CN1325612A

CN1325612A - 元件安装方法和设备

Info

Publication number: CN1325612A
Application number: CN99812827A
Authority: CN
Inventors: 中尾修; 吉田典晃; 武田健
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-12-05
Anticipated expiration: 2019-10-25
Also published as: US6513233B1; WO2000025564A3; DE69922687D1; KR20010075664A; KR100618235B1; DE69922687T2; WO2000025564A2; JP2000133995A; CN1205848C; EP1125484B1; EP1125484A2

Abstract

元件搬运工具(14)藉由线性马达(16)的反馈控制在移动机构(11)上上下直线运动,用于执行元件(3)的拾取和安装动作。控制线性马达,以使元件搬运工具向下移动,从而使元件搬运工具或者所吸附的元件接近元件或者安装物体,在检测到当元件或安装物体发生接触时控制信息中的变化的同时,线性马达的控制转换至按压操作,藉此可以预定的按压状态吸附或者安装元件。

Description

元件安装方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于将元件安装在安装物体上的元件安装方法和设备，诸如用于将电子元件安装在位于临时安装件或者实际安装件中的电路板上、以便制造电子电路板的方法和设备。

背景技术

图9中示出了一种用于制造电子电路板的传统的元件安装设备。配备有可上下运动的吸嘴101、用于搬运电子元件的元件安装头102支撑在X-Y自动装置103上，该装置沿两个垂直正交的X和Y方向移动，用于将元件安装头102移动到元件供给单元104和元件安装单元105上。由元件供给单元104所提供的电子元件100由吸嘴101拾取后载送至位于元件安装单元105中的电路板106上的一预定位置上，并安装在该位置上。

吸嘴101可上下运动地安装在元件安装头102上，以便拾取并安装电子元件100。请参阅图10，与用于吸嘴101的支撑件113整体设置的螺母107螺合在滚珠丝杠108上，该滚珠丝杠由马达109驱动沿两个相反的方向转动，以使吸嘴101上下运动。当由吸嘴101所吸附的电子元件100的取向不当时，通过马达110来使吸嘴101绕其轴线转动而校正吸附形态。

某些电子元件涉及到要将它们的部分插入到电路板中、从而将它们安装到电路板106上。此类电子元件100的种类繁多，包括轴向元件、径向元件、具有引脚或管脚的畸形元件、DIP(双列式封装)型IC芯片以及设有引脚的接插件等。

其中，可由上述吸嘴搬运的电子元件包括具有平面状顶表面的DIP IC芯片和接插件。对于其它电子元件，则分别相应地采用具有尤其适用于那些元件的元件搬运工具的安装装置。

在任何情况下，电子元件100由吸嘴101或其它元件搬运工具来保持、拾取和搬运。当涉及到将元件插设安装到电路板106上时，必须同时将电子元件100定位在电路板106的预定位置上，以使该电子元件100笔直地对准电路板106，此时，电子元件100侧上的多个管脚、引脚或其它插入部分均准确地与电路板106侧上的插孔112相对应，并施压，以使它们相互接触，从而将引脚111插入到插孔112中。

然而，此类位置关系并不是始终对齐的，有时，也会因为定位错误而导致失败。为了很好地完成上述插设而不会有任何失误，必须使电子元件100与电路板106相接触，然后以预定的状态将它推入到电路板中。然而，在由上述滚珠丝杠108进行驱动的情况下，由于当按压电子元件100时只存在很小的阻力，因此无法精确地控制按压力，而且按压往往会变得过度。而且，还难以从插设操作的阻力等中辨别出引脚111是否已插入到插孔112中。另外，在螺合至螺母107的部分中还存在着将圆周运动转变成直线运动的动作，而且还存在着由齿隙(backlash)所带来的影响，因此无法采用适当的措施来确定插入状态妥善与否。

由于这些问题，尤其当引脚111或者其它插设部分没有准确地插入到电路板106的插孔112中时，容易发生过度按压，因此无论是电子元件100还是电路板106、抑或两者均会受到断裂或破裂的损坏，从而导致电子元件和电路板的产量下降。

