CN103369949B - 电子元件安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供电子元件安装装置。设置：待机时间定时器，伴随对第一张电路板安装电子元件，在一个安装头（6A或6B）的吸附嘴保持的电子元件的识别处理动作时，由于另一个安装头（6B或6A）正在安装电子元件，因而在每个周期对一个安装头（6A或6B）待机的时间进行计时；存储装置，存储该定时器计时的待机时间；以及控制装置，进行控制使得吸附嘴停留相应于对吸附停留时间加上将存储装置存储的待机时间除以该周期中的电子元件的安装件数而得到的时间后的停留时间，该吸附停留时间是伴随对第二张以后的电路板安装电子元件，降低一个安装头（6A或6B）的吸附嘴从元件供应单元取出电子元件的所述周期相同的周期中吸附嘴停留的时间。

Description

电子元件安装装置

技术领域

本发明涉及电子元件安装装置，其具备从元件供应装置取出电子元件的两个安装头，通过各安装头所具备的多个吸附嘴取出来自所述元件供应装置的电子元件，通过元件识别摄像机拍摄该吸附嘴所保持的所述电子元件并进行识别处理，在各电子元件的安装坐标中加入各识别结果，将所述电子元件分别安装到电路板上。

背景技术

这种电子元件安装装置例如在专利文献1等中公开。在这种电子元件安装装置中高精度地将电子元件安装到印刷电路板上。

[专利文献1](日本)特开2005-159209公报

但是，如果设为缩短从元件供应装置吸附并取出电子元件时的吸附嘴的停留时间，从而在用于吸附的真空压升高之前使吸附嘴上升，则电子元件的吸附变得不稳定。

发明内容

因此，目的在于使从元件供应装置取出电子元件时的吸附嘴稳定地吸附电子元件。

因此，第1发明是一种电子元件安装装置，具备从元件供应装置取出电子元件的两个安装头，在各安装头进行与所述元件供应装置和基板的一次往返移动的每个周期，通过各安装头所具备的多个吸附嘴取出来自所述元件供应装置的电子元件，由元件识别摄像机拍摄该吸附嘴所保持的所述电子元件而进行识别处理，在各电子元件的安装坐标中加入各识别结果，并将所述电子元件分别安装到电路板上，其特征在于，在该电子元件安装装置中设置了：

待机时间定时器，伴随对第一张所述电路板安装电子元件，在一个所述安装头的所述吸附嘴所保持的电子元件的所述识别处理动作时，由于另一个所述安装头的所述吸附嘴正在安装电子元件，因而在每个所述周期对所述一个所述安装头待机的时间进行计时；

存储装置，存储该待机时间定时器计时的待机时间；以及

控制装置，在取出所述电子元件时，基于在电子元件的每个种类预先设定的吸附停留时间，计算所述吸附嘴停留的停留时间，

所述控制装置在伴随对第二张以后的所述电路板安装电子元件，降低一个所述安装头的所述吸附嘴而从所述元件供应装置吸附并取出电子元件时，对各安装头进行控制，使得在与所述周期相同的周期中，以基于所述吸附停留时间和存储装置所存储的所述待机时间尽可能延长一个所述安装头的所述吸附嘴停留的停留时间的方式使该一个所述安装头的所述吸附嘴停留。

此外，在第1发明的电子元件安装装置中，所述控制装置在伴随对第二张以后的电路板安装电子元件，降低一个所述安装头的所述吸附嘴而从所述元件供应装置吸附并取出电子元件时，通过一个所述安装头的所述吸附嘴停留的吸附停留时间加上将所述存储装置所存储的待机时间除以该周期中的所述电子元件的安装件数而得到的时间，计算该一个所述安装头的所述吸附嘴停留的所述停留时间。

