CN107615912B - 元件安装机 - Google Patents

Abstract

应对安装头的元件带回的元件安装机(1)具有：基板输送装置(2)，向预定位置输送基板；元件供给装置(3)，收纳有多个元件；元件安装装置(4)，搭载有能够通过对吸嘴(32)进行抽真空来吸附保持元件的安装头(15)，将从元件供给装置(3)取出的元件向由基板输送装置(2)输送来的基板进行安装；及控制装置(5)，控制各装置，通过控制装置(5)的驱动控制，元件安装装置(4)对安装头的吸嘴(32)执行使元件下降的下降工序(S103)及将元件释放的元件释放工序(S104)，然后对安装头的吸嘴(32)执行上升至中途的高度的第一上升工序(S105)、在该第一上升工序的高度处进行的元件吸附工序(S106)、该元件吸附工序后的第二上升工序(S107)。

Description

元件安装机

技术领域

本发明涉及应对吸附保持的元件的释放错误的元件安装机。

背景技术

例如，电子元件安装机搭载有安装头，该安装头具备用于向电路基板安装电子元件的吸嘴，从元件供给部取出由该吸嘴吸附保持的电子元件而向电路基板安装。吸嘴对电子元件的吸附保持在电子元件接触吸附口之后通过进行抽真空而使吸嘴内成为负压来进行。通过这样的吸附保持而从元件供给装置取出的电子元件利用安装头的移动而被移向电路基板，在被放置于该电路基板上的预定位置之后，通过解除吸嘴的抽真空而被释放。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平8-250897号公报

专利文献2：日本特开2011-159964号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述那样的元件安装机中，通过抽真空的解除来释放电子元件，但是存在电子元件未安装于电路基板，而以不离开吸附口而保持附着的状态残留的情况。在这样的情况下，会产生伴随着吸嘴的上升而电子元件以仍保持附着的状态被提起的所谓带回现象，该电子元件在安装头的移动中途有时会落下。并且，电子元件落下到电路基板上等，带来生产基板的品质下降或生产不良等不良影响的情况成为问题。

另外，上述专利文献1、2除了公开了向电路基板的安装作业之外，还公开了对电子元件进行元件计测的元件计测器。在这样的元件计测器中，通过安装头搬运电子元件，将同样通过抽真空的解除而释放的电子元件安设于计测部位。然而，在元件计测器中，未如向电路基板的元件安装那样涂布焊料或焊剂等，因此电子元件更容易残留于吸嘴。并且，在该情况下，也由于电子元件的带回而电子元件在中途落下，引起生产基板的品质下降或生产不良等不良影响。

因此，本发明目的在于解决上述课题，提供一种应对安装头的元件带回的元件安装机。

用于解决课题的方案

本发明的一形态的元件安装机具有：基板输送装置，向预定位置输送基板；元件供给装置，收纳有多个元件；元件安装装置，搭载有能够通过对吸嘴进行抽真空来吸附保持元件的安装头，将从上述元件供给装置取出的元件向由上述基板输送装置输送来的基板进行安装；及控制装置，控制上述各装置，通过上述控制装置的驱动控制，上述元件安装装置对上述安装头的吸嘴执行使元件下降的下降工序及将元件释放的元件释放工序，然后，对上述安装头的吸嘴执行上升至中途的高度的第一上升工序、在该第一上升工序的高度处进行的元件吸附工序和该元件吸附工序后的第二上升工序。

发明效果

根据本发明，通过控制装置对于元件安装装置的驱动控制，使由吸嘴吸附保持的元件下降而进行了释放之后，将吸嘴的上升分为第一上升工序和第二上升工序，并在中途执行吸附保持元件的元件吸附工序，因此即便发生了元件附着于吸嘴的带回，也对元件再次进行吸附保持。由此，能够防止产生由于电子元件的带回而电子元件在中途落下的不良影响。

附图说明

图1是表示元件安装机的一实施方式的局部透视的外观立体图。

图2是表示安装头的内部结构的侧视图。

图3是表示元件安装机的控制装置的概略的框图。

图4是基于作业程序的驱动控制中的针对元件计测器进行的安装头的控制流程图。

图5是表示向元件计测器配置电子元件的状态的侧视图。

具体实施方式

接下来，关于本发明的元件安装机的一实施方式，参照附图，以下进行说明。在本实施方式中，列举向电路基板安装电子元件的电子元件安装机为例进行说明。图1是使表示该电子元件安装机的一部分透视的外观立体图。在此所示的结构是，多个电子元件安装机1沿宽度方向排列，在各电子元件安装机1的内部依次输送电路基板，而分别安装预定的电子元件。在图1中，示出在底座100上设置有两台电子元件安装机1的结构，但是电子元件安装机1的台数能够根据制造内容不同而自由地变更。

