电子部件安装方法以及电子部件安装装置与流程

文档序号:11140105
电子部件安装方法以及电子部件安装装置与制造工艺

本发明涉及由安装头将具有突出的引线的电子部件安装在基板的电子部件安装方法以及电子部件安装装置。



背景技术:

在将电子部件安装在基板来生产电子基板的部件安装生产线中,各种种类的部件通过电子部件安装装置而被安装在基板。在这些部件中,有小型的贴片型部件、QFP等软钎焊接合在电路基板的电极面的面安装部件。除此以外,还有功率晶体管或连接器部件等具有连接用的突出的引线并通过将引线插入在形成于电路基板的安装孔而得以安装的插入部件。这样的插入部件的电子部件安装装置中的提供形态根据部件种类不同而各种各样。在收纳于托盘等并以横倒姿态来提供的情况下,或多个电子部件通过编带而连结并以竖立姿态来提供的情况下等,根据部件种类不同而部件的提供姿态不同。

并且提出一种部件插入机(例如参考专利文献1),其在插入部件以横倒姿态来提供的情况下,由于需要在安装到基板前将插入部件姿态变更到站立姿态,因此具备将横倒姿态的插入部件姿态变更到站立姿态的功能。在该专利文献所示的现有技术例中,由将部件夹住来把持的2个臂和具有吸附部件的吸附单元的连杆机构来构成保持部件的部件保持手。由该部件保持手搬运部件并将从部件提供单元取出的部件的姿态从横倒姿态变更为站立姿态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:JP特开2008-23641号公报



技术实现要素:

本发明的1个实施方式的目的在于,将具有突出的引线并以横倒姿态提供的电子部件作为对象,提供电子部件安装方法以及电子部件安装装置。

电子部件安装方法以及电子部件安装装置能由紧凑的构成的安装头变更电子部件的姿态并效率良好地安装在基板。

本发明的1个实施方式的电子部件安装方法是将从电子部件的下表面突出的引线插入于基板的插入孔来将所述电子部件安装到基板的电子部件安装方法。电子部件安装方法包含安装头准备工序、电子部件提供工序、电子部件认识工序、电子部件吸附准备工序、电子部件拾取工序、姿态变更工序、对位工序和插入工序。安装头准备工序准备安装头。安装头具有部件保持部、推杆和旋转体。部件保持部形成向下开口的吸引路,具有利用负压来在吸引路的开口端保持电子部件的吸嘴。推杆与保持于吸嘴的电子部件抵接并向基板推入。旋转体保持部件保持部和推杆,与它们一起水平旋转。在电子部件提供工序中,以横倒姿态提供电子部件。在电子部件认识工序中,认识以横倒姿态提供的电子部件的水平方向上的位置和朝向。在电子部件吸附准备工序中,使安装头移动来使开口端位于在电子部件认识工序中认识到的电子部件的上方,并使旋转体向使电子部件的下表面朝向与推杆相反方向的方向水平旋转。在电子部件拾取工序中,使部件保持部下降来在吸嘴的开口端吸附并保持横倒姿态的电子部件。在姿态变更工序中,通过使部件保持部纵旋转来将保持于开口端的电子部件变更为站立姿态。在对位工序中,通过使安装头移动,来将姿态变更为站立姿态的电子部件的引线、和插入该引线的基板的插入孔对位。在插入工序中,使推杆与站立姿态的电子部件的上表面抵接并向基板推入,从而将引线插入于基板的插入孔。

本发明的1个实施方式的电子部件安装装置是具有用于将电子部件安装到基板的安装头的电子部件安装装置,具有升降部、旋转体、旋转机构、部件保持部、姿态变更机、推杆和推杆驱动机构。安装头具有升降部,升降部通过升降机构而升降。旋转机构使相对于升降部水平自由旋转地保持的旋转体相对于升降部水平旋转。部件保持部具有与负压产生源连接的吸引路,具有利用在负压产生源产生的负压来在吸引路的开口端保持电子部 件的吸嘴。姿态变更机构安装于旋转体,变更部件保持部的姿态,以使吸嘴的开口端的朝向成为向下或朝向侧方。推杆能与保持于朝向侧方的吸嘴的电子部件抵接。推杆驱动机构驱动推杆来将保持于吸嘴的电子部件推向基板。

发明的效果

根据本发明的1个实施方式的电子部件安装方法,将具有突出的引线、以横倒姿态提供的电子部件作为对象,能用紧凑的构成的安装头将电子部件的姿态变更并效率良好地安装在基板。

