專利名稱:在印刷電路板上安裝電路元件的設(shè)備及方法
本發(fā)明涉及在基板上安裝電路元件的設(shè)備及方法，更確切地說，涉及在基板或印刷電路板上非常精確地安裝諸如扁平塑料封裝元件(以下稱為“FPP”)、塑料有引線片式基座元件(以下稱為“PLCC”)、無引線片式基座元件(以下稱為“LCC”)、小形集成電路元件(以下稱為“SOIC”)等表面裝配式電路元件的設(shè)備和方法。
現(xiàn)有的這類電路元件安裝設(shè)備是通過線路板表面上形成的定位孔來進(jìn)行印刷電路板相對于設(shè)備的定位的。而且，裝配頭裝配在x-y平臺(tái)頭上。并根據(jù)其x、y座標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)行裝配頭的定位。在現(xiàn)有的這種安裝設(shè)備中，總希望印刷電路板上的定位孔和該電路板上的導(dǎo)線圖形(布線圖)之間的位置關(guān)系不隨印刷電路板而變化，同樣，也希望定位孔與x、y平臺(tái)頭的x、y座標(biāo)原點(diǎn)之間的相對位置關(guān)系保持恒定，而與印刷電路板無關(guān)。
印刷電路板的定位孔是在形成了導(dǎo)線圖形后鉆孔形成的，這使得在打孔中產(chǎn)生大約0.3毫米的位置誤差。這就造成裝配頭向印刷電路板上的電路元件安裝位置移動(dòng)的移動(dòng)量與實(shí)際電路元件安裝位置之間產(chǎn)生0.3毫米的配準(zhǔn)偏差。不幸的是，由于現(xiàn)有設(shè)備中定位孔與x-y平臺(tái)的原點(diǎn)之間的相對位置關(guān)系只是保持恒定，所以不能防止這種配準(zhǔn)偏差現(xiàn)象。0.3毫米左右的配準(zhǔn)偏差常導(dǎo)致FPP、PLCC、LCC或SOIC之類的表面裝配式電路元件與基板連接的失敗，因?yàn)殡娐吩€之間的間隔制造得很小。
再有，印刷電路板上定位孔的偏移會(huì)使電路元件以錯(cuò)誤的方式安裝在印刷電路印刷板上。
本發(fā)明是針對上述現(xiàn)有技術(shù)之缺點(diǎn)而產(chǎn)生的。
因而，本發(fā)明的目的是提供能高精確度地在基板上安裝電路元件的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一目的是提供能夠簡便地向預(yù)定的電路元件吸取位置輸送電路元件的設(shè)備，特別是輸送表面裝配式電路元件如FPP、PLCC、LCC、SOIC等等的設(shè)備。
本發(fā)明又一個(gè)目的是提供能夠逐一地分散傳送電路元件且具有簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)備。
本發(fā)明再一個(gè)目的是提供這樣一種設(shè)備，它即使對于類似片式的電路元件，也能將其間續(xù)地送到預(yù)定的電路元件吸取位置，并使其保持著正確的姿勢而無任何問題。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供能夠處理已卸掉電路元件的空的儲(chǔ)存帶，同時(shí)又保證其它機(jī)構(gòu)，如帶傳送機(jī)構(gòu)等穩(wěn)定運(yùn)行的設(shè)備。
本發(fā)明再進(jìn)一步的目的是提供可簡便地對準(zhǔn)元件中心，特別是表面裝配式電路元件的中心，而不使其引線變形或彎曲的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在基板上安裝電路元件的設(shè)備包括有將電路元件送到該設(shè)備預(yù)定位置的電路元件供給機(jī)構(gòu)、調(diào)整電路元件位置和姿勢的中心對準(zhǔn)及任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及可在預(yù)定位置和中心對準(zhǔn)及任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的調(diào)整位置間移動(dòng)的電路元件吸取頭。吸取頭依靠吸力從供給機(jī)構(gòu)中吸取電路元件，并傳送給中心對準(zhǔn)及任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。此外，該設(shè)備還包括有可相對印刷電路板移動(dòng)的裝配頭，裝配頭依靠吸力使已被中心對準(zhǔn)及任意轉(zhuǎn)動(dòng)裝置調(diào)整了位置和姿勢的電路元件保持在其上，并傳到印刷電路板。該設(shè)備還包括有基板支架裝置、引線探測裝置和基板標(biāo)記探測裝置?；逯Ъ苎b置用以支托待安裝電路元件的印刷電路板;引線探測裝置探測已被中心對準(zhǔn)及任意轉(zhuǎn)動(dòng)裝置調(diào)整過位置和姿勢的電路元件的引線;基板標(biāo)記探測裝置探測支托在基板支架裝置上的印刷電路板上的安裝參考標(biāo)記。從而，設(shè)備可以根據(jù)各探測機(jī)構(gòu)的探測結(jié)果來校正裝配頭相對于印刷電路板的移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了在印刷電路板上安裝電路元件的方法，該方法包括有這些步驟向自動(dòng)安裝設(shè)備的預(yù)定位置提供電路元件;將電路元件由預(yù)定位置傳送到安裝設(shè)備中的中心對準(zhǔn)及任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便由四個(gè)卡爪對電路元件進(jìn)行確定中心和轉(zhuǎn)動(dòng)，四個(gè)卡爪安置在中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，并對著電路元件的四側(cè)而排列;將電路元件傳送給裝配頭;將印刷電路板傳送至停留位置;當(dāng)印刷電路板位于停留位置時(shí)在其上安裝電路元件;由四個(gè)卡爪進(jìn)行的電路元件確定中心及任意轉(zhuǎn)動(dòng)的步驟。該步驟包括由四個(gè)卡爪中位于相對于電路元件兩平行側(cè)的一對卡爪，通過電路元件本體或其平行側(cè)伸出的引線端部來夾持這一對卡爪之間的電路元件的兩相互平行側(cè)，然后將兩卡爪由引線上或元件本體上松開，此后另一對卡爪從另外兩側(cè)伸出的引線端部或元件本體的兩邊來夾持電路元件的另外兩側(cè)。
本發(fā)明的這些和其它目的，以及許多附屬的優(yōu)點(diǎn)，可參照附圖由下面的詳細(xì)說明中得到很好的了解和認(rèn)識。附圖中所有相同標(biāo)號都指示相同的對應(yīng)部分，其中圖1是透視圖，概括地示出了本發(fā)明的電路元件自動(dòng)安裝設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例;
圖2是平面圖，示出了印刷電路板上的定位孔和安裝參考標(biāo)記;
圖3是示意圖，表示了圖1所示的安裝設(shè)備中確定中心和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的四個(gè)卡爪;
圖4是示意平面圖，表示了由引線探測攝象機(jī)所顯示的電路元件引線;
圖5是流程圖，表示圖1所示的電路元件自動(dòng)安裝設(shè)備的操作過程;
圖6是示意平面圖，表示一個(gè)電路元件的姿勢;
圖7至圖9是示意圖，表示由確定中心和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)對電路元件進(jìn)行的初步轉(zhuǎn)動(dòng);
圖10是表示了確定中心和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的剖視圖;
圖11是圖10表示的確定中心和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的正視圖;
圖12是平面圖，表示確定中心和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的卡爪托盤和定位卡爪;
圖13是平面圖，表示圖12中定位卡爪的另一種形式;
圖14至圖16都是平面圖，表示圖10所示的確定中心和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作情況;
圖17是示意圖，表示監(jiān)測或探測引線的一種方式;
圖18是示意圖，表示引線探測中的圖象處理;
圖19是示意圖，表示在監(jiān)測或探測電路元件與靠吸力攜帶電路元件的裝配頭配不準(zhǔn)時(shí)的圖象處理情況;
圖20是示意圖，表示一個(gè)具有配不準(zhǔn)校正的光學(xué)處理系統(tǒng);
圖21是示意圖，表示圖20光學(xué)處理系統(tǒng)中的照射情況;
圖22是示意圖，表示適用于進(jìn)行圖21那樣照射情況的照射裝置;
圖23是示意圖，表示用于圖象處理的TV投影器的參考圖案;
圖24至圖29各為示意圖，表示通過圖23的TV投影器所進(jìn)行的圖象處理情況;
圖30是示意圖，表示根據(jù)圖23的TV投影器座標(biāo)所進(jìn)行的配不準(zhǔn)數(shù)據(jù)運(yùn)算情況;
圖31是供給電路元件的托盤運(yùn)載機(jī)構(gòu)或單元的正視圖;
圖32是圖31所示的托盤運(yùn)載單元主要部分的局部正剖圖;
圖33至圖35是表示圖31的托盤運(yùn)載單元工作的正視圖;
圖36是供給電路元件用的棒形供料器的側(cè)視圖;
圖37是圖36所示棒形供料器主要部分的側(cè)視剖圖;
圖38是平面圖，表示由帶式供料器提供的一串電路元件;
圖39是圖38中電路元件串的正剖圖;
圖40是帶式供料器的正視圖;
圖41是圖40帶式供料器主要部分的正剖圖;
圖42是收帶輪的側(cè)剖圖;
圖43是節(jié)距進(jìn)料輪的側(cè)剖圖;
圖44是表示圖43的節(jié)距進(jìn)料輪上的棘輪機(jī)構(gòu)工作情況的正視圖;
圖45是平面圖，表示驅(qū)動(dòng)圖44的棘輪機(jī)構(gòu)的氣缸裝置;
圖46是圖41沿線Ⅱ-Ⅱ剖開的剖面圖，示出了將圖38和39所示電路元件串支托在電路元件吸取位置的機(jī)構(gòu);
圖47是圖46所示支托機(jī)構(gòu)另一形式的側(cè)剖圖;
圖48是上部導(dǎo)帶裝置的正剖圖;
圖49是切帶機(jī)構(gòu)或單元的局部正剖圖;
圖50是圖49的切割帶單元主要部分的正剖圖。
以下結(jié)合附圖，敘述本發(fā)明的電路元件自動(dòng)安裝設(shè)備。
