CN103329646B - 下支承销配置确定设备和下支承销配置确定方法 - Google Patents

Abstract

一种下支承销模块（22），被成形为具有：被支撑在由放置在基板保持部分上的支承板上的底座部分（23）、从底座部分（23）向上延伸的轴（24B）、位于轴（24B）的上部分上且轴（24B）的外径在该处变小的缩径部分（26）、以及形成在缩径部分（26）的顶部上并且在与基板的下支承表面接触时下支承的接触表面（26a）；下支承销模块（22）被从上方成像以捕获下支承销模块（22）的平面图像，该图像经受识别处理，从而在设置在从轴（24B）的外周过渡到缩径部分（26）的高度位置处的识别基准位置（24b）处检测轴（24B）的外形。由此，即使当保留在基板的下侧表面上的外来物质已粘附至接触表面（26a）时，下支承销模块（22）的位置也能够被以足够识别精度稳定地识别。

Description

下支承销配置确定设备和下支承销配置确定方法

技术领域

本发明涉及下支承销配置确定设备和下支承销配置确定方法，其用于确定用于接收电子部件安装设备中基板的下侧的下支承销的配置是否合适。

背景技术

在将电子部件安装在基板上的部件安装过程中，基板在其下侧由下侧接收部分支承时，被定位和保持。在多个下支承销维持与下侧接触的同时，用于支承基板下侧的下支承销方法已经广泛地用作接收基板的下侧的方法。在下支承销方法下，当在前面的过程中已经将部件安装在基板的下侧上时，下支承销必须通过选择下支承销可接收下侧而不与已经存在的部件的位置相干扰的位置来定位。在完成定位销的作业之后，执行下支承销是否实际定位在由此选择的正确位置处的检查。作为检查下支承销的位置的方法的已知方法是用照相机识别维持与基板接触的前端，由此检测下支承销的位置（参见例如专利文献1）。

<相关技术文献>

<专利文献>

专利文献1：日本专利No.4014270

发明内容

<本发明所要解决的问题>

但是，在上述的现有技术的示例中，已经出现了诸如下面将描述的不方便，原因在于位置检测的识别目标的表面是与基板接触的下支承销的前端。具体地，在前面的过程中，膏状的外来物质，诸如助焊剂，经常保持粘合至基板的下侧。在其中下支承销已经用来在作业中接收多个基板的状态下，外来物质粘附到下支承销的前端。为此，当下支承销的前端的图像由照相机捕获以识别位置时，存在着由于外来物质的存在而劣化实现的识别精度的潜在风险，由此造成稳定位置识别困难和引起错误识别。

相应地，本发明的目的在于提供一种下支承销配置确定设备和下支承销配置确定方法，以使得能够以超高识别精度稳定地识别下支承销的位置。

<解决问题的手段>

本发明的下支承销配置确定设备涉及如下的下支承销配置确定设备，其确定用于接收基板的下侧的下支承销是否正确地排列在电子部件安装设备中，该电子部件安装设备将电子部件安装在由基板保持部分保持的基板上，其中，

该下支承销具有包括如下的形状：由放置在所述基板保持部分中的支承板支承的底座、从所述底座向上延伸的轴、位于所述轴的上部分上并且所述轴的外径在其中变小的缩径部分、以及接触并接收所述基板的下侧表面并且形成在所述缩径部分的顶部上的接触表面；并且所述设备具有：

成像单元，其从上方捕获所述下支承销的图像从而获得平面图像；

轴形状检测部分，其使该图像经受识别处理，从而在设置在出现从所述轴部分的外周到所述缩径部分的过渡的高度处的识别基准位置处检测轴的外形；以及

销配置确定部分，其将从检测到的外形而确定的下支承销的平面位置与预设的销配置数据进行比较，由此确定所述下支承销是否正确地排列。

本发明的下支承销配置确定方法涉及如下的下支承销配置确定方法，其用于确定接收基板的下侧的下支承销是否正确地排列在电子部件安装设备中，该电子部件安装设备将电子部件安装在由基板保持部分保持的基板上，其中，

该下支承销具有包括如下的形状：由放置在所述基板保持部分中的支承板支承的底座、从所述底座向上延伸的轴、以及位于所述轴的上部分上并且所述轴的外径在其中变小的缩径部分、接触并接收所述基板的下侧表面并且形成在所述缩径部分的顶部上的接触表面；并且所述方法包括：

