CN1863452A

CN1863452A - 部件安装装置

Info

Publication number: CN1863452A
Application number: CN 200610080135
Authority: CN
Inventors: 加藤礼贵; 东盛夫
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2006-11-15
Also published as: JP2006313839A

Abstract

一种部件安装装置，在接通电源时，能正确地调整X轴框架与YL轴框架及YR轴框架之间的垂直度，从而能始终实现高精度的部件安装。该部件安装装置包括借助于对应的YL轴电动机及YR轴电动机使X轴框架在平行设置的YL轴框架及YR轴框架上分别沿Y轴方向移动的XY工作台，其中，在上述YL轴框架及YR轴框架上，在Y轴方向上以预定的位置关系，分别设置有YL轴原点传感器及YR轴原点传感器，该YL轴原点传感器及YR轴原点传感器在其与上述X轴框架之间规定X轴Y轴的垂直度；同时还包括在上述YL轴电动机及YR轴电动机接通电源时，根据上述YL轴原点传感器及YR轴原点传感器的检测信号使上述X轴框架移动到与上述YL轴框架与YR轴框架确保垂直度的初始位置的初始化单元。

Description

部件安装装置

技术领域

本发明涉及一种部件安装装置，其是在具有包括X轴与两个Y轴的XY工作台的部件安装装置中，适合在调整X轴与Y轴的垂直度时使用的部件安装装置。

背景技术

图6是将部件安装装置所采用的XY工作台抽出而表示的概略立体图，上述部件安装装置用于将电子部件安装在配线基板上。

在该XY工作台上，X轴框架10，通过与滚珠丝杠或皮带组合的电动机，或线性电动机等(均未图示)，在左侧YL轴框架12及右侧YR轴框架14上被驱动。并且，在X轴框架10上，用于将电子部件安装在基板上的头部单元16(head unit)被设置成，能够沿着该X轴框架移动，并且设置成在YL轴框架12、YR轴框架14上，能与X轴框架10一体地沿Y轴方向移动。

X轴框架10的左右两端部分别由彼此独立的电动机驱动，其Y轴方向的位置分别通过YL位置传感器18及YR位置传感器20检测。同样地，头部单元16由X位置传感器22检测。这些位置传感器18、20、22，可使用与分别对应的轴平行地设置的线性编码器。

X轴框架10在Y轴方向的位置是这样获得的，即，通过X轴框架10在YL、YR的各轴框架12、14上移动，借助于上述位置传感器18、20检测变化量，因此，通过接通电源，可得知距离最初可驱动状态下的位置的相对位置。但是，由于无法知道装置(机械)内的绝对位置，所以为了在固定于预定位置的基板上所确定的位置处正确地安装电子部件，必须准确地得到头部单元16、即X轴框架10在装置内所处的位置。

以往，作为获得该位置的装置，关于Y轴方向，如图所示，在一个YL轴框架12上设置YL轴原点传感器24，以X轴框架10通过该传感器24的位置为原点，设定绝对基准位置。

头部单元16的X轴方向上的位置，也同样，以该头部单元16通过设置在X轴框架10上的X轴原点传感器26的位置作为原点。此外，借助于原点传感器来检测Y轴方向上的位置，例如在专利文献1中已经公开。

一般，在部件安装装置(半导体制造装置)中，在安装电子部件时，有必要高精度地保持上述X轴框架10与YL轴框架12及YR轴框架14之间的垂直度、即X轴与左右Y轴正交的状态。假如XY轴的垂直度不正确的情况下，由于坐标系不准确而引起的搭载(安装)部件时的位置错位，或因X轴扭曲而会对左右Y轴电动机的驱动产生影响，在将头部单元16定位在目标位置上时，会产生调整(减振(damping))不良等影响。

专利文献1：日本特开平11-145694号公报

但是，当电动机处于不能驱动的状态(还没有接通电源)时，由于X轴框架10与两个Y轴框架12、14的连接部等的微小松动，或通过手动使X轴框架10工作时等引起的X轴的扭曲，有时会出现X轴和Y轴的垂直度错位的情况。