根据本发明的1个实施方式的电子部件安装装置,能用紧凑的构成的安装头将电子部件的姿态变更并效率良好地安装在基板。

附图说明

图1是表示本发明的1个实施方式的电子部件安装装置的构成的立体图。

图2是本发明的1个实施方式的电子部件安装装置中的多联头的立体图。

图3是本发明的1个实施方式的电子部件安装装置中的安装头的侧视图。

图4是本发明的1个实施方式的电子部件安装装置中的安装头的主要部分侧视图。

图5是本发明的1个实施方式的电子部件安装装置中的安装头的底视图。

图6是本发明的1个实施方式的电子部件安装装置中的安装头中所用的姿态变更机构的截面图。

图7是本发明的1个实施方式的电子部件安装装置中的安装头中所用的姿态变更机构的截面图。

图8是本发明的1个实施方式的电子部件安装装置中的引线插入动作的说明图。

图9是本发明的1个实施方式的电子部件安装装置中的引线插入动作的说明图。

图10是本发明的1个实施方式的电子部件安装装置中的部件安装失误的判定方法的说明图。

图11是表示本发明的1个实施方式的电子部件安装装置的控制系统的构成的框图。

图12是表示本发明的1个实施方式的电子部件安装方法的流程图。

图13是存储于本发明的1个实施方式的电子部件安装装置的存储部的部件数据的说明图。

图14A是本发明的1个实施方式的电子部件安装方法中的电子部件认识的说明图。

图14B是本发明的1个实施方式的电子部件安装方法中的电子部件拾取的说明图。

具体实施方式

在本发明的实施方式的说明之前,先简单说明现有的装置中的问题点。作为专利文献1的插入部件的提供形态,抑制在托盘等的部件容器中以不规则的横倒姿态收纳多个部件来进行提供的方式。但若要将上述的现有技术例所示的部件保持手运用在这样的插入部件的提供形态中,则以部件保持手的构成为起因而有以下那样的不良状况。即,为了使部件保持手中所用的连杆机构具有部件的姿态变更等的搬运功能,需要多关节驱动机构等的复杂的机构。为此难以将部件保持手做成简便、紧凑的构成,在将使部件安装用的安装头紧凑作为必须要件的电子部件安装领域中,难以运用。并且,用于取出以不规则的横倒姿态提供的部件并在进行了姿态变更的基础上安装于基板的构成,没有任何公开。包括上述的先行技术在内的现有技术中,难以将以不规则的横倒姿态提供的多个插入部件作为对象,变更姿态并效率良好地执行部件安装作业。

接下来参考附图来说明本发明的实施方式。首先参考图1、图2来说明电子部件安装装置1的整体构成。在图1中,在基台2的上表面,在X方向(基板输送方向)上配设了基板输送机构3。基板输送机构3从上游侧装置(图示省略)接受部件安装对象的基板4,并使其向X方向输送,定位在以下说明的部件安装机构进行安装作业的位置并保持。

在基板输送机构3的一侧的侧方(图1中为前侧)配置第1部件提供部5以及第2部件提供部6,在另一侧的侧方配置第3部件提供部7。第1部件提供部5是提供托盘8的托盘进给器,该托盘8是以随机状态收纳横倒姿态的电子部件9的平面容器。在此,所谓「横倒姿态」,是指如下姿态:在带引线电子部件等单片中,将在安装于基板4的安装姿态下不能稳定自己站立的形状的电子部件以稳定姿态下能载置的侧面作为保持底面而收纳在托盘8中。为了将该「横倒姿态」的电子部件9安装在基板4,需要将该电子部件在垂直面内纵旋转90度来变换成向基板的安装姿态。另外在本实施方式中,设为在托盘8仅排列一层电子部件9,设为以多个电子部件9整体或部件地尽可能上下不重叠的状态提供。

第2部件提供部6是将编带(taping)而连结的多个径向引线型的电子部件10以站立姿态进行提供的径向部件进给器。在此,所谓「站立姿态」,是指与该电子部件安装于基板的安装姿态同一姿态。即,「站立姿态」的电子部件能不进行姿态变换,将该电子部件原样保持而安装在基板4。

另外,第3部件提供部7是将载带中所保持的贴片型部件等面安装部件进行提供的编带进给器。第1部件提供部5、第2部件提供部6、第3部件提供部7均将收纳的电子部件提供到以下说明的部件安装机构的多联头14的取出位置。如图2所示那样,多联头14是将多个安装头17并排而构成的多联型头,这些多个安装头17被头外罩14a封闭。

在托盘8的上方,提供部认识摄像机11使摄像方向向下地配设。本实施方式中所用的第1部件提供部5并非如一般所用的托盘进给器那样以格子状的规则排列提供取出对象的部件。第1部件提供部5成为具有托盘8的形态,该托盘8以随机状态收纳具有从下表面突出的引线9a、横倒姿态的电子部件9。在由多联头14从托盘8取出电子部件9时,基于用提供部认识摄像机11拍摄电子部件9而认识到的位置认识结果,来使多联头14所具有的安装头17相对于电子部件9个别对位。

在配置于基台2的Y方向的两端部的一对框架部12的上表面,Y轴工作台13配设在Y方向上,在架设于Y轴工作台13的X轴工作台15,在X方向上移动自由地安装多联头14。Y轴工作台13、X轴工作台15均具有线性电动机驱动的直动机构。通过驱动Y轴工作台13、X轴工作台 15,多联头14在X方向、Y方向上移动。

由此,多联头14所具有的安装头17保持从第1部件提供部5、第2部件提供部6、第3部件提供部7的任意者提供的电子部件。在定位保持于基板输送机构3的基板4以站立姿态安装这些电子部件。即,电子部件安装装置1将以横倒姿态、站立姿态等不同姿态提供的电子部件作为对象,具有将这些电子部件以站立姿态安装在基板4的功能。在上述构成中,Y轴工作台13、X轴工作台15、多联头14构成将电子部件安装在基板4的部件安装机构。

在第1部件提供部5、第2部件提供部6与基板输送机构3之间,使摄像方向向上来配设部件认识摄像机16。多联头14从第1部件提供部5、第2部件提供部6、第3部件提供部7取出电子部件。之后,通过使多联头14位于部件认识摄像机16的上方,由此部件认识摄像机16拍摄保持在多联头14的各自的安装头17的状态的电子部件。然后通过对摄像结果进行认识处理,来进行电子部件的位置认识。在将由多联头14从这些部件提供部取出的电子部件安装在基板4时,基于该位置认识结果来进行安装位置补正。

