专利名称：电子部件安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种把电子部件安装在电路板上的电子部件安装装置。
作为这样的电子部件安装装置(以下称为「装置」)，例如，一般是如图5所示的装置20。该装置20，如图5所示，具有把电子部件装于电路板P上的安装头21、可沿X轴方向灵活移动地支撑安装头21并设有使安装头21移动的驱动机构的X轴导向部件22、可沿Y轴方向灵活移动地支撑X轴导向部件22并设有使X轴导向部件22沿Y轴方向移动的驱动机构的Y轴导向部件23、24、在安装头21的移动范围内保持电路板P的安装站25、把保持各种电子部件的多个带式送料器26、26…集合为一组的多个送料器组27、27…。安装头21具有多个吸附嘴21a、21a…，用这些吸附嘴21a、21a…保持从任意送料器组27的带式送料器26、26…供给的电子部件，并在修正了保持的电子部件的保持姿态后，把该电子部件安装在被保持于安装站25上的电路板P的规定位置上。
另外，也有除了图5所示的装置20以外的，图6所示的装置40的提案。如图6所示，该装置40，具有可沿X轴方向灵活移动地支撑安装头21的X轴导向部件22、分别支撑X轴导向部件22两端的支撑部件41、42、保持电路板P的安装站25、支撑安装站25可沿Y轴方向灵活移动的安装站支撑部件43、分别配置于安装站支撑部件43左右两侧的送料器组27、27。在图6中，对与图5所示的部件相同的部件，给予与图5相同的符号。在图6所示的装置40上，安装头21，被在X轴导向部件22上并能沿X轴方向移动，但由于其不能向Y轴方向移动，所以用安装头21从各送料器组27、27取出的电子部件的取出位置，被配置在安装头21的正下方。因此，安装头21没有Y轴方向的移动，可以从各送料器组27、27取出并保持电子部件。然后，在修正了保持的电子部件的保持姿态后，安装头21把该电子部件安装在被保持于安装站25上的电路板P的规定位置上。这时，电子部件安装位置的X坐标由安装头21的移动所决定，Y坐标位置由安装站25的移动所决定。这一点为装置40的特征。
并且，具有把图6所示装置40以点对称排列构造的装置如图7所示。在图7中也对与图5所示的部件同样的部件，给予与图5同样的符号。图7所示的装置70的基本动作，与图6所示的装置40大致相同，但与图6所示的装置40相比，装置70具备两个安装头21、21和两个安装站25、25，并且各个安装头22、22可以把电子部件安装在被保持于各安装站25、25上的各电路板P、P上。该装置70与图6所示的装置40相比，其特征为，能在沿X轴方向延伸的电路板P输送路径71的前后两侧配置多个送料器组27、27…，能高效地向电路板P安装电子部件。
专利文献1特开平09-148797号公报但是，在图5所示的装置20上，安装头21的基本动作是往返于任意的送料器组27与电路板P之间，为了在短时间内把更多的电子部件安装到电路板P上，就必须使安装头21及X轴导向部件22高速运动。这时，X轴导向部件22只支撑安装头21的移动，但Y轴导向部件23、24，除了安装头21的移动，还必须支撑具有把安装头21沿X轴方向移动的驱动机构的X轴导向部件22的移动，并承担很大的负荷。因此，就必须给予使X轴导向部件22高速移动的充分的驱动力及制动力，结果是导致了与X轴导向部件22有关的驱动源的大型化及高价格化。
用于解决该问题的提案是图6所示的装置40。即，在该装置40上，分别设置沿X轴方向驱动安装头21的驱动源和沿Y轴方向驱动安装站25的驱动源，并以此省略了作为固定X轴导向部件22的、且具备用于移动X轴导向部件的驱动机构的Y轴导向部件，在装置20上，解决了因高速移动具有大负荷的X轴导向部件22所产生的问题。但是，安装站25，是以其重量比安装头21及X轴导向部件22合计重量轻为前提。之所以这样，是因为若安装站25的重量比安装头21及X轴导向部件22合计重量还大，则还是需要比刚省略的移动X轴导向部件22的驱动机构大的驱动源。
但是，在图6所示的装置40上，由于安装头21不能沿Y轴方向移动，所以，例如当从各带式送料器26、26…取出电子部件的取出位置在Y轴方向偏移了时，就难于取出电子部件。该取出位置的偏移，是使电路板P的生产率明显恶化且本来不该发生的现象，但有因各种各样原因所发生的可能性。例如，在各带式送料器26、26…上，如图8所示，各电子部件75、75…是在被装在各输送带76的各空穴77、77…内的状态下被输送的，但由于该各空穴77、77…，相对于各电子部件75、75…的外形具有富裕的尺寸，所以在各空穴77、77…内的各电子部件75、75…的姿态不稳定。因此，各电子部件75、75…与各空穴77、77…的中心不一致。
另外，例如，当带式送料器26被长期使用了时，不能说没有因该带式送料器26的使用而使在电子部件安装装置上的带式送料器26的安装位置产生偏差，并在电子部件的取出位置发生失常的情况。在受到以上的复合的作用时，就有可能产生用安装头21所具备的各吸附嘴21a、21a…不能吸附电子部件的情况。
并且，近来开发了非常精细的电子部件，并对于这样的电子部件，要求取出位置的正确性。因此，若把各空穴77、77…内的各电子部件75、75…的收纳姿态调整为接近于完美的状态则没问题，但对于收纳姿态大幅度偏移等的异常事态，缺乏对应能力就成为图6所示的装置40的问题点。
