電子元件的安裝方法以及電子元件的安裝裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于盡量不增加與安裝頭的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值相關(guān)的示教次數(shù)，就提高電子元件的安裝精度。為了達成該目的，在印刷電路板（P)的生產(chǎn)運行開始時決定運行中示教動作模式，以與該已決定的所述運行中示教動作模式相應(yīng)的間隔進行求相對于安裝頭（6)的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值后保存到控制微機（30)的存儲裝置的示教，控制微機（30)進行控制，使得當(dāng)所述示教多次連續(xù)滿足了要求精度的情況下，以比與所述運行中示教動作模式相應(yīng)的所述間隔還要長的間隔進行所述示教。并且，控制微機（30)進行控制，使得即使以比所述間隔還要長的間隔進行了所述示教也不滿足要求精度的情況下，以與所述已決定的所述運行中示教動作模式相應(yīng)的間隔進行所述示教。
【專利說明】電子元件的安裝方法以及電子元件的安裝裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通過元件識別攝像機拍攝在能夠旋轉(zhuǎn)的安裝頭上設(shè)置的保持部件所 保持的電子元件，并基于對該已拍攝的圖像進行了識別處理的結(jié)果，在電路板上安裝電子 元件的電子元件的安裝方法以及電子元件的安裝裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 例如在專利文獻1等中公開了進行這種元件識別處理的電子元件安裝方法?；?該電子元件的識別處理結(jié)果，高精度地在印刷電路板上安裝電子元件。進而，一般預(yù)先示教 相對于所述安裝頭的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值而存儲到存儲裝置中，在將電子元件安裝到印刷電 路板上時，在所述電子元件的識別處理結(jié)果中加入所述偏移值而進行安裝。
[0003] 但是，因持續(xù)電子元件安裝裝置的安裝運行而導(dǎo)致電子元件安裝裝置的溫度上 升，伴隨這一現(xiàn)象，在安裝頭等的位置關(guān)系上產(chǎn)生偏差。因此，如果以在調(diào)整電子元件安裝 裝置時進行的示教結(jié)果為基礎(chǔ)而求出作為與安裝頭的旋轉(zhuǎn)中心的預(yù)先設(shè)定的位置（設(shè)計 位置）的偏差的、單一的偏移值（固定值），在安裝電子元件時加入的只是該偏移值，則無法 應(yīng)對變化的裝置溫度，電子元件的安裝精度不穩(wěn)定。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻 1 :特開 2005-159209


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的課題
[0008] 但是，如果不是單一的偏移值，而是增加示教的次數(shù)以便更新偏移值，則安裝精度 會提高，但隨著示教次數(shù)的增加，電路板的生產(chǎn)時間也會變長，在生產(chǎn)效率上并不理想。
[0009] 因此，本發(fā)明的目的在于盡量不增加與安裝頭的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值相關(guān)的示教次 數(shù)，就提高電子元件的安裝精度。
[0010] 用于解決課題的方案
[0011] 因此，第1發(fā)明是一種電子元件的安裝方法，由元件識別攝像機拍攝在能夠旋轉(zhuǎn) 的安裝頭上設(shè)置的保持部件所保持的電子元件，并基于對該已拍攝的圖像進行識別處理的 結(jié)果而在電路板上安裝電子元件，其特征在于，
[0012] 在所述電路板的生產(chǎn)運行開始時決定運行中示教動作模式，
[0013] 以與該已決定的所述運行中示教動作模式相應(yīng)的間隔進行求相對于所述安裝頭 的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值后保存到存儲裝置的示教，
[0014] 當(dāng)所述示教多次連續(xù)滿足了要求精度的情況下，以比與所述運行中示教動作模式 相應(yīng)的所述間隔還要長的間隔進行所述示教。
[0015] 第2發(fā)明是一種電子元件的安裝方法，由元件識別攝像機拍攝在能夠旋轉(zhuǎn)的安裝 頭上設(shè)置的保持部件所保持的電子元件，并基于對該已拍攝的圖像進行識別處理的結(jié)果而 在電路板上安裝電子元件，其特征在于，
[0016] 在所述電路板的生產(chǎn)運行開始時決定運行中示教動作模式，
[0017] 以與該已決定的所述運行中示教動作模式相應(yīng)的間隔進行求相對于所述安裝頭 的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值后保存到存儲裝置的示教，
[0018] 當(dāng)所述示教多次連續(xù)滿足了要求精度的情況下，以比與所述運行中示教動作模式 相應(yīng)的所述間隔還要長的間隔進行所述示教，
[0019] 即使以比所述間隔還要長的間隔進行了所述示教也不滿足要求精度的情況下，以 與所述已決定的所述運行中示教動作模式相應(yīng)的間隔進行所述示教。
[0020] 此外，第3發(fā)明是一種電子元件的安裝裝置，由元件識別攝像機拍攝在能夠旋轉(zhuǎn) 的安裝頭上設(shè)置的保持部件所保持的電子元件，并基于對該已拍攝的圖像進行識別處理的 結(jié)果而在電路板上安裝電子元件，其特征在于，所述安裝裝置中設(shè)置了：
[0021] 決定部件，在所述電路板的生產(chǎn)運行開始時決定運行中示教動作模式；
