专利名称：用于输送元件的方法和装置及用于装配元件的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于输送元件的方法和装置，其中将需要输送的元件提供到元件装配装置，诸如装配头等，该装置将元件从元件输送部分顺次的将被取出的元件装配到印刷电路板上的装配位置，一种用于将通过元件输送方法所提供的元件装配到板上的方法，和用于将通过元件输送装置提供的元件装配到板上的装置。
近来，在元件装配装置中需要提高生产率。特别是，在更换生产类型(种类)后生产的中断和缺件会负面的影响生产率，因此，更需要对该领域进行改进。
本领域中一种公知的技术是揭示一种对元件装配装置的元件输送区的改善操作，即如在日本未审查专利公开No.60-206098中所揭示的。
下面将参考
图10和11对现有技术的装置进行详细描述。
首先描述整个的元件装配装置的结构。图10示出了高速型的元件装配装置，而图11示出了多功能中速型的元件装配装置。
在图10中，高速型的元件装配装置10包含一个操作部分11、控制部分12、装配头13、装配台14、移动轨15和元件输送部分16。元件输送部分16装载多个滑动的部件盒16a，并将预定的元件输送到装配头13。装配台14固定印刷板1并对板进行定位，接着装配预定的元件。
在图11中，多功能中速型的元件装配装置110包含一个操作部分111、一个控制部分112、一个装配头113、一个板识别装置113a、一个元件检测部分113b、一个装配台114、一个移动轨115和元件输送部分116。元件输送部分116配备有一个部件盒116a、一个立体盒116b、一个部件托架容器部分116c和部件托盘116d，从而可从元件输送部分116提供多种的元件5。装配头113从元件输送部分116取出电子元件5，将元件移动到装配台114的预定的元件装配位置，然后将元件装配到印刷电路板上。
下面将描述在传统的元件装配装置中通过元件输送部分处理缺件的操作。
图8A为传统更换模式的实例示意图，图8B为传统准备模式的实例示意图，图9A和9B为分别在另外的一个操作和装配程序中传统更换模式的示意图。
根据图8A中所示的传统更换模式，元件输送部分16,116被分为两组A和B，在组A和B中将相同的元件设置在相同的位置，从而例如，如果在组A中缺少元件则更换到组B。
在图8B中所示的传统的准备模式中，将元件输送部分16、116分为两组A和B，分别在组A和组B中设置要被装配到A-型板和B-型板上的元件，从而与要生产的板的更换类型相适应。
正如在前面参考的公开No.60-206098中所揭示的，根据图9A和9B中所示的传统的操作，当元件输送部分缺少元件时(换句话说，元件输送部分被转换到备用元件输送部分)时，从预先指定的备用元件输送区取出并使用备用元件。更具体的，当作为实例的部件盒P1在元件输送部分16、116中用完元件时，元件输送部分被在由备用元件信息指定的输送位置Z1=Zn,Zn=Zn+1处进行更换，从而自动的更换到备用元件，以继续生产。
在上述的现有技术的结构中，需要将用于备用元件的元件输送部分设置在用于要被生产的每种板的部分中，或对于每种要被生产的板，将元件输送部分的备用元件设定为相同的结构，需要在设计用于将元件装配到任意种类的印刷电路板上的装配程序(与NC程序或元件结构相关)中指定表示元件备用部分的备用元件的各个设定位置的元件信息(在后面称为备用元件信息)。
需要将元件设定在元件输送部分处的指定的元件输送位置。在生产具有相对低容积的多种类的产品的情况下，需要为每种的板形成表示备用元件信息的装配程序。因此，在对要生产的板的种类进行更换时，需要更换装配程序或类似的准备过程。换句话说，这种更换很复杂且需要时间，从而增大了操作者的对更换进行准备和管理等的负担。
如果当元件输送部分的元件用完时，如果在对生产进行更换时将备用元件设定到了错误的位置，以交换模式或替代操作将自动连续的装配处于错误元件输送位置的被指定作为备用元件的元件。
在进行交换模式或替代操作时，如果在交换或替代之前对元件进行装配，则会浪费了操作，则大大的影响了每个板的生产时间，即装配周期时间，且使生产率降低。
本发明的目的在于解决上述的问题，并提供一种用于输送元件的方法和装置，通过该方法和装置即使在产生缺件的情况下，也可以通过使用交换模式或替代操作用备用元件进行自动的更换而使生产具有更高的灵活性、更高的生产率和更高的质量。
为了实现这些和其他的目的，根据本发明的第一方面，其提供一种元件输送方法，其中当根据装配程序将元件装配到印刷电路板上的装配位置时，从由装配程序指定的元件输送部分的元件设置位置提供元件；所述方法包含缺件检测过程，用于检测由装配程序指定的位于元件输送部分的元件设置位置的要被装配的缺件；备用元件检测检测判断过程，用于检测在元件输送部分的备用元件输送区中是否存在用于缺件安装的备用元件，并判断备用元件是否位于备用元件输送区内；及当在备用元件检测判断过程中判断出在备用元件输送区中存在备用元件时，进行备用元件更换过程，用于将从元件输送部分的指定的元件设置位置提供装配的元件的过程更换为从备用元件输送区提供备用元件的过程。
