元件安装的制造方法
【专利摘要】在生产开始前，分别计测由多个吸嘴（21）吸附的多个元件（A～D）的识别位置的偏差量，将该计测数据存储于存储单元，然后，在生产中从上述存储单元读入识别位置偏差量的数据，来校正由各吸嘴（21）吸附的元件（A～D）的识别位置偏差。可如下进行识别位置偏差量的计测：在生产开始前，在由吸嘴（21）吸附有元件的状态下使该吸嘴（21）的中心与相机的视野中心一致来拍摄该元件，并进行图像处理来识别该元件的位置，并且，使该吸嘴（21）的位置向生产中的一并摄像位置移动而利用该相机拍摄该元件，进行图像处理来识别该元件的位置，算出这两处识别位置之间的距离与该吸嘴（21）的移动距离之差作为识别位置偏差量。
【专利说明】元件安装机
【技术领域】
[0001]本发明是涉及一种利用相机拍摄由吸嘴吸附的元件并通过图像处理来识别该元件的吸附位置而将该元件安装于电路基板的元件安装机的发明。
【背景技术】
[0002]例如，在回转头型(旋转头型)的元件安装机中，如专利文献I (日本特开2010-199630号公报)记载那样，为了减少由吸嘴吸附的元件的摄像次数来提高生产效率，将由保持于回转头的多个吸嘴分别吸附的多个元件收于相机的视野内而一并拍摄，对该图像信号进行处理而分别识别多个元件的吸附位置，考虑各元件的吸附位置偏差(元件中心与吸嘴中心之间的偏差)而将各元件安装于电路基板。
[0003]专利文献1:日本特开2010-199630号公报
【发明内容】
[0004]在上述专利文献I的元件安装机中，利用圆顶形(碗形)的照明光源对由多个吸嘴吸附的多个元件从其下方进行照明，并利用相机一并拍摄。在这种情况下，以相机的视野中心(图像中心)与照明光源的中心一致的方式构成，但是在将多个元件收于相机的视野内而一并拍摄时，各元件在从相机的视野中心(照明光源的中心)偏离的位置被拍摄。
[0005]所拍摄的元件为例如BGA (Ball Grid Array:球阵列封装)型元件时,对进行图像识别的特征性的部位即元件下表面的凸部进行识别而识别该元件的吸附位置，但由于元件的摄像位置偏离相机的视野中心(照明光源的中心)，因此照明光对凸部进行照明的明暗状态(阴影)根据距视野中心的距离(照明光的照射角度)而变化，其结果是，由相机拍摄的元件的识别位置发生偏移。而且，即使距照明光源的摄像高度位置发生变化，照明光的照射角度也会变化而使元件的识别位置发生偏移。
[0006]另外，即使元件的种类改变，元件的识别位置有时也会发生偏移。例如，在以BGA型元件的凸部、芯片电容器的电极等的具有曲率的部分作为识别对象部位时，照明光对识别对象部位进行照明的明暗状态根据曲率的大小也会变化，从而元件的识别位置发生偏移。当元件的识别位置发生偏移时，相应地，安装于电路基板的元件的安装位置精度变差。
[0007]因此，本发明要解决的问题在于提供一种具备对受照明光影响而引起的元件的识别位置偏差进行校正的功能的元件安装机。
[0008]为了解决上述问题，本发明的元件安装机如下构成，其具备:相机，对由吸嘴吸附的元件从下方利用照明光源进行照明并拍摄；及图像处理单元，对上述相机的图像信号进行处理而识别元件的吸附位置；并且，基于上述图像处理单元的识别结果，考虑到元件的吸附位置相对于上述吸嘴的偏差而将该元件安装于电路基板，其中，还具备识别位置偏差校正单元，该识别位置偏差校正单元考虑到照明光对由上述吸嘴吸附的元件进行照明的明暗状态根据该元件与上述照明光源之间的位置关系发生变化而使上述相机拍摄的该元件的识别位置产生偏移这一情况，根据该元件与所述照明光源之间的位置关系来校正该元件的识别位置偏差。
[0009]在该结构中，即使照明光对由吸嘴吸附的元件进行照明的明暗状态(阴影)根据该元件与照明光源的位置关系发生变化而使该元件的识别位置产生偏移，也能够根据该元件与照明光源的位置关系，通过识别位置偏差校正单元来校正该元件的识别位置偏差，能够提高安装于电路基板的元件的安装位置精度。
