專利名稱：元件安裝器與安裝方法
本的發(fā)明是有關(guān)于元件安裝器與安裝方法諸如從元件加料槽拾取電子元件并將其安裝到基片上。
典型的元件安裝器用于將電子元件安裝到基片上，它通過具有吸嘴的安裝頭拾取存儲(chǔ)于加料槽的元件，將它們移動(dòng)到基片上方，并將它們安裝到預(yù)定的安裝點(diǎn)。在將元件安裝到基片前，通過檢查它們的類型與位置偏差加以識(shí)別。這種識(shí)別在安裝前通過裝在底部的攝像機(jī)捕獲安裝頭上元件的影像而實(shí)現(xiàn)。
有些安裝器的安裝頭備有兩個(gè)或更多的吸嘴用以提高安裝效率。這種具多個(gè)吸嘴的安裝頭當(dāng)移動(dòng)至加料槽拾取元件時(shí)可拾取兩個(gè)或多個(gè)，以提高拾取過程的效率。拾取元件后，安裝頭移動(dòng)到攝像機(jī)上面而進(jìn)行元件識(shí)別，其特征在于每個(gè)元件的影像被捕獲和識(shí)別。矯正所有測(cè)得的位置偏差后各元件按順序被安裝于基片上的預(yù)定安裝點(diǎn)。
然而傳統(tǒng)上，用多個(gè)吸嘴的安裝頭安裝多個(gè)元件時(shí)，對(duì)于安裝頭所持有的全部元件，都將于安裝元件到基片之前進(jìn)行識(shí)別。這需要大量的時(shí)間用來識(shí)別所有的元件，尤其當(dāng)安裝頭所持有的元件數(shù)增加時(shí)。由于識(shí)別期間無(wú)安裝動(dòng)作發(fā)生，這將使總體安裝節(jié)拍時(shí)間延長(zhǎng)。
本發(fā)明旨在為多個(gè)吸嘴安裝頭高效率地工作提供一元件安裝器與安裝方法。
本發(fā)明的元件安裝器包括(a)一元件加料槽；(b)一具有兩個(gè)或多個(gè)吸嘴用來從加料槽中拾取多個(gè)元件的安裝頭；(c)影像捕獲器，用來獲取吸嘴所持有的每個(gè)元件的影像；(d)識(shí)別器用來通過由影像捕獲而獲得的影像數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)于每個(gè)元件的安裝順序而識(shí)別每個(gè)元件；識(shí)別完成后每個(gè)元件被逐一安裝到安裝對(duì)象上去(比如基片)。
這種布局能夠消除不必要的等待時(shí)間從而提高元件安裝的效率。
本發(fā)明中的元件安裝方法包括以下步驟(a)運(yùn)用具有兩個(gè)或多個(gè)吸嘴的安裝頭從加料槽中拾取元件。
(b)通過影像捕獲器獲取吸嘴上的每個(gè)元件的影像。
(c)按其安裝順序，通過識(shí)別器運(yùn)用所捕獲的影像結(jié)合安裝順序識(shí)別每一元件。
(d)將所識(shí)別的元件逐一安裝到安裝對(duì)象上(如基片)。
在本方法中，多個(gè)元件的影像被捕獲后，每個(gè)元件按其安裝順序被識(shí)別。然后，被識(shí)別的元件立即被安裝到基片上。這樣，安裝操作就能在不需要等待所有被拾取的元件全部被識(shí)別完畢的情況下進(jìn)行。其結(jié)果就是通過消除不必要的等待時(shí)間，元件安裝的效率提高了。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的元件安裝器的透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的元件安裝器的側(cè)向視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的控制系統(tǒng)的框圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的元件安裝器安裝操作的時(shí)間表。
圖5根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例闡述了在元件安裝器中影像如何被獲取。
參閱視圖，本發(fā)明一較佳實(shí)施例的說明如下。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，圖1是透視圖，圖2是元件安裝器的側(cè)視圖。圖3是安裝器控制系統(tǒng)的框解，圖4是元件安裝器安裝操作按較佳實(shí)施例的時(shí)間表。圖5闡述了在元件安裝器中影像是如何被獲取的。
現(xiàn)將本發(fā)明的較佳實(shí)施例中元件安裝器的結(jié)構(gòu)說明如下。
在圖1中，基片12被安置于傳送導(dǎo)軌11上。提供電子元件的加料槽16安裝于傳送導(dǎo)軌11的旁邊。如圖2示，兩根或多根傳送帶18安裝于加料槽16的基座17上，傳送帶18按預(yù)定的間距輸送元件，將元件送到安裝頭13的拾取位置。
