專利名稱：用于輸送元件的方法和裝置及用于裝配元件的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于輸送元件的方法和裝置，其中將需要輸送的元件提供到元件裝配裝置，諸如裝配頭等，該裝置將元件從元件輸送部分順次的將被取出的元件裝配到印刷電路板上的裝配位置，一種用于將通過元件輸送方法所提供的元件裝配到板上的方法，和用于將通過元件輸送裝置提供的元件裝配到板上的裝置。
近來，在元件裝配裝置中需要提高生產率。特別是，在更換生產類型(種類)后生產的中斷和缺件會負面的影響生產率，因此，更需要對該領域進行改進。
本領域中一種公知的技術是揭示一種對元件裝配裝置的元件輸送區的改善操作，即如在日本未審查專利公開No.60-206098中所揭示的。
下面將參考
圖10和11對現有技術的裝置進行詳細描述。
首先描述整個的元件裝配裝置的結構。圖10示出了高速型的元件裝配裝置，而圖11示出了多功能中速型的元件裝配裝置。
在圖10中，高速型的元件裝配裝置10包含一個操作部分11、控制部分12、裝配頭13、裝配臺14、移動軌15和元件輸送部分16。元件輸送部分16裝載多個滑動的部件盒16a，并將預定的元件輸送到裝配頭13。裝配臺14固定印刷板1并對板進行定位，接著裝配預定的元件。
在圖11中，多功能中速型的元件裝配裝置110包含一個操作部分111、一個控制部分112、一個裝配頭113、一個板識別裝置113a、一個元件檢測部分113b、一個裝配臺114、一個移動軌115和元件輸送部分116。元件輸送部分116配備有一個部件盒116a、一個立體盒116b、一個部件托架容器部分116c和部件托盤116d，從而可從元件輸送部分116提供多種的元件5。裝配頭113從元件輸送部分116取出電子元件5，將元件移動到裝配臺114的預定的元件裝配位置，然后將元件裝配到印刷電路板上。
下面將描述在傳統的元件裝配裝置中通過元件輸送部分處理缺件的操作。
圖8A為傳統更換模式的實例示意圖，圖8B為傳統準備模式的實例示意圖，圖9A和9B為分別在另外的一個操作和裝配程序中傳統更換模式的示意圖。
根據圖8A中所示的傳統更換模式，元件輸送部分16,116被分為兩組A和B，在組A和B中將相同的元件設置在相同的位置，從而例如，如果在組A中缺少元件則更換到組B。
在圖8B中所示的傳統的準備模式中，將元件輸送部分16、116分為兩組A和B，分別在組A和組B中設置要被裝配到A-型板和B-型板上的元件，從而與要生產的板的更換類型相適應。
正如在前面參考的公開No.60-206098中所揭示的，根據圖9A和9B中所示的傳統的操作，當元件輸送部分缺少元件時(換句話說，元件輸送部分被轉換到備用元件輸送部分)時，從預先指定的備用元件輸送區取出并使用備用元件。更具體的，當作為實例的部件盒P1在元件輸送部分16、116中用完元件時，元件輸送部分被在由備用元件信息指定的輸送位置Z1=Zn,Zn=Zn+1處進行更換，從而自動的更換到備用元件，以繼續生產。
在上述的現有技術的結構中，需要將用于備用元件的元件輸送部分設置在用于要被生產的每種板的部分中，或對于每種要被生產的板，將元件輸送部分的備用元件設定為相同的結構，需要在設計用于將元件裝配到任意種類的印刷電路板上的裝配程序(與NC程序或元件結構相關)中指定表示元件備用部分的備用元件的各個設定位置的元件信息(在后面稱為備用元件信息)。
需要將元件設定在元件輸送部分處的指定的元件輸送位置。在生產具有相對低容積的多種類的產品的情況下，需要為每種的板形成表示備用元件信息的裝配程序。因此，在對要生產的板的種類進行更換時，需要更換裝配程序或類似的準備過程。換句話說，這種更換很復雜且需要時間，從而增大了操作者的對更換進行準備和管理等的負擔。
如果當元件輸送部分的元件用完時，如果在對生產進行更換時將備用元件設定到了錯誤的位置，以交換模式或替代操作將自動連續的裝配處于錯誤元件輸送位置的被指定作為備用元件的元件。
在進行交換模式或替代操作時，如果在交換或替代之前對元件進行裝配，則會浪費了操作，則大大的影響了每個板的生產時間，即裝配周期時間，且使生產率降低。
本發明的目的在于解決上述的問題，并提供一種用于輸送元件的方法和裝置，通過該方法和裝置即使在產生缺件的情況下，也可以通過使用交換模式或替代操作用備用元件進行自動的更換而使生產具有更高的靈活性、更高的生產率和更高的質量。
為了實現這些和其他的目的，根據本發明的第一方面，其提供一種元件輸送方法，其中當根據裝配程序將元件裝配到印刷電路板上的裝配位置時，從由裝配程序指定的元件輸送部分的元件設置位置提供元件；所述方法包含缺件檢測過程，用于檢測由裝配程序指定的位于元件輸送部分的元件設置位置的要被裝配的缺件；備用元件檢測檢測判斷過程，用于檢測在元件輸送部分的備用元件輸送區中是否存在用于缺件安裝的備用元件，并判斷備用元件是否位于備用元件輸送區內；及當在備用元件檢測判斷過程中判斷出在備用元件輸送區中存在備用元件時，進行備用元件更換過程，用于將從元件輸送部分的指定的元件設置位置提供裝配的元件的過程更換為從備用元件輸送區提供備用元件的過程。
