專利名稱：元件安裝裝置和元件安裝方法
技術領域：
本發明涉及元件安裝裝置和元件安裝方法，用于在諸如樹脂板等電路形成部件上穩定地安裝元件，尤其涉及其中元件通過吸嘴抽吸以被保持和傳輸的元件安裝裝置和元件安裝方法。
背景技術：
在諸如樹脂板等電路形成部件上穩定地安裝元件的元件安裝裝置中，在將元件放置到電路形成部件上之前識別元件并基于識別的結果相對電路形成部件上用于放置元件的放置位置確定修正量是很重要的，以提高放置精度和元件安置的放置速率。
圖10顯示了在作為示例電路形成部件的樹脂板2上安置元件1的傳統安裝裝置100。樹脂板2是印刷電路板，其上形成用于安置電子元件的元件1的電路圖案，樹脂板2保持在XY臺8上。設置在元件供給裝置3中的部件盒4通過纏繞容納元件1，元件1在元件抽吸位置9被一個接著一個地自部件盒4通過設置在噴嘴單元6上的吸嘴5抽吸，所述噴嘴單元6沿著環向路徑12在圖10中做單向間斷旋轉運動。
在元件抽吸位置9進行抽吸操作之后，噴嘴單元6沿著所述路徑移動到元件識別位置10，被抽吸到噴嘴單元6的吸嘴5上的元件1的抽吸狀態通過元件識別裝置7在預定的空間中識別。控制裝置20基于元件識別信息計算用于放置的修正量并將修正量存儲到修正量存儲部分20c中，其中自元件識別裝置7獲得的關于元件1識別的信息輸入到控制裝置20中。在元件1的識別之后，噴嘴單元6沿著路徑12移動到元件放置位置11。
然后控制裝置20基于記錄在自NC數據存儲部分20a讀取的NC數據的樹脂板2上的坐標以及基于存儲在修正量存儲部分20c中的修正量計算樹脂板2上的放置位置的坐標，并基于修正量計算吸嘴5的轉動角度用于角度修正。控制裝置20基于所計算的旋轉角度圍繞中心軸線旋轉吸嘴5，并啟動XY臺8以基于所計算的樹脂板2上的放置位置的坐標移動樹脂板2。當噴嘴單元6放置在元件放置位置11時，通過噴嘴單元6的吸嘴5抽吸的元件1放置在樹脂板2上。
圖11顯示了相對通過吸嘴5所抽吸的元件1的標準抽吸狀態1b的偏差ΔL和傾度Δθ。元件1的標準抽吸狀態1b指的是其中元件1的重心與吸嘴5的中心軸線相一致的狀態，如圖11中的虛線所示。如上所述，在元件安裝裝置100中，元件1通過吸嘴5的吸力保持并放置在樹脂板2上。在元件抽吸位置9的如圖10所述的抽吸操作中，元件1的偏差ΔL可能通過設置在部件盒4中的帶的腔中的元件1的位置變化(如圖11中所示)以及元件安裝裝置100中的吸嘴5的連接狀態的變化等而導致。
即使在元件1通過吸嘴5抽吸時元件1的重心不與吸嘴5的中心軸線相對齊，元件通過沿著如圖10中所示的路徑12行進的噴嘴單元6以原始設置的傳輸速度進行傳輸。因此，作用在元件1上的動量隨著如圖11中所示的偏差ΔL增加，因為慣性力根據噴嘴單元6的行進中的加速度施加在元件1上。結果，雖然噴嘴單元6在元件識別裝置7識別元件1以計算修正量之后行進直到元件1放置在元件安置位置11，趨于使得元件1自吸嘴5的中心軸線5b偏離的瞬間力作用在元件1上，這樣吸嘴5的下端5a上的元件1可以進一步自元件識別的狀態中偏離。因此，在傳統元件安裝裝置100中，就可能是，在只有基于修正量的位置修正而將元件1放置在樹脂板2的條件下，放置在樹脂板2上的元件1的位置可能自基于NC數據和元件識別信息的樹脂板2上的放置位置偏離放置位置。
盡管參照旋轉型元件安裝裝置100說明了上述傳統技術，即使在其中具有吸嘴5的噴嘴單元6能夠在XY平面上自由移動的XY自動型元件安裝裝置的情況下，在元件識別之后造成的偏差變化也不能修正。
本發明用于解決上述問題，本發明的目標是提供一種元件安裝裝置和元件安裝方法，用于提高在電路形成部件上的元件安裝精度和速率。

發明內容
為了實現上述目標，本發明如下構建。
在本發明的第一方面中，提供了一種元件安裝裝置，包括元件傳輸裝置，具有用于抽吸和保持將被放置在電路形成部件上的元件的吸嘴，用于將通過吸嘴抽吸的元件自元件抽吸位置傳輸至元件放置位置，在所述元件抽吸位置上元件通過吸嘴被抽吸，在所述元件放置位置上通過吸嘴抽吸的元件被放置到電路形成部件上；元件識別裝置，所述元件識別裝置用于在路徑上所存在的元件識別位置上識別通過吸嘴抽吸的元件，在所述路徑上吸嘴通過元件傳輸裝置自元件抽吸位置移動到元件放置位置；和控制裝置，所述控制裝置用于在通過元件識別裝置所獲得的元件識別信息的基礎上確定吸嘴上自元件的標準抽吸狀態的偏差，并用于基于偏差量，在元件的識別之后和元件放置之前的時間周期內控制在元件傳輸裝置中的元件傳輸速度。
上述第一方面可以設置使得通過控制裝置執行的傳輸速度的控制是這樣的控制通過所述控制，初始設置的設定速度減小或者保持用于傳輸的速度的確定。
上述第一方面可以設計使得控制裝置確定力，所述力在元件中通過元件識別之后在設定的速度通過元件的傳輸引起，以使得元件在元件的識別中從吸嘴之上的元件的抽吸位置偏離，基于所述偏差，并在導致元件偏離的力與吸嘴所具有的元件保持力之間的比較的結果的基礎上控制傳輸速度。
