本發(fā)明涉及一種掃描單元的安裝構(gòu)造。
背景技術(shù):
長久以來,公知有如下的表面安裝機:利用搭載于頭單元的安裝頭來吸附從供料器供給的電子元件,并安裝在印刷基板上。表面安裝機搭載有以相機為主體的元件識別裝置,采用識別并檢查被吸附保持在安裝頭上的電子元件的姿勢的結(jié)構(gòu)。
元件識別裝置具有固定式和掃描式。固定式如專利文獻1所述那樣利用在基臺上設(shè)置的固定式的相機進行電子元件的拍攝。固定式的相機的視野較大,因此具有能夠拍攝大型的電子元件的優(yōu)點,但需要在吸附電子元件后使搭載有安裝頭的頭單元移動至相機的設(shè)置位置,因此頭單元的移動距離變長。
另一方面,掃描式如專利文獻2所述的那樣使相機相對于頭單元相對移動而拍攝電子元件。掃描式的相機的視野較小,因此不適合拍攝大型的電子元件,但由于能夠利用電子元件向印刷基板上的安裝位置移動的時間來拍攝電子元件,因此與固定式相比能夠縮短頭單元的移動距離。
專利文獻1:日本特開平11-40996號
專利文獻2:日本特開2008-166550號
這樣,固定式與掃描式的優(yōu)點、缺點不同,因此存在僅使用固定式的情況、僅使用掃描式的情況、同時使用固定式及掃描式的情況,謀求能夠?qū)呙鑶卧唵蔚剡M行裝卸。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明是基于上述那樣的情況而完成的,其目的在于,能夠?qū)呙鑶卧鄬τ陬^單元簡單地進行裝卸。
本發(fā)明提供一種表面安裝機,對印刷基板安裝電子元件,上述表面安裝機具備:基臺;頭單元,具有沿一個方向并排設(shè)置的多個安裝頭;驅(qū)動裝置,使上述頭單元在上述基臺上沿平面方向移動;及掃描單元,設(shè)于上述頭單元,上述掃描單元包括:掃描相機,拍攝被吸附保持于上述安裝頭的電子元件;滑動裝置,使上述掃描相機沿著上述一個方向滑動;及安裝部,設(shè)于上述滑動裝置,通過使上述滑動裝置的安裝部相對于設(shè)于上述頭單元的被安裝部進行裝卸,將包括上述掃描相機與上述滑動裝置在內(nèi)的上述掃描單元整體相對于上述頭單元進行裝卸。
發(fā)明效果
在本發(fā)明中,能夠使掃描單元相對于頭單元簡單地進行裝卸。
附圖說明
圖1是適用于一實施方式的表面安裝機的俯視圖。
圖2是表示頭單元的支撐構(gòu)造的圖。
圖3是頭單元的主視圖。
圖4是頭單元與掃描單元的立體圖。
圖5是掃描單元的立體圖。
圖6是掃描單元的分解立體圖。
圖7是滑動裝置的剖視圖(圖6的A-A線剖視圖)。
圖8是頭單元的側(cè)視圖(表示安裝有掃描單元的狀態(tài))。
圖9是頭單元的側(cè)視圖(表示拆卸了掃描單元的狀態(tài))。
圖10是表示表面安裝機的電結(jié)構(gòu)的框圖。
圖11是放大頭單元的下部的圖。
圖12是放大頭單元的下部的圖。
圖13是表示由控制部執(zhí)行的校正處理的流程的流程圖。
圖14是放大頭單元的下部的圖。
附圖標記說明
1…表面安裝機
11…基臺
30…驅(qū)動裝置
60…頭單元
61…支撐框架
65…被安裝部
70…單元主體
73…安裝頭
77…位置基準部件
80…掃描單元
90…滑動裝置
91…框架
95…安裝凸緣(相當于本發(fā)明的“安裝部”)
130…線束單元
200…控制器
210…控制部
220…存儲部
具體實施方式
<一實施方式>
1.表面安裝機的整體結(jié)構(gòu)
如圖1所示,表面安裝機1具備基臺11、搬運印刷基板P的搬運輸送機20、頭單元60及使頭單元60在基臺11上沿平面方向(XY方向)移動的驅(qū)動裝置30。此外,在以下的說明中,將基臺11的長邊方向(即圖1的左右方向,印刷基板P的搬運方向)稱為X方向,將基臺11的進深方向(即圖1的上下方向,與X方向正交的方向)稱為Y方向,將圖3的上下方向稱為Z方向。