本发明在从元件供应装置取出电子元件时，能够使吸附嘴稳定地吸附电子元件。

附图说明

图1是电子元件安装装置的概略平面图。

图2是表示安装头的真空吸附以及空气吹送的控制的图。

图3是电子元件安装装置的控制方框图。

图4是表示安装数据的图。

图5是表示元件数据的图。

图6是表示安装动作相关的流程图的图。

图7是表示一个周期相关的流程图的图。

图8是表示元件吸附动作相关的流程图的图。

图9是表示上下轴电机停留时间计算处理相关的流程图的图。

图10是表示元件识别动作相关的流程图的图。

图11是表示安装头对于第一张印刷电路板的定时图的图。

图12是表示安装头对于第二张印刷电路板的定时图的图。

标号说明

1 电子元件安装装置

2 搬运装置

3 元件供应装置

8 元件供应单元

4 臂

5 吸附嘴

6 安装头

12 上下轴电机

15 控制装置

40 计数器

41 停留定时器

42 待机时间定时器

具体实施方式

以下基于图1，针对在作为电路板的印刷电路板P上安装电子元件的电子元件安装装置1，说明本发明的实施方式。在该电子元件安装装置1中设置了并排搬运各印刷电路板P的搬运装置2、被配置在装置主体的跟前侧和里侧且供应电子元件的元件供应装置3A、3B、通过驱动源能够在一个方向上移动(能够在Y方向上往返移动)的一对臂4A、4B、分别具备吸附嘴5并且通过各驱动源在沿所述各臂4A、4B的方向上能够单独移动的安装头6A(头编号“1”)、6B(头编号“2”)。

所述搬运装置2包括供应输送机(conveyer)2A、对印刷电路板P进行定位固定的定位部2B、排出输送机2C。并且，其结构如下，即所述供应输送机2A将从上游接受的各印刷电路板P搬运到定位部2B，在该各定位部2B中通过定位装置进行了定位的各电路板上安装了电子元件之后，被搬运至排出输送机2C，然后被搬运至下游侧装置。

并且，所述元件供应装置3A、3B被配设在所述搬运装置2的里侧位置和跟前侧位置，是在作为装配架的手推车7A、7B的送料器底座上并行设置了多个元件供应单元8的装置。各手推车7A、7B的结构为经由连接器具可装卸地配设在所述装置主体上，使得元件供应单元8的元件供应侧的前端部分面向印刷电路板P的搬运路径，如果各手推车7A、7B被正常地安装到装置主体上则对手推车7A、7B所搭载的元件供应单元8中被供应电源，或者若解除所述连接器具而拉动把手，则可通过在下面设置的脚轮(castor)而移动。

并且，X方向上较长的前后一对的所述臂4A、4B通过由各线性电机构成的Y方向电机9的驱动，沿着左右一对的向前后延伸的导杆(guide)，固定在所述各臂上的滑块(slider)滑动而单独向Y方向移动。所述Y方向电机9由沿着左右一对的基体1A、1B而固定的上下一对的定子和在所述臂4A、4B的两端部设置的安装板的下部所固定的转子9A构成。

此外，在所述臂4A、4B的内侧分别设有所述安装头6A、6B，该安装头6A、6B在所述臂4A、4B的长度方向(X方向)上通过由线性电机构成的X方向电机10而沿着导杆移动，所述X方向电机10由各臂4A、4B上固定的前后一对的定子和位于各定子之间而设置在所述安装头6A、6B上的转子构成。

从而，各安装头6A、6B相向地设置在各臂4A、4B的内侧，所述安装头6A能够从对应的里侧的元件供应装置3A的元件供应单元8进行电子元件的取出作业，并安装到搬运装置2上的印刷电路板P，安装头6B能够从对应的跟前侧的元件供应装置3B取出电子元件而安装到所述印刷电路板P。

并且，在各安装头6A、6B上通过各弹簧而顶向下方的吸附嘴5沿着圆周以规定间隔配设4条，该吸附嘴5可通过上下轴电机12而升降，并且通过θ轴电机13使安装头6A、6B围绕铅直轴旋转，结果，各安装头6A、6B的各吸附嘴5能够向X方向以及Y方向移动，能够环绕垂直线旋转，且能够上下活动。

另外，在所述Y方向电机9、X方向电机10、上下轴电机12、θ轴电机13上分别连接编码器9E、10E、12E、13E，监视掌握转速、旋转角度。此外，各元件识别摄像机14一揽子拍摄在各安装头6A、6B上设置的各吸附嘴5所吸附保持的电子元件。