[0022] 第1控制裝置，進行控制，使得以與通過該決定部件決定的所述運行中示教動作 模式相應(yīng)的間隔進行求相對于所述安裝頭的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值后保存到存儲裝置的示教； 以及
[0023] 第2控制裝置，進行控制，使得當(dāng)所述示教多次連續(xù)滿足了要求精度的情況下，以 比與所述運行中示教動作模式相應(yīng)的所述間隔還要長的間隔進行所述示教。
[0024] 第4發(fā)明是一種電子元件的安裝裝置，由元件識別攝像機拍攝在能夠旋轉(zhuǎn)的安裝 頭上設(shè)置的保持部件所保持的電子元件，并基于對該已拍攝的圖像進行識別處理的結(jié)果而 在電路板上安裝電子元件，其特征在于，所述安裝裝置中設(shè)置了：
[0025] 決定部件，在所述電路板的生產(chǎn)運行開始時決定運行中示教動作模式；
[0026] 第1控制裝置，進行控制，使得以與通過該決定部件決定的所述運行中示教動作 模式相應(yīng)的間隔進行求相對于所述安裝頭的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值后保存到存儲裝置的示 教；
[0027] 第2控制裝置，進行控制，使得當(dāng)所述示教多次連續(xù)滿足了要求精度的情況下，以 比與所述運行中示教動作模式相應(yīng)的所述間隔還要長的間隔進行所述示教；以及
[0028] 第3控制裝置，進行控制，使得即使以比所述間隔還要長的間隔進行了所述示教 也不滿足要求精度的情況下，以與所述已決定的所述運行中示教動作模式相應(yīng)的間隔進行 所述示教。
[0029] 發(fā)明效果
[0030] 本發(fā)明的目的在于盡量不增加與安裝頭的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值相關(guān)的示教次數(shù)，就 能夠提1?電子兀件的安裝精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1是電子元件安裝裝置的概略平面圖。
[0032] 圖2是照明裝置的概略縱截面圖。
[0033] 圖3是照明裝置的平面圖。
[0034] 圖4是圖3的A-A截面圖。
[0035] 圖5是控制方框圖。
[0036] 圖6是表不與印刷電路板生廣相關(guān)的流程圖的圖。
[0037] 圖7是與運行中示教動作模式?jīng)Q定處理相關(guān)的流程圖。
[0038] 圖8是表示與要求精度決定相關(guān)的流程圖的圖。
[0039] 圖9是表示與運行中示教動作模式?jīng)Q定相關(guān)的流程圖的圖。
[0040] 圖10是表示與示教執(zhí)行判定相關(guān)的流程圖的圖。
[0041] 圖11是表示與示教執(zhí)行狀態(tài)更新相關(guān)的流程圖的圖。
[0042] 圖12是表示每個元件配置號的安裝有無、尺寸、元件類別的類別數(shù)據(jù)的圖。
[0043] 圖13是表示與每個元件類別的要求精度相關(guān)的數(shù)據(jù)的圖。

【具體實施方式】
[0044] 以下基于圖1，說明有關(guān)在印刷電路板P上安裝電子元件的電子元件安裝裝置1的 實施方式。在電子元件安裝裝置1中設(shè)置有：傳送印刷電路板P的傳送裝置2 ;供應(yīng)電子元 件的元件供應(yīng)裝置3 ;通過Y軸電機42能夠沿一個方向（Y方向）移動的一對臂4A、4B ;分 別具備吸附嘴5且在沿著所述各臂4A、4B的方向（X方向）上能夠通過X軸電機43移動且 能夠旋轉(zhuǎn)的安裝頭6。
[0045] 即，在所述各臂4A、4B上配設(shè)的所述安裝頭6的圓周上，通過各彈簧被向下施力 的、例如12條保持部件即吸附嘴5保持預(yù)定間隔而配設(shè)。
[0046] 并且，通過上下軸電機46經(jīng)由驅(qū)動電路45進行驅(qū)動，吸附嘴5能夠進行升降，且 通過Θ軸電機48經(jīng)由驅(qū)動電路45進行驅(qū)動，使得安裝頭6環(huán)繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，從而作為結(jié) 果，各安裝頭6的各吸附嘴5能夠在X方向以及Y方向上移動，能夠環(huán)繞垂直線旋轉(zhuǎn)，且能 夠上下移動。
[0047] 所述傳送裝置2被配設(shè)在電子元件安裝裝置1的前后的中間部分，且由以下部分 構(gòu)成：從上游側(cè)裝置（位于圖1的左方）承接印刷電路板P的電路板供應(yīng)部；為了安裝所述 各安裝頭6的吸附嘴5所吸附保持的電子元件，對從電路板供應(yīng)部提供的印刷電路板P進 行定位固定的電路板定位部；以及承接由該電路板定位部安裝了電子元件的印刷電路板P 而傳送至下游側(cè)裝置（位于圖1的右方）的電路板排出部。
[0048] 所述元件供應(yīng)裝置3被分別配設(shè)在所述傳送裝置2的跟前側(cè)和里側(cè)的兩個外側(cè) 上，且由被安裝到電子元件安裝裝置1的裝置主體上的送料器底座（feeder base)3A、和在 該送料器底座3A上并行設(shè)置有多個并且將各種電子元件一個個分別提供至其元件吸附取 出位置的元件供應(yīng)單元3B群構(gòu)成。
[0049] 并且，在X方向上較長的前后一對的所述臂4A、4B中，通過Y軸電機42的驅(qū)動，被 固定在所述各臂4A、4B上的滑塊（slider)沿著左右一對的向前后延伸的導(dǎo)桿（guide)滑 動從而單獨向Y方向移動。所述Y軸電機42由以沿著左右一對的基體1A、1B而固定的上 下一對的定子和在所述臂4A、4B的兩端部設(shè)置的安裝板的下部所固定的可動元件42A組成 的線性電機構(gòu)成。
[0050] 此外，在所述臂4A、4B的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有所述安裝頭6,該安裝頭6在所述臂4A、4B 的長度方向（X方向）上通過X軸電機43而沿著導(dǎo)桿移動，所述X軸電機43由以被固定在 各臂4A、4B上的前后一對的定子和位于各定子之間而設(shè)置在所述安裝頭6上的可動元件組 成的線性電機構(gòu)成。
