元件安裝的製造方法
2023-09-17 04:30:05
元件安裝的製造方法
【專利摘要】在生產開始前，分別計測由多個吸嘴（21）吸附的多個元件（A～D）的識別位置的偏差量，將該計測數據存儲於存儲單元，然後，在生產中從上述存儲單元讀入識別位置偏差量的數據，來校正由各吸嘴（21）吸附的元件（A～D）的識別位置偏差。可如下進行識別位置偏差量的計測：在生產開始前，在由吸嘴（21）吸附有元件的狀態下使該吸嘴（21）的中心與相機的視野中心一致來拍攝該元件，並進行圖像處理來識別該元件的位置，並且，使該吸嘴（21）的位置向生產中的一併攝像位置移動而利用該相機拍攝該元件，進行圖像處理來識別該元件的位置，算出這兩處識別位置之間的距離與該吸嘴（21）的移動距離之差作為識別位置偏差量。
【專利說明】元件安裝機
【技術領域】
[0001]本發明是涉及一種利用相機拍攝由吸嘴吸附的元件並通過圖像處理來識別該元件的吸附位置而將該元件安裝於電路基板的元件安裝機的發明。
【背景技術】
[0002]例如，在迴轉頭型(旋轉頭型)的元件安裝機中，如專利文獻I (日本特開2010-199630號公報)記載那樣，為了減少由吸嘴吸附的元件的攝像次數來提高生產效率，將由保持於迴轉頭的多個吸嘴分別吸附的多個元件收於相機的視野內而一併拍攝，對該圖像信號進行處理而分別識別多個元件的吸附位置，考慮各元件的吸附位置偏差(元件中心與吸嘴中心之間的偏差)而將各元件安裝於電路基板。
[0003]專利文獻1:日本特開2010-199630號公報
【發明內容】
[0004]在上述專利文獻I的元件安裝機中，利用圓頂形(碗形)的照明光源對由多個吸嘴吸附的多個元件從其下方進行照明，並利用相機一併拍攝。在這種情況下，以相機的視野中心(圖像中心)與照明光源的中心一致的方式構成，但是在將多個元件收於相機的視野內而一併拍攝時，各元件在從相機的視野中心(照明光源的中心)偏離的位置被拍攝。
[0005]所拍攝的元件為例如BGA (Ball Grid Array:球陣列封裝)型元件時,對進行圖像識別的特徵性的部位即元件下表面的凸部進行識別而識別該元件的吸附位置，但由於元件的攝像位置偏離相機的視野中心(照明光源的中心)，因此照明光對凸部進行照明的明暗狀態(陰影)根據距視野中心的距離(照明光的照射角度)而變化，其結果是，由相機拍攝的元件的識別位置發生偏移。而且，即使距照明光源的攝像高度位置發生變化，照明光的照射角度也會變化而使元件的識別位置發生偏移。
[0006]另外，即使元件的種類改變，元件的識別位置有時也會發生偏移。例如，在以BGA型元件的凸部、晶片電容器的電極等的具有曲率的部分作為識別對象部位時，照明光對識別對象部位進行照明的明暗狀態根據曲率的大小也會變化，從而元件的識別位置發生偏移。當元件的識別位置發生偏移時，相應地，安裝於電路基板的元件的安裝位置精度變差。
[0007]因此，本發明要解決的問題在於提供一種具備對受照明光影響而引起的元件的識別位置偏差進行校正的功能的元件安裝機。
[0008]為了解決上述問題，本發明的元件安裝機如下構成，其具備:相機，對由吸嘴吸附的元件從下方利用照明光源進行照明並拍攝；及圖像處理單元，對上述相機的圖像信號進行處理而識別元件的吸附位置；並且，基於上述圖像處理單元的識別結果，考慮到元件的吸附位置相對於上述吸嘴的偏差而將該元件安裝於電路基板，其中，還具備識別位置偏差校正單元，該識別位置偏差校正單元考慮到照明光對由上述吸嘴吸附的元件進行照明的明暗狀態根據該元件與上述照明光源之間的位置關係發生變化而使上述相機拍攝的該元件的識別位置產生偏移這一情況，根據該元件與所述照明光源之間的位置關係來校正該元件的識別位置偏差。
[0009]在該結構中，即使照明光對由吸嘴吸附的元件進行照明的明暗狀態(陰影)根據該元件與照明光源的位置關係發生變化而使該元件的識別位置產生偏移，也能夠根據該元件與照明光源的位置關係，通過識別位置偏差校正單元來校正該元件的識別位置偏差，能夠提高安裝於電路基板的元件的安裝位置精度。