圖1是本發(fā)明電路元件自動(dòng)安裝設(shè)備一實(shí)施例的總結(jié)構(gòu)圖。所示實(shí)施例的設(shè)備包括機(jī)座1、安置在機(jī)座1前側(cè)用以逐次傳送印刷電路板的基板輸送機(jī)構(gòu)或單元2、安置在圖1機(jī)座1右后側(cè)的電路元件供給機(jī)構(gòu)或單元3及安置在機(jī)座1左側(cè)的電路元件安裝機(jī)構(gòu)4。此外，該設(shè)備還包括圖象處理機(jī)構(gòu)中位于機(jī)座1前部上方的電視機(jī)50。圖1僅表示出電視機(jī)50的熒光屏。
基板輸送機(jī)構(gòu)2包括一對安置在機(jī)座1上的支架20，在彼此相對的支架20的各內(nèi)側(cè)面上配置有傳送帶21?；遢斔蜋C(jī)構(gòu)2適于將定位針(未示出)當(dāng)印刷電路板P(圖2)處于基板停留位置或基板定位位置時(shí)插入其定位孔H以牢固地卡住電路板P。
電路元件供給機(jī)構(gòu)3包括有供給平面裝配式電路元件E(如FPP、PLCC、LCC、SOIC等)的料盤式供料器30和棒式供料器31或帶式供料器(圖1中僅表示了棒式供料器31)。
料盤式供料器30適于以堆積方式排列許多小料盤32，每個(gè)料盤上裝有成行排列的電路元件E。料盤式供料器30每當(dāng)最上層料盤的最前排電路元件在電路元件吸取位置V處被取出或吸走時(shí)，就前移一個(gè)間距，讓料盤上下一排上的電路元件傳送到吸取位置。
棒式供料器31的結(jié)構(gòu)可將電路元件以堆積的方式存放，形成矩形柱狀條，并由供料帶將最下面的一個(gè)電路元件傳送到電路元件的吸取位置V。
帶式供料器包括卷在軸上的載有沿其縱向排成一排的電路元件的帶，帶式供料器適于依次將帶上的電路元件送至電路元件吸取位置V。
所示實(shí)施例的設(shè)備還包括，裝配在機(jī)座1的可移動(dòng)x-y平臺(tái)33上的電路元件吸取機(jī)構(gòu)6。吸取機(jī)構(gòu)6包括吸取頭60，吸取頭60適于在電路元件吸取位置V處靠吸針61將電路元件從料盤式供料器30、棒式供料器31或帶式供料器中吸出，并輸送給確定中心和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7。
電路元件安裝機(jī)構(gòu)4安置或裝配在基板輸送機(jī)構(gòu)2上方的支架40上且突出于其上。支架40還連接著x-y平臺(tái)的前部41。更詳細(xì)地說，x-y平臺(tái)前部41包括x方向滑動(dòng)器44和y方向滑動(dòng)器，x方向滑動(dòng)器依靠固定在框架40上的x方向?qū)ЩS42來支撐可沿x方向滑動(dòng)，并與x向滾珠絲桿(ball thread shaft)銜接以受x軸電動(dòng)機(jī)43的驅(qū)動(dòng);y方向滑動(dòng)器由放置在x方向滑動(dòng)器上的y方向?qū)ЩS支撐，可沿y方向滑動(dòng)，并與y向滾珠絲杠銜接以接受y軸電動(dòng)機(jī)45的驅(qū)動(dòng)。
電路元件安裝機(jī)構(gòu)4還包括固定安置在Y方向滑動(dòng)器下端的裝配頭46。在所示實(shí)施例中，裝配頭46有三個(gè)沿x方向等間距排列的吸針47。每個(gè)吸針47適于跟隨凸輪的彎曲形狀垂直運(yùn)動(dòng)。
在裝配頭46上牢固安置著基板標(biāo)記探測機(jī)構(gòu)的攝象機(jī)80，用于探測或監(jiān)測在印刷電路板P上與導(dǎo)線圖案同時(shí)形成的安裝參考標(biāo)記M(如圖2所示)。在所示實(shí)施例中，使用了兩個(gè)這種安裝參考標(biāo)記M，可使印刷電路板P與基板輸送機(jī)構(gòu)2平行度的偏差或變化能被有效地探測到。而且，安裝參考標(biāo)記M可以用刻蝕方法與導(dǎo)線圖案一起形成，從而使每塊印刷電路板上的導(dǎo)線圖案與安裝參考標(biāo)記之間的位置關(guān)系保持恒定。
上面簡單敘述過的中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7是沿機(jī)座1上的基板輸送機(jī)構(gòu)2裝配的。如圖3所示，確定中心和任意轉(zhuǎn)動(dòng)7包括四個(gè)一組的位置調(diào)整卡爪70，這組卡爪可與被電路元件吸取頭60的吸針61和安裝頭40的每個(gè)吸附針47所吸住的電路元件E對應(yīng)，并適于驅(qū)動(dòng)四個(gè)卡爪70縮小爪間距離，來調(diào)整電路元件E的引線R1、R2…，從而將電路元件的中心與吸針47的中心對準(zhǔn)。這時(shí)，表示電路元件姿勢的旋轉(zhuǎn)角Q(圖6)定為O度。然后，若需要將電路元件E旋轉(zhuǎn)90°、180°、270°或任何其它所需角度時(shí)，就相應(yīng)地轉(zhuǎn)動(dòng)各個(gè)卡爪70。中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7可以制成僅對電路元件進(jìn)行0°、90°、180°和270°轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)?；蛘咧瞥煽墒闺娐吩魅我饨嵌绒D(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7在其一側(cè)具有固定安裝于其上的引線探測機(jī)構(gòu)的攝象機(jī)90，用于探測中心對準(zhǔn)后的電路元件E引線R1，R2……的情況。如圖4所示，攝象機(jī)90用于放大投射出電路元件E的對角部分J和K轉(zhuǎn)換時(shí)的情況，所以可以非常精確地探測出電路元件各引線R1、R2……的位置和轉(zhuǎn)動(dòng)情況。
為了運(yùn)轉(zhuǎn)所示實(shí)施例的電路元件自動(dòng)安裝設(shè)備，把有關(guān)印刷電路板P上安裝電路元件位置數(shù)據(jù)和有關(guān)裝配到線路板P上的電路元件姿勢的數(shù)據(jù)輸入程序控制器。例如，有關(guān)安裝位置的數(shù)據(jù)可由x-y平臺(tái)頭的x和y座標(biāo)來表示，關(guān)于安裝姿勢的數(shù)據(jù)可由旋轉(zhuǎn)角來表示。程序控制器產(chǎn)生電路元件安裝位置的x和y座標(biāo)量值和電路元件旋轉(zhuǎn)角的量值，以及安裝次序中的類似值，和將它們依次供給電路元件安裝機(jī)構(gòu)4。
電路元件安裝機(jī)構(gòu)4、基板輸送機(jī)構(gòu)2、中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7、以及電路元件吸取機(jī)構(gòu)6都按圖5所示流程圖運(yùn)行。
更詳細(xì)地講，電路元件吸取機(jī)構(gòu)6的電路元件吸取頭60在電路元件吸取位置處將電路元件從電路元件供給機(jī)構(gòu)3中吸出，然后將元件傳送給中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7，最后返回原位以待下一次吸取。
電路元件E被送到中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7后，就通過圖3所示的四個(gè)卡爪70，對電路元件E進(jìn)行中心對準(zhǔn)和位置調(diào)整。在將電路元件E傳給機(jī)構(gòu)7之前，如有必要，可進(jìn)行機(jī)構(gòu)7的預(yù)旋轉(zhuǎn)，使較寬的卡爪70a和70b與電路元件的寬邊接觸。更詳細(xì)地說，假如電路元件在電路元件供給機(jī)構(gòu)3中處于圖7所示的姿勢，而中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的初始位置使卡爪70擺成圖8的樣子，那么中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7就要將卡爪70保持在圖9所示的樣子，準(zhǔn)備從電路元件吸取頭60上接收電路元件E。此外，如有必要，它也可按規(guī)定的角度Q進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
然后，電路元件安裝機(jī)構(gòu)4的裝配頭46通過吸針47從中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7中，取出程序控制器所指出的電路元件E，并將元件抽吸固定在其上。
在電路元件E經(jīng)過中心對準(zhǔn)和轉(zhuǎn)動(dòng)處理后，其引線受到引線探測機(jī)構(gòu)的攝象機(jī)90的監(jiān)測，并將所得圖象輸給位置校正操作單元或圖象處理單元。
由基板輸送機(jī)構(gòu)2所傳送的印刷電路板P停放在預(yù)定的位置。處于該位置上的印刷電路板P上安裝參考標(biāo)記M由基板標(biāo)記探測機(jī)構(gòu)的攝象機(jī)80來監(jiān)測，并將所得圖象輸給位置校正操作單元。攝象機(jī)80和90所得的圖象顯示在圖象處理電視系統(tǒng)50的熒光屏上。
位置校正操作單元或圖象處理單元或機(jī)構(gòu)中預(yù)先存有攝象機(jī)80和90反映電路元件精確定位在印刷電路板上電路元件安裝位置的圖象數(shù)據(jù)，這樣在它接收了引線探測攝象機(jī)90和基板標(biāo)記攝象機(jī)80探測結(jié)果時(shí)就可以將存有的圖象數(shù)據(jù)與各攝象機(jī)80和90所得的實(shí)際圖象進(jìn)行比較，以完成安裝位置的校正操作。這就導(dǎo)致裝配頭46的位置，以獲得被校正的x和y座標(biāo)以及轉(zhuǎn)角Q。
接著，降低吸針47，將電路元件E安裝在印刷電路板P規(guī)定的電路元件安裝位置上。
其后，抬起吸針，裝配頭46返回原位，等待下一次安裝操作。
從以上所述可看出，所示電路元件自動(dòng)安裝設(shè)備是這樣構(gòu)造的一個(gè)攝象機(jī)探測印刷電路板上與導(dǎo)線圖案同時(shí)形成的安裝參考標(biāo)記，另一個(gè)攝象機(jī)探測經(jīng)過中心對準(zhǔn)和轉(zhuǎn)動(dòng)處理后電路元件的引線情況。這樣，根據(jù)攝象機(jī)的探測結(jié)果來校正裝配頭的移動(dòng)量。這樣的結(jié)構(gòu)能很精確地把電路元件安裝在印刷電路板上。而且基本消除了因印刷電路板上的導(dǎo)線圖案與其定位孔配不準(zhǔn)以及在電路元件中心對準(zhǔn)和轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的偏差所造成的電路元件安裝位置的誤差。這些優(yōu)點(diǎn)在向印刷電路板上安裝引線間距特別小的表面裝配式電路元件〔例如象FPP、PLCC、LCC、SOIC等等〕的過程中表現(xiàn)得尤為突出。
