元器件的安裝裝置和安裝方法
2023-06-11 02:36:06 1
專利名稱：元器件的安裝裝置和安裝方法
技術領域：
本發明涉及例如用於將電子元器件安裝到基板上的元器件安裝裝置和安裝方法。
通常用於安裝電子元器件的元器件安裝裝置是利用一帶有吸嘴的安裝頭來拾取存放在供給支座上的元器件，隨後再將它們傳送至一目標基板，以便安裝到預定的安裝點上。在把各元器件安裝到基板上之前，需要用肉眼來識別其類型，並檢測任何位置偏差。
這種識別作業發生在安裝之前，通常是以下述方式進行的。一攝像機可從下方捕獲由安裝頭保持的一元器件的圖象。經常採用一線性攝像機來作為捕獲元器件圖象的裝置。該線性攝像機配備有一個線性傳感器，該傳感器包括多個一維對準的CCD元件。需捕獲其圖象的目標物體通過線性傳感器，並被掃描，從而產生一個二維的圖象數據。
這種傳統的元器件安裝裝置和安裝方法經常要在安裝頭上採用兩個或更多個吸嘴，以提高安裝效率。安裝頭上的多個吸嘴按照安裝順序從供給支座中的每個元器件供給器拾取所需的元器件，並使元器件通過攝像機，以便捕獲每個元器件的圖象並進行識別。
上述的線性攝像機在識別由多個吸嘴保持的多個元器件時有以下缺點。
線性攝像機通過對一目標元器件進行掃描來進行識別，以便從一組一維圖象獲取一個二維圖象。為了捕獲解析度讓人滿意的圖象，存在著一個對每個目標元器件進行掃描的適當速度。因此，當攝像機對由多個吸嘴保持的多個元器件連續地掃描時，必須針對每個元器件來改變掃描速度。
下面將結合圖4來描述在這種傳統的電子元器件安裝方法中，線性攝像機對每個元器件的掃描速度。
圖4是一曲線圖，示出了當捕獲一圖象時的掃描速度的變化，即，在傳統的電子元器件安裝方法中，安裝頭在捕獲圖象過程中的水平移動速度的變化。在圖4中，V1、V2和V3是相應各電子元器件(圖3中的110、120和130)的適當的掃描速度。這裡，三者的關係是V3＞V1＞V2。
從該曲線圖中可以看出，在捕獲元器件110、120和130的圖象時，安裝頭的水平移動速度是被切換成適於每個元器件的掃描速度V1、V2和V3。此外，當進行切換以獲得一穩定的掃描速度時，需要一個預定的趨近時間(approaching time)。為了對所有三個元器件均以穩定的速度來捕獲圖象，需要設定三個階段的趨近時間T1、T2和T3。
由於需要在淨捕獲時間的基礎上再加上趨近時間，所以就大大延長了總的掃描時間T，從而大大降低識別效率。這種傳統的元器件安裝方法需要在使多個元器件連續移動的同時，為每個電子元器件設定不同的掃描速度，以便識別各元器件。因此，使總的掃描時間T變長，從而降低了識別效率。
本發明旨在提供一種元器件安裝裝置和安裝方法，其可以在使多個元器件連續移動而對各元器件的圖象加以識別時，減少識別時間，提高識別效率。
本發明的元器件安裝裝置包括(a)一元器件供給支座；(b)一安裝頭，該安裝頭具有多個用於從供給支座拾取一元器件的吸嘴；以及(c)一用於識別元器件的識別裝置，識別裝置設置在安裝頭的移動路線上。
當使各元器件相對於識別裝置整體地移動時，可利用識別各元器件所需的最慢掃描速度來對每個元器件進行識別。在對每個元器件進行識別之後，將它們安裝到一安裝目標(例如一基板)上。
藉助上述方案，不再需要為掃描每個元器件而切換速度之後的一個趨近時間，這樣就減少了總的識別時間，實現了一種高效的元器件安裝裝置。
本發明的元器件安裝方法包括以下步驟(a)利用一安裝頭上的若干個吸嘴從一元器件供給支座拾取元器件；(b)使被拾取的各元器件相對於設置在安裝頭的移動路線上的一識別裝置以預定的速度整體地移動，以藉助識別裝置來對各元器件加以識別；以及(c)將各元器件安裝到一安裝目標上。
前述的預定速度是識別被拾取的各元器件所需的掃描速度中的最慢的一個速度。
本發明的另一種元器件安裝方法包括以下步驟(a)利用一安裝頭上的若干個吸嘴，從一元器件供給支座拾取若干元器件；(b)計算出用於識別被拾取的各元器件所需的掃描速度；(c)鑑別出所計算出的掃描速度中的最慢的一個速度；(d)使安裝頭移動，從而對以最慢的速度相對於設置在該安裝頭的移動路線上的一識別裝置整體移動的各元件進行掃描；(e)在掃描過程中，對各元器件加以識別；以及(f)將各元器件安裝到一安裝目標上。