[0051 ] 從而，各安裝頭6以相向的方式被設(shè)置在各臂4A、4B的內(nèi)側(cè)，并且在所述傳送裝置 2的電路板定位部上的印刷電路板P或元件供應(yīng)單元3B的元件吸附取出位置上方移動。
[0052] 此外，在各安裝頭6中設(shè)置有電路板識別攝像機8,拍攝被附在已定位的印刷電路 板P上的定位標記?；谟稍撾娐钒遄R別攝像機8拍攝的定位標記的位置，掌握印刷電路 板的基準位置從而掌握電子元件的安裝數(shù)據(jù)所示的安裝位置。然后，為了使安裝頭6的旋 轉(zhuǎn)中心與電路板識別攝像機8的中心在Y軸方向上一致，電路板識別攝像機8配設(shè)在安裝 頭6的前部，但也可以配設(shè)在安裝頭6的后部。10是在電子元件安裝裝置1中設(shè)置4個的 照明單元，對各吸附嘴5所吸附保持的電子元件照射照明光。
[0053] 下面，基于圖2至圖4,詳細敘述所述照明單元10。照明單元10的裝置主體11， 外形呈現(xiàn)長方體形狀，其中央部形成了呈現(xiàn)俯視圓形且隨著向下而直徑變小的貫通孔12。 并且，在該貫通孔12的內(nèi)周面的上部，當(dāng)所述吸附嘴5所吸附保持的電子元件D為BGA (球 狀柵極陣列）時，將面向該元件以傾斜的狀態(tài)照射照明光的多個BGA反射照明燈即BGA照 明用LED(發(fā)光二極管）15沿著所述內(nèi)周面的全周在橫向的列的多列例如4列中并行設(shè)置。 艮P，在截面為L字形狀的最上部的安裝部13A上，以傾斜成越向下就越靠近中心的狀態(tài)安 裝環(huán)狀的印刷電路板14A，且在該印刷電路板14A上，在橫向的列的多列例如橫向（水平方 向）的4列（上下方向的4列）上保持預(yù)定間隔而并行設(shè)置有多個BGA照明用LED15。
[0054] 此外，在所述最上部的安裝部13A的下方，形成直徑小于安裝部13A的安裝部13B， 且在該安裝部13B上，以越向下就越靠近中心且比所述印刷電路板14A還要放倒15度左右 的角度傾斜的狀態(tài)安裝環(huán)狀的印刷電路板14B，且在該印刷電路板14B上，在橫向的列的多 列例如橫向（水平方向）的3列（上下方向的3列）上保持預(yù)定間隔而并行設(shè)置有多個作 為一般反射照明燈的一般反射照明用LED16。
[0055] 此外，在所述安裝部13B的下方，形成直徑進一步小于安裝部13B的安裝部13C，且 在該安裝部13C上，以越向下就越靠近中心且比所述印刷電路板14B還要放倒15度左右的 角度傾斜的狀態(tài)安裝環(huán)狀的印刷電路板14C，且在該印刷電路板14C上，在橫向的列的多列 例如橫向（水平方向）的3列（上下方向的3列）上保持預(yù)定間隔而并行設(shè)置有多個一般 反射照明用LED16。
[0056] 進而，在所述安裝部13C的下方，形成直徑進一步小于安裝部13C的安裝部13D，且 在該安裝部13D上，以越向下就越靠近中心且比所述印刷電路板14C還要放倒15度左右的 角度傾斜的狀態(tài)安裝環(huán)狀的印刷電路板14D，且在該印刷電路板14C上，在橫向的列的多列 例如橫向（水平方向）的3列（上下方向的3列）上保持預(yù)定間隔而并行設(shè)置有多個一般 反射照明用LED16。
[0057] 17是在所述BGA照明用LED15的外方的呈現(xiàn)長方體形狀的裝置主體11的4個角 上形成的安裝空間內(nèi)分別配設(shè)的印刷電路板14E上所安裝的透射照明用LED，其結(jié)構(gòu)為經(jīng) 由在裝置主體11的頂面11A開設(shè)的各開口部18向固定到所述吸附嘴5的擴散板照射光， 且其反射光從上方照射到吸附嘴5所吸附保持的電子元件D。
[0058] 此外，在所述照明單元10的中央部的下方配設(shè)元件識別攝像機20,在該元件識別 攝像機20的上方位置上配設(shè)透鏡21、半透鏡22以及透鏡23,該透鏡23被配置為面向照明 單元10的裝置主體11的貫通孔12。并且，從印刷電路板14F上所安裝的同軸照明用LED25 照射的光，一半的量通過所述半透鏡22透射，一半的量反射而上升，且經(jīng)由透鏡23照射到 吸附嘴5所吸附保持的電子元件D，其反射像經(jīng)由透鏡21、半透鏡22以及透鏡23被元件識 別攝像機20拍攝。
[0059] 此外，26、26是在玻璃板上除了透明的裝置基準標記27之外蒸鍍涂料成黑色而形 成的電子元件安裝裝置1的裝置基準構(gòu)件，分別被配設(shè)在所述照明裝置10的前后。并且， 一個基準標記照明用LED28的光從下方被照射到對應(yīng)的裝置基準構(gòu)件26,裝置基準標記27 的透射像通過電路板識別攝像機8被拍攝。并且，無論是前后的任一個元件識別攝像機20 都能夠拍攝在前后任一個臂4A、4B上設(shè)置的安裝頭6的吸附嘴5所吸附保持的電子元件， 里側(cè)的裝置基準構(gòu)件26的裝置基準標記27由設(shè)置在跟前側(cè)的臂4B上的電路板識別攝像 機8拍攝，跟前側(cè)的裝置基準構(gòu)件26的裝置基準標記27由設(shè)置在里側(cè)的臂4A上的電路板 識別攝像機8拍攝。
[0060] 從而，如后所述，照明單元10對所述各安裝頭6的吸附嘴5所吸附保持的電子元 件照射照明光，并由各元件識別攝像機20拍攝并進行識別處理，從而掌握相對于吸附嘴5 的旋轉(zhuǎn)中心的位置偏差。
