CN107079614B - 回转头型元件安装机的元件吸附位置校正***及元件吸附位置校正方法 - Google Patents

回转头型元件安装机的元件吸附位置校正***及元件吸附位置校正方法 Download PDF

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Abstract

在回转头型的元件安装机中，在将安设于两台带式供料器(23)的元件供给带的最前头的元件吸附于回转头(24)的两个吸嘴(26)之前，以使两个吸嘴(26)的吸附点位于通过两台带式供料器(23)的最前头的元件的理想吸附点并沿各带式供料器(23)的带进给方向延伸的两条直线(A1、A2)上的方式，通过头移动机构(25)使回转头(24)在XY方向上移动，并且通过头旋转机构(31)使回转头(24)进行旋转动作，此外通过两台带式供料器(23)的带进给动作将最前头的元件向两条直线(A1、A2)上的作为吸嘴(26)的吸附点的元件吸附位置(C1、C2)输送。然后，使回转头(24)的两个吸嘴(26)同时下降而将两个元件同时吸附于两个吸嘴(26)。

Description

回转头型元件安装机的元件吸附位置校正***及元件吸附位 置校正方法
技术领域
本发明是涉及搭载有对通过吸嘴吸附由带式供料器供给的元件的位置进行校正的功能的回转头型元件安装机的元件吸附位置校正***及元件吸附位置校正方法。
背景技术
元件安装机在通过吸嘴吸附由带式供料器供给的元件时，当该元件吸附位置产生偏移时，容易产生元件吸附错误等，因此需要根据接下来吸附的元件的位置来校正吸嘴的位置。因此，以往，使保持吸嘴的安装头在XY方向(左右前后方向)上移动而对准接下来要吸附的元件的位置(作为目标的元件吸附位置)来校正吸嘴的位置。
而且，在回转头型元件安装机中，如专利文件1(日本特开平9-270595号公报)所记载的那样，具有如下的结构：利用元件识别相机来拍摄接下来要吸附的元件，并通过图像处理来识别该元件的位置，根据该元件的位置，使保持吸嘴的回转头略微旋转来校正吸嘴的位置。
而且，如专利文件2(日本特开2012-164881号公报)所记载的那样，具有如下的结构：为了提高生产率，设置使回转头的多个吸嘴下降的Z轴驱动机构，使多个吸嘴同时下降而同时吸附多个元件。
专利文件1：日本特开平9-270595号公报
专利文件2：日本特开2012-164881号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，如专利文件2那样，即使在使多个吸嘴同时下降而同时吸附多个元件的情况下，为了防止元件吸附错误等，也希望对各元件吸附位置的偏移进行修正。因此，能够想到对专利文件2的回转头型元件安装机，应用专利文件1的元件吸附位置校正技术，利用元件识别相机拍摄接下来要吸附的多个元件，通过图像处理识别该多个元件的位置，根据该多个元件的位置而使回转头略微旋转，对吸附该多个元件的多个吸嘴的位置进行校正。
然而，多处元件吸附位置的偏移并不是均匀地产生的，偏移方向、偏移量各不相同，因此在专利文件1的元件吸附位置校正方法的情况下，无法同时校正多处元件吸附位置的偏移。因此，在多处元件吸附位置的偏移量超过能够稳定吸附的允许偏移量的情况下，难以同时吸附多个元件，不得不逐个校正元件吸附位置并逐个吸附元件，无法提高生产率。
因此，本发明要解决的技术问题在于，能够同时吸附向两处元件吸附位置送来的两个元件。
用于解决技术问题的手段
