專利名稱：電子零部件裝配方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將電子零部件裝配到基板上的電子零部件裝配方法及其裝置。
背景技術(shù)：
近年來，為了提高生產(chǎn)效率，要求電子零部件的裝配工序縮短裝配時(shí)間。
下面，參照


先有例的電子零部件裝配裝置。圖12所示是電子零部件裝配裝置的一例的總體概略結(jié)構(gòu)。在圖12中，30是供給電子零部件31的電子零部件供給部，32是基板。35是具有第1及第2吸附噴嘴12、13和識(shí)別相機(jī)15的操作頭部，33是使上述操作頭部35沿X軸方向移動(dòng)的X軸臺(tái)，34是使上述操作頭部35沿著與上述X軸臺(tái)33的上述操作頭部35的移動(dòng)方向即與上述X軸方向正交的Y軸方向移動(dòng)的Y軸臺(tái)。上述操作頭部35利用上述X軸臺(tái)33和Y軸臺(tái)34，可以定位到任意的位置。101是上述裝配裝置的主控制器，104是上述裝配裝置的操作盤。
在先有的這種電子零部件裝配裝置中，用上述操作頭部35將上述零部件供給部30的上述電子零部件31裝配到上述基板32上的裝配程序是一種單一的程序。該裝配程序就是交替地反復(fù)進(jìn)行1個(gè)零部件的吸附和1個(gè)零部件的裝配的程序。
利用上述操作頭部35進(jìn)行的該裝配程序示意性地示于圖3A～3J，圖5表示其時(shí)間圖。在該時(shí)間圖中，從識(shí)別處理以外的操作頭部移動(dòng)到第2噴嘴修正旋轉(zhuǎn)的時(shí)間圖中的傾斜部分是驅(qū)動(dòng)期間，水平部分是驅(qū)動(dòng)停止期間。另外，在識(shí)別處理中，上側(cè)的直線部是識(shí)別處理執(zhí)行期間，下側(cè)的直線部是識(shí)別處理停止期間，細(xì)小的鋸齒狀的部分是定時(shí)器的識(shí)別處理待機(jī)期間，接收到上述滑動(dòng)單元14的移動(dòng)結(jié)束的信號(hào)后，由于上述滑動(dòng)單元14的移動(dòng)，上述滑動(dòng)單元14中的反射鏡將發(fā)生振動(dòng)，是為了在待到該振動(dòng)停止后進(jìn)行識(shí)別處理而等待反射鏡的振動(dòng)停止的區(qū)間。在圖3A～3J中，12是上述操作頭部35所具有的上述第1噴嘴，13是上述操作頭部35與第1噴嘴12一起所具有的上述第2噴嘴，14是設(shè)在上述操作頭部35上、具有多個(gè)反射鏡的滑動(dòng)單元，用于將上述第1或第2噴嘴12、13吸附的電子零部件31的光像通過上述滑動(dòng)單元14的上述反射鏡傳遞到上述操作頭部31所具有的上述識(shí)別相機(jī)15，上述滑動(dòng)單元14在上述操作頭部35中，相對(duì)于上述識(shí)別相機(jī)15，在上述第1噴嘴12和第2噴嘴13之間沿水平方向移動(dòng)，在上述第1噴嘴12一側(cè)的位置，通過上述滑動(dòng)單元14將吸附在上述第1噴嘴12上的電子零部件的光像傳遞給上述識(shí)別相機(jī)15，另一方面，在上述第2噴嘴13一側(cè)的位置，通過上述滑動(dòng)單元14將吸附在上述第2噴嘴13上的上述電子零部件的光像傳遞給上述識(shí)別相機(jī)15。
首先，上述操作頭部35由于上述X軸臺(tái)33和上述Y軸臺(tái)34的移動(dòng)而向上述第1噴嘴12的上述電子零部件供給部30的吸附位置19移動(dòng)(圖3A)。上述操作頭部35向上述第1噴嘴12的上述電子零部件供給部30的上述吸附位置19的移動(dòng)結(jié)束時(shí)，上述第1噴嘴12就下降，吸附位于上述吸附位置19的電子零部件17(圖3B)。這時(shí)，上述第2噴嘴13上升到上部，上述滑動(dòng)單元14位于上述第2噴嘴13一側(cè)，可以使上述第1噴嘴12上下移動(dòng)。上述第1噴嘴12完成上述電子零部件17的吸附動(dòng)作時(shí)，上述第1噴嘴12上升，上述操作頭部35按照前次的電子零部件吸附動(dòng)作，開始向上述第2噴嘴13吸附的電子零部件16的上述基板32的裝配位置20移動(dòng)(圖3C)。在上述操作頭部35向吸附位置19移動(dòng)、上述第1噴嘴12的電子零部件17的吸附動(dòng)作和上述操作頭部35向裝配位置20移動(dòng)的期間，由上述識(shí)別相機(jī)15通過上述滑動(dòng)單元14識(shí)別上述第2噴嘴13吸附的上述電子零部件16的吸附姿勢(shì)，并修正上述電子零部件16相對(duì)于上述操作頭部35的吸附姿勢(shì)。眾所周知，該修正動(dòng)作通過使上述第2噴嘴13在上述XY軸方向的任意位置微動(dòng)或圍繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行。上述第1噴嘴12的上升結(jié)束時(shí)，上述滑動(dòng)單元14向上述第2噴嘴12一側(cè)移動(dòng)(圖3D)。上述滑動(dòng)單元14向上述第1噴嘴12一側(cè)的移動(dòng)結(jié)束并且上述操作頭部35向上述第2噴嘴13吸附的上述電子零部件16在上述基板32上的上述裝配位置20的移動(dòng)結(jié)束時(shí)，上述第2噴嘴13下降，將上述第2噴嘴13吸附的上述電子零部件16裝配到上述基板32的上述裝配位置20(圖3E)。
