CN1279000A - 零件安装装置及零件供给装置 - Google Patents

Abstract

一种零件安装装置,包括:由根据需要使选出的托盘(4)从收容位置(5)移至零件供给位置(6)、以将零件(2)提供使用的多个盘式零件供给机构(7)并排设置而成的盘式零件供给部(8);由装填了带状零件或散装零件后将这些零件(2)一个一个地送出到零件供给位置(11)以提供使用的多个零件供给盒(12)排列而成的盒式零件供给部(13);用安装头(21)将这些盘式零件供给部(8)的各盘式零件供给机构(7)的位于零件供给位置(6)的各托盘(4)内所装的零件(2)、以及盒式零件供给部(13)的各零件供给盒(12)的送出到零件供给位置(11)的零件(2)进行各种处理安装在回路基板(1)上的规定位置。

Description

零件安装装置及零件供给装置

技术领域

本发明涉及零件安装装置及零件供给装置，特别是涉及一种在将各种电子元件直接安装在回路基板时、或在用锡焊等临时装上电子元件之后再用回流处理等方式实际进行安装以制造电子回路基板时所使用的零件安装装置及在这样的零件安装装置中供给各种零件用的零件供给装置。

背景技术

为了将各种电子元件自动安装(包括临时安装和实际安装)在回路基板上，目前的方法是根据不同的零件种类采用不同的零件供给装置。例如，在安装微小的所谓芯片零件时，是作为带状零件或散装件，用零件供给盒进行处理，将零件一个一个地供给到规定位置使用。在安装集成回路和连接器等大型或特殊形状的异形零件时，是将多个零件整齐排列在托盘中，并准备好多种装不同零件的托盘，使用时从各种中选择所需的托盘，使其移到规定的零件供给位置，以供使用其中所装的零件。

以往，由于这些零件供给机构合用1个零件安装装置，因此能稳定供给各种电子元件，即使是需要多种电子元件的电子回路基板，也能使用1个或者较少的零件安装装置，适应了电子元件的进一步多样化。

然而，近年来，随着集成回路的技术进步和连接器的开发，电子元件正在进一步多样化和大型化。为此，零件供给装置及其安装装置必须适应各种不同种类、形态、形状和大小的电子元件。而且，随着电气设备的多功能化和大型化，为制造1个电子回路基板所需的电子元件数量也在增多。再加上，为了进一步提高生产效率，还要求零件安装进一步高速化。

以往为了安装所需种类的零件，只是简单地将各种零件供给盒或盘式零件供给机构合用，故无法全部满足上述各种要求。

例如，根据制造的电子回路基板，有时要安装多种大型电子元件，但若将其搭载在1个盘式零件供给机构时，零部的种类数就会受到限制。

又，盘式零件供给机构虽然适用于供给大型或特殊形状的电子元件，但在按照零件种类依次选择供给所准备的多个托盘时效率很低。即，这是因为要在托盘库中多层存放的托盘中，使所需的托盘面向零件供给位置后向该零件供给位置拉出，以供给其中所装的电子元件，每当选择不同的托盘时，都要在将位于零件供给位置的托盘放回托盘库内之后，再按照同样顺序将下一个托盘拉出到零件供给位置，在从盘式零件供给机构中依次供给不同种类零件时，会产生延时现象，降低生产效率。又由于零件的供给形式单一，难以适应多变的零件使用形式。

又，在处理大型电子元件和连接器等重心周围不均衡的特殊形状电子元件时，使用零件安装工具和零件移载头时就容易脱落，难以高速处理。因此，在将合用的各个零件供给盒和盘式零件供给机构按顺序一起使用来安装各种零件时，在处理和安装处理速度慢的零件期间必须等待其它零件的安装，故妨碍零件安装的进一步高度化。

本发明目的在于提供如下一种零件安装装置，该装置具有多种零件供给盒和盘式零件供给机构，可用1个安装装置处理多种类零件，并且通过改进零件供给形式使安装进一步高速化。

本发明另一目的在于提供如下一种零件供给装置，使用托盘的零件供给能适应多种零件使用形式，生产效率高。

发明的公开

为了实现上述目的，本发明的零件安装装置包括：由多个盘式零件供给机构并排设置而成的盘式零件供给部，前述盘式零件供给机构选出装有规定零件的托盘并使之根据需要从其收容位置移至零件供给位置，以供使用其中所装的零件；由多个零件供给盒排列而成的盒式零件供给部，前述零件供给盒装填带状零件或散装零件，并将这些零件一个一个送至零件供给位置供使用；根据需要将这些盘式零件供给部的各盘式零件供给机构的位于零件供给位置上的各托盘内所装的零件、以及盒式零件供给部的各零件供给盒的送至零件供给位置的零件拾取后安装在安装对象物上规定位置的安装头。

采用上述结构，用盒式零件供给部处理使用频度高的微小零件，从许多个零件供给盒中依次供给多种零件，并通过安装头根据使用频度的高低连续处理各种不同数量的零件，并将其安装在安装对象物上的规定位置，同时盘式零件供给部利用并排设置的多个盘式零件供给机构交替供给不同种类的零件，由此，即使供给各个零件的处理时间延长，也能使依次供给不同类零件所需的时间缩减一半，使来自托盘的不同类零件供给速度加快一倍，在安装头连续处理和安装从盒式零件供给部供给的零件期间，有足够的时间从托盘供给不同类零件，故从总体上来看，可处理更多种类的零件，并缩短以至消除因供给零件造成的延时，实现零件安装的高速化。

此外，本发明的零件安装装置的安装头具有沿规定方向排列、安装零件用的多个零件安装工具；在为使相邻设置的盘式零件供给机构的已选出的托盘从收容位置移至零件供给位置并使之返回收容位置而进行往复移动的滑梭中的至少1个上，设有以与所述零件安装工具的排列方向和排列间距相对应的方向和间距排列的、保持零件用的零件保持部；具有将盘式零件供给机构的移动到零件供给位置上的托盘内所装的零件拾取之后移载到所述零件保持部进行保持的零件移载头；安装头将保持在该零件保持部的零件也拾取后安装到安装对象物上的规定位置。

