专利名称：元件安装设备及安装元件的方法
技术领域：
本发明涉及元件安装设备，以及用于保持和拾取由头单元从元件供送单元供送的多个元件，并将每个被保持的元件安装在板上的方法；具体地说，涉及一种元件安装设备及安装元件的方法，用以通过控制元件供送单元的元件供给操作，并在互相校正它们的同时，控制保持和拾取所述头单元的动作，实现元件安装。
背景技术：
历来，作为这类元件安装设备及安装元件的方法已知有多种类型。作为多种元件安装设备的一种举例，图18示出的说明性示意图表示普通元件安装设备500的示意结构(比如参见日本已审专利申请公告No.2940193)。
如图18所示，参考标号501代表旋转头，作为这种头单元的一个例子，沿着这个旋转头501的圆周方向设置多个转换头502。另外，每个转换头502都设有喷嘴503，能够借助真空以可放开的方式吸住并保持元件P，比如电子元件。还给旋转头501设置电机M1，作为驱动电机，能够受电机M1驱动而旋转。每个喷嘴503能够随着旋转头501的电机M1的驱动而被举起。
再有，如图1 8所示，元件安装设备500设有X-Y工作台504，以可放开的方式把板514保持在它的机械台(未示出)上，并沿所示的X轴方向与Y轴方向在被保持的状态下移动板514，从而使所述板能够被对准在具有由旋转头501的各喷嘴503所保持的元件P的位置。另外，所述X-Y工作台504设有X电机MX，它能够沿所示X轴方向执行受电机驱动的运送动作，还设有Y电机MY，它能够沿所示Y轴方向执行受电机驱动的运送动作。
此外，如图18所示，元件安装设备500还设有元件供送单元505，能够供送多个要安装到板514上的元件，同时能够由各喷嘴503拾取这些元件。这一元件供送单元505还设有多个部件送给器508(图18中只示出一个部件送给器508)，比如带状送给器，它提供(即送给)载运带上提供的多个元件P，并使各元件能够被拾取；还设有滑动基座506，用以与部件送给器508一起沿着Y方向移动工作台507，所述部件送给器508被置于移动工作台507上。此外，滑动基座506设有沿所示X方向布置的滚珠螺纹轴部件509；螺母部件(未示出)，它与所述滚珠螺纹轴部件509啮合，并被固定在工作台507下部；以及电机M2，它绕着滚珠螺纹轴部件509的轴心以旋转的方式驱动该滚珠螺纹轴部件509。采用这样的结构，可以借由滑动基座506上的电机M2，通过旋转地驱动滚珠螺纹轴部件509，使工作台507移动，沿着Y轴的方向前进和后退，并可使所需的部件送给器508上的元件P停止于喷嘴503的拾取位置。
此外，给元件安装设备500设置真空单元510，而且真空单元510通过管子511并借助接通和断开电磁阀512而与每个喷嘴503联系，可由真空吸力保持元件P以及从在喷嘴503端部的被保持状态释放开。
再有，还可给所述元件安装设备500设置控制单元513，实行集中控制，控制电机M1，用以对旋转头501的移动控制；控制真空单元510和电磁阀512；控制电机MX和MY，用以对X-Y工作台504的移动控制；以及控制电机M2，用以对元件供送单元505的移动控制，并彼此修正它们。元件安装设备500各个结构部件的工作都受控制单元513的控制，实现元件的安装操作使旋转头501旋转的同时，通过真空吸住、借助喷嘴503保持和拾取来自部件送给器508的元件P，然后再将该元件P相对传送到板514上，通过释除真空吸力状态放开保持，把元件P安装到板514上。作为元件安装设备500的控制单元513，通过一个控制单元用来集中实行对多个结构部件动作控制的控制系统通常称为“集中控制系统”。
近年来，已经开发出对元件安装设备的每个结构部件的移动控制，并根据元件安装的多样化和元件安装精度的提高，而使其变的复杂，而且，要求控制单元513也能够精确地改进对采用上述集中控制系统之元件安装设备500的复杂控制。
然而，随着对元件安装过程中控制的发展和复杂化，在装置研制过程中，尽管最有效的是确定各个结构部件在早期阶段的基本操作、各种操作性能等，以及此后确认整个元件安装设备的控制性能，但仍有如上述那样采用集中控制系统。因此，在控制单元513中难于分开对每个结构部件的控制软件等，这很不利地成为阻碍缩短研制周期的因素。如上所述，如果不能缩短研制周期，就不可能提供以短周期能够解决元件安装设备的用户需求变化的装置。
另外，大部分情况下，都是使元件安装设备500的各结构部件受到彼此并行地协同控制。这这样的情况下，随着有如上述的控制发展和复杂化，使整个控制单元513的控制增多，可能会损害处理速度的提高，而且有时还会造成控制速度的下降和控制速度的改变。这会不利地成为阻碍元件安装期间提高控制能力的因素。
发明内容
于是，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种带控制系统的元件安装设备和安装元件的方法，在保持和拾取多个元件并将每个所保持的元件安装到板上的元件安装期间，所述控制系统能够提高所述头单元、元件供送单元等的各结构部件的移动控制能力，所述的个元件是借助头单元自元件供送单元供送的；并且能缩短元件安装控制的开发周期。
在实现这些以及其它的各种方案中，按照本发明的第一方面，提供一种元件安装设备，它包括元件供送单元，它实行送给多个元件的元件供送操作，以便能够拾取各元件；头单元，有多个元件保持部件，用来以可放开的方式保持各元件，以实行元件保持和拾取操作，从而由一个或多个元件保持部件保持和拾取来自元件供送单元的元件，把这些元件安装到板上；头单元控制部分，控制头单元的元件保持和拾取操作；元件供送单元控制部分，控制元件供送单元的元件供送操作；以及主控制部分，把为在头单元控制部分和元件供送单元控制部分中实行各种操作所用的操作程序处方(recipe)传送给所述头单元控制部分和元件供送单元控制部分；
其中，所述头单元控制部分的动作可以根据所传送的处方实行元件保持和拾取操作，而所述元件供送单元控制部分的动作可以根据所传送的处方实行元件供送操作。
按照本发明的第二方面，提供一种有如上述第一方面限定的元件安装设备，其中，为头单元设置所述头单元控制部分，并为元件供送单元设置所述元件供送单元控制部分。
按照本发明的第三方面，提供一种有如上述第一方面限定的元件安装设备，其中，所述头单元控制部分根据所传送的处方，可以操纵实行元件保持和拾取操作，并且它可以根据所述实施，操纵把时间信号传送给元件供送单元控制部分；以及所述元件供送单元控制部分根据所传送的处方和时间信号完成元件供送操作。
按照本发明的第四方面，提供一种有如上述第三方面限定的元件安装设备，其中，所述元件供送单元控制部分根据所实行的元件供送操作，可以操纵把时间信号传送给头单元控制部分，以及所述头单元控制部分根据所传送的时间信号和处方完成元件保持和拾取操作。
按照本发明的第五方面，提供一种有如上述第一方面限定的元件安装设备，其中，所述装置进一步包括头移动单元，它实行头移动操作，沿着大致与板的表面平行的方向移动所述头单元；以及移动单元控制部分，控制所述头移动单元的头移动操作；其中，所述主控制部分可以操纵将移动单元控制部分中实施头移动操作的处方传送给移动单元控制部分；以及所述移动单元控制部分根据所传送的处方可以操纵实行头移动操作。
按照本发明的第六方面，提供一种有如上述第五方面限定的元件安装设备，其中，给所述头移动单元设置所述移动单元控制部分。
按照本发明的第七方面，提供一种有如上述第五方面限定的元件安装设备，其中，所述头单元控制部分根据所实施的操作可以操纵把时间信号传送给移动单元控制部分；并且所述移动单元控制部分根据所传送的处方和时间信号操作，可以操纵完成所述头移动操作。
按照本发明的第八方面，提供一种有如上述第七方面限定的元件安装设备，其中，所述移动单元控制部分根据所实行的头移动操作，可以操纵把时间信号传送给所述头单元控制部分；并且所述头单元控制部分根据所传送的时间信号和处方，可以操纵完成元件保持和拾取操作。
按照本发明的第九方面，提供一种有如上述第五方面限定的元件安装设备，其中，所述头单元可以操纵实行元件按照操作，用以通过放开关于板的保持，而安装由一个或多个元件保持部件所保持的一个或多个元件；所述主控制部分可以操纵把实行元件安装操作所用的处方传送给所述头单元控制部分，并且可以操纵把为元件安装操作而实行的头移动操作所用的处方传送给所述移动单元控制部分；所述头单元控制部分根据所传送的处方，可以操纵实行元件安装操作，并且，所述移动单元控制部分根据所传送的处方，可以操纵为元件安装操作而实行的头移动操作。
按照本发明的第十方面，提供一种有如上述第九方面限定的元件安装设备，其中，所述头单元控制部分根据所传送的处方，可以操纵实行元件安装操作，并且，根据所实行的操作，可以操纵把时间信号传送给所述移动单元控制部分；以及所述移动单元控制部分根据所传送的处方和时间信号，可以操纵完成为元件安装操作所用的头移动操作。
按照本发明的第十一方面，提供一种有如上述第三方面限定的元件安装设备，其中，用以执行元件保持和拾取操作的处方包括执行元件保持准备操作的操作程序，沿着大致垂直于板表面的方向，把头单元中用以保持一个或多个元件的一个或多个元件保持部件下移到元件保持等待高度的位置；以及执行元件保持主操作的操作程序，把一个或多个元件保持部件从所述元件保持等待高度的位置进一步下移，并保持一个或多个元件，所述元件能够在元件供送单元中被一个或多个元件保持部件所拾取；以及所述头单元控制部分根据所述处方通过传送时间信号，可以操纵使元件供送单元控制部分判别元件保持准备操作的完成。
按照本发明的第十二方面，提供一种有如上述第十一方面限定的元件安装设备，其中，所述元件供送单元包含多个元件拾取位置，所述各元件被布置在所述各位置处，使得能够由元件保持部件拾取；用以执行元件供送操作的处方包括执行元件供送准备操作的操作程序，传送元件供送单元中的各元件，以使所述各元件定位于元件拾取位置；以及执行元件供送主操作的操作程序，把所传送的各元件放在可由元件保持部件拾取各元件的状态中；元件供送单元控制部分根据所述处方，可以操纵实行元件供送准备操作，以根据来自所述头单元控制部分的处方和时间信号，完成元件供送主操作，并且通过把时间信号传送给头单元控制部分，使头单元控制部分判别元件供送主操作的完成。
按照本发明的第十三方面，提供一种有如上述第三或第七方面限定的元件安装设备，其中，所述头单元控制部分根据每个元件保持部件沿着大致垂直于板表面的方向的升高位置，可以操纵传送所形成的多个时间信号。
按照本发明的第十四方面，提供一种有如上述第五方面限定的元件安装设备，其中，所述主控制部包括
处方形成部分，它形成每个处方；处方传送部分，它传送所形成的每个处方。
按照本发明的第十五方面，提供一种有如上述第十四方面限定的元件安装设备，其中，所述头单元控制部分、元件供送单元控制部分或移动单元控制部分可以操纵把在每个处方的基础上实行操作时发生错误的信息传送给所述主控制部分；在主控制部分中，处方形成部分根据所传送的错误信息，可以操纵修正与出自所传送的处方的错误信息有关的处方，以及处方传送部分，可以操纵传送已修正的处方，从而能由所修正的处方代替已经传送的处方。
按照本发明的第十六方面，提供一种有如上述第三方面限定的元件安装设备，其中，所述元件供送单元包含多个元件拾取位置，这些位置以固定的间隔排列成直线，并将各元件布置成使得能够由元件保持部件所拾取；沿着各元件拾取位置排布的方向，以头单元中固定间隔整数倍的固定间隔排布所述各元件保持部件；以及从主控制部分传送给元件供送单元控制部分的元件供送操作用的处方至少包含一个或多个元件拾取位置的位置信息，在所述位置处实行所述元件供送操作。
按照本发明的第十七方面，提供一种有如上述第十六方面限定的元件安装设备，其中，从所述主控制部分传送给头单元控制部分的元件保持和拾取操作用的处方至少包含能够判别一个或多个在其中实行元件保持和拾取操作之元件保持部件的信息，和一个或多个在该处实行元件供送操作之元件拾取位置的位置信息。
