CN101902902B - 电子部件安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子部件安装装置，其可以稳定且准确地识别电子部件的保持状态，具有：基板保持部；部件供给部；搭载头；搭载头移动机构；摄像单元；摄像反射镜；以及图像处理装置，摄像反射镜的反射面形成为倾斜面，该倾斜面以吸附嘴的中心线和摄像单元的视线之间的二等分线作为垂线，设置在摄像反射镜或摄像反射镜的周围的标识分别通过Y轴方向上偏移预定量的多个判定位置时进行摄像，将吸附嘴的中心线与摄像单元的视线重合的判定位置作为基准，对其他判定位置处的拍摄图像的位置偏移进行校正后，再对电子部件的位置进行比较，判定电子部件的位置及角度。

Description

电子部件安装装置

技术领域

本发明涉及一种对由吸附嘴吸附的电子部件的保持状态进行确认并进行安装的电子部件安装装置。

背景技术

通常，电子部件安装装置具有：搭载头，其具有吸附嘴，该吸附嘴从供给器接收电子部件，并输送至基板的安装位置；以及图像识别装置，其固定安装在基架上，从下方对吸附嘴所保持的电子部件进行摄像，在每次搭载时，使保持电子部件的搭载头通过照相机的正上方而进行摄像，通过对该拍摄图像的图像处理，求出电子部件相对于吸附嘴中心的位置偏移或绕吸附嘴中心线的角度(倾角)，基于这些数据进行位置及倾角的校正后，进行搭载。但是，由于所述电子部件安装装置在每次搭载时必须使搭载头通过图像识别装置的上方，所以产生搭载头迂回而导致作业周期时间变长的问题。因此，在现有的其他电子部件安装装置中，如图16所示，在搭载头202上搭载朝向正下方的图像识别装置201，并且，在未图示的基架上，沿搭载头202的可动区域的整个宽度设置剖面V字形的长条的反射镜203，在搭载头202从供给器向基板移动的中途，利用V字形的反射镜203的反射，图像识别装置201可以对吸附嘴204拍摄从正下方观察的状态。即，由于沿整个宽度形成V字形的反射镜203，所以即使搭载头202从供给器直线移动至基板，也必然通过V字形的反射镜203的上方，从而可以从正下方对吸附电子部件T的吸附嘴204进行摄像(例如专利文献1)。

专利文献1：日本国特开平5-167295号公报

发明内容

但是，在上述现有的电子部件安装装置中，对于V字形的反射镜的长度，虽然可以通过将一部分路径或供给器除外而进行缩短，但由于原则上需要成为与搭载头的可动区域的整个长度大致相等的长度，所以存在下述问题，即，如果反射镜的V字的角度由于弯曲或扭转等而在整个长度方向的各个位置处发生变动，则搭载部件的位置的识别结果变得不正确。特别地，由于利用V字形反射镜进行二次反射而由图像识别单元进行摄像，所以，产生由于上述的角度错误而对搭载部件位置的识别结果的影响变大的问题。另外，在将两片平坦的反射镜组合使用的情况下，必须对各个反射镜的角度进行正确的调节并安装，产生装置的制造效率降低的问题。另外，在上述V字形反射镜的情况下，需要使与其长度方向正交的方向的宽度W与图像识别单元和吸附嘴之间的距离相比更大，产生无法避免反射镜宽度的大型化的问题。所述反射镜宽度的大型化，使得对各反射面要求较高平滑度的反射镜的制作变得困难，并且，由于配置在供给器至基板之间，从而使它们相互间的距离变长，妨碍作业周期时间的缩短化。

本发明的目的在于，可以更准确且稳定地识别电子部件的保持状态。

技术方案1所记载的发明是一种电子部件安装装置，其具有：基板保持部，其保持进行电子部件安装的基板；部件供给部，其供给所安装的电子部件；搭载头，其具有对向所述基板进行搭载的电子部件进行吸附的可升降的吸附嘴；以及搭载头移动机构，其在从所述部件供给部至所述基板保持部之间的沿着彼此正交的X轴方向和Y轴方向的区域中，将所述搭载头任意地移动定位，其特征在于，具有：摄像单元，其以视线朝向斜下方的状态搭载于所述搭载头上，能够进行平面图像的摄像，对所述吸附嘴所吸附的电子部件进行摄像；摄像反射镜，其设置在所述电子部件安装装置的基架的所述部件供给部和所述基板保持部之间，在将所述搭载头从所述部件供给部向所述基板保持部移动时产生移动的方向设为Y轴方向的情况下，沿着平行于与该Y轴方向正交的X轴方向的基板输送方向延伸，具有唯一的反射面；以及图像处理装置，其根据由所述摄像反射镜反射而得到的电子部件的拍摄图像，对被吸附的电子部件相对于所述吸附嘴的位置及角度进行判定，所述摄像反射镜的反射面倾斜，并与由所述吸附嘴的中心线和所述摄像单元的视线所形成的角度的二等分线正交，在所述摄像反射镜或所述摄像反射镜的周围，设置用于判定所述电子部件的位置及角度的、确定搭载头位置的标识，所述图像处理装置，在所述搭载头从所述部件供给部向所述基板保持部移动时的所述摄像单元的摄像范围内，在所述标识分别通过Y轴方向上偏移预定量的多个判定位置时进行摄像，将所述吸附嘴的中心线与所述摄像单元的视线重合的判定位置作为基准，对其他判定位置处的拍摄图像的位置偏移进行校正后，再对所述电子部件的位置进行比较，判定所述电子部件的位置及角度。

技术方案2所记载的发明的特征在于，具有与技术方案1所记载的发明相同的结构，并且，所述摄像单元搭载于所述搭载头上，使得所述吸附嘴前端部直接进入所述摄像单元的视野。

技术方案3所记载的发明的特征在于，具有与技术方案2所记载的发明相同的结构，并且，所述摄像单元搭载在所述搭载头上，使得在从所述部件供给部进行部件吸附时的吸附嘴高度、以及对所述基板保持部的基板进行部件安装时的吸附嘴高度下，所述吸附嘴的前端部直接进入所述摄像单元的视野。

