件安装操作的过程中，为了当在任何托盘供应机构中的部件已用完时再供应部件，或为了生产随后的基板类型而在先改变过程时，需要由操作员接近托盘供应机构。在这种情形下，为了确保操作员的安全，到目前为止，禁止第一安装头9A接近托盘馈送器5，并且在操作停止的状态下执行诸如托盘更换的操作。由于此原因，当托盘馈送器5具有多个第一托盘供应机构5A和第二托盘供应机构5B时，这些托盘供应机构都必须停止操作。

相反地，在根据此实施例的部件安装装置1中，只有将被接近的托盘供应机构停止操作，并且另一个托盘供应机构照常经受由第一安装头9A的部件拾取。即，例如，如果由第二托盘供应机构5B要求托盘更换操作，如图5所示出的，由第一安装头9A的部件拾取继续，同时在第一托盘供应机构5A中的门29关闭，并且在第二托盘供应机构5B中的门29打开。

如图6的（a）所示出的，通过使托盘取回单元28位于靠近托盘容纳部5b的上端的部件拾取位置5a，使得门29能够打开。即，假设托盘取回单元28位于部件拾取位置5a，并且将托盘馈送器5的内部与第一安装头9A在其中转移的头转移空间阻断。利用此配置，即使操作员将他的手插入托盘容纳部5b的内部，仍然不会出现手进入头转移空间的情况，该情况导致手干扰第一安装头9A的风险。

在此情况中，因为为了托盘取回单元28从托盘容纳部5b取回托板16，第一托盘供应机构5A在托盘馈送器5内上升和下降，所以接近许可/不许可处理器30b锁定门锁机构29a以始终禁止门29的打开。相应地，操作员不能可操作地接近托盘容纳部5b的内部，并且完全地排除操作员使他的手进入第一安装头9A正在操作的头转移空间的危险动作。

即，在根据此实施例的部件安装方法中，具有多个托盘供应机构的托盘馈送器5同时并行地执行托盘更换操作和托盘供应操作，该托盘更换操作在该托盘供应机构中的任何一个中的门29的锁定状态被解除并且门29被打开的状态下在该托盘容纳部5b上进行，在该托盘供应操作中，在另一个托盘供应机构中，托盘16通过托盘取回单元28从该托盘容纳部5b取回并且转移直到部件拾取位置5a用于通过第一安装头9A拾取部件。

由此，在包括由托盘馈送器供应部件的部件安装中，用于生产随后的基板类型的过程改变能够在不等待完成当前正在执行的部件安装操作的情况下开始。相应地，即使需要高频地重复实现与用于复数类型的基板的部件类型改变相关的过程改变，与部件类型改变相关的装置停止时间能够被尽可能地排除以提高生产率，并且当在装置操作期间进行过程改变时能够确保安全。

已经参考特定的实施例详细地描述了本发明，但是对于本领域的普通技术人员将是显而易见的是能够对于本发明进行各种改变和修改而不偏离本发明的精神和范围。

本发明基于在2010年7月9日提交的日本专利申请No.2010-156883，并且其内容通过引用被包含在此。

工业适用性

根据本发明的部件安装装置和部件安装方法具有的优点使得当在包括由托盘馈送器供应部件的部件安装中在装置操作期间进行过程改变时能够确保安全，并且在于各种类型的基板上进行部件安装操作的领域中是有用的。

附图标记说明

1部件安装装置

2基板运送机构

3基板

4A第一部件供应单元

4B第二部件供应单元

5托盘馈送器

5A第一托盘供应机构

5B第二托盘供应机构

5a部件拾取位置

5b托盘容纳部

6带馈送器

7Y轴转移台

8A第一X轴转移台

8B第二X轴转移台

9A第一安装头

9B第二安装头

10单元安装头

16托板

20升降机构

28托盘取回单元

29门

29a门锁机构

Claims (2)

1.一种部件安装装置，所述部件安装装置用于在基板上安装从部件供应单元拾取的电子部件，包括：

托盘馈送器，所述托盘馈送器具有以下功能：

通过托盘取回单元从托盘容纳部取回托盘，所述托盘容纳部被布置在所述部件供应单元中并且储存所述托盘，其中在所述托盘中以平面布置所述电子部件，以及

转移所述托盘直到部件拾取位置，所述部件拾取位置被设置在所述托盘容纳部的上端的高度附近；

部件安装机构，所述部件安装机构包括：

安装头，所述安装头从被转移到所述部件拾取位置的所述托盘拾取所述电子部件并且保持；以及

头转移机构，所述头转移机构转移所述安装头；

门锁机构，所述门锁机构锁定操作进入门的打开/关闭，所述操作进入门被设置在所述托盘馈送器中的所述托盘容纳部的后部中；以及

控制器，所述控制器控制所述部件供应单元、所述部件安装机构和所述门锁机构，

其中所述控制器仅在所述托盘取回单元位于所述部件拾取位置的状态中通过所述门锁机构解除所述门的锁定状态，并且将所述托盘馈送器的内部与所述安装头转移的头转移空间阻断。

2.一种部件安装方法，所述部件安装方法用于通过部件安装装置在基板上安装从部件供应单元拾取的电子部件，所述部件安装装置包括：

托盘馈送器，所述托盘馈送器包括平行布置的多个托盘供应机构，所述托盘供应机构中的每一个具有以下功能：

通过托盘取回单元从托盘容纳部取回托盘，所述托盘容纳部被布置在所述部件供应单元中并且储存所述托盘，其中在所述托盘中以平面布置所述电子部件；以及

转移所述托盘直到部件拾取位置，所述部件拾取位置被设置在所述托盘容纳部的上端的高度附近；

部件安装机构，所述部件安装机构包括：

安装头，所述安装头从被转移到所述部件拾取位置的所述托盘拾取所述电子部件并且保持；以及

头转移机构，所述头转移机构转移所述安装头；

门锁机构，所述门锁机构锁定操作进入门的打开/关闭，所述操作进入门被设置在所述多个托盘供应机构中的每一个中的所述托盘容纳部的后部中；以及

控制器，所述控制器控制所述部件供应单元、所述部件安装机构和所述门锁机构，并且具有以下功能：

仅在所述托盘取回单元位于所述部件拾取位置的状态中通过所述门锁机构解除所述门的锁定状态，并且将所述托盘馈送器的内部与所述安装头转移的头转移空间阻断，

所述部件安装方法包括：

同时地执行托盘更换操作和托盘供应操作，所述托盘更换操作在所述托盘供应机构中的任何一个中的所述门的锁定状态被解除并且所述门被打开的状态下在所述托盘容纳部上进行，在所述托盘供应操作中，在另一个托盘供应机构中，所述托盘通过所述托盘取回单元从所述托盘容纳部被取回并且转移直到所述部件拾取位置以用于通过所述安装头拾取所述部件。