CN109804728A - 元件装配机 - Google Patents

Abstract

元件移载装置(30)具备：驱动马达(43)，使一对把持部(44a、44b)移动；检测器(45)，检测驱动马达(43)的旋转角或所述一对把持部的位置；及马达控制部(46)，基于检测器(45)的检测信号和来自移载控制装置(100)的位置指令信号，对驱动马达(43)进行位置反馈控制。移载控制装置(100)具备：转矩监视部(120)，监视从马达控制部(46)向驱动马达(43)赋予的指令转矩的值；及把持状态判定部(130)，在一对把持部(44a、44b)把持有元件(P)的状态下，在由转矩监视部(120)监视的指令转矩降低至比第一阈值(Th1)小的值的情况下，判定为元件(P)的把持状态发生了变化。

Description

元件装配机

技术领域

本发明涉及一种元件装配机。

背景技术

在专利文献1中公开有通过一对保持爪来把持电子元件并搬运把持的电子元件的电子元件保持装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-200532号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述专利文献1所记载的技术中，电子元件保持装置在搬运元件时，即使基于一对保持爪的元件的把持状态发生了变化，也无法检测到该变化。

本发明的目的在于提供一种能够检测到元件的把持状态的变化的元件装配机。

用于解决课题的技术方案

本发明的元件装配机具备：元件移载装置，保持所供给的元件并将所述元件向搬运的基板装配；及移载控制装置，对所述元件移载装置进行控制。所述元件移载装置具备：一对把持部，通过向彼此靠近的方向移动而把持所述元件；驱动马达，使所述一对把持部移动；检测器，检测所述驱动马达的旋转角或所述一对把持部的位置；及马达控制部，基于所述检测器的检测信号和来自所述移载控制装置的位置指令信号，对所述驱动马达进行位置反馈控制。所述移载控制装置具备：转矩监视部，监视从所述马达控制部向所述驱动马达赋予的指令转矩的值；及把持状态判定部，在所述一对把持部把持有所述元件的状态下，在由所述转矩监视部监视的所述指令转矩降低至比第一阈值小的值的情况下，判定为所述元件的把持状态发生了变化。

采用本发明的元件装配机，移载控制装置通过监视指令转矩而能够检测到基于一对把持部的元件的把持状态发生了变化。由此，元件装配机能够尽早地发现在元件的装配作业时产生的故障。

附图说明

图1是本发明的一实施方式中的元件装配机的俯视图。

图2是从Y轴方向观察的元件装配机的侧视图。

图3是元件装配机的框图。

图4是表示由马达控制部执行的驱动马达控制处理的流程图。

图5是表示由移载控制装置执行的把持状态监视处理的流程图。

图6是表示一对把持部的间隔与指令转矩的关系性的坐标图，表示处于把持状态的元件落下时的一对把持部的间隔及指令转矩的变化。

图7是表示一对把持部的间隔与指令转矩的关系性的坐标图，表示处于把持状态的元件破损时的一对把持部的间隔及指令转矩的变化。

具体实施方式

(1.元件装配机1的结构)

以下，参照附图说明应用了本发明所涉及的元件装配机的实施方式。首先，参照图1及图2，说明元件装配机1的结构。如图1所示，元件装配机1主要具备基板搬运装置10、元件供给装置20、元件移载装置30及移载控制装置100。此外，在图1及图2中，将基板K被搬运的方向设为X轴方向，将与X轴正交的水平方向设为Y轴方向，将与X轴方向及Y轴方向垂直的铅垂方向设为Z轴方向。

基板搬运装置10具备一对导轨11、一对传送带12及夹持装置13。导轨11是在X轴方向上延伸的构件，一对导轨11配置为彼此平行。传送带12是能够载置基板K的环状的构件，一对传送带12能够轮转地设于导轨11的彼此相对的内侧。夹持装置13配置于一对导轨11之间的、在X轴方向上的中央部分设定的元件装配位置的下方。基板K在一边被一对导轨11引导、一边被一对传送带12搬运至元件装配位置之后，被夹持装置13定位并固定于元件装配位置，完成了元件P的装配的基板K被向元件装配机1的机外搬出。