上述第一方面可以設計使得控制裝置減小設定速度，以在元件識別信息基礎上所建立起來的偏差大于閾值時確定傳輸速度，所述閾值是基于導致元件偏差與元件保持力平衡的量值。
上述第一方面可以設計使得控制裝置包括元件信息存儲部分，其中存儲由吸嘴所保持的元件的屬性信息，并在元件保持力和保持元件偏離的力之間的比較結果的基礎上控制傳輸速度，其從元件數據存儲部分中讀取并隨元件的屬性而變化。
上述第一方面可以設計使得元件傳輸裝置包括多個不同類型的吸嘴，以及其中控制裝置包括用于存儲部分的吸嘴，其中存儲表示吸嘴類型和元件保持力之間關系的信息，并在抽吸通過元件識別裝置所識別的元件的吸嘴的元件保持力(所述力自吸嘴用存儲部分讀取)與導致元件偏離并作用在通過吸嘴抽吸的部件上的力之間的比較結果的基礎上控制傳輸速度。
在本發明的第二方面中，提供了一種元件安裝方法，其中放置到電路形成部件上的元件通過吸嘴抽吸，通過吸嘴抽吸的元件被傳輸直到被放置到電路形成部件上，所述方法的特征在于，包括在抽吸元件之后、放置元件之前的時間周期中識別通過吸嘴抽吸的元件；在通過元件識別所獲得的元件識別信息的基礎上確定吸嘴上的元件自標準抽吸狀態的偏差；以及在元件識別之后和元件放置之前的時間周期內基于偏差的量控制元件傳輸速度。
上述第二方面可以設計使得傳輸速度的控制是這樣的控制通過所述控制，初始設置的設置速度減小或者保持以用于傳輸速度的確定。
上述第二方面被設計使得基于所述偏差的傳輸速度的控制是這樣的控制其中在元件識別之后以設置的速度通過傳輸在元件中所導致的并趨于導致所述的元件自元件識別中的吸嘴上的元件的抽吸位置所偏離的力基于所述偏差而確定，其中傳輸速度在導致元件偏離的力與吸嘴所具有的元件保持力之間的比較的結果的基礎上進行控制。
上述第二方面可以設計使得基于所述偏差的傳輸速度的控制是這樣的控制其中在基于元件識別信息的基礎上所建立的偏差大于閾值時設置速度減小以用于確定傳輸速度，所述閾值是基于導致元件與元件保持力平衡的偏離量值。
上述第二方面可以設計使得基于所述偏差的傳輸速度的控制是考慮到使得所述部件偏離的力的控制，所述力根據元件的屬性而變化。
上述第二方面可以設計使得基于所述偏差的傳輸速度的控制是考慮到元件保持力的控制，所述元件保持力根據抽吸元件的吸嘴的類型而變化。
在上述本發明的第一方面的元件安裝裝置和本發明的第二方面的元件安裝方法中，沿著自元件抽吸位置至元件安置位置的路徑行進通過吸嘴抽吸的元件在所述路徑上的元件識別位置上被識別，所述偏差在通過元件的識別的所獲得的元件識別信息基礎上確定，并且在元件識別之后、元件安置之前的時間周期的傳輸速度由此在所獲得偏差的量值的基礎上進行控制。結果，在識別元件之后、元件安裝之前的時間周期所確定的傳輸速度的元件的傳輸可以在元件識別之后限制偏差的進一步變化，并可以提高電路形成部件上的元件設置的精度和速度速率。
使用初始設置的設置速度減小或者保持的以用于確定傳輸速度的結構可以避免用于確定傳輸速度的試驗等，并可能更精確地確定傳輸速度，諸如與這樣的方法相比其中對應偏差的傳輸速度預先確定或者是自偏差確定傳輸速度的確定方法之一的方法。
通過這樣的結構所述元件識別之后在設置的速度元件的傳輸而作用在元件上并導致元件自元件識別中的吸嘴上的元件的抽吸位置偏離的力在所述偏差的基礎上確定，傳輸的速度可以在導致元件偏離的力與吸嘴所具有的元件保持力之間的比較的結果的基礎上確定。這樣由于導致元件偏離的導致所述元件在元件保持力的之上偏差所導致的多余的力所導致的抽吸的不穩定在偏差增加時得以限制，并且在元件識別之后偏差的進一步變化可得以限制。
在一個結構中，在元件保持力與導致元件偏離的力平衡的條件下的元件的偏差可以設置為閾值，在標準抽吸狀態的元件的偏差大于閾值時傳輸速度可以通過增加設置的速度而確定。所述結構允許省略在所述偏差不大于閾值時導致所述元件偏差的力的確定。
通過在元件保持力與導致元件偏離的力(根據元件的屬性而變化)之間的結果的基礎上控制傳輸速度，所述傳輸速度可以被精確控制以對應根據元件的屬性而變化并導致元件偏差的力中的變化。即使在多個具有不同質量、體積和高度的元件被安置到電路形成部件時，也可以提高放置的精度和速率。
在具有多個不同類型的吸嘴的結構中，以及其中元件保持力的量值與噴嘴的類型變化時，傳輸速度可以在隨吸嘴的類型而變化的元件保持力與導致元件偏離的力之間的比較結果的基礎上而得以控制。這樣在電路形成部件上放置元件的精度和速率得以提高。


