表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置的制作方法

專利名稱：表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置，特別是設計一種在安裝電子零件的印刷電路板時，能正確地控制零件的位置的同時能在某個位置上進行作業，在安裝零件時，能夠很容易地補償誤差的，表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置。
通常，在把包含各種芯片的表面安裝零件安裝在印刷電路的底板上的表面安裝機中，都有為輸送印刷電路板用的，在表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置。
近來，在開發電氣和電子產品的過程中，電子零件的高精度化、小型化和多樣化的趨勢正日趨激烈。
特別是，用于電氣和電子產品中的印刷電路板的組裝生產中，使用表面安裝機的表面安裝技術，正在加速發展。
表面安裝機是把表面安裝零件(SMDSurface Monnting Device)安裝到印刷電路板上的核心設備，它從零件供應機接受表面安裝零件，把它輸送到印刷電路板的安裝位置之后，再把它安裝在印刷電路板上。
其種類大致可根據功能而分為高速機和萬能機兩種。所謂高速機者，其結構能在短時間內組裝很多的零件，其安裝的速度快，具有適合于大量生產的優點，而其缺點是安裝的精度差。所謂萬能機者，其結構適合于安裝各種各樣的零件，能以很高的精度安裝各種各樣的零件。因此，它具有適合多品種的中、小批量的生產的優點，而其缺點是安裝速度慢，生產率低。
表面安裝機通常由下列部件組成供應安裝零件的供料部分(以下稱為“帶式送料器”)；確定作業位置的XY臺架部分；輸送進行作業的印刷電路板的輸送機部分；把安裝的零件一個一個地從帶式送料器上撿起來，安裝在印刷電路板上的安裝頭部分。
一般說來，所謂表面安裝機是指把包含各種芯片的電子零件安裝在印刷電路板上的裝置，而且，通常都把它叫做安裝器(Mounter)。
進一步詳細分析以上所說的安裝器的構造，大致可以分為以下幾部分。
基座總成；設置在該基座上方，輸送印刷電路板用的輸送機部分；供應各種芯片和表面安裝零件用的供料部分，以便把零件安裝在由上述輸送機部分送來的印刷電路板上；安裝由上述供料部分所供應的各種裝置的安裝器總成；為識別零件并進行改正用的傳感部分，以使由上述安裝器總成所安裝的各種裝置能夠正確地安裝；借助于設有上述傳感部分和安裝器總成的工作臺確定位置的XY臺架部分；以及其他部分。
上述XY臺架部分的構造為，一個零件借助于XY工作臺移動到指定的位置，進行安裝作業；一個安裝頭部件由多個普通的安裝頭和高精度安裝頭所組成，用于使零件定心。
為各個零件定心的作業與供應給什么樣的供料部分，和使用什么樣的攝影機有很大的關系。
考慮到作業的效率，上述傳感部分是在前方和后方分別設置了傳感部分來進行作業的，由設置在前方送進底座上的供料部分所供應的零件可使用設置在前方的傳感部分，而由設置在后方送進底座上的供料部分所供應的零件則用設置在后方的傳感部分攝入影象。
此時，上述輸送機部分作為供應安裝了各種芯片的印刷電路板的部分，是一種能夠輸送印刷電路板的裝置，以便安裝印刷電路板。上述印刷電路板由上述設置在輸送機部分上的輸送皮帶進行輸送，而由設置在XY臺架上的安裝頭來安裝芯片。


圖1是普通的表面安裝機的構造的立體圖；圖2是以往的供應印刷電路板的輸送機的構造的立體圖；圖3則是圖2的平面圖。
請參閱圖1、2和3，表面安裝機的機架總成100用于固定表面安裝機，在該機架總成100的上部設有基座總成102，起基座的作用，在該基座總成102的上部設有為輸送印刷電路板用的輸送裝置104。
另外，在上述輸送裝置104的上方設有能前后左右移動的XY臺架106，以便把電子零件安裝在由輸送裝置104輸送過來的印刷電路板的上部，上述XY臺架106由分別保持在X軸線和Y軸線上的臺架框架109所構成。
具有上述構成的臺架框架109上設有能移動的，把零件安裝在用上述輸送裝置104輸送過來的印刷電路板上的安裝頭總成108。