技术方案4所记载的发明的特征在于，具有与技术方案2所记载的发明相同的结构，所述摄像单元具有利用致动器调节焦距的焦点调节机构，所述图像处理装置控制所述焦点调节机构的致动器，以使得在不同的定时，焦距分别成为与直接摄像的所述吸附嘴前端部对应的焦距、和与经由所述摄像反射镜进行摄像的所述吸附嘴前端部对应的焦距。

技术方案5所记载的发明的特征在于，具有与技术方案2所记载的发明相同的结构，并且，所述摄像单元具有照相机所具有的主光学系统和焦距调整用的副光学系统，所述主光学系统形成与直接摄像的所述吸附嘴前端部对应的焦距，所述副光学系统通过与所述主光学系统协同动作，使焦距与包括经由所述摄像反射镜进行摄像的所述吸附嘴前端部的区域对应。

技术方案6所记载的发明的特征在于，具有与技术方案1所记载的发明相同的结构，并且，所述图像处理装置，通过使位于已知位置的所述搭载头的吸附嘴，在沿所述摄像反射镜的长度方向的多个位置处，经由所述摄像反射镜进行摄像，从而取得该长度方向上的误差特性，在对所述电子部件的位置及角度进行判定时，基于所述特性进行校正。

技术方案7所记载的发明的特征在于，具有与技术方案1所记载的发明相同的结构，并且，具有对通过所述摄像单元得到的拍摄图像的静止图像或动画的数据进行存储的图像存储单元。

技术方案8所记载的发明的特征在于，具有与技术方案1所记载的发明相同的结构，并且，具有对所述摄像反射镜的反射面进行保护的透明的保护单元。

技术方案9所记载的发明的特征在于，具有与技术方案8所记载的发明相同的结构，并且，具有对所述保护单元的表面进行清洁的清洁单元。

发明的效果

技术方案1所记载的发明，可以通过摄像反射镜的倾斜配置，以从垂直下方观察搭载头的吸附嘴的状态，对所吸附的电子部件进行摄像。并且，由于摄像反射镜与现有的V字形的反射镜不同，为具有唯一的反射面的构造，所以可以形成平板状，加工容易，在沿规定的长度方向延伸时，可以抑制弯曲或扭转的产生。并且，由于摄像反射镜与现有的V字形的反射镜不同，具有唯一的反射面，通过一次反射就可以摄像，所以，不会发生两个反射面的角度误差，因此，可以抑制位置检测的误差。另外，相同地，反射镜的安装也变得容易，可以使装置的制造效率提高。另外，与摄像反射镜的长度方向正交的方向的宽度，无需形成为大于或等于吸附嘴与摄像单元之间的距离，可以将宽度缩小在需要通过反射进行摄像的电子部件的图像的范围中。由此，即使将摄像反射镜配置在从部件供给部至基板保持部之间的与Y轴方向正交的方向上，也可以使由于该反射镜的存在导致的从部件供给部至基板保持部的距离延长成为最小限度，可以缩短安装时的作业周期时间。

此外，由于可以得到多个判定位置的多个拍摄图像，例如，即使在反射镜的特定的判定位置处的拍摄图像因污垢等而不能进行满意的电子部件的位置及角度的检测的情况下，也能够基于剩余的判定位置处的拍摄图像求出正确的电子部件的位置及角度，可以实现精度进一步提高、稳定的电子部件的安装动作。此外，由于多个判定位置确定在Y轴方向上，因此，在搭载头从部件供给部向基板保持部移动时可以按顺序进行摄像，尽可能抑制因多次摄像而引起的时间损失，可以迅速地进行安装作业。

技术方案2及3所记载的发明，由于摄像单元搭载为使吸附嘴前端部直接进入视野，所以不仅可以取得来自吸附嘴的垂直下方的图像，也可以取得来自斜向侧方的图像。例如，通过记录所述斜向侧方的图像，可以应用于除了电子部件的位置及角度检测之外的各种用途，例如发生电子部件的吸附错误或搭载错误时的原因研究、吸附动作或搭载动作的行迹分析等。

技术方案4所记载的发明，由于在不同的定时，将焦距调整为与直接摄像的吸附嘴前端部对应的焦距和与经由摄像反射镜进行摄像的吸附嘴前端部相应的焦距，所以对于各个直接摄像的吸附嘴图像和反射后摄像的吸附嘴图像，可以取得以适当的焦距进行摄像的图像，可以针对各个图像的用途实现精度提高。

技术方案5所记载的发明，利用主光学系统和副光学系统，对于各个直接摄像的吸附嘴图像和反射后摄像的吸附嘴图像，可以始终取得以适当的焦距进行摄像的图像，可以针对各个图像的用途实现精度提高。

技术方案6所记载的发明，由于图像处理装置取得摄像反射镜的长度方向的误差特性，基于该误差特性校正电子部件的位置及角度，所以，即使在假如由于摄像反射镜产生弯曲或歪斜而在长度方向的各个位置处产生误差的情况下，也可以适当地对其进行校正，因此，可以精度更高地进行电子部件的位置及角度检测。

技术方案7所记载的发明，由于对通过摄像单元得到的拍摄图像的静止图像或动画的数据进行存储，所以可以利用这些数据而适当地进行电子部件的位置及角度检测、或者其他处理。

技术方案8所记载的发明，由于具有保护摄像反射镜的反射面的透明的保护单元，所以在摄像反射镜的反射面使用高品质的光学玻璃时，可以进行保护，可以精度更高地进行电子部件的位置及角度检测。另外，即使产生伤痕或污点等，也只要更换保护单元即可，可以实现维护管理成本的降低。

技术方案9所记载的发明，由于具有对保护单元的表面进行清洁的清洁单元，所以可以防止由于粘附污垢等导致拍摄图像的恶化，精度更高地进行电子部件的位置及角度检测。在技术方案15所记载的发明中，由于根据反射镜清洁的必要性，避开搭载头位于对电子部件的位置及角度进行判定的位置时而利用清洁单元进行清洁，所以，可以排除清洁单元对拍摄图像的影响，可以精度更高地进行电子部件的位置及角度检测。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的电子部件安装装置的整体的斜视图。

