CN105144866B - 元件安装机 - Google Patents

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Abstract

元件安装机具备摄像装置(41)，该摄像装置(41)一并拍摄保持于旋转头(11)的多个吸嘴(13)中的为了进行元件吸附/安装动作或吸嘴更换动作而升降的吸嘴13(B)的侧面图像和与其左右相邻的两个吸嘴(13(A、C))的侧面图像。摄像装置(41)具有一个图像传感器(42)和使三个吸嘴(13(A、B、C))的拍摄对象部位的侧面图像以各侧面图像不相重叠的方式成像于图像传感器(42)的受光面上的光学系统单元(43)，在元件吸附/安装动作时对作为拍摄对象的三个吸嘴(13(A、B、C))中的位于两端的两个吸嘴(13(A、C))进行拍摄并对所拍摄到的图像进行处理来识别该吸嘴(13(A、C))的元件吸附的有无、元件吸附姿势，在吸嘴更换动作时对以位于中间的吸嘴(13)为拍摄对象而拍摄的图像进行处理来识别该吸嘴(13)的有无。

Description

元件安装机
技术领域
本发明涉及将吸附元件的多个吸嘴以可更换的方式沿着旋转头的圆周方向以预定间隔保持在旋转头上的元件安装机。
背景技术
这种旋转头型的元件安装机在元件吸附时，反复进行使旋转头向供料器的上方移动，使该旋转头每次旋转一个间距(吸嘴的排列间距)，使该旋转头的预定位置的吸嘴下降并吸附元件而上升这样的动作，在该旋转头的全部的吸嘴吸附了元件之后，反复进行使该旋转头向电路基板的上方移动，使该旋转头每次旋转一个间距，使该旋转头的预定位置的吸嘴下降并将该吸嘴的吸附元件安装于该电路基板并使该吸嘴上升这样的动作，而将该旋转头的全部的吸嘴的吸附元件安装于该电路基板，以后，交替地反复进行上述多个吸嘴的元件吸附动作与元件安装动作而生产元件安装基板。
在这样的元件安装机中，为了监控在各吸嘴中是否正常地进行了元件的安装，如专利文献1(日本特开2008-311476号公报)所记载那样，通过摄像装置拍摄与为了进行元件安装动作而升降的吸嘴左右相邻(前一间距和后一间距)的两个吸嘴的侧面图像，对上述图像进行处理而识别各吸嘴的元件吸附的有无、元件吸附姿势，并基于其识别结果，来检测元件的吸附错误、异常吸附，或者检测元件安装错误(元件的带回)。
另外，在元件安装机上设有保管更换用的吸嘴的吸嘴台，在吸嘴的更换时，使旋转头向吸嘴台的上方移动，自动地更换保持于该旋转头的吸嘴，并且为了确认是否正常地进行该吸嘴更换动作，而通过光传感器来对旋转头的吸嘴更换位置(元件吸附/安装时，与吸嘴升降的位置相同的位置)的吸嘴的有无进行检测。
专利文献
专利文献1：日本特开2008-311476号公报
发明内容
发明要解决的课题
在将拍摄上述两个吸嘴的侧面图像的摄像装置和吸嘴更换确认用的光传感器这两方搭载于元件安装机的情况下，需要将摄像装置的至少光学系统单元和吸嘴更换确认用的光传感器这两方配置在吸嘴的侧方，但是在该结构中，吸嘴更换确认用的光传感器与电路基板上的之前安装的元件有可能产生干扰。因此，在电路基板上的之前安装的元件为大型元件的情况下，需要使吸嘴更换确认用的光传感器退避移动的机构，从而成本上升。
