專利名稱：表面安裝機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將IC芯片等電子元件搭載至印刷線路板的表面安裝機(jī)。
背景技術(shù)：
一般已知的表面安裝機(jī)，通過(guò)具有吸嘴的頭部在電子元件供給單元與印刷線路板之間被驅(qū)動(dòng)，而將通過(guò)供給單元吸附的電子元件搬送至印刷線路板并加以安裝的表面安裝機(jī)。
該種表面安裝機(jī)，有些可對(duì)在理應(yīng)安裝了電子元件的吸嘴進(jìn)行是否殘留有電子元件(是否將電子元件帶回)的檢測(cè)(例如，專利文獻(xiàn)1日本專利公開公報(bào)特開平11-346100號(hào)所公開的電子元件安裝機(jī))。
該電子元件安裝機(jī)，具有固定安裝在其主體上的傳感器，該傳感器能夠?qū)υ趫?zhí)行元件安裝后向供給單元側(cè)返回的過(guò)程中經(jīng)過(guò)其上方的吸嘴，檢測(cè)在該吸嘴的下端部是否有電子元件。
但是，上述專利文獻(xiàn)1的電子元件安裝機(jī)，隨著傳感器被固定安裝在其主體上，在該主體上的檢測(cè)位置受到限制，故根據(jù)頭部的現(xiàn)在位置，使檢測(cè)所需的頭部的移動(dòng)距離變長(zhǎng)，由此頭部的移動(dòng)所需時(shí)間也變長(zhǎng)，結(jié)果往往使安裝作業(yè)的作業(yè)性能變差。
因此，也考慮在主體上設(shè)置多個(gè)傳感器，但在該場(chǎng)合，傳感器在主體上所占面積的比例增加，相應(yīng)地需要擴(kuò)大主體的面積，故使安裝機(jī)自身區(qū)域大型化。
并且，在專利文獻(xiàn)1的電子元件安裝機(jī)中，由于將傳感器設(shè)置在頭部的返回路徑(移動(dòng)路徑)上，故假如發(fā)生頭部的錯(cuò)誤操作，則有可能吸嘴與傳感器發(fā)生沖撞而使該吸嘴破損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而作成的，其目的在于，提供能抑制吸嘴的破損等、并能高速執(zhí)行該吸嘴的帶回檢測(cè)的小型化表面安裝機(jī)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的表面安裝機(jī)，具有吸附電子元件的吸嘴的吸嘴保持構(gòu)件，相對(duì)于裝載印刷線路板的基座進(jìn)行相對(duì)變位，由此將上述吸嘴所吸附的電子元件安裝在印刷線路板上，其包括支承構(gòu)件，該支承構(gòu)件將上述吸嘴保持構(gòu)件支承在基座上，使上述吸嘴保持構(gòu)件沿著與裝載于上述基座的印刷線路板表面大致平行的平面中相互垂直相交的兩軸中任意一方的軸，可以變位自如；側(cè)方攝像裝置，設(shè)置在上述吸嘴保持構(gòu)件和支承構(gòu)件的至少一方，能從側(cè)方對(duì)吸嘴的前端部進(jìn)行攝像；以及控制裝置，使上述側(cè)方攝像裝置對(duì)執(zhí)行電子元件脫離操作后的吸嘴進(jìn)行攝像，并根據(jù)該側(cè)面圖像對(duì)吸嘴下端部是否吸附有元件進(jìn)行判定。
采用上述表面安裝機(jī)，可將側(cè)方攝像裝置設(shè)置在吸嘴保持構(gòu)件或支承構(gòu)件的至少一方上。
因此，在將側(cè)方攝像裝置設(shè)置在支承構(gòu)件上時(shí)，由于可通過(guò)使吸嘴保持構(gòu)件沿該支承構(gòu)件(上述平面中任意一方的軸)移動(dòng)、將吸嘴移動(dòng)至側(cè)方攝像裝置的攝像范圍，所以即使上述攝像范圍與吸嘴之間的距離較長(zhǎng)，也能夠?qū)⑽毂３衷谖毂３謽?gòu)件的單軸方向的移動(dòng)范圍內(nèi)，與以往在平面上的2點(diǎn)之間進(jìn)行移動(dòng)的情況相比，能使攝像所需的吸嘴保持構(gòu)件的最大移動(dòng)距離縮短，其結(jié)果能從吸嘴的側(cè)方對(duì)吸嘴進(jìn)行高速攝像。
另一方面，在將側(cè)方攝像裝置設(shè)置在吸嘴保持構(gòu)件上時(shí)，由于吸嘴和側(cè)方攝像裝置的雙方都固定在吸嘴保持構(gòu)件上，于是能將側(cè)方攝像裝置始終保持在上述攝像范圍內(nèi)，故攝像時(shí)不需要移動(dòng)吸嘴保持構(gòu)件，就能從吸嘴的側(cè)方對(duì)吸嘴進(jìn)行高速攝像。
因此，采用上述表面安裝機(jī)，由于能高速地獲得吸嘴的側(cè)面圖像，故根據(jù)該圖像能利用控制裝置而高速地執(zhí)行吸嘴的帶回檢測(cè)。
另外，由于在上述任何場(chǎng)合都不需要將側(cè)方攝像裝置設(shè)置在基座上，故基座面積的大小可設(shè)置成所需的最小限度，而獲得小型化的表面安裝機(jī)。
并且，在上述表面安裝機(jī)中，由于將側(cè)方攝像裝置設(shè)置在可變位地對(duì)吸嘴保持構(gòu)件進(jìn)行支承的支承構(gòu)件和吸嘴保持構(gòu)件自身上，故能避免隨著該吸嘴保持構(gòu)件移動(dòng)所產(chǎn)生的吸嘴與側(cè)方攝像裝置的相互干涉，其結(jié)果，能盡可能地抑制吸嘴破損等不良情況的發(fā)生。