本發明的這些和其它方面的優點通過從下述的優選實施例以及相應的附圖的說明會變的更加明顯，也更容易理解，其中圖1是根據本發明的第一實施例的元件安裝裝置的透視圖；圖2是圖1中所示的元件安裝裝置中的控制裝置的連接的說明圖；圖3是由設置在如圖1中所述的元件安裝裝置中的元件識別裝置的元件識別的透視圖；圖4是表示導致元件相對于預定的元件保持力偏離的力與元件的偏差之間關系的視圖，；圖5是根據本發明的第一實施例的元件安裝方法的流程圖；圖6是表示導致元件相對于預定元件保持力偏離的力與元件質量之間關系的視圖；圖7是根據本發明的第二實施例的元件安裝裝置的控制裝置的連接的說明圖；圖8是表示吸嘴所具有的元件保持力與導致元件偏離的力之間的關系的視圖；圖9是根據本發明的第三實施例的元件安裝裝置中控制裝置的連接的說明圖；圖10是傳統元件安裝裝置中的控制裝置的連接的說明圖；以及圖11是自標準抽吸狀態的偏差以及元件的傾度的說明圖。
具體實施例方式
下面，將結合

根據本發明的第一實施例的元件安裝裝置和元件安裝方法。
在所述元件安裝裝置和元件安裝方法中，諸如電子元件、機械部件、光學元件等的元件安裝在包括諸如樹脂板、酚醛紙板、陶瓷板、玻璃環氧板、薄膜襯底等的電路形成部件上，包括單層板和多層板、部件、外罩和機架電路板。在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記表示。在所述元件安裝裝置和元件安裝方法中，所述元件通過吸嘴抽吸保持，如圖11中的虛線所示，其中元件1的重心1a與吸嘴5的中心軸線5b相一致的狀態被限定為元件1的標準抽吸狀態。
圖1是根據本發明的第一實施例的元件安裝裝置200的總的結構透視圖，圖2顯示了元件安裝裝置200中控制裝置的連接。
如圖2中所示，元件安裝裝置200是旋轉型元件安裝裝置，具有16個噴嘴單元6，設有吸嘴5并沿著環向路徑12以均勻的間距布置。如圖1中所示，元件安裝裝置200具有元件傳輸裝置13、元件供給裝置3、元件識別裝置7和XY臺8。元件傳輸裝置13、元件供給裝置3、元件識別裝置7和XY臺8分別連接到控制裝置30。
元件傳輸裝置13具有噴嘴單元6，并在控制裝置30的控制下操作以使得噴嘴單元6沿著圖2中所示的路徑12單向間斷旋轉運動。這樣，通過吸嘴5抽吸的元件1隨著噴嘴單元6的單向間斷旋轉運動傳輸。在單向間斷旋轉運動中旋轉角度是22.5°。吸嘴5可以圍繞圖11中所示的中心軸線轉動，所述轉動通過控制裝置30控制。
元件供給裝置3設置在噴嘴單元6之下圖2中所示的路徑12上的元件抽吸位置9上，如圖1中所示。元件識別裝置7設置在如圖1所示的噴嘴單元6之下、路徑12上的元件識別位置10上，并自圖2中所示的元件抽吸位置9沿著路徑12順時針轉動90°。噴嘴單元6在元件抽吸位置9、元件識別位置10、元件放置位置11在由元件傳輸裝置13所導致的單向間斷旋轉運動中停止，如圖2中所示。
元件供給裝置3供給將被安置在元件抽吸位置9上的吸嘴5所抽吸的元件1，并具有能夠在控制裝置30的控制之下在圖1中的X軸方向中往復運動的元件供給臺3a，并具有多個部件盒4連接到元件供給臺3a上。容納在纏繞在連接到部件盒4的卷軸14中的帶中的元件1的類型、形狀、外部尺寸等在各部件盒4中彼此不同。這樣，通過元件供給裝置3的元件1的選擇被實現，以通過與控制裝置30一起啟動元件供給臺3a用于將被吸附的供給元件1的部件盒4朝向設置在安置在如圖11中所示的元件供給位置9中的噴嘴單元6上的吸嘴5的下端5a。
元件識別裝置7在吸嘴5識別元件1的抽吸位置和狀態，所述元件1被傳輸到元件識別位置10。通過元件識別裝置7所識別的元件1的抽吸位置和狀態的元件識別信息自元件識別裝置7輸出到控制單元30以計算元件1的放置的修正量。如圖1中所示，監視器7a連接到元件識別裝置7。這樣監視器7a可以在如圖3所示的元件識別裝置7所識別的預定空間中顯示元件1的抽吸的位置和狀態。通過元件識別裝置7所識別的元件1自圖11中所示的正常抽吸狀態1b偏離的特定因素是其中元件1容納在帶的腔中位置變化、部件盒4安裝在元件供給裝置3中的位置變化、部件盒4本身的變化、元件安裝裝置200中的吸嘴5的連接狀態的變化、部件盒4中的帶的供給位置的變化等至少之一。
XY臺8保持作為電路形成部件的示例的樹脂板2，在其上放置部件1，并能在圖1中的X軸和Y軸中在控制裝置30的控制下自由移動樹脂板2。隨著樹脂板2通過XY臺8的移動，樹脂板2上的放置位置(未示出)可以放置在元件放置位置11之下，在所述樹脂板2上，將放置將被傳輸到元件放置位置11的元件1。
如圖2中所示，控制單元30具有NC數據存儲部分30a、修正量計算部分30b、修正量存儲部分30c、噴嘴中心軸線存儲部分30d、偏差計算部分30e以及閾值存儲部分30f。
