專利名稱：元件安裝裝置的制作方法
本申請案是原發明名稱為「元件安裝設備和方法，以及元件安裝裝置」、申請號為96121623.9、申請日為1996年11月6日或優先權日為1995年11月6日的分案申請案。
參照圖6和圖7將描述這種常規元件安裝設備，圖6是該設備的透視圖，圖7是其平面略圖。圖6中，在設備機身正面設置，將從電路板供應裝置2供應的電路板p定位于安裝位置中的電路板設置區，在電路板設置區4中安裝有所要求元件的電路板p，由電路板送出裝置3送出。另一方面，在設備機身1的后部設置元件供應區7，如圖7所示，在元件供應區7與前述電路板設置區4之間設置旋轉型安裝頭8。
元件供應區7中，在導軌9上設有可水平移動的兩相互獨立的元件供應臺10和11。元件供應臺10和11裝有大量的元件供應裝置12，它們沿元件供應臺10和11移動的方向相互平行地排列。還示出了一般稱為零件盒的元件供應裝置12，下面將簡要說明。即，在傳送帶上以規定的間隔排列同類型的電子元件進行存儲，同時繞在滾筒13上，用覆蓋帶覆帶。從滾筒13拉出傳送帶，并按等于元件存儲間隔的間距運送，抬起覆蓋帶，位于前端的電子元件定位于正對著安裝頭8的元件吸取頭14的元件供應處A。
此外，如圖7所示，在繞豎軸可旋轉地設置的旋轉臺(未示出)的同一圓上，按等角度間隔地配置多個元件吸取頭14，以此構成安裝頭8。各元件吸取頭14設計成能用真空吸取裝置吸取元件。依靠周期性地轉動旋轉臺，使它同步停在元件供應位置A和元件安裝位置B，以便同時完成接收來自元件供應裝置12的各元件和將各元件安裝在電路板p上的工作。當一個元件供應臺10供應元件時，待用位置中的另一個元件供應臺再次變換元件供應裝置12和加滿元件，作好準備，使元件安裝設備能不間斷地工作。
近年來，所制造的電路板p的種類和安裝于電路板p上的元件的種類都有不斷增加的趨勢。為對付上述問題。可以考慮增加裝配在元件供應臺10和11上的元件供應裝置12的數量。然而，這種情況下，按照增加的要安裝的元件供應裝置12的數量，將使元件供臺10和11向側面放大。結果，整個元件供應區7的長度變得很長，致使空間利用率降低，按場地的生產率減小。
更重要的原因是元件供臺10和11按與安裝頭8取出元件一致的節拍饋送，因而產生下面的麻煩。也就是說，隨著元件供應臺10和11長度的增加，它們的重量增加，因而不僅需要較大驅動力來移動元件供應臺10和11，而且元件供應臺10和11的慣性力增加。因此，按節拍輸送元件供應臺10和11中的振動明顯增加。因而不可能增加元件供應速率、或增加元件安裝操作速度。
按照本發明第一方案，實現這些和其它目的所提供的元件安裝設備包括一對裝有元件的元件供應臺，它排列在設置電路板的電路板安裝位置的兩側；第一安裝頭，它依次拾取一個元件供應臺上的元件，然后依次將拾取的元件裝在電路板上；和第二安裝頭，它依次拾取另一臺元件供應臺上的元件，然后依次將拾取的元件裝在電路板上，其特征在于第一和第二安裝頭獨立地進行操作。
按照本發明第二方案，提供如第一方案所述的元件安裝設備，其特征在于工作中按照時序相互控制第一和第二安裝頭，按該時序，當一個安裝頭進行從元件供應臺拾取元件的元件拾取操作時，另一個安裝頭進行將拾取的元件裝在電路板上的元件安裝操作。
按照本發明第三方案，提供如第一方案所述的元件安裝設備，其特征在于第一和第二元件安裝頭中的一個具有一次吸住多個元件的元件吸嘴。
按照本發明第四方案，提供如第二方案所述的元件安裝設備，其特征在于第一和第二元件安裝頭中的一個具有一次吸住多個元件的元件吸嘴。