在上述表面安裝機(jī)中，在上述吸嘴保持構(gòu)件的移動(dòng)范圍內(nèi)，形成有廢棄吸附不良的電子元件的廢棄部，上述控制裝置，使上述側(cè)方攝像裝置對(duì)執(zhí)行電子元件的吸附操作后的吸嘴進(jìn)行攝像，并根據(jù)該側(cè)面圖像而對(duì)該吸嘴判定有無(wú)電子元件的吸附不良，在該判定中判定為存在吸附不良時(shí)，對(duì)吸嘴保持構(gòu)件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以將該電子元件向上述廢棄部搬送而進(jìn)行脫離，另外將該廢棄操作作為上述脫離操作，在該廢棄操作后執(zhí)行上述攝像和判定。
采用上述表面安裝機(jī)，由于在發(fā)生吸嘴對(duì)電子元件的吸附不良時(shí)能將該電子元件廢棄，并能在該廢棄操作后通過(guò)控制裝置對(duì)電子元件進(jìn)行帶回檢測(cè)，故針對(duì)上述判定為吸附不良的電子元件能可靠地執(zhí)行廢棄。
并且，采用上述表面安裝機(jī)，由于為了執(zhí)行電子元件的吸附不良的判定和上述電子元件的帶回判定，而兼用上述側(cè)方攝像裝置，故與為了對(duì)上述雙方進(jìn)行判定而設(shè)置另外的攝像裝置的情況相比，能降低表面安裝機(jī)的成本。
另外，對(duì)于上述吸附不良，可舉出如下情況，電子元件相對(duì)于吸嘴的姿勢(shì)不適當(dāng)，及吸附了不是吸附對(duì)象種類的電子元件等。
在上述表面安裝機(jī)中，上述控制裝置，將通過(guò)吸嘴進(jìn)行的將電子元件安裝在印刷線路板上的安裝操作作為上述脫離操作，在該安裝操作之后執(zhí)行上述攝像和判定。
采用上述表面安裝機(jī)，由于在執(zhí)行電子元件在印刷線路板上的安裝操作之后，能執(zhí)行上述電子元件的帶回檢測(cè)，故能可靠地防止未察覺(jué)電子元件未安裝在印刷線路板上的事態(tài)發(fā)生。


圖1是本發(fā)明的表面安裝機(jī)的局部俯視圖。
圖2是圖1的II-II線剖視圖。
圖3是省略了圖1所示的表面安裝機(jī)的一部分的正面剖視圖。
圖4是表示圖1的表面安裝機(jī)的控制器的功能結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖5是表示圖4的控制器所執(zhí)行的處理的流程圖。
圖6是表示圖5的吸附狀態(tài)檢測(cè)處理的流程圖。
圖7是表示圖5的元件安裝處理的流程圖。
圖8是表示被焊料等弄臟的吸嘴的示意圖，(a)是仰視圖，(b)是側(cè)視圖。
圖9是表示側(cè)方攝像機(jī)和下方攝像機(jī)所攝像的側(cè)面和底面圖像的示意圖，(a)是表示未吸附電子元件C的吸嘴的示意圖，(b)是表示電子元件直立在吸嘴底面上的狀態(tài)，(c)是表示電子元件相對(duì)于吸嘴傾斜地被吸附的狀態(tài)，(d)是表示電子元件以正確的姿勢(shì)被吸嘴吸附的狀態(tài)。
圖10是另一實(shí)施形態(tài)的表面安裝機(jī)的示意圖，與圖3性質(zhì)相同。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明的表面安裝機(jī)的局部俯視圖，圖2是省略了圖1所示的表面安裝機(jī)的一部分的側(cè)面剖視圖，圖3是表示省略了圖1所示的表面安裝機(jī)的一部分的正面剖視圖。
表面安裝機(jī)，主要包括利用各部分機(jī)構(gòu)的操作而將電子元件C(IC、晶體管、電容器等的小片狀芯片元件參照?qǐng)D9(a))安裝在印刷線路板P上的主體機(jī)構(gòu)部1；和控制上述操作的控制器(控制裝置)30(參照?qǐng)D4)。
主體機(jī)構(gòu)部1，具有由基座2等構(gòu)成的安裝機(jī)主體和可相對(duì)該安裝機(jī)主體移動(dòng)的頭部單元(吸嘴保持構(gòu)件)3。
在上述基座2上，設(shè)置有用于搬送印刷線路板的傳送帶4，該傳送帶4搬送載放在其上部的印刷線路板P，并使該印刷線路板P停止在規(guī)定的安裝作業(yè)位置(圖1中所示的位置)。
在上述傳送帶4的兩側(cè)，設(shè)置有元件供給部5，在這些元件供給部5上設(shè)有多列帶式送料器5a。
各個(gè)帶式送料器5a，將以規(guī)定間隔收容、保持有電子元件C的帶從卷筒導(dǎo)出、并間歇性地送出，以便能夠讓頭部單元3將電子元件C取出。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，與各個(gè)帶式送料器5a一起，位于該列端部的存儲(chǔ)桶6設(shè)置在上述基座2上。該存儲(chǔ)桶6是向上方開口的箱式構(gòu)件，可收容在安裝操作中被識(shí)別為廢棄對(duì)象而被搬送的電子元件C，其具體結(jié)構(gòu)將在后將作詳細(xì)敘述。