在必须将吸嘴101压住电子元件100、或者必须向电子元件100施压而将其安装在电路板106上的其它情况下，由于无法充分地控制按压力，因此会产生类似的问题。

本发明的目的在于提供一种用于安装元件、而不会造成过度按压的元件安装方法和设备。

发明概述

为了实现上述目的，本发明提供了一种元件安装方法，其中，利用由移动机构所支撑、且移动至元件供给单元和元件安装单元的元件搬运工具来拾取和输送由元件供给单元所提供的元件，并将元件安装在位于元件安装位置上的安装物体上，其特点在于：元件搬运工具籍由线性马达的反馈控制而作上下直线运动，用于执行元件的拾取和安装动作，其中，当元件搬运工具须要向下移动、用以拾取元件或者将吸附在元件搬运工具上的元件安装在安装物体上时，控制线性马达，以使元件搬运工具向下移动，并且当元件搬运工具与元件、或者元件与安装物体相接触时，此时检测到线性马达的反馈控制的控制信息中的变化，线性马达的控制转换至按压操作，由此，以预定的按压状态来拾取或者安装元件。

因此，元件搬运工具籍由移动机构移动至元件供给单元或元件安装单元，籍此，无论是在元件供给单元处执行元件拾取、还是在元件安装单元处执行元件安装，均可通过位于移动机构上的线性马达的线性动作的上下移动来得以实现。在该线性马达的反馈控制下，通过控制线性马达，以使元件搬运工具向下移动，使吸附元件之前的元件搬运工具和/或由元件搬运工具所吸附的元件接近元件和/或安装物体，以便拾取或安装该元件，并首先使两者相接触。当接触时，由于已到达了目标位置，因而在控制信息中会发生变化。通过此刻控制信息中的变化可检测出实际接触的时间点。

因此，在控制信息发生变化的时间点上，线性马达从下移操作转换至按压操作，并可以预定的按压状态来吸附或安装元件。当此项工作完成时，可在预定的按压下确切地吸附和/或安装元件，同时又能防止接触错误或悬空(floating)，而不会使元件或安装物体由于受到过量的载荷而损坏或者断裂。另外，在元件安装涉及要插设到安装物体侧的情况下，通过上述预定的按压操作可确定地完成安装。因此，可提高元件和安装物体的产量。

上述方法可通过采用一种元件安装设备来得以实现，该元件安装设备包括：用于提供元件的元件供给单元；用于将元件安装在安装物体上的元件安装单元；以及元件安装机构，该元件安装机构用于将元件搬运工具移动至元件供给单元和元件安装单元，以便元件搬运工具拾取并输送由元件供给单元所提供的元件，并将这些元件安装在位于元件安装单元中的安装物体上，其特点在于：元件安装机构包括：用于将元件搬运工具移动至元件供给单元和元件安装单元的移动机构；用于使位于移动机构上的元件搬运工具在元件供给单元和元件安装单元处上下直线运动、并使元件被拾取和安装的线性马达；以及用于反馈控制线性马达的控制器，当元件搬运工具须要向下移动、用以拾取元件或者将吸附在元件搬运工具上的元件安装在安装物体上时，控制线性马达，以使元件搬运工具向下移动，并且当元件搬运工具与元件、或者元件与安装物体相接触时，此时检测到线性马达的反馈控制的控制信息中的变化，线性马达的控制转换至按压操作，由此，以预定的按压状态来拾取或者安装元件。

因此，上述元件安装方法可根据预定的程序稳定且自动地进行。

根据本发明的另一个方面，元件安装方法的特点在于：元件搬运工具籍由线性马达的反馈控制而作上下直线运动，用于执行元件的安装动作，其中，控制线性马达，以使元件搬运工具向下移动，用于使由元件搬运工具所吸附的元件接近安装物体，直到元件的插入部分已插入到安装物体相应的孔中之后为止，并且当元件与安装物体以预定状态相接触时，此时检测到线性马达的反馈控制的控制信息中的变化，线性马达的控制转换至按压操作，由此，以预定的按压状态来安装元件。

因此，可确定元件本体以预定的插设状态与安装物体实际接触的时间点，在该时间点上，下移操作可转换至按压操作，并且可将元件以预定的按压状态确切地安装，同时又能防止插入失败。

该方法尤其适用于诸如接插件之类的、具有引脚的元件。控制器控制线性马达，以使元件搬运工具下降，用以使由元件搬运工具所吸附的元件接近安装物体、直到元件的插入部分触及安装物体为止，并进一步下降，直到插入部分已插入到安装物体中之后为止。在检测到当元件本体以预定的插入状态与安装物体相接触时控制信息中的变化的同时，将线性马达的控制转换至按压操作。

