CN1849861A - 电子电路元件安装机 - Google Patents

Abstract

在本发明的电子电路元件安装机中，可以准确地检测出吸嘴对电子电路元件的按压力。将负荷检测装置(180)有选择地与送料器一起安装到送料器支撑台上。负荷检测装置(180)具有测力传感器(190)，使吸嘴(114)下降并按压在测力传感器(190)上，从而对负荷进行检测。在非安装作业时，在预定的检测执行条件成立时，定期地使吸嘴(114)向负荷检测装置(180)移动，并对负荷进行检测。检测负荷存储在微型计算机(220)的RAM中，并传送给PC(240)，使PC(240)判断吸嘴优劣。在负荷异常大等吸嘴不合格的情况下，在监视器(244)上进行显示，并对操作者发出警告，以便对不合格吸嘴进行更换、维修等，避免因使用不合格吸嘴导致生产出不合格印刷电路板等。

Description

电子电路元件安装机

技术领域

本发明涉及一种利用吸嘴从元件供给装置接收电子电路元件，并安装在电路基板上的电子电路元件安装机，特别涉及一种对吸嘴施加在电子电路元件上的负荷进行检测的装置。

背景技术

如专利文献1所示，在电子电路元件安装机上，保持着吸嘴的安装头通过头移动装置向水平面内的任意位置移动，同时通过头升降装置进行升降，利用吸嘴从元件供给装置接收电子电路元件，并安装在电路基板上。电子电路元件是安装在印刷电路板等电路基板上而构成电子电路的元件。安装头通过吸嘴保持器而可沿轴向相对移动地保持吸嘴，在接收来自元件供给装置的电子电路元件时，安装头在吸嘴与电子元件接触后的下降通过吸嘴相对于吸嘴保持器的相对移动吸收。而且在将电子电路元件安装到电路基板上时，安装头在电子电路元件与电路基板接触后的下降也同样被吸收。在吸嘴保持器和吸嘴之间设置了弹簧部件，向从吸嘴保持器突出的方向对吸嘴施加作用力，上述这种电子电路元件安装机是非常普通的，吸嘴保持器一边使弹簧部件弹性变形一边相对于吸嘴进行移动，从而允许安装头多余下降，同时缓和了吸嘴与电子电路元件接触时的冲击以及电子电路元件与电路基板接触时的冲击，而且能够使吸嘴对电子电路元件的按压力的大小适合。

如上所述，当利用吸嘴吸附、安装电子电路元件时，通过吸嘴和吸嘴保持器的相对移动，将吸嘴重量、弹簧部件的作用力以及吸嘴保持器和吸嘴之间的滑动阻力所产生的力施加到电子电路元件上。如果此力大小不适合，则导致电子电路元件或吸嘴受损，电子电路元件向电路基板的按压力不足或过大，不能适合地进行安装。因而，在专利文献1所示的电子电路元件安装机中，在安装头上设置了负荷检测装置，对吸嘴接收电子电路元件时施加在电子电路元件上的负荷进行检测，并对安装头的下降进行控制，以便使该负荷大小合适。在吸嘴将电子电路元件安装在电路基板上时也同样适用。

专利文献1：特开平5-191097号公报

发明内容

但是在专利文献1所记载的电子电路元件安装机中，存在不能准确地检测吸嘴施加在电子电路元件上的按压力的问题。如上所述，吸嘴施加在电子电路元件上的按压力，虽然等于吸嘴重量、弹簧部件的作用力以及吸嘴和吸嘴保持器之间的滑动阻力之和，但是在该电子电路元件安装机中，通过对设置在吸嘴和吸嘴保持器之间的弹簧部件的作用力(作用力)进行检测，可以得出吸嘴施加在电子电路元件上的按压力。因而，只能检测出从吸嘴施加在电子电路元件上的按压力至少减去吸嘴和吸嘴保持器之间的滑动阻力(根据情况，也可以减去吸嘴重量)而得到的力。如果假设上述滑动阻力恒定，则虽然该问题并不那么重要，但是，实际上因异物侵入滑动面之间、滑动面损伤等引起滑动阻力增大的量不可忽略。在此情况下，吸嘴施加在电子电路元件上的按压力变得过大，成为吸嘴和电子电路元件受损或安装位置精度降低的原因。因此，本发明的目的在于，可以在电子电路元件安装机中准确地检测出吸嘴对电子电路元件的按压力。

采用下述电子电路元件安装机可以实现上述目的，该电子电路元件安装机包括：(i)供给电子电路元件的元件供给装置、(ii)保持电路基板的电路基板保持装置、(iii)安装头，其包括可沿轴向相对移动地保持吸嘴的吸嘴保持器，从上述元件供给装置接收电子电路元件，安装在上述基板保持装置所保持的电路基板上，其中所述吸嘴通过负压吸附并保持电子电路元件、(iv)将电子电路元件安装所必需的相对运动付与所述安装头、上述基板保持装置和上述元件供给装置的安装用相对运动付与装置、(v)具有检测部并与上述安装头分体设置，对上述吸嘴施加在上述检测部上的负荷进行检测的负荷检测装置、(vi)将检测上述负荷所必需的相对运动付与上述安装头和上述负荷检测装置，将上述吸嘴按压在上述检测部上的负荷检测用相对运动付与装置以及(vii)利用通过上述负荷检测装置所获得的负荷检测结果的负荷结果利用装置。

如果对吸嘴施加在检测部上的负荷进行检测，则吸嘴能够接收电子电路元件，在安装时能够准确地检测出施加在电子电路元件上的负荷，利用该负荷检测结果，能够准确地进行电子电路元件的接收和安装。

而且，由于负荷检测装置与安装头分体设置，与负荷检测装置设置在安装头上时相比，能够减轻安装头，在通过安装用相对运动付与装置将运动付与安装头的情况下，能够增大其运动的加、减速度，使安装效率提高。并且，无需确保用于将安装头设置在负荷检测装置上的空间，而且多个安装头上可以共用负荷检测装置，能够容易且廉价地对负荷进行检测。

而且，如果将负荷检测装置设置在安装头上，则在利用安装用相对运动付与装置将运动付与安装头时，在运动开始、停止时，有冲击作用在负荷检测装置和来自负荷检测装置的信号取出电路上，有可能出现故障，相对于此，本发明在此情况下没有冲击或冲击较小，因而能够良好地避免故障的发生。在负荷检测装置保持在静止状态的情况下，冲击不产生作用，例如即使在使负荷检测装置与元件供给送料器一起移动的情况下，与负荷检测装置与安装头一起移动的情况相比，冲击较小。另外，由于负荷检测装置与安装头分体设置，所以每次在利用吸嘴接收和安装电子电路元件时，不对负荷进行检测，最好在与这些安装作业不同的时间进行检测。由于吸嘴和吸嘴保持器之间的滑动阻力几乎不会急剧变化，所以在进行安装作业时，即使不一一对负荷进行检测地控制安装头的运动，利用在与安装作业不同的时间所检测出的负荷，也可以无故障地进行电子电路元件的安装。

在下文，在本申请中，示例了认为可申请专利的发明(以下有时称作“可申请发明”。可申请发明至少包括申请范围内所记载的发明也就是“本发明”～“本申请发明”，但是也包括本申请发明的下位概念发明、本申请发明的上位概念或其他概念的发明)的几个形态，并对此进行说明。各个形态以项进行划分，对各项标注编号，根据需要以引用其他项编号的形式进行记载。这是为了便于理解可申请发明，而不是将构成可申请发明的构成元件的组合限定在以下各项所述的内容。即，可申请发明应参照各项所附的记载、实施例的记载等进行说明，只要按照此解释，在各个形态中附加其他构成元件的形态，或从各个形态中删除构成元件的形态都可以构成可申请发明的一个形态。

在下述各项中，(1)项～(19)项分别相当于技术方案1～19。

(1)一种电子电路元件安装机，包括：

供给电子电路元件的元件供给装置；

保持电路基板的电路基板保持装置；

安装头，其包括可沿轴向相对移动地保持吸嘴的吸嘴保持器，并从上述元件供给装置接收电子电路元件，安装在上述基板保持装置所保持的电路基板上，其中所述吸嘴通过负压吸附并保持电子电路元件；

将安装电子电路元件所必需的相对运动付与所述安装头、上述基板保持装置和上述元件供给装置的安装用相对运动付与装置；

具有检测部且与上述安装头分体设置，并对上述吸嘴施加在上述检测部上的负荷进行检测的负荷检测装置；

将检测上述负荷所必需的相对运动付与上述安装头和上述负荷检测装置，并将上述吸嘴按压在上述检测部上的负荷检测用相对运动付与装置；以及

利用通过上述负荷检测装置所获得的负荷检测结果的负荷检测结果利用装置。

(2)在(1)项所记载的电子电路元件安装机中，包括负荷检测限制部，其对上述负荷检测用相对运动付与装置进行控制，使上述吸嘴与上述检测部接触，使负荷检测装置对进行该接触时由吸嘴施加在检测部上的负荷进行检测。

负荷检测控制部，例如包括对负荷检测用相对运动付与装置进行控制的负荷检测用相对运动付与装置控制部和对负荷检测装置进行控制的负荷检测装置控制部。这些控制部也可以由不同的控制装置组成，也可以由相同的控制装置组成。