根據本發明的第二方面，其提供一種根據第一方面的元件輸送方法，其中在備用元件檢測判斷過程中的元件輸送部分的備用元件輸送區與元件輸送區不同，其中在為將元件裝配到任意類型的印刷電路板上而設計的裝配程序中指定元件的提供，從而當在備用元件檢測判斷過程中判斷出在備用元件輸送區中存在備用元件時，在備用元件更換過程中將從元件輸送部分的元件輸送區提供裝配元件的過程更換為從備用元件輸送區提供備用元件的過程。
根據本發明的第三方面，其提供一種根據第一方面的元件輸送方法，其中在備用元件檢測判斷過程中的元件輸送部分的備用元件輸送區與元件輸送區重疊，在元件輸送區中通過在設計用于將元件裝配到印刷電路板上的裝配程序中對元件提供進行指定，從而當在備用元件檢測判斷過程中判斷出在備用元件輸送區中存在備用元件時，在備用元件更換過程中將從元件輸送部分的元件輸送區提供裝配元件的過程更換為從備用元件輸送區提供備用元件的過程。
根據本發明的第四方面，其提供一種根據第一到第三方面中的任何一個方面的元件輸送方法，其中在事先存儲的關于元件輸送部分的備用元件輸送區中設置的元件類型、特性和結構位置的元件數據中的備用元件檢測判斷過程中判斷是否檢測出在元件輸送部分的備用元件輸送區中存在用于裝配的缺件的備用元件，從而判斷在備用元件輸送區中是否存在備用元件。
根據本發明的第五方面，其提供一種根據第一到第三方面的元件輸送方法，在備用元件檢測判斷過程之前包含一個初步指定的備用元件指定過程，如果元件輸送部分缺少元件，則對可替代要裝配元件的元件輸送部分的備用元件的位置進行配準，同時在備用元件檢測判斷過程中，從在備用元件指定過程中指定和配準的元件輸送部分的備用元件對與要裝配的缺件對應的備用元件進行檢測，從而判斷是否存在與缺件對應的備用元件。
根據本發明的第六方面，其提供一種元件裝配方法，該方法包含一個元件裝配順序重組過程，其中在根據本發明的第一到第五方面的任何一個的元件輸送方法之后的備用元件更換過程中對用于缺件的備用元件進行自動更換，通過對裝配順序進行調整從而與對備用元件進行更換的元件輸送狀態相一致，由此重新生成裝配程序。
根據本發明的第七方面，提供一種元件裝配裝置，其在裝配程序的基礎上，從通過元件輸送部分的裝配程序指定的元件設置位置取出元件，并將元件裝配到印刷電路板上的裝配位置上；所述裝置包含
一個缺件檢測裝置，用于檢測由裝配程序指定的元件輸送部分的元件設置位置處需裝配的缺件；一個備用元件檢測判斷裝置，用于檢測在元件輸送部分的備用元件輸送區中是否裝入用于裝配缺件的備用元件，并判斷備用元件是否位于備用元件輸送區內；及備用元件更換裝置，用于當在備用元件檢測判斷過程中判斷出在備用元件輸送區中存在備用元件時，在備用元件更換過程中將從元件輸送部分的元件輸送區提供裝配元件的過程更換為從備用元件輸送區提供備用元件的過程。
根據本發明的第八方面，提供一種根據第七方面的元件輸送裝置，其中由備用元件檢測判斷裝置判斷的元件輸送部分的備用元件輸送區不同于元件輸送區，在元件輸送區中在為將元件裝配到任意類型的印刷電路板上而設計的裝配程序中指定元件的提供，從而用于當在備用元件檢測判斷過程中判斷出在備用元件輸送區中存在備用元件時，在備用元件更換過程中將從元件輸送部分的元件輸送區提供裝配元件的過程更換為從備用元件輸送區提供備用元件的過程。
根據本發明的第九方面，其提供一種根據第七方面的元件輸送裝置，其中由備用元件檢測判斷裝置判斷的元件輸送部分的備用元件輸送區與元件輸送區重疊，在元件輸送區中在為將元件裝配到任意類型的印刷電路板上而設計的裝配程序中指定元件的提供，從而用于當在備用元件檢測判斷過程中判斷出在備用元件輸送區中存在備用元件時，在備用元件更換過程中將從元件輸送部分的元件輸送區提供裝配元件的過程更換為從備用元件輸送區提供備用元件的過程。
根據本發明的第十方面，其提供一種根據第七到第九方面的任意一個方面的元件輸送裝置，其中在事先存儲的關于元件輸送部分的備用元件輸送區中設置的元件類型、特性和結構位置的元件數據中的備用元件檢測判斷過程中判斷是否檢測出在元件輸送部分的備用元件輸送區中存在用于需裝配的缺件的備用元件，從而判斷在備用元件輸送區中是否存在備用元件。
根據本發明的第十一方面，其提供一種根據第七到第九方面中的任意一個方面的元件輸送裝置，該裝置包含一個備用元件指定裝置，用于在備用元件檢測判斷過程之前進行初步指定和配準可替代要裝配元件的元件輸送部分處的備用元件的元件設置位置，如果元件輸送部分缺少元件，則備用元件檢測判斷裝置從由備用元件指定裝置指定和配準的元件輸送部分處的備用元件檢測與缺件對應的備用元件，從而判斷是否存在與要裝配的缺件對應的備用元件。
根據本發明的第十二方面，其提供一種元件裝配裝置，其包含一個元件裝配順序重組裝置，該裝置包含一個元件裝配順序重組裝置，其中在根據本發明的第七到第十一方面的任何一個的元件輸送裝置之后的備用元件更換裝置中，對用于缺件的備用元件進行自動更換，通過對裝配順序進行調整，從而與對備用元件進行更換的元件輸送狀態相一致，由此更新裝配程序。
通過下面結合相應附圖的詳細描述會對本發明的上述的和其他的目的和特點有更清楚的了解。