接下来参考图3、图4、图5来说明安装头17的结构。首先参考表示安装头17的侧面的图3来说明安装头17的整体构成。图3表示在多联头14中被头外罩14a覆盖的多个安装头17当中的1个的侧面。安装头17具有配设以下说明的各要素的垂直的安装基底部17a。通过将安装基底部17a与构成多联头14的底板(图示省略)结合,来将安装头17作为构成多联头14的单位安装头装入。

滑动自由地安装于在上下方向上配设在安装基底部17a的导轨18的滑块18a紧固在垂直的升降基底部19。在升降基底部19的上方,以使输出轴成为下方的姿态配设经由支架21a紧固在安装基底部17a的Z轴电动机21。在Z轴电动机21的输出轴,经由联接器22而结合进给螺杆23。进给螺杆23与结合在升降基底部19的上端部的螺母构件24螺合,通过驱动Z轴电动机21而升降基底部19升降。在支架21a配设Z轴原点传感器25。在升降基底部19的升降动作中,通过Z轴原点传感器25检测设于升降基底部19的上部的检测挡块(detection dog)26,来检测升降基底 部19的升降动作中的Z轴原点。Z轴电动机21内置编码器,根据该编码器的输出脉冲信号和Z轴原点传感器25的Z轴原点检测信号来求取升降基底部19的升降动作中的Z轴位置。

在升降基底部19的下端部结合上下贯通地设置嵌合孔20a的旋转体保持部20。在嵌合孔20a,结合了保持安装对象的电子部件9的部件保持部41的旋转体37经由轴承20b(图4)而安装,旋转体37水平自由旋转地保持在旋转体保持部20。部件保持部41具有保持电子部件9的吸嘴42,部件保持部41能通过姿态变更机构40将吸嘴42的姿态变更为向下或朝向侧方。

在升降基底部19的上部的前面(图3中朝向纸面的左侧)安装上部支架27。上部支架27向前方伸出到覆盖旋转体保持部20的上方的位置。进而在旋转体保持部20的前面安装下部支架27b。上部支架27的侧面和下部支架27b的侧面通过连结板27a连结。

在上部支架27的上表面,使杆28a(图4)朝向下方地配设推杆驱动气缸28。在杆28a结合升降连结部29,在升降连结部29卡合上下方向上贯通旋转体37的推杆30的上端部。通过驱动推杆驱动气缸28,升降连结部29和推杆30一起升降。推杆30配置在能与保持于使姿态成为朝向侧方的吸嘴42的吸附垫42a的电子部件9抵接的位置。驱动推杆驱动气缸28来使推杆30和升降连结部29一起下降。由此,能使推杆30的抵接部30a抵接并推压到保持于部件保持部41的电子部件9,将引线9a推入基板4的插入孔4a。

即,在上述构成中,推杆驱动气缸28、升降连结部29成为对推杆30进行升降驱动的推杆驱动机构。该推杆驱动机构具有驱动推杆30来将保持于吸嘴42的电子部件9推向基板4的功能。并且推杆30配置得上下贯通旋转体37。推杆30在向推杆30的旋转体37的下方突出的下端部设置与电子部件9抵接的抵接部30a,成为使推杆30的上端部与推杆驱动机构的升降连结部29结合的构成。

在升降连结部29配设电子部件9的安装判定用的挡块安装板32。在挡块安装板32和升降连结部29一起升降的升降动作中,由固定于连结板27a的安装判定用传感器31检测形成于挡块安装板32的狭缝32a、32b(参 考图10)。由此能判定电子部件9是否被正确地安装在基板。

在下部支架27b的上表面,使旋转轴33a(图4)朝向下方地配设θ轴电动机33。在与旋转轴33a结合的驱动滑轮34和与旋转体37的上端部结合的从动滑轮35悬挂皮带36。在升降基底部19设置检测固定于从动滑轮35的上表面的检测挡块39的θ轴原点传感器38。通过在旋转体37的θ旋转动作中由θ轴原点传感器38检测检测挡块39,来检测θ方向的原点。通过对θ轴电动机33进行驱动,旋转体37绕着垂直的旋转轴AX(图4)旋转。在旋转体37的旋转中,在上下贯通旋转体37而设的推杆30也一起绕着旋转轴AX水平旋转。通过设为这样的构成,能与旋转体37的朝向没有关系地恒定保持推杆30与吸嘴42的相对的位置关系。

在表示安装头17的主要部分的图4中,在升降基底部19,在垂直方向上配设导轨29f。在上下方向上滑动自由地嵌接于导轨29f的滑块29b结合构成升降连结部29的上部构件29a。推杆驱动气缸28的杆28a卡合在上部构件29a,在上部构件29a的下表面,经由滚针轴承29c以容许绕着旋转轴AX的相对旋转的状态结合下部构件29d。在形成于下部构件29d的卡合凹部29e卡合设于推杆30的上端部的卡合突起部30b。另外,前述的挡块安装板32安装在上部构件29a。

通过驱动推杆驱动气缸28,升降连结部29以及推杆30一起进行升降。这时,下部构件29d由于经由滚针轴承29c与上部构件29a结合,因此不会妨碍相对于与旋转体37一起水平旋转的推杆30的上部构件29a的相对旋转。

在上述构成中,Z轴电动机21、进给螺杆23、导轨18以及滑块18a构成升降机构,升降基底部19以及旋转体保持部20成为通过该升降机构来进行升降的升降部。θ轴电动机33、驱动滑轮34、从动滑轮35以及皮带36构成使旋转体37相对于升降部水平旋转的旋转机构。进而,上部构件29a、滑块29b、导轨29f构成通过驱动源即推杆驱动气缸28而相对于前述构成的升降部相对上下移动的副升降部。并且下部构件29d水平自由旋转地安装于该副升降部之下,成为与推杆30的上端部结合的结合部。即,本实施方式所示的推杆驱动机构成为具有前述构成的副升降部、和水平自由旋转地安装于该副升降部之下并与推杆30的上端部结合的结合部 的构成。