安裝頭13通過一驅(qū)動(dòng)器(未標(biāo)出)而水平移動(dòng)，并且兩個(gè)或多個(gè)安裝于安裝頭13底部的吸嘴14從傳送帶18上拾取元件并將它們安裝到基片12即安裝對(duì)象上，用于影像捕獲的流水線攝像機(jī)15，位于加料槽16和傳送導(dǎo)軌11之間。當(dāng)安裝頭13由吸嘴14帶著元件經(jīng)過攝像機(jī)15的上方時(shí)，吸嘴上所帶的每個(gè)元件都由攝像機(jī)15獲取影像。
下一步，就本發(fā)明較佳實(shí)施例中的元件安裝器的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參照?qǐng)D3說明如下。
在圖3中，控制器20是控制元件整個(gè)安裝動(dòng)作的中央處理器。程序存儲(chǔ)器21存儲(chǔ)了一系列的動(dòng)作，包括安裝動(dòng)作所需的程序。安裝數(shù)據(jù)包括類型信息，安裝順序，元件安裝到基片12上的系統(tǒng)坐標(biāo)則存于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器22中。機(jī)械控制器23控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)XY向的臺(tái)面機(jī)構(gòu)從而移動(dòng)安裝頭13和傳送導(dǎo)軌11的傳送機(jī)構(gòu)。
識(shí)別器24，利用流水線攝像機(jī)15獲得的圖像數(shù)據(jù)來識(shí)別安裝頭13上元件的位置。操作與輸入單元25一般是鍵盤或接觸式屏幕，用來輸入控制命令與數(shù)據(jù)。顯示器26是用來顯示由攝像機(jī)15獲得的影像和操作菜單的監(jiān)視器。
如前所述結(jié)構(gòu)的元件安裝器的安裝動(dòng)作將就圖4加以說明。該表顯示當(dāng)安裝頭13在加料槽16與基片12間作一個(gè)往返(一個(gè)安裝周期)時(shí)其工步順序和它們的時(shí)間安排。
起初，安裝頭13移向加料槽16，多個(gè)吸嘴各拾取一個(gè)元件(本較佳實(shí)施例中是六個(gè))。拾取元件的類型與將拾取哪些元件取決于先前存入安裝數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的安裝數(shù)據(jù)。換句話說，每個(gè)吸嘴14按照預(yù)定的安裝順序拾取并安裝一預(yù)定的元件。
安裝頭13，其吸嘴14持有六個(gè)元件，水平移動(dòng)至攝像機(jī)15的上方，如圖5所示。當(dāng)安裝頭13移動(dòng)時(shí)，攝像機(jī)15捕獲每個(gè)吸嘴14上的每個(gè)元件P的影像。該影像數(shù)據(jù)被送到識(shí)別器識(shí)別。
在識(shí)別過程中，首先檢查有否拾取錯(cuò)誤。在這一點(diǎn)上，每個(gè)吸嘴上的元件P的影像，也就是通過捕獲影像檢查每個(gè)吸嘴上是否有元件。如果所有吸嘴14上都沒有元件P，識(shí)別器24將認(rèn)為是吸嘴14的拾取錯(cuò)誤。在這種情況下，不再進(jìn)行位置識(shí)別和元件安裝操作(本來是下一步動(dòng)作)。
拾取錯(cuò)誤的檢查完畢后，將檢查第一個(gè)元件的位置，即在六個(gè)元件的逐一拾取過程中，安裝順序數(shù)據(jù)設(shè)定最先被安裝的那個(gè)元件。第一個(gè)元件的識(shí)別完成后，其他元件也同樣按預(yù)定的安裝順序逐一被識(shí)別。
第一個(gè)元件的位置被識(shí)別后，安裝頭13根據(jù)安裝數(shù)據(jù)開始安裝首先被識(shí)別的元件?；谝训玫降奈恢米R(shí)別結(jié)果計(jì)算出矯正位置偏差所需的的補(bǔ)償量。當(dāng)安裝頭移動(dòng)至基片12上方并且在矯正了每個(gè)位置偏差后安裝初始元件至基片12上，在元件安裝過程中，識(shí)別器24繼續(xù)識(shí)別其他元件的位置。然后，同樣地，經(jīng)位置被識(shí)別的元件被依次安裝。當(dāng)檢測(cè)完第六個(gè)元件的位置并將其安裝到基片上后，所有元件第一回合的安裝就完成了。
比較而言，圖4表示了運(yùn)用傳統(tǒng)方法時(shí)元件安裝操作的部分時(shí)間表。很明顯，相對(duì)于傳統(tǒng)方法，即在每個(gè)安裝回合中僅當(dāng)所有元件的位置被識(shí)別之后整個(gè)安裝操作才開始，圖4中的較佳實(shí)施例減少了以時(shí)間T表示的節(jié)拍時(shí)間。
如上所述，本發(fā)明允許捕獲多個(gè)元件的影像，每個(gè)元件的影像利用被捕獲的影像數(shù)據(jù)按元件安裝順序加以識(shí)別，每個(gè)識(shí)別完畢的元件被迅速，獨(dú)立地安裝到基片上，而無(wú)需在安裝開始前等候所有被拾取的元件全部被識(shí)別。結(jié)果，本發(fā)明消除了多余的等候時(shí)間從而提高了電子元件的安裝效率。