在安装由元件搬运工具所吸附的元件的过程中，该装置涉及上述情况中的插设安装，基于元件的插入部分与安装物体的插孔之间的位置差异，根据高度的异常，可从与之相对应的线性马达的控制信息和位置中确定插设是否妥当。该项确定可由接收信息的确定装置来自动完成。基于此项确定，当元件插入失败时，可对同一个元件重新进行安装操作，因此，可避免因不校正插设错误而强行进行插设操作致使接插件或安装物体损坏，或者可避免将元件作为次品丢弃。

在参阅了下文中的详细描述和附图之后，本发明的其它目的和特征将会一目了然。可以单独、或者多种组合的形式来利用本发明的诸项特点。

附图简介

图1是在本发明一个实施例中所用的控制器的方框连接图；

图2是示出了由图1所示控制器所控制的元件安装操作中的基本动作的示意图；

图3是示出了使用图1所示控制器的元件安装方法的一个实施例的示意图；

图4是示出了使用图1所示控制器的元件安装方法的另一个实施例的示意图；

图5A和5B示出了图4所示实施例的元件安装状态，其中，图5A示出了妥善安装状态，图5B示出了不当安装状态；

图6是图1-5所示的元件安装设备的简化结构图；

图7是图6所示设备中的元件安装头的主要部件的立体图；

图8是图7所示元件安装头的主要部件的横截面图；

图9是一种传统的元件安装设备的简化结构图；以及

图10是图9所示设备中的以及安装头的前视图。

实施本发明的最佳模式

现在将参照附图来描述本发明元件安装方法和设备的较佳实施例。

该实施例系这样一种情况，即将如图6所示的、具有多个引脚2的接插件3、或者如图7所示的DIP型IC 3a作为一个元件搬运，以便安装在电路板1上，并将该元件安装在电路板1上，而无论是否涉及将引脚2插入到电路板1的插孔4中。然而，本发明并不仅限于该实施例、或者受其限制，它可应用在须要进行安装的通常情况中，不论须安装的多种元件是否涉及插设，以及是安装单种元件、还是安装不同类型的元件的多种组合。

下面将参照图1-8所示的设备来描述该实施例中的元件安装方法。如图6所示，采用了一种元件搬运工具14，该工具由移动机构11所支撑，以便移动至、并定位于元件供给单元12和元件安装单元13。该移动机构11可为任何机构而不管其沿什么路线移动，只要它能以此方式移动元件搬运工具14即可。在具备此类元件搬运工具14的情况下，由元件供给单元12所提供的接插件3、DIP型IC 3a或者其它元件被保持、拾取和搬运，并且该元件3被安装在位于元件安装单元13上的、诸如电路板1之类的安装物体上。在该实施例中，吸嘴14a用于元件搬运工具14，以便吸附接插件3的平面状顶表面或者DIP型IC 3a。但是，这并不会带来任何限制，根据被搬运元件的形状和形式，也可采用从任一侧紧夹元件的夹头、或者通过螺钉连接等来保持元件的连接装置。因此，可采用以多种方式保持和搬运元件的硬件。还可采用根据元件类型变化或选用的几种不同类型的搬运工具。

吸嘴14a籍由移动机构11上的线性马达16的反馈控制以直线动作来执行接插件3的拾取和安装动作。控制该线性马达16，以便将吸嘴14a在吸附元件之前或之后向下移动，从而使该吸嘴14a接近接插件3或者电路板1。然后，当与之接触而在控制信息中发生变化时，线性马达16从下移操作转换至按压操作。于是，吸嘴14a以预定的按压状态吸附接插件3，或者将由吸嘴14a所吸附的接插件3安装在电路板1上。

通过籍由移动机构11上的线性马达16的作用而使吸嘴上下直线移动，可拾取位于元件供给单元12上的、诸如接插件3之类的元件，或者将接插件3安装到位于元件安装单元13中的电路板1上。在线性马达16的反馈控制期间，当控制该线性马达16、以使吸嘴向下移动、并使吸嘴14a或者由该吸嘴14a所吸附的接插件3移近接插件3或者电路板1时，在吸嘴或者接插件与元件或者电路板相接触时，会由于到达了目标位置而在控制信息中发生变化。可通过实际接触时控制信息中的变化来测定发生该实际接触的时间点。

