CN1135158A - 电子元件装配方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种电子元件装配方法及装置，该装置具有吸住电子元件并把其装着在电路基片上的吸嘴、为吸住及装着电子元件而吸嘴上下移动的装置、在电子元件的吸住及装着位置对吸嘴的空气压进行切换的机械操纵阀、以及在吸住及装着电子元件时分别独立地进行各机械操纵阀的切换控制的吸住-释放切换机构，利用该吸住-释放切换机构与装配速度相对应地分别独立地控制当进行电子元件吸住时和装着时对吸嘴的空气压的切换定时，所以，即使电子元件装配速度发生变化，也能稳定地进行吸住和装着动作。

Description

电子元件装配方法及装置
本发明涉及把电子元件自动装配到电路基片等基片上的电子元件装配方法及装置。
现参照图1说明现有的电子元件装配装置的一般结构。图1中，31是转动体，来自驱动装置32的动力经减速机33传递给分度装置34，从而间歇性地转动驱动转动体31。在转动体31下端部的周边上，以间歇转动间距等间隔地配置有多个可绕各自的轴心转动及可升降的吸嘴35(35a、35b、35c、……)。各吸嘴35通过从分度装置34的轴心部向上伸出的管子36与吸引装置(未图示)相连通。又，各吸嘴35上安装有进行吸力切换的机械操纵阀37，在吸住时、装着(指把电子元件装着在电路基片上的动作，以下称装着)时及排出时(元件不良时释放吸住的动作)，对电子元件的吸嘴35的吸力进行切换。
此外，对分度装置34的输入轴38的转动经同步皮带39传递给凸轮轴40，随着凸轮41的转动，杆42按该凸轮41的形状作上下运动。由于该杆42的上下运动使机械操纵阀37的吸住开关43导通，吸嘴35的吸引力上升，电子元件被吸住。
对于电子元件的装着及排出也分别设有同样的凸轮机构，通过使机械操纵阀37的释放开关44导通，使吸嘴对电子元件的吸引力下降，从而释放吸住的电子元件。
45是元件供给部，其结构为，在可动工作台46上并列载放有多个元件供给器47，并通过马达等构成的驱动装置48使可动工作台46可沿X方向移动。在安装于各元件供给器47上的卷盘47a上，卷装有成一列地收容有电子元件的元件带，并把所收容的电子元件依次拉出到元件供给位置50。一旦其中任一个元件供给器47的元件供给位置50被定位于吸嘴35的正下方，吸嘴35即下降，电子元件51被吸住取出。
吸住了电子元件51的吸嘴35上升，通过转动体31的转动，被吸住的电子元件51被运送到该图1的前方。在该运送过程中，进行对电子元件51的角度修正。该角度修正是为了调整电子元件51对电路基片52的安装角度。
接受电子元件51的安装的电路基片52水平地支承在基片支承台53上。基片支承台53上结合有X轴驱动机构54和Y轴驱动机构55，所以能使电路基片52移动、定位于水平面内的任意位置。
当把电子元件51装着在电路基片52上时，电路基片52的电子元件装着位置被定位于吸嘴35的正下方。并且，下降后的吸嘴35释放对电子元件51的吸住，把电子元件51装着在电路基片52上。然后，吸嘴35上升复位。
通过如上所述的一系列动作，一个电子元件的装配动作结束。装配多个电子元件时，按照预先指定好的电子元件装配位置信息的装配顺序，对各电子元件重复进行上述的装配动作。
然而，在上述的电子元件装配装置中，机械操纵阀37的切换是通过与电子元件装配装置的周期性动作联动的凸轮41进行控制的，机械操纵阀37的切换是同一定时，所以，由于装配动作的速度变化，会发生如下的问题。
电子元件装配装置的动作是输入轴40转一周(0-360度)结束。图2(a)示出了进行吸住动作时，相对输入轴40的角度变化的、因机械操纵阀37进行切换引起的空气压(真空压)的变化。曲线x是空气压变化曲线，曲线y是吸嘴高度变化曲线。从该图可知，要达到吸住电子元件所必需的空气压，从机械操纵阀37进行切换起要经过一定的时间。
为了用吸嘴35稳定地吸住电子元件51，图2(a)中的曲线x到达可吸住空气压Ps时的输入轴40的角度θP、与在曲线y上吸嘴高度为0期间的输入轴的下限角度θL及上限角度θU之间，必须满足如下(1)式的关系。又，T是在本发明的基准运转速度下输入轴转动一周所必需的时间。
θL＜θP＜θU    ……(1)
但是，一旦提高电子元件装配装置的运转速度，则如图2(b)所示，在吸嘴35的吸引力到达可吸住下限空气压Ps之前，吸嘴35即开始向上复位，变成如式(2)所示的关系，不能满足式(1)的关系，就不能吸住电子元件51。
θL＜θU＜θP    ……(2)
相反，一旦降低电子元件装配装置的运转速度，则如图2(c)所示，在吸嘴35到达吸住位置之前，吸嘴35的吸引力即到达可吸住下限空气压Ps，变成如式(3)所示的关系，不能满足式(1)的关系，容易发生竖立吸住之类的吸住错误。
θP＜θL＜θU    ……(3)
如上所述，若机械操纵阀37的切换是同一定时，则运转速度的变化范围受到限制，在高速区和低速区的吸住稳定性会下降。又，这儿示出了吸住时的情况，把电子元件装着在基片上时的情况也一样，因为在高速区和低速区的吸住释放定时不稳定，所以不能保证安装精度，容易发生安装不良。
鉴于上述现有技术存在的问题，本发明的第1目的在于，提供一种即使改变电子元件的装配速度，也能稳定地进行吸住动作和装着动作的电子元件装配方法和电子元件装配装置。
本发明的第2目的在于，提供一种不仅对于电子元件装配速度的改变，而且对于电子元件重量形状等的改变及吸嘴的空气流入口直径等的改变，也能适当地进行控制，稳定地进行吸住动作和装着动作的电子元件装配方法和电子元件装配装置。
为了实现本发明的第1目的，本发明提供的第一种电子元件装配方法，是用吸嘴吸住电子元件把其装着在基片上的电子元件装配方法，其特征在于，在电子元件吸住时和装着时对吸嘴的空气压的切换定时，是按装配速度分别独立地进行切换的。