按照本发明的第十八方面，提供一种有如上述第五方面限定的元件安装设备，其中，从所述主控制部分传送给移动单元控制部分的头移动操作用的处方至少包含一个或多个元件保持部件在大致沿着板表面的方向的移动位置的位置信息，在所述板处实行元件保持和拾取操作，或者实行元件安装操作。
按照本发明的第十九方面，提供一种有如上述第十八方面限定的元件安装设备，其中，从所述主控制部分传送给头单元控制部分的元件安装操作用的处方至少包含能够判别一个或多个元件保持部件的信息；借由所述元件保持部件实行元件保持和拾取操作或者实行元件安装操作。
按照本发明的第二十方面，提供一种元件安装设备，它包括，元件供送单元，实行提供多个元件的元件供送操作，以便能够拾取各元件；头单元，它有多个元件保持部件，以可放开的方式保持各元件，以实行元件保持和拾取操作，从而由一个或多个元件保持部件保持和拾取来自元件供送单元的元件，把这些元件安装到板上；头单元控制部分，它控制头单元的元件保持和拾取操作；主控制部分，把为在头单元控制部分中实行元件保持和拾取操作所用操作程序的处方传送给所述头单元控制部分，并控制元件供送单元中的元件供送操作；其中，所述主控制部分可以操纵完成元件供送操作，并可操纵传送元件供送单元中的元件供送操作；所述头单元控制部分根据所传送的处方可以操纵完成所述元件保持和拾取操作。
按照本发明的第二十一方面，提供一种有如上述第二十方面限定的元件安装设备，其中，给所述头单元设置头单元控制部分。
按照本发明的第二十二方面，提供一种安装元件的方法，用以实行元件供送操作，以从元件供送单元中提供多个元件，使这些元件能够被拾取；并在头单元中实行元件保持和拾取操作，拾取来自元件供送单元的元件，把这些安装安装到板上，所述头单元具有多个元件保持部件。所述元件保持部件利用一个或多个元件保持部件以可放开的方式保持各元件；所述方法包括如下步骤
接收元件保持和拾取操作程序的处方，实行在头单元中的元件保持和拾取操作，同时根据所接收的处方实行所述元件保持和拾取操作，以及根据所实施的操作把时间信号传送给部件送给单元；并且接收元件元件供送操作程序的处方，在元件供送单元中实行元件供送操作，并根据所接收的处方和自头单元传送来的时间信号，完成元件供送操作。
按照本发明的第二十三方面，提供一种有如上述第二十二方面限定的安装元件的方法，其中，在设有头单元及元件供送单元的元件安装设备主体侧上，形成元件保持和拾取操作的处方和元件供送操作的处方当中的每一个；并且从元件安装设备主体侧，将所形成的每个处方传送给所述头单元及元件供送单元。
按照本发明的第二十四方面，提供一种有如上述第二十二方面限定的安装元件的方法，其中，在元件供送单元中所述实施期间，把在根据处方实行元件供送操作基础上的时间信号传送给所述头单元；并且还根据自元件供送单元传送来的时间信号，在头单元中实行元件保持和拾取操作。
按照本发明的第二十五方面，提供一种有如上述第二十二方面限定的安装元件的方法，其中，还包括有效步骤在头移动单元中实行头移动操作，将所述头单元移动到板上方的一个位置，所述头移动单元沿着大致平行于板表面的方向移动所述头单元；并且实行元件安装操作，把由一个或多个元件保持部件所保持的一个或多个元件安装到板上；从而，在所述头单元中接收用来实行元件安装操作元件安装操作处方；根据所接收的处方实行元件安装操作，并基于这种实施把时间信号传送给所述头移动单元；以及在所述头移动单元中，接收用来实行头移动操作的头移动操作处方，并根据所接收的处方和自所述头单元传送的时间信号，完成所述头移动操作。
按照本发明的第二十六方面，提供一种有如上述第二十五方面限定的安装元件的方法，其中，在所述元件安装设备主体侧上，形成元件安装操作的处方和头移动操作的处方当中的每一个；并且将所形成的每个处方从元件安装设备主体侧传送给所述头单元及头移动单元。
按照本发明的第二十七方面，提供一种有如上述第二十五方面限定的安装元件的方法，其中，在头移动单元中的所述实施操作期间，把以根据所述处方实行头移动操作为基础的时间信号传送给所述头单元；并且还根据自头移动单元传送来的时间信号，在头单元中实行元件安装操作。
按照本发明的第一到第三方面，代替采用“集中控制系统”，即由作为普通元件安装设备的控制系统中以一个控制单元，集中地实行多个结构部分的操作控制，代替为给每个结构部分各自设置一个控制部分，并通过在各控制部分之间传送和接收时间信号，同时互相修正，能够进行每个操作控制。采用这样的布置，可以在研制过程中的早期阶段，确定各结构部分的基本动作、动作的可控制性等，并能有效地实现整个元件安装设备控制性能的确认。
具体地说，已经提供多个控制部分，包括头单元控制部分，这是为头单元设置的，并且能够由所述头单元控制元件保持及拾取操作；元件供送单元控制部分，这是为元件供送单元设置的，并且能够由元件供送单元控制元件供送操作；以及主控制部分，它能够把可以实行各种操作的操作程序处方传送给所述头单元控制部分和元件供送单元控制部分。通过根据自所述主控制部分传送来的各种处方，在所述头单元控制部分和元件供送单元控制部分进行各种操作，并把以所述头单元控制部分的所述实施为基础的时间信号传送给元件供送单元控制部分，可以在互相修正的同时，实行各种操作。
于是，可以减少为主控制部分所提供的各种功能、控制软件等，并且，代替它们，可以按配给的方式，给所述头单元控制部分和元件供送单元控制部分提供像普通控制单元所具有的各种功能和控制软件。因此，如果在装置的研制阶段准备了各处方和时间信号(也就是假设准备各种功能和控制软件)—即使没有实际的各结构部件，这也是伪成形的—则在头单元控制部分的分配单元、元件供送单元控制部分等中，能够在早期阶段确定各种功能和控制性能，并且与普通集中控制系统相比，可缩短研制的周期。
另外，通过像上面所说得那样缩短元件安装设备的研制周期，将能够在短时间内提供一种装置，来解答各种元件安装设备用户的需求，取得缩短周期的优点。再有，能够得到充分提供控制性的时间，并因此而提供元件安装设备，其控制精度得到提高。
再有，通过以配给的方式使头单元控制部分、元件供送单元控制部分等的配给单元得到作为元件安装设备所需的复杂控制，而不再把控制过程集中在一个部件上，就可使处理的速度得到提高，并使控制能力得到满足。
此外，通过直接进行头单元控制部分和元件供送单元控制部分之间时间信号的传送与接收，而无需主控制部分的干涉，可以实现所述头单元所致的元件保持和拾取操作和因元件供送单元所致的元件供送操作之间的彼此相关性。相应地，可以使元件安装设备能够通过直接的耦合联系而提高控制的响应。
另外，对于纯粹的时间信号传送和接收，基本上可使所述头单元控制部分和元件供送单元控制部分之间的信息通信受到抑制，因此可以使它们之间耦合联系的量能被最小化，同时使得能够抑制发生控制的延迟。
还有，根据所收到的处方，在所述头单元控制部分和元件供送单元控制部分之间实行各种操作。通过这种操作，可以减少所述主控制部分和头单元控制部分之间，以及所述主控制部分和元件供送单元控制部分之间的配线，这在硬件方面也就能使元件安装设备的制作成本减低。
另外，即使在除头单元和元件供送单元的位置以外的多个位置设置所述头单元控制部分和元件供送单元控制部分，也能得到上述效果。
此外，在头单元和元件供送单元中实行恒定的相互关联的操作的情况下，通过根据各处方分别实行控制而不头单元控制部分和元件供送单元控制部分之间传送时间信号，可以得到上述效果。
按照本发明的第四方面，所述元件供送单元控制部分根据所实行的元件送给操作可把时间信号传送给头单元控制部分。采用这种布置，可以在所述时间信号的基础上，于头单元控制部分中实行元件保持和拾取操作，并且所述头单元控制部分和元件供送单元控制部分可以关于每个控制相互关联，进而使控制能力得到提高。
按照本发明的第五至第十方面，进一步提供移动单元控制部分，它控制头单元的移动操作。采用这种布置，可以使所述头单元控制部分和移动单元控制部分关于与上述头单元控制部分与元件供送单元控制部分之间的关系相类似的控制相互关联，并可得到与上述各方面的效果一样的效果。
另外，即使在除所述头移动单元的位置之外的位置提供移动单元控制部分，也能得到上述各种效果。
此外，在头单元和头移动单元中实行恒定的相互关联的操作的情况下，通过根据各种处方分别实行控制，而不头单元控制部分与移动单元控制部分之间传送时间信号，可以得到上述各种效果。
按照本发明的第十一方面，所述元件保持和拾取操作包括元件保持预备操作和元件保持主操作。通过使元件供送单元控制部分判别在各种处方的基础上通过传送时间信号实行元件保持预备操作的元件，所述头单元控制部分可以判别把要在元件供送单元控制部分中被保持和被拾起的元件放入使它能够被拾起的状态的时间，并且可使各个操作彼此相关。利用这种允许的相关性，能够具体地得到上述过个方面的效果。
按照本发明的第十二方面，所述元件供送操作包括元件供送预备操作和元件供送主操作。所述元件供送单元控制部分能够根据处方实行元件供送预备操作，根据处方和来自头单元控制部分的时间信号完成元件供送主操作，并使头单元控制部分利用时间信号对头单元控制部分的传送来判别元件供送主操作的完成，并且能够更容易地使相互的操作控制彼此相关。依靠这种允许的相关性，能够具体地得到上述各个方面的效果。
按照本发明的第十三方面，所述头单元控制部分能够根据每个元件保持部件的升高位置，传送多个时间控制信号。采用这种布置，可以使通过元件保持部件的升高实行的元件保持和拾取操作与元件供送操作彼此紧密相关，并可得到上述各个方面的效果。
按照本发明的第十四方面，给主控制部分提供处方形成部分和处方传送部分。采用这种布置，使得能够把为安装元件用的安装数据的NC数据等输入到主控制部分，由主控制部分中的处方形成部分根据NC数据形成每个处方，并将所形成的每个处方从处方传送部分传送到各个控制部分，从而能够具体地得到上述各个方面的效果。
按照本发明的第十五方面，在头单元控制部分、元件供送单元控制部分和移动单元控制部分当中任何一个里面发生操作错误时，把错误信息传送给主控制部分，处方形成部分就可以根据主控制部分中传送的错误信息修正各种处方。于是，就能处理在元件安装期间可能发生的各种操作错误，而使它们与能够得到上述各个方面的效果彼此相互关联。
按照本发明的第十六至第十九方面，要在头单元控制部分、元件供送单元控制部分和移动单元控制部分的各个控制部分中执行的处方，至少包括所述各部分的位置信息。采用这种布置，可以根据所述每个控制部分中的处方可靠地实行各种操作，并能得到上述各个方面的效果。
按照本发明的第二十或第二十一方面，即使在提供主控制部分时，其中所述主控制部分能够实行元件供送单元的操作控制，并且头单元控制能够实行头单元操作的控制，也能得到与第一方面到第三方面的效果基本相同的效果。
按照本发明的第二十二方面，代替作为现有元件安装设备控制系统中所采用的“集中控制系统”，那是对一部件中的多个组成部件动作实行集中控制，这里是为每个组成部件提供能够各自实行控制的功能，并且通过在各组成部件之间传送和接收时间信号，并使它们彼此关联，致使每个操作控制成为可能。采用这种布置，可以过程一种元件安装方法，在研制的早期阶段能够确定各组成部件的基本动作、动作的可控制性等，并能有效地实现整个元件安装设备的控制性能。相应地，可以提供一种元件安装方法，能够得到第三方面的效果相同的效果，同时得到缩短装置研制周期并提供比如改善控制响应等可控制性的效果。
按照本发明的第二十二至第二十七方面，根据头单元、元件供送单元和头移动单元的各组成部件中所接收的处方，可以实行元件保持和拾取操作、元件供送操作、元件安装操作以及头移动操作等一系列操作。另外，通过根据实行的操作在各组成部件之间传送并接收时间信号，并且再根据所接收的时间信号实行操作，可使各组成部件的控制操作彼此密切地相互关联。从而，能够提供一种元件安装方法，在元件安装期间，能够具体地得到第二十二方面的效果。