于是，在该控制信息发生变化的时间点上，线性马达16从下移操作转换至按压操作，并且接插件3以预定的按压状态吸附或者安装，因此，基于实际的接触位置，可籍由按压起动获得一种既不过度、又很充分的按压状态。因此，可实现接插件3的吸附或拾取、及其安装，而不会在预定的按压下失败，同时又能防止接触错误，而不会因使接插件3、电路板1或吸嘴14a经受过量的载荷而使它们损坏或断裂。不仅在电路板1中不涉及插设的情况中，而且在涉及将接插件3等插设安装到电路板1侧中的情况中，利用下移操作以接触到预定位置、并利用来自那个预定位置上的接触状态的预定的按压操作可确切地进行此类安装，而无须采用额外的措施。因而，提高了接插件3或其它元件、以及电路板1的产量，并可延长吸嘴14a和其它元件搬运工具14的使用寿命。

较佳地，无论是否涉及插设，当吸嘴14a与由元件供给单元12所提供的接插件3相接触、并从而吸附该接插件时，以及当由吸嘴14a所吸附的接插件3或其它元件安装到电路板1上时，均由线性马达16来进行控制。当然，只进行其中一项控制、或者采用其它控制也是同样有效的。

现在请参阅图6，为了实现上述方法，该实施例的元件安装设备包括：用于提供诸如接插件之类的元件3的元件供给单元12；用于将接插件3安装在电路板1上的元件安装单元13；以及用于移动吸嘴14a的元件安装机构21，该吸嘴用作为用于吸附接插件3、并将其搬运至元件供给单元12和元件安装单元13的元件搬运工具14，用吸嘴14a吸附并拾取由元件供给单元12所提供的接插件3，并将其搬运和安装到位于元件安装单元13中的电路板1上。

元件安装机构21包括：用于将吸嘴14a移动至元件供给单元12和元件安装单元13的移动机构11；位于移动机构11上、用于使吸嘴14a在元件供给单元12和元件安装单元13处作垂直直线运动、并拾取和安装接插件3或其它元件的线性马达16；以及一控制器22。该控制器22反馈控制线性马达16的下移操作，以便在元件吸附、或者由吸嘴14a吸附接插件3之前，将吸嘴14a移近接插件3、或者移近电路板1并与之相接触，在接触瞬间、控制信息发生变化的时间点上，将线性马达16从下移操作转换至按压操作、并以预定的按压状态来吸附或者安装接插件3。因此，上述元件安装方法可根据预定的程序稳定且自动地进行。

在移动机构11中，如图6所示，配备有吸嘴14a的元件安装头23被支撑为可籍由Y平台24和X平台25在X和Y两个方向内移动，籍此，吸嘴14a可吸附并拾取由元件供给单元12所提供的接插件3或者其它任何元件，将其搬运至元件安装单元13，并将它安装在设于其中的电路板1上。元件供给单元12具有诸如容纳在托盘26中的接插件3或DIP型IC 3a之类的元件，例如，这些元件按元件类型、以多级叠置的结构位于该托盘中。因此，当需要某种类型的元件时，可抽出该所需类型的元件，将其放置到元件供给单元12中，这样就能提供预定的元件。

为了使吸嘴14a能够拾取位于一托盘26的所有位置上的元件，只要托盘26或者吸嘴14a可在至少两个垂直正交的X和Y方向上移动就足够了。但这并不会带来任何限制，两个方向上的移动也可被分开而置于设备的这两个部件，或者两者均可沿X和Y两个方向移动。元件供给单元12还可提供按照元件类型而呈多种封装形式的元件，并可采用与各种类型相匹配的供给机构。

元件安装单元13具有：用于接纳电路板1的载入单元27；用于将所容纳的电路板1设置在预定位置上、以备元件安装的定位单元28；以及用于在元件安装之后、将电子电路板传送至下一道加工工序的载出单元29。定位单元28将电路板1定位在位于自载入单元27至载出单元29的传送方向中的预定位置上，并且在吸嘴14a籍由移动机构11在X和Y两个方向上移动的同时进行调整，以便于接插件3安装在电路板1的任何位置上。然而，还可将结构制成为：电路板1可在X和Y方向上移动，以便将吸嘴14a定位在一个位置上；或者，X和Y方向上的移动可被分开而置于电路板1和吸嘴14a，以便按元件安装的需要来进行定位。

