CN104054411A - 吸嘴及其异常检测装置 - Google Patents

Abstract

在吸嘴(11)的嘴支架(12)上形成有通过嘴活塞(16)的上下动作而被开闭的气体流路(22)，在保持该嘴支架(12)的安装头(13)形成有向该嘴支架(12)的气体流路(22)供给气体的气体供给路(28)，并设有检测在该气体供给路(28)中流动的气体流量的流量传感器(27)。基于该流量传感器(27)的输出信号，监视在嘴支架(12)的气体流路(22)中流动的气体流量，检测嘴活塞(16)的上下动作的不良(固着)。

Description

吸嘴及其异常检测装置

技术领域

本发明是涉及在利用施力单元向下方对吸附元件的嘴部进行施力的状态下上下可动地设置的吸嘴及其异常检测装置的发明。

背景技术

在元件安装机中，例如如专利文献1(日本特开2006-313838号公报)、专利文献2(日本特开2009-88035号公报)记载的那样，在用吸嘴吸附元件时、或将所吸附的元件安装于基板上时，为了使元件不因冲击而损伤，将嘴部上下可运地设于嘴支架上，并利用弹簧向下方对该嘴部进行施力，在进行元件吸附动作时嘴部的下端与元件抵接后、或在进行元件安装动作时吸附于嘴部的元件与基板抵接后，在保持嘴支架的安装头的下降动作停止之前，对应于该下降动作，嘴部克服弹簧的弹力而被压入，由此缓解施加在元件上的冲击。

专利文献1：日本特开2006-313838号公报

专利文献2：日本特开2009-88035号公报

发明内容

然而，嘴部有时因异物进入到嘴支架和嘴部之间的滑动部等而发生固着，当嘴部发生固着时，存在下述可能性：发生元件吸附失误、元件安装失误，或无法获得冲击缓解效果，使元件损伤。因此，当嘴部发生固着时，需要在早期检测出该情况，并使元件安装机停止而进行维修。

由于现有元件安装机具有利用相机对吸附于嘴部上的元件进行拍摄来监视元件吸附姿势等的功能，所以在因嘴部的固着而连续发生元件吸附失误的情况下，在利用相机的拍摄图像检测出连续发生的元件吸附失误后，使元件安装机停止。

然而，在该固着检测方法中，在连续发生的元件吸附失误被检测出之前，元件安装机持续动作，无法在早期检测出嘴部的固着。

因此，虽然考虑了在保持吸嘴的安装头上设置确认嘴部的压入量的光电传感器，但在该构成中，为了在元件安装动作时避免光电传感器与已安装的元件发生干扰，需要将光电传感器配置于比已安装的元件高的位置上，而且，需要将向下方对嘴部进行施力的弹簧配置于比光电传感器高的位置上，所以存在吸嘴在高度方向上大型化的缺陷。

因此，本发明要解决的课题在于能够在早期检测出嘴部的固着，并能够避免吸嘴在高度方向上大型化。

为了解决上述问题，本发明提供一种吸嘴的异常检测装置，将吸附元件的嘴部上下可动地设于嘴支架，并且在嘴支架上设有向下方对上述嘴部进行施力的施力单元，在进行元件吸附动作时上述嘴部的下端与元件抵接后、或在进行元件安装动作时吸附于上述嘴部的元件与基板抵接后，对应于上述嘴支架的下降动作，上述嘴部克服上述施力单元的作用力而被压入，在上述嘴支架上，设有通过上述嘴部的上下动作而被开闭的气体流路，并且设有检测在上述气体流路中流动的气体流量或压力的检测单元(流量传感器或压力传感器)，通过向上述气体流路供给气体并利用上述检测单元监视气体流量或压力，来检测上述嘴部的上下动作的不良(固定)。此处，嘴部可以分别形成在嘴支架内上下动作的部分(嘴活塞)和嘴前端部，并将两者结合而形成一体化，也可以将两者一体地形成。