并且在相对于前述构成的升降部水平自由旋转地保持、通过前述的旋转机构而水平旋转的旋转体37的下部,从下表面向下方突出地安装姿态变更机构40。进而在设于姿态变更机构40的下部的输出轴66(参考图5、图6、图7)安装具有吸附保持电子部件9的吸嘴42的部件保持部41。姿态变更机构40安装于旋转体37,具有变更部件保持部41的姿态以使吸嘴42的开口端即吸附垫42a的朝向成为向下或朝向侧方的功能。

如图4所示那样,在旋转体保持部20中,在旋转体37所嵌合的嵌合孔20a(参考图3)的内周面形成第1环状流路20c、第2环状流路20d。第1环状流路20c、第2环状流路20d分别与第1连接器50、第2连接器51连通。第1连接器50、第2连接器51均经由阀组件57与正压产生源58、负压产生源59连接。在旋转体37的内部,形成在与第1环状流路20c、第2环状流路20d连通的高度位置开口的第1内部流路52、第2内部流路53。通过该构成,第1内部流路52、第2内部流路53与旋转体37的旋转方向位置没有关系地与第1环状流路20c、第2环状流路20d总是处于连通状态。

第1内部流路52与设于旋转体37的下表面的第3连接器54连通,第2内部流路53与设于姿态变更机构40的空气导入孔61a(参考图6)连通。并且第3连接器54经由管道配管56与设于部件保持部41的第4连接器55连接。在此,第3连接器54经由设于部件保持部41的吸引路41a而与吸嘴42的开口端即吸附垫42a连通。

通过驱动正压产生源58来经由阀组件、第2环状流路20d、第2内部流路53对姿态变更机构40提供正压空气,能使姿态变更机构40工作来变更部件保持部41的姿态。另外,驱动负压产生源59来经由阀组件、第1环状流路20c、第1内部流路52、第3连接器54、管道配管56、第4连接器55以及吸引路41a从吸附垫42a进行真空吸引。能用吸附垫42a通过真空吸附保持电子部件9。

即,部件保持部41具有与负压产生源59连接的吸引路41a,成为具有利用在负压产生源59产生的负压用吸引路41a的开口端即吸附垫42a来保持电子部件9的吸嘴42的形态。进而,驱动正压产生源58来经由阀 组件、第1环状流路20c、第1内部流路52、第3连接器54、管道配管56、第4连接器55以及吸引路41a从吸附垫42a将正压空气排气。由此能使吸附保持在吸附垫42a的电子部件9从吸嘴42脱离。

进而,在来自吸附垫42a的真空吸引或正压排气中,由流量传感器75(图11)检测真空吸引流量或正压排气流量,并将其与预先设定的阈值进行比较。由此能检测吸嘴42是否用吸附垫42a正常地保持电子部件9。在本实施方式中,通过在部件保持部41的部件安装动作后检测吸嘴42的部件保持状态,来判定向基板4的部件安装的正确与否。

接下来参考表示旋转体保持部20的下表面视图的图5来说明旋转体37的下表面中的部件保持部41、姿态变更机构40、推杆30的配置。在图5中,从旋转体37的下表面进一步突出设置姿态变更机构40以及推杆30,其中该旋转体37从旋转体保持部20的下表面突出。在姿态变更机构40的旋转体37中的内侧的侧面,能纵旋转地设置具有吸附垫42a的部件保持部41。在此示出使吸附垫42a成为向下(图中朝向表面)的状态、即用吸附垫42a吸附电子部件时的姿态。

在此,推杆30的抵接部30a与吸附垫42a的相对位置关系成为旋转体37的旋转中心37a位于将抵接部30a和吸附垫42a连起来的线上的中间的配置。即,将在推杆30与电子部件9抵接的抵接部30a的位置配置在从旋转体37的旋转中心37a在水平方向上远离的位置。使抵接部30a的位置成为如下形态:将成为向下的吸嘴42的开口端即吸附垫42a的中心配置于俯视观察下在与推杆30的抵接部30a之间夹着旋转体37的旋转中心37a的位置。

另外在图5所示的示例中,示出了使旋转中心37a位于将抵接部30a和吸附垫42a连起来的线上的示例,但旋转中心37a并不一定非要位于将抵接部30a和吸附垫42a连起来的线上。只要是由吸附垫42a的中心和抵接部30a在俯视观察下夹着旋转中心37a的形态即可。总之,在旋转体37的下表面,在从旋转中心37a在水平方向上向两侧远离的位置分别配置吸附垫42a的中心和抵接部30a。由此能减小相对于抵接部30a、吸嘴42的旋转中心37a的旋转半径。由此,能将部件保持部41和推杆30配置在极力紧凑的空间内,能实现平面内的占有空间小的安装头17。

接下来参考图6、图7来说明姿态变更机构40的内部结构以及功能。如图6所示那样,姿态变更机构40将上下方向上细长的矩形块形状的主体部40a作为主体。在主体部40a的内部,在长边方向上形成驱动气缸61和回程气缸62,在驱动气缸61、回程气缸62的下方形成扇型的缸体部63。在驱动气缸61、回程气缸62分别嵌合具有杆64a、67a的驱动活塞64、回程活塞67。缸体部63,在中心部自由旋转地嵌合具有水平轴的输出轴66的大致半圆形的摇摆构件65。

