CN111316768B - 运算装置 - Google Patents

Abstract

一种运算装置，对作业机作业时被保持件保持的引脚元件的脱离位置进行运算，作业机具备：保持头，具有对由引脚和主体构成的引脚元件进行保持的保持件；及移动装置，使保持头移动，通过移动装置的动作，将被保持件保持的引脚元件的引脚插入到形成于基板的孔，由此将引脚元件安装于基板，运算装置基于已经安装于基板的先装元件的尺寸、被保持件保持的引脚元件即保持元件的引脚的尺寸和保持件的尺寸，运算在保持元件的安装作业时保持元件的主体不与先装元件干涉且能够将引脚插入到孔的保持元件的高度，作为保持件保持的保持元件的脱离高度。

Description

运算装置

技术领域

本发明涉及一种对利用作业机进行的作业时的被保持件保持的引脚元件的脱离位置进行运算的运算装置，其中，作业机通过将被保持件保持的引脚元件的引脚插入到基板的孔，而将引脚元件安装于基板。

背景技术

因为向基板安装多个元件，所以在安装对象的元件即由保持件保持的保持元件的安装作业时，可能与在该保持元件之前安装于基板的先装元件发生干涉。因此，如在下述专利文献中记载的那样，防止在保持元件的安装作业时与先装元件干涉。

专利文献1：日本特开平9-130095号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明以适当地防止在保持元件的安装作业时与先装元件干涉为课题。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本说明书公开了一种运算装置，对作业机作业时被保持件保持的引脚元件的脱离位置进行运算，所述作业机具备：保持头，具有对由引脚和主体构成的所述引脚元件进行保持的所述保持件；及移动装置，使所述保持头移动，通过所述移动装置的动作，将被所述保持件保持的所述引脚元件的引脚插入到形成于基板的孔，由此将所述引脚元件安装于所述基板，所述运算装置基于已经安装于基板的先装元件的尺寸、被所述保持件保持的引脚元件即保持元件的引脚的尺寸和所述保持件的尺寸，运算在保持元件的安装作业时所述保持元件的主体不与先装元件干涉且能够将引脚插入到所述孔的该保持元件的高度，作为所述保持件保持的保持元件的脱离高度。

发明效果

根据本公开，基于先装元件的尺寸、保持元件的引脚的尺寸和保持件的尺寸，运算在保持元件的安装作业时保持元件的主体不与先装元件干涉且能够将引脚插入到基板的孔的保持元件的高度，作为保持件保持的保持元件的脱离高度。并且，若保持件在运算出的脱离高度使保持元件脱离，则在保持元件的主体与基板分离的状态下，保持元件通过自重等下降，引脚插入到基板的孔。由此，能够适当地防止保持元件在安装作业时与先装元件干涉。

附图说明

图1是示出元件安装机的立体图。

图2是示出元件安装机的元件安装装置的立体图。

图3是示出元件保持件的侧视图。

图4是示出元件保持件的主视图。

图5是臂部的放大图。

图6是示出元件保持件的侧视图。

图7是示出元件保持件的图。

图8是示出控制装置的框图。

图9是引脚元件安装时的元件保持件的动作图。

图10是引脚元件安装时的元件保持件的动作图。

图11是引脚元件安装时的元件保持件的动作图。

图12是引脚元件安装时的元件保持件的动作图。

图13是引脚元件安装时的元件保持件的动作图。

具体实施方式

以下，作为用于实施本发明的方式，参照附图详细说明本发明的实施例。

元件安装机的结构

在图1中示出元件安装机10。元件安装机10是用于执行元件向电路基材12的安装作业的装置。元件安装机10具备装置主体20、基材输送保持装置22、元件安装装置24、标记照相机26、零件照相机28、元件供给装置30、散料元件供给装置32及控制装置(参照图8)36。此外，作为电路基材12，列举电路基板、三维构造的基材等，作为电路基板，列举印刷线路板、印刷电路板等。

装置主体20由框架部40和架设于框架部40的梁部42构成。基材输送保持装置22配设于框架部40的前后方向的中央，具有输送装置50和夹紧装置52。输送装置50是输送电路基材12的装置，夹紧装置52是保持电路基材12的装置。由此，基材输送保持装置22输送电路基材12，并且在预定的位置固定地保持电路基材12。此外，在以下的说明中，将电路基材12的输送方向称为X方向，将与该方向垂直的水平方向称为Y方向，将铅垂方向称为Z方向。也就是说，元件安装机10的宽度方向是X方向，前后方向是Y方向。