[0061] 下面，基于作為與電子元件的拍攝控制相關(guān)的控制方框圖的圖5,如下說明。首先， 30是作為控制裝置的控制用微型計算機（以下，稱為"控制微機")，統(tǒng)一控制與在電子元件 安裝裝置1中的印刷電路板P上安裝電子元件的元件安裝動作相關(guān)的動作等，具備作為控 制裝置、判定裝置、比較裝置等的CPU(中央處理單元）、R0M(只讀存儲器）、作為存儲裝置的 RAM (隨機存取存儲器），CPU基于在RAM中存儲的數(shù)據(jù)，按照在所述ROM中保存的程序，進行 與元件安裝相關(guān)的動作的控制。另外，也可以通過該控制微機30構(gòu)成定時器或計數(shù)器。在 所述RAM中，按照每個安裝順序存儲了表示向印刷電路板P的電子元件的安裝坐標、安裝角 度或元件供應(yīng)單元3A的元件配置號等的安裝數(shù)據(jù)、作為電子元件的特征的元件庫數(shù)據(jù)、與 表示在所述送料器底座3A上設(shè)置的各元件供應(yīng)單元8的元件配置位置的每個元件配置號 的元件ID相關(guān)的元件配置數(shù)據(jù)、每個元件配置號的安裝有無、尺寸、元件類別的類別數(shù)據(jù)、 與每個元件類別的要求精度相關(guān)的數(shù)據(jù)等。
[0062] 31是作業(yè)者的操作用微型計算機（以下，稱為"操作微機"），具備CPU、ROM、RAM， 存儲有前述的NC數(shù)據(jù)、元件庫數(shù)據(jù)、最佳化數(shù)據(jù)等，在該操作微機31上連接了操作監(jiān)視器 32、和在該監(jiān)視器32上顯示的觸摸面板開關(guān)、鍵盤、鼠標等的輸入裝置33。
[0063] 35是作為圖像處理裝置的圖像處理微型計算機（以下，稱為"圖像處理微機")，具 備0?11?01、1^1，存儲有前述的元件庫數(shù)據(jù)、獲取圖像時的電路板識別攝像機8的位置數(shù)據(jù) (對圖像獲取定時進行決定的電路板識別攝像機8的位置數(shù)據(jù)）等。
[0064] 另外，所述控制微機30、操作微機31以及圖像處理微機35不一定是單獨的設(shè)備， 也可以使得通過一個或者兩個微型計算機來發(fā)揮這些控制微機30、操作微機31以及圖像 處理微機35的作用。
[0065] 并且，所述控制微機30、操作微機31以及圖像處理微機35經(jīng)由LAN線路36以及 網(wǎng)絡(luò)集線器（HUB) 37連接。此外，在所述控制微機30上連接了 X軸電機43用的X軸用伺 服放大器38、Y軸電機42用的Y軸用伺服放大器39。
[0066] 40是具備了存儲裝置的位置監(jiān)視電路，在從驅(qū)動的所述X軸電機43、Y軸電機 42(都具備編碼器功能）輸入相當(dāng)于移動距離的脈沖信號而與電路板識別攝像機8的位置 數(shù)據(jù)（獲取圖像時的電路板識別攝像機8的位置數(shù)據(jù)，且被存儲在圖像處理微機35中）一 致時，對圖像獲取電路41發(fā)出位置一致信號。收到位置一致信號的圖像獲取電路41將圖 像獲取信號輸出到電路板識別攝像機8以及元件識別攝像機20而使其曝光，并且使照明單 元10的一方的基準標記照明用LED28以及各種照明用LED以預(yù)定模式點亮，獲?。ㄅ臄z） 設(shè)置基準標記27以及安裝頭6 (電子元件）的圖像。
[0067] 并且，如后所述，由電路板識別攝像機8、元件識別攝像機20拍攝的圖像的圖像數(shù) 據(jù)經(jīng)由圖像獲取電路41被送到圖像處理微機35,進行識別處理，掌握相對于吸附嘴5的位 置偏差。
[0068] 這里，以下基于圖6以及圖10說明在電子元件安裝裝置1的印刷電路板的生產(chǎn)工 廠或者電子元件安裝裝置1的制造工廠中，在印刷電路板P的生產(chǎn)開始前的調(diào)整時進行的 安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心的示教。首先，作業(yè)管理者進行調(diào)整從而使元件識別攝像機20的光軸 和電路板識別攝像機8的光軸一致。即，校正元件識別攝像機20的光軸相對于電路板識別 攝像機8的光軸的、從設(shè)計值的偏差量，從而使兩個光軸的X、Y方向的基準位置（原點位 置）一致。
[0069] 接著，作業(yè)管理者操作輸入裝置33,移動安裝頭6,使得設(shè)計上的安裝頭6的旋轉(zhuǎn) 中心和元件識別攝像機20的中心一致。從而，在設(shè)計上的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心（設(shè)計值） 和元件識別攝像機20的中心一致的位置上，安裝頭6的位置被固定（使安裝頭6停止）。
[0070] 在該安裝頭6被固定的位置上，作業(yè)管理者操作所述輸入裝置33,經(jīng)由驅(qū)動電路 47使Θ軸電機48驅(qū)動，使多個吸附嘴5吸附了附有識別標記的玻璃夾具的狀態(tài)的安裝頭 6每次旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，由元件識別攝像機20拍攝所述玻璃夾具（glass jig)的識別標記，將 該操作重復(fù)多次，并由圖像處理微機35對這些已拍攝的圖像進行識別處理，基于該識別處 理結(jié)果，控制微機30求出安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心（事先示教）后保存到自身的存儲裝置。
[0071] 該求出并被保存的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心是從安裝頭6的設(shè)計上的旋轉(zhuǎn)中心的、在 水平面內(nèi)Χ、γ方向上的偏差量（安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值）。
[0072] 另一方面，以下基于圖7以及圖10說明同樣在印刷電路板的生產(chǎn)開始前的調(diào)整時 進行的裝置基準標記27的位置的示教。首先，基于在操作監(jiān)視器32中顯示的畫面，作業(yè)管 理者進行調(diào)整使得實際的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心和元件識別攝像機20的中心一致。即，基于 輸入裝置33的操作，操作微機31經(jīng)由控制微機30控制X軸電機43以及Υ軸電機42而移 動安裝頭6使得通過圖6的操作而求出的實際的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心來到元件識別攝像機 20的中心之上之后，進行調(diào)整使得實際的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心和元件識別攝像機20的中心 一致。