从以下参照附图对优选实施例的详细描述，将使本发明的这些以及其它方面及特点变得愈为清楚，其中图1是本发明第一实施例元件安装设备的示意透视图；图2是表示第一实施例元件安装设备中头单元与元件供送单元之间布置关系的局部明晰平面视图；图3是为第一实施例元件安装设备提供的配给控制系统的控制方框图；图4是第一实施例元件安装设备中实行元件安装操作的流程图；图5是元件保持和拾取过程的示意控制流程图；图6是接续图5的控制流程图；图7表示图5的元件保持和拾取过程控制操作程序的流程图；图8是表示图5的元件保持和拾取过程中借助空吸喷嘴的抬升改变高度位置情况的时序图；图9是图3配给控制系统的控制方框图中一种元件供送分配单元改型例的控制方框图；图10表示元件保持和拾取过程中发生错误情况下的控制流程图；图11是元件安装过程的示意控制流程图；图12是表示图11元件安装过程的控制操作程序的流程图；图13是表示图11元件安装过程中，由于X-Y自动控制操作的头单元移动操作与空吸喷嘴抬升操作之间关系的时序图；图14是元件供送托架经历图5之元件保持和拾取过程情况下的示意控制流程图；图15是为本发明第二实施例元件安装设备提供的配给控制系统的控制方框图；图16是表示本发明第三实施例元件安装设备结构的示意透视图；图17是为第三实施例元件安装设备提供的配给控制系统的控制方框图；图18是表示普通元件安装设备控制构成的分解示意图。
具体实施例方式
描述本发明具体实施例之前，先要说明本说明书和权利要求书中所用术语的含义。
术语“处方(recipe)”意思是操作程序，是以自动执行的方式实行的操作程序，比如，在元件安装设备中执行的操作，或者由元件安装设备执行的操作。
术语“时间信号”意思是按照执行上述处方中的操作内容输出(或传送)的信号，还意味着打算供传送至输出目标所执行的内容或操作自身执行的状态所使用的信息信号。应予说明的是，在以下描述的本发明各实施例中，把这种时间信号称作“事件”(“事件信号”)。
术语“元件”的意思是包括电气元件、机械部件、光学元件等在内的各种元件。电气元件比如包括芯片元件(电阻、电容等)、IC元件(裸芯片、IC综合元件等)，以及电路连接类的元件(连接器元件等)。另外，这样的元件主要被容纳于承载带上，并可由元件供送盒等载送，而且是在将各个元件排布并容纳于元件供送盘上的状态下被送给的。
术语“板”意思是形成电路的本体，在它里面或者在它上面形成电子电路、光电电路等，而且还意味着具有所形成之电路，比如树脂片、纸的苯酚片、陶瓷片、玻璃环氧片、薄膜片等的电路板，单层电路板，多层电路板等，元件、外壳等对象。
在描述本发明之前，应予说明的是，各图中用同样的参考标号表示同样的元件。
以下将参照附图描述本发明的优选实施例。
图1表示一个说明性的视图，示出作为本发明第一实施例元件安装设备举例的元件安装设备100的结构。
(元件安装设备的总体结构)如图1所示，元件安装设备100设置有元件供送单元6，作为一种元件供送单元的举例，用以供给多个元件1并能拾取各元件1；载物台5，作为板保持部分的一种举例，用来以可放开的方式保持板2，所述板2上安装着每个要被供送的元件1；头单元4，它保持和拾取从元件供送单元6所供给的每个元件1，并使每个元件被拾取住，而且该头单元4还执行将每个被保持的元件安装在被载物台5所保持的板2上；以及X-Y自动操纵装置8，作为头移动单元的一种举例，用以执行沿着围绕着板2表面的方向输送所述头单元4的操作。
另外，如图1所示，在头单元4的下表面上设有比如多个空吸喷嘴3，它们作为元件保持部件的举例，以可放开的方式将元件1保持于它们的下表面上。再有，这些空吸喷嘴3可以各自执行空吸或者解除空吸以及对元件1的保持，并且，各空吸喷嘴3可以各自沿着大致垂直于板2表面的方向上下移动。
此外，如图1所示，所述X-Y自动操纵装置8设有X-轴自动操纵装置8a和Y-轴自动操纵装置8b，其中X-轴自动操纵装置8a支承头单元4并使头单元4沿着所示的X-轴方向前进和后退，而Y-轴自动操纵装置8b支承X-轴自动操纵装置8a，并使X-轴自动操纵装置8a沿着所示的Y-轴方向前进和后退。采用这种布置，可使头单元4，也即为头单元4所设的各空吸喷嘴3沿着所示的X-轴方向和Y-轴方向移动。应予说明的是，所示X-轴方向和Y-轴方向是大致平行于板2表面并彼此垂直的方向。
另外，元件供送单元6设有多个元件供给盒7，它们设有所谓带载部件，以使多个元件1被容纳于承载带上，同时还能拾取元件1，并使所容纳的元件1处于这样的状态，即可通过供送所提供的带载元件拾取它们，沿着所示的X-轴方向互相邻近。此外，给元件供给盒7设置和排列多个沿着一条沿X-轴方向的直线排列的元件拾取位置7a，元件1位于在这些位置，处于它们被拾取的状态。
另外，将载物台5布置在元件安装设备100的机械工作台10上。板输送单元9支持板2并沿所示的X-轴方向将板2从右手侧输送到载物台5，还沿所示的X-轴方向将板2从载物台5输送并逐向左手侧。
再有，元件安装设备100设有控制系统，用以执行对头单元4、元件供送单元6、X-Y自动操纵装置8、板输送单元9等的动作控制，上述这些单元是为元件安装设备100设置并互相关联的结构单元。后面将会详细描述这一控制系统。
(头单元和元件供送单元的结构)以下参照图2所示的局部明晰平面视图描述为元件安装设备100所设头单元4的每个空吸喷嘴3与元件供送单元6的每个元件供给盒7之间的相互布置关系。在图2所示的说明性明晰平面视图中，为了便于对说明的理解，示出为元件供送单元6提供多个元件供送盒当中的六个元件供给盒7。不过，元件供送单元6中的元件供给盒7的数目并不只限于上面的数目，可以根据具体的实施方式任意确定。
如图2所示，头单元4设有多个空吸喷嘴3，它们排列成沿X-轴方向为5行，沿Y-轴方向为2列的矩阵，即5行2列(或2行5列)的矩阵。另外，各空吸喷嘴3沿X-轴方向按恒定的间隔P1排列。具体地说，图2中的空吸喷嘴3-1，3-2，3-3，3-4和3-5从图中的左侧到右侧依序排列，沿X-轴方向的下面一行总数为5个空吸喷嘴3。另外，空吸喷嘴3-6，3-7，3-8，3-9和3-10从图中的左侧到右侧依序排列，沿Y-轴方向的上面一行总数为5个空吸喷嘴3。当像后面所述那样在为头单元4所设置的一个特定的空吸喷嘴3被使用时，这个空吸喷嘴3被特指为“空吸喷嘴3-N”(N是1-10的任意一个整数)。当使用一个空吸喷嘴3而不予特指时，这个空吸喷嘴3简单地被称为“空吸喷嘴3”。
另一方面，在元件供送单元6中，作为多个元件供给盒7的一个例子，顺着Y-轴方向延伸的带载元件供送方向排列着六个元件供给盒7，并且，沿X-轴方向以恒定的间隔P2排布着为这些元件供送盒所提供的元件拾取位置7a。具体地说，图2中的元件供给盒7-1，7-2，7-3，7-4和7-5从图中的左侧到右侧依序排列。当像后面所述那样在使用为元件供送单元6设置的一个特定的元件供给盒7时，这个元件供给盒7被特指为“元件供给盒7-N”(N是1-6的任意一个整数)。当使用一个元件供给盒7而不予特指时，这个元件供给盒7简单地被称为“元件供给盒7”。
另外，空吸喷嘴3的间隔P1的大小为元件供给盒7(或元件拾取位置7a)间隔P2的整数倍。比如在本第一实施例中，所述间隔P1和P2的大小相同。由于头单元4和元件供送单元6所具有的关系，能够同时将多个空吸喷嘴3布置在多个元件拾取位置7a上方，并且可利用多个空吸喷嘴3同时保持和拾取多个元件1。
(由元件安装设备安装元件的操作过程)下面描述在上述结构的元件安装设备100中实行把每个元件1安装在板2上的操作过程。应予说明的是，在元件安装设备100中，由控制系统控制的同时，实行所述安装操作。
首先，在图1所示的元件安装设备100中，把要将各元件1安装于其上的板2提供给板输送单元9，同时，由板输送单元9沿着X-轴所示的方向从右侧输送至左侧，并以可放开的方式被载物台5保持。通过印刷等方式，给在如此提供给板输送单元9的板2上提供焊料等焊接材料，以便能够将各元件1比如焊接到在板2的表面上所形成的多个电极(未示出)上。通过在元件安装设备100中插入焊接材料把元件1安装到板2的电极上，可以得到元件1和板2的电极之间的电连接性。
接下去，由X-Y自动操纵装置8开始把头单元4移向元件供送单元6上方空间的操作。与头单元4移动操作并行地，通过空吸和保持，在头单元4中开始一个或多个空吸喷嘴3的预备下降操作，所述一个或多个空吸喷嘴拾取一个或多个元件1。随着这一预备下降动作，使各空吸喷嘴3的顶部向下移动到的一个高度，在这一高度位置，所述顶部不会与布置在安装装置100的机械工作台10上的其它结构部件相互干扰，为的是缩短由空吸喷嘴3保持并拾取元件1过程中为了所述保持和拾取所需的时间，并处于下降等待状态中，在这一状态下的高度作为下降等待高度位置(也作为元件保持等待高度位置的一种举例)。另外，与头单元4的这一移动操作以及一个或多个空吸喷嘴3的预备下降操作并行地，在在元件供送单元6的一个或多个元件供给盒7中，开始将元件1送到元件拾取位置7a的操作，执行将元件1保持和拾取在那里。
随后，由X-Y自动操纵装置8完成头单元4的移动操作，并使一个和或多个空吸喷嘴3位于一个或多个元件供给盒7中的元件拾取位置7a的上方。并且使位于一个或多个元件供给盒7中的元件拾取位置7a上方的元件1处于这样的状态，比如能够通过打开活门(未示出)，或者通过剥开盖住承载带的覆盖带，露出所存储的元件1而拾取所述元件。此外，与这些操作一起，在头单元4中开始使处于下降等待状态的一个或多个空吸喷嘴3的下降操作。当使一个或多个空吸喷嘴3的顶部进入与每个元件1的上表面接触时，随着这一动作而实现吸住和保持。接着，开始各空吸喷嘴3的上升操作，以便从各元件供给盒7持有和拾取各元件1。为了由给头单元4所设置的另一个空吸喷嘴3继续再进行对元件1的拾取，可以通过重复上述操作实现拾取。
接下去在头单元4中开始由X-Y自动操纵装置8向上移动板2的操作。另外，与头单元4的这种向上移动的动作一起，开始空吸喷嘴3的预备下降操作，这个空吸喷嘴3是第一个实行安装元件1操作的，从而使喷嘴在下降等待高度的位置处于下降等待的状态。紧接着，通过由X-Y自动操纵装置8移动操作头单元4，进行使由空吸喷嘴3吸住并保持的元件1与元件1在板2上的安装位置的位置对准。随后，使空吸喷嘴3从下降等待高度的位置进一步向下移动，把元件1安装在板2中的安装位置。接下去，随着空吸喷嘴3的上移，放开由空吸喷嘴3对元件1的吸取和保持。当把由头单元4的其它空吸喷嘴3所保持的各元件1安装到板2上时，通过重复上述操作可以完成安装。
继而，通过多次重复实行上述保持和拾取操作及元件安装操作，将多个元件1安装到板2上。使其上安装着多个元件1的板2从被载物台5所保持的状态释放开，由板输送单元9沿X-轴所示的方向向左移送，从元件安装设备100移出。
虽然图1中未示出，可能存在这样的情况，其中，在机械工作台10的上表面上设置元件成像装置，这种装置能够获取处于被保持在由元件供给盒7所拾取并由空吸喷嘴3吸住和保持状态下的元件1的图像。在上述情况下，根据元件成像装置所获取的图像可以判定元件1被空吸喷嘴3所保持的状态，并可根据所述判定结果，修正被保持的元件1的姿态。
另外，为头单元4提供的每个空吸喷嘴3可以绕着其轴的中心旋转。在上述情况下，在保持并拾取元件1之后，根据安装操作前元件1在板2上的安装位置和姿态，实行所述旋转运动。
