专利名称：元件安装装置、元件安装方法、成像装置以及成像方法
技术领域：
本发明涉及通过移动吸取元件的吸嘴来将元件安装在板上的元件安装装置及其元件安装方法，以及包括在元件安装装置中并且对由吸嘴吸取的板进行成像的成像装置及其成像方法。
背景技术：
元件安装装置将元件安装在板上，通过使得吸取元件的吸嘴移动，由诸如传送器的板定位单元对该板进行定位。元件安装装置包括成像装置(成像单元)，该成像装置从下方对由吸嘴吸取的元件进行成像，并通过基于所获得的图像识别元件来掌握元件的姿态。由于上述结构，元件安装装置可以将元件以预定姿态正确地安装在板上的预定位置处。当元件是要被表面安装在板的表面上的表面安装元件时，由从元件下方倾斜照射 光的照明装置来对该元件的底表面进行照明，并且对该元件进行成像。识别元件的电极部的位置，以掌握元件的姿态。该表面安装元件包括，例如，除了具有弯曲形状以与板的表面接触的电极部的元件之外，诸如芯片寄存器或芯片电容的芯片元件。当元件是具有向下延伸的向下延伸部的穿孔式元件时，照明装置仅对该向下延伸部进行照明，该照明装置在与向下延伸部的纵向垂直的方向(水平方向)上照射光，对元件进行成像，并且识别穿孔式元件的位置(例如，专利文献I)。例如，该穿孔式元件的向下延伸部是在元件下方延伸的部，诸如电极部或具有要在板的厚度方向上插入的直线形状的插入片。<相关技术文献><专利文献>专利文献I :日本专利公开No. 4576062。
发明内容
<本发明要解决的问题>然而，在其中成像装置包括在水平方向上照射光的照明装置的元件安装装置中，不能对成像装置上方的元件照明。因此，为了照明穿孔式元件的向下延伸部并且使得由成像装置来对这些部成像，必需使吸取元件的吸嘴降低，使得向下延伸部移动到成像装置的内部。然而，如果使吸嘴降低，则存在对元件成像所需要的时间增加、生产节拍增大、以及板的生产率降低的问题。因此，本发明的目的在于提供元件安装装置、元件安装方法、成像装置以及成像方法，使得能够在短时间内执行对穿孔式元件的成像，并且能够防止元件安装装置的生产节拍的增大。〈解决问题的手段〉作为本发明的一个方面，一种成像装置，该成像装置被包括在元件安装装置中，该元件安装装置通过使得吸取元件的吸嘴移动来将元件安装在板上，并且当移动吸嘴使得元件位于成像视场中时，成像装置从下方对由吸嘴吸取的元件成像，该成像装置包括第一照明单元，当由吸嘴吸取并且位于成像视场中的元件是将要被表面安装在板的表面上的表面安装元件时，第一照明单元通过从下方倾斜地向表面安装元件照射光来照明该表面安装元件的底表面；第二照明单元，当由吸嘴吸取并且位于成像视场中的元件是具有向下延伸的向下延伸部的穿孔式元件时，第二照明单元通过以比第一照明单元的光的照射角更接近水平方向照射的照射角向穿孔式元件照射光来仅照明穿孔式元件的向下延伸部；照明切换单元，该照明切换单元基于由吸嘴吸取的元件是表面安装元件还是穿孔式元件来在通过第一照明单元照明元件与通过第二照明单元照明元件之间切换；以及成像执行单元，该成像执行单元对由第一照明单元或第二照明单元照明的元件成像。该成像装置中，不论由吸嘴吸取的元件是表面安装元件还是穿孔式元件，在成像视场中在相同成像高度处对元件成像。在该成像装置中，从第一照明单元照射的光包括散射光，而从第二照明单元照射的光包括平行光或会聚光。在该成像装置中，第二照明单元被设置在比第一照明单元更高的位置处。 作为本发明的一个方面，一种成像方法，该成像方法利用成像装置，该成像装置被包括在元件安装装置中，该元件安装装置通过使得吸取元件的吸嘴移动来将元件安装在板上，该成像装置包括第一照明单元，当由吸嘴吸取并且位于成像视场中的元件是将要被表面安装在板的表面上的表面安装元件时，第一照明单元通过从下方倾斜地向表面安装元件照射光来照明该表面安装元件的底表面；以及第二照明单元，当由吸嘴吸取并且位于成像视场中的元件是具有向下延伸的向下延伸部的穿孔式元件时，第二照明单元通过以比第一照明单元的光的照射角更接近水平方向照射的照射角向穿孔式元件照射光来仅照明穿孔式元件的向下延伸部；并且当移动吸嘴使得元件位于成像视场中时，该成像装置从下方对由吸嘴吸取的元件成像，该成像方法包括照明切换过程，该照明切换过程基于由吸嘴吸取的元件是表面安装元件还是穿孔式元件，来在通过第一照明单元照明元件与通过第二照明单元照明元件之间切换；以及成像执行过程，该成像执行过程对由第一照明单元或第二照明单元照明的元件成像。