[0010]另外，有時會利用相機拍攝由一個吸嘴吸附的僅一個元件來識別該元件的吸附位置。在這種情況下，能夠在相機的視野中心(照明光源的中心)拍攝由一個吸嘴吸附的元件。因此，在元件與相機的視野中心一致時，基本不會產生受照明光影響而引起的元件的識別位置偏差，因此無需校正元件的識別位置偏差，但是在元件與相機的視野中心不一致時，由於發生由照明光的影響引起的元件的識別位置偏差，因此通過適用本發明，能夠根據元件與照明光源的位置關係來校正該元件的識別位置偏差。
[0011]另外，在將由多個吸嘴分別吸附的多個元件收於相機的視野內而一併拍攝時，無法同時在相機的視野中心(照明光源的中心)拍攝多個元件，因此元件的攝像位置偏離相機的視野中心(照明光源的中心)而產生該元件的識別位置偏差。因此，在一併拍攝多個元件時，通過適用本發明，能夠校正一併拍攝的多個元件的識別位置偏差，能夠精度良好地將一併拍攝的多個元件安裝於電路基板。
[0012]另外，也可以是，本發明具備:識別位置偏差量計測單元，計測由吸嘴吸附的元件的識別位置偏差量；及存儲單元，存儲由上述識別位置偏差量計測單元計測出的識別位置偏差量的數據，上述識別位置偏差校正單元在生產中從上述存儲單元讀入上述識別位置偏差量的數據，並校正由上述吸嘴吸附的元件的識別位置偏差。這樣一來，在生產開始前，計測受照明光影響而產生的元件的識別位置偏差量並存儲於存儲單元，然後，在生產中，基於存儲於存儲單元中的識別位置偏差量的數據，能夠精度良好地校正受照明光影響而產生的元件的識別位置偏差。
[0013]具體而言，只要是如下方式即可:以使相機的視野的中心與照明光源的中心一致的方式構成，上述識別位置偏差量計測單元在生產開始前在上述吸嘴吸附有元件的狀態下使該吸嘴的中心與上述相機的視野的中心一致而拍攝該元件並通過上述圖像處理單元來識別該元件的位置，並且，使該吸嘴的位置向生產中的攝像位置移動而利用該相機拍攝該元件並通過該圖像處理單元來識別該元件的位置，算出這兩處識別位置之間的距離與該吸嘴的移動距離之差作為上述識別位置偏差量。這樣一來，能夠在生產開始前精度良好地計測識別位置偏差量。
[0014]或者，也可以是，具備存儲單元，該存儲單元存儲以由吸嘴吸附的元件與照明光源之間的位置關係作為參數而求出識別位置偏差量的表格，上述識別位置偏差校正單元在生產中從存儲於上述存儲單元的表格讀入由上述吸嘴吸附的元件與上述照明光源之間的位置關系所對應的上述識別位置偏差量的數據，並校正由上述吸嘴吸附的元件的識別位置偏差。這樣一來，能夠省略在生產開始前計測識別位置偏差量的工序，相應地，能夠提高生產率。
[0015]在這種情況下，也可以是，在上述存儲單元中，按照元件種類來存儲上述表格，上述識別位置偏差校正單元在生產中從如下表格讀入由上述吸嘴吸附的元件與上述照明光源之間的位置關系所對應的上述識別位置偏差量的數據，並校正由上述吸嘴吸附的元件的識別位置偏差，上述表格是根據此時的元件種類從存儲於上述存儲單元的各個元件種類的表格中選擇的。這樣一來，能夠精度良好地校正各個種類的元件的識別位置偏差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是表示本發明的實施例1的模塊型元件安裝系統的結構的立體圖。
[0017]圖2是表示使安裝頭沿著X-Y軸方向移動的X-Y軸移動裝置的立體圖。
[0018]圖3是表示安裝頭相對於X軸滑動機構的第二 X軸滑動件的組裝結構和相機的立體圖。
[0019]圖4是表示X軸滑動機構的結構的橫向剖視圖。
[0020]圖5是說明Y軸滑動機構和X軸滑動機構的結構的立體圖。
[0021]圖6是說明元件識別用的相機、透鏡及照明光源的配置關係的縱向剖視圖。
[0022]圖7是說明對由實施例1的吸嘴吸附的元件的識別位置的偏差量進行計測的處理步驟的圖(其I)。
[0023]圖8是說明對由實施例1的吸嘴吸附的元件的識別位置的偏差量進行計測的處理步驟的圖(其2)。
[0024]圖9是說明對由實施例1的吸嘴吸附的元件的識別位置的偏差量進行計測的處理步驟的圖(其3)。