[0010]另外，有时会利用相机拍摄由一个吸嘴吸附的仅一个元件来识别该元件的吸附位置。在这种情况下，能够在相机的视野中心(照明光源的中心)拍摄由一个吸嘴吸附的元件。因此，在元件与相机的视野中心一致时，基本不会产生受照明光影响而引起的元件的识别位置偏差，因此无需校正元件的识别位置偏差，但是在元件与相机的视野中心不一致时，由于发生由照明光的影响引起的元件的识别位置偏差，因此通过适用本发明，能够根据元件与照明光源的位置关系来校正该元件的识别位置偏差。
[0011]另外，在将由多个吸嘴分别吸附的多个元件收于相机的视野内而一并拍摄时，无法同时在相机的视野中心(照明光源的中心)拍摄多个元件，因此元件的摄像位置偏离相机的视野中心(照明光源的中心)而产生该元件的识别位置偏差。因此，在一并拍摄多个元件时，通过适用本发明，能够校正一并拍摄的多个元件的识别位置偏差，能够精度良好地将一并拍摄的多个元件安装于电路基板。
[0012]另外，也可以是，本发明具备:识别位置偏差量计测单元，计测由吸嘴吸附的元件的识别位置偏差量；及存储单元，存储由上述识别位置偏差量计测单元计测出的识别位置偏差量的数据，上述识别位置偏差校正单元在生产中从上述存储单元读入上述识别位置偏差量的数据，并校正由上述吸嘴吸附的元件的识别位置偏差。这样一来，在生产开始前，计测受照明光影响而产生的元件的识别位置偏差量并存储于存储单元，然后，在生产中，基于存储于存储单元中的识别位置偏差量的数据，能够精度良好地校正受照明光影响而产生的元件的识别位置偏差。
[0013]具体而言，只要是如下方式即可:以使相机的视野的中心与照明光源的中心一致的方式构成，上述识别位置偏差量计测单元在生产开始前在上述吸嘴吸附有元件的状态下使该吸嘴的中心与上述相机的视野的中心一致而拍摄该元件并通过上述图像处理单元来识别该元件的位置，并且，使该吸嘴的位置向生产中的摄像位置移动而利用该相机拍摄该元件并通过该图像处理单元来识别该元件的位置，算出这两处识别位置之间的距离与该吸嘴的移动距离之差作为上述识别位置偏差量。这样一来，能够在生产开始前精度良好地计测识别位置偏差量。
[0014]或者，也可以是，具备存储单元，该存储单元存储以由吸嘴吸附的元件与照明光源之间的位置关系作为参数而求出识别位置偏差量的表格，上述识别位置偏差校正单元在生产中从存储于上述存储单元的表格读入由上述吸嘴吸附的元件与上述照明光源之间的位置关系所对应的上述识别位置偏差量的数据，并校正由上述吸嘴吸附的元件的识别位置偏差。这样一来，能够省略在生产开始前计测识别位置偏差量的工序，相应地，能够提高生产率。
[0015]在这种情况下，也可以是，在上述存储单元中，按照元件种类来存储上述表格，上述识别位置偏差校正单元在生产中从如下表格读入由上述吸嘴吸附的元件与上述照明光源之间的位置关系所对应的上述识别位置偏差量的数据，并校正由上述吸嘴吸附的元件的识别位置偏差，上述表格是根据此时的元件种类从存储于上述存储单元的各个元件种类的表格中选择的。这样一来，能够精度良好地校正各个种类的元件的识别位置偏差。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明的实施例1的模块型元件安装系统的结构的立体图。
[0017]图2是表示使安装头沿着X-Y轴方向移动的X-Y轴移动装置的立体图。
[0018]图3是表示安装头相对于X轴滑动机构的第二 X轴滑动件的组装结构和相机的立体图。
[0019]图4是表示X轴滑动机构的结构的横向剖视图。
[0020]图5是说明Y轴滑动机构和X轴滑动机构的结构的立体图。
[0021]图6是说明元件识别用的相机、透镜及照明光源的配置关系的纵向剖视图。
[0022]图7是说明对由实施例1的吸嘴吸附的元件的识别位置的偏差量进行计测的处理步骤的图(其I)。
[0023]图8是说明对由实施例1的吸嘴吸附的元件的识别位置的偏差量进行计测的处理步骤的图(其2)。
[0024]图9是说明对由实施例1的吸嘴吸附的元件的识别位置的偏差量进行计测的处理步骤的图(其3)。
[0025]图10是说明对由实施例1的吸嘴吸附的元件的识别位置的偏差量进行计测的处理步骤的图(其4)。
