CN103369948A - 安装装置、安装位置的校正方法及基板的制造方法 - Google Patents

安装装置、安装位置的校正方法及基板的制造方法 Download PDF

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CN103369948A CN2013100947219A CN201310094721A CN103369948A CN 103369948 A CN103369948 A CN 103369948A CN 2013100947219 A CN2013100947219 A CN 2013100947219A CN 201310094721 A CN201310094721 A CN 201310094721A CN 103369948 A CN103369948 A CN 103369948A
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Abstract

本发明提供一种即使在安装部以及拍摄部的移动范围内的各位置上安装部和拍摄部的相对位置关系变化,也可以将电子部件安装到基板上的正确的位置上的安装装置、安装位置的校正方法及基板的制造方法。根据本发明的安装装置包括:安装部、拍摄部以及控制部。安装部可以在移动范围内移动,用于保持电子部件并安装到基板上。拍摄部可以与安装部一起移动,用于拍摄安装电子部件时通过安装部保持的电子部件。控制部在安装电子部件前,通过拍摄部在移动范围的不同位置拍摄安装部或通过安装部保持的保持物,并根据拍摄获得的图像算出在移动范围内的各位置的安装部和拍摄部的相对偏移量,在安装电子部件时根据偏移量校正电子部件的安装位置。

Description

安装装置、安装位置的校正方法及基板的制造方法
技术领域
本发明涉及在将基板安装到基板上时对电子产品的安装位置进行校正的安装装置等技术。
背景技术
在现有技术中,将电阻、电容器以及线圈等各种电子部件安装到基板上的安装装置是众所周知的(参考下述专利文献1)。专利文献1所记载的部件安装机具有:安装头,吸附从供给部供给的电子部件并将其安装到基板上;部件识别装置,用于识别电子部件相对于安装头的吸嘴是否以正确的姿势吸附。
安装头形成角塔旋转型的头,该安装头根据角塔的旋转按照顺序通过多个吸嘴吸附电子部件,之后将吸附于多个吸嘴的电子部件按照顺序安装到基板上。
部件识别装置包括:第一拍摄单元,通过反射镜从下侧拍摄通过吸嘴吸附的电子部件;第二拍摄单元,从侧面拍摄电子部件。部件安装机根据通过拍摄单元拍摄的电子部件的图像识别相对于吸嘴的电子部件的吸附姿势并校正电子部件的安装位置,并在此基础上将电子部件安装到基板上。
安装头以及部件识别装置设置于沿Y轴方向延伸的Y梁的下侧,该Y梁设置于沿X轴方向延伸的X梁的下侧。安装头以及部件识别装置根据X梁以及Y梁的驱动在X-Y平面内一体地移动。
X梁和Y梁一般通过导轨等机械结构移动移动对象物。但是,导轨等机械结构不可能以完全准确的精度进行制造。作为一个例子,可以列举两个导轨不完全平行的情况。该情况下,通过两个导轨移动的部件随着移动而变形,由于该变形的影响,在安装头以及拍摄部的移动范围内的各位置,安装头和拍摄部的相对位置关系可能会变化。
这种情况下,不能正确识别相对于吸嘴的电子部件的吸附位置等,其结果,存在不能将电子部件安装到基板上的正确的位置上的问题。
现有技术文献
专利文献1:日本国特开2001-77594号公报
发明内容
鉴于此,本发明的目的在于提供一种即使在安装部以及拍摄部的移动范围内的各位置上安装部和拍摄部的相对位置关系变化,也可以将电子部件安装到基板上的正确的位置上的安装装置等技术。
根据本发明的安装装置包括:安装部、拍摄部以及控制部。所述安装部能够在移动范围内移动,用于保持电子部件并将其安装到基板上。所述拍摄部能够与所述安装部一起移动,用于拍摄安装所述电子部件时通过所述安装部保持的电子部件。所述控制部在安装所述电子部件前,通过所述拍摄部在所述移动范围的不同位置拍摄所述安装部或通过安装部保持的保持物,并根据拍摄获得的图像算出在所述移动范围内的各位置下所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量,从而在安装所述电子部件时根据所述偏移量校正所述电子部件的安装位置。
本发明在安装电子部件前,预先算出在移动范围内的各位置的安装部和拍摄部的相对偏移量,并在安装电子部件时根据算出的偏移量校正电子部件的安装位置。从而,即使在安装部以及拍摄部的移动范围内的各位置上安装部和拍摄部的相对位置关系发生变化,也可以将电子部件安装到基板上的正确的位置上。
在上述安装装置中,所述安装部也可以具有能够旋转的、用于保持所述电子部件并将其安装到所述基板上的保持部件。