电子元件安装机1在宽度方向侧面具有较大的开口部，通过该开口部而与相邻的电子元件安装机1之间对电路基板进行交接。另外，关于在以下的说明之中表示的方向，如图1所示，将输送电路基板的方向即电子元件安装机1的宽度方向设为X轴方向，将与X轴方向正交的电子元件安装机1的长度方向设为Y轴方向，而且，将电子元件安装机1的高度方向设为Z轴方向。

电子元件安装机1在长度方向的中央部具有输送电路基板的基板输送装置2，在附图中表现为近前侧(电子元件安装机1的前方侧)的位置构成有供给电子元件的元件供给装置3。而且，构成有元件安装装置4，该元件安装装置4具有对电子元件进行吸附保持或释放的安装头15且具备使该安装头15移动的驱动机构。电子元件安装机1将这样的基板输送装置2、元件供给装置3及元件安装装置4等组装于安装机主体101上，覆盖它们的主体罩102与安装机主体101一体地形成。

基板输送装置2并列设置有相同结构的两个输送部201、202，电路基板的输送、对于该电路基板的电子元件的安装作业在两个部位进行。输送部201、202均对应于电路基板的宽度尺寸而平行地设置一对引导件，在该引导件中设有用于使电路基板沿X轴方向移动的输送机。而且，元件供给装置3在安装机主体101的前方开口部设置有器件台12，在此搭载有多个带式供料器11。带式供料器11从带盘卷出收纳有电子元件的带，将电子元件逐个地向机内的元件供给位置供给。

由元件供给装置3供给的电子元件通过元件安装装置4取出而向电路基板安装。元件安装装置4构成为，能够使对电子元件进行处理的安装头15在XY平面上进行移动。在顶棚部分平行地固定有两条Y轴轨道16，Y轴滑动件17滑动自如地安装于该Y轴轨道16。在Y轴滑动件17上固定有螺母18，与Y轴伺服电动机19连接的螺纹轴20贯通螺母18并螺合，从而构成滚珠丝杠机构。

在此，图2是表示安装头15的内部结构的侧视图。在Y轴滑动件17上形成有上下一对X轴轨道21，X轴滑动件22滑动自如地安装于该X轴轨道21。安装头15搭载于该X轴滑动件22。并且，在Y轴滑动件17上固定有X轴伺服电动机，与X轴伺服电动机的输出轴连接的螺纹轴23将固定于X轴滑动件22的螺母24贯通并螺合，从而构成滚珠丝杠机构。

在X轴滑动件22的上下，框架25、26水平地伸出，回旋用电动机27和升降用电动机28以输出轴为铅垂向下的方式安装于上方的框架25。在回旋用电动机27的输出轴连接有沿铅垂方向配置的旋转轴29，在旋转轴29的贯通了框架25、26的下端部固定有吸嘴座31。在吸嘴座31上，在以旋转轴29的轴心为中心的圆周上安装有多个吸嘴32。

各吸嘴32与沿上下方向贯通吸嘴座31而能够滑动的主轴33形成为一体。在固定于上端部的吸嘴齿轮35与吸嘴座31之间设有弹簧36，而主轴33始终被向上方施力。但是，主轴33的凸缘部331触抵于吸嘴座31的下表面，向上方的移动受到限制，因此通常时的吸嘴32被定位在图示的上限位置。另外，吸嘴齿轮35构成为经由齿轮37、38、39而被传递伺服电动机41的旋转，全部吸嘴32一齐自转。

升降用电动机28的输出轴与螺纹轴42连接。该螺纹轴42由在上下的框架25、26设置的轴承支撑为转动自如。而且，在框架25、26固定有铅垂地配置的引导棒43，相对于该引导棒43而吸嘴杆45以滑动自如的方式安装。在吸嘴杆45上固定有螺母46，螺纹轴42贯通该螺母46并螺合，从而构成滚珠丝杠机构。吸嘴杆45形成有从上方按压主轴33的手部451，通过升降用电动机28的驱动而进行上下移动，由此经由手部451而使吸嘴32进行上下移动。