元件安装装置24配设于梁部42，具有两台作业头56、58和作业头移动装置62。作业头移动装置62由X方向移动装置63、Y方向移动装置64及Z方向移动装置65构成。X方向移动装置63及Y方向移动装置64分别具有电磁马达(参照图8)66、68。并且，通过各电磁马达66、68的动作，两台作业头56、58一体地移动至框架部40上的任意位置。另外，Z方向移动装置65具有电磁马达(参照图8)70、72，通过各电磁马达70、72的动作，滑动件74、76单独地在上下方向上移动。并且，在该滑动件74、76上能够装拆地安装有作业头56、58。由此，由Z方向移动装置65使作业头56、58单独地在上下方向上移动。

另外，如图2所示，在各作业头56、58的下端面安装有元件保持件78。元件保持件78是保持引脚元件的引线的元件，如图3至图6所示，包括主体部80、臂部82、开闭装置(参照图8)86、推杆88及气缸(参照图8)89。顺便说一下，图3是元件保持件78的侧视图，图4是元件保持件78的主视图，图5是在下方的视点示出臂部82的放大图，图6是保持有引脚元件92的状态的元件保持件78的侧视图。

臂部82由一对爪部90和辅助板91构成。一对爪部90被主体部80保持为能够摆动，通过开闭装置86的动作，一对爪部90一边摆动，一边使前端部相互接近或分离。在一对爪部90的内侧形成有与保持对象的引脚元件92的引脚94的线径对应的大小的凹部95。另外，辅助板91位于一对爪部90之间，与一对爪部90一起摆动。也就是说，一对爪部90及辅助板91在图3所示的状态(以下，具有记载为“解除状态”的情况)与图6所示的状态(以下，有记载为“把持状态”的情况)之间摆动。并且，通过一对爪部90及辅助板91朝向把持状态摆动，辅助板91进入到引脚元件92的一对引脚94之间，一对爪部90接近辅助板91。此时，引脚元件92的一对引脚94中的各引脚被爪部90的凹部和辅助板91从两侧面夹持。由此，如图6所示，引脚元件92在引脚94的基端部即引脚94的接近元件主体96一侧的端部由臂部82保持。

另外，推杆88被主体部80保持为能够在上下方向上移动，通过气缸89的动作进行升降。此外，推杆88在下降时，与由臂部82保持的引脚元件92的元件主体96接触，朝向下方按压引脚元件92。此外，在由推杆88朝向下方按压引脚元件92时，臂部82对引脚94的保持解除。也就是说，臂部82从把持状态朝向解除状态摆动，由臂部82保持的引脚元件92脱离。

此外，元件保持件78能够相对于作业头56、58进行装拆，能够更换为与元件保持件78不同的元件保持部。详细地说，在元件安装机10上配设有嘴站(省略图示)，在嘴站容置有图7所示的元件保持件100。并且，在嘴站，按照需要，进行安装于作业头56、58的元件保持件78与收容于嘴站的元件保持件100的更换等。

此外，元件保持件100包括主体部102和一对爪部104。一对爪部104配置为从主体部102的下表面向下方伸出，能够相互接近或分离地滑动。由此，元件保持件100通过使一对爪部104接近，来由一对爪部104夹持引脚元件92的元件主体96，通过使一对爪部104分离，使引脚元件92脱离。

另外，如图2所示，标记照相机26以朝向下方的状态安装于滑动件74，与作业头56一起在X方向、Y方向及Z方向移动。由此，标记照相机26对框架部40上的任意位置进行拍摄。另外，如图1所示，零件照相机28以朝上的状态配设于框架部40上的基材输送保持装置22与元件供给装置30之间。由此，零件照相机28对被作业头56、58的元件保持件78等保持的元件进行拍摄。

另外，如图1所示，元件供给装置30配设于框架部40的前后方向的一侧端部。元件供给装置30具有托盘式元件供给装置116和供料器式元件供给装置(参照图8)118。托盘式元件供给装置116是对载置在托盘上的状态的元件进行供给的装置。供料器式元件供给装置118是利用带式供料器、杆式供料器(省略图示)供给元件的装置。

散料元件供给装置32配设于框架部40的前后方向的另一侧端部。散料元件供给装置32是对散开状态的多个元件进行整齐排列并以整齐排列的状态供给元件的装置。也就是说，是将任意姿势的多个元件排列为预定的姿势来供给预定的姿势的元件的装置。

如图8所示，控制装置36具备控制器120、多个驱动电路122、图像处理装置126及控制电路127。多个驱动电路122与上述输送装置50、夹紧装置52、电磁马达66、68、70、72、开闭装置86、气缸89、托盘式元件供给装置116、供料器式元件供给装置118、散料元件供给装置32连接。控制器120具备CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等，以计算机为主体，与多个驱动电路122连接。由此，由控制器120控制基材输送保持装置22、元件安装装置24等的动作。

