專利名稱：自動電子部件安裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一種自動電子部件安裝裝置。更確切地說涉及一種被設(shè)置成將芯片部件裝到印刷電路板上的小型高速的電子部件安裝裝置。
編號為6-85492的日本專利第一次公開論述了一種如圖28所示的普遍使用的機器人驅(qū)動的安裝裝置。裝置包括一電子部件饋給器70，一用于將一印刷電路板75固定的板夾持件79，一安裝頭72，一第一驅(qū)動軸73和一第二驅(qū)動軸74。電子部件饋給器70上布置有若干帶盒77，以便將置于帶上的電子部件按順序供給。安裝頭72可轉(zhuǎn)動和可滑動地支承著一個撿拾嘴71以便將電子部件撿拾起來并安裝至印刷電路板75上。第一驅(qū)動軸73上布置有安裝頭72，第二驅(qū)動軸74按垂直于第一驅(qū)動軸73的方向移動第一驅(qū)動軸73，使安裝頭72能在坐標(biāo)軸X-和Y-兩個方向上移動。
編號為7-202491的日本專利第一次公開論述了一種如圖29所示的高速旋轉(zhuǎn)安裝裝置，它包括一旋轉(zhuǎn)頭81，一部件饋給器80，一電子部件監(jiān)視器86和一XY工作平臺83。旋轉(zhuǎn)頭81有若干沿旋轉(zhuǎn)頭周向布置的撿拾嘴82，這些撿拾嘴周期性地轉(zhuǎn)動。部件饋給器80移動至其中的一個撿拾器82停止轉(zhuǎn)動的那個位置。XY工作平臺83固定有一印刷電路板，以便將電子部件安裝在印刷電路板上，并可在兩個互相垂直的方向上移動。電子部件的撿拾、監(jiān)視和安裝與旋轉(zhuǎn)頭81的旋轉(zhuǎn)是同步進行的。
但是上述已有技術(shù)的安裝裝置存在下述缺陷。機器人驅(qū)動的安裝裝置結(jié)構(gòu)上簡單小巧，但由于要將電子部件逐個拾起并裝于印刷電路板75上，故難以進行快速操作。而高速旋轉(zhuǎn)安裝裝置雖能快速地將電子部件安裝在印刷電路板上，但其結(jié)構(gòu)笨重，且設(shè)備造價高。這樣就需要尋求一種集中了上述兩種傳統(tǒng)裝置優(yōu)點的小巧而快速的安裝機。
因此本發(fā)明的一個主要目的在于避免已有技術(shù)的不利方面。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種小巧而高速的電子部件安裝裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供有一種電子部件安裝裝置，它包括(a)一含有多個盒的第一部件饋給器，每一盒內(nèi)儲存有電子部件并具有一撿拾站；(b)一含有多個盒的第二部件饋給器，每一盒內(nèi)儲存有電子部件并具有一撿拾站，第二部件饋給器沿第一方向布置在離開第一部件饋給器的預(yù)選定的間距處；(c)一固定印刷電路板的工作平臺，使電子部件可以安裝于印刷電路板上，工作平臺以預(yù)定的間隔位于第一部件饋給器和第二部件饋給器之間，并設(shè)計成可沿垂直于第一方向的第二方向移動；(d)一第一安裝頭，該安裝頭包括多個可沿垂直方向移動的、用于將電子部件從撿拾站拾起的撿拾嘴，第一安裝頭被設(shè)置成可沿第一方向移動；(e)一第二安裝頭，該安裝頭包括多個可沿豎直方向移動以將電子部件從撿拾站拾起的撿拾嘴，第二安裝頭被設(shè)置成可沿第一方向移動；以及(f)一用來控制工作平臺及第一和第二安裝頭移動的控制器，以便第一及第二安裝頭將電子部件從撿拾站內(nèi)拾起，然后將它們安裝到固定于工作平臺上的印刷電路板上的給定位置。
在本發(fā)明的一較佳模式中，第一和第二部件饋給器的每一盒沿第一方向的第一節(jié)距處彼此相鄰地布置。第一和第二安裝頭的每一撿拾嘴在與第一節(jié)距一樣的第二節(jié)距處彼此相鄰地布置。
控制器以第一和第二工作模式控制第一和第二安裝頭的移動。第一工作模式是使第一安裝頭通過撿拾嘴從第一部件饋給器的諸撿拾站內(nèi)撿拾起電子部件，而與此同時，第二安裝頭則將已經(jīng)由撿拾嘴拾起的電子部件安裝到固定于工作平臺之上的印刷電路板上。第二工作模式是使第二安裝頭通過撿拾嘴從第二部件饋給器的諸撿拾站內(nèi)撿拾起電子部件，而與此同時，第一安裝頭則將已經(jīng)由撿拾嘴拾起的電子部件安裝到固定于工作平臺之上的印刷電路板上。
控制器控制每一第一及第二安裝頭的諸撿拾嘴的垂直移動，以便每一第一及第二安裝頭的諸撿拾嘴可同步地?fù)焓捌痣娮硬考?br> 控制器還可交替地控制第一和第二安裝頭，使得每一第一及第二安裝頭的包含第一數(shù)目撿拾嘴的第一組與包含第二數(shù)目撿拾嘴的第二組可以以不同的定時移動撿拾起電子部件。