NC數據存儲部分30a存儲記錄元件1自元件供給裝置3所供給的順序的NC數據、為將元件1自元件供給位置9傳輸到元件放置位置11而設置的預定速度，以及用于在樹脂板2上放置元件1的坐標等。修正量計算部分30b基于自NC數據存儲部分30a所讀取的NC數據而計算在樹脂板2上放置元件1的修正量，以及圖11中所示的元件1的重心1a的位置數據和基于從元件識別裝置7所輸入的元件識別信息的基礎上所獲得的元件1的傾度Δθ的角度數據。在修正量存儲部分30c通過修正量計算部分30b臨時存儲修正量。控制單元30能夠基于NC數據和自修正量存儲部分30c的修正量啟動XY臺8而放置樹脂板2。控制裝置30也能夠基于自修正量存儲部分30c所讀取的修正量通過圍繞圖11中的中心軸線5a轉動吸嘴5修正元件1的角度。
在圖2所示的噴嘴中心軸線存儲部分30d中存儲在預定的空間中的吸嘴5的圖11中所示的中心軸線5b的位置，此位置通過圖3中所示的元件識別裝置7識別。吸嘴5的中心軸線5b的位置數據通過識別吸嘴5而獲得，所述吸嘴5沒有通過圖2中所示的元件識別裝置7抽吸元件1。
偏差計算部分30e計算圖11中所示的偏差ΔL，所述偏差ΔL基于自圖2中所述的中心軸線存儲部分30d所讀取的中心軸線5b的位置數據以及基于元件識別信息的部件1的重心1a的位置數據而計算。
在圖2中所示的閾值存儲部分30f中存儲圖11中所示的偏差ΔL。圖2中所示的控制裝置30將自閾值存儲部分30f所讀取的閾值與偏差ΔL進行比較。如果比較結果是偏差ΔL大于閾值，控制裝置30通過降低初始設置的設定速度而確定元件識別之后、元件放置之前元件1的傳輸速度，并基于所確定的傳輸速度控制圖1中所示的元件傳輸裝置13的操作。這樣，元件傳輸裝置13以傳輸速度自元件識別位置10至元件放置位置11傳輸元件1。如果偏差ΔL不大于閾值，控制裝置30將設定速度確定為元件識別之后、元件放置之前的傳輸速度，并基于設定速度控制圖1中所示的元件傳輸裝置13的操作，這樣，元件傳輸裝置13在設定的速度自元件識別位置10將元件1傳輸到元件放置位置11。
圖4顯示了由于元件1的傳輸所導致元件1中以及導致元件1自元件識別裝置7所識別的元件1的抽吸位置偏離的力Fm與吸嘴5所具有的元件保持力F0的關系的視圖。在圖1中，水平軸線表示偏差ΔL，垂直軸線表示作用在元件1上的力F。吸嘴5的在圖11中所示的下端5的元件保持力F0通過真空壓力、孔徑等惟一地確定。如圖4中所示，元件保持力F0因此在所使用的吸嘴5的類型是固定的條件下具有固定的值。通過比較，趨于導致元件1偏離的力Fm在元件識別之后、元件放置之前的時間周期中由于傳輸速度的加速等而自元件1的外部施加，力Fm與傳輸速度成比例增加。此外，如圖11中所示，元件1的重心1a自吸嘴5的中心軸線5b偏離更大的偏差ΔL。因此，導致元件1偏差的力Fm以作為以吸嘴5的下端5a的中心為支點的力矩作用并偏差ΔL大致成比例，如圖4中所示。
當偏差ΔL與閾值相同，傳輸速度等于設定速度，導致元件1偏差的力Fm與元件保持力F0平衡。即，閾值是基于導致元件1偏離的力Fm的偏差并與在傳輸速度設置在設定速度的條件下與元件保持力F0平衡。如果偏差ΔL在圖1所示的元件安裝裝置200中超過閾值，相應地導致元件1偏離的力Fm在傳輸速度設置在設定速度的條件下超過元件保持力F0，并由此導致吸嘴5的吸力的不穩定，并在識別元件之后，元件1進一步偏離。
如果偏差ΔL超過閾值，控制裝置30通過減小設定速度來確定獲得元件識別之后、元件放置之后的時間周期中傳輸速度。下述操作根據確定的結果對確定傳輸速度執行操作。即，控制裝置在傳輸速度設置在設定速度的條件下基于偏差ΔL初始計算導致元件1偏離的力Fm。控制裝置30接著比較計算結果的導致元件1偏離的力Fm和預先設置的元件保持力F0。此比較操作是發現導致元件1的力Fm(其是超過元件保持力F0的力)與元件保持力F0之間的差異的操作，因為閾值是對應如上所述的其中導致元件1偏離的力與元件保持力F0平衡的狀態中的值。結果，設定速度降低的量基于比較的結果確定，由此確定傳輸速度。
在確定傳輸速度的方法的示例中，設定速度減小的量在偏差ΔL大于閾值時隨著偏差ΔL和閾值的增加而增加，因為導致元件1偏離的力Fm與傳輸速度成比例增加，因為導致元件1偏離的力Fm大致與偏差ΔL成比例。在所述實施例中，設定速度的減小量通過比較結果獲得，然后傳輸速度通過自設定速度減去減小量而確定。導致元件1偏離的力Fm可以在所確定的傳輸速度通過元件1的傳輸而限定。結果，在識別元件之后的偏差ΔL的進一步變化可以得以限制。這樣，樹脂板2上的元件1的放置精度和放置速率可以提高。由于傳輸速度通過比較結果確定，傳輸速度是可以限制偏差ΔL進一步變化的速度中的最高值。