为了实现本发明的第1目的并实施上述第一种装配方法，本发明提供的第一种电子元件装配装置，包括吸住电子元件把其装着在基片上的吸嘴，为了吸住和装着电子元件而使吸嘴上下运动的装置，在电子元件的吸住和装着位置对吸嘴的空气压进行切换的空气压切换装置，当电子元件吸住和装着时分别独立地控制空气压切换装置的切换的吸住·释放切换机构。
最好，吸住·释放切换机构能按装配速度分级地对空气压切换装置的切换定时进行切换。
为了实现上述第2目的，以便始终能以最佳定时进行吸嘴的吸住和释放，本发明提供的第二种电子元件装配方法，通过设于与空气吸引机构连接的吸气通道上的阀的吸住·释放的切换来吸住或释放电子元件的吸嘴用移动·定位机构予以保持，使吸嘴定位于电子元件供给位置后下降，吸住电子元件后上升，并移动吸住了电子元件的所述吸嘴将其定位于应装配该电子元件的电路基片的装着位置的上方，再使吸嘴下降，把吸住的电子元件释放装着在所述电路基片上，装配结束后使其上升、移动，再次定位于所述电子元件供给位置，重复进行与上述相同的动作，其特征在于，求出从进行所述阀的吸住·释放的切换起到所述吸嘴实际吸住或释放电子元件为止的时间差，并比所述吸嘴定位于吸住或释放的适当位置的定时提早进行所述阀的吸住·释放的切换，提早量为所述求出的时间差。
所述时间差最好与电子元件装配装置的运转速度相应地进行设定。
此外，所述时间差最好与所装配电子元件的重量、形状等的与可吸住下限空气压有关的特点相对应地进行设定。
此外，所述时间差最好与吸嘴的空气流入口大小等的与吸嘴的空气压的上升或下降速度有关的特点相对应地进行设定。
再有，所述时间差最好与将电子元件装配装置的运转速度、所装配的电子元件的重量形状等的与可吸住下限空气压有关的特点、以及吸嘴的空气流入口大小等的与吸嘴的空气压上升或下降速度有关的特点这样几个特点中的2个以上的特点相组合时的情况相对应进行设定。
为了实现上述第2目的及实施上述本发明提供的第二种电子元件装配方法，本发明提供的第二种电子元件装配装置，包括空气吸引机构，吸住或释放电子元件的吸嘴，连接所述空气吸引机构和所述吸嘴的吸气通道，设于所述吸气通道并对所述吸嘴的吸住或释放进行切换的阀，以及保持着所述吸嘴使之移动·定位的移动·定位机构，其特征在于，还设有控制所述阀的切换的定时控制部，该定时控制部使所述阀以比所述吸嘴定位于吸住或释放的适当位置的定时早的定时进行吸住、释放的切换，提早量为从所述阀进行吸住·释放的切换起到实际吸住或释放电子元件为止的时间差。
根据本发明的第一种电子元件装配方法及装置，通过预先按电子元件装配装置的运转速度和空气压变化特性，求出对吸嘴的空气压的适当切换定时，据此再按电子元件装配装置的运转速度切换吸嘴的空气压，从而能实现即使电子元件的装配速度变化，也能稳定地进行吸住和装着动作。
此外，若按装配速度分级改变空气压的切换定时，则能以简单的结构方便地实现稳定的吸住动作和装着动作。
按照本发明提供的第二种电子元件装配方法和装置，因为先求出从阀进行吸嘴的吸住动作或释放动作的切换起至所述吸嘴实际吸住或释放电子元件的时间差，并以比所述吸嘴定位于吸住或释放的适当位置的定时提早所述时间差的定时，进行所述阀的吸住·释放的切换，所以。不必反复进行尝试，即能始终以最佳定时进行电子元件的吸住或释放。
此外，按照本发明提供的第二种电子元件装配方法，若与电子元件装配装置的运转速度相对应地设定所述时间差，则在各种运转速度下都能以最佳定时进行电子元件的吸住或释放。
此外，按照本发明提供的第二种电子元件装配方法，若与所装配的电子元件的重量、形状等的与可吸住下限空气压有关的特点相对应地设定所述时间差，则对于所装配的所有的电子元件，都能以最佳定时送行电子元件的吸住或释放。
此外，按照本发明提供的第二种电子元件装配方法，若与吸嘴的空气流入口大小等的与吸嘴空气压的上升或下降速度有关的特点相对应地设定所述时间差，则对于各种吸嘴，都能以最佳定时进行电子元件的吸住或释放。
此外，按照本发明提供的第二种电子元件装配方法，若与将电子元件装配装置的运转速度、所装配的电子元件的重量形状等的与可吸住下限空气压有关的特点、以及吸嘴的空气流入口大小等的与吸嘴空气压的上升或下降速度有关的特点这样几个特点中的2个以上的特点相组合时的情况相对应地设定所述时间差，则在电子元件装配装置的各种运转条件下，都能以最佳定时进行电子元件的吸住或释放。
附图简介：
图1是示出现有的一种电子元件装配装置的大致结构的立体图。
图2是说明现有装置在各运转速度区内吸嘴空气压的变化和吸嘴高度位置之间的关系的图。
图3是示出本发明电子元件装配装置第1实施例的大致结构的立体图。
图4是第1实施例中的机械操纵阀的吸住·释放切换机构的详细立体图。
图5是本发明实施例所使用的电子元件各因素信息的一部分的说明图。
图6是机械操纵阀的吸住·释放切换机构的其他例子的详细立体图。
图7是机械操纵阀的吸住·释放切换机构的又一个其他例子的详细立体图。
图8是示出第1实施例中的电子元件装配方法所存在的问题的图。
图9是示出第1实施例中的电子元件装配方法所存在的问题的图。
图10是示出第1实施例中的电子元件装配方法所存在的问题的图。
图11是示出第1实施例中的电子元件装配方法所存在的问题的图。
图12是示出第1实施例中的电子元件装配方法所存在的问题的图。
图13是示出使用本发明第二种电子元件装配方法的电子元件装配装置的重要部分的立体图。
图14是示出本发明的第2、第3实施例中的求出最佳吸住·释放定时的方法的说明图。
图15是本发明第2实施例的动作流程图。
图16是本发明第3实施例的动作流程图。
图17是示出本发明的第4、第6、第8实施例中的求出最佳吸住·释放定时的方法的说明图。
图18是本发明第4实施例的动作流程图。
图19是示出本发明的第5实施例中的求出最佳吸住·释放定时的方法的说明图。
图20是本发明第5实施例的动作流程图。