每一第一及第二安裝頭的第一組的每一個撿拾嘴以一第一撿拾操作從諸盒中所選擇的一個撿拾站撿拾起一個電子部件，而每一第一及第二安裝頭的第二組的每一個撿拾嘴以一隨第一撿拾操作之后的第二撿拾操作從諸盒中的所選的一個撿拾站撿拾起一個電子部件。
控制器可控制每一第一和第二安裝頭的諸撿拾嘴垂直移動，使每一第一和第二安裝頭的諸撿拾嘴中至少有一個被移動以從盒上選定的一個撿拾站撿拾起其中的一個電子部件。
控制器可控制第一和第二安裝頭中的每一個沿第一方向的移動以及第一和第二安裝頭中每一個的諸撿拾嘴的垂直移動，使得各第一和第二安裝頭中的給定數(shù)目的撿拾嘴中的每一個從盒的所選的諸撿拾站中的一個撿拾起其中的一個電子部件。
各第一和第二安裝頭包括一撿拾嘴移動機構(gòu)，該機構(gòu)具有一提升件和下落裝置，提升件用來將撿拾嘴同步地向上擔(dān)升，下落裝置用于互相獨立地將撿拾嘴降下。
在第一和第二部件饋給器上分別置放一第一傳感器和一第二傳感器，用來監(jiān)視由撿拾嘴撿拾起的電子部件的存在和部件的取向，并且據(jù)此提供指示信號。
還提供了一旋轉(zhuǎn)裝置，用于使每一撿拾嘴圍繞其中心旋轉(zhuǎn)。
每一撿拾嘴具有一在垂直方向上延坤的長度。所述旋轉(zhuǎn)裝置圍繞在長度方向延伸的每一撿拾嘴的中心線轉(zhuǎn)動撿拾嘴。
還進而提供了一位置監(jiān)視器和一位置偏移校正機構(gòu)。位置監(jiān)視器監(jiān)視撿拾站所夾持的每一電子部件的位置，并確定其是否偏離給定的正確位置。位置偏移校正機構(gòu)調(diào)整在工作平臺與具有位置偏移的一個電子部件之間的相對位置，以便補償這種位置偏移。
位置偏移校正機構(gòu)包括所述旋轉(zhuǎn)裝置和一被設(shè)計成能沿第二方向上移動工作平臺A0電子部件的移動機構(gòu)。
位置偏移校正機構(gòu)還包括一設(shè)計成能沿第一方向移動第一和第二安裝頭的第二移動機構(gòu)。
從以下的詳述及所附關(guān)于本發(fā)明較佳實施例的示意圖中可對本發(fā)明有更全面的理解，但這一特定的實施例僅僅是解釋性的以及為便于理解而已，不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限定。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電子部件安裝裝置的立體視圖；圖2是圖1的平面圖；圖3是示出一安裝頭的部分透視圖；圖4是示出圖3所示的安裝頭所配有的撿拾嘴的側(cè)視圖；圖5是示出一裝有電子部件的盒的透視圖；圖6是圖5所示的盒的電子部件定位機構(gòu)的部分透視圖；圖7是圖6的平面圖；圖8(a)和圖8(b)是示出一電子部件安裝裝置的撿拾和安裝操作的平面圖；圖9(a)和圖9(b)是示出一電子部件安裝裝置的撿拾和安裝操作的平面圖；圖10(a)和圖10(b)是示出一撿拾嘴的順序撿拾操作的側(cè)面圖11是示出阻止一撿拾嘴的撿拾操作的工作的側(cè)面圖；圖12(a)、12(b)和13是示出諸安裝頭及諸撿拾嘴在撿拾起電子部件時的操作的前視圖；圖14(a)、14(b)、15(a)、15(b)和16是示出安裝頭在根據(jù)本發(fā)明的第二實施例撿拾起電子部件的一系列操作的前視圖；圖17(a)、17(b)、18(a)、18(b)、19(a)和19(b)是示出安裝頭在根據(jù)本發(fā)明的第三實施例撿拾起電子部件的一系列操作的前視圖；圖20(a)是示出用于本發(fā)明第四實施例的印刷電路板的一種線路圖形的平面圖；圖20(b)是示出用于本發(fā)明第四實施例的印刷電路板的另一種線路圖形的平面圖；圖21和22是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的安裝頭的一系列操作的部分透視圖；圖23和24是解釋本發(fā)明的一電子部件安裝裝置的線傳感器布置的優(yōu)點的示例；圖25(a)和25(b)是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的一撿拾嘴下落機構(gòu)的側(cè)面圖；圖26是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的安裝頭的部分透視圖；圖27是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的電子部件安裝裝置的平面圖；圖28是一示出一傳統(tǒng)的電子部件安裝裝置的透視圖；以及圖29是一示出另一傳統(tǒng)的電子部件安裝裝置的透視圖。
現(xiàn)參見諸圖，尤其是圖1，其中示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一電子部件安裝裝置。