图2是搭载头周边的侧视图。

图3是表示CCD照相机的拍摄图像的说明图。

图4(A)是利用保护层对摄像反射镜进行保护的保护单元的剖面图，图4(B)是利用顶板进行保护的保护单元的剖面图。

图5(A)是由鼓风机构形成的清洁单元的斜视图，图5(B)是由刮板机构形成的清洁单元的斜视图。

图6是表示电子部件安装装置的控制系统的框图。

图7是用于说明表示误差特性的误差表的概念的说明图。

图8是利用摄像反射镜的长度方向的各个位置得到的反射图像的摄像例，图8(A)是没有发生弯曲的理想情况下的拍摄图像的例子，图8(B)是由于弯曲而产生位置误差及角度变动的例子。

图9是表示电子部件的安装控制的流程图。

图10是表示从CCD照相机至电子部件为止的两种焦距的说明图。

图11是作为表示到达反射图像取得位置的标识的摄像反射镜的端缘部的摄像例。

图12是表示副光学系统的说明图。

图13是表示在设置多个识别位置的情况下，在识别反射镜上部件落下或存在污垢的情况的说明图。

图14是用于在吸附嘴中心和照相机视野中心重合的状态的附近存在Y方向的偏移时，计算吸附嘴中心与照相机视野中心偏移的量的说明图。

图15表示基于图13的各个标识的搭载头位置处的拍摄图像，图15(A)是P1处的拍摄图像，图15(B)是P2处的拍摄图像，图15(C)是P3处的拍摄图像。

图16是表示现有的电子部件安装装置的例子的侧视图。

具体实施方式

(实施方式的整体结构)

基于图1至图11说明本发明的实施方式。以下，如图所示，将在水平面上彼此正交的两个方向分别设为X轴方向(基板输送方向)和Y轴方向(与基板输送方向正交的方向)，将与它们正交的铅垂方向设为Z轴方向。电子部件安装装置100向基板进行各种电子部件的搭载，如图1所示，具有：两组部件供给部，其由供给要搭载的电子部件的多个电子部件供给器101、及将多个电子部件供给器101排列并保持的供给器储存箱102构成；基板输送单元103，其沿X轴方向输送基板；基板保持部104，其设置在该基板输送单元103的基板输送路径的中途，用于进行向基板的电子部件搭载作业；搭载头106，其可升降地保持多个(在本例子中为3个)吸附嘴105，以对电子部件T进行保持；作为搭载头移动机构的X-Y龙门架107，其对搭载头106在包含两组部件供给部和基板保持部104在内的作业区域内的任意位置进行驱动输送；多个(在本例子中为3个)作为摄像单元的CCD照相机108，其搭载在搭载头106上，对吸附在吸附嘴105上的电子部件进行摄像；摄像反射镜20，利用该摄像反射镜20，CCD照相机108可以拍摄吸附嘴105所保持的电子部件T的垂直下方图像；基架114，其搭载支撑上述各结构；以及动作控制单元10，其进行上述各结构的动作控制。

所述电子部件安装装置100的动作控制单元10，根据将各个吸附嘴105所吸附的电子部件由各自的CCD照相机108摄像而得到的拍摄图像数据，进行图像处理，求出电子部件相对于吸附嘴前端部的位置及以吸附嘴中心线为中心的角度(朝向)，进行相对于基板的吸附嘴105的定位校正，并且使吸附嘴105转动而进行电子部件的角度校正，从而进行电子部件的安装控制。

基板输送单元103具有未图示的输送带，利用该输送带将基板沿X轴方向输送。另外，如上述所示，在基板输送单元103的基板输送路径的中途设置有基板保持部104，其用于在将电子部件向基板搭载时的作业位置处固定保持基板。基板输送单元103在将基板输送至基板保持部104后停止，利用未图示的保持机构进行基板的保持。即，在基板由保持机构保持的状态下，进行稳定的电子部件的搭载作业。

各个供给器储存箱102以沿着X轴方向的状态分别设置在基架114的Y轴方向两端部。各个供给器储存箱102具有沿着X-Y平面的平坦部，在该平坦部的上表面，沿着X轴方向排列多个电子部件供给器101而进行载置安装。另外，各个供给器储存箱102具有未图示的闩销机构，其用于保持各个电子部件供给器101，可以根据需要而安装或分离各个电子部件供给器101。

上述电子部件供给器101在后端部侧保持带盘，并且，在前端部附近，具有如上述所示将电子部件向搭载头106传送的传送部101a，其中，该带盘是将以均匀间隔封入多个电子部件的收容带卷绕而形成的。并且，在安装了供给器储存箱102的状态下，电子部件传送部101a在Y轴方向及Z轴方向上处于一定的位置。此外，在X轴方向上，根据安装在供给器储存箱102的X轴方向上的哪一个位置，而确定电子部件传送部101a的位置。并且，在执行安装作业时，将收容带输送至电子部件传送部101a，在该传送部101a处向被定位的搭载头106进行电子部件供给。

X-Y龙门架107具有：X轴导轨107a，其沿X轴方向引导搭载头106的移动；两根Y轴导轨107b，其将搭载头106与该X轴导轨107a一起沿Y轴方向引导；作为驱动源的X轴电动机109，其使搭载头106沿X轴方向移动；以及作为驱动源的Y轴电动机110，其经由X轴导轨107a而使搭载头106向Y轴方向移动。并且，通过各个电动机109、110的驱动，可以将搭载头106在位于两根Y轴导轨107b之间的大致整个区域中进行输送。此外，通过使各个电动机109、110各自的旋转量被动作控制单元10识别，并被控制成为期望的旋转量，从而经由搭载头106进行吸附嘴105及CCD照相机108的定位。另外，根据电子部件安装作业的需要，所述两个供给器储存箱102、基板保持部104均配置在由X-Y龙门架构成的搭载头106的可输送区域内。

