安装系统 |
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| 申请号 | CN201280074873.6 | 申请日 | 2012-07-26 | 公开(公告)号 | CN104488373B | 公开(公告)日 | 2017-03-08 |
| 申请人 | 富士机械制造株式会社; | 发明人 | 饭阪淳; 伊藤利也; | ||||
| 摘要 | 在能够向 基板 上安装LED元件并且能够以 覆盖 该LED元件的方式安装透镜的安装系统中，对作业机(12、14、16)的动作进行控制的控制装置(100、102、104)具备：LED元件安装部(130)，向安装预定 位置 安装LED元件；偏差量取得部(132)，取得LED元件的安装位置与安装预 定位 置之间的偏差量；第一透镜安装部(134)，在偏差量小于 阈值 时，以安装在基板上的LED元件的位置为基准，向基板上安装透镜；及第二透镜安装部(136)，在偏差量为阈值以上时，与安装在基板上的LED元件的位置无关地，向基板上的预先设定的位置安装透镜。由此，能够兼顾高品质的 LED灯 的制造和废品率的降低。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种安装系统，能够向基板上安装LED元件，并且能够以覆盖所述LED元件的方式安装透镜，所述安装系统具备： |
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| 说明书全文 | 安装系统技术领域背景技术[0002] 在LED灯中，存在向基板上安装LED元件并以覆盖该LED元件的方式向基板安装透镜的结构。在这样的LED灯中，为了提高亮度，优选使LED元件的发光部与透镜的光轴一致。因此，考虑了利用下述专利文献记载的技术，取得安装于基板的LED元件的位置、即LED元件相对于基板的相对位置，并以LED元件的安装位置为基准，对透镜的安装位置进行校正。这样一来，通过校正透镜的安装位置，能够使LED元件的发光部与透镜的光轴一致，能够制造出高亮度的LED灯。 [0003] 专利文献1：日本特开2007-234701号公报 发明内容[0004] 如上所述，通过使LED元件的发光部与透镜的光轴一致，能够提高LED灯的亮度，能够制造出高品质的LED灯。然而，在LED元件安装在从预定的安装位置较大地偏离的位置的情况下，为了使LED元件的发光部与透镜的光轴一致，透镜也安装在从预定的安装位置较大地偏离的位置。此时，透镜可能从基板的边缘露出，如此透镜从基板的边缘露出的LED灯成为废品。这样一来，当为了制造高品质的LED灯而使LED元件的发光部与透镜的光轴一致时，废品率可能会升高。本发明鉴于这样的实际情况而作出，课题在于提供一种能够兼顾高品质的LED灯的制造和废品率的降低的安装系统。 [0005] 为了解决上述课题，本申请的第一方案记载的安装系统能够向基板上安装LED元件，并且能够以覆盖上述LED元件的方式安装透镜，上述安装系统具备：一个以上的对基板作业执行机，对基板执行作业；及控制装置，控制上述一个以上的对基板作业执行机的动作，上述控制装置具备：LED元件安装部，向基板上的预先设定的位置即安装预定位置安装LED元件；偏差量取得部，取得由上述LED元件安装部所安装的LED元件的安装位置与上述安装预定位置之间的偏差量；第一透镜安装部，在上述偏差量小于阈值时，以安装在基板上的LED元件的位置为基准，向基板上安装透镜；及第二透镜安装部，在上述偏差量为阈值以上时，与安装在基板上的LED元件的位置无关地，向基板上的预先设定的位置安装透镜。 [0006] 另外，在第二方案记载的安装系统中，以第一方案记载的安装系统为基础，上述控制装置具备透镜非安装部，在上述偏差量为第二阈值以上时，上述透镜非安装部不向基板上安装透镜，上述第二阈值被设定为比上述阈值大的值。 [0007] 另外，在第三方案记载的安装系统中，以第一或第二方案记载的安装系统为基础，上述第一透镜安装部基于标记在LED元件上的元件位置基准标记的拍摄数据，向基板上安装透镜。 [0008] 另外，在第四方案记载的安装系统中，以第一或第二方案记载的安装系统为基础，上述第一透镜安装部基于标记在基板上的基板位置基准标记的拍摄数据和上述偏差量，向基板上安装透镜。 [0009] 另外，在第五方案记载的安装系统中，以第一至第四方案中任一方案记载的安装系统为基础，上述控制装置具备存储部，上述存储部将由上述第一透镜安装部安装透镜后的基板与由上述第二透镜安装部安装透镜后的基板相区别地进行存储。 [0010] 发明效果 [0011] 在第一方案记载的安装系统中，在LED元件安装在接近安装预定位置的位置的情况下，以安装在基板上的LED元件的位置为基准，向基板安装透镜。由此，能够使LED元件的发光部与透镜的光轴一致，能够制造出高品质的LED灯。另一方面，在LED元件安装在从安装预定位置较大地偏离的位置的情况下，与LED元件的安装位置无关地，透镜安装在预定的安装位置。由此，能够使透镜不从基板的边缘露出地安装于基板，能够降低废品率。因此，根据第一方案记载的安装系统，能够兼顾高品质的LED灯的制造和废品率的降低。 [0012] 另外，在第二方案记载的安装系统中，在LED元件安装在从安装预定位置相当大地偏离的位置的情况下，禁止透镜向基板的安装。当向LED元件安装于从安装预定位置相当大地偏离的位置上的基板安装透镜时，透镜与LED元件可能会接触。而且，即使透镜与LED元件不接触，也存在LED元件的发光部与透镜的光轴较大地偏离而使亮度大幅下降的可能性。因此，在存在这样的可能性时，通过禁止透镜的安装，能够抑制透镜向成为废品的可能性高的LED灯的无用的安装。 [0013] 另外，在第三方案记载的安装系统中，参照标记在LED元件上的元件位置基准标记，以使LED元件的发光部与透镜的光轴一致的方式向基板安装透镜。由此，能够良好地使LED元件的发光部与透镜的光轴一致。 [0014] 另外，在第四方案记载的安装系统中，参照标记在基板上的基板位置基准标记及LED元件的偏差量，以使LED元件的发光部与透镜的光轴一致的方式向基板安装透镜。即，即使在LED元件上未标记元件位置基准标记的情况下，也能够良好地使LED元件的发光部与透镜的光轴一致。 [0015] 另外，在第五方案记载的安装系统中，将以使LED元件的发光部与透镜的光轴一致的方式向基板安装了透镜后的LED灯与向预定的安装位置安装了透镜后的LED灯相区别地进行存储。由此，能够适当地选出高品质的LED灯。附图说明 [0016] 图1是表示本发明的实施例的安装系统的图。 [0017] 图2是以来自上方的视点表示安装系统具备的安装机的图。 [0018] 图3是表示构成安装系统的多个作业机分别具有的控制装置的框图。 [0019] 图4是表示安装有LED元件的电路基板的图。 [0020] 图5是表示以使LED元件的发光部与透镜的光轴一致的方式将透镜安装于基板的LED灯的图。 [0021] 图6是表示透镜从电路基板的边缘露出的LED灯的图。 [0022] 图7是表示透镜安装在预定的安装位置上的LED灯的图。 [0023] 图8是表示变形例的安装系统的图。 [0024] 图9是表示安装有LED元件的电路基板中的偏差量的图。 具体实施方式[0025] 以下，作为用于实施本发明的方式，参照附图，详细说明本发明的实施例及变形例。 [0026] <安装系统的结构> [0027] 图1表示本发明的实施例的安装系统10。安装系统10是用于向电路基板安装LED元件并安装透镜的系统。安装系统10由两台安装机12、14和引线接合机16构成。引线接合机16配置在两台安装机12、14之间，上述三台作业机12、14、16并排排列成一列。另外，在以下的说明中，将三台作业机12、14、16的排列方向称为X轴方向，将与该方向垂直的水平方向称为Y轴方向。 [0028] 首先，对安装机12、14进行说明。两台安装机12、14为彼此大致相同的结构，因此以安装机12为代表进行说明。如图2所示，安装机12具备搬运装置20、安装头22、安装头移动装置(以下，有时简称为“移动装置”)24及一对供给装置26、28。 [0029] 搬运装置20具有沿X轴方向延伸的一对传送带30和使传送带30旋转的电磁马达(参照图3)32。电路基板34由这一对传送带30支撑，通过电磁马达32的驱动，沿X轴方向被搬运。