在印刷电路板上安装电路元件的设备及方法技术

一种在印刷电路板上自动装配电路元件的设备，包括用于探测利用吸力保持在装配头上的电路元件引线的引线探测机构和用于探测印刷电路板上装配参考标记的基板标记探测机构．装配头的移动量可根据各探测机构的探测结果而得以校正，以此将电路元件精确地安装到印刷电路板上．此外还公开了一种在印刷电路板上安装电路元件的方法．（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在基板上安装电路元件的设备及方法，更确切地说，涉及在基板或印刷电路板上非常精确地安装诸如扁平塑料封装元件(以下称为“FPP”)、塑料有引线片式基座元件(以下称为“PLCC”)、无引线片式基座元件(以下称为“LCC”)、小形集成电路元件(以下称为“SOIC”)等表面装配式电路元件的设备和方法。现有的这类电路元件安装设备是通过线路板表面上形成的定位孔来进行印刷电路板相对于设备的定位的。而且，装配头装配在x-y平台头上。并根据其x、y座标原点进行装配头的定位。在现有的这种安装设备中，总希望印刷电路板上的定位孔和该电路板上的导线图形(布线图)之间的位置关系不随印刷电路板而变化，同样，也希望定位孔与x、y平台头的x、y座标原点之间的相对位置关系保持恒定，而与印刷电路板无关。印刷电路板的定位孔是在形成了导线图形后钻孔形成的，这使得在打孔中产生大约0.3毫米的位置误差。这就造成装配头向印刷电路板上的电路元件安装位置移动的移动量与实际电路元件安装位置之间产生0.3毫米的配准偏差。不幸的是，由于现有设备中定位孔与x-y平台的原点之间的相对位置关系只是保持恒定，所以不能防止这种配准偏差现象。0.3毫米左右的配准偏差常导致FPP、PLCC、LCC或SOIC之类的表面装配式电路元件与基板连接的失败，因为电路元件引线之间的间隔制造得很小。再有，印刷电路板上定位孔的偏移会使电路元件以错误的方式安装在印刷电路印刷板上。本专利技术是针对上述现有技术之缺点而产生的。因而，本专利技术的目的是提供能高精确度地在基板上安装电路元件的设备和方法。本专利技术的另一目的是提供能够简便地向预定的电路元件吸取位置输送电路元件的设备，特别是输送表面装配式电路元件如FPP、PLCC、LCC、SOIC等等的设备。本专利技术又一个目的是提供能够逐一地分散传送电路元件且具有简单结构的设备。本专利技术再一个目的是提供这样一种设备，它即使对于类似片式的电路元件，也能将其间续地送到预定的电路元件吸取位置，并使其保持着正确的姿势而无任何问题。本专利技术还有一个目的是提供能够处理已卸掉电路元件的空的储存带，同时又保证其它机构，如带传送机构等稳定运行的设备。本专利技术再进一步的目的是提供可简便地对准元件中心，特别是表面装配式电路元件的中心，而不使其引线变形或弯曲的方法。根据本专利技术的一个方面，在基板上安装电路元件的设备包括有将电路元件送到该设备预定位置的电路元件供给机构、调整电路元件位置和姿势的中心对准及任意转动机构、以及可在预定位置和中心对准及任意转动机构的调整位置间移动的电路元件吸取头。吸取头依靠吸力从供给机构中吸取电路元件，并传送给中心对准及任意转动机构。此外，该设备还包括有可相对印刷电路板移动的装配头，装配头依靠吸力使已被中心对准及任意转动装置调整了位置和姿势的电路元件保持在其上，并传到印刷电路板。该设备还包括有基板支架装置、引线探测装置和基板标记探测装置。基板支架装置用以支托待安装电路元件的印刷电路板;引线探测装置探测已被中心对准及任意转动装置调整过位置和姿势的电路元件的引线;基板标记探测装置探测支托在基板支架装置上的印刷电路板上的安装参考标记。从而，设备可以根据各探测机构的探测结果来校正装配头相对于印刷电路板的移动。根据本专利技术的又一方面，提供了在印刷电路板上安装电路元件的方法，该方法包括有这些步骤向自动安装设备的预定位置提供电路元件;将电路元件由预定位置传送到安装设备中的中心对准及任意转动机构，以便由四个卡爪对电路元件进行确定中心和转动，四个卡爪安置在中心对准和任意转动机构上，并对着电路元件的四侧而排列;将电路元件传送给装配头;将印刷电路板传送至停留位置;当印刷电路板位于停留位置时在其上安装电路元件;由四个卡爪进行的电路元件确定中心及任意转动的步骤。该步骤包括由四个卡爪中位于相对于电路元件两平行侧的一对卡爪，通过电路元件本体或其平行侧伸出的引线端部来夹持这一对卡爪之间的电路元件的两相互平行侧，然后将两卡爪由引线上或元件本体上松开，此后另一对卡爪从另外两侧伸出的引线端部或元件本体的两边来夹持电路元件的另外两侧。