(控制系统的结构)下面将描述为元件安装设备100所提供的控制系统的结构。为元件安装设备100提供的控制系统不采用“集中控制系统”，那种系统就像普通元件安装设备的控制系统中那样，由一个控制单元集中地控制多个结构部件的动作，而是采用“配给控制系统”。这种“配给控制系统”通过分别给各结构部件本身提供被称为配给单元的控制单元，同时使各配给单元相互对话(即耦合联系)，而实现对各结构部件的控制；并且是在它们之间相互关联的同时实行对各结构部件的控制。图3以示意的方式表示控制方框图，作为上述控制系统的一种举例，该图示出配给控制系统101的结构。在图3所示的控制方框图中，为了易于理解对结构的说明，只表示出为配给控制系统101所提供的基本结构部件。因此，不应该把配给控制系统101的详细结构解释为限制于图3中所示的结构。
如图3所示，配给控制系统101设有头配给单元40，作为为头单元4所设并控制头单元4中动作的头单元控制部分的一种举例；元件供送配给单元50，作为为元件供送单元6所设并控制元件供送单元6中动作的元件供送单元控制部分的一种举例；以及X-Y自动操纵配给单元60，作为为X-Y自动操纵装置8所设并控制X-Y自动操纵装置8中动作的移动单元控制部分的一种举例。另外，所述配给控制系统101设有MMC30，作为主控制部分的一种举例，起综合控制各配给单元(以下这就是对头配给单元40、元件供送配给单元50及X-Y自动操纵配给单元60的统称)的作用。在MMC30与每个所述的配给单元之间设置耦合联系控制部分35(如CAN耦合联系控制部分)，这是配给单元的一种举例，并且控制MMC30与每个所述的配给单元之间信息的耦合(用作耦合接口)。与这种给元件安装设备100的每个结构部件(比如头单元)设置所述配给单元的布置大不相同，将所述MMC30设在元件安装设备100的主体一侧。
另外，将称为CAN(控制器区域网络)的串行总线通信标准用作配给控制系统101中的信息耦合的一种举例。采用这种CAN，就能够执行与各配给单元之一或将MMC30作为主导的一对多(即主导与其它)的耦合联系。另外，通过滤掉拟在接收侧的输入/输出部分中传输的信息的情报(message)，就能够实现一对一的伪通信。这就是说，能够实现信息通信联系，就好像在每个配给单元与MMC30之间建立起对话，而且有如后面所述的，这适于传送处方和事件。在只对分布控制系统提供一个配给单元的情况下，上述一对多的耦合联系就是不必要的。因此，能够采用有如RS422这样的一对一串行通信系统。
如图3所示，使MMC30设有处方形成部分33，形成操作程序处方，以实现在每个配给单元中所实行的移动控制；以及输入/输出(I/O)部件32，作为处方传输部件的一种举例，能够通过耦合联系控制部分35把所形成的每个处方传送给各配给单元，以及通过耦合联系控制部分35接收从各配给单元传送来的信息。此外，给MMC30设置主存储部分34，它恢复存储所述处方形成部分33中形成的各处方、从输入/输出部分32输入的信息等，还设置主CPU31，它执行所述处方形成部分33处方形成操作、输入/输出部分32中输入和输出、以及主存储部分34中的数据存储、读取等的中央操作控制。
此外，如图3所示，头配给单元40设有输入/输出部分42，它能输入(接收)从MMC30传送来的处方等信息，并对其它配给单元及MMC30输出(传送)信息，还设有存储部分43，它能恢复存储处方等的信息和数据。此外，所述头配给单元40还设有头CPU41，它的功能是作为处方执行部件，用以执行所传送的处方；头驱动器45，它根据所执行的处方控制头单元4中动作的驱动；以及传感器部件44，它检测头单元4中实际动作的驱动的量。应予说明的是，所述头CPU41根据传感器部件44所测得的驱动的量控制由头驱动器45驱动的量。
再有，在所述头配给单元40中，所述头CPU41具有根据传感器部件44的检测结果，形成时间信号的功能，所述时间信号被称为信号“事件”，这里的信号表示工作状态，所述传感器部件44即根据对处方的执行检测所述头单元4的驱动控制的量；所述头CPU41还把所形成的事件从输入/输出部分42传送到其它配给单元(即还具有作为事件形成部分或时间信号形成部分的功能)。另外，所述头CPU41还具有根据由另一配给单元形成并传送的事件，开始或结束执行存储部分43中所存处方的功能。
此外，如图3所示，除头配给单元40之外的各配给单元具有类似的结构。
元件供送配给单元50设有元件供送CPU51，它执行各种处方并形成事件；元件供送驱动器55，它实行元件供送单元6操作的驱动控制；传感器部件54，它检测元件供送单元6的实际驱动量；存储部分53，它可恢复存储处方等数据；以及输入/输出部分52，它传送和接收处方、事件等信息。可以考虑元件供送单元6中不存在要被驱动的电机等的情况。在上述情况中，可以是不给元件供送配给单元50设置以及送给驱动器55的情况。
X-Y自动操纵配给单元60设有X-Y自动操纵CPU61，它执行各种处方并形成事件；X-Y自动操纵驱动器65，它实行X-Y自动操纵装置8操作的驱动控制；传感器部件64，它检测X-Y自动操纵装置8的事件驱动量；存储器部件63，它可恢复存储处方等数据；以及输入/输出部分62它传送和接收处方、事件等信息。
通过比如为每个输入/输出部分32、42、52和62提供具有CAN通信功能的IC，就能够在配给控制系统101中实行CAN通信。
按照上面的描述，虽然有如上述那样，在配给控制系统101中实行CAN通信，但本发明并不只限于上述情况。比如，可以是采用除CAN以外的多种通信联系的情况。
(元件安装设备中移动控制的内容)接下去，在描述具有上述结构的配给控制系统101中所要实行的控制操作之前，将要参照图4所示的表示元件安装程序的流程图，描述在元件安装设备100中实行的元件安装的多种操作(或过程)内容。
图4所示的流程图表示，在由头单元4保持并拾取从元件供送单元6供给的元件1，由X-Y自动操纵装置8传送并被安装到板2上的过程中，头单元4的操作(图4流程图中间一列所示的流程)、元件供送单元6的操作(同一流程图左边一列所示的流程)，以及X-Y自动操纵装置8的操作(同一流程图右边一列所示的流程)。
首先，注意头单元4的操作，在元件安装期间，由头单元4实行的操作主要包括两个过程。一个过程是“元件保持和拾取过程”，其中实行由空吸喷嘴3吸住并保持元件1的操作，以从元件供给盒7拾取元件。另一过程是“元件安装过程”，其中实行把已被吸住并被保持的元件1安装在板2上的操作。在本第一实施例中，所述元件保持和拾取过程是元件保持和拾取操作的一个举例，而所述元件安装过程是元件安装操作的一个举例。
另外再如图4所示，这一元件保持和拾取过程包括“元件保持预备操作”(步骤S1)，也即上述空吸喷嘴3的预备下降操作；还包括“元件保持主操作”(步骤S2)，这是作为实行预备下降操作的结果，通过进一步向下移动位于下降等待高度位置的空吸喷嘴3而吸住并保持元件1，然后再通过喷嘴的上移而拾取元件1的操作。如果实行上述元件保持和拾取过程(即步骤S1和S2)，则在步骤S3确定是否实行下一个元件保持和拾取过程，并重复步骤S1和S2，直至全部完成所要实行的元件保持和拾取过程。当这一过程被完全完成时，开始所述的元件安装过程。
另外，如图4所示，所述元件安装过程包括“元件安装预备操作”(步骤S4)，也即处于正在保持元件1的空吸喷嘴3的预备下降操作，以及“元件安装主操作”(步骤S5)，这是作为实行预备下降操作的结果，通过进一步向下移动位于下降等待高度位置的空吸喷嘴3实行安装元件1的操作，以便把元件1结合在板2上，同时放开由空吸喷嘴3的吸住和保持，并上移空吸喷嘴3。如果实行上述元件安装程(即步骤S4和S5)，则在步骤S6确定是否实行下一个元件安装过程，并重复步骤S4和S5，直至全部完成所要实行的元件安装过程。当这一过程被全部完成时，完成头单元4的操作。
接下去注意元件供送单元6的操作，在元件供送单元6中，实行“元件供送过程”，用以在元件安装期间可恢复地供送来自元件供送单元6的元件1。在目前的第一实施例中，所述元件供送过程是元件供送操作的一个举例。如图4所示，所述元件供送过程包括“元件供送预备操作”(步骤S11)，也即对上述元件供给盒7中元件拾取位置7a(或其附近)的元件1供送操作所表示的操作，以及“元件供送主操作”(步骤S12)，这是把位于元件拾取位置7a(或其附近)的元件1定位在这样一种状态的操作，在所述状态下，通过比如打开活门(或通过把元件从附近定位到元件拾取位置7a，或类似的过程而打开活门)而可拾取所述元件。如果实行上述元件供送过程(即步骤S11和S12)，则在步骤S13确定是否实行下一个元件供送过程，并重复步骤S11和S12，直至完全完成所要实行的元件供送过程。当这一过程被完全完成时，就完成所述元件供送过程，并完成由元件供送单元6的操作。
继而，再注意X-Y自动操纵装置8的操作，在元件安装期间，要由X-Y自动操纵装置8实行的操作主要包括两个过程。一个过程是“用于元件拾取和保持过程的头移动过程”(步骤S21)，这是把头单元4移向元件供送单元6上方位置的操作。另一过程是“用于元件安装过程的头移动过程”(步骤S23)，这是把头单元4移向板2上方位置的操作。在当前的第一实施例中，所述用于元件拾取和保持过程的头移动过程是用于元件拾取和保持操作的头移动操作的一个举例，而所述用于元件安装过程的头移动过程是用于元件安装操作的头移动操作的一个举例。
如图4所示，如果在步骤S21实行所述用于元件拾取和保持过程的头移动过程，则在步骤S22确定是否实行用于下一个元件拾取和保持过程的头移动过程，并且重复步骤S21，直至完全完成所要实行的过程。当这一过程被完全完成时，开始下一过程的元件安装过程所用的头移动过程(步骤S23)。
如果在步骤S23实行所述用于元件安装过程的头移动过程，则在步骤S24确定是否实行用于下一个元件安装过程的头移动过程，并重复步骤S23，直至完全完成所要实行的过程。当这一过程被完全完成时，完成X-Y自动操纵装置8的操作。
(配给控制系统的控制操作)下面将描述上述配给控制系统101在元件安装期间的主要控制操作。
(元件保持和拾取过程期间的控制操作)首先，图5和6表示当实行利用头单元4保持和拾取来自元件供送单元6的元件1的元件保持和拾取过程时，信息通信，也就是在MMC30、头配给单元40和元件供送配给单元50之间传送处方和事件的说明性示意流程图；而图7表示操作程序的流程图。在以下的描述中，处理多个处方和事件。由R1-R3代表多个处方，而由I1-I7代表多个事件。另外，在图5和6中，当采取给头单元4设置10个空吸喷嘴3时，比如指定由“N＝1”作为喷嘴的编号，表示空吸喷嘴3-1。当采取给元件供送单元6设置6个元件供给盒7时，比如指定由“z＝2”作为供送盒的编号，表示元件供给盒7-2。
首先，在图7中的步骤31，由MMC30形成要在头配给单元40和元件供送配给单元50中执行的多个处方，并在步骤32，将所形成的处方从MMC30传送给所述配给单元40和50。
参照图5所示的说明性具体实例，在通过实行3次元件保持和拾取过程由为头单元4设置的一个或多个空吸喷嘴3保持并拾取的元件1，并且随后由头单元4实行元件安装过程的情况下，在MMC30中存在以下的现实每个元件保持和拾取过程形成处方，即形成3个处方R1、R2和R3。
形成传送给元件供送配给单元50的元件供送过程的处方R1，包含元件供送盒编号信息，比如像“Z＝1、2和3”(在这种情况下代表元件供给盒7-1、7-2和7-3)，使得能够由元件供送配给单元50判定在第一次实行元件保持和拾取过程期间要从其中拾取元件1的那些元件供给盒7(或元件拾取位置7a)。类似地，形成处方R2，包含元件供送盒编号信息，比如像“Z＝4、5”，即在下一次元件保持和拾取过程中要从这样的元件供送盒拾取元件1；形成处方R3，包含“Z＝1、3、5”这样的信息。
