专利名称：元件移载装置、表面安装机、元件检查装置及异常判定方法
技术领域：
本发明涉及通过吸嘴吸附电子元件而进行移载的元件移载装置、表面安装机、元件检查装置以及这些装置所采用的异常判定方法。
背景技术：
以往的表面安装机，将电子元件从元件供给器移载到印刷线路板，是先通过吸嘴吸附电子元件，然后移动上述吸嘴。
上述吸嘴，会因反复使用而使吸附面污损，或因与电子元件接触而导致破损。这样，在吸嘴污损或破损的状态下，使用该吸嘴吸附电子元件时，容易引起吸附错误。
以往的具有上述吸嘴的元件移载装置，设置有在通过吸嘴移载电子元件时用于识别电子元件是否被吸嘴正确吸附的识别装置。
作为以往装备有上述识别装置的元件移载装置，如专利文献1(日本专利公报特许第2801331号)或专利文献2(日本专利公开公报特开平6-45790号)所示。专利文献1所记载的元件移载装置，先通过摄像机从下方拍摄吸嘴所吸附的电子元件，然后通过图像处理来检测电子元件的有无。专利文献2所记载的元件移载装置，先通过摄像机从侧面拍摄吸嘴及该吸嘴所吸附的电子元件的图像，然后通过图像处理来检测电子元件的有无。
然而，吸嘴的吸附面的污损，主要是由于微小的异物夹在上述吸附面和电子元件之间并被按压附着在吸附面上而予以产生。当上述污损程度较小时，电子元件以倾斜的状态被吸嘴吸附，但是随着异物的堆积等而导致污损程度增大时，就会引起吸附错误。
另一方面，当吸嘴的吸附部的一部分出现破损且该破损处较小时，电子元件以倾斜的状态被吸附。上述破损处会因反复吸附而变大，这样吸嘴会较容易产生吸附错误。
专利文献1或专利文献2中所记载的元件移载装置，虽然可检测出电子元件未被吸嘴正确吸附等构成引起无法正确安装的原因的吸附不良，以及吸嘴未进行吸附等吸附错误，但却无法检测出构成引起吸附不良以及吸附错误等的原因的状态。因此，以往的表面安装机，一旦发生吸附不良或者吸附错误，为了防止再发生、每次都必须暂时中断运转而对原因进行调查，从而使移载效率下降。另外，即使电子元件被吸嘴正确吸附，若电子元件的非吸附面(安装面)附着有异物，会使安装后的电子元件产生倾斜，从而无法正确进行安装。此外，吸嘴的外周面(尤其是顶端附近部位)，电子元件的安装面以外的外周面上附着有异物时，在移载过程中上述异物有可能会掉落在作为电子元件的移载目标的移载部位上，由此产生安装不良。
发明内容
本发明是为解决上述问题而作，其目的在于通过检测出引起安装不良的原因，以此防止移载效率的下降。
为达成上述目的，本发明所涉及的元件移载装置，包括吸附电子元件的吸嘴；从侧面拍摄上述吸嘴及该吸嘴所吸附的电子元件的图像的摄像单元；存储从侧面拍摄上述电子元件而获得的电子元件单体的图像的图像数据的存储器；获取通过上述摄像单元拍摄处于未吸附上述电子元件状态的上述吸嘴而获得的吸嘴单体的图像的第1图像获取单元；获取通过上述摄像单元拍摄处于吸附上述电子元件状态的上述吸嘴和上述电子元件而获得的元件吸附状态图像的第2图像获取单元；根据上述元件吸附状态图像和上述吸嘴单体的图像的差分产生差分图像数据的图像处理单元；通过比较上述差分图像数据与上述电子元件单体图像数据，判定吸嘴的吸附面是否良好的判定单元。
本发明中，通过由第2摄像单元所获取的元件吸附状态图像和由第1摄像单元获取的吸嘴单体图像之间的差分而获得的图像(差分图像)，在吸嘴正常时(无污损，无破损时)，与电子元件单体的图像相一致。但是，当上述污损处及破损处较小时，电子元件虽被吸附，但与正常吸附状态相异，所以上述差分图像与电子元件单体图像相异。
采用本发明，当上述差分图像与电子元件单体图像相异时可判定吸嘴不良，因此可在吸附错误发生之前检测出引起吸附错误的可能性较高的吸嘴。这样，本发明所涉及的元件移载装置，可在出现吸附错误之前，按照预先设定的吸嘴清扫程序、吸嘴更换程序，在短时间内对吸嘴进行清扫或更换，所以无需因发生吸附错误而使装置停止或重复不必要的吸附操作。
采用本发明，可在出现吸附错误之前检测出吸嘴的污损、破损等，从而可确实可靠地防止因吸附错误而引起安装效率的下降。
在上述元件移载装置中，第1图像获取单元，从吸嘴单体的图像测量出吸嘴前端部的长度和吸嘴的吸附面的平坦度，当吸嘴前端部的长度和吸附面的平坦度中的至少一方与预先规定的基准值不相符时，错误处理予以执行。
采用上述元件移载装置，当吸嘴的前端部的长度和吸附面的平坦度中的任意一方出现异常时，可执行错误处理。由此，可在出现吸附错误之前检测出吸嘴的污损、破损等，从而可确实可靠地防止因吸附错误而引起安装效率的下降。
在上述元件移载装置中，还可包括保存通过上述第1图像获取单元获取的图像数据的保存单元，该保存单元，仅在上述测量出的吸嘴前端部的长度和吸附面的平坦度与预先规定的基准值相一致时，保存上述图像数据。
采用上述元件移载装置，通过第1图像获取单元获取的吸嘴单体的图像，是处于无污损及无破损的正常状态的吸嘴的拍摄图像。由此，可根据当前的吸嘴图像与正常的吸嘴图像之间的差分，判定吸嘴是否良好，从而可提高好坏判定的精确度。
在上述元件移载装置中，还可包括设置在吸嘴的可移动范围内，具有吸嘴可从上方予以插入的清扫部的清扫装置，上述第1图像获取单元获取由上述摄像单元所拍摄的经上述清扫装置清扫过的吸嘴的图像。
采用上述元件移载装置，通过第1图像获取单元获取吸嘴图像时，所拍摄的是已清扫过的吸嘴，因此可提高判定吸嘴是否良好的精确度。
本发明所涉及的表面安装机，可包括上述任意一种元件移载装置，通过该元件移载装置将安装用元件从元件供给部移载到印刷电路板。
采用上述表面安装机，无需因吸嘴的吸附错误而中断安装运作，从而可提供安装效率较高的表面安装机。
本发明所涉及的元件检查装置，可包括上述任意一种元件移载装置，通过该元件移载装置将被检查电子元件从元件供给部移载到检查部。
采用上述元件检查装置，无需因吸嘴的吸附错误而中断被检电子元件的移载运作，从而可提供对元件检查效率较高的元件检查装置。
本发明所涉及的另一元件移载装置，可包括吸附电子元件的吸嘴；从侧面拍摄上述吸嘴及该吸嘴所吸附的电子元件的图像的摄像单元；以上述摄像单元所拍摄的吸嘴单体的图像为基准，通过比较该基准图像与从侧面所拍摄到的上述吸嘴及该吸嘴所吸附的电子元件的图像，来判定吸嘴及该吸嘴所吸附的电子元件是否良好的图像处理单元；设置在吸嘴的可移动范围内，具有吸嘴可从上方予以插入的清扫部的清扫装置；获取由上述摄像单元所拍摄的经上述清扫装置清扫过的吸嘴的基准图像的图像获取单元。
采用上述元件移载装置，由吸嘴单体的图像构成的基准图像，是从侧面观测经清扫装置清扫过的吸嘴单体的图像，由此可拍摄吸嘴的正确形状来作为基准图像，从而可提高良好判定的精确度。
其结果，可提供能正确地进行有无电子元件的吸附错误、所吸附电子元件的正误、吸嘴自身有无异常等判断的元件移载装置。
在上述元件移载装置中，清扫装置的清扫部，可包括由吸嘴可从上方予以插入的孔所构成的用于空气清扫的清扫室；使上述清扫室的下端部与清扫室外部连通的排气通路；设置在上述清扫室的壁面，开口位置对应于插入该清扫室内的吸嘴的下端部的高度的清扫用空气的通路；向上述清扫用空气的通路及吸嘴的吸引通路供给加压空气，以使空气进入清扫室内的空气供给单元。