图21是本发明第6实施例的动作流程图。
图22是本发明第7实施例的动作流程图。
图23是本发明第8实施例的动作流程图。
图24是示出本发明的控制吸住·释放定时的方法的图。
图25是本发明的控制吸住·释放定时的动作流程图。
以下参照图3-图5说明本发明第1实施例的电子元件装配装置。
在图3中，可动工作台1上并列载放有多个元件供给器2，并通过马达等构成的驱动装置3使可动工作台1可沿X方向移动。在安装于各元件供给器2上的卷盘4上，卷装有成一列地收容有多个电子元件的元件带，每一条元件带内收容同一种电子元件，但各条元件带收容的电子元件品种不同，其收容的电子元件被依次拉出到元件供给位置5，被后面将介绍的吸嘴下降后一个一个地吸住取出。
来自驱动装置7的动力经减速机8和输入轴12传递给分度装置9，从而驱动转动体6作间歇性转动。在转动体6的下端部周边，以间歇转动的间距相隔等间隔地配置有可绕各自的轴心转动和升降的多个吸嘴10a、10b、10c、10d……。在所述分度装置9的上部，设有与转动体6一体转动的转动盘30，在该转动盘30上，与各吸嘴10a、10b、10c、10d……相对应地设有对各吸嘴的吸力进行切换的机械操纵阀17a、17b、17c、17d……。
此外，在分度装置9上侧面上的位于转动盘30外侧的部分，与由上述各吸嘴进行将电子元件11吸住、装着及排出时的吸住位置、装配位置及排出位置相对应，设有分别切换操作各机械操纵阀17a、17b、17c、17d……、从而使吸嘴吸住或释放电子元件11的吸住·释放切换机构14、15、16。用该吸住·释放切换机构使机械操纵阀的吸住开关18导通，吸嘴的吸力即上升，电子元件11被吸嘴吸住；而若使释放开关19导通，则吸嘴对电子元件11的吸力下降，释放吸住的电子元件11，电子元件11被装着在基片上或被排出。因此，按每个吸住动作、装着动作及排出动作的各自的目的，独立设定各吸住·释放切换机构14、15、16的动作定时。
在本实施例中，如图4所示，吸住·释放切换机构14设有电动机14a、固定在该电动机的轴14b上并作往复摆动的摆动切换杆14c、以及设于摆动切换杆14c顶端的作用于吸住开关18和释放开关19的作用片14d。
位于上部的管子13分成多个吸气通道，各吸气通道分别与各个吸嘴10a、10b、10c、10d……相连，利用设于管子13另一端的吸引机构(未图示)的吸引力，吸嘴10a(或10b、10c、10d……，以下以10a为例)可在所述元件供给位置5吸住电子元件11。机械操纵阀17a、17b、17c、17d……开启或关闭从所述管子13至吸嘴10a、10b、10c、10d……的所述各吸气通道，控制各吸嘴的吸力，在吸住时、装着时及排出时(元件不良时不装配而将其排出)对电子元件的吸住动作和释放动作进行切换。
具体是，通过利用安装在吸住·释放切换机构14上的摆动切换杆14c及作用片14d使吸住开关18导通，吸嘴10a的吸力升高，吸嘴10a在所述元件供给位置5吸住电子元件11。而在装着时和排出时，在装配位置或不良品排出位置，通过设于吸住·释放切换机构15、16上的摆动切换杆15c、16c及作用片15d、16d(未图示)使释放开关19导通，从而消除吸嘴10a的吸力，吸嘴10a把电子元件装着在基片上或排出到系统之外。
当可动工作台1沿x方向往复移动、把其中任一个元件供给器2定位于元件吸住位置5，并通过转动体6的规定条件的间歇性转动把吸嘴10a定位于所述元件吸住位置5的电子元件11的正上方时，吸嘴10a下降，在吸嘴10a的顶端碰到位于元件供给位置5的电子元件11之前，如前所述，通过安装于吸住·释放切换机构14的摆动切换杆14c等使吸住开关18导通，吸嘴10a的吸力增大，吸嘴10a吸住位于元件供给位置5的电子元件11。
吸嘴10a吸住电子元件11后上升，转动体6以规定条件作间歇性转动，使吸嘴10a移动到图3的前侧。在该移动期间，未图示的识别装置对吸住在吸嘴10a上的电子元件11进行识别，根据该识别结果修正吸嘴所吸住的电子元件11的吸住角度，将电子元件11的装配角度调整正确。
要被装着电子元件11的电路基片23被水平地载放在基片支承台24上。基片支承台24上结合有X轴驱动机构25和Y轴驱动机构26，所以，所述的电路基片23可移动并定位于任意的位置。
把电子元件11装配到电路基片23上时，通过转动体6的规定条件的间歇性转动，吸住电子元件11的吸嘴10a停止在装配位置。电路基片23的电子元件装着位置被定位于所述吸嘴10a的正下方。吸嘴10a下降并把电子元件11释放在该电子元件装着位置上进行装配，然后上升。上升结束后，通过转动体6的规定条件的间歇性转动，重新返回所述的元件吸住位置，重复同样的动作。
此外，如果，当吸嘴10a吸住电子元件11时由识别装置判别出是不良品时，吸嘴10a在电子元件装配位置不进行装配，仍然吸住被判别为不良品的电子元件11一直转动到不良品排出位置，在该位置由吸住·释放切换机构16使释放开关19导通，释放被吸住的电子元件11。
通过上述的一系列动作，一个电子元件的装配动作完成。装配多个电子元件时，按预先指定的电子元件装配位置信息的装配顺序，对各电子元件重复进行上述的动作。
上述吸住动作、装配动作及排出动作中的机械操纵阀17a、17b、17c、17d……的切换定时，是从设想好的电子元件装配装置的运转速度的变更并预先保存着的数种切换定时之中，由操作者选择使用与电子元件装配装置的运转速度相应的定时，开启或关闭吸住动作、装配动作及排出动作时的机械操纵阀17a、17b、17c、17d……。