另外，在图7所示的装置70上也碰到与装置40大致相同的问题，并且由于在图7所示的装置70上，在跨越电路板P输送路径71的相反侧也配置了送料器组27、27，所以就需要对应于这些送料器组27、27的安装头21及安装站25。因此，导致设置安装头21及安装站25这一部分的高价格化。
本发明的目的在于提供一种既是能在抑制施加于Y轴导向部件上的负荷负担的状态下、以短时间把更多的电子部件安装在电路板上电子部件安装装置，有是总能最适当地维持从送料器取出电子部件的位置的低价格的电子部件安装装置。
在本发明1所述的发明中，安装站能通过安装站移动机构沿Y轴方向移动。另一方面，安装头能通过安装头移动机构沿X轴方向移动，而且，由于能通过Y轴移动机构使X轴导向部件沿Y轴方向移动，所以安装头除了能沿X轴方向移动之外，也能沿Y轴方向移动。因此，基本上可以把X轴导向部件保持为在安装头从部件供给装置取出电子部件的位置的状态下，协调(组合)安装头的向X轴方向的移动动作与安装站的向Y轴方向的移动动作，并把电子部件安装到电路板的规定位置上。所以，在安装动作中，基本上只移动安装头和安装站，无须移动支撑安装头的X轴导向部件，所以能把施加于Y轴移动机构上的X轴导向部件的负荷抑制在最小极限。
另外，假设当安装头从部件供给装置到供给电子部件的电子部件的供给位置(例如，安装头的吸附嘴从部件供给装置吸附并取出电子部件的位置)偏离规定位置时，由于安装头不仅只向X轴方向移动，还能随X轴导向部件的移动沿Y轴方向移动，所以能在规定的范围内沿X轴及Y轴两方向把安装头只移动微小的距离，能够总在最适当的供给位置取出并保持电子部件。
另外，在预先不知道多个部件供给装置的供给位置是否整体地偏移了时，在进行电子部件的安装动作之前，可以用Y轴移动机构对X轴导向部件的位置进行微调地进行移动。
但是，为了通过安装头的X轴方向的移动及安装站的Y轴方向的移动而在电路板上安装电子部件，各部件供给装置的部件供给位置，必须排列在安装头移动的X轴方向的轨迹之下，并且必须把支撑在安装站上的电路板上的部件安装位置可移动地配置在安装头的上述轨迹之下，为了增加可能设置的部件供给装置的数量，就必须加长电子部件安装装置的沿X轴方向的宽度。
但是，在本发明1所述的发明中，当部件供给装置的数量不足时，所谓安装头移动的X轴方向的轨迹之下，是指可以把部件供给装置配置在不同位置，用Y轴移动机构移动X轴导向部件并进行用安装头取出，即使不加长电子部件安装装置的沿X轴方向的宽度，也可以增加可能设置的部件供给装置的数量。
并且，在Y坐标不同的两处沿X轴方向排列各个部件供给装置，即，若沿X轴方向把部件供给装置排成两列，并且安装站及X轴导向部件能移动到对应于各列的位置，则可在各个部件供给装置的列上安装电子部件，在X轴方向宽度相同的部件安装装置上，可设置两倍的部件供给装置。并且，在这时，由于以X轴导向部件的移动，能从两列部件供给装置取出电子部件，所以就不必设置支撑安装头的两个X轴导向部件，从而能降低成本。
另外，在部件供给装置上，由于即使是在电子部件安装动作中移动X轴导向部件时，也基本是进行以安装头的X轴方向的移动、及安装站的向Y轴方向的移动为主的电子部件安装，所以，即使在X轴导向部件的移动速度低，对于整体的工作时间也没有影响，所以可以把移动X轴导向部件的Y轴移动机构做成比较小，且便宜的机构。
本发明2的发明，是根据本发明1所述的电子部件安装装置，例如图1、图2所示，其特征在于，具有用于进行把上述电路板对上述安装站搬入搬出、沿X轴方向的电路板输送路径(31)，并设有沿该电路板输送路径输送电路板的电路板输送机构(3)，上述X轴导向部件，能由上述Y轴移动机构跨越上述电路板输送路径向前后移动，上述部件供给装置，被设置在由上述X轴导向部件的上述Y轴移动机构的、在移动路径的上述电路板输送路径的前侧和后侧的两侧。
在本发明2所述的发明中，由于把部件供给装置设在电路板输送路径的前侧和后侧的两处，并且能移动X轴导向部件跨越电路板输送路径，所以具备更多的部件供给装置，并能使X轴导向部件沿Y轴方向移动，从更多的部件供给装置取出电子部件并把取出的电子部件安装在电路板上。另外，在这时，由于没有必要再设置安装站及安装头，所以可以抑制与这些再增加的安装站及安装头的各部件有关的成本上升，并可以在电路板上安装更多的电子部件。
另外，如果是可以移动安装站跨越电路板输送路径的结构，则在X轴导向部件的移动方向，且在电路板输送路径的前侧或后侧，在把电子部件安装后，可以跨越电路板输送路径而在后侧或前侧进行电子部件的安装。这时，由于在电路板输送路径的前侧和后侧之间只移动一次X轴导向部件即可，所以即使不施加大负荷地使驱动X轴导向部件的Y轴移动机构低速动作，也不会延迟太多的工作时间。
本发明3的发明，是根据本发明1或2所述的电子部件安装装置，例如图1、图2所示，其特征在于在用上述安装站移动机构的上述安装站的移动路径(安装站输送路径52)的左右两侧，沿各个X轴方向配置多个上述部件供给装置，并且，在上述X轴导向部件上支撑至少两个相互独立并能移动的安装头。