[0025]圖10是說明對由實施例1的吸嘴吸附的元件的識別位置的偏差量進行計測的處理步驟的圖(其4)。
[0026]圖11是說明對由實施例1的吸嘴吸附的元件的識別位置的偏差量進行計測的處理步驟的圖(其5)。
[0027]圖12是表示實施例1的識別位置偏差量計測程序的處理的流程的流程圖(其I)。
[0028]圖13是表示實施例1的識別位置偏差量計測程序的處理的流程的流程圖(其2)。
[0029]圖14是表示實施例1的生產程序的處理的流程的流程圖。
[0030]圖15是概念性地表示實施例2的識別位置偏差量數據表格的一例的圖。
【具體實施方式】
[0031]以下，說明將用於實施本發明的方式具體化而得到的兩個實施例1、2。
[0032]實施例1
[0033]使用圖1至圖14，說明將本發明適用於模塊型元件安裝系統而具體化所得到的實施例I。
[0034]首先，基於圖1，說明模塊型元件安裝系統的結構。
[0035]沿著電路基板的搬運方向相鄰的多臺迴轉頭型(旋轉頭型)的安裝機模塊12 (元件安裝機)以能夠更換的方式排列配置於模塊型元件安裝系統的基臺11上。各安裝機模塊12在主體工具機13上搭載帶式供料器等供料器14、電路基板搬運裝置15、元件攝像用的相機16、元件安裝裝置17等而構成，在上部框架18的前面部設有液晶顯示器、CRT (CathodeRay Tube:陰極射線管)等顯示裝置19和操作鍵等操作部20。通過各安裝機模塊12的電路基板搬運裝置15依次搬運電路基板而由元件安裝裝置17向電路基板安裝元件。
[0036]接下來，基於圖2至圖5，說明元件安裝裝置17的結構。[0037]在此，圖2是表示使安裝頭22沿著X-Y軸方向移動的X-Y軸移動裝置的立體圖，圖3是表示安裝頭22相對於X軸滑動機構23的第二 X軸滑動件42的組裝結構的立體圖，圖4是表示X軸滑動機構23的結構的橫向剖視圖，圖5是說明Y軸滑動機構24和X軸滑動機構23的結構的立體圖。
[0038]如圖2及圖3所示，元件安裝裝置17由以下部件等構成:迴轉型(旋轉型)的安裝頭22，將多個吸嘴21以能夠更換的方式保持；X軸滑動機構23，使該安裝頭22沿著基板的搬運方向(以下將該方向定義為「X軸方向」)移動；Y軸滑動機構24，使該X軸滑動機構23與安裝頭22 —起沿著Y軸方向(與基板的搬運方向正交的方向)移動；及吸嘴升降機構53，在元件吸附動作時、安裝動作時使安裝頭22的吸嘴21升降。
[0039]Y軸滑動機構24通過在安裝機模塊12的上部框架18側安裝的Y軸電動機31對Y軸滾珠絲槓32進行旋轉驅動，由此使Y軸滑動件33沿著Y軸導向件34在Y軸方向上滑動(參照圖5)。
[0040]另一方面，如圖4及圖5所示，X軸滑動機構23是將兩個X軸滑動件41、42組合而成的兩段式的滑動機構，並構成為，將對第一 X軸滑動件41沿著X軸方向進行引導的第一導向件43和第一 X軸電動機44安裝在垂直地固定於Y軸滑動件33的支撐板33a，通過該第一 X軸電動機44對第一 X軸滾珠絲槓45進行旋轉驅動，由此使第一 X軸滑動件41沿著第一導向件43在X軸方向上滑動。並且構成為，將對第二 X軸滑動件42沿著X軸方向進行引導的第二導向件46和第二 X軸電動機47安裝於第一 X軸滑動件41，通過該第二 X軸電動機47對第二 X軸滾珠絲槓48進行旋轉驅動，由此使第二 X軸滑動件42沿著第二導向件46在X軸方向上滑動。
[0041]如圖3所示，安裝頭22構成為，以能夠旋轉的方式安裝在固定於第二 X軸滑動件42的支撐託架51，通過頭旋轉用的電動機54，繞著該安裝頭22的中心軸，每次以吸嘴21的排列間隔角度間歇性地旋轉(間隔驅動)。保持吸嘴21的多個吸嘴支架55以能夠沿著上下方向(Z方向)升降的方式組裝於該安裝頭22，在元件吸附、安裝動作時，位於規定的元件吸附、安裝臺的一個吸嘴支架55 (吸嘴21)通過以吸嘴升降電動機52 (Z軸電動機)為驅動源的吸嘴升降機構53來進行升降。