因此，本发明要解决的课题在于能够以比较低的成本确认搭载元件吸附/安装动作和吸嘴更换动作这两方的功能。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明提供一种元件安装机，将吸附元件的多个吸嘴沿着旋转头的圆周方向以预定间隔且以可更换的方式保持于旋转头上，该元件安装机具有：摄像装置，一并拍摄保持于上述旋转头的上述多个吸嘴中的为了进行元件吸附/安装动作或吸嘴更换动作而升降的吸嘴的至少一部分的侧面图像和与上述升降的吸嘴左右相邻的两个吸嘴的至少下端部的侧面图像；及图像处理装置，对由上述摄像装置拍摄的图像进行处理，上述摄像装置具有：一个图像传感器和光学系统单元，该光学系统单元使三个吸嘴的拍摄对象部位的侧面图像以各侧面图像不相重叠的方式成像于上述图像传感器的受光面上，上述图像处理装置在元件吸附/安装动作时对以上述三个吸嘴中的位于两端的两个吸嘴作为拍摄对象所拍摄到的图像进行处理来识别该吸嘴的元件吸附的有无、元件吸附姿势，在吸嘴更换动作时对以上述三个吸嘴中的位于中间的吸嘴为拍摄对象而拍摄的图像进行处理来识别该吸嘴的有无。
在该结构中，使用由摄像装置一并拍摄的三个吸嘴的拍摄对象部位的侧面图像能够确认元件吸附/安装动作和吸嘴更换动作这两方，因此无需搭载吸嘴更换确认用的光传感器，能够以比较低的成本搭载确认元件吸附/安装动作和吸嘴更换动作这两方的功能。
在该情况下，上述光学系统单元也可以构成为，使上述三个吸嘴中的位于中间的吸嘴的上部的侧面图像成像于上述图像传感器的受光面的上部侧，使上述三个吸嘴中的位于两端的两个吸嘴的上部的侧面图像左右并排地成像于上述图像传感器的受光面的下部侧。
或者，上述光学系统单元也可以构成为，使上述三个吸嘴的拍摄对象部位的侧面图像沿横向并排地成像于上述图像传感器的受光面。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的主要部分的结构的立体图。
图2是表示本发明的实施例1的光学系统单元的结构(拆下了上表面罩的状态)的立体图。
图3是表示本发明的实施例1的摄像装置的结构的立体图。
图4是表示由本发明的实施例1的摄像装置拍摄的图像的图。
图5是表示本发明的实施例2的摄像装置的光学系统单元的结构的立体图。
图6是表示由本发明的实施例2的摄像装置拍摄的图像的图。
具体实施方式
以下，对用于实施本发明的方式具体化了的两个实施例1、2进行说明。
实施例1
基于图1至图4，对本发明的实施例1进行说明。
首先，基于图1对元件安装机的旋转头11的结构进行说明。
在旋转头11上沿其圆周方向以预定间隔以能够下降的方式保持有多个吸嘴座12，分别吸附元件的吸嘴13向下且可更换(可拆装)地卡合保持于各吸嘴座12的下部。
旋转头11可更换(可拆装)地卡合保持于R轴22上，上述R轴22向通过头移动装置(未图示)而移动的头保持单元21的下方延伸。另外，图1表示将旋转头11从R轴22向下方拆下并移动了的状态。在头保持单元21组装有使R轴22旋转的R轴驱动机构23(头旋转机构)。R轴驱动机构23通过R轴电动机25使固定于R轴22的上端的R轴齿轮24(未图示齿面)旋转，使旋转头11以R轴22为中心旋转，由此使多个吸嘴座12与多个吸嘴13一体地沿该旋转头11的圆周方向旋转。
成为Q轴驱动机构26(吸嘴旋转机构)的驱动源的Q轴齿轮27(未图示齿面)以可旋转的方式插通于R轴22，该Q轴齿轮27通过Q轴电动机28而绕着R轴22旋转。