图2是搭载头106周边的侧视图。如图所示，搭载头106设有：吸附嘴105，其前端部利用空气吸引保持电子部件T；作为驱动源的Z轴电动机111(参照图6)，其向Z轴方向驱动该吸附嘴105；以及作为旋转驱动源的旋转电动机112(参照图6)，其将经由吸附嘴105保持的电子部件以Z轴方向为中心旋转驱动。此外，Z轴电动机111及旋转电动机112分别针对每个吸附嘴105单独设置，在图6中均仅图示了一个。上述各个吸附嘴105在沿着Z轴方向的状态下支撑在搭载头106上，在吸附嘴内部连接负压发生源，通过在该吸附嘴105的前端部(下端部)处进行进气吸引而吸附及保持电子部件T。即，根据该构造，在安装作业时，使搭载头106移动至进行安装的电子部件的供给器101的电子部件传送部101a处，利用Z轴电动机111的驱动使吸附嘴105下降，通过其前端部从电子部件供给器101吸附电子部件，然后使搭载头106移动至基板的安装位置，使吸附嘴105下降而进行搭载作业。另外，在搭载头106从电子部件供给器101的电子部件传送部101a移动至基板的安装位置为止的期间，对吸附嘴105的前端部所保持的电子部件的位置(相对于吸附嘴中心的位置偏移)和角度(绕吸附嘴中心的角度偏移)进行检测，并且进行利用旋转电动机112的角度校正和搭载头106的定位校正。

各个CCD照相机108，相对于所对应的吸附嘴105，沿Y轴方向相邻配置，其视线108a(照相机的摄像光学系统的光轴)向下述方向倾斜，即，随着朝向下方而接近各自的吸附嘴105侧。另外，这些CCD照相机108的视线108a在X轴方向上不产生倾角，形成为与Y-Z平面平行。并且，CCD照相机108被固定支撑为，在通过搭载头106沿Y轴方向的移动，在各个吸附嘴105的垂直下方，其中心线105a与摄像反射镜20的Y轴方向上的中间点20a相交叉时(图2的状态)，CCD照相机108的视线108a也在中间点20a的位置处与吸附嘴105的中心线105a相交叉。

另一方面，两个摄像反射镜20均为长条的平板状，分别沿与搭载头移动的Y轴方向正交的方向，配置在基板保持部104和一侧的供给器储存箱102之间、以及基板保持部104与另一侧的供给器储存箱102之间。即，一侧的摄像反射镜20设置为，用于在从一侧的供给器储存箱102获取电子部件T并输送至基板的期间，由CCD照相机108进行摄像，另一侧的摄像反射镜20设置为，用于在从另一侧的供给器储存箱102获取电子部件T并输送至基板的期间，由CCD照相机108进行摄像。各个摄像反射镜20设定为与供给器储存箱102的X轴方向宽度或搭载头106沿X轴方向的可动范围大致相同的长度，在从设置在供给器储存箱102的任一处的电子部件供给器101获取电子部件T并进行输送的情况下，都可以进行摄像。

此外，各个摄像反射镜20配置为，构成反射面的上表面与X轴方向平行，相对于Y轴方向(与基板输送方向正交的水平方向)倾斜。具体地说，在图2中，各个摄像反射镜20的反射面倾斜配置，以使该反射面与直线D正交，该直线D是由所述搭载于搭载头106上的吸附嘴105的中心线105a、和CCD照相机108的视线108a所形成的角度的二等分线D。通过各个摄像反射镜20的倾斜角度如上述所示设定，在摄像反射镜20位于吸附嘴105的正下方的情况下(图2的状态)，CCD照相机108的视线108a与由摄像反射镜20反射的吸附嘴105的中心线105a正好重合，可以从垂直下方观察吸附嘴105所吸附的电子部件T，并对其图像进行拍摄。

图3表示CCD照相机108的拍摄图像。所述CCD照相机18的摄像范围108s被调节为，与摄像反射镜20无关地，可以对吸附嘴105的前端部或前端部所吸附的电子部件T直接摄像。即，在摄像范围108s的中央横置摄像反射镜20而进行摄像，在其中心对吸附嘴105所吸附的电子部件T的下表面的反射像进行拍摄。并且，在摄像范围108s的侧缘部附近，对被直接摄像的吸附嘴105的前端部和所吸附的电子部件T的直接像进行拍摄。此外，吸附嘴105设定有大致三级的目标高度：从电子部件供给器101吸附电子部件时的吸附高度、从该吸附高度上升而搭载头106的输送移动时的输送高度、和从输送高度下降而向基板进行安装时的安装高度，将CCD照相机108的摄像范围设定为，在任一个高度的情况下，吸附嘴105所吸附的电子部件的直接像都位于摄像范围内。此外，在由CCD照相机108对电子部件T的直接摄像是以吸附时和安装时的状态记录或状态观察等为目的的情况下，由于只要在吸附嘴105位于吸附高度和安装高度的情况下，吸附嘴105所吸附的电子部件T的直接像落入摄像范围108s内就可以，所以也可以使在位于输送高度的情况下的直接像不落在摄像范围内。

另外，在各个CCD照相机108中，具有通过作为致动器的焦点调节电动机115(参照图6)调节摄像光学系统的焦距的焦点调节机构(省略图示)。所述焦点调节机构用于使摄像透镜沿光轴前后移动而调节焦距，焦点调节电动机115由动作控制单元10控制。对于其控制内容在后面记述。

另外，各个CCD照相机108中设置有照明灯113，其由向摄像方向前方照射的多个LED等发光元件构成。在吸附嘴105的周围明亮而对于摄像没有特别的问题的情况下，所述照明灯113并不是必需的。所述照明灯113由动作控制单元10控制点灯/熄灯，可以控制为仅在必要时(例如，在电子部件T吸附时、安装时、通过摄像反射镜20时等)点灯，也可以设置亮度传感器，控制为仅在吸附嘴105的周围的亮度低于一定值时进行照射。另外，照明灯113也可以不位于搭载头106侧，而安装在基架114侧，在所述必要时对进行摄像的位置进行照射。

所述摄像反射镜20具有保护单元。图4表示保护单元的例子。作为保护单元，可以如图4(A)的剖面图所示，在反射材料21的上表面粘贴光学玻璃22而构成的摄像反射镜20的上表面，使用由透明的保护材料构成的保护层23。另外，作为保护单元的其他例子，也可以如图4(B)的剖面图所示，使用被支撑在摄像反射镜20的上方的透明的顶板24。