在本发明3所述的发明中，由于在安装站的移动路径左右两侧配置了部件供给装置，并且，在X轴导向部件上支撑至少两个相互独立的安装头，所以在一方的安装头从一方的部件供给装置取出电子部件期间，另一方的安装头可以在电路板上安装从另一方的部件供给装置取出的电子部件。根据电路板上的电子部件安装位置，可以同时进行各安装头的电子部件取出动作及安装动作。在此，由于各部件供给装置被沿X轴方向配置，所以，基本上不沿Y轴方向移动X轴导向部件地进行电子部件的安装。因此，与本发明1一样，可以抑制施加于Y轴移动机构的负荷，并且，能交互进行从各安装头的电子部件取出动作及安装动作，可在相同时间内往电路板上安装远远比使用单一安装头往电路板上安装电子部件的场合多的电子部件。
本发明4的发明，是根据本发明1～3中任意一项所述的电子部件安装装置，例如图2～图4所示，其特征在于至少具有一个与上述X轴导向部件的移动连动、并且在保持上述电子部件的上述安装头沿X轴方向移动时识别上述电子部件姿态的部件姿态识别装置(120a、120b)。
在此，部件姿态识别装置，具有例如摄像机等的摄像机构，或由发光元件和受光元件组合的识别装置等，并能从上下左右的任何方向识别电子部件的姿态。并且，部件姿态识别装置，与X轴导向部件的Y轴方向的移动连动，同样地沿Y轴方向移动。
在本发明4所述的发明中，由于部件姿态识别装置是与X轴导向部件的移动连动、并且在保持着电子部件的安装头为了往电路板安装而沿X轴方向移动时能识别该电子部件姿态的结构，所以，与以往的把部件姿态识别装置固定在部件供给装置与安装站之间相比，由于能更接近地配置在部件供给装置与安装站之间的位置上，所以可缩短电子部件的安装时间，并且能使电子部件安装装置小型化。另外，部件姿态识别装置，通过与X轴导向部件的移动连动、并且在保持着电子部件的安装头为了往电路板安装而沿X轴方向移动时能识别该电子部件姿态，可以与X轴导向部件的位置无关地、使安装头沿X轴方向移动，并以此可以确认电子部件的姿态，所以可以不在以往的部件供给装置与安装站之间设置多个部件姿态识别装置，以实现更短距离的安装，并能抑制成本。另外，由于可以不必把保持着电子部件的安装头特意地移动到以往固定的部件姿态识别装置的位置，所以可以实现电子部件安装的距离及时间的高效率化。
本发明5的发明，是根据本发明4所述的电子部件安装装置，其特征在于上述部件姿态识别装置能沿X轴方向移动。
在本发明5所述的发明中，由于部件姿态识别装置，是能沿X轴方向移动的结构，因此可以对应于由部件供给装置往安装头供给电子部件的位置而移动，所以可以更迅速地进行部件姿态的识别处理，也可以随之立刻进行对应于该识别处理的处理。并且，特别是在设置了多个安装头时，作为一个部件姿态识别装置，由于没有必要为了部件姿态的确认而把安装头多余地移动，所以恰到好处。另外，例如，部件姿态识别装置，即使是在被设置于部件供给装置与安装头之间的位置，且在该电子部件的供给时，该部件姿态识别装置能通过向X轴方向移动而避开安装头、电子部件等与部件姿态识别装置的干涉。
本发明6的发明，是根据本发明4所述的电子部件安装装置，其特征在于上述部件姿态识别装置，被支撑于上述X轴导向部件上，以便能从下方识别被保持于上述安装头上的上述电子部件的姿态，并且，能沿Y轴方向移动到不与上述安装头沿X轴方向移动轨迹重合的位置。
在本发明6所述的发明中，由于部件姿态识别装置被支撑于X轴导向部件上，以便能从下方识别被保持于安装头上的电子部件的姿态，并且，能沿Y轴方向移动到不与安装头沿X轴方向移动轨迹重合的位置，所以能在由部件供给装置往安装头供给电子部件时，避开安装头、电子部件等与部件姿态识别装置的干涉。
图2是本发明实施例2的电子部件安装装置的(a)俯视图(b)是(a)的右侧面图。
图3是图2(b)的放大图。
图4是用于说明电子部件的吸附高度及保持高度与部件姿态识别装置关系的附图。
图5是以往的电子部件安装装置的立体图。
图6是与图5所示的电子部件安装装置的不同形态的电子部件安装装置的立体图。
图7是与图5及图6所示的电子部件安装装置的不同形态的电子部件安装装置的立体图。
图8是用于说明被装在部件输送带空穴的各电子部件姿态的俯视图。
图中P—电路板，1、110—电子部件安装装置，3—电路板输送机构，31—电路板输送路径，4—安装站，5—安装站移动机构，52—安装站输送路径，6—带式送料器(部件供给装置)，61～64—送料器组(部件供给装置)，7—安装头，7a—吸附嘴，8—安装头移动机构，81—X轴导向部件，9—Y轴移动机构，91、92—Y轴导向部件，120a、120b—部件姿态识别装置(部件姿态确认机构)
如图1所示，装置1，具有略呈矩形框状的底座框架2、把电路板P沿X轴方向从上一道工序侧往下道工序侧输送的电路板输送机构3、把电路板P保持在可安装电子部件的状态的安装站4、沿Y轴方向移动安装站4的安装站移动机构5、收纳往电路板P上安装的电子部件的多个带式送料器6、6…(部件供给装置)、把各带式送料器6、6…的电子部件安装到电路板P上的两个安装头7、7、把各个安装头7、7沿X轴方向移动的安装头移动机构8、把两安装头7、7向Y轴方向移动的Y轴移动机构9。
电路板输送机构3，具备把电路板P沿X轴方向从上一道工序侧往下道工序侧输送的电路板输送路径31。电路板输送机构3，具有配置于电路板输送路径31上游侧的上游输送部3a、配置于电路板输送路径31下游侧的下游输送部3b。在各输送部3a、3b上具有输送带(省略图示)等，例如根据图1的实例，电路板P是在被承载于输送带上的状态、从左侧向右侧沿X轴方向输送。在上游输送部3a与下游输送部3b之间，设有能设置安装站4的间隔。