電路元件的中心對準(zhǔn)是相對電路元件表面四側(cè)同時(shí)進(jìn)行的。不過過，也可就電路元件每兩側(cè)表面依次進(jìn)行。這樣的中心對準(zhǔn)有效地防止了電路元件引線的變形和彎曲，因?yàn)闆]任何單側(cè)力作用于其上。
中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的結(jié)構(gòu)將參考圖10至圖16詳細(xì)敘述。
中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7包括支架71和可轉(zhuǎn)動(dòng)地置于支架71上的空心軸桿72。在空心軸桿72的上部開口處，插入或裝有一個(gè)電路元件支撐桿73，73受空心軸桿72中放置的壓縮彈簧74向上的作用，從而在電路元件支撐桿73上產(chǎn)生了緩沖效應(yīng)(cushioning effect)。電路元件支撐桿73適于將帶有四側(cè)伸出的引線R1、R2……的表面裝配式電路元件放置其上并依靠吸力將元件牢牢地固定在上面。
在空心軸桿72的上端部通過固定構(gòu)件75水平地配置卡爪夾持板76，電路元件支撐桿73由卡爪夾持板76的中心孔76a中伸出。如圖12所示，卡爪夾持板76上形成4個(gè)條形切口76b，各切口角間距為90°，其上分別配置有四個(gè)定位卡爪70a至70d，為的是使卡爪能在水平面上滑動(dòng)。
圍繞在空心軸72的上部以整體地形成等間隔的4個(gè)托架77，分別通過銷軸79與拉桿78樞軸連接。每一個(gè)拉桿78在其尖端部與定位爪70a至70d的各個(gè)凹槽70e相銜接。在圖10中僅示出了一對拉桿78，而另一對拉桿設(shè)置在垂直于圖紙的方向上。每一拉桿78在其底端部與環(huán)狀彈簧700相銜接，該彈簧以不變的力作用在拉桿78上，受力的方向使拉桿的尖端或上端相互離開。
此外，空心軸72還有一個(gè)第一環(huán)狀傳動(dòng)構(gòu)件701裝在其上，以便使傳動(dòng)構(gòu)件能沿軸向垂直地滑動(dòng)，來驅(qū)動(dòng)如圖10所示的一對拉桿78。為此目的，環(huán)狀傳動(dòng)構(gòu)件701在其上表面與每一個(gè)拉桿78的凸出部分78a相連接。圖10更具體地示出了環(huán)形傳動(dòng)構(gòu)件701處于最低位置時(shí)的狀態(tài)，由于環(huán)狀彈簧700的作用，一對拉桿78的頂端保持相互離開，以使定位爪70a和70b保持相互離開。當(dāng)環(huán)狀傳動(dòng)構(gòu)件701移動(dòng)到上升位置時(shí)，每一拉桿78的凸出部分78a被推向上方，結(jié)果定位爪70a和70b相互接近。
空心軸72還有一個(gè)第二環(huán)狀傳動(dòng)構(gòu)件702，該構(gòu)件可移動(dòng)地裝在其上，能沿軸向垂直地滑動(dòng)，位置處在第一環(huán)狀傳動(dòng)構(gòu)件701以下，它的作用是驅(qū)動(dòng)垂直于圖10紙面方向的一對拉桿。傳動(dòng)構(gòu)件702借助于一壓縮彈簧703向上施力。在圖10中，傳動(dòng)構(gòu)件702同樣是在低的位置上。結(jié)果使定位爪70c和70d相互保持離開。當(dāng)傳動(dòng)構(gòu)件702移動(dòng)到上部位置時(shí)，另一對拉桿被推向上方，因此使定位爪70c和70d相互接近。
如圖11所示，雙臂曲柄705和706通過銷軸707和708樞軸支撐在支架71上，它們起著凸輪隨動(dòng)件的作用。雙臂曲柄705的頂端與第一個(gè)環(huán)狀傳動(dòng)構(gòu)件701(圖10)的凹槽701a相銜接，用以驅(qū)動(dòng)定位爪70a和70b。而雙臂曲柄706的頂端與第二個(gè)環(huán)狀傳動(dòng)構(gòu)件702(圖10)的凸緣狀嚙合件702a相連接，用于驅(qū)動(dòng)定位爪70c和70d。而且，雙臂曲柄705和706在其下端分別支撐在由旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪盤710的凸輪槽內(nèi)。因此，雙臂曲柄705和706隨著凸輪盤710的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)，使第一和第二環(huán)狀傳動(dòng)構(gòu)件701和702垂直移動(dòng)。傳動(dòng)構(gòu)件701的垂直運(yùn)動(dòng)不能與傳動(dòng)構(gòu)件702的垂直運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行，這一點(diǎn)以后說明。為了檢測凸輪盤710的旋轉(zhuǎn)位置，將傳感器711固定在支架71上。
如圖10所示，空心軸72有一傘齒輪712固定在其下部，該輪與固定在電動(dòng)機(jī)714的轉(zhuǎn)軸上的傘齒輪713嚙合，而電動(dòng)機(jī)牢固地裝在支架71上。電動(dòng)機(jī)714的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)使空心軸72轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使裝在空心軸72上的卡爪夾持板76和定位爪70a至70d轉(zhuǎn)動(dòng)任意的角度。
通過接口715把軟管716連接到空心軸72上，軟管的另一遠(yuǎn)端部通過一個(gè)閥門或類似的東西連接到真空泵上(未示出)。這樣通過軟管716和空心軸72的內(nèi)部使泵所施加的吸力直通到電路元件支撐桿73。
在結(jié)構(gòu)如上所述的電路元件中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，當(dāng)電路元件裝配機(jī)構(gòu)4上的吸針47把電路元件E帶到相互離開的定位爪70a至70d所限定的空間時(shí)，從卡爪夾持板76向上伸出的電路元件支撐桿73靠吸力將電路元件E固定在其上。然后，如圖14所示，使定位爪70a和70b相互接近以調(diào)節(jié)從電路元件E的長邊伸出的引線R1和R2的端部。換句話說，引線的末端被置于定位爪70a和70b之間。
然后，定位爪70a和70b被驅(qū)動(dòng)到如圖15所示保持相互離開的位置，而另一對定位爪70c和70d被驅(qū)動(dòng)到相互接近的位置，從而調(diào)節(jié)從電路元件短側(cè)伸出的電路元件E的引線末端或使其定位。更確切地說，是把引線的末端牢固地放在定位爪70c和70d之間。
接著，如圖16所示，在定位爪70c和70d保持相互接近時(shí)，使定位爪70a和70b相互再一次接近，因此定位爪70a至70d可以把電路元件E抓在其間。然后，中斷從真空泵(未示出)來的施加到電路元件支撐軸73上的真空吸力，使被定位爪定位的電路元件E的中心部分被吸針47吸住。
定位爪70a到70d的形狀可以隨電路元件的形狀或尺寸而改變。例如，當(dāng)電路元件是一個(gè)小尺寸元件時(shí)，如圖13所示，定位爪70a和70b可以做得寬度比定位爪70c和70d的寬度小。此外，在所說明的實(shí)施例中，可通過引線兩邊來使電路元件定位。然而，也可通過電路元件本體的兩邊來進(jìn)行定位。
于是，電路元件定位機(jī)構(gòu)7是這樣構(gòu)成的使得對著帶引線的電路元件的四側(cè)部分配置的四個(gè)定位爪進(jìn)行電路元件的定位的方式是，一對定位爪夾住其間的電路元件的兩個(gè)平行側(cè)面部分，然后彼此分開，隨后，另一對定位爪夾緊其間的電路元件的余下的兩個(gè)平行側(cè)面部分。如此構(gòu)成的機(jī)構(gòu)有效地防止了加到電路元件引線上的側(cè)向力，因而防止了引線的變形或彎曲。這就不會(huì)造成在印刷電路板上安裝電路元件的失敗。
此外，當(dāng)電路元件是一種其四側(cè)每邊有許多引線的表面裝配式元件時(shí)，上述機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)能使引線的突出狀態(tài)在上述的引線探測或監(jiān)測過程中得到探測或監(jiān)測。
可以利用圖17到19中所示結(jié)構(gòu)的監(jiān)測機(jī)構(gòu)監(jiān)測引線。在監(jiān)測之前，用圖10到16中所表明的中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)吸針47上吸住的電路元件E的位置，使得電路元件E可以預(yù)先和吸針47的軸對準(zhǔn)的狀態(tài)吸在吸針47上。用直接安置在電路元件下方的光源91照射如此吸住的電路元件E，使得自電路元件E的引線R1、R2……Rn反射的光被攝象機(jī)接收器90所截獲。光源91最好用一個(gè)環(huán)狀照明燈，因?yàn)檫@會(huì)均勻照亮繞著電路元件E的所有引線R1、R2……Rn。為此，通過光纖91a把鹵燈91b與光源91相連。當(dāng)攝象機(jī)接收器90探測到自引線R1、R2……Rn反射的光時(shí)，TV50通過圖象處理單元或機(jī)構(gòu)92把電信號變?yōu)橐粋€(gè)二進(jìn)制(binary)信號，以在其上顯示出與每一根引線相對應(yīng)的明亮的圖象。顯示的圖象置于如圖18所示的TV熒光屏的X和Y方向上。在此情況下，當(dāng)引線有任何缺陷時(shí)，在TV上不顯示任何圖象，或顯示出尺寸與正常引線不同的圖象，從而使電路元件的缺陷得到探測。此外，這還能有效地探測引線的變形，比如彎曲。
在監(jiān)測中，使用圖象處理單元92和數(shù)字式操作控制單元93，用來尋找在TV50熒光屏的X和Y方向上的每一組光學(xué)圖象B1、B2……Bn之寬度范圍內(nèi)找到中心軸L1、L2……Ln。然后，依次尋找在相應(yīng)的兩個(gè)相鄰中心軸L1、L2、……Ln之間的間距A1、A2……An，隨后計(jì)算間距A1、A2……An的平均值。即使引線之一被彎曲了，此平均值仍相應(yīng)于電路元件的引線間的預(yù)定間距。據(jù)此，用此平均值與各個(gè)間距A1、A2、……An相比較的操作來判斷引線是否彎曲或變形。當(dāng)探測到任何彎曲或變形時(shí)，要判斷其是否在預(yù)定的公差之內(nèi)。當(dāng)變形超出公差范圍時(shí)，就加一個(gè)拒絕指令到吸針47，以防止此電路元件安裝到印刷電路板上。按相同方式對X和Y方向排列的每一列引線執(zhí)行監(jiān)測程序，使得只有無缺陷的電路元件才可以安裝到印刷電路板上。