在所述實施例中，將被減小的量與偏差ΔL和閾值在偏差ΔL大于閾值時的差異成比例變化；但是，在本實施例的第一修改中，將被減小的量可以預先設置在預定的值，傳輸速度可以在偏差ΔL大于閾值時通過自設定速度減去固定值而確定。固定值是自設定速度減去的值，并可以獲得傳輸速度，防止任何自設定速度的元件1的傳輸中的偏差ΔL的進一步變化。固定值是無論偏差ΔL和閾值之間的差值大小的數值。在所述修改中，必須通過試驗等預先確定固定值以將所確定的固定值作為NC數據的一項；但是，用于確定在修改中的控制裝置30中的傳輸速度的數值處理比所述實施例中的以與執行，因為所述修改中不需要元件保持力F0和導致元件1偏差的力Fm之間比較差異的操作。
在元件識別之后、元件放置之前的周期中控制傳輸速度的方法不限于在偏差ΔL大于閾值時其中傳輸速度通過自預先設置的設定速度減小的方法。即，在實施例的第二修改中與上述實施例和第一修改的不同之處在于其方法，根據偏差ΔL的大小的對應速度可以預先設置為NC數據的一項，對應偏差ΔL的對應速度可以基于元件識別中的元件識別裝置7所識別的元件1的偏差ΔL的大小而引入，對應的速度可以用作元件識別之后、元件放置之前的時間周期的傳輸速度。簡言之，各對應速度等于適當的傳輸速度。對應的速度是防止元件識別之后、元件放置之前中元件1的偏差ΔL的進一步改變的速度。在所述修改中，必須通過試驗等預先確定對應的速度并作為NC數據的一項設置所確定的對應速度；但是，所述修改中控制裝置30中的傳輸速度的確定處理比上述實施例中的容易，因為所述修改不需要元件保持力F0與導致元件偏差的力Fm之間的比較操作，而在第一修改中這是需要的。此外，傳輸速度可以比第一修改中更準確地控制，因為對應的速度根據各偏差ΔL的大小來設置。
第二修改是在不使用如上所述的設定速度確定傳輸速度的方法，而不是其中傳輸速度通過上述第一實施例中的相減而確定的方法。如果傳輸速度如上述第一實施例中的設定速度通過減小而確定，傳輸速度可以比第二實施例中更準確確定，因為基于偏差ΔL的比較操作被執行并且這樣傳輸速度每次所述元件通過元件識別裝置7所識別時進行計算。
在傳輸速度在偏差ΔL和閾值之間的比較結果的基礎上確定，控制裝置30控制元件傳輸裝置13的操作。元件傳輸裝置13沿著路徑12在所確定的傳輸速度移動噴嘴單元6。隨著噴嘴單元6的移動，元件1以自設定速度減小而確定的傳輸速度自元件識別位置10傳輸到元件放置位置11。
當控制裝置30執行減小設定速度和將減小的速度設置為傳輸速度的控制時，導致元件1偏離的力Fm對元件保持力F0而減小，如圖4中所示，這樣通過圖1所示的吸嘴5的元件1的抽吸得以穩定化。通過吸嘴5的元件1的抽吸的穩定防止元件1的偏差在元件1在識別元件之后被傳輸時改變。結果，樹脂板2的定位中的位置修正可以只通過修正量實現并可以精確地放置在樹脂板2上。
此后，將說明元件安裝裝置200中的元件安裝方法。圖5說明了元件安裝裝置200中的一系列操作的流程圖。
在步驟1(在圖中用“S”表示步驟)，開始，元件傳輸裝置13在圖1中所有的吸嘴5自元件1的抽吸釋放的狀態中啟動，然后所有吸嘴5的圖11中所示的中心軸線5b的位置通過元件識別裝置7進行識別。通過圖1中的元件識別裝置7所識別的圖11所示的中心軸線5b的位置作為圖2中所示的控制裝置30的噴嘴中心軸線存儲部分30d中的數據進行存儲。
在完成圖11中所示的所有吸嘴5的中心軸線5b的識別之后，如圖5中的步驟2所示，元件1通過吸嘴5在圖2所示的元件抽吸位置9抽吸。控制裝置30在從NC數據存儲部分30a所讀取的NC數據的基礎上啟動元件供給臺3a，限定在NC數據中并能夠供給元件1的部件盒4放置在位于元件吸附位置9處放置的噴嘴單元6之下。元件1然后通過設置在噴嘴單元6上的吸嘴5自部件盒4抽吸。吸嘴5在元件抽吸之后、元件放置之前的時間周期中用固定的元件保持力抽吸元件1。
在元件抽吸之后，如圖5中的步驟3所示，元件1隨著噴嘴單元6的移動而被傳輸到元件識別位置10，如圖2中所示。
在元件識別位置10中，如圖5中的步驟4所示，元件1通過元件識別裝置7識別，如圖1所示。如圖5中步驟5所示，接著，如圖1所示的控制裝置基于從識別所獲得的元件識別信息計算圖11中所示的元件1的重心1a的位置和元件1的傾度Δθ。如圖5中步驟6所示，如圖2所示的控制裝置30然后基于重心1a的位置數據和元件1的傾度Δθ的角度數據計算修正量，并在圖2所示的修正量存儲部分30c中存儲修正量。
這樣計算出修正量，如圖5中的步驟7中所示，如圖2所示的控制裝置30然后基于圖11所示的吸嘴5的中心軸線5b的位置數據(所述數據自噴嘴中心軸線存儲部分30d讀取)以及元件1在圖11中所示的重心1a的位置數據(所述數據在圖5的步驟5中計算)來計算偏差ΔL。