采用上述元件移载装置，可使吸嘴喷射与吸附元件时方向相反且相对高压的空气，同时从侧面向吸嘴喷射高压空气，以此来清扫吸嘴。由于上述清扫是在清扫装置内进行，因此附着在吸嘴的异物不会向周围飞散。这样既可防止清扫时异物附着到其他吸嘴，又可充分地清扫吸嘴。
在上述元件移载装置中，清扫装置可包括多个清扫室，且这些清扫室可设置在对应于设置有多个具有吸嘴的移载头部的头部单元的各个吸嘴的位置上。
采用上述元件移载装置，因可一次清扫多个吸嘴，所以具有良好的清扫效率。这样，即使采用在拍摄单体吸嘴时进行清扫的结构，也可提高元件的移载效率，同时可充分地对吸嘴进行清扫。
在上述元件移载装置中，清扫装置的清扫部，可包括面向上述吸嘴予以设置，用于存储洗净液，且允许上述吸嘴的吸附部浸渍在上述洗净液中的洗净槽，以及使上述洗净液在洗净槽内移动的洗净单元。
采用上述元件移载装置，由于可通过洗净液洗净吸嘴，因此可拍摄吸嘴的更为正确的形状来获得基准图像。这样，使用上述基准图像可进一步提高进行良好判定的精确度。
本发明所涉及的另一表面安装机，可包括上述任意一种元件移载装置，通过该元件移载装置将安装用元件从元件供给部移载到印刷电路板。
采用上述表面安装机，可正确地进行有无安装元件的吸附错误、所吸附安装元件的正误、吸嘴自身有无异常等判断。
本发明所涉及的另一元件检查装置，包括上述任意一种元件移载装置，通过该元件移载装置将被检查电子元件从元件供给部移载到检查部。
采用上述元件检查装置，可正确地进行有无被检查电子元件的吸附错误、所吸附被检查电子元件的正误、吸嘴自身有无异常等判断。
本发明所涉及的异常判定方法，可包括生成显示使用于吸附移载电子元件的元件移载装置且未附着异物的吸嘴的从侧面观测的基准侧面图像数据的步骤；通过从侧面拍摄在使用环境下的吸嘴生成实际侧面图像数据的步骤；通过比较上述基准侧面图像数据和实际侧面图像数据来判定有无异常的异常判定步骤。
采用上述异常判定方法，可发现吸嘴前端部的缺陷、吸嘴的吸附面附着有异物等，即引起使安装不良产生的吸附不良以及吸附错误的原因。另外，还能在吸附安装电子元件时，发现在吸嘴的前端部外周面上附着有异物，即引起异物掉落在作为电子元件的移载目标的移载部位上而造成安装不良的原因。
本发明所涉及的另一异常判定方法，可包括生成显示使用于吸附移载电子元件的元件移载装置且未附着异物的吸嘴以及电子元件的从侧面观测的基准侧面图像数据的步骤；通过从侧面拍摄在使用环境下的吸嘴以及该吸嘴所吸附的电子元件生成实际侧面图像数据的步骤；通过比较上述基准侧面图像数据和实际侧面图像数据来判定有无吸附异常的异常判定步骤。
采用上述异常判定方法，可发现吸嘴前端部的缺陷、吸嘴的吸附面附着有异物等，即引起使安装不良产生的吸附不良以及吸附错误的原因。另外，还可发现在电子元件的安装面上附着有异物，即引起使电子元件的非吸附面(安装面)与作为电子元件的移载目标的移载部之间夹有异物而造成安装不良的原因。而且，还能在吸附安装电子元件时，发现在吸嘴的前端部外周面上附着有异物，即引起异物掉落在作为电子元件的移载目标的移载部位上而造成安装不良的原因。
在上述异常判定方法中，基准侧面图像数据可由电子元件的侧面图像数据和吸嘴的侧面图像数据通过图像处理组合而成。
采用上述异常判定方法，与针对全部电子元件准备处于吸附状态的基准侧面图像的方法相比，可降低图像数据的数据量，从而可使用容量较低的存储器来作为存储图像数据的存储器使用。
在上述异常判定方法中，电子元件的侧面图像数据通过显示电子元件的形状的CAD数据予以生成。
采用上述异常判定方法，在生成电子元件的基准侧面图像数据时无需进行摄像，所以电子元件的基准侧面图像数据的生成非常容易。
在上述异常判定方法中，还可包括从下方拍摄吸嘴所吸附的电子元件生成底面图像的步骤；根据上述底面图像检测出电子元件被吸附时相对于吸嘴中心在转动方向上的位置偏差的步骤；根据上述在转动方向上的位置偏差来修正上述基准侧面图像数据的步骤。
采用上述异常判定方法，在为了生成实际侧面图像数据而进行摄像时，即使电子元件以相对于吸嘴在转动方向上具有位置偏差的状态予以吸附，也可正确判断有无附着有异物。
在上述异常判定方法中，还可包括从下方拍摄吸嘴所吸附的电子元件生成底面图像的步骤；根据上述底面图像检测出电子元件被吸附时相对于吸嘴在水平方向上的位置偏差的步骤；根据上述在水平方向上的位置偏差来修正上述基准侧面图像数据的步骤。
采用上述异常判定方法，在为了生成实际侧面图像数据而进行摄像时，即使电子元件以相对于吸嘴在水平方向上具有位置偏差的状态予以吸附，也可正确判断有无附着有异物。
本发明所涉及的另一元件移载装置，可包括执行上述任意一种异常判定方法的控制装置。
采用上述元件移载装置，可判断电子元件以及吸嘴是否附着有异物，从而可将电子元件的吸附错误的产生防患于未然。
图1是装备有本发明所涉及的元件移载装置的表面安装机的俯视图。
图2是表示上述元件移载装置的主要部分的剖视图。
图3是表示摄像单元的正视图。
图4是表示表面安装机的结构的方框图。
图5是表示获取吸嘴单体图像的运作的流程图。
图6是表示从获取元件的吸附状态图像到安装元件的运作的流程图。
图7是吸嘴单体图像的示意图。
图8是表示图像处理单元所执行的图像处理的模式图。
图9是表示在吸嘴不良时执行的图像处理的模式图。
图10是表示另一例吸嘴单体的图像获取、保存等处理的具体步骤的流程图。
图11是第2实施方式中的喷气装置的正视图。
图12是表示第2实施方式中的表面安装机的结构的方框图。
图13是表示第2实施方式中的获取吸嘴单体图像的运作的流程图。
图14是表示实施判定有无异物的方法时所执行的图像处理的模式图。
图15是表示在吸嘴与安装元件之间夹有异物时的侧视图。
图16是表示在安装元件的周围附着有异物时的侧视图。
图17是表示安装元件的吸附位置在转动方向和水平方向上产生偏差时的示意图。
图18是说明从元件吸附到安装元件的运作的流程图。
具体实施例方式
第一实施方式下面，参照附图对装备有本发明所涉及的元件移载装置的表面安装机的一个实施方式作详细说明。
图1是装备有本发明所涉及的元件移载装置的表面安装机的俯视图。图2是表示上述元件移载装置的主要部分的剖视图。图3是表示摄像单元的正视图，该图3中还示出了下方摄像部的剖视图。图4是表示表面安装机的结构的方框图。图5是表示获取吸嘴单体图像的运作的流程图。图6是表示从获取元件的吸附状态图像到安装元件的运作的流程图。图7是吸嘴单体图像的模式图。图8是表示图像处理单元所执行的图像处理的模式图。图9是表示在吸嘴不良时执行的图像处理的模式图。图10是表示另一例吸嘴单体的图像获取、保存等处理的具体步骤的流程图。
上述图中，标号1表示采用本实施方式的表面安装机。上述表面安装机1，包括基座2，用于向该基座2搬送印刷电路板3的搬送带4，安装在位于基座2两侧的元件供给部5上的多个带式送料器(tapefeeder)5a、5a…，用于将安装元件6(参照图2)从上述带式送料器5a移载至印刷电路板3的元件移载装置7。
上述元件移载装置7，如图1及图2所示，包括在基座2上沿Y轴方向延伸的两个固定轨道11、11，沿X轴方向延伸且移动自如地支撑在上述固定轨道11上的支撑构件12，支撑在上述支撑构件12上且可沿X轴方向移动自如的头部单元13，用于检测安装元件6的吸附状态的下方摄像单元14及侧面摄像单元15，用于控制上述搬送带4、带式送料器5a以及元件移载等运作的控制装置8。
