安装处理单元、安装装置及安装处理单元的控制方法与流程

本发明涉及安装处理单元、安装装置及安装处理单元的控制方法。

背景技术：

以往，作为安装装置，提出了具备第一线性电动机和第二线性电动机的方案，该第一线性电动机使第一升降部件升降，该第二线性电动机使设置在第一升降部件的前端的吸嘴升降(例如，参照专利文献1)。在该安装装置中，通过第二线性电动机进行比较精密的升降，由此能够较高地保持元件向基板的装配效能，并避免与吸嘴或基板的抵接冲击造成的损伤。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开2014/080472号小册子

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在上述的安装装置中，在基板产生翘曲等时、元件的厚度存在不均时等，需要设置比较具有富余度的容限，通过第二线性电动机升降的行程有时会变长。

本发明鉴于这样的课题而作出，主要目的是提供在使装配有拾取部件的升降部件升降且也使拾取部件升降的结构中能够进一步缩短拾取部件的升降行程的安装处理单元、安装装置及安装处理单元的控制方法。

用于解决课题的方案

本发明为了实现上述的主要目的而采用以下的方案。

本发明的安装处理单元是将元件配置在基板上的安装处理单元，具备：第一升降驱动部，使装配有拾取部件的升降部件的整体升降，所述拾取部件对元件进行拾取；第二升降驱动部，使所述升降部件中的所述拾取部件升降；及控制部，基于高度信息而至少控制所述第一升降驱动部的升降动作，所述高度信息包含由测定部测定出的基板高度的信息及元件厚度的信息中的一个以上的信息。

该安装处理单元具备：第一升降驱动部，使装配有拾取部件的升降部件的整体升降，该拾取部件对元件进行拾取；第二升降驱动部，使升降部件中的拾取部件升降。并且，该单元基于高度信息而至少控制第一升降驱动部的升降动作，该高度信息包含由测定部测定出的基板高度的信息及元件厚度的信息中的一个以上的信息。在该单元中，能够根据基板高度、元件厚度而使升降部件的整体移动至更接近基板的位置。因此，在该单元中，在使装配有拾取部件的升降部件升降且也使拾取部件升降的结构中，能够进一步缩短拾取部件的升降行程。因此，在该单元中，能够进一步实现单元的紧凑化。

在本发明的安装处理单元中，可以是，所述控制部使用所述高度信息所包含的所述基板高度及/或所述元件厚度的信息，以使所述升降部件位于所述基板与所述升降部件之间的距离成为与所述拾取部件的升降行程对应的距离的所述升降部件的停止位置的方式控制所述第一升降驱动部的升降动作。

在本发明的安装处理单元中，可以是，所述控制部基于所述高度信息来设定所述第二升降驱动部对所述拾取部件的升降控制中使用的前端校正值，并基于所述高度信息来设定所述第一升降驱动部对所述升降部件的升降控制中使用的比所述前端校正值大的升降校正值，使用所述升降校正值来控制所述第一升降驱动部的升降动作，并使用所述前端校正值来控制所述第二升降驱动部的升降动作。在该单元中，对升降部件的整体的位置进行校正，并将拾取部件的位置校正得更小，能够进一步缩短拾取部件的升降行程。前端校正值可以设为对使拾取部件的升降范围为恒定值时的基准位置(移动开始位置或停止预定位置等)进行校正的校正值，也可以设为对拾取部件的升降范围自身进行校正的校正值。而且，升降校正值可以设为对使升降部件的升降范围为恒定值时的基准位置(移动开始位置或停止预定位置等)进行校正的校正值，也可以设为对升降部件的升降范围自身进行校正的校正值。

或者，在本发明的安装处理单元中，可以是，所述控制部基于所述高度信息来设定对所述升降部件在所述基板上的停止位置进行校正的升降校正值，使用所述升降校正值对基本值进行校正来控制所述第一升降驱动部的升降动作，并使用基本值来控制所述第二升降驱动部的升降动作。在该单元中，第二升降驱动部进行按照基本设定的升降，第一升降驱动部进行使用了升降校正值的升降，由此能够进一步缩短拾取部件的升降行程。