該方法是使多個元器件相對於識別裝置整體地移動，並使這些元器件相對於識別裝置以掃描速度組中最慢的速度來進行掃描。這樣就不需要在為每個元器件切換掃描速度所需的趨近時間，從而能減少總的識別時間，實現高效的元器件安裝。
圖1是根據本發明一較佳實施例的元器件安裝裝置的立體圖；圖2是根據本發明該較佳實施例的元器件安裝裝置的平面圖；圖3是根據本發明該較佳實施例的元器件安裝裝置的局部立體圖；圖4是一曲線圖，示出了在一傳統的元器件安裝方法中，當捕獲圖象時的掃描速度。
下面將結合附圖來描述本發明的一個較佳實施例。
對根據本發明該較佳實施例的元器件安裝裝置而言，圖1是一個立體圖，圖2是一個平面圖，圖3是一個分解視圖。
首先來描述根據該較佳實施例的元器件安裝裝置的構造。
在圖1中，在底座1的中央設置有沿X方向的傳送導軌2。傳送導軌2是一個用於傳送和定位基板3的定位裝置，各元器件需安裝在基板3上。在傳送導軌2的兩側設置有用於元器件(如電子元器件)的供給支座4。供給支座4具有用於供給帶膠帶元器件的膠帶供給器5和用於供給存放在託盤7上的元器件100的託盤供給器。
元器件安裝頭9附連於X軸線的工作檯8。安裝頭9是一個多吸嘴型安裝頭，設置有兩個或更多個吸嘴11。X軸工作檯8設置在一對平行的Y軸工作檯10上。通過驅動X軸工作檯8和Y軸工作檯10可使安裝頭9水平移動。附連在頭部9下方的吸嘴11可在膠帶供給器5的拾取位置上拾取每個元器件，並從託盤供給器5的預定託盤7上拾取元器件100，並將元器件安裝到位於傳送導軌2上的基板3上。換言之，安裝頭9可藉助多個吸嘴11來拾取不同類型的元器件供安裝之用。因此，X軸工作檯8和Y軸工作檯10成為安裝頭9的傳送裝置。
下面將結合圖3來描述安裝頭9。
安裝頭9是一個三聯安裝頭，包括單個的頭部91、92和93。每個頭部91、92和93均具有用於吸持元器件的吸嘴11。每個吸嘴11均具有用於照亮其所拾取元器件的圓形反射板21，該反射板可以反射來自於底部光源的光線。吸嘴11由θ軸電動機22帶動旋轉，並藉助由Z軸電動機25驅動的、裝配於螺母24的螺杆23來升高和降低。
線性攝像機15沿著安裝頭移動路線設置在傳送導軌2和供給支座4之間。在保持著元器件的安裝頭9水平地移過攝像機15的同時，進入攝像機15之光學系統的光線被一維線性傳感器18所接收，以便對元器件加以識別。圖3示出了由三個頭部91、92和93保持三種不同類型的電子元器件110、120和130的例子。在此狀態下，安裝頭9整體地移動，因而使頭部91、92和93都通過攝像機15，以便連續地捕獲並識別元器件110、120和130的圖象。
接著來描述藉助以上構造的本發明的元器件安裝裝置來進行安裝的安裝方法。
(a)安裝頭9從供給支座4拾取一元器件。在此，單個安裝頭91、92和93分別拾取不同類型的元器件110、120和130。
(b)安裝頭9移過線性攝像機15，分別由頭部91、92和93保持的元器件110、120和130整體地移過攝像機15，以便識別每個元器件。
(c)將每個元器件安裝到基板3上。
在上述的步驟(b)，用於識別三種元器件110、120和130的圖象捕獲工作是以下述方式進行的。
首先，用於捕獲各元器件110、120和130之圖象的掃描速度是相同的。在利用線性攝像機進行識別的過程中，使在掃描過程中的每個圖象記錄時間所獲得的一維圖象平行地對準，以便獲得二維圖象。因此，重要的是，需正確地設定掃描速度。換言之，需要將掃描速度設定在一預定的上限值以下，以便獲得預定的解析度。用以實現所需解析度的速度上限值被設定為圖4中的適當掃描速度V1、V2和V3。這些適當的掃描速度取決於每個元器件的尺寸和形狀的複雜程度。因此，當藉助如上所述的整體移動的三個頭部來保持不同類型的元器件以進行識別時，所謂適當的掃描速度對每個元器件而言都是不同的。
在該較佳實施例中，可獲取上述掃描速度V1、V2和V3中的最慢掃描速度Vm來使三個構件一起移動。整個安裝頭9以這樣一種掃描速度Vm相對於攝像機15移動，以便連續地獲取各元器件110、120和130的圖象。