[0073] 在該使實際的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心和元件識別攝像機20的中心一致的狀態(tài)下，電 路板識別攝像機8拍攝在裝置基準構(gòu)件26中設(shè)置的裝置基準標記27,由圖像處理微機35 對該已拍攝的裝置基準標記27進行識別處理，并基于該識別處理結(jié)果，控制微機30求出以 電路板識別攝像機8的拍攝畫面上的畫面中心為原點的裝置基準標記27的位置，并保存到 自身的存儲裝置中。
[0074] 作為該識別處理結(jié)果的裝置基準標記27的位置（事先示教）成為從電路板識別 攝像機8的中心的偏差量、即該位置偏差量是以裝置基準標記27為基準的電路板識別攝像 機8的偏移值。
[0075] 說明在印刷電路板Ρ的生產(chǎn)開始前的調(diào)整時進行了以上的示教之后對印刷電路 板P安裝電子元件的安裝運行。首先，如圖6所示，如果生產(chǎn)運行基于生產(chǎn)運行開關(guān)的操作 而開始，則控制微機30決定運行中示教動作模式（步驟SOI)。即，控制微機30進行控制以 便進行與該決定相關(guān)的流程圖即圖7所示那樣的示教動作模式?jīng)Q定處理。
[0076] S卩，首先設(shè)定元件供應(yīng)單元3B的元件配置號" 101"（步驟S21)，基于安裝數(shù)據(jù)判定 該" 101"的元件供應(yīng)單元3B的電子元件是否為實際要安裝的電子元件（步驟S22)，如果是 不會實際安裝的未使用電子元件則將要求精度設(shè)定為"〇"（步驟S23)，設(shè)定下一元件配置 號"102"（步驟S27)。此外，當(dāng)判斷為該"101"的元件供應(yīng)單元3B的電子元件是實際要安 裝的電子元件時，從安裝數(shù)據(jù)取得元件配置號"101"的元件供應(yīng)單元3B的電子元件的X方 向以及Y方向的尺寸（步驟S24)，從圖12取得該"101"的電子元件的類別（步驟S25)，根 據(jù)表示與每個元件類別的要求精度相關(guān)的數(shù)據(jù)的圖13而決定該電子元件的要求精度（步 驟S26)，設(shè)定下一元件配置號" 102"（步驟S27)。
[0077] 按照圖8的流程圖進行該要求精度決定。即，首先，基于圖12的表，判定元件配置 號"101"的電子元件是否為角芯片（步驟S31)，當(dāng)不是角芯片時要求精度決定為40 μ m，但 由于元件配置號"101"的電子元件是角芯片，因此接著判定X方向的尺寸是否為0. 5mm以 下（步驟S32)。
[0078] 由于元件配置號"101"的電子元件的X方向的尺寸為0. 6mm，因此進入步驟S33， 判定Y方向的尺寸是否為〇· 5mm以下（步驟S33)，由于是0· 5mm以下，因此要求精度決定為 40 μ m。另外，如果Y方向的尺寸不是0. 5mm以下，則要求精度決定為60 μ m(步驟S35)。
[0079] 如此，如果決定了電子元件的要求精度，則返回到圖7,設(shè)定下一元件配置號 "102"（步驟527)，直到元件配置號成為最終為止（步驟528)，重復(fù)進行返回到步驟522的 處理，如果成為最終的元件配置號，則控制微機30決定運行中示教動作模式（步驟S29)。
[0080] 按照圖9的流程圖進行該運行中示教動作模式的決定。即，控制微機30將在送 料器底座3A上設(shè)置的元件配置號設(shè)置為最終的"999"（步驟S41)，接著設(shè)置為" 101"（步 驟S42)?；诎惭b數(shù)據(jù)判定該元件配置號"101"的元件供應(yīng)單元3B是否實際要安裝 (步驟S43)，如果是不會實際安裝的電子元件則設(shè)為對元件配置號"101"增加了 "1"的 "102"（步驟S46)，如果是實際要安裝的電子元件，則判定該電子元件的要求精度是否為最 少值（40 μ m)以下（步驟S44)。
[0081] 該情況下，根據(jù)圖13,元件配置號為"101"且實際要安裝的電子元件的要求精度 為40 μ m，因此控制微機30將要求精度設(shè)置為最少值（40 μ m)(步驟S45)，并設(shè)為對元件配 置號" 101 "增加了 " 1 "的" 102"（步驟S46)。
[0082] 接著，判定元件配置號是否為最終（步驟S47)，如果不是最終則返回到步驟S43并 重復(fù)至成為最終為止，如果成為最終，則判定是否在該印刷電路板P上實際安裝的所有電 子元件中要求精度為40 μ m以下（步驟S48)，如果不是40 μ m以下則設(shè)為要求精度為低精 度的模式"2"（步驟S49)，如果是40 μ m以下則設(shè)為要求精度為高精度的模式" 1"（步驟 S50)。
[0083] 然后，返回到圖6,控制微機30如果決定了運行中示教動作模式（步驟S01)，則判 定在所述電路板定位部中是否存在印刷電路板P (步驟S02)，如果有則開始在印刷電路板P 上實際安裝電子元件的動作（步驟S04)，如果沒有則將所述印刷電路板P搬入電路板定位 部（步驟S03)，并且開始實際安裝電子元件的動作（步驟S04)。
[0084] 接著，控制微機30執(zhí)行安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心的偏移示教（步驟S05)，并將示教實 施時刻以及偏移值保存到作為存儲裝置的RAM(步驟S06)。