按照本發明第五方案，提供一種元件安裝裝置，包括多個元件安裝設備，各元件安裝設備如第一方案所述，其特征在于設有電路板傳送通道，電路板傳送裝置沿該通道將電路板提供給設備的電路板安裝位置上，并從設備的電路板安裝位置取走，電路傳送通道連著元件安裝設備的電路板安裝位置，元件安裝設備的元件供應臺排列在電路板傳送通道中的電路板安裝位置的兩側上。
按照本發明第六方案，提供一種元件安裝裝置，包括多個元件安裝設備，各元件安裝設備如第二方案所述，
其特征在于設有電路板傳送通道，電路板傳送裝置沿該通道將電路板供給設備的電路板安裝位置上并從設備的電路板安裝位置取走，電路板傳送通道連著元件安裝設備的電路板安裝位置，元件安裝設備的元件供應臺排列在電路板傳送通道中的電路板安裝位置的兩側上。
按照本發明第七方案，提供一種如第五方案所述的元件安裝設備，其特征在于將待裝在單個電路板上的元件全部按類分組，并將分組的元件裝在指定的元件安裝設備的元件供應臺上。
按照本發明第八方案，提供一種如第六方案所述的元件安裝設備，其特征在于將待裝在單個電路板上的元件全部按類分組，并將分組的元件裝在指定的元件安裝設備的元件供應臺上。
按照本發明第九方案，提供一種元件安裝方法，包括下列步驟由第一安裝頭從裝有元件(34)的一對元件供應臺中之一臺，拾取元件(34)，該元件供應臺排列在設置電路板的電路板安裝位置的兩側，第一安裝頭依次拾取一臺元件供應臺上的元件；然后，將由第一安裝頭拾取的元件依次裝在電路板上。
由第二安裝頭從一對元件供應臺中的另一臺拾取元件，第二安裝頭依次拾取另一臺元件供應臺上的元件；和將由第二安裝頭拾取的元件依次裝在電路板上，其特征在于第一安裝頭的拾取和安裝步驟與第二安裝頭的拾取和安裝步驟相互獨立地進行。
按照本發明第十方案，提供如第九方案所述的元件安裝方法，其特征在于同時進行第一安裝頭的拾取和第二安裝頭的安裝步驟，同時進行第一安裝頭的安裝和第二安裝頭的拾取步驟。
按照本發明第十一方案，提供如第九方案所述的元件安裝方法，其特征在于元件安裝裝置包括多個元件安裝設備，各元件安裝設備包括第一和第二安裝頭部、以及一對元件供應臺，在元件供應臺之間設置電路板傳送通道，沿此通道運送電路板至設備的電路板安裝設備，并用電路板傳送裝置從設備的電路板安裝位置取走，電路板傳送通道連著元件安裝設備的電路板安裝設備，元件安裝設備的元件供應臺排列在電路板傳送通道中的電路板安裝位置的兩側上，第一安裝頭的拾取和安裝步驟與第二安裝頭的拾取和安裝步驟依順序進行。
按照本發明第十二方案，提供如第十一方案所述的元件安裝方法，其特征在于第一安裝頭的各拾取步驟和相應的第二安裝頭的各安裝步驟同時進行，第一安裝頭的各安裝步驟和相應的第二安裝頭的各拾取步驟同時進行。按照本發明第十三方案，提供如第十一方案所述的元件安裝裝置，其特征在于將待裝在單個電路板上的元件全部按類分組，并將分組的元件裝在指定的元件安裝設備的元件供應臺上。
按照本發明第十四方案，提供如第十二方案所述的元件安裝裝置，其特征在于將待裝在單個電路板上的元件全部按類分組，并將分組的元件裝在指定的元件安裝設備的元件供應臺上。
按上述配置，固定地安裝元件供應臺，因此，不論可安裝在其上的元件供應裝置的數量多少，它都不會振動。安裝頭是遙控型的，它一次從元件供應臺吸取多個元件，隨后依次裝在電路板的指定部分上。因此，盡管待裝在電路板上的元件數增加，比起隨旋轉型安裝頭按節拍饋送元件供應臺的常規設備來說，元件安裝操作速度可顯著增加。
此外，可用第一和第二安裝頭這兩個部分將元件安裝在設置于單一電路板安裝位置中的電路板上，因而可進一步提高元件安裝操作速度。
按上述第五、第六、第十一和第二方案的配置，在裝配于各元件安裝設備的元件供應臺上安裝不同元件，元件供應臺必然沿電路板傳送通道排列在它的兩側，即使待安裝在電路板上的元件數增加。因此，該裝置的整體尺寸并沒增大，沿電路板傳送通道方向也沒明顯擴大。并且，元件安裝設備的安裝頭以高速進行操作，元件供應臺被固定地裝配，因此能增加元件安裝操作速度。