元件供给装置20具备供料器21和托盘22。供料器21在其后部(图1下侧)将带盘R保持为能够更换。在带盘R卷绕有收容了多个元件P的载带。托盘22形成为大致矩形。在托盘22的上表面形成有沿Y轴方向延伸的多个槽23。在形成有该多个槽23的位置能够装卸地装配有供料器21。元件供给装置20将载带从带盘R以预定的间距抽出，将元件P向供料器21的前方(图1上侧)依次送入。

元件移载装置30主要具备一对导向构件31、Y轴滑动件32、X轴滑动件33、升降构件34及旋转构件35。一对导向构件31沿Y轴方向固定在元件装配机1的基台1a的X轴方向两侧。Y轴滑动件32是沿X轴方向延伸的长条的构件，被支撑为能够相对于一对导向构件31在Y轴方向上移动。X轴滑动件33被支撑为能够相对于Y轴滑动件32在X轴方向上移动。升降构件34被支撑为能够相对于X轴滑动件33在Z轴方向上移动。旋转构件35在升降构件34的底面被支撑为能够绕与Z轴平行的轴旋转。在旋转构件35的底面设有把持由元件供给装置20供给的元件P的元件把持装置40。

元件把持装置40主要具备主体部41、丝杠轴42、驱动马达43及一对把持部44a、44b。主体部41是在水平方向上延伸的长条的构件。丝杠轴42是被收纳于主体部41的棒状的构件。在丝杠轴42上，在位于长度方向一方侧(图2右侧)的丝杠轴42的外周面形成有右螺纹42a，在位于长度方向另一方侧(图2左侧)的丝杠轴42的外周面形成有左螺纹42b。驱动马达43设于丝杠轴42的长度方向一端侧，驱动丝杠轴42而使其旋转。

一对把持部44a、44b被设为从主体部41向下方突出。一方的把持部44a被装配为能够相对于右螺纹42a移动，另一方的把持部44b被装配为能够相对于左螺纹42b移动。丝杠轴42被驱动马达43驱动而旋转，从而一对把持部44a、44b向彼此靠近或分离的方向移动。

如图3所示，元件移载装置30还具备检测器45和马达控制部46。检测器45是检测驱动马达43的旋转角的编码器，利用编码器来检测驱动马达43的旋转角，从而把握一对把持部44a、44b的位置。马达控制部46基于检测器45的检测信号和来自移载控制装置100的位置指令信号，对驱动马达43进行位置反馈控制。一对把持部44a、44b通过驱动马达43的位置反馈控制而以到达由移载控制装置100作出指令的目标位置的方式移动。

另外，马达控制部46具备转矩计算部47、上限转矩存储部48及指令转矩设定部49。转矩计算部47基于从检测器45接收的反馈信号和从移载控制装置100接收的位置指令信号，计算为了使一对把持部44a、44b到达目标位置所需的转矩。具体地说，转矩计算部47基于由从检测器45接收的反馈信号示出的一对把持部44a、44b的当前位置与由从移载控制装置100接收的位置指令信号示出的目标位置的偏差，进行所需的转矩的计算。

上限转矩存储部48存储由马达控制部46向驱动马达43赋予的指令转矩的上限值(以下称作“转矩上限值”)。转矩上限值是根据欲被一对把持部44a、44b把持的元件P的强度来设定的。指令转矩设定部49设定由马达控制部46向驱动马达43赋予的指令转矩。只要由转矩计算部47计算出的计算转矩的值为转矩上限值以下，则指令转矩设定部49就将计算转矩的值设定为指令转矩。另一方面，在计算转矩的值超出转矩上限值的情况下，马达控制部46校正指令转矩，以使指令转矩与转矩上限值一致。