线性马达16的结构如图8所示。磁体43通过轴承42安装于压力轴41的中部，该压力轴被连接和固定成：可改变诸如吸嘴14a之类的元件搬运工具。沿着压力轴41的轴向方向、环绕着磁体43设有线圈44，该线圈固定在元件安装头23上。压力轴41由设于沿压力轴41的轴向方向的诸位置上的保持单元45所保持，线圈44夹置于保持单元45之间。这些保持单元45通过轴承46固定在线性马达16的外壳147上，并支撑压力轴41，这样该压力轴就能沿其轴向方向滑动，并绕其轴线旋转。因此，通过使线圈44通电激磁，压力轴41可沿其轴向方向移经磁体43。

由于磁体43通过轴承42安装在压力轴41上，即使在压力轴41转动时，磁体43也不会绕轴旋转。通过以此方式利用线性马达16，可将接线固定到线圈44上。另外，如图7所示，在压力轴41上安装有用于检测吸嘴14a的位置及其移动速度的位置-速度检测器47，该检测器具有沿压力轴41的轴向方向延伸的刻度杆48和使刻度杆48从中穿过的环形检测头49。

尽管图中未示出，位置-速度检测器47是固定在支撑线性马达16的一构架上的。另外，在刻度杆48中沿其圆周方向设有多个磁化部分，这些磁化部分沿着刻度杆的轴向方向等间距设置。从而，当刻度杆48沿着其轴向方向移动并连同压力轴41相对于不移动的检测头49移动时，磁化部分移动，于是，位置—速度检测器47就能检测出记录在那些磁化部分中的信息。因此，就可从磁化部分的变化量中确定压力轴41在轴向方向上的位置，并且还能确定压力轴41的移动速度。如图7和8所示，一马达50连接在压力轴41上、位于保持单元45之上，这样，通过将吸嘴14a绕其轴线旋转，就能校正由吸嘴14a所吸附的元件的形态、也就是元件相对吸嘴的轴线的角度。

如图1所示，控制器22主要包括：位置控制器61、速度控制器62、功率放大器63、接触检测器64、转换单元65、转矩控制器66和位置—加载(weighting)控制器67。位置—速度检测器47连接至位置控制器61和速度控制器62的输入侧，并连接至位于功率放大器63的输出侧上的线性马达16。通过位置控制器61和速度控制器62的处理进行传送的第一转矩命令T1和自转矩控制器66传送的第二转矩命令T2被提供至转换单元65的输入侧。转换单元65基于来自于接触检测器64的接触检测信息将传送至功率放大器63的转矩命令从第一转矩命令T1转换至第二转矩命令T2。相反地，来自位置-加载控制器67的转换命令将第二转矩命令T2转换至第一转矩命令T1。

当第一转矩命令T1与第二转矩命令T2之间进行转换时，第一转矩命令T1的值与第二转矩命令T2的值之间不存在间隙，因此，在提供给线性马达16的动作控制信息中这两个命令之间就不会有差异。

现在将更详细地来描述控制。将接插件3安装在电路板1上。如图2所示，吸嘴14a从它拾取接插件3时开始移动，并在吸附下一个接插件3之前，将该接插件安装到电路板1上。在第一步骤#S1中，在吸附接插件3之后，吸嘴在定位控制下作高速下降，直到它紧挨在电路板1上方为止。在第二步骤#S2中，吸嘴14a以低于第一步骤#S1中的下降速度的恒定的低速继续进一步下降。

在第三步骤#S3中，检测在第二步骤#S2中接插件3经由吸嘴14a与电路板1之间的接触。在第四步骤#S4中，接插件3籍由施加于其上的预定量的按压力而安装在电路板1中。然后，在第五步骤#S5中，在释放了对接插件3的吸附之后，吸嘴14a上升。