安装站移动机构5，具有能灵活移动地支撑安装站4的支撑部件51、在被支撑于支撑部件51的状态下驱动安装站4的安装站驱动机构(省略图示)。支撑部件51，是在底座框架2的大致中央且沿Y轴方向延伸的部件，并且把沿X轴方向延伸的电路板输送部3a、3b略呈直角地隔断。由于支撑部件51，能灵活移动地支撑安装站4且沿Y轴方向延伸，所以具有把安装站4沿Y轴方向导向的功能。因此，安装站4，沿由支撑部件51形成的安装站输送路径52移动。并且，作为安装站驱动机构，例如，可以用直线马达，除此以外可以用把伺服马达和皮带组合的驱动机构或把伺服马达和滚珠丝杠组合的驱动机构等。
当安装站驱动机构被驱动时，安装站4就能从沿电路板输送路径31的位置和电路板输送路径31向离开Y轴方向的位置移动。安装站4，在沿电路板输送路径31的位置上定位并保持由上游输送部3a从上一道工序侧输送来的电路板P，并且，安装站4在沿电路板输送路径31的位置上把电子部件安装完毕的电路板P交给下游输送部3b。即，在该位置上(即，保持电路板P的电路板保持位置)，安装站4在电路板输送机构3之间进行电路板P传递。另外，为了在安装站上进行在电路板输送机构之间的路板P的传递，例如，具有与电路板输送机构3一样的电路板输送机构。并且，在安装站4保持电路板P时，在两个侧部4a、4a之间夹紧并保持电路板P。
带式送料器6，是具有收纳IC、电阻、电容等微小(例如，长1.0mm×宽0.5mm)电子部件的部件输送带的装置。如图1(a)(b)所示，把规定数量的带式送料器6、6…沿X轴方向等间隔地排列并形成一个组，且分别形成四个第一～第四送料器组61～64。把第一和第二送料器组61、62及第三和第四送料器组63、64分别配置在电路板输送路径31的左右两侧。更详细的是，第一送料器组61被配置在上游输送部3a的右侧、第二送料器组62被配置在下游输送部3b的右侧、第三送料器组63被配置在上游输送部3a的左侧、第四送料器组64被配置在下游输送部3b的左侧。即，各送料器组61～64被分别配置在相互地把电路板输送路径31及安装站输送路径52夹在中间的四处位置上。
当然，可以适当地变更构成各送料器组61～64的带式送料器6、6…的设置数量。另外，也可以将构成各送料器组61～64的带式送料器6、6…的设置数量、设置得比图1所示的数量少并形成另外的送料器组，可以把该另外的送料器组配置在各送料器组61～64的右侧及左侧的至少一侧。
Y轴移动机构9，具备跨越上游输送部3a的门形的上游Y轴导向部件91、跨越下游输送部3b的门形的下游Y轴导向部件92。在各Y轴导向部件91、92上设有沿Y轴方向的导向部91a、92a。
安装头移动机构8，具备延伸于X轴方向且能灵活移动地支撑两个安装头7、7的长条的X轴导向部件81、使两个安装头7、7沿X轴方向移动的安装头驱动机构(省略图示)。X轴导向部件81的两端，被支撑在各Y轴导向部件91、92的各导向部91a、92a上部。这样，X轴导向部件81，被横架在上游Y轴导向部件91与下游Y轴导向部件92之间，并被各导向部91a、92a导向而能沿X轴方向移动。另外，Y轴移动机构9，具备使X轴导向部件81沿Y轴方向移动的Y轴驱动机构(省略图示)，当该Y轴驱动机构被驱动时，X轴导向部件81就沿Y轴方向移动。在移动时，X轴导向部件81维持相对于X轴方向无偏斜，且X轴导向部件81的延伸方向与X轴方向总是平行的状态。作为Y轴驱动机构，例如，可以使用由伺服马达和皮带组合的驱动机构，除此之外，可以使用由伺服马达和滚珠丝杠组合的驱动机构或直线马达等。
另外，关于X轴导向部件81的移动，由于在X轴导向部件81上支撑着两个安装头7、7，所以除了X轴导向部件81的负荷以外又加上了安装头7、7的负荷，在各Y轴导向部件91、92上形成比较大的负荷负担。更详细的是，由于X轴导向部件81与两个安装头7、7合起来的重量，比上述安装站4的重量大，所以X轴导向部件81的移动及安装站4的移动，施加于各Y轴导向部件91、92上的负荷负担也比施加于支撑部件51的负荷负担大。
两个安装头7、7，可灵活移动地被支撑在X轴导向部件81的一方的侧面上。该两个安装头7、7，可以相互独立地移动。因此，一旦驱动上述安装头驱动机构，则各安装头7、7就被X轴导向部件81导向并沿X轴方向移动。作为安装头驱动机构，例如，可以使用直线马达，除此之外，可以使用由伺服马达和皮带组合的驱动机构或由伺服马达和滚珠丝杠组合的驱动机构。另外，在使用直线马达时，在两个安装头7上可以共用定子，但必须在各个安装头上具备可动部件。另外，在用皮带或滚珠丝杠时，两个安装头必须具备各自的皮带或滚珠丝杠。
各安装头7、7具有规定数量的吸附嘴7a、7a…，且各安装头7、7用这些吸附嘴7a、7a…从各送料器组61～64吸附并保持电子部件。详细的是，基本上是图1的左侧的安装头7从第一及第三送料器组61、63吸附电子部件，右侧的安装头7从第二及第四送料器组62、64吸附电子部件。但是，在第一及第三送料器组61、63的电子部件用光了时，左侧的安装头7也可以从第二及第四送料器组62、64吸附电子部件，并且，在相反的情况下也可以。在图1所示的实例中，在各安装头7、7上具备了四个吸附嘴7a、7a…，但可以适当地变更安装头7、7上的吸附嘴7a数量。当然，各安装头7、7上的吸附嘴7a数量也可以不同。