在此，基于从移载控制装置100接收的位置指令信号的目标位置处的一对把持部44a、44b的间隔被设定为比元件P处于把持状态下的一对把持部44a、44b的间隔小的尺寸。由此，元件P被一对把持部44a、44b可靠地把持。另一方面，若由一对把持部44a、44b对元件P施加有过大的把持力，则存在有元件P因该把持力而破损的隐患。为此，马达控制部46在计算转矩的值超出转矩上限值的情况下，将指令转矩的值校正为转矩上限值。由此，能够抑制被一对把持部44a、44b把持的元件P因一对把持部44a、44b的把持力而破损。

移载控制装置100进行元件移载装置30的全面的控制。移载控制装置100与主机HC连接为能够通信，根据来自主机HC的指示进行元件移载装置30的控制。此外，进行基板搬运装置10的控制的基板控制装置(未图示)、进行元件供给装置20的控制的供给控制装置(未图示)等与主机HC连接为能够通信。基板控制装置及供给控制装置根据来自主机HC的指示，进行基板搬运装置10或元件供给装置20的控制。

移载控制装置100主要具备位置指令部110、转矩监视部120、把持状态判定部130、把持标记140、第一阈值存储部150及第二阈值存储部160。位置指令部110基于来自主机HC的指令，向转矩计算部47发送位置指令信号。转矩监视部120监视由指令转矩设定部49设定的指令转矩的值。把持状态判定部130基于转矩监视部120所监视的指令转矩，进行基于一对把持部44a、44b的元件P的把持状态是否发生了变化的判定。

把持标记140是表示一对把持部44a、44b是否把持有元件P的标记。当一对把持部44a、44b把持有元件P时，把持标记140为接通，当一对把持部44a、44b未把持元件P时，把持标记140为断开。第一阈值存储部150存储比转矩上限值小的转矩值、即第一阈值Th1，第二阈值存储部160存储比第一阈值Th1小的转矩值、即第二阈值Th2。

(2.驱动马达控制处理)

接下来，参照图4所示的流程图，说明由马达控制部46执行的驱动马达控制处理。驱动马达控制处理是在通过一对把持部44a、44b把持元件P、搬运所把持的元件P并将其向基板K装配时执行。

如图4所示，在驱动马达控制处理中，首先，判定一对把持部44a、44b是否到达元件P的把持位置(S1)。若一对把持部44a、44b未到达元件P的把持位置(S1：否)，则马达控制部46重复地执行S1的处理。另一方面，若一对把持部44a、44b到达把持位置(S1：是)，则马达控制部46驱动控制驱动马达43，以使一对把持部44a、44b彼此靠近(S2)。

在S2的处理之后，判定由转矩计算部47计算的计算转矩是否超出了转矩上限值(S3)。然后，若计算转矩为转矩上限值以下(S3：否)，则指令转矩设定部49将计算转矩的值设定为指令转矩(S4)，马达控制部46将设定的指令转矩向驱动马达43赋予。马达控制部46在S4的处理结束之后，返回S3的处理。与此相对地，在S3的处理中，在计算转矩超出了转矩上限值的情况下(S3：是)，指令转矩设定部49校正指令转矩，以使指令转矩与转矩上限值一致(S5)，并将校正后的指令转矩向驱动马达43赋予。另外，马达控制部46判断为处于元件P被一对把持部44a、44b把持的状态，将把持标记140切换为接通(S6)。

在S7的处理中，马达控制部46判定一对把持部44a、44b是否到达元件P相对于基板K的装配位置(S7)。若未到达装配位置(S7：否)，则马达控制部46重复地执行S7的处理。另一方面，当一对把持部44a、44b到达装配位置时(S7：是)，马达控制部46将把持标记140切换为断开(S8)，驱动控制驱动马达43，以使一对把持部44a、44b彼此分离(S9)，结束本处理。

(3.把持状态控制处理)