上述第2噴嘴13在結(jié)束上述電子零部件16向上述基板32的裝配動(dòng)作時(shí)，上述第2噴嘴13上升，上述操作頭部35開始向上述第2噴嘴13的下一個(gè)電子零部件18的上述電子零部件供給部30上的吸附位置21移動(dòng)(圖3F)。上述操作頭部35向上述第2噴嘴13的上述電子零部件18的上述吸附位置21的移動(dòng)結(jié)束時(shí)，上述第2噴嘴13下降，上述第2噴嘴13吸附位于上述吸附位置21的上述電子零部件18(圖3G)。上述第2噴嘴13完成上述電子零部件18的吸附動(dòng)作時(shí)，上述第2噴嘴13上升，上述操作頭部35開始向上述第1噴嘴12吸附的上述電子零部件17在上述基板32上的裝配位置22移動(dòng)(圖3H)。在上述操作頭部35向上述吸附位置21移動(dòng)、上述第2噴嘴13的上述電子零部件18進(jìn)行吸附動(dòng)作和上述操作頭35向上述裝配位置22移動(dòng)的期間，由上述識(shí)別相機(jī)15識(shí)別上述第1噴嘴12吸附的上述電子零部件17的吸附姿勢(shì)，并修正上述電子零部件17相對(duì)于上述操作頭部35的吸附姿勢(shì)。眾所周知，該修正動(dòng)作通過使上述第1噴嘴12在上述XY軸方向的任意的位置微動(dòng)或圍繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行。上述第2噴嘴13的上升結(jié)束時(shí)，上述滑動(dòng)單元14向上述第2噴嘴13一側(cè)移動(dòng)(圖3I)。上述滑動(dòng)單元14向上述第2噴嘴13一側(cè)的移動(dòng)結(jié)束并且上述操作頭部35向上述第1噴嘴12吸附的上述電子零部件17在上述基板32上的裝配位置22的移動(dòng)結(jié)束時(shí)，上述第1噴嘴12下降，將上述第1噴嘴12吸附的上述電子零部件17裝配到上述基板32的上述裝配位置22(圖3J)。上述第1噴嘴12完成上述電子零部件17的裝配動(dòng)作時(shí)，上述第1噴嘴12上升，上述操作頭部35開始向上述第1噴嘴12的下一個(gè)電子零部件17的吸附位置移動(dòng)(圖3A)。以后，反復(fù)進(jìn)行這一連串的動(dòng)作，順序裝配電子零部件。
但是，對(duì)上述裝配程序而言，對(duì)每一個(gè)電子零部件，上述操作頭部35在上述電子零部件供給部30與上述基板32之間往復(fù)移動(dòng)，所以，裝配節(jié)拍容易受上述電子零部件供給部30的上述吸附位置與上述基板32的上述裝配位置的距離的影響，如果該距離長(zhǎng)，上述裝配節(jié)拍就變慢。即，利用上述裝配程序的裝配，在具有上述操作頭部35的移動(dòng)距離變長(zhǎng)的裝配點(diǎn)的基板的裝配中，裝配時(shí)間將發(fā)生損失。這樣，在裝配程序中，由于存在裝配節(jié)拍變慢的狀況，所以，僅用上述單一的裝配程序的裝配，就存在每一塊基板的裝配時(shí)間都將發(fā)生損失的問題。
本發(fā)明的目的旨在提供一種電子零部件裝配方法和裝置，可以減少由于裝配程序單一而引起的裝配時(shí)間損失、從而可以縮短每一塊基板的裝配時(shí)間。
發(fā)明的公開按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在使用具有分別吸附電子零部件供給部的電子零部件的多個(gè)噴嘴和用于對(duì)由上述各噴嘴吸附的上述電子零部件的姿勢(shì)進(jìn)行圖像識(shí)別的識(shí)別相機(jī)的操作頭部、在由上述各噴嘴吸附上述電子零部件供給部的電子零部件后由上述識(shí)別相機(jī)對(duì)上述電子零部件的吸附姿勢(shì)進(jìn)行圖象識(shí)別并修正上述電子零部件的吸附姿勢(shì)從而將修正過上述吸附姿勢(shì)的上述電子零部件裝配到基板上的電子零部件裝配方法中，提供一種電子零部件裝配方法，它選擇第一裝配程序和第二裝配程序中的某一種程序而動(dòng)作，第一裝配程序是在裝配一個(gè)基板的過程中，使上述操作頭部在由上述多個(gè)噴嘴中的一個(gè)噴嘴處進(jìn)行1個(gè)電子零部件的吸附，進(jìn)行該吸附的電子零部件的裝配后，由上述其他噴嘴進(jìn)行別的電子零部件的吸附，進(jìn)行該吸附的電子零部件的裝配；第2裝配程序是上述多個(gè)噴嘴的各噴嘴繼續(xù)吸附上述電子零部件，然后繼續(xù)裝配各噴嘴吸附的上述電子零部件。
另外，按照本發(fā)明的其他實(shí)施例，一種電子零部件裝配裝置，包括具有分別吸附電子零部件供給部的電子零部件的多個(gè)噴嘴和用于對(duì)由上述各噴嘴吸附的上述電子零部件的姿勢(shì)進(jìn)行圖象識(shí)別的識(shí)別相機(jī)的操作頭部，控制操作頭部，以便在由上述噴嘴吸附上述電子零部件供給部的上述電子零部件后由上述識(shí)別相機(jī)對(duì)上述電子零部件的吸附姿勢(shì)進(jìn)行圖象識(shí)別并修正上述電子零部件相對(duì)于上述操作頭部的吸附姿勢(shì)從而將電子零部件裝配到基板上的控制部；在其中，提供這樣的電子零部件裝配裝置在上述控制部中具有在裝配一個(gè)基板的過程中使上述操作頭部選擇第1裝配程序和第2裝配程序中的某一種程序而動(dòng)作的裝配程序選擇裝置，第1裝配程序是由上述多個(gè)噴嘴中的一個(gè)噴嘴進(jìn)行1個(gè)電子零部件的吸附，進(jìn)行該吸附的電子零部件的裝配后，由上述其他噴嘴進(jìn)行別的電子零部件的吸附，進(jìn)行該吸附的電子零部件的裝配；第2裝配程序是上述多個(gè)噴嘴的各噴嘴繼續(xù)吸附上述電子零部件；然后繼續(xù)裝配各噴嘴吸附的上述電子零部件。
