CN105379444A - 元件安装机 - Google Patents

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Abstract

吸嘴(17)与从负压源(25)供给负压的负压供给系统(26)、从正压源(27)供给正压的正压供给系统(28)连接。在正压供给系统(28)中设有调整向吸嘴(17)供给的正压的电空比例阀(30)、对该电空比例阀(30)与吸嘴(17)之间的正压供给路(31)进行开闭的电磁阀(32)。在元件数据中预先登记适于释放元件(18)的正压指令值，元件安装机的控制装置(35)参照吸嘴(17)吸附的元件(18)的元件数据，取得用于释放吸附于该吸嘴(17)的元件(18)的正压指令值，将该正压指令值向电空比例阀(30)输出来调整该电空比例阀(30)的输出正压。

Description

元件安装机
技术领域
本发明涉及从正压源向利用负压吸附元件的吸嘴供给正压(真空破坏压)而将该元件释放的元件安装机。
背景技术
以往，在元件安装机中，如专利文献1(日本特开2010-114378号公报)记载那样，将从供料器供给的元件由吸嘴利用负压吸附而安装于电路基板之后，从正压源向该吸嘴供给正压(真空破坏压)而解除负压吸附力，由此释放吸附于该吸嘴的元件，然后使该吸嘴向供料器的上方返回并将元件吸附于该吸嘴，通过反复进行这样的动作，来生产元件安装基板。
专利文献1：日本特开2010-114378号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，吸附于吸嘴的元件存在形状、尺寸、重量等不同的各个种类的元件，但是在释放吸附于吸嘴的元件时，从正压源向该吸嘴供给的正压恒定，因此有可能由于元件的不同而正压不足，无法将元件从吸嘴释放而该元件因静电等而以保持附于吸嘴的状态带回，或者相反，由于元件的不同而正压过大，由于从该吸嘴吹出的正压而电路基板上的周围的元件的安装位置可能会偏差，成为使安装可靠性下降的主要原因。
因此，本发明要解决的课题在于提供一种能够廉价地搭载将适于吸附于吸嘴的元件的正压向该吸嘴供给而释放该元件的功能的元件安装机。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明涉及一种元件安装机，从正压源向利用负压吸附元件的吸嘴供给正压(中空破坏压)而将该元件释放，上述元件安装机具备：电空比例阀，调整从上述正压源向上述吸嘴供给的正压；电磁阀，对上述电空比例阀与上述吸嘴之间的正压供给路径进行开闭；及控制单元，控制上述电空比例阀的正压调整动作及上述电磁阀的开闭动作，上述控制单元将上述吸嘴所吸附的每个元件的上述电空比例阀的输出正压调整为适于释放该元件的正压。
在该结构中，构成为能够通过电空比例阀调整在元件释放时向吸嘴供给的正压，因此能够按照吸附于吸嘴的每个元件而将向该吸嘴供给的正压调整成适于释放该元件的正压的功能廉价地搭载于元件安装机，并且按照各元件，根据例如元件尺寸、元件形状、元件重量等优化向吸嘴供给的正压，由此能够将以往的问题点即正压不足引起的元件的释放不良(元件的带回)或过大的正压引起的元件的安装位置的偏差防患于未然。
本发明可以生成按照各元件而设定适于释放该元件的正压的指令值的专用的数据库，但是在元件安装机中，可以着眼于使用包含对拍摄吸嘴所吸附的元件而得到的图像进行处理时使用的图像处理用的数据在内的元件数据，在该元件数据中登记适于释放该元件的正压指令值，通过上述控制单元，参照上述元件数据，取得用于释放吸附于上述吸嘴的元件的上述正压指令值，并将该正压指令值向上述电空比例阀输出来调整该电空比例阀的输出正压。这样一来，能够使用现有的元件数据，将各元件的正压指令值与该元件建立关联并进行管理，容易进行正压指令值的管理。