在驱动活塞64所嵌合的驱动气缸61的顶部设置导入驱动用的气压的空气导入孔61a。通过从空气导入孔61a将气压导入到驱动气缸61内,从而驱动活塞64下降而将驱动端部65a压低,由此摇摆构件65旋转。在与摇摆构件65结合的输出轴66安装部件保持部41。即,姿态变更机构40成为具有以水平轴的输出轴66为中心自由旋转的摇摆构件65、和通过气压向上下方向移动而使摇摆构件65旋转的驱动活塞64的构成。在与摇摆构件65一起旋转的输出轴66(参考图3、图4)安装部件保持部41。

在回程气缸62中,在回程活塞67的上部安装作为回程动作用的压缩弹簧的弹簧构件68。驱动用的气压未被导入到驱动气缸61的状态下,回程活塞67通过弹簧构件68的作用力而被压低,位于下死点。在该状态下,杆67a的下端部将摇摆构件65的回程端部65b压低,摇摆构件65位于逆时针的旋转极限,在驱动气缸61中,驱动活塞64位于上死点。并且在该状态下,与输出轴66结合的部件保持部41保持在使吸附垫42a成为向下的姿态。

图7表示在姿态变更机构40中将驱动用的气压从空气导入孔61a导入(箭头a)的状态。即,在驱动气缸61中,驱动活塞64通过气压而被驱动,从而杆64a下降(箭头b)。由此,通过摇摆构件65的驱动端部65a被压低从而摇摆构件65转动,输出轴66顺时针转动(箭头c)。由此,与输出轴66结合的部件保持部41将吸附垫42a姿态变更为朝向侧方的姿态。与此同时,在回程气缸62内,通过回程端部65b而杆67a被抬升(箭头d),通过回程活塞67而弹簧构件68被压缩。然后停止来自空气导入孔61a的气压的导入,由此通过弹簧构件68的弹力而回程活塞67被压低。由此,姿态变更机构40回到图6所示的状态,部件保持部41成 为使吸附垫42a向下的姿态。

接下来参考图8、图9、图10来说明安装头17的电子部件9的安装动作以及安装失误检测。首先,图8表示使由部件保持部41的吸附垫42a吸附保持电子部件9的状态下的安装头17相对于安装对象的基板4移动、使电子部件9的引线9a对位在基板4的插入孔4a的状态。这时,引线9a未插入在插入孔4a内,而是处于引线9a的下端部对位在插入孔4a的正上方的状态。然后,由推杆驱动气缸28驱动的推杆30位于上升位置,下端部的抵接部30a位于从电子部件9隔离的位置。然后,通过由安装判定用传感器31检测形成于挡块安装板32的下端部的上升位置检测用的第2狭缝32b(参考图10)来确认该状态。

接下来,图9表示将引线9a插入于基板4的插入孔4a而电子部件9的安装完成的状态。即,驱动推杆驱动气缸28使推杆30下降(箭头e),使抵接部30a抵接并推压由吸附垫42a吸附保持的状态的电子部件9的上表面。由此,保持于吸附垫42a的状态的电子部件9以站立姿态不变地向下方向滑动,引线9a被完全推入到基板4的插入孔4a内。由此向电子部件9的基板4的安装完成。这时,通过由安装判定用传感器31检测形成于与升降连结部29一起下降的挡块安装板32的用于安装成功检测的第1狭缝32a(参考图10),来检测安装成功。

在此说明通过安装判定用传感器31和挡块安装板32进行的安装判定。如图8、图9所示那样,在通过推杆驱动气缸28而与推杆30一起升降的升降连结部29配设图10所示的挡块安装板32。在挡块安装板32,从上侧起形成第1狭缝32a、第2狭缝32b这2个狭缝。下侧的第2狭缝32b是用于确认处于图8的(a)所示的状态、即推杆30位于上升位置这一情况的狭缝。安装判定用传感器31通过检测第2狭缝32b来检测推杆30位于上升位置这一情况。

上侧的第1狭缝32a是与抵接部30a抵接在正常安装的电子部件9的状态下的安装判定用传感器31的检测位置对应的狭缝。通过安装判定用传感器31检测第1狭缝32a,来检测推杆30将电子部件9推入而引线9a正常插入于插入孔4a这一情况。

参考图10来说明安装成功、安装失败的图形例。图10的(a)表示 通过由推杆30的抵接部30a将电子部件9对基板4推压而引线9a完全插入于插入孔4a从而安装成功的示例。在该情况下,安装判定用传感器31的检测光轴31a与挡块安装板32的第1狭缝32a一致,从而安装判定用传感器31检测到透光,判定为部件安装成功。

与此相对,在图10的(b)中,引线9a相对于插入孔4a位置偏离的结果,即使由推杆30的抵接部30a将电子部件9对基板4推压,引线9a也不能插入于插入孔4a内。在该情况下,安装判定用传感器31的检测光轴31a处于挡块安装板32中不存在狭缝的遮光位置,不输出透光信号,判定为部件安装失败。

另外在图10的(c)中,示出在部件保持部41未保持要安装的电子部件9的状态下使推杆30下降的状态。在该情况下,由于不存在要推入的电子部件9,因此推杆30下降到正常的抵接位置的下方。其结果,挡块安装板32下降到相对于安装判定用传感器31的检测光轴31a而第1狭缝32a在下方超出的位置。在该情况下,安装判定用传感器31的检测光轴31a也位于挡块安装板32中不存在狭缝的遮光位置,不输出透光信号,判定为部件安装失败。