按上述第十三和第十四方案的配置，當電路板種類增加時，僅僅用裝有需要的那種元件的元件供應臺替換裝在相應的元件安裝設備的元件供應臺中的指定供應臺就能解決這一問題。
在描述本發明結果前，應指出，整個附圖中用相同的參考數字表示相同的部分。
圖1是本發明實施例元件安裝設備(元件安裝線)的平面示意圖。圖中，沿電路板傳送通道21配置四個元件安裝設備27A-27D，在沿電路板傳送通道21的水平方向上設置四個用于元件安裝設備27A-27D的電路板傳送裝置22，各電路板傳送裝置22將待安裝元件的電路板供給元件安裝設備之一的電路板安裝位置處，并從該處將電路板送出。元件安裝設備27A-27D有相同的基本結構，因而下面將參照圖23以元件安裝設備27D為例進行說明，圖2是元件安裝設備27D的透視圖，圖3是其操作機構部分的平面圖。
示于圖2的元件安裝設備27D中，沿電路板傳送通道21相互平行地水平排列一對倒U形支承架29，同時允許電路板傳送通道21穿過它們。兩個支承架29之間相互平行地排列兩穿過支承架29的工作架30，它們在垂直于電路板傳送通道21的方向上被分別移動地支承著。將安裝頭31沿工作架30可移動地裝在其上。安裝頭31上，繞旋轉部件32以規定間隔(90°間隔)設置四個元件吸取嘴33，旋轉部件32繞水平軸可旋轉地支著。以等于元件吸取嘴33各間距的間隔轉動旋轉部件32，選擇元件吸取嘴33，然后使其朝向下方，從元件供應臺28A吸取元件34，再將吸取的元件34安裝在電路板37上，該電路板37位于電路板安裝位置，定位于電路板設置區24中。
用小腳輪40移動元件供應臺28A，將其從兩支承架29之間的兩縱向側面插入，然后將它們固定裝配于指定位置。元件供應臺28A設有包括配有前述滾筒13的零件盒的元件供應裝置。除此之外，如圖1所示，元件供應臺28B裝有條形架元件供應裝置28，儲于其上的導管部件中的元件依次送至吸取位置，其上放置大批元件39的元件供應臺28C和盤形元件供應臺28D裝在元件安裝設備27A-27D上。應指出，盤形元件供應臺28D設有安裝頭59，該安裝頭59帶有旋轉臂，用于取出元件。
圖3中，各工作架30在其中裝有安裝頭設置機構41，用于沿電路板傳送通道21的長度方向移動安裝頭31。
安裝頭設置機構41由螺桿43、步進馬達47和移動件49組成，螺桿43可旋轉地支在固定于各工作架30兩端的一對支承板42上，步進馬達47通過連接裝置44旋轉地驅動螺桿43，移動件49內部固定與螺桿43嚙合的螺母48，并隨螺桿43的旋轉移動移動件49。安裝頭31通過安裝頭固定器固定于移動件49上，安裝頭固定器50內部設有已知的垂直移動安裝頭31的提升機構51。
各支承架29內裝安裝頭運送機構52，它通過各工作架30在垂直于電路板傳送通道21的方向上移動安裝頭設置機構41。安裝頭運送機構52由螺桿5A、步進馬達57、移動件57和導桿58組成，螺桿54可旋轉地支在一對固定于各支架29兩端的支承板53上，步進馬達56通過連接裝置55旋轉驅動螺桿54，移動件57固定于各工作架30的端部，同時與螺桿54嚙合，并隨螺桿54的旋轉移動工作架30，導桿58固定于支承板53上，滑動支承工作架30同時允許導桿58穿過工作架30的另一端。因控制器100與設備27A-27D和電路板傳送裝置22相連，因而控制器100控制它們的工作，如圖5所示，圖5中以設備27B為例，示出其連接結構。設備27A、27C和27D的連接結構類似于設備27B。
