專利名稱：表面安裝裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種表面安裝裝置，其進行從部件吸附至搭載到基 板上的安裝動作。
背景技術：
當前，在利用XY軸驅動單元而可以移動的搭載頭上，安裝通過 Z軸驅動單元而能夠獨立地上下移動的多個吸附嘴的表面安裝裝置 中，為了使吸附嘴前端(或吸附部件)不接觸己搭載在基板上的部件 等，需要在開始在XY方向上移動時，使所有吸附嘴上升至不與己經(jīng) 搭載或最大高度的部件、或者表面安裝裝置上的照相機單元等障礙物 接觸的高度，在XY移動完成結束后，使吸附對象或搭載對象的吸附 嘴下降。
為了實現(xiàn)上述動作，如專利文獻1所示，已知一種裝置，其存 儲位于部件供給裝置和電路基板之間的障礙物的位置和高度，在通過 障礙物的同時使吸附嘴下降，由此縮短吸附嘴的移動時間。
專利文獻l:特開2004—303029號公報

發(fā)明內容
但是，根據(jù)上述專利文獻1所提出的技術，由于為了存儲所有 障礙物的位置和高度，不僅需要很大的數(shù)據(jù)量，而且在進行機械改造、 或安裝新單元的情況下，必須追加登錄新單元等的位置和高度，所以 產(chǎn)生無法柔性對應追加、變更的問題。
本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有的問題點，其課題在于，提供一種表 面安裝裝置，其實現(xiàn)部件安裝動作的高速化，而無需存儲基板上的安 裝部件等全部障礙物的平面方向位置和高度。
本發(fā)明的表面安裝裝置，具有XY軸驅動單元(6、 7)，其使
搭載頭(5)在平面方向上移動；多個吸附嘴(8)，其安裝在該搭載 頭上，利用Z軸驅動單元而可以升降移動；以及多個送料器(4)， 其向吸附區(qū)域供給部件，在使上述搭載頭向上述吸附區(qū)域的上方移 動，利用對象吸附嘴吸附部件后，使該搭載頭向基板上移動而搭載吸 附部件，其特征在于，具有存儲器，其存儲第l高度和第2高度， 該第1高度是在利用上述XY軸驅動單元使搭載頭移動時的吸附嘴高
度之中不與送料器接觸的高度，該第2高度是不與存在于吸附區(qū)域和
基板之間以及基板上的障礙物接觸的高度；以及控制單元，其進行下 述控制，即，在由多個吸附嘴順次連續(xù)吸附部件的情況下，將全部吸 附嘴保持在第2高度而使上述搭載頭向吸附區(qū)域的上方移動之后，使 預定進行吸附的全部吸附嘴下降至上述第1高度，在使對象吸附嘴從 該第1高度下降而吸附部件并使其上升時，在判定該吸附部件超過上 述第l高度的時刻，使上述搭載頭移動至下一次的吸附位置，從而， 解決上述問題。
在本發(fā)明中，也可以設置部件有無檢測傳感器，其分別檢測上 述多個吸附嘴是否吸附有部件，上述控制單元進行下述控制，即，根 據(jù)該部件有無檢測傳感器的檢測結果，針對每個送料器計數(shù)所產(chǎn)生的 吸附錯誤，在從錯誤發(fā)生率超過基準值的進料器連續(xù)吸附部件時，在 利用上述部件有無檢測傳感器確認了吸附部件的存在之后，利用上述 吸附嘴使搭載頭移動至下一次的吸附位置。
發(fā)明的效果
在由表面安裝裝置在基板上搭載部件時，通過XY軸驅動單元使 搭載頭進行XY移動的動作中，根據(jù)其目的存在4種移動模式，即"吸 附位置一吸附位置"、"吸附位置一搭載位置"、"搭載位置一搭載 位置"、"搭載位置一吸附位置"。在包括搭載位置的移動模式的情 況下，必須通過Z軸驅動單元使吸附嘴上升至吸附嘴(或吸附部件) 不與被搭載的部件接觸的高度，以可以使搭載頭通過基板上方。
但是，由于在使搭載頭進行"吸附位置一吸附位置"的XY移動 的情況下，其不通過基板上方，所以可知，僅使吸附嘴利用Z軸驅動
單元上升至不與送料器接觸的高度，就能夠進行搭載頭的XY移動。 本發(fā)明就是基于上述情況而提出的，根據(jù)本發(fā)明，在將安裝多