该成像方法中，不论由吸嘴吸取的元件是表面安装元件还是穿孔式元件，在成像视场中在相同成像高度处对元件成像。在该成像方法中，从第一照明单元照射的光包括散射光，而从第二照明单元照射的光包括平行光或会聚光。在该成像方法中，第二照明单元被设置在比第一照明单元更高的位置处。作为本发明的一个方面，一种元件安装装置，包括定位板的板定位单元；供应元件的元件供应单元；吸取从元件供应单元供应的元件的吸嘴；成像单元，当由吸嘴吸取并且移动到成像视场的元件是将要被表面安装在板的表面上的表面安装元件时，该成像单元通过用第一照明单元来照明表面安装元件的底表面而从下方对表面安装元件成像，该第一照明单元从下方倾斜地向表面安装元件照射光，并且当由吸嘴吸取并且移动到成像视场中的元件是具有向下延伸的向下延伸部的穿孔式元件时，该成像单元通过用第二照明单元来仅照明向下延伸部而从下方对穿孔式元件成像，该第二照明单元以比第一照明单元的光的照射角更接近水平方向照射的照射角向穿孔式元件照射光；以及安装控制单元，在通过成像单元对元件成像之后，该安装控制单元基于通过成像所获得的图像来掌握元件的姿态，并且基于所掌握的姿态来将元件安装在由板定位单元所定位的板上。作为本发明的一个方面，一种元件安装装置的元件安装方法，该元件安装装置包括定位板的板定位单元、供应元件的元件供应单元、吸取从元件供应单元供应的元件的吸嘴以及、从下方对元件成像的成像单元，其中，该元件安装方法包括下述过程当由吸嘴吸取并且移动到成像单元的成像视场中的元件是将要被表面安装在板的表面上的表面安装元件时，通过用第一照明单元来照明表面安装元件的底表面而从下方对表面安装元件成像，该第一照明装置从下方倾斜地向表面安装元件照射光，并且当由吸嘴吸取并且移动到成像单元的成像视场中的元件是具有向下延伸的向下延伸部的穿孔式元件时，通过用第二照明单元来仅照明向下延伸部而从下方对穿孔式元件成像，该第二照明单元以比第一照明单元的光的照射角更接近水平方向照射的照射角向穿孔式元件照射光；以及基于在成像单元对元件成像之后所获得的图像来掌握元件的姿态，并且基于所掌握的姿态来将元件安装在由板定位单元所定位的板上。〈本发明的效果〉 本发明中，除了通过从下方倾斜地向位于成像视场中的表面安装元件照射光来照明表面安装元件的底表面的第一照明单元之外，成像单元或成像装置还包括第二照明单元，作为照明单元以仅照明位于成像视场中的穿孔式元件的向下延伸部，其中该第二照明单元以比第一照明单元的光的照射角更接近水平方向照射的照射角(换言之，不是水平方向照射)来照射光。在本发明中，当通过第一照明单元照明元件以及当通过第二照明单元照明元件时，元件的成像区域都能够被设置为位于成像装置上方，并且不论由吸嘴吸取的元件是表面安装元件还是穿孔式元件，都能够在成像视场中以相同高度对元件成像。因此，在本发明中，当被吸取的穿孔式元件位于成像装置的成像视场中时，不必如以前一旦吸嘴的水平移动停止就使吸嘴降低。缩短了穿孔式元件的成像所需要的时间，并且可以防止元件安装装置的生产节拍的增大。另外，本发明中，能够并排设置当对表面安装元件成像时使用的第一照明单元和当对穿孔式元件成像时使用的第二照明单元，并且能够在与对表面安装元件成像的高度相同的成像高度处对穿孔式元件成像。因此，在本发明中，不论元件是表面安装元件还是穿孔式元件，当对元件成像时的吸嘴的操作能够照常执行。
图I是本发明的一个实施例中的元件安装装置的平面图。图2是本发明的实施例中的元件安装装置的侧视图。图3的(a)是将要通过本发明的实施例中的元件安装装置安装在板上的表面安装元件的立体图；图3的(b)是将要通过本发明的实施例中的元件安装装置安装在板上的穿孔式元件的立体图。图4是示出本发明的实施例中的元件安装装置的控制系统的框图。图5是本发明的实施例中的元件安装装置所包括的元件照相机的侧视图。图6是本发明的实施例中的元件照相机的平面图。图7是本发明的实施例中的元件照相机的侧视图。图8是本发明的实施例中的元件照相机的侧视图。图9的(a)和(b)是示出由本发明的实施例中的元件照相机成像的表面安装元件的图像数据的示例的示图。图10的(a)和(b)是示出由本发明的实施例中的元件照相机成像的穿孔式元件的图像数据的示例的示图。图11是示出本发明的实施例中的元件安装装置执行的元件安装过程的顺序的流程图。