上述頭部單元3，被配置在基座2的上方，并能夠在上述元件供給部5和印刷線路板P的安裝作業(yè)位置之間移動(dòng)。
具體地說(shuō)，頭部單元3能沿著在與印刷線路板P表面大致平行的平面上相互垂直相交的X軸和Y軸進(jìn)行移動(dòng)。
即，在基座2上設(shè)置有Y軸方向的固定導(dǎo)軌7和由Y軸伺服電動(dòng)機(jī)8所驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠9。并且，在固定導(dǎo)軌7上設(shè)置有頭部單元的支承構(gòu)件10，設(shè)置在該支承構(gòu)件10上的螺母部10a與上述滾珠絲杠9螺合。
并且，在上述支承構(gòu)件10上，設(shè)置有X軸方向的導(dǎo)向構(gòu)件11和由X軸伺服電動(dòng)機(jī)12所驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠13，頭部單元3可移動(dòng)地保持在上述導(dǎo)向構(gòu)件11上，設(shè)置在該頭單元3上的螺母部(未圖示)與上述滾珠絲杠13螺合。
因此，通過(guò)Y軸伺服電動(dòng)機(jī)8的驅(qū)動(dòng)，上述支承構(gòu)件10向Y軸方向移動(dòng)，同時(shí)頭部單元3通過(guò)X軸伺服電動(dòng)機(jī)12的驅(qū)動(dòng)相對(duì)于支承構(gòu)件10沿X軸方向移動(dòng)，采用該結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)頭單元3沿著X軸和Y軸方向的移動(dòng)。
在本實(shí)施形態(tài)中，在上述頭單元3上，沿X軸方向排成1列地設(shè)置有前端具有吸嘴14的6個(gè)安裝用頭部15。
另外，在頭單元3上，對(duì)各安裝用頭部15分別設(shè)有Z軸伺服電動(dòng)機(jī)16和由該Z軸伺服電動(dòng)機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的Z軸滾珠絲杠17。
并且，以相對(duì)于各安裝用頭部15可轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)而被安裝的螺母構(gòu)件18分別與Z軸滾珠絲杠17螺合，該Z軸滾珠絲杠17受Z軸伺服電動(dòng)機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，由此，安裝用頭部15可以在上下方向上移動(dòng)。
在上述頭部單元3上，對(duì)應(yīng)于各個(gè)安裝用頭15分別設(shè)置有使各個(gè)安裝用頭部15圍繞軸(繞R軸)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)19。
這些轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)19，分別與R軸伺服電動(dòng)機(jī)27(參照?qǐng)D4)連接，對(duì)應(yīng)該R軸伺服電動(dòng)機(jī)27的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，分別使安裝用頭部15圍繞R軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
并且，在頭單元3的下端部形成有向離開上述支承構(gòu)件10的方向延伸的保持部20，該保持部20，以貫穿各安裝用頭部15的狀態(tài)進(jìn)行支承。
另外，保持部20的前端部向下方突出，在該突出部的前端部上，安裝有向各安裝用頭部15的側(cè)面進(jìn)行光照射的側(cè)方照明21。該側(cè)方照明21如圖3所示，對(duì)應(yīng)于各吸嘴14設(shè)置有6個(gè)。
另一方面，在上述支承構(gòu)件10上，下垂設(shè)置有攝像機(jī)支承部22，在該攝像機(jī)支承部22的下端部安裝有側(cè)方攝像機(jī)(側(cè)方攝像裝置)23。另外，側(cè)方照明21和側(cè)方攝像機(jī)23，設(shè)置于在Y軸方向上以吸嘴14為界而相對(duì)的位置上。
上述側(cè)方攝像機(jī)23由線傳感器(line sensor)和區(qū)域傳感器(areasensor)構(gòu)成，從側(cè)方對(duì)吸嘴14進(jìn)行攝像，在上述側(cè)方照明21的照明條件下，能夠得到吸嘴14的下端部及其周圍范圍的透射圖像(參照?qǐng)D9)。
并且，對(duì)應(yīng)于上述側(cè)方攝像機(jī)23的X軸方向的位置，在基座2上設(shè)置有從下方對(duì)吸嘴14進(jìn)行攝像的下方攝像部24。