另一方面，形成传送给头配给单元40的用于元件保持和拾取过程的处方R1，包含喷嘴编号信息，比如像“N＝1、2、3”(在这种情况下代表空吸喷嘴3-1、3-2和3-3)，使得能够由头配给单元40判定在第一次实行的元件保持和拾取过程期间要吸住和保持元件1的那些空吸喷嘴3。类似地，形成处方R2，包含“N＝4、5”的信息，以及形成处方R3，包含“N＝6、8、10”这样的信息。另外，当有如图5所示那样，空吸喷嘴3从元件供给盒7拾取元件1时，除了喷嘴编号信息外，传送给头配给单元40的处方R1-R3还包含元件供送盒编号信息。
此外，关于把各处方从MMC30传送到所示头配给单元40和元件供送配给单元50的顺序，预先可给出它们中的任何之一。然而，关于整个元件安装操作，考虑到元件供送单元6只实行元件供送过程的事实，这与要求头单元4实行元件保持和拾取过程及元件安装过程两种过程的事实大不相同，就减少有关元件安装所进行的处方传送所需时间的影响以及达到更有效地传送处方而言，最好先实行把处方传送给头配给单元40。
接下去如图7所示，在步骤S33，于头配给单元40中开始实行出自所接收处方R1-R3中要执行的第一处方R1，并且在步骤S40，于元件供送配给单元50中开始实行出自所接收处方R1-R3中要执行的第一处方R1。在所述配给单元40和50的每一个当中，通过确定是否由相应的CPU41和51依所接收的处方R1允许开始，而可以开始执行处方R1。否则，可以通过对配给单元40和50中的每一个传送来自MMC30的开始第一处方R1的指令信号而实现所述的开始；而与传送处方R1-R3无关。
紧接着，如图7所示，在头配给单元40根据处方R1开始元件保持预备操作(步骤S34)。具体地说，利用处方R1中包含的喷嘴编号信息，开始喷嘴编号为N＝1、2和3的空吸喷嘴3的下降操作，至下降等待高度位置。另一方面，在元件供送配给单元50中，根据处方R1开始元件供送预备操作(步骤S41)。具体地说，利用处方R1中包含的供送盒编号信息，在供送盒编号Z＝1、2和3的元件供给盒7中开始把元件1送至元件拾取位置7a的操作。继而，在步骤S42确定是否完成元件供送预备操作，即是否将元件1定位在元件供给盒7中的元件拾取位置7a，并连续实行这一操作，直至完成上述操作。如果确认已完成所述操作，则在步骤S43使元件供给盒7置于等待状态。
在头配给单元40中，在步骤S35确定是否完成元件保持预备操作，即空吸喷嘴3是否已被向下移至下降等待高度位置，并连续实行这一操作，直至完成上述操作。如果确认已完成所述操作，则在步骤S36把事件I1从头配给单元40被传送至元件供送配给单元50，同时使元件供送配给单元50判断操作的完成。在传送事件I1之后，使头配给单元40处于等待状态(步骤S37)。
另一方面，在元件供送配给单元50中，使所述等待状态持续到事件I1被头配给单元40所接收(步骤S44)。如果接收了事件I1，则根据处方R1实行元件供送主操作(步骤S45)。具体地说，为了使得能够由空吸喷嘴3拾取位于每个元件供给盒7中的元件拾取位置7a的元件1，实行比如将保护元件1的活门置于开启状态的操作。继而，当完成所述元件供送主操作时，将事件I2从元件供送配给单元50传送给头配给单元40(步骤S46)，其中所述的事件I2用于传送元件1处在它能够在每个元件供给盒7中被拾取的状态的事件信息。在元件供送盒中接收事件I1之后开始元件供送主操作的理由如下。这就是，比如若执行元件供送主操作用以开启活门或脱离覆盖带，则可使元件1处于它能够被拾取的状态，反之，则元件1处于它更趋于受到外界影响的状态。因此，通过尽可能地缩短这种状态的持续时间，减少了元件1可能受到所述影响的可能性。这样做就能够提高保持和拾取元件1的精度。
在头配给单元40中，如果在步骤S38确认接收到事件I2，则处在等待状态，直到它被解除，并根据处方R1执行元件供送主操作(步骤S39)。具体地说，位于下降等待高度位置的空吸喷嘴3-1、3-2和3-3进一步向下移动，以将元件1吸住并保持在元件供给盒7-1、7-2和7-3的元件拾取位置7a，并且这之后向上移动，实行元件1的保持和拾取操作。如上所述，通过在接收事件I2时开始实行元件保持主操作，就能够使元件1经受上述操作，能够被可靠地保持和拾取，防止发生诸如因空吸喷嘴3下降所致与元件供给盒7相互干扰等错误。
接下去，在步骤S47确定是否执行下一处方。关于已经接收的处方R2，在头配给单元40和元件供送配给单元50中，与上述程序类似地执行该处方R2。如图6所示，根据处方R2实行元件保持和拾取过程，由喷嘴编号“N＝4和5”的空吸喷嘴3实行吸住和保持并且拾取来自供送盒编号“Z＝4和5”之元件供给盒7的元件1。另外，在根据相继的处方R3实行元件保持和拾取的过程中，由喷嘴编号“N＝6、8、10”的空吸喷嘴3实行吸住和保持并且拾取来自供送盒编号“Z＝1、3、5”之元件供给盒7的元件1。如果完成在头配给单元40中实行处方R3，则将传送完成信息的事件I7从头配给单元40传送到MMC30，并判定在MMC33中完成根据所有处方R1-R3保持和拾取元件的过程。
如图5所示，通过传送多个事件I1-I6，可以如图6所示那样实现在头配给单元40与元件供送配给单元50之间传送的事件，而代替图5所示的传送一个事件I1和一个事件I2。例如，以下将按照图8所示的对于空吸喷嘴3的顶部高度位置关系描述上述事件I1-I6的内容和传送时间。图8表示当任意空吸喷嘴3实行元件保持及拾取过程时，顶部高度位置H0-H2与时间T0-T5之间的关系。
如图8所示，在时间区段T0-T1期间位于上升高度位置(或上升位置)的上端高度位置H2处的空吸喷嘴3被向下移动，并在T1时刻位于下降等待高度位置H1处。与此同时，比如传送事件I1，以将这一信息传送给元件供送配给单元50。当接收到事件I1时，元件供送配给单元50就可以开始元件供送主操作。
接下去在时间区段T2-T3期间，空吸喷嘴3从等待高度位置H1向下移至吸住和保持高度位置H0，实行元件1的吸住和保持。按照这一时刻T2，传送事件I3，该事件I3旨在用于传送比如从下降等待高度位置H1开始最后下降的信息。上面所说的原因在于，为使元件1所处的状态是可以通过在吸住并保持之前根据元件供给盒7中容纳之元件1的种类解脱覆盖带而保持所述元件，需要实行最后的操作。
在时刻T4，吸住并保持元件1的空吸喷嘴3开始向上移动，如果喷嘴位于所述上端高度位置H2处，则将比如传送这种状态信息的事件I5传送给元件供送配给单元50。在已经接收了事件I5的元件供送配给单元50中，可以根据这一事件I5开始下一个元件1的供送操作。在已经接收了事件I1、I3和I5的元件供送配给单元50中，可以根据每一个事件执行一定的操作。当按照所容纳的元件1的种类不需要操作时，可以不实行操作。由元件供送CPU51根据所接收的处方确定需要还是不需要操作。另外，当根据事件I1、I3和I5实行一定的操作时，则如图6所示那样，元件供送配给单元50可以根据所述操作，把事件I2、I4和I6传送给头配给单元40。
此外，元件供送配给单元50还可以设有处方综合部分56，它具有根据图9方框图中所示内容综合多个处方的功能，藉以代替图3所示方框图的结构。在上述情况下，譬如，由处方综合部分56，综合被元件供送配给单元50所接收的处方R1中的供送盒编号“Z＝1、2、3”和处方R2中的供送盒编号“Z＝4、5”。按照处方R1和R2的综合处方，在供送盒编号“Z＝1、2、3、4、5”的各元件供给盒7中同时实行元件1的送给操作，能够实现更为有效的元件供送操作。
(解决元件保持和拾取过程中产生错误的操作)以下将参照图10所示意流程图描述一个控制操作的举例，用以解决在元件保持和拾取过程期间，把处方R1-R3从MMC30传送到头配给单元40和元件供送配给单元50中的每一个之后所发生的操作错误。
如图10所示，比如作为上述操作错误，在元件供送单元6中的供送盒编号“Z＝5”的元件供给盒7-5中发生元件的耗损时，将元件耗损的错误信息从元件供送配给单元50传送给头配给单元40和MMC30。比如在处方R1和R2已在收到这一错误信息的头配给单元40中被执行而处方R3尚未被实行的情况下，由头CPU41确定接收处方R3的供送盒编号“Z＝1、3、5”的信息与元件耗损的供送盒编号“Z＝5”的错误信息互相交迭，并等候开始执行处方R3。
另一方面，MMC30全面地确定元件供给盒7、空吸喷嘴3的喷嘴编号，其中所述元件供给盒7容纳与已发生元件耗损的供送盒编号“Z＝5”的元件供给盒7-5所容纳的同样种类的元件1，所述空吸喷嘴3根据所述错误信息实行吸住和保持等；所述MMC30还将处方R3修正为处方R3a(在处方形成部分33中实行修正)，并将所得的处方传送给配给单元40和50(从输入/输出部分32传送)。
具体地说，MMC30预备接收信息的输入，能够由图3所示的主存储器34，或者由数据总线等(图3中未示出)相应地预先判定元件供送单元6中的元件供给盒7容纳的元件1的种类和特性。在接收错误信息时，主CPU31修正来自主存储器34或数据总线的元件供给盒7的信息，并确定元件供给盒7容纳的元件1与元件供给盒7-5中所存元件1或与可用作替换的元件1为同样种类和特性。在处方形成部分33中，根据上述确定的结果，将处方R3修正成处方R3a，并将处方R3a从输入/输出部分32传送到元件供送配给单元50。
结果，作为修正的处方R3a，将喷嘴编号“N＝6、8、10”和供送盒编号“Z＝2、4、6”的信息传送给头配给单元40，同时，作为修正的处方R3a，将供送盒编号“Z＝2、4、6”的信息传送给元件供送配给单元50。继而，由修正的处方R3a替换此前已接收的处方R3，并在配给单元40和50中，根据修正的处方R3a实行每一个操作。
如果MMC30确定不能根据所传送的错误信息修正已传送的处方，则MMC30可以对配给单元40和50传送一个跳过执行该处方的信号，或者形成一个新的处方，并将其对配传送给单元40和50。
(元件安装过程中的控制操作)接下去，图11表示一个说明性的示意流程图，它示意地表示信息通信联系，即当实行由头单元4保持在板2上的元件1的安装过程时，在MMC30、头配给单元40和X-Y自动操纵配给单元60之间传送处方和事件的情况。图12表示所示操作程序的流程图。另外，图13表示X-Y自动操纵装置8的操作与空吸喷嘴3的操作之间关系的流程，用以说明在头配给单元40与X-Y自动操纵配给单元60之间传送及接收的各事件的传送时间。
首先，参照图13作为举例所示的示意说明，描述为了安装而由X-Y自动操纵装置8所致的头单元4移动操作与空吸喷嘴3上升操作之间的关系。图13中上面的一行表示由X-Y自动操纵装置8所致头单元4的X-Y移动与时间之间的关系，而下面一行表示在被装在头单元4中的元件的上升操作期间，空吸喷嘴3的顶部高度位置与时间之间的关系。为了便于理解所述上面一行与下面一行之间的关系，将时间基准(时间T0-T6)表示为公用的形式。
如图13所示，利用X-Y自动操纵装置8，头单元4沿着X-轴方向或Y-轴方向向着元件1在板2上的安装位置上方空间移动(下文作为X-Y移动)，并且，实行元件安装的空吸喷嘴3到达被称为“时间区”的区域，这是随着其传播速度的减速，在时刻T0所包含的安装位置附近的规定区域内的一个位置(规定区域)。如果由头配给单元40借助后面所述的事件传送判定到达这个时间区，则位于上升的上端高度位置H2的空吸喷嘴3开始下降，当在时刻T1所述喷嘴位于下降等待高度位置H1时，立即停止下降。
紧接着，如果正在持续X-Y移动的空吸喷嘴3在时刻T2到达元件安装位置，则停止由X-Y自动操纵装置8所致的头单元4移动。如果由头配给单元40利用后面将会描述的传送判定到达这一元件安装位置处，则位于下降等待高度位置H1的空吸喷嘴3开始下降，并在时刻T3被定位在下端高度位置H0，而且，把被吸住和保持的元件1粘结到板2的元件安装位置。接着，放开由空吸喷嘴3对元件1的吸住和保持，并在时刻T4开始空吸喷嘴3的上升。如果由X-Y自动操纵配给单元60借助事件的传送等判定在时刻T5空吸喷嘴3已到达下降等待高度位置H1的事件，则开始由X-Y自动操纵装置8所致的头单元4移动。继而，在时刻T6，使空吸喷嘴3位于上端高度位置H2。