另外,上述的电子部件9的安装失误检测处理由电子部件安装装置1所具有的安装失误检测部72(参考图11)执行。即,安装失误检测部72通过检测推杆驱动机构用推杆30将保持于部件保持部41的电子部件9推向基板4时的推杆30的位置,来检测电子部件9的安装失误。在此,推杆30的位置的检测通过挡块安装板32进行。在挡块安装板32,在给定位置形成第1狭缝32a、第2狭缝32b。配置于升降连结部29而与推杆30一起升降,由挡块安装板32检测安装判定用传感器31的检测光轴31a是成为遮光状态,还是成为透光状态。

接下来参考图11来说明控制系统的构成。在图11中,电子部件安装装置1具有内置存储部71、安装失误检测部72的控制部70。在控制部70连接操作/输入部73,由操作/输入部73进行用于使电子部件安装装置1运转的操作命令的输入、向存储部71的数据输入。在存储部71中存储电子部件安装装置1所进行的部件安装作业中需要的动作程序和与成为安装对象的电子部件相关的部件信息等。在此,在存储部71中所存储的部件 信息中,如图13所示那样包含与电子部件9的侧面中的吸附目标位置PC相关的信息。

在该部件信息中,规定了将安装头17对位在该电子部件而用吸嘴42吸附电子部件9的侧面时的吸附目标位置PC。在图13所示的示例中,作为电子部件9的特征点,在电子部件9中,定义了设置引线9a的下表面9b的相反面即上表面9c的2个端点P1。然后,设定从2个端点P1的中点PM向电子部件9的中心部隔开根据部件种类而适宜设定的给定尺寸D的点,作为吸附目标位置PC。在由安装头17取出以横倒姿态收纳在第1部件提供部5的托盘8的电子部件9时,将安装头17对位,使得由吸嘴42吸附上述的吸附目标位置PC。

控制部70与基板输送机构3、第1部件提供部5、第2部件提供部6、第3部件提供部7、X轴工作台15、Y轴工作台13连接。进而,控制部70与构成安装头17的Z轴电动机21、θ轴电动机33、气压回路74连接。气压回路74是进行用于使安装头17的各部工作的正压赋予或用于进行真空吸引的流体回路。气压回路74与正压产生源58、负压产生源59连接。

通过由控制部70对气压回路74进行控制,对部件保持部41、姿态变更机构40、推杆驱动气缸28在需要的定时提供正压或负压。由此执行部件保持部41的吸嘴42所进行的部件吸附、姿态变更机构40所进行的部件保持部41的姿态变更、推杆驱动气缸28所进行的推杆30的压低动作。介于直至部件保持部41的流路之间设置流量传感器75,将流量传感器75的流量测量结果传达给控制部70的安装失误检测部72。

在上述的部件安装动作中,基于存储于存储部71的各种程序和数据,由控制部70控制上述的各部。由此,执行电子部件安装装置1中输送基板4的基板输送动作;由安装头17从第1部件提供部5、第2部件提供部6、第3部件提供部7取出电子部件并安装在基板4的部件安装作业。在这些作业的控制中,参考从设于安装头17的安装判定用传感器31、Z轴原点传感器25、θ轴原点传感器38传达到控制部70的检测结果。

由控制部70所内置的图像认识功能对提供部认识摄像机11、部件认识摄像机16的摄像结果进行认识处理。通过对提供部认识摄像机11的摄像结果进行认识处理,来认识随机状态下以横倒姿态收纳在托盘8的多个 电子部件9。由此取得各个电子部件9在水平面内的方向和应由吸嘴42吸附的吸附目标位置PC(参考图13)。另外通过对部件认识摄像机16的摄像结果进行认识处理,取得由安装头17保持的状态的电子部件9和电子部件10的引线的位置。

接下来说明安装失误检测部72的功能。在本实施方式所示的电子部件安装装置1中,能对应于成为安装对象的电子部件的种类来区别使用2个种类的安装失误检测方法。即,在安装失误检测部72设定安装失误检测部和第2安装失误检测部。第1安装失误检测部将由第1部件提供部5提供的电子部件9作为对象,检测用推杆30将保持于部件保持部41的电子部件9推向基板4时的推杆30的位置,由此检测有无电子部件9的安装失误。第2安装失误检测部将由第2部件提供部6提供的电子部件10作为对象,检测安装电子部件10后的吸嘴42的开口端即吸附垫42a中有无电子部件10,由此检测电子部件10的安装失误。

吸附垫42a中有无电子部件10通过将流量传感器75的流量测量结果与预先设定的阈值进行比较来进行。另外,作为流量传感器75的流量测量结果,也可以使用在部件吸引动作中从吸附垫42a真空吸引的状态下的真空吸引流量。或者也可以使用在部件脱离动作中从吸附垫42a正压排气的状态下的正压排气流量。

本实施方式所示的电子部件安装装置1如上述那样构成,以下说明电子部件安装装置1所进行的部件安装动作。首先,在上述构成的电子部件安装装置1中,说明了将第1部件提供部5、第2部件提供部6作为部件取出对象来进行部件安装作业的示例。即在这里所示的示例中,配置于多联头14的安装头17将从第1部件提供部5提供的电子部件9或从第2部件提供部6提供的电子部件10保持,并以站立姿态安装在基板4。

安装头17如前述那样具有部件保持部41、姿态变更机构40和推杆30,在部件安装作业之前准备上述构成的安装头17(安装头准备工序)。接下来,准备以横倒姿态提供电子部件9的第1部件提供部5和以站立姿态提供电子部件10的第2部件提供部6(部件提供部准备工序)。然后在部件安装作业的执行时,通过控制部70对安装头17进行控制来使以下的动作进行。