在该结构中，如果嘴部未发生固着，则在进行元件吸附动作时或元件安装动作时，嘴部上下动作，嘴支架的气体流路被开闭，但当嘴部发生固着、嘴部无法进行上下动作时，由于气体流路无法被开闭，所以在气体流路中流动的气体流量、压力不发生变化。根据该关系，只要利用检测单元来监视在气体流路中流动的气体流量或压力，则能够在早期检测出嘴部的上下动作的不良(固着)。而且，由于未设置确认嘴部的压入量的光电传感器，所以能够将向下方对嘴部进行施力的施力单元设置于任意的高度位置，能够避免吸嘴在高度方向上大型化。

在此情况下，也可以是，嘴支架以能够装卸的方式安装于沿元件安装机的XYZ方向移动的安装头，在该安装头上设有向嘴支架的气体流路供给气体的气体供给路，上述检测单元安装于该安装头，以检测在上述安装头的气体供给路中流动的气体流量或压力。总之，由于在嘴支架的气体流路中流动的气体流量是与在安装头的气体供给路中流动的气体流量相同的流量，所以检测在安装头的气体供给路中流动的气体流量或压力作为在嘴支架的气体流路中流动的气体流量或压力的信息。这样一来，能够将检测单元(流量传感器或压力传感器)安装于安装头上，所以无需在吸嘴上设置检测单元，能够避免吸嘴的结构复杂。

具体而言，也可以是，在嘴支架的内周面形成有气体流路的孔和大气连通孔，在嘴部中的在嘴支架内上下动作的部分嵌装有对气体流路的孔和上述大气连通孔进行开闭的筒状阀芯，在筒状阀芯的外周部形成有连通槽，在嘴部的压入量为预定值时，上述连通槽使上述气体流路的孔和上述大气连通孔连通。此处，预定值只要在嘴部的上下行程的范围内适当设定即可，也可以是上下行程的下限值(压入量为0)。本发明也可以将筒状阀芯一体地形成于嘴部。

附图说明

图1是表示本发明一实施例中的在嘴活塞未被压入时的吸嘴的状态的纵向剖视图。

图2是表示在嘴活塞被压入时的吸嘴的状态的纵向剖视图。

图3是表示嘴活塞固着检测程序的处理流程的流程图。

具体实施方式

以下，说明将用于实施本发明的方式具体化的一个实施例。

首先，基于图1来说明吸嘴11的构成。

吸嘴11的嘴支架12以能够装卸的方式安装于沿元件安装机的XYZ方向移动的安装头13上。吸嘴11的装卸方式可以是任一种方式，例如，可以将设于安装头13上的卡合部件(未图示)挂在设于嘴支架12的销14上进行保持，也可以构成为利用负压(真空压力)将吸嘴11吸附于安装头13上。

筒状支撑部件15通过压入等方式嵌装固定于嘴支架12的向下延伸的筒状部12a的内周部，嘴活塞16上下可动地插通支撑于该筒状支撑部件15的内周部。将从安装头13侧供给的负压导入的负压导入通路17沿上下方向贯通于该嘴活塞16而形成，在该嘴活塞16的下端部，利用连接部件19同轴状地固定有利用从负压导入通路17导入的负压来吸附元件的嘴前端部18。在此情况下，利用连接部件19连接嘴活塞16和嘴前端部18而构成嘴部20。

此外，嘴前端部18和连接部件19的固定方式为，将形成于嘴前端部18的上部的外螺纹部拧入到连接部件19的内螺纹部，由此嘴前端部18固定于连接部件19，连接部件19和嘴活塞16的固定方式为，从嵌合于嘴活塞16的下端部的连接部件19的外周侧将螺钉(未图示)沿径向拧入到连接部件19，使该螺钉的前端压接于嘴活塞16的外周面，由此连接部件19固定于嘴活塞16的下端部。由此，在改变嘴前端部18的开口直径等嘴种类的情况下，通过使将固定有嘴前端部18的连接部件19固定于嘴活塞16的螺钉松脱，能够将嘴前端部18和连接部件19从嘴活塞16拆下，而将其它嘴前端部18和连接部件19更换到嘴活塞16上。

连接部件19位于嘴支架12的筒状部12a下端的下方，在该连接部件19和嘴支架12的筒状部12a下端之间，确保容许嘴部20的上下动作的间隙。连接部件19的外径尺寸形成得比安装于嘴支架12的筒状部12a的外周部上的弹簧21(施力单元)的外径尺寸稍大，弹簧21被压缩并夹持于该连接部件19和嘴支架12的筒状部12a上端台阶部12b之间，利用该弹簧21的弹力，向下方对嘴部20进行施力。通过该构成，在进行元件吸附动作时嘴前端部18的下端与元件抵接后、或在进行元件安装动作时吸附于嘴前端部18的元件与基板抵接后，在保持嘴支架12的安装头13的下降动作停止之前，对应于其下降动作，嘴部20克服弹簧21的弹力而被压入。