除了上述的引線監(jiān)測外，當(dāng)通過TV50檢測吸針47和吸針上吸住的電路元件之間的配不準(zhǔn)時(shí)，如圖19所示，把X和Y方向上的中心O預(yù)先設(shè)置在TV50的熒光屏上，隨后把中心O和由每一個(gè)引線得到的光學(xué)圖象之間進(jìn)行位置關(guān)系的比較以進(jìn)行監(jiān)測。更具體地說，利用它們的光學(xué)圖象，在X和Y方向上設(shè)置的相應(yīng)引線列的三個(gè)角上，找到相鄰引線列的最外邊的相鄰引線的中心線之間的交叉點(diǎn)C、G和N。利用交叉點(diǎn)C和G找到電路元件的中心O′，并基于X和Y座標(biāo)得到中心O′和O之間的位置誤差，因而探測或測量吸針47的中心和吸針?biāo)娐吩行闹g的配不準(zhǔn)。根據(jù)此測量結(jié)果，中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)使得吸針47上保持的電路元件能得到精確的中心對準(zhǔn)。于是，利用它們的光學(xué)圖象，把X和Y方向上兩列引線的引線軸向中心線彼此相連接，以便探測由于各相聯(lián)接的軸向中心線和X或Y方向上的中心線之間的配不準(zhǔn)而引起的元件旋轉(zhuǎn)方向的偏差。當(dāng)根據(jù)上述程序探測到任何旋轉(zhuǎn)角Q的偏差時(shí)，數(shù)字式操作控制單元93通過一個(gè)脈沖電動(dòng)機(jī)控制器94驅(qū)動(dòng)脈沖電動(dòng)機(jī)95來使與吸頭47嚙合的齒輪96旋轉(zhuǎn)過相應(yīng)于角度Q的一個(gè)角度，這樣，吸在吸頭47上的電路元件的方向就得到了校正。
因此，引線監(jiān)測或探測機(jī)構(gòu)能夠?qū)γ恳粋€(gè)電路元件進(jìn)行監(jiān)測，從而裝配頭能以極高的精度完成印刷電路板上電路元件的安裝。這消除了在現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中用焊接方法固定好電路元件后還要求重新校正電路元件所帶來的極大麻煩。
當(dāng)導(dǎo)線圖案是由印刷在印刷電路板上的銅形成時(shí)，上述在電路板P上的安裝參考標(biāo)記M也可用象導(dǎo)線圖案一樣的材料印制形成。在此情況下，為了防止參考標(biāo)記的氧化，在標(biāo)記以及導(dǎo)線圖案的表面鍍上焊料。
但是，通常在安裝參考標(biāo)記上所形成的焊料表面不均勻。因此，當(dāng)光線從設(shè)置在印刷電路板上邊的單光源照射到印刷電路板上時(shí)，在焊料的表面會(huì)發(fā)生不規(guī)則的反射，因此不能在電視顯示器上顯示出印刷電路板的真正的外形，于是，在電視顯示器上顯示的圖象就不能用作校正印刷電路板配不準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。
已經(jīng)知道，采用一種基板配不準(zhǔn)校正工藝可解決這個(gè)問題。該工藝適用于將光線輻射狀地照射到由與導(dǎo)線圖案相同材料形成的安裝參考標(biāo)記的整個(gè)表面;通過攝象機(jī)在電視顯示器的熒光屏上顯示出標(biāo)記的隨機(jī)(random)的光圖象，在電視顯示器熒光屏的中心部分，予置好與安裝參考標(biāo)記相應(yīng)的外框線和中心;通過雙線(binary level)的垂直或上下的調(diào)整，將熒光屏上顯示的安裝參考標(biāo)記的隨機(jī)光圖象與參考圖形的外框線對準(zhǔn);對與參考圖形重合的光圖象的中心和電視顯示器熒光屏上設(shè)定的參考圖形中心進(jìn)行比較;借助于熒光屏的座標(biāo)，檢測兩個(gè)中心之間在X和Y方向上配不準(zhǔn)，以調(diào)整在裝配頭和印刷電路板之間的相互位置。
由此，在上述的基板配不準(zhǔn)校正工序中，大量的光線輻射狀地照射到安裝參考標(biāo)記上，以在電視顯示器的熒光屏上顯示出隨機(jī)的光圖象;同時(shí)通過雙線的上下調(diào)整，使光圖象與予定的參考圖形外框線重合，結(jié)果就可用視力檢測安裝參考標(biāo)記。因此，即使當(dāng)將焊料鍍到參考標(biāo)記上時(shí)，該工序也能精確地校正裝配頭和印刷電路板之間的相互位置。
下邊參考圖20到圖30，對基板配不準(zhǔn)校正工序進(jìn)行說明。
在基板配不準(zhǔn)校正過程中，通過在X和Y方向移動(dòng)裝配頭，校正位于基板傳送機(jī)構(gòu)傳送帶21(圖1)上的印刷電路板P和用來在印刷電路板P上安裝電路元件的裝配頭46之間的相互位置，從而使電路元件準(zhǔn)確地安裝在印刷電路板導(dǎo)線圖案的予定位置上。還有，對于由與導(dǎo)線圖案相同的材料(銅)形成的安裝參考標(biāo)記進(jìn)行光照射，結(jié)果在標(biāo)記上的反射光就被用來形成光圖象，然后該圖象經(jīng)過圖象處理，就得到了用于校正裝配頭46位置的數(shù)據(jù)。
采用圖20和21所示的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)圖象處理。具體說，該系統(tǒng)適用于將一個(gè)白熾燈泡82(連到電源81上)發(fā)射的光線在鏡83上進(jìn)行反射，以將光線照射到印刷電路板P安裝標(biāo)記M的基本中心部分。同時(shí)，該系統(tǒng)適用于將多個(gè)發(fā)光二極管85(連到電源84上)發(fā)射的光線照射到安裝參考標(biāo)記M上。多個(gè)發(fā)光二極管85(如圖22所示)最好設(shè)置為與安裝參考標(biāo)記M基本同心，以將從多個(gè)發(fā)光二極管85和白熾燈泡82來的大量光線輻射狀地照射到參考標(biāo)記M上。在參考標(biāo)記M上反射的光，通過透鏡86被導(dǎo)向攝象機(jī)80，然后通過圖象處理單元92(由一個(gè)操作人員控制)傳送到電視接收機(jī)50。圖象處理單元92連到數(shù)字式操作控制單元93，并且電視接收機(jī)50上有一個(gè)在X和Y方向予先設(shè)定好的參考圖形(如圖23所示);該參考圖形包括一個(gè)中心O和一個(gè)寬度為W1和W2的外框線F，寬度W1和W2與印刷電路板P上印制形成的安裝參考標(biāo)記M相對應(yīng)。
該圖象處理系統(tǒng)適用于顯示一個(gè)光圖象I，該圖象由攝象機(jī)80隨機(jī)拍攝的印刷電路板的安裝參考標(biāo)記的反射光形成，且借助于電信號雙線地呈現(xiàn)在電視接收機(jī)50的熒光屏上，并且利用該圖象處理系統(tǒng)，通過操作人員對數(shù)字式操作控制單元93和電視接收機(jī)50的觀察，在進(jìn)行下述的調(diào)整之前判斷光圖象I″是否與參考圖形的外框線F重合。當(dāng)光圖象I″超過參考圖形的外框線F時(shí)(如圖24所示)，通過雙線向下調(diào)整，使圖象I″縮小，經(jīng)過光圖象I′(圖25)縮到基本上與參考圖形在X′和Y′方向上的外框線F重合的光圖象I(圖26)，同時(shí)顯示在電視接收機(jī)50的熒光屏上。相反，當(dāng)攝象機(jī)80隨機(jī)拍攝的光圖象I″顯示為縮到外框線以內(nèi)時(shí)(如圖27所示)，通過雙線向上調(diào)整，使圖象逐漸擴(kuò)大，經(jīng)過光圖象I′(圖28)擴(kuò)大到與參考圖形在X′和Y′方向上的外框線重合的光圖象I，同時(shí)顯示在電視接收機(jī)50的熒光屏上。還有，操作人員通過數(shù)字式操作控制單元93和電視接收機(jī)50，可找到每個(gè)這樣獲得的與參考圖形外框線F重合的光圖象I的中心O′;同時(shí)，通過圖象處理單元92(用作圖象傳感器)和數(shù)字式操作控制單元93，計(jì)算出每個(gè)已獲得的中心O′與參考圖形的予定中心O之間的差數(shù)(以座標(biāo)X1、X2…Xn，Y1、Y2…Yn為基準(zhǔn))，以獲得它們之間配不準(zhǔn)的量值。以所獲得的配不準(zhǔn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，調(diào)整裝配頭46相對于傳送帶上的印刷電路板的位置，然后降下裝配頭46，以將夾在其上的電路元件安裝到印刷電路板上，結(jié)果，即可以把電路元件相對于導(dǎo)線圖案準(zhǔn)確地安裝在印刷電路板上，并且通過焊接固定。
由此，盡管位于傳送帶上的印刷電路板的定位取決于由與導(dǎo)線圖案同樣材料形成的安裝參考標(biāo)記，該基板配不準(zhǔn)校正工序亦能準(zhǔn)確地得得到用于印刷電路板定位的數(shù)據(jù)，結(jié)果就能以極高的精度在印刷電路板上進(jìn)行電路元件的表面安裝。
在電路元件自動(dòng)安裝設(shè)備中，需要構(gòu)成上述簡述的料盤供料器30，以適應(yīng)在料盤32中表面裝配式電路元件安放間隔的變化，這種變化是由于電路元件變更而造成的，因?yàn)樵诹媳P32中電路元件安放間隔的變化取決于它們的形狀。另外，在這種自動(dòng)安裝設(shè)備中，以堆積方式放置了多個(gè)料盤，因此就需將已經(jīng)取空了電路元件的空料盤自動(dòng)取出。
為此目的，可以將如圖31到35中所示構(gòu)成的料盤供料器30用在所述實(shí)施例的電路元件自動(dòng)安裝設(shè)備中。
具體說，該料盤供料器30包括一對安裝在機(jī)座1上的導(dǎo)軌10，如圖31和32所示。另外，該單元還包括一個(gè)支架300，支架300有四個(gè)固定在其下表面上的腳301。每個(gè)腳301上都可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有一個(gè)滾輪302，靠滾輪302可使該單元沿導(dǎo)軌10移動(dòng)。在圖31中，箭頭Y表示該單元向前移動(dòng)的方向。