根据本发明的第二方面，其提供一种根据第一方面的元件输送方法，其中在备用元件检测判断过程中的元件输送部分的备用元件输送区与元件输送区不同，其中在为将元件装配到任意类型的印刷电路板上而设计的装配程序中指定元件的提供，从而当在备用元件检测判断过程中判断出在备用元件输送区中存在备用元件时，在备用元件更换过程中将从元件输送部分的元件输送区提供装配元件的过程更换为从备用元件输送区提供备用元件的过程。
根据本发明的第三方面，其提供一种根据第一方面的元件输送方法，其中在备用元件检测判断过程中的元件输送部分的备用元件输送区与元件输送区重叠，在元件输送区中通过在设计用于将元件装配到印刷电路板上的装配程序中对元件提供进行指定，从而当在备用元件检测判断过程中判断出在备用元件输送区中存在备用元件时，在备用元件更换过程中将从元件输送部分的元件输送区提供装配元件的过程更换为从备用元件输送区提供备用元件的过程。
根据本发明的第四方面，其提供一种根据第一到第三方面中的任何一个方面的元件输送方法，其中在事先存储的关于元件输送部分的备用元件输送区中设置的元件类型、特性和结构位置的元件数据中的备用元件检测判断过程中判断是否检测出在元件输送部分的备用元件输送区中存在用于装配的缺件的备用元件，从而判断在备用元件输送区中是否存在备用元件。
根据本发明的第五方面，其提供一种根据第一到第三方面的元件输送方法，在备用元件检测判断过程之前包含一个初步指定的备用元件指定过程，如果元件输送部分缺少元件，则对可替代要装配元件的元件输送部分的备用元件的位置进行配准，同时在备用元件检测判断过程中，从在备用元件指定过程中指定和配准的元件输送部分的备用元件对与要装配的缺件对应的备用元件进行检测，从而判断是否存在与缺件对应的备用元件。
根据本发明的第六方面，其提供一种元件装配方法，该方法包含一个元件装配顺序重组过程，其中在根据本发明的第一到第五方面的任何一个的元件输送方法之后的备用元件更换过程中对用于缺件的备用元件进行自动更换，通过对装配顺序进行调整从而与对备用元件进行更换的元件输送状态相一致，由此重新生成装配程序。
根据本发明的第七方面，提供一种元件装配装置，其在装配程序的基础上，从通过元件输送部分的装配程序指定的元件设置位置取出元件，并将元件装配到印刷电路板上的装配位置上；所述装置包含
一个缺件检测装置，用于检测由装配程序指定的元件输送部分的元件设置位置处需装配的缺件；一个备用元件检测判断装置，用于检测在元件输送部分的备用元件输送区中是否装入用于装配缺件的备用元件，并判断备用元件是否位于备用元件输送区内；及备用元件更换装置，用于当在备用元件检测判断过程中判断出在备用元件输送区中存在备用元件时，在备用元件更换过程中将从元件输送部分的元件输送区提供装配元件的过程更换为从备用元件输送区提供备用元件的过程。
根据本发明的第八方面，提供一种根据第七方面的元件输送装置，其中由备用元件检测判断装置判断的元件输送部分的备用元件输送区不同于元件输送区，在元件输送区中在为将元件装配到任意类型的印刷电路板上而设计的装配程序中指定元件的提供，从而用于当在备用元件检测判断过程中判断出在备用元件输送区中存在备用元件时，在备用元件更换过程中将从元件输送部分的元件输送区提供装配元件的过程更换为从备用元件输送区提供备用元件的过程。
根据本发明的第九方面，其提供一种根据第七方面的元件输送装置，其中由备用元件检测判断装置判断的元件输送部分的备用元件输送区与元件输送区重叠，在元件输送区中在为将元件装配到任意类型的印刷电路板上而设计的装配程序中指定元件的提供，从而用于当在备用元件检测判断过程中判断出在备用元件输送区中存在备用元件时，在备用元件更换过程中将从元件输送部分的元件输送区提供装配元件的过程更换为从备用元件输送区提供备用元件的过程。
根据本发明的第十方面，其提供一种根据第七到第九方面的任意一个方面的元件输送装置，其中在事先存储的关于元件输送部分的备用元件输送区中设置的元件类型、特性和结构位置的元件数据中的备用元件检测判断过程中判断是否检测出在元件输送部分的备用元件输送区中存在用于需装配的缺件的备用元件，从而判断在备用元件输送区中是否存在备用元件。
根据本发明的第十一方面，其提供一种根据第七到第九方面中的任意一个方面的元件输送装置，该装置包含一个备用元件指定装置，用于在备用元件检测判断过程之前进行初步指定和配准可替代要装配元件的元件输送部分处的备用元件的元件设置位置，如果元件输送部分缺少元件，则备用元件检测判断装置从由备用元件指定装置指定和配准的元件输送部分处的备用元件检测与缺件对应的备用元件，从而判断是否存在与要装配的缺件对应的备用元件。
根据本发明的第十二方面，其提供一种元件装配装置，其包含一个元件装配顺序重组装置，该装置包含一个元件装配顺序重组装置，其中在根据本发明的第七到第十一方面的任何一个的元件输送装置之后的备用元件更换装置中，对用于缺件的备用元件进行自动更换，通过对装配顺序进行调整，从而与对备用元件进行更换的元件输送状态相一致，由此更新装配程序。
通过下面结合相应附图的详细描述会对本发明的上述的和其他的目的和特点有更清楚的了解。