[0042]另一方面，如圖6所示，元件識別用的相機16經由支撐框架61而朝上地安裝於安裝機模塊12的主體工具機13。在該相機16的正上方設有透鏡62，在該透鏡62的正上方經由箱型部件63而朝上地安裝有圓頂形(碗形)的照明光源64，以相機16的視野的中心與照明光源64的中心一致的方式構成。在照明光源64的圓頂狀內表面設有多個LED (LightEmitting Diode:發光二極體)等的發光元件65,在利用相機16拍攝由吸嘴21吸附的元件時，通過照明光源64從下方對該元件進行照明。照明光源64的上表面由使照明光透過的透明罩66覆蓋。
[0043]對以上說明的X軸滑動機構23、Y軸滑動機構24、吸嘴升降機構53進行驅動的第一 X軸電動機44、第二 X軸電動機47、Y軸電動機31、吸嘴升降電動機52 (Z軸電動機)、頭旋轉用的電動機54等由安裝機模塊12的控制裝置(計算機)控制。該安裝機模塊12的控制裝置作為對相機16的圖像信號進行處理而識別元件的吸附位置的圖像處理單元發揮功倉泛。
[0044]在安裝機模塊12的運轉中，每當利用吸嘴21吸附從供料器14供給的元件時，就反覆進行將安裝頭22沿著旋轉方向間隔驅動吸嘴21的排列間隔角度量(動作間隔量)並利用下一吸嘴21吸附從供料器14供給的元件這樣的動作，在使多個吸嘴21分別吸附有元件之後，使安裝頭22移動至生產中的攝像位置即一併攝像位置(安裝頭22的中心與相機16的視野中心一致的位置)，如圖11所示，將由多個吸嘴21分別吸附的多個元件(A?D)收於相機16的視野內而一併拍攝，對該相機16的圖像信號進行處理而識別各元件的吸附位置並算出各元件的吸附位置的偏差(元件的中心與吸嘴21的中心之間的偏差)，並且使該安裝頭22移動至電路基板的正上方的元件安裝位置，考慮由各吸嘴21吸附的元件的吸附位置的偏差而將各元件安裝於電路基板。
[0045]然而，如圖11所示，在對由多個吸嘴21吸附的多個元件A?D從其下方利用照明光源64進行照明，並將多個元件A?D收於相機16的視野內而一併拍攝時，各元件A?D在偏離了相機16的視野中心(照明光源64的中心)的位置被拍攝。在所拍攝的元件A?D為例如BGA型元件時，對進行圖像識別的特徵性的部位即元件下表面的凸部進行識別而識別各元件A?D的吸附位置，但由於各元件A?D的攝像位置從相機16的視野中心(照明光源64的中心)偏離，因此照明光對凸部進行照明的明暗狀態(陰影)根據距視野中心的距離(照明光的照射角度)而變化，其結果是，由相機16拍攝的各元件A?D的識別位置發生偏移。而且，即使距照明光源64的攝像高度位置發生變化，照明光的照射角度也會發生變化而使各元件A?D的識別位置發生偏移。
[0046]另外，有時即使各元件A?D的種類改變，各元件A?D的識別位置也會偏移。例如，以BGA型元件的凸部、晶片電容器的電極等的具有曲率的部分作為識別對象部位時，照明光對識別對象部位進行照明的明暗狀態因曲率的大小而發生變化，各元件A?D的識別位置發生偏移。當各元件A?D的識別位置發生偏移時，相應地，安裝於電路基板的各元件A?D的安裝位置精度變差。
[0047]作為其對策，在本實施例1中，通過安裝機模塊12的控制裝置，在生產開始前執行後述的圖12及圖13的識別位置偏差量計測程序，由此在生產開始前分別計測由多個吸嘴21吸附的多個元件A?D的識別位置的偏差量，並將其計測數據存儲於硬碟、RAM (RandomAccessMemory:隨機存儲器)等存儲單元中，然後，在生產中執行後述的圖14的生產程序，由此在生產中從上述存儲單元讀入識別位置偏差量的計測數據來校正由各吸嘴21吸附的元件A?D的識別位置偏差。以下，使用圖12?圖14的各程序的流程圖，說明由安裝頭22保持的吸嘴21的個數為四個時的控制例。
[0048][識別位置偏差量計測程序]
[0049]圖12及圖13的識別位置偏差量計測程序由安裝機模塊12的控制裝置在生產開始前執行，發揮作為分別計測由四個吸嘴21吸附的元件A?D的識別位置的偏差量的識別位置偏差量計測單元的作用。