本专利技术的这些和其它目的，以及许多附属的优点，可参照附图由下面的详细说明中得到很好的了解和认识。附图中所有相同标号都指示相同的对应部分，其中图1是透视图，概括地示出了本专利技术的电路元件自动安装设备的一个实施例;图2是平面图，示出了印刷电路板上的定位孔和安装参考标记;图3是示意图，表示了图1所示的安装设备中确定中心和任意转动机构的四个卡爪;图4是示意平面图，表示了由引线探测摄象机所显示的电路元件引线;图5是流程图，表示图1所示的电路元件自动安装设备的操作过程;图6是示意平面图，表示一个电路元件的姿势;图7至图9是示意图，表示由确定中心和任意转动机构对电路元件进行的初步转动;图10是表示了确定中心和任意转动机构的剖视图;图11是图10表示的确定中心和任意转动机构的正视图;图12是平面图，表示确定中心和任意转动机构的卡爪托盘和定位卡爪;图13是平面图，表示图12中定位卡爪的另一种形式;图14至图16都是平面图，表示图10所示的确定中心和任意转动机构的操作情况;图17是示意图，表示监测或探测引线的一种方式;图18是示意图，表示引线探测中的图象处理;图19是示意图，表示在监测或探测电路元件与靠吸力携带电路元件的装配头配不准时的图象处理情况;图20是示意图，表示一个具有配不准校正的光学处理系统;图21是示意图，表示图20光学处理系统中的照射情况;图22是示意图，表示适用于进行图21那样照射情况的照射装置;图23是示意图，表示用于图象处理的TV投影器的参考图案;图24至图29各为示意图，表示通过图23的TV投影器所进行的图象处理情况;图30是示意图，表示根据图23的TV投影器座标所进行的配不准数据运算情况;图31是供给电路元件的托盘运载机构或单元的正视图;图32是图31所示的托盘运载单元主要部分的局部正剖图;图33至图35是表示图31的托盘运载单元工作的正视图;图36是供给电路元件用的棒形供料器的侧视图;图37是图36所示棒形供料器主要部分的侧视剖图;图38是平面图，表示由带式供料器提供的一串电路元件;图39是图38中电路元件串的正剖图;图40是带式供料器的正视图;图41是图40带式供料器主要部分的正剖图;图42是收带轮的侧剖图;图43是节距进料轮的侧剖图;图44是表示图43的节距进料轮上的棘轮机构工作情况的正视图;图45是平面图，表示驱动图44的棘轮机构的气缸装置;图46是图41沿线Ⅱ-Ⅱ剖开的剖面图，示出了将图38和39所示电路元件串支托在电路元件吸取位置的机构;图47是图46所示支托机构另一形式的侧剖图;图48是上部导带装置的正剖图;图49是切带机构或单元的局部正剖图;图50是图49的切割带单元主要部分的正剖图。以下结合附图，叙述本专利技术的电路元件自动安装设备。图1是本专利技术电路元件自动安装设备一实施例的总结构图。所示实施例的设备包括机座1、安置在机座1前侧用以逐次传送印刷电路板的基板输送机构或单元2、安置在图1机座1右后侧的电路元件供给机构或单元3及安置在机座1左侧的电路元件安装机构4。此外，该设备还包括图象处理机构中位于机座1前部上方的电视机50。图1仅表示出电视机50的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在印刷电路板上装配电路元件的设备包括：一个机座；一个用于向上述机座上予定位置提供电路元件的电路元件供给机构；一个用于调节上述电路元件的位置和姿势的中心对准和任意转动机构；一个电路元件吸取头，该吸取头安装得能在上述供给机构 和上述中心对准和任意转动机构之间运动，上述吸取头靠吸力从上述供给机构中将上述电路元件取出并将上述取出的电路元件传送到上述中心对准和任意转动机构上；一个装配头，它安装得能相对于印刷电路板运动，上述装配头靠吸力将上述电路元件吸持在其上并将电 路元件传送到上述印刷电路板上，上述电路元件的位置和姿势已由上述中心对准和任意转动机构调节好；一个用于支承在其上要装配上述电路元件的上述印刷电路板的基板支承机构；一个用于探测上述电路元件的引线的引线探测机构，所述电路元件的位置和姿势已 由上述中心对准和任意转动机构调节好；及一个用于探测由上述基板支承机构支承的上述印刷电路板上的安装参考标记的基板标记探测机构；上述所有机构都装配在上述机座上；因此，上述装配头相对于上述印刷电路板的运动的校正取决于上述每一个探测机构 的探测结果。...