該電子部件安裝裝置一般包括一底架1、第一和第二部件饋給器2和3，一工作平臺6，第一和第二安裝頭10和11，以及一用來控制裝置的全部操作的控制器38。
第一和第二部件饋給器2和3的每一個上布置有兩組盒4，每一盒內(nèi)儲存著電子部件。第一和第二部件饋給器2和3以一給定的間距安裝在底架1上。工作平臺6布置在第一和第二部件饋給器2和3之間的間距內(nèi)，并被設(shè)計成如圖2所示的那樣通過電機14經(jīng)一球形螺桿5以沿導(dǎo)軌7的相同方向(亦即沿Y方向)移動，由此在固定印刷電路板19的同時由盒4提供電子部件。
第一和第二安裝頭10和11的每一個固定有多個撿拾嘴(真空嘴)18以提取并夾持電子部件，撿拾嘴靠一導(dǎo)軌組件8以一垂直于電子部件供應(yīng)方向(亦即Y一方向)的方向(亦即X一方向)移動，導(dǎo)軌組件8上布置有一熟知的驅(qū)動機構(gòu)，該機構(gòu)被安裝在上框架9的下表面上并與底架1相連。諸撿拾嘴18在給定的節(jié)距上沿X方向彼此相鄰排列，撿拾嘴節(jié)距與布置在第一和第二部件饋給器2和3上的那些盒4的節(jié)距是一樣的，以便當(dāng)撿拾電子部件時，每一撿拾嘴18可與盒4中的相應(yīng)的一個對齊。
如圖2所示，電子部件安裝裝置還包括一裝載器15，一卸載器16以及第一和第二線傳感器12和13。裝載器15將印刷電路板19傳送至工作平臺6。卸載器16則將印刷電路板19從工作平臺6上運出。每一第一和第二線傳感器12和13被布置于兩組盒4之間，也就是說，處于第一和第二饋給器2和3之一的中間，傳感器測量由撿拾嘴18所夾持的電子部件的高度。第一和第二線傳感器12和13上配有切口以便讓固定有電子部件的撿拾嘴18在沿X方向移動時可從傳感器上通過。
圖3示出每一第一和第二安裝頭10和11的構(gòu)造。撿拾嘴18安裝在軸17之內(nèi)，軸17由支承座塊37所支承，支承座塊可在垂直方向上移動并可轉(zhuǎn)動。在軸的上端布置有若干定位座25。如圖4所清楚地示出的那樣，每一定位座25在其周向表面上形成有多個垂直切口25a，其中的一個切口與定位銷27中對應(yīng)的一個相嚙合，定位銷緊固于一平板94上，該平板在軸17到達(dá)下死點時與支承座塊37的前表面相連接。
在支承座塊37之上，安裝有一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機20和一垂直滑動驅(qū)動電機28。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機20上裝有一驅(qū)動齒輪(亦即小齒輪)21，該齒輪與由導(dǎo)向輥36可滑動地支承的齒條23相嚙合。齒條23與一組安裝于軸17之上的從動齒輪22相嚙合。
一曲軸29偏心地安裝在垂直滑動驅(qū)動電機28上并且由一裝在曲軸29之上的銷27旋轉(zhuǎn)地支承，一平板30可滑動地裝于一滑座31和一支承座上，滑座可沿垂直方向滑動。如圖4所清楚地示出的那樣，平板30有一第一棘爪32，它與第二棘爪39相嚙合，第二棘爪位于可滑動地支承于電磁體33內(nèi)的圓筒34的底部。
圓筒34的每一第二棘爪39與可轉(zhuǎn)動地安裝在對應(yīng)軸17之一的上端的一凸緣98相嚙合。位于每凸緣98和一塊93之間的是一促使軸17向下移動的盤簧26。
每一電磁體33經(jīng)開關(guān)90和導(dǎo)線92與一電源相連。
圖5至圖7示出安裝于第一和第二部件饋給器2和3上的盒4中的一個，盒具有與日本專利第一次公開第7-28159號所揭示的相同的結(jié)構(gòu)，在此引作參考。
如圖5所述，盒包括一殼體41，一用于裝載電子部件的頂蓋44，以及一聚丙烯板42。一位于殼體41之內(nèi)的隔板47用于界定第一和第二貯藏室45和46，使電子部件可逐步由第一貯藏室45運送到第二貯藏室46。
一提升塊49經(jīng)殼體41的底部插入第二貯藏室46。一形成在殼體41內(nèi)的凹槽43用于運送電子部件50時可使部件對齊。防靜電的聚丙烯板42覆蓋在殼體41的前部，透過該板可看見電子部件50。一擋板51，一導(dǎo)向銷52和一拉桿53被設(shè)置在凹槽43的一出口(亦即一撿拾站)處。擋板51只有在提供電子部件50時才經(jīng)導(dǎo)向銷52由拉桿53來開啟和關(guān)閉，并使之移動。