在该情况下，考虑到包含正压源、电空比例阀在内的正压供给系统由于经年变化等而变差且向吸嘴供给的正压可能会偏差，可以设置压力传感器，检测在上述电磁阀的开阀时(释放元件时)从上述电空比例阀通过上述正压供给路径向上述吸嘴供给的正压，通过上述控制单元对在向上述吸嘴供给正压时由上述压力传感器检测出的正压与上述正压指令值进行比较，并根据比较结果来修正该正压指令值。这样一来，在正压供给系统由于经年变化等而变差且向吸嘴供给的正压偏差的情况下，根据压力传感器的正压检测值与正压指令值的比较结果可知向吸嘴供给的正压从正压指令值偏差了何种程度，因此根据其偏差量来修正正压指令值，从而能够将向吸嘴供给的正压调整成适于释放元件的正压，能够随时修正正压供给系统的经年变化等引起的正压的调整偏差。另外，对压力传感器的正压检测值与正压指令值进行比较来修正该正压指令值的处理无需每当元件释放而每次进行，只要每当经过预定时间、或者每当元件释放次数(电磁阀的开阀次数)达到预定次数、或者在元件安装机的运转开始时进行一次即可。
此外，也可以是上述控制单元基于在向上述吸嘴供给正压时由上述压力传感器检测出的正压的下降变动来判定元件是否被从该吸嘴释放。在元件被从吸嘴释放的瞬间，吸嘴的吸入孔与大气连通而压力传感器的正压检测值向大气压快速下降，因此通过检测该压力传感器的正压检测值的快速下降而能够高精度地检测出元件被从吸嘴释放的时刻。由此，能够将压力传感器有效地用于电空比例阀的输出正压的更正和元件释放时刻的判定这两方。
附图说明
图1是表示本发明的一实施例的元件安装机的结构的纵剖视图。
图2是表示正压供给系统的结构的框图。
图3是表示正压指令值与电空比例阀的输出正压的关系的图。
图4是表示元件释放动作控制程序的处理的流程的流程图。
图5是表示正压指令值修正程序的处理的流程的流程图。
具体实施方式
以下，对将用于实施本发明的方式具体化了的一实施例进行说明。
首先，使用图1，对元件安装机整体的概略结构进行说明。
X轴滑动件11设置成通过X轴滚珠丝杠12而能够沿X轴方向(图1的左右方向)滑动移动，相对于该X轴滑动件11，Y轴滑动件13设置成通过Y轴滚珠丝杠14而能够沿Y轴方向(图1的纸面垂直方向)滑动移动。
在Y轴滑动件13上设有安装头15，吸嘴保持座16经由Z轴驱动机构(未图示)以能够沿Z轴方向(上下方向)升降的方式设于该安装头15，吸嘴17以可更换的方式朝下地安装于该吸嘴保持座16。
另一方面，在X轴滑动件11上设有元件识别用相机22(零件相机)，该元件识别用相机22对吸附于吸嘴17的元件18从其下面侧经由一对反射镜20、21来进行拍摄。在位于吸附于吸嘴17的元件18的下方的反射镜20的上方设有环状的前照灯23作为对吸附于吸嘴17的元件18从其下面侧进行照明的照明光源。
如图2所示，吸嘴17的吸入孔从负压源25供给负压的负压供给系统26、从正压源27供给正压的正压供给系统28连接。在负压供给系统26中设有对负压供给路24进行开闭的电磁阀29，在将元件18吸附于吸嘴17时，将电磁阀29开阀而向吸嘴17供给负压。在正压供给系统28中设有：调整向吸嘴17供给的正压的电空比例阀30(也称为电空调节器、比例控制阀)、对该电空比例阀30与吸嘴17之间的正压供给路31进行开闭的电磁阀32。在释放吸嘴17利用负压吸附的元件18时，将电磁阀32开阀，对吸嘴17供给通过电空比例阀30调整后的正压。在电磁阀32的下游侧的正压供给路31设有压力传感器33，该压力传感器33检测在电磁阀32开阀时(释放元件18时)向吸嘴17供给的正压。
元件安装机的控制装置35(控制单元)控制负压供给系统26的电磁阀29的开闭动作，并控制正压供给系统28的电空比例阀30的正压调整动作及电磁阀32的开闭动作。此外，控制装置35在电磁阀32的开阀时(释放元件18时)读入压力传感器33的输出信号，来检测向吸嘴17供给的正压。
然而，吸附于吸嘴17的元件18存在形状、尺寸、重量等不同的各个种类的元件，因此在释放吸附于吸嘴17的元件18时，若如以往那样从正压源27向吸嘴17供给的正压恒定，则有可能由于元件18的不同而正压不足，无法从吸嘴17释放元件18而该元件18因静电等以保持附于吸嘴17的状态带回，或者相反，有可能由于元件18的不同而正压过大，由于从吸嘴17吹出的正压而电路基板上的周围的元件的安装位置偏差。