接下来，参照图5～图7，说明由移载控制装置100执行的把持状态监视处理。把持状态监视处理是当元件P处于被一对把持部44a、44b把持的状态时所执行的处理。

如图5所示，在把持状态监视处理中，首先，移载控制装置100判定把持标记140是否为接通(S11)。然后，由于若把持标记140为断开(S11：否)，则移载控制装置100能够判断为一对把持部44a、44b并未把持元件P，因此直接结束本处理。与此相对地，若把持标记140为接通(S11：是)，则移载控制装置100接着判定指令转矩是否降低至比第一阈值Th1小的值(S12)。

在S12的处理中，若指令转矩为第一阈值Th1以上(S12：否)，则基于一对把持部44a、44b的元件P的把持状态不发生变化，移载控制装置100判定为元件P处于被一对把持部44a、44b恰当地把持的状态。由此，移载控制装置100直接结束本处理。

另一方面，在指令转矩降低至比第一阈值Th1小的值的情况下(S12：是)，移载控制装置100判定为基于一对把持部44a、44b的元件P的把持状态发生了变化，从而向S13的处理转移。

在此，如图6及图7所示，当一对把持部44a、44b靠近至一对把持部44a、44b的间隔形成为与元件P的宽度尺寸相等时，一对把持部44a、44b与元件P接触，指令转矩开始增加。之后，当指令转矩达到转矩上限值时，指令转矩的值形成为恒定。然后，若基于一对把持部44a、44b的元件P的把持状态未发生故障，则指令转矩持续与转矩上限值一致的状态，直到一对把持部44a、44b到达装配位置为止。

与此相对地，如图6所示，当被一对把持部44a、44b把持的元件P落下时，指令转矩降低为比第二阈值Th2小的值。为此，在把持状态监视处理中，移载控制装置100在指令转矩低于第二阈值Th2的情况下，判定为元件P落下。此外，元件P落下，从而一对把持部44a、44b到达基于来自移载控制装置100的位置指令信号的目标位置，一对把持部44a、44b的移动停止。

这样，在元件装配机1中，与在一对把持部44a、44b彼此接触的情况下判断为元件P落下的情况相比，移载控制装置100能够尽早地判定元件P的落下。

另外，当在搬运元件P的过程中被一对把持部44a、44b把持的元件P破损，元件P的宽度尺寸变小时，指令转矩降低。然而，存在有如下情况：一对把持部44a、44b的间隔因元件P的破损状况而靠近，从而能够维持破损了的元件P被一对把持部44a、44b把持的状态。

为此，如图7所示，在把持状态监视处理中，在达到转矩上限值的指令转矩降低至比第一阈值Th1小的值之后并未达到第二阈值Th2而是再次升上至第一阈值Th1的情况下，移载控制装置100判定为元件P发生了破损。由此，由于移载控制装置100能够在向基板K装配之前检测到元件P的破损，因此能够避免将破损了的元件P向基板K装配。

返回图5，继续把持状态监视处理的说明。在S13的处理中，判定指令转矩是否已达到第二阈值Th2(S13)。然后，在指令转矩已达到第二阈值Th2的情况下(S13：是)，移载控制装置100判定为元件P已落下(S14)，结束本处理。然后，移载控制装置100进行执行针对元件P落下时准备的程序等的处置。

另一方面，在S13的处理中，若指令转矩未到达第二阈值Th2(S13：否)，则接着判定指令转矩是否再次升上至第一阈值Th1(S15)。然后，在指令转矩上升至第一阈值Th1的情况下(S15：是)，移载控制装置100判定为元件P已破损(S16)，结束本处理。在该情况下，移载控制装置100将处于把持状态的元件P视为不合格而废弃，进行再次执行新的元件P的把持动作等的处置。