此外，对摄像反射镜20设置有清洁单元。图5表示清洁单元的例子。作为清洁单元，可以如图5(A)的斜视图所示，使用具有下述部件的鼓风机构：喷气嘴25，其向摄像反射镜20的上表面侧吹气；未图示的进气/排气机构，其向该喷气嘴25供给空气；以及清洁用电磁阀26(参照图6)，其可以切换空气供给的开始/停止。另外，作为清洁单元的其他例子，也可以如图5(B)的斜视图所示，使用具有下述部件的刮板机构：由弹性材料构成的刮板27，其在作为清洁对象的平面上滑动；支撑轴28，其将刮板27沿摄像反射镜20的长度方向引导；以及作为驱动源的清洁用电动机，其对刮板27施加移动动作。此外，上述鼓风机构并不限于图4(A)的例子，也可以应用于图4(B)的例子。在此情况下，对顶板24的上表面进行鼓风。另外，相同地刮板机构也不限于图4(B)的例子，也可以应用于图4(A)的例子。在此情况下，刮板27在保护层23的上表面进行滑动。

此外，上述清洁单元均由动作控制单元10控制。并且，清洁动作的执行，是在电子部件的安装动作没有执行时执行，或者在安装中除了利用摄像反射镜20取得反射图像的定时之外的定时执行。

(动作控制单元)

图6是表示电子部件安装装置100的控制系统的框图。如该图所示，动作控制单元10主要对X-Y龙门架107的X轴电动机109、Y轴电动机110、搭载头106中使吸附嘴105进行升降的Z轴电动机111、使吸附嘴105进行转动的旋转电动机112、CCD照相机108、照明灯113、焦点调节电动机115、清洁用电磁阀26进行动作控制，其具有：CPU 30，其按照规定的控制程序执行各种处理及控制；系统ROM 12，其存储用于执行各种处理及控制的程序；RAM 13，其存储各种数据而成为各种处理的作业区域；I/F(接口)14，其实现CPU 30与各种设备之间的连接；非易失性的存储装置17，其存储向基板安装的电子部件的列表、或各个电子部件的安装位置及电子部件的获取位置等安装动作控制所需的安装数据等；操作面板15，其用于进行各种设定或操作所需的数据的输入；以及显示监视器18，其进行各种设定内容或必要信息的提示、拍摄图像的显示等。另外，所述各个电动机109～112、115均为具有编码器的伺服电动机，经由未图示的伺服驱动器与I/F 14连接。此外，在这里，例示了作为清洁单元使用鼓风机构的情况。下面，对于动作控制单元10的CPU 30进行的特征性处理及控制进行说明。

(摄像反射镜特性检测处理)

所述摄像反射镜20由于沿X轴方向形成长条状，所以有时会产生弯曲。因此，摄像反射镜20在X轴方向上的各个位置处进行反射的电子部件T的拍摄图像有时会产生位置误差。由此，在动作控制单元10中，在进行安装作业时，生成表示摄像反射镜20的长度方向上的误差特性的误差表。即，将摄像反射镜20的设置位置已知作为前提，如图7的斜视图所示，CPU 30在利用Y轴电动机110定位搭载头106，以使得某一个吸附嘴105的中心线105a与摄像反射镜20的Y轴方向上的中间位置重合，然后，使X轴电动机109驱动而在X轴方向上以均匀的间隔顺次移动定位搭载头106，在各个位置处利用CCD照相机108进行摄像。图8(A)是没有发生弯曲的理想情况下的拍摄图像的例子，图8(B)是由于弯曲而产生位置误差及角度变动的例子。此外，省略了直接拍摄图像的图示。并且，对在X轴方向上各个位置处的拍摄图像数据进行图像处理，利用公知的图案匹配(pattern matching)等方法检测摄像范围内的电子部件中心位置及角度。此外，CPU 30将检测出的各个位置处的电子部件的中心位置与摄像范围的中心之间的位置偏移作为位置误差进行计算，将各个位置处的角度变化作为角度误差进行计算。另外，将摄像反射镜20沿长度方向，分割为以X轴方向上的各个摄像位置为中心的多个区间X1、X2、X3、…，记录按照各个区间求出的位置误差和角度误差，将其作为表示摄像反射镜20的长度方向上的误差特性的误差表，存储在存储装置17中。并且，在安装电子部件时，在部件供给部处吸附电子部件，并在向基板的安装位置输送的中途，在利用由摄像反射镜20形成的反射像进行电子部件T的位置及角度检测时，根据吸附嘴105通过摄像反射镜20的上方时的X坐标，判定属于误差表的哪一个区间X1、X2、X3、…，读取相应区间的误差数据，对电子部件T的位置及角度进行误差校正。

(电子部件安装控制)

基于图9的流程图说明由动作控制单元10进行的电子部件的安装控制。此外，在这里，例示一个电子部件的安装动作。首先，CPU30从存储装置17的安装数据中读取电子部件T的获取位置(作为对象的电子部件供给器101的传送部101a的位置坐标)、和基板的安装位置的位置坐标(步骤S1)。然后，使X、Y轴电动机109、110驱动而使搭载头106移动至电子部件T的获取位置(步骤S2)。

然后，使所述焦点调节电动机115进行驱动而进行焦点调节，以成为直接图像焦距(步骤S3)。即，如图10所示，控制焦点调节电动机115，以使得CCD照相机108的焦距成为从CCD照相机108至吸附高度的吸附嘴105的前端部为止的直线距离、即直接图像焦距F2。由此，可以清楚地拍摄到从斜上方观察的电子部件T的吸附状态的拍摄图像。此外，在执行电子部件T的安装动作时，直至该安装动作结束为止，CCD照相机108持续进行摄像，将该动画数据存储在存储装置17中。

然后，CPU 30使Z轴电动机111驱动，使吸附嘴105下降至吸附高度，进行电子部件T的吸附(步骤S4)。然后，使吸附嘴105上升至输送高度，使焦点调节电动机115驱动而进行焦点调节，以成为反射图像焦距(步骤S5)。即，如图10所示，控制焦点调节电动机115，以使得CCD照相机108的焦距成为间接图像焦距F1，即，从CCD照相机108经由摄像反射镜20到达吸附高度的吸附嘴105的前端部为止的路径长度的距离。由此，在吸附嘴105通过摄像反射镜20的上方时，可以清楚地拍摄到从垂直下方观察的电子部件T的吸附状态的拍摄图像。