为了解决上述技术问题，本发明提供一种回转头型元件安装机的元件吸附位置校正***及元件吸附位置校正方法，上述回转头型元件安装机具备：多台带式供料器，通过元件供给带的进给动作而将收纳于该元件供给带的元件向元件吸附位置输送；回转头，沿着圆周方向以固定间隔保持多个吸嘴；头旋转机构，通过使上述回转头旋转而使上述多个吸嘴沿着该回转头的旋转方向进行回转；Z轴驱动机构，使位于上述多台带式供料器中的任一台带式供料器的元件吸附位置的上方的吸嘴下降而使该吸嘴吸附元件；及头移动机构，使上述回转头在XY方向上在进行元件吸附动作的元件吸附工位与进行元件安装动作的元件安装工位之间进行移动，上述回转头型元件安装机的元件吸附位置校正***及元件吸附位置校正方法的特征在于，上述Z轴驱动机构构成为，设于两处，并使位于上述多台带式供料器中的两台带式供料器的元件吸附位置的上方的两个吸嘴同时下降，而使上述两个吸嘴同时吸附上述两台带式供料器的最前头的元件，在对吸附上述两台带式供料器的最前头的元件的元件吸附位置进行校正的情况下，以使上述两个吸嘴的吸附点位于通过上述两台带式供料器的最前头的元件的理想吸附点并沿各带式供料器的带进给方向延伸的两条直线上的方式，通过上述头移动机构使上述回转头在XY方向上移动，并且通过上述头旋转机构使上述回转头进行旋转动作，通过上述两台带式供料器的带进给动作，将上述最前头的元件向上述两条直线上的作为上述吸嘴的吸附点的元件吸附位置输送。在此，元件的理想吸附点通常是指元件的中心或重心，是能够通过吸嘴稳定地吸附元件的吸附点。
即使安设于两台带式供料器的元件供给带的最前头的元件的位置产生偏移，或吸附上述元件的两个吸嘴的位置产生偏移，如本发明那样，若以使两个吸嘴的吸附点位于通过两台带式供料器的最前头的元件的理想吸附点并沿各带式供料器的带进给方向延伸的两条直线上的方式，进行回转头的XY方向上的移动和旋转动作，并通过两台带式供料器的带进给动作，将最前头的元件向所述两条直线上的作为吸嘴的吸附点的元件吸附位置输送，则之后能够使两个吸嘴同时下降而同时吸附两处元件吸附位置的元件，能够提高生产率。
本发明可以是，预先对上述多个吸嘴的位置进行测量，并将其位置数据存储于存储单元，上述回转头型元件安装机的元件吸附位置校正***具备运算单元，上述运算单元从存储于上述存储单元的位置数据中检索吸附上述两台带式供料器的最前头的元件的两个吸嘴的位置数据，并基于上述两个吸嘴的位置和上述两台带式供料器的最前头的元件的理想吸附点的位置，而对向上述两台带式供料器的元件吸附位置移动所需的上述回转头的XY方向的移动量和旋转角度及上述两台带式供料器的带进给量进行运算。如此，能够根据吸附两处元件的两个吸嘴的位置和两台带式供料器的最前头的元件的理想吸附点的位置之间的几何学上的位置关系，而简单且准确地对两条直线上的吸嘴的吸附点的位置(两处元件吸附位置)进行运算，并且能够简单且准确地对向两处元件吸附位置移动所需的回转头的XY方向的移动量和旋转角度及两台带式供料器的带进给量进行运算。
在该情况下，两台带式供料器的带进给间距(元件尺寸)可以相同，但也可以是带进给间距彼此不同，将不同尺寸的元件向元件吸附位置输送。不同尺寸的元件的理想吸附点(中心或重心等)的位置在带进给方向上产生偏移，因此以往无法同时吸附不同尺寸的两个元件，但通过本发明，能够同时吸附不同尺寸的两个元件。
附图说明
图1是本发明的一实施例中的回转头型元件安装机的侧视图。
图2是表示元件安装机的控制***的结构的框图。
图3是回转头整体的立体图。
图4是表示Z轴驱动机构和回转头的嘴座(吸嘴)的位置关系的立体图。
图5是表示Z轴驱动机构和回转头的嘴座的位置关系的俯视图。
图6是表示两台带式供料器的元件吸附位置和回转头的各吸嘴的位置关系的俯视图。
图7是说明安设于两台带式供料器的元件供给带的最前头的元件的位置偏移的俯视图。
具体实施方式
以下，说明将用于实施本发明的方式具体化了的一实施例。
首先，基于图1及图2，说明回转头型的元件安装机10的结构。