在本实施例中，整体结构如上所述的电子元件装配装置把其运转速度分为高速运转、中速运转和低速运转这样3级，并设定了每一级运转时由各吸住·释放切换机构14、15、16进行的机械操纵阀17a、17b、17c、17d……的切换定时。电子元件装配装置根据包括电子元件装配位置信息、电子元件供给位置信息及电子元件各要素信息在内的数据进行动作，，利用该信息选择设定切换定时。例如，图5列出了电子元件各要素信息的主要内容，其中的装配头速度一项示出了装配电子元件时电子元件装配装置的运转速度，利用该信息判别上述3级的运转速度，根据该判别设定各吸住·释放切换机构14、15、16的切换定时。又，图5中的元件形状编码一项是识别电子元件种类的指标，元件尺寸一项指电子元件上下左右的尺寸，元件厚度一项指电子元件的厚度，吸住装着吸嘴一项指的是装配该电子元件时所使用的吸嘴的尺寸。
通过以上述那样设定的定时，用吸住·释放切换机构14、15、16操作机械操纵阀17a、17b、17c、17d……的吸住开关18和释放开关19，即能在任意的运转速度下实现稳定的吸住动作和释放动作。
此外，在上述实施例中，吸住·释放切换机构14(或15、16)如图4所示，是通过摆动切换杆14c及作用片14d来使机械操纵阀切换的；或者，也可以仅用摆动切换杆来使机械操纵阀切换。
又，在上述实施例中，吸住·释放切换机构14、15、16如图4所示，是由电动机14a驱动的，但也可以如图6所示用驱动缸14e进行驱动。此外，也可以如图7所示，用由电动机14f所驱动的凸轮14g使杆14h上下运动，操作吸住开关18和释放开关19。
再有，上述实施例是把与运转速度相应的机械操纵阀17a、17b、17c、17d……的切换定时分为3级进行切换，但也可以按用途设定为任意几级。
如以上说明可知，若采用本发明第一种电子元件装配方法，预先根据电子元件装配装置的运转速度和空气压变化特性求出对吸嘴的空气压的适当的切换定时，并据此按电子元件装配装置的运转速度切换对吸嘴的空气压，则即使装配速度发生变化，也能预防发生吸住错误或装着不良，进行稳定的吸住动作和装着动作。
此外，若采用本发明第一种电子元件装配装置，则因为设有对吸嘴的空气压进行切换的空气压切换装置，以及在进行电子元件吸住和装着时分别独立进行该切换控制的吸住·释放切换机构，所以能很好地实施上述方法。
再有，若按装配速度分级改变空气压的切换定时，则能以简单的结构方便地实现稳定的吸住动作和装着动作。
但是，如上述第一种电子元件装配方法那样，对于机械操纵阀的切换定时，是从预先设想好电子元件装配装置的运转速度的变更并保持着的数种切换定时之中，按电子元件装配装置的运转速度进行选择使用的方法，因为上述预先保持着的数种切换定时是离散值，所以存在很难做到对各种运转速度都分别实现最佳吸住定时和最佳释放定时的问题。
此外，因为尚未确立对从进行机械操纵阀的吸住·释放起到吸嘴实际吸住或释放电子元件为止的时间差进行处理的方法，所以，存在必须反复尝试才能选定切换定时的问题。
再有，因为吸嘴对电子元件的吸住状态，不仅受电子元件装配装置的运转速度的影响，而且如下所述，也受电子元件的特点(重量、形状等)、电子元件装配部件的特点(吸嘴的空气流入口的直径等)等因素的影响，所以，这些因素也必须作为机械操纵阀切换定时设定方法的重要因素进行考虑。
若严密地考虑上述定时的问题，则具体如下所述。
(1)当考虑机械操纵阀启闭的定时与电子元件的重量的关系时，如图8-图10所示。在图8中，横轴表示时间，T表示的是，在图3的说明中转动体6以规定条件作间歇性动作的时间，并且是以一定速度连续转动的输入轴12转动一周的时间。在该时间T期间内，吸嘴10分别进行一个吸住动作、装配动作或排出动作等。横轴的上侧表示T(秒)，横轴的下侧表示输入轴12的角位移360(度)。曲线x是空气压变化曲线，曲线y是吸嘴的高度变化曲线，该曲线y在各电子元件装配装置中有固有的一定图形。Ps是可吸住下限空气压。在此情况下，若提高电子元件装配装置的运转速度，T(秒)会变短，但相对输入轴12的角位移360(度)，后面将介绍的θL、θU是不变的。
在图8中，为了使吸嘴10a吸住电子元件11，当机械操纵阀17a的吸住开关18导通、吸嘴10a的吸力增大、曲线x上升到达可吸住下限空气压Ps时的输入轴12的角位移θP，与曲线y所示的、吸嘴10a下降至相对电子元件吸住位置5的高度为0时的输入轴12的角位移θL，以及与吸嘴10a开始上升时的输入轴12的角位移θU之间，必须存在式(1)的关系。
θL＜θP＜θU    ……(1)
此外，对于某种重量重的电子元件，即使设定了满足式(1)的定时，若所吸住的电子元件的重量变重，则也会如图9所示，可吸住下限空气压Ps的值变大，变成如式(2)所示的关系，产生吸嘴10a在吸住电子元件之前就向上复位、引起吸住错误的问题。
θL＜θU＜θP    ……(2)
相反，若所吸住的电子元件的重量变轻，则如图10所示，可吸住下限空气压Ps的值变小，变成如式(3)所示的关系，吸嘴10a在到达定位位置之前就吸住电子元件，产生竖立吸住电子元件等不能正确吸住电子元件的问题。
θP＜θL＜θU    ……(3)
还有，决定电子元件的可吸住下限空气压Ps的，不仅有电子元件的重量，还与包括形状在内的各种特点有关。
(2)当考虑机械操纵阀启闭的定时与电子元件装配部件的特点、例如空气流入口的大小的关系时，则如图8、图11及图12所示。
即使吸嘴10a的空气流入口在某一直径时如图8所示，上述式(1)的关系成立，吸嘴10a能正确地吸住电子元件，当换成空气流入口的直径大的吸嘴10a时，即如图11所示，空气压变化曲线x的上升更费时间，变成上述式(2)所示的关系，在还未达到可吸住下限空气压Ps时吸嘴10a即向上复位，导致发生吸住错误。
相反，换成空气流入口的直径小的吸嘴10a时，即如图12所示，空气压变化曲线x的上升变快，变成上述式(3)所示的关系，吸嘴10a在到达定位位置之前即吸住电子元件，导致发生竖立吸住电子元件等不能正确吸住电子元件的问题。
又，以上对吸住时，电子元件的特点及电子元件装配部件的特点与机械操纵阀17a的启闭定时的关系进行了说明，但实际上，在装配时也存在与此类似的关系，仅仅是空气压变化曲线x的斜度与此相反。