在这些步骤中，接插件3在垂直方向上的位置、以及吸附着接插件3的吸嘴14a的移动速度是由设置在元件安装头23中的位置-速度检测器47所检测的。瞬间变化的位置信息被提供至设于位置控制器61的输入侧上的比较器71，而速度信息则被提供至设于速度控制器62的输入侧上的比较器72。与此同时，从位置—加载控制器67中发出一位置命令。该位置命令系表示时间与吸嘴14a的位置之间的关系的信息，直到到达Z方向或者垂直方向上的目标位置为止，接插件3被最终设置在这个位置上，该位置命令被预先设置在位置—加载控制器67中，并即刻被提供至比较器71。

比较器71根据位置信息和同时产生的位置命令找出其中的偏差。所找出的偏差信息被传送至位置控制器61。该位置控制器61根据偏差信息确定速度命令，该速度命令即刻被传送至比较器72。该比较器72找出速度信息与同时产生的速度命令之间的偏差，并将该偏差传送至速度控制器62。该速度控制器62根据来自于比较器72的偏差信息确定第一转矩命令T1。这样，在第一步骤#S1中，吸嘴14a在位置控制和速度控制下下降。

当接插件3到达紧挨在电路板1上方的一位置时，第二步骤起动，于是，速度控制器62经由转换单元65向功率放大器63发出一转矩命令，因此，功率放大器63向线性马达16提供电流。于是，吸嘴14a在位置控制下以恒定的低速进一步下降。在该步骤期间，由于速度恒定，因而传送至线性马达16的转矩命令被控制在一较大或较小的固定值上。

接着，当接插件3与电路板1相接触时，位置信息与提供至位置控制器61的位置命令之间的偏差、以及位置信息与提供至速度控制器62的位置命令之间的偏差变大，于是，来自于速度控制器62的第一转矩命令T1的值增大。根据位置命令信息，提供分别用于各种类型的接插件3或者其它元件的不同的信息。接触检测器64检测到第一转矩命令T1中的增量，于是，转换单元65将传送至功率放大器63的转矩命令从由速度控制器62所传送的第一转矩命令T1转换至由转矩控制器66所输出的第二转矩命令T2。

在进行了该项切换之后，转矩控制器66根据线性马达16的推力(thrust)常数计算与加载命令相对应的第二转矩命令T2，该加载命令与将接插件3安装在电路板1上所需的按压力相匹配，并将该第二转矩命令T2经由转换单元65提供至功率放大器63。于是，在设定的时间段内、且在由线性马达16所施加的设定的按压力下，将接插件3安装在电路板1上。预先设置用于各元件或者各种类型的元件的加载命令信息，并将它们储存在存储器内，并由位置-加载控制器67提供与正在安装的接插件3相对应的信息。

此后，转换单元65籍由位置-加载控制器67所发出的转换命令被再次转换至速度控制器62侧，并使吸嘴14a在基于第一转矩命令T1的控制下上升。

如上所述，设有吸嘴14a的压力轴41在线性马达16的驱动下沿其轴向方向运动，并通过线性马达16的定位动作和用任意的力来按压接插件3的加载动作将接插件3安装在电路板1上。接插件3的安装通常是由上述第一至第四步骤#S1-#S4来进行的。从而，可防止接插件3与电路板1接触时的冲击力，并可相对于提供至转矩控制器66的加载命令任意地设置安装时的按压力，因此，可提高安装精确度。

此外，接触检测器64被设置成：当吸嘴14a或接插件3与电路板1相接触时，吸嘴14a与电路板1之间的接触是通过传送至线性马达16的转矩命令中的变化进行检测的。

当元件属于必须将其一部分插入到电路板中的类型、诸如接插件3时，涉及到将作为插入部分的引脚2插入到电路板1中的插入动作。在该实施例中，为了以一种更能防止故障危害的方式来执行该动作，在接插件3的引脚2首先触及电路板1的瞬间施加预定且恒定的按压力，直到接插件3的本体3b与电路板1接触为止，这样引脚2就完全插入到电路板1上的插孔4之中。为了完满地完成该动作，在引脚2与电路板1相接触的位置上不进行接触检测，而是在接插件3的本体3b与电路板1相接触的目标位置、即引脚2完全插入到插孔4中的位置上进行接触检测。当进行接触检测时，转换至按压动作。更确切地讲，在接插件3处于完全插入状态之后，转换至按压动作。