这时,所述控制部也可以使所述保持部件在所述移动范围内的各位置旋转并多次拍摄所述保持部件或通过所述保持部件保持的保持物,并根据获得的多个图像算出所述各位置上所述保持部件的旋转中心,并根据所述旋转中心算出所述各位置上所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量。
如上所述,根据保持部件的旋转中心算出安装部和拍摄部的相对偏移量,从而可以更加正确地算出所述偏移量。
在上述安装装置中,所述控制部也可以算出根据在所述移动范围内的基准位置拍摄的所述多个图像而算出的所述保持部件的旋转中心即基准位置旋转中心与根据在基准位置外的位置拍摄的所述多个图像而算出的所述保持部件的旋转中心的差,作为所述偏移量。
在上述安装装置中,所述控制部也可以根据所述安装装置和所述拍摄部的在第一方向上的第一偏移量以及在与所述第一方向正交的第二方向上的第二偏移量中的至少一个进行所述电子部件的安装位置的校正。
本发明所涉及的安装位置的校正方法包括:在通过具有能够在移动范围内移动的用于保持电子部件并将其安装到基板上的安装部、以及能够与所述安装部一起移动的用于拍摄安装所述电子部件时通过所述安装部保持的电子部件的拍摄部的安装装置安装电子部件前,通过所述拍摄部在所述移动范围内的不同位置拍摄所述安装部或通过所述安装部保持的保持物;根据拍摄获得的图像算出在所述移动范围内的各位置上的所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量;以及在安装所述电子部件时根据所述偏移量进行所述电子部件的安装位置的校正。
本发明所涉及的程序使具有能够在移动范围内移动的用于保持电子部件并把所述电子部件安装到基板上的安装部、以及能够与所述安装部一起移动的用于拍摄安装所述电子部件时通过所述安装部保持的电子部件的拍摄部的安装装置执行以下步骤:在安装所述电子部件前通过所述拍摄部在所述移动范围的不同位置拍摄所述安装部或通过安装部保持的保持物的步骤;根据拍摄获得的图像算出在所述移动范围内的各位置上所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量的步骤;以及在安装所述电子部件时根据所述偏移量进行所述电子部件的安装位置的校正的步骤。
根据本发明的基板的制造方法,包括:在通过具有能够在移动范围内移动的用于保持电子部件并把所述电子部件安装到基板上的安装部、以及能够与所述安装部一起移动的用于拍摄安装所述电子部件时通过所述安装部保持的电子部件的拍摄部的安装装置安装所述电子部件前,通过所述拍摄部在所述移动范围内的不同位置拍摄所述安装部或通过所述安装部保持的保持物;根据拍摄获得的图像算出在所述移动范围内的各位置上所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量;以及在安装所述电子部件时根据所述偏移量进行所述电子部件的安装位置的校正后,将所述电子部件安装在所述基板上。
如上所述,根据本发明可以提供一种即使在安装部以及拍摄部的移动范围内的各位置上安装部和拍摄部的相对位置关系变化,也可以将电子部件安装到基板上的正确的位置上的安装装置等技术。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施方式的安装装置的主视图。
图2是示出安装装置的侧视图。
图3是示出安装装置的俯视图。
图4是示出安装装置的构成的框图。
图5是示出在安装头以及拍摄部的移动范围内的各位置收集与安装头以及拍摄部的相对位置关系相关的数据时的处理的流程图。
图6是示出在安装头以及拍摄部的移动范围内的各位置收集与安装头以及拍摄部的相对位置关系相关的数据时的处理的流程图。
图7是示出安装头以及拍摄部位于基准位置A时的样子和安装头以及拍摄部位于为基准位置外的位置的位置B时的样子的图。
图8是示出在基准位置A拍摄的电子部件的图像的一个例子的图。
图9是示出在某特定位置B拍摄的电子部件的图像的一个例子的图。
图10是示出XY平面的各位置与X轴方向的偏移量△X之间的关系的一个例子的图。
图11是示出将电子部件2安装到基板上时的处理的流程图。
具体实施方式
[安装装置100的构成以及各部的结构]
图1是示出根据本发明的第一实施方式的安装装置100的主视图。图2是安装装置100的侧视图,图3是安装装置100的俯视图。图4是示出安装装置100的构成的框图。
如这些图所示,安装装置100包括:框架结构体10;以及搬送部15,其在安装装置100的内部沿着X轴方向设置、并沿X轴方向搬送基板1。并且,安装装置100包括:支撑部20,从下方支撑通过搬送部15搬送到规定位置的基板1;以及供给部25,夹着搬送部15设置于安装装置100的前后方向两侧,用于供给电子部件2。