具体实施例方式下面，参考附图描述本发明的实施例。在图I和图2中示出的元件安装装置I是重复执行一系列动作的装置，这些动作包括输入和定位板2，将元件4安装到定位的板2上的电极3，以及输出其上已经安装了元件4的板2。在本实施例中，在元件安装装置I中传送板2的方向(图I中所示的箭头A)被假设为X轴方向，垂直于X轴方向的水平平面中的方向被假设为Y轴方向(前后方向)，并且上下方向被假设为Z轴方向。在Y轴方向(前后方 向)上，其中操作者OP在元件安装装置I前通常所位于的侧面(图I中纸的底侧)被假设为前侧，并且另一侧被假设为后侧。在图I和图2中，元件安装装置I包括传送器12、多个带式馈送器13和盘式馈送器14、头移动机器人15、两个安装头16、吸嘴17、板照相机18以及两个元件照相机19。传送器12被设置在基台11上并且是用于传送板2并且将板2定位到预定操作位置(图I中所示的位置)的板定位单元。带式馈送器13和盘式馈送器14是用于供应元件4的元件供应单元。头移动机器人15是X-Y坐标系型机器人，并且被设置在基台11上。头移动机器人15在水平平面中移动两个安装头16。各个吸嘴17沿垂直方向上可旋转并且可移动地被设置在各个安装头16中，并且吸取从带式馈送器13和盘式馈送器14供应的元件4。各个板照相机18被设置在各个安装头16中。两个元件照相机19 (成像装置)被设置在基台11上的传送器12的两侧的位置中。在图I和图2中，传送器12包括在基台11上在X轴方向上延伸的一对带传送器。传送器12在X轴方向上传送板2,其中从下方在Y轴方向上支承板2的两端。在图I和图2中，多个带式馈送器13被设置在底座13C上，操作者OP将底座13C附连到基台11的前侧。带式馈送器13连续地将元件4供应到元件供应端口 13p，元件供应端口 13p被设置在基台11的中心部的端部处。操作者OP将盘式馈送器14附连到基台11的后侧。盘式馈送器14通过容纳元件4的托盘14t来供应元件4。在本实施例中，例如，如图3的(a)所示，各个带式馈送器13供应的元件4是表面安装元件4a，该表面安装元件4a具有多个(这里16个)电极部4D，电极部4D具有弯曲形状以与板2的表面接触。例如，如图3的(b)所示，盘式馈送器14供应的元件4是穿孔式元件4b,该穿孔式元件4b具有多个(这里16个)向下延伸部4F,向下延伸部4F向下延伸并且具有通过插入到板2中而被附连到板2的直线形状。在图I和图2中，头移动机器人15包括Y轴台15a、两个X轴台15b以及两个移动台架15c，Y轴台15a被设置成在传送器12上方在Y轴方向上延伸，两个X轴台15b在X轴方向上延伸并且被设置在Y轴台15a上以在Y轴方向上移动，两个移动台架15c被分别设置在两个X轴台15b上以在X轴方向上移动。移动台架15c被分别附连到两个安装头16，并且随着头移动机器人15的移动而在基台11上水平移动，即，X轴台15b相对于Y轴台15a的移动与移动台架15c相对于X轴台15b的移动的合成。在图I和图2中，设置在各个安装头16中的吸嘴17通过真空吸取从带式馈送器13或盘式馈送器14供应的元件4来拾取元件4，在由传送器12定位的板2上的预定部位(元件安装部位)处解除元件4的真空吸取，并且使得元件4与吸嘴17分离。以该方式，吸嘴17将元件4安装到板2上。在图I和图2中，各个板照相机18向下转到成像视场，并且从板标记(图中未示出)上方进行成像，板标记是当板2通过传送器12定位在工作位置处时设置在板2上的感测板2的位置的标记。在图I和图2中，各个元件照相机19向上转到成像视场，并且从元件4下方进行成像，元件4由安装头16吸取并且通过安装头16的移动而被定位到成像视场。元件安装装置I包括的控制装置20 (图2和图4)控制包括致动器(未示出)的传 送器驱动机构21 (图4)的操作，使得传送器12传送板2并且将其定位到操作位置。控制装置20控制致动器(未示出)的带式馈送器驱动机构22 (图4)的操作，使得带式馈送器13将元件4供应到元件供应端口 13p。控制装置20控制包括致动器(未示出)的盘式馈送器驱动机构23 (图4)的操作，使得盘式馈送器14供应元件4。控制装置20控制使得头移动机器人15致动的机器人驱动机构24 (图4)的操作，使得各个安装头16在水平平面中的方向上移动。控制装置20控制包括致动器(未示出)的吸嘴驱动机构25 (图4)的操作，使得吸嘴17相对于安装头16垂直和转动地移动。