下方攝像部24如圖3所示，具有下方攝像機(jī)25；由被設(shè)置成包圍該下方攝像機(jī)25的攝像范圍并逐漸向上方擴(kuò)展的多個(gè)LED構(gòu)成的拱頂狀下方照明(下方照明裝置)26，能夠得到經(jīng)過(guò)其上方的吸嘴14或被吸附的電子元件C的底面的反射圖像(參照?qǐng)D9)。
另外，下方攝像部24，由于被定位成在X軸方向與上述側(cè)方攝像機(jī)23相同的位置，故以各吸嘴14的Y軸位置與下方攝像機(jī)25位置對(duì)齊的狀態(tài)，使頭部單元3沿著支承構(gòu)件10(X軸方向)移動(dòng)，能使各吸嘴14同時(shí)通過(guò)兩攝像機(jī)23、25的攝像范圍，并能使各吸嘴14連續(xù)地通過(guò)。
因此，若在通過(guò)上述攝像范圍時(shí)，分別使兩攝像機(jī)23、25進(jìn)行攝像，能連續(xù)且同時(shí)獲得關(guān)于各吸嘴14的側(cè)面圖像和底面圖像。
接著，參照?qǐng)D4對(duì)本實(shí)施形態(tài)的控制系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。
控制器30設(shè)置在主體機(jī)構(gòu)部1內(nèi)部的適當(dāng)部位，由已知的執(zhí)行邏輯運(yùn)算的CPU、存儲(chǔ)初始設(shè)定等的ROM、暫時(shí)存儲(chǔ)裝置操作中的各種數(shù)據(jù)的RAM等構(gòu)成。
另外，控制器30具有軸控制裝置31、攝像裝置控制裝置32、圖像存儲(chǔ)器33、搭載信息存儲(chǔ)裝置34、比較信息存儲(chǔ)裝置35和運(yùn)算裝置36。
另外，在上述控制器30上連接有顯示裝置37，該顯示裝置37能夠根據(jù)上述運(yùn)算裝置36的指示顯示安裝機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)等。
軸控制裝置31，控制上述Y軸伺服電動(dòng)機(jī)8、X軸伺服電動(dòng)機(jī)12、Z軸伺服電動(dòng)機(jī)16(第1頭部Z軸伺服電動(dòng)機(jī)～第6頭部Z軸伺服電動(dòng)機(jī))、以及R軸伺服電動(dòng)機(jī)27(第1頭部R軸伺服電動(dòng)機(jī)～第6頭部R軸伺服電動(dòng)機(jī))的驅(qū)動(dòng)。
攝像裝置控制裝置32，對(duì)側(cè)方攝像機(jī)23、下方攝像機(jī)25、側(cè)方照明21和下方照明26的操作進(jìn)行控制。
圖像存儲(chǔ)器33，對(duì)通過(guò)側(cè)方攝像機(jī)23和下方攝像機(jī)25的攝像所獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
搭載信息存儲(chǔ)裝置34，對(duì)有關(guān)安裝在印刷線路板P上的電子元件C的信息進(jìn)行存儲(chǔ)，對(duì)將哪種電子元件C以怎樣的順序安裝在印刷線路板P的哪個(gè)部位等的信息進(jìn)行存儲(chǔ)。
比較信息存儲(chǔ)裝置35，對(duì)在以下說(shuō)明的處理中需要與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較的規(guī)定值(例如關(guān)于后述的光點(diǎn)的閾值)等進(jìn)行存儲(chǔ)。
運(yùn)算裝置36具有CPU等那樣的運(yùn)算功能，根據(jù)存儲(chǔ)在上述搭載信息存儲(chǔ)裝置34中的電子元件C的安裝順序等，對(duì)軸控制裝置31及攝像裝置控制裝置32進(jìn)行控制，并執(zhí)行以下說(shuō)明的安裝處理。
尤其，運(yùn)算裝置36對(duì)存儲(chǔ)在上述比較信息存儲(chǔ)裝置35中的亮度的數(shù)據(jù)與實(shí)際上根據(jù)攝像后的圖像數(shù)據(jù)所計(jì)算出的亮度進(jìn)行比較，對(duì)在吸嘴14上是否有光點(diǎn)進(jìn)行判定，并根據(jù)判定結(jié)果適當(dāng)選擇以后的處理并予以執(zhí)行。
接著，根據(jù)圖5對(duì)利用上述控制器30執(zhí)行的處理進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在吸附電子元件C時(shí)，將用于選定作為對(duì)象的吸嘴14的計(jì)數(shù)器N1設(shè)為1(初始值)(步驟S1)，將N1號(hào)的吸嘴14設(shè)置在元件供給部5上，利用該吸嘴14吸附電子元件C(步驟S2)。
接著，對(duì)所有6個(gè)吸嘴14是否已執(zhí)行上述元件吸附的處理進(jìn)行判定(步驟S3)，若還存在未執(zhí)行吸附的吸嘴14的情況下(步驟S3為NO)，就給上述計(jì)數(shù)器N1加1(步驟S4)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟S2。