采用上述结构，在安装头根据使用频度的高低连续处理各种不同量的由盒式零件供给部供给的零件期间，在用相邻的多个盘式零件供给机构供给不同类零件时，如果在使用下1个托盘的零件前有富余的时间，则可利用该富余时间，用零件移载头拾取位于零件供给位置上的托盘内的零件，并将规定数量的零件移载到使盘式零件供给机构中的托盘进出用的滑梭的至少1上所设的多个零件保持部，使用与其排列方向和排列间距一致的安装头的零件安装工具，在必要时一举拾取上述移载的规定量零件，同时进行处理和安装。因此，包括零件安装工具的一部直接从位于零件供给位置的托盘拾取零件的场合在内，可使由盘式零件供给部供给零件的安装效率提高，同时拾取零件的数量提高一倍，大幅度提高零件安装速度。此时，零件保持部的数量最好与安装头的零件安装工具相同。

除了上述各种特点之外，在本发明的零部安装装置中，如果零件移载头使从托盘拾取的零件预先转动到与安装头对安装对象物的安装方向对应的方向后再保持在零件保持部中，则在由所述安装头安装从盒式零件供给部供给的零件期间，就与盘式零件供给部上的零件供给动作相对应，不需要另设时间而使零件预先转动，从而可省略传统的安装头在拾取零件之后对其进行图象识别并使之转动到规定方向的时间，拾取后即可安装，因此可实现零件安装进一步高速化。

本发明的零件安装装置再一个特点是，当处理的零件为安装错误或有其它问题的问题零件时，安装头可将其排出到位于规定位置的问题零件处理传送带上，问题零件处理一旦承载被排出的问题零件，即被定量间歇驱动，每次以一定的间距沿一定方向传送承载的零件，以供重新安装或作废弃等处理。并且，此时，若承载的问题零件大于标准零件，则可按照其大小的比例整数倍地增大传送量。

采用上述结构，当安装头拾取供给的各种零件后依次安装在安装对象物上时，若出现安装错误或有其它问题的零件，就将其排出到位于规定位置的问题零件处理传送带上，用问题零件处理传送带以一定的间距传送，一边空出装载下一个零件的空位，一边通过人工对传送带上的问题零件根据不同的情况作重新使用或废弃处理。此时，即使安装头处理的零件大小各不相同，但由于是按照与排出到问题零件处理传送带上的零件大小相应的量间歇驱动传送带的，故排出的零件相互间不会重叠碰伤，也不会滑落。又由于较小的问题零件的传送量小，故可避免总体上问题零件处理传送带过度传送、使排出零件过快传送完毕而导致失去人工处理的机会。

又，为实现上述目的，本发明的零件供给装置的特点是，将多个盘式零件供给机构相邻并排设置，所述盘式零件供给机构选出放有规定零件的托盘后根据需要使之从其收容位置移至零件供给位置，并将所装的零件提供使用；在为使各盘式零件供给机构的已选出的托盘从收容位置移至零件供给位置、并将使其返回收容位置而进行往复移动滑梭的至少1个上，设有将零件以规定的排列方向和排列间距保持并提供使用的零件保持部；同时还具有将盘式零件供给机构的移至零件供给位置的托盘内所装的零件拾取后移载到所述零件保持部保持的零件移载头；盘式零件供给机构具有使分别选出的托盘同时移至零件供给位置后将各托盘内所装的零件提供使用的第1零件供给方式、以及将盘式零件供给机构的位于零件供给位置上的托盘内所装的零件用零件移载头移载到同一滑梭的零件保持部上后提供使用的第2零件供给方式。

采用上述结构，相邻并排设置的多个盘式零件供给机构通过使分别选出的托盘同时移至零件供给位置的第1零件供给方式，可以同时或依次供给最多与盘式零件供给机构的并排设置数对应的种类的零件供使用，故可提高多种零件的供给效率。另外，使用将移至盘式零件供给机构的移动到零件供给位置上的托盘内所装的零件通过零件移载头移载到同一滑梭的零件保持部以提供使用的第2零件供给方式，可将保持在滑梭的各零件保持部上的多个零件一并拾取后供使用，故可减少拾取使用零件的作业次数和所需的时间。另外，若与在并排设置的其它盘式零件供给机构或包含其它零件供给机构的其它零件供给部上进行的零件供给同时进行所述零件的移载，则可提高同样处理规定量零件的作业效率。

本发明的零件供给装置又一个特点是，零件移载头具有跟随升降动作将位于零件供给装置上的托盘内所装的零件拾取后移载到滑梭的零件保持部保持的零件移载工具，并排设置有对零件移载头位于各盘式零件供给机构的哪个零件供给位置进行检测的区域传感器，在区域传感器检测到零件移载头的零件供给位置上，禁止托盘的移动。

采用上述结构，在没有零件移载头存在的零件供给位置上容许托盘的移动，在有零件移载头存在的零件供给位置上则禁止托盘的移动。具有零部移载头的零件移载工具为了零件的拾取和移载而升降，但由于在有零件移载头存在的零件供给位置上托盘不移动，故可安全地拾取托盘内所装的零件和将拾取保持的零件移载到滑梭上的各零件保持部，不会因误动作等托盘的意外移动引起碰撞。另一方面，由于在没有零件移载头存在的零件供给位置上容许托盘的移动，故在零件移载头在其它零件供给位置上进行零件拾取和移载期间，不用担心会与零件移载头碰撞，可使装有规定零件的托盘位于该位置、或者更换已位于该位置的托盘。因此，包括用零件移载头将托盘内所装的零件移载到滑梭的零件保持部的动作在内，可安装地进行零件的零件供给。

本发明的零件供给装置又一个特点是，在区域传感器检测到零件移载头的零件供给位置上，当零件移载头的零件移载工具正在下移时，禁止零件移载头向其它零件供给位置移动。

采用上述结构，在零件移载头的零件移载工具正在下降的状态下，可防止因在零件供给位置间的移动而造成的与其它部件的碰撞，还可防止因失误动作等零件移载头的意外移动引起的碰撞。

在本发明的零件供给装置中，若将区域传感器设置在固定部，并对与零件移载头连接且与其连动的长尺寸构件进行检测，则可使检测用的配线简化，还可检测到零件移载头在多个零件供给位置中的存在位置。