这些吸附嘴7a、7a…，沿X轴方向被排成一例，且安装头7、7的吸附嘴7a、7a…的排列方向，在Y轴方向上相互一致。即，两个安装头7、7所具备的全部的吸附嘴7a、7a…，沿X轴方向被排成一直线状。并且，在图1上的各安装头7的吸附嘴7a、7a…被排成一列，但也可以增加吸附嘴7a的数量并配置成多列。
另外，如图1(b)所示，各安装头7、7分别具备摄像机7b、7b(例如，CCD摄像机)。各摄像机7b、7b，拍摄被保持在安装站上的电路板P、拍摄被收纳于各带式送料器6、6…的电子部件，并向控制装置(无图示)输出这些拍摄的图像。这样，由控制装置确认被保持在安装站4上的电路板P的姿态(以下称为「保持姿态」)、被收纳于各带式送料器6、6…的电子部件的姿态(以下称为「收纳姿态」)等。另外，在各安装头7上，具备由水平排成一列的发光元件(例如，发光二极管)、面对发光元件排成一列的受光元件构成的、用以确认被吸附于各吸附嘴7a、7a…上的电子部件的姿态(以下称为「吸附姿态」)的部件姿态识别装置(无图示)。
部件姿态识别装置，把吸附在吸附嘴7a、7a上的电子部件配置在发光元件与受光元件之间，并一边转动吸附嘴7a、7a，一边用测定光被遮盖的宽度的方法测定吸附姿态。
然后，在驱动上述安装头驱动机构及Y轴驱动机构时，两安装头7、7，就在规定的可动范围内沿X轴及Y轴两方向灵活地移动。在图1(b)上，用虚线的矩形表示两安装头7、7的可动范围100。在该可动范围100内，各安装头7从任何一个送料器组61～64吸附电子部件，并在图1(b)的用虚线表示的椭圆形的安装区域101、102的任何一个区域内，把吸附的电子部件安装到电路板P上。详细的是，安装头7、7在从第一及第二送料器组61、62吸附电子部件时，在安装区域101中把吸附的电子部件安装到电路板P上，同样地，安装头7、7在从第三及第四送料器组63、64吸附电子部件时，在安装区域102中把吸附的电子部件安装到电路板P上。当然，在把电子部件安装到电路板P上时，把电路板保持在对应于安装区域101、102的区域的正下方的安装站4处于待机状态。
但是，由于各带式送料器6、6…之间的间隔(特别是，被吸附在吸附嘴7a、7a…上的各电子部件之间的间隔)与各吸附嘴7a、7a…之间的间隔大致相等，所以能一次从各送料器组61～64吸附对应于各安装头7、7的吸附嘴7a数量的电子部件。另外，供给大型电子部件的带式送料器，被以图示的带式送料器6、6…的整倍数的间隔配置，并可以不必与各吸附嘴7a、7a…之间的间隔对应。
下面，说明具有上述构成的装置1的动作。
在装置1的动作中，由上游输送部3a从上一道工序侧输送来的电路板P被保持在安装站4上。换言之，安装站4预先移动到沿电路板输送路径31的位置并待机，把输送来的电路板P保持在两个侧部4a、4a之间且处于夹紧并定位电路板P的状态。
随后，驱动安装站驱动机构，安装站4移动到安装区域101的正下方。当然，这时，由于安装站4保持着电路板P，所以电路板P也位于安装区域101的正下方。然后，用图1中左侧的安装头7的摄像机7b拍摄被保持于安装站4上的电路板P保持姿态，并进行保持姿态的修正。并且，使用由图1中右侧的安装头7的摄像机7b也能进行保持姿态的修正。所谓「保持姿态的修正」，是指由控制装置确认电路板P的保持姿态、及电子部件在安装时安装的实际的安装姿态与X轴及Y轴方向的偏移量，并根据这些偏移量控制各安装头7、7及安装站4的移动。
另一方面，两个安装头7、7其中一个安装头7(例如，图1中左侧的安装头7，以下称为「左安装头7」。)，移动到第一送料器组61的正上方，并从第一送料器组61吸附一个或多个电子部件。这时，由于左安装头7具备多个吸附嘴7a、7a…，所以能一次吸附多个电子部件。当然，也能一次吸附对应于吸附嘴7a个数的电子部件，这样，对电子部件的安装效率也很理想。
另外，左安装头7在进入吸附电子部件的动作之前，预先用左安装头7的摄像机7b拍摄吸附前的电子部件的收纳姿态，并进行收纳姿态的修正。所谓「收纳姿态的修正」，是指由控制装置确认拍摄的收纳姿态，并根据其确认至少驱动安装头驱动机构及Y轴驱动机构的一方并控制左安装头7至少向X轴及Y轴的一方进行微小移动。这样，各吸附嘴7a、7a…可以总在最合适的位置吸附电子部件。
其后，驱动安装头驱动机构，则左安装头7，在吸附了电子部件的状态下移动到安装区域101。在该移动中，由左安装头7的部件姿态识别装置进行对被吸附嘴7a吸附的电子部件的吸附姿态确认，并进行吸附姿态的修正。所谓「吸附姿态的修正」，是指控制装置确认被确认的吸附姿态、及实际往电路板P上安装时的实际的安装姿态与θ轴方向的偏移量(偏移角度)，并根据其偏移量控制吸附嘴7a的旋转角度，并且，由控制装置确认相对于电子部件的吸附嘴的吸附位置的规定位置的X轴及Y轴方向的偏移量，并根据其偏移量控制各安装头7、7及安装站4的移动。另外，各吸附嘴7a、7a…，可以根据控制装置的控制适当地转动。