如可從圖6和圖7中看到的那樣，拉桿53位于凹槽43的出口處附近以開啟和關(guān)閉擋板51，并將領(lǐng)先的一個電子部件50露出以及控制止動件63的線性移動，擋板51上形成有一與一真空源相連的第一真空凹槽59和一第一真空孔58，一與真空源相連的第二真空凹槽62，以及一第二真空孔61。第一真空凹槽59在第一真空孔58和凹槽43的出口之間相連通以便對電子部件50定位。第二真空凹槽62在第二真空孔61和凹槽43的一側(cè)部相連通以將領(lǐng)先的一個電子部件50與隨后的一個部件分開，這樣就有利于將電子部件50順序地運送至凹槽43的出口處。
以下論述安裝頭10和11的操作步驟。
首先，第一安裝頭10如圖8(a)所示根據(jù)控制器38的程序移動到第一饋給器2的一個位置并經(jīng)撿拾嘴18撿拾起電子部件50。
接著，如圖8(b)所示，安裝頭10移至第一線傳感器12。第一線傳感器12探測每一由撿拾嘴18所夾持的電子部件50的存在，定向及高度，并向控制器38提供指示信號。此時，第二安裝頭11將已從第二饋給器3撿拾起來的電子部件安裝到固定于工作平臺6的印刷電路板19上。
當(dāng)?shù)诙惭b頭11完成了安裝操作，第一安裝頭10即如圖9(a)所示移動至工作平臺6上的印刷電路板19之上，并將撿拾到的電子部件50安裝到印刷電路板19上。而第二安裝頭11則通過控制器38移至第二饋給器3的規(guī)定位置以便撿拾起電子部件50，然后，如圖9(b)所示，移至第二線傳感器13。第二線傳感器13探測每一由撿拾器18所夾持的電子部件50的存在，定向及高度，并向控制器38提供指示信號。
上述順序操作步驟可重復(fù)數(shù)次以將需要數(shù)量的電子部件50安裝到印刷電路板19上。
以下論述在每一盒4的撿拾站處的電子部件50的定位。
一系列沿凹槽43運送的電子部件50通過止動件63而中止，如圖6和7。對第二真空孔61和第二真空凹槽62施以一負(fù)壓，如圖7所清楚地示出的那樣，以拉動第二和第三電子部件，并使它們固定于第二真空凹槽62的定位側(cè)壁65處。然后，拉桿53作一擺動使止動件63在電子部件50移動的同方向上移動一段距離a，如圖7所示，使得領(lǐng)先的那個電子部件50自由。然后向第一真空孔58和第一真空凹槽59施以一負(fù)壓以拉動領(lǐng)先的那個電子部件50使之由定位端壁64和定位側(cè)壁65所定位。
以下將結(jié)合圖3、4、10(a)、10(b)和11論述將已定位的一個領(lǐng)先的電子部件50撿拾起來的操作過程。
如圖10(a)所示，當(dāng)開關(guān)90處于斷開位置時，圓筒34固定在棘爪32上，并未受到電磁體33的吸引。當(dāng)接通垂直滑動驅(qū)動電機28后，將導(dǎo)致如圖3所示的裝于曲軸29上的銷24向下運動，從而使板30和棘爪32沿滑座31向下運動。這將導(dǎo)致安裝于軸17上端的凸緣98借助于彈簧26的彈簧力而向下運動。這樣諸定位銷27分別與定位座25的諸垂直切口25a相嚙合，以固定撿拾嘴18的諸角位置。
當(dāng)需要將撿拾嘴18向下移動以使其與位于盒4的撿拾站內(nèi)的電子部件50相接觸，垂直滑動驅(qū)動電機28即斷開。然后撿拾嘴18經(jīng)電磁閥(未示)而被排空以抽取電子部件50。隨后垂直滑動電機28反轉(zhuǎn)以提升撿拾嘴18。在到達(dá)上死點時，撿拾嘴即處于靜止?fàn)顟B(tài)。
當(dāng)如圖11接通開關(guān)90時，電磁塊33通電以吸引圓筒34使之向上移動。這就防止了圓筒34、凸緣98，軸17和撿拾嘴18由于棘爪32在垂直滑動電機28的向下運動而引起的向下運動的趨勢。這樣，電子部件50就不會由撿拾嘴18所撿拾了。
以下將論述由撿拾嘴18撿拾起的電子部件50的安裝操作。
首先，通過轉(zhuǎn)動垂直滑動驅(qū)動電機28將安裝于曲軸29的銷24向下移動，由此如圖10(b)所示的那樣使平板30和棘爪32沿滑座31向下移動。這導(dǎo)致每一軸17的凸緣98借助于彈簧26的彈簧力向下移動。然后定位銷27與定位座25的垂直切口25a相嚙合，以分別固定撿拾嘴18各個角位置。
撿拾嘴18向下移動直至電子部件50與印刷電路板19相接觸為止，此時垂直滑動驅(qū)動電機停轉(zhuǎn)。然后撿拾嘴18內(nèi)的壓力通過一電磁閥(未示)被轉(zhuǎn)換到正值，以將電子部件50釋放到印刷電路板19上。垂直滑動驅(qū)動電機28反轉(zhuǎn)以提升撿拾嘴18。一旦達(dá)到上死點時，該撿拾嘴即處于靜止?fàn)顟B(tài)。
當(dāng)開關(guān)90如圖11所示被接通時，電磁體33通電以吸引圓筒34使之向上移動，這就防止了圓筒34、凸緣98、軸17和撿拾嘴18向下的運動，且與通過垂直滑動驅(qū)動電機使棘爪32作向下的運動無關(guān)。這樣，電子部件50就不會被安裝在印刷電路板19上。