根据负荷检测控制部所实行的控制，使安装头和负荷检测装置相对移动，对负荷进行检测。

(3)在(1)项或(2)项所记载的电子电路元件安装机中，上述负荷检测控制部包括非安装作业时负荷检测控制部，该非安装作业时负荷检测控制部在该电子电路元件安装机未进行将上述电子电路元件安装到上述电路基板上的安装作业时，使所述负荷检测用相对运动付与装置和上述负荷检测装置检测上述负荷。

在开始1批电路基板的安装作业时、机器停止规定时间以上之后开始动作时、每隔设定运转时间、每安装设定数量的元件、每安装设定数量的基板安装等满足预定条件时，非安装作业时负荷检测控制部能够使负荷检测装置进行负荷检测。

根据本项的电子电路元件安装机，可以定期检测负荷。因而，例如在能够适当进行电子电路元件的接收和安装状态下容易对电子电路元件安装机进行维持管理，而且，与在每次接收电子电路元件时以及在每次安装电子电路元件时进行负荷检测的情况相比，元件安装作业所需时间缩短，避免安装作业效率降低，能够准确地对负荷进行检测，利用该检测结果，能够适当地进行电子电路元件的接收和安装。而且，可以获得减少维修工时的效果。如果不进行负荷检测，则为了避免发生异常，需要频繁地进行维修，相对于维修次数的增加，如果定期对吸嘴施加的负荷进行检测，则根据该检测结果能够预测负荷异常的产生，从而减少维修次数。

(4)在(1)项～(3)项中任一项所记载的电子电路元件安装机，包括对上述检测部所获得的负荷检测结果进行记录的负荷检测结果记录部。

负荷检测结果记录部可以包括对负荷本身进行记录的检测负荷记录部，或包括记录对检测出的负荷进行统计的处理结果以及是否适合的判断结果等的处理后信息记录部。

一旦负荷检测结果被记录，则容易利用该结果。例如，可以在与检测时间不同的时间使用负荷检测结果。每次对负荷进行检测时也可以不利用该结果，例如对1个吸嘴进行多次负荷检测，对所有检测结果进行记录，求取平均值，或在设置了多个安装头或安装头保持多个吸嘴的情况下，在集中对这多个吸嘴中的各个吸嘴的负荷进行检测后，可以利用检测结果，从而有效地进行检测、使用。即使在检测时利用负荷检测结果，如果将检测结果记录在记录部上，之后可以继续进行利用。

而且，能够容易地将负荷检测结果利用装置与元件供给装置、电路基板保持装置、安装头、安装用相对运动付与装置、负荷检测装置、负荷检测用相对运动付与装置分体设置。如果对负荷检测结果进行记录，则负荷检测结果记录装置从负荷检测结果记录部获得负荷检测结果即可，与电子电路元件安装机的其他构成元件关联不大。

(5)在(4)项所记载的电子电路元件安装机中，上述负荷检测结果记录部设置在上述负荷检测装置上。

根据本项记载的电子电路元件安装机，例如在负荷检测装置中，进行负荷检测和记录，易于与检测对应地进行记录。

(6)在(4)项或(5)项所记载的电子电路元件安装机中，上述负荷检测结果记录部包括检测负荷记录部以及检测负荷记录时间限制部，该检测负荷记录部对上述吸嘴与上述负荷检测装置进行1次接触期间负荷伴随着时间经过而发生的变化进行记录，该检测负荷记录时间限制部至少对该检测负荷记录部的检测负荷记录开始时间和记录结束时间之一进行限制。

根据本项所记载的电子电路元件安装机，与对所有检测负荷进行记录相比，记录量少，检测负荷记录部的容量小，造价低廉，或能够增多被记录了负荷检测结果的吸嘴的数量，或增多对每个吸嘴的检测次数。

(7)在(6)项所记载的电子电路元件安装机中，上述检测负荷记录时间限制部将上述记录开始时间设定在上述吸嘴与上述检测部的接触开始时刻之前的时间，将上述记录结束时间设定在上述记录开始时刻之后、用于对上述安装头和上述检测部进行负荷检测的相对运动结束时刻之前的时间。

根据本项所记载的电子电路元件安装机，至少记录吸嘴开始与检测部接触时的负荷。记录在负荷很可能达到最大时所检测的负荷，能够可靠地记录过大的负荷。

(8)在(1)项～(7)项中任一项所记载的电子电路元件安装机中，上述负荷检测结果利用装置是对上述负荷检测装置所获得的负荷检测结果进行解析的检测结果解析部，并至少执行下述操作中的一种操作，所述操作是指：(a)求取检测负荷的最大值、最小值、上述安装头和上述负荷检测装置的相对运动结束时的负荷等预定的负荷、(b)  检查在安装头和上述负荷检测装置的相对运动过程中的负荷变化倾向以及(c)获取这些数据所表示的吸嘴的状态和特征。

根据本项所记载的电子电路元件安装机，例如可以检查吸嘴是否可以使用，如果不能使用，则可以查找原因。

(9)在(1)项～(8)项中任一项所记载的电子电路元件安装机中，上述负荷检测结果利用装置包括根据上述负荷检测结果而警告上述吸嘴异常的吸嘴异常警告部。

如果能对吸嘴发生异常进行警告，例如，如果异常警告吸嘴正被保持在安装头上，则操作者可以进行适当处理，与正常吸嘴进行交换或进行维修等，从而可以避免异常吸嘴维持异常状态地安装使用，制造不合格的电路基板。与异常警告一起，或作为一种异常警告，也可以进行吸嘴更换指示或维修指示。这时，负荷检测结果利用装置包括吸嘴交换指示部或维修指示部。

(10)在(1)项～(9)项中任一项所记载的电子电路元件安装机中，上述负荷检测结果利用装置具有根据上述负荷检测结果判断上述吸嘴优劣的吸嘴优劣判断部。

例如通过将检测负荷与设定值进行比较，判断吸嘴是合格吸嘴，或是不合格吸嘴。如果检测负荷变得异常大，则吸嘴施加在电子电路元件上的负荷过大，有可能对电子电路元件或电路基板造成损伤，则认为该吸嘴是不合格吸嘴。相反，当检测负荷变得异常小，例如则吸嘴施加在电子电路元件上的按压力不足，则有可能无法良好地进行电子电路元件的接收和安装，认为这种吸嘴也是不合格吸嘴。总之，如果对吸嘴的优劣进行判断，则能够得知吸嘴是否是不合格吸嘴，可以避免因使用不合格吸嘴导致生产出不合格基板等。

(11)在(1)项～(10)项中任一项所记载的电子电路元件安装机中，上述负荷检测结果利用装置包括根据上述负荷检测结果而禁止使用上述吸嘴的吸嘴使用禁止部。

吸嘴的使用禁止，例如是针对目前保持在安装头上的吸嘴设定的，则即使该吸嘴原封不动地保持在安装头上，以后在电子电路元件的安装作业中也不再使用。或者，对于在利用负荷检测结果时并未保持在安装头上的吸嘴禁止使用，则以后保持在安装头上并不再使用。

吸嘴使用禁止可以在各种形态下执行，与吸嘴ID等可以分别确定各个吸嘴的数据对应地存储使用禁止数据，或将使用禁止吸嘴显示在显示装置中等。

(12)在(1)项～(11)项中任一项所记载的电子电路元件安装机中，上述负荷检测结果利用装置包括负荷检测结果显示部，其包括显示装置，使由上述负荷检测装置所获得的负荷检测结果显示在上述显示装置中。

负荷检测结果显示部能够由显示装置显示所检测的负荷本身即生负荷、对生负荷进行统计处理后的处理负荷、吸嘴的异常警告、吸嘴优劣判断结果、吸嘴的使用禁止等。

一旦对负荷检测结果进行显示，则操作者容易理解，能够容易地针对检测结果进行操作。

(13)在(1)项～(12)项中任一项所记载的电子电路元件安装机中，上述负荷检测结果利用装置与用于控制上述安装用相对运动付与装置的控制装置分体设计，设置在能够从负荷检测装置接收负荷检测结果的外部装置上。

可以在各种形态下进行来自负荷检测装置的负荷检测结果的接收。例如也可以通过使用通信电缆的有线通信或无线通信进行所述接收。

负荷检测结果利用装置也可以设置在用于控制上述安装用相对运动付与装置的控制装置上，如果设置了用于控制负荷检测装置的控制装置，则可以将负荷检测结果利用装置设置在该控制装置上。如本项所记载的电子电路元件安装机所示，如果将负荷检测结果利用装置设置在外部装置上，例如与电子电路元件安装机中电子电路元件的安装作业并行地利用负荷检测结果，或多个电子电路元件安装机共用负荷检测结果，能够使利用负荷检测结果所需的成本降低。

(14)在(1)项～(13)项中任一项所记载的电子电路元件安装机中，上述安装用相对运动付与装置兼作上述负荷检测用相对运动付与装置。

根据本项所记载的电子电路元件安装机，能够简单且廉价地构成对吸嘴进行负荷检测的电子电路元件安装机。

(15)在(1)项～(14)项中任一项所记载的电子电路元件安装机中，上述负荷检测装置的检测部包括测力传感器。

(16)在(15)项所记载的电子电路元件安装机中，上述检测部是彼此反向的2个面中比上述吸嘴吸附面大的一个吸嘴接触面，相反侧的面具有与上述测力传感器的输入部点接触的接触部，包括能够以其接触部为中心摆动的传递体。