個吸附嘴的搭載頭利用XY軸驅動單元進行"吸附位置一吸附位置" 的XY移動，利用各吸附嘴順次吸附部件即進行連續(xù)吸附時，通過將 吸附嘴的Z軸方向高度的條件設為不與送料器接觸的高度，能夠提高 連續(xù)吸附動作的作業(yè)效率，進而實現(xiàn)在基板上搭載部件的安裝動作的 高速化。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的實施方式1的表面安裝裝置的外觀 的概略俯視圖。
圖2是表示上述表面安裝裝置所具有的搭載頭的概要的正視圖。 圖3是表示上述表面安裝裝置所具有的控制系統(tǒng)的概要的框圖。 圖4是表示使吸附嘴上下移動的Z方向的目標坐標的位置關系的圖。
圖5是表示由實施方式l進行的連續(xù)吸附動作的次序的流程圖。 圖6是表示重試率監(jiān)視次序的流程圖。
圖7是表示由實施方式2進行的部件有無確認模式的動作次序 的流程圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。 圖1是表示本發(fā)明所涉及的實施方式1適用的表面安裝裝置的 概要的俯視圖。
在該表面安裝裝置l中，可以利用基板搬運裝置2搬運印刷基 板3，定位在圖示的位置上。另外，在該表面安裝裝置l中，在圖中 上下位置上分別設置由多列構成的帶式送料器4，利用吸附嘴8吸附 供給到這些送料器4上的部件，該吸附嘴8安裝在搭載頭5上，利用 由X軸線性電動機7和左右的Y軸線性電動機6組成的XY軸驅動 單元，在XY方向上移動而定位，在由該吸附嘴8吸附后，使該搭載
頭5移動至上述印刷基板3上，向該基板3進行搭載。
在圖2中，放大顯示本實施方式所采用的搭載頭5的概要。在
該搭載頭5上沿X方向排列的多個(在本例中為4個)吸附嘴8，可
以分別利用獨立地進行驅動的Z軸驅動單元(未圖示)而上下移動，
同時可以利用未圖示的真空裝置吸附部件。
另外，在安裝在該搭載頭5上的多個吸附嘴8上，設置壓力式
傳感器和光學式傳感器這2種部件有無檢測傳感器，以用于檢測每個
吸附嘴上是否吸附部件。
壓力式傳感器9如圖2所示，設置在與每個吸附嘴連結的、用
于向前端供給負壓的真空用管道9A之前。另外，光學式傳感器10
是由激光投射部10A和感光部10B組合而形成的激光傳感器，激光
投射部IOA和感光部10B將各吸附嘴8夾在中間，并相對配置在上
述搭載頭5上。
由壓力式傳感器9進行的吸附部件的檢測，由于可以根據(jù)吸附 前后的差壓進行，所以可以在剛吸附之后的短時間內進行，但在由光 學式傳感器IO進行的情況下，需要利用Z軸驅動單元使吸附嘴從送 料器4的吸附高度，上升至搭載頭上的具有投射部和感光部10A、10B 的傳感器高度L。因此，通常因吸附嘴內徑較小而無法根據(jù)吸附前后 的差壓檢測有無吸附部件的小徑吸附嘴由光學式傳感器IO檢測，其 他吸附嘴8由壓力式傳感器9檢測。
在圖3中，表示具有本實施方式的表面安裝裝置的控制系統(tǒng)的 概要。
該控制系統(tǒng)具有CPU 20，該CPU 20執(zhí)行用于控制部件安裝動 作的各種運算，在該CPU 20上，分別經(jīng)由總線連接I/0控制單元 21、激光傳感器控制插件22、軸控制插件23、圖像處理插件24等各 子部件，同時與顯示運算結果等的顯示器25、保存控制程序或控制 數(shù)據(jù)等的HDD (硬盤驅動器)26連接。另外，與鍵盤或聯(lián)機設備 (online)等輸入單元31和存儲輸入的各數(shù)據(jù)的存儲器32連接，該 輸入單元31輸入后述的光學式傳感器高度L，同時輸入吸附高度(部 件高度)Z0、不與送料器接觸的第1高度(可吸附移動高度)Zl、
以及不與存在于吸附區(qū)域和基板之間及基板上的部件等障礙物接觸