權(quán)利要求
1．一元件安裝器包括A．一元件加料槽；B．一具有多個(gè)吸嘴的安裝頭用來從所述的加料槽中拾取元件；C．影像捕獲器用來給每個(gè)由所述的吸嘴持有的各元件攝像；D．識(shí)別器，利用所述的影像捕獲器按每個(gè)元件的安裝順序獲得的影像數(shù)據(jù)來識(shí)別元件；其中，識(shí)別完畢的元件被依次，獨(dú)立地安裝至安裝目標(biāo)上。
2．如權(quán)利要求1所述元件安裝器，其特征在于所述影像捕獲器是一流水線攝像機(jī)，且所述的安裝頭移動(dòng)到所述的流水線攝像機(jī)以獲得影像數(shù)據(jù)。
3．如權(quán)利要求1所述的元件安裝器，其特征在于所述識(shí)別元件的位置偏差被糾正，然后依次被獨(dú)立安裝到安裝目標(biāo)上。
4．如權(quán)利要求1所述的元件安裝器，其特征在于下當(dāng)所述的識(shí)別元件安裝時(shí)，下一元件的位置被識(shí)別。
5．如權(quán)利要求1所述的元件安裝器，其特征在于拾取錯(cuò)誤的檢測(cè)是在識(shí)別每個(gè)所述的元件前檢測(cè)每個(gè)所述的吸嘴上是否存有元件而實(shí)現(xiàn)。
6．如權(quán)利要求5所述的元件安裝器，其特征在于所述的拾取錯(cuò)誤檢測(cè)是用所述的影像捕獲器所拍攝的影像來實(shí)現(xiàn)。
7．如權(quán)利要求5所述的元件安裝器，其特征在于當(dāng)所說的拾取錯(cuò)誤檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)拾取錯(cuò)誤時(shí)，放棄其特殊吸嘴的位置識(shí)別和安裝。
8．一元件安裝方法包括A．通過一具有多個(gè)吸嘴的安裝頭從元件加料槽中拾取元件；B．利用影像捕獲器給每個(gè)由所述的吸嘴持有的的元件攝取影像；C．通過識(shí)別器按每個(gè)元件的安裝順序獲得的影像對(duì)它們進(jìn)行識(shí)別；D．依次將所識(shí)別的元件獨(dú)立安裝到安裝目標(biāo)上；
9．如權(quán)利要求8所述的元件安裝方法，其特征在于，流水線攝像機(jī)用作所述的影像捕獲器在所述步驟中給每個(gè)元件攝像，并移動(dòng)所述的安裝頭至所述的流水線攝像機(jī)而獲得影像數(shù)據(jù)。
10．如權(quán)利要求8所述的元件安裝方法還包含了在所述的每個(gè)元件的識(shí)別完成后的下一步動(dòng)作為矯正所述每個(gè)元件的位置偏差而計(jì)算補(bǔ)償值；根據(jù)所述的矯正位置偏差的補(bǔ)償值移動(dòng)安裝頭矯正位置偏差。
11．如權(quán)利要求8所述的元件安裝方法，其特征在于在所述的識(shí)別元件被安裝的過程中，下一個(gè)元件的位置同時(shí)被識(shí)別。
12．如權(quán)利要求8所述的元件安裝方法還包含在識(shí)別每個(gè)元件所述步驟之前的下一步動(dòng)作檢測(cè)有無(wú)拾取錯(cuò)誤以檢查在每個(gè)所述吸嘴上元件的有無(wú)。
13．如權(quán)利要求12所述的元件安裝方法，其特征在于所述的拾取錯(cuò)誤檢測(cè)步驟通過由所述的影像捕獲器所捕獲到影像來實(shí)現(xiàn)。
14．如權(quán)利要求12所述的元件安裝方法，其特征在于通過拾取錯(cuò)誤的檢測(cè)步驟而發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的具體吸嘴，并放棄其位置識(shí)別和安裝。
全文摘要
一元件安裝器包括一元件加料槽;具兩個(gè)或多個(gè)吸嘴,以從加料槽中抬取元件的安裝頭;為每個(gè)吸嘴持有的元件攝像的影像捕獲器;和一個(gè)通過由影像捕獲器按每個(gè)元件的安裝順序獲得的影像數(shù)據(jù)而進(jìn)行各元件識(shí)別的識(shí)別器。識(shí)別后每個(gè)元件被迅速而獨(dú)立地安裝到安裝目標(biāo)上。這種配置有利于消除不必要的等待時(shí)間,從而實(shí)現(xiàn)高效率的元件安裝。
文檔編號(hào)H05K13/08GK1283080SQ0012256
公開日2001年2月7日 申請(qǐng)日期2000年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月3日
發(fā)明者角英樹, 野田孝浩, 中原和彥 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社