于是，在电动机不能驱动时，在X轴和Y轴的垂直度错位的状态下，如果就那样接通电源，使电动机成为能够驱动的状态，就会维持这种错位的状态，并在X轴框架10与Y轴框架12、14之间的垂直度错位的状态下进行安装，因此出现了安装精度降低的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述以往的问题而提出的，其目的是，提供一种部件安装装置，该部件安装装置在对使X轴框架沿Y轴方向移动的电动机接通电源时，能正确地调整X轴框架与两个Y轴框架之间的垂直度，结果，始终可以实现非常高精度的部件安装。

本发明的第一方面，一种部件安装装置，该部件安装装置具有：平行配设的YL轴框架以及YR轴框架；X轴框架，通过YL轴电动机以及YR轴电动机，在上述YL轴框架以及YR轴框架上分别能够向Y轴方向移动；位置传感器，检测上述X轴框架在Y轴方向上的移动位置；XY工作台，将用于把部件安装在基板上的头部单元以能够向X轴方向移动的方式搭载于上述X轴框架上，其特征在于，具有：YL轴原点传感器以及YR轴原点传感器，其在Y轴方向上，以预定的位置关系，分别被配置在上述YL轴框架以及YR轴框架上，在X轴框架向YL轴框架以及YR轴框架上的原点移动时，分别产生检测信号；初始化单元，分别驱动上述YL轴电动机以及YR轴电动机，直到YL轴原点传感器以及YR轴原点传感器产生检测信号，并且使上述X轴框架移动到与上述YL轴框架以及YR轴框架之间确保垂直度的初始位置。从而，可以解决上述问题。

本发明第二方面，具有如下特征，即，进行如下控制：上述初始化单元使上述X轴框架向上述YL轴原点传感器以及YR轴原点传感器的设置方向移动；在通过上述YL轴原点传感器或YR轴原点传感器首先检测到X轴框架的时刻，通过上述位置传感器检测X轴框架在Y轴方向上的位置；对首先检测到的上述X轴框架在Y轴方向上的位置，和其后通过上述YL轴原点传感器以及YR原点传感器中的另一方检测到X轴框架的时刻的Y轴方向上的位置之间的差值，进行检测；仅让与上述另一方原点传感器侧对应的上述YL轴电动机或者YR轴电动机移动相当于上述差值的距离，把该位置作为初始位置。

本发明的第三方面，还具有如下特征，即，进行如下控制：上述初始化单元使上述X轴框架向上述YL轴原点传感器以及YR轴原点传感器的设置方向移动；在通过上述YL轴原点传感器或YR轴原点传感器首先检测到X轴框架的时刻，通过上述位置传感器检测X轴框架在Y轴方向上的位置；对首先检测到的上述X轴框架在Y轴方向上的位置，和其后通过上述YL轴原点传感器以及YR原点传感器中的另一方检测到X轴框架的时刻的Y轴方向上的位置之间的差值，进行检测；仅让与上述另一方原点传感器侧对应的上述YL轴电动机或者YR轴电动机向正方向移动上述差值中的预定量的距离，其后，仅让相反侧向反方向移动从上述差值减去上述预定量的值的距离，并把该位置作为初始位置。

本发明的第四方面，还具有如下特征，即，上述YL轴原点传感器与YR轴原点传感器在Y轴方向上的位置关系，预先通过垂直度测定装置来测定，并作为数据保存起来。

根据本发明，在YL轴框架上与YR轴框架上，相对于Y轴方向，以一定的位置关系，分别设置YL原点传感器与YR原点传感器，在接通电源的同时，使X轴框架10在两个框架上移动，根据各原点传感器的检测信号，求出X轴框架与YL轴框架及YR轴框架的从垂直度的错位，并可消除这种错位，因此，在生产开始时，在正确的垂直度下就能安装电子部件。

附图说明

图1是示意地表示本发明的一个实施方式的主要部分的概略立体图。

图2是表示具有本实施方式的部件安装装置的控制装置的特征的方框图。

图3是表示本实施方式的作用的流程图。

图4是表示本实施方式作用的说明图。

图5是表示初始化前后的图像的说明图。

图6是示意地表示以往部件安装装置的主要部分的概略立体图。

标号说明

10：X轴框架，12：YL轴框架，14：YR轴框架，16：头部单元，18：YL位置传感器，20：YR位置传感器，22：X位置传感器，24：YL轴原点传感器，26：X轴原点传感器，28：YR轴原点传感器，30：控制装置，32：控制器(CPU)，36：YL轴电动机，38：YR轴电动机，40：存储部