图1为根据本发明的第一实施例的包含一个元件输送方法的元件装配方法的流程图；图2为根据本发明的第一实施例的元件装配装置的装配控制部分的示意方框图；图3为根据本发明的第一实施例的配备有元件输送方法和元件装配方法的元件装配装置的部分透视图；图4为根据本发明的第二实施例的配备有元件输送方法和元件装配方法的元件装配装置的部分透视图；图5A为根据本发明的第一实施例的用于描述在元件装配装置中的元件输送部分对备用元件进行更换的示意图，即详细示出了具有元件输送区和备用元件输送区的元件输送部分的结构实例；图5B为用于装置中的两种类型，即A和B型的板的装配程序的示意图；图5C为位于装置中的元件输送部分的备用元件输送区的结构实例的示意图；图6为根据本发明的第三实施例的在元件装配输送方法中进行备用元件指定过程的部分装配控制部分的示意图；图7为根据本发明的第四实施例的各个过程的示意流程图；图8A为传统的更换模式的实例的示意图；图8B为传统的制备模式的实例的示意图；图9A和9B为在另外的一个操作和装配程序中传统的更换模式的一个实例的示意图；图10为高速型元件装配装置的传统实例的部分透视图；图11为多功能中速型元件装配装置的传统的不同实例的部分透视图；图12为根据第二实施例的配备有元件输送方法和元件装配方法的元件装配装置的部分透视图，其中该装置具有一个多嘴型装配头，用于对多个(图中为四个)元件进行装配。
在对本发明进行描述之前，需注意的是，在附图中类似的元件用相同的标号表示。
第一实施例下面将参考附图对根据本发明的第一实施例的一种元件输送方法，一种输送装置，一种元件装配方法和一种元件装配装置进行描述。
下面将在元件装配装置201的基础上对第一实施例进行描述，该装置配备有元件输送装置，从而执行元件装配方法，该方法包含元件输送方法。元件装配装置201与图10中所示的现有技术的高速型的元件装配装置相类似，区别在于控制部分12，因此下面将参考图10进行描述。用相同的标号表示与现有技术中具有相同功能的元件。
图1为根据本发明的第一实施例的包含元件输送方法的元件装配方法的流程图。图2为替代控制部分12的元件装配装置201的装配控制部分200的示意方框图。在图2中，标号20为存储部分，标号20a为存储在存储部分20中的装配程序。标号20b为存储在存储部分20中的元件数据，且所示出的结构数据包含在元件输送部分16的元件设置位置。标号20c为具有备用元件数据的备用元件信息，该信息包含诸如备用元件的类型、或备用元件的性质和类型和结构位置等数据，并被写入到存储部分20中。标号21为输入/输出控制部分，用于控制从外部装置或器件到达存储部分20的输入和输出的信息和信号，并控制下面将进行描述的控制部分22-26。标号22为元件输送控制部分，作为备用元件检测装置的一个实例，用于控制从元件输送部分16的部件盒16a等提供元件5及缺件的检测。标号23为识别控制部分，用于控制元件5的位置和状态的识别，其中的元件5被吸附和装配在多个装配头13上，装配头13被旋转头支撑，旋转头用于旋转通过元件输送位置和元件装配位置，并在元件输送位置提供来自元件输送部分16的部件盒16a等的元件，在元件装配位置将元件装配到板1上。标号24为位置控制部分，用于控制将被吸附和装配在装配头13的元件5定位在板1上，并根据识别控制部分25进行的识别结果对元件5的位置和状态进行矫正。标号25为压力控制部分，当将被装配头13吸附和装配的元件装配到板1上时，用于控制装配头13的压力，通过按压将元件5装配到板1上。标号26为高度控制部分，用于控制装配头13的移动区的高度，同时考虑到已经装配到板1上的被检测的高度，此时对被装配头13所吸附和装配的元件5的高度进行检测，然后将元件装配到板1上。标号202为CPU，用于控制元件装配装置201的每个驱动部分的操作、对存储部分20的信息读取和写操作及控制部分21-26的操作等。同样如图3中所示，装配控制部分200与旋转头301、装配头13、元件输送部分16、板识别装置13a、元件观察部分13b、装配台14、元件信息检测部分18等连接，不仅控制与检测相关的操作及后面将详细描述的备用元件的判断和更换，同时还控制整个的装配操作。
如图3中所示，在第一实施例的元件装配装置201的结构中，上述的装配控制部分200替换图10的高速型的元件装配装置10中的控制部分12。
在根据第一实施例的元件装配装置201中，在装配控制部分200的控制下根据装配程序20a将电子元件5装配到印刷电路板1上。然后，在元件输送部分16的部件盒16a中容纳要被装配的每个类型或每种特性的符合元件数据20b的装配程序20a或元件结构数据的元件5。在元件输送部分16中将部件盒16a边靠边设置。每次根据来自部件盒16a的预定的一个装配程序20a将所需的元件5提供到装配头13。装配头13顺次地装配所提供的元件，并装配到印刷电路板1的预定的装配位置。
下面将根据图1的流程图对具有上述结构的元件装配装置201的操作进行描述。
在CPU202的控制下，在通过元件装配装置201开始生产印刷电路板1时，在图1中的步骤S1的装配开始过程，启动元件装配装置201的图2的装配控制部分200的各个控制部分21-26和元件装配装置201的机械驱动部分。同时，将印刷电路板10设定到装配台14上。