吸附面的形状并不局限于圆形，可以采用椭圆形、矩形、正方形等各种形状。吸嘴接触面与吸附面的形状、大小无关，比吸附面大。根据本项所记载的电子电路元件安装机，即使测力传感器的输入部小，吸附面大，也可以将负荷施加在测力传感器上，使测力传感器进行检测，并能够在吸附面大小不同的多种吸嘴上使用共用的负荷检测装置。

而且，使传递体可摆动地与测力传感器的输入部接触，例如即使吸附面磨损，变成相对于吸嘴的轴线稍微倾斜的面，通过使传递体摆动，也可以在与吸附面中心几乎相同的位置上将力施加在测力传感器的输入部上。

(17)在(1)项～(16)项中任一项所记载的电子电路元件安装机中，上述负荷检测装置可拆装地安装在该电子电路元件安装机上。

如果可拆装地安装负荷检测装置，则例如在同种类的多个电子电路元件安装机之间或不同种类的电子电路元件安装机之间，能够共用负荷检测装置。负荷检测装置在检测负荷时安装到电子电路元件安装机上即可，并可以在不检测时拆下并用于在其他电子电路元件安装机中进行负荷检测。无需在多个电子电路元件安装机中的每个电子电路元件安装机上设置负荷检测装置，能够使检测负荷所需成本降低。

而且，将负荷检测装置可拆装地安装在电子电路元件安装机上即可，与将负荷检测装置固定地设置在电子电路元件安装机上相比，安装结构简单，从此方面看也可以使成本降低。

而且，在将负荷检测装置拆下后，可以使用该安装空间安装电子电路元件安装机的其他构成元件等，或利用其他构成元件的安装空间安装负荷检测装置，无需设置用于设置负荷检测装置的专用空间，能够有效地利用电子电路元件安装机的空间地设置负荷检测装置。

在如上所述那样将负荷检测装置可拆装地安装在电子电路元件安装机上的情况下，如上所述，对于将负荷检测结果存储部设置在负荷检测装置上的情况特别有效。这是因为，此时，负荷检测装置具有检测部和负荷检测结果存储部，多个电子电路元件安装机不仅可以共用检测部，而且多个电子电路元件安装机还可以共用负荷检测结果存储部。

而且，对将负荷检测结果利用装置设置在外部装置上的形态与本项方案进行组合也是有效的。例如，如果负荷检测装置不可拆装地安装在电子电路元件安装机上，而是固定地设置在电子电路元件安装机上，则成为专用的负荷检测装置，可以简单地将负荷检测结果利用装置设置在对安装用相对运动付与装置进行控制的控制装置上并进行利用，但是如果设置成能够拆装，则负荷检测装置可以在多个电子电路元件安装机中共用，此时，可以将负荷检测结果利用装置设置在外部装置上并在多个电子电路元件安装机中共用，从而能够达到负荷检测成本和负荷检测结果利用成本同时降低的效果。

而且，在将负荷检测结果利用装置设置在外部装置上的情况下，外部装置的设置自由度提高。这是因为，将负荷检测装置从电子电路元件安装机上拆下，对电子电路元件安装机的结构没有限制，能够与外部装置相连并提供负荷检测结果。

(18)在(17)项记载的电子电路元件安装机中，上述负荷检测装置通过可拆装地安装在元件供给装置上而可进行拆装。

为了使安装头从元件供给装置接收电子电路元件，通过安装用相对运动付与装置使安装头相对于元件供给装置相对移动。因而，如果将负荷检测装置安装在元件供给装置上，则负荷检测装置位于安装头和元件供给装置的相对移动区域内，利用安装用相对运动付与装置，能够容易地将负荷检测所必需的相对运动付与安装头和负荷检测装置。

而且，例如在与安装作业不同的时间进行负荷检测的情况下，在检测负荷时间以外，如果将负荷检测装置从元件供给装置上拆下，则能够与未安装负荷检测装置的情况相同地供给电子电路元件，并对负荷进行检测，而不会出现因安装负荷检测装置所引起的供给效率降低的情况等。

而且，利用电子电路元件安装机具有的现有装置对负荷检测装置进行安装，能够容易地抑制负荷检测成本。

(19)在(18)项所记载的电子电路元件安装机中，上述元件供给装置包括多个元件供给送料器和送料器支撑部件，上述负荷检测装置可以有选择地与上述多个元件供给送料器中的至少一个元件供给送料器在送料器支撑部件上进行拆装。

虽然多个元件供给送料器分别可拆装地安装在送料器支撑部件上，但是负荷检测装置可以有选择地与这些元件供给送料器中的至少一个在送料器支撑部件上进行拆装。负荷检测装置可以取代多个元件供给送料器而进行安装，也可以取代1个元件供给送料器进行安装。而且，可以有选择地仅与多个元件供给送料器中的特定元件供给送料器一起进行拆装，还可以有选择地与多个元件供给送料器同时进行拆装。

总之，能够利用元件供给送料器的安装装置将负荷检测装置安装在送料器支撑部件上。可以利用送料器支撑部件的现有安装部以及用于将元件供给送料器安装到该安装部上的安装装置，对负荷检测装置进行安装，可以不必设置用于将负荷检测装置安装到电子电路元件安装机上的专用安装装置并省略该费用，从而能够容易且廉价地进行安装。在与安装作业不同的时间内进行负荷检测时，如果在安装作业时将负荷检测装置从送料器支撑部件上拆下，则无需确保用于在送料器支撑部件上安装负荷检测装置的空间。也可以在进行负荷检测时将负荷检测装置安装在电子电路元件安装机上，相对于在安装机主体上设置专用安装部造成空间和成本白白增大，能够消除这些浪费地设置负荷检测装置。而且，如果是元件供给装置包括元件供给送料器和送料器支撑部件的电子电路元件安装机，则能够共用负荷检测装置，增大共用范围，而且容易共用。

附图说明

图1是表示本发明实施例即电子电路元件安装机的平面视图；

图2是表示上述电子电路元件安装机的元件安装装置的正视图(局部剖视)；

图3是表示上述元件安装装置的安装头和其周边的侧视图；

图4是表示上述元件安装装置安装头的吸嘴保持器和吸嘴的侧面剖视图；

图5是表示检测上述吸嘴所施加负荷的负荷检测装置的侧视图(局部剖视)；

图6是表示上述负荷检测装置的测力传感器和传递板的侧视图

(局部剖视)；

图7是简略表示与上述负荷检测装置同时设置的微型计算机的框图；

图8是简略表示对上述电子电路元件安装机进行控制的控制装置的框图；

图9是表示上述负荷检测装置所检测出的吸嘴负荷与下降距离之间的关系以及负荷检测、记录时间的曲线图；

图10是说明设定用于根据上述负荷检测装置所检测出的负荷而判断吸嘴优劣的设定值的曲线图。

标号说明

10   安装机主体

14   印刷电路板保持装置

16   元件安装装置

18   元件供给装置

24   控制装置

30   印刷电路板

38   送料器支撑台

40   带式送料器

46   电子电路元件

50   安装头

52   XY机器人

54   头升降装置

114  吸嘴

132  吸嘴保持器

180  负荷检测装置

190  应变式测力传感器

192  输入件

200  传递板

208  吸嘴接触面

220  微型计算机

240  个人计算机

具体实施方式

下文根据附图对本发明实施例进行详细说明。

图1表示本发明的一个实施例即电子电路元件安装机。该电子电路元件安装机使安装头移动到与印刷电路板表面平行的平面内的任意位置，从元件供给装置上接收电子电路元件，并安装到该印刷电路板上，例如，如日本专利第2824378号公报等中公知的那样，下文进行简单地说明。

如图1和图2所示，电子电路元件安装机1包括构成安装机主体的台座10、设置在台座10上的电路板搬运装置12、印刷电路板保持装置14、元件安装装置16、元件供给装置18和电路板摄像系统22、对这些装置等进行控制的控制装置24(参照图8)等。

在本实施例中，作为电路基板的印刷电路板30由电路板搬运装置12以水平姿势进行搬运，通过省略图示的停止装置停止在预定的安装作业位置上，并且通过印刷电路板保持装置14以水平姿势保持安装面。以印刷电路板30的搬运方向作为X轴方向，以水平面内与X轴方向正交的方向为Y方向。印刷电路板保持装置14包括印刷电路板支撑装置和夹持装置(省略图示)，且位置固定。

如图1和图2所示，元件供给装置18位置固定地静止设置在电路板搬运装置12的一侧。在日本专利第2824378号公报、特开平10-112598号公报等中公开了元件供给装置18，对其进行简单说明。

元件供给装置18，包括作为送料器支撑部件的送料器支撑台38、作为一种装载在送料器支撑台38上的元件供给工具也就是元件供给送料器的多个带式送料器(下文简称为送料器)40。多个送料器40分别包括安装部(省略图示)，在宽度方向和前后方向上被定位并且防止上浮的状态下，可拆装地安装在设置于送料器支撑台38上的多个送料器安装部(例如包括切槽)上。在送料器安装部上，设置了与设置在送料器40上的安装部共同地将送料器40固定在送料器支撑台38上的安装装置。这些送料器安装部等例如与特开平9-29550号公报中所记载的送料器安装部等具有相同的结构。