本发明的安装处理单元可以具备检测向所述拾取部件施加的载荷的检测部，所述控制部在所述升降部件及/或所述拾取部件的升降控制中，通过利用所述检测部检测向装配于所述升降部件的部件的接触来测定所述基板高度及元件厚度中的一个以上。在该单元中，能够利用检测向拾取部件施加的载荷的检测部测定基板的高度、元件的厚度。在此，装配于升降部件的部件例如可以设为拾取部件，也可以取代拾取部件而设为装配于升降部件的夹具。需要说明的是，所述检测部可以检测将所述元件向所述基板安装时的向所述拾取部件施加的载荷。此时，所述控制部在使所述拾取部件拾取所述元件的状态下通过使该元件与预定的基准面抵接来测定该元件的厚度。

本发明的安装装置具备上述任一记载的安装处理单元。由于该安装装置具备上述任一个安装处理单元，因此能够进一步缩短拾取部件的升降行程。

本发明的安装处理单元的控制方法中，所述安装处理单元具备：第一升降驱动部，使装配有拾取部件的升降部件的整体升降，所述升降部件对元件进行拾取；及第二升降驱动部，使所述升降部件中的所述拾取部件升降，所述安装处理单元将元件配置在基板上，所述安装处理单元的控制方法包括如下的步骤：基于高度信息而至少控制所述第一升降驱动部的升降动作，所述高度信息包含由测定部测定出的基板高度的信息及元件厚度的信息中的一个以上的信息。

在该控制方法中，与上述的安装处理单元同样，能够根据基板高度、元件厚度而使升降部件的整体移动至更接近基板的位置。因此，在该控制方法中，在使装配有拾取部件的升降部件升降且使拾取部件也升降的结构中，能够进一步缩短拾取部件的升降行程。需要说明的是，在该安装处理单元的控制方法中，可以采用上述的安装处理单元的各种形态，而且，可以追加实现上述的安装处理单元的各功能的步骤。

附图说明

图1是表示安装系统10的一例的概略说明图。

图2是表示安装头22的结构的说明图。

图3是表示安装装置11的结构的框图。

图4是表示安装处理例程的一例的流程图。

图5是表示高度信息取得处理例程的一例的流程图。

图6是表示测定基板s的高度的一例的说明图。

图7是表示测定元件p的厚度的一例的说明图。

图8是与第一升降驱动部30的升降校正值的设定相关的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的优选的实施方式。图1是表示安装系统10的一例的概略说明图。图2是表示安装头22的结构的说明图。图3是表示安装装置11的结构的框图。安装系统10是例如执行将元件p向基板s安装的处理的系统。该安装系统10具备安装装置11、管理计算机50。安装系统10从上游至下游配置有实施将元件p向基板s安装的安装处理的多个安装装置11。在图1中，为了便于说明而仅示出1台安装装置11。而且，在本实施方式中，左右方向(x轴)、前后方向(y轴)及上下方向(z轴)如图1所示。

如图1～3所示，安装装置11具备基板搬运单元12、安装单元13、元件供给单元14、摄像单元16、控制装置40。基板搬运单元12是进行基板s的搬入、搬运、安装位置处的固定、搬出的单元。基板搬运单元12具有在图1的前后空出间隔地设置且沿左右方向架设的一对输送带。基板s由该输送带搬运。

安装单元13从元件供给单元14拾取元件p，向固定于基板搬运单元12的基板s配置。安装单元13具备头移动部20、安装头22、吸嘴28。头移动部20具备由导轨引导而在xy方向上移动的滑动件、对滑动件进行驱动的电动机。安装头22以能够拆卸的方式装配于滑动件，通过头移动部20而在xy方向上移动。在安装头22的下表面以能够拆卸的方式装配有1个以上的吸嘴28。如图2所示，长条圆筒状的1个以上的注射器部件25以中心轴为中心能够旋转且能够上下移动地配设于安装头22。在该注射器部件25的下端以能够拆卸的方式装配有吸嘴28。装配有吸嘴28的注射器部件25相当于升降部件。而且，在注射器部件25的上端配设有齿轮26。安装头22配设有具有齿轮24的q轴电动机23。q轴电动机23的齿轮24与齿轮26啮合，经由齿轮26使注射器部件25进行轴旋转，由此来调整吸嘴28所吸附的元件p的角度。