在上述安裝頭總成108上設有安裝頭120，在該安裝頭120上又設置了吸附零件用的吸嘴112，在該吸嘴112上則設有視頻檢查儀114，以便能把所吸附的零件安裝在印刷電路板的正確位置上。此外，在上述輸送裝置104上，還設有使印刷電路板停止在作業位置上的擋塊總成110。還設置了推動器116，以便能使上述印刷電路板上升，在其下部則設置了磁鐵118，用以固定上述推動器116。
另外，在輸送印刷電路板的輸送裝置104上，在底座128的兩側設置了互相平行的導向件123、124，在該導向件123、124的上部有橫跨印刷電路板兩端能夠滑動的導軌126。在導向件123、124的上方設有若干推動器116，以便使由于擋塊總成110而停下來的印刷電路板向上提升，而在其下方則分別設有磁鐵118，用以將上述推動器116固定在推動板122上。
此外，還在設置在上述擋塊總成110的兩側的導向件123、124的橫向設置了導向桿143。
在導向件123、124前后的橫向設有滾珠螺桿134，在各滾珠螺桿134的一端分別設有驅動電機130，當開動該驅動電機130時，滾珠螺桿134便轉動，推動上述導向件123、124，以使得其尺寸與所輸送的印刷電路板的大小相符，這樣，就能夠順利地供應印刷電路板。
可是，在現有技術中的這種印刷電路板輸送裝置在把印刷電路板供應給輸送機時，XY臺架要左右移動，必須到達指定的位置之后，才能開始作業，設置在安裝頭上的撿拾器才能工作。而且，當所供應的印刷電路板的橫向和縱向的尺寸不一樣時，存在不能正確地確定位置的問題。
另外，由于用輸送機輸送來的印刷電路板的位置不正確，常常會發生印刷電路板傾斜一定的角度的現象，這時，電子元件就不能正確地定位，經常發生元件損壞和事故，使得生產效率降低，廢品率增加等可靠性低的問題。
為了彌補以上的缺點，就要另外進行修理的作業，造成很大的損失。
因此，本發明就是為了解決上述問題的，其目的是提供一種安裝電子零件的印刷電路板時，在正確控制零件的位置的同時能在某一個位置上進行作業，在安裝零件時能夠很容易地彌補誤差的，表面安裝機中的印刷電路板的輸送裝置。
為了達到上述目的，本發明提供了一種在把電子零件安裝在印刷電路板上的表面安裝機中的印刷電路板的輸送裝置，其特征在于，它包括下列部件機架；設置在上述機架上部，能在X、Y軸線上移動的XY臺架；設置在上述機架上部，位于XY臺架內側的底座；設置在上述底座上部，能檢測到從投入口供入的印刷電路板并決定其位置的傳感器；為把借助于該傳感器檢測到的印刷電路板自由地在上述底座上部輸送用的印刷電路板的輸送裝置；以及在借助于上述印刷電路板的輸送裝置輸送過來的印刷電路板上安裝電子零件用的，設置在上述XY臺架上的至少一個以上的撿拾頭組件。
在上述本發明中，當安裝電子零件的印刷電路板時，在正確控制零件位置的同時還能在某一個位置上進行作業，并且在安裝零件時能夠很容易地彌補誤差。此外，由于在印刷電路板的輸送裝置上能以兩個以上的自由度進行零件的高精度安裝，所以還有提高產品的可靠性的優點。
下面，參照附圖詳細描述本發明的實施例。附圖中圖1是普通的表面安裝機的構造的立體圖；圖2是以往的供應印刷電路板的輸送機的構造的立體圖；圖3則是圖2的平面圖；圖4是本發明的表面安裝機的構造的立體圖；圖5是許多個供應印刷電路板的輸送裝置和撿拾器的示意立體圖；圖6是本發明的印刷電路板的輸送裝置的立體圖；以及圖7是圖5的斷面圖。
圖4是本發明的表面安裝機的構造的立體圖；圖5是許多個供應印刷電路板的輸送裝置和撿拾器的示意立體圖；圖6是本發明的印刷電路板的輸送裝置的立體圖；圖7是圖5的斷面圖。
首先，說明安裝本發明的表面安裝機中的印刷電路板的輸送裝置的整體結構。
本發明的表面安裝機中的印刷電路板的輸送裝置由下列部件構成機架10；設置在上述機架10上部，能在X、Y軸線上移動的XY臺架18；設置在上述機架10上部，位于XY臺架18內側的底座12；設置在上述底座12上部，能檢測到從投入口22供入的印刷電路板1并決定其位置的傳感器20；為把借助于該傳感器20檢測到的印刷電路板1自由地在上述底座12上部輸送用的印刷電路板的輸送裝置32；以及在借助于上述印刷電路板的輸送裝置32輸送過來的印刷電路板1上安裝電子零件用的，設置在上述XY臺架18上的至少一個以上的撿拾頭組件30。上述印刷電路板的輸送裝置32，則由下列各種部件構成設置在上述底座12上能自由移動的移動軸34；設置在該移動軸34的上部的第一底座36；設置在該第一底座36上部的第二底座48；設置在上述第二底座48上部，具有為夾持印刷電路板1的夾緊部件46的印刷電路板的夾持板44；設置在上述第二底座48上部，在夾持印刷電路板1的夾持板44下部的夾緊部件46；能使上述第一底座36和第二底座48在X軸線和Y軸線上移動的動力傳遞裝置；以及為使上述夾緊部件46動作的致動器52。