在本实施例中，送料器40将电子电路元件46(参照图2。下文简称为元件46)保持在搬运带(省略图示)上，并在用带子卷绕电子电路元件的状态下进行供给。用带子卷绕的电子电路元件由输送装置输送，将元件46依次定位在元件供给部上。在本实施例中，多个送料器40在各个元件供给部位于与X轴方向平行的一条直线上的状态下安装在送料器支撑台38上。

如图1和图2所示，上述元件安装装置16主要包括安装头50、用于使安装头50向与印刷电路板30安装面平行的一个平面也就是水平面内的任意位置移动的安装头移动装置即XY机器人52、使安装头50升降的头升降装置54以及使安装头50围绕轴线转动的头转动装置56等。

如图1所示，XY机器人52包括作为移动部件的X轴滑板60、X轴滑动移动装置62、作为移动部件的Y轴滑板64以及Y轴滑动移动装置66。X轴滑动移动装置62包括X轴滑动驱动用电动机68、滚珠丝杠70和螺母71(参照图2)，并使X轴滑板60沿X轴方向移动，与X轴滑板60一起构成X轴移动装置72。Y轴滑板64和Y轴滑动移动装置66设置在X轴滑板60上。Y轴滑动移动装置66包括Y轴滑动驱动用电动机76、滚珠丝杠78和螺母80，并使Y轴滑板64沿Y轴方向移动，与Y轴滑板64一起构成Y轴移动装置82。

如图3所示，上述安装头50、头升降装置54和头转动装置56设置在Y轴滑板64上。头升降装置54包括螺母90、与螺母90螺合的滚珠丝杠92以及作为驱动源的头升降用电动机94，通过头升降用电动机94经由齿轮列96使螺母90转动，从而使滚珠丝杠92升降。头转动装置56包括花键部件100、一体地设置在滚珠丝杠92的下部并与花键部件100配合的花键轴102以及头转动用电动机104(参照图7)，通过头转动用电动机104经由齿轮列106使花键部件100转动，从而使花键轴102转动。

如图4所示，利用夹盘附加器110和夹盘112将吸嘴114可拆装地保持在花键轴102的下端部上。吸嘴114包括作为主体部的吸嘴主体116以及构成吸附部的吸附管118，利用负压吸附保持元件46。吸附管118的横截面面形状在本实施例中为圆形，其前端面构成吸附面120。

夹盘附加器110大致形成圆筒形，可拆装地固定在花键轴102的下端部上。夹盘112也大致形成圆筒形，可拆装地固定在夹盘附加器110的外侧。吸嘴114的吸嘴主体116形成圆筒状，可沿轴向相对移动地配合在夹盘附加器110内，并且不能相对转动而能够沿轴向相对移动地由夹盘112进行保持。通过作为一种设置在吸嘴114与夹盘附加器110之间的施力装置即弹性部件的压缩螺旋弹簧124，沿着从夹盘附加器110中拔出方向对吸嘴114施力，通过使分别设置在吸嘴主体116的一对耳部126上且彼此位于同一平面上的1对倾斜面128与设置在夹盘112上的1对销130卡合，由夹盘112保持吸嘴114，其可沿轴向相对移动而不能相对转动。

在本实施例中，夹盘附加器110和夹盘112构成吸嘴保持器132，并与花键轴102的下端部一起构成安装头50。吸嘴114可以相对于吸嘴保持器132，压缩螺旋弹簧124而沿轴向相对移动，通过使吸嘴主体116与夹盘附加器110配合而对该相对移动进行引导。吸嘴主体116的外周面构成被导向面134，夹盘附加器110的内周面构成导向面136。安装头50通过使头升降装置54的滚珠丝杠92升降而进行升降，通过使头转动装置56的花键轴102转动而进行转动。由此使吸嘴114进行升降、转动。

如图3所示，在Y轴滑板64上还设置了上述电路板摄像系统22。电路板摄像系统22包括电路板摄像装置140(参照图8)和照明装置(省略图示)，通过XY机器人52进行移动，例如对设置在印刷电路板30的安装面上的基准标记142(参照图1)进行拍摄。根据该摄像结果，获得设置在印刷电路板30安装面上的多个元件安装点在各个水平面内的位置误差。

而且，如图2所示，在X轴滑板60上设置了元件摄像系统150。元件摄像系统150包括元件摄像装置152、导光装置154和照明装置156，对吸嘴114所保持的元件46进行拍摄，并有选择地获取元件46的正面像和投影像。根据该摄像结果，可以获取吸嘴114对元件46的保持位置误差(元件46的被吸附部位在X轴、Y轴方向上的位置误差和转动位置误差)。

如图1所示，可以将负荷检测装置180可拆装地安装在上述元件供给装置18的送料器支撑台38上。负荷检测装置180与安装头50分体设置。在本实施例中，负荷检测装置180的装置主体182与上述送料器40的送料器主体的结构相同，大致形成细长板状，如图5所示，下部设置了用于安装到送料器支撑台38的保持器安装部上的安装部184。安装部184与设置在送料器主体上的安装部具有相同结构。负荷检测装置180可以装载到设置在送料器支撑台38上的任一送料器安装部上，有选择地与送料器40一起可拆装地安装在送料器支撑台38上，利用设置在送料器支撑台38上的安装装置而安装到送料器支撑台38上，由此可拆装地安装在台座10上。在本实施例中，负荷检测装置180的安装位置处于送料器支撑台38在X轴方向上的一端，在对下述吸嘴114所施加的负荷进行检测时安装到送料器支撑台38上。例如象日本专利第3397900号公报所记载的那样，安装部184的结构是公知的，省略说明。

在装置主体182的前部上设置了应变式测力传感器(下文简称为测力传感器)190而构成检测部。如图6所示，构成测力传感器190输入部的输入件192的前端部外周面呈部分球面状，形成向上突出状，使其从测力传感器190的壳体194向上方突出，并被施加负荷。输入件192与收容在壳体194内的受感元件即受感部柱(省略图示)设置为一体。受感部柱由弹性体制造，贴有多个应变仪，一旦向输入件192施加负荷，则受感部柱被压缩，应变仪的变形由桥接电路转换成电信号输出。

可以使作为传递体的传递板200与上述输入件192接触。在本实施例中，传递板200大致形成圆板状，在其中央部设置了外周面呈部分球面状的突部202，并且如图6所示，将测力传感器190的输入件192配合到向该突部202的突出端开口而设置的凹部204内。虽然凹部204的底面与输入件192接触，但是突部202与壳体194分离，传递板200可摆动地与输入件192接触。通过使凹部204与输入件192卡合来限制传递板200在与其板面平行方向上的移动。

传递板200的直径比要利用测力传感器190检测负荷的所有种类吸嘴114的吸附面120的外径大，传递板200的上表面构成吸嘴接触面208。而且，标号210代表限制部件，具有向传递板200的上方伸出的限制部212，设置了多个限制部，规定了传递板200的摆动限度。

如图5所示，在负荷检测装置180的装置主体182的后部，设置了微型计算机220。如图7所示，微型计算机220包括CPU222、ROM224、RAM226和分别将它们连接起来的总线。上述测力传感器190连接在与总线相连的输入输出接口230上，输入与施加在测力传感器190上的负荷大小对应的电信号。在微型计算机220中，读入该电信号并换算为负荷。在本实施例中，微型计算机220进行这种换算的部分与测力传感器190一起构成负荷检测装置180。微型计算机220也构成对负荷检测装置180进行控制的控制装置。

作为外部装置的个人计算机(下文简称为PC)240通过通信电缆242(参照图5)连接在输入输出接口230上。通信电缆242构成通信手段之一的通信电路，例如一种数据传送用的标准接口，由作为串联数据传送用标准接口的RS-232C电缆构成，经由USB-RS232C转换器243(参照图5)连接到PC240上。在连接状态下，在微型计算机220和个人计算机240之间通过通信进行数据传送，PC240能够接收负荷检测结果。PC240与上述控制装置24分体设置。如图5所示，PC240包括作为显示装置的监视器244和作为输入装置的键盘246，通过控制电路(省略图示)对监视器244进行控制。PC240是设置在元件安装装置16等电子电路元件安装机的主要部分的外部上的外部计算机。负荷检测装置180与外部计算机相连，在PC240中根据负荷检测结果判断吸嘴优劣以及将负荷检测结果显示到外部显示装置也就是监视器244等。

如图8所示，对本电子电路元件安装机进行控制的上述控制装置24以计算机260(下文称为安装控制计算机260)为主体，该计算机具有CPU250、ROM252、RAM254和分别将它们连接起来的总线。总线上连接有输入输出接口262，并且连接有图象处理计算机268、270、电路板摄像装置140、元件摄像装置152、编码器272等各种传感器、输入装置274等，其中该图像处理计算机268、270对利用电路板摄像系统22的电路板摄像装置140和元件摄像系统150的元件摄像装置152进行拍摄所得到的图象数据进行处理。在将负荷检测装置180安装到送料器支撑台38上时，微型计算机220连接到安装控制计算机260上。输入装置274例如由键盘构成。微型计算机220和安装控制计算机260通过信号线相连。

