CN102954767B - 电子电路元件安装机的定位不良检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种对电子电路元件安装机中用于对基材保持装置与安装头的相对位置的进行定位的装置的过大间隙的间隙过大检测方法及定位不良检测方法。使基准标记拍摄装置在X轴方向上向正方向和反方向移动至电动机的编码器的检测值成为相同值的位置并分别拍摄轨道基准标记(S5)。若轨道基准标记的两个图像的偏差量的绝对值为设定值以上,则判定并报知间隙过大(S6、S7)。基于轨道基准标记的拍摄来检测安装模块的构成部件的包括强制偏差的不良(S13),基于基准标记拍摄装置(28)对以不同的多种加速度进行移动的轨道基准标记的拍摄而检测松弛偏差、原因不明的异常(S11、S12)。基于元件拍摄装置的头基准标记的拍摄来检测安装头的安装不良等(S24、S25)。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路元件安装机的间隙过大检测方法及定位不良检测方法,尤其是涉及对基材保持装置与安装头进行相对定位的定位装置的间隙过大及定位不良的检测。
背景技术
在电子电路元件安装机中,为了不受妨碍地向电路基材安装电子电路元件而进行各种检测。例如,在下述的专利文献1记载的电子电路元件安装机中,在保持吸嘴而移动的安装头上设置基准标记,与吸嘴所保持的电子电路元件一起被拍摄,来检测吸嘴对电子电路元件的保持位置误差。基准标记与吸嘴的相对位置取决于设计,根据该相对位置与电子电路元件相对于基准标记的位置来检测保持位置误差,即便吸嘴与拍摄装置的定位精度较低也能够高精度地检测出保持位置误差。因此,能够在吸嘴的移动过程中利用拍摄装置来拍摄电子电路元件,并且,能够通过对保持位置误差进行修正而高精度地将电子电路元件安装到电路基板上,并缩短安装循环时间。
另外,在专利文献2记载的电子电路元件安装机中,利用与安装头一起移动的基板拍摄装置来拍摄设置在基板输送机上的两个基准标记和设置于位置固定的元件拍摄装置上的一个基准标记,从而检测构成头移动装置的X轴方向及Y轴方向的各滚珠丝杠轴的膨胀率。并且,基于膨胀率数据来修正电子电路元件的目标安装位置,从而将电子电路元件高精度地安装在电路基板上。
在专利文献3记载的电子电路元件安装机中,对于用于使电子电路元件安装机的吸嘴沿着X轴、Y轴、Z轴方向移动的驱动部及用于使该吸嘴绕轴线旋转的驱动部,检测驱动时的速度偏差(指令值与实际值之差)、位置偏差(指令位置与实际位置之差)及驱动电压,通过与在驱动部处于正常状态下预先取得的既定值相比来检测异常。检测在制造电子电路元件安装机时的组装结束后的试验时或维护时进行,来检测因制造时组装不良、传送带的张力不良、安装螺钉的松弛、电动机自身的故障等、驱动装置的机械性原因而产生的异常。
在专利文献4记载的电子电路元件安装机中,以可拆装的方式设置收容多个吸嘴的收容体,并且在吸嘴及收容体上分别设置识别标记。并且,在对当前由安装头保持的吸嘴与由收容体收容的吸嘴进行更换时,通过读取吸嘴的识别标记来确认种类,以免保持错误种类的吸嘴。而且,基于收容体的识别标记的读取来确认收容体的种类,在与预定种类的收容体不同时,能够中止电子电路元件向电路基板的安装。
在专利文献5记载的电子电路元件安装机中,在初始设定时和执行安装作业后,分别通过与吸嘴一起移动的基板拍摄装置来拍摄设置在基板输送机上的基准标记,通过位置固定地设置的元件拍摄装置来拍摄吸嘴,对于基准标记和吸嘴分别检测热膨胀引起的位置偏差。通过将上述位置偏差相加来取得基板拍摄装置与吸嘴的位置偏差,修正吸嘴的移动位置而高精度地向电路基板安装电子电路元件。
专利文献
专利文献1:日本特开平5-63398号公报
专利文献2:日本特开平8-18289号公报
专利文献3:日本特开2005-38910号公报
专利文献4:日本特开2003-69289号公报
专利文献5:日本特开平8-236995号公报
发明内容
本发明基于上述的情况而提出,目的在于提供一种在电子电路元件安装机中检测对基材保持装置与安装头的相对位置进行定位的装置的过大间隙的方法及定位不良的方法。
上述的课题如下解决:电子电路元件安装机包括:(a)基材保持装置,其保持电路基材;(b)元件供给装置,其供给电子电路元件;(c)安装头,其通过元件保持件从该元件供给装置接受电子电路元件,并安装在由所述基材保持装置保持的电路基材上;(d)定位装置,其具备驱动源及运动传递装置,使所述基材保持装置和所述安装头沿着与由基材保持装置保持的电路基材的表面平行的方向进行相对移动,由此进行所述基材保持装置与安装头的相对定位;在所述电子电路元件安装机中,将被检测部固定地设置在所述基材保持装置和所述安装头中的一方,将拍摄该被检测部的拍摄装置固定地设置在另一方,并且在所述定位装置上设置检测所述驱动源的工作位置的工作位置检测装置,使所述驱动源向正方向和反方向连续地工作,基于向正方向工作时的所述工作位置检测装置的检测值与所述拍摄装置的画面内的所述被检测部的图像的位置之间的关系、以及向反方向工作时的所述检测值与所述图像的位置之间的关系,来检测所述定位装置的间隙,在所检测出的该间隙超过了设定间隙值时,检测出所述定位装置的间隙过大。
上述的课题还如下解决:一种在电子电路元件安装机中,检测由至少包括定位装置的间隙过大在内的多种原因引起的定位不良并推定该定位不良的原因的方法,该电子电路元件安装机包括:(a)基材保持装置,其保持电路基材;(b)元件供给装置,其供给电子电路元件;(c)安装头,其通过元件保持件从该元件供给装置接受电子电路元件,并安装在由所述基材保持装置保持的电路基材上;(d)所述定位装置,其具备驱动源及运动传递装置,使所述基材保持装置和所述安装头沿着与由基材保持装置保持的电路基材的表面平行的方向进行相对移动,由此进行所述基材保持装置与安装头的相对定位,其中,将被检测部固定地设置在所述基材保持装置和所述安装头中的一方,将拍摄该被检测部的拍摄装置固定地设置在另一方,并且在所述定位装置上设置检测所述驱动源的工作位置的工作位置检测装置,检测使所述驱动源向正方向和反方向工作直至所述工作位置检测装置的检测值彼此相同时的、所述拍摄装置的画面内的所述被检测部的两个图像的偏差量,基于该偏差量来检测间隙,在所检测出的该间隙超过了设定间隙时,检测出所述定位不良,并将该定位不良的原因推定为所述定位装置中的间隙过大。
发明效果
若定位装置存在间隙,则在使驱动源向正方向和反方向分别连续地工作时,在工作的至少一方,被检测部与拍摄装置的相对位置成为与没有间隙时不同的位置。因此,在各工作中通过拍摄而得到的被检测部的图像的位置与没有间隙时相对于工作位置检测装置的检测值而预定的被检测部的图像的位置之间的偏差之差的绝对值相当于间隙的大小,通过将该绝对值与设定间隙值进行比较,能够检测出间隙过大的情况。位置偏差按照驱动源的正、反方向的各工作标注正负符号而算出,但各位置偏差的正负符号不同(包括一方的位置偏差为0的情况),基于它们的差的绝对值而得到间隙量。通过求出被检测部的两个图像的各位置偏差之差,即便存在误差、例如拍摄装置与安装头的定位误差或它们的组装误差,也能够相抵,取得间隙量。如此,若基于被检测部的拍摄来进行过大间隙的检测,则在向电路基材安装电子电路元件后的检查中,与检测安装精度的下降时相比,能够提前检测出间隙过大,能够避免不合格品的产生。
可以使驱动源在正方向和反方向上工作直至工作位置检测装置的检测值相同,也可以在各方向上工作直至成为预先设定的不同检测值。
定位装置的定位不良由各种原因而产生。间隙过大是其中之一,根据本发明的定位不良检测方法,能够检测由间隙过大引起的定位不良。
另外,在驱动源向正方向和反方向分别工作时的工作位置检测装置的检测值相同的情况下,进行定位不良检测时容易控制驱动源。而且,只要没有其他原因,通过各工作中的拍摄而得到的被检测部的两个图像的偏差量的绝对值自身成为间隙量,例如,通过偏差量的显示而显示间隙量,便于操作者理解。
发明形态
以下,在本申请中例示了几个识别为能够进行专利申请的发明(以下,有时称为“可申请发明”。可申请发明包括权利要求书的范围记载的发明即本申请发明的下位概念发明和本申请发明的上位概念或不同概念的发明。)的形态,对它们进行说明。各形态以与权利要求同样地按项区分,对各项标注编号,根据需要而以引用其他项的编号的形式进行记载。这只不过是为了容易理解可申请发明,并不是将构成所述发明的结构要素的组合限定为以下的各项所记载的形式。即,可申请发明应该参照随于各项的记载、实施例的记载等进行解释,只要符合该解释,向各项的形态进一步附加其他结构要素的形态、以及从各项的形态删除了某种结构要素后的形态也可作为可申请发明的形态之一。
另外,在以下的各项中,(1)项相当于技术方案1,(2)项相当于技术方案2,(3)项相当于技术方案3,(10)项相当于技术方案4。
(1)一种间隙过大检测方法,用于在电子电路元件安装机中检测定位装置的间隙过大的情况,该电子电路元件安装机包括:(a)基材保持装置,其保持电路基材;(b)元件供给装置,其供给电子电路元件;(c)安装头,其通过元件保持件从该元件供给装置接受电子电路元件,并安装到由所述基材保持装置保持的电路基材上;及(d)所述定位装置,其具备驱动源及运动传递装置,使所述基材保持装置和所述安装头沿着与由基材保持装置保持的电路基材的表面平行的方向进行相对移动,由此进行所述基材保持装置与安装头的相对定位;所述间隙过大检测方法的特征在于,将被检测部固定地设置在所述基材保持装置和所述安装头中的一方,将拍摄该被检测部的拍摄装置固定地设置在另一方,并且,在所述定位装置上设置检测所述驱动源的工作位置的工作位置检测装置,使所述驱动源向正方向和反方向连续地工作,基于向正方向工作时的所述工作位置检测装置的检测值与所述拍摄装置的画面内的所述被检测部的图像的位置之间的关系以及向反方向工作时的所述检测值与所述图像的位置之间的关系,检测所述定位装置的间隙,当所检测出的所述间隙超过了设定间隙值时,检测出所述定位装置的间隙过大。
被检测部和拍摄装置既可以设置在基材保持装置和安装头的构成部件自身,也可以与构成部件为分体部件但设置成不能相对移动的部件。可以将构成部件自身或分体部件的一部分作为被检测部或将与构成部件分体的被检测部构成部件固定在基材保持装置或安装头上作为被检测部,无论如何都能将被检测部固定地设置在基材保持装置或安装头上。拍摄装置既可以在基材保持装置或安装头上制作,也可以将分体的拍摄装置固定,由此,拍摄装置固定地设置于基材保持装置或安装头。其中,在由基材保持装置保持的电路基材与安装头的相对定位精度最必要的部分的相对位置变化中,优选设置在进行尽可能近的相对位置变化的部分。
在不同的位置设置有多个被检测部。由此,例如,基于通过度别对多个被检测部进行拍摄而得到的多个图像的位置与工作位置检测装置的检测值之间的关系,能够确定产生间隙过大的部位。
定位装置可以作为将安装头和基材保持装置中的一方在与电路基材的表面平行的平面内沿着相互正交的两个方向定位的装置,也可以作为将一方定位在两方向中的一方并将另一方定位在两方向中的另一方的装置。
在电路基材中包括例如:(a)还未安装电子电路元件的印制配线板,(b)在一面上搭载电子电路元件并进行电接合,在另一面上未安装电子电路元件的印制电路板,(c)搭载有芯片而构成带芯片基板的基材,(d)搭载有具备球栅极阵列的电子电路元件的基材等。“电路基板”是印制配线板及印制电路板的总称。
(2)根据(1)项记载的间隙过大检测方法,其中,所述运动传递装置包括进给丝杠机构,该进给丝杠机构包括相互螺合的外螺纹部件和螺母,所述间隙包括该进给丝杠机构的间隙。