控制装置20将真空压力供应到吸嘴17，并且通过控制包括致动器(未示出)的吸取机构26 (图4)的操作来解除真空压力的供应，使得通过吸嘴17来吸取(拾取)和不吸取(分离)元件4。控制装置20控制各个板照相机18的成像操作以及各个元件照相机19 (图4)的成像操作。通过各个板照相机18的成像动作所获得的图像数据以及通过各个元件照相机19的成像动作所获得的图像数据被分别发送到控制装置20，并且被处理为在控制装置20所包括的图像识别部20a (图4)中被识别。该实施例的特征在于如下面描述的元件照相机19的结构。如图5和图6中所示，各个元件照相机19包括设置在基台11上的外壳31、设置在外壳31内的第一照明装置32、第二照明装置33、照明切换部34和成像执行部35。在图5和图6中，第一照明装置32被设置成多个(这里，四个)装置以围绕外壳31的垂直中心轴J。各个第一照明装置32从下方向元件4倾斜地照射光(指第一照明装置32的光轴LI)，该元件4位于元件照相机19上方并且在元件照相机19的成像视场Rg中。从各个第一照明装置32照射的光包括散射光，使得能够照明大的区域。从第一照明装置32照射的光从下方照明位于元件照相机19的成像视场Rg中的元件4的底表面(图7)。在图5和图6中，第二照明装置33被设置成多个(这里，六个)装置以围绕外壳31的垂直中心轴J。各个第二照明装置33以比各个第一照明装置32的光的照射角0 I (图5)更接近水平照射方向(朝向水平方向的照射)的角度0 2 (图5)(指第二照明装置33的光轴L2)来向位于元件照相机19上方的成像视场中的元件4照射光。从各个第二照明装置33照射的光包括平行光或会聚光，使得能够局部照明。当位于元件照相机19的成像视场中的元件4是穿孔式元件4b时，从各个第二照明装置33照射的光仅照射穿孔式元件4b所包括的向下延伸部4F (具体来说，向下延伸部4F的底端)(图8)。如图5所示，第二照明装置33在比第一照明装置32更高的位置处(但是，这些位置不会阻挡来自第一照明装置32的光)设置在外壳31中。因此，整个元件照相机19具有紧凑的结构，即整个元件照相机19不会横向展开太大。照明切换部34基于来自控制装置20的指令在元件4由第一照明装置32照明与元件4由第二照明装置33照明之间进行切换。控制装置20基于其中记录了元件安装操作过程的安装程序的内容来确定由吸嘴17吸取的元件4是表面安装元件4a还是穿孔式元件4b。控制装置20在由吸嘴17吸取的元件是表面安装元件4a时对照明切换部34输出使得第一照明装置32点亮的指令，而在由吸嘴17吸取的元件是穿孔式元件4b时对照明切换部34输出使得第二照明装置33点亮的指令。成像执行部35具有由线传感器(图中未示出)形成的成像元件。成像执行部35被 设置在外壳31中，使得成像光轴K与外壳31的垂直中心轴J相对应。成像执行部35由控制装置20来控制，并且执行由第一照明装置32或第二照明装置33 (图4)照明的元件4的成像。以该方式，照明切换部34用作照明切换单元，该照明切换单元基于由吸嘴17吸取的元件4，即位于元件照相机19的成像视场Rg中的作为成像目标的元件4，是表面安装元件4a或穿孔式元件4b，来在元件4由第一照明装置32照明与元件4由第二照明装置33照明之间进行切换。成像执行部35用作成像执行单元，该成像执行单元执行对由第一照明装置32或第二照明装置33照明的元件4的成像。除了通过从下方倾斜地向位于成像视场Rg中的表面安装元件4a照射光来照明表面安装元件4a的底表面的第一照明装置外，具有上述结构的元件照相机19还包括第二照明装置33，该第二照明装置33作为照明单元以比第一照明装置32的光的照射角更接近水平方向照射的照射角(如图5所示，小于第一照明装置32的光的照射角，不是水平方向照射)来照射光而仅对位于成像视场Rg中的穿孔式元件4b的向下延伸部4F进行照明。对于元件照相机19，当元件4由第一照明装置32照明并且当元件4由第一照明装置33照明时，元件照相机19进行成像的元件4的成像区域Ar (图5)可以被设置成位于元件照相机19上方。换言之，当元件4是表面安装元件4a时并且当元件4是穿孔式元件4b时，元件照相机19进行成像的元件4的成像区域Ar (图5)可以被设置成位于元件照相机19上方。因此，不论由吸嘴17吸取的元件4是表面安装元件4a还是穿孔式元件4b，元件照相机19都可以在成像视场Rg (图7和图8)中在相同成像高度H对元件4进行成像。