[0026]图11是说明对由实施例1的吸嘴吸附的元件的识别位置的偏差量进行计测的处理步骤的图(其5)。
[0027]图12是表示实施例1的识别位置偏差量计测程序的处理的流程的流程图(其I)。
[0028]图13是表示实施例1的识别位置偏差量计测程序的处理的流程的流程图(其2)。
[0029]图14是表示实施例1的生产程序的处理的流程的流程图。
[0030]图15是概念性地表示实施例2的识别位置偏差量数据表格的一例的图。
【具体实施方式】
[0031]以下，说明将用于实施本发明的方式具体化而得到的两个实施例1、2。
[0032]实施例1
[0033]使用图1至图14，说明将本发明适用于模块型元件安装系统而具体化所得到的实施例I。
[0034]首先，基于图1，说明模块型元件安装系统的结构。
[0035]沿着电路基板的搬运方向相邻的多台回转头型(旋转头型)的安装机模块12 (元件安装机)以能够更换的方式排列配置于模块型元件安装系统的基台11上。各安装机模块12在主体机床13上搭载带式供料器等供料器14、电路基板搬运装置15、元件摄像用的相机16、元件安装装置17等而构成，在上部框架18的前面部设有液晶显示器、CRT (CathodeRay Tube:阴极射线管)等显示装置19和操作键等操作部20。通过各安装机模块12的电路基板搬运装置15依次搬运电路基板而由元件安装装置17向电路基板安装元件。
[0036]接下来，基于图2至图5，说明元件安装装置17的结构。[0037]在此，图2是表示使安装头22沿着X-Y轴方向移动的X-Y轴移动装置的立体图，图3是表示安装头22相对于X轴滑动机构23的第二 X轴滑动件42的组装结构的立体图，图4是表示X轴滑动机构23的结构的横向剖视图，图5是说明Y轴滑动机构24和X轴滑动机构23的结构的立体图。
[0038]如图2及图3所示，元件安装装置17由以下部件等构成:回转型(旋转型)的安装头22，将多个吸嘴21以能够更换的方式保持；X轴滑动机构23，使该安装头22沿着基板的搬运方向(以下将该方向定义为“X轴方向”)移动；Y轴滑动机构24，使该X轴滑动机构23与安装头22 —起沿着Y轴方向(与基板的搬运方向正交的方向)移动；及吸嘴升降机构53，在元件吸附动作时、安装动作时使安装头22的吸嘴21升降。
[0039]Y轴滑动机构24通过在安装机模块12的上部框架18侧安装的Y轴电动机31对Y轴滚珠丝杠32进行旋转驱动，由此使Y轴滑动件33沿着Y轴导向件34在Y轴方向上滑动(参照图5)。
[0040]另一方面，如图4及图5所示，X轴滑动机构23是将两个X轴滑动件41、42组合而成的两段式的滑动机构，并构成为，将对第一 X轴滑动件41沿着X轴方向进行引导的第一导向件43和第一 X轴电动机44安装在垂直地固定于Y轴滑动件33的支撑板33a，通过该第一 X轴电动机44对第一 X轴滚珠丝杠45进行旋转驱动，由此使第一 X轴滑动件41沿着第一导向件43在X轴方向上滑动。并且构成为，将对第二 X轴滑动件42沿着X轴方向进行引导的第二导向件46和第二 X轴电动机47安装于第一 X轴滑动件41，通过该第二 X轴电动机47对第二 X轴滚珠丝杠48进行旋转驱动，由此使第二 X轴滑动件42沿着第二导向件46在X轴方向上滑动。
[0041]如图3所示，安装头22构成为，以能够旋转的方式安装在固定于第二 X轴滑动件42的支撑托架51，通过头旋转用的电动机54，绕着该安装头22的中心轴，每次以吸嘴21的排列间隔角度间歇性地旋转(间隔驱动)。保持吸嘴21的多个吸嘴支架55以能够沿着上下方向(Z方向)升降的方式组装于该安装头22，在元件吸附、安装动作时，位于规定的元件吸附、安装台的一个吸嘴支架55 (吸嘴21)通过以吸嘴升降电动机52 (Z轴电动机)为驱动源的吸嘴升降机构53来进行升降。