并且,安装装置100包括:安装头30(安装部),吸附从供给部25供给的电子部件2,并将吸附的电子部件2安装到基板1;以及头(安装头)移动机构40,在XY平面内移动安装头30。而且,安装装置100包括可以与安装头30一起在XY平面内移动、并拍摄在安装电子部件2时通过安装头30保持的电子部件2的拍摄部36。
参考图4,安装装置100还包括:控制部5、存储部6、显示部7、输入部8、空气压缩机33、角塔驱动部34以及吸嘴驱动部35等。
框架结构体10包括:底座11,设置于底部;以及多个支柱12,固定于底座11。
搬送部15(参考图2、图3)包括:导轨16,沿着X轴方向设置;输送带17,设置于导轨16的内面侧。搬送部15通过输送带17的驱动将基板1搬入并定位到规定的位置,或者排出完成了电子部件2的安装的基板1。导轨16形成为上端部16a向内侧弯曲,在基板1通过支撑部20向上方移动了时,导轨16的上端部16a可以从上侧支撑基板1。
支撑部20(参考图2)包括:支撑板21;多个支撑销22,该多个支撑销22竖立设置于该支撑板21上;以及板升降机构23,用于使支撑板21升降。
在预定安装电子部件2的基板1通过搬送部15搬送到规定的位置时,支撑板21通过板升降机构23向上方移动。如果支撑板21向上方移动,则多个支撑销22从下方支撑基板1,并将基板1推向上方。如果基板1被推向上方,则基板1离开输送带17,并通过导轨16的上端部16a从上方支撑基板1的两端部。由此,基板1被夹在支撑部20和导轨16的上端部16a之间,基板1被固定在规定的位置,在这个状态下,将电子部件2安装到基板1。
供给部25由沿着X轴方向排列的多个带盒26构成。该带盒26可相对于安装装置100进行装卸,并在内部收容有载体带。带盒26分别包括:卷轴,用于卷绕载体带;以及送出机构,以逐步进给的方式送出载体带。载体带(未图示)的内部收容有例如电阻、电容器、线圈以及IC芯片(IC:Integrated Circuit)等相同类型的电子部件2。在带盒26的端部的上表面形成有供给窗27,并通过该供给窗27供给电子部件2到安装头30。
头移动机构40(参考图1以及图2)具有:Y轴移动机构41,使安装头30沿Y轴方向移动;以及X轴移动机构46,用于使安装头30沿X轴方向移动。
Y轴移动机构41包括:Y轴框架42,沿着Y轴方向设置;以及两个导轨43,沿着Y轴方向平行设置在Y轴框架42的下侧。并且,Y轴移动机构41包括:Y轴移动体45,安装于两个导轨43的下侧;Y轴驱动部(未图示),用于沿着Y轴方向驱动Y轴移动体45。Y轴移动体45通过可以在两个导轨43上滑动的四个滑动部件44安装于两个导轨43的下侧。
X轴移动机构46包括:X轴框架47,安装于Y轴移动体45的侧面,并沿着X轴方向设置;以及两个导轨48,沿着X轴方向平行设置于X轴框架47的侧面。并且,X轴移动机构46包括:X轴移动体50,安装于两个导轨48;以及X轴驱动部(未图示),用于沿着X轴方向驱动该X轴移动体50。X轴移动体50通过可以在两个导轨48上滑动的四个滑动部件49安装于两个导轨48的侧面。
在X轴移动体50的侧面安装有支撑安装头30和拍摄部36两者的支撑体51。支撑体51包括:安装头支撑部52,用于支撑安装头30;以及拍摄部支撑部53,用于支撑拍摄部36。
作为X轴驱动部以及Y轴驱动部可以例举滚珠丝杆驱动机构、带驱动机构以及线性马达驱动机构等。根据该X轴驱动部以及Y轴驱动部的驱动,被支撑体51支撑的安装头30以及拍摄部36在XY平面的移动范围内一体地移动。
安装头30包括:角塔31,安装为可相对于设置于支撑体51的基轴54旋转;以及多个吸嘴32(保持部件),沿着角塔31的圆周方向等间距地安装于角塔31。安装头30的数量在本实施方式中为一个,但是安装头30的数量也可以为两个以上。并且,吸嘴32的数量在本实施方式中为12个(参考图3),但是不对吸嘴32的数量进行特别地限定。例如,吸嘴32的数量可以为一个。
角塔31可以以倾斜方向的轴作为旋转的中心轴而进行旋转。角塔31通过角塔驱动部34(参考图4)的驱动以所述轴作为中心轴而进行旋转。
吸嘴32以吸嘴32的轴线分别倾斜于角塔31的旋转轴的方式安装于角塔31上。
吸嘴32分别被支撑为可以相对于角塔31沿着所述轴线方向移动。并且,吸嘴32被支撑为可以相对于角塔31旋转。吸嘴32通过吸嘴驱动部35(参考图4)的驱动在规定的定时沿着轴线方向(上下方向)进行移动,或者在规定的定时绕轴线进行旋转。
多个吸嘴32中位于最低位置的吸嘴32(图1中,位于最右侧的吸嘴32)的轴线朝向垂直方向。以下,将这样的轴线朝向垂直方向的吸嘴32的位置称为操作位置。位于操作位置的吸嘴32可以通过角塔31的旋转依次进行切换。
吸嘴32与空气压缩机33(参考图4)连接。吸嘴32通过该空气压缩机33的负压以及正压的切换以对电子部件2进行吸附或脱离。