为达到上述目的，本发明的零件安装方法的特点是，把从盘式零件供给部送出的零件和从盒式零件供给部送出的零件根据需要由安装头拾取后安装在安装对象物的上规定位置上；所述盘式零件供给部由多个盘式零件供给机构并排设置而成，该盘式零件供给机构将装有规定零件的托盘多层收容，根据需要将选出的托盘从收容位置移至零件供给位置，以将所装零件提供使用；所述盒式零件供给部由多个零件供给盒排列而成，该零件供给盒装填带状零件或散装零件并将这些零件逐个送到零件供给位置提供使用。

又，本发明的零件供给方法是在相邻并排设置的多个盘式零件供给机构内选择装有规定零件的托盘，再根据需要使之从其收容位置移至零件供给位置，将所装的零件提供使用，其特点是，利用为使选出的托盘从收容位置移至零件供给位置、并使其返回零件收容位置而进行往复移动的滑梭，在采用第1零件供给方式时，使并排设置的各盘式零件供给机构的分别选出的托盘同时移动到零件供给位置，以将装在各托盘内的零件提供使用，而采用第2零件供给方式时，利用将盘式零件供给机构的位于零件供给位置上的托盘内所装的零件拾取后移载用的零件移载头，将盘式零件供给机构的位于零件供给位置上的托盘内所装的零件移载到设在所述滑梭中至少一个上、且按规定的排列方向和排列间距保持零件以供使用的零件保持部，以供使用。

采用上述的零件安装及零件供给方法，是一边从盒式零件供给部供给并安装使用频率高的零件，一边从并排设置在盘式零件供给部的多个盘式零件供给机构中交替供给不同类零件，从而可使从托盘供给不同类零件的速度加快一倍，故可消除零件供给中的延时，实现零件安装的高速化。而在采用盘式零件供给机构的第2零件供给方式时，由于是将保持在滑梭的零件保持部的多个零件一并拾取后提供使用，因此可减少零件处理作业的次数和所需的时间，提高安装效率。

对附图的简单说明

图1为本发明的代表性实施形态的零件安装装置大致结构立体图。

图2为图1零件安装装置中的盘式零件供给部大致结构立体图。

图3为图1零件安装装置中的包括定位支承台的Y方向移动机构的整体结构立体图。

图4为表示安装电子元件的回路基板一例的俯视图。

图5说明图3的定位支承台与位于其两侧的盒式零件供给部及盘式零件供给部、安装头之间的位置关系。

图6说明相邻并排设置的盘式零件供给机构的位于各零件供给位置上的托盘与零件移载头的位置关系。

图7为图1零件安装装置的控制装置方框图。

实施发明的最佳形态

下面，结合附图详细说明本发明最佳的实施形态。

如图1所示，本实施形态是在作为安装对象一例的回路基板1上安装作为零件一例的包括连接器等在内的各种电子元件2以制造电子回路基板3的零件安装装置。但本发明并不限于此形态，还适用于在各种零件安装对象物上安装各种零件、以组装、制造或制作各种零件的所有场合。

如图1所示，设有盘式零件供给部8和盒式零件供给部13，盘式零件供给部8是由为处理各种电子元件2而选择装有规定零件的托盘4并根据需要使之从其收容位置5移至零件供给位置6后将所装的电子元件2提供使用的多个盘式零件供给机构7如图2所示那样并排设置而成，盒式零件供给部13是由装填带状零件或散装零件后逐一将电子元件2送出到零件供给位置11提供使用的多个零件供给盒12相邻配置而成。根据需要，使用可向俯视呈相互正交的XY双向移动的安装头21，将从这些盘式零件供给机构7和盒式零件供给部13供给的各种电子元件2拾取后安装在回路基板1的规定位置上来制造电子回路基板3。

盘式零件供给机构7具有如图2所示的用电动机15使螺旋轴14正反旋转以进行升降的升降台16，在将收容有多个托盘4的托盘库17载放在该升降台16上的规定位置并定位的同时，使用未图示的锁定构件进行锁定，不使其意外脱落。托盘库17收容多层装有各种电子元件2的许多托盘4，利用未图示的左右导轨将托盘4上下分离，并可使之个别出入。

在设定于托盘库17的升降台16前方的零件供给位置6上，设有供各盘式零件供给机构7共用的托盘4出入用的出入台18。在出入台18的上面设有利用纵向穿通出入台中央部的同步皮带19进行Y方向往复驱动、使托盘库17内的对置托盘4出入的滑梭26。托盘库17随着升降台16的升降，将装有需要供给的电子元件2的托盘4控制可在出入台18上出入的高度，所述托盘4由滑梭26向出入台18上的零件供给位置6拉出，形成可供给规定电子元件2的形态。当供给其它托盘4内所装的电子元件2时，将拉出到零件供给位置6的托盘4推回到托盘库17的对应的原有高度位置之后，由升降台16将托盘库17的高度控制在供装有下1次供给的电子元件2的托盘4可出入的高度，并与上一次一样，拉出到零件供给位置6。

滑梭26具有所述托盘4出入用的连接构件22，使用未图示的作动器开闭连接构件22。通过这种开闭动作，或使连接构件22与托盘4的连接部4b沿例如托盘4的出入方向卡合成连接状态，或者解除这一卡合而解除连接。在连接构件22与托盘4连接的状态下，托盘4可出入托盘库17。另一方面，在解除托盘4与连接构件22连接的状态下，因连接构件22与托盘4分离，就可预先避开，以避免妨碍托盘4跟随托盘库17作升降动作。

在托盘4上，根据所装电子元件2的形状和大小，分割形成矩阵状的凹部4a，托盘4就是在各个凹部4a的内部，以将对应的电子元件2按规定方向整齐排列的状态对电子元件2进行收容处理。托盘4适于处理大型扁平状电子元件2以及连接器等扁平状大型异形电子元件2等，利用该凹部4a，可在托盘4上按一定方向将所装的电子元件2定位保持。

而零件供给盒12则适于处理比托盘4处理的电子元件2使用频率更高的微小的多种芯片状零件等电子元件2。该零件供给盒12多个并排配置在盒式零件供给部13，可供给许多电子元件2。

盘式零件供给部8和盒式零件供给部13基本上可用任何形式配置，只要能通过与安装头21间的相对移动而供给的电子元件2由安装头21在需要时拾取，并通过与回路基板1间的相对移动，将安装头21拾取的电子元件2安装在回路基板1上的规定位置上即可。