当其底表面由第一照明装置32照明的表面安装元件4a的成像由成像执行部35来执行时，获得诸如图9的(a)和(b)中的那些的图像，其中，相应的电极部4D看起来比表面安装元件4a的底表面更亮。控制装置20可以基于图像来识别表面安装元件4a所包括的电极部4D的位置，并且因此，可以掌握表面安装元件4a的姿态。当仅其向下延伸部4F由第二照明装置33照明的穿孔式元件4b的成像由成像执行部35来执行时，获得诸如图10的(a)和(b)中的那些的图像，其中，可以看到，由于光没有击中穿孔式元件4b的底表面，所以穿孔式元件4b的底表面是暗的，并且仅光所击中的向下延伸部4F的底端是亮的。控制装置20可以基于图像来识别穿孔式元件4b所包括的向下延伸部4F的位置，并且因此可以掌握穿孔式元件4b的姿态。基于由如上所述的成像执行部35的成像动作所获得的元件4的图像，控制装置20掌握元件4的姿态，并且确定元件中是否识别到异常点。这里，例如，如果在表面安装元件4a的电极部4D处识别到弯曲或缺陷，或者例如，在穿孔式元件4b的向下延伸部4F处识别至IJ弯曲或缺陷，则识别到元件4的异常点。图9的(a)是在表面安装元件4a所包括的所有16个电极部4D中没有产生弯曲并且所有的电极部4D都顺序对齐的图像的示例。在该情况下，控制装置20确定在表面安装元件4a中没有识别到异常点。图9的(b)是当16个电极部4D中的一个(显示为4Dp)中已经产生弯曲并且已产生弯曲的电极部4Dp没有与其他电极部4D对齐时的图像的示例。在该情况下，控制装置20确定在表面安装元件4a中识别到异常点。图10的(a)是在穿孔式元件4b所包括的所有16个向下延伸部4F中没有产生弯 曲并且所有的向下延伸部4F顺序对齐的图像的示例。在该情况下，控制装置20确定在穿孔式元件4b中没有识别到异常点。图10的(b)是当16个向下延伸部4F中的一个(示作4Fp)中已经产生弯曲并且已经产生弯曲的向下延伸部4Fp不与其他向下延伸部4F对齐时的图像的示例。在该情况下，控制装置20确定在穿孔式元件4b中识别到异常点。然后，得到确定获得由吸嘴17吸取的元件4中异常点的存在或不存在的结果。当在元件4中没识别到异常点时，基于所掌握的元件4的姿态，控制装置20使得吸嘴17 (安装头16)移动，使得由吸嘴17吸取的元件4被正确地安装在由传送器12定位的板2上的元件安装部位上。另一方面，当在由吸嘴17吸取的元件4中识别到异常点时，控制装置20丢弃元件4而不安装在板2上。在由具有上述结构的元件安装装置I执行的元件安装操作中，首先，控制装置20使得已经从放置在元件安装装置的上游的其他装置(例如，焊料印刷机器)发送的板2通过由传送器121输出而被定位在预定操作位置处(图11中所示的步骤ST1)。通过致动头移动机器人15来使得板照相机18 (安装头16)在板2上方移动，通过使得板照相机18对在板2上的板标记进行成像来执行图像识别，并且计算与板2的正常操作位置的位置偏离(图11所示的步骤ST2)。在计算板2的位置偏离之后，控制装置20通过致动头移动机器人15来使得安装头16在带式馈送器13上方移动，并且使得吸嘴17触及在带式馈送器13的元件供应端口13p处供应的元件4。同时，通过执行吸取机构26的操作控制来将真空气压供应到吸嘴17，并且通过吸嘴17来吸取和拾取元件4 (图11所示的步骤ST3)。控制装置20从安装程序中的内容确定吸嘴17当前吸取的元件4是否是穿孔式元件4b (图11中所示的步骤ST4)。当吸嘴17当前吸取的元件4不是穿孔式元件4b (表面安装元件4a)时，点亮第一照明装置32 (图11中所示的步骤ST5)，并且当吸嘴17当前吸取的元件4是穿孔式元件4b时，点亮第二照明装置33 (图11中所示的步骤ST6)。因此，步骤ST4至ST6是下述过程基于元件4是表面安装元件4还是穿孔式元件4b来在吸嘴17吸取元件4由第一照明装置32照明与元件4由第二照明装置33照明之间进行改变。在基于吸嘴17当前吸取的元件4是否是穿孔式元件4b来点亮第一照明装置32或第二照明装置33之后，控制装置20通过使得吸嘴17 (安装头16)移动来使得元件4位于元件照相机19的成像视场Rg中，并且元件4由元件照相机19从下方进行成像(图11中所示的步骤ST7)。可以在执行扫描动作以水平地移动吸嘴17 (安装头16)，使得元件4水平地跨越元件照相机19的同时，对元件4进行成像。