拍摄部36(参考图1)包括第一拍摄部37以及第二拍摄部38。第一拍摄部37配置于可以通过反射镜39从下方拍摄多个吸嘴32中位于最高位置的吸嘴32(图1中位于最左侧的吸嘴32)的位置。第二拍摄部38配置于可以从侧面拍摄多个吸嘴32中位于最高位置的吸嘴32的位置。而且,以下,将通过拍摄部36拍摄的吸嘴32的位置称为拍摄位置。位于拍摄位置的吸嘴32可以通过角塔31的旋转依次进行切换。
第一拍摄部37以及第二拍摄部38由例如CCD(Charge CoupledDevice:电荷耦合器件)、CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor:互补金属氧化物半导体)等构成。而且,虽然省略了图示,但是拍摄部36为了拍摄设置于基板1上的对准标记还进一步包括配置为朝向下侧的拍摄部等其他拍摄部。
控制部5例如由CPU(Central processing Unit:中央处理器)构成。控制部5根据存储于存储部6的各种程序执行各种运算,并总体控制安装装置100的各部分。对该控制部5的处理,于后面进行详细说明。
存储部6包括:非易失性存储器,存储有控制部5的控制所需的各种程序;以及易失性存储器,作为控制部5的作业区域而使用。所述各种程序也可以从光盘以及半导体存储器等便携式的存储介质读取。
显示部7由液晶显示器或EL(Electro-Luminescence:电致发光)显示器等构成,并将各种数据显示到画面上。输入部8由例如键盘、触摸面板等构成,并输入来自操作者的各种指示。
[操作说明]
下面,对安装装置100的操作进行说明。
在这里,在本实施方式所涉及的安装装置100中,通过安装在配置于Y轴框架42的下侧的两个导轨43的下侧的Y轴移动体45向Y轴方向移动,安装头30以及拍摄部36一体地沿Y轴方向移动。同样地,通过安装在配置于X轴框架47的侧面的两个导轨48的侧面的X轴移动体50向X轴方向移动,安装头30以及拍摄部36一体地沿X轴方向移动。
例如,假设配置于X轴框架47的侧面的两个导轨48之间的距离存在误差,两个导轨48不完全平行。而且,由于机械精度等原因,很难使两个导轨48完全平行。在这种情况下,如果X轴移动体50向X轴方向移动,则随着向X轴方向的移动X轴移动体50变形,并且由于该X轴移动体50的变形的影响,安装于X轴移动体50的支撑体51变形。如果支撑体51变形,则被支撑体51支撑的安装头30以及拍摄部36的相对位置变化。
同样地,假设配置于Y轴框架42的下侧的两个导轨43之间的距离存在误差,两个导轨不完全平行。在该情况下,Y轴移动体45向Y轴方向移动时,Y轴移动体45也进行变形。而且,由于Y轴移动体45的变形的影响,支撑体51变形,从而被支撑体51支撑的安装头30以及拍摄部36的相对位置变化。
即,如果安装头30以及拍摄部36移动,则在安装头30以及拍摄部36的移动范围内的各位置,安装头30和拍摄部36的相对位置变化。这种情况下,不能正确识别相对于吸嘴32的电子部件2的吸附位置等,其结果,不能将电子部件2安装到基板1上的正确的位置上。而且,基于安装头30以及拍摄部36的移动的支撑体51的变形除了导轨外也可能通过头移动机构40的其他部分的机械精度而产生。
根据本实施方式的安装装置100执行去除由于安装头30以及拍摄部36的移动而产生的安装头30以及拍摄部36的相对位置关系的变化的影响的处理。
[在安装头30以及拍摄部36的移动范围内的各位置收集与安装头30以及拍摄部36的相对位置关系相关的数据时的操作]
为了去除安装头30以及拍摄部36的相对位置关系的变化的影响,首先,安装装置100在将电子部件2安装到基板1上前在移动范围内的各位置收集与安装头30以及拍摄部36的相对位置关系相关的数据。
图5以及图6是示出在移动范围内的各位置收集与安装头30以及拍摄部36的相对位置关系相关的数据时的处理的流程图。
参考图5,控制部5通过头移动机构40使安装头30以及拍摄部36在XY方向上移动,从而使安装头30位于供给部25的供给窗27的上方。而且,控制部5使安装头30的吸嘴32吸附电子部件2(保持物)(ST101(步骤101))。在ST101中,控制部5首先控制吸嘴驱动部35使位于操作位置的吸嘴32向下方移动,然后控制空气压缩机33将吸嘴32的压力切换到负压。通过将该压力切换到负压,将电子部件2吸附到吸嘴32的前端部。然后,控制部5控制吸嘴驱动部35使吸附了电子部件2的吸嘴32向上方移动。
在ST101中,通过吸嘴32吸附的物体(保持物)不限于电子部件2。例如,吸附到吸嘴32的物体也可以是为了收集安装部以及拍摄部36的相对位置关系的数据而特地模仿电子部件2制作的模拟部件等。而且,吸附到吸嘴32的物体典型地只要是可以通过吸嘴32吸附且可以通过拍摄部36拍摄的物体则任何物体都可以。