另外，控制器120也与图像处理装置126连接。图像处理装置126对由标记照相机26及零件照相机28获得的图像数据进行处理，控制器120从图像数据获取各种信息。而且，控制器120与控制电路127连接，该控制电路127与配设于散料元件供给装置32的显示面板(参照图1)128连接。由此，按照控制器120的指令，在显示面板128上显示任意的图像。此外，控制器120具有运算部150，运算部150后面详细说明，运算元件安装机10安装元件的安装顺序。

元件安装机的动作

在元件安装机10中，通过上述的结构，对被基材输送保持装置22保持的电路基材12进行元件的安装作业。在元件安装机10中，能够将各种元件安装于电路基材12，但是以下说明将被元件保持件78保持的引脚元件92安装于电路基材12的情况。

具体地说，电路基材12被输送到作业位置，在该位置，由夹紧装置52固定地保持。接着，标记照相机26移动至电路基材12的上方，拍摄电路基材12。并且，控制器120基于该拍摄数据，运算与电路基材12的保持位置等有关的信息。另外，元件供给装置30或散料元件供给装置32在预定的供给位置供给引脚元件92。并且，安装有元件保持件78的作业头56、58移动到元件的供给位置的上方，由元件保持件78保持引脚元件92。

接着，当由元件保持件78保持引脚元件92时，元件保持件78移动至零件照相机28之上，由零件照相机28拍摄由元件保持件78保持的引脚元件92。并且，控制器120基于该拍摄数据，运算引脚元件92的引脚94的前端的XY方向的位置坐标。

接着，控制作业头移动装置62的动作，以使形成于电路基材12的贯通孔(参照图9)130的XY方向的位置坐标与引脚94的前端的XY方向的位置坐标一致。由此，保持引脚元件92的元件保持件78移动至形成于电路基材12的贯通孔130的上方，该贯通孔130与引脚94的前端在上下方向上一致。

接着，控制作业头移动装置62的动作，保持引脚元件92的元件保持件78下降。由此，如图9所示，引脚元件92的引脚94的前端插入到贯通孔130。此外，元件保持件78下降到电路基材12的上表面与元件保持件78的臂部82的下端之间的距离变为设定距离X1的位置，并停止。接着，通过气缸89的动作，推杆88下降，如图10所示，该推杆88与引脚元件92的元件主体96的上表面抵接，由此朝向电路基材12按压引脚元件92。

此时，臂部82从把持状态朝向解除状态摆动，臂部82对引脚元件92的引脚94的把持解除。由此，臂部82的把持被解除了的引脚元件92被推杆88朝向电路基材12按压，由此引脚94向贯通孔130插入，直到元件主体96的下表面与电路基材12的上表面接触为止。这样，在元件安装机10中，被元件保持件78把持的引脚元件92以使引脚94插入到贯通孔130的状态安装于电路基材12。

运算部的安装顺序的运算

在元件安装机10中，按照上述的顺序执行安装作业，但是由于在电路基板上安装多个元件，所以先安装于电路基板的元件(以下，记载为“先装元件”)与在安装作业时由元件保持件78保持的引脚元件(以下，记载为“保持元件”)92可能干涉。

具体地说，如图11所示，具有在保持元件92的安装作业前在该保持元件92的安装预定位置即在预定插入保持元件92的引脚94的贯通孔130的附近已经安装有先装元件140的情况。在这样的情况下，若为了将保持元件92的引脚94插入到贯通孔130，而使元件保持件78下降到电路基材12的上表面与元件保持件78的臂部82的下端之间的距离变为设定距离X1的位置，则元件保持件78与先装元件140可能抵接。因此，考虑先装元件140的高度尺寸等，运算安装作业时的元件保持件78的下降位置，按照运算出的数值控制作业头移动装置62的动作，防止元件保持件78与先装元件140的干涉。

具体地说，控制器120具有的运算部150存储向电路基材12安装的全部元件中的各部分的安装预定位置、各元件的尺寸、元件保持件78的尺寸、电路基材12的尺寸等安装作业所需的信息(以下，记载为“作业信息”)。并且，运算部150基于作业信息运算元件的安装顺序，以使作业时间变短。接着，运算部150在按照运算出的安装顺序安装元件的情况下，判断当使对安装对象的元件即保持元件92进行保持的元件保持件78下降到设定距离X1时，元件保持件78是否与先装元件140干涉。顺便说一下，元件保持件78是否与先装元件140干涉的判断，基于先装元件140的安装位置、保持元件92的安装预定位置、先装元件140的尺寸、元件保持件78的尺寸等判断。并且，在判断为元件保持件78与先装元件140干涉的情况下，运算部150对在保持元件92的元件主体96与电路基材12分离的状态下能够将引脚94插入到贯通孔130的保持元件92的高度进行运算，以使元件保持件78不与先装元件140干涉。