上述支撑构件12，具有与设置在一方的固定轨道11上的滚珠丝杠16相螺合的螺母17，上述滚珠丝杠16通过Y轴伺服电机18予以转动驱动，可在Y轴方向上来回移动。
上述头部单元13，如图2所示，支撑在设置于上述支撑部件12的引导构件19上，且与滚珠丝杠20相螺合，上述滚珠丝杠20通过X轴伺服电机21(参照图1)的转动驱动可在X轴方向上来回移动。
而且，上述头部单元13，如图1及图2所示，多个安装用头部22等以在X轴方向上等间隔排列的状态予以设置。本实施方式的头部单元13，装备有六个安装用头部22。
上述各安装用头部22，如图2所示，分别相对于头部单元13的框架13a在Z轴方向(上下方向)上移动可能地予以支撑，同时绕Z轴转动可能地予以支撑，其下端部设置有用于吸附安装元件6的吸嘴23。并且，上述安装用头部22，通过设置在头部单元13上的升降驱动单元24的驱动可在Z轴方向移动，通过设置在头部单元13上的转动驱动单元25的驱动可绕Z轴转动。
上述升降驱动单元24，包括转动自如地支撑在上述框架13a上且沿上下方向延伸的滚珠丝杠26，驱动该滚珠丝杠26的上端部的Z轴伺服电机27，设置在头部13上并与上述滚珠丝杠26螺合的螺母构件28等。
上述转动驱动单元25，采用通过R轴伺服电机29(参照图4)使头部单元13转动的结构，并支撑在上述框架13a上。
上述下方摄像单元14，用于拍摄吸嘴23所吸附的安装元件6的底面，如图3及图4所示，包括底面图像拍摄用摄像机31，由包围上述底面图像拍摄用摄像机31的拍摄范围且向上方扩展设置的多个LED构成的底面图像拍摄用照明32。
上述下方摄像单元14的设置位置，如图1所示，在俯视方向上，位于搬送带4和元件供应器5之间。上述底面图像拍摄用摄像机31，拍摄上述安装用头部22所吸附的安装用件6的底面的反射图像。而且上述底面图像拍摄用摄像机31，采用了将所拍摄的图像数据发送至后述的控制装置8的结构。
上述侧面摄像单元15，用于从侧面拍摄吸嘴23及该吸嘴所吸附的安装元件6，如图2至图4所示，包括安装在从上述元件移载装置7的支撑部件12向下方延伸的摄象机支撑部件33上的侧面拍摄用摄像机34、以及安装在从上述头部单元13的下端部向下方延伸的保持部件35上的LED构成的侧面图像拍摄用照明36。
上述侧面图像拍摄用摄像机34，由线传感器及区域传感器等构成，以光轴指向表面安装机1的前方(在图1中为下方)的状态予以设置。本实施方式中，如图3所示，在X轴方向(图中为左右方向)上的与上述下方摄像单元14的摄像机31相同的位置设置有一个上述摄像机34。
上述照明36，分别对应于各个安装用头部22予以设置，由于安装用头部22位于上述摄像机34的前方，因此该照明36位于隔着安装用头部22与上述摄像机34相对的位置。上述摄像机34，在上述照明36进行照射的照明条件下，从侧面拍摄吸嘴23及该吸嘴23所吸附的安装元件6，并将所拍摄的图像数据发送至后述的控制装置8。另外，上述侧面摄像单元15的侧面图像拍摄用摄象机34和侧面图像拍摄用照明36，支撑在一个支撑体上而构成摄像机单元，从而可沿X轴方向移动可能地支撑在头部单元13上。此时，上述摄像机34的摄像，在为了安装元件而使头部单元13同带式送料器5a一侧向印刷电路板3一侧移动的途中，或者在完成元件安装之后使头部单元13返回带式送料器5a一侧的途中，使上述摄像机单元相对于上述头部单元13沿X轴方向移动而予以执行。另外，上述侧面摄像单元15，也可搭载在基座2上。此时，上述摄像机34的摄像，可使头部单元13相对于侧面摄像单元15沿X轴方向平行移动而予以执行。
上述控制装置8，包括周知的进行逻辑运算的CPU、预存有控制该CPU的各种程序的ROM、暂存各种装置运作中的各种数据的RAM。本实施方式的控制装置8，如图4所示，包括轴控制单元41、摄像装置控制单元42、图像存储器43、搭载信息存储单元44、设备信息存储单元45、运算单元46。上述运算单元46，连接有用于显示各种信息的显示装置47。
上述轴控制单元41，控制设置在表面安装机1的Y轴伺服电机18、X轴伺服电机21、Z轴伺服电机27(第1头部Z轴伺服电机27～第6头部Z轴伺服电机27)及R轴伺服电机29(第1头部R轴伺服电机29～第6头部R轴伺服电机29)的驱动。
摄像装置控制单元42，控制底面图像拍摄用摄像机31、底面图像拍摄用照明32、侧面图像拍摄用摄像机34及侧面图像拍摄用照明36的运作。上述摄像装置控制单元42，具有后述的保存单元53，另外根据控制摄像时机的程序，可作为后述的第1图像获取单元51而发挥功能，或作为第2图像获取单元52而发挥功能。
第1图像获取单元51，通过侧面图像拍摄用摄像机34，拍摄单体的吸嘴23的图像。上述吸嘴单体的图像，例如图7所示的拍摄图像。该图像中，拍摄有吸嘴23的相对较粗的基部23a和相对较细的前端部23b。
第2图像获取单元52，通过侧面图像拍摄用摄像机34，拍摄吸附有安装元件6的吸嘴23及该吸嘴所吸附的安装元件6的图像(元件吸附状态图像)。该元件吸附状态图像，正常时如图8所示三个图像中最左侧的图像。
上述保存单元53，当根据通过第1图像获取单元所获取的吸嘴单体图像判定吸嘴23为正常时，将该吸嘴单体的图像数据保存到图像存储器43。上述判定，首先从吸嘴单体的图像测量出吸嘴23的前端部23b的长度及吸嘴23的吸附面(下端面)的平坦度，然后比较这些数据和预先设定的基准值，由此予以执行。此时，上述的测量和比较，由后述的运算单元46进行。
上述图像存储器43，存储由侧面图像拍摄用摄像机34及底面图像拍摄用摄像机31所拍摄的图像数据。
上述搭载信息存储单元44，存储有关安装在印刷电路板3上的安装元件6的信息。例如，有关安装元件6的厚度、宽度、高度等形状数据、将何种安装元件6安装在何处的信息等。而且，上述搭载信息存储单元，存储有从下方以及从侧面所拍摄的安装元件6的单体的图像数据。
上述设备信息存储单元45，存储有关本实施方式的表面安装机1的信息，分别存储吸嘴23的前端部23b的长度和吸附面的平坦度等基准值。上述基准值，为具有一定范围幅度的值，设定为包含制造公差的值。
上述运算单元46，采用CPU等具有运算功能的部件，包括后述的图像处理单元54和判定单元55，使用图像存储器43所存储的图像数据、搭载信息存储单元44及设备信息存储单元45所存储的数据、以及来自轴控制单元41的控制数据等进行运算处理，并根据该运算结果来控制表面安装机1的各个装置。
上述图像处理单元54，根据上述第2图像获取单元52所获取的元件吸附状态图像和上述第1图像获取单元所获取的吸嘴单体图像的差分，产生差分图像数据。具体而言，该图像处理单元54，如图8及图9所示，根据图中位于最左侧的元件吸附状态图像和位于中央位置的吸嘴单体图像的差分，产生最右侧所示的差分图像数据。
图9(a)表示因吸嘴23的吸附部破损，导致安装元件6吸附失败的状况，图9(b)表示吸附部破损的吸嘴23大致正常地吸附安装元件6的状况，图9(c)表示安装元件6被吸附部破损的吸嘴23倾斜吸附的状况。
上述判定单元55，比较上述差分图像数据和上述搭载信息存储单元44所存储的安装元件单体的图像数据，当上述两图像数据相一致时判定吸嘴23为正常，除此以外则判定吸嘴23为异常。