然后，使X、Y轴电动机109、110开始驱动，开始将搭载头106向电子部件T的安装位置输送(步骤S6)。并且，在输送过程中，监视是否到达电子部件T的反射图像取得位置(步骤87)。在这里，对到达电子部件T的反射图像取得位置的监视处理进行说明。如上述所示，在摄像反射镜20的Y轴方向的中间位置与吸附嘴105的中心线在Y轴方向上重合的情况下，摄像反射镜20对来自电子部件T的垂直下方的图像进行反射而可以进行摄像。利用动作控制单元10，对搭载头106是否到达该位置进行监视，在检测出到达后，将此时的拍摄图像的静止图像数据存储在RAM 13中，根据该图像进行电子部件T的位置及角度检测。另外，如图11所示，对到达反射图像取得位置的检测，是根据摄像反射镜20的沿X轴方向的端缘部20T是否到达摄像范围内的判定位置M而进行的。即，如果搭载头106到达摄像反射镜20的上方，则在CCD照相机108的拍摄图像中，在摄像范围内，摄像反射镜20的端缘部20T向一定方向移动。并且，通过预先进行判定位置M的设定，以使得在摄像反射镜20的端缘部位于判定位置M时，摄像反射镜20的Y轴方向的中间位置与吸附嘴105的中心线在Y轴方向上重合，从而，通过监视CCD照相机108的拍摄图像，可以检测是否到达电子部件T的反射图像取得位置。此外，对于摄像反射镜20的端缘部20T，通过在摄像反射镜20的背景侧设置与摄像反射镜20相比反差较大的色彩，从而在CCD照相机108的拍摄图像中，在摄像反射镜20的端缘部的前后，各个像素的检测强度产生差别，因此，通过检测该检测强度差，可以识别摄像反射镜20的端缘部20T。CPU 30在通过进行上述处理而检测出到达电子部件T的反射图像取得位置后，如上述所示，将通过CCD照相机108得到的拍摄图像作为静止图像数据，存储在RAM 13中(步骤S8)。

然后，CPU 30基于静止图像数据，使用公知的图像处理的方法(例如，图案匹配等)，确定摄像范围内的电子部件T的位置及角度(步骤S9)。此时，参照存储装置17的误差表，基于到达电子部件T的反射图像取得位置时吸附嘴105在X轴方向上的位置，确定区间X1、X2、X3、…，进行位置及角度的校正。由此，进行旋转电动机112的驱动，使电子部件T转动而调节为适当的角度(步骤S10)。然后，再次使所述焦点调节电动机115进行驱动而进行焦点调节，以成为直接图像焦距(步骤S11)。

然后，将在步骤S9中求出的电子部件T相对于吸附嘴105的位置作为校正值，将搭载头106定位在安装位置处(步骤S12)，CPU30使Z轴电动机111驱动而使吸附嘴105下降至安装高度，进行电子部件T的安装(步骤S13)，并结束控制。此外，对于在安装数据中设定的全部电子部件T，重复上述安装控制。

(实施方式的效果)

如上所示，在电子部件安装装置100中，通过摄像反射镜20的倾斜配置，可以以从垂直下方观察搭载头106的吸附嘴105的状态，对所吸附的电子部件T进行摄像。并且，由于摄像反射镜20形成为平板状，所以其反射面只有一个，可以在摄像时通过一次反射而取得来自电子部件T的垂直下方的图像。所述平板状的摄像反射镜20与现有的V字形的反射镜不同，易于加工，因此可以在长度方向上抑制弯曲或歪斜的发生。另外，由于摄像反射镜20为平板状，所以不会如进行二次反射的V字形反射镜那样，由于二次反射而导致弯曲对误差的影响增大，因此，在检测电子部件T的位置及角度时，可以实现精度的提高。另外，由于摄像反射镜20的反射面为一个，所以在其安装时，其角度调节进行一次即可，反射镜的安装变得容易，可以提高装置的制造效率。并且，由于与V字形的反射镜的情况不同，摄像反射镜20的Y轴方向的宽度无需与吸附嘴105和CCD照相机108之间的距离对应，而是可以缩小，所以，即使将摄像反射镜20配置在从部件供给部至基板保持部104之间，也不会由于该反射镜的存在而导致从部件供给部至基板保持部104的距离延长，可以缩短安装的作业周期时间。

另外，动作控制单元10将摄像反射镜20的端缘部20T作为用于判定电子部件的位置及角度的确定搭载头106位置的标识，基于该标识即端缘部20T到达摄像范围内的判定位置M时的拍摄图像，判定电子部件的位置及角度。由此，在搭载头106向从部件供给部朝向基板保持部104的方向移动的情况下，可以容易地检测出CCD照相机108的视线由摄像反射镜20反射而与吸附嘴105的中心线105a重合的点，可以高精度地求出电子部件的位置及角度。

另外，由于CCD照相机108被搭载为，使吸附嘴105的前端部直接进入视野，所以不仅可以根据由摄像反射镜20反射的来自吸附嘴105所吸附的电子部件的垂直下方的仰视图像(仰视图)，通过公知的图像处理进行电子部件的水平方向的位置偏移检测，还可以取得来自斜向侧方的图像。通过记录所述斜向侧方的图像，例如对从斜向侧方对吸附嘴所吸附的电子部件进行摄像而得到的实际图像，与预先存储在存储单元中的下述基准图像进行比较，从而可以检测出所述吸附嘴所吸附的电子部件的3维(长宽高方向)的倾角，得到3维倾角数据，其中，该基准图像是沿3维(长宽高方向)方向配置部件的长宽高方向，并从所述斜向侧方对配置为3维倾角为0(即转动为0、倾角为0)的部件进行摄像而得到的。并且，可以读取预先存储在存储单元中的电子部件的形状及长宽高的尺寸数据等部件数据，基于所述部件数据和所述3维倾角数据，对由于吸附而处于倾斜状态的电子部件生成展开为正视图、侧视图及俯视图的图像。基于该正视图、侧视图、以及俯视图或所述仰视图中的至少一个的各个图像数据，和根据所述部件的仰视图像而得到的水平方向的位置偏移量数据，通过由计算机进行公知的图像处理，从而可以将处于吸附在吸附嘴105的前端部的状态下的所述电子部件合成为立体的3维静止图像，记录在存储单元中并进行显示。此外，通过在从所述电子部件由吸附嘴105开始吸附至伴随着吸附嘴105上升使电子部件上升而发生位置偏移或倾斜为止，生成并存储多个表示吸附状态的3维静止图像，从而可以选择并显示任意定时的3维静止图像。此外，通过将所述多个3维静止图像沿时间推移而顺次连续显示，从而可以通过3维动画图像连续地以任意角度及倍率、显示速度，显示电子部件相对于吸附嘴产生位置偏移或倾斜的过程。由此，通过从电子部件吸附前至吸附上升后为止，在显示画面中显示所述来自垂直下方的图像、所述来自斜向侧方的图像、以及水平方向的位置偏移数据、3维倾角数据、和所述3维静止图像或3维动画图像，从而可以应用于除了电子部件的位置及角度检测之外的各种用途，例如吸附错误或搭载错误发生时的原因研究、吸附动作或搭载动作的行为分析等。此外，由于可以由一台照相机生成电子部件的3维静止图像及3维动画图像，所以与使用两台照相机记录3维图像的情况相比，可以实现部件搭载头及使部件搭载头移动的XY移动机构的小型化、省电力化、成本降低、生产节拍时间的缩短高速化。

