专利名称：电子元器件的安装方法
技术领域：
本发明涉及将电子元器件自动安装到电路板的电子元器件安装机中的电子元器件安装方法。
背景技术：
图9示出已有技术电子元器件安装机的一般结构，其简略控制流程示于
图10，下面参照该附图对其加以说明。
电子元器件供给手段1由可动工作台2、元器件供给手段3和驱动机构4构成。多个元器件供给手段3并排设置在可动工作台2上，由电动机等构成的驱动机构4使可动工作台2在X轴方向移动。装填于各元器件供给手段3的卷盘5卷装着将多个电子元器件安放成一列的条带，收放的电子元器件依次引出到元器件供给位置6，并一个一个取出。
电子元器件安装手段7由驱动机构8，减速器9，输入轴10，指示定位装置11，旋转体12，和吸附电子元器件用的吸嘴13(13a～13d)构成。来自驱动机构8的动力经减速机9传给指示定位装置11，将输入轴10的连续旋转变换为旋转体12的间歇转动。等间隔配置在旋转体12周围的多个吸嘴13(13a～13d)以各自的轴为中心可旋转及升降。
任一元器件供给手段3的元器件供给位置6一旦定位在吸嘴13的正下方时，下降的吸嘴13就吸附电子元器件14(步骤1)。其后，吸嘴13上升，通过旋转体12的旋转将吸附的电子元器件14输送到图中正前方。由设置在该输送过程中的电子元器件吸附检测机构(未图示)判定是否吸附着电子元器件(步骤2)，接着，吸嘴13定位在摄像手段15的正上方，摄像手段15摄取吸嘴13吸附着的电子元器件14的图像。识别控制手段16对所摄取的图像分析电子元器件14的吸附状态(步骤3)，按照该分析结果对电子元器件14的位置及角度进行修正(步骤4)。该修正用于调整电子元器件14相对于电路板17的安装位置及角度。
接受电子元器件安装的电路板17水平保持在保持台18上，通过X轴驱动机构19及Y轴驱动机构20的结合可使电路板17在保持台18上作水平面内任意的移动并加以定位。
要将电子元器件14安装于电路板17时，则电路板17上的预定安装位置定位在吸嘴13的正下方。然后，下降后的吸嘴13释放电子元器件14，将其安装在电路板17的预定安装位置(步骤5)。其后，吸嘴13上升复位。
通过上述一连串的动作，完成一个电子元器件14的安装，在安装多个电子元器件14的情况下，将根据预先指定的电子元器件安装位置信息的安装顺序，对各个电子元器件14重复上述安装动作(步骤6)。
但是，若长时间向电路板17安装电子元器件14，会使吸嘴13的前端面附着污垢，产生吸嘴13周围其它障碍(吸嘴堵塞，阀门失灵等)，从而不能对电子元器件14进行稳定的吸附动作。例如，即使假定已吸附电子元器件14，若吸嘴13前端面附着污垢，也会使摄像手段15所摄取的图像与正常时不同，通过识别控制手段16的分析会产生识别误差而不能进行修正计算，从而不能安装该电子元器件14。再有，若引起吸嘴13堵塞或阀门失灵等，就不能吸附电子元器件14。下面，将这类电子元器件14安装上出现故障的吸附状态统称为“吸附故障”。
然而，为了维持稳定的电子元器件14的吸附动作，则在步骤2的判定中存在吸附故障的情况下，对各吸嘴13监视吸附信息，判定同一吸嘴13是否发生连续规定次数的吸附故障(步骤7)，在发生连续规定次数吸附故障情况下，判定为吸嘴失灵(步骤8)，则从下一循环起不再使用该吸嘴13。
下面，将上述功能称为吸嘴失灵判定功能。与此同时，将设定吸嘴失灵通知操作者。
操作者获知该通知时就停止生产，根据指明为失灵吸嘴的吸嘴13的状态目视判断污染等情况，当污染时实施清洗等处理，再重新开始生产。
