专利名称：元件安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在基板上安装元件的元件安装装置及元件安装方法。
背景技术：
元件安装装置中，以基板或载置有基板的平板状的托架为搬运对象物，利用搬运单元搬运到规定的作业位置，在此基础上将利用安装头所具备的吸附嘴吸附的元件安装于基板上的电极上。这种元件安装装置中，设有用于将搬运到作业位置的搬运对象物以稳定的状态保持于该作业位置的机构。作为该机构之一例，存在有:使用下承受销等部件将搬运到作业位置的搬运对象物从下方抬升，使搬运对象物的上表面的两侧部从下方抵接至设于该搬运对象物的两侧部的上方的抵接部件(例如专利文献I)。根据该机构，通过使搬运对象物的上表面和抵接部件的下表面密接，可以实现搬运对象物的稳定的保持状态。专利文献1:日本特开2006 - 4973号公报但是，在搬运对象物的上表面的两侧部的区域(与抵接部件的下表面抵接的区域)存在有因损伤广生的隆起(打痕等)或存在有异物附着的情况下，存在如下问题:不能使搬运对象物的两侧部的上表面和抵接部件的下表面密接，搬运对象物被以不稳定的状态保持，当在该状态下进行元件的安装作业时，可能产生以装置工作时的振动为主要原因的基板的位置偏移引起的安装位置精度降低等不良情况。
发明内容因此，本发明的目的在于，提供一种抑制因搬运对象物在不稳定的状态下被保持于作业位置而进行元件的安装作业所可能产生的不良情况的元件安装装置。第一方面提供一种元件安装装置，利用安装头所具备的吸附嘴吸附从元件供给部供给的元件并向基板安装，其中，所述元件安装装置具备:搬运单元，其以基板或载置有基板的托架为搬运对象物，从下方支承所述搬运对象物的两侧部而将所述搬运对象物的搬运到规定的作业位置；抵接部件，其设置于由所述搬运单元搬运到所述规定的作业位置的搬运对象物的两侧部的上方；抬升机构，其从下方抬升由所述搬运单元搬运到所述规定的作业位置的搬运对象物，使搬运对象物的上表面的两侧部从下方与所述抵接部件抵接；存储部，其存储所述抵接部件的下表面的高度；高度计测单元，其计测由所述抬升机构抬升后的搬运对象物的上表面的高度；判断单元，其判断由所述高度计测单元计测到的搬运对象物的上表面的高度与存储于所述存储部的抵接部件的下表面的高度是否一致；及通知单元，其在利用所述判断单元判断为由所述高度计测单元计测到的搬运对象物的上表面的高度与存储于所述存储部的抵接部件的下表面的高度不一致时，进行这一消息的通知。发明效果本发明中，在使搬运对象物的上表面的两侧部与抵接部件抵接而将搬运对象物保持于作业位置的状态下，在搬运对象物的两侧部的上表面存在有因损伤产生的隆起或存在有异物附着而搬运对象物的上表面的高度和抵接部件的下表面的高度不一致的状况的情况下，进行这一消息的通知，因此，接收到该通知的作业员可以采取更换搬运对象物、或除去附着于其上表面的异物等适宜的措施，因此，防止搬运对象物在不稳定的状态下被保持而进行元件安装作业，抑制不良情况的产生。
图1是本发明一实施方式的元件安装装置的立体图；图2是本发明一实施方式的元件安装装置的平面图；图3是本发明一实施方式的元件安装装置的侧视图；图4是表示本发明一实施方式的控制系统的构成的框图；图5 (a) (b)是放大了本发明一实施方式的元件安装装置的局部的平面图；图6是表示本发明一实施方式的动作流程的图；图7 (a) (b) (C)是本发明一实施方式的动作说明图；图8 Ca)是本发明一实施方式的元件安装装置的局部放大图，(b)是本发明一实施方式的侧视图；图9 (a) (b)是本发明其它实施方式的元件安装装置的侧视图。标号说明I元件安装装置2、30基板(搬运对象物)3托架(搬运对象物)6a输送机7抵接部件8抬升机构12带式馈送器17安装头ISa吸附嘴21高度传感器25高度计测部26判断部27存储部28显示处理部29图像显示器