搬運輸送機20配置在基臺11的中央。搬運輸送機20具備沿X方向循環(huán)驅(qū)動的一對搬運帶21,通過與帶的摩擦,將搬運帶21上的印刷基板P沿X方向進行搬運。
在本實施方式中,圖1所示的左側(cè)成為入口,印刷基板P被從圖1所示的左側(cè)穿過搬運輸送機20而朝機內(nèi)搬入。被搬入的印刷基板P由搬運輸送機20運送至基臺中央的作業(yè)位置,并在此停止。
另一方面,在基臺11上,以包圍作業(yè)位置的周圍的方式設(shè)置四處元件供給部13。在這些各元件供給部13中,將供給電子元件的供料器15以橫向排列狀設(shè)置多個。
而且,在作業(yè)位置,通過搭載于頭單元60的安裝頭73進行將穿過上述供料器15而供給的電子元件安裝在印刷基板P上的安裝處理,并且,之后將結(jié)束了安裝處理的印刷基板P穿過輸送機20而向圖1中的右方向運送,向機外搬出。
驅(qū)動裝置30大體上由一對支撐腿41、頭支撐體51、Y軸滾珠絲桿45、Y軸馬達47、X軸滾珠絲桿55及X軸馬達57構(gòu)成。具體來說,如圖1所示,在基臺11上設(shè)置有一對支撐腿41。兩支撐腿41位于作業(yè)位置的兩側(cè),均沿Y方向筆直地延伸。
在兩支撐腿41上,沿Y方向延伸的導軌42設(shè)置在支撐腿上表面,并且以使長邊方向的兩端部與這些左右的導軌42嵌合的方式安裝有頭支撐體51。
另外,在右側(cè)的支撐腿41上裝配沿Y方向延伸的Y軸滾珠絲杠45,而且在Y軸滾珠絲杠45上螺合有滾珠螺母(未圖示)。而且,在Y軸滾珠絲杠45上設(shè)置有Y軸馬達47。
當對Y軸馬達47進行通電操作時,滾珠螺母沿著Y軸滾珠絲杠45進退,其結(jié)果是,固定于滾珠螺母的頭支撐體51及下述的頭單元60沿著導軌42沿Y方向移動(Y軸伺服機構(gòu))。
頭支撐體51為沿X方向較長的形狀。頭單元60以沿著X方向移動自如的方式安裝在頭支撐體51上。在該頭支撐體51內(nèi)置有沿X方向延伸的X軸滾珠絲杠55,而且在X軸滾珠絲杠55上螺合有滾珠螺母(未圖示)。
并且,在X軸滾珠絲杠55上設(shè)置有X軸馬達57,當對該馬達57進行通電操作時,滾珠螺母沿著X軸滾珠絲杠55進退,其結(jié)果是,固定于滾珠螺母的頭單元60沿著頭支撐體51在X方向上移動(X軸伺服機構(gòu))。
因此,通過復合控制X軸馬達57、Y軸馬達47,能夠在基臺11上沿平面方向(XY方向)對頭單元60進行移動操作。
在上述頭單元60成列地搭載多個進行電子元件的安裝作業(yè)的安裝頭73。各安裝頭73成為能夠通過R軸馬達78繞軸旋轉(zhuǎn)及通過Z軸馬達75的驅(qū)動而相對于頭單元60進行升降的結(jié)構(gòu)。另外,各安裝頭73構(gòu)成為從未圖示的負壓單元供給負壓,在頭前端產(chǎn)生吸引力。
通過設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu),能夠在預定時刻使X軸馬達57、Y軸馬達47、Z軸馬達75工作,由此執(zhí)行通過安裝頭73取出穿過供料器15而供給的電子元件、并將其安裝在印刷基板P上的處理。
此外,圖1所示的附圖標記“17”為元件識別相機。元件識別相機17在基臺11上以拍攝面朝上的方式被固定。該元件識別相機17拍攝由安裝頭73取出的電子元件的圖像(下表面圖像),檢測安裝頭73對電子元件的吸附姿勢。
2.頭單元60、掃描單元80的構(gòu)造