另一方面，如果判定所有的吸嘴14都完成了元件吸附的處理(步驟S3為YES)，則在對(duì)被吸附的電子元件C進(jìn)行種類判別時(shí)，將用于選定作為對(duì)象的吸嘴14的計(jì)數(shù)器N2設(shè)為1(初始值)(步驟S5)。
接著，對(duì)N2號(hào)的吸嘴14所吸附的電子元件C是否為BGA(BallGrid Array在下表面具有球狀突起的元件)進(jìn)行判定(步驟S6)。
這里，如果判定被吸附的電子元件C不是BGA(步驟S6為NO)，則點(diǎn)亮與該吸嘴14對(duì)應(yīng)的側(cè)方照明21(步驟S7)。
在執(zhí)行該步驟S7之后，以及判定被吸附的電子元件C是BGA的情況下(步驟S6為YES)，對(duì)N2號(hào)吸嘴14所吸附的電子元件C拍攝底面圖像和側(cè)面圖像(步驟S8)。
另外，在被吸附的電子元件是BGA的情況下，使側(cè)方照明21處于熄燈狀態(tài)，以此抑制在以側(cè)方照明21點(diǎn)燈的狀態(tài)對(duì)BGA的側(cè)面和底面進(jìn)行攝像時(shí)，由該球狀突起反射的照明光所引起的不能明確地檢測(cè)出該BGA輪廓等的不良情況發(fā)生。
接著，判斷所有6個(gè)吸嘴14是否完成了對(duì)電子元件C的攝像(步驟S9)，如果判定還存在未攝像的電子元件C時(shí)(步驟S9為NO)，就給上述計(jì)數(shù)器N2加上1(步驟S10)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟S6。
即，在上述步驟S5～S10中，判斷相對(duì)于各吸嘴14所吸附的每個(gè)電子元件C側(cè)方照明21是否都予以點(diǎn)燈，并使支承構(gòu)件10沿Y軸方向變位以使各吸嘴14經(jīng)過(guò)下方攝像機(jī)25的攝像范圍，并且還使頭部單元沿X軸方向驅(qū)動(dòng)，由此可同時(shí)對(duì)每個(gè)吸嘴14的側(cè)面和底面進(jìn)行攝像，并可針對(duì)各吸嘴連續(xù)進(jìn)行攝像。
而且，在上述步驟S9中，如果判定所有的吸嘴14完成了攝像(步驟S9中的YES)，接著就執(zhí)行檢測(cè)電子元件C的吸附狀態(tài)的吸附狀態(tài)檢測(cè)處理T。
圖6是表示圖5的吸附狀態(tài)檢測(cè)處理T的流程圖。
在吸附狀態(tài)檢測(cè)處理T中，首先在對(duì)電子元件C的吸附狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將用于選定作為對(duì)象的吸嘴14用的計(jì)數(shù)器N3設(shè)定為1(初始值)(步驟T1)。
接著，根據(jù)N3號(hào)的吸嘴14所吸附的電子元件C的底面圖像，對(duì)該底面是否有光點(diǎn)進(jìn)行判斷(步驟T2)。
在該步驟T2中，將上述比較信息存儲(chǔ)裝置35所存儲(chǔ)的每種元件的光點(diǎn)閾值與底面圖像的光點(diǎn)進(jìn)行比較，對(duì)光點(diǎn)的有無(wú)進(jìn)行判斷。
具體地說(shuō)，上述光點(diǎn)閾值中，設(shè)定了光點(diǎn)的面積、光點(diǎn)的最大亮度等上限值，當(dāng)對(duì)上述底面圖像實(shí)施規(guī)定的圖像處理所獲得的光點(diǎn)的面積實(shí)測(cè)值以及亮度實(shí)測(cè)值等超過(guò)上述上限值時(shí)，判定為有光點(diǎn)。
基于這樣的處理，若判定在底面上有光點(diǎn)時(shí)(步驟T2為YES)，根據(jù)N3號(hào)的吸嘴14的側(cè)面圖像，對(duì)電子元件C是否被該吸嘴14所吸附進(jìn)行判斷(步驟T3)。
這里，當(dāng)判定電子元件C未被吸附時(shí)(步驟T3為NO)，則認(rèn)為N3號(hào)的吸嘴14的底面臟了，并通過(guò)上述顯示裝置37將此信息通知操作者(步驟T4)。
即，在底面圖像中檢測(cè)出光點(diǎn)時(shí)(步驟T2中的YES)，通常能判定是形成于電子元件C的底面的突起所造成的下方照明器具26的反射光，而在該狀態(tài)下，判定電子元件C未被吸附時(shí)(步驟T3為NO)，如圖8所示，能判定附著在吸嘴14底面上的焊料H等附著物反射下方照明器具26的光。
而且，若通知吸嘴14臟了，就會(huì)等待操作者從未圖示的輸入裝置輸入確認(rèn)應(yīng)答(步驟T5)，例如，若輸入跳過(guò)N3號(hào)的吸嘴14所進(jìn)行的安裝作業(yè)的指令時(shí)(步驟T5為YES)，就會(huì)給上述計(jì)數(shù)器N3加上1(步驟T6)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟T2。
另一方面，若在上述步驟T2判定為無(wú)光點(diǎn)時(shí)，根據(jù)N3號(hào)的吸嘴14的側(cè)面圖像，對(duì)是否吸附有電子元件C進(jìn)行判斷(步驟T7)。