另外，由于动作控制单元10对焦点进行调节，以使得在不同的定时，使焦距与直接摄像的吸附在吸附嘴105的前端部的电子部件T对应，或者与经由摄像反射镜20摄像的吸附嘴前端部的电子部件T对应，所以可以分别针对直接摄像的吸附嘴图像和通过摄像反射镜20反射而进行摄像的吸附嘴图像，以适当的焦距获得拍摄图像，可以针对各个图像的用途而实现精度提高。

另外，由于动作控制单元10取得表示摄像反射镜20的长度方向上的误差特性的误差表，基于该误差特性对电子部件的位置及角度进行校正，所以，即使在摄像反射镜20由于弯曲或歪斜而导致长度方向的各个位置处产生误差的情况下，也可以对其恰当地进行校正，因此，可以精度更高地进行电子部件的位置及角度检测。

另外，由于在动作控制单元10中，对通过CCD照相机108得到的拍摄图像的静止图像或动画的数据进行存储，所以，可以利用这些数据适当地进行电子部件的位置及角度检测、或者其他处理。

由于具有对摄像反射镜20的反射面进行保护的透明的保护层23或顶板24等保护单元，所以在摄像反射镜20的反射面使用高品质的光学玻璃时，可以实现保护，可以精度更高地进行电子部件的位置及角度检测。另外，即使产生伤痕或污点等，也只要更换保护单元即可，可以实现维护管理成本的降低。此外，由于对摄像反射镜20设置对保护单元的表面进行清洁的鼓风机构或刮板机构等清洁单元，所以可以防止由于粘附污垢等导致拍摄图像的恶化，精度更高地进行电子部件的位置及角度检测。另外，由于在非搭载动作时或避开搭载头106位于对电子部件的位置及角度进行判定的位置时，利用清洁单元进行清洁，所以可以排除清洁单元对拍摄图像的影响，可以精度更高地进行电子部件的位置及角度检测。

(其他)

虽然具有对CCD照相机108的焦距进行变更的焦点调节机构，但并不限定于此，也可以如图12所示，构成为具有：主光学系统，其具有适于对电子部件的直接图像进行摄像的焦距；以及焦距调整用的副光学系统，其适于对经由摄像反射镜20的电子部件的间接图像进行摄像。主光学系统位于CCD照相机108的内部，在其整个视野中为单一的焦距(从CCD照相机108至吸附嘴105前端部的直线距离)。另外，副光学系统116配置在从CCD照相机108至摄像反射镜20之间，配置为不与从CCD照相机108至吸附嘴105前端部的直线发生干涉。并且，通过该副光学系统116与主光学系统之间的协同动作，使焦距成为从CCD照相机108经由摄像反射镜20到达吸附嘴105的前端部的距离。根据上述静态结构，可以通过两个焦距进行摄像。

另外，也可以在CCD照相机108中设置景深较深的光学系统，使得至电子部件T的直接距离和经由摄像反射镜20的距离这两者的焦点重合，从而无需针对各个距离进行焦点调节。

另外，在上述实施方式中，将摄像反射镜20的端缘部20T作为确定进行电子部件的位置及角度判定的搭载头106的位置的标识，求出使反射镜20所反射的吸附嘴105的中心线与CCD照相机108的视线重合时搭载头106在Y轴方向上的位置，但也可以设定多个标识。即，也可以如图13所示，使搭载头的Y轴方向上多个点(在这里为三个点)通过摄像范围内的判定位置M，在搭载头106从电子部件供给器101的电子部件传送部101a向基板K的安装位置H移动时，基于被摄像的反射镜20的端缘部20T通过各个判定位置M时的搭载头位置P1、P2、P3处的拍摄图像，求出电子部件的位置及角度，并相互进行比较。

在此情况下，如图14所示，在Y轴方向上偏移ΔY的另一个搭载头位置的吸附嘴105X的情况下，由于反射镜的反射位置在高度方向上不同，所以对于此时的CCD照相机108X的视线108a，在Y轴方向上产生ΔC的偏移。例如，如果搭载头位置P2为反射后的吸附嘴105的中心线与CCD照相机108的视线重合的搭载头106在Y轴方向上的位置(图15(B))，则被摄像的吸附在吸附嘴105上的电子部件的位置，在搭载头位置P1处如图15(A)所示，在搭载头位置P3处如图15(C)所示，产生了偏移。如果反射镜20的倾斜角度为θ，则吸附嘴105的中心线和CCD照相机108的视线的相交角度为2θ，与搭载头位置的偏移相对的被摄像的电子部件的位置偏移ΔC(吸附嘴105X的中心线位置的偏移)可以通过下述算式(1)求出。

ΔC＝ΔY·tanθ·cosθ     …(1)