[0085] 即，伴隨著因持續(xù)電子元件的安裝運行而導(dǎo)致電子元件安裝裝置1的溫度上升， 在安裝頭6或線性刻度尺等的裝置各部發(fā)生熱膨脹而導(dǎo)致在安裝頭6等的位置關(guān)系上產(chǎn)生 偏差，因此以在電子元件安裝裝置1的印刷電路板P的生產(chǎn)開始前的調(diào)整時進行的示教結(jié) 果為基礎(chǔ)的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值中，無法應(yīng)對變化的裝置溫度，電子元件的安裝 精度不穩(wěn)定。
[0086] 因此，在電子元件安裝裝置1的印刷電路板P的生產(chǎn)運行中自動地進行用于溫度 補償?shù)陌惭b頭6的旋轉(zhuǎn)中心的偏移示教。首先，使安裝頭6移動，從而使元件識別攝像機20 的中心和通過在印刷電路板的生產(chǎn)開始前的調(diào)整時進行的示教而求出的安裝頭6的旋轉(zhuǎn) 中心一致。
[0087] 接著，經(jīng)由驅(qū)動電路47使Θ軸電機48進行驅(qū)動，從而使該安裝頭6每次旋轉(zhuǎn)預(yù) 定角度，并由元件識別攝像機20拍攝吸附嘴5,將該操作重復(fù)多次，并由圖像處理微機35對 這些已拍攝的圖像進行識別處理，并基于該識別處理結(jié)果，控制微機30求出安裝頭6的旋 轉(zhuǎn)中心，并求本次的溫度補償示教中求出的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心相對于通過在生產(chǎn)開始前 的調(diào)整時進行的示教而求出的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心的偏差量（安裝頭的旋轉(zhuǎn)中心差分Λ) 后保存到自身的存儲裝置中。
[0088] 此外，在使通過在電子元件1的印刷電路板的生產(chǎn)開始前的調(diào)整時進行的示教而 求出的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心與元件識別攝像機20的中心一致的狀態(tài)下，進行溫度補償示 教。即，由電路板識別攝像機8拍攝在裝置基準構(gòu)件26上設(shè)置的裝置基準標記27,并由圖 像處理微機35對該已拍攝的裝置基準標記27進行識別處理，控制微機30基于該識別處理 結(jié)果求出裝置基準標記27的位置并保存到自身的存儲裝置中。
[0089] 然后，控制微機30求本次的溫度補償示教中求出的裝置基準標記27的位置相對 于通過生產(chǎn)運行開始前的示教而求出的裝置基準標記27的位置的偏差量（裝置基準標記 位置差分△)后保存到自身的存儲裝置中。
[0090] 從而，根據(jù)通過以上的溫度補償示教而求出的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心的偏差量和裝 置基準標記27的位置的偏差量，控制微機30求出以電路板識別攝像機8的光軸為基礎(chǔ)的 安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心的偏差量（溫度補償示教結(jié)果）后保存到自身的存儲裝置中，并將作 為該存儲的偏差量的示教結(jié)果活用于以后的電子元件的安裝時的元件識別處理中。并且， 根據(jù)需要而進行該溫度補償示教，在以后的電子元件的安裝時進行的元件識別處理中，基 于由最新的溫度補償示教結(jié)果而求出的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心，算出電子元件相對于安裝頭 6的位置偏差（相對于應(yīng)安裝的位置的位置偏差）。該識別處理結(jié)果的對于安裝頭6的位置 偏差被校正，電子元件的安裝在應(yīng)安裝的位置上進行。因此，適當(dāng)?shù)貞?yīng)對變化的裝置溫度， 能夠提1?電子兀件的安裝精度。
[0091] 并且，如果執(zhí)行了安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心的偏移示教（步驟S05)，則按照所述安裝 數(shù)據(jù)，例如里側(cè)的臂4A通過Y軸電機42的驅(qū)動而在Y方向上移動并且安裝頭6通過X軸 電機43而在X方向上移動，移動至供應(yīng)安裝數(shù)據(jù)的步驟號0001的電子元件的元件供應(yīng)單 元3B的元件取出位置上方后通過上下軸電機46的驅(qū)動使吸附嘴5下降以便從元件供應(yīng)單 元3B取出電子元件（步驟S07)。該情況下，通過使安裝頭6在X方向上移動的同時進行旋 轉(zhuǎn)，進而使各吸附嘴5進行升降，從而為了連鎖吸附而切出安裝數(shù)據(jù)，多個吸附嘴5能夠進 行依次從元件供應(yīng)單元3B將電子元件取出最大12個為止的連鎖吸附。
[0092] 此外，在由里側(cè)的安裝頭6的吸附嘴5取出電子元件之后，或者正在取出時，同樣 地，跟前側(cè)的臂4B的安裝頭6的吸附嘴5能夠從元件供應(yīng)單元3B取出電子元件。
[0093] 然后，在取出后使兩個安裝頭6的吸附嘴5上升，開始基于元件識別攝像機20獲 取圖像。該情況下，吸附保持著應(yīng)拍攝的電子元件的吸附嘴5移動而空中拍攝，控制微機30 為了使應(yīng)拍攝的安裝頭6在X方向上的位置與元件識別攝像機20在X方向上的位置一致， 經(jīng)由X軸用伺服放大器38控制X軸電機43從而使該安裝頭6在X方向上移動，使該安裝 頭6的旋轉(zhuǎn)中心和元件識別攝像機20的中心配置在同一 Y軸線上。
[0094] 在該配置后，控制微機30對圖像處理微機35輸出與圖像獲取相關(guān)的命令。然后， 進行空中拍攝識別，指定元件識別攝像機20、臂4A或者4B，監(jiān)視被指定的臂4A或者4B的 安裝頭6在Y方向上的位置。