具体实施方式
首先，参照图1 3说明元件安装装置I的整体构造。元件安装装置I是将在上表面设有电极(未图示)的基板2沿水平面内的一方向(设为X方向)搬入而定位保持在规定的作业位置，并且在该定位保持的基板2上安装电子元件等元件P的装置，构成为具备基台4、设于基台4上的基板搬运保持部5、进行元件P的供给的作为元件供给部的多个带式馈送器12、利用头移动机构13进行移动的安装头17及进行各部的动作控制的控制装置22(图4)等。基板搬运保持部5被安装于在基台4上沿与X方向正交的Y方向相对且沿X方向延伸的一对输送机支承部件6上，除了以基板2或载置基板2的矩形平板状的托架3为搬运对象物并从下方支承所述搬运对象物的两端而搬运至规定的作业位置的作为搬运单元的输送机6a之外，还包括分别设于一对输送机支承部件6的上端部的抵接部件7及设于一对输送机支承部件6之间的抬升机构8。如图3所示，两个抵接部件7设置成分别位于由输送机6a搬运到规定的作业位置的托架3的两端部的上方。图3中，抬升机构8由设于基台4上的作为动力部的气缸9及利用气缸9进行升降(箭头a)的下承受单元10构成。下承受单元10具备以上端与托架3的下表面抵接的方式设置的多个下承受销11。抬升机构8通过利用气缸9上升的下承受单元10来抬升由输送机6a搬运到规定的作业位置的托架3，使托架3的上表面3a的两侧部分别从下方与设于其紧上的抵接部件7抵接，而进行托架3的保持。本实施方式中，以在上表面载置有多个基板2的托架3为搬运对象物。图1、图2中，各带式馈送器12在基台4的沿Y方向相对的两端部沿X方向排列设置。各带式馈送器12向设于输送机6a侧的上端部的元件供给口 12a连续地供给元件P。头移动机构13由在基台4的X方向的一端部沿Y方向延伸设置的Y轴工作台14、沿X方向延伸且一端安装于Y轴工作台14上并沿Y轴工作台14移动自如的两个X轴工作台15、及在各X轴工作台15上沿X方向移动自如地设置的移动板16构成，安装头17被安装于各移动板16上。安装头17由多个保持头18构成，在各保持头18的下方安装有可以进行元件P的吸附及该吸附解除的吸附嘴18a(图3)。吸附嘴18a可利用内置于安装头17的升降机构(未图示)个别地进行升降(箭头b)。图1、图2中，在带式馈送器12和输送机支承部件6之间设置有元件识别照相机19。另外，在安装头17上安装有位于X轴工作台15的下表面侧且一体移动的基板识别照相机20。此外，在移动板16上安装有能够以非接触方式检测计测对象物的高度的高度传感器21。其次，参照图4说明控制系统的构成。元件安装装置I所具备的控制装置22具备机构控制部23、图像处理部24、高度计测部25、判断部26、存储部27及显示处理部28。机构控制部23进行输送机6a和气缸9的动作控制，进行托架3的搬运及保持，进行头移动机构13的动作控制(X轴工作台15相对于Y轴工作台14的移动控制及移动板16相对于X轴工作台15的移动控制)，使安装头17移动。另外，机构控制部23进行升降机构的动作控制，使吸附嘴18a相对于保持头18进行升降，进行内置于安装头17的吸附机构(未图示)的动作控制，使吸附嘴18a进行元件P的吸附。此外，机构控制部23进行元件识别照相机19及基板识别照相机20的拍摄动作控制，由各照相机的拍摄动作得到的图像数据被输入至图像处理部24而进行图像识别处理。高度传感器21具有投射检查光的投光部和接收投光部投射的检查光的反射光的受光部，由高度计测部25进行控制，进行检查光的投光受光，利用三角测量的原理导出计测对象的高度。