在图2中，33是与真空源连通的真空/正压切换阀、34是与空气供应源连通的送风(blow)开通/关闭切换阀、35是与所述吸附嘴5对应设置且用于切换是与真空源连通从而让吸附嘴5进行吸引还是与空气供应源连通从而让吸附嘴5进行空气吹送的空气切换阀电磁阀。

如果该空气切换阀电磁阀35激磁，则真空引入用通路36和嘴连通通路37可通过真空/正压切换阀33而连通，嘴连通通路38和空气送风用通路39被切断，吸附嘴5经由嘴连通通路37、真空/正压切换阀33、真空引入用通路36能够与真空源连通，吸附嘴5能够维持电子元件的真空吸附。

此外，如果所述空气切换阀电磁阀35消磁，则与真空源连通的真空引入用通路36和嘴连通通路37被切断，嘴连通通路38和空气送风用通路39可经由送风开通/关闭切换阀34而连通，停止吸附嘴5对电子元件D的真空吸附，并且来自空气供应源的空气经由空气送风用通路39、送风开通/关闭切换阀34、嘴连通通路38被吹入吸附嘴5。

图3是用于电子元件安装装置1的电子元件安装相关的控制的控制块，以下进行说明。电子元件安装装置1的各要素由控制装置15统一控制，存储装置17存储各种数据，两者经由总线18连接。在控制装置15上经由接口21连接了显示操作画面等的监视器19以及作为在该监视器19的显示画面上形成的输入部件的触摸面板开关20。此外，所述Y方向电机9等经由驱动电路22、接口21与所述控制装置15连接。另外，所述控制装置15起到控制部件、确认部件、判定部件、计算部件等的功能。

在所述存储装置17中按照印刷电路板P的每个种类而存储了安装数据。该安装数据按照其周期编号的每一个，由安装头6A、6B的头编号(安装头6A为“1”，安装头6B为“2”)、待机时间、一个周期安装件数、元件ID、安装坐标(X坐标、Y坐标Y、角度)构成(参照图4)。

此外，在所述存储装置17中存储了与配设在手推车7A、7B上的所述各元件供应单元8的元件配置编号对应的各电子元件的种类(元件ID)的元件配置数据、图5所示那样的与每个元件ID的吸附停留时间有关的元件数据等。

进而，在所述存储装置17中存储了由表示电子元件的特征的形状数据/识别数据/控制数据/元件供应数据组成的每个电子元件的元件库数据等。

23是经由接口21与所述控制装置15连接的识别处理装置，通过所述元件识别摄像机14拍摄获取的图像的识别处理由该识别处理装置23进行，处理结果被送到控制装置15。即，控制装置15将指示输出到识别处理装置23以使其对通过元件识别摄像机14拍摄的图像进行识别处理(位置偏移量的计算等)，并且从识别处理装置23获取识别处理结果。

此外，计数器40经由接口21与所述控制装置15连接，对印刷电路板P的加工张数进行计数。此外，停留定时器41经由接口21与所述控制装置15连接，对吸附嘴5下降停留的停留时间进行计时。该停留时间是从空气切换阀电磁阀35激磁起通常达到吸附电子元件时的能够通过吸附嘴5可靠地进行吸附的满意真空度为止的时间。进而，待机时间定时器42经由接口21与所述控制装置15连接，对待机时间进行计数。

以下，基于本发明的实施方式的图6至图10的流程图，以下关于动作进行说明。首先，在表示安装动作相关的流程图的图6中，如果运行开始开关被操作，则最初将所述计数器40设置为“0(零)”(步骤S01)，将作为电路板的印刷电路板P拿到定位部2B(步骤S02)。即，印刷电路板P从上游装置经由供应输送机2A被搬运至定位部2B而定位固定。

然后，控制装置15为了让安装头6A(头1)、6B(头2)进行连锁吸附，从图4所示的安装数据中读出一个周期数据(步骤S03)。即，读出安装头6A或6B在所述元件供应装置3A或3B与印刷电路板P的一次往返中进行电子元件的取出处理以及安装处理的一个周期数据。