在ST101中,通过吸嘴32吸附的电子部件2的数量典型地为1个。通过指定的吸嘴32吸附电子部件2后,控制部5控制角塔驱动部34使角塔31旋转并使吸附了电子部件2的吸嘴32位于拍摄位置。
接着,控制部5控制头移动机构40使安装头30以及拍摄部36移动到XY平面的移动范围内的基准位置A(ST102)。在图7中示出有安装头30以及拍摄部36位于基准位置A时的样子和安装头30以及拍摄部36位于基准位置外的位置B时的样子。
在这里,对基准位置进行说明。该基准位置是构成安装部以及拍摄部36的相对位置关系的基准的位置,安装部以及拍摄部36之间的偏移量(△X,△Y)以该基准位置为基准。
并且,该基准位置已经保证了安装精度。例如,在收集安装头30以及拍摄部36的相对位置关系的数据前,控制部5以安装头30位于基准位置的状态将电子部件2安装到基板1上。这时,控制部5通过对准标记拍摄用拍摄部(未图示)拍摄安装于基板1上的电子部件2的位置,识别电子部件2在基板1上的位置。而且,控制部5以基板1上的电子部件2的位置为基准校正用于电子部件2的安装的XY坐标。从而,可以保证在基准位置上的安装精度。
如果使安装头30以及拍摄部36移动到基准位置A,则控制部5通过第一拍摄部37通过反射镜39从下侧拍摄电子部件2,并判断电子部件2的吸附姿势(ST103)。图8是示出在基准位置A拍摄的电子部件2的图像的一个例子的图。在图8示出的例子中,示出了电子部件2位于图像内的中央的情况,但是电子部件2也可以偏离图像中央。
接着,控制部5判断电子部件2的拍摄次数是否达到规定值(ST104)。规定值是确定电子部件2的拍摄次数的值,该值为三次以上。如果电子部件2的拍摄次数在三次以上,则在后述的ST106中可以算出电子部件2的旋转的中心。
如果拍摄次数没有达到规定值(ST104的否),则控制部5控制吸嘴驱动部35使吸嘴32旋转规定量(ST105)。而后,控制部5通过第一拍摄部37再次从下侧拍摄电子部件2(ST103)。通过这样的处理,可以获得绕轴线的角度不同的电子部件2的多个图像。
如果电子部件2的拍摄次数达到了规定值(ST104的是),则控制部5基于获得的多个图像算出电子部件2的旋转中心(ST106)。这时算出的电子部件2的旋转的中心对应于吸嘴32的旋转的中心。这样,通过算出吸嘴32的旋转的中心,可以正确判断吸嘴32的位置(由于被电子部件2遮挡因此从下侧看不见),由此,可以正确判断安装头30以及拍摄部36的相对位置关系。
算出电子部件2的旋转中心,则控制部5将算出的旋转中心的位置作为基准位置旋转中心而存储到存储部6。
参考图6,然后,控制部5控制头移动机构40使安装头30以及拍摄部36在移动范围内移动到下一位置(ST108)(参考图7)。安装头30以及拍摄部36的下一移动位置是预先设定的。
然后,控制部5通过第一拍摄部37通过反射镜39从下侧拍摄电子部件2,并判断电子部件2的吸附姿势(ST109)。图9是示出在某特定位置B拍摄的电子部件2的图像的一个例子的图。
参考图7至图9,如果假设安装头30以及拍摄部36的位置关系在XY平面的移动范围内是不变的关系,则图8中的图像内的电子部件2的位置和图9中的图像内的电子部件2的位置应当为相同。但是,实际上,由于构成头移动机构40的各部件(例如,导轨)的机械精度等的原因,支撑体51而根据安装头30以及拍摄部36的移动变形。由此,在移动范围内的各位置,安装位置以及拍摄部36的相对位置关系变化。因此,导致图9中示出的图像内的电子部件2的位置不同于图8中示出的电子部件2的位置。
拍摄电子部件2后,控制部5判断电子部件2的拍摄次数是否达到规定值(ST110)。该规定值为三次以上。ST110的规定值和ST104中的规定值典型地为相同,但也可以为不同。
如果拍摄次数没有达到规定值(ST110的否),则控制部5控制吸嘴驱动部35使吸嘴32旋转规定量(ST111)。而后,控制部5通过第一拍摄部37再次从下侧拍摄电子部件2(ST109)。
如果电子部件2的拍摄次数达到了规定值(ST110的是),则控制部5基于获得的多个图像算出电子部件2的旋转中心(ST112)。
如果算出电子部件2的旋转中心,则控制部5算出所算出的旋转中心的位置和基准位置的旋转中心的差(△X,△Y)(偏移量)(ST113)。而后,控制部5将算出的差(△X,△Y)和安装头30以及拍摄部36的此时的位置(X,Y)相互关联,并存储到存储部6(ST114)。
下面,控制部5判断是否在XY平面内的、安装头30以及拍摄部36的可移动范围的全部区域获得差的数据(△X,△Y)(ST115)。如果还剩余应该获得差的数据(△X,△Y)的位置(X,Y)(ST115的否),则控制部5控制头移动机构40将安装头30以及拍摄部36移动到下一位置。重复ST108至ST110的处理,直到在可移动范围的全部区域获得差的数据(△X,△Y)(偏移量)为止。