在回转头型的元件安装机10的基台11上设有输送电路基板12的输送机13(以下，将该输送机13输送电路基板12的输送方向设为X方向)。将对构成该输送机13的两条输送机轨道13a、13b和输送带14a、14b进行支撑的支撑部件15a、15b中的一个支撑部件15a固定于固定位置，通过进给丝杠机构(未图示)等沿着导轨16调整支撑部件15a的相对侧的支撑部件15b的Y方向位置(与X方向垂直的方向的位置)，从而能够根据电路基板12的宽度来调整输送机13的宽度(输送机轨道13a、13b的间隔)。
而且，设备托盘22(供料器安设台)以能够拆装的方式安装于基台11上的输送机13的侧方，多台带式供料器23以能够在Y方向上拆装的方式安设于该设备托盘22上。在各带式供料器23上安设有带盘20，该带盘20卷绕有将多个元件以等间距收纳成一列的元件供给带，沿着从该带盘20沿Y方向拉出的元件供给带的侧缘形成的带齿卷盘孔与带齿卷盘(未图示)的齿啮合，通过该带齿卷盘的旋转在Y方向上进行带进给动作，从而构成为将该元件供给带的元件向元件吸附位置(利用吸嘴26吸附元件的位置)进行间距进给。各带式供料器23构成为通过控制部28控制驱动带齿卷盘旋转的马达27的旋转角度，从而能够对元件供给带的进给量(带齿卷盘的旋转角度)进行微调。
在该元件安装机10中设有头移动机构25，该头移动机构25使回转头24在XY方向上在进行元件吸附动作的元件吸附工位与进行元件安装动作的元件安装工位之间进行移动。在回转头24上在圆周方向上以固定间隔(等间距)保持有多个吸嘴26，上述多个吸嘴26吸附由带式供料器23输送到元件吸附位置的元件。在回转头24上设有：头旋转机构31，使该回转头24绕其轴心线(R轴)旋转(自转)而使多个吸嘴26在该回转头24的圆周方向上进行环绕；Z轴驱动机构32，使吸嘴26在该吸嘴26的回转轨道的规定的停止位置(元件吸附位置的上方)下降而使该吸嘴26吸附元件；及嘴旋转机构33，使吸嘴26绕其轴心线旋转(自转)而对吸附于该吸嘴26的元件的朝向进行修正。
在本实施例中，如图3至图5所示，构成为在回转头24的周围的两处设置两个Z轴驱动机构32，能够通过这两个Z轴驱动机构32使两个吸嘴26同时下降，而使两个吸嘴26同时吸附两台带式供料器23的最前头的元件。
各Z轴驱动机构32分别使用Z轴马达37作为促动器，通过该Z轴马达37使进给丝杠38旋转而使Z轴滑动件39在上下方向上移动，由此使该Z轴滑动件39与设于回转头24的嘴座40的上端的卡合片46卡合而使该嘴座40进行上下运动，从而使保持于该嘴座40的下部的吸嘴26进行上下运动。另外，也可以使用线性马达作为Z轴马达37而使Z轴滑动件39在上下方向上移动。或者，也可以取代线性马达而使用线性螺线管、气缸等。
另一方面，在元件安装机10中设有：标记相机35(标记拍摄用的相机)，与回转头24一体地移动，从电路基板12的基准位置标记的上方拍摄该基准位置标记；零件相机36(元件拍摄用的相机)，从吸附于吸嘴26的元件的下方拍摄该元件。
在元件安装机10的控制装置41连接有键盘、鼠标、触摸屏等输入装置42、存储各种程序和数据等的硬盘、RAM、ROM等存储装置43(存储单元)、液晶显示器、CRT等显示装置44等。
在元件安装机10的运转期间，反复进行如下动作：在通过头移动机构25使回转头24向元件吸附工位移动而进行了元件吸附动作之后，进行使该回转头24向元件安装工位移动，并向电路基板12安装元件的元件安装动作。在元件吸附工位，通过两台带式供料器23的元件供给带的进给动作，将收纳于该元件供给带的元件向元件吸附位置输送，使位于该元件吸附位置的上方的两个吸嘴26同时下降而使该两个吸嘴26同时吸附元件之后，使该两个吸嘴26上升至原来的高度位置，反复进行上述动作，使保持于回转头24的嘴座40的多个吸嘴26依次吸附元件。此时，两台带式供料器23的带进给间距(元件尺寸)可以相同，但在本实施例中，同时吸附的两台带式供料器23的带进给间距彼此不同，将不同尺寸的元件向元件吸附位置输送。