作为上述进给丝杠机构,可以采用使具备内螺纹牙的螺母与具备外螺纹牙的外螺纹部件螺合,并使内螺纹牙与外螺纹牙直接螺合的通常的进给丝杠机构,但优选螺母沿着环绕轨道保持多个滚珠,并经由这些滚珠而与外螺纹部件螺合的滚珠丝杠机构。在运动传递装置包括相互啮合的一对以上齿轮对时,齿轮对的间隙包含于定位装置的间隙内,在包含进给丝杠机构和齿轮对时,包括进给丝杠机构和齿轮对双方的间隙。
若间隙过大的原因大部分在于螺母的内螺纹牙的磨损,则无论在螺母相对于外螺纹部件位于哪一个位置的状态下进行被检测部的拍摄,都能够取得间隙量,驱动源向正方向和反方向分别工作时的工作位置检测装置的检测值既可以相同,也可以不同。相对于此,在作为间隙过大的原因而无法忽略外螺纹部件的外螺纹牙的磨损时,并不局限于外螺纹部件整体均匀磨损的情况,在驱动源向正方向和反方向工作时优选分别在相同部位进行被检测部的拍摄,各工作时的工作位置检测装置的检测值优选相同。在外螺纹部件与螺母由相同材料制成时,在螺母容易产生过大间隙。在螺母由比外螺纹部件的耐磨损性优异的材料制成、或比外螺纹部件提前更换时,有时无法忽略外螺纹部件的磨损。在前者的情况下,被检测部只要设置1个即可;在后者的情况下,优选设置多个,若设置一个,则优选设置在检测出最大间隙的部分上。
(3)根据(1)项或(2)项记载的间隙过大检测方法,其中,所述安装头具备利用负压来吸附保持电子电路元件的吸嘴,所述定位装置包括吸嘴定位装置,该吸嘴定位装置使该吸嘴沿着与由所述基材保持装置保持的电路基材的表面平行的方向移动,从而将该吸嘴相对于电路基材进行定位。
吸嘴是元件保持件的一种。元件保持件可以是具备多个把持部件,通过它们的开闭对电子电路元件进行把持、释放的把持件。
(10)一种定位不良检测方法,用于在电子电路元件安装机中检测由至少包括定位装置的间隙过大在内的多种原因引起的定位不良并推定该定位不良的原因,该电子电路元件安装机包括:(a)基材保持装置,其保持电路基材;(b)元件供给装置,其供给电子电路元件;(c)安装头,其通过元件保持件从该元件供给装置接受电子电路元件,并安装到由所述基材保持装置保持的电路基材上;及(d)所述定位装置,其具备驱动源及运动传递装置,使所述基材保持装置和所述安装头沿着与由基材保持装置保持的电路基材的表面平行的方向进行相对移动,由此进行所述基材保持装置与安装头的相对定位,所述定位不良检测方法的特征在于,将被检测部固定地设置在所述基材保持装置和所述安装头中的一方,将拍摄该被检测部的拍摄装置固定地设置在另一方,并且,在所述定位装置上设置检测所述驱动源的工作位置的工作位置检测装置,检测使所述驱动源向正方向和反方向工作直至所述工作位置检测装置的检测值彼此相同时的、所述拍摄装置的画面内的所述被检测部的两个图像的偏差量,基于该偏差量来检测间隙,在所检测出的间隙超过了设定间隙时检测出所述定位不良,并将该定位不良的原因推定为所述定位装置中的间隙的过大。
所述(2)项或(3)项记载的事项也可以适用于本电子电路元件安装机的定位不良检测方法。
(20)一种定位不良检测方法,在电子电路元件安装机中,检测电子电路元件安装机中的定位不良并推定这些定位不良的原因,该电子电路元件安装机包括:(a)基材保持装置,其保持电路基材;(b)元件供给装置,其供给电子电路元件;(c)安装头,其通过元件保持件从该元件供给装置接受电子电路元件,并安装在由所述基材保持装置保持的电路基材上;(d)所述定位装置,其具备驱动源及运动传递装置,使所述基材保持装置和所述安装头沿着与由基材保持装置保持的电路基材的表面平行的方向进行相对移动,由此进行所述基材保持装置与安装头的相对定位,所述定位不良检测方法的特征在于,将被检测部固定地设置在所述基材保持装置和所述安装头中的一方,将拍摄该被检测部的拍摄装置固定地设置在另一方,并且,在所述定位装置上设置检测所述驱动源的工作位置的工作位置检测装置,基于该工作位置检测装置的检测值与所述拍摄装置的画面内的所述被检测部的图像的位置之间的关系,检测所述基材保持装置与所述安装头的相对定位不良,并推定该相对定位不良的原因,将相对定位不良与推定原因一起报知。
若存在相对定位不良,则由定位装置定位的部件的位置与正常情况下的位置不同,且画面内的被检测部的图像的位置与不存在不良时预定的位置不同,据此检测出相对定位不良。通过对画面内的被检测部的图像的位置进行解析,能够推定相对定位不良的原因,通过报知相对定位不良及推定原因,操作者能够应对相对定位不良且容易应对。而且,结合其他信息对画面内的被检测部的图像的位置的解析结果进行推测,由此能够更可靠地确定定位不良的原因。
所述相对定位不良的检测、原因推定及报知若在向电路基材安装电子电路元件的安装作业时以外的时间进行,则能够催促操作者执行维护等,从而能够在因相对定位不良而生产出不合格品之前消除不良原因。因此,在因不合格品的产生而检测出不良时,需要在安装作业的中途进行不良的消除,匆忙变更生产计划,但能够避免这种事态的发生。
但是,也存在如后述的热膨胀那样因执行安装作业而产生的不良原因,在安装作业中进行相对定位不良的检测等也有效。而且,即便是如后述的可拆卸部相对于安装部的安装不良那样可在非作业时进行检测的相对定位不良的情况下,在作业中也能进行检测,由此能够迅速地应对不良的产生。
另外,通过将相对定位不良的原因及不良发生时间等信息存储于计算机等,而在比预测出的不良发生时间稍提前地进行维护等,由此能够始终以良好的状态来管理电子电路元件安装机。
(21)根据(20)项记载的定位不良检测方法,其中,包括如下工序:所述定位装置包括(i)静止部件、(ii)相对于该静止部件能够移动的可动部件、(iii)具备所述驱动源及所述运动传递装置而使所述可动部件相对于所述静止部件向正反两方向移动的驱动装置、(iv)检测所述驱动源的工作位置的工作位置检测装置,将所述被检测部和所述拍摄装置中的一方相对于所述可动部件固定地设置,将所述被检测部和所述拍摄装置中的另一方相对于所述静止部件固定地设置,检测使所述驱动源向正方向和反方向工作直至所述工作位置检测装置的检测值彼此相同时的、所述拍摄装置的画面内的所述被检测部的两个图像的偏差量,基于该偏差量来检测间隙,在所检测出的该间隙超过了设定间隙时检测出所述定位不良,并将该定位不良的原因推定为所述定位装置中的间隙过大。
得到了与(10)项记载的定位不良检测方法同样的作用及效果。
(22)根据(20)项或(21)项记载的定位不良检测方法,其中,所述基材保持装置和所述安装头中的至少一方具备相对于被安装部可拆卸的可拆卸部,所述被检测部和所述拍摄装置中的一方相对于该可拆卸部固定地设置,在向所述被安装部安装所述可拆卸部之后,在该电子电路元件安装机进行的安装作业开始前,取得所述工作位置检测装置的检测值与拍摄装置的画面内的所述被检测部的图像的位置之间的关系,在所取得的该关系与预先设定的关系之间的不同在设定状态以上时检测出所述定位不良,并将该定位不良的原因推定为所述可拆卸部相对于所述被安装部的安装不良。
被检测部只要具有作为用于检测设置该被检测部的部件的位置的基准的基准标记的功能即可,也可以是具有能够识别设有该被检测部的部件的种类的功能的识别标记。在专用的基准标记的情况下,基于预定的位置附近不存在被检测部的情况,能够检测设有被检测部的部件自身的安装位置的不良。在识别标记的情况下,能够检测设有被检测部的部件的安装位置的不良和部件的种类的不适当中的至少一方作为不良。例如,虽然标记的形成位置彼此相同但标记的形状互不相同,基于形状的不同能够识别种类,或者虽然标记的形状自身相同但形成该标记的位置和个数中的至少一方为不同的多个种类,根据形成位置或个数的区别而能够识别设有被检测部的部件的种类,在设定范围内无法检测所述标记时,检测为设有被检测部的部件的种类和安装方法中的至少一方不良,或者虽然在设定范围内能够进行检测但标记的形状与预定的情况不同时,检测为设有被检测部的部件的种类不良。
在电子电路元件安装机开始进行安装作业之前,取得工作位置检测装置的检测值与被检测部的图像的位置之间的关系,而且,由于检测出可拆卸部相对于被安装部的安装不良,因此与基于作业开始后的定位装置的工作而产生的不良进行区別,容易识别为安装不良。
(23)根据(20)项至(22)项中的任一项记载的定位不良检测方法,其中,该电子电路元件安装机在所述被检测部与所述拍摄装置之间包括通过连接装置而相互固定的多个部件,将所述多个部件相互之间产生偏差推定为所述定位不良的原因。
多个部件之间的偏差包括由连接装置的松弛引起而发生的松弛偏差、由在多个部件之间作用过大的力引起而发生的强制偏差。松弛偏差在使驱动装置向正方向工作而停止的情况下和向反方向工作而停止的情况下,在工作位置检测装置的检测值与拍摄装置的画面内的所述被检测部的图像的位置的关系的不同在设定状态以上这一点上与间隙过大相似,但是间隙伴随着电子元件安装机的工作时间及工作量的增大而平缓增大,相对于此,松弛偏差急剧增大,因此若着眼于该区别,则能够判断出两者。而且,强制偏差虽然在急剧增大这一点上与松弛偏差相似,但在使驱动源向正方向工作而停止的情况下和向反方向工作而停止的情况下,工作位置检测装置的检测值与拍摄装置的画面内的所述被检测部的图像的位置的关系未变化为设定状态以上,因此能够判断松弛偏差及间隙过大。
另外,作为连接装置,优选以螺栓、螺母等螺纹部件为主体,除此之外,还可以包含紧固件等辅助部件。
(24)根据(20)项至(23)项中的任一项记载的定位不良检测方法,其中,设置存储机构,每当满足预定的条件时,该存储机构存储所述拍摄装置的画面内的所述被检测部的图像的位置与所述工作位置检测装置的检测值之间的关系,在检测出所述基材保持装置与所述安装头的定位不良时,基于该时刻下的所述图像的位置与所述工作位置检测装置的检测值之间的关系、到该时刻为止存储在所述存储机构中的所述图像的位置与所述工作位置检测装置的检测值的一个以上关系,来推定所述定位不良的原因。
用于推定定位不良的原因的信息增加,定位不良的原因推定变得容易。
如实施方式中所说明的那样,根据拍摄装置的画面内的被检测部的图像的位置和工作位置检测装置的检测值,得到了拍摄装置的画面内的被检测部的图像的位置偏差量。位置偏差量表示拍摄装置的画面内的被检测部的图像的位置与工作位置检测装置的检测值的关系,也可以在存储机构中存储位置偏差量。
此时,若工作位置检测装置的检测值与位置偏差量对应存储,则例如能够确定位置偏差量的取得部位。而且,也可以将拍摄装置的画面内的被检测部的图像的位置与工作位置检测装置的检测值对应地存储在存储机构中。关于(28)项也同样。
(25)根据(24)项记载的定位不良检测方法,其中,所述预定的条件包括从该电子电路元件安装机开始运转起算的运转持续时间每增加预定的第一设定时间这样的运转持续时间条件。
(25)项~(30)项记载的方法在如下的判断中有效:如热膨胀那样伴随着电子电路元件安装机的运转持续时间的增大而变化量增大,但若增大原因消失且温度下降则变化量减小的可逆状态变化引起的定位不良、与运转中的变化量增大且即使增大原因消失变化量也不减小的定位不良的判断。
在对拍摄装置的画面内的被检测部的图像的位置与工作位置检测装置的检测值的关系进行存储的期间,第一设定时间为不变的恒定长度,但随着时间的经过也可以不同而延长。关于后述的第二设定时间也同样。
(26)根据(25)项记载的定位不良检测方法,其中,在所述运转开始前,将该电子电路元件安装机持续停止的时间即停止持续时间分为多个阶段,计测该电子电路元件安装机的各运转开始前的停止持续时间,对应于该计测的停止持续时间所属的停止持续时间阶段,将各所述第一设定时间的所述图像的位置与所述工作位置检测装置的检测值的关系存储在所述存储机构中,在所存储的该关系的偏离标准关系的偏离量超过设定偏离量时,检测出所述定位不良。
