元件安装机的制作方法

1.本说明书公开了元件安装机。


背景技术：

2.以往，已知有通过具备多个吸嘴的移载头从多个带式供料器同时拾取多个电子元件并向基板安装的元件安装机(例如，参照专利文献1)。该元件安装机预先检测各带式供料器中的元件停止位置的位置偏差量并作为停止位置校正数据进行存储。并且，元件安装机在通过移载头进行元件拾取时，基于停止位置校正数据来控制带进给机构，进行使元件停止位置与移载头的吸嘴的元件吸附位置一致的对位。
3.现有技术文献
4.专利文献1：日本特开2005-5288号公报


技术实现要素：

5.发明所要解决的课题
6.这样，在专利文献1中记载了在由带式供料器的带进给机构进给的元件停止的元件停止位置产生了位置偏差的情况下，对该位置偏差进行校正。但是，在专利文献1中，对于在多个吸嘴在元件的进给方向上产生位置偏差的情况没有任何提及。
7.本公开的主要目的在于提供一种元件安装机，即使在多个吸附部件在元件的进给方向上产生了位置偏差的情况下，也能够适当地执行元件的吸附。
8.用于解决课题的技术方案
9.本公开为了实现上述主要目的而采用了以下的手段。
10.本公开的主旨在于，一种元件安装机，吸附元件并向基板安装，
11.上述元件安装机具备：
12.头，具有至少一组以能够升降的方式排列的多个吸附部件；
13.至少一个供料器，接收与组数对应量的上述多个吸附部件的校正值，基于所接收到的与组数对应量的校正值来设定与组数对应量的目标进给量，并且以所设定的各目标进给量将与组数对应量的元件向预定方向依次送出；及
14.控制装置，按照各组来取得上述多个吸附部件在上述预定方向上的位置偏差量，并将基于上述与组数对应量的位置偏差量而得出的与组数对应量的上述校正值以在预定时机由上述供料器一并接收的方式向该供料器发送。
15.根据该本发明的元件安装机，即使在多个吸附部件在元件的进给方向上产生了位置偏差的情况下，也能够适当地执行元件的吸附。
附图说明
16.图1是元件安装机的概略结构图。
17.图2是供料器的概略结构图。
18.图3是供料器的元件供给位置附近的局部放大图。
19.图4是安装头的概略结构图。
20.图5是说明吸嘴保持件的排列的说明图。
21.图6是表示元件安装机的安装控制装置的电连接关系的框图。
22.图7是表示同时吸附处理的一例的流程图。
23.图8是说明y轴方向位置偏差量的说明图。
24.图9是表示存储于存储装置的y轴方向位置偏差量的一例的说明图。
25.图10是表示元件供给处理的一例的流程图。
26.图11是变形例的安装头的概略结构图。
具体实施方式
27.接着，参照附图来对用于实施本公开的方式进行说明。
28.图1是元件安装机的概略结构图。图2是供料器的概略结构图。图3是供料器的元件供给位置附近的局部放大图。图4是安装头的概略结构图。图5是说明吸嘴保持件的排列的说明图。图6是表示元件安装机的安装控制装置的电连接关系的说明图。另外，图1中的左右方向为x轴方向，前(近前)后(进深)方向为与x轴方向大致正交的y轴方向，上下方向为与x轴方向及y轴方向(水平面)大致正交的z轴方向。
29.如图1所示，元件安装机1具备：设置于基台2上的箱体3、基板输送装置12、供料器20、头移动装置30、安装头40及安装控制装置80(参照图6)。另外，元件安装机1除了这些以外，还具备零件相机14和标记相机16等。另外，零件相机14设置于供料器20与基板输送装置12之间，用于从下方拍摄吸附于安装头40的吸嘴44的元件p。另外，标记相机16设置于安装头40，用于从上方拍摄并读取附设于基板s的基准标记。
30.基板输送装置12具有在图1中的前后隔开间隔地设置且沿着x轴方向(左右方向)架设的一对输送带。基板s由基板输送装置12的输送带在图中从左向右输送。