当在元件吸附动作时元件吸附位置产生偏移时，容易产生元件吸附错误等。特别是，在两台带式供料器23的带进给间距不同而将不同尺寸的元件向元件吸附位置输送的情况下，两台带式供料器23的最前头的元件的理想吸附点(稳定吸附点)的位置在作为带进给方向的Y方向上产生偏移。如图7所示，即使通过两台带式供料器23输送的元件供给带的元件的尺寸不同且带进给间距不同，两台带式供料器23的元件供给带上表面的罩带(顶带)的剥离位置(Y坐标)也相同，因此不同尺寸的两个元件的理想吸附点的位置在作为带进给方向的Y方向上产生偏移。为了同时吸附产生了这样的位置偏移的两个元件，需要对元件吸附位置进行校正。
因此，在本实施例中，元件安装机10的控制装置41在进行元件吸附动作之前，对回转头24在XY方向上的移动及旋转动作和两台带式供料器23的带进给动作进行控制，而对进行同时吸附的两处元件吸附位置如下进行校正。在此，元件的理想吸附点(稳定吸附点)通常是指元件的中心或重心，是能够通过吸嘴26稳定地吸附元件的吸附点。
作为事先准备，预先通过图像识别技术等对保持于回转头24的多个吸嘴26的位置进行测量，将各吸嘴26的位置的测量数据预先存储于存储装置43。在此基础上，首先，如图6所示，以使两个吸嘴26的吸附点位于通过两台带式供料器23的最前头的元件的理想吸附点(稳定吸附点)并沿各带式供料器23的带进给方向(Y方向)延伸的两条直线A1、A2上的方式，通过头移动机构25使回转头24在XY方向上移动，并且通过头旋转机构31使回转头24进行旋转动作，此外通过两台带式供料器23的带进给动作，将最前头的元件向两条直线A1、A2上的作为吸嘴26的吸附点的元件吸附位置C1、C2输送。
元件吸附位置C1、C2的具体的校正方法为，控制装置41(运算单元)从存储于存储装置43的多个吸嘴26的位置的测量数据中检索吸附两台带式供料器23的最前头的元件的两个吸嘴26的位置的测量数据，基于该两个吸嘴26的位置和两台带式供料器23的最前头的元件的理想吸附点的位置，而对向两台带式供料器23的元件吸附位置移动所需的回转头24的XY方向的移动量和旋转角度及两台带式供料器24的带进给量进行运算。
即，若各吸嘴26的位置已知，则可知在同时吸附中使用的两个吸嘴26的间隔，因此根据通过两台带式供料器23的最前头的元件的理想吸附点并沿带进给方向(Y方向)延伸的两条直线A1、A2的间隔与上述两个吸嘴26的吸附点的间隔的几何学的关系，决定两条直线A1、A2上的作为两个吸嘴26的吸附点的元件吸附位置C1、C2。并且，若决定了元件吸附位置C1、C2，则回转头24的吸嘴26的回转轨迹圆的位置也被唯一地决定，因此回转头24的旋转中心的位置被唯一地决定。由此，能够算出在元件吸附位置C1、C2同时吸附元件所需的回转头24的XY方向的移动量，根据回转头24的旋转中心的位置、两个吸嘴26的当前位置及直线A1、A2上的元件吸附位置C1、C2，能够算出在元件吸附位置C1、C2同时吸附元件所需的回转头24的旋转角度。并且，根据两台带式供料器23的最前头的元件的当前位置和直线A1、A2上的元件吸附位置C1、C2，能够算出在元件吸附位置C1、C2同时吸附元件所需的两台带式供料器24的带进给量。另外，只要回转头24的旋转中心(吸嘴26的回转半径)和元件的理想吸附点的位置信息预先存储于存储装置43即可。
在图6的结构例中，总计十六个吸嘴26(N1～N16)在圆周方向上以22.5°的间距排列保持于回转头24，在两台带式供料器23的元件吸附位置C1、C2之间具有三个吸嘴26。即，吸附元件的两个带式供料器23的间隔被设定为回转头24的四个角度间距(22.5°×4＝90°)的间隔。