接着，在图1的步骤S2中的元件取出和输送过程中，CPU202读出装配程序20a和存储部分20的元件数据20b的元件结构数据中的元件结构信息，例如对于A-型板1为Z1=P1,Z2=P2,Z3=P3…,Zm=Pm，对于B-型板1为Z1=P3,Z2=PX,Z3=P1,Z4=PY,…,Zm=Pm，如图5B中所示，其中P1-Pm为元件5的类型，而Z1-Zm为元件输送部分16的部件盒16a的结构位置，即各个类型的元件5的结构位置。
接着，在CPU202的控制下，元件输送控制部分22，通过判断图1中步骤S3的缺件检测过程中是否存在缺件，而从元件输送部分16中取出元件5。换句话说，根据装配程序20a的装配信息，元件输送控制部分22获得要被通过装配头13装配到板1的元件5的类型、结构位置等信息，并判断每个要被装配的元件5是否存储到被设定在元件输送部分16中指定的元件设置位置的部件盒16a中。如果存在要被装配的元件5且被存储到指定的部件盒16a中，则过程进行到下一个程序。
在图1的步骤S4的定位和装配过程中，将在步骤S3指定的且判断不缺少元件的部件盒16a滑到装配头13的元件输送位置，在该位置通过装配头13对所需的元件进行吸附和装配。在通过定位控制部分24和其他的控制部分对元件5进行适当的控制的同时(例如，通过定位控制部分进行控制移动到装配位置，同时通过高度控制部分防止与其他的元件发生碰撞，并校准定位和获得在装配位置的装配状态)，在CPU202的控制下利用装配头13对元件5进行精确的定位和装配，将其定位到由装配程序20a等所指定的位于装配程序20a所确定的装配台14上的印刷电路板上。
在图1的步骤S5中，CPU202根据装配程序20a判断是否将另外一个元件5装配到同一个板1上。CPU202重复从步骤S2到步骤S4的过程，直到一片印刷电路板1的装配完全完成。当完成装配操作时，在图1的步骤S6进行装配结束过程。在CPU202进行板运送控制时，从装配台14运载成品板1。
在图1中的步骤S3的缺件检测过程中，如果元件输送控制部分22判断在元件数据20b中存在与要被装配的元件5相同类型的元件，换句话说，如图5中所示，例如，如果存在设置在元件输送部分16的左端上的元件设置位置Z1的P1型元件，则采用具备第一实施例的元件装配方法特征(即“自由选择的操作”)的备用元件检测判断过程(S10)和备用元件更换过程(S11)，下面将对其进行详细描述。具体的，在图1的步骤S10的备用元件检测判断过程中，如日本未审查专利公开No.4-164398中所揭示的，在自由的操作中，有一种公知的作为元件检测装置的装置，通过读取装置读取装配在元件输送部分中的存储装置，其中的检测装置配备有诸如条形码等存储措施，表示元件的存储类型，从而获得被存储的信息，以对元件进行检测。参考图3，例如，对诸如IC等的设置在作为现有技术的一个实例的部件盒16a中的元件信息存储器17读取或写元件信息的元件信息检测部分18被设定作为一个备用元件输送区16s，在装配程序20a和元件数据20b的元件结构数据中的元件输送部分16通常使用元件输送区16n的除元件设置位置Z1-Zm以外的元件设置位置Zn,Zn+1,Zn+2,…。顺序读出备用元件输送区16s的元件设置位置处的元件类型信息PX,P1,…,PY，无论判断是否存在下一个要被装配的P1元件的P1-型备用元件，都在元件输送部分16的备用元件输送区16s中对存储P1-型备用元件的部件盒16a进行检测。在未检测到该类型的备用元件的情况下，在CPU202的控制下停止元件装配装置201的生产，直到装置201的操作者将P1型元件提供到元件输送部分16。另一方面，当在图1的步骤S11的备用元件更换过程中检测到在备用元件输送区16s的设置位置Zn+1处存在下一个要被装配的元件P1的P1型备用元件时，CPU202暂时在存储部分20中，在作为备用元件信息20c的备用元件输送区16s中的备用元件设置位置Zn+1处存储P1-型备用元件，以替代设置位置Z1处的P1-型元件。此后，将装配程序20a和元件数据20b的元件设置数据的元件设置位置更换为用于所缺少的P1-型元件的备用元件输送区16s中的备用元件设置位置，从而在更换的状态下继续进行生产。此后，如果在元件设置位置Zn+1处的P1-型备用元件用完，则在步骤S10和S11执行相同的过程，从而使用位于元件设置位置Zn+2处P1型备用元件继续生产。
假设元件装配装置201的存储部分20包含两种类型的装配程序20a，如图5B中所示的两种类型的板1的A型和B型，在从A型向B型的转换之后，开始对B型板1进行装配，此后，即使当B型板1的元件设置位置Z3处的P1-型元件用完了，也使用与步骤S10和S11相同的过程对元件设置位置Zn+1处的P1-型备用元件进行检测，并用于替代B型板1的元件设置位置Z3处的P1型元件。相应的，在与所生产的板的类型无关的情况下，仍保证进行连续的生产。
参考图5C，在通过位于元件输送部分16处的元件设置位置Zn+1的部件盒16a向装配头13提供P1型元件5的情况下，即使元件信息检测部分18检测到在设置位置Zn+1处的备用元件在半道由于例如操作者的对元件的误操作或对下面要进行生产的C型板设定了错误的备用元件而改变为类型PZ的情况下，通过与P1型元件的元件设置位置Z3处的备用元件的步骤S10和S11相类似的过程，仍可正确的对元件设置位置Zn+2进行检测和判断。无论将备用元件设置在哪里，通过备用元件检测过程和备用元件转换过程都可保证对设置位置进行正确的搜索，从而保证备用元件的自由定位以及对容易的交换备用元件。因此，可防止在对元件设定过程中所出现的错误，并防止对下一个生产所做的准备对当前的生产造成负面的影响。从而可提高装配质量。