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。

图1是将XY工作台的主要部分抽出而示意地表示的、相当于上述图6那样的立体图，上述XY工作台具有本发明的一个实施方式的部件安装装置。

本实施方式的XY工作台构成为，在YR轴框架14上增加有YR轴原点传感器28，在左右Y轴框架上分别设置有原点传感器，除此以外，实际上与上述图6相同，因此省略了其详细说明。即，具有：平行配设的YL轴框架以及YR轴框架；X轴框架，通过YL轴电动机以及YR轴电动机，在上述YL轴框架以及YR轴框架上分别能够向Y轴方向移动；位置传感器，检测上述X轴框架在Y轴方向上的移动位置；XY工作台，用于把部件安装在基板上的头部单元搭载于上述X轴框架上，并且该头部单元能够向X轴方向移动。

这里，左右原点传感器24、28预先设置在Y轴方向上的同一位置，当YL轴框架12及YR轴框架14与X轴框架10正交时，即，当两个Y轴与X轴的垂直度正确时，原点传感器24、28同时检测X轴框架10的两端部。

在图2中，概要地表示了具有本实施方式的部件安装装置的控制装置。

该控制装置30，通过由CPU等构成的控制器32，根据从未图示的ROM或RAM等输入的数据来控制安装装置整体，除了这种以往的控制功能之外，还具有下面说明的初始化单元。

这些通过上述控制器32等实现，根据从上述YL位置传感器18、YR位置传感器20输入的位置数据等，并且在初始化时，通过未图示的电动机驱动器，分别对例如由脉冲电动机构成的YL轴电动机36及YR轴电动机38进行旋转控制，同时，可将初始化等时获得的信息保存在存储部40中。

如果向YL轴电动机36及YR轴电动机38接通电源时，该初始化单元根据上述YL轴原点传感器24及YR轴原点传感器28的检测信号，使上述X轴框架10移动到与上述YL轴框架12与YR轴框架14确保垂直度的初始位置。

具体地说，上述初始化单元由控制器32和未图示的原点恢复开关等构成。而且，接通装置电源，并按压原点恢复开关时，初始化单元被驱动。

接着，为了方便起见，以首先检测左侧原点传感器24的情况为例，按照图3的流程，说明本实施方式的作用。

生产开始时，如果接通左右(L、R)的Y轴电动机36、38的电源(步骤1)，在左右原点传感器24、28没有处于OFF的情况下，使X轴框架10移动到任一传感器也不能检测X轴框架10的脱开(OFF)位置(步骤2、3)。

在图4中，将通过设有左右原点传感器24、28的YL轴与YR轴的原点的直线设为YL₀-YR₀的情况下，用虚线10A表示X轴框架10从左右原点传感器24、28移动到OFF位置的图像。此外，YL₀、YR₀的标记也作为以下说明的位置传感器的检测值来使用。

随后，使两个Y轴电动机36、38动作，使X轴框架10向箭头A所示的原点传感器所在的方向，以恒定的低速移动(步骤4)，在其移动过程中，在左右原点传感器24、28分别检测到(ON)X轴框架10的时候，通过Y轴方向的位置传感器检测出X轴框架10在Y轴方向上的位置，并且分别记录左右传感器18、20的值(步骤5)。将步骤4、5的动作实施到被左右两个原点传感器检测为止(步骤6)。

在上述图4中，同时示出了在上述X轴框架10的移动过程中，用虚线10B所示的YL轴原点传感器24为ON时的YL位置传感器的值(YL₀)，以及之后用虚线10C所示的YR轴原点传感器28为ON时的YL位置传感器的值(YL₁)之间的关系。

如果在步骤6中判定为原点传感器24、28双方共同检测到(变为ON)时，计算左原点传感器24为ON时的YL位置传感器18的值YL₀，与右原点传感器28为ON时的YL位置传感器18的值YL₁的差(步骤7)。