按照本發(fā)明的電子零部件裝配方法和裝置，在裝配1塊基板的過程中，在1個(gè)電子零部件的吸附和裝配結(jié)束后，可以使上述操作頭部有選擇地按進(jìn)行下一個(gè)電子零部件的吸附和裝配的上述第1裝配程序和分別吸附2個(gè)電子零部件并分別裝配吸附的2個(gè)電子零部件的上述第2裝配程序而動(dòng)作，所以，通過選擇適當(dāng)?shù)难b配程序，便可減少裝配程序單一而引起的裝配時(shí)間損失、從而可以縮短每1塊基板的裝配時(shí)間。
另外，例如，在裝配開始之前預(yù)先計(jì)算在各裝配程序中所需要的時(shí)間并在上述2個(gè)裝配程序中自動(dòng)地選擇所需時(shí)間短的裝配程序時(shí)，還可以自動(dòng)地縮短每1塊基板的裝配時(shí)間。
另外，操作者通過選擇2個(gè)裝配程序，可以任意分開使用2個(gè)裝配程序。
附圖的簡(jiǎn)單說明圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電子零部件裝配裝置的總體概略結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖2是本發(fā)明的上述實(shí)施例的電子零部件裝配裝置的控制部的框圖。
圖3A、3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H、3I、3J分別是示意性地表示上述實(shí)施例的第1裝配程序的說明圖。
圖4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G、4H、4I、4J、4K、4L分別是示意性地表示上述實(shí)施例的第2裝配程序的說明圖。
圖5是上述實(shí)施例的第1裝配程序的時(shí)間圖。
圖6是上述實(shí)施例的第2裝配程序的時(shí)間圖。
圖7是計(jì)算上述實(shí)施例的各裝配程序的裝配損失的計(jì)算程序的流程圖。
圖8A、8B分別是示意性地表示上述實(shí)施例的操作頭部的移動(dòng)的第1裝配程序的說明圖和第2裝配程序的說明圖。
圖9A、9B分別是在上述實(shí)施例的裝配節(jié)拍的計(jì)算使用的X軸臺(tái)和Y軸臺(tái)的運(yùn)動(dòng)形式中達(dá)到最高速度、進(jìn)行勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的說明圖和未達(dá)到最高速度時(shí)的說明圖。
圖10是上述實(shí)施例的裝配節(jié)拍的計(jì)算使用的參量的說明圖。
圖11是上述實(shí)施例的2個(gè)裝配程序的裝配節(jié)拍的比較圖。
圖12是表示先有的電子零部件裝配裝置的總體概略結(jié)構(gòu)的斜視圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳形式在繼續(xù)本發(fā)明的描述之前，在附圖中，對(duì)于相同的零部件標(biāo)以相同的參考符號(hào)。
下面，參照?qǐng)D1～圖11說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電子零部件裝配裝置。在圖1所示的上述實(shí)施例的電子零部件裝配裝置中，供給多個(gè)電子零部件的上述電子零部件供給部30、上述X軸臺(tái)33、上述Y軸臺(tái)34、具有上述第1噴嘴12、上述第2噴嘴13、上述識(shí)別相機(jī)15和上述滑動(dòng)單元14的上述操作頭部35的機(jī)械規(guī)格與圖12的先有的電子零部件裝配裝置的對(duì)應(yīng)的零部件相同，其動(dòng)作的說明從略。
圖2是上述本實(shí)施例的電子零部件裝配裝置的控制部即主控制器1的框圖。在圖2中，主控制器1具有程序數(shù)據(jù)2、常數(shù)數(shù)據(jù)3、利用上述程序數(shù)據(jù)2和常數(shù)數(shù)據(jù)3而執(zhí)行的裝配程序選擇子程序11的程序，控制上述電子零部件供給部30、上述X軸臺(tái)33、上述Y軸臺(tái)34和具有上述第1噴嘴12、上述第2噴嘴13、上述識(shí)別相機(jī)15和上述滑動(dòng)單元14的上述操作頭部35等的動(dòng)作。
在上述程序數(shù)據(jù)2中，具有NC程序5、零部件供給部排列程序6和零部件庫(kù)7。在上述NC程序5內(nèi)，記述著上述電子零部件的裝配順序、基板32上的上述電子零部件的裝配位置、由上述噴嘴12及13吸附的上述電子零部件在上述電子零部件供給部30上的排列序號(hào)和使用的上述操作頭部35的裝配程序等的數(shù)據(jù)。在上述零部件供給排列程序6中，記述著上述電子零部件在上述零部件供給部30上的排列方式和上述電子零部件的吸附位置等數(shù)據(jù)。在上述零部件庫(kù)7中，記述著上述零部件的尺寸、上述零部件的供給方向、吸附該零部件時(shí)的上述X軸臺(tái)33和上述Y軸臺(tái)34的移動(dòng)速度的梯級(jí)等數(shù)據(jù)。這些程序和數(shù)據(jù)可以使用本實(shí)施例的裝配裝置的操作盤4進(jìn)行編輯。