对于使十六个吸嘴26(N1～N16)吸附元件的顺序，最初，以使两个吸嘴26(N1和N13)的吸附点位于通过两台带式供料器23的最前头的元件的理想吸附点并沿各带式供料器23的带进给方向(Y方向)延伸的两条直线A1、A2上的方式，通过头移动机构25使回转头24在XY方向上移动，并且通过头旋转机构31使回转头24进行旋转动作，此外通过两台带式供料器23的带进给动作，将元件供给带的最前头的元件向直线A1、A2上的作为吸嘴26的吸附点的元件吸附位置C1、C2输送。
在进行了这样的位置校正动作之后，使位于两台带式供料器23的元件吸附位置C1、C2的上方的两个吸嘴26(N1和N13)同时下降而同时吸附了两个元件之后，使回转头24旋转一个角度间距(22.5°)，使接下来的两个吸嘴26(N2和N14)位于元件吸附位置C1、C2的上方，并使该两个吸嘴26(N2和N14)同时吸附两个元件。此时，若需要再次对两个吸嘴26(N2和N14)的位置、元件吸附位置C1、C2进行校正，则利用上述方法对该校正所需的回转头24的XY方向的移动量和旋转角度及两台带式供料器24的带进给量进行运算，进行回转头24的XY方向的移动和旋转动作、带式供料器24的带进给动作而再次对元件吸附位置C1、C2进行校正即可。
以后，同样，使回转头24旋转一个角度间距(22.5°)(根据需要进行上述位置校正动作)，在使接下来的两个吸嘴26(N3和N15)同时吸附了两个元件之后，使回转头24旋转一个角度间距(22.5°)(根据需要进行上述位置校正动作)，使接下来的两个吸嘴26(N4和N16)同时吸附两个元件。
之后，使回转头24旋转五个角度间距(22.5°×5＝112.5°)(根据需要进行上述位置校正动作)，在使两个吸嘴26(N9和N5)同时吸附了两个元件之后，使回转头24旋转一个角度间距(22.5°)(根据需要进行上述位置校正动作)，使接下来的两个吸嘴26(N10和N6)位于元件吸附位置C1、C2的上方，使该两个吸嘴26(N10和N6)同时吸附两个元件。以后，同样，使回转头24旋转一个角度间距(22.5°)(根据需要进行上述位置校正动作)，在使接下来的两个吸嘴26(N11和N7)同时吸附了两个元件之后，使回转头24旋转一个角度间距(22.5°)(根据需要进行上述位置校正动作)，使接下来的两个吸嘴26(N12和N8)同时吸附两个元件。由此，保持于回转头24的总计十六个吸嘴26(N1～N16)的元件吸附动作结束。
根据以上说明的本实施例，以使两个吸嘴26的吸附点位于通过两台带式供料器24的最前头的元件的理想吸附点并沿各带式供料器23的带进给方向延伸的两条直线A1、A2上的方式，进行回转头24在XY方向上的移动和旋转动作，通过两台带式供料器23的带进给动作，进行将最前头的元件向所述两条直线A1、A2上的作为吸嘴26的吸附点的元件吸附位置C1、C2输送的位置校正动作，因此即使安设于两台带式供料器23的元件供给带的最前头的元件的位置产生偏移，或者吸附这些元件的两个吸嘴26的位置产生偏移，在进行了上述位置校正动作之后，也能够使两个吸嘴26同时下降而同时吸附两处元件吸附位置C1、C2的元件，能够提高生产率。
若进行上述位置校正动作，则即使两台带式供料器23的带进给间距(元件尺寸)不同，也能够使两个吸嘴26同时吸附两个元件，而且，即使各吸嘴26的位置不规则地产生偏移，也能够使两个吸嘴26同时吸附两个元件。
另外，本发明不限定于上述实施例的结构，也可以对吸嘴26的个数进行变更，或者对元件安装机10的结构进行变更等，能够在不脱离主旨的范围内进行各种变更来实施，这是不言而喻的。
附图标记说明
10…回转头型元件安装机
12…电路基板
13…输送机
23…带式供料器
24…回转头
25…头移动机构
26…吸嘴
31…头旋转机构
32…Z轴驱动机构
33…嘴旋转机构
27…Z轴马达
39…Z轴滑动件
40…嘴座
41…控制装置(运算单元)
43…存储装置(存储单元)
46…卡合片

Claims (4)