的第2高度(可通過基板高度)Z2等的數(shù)據(jù)。
另外，上述1/ O控制單元21與壓力式傳感器9或真空用電磁 閥等致動器27連接，另外，激光傳感器控制插件22與激光傳感器 IO連接，軸控制插件23與伺服放大器28連接，該伺服放大器28用 于驅動構成上述XYZ軸的各線性電動機(軸驅動單元)的伺服電動 機29，圖形處理部件24與C^D照相機30連接。
在本實施方式中，在該控制系統(tǒng)中，針對使上述搭載頭5進行 XY移動時的吸附嘴8的高度，利用輸入單元31，如圖4所示，與光 學式傳感器高度L 一起，設定吸附高度(部件高度)Z0、不與送料 器接觸的第1高度(可吸附移動高度)Zl、以及不與存在于吸附區(qū) 域和基板之間及基板上的部件等障礙物接觸的第2高度(可通過基板 高度)Z2，存儲在存儲器32中。
并且，在由多個吸附嘴8連續(xù)吸附部件的情況下，首先在將全 部吸附嘴8保持在第2高度的狀態(tài)下，使上述搭載頭5向位于送料器 4的基板側前端的吸附區(qū)域4A的上方移動，之后使預定進行吸附的 全部吸附嘴8下降至上述第1高度Z1。
然后，使對象吸附嘴8上升，在判定此時吸附部件超過第1高 度Z1的時刻，進行使上述搭載頭5移動至下一吸附位置的控制。另 外，XYZ各軸方向的位置，由內置于對應的各驅動單元中的編碼器 (未圖示)的輸出確定。
下面，以由上述多個吸附嘴進行連續(xù)吸附的吸附循環(huán)為例，參 照圖5的流程圖說明本實施方式的作用。
首先，利用XY線性電動機6、 7使搭載頭5移動，使其從上一 次吸附循環(huán)中吸附的部件在基板3上的最后搭載點，移動至在下一次 吸附循環(huán)中最開始吸附部件的送料器的第1吸附點(步驟Sl、 S2)。 在該移動中，全部吸附嘴8的Z軸高度，為比基板3上的最大部件 高度更靠上方的可通過基板高度(第2高度)Z2。
在利用XY線性電動機6、 7使搭載頭5移動至第1吸附點的動 作完成后(在步驟S2中為"是")，使最先進行吸附的對象吸附嘴
的Z軸高度，從可通過基板高度Z2下降至吸附高度Z0，但此時首 先檢索在這次吸附循環(huán)中預定進行部件吸附的預定吸附嘴，使全部預 定吸附嘴同時下降至不與送料器4接觸的可吸附移動高度(第l高度) Zl (步驟S3)。
然后，使與吸附區(qū)域4A的吸附位置一致的對象吸附嘴8，下降 至吸附高度(部件高度)Z0 (步驟S4)，利用真空裝置進行部件吸 附(步驟S5)。
在吸附部件后，使下降至吸附高度的對象吸附嘴8上升(以下 將此動作稱為吸附上升)，根據(jù)由壓力式傳感器9在上述步驟5的部 件吸附時檢測出的差壓，判定是否可以對部件的有無進行真空檢測 (步驟S6)。
無論該步驟S6中的判定如何，都使對象吸附嘴8立即開始上升。 但是，此時使對象吸附嘴8上升的Z軸方向的目標坐標，根據(jù)其判 定結果而不同，在可以進行真空檢測的情況下，由于立刻檢測，所以 朝向可通過基板高度Z2而開始上升(步驟S7)。另一方面，在不可 以進行真空檢測的情況下，由于需要由光學式傳感器10實際進行檢 測，所以開始上升至部件有無檢測高度(光學式傳感器高度)L (步 驟S8)。
對象吸附嘴8開始上升后，由于仍剩余預定吸附嘴，所以繼續(xù) 進行下一次部件吸附，即在下一次的XY移動位置為吸附位置的情況 下(在步驟S9中為"是")，由于搭載頭5不通過基板3上方，所 以在檢測出吸附的部件的下表面通過Z軸坐標上的吸附移動高度Zl 的時刻(在步驟S10中為"是")，啟動XY軸線型電動機6、 7， 在對象吸附嘴8朝向上述Z軸方向的目標坐標而上升的過程中，通 過步驟Sl而使搭載頭5向下一次的吸附位置移動。由于第2次的吸 附動作中，對象吸附嘴8已經(jīng)下降至可吸附移動高度Zl，所以可以 在比第1次吸附動作更快的時間內使該吸附嘴8下降至吸附高度Z0。 從第3次吸附動作開始也可以重復同樣的動作。