如果在安装头30以及拍摄部36的可移动范围的全部区域获得了差的数据(△X,△Y)(ST115的是),则控制部5结束处理。在图10中示出了XY平面的各位置与X轴方向的偏移量△X之间的关系的一个例子。此外,虽然进行了省略,但是XY平面的各位置与Y轴方向的偏移量△Y之间的关系也形成与图10中示出的例子相似的关系。
[将电子部件2安装到基板1上时的操作]
下面,对将电子部件2安装到基板1上时的操作进行说明。图11是示出将电子部件2安装到基板1上时的处理的流程图。
首先,控制部5使安装头30位于供给部25的供给窗27的上方,并通过位于操作位置的吸嘴32吸附电子部件2(ST201)。之后,控制部5判断是否通过吸嘴32吸附了在1工序中计划吸附的所有电子部件2(ST202)。
如果还剩余应该通过吸嘴32吸附的电子部件2(ST202的否),则控制部5控制角塔驱动部34使角塔31旋转,从而切换位于操作位置的吸嘴32(ST203)。而后,控制部5通过新的位于操作位置的吸嘴32吸附电子部件2(ST202)。
如果通过吸嘴32吸附了在1工序中计划吸附的所有电子部件2(ST202的是),则控制部5进入下一ST204。在ST204中,控制部5控制头移动机构40使安装头30以及拍摄部36开始向基板1侧移动。
然后,控制部5利用将安装头30以及拍摄部36移动向基板1侧的时间通过拍摄部36拍摄由位于拍摄位置的吸嘴32吸附的电子部件2(ST205)。这时,控制部5通过第一拍摄部37通过反射镜39从下侧拍摄电子部件2,且通过第二拍摄部38从侧面拍摄电子部件2。
然后,控制部5将拍摄了电子部件2时的安装头30以及拍摄部36的位置坐标(X,Y)存储到存储部6(ST206)。
接着,控制部5根据通过拍摄部36拍摄的图像识别电子部件2的吸附姿势(ST207)。在ST207中,控制部5根据从下侧拍摄的电子部件2的图像,识别相对于吸嘴32的电子部件2的吸附位置或绕吸嘴32的轴线的电子部件2的角度等。并且,控制部5根据从侧面拍摄电子部件2的图像,识别是否通过吸嘴32将电子部件2以立着的状态吸附。如果相对于吸嘴32的电子部件2的吸附位置不恰当或通过吸嘴32将电子部件2以立着的状态吸附,则控制部5判断上述情况为吸附不良、并执行废弃该电子部件2等处理。
如果识别了电子部件2的吸附姿势,则控制部5根据识别的电子部件2的吸附姿势校正电子部件2的基本1上的安装位置(ST208)。而且,在ST208中执行的校正处理是通常进行的校正处理。
然后,控制部5用与拍摄了电子部件2时的安装头30以及拍摄部36的坐标(X,Y)相对应的校正量(△X,△Y)(参考图10)进一步对电子部件2的安装位置进行校正(ST209)。由此,在X-Y平面的移动范围内的各位置,可以去除安装头30和拍摄部36的相对位置关系进行变化的影响,可以正确的算出基板1上的安装位置。ST208的校正处理(通常的校正处理)和ST209的校正处理(本发明特有的校正处理)的顺序也可以为相反。
接着,控制部5判断是否全部拍摄了通过吸嘴32吸附的电子部件2(ST210)。如果剩余有应该拍摄的电子部件2(ST210的否),则控制部5控制角塔驱动部34使角塔31旋转,从而切换位于拍摄位置的吸嘴32(ST211)。然后,控制部5通过拍摄部36拍摄通过新的位于拍摄位置的吸嘴32吸附电子部件2(ST205)。以下,对通过吸嘴32吸附的所有电子部件2执行ST205至ST209的处理。
如果通过吸嘴32吸附的所有电子部件2都被拍摄部36拍摄、并且电子部件2的安装位置得到了校正(ST210的是),则控制部5进入下一ST212。在ST212中,控制部5判断安装头30是否到达了最初计划安装的电子部件2的安装位置。如果到达了(ST212的是),则控制部5控制头移动机构40停止安装头30以及拍摄部36的移动(ST213)。
然后,控制部5通过位于操作位置的吸嘴32将吸附的电子部件2安装到基板1上(ST214)。这时,控制部5控制吸嘴驱动部35使位于操作位置的吸嘴32向下方移动,之后,控制空气压缩机33将吸嘴32从负压切换到正压,从而将电子部件2安装到基板1上。吸嘴32向下方移动前,根据在ST207中识别的吸附姿势,电子部件2的吸嘴32绕轴线旋转,调整电子部件2的绕Z轴的角度。
在本实施方式中,由于可以正确的算出在基板1上的电子部件2的安装位置,因此可以将电子部件2安装到基板1上的正确的位置。最近几年,一直在推进电子部件2的微小化,在这种状况下,如本发明的正确的电子部件2的安装尤其有效。
如果将电子部件2安装到基板1上,则控制部5判断通过安装头30保持的所有的电子部件2是否都安装到了基板1上(ST215)。如果剩余有应该安装的电子部件2(ST215的否),则控制部5控制头移动机构40使安装头30以及拍摄部36开始向下一个计划安装的电子部件2的安装位置移动(ST216)。