输入输出接口262上还通过驱动电路276连接有构成电路板搬运装置12等的驱动源的各种促动器等。在上述装置12等中构成驱动源的电动机是一种促动器，在本实施例中是一种电动机也就是电动转动电动机，大多由可以对转动角度进行精确控制的伺服电动机构成，根据电动机的驱动使安装头50等被驱动元件向任意位置移动。除了伺服电动机，还可以使用步进电动机。这些电动机的转动角度通过作为转动角度检测装置的编码器进行检测，并根据该检测结果对电动机进行控制。在图8中表示了所述编码器中的1个，代表性地表示了用于检测头升降用电动机94的转动角度的编码器272。编码器是一种用于对电动机等动力驱动源所驱动部件的操作量以及操作位置进行检测的操作量检测装置以及操作位置检测装置。而且，在ROM254和RAM256中存储有本电子电路元件安装机的基本动作程序、与作为作业对象的印刷电路板30对应的元件安装作业的程序等各种程序和数据等。

下面对操作进行说明。由于将元件46安装到印刷电路板30上的安装作业已经记载在上述日本专利第2824378号公报等中，因而省略了整体说明，仅对与本发明密切相关的部分进行详细说明。

在进行安装作业时，通过XY机器人52使安装头50向元件供给装置18移动，从多个送料器40中的1个元件供给部接收元件46。此时，虽然通过头升降装置54使安装头50下降，但是吸嘴114的吸附管118在吸附面120上与元件46接触后，进一步使安装头50下降较小距离，从而可以使吸嘴114可靠地吸附元件46。通过对压缩螺旋弹簧124进行压缩，可以允许该安装头50多余地下降，使吸嘴保持器132相对于吸嘴114下降，并且可以缓和吸嘴114与元件46碰撞时的冲击，而且可以使吸嘴114对元件46的按压力成为合适的大小。

因此，将因吸嘴114的重量、压缩螺旋弹簧124的作用力以及吸嘴保持器132与吸嘴114之间的滑动阻力所产生的力施加给元件46上。元件46的自重极其小，可以忽略不计。对应于吸嘴114吸附元件46时对元件46进行按压的按压力的大小，对安装头50在吸嘴114与元件46接触后的下降距离进行设定。而且，下降速度和加速度、减速度被设定成安装头50平滑地开始、停止下降的大小。而且，在安装头50下降的同时，对吸嘴114供应负压，在吸嘴114与元件46接触，并通过负压吸附并保持以后，使安装头50上升，并将元件46从送料器40中取出。

从送料器40中接收元件46后的安装头50，通过XY机器人52向印刷电路板30移动，并安装到规定的元件安装点上。此时，修正通过对基准标记142进行拍摄而获得的元件安装点的位置误差、通过利用元件摄像装置152对元件46进行拍摄而获得的吸嘴114对元件46的保持位置误差，并将元件46安装到印刷电路板30上。

在安装元件46时，安装头50也通过头升降装置54下降预定距离，在元件46与印刷电路板30的安装面接触后也下降较小距离，通过吸嘴114将元件46按压到印刷电路板30上。通过对压缩螺旋弹簧124进行压缩，可以允许该安装头50多余地下降，将因吸嘴114的自重、压缩螺旋弹簧124的作用力以及吸嘴保持器132与吸嘴114之间的滑动阻力而产生的力施加在元件46上。在本实施例中，为了简化说明，即使吸嘴114的种类不同，压缩螺旋弹簧124也相同，施加在元件46上的压缩螺旋弹簧124的作用力在吸附时和安装时相同，即使元件46的种类不同，也假定所述作用力相同。安装头50在吸嘴114与元件46接触或元件46与印刷电路板30接触后下降的距离、即吸嘴114与吸嘴保持器132的相对移动距离恒定。而且，假定下降速度和加速度、减速度在吸附时和安装时也相同。

如上所述，在吸嘴114从送料器40上接收元件46时，在将元件46安装到印刷电路板30上时，吸嘴114都对元件46进行按压，但是该按压力有时会产生异常。例如，如果异物侵入吸嘴主体116的被导向内面134与夹盘附加器110的导向面136之间，或至少在一个面上产生粘结，则吸嘴114和吸嘴保持器132之间的滑动阻力增大，按压力过大，有可能在吸嘴114或元件46或印刷电路板30上产生损伤。即使在产生粘结的情况下，滑动阻力也会增大。有时按压力也异常地变小。例如，在用于对吸嘴114施力的压缩螺旋弹簧124的弹簧常数降低时，作用力减小，则按压力不足。

因而，在本电子电路元件安装机中，在未进行将元件45安装到印刷电路板30上的安装作业的非安装作业时，定期地对吸嘴114所施加的负荷进行检测，一旦出现异常，则发出警告。在本实施例中，由操作者选择负荷的检测执行条件。操作者例如从对1批印刷电路板30进行安装作业的开始时间、安装机停止超过设定时间以后的操作开始时间、每隔设定工作时间、每安装设定数量的安装元件、每将元件46安装到设定数量的印刷电路板30上的各个检测执行条件中选择1个，在检测过程中不进行安装作业。无论选择哪个条件，在检测负荷时都将负荷检测装置180安装到送料器支撑台38上。

下文对吸嘴114施加的负荷进行检测的情况进行说明。

利用负荷检测装置180对负荷进行检测。因而，将负荷检测装置180安装到送料器支撑台38上，并且将微型计算机220连接在安装控制计算机260和PC240上。在非安装作业时，如果处于所选择的负荷检测期间，则通过XY机器人52使安装头50向安装在送料器支撑台38上的负荷检测装置180移动。而且，在吸嘴114处于测力传感器190正上方时，通过头升降装置54使安装头50下降，并使吸嘴114与传递板200的吸嘴接触面208接触。然后，使安装头50下降，与元件46相同，因吸嘴114的重量、压缩螺旋弹簧124的作用力以及滑动阻力所产生的负荷施加在测力传感器190的输入件192上。

在本实施例中，为了简化说明，即使吸嘴114的种类不同，也假定吸附面120相对于吸嘴保持器132在上下方向上的位置恒定。因而，当安装头50处于上升端位置时，即使吸嘴114的种类不同，吸附面120与吸嘴接触面208之间的上下方向的距离(设为A)也相同。而且，与吸嘴114的种类无关，安装头50在吸附面120与吸嘴接触面208接触后下降的距离(设为B)也相同。在本实施例中，下降距离B，与吸附元件46时和安装元件46时吸嘴114与吸嘴保持器132的相对移动距离相同，通过其相对移动使压缩螺旋弹簧124施加在测力传感器190上的作用力的大小在吸附元件46时和安装元件46时相同。而且，安装头50的下降速度、加速度和减速度在吸嘴114吸附元件46时和安装元件46时相同，假定与吸嘴114的种类无关，都相同。因而，吸嘴114与吸嘴接触面208接触时施加在测力传感器190上的冲击，在吸附元件46时和安装元件46时相同，在吸附时和安装时，吸嘴114的状态(吸嘴施加在元件46上的负荷大小和变化)可知。另外，在本电子电路元件安装机中，在接收元件46时以及安装元件46时，安装头50的下降速度、加速度和减速度、吸嘴对元件46的按压力等被设定成可以正常进行上述接收和安装，根据这种设定，对电子电路元件安装机的各种构成元件进行制造和管理。

使安装头50从位于上升端位置的状态下降比上述下降距离A短的距离(设为C)，一旦吸附面120到达传递板200的吸嘴接触面208上方的预定距离的位置上，则将表示这种情况的信号从安装控制计算机260输出到微型计算机220中。上述下降距离A、B和C分别换算成对头升降用电动机94的转动角度进行检测的编码器272的脉冲数，通过对脉冲数进行计数可知安装头50是否下降了各个距离A、B、C。在控制计算机260中进行对该脉冲数进行计数。

一旦安装头50从上升端位置到达下降了距离C的位置，则将表示这种情况的信号输出到微型计算机220中，在微型计算机220中，根据该输入信号，将从测力传感器190输入的电信号换算成负荷、即进行负荷检测并将所检测出的负荷存储到RAM226中，并开始记录。测力传感器190的输出信号虽然是模拟信号，但是在输入接口230中转换为数字信号，由微型计算机220读入，转换为负荷并存储到RAM226中。在本实施例中，吸嘴114施加在测力传感器190上的负荷即所检测出的负荷本身记录在RAM226中，如图9的曲线图所示，安装头50下降了距离C的时刻是负荷开始检测的时刻、即记录开始时间，被设定在吸嘴114与测力传感器190开始接触时刻之前的时间。在RAM226中能够存储多个检测结果。

使安装头50从下降了距离C的位置进一步下降，使吸附面120与传递板200的吸嘴接触面208接触(碰撞)。使安装头150从该状态进一步下降，通过使吸嘴保持器132相对于吸嘴114一边对压缩弹簧124进行压缩一边下降，可以允许安装头50下降。在吸嘴114与传递板200碰撞时，由负荷检测装置180所检测出的负荷急剧增大。通过所述负荷检测装置180的检测值剧增，可知吸嘴114与传递板200接触，将表示这种情况的信号从微型计算机220输出到安装控制计算机260中。在安装控制计算机260中，根据该输入信号，对安装头50在吸嘴114与吸嘴接触面208接触后的下降距离进行控制，使其下降距离B。传递板200可摆动地与输入件192接触，即使吸附面200存在磨耗等，吸嘴114也可以通过传递板200良好地按压测力传感器190。最初，虽然吸嘴114施加在传递板200上的力振荡性地发生变化，但是不久吸嘴114变成稳定地按压在传递板200上的状态，将因吸嘴114的重量、压缩弹簧124的作用力和滑动阻力所产生的力施加在传递板200上，并进行检测。