现在描述确定(设定)时间区的方法。为了缩短将要用在元件安装操作上的时间，在X-Y移动期间，就需要将空吸喷嘴3的高度保持得尽可能靠下，并减小空吸喷嘴3到达元件安装位置之后下降的量。然而，为了实现把元件1安装在板2上，比如，在从元件供送单元6拾取元件的过程之后，就要求由被提升到一定高度位置的空吸喷嘴3实行X-Y移动，这里所说的一定高度位置处，比如位于元件拾取位置7a与元件安装位置之间的板输送单元9的输送轨道等多种障碍物不会妨碍空吸喷嘴3和被吸住并被保持的元件1。考虑这些障碍物的位置和正被空吸喷嘴3吸住并保持的元件1的尺寸，而确定所述时间区。通过检测到达这一时间区，就能够判定已将空吸喷嘴3移到板2上方区域的事实，在这里可使空吸喷嘴3安全地下移到下降等待高度位置H1。
应予说明的是，这种时间区并非总是必需的。例如，在最高机械位置是机械工作台10上的提升轨道，并且已经安装于板2上的元件1的高度高于所述提升轨道的情况下，就不能使空吸喷嘴3向下移动，因为喷嘴已经移动到提升轨道的上方。在上述情况下，当时间区＝0时，即在空吸喷嘴3已经到达元件安装位置之后，在一次操作中，使空吸喷嘴3从H2向下移动到H0。
以下参照使用图11的示意流程图和图12的示意流程图。
首先，在图12的步骤S51于MMC30内形成要由头配给单元40和X-Y自动操纵配给单元60执行的各处方，然后在步骤S52将所形成的处方从MMC30传送至所述配给单元40和60。
参照有如图11所示的说明性具体示例，比如在由头单元4中的多个空吸喷嘴3保持元件1的情况下，形成由各空吸喷嘴3所执行的每个元件安装过程用的处方R11和R12，并在每个元件安装过程开始之前被传送。
传送给头配给单元40的元件安装过程所用处方R11包含喷嘴编号之类的信息，如“N＝1”，以便能由头配给单元40判定最先实行元件安装过程的空吸喷嘴3。同样地，下一个要执行的处方R12包含信息“N＝2”。
另一方面，传送给X-Y自动操纵配给单元60的头移动过程所用处方R11包含元件1在板2上安装位置的位置信息(或者是移动到安装位置的变换位置的位置信息)等，比如X-Y坐标形式下的“(X，Y)”；这里的元件1是由第一个实行元件安装过程的空吸喷嘴3所保持的。处方R12也包含同样形式的信息。
另外，可以预先给出关于从MMC30将处方传送给配给单元40和60的顺序。不过，考虑到若不实行X-Y移动就不能实行由空吸喷嘴3的下降而安装元件去使头单元4定位在元件安装位置上这一事实，最好首先实行对X-Y自动操纵配给单元60的处方传送，以便更为有效地实行元件的安装。
接下去有如图12所示那样，在步骤S58时在X-Y自动操纵配给单元60中开始执行所接收的处方R11，并在步骤S53时在头配给单元40中开始执行所接收的处方R11。在确定是否可以根据所接收的处方R11由CPU41或61来开始以后，可以在配给单元40和60中开始执行处方R11。否则，可以通过除了传送处方R11还将开始处方R11的指令信号从MMC30传送给各配给单元40和60，而实施所述的开始。
继而，如图12所示，根据所述处方R11，在X-Y自动操纵配给单元60中开始元件安装过程所用的头移动过程(步骤S59)。具体地说，由X-Y自动操纵装置8开始X-Y移动，以使头单元4位于元件安装位置上方。接着，如果确认头单元4通过所述的X-Y移动已经到达所述时间区内(步骤S60)，则为了传送所述的到达信息的目的，把事件I11从X-Y自动操纵配给单元60传送给头配给单元40(步骤S61)。
另一方面，在头配给单元40中，基于处方R11开始的操作处于等待状态，直至在步骤S54接收了来自X-Y自动操纵配给单元60的事件I11。在接收事件I11时，开始根据处方R11实行元件安装预备操作。具体地说，喷嘴编号N＝1的空吸喷嘴3从上端高度位置H2向下移动到下降等待高度位置H1。
与上述操作一起，在连续实行X-Y移动控制的X-Y自动操纵配给单元60中，确定空吸喷嘴是否已经到达元件安装位置上方的位置(步骤S62)。如果确定为到达，就将传送到达信息的事件I12传送给头配给单元40。
在头配给单元40中，空吸喷嘴3下降到在下降等待高度位置H1处的等待状态，直到步骤S56接收到事件I12。在接收事件I12时，开始根据处方R12实行元件安装主操作(步骤S57)。具体地说，喷嘴编号N＝1的空吸喷嘴3从下降等待高度位置H1向下移动到下限高度位置H0，把被吸住并被保持的元件1粘结到板2的元件安装位置。接着，随着空吸喷嘴3放开对元件1的吸住及保持，空吸喷嘴3上移，同时，元件1就被安装在板2上。
接下去，在步骤S64确定是否收到并实行下一处方。当实行所述处方时，重复上述程序。当不再实行所述处方时，元件安装过程结束。
代替上面所说的在步骤S64确定是否实行下一处方，在执行了图11和12中所示的步骤S63之后，MMC30可将下一处方R12传送给X-Y自动操纵配给单元60。在上述情况下，如图11所示，为了在安装了元件1之后正在上升的空吸喷嘴3向上移动到下降等待高度位置H1时传送信息的目的，将事件I13从头配给单元40传送给X-Y自动操纵配给单元60，并且可以根据X-Y自动操纵配给单元60中接收事件I13而开始实行处方R12，从而更有效地实行元件安装过程。接下去，进一步将下一个处方R12从MMC30传送给头配给单元40，所述头配给单元40处于完成第一元件安装过程状态；等到从X-Y自动操纵配给单元60接收事件I13，就实行这一处方R12。如果在头配给单元40中根据所述处方R12完成元件安装过程，则将事件I14传送给MMC30，使得能够传送根据处方R12完成所述元件安装过程。
另外，当实行元件安装过程时，在配给单元40或者60之一中的控制操作期间检测到错误的情况下，通过像元件保持和拾取过程的情况一样，将错误信息传送给MMC30，通过形成新处方的同时修正已传送的处方，根据MMC30的情况跳过所述的处方，或者做另一种测量，可以解决这种错误。
作为检测元件安装过程中是否发生这种错误的方法的一种举例，当安装元件1之后时空吸喷嘴3向上移动时，随着由空吸喷嘴3接通真空空吸，可以通过检测空吸喷嘴3的真空压力，检测是否已经了安装元件1。此外，当有如上述那样检测所述错误时，可以按照所述错误发生的情况，停止使用所述的元件1，或者停止元件安装设备100。
(元件供送单元为元件供送盘类型时的元件保持和拾取过程)接下去，作为第一实施例之元件安装设备100的改型例，将要描述当不给元件供送单元6提供元件供给盒7而是作为元件供送单元具有多个元件供送盘时的元件保持及拾取过程的控制操作。
排布多个电子元件，同时使得能够像上面的描述的那样，在元件供送盘的时表面上被拾取。另外，把上面所述的多个元件供送盘存放在元件安装设备中，可使元件1所处的状态是通过拉出选择的所需元件安装盘能够由空吸喷嘴3所拾取，并将所述盘排布在在比如元件安装设备100中的机械工作台10上。要由元件安装盘如此供送的元件1主要包括比如特定形状的IC元件、连接器元件等。另外，有如上述那样由元件安装盘保持和拾取元件1的情况的特点在于，并不发生由多个空吸喷嘴3同时拾取多个元件1，而是每个空吸喷嘴3依序实行每个元件1的保持和拾取操作。所以，从元件供送盘保持和拾取元件1过程中的控制操作变得比从元件供给盒7保持和拾取元件1过程中的控制操作更加简单。图14以示意的方式表示在实行元件保持和拾取过程中，信息通信联系的示意说明流程图，即在MMC30、头配给单元40和元件供送配给单元50之间的处方和事件传送情况(以与元件供给盒7所给出的情况中同样的参考标号表示)，并参考这个图14作为基础。图14中，作为多个元件供送盘，假设给元件供送单元设置比如三个元件供送盘201-203(注意202未示出)，并由盘标号“Z＝201”表示元件供送盘。
如图14所示，首先，在MMC30中形成要在头配给单元40和元件供送配给单元50中实行的多个处方R21-R23，并将所形成的处方R21-R23依序从MMC30传送给配给单元40和50。
参照图14所示的具体说明性举例，比如，在如下的情况下，每个元件保持和拾取过程形成一个处方，即在MMC30中形成三个处方R21、R22和R23。这里所说的情况是，通过对头单元4设置的每个空吸喷嘴实行三次元件1的元件保持和拾取过程(即关于三个空吸喷嘴3，对每个空吸喷嘴3实行三次元件的保持和拾取过程)，使多个元件1中的每一个被空吸和拾取，并在这之后由头单元4实行元件安装过程。
形成传送给元件供送配给单元50的处方R21，它包含盘的标号信息等，如“Z＝201”，使得可由元件供送配给单元50判定元件供送盘，在第一次实行元件保持和拾取过程期间，由这里所说的元件供送盘拾取元件1。类似地，形成传送给元件供送配给单元50的处方R22和R23，它们包含盘的标号信息等，分别如“Z＝202”和“Z＝203”，在以下的保持和拾取过程中，由这里所说的元件供送盘拾取元件1。
另一方面，形成传送给头配给单元40的处方R21，它包含空吸喷嘴的标号信息等，如“N＝1”，使得可由头配给单元40判定空吸喷嘴3，在第一次实行元件保持和拾取过程期间，应该由这里所说的空吸喷嘴3拾取元件1。类似地，形成传送给头配给单元40的处方R22和R23，它们分别包含“N＝4”和“N＝6”的信息。另外，传送给头配给单元40的处方R21-R23还包含所示盘的标号，附近在所示喷嘴标号信息上。
此外，可以预先给定有关从MMC30把处方传送给头配给单元40和元件供送配给单元50的顺序。不过，考虑到元件安装操作，最好像在元件供给盒7中的元件保持和拾取过程的情况那样，首先实行对元件供送配给单元50的传送。
接下去如图14所示，在配给单元40和50中首先开始实行出自所接收的处方R21-R23的处方R21。
具体地说，在元件供送配给单元50中，首先根据处方R21实行选择、拉出盘的标号为Z＝1的元件供送盘，并将其布置在机械工作台10上面。
另一方面，在头配给单元40中，根据处方R21开始喷嘴标号N＝1的空吸喷嘴3的下降操作。如果空吸喷嘴3向下移动到下降等待高度位置H1，则从头配给单元40将事件I21传送给元件供送配给单元50。
在已经收到这一事件I21的元件供送配给单元50中，继续元件送给盘的排布操作，而不中断。如果完成这种排布操作，而且元件1处于它可以被拾取的状态，则为了传送这一状态，把事件I22传送给头配给单元40。
在已经收到这一事件I22的头配给单元40中，空吸喷嘴3从所述下降等待高度位置H1进一步向下移动，并实行由元件送给盘保持和拾取元件1。
虽然图14中未示出后来的操作，但接下去实行基于处方R22和R23的操作，以继续进行元件保持和拾取过程，就像在元件供给盒7中的元件保持和拾取过程的情况那样(图5和6)。
虽然已如上述那样描述了在配给控制系统101中如此实行的主控制操作，但每个控制操作都只是一个举例，而不应把配给控制系统101的这些控制操作认为是仅仅限于这些控制操作。
譬如，可以基本相同地把在实行元件保持和拾取过程中，MMC30、头配给单元40和X-Y自动操纵配给单元60之间的关系应用到在实行元件保持和拾取过程中，MMC30、头配给单元40和X-Y自动操纵配给单元60之间的处方与事件等的信息通信中。也就是说，在元件保持和拾取过程中，于X-Y自动操纵配给单元60中实行为元件保持和拾取过程所用的头移动过程，并且，通过在MMC30、头配给单元40和X-Y自动操纵配给单元60之间实行处方与事件等的信息通信联系，并互相修正它们，而实行元件保持和拾取过程。