然后,控制部5利用安装头30以及拍摄部36移动的时间使角塔31旋转,从而切换位于操作位置的吸嘴32(ST217)。然后,控制部5判断安装头30是否到达了下一安装位置,如果到达了,则停止安装头30的移动,将吸附于吸嘴32的电子部件2安装到基板1上(ST212至ST214)。
然后,如果通过安装头30保持的所有电子部件2被安装到了基板1上(ST215的是),则控制部5结束处理。
[作用等]
如上所述,在根据本发明的安装装置100中,在安装电子部件2前,预先在XY平面的安装头30以及拍摄部36的移动范围内的各位置,算出安装部和拍摄部36的相对偏移量(△X,△Y)。而且,在安装电子部件2时,根据算出的偏移量(△X,△Y)校正电子部件2的安装位置。从而,即使在安装部和拍摄部36的相对位置关系在移动范围内的各位置变化的情况下,也可以将电子部件2安装到基板1上的正确的位置。
〈各种变形例〉
在上述说明中,对在安装头30以及拍摄部36的移动范围内的各位置收集偏移量(△X,△Y)的数据时通过拍摄部36拍摄通过吸嘴32保持的电子部件2(或模拟部件等)的情况进行了说明。另一方面,收集偏移量的数据时通过拍摄部36拍摄的对象物也可以为吸嘴32自身(安装头自身)。
在上述说明中,对以下情况进行了说明:在安装头30以及拍摄部36的移动范围内的各位置算出偏移量(△X,△Y)时,在各位置旋转吸嘴32,从而算出电子部件2的旋转中心,并根据该旋转中心算出偏移量。通过这样的处理,可以正确的算出所述偏移量,但是也可以不必执行这样的处理。例如,也可以不旋转吸嘴32而在各位置判断电子部件2(模拟部件、吸嘴32)的位置并判断所述偏移量。
在上述说明中,对根据△X(第一偏移量)和△Y(第二偏移量)两者进行电子部件2的安装位置的校正的情况进行了说明,但是也可以根据△X以及△Y中的其中一个进行电子部件2的安装位置的校正。
在以上说明中,对利用安装头30以及拍摄部36从供给部25上移动到基板1上的时间并在该时间内拍摄电子部件2、执行校正电子部件2的安装位置的处理(ST205至ST209)的情况进行了说明。另一方面,该处理可以在通过安装头30吸附电子部件2时执行,也可以在安装头30移动到基板1上后执行。
在上述说明中,作为保持电子部件2的保持部件的一个例子以吸嘴32为例进行了说明,但是所述保持部件不限于吸嘴32。例如,保持部件也可以为通过机械机构从两侧夹住电子部件2以进行保持的类型的保持部件。
在上述说明中,对安装头30以及拍摄部36在XY平面内可以向X轴方向以及Y轴方向两者进行移动的情况进行了说明。但是,本发明也可以适用于安装头30以及拍摄部36向X轴方向以及Y轴方向中的一个方向进行移动的方式(移动范围为一个方向的方式)。
本发明也可以采用以下的结构。
(1)一种安装装置,具备:安装部,所述安装部能够在移动范围内移动,用于保持电子部件并将该电子部件安装到基板上;拍摄部,所述拍摄部能够与所述安装部一起移动,用于拍摄安装所述电子部件时通过所述安装部保持的电子部件;以及控制部,所述控制部在安装所述电子部件前,通过所述拍摄部在所述移动范围的不同位置拍摄所述安装部或由安装部保持的保持物,并根据拍摄获得的图像算出在所述移动范围内的各位置上的所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量,从而在安装所述电子部件时根据所述偏移量校正所述电子部件的安装位置。
(2)根据上述(1)所述的安装装置,其中,所述安装部具有保持部件,所述保持部件能够旋转,用于保持所述电子部件并把所述电子部件安装到所述基板上,所述控制部使所述保持部件在所述移动范围内的各位置旋转并多次拍摄所述保持部件或通过所述保持部件保持的保持物,并根据获得的多个图像算出所述各位置的所述保持部件的旋转中心,从而根据所述旋转中心算出所述各位置的所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量。
(3)根据上述(2)所述的安装装置,其中,所述控制部算出根据在所述移动范围内的基准位置拍摄的所述多个图像而算出的所述保持部件的旋转中心即基准位置旋转中心与根据在基准位置外的位置拍摄的所述多个图像而算出的所述保持部件的旋转中心的差,作为所述偏移量。
(4)根据上述(1)至(3)中任一项所述的安装装置,其中,所述控制部根据所述安装装置和所述拍摄部的在第一方向上的第一偏移量以及在与所述第一方向正交的第二方向上的第二偏移量中的至少一个进行所述电子部件的安装位置的校正。
(5)一种安装位置的校正方法,包括:在通过具有能够在移动范围内移动的用于保持电子部件并把所述电子部件安装到基板上的安装部、以及能够与所述安装部一起移动的用于拍摄安装所述电子部件时通过所述安装部保持的电子部件的拍摄部的安装装置安装所述电子部件前,通过所述拍摄部在所述移动范围内的不同位置拍摄所述安装部或通过所述安装部保持的保持物;根据拍摄获得的图像算出在所述移动范围内的各位置上的所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量;在安装所述电子部件时根据所述偏移量进行所述电子部件的安装位置的校正。