在該步驟T7中，若判定未吸附有電子元件C時(shí)，即辨明該N3號(hào)的吸嘴14處于既沒(méi)有臟、也未吸附有電子元件C的狀態(tài)(參照?qǐng)D9(a))時(shí)，再次執(zhí)行該吸嘴14的吸附操作(步驟T8)。
當(dāng)電子元件C的吸附操作完成后，與上述相同，對(duì)N3號(hào)的吸嘴14的底面和側(cè)面圖像進(jìn)行攝像(步驟T9)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟T2。另外，在上述步驟T9中，執(zhí)行將上次攝像的底面和側(cè)面圖像更新為這次攝像的圖像的處理。
另一方面，在上述步驟T7判定吸附有電子元件C時(shí)，即在N3號(hào)的吸嘴14上吸附有電子元件C，但是根據(jù)底面圖像無(wú)法識(shí)別該電子元件C時(shí)(如圖9(b)所示，電子元件C直立于吸嘴14的底面等吸附不良的情況)，執(zhí)行廢棄該電子元件C的操作(步驟T10)。
這里，所謂廢棄操作，是指將在上述步驟T7中判定為廢棄對(duì)象的電子元件C搬送至存儲(chǔ)桶6(參照?qǐng)D1)的上方、使電子元件在此進(jìn)行脫離吸嘴14的操作。
當(dāng)完成上述廢棄操作后，就執(zhí)行N3號(hào)的吸嘴14的高度調(diào)整使其進(jìn)入側(cè)方攝像機(jī)23的攝像范圍，同時(shí)還驅(qū)動(dòng)頭部單元3，對(duì)N3號(hào)的吸嘴14的側(cè)面圖像進(jìn)行攝像(步驟T11)，根據(jù)該側(cè)面圖像，、判斷電子元件C是否從第N3號(hào)的吸嘴14脫離(電子元件C的有無(wú))(步驟T12)。
在這里，若判定有電子元件C時(shí)(步驟T12為NO)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟T10，另一方面，若判定無(wú)電子元件C時(shí)(步驟T12中的YES)，則執(zhí)行上述步驟T8的吸附操作。即，在上述步驟T12中，能夠?qū)ξ?4吸附不良的電子元件C執(zhí)行帶回檢測(cè)。
另一方面，在上述步驟T3中，若判定在N3號(hào)的吸嘴14上吸附有電子元件C，即從底面和側(cè)面圖像的雙方都可確認(rèn)有電子元件C存在時(shí)，對(duì)該電子元件C是否以正確的姿勢(shì)被吸嘴14吸附進(jìn)行判定(步驟T13)。
在該步驟T13中，根據(jù)基于N3號(hào)的吸嘴14的攝像數(shù)據(jù)而算出的電子元件C的尺寸等數(shù)據(jù)來(lái)判斷電子元件C的姿勢(shì)。
在該判定中，在判定吸附姿勢(shì)異常的情況下(步驟T13為NO)，例如，在圖9(c)所示的電子元件C相對(duì)于吸嘴14處于傾斜的情況下，執(zhí)行上述步驟T10。
另外，所謂吸附姿勢(shì)異常的電子元件C(即，吸附不良的電子元件C)，不僅可列舉上述圖9(c)所示的電子元件C相對(duì)于吸嘴14的姿勢(shì)不適當(dāng)?shù)那闆r，還可舉出吸附了非吸附對(duì)象種類的電子元件C等情況。
另一方面，在判定吸附姿勢(shì)為正常時(shí)(步驟T13為YES)，即在判定其為圖9(d)所示的姿勢(shì)時(shí)，根據(jù)關(guān)于N3號(hào)的吸嘴14的底面和側(cè)面圖像來(lái)檢測(cè)該吸嘴14與電子元件C的位置偏移量，并基于此算出該電子元件C相對(duì)于線路板P的位置修正量(即關(guān)于頭部單元3的移動(dòng)距離的修正量)(步驟T14)。
接著，判斷是否對(duì)全部吸嘴14完成了吸附狀態(tài)的檢測(cè)(步驟T15)，這里，若判定還處在未完成檢測(cè)的吸嘴14時(shí)(步驟T15中的NO)，對(duì)上述計(jì)數(shù)器N3加上1(步驟T16)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟T2。
另一方面，在上述步驟T15中，若判定全部吸嘴14已完成吸附狀態(tài)的檢測(cè)時(shí)，該處理進(jìn)入圖5的主程序。
參照?qǐng)D5，若上述吸附狀態(tài)檢測(cè)處理T結(jié)束，接著就執(zhí)行元件安裝處理U。
圖7是表示圖5的元件安裝處理的流程圖。
在元件安裝處理U中，首先，根據(jù)上述頭單元3移動(dòng)距離的修正值，將各吸嘴14移動(dòng)至安裝位置，同時(shí)驅(qū)動(dòng)Z軸伺服電動(dòng)機(jī)16、使吸嘴14下降，由此來(lái)安裝該電子元件C，依次對(duì)每個(gè)吸嘴14執(zhí)行該操作(步驟U1)。
安裝電子元件C時(shí)，調(diào)整各吸嘴14的高度位置使其進(jìn)入側(cè)方攝像機(jī)23的攝像范圍，對(duì)該吸嘴14拍攝側(cè)面圖像(步驟U2)。
接著，在檢測(cè)吸嘴14帶回電子元件C時(shí)，將用于選定作為對(duì)象的吸嘴14的計(jì)數(shù)器N4設(shè)為1(初始值)(步驟U3)。