可介决上述问题并避免多次反复尝试的是本发明提供的第二种电子元件装配方法及装置。
现参照图13-图15及图5，对使用本发明第二种电子元件装配方法的电子元件装配装置的本发明第2实施例进行说明，该实施例涉及与电子元件装配装置的运转速度对应的机械操纵阀的切换定时的算出方法。
又，以下各实施例的说明的前提是，通过图13所示的连续转动的输入轴12转动一周，转动体6作间歇性动作，该输入轴每转动一周，分别完成一个电子元件的吸住动作、一个电子元件的装配动作或一个电子元件的排出动作。
此外，电子元件装配装置根据包括电子元件装配位置信息、电子元件供给位置信息及电子元件各因素信息等的数据进行动作。例如图5示出了电子元件各因素信息的主要部分，其中元件形状编码一项是识别电子元件种类的指标，元件尺寸一项是电子元件上下左右的尺寸，元件厚度一项是电子元件的厚度。又，装配头速度一项是装配该电子元件时的电子元件装配装置的运转速度，吸住装着吸嘴一项是装配该电子元件时所使用的吸嘴的尺寸，重量一项是电子元件重量的级别。
以下各实施例中所使用的图13所示的电子元件装配装置与上述图3所示的本发明第1实施例中的电子元件装配装置相比，除了增加了后面将介绍的定时控制部27、28、29之外都是相同的，所以省略对相同部分的说明。
在图14中，横轴是输入轴的角位移，纵轴分别为吸嘴的空气压和吸嘴的高度，又，曲线x是空气压随角位移的变化曲线，曲线y是吸嘴高度随角位移的变化曲线，该曲线y在各电子元件装配装置中具有其固有的一定的图形。即，若电子元件装配装置的运转速度变成高速，则T(秒)会变短，但输入轴12的角位移360(度)不变，吸嘴下降至吸嘴高度变成为0时的输入轴12的角位移θL和吸嘴开始上升时的输入轴12的角位移θU不变。图14和图15中所示的各参数及说明所使用的各参数的意义如下：常量：(电子元件的特点、电子元件装配部件的特点一定时)
Ps：可吸住下限空气压
tP：到达可吸住下限空气压Ps的时间(秒)
θP：吸嘴位于吸住位置的理想吸住定时的转动角度(度)变量：(使电子元件装配装置的运转速度变化时)
VA：电子元件装配装置的运转速度(秒/片)
如上所述，当电子元件和电子元件装配部件一定、但使电子元件装配装置的运转速度发生变化时，
在如图15所示的流程图的步骤#1中，可吸住下限空气压Ps因为通过所装配的电子元件与所使用的电子元件装配部件即吸嘴的组合被定为一定的值，所以预先通过实验求出对电子元件与吸嘴的各种组合的Ps，以便能进行图表管理，再对接着将装配的电子元件与被设定的电子元件装配部件的组合，根据该图表检索相应的Ps。
理想吸住定时的转动角度θP(度)在图14中是从所述吸嘴定位于吸住或释放的适当位置的定时转动角度θL至θU，即高度变化曲线y所示的吸嘴的高度在0范围内的定时转动角度，用式(1)表示。此外，因为即使电子元件装配装置的运转速度变化，θL、θU也不变，所以可定为电子元件装配装置的固有的值。
θL＜θP＜θU    ……(1)
此外，关于到达可吸住下限空气压Ps为止的时间tP(秒)，因为通过所装配的电子元件与所使用的电子元件装配部件即吸嘴的组合被定为一定的值，所以预先通过实验求出对电子元件与吸嘴的各种组合的tP，以便能进行图表管理，再对接着将装配的电子元件与被设定的电子元件装配部件的组合，根据该图表检索相应的tP。
在步骤#2中，把电子元件装配装置的运转速度VA(秒/片)设定为生产计划所希望的值。
在步骤#3中，按如下所述，计算出将机械操纵阀17a切换的吸住·释放切换机构14的动作定时转动角度θ0。
首先按照式(4)，计算电子元件装配装置以运转速度VA(秒/片)动作时的输入轴12的转动角速度ωA(度/秒)。
ωA＝360/VA(度/秒)    ……(4)
然后，按照式(5)，把从机械操纵阀17a切换起至达到可吸住下限空气压Ps为止的时间差tP(秒)换算成转动角度差Δθ(度)。
Δθ＝ωA×tP＝360tP/VA(度)    ……(5)
最后，按照式(6)计算机械操纵阀17a的吸住·释放切换机构14的动作定时转动角度θ0。
θ0＝θp－Δθ＝θP－360tP/VA(度)    ……(6)
使用该θ0，通过定时控制部27使机械操纵阀17a的吸住·释放切换机构14动作，则如图14所示，能在输入轴12的角位移位于理想的吸住定时转动角度θP的状态下，吸嘴10a的空气压到达可吸住下限空气压Ps，实现稳定的吸住动作。
又，进行装配时，也仅仅是空气压变化曲线x的斜度相反，同样地，可以计算出机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16的动作定时转动角度θ0，再通过定时控制部28、29使机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16动作，即能实现稳定的装配动作和释放动作。
使用本发明第二种电子元件装配方法的电子元件装配装置的本发明第3实施例，涉及与所装配的电子元件的重量、形状等的特点相对应的机械操纵阀的切换定时的计算方法，现参照图13、图14及图6对其进行说明。但对于与上述第1实施例相同的事项则省略对其进行的说明。
在图14、图6中所示的各参数及说明所使用的各参数具有如下的意义。常量：(电子元件装配装置的运转速度、电子元件装配部件的特点为一定时)
θP：吸嘴位于吸住位置的理想吸住定时转动角度(度)
VA：电子元件装配装置的运转速度(秒/片)变量：(使用各种电子元件时)
Ps：可吸住下限空气压
tP：达到可吸住下限空气压Ps的时间(秒)
如上所述，当电子元件装配装置和电子元件装配部件已定、但要使用各种电子元件时，
在图16所示本实施例流程图的步骤#1中，可与上述第2实施例一样地求出吸嘴被定位于吸住位置的理想吸住定时转动角度θP(度)。