具体地说，例如，如图12所示，在先装元件140的高度尺寸是h且考虑预定的间隙S的情况下，即使使对保持元件92进行保持的元件保持件78下降到X2(＝h+S)，元件保持件78也不与先装元件140干涉。但是，在使元件保持件78下降到X2(＝h+S)时，保持元件92的引脚94的前端需要下降到能够插入到贯通孔130的高度。

此外，所说的能够插入到贯通孔130的高度是在使元件保持件78保持的保持元件92脱离的情况下通过保持元件92的自重或推杆88的压入而引脚94插入到贯通孔130的高度。具体地说，例如，是被元件保持件78保持的保持元件92的引脚94的前端位于电路基材12的上表面的下方的高度。另外，例如是被元件保持件78保持的保持元件92的引脚94的前端位于电路基材12的上表面与下表面之间的高度。另外，例如是被元件保持件78保持的保持元件92的引脚94的前端位于相对于电路基材12的上表面的稍(例如，1mm左右)上方的高度。顺便说一下，在本说明书中，所说的能够插入到贯通孔130的高度是被元件保持件78保持的保持元件92的引脚94的前端位于电路基材12的上表面的下方的高度。

另外，在将引脚94的长度尺寸设为L、且从引脚94的上端即元件主体96侧的一端到把持引脚94的臂部82的下端的距离设为K的情况下，从臂部82的下端伸出的引脚94的长度尺寸(以下，记载为“伸出尺寸”)N为(L-K)。并且，在该伸出尺寸N(＝L-K)长于X2(＝h+S)的情况下，如图12所示，在使元件保持件78下降到X2(＝h+S)时，保持元件92的引脚94的前端位于电路基材12的上表面的下方。

并且，在保持元件92的引脚94的前端位于电路基材12的上表面的下方的状态下，在使元件保持件78保持的保持元件92脱离的情况下，通过保持元件92的自重或推杆88的压入，引脚94插入到贯通孔130。鉴于此，在伸出尺寸N(＝L-K)比X2(＝h+S)长的情况下，元件保持件78的下降位置X2设定为(h+S)。也就是说，将在保持元件92的元件主体96与电路基材12分离的状态下能够将引脚94插入到贯通孔130的保持元件92的高度设定为元件保持件78的下降位置X2(＝h+S)，以使元件保持件78不与先装元件140干涉。并且，基于设定的下降位置X2控制作业头移动装置62的动作，由此能够防止安装作业时的元件保持件78与先装元件140的干涉。

另外，在伸出尺寸N(＝L-K)为X2(＝h+S)以下的情况下，如图13所示，在使元件保持件78下降到X2(＝h+S)时，保持元件92的引脚94的前端位于电路基材12的上表面的上方。此时，在使元件保持件78保持的保持元件92脱离的情况下，通过保持元件92的自重或推杆88的压入，可能无法将引脚94适当地插入到贯通孔130。因此，在伸出尺寸N(＝L-K)为X2(＝h+S)以下的情况下，运算部150判断为在被元件保持件78保持的保持元件92的安装作业时，不能避免元件保持件78与先装元件140干涉。

此时，若判断为不能避免元件保持件78与先装元件140干涉，则运算部150判断在由元件保持件100保持保持元件92的情况下元件保持件100与先装元件140是否干涉。并且，在元件保持件100与先装元件140干涉的情况下，运算部150基于先装元件140的高度尺寸等运算安装作业时的元件保持件100的下降位置X2。此外，元件保持件100的下降位置的运算方法与上述的元件保持件78的下降位置X2的运算方法类似，所以省略说明。其中，如图7所示，元件保持件100的下降位置的运算时的元件保持件100的下降位置X2是元件保持件100的下端与电路基材12的上表面之间的距离。另外，伸出尺寸N是保持元件92的被爪部104的下端把持的部位与引脚94的前端之间的距离。

并且，在运算部150中，在判断为能够防止安装作业时的元件保持件100与先装元件140干涉的情况下，作为对保持元件92进行保持的保持件设定元件保持件100，并且设定该元件保持件100的下降位置X2。并且，在元件安装机10中，安装于作业头56、58的元件保持件78更换为元件保持件100，基于所设定的下降位置X2控制作业头移动装置62的动作，由此能够防止安装作业时的元件保持件100与先装元件140干涉。