接着，左安装头7，把吸附的电子部件安装在电路板P上。这时，在安装区域101内，确定了对电路板P的电子部件的安装位置，并在该安装位置把电子部件安装在电路板P上。所谓「安装位置」，是指在考虑到对上述的电路板P的保持姿态的修正及对电子部件的吸附姿态的修正的基础上，用驱动机构的驱动把左安装头7向X轴方向移动，并由安装站驱动机构的驱动把安装站4的向Y轴方向的移动，使电路板P的安装点坐标与电子部件的安装标准点(例如，电子部件的中心)一致的位置。总之，就是协调左安装头7的向X轴方向的移动动作与安装站4的向Y轴方向的移动动作，以此确定安装位置，并在该安装位置进行电子部件的安装。
另外，两安装头7、7中的另一方的安装头7(例如，图1中右侧的安装头7，以下称为「右安装头7」。)，在左安装头7的安装动作中，从第二送料器组62吸附电子部件。当然，即使在这时，也进行对电子部件的收纳姿态及吸附姿态的修正。
在此，在左安装头7与右安装头7之间的吸附嘴7a的数量相同或大致相同时，基本上是在左安装头7进行安装动作时，右安装头7的吸附动作先结束。之所以这样，是由于相对于左安装头7把吸附的多个电子部件一个一个地安装在电路板P上，右安装头7可以一次吸附多个电子部件。因此，右安装头7，作为进入下一次电子部件的安装动作的准备，能在吸附着电子部件的状态下尽可能地接近安装动作中的左安装头7。以此，可以缩短用两个安装头7、7往电路板P上安装电子部件的安装时间。
然后，两个安装头7、7相互交替重复电子部件的安装动作及吸附动作，直到对电路板P的电子部件安装结束。随后，驱动安装站驱动机构，把安装站4移动到沿电路板输送路径31的位置，并在电路板输送机构3之间进行新电路板P与结束了电子部件安装的电路板P的交接。以后，装置1重复上述的动作，以此依次进行向电路板P的电子部件的安装。
另外，当应往电路板P上安装的电子部件(的种类或数量)只是在第一及第二送料器组61、62上的电子部件不足时，也可以从第三及第四送料器组63、64的至少一方的送料器组供给电子部件。这时，X轴导向部件81及两安装头7、7，可以移动到能从第三及第四送料器组63、64吸取电子部件的位置，并且保持电路板P的安装站4也沿Y轴方向移动到安装区域102。然后进行上述两安装头7、7的一系列的动作，进行向被配置于安装区域102正下方的电路板P的电子部件的安装。
另外，在上述说明中，在对电子部件的收纳姿态的修正、各安装头7、7的安装动作时，是X轴导向部件81沿Y轴方向移动的结构，但也可以是维持X轴导向部件81不动状态的结构。
以上，在实施例1的装置1上取得了如下的作用效果，现把其作用效果整理为如下各条款。
●基本上通过两个安装头7、7的沿X轴方向的移动动作、及安装站4的沿Y轴方向的移动动作，可以在安装站把电子部件安装在电路板P上。因此，所驱动的只是安装站4及两个安装头7、7，具有两个安装头7、7的质量的重的X轴导向部件81的移动动作，由于基本上是在电子部件的安装中进行的，所以没有必要为了在安装动作中缩短处理时间，以高速移动重的X轴导向部件。因此，可以把施加于Y轴移动机构9的负荷负担抑制在最小限度，并且不需要把用于高速移动重的X轴导向部件的Y轴移动机构9大型化，可以实现成本的降低。
●在各安装头7、7吸附电子部件时，由于老化等而产生各带式送料器6、6…的设置位置失常等的理由，有时会出现必须修正从各安装头7、7和各带式送料器6、6…供给来的电子部件与其位置关系的情况。这时，由于不仅可以只把安装头7沿X轴方向移动，还可以把X轴导向部件81移动并把安装头7沿Y轴方向移动，所以能预先在控制装置进行所谓示教的对电子部件的收纳姿态的修正，这样总能在最适当的位置吸附电子部件。
●通过Y轴驱动机构及安装站驱动机构的各驱动，无论在把电路板输送路径31夹在其间的安装区域101、102的任何区域，都可以把电子部件安装在电路板P上。因此，不必把安装站4及各个安装头7分别单独设置为电路板输送路径31的左右的一侧的送料器组(例如，第一及第二送料器组61、62)专用及另一侧的送料器组(例如，第三及第四送料器组63、64)专用。这样，可以把部件有关的成本抑制在最小限度，并能在装置1上配置更多的送料器组(多个带式送料器)。
●由于配置了把安装站52夹持在其间的两个第一及第二送料器组61、62(或第三及第四送料器组63、64)，所以在两个安装头7、7中的一个安装头7进行电子部件的吸附动作时，另一个安装头7进行电子部件的安装动作。另外，由于各安装头7、7交替进行安装动作和吸附动作，所以对于电路板P，能用两个安装头7、7几乎不休息地连续安装电子部件。所以，与一个安装头7时相比，可用同样的时间在电路板P上安装更多的电子部件。
(实施例2)下面，参照
本发明的电子部件安装装置的实施例2。但是，发明的范围不限定于图所示的例子。并且，在图2～图4中，与X轴和Y轴方向垂直的方向为Z轴方向。
另外，对于与实施例1的装置1相同的构成要素，使用相同符号并省略说明，只在以下说明其不同点。
如图2(b)及图3所示，在装置110上，在X轴导向部件81的下面，位于夹持安装站4的X方向的左右两侧，分别配置了部件姿态识别装置(部件姿态确认机构)120a、120b。
该部件姿态识别装置120a、120b，具有CCD摄像机等的摄像机构(省略图示)，并在从X轴导向部件81向Y轴方向的安装头7侧凸出的部分上，从下方拍摄被吸附在各吸附嘴7a、7a…上的电子部件的姿态，并把拍摄的图像向控制装置(省略图示)输出。
