專利名稱：電子零件安裝裝置和電子零件安裝方法
技術領域：
本發明涉及用于將電子零件安裝在電路板(board)上的電子零件安裝裝置和電子零件安裝方法。
背景技術：
用于將電子零件安裝在電路板上的電子零件安裝裝置設有安裝頭，其從零件供應部分取出電子零件，然后，將電子零件傳送并安裝在電路板上。作為安裝頭，眾所周知的有多管嘴(nozzle)型安裝頭，其設置方式使得，多個吸嘴(suction nozzle)中每一個都用于吸取和固持電子零件，它們被設置成在一個安裝輪次操作中安裝多個電子零件，從而提高安裝效率。
作為這種多管嘴型安裝頭，已知的有旋轉式的多管嘴型頭，其中多個吸嘴以徑向方式設置在能夠繞水平設置的轉動軸旋轉的旋轉件上(例如，參見JP-A-9-130084)。當采用這種旋轉方式時，除了前述多管嘴型的優點之外，還有一個優點，即，不用移動安裝頭本身，多個吸嘴能夠連續對準同一的零件送料器，從而連續拾取電子零件。
近年來，由于對提高產率的需求，要求進一步提高安裝速度，即使對設置旋轉式多管嘴安裝頭的電子零件安裝裝置也是如此。為了提高傳統電子零件安裝裝置的安裝速度，需要通過增加吸嘴的數量和提高在更換吸嘴時的旋轉速度，增加能夠同步取出的電子零件的數量。
但是，在旋轉式的安裝頭中，因為各處于吸取和固持狀態的吸嘴間歇地旋轉，為了穩定地固持電子零件，在旋轉時旋轉件的圓周速度受限制。因此限制了吸嘴數量的增加和旋轉速度的提高。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種電子零件安裝裝置和電子零件安裝方法，其具有旋轉式多管嘴型安裝頭，并能夠穩定地實現高效率的安裝操作。
根據本發明的電子零件安裝裝置設置成從零件供應部分取出電子零件，然后，將零件傳送和安裝到電路板上，該電子零件安裝裝置包括一電路板定位部分，用于定位沿一第一方向傳送的電路板；零件送料器，其沿第一方向以預定間距設置在零件供應部分處；多個安裝頭，在各個安裝頭中，圍繞一設定為與所述第一方向對齊的一水平轉動軸以徑向方式設置了多個吸嘴，所述多個吸嘴中的每一個繞轉動軸旋轉，并能夠吸取和固持電子零件；和頭部移動裝置，用于在零件供應部分和電路板定位部分之間整體移動所述多個安裝頭。
根據本發明的電子零件安裝方法設置成，在該電子零件安裝方法中，使用一電子零件安裝裝置將電子零件傳送和安裝在電路板上。所述電子零件安裝裝置包括一電路板定位部分，用于定位沿一第一方向傳送的電路板；零件送料器，其沿第一方向以預定間距設置在零件供應部分處；多個安裝頭，在各個安裝頭中，圍繞一設定為與所述第一方向對齊的一水平轉動軸以徑向方式設置了多個吸嘴，所述多個吸嘴中的每一個繞轉動軸旋轉，并能夠吸取和固持電子零件；和頭部移動裝置，用于在零件供應部分和電路板定位部分之間整體移動所述多個安裝頭。所述電子零件安裝方法包括拾取步驟，用于將多個安裝頭移動到零件供應部分，并利用安裝頭的吸嘴從零件送料器取出電子零件；頭部移動步驟，用于將固持有電子零件的多個安裝頭移動到電路板定位部分；和零件安裝步驟，用于分別通過多個安裝頭，順序地將各個吸嘴固持的電子零件安裝到電路板的安裝點上；其中在所述零件安裝步驟中，當一個安裝頭的吸嘴相對于電路板上下移動、以將由吸嘴固持的電子零件安裝到電路板上時，另一個安裝頭中的固持有下一次要安裝的電子零件的吸嘴繞轉動軸旋轉。
根據本發明，在用于分別通過多個安裝頭，順序地將各個吸嘴固持的電子零件安裝到電路板的安裝點上所述零件安裝步驟中，當一個安裝頭相對于電路板上下移動、以將由吸嘴固持的電子零件安裝到電路板上時，另一個安裝頭中的固持有下一次要安裝的電子零件的吸嘴繞轉動軸旋轉，從而完成下一次安裝操作的管嘴切換操作。因此，設有旋轉式多管嘴型安裝頭的電子零件安裝裝置能夠穩定地實現高效率的安裝操作。
圖1是示出根據本發明實施例的電子零件安裝裝置的平面圖。
圖2是根據本發明實施例的電子零件安裝裝置的安裝頭的正視圖。
圖3是根據本發明實施例的電子零件安裝裝置的安裝頭的側視圖。