1.一种回转头型元件安装机的元件吸附位置校正***，所述回转头型元件安装机具备：
多台带式供料器，通过元件供给带的进给动作而将收纳于该元件供给带的元件向元件吸附位置输送；
回转头，沿着圆周方向以固定间隔保持多个吸嘴；
头旋转机构，通过使所述回转头旋转而使所述多个吸嘴沿着该回转头的旋转方向进行回转；
Z轴驱动机构，使位于所述多台带式供料器中的任一台带式供料器的元件吸附位置的上方的吸嘴下降而使该吸嘴吸附元件；及
头移动机构，使所述回转头在XY方向上在进行元件吸附动作的元件吸附工位与进行元件安装动作的元件安装工位之间进行移动，
所述回转头型元件安装机的元件吸附位置校正***的特征在于，
所述Z轴驱动机构构成为，设于两处，并使位于所述多台带式供料器中的两台带式供料器的元件吸附位置的上方的两个吸嘴同时下降，而使所述两个吸嘴同时吸附所述两台带式供料器的最前头的元件，
在对吸附所述两台带式供料器的最前头的元件的元件吸附位置进行校正的情况下，执行位置校正动作，所述位置校正动作包括：第一动作，通过所述头移动机构使所述回转头在XY方向上移动，并且通过所述头旋转机构使所述回转头进行旋转动作，以使所述两个吸嘴的吸附点位于通过所述两台带式供料器的最前头的元件的理想吸附点并沿各带式供料器的带进给方向延伸的两条直线上；及第二动作，通过所述两台带式供料器的带进给动作，将所述最前头的元件向所述两条直线上的作为所述吸嘴的吸附点的元件吸附位置输送。
2.根据权利要求1所述的回转头型元件安装机的元件吸附位置校正***，其特征在于，
预先对所述多个吸嘴的位置进行测量，并将其位置数据存储于存储单元，
所述回转头型元件安装机的元件吸附位置校正***具备运算单元，所述运算单元从存储于所述存储单元的位置数据中检索吸附所述两台带式供料器的最前头的元件的两个吸嘴的位置数据，并基于所述两个吸嘴的位置和所述两台带式供料器的最前头的元件的理想吸附点的位置，而对向所述两台带式供料器的元件吸附位置移动所需的所述回转头的XY方向的移动量和旋转角度及所述两台带式供料器的带进给量进行运算。
3.根据权利要求1或2所述的回转头型元件安装机的元件吸附位置校正***，其特征在于，
所述两台带式供料器的带进给间距彼此不同，所述两台带式供料器将不同尺寸的元件向所述元件吸附位置输送。
4.一种回转头型元件安装机的元件吸附位置校正方法，所述回转头型元件安装机具备：
多台带式供料器，通过元件供给带的进给动作而将收纳于该元件供给带的元件向元件吸附位置输送；
回转头，沿着圆周方向以固定间隔保持多个吸嘴；
头旋转机构，通过使所述回转头旋转而使所述多个吸嘴沿着该回转头的旋转方向进行回转；
Z轴驱动机构，使位于所述多台带式供料器中的任一台带式供料器的元件吸附位置的上方的吸嘴下降而使该吸嘴吸附元件；及
头移动机构，使所述回转头在XY方向上在进行元件吸附动作的元件吸附工位与进行元件安装动作的元件安装工位之间进行移动，
所述Z轴驱动机构构成为，设于两处，并使位于所述多台带式供料器中的两台带式供料器的元件吸附位置的上方的两个吸嘴同时下降，而使所述两个吸嘴同时吸附所述两台带式供料器的最前头的元件，
所述回转头型元件安装机的元件吸附位置校正方法包括如下步骤：
在对吸附所述两台带式供料器的最前头的元件的元件吸附位置进行校正的情况下，执行位置校正动作，所述位置校正动作包括：第一动作，通过所述头移动机构使所述回转头在XY方向上移动，并且通过所述头旋转机构使所述回转头进行旋转动作，以使所述两个吸嘴的吸附点位于通过所述两台带式供料器的最前头的元件的理想吸附点并沿各带式供料器的带进给方向延伸的两条直线上；及第二动作，通过所述两台带式供料器的带进给动作，将所述最前头的元件向所述两条直线上的作为所述吸嘴的吸附点的元件吸附位置输送。
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