圖1為根據本發明的第一實施例的包含一個元件輸送方法的元件裝配方法的流程圖；圖2為根據本發明的第一實施例的元件裝配裝置的裝配控制部分的示意方框圖；圖3為根據本發明的第一實施例的配備有元件輸送方法和元件裝配方法的元件裝配裝置的部分透視圖；圖4為根據本發明的第二實施例的配備有元件輸送方法和元件裝配方法的元件裝配裝置的部分透視圖；圖5A為根據本發明的第一實施例的用于描述在元件裝配裝置中的元件輸送部分對備用元件進行更換的示意圖，即詳細示出了具有元件輸送區和備用元件輸送區的元件輸送部分的結構實例；圖5B為用于裝置中的兩種類型，即A和B型的板的裝配程序的示意圖；圖5C為位于裝置中的元件輸送部分的備用元件輸送區的結構實例的示意圖；圖6為根據本發明的第三實施例的在元件裝配輸送方法中進行備用元件指定過程的部分裝配控制部分的示意圖；圖7為根據本發明的第四實施例的各個過程的示意流程圖；圖8A為傳統的更換模式的實例的示意圖；圖8B為傳統的制備模式的實例的示意圖；圖9A和9B為在另外的一個操作和裝配程序中傳統的更換模式的一個實例的示意圖；圖10為高速型元件裝配裝置的傳統實例的部分透視圖；圖11為多功能中速型元件裝配裝置的傳統的不同實例的部分透視圖；圖12為根據第二實施例的配備有元件輸送方法和元件裝配方法的元件裝配裝置的部分透視圖，其中該裝置具有一個多嘴型裝配頭，用于對多個(圖中為四個)元件進行裝配。
在對本發明進行描述之前，需注意的是，在附圖中類似的元件用相同的標號表示。
第一實施例下面將參考附圖對根據本發明的第一實施例的一種元件輸送方法，一種輸送裝置，一種元件裝配方法和一種元件裝配裝置進行描述。
下面將在元件裝配裝置201的基礎上對第一實施例進行描述，該裝置配備有元件輸送裝置，從而執行元件裝配方法，該方法包含元件輸送方法。元件裝配裝置201與圖10中所示的現有技術的高速型的元件裝配裝置相類似，區別在于控制部分12，因此下面將參考圖10進行描述。用相同的標號表示與現有技術中具有相同功能的元件。
圖1為根據本發明的第一實施例的包含元件輸送方法的元件裝配方法的流程圖。圖2為替代控制部分12的元件裝配裝置201的裝配控制部分200的示意方框圖。在圖2中，標號20為存儲部分，標號20a為存儲在存儲部分20中的裝配程序。標號20b為存儲在存儲部分20中的元件數據，且所示出的結構數據包含在元件輸送部分16的元件設置位置。標號20c為具有備用元件數據的備用元件信息，該信息包含諸如備用元件的類型、或備用元件的性質和類型和結構位置等數據，并被寫入到存儲部分20中。標號21為輸入/輸出控制部分，用于控制從外部裝置或器件到達存儲部分20的輸入和輸出的信息和信號，并控制下面將進行描述的控制部分22-26。標號22為元件輸送控制部分，作為備用元件檢測裝置的一個實例，用于控制從元件輸送部分16的部件盒16a等提供元件5及缺件的檢測。標號23為識別控制部分，用于控制元件5的位置和狀態的識別，其中的元件5被吸附和裝配在多個裝配頭13上，裝配頭13被旋轉頭支撐，旋轉頭用于旋轉通過元件輸送位置和元件裝配位置，并在元件輸送位置提供來自元件輸送部分16的部件盒16a等的元件，在元件裝配位置將元件裝配到板1上。標號24為位置控制部分，用于控制將被吸附和裝配在裝配頭13的元件5定位在板1上，并根據識別控制部分25進行的識別結果對元件5的位置和狀態進行矯正。標號25為壓力控制部分，當將被裝配頭13吸附和裝配的元件裝配到板1上時，用于控制裝配頭13的壓力，通過按壓將元件5裝配到板1上。標號26為高度控制部分，用于控制裝配頭13的移動區的高度，同時考慮到已經裝配到板1上的被檢測的高度，此時對被裝配頭13所吸附和裝配的元件5的高度進行檢測，然后將元件裝配到板1上。標號202為CPU，用于控制元件裝配裝置201的每個驅動部分的操作、對存儲部分20的信息讀取和寫操作及控制部分21-26的操作等。同樣如圖3中所示，裝配控制部分200與旋轉頭301、裝配頭13、元件輸送部分16、板識別裝置13a、元件觀察部分13b、裝配臺14、元件信息檢測部分18等連接，不僅控制與檢測相關的操作及后面將詳細描述的備用元件的判斷和更換，同時還控制整個的裝配操作。
如圖3中所示，在第一實施例的元件裝配裝置201的結構中，上述的裝配控制部分200替換圖10的高速型的元件裝配裝置10中的控制部分12。
在根據第一實施例的元件裝配裝置201中，在裝配控制部分200的控制下根據裝配程序20a將電子元件5裝配到印刷電路板1上。然后，在元件輸送部分16的部件盒16a中容納要被裝配的每個類型或每種特性的符合元件數據20b的裝配程序20a或元件結構數據的元件5。在元件輸送部分16中將部件盒16a邊靠邊設置。每次根據來自部件盒16a的預定的一個裝配程序20a將所需的元件5提供到裝配頭13。裝配頭13順次地裝配所提供的元件，并裝配到印刷電路板1的預定的裝配位置。
下面將根據圖1的流程圖對具有上述結構的元件裝配裝置201的操作進行描述。
在CPU202的控制下，在通過元件裝配裝置201開始生產印刷電路板1時，在圖1中的步驟S1的裝配開始過程，啟動元件裝配裝置201的圖2的裝配控制部分200的各個控制部分21-26和元件裝配裝置201的機械驅動部分。同時，將印刷電路板10設定到裝配臺14上。