這樣，在這次的吸附循環(huán)中，到達最后一次的吸附上升的情況 下(在步驟S9中為"否")，下一個XY方向的移動坐標為搭載點。
由此，由于搭載頭5通過基板3上方，所以僅在該情況下進行等待，
直到Z軸線性電動機進行的移動到達目標坐標(步驟Sll中為"是")。 然后，啟動XY軸線性電動機6、 7，使搭載頭5向基板3上方移動， 跳轉至搭載動作。
根據(jù)以上詳細敘述的本實施方式，通過將使搭載頭5進行XY 移動時的吸附嘴高度，設定為下述2種，即限定在吸附區(qū)域4A內的 移動的高度(不與送料器接觸的第1高度)Zl、和可以整體沿XY方 向移動的高度(不與最大高度部件接觸的第2高度)Z2，從而能夠 減少在吸附時由Z軸線性電動機使吸附噴嘴上下移動的時間。其結 果，能夠提高連續(xù)吸附動作的效率，進而能夠提高安裝動作整體的效 率。
下面，說明本發(fā)明所涉及的實施方式2。
如圖5所示的由上述實施方式1進行的連續(xù)吸附動作，具有下 述缺點。
在上述步驟S6中，即使在判定對象吸附嘴8無法進行真空檢測 的情況下，如果下一步是部件吸附，則只要該吸附嘴8超過可吸附移 動高度Z1，就使搭載頭5進行XY移動(步驟8、 9、 10、 1)。
這樣，在無法進行真空檢測的小徑吸附嘴時，不確認部件的有 無就進行下一次XY移動。因此，由于在吸附時會產(chǎn)生部件缺失或吸 附錯誤，所以吸附嘴前端要在移動中到達光學式傳感器10的高度L， 在這里確認沒有部件后，需要再次吸附相同的部件。
因此，在需要進行吸附的重試動作的情況下，由XY軸線性電 動機6、 7使搭載頭5進行返回原來吸附位置的動作。由此，在吸附 狀態(tài)較差，頻繁產(chǎn)生重試動作的情況下，反而有可能降低搭載效率。 這種吸附狀態(tài)惡化多數(shù)情況下是由部件或送料器引起的。
所以，在本實施方式中，作為其應對而設置下述構造，即，對 每個送料器監(jiān)視重試率(錯誤發(fā)生率)，僅對于重試率高的送料器， 改變次序，在剛吸附之后不使搭載頭5進行XY移動，而是在吸附上 升時，在高度L由光學式傳感器確認部件有無后，開始XY移動。
圖6表示監(jiān)視該重試率的流程圖。
首先，在CPU (控制單元)20中，設定規(guī)定計數(shù)(例如為100
次)作為進行判定的基準次數(shù)，同時將吸附計數(shù)和重試計數(shù)的各計數(shù)
值清零(步驟S21)。然后，在每次執(zhí)行吸附時，使吸附計數(shù)加1 (步 驟S22、 S23)，如果吸附失敗則使重試計數(shù)加1 (步驟S24、 S25)， 重復進行吸附動作直至吸附計數(shù)超過規(guī)定計數(shù)(步驟S26)。
如果超過規(guī)定計數(shù)，則將重試計數(shù)的合計除以目前為止的總計 數(shù)值，計算規(guī)定吸附計數(shù)內的重試率(步驟S27)，在超過預先設定 的重試率的基準值的情況下(在步驟S28中為"是")，設定為以 下說明的"部件有無確認模式"，即，由光學式傳感器IO確認部件 有無后，開始搭載頭5的XY移動(步驟S29)。持續(xù)該模式直至吸 附狀態(tài)改善。
在沒有超過的情況下(在步驟S28中為"否")，設定為"部 件有無省略模式"，即，省略部件確認的處理，按照上述實施方式1 中圖5的流程圖進行處理(步驟S30)。
圖7表示在步驟S29中設定的"部件有無確認模式"的動作次序。
在該流程圖中，步驟S31 S38與上述圖5的步驟S1 S8相同。
在本實施方式中，步驟S37、 S38之后的吸附次序中具有"部件 有無確認模式"的特征。