吸嘴28是利用压力在吸嘴前端吸附元件p而对吸嘴前端所吸附的元件p进行吸附解除的拾取部件。该吸嘴28具有圆板状的凸缘29和形成于前端侧的管状部19(参照图2)。管状部19以能够沿z轴方向(上下方向)滑动的方式配设于吸嘴28的主体。在安装头22中，在位于安装头22的y轴方向的前端侧的1个部位的升降位置处，使注射器部件25及吸嘴28沿z轴方向升降。需要说明的是，拾取元件p的拾取部件在此作为吸嘴28进行说明，但是只要能够拾取元件p即可，没有特别限定，可以设为夹持而拾取元件p的机械夹头等。

如图2所示，安装头22具备第一升降驱动部30、第二升降驱动部34，通过该第一升降驱动部30、第二升降驱动部34沿着z轴调整吸嘴28的高度。第一升降驱动部30使装配有拾取元件p的吸嘴28的注射器部件25的整体升降。第一升降驱动部30具备第一线性电动机31和第一支撑部件32。第一线性电动机31使第一支撑部件32以比较大的移动范围a(参照图2)上下移动。第一支撑部件32是沿上下方向形成的部件，支撑于第一线性电动机31。在该第一支撑部件32的下端配设有第二升降驱动部34。在第一支撑部件32的上端侧形成有第一卡合部33，该第一卡合部33与形成于注射器部件25的圆板状的水平部27卡合。第二升降驱动部34使注射器部件25中的吸嘴28升降。第二升降驱动部34具备第二线性电动机35、第二支撑部件36、第二卡合部37、检测部38。第二线性电动机35使第二支撑部件36以比移动范围a短的移动范围b(参照图2)上下移动。第二支撑部件36是沿上下方向形成的部件，且支撑于第二线性电动机35。在该第二支撑部件36的下端形成有第二卡合部37。第二卡合部37与吸嘴28的凸缘29卡合。第二升降驱动部34通过第二线性电动机35的驱动力，经由第二卡合部37及凸缘29直接使吸嘴28上下移动。在该第二支撑部件36配设有作为负载传感器的检测部38，能够检测作用于第二卡合部37的载荷。安装头22通过第一升降驱动部30以高速使吸嘴28下降，通过第二升降驱动部34以低速使吸嘴28下降，基于检测部38的检测结果进行元件p与基板s抵接时的驱动控制，减轻作用于元件p的负载。安装装置11配设有基准部件17，该基准部件17形成有成为高度的基准的基准面。

如图1所示，元件供给单元14具备多个带盘，以能够拆装的方式安装在安装装置11的前侧。在各带盘卷绕有带，在带的表面沿着带的长度方向保持有多个元件p。该带从带盘朝向后方松卷，以元件p露出的状态由供料器部送出到由吸嘴28吸附的拾取位置。

摄像单元16是从侧方拍摄吸附有元件p的吸嘴28的单元。该摄像单元16具备摄像元件、反射镜、图像处理部。控制装置40使用由摄像单元16拍摄的图像，检测元件p的吸附位置的偏离、元件p的变形、破损的有无等。

如图3所示，控制装置40构成为以cpu41为中心的微处理器，具备存储处理程序的rom42、存储各种数据的hdd43、被用作作业区域的ram44、用于与外部装置进行电信号的交接的输入输出接口45等，它们经由总线46而连接。该控制装置40向基板搬运单元12、安装单元13、元件供给单元14、摄像单元16输出控制信号，并输入来自安装单元13、元件供给单元14、摄像单元16的信号。