如圖3、圖4所示,頭單元60具備支撐框架61及相對于支撐框架61被固定的單元主體70。支撐框架61被安裝為相對于頭支撐體51沿X方向移動自如。單元主體70具備中間框架71、安裝為能夠相對于中間框架71上下移動的多個(在該例中為10個)安裝頭73、Z軸馬達75及R軸馬達78。
如圖3所示,各安裝頭73相對于中間框架71沿X方向(相當于本發(fā)明的“一個方向”)排列為一列狀。各安裝頭73為沿上下方向較長的軸狀,在下部設(shè)有通過負壓吸附電子元件的吸嘴74。Z軸馬達75設(shè)于各安裝頭73的上部側(cè),成為使各安裝頭73獨立地升降的構(gòu)造。另外,R軸馬達78是通過帶驅(qū)動使各安裝頭73繞軸旋轉(zhuǎn)的馬達,在本例中,在單元主體70的下部搭載有兩臺R軸馬達78。另外,在中間框架71的下部以位于R軸馬達78的側(cè)方的方式安裝有左右一對側(cè)壁76。
另外,如圖4所示,掃描單元80以能夠裝卸的方式安裝在頭單元60上。如圖5、圖6所示,掃描單元80具備掃描相機81、滑動裝置90及線束單元130。
滑動裝置90是使掃描相機81沿X方向滑動的裝置,如圖7所示具備框架91和滑動件111??蚣?1為沿X方向較長的形狀,剖面呈U字型??蚣?1的開口朝下。在框架91的上表面壁設(shè)有安裝凸緣(相當于本發(fā)明的“安裝部”)95。安裝凸緣95是從框架91的上表面壁向上方突出的縱壁。安裝凸緣95為沿X方向較長的形狀,在該例中,在框架91的X方向的全長范圍內(nèi)形成。另外,在框架91的X方向的兩側(cè)端部分別安裝有閉止板123,閉止板123在通過螺栓固定于框架91的側(cè)端面之外,也通過螺栓相對于安裝凸緣95的側(cè)端面進行固定。
滑動件111經(jīng)由線性引導件92而安裝于框架91的下部。并且,在滑動件111的上表面設(shè)置線圈113,另一方面,在框架91的內(nèi)部,與線圈113相向地安裝有磁體93。這些線圈113與磁體93構(gòu)成線性馬達120,通過驅(qū)動線性馬達120,能夠使固定于滑動件111的掃描相機81與滑動件111一并地沿著框架91在X方向上滑動。
另外,在滑動件111的前表面壁安裝有保護板125。保護板125安裝于在滑動件111的前表面壁上形成的狹縫112,覆蓋滑動件111的前方,發(fā)揮保護滑動件111及滑動件111所固定的線性引導件92的功能。
并且,在滑動件111的下部固定有掃描相機81。掃描相機81通過相對于設(shè)于滑動件111的下部的前后一對凸緣115進行螺栓緊固而被固定。
掃描相機81為沿Z方向較長的形狀,如圖7所示,配置為沿前后橫跨滑動件111。掃描相機81在前部側(cè)配置有拍攝部82,在中間配置有框架84,在后部側(cè)配置有相機主體85。前部側(cè)的拍攝部82具有供被拍攝體(在本例中為電子元件、位置基準部件77)通過的U字槽83。在U字槽83的底面形成入光窗83A,來自被拍攝體的光在從入光窗83被獲取之后,向后方進入到框架84內(nèi)而向相機主體85入射。
線束單元130由向線性馬達120的線圈113供給電力的三根線束131、固定三根線束131的基端部的第一接線板133、安裝于三根線束131的前端部的第二接線板135構(gòu)成。第一接線板133為沿X方向較長的形狀,相對于在滑動裝置90的框架91上形成的安裝凸緣95被固定。另外,第二接線板135固定于在滑動件111的后端部固定的縱壁117,第二接線板135及固定于該第二接線板135的線束前端與滑動件111一并地一體移動。
并且,掃描單元80整體作為一個單元而以相對于頭單元60裝卸自如的方式被安裝。即,將掃描相機81、滑動裝置90、線束單元130作為一個單元而以裝卸自如的方式進行安裝。