[0050]當本程序起動時，首先，在步驟101中，四個吸嘴21分別吸附元件A?D。然後，前進至步驟102，如圖7所示，以第一個吸嘴21的中心與相機16的視野中心(照明光源64的中心)一致的方式使安裝頭22移動，在下一步驟103中，對由該第一個吸嘴21吸附的元件A從其下方利用照明光源64進行照明並利用相機16進行拍攝。然後，前進至步驟104，對相機16的圖像信號進行處理，識別由第一個吸嘴21吸附的元件A的吸附位置(Xal、Yal)並存儲於RAM等。在此，所識別的元件A的吸附位置(XaUYal)是元件A的中心位置(以下相同)。此時，識別元件A的識別對象部位(例如在BGA型元件的情況下為凸部，在晶片電容器的情況下為電極)的位置，並將元件A的中心位置作為元件A的吸附位置(XaUYal)(以下相同)。
[0051]然後，前進至步驟105，如圖8所示，以使第二個吸嘴21的中心與相機16的視野中心(照明光源64的中心)一致的方式使安裝頭22移動，在下一步驟106中，對由該第二個吸嘴21吸附的元件B從其下方利用照明光源64進行照明並利用相機16進行拍攝。然後，前進至步驟107，對相機16的圖像信號進行處理，識別由第二個吸嘴21吸附的元件B的吸附位置(XbUYbl)並存儲於RAM等。
[0052]然後，前進至步驟108，如圖9所示，以使第三個吸嘴21的中心與相機16的視野中心(照明光源64的中心)一致的方式使安裝頭22移動，在下一步驟109中，對由該第三個吸嘴21吸附的元件C從其下方利用照明光源64進行照明並利用相機16進行拍攝。然後，前進至步驟110，對相機16的圖像信號進行處理，識別由第三個吸嘴21吸附的元件C的吸附位置(XcUYcl)並存儲於RAM等。
[0053]然後，前進至步驟111，如圖10所示，以使第四個吸嘴21的中心與相機16的視野中心(照明光源64的中心)一致的方式使安裝頭22移動，在下一步驟112中，對由該第四個吸嘴21吸附的元件D從其下方利用照明光源64進行照明並利用相機16進行拍攝。然後，前進至步驟113，對相機16的圖像信號進行處理，識別由第四個吸嘴21吸附的元件D的吸附位置(XdUYdl)並存儲於RAM等。
[0054]如以上那樣，在分別識別了由四個吸嘴21吸附的元件A~D的吸附位置之後，前進至圖13的步驟114，使安裝頭22移動至生產中的攝像位置即一併攝像位置(安裝頭22的中心與相機16的視野中心一致的位置)，如圖11所示，將由四個吸嘴21吸附的四個元件A~D收於相機16的視野內。然後，前進至步驟115，對由四個吸嘴21吸附的四個元件A~D從其下方利用照明光源64進行照明並利用相機16 —並拍攝，在下一步驟116中，對相機16的圖像信號進行處理，識別由四個吸嘴21吸附的四個元件A~D的吸附位置(Xa2、Ya2)、(Xb2、Yb2)、(Xc2、Yc2)、(Xd2、Yd2)並存儲於 RAM 等。
[0055]另外，可以在步驟102~113的處理(在相機16的視野中心逐個地拍攝元件A~D而識別該元件的吸附位置的處理)之前進行步驟114~116的處理(一併拍攝四個元件A~D而識別各元件A~D的吸附位置的處理)。
[0056]然後，前進至步驟117，算出由第一個吸嘴21吸附的元件A的兩處識別位置(Xal、Yal), (Xa2、Ya2)之間的距離(AXal.a2、AYal.a2)。
[0057]AXal.a2=Xal_Xa2…(X 方向的距離)
[0058]A Yal.a2=Yal_Ya2…(Y 方向的距離)
[0059]而且，算出第一個吸嘴21的移動距離(AX1、AY1)0在旋轉安裝頭22地使吸嘴21移動時，吸嘴21的移動距離與安裝頭22的移動距離一致(以下，相同)。
[0060]並且，算出由第一個吸嘴21吸附的元件A的兩處識別位置之間的距離與該吸嘴21的移動距離之差作為該元件A的識別位置偏差量並存儲於存儲單元。
[0061]元件A的X方向的識別位置偏差量=A Xal.a2_A Xl
[0062]元件A的Y方向的識別位置偏差量=A Yal.a2_ A Yl