在上述常數(shù)數(shù)據(jù)3中，具有軸速度數(shù)據(jù)8、軸移動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)9和識(shí)別時(shí)間數(shù)據(jù)10。在上述軸速度數(shù)據(jù)8內(nèi)，記述著與驅(qū)動(dòng)上述X軸臺(tái)33的交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接的螺紋軸、與驅(qū)動(dòng)上述Y軸臺(tái)34的交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接的螺紋軸和與驅(qū)動(dòng)上述滑動(dòng)單元14移動(dòng)的電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接的螺紋軸的各軸速度、加速度、用于驅(qū)動(dòng)開始延遲的定時(shí)器設(shè)定值等數(shù)據(jù)。在上述軸移動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)9中，記述著上述第1、第2噴嘴12、13的上下移動(dòng)所需要的時(shí)間和上述滑動(dòng)單元14的移動(dòng)所需要的時(shí)間等數(shù)據(jù)。在上述識(shí)別時(shí)間數(shù)據(jù)10中，記述著各電子零部件的識(shí)別、上述電子零部件的姿勢(shì)修正計(jì)算所需要的數(shù)據(jù)。對(duì)于上述軸移動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)9和上述識(shí)別時(shí)間數(shù)據(jù)10，后面使用圖10進(jìn)行說明。
上述裝配程序選擇子程序11在裝配開始之前，預(yù)先根據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)上述操作頭部35的各裝配程序計(jì)算裝配節(jié)拍，選擇裝配節(jié)拍最快的裝配程序。對(duì)于上述裝配程序選擇子程序11，后面使用圖3A～圖10進(jìn)行說明。
下面，說明本實(shí)施例的2個(gè)裝配程序。第1裝配程序和參照?qǐng)D3A～3J說明的先有例相同，其時(shí)間圖示于圖5。第1裝配程序就是交替地反復(fù)進(jìn)行1個(gè)零部件的吸附和1個(gè)零部件的裝配的程序。
第2裝配程序是新附加的裝配程序，圖4A～4L是其示意圖，圖6表示其時(shí)間圖。在該時(shí)間圖中，從識(shí)別處理以外的操作頭部移動(dòng)到第2噴嘴修正轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間圖的傾斜部分是驅(qū)動(dòng)區(qū)間，水平部分是驅(qū)動(dòng)停止區(qū)間。另外，在識(shí)別處理中，上側(cè)的直線部分是識(shí)別處理執(zhí)行區(qū)間，下側(cè)的直線部分是識(shí)別處理停止區(qū)間，細(xì)小的鋸齒狀的部分是定時(shí)器的識(shí)別處理待機(jī)區(qū)間，是在接收到上述滑動(dòng)單元14的移動(dòng)結(jié)束的信號(hào)后，由于上述滑動(dòng)單元14的移動(dòng)而使上述滑動(dòng)單元14中的反射鏡發(fā)生振動(dòng)，為了在待到該振動(dòng)停止后進(jìn)行識(shí)別處理而等待反射鏡的振動(dòng)停止的區(qū)間。第2裝配程序是各噴嘴12、13繼續(xù)吸附、然后各噴嘴12、13繼續(xù)進(jìn)行裝配的程序。下面，參照?qǐng)D4A～4L、圖6說明該第2裝配程序。
首先，上述操作頭部35利用上述X軸臺(tái)33和上述Y軸臺(tái)34的移動(dòng)，使上述第1噴嘴12向上述電子零部件供給部30的電子零部件23的吸附位置25移動(dòng)(圖4A)。上述第1噴嘴12向上述吸附位置25的移動(dòng)結(jié)束時(shí)，上述第1噴嘴12下降，吸附上述吸附位置25的上述電子零部件23(圖4B)。上述噴嘴12完成上述電子零部件23的吸附動(dòng)作時(shí)，上述第1噴嘴12上升，上述操作頭部35開始向上述第2噴嘴13的上述電子零部件供給部30的電子零部件24的吸附位置26移動(dòng)(圖4C)。上述第1噴嘴12的上升結(jié)束時(shí)，上述滑動(dòng)單元14向上述第1噴嘴12一側(cè)移動(dòng)(圖4D)。上述滑動(dòng)單元14的移動(dòng)結(jié)束并且上述操作頭部35向上述第2噴嘴13的上述電子零部件24的上述吸附位置26的移動(dòng)結(jié)束時(shí)，上述第2噴嘴13下降，在上述吸附位置26吸附上述電子零部件24(圖4E)。
上述第2噴嘴13完成上述電子零部件24的吸附動(dòng)作時(shí)，上述第2噴嘴13上升，上述操作頭部35開始向上述第1噴嘴12吸附的上述電子零部件23在上述基板30上的裝配位置27移動(dòng)(圖4F)。在上述第2噴嘴13的上述電子零部件24的吸附動(dòng)作和上述操作頭部35向上述裝配位置27移動(dòng)的期間，由上述識(shí)別相機(jī)15識(shí)別上述第1噴嘴12吸附的上述電子零部件23的吸附姿勢(shì)，并開始進(jìn)行用于修正上述吸附姿勢(shì)的修正計(jì)算。根據(jù)上述識(shí)別的上述修正計(jì)算結(jié)束時(shí)，上述滑動(dòng)單元14向上述第2噴嘴13一側(cè)移動(dòng)(圖4G)，同時(shí)，根據(jù)上述修正計(jì)算結(jié)果，修正相對(duì)于上述操作頭部35的上述第1噴嘴12的吸附姿勢(shì)。上述滑動(dòng)單元14的移動(dòng)結(jié)束并且上述操作頭部35向上述第1噴嘴12吸附的上述電子零部件23的上述裝配位置27的移動(dòng)結(jié)束時(shí)，上述第1噴嘴12下降，將上述第1噴嘴12吸附的上述電子零部件23裝配到上述基板30的上述裝配位置27(圖4H)。