接著，在圖1的步驟S2中的元件取出和輸送過程中，CPU202讀出裝配程序20a和存儲部分20的元件數據20b的元件結構數據中的元件結構信息，例如對于A-型板1為Z1=P1,Z2=P2,Z3=P3…,Zm=Pm，對于B-型板1為Z1=P3,Z2=PX,Z3=P1,Z4=PY,…,Zm=Pm，如圖5B中所示，其中P1-Pm為元件5的類型，而Z1-Zm為元件輸送部分16的部件盒16a的結構位置，即各個類型的元件5的結構位置。
接著，在CPU202的控制下，元件輸送控制部分22，通過判斷圖1中步驟S3的缺件檢測過程中是否存在缺件，而從元件輸送部分16中取出元件5。換句話說，根據裝配程序20a的裝配信息，元件輸送控制部分22獲得要被通過裝配頭13裝配到板1的元件5的類型、結構位置等信息，并判斷每個要被裝配的元件5是否存儲到被設定在元件輸送部分16中指定的元件設置位置的部件盒16a中。如果存在要被裝配的元件5且被存儲到指定的部件盒16a中，則過程進行到下一個程序。
在圖1的步驟S4的定位和裝配過程中，將在步驟S3指定的且判斷不缺少元件的部件盒16a滑到裝配頭13的元件輸送位置，在該位置通過裝配頭13對所需的元件進行吸附和裝配。在通過定位控制部分24和其他的控制部分對元件5進行適當的控制的同時(例如，通過定位控制部分進行控制移動到裝配位置，同時通過高度控制部分防止與其他的元件發生碰撞，并校準定位和獲得在裝配位置的裝配狀態)，在CPU202的控制下利用裝配頭13對元件5進行精確的定位和裝配，將其定位到由裝配程序20a等所指定的位于裝配程序20a所確定的裝配臺14上的印刷電路板上。
在圖1的步驟S5中，CPU202根據裝配程序20a判斷是否將另外一個元件5裝配到同一個板1上。CPU202重復從步驟S2到步驟S4的過程，直到一片印刷電路板1的裝配完全完成。當完成裝配操作時，在圖1的步驟S6進行裝配結束過程。在CPU202進行板運送控制時，從裝配臺14運載成品板1。
在圖1中的步驟S3的缺件檢測過程中，如果元件輸送控制部分22判斷在元件數據20b中存在與要被裝配的元件5相同類型的元件，換句話說，如圖5中所示，例如，如果存在設置在元件輸送部分16的左端上的元件設置位置Z1的P1型元件，則采用具備第一實施例的元件裝配方法特征(即“自由選擇的操作”)的備用元件檢測判斷過程(S10)和備用元件更換過程(S11)，下面將對其進行詳細描述。具體的，在圖1的步驟S10的備用元件檢測判斷過程中，如日本未審查專利公開No.4-164398中所揭示的，在自由的操作中，有一種公知的作為元件檢測裝置的裝置，通過讀取裝置讀取裝配在元件輸送部分中的存儲裝置，其中的檢測裝置配備有諸如條形碼等存儲措施，表示元件的存儲類型，從而獲得被存儲的信息，以對元件進行檢測。參考圖3，例如，對諸如IC等的設置在作為現有技術的一個實例的部件盒16a中的元件信息存儲器17讀取或寫元件信息的元件信息檢測部分18被設定作為一個備用元件輸送區16s，在裝配程序20a和元件數據20b的元件結構數據中的元件輸送部分16通常使用元件輸送區16n的除元件設置位置Z1-Zm以外的元件設置位置Zn,Zn+1,Zn+2,…。順序讀出備用元件輸送區16s的元件設置位置處的元件類型信息PX,P1,…,PY，無論判斷是否存在下一個要被裝配的P1元件的P1-型備用元件，都在元件輸送部分16的備用元件輸送區16s中對存儲P1-型備用元件的部件盒16a進行檢測。在未檢測到該類型的備用元件的情況下，在CPU202的控制下停止元件裝配裝置201的生產，直到裝置201的操作者將P1型元件提供到元件輸送部分16。另一方面，當在圖1的步驟S11的備用元件更換過程中檢測到在備用元件輸送區16s的設置位置Zn+1處存在下一個要被裝配的元件P1的P1型備用元件時，CPU202暫時在存儲部分20中，在作為備用元件信息20c的備用元件輸送區16s中的備用元件設置位置Zn+1處存儲P1-型備用元件，以替代設置位置Z1處的P1-型元件。此后，將裝配程序20a和元件數據20b的元件設置數據的元件設置位置更換為用于所缺少的P1-型元件的備用元件輸送區16s中的備用元件設置位置，從而在更換的狀態下繼續進行生產。此后，如果在元件設置位置Zn+1處的P1-型備用元件用完，則在步驟S10和S11執行相同的過程，從而使用位于元件設置位置Zn+2處P1型備用元件繼續生產。
假設元件裝配裝置201的存儲部分20包含兩種類型的裝配程序20a，如圖5B中所示的兩種類型的板1的A型和B型，在從A型向B型的轉換之后，開始對B型板1進行裝配，此后，即使當B型板1的元件設置位置Z3處的P1-型元件用完了，也使用與步驟S10和S11相同的過程對元件設置位置Zn+1處的P1-型備用元件進行檢測，并用于替代B型板1的元件設置位置Z3處的P1型元件。相應的，在與所生產的板的類型無關的情況下，仍保證進行連續的生產。
參考圖5C，在通過位于元件輸送部分16處的元件設置位置Zn+1的部件盒16a向裝配頭13提供P1型元件5的情況下，即使元件信息檢測部分18檢測到在設置位置Zn+1處的備用元件在半道由于例如操作者的對元件的誤操作或對下面要進行生產的C型板設定了錯誤的備用元件而改變為類型PZ的情況下，通過與P1型元件的元件設置位置Z3處的備用元件的步驟S10和S11相類似的過程，仍可正確的對元件設置位置Zn+2進行檢測和判斷。無論將備用元件設置在哪里，通過備用元件檢測過程和備用元件轉換過程都可保證對設置位置進行正確的搜索，從而保證備用元件的自由定位以及對容易的交換備用元件。因此，可防止在對元件設定過程中所出現的錯誤，并防止對下一個生產所做的準備對當前的生產造成負面的影響。從而可提高裝配質量。