控制装置(省略图示)，根据由部件姿态识别装置输出的电子部件的吸附姿态的摄像图像，计算与应该往电路板P安装位置的偏差量，并对驱动吸附嘴7a、7a的旋转轴方向移动的吸附嘴驱动装置(省略图示)、X轴导向部件81和安装站移动机构5等输出控制信号。
吸附嘴驱动装置(省略图示)，例如，可以用直线马达、伺服马达等，并根据上述控制装置(省略图示)的控制信号使吸附嘴7a、7a沿旋转轴方向移动。
下面，对上述构成的装置110的电子部件吸附姿态的识别处理及对该吸附姿态的修正处理的动作，进行如下说明。
首先，驱动上述安装头驱动机构(省略图示)及Y轴驱动机构(省略图示)，以此使两个安装头7、7中的一个安装头7移动到第一～第四的任何一个送料器组61～64的正上方，然后，由安装头7的吸附嘴7a、7a从一个或多个带式送料器6…吸附一个或多个电子部件。
随后，安装头7，由安装头驱动机构(省略图示)的驱动，在吸附着电子部件的状态下移动到安装区域101、102。这时，该安装坐标的X坐标，以把安装头7向X轴方向移动而被调整，Y坐标，是以由安装站移动机构5把安装站4向Y轴方向移动而进行适当的调整。
然后，吸附着电子部件的安装头7，在沿X轴方向移动的途中，通过部件姿态识别装置120的上方。这时，部件姿态识别装置120，从下方拍摄由吸附嘴7a吸附的电子部件的吸附姿态，并向控制装置输出作为该吸附姿态的识别信息的拍摄图像。
接着，控制装置，根据该拍摄图像，计算吸附姿态、即被吸附的位置和角度，并计算被计算出的吸附姿态与应该安装在电路板P上的正常安装姿态(位置或角度)的旋转方向的偏移量(偏移角度)，并向吸附嘴驱动装置输出用于修正该偏移量的修正控制信号。
吸附嘴驱动装置，根据该偏移量控制吸附嘴7a的旋转角度。即，吸附嘴7a，是能根据控制装置的控制而旋转的结构。
然后，控制装置，计算相对于由吸附嘴7a吸附的电子部件的吸附位置的X轴方向及Y轴方向的偏移量，并根据该偏移量向安装头驱动机构、安装站移动机构5等输出控制安装头7及安装站4移动的移动控制信号。
这样，实行吸附嘴7a的旋转轴方向偏移的修正、安装头7在X轴方向偏移的修正、安装站4在Y轴方向偏移的修正，以此进行电子部件的吸附姿态的修正处理。
根据这样的本实施例2的装置110，由于在X轴导向部件81上，位于夹持安装站4的X方向的左右两侧配置了部件姿态识别装置120，所以吸附了电子部件的安装头7，在向把该电子部件安装到电路板P的位置而移动时，必须通过该部件姿态识别装置120的上方。因此，由于能在与X轴导向部件的位置无关、且把安装头7向X轴方向移动时识别部件的姿态，所以能以更短的距离安装电子部件，以实现距离及时间的高效化。
并且，与以往的在带式送料器6与安装站4之间、把部件姿态识别装置固定在底座框架2上的情况相比，由于缩短了带式送料器6(第一～第四送料器组61～64)与安装站4之间的距离，所以能缩短用于安装电子部件的安装头7的移动距离、移动时间，并且可以使电子部件安装装置110小型化。并且，这时，例如若设置4个第一～第四送料器组61～64，则可具备对应于各带式送料器组的4个部件姿态识别装置，以此进一步缩短安装头7的移动距离，但根据本发明，用两个部件姿态识别装置也可同样地实现，所以可抑制成本且更合适。
另外，在本实施例2中的部件姿态识别装置120，不局限于被固定在X轴导向部件81上的结构，例如，也可以是用规定的驱动机构驱动并以此能沿X轴方向移动的结构。这时，由于安装头7可以移动到接近吸附电子部件的位置，所以部件姿态识别装置120能迅速地进行电子部件的吸附姿态的识别及偏移量的计算处理，随之也可以迅速地进行吸附姿态的修正。并且，对于两个安装头7即使只有一个部件姿态识别装置120，不增加用于识别部件姿态的安装头7的移动距离就可以对应，所以更能抑制成本。
另外，如图4所示，吸附嘴7a在吸附高度701上吸附电子部件，然后，把电子部件提升到保持高度702，并移动到电路板P的安装位置。因此，用吸附嘴7a的吸附位置与从X轴导向部件81凸出的部件姿态识别装置120的位置，即，与安装头7向X轴方向移动的轨迹不重合地使从部件姿态识别装置120的X轴导向部件81凸出的部分、也能向Ya方向后退地移动。这时，例如，能可靠地避开安装头7、吸附嘴7a、电子部件等的接触或干涉。并且，如上所述的部件姿态识别装置120，为能向X轴方向移动的结构时，也同样地可以避免安装头7、吸附嘴7a、电子部件等的接触、干涉。
另外，以上说明的是部件姿态识别装置120，从安装头7的下方拍摄电子部件的吸附姿态的结构，但也可以是从上下左右的任何方向拍摄的结构。
另外，以上说明的是部件姿态识别装置120，具备CCD摄像机等的摄像机构，并用拍摄电子部件的吸附姿态的图像进行吸附姿态修正处理的结构，但除了摄像机构，也可以是具备二极管等的发光元件和受光元件，且用光的遮挡状况或反射状况识别吸附姿态的结构。
另外，本发明不局限于上述的实施例1和实施例2，在不脱离本发明宗旨的范围内，可以进行各种的改良以及设计的变更。
例如，也可以除了各安装头7、7的摄像机7b、7b及部件姿态识别装置120a、120b、或除了这些摄像机7b、7b及部件姿态识别装置120a、120b等，再追加固定式的(例如，能固定于底座框架2)摄像机，并用该摄像机拍摄IC部件等的电子部件等的吸附姿态。并且，供给电子部件的部件供给装置，也不局限于带式送料器6，也可以使用容积送料器、托盘式送料器，或把它们组合使用。