根据上述的第一个实施例，从元件输送部分16可对备用元件进行自动的检测，在元件输送部分16对部件盒16a和容纳元件的部件托盘16d进行自由的设定。因此，消除了在元件输送部分的指定的元件设置位置设定元件的必要性，同时也不必为了与各种类型的板的多种生产过程相匹配而对每种的板都形成指定备用元件信息的装配程序。从而可减少对所生产的板进行更换和管理等工作。更具体的，即使在元件装配装置201中产生了缺件，无论在元件输送部分16中是否存在备用元件，都不间断的自动进行检测，并用所检测到的备用元件继续进行生产，从而提高生产率。只有当所检测到的元件的类型和要装配的元件类型相吻合时才将在元件输送部分16处设置的元件用做备用元件。于是可有效地防止由于错误提供或对元件的错误设定所带来的故障，从而提高生产质量。
在元件输送部分16中的备用元件输送区的位置可不装配，但可将整个的元件输送部分16定位为备用元件输送区16s。或将元件输送部分16分为多个块，一个块包含特定数目的设置单元，或将某些块指定为备用元件输送区16s，或可将作为部分元件输送部分16的元件设置位置Z1-Zend的元件设置位置Zn-Zend指定作为备用元件输送区16s。由于在元件输送部分16中可对备用元件输送区16s进行自由设定，从而可更灵活和自由的进行操作。
备用元件信息20c并不限于与装配程序20a或元件数据20b的元件设置数据不同的存储数据，其也可为包含在元件数据20b的装配程序20a或元件设置数据中的一个信息。
下面将参考图4对根据本发明的第二实施例的一种元件输送方法、一种元件输送装置、一种元件装配方法和一个元件装配装置进行描述。
元件装配装置211配备有元件输送装置，从而可对根据本发明的第二实施例的包含元件输送方法(自由选择操作)的元件装配方法进行描述。如图4中所示，元件装配装置211包含传统的图11中所示的多功能中速型的元件装配装置，用图中所示的装配控制部分替代控制部分112。从图4中可看出，此装配控制部分200与XY移动臂300、装配头113、元件输送部分116、板识别装置113a、元件观察部分113b、装配台114、元件信息检测部分118等相连，从而不仅控制备用元件检测判断和更换时的操作，而且控制整个的装配操作。在第二实施例中，备用元件检测判断过程和备用元件转换过程几乎和第一实施例中的相同。同时用相同的标号表示与第一实施例或传统实例相类似的操作和部件，并略去对其的描述。
第二实施例与第一实施例的区别在于输入元件信息的方式不同。元件装配装置211的元件信息检测部分118被设置在板识别部分113b的边部，其中板识别部分113b被装配到装配头113的边部，而通过XY移动臂300可在X方向和与X方向垂直的Y方向移动装配头113。通过元件信息检测部分118可对存储在诸如部件盒116a处的IC等的元件信息存储器117中的元件类型信息、立体盒116b、和从元件输送部分16的部件托盘容器部分116c取出的部件托盘116d进行检测。与第一实施例进行对比，其中元件数据20b中的元件信息或事先存储在存储部分20中的备用元件信息20c对元件输送部分16中的备用信息进行检测，根据此第二实施例，不对元件信息进行预先的存储，通过移动装配头113，和利用固定到装配头13的元件信息检测部分118可对存储在诸如部件盒116a处的IC等的元件信息存储器117中的元件类型信息、立体盒116b、和从元件输送部分16的部件托盘容器部分116c取出的部件托盘116d进行检测。然后将被检测的信息作为元件数据20b或备用元件信息20c通过输入/输出控制部分21存储在存储部分20中。消除了人工将元件类型信息作为元件数据20b或备用元件信息20c存储到存储部分20中的复杂工作。第二实施例是对第一实施例的多功能型装配装置的应用，其适合用于从托盘接收元件，与第一实施例具有相同的效果。根据第二实施例，部件盒116a、立体盒116b、从元件输送部分116的部件托盘容器部分116c取出的部件托盘116d都配备有信息存储器，因此可更准确的对元件进行装配。
可以将二维条形码或公知的QR码(矩阵的快速反应码，其通过对点和空间进行组合而形成机器可读的表示数码或字符的标志)用作对诸如QFP或CSP集成电路或半导体元件的元件信息存储器117。板识别部分113b可被用做元件信息检测部分118用于读取信息。
第三实施例下面将参考附图对根据本发明的第三实施例的元件输送方法、元件输送装置、元件装配方法和元件装配装置进行描述。
在本发明的第三实施例中，在元件装配装置中另外还提供备用元件指定过程(在图1中用点划线表示的步骤S20)，其中所述装置包含元件输送装置，从而可实现带有元件输送方法(自由操作)的元件装配方法。
图6为根据本发明的第三实施例在元件输送方法中用于备用元件指定过程S20的结构的示意图，和在元件装配方法中使用的元件输送装置和元件装配装置的示意图。