下面參照圖4的流程圖將描述前述元件安裝設備的工作。元件安裝設備27A-27D中，按照工作周期控制安裝頭31，該周期內，一個安裝頭部31從元件供應臺28A-28D中之一吸取元件34，另一個安裝頭31將元件34安裝在電路板37上。由于兩個安裝頭31執行相同操作，只是工作周期改變，因此下面僅描述一個安裝頭31的操作。
首先，安裝頭31移動到元件供應臺28A-28D中之一臺上的待吸取的元件34的位置之正上方，然后定位(步驟S1)。即沿需要的旋轉方向轉動安裝頭設置機構41的步進馬達47至指定角度，通過與步進馬達47一體地轉動的螺桿43使移動件49在電路板傳送通道21的長度方向上移動，安裝頭31移至元件供應臺28A-28D中之一上指定的取出元件位置。該步中，對于除盤形元件供應臺28D之外的其它元件供應臺28A-28C，在沿電路板傳送通道21延伸的直線上設置取出元件位置。因此，直到這樣的零件盒或朝向安裝頭31的架子中的零件都取出之后，定位于該位置中的安裝頭31才移動。
安裝頭31定位時，安裝頭提升機構51動作，使安裝頭31向下移動，元件吸嘴33吸住元件34，然后安裝頭提升機構51使安裝頭31稍稍上移(步驟S2)。接著，安裝頭31的旋轉部件32轉動一個間距，使下一個元件吸嘴33正對取元件位置(步驟S3)。該步驟中，應確定安裝頭31是否已吸取了指定數量的元件34(本實施例中為四個)(步驟S4)。如果已經完成，將重復以上相同的操作，吸取指定數量的元件34。
已經吸取過指定數量的元件34之后，同時驅動安裝頭運送機構52的步進馬達56和安裝頭設置機構41的步進馬達47，將安裝頭31隨螺桿54的轉動通過工作架30移到電路板設置24，用安裝頭設置機構41使它處于電路板37的指定元件安裝處(步驟S5)。然后，驅使安裝頭提升機構51將被元件吸嘴33已吸住的元件安裝在電路板37上(步驟S6)。在安裝頭提升機構51稍稍上移安裝頭31之后，安裝頭31就移至電路板37的下一個元件安裝位置之上，通過安裝頭設置機構41和安裝頭運送機構52的動作使它定位，并且旋轉部件32轉過一個間距，以使待安裝的下一個元件朝向元件安裝位置(步驟S7)。
該步驟中，應確定是否安裝頭31吸住的所有元件34都已裝完(步驟S8)。如果已經裝完，將重復與上相同的操作，將所有元件34都安裝在電路板37的指定位置上。
在步驟S8已完成指定數量元件的操作時，應確定是否裝完分布在元件安裝設備27A-27D上用于定位于電路板設置部24中的電路板37上的所有元件34(步驟S9)。若都已裝完，又在元件供應臺28A-28D上移動安裝頭31，按照與上述相同的方式重復進行從元件供應臺28A-28D吸取元件34、再將元件34裝在電路板37上，直到將所有元件34都裝在電路板37上為止。將所有元件34都裝在電路板37上之后，轉動指定的間距運送設置于電路板傳送通道21中的各電路板37至元件安裝設備27A-27D的電路板設置部24，用于下一步工藝(步驟S10)，并將重復與上相同的操作。
上述元件安裝裝置中，在沿電路板傳送通道21相互平行設置的多個(本實施例中為四個)元件安裝設備27A-27D的元件供應臺28A-28D上可裝相互不同的元件。因此，待安裝于電路板37上的元件34的種類和數量增加時，按類分組將這些元件裝在元件供應臺28A-28D上。按照這種排列，用僅用相應組的元件裝在元件供應臺28A-28D上，該臺的尺寸因而不增加。并且，因元件供應臺28A-28D垂直于電路板傳送通道21地裝在元件安裝設備27A-27D上，因而該設備的整體尺寸并不增加，在電路板傳送通道21的方向上也沒明顯膨脹。