转矩命令的值此时如图3所示那样进行变化。在401处，即接插件3的引脚2以上述第二步骤#S2中的某一速度状态触及电路板1，不进行接触检测，而且引脚2以此速度继续进一步下降。与此同时，线性马达16产生用于将接插件3的引脚2插入到电路板1的插孔4之中的按压力402。接着，如图5A所示，当引脚2完全插入、直到接插件3的本体3b与电路板1相接触为止时，转矩命令继续增大成为大于当将接插件3的引脚2插入到电路板中的按压力的某一设定值的接触检测加载值403。第三步骤#S3中的接触检测是以该加载值403为基础的，并将吸嘴的下移运动转换成第四步骤#S4中的按压动作，这样就能用所设定的按压力404将接插件3安装在电路板1上。最后，在释放了对接插件3的吸附之后，吸嘴14a上升。

如图5B所示，当受到某些或其它因素的影响而致使接插件3和电路板1的为止发生偏斜时，转矩命令的值如图4所示那样发生变化。在这种情况下，由于定位失败，因而转矩命令在接插件3的引脚2与电路板1相接触的同时持续增大，并将迅速增大到某一设定值的接触检测加载值403上。第三步骤#S3的接触检测就是在这个时间点上进行的，并将吸嘴的下移运动转换成第四步骤#S4中的按压动作。将不会产生如图3所示的、系一预设值的按压力402。接插件3的引脚2未处在电路板1的预定位置上，但由于仅仅施加了与所设定的加载相对应的按压力，因此不会损坏接插件3和电路板1。

现在将参照图5A和5B来描述另一个实施例。图5A示出了妥善插入接插件3的情况，而图5B则示出了因接插件3的引脚2和电路板1的插孔4的位置未对准而未能妥善插入的一个例子。如图5A所示，由于接插件被插入在适当的位置中，因此当线性马达16执行第三步骤#S3的按压动作时，吸嘴14a的下端表面的位置到达高度P1。然而，在图5B所示的情况中，在接插件3的引脚2与电路板1的插孔4之间发生位移，接插件3的引脚2未能插入到电路板1的插孔4之中，于是，当线性马达16执行第四步骤#S4中的按压动作时，吸嘴14a的下端表面的位置到达高度P2，该高度高于接插件的引脚2的标准长度。检测该高度，以便确定接插件是否已妥善插入。此项确定可由作为控制器22的内部功能的确定装置22a来自动完成。当然，控制器22和确定装置22a的具体结构可有多种变化。

在如图5B所示的、未能插入的情况中，将接插件3从元件安装单元13中取回，同时在第五步骤#S5中使吸嘴14a仍然保持吸附状态，于是，可重新校正接插件3和电路板1的位置。然后，重复第一至第五步骤#S1—#S5，以便妥善安装接插件3。因此，可避免因不适当的插设强行进行插设操作而使接插件3、电路板1或吸嘴14a造成损坏，从而不得不丢弃已损坏的元件。因此，有效的利用易于带来良好的工作效率，而无需重新吸附的时间和麻烦。通过上述控制器22的运作也可自动进行此类搬运。

工业实用性

综上所述，本发明提供了一种用于利用籍由线性马达的反馈控制作上下直线运动的吸嘴来将元件安装在电路板上的改进的方法和设备。该控制被做成为：当检测到吸嘴与元件之间、或者由吸嘴所吸附的元件与电路板之间的接触时，将由线性马达所带动的吸嘴的下移操作转换成其按压操作，籍此以预定且有利的按压状态来拾取或安装元件。从而可防止对元件和电路板造成损坏。因此，本发明可有利地广泛运用于元件拾取-设置组件系统的领域中。

Claims

1.一种元件安装方法，其中，利用由移动机构(11)所支撑、且移动至元件供给单元(12)和元件安装单元(13)的元件搬运工具(14)来拾取和输送由所述元件供给单元(12)所提供的元件(3)，并将所述元件安装在位于元件安装位置上的安装物体(1)上，其特征在于：

所述元件搬运工具(14)籍由线性马达(16)的反馈控制而作上下直线运动，用于执行元件的拾取和安装动作，其中，当元件搬运工具须要向下移动、用以拾取元件或者将吸附在元件搬运工具上的元件安装在所述安装物体上时，控制所述线性马达，以使元件搬运工具向下移动，并且当元件搬运工具与元件、或者元件与安装物体相接触时，此时检测到线性马达的反馈控制的控制信息中的变化，线性马达的控制转换至按压操作，由此，以预定的按压状态来拾取或者安装所述元件。