因此，元件安装机的控制装置35将吸嘴17所吸附的每个元件18的电空比例阀30的输出正压调整为适于释放该元件18的正压。在本实施例中，在生产前计测对于电空比例阀30的正压指令值和该电空比例阀30的输出正压的关系(参照图3)，并作为校准用数据存储于控制装置35的存储器。该校准用数据的计测方法为在安装头15上安装吸入孔被塞住的校准用的吸嘴(正压不会漏泄的吸嘴)，使对于电空比例阀30的正压指令值从最小值到最大值依次增加，并且每当使正压指令值增加时，通过压力传感器33计测电空比例阀30的输出正压，来求出对于电空比例阀30的正压指令值与压力传感器33的正压检测值的关系作为校准用数据。
这种情况下，可以生成设定每个元件18的适于释放该元件18的正压的指令值的专用的数据库，但是在元件安装机中，着眼于使用包含对拍摄吸嘴17所吸附的元件18而得到的图像进行处理时使用的图像处理用的数据在内的元件数据，在该元件数据中预先登记适于释放该元件18的正压指令值，控制装置35参照吸附于吸嘴17的元件18的元件数据，取得用于释放吸附于该吸嘴17的元件18的正压指令值，并将该正压指令值向电空比例阀30输出来调整该电空比例阀30的输出正压。适于释放元件18的正压指令值使用基于正压指令值与压力传感器33的正压检测值的关系以使向吸嘴17供给的正压成为目标正压的方式校准的值。
此外，在本实施例中，考虑到正压供给系统28有可能由于经年变化等而变差且向吸嘴17供给的正压偏差，控制装置35对在对吸嘴17进行正压供给时由压力传感器33检测到的正压与正压指令值(目标正压)进行比较，并根据比较结果来修正该正压指令值。这样一来，在正压供给系统28因经年变化等而变差且向吸嘴17供给的正压偏差的情况下，根据压力传感器17的正压检测值与正压指令值的比较结果可知向吸嘴17供给的正压从正压指令值偏差了何种程度，因此通过根据该偏差量来修正正压指令值，由此能够将向吸嘴17供给的正压调整成适于释放元件的正压，能够随时修正正压供给系统28的经年变化等引起的正压的调整偏差。另外，对压力传感器33的正压检测值与正压指令值进行比较并修正该正压指令值的处理无需每当元件释放时每次进行，可以每当预定期间经过时、或者每当元件释放次数(电磁阀32的开阀次数)到达预定次数时、或者在元件安装机的运转开始时进行一次。
另外，在本实施例中，控制装置35基于在向吸嘴17供给正压时由压力传感器33检测出的正压的下降变动来判定元件18是否被从该吸嘴17释放。在元件18被从吸嘴17释放的瞬间，吸嘴17的吸入孔与大气连通而压力传感器33的正压检测值向大气压快速下降，因此通过检测该压力传感器33的正压检测值的快速下降能够高精度地检测出元件18被从吸嘴17释放的时刻。由此，能够将压力传感器33有效地用于电空比例阀30的输出正压的更正和元件释放时刻的判定这两方。
以上说明的本实施例的元件释放动作的控制和基于压力传感器33的正压检测值的正压指令值的修正由控制装置35按照图4的元件释放动作控制程序和图5的正压指令值修正程序执行。以下，对上述各程序的处理内容进行说明。
[元件释放动作控制程序]
当图4的元件释放动作控制程序启动时，首先在步骤101中，参照吸附于吸嘴17的元件18的元件数据，取得用于释放该元件18的正压指令值。然后，进入步骤102，将正压指令值向电空比例阀30输出来调整电空比例阀30的输出正压。
并且，在接下来的步骤103中，判定吸附于吸嘴17的元件18是否被安装于电路基板，若还未安装，则待机至安装为止。然后，在元件18被安装于电路基板的时刻，进入步骤104，将正压供给系统28的电磁阀32开阀，将由电空比例阀30调整后的正压向吸嘴17供给。由此，元件18被从吸嘴17释放。
然后，进入步骤105，读入压力传感器33的正压检测值，在接下来的步骤106中，根据压力传感器33的正压检测值是否小于预定值A，来判定吸嘴17的吸入孔的压力是否下降至大气压附近(即元件18是否被从吸嘴17释放)。在此，预定值A设定为向吸嘴17供给的正压与大气压之间的压力。
在该步骤106中，若判定为压力传感器33的正压检测值小于预定值A，则进入步骤107，判定为元件18被从吸嘴17释放，在接下来的步骤108中，将正压供给系统28的电磁阀32闭阀。然后，进入步骤109，执行元件吸附动作程序(未图示)，使吸嘴17吸附下一个元件18，返回上述步骤101，反复进行上述处理。
与此相对，若在上述步骤106中判定为压力传感器33的正压检测值为预定值A以上，则进入步骤110，判定为元件18从吸嘴17的释放失败。在该情况下，进入步骤111，元件安装机发生出错停止，在接下来的步骤112中，通过显示或声音向作业者警告元件18的释放失败，并结束本程序。