例如，若采用以下结构，即可实现零件的高速化。在盒式零件供给部13中处理使用频率高的微小多种类电子元件2，依次从许多零件供给盒12中供给多种类的电子元件2，由安装头21按照使用频率的高低连续处理一定数量的零件，依次安装在回路基板1上的规定位置，而在盘式零件供给部8上，由并排设置的多个盘式零件供给机构7交替供给不同类的电子元件2。这样，即使延长了供给各个电子元件2的处理时间，也可将依次供给不同类电子元件2所需的时间缩减一半，使从托盘4供给多种电子元件2的速度加快一倍，在安装头21连续处理和安装从盒式零件供给部13供给的电子元件2期间，完全来得及从托盘4供给多种电子元件2，故从整体上讲，可处理更多种类的电子元件2，并能减少或消除因零件供给的延时，故可实现零件安装的高速化。

安装头21如图1所示，沿X和Y方向往复移动。即，受X方向工作台24支承，依靠电动机23驱动的螺旋轴23a正反旋转，沿X方向往复移动。又，X方向工作台24的两端部受Y方向工作台29、31支承，因各Y方向工作台29、31各自的、由相互同步驱动的由电动机25、26使螺旋轴25a、26a的正反旋转而沿Y方向往复移动。而回路基板1则沿X方向传送，供安装头21在其上安装零件。回路基板1穿过具有1对传送导轨32a的装载部32，被送到零件安装位置33供安装零件，位于零件安装位置33上的已安装零件的电子回路基板3穿过具有一对传送导轨34a的卸载部34后送出。这些装载部32、零件安装位置33和卸载部34总体上构成回路基板1和电子回路基板3的传送路径30。

如图1和图3所示，在零件安装位置33上，设有将回路基板1送入和将电子回路基板3送出用的一对传送导轨35以及在1对传送导轨35之间从下方将送入的回路基板1支承定位的定位支承台37。在定位支承台37上，设有从下方支承回路基板1的支承销36，该支承销36不妨碍安装在譬如双面回路基板1的向下支承面上的电子元件2。

如图1所示，盘式零件供给部8和盒式零件供给部13夹着回路基板1和电子回路基板3的所述传送路径30而相对置。这样，可使将各自的盘式零件供给机构7和零件供给盒12沿X方向相邻配置所需的空间在X方向长度减半。不过，这种排列可以任意，在本实施形态中，在盘式零件供给部8的侧面，也设有将若干个零件供给盒12沿X方向排列的盒式零件供给部13。即，尽管零件供给盒12的排列数增多，但总体上零件供给部所占空间在X方向的长度在传送路径30的两侧几乎相等的，使整个装置的传送路径30成为有利于零件供给的有效空间。

不过，盘式零件供给部8的盘式零件供给机构7的相邻设置数量、盘式零件供给部8的设置数量、及盒式零件供给部13的零件供给盒12的相邻配设数量、盒式零件供给部13的设置数量以及它们的配置形式是任意的，可以进行各种设计。

在本实施形态中，由于零件供给部8、13被分隔在传送路径30的两侧，安装头21为了拾取由盘式零件供给部8和盒式零件供给部13各自供给的电子元件2，要按照电子元件2的拾取顺序而沿Y方向跨所越述传送路径30移动。此时安装头21的移动量大于不跨越传送路径30的场合，故会延长拾取电子元件2并安装在回路基板1上所需的时间。这种安装所需时间的误差是在依次安装各种电子元件2的作业中使各种电子元件2的安装顺序受到限制的原因。

对此，在本实施形态中，是使所述零件安装位置33可沿Y方向移动。具体来讲，如图3所示，将设在零件安装位置33上的一对传送导轨35和定位支承台37设置在Y方向工作台41的上方，通过电动机42驱动螺旋轴42a正反旋转，使Y方向工作台41沿着Y方向的导轨49往复移动。举例来讲，在安装头21为了拾取电子元件2而跨越传送路径30移动到零件供给部8或13的场合，譬如从图5实线所示的回路基板1上方移动到盒式零件供给部13时，在位于该安装头21移动前方的零件供给部8或13的一侧，在安装头21移动的同时或者至少在安装头21开始安装下1个电子元件2之前，若预先使定位支承台37、即零件安装位置33如图5虚线所示的回路基板1那样移动，则可缩短安装头21将拾取的电子元件2安装在回路基板1上规定位置所需的移动距离。

采用如上结构，可缩小安装头21不跨越传送路径30而拾取各种电子元件并依次安装的场合与跨越传送路径30拾取各种电子元件2并依次安装的场合两者之间在将电子元件2拾取后安装于回路基板1上规定位置的所需时间的误差。因此，在安装头21将各种电子元件2依次安装回路基板1的规定位置时即使不特别考虑电子元件2的安装顺序，也不会因跨越传送路径30移动而大幅度降低作业效率，容易实现零件安装的高速化。

而且，如果利用安装头21拾取电子元件2并安装在回路基板1上之前的时间使上述定位支承台37追随安装头21的跨越传送路径30的移动，则不再需要为使定位支承台37移动而另设时间，故不会妨碍零件安装的高速化。

一对传送导轨35在Y方向工作台41上方，其中1个被固定支承，另1个可沿Y方向的导轨46移动。通过电动机43的皮带和皮带轮驱动螺旋轴44a、44b正反同时旋转，可以将这些传送导轨35的相互间隔放大或缩小，以对应装有零件的回路基板1在与传送方向垂直的方向的宽度尺寸。又，在调节的同时，通过与电动机43连接的螺旋轴45的正反旋转，使定位支承台37沿着Y方向的导轨47以可动传送导轨35的1／2速度往复移动。即，由于定位支承台37始终位于一对传送导轨35之间的规定位置、例如中心位置，故可以在定位支承台37的中心与进入一对传送导轨35之间的回路基板1的中心一致的状态下从下方支承回路基板1进行定位。

安装头21将多个零件安装工具51—54和识别摄像机55各自保持在一列的位置关系，零件安装工具51—54用于将沿零件供给盒12和盘式供给机构7的相邻配置的排列方向、即X方向排列的零件进行安装，识别摄像机55用于对由这些零件安装工具51—54拾取的电子元件2在回路基板1上的安装位置进行识别。各个零件安装工具51—54分别与所处理的电子元件2的种类对应，具体地讲，可以采用吸附电子元件2的吸嘴或夹持电子元件2的夹具。本实施形态中分别使用吸嘴。