另外，已经根据给元件安装设备100提供的配给控制系统101描述了本第一实施例，其中所述元件安装设备100具有旨在实行元件安装的头单元4。然而，代替所提供的头单元4，比如提供一个敷料头单元就是令人满意的，用以将焊料之类的焊接材料加于所述的板2上。这是因为这样的敷料头单元把焊接材料加在板2上的元件1安装位置处，同时利用X-Y自动操纵装置8沿着X方向和Y方向移动，于是，所述的操作实质上成为与元件安装过程的操作类似，而且能将其应用于实行这种操作过程的情况。
此外，令人满意的还有给元件安装设备100的板输送单元9提供这样一个配给单元，并且是采用由配给控制系统控制操作。这是因为把板输送单元9中供给板2的输送操作和退卸板2的输送操作与板2被载物台5的保持或放开保持的操作彼此联系起来，而且还与头单元4的元件安装操作有关。
虽然图1中所示的元件安装设备100上没有示出，但设置一个元件成像装置的配给单元，并由配给控制系统加给控制操作是令人满意的。这是因为被空吸喷嘴3吸住并保持的元件1在这种元件成像装置的成像是与由X-Y自动操纵装置8所致头单元4的移动以及头单元4中的空吸喷嘴3的提升操作等密切相关的，并在根据所得到的图像进一步修正元件1的吸住和保持的同时，实行元件安装过程。
上面的描述所基于的情况是，配给控制系统101的MMC30具有处方形成部分33，并且是在处方形成部分33中根据外部输入的NC数据等安装数据形成每个处方的。不过，本第一实施例的配给控制系统101并不仅限于上述情况。代替上述情况，令人满意的是不给MMC30设置处方形成部分33，而是给MMC30输入在元件安装设备100外面所预先形成的各个处方，再将MMC30的各处方传送给每个配给单元。这是因为区别仅在于是在MMC30中形成所述处方还是传送从外面形成的处方，而且可以实行事实上为相同的控制。
另外，并不需要每次都在MMC30的处方形成部分33中形成的每个处方。例如，在反复实行同样的控制操作时，在主存储器34中储存并保持从前形成的处方，并在需要时读取它而重新使用同一处方就是令人满意的。这是因为，这种反复使用节省了形成新处方的工作量，并可对要重复实行的同样控制操作实现更为有效的控制操作。
虽然上面的描述所基于的情况是，给配给控制系统101设置多个配给单元，但本发明并不仅限于这种情况。譬如，可以只给所述配给控制系统提供一个配给单元。具体地说，作为配给单元，只给图3的配给控制系统101设置头配给单元40，既不提供元件供送配给单元50也不提供X-Y自动操纵配给单元60。在上述情况下，由MMC30直接实行元件供送单元6的移动控制和X-Y自动操纵装置8的移动控制。
参照一个用以说明的控制操作内容的举例，比如，给元件供送盒提供元件供送单元6，所述元件供送盒的机构仅仅对于在空吸喷嘴3开始下降操作之前即完成元件供送过程而言是所需要的机构，在预先完成元件供送盒的元件供送过程的操作之后，MMC30给头配给单元40传送一个处方，头配给单元40可以根据所接收的处方完成空吸喷嘴3的下降、吸住并保持、上升等一系列元件拾取过程。
上面的描述的基于的情况是，通过在配给控制系统101中的各配给单元之间传送各种事件而实行互相关联地控制。但是，当控制期间的相互关联并非那么重要时，则代替上述情况，不在各配给单元之间传送事件也是令人满意的。在这样的情况下。根据从MMC30传送的每个处方，在每个配给单元中分开实行所述分布控制。
上面的描述的基于的情况是，在配给控制系统101中，给头单元4提供头配给单元40，给元件供送单元6提供元件供送配给单元50，以及给X-Y自动操纵装置8提供X-Y自动操纵配给单元60。然而，所述各配给单元的装设位置并不限于上述位置，而可以随便确定各装设位置，只要能够实现上述控制即可。也就是说，所述各配给单元的装设位置并不限于所要控制的目标部件。
(第一实施例的效果)按照上述第一实施例，可以得到下述各效果。
首先，不再像普通元件安装装置的控制系统那样，采用“集中控制系统”，去由一个控制单元集中控制多个组成部件的操作，而是分别给各个组成部件本身设置控制单元，它们被称为配给控制单元。通过使各配给单元互相对话(即耦合联系)能够控制各配给单元的移动，同时使它们的动作互相关联，就能够在装置研制过程的早期阶段，确定每个组成部件的基本动作、动作的可控制性等，并有效地实现确认整个元件安装设备的控制性能。
具体地说，在给MMC30提供的配给控制系统101中，所述MMC30形成要在每个配给单元中实行的操作程序处方，并传送这些处方，通过在移动控制状态的基础上根据处方，而无需MMC30的干涉，把被称为事件的时间信号从配给单元40、50、60传送给其它的配给单元40、50、60，头配给单元40根据所述处方实行头单元4中的控制操作，元件供送配给单元50根据所述处方实行元件供送单元6中的控制操作，以及X-Y自动操纵配给单元60根据所述处方实行X-Y自动操纵装置8中的控制操作，通过各配给单元中移动控制状态的相互关联，可以实现相互关联的移动控制。
于是，可以减少要提供给MMC30的功能、控制软件等，而且可以代替它们，将MMC30原来所具有的功能、控制软件等按配给的方式提供给各配给单元40、50和60。于是，如果在所述装置的研制阶段中预备各处方和事件，它们可以是伪格式的，甚至没有实际的组成元件，在早期阶段确定各配给单元中的各种功能和控制性能，并且，与普通的集中控制系统相比，可以明显地缩短研制的周期。
此外，提供上述那样缩短研制周期，就能够提供一种装置，在短时间内解决元件安装设备用户的各种需要，同时取得缩短周期的优点。另外，还能够得到明显地给出可控制能力，从而给出控制精度得到提高的元件安装设备。
再有，通过使配给单元40、50和60以配给的方式承担当前元件安装设备所需的现有复杂的控制，无需在一个部件上面集中控制处理，从而可提高处理的速度，并能造成控制能力的可靠性。
此外，通过由耦合联系控制部分35而不是MMC30在各配给单元之间直接传送并接收各种事件，可以实现头单元4、元件供送单元6和X-Y自动操纵装置8之间的相互关联，因而可使控制的响应安全可靠。
再有，可使各配给单元之间的耦合联系受到抑制，基本上成为单纯传送与接收多个事件，根据处方在每个配给单元中实现每个移动控制。于是，可以减少各配给单元之间的连线，就硬件而言，也可使装置的制作成本得以降低。
再有，特别是关于元件安装过程中，像是在头单元4中的元件保持预备操作与元件保持主操作之间，以及在元件供送单元6中的元件供送预备操作与元件供送主操作之间的相互操作时间关系，还有，在头单元4中的元件保持预备操作与元件保持主操作，以及在头移动过程期间到达所述时间区的时间和X-Y自动操纵装置8中到达元件安装位置的时间之间的相互操作时间关系，需要在预定操作及过程与其它组成部件中的操作及过程之间存在紧密的相互控制。因此，这就意味着存在以下的优点而且能够被有效地应用于元件的安装中，也就是在根据各处方实行各种操作的控制等时，由配给控制系统101使控制操作与传送事件的操作相互关联。
本发明并不限于上述实施例，而可以被具体化成为其它各种实施例。例如，图15表示一种控制方框图，它表示为本发明第二实施例元件安装装置所提供的配给控制系统301的主要结构。
如图15所示，所述配给控制系统301与第一实施例的配给控制系统101的结构区别在于，虽然给出作为主要控制部分一种举例的MMC330、作为头单元控制部分一种举例的头配给单元40、作为元件供送单元控制部分一种举例的元件供送配给单元50，而且，与配给控制系统101一样，还给出耦合联系控制部分35，它是MMC330、配给单元40和50之间控制信息通信的接口插件，但是，未提供X-Y自动操纵配给单元60。在配给控制系统301中，以相同的参考标号表示与配给控制系统101中同样的结构部件。下面将只描述不同的结构部分。
如图15所示，总体上讲，在配给控制系统301中，MMC330包含了配给控制系统101中的MMC30和X-Y自动操纵配给单元60的各种功能和结构。具体地说，如图15所示，除主CPU331、输入/输出部分332、处方形成部分333和主存储器334之外，这些都具有与主CPU31、输入/输出部分32、处方形成部分33和主存储器34同样的功能和结构。所述MMC330进一步还包括X-Y自动操纵驱动器335和传感器部件336，它们具有与X-Y自动操纵驱动器65及传感器部件64同样的功能和结构。所述主CPU331能够控制X-Y自动操纵驱动器335和传感器部件336。
在上述实施例的配给控制系统301中，可以设置一个介于集中控制系统与配给控制系统之间的系统，其中，在元件保持和拾取过程和元件安装过程中，由配给单元40和50实行头单元4和元件供送单元6的移动控制，而为实行中间的头移动过程所需要的X-Y自动操纵装置8的移动控制则在MMC330中执行。相应地，就可以给出一种元件安装设备，它即使采用具有上述结构的配给控制系统301，也能够得到第一实施例的效果，并得到缩短研制周期及提高可控制性的效果。
进而参照图16，它表示元件安装设备400的示意结构分透视图，作为本发明第三实施例元件安装设备的一种举例。
如图16所示，所述元件安装设备400与第一实施例元件安装设备100的区别在于，设有两个头单元和两个X-Y自动操纵装置，以下将只描述不同的部分。图16中与同样的参考标号表示与元件安装设备100同样的结构部分。
如图16所示，所述元件安装设备400设有元件供送单元6，它供送多个元件1，并能使元件1被拾取；载物台405，它作为以可放开的方式保持板2a和2b的板保持部件的举例，每个要被供送的元件1被安装在所述板2a和2b上。元件安装设备400还设有第一头单元404a和第二头单元404b，它们是两个头单元，用以保持和拾取从元件供送单元6所供给的元件1，并利用所述载物台405和第一及第二X-Y自动操纵装置408a、408b将每个元件分别安装在板2a和2b上；所述第一及第二X-Y自动操纵装置408a、408b作为一种举例的头移动单元是两个X-Y自动操纵装置，用以沿着X方向和Y方向移动所述第一头单元404a和第二头单元404b。另外，所述第一头单元404a和第二头单元404b每一个都设有多个空吸喷嘴403，作为用来分别吸住和保持元件1的元件保持部件的一种举例。
采用具有上述结构的元件安装设备400，能够从元件供送单元6吸住、保持并拾取元件1，以及通过实行操作第一头单元404a和第一X-Y自动操纵装置408a，实现将元件1安装在被保持在图16中载物台405右手侧的板2a上的操作；并可从元件供送对于6吸住、保持和拾取元件1(99)，以及，通过实行操作第二头单元404b和第二X-Y自动操纵装置408b，实现将元件2安装在被保持在图16中载物台405左手侧的板2b上的操作。因此，在元件安装设备400中，可以更有效地实现元件的安装。
接下去，图17表示一个控制方框图，该图示出为上述元件安装设备400所提供的配给控制系统401的主要结构。
如图17所示，所述配给控制系统401设有MMC430，它作为主控制部分的一种举例；第一头配给单元440，它作为头单元控制部分的一种举例，实行第一头单元404a的移动控制；第一X-Y自动操纵配给单元450，它作为移动头控制部分的一种举例，实行第一X-Y自动操纵装置408a的移动控制；以及第二头配给单元460，它作为头单元控制部分的一种举例，实行第二头单元404b的移动控制；第二X-Y自动操纵配给单元470，它作为移动头控制部分的一种举例，实行第二X-Y自动操纵装置408b的移动控制；还有元件供送配给单元480，它作为元件供送单元控制部分的一种举例，实行元件供送单元6的移动控制。另外，所述MMC430具有与第一实施例的MMC30同样的功能和结构，各配给单元也具有与第一实施例的配给单元同样的功能和结构。相应地，在MMC430中形成各种处方，并传送给各配给单元，而且在各配给单元之间传送并接收各种事件。在耦合联系控制部分435的控制下，实现上述信息耦合联系。