管理计算机50是对安装系统10的各装置的信息进行管理的计算机。管理计算机50具备作业者输入各种指令的键盘及鼠标等输入装置52、显示各种信息的显示器54。

接下来，说明这样构成的本实施方式的安装系统10的动作、具体而言安装装置11的安装处理。图4是表示通过控制装置40的cpu41执行的安装处理例程的一例的流程图。该例程存储于控制装置40的hdd43，通过作业者的开始指示而被执行。在此，主要说明使用吸嘴28、通过第一升降驱动部30及第二升降驱动部34的两级控制将元件p向基板s安装的情况。当开始该例程时，控制装置40的cpu41首先从管理计算机50取得安装作业信息(步骤s100)。安装作业信息包括元件p的安装顺序、安装的元件p的类别及其特征、吸附元件p的吸嘴28的信息等。接下来，cpu41进行基板s的搬运及固定处理(步骤s110)，设定吸附的元件p(步骤s120)。接下来，cpu41执行取得包括基板s的高度的信息及元件p的厚度的信息中的1个以上信息的高度信息的处理(步骤s130)。

图5是表示高度信息取得处理例程的一例的流程图。该例程存储在控制装置40的hdd43中。在此，控制装置40在注射器部件25的升降控制中，通过利用检测部38检测向吸嘴28的接触来测定基板s的高度及元件p的厚度。首先，说明测定基板s的高度的处理。基板s有时发生起伏、翘曲等变形。在此，控制装置40进行利用安装头22的检测部38测定基板s的上表面的高度的处理。图6是表示测定基板s的高度的一例的说明图，图6(a)是初始状态，图6(b)、(c)是使第一升降驱动部30下降之后的测定状态的图。需要说明的是，在此，使用吸嘴28作为前端的检测部件来求出基板s的高度，但是也可以取代吸嘴28而将测定夹具装配于注射器部件25，进行该处理。

当该例程开始时，cpu41通过第一升降驱动部30使第一支撑部件32下降，进行使注射器部件25及吸嘴28的整体下降的处理(步骤s300)。第一升降驱动部30使吸嘴28下降至预定的基准高度。接下来，使安装头22向基板s的测定点移动(步骤s310)。测定点例如是能够掌握基板s的变形的程度、纵横地预先规定多个点的结构。而且，最初的测定点设为基准部件17的上表面(基准面)。cpu41例如基于第二线性电动机35的编码器值，将基准部件17的基准面设为补偿值。接下来，cpu41通过第二升降驱动部34缓慢地使第二支撑部件36下降(步骤s320)，基于检测部38的信号来判定检测部38是否检测到载荷(步骤s330)。在检测部38未检测到载荷时，cpu41继续步骤s320的处理，在检测部38检测到载荷时，吸嘴28与基板s的表面抵接而将距基准面的高度存储于ram44(步骤s340)。基板s的表面高度例如可以通过第一线性电动机31的编码器值及第二线性电动机35的编码器值来求出。在步骤s340之后，cpu41判定是否全部取得(测定)了基板s的表面高度(步骤s350)，在未全部取得时，cpu41通过第二升降驱动部34使吸嘴28上升(步骤s360)，执行步骤s310以后的处理。另一方面，在步骤s350中全部取得了基板s的表面高度时，cpu41直接结束该例程。这样，能够实测到基板s的各测定点处的高度。

接下来，说明元件p的厚度(高度)的测定。图7是表示测定元件p的厚度的一例的说明图，图7(a)是基准面的测定，图7(b)是元件p的厚度的测定图。在该处理中，除了在步骤s320中进行以使元件p吸附于吸嘴28的状态使该元件p与基准部件17的基准面抵接的处理以外，进行与上述的基板s的高度测定相同的处理。元件p的厚度可以通过基准面的测定值与吸附有元件p的状态下的测定值之差来求出(参照图7(b)的厚度c)。这样，能够实测出元件p的厚度c。