在电子电路元件安装机运转时,因驱动源或滑动部的发热等而使构成部件的温度上升,但该上升随着运转开始时的所述构成部件的温度的不同而不同。通常的情况是,若运转开始时的温度高,则运转开始后的温度上升小,若运转开始时的温度低,则运转开始后的温度上升大。常规状态下的构成部件的温度大致恒定,相对于此,若运转开始前的停止持续时间短,则运转开始时的温度高,若基于存储在上述存储机构中的关系的偏离标准关系的偏离量进行不良检测及原因推定,则能够提高它们的可靠性。
(27)根据(26)项记载的定位不良检测方法,其中,使用具有与该电子电路元件安装机相同的结构且明确未发生定位不良的电子电路元件安装机预先取得与所述停止持续时间阶段对应的各所述第一设定时间的所述图像的位置与所述工作位置检测装置的检测值之间的所述标准的关系,存储在该电子电路元件安装机的存储机构中。
标准的关系优选根据电子电路元件安装机的作业环境(例如地域、温度、湿度、设置密度)而取得,但多数情况下,电子电路元件安装机的作业环境被控制成大致恒定的标准环境,因此预先取得标准环境下的关系,并存储在存储机构中。根据本项的形态,能够将被检测部的图像的位置与工作位置检测装置的检测值之间的关系变化分为与作业场地的作业环境对应的正常变化,或基于装置自身的特殊状况而发生的变化即应作为定位不良的变化。另外,在作业环境改变且重新取得与之对应的被检测部的图像的位置与工作位置检测装置的检测值之间的关系时,优选更新标准关系。
(28)根据(20)项至(23)项中的任一项记载的定位不良检测方法,其中,设置存储机构,每当满足预定的条件时,该存储机构存储所述拍摄装置的画面内的所述被检测部的图像的位置与所述工作位置检测装置的检测值之间的关系,在检测出所述基材保持装置与所述安装头的定位不良时,使该电子电路元件安装机停止,将该停止后的所述图像的位置与所述工作位置检测装置的检测值存储在所述存储机构中,基于存储在该存储机构中的多个所述图像的位置与所述工作位置检测装置的检测值的关系,来推定所述定位不良的原因。
本项记载的特征可以与(24)项至(27)项分别记载的特征一起采用,这种情况下,将(24)项记载的“预定的条件”替换为“预定的第一条件”,而且,将(28)项记载的“预定的条件”替换为“预定的第二条件”。
(29)根据(28)项记载的定位不良检测方法,其中,所述预定的条件包括从该电子电路元件安装机停止运转起算的停止持续时间每增加预定的第二设定时间这样的停止持续时间条件。
另外,随着运转持续时间的增加而使构成要素的温度上升,热膨胀增大,另一方面,随着停止持续时间的增加而使构成要素的热膨胀减小,但驱动装置例如其包含的运动传递装置存在间隙时,上述热膨胀的增大、减小的至少一部分由间隙吸收,未作为拍摄装置的画面内的被检测部的图像的位置的变化出现,而被检测部的图像的位置变化有时未准确地表示热膨胀的增减。为了避免这种情况,需要在热膨胀的增大、减少未由间隙吸收的状态下对与运转持续时间或停止持续时间的增加相伴的画面内的被检测部的图像的位置和工作位置检测装置的检测值之间的关系进行检测。
(30)根据(29)项记载的定位不良检测方法,其中,在检测出定位不良时,基于存储在所述存储机构中的关系,明确被检测部的位置与工作位置检测装置的检测值的关系返回到标准关系的情况,或者若停止持续时间足够长,则在推定为被检测部的位置与工作位置检测装置的检测值的关系返回标准关系时,将所述定位不良的原因推定为所述定位装置的负载过大。
在停止持续时间足够长时,被检测部的位置与工作位置检测装置的检测值的关系返回标准关系的情况下,定位不良的原因是电子电路元件安装机的构成要素,尤其是定位装置的构成要素的温度上升为原因,推定为因某种原因导致对于定位装置的负载过大比较妥当。尤其是在通过(26)项记载的方法检测定位不良时,存储在存储机构中的关系的偏离标准关系的偏离量超过设定偏离量的情况是可逆的原因、即定位装置的构成要素的热膨胀大的情况,利用本项记载的方法对定位不良的原因推定比较妥当。
定位不良的原因是定位装置的负载过大的情况下,在因进行定位不良检测而使电子电路元件安装机停止后,不进行每当预先设定的条件成立时的被检测部的图像的位置与工作位置检测装置的检测值之间的关系的向存储机构的存储,在停止后,在经过明确返回了标准关系的时间后,通过取得被检测部的图像的位置与工作位置检测装置的检测值的关系也能够推定。
(31)根据(30)项记载的定位不良检测方法,其中,使用具有与该电子电路元件安装机相同的结构且明确不会发生定位不良的电子电路元件安装机,预先取得所述停止后的每当增加所述第二设定时间的所述图像的位置与所述工作位置检测装置的检测值的关系,作为所述标准关系而存储在该电子电路元件安装机的存储机构中。
(32)根据(20)项至(31)项中的任一项记载的定位不良检测方法,其中,在该电子电路元件安装机设置检测温度的一个以上温度传感器,将该温度传感器的检测结果用于所述定位不良的原因推定。
电子电路元件安装机的构成要素的热膨胀是定位不良的原因之一,热膨胀量与构成要素的温度变化量密切相关,因此若在电子电路元件安装机设置温度传感器,则除了推定定位不良的原因之外,还能够得到有效的信息。例如,定位装置的驱动源为主要的发热源,长时间持续停止,在使被检测部的位置与工作位置检测装置的检测值的关系成为标准关系的状态的电子电路元件安装机开始工作时,驱动源的温度与其他部分相比提前开始上升,且上升斜率也比较提前地达到最大值,因此若在驱动源设置温度传感器,则能够提前预测负载的过大等引起的定位装置的构成要素的异常的热膨胀引起的定位不良的发生。而且,若在定位装置的多个部分设置温度传感器,则能够更准确地推定定位装置整体的热膨胀状态。
(33)根据(24)项记载的定位不良检测方法,其中,在该电子电路元件安装机设置检测温度的一个以上温度传感器,所述预定的条件包括该温度传感器的任一个温度传感器的检测温度每上升设定温度这样的温度上升条件。
上述“一个以上温度传感器中的任一个温度传感器”优选检测与定位装置的工作持续相伴的温度上升状况尽可能良好地对应于拍摄装置的画面内的被检测部的图像的位置与工作位置检测装置的检测值之间的关系变化的部分(在空间中也可以是定位装置的构成部件)的温度。这种温度传感器的检测温度的上升量有时比从电子电路元件安装机开始运转起算的运转持续时间更准确地表示了电子电路元件安装机的工作量,在这种情况下,采用本项的特征尤为有效。
附图说明
图1是表示可申请发明的一实施方式的间隙过大检测方法及定位不良检测方法实施的包括多个电子电路元件安装机即安装模块的电子电路元件安装系统的立体图。
图2是表示上述多个安装模块中的2台安装模块的立体图。
图3是简要表示上述安装模块的基板搬运装置的俯视图。
图4是表示上述安装模块的安装装置的立体图。
图5是表示上述安装装置的头移动装置的分解立体图。
图6是表示构成上述安装装置的3种安装头的立体图。
图7是简要表示上述3种安装头的俯视图。
图8是表示上述3种安装头中的1个的立体图。
图9是表示用于将上述安装头安装在上述头移动装置的X轴滑动件上的头安装装置的立体图,图9(a)是表示头安装装置的安装头侧的部分的图,图9(b)是表示X轴滑动件侧的部分的图。
图10是表示上述头安装装置的紧固装置的图,图9(a)是侧面剖视图,图10(b)是图10(a)中的A-A剖视图。
图11是概念性地表示控制上述安装模块的控制装置的结构的框图。
图12是存储在构成上述控制装置的主体的计算机的RAM中的程序,是表示用于检测上述安装模块中的定位不良的程序的一部分的流程图。
图13是表示上述程序的接续部分的流程图。
图14是表示图13所示的程序的接续部分的流程图。
图15是说明在上述定位不良检测时用于变更安装头的相对于元件拍摄装置的位置的路径的图。
图16是表示用于实施另一实施方式的间隙过大检测方法及定位不良检测方法的程序的一部分的流程图。
图17是表示用于实施又一实施方式的间隙过大检测方法及定位不良检测方法的程序的一部分的流程图。
标号说明
22:基板保持装置 24:元件供给装置 32:控制装置 70:安装头 72:头移动装置80:X轴方向移动装置 82:Y轴方向移动装置100、102:X轴滑动件 104、106:X轴滑动件驱动装置 110:电动机 112:外螺纹部件 114:螺母 116:进给丝杠机构 120:吸嘴 216:编码器
具体实施方式
以下,参照上述各图,说明可申请发明的几个实施方式。另外,可申请发明除了下述实施方式之外,以上述〔发明形态〕项所记载的形态为首,可以基于本领域技术人员的知识以进行了各种变更的形态来实施。
图1表示电子电路元件安装系统(以后,简称为安装系统)的外观。本安装系统通过将多个安装模块10共同地在一体的基座12上彼此相邻地排列固定成一列而构成。多个安装模块10分别是对电路基材作业机的一种即电子电路元件安装机,分担且并行地进行电子电路元件向作为一种电路基材的电路基板的安装。
关于安装模块10,例如,在日本特开2004-104075公报中详细地进行了记载,对于与本可申请发明相关的部分以外的部分进行简单说明。
如图2所示,各安装模块10分别具备作为安装机主体的模块主体18、作为基材搬运装置的基板搬运装置20、作为基材保持装置的基板保持装置22、元件供给装置24、安装装置26、基准标记拍摄装置28(参照图4)、元件拍摄装置30及控制装置32(参照图11)。
如图2所示,基板搬运装置20在本实施方式中具备两个输送机50、52,设置在构成模块主体18的底座36的、安装模块10的前后方向的中央部,将电路基板54沿着与多个安装模块10排列的方向平行的方向即沿着水平方向搬运。在本实施方式中,将电路基板54的搬运方向作为X轴方向,将水平的一平面内的与X轴方向正交的方向作为Y轴方向。安装模块10的左右方向及宽度方向与X轴方向平行,前后方向与Y轴方向平行。在电路基板54的搬运中使用输送机50、52的至少一方。
在底座36上,如图2所示,沿着X轴方向平行地延伸且成对的侧框架56、58沿着Y轴方向并列设置2对。在本安装模块10中,设置在安装模块10的前表面侧的输送机50所设置的侧框架56、58中,位于前表面侧的侧框架56位置固定地设置在底座36上,侧框架58及设有输送机52的侧框架56、58以能够沿着Y轴方向移动的方式设置,由宽度变更装置(未图示)进行移动而能够变更输送机50、52的基板搬运宽度。
在本实施方式中,如图3所示,至少1个例如多个或3个以上、在本实施方式中为3个基准标记59沿着与基板搬运方向平行的方向隔开适当的间隔、在本实施方式中等间隔地设置在2对侧框架56、58中的1个例如固定的侧框架56的上表面。基准标记59在本实施方式中形成为俯视形状为圆形,通过印刷、密封的粘贴等适当的方法而设置在侧框架56的上表面。以后,将基准标记59称为轨道基准标记59。
基板保持装置22如图2所示对于两个输送机50、52分别设置,在本实施方式中,虽然省略了图示,但包括基板支承装置及一对紧固部件,将电路基板54保持成其表面即被安装面成为水平的姿态。本基板支承装置包括分别从下方支承电路基板54的作为支承部件的多个支承销,一对紧固部件与设置在所述侧框架56、58上的按压部共同地保持与电路基板54的搬运方向平行的两侧缘部。侧框架56、58也是基板保持装置22的构成要素,轨道基准标记59构成固定设置在基板保持装置22上的被检测部。
如图2所示,元件供给装置24相对于底座36的基板搬运装置20而设置在Y轴方向的一侧、即设置在安装模块10的前表面侧。元件供给装置24例如可以通过作为元件供给部件的供料器的一种即多个带式供料器(以后,简称为供料器)60来供给电子电路元件。