接着，判断该读出的周期编号“1”的头编号是否为“1”(步骤S04)。根据该安装数据，由于头编号为“1”，因此开始由安装头6A进行一个周期中的安装动作(步骤S05)。即，如表示一个周期相关的流程图的图7所示那样，最初由里侧的安装头6A的吸附嘴5从元件ID为“AAA”、“BBB”、“CCC”的各元件供应装置3A吸附取出相应的电子元件(步骤S21)。

即，如表示元件吸附动作相关的流程图的图8所示那样，Y方向通过驱动Y方向电机9而移动臂4A，X方向通过驱动X方向电机10，从而为了取出电子元件而沿XY方向开始移动安装头6A(步骤S31)，并且开始驱动θ轴电机13(步骤S2)。

接着，控制装置15基于来自编码器10E、9E的位置信息而掌握X方向电机10以及Y方向电机9的各旋转位置，确认是否已到达元件供应单元8的元件取出位置而完成了移动(步骤S33)，控制装置15如果确认了该完成，则基于来自编码器13E的位置信息来掌握θ轴电机13的旋转位置，确认是否已完成了至安装角度的移动(步骤S34)，控制装置15如果确认了该完成，则开始上下轴电机12的用于下降的驱动从而开始吸附嘴5的下降移动(步骤S35)。

然后，如果控制装置15基于来自编码器12E的位置信息而确认了是否已完成至下降到达位置的移动(步骤S36)，则空气切换阀电磁阀35激磁(步骤S37)。如果该空气切换阀电磁阀35激磁则切换到真空侧，嘴连通通路38和空气送风用通路39被切断，吸附嘴5经由嘴连通通路37、已切断到真空侧的真空/正压切换阀33、真空引入用通路36能够与真空源连通，吸附嘴5开始进行电子元件的真空吸附动作。

然后，控制装置15计算上下轴电机12的停留时间(步骤S38)，停留定时器41开始计时停留时间(步骤S9)。关于此时的上下轴电机12的停留时间的计算，如图9所示那样，读出图5所示的元件ID“AAA”的元件数据的吸附停留时间“100”(“A”)(步骤S51)，接着基于安装数据进行安装数据的待机时间“90”(“B”)÷一个周期的安装件数“3”的计算(步骤S52)，计算“A+B”的停留时间(约130msec)(步骤S53)。

这样，停留定时器41开始进行已算出的停留时间的计时(步骤S39)，如果计时经过了停留时间(步骤S40)，则控制装置15开始进行上下轴电机12的用于上升的驱动(步骤S41)，如果控制装置15基于来自编码器12E的位置信息而确认了是否已完成至上升到达位置的移动(步骤S42)，则元件吸附动作结束。

如果该元件吸附动作结束，则返回到图7，控制装置15进行控制以便进行元件识别动作(步骤S22)。关于该元件识别动作，如图10所示，驱动Y方向电机9以及X方向电机10从而开始沿XY方向移动(步骤S61)，在为了将电子元件安装到印刷电路板P上而移动的途中，使安装头6A通过元件识别摄像机14的上方，从而由元件识别摄像机14拍摄(动态识别)各吸附嘴5所吸附保持的电子元件，进行元件的识别处理动作(步骤S62)。

然后，控制装置15基于来自编码器10E、9E的位置信息而掌握X方向电机10以及Y方向电机9的各旋转位置，确认是否已到达了所述元件安装位置(步骤S63)。

如果控制装置15确认已到达所述元件安装位置，则确认印刷电路板P的加工张数是否为1以上(步骤S64)，由于尚且为0张，因此待机时间定时器42开始计时(步骤S65)。然后，控制装置15判定对置的跟前侧的安装头6B是否正在安装电子元件(步骤S66)，如果已不在安装则所述待机时间定时器42停止计时(步骤S67)，并将待机时间保存存储到存储装置17(步骤S68)。