在安装控制计算机260中，监视安装头50是否从下降距离C也就是下降到开始记录负荷的位置的状态进一步下降了距离D，一旦下降了距离D，则将表示此种情况的信号输出到微型计算机220中。根据该输入信号，在微型计算机220中结束负荷的检测和记录。然后，测力传感器190虽然输出信号，但是不再换算成负荷以及将检测负荷记录到RAM226中，安装头50从下降了距离C的位置进一步下降距离D的时刻就是检测结束时刻、即记录结束时间，设定在接触开始开始以后。在下降距离D的期间进行检测和记录，在本实施例中，该距离D的位置设定在比吸嘴114与吸嘴接触面208接触后安装头50下降距离B的位置前方的位置上，在安装头50下降结束时刻之前结束记录。因而，检测出最大负荷(冲击)并进行记录，但是并未记录稳定状态(安装头50下降了距离B，吸嘴114与吸嘴保持器132的相对移动结束，负荷稳定的状态)下的负荷。在滑动阻力增大时，吸嘴114与传递板200接触时的接触负荷异常地增大，然后，预测稳定状态下的接触负荷与正常时相同还是比正常时小，一旦记录了最大负荷，则能够检测出异常大的接触负荷。

吸嘴114与吸嘴接触面208接触以后，当使安装头50进一步下降时，吸嘴114施加在测力传感器190上的负荷如图9的曲线图所示，在剧增后减少，振动性地发生变化，不久变得基本恒定。在吸嘴114与吸嘴接触面208接触后，直至吸嘴114与吸嘴保持器132开始相对移动开始之前，为了克服滑动阻力，负荷剧增，但是在开始相对移动后，负荷减少，使安装头50下降距离B，一旦通过吸嘴114与吸嘴保持器132的相对移动使弹簧124被压缩到规定量而达到稳定状态，则负荷变成由吸嘴114的重量以及压缩弹簧124的作用力所确定的大小。距离D的大小被设定为，吸嘴114与吸嘴保持器132开始相对移动，负荷剧增，检测出最大负荷并进行记录。本实施例中，距离A、B在设计上虽然是设定的固有值，但是距离C、D被任意设定，例如由操作者利用输入装置274进行设定。

如上所述，负荷的检测开始时刻以及记录开始时间设定在吸嘴114与测力传感器190开始接触之前的期间，由于在吸嘴114与吸嘴接触面208接触前对负荷进行检测并记录，因而能够可靠地检测负荷最大值并进行记录。由于制造误差、装配误差、吸附面120的磨耗等，在吸嘴114与吸嘴接触面208接触时，安装头50的下降距离并不一定是设计上设定的距离A，有时在下降了比距离A短的距离时即接触，有时在下降了更长距离时接触。然而考虑到此种情况而设定了距离C，如果微型计算机220在安装头50下降了比距离A短的距离C时即开始负荷检测和记录，则即使吸嘴114与吸嘴接触面208接触时，安装头50的下降距离存在偏差，也可以在吸嘴114与吸嘴接触面208接触时进行负荷检测和记录，检测出最大负荷并进行记录。

记录在微型计算机220的RAM226中的检测负荷通过通信输出到PC240中，在PC240中根据负荷检测结果判断吸嘴114优劣。通过比较由负荷检测装置180检测出并记录在微型计算机220内的负荷中的最大负荷与设定值(阈值)来进行该判断。即使吸嘴114正常，在吸嘴114与传递板200碰撞时，由负荷检测装置180检测出的负荷也会剧增，但是考虑到发生异常时最大负荷异常地变大或变小，通过与设定值进行比较，可以判断吸嘴优劣。

如图10所示，针对负荷异常地变大和异常地变小这两种情况，设定了上述设定值。在前一种情况下，如下所述对设定值FPT进行设定：例如从负荷异常变大情况下所假定的最大负荷FPA减去使用多个正常吸嘴114进行多次负荷检测所获得的各个最大负荷的平均值FPNm而得出差值ΔFF′(正值)，将该差值ΔFF′乘以预定比率，将由此得出的数值加上正常情况下的平均最大负荷FPNm。所述比率设定为0～1之间的任意值。在后一种情况下，如下所述对设定值FPT′进行设定：例如从负荷异常变小情况下所假定的最大负荷FPA′中减去上述平均值FPNm而得出差值ΔFF(负值)，将该差值ΔFF乘以预定比率，将由此得出的数值加上平均最大负荷FPNm。所述比率设定为0～1之间的任意值，可以与设定上述设定值FPT时的比率相同，也可以不同。而且，吸嘴114施加在测力传感器190上的负荷虽然是吸嘴114重量、压缩弹簧124作用力以及滑动阻力所产生的力之和，但是在此为了便于说明，即使吸嘴114种类不同，也假定其重量相同。设定值FPT、FPT′被预先设定，并存储在PC240的存储器内。

如果所检测并存储的负荷中的最大负荷也就是最大检测负荷FPA在设定值FPT以下并在设定值FPT′以上，则吸嘴114正常，将此信息显示在监视器224中。如果最大检测负荷FPA大于设定值FPT或小于设定值FPT′，则按压力异常，判断为吸嘴114不合格，在监视器244上显示吸嘴114发生异常，并发出警告。操作者能够根据该异常警告对吸嘴114进行更换、维修，避免因在安装元件46时使用异常吸嘴114而造成元件46或印刷电路板30的损伤等，以防止产生不合格的印刷电路板。而且，也可以避免因吸嘴异常而使安装机停止。也可以显示吸嘴114不合格情况、最大负荷、最大负荷异常大或异常小等吸嘴信息、或者检测、判断结果。

在本电子电路元件安装机中，虽然决定负荷检测结束点和检测负荷记录时间的距离D可任意设定，但是如果将距离D设定为安装头50到达下降端位置并直至下降完毕的距离，则在稳定状态下也可以记录吸嘴114施加在测力传感器190上的负荷。一旦安装头50下降完毕，则负荷稳定，这是因为可以将下降完毕时的负荷看作稳定状态下的负荷。在本实施例中，将吸嘴114与测力传感器190接触的情况由微型计算机220报知安装控制计算机260，如果将距离D设定成安装头50到达下降端位置时的距离，则在安装头50从上述接触状态下降了上述距离B时，将显示安装头50到达下降端位置的信号从安装控制计算机260输出到微型计算机220中，根据此信号终止对负荷进行检测和记录。由于使安装头50从吸嘴114与测力传感器190的接触的状态准确地下降距离B，例如即使吸附面120存在磨损等，也能构在稳定状态下准确地获得所设定的负荷。从安装头50下降完毕至设定时间的期间，也可以对负荷进行检测，可靠地获得稳定状态下的负荷。

通过在稳定状态下对负荷进行检测和记录，也可以确认稳定状态下的按压状态。例如，将稳定状态下的负荷与设定值(用于对处于稳定状态的吸嘴114的优劣进行判断的设定值)进行比较，能够判断出在稳定状态下可否获得正常的按压力，根据该判断结果，或与最大检测负荷的判断结果结合，能够判断出吸嘴114的优劣，并且在吸嘴不合格时，能够推断出其原因。例如，在滑动阻力变大时，能够确认因安装头50的下降距离不足而引起稳定状态下的接触负荷不足，并且结合最大负荷异常大的情况，能够确认滑动阻力增大。或者，虽然最大检测负荷异常，但是如果稳定状态下的检测负荷正常，例如，则能够确认因滑动阻力增大而引起按压力增加等异常状态的产生，并且能够推断出与稳定状态下接触负荷不足的情况不同的异常原因。或者，虽然最大检测负荷正常，但是如果稳定状态下的按压力异常，例如，在头升降装置54对安装头50的下降控制方面存在异常，则推断出下降距离不足或过剩，可以排除异常原因而正常地进行元件46的接收和安装。

可以在负荷检测结束后，仍原封不动地将负荷检测装置180安装在送料器支撑台38上，但是也可以将其从送料器支撑台38上拆下，例如用于检测其他电子电路元件安装机中的吸嘴114的负荷。可以将对多个吸嘴114的检测负荷记录在微型计算机220的RAM226中，将负荷检测装置安装在保持多个吸嘴114并对元件46进行安装的电子电路元件安装机上，使其对负荷进行检测。在负荷检测期间以外，在将负荷检测装置180从送料器支撑台38上拆下时，也可以将送料器40安装在送料器支撑台38的负荷检测装置安装部上，对元件46进行供给。