安裝在印刷電路板19上的電子部件50的取向的改變是通過接通旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機20來完成的，該電機通過小齒輪27和齒條23轉(zhuǎn)動從動齒輪22以調(diào)節(jié)撿拾嘴18的諸角位置。
圖12(a)，12(b)和13示出第一安裝頭10在撿拾起電子部件50時的一系列操作步驟。第二安裝頭11的操作是一樣的，由而這里略去對其的詳細(xì)描述。
如圖12(a)所示，第一安裝頭10首先移到第一饋給器2的一給定部位以撿拾起電子部件50，然后10個撿拾嘴18的開關(guān)90全部斷開，以釋放電磁體33吸持的棘爪32，使得棘爪32得以向下運動。這就導(dǎo)致?lián)焓白?8借助彈簧26的彈簧力向下移動，如圖12(b)所示，使得每一撿拾嘴18對應(yīng)于位于盒4的撿拾站中的10個電子部件50中的一個，并將它撿拾出來。
然后，如圖13所示，棘爪向上移動，與此同時，諸撿拾嘴18均被提起并停止于上死點。然后，第一安裝頭10走到第一線傳感器12處，以便檢查是否所有10個電子部件50都被撿拾嘴18固定住并是否處于一正確的方位。若10個電子部件均被撿拾嘴18夾持住，則第一安裝頭10將如前所討論的那樣移向印刷電路板19。
在第一安裝頭10從第一部件饋給器2中撿拾電子部件50期間，第二安裝頭11則從事于將已從第二饋給器3撿拾起來的電子部件50安裝到印刷電路板19上。相反，在第二安裝頭11從第二部件饋給器3中撿拾電子部件50期間，第一安裝頭10則從事于將已從第一饋給器2撿拾起來的電子部件50安裝到印刷電路板19上，如此就實現(xiàn)了快速安裝的操作。
以下將論述電子部件安裝裝置的第二實施例，該實施例被設(shè)計成將撿拾嘴18分為許多組，以便在一次安裝操作過程中將不同類型的電子部件安裝到一塊印刷電路板上。
圖14(a)至圖16示出將不同類型的電子部件50a和50b撿拾起來的第一安裝頭10的一系列操作步驟。例如，部件的不同之處在于厚度的不同。第二安裝頭11是一樣的，因而不再贅述。
如圖14(a)所示，第一安裝頭10首先移至第一部件饋給器2的一給定部位，使得每一撿拾嘴18與電子部件50a和50b中對應(yīng)的一個對齊。需要撿拾電子部件50a的第一組撿拾嘴18(在本實施例中該組有5個撿拾嘴)的開關(guān)90被斷開，致使第一組撿拾嘴18根據(jù)棘爪32的向下運動而向下移動一第一距離，以從盒4中撿拾起電子部件50a。
然后，如圖15(a)所示，棘爪32向上移動，提起固定有電子部件50a的第一組撿拾嘴18。當(dāng)達(dá)到上死點時，撿拾嘴18即停止移動。
然后，第一組撿拾嘴18的開關(guān)90被接通，而第二組撿拾嘴18(在本實施例中該組包括余下的5個撿拾嘴18)的開關(guān)90則被斷開，致使第二組撿拾嘴18如圖15(b)所示的那樣向下移動一短于第一距離的第二距離，以將厚度大于電子部件50a的電子部件50b撿拾起來，此后，如圖16所示，它們提起并停止于上死點。
在上述各步操作完成后，第一安裝頭10移動到線傳感器12處，以檢查是否所有撿拾嘴18都夾持有電子部件50a和50b。以后的各步操作與第一實施例所述的一樣，不再贅述。
如上述討論所能清楚地看到的，電子部件安裝裝置的第二實施例在需要獨立地控制撿拾嘴18的行程時是有用的，在此情況下，需要撿拾并安裝至印刷電路板19上的電子部件可有各種類型，例如具有不同的厚度。
以下論述電子部件安裝裝置的第三實施例，該實施例被設(shè)計成可用選定的幾個撿拾嘴18從需要的幾個盒中撿拾電子部件50。
圖17(a)至圖19(b)示出了第一安裝頭10的一系列撿拾操作，第二安裝頭11的操作是完全一樣，故不再贅述。
如圖17(a)所示，首先將第一安裝頭10向第一饋給器2的一給定部位移動，使每一撿拾嘴18與對應(yīng)的一電子部件50對齊。所選定的需要撿拾電子部件50的撿拾嘴18(本實施例中選定了兩個撿拾嘴18)的開關(guān)90被斷開，致使所選撿拾嘴18根據(jù)棘爪32的向下運動借助于彈簧26的彈簧力而向下運動，如圖17(b)所示，以便所選的那些電子部件50從盒中被提升起來。
然后，棘爪32如圖18(a)所示的那樣向上運動，提升夾持有電子部件50的撿拾嘴18。一旦撿拾嘴18達(dá)到上死點，它的運動就停止了。
隨后，第一安裝頭10如圖18(b)所示的那樣移位到左邊，而所選擇的不同于在第一次撿拾操作中已撿拾起電子部件的撿拾嘴的第二批撿拾嘴18分別被置于隨后需撿拾的電子部件50之上。夾持有電子部件50的第一批所選擇的撿拾嘴18的開關(guān)被接通，同時第二批所選擇的撿拾嘴18的開關(guān)被斷開以使第二批所選的撿拾嘴如圖19(a)所示向下運動，并撿拾起所需要的一些電子部件50，之后，第二批所選撿拾嘴被升高并停止于上死點處，如圖19(b)所示。