[0063]然後，前進至步驟118，算出由第二個吸嘴21吸附的元件B的兩處識別位置(Xbl、Ybl)、(Xb2、Yb2)之間的距離(AXbl.b2、A Ybl.b2)，並且算出第二個吸嘴21的移動距離(AX2、A Y2),算出前者與後者之差作為元件B的識別位置偏差量並存儲於存儲單元。
[0064]元件B的X方向的識別位置偏差量=A Xbl.b2~ A X2
[0065]元件B的Y方向的識別位置偏差量= AYbl.b2-A Y2
[0066]然後，前進至步驟119，算出由第三個吸嘴21吸附的元件C的兩處識別位置(Xcl、Ycl), (Xc2、Yc2)之間的距離(A Xcl.c2、AYcl.c2)，並且算出第三個吸嘴21的移動距離(AX3、A Y3)，算出前者與後者之差作為元件C的識別位置偏差量並存儲於存儲單元。
[0067]元件C的X方向的識別位置偏差量= AXcl.c2_ AX3
[0068]元件C的Y方向的識別位置偏差量=A Ycl.c2_AY3
[0069]然後，前進至步驟120，算出由第四個吸嘴21吸附的元件D的兩處識別位置(Xdl、Ydl)、(Xd2、Yd2)之間的距離(AXdl.d2、AYdl.d2)，並且算出第四個吸嘴21的移動距離(AX4、A Y4),算出前者與後者之差作為元件D的識別位置偏差量並存儲於存儲單元。
[0070]元件D的X方向的識別位置偏差量=A Xdl.d2- A X4
[0071]元件D的Y方向的識別位置偏差量= AYdl.d2_AY4
[0072][生產程序]
[0073]圖14的生產程序由安裝機模塊12的控制裝置在生產中執行。當本程序起動時，首先，在步驟201中，四個吸嘴21分別吸附元件A?D。然後，前進至步驟202，使安裝頭22移動至生產中的攝像位置即一併攝像位置(安裝頭22的中心與相機16的視野中心一致的位置)，如圖11所示，將由四個吸嘴21吸附的四個元件A?D收於相機16的視野內。
[0074]然後，前進至步驟203，對由四個吸嘴21吸附的四個元件A?D從其下方利用照明光源64進行照明並利用相機16 —並拍攝，在下一步驟204中，對相機16的圖像信號進行處理，識別由四個吸嘴21吸附的四個元件A?D的吸附位置(Xa3、Ya3 )、(Xb3、Yb3 )、(Xc3、Yc3)、(Xd3、Yd3)。
[0075]然後，前進至步驟205，使用分別從存儲單元讀出的識別位置偏差量的計測數據，通過下式對四個元件A?D的識別位置(Xa3、Ya3)、(Xb3、Yb3)、(Xc3、Yc3)、(Xd3、Yd3)進行校正。
[0076](I)元件A的校正後的識別位置(Xa4、Ya4)
[0077]Xa4=Xa3- ( A Xal.a2_ A Xl)
[0078]Ya4=Ya3- ( A Yal.a2_ A Yl)
[0079](2)元件B的校正後的識別位置(Xb4、Yb4)
[0080]Xb4=Xb3_ ( AXbl.b2_AX2)
[0081]Yb4=Yb3_ ( AYbl.b2_AY2)
[0082](3)元件C的校正後的識別位置(Xc4、Yc4)
[0083]Xc4=Xc3- ( AXcl.c2_AX3)
[0084]Yc4=Yc3- ( AYcl.c2_AY3)
[0085](4)元件D的校正後的識別位置(Xd4、Yd4)
[0086]Xd4=Xd3- ( A Xdl.d2_ A X4)
[0087]Yd4=Yd3- ( A Ydl.d2_ A Y4)
[0088]該步驟205的處理起到作為在權利要求書中所述的識別位置偏差校正單元的作用。
[0089]然後，前進至步驟206，使安裝頭22移動至電路基板的正上方的元件安裝位置，考慮到元件A?D的吸附位置相對於各吸嘴21的偏差而將各元件A?D安裝於電路基板。
[0090]然後，前進至步驟207，判定生產是否結束，若生產未結束，則返回到上述的步驟201。由此，在生產中，反覆執行步驟201?206的處理。然後，在上述步驟207中，在判定為生產結束的時刻，結束本程序。
[0091]根據以上說明的本實施例1，在生產開始前，計測由照明光的影響引起的元件的識別位置的偏差量，並將該計測數據存儲於存儲單元，因此在生產中從上述存儲單元讀入識別位置偏差量的計測數據，基於識別位置偏差量的計測數據而能夠精度良好地校正由照明光的影響引起的元件的識別位置偏差，從而能夠提高安裝於電路基板的元件的安裝位置精度。
[0092]然而，有時利用相機16拍攝由一個吸嘴吸附的僅一個元件來識別該元件的吸附位置。在這種情況下，能夠在相機16的視野中心(照明光源的中心)拍攝由一個吸嘴吸附的元件。因此，在元件與相機16的視野中心一致時，基本不會產生受照明光影響而引起的元件的識別位置偏差，因此無需校正元件的識別位置偏差，但是在元件與相機16的視野中心不一致時，由於受照明光影響而產生元件的識別位置偏差，因此通過適用本發明，能夠根據元件與照明光源64的位置關係來校正該元件的識別位置偏差。
[0093]另外，在上述圖14的生產程序的步驟205中，分別使用從存儲單元讀出的識別位置偏差量的計測數據來校正四個元件A?D的識別位置(Xa3、Ya3)、(Xb3、Yb3)、(Xc3、Yc3)、(Xd3、Yd3)，但是在使用A?D位置的吸嘴21來安裝同一元件種類時，也可以求出由作為代表的特定吸嘴21吸附的元件的識別位置偏差量，使用由該特定吸嘴21吸附的元件的識別位置偏差量，算出由其他吸嘴21吸附的元件的識別位置偏差量。以下，說明該算出方法。
[0094]元件A的X方向的識別位置偏差量= AXal.a2_ AXl=CXl
[0095]元件A的Y方向的識別位置偏差量=A Yal.a2_ A Yl=CYl
[0096]元件B的X方向的識別位置偏差量=A Xbl.b2_ A X2=CX2
[0097]元件B的Y方向的識別位置偏差量=A Ybl.b2_ A Y2=CY2
[0098]在元件B相對於元件A而配置於偏移了角度0AB (=90° )的位置時，通過以下的式子，使用元件A的X、Y方向的識別位置偏差量CXUCYl而算出元件B的X、Y方向的識別位置偏差量CX2、CY2。
[0099]CX2=CX1 X cos 0 AB-CYlXsin 0 AB
[0100]CY2=CX1 X sin 0 AB+CY1 X cos 0 AB
[0101]如上所述，只要使用由特定吸嘴21吸附的元件的識別位置偏差量而算出由其他吸嘴21吸附的元件的識別位置偏差量即可。
[0102]實施例2
[0103]在上述實施例1中，在生產開始前，計測由照明光的影響引起的元件的識別位置的偏差量，並將該計測數據存儲於存儲單元，但是在圖15所示的本發明的實施例2中，將以由吸嘴21吸附的元件與照明光源64的位置關係作為參數而求出識別位置偏差量的表格對應各元件種類而存儲於存儲單元，在生產中，從存儲於上述存儲單元的各元件種類的表格之中的根據此時的元件種類而選擇的表格，讀入由吸嘴21吸附的元件與照明光源64的位置關系所對應的識別位置偏差量的數據，來校正由吸嘴21吸附的元件的識別位置偏差。
[0104]在此，表格的數據可以使用安裝機模塊12通過與上述實施例1同樣的方法進行計測，或者可以不使用實際元件而使用對其進行模擬而得到的樣板來進行計測，或者可以考慮元件的識別位置偏差的特性而在計算機上進行計算。
[0105]在本實施例2中，作為由吸嘴21吸附的元件與照明光源64的位置關係的參數，使用攝像位置(R)和攝像高度(Z)。作為攝像位置(R)，使用從照明光源64的中心到識別對象部位(例如在BGA型元件時為凸部，在晶片電容器時為電極)的距離。攝像高度(Z)是從基準位置(例如相機16的位置)到元件的高度。而且，作為元件種類的參數，使用識別對象部位的直徑或曲率(例如在BGA型元件時為凸部的直徑，在晶片電容器時為電極的曲率)。
[0106]在本實施例2中，在生產中，在一併拍攝了由多個吸嘴21吸附的多個元件之後，從存儲於存儲單元的多個表格之中的根據此時的元件的凸部的直徑(或電極的曲率)而選擇的表格，讀入與攝像位置(R)和攝像高度(Z)對應的識別位置偏差量(AX、Ay)的數據，校正由多個吸嘴21吸附的多個元件的識別位置(X、Y)的偏差。