如圖5中步驟8所示，接著，如圖2所示的控制裝置30將自閾值存儲部分30f讀取的閾值與偏差ΔL比較，并基于比較結果，確定控制元件識別之后、元件放置之前的時間周期的元件1的傳輸速度以減小或者維持設定速度。如果偏差ΔL超過閾值，控制裝置30確定減小與設定速度相比較的傳輸速度，基于偏差ΔL的大小，控制裝置30在傳輸速度設置在設定速度的條件下計算導致元件1偏離的力Fm。控制裝置30接著將吸嘴5的元件保持力F0與導致元件1偏離的力Fm比較，由此獲得導致元件1偏離的力Fm與元件保持力F0之間的差異。然后，控制裝置30基于導致元件1偏離的力Fm與元件保持力F0之間的差異獲得設定速度將要減小的量，由此確定元件識別之后、元件放置之前的時間周期的元件1的傳輸速度。
在確定傳輸速度之后，控制裝置30啟動如圖1所示的元件傳輸裝置13，這樣元件傳輸裝置13的傳輸速度具有圖5中步驟8所確定的值，控制裝置30沿著圖2中所示的路徑12自元件識別位置10以傳輸速度移動噴嘴單元6。隨著噴嘴單元6的移動，如圖5所示的步驟9中所示，元件1被傳輸到圖2所示的元件放置位置11。在元件識別和元件放置之間，控制裝置30導致吸嘴5在自修正量存儲部分30c所讀取的修正量的基礎上圍繞圖11所示的中心軸線5a轉動，這樣修正元件1的角度。
如圖5中所示的步驟10中所示，隨著噴嘴單元6自元件識別位置10移動到元件放置位置11，如圖2所示的控制裝置30基于來自NC數據存儲部分30a的NC數據和來自修正量存儲部分30c的修正量執行XY臺8上所保持的樹脂板2的定位。
當完成樹脂板2的定位和元件1的角度修正之后元件1設置在元件放置位置11上時，元件1放置在圖1所示的樹脂板2上的放置位置上，所述位置記錄在NC數據中，如圖5中所示的步驟11中所示那樣。
在完成元件1的放置之后，具有吸嘴5的噴嘴單元6通過元件傳輸裝置13沿著圖2所示的路徑12移動到元件抽吸位置9，圖5中所示的步驟2至步驟11的一系列操作被再次重復。
在第一實施例中，元件安裝裝置200在從元件識別裝置7所獲得的元件1上的元件識別信息的基礎上確定偏差ΔL，并基于偏差ΔL的基礎上，在元件識別之后、元件放置之前的時間周期確定元件1的傳輸速度。結果，元件1在確定的傳輸速度的傳輸防止元件1在元件識別之后、元件放置之前的時間周期進一步偏離元件識別狀態。通過防止元件1在元件識別之后、元件放置之前的時間周期進一步偏離，在元件1被放置到樹脂板2上時，可以防止元件1被實際放置在樹脂板2上的位置自樹脂板2自NC數據和基于元件識別信息的修正量而引入的位置偏離。這樣，元件1可以在所有的時間上安置到定位位置上，結果，元件安裝裝置200可以提高元件1在樹脂板2上的放置精度和速率。
由于傳輸速度在吸嘴5所具有的元件保持力F0和導致元件1偏離的力Fm之間的比較結果的基礎上基于偏差ΔL控制，所述控制限制了由于導致元件1偏離的力Fm超過元件保持力F0的余量所導致的抽吸的不穩定。
通過對偏差ΔL設置閾值，導致元件1偏離的力Fm的確定在導致元件1偏離的力Fm不大于元件保持力F0時可以省略。
如果在第一實施例中難于計算導致元件1偏離的力，元件1的設置速度和偏差ΔL之間的關系可以通過試驗找出，通過試驗建立的設置速度的數據可以被事先記錄以添加到NC數據。這樣，控制裝置30能夠讀取設定速度的數據并由此控制元件識別之后、元件放置之前的時間周期的元件1的傳輸速度。
(第二實施例)在根據本發明的第一實施例的元件安裝裝置200和元件安裝方法中，在元件識別之后、元件安裝之前的時間周期的元件1的傳輸速度基于導致元件1偏離的力的大小大致與圖11中所示的偏差ΔL的大小成比例的事實而控制。
如圖6中所示，導致元件1偏離的力Fm的大小也根據元件1的質量成比例變化。如圖7中所示，根據第二實施例的元件安裝裝置300的控制裝置30可以具有元件信息存儲部分30g，其中諸如質量、體積和元件1的高度的信息預先記錄，以能夠處理元件1的質量的變化。控制裝置30能夠基于自元件識別裝置7所獲得的元件1上的元件識別信息以及基于自元件信息存儲部分30g所讀取的元件1的屬性的信息而建立的偏差ΔL的基礎上找出導致元件1偏離的力Fm。控制裝置30能夠基于導致元件1偏離的力Fm以及元件保持力F0中間的比較的結果控制元件識別之后、元件安置之前的時間周期中的傳輸速度。
在根據第二實施例的元件安裝裝置300和元件安裝方法中，元件識別之后、元件放置之前的時間周期的元件1的傳輸速度可以根據導致元件1偏離的力Fm進一步準確控制，所述力隨著元件1的屬性變化。
如果元件1的質量未知并不能記錄在元件信息存儲部分30g中，元件1的質量可以通過預先記錄的元件1的體積作為元件信息存儲部分30g中的元件1的屬性以及通過記錄的元件1的密度來進行計算，或者元件1的試驗質量可以通過通常假定的鐵的重量等作為元件信息存儲部分30g的記錄來進行計算。傳輸速度可以基于所述質量確定。
在元件1的體積被使用的情況下，元件1的外徑經常事先記錄在元件1的識別的用元件數據庫中，由此使用元件數據庫數據來計算比元件信息存儲部分3g中的進一步記錄的元件1的質量更加方便。