此外，返回到图4的安装处理例程，在步骤s130取得高度信息时，cpu41基于取得的高度信息来设定第一升降驱动部的升降校正值(步骤s140)。升降校正值设为例如对注射器部件25在基板s上的停止位置进行校正的值。而且，该升降校正值规定为注射器部件25停止在基板s与注射器部件25的距离成为与第二升降驱动部34的吸嘴28的升降行程(距离b)对应的距离的位置的值。例如，升降校正值规定为使第二升降驱动部34的行程恒定、根据基板s的高度、元件p的厚度而第一升降驱动部30的注射器部件25的停止位置更接近基板s的值。图8是与升降校正值的设定相关的说明图，图8(a)是基本值的说明图，图8(b)是校正值的说明图。该升降校正值规定为，如果基板s的高度低，则对应于此而第一升降驱动部30的注射器部件25的停止位置降低，如果元件p的厚度薄，则对应于此而第一升降驱动部30的停止位置降低(参照图8(b))。同样，该升降校正值规定为，如果基板s的高度高，则对应于此而第一升降驱动部30的注射器部件25的停止位置升高，如果元件p的厚度厚，则对应于此而第一升降驱动部30的停止位置升高。在安装装置11，在不使用高度信息而使第二升降驱动部34升降的情况下，为了避免元件p接触基板s而第一升降驱动部30的停止位置需要比较大的容限。因此，第二升降驱动部34的行程变得更长。而且，在不使用高度信息的情况下，在基板s的高度低时、元件p的厚度薄时，为了避免元件p接触基板s而必须将第一升降驱动部30的停止位置设为比较高的位置，进而第二升降驱动部34的行程变长与基板s的高度低对应的量或者与元件p的厚度薄对应的量。在该安装装置11中，通过使用高度信息，能够根据基板s的高度、元件p的厚度而使注射器部件25的整体移动至更接近基板s的位置，能够进一步缩短上述容限。

在步骤s140之后，cpu41对安装头22向元件p的配置位置进行移动处理(步骤s150)，以设定的升降校正值对第一升降驱动部30(第一线性电动机31)进行控制(步骤s160)。当注射器部件25停止时，cpu41使用基本值对第二升降驱动部34(第二线性电动机35)进行下降控制(步骤s170)。需要说明的是，在此，cpu41在注射器部件25停止之后对第二升降驱动部34进行下降控制，但是例如也可以在注射器部件25的停止前使第二升降驱动部34下降。接下来，cpu41判定是否检测到来自检测部38的载荷(步骤s180)，在未检测到载荷时，使步骤s170的处理继续。另一方面，在从检测部38检测到载荷时，看作元件p与基板s抵接，cpu41以成为预定的装配载荷的方式对第二升降驱动部34进行控制并进行元件p的吸附解除(步骤s190)。这样，使用检测部38的输出值进行元件p向基板s上的配置，因此能够进一步降低向元件p施加的负载。

当元件p吸附解除时，cpu41判定当前基板的安装处理是否完成(步骤s200)，在未完成时，通过第二升降驱动部34使吸嘴28上升至初始高度(步骤s210)，执行步骤s120以后的处理。即，cpu41设定接下来吸附的元件，取得高度信息，使用基于高度信息而设定的升降校正值，一边控制第一升降驱动部30一边进行元件p向基板s的配置。另一方面，在步骤s200中当前基板的安装处理完成时，cpu41将安装完成的基板s排出(步骤s220)，判定生产是否完成(步骤s230)。在生产未完成时，cpu41执行步骤s110以后的处理。即，cpu41对新的基板进行搬运、固定，执行步骤s120以后的处理。另一方面，在步骤s230中生产完成时，cpu41直接结束该例程。

在此，明确本实施方式的构成要素与本发明的构成要素的对应关系。本实施方式的第一升降驱动部30相当于本发明的第一升降驱动部，第二升降驱动部34相当于第二升降驱动部，吸嘴28相当于拾取部件，装配有吸嘴28的注射器部件25相当于升降部件，检测部38及控制装置40相当于测定部，控制装置40相当于控制部。而且，安装单元13及控制装置40相当于本发明的安装处理单元。需要说明的是，在本实施方式中，通过说明安装装置11的动作，本发明的安装装置的控制方法的一例也明确。

以上说明的实施方式的安装装置11具备：使装配有拾取元件p的吸嘴28的注射器部件25(升降部件)的整体升降的第一升降驱动部30；及使装配有吸嘴28的注射器部件25中的吸嘴28自身升降的第二升降驱动部34。并且，安装装置11基于包含由检测部38及控制装置40测定出的基板s的高度的信息及元件p的厚度的信息中的1个以上信息的高度信息，至少对第一升降驱动部30的升降动作进行控制。在该安装装置11中，能够根据基板s的高度、元件p的厚度而使装配有吸嘴28的注射器部件25的整体移动至更接近基板s的位置。因此，安装装置11在使装配有吸嘴28的注射器部件25升降且吸嘴28自身也升降的结构中，能够进一步缩短吸嘴28的升降行程。因此，在安装装置11中，能够进一步实现单元的紧凑化。