【技术特征摘要】
JP 1986-12-25 310957/86;JP 1986-12-25 310958/86;JP书的范围内，不按说明书中具体描述的内容实施。权利要求1.用于在印刷电路板上装配电路元件的设备包括一个机座；一个用于向上述机座上予定位置提供电路元件的电路元件供给机构；一个用于调节上述电路元件的位置和姿势的中心对准和任意转动机构；一个电路元件吸取头，该吸取头安装得能在上述供给机构和上述中心对准和任意转动机构之间运动，上述吸取头靠吸力从上述供给机构中将上述电路元件取出并将上述取出的电路元件传送到上述中心对准和任意转动机构上；一个装配头，它安装得能相对于印刷电路板运动，上述装配头靠吸力将上述电路元件吸持在其上并将电路元件传送到上述印刷电路板上，上述电路元件的位置和姿势已由上述中心对准和任意转动机构调节好；一个用于支承在其上要装配上述电路元件的上述印刷电路板的基板支承机构；一个用于探测上述电路元件的引线的引线探测机构，所述电路元件的位置和姿势已由上述中心对准和任意转动机构调节好；及一个用于探测由上述基板支承机构支承的上述印刷电路板上的安装参考标记的基板标记探测机构；上述所有机构都装配在上述机座上；因此，上述装配头相对于上述印刷电路板的运动的校正取决于上述每一个探测机构的探测结果。2.如权利要求1限定的设备，其中，上述的电路元件供给机构包括一个料盘式供料器和一个棒式供料器。3.如权利要求2限定的设备，其中，上述料盘式供料器包括一个可纵向移动的支承装置;一个可相对于上述支承装置垂直运动并支撑其上的多个堆积料盘的升降器;一个具有与放在上述料盘上电路元件的间距相一致的标记的定位装置;一个用于探测上述标记的传感器;一个驱动装置，该装置根据上述传感器探测到的上述标记将上述支承装置向前移动与上述间距相应的一段距离;一个用于将已取完上述电路元件的空料盘取出的料盘取出头;和一个用于接收由上述料盘取出头卸出的上述空料盘的料盘接收器。4.如权利要求3所限定的设备，其中，上述定位装置包括，在其上形成有作为上述标记的凹槽、凸部或孔的长板。5.如权利要求2所限定的设备，其中，上述棒式供料器包括一个至少支承一个装有电路元件的料斗的支架，一个提供与上述料斗相连的电路元件通道的滑道，以及一个用于接收从上述料斗通过上述滑道来的电路元件并将它们一个一个地传送到电路元件吸取位置的皮带传输器，上述滑道备有一个将其上的电路元件保持在上述滑道中的装置。6.如权利要求5所限定的设备，其中，上述料斗和滑道与一个水平面倾斜，由此使上述滑道向下。7.如权利要求1所限定的设备，其中，上述电路元件供给机构包括一个料盘式供料器和一个带式供料器。8.如权利要求7所限定的设备，其中，上述带式供料器包括一个用于以予定的节距断续地传送的节距传送轮;一个其上带有相等间隔地存放电路元件的凹槽的储存带;一个装在上述节距传送轮前面的滚筒，用于从上述储存带上揭掉覆盖上述储存带上的上述凹槽的覆盖带;还包括一个压带器，用于至少调整上述储存带上已揭掉覆盖带处的一个上部表面，这样可使每一个上述电路元件露出来，在上述节距传送轮前限定的电路元件的取出位置上能从上述储存带中被吸出。9.如权利要求8所限定的设备，其中，上述压带具有一个在其中间部分形成的开口，上述电路元件取出位置限定在上述压带器的上述开口的内部。10.如权利要求8所限定的设备，其中，上述压带器至少调整上述储存带的上述上表面的两个边缘。11.如权利要求7所限定的设备，其中，上述带式供料器包括一节距传送轮和一个棘轮机构，上述节距传送轮用于断续地传送以予定的节距等间隔地形成存放电路元件的凹槽的储存带，以便在上述节距传送轮前从上述储存带上揭下覆盖上述储存带上的上述凹槽的覆盖带，从而使得上述电路元件在上述节距传送轮前确定的电路元件取出位置和被取出;上述棘轮机构包括一个能与上述节距传送轮一起旋转的棘轮，一个能枢轴式地移动并与上述棘轮同轴的传送杆，一个枢轴地装在上述传送杆上并在上述齿轮啮合方向上受力的传送爪，一个靠紧在上述传送爪上以阻止其运动的传送爪止动器，一个在与上述齿轮啮合方向受力的回止止动杆，一个枢轴地安装在上述止动杆上的止动控制杆，一个枢轴地安装在上述止动杆上的止动控制杆，以及一个与上述止动控制杆啮合的固定的凸轮，这样，上述传送杆的轴向运动可通过上述传送爪使上述棘轮按向前方向旋转予定量，并使上述止动控制杆与上述固定凸轮啮合，以在上述棘轮按向前方向旋转时从上述棘轮中松开上述回止止动杆。12.如权利要求7所限定的设备，其中，上述带式供料器包括一个切带单元，该切带单元包括一个用于把已取走电路元件的空带切成小片的切割器和一个卸出上述小片的皮带传输器。13.如权利要求7所限定的设备，其中，上述料盘式供料器包括一个能纵向移动的支承装置;一个相对于上述支承装置垂直运动并支承多个堆积的料盘的升降器;一个具有与上述料盘上电路元件之间间距相一致的标记的定位装置;一个用于探测上述标记的传感器;一个驱动装置它根据由上述传感器探测到的上述标记将上述支承装置向前...

【专利技术属性】
技术研发人员：八木博志，丹藤修，大场佳人，中村纪久，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]