通常，一旦吸嘴17的移动停止在元件照相机19上方，就使吸嘴17降低，在成像执行部35中必须使用昂贵的区域传感器。然而，在本实施例中，在元件照相机19中，因为根据上面的扫描动作，线传感器可以用于成像执行部35，因此可以节省成本。在元件照相机19对元件4进行成像之后，控制装置20通过执行在成像中获得的元件4的图像数据的图像识别来确定在元件4中是否识别到异常点(图11中所示的步骤ST8)。因此，当在元件4中没有识别到异常点时，控制装置20掌握元件4相对于吸嘴17的姿态，并且计算与吸嘴17的位置偏离(吸取偏离)(图11中所示的步骤ST9)。控制装置20通过控制吸嘴驱动机构25的操作来使得吸嘴17 (安装头16)移动到板2的上方，使得由吸 嘴17吸取的元件4与由传送器12定位的板2上的目标安装位置接触(通过位于元件安装装置I的上游的焊料印刷机器来将焊料印刷在目标安装部位处的电极3上)，通过执行吸取机构26的操作控制来解除对吸嘴17的真空压力的供应，并且将元件4安装在板2上(图11所示的步骤ST10)。 这里，当元件4被安装在板2上时，在考虑了步骤ST9中掌握的元件4的姿态之后，控制装置20执行吸嘴17的位置修正(包括旋转修正)以消除在板照相机18对板标记进行成像时所获得的板2的位置偏离以及在元件照相机19对元件4进行成像时所获得的原件4与吸嘴17的位置偏离(吸取偏离)。因此，控制装置20变成安装控制单元，在作为成像装置的元件照相机19对元件4进行成像之后，该安装控制单元基于通过成像所获得的图像来掌握元件4的姿态，并且基于所掌握的姿态来使得元件4被安装在由传送器12定位的板2上。此外，步骤ST9和步骤STlO称为下述过程基于在步骤ST7中通过元件照相机19的成像所提供的图像来掌握元件4的姿态，并且基于所掌握的姿态来使得元件4被安装在由传送器12定位的板2上。另一方面，当在步骤ST8中在元件4中识别出异常点时，控制装置20将由吸嘴17吸取的元件4丢弃到预定的元件丢弃位置(图中未示出)(图11中所示的步骤ST11)。在步骤STlO或步骤STll完成之后，控制装置20确定应当被安装在板2上的所有元件4是否已经被安装在板2上(图11中所示的步骤ST12)。当应当被安装在板2上的所有元件4还没被安装在板2上时，该过程返回到步骤ST3，并且拾取下一元件4，并且当应当被安装在板2上的所有元件4已经被安装在板2上时，致动传送器12并且将板2输出到位于元件安装装置I的下游的其他装置(例如，后安装检查机器)(图11中所示的步骤ST13)。如上所述，包括在元件安装装置I中的元件照相机19包括第一照明装置32，当由吸嘴17吸取并且位于成像视场Rg中的元件4是将要被表面安装在板2的表面上的表面安装元件4a时，该第一照明装置作为第一照明单元通过从下方倾斜地对元件4照射光来照明元件4 (表面安装元件4a)的底表面；第二照明装置33，当由吸嘴17吸取并且位于成像视场Rg中的元件4是具有向下延伸的向下延伸部4F的穿孔式元件4b时，第二照明装置作为第二照明单元以比第一照明装置32的光的照射角更接近水平方向照射的照射角(不是水平方向照射，但小于第一照明装置32的光的照射角)对元件4照射光来仅对元件4 (穿孔式元件4b)的向下延伸部4F进行照明；照明切换部34，该照明切换部34作为照明切换单元而基于由吸嘴17吸取的元件4是表面安装元件4a还是穿孔式元件4b来在元件4由第一照明装置32照明与元件4由第二照明装置33照明之间进行切换；以及成像执行部35，该成像执行部35作为成像执行单元对由第一照明装置32或第二照明装置33照明的元件4进行成像。另外，元件照相机19的成像方法包括下述过程(步骤ST4-ST6):基于由吸嘴17吸取的元件4是表面安装元件4a还是穿孔式元件4b来在元件4由第一照明装置32照明与元件4由第二照明装置33照明之间进行切换；以及对由第一照明装置32照明或者第二照明装置33照明的元件4进行成像(步骤ST7)。对于本实施例中元件照相机19及其成像方法，如上所述，当元件4由第一照明装置32照明并且当元件4由第二照明装置33照明时，元件4的成像区域Ar可以北设置成位于元件照相机19上方。另外，对于本实施例中的元件照相机19及其成像方法，不论由吸嘴 17吸取的元件4是表面安装元件4a还是穿孔式元件4b，都可以在成像视场Rg中在相同的成像高度H处对元件4进行成像。