根據上述的第一個實施例，從元件輸送部分16可對備用元件進行自動的檢測，在元件輸送部分16對部件盒16a和容納元件的部件托盤16d進行自由的設定。因此，消除了在元件輸送部分的指定的元件設置位置設定元件的必要性，同時也不必為了與各種類型的板的多種生產過程相匹配而對每種的板都形成指定備用元件信息的裝配程序。從而可減少對所生產的板進行更換和管理等工作。更具體的，即使在元件裝配裝置201中產生了缺件，無論在元件輸送部分16中是否存在備用元件，都不間斷的自動進行檢測，并用所檢測到的備用元件繼續進行生產，從而提高生產率。只有當所檢測到的元件的類型和要裝配的元件類型相吻合時才將在元件輸送部分16處設置的元件用做備用元件。于是可有效地防止由于錯誤提供或對元件的錯誤設定所帶來的故障，從而提高生產質量。
在元件輸送部分16中的備用元件輸送區的位置可不裝配，但可將整個的元件輸送部分16定位為備用元件輸送區16s。或將元件輸送部分16分為多個塊，一個塊包含特定數目的設置單元，或將某些塊指定為備用元件輸送區16s，或可將作為部分元件輸送部分16的元件設置位置Z1-Zend的元件設置位置Zn-Zend指定作為備用元件輸送區16s。由于在元件輸送部分16中可對備用元件輸送區16s進行自由設定，從而可更靈活和自由的進行操作。
備用元件信息20c并不限于與裝配程序20a或元件數據20b的元件設置數據不同的存儲數據，其也可為包含在元件數據20b的裝配程序20a或元件設置數據中的一個信息。
下面將參考圖4對根據本發明的第二實施例的一種元件輸送方法、一種元件輸送裝置、一種元件裝配方法和一個元件裝配裝置進行描述。
元件裝配裝置211配備有元件輸送裝置，從而可對根據本發明的第二實施例的包含元件輸送方法(自由選擇操作)的元件裝配方法進行描述。如圖4中所示，元件裝配裝置211包含傳統的圖11中所示的多功能中速型的元件裝配裝置，用圖中所示的裝配控制部分替代控制部分112。從圖4中可看出，此裝配控制部分200與XY移動臂300、裝配頭113、元件輸送部分116、板識別裝置113a、元件觀察部分113b、裝配臺114、元件信息檢測部分118等相連，從而不僅控制備用元件檢測判斷和更換時的操作，而且控制整個的裝配操作。在第二實施例中，備用元件檢測判斷過程和備用元件轉換過程幾乎和第一實施例中的相同。同時用相同的標號表示與第一實施例或傳統實例相類似的操作和部件，并略去對其的描述。
第二實施例與第一實施例的區別在于輸入元件信息的方式不同。元件裝配裝置211的元件信息檢測部分118被設置在板識別部分113b的邊部，其中板識別部分113b被裝配到裝配頭113的邊部，而通過XY移動臂300可在X方向和與X方向垂直的Y方向移動裝配頭113。通過元件信息檢測部分118可對存儲在諸如部件盒116a處的IC等的元件信息存儲器117中的元件類型信息、立體盒116b、和從元件輸送部分16的部件托盤容器部分116c取出的部件托盤116d進行檢測。與第一實施例進行對比，其中元件數據20b中的元件信息或事先存儲在存儲部分20中的備用元件信息20c對元件輸送部分16中的備用信息進行檢測，根據此第二實施例，不對元件信息進行預先的存儲，通過移動裝配頭113，和利用固定到裝配頭13的元件信息檢測部分118可對存儲在諸如部件盒116a處的IC等的元件信息存儲器117中的元件類型信息、立體盒116b、和從元件輸送部分16的部件托盤容器部分116c取出的部件托盤116d進行檢測。然后將被檢測的信息作為元件數據20b或備用元件信息20c通過輸入/輸出控制部分21存儲在存儲部分20中。消除了人工將元件類型信息作為元件數據20b或備用元件信息20c存儲到存儲部分20中的復雜工作。第二實施例是對第一實施例的多功能型裝配裝置的應用，其適合用于從托盤接收元件，與第一實施例具有相同的效果。根據第二實施例，部件盒116a、立體盒116b、從元件輸送部分116的部件托盤容器部分116c取出的部件托盤116d都配備有信息存儲器，因此可更準確的對元件進行裝配。
可以將二維條形碼或公知的QR碼(矩陣的快速反應碼，其通過對點和空間進行組合而形成機器可讀的表示數碼或字符的標志)用作對諸如QFP或CSP集成電路或半導體元件的元件信息存儲器117。板識別部分113b可被用做元件信息檢測部分118用于讀取信息。
第三實施例下面將參考附圖對根據本發明的第三實施例的元件輸送方法、元件輸送裝置、元件裝配方法和元件裝配裝置進行描述。
在本發明的第三實施例中，在元件裝配裝置中另外還提供備用元件指定過程(在圖1中用點劃線表示的步驟S20)，其中所述裝置包含元件輸送裝置，從而可實現帶有元件輸送方法(自由操作)的元件裝配方法。
圖6為根據本發明的第三實施例在元件輸送方法中用于備用元件指定過程S20的結構的示意圖，和在元件裝配方法中使用的元件輸送裝置和元件裝配裝置的示意圖。