在第三实施例的元件装配方法和元件装配装置中，无论是否进行自由操作，在装配控制部分200的控制下，通过图10中的元件装配装置201或图11中的元件装配装置211的具有键盘等的操作部分可对后面将要进行描述的自由操作中的诸如各种工作模式等条件进行设定。
作为所述条件的一个具体实例，无论每次是否事先对备用元件信息进行检测和判断，都对怎样处理备用元件信息进行设定，如下面所述。在第一和第二实施例中每次产生缺件时，对备用元件进行检测，并将被检测的信息作为备用元件信息20c存储到存储部分20中，并根据该信息，执行备用元件检测判断过程(图1中的步骤S10)，该过程判断元件是否被用做备用元件。另一方面，在图1的步骤S1的装配起始过程之前的第三实施例的备用元件指定过程S20中，通过作为备用元件检测装置的一个实例的元件输送控制部分22读出元件输送部分16处的所有备用元件的元件设置状态。事先在存储部分20中将所读出的信息作为备用元件信息20d进行存储。例如，在图5A中的元件输送部分16的情况下，将此信息作为备用元件信息20d进行存储，该信息告示当在元件设置位置Z1处缺少P1-型元件时，在元件设置位置Zn+1处找到了P1-型元件，以及在元件设置位置Zn+1处缺少元件时，在设置位置Zn+2处存在P-型元件。
在出现缺件时，在执行备用元件检测过程(图1的步骤S10)时，通过简单的对存储部分20中的备用元件信息20d的数据进行搜索和判断，可对备用元件的元件设置位置进行快速的检测。相应的，可取消在每次缺件时的检测判断过程，在该过程中，通过元件输送控制部分22从元件数据20b中读出备用元件输送部分16的备用元件输送区16s的元件设置位置的全部信息，从而检测和判断是否存在可替代的备用元件，同时可取消另外的一些过程，诸如针对每个部件盒16a的对元件信息检测部分18的移动和定位并从部件盒16a读出元件名等信息的过程，同时还可节省时间，提高了生产率。
在本发明的第三实施例中，如果备用元件的信息适合作为备用元件信息20d通过键盘等在输入/输出控制部分21的控制下借助备用元件指定过程(图1中的点划线表示的步骤S20)直接输入到存储部分20中，且如果事先将备用元件的类型和元件设置位置之间关系的数据加入到存储部分20中的备用元件信息20d中，则根据上述的实施例可进行类似的过程，从而即使在用于控制备用元件检测判断过程的元件输送控制部分22发生故障的情况下，也可进行自由的操作。
通过第三实施例的备用元件指定过程(在图1中的点划线表示的步骤S20)，可使得通过操作部分11,111直接输入备用元件的信息20d，即使在缺少图10、11的传统元件装配装置10、110中的作为备用元件检测装置的元件输送控制部分22的情况下，也可形成备用元件信息20d。由此可取得相类似另一种自由的操作。
根据第三实施例，将在各种类型的板中通常使用的元件事先作为备用元件信息20d进行注册。因此，当对要生产的板的类型进行更换时，从元件输送部分16中的注册的元件类型中检测要被装配的元件的类型，因此，可有效的对是否存在备用元件进行检测。在每次存在缺件时不必从元件输送部分16检测备用元件。由于在产生缺件时，可在设备中在较短的过程中对备用元件进行交换，由此可进一步提高生产率。
第四实施例在本发明的第四实施例的元件输送方法、在元件装配方法中使用的元件输送装置和元件装配装置的特点在于备用元件更换过程(步骤S11A)。如图7中所示，在备用元件更换过程中，在图1的步骤S11的备用元件更换过程之后，在图6中的点划线表示的元件装配顺序重组过程部分240处进行图7的步骤S12中的元件装配顺序重组过程。
通常，在对元件进行装配时，通过装配头13从元件输送部分16取出元件5，并装配到印刷电路板1上。在元件装配装置201中，其中元件输送部分16的部件盒16a等如图3和10中所示进行滑动，在取出备用元件后，当装配头13需要通过XY移动臂移动较长的距离，移动到取出位置，以在进行自由操作时取出装配程序20a表示的下一个元件时，如果在将元件更换到备用元件之前，按照原始装配程序表示的装配顺序进行操作，则会产生浪费。并大大的加长每块板的生产时间，即装配周期时间，从而降低了生产率。鉴于此，当在步骤S11对备用元件进行更换前后的移动距离之差不小于预定的阈值时，通过图6中的点划线所示的元件装配顺序重组过程部分240进行元件装配顺序重组过程(图7中的步骤S12)。对元件装配顺序进行重组且重写装配程序20a，从而装配头13可在装配位置和元件输送位置之间移动较短的距离。即使当由于备用元件更换过程(图7的步骤S11)而对元件设置位置进行改变时，计算与元件输送部分16的输送状态相匹配的合适的元件装配顺序，以不降低装配周期时间和生产率，然后，自动的更新装配程序20a。因此可连续地进行生产。
第五实施例在本发明的第五实施例中，根据元件输送方法和用在元件装配方法中的元件输送装置和元件装配装置，将整个的元件输送部分16,116作为备用元件输送区16s，以在图3的装配装置201和图4的装配装置211中生产任意类型的板1。在生产起始过程(图1的步骤S1)中，元件输送控制部分22检测整个元件输送部分16、116的元件类型、元件设置位置等信息，从而可自动的产生生产所需的装配程序20a所使用的元件输送控制部分22的元件数据20b的元件设置数据。在此情况下，只需读出备用元件检测判断过程中的元件结构数据。如果检测到多个相同的元件，可将其存储到备用元件信息中。