[0042]另一方面，如图6所示，元件识别用的相机16经由支撑框架61而朝上地安装于安装机模块12的主体机床13。在该相机16的正上方设有透镜62，在该透镜62的正上方经由箱型部件63而朝上地安装有圆顶形(碗形)的照明光源64，以相机16的视野的中心与照明光源64的中心一致的方式构成。在照明光源64的圆顶状内表面设有多个LED (LightEmitting Diode:发光二极管)等的发光元件65,在利用相机16拍摄由吸嘴21吸附的元件时，通过照明光源64从下方对该元件进行照明。照明光源64的上表面由使照明光透过的透明罩66覆盖。
[0043]对以上说明的X轴滑动机构23、Y轴滑动机构24、吸嘴升降机构53进行驱动的第一 X轴电动机44、第二 X轴电动机47、Y轴电动机31、吸嘴升降电动机52 (Z轴电动机)、头旋转用的电动机54等由安装机模块12的控制装置(计算机)控制。该安装机模块12的控制装置作为对相机16的图像信号进行处理而识别元件的吸附位置的图像处理单元发挥功倉泛。
[0044]在安装机模块12的运转中，每当利用吸嘴21吸附从供料器14供给的元件时，就反复进行将安装头22沿着旋转方向间隔驱动吸嘴21的排列间隔角度量(动作间隔量)并利用下一吸嘴21吸附从供料器14供给的元件这样的动作，在使多个吸嘴21分别吸附有元件之后，使安装头22移动至生产中的摄像位置即一并摄像位置(安装头22的中心与相机16的视野中心一致的位置)，如图11所示，将由多个吸嘴21分别吸附的多个元件(A?D)收于相机16的视野内而一并拍摄，对该相机16的图像信号进行处理而识别各元件的吸附位置并算出各元件的吸附位置的偏差(元件的中心与吸嘴21的中心之间的偏差)，并且使该安装头22移动至电路基板的正上方的元件安装位置，考虑由各吸嘴21吸附的元件的吸附位置的偏差而将各元件安装于电路基板。
[0045]然而，如图11所示，在对由多个吸嘴21吸附的多个元件A?D从其下方利用照明光源64进行照明，并将多个元件A?D收于相机16的视野内而一并拍摄时，各元件A?D在偏离了相机16的视野中心(照明光源64的中心)的位置被拍摄。在所拍摄的元件A?D为例如BGA型元件时，对进行图像识别的特征性的部位即元件下表面的凸部进行识别而识别各元件A?D的吸附位置，但由于各元件A?D的摄像位置从相机16的视野中心(照明光源64的中心)偏离，因此照明光对凸部进行照明的明暗状态(阴影)根据距视野中心的距离(照明光的照射角度)而变化，其结果是，由相机16拍摄的各元件A?D的识别位置发生偏移。而且，即使距照明光源64的摄像高度位置发生变化，照明光的照射角度也会发生变化而使各元件A?D的识别位置发生偏移。
[0046]另外，有时即使各元件A?D的种类改变，各元件A?D的识别位置也会偏移。例如，以BGA型元件的凸部、芯片电容器的电极等的具有曲率的部分作为识别对象部位时，照明光对识别对象部位进行照明的明暗状态因曲率的大小而发生变化，各元件A?D的识别位置发生偏移。当各元件A?D的识别位置发生偏移时，相应地，安装于电路基板的各元件A?D的安装位置精度变差。
[0047]作为其对策，在本实施例1中，通过安装机模块12的控制装置，在生产开始前执行后述的图12及图13的识别位置偏差量计测程序，由此在生产开始前分别计测由多个吸嘴21吸附的多个元件A?D的识别位置的偏差量，并将其计测数据存储于硬盘、RAM (RandomAccessMemory:随机存储器)等存储单元中，然后，在生产中执行后述的图14的生产程序，由此在生产中从上述存储单元读入识别位置偏差量的计测数据来校正由各吸嘴21吸附的元件A?D的识别位置偏差。以下，使用图12?图14的各程序的流程图，说明由安装头22保持的吸嘴21的个数为四个时的控制例。
[0048][识别位置偏差量计测程序]
[0049]图12及图13的识别位置偏差量计测程序由安装机模块12的控制装置在生产开始前执行，发挥作为分别计测由四个吸嘴21吸附的元件A?D的识别位置的偏差量的识别位置偏差量计测单元的作用。