此外，上述印刷電路板的輸送裝置32能在上述底座12的上部自由移動，而且具有一個以上的自由度，至少能定位在某一個位置上。上述傳動裝置由第一滾珠螺桿38和第二滾珠螺桿42構成。上述第一滾珠螺桿設置成貫穿上述第一底座36，能借助于驅動電機39進行旋轉，使得上述第一底座36在Y軸線方向自由移動。上述第二滾珠螺桿42設置成貫穿第二底座48，能借助于驅動電機40進行旋轉，使得上述第二底座48能沿X軸線方向自由移動。上述撿拾頭組件30設置在上述XY臺架18上，有兩個自由度，能在Z軸線和R軸線上移動，以便在借助于上述印刷電路板的輸送裝置32輸送來的印刷電路板1上安裝電子零件。
下面，進一步說明本發明的印刷電路板輸送裝置的工作過程。
首先，在機架10的上部設置兩側相對的Y軸臺架14，在該Y軸臺架14的橫向設置X軸臺架16。然后，在X軸16上設置為在印刷電路板1上安裝電子零件用的撿拾頭組件30。這時，使設置在上述Y軸臺架14上的X軸臺架16沿著X軸線方向移動，而設置在其一側的至少一個以上的撿拾頭組件30便進行上下和旋轉運動，撿拾起電子零件并進行安裝。
上述撿拾頭組件30由安裝頭26和具有吸嘴部分(圖中未示出)的撿拾器28所構成，當輸入印刷電路板時，撿拾器28便在繞著R軸線旋轉的同時還沿著Z軸線方向作垂直移動，以安裝電子零件。
在上述機架10的上部設有底座12，而在上述底座12的上部則設置了至少一個以上的，輸送從投入口22供應進來的印刷電路板1的印刷電路板的輸送裝置32。
此外，在設置在供應印刷電路板1的投入口22一側的Y軸臺架14上設有傳感器20，以測定輸入的印刷電路板1的位置和方向，其下部的控制器50與傳感器20在電氣上聯結，利用上述傳感器20所測定的印刷電路板1的位置數據，通過計算距離后，控制印刷電路板1的移動。
具有以上結構的印刷電路板的輸送裝置32，在上述底座12上部的能自由活動的范圍內設置了很多個，而且上述XY臺架18也如圖5所示，有一個以上，同時還設置了許多個撿拾頭組件30，所以，當輸入印刷電路板1時，在同一個位置上能進行多種作業，與此同時能進行XY臺架和多個撿拾組件的協調作業，并能檢測和控制XY臺架18和印刷電路板的輸送裝置，以及該印刷電路板的輸送裝置與撿拾頭組件30之間的相對位置，這樣就能進一步加速作業的速度。
圖6是本發明的印刷電路板的輸送裝置的立體圖；圖7是圖5的斷面圖。
為輸送印刷電路板1用的印刷電路板的輸送裝置32由下列部分構成第一底座36；設置在該第一底座36上部的第二底座48；能使第一底座36和第二底座48移動的垂直設置的移動軸34；以及設置在該移動軸34上部，用于夾持印刷電路板1的夾緊部件46。
此外，還設置了使上述第一底座36和第二底座48沿著X、Y軸線移動的動力傳遞裝置。該傳動裝置上設有貫穿上述第一底座36的，由驅動電機39驅動旋轉。且使上述第一底座36沿著Y軸方向自由移動的第一滾珠螺桿38，和貫穿上述第二底座48，由驅動電機40驅動旋轉；使上述第二底座48沿著X軸線方向自由移動的第一滾珠螺桿42。
此時，當以驅動電機作為動力源時，其動力傳遞方式可采用皮帶輪和皮帶，也可以采用與本發明中所用的電機和滾珠螺桿這樣的傳動方式。另一種實施方式是采用線性電動機來驅動X、Y軸線方向的自由移動。也可以使用伺服電動機作為動力源。
另外，在貫穿上述第一底座36并使其沿著Y軸方向移動的第一滾珠螺桿38的一端設置了驅動電機39，并且在上述第一底座36上部的兩側設置了把第二底座48夾在其間的相對的固定托架34。
同時，設置了貫穿上述固定托架34和第二底座48的第二滾珠螺桿42，并在其一端設置了驅動電機40。
這樣，貫穿上述第一和第二底座36、48的第一和第二滾珠螺桿38、42便能由上述驅動電機39、40驅動旋轉，使上述第一和第二底座36和48沿著X軸和Y軸移動。
還有，使上述印刷電路板1固定的夾緊部件46，設置在印刷電路板的夾持板44的上部，在能向四個方向前進或后退的同時，使得印刷電路板1固定在上面。此時，上述夾緊部件46可在借助于設置在印刷電路板的夾持板44下部的致動器52進行移動的同時，把印刷電路板1固定住。上述夾緊部件46至少由三個以上組成，作為使各個夾緊部件46運動的致動器，可以使用多個線性電動機作為致動器。另外，也可以使用多個表面電動機(surface motor)和多個氣缸。