圖4a-4d是用于解釋根據本發明實施例的電子零件安裝方法的過程的圖示。
圖5a-5d是用于解釋根據本發明實施例的電子零件安裝方法的過程的圖示。
圖6是根據本發明實施例的電子零件安裝裝置的安裝頭的正視圖。
具體實施例方式
接下來，參照附圖描述本發明的實施例。圖1是示出根據本發明實施例的電子零件安裝裝置的平面圖，圖2是根據本發明實施例的電子零件安裝裝置的安裝頭的正視圖，圖3是根據本發明實施例的電子零件安裝裝置的安裝頭的側視圖，圖4a-4d以及圖5a-5d是用于解釋根據本發明實施例的電子零件安裝方法的過程的圖示，圖6是根據本發明實施例的電子零件安裝裝置的安裝頭的正視圖。
首先，參照圖1說明電子零件安裝裝置的整體結構。在圖1中，傳送通道2沿X軸方向(第一方向)設置在基座工作臺1的中央。傳送通道2用作電路板定位部分，其沿X方向傳送電路板3并將它定位在電子零件的安裝位置。各個零件供應部分4設置在傳送通道2的兩側。在各個零件供應部分4處，用作零件送料器的送料帶5沿X軸方向以預定間距設置。各個送料帶5在其中裝有由帶固持的電子零件并按間距饋送該帶，從而供應電子零件。
Y軸工作臺6A、6B分別設置在基座工作臺1的兩端部，兩個X軸工作臺7A、7B設置成橫跨于Y軸工作臺6A、6B上。當驅動Y軸工作臺6A時，X軸工作臺7A沿Y軸方向水平地移動，同時當驅動Y軸工作臺6B時，X軸工作臺7B沿Y軸方向水平地移動。各個X軸工作臺7A、7B附接有零件安裝機構8和照相機9，所述照相機9與零件安裝機構8整體移動。
當Y軸工作臺6A、X軸工作臺7A、Y軸工作臺6B和X軸工作臺7B適當地結合和驅動時，各個零件安裝機構8與多個安裝頭(以后將描述)以及照相機9一起水平移動，然后，通過設置在安裝頭上的吸嘴從零件供應部分4拾取電子零件，然后，將電子零件傳送和安裝在位于傳送通道2的電路板3上。Y軸工作臺6A、X軸工作臺7A、Y軸工作臺6B和X軸工作臺7B用作頭部移動裝置，用于在零件供應部分4和電路板定位部分之間整體地移動所述多個安裝頭。在電路板3上與安裝頭一起移動的照相機9拍攝電路板3，以辨別位置。
接下來，參照圖2和3說明零件安裝機構8。如圖2所示，零件安裝機構8構造成使得多個(在該實施例中為兩個)安裝頭10A、10B平行設置，以便整體地可移動。安裝頭10A、10B之間的距離設定為使得相應地設置在安裝頭上的吸嘴20之間的軸間距D為零件供應部分4的送料帶5的排列間距p的多倍。
下面將說明安裝頭10A(10B)。如圖3所示，導軌12豎直地設置在X軸工作臺7A(7B)的移動板11上。與導軌12配合以便沿導軌12自由滑動的滑塊13被固定到提升塊14上。提升塊14通過Z軸電機15和絲杠16的組合形成的提升機構上下移動。
能夠繞沿X軸方向設定的水平轉動軸18a(參見圖2)自由轉動的轉子18設置在提升塊14下部的側面。轉子機構18設有多個吸嘴20，其繞轉軸18a等間隔以徑向方式設置。當轉子機構18通過轉子旋轉機構19轉動時，各個吸嘴20以連接狀態旋轉，其吸孔在垂直于X軸方向的豎直平面(YZ平面)內朝向外側。這樣，進行管嘴切換操作，其中多個吸嘴20中的一特定管嘴移動到期望的操作位置。
轉子機構18的最下端位置用作零件吸取和安裝位置。在零件吸取操作中，如圖3所示，首先，零件吸取和安裝位置與送料帶5的零件拾取位置對準，從而轉動轉子機構18，以將進行了零件吸取操作的吸嘴20移動到轉子機構18的下端部分。從而，這個吸嘴20定位在零件拾取位置5a上方，處于其吸孔向下的姿態。
然后，在這種狀態下，當Z軸電機15被驅動，以上下移動提升塊14時，吸嘴20通過真空吸取從零件拾取位置5a吸取和固持電子零件P。如圖2所示，因為安裝頭10A、10B的吸嘴20之間的軸間距D設定為送料帶5的排列間距p的多倍，所以兩個安裝頭10A、10B能夠同時與送料帶5對準，從而多個零件能夠同時被整體移動的安裝頭10A、10B吸取。