在該方法中，所有三個元器件110、120和130的圖象都是以低於上限速度的掃描速度來捕獲的，所述上限速度取決於所需的解析度。因此，捕獲的圖象總是可以滿足所需的解析度水平。此外，由於對每個構件採用相同的掃描速度，被掃描的各元器件與攝像機15之間的相對速度保持恆定。換言之，該系統可以不必需要如圖4所示的傳統方法中所需的趨近時間T1、T2和T3。因此，本發明的安裝方法可以減少捕獲所有元器件之圖象所需的總時間，還可以減少元器件安裝的間歇時間，從而提高安裝效率。
顯然，如果在安裝頭上安裝四個或更多個吸嘴，也可以實現同樣的效果。
如上所述，在本發明中，在捕獲每個元器件之圖象的過程中，使多個元器件相對於對其進行掃描的識別裝置整體地移動，並將最慢的掃描速度作為對各元器件進行掃描的速度。這樣就消除了在已有技術中對每個元器件進行掃描而進行速度切換所需的趨近時間，從而提高了安裝效率。
權利要求
1．一種元器件安裝裝置，包括(a)一元器件供給支座；(b)一安裝頭，該安裝頭具有多個用於從所述供給支座拾取一元器件的吸嘴；以及(c)一用於識別元器件的識別裝置，所述識別裝置設置在所述安裝頭的移動路線上；其中，使所述各元器件相對於所述識別裝置整體地移動，利用識別各個被拾取元器件所需的掃描速度中的最慢的一個速度來對每個元器件進行識別，隨後再將所述各元器件安裝到一安裝目標上。
2．如權利要求1所述的元器件安裝裝置，其特徵在於，所述吸嘴中的至少兩個可吸取不同類型的元器件。
3．如權利要求1所述的元器件安裝裝置，其特徵在於，所述安裝頭具有至少三個所述吸嘴，所述各吸嘴可拾取至少三種類型的元器件。
4．如權利要求1所述的元器件安裝裝置，其特徵在於，所述識別裝置是固定的，當所述安裝頭相對於所述識別裝置移動時，所述識別裝置捕獲所述各元器件的圖象以對各元器件加以識別。
5．如權利要求4所述的元器件安裝裝置，其特徵在於，所述識別裝置是一線性攝像機。
6．一種元器件安裝方法，包括(a)利用一安裝頭上的多個吸嘴從一元器件供給支座拾取一元器件；(b)使所述被拾取的各元器件相對於設置在所述安裝頭的移動路線上的一識別裝置以預定的速度整體地移動，以藉助所述識別裝置來對各元器件加以識別；以及(c)將所述各元器件安裝到一安裝目標上；其中，所述預定的速度是識別被拾取的各元器件所需的掃描速度中的最慢的一個速度。
7．如權利要求6所述的元器件安裝方法，其特徵在於，所述吸嘴中的至少兩個可吸取不同類型的元器件。
8．如權利要求6所述的元器件安裝方法，其特徵在於，所述安裝頭具有至少三個所述吸嘴，所述各吸嘴可拾取至少三種類型的元器件。
9．如權利要求6所述的元器件安裝方法，其特徵在於，所述識別裝置是固定的，當所述安裝頭相對於所述識別裝置移動時，所述識別裝置捕獲所述各元器件的圖象以對各元器件加以識別。
10．如權利要求9所述的元器件安裝方法，其特徵在於，所述識別裝置是一線性攝像機。
11．一種元器件安裝方法，包括(a)利用一安裝頭上的多個吸嘴，從一元器件供給支座拾取一元器件；(b)鑑別出用於識別被拾取的各元器件所需的掃描速度；(c)鑑別出所述掃描速度中的最慢的一個速度；(d)使所述安裝頭移動，從而對以所述最慢的速度相對於設置在該安裝頭的移動路線上的一識別裝置整體移動的各元件進行掃描；(e)在掃描過程中，對所述各元器件加以識別；以及(f)將所述各元器件安裝到一安裝目標上。
全文摘要
本發明涉及一種元器件安裝裝置和安裝方法,其是利用一具有多個吸嘴的安裝頭來拾取元器件,並在進行識別之後將這些元器件安裝到一個安裝目標上。被拾取的元器件相對於設置在安裝頭移動路線上的一個元器件識別裝置整體地移動,以便對每個元器件進行掃描和識別。在掃描過程中,採用識別各元器件的掃描速度中最慢的速度。這樣就不再需要每個元器件的掃描過程中的切換速度時所需的趨近時間,從而能減少總的識別時間,提高了安裝效率。
文檔編號H05K13/04GK1283956SQ00122559
公開日2001年2月14日 申請日期2000年8月4日 優先權日1999年8月6日
發明者柏木康宏, 永尾和英 申請人:松下電器產業株式會社