因此，以上所述的印刷電路板的輸送裝置32，在借助于移動軸34運動的同時，以一個旋轉的角度安裝電子零件時，能夠彌補角度的偏斜，同時還能給以兩個以上的自由度，能進行高精度的零件安裝。
如上所述，本發明在把電子零件安裝在印刷電路板上時，能夠在某一個位置上正確地控制零件的位置，進行作業，而且在安裝零件時能很容易地彌補誤差。另外，由于在印刷電路板的輸送裝置上有兩個以上的自由度，以很高的精度來安裝零件，具有提高產品的可靠性的優點。
權利要求
1．一種為把各種電子零件安裝在印刷電路板上用的表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置，其特征在于，上述表面安裝機包括下列各部分機架；設置在上述機架上部，能在X、Y軸線上移動的XY臺架；設置在上述機架上部，位于XY臺架內側的底座；設置在上述底座上部，能檢測到從投入口供入的印刷電路板并決定其位置的傳感器；為把借助于該傳感器檢測到的印刷電路板自由地在上述底座上部輸送用的印刷電路板的輸送裝置；以及在借助于上述印刷電路板的輸送裝置輸送過來的印刷電路板上安裝電子零件用的，設置在上述XY臺架上的至少一個以上的撿拾頭組件。
2．如權利要求1所述的表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置，其特征在于，上述印刷電路板的輸送裝置包括下列各部分設置在上述底座上能自由移動的移動軸；設置在該移動軸的上部的第一底座；設置在該第一底座上部的第二底座；設置在上述第二底座上部，為夾持印刷電路板用的，設置在印刷電路板的保持板下部的夾緊部件；能使上述第一底座和第二底座在X軸線和Y軸線上移動的動傳遞裝置；以及為使上述夾緊部件動作的致動器。
3．如權利要求2所述的表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置，其特征在于，上述傳動裝置由第一滾珠螺桿和第二滾珠螺桿構成；上述第一滾珠螺桿設置成貫穿上述第一底座，能借助于驅動電機進行旋轉，使得上述第一底座在Y軸線方向自由移動。上述第二滾珠螺桿設置成貫穿第二底座，能借助于驅動電機進行旋轉，使得上述第二底座能沿X軸線方向自由移動。
4．如權利要求2所述的表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置，其特征在于；上述驅動夾緊部件的致動器是一個以上的多個線性電動機。
5．如權利要求2所述的表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置，其特征在于，上述驅動夾緊部件的致動器是一個以上的多個表面電動機。
6．如權利要求2所述的表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置，其特征在于，上述驅動夾緊部件的致動器是至少一個以上的多個氣缸。
7．如權利要求1所述的表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置，其特征在于，上述印刷電路板的輸送裝置能在上述底座的上部自由移動，而且，至少有一個以上的自由度，以便能定位在某一個位置上。
8．如權利要求1所述的表面安裝機上的印刷電路板的輸送裝置，其特征在于，上述撿拾頭組件設置XY臺架上，它有兩個以上的自由度，能在Z軸和R軸上運動，以便在由上述印刷電路板的輸送裝置所輸送來的印刷電路板上安裝電子零件。
全文摘要
一種表面安裝機上的印刷電路板輸送裝置,包括:一個機架;一個能在X、Y軸線上移動的XY臺架;一個位于XY臺架內側的底座;一個設置在上述底座上部、能檢測到從投入口供入的印刷電路板并決定其位置的傳感器;一個印刷電路板的輸送裝置;以及至少一個在借助于上述印刷電路板的輸送裝置輸送過來的印刷電路板上安裝電子零件用的、設置在上述XY臺架上的撿抬頭組件。
文檔編號H05K13/04GK1285710SQ0010073
公開日2001年2月28日 申請日期2000年2月1日 優先權日1999年8月20日
發明者黃智炫 申請人:未來產業株式會社