在上述的结构中，在操作者不知道元件输送部分16、116的部件盒16a或116a的设定位置的情况下，可正确的对元件进行装配(称为“自由生产布局”)。另外，与第四实施例中所描述的元件装配顺序重组过程结合使用可获得高生产率和高质量的生产(图7的步骤S12)。
本发明并不限于上面的实施例，可通过各种的方式进行体现。例如，虽然在上述的实施例中元件检测装置包含元件信息存储器17和元件信息检测部分18，但也可使用其他类型的检测器或其他的装置，对元件的类型进行判断。
在第二实施例中，所述的装配头113只装配一个元件5。然而，装配头113也可配备多个嘴，以装配多个(诸如图12中的四个)元件，或者在装配装置中设置两个或多个装配头113。
在装配程序20a中可容纳元件数据20b的元件设置数据。
备用元件不必为相同类型的替换。也可采用相同特性的替换或使用不同厂家和具有不同特性(例如温度特性)的元件进行替换，使用起来更灵活。在这种情况下，无论在元件特性的基础上判断备用元件是否合适，都对元件特性的信息进行存储。同时使用元件类型和元件特性两种信息进行判断。
根据如上所述的本发明的一个实施例的元件输送方法、元件输送装置、元件装配方法和元件装配装置，通过元件输送部分可自动的对备用元件进行检测，在元件输送部分可对部件盒、部件托盘等装配元件进行任意设定。而不必将元件设定到元件输送部分的指定的元件设定位置。因此，对所生产的各种类型的板，不必形成为指定备用元件信息所需的装配程序。同时减少了对产品类型的转换工作。更具体地说，在元件输送部分中检测备用元件，且自动的进行判断在元件输送部分中是否设定了备用元件，而并不中断生产过程，这样即使在产生缺件的情况下也可降低装配周期时间并提高生产率。当检测到在元件输送部分中存在备用元件时，利用备用元件继续进行生产，从而可提高生产率。在检测到在元件输送部分中设定的备用元件的类型和特性的情况下，只有当判断出在元件输送部分中设定的备用元件符合要装配的元件的类型或特性时，才使用备用元件，因此可避免由于错误设定或错误提供元件而导致的错误，从而提高了产品质量。
在元件输送部分中的备用元件输送区的位置并不一定进行装配。可将整个的元件输送部分定位为备用元件输送区，或将元件输送部分分为多个块，将其中的一些作为备用元件输送区使用。同样，在另外一个具体的方案中，可将元件输送部分中的元件设置位置的一部分指定作为备用元件输送区。由于备用元件输送区可在元件输送部分中进行自由设定，从而可更加自由和方便的进行操作。
在本发明的另外的模式中，将在各种类型的板中使用的通常的元件事先配准作为备用元件信息。在对板的类型进行更换时，从元件输送部分中的元件的配准类型或特性来检测要被装配的元件的类型或特性，从而可有效的对是否存在备用元件进行判断。不必在每次产生缺件时都从元件输送部分对备用元件进行检测。可在短的时间内进行更换，以弥补缺件，从而进一步提高了生产率。
根据本发明，在不同的模式中，在由于缺件而在备用元件更换过程中对备用元件进行自动的更换之后，对装配顺序进行控制，使其与备用元件的被更换的输送状态相一致，以便在元件装配顺序重组过程中重新形成装配程序。因此，可获得高的生产率和生产高质量的产品。
因此，在本发明的其他的不同的模式中，由于可对任意设定的元件输送部分的备用元件进行自动的检测，从而不必将所采用的备用元件设定到元件输送部分的指定的元件输送位置。即使在生产各种类型的板的情况下，也不需要为每种类型的板指定备用元件信息的装配程序。并可大大的减少为进行更换而进行的准备和管理工作。
从元件输送部分检测各种类型和特性的备用元件的输送位置，从而可防止由于对备用元件的错误的设定所导致的错误生产。
虽然已经参考相应的附图对本发明的具体的实施例进行了详细的描述，但对本领域中的技术人员而言，可对其进行各种的更换和修改。需明确的是，这些的更换和修改都在所附的权利要求的范围之内。
权利要求
1．一种元件输送方法，其中当根据装配程序将元件装配到印刷电路板(1)上的装配位置时，从由装配程序指定的元件输送部分(16,116)的元件设置位置提供元件(5)；所述方法包含缺件检测过程(S3)，用于检测由装配程序指定的位于元件输送部分的元件设置位置的要被装配的缺件；备用元件检测判断过程(S10)，用于检测在元件输送部分的备用元件输送区(16s)中是否存在用于缺件的备用元件，并判断备用元件是否位于备用元件输送区内；及备用元件更换过程(S11)，当在备用元件检测判断过程中判断出在备用元件输送区中存在备用元件时，进行备用元件更换过程，该过程用于将从元件输送部分的指定的元件设置位置提供装配的元件的过程更换为从备用元件输送区提供备用元件的过程。
2．根据权利要求1所述的元件输送方法，其特征在于在备用元件检测判断过程(S10)中的元件输送部分的备用元件输送区(16s)与元件输送区(16n)不同，其中在为将元件装配到任意类型的印刷电路板上而设计的装配程序中指定元件提供，从而当在备用元件检测判断过程中判断出在备用元件输送区中存在备用元件时，在备用元件更换过程中将从元件输送部分的元件输送区提供装配元件的过程更换为从备用元件输送区提供备用元件的过程。