使左(YL轴)电动机36旋转，以使左位置传感器18侧的X轴框架10的端部向图中箭头B所示的正方向(原点方向)移动相当于左右原点传感器分别处于ON时的差值(YL₀-YL₁)的一半的距离。这时，右位置传感器侧的X轴框架10的端部(一个端部)不移动，即，右(YR轴)电动机38被锁定成不旋转(步骤8)。其结果是，X轴框架10到虚线10D所示的位置。

随后，使右电动机38旋转，使右位置传感器侧的X轴框架10的端部向反方向(A方向)移动与左位置传感器移动距离相同的距离。这时，左电动机36被锁定，以使左位置传感器侧的X轴框架的端部(另一端部，即首先被原点传感器检测到的X轴框架的端部)不移动(步骤9)。

其结果是，X轴框架10位于虚线10E的位置。该位置为初始位置，而且与通过原点的直线YL₀-YR₀平行。

通过上述控制装置的初始化单元(功能)实施以上步骤1～步骤9的动作，从而在上述图1的XY工作台的结构中，对轴进行初始化时，通过Y轴的左右原点传感器24、28相继对X轴框架10进行检测，在这些左右原点传感器24、28检测到时，记录通过Y方向位置传感器得到的位置，从该结果计算所检测到的位置差，为了消除其差值，使左右Y轴电动机向反方向稍微转动。其结果，X框架10被调整为，与通过左右原点传感器24、28的直线平行，从而能够正确地再现X轴框架10与两个Y轴框架12、14之间的垂直度。

如以上详述的那样，根据本实施方式，可以获得如下的效果。

通过一边利用左右Y轴电动机36、38使X轴框架10的两端微微移动，一边通过Y轴的左右原点传感器24、28进行检测，使X轴框架10与通过左右Y轴原点传感器24、28的直线平行。并且，由于利用左侧电动机和右侧电动机分别进行一半的修正，所以，可以减少作用在电动机等上的负载，同时，可获得其平衡。图5(A)及图5(B)分别示出了初始化(调整)之前及初始化之后的图像。

此外，在上述实施方式中，示出了如下情况，即YL轴与YR轴原点传感器24、28设置在X轴与Y轴保持垂直度(正交)的各Y轴框架上的位置，并且通过X轴框架10，调整设置位置，以使传感器同时成为ON的状态。但是，本发明还可以不将YL轴与YR轴原点传感器设置在X轴与Y轴保持垂直度的Y轴框架12、14上的位置，例如在上述图4中，如YR轴原点传感器28距离原点位置YR₀有ΔY的情况那样，使Y轴方向上的一定位置关系为公知的状态即可。

在这种情况下，使用角尺(Square)等直角夹具，预先测定XY轴的垂直度，由测定的垂直度计算出YL与YR原点传感器的设置位置在Y方向上的错位量ΔY。而且，当YL与YR各轴的电动机36、38以消除YL与YR原点传感器之差的方式微微地转动而再现垂直度时，通过加上垂直度调整部分的修正量(错位量：ΔY)，同样能够执行轴的初始化。

并且，在YL与YR的原点传感器的组装位置因安装装置本身的挠曲或扭曲而错位的情况下，以往是在XY轴垂直度错位了相当于原点传感器的错位的量的状态下，对轴实施初始化。

但是，根据本发明，在当前的原点传感器的组装位置，实施轴的初始化，之后，实施XY轴的垂直度测定，根据测定的垂直度计算YL与YR的原点传感器位置的错位量，如果以该值为修正量，并保存到安装机中，则在轴的初始化时，加上该修正量，进行轴的初始化，从而，即使在原点传感器的组装位置错位的状态下，也能使XY轴的垂直度再现为正常的状态。

另外，在上述实施方式中，进行如下控制，即，将X轴框架10的一个端部(之后由原点传感器检测到的一侧)固定，使相反一侧的另一端部(之前由原点传感器检测到的一侧)向正方向移动相当于差值(错位量＝YL₀-YL₁)的一半的距离，接着，将上述X轴框架10的另一端部固定，使相反侧的一个端部向反方向移动上述差值的一半的距离，并把该位置作为初始位置。

与此相对，也很容易考虑进行如下控制，即，将X轴方向的一端部固定，使相反侧的另一端部移动上述差值的距离，并把该位置作为初始位置。在这种情况下，X轴框架10可再现与左右Y轴原点传感器24、28的位置一致。