上述第1噴嘴12向上述電子零部件23的上述基板30的裝配動(dòng)作結(jié)束時(shí)，上述第1噴嘴12上升，上述操作頭部35向上述第2噴嘴13吸附的上述電子零部件24在上述基板30上的裝配位置28移動(dòng)(圖4I)。在利用上述第1噴嘴12向上述電子零部件23的上述基板30的裝配動(dòng)作和上述操作頭部35向上述裝配位置28移動(dòng)的期間，由上述識(shí)別相機(jī)15識(shí)別上述第2噴嘴13吸附的上述電子零部件24的吸附姿勢(shì)，并開始進(jìn)行用于修正上述吸附姿勢(shì)的修正計(jì)算。根據(jù)上述識(shí)別的上述修正計(jì)算結(jié)束時(shí)，上述滑動(dòng)單元14向上述第1噴嘴12一側(cè)移動(dòng)(圖4J)，同時(shí)根據(jù)上述修正計(jì)算結(jié)果修正相對(duì)于上述操作頭部35的上述第2噴嘴13的吸附姿勢(shì)。上述滑動(dòng)單元14的移動(dòng)結(jié)束并且上述操作頭部35向上述第2噴嘴13吸附的上述電子零部件24在上述基板30上的上述裝配位置28的移動(dòng)結(jié)束時(shí)，上述第2噴嘴13下降，將上述第2噴嘴13吸附的上述電子零部件24裝配到上述基板30的上述裝配位置28(圖4K)。
上述第2噴嘴13完成裝配動(dòng)作時(shí)，上述第2噴嘴13上升，上述操作頭部35開始向上述第2噴嘴13下一個(gè)應(yīng)吸附的電子零部件123的上述電子零部件供給部30的吸附位置29移動(dòng)(圖4L)。接著，在上述裝配程序中，使上述第1噴嘴12和上述第2噴嘴13按照相反的程序進(jìn)行裝配。以后，反復(fù)進(jìn)行這一連串的動(dòng)作，順序裝配電子零部件。
在本實(shí)施例的電子零部件裝配裝置中，通過使用上述操作盤4編輯上述NC程序5的裝配程序選擇欄，可以從上述2個(gè)裝配程序中任意選擇設(shè)定所使用的裝配程序。
下面，參照?qǐng)D3A～圖10說明上述裝配程序選擇子程序11。
圖7表示上述裝配程序選擇子程序11的流程圖。即，該子程序11首先進(jìn)行上述操作頭部35的移動(dòng)距離d1～d4、d1’～d4’的計(jì)算(S1)，然后，進(jìn)行上述操作頭部35的移動(dòng)時(shí)間m(d1)～m(d4)、m(d1’)～m(d4’)的計(jì)算(S2)，進(jìn)行各動(dòng)作程序的節(jié)拍T1、T2的計(jì)算(S3)，接著，選擇快的一方的動(dòng)作程序(S4)。設(shè)接著由第1、第2噴嘴12、13吸附的電子零部件為第n個(gè)電子零部件，在n＞2并且n為奇數(shù)時(shí)，上述裝配程序選擇子程序11就被調(diào)用。
圖8A、8B是上述操作頭部35的移動(dòng)的示意圖，圖8A表示上述第1裝配程序，圖8B表示上述第2裝配程序。上述裝配程序選擇子程序11首先求上述操作頭部35在裝配程序中上述X軸臺(tái)33和上述Y軸臺(tái)34的移動(dòng)距離哪個(gè)大。即，利用上述NC程序5和上述排列程序6求圖8A中的移動(dòng)距離d1～d4和圖8B中的移動(dòng)距離d1’～d4’。計(jì)算公式如下
d1＝max(|xn-2-xzn|，|yn-2-yzn|)d2＝max(|xn-1-xzn+b|，|yn-1-yzn|)d3＝max(|xn-1-xzn+1|，|yn-1-yzn+1|)d4＝max(|xn-xzn+1-b|，|yn-yzn+1|)d1’＝|xn-1-xzn-2|d2’＝max(|xn-1-xzn|，|yn-1-yzn|)d3’＝|xzn+1-xzn-b|d4’＝max(|xn-xzn+1+b|，|yn-yzn+1|)其中，xn表示第n個(gè)電子零部件向上述基板30上的上述電子零部件的裝配位置的x坐標(biāo)，yn表示上述第n個(gè)的上述裝配位置的y坐標(biāo)。另外，zn表示在上述第n個(gè)電子零部件供給部30中的排列序號(hào)，xzn表示上述排列序號(hào)zn的電子零部件吸附位置的x坐標(biāo)，yzn表示上述排列序號(hào)的上述電子零部件吸附位置的y坐標(biāo)。另外，max(i，j)是求i和j中的大者的函數(shù)，b表示上述2個(gè)噴嘴12、13之間的距離。
然后，上述裝配程序選擇子程序11計(jì)算上述X軸臺(tái)33或上述Y軸臺(tái)34移動(dòng)上述移動(dòng)距離d1～d4、d1’～d4’所需要的時(shí)間。下面，參照?qǐng)D9A、9B說明其詳細(xì)情況。
圖9A、9B表示上述X軸臺(tái)33和上述y軸臺(tái)34的運(yùn)動(dòng)形式，上述裝配程序選擇子程序11按進(jìn)行等加速運(yùn)動(dòng)進(jìn)行計(jì)算。在圖9A、9B中，Vmax是對(duì)各速度梯級(jí)決定的最高速度(單位pulse/s)，V’max是達(dá)到的最高速度(單位pulse/s)，V’max＜Vmax。α是上述X軸臺(tái)33和上述Y軸臺(tái)34的各螺紋軸的加速度(單位pulse/s2)，d是上述各軸的移動(dòng)距離(單位mm)，m(d)是距離d的移動(dòng)所需要的時(shí)間(單位s)。在上述速度和上述加速度的單位中的pulse，表示驅(qū)動(dòng)上述X軸臺(tái)33和上述Y軸臺(tái)34的上述交流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖。另外，圖9A表示達(dá)到所決定的最高速度后進(jìn)行勻速運(yùn)動(dòng)的情況，圖9B表示未達(dá)到所決定的最高速度的情況。