[0095] 即，里側(cè)的安裝頭6或者跟前側(cè)的安裝頭6通過臂4A或者4B的Y軸電機42的驅(qū) 動而通過里側(cè)或者跟前側(cè)的元件識別攝像機20的上方，當(dāng)在該通過之前，使該里側(cè)或者跟 前側(cè)的電路板識別攝像機8在Y方向上的位置與里側(cè)或者跟前側(cè)的安裝頭6在Y方向上的 位置一致，因此位置監(jiān)視電路40輸入來自Y軸電機42的表示移動的距離的脈沖信號而與 電路板識別攝像機8的位置數(shù)據(jù)（在電路板識別攝像機8的已設(shè)定的位置上加入了調(diào)整時 的電路板識別攝像機8的所述偏移值后的位置數(shù)據(jù)）一致時，對圖像獲取電路41發(fā)出位置 一致信號，收到該位置一致信號的圖像獲取電路41將圖像獲取信號輸出到電路板識別攝 像機8以及元件識別攝像機20而使其曝光，并且使照明單元10的一方的基準標記照明用 LED28以及各種照明用LED同時點亮。
[0096] 該情況下，照明單元10在一方的基準標記照明用LED28點亮的同時，BGA照明用 LED15、一般反射照明用LED16、透射照明用LED17、同軸照明用LED25以預(yù)定的照明模式被 點殼。
[0097] 從而，同時進行裝置基準標記27以及電子元件的圖像獲取，與所拍攝的圖像相關(guān) 的圖像數(shù)據(jù)從圖像獲取電路41被送到圖像處理微機35,進行裝置基準標記27以及電子元 件的識別處理（步驟S08)，從圖像處理微機35對控制微機30傳送識別處理結(jié)果。
[0098] 該情況下，通過對設(shè)置基準標記27進行位置識別而掌握設(shè)置基準標記27的位置， 由于安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心和電路板識別攝像機8的中心的距離已定而已掌握，因此加入從 安裝頭6的設(shè)計上的旋轉(zhuǎn)中心的偏差量（前述的調(diào)整時的安裝頭6的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值）， 能夠掌握安裝頭6的位置，通過對電子元件進行識別處理，作為結(jié)果能夠掌握電子元件相 對于安裝頭6 (吸附嘴5)的位置。
[0099] 因此，控制微機30在NC數(shù)據(jù)的電子元件的安裝坐標中加入各電子元件的位置識 別結(jié)果，從而吸附嘴5在校正位置偏差的同時，分別將電子元件安裝到印刷電路板P(步驟 S09)。即，針對X以及Y方向通過與各臂4A或4B對應(yīng)的Y軸電機42、X軸電機43,針對安 裝角度通過Θ軸電機，作為結(jié)果，各安裝頭6的各吸附嘴5的X/Y方向以及安裝角度被校 正，吸附嘴5在校正位置偏差的同時，將各電子元件安裝到印刷電路板P (步驟S09)。
[0100] 然后，控制微機30為了進行示教的執(zhí)行判定（步驟S10)，轉(zhuǎn)移到圖10的示教執(zhí) 行判定相關(guān)的流程圖。即，判定示教狀態(tài)（步驟S51)，如果不是"1"（長時間模式的示教間 隔）則進行控制以便將示教間隔設(shè)為30分鐘（步驟S53)。
[0101] 此外，如果判定為示教狀態(tài)是"1"，則接著判定示教動作模式（步驟S22)，如果判 定為示教動作模式是模式"2"，則進行控制以便將示教間隔設(shè)為2分鐘（步驟S55)，如果判 定為示教動作模式是模式"1"，則進行控制以便將示教間隔設(shè)為1分鐘（步驟S54)。
[0102] 然后，控制微機30從當(dāng)前時刻減去上一次的示教執(zhí)行時刻，如果該差超過前述的 各示教間隔（1分鐘、2分鐘、30分鐘）（步驟S56)，則進行控制以便執(zhí)行前述的示教。
[0103] 然后，控制微機30進行示教的執(zhí)行判定（步驟S10)，如果判定為不進行執(zhí)行判定 則進入步驟S13,如果判定為進行執(zhí)行判定，則控制微機30執(zhí)行前述那樣的安裝頭6的旋轉(zhuǎn) 中心的偏移示教（步驟S11)，將示教實施時刻以及偏移值保存到作為存儲裝置的RAM并更 新示教執(zhí)行狀態(tài)（步驟S12)，轉(zhuǎn)移到圖11的示教執(zhí)行狀態(tài)更新的流程圖。
[0104] 即，控制微機30判定示教動作模式是什么（步驟S61)，如果該示教動作模式不是 模式" 1"則將要求精度設(shè)定為10 μ m (步驟S63)，如果是模式" 1"則同樣地設(shè)定為5 μ m (步 驟 S62)。
[0105] 接著，控制微機30判定示教動作狀態(tài)是什么（步驟S64)，如果示教動作狀態(tài)不是 狀態(tài)" 1"則判定示教結(jié)果是否為前述的10 μ m或者5 μ m以下（步驟S66)，如果示教結(jié)果為 前述的10 μ m或者5 μ m以下則進入步驟S71,或者如果不是前述的10 μ m或者5 μ m以下則 進入到步驟S67而將執(zhí)行次數(shù)設(shè)定為" 1"，將示教動作狀態(tài)設(shè)定為狀態(tài)" 1"（步驟S68)。
[0106] 如果示教動作狀態(tài)為狀態(tài)"1"則判定執(zhí)行了示教的結(jié)果是否為前述的10 μ m或者 5 μ m以下（步驟S65)，如果執(zhí)行了示教的結(jié)果不是前述的10 μ m或者5 μ m以下則進入到 步驟S67而將執(zhí)行次數(shù)作為" 1"，將示教動作狀態(tài)設(shè)定為狀態(tài)" 1"，或者如果是前述的10 μ m 或者5 μ m以下則進入到步驟S69而對執(zhí)行次數(shù)加" 1"而設(shè)為"2"。這樣，如果執(zhí)行了示教 的結(jié)果連續(xù)是前述的10 μ m或者5 μ m以下則將執(zhí)行次數(shù)每次加" 1"。
[0107] 接著，判定執(zhí)行了示教的結(jié)果連續(xù)是前述的10 μ m或者5 μ m以下的執(zhí)行次數(shù)是否 多于"5"（步驟S70)，如果多則將執(zhí)行次數(shù)設(shè)定為"1"（步驟S71)，將示教動作狀態(tài)設(shè)定為 狀態(tài)"2"（步驟S72)。從而，如果被設(shè)定為狀態(tài)"2"，則如圖10的步驟S51、S53所示，進行 控制以便將示教間隔設(shè)為30分鐘。但是，如果執(zhí)行次數(shù)小于"5"，則將示教動作狀態(tài)設(shè)定為 狀態(tài)"1"（步驟S68)。