下面，参照图5及图6所示的流程图，对本实施方式的表面安装机1在安装元件时的运作加以说明。上述表面安装机1，在出货、或者维修时拍摄保存吸嘴23的单体的图像。即，首先，在图5所示流程图的步骤S1，先将特定的安装用头部22以及选择性地安装在该安装用头部22的多种吸嘴23中的特定的吸嘴23设定为基准头部、基准吸嘴，并作为检查对象。
在步骤S2，确认吸嘴23上是否有附着物，在步骤S3，使安装用头部22处于初期高度状态，并在此状态下通过侧面图像拍摄用摄像机34拍摄吸嘴23。上述拍摄，如图7所示，可判别吸嘴23的特征部分(基部23a与前端部23b的交界部分)。另外，该吸嘴23的单体的图像，可在元件安装过程中使用侧面摄像单元15来进行摄像。具体而言，可在安装元件后，头部单元13从印刷电路板3一侧向带式送料带5a一侧返回的过程中，通过侧面摄像单元15来进行摄像。
上述摄像之后，在步骤S4，根据吸嘴单体的图像，判定吸嘴23的前端部23b的长度是否在基准值的公差范围内。此时，当上述前端部23b的长度大于基准值(附着有异物时)或吸嘴23的长度短于基准值(吸嘴前端部有缺陷)时，进入步骤S5执行错误处理。作为上述错误处理，可在显示装置47进行错误显示，并等待操作员进行修复作业。
即，头部单元13，移动至操作员可进行修复作业的位置并处于停止状态。当操作员更换吸嘴23后按下恢复按钮，从步骤S2开始重新按照流程予以实施。另外，当操作员确认吸嘴23后，认为无需更换吸嘴23时，可先按下基准值修正按钮后再按恢复按钮。按下基准值按钮，可将基准值范围的规定量扩大，由此可减少步骤S5中因出现错误而停止的频率。
当吸嘴23的长度为正常时，在步骤S6，判断吸嘴23的前端部的平坦度是否在基准值的公差范围内。在此，若判定为异常时，进入步骤S5执行错误处理。当上述平坦度为正常时，将吸嘴单体的图像保存在图像存储器43中，之后在步骤S7，判断针对侧面图像拍摄用摄像机34是否已算出图像和实际尺寸的比例(scale)。另外，当进入步骤S5时，说明吸嘴23处于不良状态，所以吸嘴单体的图像无需进行图6所示流程的处理，因此就无需保存在存储器43中。由此可节省存储器的容量。另外，为了日后的验证，也可将步骤S5的错误处理中的吸嘴单体的图像存储在图像存储器43中。
当上述比例没算出时，在步骤S8，先使安装用头部22上下移动规定量，之后再拍摄吸嘴23的单体的图像。然后，在步骤S9，根据安装用头部22的移动量、以及在步骤S3检测出的吸嘴23的下端和特征部分与在步骤S8检测出的吸嘴23的下端和特征部分的差，算出上述比例、并存储在设备信息存储单元中。
当在上述步骤S7判定已算出比例，在步骤S10，判断当前的检查对象是否符合基准头部、基准吸嘴。此时，如果当前的检查对象符合基准头部、基准吸嘴，进入步骤S11，否则进入步骤S12，计算该头部、吸嘴修正后的初期高度，使该头部、吸嘴的下端位置与基准头部、基准吸嘴的初期高度时的下端位置相同，并将计算结果存储在设备信息存储单元中。
在步骤S11，针对具有选择性地安装在该头部上的可能性且种类不同的全部吸嘴23，就上述设定处理是否已结束进行判断，如果没有结束就转换到下一个吸嘴(步骤S13)，并回到步骤S2，从步骤2开始执行设定处理。
与当前的检查对象的安装用头部22的种类不同的全部吸嘴23的设定处理结束后，进入步骤S14，进行元件下端边缘形状的检查。之后，在步骤S15，针对所有安装用头部22就设定处理是否结束进行判断，如果未结束，则将检查对象变更为下一个头部(步骤S16)，并回到步骤S2，从步骤2开始执行设定处理。当所有安装用头部22的上述设定处理结束时，该流程的处理结束。
本实施方式的表面安装机1，为了将安装用元件6安装在印刷电路板3，首先，在图6所示流程的步骤P1，使所有的吸嘴23吸附带式送料器5a上的安装元件6。
其次，在步骤P2、步骤P3，使头部单元13平行移动至下方摄像单元14的上方，并横向经过底面图像拍摄用摄像机31的上方，同时通过上述摄像机31拍摄所有安装元件6的从下方观测的图像(底面图像)。
然后，在步骤P4，比较上述底面图像的图像数据与搭载信息存储单元44所存储的安装用元件6的底面图像的图像数据，计算出安装元件6的X轴方向及Y轴方向的安装位置的修正量和围绕Z轴的修正角度。
计算上述修正量后，在步骤P5，读出预先保存在上述图像存储器43的吸嘴的单体的图像数据，在步骤P6，使头部单元13移动至侧面摄像单元15的侧面，通过侧面图像拍摄用摄像机34拍摄元件处于吸附状态的图像。即，在为了安装元件而使头部单元13移动的过程中，通过侧面图像拍摄用摄像机34拍摄吸嘴23和安装元件6的元件吸附状态图像。另外，当侧面摄像单元15移动可能地搭载在头部单元13上时，无需为了摄像而停止头部单元13向印刷电路板3一侧的移动，即可驱动侧面摄像单元15进行摄像。当侧面摄像单元15装备在基座2上时，使头部单元13相对于摄像机34移动，并予以摄像。
上述拍摄之后，在步骤P7，如图8及图9所示，通过元件的吸附状态图像和吸嘴单体的图像的差分，产生差分图像数据，在步骤P8判断吸嘴23是否良好。上述判定，是通过比较差分图像数据(图8及图9中位于最右侧的图像数据)和预先存储在搭载信息存储单元44的从侧面拍摄的安装元件的单体的图像数据来进行。在步骤P8，如图8所示，当差分图像数据与安装元件6的单体的图像数据相一致时，判定吸嘴23为正常，如图9所示，当差分图像数据与安装元件6的单体的图像数据不一致时，判定吸嘴23为异常。
吸嘴23判定为异常时，进入步骤P9，进行错误处理。此时，作为错误处理，在显示装置47进行检测出污损、破损的显示，并等待操作员的修复处理。吸嘴23为正常时，在步骤P10，从上述差分图像数据检测出安装元件6的形状，在步骤P11，对该形状进行判断。此时，若安装元件6的下端面倾斜，则判定产生吸附不良，并进入步骤P9进行错误处理。
当安装元件6的下端面大致平行于吸嘴23的吸附面时，进入步骤P12，通过图像处理来测量安装元件6的厚度。安装元件6的厚度测量完毕后，在步骤P13，判断上述厚度是否在规定值范围内，若判定上述厚度在规定值范围外，即厚度超出尺寸公差范围(大于公差范围或小于公差范围)，则进入步骤P9进行错误处理，然后结束整个处理。若上述厚度在规定值范围内，在步骤P14，将安装元件6安装在印刷电路板3上。另外，由于头部单元13设置有多个安装用头部22、多个吸嘴23，当任意的吸嘴23在步骤P8、步骤P11及步骤P13中任何一个步骤出现NO的判定，可不执行步骤P9的错误处理，而是执行判定为OK的吸嘴23的元件安装，然后再进行步骤P9的错误处理。作为错误处理，在步骤P8判定为NO时，头部单元13移动至操作员可进行修复作业的位置并处于停止状态，在步骤P11或步骤P13判定为NO时，可将将出现不良的元件废弃至废弃桶，在显示装置显示不良内容，并将不良内容存储在存储器中，而且无需停止即可返回步骤P1。
上述表面安装机1，根据通过吸嘴23的元件吸附状态图像和吸嘴单体图像的差分生成的差分图像数据，判定吸嘴23是否良好，因此在运作中，可在出现吸附错误之前，检测出引起吸附错误的可能性较高的情况。