另外，也可以将控制方式进行各种变化等，以下述方式进行控制：即，将X轴方向的一端部固定，使相反侧的另一端部向正方向移动上述差值的1/4的距离，接着，将上述X轴方向的另一端部固定，使相反侧的一个端部向反方向移动上述差值的3/4的距离，把该位置作为初始位置。

并且，所谓初始位置是指，与通过原点位置的直线平行的位置，和与通过原点位置的直线一致的位置。X轴框架的初始化是在电源接通之后，或紧急停止后等，通过按压原点恢复开关而进行的。

并且，在上述实施方式中，检测出首先由YL轴原点传感器24检测时的上述X轴框架在Y轴方向上的位置YL₀，与之后由YR轴原点传感器28检测时的上述X轴框架在Y轴方向上的位置YL₁之间的差值，以此作为错位量。与此相对，借助于右位置传感器20，对首先由左侧原点传感器24检测时的右侧X轴框架10的位置YR₁，和之后由右侧传感器28检测时的右侧X轴框架10的位置YR₀进行检测并记录。而且，也可以把YR₁-YR₀作为X轴框架的错位量。进而，也可以容易地想到将把左右错位量平均化的值{(YL₀-YL₁)+(YR₁-YR₀)}/2作为错位量。

另外，在上述实施方式中，示出了位置传感器是线性编码器的情况，但是，并不限于此，也可以是与电动机同步的旋转式编码器等其他传感器。

Claims

1.一种部件安装装置，具有：平行配设的YL轴框架以及YR轴框架；X轴框架，通过YL轴电动机以及YR轴电动机，在上述YL轴框架以及YR轴框架上分别能够向Y轴方向移动；位置传感器，检测上述X轴框架在Y轴方向上的移动位置；XY工作台，将用于把部件安装在基板上的头部单元以能够向X轴方向移动的方式搭载于上述X轴框架上，

其特征在于，具有：YL轴原点传感器以及YR轴原点传感器，其在Y轴方向上，以预定的位置关系，分别被配置在上述YL轴框架以及YR轴框架上，在X轴框架向YL轴框架以及YR轴框架上的原点移动时，分别产生检测信号；初始化单元，分别驱动上述YL轴电动机以及YR轴电动机，直到YL轴原点传感器以及YR轴原点传感器产生检测信号，并且使上述X轴框架移动到与上述YL轴框架以及YR轴框架之间确保垂直度的初始位置。

2.根据权利要求1所述的部件安装装置，其特征在于，

进行如下控制：

上述初始化单元使上述X轴框架向上述YL轴原点传感器以及YR轴原点传感器的设置方向移动；在通过上述YL轴原点传感器或YR轴原点传感器首先检测到X轴框架的时刻，通过上述位置传感器检测X轴框架在Y轴方向上的位置；对首先检测到的上述X轴框架在Y轴方向上的位置，和其后通过上述YL轴原点传感器以及YR原点传感器中的另一方检测到X轴框架的时刻的Y轴方向上的位置之间的差值，进行检测；仅让与上述另一方原点传感器侧对应的上述YL轴电动机或者YR轴电动机移动相当于上述差值的距离，并把该位置作为初始位置。

3.根据权利要求1所述的部件安装装置，其特征在于，

进行如下控制：

上述初始化单元使上述X轴框架向上述YL轴原点传感器以及YR轴原点传感器的设置方向移动；在通过上述YL轴原点传感器或YR轴原点传感器首先检测到X轴框架的时刻，通过上述位置传感器检测X轴框架在Y轴方向上的位置；对首先检测到的上述X轴框架在Y轴方向上的位置，和其后通过上述YL轴原点传感器以及YR原点传感器中的另一方检测到X轴框架的时刻的Y轴方向上的位置之间的差值，进行检测；仅让与上述另一方原点传感器对应的上述YL轴电动机或者YR轴电动机向正方向移动上述差值中的预定量的距离，其后，仅让相反侧向反方向移动从上述差值减去上述预定量的值的距离，并把该位置作为初始位置。

4.根据权利要求1、2或3所述的部件安装装置，其特征在于，

上述YL轴原点传感器与YR轴原点传感器在Y轴方向上的位置关系，预先通过垂直度测定装置来测定，并作为数据保存起来。