該料盤傳送單元還包括一個(gè)用來移動(dòng)支架300的裝置，該裝置包括一個(gè)設(shè)置在支架300下邊的滾珠絲桿303，以及一個(gè)安裝在支座上的電動(dòng)機(jī)304。具體說，滾珠絲桿303的兩端被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在軸承座305和306上，此兩軸承座固定在支架300的下表面上，而電動(dòng)機(jī)304則固定在支架300上。滾珠絲桿303和電動(dòng)機(jī)304的轉(zhuǎn)軸上分別裝設(shè)有皮帶輪307和308，在此兩皮帶輪之間配裝一個(gè)拉緊的同步定時(shí)(timing)皮帶309。在滾珠絲桿303的中部，擰入一個(gè)帶內(nèi)螺紋的部件11，部件11固定在機(jī)座1上。這樣，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)304時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力就通過皮帶輪308、同步定時(shí)皮帶309和皮帶輪307，傳遞到滾珠絲桿303上，結(jié)果就可以改變滾珠絲桿303與帶內(nèi)螺紋的部件11之間的相對位置。以使支架300在導(dǎo)軌10上相對于靜止的機(jī)座1移動(dòng)。
在支架300上，固定安裝有二個(gè)垂直延伸的導(dǎo)向桿310，導(dǎo)向桿310設(shè)置的方向與料盤傳送單元的運(yùn)動(dòng)方向垂直。因此，在圖31和32中僅示出了一個(gè)桿310。在導(dǎo)向桿310上支承有一個(gè)升降器311，升降器311可在其上垂直滑動(dòng)。
在所述的實(shí)施例中，料盤32呈矩形狀，且具有多個(gè)在其內(nèi)按一定間隔放置表面裝配式電路元件E的凹槽。多個(gè)放置有多個(gè)電路元件的料盤32(如10個(gè)這樣的料盤)，以堆積方式放置在升降器311上。在支架300上，借助支柱313在接近升降機(jī)311的末端處以樞軸結(jié)構(gòu)安裝著一個(gè)卡緊部件312，部件312用來卡住最上層的料盤，以防止它移動(dòng)。
該料盤傳送單元還包括一個(gè)料盤取出頭314，它固定地安裝在機(jī)座1上，所以當(dāng)支架300按照與圖31中箭頭Y所指與向前方向相反的向后方向移動(dòng)時(shí)，它就可以正對著料盤32。料盤取出頭314的下端裝有一個(gè)吸針315，其安裝方式使它可以垂直移動(dòng)，它用來借助吸力吸住料盤32。借助于例如氣缸等設(shè)備，可使吸針315作垂直運(yùn)動(dòng)。
在支架300上升降器311后邊的部位，還固定安裝有一個(gè)料盤卸料盒或卸料框架316。
前述的電路元件吸取頭60設(shè)置的位置與料盤32相對。該吸取頭60不按箭頭Y所指的方向移動(dòng)，而按與Y方向垂直的方向或者說按圖31在X指示的方向移動(dòng)。吸取頭60的吸針61可以垂直運(yùn)動(dòng)。
另外，如圖32所示，料盤傳送單元包括一個(gè)安裝在機(jī)座1上的定位板12，它在支架300移動(dòng)的范圍內(nèi)延伸。該定位板12用來使支架300向前移動(dòng)一個(gè)與放置在料盤內(nèi)的電路元件之間的間隔相應(yīng)的距離。該定位板12形成有多個(gè)凹槽13，每兩個(gè)凹槽間的寬度相應(yīng)于電路元件之間的間隔S。通過固定安裝在支架300上的傳感器317，對凹槽13進(jìn)行光、磁或機(jī)械探測。
此外，如圖31中所示，料盤傳送單元包括限位開關(guān)LS1、LS2和LS3，它們沿導(dǎo)軌10依次設(shè)置在機(jī)座1上。限位開關(guān)LS1、LS2和LS3適用于分別探測支架300的第一停止位置或支架300最前邊的停止位置、第二停止位置或最后邊的停止位置、以及第三停止位置或在最后停止位置前邊一點(diǎn)的支架300的一個(gè)停止位置。為此，限位開關(guān)分別定在與這些停止位置相應(yīng)的位置。最前邊的停止位置相應(yīng)于電路元件吸取頭60吸住最后一排各電路元件時(shí)的位置;最后停止位置相應(yīng)于料盤取出頭314卡住一個(gè)容料盤(料盤中電路元件全被取出頭60取光)的位置;第三停止位置則相應(yīng)于吸取頭60用吸力吸住最前一排各電路元件的位置。當(dāng)設(shè)置在前腳301內(nèi)側(cè)的凸塊301a靠到限位開關(guān)LS1上時(shí)，此開關(guān)即動(dòng)作;而限位開關(guān)LS2和LS3都由后腳301內(nèi)側(cè)的凸塊觸動(dòng)。
如圖32中所示，在支架300上裝有一個(gè)電動(dòng)機(jī)318，其目的是用來使升降器311垂直移動(dòng)。電動(dòng)機(jī)318帶有一個(gè)固定在其轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的圓盤狀偏心凸輪319。滾輪320緊靠著凸輪319，作為凸輪隨動(dòng)件。滾輪320以樞軸結(jié)構(gòu)安裝在一個(gè)可垂直運(yùn)動(dòng)的滑塊321上?；瑝K321被支承在滑塊支架322上，且可作垂直運(yùn)動(dòng)，而滑塊支架322固定在支架300上向上延伸?；瑝K321上還裝有一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的小齒輪323，它與齒桿324和齒桿325嚙合;齒桿324垂直地安裝在支架300上，而齒桿325固定在升降器311上且與齒桿324平行。這樣構(gòu)成的小齒輪和齒桿機(jī)構(gòu)用來加大滾輪320在垂直方向的運(yùn)動(dòng)。
因此，當(dāng)為了使升降器311從圖32中所示的位置垂直移動(dòng)而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)318時(shí)，就使凸輪319轉(zhuǎn)動(dòng)，且將滑塊321與滾輪320一起升起來，結(jié)果就可以使圖32中小齒輪323向右或按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)橛覀?cè)齒桿324是固定不動(dòng)的。小齒輪323這樣轉(zhuǎn)動(dòng)就使左側(cè)齒桿325升起一個(gè)相應(yīng)于料盤32厚度的距離。
下邊參考圖31到35，說明料盤傳送單元的運(yùn)行方式。
在圖31中，料盤32上方的箭頭Z表示電路元件吸取頭60從料盤中取出電路元件E的范圍。當(dāng)開始供給最上層料盤32中的電路元件時(shí)，支架300處于后腳301觸動(dòng)限位開關(guān)LS3的后邊位置，這就使吸取頭60位于范圍Z的左端或料盤32最前排的電路元件的上方。如上所述，吸取頭60不按圖31中箭頭Y所指的方向移動(dòng)。因此，吸取頭60降下來，借助吸力將一個(gè)電路元件吸住，再升起來按與Y方向垂直的X方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電路元件的吸出操作。
當(dāng)供完了料盤中最前排電路元件時(shí)，就驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)304，使?jié)L珠絲桿303轉(zhuǎn)動(dòng)，以改變滾珠絲桿303與帶內(nèi)螺紋的部件11之間的相對位置，使支座開始向前移動(dòng)。然后，當(dāng)傳感器317探測到定位板12上與電路元件之間的間隔S一致的凹槽13時(shí)，電動(dòng)機(jī)304即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這就使支架300向前移動(dòng)一個(gè)相應(yīng)于間隔S的距離，從而使得料盤中第二排的電路元件的位置與吸取相對。于是，該吸取頭依次取出料盤第二排的電路元件。
重復(fù)同樣的操作，依次取出第三排到最后一排的電路元件。
隨后，支架300移動(dòng)到最后邊的停止位置，在此位置后腳301觸動(dòng)限位開關(guān)LS2。這就使得吸取頭60如圖33中所示處于料盤32的左端以外處，而卡緊部件312轉(zhuǎn)動(dòng)落到一旁，松開與料盤的接合。然后，降下料盤取出頭314借助吸力將最上邊的料盤吸住，再升起來?？ňo部件312再旋轉(zhuǎn)移動(dòng)到它原來的位置。依次卡住升降器311上剩下的料盤32。
此后，支架300就移動(dòng)到稍前的位置，在此位置后腳301觸動(dòng)限位開關(guān)LS3，結(jié)果，電路元件吸取頭60的位置就對著第二料盤中最前排的電路元件E，如圖34中所示。當(dāng)電動(dòng)機(jī)318開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸輪319就轉(zhuǎn)動(dòng)，使滑塊321向上移動(dòng)，并且使小齒輪323轉(zhuǎn)動(dòng)，升起齒桿325，結(jié)果就可以使升降器311升起一個(gè)相應(yīng)于一個(gè)料盤厚度的距離，而使第二個(gè)料盤升到已取走的最上層料盤的原來位置相應(yīng)的高度。然后，吸取頭60就開始取出第二個(gè)料盤中最前排的電路元件。按照上述同樣的方式，依次從料盤中取出第二排到最后一排的電路元件。
圖35中示出了一種狀態(tài)，這時(shí)，在第二個(gè)料盤32中的所有電路元件都已被取出，且支架300處于最前邊的位置，最上層料盤位于料盤卸料盒316的上方。這樣，釋放料盤取出頭314對料盤的吸力。使料盤落到盒316中。
然后，支架300返回到圖33中所示的位置，料盤取出頭314借助吸力再吸住第二個(gè)料盤。接下去，吸取頭60用與上述同樣的方式取出第三個(gè)料盤中的電路元件。
在上述的料盤傳送單元中，定位板13上形成有一個(gè)標(biāo)志用作為定位裝置，該標(biāo)志包括多個(gè)凹槽13，每個(gè)凹槽之間寬度都與電路元件之間的間隔S一致。然而，該標(biāo)志也可由凸塊或孔代替凹槽13。
如上所述。料盤傳送單元是這樣構(gòu)成的，可以在導(dǎo)軌上水平移動(dòng)的支架上載著其上放置料盤的升降器，因此使電路元件吸取頭能在固定位置處的進(jìn)行取出操作。再有，更換設(shè)有標(biāo)志(與料盤中放置的電路元件間的間隔一致)的定位裝置，可以按照需要改變料盤的移動(dòng)距離。另外，料盤取出頭亦能高效率地自動(dòng)取出已取光電路元件的空料盤，因?yàn)榱媳P取出操作和電路元件供給操作可以同時(shí)進(jìn)行。
在所述的實(shí)施例中，上邊簡述過的棒式供料器31可以圖36和37中所示的方式構(gòu)成。
具體說，棒式供料器31包括一個(gè)料斗支承框架401;框架401安裝在機(jī)座1上，并且用于以堆積方式承載多個(gè)電路元件料斗400。料斗400都用塑料、金屬或類似材料制成圓筒狀，用于容納列成一排的電路元件E。在供給電路元件E時(shí)，料斗支承框架401以大約45°角傾斜支撐于機(jī)座1上。