因此，本实施方式的元件安装装置7，无需因实际发生吸附错误而使装置停止以及不必要地重复吸附运作，可在出现吸附错误之前采取措施，以使吸附不良不发生。例如，当吸嘴23判定为不良时，通过预先规定的吸嘴清扫工序及吸嘴更换工序，可在短时间内进行吸嘴23的清扫或更换。
本实施方式的元件移载装置7，为判断上述吸嘴23是否不良而使用的吸嘴单体的图像，是拍摄吸嘴23的前端部23b的长度和吸附面的平坦度为基准值，且处于无污损、无破损的正常状态的吸嘴23而获得的图像。
因此，采用本实施方式，通过与正常吸嘴23的图像之间的差分可判断吸嘴23是否良好，所以可以较高的精度进行上述判定。
另外，本实施方式的元件移载装置7，还可以实施包括通过进行图9(a)所示的处理生成显示未附着异物的吸嘴23的从侧面观测的基准侧面图像数据的步骤；通过从侧面拍摄在使用环境下的吸嘴23生成实际侧面图像数据的步骤；通过比较上述基准侧面图像数据和实际侧面图像数据来判定吸嘴23有无异常、即判定有无缺损、有无异物附着的异常判定步骤。由于本实施方式的元件移载装置7设置在表面安装机1上，所以从侧面拍摄在使用环境下的吸嘴23，可在安装元件6安装在基板3上之后，或者在头部单元13向元件供给部5移动过程中予以执行。
由此，可发现吸嘴23前端部的缺陷、吸嘴23的吸附面附着有异物等，即引起使安装不良产生的吸附不良以及吸附错误的原因。另外，还能在吸附安装元件(电子元件)6时，发现在吸嘴23的前端部外周面上附着有异物，即引起异物掉落在作为电子元件的移载目标的基板(移载部位)3上而造成安装不良的原因。
本实施方式的表面安装机1，由于装备有本发明所涉及的元件移载装置7，因此，可事先防止吸嘴23发生的吸附错误，从而使安装运作不会因吸附错误而中断。由此，该表面安装机1，与以往相比可提高安装效率。
另外，本发明所涉及的元件移载装置7，其获取、保存吸嘴单体的画像等处理的具体步骤并不局限于上述图5所示的例，例如可以如图10所示的流程图进行。该图10的示例，与图5所示的步骤相比，有一部分进行了变更。
图10的流程图中，步骤S101～S103所进行的处理，与图5的步骤S1～S3所进行的处理相同。
在步骤S103之后的步骤S104，判断针对侧面图像拍摄用摄象机34是否已算出图像和实际尺寸的比例。若上述比例没算出，进入步骤S105、S106。上述步骤S104～S106所进行的处理，与图5中的步骤S7～S9所进行的处理相同。
若步骤S104的判定为YES，或步骤S104的判定为NO而进入步骤S105、S106并执行处理之后，进入步骤S107，根据吸嘴的单体的图像，判定吸嘴23的前端部23b的长度是否在基准值的公差范围内。此时，根据侧面图像拍摄用摄象机34所拍摄的吸嘴23的图像和在上述步骤S105、S106的处理中所算出的比例，求出吸嘴23的前端部23b的长度，然后比较该长度与基准值。
若步骤S107的判定为NO时，进入步骤S108进行错误处理。当步骤S107的判定为YES时，进入步骤S109，判断吸嘴23的前端部23b的平坦度是否在基准值的公差范围内，若该判定为NO时，同样进入步骤S108进行错误处理。上述步骤S107～S109所进行的处理，与图5中的步骤S4～S所进行的处理相同。
当步骤S107及步骤S109中任意一方的判定为YES时，在步骤S110，将吸嘴单体的画像数据保存在图像存储器43中。
然后，在步骤S111，判断当前的检查对象是否符合基准头部、基准吸嘴，若判定为YES时，进入步骤S112，若判定为NO时，进入步骤S113，计算该吸嘴23修正后的初期高度，并将计算结果存储在设备信息存储单元中。另外，在步骤S112，针对所有种类的吸嘴判断设定处理是否已结束，如果未结束就转换到下一个吸嘴(步骤S114)，并回到步骤S102，从步骤S102开始执行处理。
上述步骤S111～S114所进行的处理，与图5中的步骤S10～S13所进行的处理相同。
另外，若步骤S112的判定为YES时，进入步骤S115，针对所有安装用头部22判断设定处理是否已结束，如果未结束，则将检查对象变更为下一个头部(步骤S116)，并回到步骤S102，从步骤S102开始执行处理。当所有安装用头部22的上述设定处理结束时，该流程的处理结束。上述步骤S115、S116所进行的处理，与图5中的步骤S15、S16所进行的处理相同。
第二实施方式本发明所涉及的元件移载装置7，在吸嘴的可移动范围内设置有清扫吸嘴的清扫装置，通过上述摄像单元拍摄经清扫装置清扫过的吸嘴，然后通过第1图像获取单元获取上述吸嘴的单体的图像(基准图像)。该实施方式通过图11～图13加以说明。
第二实施方式的元件移载装置7，其清扫装置可设置喷气装置60。图11是喷气装置60的正视图，该喷气装置60，用于清扫吸嘴23，其清扫部62搭载在支座61上，而且该喷气装置设置在吸嘴23在表面安装机1上的可移动范围内。
上述支座61，通过气缸63而升降可能地支撑清扫部62。63a表示气缸63的活塞杆，63b表示可升降自如地保持清扫部62的引导杆。图11表示清扫部62通过气缸63上升至最高位置时的状态，该清扫部62，在不进行清扫时，从图11所示位置下降到其下端62a与气缸63上表面63c接触的位置。由此，通过上述清扫部62的下降，可使安装用头部22通过清扫部62的上方，因此可防止清扫部62遮挡安装用头部22的移动路径。
上述清扫部62，包括由多个向上方开口的孔构成的多个清扫室64，以及连接这些清扫室64的下端部的排气室65，同时安装有使空气从上述排气室65向清扫部62外部排出的过滤器66。该过滤器66，使空气在排气室65下方横向排出。从上述排气室65，经由上述过滤器66至清扫部62的外部的空气通路，构成本发明的排气通路。
构成上述清扫室64的孔，具有可使吸嘴23从上方插入的内径和深度。另外，上述清扫室64的间隔，与上述头部单元13所设置的多个吸嘴23的间隔相一致。即，这些清扫室64，设置在与头部单元13的各个吸嘴23相对应的位置。本实施方式的喷气装置60，形成四处清扫室64，可使四个吸嘴23同时插入清扫室64。
各个清扫室64的内壁面，如图11所示，形成有空气喷射口67。本实施方式中，上述空气喷射口67，形成在与吸嘴23相对的上述内壁面的上部和以规定间隔位于该上部下方的下部。另外，这些空气喷射口67，通过由延伸在清扫部62内的气孔(未图示)和从清扫部62引出的气管68等构成的清扫空气用通路69，与气泵70连接。上述清扫空气用通路69的途中，设置有通过控制装置8控制的开闭阀71。
上述气泵70，对空气加压并将其供往上述清扫空气用通路69。作为空气供给装置的上述气泵70，可以是专门供给清扫用空气的气泵，也可以利用既存的向表面安装机1供给高压空气的空气供给源。本实施方式中，从上述气泵70向喷射泵(ejector pump)72供给高压空气，然后将在此产生的空气导入头部单元13的各个吸嘴23。
未图示的上述喷射泵72，通过切换内部的空气通路，在吸附时可向吸嘴23导入负压，在释放元件时可供给相对较低的正压，清扫吸嘴23的内部时可供给相对较高的正压。上述喷射泵72和上述气泵70等，构成本发明的空气供给装置73。