除了这种安装头21外，在相邻盘式零件供给机构7的、为了选出托盘4后使之从收容位置5移至零件供给位置6、并使之返回收容位置5而往复移动的滑梭26中的至少一个(在本实施形态中为一个)上，设有零件保持部61—64。零件保持部61—63以与零件安装工具51—54的排列方向和排列间距对应的方向和间距保持电子元件2。还设有将各盘式零件供给机构7的移至零件供给位置6的托盘4中所装电子元件2拾取后移载到所述零件保持部61—64保持的零件移载头65。安装头21将保持在该零件保持部61—64上的电子元件2拾取后安装在回路基板1的规定位置。

零件保持部61—64只要是分别与所处理的电子元件2的种类对应、可用安装头21的零件安装工具51—54拾取所保持的电子元件2即可。本实施形态中分别采用吸嘴，与装在托盘4内处理的扁平状电子元件2对应。零件移载头65也装有与其处理的电子元件2的种类对应的零件移载工具67，在本实施形态中是用吸嘴，与装在托盘4内处理的扁平状电子元件2对应。

零件移载头65受X工作台68支承，由于电动机68驱动螺旋轴68b正反旋转击沿着X工作台68往复移动。X工作台68的固定位置紧靠箱体66的设有由滑梭26形成的托盘4的出入口66a的那一部分的上方，该箱体66将在盘式零件供给部8中并排设置的盘式零件供给机构7整体盖住。零件移载头65的往复移动范围横跨相邻的盘式零件供给机构7的各零件供给位置6。为了用零件移载头65从各个托盘4拾取电子元件2并将拾取的电子元件2向零件保持部61—64移载，也利用滑梭26使各个托盘4在出入方向移动。由此，可以拾取各个托盘4的任何位置上的电子元件2，还可以将拾取的电子元件2移载到任何1个零件保持部61—64。当然，也可使零件移载头65沿XY两个方向移动。

采用以上结构，在安装头21根据使用频度的高低连续处理从盒式零件供给部13供给的一定量的电子元件2期间，在由相邻的多个盘式零件供给机构7供给不同类电子元件2时，若在下1次使用托盘4的电子元件2之前有时间富余，就利用这一时间，用零件移载头65将规定量的电子元件2预先移载到多个零件保持部61—64中，该零件保持部61—64设在相邻盘式零件供给机构7中的使托盘4出入用的滑梭26中的一个上。并在需要时，将移载的规定量的电子元件2用与其排列方向和排列间距一致的安装头21的零件安装工具51—54一举拾取，并同时进行处理和安装。因此，包括零件安装工具51—54的一部分直接从位于零件供给位置6的托盘4中拾取电子元件2的场合在内，由盘式零件供给部8供给的电子元件2的安装效率可使同时拾取电子元件2的数量提高一倍，可大幅度地提高零件安装的速度。因此，零件保持部61—64的数量最好是如本实施形态这样，与安装头21的零件安装工具51—54相同。

在将多个回路基板1做成一体后安装电子元件2，制成规定的电子回路基板3，然后，为了在各个电子回路基板3上制造分割的所谓的分割基板，在形成一体的多个回路基板1上同时连续安装相同的电子元件2的场合，利用装有零件保持部61—64的安装头21将多个电子元件2一并处理的方式特别有效。在此场合下，也可以从盒式零件供给部13一并拾取多个相同的电子元件2后同时安装在形成一体的各回路基板1上。不过，此时盒式零件供给部13必须要使可同时供给相同电子元件2的零件供给盒12的排列间距与安装头21的同时拾取电子元件2的多个零件安装工具51—54的排列间距一致。

并且，在本实施形态中，如图1所示，在具有零件保持部61—64的右侧的盘式零件供给机构7中，用滑梭6将托盘4放在收容位置5，而在左侧的盘式零件供给机构7中，用滑梭26将托盘4拉出到零件供给位置6，在此状态下，若将左侧的拉出到零件供给位置6上的托盘4内所装的电子元件2移载到右侧的使托盘4位于收容位置的滑梭26上的零件保持部61—64中，则可简单迅速地用安装头21一并处理所述许多个电子元件2。当然，也可在左右滑梭26上都预先设置零件保持部61—64，并对其选择使用。此时，与上述的例子相反，可使左侧的滑梭26将托盘4放在收容位置5上，将右侧的到零件供给位置6的托盘4内所装的电子元件2移载到设在左侧滑梭26上的零件保持部61—64中，供安装头21一并处理，故有利于要依次一并处理各种电子元件2的场合。

当然，无论在盘式零件供给机构7的滑梭26上是否有零件保持部61—64，如图2所示，安装头21可从左右各盘式零件供给机构7中拉出的各个托盘4中连续拾取规定量的电子元件2，并将其一并安装在回路基板1上的规定位置。此时，也可将从左右各托盘4双方或一方拾取的电子元件2和从零件保持部61—64拾取的电子元件2一并处理，并同时安装在回路基板1的规定位置上。

又，在本实施形态中，将零件移载工具51—54从托盘4拾取的电子元件2按一定方向放在托盘4内，在此基础上向着与安装头21安装在回路基板1上时的方向对应的方向预先旋转，然后保持在零件保持部中。

在由所述安装头21安装从盒式零件供给部13供给的电子元件2期间，与盘式零件供给部8的零件供给动作配合，不需另设时间，使电子元件2预先旋转，由此可省略安装头21拾取电子元件2后对其进行图象识别并按规定方向旋转的时间，可在拾取后立即安装，因此可实现零件安装进一步高速化。

如前所述，安装头21将从位于传送路径30两侧的零件供给部8、13供给的电子元件2安装在定位于传送路径30上规定位置的回路基板1的规定位置上，与其相对应，在定位支承台37沿Y方向移动范围的传送路径30的两侧位置上，设有识别摄像机71、72。在两个识别摄像机71、72中，位于安装头21拾取供给的电子元件2后移动到回路基板1上时的中途位置的1个摄像机，对保持在安装头21的零件安装工具51—54上的电子元件2的位置和方向进行图象识别。根据识别图象的图象数据，决定出将电子元件2安装在回路基板1上的规定位置所需的移动量，同时决定对拾取保持的电子元件2的方向的修正量，按决定的修正量使保持着电子元件2的零件安装工具51—54旋转，以修正电子元件2的方向，在此基础上将电子元件2安装在回路基板1上的规定位置。