若具體說明,在滑動裝置90的框架91的上表面形成有安裝凸緣95。另一方面,在構(gòu)成頭單元60的支撐框架61的背面下部設(shè)有成為安裝凸緣95的對象的被安裝部65。被安裝部65為能夠供安裝凸緣95面接觸且沿X方向較長的平面。并且,在被安裝部65上形成有螺釘孔65A,通過將安裝凸緣95與被安裝部65重疊地進行螺栓緊固,能夠?qū)呙鑶卧?0相對于頭單元60進行固定(參照圖8)。另外,與之相反,通過解除螺栓緊固,能夠?qū)呙鑶卧?0從頭單元60拆卸(參照圖9)。
另外,如圖9所示,在被安裝部65的下部設(shè)有臺階部68。該臺階部68與滑動裝置90的框架91對應(yīng)地設(shè)置,成為將框架91從后方嵌合的構(gòu)造。
并且,在將掃描單元80組裝于頭單元60的狀態(tài)下,如圖8所示,掃描相機81的拍攝部82位于頭單元60的下方,拍攝部82的U字槽83的中心與安裝頭73的中心軸L一致。因此,當通過線性馬達120的驅(qū)動使掃描單元80相對于頭單元60沿X軸方向相對移動時,呈一列狀排列的各安裝頭73所吸附保持的電子元件通過U字槽83的內(nèi)部,因此能夠利用掃描相機81來拍攝安裝頭73所吸附保持的電子元件。
另外,在頭單元60上安裝有左右一對位置基準部件77A、77B。具體來說,如圖3所示,安裝于在構(gòu)成頭單元60的中間框架71的下部安裝的左右一對側(cè)壁76的外表面?zhèn)?。位置基準部?7A、77B為沿Z方向較長的形狀,前端從頭單元60向下方突出。位置基準部件77A、77B位于排列為一列狀的安裝頭73的外側(cè)。并且,如圖8所示,位置基準部件77A、77B的Y方向的位置與安裝頭73的中心軸L一致,當從Z方向觀察時,與沿X方向排列為一列狀的安裝頭73排列在同一直線上。位置基準部件77A、77B的前端面朝拍攝部82的U字槽83內(nèi)。
因此,當使掃描單元80相對于頭單元60沿X軸向相對移動時,除被吸附保持于安裝頭73的電子元件之外,也能夠拍攝位置基準部件77A、77B。此外,位置基準部件77A、77B為相同形狀,相對于單元主體70安裝為左右對稱。
另外,在頭單元60的左右兩側(cè),以位于位置基準部件77的外側(cè)的方式安裝有基板識別相機170?;遄R別相機170以拍攝面朝下的狀態(tài)固定于頭單元60,成為與頭單元60一并地一體移動的結(jié)構(gòu)?;遄R別相機170是為了對處于作業(yè)位置上的印刷基板P進行圖像識別而設(shè)置的。
2.表面安裝機1的電結(jié)構(gòu)
表面安裝機1具備控制器200??刂破?00如圖10所示具備控制部210和存儲部220。在控制器200上連接有X軸馬達57、Y軸馬達47、Z軸馬達75、R軸馬達78??刂撇?10基于存儲于存儲部220的數(shù)據(jù)、程序而控制上述各種馬達57、47、75、78,執(zhí)行對印刷基板P安裝電子元件的安裝處理。
另外,在控制器200上分別連接有線性馬達120、掃描相機81、基板識別相機170、元件識別相機17,基于從掃描相機81、基板識別相機170、元件識別相機17獲取的圖像,執(zhí)行對被吸附保持于安裝頭73的電子元件進行圖像識別的處理、對附著在印刷基板上的位置標記進行識別的處理。
3.與掃描單元更換相伴的校正處理
表面安裝機1將作為與各安裝頭73相關(guān)的位置數(shù)據(jù)的、以掃描相機81的原點位置Lo為基準的距各安裝頭73的X方向的距離數(shù)據(jù)Lx的初始值存儲于存儲部220。此外,原點位置Lo是掃描相機81的起始位置(基準位置),在本例中,是頭單元60的左端的位置。另外,在本說明書中,從圖11的左側(cè)依次對各安裝頭73標注編號,“Lx1”表示從原點位置Lo至第一個安裝頭73-1的距離,“Lx2”表示從原點位置Lo至第二個安裝頭73-2的距離。