成像步骤，从上方捕获所述下支承销的图像从而获得平面图像；

轴形状检测步骤，使该图像经受识别处理，从而在设置在出现从所述轴的外周到所述缩径部分的过渡的高度处的识别基准位置处检测轴的外形；以及

销配置确定步骤，将从检测到的外形而确定的下支承销的平面位置与预设的销配置数据进行比较，由此确定所述下支承销是否正确地排列。

<本发明的优点>

根据本发明，接收基板的下侧的下支承销被赋予了包括如下的形状：从底座向上延伸的轴、以及在该轴的上部分上且在其中该轴的外径变小的缩径部分，以及接触并接收基板的下侧表面并形成在该缩径部分的顶部上的接触表面。

在确定销位置的销位置检测的情况下，从上方捕获下支承销的图像，以由此获取下支承销的平面视图。该图像经受识别处理，由此在设置在出现从轴的外周到该缩径部分的过渡的高度处的识别基准位置处检测轴的外形。即使当在基板的下侧表面上的外来物质粘附至接触表面时，下支承销模块的位置也能够被以超高识别精度稳定地识别。

附图说明

图1是示出本发明的实施例的电子部件安装设备的结构的俯视图。

图2是其中（a）和（b）是描述本发明的实施例的电子部件安装设备中基板输送机构和基板保持部分的结构的说明性视图。

图3是其中（a）和（b）是描述本发明的实施例的电子部件安装设备的用于基板保持部分的下支承销模块的结构的说明性视图。

图4是本发明的实施例的电子部件安装设备的局部剖视图。

图5是示出本发明的实施例的电子部件安装设备的控制系统的结构的框图。

图6是其中（a）和（b）是确定本发明的实施例的电子部件安装设备的下支承销的位置的说明性视图。

图7是其中（a）和（b）是确定本发明的实施例的电子部件安装设备的下支承销的位置的说明性视图。

具体实施方式

现参照附图描述本发明的实施例。首先，参照图1和图2中的（a）和（b）描述电子部件安装设备1的总体结构。电子部件安装设备1具有将电子部件安装在由基板保持部分保持的基板上的功能。图1中，基板输送机构2定位在沿X方向（基板输送方向）的工作台1a的中心处。基板输送机构2具有输送基板3并通过下面将描述的部件安装机构将基板3定位在安装作业位置处的功能，基板3从上游侧被载入基板输送机构2。基板输送机构2具有彼此平行放置的两个输送导轨2a。在基板输送机构2的中心处，布置用于接收和保持被载入基板3的下侧的基板保持部分2c以及按压和夹持通过基板保持部分2c从上方升起的基板3的彼此相对的两个侧端部的按压构件2b。

馈送作为安装目标的电子部件的部件馈送部分4布置在基板输送机构2的任一侧上。多个带馈送器5并排放置在各个部件馈送部分4中。各个带馈送器5具有通过下文将描述的部件安装机构将保持在载带上的部件按节距馈送到排出位置的功能。Y轴可移动台6沿X方向放置在工作台1a的顶表面的一端上的升起位置处，而两个X轴可移动台7接合到Y轴可移动台6从而沿Y方向可滑动。安装头8附接至每个X轴可移动台7从而沿X方向可滑动。

安装头8是由多个单元保持头9构成的多个头。在各个单元保持头9的下端处附接至吸嘴保持器的用于拾取部件的拾取吸嘴9a（参见图4）通过真空抽吸保持电子部件，该电子部件是安装目标并从带馈送器5馈送。Y轴可移动台6和X轴可移动台7构成用于移动安装头8的头移动机构。通过致动该头移动机构，各个安装头8在部件馈送部分4与由基板保持部分2c定位并保持的基板3之间移动并相对于基板3上下移动，由此将该保持的电子部件安装至基板3。安装头8和用于移动该安装头8的头移动机构构成从相对应部件馈送部分4拾取部件并将该部件安装至基板3的部件安装机构14。

与安装头8一起整体移动的基板识别照相机10附接至各个X轴可移动台7的下侧。通过致动头移动机构将基板识别照相机10移动至在由基板输送机构2保持的基板3上方的升高位置，由此，基板识别照相机10捕获制作在基板3上的识别标记的图像。部件识别照相机11、第一吸嘴壳体12，以及第二吸嘴壳体13沿安装头8的行进路径布置在部件馈送部分4与基板输送机构2之间。已经从部件馈送部分4拾取部件的安装头8执行沿预定方向穿过部件识别照相机11上方的升高位置的扫描操作，由此，部件识别照相机11捕获由相对应的安装头8保持的部件的图像。