3．根据权利要求1所述的元件输送方法，其特征在于在备用元件检测判断过程(S10)中的元件输送部分的备用元件输送区(16s)与元件输送区(16n)重叠，在元件输送区中通过在设计用于将元件装配到印刷电路板上的装配程序中对元件提供进行指定，从而当在备用元件检测判断过程中判断出在备用元件输送区中存在备用元件时，在备用元件更换过程(S11)中将从元件输送部分的元件输送区提供装配元件的过程更换为从备用元件输送区提供备用元件的过程。
4．根据权利要求1-3中的任何一个权利要求所述的元件输送方法，其特征在于在事先存储的关于元件输送部分的备用元件输送区(16s)中设置的元件类型、特性和结构位置的元件数据(20b)中的备用元件检测判断过程(S10)中判断是否检测出在元件输送部分的备用元件输送区中存在用于装配的缺件的备用元件，从而判断在备用元件输送区中是否存在备用元件。
5．根据权利要求1-3中的任何一个权利要求所述的元件输送方法，其特征在于在备用元件检测判断过程之前包含一个预先指定的备用元件指定过程(S20)，如果元件输送部分缺少元件，则对可替代要装配元件的元件输送部分的备用元件的位置进行配准，同时在备用元件检测判断过程中，从在备用元件指定过程中指定和配准的元件输送部分的备用元件对与需要装配的缺件对应的备用元件进行检测，从而判断是否存在与缺件对应的备用元件。
6．一种元件装配方法，该方法包含一个元件装配顺序重组过程(S12)，其中在根据本发明的第1-5权利要求中的任何一个的元件输送方法之后的备用元件更换过程(S11)中，对用于缺件的备用元件进行自动更换，通过对装配顺序进行调整从而与对备用元件进行更换的元件输送状态相一致，由此重新形成装配程序。
7．一种元件装配装置，其在装配程序的基础上，从通过元件输送部分(16,116)的装配程序指定的元件设置位置取出元件(5)，并将元件装配到印刷电路板上的装配位置上；所述装置包含一个缺件检测装置(202,22)，用于检测由装配程序指定的元件输送部分的元件设置位置处装配的缺件；一个备用元件检测判断装置，用于检测在元件输送部分的备用元件输送区(16s)中是否装入用于装配缺件的备用元件，并判断备用元件是否位于备用元件输送区内；及备用元件更换装置(202,22)，用于当在备用元件检测判断过程中判断出在备用元件输送区中存在备用元件时，在备用元件更换过程中将从元件输送部分的元件输送区提供装配元件的过程更换为从备用元件输送区提供备用元件的过程。
8．根据权利要求7所述的元件输送装置，其特征在于其中由备用元件检测判断装置(202,22)判断的元件输送部分的备用元件输送区(16s)不同于元件输送区(16n)，在元件输送区中在为将元件装配到任意类型的印刷电路板上而设计的装配程序中指定元件提供，从而用于当在备用元件检测判断过程中判断出在备用元件输送区中存在备用元件时，在备用元件更换过程中将从元件输送部分的元件输送区提供装配元件的过程更换为从备用元件输送区提供备用元件的过程。
9．根据权利要求7所述的元件输送装置，其特征在于其中由备用元件检测判断装置(202,22)判断的元件输送部分的备用元件输送区(16s)与元件输送区(16n)重叠，在元件输送区中在为将元件装配到任意类型的印刷电路板上而设计的装配程序中指定元件提供，从而用于当在备用元件检测判断过程中判断出在备用元件输送区中存在备用元件时，在备用元件更换过程中将从元件输送部分的元件输送区提供装配元件的过程更换为从备用元件输送区提供备用元件的过程。
10．根据权利要求7-9中的任何一个权利要求所述的元件输送装置，其特征在于其中在事先存储的关于元件输送部分的备用元件输送区(16s)中设置的元件类型、特性和结构位置的元件数据(20b)中的备用元件检测判断过程中通过备用元件检测判断装置(202,22)判断是否检测出在元件输送部分的备用元件输送区中存在用于装配的缺件的备用元件，从而判断在备用元件输送区中是否存在备用元件。
11．根据权利要求7-9中的任何一个权利要求所述的元件输送装置，其特征在于包含一个备用元件指定装置(21)，用于在备用元件检测判断过程之前进行初步指定和配准可替代要装配元件的元件输送部分处的备用元件的元件设置位置，如果元件输送部分缺少元件，则备用元件检测判断装置从由备用元件指定装置指定和配准的元件输送部分处的备用元件检测与缺件对应的备用元件，从而判断是否存在与要装配的缺件对应的备用元件。
12．一种元件装配装置，其包含一个元件装配顺序重组装置(240)，其中在根据本发明的第7-11权利要求中的任何一个的元件输送装置之后的备用元件更换装置(202,22)中对用于缺件的备用元件进行自动更换，通过对装配顺序进行调整从而与对备用元件进行更换的元件输送状态相一致，由此重新生成装配程序。
全文摘要
对于由在对要被装配的元件进行输送的元件输送部分的装配程序指定的元件结构位置处检测缺件,无论是在元件输送部分的备用元件输送区(16s)中是否存在用于缺件的备用元件,都将要被装配的元件在元件输送部分中的指定的元件结构位置从备用元件输送区更换提供备用元件。
文档编号H05K13/04GK1313024SQ99809699
公开日2001年9月12日 申请日期1999年9月14日 优先权日1998年9月17日
发明者栗林毅, 内山宏, 和智昭彦 申请人:松下电器产业株式会社