以下,對伴隨著掃描單元更換而通過控制部210進行的校正處理進行說明。在此,以將掃描單元80更換為新的掃描單元80的情況為例進行說明。
控制部210在掃描單元更換作業(yè)前通過現(xiàn)有的掃描相機81進行對位置基準部件77A進行圖像識別的處理。即,首先,使現(xiàn)有的掃描相機81向圖11所示的原點位置Lo移動。
并且,控制部210進行使掃描相機81從原點位置Lo沿X方向移動而識別位置基準部件77A的處理,并且進行如下處理:基于獲得的識別結(jié)果而取得從原點位置Lo至位置基準部件77A的X方向的距離“Lm0”,并將該數(shù)據(jù)存儲于存儲部220(圖13所示的S10、S20)。
之后,通過作業(yè)者,進行將現(xiàn)有的掃描單元80與新的掃描單元80更換的作業(yè)(S30)。并且,當掃描單元80的更換作業(yè)結(jié)束時,控制部210與對現(xiàn)有的掃描相機81進行的控制同樣地進行利用更換后的新的掃描相機81對位置基準部件77A進行圖像識別的處理。即,首先,使更換后的掃描相機81向圖12所示的原點位置Lo移動。并且,進行使更換后的掃描相機81從原點位置Lo沿X方向移動而識別位置基準部件77A的處理,基于識別結(jié)果而取得從原點位置Lo至位置基準部件77A的X方向的距離“Lm1”(圖13所示的S40、S50)。
之后,控制部210比較更換前的距位置基準部件77A的距離“Lm0”與更換后的距位置基準部件77A的距離“Lm1”,計算距離的變化量α(S60)。
α=Lm1-Lm0····(1)式
此外,“α”的符號在Lm1>Lm0時為“正”,在Lm1<Lm0時為“負”。
并且,控制部210進行如下的處理:基于計算出的變化量α而校正從掃描相機81的原點位置Lo到各安裝頭73在X方向上的距離Lx。具體來說,如圖12所示,將從原點位置Lo至第一個安裝頭73-1的距離從更換前的距離“Lx1”校正為“Lx1+α”。另外,同樣地將距第二個安裝頭73-2的距離從“Lx2”校正為“Lx2+α”。并且,也同樣地校正距剩余的安裝頭73的距離(圖13所示的S70)。
并且,在印刷基板P的生產(chǎn)時,在對由安裝頭73吸附保持的電子元件進行圖像識別的情況下,控制部210基于校正后的距離而識別各安裝頭73的X方向的位置,拍攝被吸附保持于各安裝頭73的電子元件。即,控制部210使掃描相機81在從原點位置Lo移動了“Lx1+α”的時刻進行被吸附保持于第一個安裝頭73-1的電子元件的拍攝。另外,在從原點位置Lo移動了“Lx2+α”的時刻,進行被吸附保持于第二個安裝頭73-2的電子元件的拍攝,同樣地進行剩余的電子元件的拍攝。
由上可知,在掃描單元80的更換后,能夠?qū)呙柘鄼C81和各安裝頭73在X方向上的相對位置關(guān)系保持為與更換前相同的關(guān)系。若詳細說明,當更換掃描單元80時,有時因掃描單元80相對于頭單元60的安裝位置的誤差、元件精度的偏差等,與更換前相比,掃描相機81的原點位置Lo沿X方向偏移。
當原點位置Lo在X方向上偏移時,從原點位置Lo到各安裝頭73的距離Lx與更換前相比發(fā)生改變,因此當利用掃描相機81識別電子元件時,與更換前相比,電子元件的位置在X方向上偏移地被識別。