料斗支承框架401的前端，固定有一個(gè)滑道402。滑道402內(nèi)形成一個(gè)電路元件通道(傾斜約45°角)，且與最低的一個(gè)料斗400連通?；?02中有一個(gè)止動(dòng)爪部件403，它借助通道上方的銷軸404以樞軸結(jié)構(gòu)安裝在滑道上。止動(dòng)爪部件403整個(gè)貼在一個(gè)簧片405上，夾銷406固定在簧片405的后端。在滑道402的上部，借助支撐部件407安裝有一個(gè)小型汽缸408。汽缸408具有一個(gè)棒，用來當(dāng)它延伸時(shí)向下推動(dòng)止動(dòng)爪部件403的末端。止動(dòng)爪部件403上裝有一個(gè)彈簧(未示出)，該彈簧用來在汽缸408的棒縮回時(shí)向上推動(dòng)止動(dòng)爪部件403的末端，打開電路元件的通道。
棒式供料器還包括一個(gè)傳輸器支撐框架409，它安裝在機(jī)座1上;在框架409上水平裝設(shè)一個(gè)皮帶傳輸器410。具體說，在傳輸器支撐框架409上，可轉(zhuǎn)地裝設(shè)了多個(gè)皮帶輪411到414，一根皮帶415繞著它們通過。皮帶輪411用來借助棘輪416接受汽缸417的驅(qū)動(dòng)力。具體說，汽缸417的一個(gè)壓縮沖程，通過棘輪416使皮帶輪411按圖36和37的順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)予定量，結(jié)果就使皮帶415按圖37箭頭D的指向向前轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)予定的量。當(dāng)汽缸417由于延伸返回到它原來位置時(shí)，棘輪416就不再向皮帶輪411傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)力，結(jié)果使皮帶415停止。這樣，就使皮帶415被斷續(xù)地驅(qū)動(dòng)。
在上述構(gòu)成的棒式供料器中，當(dāng)在皮帶415的電路元件取出部位V處的電路元件被吸在吸針61上而被傳送到中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，汽缸417即被壓縮，以通過棘輪416和皮帶輪411使皮帶415向前轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)予定的量。這樣就使下一個(gè)電路元件被載到電路元件取出位置V處，結(jié)果使位于滑道402下端下面的那部分皮帶415沒有電路元件。為了解決這種情況，汽缸408就被壓縮。以使止動(dòng)爪部件403末端升起，因此將滑道402的通道打開。這就使最下邊的電路元件E靠本身重量落到皮帶415上。此時(shí)，連接在簧片405后端的鎖緊銷406被向下推，以向下卡住下一個(gè)位置最低的電路元件，從而防止兩個(gè)電路元件一起落到皮帶415上。如上所述，當(dāng)最下邊的電路元件落到皮帶上時(shí)，汽缸408即動(dòng)作，伸出棒使止動(dòng)爪部件403被向下推，將鎖緊銷406卡住的下一個(gè)電路元件放開。這樣就將下一個(gè)電路元件傳送到最低位置，且由止動(dòng)爪部件403卡在那里。
重復(fù)上述操作，使料斗400中電路元件通過滑道402一個(gè)接一個(gè)地落到皮帶415上，并且由于皮帶415的斷續(xù)移動(dòng)被帶到電路元件取出位置V處。
如上所述，按如此方式構(gòu)成棒式供料器，即用皮帶傳輸器把電路元件送到電路元件吸取位置，這樣，可用簡單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成提供了與料斗相連通道的滑道。此外，皮帶傳輸器適用于各類電路元件而不需要作何變動(dòng)，因而，可以提供有著良好的通用性能的棒式供料器。
如上所簡述的，在圖示實(shí)施例的自動(dòng)安裝設(shè)備中，可以用一個(gè)帶式供料器來代替上述棒式供料器。這種帶式供料器適合于處理如圖38和39中所示的電路元件串(以后稱為“電路元件串”)。在圖38和39中，通常以參考字符T表示的電路元件串包括多個(gè)電路元件E;加長的貯存帶T2，在帶T2上以相等間距形成有存放電路元件E的多個(gè)凹槽T1，以及用來覆蓋凹槽T1的覆蓋帶T3。通過熱壓連接、機(jī)械連接或類似方式使覆蓋帶T3與貯存帶T2相連。電路元件串上形成有等間隔的孔眼T4。
可以按圖40到48所示的方式構(gòu)成處理這種電路元件串的帶式送料器。
圖40示出了這種帶式供料器的大致結(jié)構(gòu)，此帶式供料器包括一個(gè)安裝在機(jī)座1上的支架500。輸送導(dǎo)軌501水平固定在支架500上，由一個(gè)供應(yīng)滾筒(未示出)中取出的電路元件串T支撐在輸送導(dǎo)軌上，電路元件串T便可水平地運(yùn)動(dòng)。
帶式供料器也包括一個(gè)卷帶盤502，它從支架500向上伸出，可旋轉(zhuǎn)地支撐在支架500上。卷帶盤502用來繞與貯存帶T2脫開的覆蓋帶T3。通過皮帶輪503、皮帶504和皮帶輪505把卷帶盤502與一個(gè)驅(qū)動(dòng)源(未示出)相聯(lián)，使得驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力可以傳到卷帶盤502。
卷帶盤502由圖42中詳細(xì)表明了的支撐結(jié)構(gòu)支撐在支架500上。更具體地說，此支撐結(jié)構(gòu)包括一個(gè)固定在支架500上的軸506，與皮帶輪503形成整體的筒形元件508通過軸承507可旋轉(zhuǎn)地安裝在支架500上。在筒形元件508的外表面上形成有著一對彼此相對的垂直表面509的環(huán)形槽。卷帶盤502安置在筒形元件508外側(cè)上，并且在盤502的內(nèi)表面上形成伸入筒形元件508槽內(nèi)的凸出部分502a。借助于筒形元件槽中的壓縮彈簧510把凸出部分502a的一個(gè)外表面壓在509的一個(gè)垂直表面上。這種結(jié)構(gòu)使得皮帶輪503的旋轉(zhuǎn)能在基本不變的摩擦力下傳遞到卷帶盤502，這樣，就可在基本不變的卷繞力作用下在其滾筒上有效地繞上覆蓋帶T3。
如圖40所示，在支架500的左端上可旋轉(zhuǎn)地?fù)我粋€(gè)節(jié)距傳送輪511。如圖43所示，通過固定地安裝在支架500上的軸512上的軸承513來可旋轉(zhuǎn)地安裝此節(jié)距傳送輪511，因而它可以借助安置在其一側(cè)的棘輪機(jī)構(gòu)514按照圖40中的左向斷續(xù)地旋轉(zhuǎn)。節(jié)距傳送輪511以固定的節(jié)距斷續(xù)地傳送貯存帶T2。為此，輪511配有與孔眼T4相嚙合的銷釘裝置或類似物(未示出)。
如圖40和44所示，棘輪機(jī)構(gòu)514包括與節(jié)距傳送輪511成為整體的齒輪515、支撐在軸512上的傳送桿516、樞軸式地安裝在傳送桿516上的傳送爪517、通過軸518樞軸式安裝在支架500上的止動(dòng)桿519以及氣缸520。
傳送爪517借助彈簧(未示出)在與齒輪515相嚙合的方向上受到回彈力，而止動(dòng)桿519同樣受到拉簧521的力而與齒輪515相嚙合。借助于固定在支架500上的傳送爪止動(dòng)器522調(diào)節(jié)傳送爪517的運(yùn)動(dòng)范圍。
止動(dòng)桿519與齒輪515不斷嚙合的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出一個(gè)缺點(diǎn)，即在止動(dòng)桿519的端爪由齒輪515的齒頂移到齒根時(shí)，在貯存帶T2的凹槽T1中的電路元件E是不穩(wěn)定的，這是因?yàn)樵邶X輪515以高于傳送爪的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)端爪掉在齒根部產(chǎn)生沖擊而造成的。此外，當(dāng)止動(dòng)桿519每次在節(jié)距傳送處多次垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，止動(dòng)桿519和齒輪515被大大地磨損。
為避免這些缺點(diǎn)，固定凸輪523與止動(dòng)桿519同軸地安裝在軸518上，而止動(dòng)控制桿524支撐在止動(dòng)桿上，而與固定凸輪523的凹槽523a相嚙合。借助于拉簧525，止動(dòng)控制桿524被壓向固定凸輪523。
這種結(jié)構(gòu)確保在傳送爪517按反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪515時(shí)，止動(dòng)桿519必定由齒輪515的齒根部移向齒輪的齒頂部，因而，如圖40所示，止動(dòng)控制桿524的爪可以在止動(dòng)桿519的末端被抬高時(shí)的位置處進(jìn)入固定凸輪523的凹槽523a中，從而在此抬高的位置處抓住止動(dòng)桿。這有效地防止了齒輪515的不規(guī)則旋轉(zhuǎn)以及齒輪515和止動(dòng)塊519的磨損。
如圖44所示，在傳送爪517完成節(jié)距傳送之前，傳送桿516的一端516a使得止動(dòng)控制桿524松開在止動(dòng)控制桿524和固定凸輪523之間的咬合，從而止動(dòng)桿519的爪可以進(jìn)入齒輪515的根部而防止齒輪515的反向旋轉(zhuǎn)。此外，借助緊靠在傳送爪止動(dòng)器522上，傳送爪517停住，在此期間傳送爪與齒輪一直牢固地嚙合著以防止齒輪過轉(zhuǎn)。
如圖45所示，汽缸520以其主體安裝在支架500上，并通過一個(gè)連結(jié)構(gòu)件526把一個(gè)桿的末端樞軸式地安裝在傳送桿516上。此外，在支架500上固定一個(gè)節(jié)距可變的止動(dòng)塊527，使得它可以緊靠著連接構(gòu)件526來調(diào)節(jié)汽缸520的沖程。因此，汽缸520的沖程被限制在它的最后縮的位置與因它延伸而使連接構(gòu)件526靠緊節(jié)距可變止動(dòng)塊527時(shí)的位置之間的距離內(nèi)。節(jié)距可變止動(dòng)塊527使帶式供料器能適合于有著不同電路元件間距的各種類型電路元件串。
節(jié)距傳送輪511在汽缸520每次回縮時(shí)按反時(shí)針方向以一個(gè)固定量旋轉(zhuǎn)。更具體地說，在汽缸回縮時(shí)，傳送爪517由圖40所示位置移到圖44所示的位置以使齒輪515按反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn);而在汽缸延伸時(shí)，止動(dòng)桿519鎖住齒輪515，使得只有傳送爪517返回它的起始位置。