另外，在旋转头11上设有将Q轴齿轮27的旋转力传递至各吸嘴座12的吸嘴旋转齿轮机构32。吸嘴旋转齿轮机构32使在旋转头11的上部侧呈同心状地保持为能够旋转的圆筒齿轮33(未图示齿面)与分别安装于各吸嘴座12的小齿轮34啮合，并通过头保持单元21的Q轴齿轮27使圆筒齿轮33旋转而使各吸嘴座12的小齿轮34旋转，由此各吸嘴座12分别绕着各吸嘴座12的轴心线旋转，来修正保持于各吸嘴座12的各吸嘴13所吸附的各元件的方向(角度)。以头保持单元21的R轴22能够插入圆筒齿轮33内的方式将该圆筒齿轮33的内径尺寸形成得比R轴22的外径尺寸稍大。
除了R轴驱动机构23和Q轴驱动机构26之外，以Z轴电动机(未图示)为驱动源的Z轴驱动机构(未图示)与头保持单元21一体移动地设置，在元件吸附/安装动作、吸嘴更换动作时，通过该Z轴驱动机构，在吸嘴座12的旋转轨道的预定停止位置，使吸嘴座12下降，并将元件吸附于吸嘴13，或将该元件安装于电路基板(未图示)，或者更换保持于吸嘴座12的吸嘴13。另外，在元件安装机上设有保管更换用的吸嘴13的吸嘴台(未图示)。
在头保持单元21上安装有从侧方拍摄吸附于吸嘴13的元件的摄像装置41(参照图3)，该摄像装置41构成为与旋转头11一体地移动。如图3所示，摄像装置41具备一个图像传感器42(相机)和光学系统单元43，如图2所示，在该光学系统单元43的内部配置有棱镜44、反射镜45～47、照明光源等，在该光学系统单元43的上表面安装有上表面罩48(参照图3)。
如图1所示，光学系统单元43构成为一并拍摄保持于旋转头11的多个吸嘴13中的为了进行元件吸附/安装动作或吸嘴更换动作而升降的吸嘴13(B)的至少一部分的侧面图像和与其左右相邻的两个吸嘴13(A、C)的至少下端部的侧面图像。光学系统单元43配置在作为拍摄对象的三个吸嘴13(A、B、C)的侧方，如图3所示，该光学系统单元43的基端侧和前端侧安装于支撑框架51和支撑轴52。图像传感器42以受光面侧向下的状态经由摄像装置41的主体框架53而固定于头保持单元21侧。
光学系统单元43将三个吸嘴13(A、B、C)的拍摄对象部位的侧面图像以各侧面图像不相重叠的方式成像于图像传感器42的受光面。在本实施例1中，如图4所示，光学系统单元43构成为使作为拍摄对象的三个吸嘴13(A、B、C)中的位于中间的吸嘴13(B)的上部的侧面图像成像于图像传感器42的受光面的上部侧，使上述三个吸嘴13(A、B、C)中的位于两端的两个吸嘴13(A、C)的下部的侧面图像左右并排地成像于图像传感器42的受光面的下部侧。具体而言，使光学系统单元43的位于中央部的棱镜44的高度低于位于其背后的反射镜46的高度，使中间的吸嘴13(B)的上部的侧面图像通过棱镜44的上侧的空间在其背后的反射镜46的上部侧反射而成像于图像传感器42的受光面的上部侧。并且，使作为拍摄对象的三个吸嘴13(A、B、C)中的位于两端的两个吸嘴13(A、C)的下部的侧面图像通过位于光学系统单元43的两侧的反射镜45、47向棱镜44侧反射，进而通过该棱镜44向位于其背后的反射镜46侧折射，通过该反射镜46反射而成像于图像传感器42的受光面的下部侧。在该情况下，光学系统单元43的位于两侧的反射镜45、47的高度与棱镜44的高度相同。另外，在反射镜45、47和棱镜44的受光侧(拍摄对象侧)分别安装有透明罩55～57。