如果该元件识别动作结束，则对安装数据中的安装坐标加入该识别结果从而校正电子元件相对于吸附嘴5的偏差，进行电子元件对印刷电路板P的安装动作(步骤S23)。然后，如果安装头6A进行的一个周期中的安装动作结束(步骤S06)，则判定在安装数据中是否存在下一周期数据(步骤S09)，如果判定为存在则返回到步骤S03，读出在所述元件供应装置3A或3B与印刷电路板P的一次往返中进行电子元件的取出处理以及安装处理的一个周期数据(步骤S03)。

接着，判定该读出的周期编号“1”的头编号是否为“1”(步骤S04)。根据该安装数据，由于下一个周期编号“2”的头编号为“2”，因此开始由安装头6B进行一个周期(周期编号“2”)中的安装动作(步骤S07)。然后，如果安装头6B进行的一个周期中的安装动作结束(步骤S08)，则如前述那样判定在安装数据中是否存在下一周期数据(步骤S09)，直到没有下一周期数据为止重复进行在判定为存在时返回到步骤S03的动作。

该情况下，在伴随对第一张印刷电路板P的安装的由安装头6B或6A进行的安装动作中的电子元件的识别动作时(步骤S22)，在步骤S65～S68中，由待机时间定时器42对由于对置的安装头6A或6B正在进行安装而必须等待的待机时间按照每个周期而进行计时，从而该待机时间按照每个周期被保存存储到存储装置17。然后，在第2张以后的印刷电路板P中的对应的同一周期中，在伴随对第2张以后的印刷电路板P的安装的由安装头6B或6A进行的安装动作中的电子元件的吸附动作时(步骤S21)，计算安装头6B或6A的上下轴电机12的停留时间(步骤S38)，所述存储装置17中保存存储的该周期的所述待机时间在同一周期中的电子元件的吸附动作时被利用。即，在吸附嘴5下降时的上下轴电机12的停留时间的计算处理时(参照图9)，图5的元件数据中应吸附的电子元件的对应的吸附停留时间与所述待机时间÷一个周期的安装件数(例如，周期编号“2”中为3件)的商之和，成为该周期中的吸附电子元件时的上下轴电机12的停留时间。

然后，所述计数器40对印刷电路板P的加工张数进行递增计数而设为“1”(步骤S10)，并从所述定位部2B经由排出输送机2C搬运到下游侧装置，并且控制装置15请求将下一个印刷电路板P从所述供应输送机2A搬运到电路板定位部2B(步骤S11)。接着，返回到步骤S02，对下一个印刷电路板P进行前述那样的电子元件的吸附取出动作、电子元件的识别动作以及电子元件的安装动作。

另外，如以上说明的那样，各安装头6A、6B对于第一张印刷电路板P，按照图11所示那样的定时图，进行前述那样的电子元件的吸附取出动作、电子元件的识别动作以及电子元件的安装动作。根据该定时图，关于电子元件的识别动作，即使安装头6A和6B在同一定时进行，在安装头6A进行对印刷电路板P安装电子元件的动作的期间，安装头6B也无法进行安装动作，在安装头6A的安装动作后进行安装头6B的安装动作。

因此，如图12所示，对于第2张以后的印刷电路板P，尽可能延长安装头6B的上下轴电机12的停留时间，从而让吸附嘴5能够可靠地吸附电子元件，从而在从元件供应装置3A、3B取出电子元件时，能够使吸附嘴5稳定地吸附电子元件。

即，延长安装头6B在基于所述上下轴电机12的驱动而进行的下降动作后的停留时间，从而吸附嘴5能够可靠地吸附电子元件。具体地说，在安装头6A对电子元件的安装动作结束之前，结束安装头6B进行的电子元件的吸附取出动作以及电子元件的识别动作，由于该安装头6A和6B进行的电子元件的识别动作时间为同样长度的时间，因此能够延长安装头6B进行的电子元件的吸附取出动作所耗费的时间，并且通过在该电子元件的吸附取出动作所耗费的时间中延长上下轴电机12的停留时间，从而能够使吸附嘴5可靠地吸附电子元件。