(第三實施例)第一實施例和第二實施例已經在上面進行了說明，其中吸嘴5具有固定元件保持力。但是，在具有多種類型的吸嘴5的結構中，圖11所示的吸嘴5的下端5a的形狀和孔徑隨著吸嘴5的類型而變化。通過吸嘴5抽吸的元件1上的抽吸區域隨著下端5a的形狀和孔徑而變化，這樣隨著抽吸面積而增加和減小吸嘴5的元件保持力F0。如圖8中所示，相對元件保持力F0的偏差ΔL的穩定吸附區域也隨著元件保持力F0的增加和減小而增加和減小。結果，就有必要根據元件保持力的變化而控制元件1的傳輸速度。
因此，在圖9所示的根據第三實施例的元件安裝裝置400中，控制裝置30可以具有用于吸嘴30的存儲部分30h，其中存儲了表示吸嘴5類型和元件保持力關系的信息。控制裝置30基于圖11所示的偏差ΔL確定導致元件1偏離的力Fm，所述偏差ΔL通過元件識別裝置7所獲得的元件1上的元件識別信息而獲得，并能在導致元件1偏離的力Fm和根據吸嘴5吸附元件1的元件保持力Fm(所述力從圖9中所示的吸嘴用存儲部分30h中讀取)的比較的結果的基礎上在元件識別之后、元件放置之前的時間周期上控制傳輸速度。
在根據第三實施例的元件安裝裝置400和元件安裝方法中，元件識別之后的傳輸速度即使在元件保持力F0的大小隨著吸附元件1的吸嘴5的類型而變化時也能得以控制，這樣可以提高樹脂板2上的元件1的放置準確度和速率。此外，元件保持力F0通過吸嘴5的類型唯一確定，因此可以實現比在第二實施例中為各元件1記錄屬性更方便的設置。
在設置在元件安裝裝置400的吸嘴單元6是具有多個可以選擇的不同類型的多個吸嘴5的多噴嘴單元的條件下，各噴嘴單元6的各吸嘴5被分配一個記錄數字，吸嘴5的記錄數字經常在元件數據庫數據中已經記錄。因此，根據通過引入吸嘴5的類型而計算吸嘴5的元件保持力，與在吸嘴用存儲部分30h中進一步記錄吸嘴5的元件保持力F0相比更加方便。
與單個使用第一至第三實施例中的相比，這就有可能并更加優選地組合使用第一至第三實施例來提高放置精確度和速率。
盡管參照旋轉型元件安裝裝置200、300和400說明了第一至第三實施例，根據第一至第三實施例的元件安裝方法可以使用在XY自動型元件安裝裝置中，其中具有吸嘴5的噴嘴單元6能夠在XY平面上自由移動，并能在識別元件之后限制偏差ΔL的變化。
本發明根據優選實施例并結合附圖進行了詳細說明；但是，對普通技術人員而言進行不同的改變和修改是顯而易見的。可以理解這樣的改變和修改包括在本發明的范圍之中，除非其超出本發明的權利要求中所限定的范圍。
權利要求
1.一種元件安裝裝置，其特征在于，包括元件傳輸裝置(13)，具有用于抽吸和保持將被放置在電路形成部件(2)上的元件(1)的吸嘴(5)，用于將通過吸嘴抽吸的元件自元件抽吸位置(9)傳輸至元件放置位置(11)，在所述元件抽吸位置(9)上元件通過吸嘴被抽吸，在元件放置位置(11)上通過吸嘴抽吸的元件被放置到電路形成部件上；元件識別裝置(7)，所述元件識別裝置(7)用于在路徑(12)上所存在的元件識別位置(10)上識別通過吸嘴抽吸的元件，在所述路徑上吸嘴通過元件傳輸裝置自元件抽吸位置移動到元件放置位置；以及控制裝置(30)，所述控制裝置(30)用于在通過元件識別裝置所獲得的元件識別信息的基礎上確定吸嘴上自標準抽吸狀態(1b)的元件的偏差(ΔL)，并基于所述偏差的量在元件識別之后、元件放置之前的時間周期控制元件傳輸裝置中的傳輸速度。
2.根據權利要求1所述的元件安裝裝置，其特征在于，通過控制裝置執行的傳輸速度的控制是這樣的控制通過所述控制，初始設置的設定速度減小或者保持用于傳輸的速度的確定。
3.根據權利要求2所述的元件安裝裝置，其特征在于，控制裝置確定力(Fm)，所述力(Fm)在元件中通過元件識別之后在設定的速度通過元件的傳輸引起以使得從在元件的識別中在吸嘴之上的元件的抽吸位置偏離，基于所述偏差，并在導致元件偏離的力與吸嘴所具有的元件保持力(FO)之間的比較的結果的基礎上控制傳輸速度。
4.根據權利要求3所述的元件安裝裝置，其特征在于，在元件識別信息基礎上所建立起來的偏差大于閾值時，控制裝置減小設定速度以確定傳輸速度，所述閾值是基于導致元件偏差與元件保持力平衡的量值。
5.根據權利要求3所述的元件安裝裝置，其特征在于，控制裝置包括元件信息存儲部分(30g)，其中存儲由吸嘴所保持的元件的屬性信息，并在元件保持力與保持元件偏離的力之間的比較結果的基礎上控制傳輸速度，其從元件數據存儲部分中讀取并隨元件的屬性變化。
6.根據權利要求4所述的元件安裝裝置，其特征在于，控制裝置包括元件信息存儲部分(30g)，其中存儲由吸嘴所保持的元件的屬性信息，并在元件保持力與保持元件偏離的力之間的比較結果的基礎上控制傳輸速度，其從元件數據存儲部分中讀取并隨元件的屬性變化。