在完成了上述順序操作以后，第一安裝頭10移至線傳感器12處，以檢查所選擇的一些撿拾嘴18是否都正確地夾持有電子部件50。以后的操作與第一實施例中所論述的一致，故不再贅述。
以下結(jié)合圖20(a)和圖20(b)論述電子部件安裝裝置的第四實施例。
圖20(a)示出具有兩個相同線路圖形的印刷電路板19第一和第二印刷線路95和96。安裝于第一和第二印刷線路95和96上的同類型的電子部件50之間的間距A被設(shè)定為兩兩相鄰排列的撿拾嘴18的節(jié)距的整倍數(shù)。
圖20(b)示出另一修改形式的印刷電路板19，它是4×4矩陣形式，含有16個相同的印刷線路。安裝于相鄰線路上的同類電子部件50之間的間距B被設(shè)定為彼此相鄰排列的撿拾嘴18的節(jié)距的整倍數(shù)。
如下述所討論的，第四實施例使用上述兩種類型的印刷電路板19。
圖21示出第一安裝頭10位于由導(dǎo)軌97定位的印刷電路板19之上。第二安裝頭11的操作與第一安裝頭10的操作相同，故不再贅述。
當(dāng)同類電子部件51分別被安裝于如圖20(a)所示的印刷電路板19的第一和第二印刷線路95和96上時，以間距A相互隔開的撿拾嘴18a和18b(如圖21所示)撿拾起電子部件51并將它們?nèi)鐖D22所示同步地安裝到第一和第二印刷線路95和96上。
當(dāng)同類電子部件51被安裝于如圖20(b)所示的印刷電路板19上時，以間距B相互隔開的撿拾嘴18撿拾起電子部件51并將它們同步地安裝到印刷電路板19的相鄰的兩個印刷線路上。
這樣，第四實施例相對于傳統(tǒng)裝置減少了移動第一和第二安裝頭10和11的操作次數(shù)，從而實現(xiàn)了高速安裝操作，而在傳統(tǒng)系統(tǒng)中是逐個將同類電子部件運送到印刷電路板上的。
下面結(jié)合圖23和24論述提供如圖2所示的配置有線傳感器12和13的好處。
如果如圖24所示將線傳感器12放置在工作平臺6和第一部件饋給器2之間，需要在工作平臺6和第一線傳感器12之間增加一間距D以便在第一安裝頭10從盒4中撿拾起電子部件50和由第一線傳感器12檢測電子部件50之后當(dāng)?shù)谝话惭b頭10處于靜止和直到第二安裝頭完成安裝操作為止，避免第一安裝頭和第二安裝頭的相互影響。但是，若如圖23所示的將線傳感器12布置在第一部件饋給器2中央部分的間隙內(nèi)，也就是說布置在第一部件饋給器2的兩組盒之間，則可允許工作平臺6與第一部件饋給器2之間的間距縮短為如圖所示的C，從而導(dǎo)致整個裝置的結(jié)構(gòu)尺寸變小。
并且，一旦由第一線傳感器12探測到第一安裝頭10撿拾電子部件50有誤，上述這種第一線傳感器12的布置減少了重新進行操作時裝置要求第一安裝頭10移動的距離，從而減少了重新操作時間。
以下結(jié)合圖25(a)和25(b)論述電子部件安裝裝置的第五實施例，該實施例不同于第一實施例，它在于每一撿拾嘴18提供了一撿拾嘴下落機構(gòu)100，而不是提供電磁塊33和圓筒34。其余的構(gòu)造都類似第一實施例，故不贅述。
撿拾嘴下落機構(gòu)100包括一L形鎖定桿99，一彈簧110和一氣動活塞120。鎖定桿99被樞轉(zhuǎn)支承并通過彈簧110按順時針方向被推動，如圖中所見。當(dāng)活塞120如圖25(a)所示向外突出到抵住彈簧110的彈簧力時，鎖定桿99即在其一端與凸緣98相嚙合，將撿拾嘴固定于一給定的水平位置。當(dāng)如圖25(b)所示的活塞120退縮時，它將導(dǎo)致鎖定桿99借助于彈簧110的彈簧力作順時針轉(zhuǎn)動，從而釋放其與凸緣98的嚙合。這樣撿拾嘴18依據(jù)棘爪32的向下運動而借助于彈簧26的彈簧力向下運動。
圖26和27示出電子部件安裝裝置的第六實施例，該實施例被設(shè)計成可校正電子部件50的偏移，這些偏移是當(dāng)撿拾嘴18撿拾起電子部件并欲將其置放于印刷電路板19時引起的，對相同部件采用了與前述實施例相同的編號，不再贅述。
如圖26所清楚地示出的，本實施例的電子部件安裝裝置不是象前述實施例那樣有定位座23和平板94，并且定位銷27是固定的，而是被設(shè)計成通過電機20，齒條23和裝在軸17上的驅(qū)動齒輪22使撿拾嘴18以角度方向轉(zhuǎn)動，從而校正電子部件50的角度偏移。齒條23可用一皮帶代替。