附接至单元保持头9的吸嘴保持器的多个拾取吸嘴9a根据部件类型被容纳和保持在第一吸嘴壳体12内。同样，容纳和保持在第二吸嘴壳体13中的是销传递吸嘴（从附图中省略），该销传递吸嘴附接至单元保持头9的吸嘴保持器并用于后面将描述的下支承销模块22。各个安装头8进入第一吸嘴壳体12和第二吸嘴壳体13以由此执行吸嘴更换操作，由此待附接至单元保持头9的拾取吸嘴可以根据目的和目标部件的类型来更换。

参照图2中的（a）和（b）描述基板输送机构2的结构和功能。如图2中的（a）和（b）所示，基板输送机构2由彼此平行放置的两个输送导轨2a构成。输送机构2d沿输送方向放置在每个输送导轨2a内部。输送机构2d被致动同时基板3的两个侧端都保持与输送机构2d的顶表面接触，由此沿基板的输送方向输送基板3。另外，放置在输送机构2d内部的是从下方支承基板的侧端部的夹持部分2e，当基板的侧端部被按压构件2b按压并夹持时，进入与支承板21的接触，以由此上下移动侧端部。基板保持部分2c根据部件安装机构14的作业位置放置在基板输送机构2的中心。

基板保持部分2c配置成通过提升机构20升起或降下（沿箭头“a”）水平板状支承板21。从其下侧支承基板3的下支承销模块22（下支承销）直立地设置在支承板21的顶表面上。支承板21通过用诸如钢板的磁性物质21a覆盖由诸如铝的非磁性物质制成的板构件21b的顶表面来加以配置。根据接收基板3的下侧的位置，下支承销模块22放置在磁性物质21a上的任意位置处，基板3的下侧将要由下支承销模块22接收。

在下侧接收状态下，通过容纳在下支承销模块22的相应的底座23中的磁性构件，下支承销模块22凭借作用在下支承销模块22和磁性物质21a之间的磁吸力而紧固至支承板21。附带地，固定下支承销模块22的方式不总是限于使用源自磁性构件的磁吸力的方法。例如，还可以采用通过底座23的自重定位和保持下支承销模块22的方法和开设分别用于将下支承销模块22定位和保持在支承板21中的附接孔并分别将下支承销模块22固定地插入各个附接孔的方法。

在该情形中，如图2中的（b）所示，支承板21通过提升机构20的致动而提升（如箭头“b”所指示的）。对于相应的下支承销模块22的上端和夹持部分2e的上端由此变成与基板3的下侧接触，且基板3的下侧由基板保持部分2c接收和保持。另外，基板3的两端都被抵靠对应的按压构件2b的下侧按压以由此固定地定位。

参照图3中的（a）和（b），现描述各个下支承销模块22的结构。下支承销模块22直立站立在支承板21上的任意位置处并呈现从下面接收和支承基板3的下侧的功能。如图3中的（a）所示，每个下支承销模块22被配置成使得下轴24A从接触支承板21的底座23向上延伸且直径小于下轴24A的上轴24B从设置在下轴24A的上端上的凸缘25进一步向上延伸。当下支承销模块22由可移动地附接至单元保持头9的销传递吸嘴通过抽吸保持时，使用凸缘25。

下轴24A和上轴24B中的每一个设置成采用圆形横截面轮廓。外径小于上轴24B的缩径部分26设置在上轴24B的上部分中。如图3中的（b）所示，缩径部分26的顶表面用作接触表面26a，该接触表面26a跟基板3的下侧表面3a接触（参见图6中的（a））以由此支承该下侧表面。接触表面26a的外径D2被设置成变得比上轴24B的外径D1小。具体地，缩径部分26由具有比上轴24B的外径D1小的外径D2并在其顶部上具有接触表面26a的小径部分26b；以及通过圆锥形表面26e将小径部分26b的外周26c连接至上轴26B的外周24a的锥形部分26d构成。

在下支承销配置确定中，缩径部分26变成基板识别照相机10的位置识别的目标，以便确定下支承销模块22是否正确地排列在支承板21上。具体地，在下支承销排列作业完成之后，相对应的安装头8被移动，由此从而将基板识别照相机10移动到在相应的下支承销模块22上的每个升高位置处，如图4所示。下支承销模块22的图像由用作成像单元的基板识别照相机10从上方捕获，由此获得相应的下支承销模块22的平面图像。这些图像经受识别处理，由此检测相应的下支承销模块22的位置，这些位置是成像目标，如下面将描述的。

参照图5，现描述控制系统的结构。控制部分30是算术逻辑单元并根据存储在存储部分31中的不同程序和数据来控制下面将描述的各个部分。除了用于将电子部件安装在基板3上的安装数据31a之外，销配置数据31b也存储在存储部分31中。销配置数据31b是用于将下支承销模块22定位在支承板21上的位置坐标数据并根据基板3的每种类型加以存储。机构致动部分32在控制部分30的控制下致动基板输送机构2、基板保持部分2c，以及部件安装机构14。由此，基板输送机构2执行输送基板3的操作；基板保持部分2c执行保持基板的操作；以及部件安装机构14执行安装部件的操作。