如图4所示,安装装置26具备安装头70(70a、70b、70c)和使安装头70移动的头移动装置72。头移动装置72具备X轴方向移动装置80及Y轴方向移动装置82。在本实施方式中,Y轴方向移动装置82具备横跨元件供给装置24的元件供给部和两个基板保持装置22地设置在构成模块主体18的冠部84的线性电动机90,使作为可动部件即移动部件的Y轴滑动件92向Y轴方向的任意位置移动。Y轴滑动件92的移动位置由线性标尺94(参照图11)来检测。
在本实施方式中,X轴方向移动装置80设置在Y轴滑动件92上,如图5所示,具备:相对于Y轴滑动件92沿着X轴方向移动,并且作为相互沿着X轴方向相对移动的可动部件即移动部件的X轴滑动件100、102;使所述滑动件100、102分别沿着X轴方向移动的X轴滑动件驱动装置104、106。X轴滑动件驱动装置104、106例如分别包括:作为驱动源的电动机110;包括相互螺合的外螺纹部件112和螺母114,且包括作为运动传递装置的进给丝杠机构116。X轴滑动件102及X轴滑动件驱动装置106设置在X轴滑动件100上,X轴滑动件100、102分别相对于模块主体18在X轴方向上向正反两方向移动,从而移动到X轴方向的任意位置。在本实施方式中,进给丝杠机构116为滚珠丝杠机构。X轴滑动件驱动装置104、106的各进给丝杠机构116中,各螺母114分别固定在X轴滑动件100、102上,各外螺纹部件112分别以可旋转且沿着轴向不能相对移动的方式安装在Y轴滑动件92、X轴滑动件100上,外螺纹部件112借助电动机110而进行旋转。作为电动机,在本实施方式中,使用带有编码器的伺服电动机。伺服电动机是能够控制旋转角度的电动机。也可以采用脉冲电动机。
通过X轴滑动件100、102双方使安装头70移动,能够在安装头70上,在横跨相邻的两个安装模块10地被保持的电路基板54的、位于两个安装模块10的边界部分的区域上进行电子电路元件的安装。电子电路元件的向设定在安装模块10内的安装区域中的电路基板54的安装仅通过基于X轴滑动件驱动装置106的X轴滑动件102的驱动来进行。仅通过X轴滑动件驱动装置104对X轴滑动件100的驱动,就能够使安装头70在安装模块10内的安装区域中沿着X轴方向移动。头移动装置也可以在X轴滑动件上设置Y轴方向移动装置。
安装头70通过元件保持件的一种即吸嘴120(120a、120b、120c)利用负压来吸附并保持电子电路元件。如图6所示,准备保持吸嘴120且构成保持件保持部的吸嘴支架122(122a、122b、122c)的个数不同的多种安装头70,根据安装电子电路元件的电路基板54的种类而选择性地安装在X轴滑动件102上。
例如,图6(a)所示的安装头70a具备一个吸嘴支架122a,保持一个吸嘴120a。图6(b)所示的安装头70b具备多个例如3个以上(在图示的例子中为12个)吸嘴支架122b,最多能保持12个吸嘴120b。图6(c)所示的安装头70c具备多个吸嘴支架122c,具有处于安装头70a与70b之间的居中特性。
安装头70a、70b、70c分别如图7简略所示那样具备头主体124a、124b、124c,吸嘴支架122a、122b、122c分别借助设置在头主体124a、124b、124c上的支架升降装置而升降,借助支架旋转装置而绕自身的轴线旋转。而且,通过对于吸嘴120a、120b、120c设置的阀(未图示)的切换,而允许、切断向吸嘴120a、120b、120c的负压及正压的供给。
在安装头70b上,12个吸嘴支架122b如图8所示等角度间隔地设置在以旋转体130的旋转轴线为中心的一个圆周上,该旋转体130由头主体124b保持成能够绕铅垂轴线旋转。12个吸嘴支架122b、旋转体130通过借助旋转体旋转装置132进行旋转,而依次被定位在元件吸附安装位置,借助支架升降装置134而升降。吸嘴支架122b还借助支架旋转装置136绕自身的轴线旋转。
在将安装装置26设置在模块主体18上时,虽然未图示,但使用以螺栓及螺母为首的连接装置对构成安装装置26的各种部件进行连接。代表性地,例如在进给丝杠机构116的外螺纹部件112及螺母114向Y轴滑动件92、X轴滑动件100、102安装时使用。而且,头主体124a、124b、124c及旋转体130在将多个部件相互一体地组装而成时,组装中可以使用螺栓及螺母。
如图7所示,在头主体124a、124b、124c上,在安装于X轴滑动件102的状态下朝下且从下方能够拍摄的面上设有基准标记140a、140b、140c(以后,称为头基准标记140a、140b、140c),构成被检测部。头基准标记140a、140b、140c在本实施方式中其俯视形状呈圆形,通过印刷、密封的粘贴等适当的方法而设置各1个。在头主体124将多个部件组装为一体而成时,头基准标记140优选设置在多个部件中的保持吸嘴支架122的部件上。在安装头140b中可以在旋转体130上设置头基准标记140。
安装头70a、70b、70c分别通过图9及图10所示的头安装装置148以拆装自如的方式安装在X轴滑动件102上,通过头移动装置72而沿着与由基板保持装置22保持的电路基板54的水平的表面平行的方向移动,从而移动到横跨元件供给装置24的供给部和两个基板保持装置22的移动平面内的任意的位置。安装在安装头70a、70b、70c的X轴滑动件102上的部分同样地构成,选择性地安装在X轴滑动件102上。头安装装置148与日本特开2004-221518公报记载的头安装装置同样地构成,以安装头70a为例进行简单说明。
如图9所示,本头安装装置148包括定位装置150及紧固装置152。定位装置150包括:在头主体124a的背面部154的下部设置的两个支腿部156、设置在上部的卡合块158、在X轴滑动件102的正面部160的下部设置的两个支腿部支承部162、在支腿部支承部162的稍靠上方设置的两个下部卡合辊164、设置在两个下部卡合辊164的上方且正面部160的上部设置的卡合孔166内的两个上部卡合辊168。
如图10所示,紧固装置152形成为使钩挂固定销172与以可旋转的方式设置在卡合块158的上部的钩挂固定辊170钩挂配合的结构。钩挂固定销172以能够沿着上下方向移动的方式与正面部160的上部嵌合,借助钩挂固定销工作装置180而移动。
钩挂固定销工作装置180包括:杆182;偏心地设置在该杆182的一端部上的圆盘状的凸轮板184;将杆182支承为可旋转的大致管状的杆支承部件186;设置在杆182的另一端部而构成用于使杆182旋转的操作部的把手188。钩挂固定销工作装置180通过螺栓及螺母在杆支承部件186中安装在X轴滑动件102的正面部160的上部(参照图9)。在钩挂固定销172的上部形成有宽度比凸轮板184的外径稍大的槽190,在该槽190中卡合有凸轮板184。
安装头70a的相对于X轴滑动件102的安装、拆卸由操作者进行。在安装时,操作者使把手188沿着一方向(在本实施方式中从正面观察下为逆时针方向)旋转,通过凸轮板184在使钩挂固定销172向上方移动的状态下,使前端为楔形形状的支腿部156与V字状的支腿部支承部162嵌合。由此,来限定安装头70a的相对于X轴滑动件102的上下方向的位置及头主体124a的下部的前后方向的位置。而且,支腿部156上部的间隔减小的部分的对置的侧面与两个下部卡合辊164的各自的外周面卡合,卡合块158的两侧面嵌入到两个上部卡合辊168之间,由此来限定安装头70a相对于X轴滑动件102在左右方向上的位置。
在该状态下,操作者使把手188向相反方向(在本实施方式中从正面观察下的顺时针方向)旋转。由此,钩挂固定销172下降,其下端部形成的倾斜面192与钩挂固定辊170的外周抵接,并且通过倾斜面192的作用而将安装头70a向下方按压,而且以头主体124a几乎无间隙地被按压在X轴滑动件102上的状态将钩挂固定辊170钩挂固定,头主体124a的上部沿着前后方向被定位。在本实施方式中,钩挂固定销172及钩挂固定辊170也是定位装置的构成要素。钩挂固定状态借助凸轮板184的外周与槽190的下侧面之间产生的摩擦力、及设置在杆182与杆支承部件186之间的扭转弹簧194对杆182的钩挂固定销172施加的朝下的方向上的作用力而得以维持。为了使安装头70a从X轴滑动件102脱离,只要使把手188向反方向旋转即可。
如图4所示,所述基准标记拍摄装置28搭载在X轴滑动件102上,通过头移动装置72而与安装头70一起移动,以拍摄电路基板54的被安装面上设置的基准标记即基板基准标记196(参照图3)。头移动装置72兼作为基准标记拍摄装置移动装置。基准标记拍摄装置28例如使用螺栓及螺母固定在X轴滑动件102上,相对于安装头70固定地设置。基板基准标记196沿着对角线方向隔开地设置多个例如两个。基准标记拍摄装置28例如由CCD相机或CMOS相机构成。
如图2所示,元件拍摄装置30例如使用螺栓及螺母而位置固定地设置在底座36的元件供给装置24与基板搬运装置20之间的部分。在本实施方式中,在保持有可由安装头70b保持的最大数目的吸嘴120b的状态下,元件拍摄装置30能同时拍摄由全部的这些吸嘴120b保持的电子电路元件。基板保持装置22及元件拍摄装置30均设置于底座36,元件拍摄装置30固定地设置在基板保持装置22上。
如图11所示,所述控制装置32以控制计算机200为主体构成,经由驱动电路202来控制线性电动机90等构成安装模块10的各种装置的驱动源等,并经由控制电路204来控制显示画面206。通过控制电路204及显示画面206构成作为报知装置的显示装置208,通过文字、图形等来显示各种信息等。作为报知装置,可以采用以灯的点亮、闪烁、蜂鸣器的鸣动、声音的广播、向操作者具有的便携终端的通信等各种形态来报知信息的装置。
在控制计算机200的输入输出接口上连接有对由基准标记拍摄装置28及元件拍摄装置30拍摄而得到的数据进行处理的图像处理计算机212、检测安装头70向X轴滑动件102的安装的头检测传感器214、设置在线性标尺94及电动机110等上的编码器216(图11中以1个为代表进行图示)等。头检测传感器214在本实施方式中设置于X轴滑动件102,由非接触传感器的一种即作为光电传感器的反射型光电传感器构成。头检测传感器214在安装头70安装于X轴滑动件102的状态下输出ON信号,在拆除的状态下输出OFF信号,对于多个种类的安装头70均能检测向X轴滑动件102的安装。
在输入输出接口上还经由通信线缆222连接有对其他的安装模块10的控制装置32及安装系统整体进行集中控制的系统控制装置220。而且,在控制计算机200的RAM中,以图12至图14的流程图表示的程序为首,存储有用于向电路基板54安装电子电路元件的各种程序及数据等。
通过执行图12至图14所示的程序,进行基板保持装置22与安装头70的相对定位不良的检测、不良原因的推定及报知。在本实施方式中,在指示了安装模块10的运转开始之后,在通常运转开始之前,进行X轴滑动件驱动装置104、106的各进给丝杠机构116的间隙过大、在基准标记拍摄装置28侧及安装头70侧通过螺栓及螺母而相互固定的多个部件的松弛偏差、强制偏差、安装头70的安装不良及不明原因引起的相对定位不良的检测、原因推定及报知,在通常运转中进行外螺纹部件112的热膨胀、松弛偏差、强制偏差及不明原因引起的定位不良的检测、原因推定及报知。为了避免过大间隙长时间地产生且在运转中发生安装头70的安装不良,以上述情况为原因的相对定位不良的检测在本实施方式中通常仅在运转的开始前进行。