在嘴支架12上形成有空气流路22，该空气流路22的入口侧的孔22a贯通于该嘴支架12的上表面，出口侧的孔22b贯通于该嘴支架12的内周面。此外，在嘴支架12上，大气连通孔23以贯通该嘴支架12的内外两周面的方式形成在高度与气体流路22的出口侧的孔22b相同的位置上。

与此相应，对嘴支架12的气体流路22的孔22b和大气连通孔23进行开闭的筒状阀芯24通过压入等方式嵌装固定于嘴活塞16的上部。在该筒状阀芯24的外周部形成有环状的连通槽25，在嘴活塞16相对于嘴支架12的压入量为预定值(在预定范围内)时，连通槽25使气体流路22的孔22b和大气连通孔23对齐，处于气体流路22的孔22b和大气连通孔23由连通槽25连通的状态，当嘴活塞16的压入量为预定值以外(在预定范围外)时，处于气体流路22的孔22b和大气连通孔23被筒状阀芯24封闭的状态。

在本实施例中构成为，如图1所示，在嘴活塞16位于其上下行程的最下位置时(嘴活塞16的压入量为0时)，处于气体流路22的孔22b和大气连通孔23由连通槽25连通的状态，如图2所示，在嘴活塞16被压入时，处于气体流路22的孔22b和大气连通孔23被筒状阀芯24封闭的状态。

在嘴支架12的内周部中的、筒状阀芯24滑动的区域的下端，环状的止动部12c向内周侧突出地形成，该筒状阀芯24的下端与止动部12c抵接的位置成为嘴活塞16的上下行程的最下位置(压入量为0)。另外，在嘴支架12的内周部中的、筒状阀芯24滑动的区域，安装有用于防止负压从该嘴支架12的内周面和该筒状阀芯24的外周面之间的间隙泄漏的密封件26。

在保持上述那样构成的吸嘴11的嘴支架12的安装头13上，形成有向嘴活塞16的负压导入通路17供给负压的负压供给路(未图示)，并且形成有向嘴支架12的气体流路22供给气体的气体供给路28。此外，在安装头13上设有对在该安装头13的气体供给路28中流动的气体流量进行检测的流量传感器27(检测单元)。该流量传感器27的输出信号被元件安装机的控制装置30读取，而监视从安装头13的气体供给路28流向嘴支架12的气体流路22的气体流量。

然而，嘴活塞16有时因异物进入到嘴支架12和嘴活塞16之间的滑动部等而发生固着，当嘴活塞16发生固着时，存在下述可能性：发生元件吸附失误、元件安装失误，或无法获得冲击缓解效果，使元件损伤。因此，当嘴活塞16发生固着时，需要在早期检测出该情况，使元件安装机停止而进行维修。

因此，元件安装机的控制装置30通过以预定周期重复执行图3的嘴活塞固着检测程序，基于流量传感器27的输出信号监视在嘴支架12的气体流路22中流动的气体流量，来检测嘴活塞16的上下动作的不良(固着)。总之，如果嘴活塞16未发生固着，则在进行元件吸附动作时或在进行元件安装动作时嘴活塞16上下动作，嘴支架12的气体流路22由嘴活塞16的筒状阀芯24开闭，但当嘴活塞16发生固着、嘴活塞16无法进行上下动作时，由于气体流路22无法被开闭，所以在气体流路22中流动的气体流量不发生变化。根据该关系，如果利用流量传感器27来监视在气体流路22中流动的气体流量，则能够在早期检测出嘴活塞16的上下动作的不良(固定)。

然而，即使嘴活塞16在其上下行程的最下位置(压入量为0)处发生固着，通过元件吸附动作或元件安装动作，嘴活塞16也大多被压入，但当嘴活塞16在被压入的状态下发生固着时，嘴活塞16不返回至其上下行程的最下位置(压入量为0)，这成为产生元件吸附失误、元件安装失误的原因。图3的嘴活塞固着检测程序是检测嘴活塞16在被压入的状态下发生固着的状态的程序。