如圖27所示，電子部件安裝裝置還包括有部件位置監(jiān)視器121和122，代之以布置在第一和第二部件饋給器2和3的中心間隙內(nèi)的線傳感器12和13。每一部件位置監(jiān)視器121和122可包括一CCD圖像傳感器以便在每一第一和第二部件饋給器2和3沿X方向移動時監(jiān)視每一電子部件50的位置并向控制器38提供一指示信號?？刂破?8確定每一電子部件50在X，Y和θ方向的偏移，若這種偏移超出許可范圍，則向工作平臺6的電機14、導(dǎo)軌組件8以及第一和第二安裝頭11和12的電機20分別提供偏移校正信號。
在偏移校正操作中，Y方向的偏移是藉電機14移動工作平臺而校正的。X方向的偏移是通過沿導(dǎo)軌組件8移動第一和第二安裝頭10和11而校正的。角度方向θ的偏移是藉電機20使撿拾嘴18在縱向中心線周圍轉(zhuǎn)動而校正的。
在安裝操作中，如果所有夾持在撿拾嘴18上的電子部件50都有位置偏移，使它們經(jīng)受偏移校正操作，然后順序地將它們安裝到印刷電路板19上。如果僅有部分被夾持于撿拾嘴18上的電子部件50有位置偏移，使它們經(jīng)受偏移移校正操作然后順序地將他們安裝到印刷電路板上，此后，余下的電子部件50被同步或順序地安裝。
這里以較佳實施例的形式揭示了本發(fā)明，然而應(yīng)該理解，只要不偏離本發(fā)明的原理還可給出各種形式的實例。因此，本發(fā)明應(yīng)理解為在不背離由所附權(quán)利要求所闡明本發(fā)明原理的前提下包括所有可能的實施例和對已示出實施例加以修改。例如，包括電機14和球形絲桿5在內(nèi)的用于工作平臺6的滑動機構(gòu)可代之以包括一線性伺服電機、一齒條和小齒輪及一導(dǎo)線的滑動機構(gòu)。每一第一和第二安裝頭10和11的嘴轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機20，小齒輪21和齒條23，但也可代之以一滑輪和一皮帶。另外，每一第一和第二安裝頭10和11的垂直方向運動可用一氣缸致動器、一線性伺服電機和一球形絲桿來實現(xiàn)，以代替滑動驅(qū)動電機20、滑座31和曲軸29。
權(quán)利要求
1.一電子部件安裝裝置，包括一第一部件饋給器，該饋給器包括多個盒，每一盒內(nèi)存儲有電子部件并有一撿拾站；一第二部件饋給器，該饋給器包括多個盒，每一盒內(nèi)存儲有電子部件并有一撿拾站，所述第二部件饋給器沿第一方向布置在離開所述第一部件饋給器的預(yù)選擇間距處；一固定印刷電路板的工作平臺，使電子部件得以安裝在印刷電路板上，所述工作平臺被置于所述第一和第二部件饋給器的預(yù)選定間距之內(nèi)并被設(shè)計成可沿垂直于第一方向的第二方向移動；一第一安裝頭，該安裝頭包括多個可沿垂直方向移動以從撿拾站撿拾起電子部件的撿拾嘴，所述第一安裝頭被設(shè)置成可沿所述第一方向移動；一第二安裝頭，該安裝頭包括多個可沿垂直方向移動以從撿拾站撿拾起電子部件的撿拾嘴，所述第二安裝頭被設(shè)置成可沿所述第一方向移動；以及一控制器，該控制器用來控制所述工作平臺及所述第一和第二安裝頭的移動，使得所述第一和第二安裝頭從撿拾站撿拾起電子部件，然后將電子部件安裝于由所述工作平臺固定的印刷電路板的給定位置上。
2.如權(quán)利要求1所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，每一所述第一和第二部件饋給器的盒沿第一方向的第二節(jié)距上彼此相鄰地布置，而每一第一和第二安裝頭的撿拾嘴在與所述第一節(jié)距相等的第二節(jié)距上彼此相鄰地布置。
3.如權(quán)利要求1所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，所述控制器以第一和第二操作模式控制所述第一和第二安裝頭的運動，第一操作模式是指所述第一安裝頭通過撿拾嘴從所述第一部件饋給器的撿拾站撿拾起電子部件，而此時第二安裝頭則將已由撿拾嘴撿拾起的電子部件安裝到固定于工作平臺的印刷電路板上，第二操作模式是指所述第二安裝頭通過撿拾嘴從所述第二部件饋給器的撿拾站撿拾起電子部件，而此時第一安裝頭則將已由撿拾嘴撿拾起的電子部件安裝到固定于工作平臺的印刷電路板上。
4.如權(quán)利要求1所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，所述控制器控制每一所述第一和第二安裝頭的撿拾嘴的垂直運動，使每一所述第一和第二安裝頭的撿拾嘴同步地?fù)焓捌痣娮硬考?br> 5.如權(quán)利要求1所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，所述控制器控制所述第一和第二安裝頭，使每一所述第一和第二安裝頭的含有第一數(shù)量撿拾嘴的第一組和含有第二數(shù)量撿拾嘴的第二組以不同的定時運動撿拾電子部件。