本程序基于基准标记拍摄装置28对轨道基准标记59的拍摄而进行间隙过大、松弛偏差、强制偏差、热膨胀及不明原因引起的定位不良的检测、不良原因的推定及报知,基于元件拍摄装置30对头基准标记140的拍摄来进行安装头70的安装不良、松弛偏差、强制偏差及不明原因引起的定位不良的检测、不良原因的推定及报知。而且,构成X轴方向移动装置80的两个X轴滑动件驱动装置104、106分别工作,按各工作分别来检测定位不良。
本程序通过安装模块10的运转开始指示而开始。例如从系统控制装置220向全部安装模块10的各控制计算机200发送运转开始指示。并且,在步骤1(以后简称为S1。关于其他步骤也相同。)中,存储安装模块10的停止持续时间,并开始计测运转持续时间。在本实施方式中,通过读入设置在控制计算机200中的钟表的时刻来取得持续时间。因此,在S1中读入时刻。该时刻是停止结束时刻,也可以是运转开始时刻。停止持续时间是从安装模块10的前一次运转停止到本次运转开始的时间,在S1中根据读入的时刻及存储在停止时刻存储器中的停止时刻而算出停止持续时间,并存储在停止持续时间存储器中。而且,读入的时刻存储在运转开始时刻存储器中。停止时刻存储器、停止持续时间存储器及运转开始时刻存储器设置在控制计算机200的RAM中而构成存储机构。关于以下说明的其他存储器也同样。
接着执行S2~S13,首先,通过X轴滑动件102及X轴滑动件驱动装置106的工作使基准标记拍摄装置28移动,对轨道基准标记59进行拍摄,并对基于上述拍摄而得到的间隙过大、松弛偏差、强制偏差及由不明原因引起的定位不良进行检测。这里,X轴滑动件100相对于Y轴滑动件92停止,在X轴方向上仅使X轴滑动件102移动而进行检测。
在S2中,进行轨道基准标记59的拍摄。在本实施方式中,基于设置在侧框架56上的3个轨道基准标记59中的预定的1个例如正中的轨道基准标记59的拍摄来进行不良的检测。若分别拍摄3个轨道基准标记59,则对于外螺纹部件112整体,能够取得间隙的发生状态,但这里为了便于说明,拍摄外螺纹部件112的外螺纹牙的推测为磨损最大的部分、例如与X轴滑动件102的移动路径重复最多的部分即与中央部对应的正中的轨道基准标记59。
基准标记拍摄装置28在X轴滑动件驱动装置106对X轴滑动件102的驱动的作用下,向预先设定的拍摄位置移动,在本实施方式中,向拍摄画面的中心即拍摄中心与轨道基准标记59的中心一致的预定的位置移动,拍摄轨道基准标记59。基准标记拍摄装置28的移动位置是对拍摄中心进行设定,在X轴方向上通过电动机110的编码器216的检测值来规定,在Y轴方向上通过线性电动机90的线性标尺94的检测值来规定。将拍摄轨道基准标记59时预定的基准标记拍摄装置28的移动位置即拍摄位置称为轨道基准标记正规拍摄位置,将对该拍摄位置进行规定的编码器216的检测值称为轨道基准标记正规拍摄位置规定值。轨道基准标记正规拍摄位置规定值在安装模块10的设计上预先设定。而且,移动时的加、减速度形成为在通常运转时为了使安装头70b在元件供给装置24与基板保持装置22之间移动而设定的大小。将该加、减速度通常称为加、减速度。
拍摄数据由图像处理计算机212处理,若得到了轨道基准标记59的图像,则算出该图像的拍摄画面内的位置。若得到了轨道基准标记59的图像,则基准标记拍摄装置28相对于轨道基准标记59沿着预先设定的路径移动,改变位置进行拍摄。该路径例如是如图15所示,使基准标记拍摄装置28的X轴方向及Y轴方向上的各位置交替不同,从轨道基准标记正规拍摄位置离开的路径,使基准标记拍摄装置28停止在路径的方向转换位置(图中由黑圆圈表示的位置)上,进行拍摄。将与该轨道基准标记正规拍摄位置不同的拍摄位置称为轨道基准标记扫描拍摄位置。轨道基准标记扫描拍摄位置也根据编码器216的检测值来规定。若得到了轨道基准标记59的图像,则在该时刻结束拍摄;若未得到轨道基准标记59的图像,则基准标记拍摄装置28向下一轨道基准标记扫描拍摄位置移动,进行拍摄。若得到了轨道基准标记59的图像,则将使基准标记拍摄装置28向其轨道基准标记扫描拍摄位置移动时的电动机110的编码器216的检测值存储在轨道基准标记扫描拍摄位置规定值存储器中。预先设定扫描范围,即使未得到轨道基准标记59的图像,若已在全部扫描范围进行拍摄,则扫描也结束。
然后,执行S3,判定轨道基准标记59的拍摄是否成功。该判定通过能否得到轨道基准标记59的图像来进行,若得到了图像则执行S4,判定通过拍摄取得的轨道基准标记59的位置是否为正常位置。若基准标记拍摄装置28通过位于轨道基准标记正规拍摄位置的状态下的拍摄而得到轨道基准标记59的图像,则算出拍摄画面内的轨道基准标记59的图像的中心位置与拍摄画面的中心位置在X轴方向上的偏差量,与设定量进行比较。若轨道基准标记59的图像是通过基准标记拍摄装置28位于轨道基准标记扫描拍摄位置的状态下的拍摄而得到的,则轨道基准标记正规拍摄位置与轨道基准标记扫描拍摄位置在X轴方向上的偏差量、及拍摄画面内的轨道基准标记59的图像的中心位置与拍摄画面的中心位置在X轴方向上的偏差量之和为轨道基准标记59的位置偏差量,与设定量进行比较。各偏差量是标注正负符号而求出的,与设定量的比较则是针对所算出的轨道基准标记59的位置偏差量的绝对值进行的。
若轨道基准标记59的位置没有偏差,或虽然有偏差但为设定量以下,则将轨道基准标记59的位置作为正常,通过执行S5以下的步骤来进行过大间隙的检测等。在本实施方式中,该检测如下进行:使X轴滑动件驱动装置106的电动机110在正方向和反方向上分别旋转直至编码器216的检测值成为相同值,使基准标记拍摄装置28向正方向和反方向移动,在通过编码器216的相同检测值所规定的位置上拍摄轨道基准标记59,检测通过各拍摄而得到的两个轨道基准标记59的图像的偏差量。将该编码器216的检测值称为间隙过大检测用拍摄位置规定值,将通过该规定值而规定的位置称为间隙过大检测用拍摄位置。在执行S2时若通过轨道基准标记正规拍摄位置上的拍摄而得到了轨道基准标记59的图像,则将轨道基准标记正规拍摄位置规定值作为间隙过大检测用拍摄位置规定值。而且,若通过轨道基准标记扫描拍摄位置上的拍摄而得到了轨道基准标记59的图像,则将轨道基准标记扫描拍摄位置规定值作为间隙过大检测用拍摄位置规定值。
进行第一次拍摄时的基准标记拍摄装置28的移动方向例如根据基准标记拍摄装置28相对于轨道基准标记59在X轴方向上位于正方向侧和负方向侧中的哪一侧来确定。基准标记拍摄装置28相对于轨道基准标记59的位置是通过S2的轨道基准标记59的拍摄而得到的。而且,若基准标记拍摄装置28与轨道基准标记59在X轴方向上的距离为设定距离以下,则基准标记拍摄装置28在X轴方向上暂时向拍摄时的移动方向的反方向移动,移动到与轨道基准标记59的距离超过设定距离的位置,即虽然存在过大间隙但在加速、定速移动之后能减速而停止的距离的位置,并从该位置朝向轨道基准标记59移动。而且,移动时的加、减速度在本实施方式中比所述通常加、减速度小。具体而言,加速度被设定为在基准标记拍摄装置28开始移动时外螺纹部件112的外螺纹牙与螺母114的内螺纹牙抵接之际不会因冲击使内螺纹牙从外螺纹牙离开而保持抵接状态的大小,减速度被设定为在基准标记拍摄装置28停止时不会因惯性使内螺纹牙从外螺纹牙离开而保持抵接状态地停止的大小。
在S5中,通过基准标记拍摄装置28向正方向和反方向的移动及轨道基准标记59的拍摄,标注正负符号而取得两个轨道基准标记59的图像的拍摄画面内的各位置,并算出上述位置之差。该差的绝对值即正反差存储于正反差存储器。正反差由于进给丝杠机构116的间隙及基准标记拍摄装置28与轨道基准标记59之间的通过螺栓及螺母而连接的多个部件的松弛偏差而产生。这些部件成为若螺栓及螺母的螺合松弛则会相互偏移的状态。代表性地,在X轴滑动件驱动装置104、106的进给丝杠机构116与X轴滑动件100、102之间、及基准标记拍摄装置28与X轴滑动件102之间会产生松弛偏差。但是,对于松弛偏差,通常情况下,在基准标记拍摄装置28移动时,该加速度大而有大的加速度作用于通过螺栓及螺母相互固定的多个部件的情况下,这些部件因惯性而偏移,但在加速度小的情况下,多个部件不会发生偏移,因此,在本实施方式中,上述移动时的加、减速度被设定成不会产生松弛偏差的大小。因此,通过S5中的基准标记拍摄装置28的移动而产生的轨道基准标记59的两个图像的位置偏差被看作因进给丝杠机构116的间隙而产生,取得的正反差为间隙量,也存储于间隙量存储器。
然后,在S6中将正反差与设定量进行比较,若为设定量以上则推定为间隙过大。这种间隙的检测是基于电动机110的正向旋转时的编码器216的检测值和拍摄画面内的轨道基准标记59的图像的位置、与反向旋转时的编码器216的检测值和拍摄画面内的轨道基准标记59的图像的位置的关系而进行的检测。这是因为,两个图像的位置之差是考虑了相对于各图像的拍摄中心的偏差的符号的差的绝对值,基准标记拍摄装置28的移动位置是对拍摄画面的中心位置进行设定的。
在正反差过大而检测出过大的间隙时,执行S7,将其内容显示在显示画面206上而向操作者报知。也可以显示间隙的大小。当检测出过大间隙时,可以使安装模块10停止。然而,由于间隙长时间地逐渐产生,因此在检测出过大的情况之后,不会剧增,而保持原有状态地连续运转,即使在报知后在首次进行的换产调整、保养、检修时由操作者应对也毫无问题,因此在本实施方式中不使安装模块10停止,而仅进行报知。由此,操作者能够进行进给丝杠机构116的维护等准备等。
在进行了间隙过大的检测之后,执行S8,与S5同样地,进行仅由X轴滑动件102的移动产生的基准标记拍摄装置28的向正方向及反方向的移动、轨道基准标记59的拍摄及正反差的计算、存储。在S8中,将基准标记拍摄装置28的加速度分为不同的多个种类而进行基准标记拍摄装置28的移动及轨道基准标记59的拍摄等。加速度优选分为3种以上,在本实施方式中分为3种,1个与执行S5时同样地比通常加速度小,1个为通常加速度,另1个比通常加速度大。最小加速度下的移动产生的正反差已经取得,在S8中,仅进行通常加速度和比通常加速度大的加速度这2种加速度下的基准标记拍摄装置28的移动、轨道基准标记59的拍摄。即使增大加速度,也未必会产生松弛偏差,也未必会产生有可能产生的全部松弛偏差,因此,以不同的多种加速度来进行拍摄。而且,如上所述,通过螺栓及螺母而相互连接的多个部件的松弛偏差在加速度大时出现,但是若减速度也增大,则由于惯性,移动开始时产生的偏差可能会减小。因此,减速度减小,在产生了偏差的状态下停止。
然后,在S9中进行正反差是否过大的判定。将基准标记拍摄装置28的加速度大小分成不同的3种而取得3个正反差,根据从上述3个正反差中的最大正反差减去S5中存储的间隙量所得到的值是否为设定量以上,来进行该判定。该设定量既可以与在S6的判定中使用的设定量相同,也可以比其大。
若从最大正反差减去间隙量所得到的值为设定量以上,则在S10中判定正反差的变动是否大,进行松弛偏差的检测。如上所述那样,在加速度小时不会产生松弛偏差,相对于此,在加速度大时产生松弛偏差,正反差大,这是因为由加速度的不同而引起的正反差的变动增大。因此,在S10中,在3种正反差中,将最大正反差减去最小正反差,若其差为设定值以上,则认为变动大,执行S11而使安装模块10,并报知松弛偏差的发生。该松弛偏差是通过利用基准标记拍摄装置28拍摄轨道基准标记59而检测出的偏差,是在基准标记拍摄装置28侧产生的偏差,其内容也被报知。
相对于此,若正反差的变动减小则执行S12,使安装模块10停止,并报知发生原因不明的异常。在定位不良的原因为包含松弛偏差或强制偏差在内的原因不明的异常时,由于对吸嘴120保持电子电路元件的保持精度和电子电路元件的向电路基板54的安装精度造成的影响大,或存在进一步增大的可能性,因此使安装模块10停止。