另外，安装头15在框架26上固定有支架47，来设置对吸附保持于吸嘴32的电子元件P进行拍摄的吸嘴用相机48。因此，在本实施方式的电子元件安装机1中，通过安装头15进行吸附保持或释放，能够判断在吸嘴32的前端有无电子元件P。因此，在安装头15上构成有从LED49照射的光由处于电子元件P的后方的反射体51反射、进而经过支架47内的反射棱镜52而向吸嘴用相机48入射的检测装置。

接下来，在电子元件安装机1中设有用于控制各装置的驱动的控制装置。图3是表示该控制装置的概略框图。控制装置5具有以除了CPU之外还具备ROM、RAM、非易失性存储器这样的存储装置等的计算机为主体的控制器61，且设有对构成基板输送装置2、元件供给装置3及元件安装装置4的伺服电动机等驱动单元进行驱动的各个驱动电路62。因此，控制器61经由驱动电路62而与各装置的驱动单元连接。控制器61除此之外也与显示装置6、吸嘴用相机48及零件相机55等连接。

在控制器61中，通过CPU进行各种数据处理，在作为存储装置的ROM中存储有系统程序。系统程序由CPU读出，从而对电子元件安装机1的驱动部整体进行控制管理。RAM暂时存储计算数据或显示数据，而且在同样作为存储装置的非易失性存储器中存储有用于生成作为生产对象的电子电路基板的元件安装程序和各种参数等。尤其是，在本实施方式中，存储有执行基于安装头15的电子元件释放后的再次吸附的作业程序。

接下来，说明本实施方式的电子元件安装机1的作用。向电子元件安装机1的机体内部送入的电路基板由基板输送装置2输送至作业位置并被定位。并且，通过驱动元件安装装置4而安装头15移动到预定位置，在此吸嘴32进行升降，从而从元件供给装置3取出电子元件，并向电路基板安装。此时，在安装头15中，回旋用电动机27进行驱动，进行与电子元件对应的吸嘴32的分度。而且，通过吸嘴用相机48拍摄电子元件，根据其拍摄数据来对有无电子元件或电子元件的种类等进行确认。

通过元件安装装置4的驱动而移动到预定位置的安装头15每当电子元件的吸附保持或释放时使吸嘴32进行升降。吸嘴32的升降通过利用滚珠丝杠机构将升降用电动机28的旋转转换成直线运动而吸嘴杆45使主轴33上下移动来进行。并且，在吸嘴32中，通过抽真空而在前端的吸附口吸附保持电子元件，通过解除抽真空而从吸附口释放电子元件。

然而，电子元件的释放并不是仅解除抽真空就积极地从吸嘴32脱离，因此如上所述，会产生电子元件保持附着于吸嘴32的所谓带回现象。并且，会产生在移动中途电子元件落下的生产不良等课题。尤其是，在本实施方式的元件安装机中，如图1所示，在基板输送装置2与元件供给装置3之间搭载有元件计测器56。在该元件计测器56上仅是放置电子元件，不是如电路基板那样涂布焊料或焊剂，因此更容易发生电子元件的带回。因此，在本实施方式中，在控制器61中存储有应对对元件计测器56进行的元件计测处理时的带回的作业程序。

图4是基于作业程序的驱动控制中的、针对元件计测器56进行的安装头15的元件计测处理的控制流程图。而且，图5是表示对元件计测器56配置电子元件的状态的侧视图。元件计测器56对电子元件的电气特性即电感、电容及电阻各值进行测定，由此，能够判定由吸嘴32从元件供给装置3取出的电子元件是否为预定的电子元件。因此，在电子元件安装机1启动时或运转中在各带式供料器11中新更换了带盘那样的情况下，为了判定从该带首先取出的电子元件是否为预定的电子元件而首先向元件计测器56搬运。

在针对元件计测器56进行的元件计测处理中，通过元件安装装置4的驱动而安装头15移动到对应的带式供料器11的元件供给位置，在此，吸嘴32下降而吸附保持电子元件并上升(S101)。在移送电子元件时，吸嘴32处于被抽真空的状态，因此电子元件稳定为由吸嘴32吸附保持的状态。并且，安装头15移动到元件计测器56而被定位之后(S102)，经由主轴33而吸嘴32下降，如图5所示，将电子元件P配置在元件计测器56的元件计测部561内(S103)。