根據(jù)圖9A、9B，如果表示出根據(jù)上述X軸臺(tái)33或上述Y軸臺(tái)34的移動(dòng)距離d求移動(dòng)所需要的時(shí)間的函數(shù)m(d)，由于上述交流伺服電機(jī)內(nèi)裝的編碼器的500(pulse)相對(duì)于1(mm)，所以，有sqrt(500αd)≥Vmax時(shí)，m(d)＝Vmax/a+500d/Vmaxsqrt(500αd)＜Vmax時(shí)，m(d)＝2sqrt(500αd)其中，sqrt是求平方根的函數(shù)。Vmax、α的值，可以根據(jù)在上述零部件庫(kù)7中上述操作頭部35的速度梯級(jí)從上述軸速度數(shù)據(jù)8中獲得。
上述裝配程序選擇子程序11使用該函數(shù)m(d)計(jì)算上述X軸臺(tái)33或上述Y軸臺(tái)34移動(dòng)上述移動(dòng)距離d1～d4、d1’～d4’所需要的時(shí)間。
然后，上述裝配程序選擇子程序11根據(jù)圖5、圖6的時(shí)間圖，計(jì)算各裝配程序的裝配節(jié)拍。圖10表示上述裝配程序選擇子程序11在裝配節(jié)拍的計(jì)算中使用的參量，包含在上述軸移動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)9和上述識(shí)別時(shí)間數(shù)據(jù)10中。圖10所示的符號(hào)h、a、s、r與圖5、圖6的各符號(hào)對(duì)應(yīng)。
下面，說明圖10所示的各參量。吸附裝配動(dòng)作時(shí)間h(單位s)表示從為了進(jìn)行吸附而從上述第1和第2噴嘴12及13下降開始到經(jīng)過吸附而上述第1、第2噴嘴12、13上升為止的時(shí)間。上述第1、第2噴嘴12、13的各速度梯級(jí)的吸附裝配動(dòng)作時(shí)間h的值記述在上述軸移動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)9中。跳躍時(shí)間a(單位s)是同時(shí)發(fā)生上述X軸臺(tái)33或上述Y軸臺(tái)34的移動(dòng)和上述第1、第2噴嘴12、13的上下移動(dòng)的時(shí)間，是上述噴嘴前端跳躍移動(dòng)的時(shí)間。上述操作頭部35和上述第1、第2噴嘴12、13的各速度梯級(jí)的跳躍時(shí)間a的值記述在上述軸移動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)9中。上述滑動(dòng)單元14的移動(dòng)時(shí)間s(單位s)是上述滑動(dòng)單元14從一個(gè)噴嘴一側(cè)向另一個(gè)噴嘴一側(cè)移動(dòng)所需要的時(shí)間。上述滑動(dòng)單元14的各速度梯級(jí)的移動(dòng)時(shí)間s的值記述在上述軸移動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)9中。吸附姿勢(shì)識(shí)別時(shí)間r(單位s)是從上述滑動(dòng)單元14的移動(dòng)結(jié)束并且用于確保振動(dòng)對(duì)策時(shí)間(等待由于滑動(dòng)單元14的移動(dòng)而發(fā)生的滑動(dòng)單元14內(nèi)裝的反射鏡的振動(dòng)停止的時(shí)間)的定時(shí)器開始動(dòng)作到讀入吸附的電子零部件的圖像并計(jì)算出吸附姿勢(shì)的修正量的時(shí)間。該吸附姿勢(shì)識(shí)別時(shí)間r按各電子零部件的需要時(shí)間記述在上述識(shí)別時(shí)間數(shù)據(jù)10中。
上述裝配程序選擇子程序11根據(jù)上述X軸臺(tái)33或上述Y軸臺(tái)34移動(dòng)上述移動(dòng)距離d1～d4、d1’～d4’所需要的時(shí)間m(d1)～m(d4)、m(d1’)～m(d4’)、上述軸移動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)9、上述識(shí)別時(shí)間數(shù)據(jù)10，使用下式計(jì)算各裝配程序的裝配節(jié)拍。
上述第1裝配程序的裝配節(jié)拍T1(單位s)使用下式進(jìn)行計(jì)算。
①m(d2)＜2a+s、并且m(d4)＜2a+s時(shí)，T1＝(m(d1)+m(d3)+4h～4a+2s)/2②m(d2)≥2a+s、并且m(d4)＜2a+s時(shí)，T1＝(m(d1)+m(d2)+m(d3)+4h-6a+s)/2③m(d2)＜2a+s、并且m(d4)≥2a+s時(shí)，T1＝(m(d1)+m(d3)+m(d4)+4h-6a+s)/2④m(d2)≥2a+s、并且m(d4)≥2a+s時(shí)，T1＝(m(d1)+m(d2)+m(d3)+m(d4)+4h-8a)/2上述第2裝配程序的裝配節(jié)拍T2(單位s)使用下式進(jìn)行計(jì)算。
①m(d1’)＜r-h+2a+s、m(d3’)＜2a+s、并且m(d4’)＜r-h+2a+a時(shí)，T2＝(m(d2’)+2h-2a+3s+2r)/2②m(d1’)≥r-h+2a+s、m(d3’)＜2a+s、并且m(d4’)＜r-h+2a+a時(shí)，T2＝(m(d1’)+m(d2’)+3h-4a+2s+r)/2③m(d1’)＜r-h+2a+s、m(d3’)≥2a+s、并且m(d4’)＜r-h+2a+a時(shí)，