上述喷气装置60，在上述开闭阀71开启时，使喷射泵72的运作切换为以使吸嘴23吹出高压空气，通过供给来自气泵70的高压空气，从空气喷射口67向清扫室64内横向喷射高压空气，同时从吸嘴23的吸引空气用通路向清扫室64内喷射高压空气。通过上述横向喷射的高压空气，吸嘴23的外表面被清扫，经过吸引空气用通路的高压空气，可清扫吸嘴23的内部。
上述清扫部62的上端部的两侧，设置有用于检测有无吸嘴23的传感器74。上述传感器74，为光学传感器，当光路被吸嘴23遮住时，表示此状态的检测数据被送至控制装置8。本实施方式的喷气装置60，即使吸嘴23在清扫中从安装用头部22脱落，或在清扫后残留在清扫装置内，都可通过上述传感器74检测出。
另外，如图12所示，控制装置8，除有与图4同样的构成之外，还包括清扫装置控制单元80。上述清扫装置控制单元80，控制上述喷气装置60，执行气缸63的升降运作、开闭阀71的开闭运作、喷射泵72的切换运作等。在此，图12与图4中相同的部分付予相同的符号，其说明从略。
图13是表示第二实施方式中执行拍摄、保存吸嘴单体的图像的处理的流程图。图13和图5相同的处理步骤付予相同的符号，其说明从略。
图13的流程中，以步骤S200代替图5流程中的步骤S2，通过喷射装置60向吸嘴23的前端部23b喷气而进行清扫。上述清扫是通过如下步骤进行提升喷气装置60的清扫部62，使吸嘴23从上方插入各个清扫室64，在此状态下从空气喷射口67喷射高压空气，同时从吸嘴23的吸引空气用通路向下方喷射高压空气。
上述清扫，只在规定的时间实施。全部吸嘴23的清扫结束后，使吸嘴23上升，同时降低清扫部62，然后将头部单元13移向侧面图像拍摄用摄像机34所在的方向。
步骤S1及步骤S3～S6与图5相同。
另外，该第二实施方式，将安装元件安装到印刷电路板的处理，如图6所示的步骤。
在上述表面安装机1中，作为判断吸嘴23是否良好的基准图像，即在图13所示流程的步骤S3所拍摄的吸嘴单体图像，是从侧面拍摄经喷气装置60清扫过的吸嘴23的单体所获得的图像。这样，在本实施方式中，可拍摄吸嘴23的正确形状来作为上述基准图像，因此使用上述基准图像，可以较高精度进行上述判定。
另外，本实施方式的喷气装置60，可使吸嘴23喷射与吸附元件时方向相反且相对高压的空气，同时可从侧面喷射高压空气，由此可从外侧和内侧吹掉附着于吸嘴23的异物来清扫吸嘴23。
由于上述清扫是在喷气装置60的清扫室64内进行，因此，附着在吸嘴23上的异物不会向吸嘴23的周围飞散。因此，使用本实施方式的喷气装置60，既可防止清扫时异物附着到位于喷气装置60外部的其他吸嘴23，又可充分地清扫吸嘴23。
本实施方式的喷气装置60，因为可一次清扫多个安装用头部22的吸嘴23，所以具有良好的清扫效率。这样，即使采用在拍摄单体吸嘴23时进行清扫的结构，也可提高元件的移载效率，同时可充分地对吸嘴23进行清扫。
在上述实施方式中，说明了利用高压空气清扫吸嘴23的例子，另外也可使用洗净液对吸嘴进行清扫。此时，清扫装置，可包括面向上述吸嘴23予以设置，用于存储洗净液，且允许吸嘴23的吸附部浸渍在上述洗净液中的洗净槽，以及使上述洗净液在洗净槽内移动的洗净单元。作为洗净液，可使用酒精等。为使洗净液在洗净槽内移动，可向洗净槽内吹气泡，使其通过浸渍在洗净液中的吸嘴的周围。
在上述实施方式中，对在拍摄单体的吸嘴23时通过喷气装置60清扫吸嘴23的例子进行了说明，该吸嘴23的清扫，可在图6所示流程的步骤P8中判定吸嘴为异常时予以执行。另外，即使未检测出异常，也可对进行了预先规定次数的安装运作的吸嘴进行清扫，或可在有预先规定数量的印刷电路板安装完安装元件之后对全部的吸嘴进行清扫，或可在更换了安装于安装用头部22的吸嘴23后对新的吸嘴进行清扫。
另外，未吸附安装元件的单体吸嘴23的拍摄及图像数据的保存，无需对所有种类的吸嘴进行，例如可仅对吸附相对较小的安装元件的吸嘴或仅对更换的吸嘴进行。这样，一方面可缩短生产时间(tact time)，另一方面即使不能完全排除错误判定也可降低产生错误判定的概率。
另外，作为上述元件移载装置7的运作的变形例，可针对每一次安装元件的吸附，从下方拍摄吸嘴，但侧面拍摄可设定为数次吸附之后拍摄一次，即所谓的间歇拍摄。这样，也可以缩短生产时间，同时即使不能完全排除错误判定也可降低产生错误判定的概率。
另外，在上述各实施方式中，说明了本发明所涉及的元件移载装置应用于表面安装机1的例子，但本发明所涉及的元件移载装置，也可应用于将电子元件从元件供给部移载到检查部的元件检查装置。即，通过元件移载装置将电子元件从未检查元件托盘(tray)搬送载放在检查座(socket)上，在此状态下经由上述检查座向电子元件输入检查用电流，同时通过不同于上述元件检查装置的其他电路检查装置接收输出电流，以此判断电子元件是否良好。检查结束后，根据电路检查结果，通过元件移载装置将电子元件从检查座搬送至检查合格品托盘或检查不合格品托盘。
装备有本发明所涉及的元件移载装置的元件检查装置，可正确地进行有无被检查电子元件的吸附错误、所吸附被检查电子元件的正误、吸嘴自身有无异常等判断。
第三实施方式在第一实施方式中，对通过比较吸嘴吸附电子元件时的状态的图像与吸嘴单体的图像而检测出电子元件吸附状态的方法，以及通过比较吸嘴单体的实际侧面图像和作为正常基准的吸嘴单体的基准侧面图像而检测出吸嘴异常等最终造成安装不良的原因、即检测出吸嘴有无残缺或有无异物附着的方法进行了说明。另外，作为在吸嘴吸附电子元件的状态下，检测出吸嘴的残缺或异物附着等造成安装不良的原因的方法，也可以采用本发明的异常判定方法。
以下，结合图14～图18对本发明所涉及的异常判定方法的实施方式加以说明。
图14是表示实施判定有无异物的方法时所执行的图像处理的模式图。图15是表示在吸嘴与安装用元件之间夹有异物时的侧视图。图16是表示安装元件的周围附着有异物时的侧视图。图17是表示安装元件的吸附位置在转动方向和水平方向产生偏差时的示意图，其中，图17(A)是吸嘴和安装元件的侧视图，图17(B)是底面的示意图。另外，在图17(B)中，通过两点划线表示吸嘴的基准侧面图像。图18是说明从元件吸附到安装元件的运作的流程图。
本实施方式，以上述第一实施方式中的表面安装机1实施本发明所涉及的异常判定方法为例加以说明。在此，对上述图1～图4中说明过的装置、构件，赋予相同的符号，其说明从略。
本实施方式的异常判定方法，如图14(A)所示，生成表示从侧方观测的未附着异物的吸嘴23和安装元件6(电子元件)的图像数据61(以下称该图像数据为基准侧面图像数据61)，然后将其存储在图4所示的设备信息存储单元45中。在本实施方式中，通过图像处理合成吸嘴23的侧面图像数据62和安装元件6的侧面图像数据63，从而生成基准侧面图像数据61。另外，上述基准侧面图像数据61，也可以使洗净后且未进行元件安装(未附着有异物的状态)的吸嘴23吸附安装元件6，并通过摄像机拍摄在此吸附状态下的上述吸嘴23和安装元件6而予以生成。
吸嘴23的侧面图像数据62，通过摄像机拍摄(例如侧面图像摄像用摄像机34)吸嘴单体而予以生成。上述吸嘴23，在拍摄之前可通过洗净处理等先除去异物。安装元件6的侧面图像数据63，通过摄像机(未图示)拍摄洗净后的新的安装元件6而予以生成，或使用安装元件6的CAD数据予以生成。上述安装元件6的侧面图像数据63，可预先存储在图4所示的装载信息存储单元44中。