另外，在S15的处理中，若指令转矩未达到第一阈值Th1(S15：否)，则返回S11的处理。这样，在把持状态监视处理中，在S12的处理中，在判定为被一对把持部44a、44b把持的元件P的把持状态发生了变化的情况下，移载控制装置100监视指令转矩的变化。由此，移载控制装置100能够把握在元件P上产生的故障的内容。另外，移载控制装置100能够对在元件P上产生的故障采取恰当的措置。

如以上说明的那样，在元件装配机1中，移载控制装置100通过监视被一对把持部44a、44b把持的元件P的把持状态而能够检测到元件P的把持状态发生了变化。由此，元件装配机1能够尽早地发现在元件P的装配作业时产生的故障。

另外，当计算转矩超出转矩上限值时，马达控制部46将指令转矩校正为转矩上限值。由此，当从一对把持部44a、44b与元件P接触起经过了恒定时间时，恒定的指令转矩被向驱动马达43赋予。在该情况下，与在把持有元件P时在向驱动马达43赋予的指令转矩中存在有波的情况相比，能够将接近转矩上限值的值设定为第一阈值Th1。其结果是，移载控制装置100能够尽早地检测到指令转矩的变化，能够尽早地发现元件P的把持状态发生了变化。

(4.其它)

以上，基于上述实施方式说明了本发明，但是本发明并不局限于上述实施方式，能够容易地推测在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形改良。

例如，在上述实施方式中，以如下情况为例进行了说明：作为检测器45而利用了编码器，通过编码器来检测驱动马达43的旋转角，从而把握一对把持部44a、44b的位置。然而，并不局限于此，也可以取代编码器而利用线性标尺，通过线性标尺来检测一对把持部44a、44b的位置。

另外，在上述实施方式中，说明了如下情况：在指令转矩从转矩上限值降低至比第一阈值Th1小的值之后并未达到第二阈值Th2而是达到第一阈值Th1的情况下，判定为元件P已破损，但是并不局限于此。例如，也可以设定为，在指令转矩降低至比第一阈值Th1小的值之后达到转矩上限值的情况下、或在指令转矩达到比第二阈值Th2大且不同于第一阈值Th1及转矩上限值的第三阈值的情况下，移载控制装置100判定为元件P已破损。

(5.效果)

如以上说明的那样，本发明中的元件装配机1具备：元件移载装置30，保持所供给的元件P并将元件P向搬运的基板K装配；及移载控制装置100，对元件移载装置30进行控制。元件移载装置30具备：一对把持部44a、44b，通过向彼此靠近的方向移动而把持元件P；驱动马达43，使一对把持部44a、44b移动；检测器45，检测驱动马达43的旋转角或一对把持部44a、44b的位置；及马达控制部46，基于检测器45的检测信号和来自移载控制装置100的位置指令信号，对驱动马达43进行位置反馈控制。

移载控制装置100具备：转矩监视部120，监视从马达控制部46向驱动马达43赋予的指令转矩的值；及把持状态判定部130，在一对把持部44a、44b把持有元件P的状态下，在由转矩监视部120监视的指令转矩降低至比第一阈值Th1小的值的情况下，判定为元件P的把持状态发生了变化。

采用该元件装配机1，移载控制装置100通过监视指令转矩而能够检测到基于一对把持部44a、44b的元件P的把持状态发生了变化。由此，元件装配机1能够尽早地发现在元件P的装配作业时产生的故障。

在上述元件装配机1中，在基于位置反馈控制的指令转矩超出根据元件P的强度而设定的转矩上限值的情况下，马达控制部46将被校正为转矩上限值的指令转矩向驱动马达43赋予。在一对把持部44a、44b把持有元件P的状态下，向驱动马达43赋予的指令转矩与转矩上限值一致。在指令转矩从转矩上限值降低至比第一阈值Th1小的值的情况下，把持状态判定部130判定为元件P的把持状态发生了变化。