以下，说明图3的嘴活塞固着检测程序的处理内容。本程序在元件安装机运转中以预定周期执行。当起动本程序时，首先在步骤101，判定元件吸附动作是否结束或元件安装动作是否结束。由于嘴活塞16通过元件吸附动作或元件安装动作克服弹簧21的弹力被压入，所以每当嘴活塞16的压入动作结束、吸嘴11上升时，则成为判定嘴活塞16有无发生固着的时机。

如果在上述步骤101中判定为“否”，则判断为不是嘴活塞固着判定时机，不进行以后的处理，结束本程序，但当在上述步骤101中判定为“是”，则判断为是嘴活塞固着判定时机，前进至步骤102，读取流量传感器27的输出信号，检测从安装头13的气体供给路28流向嘴支架12的气体流路22的气体流量。

然后，前进至步骤103，判定由流量传感器27检测出的气体流量是否小于判定阈值。在嘴活塞16未发生固着的情况下，如果嘴活塞16的压入动作结束、吸嘴11上升，则如图1所示，利用弹簧21的弹力，嘴活塞16被下压至其上下行程的最下位置，处于气体流路22的孔22b和大气连通孔23由嘴活塞16的筒状阀芯24的连通槽25连通的状态，所以在气体流路22中流动的气体流量增加，但在嘴活塞16的压入动作中，当嘴活塞16发生固着时，即使压入动作结束、吸嘴11上升，由于嘴活塞16不返回至其上下行程的最下位置，所以也维持成气体流路22的孔22b被嘴活塞16的筒状阀芯24堵塞的状态，在气体流路22中流动的气体流量不增加。

根据该关系，在步骤103中，判定在气体流路22中流动的气体流量是否小于判定阈值，如果气体流量小于判定阈值，则判断为嘴活塞16不返回至其上下行程的最下位置，前进至步骤104，判定为嘴活塞16发生固着，如果气体流量为判定阈值以上，则嘴活塞16返回至其上下行程的最下位置，所以判断为嘴活塞16未发生固着，直接结束本程序。

另外，也可以是，在检测出嘴活塞16完全固着于其上下行程的最下位置、在进行元件吸附动作时或元件安装动作时嘴活塞16也未完全被压入的状态的情况下，在进行元件吸附动作时或元件安装动作时，例如在安装头13的下降动作停止时(即，如果嘴活塞16未发生固着，则嘴支架12的压入量为最大时)，判定由流量传感器27检测出的气体流量是否大于判定阈值，如果气体流量大于判定阈值，则判定为嘴活塞16固着于其上下行程的最下位置，如果气体流量为判定阈值以下，则处于嘴活塞16被压入、嘴支架12的气体流路22被嘴活塞16的筒状阀芯24封闭的状态，所以判定为嘴活塞16未发生固着。

或者，也可以是，在进行元件吸附动作时或元件安装动作时，监视由流量传感器27检测出的气体流量的变化量的绝对值是否为判定阈值以上，如果气体流量的变化量的绝对值为判定阈值以上，则判断为嘴活塞16被压入，嘴支架12的气体流路22被开闭，判定为嘴活塞16未发生固着，如果气体流量的变化量的绝对值小于判定阈值，则判断为嘴支架12的气体流路22未被开闭，判定为嘴活塞16已固着。

在以上说明的本实施例中，利用嘴支架12和嘴活塞16的滑动部分来构成阀结构，利用流量传感器27来监视在通过嘴活塞16的上下动作而被开闭的气体流路22中流动的气体流量，所以能够在早期检测嘴活塞16的固着。而且，由于未设置确认嘴活塞16的压入量的光电传感器，所以能够将向下方对嘴活塞16进行施力的弹簧21配置于任意的高度位置，能够避免吸嘴11在高度方向上大型化。此外，由于将流量传感器27安装于安装头13上，所以无需在吸嘴11上设置流量传感器27，能够避免吸嘴11的结构复杂化。