(6)一种程序,使具有能够在移动范围内移动的用于保持电子部件并把所述电子部件安装到基板上的安装部、以及能够与所述安装部一起移动的用于拍摄安装所述电子部件时通过所述安装部保持的电子部件的拍摄部的安装装置执行以下步骤:在安装所述电子部件前通过所述拍摄部在所述移动范围的不同位置拍摄所述安装部或通过安装部保持的保持物的步骤;根据拍摄获得的图像算出在所述移动范围内的各位置的所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量的步骤;以及在安装所述电子部件时根据所述偏移量进行所述电子部件的安装位置的校正的步骤。
(7)一种基板的制造方法,包括:在通过具有能够在移动范围内移动的用于保持电子部件并把所述电子部件安装到基板上的安装部、以及能够与所述安装部一起移动的用于拍摄安装所述电子部件时通过所述安装部保持的电子部件的拍摄部的安装装置安装所述电子部件前,通过所述拍摄部在所述移动范围内的不同位置拍摄所述安装部或通过所述安装部保持的保持物;根据拍摄获得的图像算出在所述移动范围内的各位置上的所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量;以及在安装所述电子部件时根据所述偏移量进行所述电子部件的安装位置的校正,并将所述电子部件安装在所述基板上。
符号说明
Figure BDA00002955485200191

Claims (6)

1.一种安装装置,具备:
安装部,所述安装部能够在移动范围内移动,用于保持电子部件并将该电子部件安装到基板上;
拍摄部,所述拍摄部能够与所述安装部一起移动,用于拍摄安装所述电子部件时通过所述安装部保持的电子部件;以及
控制部,所述控制部在安装所述电子部件前,通过所述拍摄部在所述移动范围的不同位置拍摄所述安装部或由安装部保持的保持物,并根据拍摄获得的图像算出在所述移动范围内的各位置上的所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量,从而在安装所述电子部件时根据所述偏移量校正所述电子部件的安装位置。
2.根据权利要求1所述的安装装置,其中,
所述安装部具有保持部件,所述保持部件能够旋转,用于保持所述电子部件并把所述电子部件安装到所述基板上,
所述控制部使所述保持部件在所述移动范围内的各位置旋转并多次拍摄所述保持部件或通过所述保持部件保持的保持物,并根据获得的多个图像算出所述各位置的所述保持部件的旋转中心,从而根据所述旋转中心算出所述各位置的所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量。
3.根据权利要求2所述的安装装置,其中,
所述控制部算出根据在所述移动范围内的基准位置拍摄的所述多个图像而算出的所述保持部件的旋转中心即基准位置旋转中心与根据在基准位置外的位置拍摄的所述多个图像而算出的所述保持部件的旋转中心的差,作为所述偏移量。
4.根据权利要求1所述的安装装置,其中,
所述控制部根据所述安装装置和所述拍摄部的在第一方向上的第一偏移量以及在与所述第一方向正交的第二方向上的第二偏移量中的至少一个进行所述电子部件的安装位置的校正。
5.一种安装位置的校正方法,包括:
在通过具有能够在移动范围内移动的用于保持电子部件并把所述电子部件安装到基板上的安装部、以及能够与所述安装部一起移动的用于拍摄安装所述电子部件时通过所述安装部保持的电子部件的拍摄部的安装装置安装所述电子部件前,通过所述拍摄部在所述移动范围内的不同位置拍摄所述安装部或通过所述安装部保持的保持物;
根据拍摄获得的图像算出在所述移动范围内的各位置上的所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量;以及
在安装所述电子部件时根据所述偏移量进行所述电子部件的安装位置的校正。
6.一种基板的制造方法,包括:
在通过具有能够在移动范围内移动的用于保持电子部件并把所述电子部件安装到基板上的安装部、以及能够与所述安装部一起移动的用于拍摄安装所述电子部件时通过所述安装部保持的电子部件的拍摄部的安装装置安装所述电子部件前,通过所述拍摄部在所述移动范围内的不同位置拍摄所述安装部或通过所述安装部保持的保持物;
根据拍摄获得的图像算出在所述移动范围内的各位置上的所述安装部和所述拍摄部的相对偏移量;以及
在安装所述电子部件时根据所述偏移量进行所述电子部件的安装位置的校正,并将所述电子部件安装在所述基板上。
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