本实施方式中，如图5 (a)所示，将由基板搬运保持部5保持的托架3的与抵接部件7抵接的附近的区域El内的多个部位作为计测点M进行设定，在托架3的上表面3a与抵接部件7的下表面7a抵接的状态下，利用高度计测部25从高度传感器21朝向计测点M投射检查光且接收其反射光(图7 (b)的箭头d)，从而对计测点M的位置的托架3的上表面3a的高度进行计测。在上述构成中，高度传感器21及高度计测部25成为计测由抬升机构8抬升后的托架3的上表面3a的高度的高度计测单元。判断部26进行在高度计测部25中计测到的各计测点M的高度(托架3的上表面3a的高度)是否为标准的高度的判断。具体而言，将在高度计测部25中计测到的各计测点M的高度与预先存储于存储部27的抵接部件7的下表面7a的高度的值进行比较，判断两者是否一致。其结果，在有不一致的计测点M的情况下，将包含该不一致的计测点M的位置信息的显示指令信号对显示处理部28进行输出。判断部26为判断由高度计测单元计测到的托架3的上表面3a的高度是否与存储于存储部27的抵接部件7的下表面7a的高度一致的判断单元。显示处理部28接收来自判断部26的显示指令信号，且将存在计测出的高度与标准的高度不一致的计测点M的消息与明示该对象部位的图像一同向与控制装置22连接的监视器等图像显示器29输出并进行显示，由此通知给作业员。显示处理部28及图像显示器29为如下所述的通知单元:在利用判断单元判断为由高度计测单元计测出的托架3的上表面3a的高度与存储于存储部27的抵接部件7的下表面7a的高度不一致时，进行这一消息的通知。本发明的元件安装装置I如上述那样构成，接着参照图6、图7说明动作。首先，控制装置22通过驱动输送机6a，将从上游侧的装置(未图示)供给的托架3以从下方支承两侧部的状态搬运到规定的作业位置(图6所示的STl的搬运工序)。接着，如图7 (a)所示，控制装置22通过驱动气缸9，使下承受销11相对于搬运到规定的作业位置的托架3的下方上升(箭头c)，从下方抬升托架3，由此使托架3的上表面3a的两侧部从下方抵接至抵接部件7(ST2的抵接工序)。在此，在与抵接部件7的下表面7a抵接的托架3的上表面3a的区域不存在异物等时，托架3的上表面3a的两侧部与抵接部件7的下表面7a密接(面接触)(即托架3的上表面3a和抵接部件7的下表面7a的高度一致)，托架3以维持水平的状态被抵接部件7和下承受销11夹持(图7 (a))。接着，如图7 (b)所示，控制装置22通过驱动头移动机构13而使高度传感器21沿水平方向移动，计测抵接于抵接部件7的状态的托架3的上表面3a的高度(有关多个计测点M的高度)(ST3的高度计测工序)。控制装置22在进行了有关托架3的上表面3a的多个计测点M的高度的计测后，在判断部26中判断计测出的各计测点M的高度是否分别与存储于存储部27的抵接部件7的下表面7a的高度(计测点M的标准的高度)一致(ST4的判断工序)。在此，如果托架3的上表面3a的两侧部与抵接部件7的下表面7a以维持水平的状态密接，则各计测点M的高度全部相同，与存储于存储部27的抵接部件7的下表面7a的高度的值也相同。图8 (a)、(b)表示的是，因在托架3的上表面3a的一端部(图面右侧)存在因损伤产生的隆起、异物(以下称作“凸部Q”)，而在该一端部，在抵接部件7和托架3之间产生间隙R，在该状态下将托架3保持于作业位置的状态。这样，在与抵接部件7的下表面7a抵接的托架3上的区域存在凸部Q时，由判断部26判断为计测点M的高度(托架3的上表面3a的高度)和抵接部件7的下表面7a的高度不一致。作为因损伤而产生隆起的原因之一例，考虑在作业者进行处理时因错误地使托架3的外周部与作业台等碰撞而产生的情况。