采用上述结构，可以避免为了对安装头21的各零件安装工具51—54所保持的电子元件2进行图象识别而使安装头21往返移动，不会妨碍零件安装的高速化。

安装头21将保持在各零件安装工具51—54上并修正了方向后的电子元件2向回路基板1上的规定位置的安装动作是在用装在安装头21上的识别摄像机55对回路基板1的整体位置和回路基板1上的零件安装位置进行了图象识别的基础上进行的。具体地讲，为了使安装头21从跨越传送路径30的一侧的零件供给部8或13拾取电子元件2进行安装，定位支承台37沿Y方向移至位于其拾取的零件供给部8或13一侧安装所述电子元件2。因此，定位支承台37在即将安装电子元件2之前，向着与上次移动方向相反的方向移动到规定的位置，故因驱动机构的齿隙等的影响和控制误差，有时会出现不能正确到达规定位置的现象。因此，若以采用安装头21的识别摄像机55进行了图象识别的回路基板1整体的位置和零件安装位置作为基准，则零件安装位置容易产生偏差。

为此，在本实施形态中，在定位支承台37每次移动停止在安装头21跨越传送路径30后从中拾取电子元件2的零件供给部8或13的一侧时，使用安装头21的识别摄像机55，根据如图4所示的整体位置标志81、82对回路基板1的整体位置进行图象识别，并根据安装位置标志83、84，对该回路基板1上的电子元件2的安装装置80进行图象识别。根据这些图象识别，将安装头21跨越传送路径30而从零件供给部8或13拾取的电子元件2安装在移动停止在这些被拾取了零件的零件供给部8或13一侧的规定位置的定位支承台37上的回路基板1上的规定位置。这样，在即将安装电子元件2之前，通过向与上次移动方向相反的方向移动，即使因驱动机构的齿隙影响和控制误差等使定位支承台37的停止位置出现偏差，也不会受其影响，可正确地将电子元件2安装到回路基板1上的规定位置。

不过，对安装头21的各个零件安装工具51—54及零件移载头65的零件移载工具67都赋与图5、图6所示的下降行程S。为了能用零件安装工具51—54和零件移载工具67可靠地完成电子元件2的拾取、安装和移载，该下降行程S会对成为作业对象的回路基板1和托盘4等产生干扰。因此，当零件安装工具51—54位于下降状态时，若安装头21和定位支承台37的一方或双方向相互靠近的方向移动，或者零件移载头65和托盘4的一方或双方向相互靠近的方向移动，它们就会发生碰撞而损坏。

控制装置的动作程序必须避免以上动作状态。然而，在软件的适应性方面，因噪音或某种原因会产生失误动作，发生上述碰撞的可能性依然存在。

为此，在本实施形态中，为防止安装头21与定位支承台37碰撞，设有如图5所示的区域传感器86，为防止零件移载头65与托盘4及滑梭26碰撞，设有如图6所示的区域传感器87。

区域传感器86用于检测安装头21的零件安装工具51—54中的至少1个是否位于与定位支承台37上的回路基板1对向的位置范围，本实施形态中，是用光电传感器作为1个实施例。区域传感器86例如被装在安装头21上，与此相对应，在定位支承台37上设置长度与最大尺寸的回路基板1的Y方向尺寸对应的遮光板88，使之与回路基板1一体移动，只有在区域传感器86检测到遮光板88时，才可使定位支承台37移动。

这样，即使在出现控制失误或错误动作等的场合，也能使用区域传感器86的硬件手段精确地检测到安装头21的位置已脱离定位支承台37上的零件安装范围，以禁止定位支承台37的移动。因此，当在安装头21脱离定位支承台37上的零件安装范围而零件安装工具51—54位于下降状态时，可确实防止定位支承台37向安装头21一侧移动而发生双方碰撞损坏的现象。而且，由于遮光板88对应于最大尺寸的回路基板1，因此即使改变回路基板1的大小，也不会出现问题。当然，遮光板88也可以按照传送轨35根据回路基板1的大小调整的间隔而调节其长度。也可根据不同场合更换遮光板88。区域传感器86除了这种光电传感器与遮光板组合的结构之外，只要是具有同样功能的硬件装置均可采用。

另外，在区域传感器86检测不到遮光板88的范围，禁止安装头21的零件安装工具51—54下降进行零件安装动作。与其相对应，在区域传感器86检测不到遮光板88、而零件安装工具51—54中的至少1个位于下降位置时，禁止定位支承台37向Y方向移动。

区域传感器87用于检测零件移载头65是否位于与盘式零件供给机构7中的任1个托盘4碰撞的位置。在本实施形态中，采用光电传感器作为1个例子。与零件移载头65的零件移载工具67、即吸嘴连接的空气配管85的对折部85a以1／2速度与零件移载头65的移动连动，利用空气配管85沿着配管导向件126上的长度L的变化，区域传感器87安装在配管导向件126等的固定部上，根据空气配管85沿着配管导向件126上的长度范围，对零件移载头65位于哪1个盘式零件供给机构7一侧进行检测。具体地讲，如图6虚线所示，在区域传感器87检测到空气配管85时，判定为零件移载头65位于图6右侧的盘式零件供给机构7一侧，禁止右侧的盘式零件供给机构7一侧的托盘4出入，并容许零件移载工具67下降，但禁止在零件移载工具67的下降状态中零件移载头65向左侧盘式零件供给机构7一侧移动。同时，容许左侧盘式零件供给机构7一侧的托盘4出入。而在图6实线所示的区域传感器87未检测到空气配管85期间，判定为零件移载头65位于图6左侧的盘式零件供给机构7一侧，禁止左侧的盘式零件供给机构7一侧的托盘4出入，并容许零件移载头67下降，但禁止在零件移载头67下降状态中零件移载头65向右侧的盘式零件供给机构7一侧移动。同时，容许右侧的盘式零件供给机构7一侧的托盘4出入。区域传感器87除了这种光电传感器之外，只要是具有同样功能的硬件装置均可采用。不过，如将区域传感器87设在固定部，则还可固定检测用的电线，因此与设在可动构件上的场合相比，可使装备简化。