在通过执行S2而对轨道基准标记59进行拍摄时未得到轨道基准标记59的图像的情况下,或虽然得到了图像但轨道基准标记59的位置偏差大、其位置不正常的情况下,将基准标记拍摄装置28与轨道基准标记59的定位不良的原因推定为例如强制偏差、或除此以外的原因即不明的原因。强制偏差例如在工作中由于基准标记拍摄装置28或X轴滑动件102的固定基准标记拍摄装置28的部分与障碍物相碰而产生。然后,执行S13,使安装模块10停止,并且报知定位不良的发生及不良原因是包括通过基准标记拍摄装置28的轨道基准标记59的拍摄而检测出的强制偏差的不良。
若没有松弛偏差、强制偏差、原因不明的异常,则在执行S9后,执行S14,通过X轴滑动件100的移动而使基准标记拍摄装置28进行移动,并基于轨道基准标记59的拍摄,来进行包括X轴滑动件驱动装置104的进给丝杠机构116的间隙、松弛偏差、强制偏差在内的不良及原因不明的异常检测。上述检测通过使X轴滑动件102相对于X轴滑动件100停止,在X轴方向上仅使X轴滑动件100移动而使基准标记拍摄装置28移动来进行。由于检测与X轴滑动件102移动时的情况同样地进行,因此省略详细说明。
若基于轨道基准标记59的拍摄而未检测出间隙过大以外的不良,则执行S15以下的步骤,进行元件拍摄装置30对头基准标记140的拍摄,进行包括安装头70的安装不良、松弛偏差、强制偏差在内的不良及原因不明的异常的检测。该松弛偏差是在安装头70侧产生的偏差,代表性地,能够在X轴滑动件驱动装置104、106的进给丝杠机构116与X轴滑动件100、102之间及安装头70与X轴滑动件102之间产生。例如,若头安装装置148的钩挂固定销工作装置180固定于X轴滑动件102的螺栓及螺母的螺合松弛,则在安装头70与X轴滑动件102之间会产生偏差。而且,强制偏差例如由于工作中的安装头70或X轴滑动件102的安装有安装头70的部分与障碍物相碰而产生。这些不良的检测也通过使X轴滑动件100、102分别移动来进行。由于已进行过大间隙的检测,因此不再基于头基准标记140的拍摄进行过大间隙的检测。首先,说明通过X轴滑动件102的移动而产生的头基准标记140的拍摄及定位不良的检测。
例如,若使用安装头70b向电路基板54上安装电子电路元件,并安装于X轴滑动件102,则通过执行S15,安装头70b在头移动装置72的作用下,移动到预先设定的拍摄位置、在本实施方式中是预定为头基准标记140b的中心与元件拍摄装置30的拍摄画面的中心一致的位置,进行头基准标记140b的拍摄。
在本实施方式中,安装头70b的移动位置对应旋转体130的旋转轴线而设定,在X轴方向上通过电动机110的编码器216的检测值来规定,在Y轴方向上通过线性电动机90的线性标尺94的检测值来规定。将在对头基准标记140b进行拍摄时预定的安装头70b的移动位置即拍摄位置称为头基准标记正规拍摄位置,将规定拍摄位置的编码器216的检测值称为头基准标记正规拍摄位置规定值。而且,X轴滑动件102以上述的通常加、减速度移动。在头基准标记140b的拍摄时,也与轨道基准标记59的拍摄时同样地,若未得到头基准标记140b的图像,则安装头70b相对于元件拍摄装置30沿着预先设定的路径移动,改变位置进行拍摄。
在头基准标记140b的拍摄之后,S16~S22与所述S3、S4、S8~S12同样地执行。基于头基准标记140b的拍摄而进行定位不良的检测时,由于过大间隙的检测已经结束而不可再进行检测,因此在S18中,使安装头70b以不同的3种加速度分别向正、反方向移动,分别拍摄头基准标记140b而取得3种正反差。
在执行S15而对头基准标记140b进行拍摄时未得到头基准标记140的图像的情况下,或者虽然得到了图像但头基准标记140b的位置偏差大、该位置不正常的情况下,执行S23,判定是否进行安装头70b的拆卸。若进行安装头70b的拆卸,则例如有时是因为安装位置的错误、安装方法的不良、安装的安装头70的种类的错误等而导致头基准标记140b的偏差变大。
是否进行安装头70b的拆卸例如通过头检测传感器214对安装头70b的检测来判定。在安装模块10的停止状态下将头检测传感器214的检测信号从ON(接通)信号改变为OFF(断开)信号,再从OFF信号改变成ON信号,将进行了安装头70的拆卸的情况存储在安装头拆卸存储器中。存储在安装头拆卸存储器中的数据在安装模块10停止运转停止时清零,设为无拆卸。若未设置头检测传感器214,则操作者可以使用输入装置将安装头70的拆卸向控制计算机200输入,存储在安装头拆卸存储器中。
若进行了安装头70b的拆卸,则将安装头70b的定位不良的原因推定为安装头70b的安装不良,通过执行S24,使安装模块10停止,并通过显示装置208来报知定位不良的发生及将不良原因推定为安装头70b的安装不良的情况。而且,若未进行安装头70b的拆卸,则将安装头70b的定位不良的原因推定为强制偏差、或除此以外的原因即不明的原因。然后,在S25中使安装模块10停止,并报知定位不良的发生及不良原因是包括通过拍摄头基准标记140b而检测出的强制偏差在内的不良。
若基于通过驱动X轴滑动件102而产生的安装头70b的移动及头基准标记140b的拍摄未检测出定位不良,则执行S26,基于X轴滑动件100的驱动来进行定位不良的检测。并且,无论是通过轨道基准标记59的拍摄还是通过头基准标记140b的拍摄,均未检测出使安装模块10停止的不良时,执行S27以下的步骤,开始安装模块10的通常运转。
说明通常运转中的定位不良的检测及原因推定。
若通过执行图13所示的S27而开始通常运转,则执行存储在控制计算机200的RAM中的安装程序,向电路基板54的安装电子电路元件。若简单说明,则使安装头70b向元件供给装置24移动,多个吸嘴120b依次吸附由带式供料器60供给的电子电路元件。在接受电子电路元件之后,使安装头70b向元件拍摄位置移动而拍摄电子电路元件。在本实施方式中,元件拍摄位置被设定成预定为旋转体130的旋转轴线与拍摄画面的中心一致的位置,通过编码器216的值来规定。对拍摄数据进行图像处理,算出吸嘴120b对电子电路元件的保持位置误差。在保持位置误差中包括X轴方向及Y轴方向上的各位置误差及旋转位置误差(电子电路元件的绕轴线的位置误差)。
在拍摄后,使安装头70b向基板保持装置22移动,将保持的电子电路元件安装在电路基板54的元件安装部位。电路基板54由基板搬运装置20搬运,停止在预先设定的作业位置即安装位置上。在停止后,电路基板54由基板保持装置22保持,基板基准标记196由基准标记拍摄装置28拍摄。然后,取得元件安装部位的X轴、Y轴方向的各位置误差及旋转位置误差,在电子电路元件的安装时,对应于吸嘴120b对电子电路元件的保持位置误差来修正。X轴、Y轴方向的位置误差的修正通过安装头70b的移动位置的修正进行,旋转位置误差通过使吸嘴120b旋转来修正。在保持位置误差增大到不能修正的程度时,将电子电路元件废弃至收容箱(未图示),而不向电路基板54安装。
在本安装模块10中,还通过执行S28,在通常运转中也进行轨道基准标记59及头基准标记140b的拍摄,进行定位不良的检测。每经过第一设定时间时就进行上述拍摄等,若开始通常运转,则等待第一设定时间的经过(S28a)。在S28a中,反复读入设置在控制计算机200中的钟表的时刻,将第一次读入的时刻作为开始时刻,进行是否经过第一设定时间的判定。若经过第一设定时间,则执行S28b,使基准标记拍摄装置28向轨道基准标记59移动,拍摄轨道基准标记59。此时,若安装头70b保持电子电路元件,则等待向该电路基板54的安装结束再进行拍摄。而且,这里,与过大间隙的检测时同样地,拍摄3个轨道基准标记59中的正中的轨道基准标记59。在本安装模块10中,X轴滑动件驱动装置104、106的各进给丝杠机构116的外螺纹部件112的与电动机110相反侧的端部由Y轴滑动件92(Y轴滑动件92的保持X轴滑动件驱动装置104的部分)和X轴滑动件100经由轴承保持为可旋转且能够沿着X轴方向伸缩,温度上升时的热膨胀量最大。然而,外螺纹部件112的温度随着从电动机110离开而降低,因此每单位长度的热膨胀量小,若对热膨胀量进行积分,则外螺纹部件112的轴向的中央处成为整体的3/4左右,通过正中的轨道基准标记59的拍摄而得到了外螺纹部件112整体的热膨胀量。
在本实施方式中,在通常运转中,X轴方向上仅X轴滑动件驱动装置106工作,基准标记拍摄装置28借助X轴滑动件102的移动而移动到电动机110的编码器216的检测值成为轨道基准标记正规拍摄位置规定值的位置。基准标记拍摄装置28的移动方向若与之前的移动为相同方向,则保持原有状态地移动,若与之前的移动为相反的方向,则使基准标记拍摄装置28移动比在S5中存储的间隙量大的距离,以消除进给丝杠机构116的间隙的影响。而且,基准标记拍摄装置28以上述的通常加、减速度移动。
若对拍摄数据进行图像处理而未得到轨道基准标记59的图像,则与通常运转开始前的轨道基准标记59的拍摄时同样地使基准标记拍摄装置28移动,改变位置进行轨道基准标记59的拍摄。在拍摄之后,与所述S3、S4同样地执行S28c、S28d,在得到轨道基准标记59的图像时,若虽然得到但位置偏差量大而但轨道基准标记59的位置不正常,则使安装模块10的运转停止,并报知包含强制偏差的不良的发生(S28f)。
若得到了轨道基准标记59的图像且该位置偏差量的绝对值为设定量以下,则执行S28e,将轨道基准标记59的位置偏差量的绝对值在通常运转中存储于轨道基准标记位置偏差量存储器。位置偏差量对应于停止持续时间阶段进行存储。停止持续时间在S1中存储在停止持续时间存储器中,并求出、存储该停止持续时间属于预先分成多个阶段的停止持续时间中的哪一个阶段。多个阶段的停止持续时间存储在停止持续时间阶段存储器中。轨道基准标记59的位置偏差量相当于编码器216的检测值与拍摄画面内的轨道基准标记59的图像的位置的关系。关于基准标记拍摄装置28的位置,其其拍摄画面的中心由编码器216的检测值来规定,轨道基准标记59的位置偏差量基于与轨道基准标记59的图像的拍摄中心相对的位置及基准标记拍摄装置28的位置而取得。并且,关于位置偏差量向通常运转中轨道基准标记位置偏差量存储器的存储,是存储拍摄画面内的轨道基准标记59的图像的位置与编码器216的检测值的关系。通常运转中轨道基准标记位置偏差量存储器中还存储有对轨道基准标记59进行拍摄时的编码器216的检测值。若在由轨道基准标记正规拍摄位置规定值规定的位置上进行拍摄,则存储该规定值,若在与通过轨道基准标记正规拍摄位置规定值而规定的位置不同的位置上进行拍摄,则存储轨道基准标记正规拍摄位置规定值及对拍摄位置进行规定的编码器216的规定值。通过规定值的存储,可知例如位置偏差量是基于哪一个轨道基准标记59的拍摄而得到的。
接着执行S28g~S28k,进行头基准标记140b的拍摄、头基准标记140b的位置偏差量的取得、以及通常运转中位置偏差量及对拍摄位置等进行规定的编码器216的规定值的向头基准标记位置偏差量存储器的存储。头基准标记140b的拍摄、位置偏差量的取得仅通过X轴滑动件102的驱动与通常运转开始前同样地进行,取得的位置偏差量对应于停止持续时间阶段来存储。
通常运转中分别对轨道基准标记59的位置偏差量及头基准标记140b的位置偏差量是否过大进行判定(S28l、S28m)。对存储于通常运转中轨道基准标记位置偏差量存储器及通常运转中头基准标记位置偏差量存储器的最新的位置偏差量与设定值进行比较。若轨道基准标记59的位置偏差量大于设定值,则执行图14所示的S37以下的步骤,若头基准标记140b的位置偏差量大于设定值,则执行S137以下的步骤,进行定位不良的检测及原因推定。关于此在后面说明。用于进行S28l、S28m的判定的设定值在本实施方式中,设定成与向电路基板54安装电子电路元件时允许的相对于元件安装部位在X轴方向上的偏差相等的大小。