因此，在本发明的元件照相机19及其成像方法中，当吸取的元件4位于元件照相机19的视场中时，不必如之前一旦吸嘴17的水平移动停止就使吸嘴17降低。缩短了穿孔式元件4b的成像所需要的时间，并且可以防止元件安装装置的生产节拍的增大。另外，对于本实施例中的元件照相机19及其成像方法，可以并排设置在对表面安装元件4a进行成像时使用的第一照明装置32和在对穿孔式元件4b进行成像时使用的第二照明装置33，并且可以在与对表面安装元件4a进行成像的高度相同的成像高度H处对穿孔式元件4b进行成像。因此，对于本实施例中的成像照相机19及其成像方法，不论元件4是表面安装元件4a还是穿孔式元件4b，当对元件4进行成像时，可以恒定地执行吸嘴17的操作。在本实施例中的成像装置(元件照相机19)和成像方法中，当第一照明装置32和第二照明装置33 二者照射光时，可以对具有向下延伸部(突出物)类型的元件(例如，BGA)以及表面安装元件进行成像。虽然参考具体实施例详细描述了本发明，但是明显的是，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种变型和修改。本申请基于2011年3月2日提交的日本专利申请(专利申请2011-044644)以及2011年3月2日提交的日本专利申请(专利申请2011-044645)，其内容通过引用并入本文。<工业实用性>提供了元件安装装置、元件安装方法、成像装置以及成像方法，使得可以在短时间内执行穿孔式元件的成像，并且可以防止元件安装装置的生产节拍的增大。<附图标记说明>I元件安装装置2 板3 电极4 元件
4a表面安装元件4b穿孔式元件4D、4Dp 电极部4F、4Fp向下延伸部11 基台12传送器(板定位单元)13带式馈送器(元件供应单元)13C 底座 13p元件供应端口14盘式馈送器(元件供应单元)14t 托盘15头移动机器人15a Y 轴台15b X 轴台16安装头17 吸嘴18板照相机19元件照相机(成像装置)20控制装置(照明切换单元)20a图像识别部21传送器驱动机构22带式馈送器驱动机构23盘式馈送器驱动机构24机器人驱动机构25吸嘴驱动机构26吸取机构31 外壳32第一照明装置(第一照明单元)33第二照明装置(第二照明单元)34照明切换部(照明切换单元)35成像执行部(成像执行单元)A 箭头Ar成像区域J 垂直中心轴K 成像光轴L1、L2 光轴OP操作者Rg成像视场H 成像高度
权利要求
1.一种成像装置，所述成像装置被包括在元件安装装置中，所述元件安装装置通过使得吸取元件的吸嘴移动来将所述元件安装在板上，并且当移动所述吸嘴使得所述元件位于成像视场中时，所述成像装置从下方对由所述吸嘴吸取的所述元件成像，所述成像装置包括 第一照明单元，当由所述吸嘴吸取并且位于所述成像视场中的元件是将要被表面安装在所述板的表面上的表面安装元件时，所述第一照明单元通过从下方倾斜地向所述表面安装元件照射光来照明所述表面安装元件的底表面， 第二照明单元，当由所述吸嘴吸取并且位于所述成像视场中的元件是具有向下延伸的向下延伸部的穿孔式元件时，所述第二照明单元通过以比所述第一照明单元的光的照射角更接近水平方向照射的照射角向所述穿孔式元件照射光来仅照明所述穿孔式元件的向下延伸部， 照明切换单元，所述照明切换单元基于由所述吸嘴吸取的元件是表面安装元件还是穿孔式元件来在通过所述第一照明单元照明所述元件与通过所述第二照明单元照明所述元件之间切换，以及 成像执行单元，所述成像执行单元对由所述第一照明单元或所述第二照明单元照明的所述元件成像。
2.根据权利要求I所述的成像装置，其中，不论由所述吸嘴吸取的元件是表面安装元件还是穿孔式元件，在所述成像视场中在相同成像高度处对所述元件成像。
3.根据权利要求I或2所述的成像装置，其中，从所述第一照明单元照射的光包括散射光，而从所述第二照明单元照射的光包括平行光或会聚光。
4.根据权利要求I至3中的任何一项所述的成像装置，其中，所述第二照明单元被设置在比所述第一照明单元更高的位置处。