当然，区域传感器87检测的对象是零件移载头65位于哪个零件供给位置6，采用哪种结构均可，但空气配管85之类的装置也可以检测电线线路及其它与零件移载头65连接且连动的长尺寸构件，可以通过与零件移载头65连动的长尺寸构件的移动来检测零件移载头65经过多个零件供给位置6时所处的位置。但若使用空气配管85等现成的构件，则不再需要设置另外的构件，可大幅度降低成本。

如上所述，通过硬件装置检测安装头21与定位支承台37的碰撞动作区域以及零件移载头21与托盘4、滑梭26间碰撞动作区域，无论控制装置的动作程序及其控制方式如何，都可根据实际动作的位置关系来判定碰撞条件，可确实防止碰撞现象。当然，将这种用硬件装置的防止碰撞的方法与前述用软件防止碰撞的方法结合起来则更好。

在本实施形态中，安装头21在处理的电子元件2成为安装错误及有其它问题的问题零件时，就会将其排出到譬如位于图2所示的零件供给部8的箱体66两侧、即规定位置的问题零件处理传送带91上。问题零件处理传送带91每当接受被排出的问题零件时，就受电动机92的规定量间隙性驱动，将受载零件每隔一定间距P沿一定方向传送，以供重新安装或废弃等处理。当受载的问题零件尺寸或面积大于标准零件时，就将传送量增大到与其大小比例相应的整数倍(p×n)。标准的零件、例如扁平状插件类的特定规格零件等，可以设定为规定类型的任意尺寸。

这样，在安装头21拾取供给的各种电子元件2后依次安装在回路基板1上时，一旦出现安装错误或其它有问题的零件，就会将其排出到位于规定位置的问题零件处理传送带91上，由问题零件处理传送带91以每隔一定间距P传送，留出接受下1个电子元件2的空间，同时用人工根据各种电子元件2的状态对传送带91上的问题零件作重新使用或废弃等处理。即使安装头21处理的电子元件2大小各不相同，由于电动机92能以与排出到问题零件处理传送带91上的电子元件2的大小相应的量(p×n)间隙性地驱动问题零件处理传送带91传送，因此可防止排出的电子元件2相互重叠碰撞损坏或者滑落。对很小的问题零件，由于是将传送量减小至最小的P，因此可在整体上防止问题零件处理传送带91过度传送而过快地将排出的电子元件2传送完毕，而失去人工处理的时机。

在本实施形态中，在安装头21的移动范围内，还设有更换各种零件安装工具51—54用的将各种零件安装工具作为备料的工具箱128，以供适当地处理各种电子元件2。必要时，零件移载工具61也可做成可更换的结构。

上述零件安装装置的动作控制采用设在图1装置主体101内的控制装置102来进行。控制装置102最好采用微型计算机，但并不局限于此。为进行上述的动作控制，控制装置102如图7所示，主要结构是将设在装置101上的操作面板103与输出输入口连接，同时将对来自区域传感器86、87和各个识别摄像机55、71、72的输入进行图象处理后获得所需位置信息的识别回路104—106与输入口连接，在输出口，作为动作控制对象的盒式零件供给部13的驱动器107、盘式零件供给部8的驱动器108、零件移载头65的驱动器109、零件安装头21的驱动器110、Y方向工作台41的驱动器111和问题零件处理传送带91的驱动器112与输出口连接，分别实时输入表示各种动作对象的动作状态的信号。

上述问题零件处理传送带91的动作控制是通过作为控制装置102内部功能的第6控制部件127来进行。区域传感器86对托盘4的动作限制是通过作为控制装置102内部功能的第1控制部件121来进行，根据区域传感器86和输入控制装置102的零件安装工具51—54动作状态执行的对托盘4和零件安装头21的动作限制是通过作为控制装置102内部功能的第2控制部件122来进行。区域传感器87对托盘4的动作限制是通过作为控制装置102内部功能的第3控制部件123来进行，根据区域传感器87和输入控制装置102动作状态执行的对托盘4和零件移载头65的动作限制是通过作为控制装置102内部功能的第4控制部件124来进行。如图2所示，使在上述各种盘式零件供给机构7中分别选出的托盘4同时向零件供给位置6移动并将装在各托盘4内的电子元件2提供使用的第1零件供给方式和将移动到盘式零件供给机构7的零件供给位置6上的装在托盘4内的电子元件2用零件移载头65移载到同一滑梭26的零件保持部61—64以提供使用的第2零件供给方式，可以配合在盒式零件供给部13中进行的电子元件2的供给，按照零件安装程序并通过作为控制装置102内部功能的第5控制部件125，在各种必要的定时内只进行其中一种方式，或将两种方式结合进行。并且，第2零件供给方式也可根据电子元件2在各零件保持部61—64或必要部位上移载终束的信息，在零件安装头21一并拾取这些移载的电子元件2后进行安装、出现电子元件2移载结束的信号之前，连续供给盒式零件供给部13中的电子元件2。

采用上述第1零件供给方式时，由于可同时或依次供给与盘式零件供给机构7最大的并排设置数相对应的种类数的电子元件2以供使用，因此可提高由盘式零件供给机构7供给许多种类的电子元件2的效率。而采用第2零件供给方式时，由于可将保持在滑梭26的各零件保持部61—64上的多个电子元件2通过与保持零件的排列方向和间距一致的上述零件安装头21的零件安装工具51—4等一并拾取提供使用，因此可减少电子元件2拾取后使用的作业次数和所需时间，而且若在与包括并排设置的其它盘式零件供给机构7和具有零件供给盒12的盒式零件供给部13等其它零件供给机构在内的其它零件供给部的零件供给同时进行所述电子元件2等的移载，则可提高对规定量电子元件2等进行相同处理的作业、例如对上述的分割基板安装同一零件的作业效率。

工业上利用的可能性

综上所述，采用本发明的零件安装装置及其零件供给装置，可将处理使用频度高的微小零件的盒式零件供给部与由多个处理大型和异形零件的盘式零件供给机构并排设置而成的盘式零件供给部合并使用，并利用多种零件供给形态进行高效率的零件供给和安装，可实现零件安装的进一步高速化，适用于要求高生产效率的电子回路基板制造领域。

Claims (12)