在第三實施例的元件裝配方法和元件裝配裝置中，無論是否進行自由操作，在裝配控制部分200的控制下，通過圖10中的元件裝配裝置201或圖11中的元件裝配裝置211的具有鍵盤等的操作部分可對后面將要進行描述的自由操作中的諸如各種工作模式等條件進行設定。
作為所述條件的一個具體實例，無論每次是否事先對備用元件信息進行檢測和判斷，都對怎樣處理備用元件信息進行設定，如下面所述。在第一和第二實施例中每次產生缺件時，對備用元件進行檢測，并將被檢測的信息作為備用元件信息20c存儲到存儲部分20中，并根據該信息，執行備用元件檢測判斷過程(圖1中的步驟S10)，該過程判斷元件是否被用做備用元件。另一方面，在圖1的步驟S1的裝配起始過程之前的第三實施例的備用元件指定過程S20中，通過作為備用元件檢測裝置的一個實例的元件輸送控制部分22讀出元件輸送部分16處的所有備用元件的元件設置狀態。事先在存儲部分20中將所讀出的信息作為備用元件信息20d進行存儲。例如，在圖5A中的元件輸送部分16的情況下，將此信息作為備用元件信息20d進行存儲，該信息告示當在元件設置位置Z1處缺少P1-型元件時，在元件設置位置Zn+1處找到了P1-型元件，以及在元件設置位置Zn+1處缺少元件時，在設置位置Zn+2處存在P-型元件。
在出現缺件時，在執行備用元件檢測過程(圖1的步驟S10)時，通過簡單的對存儲部分20中的備用元件信息20d的數據進行搜索和判斷，可對備用元件的元件設置位置進行快速的檢測。相應的，可取消在每次缺件時的檢測判斷過程，在該過程中，通過元件輸送控制部分22從元件數據20b中讀出備用元件輸送部分16的備用元件輸送區16s的元件設置位置的全部信息，從而檢測和判斷是否存在可替代的備用元件，同時可取消另外的一些過程，諸如針對每個部件盒16a的對元件信息檢測部分18的移動和定位并從部件盒16a讀出元件名等信息的過程，同時還可節省時間，提高了生產率。
在本發明的第三實施例中，如果備用元件的信息適合作為備用元件信息20d通過鍵盤等在輸入/輸出控制部分21的控制下借助備用元件指定過程(圖1中的點劃線表示的步驟S20)直接輸入到存儲部分20中，且如果事先將備用元件的類型和元件設置位置之間關系的數據加入到存儲部分20中的備用元件信息20d中，則根據上述的實施例可進行類似的過程，從而即使在用于控制備用元件檢測判斷過程的元件輸送控制部分22發生故障的情況下，也可進行自由的操作。
通過第三實施例的備用元件指定過程(在圖1中的點劃線表示的步驟S20)，可使得通過操作部分11,111直接輸入備用元件的信息20d，即使在缺少圖10、11的傳統元件裝配裝置10、110中的作為備用元件檢測裝置的元件輸送控制部分22的情況下，也可形成備用元件信息20d。由此可取得相類似另一種自由的操作。
根據第三實施例，將在各種類型的板中通常使用的元件事先作為備用元件信息20d進行注冊。因此，當對要生產的板的類型進行更換時，從元件輸送部分16中的注冊的元件類型中檢測要被裝配的元件的類型，因此，可有效的對是否存在備用元件進行檢測。在每次存在缺件時不必從元件輸送部分16檢測備用元件。由于在產生缺件時，可在設備中在較短的過程中對備用元件進行交換，由此可進一步提高生產率。
第四實施例在本發明的第四實施例的元件輸送方法、在元件裝配方法中使用的元件輸送裝置和元件裝配裝置的特點在于備用元件更換過程(步驟S11A)。如圖7中所示，在備用元件更換過程中，在圖1的步驟S11的備用元件更換過程之后，在圖6中的點劃線表示的元件裝配順序重組過程部分240處進行圖7的步驟S12中的元件裝配順序重組過程。
通常，在對元件進行裝配時，通過裝配頭13從元件輸送部分16取出元件5，并裝配到印刷電路板1上。在元件裝配裝置201中，其中元件輸送部分16的部件盒16a等如圖3和10中所示進行滑動，在取出備用元件后，當裝配頭13需要通過XY移動臂移動較長的距離，移動到取出位置，以在進行自由操作時取出裝配程序20a表示的下一個元件時，如果在將元件更換到備用元件之前，按照原始裝配程序表示的裝配順序進行操作，則會產生浪費。并大大的加長每塊板的生產時間，即裝配周期時間，從而降低了生產率。鑒于此，當在步驟S11對備用元件進行更換前后的移動距離之差不小于預定的閾值時，通過圖6中的點劃線所示的元件裝配順序重組過程部分240進行元件裝配順序重組過程(圖7中的步驟S12)。對元件裝配順序進行重組且重寫裝配程序20a，從而裝配頭13可在裝配位置和元件輸送位置之間移動較短的距離。即使當由于備用元件更換過程(圖7的步驟S11)而對元件設置位置進行改變時，計算與元件輸送部分16的輸送狀態相匹配的合適的元件裝配順序，以不降低裝配周期時間和生產率，然后，自動的更新裝配程序20a。因此可連續地進行生產。
第五實施例在本發明的第五實施例中，根據元件輸送方法和用在元件裝配方法中的元件輸送裝置和元件裝配裝置，將整個的元件輸送部分16,116作為備用元件輸送區16s，以在圖3的裝配裝置201和圖4的裝配裝置211中生產任意類型的板1。在生產起始過程(圖1的步驟S1)中，元件輸送控制部分22檢測整個元件輸送部分16、116的元件類型、元件設置位置等信息，從而可自動的產生生產所需的裝配程序20a所使用的元件輸送控制部分22的元件數據20b的元件設置數據。在此情況下，只需讀出備用元件檢測判斷過程中的元件結構數據。如果檢測到多個相同的元件，可將其存儲到備用元件信息中。