5.一种成像方法，所述成像方法利用成像装置，所述成像装置被包括在元件安装装置中，所述元件安装装置通过使得吸取元件的吸嘴移动来将元件安装在板上，所述成像装置包括第一照明单元，当由所述吸嘴吸取并且位于成像视场中的元件是将要被表面安装在所述板的表面上的表面安装元件时，所述第一照明单元通过从下方倾斜地向所述表面安装元件照射光来照明所述表面安装元件的底表面；以及第二照明单元，当由所述吸嘴吸取并且位于所述成像视场中的元件是具有向下延伸的向下延伸部的穿孔式元件时，所述第二照明单元通过以比所述第一照明单元的光的照射角更接近水平方向照射的照射角向所述穿孔式元件照射光来仅照明所述穿孔式元件的向下延伸部；并且当移动所述吸嘴使得所述元件位于所述成像视场中时，所述成像装置从下方对由所述吸嘴吸取的所述元件成像，所述成像方法包括 照明切换过程，所述照明切换过程基于由所述吸嘴吸取的元件是表面安装元件还是穿孔式元件来在通过所述第一照明单元照明所述元件与通过所述第二照明单元照明所述元件之间切换，以及 成像执行过程，所述成像执行过程对由所述第一照明单元或所述第二照明单元照明的所述元件成像。
6.根据权利要求5所述的成像方法，其中，不论由所述吸嘴吸取的元件是表面安装元件还是穿孔式元件，在所述成像视场中在相同成像高度处对所述元件成像。
7.根据权利要求5或6所述的成像方法，其中，从所述第一照明单元照射的光包括散射光，而从所述第二照明单元照射的光包括平行光或会聚光。
8.根据权利要求5至7中的任何一项所述的成像方法，其中，所述第二照明单元被设置在比所述第一照明单元更高的位置处。
9.一种元件安装装置，包括 定位板的板定位单元， 供应元件的元件供应单元， 吸嘴，所述吸嘴吸取从所述元件供应单元供应的元件， 成像单元，当由所述吸嘴吸取并且移动到成像视场的元件是将要被表面安装在所述板的表面上的表面安装元件时，所述成像单元通过用从下方倾斜地向所述表面安装元件照射光的第一照明装置来照明所述表面安装元件的底表面而从下方对所述表面安装元件成像，并且当由所述吸嘴吸取并且移动到所述成像视场中的元件是具有向下延伸的向下延伸部的穿孔式元件时，所述成像单元通过用以比所述第一照明单元的光的照射角更接近水平方向照射的照射角向所述穿孔式元件照射光的第二照明单元来仅照明所述向下延伸部而从下方对所述穿孔式元件成像，以及 安装控制单元，在通过所述成像单元对所述元件成像之后，所述安装控制单元基于通过所述成像所获得的图像来掌握所述元件的姿态，并且基于所掌握的姿态来将所述元件安装在由所述板定位单元所定位的所述板上。
10.一种元件安装装置的元件安装方法，所述元件安装装置包括定位板的板定位单元、供应元件的元件供应单元、吸取从所述元件供应单元供应的元件的吸嘴、以及从下方对元件成像的成像单元，其中，所述元件安装方法包括下述过程 当由所述吸嘴吸取并且移动到所述成像单元的成像视场的元件是将要被表面安装在所述板的表面上的表面安装元件时，通过用从下方倾斜地向所述表面安装元件照射光的第一照明单元来照明所述表面安装元件的底表面而从下方对所述表面安装元件成像，并且当由所述吸嘴吸取并且移动到所述成像单元的成像视场中的元件是具有向下延伸的向下延伸部的穿孔式元件时，通过用以比所述第一照明单元的光的照射角更接近水平方向照射的照射角向所述穿孔式元件照射光的第二照明单元来仅照明所述向下延伸部而从下方对所述穿孔式元件成像，以及 基于在所述成像单元对所述元件成像之后所获得的图像来掌握所述元件的姿态，并且基于所掌握的姿态来将所述元件安装在由所述板定位单元所定位的所述板上。
全文摘要
希望提供一种元件安装装置、元件安装方法、成像装置及成像方法，使得可以在短时间内执行对穿孔式元件的成像并且可以防止元件安装装置的生产节拍的增大。包括第一照明装置(32)和第二照明装置，当由吸嘴(17)吸取并位于成像视场Rg中的元件(4)是表面安装元件(4a)时，第一照明装置(32)通过从下方倾斜地向元件(4)照射光来照明元件(4)的底表面，而当由吸嘴(17)吸取并位于成像视场Rg中的元件(4)是穿孔式元件(4b)时，第二照明装置通过以比第一照明装置(32)的光的照射角更接近水平方向照射的照射角向元件(4)照射光来仅照明元件(4)的向下延伸部4F。基于元件(4)是表面安装元件(4a)还是穿孔式元件(4b)，对元件(4)的照明在通过第一照明装置(32)照明元件(4)与通过第二照明装置(33)照明元件(4)之间切换。
文档编号H05K13/04GK102783268SQ201180011048
公开日2012年11月14日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年3月2日
发明者中山浩丈, 佐野公昭, 南出裕喜 申请人:松下电器产业株式会社