在通常运转中还对是否发出了安装模块10的运转中断的指令进行判定(S28n)。中断指令例如基于操作者的输入、安装模块10的安装作业执行上的不良情况、例如在发生供料器60的元件供给不良、元件用尽、电路基板54未搬入等难以继续运转的事态时发出。若发出中断指令,则执行S29,使安装模块10停止。然后,在S30中读入时刻而存储在停止时刻存储器中,开始计测停止计测时间。
接着执行S31,S31进行从第一次执行之后是否经过了设定时间的判定。有时会因某种情况而使安装模块10停止运转,但停止时间较短。因此,在S31的判定中使用的设定时间比较短,设定成能够忽略通过安装模块10的运转停止而产生的进给丝杠机构116等的温度下降的程度的长度,称为短设定时间。若未经过短设定时间,则在S32中判定是否指示安装模块10再次开始运转。再次开始运转指令与运转开始指示同样地作出。若在经过短设定时间之前指示再次开始运转,则执行S28。短时间的运转中断所引起的安装模块10的停止在安装头70与基板保持装置22的定位不良的检测中未作考虑。
若未指示再次开始运转而经过短设定时间,则执行S33,判定是否经过了比短设定时间长的设定时间即长设定时间。例如,虽然运转中断的原因是构成安装模块10的装置的不良情况,但若将其消除,则有时会再次开始运转。因此,长设定时间是比预测为因发生不良情况导致运转停止、且不良情况被消除而再次开始运转的时间稍长的时间,设定成能够判定运转停止状态是否持续的长度。
若未经过长设定时间则执行S34,判定是否指示了再次开始运转。若在经过长设定时间之前指示再次开始运转,则执行S1。此时,在S1中,基于S30中存储在停止时刻存储器中的停止开始时间来算出停止持续时间,存储在停止持续时间存储器中。由于中断引起的安装模块10的停止时间长,因此取得停止持续时间,在定位不良的检测等中作出考虑。若未指示再次开始运转而经过长设定时间,则程序的执行结束。
在通常运转中还进行是否发出了安装模块10的运转结束的指令的判定(S28o)。安装模块10的运转例如根据电子电路元件向设定的张数或种类的电路基板54的安装的结束、作业结束时刻的到来等而结束。结束指令与开始指示同样地从系统控制装置220进行指示。也可以由操作者输入结束指令。若被指示结束则执行S35,结束处理例如在向停止时刻存储器存储停止时刻之后,使安装模块10停止(S36)。
若通常运转中的轨道基准标记59的拍摄结果是其位置偏差量过大,则执行S37以下的步骤。在S37中,判定轨道基准标记59的位置偏差量是否剧增。该判定基于通过执行S28e而存储的轨道基准标记59的位置偏差量来进行。例如,将从最新位置偏差量减去上一个位置偏差量所得到的值与设定值进行比较,若为设定值以上则作为剧增,若比设定值小则作为未剧增。
该设定值形成为大于以外螺纹部件112的热膨胀为原因的轨道基准标记59的位置偏差量的增加斜率且小于以松弛偏差或强制偏差为原因的轨道基准标记59的位置偏差量的增加斜率的大小。热膨胀在安装模块10的运转开始之后,伴随着构成部件的温度上升而逐渐增大,相对于此,松弛偏差及强制偏差突然产生。而且,以热膨胀为原因的轨道基准标记59的位置偏差量的增加斜率随着停止持续时间变长而增大。若停止持续时间长,则运转开始时的安装模块10的温度低,运转开始后的温度上升斜率大,但即便该增加斜率最大,也小于以偏差为原因的轨道基准标记59的位置偏差量的增加斜率。因此,所述S28a的第一设定时间设定成使热膨胀引起的轨道基准标记59的位置偏差量的增加斜率小于松弛偏差或强制偏差引起的位置偏差量的增加斜率的长度,S37的判定用的设定值设定成大于以热膨胀为原因的轨道基准标记59的位置偏差量的增加斜率的最大值,且小于松弛偏差或强制偏差引起的位置偏差量的增加斜率的大小。
若轨道基准标记59的位置偏差量并未剧增,则在S38a中判定位置偏差量的增加斜率是否大于标准的增加斜率。标准的增加斜率是热膨胀未过大时的位置偏差量的增加斜率,对多个停止持续时间阶段分别设定。这是因为,如上所述安装模块10的运转停止时间越长,以热膨胀为原因的轨道基准标记59的位置偏差量的增加斜率越大。
标准的增加斜率是对于本安装模块10为新品的状态或与本安装模块10为同种机型且可确保正常的安装模块10而取得的。使该安装模块10工作,在设定时间停止后,再次工作,按照第一设定时间进行轨道基准标记59的拍摄,取得该图像的位置偏差量,取得位置偏差量的增加斜率。并且,将停止持续时间分成不同的多个种类而取得多种增加斜率,对应于停止持续时间阶段而存储在标准的增加斜率存储器中。增加斜率可以在多个停止持续时间阶段的每个阶段设定一个停止持续时间来取得,也可以在一个阶段的停止持续时间内设定多个停止持续时间并基于取得的多个增加斜率来取得。例如,将多个增加斜率的平均作为标准的增加斜率。在S38a中,读出在S1中存储的停止持续时间所属的停止持续时间阶段设定的标准的增加斜率。然后,通过将标准的增加斜率乘以比1大的系数来确定设定斜率,并与实际的增加斜率进行比较,判定实际增加斜率的相对于标准的增加斜率的偏离量是否超过设定偏离量。实际增加斜率例如通过在S28e中存储的最新位置偏差量、其上一个位置偏差量或其之前的多个位置偏差量来取得。也可以基于最新的位置偏差量和最早的位置偏差量来取得。
若位置偏差量的实际的增加斜率为设定增加斜率以下,则S38a成为否而执行S38b,在安装模块10停止之后,执行S44。关于S44在后面说明。若实际的增加斜率大于设定斜率,则执行S39,使安装模块10的运转停止。并且,在S40中读入时刻而存储在停止时刻存储器中,开始计测停止持续时间。而且,基于读入的时刻和存储在运转开始时刻存储器中的运转开始时刻来算出运转持续时间,存储在运转持续时间存储器中。
接着执行S41,判定是否经过设定时间。该设定时间被设定为足以消除不是过大的通常热膨胀的长度,称为热膨胀消除设定时间。在热膨胀过大时,外螺纹部件112的温度比热膨胀未过大的情况升高,但运转停止后的温度下降斜率大,外螺纹部件112的收缩斜率大。因此,若定位不良的原因为过大的热膨胀,则通过经过足以将通常的热膨胀消除的时间,轨道基准标记59的位置偏差量接近标准的量、即不是热膨胀状态下的量,由此可知,轨道基准标记59的位置偏差量的增加斜率比标准增加斜率大的事态是因过大的热膨胀而产生的。
在本实施方式中,热膨胀消除设定时间根据运转持续时间而预先设定多个种类。通过安装模块10为新品的状态或与安装模块10同种机型且可确保正常的安装模块10来取得。使安装模块10运转,在模拟进行了安装头70将电子电路元件向电路基板54安装的安装动作之后,使安装模块10停止。在停止后,按照设定时间利用基准标记拍摄装置28来拍摄轨道基准标记59,取得其位置偏差量。该设定时间比热膨胀消除设定时间短,既可以与所述S28a的第一设定时间相同,也可以不同。并且,若轨道基准标记59的位置偏差量成为能够将热膨胀消除的值,则取得此时的安装模块10运转停止之后经过的经过时间。经过时间将安装模块10的运转持续时间分成不同的多个种类而取得。安装模块10在运转开始后,在构成部件的温度上升而成为恒定的常规状态之前,有时会因某些原因而停止。这种情况下,安装模块10的构成部件的温度未达到常规温度,因此根据运转持续时间的长度而停止后的温度下降斜率不同,这是因为,轨道基准标记59的位置偏差量的减小斜率不同,位置偏差量的减小所需的时间也不同。并且,将运转停止前的运转持续时间分成多个阶段,按照各阶段,将用于取得热膨胀消除设定时间的运转持续时间设定至少各1个、在本实施方式中设定各1个而取得经过时间,作为热膨胀消除设定时间,对应于运转持续时间阶段而存储在热膨胀消除设定时间存储器中。在S41中,读出在S40中存储的运转持续时间,而确定热膨胀消除设定时间。
在经过设定时间之后,执行S42。然后,使基准标记拍摄装置28移动而拍摄轨道基准标记59,算出轨道基准标记59的位置偏差量并与设定值进行比较。在该拍摄时,基准标记拍摄装置28首先移动到编码器216的值成为轨道基准标记正规拍摄位置规定值的位置。而且,使基准标记拍摄装置28移动,以排除间隙影响。若未得到轨道基准标记59的图像,则基准标记拍摄装置28改变位置进行拍摄。过大热膨胀的检测在通过通常运转中的拍摄得到了轨道基准标记59的图像的状态下进行,因此在S42的拍摄时也得到了轨道基准标记59的图像,算出位置偏差量。用于进行S42的判定的设定值是外螺纹部件112返回无热膨胀状态的状态下的位置偏差量,设定成比预想因拍摄误差、基准标记拍摄装置28的定位误差或组装误差而产生的轨道基准标记59的位置偏差量的绝对值稍大的值。
若位置偏差量的绝对值为设定值以下,则通常运转中产生的过大位置偏差推定为原因在于过大的热膨胀。热膨胀具有如下的特征,无论是否过大,都会随着时间的经过而减小,由此位置偏差量也减小,执行S43,将定位不良的发生及不良的原因推定为外螺纹部件112的过大热膨胀的情况显示在显示画面206上,进行报知。作为过大热膨胀的原因,推定为例如电动机110的负载过大的情况,设置于安装模块10的空调器异常、外螺纹部件112周边的温度上升,外螺纹部件112的温度过度上升而产生过大的热膨胀的情况。该推定也被报知。
相对于此,若位置偏差量大于设定值,则执行S44,报知定位不良的发生及不良原因不明的情况。这是因为,在位置偏差量不是突然增大,即使通过使安装模块10停止而将热膨胀引起的位置偏差消除的状态下位置偏差量仍然较大时,虽然可知不良原因不是过大的热膨胀,但该原因不明。而且,在通常运转中,位置偏差量增大,但不是突然增大,且增加斜率标准,即使S38a成为否的情况下也同样,通过执行S44来报知原因不明的不良的发生。
若通常运转中突然产生过大位置偏差,则执行S45~S48。S45、S46与上述S8、S10同样地执行。在S45中,以3种不同的加速度使基准标记拍摄装置28移动而对轨道基准标记59继续拧拍摄。并且,若取得的3个正反差中的最小和最大的正反差的变动大,则定位不良的原因被推定为松弛偏差(S47)。而且,若变动小,则定位不良的原因推定为强制偏差(S48)。执行S45~S48的是通过S28b的拍摄而得到的轨道基准标记59的图像的位置偏差量剧增的情况。然后,进行不良的发生、推定原因的报知及安装模块10的停止。
操作者基于显示在显示画面206上的定位不良的推定原因,进行维护等,以消除定位不良。而且,若原因不明,则查明原因,并将其消除。
在执行S37~S48之后,在S49中将标志F设成ON,表示基于轨道基准标记59的拍摄而进行定位不良的检测的情况。然后,与上述S28m同样地执行S50,判定通过通常运转中的头基准标记140b的拍摄而得到的位置偏差量是否大于设定量。若位置偏差量大于设定量,则执行S137~S148,基于头基准标记140b的拍摄而进行定位不良的原因检测。用于进行该检测的步骤,对各步骤标注将S37~S48的各步骤编号加上100的编号进行表示,拍摄的基准标记为头基准标记140b,拍摄通过元件拍摄装置30进行,除此之外,与S37~S48同样地执行。但是,虽然位置偏差量的增加斜率变大,但是由于过大热膨胀的检测已经进行,因此S51也成为是而不执行S138~S144,执行S52而将标志F重置为OFF。而且,若头基准标记140b的位置偏差量为设定量以下,则S50成为否而执行S52。