把电子元件装配装置的运转速度VA(秒/片)设定为生产计划中所要求的值。
在步骤#2中，与上述第2实施例一样地，对接着将装配的电子元件与所设定的吸嘴的组合检索相应的可吸住下限空气压Ps。
与上述第2实施例一样地求出到达可吸住下限空气压Ps为止的时间tP(秒)，编制成图表，再根据该图表检索对于接着将装配的电子元件与被设定的电子元件装配部件的组合的tP。
在步骤#3中，通过式(6)计算机械操纵阀17a的吸住·释放切换机构14的动作定时转动角度θ0。
θ0＝θP－Δθ＝θP－360tP/VA(度)    ……(6)
使用该θ0并通过定时控制部27使机械操纵阀17a的吸住·释放切换机构14动作，则能如图14所示，在输入轴12的角位移位于理想的吸住定时转动角度θP的状态下，吸嘴10a的空气压到达可吸住下限空气压Ps，能实现稳定的吸住动作。
又，进行装配时，也仅仅是空气压变化曲线x的斜度相反，同样地，可以计算出机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16的动作定时转动角度θ0，再通过定时控制部28、29使机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16动作，即能实现稳定的装配动作和释放动作。
使用本发明第二种电子元件装配方法的电子元件装配装置的本发明第4实施例，与上述第3实施例一样，涉及与所装配的电子元件的重量、形状等的特点相对应的机械操纵阀的切换定时的计算方法，但在上述第3实施例中，对于各种电子元件与各种电子元件装配部件的组合是通过实验预先编制达到可吸住下限空气压Ps的时间tP的图表，再从该图表检索符合条件的tP，而在第4实施例中，则如图17所示，用直线z(斜率C＝Ps/tP)直线近似空气压变化曲线x，把式(6)变换成式(7)。现参照图13、图17及图18对其进行说明。但对于与上述第2、第3实施例相同的事项则省略对其进行的说明。
θ0＝θP－Δθ＝θP－360Ps/CVA(度)    ……(7)
上述的内容用流程图表示则如图18所示。
在步骤#1中，与上述第3实施例一样地求出吸嘴被定位于吸住位置的理想吸住定时转动角度θP(度)。
把电子元件装配装置的运转速度VA(秒/片)设定为生产计划中所要求的值。
在步骤#2中，对于该电子元件装配装置，以电子元件与电子元件装配部件的各种组合预先通过实验求出空气压变化曲线x，把这些空气压变化曲线x直线近似成近似直线的斜率C＝Ps/tP，并编制成对各种电子元件与各种电子元件装配部件的组合的斜率C＝Ps/tP的图表，再从该图表检索对于接着将装配的电子元件与所设定的电子元件装配部件的组合的C。
与上述第3实施例一样地求出可吸住下限空气压Ps。
在步骤#3中，用式(7)计算机械操纵阀17a的吸住·释放切换机构14的动作定时转动角度θ0。
θ0＝θP－Δθ＝θP－360Ps/CVA(度)    ……(7)
使用该θ0并通过定时控制部27使机械操纵阀17a的吸住·释放切换机构14动作，则能如图17所示，在输入轴12的角位移位于理想的吸住定时转动角度θP的状态下，吸嘴10a的空气压到达可吸住下限空气压Ps，能实现稳定的吸住动作。
又，进行装配时，也仅仅是空气压变化曲线x的斜度相反，同样地，可以计算出机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16的动作定时转动角度θ0，再通过定时控制部28、29使机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16动作，即能实现稳定的装配动作和释放动作。
使用本发明第二种电子元件装配方法的电子元件装配装置的本发明第5实施例，涉及与电子元件装配部件特点的变化相对应的机械操纵阀的切换定时的计算方法，现参照图13、图19及图20对其进行说明。但对于与上述第2实施例相同的事项则省略对其进行的说明。
在图19中，横轴是输入轴12的角位移，纵轴分别为吸嘴的空气压和吸嘴的高度，又，曲线x1、x2、x3是空气压随角位移的变化曲线，各吸嘴10的直径示出了大、中、小三种，曲线y是吸嘴高度随角位移的变化曲线。
图19和图20中所示的各参数及说明所使用的各参数的意义如下：常量：(电子元件的特点、电子元件装配装置的运转速度一定时)
Ps：可吸住下限空气压
θP：吸嘴位于吸住位置的理想吸住定时转动角度(度)
VA：电子元件装配装置的运转速度(秒/片)变量：(改变电子元件装配部件时)
tP：到达可吸住下限空气压Ps的时间(秒)
如上所述，当电子元件和电子元件装配装置的运转速度一定、但改变电子元件装配部件时，
在图20所示的本实施例的流程图步骤#1中，与上述第2实施例一样地求出可吸住下限空气压Ps。
再与上述第2实施例一样地求出吸嘴位于吸住位置的理想吸住定时转动角度θP(度)。
把电子元件装配装置的运转速度VA(秒/片)设定为生产计划所希望的值。
在步骤#2中，与上述第2实施例一样地求出从机械操纵阀17a开启到吸嘴的空气压达到可吸住下限空气压Ps为止的时间tP并编制成图表，再从该图表对于随后的组合、即接着将装配的电子元件与接着由生产计划指定的吸嘴的组合检索相应的tP。
在步骤#3中，若求出了对于上述所指定的吸嘴的tP，则与上述第2实施例一样地，利用式(6)计算机械操纵阀14的理想切换定时转动角度θ0。
θ0＝θP－Δθ＝θP－360tP/VA(度)    ……(6)
使用该θ0并通过定时控制部27使机械操纵阀17a的吸住·释放切换机构14动作，则能如图14所示，在输入轴12的角位移位于理想的吸住定时转动角度θP的状态下，吸嘴10a的空气压到达可吸住下限空气压Ps，能实现稳定的吸住动作。