在這種情況下，當轉子機構18轉動時，吸取和固持電子零件P的吸嘴20繼續向上移動。當吸嘴20到達轉子機構18的上端部時，如此被固持的電子零件P向上移動。轉子機構18的上端部用作零件辨別位置，從而到達零件辨別位置的電子零件P被零件辨別照相機17辨別。
吸嘴20布置成通過包含在轉子機構18的管嘴θ軸機構(未示出)繞管嘴軸旋轉。在將由吸嘴20固持的電子零件安裝到電路板3上時，基于零件辨別照相機17的辨別結果，繞管嘴軸轉動吸嘴20，以校正電子零件繞管嘴軸在旋轉方向的位置偏差。
電子零件安裝裝置以上述方式構成。接下來，參照圖4和5解釋這樣構成的電子零件安裝裝置的安裝操作。首先，如圖4a所示，配備有安裝頭10A、10B的零件安裝機構8移動到零件供應部分4處，安裝頭10A、10B分別與送料帶5對準。
接下來，如圖4b所示，安裝頭10A、10B的吸嘴20相對送料帶5上下移動，從而電子零件P通過安裝頭的吸嘴20分別從送料帶5被拾取，如圖4c所示(拾取過程)。在這個拾取過程中，電子零件P通過安裝頭10A、10B同時從送料帶5被拾取。
因此，進行轉子轉動操作，從而切換管嘴。即，如圖4d所示，在各個安裝頭10A、10B中，轉動轉子機構18，從而要進行下一個拾取操作的吸嘴20旋轉并移動到零件吸取和安裝位置。與該操作同時，零件安裝機構8相對于固持下一次要拾取的電子零件的送料帶5移動，并重復進行前述的拾取操作。當重復進行預定次數的管嘴切換操作和拾取操作時，零件安裝機構8的安裝頭10A、10B的吸嘴20分別固持預定的電子零件。
此后，過程進行到零件安裝操作。即，如圖5a所示，在吸嘴20處固持有電子零件P的安裝頭10A、10B在位于傳送通道2的電路板3上移動(頭部移動過程)。然后，由各個吸嘴20固持的電子零件P順序地安裝在電路板3的安裝點上(零件安裝過程)。
在零件安裝過程中，首先，如圖5b所示，在安裝頭10A中(安裝頭之一)，相對電路板3降低吸嘴20，以使電子零件P接觸電路板3。當安裝頭10A進行該零件安裝操作時，如圖5c所示，在安裝頭10B(另一個安裝頭)，進行管嘴切換操作，使得固持下一次要安裝的電子零件的吸嘴20通過轉子機構18繞轉動軸18a旋轉，并移動到零件吸取和安裝位置。
完成管嘴切換操作的安裝頭10B將由吸嘴20固持的電子零件P安裝到電路板3上，如圖5d所示。當安裝頭10B進行該零件安裝操作時，安裝頭10A象前述的方式一樣，進行管嘴切換操作，從而將固持下次要安裝的電子零件的吸嘴20移動到零件吸取和安裝位置。此后，繼續相似的零件安裝操作，使得當安裝頭之一中的電子零件P安裝到電路板3上時，另一個安裝頭進行管嘴切換操作，即，將固持下一次要安裝的電子零件的吸嘴移動到零件吸取和安裝位置。
如上所述，在根據本發明的電子零件安裝裝置中，各設有多個吸嘴20的多個旋轉式多管嘴型安裝頭設置于在零件供應部分4和位于傳送通道2處的電路板3之間移動的零件安裝機構8上。
因此，在不增加一個安裝頭上所配備的吸嘴數量，并且不提高管嘴切換操作中轉子機構18的轉動速度的情況下，在一個安裝輪次的操作期間，能夠增加取出零件的數量，所述安裝輪次中，零件安裝機構8在零件供應部分4和電路板3之間往返一次。因此，不必將切換管嘴時的轉動機構圓周速度設定為過大的值。從而，能夠穩定地實現高效率的安裝操作，而不會由于提高圓周速度而造成零件脫落或偏斜的問題。
另外，在設置多個安裝頭使得整體可移動時，因為轉子機構18的轉動軸18a設定成與零件供應部分4的送料帶5的排列方向對齊，所以多個安裝頭可以設置成彼此靠近，而不會造成轉子機構之間的位置干涉。
在前述的實施例中，雖然給出了在零件安裝機構8中設有兩個安裝頭10A、10B的示例，但是設有三個安裝頭10A、10B、10C的零件安裝機構8A也可以用于該機構，如圖6所示。在這種情況下，同時將各個相鄰安裝頭之間的距離設置成使得相鄰吸嘴20之間的軸間距D1為零件供應部分4的送料帶5的排列間距的多倍。