并且，根據(jù)上述側(cè)面圖像，判斷N4的吸嘴14上是否殘留有電子元件C(是否帶回電子元件C)(步驟U4)。
在該步驟U4中，若判定殘留有電子元件C時(shí)，通過(guò)上述顯示裝置37將發(fā)生了未安裝錯(cuò)誤的信息通知給操作者(步驟U5)，并等待操作者就該通知做出確認(rèn)應(yīng)答(步驟U6)。
在這里，若操作者輸入，例如使N3號(hào)的吸嘴14再次執(zhí)行安裝元件的吸附操作的指令時(shí)(步驟U6為YES)，就執(zhí)行上述吸附狀態(tài)檢測(cè)處理T的步驟T10的廢棄操作。
在上述步驟U4中，若判定無(wú)殘留的電子元件C時(shí)，就判斷所有吸嘴14是否完成了上述帶回檢測(cè)(步驟U7)，若判定還存在未執(zhí)行帶回檢測(cè)的吸嘴14時(shí)(步驟U7為NO)，對(duì)上述計(jì)數(shù)器N4加上1(步驟U8)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟U4。
另一方面，若判定所有的吸嘴14都完成了帶回檢測(cè)(步驟U7為YES)，就轉(zhuǎn)移至圖5的主程序。
再次參照?qǐng)D5，若上述元件安裝處理U結(jié)束，接著就判斷電子元件C相對(duì)于印刷線路板P的安裝是否全部結(jié)束(步驟S11)。
這里，若判定未完成所有電子元件C的安裝時(shí)(步驟S11為NO)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟S1，另一方面，若判定全部電子元件C都完成了安裝時(shí)(步驟S11為YES)，就結(jié)束該處理。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，對(duì)應(yīng)于各吸嘴14設(shè)置有多個(gè)側(cè)方照明21，但還可以如圖10所示，在支承構(gòu)件10側(cè)設(shè)置1臺(tái)側(cè)方照明21a來(lái)代替或者增加其效果。這樣，就能獲得各吸嘴14的側(cè)面的反射圖像。
并且，在上述實(shí)施形態(tài)中，側(cè)方攝像機(jī)23安裝在支承構(gòu)件10上，但也可將對(duì)應(yīng)于各吸嘴14的多個(gè)側(cè)方攝像機(jī)23設(shè)置在頭部單元3上。
在本實(shí)施形態(tài)中，由于各側(cè)方攝像機(jī)23與各吸嘴14無(wú)相對(duì)變位，故在這些側(cè)方攝像機(jī)23上可使用區(qū)域傳感器。
并且，在被實(shí)施形態(tài)中，對(duì)于側(cè)方照明，還能采用如圖3所示的在頭部單元3上設(shè)置多個(gè)照明(符號(hào)21)的結(jié)構(gòu)，或如圖10所示的在支承構(gòu)件10上設(shè)置1個(gè)照明(符號(hào)21a)的結(jié)構(gòu)，或者可以兩者都采用，通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇這些照明，能夠有選擇地獲得關(guān)于各吸嘴14的側(cè)面圖像的透射或反射圖像。
如上所述，使用上述表面安裝機(jī)，將側(cè)方攝像機(jī)23設(shè)置在頭部單元3或支承構(gòu)件10的至少一方。
因此，在將側(cè)方攝像機(jī)23設(shè)置在支承構(gòu)件10上時(shí)，使頭部單元3沿X軸移動(dòng)，由此就能將吸嘴14移動(dòng)至側(cè)方攝像機(jī)23的攝像范圍內(nèi)，因此即使上述攝像范圍與吸嘴14之間的距離較長(zhǎng)，也能將吸嘴14保持在頭部單元3的X軸方向的移動(dòng)范圍內(nèi)，從而縮短攝像所需要的頭部單元3的最大移動(dòng)距離，其結(jié)果能從吸嘴14的側(cè)方對(duì)吸嘴14進(jìn)行高速攝像。
另一方面，在將側(cè)方攝像機(jī)23設(shè)置在頭單元3上時(shí)，由于吸嘴14和側(cè)方攝像機(jī)23的雙方都固定在頭部單元3上，于是能將側(cè)方攝像機(jī)23始終保持在上述攝像范圍內(nèi)，故攝像時(shí)不需要移動(dòng)頭部單元3，就能從吸嘴14的側(cè)方對(duì)吸嘴14進(jìn)行高速攝像。
因此，采用上述表面安裝機(jī)，由于能高速地獲得吸嘴14的側(cè)面圖像，故根據(jù)該圖像、能利用控制30而高速地執(zhí)行電子元件C在印刷線路板P上的安裝后的吸嘴14的帶回檢測(cè)。
另外，由于在上述任何場(chǎng)合都不需要將側(cè)方攝像機(jī)23設(shè)置在基座2上，故基座2的面積的大小可設(shè)置成所需的最小限度，而獲得小型化的表面安裝機(jī)。
并且，在上述表面安裝機(jī)中，由于將側(cè)方攝像機(jī)23設(shè)置在可變位地對(duì)頭部單元3進(jìn)行支承的支承構(gòu)件10和頭部單元3自身上，故能避免隨著該頭部單元3的移動(dòng)所產(chǎn)生的吸嘴14與側(cè)方攝像機(jī)23的相互干涉，其結(jié)果，能盡可能地抑制吸嘴14的破損等不良情況的發(fā)生。