31.如图1所示，供料器20以在左右方向(x轴方向)上排列的方式安装于在箱体3的前方设置的供料器台4。如图2所示，供料器20构成为具备带盘21、带进给机构24、连接器26及供料器控制装置28的带式供料器。在带盘21上卷绕有带22。如图3所示，在带22上沿着其长度方向隔开预定间隔地形成有腔室22a和链轮孔22b。在腔室22a中收纳有元件p。
32.带进给机构24具有：进给电动机24a，构成为步进电动机；驱动齿轮24b，设置在进给电动机24a的旋转轴上；传递齿轮24c，与驱动齿轮24b啮合；及链轮24d，在外周面上具有与传递齿轮24c啮合的链轮齿。带进给机构24使链轮24d的链轮齿与形成于带22的链轮孔22b卡合，并且通过进给电动机24a的驱动使链轮24d间歇地旋转，由此将带22从带盘21拉出并向元件供给位置(参照图3)依次送出。另外，收纳于带22的元件p被覆盖带22的表面的膜保护。并且，通过在元件供给位置的近前剥离膜，而元件p成为在元件供给位置露出的状态，能够由吸嘴44吸附。
33.如图6所示，供料器控制装置28具备内置有cpu、rom、ram等的微型计算机(以下，称为微机)28a和作为进给电动机24a的驱动电路的电动机驱动器28b。微机28a从通过检测传递齿轮24c的旋转位移而检测带22的进给量的进给量传感器25输入检测信号，向电动机驱动器28b输出用于驱动进给电动机24a的脉冲信号。电动机驱动器28b基于输入的脉冲信号
生成驱动电流并向进给电动机24a输出。利用来自进给电动机24a的驱动力经由传递齿轮24c而使链轮24d旋转，从而将与链轮24d卡合的带22向元件供给位置送出。
34.头移动装置30使安装头40在xy轴方向(前后左右的方向)上移动，如图1所示，具备x轴滑动件32和y轴滑动件34。x轴滑动件32支撑于以沿着x轴方向(左右方向)延伸的方式设置于y轴滑动件34的前表面的上下一对x轴导轨31，能够通过x轴电动机36(参照图6)的驱动而沿着x轴方向移动。y轴滑动件34支撑于以沿着y轴方向(前后方向)延伸的方式设置于箱体3的上段部的左右一对y轴导轨33，能够通过y轴电动机38(参照图6)的驱动而沿着y轴方向移动。另外，x轴滑动件32通过x轴位置传感器37(参照图6)检测x轴方向上的位置，y轴滑动件34通过y轴位置传感器39(参照图6)检测y轴方向上的位置。在x轴滑动件32上安装有安装头40。因此，通过对头移动装置30(x轴电动机36及y轴电动机38)进行驱动控制，而安装头40能够沿着xy平面(水平面)移动。
35.如图4所示，安装头40具备：头主体41、多个(在实施方式中为八个)吸嘴保持件42、多个(在实施方式中为八个)吸嘴44、r轴驱动装置50、q轴驱动装置60及两个z轴驱动装置70。
36.头主体41是能够通过r轴驱动装置50而旋转的旋转体。吸嘴保持件42在以头主体41的旋转轴(中心轴)为中心的同一圆周上隔开预定角度间隔(在实施方式中为45度间隔)地排列，且升降自如地支撑于头主体41。在吸嘴保持件42的前端部安装有吸嘴44。吸嘴44在前端具有吸附口，利用从未图示的负压源经由压力调整阀46(参照图6)而向吸附口供给的负压来吸附元件p。另外，吸嘴44相对于吸嘴保持件42能够拆装，根据所吸附的元件p的种类而更换为适于该吸附的吸嘴。
37.r轴驱动装置50使多个吸嘴保持件42(多个吸嘴44)绕着头主体41的中心轴在圆周方向上旋转(公转)。如图4所示，r轴驱动装置50具备：r轴电动机51、从头主体41的中心轴沿着轴向延伸出的r轴52及将r轴电动机51的旋转向r轴52传递的传递齿轮53。r轴驱动装置50通过r轴电动机51经由传递齿轮53而驱动r轴52旋转，从而使头主体41旋转。各吸嘴保持件42通过头主体41的旋转而与吸嘴44成为一体地在圆周方向上旋转(公转)。另外，r轴驱动装置50除此以外还具备用于检测r轴52的旋转位置、即各吸嘴保持件42(吸嘴44)的旋转位置的r轴位置传感器55(参照图6)。