而且，搬运装置20具有基板保持装置(参照图3)36。基板保持装置36将由传送带30支撑的电路基板34固定地保持在预定位置(图2中的图示出电路基板34的位置)。 [0030] 另外，移动装置24由X轴方向滑动机构50和Y轴方向滑动机构52构成。X轴方向滑动机构50具有能够沿X轴方向移动地设置在基座54上的X轴滑动件56。该X轴滑动件56通过电磁马达(参照图3)58的驱动而移动到X轴方向的任意位置。而且，Y轴方向滑动机构52具有能够沿Y轴方向移动地设置在X轴滑动件56的侧表面上的Y轴滑动件60。该Y轴滑动件60通过电磁马达(参照图3)62的驱动而移动到Y轴方向的任意位置。在该Y轴滑动件60上安装有安装头22。通过这样的结构，安装头22通过移动装置24而移动到基座54上的任意位置。 [0031] 另外，安装头22具有设置在下端面上的吸嘴70。该吸嘴70与正负压供给装置(参照图3)72连接。由此，吸嘴70利用负压来吸附保持安装元件，利用正压使安装元件脱离。此外，安装头22具有使吸嘴70升降的吸嘴升降装置(参照图3)74和使吸嘴70绕轴心自转的吸嘴自转装置(参照图3)76。由此，对由吸嘴70保持的安装元件的上下方向的位置及保持姿势进行调整。 [0032] 另外，一对供给装置26、28以隔着搬运装置20的方式配置在基座54的Y轴方向的两侧部。这一对供给装置26、28的一方为供料器型的供给装置26，另一方为托盘型的供给装置28。供料器型的供给装置26具有带式供料器78。带式供料器78将带化元件以卷绕的状态进行收容。带化元件是对电子元件进行编带而成的。并且，带式供料器78通过送出装置(参照图3)80将带化元件送出。由此，供料器型的供给装置26通过带化元件的送出，而将安装元件供给到供给位置。另一方面，托盘型的供给装置28具有多个载置有安装元件的元件托盘82。 并且，多个元件托盘82中的任意的元件托盘82通过托盘移动机构(参照图3)84而移动到供给位置。由此，托盘型的供给装置28将载置于元件托盘82的安装元件供给到供给位置。 [0033] 另外，安装机12具备标记相机(参照图3)86。标记相机86以朝向下方的状态固定在Y轴滑动件60的下表面，在任意位置拍摄电路基板34等的表面。详细而言，在电路基板34的位于对角的两个角部标记有两个基板位置基准标记88，标记相机86拍摄这两个基板位置基准标记88。并且，这两个基板位置基准标记88的图像数据在图像处理装置(参照图3)90中被处理。由此，取得由基板保持装置36保持的电路基板34的X轴方向、Y轴方向及该XY平面内的旋转方向的位置偏差量。 [0034] 另外，配置在两台安装机12、14之间的引线接合机16具有与安装机12、14的搬运装置20相同的结构的搬运装置(参照图1)92和引线接合作业装置(图示省略)。引线接合作业装置利用引线将电路基板的电极与安装在该电路基板上的安装元件的电极电连接。 [0035] 另外，如图3所示，安装系统10具备对应于安装机12、14、引线接合机16而设置的多个控制装置100、102、104。对应于安装机12、14而设置的控制装置100、102具备控制器110和多个驱动电路112。多个驱动电路112与上述电磁马达32、58、62、基板保持装置36、正负压供给装置72、吸嘴升降装置74、吸嘴自转装置76、送出装置80、托盘移动机构84连接。控制器110具备CPU、ROM、RAM等，以计算机为主体，并与多个驱动电路112连接。由此，搬运装置20、移动装置24等的动作由控制器110控制。而且，控制器110也与图像处理装置90连接，取得与电路基板34的位置相关的信息。 [0036] 另外，对应于引线接合机16而设置的控制装置104也具备控制器及驱动电路，但是由于是与上述控制器110及驱动电路112相似的结构，因此省略详细的说明及图示。而且，这多个控制装置100、102、104的控制器110相互连接，在控制器110之间收发信息、指令等。 [0037] <安装系统的控制> [0038] 通过上述的结构，在安装系统10中，在安装机12，将LED元件向电路基板安装。并且，在引线接合机16，实施引线接合加工，在安装机14，以覆盖LED元件的方式将透镜向电路基板安装。 [0039] 具体而言，在安装机12，根据控制装置100的控制器110的指令，电路基板34由搬运装置20搬运至作业位置，在该作业位置，由基板保持装置36保持。接着，控制器110使安装头22移动到电路基板34上。接着，由标记相机86拍摄标记在电路基板34上的基板位置基准标记88。并且，拍摄数据由图像处理装置90进行处理，由此取得电路基板34的位置信息。 [0040] 接着，控制器110使安装头22移动到供给装置26的带式供料器78的供给位置上。在带式供料器78的带化元件中收容有LED元件，并将LED元件供给到带式供料器78的供给位置。并且，由安装头22吸附保持从带式供料器78供给的LED元件。接着，使安装头22移动到LED元件向电路基板34的安装预定位置的上方。另外，在安装头22向安装预定位置移动时，利用所取得的电路基板34的位置信息。 [0041] 接着，控制器110将LED元件120如图4所示向该安装预定位置安装。顺便提及，在安装LED元件120时，通过吸嘴自转装置76来调整由安装头22保持的LED元件的保持姿势。并且，朝着引线接合机16搬运电路基板34。另外，在安装机12的控制装置100的控制器110设有LED元件安装部(参照图3)130作为用于向电路基板34安装LED元件120的功能部。 [0042] 在引线接合机16中，电路基板34由搬运装置92搬运至作业位置，在该作业位置，由基板保持装置36保持。在该作业位置，由引线接合作业装置实施引线接合加工。并且，在实施了引线接合加工之后，由搬运装置92朝着安装机14搬运电路基板34。 [0043] 在安装机14，电路基板34由搬运装置20搬运至作业位置，在该作业位置，由基板保持装置36保持。控制器110向该被保持的电路基板34安装透镜，但也可以根据LED元件120的安装位置来变更透镜的安装方法。详细而言，如图4所示，在LED元件120的位于对角的两个角部标记有两个元件位置基准标记122。由标记相机86拍摄这两个元件位置基准标记122，并在图像处理装置90中对这两个元件位置基准标记122的图像数据进行处理。由此，控制器110取得LED元件120的位置信息。而且，由标记相机86拍摄电路基板34的两个基板位置基准标记88，并在图像处理装置90中对这两个基板位置基准标记88的图像数据进行处理。由此，控制器110取得电路基板34的位置信息。并且，基于电路基板34的位置信息和LED元件120位置信息，取得LED元件120相对于电路基板34的相对位置。由此，控制器110取得LED元件120的实际的安装位置与LED元件120的安装预定位置之间的偏差量。另外，在安装机14的控制装置102的控制器110设有偏差量取得部(参照图3)132作为用于取得上述偏差量的功能部。 [0044] 接着，控制器110使安装头22移动到供给装置28的元件托盘82上。在元件托盘82中收容有透镜，在元件托盘82处供给透镜。并且，由安装头22吸附保持从元件托盘82供给的透镜。接着，控制器110使安装头22移动到电路基板34的上方。此时，在上述偏差量小于阈值α的情况下，以使安装于电路基板34的LED元件120的中心与由安装头22保持的透镜的中心一致的方式，使安装头22移动到电路基板34的上方。另外，在安装头22向电路基板34上移动时，利用LED元件120的位置信息。 [0045] 并且，控制器110将透镜124如图5所示向电路基板34安装。顺便提及，在安装透镜124时，基于所取得的LED元件120的位置信息来调整由安装头22保持的透镜124的保持姿势。这样一来，以LED元件120的位置为基准向电路基板34安装透镜124，由此制造出由电路基板34、LED元件120、透镜124构成的LED灯126。 [0046] 在LED元件120的中心设置发光部，光轴通过透镜124的中心部。因此，在通过上述方法安装了透镜124的LED灯126中，LED元件120的发光部与透镜124的光轴一致。由此，能够提高LED灯126的亮度，能够制造出高品质的LED灯126。另外，在安装机14的控制装置102的控制器110设有第一透镜安装部(参照图3)134作为用于通过上述方法向电路基板34安装透镜124的功能部。 [0047] 但是，在LED元件120从安装预定位置较大地偏离而安装的情况下，当通过上述方法将透镜124安装于电路基板34时，如图6所示，透镜124可能会从电路基板34的边缘露出。这样的LED灯126成为废品，成为废弃等的对象。因此，在LED元件120从安装预定位置较大地偏离而安装的情况下，即，在上述偏差量为阈值α以上的情况下，透镜124安装于预先设定的透镜124向电路基板34的安装预定位置。 [0048] 详细而言，控制器110使安装头22移动到透镜124的安装预定位置的上方。在安装头22向安装预定位置的上方移动时，利用电路基板34的位置信息。并且，通过安装头22如图7所示向电路基板34安装透镜124。顺便提及，在安装透镜124时，通过吸嘴自转装置76来调整由安装头22保持的透镜124的保持姿势。由此，能够将透镜124不从电路基板34的边缘露出地安装于电路基板34，能够降低LED灯126的废品率。另外，在安装机14的控制装置102的控制器110设有第二透镜安装部(参照图3)136作为用于通过上述方法向电路基板34安装透镜124的功能部。 [0049] 这样一来，在安装系统10中，在能够使LED元件120的中心与透镜124的中心一致的情况下，制造出使它们一致的LED灯126。另一方面，即使在无法使LED元件120的中心与透镜124的中心一致的情况下，也不会制造出废品，能制造出在电路基板34上适当地安装有透镜 124的LED灯126。由此，能够兼顾高品质的LED灯126的制造和废品率的降低。 [0050] 另外，在安装系统10中，将LED灯126的制造批次与透镜124的安装方法建立关联地存储。即，将以使LED元件120的中心与透镜124的中心一致的方式在电路基板34上安装有透镜124的LED灯126(图5所示的LED灯126)与在电路基板34的安装预定位置上安装有透镜124的LED灯126(图7所示的LED灯126)相区别地存储。由此，能够适当地选出高品质的LED灯126。另外，在安装机14的控制装置102的控制器110设有存储部(参照图3)138作为用于将LED灯126的制造批次与透镜124的安装方法建立关联地存储的功能部。 [0051] 另外，在LED元件120从安装预定位置相当大地偏离而安装的情况下，LED元件120与透镜124可能会接触。而且，存在LED元件120的中心与透镜124的中心较大地偏离而使亮度大幅下降的可能性。这样的LED灯126成为废品，成为废弃等的对象。因此，在上述偏差量为第二阈值β(>α)以上的情况下，不执行透镜124向电路基板34的安装作业。由此，能够抑制透镜124向成为废品的可能性高的LED灯126的无用的安装。另外，在安装机14的控制装置102的控制器110设有透镜非安装部(参照图3)140作为用于避免将透镜124向电路基板34安装的功能部。 [0052] <变形例> [0053] 在上述实施例的安装系统10中，LED元件120的实际的安装位置与预定安装位置的偏差量在安装机14中被检测。然而，可以在配置于安装机14的上游侧的作业机中取得上述偏差量，安装机14从作业机取得与该偏差量相关的信息。图8示出了如此构成的安装系统作为变形例的安装系统150。另外，变形例的安装系统150除了检查机152之外是与上述实施例的安装系统10同样的结构。因此，对于与上述安装系统10同样的构成要素，使用相同附图标记而省略或简化地进行说明。 [0054] 变形例的安装系统150由安装机12、14、引线接合机16及检查机152构成。检查机152配置在引线接合机16与安装机14之间，四台作业机12、14、16、152并排排列成一列。检查机152具有与安装机12、14的搬运装置20相同结构的搬运装置154和检查相机(图示省略)。 检查相机对安装有LED元件120的电路基板34进行拍摄，基于其拍摄数据来检查LED元件120的安装状态。 [0055] 在对检查机152的LED元件120的安装状态进行检查时，检测出LED元件120的安装位置等，基于安装位置等来检查LED元件120是否适当地安装于电路基板34。