由此，在三个点P1、P2、P3处进行摄像的情况下，对于P1、P3，在利用通过上式计算出的偏移量ΔC进行位置校正后，再进行比较即可。此外，在对电子部件的角度进行比较的情况下，由于搭载头位置的影响较小，所以可以直接进行比较。并且，如上述所示，在大于或等于三个点处进行摄像的情况下，将值进行相互比较，对示出与预先确定的阈值相比具有较大差别的部件位置或角度去除后，将剩余的值作为正常的识别结果用于搭载动作。只要在不脱离本主旨的范围内，对剩余值怎样使用可以是任意的，如选择剩余值的平均值、或中间值、或波动最小的组合等。此外，对于在电子部件T的反射图像取得位置的附近的Y方向的距离Y1，使用的是Y轴驱动中所使用的编码器的读数。

例如，在图13的例子中，在位置P2的附近粘附有污垢Q，有可能无法根据拍摄图像正确地求出电子部件的位置及角度。并且，其结果，在P2处的电子部件的位置或角度与其他的位置或角度相比，存在超过阈值的较大差异的情况下，不考虑点P2的位置或角度，根据其余两个点P1、P3计算位置或角度。此外，通过例如计算三个点中的位置或角度的平均值作为基准值，求出各点中的位置或角度与该基准值的差别，从而可以判定该差别的大小。在三个点P1、P2、P3处的位置或角度之差别小于预先确定的阈值的情况下，不进行上述去除而计算位置或角度。另外，在去除点P2而进行两个点P1、P3处的位置或角度的比较，它们的差别仍然超过阈值的情况下，优选执行装置停止、警告、或者记录判定不良的情况后继续进行安装动作等错误处理。另外，在上述差别超过阈值的情况下，推测存在进行识别的反射镜20上有污垢或搭载用的部件落下等清洁反射镜20的必要性。由此，在具有图5的清洁单元的情况下，也可以控制为，在上述错误处理的同时，在不妨碍安装作业的定时使清洁单元执行清洁。此外，也可以将上述错误处理和清洁进行某种组合而执行。

另外，对于进行摄像的搭载头位置，可以是大于或等于三个点，也可以是两个点。在通过两个点进行摄像的情况下，在两者的电子部件的位置或角度的差别与预先确定的阈值相比较小时，继续安装动作，在较大时，不进行上述的去除，进行对识别可靠性的警告、或装置停止等动作、或者识别不良的记录、或者反射镜的清洁中的某一个，或者进行上述处理的某种组合。

此外，确定进行摄像的搭载头位置的标识并不限于反射镜的端缘部，也可以是对反射镜的边缘进行图像识别，也可以另行设置识别用的标识。

Claims (9)

1.一种电子部件安装装置，其具有：

基板保持部，其保持进行电子部件安装的基板；

部件供给部，其供给所安装的电子部件；

搭载头，其具有对向所述基板进行搭载的电子部件进行吸附的可升降的吸附嘴；以及

搭载头移动机构，其在从所述部件供给部至所述基板保持部之间的沿着彼此正交的X轴方向和Y轴方向的区域中，将所述搭载头任意地移动定位，

其特征在于，具有：

摄像单元，其以视线朝向斜下方的状态搭载于所述搭载头上，能够进行平面图像的摄像，对所述吸附嘴所吸附的电子部件进行摄像；

摄像反射镜，其设置在所述电子部件安装装置的基架的所述部件供给部和所述基板保持部之间，在将所述搭载头从所述部件供给部向所述基板保持部移动时产生移动的方向设为Y轴方向的情况下，沿着平行于与该Y轴方向正交的X轴方向的基板输送方向延伸，具有唯一的反射面；以及

图像处理装置，其根据由所述摄像反射镜反射而得到的电子部件的拍摄图像，对被吸附的电子部件相对于所述吸附嘴的位置及角度进行判定，

所述摄像反射镜的反射面倾斜，并与由所述吸附嘴的中心线和所述摄像单元的视线所形成的角度的二等分线正交，

在所述摄像反射镜或所述摄像反射镜的周围，设置用于判定所述电子部件的位置及角度的、确定搭载头位置的标识，

所述图像处理装置，在所述搭载头从所述部件供给部向所述基板保持部移动时的所述摄像单元的摄像范围内，在所述标识分别通过Y轴方向上偏移预定量的多个判定位置时进行摄像，将所述吸附嘴的中心线与所述摄像单元的视线重合的判定位置作为基准，对其他判定位置处的拍摄图像的位置偏移进行校正后，再对所述电子部件的位置进行比较，判定所述电子部件的位置及角度。

2.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于，

所述摄像单元搭载于所述搭载头上，使得所述吸附嘴前端部直接进入所述摄像单元的视野。

3.根据权利要求2所述的电子部件安装装置，其特征在于，

所述摄像单元搭载在所述搭载头上，使得在从所述部件供给部进行部件吸附时的吸附嘴高度、以及对所述基板保持部的基板进行部件安装时的吸附嘴高度下，所述吸附嘴的前端部直接进入所述摄像单元的视野。

4.根据权利要求2所述的电子部件安装装置，其特征在于，

所述摄像单元具有利用致动器调节焦距的焦点调节机构，所述图像处理装置控制所述焦点调节机构的致动器，以使得在不同的定时，焦距分别成为与直接摄像的所述吸附嘴前端部对应的焦距、和与经由所述摄像反射镜进行摄像的所述吸附嘴前端部对应的焦距。

5.根据权利要求2所述的电子部件安装装置，其特征在于，

所述摄像单元具有照相机所具有的主光学系统和焦距调整用的副光学系统，所述主光学系统形成与直接摄像的所述吸附嘴前端部对应的焦距，所述副光学系统通过与所述主光学系统协同动作，使焦距与包括经由所述摄像反射镜进行摄像的所述吸附嘴前端部的区域对应。

6.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于，

所述图像处理装置，通过使位于已知位置的所述搭载头的吸附嘴，在沿所述摄像反射镜的长度方向的多个位置处，经由所述摄像反射镜进行摄像，从而取得该长度方向上的误差特性，在对所述电子部件的位置及角度进行判定时，基于所述特性进行校正。

7.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于，

具有对通过所述摄像单元得到的拍摄图像的静止图像或动画的数据进行存储的图像存储单元。

8.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于，

具有对所述摄像反射镜的反射面进行保护的透明的保护单元。

9.根据权利要求8所述的电子部件安装装置，其特征在于，

具有对所述保护单元的表面进行清洁的清洁单元。