但是，在上述电子元器件安装机的控制方法中，即使在实际上不是吸嘴失灵而为其它吸附故障原因情况下(如，在电子元器件供给手段1中不能正常向电子元器件14的元器件供给位置6进行馈送等情况)，也会出现引起吸嘴失灵的设定的问题。若在这种情况下，如果不通过操作者停止生产后对可用的吸嘴改变设定，也不能恢复该吸嘴13，电子元器件安装机不得不停止生产，故存在生产效率下降的问题。
如图11所示，在生产中某个吸嘴变为失灵吸嘴时(附着污物，吸嘴堵塞等)。经失灵吸嘴判定功能而设定为失灵吸嘴，从下一循环起该吸嘴(图11中黑圆点吸嘴)不再用于生产。再有，即使不是吸嘴本身失灵而是因所述电子元器件供给手段的问题发生吸附故障情况下，也会经失灵吸嘴判定功能而设定为失灵吸嘴，从下一循环起该吸嘴(图11中“X”标记的吸嘴)不再用于生产。在该失灵吸嘴不恢复使用而继续生产时，每当这种状态发生就会减少可用的吸嘴数，从而使生产率下降，最后，尽管有不是失灵的吸嘴(图11中“X”标记的吸嘴)，但都成为生产中不可使用的吸嘴，从而使生产停止。
另外，即使在由于吸嘴污染外向其它吸附故障原因(吸嘴堵塞，阀门失灵等)判定为吸嘴失灵情况下，为了找出原因，也要进行首先检查吸嘴13的吸附面状态、再检查其它原因那样的额外工序，为此，延长了停止生产的时间，招致生产率下降。
因此，在已有技术的电子元器件安装机的控制方法中，存在的问题是本来为了提高生产率的吸嘴失灵判定功能反而引起生产率下降，或是在吸嘴失灵判定引起生产停顿后的作业恢复方面耗时长。
本发明鉴于上述已有技术存在的问题，其目的在于提供一种在判定为吸嘴失灵场合能自动判断其状态的电子元器件安装方法，该方法在判定为状态正常时能再次使用该吸嘴进行生产，判定为异常时向操作者通知详细情况，因而能顺利地进行有效的维修，从而提高了生产率。
本发明的揭示本发明的电子元器件安装方法，是一种电子元器件安装机的电子元器件安装方法，所述电子元器件安装机备有具有为安装电子元器件而吸附安装电子元器件的多个吸嘴的电子元器件安装手段；摄取所述吸嘴吸附的电子元器件的图像的摄像手段；分析所述摄像手段摄取的电子元器件图像对电子元器件吸附状态加以检查的识别控制手段，其特征在于，所述方法在将任意吸嘴的吸附故障达规定重复次数的吸嘴判定为失灵吸嘴时，用摄像手段摄取吸嘴前端面的图像，用识别控制手段分析该图像，对吸嘴前端面的状态进行检查。
检测结果若吸嘴前端面的状态为异常，则将该吸嘴自动设定为失灵吸嘴，若检查结果吸嘴前端面的状态为正常，则可自动解除该吸嘴的失灵吸嘴的设定。再有，可根据检查结果向操作者通知该吸嘴前端面失灵状态的详细信息。
附图概述图1为本发明电子元器件安装方法第一实施形态中检测失灵吸嘴前端面状态的控制流程图；图2为一辉度分布例的说明图；图3为本发明电子元器件安装方法第二实施例中增加检测空气压力处理的控制流程图；图4为第二实施例中将空气压力传感器安装于吸嘴的状态图；图5为表示空气发生和不发生泄漏时吸嘴空气压力的变化图；图6为本发明电子元器件安装方法第三实施形态中增加检测高度处理的控制流程图；图7为第三实施形态中装有高度传感器的状态图；图8为第三实施例中根据从三维传感器来的信息获得的吸嘴前端面状态检测例的说明图；图9为表示已有技术例的电子元器件安装机全体结构的立体图；图10为已有技术例中控制流程图；图11为已有技术例中可用吸嘴减少状态的说明图。
实施本发明的最佳形态(第一实施形态)下面，参照图1、图2说明本发明第一实施形态的电子元器件安装方法。电子元器件安装机的整体结构和整体控制流程与参照图9、图10已说明的已有技术例相同，故援引其说明，仅对不同点加以说明。