又，进行装配时，也仅仅是空气压变化曲线x的斜度相反，同样地，可以计算出机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16的动作定时转动角度θ0，再通过定时控制部28、29使机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16动作，即能实现稳定的装配动作和释放动作。
使用本发明第二种电子元件装配方法的电子元件装配装置的本发明第6实施例，与上述第5实施例一样，涉及在电子元件装配装置的运转速度和电子元件一定的条件下，与电子元件装配部件的特点相对应的机械操纵阀的切换定时的计算方法，但在上述第5实施例中，对于各吸嘴是通过实验预先求出达到可吸住下限空气压Ps为止的时间tP后再编制好图表，再从该图表检索生产计划所指定的吸嘴的tP，而在第6实施例中，则与上述第4实施例一样，如图17所示，用直线z(斜率C＝Ps/tP)直线近似空气压变化曲线x，并利用式(7)计算机械操纵阀14的理想切换定时转动角度θ0。
θ0＝θP－Δθ＝θP－360Ps/CVA(度)    ……(7)
以下说明本实施例。但对与上述第2、第4、第5实施例共同的事项则省略说明。
在图21所示本实施例的流程图步骤#1中，与第2实施例一样地求出吸嘴位于吸住位置的理想吸住定时转动角度θP(度)。
把电子元件装配装置的运转速度VA(秒/片)设定为生产计划所希望的值。
与第5实施例一样地求出可吸住下限空气压Ps。
在步骤#2中，对于近似直线的斜率C，与第4实施例一样地编制图表，再从该图表检索与接着将使用的电子元件和生产计划所指定的吸嘴的组合相对应的C。
在步骤#3中，若已求出C，则与第4实施例一样地利用式(7)计算机械操纵阀14的理想切换定时转动角度θ0。
θ0＝θP－Δθ＝θP－360Ps/CVA(度)    ……(7)
使用该θ0并通过定时控制部27使机械操纵阀17a的吸住·释放切换机构14动作，则能如图17所示，在输入轴12的角位移位于理想的吸住定时转动角度θP的状态下，吸嘴10a的空气压到达可吸住下限空气压Ps，能实现稳定的吸住动作。
又，进行装配时，也仅仅是空气压变化曲线x的斜度相反，同样地，可以计算出机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16的动作定时转动角度θ0，再通过定时控制部28、29使机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16动作，即能实现稳定的装配动作和释放动作。
使用本发明第二种电子元件装配方法的电子元件装配装置的本发明第7实施例，涉及与电子元件装配装置的运转速度、所装配的电子元件的特点(重量、形状等)、电子元件装配部件的特点(空气流入口的直径等)的变化相对应的机械操纵阀的切换定时的计算方法，现根据上述第2一第6实施例进行说明。
说明中所使用的参数具有如下的意义。利用这些参数计算机械操纵阀14的理想切换定时转动角度θ0。常量：
θP：吸嘴位于吸住位置的理想吸住定时转动角度(度)变量：(改变所装配的电子元件、电子元件装配装置的运转速度及电子元件装配部件时)
Ps：可吸住下限空气压
tP：到达可吸住下限空气压Ps的时间(秒)
VA：电子元件装配装置的运转速度(秒/片)
如上所述，当改变所装配的电子元件和电子元件装配装置的运转速度及电子元件装配部件时，
在图22所示的本实施例的流程图步骤#1中，与上述第2实施例一样地设定吸嘴位于理想吸住定时转动角度θP(度)。
在步骤#2中，把电子元件装配装置的运转速度VA(秒/片)设定为生产计划所希望的值。
对于从机械操纵阀17a开启到吸嘴的空气压达到可吸住下限空气压Ps为止的时间tP，预先就各种电子元件与各种吸嘴的组合通过实验求出并编制成图表，再对生产计划所指定的接着将使用的电子元件与接着将使用的吸嘴的组合检索相应的tP。
在步骤#3中，利用在步骤#1中所设定的θP、在步骤#2中所设定的VA和tP，与第2实施例一样地利用式(6)计算机械操纵阀14的理想切换定时转动角度θ0。
θ0＝θP－Δθ＝θP－360tP/VA(度)    ……(6)
使用该θ0并通过定时控制部27使机械操纵阀17a的吸住·释放切换机构14动作，则能如图14所示，在输入轴12的角位移位于理想的吸住定时转动角度θP的状态下，吸嘴10a的空气压到达可吸住下限空气压Ps，能实现稳定的吸住动作。
又，进行装配时，也仅仅是空气压变化曲线x的斜度相反，同样地，可以计算出机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16的动作定时转动角度θ0，再通过定时控制部28、29使机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16动作，即能实现稳定的装配动作和释放动作。
使用本发明第二种电子元件装配方法的电子元件装配装置的本发明第8实施例，与第7实施例一样地，涉及与电子元件装配装置的运转速度、所装配的电子元件的特点(重量、形状等)、以及电子元件装配部件的特点(空气流入口的直径等)的变化相对应的机械操纵阀的切换定时的计算方法，但在上述第7实施例中，是就各种电子元件与各种吸嘴的组合预先通过实验求出达到可吸住下限空气压Ps为止的时间tP并编制成图表，再对生产计划指定的接着将装配的电子元件与接着将使用的吸嘴的组合检索相应的tP，而在第8实施例中，则与第4实施例一样，如图17所示，用直线z(斜率C＝Ps/tP)直线近似空气压变化曲线x，再利用式(7)计算机械操纵阀14的理想切换定时转动角度θ0。
θ0＝θP－Δθ＝θP－360Ps/CVA(度)    ……(7)
在示出本实施例的动作的图23的流程图步骤#1中，与上述第7实施例一样地求出吸嘴位于吸住位置的理想吸住定时转动角度θP(度)。
在步骤#2中，电子元件装配装置的运转速度VA(秒/片)作为设定条件之一进行设定。