38.q轴驱动装置60使各吸嘴保持件42(各吸嘴44)绕着其中心轴旋转(自转)。如图4所示，q轴驱动装置60具备：q轴电动机61、圆筒齿轮62、传递齿轮63及q轴齿轮64。在圆筒齿轮62的内部以同轴且能够相对旋转的方式插通有r轴52，在外周面形成有平齿的外齿62a。传递齿轮63将q轴电动机61的旋转传递至圆筒齿轮62。q轴齿轮64设置于各吸嘴保持件42的上部，与圆筒齿轮62的外齿62a以能够沿着z轴方向(上下方向)滑动的方式啮合。q轴驱动装置60通过q轴电动机61经由传递齿轮63而驱动圆筒齿轮62旋转，由此能够使与圆筒齿轮62的外齿62a啮合的各q轴齿轮64一起向相同方向旋转。各吸嘴保持件42通过q轴齿轮64的旋转而与吸嘴44成为一体地绕着其中心轴旋转(自转)。另外，q轴驱动装置60除此以外还具备用于检测q轴齿轮64的旋转位置、即各吸嘴保持件42(吸嘴44)的旋转位置的q轴位置传感器65(参照图6)。
39.各z轴驱动装置70构成为能够在吸嘴保持件42的旋转(公转)轨道上的两个部位使吸嘴保持件42单独地进行升降。安装于吸嘴保持件42的吸嘴44与吸嘴保持件42一起进行升
降。在本实施方式中，如图5所示，各z轴驱动装置70配置为能够使位于通过头主体41的中心轴o且与供料器20的排列方向(x轴方向)平行的线l上的两个吸嘴保持件42(吸嘴44)进行升降。在本实施方式中，各z轴驱动装置70能够使安装于在周向上排列的8个吸嘴保持件42的8个吸嘴44a～44h中的吸嘴44a、44e的组、吸嘴44b、44f的组、吸嘴44c、44g的组、吸嘴44d、44h的组进行升降。因为构成它们的8个吸嘴44a～44h排列在以头主体41的中心轴o为中心的同一圆周上，所以各吸嘴组具有大致相同的吸嘴间距离。
40.如图4所示，各z轴驱动装置70均具备z轴滑动件72和使z轴滑动件72进行升降的z轴电动机71。另外，各z轴驱动装置70除此以外还具备用于检测对应的z轴滑动件72的升降位置、即对应的吸嘴保持件42(吸嘴44)的升降位置的z轴位置传感器73(参照图6)。各z轴驱动装置70分别驱动z轴电动机71而使对应的z轴滑动件72进行升降，由此与位于z轴滑动件72的下方的吸嘴保持件42抵接，使该吸嘴保持件42与吸嘴44一体地升降。另外，两个z轴驱动装置70可以使用线性电动机作为z轴电动机71来使z轴滑动件72进行升降，也可以使用旋转电动机和进给丝杠机构来使z轴滑动件72进行升降。另外，各z轴驱动装置70也可以代替z轴电动机71而使用气缸等致动器来使z轴滑动件72进行升降。这样，实施方式的安装头40具备分别能够使吸嘴保持件42(吸嘴44)单独地进行升降的两个z轴驱动装置70，能够使用各z轴驱动装置70单独地进行吸嘴44对元件p的吸附动作。另外，如图5所示，实施方式的安装头40通过以与能够利用两个z轴驱动装置70将进行升降的两个吸嘴44大致相同的间隔在x轴方向(左右方向)上排列的方式从对应的供料器20供给两个元件p，由此能够使该两个吸嘴44同时下降而同时吸附两个元件p(同时吸附动作)。
41.如图6所示，安装控制装置80构成为以cpu81为中心的微处理器，除了cpu81以外，还具备rom82、hdd83、ram84、输入输出接口85等。它们经由总线86而连接。向安装控制装置80输入来自x轴位置传感器37、y轴位置传感器39、r轴位置传感器55、q轴位置传感器65、z轴位置传感器73等的各种检测信号。另外，来自零件相机14和标记相机16的图像信号等也经由输入输出接口85而向安装控制装置80输入。另一方面，从安装控制装置80输出对于供料器20、基板输送装置12、x轴电动机36、y轴电动机38、r轴电动机51、q轴电动机61、z轴电动机71、压力调整阀46、零件相机14、标记相机16等的各种控制信号。
42.接着，对这样构成的实施方式的元件安装机1的动作、特别是上述的同时吸附动作进行说明。图7是表示由安装控制装置80的cpu81执行的同时吸附处理的一例的流程图。