1．一种零件安装装置，其特征在于，包括：由选出装有规定量零件(2)的托盘(4)后根据需要使其从收容位置(5)移至零件供给位置(6)、以将零件(2)提供使用的多个盘式零件供给机构(7)并排设置而成的盘式零件供给部(8)；由装填了带状零件或散装零件后将这些零件一个一个地送出到零件供给位置(11)以提供使用的多个零件供给盒(12)排列而成的盒式零件供给部(13)；根据需要将这些盘式零件供给部(8)的各盘式零件供给机构(7)的位于零件供给位置(6)的各托盘(4)内所装的零件(2)、以及盒式零件供给部(13)的各零件供给盒(12)的送出到零件供给位置(11)上的零件(2)拾取后安装在安装对象物(1)上规定位置的安装头(21)。

2．如权利要求1所述的零件安装装置，其特征在于，安装头(21)具有对沿规定方向排列的零件(2)进行安装的多个零件安装工具(51—54)在为使相邻并排设置的盘式零件供给机构(7)的被选出的托盘(4)从收容位置(5)移至零件供给位置(6)并使其返回收容位置(5)而作往复移动的滑梭(26)中的至少1个上，设有以与所述零件安装工具(51—54)的排列方向和排列间距对应的方向和间距排列的、保持零件(2)用的零件保持部(61—64)；还具将盘式零件供给机构(7)的移至零件供给位置(6)的托盘(4)内所装的零件(2)拾取后移载到所述零件保持部(61—64)进行保持的零件移载头(65)；安装头(21)将保持在该零件保持部(61—64)上的零件(2)也拾取后安装到安装对象物(1)上的规定位置。

3．如权利要求2所述的零件安装装置，其特征在于，零件保持部(61—64)的设置数与安装头(21)的零件安装工具(51—54)相同。

4．如权利要求2所述的零件安装装置，其特征在于，零件移载头(65)使从托盘(4)中拾取的零件(2)朝着与安装头(21)向安装对象物(1)上安装的方向对应的方向预先运转后保持在零件保持部(61—64)中。

5．如权利要求2所述的零件安装装置，其特征在于，当处理的零件(2)出现安装错误或其它问题时，安装头(21)将有问题零件排出到位于规定位置的问题零件处理传送带(91)上，问题零件处理传送带(91)一旦承载被排出的问题零件，即被以规定量间隙性驱动，以一定的间距(P)沿一定方向传送所承载的问题零件，供重新安装或废弃等处理。

6．如权利要求5所述的零件安装装置，其特征在于，当从安装头(21)承载的问题零件大于标准零件时，问题零件处理传送带(91)就按照与该零件的大小比例对应的整数倍增大传送量来传送问题零件。

7．一种零件供给装置，其特征在于，将选出装有规定零件(2)的托盘(4)后根据需要使其从其容位置(5)移至零件供给位置(6)、以将盘中所装的零件(2)提供使用的多个盘式零件供给机构(7)相邻并排设置；在为使各盘式零件供给机构(7)的被选出的托盘(4)从收容位置(5)移至零件供给位置(6)再返回收容位置(5)而作往复移动的滑梭(26)中的至少1个上，设有以规定的排列方向和排列间距保持零件(2)以供使用的零件保持部(61—64)还设有将盘式零件供给机构(7)的移至零件供给位置(6)的托盘(4)内所装的零件(2)拾取后移载到所述零件保持部(61—64)保持的零件移载头(65)；盘式零件供给机构(7)具有使分别选出的托盘(4)同时移至零件供给位置(6)后将各托盘(4)内所装的零件(2)提供使用的第1零件供给方式、以及将盘式零件供给机构(7)的位于零件供给位置(6)的托盘(4)内所装的零件(2)用零件移载头(65)移载到同一滑梭(26)的零件保持部(61—64)以提供使用的第2零件供给方式。

8．如权利要求7所述的零件供给装置，其特征在于，零件移载头(65)具有跟随升降动作而将位于零件供给位置(6)的托盘(4)中所装的零件(2)拾取后移载到滑梭(26)的零件保持部(61—64)保持的零件移载头(67)；还设有对零件移载头(65)位于各个盘式零件供给机构(7)的哪个零件供给位置(6)进行检测用的区域传感器(87)；在区域传感器(87)检测到零件移载头(65)的零件供给位置(6)上，禁止托盘(4)的移动。

9．如权利要求8所述的零件供给装置，其特征在于，在区域传感器(87)检测到零件移载头(61)的零件供给位置(6)上，当零件移载头(65)的零件移载工具(67)正在下降时，禁止零件移载头(65)向其它零件供给位置(6)移动。

10．如权利要求8所述的零件供给装置，其特征在于，区域传感器(87)设在固定部上，对与零件移载头(65)连接且连动的长尺寸构件进行检测。

11．一种零件安装方法，是用安装头(21)将连续供给的零件安装到安装对象物(1)上的规定位置，其特征在于，用安装头(21)根据需要将从盘式零件供给部(8)送出的零件(2)和从盒式零件供给部(13)送出的零件(2)拾取后安装到安装对象物(1)上的规定位置；所述盘式零件供给部(8)由将装有规定零件(2)的托盘(4)多层收容并根据需要使选出的托盘(4)从其收容位置(5)移至零件供给位置(6)后将其中所装的零件(2)提供使用的多个盘式零件供给机构(7)并排设置而成；所述盒式零件供给部(13)由装填带状零件或散装零件后将这些零件逐个送出到零件供给位置(11)以供使用的多个零件供给盒(12)排列而成。

12．一种零件供给方法，是选出并排相邻设置的多个盘式零件供给机构(7)中装有规定零件(2)的托盘(4)后，根据需要使之从其收容位置(5)移至零件供给位置(6)以所装的零件(2)提供使用，其特征在于，利用为使选出的托盘(4)从收容位置(5)移至零件供给位置(6)再返回收容位置(5)而作往复移动的滑梭(26)，在采用第1零件供给方式时，使并排设置的各个盘式零件供给机构(7)各自选出的托盘(4)同时移至零件供给位置(6)，并将各托盘(4)内所装的零件(2)提供使用；在采用第2零件供给方式时，利用将盘式零件供给机构(7)的位于零件供给位置(6)的托盘(4)内所装的零件(2)拾取后移载的零件移载头(65)，将盘式零件供给机构(7)的位于零件供给位置(6)的托盘(4)内所装的零件(2)移载到设在所述滑梭(26)中至少1个上、且以规定的排列方向和排列间距保持零件(2)并提供使用的零件保持部(61—64)，以提供使用。

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