即,在将从第1部件提供部5提供的电子部件9安装到基板4的情况下,在使开口端即吸附垫42a朝下的吸嘴42保持横倒姿态的电子部件9。之后,由姿态变更机构40使吸附垫42a成为朝向侧方,由此将保持于吸附垫42a的电子部件9变更为站立姿态。进而,用推杆30将保持于朝向侧方的吸附垫42a的站立姿态的电子部件9推入基板4来进行安装(第1电子部件安装工序)。

另外,在将从第2部件提供部6提供的电子部件10安装到基板4的情况下,在使开口端即吸附垫42a朝下的吸嘴42保持站立姿态的电子部件10。进而将在使吸附垫42a朝下的吸嘴42保持的站立姿态的电子部件10安装到基板4(第2电子部件安装工序)。

并且在上述的电子部件安装工序中,在第1电子部件安装工序中检测到从第1部件提供部5提供的电子部件9的安装失误的情况下,在设定在安装失误检测部72的第1安装失误检测部进行检测(第1安装失误检测工序)。即,通过检测第1电子部件安装工序中的推杆30的位置来检测有无电子部件9的安装失误。并且在第2电子部件安装工序中检测到从第2部件提供部6提供的电子部件10的安装失误的情况下,在设定在安装失误检测部72的第2安装失误检测部进行检测(第2安装失误检测工序)。即,通过在第2电子部件安装工序后检测吸嘴42的吸附垫42a上有无电子部件10,来检测电子部件的安装失误。

接下来参考图12来说明本实施方式所示的电子部件安装装置1的电子部件安装方法。在此,将电子部件安装装置1中由第1部件提供部5提供的电子部件9的从其下表面突出的引线9a插入于基板4的插入孔4a中,从而将该电子部件9安装在基板4,以这样的电子部件安装方法为对象进行了说明。

首先在电子部件安装作业的开始之前准备安装作业执行所需的安装头17(安装头准备工序)。在此,如图3、图4所示那样,准备具有部件保持部41、姿态变更机构40、推杆30和旋转体37的安装头17。然后,配合此以横倒姿态提供电子部件9(电子部件提供工序)。即,在第1部件提供部5中准备在随机状态下以横倒姿态收纳电子部件9的托盘8。由此成为能执行电子部件安装作业的状态。

若开始电子部件安装作业,则首先执行电子部件摄像(ST1)。即,由提供部认识摄像机11从上方拍摄托盘8内的随机状态的多个电子部件9当中成为安装作业的对象的电子部件9。由此取得图14A所示的图像。在此示出托盘8内的多个电子部件9当中电子部件9(1)、(2)、(3)、(4)这4个电子部件9成为摄像对象的示例。

接下来将取得的图像作为对象来执行电子部件认识(ST2)。即,认识以横倒姿态提供的电子部件9的水平方向上的位置和朝向(电子部件认识工序)。在在此所示的示例中,将在分别不同的水平方向上载置的电子部件9(1)、(2)、(3)、(4)这4个电子部件9作为对象。通过认识处理来取得电子部件9的引线9a所延伸一侧的面即下表面9b、以及水平方向的朝向(与下表面9b正交的方向角)、由图13所示的定义规定的吸附目标位置PC。

接下来,基于图14A中所取得的位置认识结果来进行使安装头17移动的吸附位置移动(ST3)。在此示出在使多联头14从第1部件提供部5向基板4移动的1次的安装动作回合中,将配置于多联头14的多个安装头17依次对位在电子部件9的示例。即,使多联头14的多个安装头17依次移动,使得在各个安装头17中,开口端即吸附垫42a位于电子部件认识工序中所认识的多个电子部件9的上方。和移动一起,使旋转体37向使在电子部件9中、引线9a突出的下表面9b朝向与推杆30相反方向的方向水平旋转(电子部件吸附准备工序)。

这时,读出电子部件吸附准备工序之前存储于存储部71的部件信息(图13),参考与电子部件9的侧面上的吸附目标位置PC相关的信息(部件信息参考工序)。然后在电子部件吸附准备工序中,使安装头17移动,使得吸嘴42的开口端即吸附垫42a正确地位于吸附目标位置PC的上方。

图14B表示将多联头14所具有的安装头17(1)、(2)、(3)、(4)依次对位在图14A所示的4个电子部件9(1)、(2)、(3)、(4)时的状态。例如,在将安装头17(1)对位在电子部件9(1)时,使安装头17(1)的吸附垫42对位在电子部件9(1)的吸附目标位置PC。与此同时,将安装头17(1)对位,以使推杆30以及旋转中心37a位于穿过吸附目标位置PC向下表面9b垂直的直线上,且吸附目标位置PC和推杆30 位于夹着旋转中心37a的位置。

接下来执行电子部件拾取(ST4)。在此,首先由上述的安装头17(1)进行电子部件9(1)拾取。即,在安装头17(1)中驱动Z轴电动机21使部件保持部41下降,在吸嘴42的吸附垫42a吸附横倒姿态的电子部件9(1)的吸附目标位置PC并保持(电子部件拾取工序)。然后,反复执行该电子部件拾取工序直到对在该部件安装回合预定的全部电子部件9完成为止(ST5)。即,由后续的安装头17(2)、(3)、(4)同样地依次拾取电子部件9(2)、(3)、(4)。

接下来进行部件保持部41的姿态变更(ST6)。即,在将电子部件9拾取并保持的各个安装头17中,用姿态变更机构40使部件保持部41纵旋转。由此,将通过吸附而保持在吸附垫42a的电子部件9变更为使引线9a突出的下表面9b朝向下方的站立姿态(姿态变更工序)。