在上述的結構中，在操作者不知道元件輸送部分16、116的部件盒16a或116a的設定位置的情況下，可正確的對元件進行裝配(稱為“自由生產布局”)。另外，與第四實施例中所描述的元件裝配順序重組過程結合使用可獲得高生產率和高質量的生產(圖7的步驟S12)。
本發明并不限于上面的實施例，可通過各種的方式進行體現。例如，雖然在上述的實施例中元件檢測裝置包含元件信息存儲器17和元件信息檢測部分18，但也可使用其他類型的檢測器或其他的裝置，對元件的類型進行判斷。
在第二實施例中，所述的裝配頭113只裝配一個元件5。然而，裝配頭113也可配備多個嘴，以裝配多個(諸如圖12中的四個)元件，或者在裝配裝置中設置兩個或多個裝配頭113。
在裝配程序20a中可容納元件數據20b的元件設置數據。
備用元件不必為相同類型的替換。也可采用相同特性的替換或使用不同廠家和具有不同特性(例如溫度特性)的元件進行替換，使用起來更靈活。在這種情況下，無論在元件特性的基礎上判斷備用元件是否合適，都對元件特性的信息進行存儲。同時使用元件類型和元件特性兩種信息進行判斷。
根據如上所述的本發明的一個實施例的元件輸送方法、元件輸送裝置、元件裝配方法和元件裝配裝置，通過元件輸送部分可自動的對備用元件進行檢測，在元件輸送部分可對部件盒、部件托盤等裝配元件進行任意設定。而不必將元件設定到元件輸送部分的指定的元件設定位置。因此，對所生產的各種類型的板，不必形成為指定備用元件信息所需的裝配程序。同時減少了對產品類型的轉換工作。更具體地說，在元件輸送部分中檢測備用元件，且自動的進行判斷在元件輸送部分中是否設定了備用元件，而并不中斷生產過程，這樣即使在產生缺件的情況下也可降低裝配周期時間并提高生產率。當檢測到在元件輸送部分中存在備用元件時，利用備用元件繼續進行生產，從而可提高生產率。在檢測到在元件輸送部分中設定的備用元件的類型和特性的情況下，只有當判斷出在元件輸送部分中設定的備用元件符合要裝配的元件的類型或特性時，才使用備用元件，因此可避免由于錯誤設定或錯誤提供元件而導致的錯誤，從而提高了產品質量。
在元件輸送部分中的備用元件輸送區的位置并不一定進行裝配。可將整個的元件輸送部分定位為備用元件輸送區，或將元件輸送部分分為多個塊，將其中的一些作為備用元件輸送區使用。同樣，在另外一個具體的方案中，可將元件輸送部分中的元件設置位置的一部分指定作為備用元件輸送區。由于備用元件輸送區可在元件輸送部分中進行自由設定，從而可更加自由和方便的進行操作。
在本發明的另外的模式中，將在各種類型的板中使用的通常的元件事先配準作為備用元件信息。在對板的類型進行更換時，從元件輸送部分中的元件的配準類型或特性來檢測要被裝配的元件的類型或特性，從而可有效的對是否存在備用元件進行判斷。不必在每次產生缺件時都從元件輸送部分對備用元件進行檢測。可在短的時間內進行更換，以彌補缺件，從而進一步提高了生產率。
根據本發明，在不同的模式中，在由于缺件而在備用元件更換過程中對備用元件進行自動的更換之后，對裝配順序進行控制，使其與備用元件的被更換的輸送狀態相一致，以便在元件裝配順序重組過程中重新形成裝配程序。因此，可獲得高的生產率和生產高質量的產品。
因此，在本發明的其他的不同的模式中，由于可對任意設定的元件輸送部分的備用元件進行自動的檢測，從而不必將所采用的備用元件設定到元件輸送部分的指定的元件輸送位置。即使在生產各種類型的板的情況下，也不需要為每種類型的板指定備用元件信息的裝配程序。并可大大的減少為進行更換而進行的準備和管理工作。
從元件輸送部分檢測各種類型和特性的備用元件的輸送位置，從而可防止由于對備用元件的錯誤的設定所導致的錯誤生產。
雖然已經參考相應的附圖對本發明的具體的實施例進行了詳細的描述，但對本領域中的技術人員而言，可對其進行各種的更換和修改。需明確的是，這些的更換和修改都在所附的權利要求的范圍之內。
權利要求
1．一種元件輸送方法，其中當根據裝配程序將元件裝配到印刷電路板(1)上的裝配位置時，從由裝配程序指定的元件輸送部分(16,116)的元件設置位置提供元件(5)；所述方法包含缺件檢測過程(S3)，用于檢測由裝配程序指定的位于元件輸送部分的元件設置位置的要被裝配的缺件；備用元件檢測判斷過程(S10)，用于檢測在元件輸送部分的備用元件輸送區(16s)中是否存在用于缺件的備用元件，并判斷備用元件是否位于備用元件輸送區內；及備用元件更換過程(S11)，當在備用元件檢測判斷過程中判斷出在備用元件輸送區中存在備用元件時，進行備用元件更換過程，該過程用于將從元件輸送部分的指定的元件設置位置提供裝配的元件的過程更換為從備用元件輸送區提供備用元件的過程。
2．根據權利要求1所述的元件輸送方法，其特征在于在備用元件檢測判斷過程(S10)中的元件輸送部分的備用元件輸送區(16s)與元件輸送區(16n)不同，其中在為將元件裝配到任意類型的印刷電路板上而設計的裝配程序中指定元件提供，從而當在備用元件檢測判斷過程中判斷出在備用元件輸送區中存在備用元件時，在備用元件更換過程中將從元件輸送部分的元件輸送區提供裝配元件的過程更換為從備用元件輸送區提供備用元件的過程。