并且，对于检查结果良好的电路基板34，通过安装机14安装透镜124，制造LED灯126。另一方面，对于检查结果不良的电路基板34，不通过安装机14安装透镜124，该基板被废弃、回收等。 [0056] 在检查机152中检测出的LED元件120的安装位置、即LED元件120相对于电路基板34的相对位置例如在图9中是由实线标记的LED元件120的位置。另一方面，LED元件120的安装预定位置在图9中是由虚线标记的LED元件120的位置。因此，基于这两个位置来取得LED元件120的安装位置(实线)与安装预定位置(虚线)的偏差量L。并且，在该偏差量L小于阈值α时，将偏差量L设为校正值的内容的信息从检查机152的控制装置的控制器向安装机14的控制装置102的控制器110传递。另一方面，在偏差量为阈值α以上时，将校正值设为0的内容的信息从检查机152的控制装置的控制器向安装机14的控制装置102的控制器110传递。 [0057] 在接收到与校正值相关的信息的安装机14中，拍摄电路基板34的基板位置基准标记，取得电路基板34的位置信息。并且，在安装机14中，基于该电路基板34的位置信息和从检查机152接收到的与校正值相关的信息，将透镜124向电路基板34安装。即，在上述偏差量L小于阈值α的情况下，在从预先设定的透镜124的安装预定位置离开了相当于上述偏差量L的距离的位置处安装透镜124。由此，能够使LED元件120的发光部与透镜的光轴一致，能够制造出高品质的LED灯126。另一方面，在上述偏差量L为阈值α以上的情况下，由于校正量为0，因此在预先设定的透镜124的安装预定位置处安装透镜124。由此，能够将透镜124不从电路基板34的边缘露出地安装于电路基板34，能够降低LED灯126的废品率。这样一来，在变形例的安装系统150中，也能兼顾高品质的LED灯126的制造和废品率的降低。 [0058] 另外，在变形例的安装系统150中，用于取得上述偏差量的偏差量取得部设于检查机152的控制装置的控制器。另一方面，在上述偏差量小于阈值α的情况下，用于将透镜124向电路基板34安装的第一透镜安装部设于安装机14的控制装置102的控制器110，并且，在上述偏差量为阈值α以上的情况下，用于将透镜124向电路基板34安装的第二透镜安装部设于安装机14的控制装置102的控制器110。 [0059] 顺便提及，在上述实施例及变形例中，安装系统10及安装系统150是安装系统的一例。安装机12、14、引线接合机16、检查机152是对基板作业执行机的一例。控制装置100、102、104是控制装置的一例。LED元件安装部130、偏差量取得部132、第一透镜安装部134、第二透镜安装部136、存储部138、非透镜安装部140是LED元件安装部、偏差量取得部、第一透镜安装部、第二透镜安装部、存储部、非透镜安装部的一例。电路基板34、LED元件120、透镜 124是基板、LED元件、透镜的一例。基板位置基准标记88、元件位置基准标记122是基板位置基准标记、元件位置基准标记的一例。 [0060] 另外，本发明没有限定为上述实施例及变形例，能够基于本领域技术人员的知识以实施了各种变更、改良后的各种形态来实施。具体而言，例如，在上述实施例及变形例中，在控制装置100、102、104之间收发各种指令、信息等。然而，也可以设置对控制装置进行集中控制的集中控制装置，从该集中控制装置向多个控制装置100、102、104收发各种指令、信息等。在这种情况下，在集中控制装置设置LED元件安装部、偏差量取得部、第一透镜安装部，第二透镜安装部、存储部及非透镜安装部。 [0061] 附图标记说明 [0062] 10：安装系统12：安装机(对基板作业执行机)14：安装机(对基板作业执行机)16：引线接合机(对基板作业执行机)34：电路基板(基板)88：基板位置基准标记100：控制装置 102：控制装置104：控制装置120：LED元件122：元件位置基准标记124：透镜130：LED元件安装部132：偏差量取得部134：第一透镜安装部136：第二透镜安装部138：存储部140：非透镜安装部。 |
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