识别处理部分33对由基板识别照相机10和部件识别照相机11执行的成像结果进行识别处理。基板3的位置由此被识别，且由安装头8保持的电子部件的位置被检测。当部件安装机构14将电子部件安装在基板3上时，基于识别结果对加载位置进行纠正。轴形状检测部分34基于由识别处理部分33执行的识别处理的结果来执行检测在设置在出现从上轴24B的外周24a到缩径部分26的过渡的高度处的识别基准位置24b处的上轴24B的外形的处理。销配置确定部分35将由轴形状检测部分34检测的上轴24B的外形确定的下支承销模块22的平面位置与预设的销配置数据31b进行比较，由此确定下支承销模块22是否正确地排列。

显示部分36是显示装置，诸如液晶面板，并显示由基板识别照相机10获得的图像、由识别处理部分33和轴形状检测部分34处理的识别图像，以及由销配置确定部分35产生的确定结果。操作输入部分37是输入装置，诸如键盘和出现在显示部分36的显示屏上的触摸板，且输入数据的操作指令或操作通过操作输入部分37来执行。关于上面的结构，基板识别照相机10、识别处理部分33、轴形状检测部分34，以及销配置确定部分35，在用于将电子部件安装在由基板保持部分2c保持的基板3上的电子部件安装设备1中，构成用于确定从下方接收基板3的下支承销模块22是否正确地排列的下支承销配置确定设备。

参照图6中的（a）和（b）以及图7中的（a）和（b），给出确定具有前述结构的电子部件安装设备1中的下支承销模块22是否正确地排列在支承板21上的下支承销配置确定方法的说明。图6中的（a）显示在通过下支承销模块22从多个基板3下方连续接收的处理中实现的下侧表面3a和缩径部分26的情形。由于前面过程中作业的原因，膏状的外来物质27，诸如助焊剂，粘附到基板3的下侧表面3a。在其中下支承销模块22已经用于接收多个基板3下侧的作业中的情形下，外来物质27粘附到在各个缩径部分26的前端处的接触表面26a。图6中的（b）示出其中支承板21降低以由此将缩径部分26从下侧表面3a分开的情形。在该情形中，外来物质27在从外周26c流掉到外部的同时，粘附到小径部分26b。

在切换要生产的基板类型的情况下，在该情形下，在切换下支承销模块22位置的作业之后执行的下支承销配置确定处理期间，缩径部分26变成待由基板识别照相机10执行的成像操作的目标。具体地，基板识别照相机与安装头8一起整体移动，以由此从上方捕获各个下支承销模块22的图像并获得下支承销模块22的平面图像，如图4所示（成像过程）。图7中的（a）示出由此获取的和作为识别图像36a在显示部分36上显示的屏幕。

在该图像中，对应于圆锥表面26e的在明亮图像中的背景图像的区域呈现为黑色图像。同时，无外来物质27的粘附的接触表面26a的另一区域呈现为明亮图像。具体地，在识别图像36a中，圆锥表面26e的背景图像中的识别基准位置24b的轮廓不受外来物质27的粘附的影响。但是，在外来物质27粘附至接触表面26a的影响下，接触表面26a的轮廓不呈现在明亮图像中。轴形状检测部分34处理由此获得的识别图像36a，由此检测在识别基准位置24b处获得的上轴24B的外形，该识别基准位置24b设置在出现从上轴24B的外周24a至缩径部分26的过渡的高度处（轴形状检测处理）。

图7中的（b）示出在由此检测到的识别基准位置24b处的上轴24B的外形。在该外形的检测期间，识别基准位置24b的轮廓不受外来物质27的粘附的影响。因此，当与其中接触表面26a作为识别目标的情形进行比较，可确保更精确的识别精度。识别基准位置24b的轮廓的中心点接下来被确定，由此，代表下支承销模块22的平面位置的销配置P被检测。由此检测到的销配置P与预设的销配置数据31b进行比较，由此确定下支承销模块22是否正确地排列（销配置确定处理），且确定结果被显示并报告至显示部分36。