[0050]当本程序起动时，首先，在步骤101中，四个吸嘴21分别吸附元件A?D。然后，前进至步骤102，如图7所示，以第一个吸嘴21的中心与相机16的视野中心(照明光源64的中心)一致的方式使安装头22移动，在下一步骤103中，对由该第一个吸嘴21吸附的元件A从其下方利用照明光源64进行照明并利用相机16进行拍摄。然后，前进至步骤104，对相机16的图像信号进行处理，识别由第一个吸嘴21吸附的元件A的吸附位置(Xal、Yal)并存储于RAM等。在此，所识别的元件A的吸附位置(XaUYal)是元件A的中心位置(以下相同)。此时，识别元件A的识别对象部位(例如在BGA型元件的情况下为凸部，在芯片电容器的情况下为电极)的位置，并将元件A的中心位置作为元件A的吸附位置(XaUYal)(以下相同)。
[0051]然后，前进至步骤105，如图8所示，以使第二个吸嘴21的中心与相机16的视野中心(照明光源64的中心)一致的方式使安装头22移动，在下一步骤106中，对由该第二个吸嘴21吸附的元件B从其下方利用照明光源64进行照明并利用相机16进行拍摄。然后，前进至步骤107，对相机16的图像信号进行处理，识别由第二个吸嘴21吸附的元件B的吸附位置(XbUYbl)并存储于RAM等。
[0052]然后，前进至步骤108，如图9所示，以使第三个吸嘴21的中心与相机16的视野中心(照明光源64的中心)一致的方式使安装头22移动，在下一步骤109中，对由该第三个吸嘴21吸附的元件C从其下方利用照明光源64进行照明并利用相机16进行拍摄。然后，前进至步骤110，对相机16的图像信号进行处理，识别由第三个吸嘴21吸附的元件C的吸附位置(XcUYcl)并存储于RAM等。
[0053]然后，前进至步骤111，如图10所示，以使第四个吸嘴21的中心与相机16的视野中心(照明光源64的中心)一致的方式使安装头22移动，在下一步骤112中，对由该第四个吸嘴21吸附的元件D从其下方利用照明光源64进行照明并利用相机16进行拍摄。然后，前进至步骤113，对相机16的图像信号进行处理，识别由第四个吸嘴21吸附的元件D的吸附位置(XdUYdl)并存储于RAM等。
[0054]如以上那样，在分别识别了由四个吸嘴21吸附的元件A~D的吸附位置之后，前进至图13的步骤114，使安装头22移动至生产中的摄像位置即一并摄像位置(安装头22的中心与相机16的视野中心一致的位置)，如图11所示，将由四个吸嘴21吸附的四个元件A~D收于相机16的视野内。然后，前进至步骤115，对由四个吸嘴21吸附的四个元件A~D从其下方利用照明光源64进行照明并利用相机16 —并拍摄，在下一步骤116中，对相机16的图像信号进行处理，识别由四个吸嘴21吸附的四个元件A~D的吸附位置(Xa2、Ya2)、(Xb2、Yb2)、(Xc2、Yc2)、(Xd2、Yd2)并存储于 RAM 等。
[0055]另外，可以在步骤102~113的处理(在相机16的视野中心逐个地拍摄元件A~D而识别该元件的吸附位置的处理)之前进行步骤114~116的处理(一并拍摄四个元件A~D而识别各元件A~D的吸附位置的处理)。
[0056]然后，前进至步骤117，算出由第一个吸嘴21吸附的元件A的两处识别位置(Xal、Yal), (Xa2、Ya2)之间的距离(AXal.a2、AYal.a2)。
[0057]AXal.a2=Xal_Xa2…(X 方向的距离)
[0058]A Yal.a2=Yal_Ya2…(Y 方向的距离)
[0059]而且，算出第一个吸嘴21的移动距离(AX1、AY1)0在旋转安装头22地使吸嘴21移动时，吸嘴21的移动距离与安装头22的移动距离一致(以下，相同)。
[0060]并且，算出由第一个吸嘴21吸附的元件A的两处识别位置之间的距离与该吸嘴21的移动距离之差作为该元件A的识别位置偏差量并存储于存储单元。
[0061]元件A的X方向的识别位置偏差量=A Xal.a2_A Xl
[0062]元件A的Y方向的识别位置偏差量=A Yal.a2_ A Yl