在本实施例中，利用流量传感器27监视在嘴活塞16的气体流路22(安装头13的气体供给路28)中流动的气体流量，来检测气体流路22的开闭，但也可以利用压力传感器监视嘴活塞16的气体流路22(安装头13的气体供给路28)的压力，来检测气体流路22的开闭。在此情况下，在气体流路22开放时，利用压力传感器检测出的压力为大气压，在气体流路22封闭时，对应于向气体流路22供给的压力(正压或负压)，利用压力传感器检测出的压力比大气压高或低，所以与气体流量相同，即使检测压力也能检测出气体流路22的开闭。

另外，在本实施例中，虽然分别形成嘴部20中的在嘴支架12内上下动作的部分(嘴活塞16)和嘴前端部18，并利用连接部件19将两者结合而形成一体化结构，但也可以将两者一体地形成。

另外，在本实施例中，虽然将筒状阀芯24嵌装固定于嘴活塞16上，但也可以将两者一体地形成。

另外，在本实施例中，虽然构成为在嘴活塞16位于其上下行程的最下位置时(嘴活塞16的压入量为0时)处于气体流路22的孔22b和大气连通孔23由连通槽25连通的状态，但也可以构成为在嘴活塞16的压入量为预定值(正值)时处于气体流路22的孔22b和大气连通孔23由连通槽25连通的状态，只要切换气体流路22的开闭的位置在嘴活塞16的上下行程的范围内适当设定即可。

此外，本发明也可以适当改变利用嘴支架12和嘴活塞16的滑动部分而构成的阀结构的位置、其构成等，在不脱离主旨的范围内能够进行各种变更来实施，这是不言而喻的。

附图标记说明

11 吸嘴

12 嘴支架

13 安装头

15 筒状支撑部件

16 嘴活塞

17 负压导入通路

18 嘴前端部

19 连接部件

20 嘴部

21 弹簧(施力单元)

22 气体流路

22a 入口侧的孔

22b 出口侧的孔

23 大气连通孔

24 筒状阀芯

25 连通槽

27 流量传感器(检测单元)

28 气体供给路

30 控制装置

Claims (4)

1.一种吸嘴的异常检测装置，将吸附元件的嘴部上下可动地设于嘴支架，并且在所述嘴支架上设有向下方对所述嘴部进行施力的施力单元，在进行元件吸附动作时所述嘴部的下端与元件抵接后、或在进行元件安装动作时吸附于所述嘴部的元件与基板抵接后，在所述嘴支架的下降动作停止之前，对应于所述嘴支架的下降动作，所述嘴部克服所述施力单元的作用力而被压入，所述吸嘴的异常检测装置的特征在于，

在所述嘴支架上，设有通过所述嘴部的上下动作而被开闭的气体流路，并且设有检测在所述气体流路中流动的气体流量或压力的检测单元，

通过向所述气体流路供给气体并利用所述检测单元监视气体流量或压力，来检测所述嘴部的上下动作的不良。

2.根据权利要求1所述的吸嘴的异常检测装置，其特征在于，

所述嘴支架以能够装卸的方式安装于沿着元件安装机的XYZ方向移动的安装头，

在所述安装头上设有向所述嘴支架的气体流路供给气体的气体供给路，

所述检测单元安装于所述安装头，以检测在所述安装头的气体供给路中流动的气体流量或压力。

3.根据权利要求1或2所述的吸嘴的异常检测装置，其特征在于，

在所述嘴支架的内周面形成有所述气体流路的孔和大气连通孔，

在所述嘴部中的在所述嘴支架内上下动作的部分，嵌装有对所述气体流路的孔和所述大气连通孔进行开闭的筒状阀芯，

在所述筒状阀芯的外周部形成有连通槽，在所述嘴部的压入量为预定值时，所述连通槽使所述气体流路的孔和所述大气连通孔连通。

4.一种吸嘴，将吸附元件的嘴部上下可动地设于嘴支架，并且在所述嘴支架上设有向下方对所述嘴部进行施力的施力单元，在进行元件吸附动作时所述嘴部的下端与元件抵接后、或在进行元件安装动作时吸附于所述嘴部的元件与基板抵接后，在所述嘴支架的下降动作停止之前，对应于所述嘴支架的下降动作，所述嘴部克服所述施力单元的作用力而被压入，所述吸嘴的特征在于，

在所述嘴支架上设有通过所述嘴部的上下动作而被开闭的气体流路。