元件计测器56的元件计测部561形成为研钵状，在最低的底部配置电子元件P。在配置了电子元件P后，解除对吸嘴32的抽真空(S104)，执行吸嘴32的第一上升(S105)。第一上升是吸嘴32的前端处于元件计测部561内的状态的高度。这是为了避免在电子元件附着于吸嘴32的情况下脱落的电子元件P向相邻的零件相机55等落下。在本实施方式中，元件计测部71的深度D为4.5mm，但是第一上升的高度H是吸嘴32从图5所示的状态上升了2.5mm的位置。

这样的第一上升通过比接下来的第二上升低速的驱动控制而进行。这是为了避免在电子元件P附着于吸嘴32的情况下，在上升的中途落下。这是因为，在以电子元件P落下、姿态走样的状态进行计测的情况下，无法区分其值是电子元件自身的错误还是姿态引起的计测错误。并且，对于在第一上升后暂时停止的吸嘴32，进行基于抽真空的再次吸附(S106)。此时，如果电子元件P附着于吸嘴32的前端，则再次进行吸附保持而使状态稳定。

另一方面，在电子元件P未附着于吸嘴32的前端的情况下，仅仅是空气的吸入，但是在该阶段无法判定有无电子元件P，因此仅是继续抽真空。因此，在保持执行再次吸附的状态下进行吸嘴32的第二上升(S107)。由于通过抽真空来吸附保持电子元件P，因此该第二上升为通常速度的上升。在第二上升后，吸嘴32的前端处于图2所示的位置，因此根据由吸嘴用相机48取得的拍摄数据来判定有无电子元件P(S108)。在此，在电子元件P附着于吸嘴32的情况下(S108：是)，废弃该电子元件P(S109)。

在电子元件安装机1中，如图1所示，在基板输送装置2与元件供给装置3之间，除了元件计测器56之外还设有零件相机55、吸嘴台57及回收箱58。因此，在废弃工序中，安装头15移动到回收箱64的上方，并在此处解除抽真空，由此，离开了吸嘴32的电子元件落下而被投入到回收箱64内。在空中被释放的电子元件P因自重而落下。

在这样电子元件P被废弃而无法进行作为目标的计测的情况下，重复进行S101～S107的工序。即，在电子元件的废弃结束之后再次从对应的带式供料器11取出电子元件并将其向元件计测器56搬运。另一方面，如果通过判定而电子元件未附着于吸嘴32(S108：否)，则执行接下来的处理。例如，在计测的结果是电子元件为预定的电子元件的情况下，移向用于将该电子元件向电路基板安装的元件安装处理，在为预定外的电子元件的情况下，由于需要带式供料器的更换，因此成为待机处理。

然而，在本实施方式的电子元件安装机1中，用于判定有无电子元件的吸嘴用相机48搭载于安装头15。然而，在电子元件安装机之中，也存在未搭载吸嘴用相机48的结构。即使是这样的电子元件安装机，成为带回状态的电子元件也必须可靠地废弃。因此，在未搭载吸嘴用相机48的电子元件安装机中，无论是否产生电子元件的带回，在全部情况下都执行电子元件的废弃工序。即，删除图4所示的控制流程的S108的工序，在执行了S101～S107的工序之后，执行S109的元件废弃工序。

具体而言，结束了吸嘴32的第二上升的安装头15无论有无电子元件都在进行了抽真空的状态下移动到回收箱64的上方，在此解除抽真空。如果为带回状态，则电子元件离开吸嘴32而向回收箱58内落下，如果电子元件未附着，则什么也不发生。并且，在带回了电子元件的情况下，关于电子元件成为计测错误判定，因此将再次从对应的带式供料器11取出的电子元件向元件计测器56搬运，重复进行S101～S107的工序。另一方面，在进行了电子元件的计测的情况下，基于该计测结束信号而执行下面的处理。

在上述作业程序中，说明了应对元件计测处理的带回的情况，但是图4所示的元件计测处理的控制也可以作为对于电路基板的电子元件的元件安装处理的控制进行。如上所述，电子元件的带回在元件计测器56中容易产生，在电子元件的安装处理中由于向电路基板涂布焊料等因此不易于产生。然而，其可能性不为0，在发生了电子元件的带回的情况下，由于落下的电子元件而会对生产基板等产生不良影响。由此，在对电路基板进行的元件安装处理中，执行与图4所示的元件计测处理相同的控制处理也是有效的。