本实施方式的异常判定方法，可在吸嘴23吸附安装元件6的次数超过规定次数时，通过侧面图像拍摄用摄像机34拍摄从侧面观测吸嘴23和安装元件6的图像，然后如图14(B)所示，生成图像数据64(以下称该图像数据为实际侧面图像数据64)。上述实际侧面图像数据64的生成，可通过图4所示的第2图像获取装置执行。上述实际侧面图像数据64，可在实际通过吸嘴23将安装元件6移载至基板3时，通过拍摄予以生成。
然后，如图14(B)所示，根据上述实际侧面图像数据64与上述基准侧面图像数据61的差分生成差分图像数据65。上述差分图像数据65，表示附着在吸嘴23或安装元件6上的异物。根据图14(B)所示的差分图像数据65可知，吸嘴23的上部附着有异物66。
本实施方式的异常判定方法，通过比较实际侧面图像数据64和基准侧面图像数据61，可确实可靠地检测出从安装元件6及吸嘴23的表面突出的异物，从而可正确地判断有无异物。另外，若吸嘴23前端部的外周附着有异物66，在安装过程中该异物66会掉落在基板3上，并进入安装用元件6的下方，使呈图案状涂敷或印刷的相邻糊状焊料可能产生桥接，从而造成安装用元件6的安装不良。
在生成实际侧面图像数据64与基准侧面图像数据61的差分图像数据65时，作为表示安装用元件6及其周围的图像，有时会获得图15及图16所示的图像。图15所示的图像中，包括安装元件6的基准侧面图像数据67(图15中以向左下方倾斜剖面线表示的部分)、实际侧面图像数据69(图15中以向右下方倾斜剖面线表示的部分)、以及上述图像数据重叠时相重叠的部分68。当获得上述图像时，可判定在吸嘴23与安装用元件6之间夹有异物66。另外，通过比较图9(b)、图9(c)的左端的实际侧面图像数据和图14(A)的右端的基准侧面图像数据61，可判断安装元件6呈倾斜吸附，因此可在安装元件6被吸嘴23吸附的状态下，检测出吸嘴23的前端部缺损等引起造成安装不良的吸附不良的原因。
在图16所示的图像中，实际侧面图像数据69(图16中以向右下方倾斜剖面线表示的部分)存在于上述重叠部分68的周围。此时，判定安装元件6的周围附着有异物66。通过上述图像处理而进行有无异物的判定，可通过图4所示的图像处理单元54予以执行。另外，即使安装元件6被吸嘴23正确吸附，但安装元件6的非吸附面(安装面)附着有异物66，则安装元件6安装之后也会发生倾斜，从而使安装元件6的电极从基板3上的糊状焊料脱离，从而造成安装不良。另外，在吸嘴23吸附安装元件6的状态下，当安装元件6的安装面以外的外周面附着有异物66时，在安装过程中若异物66掉落在基板3上，会使呈图案状涂敷或印刷的相邻糊状焊料产生桥接，从而造成安装元件6的安装不良。
当吸嘴23吸附安装元件6时，如图17(A)、(B)所示，安装元件6相对于吸嘴23可能在水平方向、以及围绕上下方向轴线的转动方向上产生位置偏差。此时，实际侧面图像数据64与基准侧面图像数据61之间将出现较大差异，若只单纯地将上述两图像数据作比较，将不能判定有无异物66。
为解决上述问题，本实施方式的异常判定方法，可在吸嘴23吸附安装元件6的状态下，通过底面图像拍摄用摄像机31拍摄吸嘴23和安装元件6的底面图像，以检测出在转动方向上的位置偏差，然后根据该位置偏离修正基准侧面图像数据61。具体而言，可如图17(B)所示，使基准侧面图像数据61围绕上下方向轴线转动根据底面图像求出的位置偏差角度θ而进行修正。为执行上述修正，可预先准备多个拍摄方向不同的基准侧面图像数据61，或预先准备三维数据作为基准侧面图像数据61。
另外，针对水平方向上的位置偏差，可对应于当前的吸嘴23的中心C1和安装元件6的中心C2的位置，使安装元件6的基准侧面图像数据相对于吸嘴23的基准侧面图像数据进行水平方向移动，并在该移动后的状态下合成上述两个侧面图像数据，以此生成基准侧面图像数据。即，采用本实施方式，通过比较拍摄处于吸附位置偏差状态的吸嘴23和安装元件6而获取的实际侧面图像数据和模仿发生吸附位置偏差状态而生成的基准侧面图像数据，可在具有吸附位置偏差的状态下判定有无异物66附着。
上述在具有吸附位置偏差的状态下对有无异物66附着的判定，可以如图18所示的步骤予以进行。即，如图18的流程图的步骤P1至步骤P4所示，与第1实施方式相同使用底面图像计算补正量后，进入步骤100，从装载信息存储单元44读取安装元件6的基准侧面图像数据63。另外，根据在步骤P3所拍摄的图像所计算出的在转动方向上的位置偏差，使上述安装元件6的基准侧面图像数据63围绕上下方向轴线转动一定角度。
然后，进入步骤101，从设备信息存储单元45等读取吸嘴23的基准侧面图像数据62，接着进入步骤102，合成安装元件6的基准侧面图像数据63和吸嘴23的基准侧面图像数据62，生成基准侧面图像数据61。
之后，进入步骤103，在吸嘴23吸附安装元件6的状态下，拍摄侧面图像，生成实际侧面图像数据64。接着，在步骤104，比较实际侧面图像数据64和基准侧面图像数据61，生成差分图像数据65，然后在步骤105，根据上述差分图像数据65判定安装元件6或吸嘴23有无异物附着。
在上述步骤P105，当判定安装元件6或吸嘴23无异物66附着时，进入步骤P106，将安装元件6安装在基板上。相反，在上述步骤P105，当判定有异物附着时，进入步骤P107，进行错误处理。作为上述错误处理，可与第1实施方式相同，通过显示装置7显示出错信息，同时等待操作员进行修复处理。
另外，可如第1实施方式所示，在步骤105与步骤106之间，判断吸嘴23的缺损、安装元件6的形状好坏、安装元件6的厚度的正误等。
因此，本实施方式的异常判定方法，由于可判定造成吸嘴23污损原因之一的异物66附着的有无，所以可确实可靠地防止因吸嘴23的污损而造成吸附不良，以引起作业效率下降。其结果，装备有实施上述异常判定方法的元件移载装置7的表面安装机1，可确实可靠地防止因异物66附着而造成吸附错误。
本实施方式，通过图像处理来合成安装元件6的基准侧面图像数据63和吸嘴23的基准侧面图像数据62，以此生成基准侧面图像数据61，因此与针对全部种类的安装元件6准备被吸嘴23吸附状态的基准侧面图像数据相比，可将图像数据的数据量抑制在较小范围内。另外，安装元件6的基准侧面图像数据63，可利用制造该安装元件的CAD数据予生成，这样，就无需为生成安装元件6的基准侧面图像数据63而进行拍摄，从而可容易地生成上述图像数据。
本实施方式的异常判定方法，还可包括生成安装元件6和吸嘴23的底面图像的步骤；根据上述底面图像检测出安装元件6被吸附时相对于吸嘴23的中心在转动方向上的位置偏差的步骤；以及根据上述在转动方向上的位置偏差来修正基准侧面图像数据61的步骤。因此，采用本实施方式的异常判定方法，在为了生成实际侧面图像数据64而进行拍摄时，即使安装元件6以相对于吸嘴23在转动方向上具有位置偏差的状态予以吸附，也可正确地判定有无异物66附着。
本实施方式的异常判定方法，还可包括生成安装元件6和吸嘴23的底面图像的步骤；根据上述底面图像检测出安装元件6被吸附时相对于吸嘴23在水平方向上的位置偏差的步骤；以及根据上述在水平方向上的位置偏差来修正基准侧面图像数据61的步骤。因此，采用本实施方式的异常判定方法，在为了生成实际侧面图像数据64而进行拍摄时，即使安装元件6以相对于吸嘴23在水平方向上具有位置偏差的状态予以吸附，也可正确地判定有无异物66附着。