根据上述内容可知，在本实施例中，XY机器人52、头升降装置54构成安装用相对运动付与装置，并兼作负荷检测用相对运动付与装置。而且，对控制装置的XY机器人52等进行控制，当检测执行条件成立时使安装头50移动，将吸嘴114按压在测力传感器190上的部分构成非安装作业时负荷检测用相对运动付与装置控制部。微型计算机220本身把来自测力传感器190的输入信号换算为负荷的部分构成非安装作业时负荷检测装置控制部，这些构成非安装作业时负荷检测控制部。而且，微型计算机220的RAM226构成检测负荷记录部，微型计算机220上的、将负荷检测装置180所检测出的负荷即在根据安装控制用计算机260的信号输入而限定的期间内所检测出的负荷记录在RAM226内的部分构成检测负荷记录时间限制部，这些构成负荷检测结果记录部。微型计算机220设置在装置主体182内，负荷检测结果记录部设置在负荷检测装置180内。在本实施例中，根据来自安装控制计算机260的信号输入，开始或结束对负荷进行检测、记录，也可以同时实施这些操作。可以考虑将负荷检测装置控制部兼用作检测负荷记录时间限制部。安装控制计算机260上的、通过由编码器272对脉冲数进行计数而获得安装头50的下降距离并对安装头50的下降距离C、距离D进行检测的部分构成了检测开始时间获取部、记录开始时间获取部、检测结束时间获取部、记录结束时间获取部。可以考虑将微型计算机220的用于从安装控制计算机260接收显示安装头50下降设定距离的信号部分构成检测开始时间获取部等。而且，PC240上的根据从微型计算机220输出的检测负荷来判断吸嘴114优劣的部分构成吸嘴优劣判断部和检测结果解析部，使根据该结果而在监视器244上显示不合格吸嘴或异常吸嘴的部分构成吸嘴异常警告部和负荷检测结果显示部。吸嘴优劣判断部包括最大检测负荷依据优劣判断部、稳定状态负荷依据优劣判断部、最大检测负荷·稳定状态负荷依据优劣判断部。而且，在安装在送料器支撑台38上并能够检测负荷的状态下，可以考虑使负荷检测装置180构成电子电路元件安装机的自我诊断功能的一部分。

另外，也可以对1个吸嘴114进行多次负荷检测，根据多次负荷检测结果进行不合格吸嘴的判断等。例如求出多次负荷检测中的各个最大检测负荷的平均值，将其作为吸嘴114的最大接触负荷，与设定值进行比较，判断吸嘴114优劣。

在上述实施例的电子电路元件安装机中，虽然使用1个吸嘴安装电子电路元件，但是也可以使用多个吸嘴。例如，沿Y轴方向将多个安装头50设置在Y轴滑板64上。多个吸嘴中至少有一个吸嘴从送料器40接收电子电路元件并安装到印刷电路板30上。分别检测各个吸嘴施加在测力传感器190上的负荷，如果是不合格吸嘴，则发出警告，以便进行更换等适当处理。也可以禁止使用该不合格吸嘴而不进行更换，安装头50也可以原封不动地保持该不合格吸嘴地开始安装作业。此时，例如PC240和安装控制计算机260能够进行通信，将吸嘴优劣判断结果和吸嘴使用禁止信息提供给安装控制计算机260，在安装时不使用使用禁止吸嘴。保持有多个吸嘴114，如果可能，则跳过使用禁止吸嘴，在安装时不使用该使用禁止吸嘴，用其他合格吸嘴代替该使用禁止吸嘴来进行元件的安装。此时，PC240的用于禁止使用不合格吸嘴的部分构成吸嘴使用禁止部。

而且，本发明并不局限于这种电子电路元件安装机，即通过XY机器人型的安装头移动装置使安装头向与电路基板安装面平行的一个平面内的任意位置移动，从而进行电子电路元件的吸附、安装，也可以是其他形态的电子电路元件安装机，例如本发明也可以适用于下述电子电路元件安装机：使多个安装头围绕共用的旋转轴线旋转，在多个停止位置中的1个位置也就是元件接收位置或元件安装位置上停止，从元件供给装置接收元件并安装到电路基板上。这种电子电路元件安装机如下构成，其包括：(a)安装机主体；(b)可围绕基本铅直的转动轴线转动地保持在该安装机主体上的至少一个转动体；(c)设置于该至少一个转动体上的多个头保持部上所各自保持的安装头，每个安装头设有头主体和至少具有1个吸嘴保持部的吸嘴保持体；(d)转动体转动装置，通过使转动体转动而使多个安装头围绕上述转动轴线旋转，并使其移动到利用吸嘴从元件供给装置上接收电子电路元件的元件接收位置、将所接收的电子电路元件安装到电路基板上的元件安装位置上。例如，转动体也可以如特开平6-342998号公报所记载的那样，1个转动体保持所有的多个安装头，通过围绕铅直转动轴线转动使这些安装头一起转动。也可以如特开平9-237997号公报所记载的那样，多个转动体分别保持1个安装头，通过使其围绕铅直转动轴线自由转动，分别使所保持的安装头转动。

在该电子电路元件安装机中，例如负荷检测装置可拆装地安装在构成元件供给装置的送料器支撑台上。通过送料器支撑台移动装置使送料器支撑台移动，装载在送料器支撑台上的多个送料器的各个元件供给部依次向元件供给位置移动并供给元件。在进行负荷检测时，通过送料器支撑台的移动使负荷检测装置的检测部向元件供给位置移动，使朝元件接收位置移动的安装头的吸嘴与检测部接触，进行按压，对负荷进行检测并进行记录，以便用于进行吸嘴优劣判断。例如在非安装作业时进行负荷检测，虽然与上述实施例相同地，在进行负荷检测时使安装头下降设定的距离，但是在安装头旋转型的电子电路元件安装机中，安装头升降装置例如与转动体转动装置共用驱动源，具有包括凸轮和凸轮从动件的运动传递装置，使安装头升降。此时，安装头的下降距离与构成运动传送装置的凸轮转动角度对应，例如换算成对凸轮转动角度进行检测的编码器的脉冲数，在开始或结束对负荷进行检测、记录等控制中使用。负荷检测装置在负荷检测时安装到送料器支撑台上，在检测结束并开始安装作业时从送料器支撑台上拆下。因而避免了在元件供给时送料器支撑台的重量增大，例如能够避免因送料器支撑台的开始或停止移动时的加速度、减速度而作用在送料器等上的冲击变大，从而防止供给精度下降。或者，不必为了避免冲击增大而减小送料器支撑台的开始或停止移动时的加速度、减速度，因而可以避免供给效率下降。而且，可以避免在送料器支撑台的开始或停止移动时，冲击作用在负荷检测装置上而产生故障等。

如果多个头保持多个吸嘴，则这些吸嘴依次在进行元件接收和安装作业的操作位置上进行定位，被按压在负荷检测装置的检测部上，以对负荷进行检测并进行记录，例如进行优劣判断。因而，如果是不合格吸嘴，例如则发出警告或禁止使用该不合格吸嘴。此时由于电子电路元件安装机通过多个吸嘴将电子电路元件安装到电路基板上，所以一旦出现使用禁止吸嘴，例如则将该使用禁止吸嘴原封不动地保持在安装头上而不使用，跳过它，如果可以由保持在其他安装头上的吸嘴进行代替，则容易地由该代替吸嘴对电子电路元件进行安装。或者，由于安装头是保持多个吸嘴的安装头，如果在保持使用禁止吸嘴的安装头上具有能够代替该使用禁止吸嘴而安装电子电路元件的吸嘴，也可以使该吸嘴安装电子电路元件。为了实施吸嘴跳过、使用替代吸嘴、禁止吸嘴使用的操作，将吸嘴使用禁止信息提供给安装控制计算机。例如，可以使PC和安装控制计算机相连，供给吸嘴使用禁止信息，或者也可以由操作者将信息输入到安装控制计算机中。

而且，如果存在不合格吸嘴，则可以使显示装置显示不合格吸嘴的更换，使操作者进行更换吸嘴的准备。如果在开始安装作业之前更换吸嘴，则可以避免因吸嘴异常而引起的安装机停止。如果在未将不合格吸嘴更换为合格吸嘴的状态下开始安装作业，则根据更换显示，在因吸嘴异常引起安装机停止之前，提前准备好更换吸嘴。可以在因吸嘴保持器和吸嘴的滑动面异常等导致安装机停止之前，促使对吸嘴进行更换或维修，能够迅速地更换吸嘴。即使未更换不合格吸嘴就开始了安装作业，例如如果电子电路元件安装机保持多个吸嘴，所以通过吸嘴跳过操作等能够可靠地避免因吸嘴异常而引起的安装作业停止。在至少有1个安装头通过XY机器人型的安装头移动装置进行移动的电子电路元件安装机中也同样。

并不限于根据安装控制计算机向微型计算机输入的信号而开始或结束对负荷进行检测、记录，也可以由负荷检测装置获取检测、记录的开始或结束时间。例如，在设置了负荷检测装置的同时，还设置了用于对安装头进行检测的头检测装置。头检测装置例如由光电传感器的一种也就是透射型光电传感器构成，例如设定成在吸嘴的吸附面到达距传递板的吸嘴接触面上方预定距离的位置时，对安装头进行检测。也可以由吸嘴检测装置对吸嘴进行检测。将检测信号输入到微型计算机中，根据该信号使负荷检测装置开始负荷检测，并对检测出的负荷进行记录。而且，在微型计算机中，利用计时器测量从对安装头进行检测开始所经过的时间，一旦经过了设定时间，则结束对负荷的检测和记录。该设定时间可以是任意的。例如，设定为检测到最大负荷并进行记录的时间长度。这样一来，即使不在用于控制负荷检测装置的计算机和安装控制计算机之间进行通信，也可以对负荷检测时间进行设定，并限制记录时间。此时，根据头检测装置以及微型计算机的头检测装置的检测信号判断安装头是否下降到开始负荷检测和记录位置的部分构成检测开始时间获取部、记录开始时间获取部，根据计时器和微型计算机的计时器所测量的时间判断是否是结束负荷检测和记录时间的部分构成检测结束时间获取部、记录结束时间获取部。根据微型计算机所获得的时间而开始或结束对负荷进行检测、记录的部分构成负荷检测装置控制部、检测负荷记录时间限制部。