如上所述，关于结合实施例描述的电子部件安装设备1中的下支承销的配置的确定，用作接收放置在基板保持部分2c上的基板3的下侧的下支承销的下支承销模块22采用形状，该形状包括从底座23向上延伸的下轴24A、上轴24B、具有在上轴24B的上部分中的较小外径的缩径部分26，以及接触基板3的下侧表面3a的形成在缩径部分26的顶部上的接触表面26a。在确定销配置的位置识别的情况下，从上方捕获下支承销模块22的图像，且由此捕获到的平面图像经受识别处理，由此检测在识别基准位置24b处的上轴24B的外形，该识别基准位置24b设置在出现从上轴24B的外周至缩径部分26的过渡的高度处。即使当在基板3的下侧表面3a上的外来物质27粘附至接触表面26a，下支承销模块22的位置也可以被稳定地以超高识别精度加以识别。

该实施例示出采用为下支承销的示例，下支承销模块22通过接合径向直径彼此不同的下轴24A和上轴24B来制成。但是，也可采用其中轴具有从底座23延伸的相同直径的结构。此外，具有锥形部分26d的缩径部分26b的组合示出为缩径部分26。但是，也可采用另一个形状，只要接触表面26a的外径D2变得比上轴24B的外径D1小。

本专利申请基于2011年12月6日提交的日本专利申请（JP-2011-266588），其主题以其整体通过引用合并于此。

<工业实用性>

本发明的下支承销配置确定设备和下支承销配置确定方法获得能够稳定地以超高识别精度识别下支承销的位置的优点并可用于将电子部件安装在由基板保持部分保持的基板上的电子部件安装领域中。

<附图标记和符号的描述>

1 电子部件安装设备

2 基板输送机构

2c 基板保持部分

3 基板

8 安装头

9 单元保持头

9a 拾取吸嘴

21 支承板

24B 上轴

24b 识别基准位置

26 缩径部分

26a 接触表面

26b 小径部分

26d 锥形部分

Claims (2)

1.一种下支承销配置确定设备，所述下支承销配置确定设备确定用于接收基板的下侧的下支承销是否正确地排列在电子部件安装设备中，所述电子部件安装设备将电子部件安装在由基板保持部分保持的基板上，

其中，所述下支承销具有包括如下的形状：由放置在所述基板保持部分中的支承板支承的底座、从所述底座向上延伸的轴、位于所述轴的上部分上并且所述轴的外径在其中变小的缩径部分、以及接触并接收所述基板的下侧并且形成在所述缩径部分的顶部上的接触表面；

其中，所述下支承销配置确定设备具有：

成像单元，所述成像单元从上方捕获所述下支承销的图像从而获得平面图像；

轴形状检测部分，所述轴形状检测部分使所述图像经受识别处理，从而在设置在出现从所述轴的外周到所述缩径部分的过渡的高度处的识别基准位置处检测所述轴的外形；以及

销配置确定部分，所述销配置确定部分将从检测到的外形而确定的所述下支承销的平面位置与预设的销配置数据进行比较，由此确定所述下支承销是否正确地排列，

其中，所述轴采用圆形横截面轮廓；

其中，所述缩径部分包括小径部分和锥形部分，所述小径部分的外径小于所述轴的外径并且在其顶部上具有所述接触表面，并且所述小径部分的外周和所述轴的外周在所述锥形部分中通过圆锥表面互连，并且

其中，所述轴在识别基准位置处的外形呈现为所述图像的在明亮背景中为黑色的区域。

2.一种下支承销配置确定方法，所述下支承销配置确定方法用于确定接收基板的下侧的下支承销是否正确地排列在电子部件安装设备中，所述电子部件安装设备将电子部件安装在由基板保持部分保持的所述基板上，其中，所述下支承销具有包括如下的形状：由放置在所述基板保持部分中的支承板支承的底座、从所述底座向上延伸的轴、位于所述轴的上部分上并且所述轴的外径在其中变小的缩径部分、以及接触并接收所述基板的下侧表面并且形成在所述缩径部分的顶部上的接触表面，所述方法包括：

成像步骤，所述成像步骤从上方捕获所述下支承销的图像从而获得平面图像；

轴形状检测步骤，所述轴形状检测步骤使所述图像经受识别处理，从而在设置在出现从所述轴的外周到所述缩径部分的过渡的高度处的识别基准位置处检测所述轴的外形；以及

销配置确定步骤，所述销配置确定步骤将从检测到的外形而确定的所述下支承销的平面位置与预设的销配置数据进行比较，由此确定所述下支承销是否正确地排列，

其中，所述轴采用圆形横截面轮廓；

其中，所述缩径部分包括小径部分和锥形部分，所述小径部分的外径小于所述轴的外径并且在其顶部上具有所述接触表面，并且所述小径部分的外周和所述轴的外周在所述锥形部分中通过圆锥表面互连；并且

其中，所述轴在识别基准位置处的外形呈现为所述图像的在明亮背景中为黑色的区域。