6.如權(quán)利要求5所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，每一第一和第二安裝頭第一組中的每一撿拾嘴在一第一撿拾操作中從所選的一個盒撿拾站中撿拾起一個電子部件，而每一第一和第二安裝頭的第二組中的每一撿拾嘴在繼第一撿拾操作之后的第二撿拾操作中從所選的一個盒撿拾站撿拾起一個電子部件。
7.如權(quán)利要求1所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，所述控制器控制每一所述第一和第二安裝頭的撿拾嘴的垂直運動，使得每一所述第一和第二安裝頭的諸撿拾嘴中至少有一個移動，以從所選的一個盒撿拾站撿拾起一個電子部件。
8.如權(quán)利要求1所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，所述控制器控制每一所述第一和第二安裝頭在第一方向上的運動和每一第一和第二安裝頭的諸撿拾嘴在垂直方向的運動，使得每一所述第一和第二安裝頭的每一給定數(shù)目的撿拾嘴從選定的一個盒撿拾站中撿拾起一個電子部件。
9.如權(quán)利要求1所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，所述第一和第二安裝頭包括一撿拾嘴移動機構(gòu)，它具有一用于同步向上提升撿拾嘴的提升件和用于互相獨立地下降撿拾嘴的下降裝置。
10.如權(quán)利要求1所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，它還包括分別布置于所述第一和第二部件饋給器內(nèi)，用于監(jiān)視由撿拾嘴撿拾起的電子部件的存在和取向，并提供指示信號的一第一傳感器和一第二傳感器。
11.如權(quán)利要求1所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，它還包括用于使撿拾站圍繞其中心轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，每一撿拾嘴具有沿垂直方向延伸的一長度，而所述轉(zhuǎn)動裝置使每一撿拾嘴圍繞其在長度方向上延伸的中心線轉(zhuǎn)動。
13.如權(quán)利要求1所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，它還包括一位置監(jiān)視器和一位置偏移校正機構(gòu)，所述位置監(jiān)視器監(jiān)視每一由撿拾嘴夾持的電子部件的位置，以確定其從一給定正確位置的偏移量，所述位置偏移校正機構(gòu)調(diào)整在工作平臺和一具有位置偏移的電子部件之間的一相對位置，以補償位置偏移。
14.如權(quán)利要求13所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，所述位置偏校正機構(gòu)包括一設(shè)計成可使每一撿拾嘴圍繞其中心轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，所述位置偏移校正機構(gòu)還包括一設(shè)計成使工作平臺在第二方向上移動的移動機構(gòu)。
16.如權(quán)利要求15所述的電子部件安裝裝置，其特征在于，所述位置偏移校正機構(gòu)還包括一設(shè)計成在第一方向上移動第一和第二安裝頭的一第二移動機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一小型高速的自動電子部件安裝裝置。每一第一和第二部件饋給器包括多個存儲有電子部件并有撿拾站的盒。第二部件饋給器被設(shè)置得與第一部件饋給器在一第一方向上相隔一預(yù)定的間隔。每一第一和第二安裝頭可沿第一方向移動并包括多個可沿垂直方向移動的以從盒的撿拾站中撿拾電子部件的撿拾嘴。印刷電路板固定工作平臺被設(shè)置在第一和第二部件饋給器之間的預(yù)定的間距之內(nèi)?？刂破骺刂乒ぷ髌脚_及第一和第二安裝頭的移動。
文檔編號H05K13/04GK1159139SQ9612313
公開日1997年9月10日 申請日期1996年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月15日
發(fā)明者根岸重節(jié), 西口長嗣, 安田干夫, 宗貫孝, 森岡學(xué), 角孝義, 藤高明, 古田升 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社