關(guān)于這點,在本表面安裝機1中,在頭單元60設(shè)有位置基準部件77A。位置基準部件77A是固定于頭單元60的位置不變的部件,即便更換掃描單元80等,位置基準部件77A的位置也是固定的。因此,通過在掃描單元80的更換前與更換后使用掃描相機81對位置基準部件77A進行圖像識別,比較距位置基準部件77A的距離,由此能夠求出原點位置Lo的位置偏移(變化量α)。并且,基于求出的變化量α,校正從掃描相機81的原點位置Lo到各安裝頭73在X方向上的距離Lx。因此,由于能夠在更換掃描單元80后將掃描相機81和各安裝頭73在X方向上的相對位置關(guān)系保持為與更換前相同的關(guān)系,因此若拍攝相同的電子元件,則能夠取得與更換前相同的圖像,具有再現(xiàn)性高的優(yōu)點。另外,根據(jù)位置基準部件77A的識別結(jié)果,除X方向的位置之外,能夠識別Y方向的位置。因此,也能夠根據(jù)在更換掃描單元80前與更換后使用掃描相機81對位置基準部件77A進行圖像識別而得到的結(jié)果,檢測掃描相機81的Y方向的位置的偏移量(Y方向的位置的變化量),除X方向的距離Lx的校正之外,也能夠校正掃描相機81的Y方向的位置偏移(即,原點位置Lo的Y方向的位置偏移)。此外,關(guān)于Y方向的位置校正,只要在更換后將由掃描相機81識別的電子元件的Y方向的位置校正掃描相機81的Y方向的位置的偏移量即可。
4.效果說明
元件識別相機17與掃描相機81均拍攝被吸附保持于安裝頭73的電子元件,用途是相同的。但是,由于元件識別相機17為固定式,因此相機的視野較大,具有能夠拍攝大型的電子元件的優(yōu)點,但需要在吸附電子元件后使頭單元60移動至相機的設(shè)置位置,頭單元60的移動距離變長。另一方面,掃描相機81的相機的視野較小,因此不適于拍攝大型的電子元件,但由于能夠利用將所吸附的電子元件向印刷基板上移動的時間來拍攝電子元件,因此能夠縮短頭單元60的移動距離。
這樣,固定式與掃描式的優(yōu)點、缺點不同,存在僅使用固定式的情況、僅使用掃描式的情況、同時使用固定式及掃描式的情況,謀求能夠?qū)呙鑶卧?0簡單地進行裝卸。關(guān)于這點,本表面安裝機1能夠使掃描單元80相對于頭單元60簡單地進行裝卸,因此能夠滿足上述要求。另外,在發(fā)生故障時,需要進行掃描單元80的更換作業(yè),因此也能夠比較容易地進行更換作業(yè)。
<其它實施方式>
本發(fā)明并不限定于由上述記載及附圖所說明的實施方式,例如下述的實施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
(1)在上述實施方式中,作為安裝頭73的位置的基準而利用了圖11所示的右側(cè)的位置基準部件77A,但也可以利用圖11所示的左側(cè)的位置基準部件77B。另外,在上述實施方式中,作為滑動裝置90的一個例子而例示了利用線性馬達120的裝置,但也可以利用以馬達為驅(qū)動源的滾珠絲桿機構(gòu)等。在上述實施方式中,作為安裝部的一個例子而例示了安裝凸緣95,但安裝部只要是具有與被安裝部重疊的壁面的構(gòu)造即可。另外,在上述實施方式中,將安裝凸緣95向被安裝部65螺栓緊固,但也可以是除此以外(例如夾緊)的固定方法。
(2)另外,位置基準部件77A(也可以是77B)例如在從掃描單元80切換為固定于基臺11的元件識別相機17的情況下也能夠利用。即,由于以位置基準部件77A為基準的距各安裝頭73的距離的數(shù)據(jù)與使用的相機無關(guān),是不變的數(shù)據(jù),因此,如圖14所示,若將以位置基準部件77A為基準的距各安裝頭73的距離Lc1、Lc2、Lc3···的數(shù)據(jù)預先存儲于存儲部220,則即使切換相機的種類,通過始終掌握以位置基準部件77A為基準的距各安裝頭73的距離Lc,也能夠以與更換前相同的條件來識別電子元件。即,不會使電子元件的位置在更換相機的前后在X方向上偏離地進行識別。