43.当执行同时吸附处理时，安装控制装置80的cpu81首先判定基板输送装置12对基板s的搬入是否完成(s100)。cpu81在判定为基板s的搬入未完成时，判定是否已发送完各吸嘴44的y轴方向位置偏差量δn(s110)，如果未发送完，则将各吸嘴44的y轴方向位置偏差量δn一并发送至供给使各吸嘴44同时吸附的元件p的各供料器20(供料器控制装置28)(s120)。图8是说明y轴方向位置偏差量的说明图。如图所示，y轴方向位置偏差量δn是相对于通过搭载头主体41的中心轴o且与x轴方向(供料器20的排列方向)平行的线l，进行吸附动作的吸嘴44的前端(吸附口)的y轴方向(元件p的输送方向)上的位置偏差量。该y轴方向位置偏差量δn在后面叙述，在供给被同时吸附的元件p的供料器20中，作为设定目标带进给量αn时的校正值而使用。y轴方向位置偏差量δn的发送通过如下的方式进行：预先对每个吸嘴44测定y轴方向位置偏差量δn并存储于hdd83(存储装置)，将存储的y轴方向位置偏差量δn在基板s的搬入期间的时机发送至对应的供料器20的供料器控制装置28。图9是表示存储于存储装
置的y轴方向位置偏差量的一例的说明图。在本实施方式中，8个吸嘴44a～44h(参照图5)中的吸嘴44a、44b、44c、44d对从供给被同时吸附的元件p的两个供料器20中的一个供料器20供给的元件p进行吸附。另外，8个吸嘴44a～44h中的吸嘴44e、44f、44g、44h吸附从上述两个供料器20中的另一个供料器20供给的元件p。因此，吸嘴44a、44b、44c、44d的各y轴方向位置偏差量δn被一并发送到上述一个供料器20的供料器控制装置28。另外，吸嘴44e、44f、44g、44h的各y轴方向位置偏差量δn被一并发送至上述另一个供料器20的供料器控制装置28。cpu81在s110中判定为已发送y轴方向位置偏差量δn时，跳过s120，等待基板s的搬入完成。
44.cpu81在判定为基板s的搬入完成时，将变量n初始化为值1(s130)，控制头移动装置30，以使第n组的两个吸嘴44向供给被同时吸附的两个元件p的元件供给位置的上方移动(s140)。接着，cpu81向供给被同时吸附的两个元件p的两个供料器20的供料器控制装置28发送元件供给指令(s150)。并且，cpu81进行使第n组的两个吸嘴44分别同时吸附元件p的同时吸附动作(s160)。同时吸附动作通过如下的方式进行：控制两个z轴驱动装置70以使第n组的两个吸嘴44下降，并且控制压力调整阀46以向该两个吸嘴44的吸附口供给负压。当进行同时吸附动作时，cpu81判定元件p向所有组的吸嘴44的吸附是否结束(s170)。cpu81在判定为所有组的吸附未结束时，使变量n递增值1(s180)，并返回s140，重复进行使下一个第n组的两个吸嘴44吸附元件p的同时吸附动作。cpu81在判定为所有组的吸附结束时，由此结束元件吸附处理。当元件吸附处理结束时，cpu81移向未图示的元件安装处理。
45.cpu81当移向了元件安装处理时，控制头移动装置30以使安装头40向零件相机14的上方移动，利用零件相机14从下方对吸附于吸嘴44的元件p进行拍摄。接着，cpu81对拍摄图像进行处理来计算吸附于各吸嘴44的元件p的位置偏差量(吸附偏移量)，并基于计算出的位置偏差量来校正基板s的安装位置。接下来，cpu81控制头移动装置30，以使此次应安装的吸嘴44所吸附的元件p位于校正后的安装位置的上方。并且，cpu81控制对应的z轴驱动装置70以使吸嘴44下降，并且控制压力调整阀46以使向吸嘴44的吸附口的负压的供给解除。由此，元件p向基板s的安装位置安装。另外，若在安装头40的多个吸嘴44中的任一个残留有未安装的元件p，则cpu81重复进行将接下来应安装的吸嘴44向基板s的安装位置安装的安装动作，直至全部的元件p被安装为止。