[正压指令值修正程序]
当图5的正压指令值修正程序启动时，首先在步骤201中，判定是否经过有可能产生正压供给系统28的经年变化等引起的正压的偏差的预定期间，若未经过该预定期间，则待机至经过了该预定期间为止。然后，在经过预定期间的时刻，进入步骤202，判定正压供给系统28的电磁阀32是否开阀，若该电磁阀32未开阀，则待机至该电磁阀32开阀为止。
然后，在电磁阀32开阀的时刻，进入步骤203，读入压力传感器33的正压检测值，在接下来的步骤204中，对压力传感器33的正压检测值与正压指令值进行比较，并通过下式算出正压的调整偏差量。
正压的调整偏差量＝正压检测值-正压指令值
在此，正压指令值是换算成压力的值，采用单位与正压检测值一致的值。
然后，进入步骤205，判定正压的调整偏差量的绝对值是否大于预定值B。若其结果是判定为正压的调整偏差量的绝对值大于预定值B，则判断为需要修正正压指令值的偏差，进入步骤206，使用图3的校准用数据，根据正压的调整偏差量来修正正压指令值，并对元件数据包含的正压指令值进行更新登记。以后，返回上述步骤201，反复进行上述处理。
另一方面，若在上述步骤205中判定为正压的调整偏差量的绝对值为预定值B以下，则正压的调整偏差量较小，判断为无需修正正压指令值的偏差，并返回上述步骤201，反复进行上述处理。
根据以上所说明的本实施例，能够通过电空比例阀30调整在元件释放时向吸嘴17供给的正压，因此能够在元件安装机中廉价地搭载按照吸附于吸嘴17的每个元件18，将向该吸嘴17供给的正压调整成适于释放该元件18的正压的功能，并且按照每个元件18而对向吸嘴17供给的正压进行优化，由此能够将以往的问题点即正压不足引起的元件18的释放不良(元件的带回)或过大的正压引起的电路基板上的元件的安装位置的偏差防患于未然。
而且，通过按照吸附于吸嘴17的每个元件18来设定最佳的正压，由此能够按照每个元件18使元件18的释放所需的时间最短化，能够提高循环时间(生产量)。
另外，在上述实施例中，在安装头15仅保持一个吸嘴17，但是在安装头保持有多个吸嘴的元件安装机中也可以应用并实施本发明。
此外，本发明也可以适当变更元件安装机的结构等，在不脱离主旨的范围内能够进行各种变更来实施，这是不言而喻的。
附图标记说明
15…安装头，17…吸嘴，18…元件，24…负压供给路，25…负压源，26…负压供给系统，27…正压源，28…正压供给系统，29…电磁阀，30…电空比例阀，31…正压供给路，32…电磁阀，33…压力传感器，35…控制装置(控制单元)。

Claims (4)

1.一种元件安装机，从正压源向利用负压吸附元件的吸嘴供给正压而将该元件释放，所述元件安装机的特征在于，具备：
电空比例阀，调整从所述正压源向所述吸嘴供给的正压；
电磁阀，对所述电空比例阀与所述吸嘴之间的正压供给路径进行开闭；及
控制单元，控制所述电空比例阀的正压调整动作及所述电磁阀的开闭动作，
所述控制单元将所述吸嘴所吸附的每个元件的所述电空比例阀的输出正压调整为适于释放该元件的正压。
2.根据权利要求1所述的元件安装机，其特征在于，
在元件数据中登记有适于释放所述吸嘴所吸附的元件的正压指令值，所述元件数据包括处理对该元件进行拍摄而得到的图像时使用的图像处理用的数据，
所述控制单元参照所述元件数据，获取用于释放所述吸嘴所吸附的元件的所述正压指令值，并将该正压指令值向所述电空比例阀输出来调整该电空比例阀的输出正压。
3.根据权利要求2所述的元件安装机，其特征在于，
所述元件安装机具备压力传感器，检测在所述电磁阀的开阀时从所述电空比例阀通过所述正压供给路径向所述吸嘴供给的正压，
所述控制单元将在向所述吸嘴供给正压时由所述压力传感器检测出的正压与所述正压指令值进行比较，并根据比较结果来修正该正压指令值。
4.根据权利要求3所述的元件安装机，其特征在于，
所述控制单元基于在向所述吸嘴供给正压时由所述压力传感器检测出的正压的下降变动来判定元件是否被从该吸嘴释放。
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