按照上述第三实施例，即使要被控制的目标结构部分增多，正像元件安装设备400被设置第一头单元404a和第二头单元404b，以及第一X-Y自动操纵装置408a第二X-Y自动操纵装置408b那样，但采用配给控制系统401，可以使得加给各结构部分控制处理的负载量约略等同于第一实施例。因此，能够解决更为复杂和进一步的控制，并在能够得到与第一实施例同样效果的同时，可以提供有效的元件安装。
通过适当地组合上述各实施例中的任意实施例，可以得到这些实施例所具有的各种效果。
虽然已经参照附图关于各优选实施例充分描述了本发明，但应予说明的是，对于那些熟悉本领域的人而言，各种变化和改型都是显见的。可以将这样的变化和改型理解为包括在由所附各权利要求限定的本发明范围内，而不会脱离本发明。
权利要求
1.一种元件安装设备，它包括元件供送单元(6)，实行提供多个元件(1)的元件供送操作，以便能够拾取各元件；头单元(4，404a，404b)，它有多个元件保持部件(3，403)，用来以可放开的方式保持各元件，以实行元件保持和拾取操作，从而由一个或多个元件保持部件保持和拾取来自元件供送单元的元件，把这些元件安装到板(2)上；头单元控制部分(40，440，460)，控制头单元的元件保持和拾取操作；元件供送单元控制部分(50，480)，控制元件供送单元的元件供送操作；以及主控制部分(30，330，430)，把为在头单元控制部分和元件供送单元控制部分中实行各种操作所用的操作程序处方传送给所述头单元控制部分和元件供送单元控制部分；其中，所述头单元控制部分的动作可以根据所传送的处方实行元件保持和拾取操作，而所述元件供送单元控制部分的动作可以根据所传送的处方实行元件供送操作。
2.如权利要求1所述的元件安装设备，其中，为头单元设置所述头单元控制部分，并为元件供送单元设置所述元件供送单元控制部分。
3.如权利要求1所述的元件安装设备，其中，所述头单元控制部分根据所传送的处方，可以操纵实行元件保持和拾取操作，并且它可以根据所述实施，操纵把时间信号传送给元件供送单元控制部分；以及所述元件供送单元控制部分根据所传送的处方和时间信号完成元件供送操作。
4.如权利要求3所述的元件安装设备，其中，所述元件供送单元控制部分可以根据所实行的元件供送操作，操纵把时间信号传送给头单元控制部分，以及所述头单元控制部分根据所传送的时间信号和处方完成元件保持和拾取操作。
5.如权利要求1所述的元件安装设备，其中，还包括头移动单元(8，408a，408b)，它实行头移动操作，沿着大致与板的表面平行的方向移动所述头单元；以及移动单元控制部分(60，450，470)，控制所述头移动单元的头移动操作；其中，所述主控制部分可以操纵将移动单元控制部分中实施头移动操作的处方传送给移动单元控制部分；以及所述移动单元控制部分根据所传送的处方可以操纵实行头移动操作。
6.如权利要求5所述的元件安装设备，其中，给所述头移动单元设置所述移动单元控制部分。
7.如权利要求5所述的元件安装设备，其中，所述头单元控制部分根据所实施的操作可以操纵把时间信号传送给移动单元控制部分；并且所述移动单元控制部分根据所传送的处方和时间信号操作，可以操纵完成所述头移动操作。
8.如权利要求7所述的元件安装设备，其中，所述移动单元控制部分根据所实行的头移动操作，可以操纵把时间信号传送给所述头单元控制部分；并且所述头单元控制部分根据所传送的时间信号和处方，可以操纵完成元件保持和拾取操作。
9.如权利要求5所述的元件安装设备，其中，所述头单元可以操纵实行元件安装操作，用以通过放开关于板的保持，而安装由一个或多个元件保持部件所保持的一个或多个元件；所述主控制部分可以操纵把实行元件安装操作所用的处方传送给所述头单元控制部分，并且可以操纵把为元件安装操作而实行的头移动操作所用的处方传送给所述移动单元控制部分；所述头单元控制部分根据所传送的处方，可以操纵实行元件安装操作，并且，所述移动单元控制部分根据所传送的处方，可以操纵为元件安装操作而实行的头移动操作。
10.如权利要求9所述的元件安装设备，其中，所述头单元控制部分根据所传送的处方，可以操纵实行元件安装操作，并且，根据所实行的操作，可以操纵把时间信号传送给所述移动单元控制部分；以及所述移动单元控制部分根据所传送的处方和时间信号，可以操纵完成为元件安装操作所用的头移动操作。
11.如权利要求3所述的元件安装设备，其中，用以执行元件保持和拾取操作的处方包括执行元件保持准备操作的操作程序，沿着大致垂直于板表面的方向，把头单元中用以保持一个或多个元件的一个或多个元件保持部件下移到元件保持等待高度的位置；以及执行元件保持主操作的操作程序，把一个或多个元件保持部件从所述元件保持等待高度的位置进一步下移，并保持一个或多个元件，所述元件能够在元件供送单元中被一个或多个元件保持部件所拾取；以及所述头单元控制部分根据所述处方通过传送时间信号，可以操纵使元件供送单元控制部分判别元件保持准备操作的完成。
12.如权利要求11所述的元件安装设备，其中，所述元件供送单元包含多个元件拾取位置(7a)，所述各元件被布置在所述各位置处，使得能够由元件保持部件拾取；用以执行元件供送操作的处方包括执行元件供送准备操作的操作程序，传送元件供送单元中的各元件，以使所述各元件定位于元件拾取位置；以及执行元件供送主操作的操作程序，把所传送的各元件放在可由元件保持部件拾取各元件的状态中；元件供送单元控制部分根据所述处方，可以操纵实行元件供送准备操作，以根据来自所述头单元控制部分的处方和时间信号，完成元件供送主操作，并且通过把时间信号传送给头单元控制部分，使头单元控制部分判别元件供送主操作的完成。
13.如权利要求3或7所述的元件安装设备，其中，所述头单元控制部分根据每个元件保持部件沿着大致垂直于板表面的方向的升高位置，可以操纵传送所形成的多个时间信号。
14.如权利要求5所述的元件安装设备，其中，所述主控制部包括处方形成部分(33，333)，它形成每个处方；处方传送部分(32，332)，它传送所形成的每个处方。
15.如权利要求14所述的元件安装设备，其中，所述头单元控制部分、元件供送单元控制部分或移动单元控制部分可以操纵把在每个处方的基础上实行操作时发生的误差信息传送给所述主控制部分；在主控制部分中，处方形成部分根据所传送的误差信息，可以操纵修正与出自所传送的处方的误差信息有关的处方，以及处方传送部分，可以操纵传送已修正的处方，从而能由所修正的处方代替所传送的处方。
16.如权利要求3所述的元件安装设备，其中，所述元件供送单元包含多个元件拾取位置(7a)，这些位置以固定的间隔(P2)排列成直线，并将各元件布置成使得能够由元件保持部件所拾取；沿着各元件拾取位置排布的方向，以头单元中固定间隔整数倍的固定间隔(P1)排布所述各元件保持部件；以及从主控制部分传送给元件供送单元控制部分的元件供送操作用的处方至少包含一个或多个元件拾取位置的位置信息，在所述位置处实行所述元件供送操作。
17.如权利要求16所述的元件安装设备，其中，从所述主控制部分传送给头单元控制部分的元件保持和拾取操作用的处方至少包含能够判别一个或多个在其中实行元件保持和拾取操作之元件保持部件的信息，和一个或多个在该处实行元件供送操作之元件拾取位置的位置信息。
18.如权利要求5所述的元件安装设备，其中，从所述主控制部分传送给移动单元控制部分的头移动操作用的处方至少包含一个或多个元件保持部件在大致沿着板表面的方向的移动位置的位置信息，在所述板处实行元件保持和拾取操作，或者实行元件安装操作。
19.如权利要求18所述的元件安装设备，其中，从所述主控制部分传送给头单元控制部分的元件安装操作用的处方至少包含能够判别一个或多个元件保持部件的信息；借由所述元件保持部件实行元件保持和拾取操作或者实行元件安装操作。
20.一种元件安装设备，它包括，元件供送单元(6)，实行送给多个元件(1)的元件供送操作，以便能拾取各元件；头单元(4，404a，404b)，它有多个元件保持部件(3，403)，以可放开的方式保持各元件，实行元件保持和拾取操作，从而由一个或多个元件保持部件保持和拾取来自元件供送单元的元件，把这些元件安装到板(2)上；头单元控制部分(40，440，460)，它控制头单元的元件保持和拾取操作；主控制部分(30，330，430)，把为在头单元控制部分中实行元件保持和拾取操作所用操作程序的处方传送给所述头单元控制部分，并控制元件供送单元中的元件供送操作；其中，所述主控制部分可以操纵完成元件供送操作，并可操纵传送元件供送单元中的元件供送操作；所述头单元控制部分根据所传送的处方可以操纵完成所述元件保持和拾取操作。
21.如权利要求20所述的元件安装设备，其中，给所述头单元设置头单元控制部分。
22.一种安装元件的方法，用以实行元件供送操作，以从元件供送单元(6)提供多个元件(1)，使这些元件能够被拾取；并在头单元(4，404a，404b)中实行元件保持和拾取操作，以拾取来自元件供送单元的元件，把这些元件安装到板(2)上，所述头单元具有多个元件保持部件(3，403)；所述元件保持部件利用一个或多个元件保持部件以可放开的方式保持各元件；所述方法包括如下步骤接收元件保持和拾取操作程序的处方，实行在头单元中的元件保持和拾取操作，同时根据所接收的处方实行所述元件保持和拾取操作，以及根据所实施的操作把时间信号传送给部件送给单元；并且接收元件元件供送操作程序的处方，在元件供送单元中实行元件供送操作，并根据所接收的处方和自头单元传送来的时间信号，完成元件供送操作。
23.如权利要求22所述的安装元件方法，其中，在设有头单元及元件供送单元的元件安装设备主体侧上，形成元件保持和拾取操作的处方和元件供送操作的处方当中的每一个；并且从元件安装设备主体侧，将所形成的每个处方传送给所述头单元及元件供送单元。
24.如权利要求22所述的安装元件方法，其中，在元件供送单元中实施操作期间，把在根据处方实行元件供送操作基础上的时间信号传送给所述头单元；并且还根据自元件供送单元传送来的时间信号，在头单元中实行元件保持和拾取操作。
25.如权利要求22所述的安装元件方法，其中，还包括如下步骤在头移动单元(8，408a，408b)中实行头移动操作，用以将所述头单元移动到板上方的一个位置，所述头移动单元沿着大致平行于板表面的方向移动所述头单元；并且实行元件安装操作，用以把由一个或多个元件保持部件所保持的一个或多个元件安装到板上；从而，在所述头单元中接收用来实行元件安装操作元件安装操作处方；根据所接收的处方实行元件安装操作，并基于这种实施把时间信号传送给所述头移动单元；以及在所述头移动单元中，接收用来实行头移动操作的头移动操作处方，并根据所接收的处方和自所述头单元传送的时间信号，完成所述头移动操作。
26.如权利要求25所述的安装元件方法，其中，在所述元件安装设备主体侧上，形成元件安装操作的处方和头移动操作的处方当中的每一个；并且将所形成的每个处方从元件安装设备主体侧传送给所述头单元及头移动单元。
27.如权利要求25所述的安装元件方法，其中，在头移动单元中的所述实施操作期间，把以根据所述处方实行头移动操作为基础的时间信号传送给所述头单元；并且还根据自头移动单元传送来的时间信号，在头单元中实行元件安装操作。
全文摘要
在实行元件安装操作和元件保持及拾取操作的元件安装中，在头单元(4)中，接收元件保持及拾取操作所用的处方，这是用来实行所述元件保持及拾取操作的操作程序，并根据所述处方实行所述元件保持及拾取操作。另外，将基于实行这一操作的时间信号传送给元件供送单元(6)，在该元件供送单元中接收用来实行元件供送操作的元件供送操作处方，并根据所述处方和自头单元传送来的时间信号完成元件供送操作。
文档编号H05K13/04GK1799299SQ20048000446
公开日2006年7月5日 申请日期2004年2月20日 优先权日2003年2月24日
发明者竹马彻, 宫崎浩人, 川嶋纯一, 田中阳一, 吉田典晃 申请人:松下电器产业株式会社