另外，cpu41使用高度信息所包含的基板高度及/或元件厚度的信息，以使注射器部件25位于基板s与注射器部件25的距离成为与吸嘴28的升降行程对应的距离的停止位置的方式控制第一升降驱动部30的升降动作。因此，不变更第二升降驱动部34的行程而能够使吸嘴28更接近基板s。而且，cpu41基于高度信息来设定对升降部件在基板s上的停止位置进行校正的升降校正值，使用升降校正值对基本值进行校正来控制第一升降驱动部30的升降动作。而且，cpu41使用基本值对第二升降驱动部34的升降动作进行控制。因此，在安装装置11中，第二升降驱动部34进行按照基本设定的升降，通过第一升降驱动部30进行使用了升降校正值的升降而能够进一步缩短吸嘴28的升降行程。此外，cpu41基于检测部38的检测结果来测定基板s的高度及元件p的厚度，因此能够利用检测向吸嘴28施加的载荷的检测部38测定基板s的高度、元件p的厚度。

需要说明的是，本发明不受上述的实施方式的任何限定，只要属于本发明的技术范围，当然就能以各种形态实施。

例如，在上述的实施方式中，说明了设定第一升降驱动部30的升降校正值的情况，但是除此之外也可以基于高度信息来设定第二升降驱动部34对吸嘴28的升降控制中使用的前端校正值。在该安装装置11中，可以基于高度信息来设定比前端校正值大的升降校正值。在该安装装置11中，对升降部件的整体的位置进行校正并将拾取部件的位置校正得更小，能够进一步缩短拾取部件的升降行程。该前端校正值可以设为对使吸嘴28的升降范围为恒定值时的基准位置(移动开始位置或停止预定位置等)进行校正的校正值，也可以设为对吸嘴28的升降范围自身进行校正的校正值。而且，升降校正值可以设为对使升降部件的升降范围为恒定值时的基准位置(移动开始位置或停止预定位置等)进行校正的校正值，也可以设为对升降部件的升降范围自身进行校正的校正值。

在上述的实施方式中，使用检测部38，测定基板s的高度、元件p的厚度，但是没有特别限定于此。例如，也可以使用由摄像单元16拍摄的图像来求出元件p的厚度。而且，基板s的各点处的高度可以使用激光式的距离测定传感器来求出。或者，基板s的各点处的高度可以基于从上表面侧拍摄基板s的图像来求出。而且，基板s的各点处的高度可以通过作用在从下方支撑基板s的支撑销上的压力、按下行程来求出。

在上述的实施方式中，使用基板s的高度和元件p的厚度这两方作为高度信息，但是没有特别限定于此，可以省略至少一方。尽管如此，通过基板s的高度和元件p的厚度中的任一个也能够进一步缩短吸嘴28的升降行程。

在上述的实施方式中，将本发明作为安装装置11进行了说明，但是例如可以设为具备安装单元13及控制装置40的安装处理单元，也可以设为安装装置11的控制方法，还可以设为使计算机执行上述的处理的程序。

工业实用性

本发明能够利用于进行将元件配置在基板上的安装处理的装置。

附图标记说明

10安装系统

11安装装置

12基板搬运单元

13安装单元

14元件供给单元

16摄像单元

17基准部件

19管状部

20头移动部

22安装头

23q轴电动机

24、26齿轮

25注射器部件

27水平部

28吸嘴

29凸缘

30第一升降驱动部

31第一线性电动机

32第一支撑部件

33第一卡合部

34第二升降驱动部

35第二线性电动机

36第二支撑部件

37第二卡合部

38检测部

40控制装置

41cpu

42rom

43hdd

44ram

45输入输出接口

46总线

50管理计算机

52输入装置

54显示器

p元件

s基板