與安置在節(jié)距傳送輪511前是傳送導(dǎo)軌501相對，在支架500上固定了一個(gè)上部帶導(dǎo)軌528。如圖48所示，在上部帶導(dǎo)軌528的中間部分有一個(gè)切口529，用以由此拉出覆蓋帶T3。在切口529之上的帶導(dǎo)軌528上可旋轉(zhuǎn)地安裝著滾筒530，以便從貯存帶T2上平穩(wěn)地揭開覆蓋帶。因此，電路元件串T的覆蓋帶T3在張力下通過滾筒530而隨后被繞在卷帶盤502上。
如圖41和48所示，上部帶導(dǎo)軌528有一個(gè)用來防止貯存帶T2(覆蓋帶T3已從貯存帶T2上揭離)兩邊被抬起的壓帶器531。壓帶器531可以用來至少蓋住一部分凹槽T1(電路元件E裝在凹槽T1中)。
在上部帶導(dǎo)軌528的壓帶器531上開有一個(gè)大孔532，其位置相應(yīng)于導(dǎo)軌501上規(guī)定的電路元件取出位置V處，這樣，電路元件吸取頭60的吸針61能夠借助吸力把凹槽T1中露出的一個(gè)電路元件取出。
當(dāng)吸針61在取出電路元件位置V處向下以吸出一個(gè)電路元件E(這個(gè)元件的本體如IC芯片等，帶有引線)時(shí)，會(huì)擔(dān)心因?yàn)槲?1下降引起貯存帶T2的彎曲而造成電路元件E的引線變形或彎曲，這是因?yàn)檩斔蛯?dǎo)軌501的底部表面與貯存帶凹槽T1的底面不相貼近造成的。為了解決這種問題，如圖46所示，帶式供料器包括一個(gè)托帶構(gòu)件532a，它在相應(yīng)于電路元件取出位置V處，通過輸送導(dǎo)軌501底部表面的一部分而向上伸出。這樣，托帶構(gòu)件532a的上表面可以和凹槽T1的底部表面相貼近。托帶構(gòu)件532a的高度(或者說長度)決定于電路元件E的類型或凹槽T1的深度。
圖47表明了托帶構(gòu)件532a的變化形式。在圖47中，在與電路元件取出位置V相應(yīng)處把一個(gè)筒形元件533從這部分輸送導(dǎo)軌501穿過并加以固定，托帶構(gòu)件532a垂直可動(dòng)地插入筒形元件533，而托帶構(gòu)件532a因壓簧534而受到一個(gè)向下的力。當(dāng)吸針61下降時(shí)，如此安置的托帶構(gòu)件532a借助汽缸535而向上運(yùn)動(dòng)，從而支撐住其上的貯存帶T2的槽T1的底面。
下面將對上述結(jié)構(gòu)的帶式供料器的工作方式加以描述。
由供帶輪拉出的電路元件串T被導(dǎo)向輸送導(dǎo)軌501，而覆蓋帶T3借助滾筒530從貯存帶T2上脫開，隨后繞在卷帶盤502上。
節(jié)距傳送輪511相應(yīng)于汽缸520的回縮按反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定的量，已剝離了覆蓋帶T3的貯存帶T2按照圖40中的左向斷續(xù)地傳送。這使得在貯存帶T2凹槽T1中的電路元件被相繼地帶到電路元件取出位置V處，同時(shí)，上部帶導(dǎo)軌528的壓帶器531調(diào)整帶的兩邊和/或覆蓋住一部分凹槽T1，以防止電路元件E因貯存帶T2的松馳、扭曲或振動(dòng)而飛離這些槽。
隨后，凹槽T1中的電路元件E暴露在電路元件取出位置V處，并由吸針61取出。
如上所述，如此構(gòu)成的帶式供料器，使得節(jié)距傳送輪在拉力下斷續(xù)地輸送載有電路元件的貯存帶，而將滾筒安置在節(jié)距傳送輪前部以把覆蓋帶從貯存帶揭去。這種結(jié)構(gòu)有效地防止了貯存帶的松馳、扭曲和變形。而且，由于使用了滾筒，覆蓋帶與貯存帶的分開是平穩(wěn)而主動(dòng)地完成的。此外，帶式供料器中還具有用于至少壓住已揭去了覆蓋帶的貯存帶的上表面的壓帶器，這樣可防止電路元件飛離那些凹槽。
當(dāng)已由吸針61吸走電路元件的貯存帶T3空的部分移到左邊時(shí)，它不僅妨礙節(jié)距傳送操作，而且妨礙其它機(jī)構(gòu)的操作。
為了消除這種缺點(diǎn)，所述實(shí)施例的電路元件自動(dòng)安裝設(shè)備可以包括一個(gè)如圖49和50所示的切帶單元或機(jī)構(gòu)，用來把貯存帶的空的部分切成小塊而清除掉。
如圖49和50中所示的切帶單元包括機(jī)座和固定地安裝在機(jī)座600上的支架601。上述的節(jié)距傳送輪511安置在支架601之上。
如上所述，把電路元件E自電路元件串T取出的電路元件取出位置V限定在節(jié)距傳送輪511的前面，而滾筒在位置V之前把覆蓋帶T3與貯存帶T2分開以露出電路元件。露出的電路元件被吸針61依次取出。
在支架601的左邊安置有一個(gè)管狀帶導(dǎo)管602從使節(jié)距傳送輪511送出的空帶T2向下通過其中。在帶導(dǎo)管602的下部固定著切割器的固定刀片603。裝在汽缸605的桿上的可移動(dòng)構(gòu)件606上固定了一把可移動(dòng)的刀片604。
切帶單元也包括安置在靠近帶導(dǎo)管602開口的下端的滑道608，它用來使從空帶T2切下的小片落到皮帶傳輸器607上。皮帶傳輸器607包括沿圖49和50中箭頭所示方向水平傳送的皮帶609。
空的貯存帶T2向下通過帶導(dǎo)管602并因?yàn)楣?jié)距傳送輪511的斷續(xù)旋轉(zhuǎn)而自帶導(dǎo)管602開口的下端掛下一個(gè)預(yù)定的長度。隨后，汽缸605通過可移動(dòng)構(gòu)件606而被驅(qū)動(dòng)，以使可移動(dòng)刀片604按照圖49中箭頭Z′所示的方向向前運(yùn)動(dòng)，以把空的貯存帶T2切成圖50所示的小片T2′。每一塊如此形成的小片T2′依靠自身重量通過滑道608掉到皮帶傳輸器607的皮帶609上，皮帶把這些小片帶到靠近皮帶609放置的廢料貯存器(未示出)中而清除掉。
因而，可以知道，上述結(jié)構(gòu)的切帶單元能夠處理空帶，從而防止它們妨礙電路元件自動(dòng)安裝設(shè)備的操作。
在結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實(shí)施例作了一定程度的具體描述后，根據(jù)上述教導(dǎo)，就可能做出顯而易見的修改和改變。因此，應(yīng)指出，本發(fā)明可以在所附的權(quán)利要求
書的范圍內(nèi)，不按說明書中具體描述的內(nèi)容實(shí)施。
權(quán)利要求
1.用于在印刷電路板上裝配電路元件的設(shè)備包括一個(gè)機(jī)座；一個(gè)用于向上述機(jī)座上予定位置提供電路元件的電路元件供給機(jī)構(gòu)；一個(gè)用于調(diào)節(jié)上述電路元件的位置和姿勢的中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；一個(gè)電路元件吸取頭，該吸取頭安裝得能在上述供給機(jī)構(gòu)和上述中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間運(yùn)動(dòng)，上述吸取頭靠吸力從上述供給機(jī)構(gòu)中將上述電路元件取出并將上述取出的電路元件傳送到上述中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上；一個(gè)裝配頭，它安裝得能相對于印刷電路板運(yùn)動(dòng)，上述裝配頭靠吸力將上述電路元件吸持在其上并將電路元件傳送到上述印刷電路板上，上述電路元件的位置和姿勢已由上述中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)好；一個(gè)用于支承在其上要裝配上述電路元件的上述印刷電路板的基板支承機(jī)構(gòu)；一個(gè)用于探測上述電路元件的引線的引線探測機(jī)構(gòu)，所述電路元件的位置和姿勢已由上述中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)好；及一個(gè)用于探測由上述基板支承機(jī)構(gòu)支承的上述印刷電路板上的安裝參考標(biāo)記的基板標(biāo)記探測機(jī)構(gòu)；上述所有機(jī)構(gòu)都裝配在上述機(jī)座上；因此，上述裝配頭相對于上述印刷電路板的運(yùn)動(dòng)的校正取決于上述每一個(gè)探測機(jī)構(gòu)的探測結(jié)果。
2.如權(quán)利要求
1限定的設(shè)備，其中，上述的電路元件供給機(jī)構(gòu)包括一個(gè)料盤式供料器和一個(gè)棒式供料器。
3.如權(quán)利要求
2限定的設(shè)備，其中，上述料盤式供料器包括一個(gè)可縱向移動(dòng)的支承裝置;一個(gè)可相對于上述支承裝置垂直運(yùn)動(dòng)并支撐其上的多個(gè)堆積料盤的升降器;一個(gè)具有與放在上述料盤上電路元件的間距相一致的標(biāo)記的定位裝置;一個(gè)用于探測上述標(biāo)記的傳感器;一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置根據(jù)上述傳感器探測到的上述標(biāo)記將上述支承裝置向前移動(dòng)與上述間距相應(yīng)的一段距離;一個(gè)用于將已取完上述電路元件的空料盤取出的料盤取出頭;和一個(gè)用于接收由上述料盤取出頭卸出的上述空料盤的料盤接收器。
4.如權(quán)利要求
3所限定的設(shè)備，其中，上述定位裝置包括，在其上形成有作為上述標(biāo)記的凹槽、凸部或孔的長板。
5.如權(quán)利要求
2所限定的設(shè)備，其中，上述棒式供料器包括一個(gè)至少支承一個(gè)裝有電路元件的料斗的支架，一個(gè)提供與上述料斗相連的電路元件通道的滑道，以及一個(gè)用于接收從上述料斗通過上述滑道來的電路元件并將它們一個(gè)一個(gè)地傳送到電路元件吸取位置的皮帶傳輸器，上述滑道備有一個(gè)將其上的電路元件保持在上述滑道中的裝置。
6.如權(quán)利要求
5所限定的設(shè)備，其中，上述料斗和滑道與一個(gè)水平面傾斜，由此使上述滑道向下。
7.如權(quán)利要求
1所限定的設(shè)備，其中，上述電路元件供給機(jī)構(gòu)包括一個(gè)料盤式供料器和一個(gè)帶式供料器。
8.如權(quán)利要求