即，如前述那样，在伴随对第一张印刷电路板P的安装的由安装头6B或6A进行的安装动作中的电子元件的识别动作时(步骤S22)，在步骤S65～S68中，由待机时间定时器42对由于对置的安装头6A或6B正在进行安装而必须等待的待机时间按照每个周期而进行计时并按照每个周期保存存储到存储装置17，因此在第2张以后的印刷电路板P中的对应的同一周期中，在伴随对该第2张以后的印刷电路板P的安装的由安装头6B或6A进行的安装动作中的电子元件的吸附动作时(步骤S21)，计算安装头6B或6A的上下轴电机12的停留时间(步骤S38)，但所述存储装置17中保存存储的该周期的所述待机时间在同一周期中的电子元件的吸附动作时被利用。

即，例如在图4的周期编号“2”中，在安装头6B的吸附嘴5下降时的上下轴电机12的停留时间的计算处理时(参照图9)，图5的元件数据中应吸附的电子元件DDD、EEE、FFF的对应的各吸附停留时间(90msec、140msec、70msec)、与图4的所述待机时间(40msec)÷一个周期(例如，在周期编号“2”中为3件)的安装件数的商(13msec。另外，舍去小数点以下而求解，但也可以设为不舍去地进行了除法运算后的值。此外，不限于舍去，也可以用其他方法求解。)之和(103msec、153msec、83msec)，成为该周期中的吸附各电子元件DDD、EEE、FFF时的上下轴电机12的停留时间。该情况下，可以不像所述待机时间÷一个周期的安装件数的商那样设为相同，也可以关于小的电子元件将所述待机时间设定得较长，而关于大的电子元件则设定得较短。例如，在图4的周期编号“2”中，可以不是一律设为“约13msec”，而是关于一个小元件设为“20msec”，两个大元件则分别设为“10msec”，从而使小的电子元件的吸附尤其可靠。

因此，通过延长从元件供应装置3B取出电子元件时的上下轴电机12的停留时间，从而安装头6B或6A的吸附嘴5能够可靠地吸附并取出电子元件，因此能够使吸附嘴5稳定地吸附取出电子元件。

如上所述那样说明了本发明的实施方式，但本领域的技术人员能够基于上述的说明而采取各种代替例、修正或者变形，本发明在不脱离其宗旨的范围内包含前述的各种代替例、修正或者变形。

Claims (2)

1.一种电子元件安装装置，具备从元件供应装置取出电子元件的两个安装头，在各安装头进行与所述元件供应装置和基板的一次往返移动的每个周期，通过各安装头所具备的多个吸附嘴取出来自所述元件供应装置的电子元件，由元件识别摄像机拍摄该吸附嘴所保持的所述电子元件而进行识别处理，在各电子元件的安装坐标中加入各识别结果，并将所述电子元件分别安装到电路板上，其特征在于，在该电子元件安装装置中设置了：

待机时间定时器，伴随对第一张所述电路板安装电子元件，在一个所述安装头的所述吸附嘴所保持的电子元件的所述识别处理动作时，由于另一个所述安装头的所述吸附嘴正在安装电子元件，因而在每个所述周期对所述一个所述安装头待机的时间进行计时；

存储装置，存储该待机时间定时器计时的待机时间；以及

控制装置，在取出所述电子元件时，基于在电子元件的每个种类预先设定的吸附停留时间，计算所述吸附嘴停留的停留时间，

所述控制装置在伴随对第二张以后的所述电路板安装电子元件，降低一个所述安装头的所述吸附嘴而从所述元件供应装置吸附并取出电子元件时，对各安装头进行控制，使得在与所述周期相同的周期中，以基于所述吸附停留时间和存储装置所存储的所述待机时间尽可能延长一个所述安装头的所述吸附嘴停留的停留时间的方式使该一个所述安装头的所述吸附嘴停留。

2.根据权利要求1所述的电子元件安装装置，其特征在于，

所述控制装置在伴随对第二张以后的电路板安装电子元件，降低一个所述安装头的所述吸附嘴而从所述元件供应装置吸附并取出电子元件时，通过一个所述安装头的所述吸附嘴停留的吸附停留时间加上将所述存储装置所存储的待机时间除以该周期中的所述电子元件的安装件数而得到的时间，计算该一个所述安装头的所述吸附嘴停留的所述停留时间。