另外，作为异物之一例，可列举因任何理由而落下(附着)到托架3上的电子元件等元件。如上所述，在由判断部26判断为因在托架3的上表面3a存在凸部Q等而即使是计测出的多个计测点M中的一个与抵接部件7的下表面7a的高度(计测点M的标准的高度)不一致的情况下，判断部26也对显示处理部28输出包含判断为与标准的高度不一致的计测点M的位置信息的显示指令信号。而且，接收到来自判断部26的显示指令信号的显示处理部28将存在由判断部26判断为与标准的高度不一致的计测点M的消息与明示该对象部位的图像一同向图像显示器29输出，并显示该图像，由此通知给作业员(ST5的通知工序)，将有关载置于该托架3的基板2的元件安装停止而结束。作为显示于图像显示器29的图像，若使用除了显示托架3的上表面3a的高度和抵接部件7的下表面7a的高度不一致的消息之外还对判断为高度与抵接部件7的下表面7a不一致的部位标注了检查标记的托架3的平面图像，则能够迅速且容易地掌握在托架3上的哪一位置产生凸部Q。确认到了显示于图像显示器29的图像的作业员将安装作业中断，进行托架3的上表面3a是否有因损伤产生隆起或是否附着异物等的确认，在发现了因损伤产生隆起等的情况下，作业员将基板2更换载置到新的托架3上，将更换后的托架3重新投入于输送机6a。另一方面，在(ST4)中，判断部26判断为各计测点M的所有高度与存储于存储部27的抵接部件7的下表面7a的高度的值一致时，控制装置22驱动头移动机构13，从而使安装于安装头17的基板识别照相机20向基板2的上方的任意位置移动，拍摄基板2而进行识别(ST6的基板识别工序)，且使用该识别结果计算出基板2从基准位置的偏移。接着，控制装置22驱动头移动机构13，使安装头17移动至带式馈送器12的元件供给口 12a，利用吸附嘴18a吸附保持从元件供给口 12a供给的元件P (ST7的元件吸附工序)。接着，控制装置22驱动头移动机构13，使安装头17向元件识别照相机19的上方移动，拍摄并识别被吸附嘴18a吸附的状态的元件P (ST8的元件识别工序)，且使用该识别结果计算元件P相对于吸附嘴18a的吸附位置的偏移。而且，如图7 (C)所示，控制装置22驱动头移动机构13，使安装头17移动至基板2上的任意的位置，在该位置使吸附嘴18a下降(箭头e)，在最下降位置解除吸附嘴18a进行的元件P的吸附，在基板2上搭载元件P (ST9的搭载工序)。在进行元件P向基板2的搭载时，由图像处理部24对利用元件识别照相机19及基板识别照相机20的拍摄动作分别得到的图像数据进行图像识别处理，且基于该图像识别处理的结果进行吸附嘴18a的下降位置的补正，在此基础上进行执行。如果将元件P搭载于基板2上，则控制装置22驱动气缸9使下承受单元10下降，由此在输送机6a上再次载置托架3。而且，控制装置22通过驱动输送机6a，将托架3搬运到下游侧的装置(未图示)(ST10)，元件安装装置I的安装作业结束。如上所述，在本实施方式中，判断使托架3的上表面3a的两侧部抵接至抵接部件7的下表面7a的状态的托架3的上表面3a的高度与抵接部件7的下表面7a的高度是否一致，在不一致的情况下在图像显示器29显示该消息并通知给作业员，因此，接收到通知的作业员能够立即对托架3的上表面3a进行确认，在发现因损伤产生隆起、异物的附着等的情况下，采取更换托架3等的措施，由此，可以防止托架3在不稳定的状态下被保持于作业位置而进行安装作业，并且可以抑制安装不良基板的产生。另外，在将计测点M的设定部位(托架3的上表面3a的计测部位)设定于与抵接部件7的下表面7a抵接的区域附近的区域El内时(图5 (a))，在与抵接部件7的下表面7a抵接的区域存在凸部Q的情况下(图8 (b))，能够计测凸部Q的附近部位。