46.接着，对供给被同时吸附的元件p的供料器20的动作进行说明。图10是表示由供料器控制装置28的微机28a(cpu)执行的元件供给处理的一例的流程图。
47.在元件供给处理中，微机28a首先等待一并接收在上述的同时吸附处理的s120中由安装控制装置80一并发送的所有组的吸嘴44的y轴方向位置偏差量δn(s200)。微机28a在判定为一并接收到所有组的y轴方向位置偏差量δn时，将各组各自的y轴方向位置偏差量δn用作校正值而设定各组各自的目标带进给量αn(s210)。各组各自的目标带进给量αn通过使用各组各自的y轴方向位置偏差量δn作为校正值对用于将元件p向元件供给位置供给的各组共用的基准进给量β进行校正来设定。具体而言，各组各自的目标带进给量αn的设定通过对基准进给量β加上对应的组的y轴方向位置偏差量δn来进行。
48.接着，微机28a将变量n初始化为值1(s220)，等待接收在上述同时吸附处理的s150中从安装控制装置80发送的元件供给指令(s230)。微机28a在判定为接收到元件供给指令时，对进给电动机24a进行驱动控制，以使以第n组的目标带进给量αn送出带22(s240)。由此，收纳于带22的元件p朝向元件供给位置送出。目标带进给量αn在y轴方向位置偏差量δn
为值0时成为基准进给量β，所以通过以目标带进给量αn输出带22，收纳于带22的元件p正好位于元件吸附位置。另一方面，在y轴方向位置偏差量δn为正的预定值时(吸嘴44的前端向元件输送方向上的后方位置偏差时)，通过以目标带进给量αn输送带22，收纳于带22的元件p位于比元件供给位置靠后方(里侧)上述预定值的位置。另外，在y轴方向位置偏差量δn为负的预定值时(吸嘴44的前端向元件输送方向上的前方位置偏差时)，通过以目标带进给量αn输送带22，收纳于带22的元件p位于比元件供给位置靠前方(近前)上述预定值的位置。由此，即使在元件输送方向(y轴方向)上吸嘴44产生位置偏差，也能够使用该吸嘴44在正确的位置吸附元件p。
49.并且，微机28a判定在所有组中元件p的供给是否结束(s250)。微机28a当判定为在所有组中元件p的供给未结束时，使变量n递增值1(s260)，返回s230，在接下来接收到元件供给指令时，重复进行以接下来的第n组的目标带进给量αn对进给电动机24a进行驱动控制，由此供给接下来的第n组的元件p的动作。并且，微机28a在s250中判定为在所有组中元件p的供给结束时，由此结束元件供给处理。
50.在此，对实施方式的主要要素与权利要求书所记载的本公开的主要要素的对应关系进行说明。即，实施方式的吸嘴44相当于本公开的吸附部件，安装头40相当于头，头移动装置30相当于移动装置，供料器20相当于供料器，安装控制装置80相当于控制装置。另外，基板输送装置12相当于基板输送装置。另外，头主体41相当于旋转体，安装头40相当于旋转头。
51.另外，本公开不受上述实施方式的任何限定，只要属于本公开的技术范围，就能够以各种方式实施，这是不言而喻的。
52.例如，在上述实施方式中，安装控制装置80在基板s的输送期间(搬入期间)，将所有组的y轴方向位置偏差量δn以由供料器20(供料器控制装置28)一并接收的方式向该供料器20发送。但是，安装控制装置80也可以在安装动作期间，将所有组的y轴方向位置偏差量δn以由供料器20(供料器控制装置28)一并接收的方式向该供料器20发送。即，安装控制装置80只要在同时吸附动作中以外的时机以使供料器20一并接收的方式向供料器20发送即可。
53.另外，在上述实施方式中，安装头40构成为多个吸嘴保持件42相对于头主体41沿周向排列的旋转式的头。但是，如图11所示，安装头40也可以具备并列型的安装头140，该并列型的安装头140具有多组沿着供料器20的排列方向(x轴方向)以与从供料器20供给的多个元件p相同的间距排列且能够分别独立地进行升降的多个吸嘴144。