关于近似直线的斜率C＝Ps/tP，直线近似于空气压变化曲线x，对于该近似直线的斜率C＝Ps/tP，对该电子元件装配装置就电子元件与电子元件装配部件的各种组合预先通过实验求出tP，并直线近似它们的空气压变化曲线x，并将与各种电子元件和各种吸嘴的组合相对应的斜率C＝Ps/tP编制成图表，从所述图表对生产计划所指定的接着将装配的电子元件与接着将使用的吸嘴的组合检索相应的C。
对于可吸住下限空气压Ps，与上述第7实施例一样，对生产计划所指定的接着将装配的电子元件与接着将使用的吸嘴的组合检索相应的Ps。
在步骤#3中，若在步骤#2中已求出电子元件装配装置的运转速度VA、近似直线的斜率C及可吸住下限空气压Ps，则与上述第4实施例一样，利用式(7)计算机械操纵阀14的理想切换定时转动角度θ0。
θ0＝θP－Δθ＝θP－360Ps/CVA(度)    ……(7)
使用该θ0并通过定时控制部27使机械操纵阀17a的吸住·释放切换机构14动作，则能如图17所示，在输入轴12的角位移位于理想的吸住定时转动角度θP的状态下，吸嘴10a的空气压达到可吸住下限空气压Ps，能实现稳定的吸住动作。
又，进行装配时，也仅仅是空气压变化曲线x的斜度相反，同样地，可以计算出机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16的动作定时转动角度θ0，再通过定时控制部28、29使机械操纵阀的吸住·释放切换机构15、16动作，即能实现稳定的装配动作和释放动作。
如上所述，若以上述第2至第8实施例所获得的理想切换定时转动角度θ0，对切换吸住开关或释放开关的触发器进行触发，即能以理想的定时进行电子元件的吸住和装配。
此外，除了上述的触发器外，也有使用定时器的。这是把所算出的理想切换定时转动角度θ0如图24所示、对一个基准定时加上延迟量的方法，此时，触发器也可以用基准定时用的一个。图25的流程图示出了此时的动作。
在步骤#1中，用第2-第8实施例中的某一方法求出理想切换定时转动角度θ0。
在步骤#2中，把理想切换定时转动角度θ0变换成相对基准定时的延迟量。
在步骤#3中，把延迟量设定在定时器中。
在步骤#4中，以基准定时触发切换机械操纵阀的触发器。
本发明提供的第二种电子元件装配方法及电子元件装配装置，因为求出从切换吸嘴的吸住动作和释放动作的阀进行吸住、释放的切换起至实际吸住或释放电子元件为止的时间差，并以比所述吸嘴定位于吸住或释放的适当位置的定时提早所述时间差的定时进行所述阀的吸住或释放的切换，所以可收到不用反复进行尝试、始终能以最佳定时吸住或释放电子元件的效果。
此外，可收到减少电子元件的吸住错误及装配位置偏差、提高质量的效果。
又，因为即使大范围地改变电子元件装配的作业条件，也能始终实现最佳的吸住、释放定时，所以可方便地实现电子元件装配作业的高速化。

Claims (9)

1.一种用吸嘴吸住电子元件把其装着在基片上的电子元件装配方法，其特征在于，在电子元件吸住时和装着时对吸嘴的空气压的切换定时，按装配速度分别独立地进行切换。
2.一种实施根据权利要求1所述的电子元件装配方法用的电子元件装配装置，包括吸住电子元件把其装着在基片上的吸嘴，为了吸住和装着电子元件而使吸嘴上下运动的装置，在电子元件的吸住和装着位置对吸嘴的空气压进行切换的空气压切换装置，当电子元件吸住和装着时分别独立地控制空气压切换装置的切换的吸住·释放切换机构。
3.根据权利要求2所述的电子元件装配装置，其特征在于，所述的吸住·释放切换机构按装配速度分级地对空气压切换装置的切换定时进行切换。
4.一种电子元件装配方法，该方法用移动·定位机构将通过设于与空气吸引机构连接的吸气通道上的阀的吸住、释放的切换来吸住或释放电子元件的吸嘴予以保持，使吸嘴定位于电子元件供给位置后下降，吸住电子元件后上升，并移动吸住了电子元件的所述吸嘴将其定位于应装配该电子元件的电路基片的装着位置的上方，再使吸嘴下降，把吸住的电子元件释放装着在所述电路基片上，装配结束后使其上升、移动，再次定位于所述电子元件供给位置，重复进行与上述相同的动作，其特征在于，求出从进行所述阀的吸住·释放的切换起到所述吸嘴实际吸住或释放电子元件为止的时间差，并比所述吸嘴定位于吸住或释放的适当位置的定时提早进行所述阀的吸住·释放的切换，提早量为所述时间差。
5.根据权利要求4所述的电子元件装配方法，其特征在于，所述时间差是与电子元件装配机的运转速度相对应地进行设定的。
6.根据权利要求4所述的电子元件装配方法，其特征在于，所述时间差是与所装配电子元件的重量、形状等的与可吸住下限空气压有关的特点相对应地进行设定的。
7.根据权利要求4所述的电子元件装配方法，其特征在于，所述时间差是与吸嘴的空气流入口大小等的与吸嘴空气压的上升或下降速度有关的特点相对应地进行设定的。
8.根据权利要求4所述的电子元件装配方法，其特征在于，所述时间差是与将电子元件装配机的运转速度、所装配的电子元件的重量形状等的与可吸住下限空气压有关的特点、以及吸嘴的空气流入口大小等的与吸嘴的空气压上升或下降速度有关的特点这样几个特点中的2个以上的特点相组合时的情况相对应地进行设定的。
9.一种实施根据权利要求4所述的电子元件装配方法用的电子元件装配装置，包括空气吸引机构，吸住或释放电子元件的吸嘴，连接所述空气吸引机构和所述吸嘴的吸气通道，设于所述吸气通道、对所述吸嘴的吸住·释放进行切换的阀，以及保持着所述吸嘴使之移动·定位的移动·定位机构，其特征在于，还设有控制所述阀的切换的定时控制部，该定时控制部使所述阀以比所述吸嘴定位于吸住或释放的适当位置的定时早的定时进行吸住·释放的切换，提早量为从所述阀进行吸住·释放的切换起到所述吸嘴实际吸住或释放电子元件为止的时间差。
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