在元件安装处理中，通过吸嘴32从对应的带式供料器11吸附保持电子元件(S101)，在安装头15移动到电路基板上的安装位置之后(S102)，通过吸嘴32的下降及电子元件的释放而对电路基板安装电子元件(S103、S104)。然后，进行吸嘴32的第一上升(S105)，对于暂时停止的吸嘴32进行抽真空从而进行再次吸附(S106)。

然后，进行吸嘴32的第二上升(S107)，根据由吸嘴用相机48取得的拍摄数据来判定有无电子元件(S108)。在电子元件附着于吸嘴32的情况下进行废弃处理(S108：是、S109)，再次对于对应的带式供料器11的电子元件重复进行S101～S107的工序。另一方面，若根据判定而电子元件未附着于吸嘴32，则对下一电子元件执行元件安装处理(S108：否)。

另外，在该电子元件安装机1在安装头15上未搭载吸嘴用相机48的情况下，删除图4所示的流程的S108的工序，在进行了S101～S107的各工序之后，进行S109中的电子元件的废弃。但是，在该元件安装处理中，根据在零件相机55上经过的情况来判断有无电子元件。其结果是，如果电子元件未附着于吸嘴32，则在接下来的处理中进行其他部位的元件安装，如果电子元件附着于吸嘴32，则在接下来的处理中再次对于相同部位进行电子元件的安装。

由此，根据本实施方式的电子元件安装机1，由于在第一上升(S105)后进行电子元件的再次吸附(S106)，因此即使在元件计测处理或元件安装处理中发生了电子元件的带回现象，也能够防止电子元件落下引起的生产基板的品质下降或生产不良、零件相机55进行的拍摄障碍等不良影响。并且，这样的效果在以往的电子元件安装机的原样下，仅通过变更为加入了图4所示的工序的程序就能够实现，因此能够以低成本实现。而且，电子元件安装机1由于在安装头15搭载有吸嘴用相机48，因此在第二上升的时点能够判断电子元件的带回状态，因此能够省略之后的废弃处理而向下一处理转移，缩短了时间。

以上，说明了本发明的一实施方式，但是本发明不限定于此，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。

例如，作为元件安装机，列举将电子元件向电路基板安装的电子元件安装机1为例进行了说明，但也可以是除此以外的元件安装机。因此，虽然作为产生元件的带回现象的状况而列举了元件计测处理或元件安装处理为例，但是在除此以外的处理中产生的情况下在该处理中也可以采用本发明。

附图标记说明

1…电子元件安装机2…基板输送装置3…元件供给装置4…元件安装装置5…控制装置15…安装头32…吸嘴48…吸嘴用相机56…元件计测器58…回收箱。

Claims (4)

1.一种元件安装机，其特征在于，具有：

基板输送装置，向预定位置输送基板；

元件供给装置，收纳有多个元件；

元件安装装置，搭载有能够通过对吸嘴进行抽真空来吸附保持元件的安装头，将从所述元件供给装置取出的元件向由所述基板输送装置输送来的基板进行安装；及

控制装置，控制所述各装置，

通过所述控制装置的驱动控制，所述元件安装装置对所述安装头的吸嘴执行使元件下降的下降工序及将元件释放的元件释放工序，然后，对所述安装头的吸嘴执行上升至中途的高度的第一上升工序、在该第一上升工序的高度处进行的元件吸附工序和该元件吸附工序后的第二上升工序，

所述元件安装机还具备元件测定装置，所述元件测定装置将元件置于周围被包围的元件测定部内而对该元件进行测定，

在所述第一上升工序中，所述吸嘴的吸附口位于所述元件测定部内。

2.根据权利要求1所述的元件安装机，其特征在于，

通过所述控制装置的驱动控制，在所述第二上升工序之后，所述元件安装装置执行将元件废弃至回收废弃元件的回收部的废弃工序。

3.根据权利要求1所述的元件安装机，其特征在于，

所述安装头具备元件检测装置，所述元件检测装置检测有无通过所述吸嘴吸附保持的元件，

通过所述控制装置的驱动控制，在所述第二上升工序之后，在通过所述元件检测装置的检测而判定为所述吸嘴上吸附保持有元件的情况下，所述元件安装装置执行将该元件废弃至回收废弃元件的回收部的废弃工序，在判定为没有元件的情况下，所述元件安装装置进行后续处理的准备。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的元件安装机，其特征在于，

通过所述控制装置的驱动控制，所述元件安装装置使所述第一上升工序中的所述吸嘴的上升速度低于所述第二上升工序中的所述吸嘴的上升速度。