[0063]然后，前进至步骤118，算出由第二个吸嘴21吸附的元件B的两处识别位置(Xbl、Ybl)、(Xb2、Yb2)之间的距离(AXbl.b2、A Ybl.b2)，并且算出第二个吸嘴21的移动距离(AX2、A Y2),算出前者与后者之差作为元件B的识别位置偏差量并存储于存储单元。
[0064]元件B的X方向的识别位置偏差量=A Xbl.b2~ A X2
[0065]元件B的Y方向的识别位置偏差量= AYbl.b2-A Y2
[0066]然后，前进至步骤119，算出由第三个吸嘴21吸附的元件C的两处识别位置(Xcl、Ycl), (Xc2、Yc2)之间的距离(A Xcl.c2、AYcl.c2)，并且算出第三个吸嘴21的移动距离(AX3、A Y3)，算出前者与后者之差作为元件C的识别位置偏差量并存储于存储单元。
[0067]元件C的X方向的识别位置偏差量= AXcl.c2_ AX3
[0068]元件C的Y方向的识别位置偏差量=A Ycl.c2_AY3
[0069]然后，前进至步骤120，算出由第四个吸嘴21吸附的元件D的两处识别位置(Xdl、Ydl)、(Xd2、Yd2)之间的距离(AXdl.d2、AYdl.d2)，并且算出第四个吸嘴21的移动距离(AX4、A Y4),算出前者与后者之差作为元件D的识别位置偏差量并存储于存储单元。
[0070]元件D的X方向的识别位置偏差量=A Xdl.d2- A X4
[0071]元件D的Y方向的识别位置偏差量= AYdl.d2_AY4
[0072][生产程序]
[0073]图14的生产程序由安装机模块12的控制装置在生产中执行。当本程序起动时，首先，在步骤201中，四个吸嘴21分别吸附元件A?D。然后，前进至步骤202，使安装头22移动至生产中的摄像位置即一并摄像位置(安装头22的中心与相机16的视野中心一致的位置)，如图11所示，将由四个吸嘴21吸附的四个元件A?D收于相机16的视野内。
[0074]然后，前进至步骤203，对由四个吸嘴21吸附的四个元件A?D从其下方利用照明光源64进行照明并利用相机16 —并拍摄，在下一步骤204中，对相机16的图像信号进行处理，识别由四个吸嘴21吸附的四个元件A?D的吸附位置(Xa3、Ya3 )、(Xb3、Yb3 )、(Xc3、Yc3)、(Xd3、Yd3)。
[0075]然后，前进至步骤205，使用分别从存储单元读出的识别位置偏差量的计测数据，通过下式对四个元件A?D的识别位置(Xa3、Ya3)、(Xb3、Yb3)、(Xc3、Yc3)、(Xd3、Yd3)进行校正。
[0076](I)元件A的校正后的识别位置(Xa4、Ya4)
[0077]Xa4=Xa3- ( A Xal.a2_ A Xl)
[0078]Ya4=Ya3- ( A Yal.a2_ A Yl)
[0079](2)元件B的校正后的识别位置(Xb4、Yb4)
[0080]Xb4=Xb3_ ( AXbl.b2_AX2)
[0081]Yb4=Yb3_ ( AYbl.b2_AY2)
[0082](3)元件C的校正后的识别位置(Xc4、Yc4)
[0083]Xc4=Xc3- ( AXcl.c2_AX3)
[0084]Yc4=Yc3- ( AYcl.c2_AY3)
[0085](4)元件D的校正后的识别位置(Xd4、Yd4)
[0086]Xd4=Xd3- ( A Xdl.d2_ A X4)
[0087]Yd4=Yd3- ( A Ydl.d2_ A Y4)
[0088]该步骤205的处理起到作为在权利要求书中所述的识别位置偏差校正单元的作用。
[0089]然后，前进至步骤206，使安装头22移动至电路基板的正上方的元件安装位置，考虑到元件A?D的吸附位置相对于各吸嘴21的偏差而将各元件A?D安装于电路基板。
[0090]然后，前进至步骤207，判定生产是否结束，若生产未结束，则返回到上述的步骤201。由此，在生产中，反复执行步骤201?206的处理。然后，在上述步骤207中，在判定为生产结束的时刻，结束本程序。