另一方面，在运算部150中判断为不能防止安装作业时的元件保持件100与先装元件140干涉的情况下，无论使用元件保持件78和元件保持件100中的哪个，都不能避免与先装元件140干涉。因此，在这样的情况下，在显示面板128显示错误画面。由此，作业者了解无论使用元件保持件78和元件保持件100中的哪个都不能避免与先装元件140干涉。并且，该保持元件92在元件安装机10的安装作业完成等后，由作业者安装于电路基材12。

此外，元件安装机10是作业机的一个例子。电路基材12是基板的一个例子。作业头56、58是保持头的一个例子。作业头移动装置62是移动装置的一个例子。元件保持件78是保持件的一个例子。引脚元件92是引脚元件及保持元件的一个例子。引脚94是引脚的一个例子。元件主体96是主体的一个例子。元件保持件100是保持件的一个例子。贯通孔130是孔的一个例子。先装元件140是先装元件的一个例子。运算部150是运算装置的一个例子。

另外，本发明不限于上述实施例，能够以基于本领域技术人员的知识实施了各种变更、改进后的各种方式实施。具体地说，例如，在上述实施例中，作为保持件能够采用元件保持件78、100等夹头，但是也能够采用吸嘴。

另外，在上述实施例中，在运算元件保持件78的下降位置X2等时，使用先装元件140的尺寸、引脚94的长度尺寸、元件保持件78把持引脚94的把持位置等，但是也能够使用电路基材12的厚度尺寸、推杆的行程量等。

另外，在上述实施例中，运算部150构成控制装置36的控制器120的一部分，但是也可以构成其他的控制装置。也就是说，可以在与元件安装机10独立的控制装置内构成运算部150。

附图标记说明

10：元件安装机(作业机) 12：电路基材(基板) 56：作业头(保持头) 58：作业头(保持头) 62：作业头移动装置(移动装置) 78：元件保持件(保持件) 92：引脚元件(保持元件) 94：引脚 96：元件主体(主体) 100：元件保持件(保持件) 130：贯通孔(孔) 140：先装元件 150：运算部(运算装置)。

Claims (6)

1.一种运算装置，对作业机作业时被保持件保持的引脚元件的脱离位置进行运算，所述作业机具备：保持头，具有对由引脚和主体构成的所述引脚元件进行保持的所述保持件；及移动装置，使所述保持头移动，通过所述移动装置的动作，将被所述保持件保持的所述引脚元件的引脚插入到形成于基板的孔，由此将所述引脚元件安装于所述基板，

所述运算装置基于已经安装于基板的先装元件的尺寸、被所述保持件保持的引脚元件即保持元件的引脚的尺寸和所述保持件的尺寸，运算在所述保持元件的安装作业时所述保持元件的主体不与所述先装元件干涉且能够在所述保持元件的主体与所述基板分离的状态下将引脚插入到所述孔的该保持元件的高度，作为所述保持件保持的保持元件的脱离高度。

2.根据权利要求1所述的运算装置，其中，

所述运算装置基于所述先装元件的尺寸、所述保持元件的引脚的尺寸和所述保持件的尺寸，运算在所述保持元件的安装作业时所述保持元件的主体不与所述先装元件干涉且引脚的前端插入到所述孔的状态的所述保持元件的高度，作为所述保持件保持的保持元件的脱离高度。

3.根据权利要求1或2所述的运算装置，其中，

所述运算装置基于所述先装元件的尺寸、所述保持元件的引脚的尺寸和所述保持件的尺寸，运算在所述保持元件的安装作业时保持所述保持元件的保持件不与所述先装元件干涉且能够将引脚插入到所述孔的该保持元件的高度，作为所述保持件保持的保持元件的脱离高度。

4.根据权利要求3所述的运算装置，其中，

在即使运算出第1保持件保持的保持元件的脱离高度也不能避免所述第1保持件与所述先装元件干涉的情况下，所述运算装置运算第2保持件保持的保持元件的脱离高度。

5.根据权利要求3所述的运算装置，其中，

在即使运算出能够保持所述保持元件的一个以上的保持件各自保持的保持元件的脱离高度也不能避免所述一个以上的保持件各自与所述先装元件干涉的情况下，所述运算装置报告错误。

6.根据权利要求4所述的运算装置，其中，

在即使运算出能够保持所述保持元件的一个以上的保持件各自保持的保持元件的脱离高度也不能避免所述一个以上的保持件各自与所述先装元件干涉的情况下，所述运算装置报告错误。

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