因此，相比计测托架3的中心部附近的情况，所计测到的托架3的上表面3a的高度和抵接部件7的下表面7a的高度的差异更大地显现，判断部26的高度的一致、不一致的判断精度提高。在本实施方式中，载置于输送机6a的搬运对象物为托架3，但在以基板30为搬运对象物的情况下(图9 (b))，由抬升机构8抬升的对象物、与抵接部件7的下表面7a抵接的对象物成为基板30。另外，高度计测单元计测基板30的上表面的任意部位的高度，判断部26判断由高度计测单元计测出的基板30的上表面的高度和存储于存储部27的抵接部件7的下表面7a的高度是否一致。此外，如图5 (b)所示，将由高度传感器21进行的基板30上的计测部位(计测点MA的设定部位)设定于与抵接部件7的下表面7a抵接的区域附近的区域E2内，通过计测该部位，能够得到与上述相同的效果。另外，作为在规定的作业位置处下承受托架3或基板30的部件，如图9 (a)、(b)所示，也可以将具有与托架3或基板30的背面的一定区域可抵接的水平面的下承受部件90安装于气缸9上，利用气缸9使下承受部件90进行升降，从下方支承托架3或基板30。另夕卜，向作业员的通知除了通过图像显示器29的视觉性的通知外，也可以还伴随着基于警告音的听觉性通知。工业实用性根据本发明的元件安装装置及元件安装方法，能够抑制由于搬运对象物在不稳定的状态下被保持而进行部件安装作业带来的安装位置偏移的不良，这在对基板安装元件的元件安装领域是有用的。
权利要求1.一种元件安装装置，利用安装头所具备的吸附嘴吸附从元件供给部供给的元件并向基板安装，其特征在于，所述元件安装装置具备: 搬运单元，其以基板或载置有基板的托架为搬运对象物，从下方支承所述搬运对象物的两侧部而将所述搬运对象物搬运到规定的作业位置； 抵接部件，其设置于由所述搬运单元搬运到所述规定的作业位置的搬运对象物的两侧部的上方； 抬升机构，其从下方抬升由所述搬运单元搬运到所述规定的作业位置的搬运对象物，使搬运对象物的上表面的两侧部从下方与所述抵接部件抵接； 存储部，其存储所述抵接部件的下表面的高度； 高度计测单元，其计测由所述抬升机构抬升后的搬运对象物的上表面的高度； 判断单元，其判断由所述高度计测单元计测到的搬运对象物的上表面的高度与存储于所述存储部的抵接部件的下表面的高度是否一致；及 通知单元，其在利用所述判断单元判断为由所述高度计测单元计测到的搬运对象物的上表面的高度与存储于所述存储部的抵接部件的下表面的高度不一致时，进行这一消息的通知。
专利摘要本实用新型提供一种抑制因搬运对象物在不稳定的状态下被保持于作业位置而进行元件的安装作业所能够产生的不良情况的元件安装装置。利用高度传感器(21)计测设定于托架(3)的上表面(3a)的多个计测点M，在由判断部(26)判断为计测出的各计测点中的一个与抵接部件(7)的下表面(7a)的高度(计测点M的标准的高度)不一致的情况下，判断部(26)就对于显示处理部(28)输出包含判断为与标准的高度不一致的计测点M的位置信息的显示指令信号。接收到来自判断部(26)的显示指令信号的显示处理部(28)将存在由判断部(26)判断为与标准的高度不一致的计测点M的消息与明示该对象部位的图像一同向图像显示器(29)输出，显示该图像，由此通知给作业员。
文档编号H05K13/04GK203057786SQ20122061868
公开日2013年7月10日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年2月14日
发明者永冶利彦, 远藤忠士, 木村知博 申请人:松下电器产业株式会社