[0091]根据以上说明的本实施例1，在生产开始前，计测由照明光的影响引起的元件的识别位置的偏差量，并将该计测数据存储于存储单元，因此在生产中从上述存储单元读入识别位置偏差量的计测数据，基于识别位置偏差量的计测数据而能够精度良好地校正由照明光的影响引起的元件的识别位置偏差，从而能够提高安装于电路基板的元件的安装位置精度。
[0092]然而，有时利用相机16拍摄由一个吸嘴吸附的仅一个元件来识别该元件的吸附位置。在这种情况下，能够在相机16的视野中心(照明光源的中心)拍摄由一个吸嘴吸附的元件。因此，在元件与相机16的视野中心一致时，基本不会产生受照明光影响而引起的元件的识别位置偏差，因此无需校正元件的识别位置偏差，但是在元件与相机16的视野中心不一致时，由于受照明光影响而产生元件的识别位置偏差，因此通过适用本发明，能够根据元件与照明光源64的位置关系来校正该元件的识别位置偏差。
[0093]另外，在上述图14的生产程序的步骤205中，分别使用从存储单元读出的识别位置偏差量的计测数据来校正四个元件A?D的识别位置(Xa3、Ya3)、(Xb3、Yb3)、(Xc3、Yc3)、(Xd3、Yd3)，但是在使用A?D位置的吸嘴21来安装同一元件种类时，也可以求出由作为代表的特定吸嘴21吸附的元件的识别位置偏差量，使用由该特定吸嘴21吸附的元件的识别位置偏差量，算出由其他吸嘴21吸附的元件的识别位置偏差量。以下，说明该算出方法。
[0094]元件A的X方向的识别位置偏差量= AXal.a2_ AXl=CXl
[0095]元件A的Y方向的识别位置偏差量=A Yal.a2_ A Yl=CYl
[0096]元件B的X方向的识别位置偏差量=A Xbl.b2_ A X2=CX2
[0097]元件B的Y方向的识别位置偏差量=A Ybl.b2_ A Y2=CY2
[0098]在元件B相对于元件A而配置于偏移了角度0AB (=90° )的位置时，通过以下的式子，使用元件A的X、Y方向的识别位置偏差量CXUCYl而算出元件B的X、Y方向的识别位置偏差量CX2、CY2。
[0099]CX2=CX1 X cos 0 AB-CYlXsin 0 AB
[0100]CY2=CX1 X sin 0 AB+CY1 X cos 0 AB
[0101]如上所述，只要使用由特定吸嘴21吸附的元件的识别位置偏差量而算出由其他吸嘴21吸附的元件的识别位置偏差量即可。
[0102]实施例2
[0103]在上述实施例1中，在生产开始前，计测由照明光的影响引起的元件的识别位置的偏差量，并将该计测数据存储于存储单元，但是在图15所示的本发明的实施例2中，将以由吸嘴21吸附的元件与照明光源64的位置关系作为参数而求出识别位置偏差量的表格对应各元件种类而存储于存储单元，在生产中，从存储于上述存储单元的各元件种类的表格之中的根据此时的元件种类而选择的表格，读入由吸嘴21吸附的元件与照明光源64的位置关系所对应的识别位置偏差量的数据，来校正由吸嘴21吸附的元件的识别位置偏差。
[0104]在此，表格的数据可以使用安装机模块12通过与上述实施例1同样的方法进行计测，或者可以不使用实际元件而使用对其进行模拟而得到的样板来进行计测，或者可以考虑元件的识别位置偏差的特性而在计算机上进行计算。
[0105]在本实施例2中，作为由吸嘴21吸附的元件与照明光源64的位置关系的参数，使用摄像位置(R)和摄像高度(Z)。作为摄像位置(R)，使用从照明光源64的中心到识别对象部位(例如在BGA型元件时为凸部，在芯片电容器时为电极)的距离。摄像高度(Z)是从基准位置(例如相机16的位置)到元件的高度。而且，作为元件种类的参数，使用识别对象部位的直径或曲率(例如在BGA型元件时为凸部的直径，在芯片电容器时为电极的曲率)。
[0106]在本实施例2中，在生产中，在一并拍摄了由多个吸嘴21吸附的多个元件之后，从存储于存储单元的多个表格之中的根据此时的元件的凸部的直径(或电极的曲率)而选择的表格，读入与摄像位置(R)和摄像高度(Z)对应的识别位置偏差量(AX、Ay)的数据，校正由多个吸嘴21吸附的多个元件的识别位置(X、Y)的偏差。