另外，盡管在前述的實施例中，給出了吸嘴20通過設置各個安裝頭上的Z軸電機15上下移動的示例，但是管嘴提升機構可以包括在轉子機構內，位于零件吸取位置的吸嘴20可以相對轉子機構18上下移動。
工業實用性根據本發明，在用于通過多個安裝頭將吸嘴所固持的電子零件順序地安裝在電路板的安裝點的零件安裝過程中，當一個安裝頭操作使得吸嘴相對于電路板上下移動，從而將吸嘴固持的電子零件安裝到電路板上時，另一個安裝頭操作使得固持下一次要安裝的電子零件的吸嘴繞轉動軸旋轉，從而為下一次安裝操作完成管嘴切換操作。從而，設有旋轉式多管嘴型安裝頭的電子零件安裝裝置能夠穩定地實現高效率的安裝操作。
權利要求
1.一電子零件安裝裝置，其從一零件供應部分取出電子零件，然后將所述零件傳送和安裝到電路板上，該電子零件安裝裝置包括一電路板定位部分，用于定位沿一第一方向傳送的電路板；零件送料器，其沿所述第一方向以預定間距設置在所述零件供應部分處；多個安裝頭，在每個安裝頭中，圍繞一設定為與所述第一方向對齊的一水平轉動軸以徑向方式設置了多個吸嘴，所述多個吸嘴中的每一個繞所述轉動軸旋轉，并能夠吸取和固持所述電子零件；和頭部移動裝置，用于在所述零件供應部分和所述電路板定位部分之間整體移動所述多個安裝頭。
2.如權利要求1所述的電子零件安裝裝置，所述多個安裝頭沿所述第一方向彼此平行地設置。
3.如權利要求2所述的電子零件安裝裝置，其中相鄰安裝頭之間的距離設定為使得設置在所述各個安裝頭上的所述吸嘴之間的軸間距為所述零件供應部分的所述零件送料器的排列間距的多倍。
4.如權利要求2所述的電子零件安裝裝置，其中所述多個安裝頭中的每一個設有一零件辨別照相機，用于辨別所述電子零件。
5.一電子零件安裝方法，用于使用一電子零件安裝裝置將電子零件傳送和安裝在電路板上，所述電子零件安裝裝置包括一電路板定位部分，用于定位沿一第一方向傳送的電路板；零件送料器，其沿所述第一方向以預定間距設置在所述零件供應部分處；多個安裝頭，在各個安裝頭中，圍繞一設定為與所述第一方向對齊的一水平轉動軸以徑向方式設置了多個吸嘴，所述多個吸嘴中的每一個繞所述轉動軸旋轉并能夠吸取和固持所述電子零件；和頭部移動裝置，用于在所述零件供應部分和所述電路板定位部分之間整體移動所述多個安裝頭，所述電子零件安裝方法包括拾取步驟，用于將所述多個安裝頭移動到所述零件供應部分，并利用所述安裝頭的吸嘴從所述零件送料器取出電子零件；頭部移動步驟，用于將固持有電子零件的所述多個安裝頭移動到所述電路板定位部分；和零件安裝步驟，用于分別通過所述多個安裝頭，順序地將所述各個吸嘴固持的電子零件安裝到電路板的安裝點上；其中在所述零件安裝步驟中，當一個所述安裝頭的吸嘴相對于電路板上下移動、以將由所述吸嘴固持的電子零件安裝到電路板上時，另一個所述安裝頭中的固持有下一次要安裝的電子零件的所述吸嘴繞所述轉動軸旋轉。
6.如權利要求5所述的電子零件安裝方法，其中在所述拾取步驟中，通過所述多個安裝頭從多個所述零件送料器同時拾取電子零件。
7.如權利要求5所述的電子零件安裝方法，其中由多個所述安裝頭固持的電子零件通過分別設置在所述多個安裝頭處的零件辨別照相機被辨別。
全文摘要
在設置有旋轉式多管嘴型安裝頭(10A、10B)的電子零件安裝裝置中，其中在各個安裝頭中，多個吸嘴(20)以徑向方式設置在繞轉動軸(18a)轉動的轉子機構(18)中，零件安裝機構(8)被構造成使得轉動軸(18a)的軸向與零件供應部分(4)中的送料帶(5)的布置方向一致，吸嘴(20)的軸間距(D)設定為送料器布置的間距(p)的多倍。因此，在拾取過程中，多個電子零件能夠同時從送料帶(5)被拾取。在零件安裝過程中，當一個安裝頭進行零件安裝操作時，另一個安裝頭能夠完成管嘴切換操作，使得固持有下一次要安裝的電子零件的吸嘴移動到操作位置。
文檔編號H05K13/00GK1736134SQ20048000207
公開日2006年2月15日 申請日期2004年1月15日 優先權日2003年1月15日
發明者佐保秀浩 申請人:松下電器產業株式會社