7所限定的設(shè)備，其中，上述帶式供料器包括一個(gè)用于以予定的節(jié)距斷續(xù)地傳送的節(jié)距傳送輪;一個(gè)其上帶有相等間隔地存放電路元件的凹槽的儲(chǔ)存帶;一個(gè)裝在上述節(jié)距傳送輪前面的滾筒，用于從上述儲(chǔ)存帶上揭掉覆蓋上述儲(chǔ)存帶上的上述凹槽的覆蓋帶;還包括一個(gè)壓帶器，用于至少調(diào)整上述儲(chǔ)存帶上已揭掉覆蓋帶處的一個(gè)上部表面，這樣可使每一個(gè)上述電路元件露出來，在上述節(jié)距傳送輪前限定的電路元件的取出位置上能從上述儲(chǔ)存帶中被吸出。
9.如權(quán)利要求
8所限定的設(shè)備，其中，上述壓帶具有一個(gè)在其中間部分形成的開口，上述電路元件取出位置限定在上述壓帶器的上述開口的內(nèi)部。
10.如權(quán)利要求
8所限定的設(shè)備，其中，上述壓帶器至少調(diào)整上述儲(chǔ)存帶的上述上表面的兩個(gè)邊緣。
11.如權(quán)利要求
7所限定的設(shè)備，其中，上述帶式供料器包括一節(jié)距傳送輪和一個(gè)棘輪機(jī)構(gòu)，上述節(jié)距傳送輪用于斷續(xù)地傳送以予定的節(jié)距等間隔地形成存放電路元件的凹槽的儲(chǔ)存帶，以便在上述節(jié)距傳送輪前從上述儲(chǔ)存帶上揭下覆蓋上述儲(chǔ)存帶上的上述凹槽的覆蓋帶，從而使得上述電路元件在上述節(jié)距傳送輪前確定的電路元件取出位置和被取出;上述棘輪機(jī)構(gòu)包括一個(gè)能與上述節(jié)距傳送輪一起旋轉(zhuǎn)的棘輪，一個(gè)能樞軸式地移動(dòng)并與上述棘輪同軸的傳送桿，一個(gè)樞軸地裝在上述傳送桿上并在上述齒輪嚙合方向上受力的傳送爪，一個(gè)靠緊在上述傳送爪上以阻止其運(yùn)動(dòng)的傳送爪止動(dòng)器，一個(gè)在與上述齒輪嚙合方向受力的回止止動(dòng)桿，一個(gè)樞軸地安裝在上述止動(dòng)桿上的止動(dòng)控制桿，一個(gè)樞軸地安裝在上述止動(dòng)桿上的止動(dòng)控制桿，以及一個(gè)與上述止動(dòng)控制桿嚙合的固定的凸輪，這樣，上述傳送桿的軸向運(yùn)動(dòng)可通過上述傳送爪使上述棘輪按向前方向旋轉(zhuǎn)予定量，并使上述止動(dòng)控制桿與上述固定凸輪嚙合，以在上述棘輪按向前方向旋轉(zhuǎn)時(shí)從上述棘輪中松開上述回止止動(dòng)桿。
12.如權(quán)利要求
7所限定的設(shè)備，其中，上述帶式供料器包括一個(gè)切帶單元，該切帶單元包括一個(gè)用于把已取走電路元件的空帶切成小片的切割器和一個(gè)卸出上述小片的皮帶傳輸器。
13.如權(quán)利要求
7所限定的設(shè)備，其中，上述料盤式供料器包括一個(gè)能縱向移動(dòng)的支承裝置;一個(gè)相對于上述支承裝置垂直運(yùn)動(dòng)并支承多個(gè)堆積的料盤的升降器;一個(gè)具有與上述料盤上電路元件之間間距相一致的標(biāo)記的定位裝置;一個(gè)用于探測上述標(biāo)記的傳感器;一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置它根據(jù)由上述傳感器探測到的上述標(biāo)記將上述支承裝置向前移動(dòng)與上述間距相應(yīng)的一段距離;一個(gè)用來將上述已取走電路元件的空料盤取出的料盤取出頭;以及一個(gè)用來接收由上述料盤取出頭料盤卸出的空料盤的料盤接收器。
14.如權(quán)利要求
13所限定的設(shè)備，其中，上述定位裝置包括在其上形成了作為上述標(biāo)記的凹槽、凸部或孔的長板。
15.如權(quán)利要求
7所限定的設(shè)備，其中，上述棒式供料器包括;一個(gè)至少支承一個(gè)裝有電路元件的料斗的支架，一個(gè)提供與上述料斗相連的電路元件通路的滑道，一個(gè)用來接收從上述料斗通過上述滑道來的電路元件并將它們一個(gè)一個(gè)地傳送到電路元件取出位置的皮帶傳輸器，上述滑道裝有一將其上的電路元件保持在上述滑道中的裝置。
16.如權(quán)利要求
15所限定的設(shè)備，其中，上述料斗和滑道與一個(gè)水平面傾斜，由此使上述滑道向下。
17.用于在印刷電路板上裝配電路元件的方法包括如下步驟向自動(dòng)裝配設(shè)備的予定位置提供電路元件;將上述電路元件從上述予定位置傳送到中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)安裝在上述裝配設(shè)備上以利用四個(gè)卡爪進(jìn)行電路元件的中心對準(zhǔn)和轉(zhuǎn)動(dòng)，上述四個(gè)卡爪安裝在上述中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上并與電路元件的四側(cè)相對;將上上述電路元件傳送到利用吸力將電路元件保持在其上的裝配頭;將印刷電路板傳送到停止位置;以及當(dāng)上述印刷電路板到達(dá)上述停止位置時(shí)將上述電路元件安裝到上述印刷電路板上，其改進(jìn)在于由上述四個(gè)卡爪進(jìn)行上述電路元件的中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)的上述步驟包括由上述四個(gè)卡爪中位于相對于上述電路元件兩平行側(cè)的一對卡爪，通過從上述兩平行側(cè)伸出引線的各端部或上述電路元件本體來夾持這一對卡爪之間的上述電路元件的兩相互平行側(cè)，然后將上述兩卡爪由上述引線或上述本體上松開，此后另一對卡爪從上述剩余兩側(cè)伸出的上述引線各端部或上述本體的兩邊來夾持上述電路元件的另外兩側(cè)。
18.如權(quán)利要求
17所限定的方法，進(jìn)一步包括下列步驟將光照射到已保持在上述裝配頭上的電路元件上，以在TV熒光屏上顯示從上述電路元件伸出的各引線的雙線光學(xué)圖像;在上述光學(xué)圖像的基礎(chǔ)上找出上述引線的中心軸和每兩個(gè)相鄰光學(xué)圖像的上述中心之間的間距，以利用在上述各間距及其平均值之間進(jìn)行的比較操作來探測各引線的彎曲，由此只將沒有缺陷的電路元件裝配到印刷電路板上。
19.如權(quán)利要求
17所限定的方法，進(jìn)一步包括如下步驟準(zhǔn)備至少具有一個(gè)裝配參考標(biāo)記的印刷電路板，并將其傳送到上述停止位置，上述標(biāo)記是由與布置在其上的導(dǎo)線圖案相同的材料形成的;使光輻照到上述裝配參考標(biāo)記的整個(gè)表面，以借助上述裝配參考標(biāo)記上的反射光，通過攝象機(jī)隨機(jī)地在電視熒光屏上顯示出光學(xué)圖象，上述電視的熒光屏上具有外框線和相應(yīng)于在其中心位置上的上述裝配參考標(biāo)記的參考圖形的中心;利用雙線上下調(diào)節(jié)，使上述顯示在電視熒光屏上的裝配參考標(biāo)記與上述參考圖形的外框線重合;比較予設(shè)在上述電視熒光屏上的上述參考圖形的中心和與上述參考圖形重合的上述光學(xué)圖象的中心;及探測上述光學(xué)圖像的上述中心與上述參考圖形的上述中心之間的配不準(zhǔn)，以調(diào)整上述把上述電路元件安裝到上述基板上的裝配頭和上述基板的位置關(guān)系，從而精確地將上述電路元件裝配到上述印刷電路板上的予定部分。
20.一種用于將電路元件裝配到印刷電路板上的方法包括如下步驟向自動(dòng)裝配設(shè)備上的予定位置提供電路元件;將上述電路元件從上述予先確定的位置傳送到中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，該機(jī)構(gòu)安裝在上述裝配設(shè)備上以利用四個(gè)卡爪進(jìn)行上述電路元件的中心對準(zhǔn)和轉(zhuǎn)動(dòng)，上述四個(gè)卡爪安裝在上述中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上并與電路元件的四側(cè)相對;依靠上述四個(gè)卡爪進(jìn)行的上述電路元件的中心對準(zhǔn)和任意轉(zhuǎn)動(dòng)步驟又包括以下步驟由上述四個(gè)卡爪中位于上述電路元件兩平行側(cè)的一對卡爪，通過從上述兩平行側(cè)伸出引線的各端部或上述電路元件本體來夾持這一對卡爪之間的上述電路元件的兩相互平行側(cè)，然后將上述兩卡爪由上述引線或上述本體上松開，此后另一對卡爪從上述引線各端部或上述本體的兩邊來夾持上述電路元件的另外兩側(cè)。將上述電路元件傳送到利用吸力將電路元件保持在其上的裝配頭;將光照射到已保持在上述裝配頭上的上述電路元件上，以在電視熒光屏上顯示出上述電路元件各引線的雙線光學(xué)圖象;在上述光學(xué)圖象的基礎(chǔ)上尋找出上述引線的中心軸和每兩個(gè)相鄰光學(xué)圖象的中心之間的間距，以利用在上述各間距及其平均值之間進(jìn)行的比較操作來探測各引線的彎曲，并將引線彎曲的電路元件從電路元件裝配線上去除掉;準(zhǔn)備至少有一個(gè)裝配參考標(biāo)記的印刷電路板，并將其傳送到一停止位置，上述標(biāo)記是由與布置在其上的導(dǎo)線圖案相同的材料形成的;及使光輻照到上述裝配參考標(biāo)記的整個(gè)表面，以借助上述裝配參考標(biāo)記上的反射光，通過攝象機(jī)隨機(jī)地在電視熒光屏上顯示光學(xué)圖像，上述電視熒光屏具有一外框線和相應(yīng)于在其中心位置上的上述裝配參考標(biāo)記的參考圖形的中心;利用雙線上下調(diào)節(jié)，使上述顯示在電視熒光屏上的裝配參考標(biāo)記的隨機(jī)光學(xué)圖象與上述參考圖形的外框線重合;比較預(yù)設(shè)在上述電視熒光屏上的上述參考圖形的中心和與上述參考圖形重合的上述光學(xué)圖象的中心，及探測上述光學(xué)圖象的上述中心與上述參考圖形的上述中心之間的配不準(zhǔn)，以調(diào)整上述其上持有無缺陷電路元件的裝配頭和上述基板的位置關(guān)系，從而高精度地將上述無缺陷元件安裝到上述印刷電路板的預(yù)定部分上。
專利摘要
一種在印刷電路板上自動(dòng)裝配電路元件的設(shè)備，包括用于探測利用吸力保持在裝配頭上的電路元件引線的引線探測機(jī)構(gòu)和用于探測印刷電路板上裝配參考標(biāo)記的基板標(biāo)記探測機(jī)構(gòu)。裝配頭的移動(dòng)量可根據(jù)各探測機(jī)構(gòu)的探測結(jié)果而得以校正，以此將電路元件精確地安裝到印刷電路板上。此外還公開了一種在印刷電路板上安裝電路元件的方法。
文檔編號H05K13/00GK87101876SQ87101876
公開日1987年10月21日 申請日期1987年3月14日
發(fā)明者八木博志, 丹藤修, 大場佳人, 中村紀(jì)久 申請人:Tdk株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan