電子零件的安裝方法及安裝裝置的製作方法
2023-12-02 19:27:46
專利名稱：電子零件的安裝方法及安裝裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種將電子零件安裝於電路基板的電子零件安裝方法及安裝裝置，尤其是涉及一種可以縮短將多個電子零件安裝於電路基板時所需要的時間的電子零件安裝方法及安裝裝置。
背景技術：
近來在電子零件安裝工程中，為了提高生產效率對其生產工藝的可靠性和生產節拍的加快提出了更高的要求。
以往在電路基板上安裝晶片零件或IC晶片等電子零件的電子零件安裝裝置中，根據CCD攝像機等攝像裝置拍攝到的圖像識別被頭部的吸附噴嘴所吸附保持的電子零件的吸附保持狀態，然後通過與預先設定的吸附保持狀態相對照，控制頭部及吸附噴嘴的動作，以求將電子零件安裝於電路基板上預先設定的安裝位置，最終完成電子零件在電路基板上的安裝。
下面參照圖17說明這種電子零件安裝裝置中向電路基板上安裝電子零件的方法。
在圖17中，202是晶片零件或IC晶片等電子零件，201是吸附保持電子零件202的吸附噴嘴，該吸附噴嘴201可在上下方向移動。另外，該吸附噴嘴201安裝於頭部208，頭部208可隨著XY板205沿圖示的X軸或Y軸方向移動。
電子零件供給部203收置並供給多個電子零件202，通過用吸附噴嘴201吸附保持電子零件202，從電子零件供給部203取出電子零件202。之後用XY板205移動頭部208，使吸附保持有電子零件202的吸附噴嘴201移至位於所定位置的攝像裝置204上方，當電子零件202位於攝像裝置204上方時，XY板205停止移動。
之後，由攝像裝置204拍攝由吸附噴嘴201吸附保持電子零件202的吸附保持狀態，並將該拍攝到的圖像輸出至控制部206，在控制部206根據所述圖像識別電子零件202和吸附噴嘴201的相對位置。與此同時，經攝像裝置204的拍攝之後用XY板205移動頭部208，將吸附保持有電子零件202的吸附噴嘴201移至固定於電子零件安裝部209的電路基板207上方。然後根據控制部206中電子零件202與吸附噴嘴201間的相對位置識別結果進行相對位置的修正，將電子零件202安裝於電路基板207上。
但是，在這種電子零件安裝方法中存在的問題是吸附噴嘴201重複進行隨XY板205從電子零件供給部203被移至攝像裝置204並停在攝像裝置204上方的動作、為使攝像裝置進行拍攝而停止的時間、之後移至電子零件安裝部209並停在電子零件安裝部209上方的動作、及安裝電子零件202後再移動至電子零件供給部203並停在電子零件供給部203上方等動作來完成電子零件202在電路基板207上的安裝，因此如為使攝像裝置204進行拍攝而停止的時間等與電子零件的安裝動作沒有直接關聯的動作所佔的時間過長，不能充分適應安裝時間的縮減化。
為了解決這種問題曾考慮到的電子零件安裝方法有使攝像裝置204具備電子快門的的功能，因此吸附噴嘴201無須隨XY板205停止而是在電子零件202經過攝像裝置204的上方時，利用電子快門功能拍攝電子零件202的靜止圖像。
根據這種電子零件安裝方法，可以縮短吸附噴嘴201隨XY板205停止在攝像裝置204上方時的減速時間、攝像裝置204的拍攝時間、及再向電子零件209移動時的加速時間等，因此可以縮短整體的安裝時間。
但是，這種電子零件安裝方法中也必須將吸附噴嘴201移動至拍攝位置即攝像裝置204上方，另外，受安裝裝置的尺寸或安裝裝置各組成部分配置的制約，很難將攝像裝置204安裝在連接電子零件供給部203和電子零件安裝部209的直線上，因此無法進一步縮短安裝時間。
為了解決所述問題，出現的電子零件安裝方法有在XY板同時配置設有吸附噴嘴的頭部和攝像裝置，在移動頭部的吸附噴嘴的過程中，也同時移動攝像裝置，在吸附噴嘴和攝像裝置的所述移動過程中完成攝像裝置的拍攝，可以縮短移動電子零件202至攝像裝置204上方所需的時間。如日本第2863731號專利上記載了所述電子零件安裝方法。
在這種電子零件安裝裝置中，若要進一步縮短安裝時間，則需增加頭部上的吸附噴嘴的數目，以減少吸附噴嘴在電子零件供給部和電子零件安裝部之間重複來回的次數。另外，也有必要提高吸附噴嘴的移動速度，並縮短吸附噴嘴的移動距離，以縮短安裝電子零件所需的時間。
然而，如果增加頭部的吸附噴嘴的數量，則攝像裝置拍攝由各吸附噴嘴吸附保持的各電子零件吸附保持狀態的圖像的時間及識別處理這些圖像的時間會依吸附噴嘴的數量成比例加長。不僅如此，如果增加吸附噴嘴數量的同時縮短其移動距離，則吸附噴嘴的移動時間會短於攝像裝置拍攝圖像並進行識別處理的時間。在這種狀態下，攝像裝置結束對電子零件圖像的拍攝及識別處理之前，無法將電子零件安裝於電路基板上，從而引起了電子零件安裝時間的時間損耗。
實際上在很多電子零件安裝裝置中，吸附噴嘴的數目都超過了10個，在依次拍攝被這些吸附噴嘴所吸附保持的各電子零件時，如果採用普通的交錯式攝像機，則拍攝所需時間為33msec×10＝330msec。另外，即使攝像裝置採用由兩個系統輸出圖像的攝像機，拍攝所需時間至少也有16.5msec×10＝165msec，還需要花100msec用於識別所拍攝的圖像，因此完成電子零件圖像的拍攝及識別處理，至少也需要花265msec。與此相對應，吸附噴嘴的移動時間被縮短至200msec，而即使再縮短吸附噴嘴的移動時間也無法縮短電子零件安裝所需的時間。
發明內容
針對以上問題，本發明的目的在於提供一種通過攝像裝置拍攝被多個吸附保持構件所吸附保持的多個電子零件的吸附保持狀態圖像並依次進行圖像識別處理，然後從結束圖像識別處理的電子零件開始進行安裝動作，在全部結束電子零件吸附保持狀態圖像的圖像識別處理之前，可同時進行各電子零件的安裝並可有效縮短電子零件安裝時間、提高生產效率的電子零件安裝方法及安裝裝置。
為達到所述目的，本發明採用了以下結構。
根據本發明第1個實施方案，提供了對已被吸附保持的多個電子零件的全體圖像進行拍攝，並按照所述各電子零件安裝於電路基板的順序，根據所述各圖像依次識別所述各電子零件的吸附保持狀態，且在按照所述順序進行的所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可依次安裝於所述電路基板上的狀態的電子零件安裝方法。
根據本發明第2個實施方案，提供了同時拍攝已被吸附保持的多個電子零件的全部圖像，並按照所述各電子零件安裝於電路基板的順序，根據所述各圖像依次識別所述各電子零件的吸附保持狀態，且在按所述順序進行的所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可按所述順序依次安裝於所述電路基板上的狀態的電子零件安裝方法。
根據本發明第3個實施方案，提供了已被吸附保持的多個電子零件包括第1電子零件及第2電子零件兩種電子零件時，拍攝時先拍攝第1電子零件或第2電子零件任意一種電子零件後再拍攝另一種，並按照所述各電子零件安裝於電路基板的順序，根據所述各圖像依次識別所述各電子零件的吸附保持狀態，在按所述順序進行的所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可按所述順序依次安裝於所述電路基板上的狀態的電子零件安裝方法。
根據本發明第4個實施方案，提供了第3個實施方案的第1電子零件及第2電子零件兩種電子零件中至少有一種電子零件圖像的拍攝是同時進行的電子零件安裝方法。
根據本發明第5個實施方案，提供了第1至第4實施方案裡的按所述順序進行的所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可依次安裝於電路基板的狀態之後，根據所述識別處理的結果，開始依次將按所述順序處於可安裝狀態的所述電子零件安裝於所述電路基板上的電子零件安裝方法。
根據本發明第6個實施方案，提供了第1至第5實施方案裡為了將被吸附保持的所述電子零件安裝於所述電路基板而進行移動過程中，通過攝像裝置完成所述已被吸附保持的多個電子零件的全部圖像的拍攝的電子零件安裝方法。
根據本發明第7個實施方案，提供了第1至第5實施方案裡為了將被吸附保持的所述電子零件安裝於所述電路基板而進行移動過程中，使所述電子零件經過攝像裝置可拍攝到所述電子零件全部圖像的位置，並在經過該位置時，由攝像裝置拍攝所述已被吸附保持的多個電子零件的全部圖像的電子零件安裝方法。
根據本發明第8個實施方案，提供了一種電子零件安裝裝置，是將由電子零件供給部供給的多個電子零件安裝於電路基板，其特徵在於包括設有可吸附保持多個電子零件的多個吸附保持構件的零件保持裝置、可拍攝被所述多個吸附保持構件吸附保持的所述電子零件圖像且安裝於所述零件保持裝置的攝像裝置、可在所述電子零件供給部和所述電路基板之間移動所述零件保持裝置的移動裝置、控制所述各吸附保持構件和所述攝像裝置及所述移動裝置的動作的控制部，在所述零件保持裝置從所述電子零件供給部移至所述電路基板過程中，所述控制部通過所述攝像裝置拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述電子零件的圖像，之後按照所述電子零件安裝於所述電路基板的順序，並根據所述各圖像依次識別處理所述各電子零件的吸附保持狀態，在所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可依次安裝於所述電路基板上的狀態。
根據本發明第9個實施方案，提供了一種電子零件安裝裝置，是在電子零件安裝部將由電子零件供給部供給的多個電子零件安裝於電路基板，其特徵在於包括設有可吸附保持多個電子零件的多個吸附保持構件的零件保持裝置，可拍攝被所述零件保持裝置的所述多個吸附保持構件吸附保持的所述電子零件圖像且安裝於所述零件保持裝置的攝像裝置，在所述電子零件供給部和所述電子零件安裝部之間移動所述零件保持裝置的移動裝置，控制所述零件保持裝置、所述各吸附保持構件、所述攝像裝置及所述移動裝置的動作的控制部；在通過控制所述移動裝置使所述零件保持裝置從所述電子零件供給部移至所述電子零件安裝部的過程中，所述控制部通過控制所述攝像裝置拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述電子零件的圖像，之後按照所述電子零件在電子零件安裝部安裝於所述電路基板的順序，依次向所述控制部輸出所述各圖像，並根據所述各圖像按所述順序依次識別處理已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述各電子零件的吸附保持狀態，在按所述順序進行的所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可在電子零件安裝部依次按所述順序安裝於所述電路基板上的狀態。
根據本發明第10個實施方案，提供了一種電子零件安裝裝置，是將由電子零件供給部供給的多個電子零件安裝於電路基板，其特徵在於包括設有可吸附保持多個電子零件的多個吸附保持構件的零件保持裝置、可拍攝被所述多個吸附保持構件吸附保持的所述電子零件圖像且安裝於所述電子零件安裝裝置機臺上的攝像裝置、可在所述電子零件供給部和所述電路基板之間移動所述零件保持裝置的移動裝置、控制所述各吸附保持構件和所述攝像裝置及所述移動裝置的動作的控制部，在所述零件保持裝置從所述電子零件供給部移至所述電路基板過程中，所述控制部使之經過攝像裝置可拍攝到所述電子零件圖像的位置，並在經過該位置時，通過所述攝像裝置拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述電子零件的全部圖像，之後按照所述電子零件安裝於所述電路基板的順序，並根據所述各圖像依次識別處理所述各電子零件的吸附保持狀態，在所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可依次安裝於所述電路基板上的狀態。
根據本發明第11個實施方案，提供了一種電子零件安裝裝置，是在電子零件安裝部將由電子零件供給部供給的多個電子零件安裝於電路基板，其特徵在於包括設有可吸附保持多個電子零件的多個吸附保持構件的零件保持裝置，可拍攝被所述零件保持裝置的所述多個吸附保持構件吸附保持的所述電子零件圖像且安裝於所述電子零件安裝裝置機臺的攝像裝置，可在所述電子零件供給部和所述電子零件安裝部之間移動所述零件保持裝置的移動裝置，控制所述零件保持裝置、所述各吸附保持構件、所述攝像裝置及所述移動裝置的動作的控制部；在所述控制部通過控制所述移動裝置使所述零件保持裝置從所述電子零件供給部移至所述電子零件安裝部的過程中，使所述零件保持裝置經過所述攝像裝置可拍攝到所述電子零件圖像的位置，並在經過該位置時，通過控制所述攝像裝置拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述電子零件的全部圖像，之後按照所述電子零件在電子零件安裝部安裝於所述電路基板的順序，依次向所述控制部輸出所述各圖像，並在所述控制部根據所述各圖像依次識別處理已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述各電子零件的吸附保持狀態，在所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可在電子零件安裝部依次安裝於所述電路基板上的狀態。
根據本發明第12個實施方案，提供了一種電子零件安裝裝置，是將由電子零件供給部供給的多個電子零件安裝於電路基板，其特徵在於包括設有可吸附保持多個電子零件的多個吸附保持構件的零件保持裝置、具有與所述各吸附保持構件相同數目的攝像元件且可用所述攝像元件拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述電子零件的圖像並安裝於所述零件保持裝置的攝像裝置、可在所述電子零件供給部和所述電路基板之間移動所述零件保持裝置的移動裝置、控制所述各吸附保持構件和所述攝像裝置及所述移動裝置的動作的控制部，在所述零件保持裝置從所述電子零件供給部移至所述電路基板過程中，所述控制部通過所述攝像裝置的所述攝像元件同時拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述電子零件的全部圖像，之後按照所述電子零件安裝於所述電路基板的順序，並根據所述各圖像依次識別處理所述各電子零件的吸附保持狀態，在所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可依次安裝於所述電路基板上的狀態。
根據本發明第13個實施方案，提供了在電子零件安裝部將由電子零件供給部供給的多個電子零件安裝於電路基板，其特徵在於包括設有可吸附保持多個電子零件的多個吸附保持構件的零件保持裝置，具有與所述零件保持裝置的所述各吸附保持構件相同數目的攝像元件且可用所述攝像元件拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述電子零件的圖像並安裝於所述零件保持裝置的攝像裝置，可在所述電子零件供給部和所述電子零件安裝部之間移動所述零件保持裝置的移動裝置，控制所述零件保持裝置、所述各吸附保持構件、所述攝像裝置及所述移動裝置的動作的控制部；所述控制部在通過控制所述移動裝置使所述零件保持裝置從所述電子零件供給部移至所述電子零件安裝部的過程中，通過控制攝像裝置用控制攝像的所述攝像元件同時拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述電子零件的全部圖像，之後按照所述電子零件在電子零件安裝部安裝於所述電路基板的順序，依次向所述控制部輸出所述各圖像，之後按照所述順序並根據所述各圖像依次識別處理已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述各電子零件的吸附保持狀態，在按所述順序進行的所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可按所述順序在電子零件安裝部依次安裝於所述電路基板上的狀態。
根據本發明第14個實施方案，提供了一種電子零件安裝裝置，是將由電子零件供給部供給的多個電子零件安裝於電路基板，其特徵在於包括設有可吸附保持多個電子零件的多個吸附保持構件的零件保持裝置、具有與所述各吸附保持構件相同數目的攝像元件且可用攝像元件拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述電子零件的圖像並安裝於所述電子零件安裝裝置機臺的攝像裝置、可在所述電子零件供給部和所述電路基板之間移動所述零件保持裝置的移動裝置、控制所述各吸附保持構件和所述攝像裝置及所述移動裝置的動作的控制部，在所述零件保持裝置從所述電子零件供給部移至所述電路基板的過程中，所述控制部使所述零件保持裝置經過攝像裝置可拍攝到所述電子零件圖像的位置，並在經過該位置時，通過攝像裝置中的所述攝像元件同時拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述電子零件的全部圖像，之後按照所述電子零件安裝於所述電路基板的順序，並根據所述各圖像依次識別處理所述電子零件的吸附保持狀態，在所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可依次安裝於所述電路基板上的狀態。
根據本發明第15個實施方案，提供了一種電子零件安裝裝置，是在電子零件安裝部將由電子零件供給部供給的多個電子零件安裝於電路基板，其特徵在於包括設有可吸附保持多個電子零件的多個吸附保持構件的零件保持裝置，具有與所述零件保持裝置的所述各吸附保持構件相同數目的攝像元件且可用攝像元件拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述電子零件的圖像並安裝於所述電子零件安裝裝置機臺的攝像裝置，可在所述電子零件供給部和所述電子零件安裝部之間移動所述零件保持裝置的移動裝置，控制所述零件保持裝置、所述各吸附保持構件、所述攝像裝置及所述移動裝置的動作的控制部；所述控制部在通過控制所述移動裝置使所述零件保持裝置從所述電子零件供給部移至所述電子零件安裝部的過程中，使所述零件保持裝置經過攝像裝置可拍攝所述電子零件圖像的位置，並在經過該位置時，通過控制攝像裝置用攝像裝置中的所述攝像元件同時拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述電子零件的全部圖像，之後按照所述電子零件在電子零件安裝部安裝於所述電路基板的順序，依次向所述控制部輸出所述各圖像，之後在所述控制部按照所述順序並根據所述各圖像依次識別處理由多個所述吸附保持構件吸附保持的所述各電子零件的吸附保持狀態，在按所述順序進行的所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可按所述順序在電子零件安裝部依次安裝於所述電路基板上的狀態。
根據本發明第16個實施方案，提供了第8至第15實施方案裡的所述零件保持裝置中所述各吸附保持構件可更換為不同種類的吸附保持構件，在所述攝像裝置中設置有成像所述各電子零件的圖像並使攝像元件進行拍攝的透鏡，而該透鏡也可更換為不同種類的透鏡。
根據本發明第17個實施方案，提供了一種電子零件安裝裝置，是將由電子零件供給部供給的多個電子零件安裝於電路基板，在所述各電子零件包括第1電子零件及第2電子零件兩種電子零件時，其特徵在於包括設有可吸附保持所述第1電子零件或第2電子零件的多個吸附保持構件的零件保持裝置、配有可成像由所述的多個吸附保持構件所吸附保持的所述第1電子零件圖像以供拍攝的透鏡和可成像所述第2電子零件圖像以供拍攝的透鏡且安裝於電子零件安裝裝置機臺上的攝像裝置、可在所述電子零件供給部和所述電路基板之間移動所述零件保持裝置的移動裝置、控制所述各吸附保持構件和所述攝像裝置及所述移動裝置的動作的控制部，在所述零件保持裝置從所述電子零件供給部移至所述電路基板的過程中，所述控制部使之經過所述攝像裝置可分別拍攝到所述第1電子零件及第2電子零件圖像的位置，並在經過該位置時通過所述攝像裝置拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的第1電子零件及第2電子零件的全部圖像，之後按照所述電子零件安裝於所述電路基板的順序，並根據所述各圖像依次識別處理所述各電子零件的吸附保持狀態，在所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可依次安裝於所述電路基板上的狀態。
根據本發明第18個實施方案，提供了一種電子零件安裝裝置，是在電子零件安裝部將由電子零件供給部供給的多個電子零件安裝於電路基板的電子零件安裝裝置中當所述各電子零件包括第1電子零件及第2電子零件兩種電子零件時，包括設有可吸附保持所述第1電子零件或第2電子零件的多個吸附保持構件的零件保持裝置，配有可成像被零件保持裝置的所述多個吸附保持構件所吸附保持的所述第1電子零件圖像以供拍攝的透鏡和可成像所述第2電子零件圖像以供拍攝的透鏡且安裝於電子零件安裝裝置機臺上的攝像裝置，可在所述電子零件供給部和所述電子零件安裝部之間移動所述零件保持裝置的移動裝置，控制所述零件保持裝置、所述各吸附保持構件、所述攝像裝置及所述移動裝置的動作的控制部；所述控制部在通過控制所述移動裝置使所述零件保持裝置從所述電子零件供給部移至所述電子零件安裝部的過程中，使所述零件保持裝置經過所述攝像裝置可分別拍攝到所述第1電子零件及第2電子零件圖像的位置，並在經過該位置時控制所述攝像裝置，並通過所述攝像裝置拍攝已被多個所述吸附保持構件吸附保持的第1電子零件及第2電子零件的全部圖像，之後按照所述電子零件在所述電子零件安裝部安裝於所述電路基板的順序，依次將所述各圖像輸出至所述控制部，在所述控制部根據所述各圖像依次識別處理已被多個所述吸附保持構件吸附保持的所述各電子零件的吸附保持狀態，在按所述順序進行的所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可按所述順序在所述電子零件安裝部依次安裝於所述電路基板上的狀態。
根據本發明第19個實施方案，提供了在第17或第18個實施方案裡的所述攝像裝置中可成像所述第1電子零件圖像以供拍攝的透鏡或可形成所述第2電子零件圖像以供拍攝的透鏡中至少一種透鏡的配置數目與所述各吸附保持構件相同，所述第1電子零件或所述第2電子零件中至少對一種電子零件的圖像的拍攝是由所述透鏡或所述透鏡同時成像而完成的電子零件安裝裝置。
根據本發明第20個實施方案，提供了在第8至第19個實施方案裡的任一所述控制部按照所述順序進行所述識別處理的過程中使結束所述識別處理的所述電子零件處於可依次安裝於所述電路基板上的狀態的同時當所述零件保持裝置到達所述電子零件安裝部時，根據所述識別處理的結果，開始將按照所述順序待安裝的所述電子零件依次安裝於所述電路基板上的電子零件安裝裝置。
根據本發明第21個實施方案，提供了第14至第16個實施方案的任一所述零件保持裝置中各吸附保持構件配置成多行多列，在所述攝像裝置中所述各攝像元件配置成與所述吸附保持裝置的配置一一對應的電子零件安裝裝置。
圖1是本發明實施例1中頭部單元的立體圖。
圖2是圖1的頭部單元的模式構成圖。
圖3是所述實施例1中頭部單元各動作的計時圖表。
圖4是所述實施例1中頭部單元的移動鏡動作示意圖。
圖5是所述實施例1中照明部的照度和電流之間的關係說明圖。
圖6是所述實施例1中電子零件安裝裝置的模式俯視圖。
圖7是所述實施例1中電子零件安裝裝置的另一模式俯視圖。
圖8是本發明實施例2的頭部單元及攝像裝置的立體圖。
圖9是圖8的頭部單元及攝像裝置的模式構成圖。
圖10是所述實施例2的電子零件安裝裝置的模式俯視圖。
圖11是圖10的電子零件安裝裝置中吸附保持電子零件時的模式俯視圖。
圖12是圖10的電子零件安裝裝置中拍攝圖像時的模式俯視圖。
圖13是圖10的電子零件安裝裝置中安裝電子零件時的模式俯視圖。
圖14是本發明實施例3的頭部單元及攝像裝置的模式構成圖。
圖15是本發明實施例4的頭部單元及攝像裝置的模式構成圖。
圖16是本發明實施例4的頭部單元及攝像裝置的另一模式構成圖。
圖17是以往電子零件安裝裝置的模式立體圖。
具體實施例方式
本發明附圖中對相同零件採用了同樣的參考符號。
下面根據附圖進一步說明本發明實施例。
圖1是本發明電子零件安裝裝置實施例1中，零件保持裝置頭部單元101的立體圖。圖2是頭部單元101的模式構成圖。
如圖1及圖2所示，頭部單元101由操作電子零件的頭部12和拍攝電子零件的攝像裝置14構成。
頭部12上設有10個吸附保持構件之一例即吸附噴嘴1，吸附噴嘴1設於頭部12的剛性框架上，並相臨固定排列成一列，由其前端部吸附保持晶片零件或IC晶片等電子零件2。另外，各吸附噴嘴1可以作上下移動，即當吸附保持電子零件2或將電子零件2安裝於電路基板時，可以向下移動，而當頭部12進行移動時吸附噴嘴1又可以向上移動，以避免與電路基板或構成電子零件安裝裝置的其它零件發生衝撞。
其次，攝像裝置14包括成像電子零件2圖像的透鏡7和由透鏡7所成像之後對該圖像進行拍攝的攝像元件之一例即CCD9，透鏡7和CCD9的數目分別與吸附噴嘴1相同，各為10個，並各自相臨固定排列成一列，且每個透鏡7和CCD9分別與吸附噴嘴一一對應。另外，各透鏡7位於方形鏡筒8的內側下部，攝像單元10被固定成覆蓋鏡筒8上部及一側面，而各CCD9設在攝像單元10內部與鏡筒8上部相連的部位。鏡筒8固定在頭部12的框架上。
攝像單元10對由各CCD9輸出的含攝像數據的攝像數位訊號進行圖像信號化處理，並向各CCD9發出攝像定時信號及使各CCD9輸出攝像數位訊號的驅動信號，攝像單元10同時還具有可以控制各CCD9的拍攝時間的電子快門的功能。
另外，多個照明部3朝下安裝在鏡筒8的下部外周沿著透鏡7的排列方向所形成的兩側面上，可以向下照射。照明控制部11固設在攝像單元10上部，可單獨控制照明部3的照度及照明燈的開關。
還有，鏡筒8的下側固定有其反射面朝上的固定鏡5，且固定鏡5中靠吸附噴嘴1一側的端部向下傾斜。此外，吸附噴嘴1的下側設有其反射面朝上的移動鏡4，並安裝於可以移動移動鏡4的鏡驅動單元6上，且移動鏡4中靠固定鏡5一側的端部向下傾斜。該鏡驅動單元6設在頭部12的框架上，可使移動鏡4沿其反射面移動。
下面根據由照明部3照射出的光線的軌跡說明頭部單元101各組成部分之間的配置關係。攝像裝置14中一個CCD9和與此對應的透鏡7的中心位於同一條軸線上，且該軸線成為光軸，光線由照明部3平行於該光軸向下照射，經固定鏡5向水平方向反射後該反射光線又被移動鏡4向上反射，從下向上照射在被吸附保持於吸附噴嘴1上的電子零件2，該吸附噴嘴1與CCD9和透鏡7相對應。因此，電子零件2上的圖像經移動鏡4向水平方向反射之後該反射光線又被固定鏡5平行於該光軸向上反射，經透鏡7成像之後，最後由CCD9完成拍攝。
由所述各零件構成的頭部12及攝像裝置14可作為頭部單元101進行移動。另外，頭部單元101的全部動作由控制部13負責控制，並由控制部13對攝像單元10輸出的圖像信號進行識別處理並向照明控制部11發出開或關照明部3的指令。
另外，在攝像裝置14中，由攝像單元10向各CCD9發出攝像定時信號，並對由各CCD9發出的攝像數位訊號進行圖像信號化處理，同時將各圖像信號發送至控制部13。由於這些功能，攝像裝置14可通過各CCD9對由透鏡7成像的圖像進行同時拍攝，並由經攝像的各CCD9依次輸出攝像數位訊號，在攝像單元10對各攝像數位訊號依次進行圖像信號化處理，然後依次將圖像信號發送至控制部13，由此可實現同時拍攝、並依次輸出圖像的功能。
還有，頭部12的各吸附噴嘴1吸附保持各電子零件2後，在頭部12進行移動將電子零件2安裝於電路基板上的過程中，由攝像裝置14的各CCD9進行對電子零件2的圖像拍攝。
下面根據圖4說明鏡驅動單元6驅動移動鏡4的過程。如圖4所示，移動鏡4受鏡驅動單元6的發動機或氣缸的作用，向與移動鏡4的反射面平行的方向移動，據此當吸附噴嘴1吸附保持電子零件2或將電子零件2安裝於電路基板上時，將移動鏡4移動至不影響吸附噴嘴1上下移動的退避位置，即圖4所示的上升位置；當對電子零件2的圖像進行拍攝時，將移動鏡4移至可以反射電子零件2圖像的反射位置，即圖4所示的下降位置。
下面說明照明控制部11對各照明部3照度的個別控制。圖5是由位於被吸附保持於各吸附噴嘴1上的各電子零件2下側表面的照明部3照射出的光線的照度和各照明部3中電流之間的關係圖。
如圖5所示，當使各照明部3內通過一定電流而點亮各照明部3時，在電子零件2的表面靠近各吸附噴嘴中央的位置光線照度較強，而其端部的光線照度較弱。因此，如果通過照明控制部11控制點亮各照明部3的電流，則可以使各電子元件2表面的照度大致一致。具體為降低與所述中央附近相對應的各照明部3的電流，同時提高與所述各端部相對應的各照明部3的電流。通過這一點，可使被各CCD9拍攝的各電子零件2的圖像的亮度比較均勻，當各CCD9進行拍攝時可保持其拍攝狀態的穩定性。
另外，各照明部3可作個別的更換，通過更換照明部3的一部分或其全部，可以改變照明色、照明角度或照度。
具有如上結構的電子零件安裝裝置中頭部單元101的各個動作計時圖表見圖3。
如圖3所示，當由吸附噴嘴1進行吸附保持電子零件2的動作時，移動鏡4被鏡驅動單元6移動至圖4所示的上升位置，不會影響吸附噴嘴1的吸附動作。吸附噴嘴1結束吸附保持動作之後，頭部單元101的頭部12開始移動，頭部12開始移動動作之後，移動鏡4由鏡驅動單元6移至圖4所示的下降位置。
移動鏡4移動至下降位置之後，照明部3被點亮，由固定鏡5及移動鏡4，照明部3的光線間接照射在由各吸附噴嘴1保持的各電子零件2，各電子零件2的圖像再由移動鏡4及固定鏡5在攝像裝置14的各透鏡7完成成像，同時各CCD9對此進行拍攝。
各CCD9結束拍攝之後，關掉照明部3，並將移動鏡4移至上升位置。與此同時，由攝像單元10對各CCD9輸出的攝像數位訊號進行處理，以圖像信號的形式發送至控制部13。此時由各CCD9輸出的攝像數位訊號是按順序依次輸出的，因此在攝像單元10中也依次被處理，最後形成圖像信號依次被發送至控制部13。因此，控制部13中接受圖像信號並進行識別處理的識別處理部只設置一個各圖像信號用I/F或處理系統即可，從而大大減小了識別處理部的規模，可以降低電子零件安裝裝置的成本。
另外，本發明中如果預先設定被吸附噴嘴1所吸附保持的各電子零件2在電路基板上的安裝順序，並按照與該順序相對應的順序輸出各CCD9的圖像信號，則結束第一個輸出信號的識別處理之後可以立即開始第一個電子零件2的安裝動作。
此後，正進行移動動作的頭部12的吸附噴嘴1到達電路基板上方並停止移動，然後根據控制部13對圖像信號的識別結果，由控制部13控制頭部12及各吸附噴嘴1的各個動作，按所述順序依次將各電子零件2安裝於電路基板上。
如果在全體電子零件2的圖像信號全部被識別處理之前頭部12已經開始了安裝各電子零件2的操作，則由於對各圖像信號的識別處理是按所述安裝順序依次進行的，因此也可在開始安裝已處於可安裝狀態的第一個電子零件2的同時，依次識別處理尚未被處理的電子零件2的圖像信號，可以依次開始電子零件2的安裝動作。
下面參照圖3作進一步說明。按照各電子零件2安裝於電路基板的順序，將第1個被安裝的電子零件2視為No.1，然後依次排列成No.2、…，第n個被安裝的電子零件2視為No.n，在結束對各電子零件2的圖像的拍攝之後，在對電子零件No.1圖像信號進行依次識別處理過程中，頭部單元101結束移動動作並準備開始安裝電子零件2的動作，此時電子零件No.1至No.3已處於可安裝狀態，因此可從電子零件No.1開始依次進行安裝，與此同時又同步進行對排在第4之後的電子零件No.n圖像信號的識別處理。
由此可見本發明安裝方法中在全體電子零件2的圖像沒有全部被識別處理時也可以同時進行各電子零件2的安裝動作，有效地縮短了安裝電子零件所需的時間。
另外，在頭部12每次移動時各CCD9圖像信號可以採用相同的輸出順序，也可在每次移動時由控制部13調節成最合適的順序。
還有，將電子零件2安裝於電路基板的順序和各吸附噴嘴1的排列順序之間可無任何關係，也可以通過控制部13任意設定吸附保持各電子零件2的吸附噴嘴1。
另外，在攝像裝置14中，當透鏡7及CCD9的數目與吸附噴嘴1的數目不同，或少於吸附噴嘴1時，各CCD9會分步對各電子零件2的圖像進行拍攝，再由各CCD9依次將各圖像的攝像數位訊號發送至攝像單元10，因此即使是在這種情況下，只要該各CCD9進行分步拍攝所需要的時間足夠簡短，不致於對移動頭部單元101或安裝各電子零件2所需時間造成時間損耗，則如上所述，也可實現可有效縮短安裝電子零件2所需時間的安裝方法。
此外，配在頭部12的各吸附噴嘴1及配在攝像裝置14上的各透鏡7可以進行單獨的安裝或拆卸。因此當將QFP等大型電子零件40安裝於電路基板時，可以在頭部12各吸附噴嘴1中選擇一個，換成能夠吸附保持電子零件40的與QFP相對應的吸附噴嘴，與此同時在攝像裝置14中將與所述被更換的吸附噴嘴相對應的透鏡7更換為與QFP圖像的拍攝相應的透鏡如大視覺高析像度透鏡等，使之與電子零件40的電路基板安裝相對應。
如上所述，當通過頭部12的各吸附噴嘴1吸附保持電子零件2和電子零件40等多種電子零件，並安裝於電路基板上時，既可以先用攝像裝置14對電子零件2及電子零件40的圖像進行拍攝，然後再把電子零件2和電子零件40安裝於電路基板上，也可以先用攝像裝置14對電子零件2的圖像進行拍攝，再把電子零件2安裝於電路基板上，之後用攝像裝置14對電子零件40的圖像進行拍攝，再把電子零件40安裝於電路基板上。此外，先進行電子零件40的拍攝及安裝再處理電子零件2也可。
另外，當用各CCD9對各電子零件2的圖像進行拍攝時或在控制部13的識別處理部對由各CCD9拍攝的圖像的圖像信號進行識別處理時，如果發生拍攝誤差或識別誤差，則由控制部13進行控制並制止與發生拍攝誤差或識別誤差的CCD9相對應的吸附噴嘴1安裝電子零件2的動作。
圖6是配置有所述頭部單元101的本發明實施例1中電子零件安裝裝置102的俯視模式圖。
在圖6所示的電子零件安裝裝置102中，頭部單元101由頭部12及攝像裝置14構成，且被固定於可移動頭部單元101的移動裝置之一例XY機械手15上，該XY機械手15由可動梁和可動臺組成，可動梁的兩端在受固定於電子安裝裝置102上面相對向的兩個端部上的兩根棒狀保持零件的支撐作用的同時，可沿圖示的Y軸方向進行前後移動，而可動臺可以沿圖中所示的X軸方向在可動梁上進行前後移動。頭部單元101安裝於該可動臺上。由此，通過XY機械手15頭部單元101可以沿圖中所示的X軸和Y軸進行前後移動。
另外，有多個電子零件2被收置於電子零件供給部16內用於供給，而安裝電子零件2的電路基板17固定於電子零件安裝部18上。構成頭部單元101的各個零件具體如圖1、圖2、圖4所示。
還有，在電子零件安裝裝置102中XY機械手15的移動動作、及頭部單元101的各個動作都受控制部13的控制。
下面根據圖1、圖2、圖4及圖6說明電子零件安裝裝置102各組成部分的動作。
在圖6中，首先通過XY機械手15移動頭部單元101，使之停在電子零件供給部16的上方，以使頭部單元101的各吸附噴嘴1能夠吸附保持配置於電子零件供給部16內的各電子零件2。然後下降各吸附噴嘴1吸附保持各電子零件2並向上移動，隨後位於圖4所示的上升位置的移動鏡4移至下降位置的同時通過XY機械手15開始移動頭部單元101，使之位於固定在電子安裝部18的電路基板17的上方。
在頭部單元101的移動過程中，當移動鏡4結束向下降位置的移動時，照明部3會被點亮，且其光線照射至被各吸附噴嘴1所吸附保持的各電子零件2上。在此照射過程中，由攝像裝置14的各CCD9對各電子零件2的圖像進行拍攝。
各CCD9結束拍攝之後，關閉照明部3並將移動鏡4移至上升位置。與此同時由各CCD9輸出攝像數位訊號，經攝像單元10處理後轉化為圖像信號發送至控制部13。此時從各CCD9發出的攝像數位訊號是按順序依次輸出的，不會發生重疊，因此在攝像單元10中也依次被處理，再以圖像信號的形式依次輸出至控制部13，而控制部13接收圖像信號後也按順序依次進行識別處理。
在此如果預先設定被各吸附噴嘴1所吸附保持的電子零件2安裝於電路基板17的順序，並按照與該順序相對應的次序輸出各CCD9的圖像信號，則結束第一個輸出的圖像信號的識別處理的同時可將各電子零件2開始安裝於電路基板17上。
之後進行移動動作的頭部單元101的吸附噴嘴1到達電子零件安裝部18的電路基板17上方，並停止由XY機械手15帶動的頭部單元101的移動。為了將各電子零件2安裝於電路基板17上預先設定的位置，根據控制部13對圖像信號的識別結果，由控制部13控制頭部單元101的頭部12及各吸附噴嘴1的各個動作，按照所述順序將電子零件2安裝於電路基板17上。
另外，由於對各圖像信號的識別處理是按照所述的安裝順序進行的，因此即使是在結束被各吸附噴嘴1所吸附保持的全體電子零件2的圖像信號的識別處理之前已經開始用頭部單元101將電子零件2安裝於電路基板17的情況下，也可從第一個可安裝的電子零件2開始按順序依次實施安裝電子零件2的動作，同時依次識別處理尚未被處理的電子零件2的圖像信號，依次進行電子零件2在電路基板17的安裝動作。
由此，即使沒有結束對全體電子零件2吸附保持狀態圖像的識別處理，也可以與此同步進行各電子零件2的安裝動作，因此可以實現可有效縮短安裝電子零件2所需時間的安裝方法及安裝裝置。
另外，如圖7所示，電子零件安裝裝置中可分別配置兩組頭部單元101、XY機械手15、電子零件供給部16及電子零件安裝部18並並列運行，這時可用一臺電子零件安裝裝置將電子零件安裝量提高至兩倍，因此針對每一張電路基板而言，可將安裝電子零件時間減為一半，實現了高速化的電子零件安裝裝置。
根據所述實施例1，可以取得以下幾種效果。
首先頭部單元101中攝像裝置14配置有與頭部12的多個吸附噴嘴1一一對應的多個CCD9，使電子零件2從被吸附保持至完成安裝的頭部單元101移動過程中，由各CCD9同時拍攝被吸附噴嘴1所吸附保持的各電子零件2的吸附狀態，因而可以縮短拍攝所需的時間。
另外，攝像裝置14中各CCD9同時拍攝各電子零件2之後，按照與被各吸附噴嘴1吸附保持的電子零件2在電路基板17上的安裝順序相對應的次序，由各CCD9發出攝像數位訊號，之後在攝像單元10按所述安裝順序依次處理信號並轉化為圖像信號後依次發送至控制部13，在控制部13中結束對第一個圖像信號的識別處理後可立即開始將第一個可安裝的電子零件2安裝於電路基板17上。
進而，由於對各圖像信號的識別處理是按照所述的安裝順序進行，因此即使是在結束對被各吸附噴嘴1所吸附保持的全體電子零件2的圖像信號的識別處理之前已經開始用頭部單元101將電子零件2安裝於電路基板17的情況下，也可從第一個可安裝的電子零件2開始按順序依次實施安裝電子零件2的動作，並同時依次對尚未被處理的電子零件2的圖像信號進行識別處理，使電子零件2往電路基板17的安裝動作按所述次序進行。
由此，即使沒有完全結束對全體電子零件2吸附保持狀態圖像的識別處理，也可以與此同步進行各電子零件2的安裝動作，因此可以實現可有效縮短安裝電子零件2所需時間的安裝方法及安裝裝置。
另外，從各CCD9發出的攝像數位訊號是按順序依次輸出的，不會發生重疊，因此在攝像單元10中也依次被處理，再以圖像信號的形式依次輸出至控制部13，所以接收圖像信號並進行識別處理的控制部13的識別處理部只配備單個圖像信號用I/F或處理系統即可，從而可以減小識別處理部的規模，以降低電子零件安裝裝置的成本。
還有，電子零件安裝裝置中可分別配置兩組頭部單元101、XY機械手15、電子零件供給部16及電子零件安裝部18並並列運行，可用一臺電子零件安裝裝置將電子零件安裝量提高至兩倍，因此針對每一張電路基板而言，可以提供電子零件安裝時間被減為一半的電子零件安裝裝置。
此外，配在頭部12的各吸附噴嘴1及配在攝像裝置14上的各透鏡7可以進行單獨的安裝或拆卸。因此當將QFP等大型電子零件40安裝於電路基板時，可以在頭部12各吸附噴嘴1中選擇一個，換成能夠吸附保持電子零件40的與QFP相對應的吸附噴嘴，與此同時在攝像裝置14中將與所述被更換的吸附噴嘴相對應的透鏡7更換為與QFP圖像的拍攝相應的透鏡如大視覺高析像度透鏡等，使之與電子零件40的電路基板安裝相對應，因此可以提供適用於多種電子零件安裝的電子零件安裝裝置。
本發明並不限定於以上所舉的實施例，也可採用種種其它的方式實施。例如本發明實施例2中電子零件安裝裝置的零件保持裝置之一例頭部單元103的頭部22及攝像裝置24立體圖如圖8所示，表示該頭部22及攝像裝置24的構成的模式構成圖如圖9所示。
圖8及圖9中，頭部單元103隻配設有用於操縱電子零件2的頭部22，而用於拍攝電子零件2的攝像裝置24單獨設在頭部單元103外部。由於攝像裝置24單獨設在頭部單元103外部，攝像裝置24中的照明部23、透鏡27、鏡筒28及CCD29、信號識別部20的配置或動作有別於實施例1的頭部單元101，因此下面只針對其不同之處作一說明。
首先，攝像裝置24包括直接將光線照射至被頭部22的各吸附噴嘴1所吸附保持的電子零件2上的照明部23、成像電子零件2的圖像的透鏡27、保持各透鏡27的鏡筒28、攝像元件之一例CCD29及攝像單元10，該CCD29對由透鏡27成像的被各吸附噴嘴1所吸附保持的電子零件2的圖像進行拍攝，而該攝像單元10處理由各CCD29輸出的各攝像數位訊號，並轉化為圖像信號發送至控制部13。另外，有關拍攝及識別處理圖像信號的功能同實施例1的頭部單元101中的攝像裝置12。
首先，在攝像裝置24中，形成電子零件2圖像的透鏡27和對由透鏡27成像的圖像進行拍攝的CCD29的數目分別與頭部22的吸附噴嘴1相同，各為10個，並且相鄰排列成一列，而且這些各透鏡27和各CCD29分別與吸附噴嘴1一一對應。另外，各透鏡27被支撐於方形鏡筒28內側上部，各CCD29設置在固設於鏡筒28下部的攝像單元20內部與鏡筒28下部相連的部位。
另外，於鏡筒28上部外周沿各透鏡27排列方向形成的兩側面上安裝有多個朝向上部的照明部23，可以向上照射光線。照明控制部21固定在攝像單元20及鏡筒28的側面，可以分別控制各照明部23的照度及開閉。
由照明部23、透鏡27、鏡筒28、CCD29、攝像單元10及照明控制部21構成的攝像裝置24配置於與頭部22的各吸附噴嘴1相對的方向，並從頭部22分離出來單獨固定於電子零件安裝裝置上。
另外，攝像裝置24中一個CCD29和與此對應的透鏡27的各中心位於同一條軸線上，該軸線成為光軸。與此光軸相平行的光線由照明部23向上射出後，從下向上照射被吸附保持於與所述CCD29和透鏡27相對應的吸附噴嘴1上的電子零件2，由此電子零件2的圖像沿著與光軸平行的方向進入透鏡27，由透鏡27成像之後用CCD29進行拍攝。
還有，在圖8和圖9中頭部22的吸附保持各電子零件2的各吸附噴嘴1，由吸附保持各電子零件2的位置移至將電子零件2安裝於電路基板的位置的過程中，經過攝像裝置24的各透鏡27的上方。該各吸附噴嘴1經過各透鏡27上方時頭部22的移動恰使全體吸附噴嘴1都同時在光軸上一一對應於全體透鏡27。
當頭部22的各吸附噴嘴1經過攝像裝置24的各透鏡27的所述光軸的一瞬間，點亮攝像裝置24的照明部23，使光線直接照射電子零件2，與此同時發揮攝像裝置24的電子快門功能，用各CCD29同時拍攝各電子零件2的圖像。各CCD29的拍攝結束之後，攝像單元20處理各CCD29按照預先被控制部13設定好的順序輸出的各攝像數位訊號，並依次轉化為圖像信號發送至控制部13。此外，如果利用攝像裝置24的所述電子快門功能向各CCD29暴光的時間相對於頭部22的移動速度而言非常短暫，則可以拍攝到頭部22經過攝像裝置24的各透鏡27上方的瞬間裡被吸附噴嘴1所吸附保持的各電子零件2的靜止圖像。由此可以在控制部13求出各電子零件2相對於各吸附噴嘴1的位置，可將各電子零件2安裝於電路基板上預先設定好的位置。
圖10是配有所述頭部單元103的頭部22及攝像裝置24的本發明實施例2的電子零件安裝裝置104的模式俯視圖。
圖10所示的電子零件安裝裝置104中，頭部22可通過XY機械手15沿圖示的X軸或Y軸進行前後移動。攝像裝置24固定於電子零件安裝裝置104主體的機臺上。另外，攝像裝置24中的各透鏡27配置成與頭部22的各吸附噴嘴1相對置。而XY機械手15與所述實施例1電子零件安裝裝置102中的XY機械手15相同。
另外，電子零件安裝裝置104中，XY機械手15的移動動作、頭部單元103的各個動作及攝像裝置24的各動作都由控制部13進行控制。
下面進一步說明具有圖8、9及圖10結構的電子零件安裝裝置104的安裝動作。
首先，如圖11所示，用XY機械手15移動頭部單元103使之停止於電子零件供給部16上方，以使配置於電子零件供給部16內的各電子零件2能夠被頭部單元103的各吸附噴嘴1所吸附保持。之後下降各吸附噴嘴1吸附保持各電子零件2並向上移動，再由XY機械手15開始搬動頭部單元103，以使頭部單元103移向固定於電子零件安裝部18的電路基板17上方。在此狀態下，頭部單元103並不移動於連接電子零件供給部16和固定有電路基板17的電子零件安裝部18的連線上，而是通過其移動使設在頭部單元103上的各吸附噴嘴1可以以一一對應的方式經過攝像裝置24的各透鏡27的光軸。
其次，如圖12所示，設在頭部單元103上的各吸附噴嘴1以一一對應的方式經過攝像裝置24的各透鏡27的所述各光軸的一瞬間，照明部23被點亮，照明部23射出的光線直接照向被各吸附噴嘴1所吸附保持的各電子零件2。在照射的那一瞬間攝像裝置24發揮其電子快門的功能，通過各CCD9短時間內拍攝被頭部單元103的各吸附噴嘴1所吸附保持的各電子零件2上的圖像。由此可見，本發明中在頭部單元103移動的過程中進行拍攝，即可以在不停止頭部單元103移動的情況下對各電子零件2的圖像進行拍攝。
各CCD9結束拍攝之後關閉照明部23，同時由各CCD9輸出攝像數位訊號，然後在攝像單元20進行信號處理，轉化為圖像信號後發送至控制部13。此時從各CCD29發出的攝像數位訊號是按順序依次輸出的，不會發生重疊，因此在攝像單元20中也依次被處理，再以圖像信號的形式依次輸出至控制部13，而控制部13接收圖像信號後也按順序依次進行識別處理。
在此如果預先設定被各吸附噴嘴1所吸附保持的電子零件2安裝於電路基板17的順序，並按照與該順序相對應的次序輸出各CCD29的圖像信號，則結束第一個輸出的圖像信號的識別處理的同時可將各電子零件2開始安裝於電路基板17上。
之後如圖13所示，進行移動動作的頭部單元103的吸附噴嘴1到達電子零件安裝部18的電路基板17上方，並停止由XY機械手15帶動的頭部單元103的移動。為了將各電子零件2安裝於電路基板17上預先設定的位置，根據控制部13對圖像信號的識別結果，由控制部13控制頭部單元103的頭部22及各吸附噴嘴1的各個動作，按照所述順序將電子零件2安裝於電路基板17上。
另外，由於對各圖像信號的識別處理是按照上述的安裝順序進行，因此即使是在對被各吸附噴嘴1所吸附保持的全體電子零件2的圖像信號的識別處理結束之前已經開始用頭部單元103將電子零件2安裝於電路基板17的情況下，也可從第一個可安裝的電子零件2開始按順序依次實施安裝電子零件2的動作，並同時依次對尚未被處理的電子零件2的圖像信號進行識別處理，使電子零件2在電路基板17的安裝動作按所述次序進行。
由此，即使沒有結束對全體電子零件2吸附保持狀態圖像的識別處理，也可以與此同時進行各電子零件2的安裝動作，因此可以實現可有效縮短安裝電子零件2所需時間的安裝方法及安裝裝置。在所述實施例2，頭部22和攝像裝置24並非一體成形，而是分別單獨設置而成。攝像裝置24配置成其中的各透鏡27一一對置於頭部22的各吸附噴嘴1，並固定在電子零件安裝裝置104上。當頭部22的各吸附噴嘴1經過攝像裝置24的各透鏡27光軸的一瞬間，點亮攝像裝置24的照明部23，並直接照向各電子零件2，與此同時利用攝像裝置24的電子快門這一功能由各CCD29同時拍攝電子零件2的圖像，由此可得到與所述的實施例1相同的效果。
需要進一步說明的是由照明部23、透鏡27、鏡筒28、CCD29、攝像單元20及照明控制部11構成的攝像裝置24另設在頭部22的外部，因此可以減輕頭部22的重量，進而可在不改變驅動頭部22的驅動系統的輸出狀態的情況下進一步提高頭部22的移動速度，提供了一種可在較短時間內完成電子零件安裝的安裝方法。
圖14是本發明實施例3電子零件安裝裝置的零件保持裝置之一例頭部單元105的頭部32、攝像裝置34的模式構成圖。與本發明實施例2的頭部22及攝像裝置24相比，圖14中所示的頭部32及攝像裝置34的不同點只是各吸附噴嘴1、各透鏡27及各CCD29的配置不同，因此下面只針對其不同點作一說明。
如圖14所示，頭部32中各吸附噴嘴配置成2行10列的方格狀。在攝像裝置34中各透鏡27也配置成與頭部32的各吸附噴嘴1一一對應的2行10列方格狀。還有，各CCD29的配置也與各吸附噴嘴1及各透鏡27一一對應，使被各吸附噴嘴1所吸附保持的電子零件2的圖像通過各透鏡27成像於各CCD29，以此來完成對各電子零件2圖像的拍攝。
另外，配有這種頭部單元105的電子零件安裝裝置中電子零件安裝裝置的動作及拍攝的定時控制等同本發明實施例2中的電子零件安裝裝置104。
此外，所述的各吸附噴嘴1、各透鏡27及各CCD的配置數目，並不限定於所舉實施例，而可根據電子零件安裝裝置的尺寸等，任意配置成多行多列的方形狀。
由實施例3可見，通過將頭部32的各吸附噴嘴1及攝像裝置34的各透鏡27配置成2行2列即多行多列的方格狀，與1行多列配置相比減小了頭部32的橫向尺寸，因此一臺電子零件安裝裝置可以設置配有多個吸附噴嘴的頭部。據此，吸附噴嘴可將一次性吸附保持與其相同數目的電子零件並安裝於電路基板上，提供了可進一步縮短.每張電路基板的電子零件安裝時間的電子零件安裝裝置。
與此同時，通過頭部32的小型化，提供了小型的電子零件安裝裝置，提高了整個生產線上將電子零件安裝於電路基板上的面積生產率。
圖15是本發明實施例4電子零件安裝裝置的零件保持裝置之一例頭部單元106的頭部42、攝像裝置44的模式構成圖。圖15中所示的頭部單元106上配置有攝像裝置44，該攝像裝置44除了配置有本發明實施例2攝像裝置24的各透鏡27，另設有與透鏡27不同種類的透鏡47，下面僅針對實施例4不同於實施例2的內容作一說明。
如圖15所示，頭部42與實施例2的頭部22相同，相鄰配設有10個排成一列的吸附噴嘴1。另一方面，攝像裝置44中相鄰配設有排成一列的與頭部42的吸附噴嘴1相同數目的透鏡27，對電子零件2的圖像完成成像，圖15右端的透鏡27右側設有與透鏡27不同種類的透鏡47。
另外，與透鏡27相比，透鏡47為具有更寬的視覺及高析像度的大視覺高析像度透鏡。因此如吸附噴嘴1所吸附保持的電子零件尺寸較大時，可由透鏡47完成對電子零件圖像的成像。
還有，在攝像裝置44中另設有對透鏡47成像的圖像進行拍攝的CCD29。
下面根據下述的實施例說明在由頭部單元106及攝像裝置44構成的電子零件安裝裝置中，將包含第1電子零件和第2電子零件兩個種類的多個電子零件安裝於電路基板上時，對電子零件圖像的拍攝過程。第1電子零件以晶片零件等電子零件2為例，第2電子零件以QFP等大於晶片零件的電子零件40為例。
首先，在圖15中從左側開始依次將10個吸附噴嘴1命名為1-1至1-10，同樣從左側開始依次將10個透鏡27命名為27-1至27-10。在頭部42中，電子零件2由吸附噴嘴1-1至1-9所吸附保持，而電子零件40由吸附噴嘴1-10吸附保持。
之後，頭部42的各吸附噴嘴1從電子零件2和電子零件40的吸附保持位置移至電子零件2和電子零件40在電路基板的安裝位置，期間經過攝像裝置44的各透鏡27上方。當頭部42的吸附噴嘴1-1至1-9的各中心位於同時一一對應於攝像裝置44的透鏡27-1至透鏡27-9的各個光軸的位置時，頭部42的移動動作會發生短暫的停止，使被吸附噴嘴1-1至1-9所吸附保持的各電子零件2的圖像同時由攝像裝置44的透鏡27-1至透鏡27-9完成成像，並由各CCD29進行拍攝。
然後移動剛才暫時停止的頭部42，使吸附噴嘴1-10的中心經過透鏡47的光軸，並在吸附噴嘴1-10的中心經過透鏡47的光軸的瞬間，利用攝像裝置44的電子快門功能由透鏡47完成對被吸附噴嘴1-10所吸附保持的電子零件40圖像的成像，並由CCD29進行拍攝。之後頭部42被移動至各電子零件2及電子零件40的電路基板安裝位置。
在所述實施例中，電子零件40由吸附噴嘴1-10所吸附保持著，而電子零件40可由吸附噴嘴1-1至1-10的任意一件吸附保持。再有，通過攝像裝置44對各電子零件2及電子零件40的圖像進行拍攝時也可以先拍攝電子零件40的圖像後再拍攝各電子零件2的圖像。
另外，若吸附噴嘴1吸附保持著多個電子零件40，則攝像裝置44上可配置多個大視覺透鏡47。作為此類實施例，圖16中表示了經改變頭部單元106的攝像裝置44中透鏡47的個數及配置位置而形成的頭部單元107的頭部52及攝像裝置54的模式構成圖。頭部52與頭部42相同，而攝像裝置54上相鄰配設有5個與各透鏡27的排列相平行的透鏡47。頭部單元107中對電子零件2及電子零件40圖像的拍攝方法同頭部單元106。
在所述的實施例4，當頭部42及頭部52的各吸附噴嘴1所吸附保持的電子零件中包括QFP等比晶片零件等電子零件2大的電子零件40時，攝像裝置44及攝像裝置54中也可以另設比透鏡27具有更寬的視覺及高析像度的大視覺高析像度透鏡47，以拍攝電子零件40的圖像，同時得到了與實施例2相同的效果，提供了一種可以安裝多種類的電子零件的電子零件安裝裝置。
以上所舉的實施例可以進行任意的組合，以得到各自不同的效果。
根據本發明所述第1實施方案，拍攝被吸附保持的多個電子零件全部圖像之後，按照各電子零件安裝於電路基板的順序識別所述各吸附保持狀態，因此當第一個要安裝的電子零件的所述吸附保持狀態被識別處理結束時可將所述第一個電子零件安裝於所述電路基板上，接著按所述順序進行對第二個之後的電子零件所述吸附狀態的識別處理，每進行一次所述識別處理後可以安裝第二個以後待安裝的電子零件於所述電路基板上。由此可見，結束所述各電子零件吸附保持狀態圖像的拍攝後，再對所述各圖像的吸附保持狀態進行識別處理的過程中，可以按照電子零件安裝於所述電路基板上的順序依次安裝電子零件。因此在結束對全部電子零件吸附保持狀態圖像的識別處理之前，也可在作識別處理的同時進行各電子零件的安裝動作，可實現有效縮短電子零件安裝時間的安裝方法。
根據本發明所述第2實施方案，所述各電子零件的所述各吸附保持狀態的拍攝是同時進行的，不僅可以得到與所述第一實施方案相同的效果，還可縮短拍攝所需的時間，提供了一種可進一步縮短電子零件安裝時間的安裝方法。
根據本發明所述第3實施方案，不僅可以得到與實施方案1相同的效果，同時當被吸附保持的多個電子零件包括第1電子零件及第2電子零件兩個品種時，可分別拍攝所述第1電子零件和第2電子零件，因此可針對不同種類的電子零件進行與其特徵相應的拍攝，提供了適於多種電子零件安裝的電子零件安裝方法。
根據本發明所述第4實施方案，除了實施方案3的效果之外，所述第1電子零件或第2電子零件中至少一種電子零件的拍攝同時進行，以縮短拍攝所需的時間，提供了可進一步縮短電子零件安裝時間的安裝方法。
根據本發明所述第5實施方案，當所述電子零件的數目較多，且當全部所述電子零件的所述識別處理完全結束之前，已開始所述各電子零件的安裝動作時，由於按照所述各電子零件安裝的順序進行所述各識別處理，因此可以一邊進行第1個電子零件的安裝動作，一邊進行第2個待安裝的電子零件的識別處理，即安裝動作和識別處理可以同時進行，因此在開始安裝各電子零件之前不存在安裝開始等候時間。從而，即使沒有完全結束全體電子零件吸附保持狀態的識別處理，也可在進行所述識別處理的同時一併開始各電子零件的安裝動作，可以有效縮短安裝電子零件所需的時間。
根據本發明所述第6實施方案，為了將已被吸附保持的所述各電子零件安裝於所述電路基板上而進行移動的過程中，用所述攝像裝置對各電子零件的全部圖像進行拍攝，也可以得到與狀態1至狀態5相同的效果。
根據本發明所述第7狀態，為了將已被吸附保持的各電子零件安裝於所述電路基板上而進行移動的過程中，需經過所述攝像裝置可拍攝到所述各電子零件全體圖像的位置，並在經過所述位置時拍攝所述被吸附保持的各電子零件的全部圖像，可以得到與實施方案1至實施方案5相同的效果。
根據本發明所述第8或第9實施方案，首先通過配置具有多個零件保持裝置的吸附保持構件及攝像裝置，在移動所述零件保持裝置使電子零件由吸附保持位置轉為電路基板上的安裝位置的過程中，通過所述攝像裝置拍攝被多個所述吸附保持構件所吸附保持的所述電子零件的吸附保持狀態，即，所述零件保持裝置的移動路線並不受攝像裝置拍攝的限制，因此可進行不會對所述零件保持裝置的移動動作帶來影響的拍攝動作。
通過所述攝像裝置結束對各電子零件的全部圖像的拍攝之後，按照所述各電子零件安裝於所述電路基板的順序，在控制部識別所述各吸附保持狀態，因此當第一個要安裝的電子零件的所述吸附保持狀態識別結束時即可將所述第一個電子零件安裝於電路基板上，接著按所述順序進行對第二個以後的電子零件所述吸附狀態的識別處理，每進行一次識別處理後可以安裝第二個以後待安裝的電子零件於電路基板上。由此可見，結束所述各電子零件吸附保持狀態圖像的拍攝後，再對該各圖像的吸附保持狀態進行識別處理的過程中，可以按照電子零件安裝於電路基板上的順序依次安裝電子零件。因此即使沒有完全識別處理全部電子零件吸附保持狀態圖像，也可在作識別處理的同時進行各電子零件的安裝動作，提供了可有效縮短電子零件安裝時間的安裝方法。
根據本發明所述第10或第11實施方案，配置有多個吸附保持構件的零件保持裝置並不包括攝像裝置，而攝像裝置形成一個單獨構件，此時通過移動裝置將所述零件保持裝置從電子零件供給部移至電子零件安裝部的過程中，使之經過所述攝像裝置可以拍攝到所述電子零件圖像的位置，並在通過所述位置的時用所述攝像裝置拍攝被多個吸附保持構件所吸附保持的所述電子零件上的全部圖像，得到了與第8或第9實施方案相同的效果。
根據本發明所述第12或第13實施方案，所述攝像裝置上配設有與所述各吸附保持構件相同數目的攝像元件，當用所述攝像裝置對所述多個電子零件進行拍攝時，可以同時用所述各攝像元件拍攝多個電子零件上的圖像，除了第8或第9實施方案的效果之外，還可以縮短拍攝所需時間，提供了可進一步縮短電子零件安裝時間的電子零件安裝裝置。
根據本發明所述第14或第15實施方案，所述攝像裝置設有與所述各吸附保持構件相同數目的攝像元件，當用所述攝像裝置對所述多個電子零件進行拍攝時，可以同時用所述各攝像元件拍攝所述多個電子零件上的圖像，除了第10或第11實施方案的效果之外，還可以縮短拍攝所需時間，提供了可進一步縮短電子零件安裝時間的電子零件安裝裝置。
根據本發明所述第16實施方案，所述零件保持裝置設置成其中的吸附保持構件可更換為不同種類的吸附保持構件，另外在所述攝像裝置中配設有成像所述電子零件圖像以供所述攝像元件進行拍攝的透鏡，而該透鏡又可被更換為多種不同的種類，可以提供一種可適用於幾種不同的電子零件安裝的電子零件安裝裝置。
根據本發明所述第17或第18實施方案，除了可得到與所述第10或第11實施方案相同的效果之外，當安裝於電路基板上的電子零件包括第1電子零件及第2電子零件兩種電子零件時，分別配設有成像電子零件1的圖像以供拍攝的透鏡和成像電子零件2的圖像以供拍攝的透鏡，可以通過分別對應於第1電子零件和第2電子零件的透鏡成像相應的圖像並分別進行拍攝，即可利用適用於不同種類電子零件特徵的透鏡完成成像，因此提供了一種適應於較多品種的電子零件安裝的電子零件安裝裝置。
根據本發明所述第19實施方案，除了可得到與所述第17或第18實施方案相同的效果之外，由於所述第1電子零件或第2電子零件中的至少有一種電子零件圖像的拍攝是同時進行的，因此可經縮短拍攝所需的時間，提供了一種可進一步縮短電子零件安裝時間的安裝方法。
根據本發明所述第20實施方案，當被所述吸附保持構件所吸附保持的電子零件數目較多，且在完全結束所述電子零件全體的識別處理之前，所述零件保持裝置已經到達所述電子零件安裝部並開始安裝所述各電子零件時，由於所述各識別處理是按所述各電子零件的安裝順序進行的，因此可以一邊進行第1個電子零件的安裝動作，一邊進行第2個待安裝的電子零件的識別處理，即安裝動作和識別處理可以同時進行，所以在開始安裝各電子零件之前不存在安裝開始等候時間。從而，即使沒有完全結束對全體電子零件吸附保持狀態的識別處理，也可在進行識別處理的同時一同開始各電子零件的安裝動作，提供了可以有效縮短安裝電子零件所需的時間的電子零件安裝裝置。
根據本發明所述第21實施方案，在所述零件保持裝置中所述各吸附保持構件配置成多行多列，且在所述攝像裝置中所述各攝像元件一一對應於所述各吸附保持構件的配置，與單行多列的所述各吸附保持構件相比，可以縮短所述零件保持裝置的在行方向尺寸。從而一臺電子零件安裝裝置配置有多個設有吸附保持構件的零件保持裝置，在通過所述吸附保持構件對各電子零件進行一次吸附保持時，可安裝多個電子零件於電路基板上，提供了一種可以縮短每1張電路基板所需的安裝時間的電子零件安裝裝置。
與此同時，通過實現所述零件保持裝置的小型化，可提供小型的電子零件安裝裝置，可以全面提高將電子零件安裝於電路基板時生產線的面積生產率。
本發明中參照附圖對其實施例進行了較為詳細的說明，而本領域技術人員通常有能力根據以上說明進行一些變換或修改，但這種變換或修改如果未超出本發明所要求保護的範圍，則應認為被包含於其中。
權利要求
1.一種電子零件安裝方法，其特徵在於拍攝已被吸附保持的多個電子零件(2、40)的全部圖像，並按照所述各電子零件(2、40)安裝於電路基板(17)的順序，根據所述各圖像依次識別處理所述各電子零件(2、40)的吸附保持狀態，在所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件(2、40)處於可依次安裝於所述電路基板(17)上的狀態。
2.根據權利要求1所述的電子零件安裝方法，其特徵在於在所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件(2、40)處於可依次安裝於電路基板(17)的狀態之後，根據所述識別處理的結果，開始依次將所述待安裝的所述電子零件(2、40)安裝於所述電路基板(17)上。
3.根據權利要求1所述的電子零件安裝方法，其特徵在於為了將所述電子零件(2、40)安裝於所述電路基板(17)而進行移動過程中，通過攝像裝置(14)拍攝所述已被吸附保持的多個電子零件(2、40)的全部圖像。
4.根據權利要求1所述的電子零件安裝方法，其特徵在於在用於把所保持的所述各電子零件(2、40)安裝於所述電路基板(17)的移動過程中，所述電子零件(2、40)經過攝像裝置(24、34、44、54)可拍攝到所述電子零件(2、40)全部圖像的位置，並在經過該位置時，由攝像裝置(24、34、44、54)拍攝所述已被吸附保持的多個電子零件(2、40)的全部圖像。
5.一種電子零件安裝裝置，在電子零件安裝部(18)將由電子零件供給部(16)供給的多個電子零件(2、40)安裝於電路基板(17)上，其特徵在於包括設有可吸附保持多個電子零件(2、40)的多個吸附保持構件(1)的零件保持裝置(103、105、106、107)，可拍攝被所述零件保持裝置(103、105、106、107)的多個吸附保持構件(1)吸附保持的所述電子零件(2、40)圖像且安裝於所述電子零件安裝裝置機臺的攝像裝置(24、34、44、54)，在所述電子零件供給部(16)和所述電子零件安裝部(18)之間移動所述零件保持裝置(103、105、106、107)的移動裝置(15)，和控制所述零件保持裝置(103、105、106、107)、所述各吸附保持構件(1)、所述攝像裝置(24、34、44、54)及所述移動裝置(15)的動作的控制部(13)；在通過控制所述移動裝置(15)使所述零件保持裝置(103、105、106、107)從所述電子零件供給部(16)移至所述電子零件安裝部(18)過程中，使所述零件保持裝置(103、105、106、107)經過攝像裝置(24、34、44、54)可拍攝所述電子零件(2、40)圖像的位置，並在經過該位置時，通過控制所述攝像裝置(24、34、44、54)拍攝已被多個所述吸附保持構件(1)吸附保持的所述電子零件(2、40)的全部圖像，之後按照所述電子零件(2、40)在所述電子零件安裝部(18)安裝於所述電路基板(17)的順序，將所述各圖像依次輸出至所述控制部(13)；在所述控制部(13)根據所述各圖像依次識別處理已被多個所述吸附保持構件(1)吸附保持的所述各電子零件(2、40)的吸附保持狀態，並在所述識別處理過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件(2、40)處於可在所述電子零件安裝部(18)依次安裝於所述電路基板(17)上的狀態。
6.根據權利要求5所述的電子零件安裝裝置，其特徵在於在所述零件保持裝置(103、105、106、107)中所述各吸附保持構件(1)配置成可更換為不同種類的吸附保持構件，在所述攝像裝置(24、34、44、54)中設有成像所述各電子零件(2、40)的圖像並在攝像元件(9、29)拍攝的透鏡(7、27)，而透鏡(7、27)也可更換為不同種類的透鏡。
7.根據權利要求5所述的電子零件安裝裝置，其特徵在於所述控制部(13)在所述識別處理過程中使結束所述識別處理的所述電子零件(2、40)處於可依次安裝於所述電路基板(17)的狀態，同時當所述零件保持裝置(101、103、105、106、107)到達所述電子零件安裝部(18)時，根據所述識別處理結果開始將待安裝的所述電子零件(2、40)依次安裝於所述電路基板(17)上。
全文摘要
一種電子零件安裝方法及安裝裝置，其特徵在於可拍攝被吸附保持的多個電子零件的全部圖像，並按照所述各電子零件安裝於電路基板的順序根據所述各圖像識別所述各電子零件的吸附保持狀態。在按照所述順序進行識別處理的過程中，使結束所述識別處理的所述電子零件處於可依所述順序安裝於所述電路基板的狀態。
文檔編號H05K13/08GK1610498SQ20041009461
公開日2005年4月27日 申請日期2002年8月12日 優先權日2001年8月10日
發明者光本豐, 王生和宏, 奧村一正, 中田幹也, 辻村昌治 申請人:松下電器產業株式會社