上述实施方式，就本发明所涉及的元件安装装置应用于表面安装机的例子进行了说明，但本发明也适用于进行如下操作的IC自动搬送装置(IC handler)，吸附未检查元件(电子元件)，将其搬送至检查座(socket)上方，然后将该未检查元件按压在上述检查座上，检查完毕后通过吸嘴吸附已检查元件，将其从上述检查座取出，并移动至已检查元件的收容部。当元件移载装置应用于上述IC自动搬送装置时，也会因为吸嘴的缺损、吸嘴前端部的外周面或吸嘴前端的吸附面附着有异物、未检查元件的外周面附着有异物等，造成被检查元件相对于检查座(被安装部)产生安装不良，但通过本发明，可在将未检查元件安装到用于检查的检查座的过程中，检测出吸嘴缺损、吸嘴或未检查元件附着有异物等引起安装不良的原因。
如上所述，采用本发明，由于可检测出引起安装不良的原因，所以能进行适当的对应，因而可确实可靠地防止安装效率(例如，表面安装机的安装效率，IC自动搬送装置的向检查座移载元件的载置效率等)下降。
权利要求
1.一种元件移载装置，其特征在于包括，吸附电子元件的吸嘴；摄像单元，从侧面拍摄上述吸嘴及该吸嘴所吸附的电子元件的图像；存储器，存储从侧面拍摄上述电子元件而获得的电子元件单体的图像的图像数据；第1图像获取单元，获取通过上述摄像装置拍摄处于未吸附上述电子元件状态的上述吸嘴而获得的吸嘴单体的图像；第2图像获取单元，获取通过上述摄像装置拍摄处于吸附上述电子元件状态的上述吸嘴和上述电子元件而获得的元件吸附状态图像；图像处理单元，根据上述元件吸附状态图像和上述吸嘴单体的图像的差分产生差分图像数据；判定单元，通过比较上述差分图像数据与上述电子元件单体图像数据，判定吸嘴的吸附面是否良好。
2.根据权利要求1所述的元件移载装置，其特征在于上述第1图像获取单元，从吸嘴单体的图像测量出吸嘴前端部的长度和吸嘴的吸附面的平坦度，当吸嘴前端部的长度和吸附面的平坦度中的至少一方与预先规定的基准值不相符时，错误处理予以执行。
3.根据权利要求1所述的元件移载装置，其特征在于还包括，保存通过上述第1图像获取单元获取的图像数据的保存单元，该保存单元，仅在上述测量出的吸嘴前端部的长度和吸附面的平坦度与预先规定的基准值相一致时保存上述图像数据。
4.根据权利要求1所述的元件移载装置，其特征在于，还包括，设置在吸嘴的可移动范围内，具有吸嘴可从上方予以插入的清扫部的清扫装置；上述第1图像获取单元，获取由上述摄像单元所拍摄的经上述清扫装置清扫过的吸嘴的图像。
5.一种表面安装机，其特征在于包括权利要求1至4中任意一项所述的元件移载装置，该元件移载装置将安装元件从元件供给部移载到印刷电路板。
6.一种元件检查装置，其特征在于包括权利要求1至4中任意一项所述的元件移载装置，该元件移载装置将被检查电子元件从元件供给部移载到检查部。
7.一种元件移载装置，其特征在于包括，吸附电子元件的吸嘴；摄像单元，从侧面拍摄上述吸嘴及该吸嘴所吸附的电子元件的图像；图像处理单元，以上述摄像单元所拍摄的吸嘴单体的图像为基准，通过比较该基准图像与从侧面所拍摄的上述吸嘴及该吸嘴所吸附的电子元件的图像，来判定吸嘴及该吸嘴所吸附的电子元件是否良好；清扫装置，设置在吸嘴的可移动范围内，具有吸嘴可从上方予以插入的清扫部；图像获取单元，获取由上述摄像单元所拍摄的经上述清扫装置清扫过的吸嘴的基准图像。
8.根据权利要求7所述的元件移载装置，其特征在于上述清扫装置的清扫部，包括用于空气清扫的清扫室，由吸嘴可从上方予以插入的孔构成；排气通路，使上述清扫室的下端部与清扫室外部连通；清扫用空气的通路，设置在上述清扫室的壁面，开口位置对应于插入该清扫室内的吸嘴下端部的高度；空气供给单元，向上述清扫用空气的通路及吸嘴的吸引通路供给加压空气，以使空气进入清扫室内。
9.根据权利要求8所述的元件移载装置，其特征在于上述清扫装置，包括多个清扫室，上述清扫室，设置在对应于设置有多个具有吸嘴的移载头部的头部单元的各个吸嘴的位置上。
10.根据权利要求7所述的元件移载装置，其特征在于上述清扫装置的清扫部，包括面向上述吸嘴予以设置的洗净槽，用于存储洗净液，且允许上述吸嘴的吸附部浸渍在上述洗净液中；洗净单元，使上述洗净液在洗净槽内移动。
11.一种表面安装机，其特征在于包括权利要求7至10中任意一项所述的元件移载装置，该元件移载装置将安装用元件从元件供给部移载到印刷电路板。
12.一种元件检查装置，其特征在于包括权利要求7至10中任意一项所述的元件移载装置，该元件移载装置将被检查电子元件从元件供给部移载到检查部。
13.一种异常判定方法，其特征在于包括，生成显示使用于吸附移载电子元件的元件移载装置且未附着异物的吸嘴的从侧面观测的基准侧面图像数据的步骤；通过从侧面拍摄在使用环境下的吸嘴生成实际侧面图像数据的步骤；通过比较上述基准侧面图像数据和实际侧面图像数据来判定有无异常的异常判定步骤。
14.一种异常判定方法，其特征在于包括，生成显示使用于吸附移载电子元件的元件移载装置且未附着异物的吸嘴以及电子元件的从侧面观测的基准侧面图像数据的步骤；通过从侧面拍摄在使用环境下的吸嘴以及该吸嘴所吸附的电子元件生成实际侧面图像数据的步骤；通过比较上述基准侧面图像数据和实际侧面图像数据来判定有无吸附异常的异常判定步骤。
15.根据权利要求14所述的异常判定方法，其特征在于上述基准侧面图像数据，由电子元件的侧面图像数据和吸嘴的侧面图像数据通过图像处理组合而成。
16.根据权利要求15所述的异常判定方法，其特征在于上述电子元件的侧面图像数据，通过显示电子元件的形状的CAD数据予以生成。
17.根据权利要求14～16中任意一项所述的异常判定方法，其特征在于还包括，从下方拍摄吸嘴所吸附的电子元件生成底面图像的步骤；根据上述底面图像检测出电子元件被吸附时相对于吸嘴中心在转动方向上的位置偏差的步骤；根据上述在转动方向上的位置偏差来修正上述基准侧面图像数据的步骤。
18.根据权利要求14～16中任意一项所述的异常判定方法，其特征在于还包括，从下方拍摄吸嘴所吸附的电子元件生成底面图像的步骤；根据上述底面图像检测出电子元件被吸附时相对于吸嘴在水平方向上的位置偏差的步骤；根据上述在水平方向上的位置偏差来修正上述基准侧面图像数据的步骤。
19.一种元件移载装置，其特征在于包括执行上述权利要求13～18中任意一项所述的异常判定方法的控制装置。
全文摘要
本发明的元件移载装置，包括存储从侧面拍摄电子元件而获得的电子元件单体的图像的图像数据的存储器(搭载信息存储单元)；获取吸嘴单体的图像的第1图像获取单元；获取元件吸附状态的图像的第2图像获取单元；根据元件吸附状态的图像与吸嘴单体的图像差分产生差分图像数据的图像处理单元；通过比较上述差分图像数据和上述电子元件单体的图像数据判定吸嘴的吸附面是否良好的判定单元。采用本发明，可检测出引起安装不良的原因，以此防止移载效率的下降。
文档编号H05K13/04GK1842269SQ200610071010
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月30日 优先权日2005年3月30日
发明者山田刚 申请人:雅马哈发动机株式会社