[0107]在以上说明的本实施例2中，能够省略在生产开始前计测识别位置偏差量的工序，相应地，能够提闻生广率。
[0108]另外，本发明并未限定于图1所示的模块型元件安装系统，能够适用于各种类型的元件安装机而实施等，能够在不脱离主旨的范围内进行各种变更来实施。
[0109]附图标记说明
[0110]11...基台
[0111]12...安装机模块(元件安装机)
[0112]14...供料器
[0113]15...电路基板搬运装置
[0114]16…相机
[0115]17...元件安装装置
[0116]21...吸嘴
[0117]22...安装头
[0118]23.-- X轴滑动机构
[0119]24.-- Y轴滑动机构
[0120]31...Y轴电动机
[0121]33.-- Y轴滑动件
[0122]54...头旋转用的电动机
[0123]55...吸嘴支架
[0124]52...吸嘴升降电动机
[0125]53...吸嘴升降机构
[0126]62...透镜
[0127]64...照明光源
[0128]65...发光兀件
[0129]A ~D...元件
【权利要求】
1.一种元件安装机，具备:相机，对由吸嘴吸附的元件从下方利用照明光源进行照明并拍摄；及图像处理单元，对所述相机的图像信号进行处理而识别所述元件的吸附位置；并且，基于所述图像处理单元的识别结果，考虑到元件的吸附位置相对于所述吸嘴的偏差而将该元件安装于电路基板， 所述元件安装机的特征在于， 具备识别位置偏差校正单元，该识别位置偏差校正单元考虑到照明光对由所述吸嘴吸附的元件进行照明的明暗状态根据该元件与所述照明光源之间的位置关系发生变化而使所述相机拍摄的该元件的识别位置产生偏移这一情况，根据该元件与所述照明光源之间的位置关系来校正该元件的识别位置偏差。
2.根据权利要求1所述的元件安装机，其特征在于， 具备多个吸嘴，将由所述多个吸嘴分别吸附的多个元件收于所述相机的视野内而一并进行拍摄。
3.根据权利要求1或2所述的元件安装机，其特征在于， 具备: 识别位置偏差量计测单元，计测由所述吸嘴吸附的元件的识别位置偏差量；及 存储单元，存储由所述识别位置偏差量计测单元计测出的识别位置偏差量的数据， 所述识别位置偏差校正单元在生产中从所述存储单元读入所述识别位置偏差量的数据，并校正由所述吸嘴吸附的元件的识别位置偏差。
4.根据权利要求3所述的元件安装机，其特征在于， 以所述相机的视野中心与所述照明光源的中心一致的方式构成， 所述识别位置偏差量计测单元在生产开始前在所述吸嘴吸附有元件的状态下使该吸嘴的中心与所述相机的视野的中心一致而拍摄该元件并通过所述图像处理单元来识别该元件的位置，并且，使该吸嘴的位置向生产中的摄像位置移动而利用该相机拍摄该元件并通过该图像处理单元来识别该元件的位置，算出这两处识别位置之间的距离与该吸嘴的移动距离之差作为所述识别位置偏差量。
5.根据权利要求1或2所述的元件安装机，其特征在于， 具备存储单元，该存储单元存储以由所述吸嘴吸附的元件与所述照明光源之间的位置关系作为参数而求出所述识别位置偏差量的表格， 所述识别位置偏差校正单元在生产中从存储于所述存储单元的所述表格读入由所述吸嘴吸附的元件与所述照明光源之间的位置关系所对应的所述识别位置偏差量的数据，并校正由所述吸嘴吸附的元件的识别位置偏差。
6.根据权利要求5所述的元件安装机，其特征在于， 在所述存储单元中，按照元件种类来存储所述表格， 所述识别位置偏差校正单元在生产中从如下表格读入由所述吸嘴吸附的元件与所述照明光源之间的位置关系所对应的所述识别位置偏差量的数据，并校正由所述吸嘴吸附的元件的识别位置偏差，所述表格是根据此时的元件种类从存储于所述存储单元的各个元件种类的表格中选择的。
【文档编号】H05K13/04GK103493615SQ201280017992
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年3月6日 优先权日:2011年4月13日
【发明者】川合英俊, 赤塚良太 申请人:富士机械制造株式会社