3．根據權利要求1所述的元件輸送方法，其特征在于在備用元件檢測判斷過程(S10)中的元件輸送部分的備用元件輸送區(16s)與元件輸送區(16n)重疊，在元件輸送區中通過在設計用于將元件裝配到印刷電路板上的裝配程序中對元件提供進行指定，從而當在備用元件檢測判斷過程中判斷出在備用元件輸送區中存在備用元件時，在備用元件更換過程(S11)中將從元件輸送部分的元件輸送區提供裝配元件的過程更換為從備用元件輸送區提供備用元件的過程。
4．根據權利要求1-3中的任何一個權利要求所述的元件輸送方法，其特征在于在事先存儲的關于元件輸送部分的備用元件輸送區(16s)中設置的元件類型、特性和結構位置的元件數據(20b)中的備用元件檢測判斷過程(S10)中判斷是否檢測出在元件輸送部分的備用元件輸送區中存在用于裝配的缺件的備用元件，從而判斷在備用元件輸送區中是否存在備用元件。
5．根據權利要求1-3中的任何一個權利要求所述的元件輸送方法，其特征在于在備用元件檢測判斷過程之前包含一個預先指定的備用元件指定過程(S20)，如果元件輸送部分缺少元件，則對可替代要裝配元件的元件輸送部分的備用元件的位置進行配準，同時在備用元件檢測判斷過程中，從在備用元件指定過程中指定和配準的元件輸送部分的備用元件對與需要裝配的缺件對應的備用元件進行檢測，從而判斷是否存在與缺件對應的備用元件。
6．一種元件裝配方法，該方法包含一個元件裝配順序重組過程(S12)，其中在根據本發明的第1-5權利要求中的任何一個的元件輸送方法之后的備用元件更換過程(S11)中，對用于缺件的備用元件進行自動更換，通過對裝配順序進行調整從而與對備用元件進行更換的元件輸送狀態相一致，由此重新形成裝配程序。
7．一種元件裝配裝置，其在裝配程序的基礎上，從通過元件輸送部分(16,116)的裝配程序指定的元件設置位置取出元件(5)，并將元件裝配到印刷電路板上的裝配位置上；所述裝置包含一個缺件檢測裝置(202,22)，用于檢測由裝配程序指定的元件輸送部分的元件設置位置處裝配的缺件；一個備用元件檢測判斷裝置，用于檢測在元件輸送部分的備用元件輸送區(16s)中是否裝入用于裝配缺件的備用元件，并判斷備用元件是否位于備用元件輸送區內；及備用元件更換裝置(202,22)，用于當在備用元件檢測判斷過程中判斷出在備用元件輸送區中存在備用元件時，在備用元件更換過程中將從元件輸送部分的元件輸送區提供裝配元件的過程更換為從備用元件輸送區提供備用元件的過程。
8．根據權利要求7所述的元件輸送裝置，其特征在于其中由備用元件檢測判斷裝置(202,22)判斷的元件輸送部分的備用元件輸送區(16s)不同于元件輸送區(16n)，在元件輸送區中在為將元件裝配到任意類型的印刷電路板上而設計的裝配程序中指定元件提供，從而用于當在備用元件檢測判斷過程中判斷出在備用元件輸送區中存在備用元件時，在備用元件更換過程中將從元件輸送部分的元件輸送區提供裝配元件的過程更換為從備用元件輸送區提供備用元件的過程。
9．根據權利要求7所述的元件輸送裝置，其特征在于其中由備用元件檢測判斷裝置(202,22)判斷的元件輸送部分的備用元件輸送區(16s)與元件輸送區(16n)重疊，在元件輸送區中在為將元件裝配到任意類型的印刷電路板上而設計的裝配程序中指定元件提供，從而用于當在備用元件檢測判斷過程中判斷出在備用元件輸送區中存在備用元件時，在備用元件更換過程中將從元件輸送部分的元件輸送區提供裝配元件的過程更換為從備用元件輸送區提供備用元件的過程。
10．根據權利要求7-9中的任何一個權利要求所述的元件輸送裝置，其特征在于其中在事先存儲的關于元件輸送部分的備用元件輸送區(16s)中設置的元件類型、特性和結構位置的元件數據(20b)中的備用元件檢測判斷過程中通過備用元件檢測判斷裝置(202,22)判斷是否檢測出在元件輸送部分的備用元件輸送區中存在用于裝配的缺件的備用元件，從而判斷在備用元件輸送區中是否存在備用元件。
11．根據權利要求7-9中的任何一個權利要求所述的元件輸送裝置，其特征在于包含一個備用元件指定裝置(21)，用于在備用元件檢測判斷過程之前進行初步指定和配準可替代要裝配元件的元件輸送部分處的備用元件的元件設置位置，如果元件輸送部分缺少元件，則備用元件檢測判斷裝置從由備用元件指定裝置指定和配準的元件輸送部分處的備用元件檢測與缺件對應的備用元件，從而判斷是否存在與要裝配的缺件對應的備用元件。
12．一種元件裝配裝置，其包含一個元件裝配順序重組裝置(240)，其中在根據本發明的第7-11權利要求中的任何一個的元件輸送裝置之后的備用元件更換裝置(202,22)中對用于缺件的備用元件進行自動更換，通過對裝配順序進行調整從而與對備用元件進行更換的元件輸送狀態相一致，由此重新生成裝配程序。
全文摘要
對于由在對要被裝配的元件進行輸送的元件輸送部分的裝配程序指定的元件結構位置處檢測缺件,無論是在元件輸送部分的備用元件輸送區(16s)中是否存在用于缺件的備用元件,都將要被裝配的元件在元件輸送部分中的指定的元件結構位置從備用元件輸送區更換提供備用元件。
文檔編號H05K13/04GK1313024SQ99809699
公開日2001年9月12日 申請日期1999年9月14日 優先權日1998年9月17日
發明者栗林毅, 內山宏, 和智昭彥 申請人:松下電器產業株式會社