另外，采用上述表面安裝機(jī)，由于在發(fā)生吸嘴14對(duì)電子元件C的吸附不良時(shí)(步驟T13為NO)，能將該電子元件C廢棄(步驟T10)，并在該廢棄操作后，能通過(guò)控制器30對(duì)電子元件C進(jìn)行帶回檢測(cè)(步驟T12)，故針對(duì)上述判定為吸附不良的電子元件C能可靠地執(zhí)行廢棄。
另外，采用上述表面安裝機(jī)，由于為了執(zhí)行電子元件C的吸附不良的判定(步驟T13)和上述電子元件C的帶回判定(步驟T12)，而兼用上述側(cè)方攝像機(jī)23，故與為了對(duì)上述雙方進(jìn)行判定而設(shè)置另外的攝像機(jī)的情況相比，能降低表面安裝機(jī)的成本。
另外，采用上述表面安裝機(jī)，由于在執(zhí)行電子元件C在印刷線路板P上的安裝操作(步驟U1)之后，能執(zhí)行所述電子元件C的帶回檢測(cè)(步驟U4)，故能可靠地防止未察覺(jué)電子元件C未安裝在印刷線路板上的事態(tài)發(fā)生。
采用具有存儲(chǔ)桶6的表面安裝機(jī)，在脫離操作(步驟T10的廢棄操作或步驟U1的安裝操作)之后，在檢測(cè)出電子元件C時(shí)(步驟T12為NO或步驟U4為NO)，由于能將該電子元件C廢棄至存儲(chǔ)桶6(步驟T10)，所以該處理之后能迅速地采取必要的措施(例如，步驟T8的元件吸附)。即，能利用控制器30，對(duì)完成判定為吸附不良的電子元件C的廢棄操作之后的吸嘴14，高速執(zhí)行電子元件C的帶回檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種表面安裝機(jī)，具有吸附電子元件的吸嘴的吸嘴保持構(gòu)件，相對(duì)于裝載印刷線路板的基座進(jìn)行相對(duì)變位，由此將上述吸嘴所吸附的電子元件安裝在印刷線路板上，其特征在于，包括支承構(gòu)件，該支承構(gòu)件將上述吸嘴保持構(gòu)件支承在基座上，使上述吸嘴保持構(gòu)件，沿著與裝載于上述基座的印刷線路板的表面大致平行的平面中相互垂直相交的兩軸中任意一方的軸，可以變位自如；側(cè)方攝像裝置，設(shè)置在上述吸嘴保持構(gòu)件和支承構(gòu)件的至少一方，能從側(cè)方對(duì)吸嘴的前端部進(jìn)行攝像；以及控制裝置，使所述側(cè)方攝像裝置對(duì)執(zhí)行電子元件脫離操作后的吸嘴進(jìn)行攝像，并根據(jù)該側(cè)面圖像對(duì)吸嘴下端部是否吸附有元件進(jìn)行判定。
2.如權(quán)利要求1所述的表面安裝機(jī)，其特征在于，在所述吸嘴保持構(gòu)件的移動(dòng)范圍內(nèi)，形成有廢棄吸附不良的電子元件的廢棄部，上述控制裝置，使上述側(cè)方攝像裝置對(duì)執(zhí)行電子元件吸附操作后的吸嘴進(jìn)行攝像，并根據(jù)該側(cè)面圖像而對(duì)該吸嘴判定有無(wú)電子元件的吸附不良，在該判定中判定為存在吸附不良時(shí)，對(duì)吸嘴保持構(gòu)件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以將該電子元件向所述廢棄部搬送而進(jìn)行脫離，另外將該廢棄操作作為上述脫離操作，在該廢棄操作之后執(zhí)行上述攝像和判定。
3.如權(quán)利要求1或2所述的表面安裝機(jī)，其特征在于，上述控制裝置，將通過(guò)吸嘴進(jìn)行的將電子元件安裝在印刷線路板上的安裝操作作為上述脫離操作，在該安裝操作之后執(zhí)行上述攝像和判定。
全文摘要
本發(fā)明是能抑制吸嘴損壞等，并能高速執(zhí)行該吸嘴的帶回檢測(cè)的小型化表面安裝機(jī)。該表面安裝機(jī)，具有吸附電子元件(C)的吸嘴的頭部單元(3)相對(duì)裝載印刷線路板(P)的基座(2)進(jìn)行相對(duì)變位，由此將吸附在所述吸嘴上的電子元件(C)安裝在印刷線路板(P)上，其包括以使頭部單元(3)沿X軸變位自如的形態(tài)將該頭部單元(3)支承在基座(2)上的支承構(gòu)件(10)；設(shè)在所述頭部單元(3)和支承構(gòu)件(10)中的至少一方、能對(duì)吸嘴從側(cè)方進(jìn)行攝像的側(cè)方攝像機(jī)；在執(zhí)行電子元件脫離操作后、根據(jù)電子元件(C)的側(cè)面圖像而對(duì)元件是否被吸附在吸嘴下端部進(jìn)行判定的控制器。
文檔編號(hào)B65G47/91GK1728935SQ200510087630
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月27日
發(fā)明者山田剛 申請(qǐng)人:雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)株式會(huì)社