本实施形态实施这样的功能，即对吸嘴失灵判定功能已设定为失灵吸嘴的吸嘴前端面进行辉度分析，再用由此获得的分析结果检查吸嘴前端面的状态。图1所示控制流程是通过对图10已说明已有技术例的控制流程增加起始的步骤10同时增加步骤11-16的处理代替原步骤8来实现上述功能的。
这里所谓辉度分析就是通过用相当于摄像手段15的CCD摄像机将对象的浓淡图像摄入存储器，再根据分布在该浓淡图像中各象素的明亮度(辉度例如在可用256灰度等级的分辨率表现明亮度的硬件场合，若取最暗状态为0，最亮状态为255，则随着明亮度的增加，数值也增大)，来识别对象的状态。
首先，生产开始前利用摄像手段及识别控制手段摄取所有吸嘴的前端面的图像进行辉度分析，获取正常状态下的辉度信息(步骤10)。该辉度信息如对吸嘴前端面的浓淡图像而言就是图2所示分布在每个象素的辉度的辉度分布(格子上一个方块表示象素，象素内的数值表示辉度)，但也可以是从辉度分布获得的平均辉度，最大、最小辉度，面积(具有任意辉度范围辉度的象素数)等。在下面的说明中，将生产开始前的正常状态下的吸嘴N的辉度分布记为BODIS(N)，平均辉度为BOAVE(N)，最大、最小辉度为BOPEAK(N)，面积为BOAREA(N)。
生产中，若经失灵吸嘴判定功能(步骤7)将任意吸嘴i设定为失灵吸嘴时，摄像手段摄取该吸嘴的前端面图像，利用识别控制手段分析辉度，获取辉度信息(步骤11)。
此时的辉度分布记为BDIS(i)，平均辉度为BAVE(i)，最大、最小辉度为BPEAK(i)，面积为BAREA(i)。
下面，比较对象吸嘴在生产开始前的辉度信息与本次辉度信息(步骤12)。所存储的辉度信息为辉度分布时用式(1)比较，为平均辉度时用式(2)比较，为最大、最小辉度时用式(3)比较，为面积时用式(4)比较，它们之间变化超过规定范围Δ(Δ由如正常时与附着污垢时对吸嘴前端面进行辉度分析经实验获得)时，判断为污染引起的吸嘴失灵(步骤13)，对操作者通知吸嘴前端面的异常，同时将对象吸嘴设定为失灵吸嘴(步骤16)，从下一循环起停止使用。
|BODIS(i)-BDIS(i)|＞Δ ……(1)|BOAVE(i)-BAVE(i)|＞Δ ……(2)|BOPEAK(i)-BPEAK(i)|＞Δ……(3)|BOAREA(i)-BAREA(i)|＞Δ……(4)当进一步判定结果为不是吸嘴失灵时，则由失灵吸嘴判定功能检查对象吸嘴是否为规定次数以上的失灵吸嘴(步骤14)，当条件满足时则认为存在对象吸嘴周围的其它故障(吸嘴堵塞，阀门失灵等)，故将该情况通知操作者，同时将对象吸嘴设定为失灵吸嘴(步骤16)，从下一循环起不再使用。
比较对象吸嘴在生产开始前与本次的辉度信息，当变化未超过规定范围Δ且失灵吸嘴判定功能判定吸嘴失灵次数未满足规定次数时，则解除失灵吸嘴的设定(步骤15)，从下一次循环起重新使用该吸嘴。
(第二实施形态)在第一实施形态中，对于由失灵吸嘴判定功能设定为失灵吸嘴的吸嘴进行辉度分析，并用该分析结果检查吸嘴前端面状态的方法进行了说明，但污染外其它的缺口等也会引起吸嘴前端面的异常。
据此，本实施例中说明对于用第一实施形态中辉度分析判定为失灵吸嘴的吸嘴检测污染、缺口等吸嘴前端面状态的更详细信息的方法。
在吸嘴前端面有严重缺口时，如图5所示，由于吸嘴与要吸附的电子元器件间发生空气泄漏而得不到吸附电子元器件所要的空气(真空)压力，从而构成吸附故障的原因。如图4所示，利用该特性将空气压力传感器21安装于吸嘴13，通过检测对象吸嘴13的空气压力，再加上第一实施形态的辉度分析处理，从而可检测吸嘴13前端严重缺口。