T2＝(m(d2’)+m(d3’)+2h-4a+2s+2r)/2④m(d1’)≥r-h+2a+s、m(d3’)≥2a+s、并且m(d4’)＜r-h+2a+a時(shí)，T2＝(m(d1’)+m(d2’)+m(d3’)+3h-6a+s+r)/2⑤m(d1’)＜r-h+2a+s、m(d3’)＜2a+s、并且m(d4’)≥r-h+2a+a時(shí)，T2＝(m(d2’)+m(d4’)+3h-4a+2s+r)/2⑥m(d1’)≥r-h+2a+s、m(d3’)＜2a+s、并且m(d4’)≥r-h+2a+a時(shí)，T2＝(m(d1’)+m(d2’)+m(d4’)+4h-6a+s)/2⑦m(d1’)＜r-h+2a+s、m(d3’)≥2a+s、并且m(d4’)≥r-h+2a+a時(shí)，T2＝(m(d2’)+m(d3’)+m(d4’)+3h-6a+s)/2⑧m(d1’)≥r-h+2a+s、m(d3’)≥2a+s、并且m(d4’)≥r-h+2a+a時(shí)，T2＝(m(d1’)+m(d2’)+m(d3’)+m(d4’)+4h-8a)/2上述裝配程序選擇子程序11根據(jù)上述計(jì)算的裝配節(jié)拍T1和T2選擇快的裝配程序。
圖11表示上述2個(gè)裝配差的上述操作頭部35的移動(dòng)距離即上述X軸臺(tái)33和上述Y軸臺(tái)34的移動(dòng)距離中大的一方與裝配節(jié)拍的關(guān)系，可以進(jìn)行兩者的比較。
計(jì)算中使用了以下所示的假定。
m(d1)＝m(d2)＝m(d3)＝m(d4)＝m(d2’)＝m(d4’)m(d1’)＜r-h+2a+Sm(d3’)＜2a+sh＝0.190、a＝0.070、s＝0.080、r＝0.300由圖11可知，上述操作頭部35的移動(dòng)距離即上述X軸臺(tái)33和上述Y軸臺(tái)34的移動(dòng)距離中大的超過213.3(mm)時(shí)，則上述第2裝配差比上述第1裝配程序快。
如上所述，按照本實(shí)施例，可以使上述操作頭部35按上述第1裝配程序和上述第2裝配程序而動(dòng)作，上述裝配程序選擇子程序11通過根據(jù)上述主控制器1內(nèi)的上述程序數(shù)據(jù)2和上述常數(shù)數(shù)據(jù)3計(jì)算各裝配程序的裝配節(jié)拍并選擇快的裝配程序，便可減少由于裝配程序單一而引起的裝配時(shí)間損失，從而可以縮短每1塊基板的裝配時(shí)間。另外，通過上述操作盤4可以任意設(shè)定所使用的裝配程序。
根據(jù)上述說明可知，按照本發(fā)明的上述實(shí)施例的電子零部件裝配方法和裝置，在裝配1塊基板的過程中，可以使上述操作頭部35有選擇地按上述第一裝配程序和第二裝配程序而動(dòng)作，其中第一裝配程序是在1個(gè)電子零部件的吸附和裝配結(jié)束之后，進(jìn)行下一個(gè)電子零部件的吸附和裝配，第二裝配程序分別吸附2個(gè)電子零部件，并分別進(jìn)行吸附的電子零部件的裝配，所以，通過選擇適當(dāng)?shù)难b配程序，可以減少由于裝配程序單一而引起的裝配時(shí)間損失，從而可以縮短每1塊基板的裝配時(shí)間。
另外，在裝配開始之前預(yù)先計(jì)算在各裝配程序中所需要的時(shí)間、并在上述2個(gè)裝配程序中自動(dòng)地選擇所需時(shí)間短的裝配程序時(shí)，還可以自動(dòng)地縮短每1塊基板的裝配時(shí)間。
另外，作為操作者選擇上述2個(gè)裝配程序的裝置的一例，通過具有上述操作盤4，可以任意分開使用2個(gè)裝配程序。
在上述實(shí)施例中，在裝配開始之前，預(yù)先計(jì)算在各裝配程序中裝配所需要的時(shí)間，但是，并不限于此，在裝配中，根據(jù)需要，也可以計(jì)算裝配所需要的時(shí)間并適當(dāng)?shù)馗淖冄b配程序。例如，雖然已按照在裝配開始之前選擇的裝配程序開始了裝配，但是，在裝配的過程中電子零部件供給部的電子零部件用完了、需要在與此前的吸附位置不同的吸附位置吸附電子零部件時(shí)，也可以重新計(jì)算裝配所需要的時(shí)間，重新選擇最佳的裝配程序。在電子零部件供給部中，在電子零部件用完了時(shí)，由于相同種類的電子零部件配置在其他某個(gè)吸附位置的數(shù)據(jù)記錄在上述零部件供給部排列程序6內(nèi)，所以，只要讀出該數(shù)據(jù)，就可以知道可以在哪個(gè)吸附位置吸附相同種類的電子零部件。
以上，參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例充分說明了本發(fā)明，但是，對(duì)于熟練技術(shù)人員，顯然可以進(jìn)行各種變形或修正。這種變形或修正，只要不超出權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍，就應(yīng)理解為包含在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子零部件裝配方法，使用具有分別吸附電子零部件供給部(30)的電子零部件(16、17、18、23、24、123)的多個(gè)噴嘴(12、13)和用于對(duì)由上述各噴嘴吸附的上述電子零部件的姿勢(shì)進(jìn)行圖像識(shí)別的識(shí)別相機(jī)(15)的操作頭部(35)、在由上述各噴嘴吸附上述電子零部件供給部的電子零部件后，由上述識(shí)別相機(jī)對(duì)上述電子零部件的吸附姿勢(shì)進(jìn)行圖象識(shí)別并修正上述電子零部件的吸附姿勢(shì)，從而將修正過上述吸附姿勢(shì)的上述電子零部件裝配到基板(32)上，其特征在于在裝配一個(gè)基板的過程中，使上述操作頭部選擇第一裝配程序和第二裝配程序中的某種程序而動(dòng)作，上述第一裝配程序是在由上述多個(gè)噴嘴中的一個(gè)噴嘴進(jìn)行1個(gè)電子零部件的吸附和進(jìn)行該吸附的電子零部件的裝配后，由上述其他噴嘴進(jìn)行別的電子零部件的吸附和進(jìn)行該吸附的電子零部件的裝配，第二裝配程序是上述多個(gè)噴嘴的各噴嘴繼續(xù)吸附上述電子零部件，然后繼續(xù)裝配各噴嘴吸附的上述電子零部件。