[0108] 如上所述，更新示教執(zhí)行狀態(tài)（步驟S12)，進行用于下一連鎖吸附的切出（步 驟S13)，接著判定是否在停止（步驟S14)，如果判定為在停止則進行控制以便停止（步驟 S15)，如果判定為沒有在停止則判定是否為安裝數(shù)據(jù)中的最終安裝步驟號（步驟S16)，如 果不是最終步驟號則重復(fù)返回到步驟S07的動作，如果是最終步驟號，則進行控制以便將 印刷電路板P從電路板定位部排出并從電路板供應(yīng)部搬入電路板定位部（步驟S17)。
[0109] 如上所述，本發(fā)明對應(yīng)于變化的裝置溫度而執(zhí)行溫度補償示教，從而能夠提高電 子元件的安裝精度。并且，當(dāng)示教多次連續(xù)滿足了要求精度時以比與運行中示教動作模式 相應(yīng)的間隔還要長的間隔進行示教，因此，盡量不使與安裝頭的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值相關(guān)的 示教次數(shù)增加，就能夠提高電子元件的安裝精度。
[0110] 如上所述說明了本發(fā)明的實施方式，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言能夠基于上述的 說明而實現(xiàn)各種代替例、修正或者變形，本發(fā)明在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)包含前述的各種 代替例、修正或者變形。
[0111] 工業(yè)上的可利用性
[0112] 本發(fā)明還能夠利用于由識別攝像機拍攝在可旋轉(zhuǎn)的作業(yè)頭上設(shè)置的保持部件所 保持的元件，并基于對該已拍攝的圖像進行識別處理的結(jié)果而進行移載那樣的工業(yè)用的機 器人等中。
[0113] 標號說明
[0114] 1電子元件安裝裝置
[0115] 2傳送裝置
[0116] 3元件供應(yīng)裝置
[0117] 3B元件供應(yīng)單元
[0118] 4 臂
[0119] 5吸附嘴
[0120] 6安裝頭
[0121] 8電路板識別攝像機
[0122] 20元件識別攝像機
[0123] 30控制微機
【權(quán)利要求】
1. 一種電子元件的安裝方法，由元件識別攝像機拍攝在能夠旋轉(zhuǎn)的安裝頭上設(shè)置的保 持部件所保持的電子元件，并基于對該已拍攝的圖像進行識別處理的結(jié)果而在電路板上安 裝電子元件，其特征在于， 在所述電路板的生產(chǎn)運行開始時決定運行中示教動作模式， 以與該已決定的所述運行中示教動作模式相應(yīng)的間隔進行求相對于所述安裝頭的旋 轉(zhuǎn)中心的偏移值后保存到存儲裝置的示教， 當(dāng)所述示教多次連續(xù)滿足了要求精度的情況下，以比與所述運行中示教動作模式相應(yīng) 的所述間隔還要長的間隔進行所述示教。
2. -種電子元件的安裝方法，由元件識別攝像機拍攝在能夠旋轉(zhuǎn)的安裝頭上設(shè)置的保 持部件所保持的電子元件，并基于對該已拍攝的圖像進行識別處理的結(jié)果而在電路板上安 裝電子元件，其特征在于， 在所述電路板的生產(chǎn)運行開始時決定運行中示教動作模式， 以與該已決定的所述運行中示教動作模式相應(yīng)的間隔進行求相對于所述安裝頭的旋 轉(zhuǎn)中心的偏移值后保存到存儲裝置的示教， 當(dāng)所述示教多次連續(xù)滿足了要求精度的情況下，以比與所述運行中示教動作模式相應(yīng) 的所述間隔還要長的間隔進行所述示教， 即使以比所述間隔還要長的間隔進行了所述示教也不滿足要求精度的情況下，以與所 述已決定的所述運行中示教動作模式相應(yīng)的間隔進行所述示教。
3. -種電子元件的安裝裝置，由元件識別攝像機拍攝在能夠旋轉(zhuǎn)的安裝頭上設(shè)置的保 持部件所保持的電子元件，并基于對該已拍攝的圖像進行識別處理的結(jié)果而在電路板上安 裝電子元件，其特征在于，所述安裝裝置中設(shè)置了： 決定部件，在所述電路板的生產(chǎn)運行開始時決定運行中示教動作模式； 第1控制裝置，進行控制，使得以與通過該決定部件決定的所述運行中示教動作模式 相應(yīng)的間隔進行求相對于所述安裝頭的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值后保存到存儲裝置的示教；以及 第2控制裝置，進行控制，使得當(dāng)所述示教多次連續(xù)滿足了要求精度的情況下，以比與 所述運行中示教動作模式相應(yīng)的所述間隔還要長的間隔進行所述示教。
4. 一種電子元件的安裝裝置，由元件識別攝像機拍攝在能夠旋轉(zhuǎn)的安裝頭上設(shè)置的保 持部件所保持的電子元件，并基于對該已拍攝的圖像進行識別處理的結(jié)果而在電路板上安 裝電子元件，其特征在于，所述安裝裝置中設(shè)置了： 決定部件，在所述電路板的生產(chǎn)運行開始時決定運行中示教動作模式； 第1控制裝置，進行控制，使得以與通過該決定部件決定的所述運行中示教動作模式 相應(yīng)的間隔進行求相對于所述安裝頭的旋轉(zhuǎn)中心的偏移值后保存到存儲裝置的示教； 第2控制裝置，進行控制，使得當(dāng)所述示教多次連續(xù)滿足了要求精度的情況下，以比與 所述運行中示教動作模式相應(yīng)的所述間隔還要長的間隔進行所述示教；以及 第3控制裝置，進行控制，使得即使以比所述間隔還要長的間隔進行了所述示教也不 滿足要求精度的情況下，以與所述已決定的所述運行中示教動作模式相應(yīng)的間隔進行所述 示教。
【文檔編號】H05K13/04GK104221489SQ201380018096
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】井本卓哉, 小野哲治, 岡本義德 申請人:株式會社日立高新技術(shù)儀器