这可以通过对图1包括辉度分析处理的控制流程追加图3所示步骤17来实现本功能。
(第三实施形态)在第二实施形态中，叙述了检测严重缺口时的有效方法，而在本实施例中将说明即使轻度缺口不发生空气泄漏也能更严格检测吸嘴前端面状态的有效方法。
注意到在失灵吸嘴前端面发生缺口时，前端面将呈凹凸状态，则如图7所示，安装3维传感器22，通过利用3维传感器22检测对象吸嘴的前端面的高度信息，再加上第一实施形态的辉度分析处理，就能检测吸嘴前端面的缺口。这样，如图8(b)所示，当检测结果与生产开始前正常状态下检测到的图8(a)所示的正常形状不同时，就判断为吸嘴前端面有缺口。
这可通过对图1包括辉度分析处理的控制流程追加图6所示步骤18来实现本功能。
工业上的可应用性本发明的电子元器件安装方法，在将任意吸嘴中吸附故障达规定重复次数的吸嘴判定为失灵吸嘴时，由于利用摄像手段及识别控制手段检查吸附电子元器件的吸嘴的前端面状态，故能防止因错误的失灵吸嘴判定而停止生产引起生产率下降，并在生产停止后恢复时不浪费时间，适用于将电子元器件自动安装于电路板的电子元器件安装机。
权利要求
1.一种电子元器件安装机的电子元器件安装方法，所述电子元器件安装机备有具有为安装电子元器件(14)而吸附安装电子元器件(14)的多个吸嘴(13)的电子元器件安装手段(7)；摄取所述吸嘴(13)吸附的电子元器件(14)的图像的摄像手段(15)；分析所述摄像手段(15)摄取的电子元器件(14)图像对电子元器件(14)吸附状态加以检查的识别控制手段(16)，其特征在于，所述电子元器件安装方法在将任意吸嘴(13)的吸附故障达规定重复次数的吸嘴(13)判定为失灵吸嘴时，用摄像手段(15)摄取吸嘴(13)前端面的图像，用识别控制手段(16)分析该图像，对吸嘴(13)前端面的状态进行检查。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检查结果若吸嘴(13)前端的状态为异常，则将该吸嘴(13)自动设定为失灵吸嘴。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若检查结果吸嘴(13)前端面的状态为正常，则可自动解除该吸嘴(13)的失灵吸嘴的设定。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据检查结果向操作者通知该吸嘴前端面失灵状态的详细信息。
全文摘要
自动判断失灵吸嘴,顺利地进行有效的吸嘴维修,提高生产率。在电子元器件安装机的电子元器件安装方法中,该安装机备有:具有为安装电子元器件(14)而吸附安装电子元器件(14)的多个吸嘴(13)的电子元器件安装手段(7);摄取所述吸嘴(13)吸附的电子元器件(14)的图像的摄像手段(15);分析所述摄像手段(15)摄取的电子元器件(14)图像对电子元器件(14)吸附状态加以检查的识别控制手段(16),所述方法在将任意吸嘴(13)中吸附故障达规定重复次数的吸嘴(13)判定为失灵吸嘴,用摄像手段(15)摄取吸嘴(13)前端面的图像,用识别控制手段(16)分析图像,对吸嘴(13)前端面的状态进行检查。
文档编号H05K13/08GK1196874SQ97190757
公开日1998年10月21日 申请日期1997年6月26日 优先权日1996年6月27日
发明者味村好裕, 吉田典晃, 秦纯一 申请人:松下电器产业株式会社