2.按權(quán)利要求1所述的電子零部件裝配方法，其特征在于對(duì)于上述第1裝配程序和第2裝配程序，在裝配開始之前，分別計(jì)算上述電子零部件的安裝所需要的時(shí)間，選擇上述裝配所需要的時(shí)間短的裝配程序裝配上述電子零部件。
3.按權(quán)利要求2所述的電子零部件裝配方法，其特征在于在應(yīng)由上述噴嘴吸附的上述電子零部件用完了并在與先前的電子零部件的吸附位置不同的吸附位置吸附替代的電子零部件時(shí)，重新計(jì)算上述第1和第2裝配程序的裝配所需要的時(shí)間，并重新進(jìn)行上述裝配程序的選擇。
4.按權(quán)利要求2或3所述的電子零部件裝配方法，其特征在于分別計(jì)算上述第1和第2裝配程序的裝配時(shí)間時(shí)，根據(jù)上述操作頭部移動(dòng)到上述電子零部件的裝配位置所需要的時(shí)間、上述操作頭部移動(dòng)到上述電子零部件的吸附位置所需要的時(shí)間、上述電子零部件的吸附姿勢(shì)的識(shí)別和修正計(jì)算所需要的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。
5.按權(quán)利要求1～4所述的電子零部件裝配方法，其特征在于操作者任意設(shè)定從上述第1和第2裝配程序中選擇的裝配程序。
6.一種電子零部件裝配裝置，包括操作頭部(35)和控制部(1)，操作頭部(35)具有分別吸附電子零部件供給部(30)的電子零部件(16、17、18、23、24、123)的多個(gè)噴嘴(12、13)和用于對(duì)由上述各噴嘴吸附的上述電子零部件的姿勢(shì)進(jìn)行圖象識(shí)別的識(shí)別相機(jī)(15)，控制部(1)控制操作頭部，以使在由上述噴嘴吸附上述電子零部件供給部的上述電子零部件后，由上述識(shí)別相機(jī)對(duì)上述電子零部件的吸附姿勢(shì)進(jìn)行圖象識(shí)別，并修正上述電子零部件相對(duì)于上述操作頭部的吸附姿勢(shì)，從而將電子零部件裝配到基板上，該電子零部件裝配裝置的特征在于在上述控制部中具有裝配程序選擇裝置，在裝配一個(gè)基板的過程中，使上述操作頭部選擇第一裝配程序和第二裝配程序中的某一種程序而動(dòng)作，第一裝配程序是由上述多個(gè)噴嘴中的一個(gè)噴嘴進(jìn)行1個(gè)電子零部件的吸附和進(jìn)行該吸附的電子零部件的裝配后，由上述其他噴嘴進(jìn)行別的電子零部件的吸附，進(jìn)行該吸附的電子零部件的裝配，第2裝配程序是上述多個(gè)噴嘴的各噴嘴繼續(xù)吸附上述電子零部件，然后繼續(xù)裝配各噴嘴吸附的上述電子零部件。
7.按權(quán)利要求6所述的電子零部件裝配裝置，其特征在于上述裝配程序選擇裝置具有對(duì)上述第1裝配程序和上述第2裝配程序計(jì)算上述電子零部件的裝配所需要的時(shí)間的裝配時(shí)間計(jì)算裝置(11)，自動(dòng)地選擇根據(jù)上述2個(gè)裝配程序計(jì)算的上述裝配所需要的時(shí)間短的一方的上述裝配程序。
8.按權(quán)利要求7所述的電子零部件裝配裝置，其特征在于上述裝配時(shí)間計(jì)算裝置根據(jù)上述操作頭部移動(dòng)到上述電子零部件在上述基板上的裝配位置所需要的時(shí)間、上述操作頭部移動(dòng)到上述電子零部件的上述電子零部件供給部的吸附位置所需要的時(shí)間和上述電子零部件的吸附姿勢(shì)的識(shí)別和修正計(jì)算所需要的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。
9.按權(quán)利要求6～8中的任一權(quán)項(xiàng)所述的電子零部件裝配裝置，其特征在于具有操作者任意設(shè)定由上述裝配程序選擇裝置選擇的裝配程序的裝置(4)。
全文摘要
一種電子零部件裝配方法及裝置,電子零部件裝配裝置包括操作頭部(35)和控制部(1),操作頭部(35)具有吸附電子零部件的多個(gè)噴嘴(12、13)和用于對(duì)吸附的電子零部件的姿勢(shì)進(jìn)行圖象識(shí)別的識(shí)別相機(jī)(15),控制部(1)控制操作頭部,以便在由噴嘴吸附電子零部件供給部的電子零部件后,由上述識(shí)別相機(jī)對(duì)電子零部件的吸附姿勢(shì)進(jìn)行圖象識(shí)別,并修正吸附姿勢(shì),從而將電子零部件裝配到基板上,在主控制器(1)中具有裝配程序選擇子程序(11),在裝配一個(gè)基板的過程中,使上述操作頭部選擇第一裝配程序和第二裝配程序中的某一種程序而動(dòng)作,其中,第一裝配程序是由上述多個(gè)噴嘴中的一個(gè)噴嘴連續(xù)進(jìn)行1個(gè)電子零部件的吸附和裝配動(dòng)作,而由另一個(gè)噴嘴同樣對(duì)零部件連續(xù)進(jìn)行吸附和裝配動(dòng)作,第二裝配程序是由上述1個(gè)噴嘴吸附1個(gè)零部件,而另一個(gè)噴嘴吸附其他零部件后連續(xù)地裝配上述2個(gè)噴嘴吸附的零部件。
文檔編號(hào)H05K13/04GK1191063SQ96195447
公開日1998年8月19日 申請(qǐng)日期1996年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月12日
發(fā)明者廣谷耕司, 中野智之, 大良治, 大江邦夫 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社