[0107]在以上說明的本實施例2中，能夠省略在生產開始前計測識別位置偏差量的工序，相應地，能夠提聞生廣率。
[0108]另外，本發明並未限定於圖1所示的模塊型元件安裝系統，能夠適用於各種類型的元件安裝機而實施等，能夠在不脫離主旨的範圍內進行各種變更來實施。
[0109]附圖標記說明
[0110]11...基臺
[0111]12...安裝機模塊(元件安裝機)
[0112]14...供料器
[0113]15...電路基板搬運裝置
[0114]16…相機
[0115]17...元件安裝裝置
[0116]21...吸嘴
[0117]22...安裝頭
[0118]23.-- X軸滑動機構
[0119]24.-- Y軸滑動機構
[0120]31...Y軸電動機
[0121]33.-- Y軸滑動件
[0122]54...頭旋轉用的電動機
[0123]55...吸嘴支架
[0124]52...吸嘴升降電動機
[0125]53...吸嘴升降機構
[0126]62...透鏡
[0127]64...照明光源
[0128]65...發光兀件
[0129]A ~D...元件
【權利要求】
1.一種元件安裝機，具備:相機，對由吸嘴吸附的元件從下方利用照明光源進行照明並拍攝；及圖像處理單元，對所述相機的圖像信號進行處理而識別所述元件的吸附位置；並且，基於所述圖像處理單元的識別結果，考慮到元件的吸附位置相對於所述吸嘴的偏差而將該元件安裝於電路基板， 所述元件安裝機的特徵在於， 具備識別位置偏差校正單元，該識別位置偏差校正單元考慮到照明光對由所述吸嘴吸附的元件進行照明的明暗狀態根據該元件與所述照明光源之間的位置關係發生變化而使所述相機拍攝的該元件的識別位置產生偏移這一情況，根據該元件與所述照明光源之間的位置關係來校正該元件的識別位置偏差。
2.根據權利要求1所述的元件安裝機，其特徵在於， 具備多個吸嘴，將由所述多個吸嘴分別吸附的多個元件收於所述相機的視野內而一併進行拍攝。
3.根據權利要求1或2所述的元件安裝機，其特徵在於， 具備: 識別位置偏差量計測單元，計測由所述吸嘴吸附的元件的識別位置偏差量；及 存儲單元，存儲由所述識別位置偏差量計測單元計測出的識別位置偏差量的數據， 所述識別位置偏差校正單元在生產中從所述存儲單元讀入所述識別位置偏差量的數據，並校正由所述吸嘴吸附的元件的識別位置偏差。
4.根據權利要求3所述的元件安裝機，其特徵在於， 以所述相機的視野中心與所述照明光源的中心一致的方式構成， 所述識別位置偏差量計測單元在生產開始前在所述吸嘴吸附有元件的狀態下使該吸嘴的中心與所述相機的視野的中心一致而拍攝該元件並通過所述圖像處理單元來識別該元件的位置，並且，使該吸嘴的位置向生產中的攝像位置移動而利用該相機拍攝該元件並通過該圖像處理單元來識別該元件的位置，算出這兩處識別位置之間的距離與該吸嘴的移動距離之差作為所述識別位置偏差量。
5.根據權利要求1或2所述的元件安裝機，其特徵在於， 具備存儲單元，該存儲單元存儲以由所述吸嘴吸附的元件與所述照明光源之間的位置關係作為參數而求出所述識別位置偏差量的表格， 所述識別位置偏差校正單元在生產中從存儲於所述存儲單元的所述表格讀入由所述吸嘴吸附的元件與所述照明光源之間的位置關系所對應的所述識別位置偏差量的數據，並校正由所述吸嘴吸附的元件的識別位置偏差。
6.根據權利要求5所述的元件安裝機，其特徵在於， 在所述存儲單元中，按照元件種類來存儲所述表格， 所述識別位置偏差校正單元在生產中從如下表格讀入由所述吸嘴吸附的元件與所述照明光源之間的位置關系所對應的所述識別位置偏差量的數據，並校正由所述吸嘴吸附的元件的識別位置偏差，所述表格是根據此時的元件種類從存儲於所述存儲單元的各個元件種類的表格中選擇的。
【文檔編號】H05K13/04GK103493615SQ201280017992
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年3月6日 優先權日:2011年4月13日
【發明者】川合英俊, 赤塚良太 申請人:富士機械製造株式會社