而且，由于当吸嘴与测力传感器的传递板的吸嘴接触面接触而使负荷剧增时，将显示此信息的信号从负荷检测装置一侧的微型计算机输入到安装控制计算机中，因而根据编码器的脉冲数得出接触时安装头下降的距离，并在安装作业时使用该下降距离。如果测力传感器的吸嘴接触面的高度与元件供给装置所保持元件的上表面以及印刷电路板安装面的高度相同，则在接收和安装元件时，使安装头下降的距离为所得出的下降距离与吸嘴和吸嘴保持器的相对移动距离之和，如果上述高度不同，则根据所得出的下降距离，对用于元件接收和安装而设定的下降距离进行修正，使安装头下降。因而，例如即使吸附面存在磨损等，也可以使吸嘴和吸嘴保持器相对移动预定距离，并对元件施加规定的按压力。

根据上述负荷剧增而将吸嘴接触输入安装控制计算机并不是不可缺少的，也可以省略。

而且，与可装载在电子电路元件安装机上的吸嘴数量无关，可以在PC和电子电路元件安装机之间进行通信，交换信息，例如也可以对电子电路元件安装机发出吸嘴存在异常的警告。

而且，对电子电路元件安装机的安装用相对运动付与装置进行控制的控制装置也可以根据负荷检测结果进行吸嘴优劣判断，并将构成控制装置的微型计算机的RAM作为检测负荷记录部。或者，也可以在对负荷检测装置进行控制的控制装置中进行吸嘴优劣判断。

而且，在上述实施例中，为了便于说明，即使吸嘴种类不同，也可以使吸附面相对于吸嘴保持器在上下方向上的位置恒定，吸嘴的质量相同，对吸嘴进行施力的施力装置相同，施力装置对电子电路元件的作用力恒定，但是实际上很多情况下这些参数是不同的，因而依据差别相应地进行控制。例如，在对吸嘴所施加的负荷进行检测时，对应于吸嘴的种类，对安装头从上升端位置到达吸附面与测力传感器吸嘴接触面接触的位置的距离、接触后的安装头的下降距离、根据所检测出的负荷而检测吸嘴优劣的设定值等进行设定，进行负荷检测、优劣判断等。

而且，确定吸嘴的负荷检测时间的检测执行条件也可以在电子电路元件安装机中预先设定。

而且在同时设置了测力传感器的微型计算机中，根据测力传感器的输出信号，始终对负荷进行检测并进行记录，通过负荷剧增而检测出吸嘴与测力传感器接触，然后在记录结束条件成立之前，例如经过设定时间之前或负荷达到恒定之前的期间内，将此期间内的负荷作为记录而被保留，可以在吸嘴优劣判断等中使用。或者，也可以始终对负荷进行检测，例如通过负荷剧增而得出记录开始时间并开始记录，通过经过设定时间而得出记录结束时间并终止记录。负荷检测时间也可以与记录时间不同。

在对吸嘴所施加的负荷进行检测时，安装头下降的加速度、减速度以及吸嘴和吸嘴保持器的相对移动距离，在安装时和吸附时并不一定必须相同，也可以不同。在进行负荷检测时，以所设定的加速度、减速度使安装头下降，使吸嘴和吸嘴保持器相对移动设定的距离，对吸嘴施加在测力传感器上的负荷进行检测，并使用正常吸嘴获得吸嘴优劣判断的设定值等即可。

而且在本发明中，模块化的电子电路元件安装单元也可以适用于多个串联排列的电子电路元件安装机。模块化的电子电路元件安装单元虽然尚未公开，但是如本申请人所申请的特开2003-115216号申请中所记载的那样，分别包括元件供给装置、电路基板保持装置、安装头、安装用相对运动付与装置，分别向电路基板上安装电子电路元件，以任意顺序对任意个数的电子电路元件安装单元进行排列，从而可以获得所需结构的电子电路元件安装机。可以考虑由1个电子电路元件安装单元构成电子电路元件安装机。可以分别对多个电子电路元件安装单元进行负荷检测。

上文虽然对本发明的几个实施例进行了说明，但是这些实施例仅是示例，本发明虽然始于上述记载的各个形态，但是可以根据本领域技术人员的知识进行各种变更。

Claims (19)

1.一种电子电路元件安装机，包括：

供给电子电路元件的元件供给装置；

保持电路基板的电路基板保持装置；

安装头，其具有可沿轴向相对移动地保持吸嘴的吸嘴保持器，从所述元件供给装置接收电子电路元件，并安装到由所述基板保持装置所保持的电路基板上，其中所述吸嘴通过负压吸附并保持电子电路元件；

将安装电子电路元件所必需的相对运动付与所述安装头、所述基板保持装置和所述元件供给装置的安装用相对运动付与装置；

具有检测部且与所述安装头分体设置，并对所述吸嘴施加在所述检测部上的负荷进行检测的负荷检测装置；

将检测所述负荷所必需的相对运动付与所述安装头和所述负荷检测装置，并将所述吸嘴按压在所述检测部上的负荷检测用相对运动付与装置；以及

利用通过所述负荷检测装置所获得的负荷检测结果的负荷检测结果利用装置。

2.如权利要求1所述的电子电路元件安装机，其特征在于：包括负荷检测控制部，其对所述负荷检测用相对运动付与装置进行控制，使所述吸嘴与所述检测部接触，使负荷检测装置检测在该接触时由吸嘴施加在检测部上的负荷。

3.如权利要求1或2所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述负荷检测控制部包括非安装作业时负荷检测控制部，在该电子电路元件安装机未进行将所述电子电路元件安装到所述电路基板上的安装作业时，使所述负荷检测用相对运动付与装置以及所述负荷检测装置对所述负荷进行检测。

4.如权利要求1～3中任一项所述的电子电路元件安装机，其特征在于：包括对所述检测部所获得的负荷检测结果进行记录的负荷检测结果记录部。

5.如权利要求4所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述负荷检测结果记录部设置在所述负荷检测装置上。

6.如权利要求4或5所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述负荷检测结果记录部包括检测负荷记录部和检测负荷记录时间限制部，该检测负荷记录部记录所述吸嘴与所述负荷检测装置进行1次接触期间负荷随着时间经过而发生的变化，检测负荷记录时间限制部至少对该检测负荷记录部的检测负荷记录开始时间和记录结束时间之一进行限制。

7.如权利要求6所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述检测负荷记录时间限制部将所述记录开始时间设定在所述吸嘴与所述检测部的接触开始时刻以前的时间，将所述记录结束时间设定在所述接触开始时刻以后、用于对所述安装头和所述检测部进行负荷检测的相对运动结束时刻以前的时间。

8.如权利要求1～7中任一项所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述负荷检测结果利用装置是对所述负荷检测装置的负荷检测结果进行解析的检测结果解析部，至少执行下述操作中的一项操作，所述操作是指：(a)求取检测负荷的最大值、最小值、所述安装头和所述负荷检测装置相对运动结束时的负荷等预定的负荷、(b)调查在安装头和所述负荷检测装置相对运动过程中负荷的变化倾向、(c)获取这些数据所表示的吸嘴状态和特征。

9.如权利要求1～8中任一项所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述负荷检测结果利用装置包括根据所述负荷检测结果来警告所述吸嘴发生异常的吸嘴异常警告部。

10.如权利要求1～9中任一项所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述负荷检测结果利用装置具有根据所述负荷检测结果而判断所述吸嘴优劣的吸嘴优劣判断部。

11.如权利要求1～10中任一项所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述负荷检测结果利用装置包括根据所述负荷检测结果而禁止使用所述吸嘴的吸嘴使用禁止部。

12.如权利要求1～11中任一项所述的电子电路元件安装机，其特征在于：具有显示装置，所述负荷检测结果利用装置具有将所述负荷检测装置的负荷检测结果显示到所述显示装置上的负荷检测结果显示部。

13.如权利要求1～12中任一项所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述负荷检测结果利用装置与用于控制所述安装用相对运动付与装置的控制装置分体设置，设置在能够从负荷检测装置接收负荷检测结果的外部装置上。

14.如权利要求1～13中任一项所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述安装用相对运动付与装置兼作所述负荷检测用相对运动付与装置。

15.如权利要求1～14中任一项所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述负荷检测装置的检测部包括测力传感器。

16.如权利要求15所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述检测部包括传递体，在该传递体的方向彼此相反的两个面中，一个面是大于所述吸嘴吸附面的吸嘴接触面，相反一侧的面具有与所述测力传感器的输入部进行点接触的接触部，该传递体能以该接触部为中心进行摆动。

17.如权利要求1～16中任一项所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述负荷检测装置可拆装地安装在该电子电路元件安装机上。

18.如权利要求17所述的电子电路元件安装机，其特征在于：通过将所述负荷检测装置可拆装地安装在元件供给装置上，可以对其进行拆装。

19.如权利要求18所述的电子电路元件安装机，其特征在于：所述元件供给装置包括多个元件供给送料器和送料器支撑部件，所述负荷检测装置可以有选择地与所述多个元件供给送料器中的至少一个元件供给送料器在送料器支撑部件上进行拆装。

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