采用该元件装配机1，马达控制部46在基于位置反馈控制的指令转矩(计算转矩)超出转矩上限值的情况下，将被校正为转矩上限值的指令转矩向驱动马达43赋予。由此，元件装配机1能够抑制被一对把持部44a、44b把持的元件P因一对把持部44a、44b的把持力而破损。另外，由于把持状态判定部130在指令转矩从转矩上限值降低至比第一阈值Th1小的值的情况下，判定为元件P的把持状态发生了变化，因此移载控制装置100能够尽早地发现元件P的把持状态的变化。

在上述元件装配机1中，基于位置指令信号的目标位置处的一对把持部44a、44b的间隔被设定为比元件P处于把持状态下的一对把持部44a、44b的间隔小的尺寸。采用该元件装配机1，元件移载装置30能够通过一对把持部44a、44b可靠地把持元件P。

在上述元件装配机1中，在由转矩监视部120监视的指令转矩的值达到比第一阈值Th1小的第二阈值Th2的情况下，移载控制装置100判定为由一对把持部44a、44b把持的元件P已落下。采用该元件装配机1，移载控制装置100能够尽早地发现被一对把持部44a、44b把持的元件P落下。

在上述元件装配机1中，在由转矩监视部120监视的指令转矩的值降低至比第一阈值Th1小的值之后并未达到第二阈值Th2而再次上升的情况下，移载控制装置100判定为由一对把持部44a、44b把持的元件P发生了破损。采用该元件装配机1，移载控制装置100能够尽早地发现被一对把持部44a、44b把持的元件P已破损。

附图标记说明

1：元件装配机、30：元件移载装置、43：驱动马达、44a、44b：把持部、45：检测器、46：马达控制部、100：移载控制装置、120：转矩监视部、130：把持状态判定部、K：基板、P：元件、Th1：第一阈值、Th2：第二阈值。

Claims (5)

1.一种元件装配机，具备：

元件移载装置，保持所供给的元件并将所述元件向被搬运来的基板装配；及

移载控制装置，对所述元件移载装置进行控制，

所述元件移载装置具备：

一对把持部，通过向彼此靠近的方向移动而把持所述元件；

驱动马达，使所述一对把持部移动；

检测器，检测所述驱动马达的旋转角或所述一对把持部的位置；及

马达控制部，基于所述检测器的检测信号和来自所述移载控制装置的位置指令信号，对所述驱动马达进行位置反馈控制，

所述移载控制装置具备：

转矩监视部，监视从所述马达控制部向所述驱动马达赋予的指令转矩的值；及

把持状态判定部，在所述一对把持部把持有所述元件的状态下，在由所述转矩监视部监视的所述指令转矩降低至比第一阈值小的值的情况下，判定为所述元件的把持状态发生了变化。

2.根据权利要求1所述的元件装配机，其中，

在基于所述位置反馈控制的所述指令转矩超出根据所述元件的强度而设定的转矩上限值的情况下，所述马达控制部将被校正为所述转矩上限值的所述指令转矩向所述驱动马达赋予，

在所述一对把持部把持有所述元件的状态下，向所述驱动马达赋予的所述指令转矩与所述转矩上限值一致，

在所述指令转矩从所述转矩上限值降低至比所述第一阈值小的值的情况下，所述把持状态判定部判定为所述元件的把持状态发生了变化。

3.根据权利要求2所述的元件装配机，其中，

基于所述位置指令信号的目标位置处的所述一对把持部的间隔被设定为比所述元件处于把持状态下的所述一对把持部的间隔小的尺寸。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的元件装配机，其中，

在由所述转矩监视部监视的所述指令转矩的值达到比所述第一阈值小的第二阈值的情况下，所述移载控制装置判定为由所述一对把持部把持的所述元件已落下。

5.根据权利要求4所述的元件装配机，其中，

在由所述转矩监视部监视的所述指令转矩的值降低至比所述第一阈值小的值之后并未达到所述第二阈值而再次上升的情况下，所述移载控制装置判定为由所述一对把持部把持的所述元件发生了破损。