具體地說，在步驟S37、 S38中使對象吸附嘴開始向Z軸方向上 升后，不進行搭載頭5向XY方向的移動，而是等待對象吸附嘴8沿 Z方向向各目標坐標移動(上升)完成，即，在對象吸附嘴8可以進 行真空檢測的情況下，移動至可通過基板高度Z2，在對象吸附嘴8 不能進行真空檢測的情況下，移動至光學式傳感器高度L(步驟S39)。
如果對象吸附嘴8到達目標高度，為了慎重起見，在可以進行 真空檢測的情況下，由壓力傳感器9進行確認(步驟S40、 S41)， 在不能進行真空檢測的情況下，由光學式傳感器IO確認是否實際存 在部件(步驟S40、 S42)。
在確認部件存在的情況下(在步驟S43中為"是")，如果有 下一次的部件，則使搭載頭5向其吸附位置移動，在沒有部件的情況 下，對相同部件進行吸附重試(在步驟S43中為"否")。由于該 吸附重試動作不使搭載頭5進行XY移動，所以直接進行使對象吸附 嘴8下降的步驟S34以后的處理。
根據(jù)以上詳細敘述的本實施方式，通過監(jiān)視重試率，根據(jù)吸附 狀態(tài)切換吸附上升次序，可以對于送料器自動選擇最合適的吸附次 序，彌補上述實施方式1的缺點。另外，對于第1及第2高度Zl、 Z2，示出的是由輸入單元31設定并在存儲器32中存儲，但也可以 將已有部件的高度的最大值作為默認值，在出廠階段預先存儲在 HDD 26中，讀出上述值而進行設定。
權利要求
1.一種表面安裝裝置，其具有；XY軸驅動單元，其使搭載頭在平面方向上移動；多個吸附嘴，其安裝在該搭載頭上，利用Z軸驅動單元而可以升降移動；以及多個送料器，其向吸附區(qū)域供給部件，在使上述搭載頭向上述吸附區(qū)域的上方移動，利用對象吸附嘴吸附部件后，使該搭載頭向基板上移動而搭載吸附部件，其特征在于，具有存儲器，其存儲第1高度和第2高度，該第1高度是在利用上述XY軸驅動單元使搭載頭移動時的吸附嘴高度之中不與送料器接觸的高度，該第2高度是不與存在于吸附區(qū)域和基板之間以及基板上的障礙物接觸的高度；以及控制單元，其進行下述控制，即，在由多個吸附嘴順次連續(xù)吸附部件的情況下，將全部吸附嘴保持在第2高度而使上述搭載頭向吸附區(qū)域的上方移動之后，使預定進行吸附的全部吸附嘴下降至上述第1高度，在使對象吸附嘴從該第1高度下降而吸附部件并使其上升時，在判定該吸附部件超過上述第1高度的時刻，使上述搭載頭移動至下一次的吸附位置。
2. 根據(jù)權利要求1所述的表面安裝裝置，其特征在于， 設置部件有無檢測傳感器，其分別檢測上述多個吸附嘴上是否吸附有部件，上述控制單元進行下述控制，即，根據(jù)該部件有無檢測傳感器 的檢測結果，針對每個送料器計數(shù)所產(chǎn)生的吸附錯誤，在從錯誤發(fā)生 率超過基準值的進料器連續(xù)吸附部件時，在利用上述部件有無檢測傳 感器確認了吸附部件的存在之后，利用上述吸附嘴使搭載頭移動至下 一次的吸附位置。
全文摘要
本發(fā)明使表面安裝裝置中連續(xù)部件吸附動作高效化，實現(xiàn)部件安裝動作高速化。在具有安裝在搭載頭上的多個吸附嘴的表面安裝裝置中，將由XY軸驅動單元使搭載頭移動時的吸附嘴的高度，設定為不與送料器接觸的第1高度、和不與存在于吸附區(qū)域和基板之間及基板上的障礙物接觸的第2高度，在由多個吸附嘴順次連續(xù)吸附部件時，進行控制以使得將全部吸附嘴保持在第2高度而使上述搭載頭向吸附區(qū)域的上方移動后(S1、S2)，使預定吸附的全部吸附嘴下降至上述第1高度(S3)，在使對象吸附嘴從該第1高度下降而吸附部件后上升時(S4～S8)，在判定該吸附部件超過上述第1高度的時刻，使上述搭載頭移動至下一次吸附位置(S9、S10、S1)。
文檔編號H05K13/04GK101175395SQ20071016377
公開日2008年5月7日 申請日期2007年11月1日 優(yōu)先權日2006年11月1日
發(fā)明者栗野元一郎 申請人:Juki株式會社