54.在上述实施方式中，安装头40具备使位于预定位置的两个吸嘴保持件42(吸嘴44)分别单独地进行升降的两个z轴驱动装置70。但是，安装头40也可以具备三个以上的z轴驱动装置，也可以通过三个以上的z轴驱动装置使三个以上的吸嘴同时下降，将三个以上的元件p同时吸附于各吸嘴。
55.如以上说明的那样，本公开的元件安装机是吸附元件并向基板安装的元件安装机，其主旨在于，具备：头，具有至少一组以能够升降的方式排列的多个吸附部件；至少一个供料器，接收与组数对应量的上述多个吸附部件的校正值，基于所接收到的与组数对应量的校正值而设定与组数对应量的目标进给量，并且以所设定的各目标进给量将与组数对应量的元件向预定方向依次送出；及控制装置，按照各组取得上述多个吸附部件的上述预定方向上的位置偏差量，并将基于上述与组数对应量的位置偏差量的与组数对应量的上述校
正值以由上述供料器在预定时机一并接收的方式向该供料器发送。
56.根据该本公开的元件安装机，即使多个吸附部件在元件的进给方向上产生了位置偏差的情况下，也能够适当地执行吸附。在此，上述头也可以具有多组上述多个吸附部件，作为上述供料器，具有多个供料器。
57.在这样的本公开的元件安装机中，也可以是，具备输送基板的基板输送装置，上述预定时机是上述基板的输送期间的时机。或者，上述预定时机也可以是将吸附于上述吸附部件的元件向上述基板安装的安装动作期间的时机。供料器通过在与应供给元件的时机不同的时机一并接收与组数对应量的校正值来设定目标进给量，从而能够抑制由于通信延迟等而元件的供给产生延迟。
58.另外，在本公开的元件安装机中，也可以是，上述头是具有旋转体并且在以该旋转体的旋转轴为中心的同一圆周上具有多组上述多个吸附部件的旋转头。
59.此外，在本公开的元件安装机中，也可以是，具备使上述头移动的移动装置，上述多个吸附部件在与上述预定方向正交的正交方向上隔开预定间隔地以能够升降的方式排列，上述供料器包括在上述正交方向上隔开与上述预定间隔大致相同的间隔地排列的多个供料器，上述控制装置执行同时吸附动作，该同时吸附动作是控制上述移动装置和上述头，以使从上述多个供料器送出的元件大致同时地被吸附于上述多个吸附部件的动作。这样，在具备具有能够分别大致同时地吸附从多个供料器供给的元件的多个吸附部件的安装头的结构中，即使在多个吸附部件在元件的输送方向(预定方向)上产生位置偏差的情况下，也能够适当地执行同时吸附。在该情况下，上述控制装置也可以作为上述预定时机而在上述同时吸附动作的执行期间以外的时机将上述校正值一并发送至上述多个供料器。
60.产业上的可利用性
61.本公开能够应用于元件安装机的制造产业等。
62.附图标记说明
63.1、元件安装机；2、基台；3、箱体；4、供料器台；12、基板输送装置；14、零件相机；16、标记相机；20、供料器；21、带盘；22、带；22a、腔室；22b、链轮孔；24、带进给机构；24a、进给电动机；24b、驱动齿轮；24c、传递齿轮；24d、链轮；25、进给量传感器；26、连接器；28、供料器控制装置；28a、微机；28b、电动机驱动器；30、头移动装置；31、x轴导轨；32、x轴滑动件；33、y轴导轨；34、y轴滑动件；36、x轴电动机；37、x轴位置传感器；38、y轴电动机；39、y轴位置传感器；40、140、安装头；41、头主体；42、吸嘴保持件；44、44a～44h、144、吸嘴；46、压力调整阀；50、r轴驱动装置；51、r轴电动机；52、r轴；53、传递齿轮；55、r轴位置传感器；60、q轴驱动装置；61、q轴电动机；62、圆筒齿轮；62a、外齿；64、q轴齿轮；65、q轴位置传感器；70、z轴驱动装置；71、z轴电动机；72、z轴滑动件；73、z轴位置传感器；80、安装控制装置；81、cpu；82、rom；83、hdd；84、ram；85、输入输出接口；86、总线；p、元件；s、基板。