接下来进行引线摄像。即,使多联头14向部件认识摄像机16的上方移动,在此,由部件认识摄像机16从下方拍摄以站立姿态保持在多联头14的各安装头17的电子部件9的引线9a(ST7)。接下来进行引线认识。即,由控制部70中内置的认识处理功能来认识通过摄像而取得的图像,由此在各电子部件9中认识引线9a的位置(引线认识工序)(ST8)。

之后进行安装头17的定位(ST9)。即,使多联头14向基板4的上方移动,将多联头14所具有的多个安装头17依次对位在基板4的部件安装位置,来执行部件安装动作。在此,首先通过使安装头17(1)移动,来将姿态变更为站立姿态的电子部件9的引线9a、和插入引线9a的基板4的插入孔4a(参考图8、图9)对位(对位工序)。该对位工序基于姿态变更工序之后执行的引线认识工序中认识的引线9a的位置来进行。

另外,电子部件9所具有的引线9a为多个,在由部件保持部41的吸附垫42a吸附保持的状态下,这些多个引线9a所并排的方向如图14A、图14B所示那样,根据各电子部件9而不同。为了将这样的状态的引线9a插入于基板4形成在给定的方向上的插入孔4a,从而将电子部件9正确地安装在基板4,需要使多个引线9a的列方向与对应的插入孔4a的列方向一致。为此,在前述的对位工序中,通过使旋转体37绕着旋转中心37a水平旋转,来使引线9a的列方向与插入孔4a的列方向一致。

接下来进行引线预备插入(ST10)。在此,在将引线9a和插入孔4a对位的对位工序与以下说明的插入工序之间,使部件保持部41向基板4下降,仅将站立姿态的电子部件9的引线9a的下端插入于基板4的插入孔4a(预备插入工序)。之后进行引线插入(ST11)。即,使推杆30与站立姿态的电子部件9的上表面抵接并向基板4推入,将引线9a完全插入于基板4的插入孔4a(插入工序)。

接下来进行安装失误判定(ST12)。在此,在插入工序之后,检测推杆30的位置来判定有无电子部件安装的安装失误(安装失误判定工序)。该安装失误的判定用图10所示的方法进行。在此,在判定为是安装失误(参考图10的(b)、图10的(c)所示的安装失误例)的情况下,成为错误报知和装置停止(ST13)。即,用电子部件安装装置1所具有的报知灯、报知画面等报知单元(图示省略)来报知发生安装失误的意思,从而进行装置停止。

在(ST12)中判定为没有安装失误的情况下另外(ST13)中执行了给定的处置从而装置运转重开后,将多联头14所具有的下一安装头17作为对象,反复执行(ST9)以后的作业处理(ST14)。然后,通过在(ST14)确认到针对该多联头14中的安装作业对象的安装头17的全部作业结束,而结束电子部件安装作业。

如上述说明的那样,在本实施方式所示的电子部件安装装置1中,在将带引线的电子部件9姿态变更从而安装到基板4的安装头17中具有姿态变更机构40。姿态变更机构40利用负压来变更具有保持电子部件9的吸嘴42的部件保持部41的姿态,使得吸嘴42的吸附垫42a成为向下或朝向侧方。进而构成为,通过用推杆30将保持于朝向侧方姿态的吸嘴42的电子部件9推向基板4来将引线9a插入,进而将姿态变更机构40安装在相对于通过升降机构进行升降的升降部水平自由旋转的旋转体37。由此,能由紧凑的构成的安装头17将电子部件9的姿态变更来安装在基板4。

另外在本实施方式所示的电子部件安装装置1以及电子部件安装方法中,在由共通的安装头17将由第1部件提供部5以横倒姿态提供的电子部件9以及从第2部件提供部6提供的站立姿态的电子部件10安装在基板4的电子部件安装中,如以下那样使安装头17工作。在将以横倒姿态 提供的电子部件9安装的情况下,由向下的吸嘴42保持横倒姿态的电子部件9。在保持后,将通过用姿态变更机构40使吸嘴42成为朝向侧方而被变更为站立姿态的电子部件9用推杆推向基板4来安装。在将以站立姿态提供的电子部件10安装的情况下,在向下的吸嘴42保持站立姿态的电子部件10并将不变的站立姿态的电子部件10安装在基板4。由此,能取出以不同姿态提供的多个种类的电子部件9、10,根据需要变更电子部件的姿态,从而效率良好地安装在基板4。

进而在通过本实施方式所示的电子部件安装装置1将具有从下表面突出的引线9a的电子部件9安装在基板4的电子部件安装方法中,认识以横倒姿态提供的电子部件9的水平方向上的位置和朝向。进而使安装头17移动,使得安装头17的吸嘴42位于电子部件9的上方。和移动一起,使旋转体37向使电子部件9的下表面朝向与推杆相反方向的方向水平旋转。进而,使部件保持部41下降来用吸嘴42吸附并保持横倒姿态的电子部件9,使部件保持部41纵旋转来将所保持的电子部件9变更为站立姿态。将姿态变更为站立姿态的电子部件9的引线9a和插入引线9a的基板4的插入孔4a对位。进而,使推杆30与站立姿态的电子部件9的上表面抵接并推向基板4,来将引线9a插入于基板4的插入孔4a。由此,将具有突出的引线9a、以横倒姿态提供的电子部件9作为对象,能由紧凑的构成的安装头17将电子部件9的姿态变更并效率良好地安装到基板4。

本发明的电子部件安装方法将具有突出的引线、以横倒姿态提供的电子部件作为对象,具有能由紧凑的构成的安装头将电子部件的姿态变更并效率良好地安装到基板这样的效果。在将电子部件用安装头安装在基板的领域中有用。

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