(发明效果)根据第1发明，由于在往电路板上安装电子部件的安装动作中，基本是移动安装头及安装站，而不必移动支撑安装头的X轴导向部件，所以能最小限度地抑制施加于Y轴移动机构的X轴导向部件的负荷。
另外，由于安装头不仅仅向X轴方向移动，也能随X轴导向部件的移动向Y轴方向移动，所以能把安装头在规定的范围内沿X轴及Y轴方向只移动微小的距离，并可以总在最佳的取出位置取出并保持电子部件。
根据第2发明，由于不必再设置安装站及安装头，所以抑制了与再设置这些安装站及安装头的各部件有关的成本上升，并可以把更多的电子部件安装于电路板上。
根据第3发明，与第1发明一样，可以抑制施加于Y轴移动机构上的负荷，并且，由于能交替进行各安装头的电子部件的取出动作和安装动作，所以与使用单一的安装头把电子部件安装在电路板上的情况相比，以同样的时间可以在电路板上安装更多的电子部件。
根据第4发明，与以往相比，由于可以更接近地配置部件供给装置与安装站的位置，所以能缩短电子部件的安装时间，并且可以使电子部件安装装置小型化。而且，可以与X轴导向部件无关地把安装头沿X轴方向移动，以此能够识别电子部件的姿态，可以不设置如以往的在部件供给装置与安装站之间的多个部件姿态识别装置而实现更短距离的安装，并可以抑制成本。另外，由于可以不必特意地把保持着电子部件的安装头移动到以往的固定着部件姿态识别装置的位置就能安装到电路板上，所以能实现电子部件安装的距离及时间的高效化。
根据第5发明，对应于由部件供给装置向安装头供给电子部件的位置而移动部件姿态识别装置，以此更迅速地进行电子部件姿态的识别，随之可以快速地实行对应于该识别处理的处理。另外，特别是在配置了多个安装头时，即使有一个部件姿态识别装置，也不必多余地移动用于识别部件姿态的安装头。
根据第6发明，在由部件供给装置向安装头供给电子部件时，能避免安装头、电子部件等与部件姿态识别装置的干涉。
权利要求
1.一种电子部件安装装置，其特征在于，具有把电路板保持在能安装电子部件状态的安装站、把所述安装站沿Y轴方向移动的安装站移动机构、並排设于与Y轴方向垂直的X轴方向并供给应安装在所述电路板上的电子部件的多个部件供给装置、保持从所述部件供给装置供给的电子部件并把保持的所述电子部件安装在被保持在所述安装站上的电路板上的安装头、沿X轴方向灵活移动地支撑所述安装头、从並排设置于X轴方向的多个所述部件供给装置上、移动到被保持在所述安装站同时由所述安装站移动机构移动的所述电路板上的X轴导向部件、把被支撑于所述X轴导向部件上的安装头沿X轴方向移动的安装头移动机构、把所述X轴导向部件沿Y轴方向移动的Y轴移动机构。
2.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于具有用于进行把所述电路板搬入搬出所述安装站且沿X轴方向的电路板输送路径，并设有沿该电路板输送路径输送电路板的电路板输送机构，所述X轴导向部件，由所述Y轴移动机构跨越所述电路板输送路径向前后移动，所述部件供给装置，被分别设置在由所述X轴导向部件的所述Y轴移动机构的移动路径上、在所述电路板输送路径的前侧和后侧的两侧。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件安装装置，其特征在于在由所述安装站移动机构的所述安装站的移动路径的左右两侧，沿各个X轴方向配置了多个所述部件供给装置，并且，在所述X轴导向部件上至少支撑两个相互独立并能移动的安装头。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的电子部件安装装置，其特征在于具有至少一个与所述X轴导向部件的移动连动并且在保持所述所述电子部件的安装头沿X轴方向移动时，识别所述电子部件姿态的部件姿态识别装置。
5.根据权利要求4所述的电子部件安装装置，其特征在于所述部件姿态识别装置能沿X轴方向移动。
6.根据权利要求4所述的电子部件安装装置，其特征在于所述部件姿态识别装置，被支撑于所述X轴导向部件上，以便能从下方识别被保持于所述安装头上的所述电子部件的姿态，并且，能沿Y轴方向移动到不与所述安装头沿X轴方向移动轨迹重合的位置。
全文摘要
本发明的电子部件安装装置(1)，具有能沿Y轴方向移动且保持电路板(P)的安装站(4)、供给应安装于电路板上的电子部件的第一和第二送料器组(61)、(62)、从第一和第二送料器组把电子部件安装于电路板上的两个安装头(7)、(7)。各安装头能在被支撑于X轴导向部件(81)的状态下沿X轴方向相互独立地移动，X轴导向部件能在被支撑在各Y轴导向部件(91)、(92)上的状态下沿Y轴方向移动。而且，各安装头基本上不使X轴导向部件移动地把从第一和第二送料器组吸附的电子部件在安装区域(101)安装在电路板上。这种电子部件安装装置，能在抑制施加于Y轴导向部件的负荷的状态下、在短时间把更多的电子部件安装在电路板上。
文档编号H05K3/30GK1449241SQ0310829
公开日2003年10月15日 申请日期2003年3月27日 优先权日2002年3月28日
发明者三重野元 申请人:重机公司