在通常运转中,虽然轨道基准标记59的位置偏差量并未过大,但头基准标记140b的位置偏差量过大时,S28l的判定结果为否,S28m的判定结果成为是而执行S137~S148。若头基准标记140b的位置偏差量并未剧增,则S137的判定结果成为否而执行S51,但过大热膨胀的检测还未进行,标志F未设,因此S51的判定结果成为否而执行S138~S144。
从以上的说明可知,在本实施方式中,模块主体18构成静止部件,电动机110的编码器216构成工作位置检测装置,X轴方向移动装置80、Y轴方向移动装置82一起构成吸嘴定位装置。而且,X轴滑动件102的支腿部支承部162等、设有头安装装置148的构成要素的部分构成被安装部,安装头70的头主体124的支腿部156等、设有头安装装置148的构成要素的部分构成可拆卸部,头基准标记140相对于可拆卸部而固定设置。
另外,也可以基于头基准标记140的拍摄来进行进给丝杠机构116的间隙过大的检测。在运转开始前通过轨道基准标记59的拍摄而检测出包括松弛偏差、强制偏差在内的不良、原因不明的异常时,也可以通过头基准标记140的拍摄来进行定位不良的检测。
另外,也可以省略S10的判定,若S9的判定的结果是正反差过大,则作为产生不良。这种情况下,不良原因包括松弛偏差及原因不明的异常。
定位装置的定位不良的原因为定位装置的负载过大的情况可以不用等待工作位置检测装置的检测值与被检测部的图像的位置的关系返回标准的关系明确,就可以推定。基于图16来说明该实施方式。
在本实施方式中检测定位不良,用于推定不良原因的程序除了为了检测外螺纹部件112的过大热膨胀而取代S41、S42、S141、S142来执行S61~S64、S161~S164的情况之外,与所述实施方式的程序同样地构成。在S61中,判定是否经过了第二设定时间。在S61中反复读入时刻,基于距第一次读入的时刻的时间的经过来判定是否经过了第二设定时间。若经过第二设定时间,则执行S62,使计数器的计数值N增加1,并进行轨道基准标记59的拍摄、位置偏差量的取得、向停止时位置偏差量存储器的存储。基准标记拍摄装置28进行移动,以排除间隙的影响。
接着,在S63中根据计数值N是否为设定值Nsr以上,来判定安装模块10的停止状态是否持续设定时间以上。若定位不良的原因为过大的热膨胀,则由于运转停止引起的温度下降而使外螺纹部件112的热膨胀量减小,随着时间的经过,轨道基准标记59的位置偏差量减小。因此,轨道基准标记59的位置偏差量的减小斜率若是推定为在停止时间足够长时位置偏差量成为接近于外螺纹部件112没有热膨胀的状态下的量的大小,则能够推定为定位不良的原因是过大的热膨胀。在安装模块10停止之后,在比位置偏差量接近比外螺纹部件112没有热膨胀的状态下的量所需的时间短的时间内能够取得减小斜率,设定值Nsr设定成为了得到与热膨胀对应的位置偏差量的减小斜率所需的时间、可取得轨道基准标记59的位置偏差量的值。
设定值Nsr根据运转持续时间而预先设定多个种类。在上述S41中,与用于对是否经过了足以消除热膨胀的时间的进行判定的热膨胀消除设定时间的设定同样地,模拟地使本安装模块10为新品的状态或与本安装模块10为同种机型且可确保正常的安装模块10工作,在停止之后,按照预先设定的时间,拍摄轨道基准标记59而取得位置偏差量,通过取得该减小斜率成为设定减小斜率所需的时间而设定。与温度下降相伴的轨道基准标记59的位置偏差量的减小斜率因运转停止时的外螺纹部件112的温度而不同,因运转持续时间而不同,因此将运转停止前的运转持续时间分为多个阶段,按照各阶段将运转持续时间设定至少各1个、在本实施方式中设定各1个,取得运转停止后的位置偏差量的减小斜率及取得减小斜率所需的时间。将该时间换算成设定值Nsr,对应于运转持续时间阶段而存储在热膨胀消除设定值存储器中。减小斜率也存储作为设定减小斜率。在安装模块10停止之后取得轨道基准标记59的位置偏差量的时间间隔即S61的第二设定时间设定成例如与取得设定值Nsr等时进行的轨道基准标记59的拍摄用的时间间隔相同的长度。第二设定时间既可以与所述第一设定时间为相同长度,也可以为不同长度。在S63中,基于在S40中存储的运转持续时间来确定设定值Nsr。
在计数值N成为设定值Nsr以上之前,反复执行S61~S63。基准标记拍摄装置28在第一次执行S62的拍摄之后,保持停止在拍摄轨道基准标记59的位置上的状态,保持原有状态地通过基准标记拍摄装置28来拍摄轨道基准标记59。也可以在每当执行S62时,使基准标记拍摄装置28朝向轨道基准标记59移动,来拍摄轨道基准标记59。
若计数值N成为设定值Nsr,则执行S64,判定轨道基准标记59的位置偏差量的减小斜率是否大致等于设定减小斜率。该判定在S62中基于每经过第二设定时间时取得的位置偏差量进行,例如,基于最新的位置偏差量及最早的位置偏差量来算出位置偏差量的减小斜率,与设定减小斜率进行比较。设定减小斜率基于在S40中存储的运转持续时间来确定。若算出的实际的减小斜率在可视为设定减小斜率的范围的值,则热膨胀随着时间的经过而减小,轨道基准标记59的位置偏差量接近没有热膨胀的状态下的量,推定为轨道基准标记59与编码器216的检测值的关系返回标准的关系,不良原因被推定为过大的热膨胀,执行S43。若减小斜率是不可视为设定减小斜率的范围的值,则不良原因不明,执行S44。另外,计数值N在S63的判定成为是之后,重置为0,例如,在S43、S44中重置。
与利用元件拍摄装置30对头基准标记140b进行拍摄而检测定位不良的情况同样地,根据头基准标记140b的位置偏差量的减小斜率的大小来判定定位不良的原因是否为过大的热膨胀。在S163、S164的各判定中使用的设定值Nsh及设定减小斜率,是通过使安装模块10以多种运转持续时间进行工作,在停止后,按照设定时间利用元件拍摄装置30拍摄头基准标记140b来取得的。
接着,基于图17说明间隙及松弛偏差的检测的另一实施方式。在基于图12所示的流程图来说明的上述实施方式中,在若充分减小使基准标记拍摄装置28向正方向和反方向移动时的加、减速度则不会产生松弛偏差的前提下,检测了间隙,但在本实施方式中,没有该前提而进行间隙和松弛偏差的检测。另外,对于图12所示的流程图,仅对不同的部分改变步骤编号进行说明。
在本实施方式中,在执行S1~S4之后,与上述S8同样地执行S71。然后,在S72中判定正反差是否过大。在S71中判定取得的多个例如3个正反差中的最大正反差是否为设定值以上,若比设定值小,则执行S73,将最大正反差作为间隙量而存储在间隙量存储器中。正反差有时因松弛偏差而产生,但以松弛偏差为原因的最大正反差比不是过大的间隙大。因此,设定值设定成能够判断松弛偏差及过大间隙与不是过大的间隙的大小,比设定值小的最大正反差被判定为是由未过大间隙引起的。间隙量存储器是即便安装模块10的电源为OFF也可保存数据的部件,在S73中,取代当前存储于间隙量存储器的间隙量,而存储S71中取得的最大正反差。
若最大正反差为设定值以上,则会产生某种定位不良,执行S74,判定正反差是否剧增。该判定根据从S71中取得的3个正反差中的最大正反差减去存储在间隙量存储器中的间隙量而得到的差是否为设定值以上来进行。存储在间隙量存储器中的间隙量既可以是与执行本次S74为同日且为执行S74之前存储的量,也可以是在执行本次S74之前的日子执行而存储的量。无论如何,存储在间隙量存储器中的间隙量均为最新的值,若与其之差小于设定值、正反差不是剧增,则可认为正反差是由于间隙引起的。这是因为间隙量平缓增大。
若S74的判定结果为否,则执行S75而报知间隙过大,并将S74的判定中使用的最大正反差作为间隙量,取代当前存储在间隙量存储器中的间隙量而存储。相对于此,若正反差剧增,则过大的正反差不是由间隙引起的,S74的判定成为是而执行S10~S12,根据取得的3个正反差的变动是否大而进行松弛偏差的检测。
在通过对头基准标记140进行拍摄而检测定位不良时,通过执行S18而取得3个正反差之后,与S74同样地执行S76,判定正反差是否剧增。间隙过大的检测可以通过轨道基准标记59的拍摄来进行,若正反差并未剧增,则执行S26。若正反差剧增,则执行S20~S22,进行松弛偏差等的检测。
另外,定位装置的过大间隙的检测也可以在电子电路元件安装机的通常运转过程中进行。
另外,也可以对以线性电动机90为驱动源的Y轴方向移动装置82检测过大的热膨胀、松弛偏差、强制偏差。这种情况下,优选尽可能地利用热膨胀率小的材料来形成线性标尺94,并且尽可能地以不会受到线性电动机90的温度上升的影响的位置及状态(也难以受到放射热的影响等)进行设置。
另外,也可以使Y轴方向移动装置包含进给丝杠机构,来检测过大的间隙。
此外,也可以分别拍摄设置在基板保持装置上的被检测部即多个轨道基准标记来检测定位不良。这种情况下,例如通过将多个轨道基准标记的各位置偏差量进行比较,能够确定过大间隙的发生部位或取得过大热膨胀的发生状态。
可以在安装头侧设置多个被检测部。这种情况下,例如,在相对于拍摄装置移动的多个部件例如设置在安装头70、X轴滑动件100、102、基准标记拍摄装置28等相互分体的两个部件以上和/或一个部件中的沿着X轴方向隔开的两个部位以上设置被检测部而进行拍摄,取得各位置偏差量。基于取得的多个位置偏差量,例如能够确定间隙、热膨胀的发生状况或松弛偏差、强制偏差的发生部位。
Claims (3)
1.一种电子电路元件安装机的定位不良检测方法,用于在电子电路元件安装机中检测由至少包括定位装置的间隙过大在内的多种原因引起的定位不良并推定该定位不良的原因,
该电子电路元件安装机包括:(a)基材保持装置,其保持电路基材;(b)元件供给装置,其供给电子电路元件;(c)安装头,其通过元件保持件从该元件供给装置接受电子电路元件,并安装到由所述基材保持装置保持的电路基材上;及(d)所述定位装置,其具备驱动源及运动传递装置,使所述基材保持装置和所述安装头沿着与由基材保持装置保持的电路基材的表面平行的方向进行相对移动,由此进行所述基材保持装置与安装头的相对定位,
所述定位不良检测方法的特征在于包括如下步骤:
将被检测部固定地设置在所述基材保持装置和所述安装头中的一方,将拍摄该被检测部的拍摄装置固定地设置在另一方,并且,在所述定位装置上设置检测所述驱动源的工作位置的工作位置检测装置,
检测使所述驱动源向正方向和反方向且以比通常加减速度小的加减速度工作直至所述工作位置检测装置的检测值彼此相同时的、所述拍摄装置的画面内的所述被检测部的两个图像的偏差量,基于该偏差量来检测间隙量,在所检测出的间隙量超过了设定间隙量时检测出所述定位不良,并将该定位不良的原因推定为所述定位装置中的间隙的过大,
检测使所述驱动源向正方向和反方向且以包括比通常加速度大的加速度在内的不同的多种加速度工作直至所述工作位置检测装置的检测值彼此相同时的、所述拍摄装置的画面内的所述被检测部的两个图像的偏差量,在从最大的偏差量减去所述间隙量所得到的量为设定量以上时,将所述定位不良的原因推定为因处于所述被检测部与所述拍摄装置之间的连接装置的松弛所产生的松弛偏差。
2.根据权利要求1所述的电子电路元件安装机的定位不良检测方法,其中,
所述运动传递装置包括进给丝杠机构,该进给丝杠机构包括相互螺合的外螺纹部件和螺母,所述间隙包括该进给丝杠机构的间隙。
3.根据权利要求1或2所述的电子电路元件安装机的定位不良检测方法,其中,
所述安装头具备利用负压来吸附并保持电子电路元件的吸嘴,
所述定位装置包括吸嘴定位装置,该吸嘴定位装置使该吸嘴沿着与由所述基材保持装置保持的电路基材的表面平行的方向移动,并将该吸嘴相对于电路基材进行定位。
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