7.根據權利要求3所述的元件安裝裝置，其特征在于，元件傳輸裝置包括多個不同類型的吸嘴，以及控制裝置包括用于吸嘴的存儲部分(30h)，其中存儲表示吸嘴類型與元件保持力之間關系的信息，并在抽吸通過元件識別裝置所識別的元件的吸嘴的元件保持力與導致元件偏離并作用在通過吸嘴抽吸的部件上的力之間的比較結果的基礎上控制傳輸速度，所述元件保持力自用于吸嘴的存儲部分讀取。
8.根據權利要求4所述的元件安裝裝置，其特征在于，元件傳輸裝置包括多個不同類型的吸嘴，以及控制裝置包括用于吸嘴的存儲部分(30h)，其中存儲表示吸嘴類型與元件保持力之間關系的信息，并在抽吸通過元件識別裝置所識別的元件的吸嘴的元件保持力與導致元件偏離并作用在通過吸嘴抽吸的部件上的力之間的比較結果的基礎上控制傳輸速度，所述元件保持力自用于吸嘴的存儲部分讀取。
9.根據權利要求5所述的元件安裝裝置，其特征在于，元件傳輸裝置包括多個不同類型的吸嘴，以及控制裝置包括用于吸嘴的存儲部分(30h)，其中存儲表示吸嘴類型與元件保持力之間關系的信息，并在抽吸通過元件識別裝置所識別的元件的吸嘴的元件保持力與導致元件偏離并作用在通過吸嘴抽吸的部件上的力之間的比較結果的基礎上控制傳輸速度，所述元件保持力自用于吸嘴的存儲部分讀取。
10.根據權利要求6所述的元件安裝裝置，其特征在于，元件傳輸裝置包括多個不同類型的吸嘴，以及控制裝置包括用于吸嘴的存儲部分(30h)，其中存儲表示吸嘴類型與元件保持力之間關系的信息，并在抽吸通過元件識別裝置所識別的元件的吸嘴的元件保持力與導致元件偏離并作用在通過吸嘴抽吸的部件上的力之間的比較結果的基礎上控制傳輸速度，所述元件保持力自用于吸嘴的存儲部分讀取。
11.一種元件安裝方法，其中將被放置到電路形成部件上(2)的元件(1)通過吸嘴(5)抽吸，通過吸嘴抽吸的元件被傳輸直到被放置到電路形成部件上，所述方法的特征在于，包括在抽吸元件之后、放置元件之前的時間周期中識別通過吸嘴抽吸的元件；在通過元件識別所獲得的元件識別信息的基礎上確定吸嘴上元件自標準抽吸狀態(1b)的偏差(ΔL)；以及基于偏差的量在元件識別之后和元件放置之前的時間周期控制元件傳輸速度。
12.根據權利要求11所述的元件安裝方法，其特征在于，傳輸速度的控制是這樣的控制通過所述控制，初始設置的設置速度減小或者保持以用于傳輸速度的確定。
13.根據權利要求12所述的元件安裝方法，其特征在于，基于所述偏差的傳輸速度的控制是這樣的控制其中在元件識別之后以設置的速度通過傳輸在元件中所導致的并在元件識別中趨于導致所述的元件自吸嘴上的元件的抽吸位置所偏離的力(Fm)基于所述偏差而確定，其中傳輸速度在導致元件偏離的力與吸嘴所具有的元件保持力(FO)之間的比較的結果的基礎上進行控制。
14.根據權利要求13所述的元件安裝方法，其特征在于，基于所述偏差的傳輸速度的控制是這樣的控制其中設置速度減小以在基于元件識別信息的基礎上所建立的偏差大于閾值時用于傳輸速度的確定，所述閾值是基于導致元件與元件保持力平衡的偏離量值。
15.根據權利要求13所述的元件安裝方法，其特征在于，基于所述偏差的傳輸速度的控制是考慮到使得所述部件偏離的力的控制，所述力隨元件的屬性而變化。
16.根據權利要求14所述的元件安裝方法，其特征在于，基于所述偏差的傳輸速度的控制是考慮到使得所述部件偏離的力的控制，所述力隨元件的屬性而變化。
17.根據權利要求13所述的元件安裝方法，其特征在于，在多個不同類型的吸嘴的條件下，基于偏差的傳輸速度的控制是考慮到隨著吸附所述元件的吸嘴的類型而變化的元件保持力的控制。
18.根據權利要求14所述的元件安裝方法，其特征在于，在多個不同類型的吸嘴的條件下，基于偏差的傳輸速度的控制是考慮到隨著吸附所述元件的吸嘴的類型而變化的元件保持力的控制。
19.根據權利要求15所述的元件安裝方法，其特征在于，在多個不同類型的吸嘴的條件下，基于偏差的傳輸速度的控制是考慮到隨著吸附所述元件的吸嘴的類型而變化的元件保持力的控制。
20.根據權利要求16所述的元件安裝方法，其特征在于，在多個不同類型的吸嘴的條件下，基于偏差的傳輸速度的控制是考慮到隨著吸附所述元件的吸嘴的類型而變化的元件保持力的控制。
全文摘要
本發明用于提供一種元件安裝裝置和元件安裝方法，其提高在電路形成部件上的元件的放置準確度和速率。通過吸嘴5所吸附的元件1在元件識別位置10識別，自通常吸附狀態1b的元件1的偏差ΔL基于自元件識別所獲得的元件識別信息獲得，在元件的識別之后、元件的放置之前的時間周期的傳輸速度基于偏差的大小進行控制。通過所述控制，可以提高電路形成部件2上的元件1的放置準確性和速率。
文檔編號H05K13/08GK1613284SQ02826968
公開日2005年5月4日 申請日期2002年9月20日 優先權日2001年6月8日
發明者酒井一信, 中島誠, 平井彌, 石谷泰行 申請人:松下電器產業株式會社