此外，因只操作元件安裝設備27A-27D的安裝頭31，元件供應臺28A-28D被固定地裝配，因此，不論安裝的元件供應裝置12和38的數量有多大，這些臺子都變得無振動。并且，在同一時刻，安裝頭31從元件供應臺28A-28D吸取多個元件34，并依次裝在電路板37的指定部位上。元件安裝設備27A-27D各設有一對安裝頭31，并控制安裝頭部31，以便當一個安裝頭吸住元件34時，在其上吸著元件34的另一個安裝頭將該元件34裝在電路板37上。同上述配置，即使待裝在電路板37上的元件種類和數量增加，比起隨旋轉型安裝頭按節拍饋送元件供應臺的常規設備來說，也能夠顯著地增加元件安裝操作速度。
若電路板37種類增加，僅僅用裝有需要的元件34的元件供應臺28A-28D代替裝在元件安裝設備中的一對元件供應臺28A-28D就能解決這一問題。應指出，也能單獨使用元件安裝設備27A-27D。
按照上述本發明，提供了遙控型(robot type)安裝頭，本發明中固定地裝配元件供應臺，一次從元件供應臺吸取多個元件，隨后轉至依次將它們裝在電路板的指定部分上。由于這種設置，即使待裝在電路板上的元件數量增加，比起隨旋轉型安裝頭按節拍饋送元件從應臺的常規結構來說，也能顯著增加元件安裝操作速度。并且，由于工作中按定時周期同時控制橫向設置的一對第一和第二安裝頭，當一個安裝頭定位于元件供應臺時，另一個安裝頭就固定于電路板設置部位上。由于這種設置，用多個安裝頭可將元件安裝在單板電路板上，因此，可進一步增加元件安裝操作速度。
此外，按照本發明的元件安裝設備，在相互平行排列的元件安裝設備的元件供應臺上安裝彼此不同的元件，即使待安裝在電路板上的元件種類和數量增加，作為整體的設備尺寸并不增加，沿電路板傳送通道方向的尺寸也沒顯著擴大。并且能進一步增加元件安裝操作速度。這種情況下，可提供這種結構，將所有待安裝在單個電路板上的元件按類分組，再將各組元件裝在指定安裝在相應元件安裝設備上的元件供應臺。由于這種設置，電路板種類增加時，僅用裝有需要元件的元件供應臺替換元件安裝設備的部分元件供應臺就能解決這個問題。
雖然參照附圖結合最佳實施例已充分描述了本發明，但應指出，本領域的技術人員顯然還可進行各種變化和改型。應該明白，這種變化和改型盡管與所附權利要求形式不同，但都包括在如所限定的本發明范圍中。
權利要求
1.一種元件安裝裝置，其包括多個元件安裝設備，所述多個元件按照設備包括一對裝元件(34)的元件供應臺(28A-28D)，它排列在設置電路板(37)的電路板安裝位置的兩側；第一安裝頭(31、59)，它依次拾取元件供應臺中之一臺上的元件，然后依次將拾取的元件裝在電路板上；和第二安裝頭(31、59)，它依次拾取另一臺元件供應臺上的元件，然后依次將拾取的元件裝在電路板上，第一和第二安裝頭獨立地進行操作；其特征在于設有電路板傳送通道(21)，電路板傳送裝置(22)沿該通道將電路板提供給設備的電路板安裝位置上并從設備的電路板安裝位置取走，電路傳送通道(21)連著元件安裝設備的電路板安裝位置，元件安裝設備的元件供應臺排列在電路板傳送通道中的電路板安裝位置的兩側上。
2.如權利要求1所述的元件安裝裝置，其特征在于將待裝在單個電路板上的元件全部按類分組，并將分組的元件裝在指定的元件安裝設備的元件供應臺上。
全文摘要
本發明提供多個元件安裝設備,它用安裝頭吸取多個元件并依次裝在位于電路板設置部的電路板上。配置相互平行排列的元件安裝設備和電路板傳送通道,使該通道穿過元件安裝設備。即使待裝在電路板上的元件數增加,按對它們的分配將其裝在元件安裝設備的元件供應臺上,因此,整個設備尺寸并不增大。固定安裝元件供應臺因而無振動,安裝頭完成多個元件的吸取和安裝。所以,可顯著增加元件安裝操作速度。
文檔編號B23P21/00GK1345178SQ0112441
公開日2002年4月17日 申請日期2001年7月23日 優先權日1995年11月6日
發明者秦寬二, 吉田典晃 申請人:松下電器產業株式會社