2.如权利要求1所述的元件安装方法，其特征在于，所述元件的安装涉及将元件的一部分插入在所述安装物体中。

3.一种元件安装方法，其中，利用由移动机构(11)所支撑、且移动至元件供给单元(12)和元件安装单元(13)的元件搬运工具(14)来拾取和输送由所述元件供给单元(12)所提供的元件(3)，并将所述元件安装在位于元件安装位置上的安装物体(1)上，其特征在于：

所述元件搬运工具(14)籍由线性马达(16)的反馈控制而作上下直线运动，用于执行元件的安装动作，其中，控制所述线性马达，以使元件搬运工具向下移动，用于使由元件搬运工具所吸附的元件接近所述安装物体，直到元件(3)的插入部分(2)已插入到安装物体(1)相应的孔(4)中之后为止，并且当元件与安装物体以预定状态相接触时，此时检测到线性马达的反馈控制的控制信息中的变化，线性马达的控制转换至按压操作，由此，以预定的按压状态来安装所述元件。

4.如权利要求3所述的元件安装方法，其特征在于，所述元件系诸如接插件之类、设有引脚(2)的元件。

5.如权利要求4所述的元件安装方法，其特征在于，当所述元件触及所述安装物体时，从与之相对应的所述线性马达的控制信息和位置中来确定所述引脚(2)是否已妥善地插入在所述安装物体(1)相应的孔(4)中。

6.如权利要求5所述的元件安装方法，其特征在于，当所述元件的引脚插入失败时，对同一个元件重新进行安装操作。

7.一种元件安装设备，包括：用于提供元件(3)的元件供给单元(12)；用于将元件安装在安装物体(1)上的元件安装单元(13)；以及元件安装机构(21)，所述元件安装机构用于将元件搬运工具(14)移动至所述元件供给单元和所述元件安装单元，以便所述元件搬运工具拾取并输送由所述元件供给单元所提供的元件，并将这些元件安装在位于元件安装单元中的安装物体上，其特征在于：

所述元件安装机构(21)包括：用于将所述元件搬运工具(14)移动至所述元件供给单元(12)和所述元件安装单元(13)的移动机构(11)；

用于使位于所述移动机构上的所述元件搬运工具在所述元件供给单元和所述元件安装单元处上下直线运动、并使所述元件被拾取和安装的线性马达(16)；以及

用于反馈控制所述线性马达的控制器(22)，当元件搬运工具须要向下移动、用以拾取元件或者将吸附在元件搬运工具上的元件安装在所述安装物体上时，控制所述线性马达，以使元件搬运工具向下移动，并且当元件搬运工具与元件、或者元件与安装物体相接触时，此时检测到线性马达的反馈控制的控制信息中的变化，线性马达的控制转换至按压操作，由此，以预定的按压状态来拾取或者安装所述元件。

8.一种元件安装设备，包括：用于提供元件(3)的元件供给单元(12)；用于将元件安装在安装物体(1)上的元件安装单元(13)；以及元件安装机构(21)，所述元件安装机构用于将元件搬运工具(14)移动至所述元件供给单元和所述元件安装单元，以便所述元件搬运工具拾取并输送由所述元件供给单元所提供的元件，并将这些元件安装在位于元件安装单元中的安装物体上，其特征在于：

用于反馈控制所述线性马达的控制器(22)，控制所述线性马达，以使元件搬运工具向下移动，用于使由元件搬运工具所吸附的元件接近所述安装物体，直到元件的插入部分已插入到安装物体相应的孔中之后为止，并且当元件与安装物体以预定状态相接触时，此时检测到线性马达的反馈控制的控制信息中的变化，线性马达的控制转换至按压操作，由此，以预定的按压状态来安装所述元件。

9.如权利要求8所述的元件安装设备，其特征在于，所述元件系诸如接插件之类、设有引脚(2)的元件。

10.如权利要求9所述的元件安装设备，其特征在于，还包括用于从与之相对应的所述线性马达的控制信息和位置中来确定所述元件的引脚(2)是否已妥善地插入在所述安装物体(1)相应的孔(4)中的确定装置(22a)。

11.如权利要求10所述的元件安装设备，其特征在于，当所述元件插入失败时，对同一个元件重新进行安装操作。