在元件安装机的运转中，在元件吸附时，反复进行使旋转头11向供料器(未图示)的上方移动，使该旋转头11每次旋转一个间距(吸嘴13的排列间距)，使该旋转头11的预定位置的吸嘴13下降而吸附元件并上升这样动作，在该旋转头11的全部的吸嘴13吸附了元件之后，反复进行使该旋转头11向电路基板的上方移动，使该旋转头11每次旋转一个间距，使该旋转头11的预定位置的吸嘴13下降而将该吸嘴13的吸附元件安装于该电路基板并使该吸嘴13上升这样的动作，将该旋转头11的全部的吸嘴13的吸附元件安装于该电路基板，以后，反复交替进行上述多个吸嘴13的元件吸附动作和元件安装动作而生产元件安装基板。
另外，在更换保持于旋转头11的吸嘴13的情况下，使旋转头11向吸嘴台(未图示)的上方移动，自动地更换保持于该旋转头11的吸嘴13。
对元件安装机的元件吸附/安装动作或吸嘴更换动作进行控制的控制装置(未图示)也作为对由摄像装置41拍摄的图像进行处理的图像处理装置发挥作用，在元件吸附/安装动作时，对以上述三个吸嘴13(A、B、C)中的位于两端的两个吸嘴13(A、C)为拍摄对象而拍摄的图像进行处理来识别该吸嘴13(A、C)的元件吸附的有无、元件吸附姿势。
例如，在元件安装动作时下降的吸嘴13(B)的前一间距(即将安装之前的位置)的吸嘴13(A)吸附有元件的情况是正常状态，若图像识别的结果判定为该吸嘴13(A)未吸附元件或为异常姿势，则不进行该吸嘴13(A)的元件安装动作，使旋转头11旋转一间距，对下一吸嘴13的元件吸附的有无进行图像识别。另外，在元件安装动作时下降的吸嘴13(B)的后一间距(刚安装之后的位置)的吸嘴13(C)未吸附元件的情况是正常的状态，因此若图像识别的结果判定为该吸嘴13(C)吸附有元件，则判断为安装错误(元件的带回)，并再次进行元件安装动作。
另外，在元件吸附动作时，也对以上述三个吸嘴13(A、B、C)中的位于两端的两个吸嘴13(A、C)为拍摄对象而拍摄的图像进行处理来识别该吸嘴13(A、C)的元件吸附的有无、元件吸附姿势。在元件吸附动作时，下降的吸嘴13(B)的后一间距(刚吸附之后的位置)的吸嘴13(C)吸附有元件的情况是正常的状态，因此若图像识别的结果判定为该吸嘴13(C)未吸附元件，则判断为元件吸附错误，并再次进行元件吸附动作。另外，若判定为在元件吸附动作时下降的吸嘴13(B)的前一间距(即将吸附之前的位置)的吸嘴13(A)吸附有元件，则判断为本次的吸嘴13(B)的元件吸附动作是最后的元件吸附动作。
另一方面，在吸嘴更换动作时，对以上述三个吸嘴13(A、B、C)中的位于中间的吸嘴13(B)为拍摄对象而拍摄的图像进行处理来识别该吸嘴13(B)的有无。例如，在从旋转头11拆下吸嘴13(B)的情况下，若在该动作开始前判定为有吸嘴且在拆下之后判定为无吸嘴，则判断为正常地进行了吸嘴13(B)的拆下。另外，在将放置于吸嘴台的更换用的吸嘴13安装于旋转头11的吸嘴座的情况下，若在该安装动作开始前判定为无吸嘴且在安装动作后判定为有吸嘴，则判断为正常地进行了吸嘴13的安装。
在以上所说明的本实施例1中，具备摄像装置41，该摄像装置41一并拍摄保持于旋转头11的多个吸嘴13中的为了元件吸附/安装动作或吸嘴更换动作而升降的吸嘴13(B)的至少一部分的侧面图像和与其左右相邻的两个吸嘴13(A、C)的至少下端部的侧面图像，该摄像装置41具有一个图像传感器42和光学系统单元43，光学系统单元43使三个吸嘴13(A、B、C)的拍摄对象部位的侧面图像以各侧面图像不相重叠的方式成像于图像传感器42的受光面上，并在元件吸附/安装动作时对以作为拍摄对象的三个吸嘴13(A、B、C)中的位于两端的两个吸嘴13(A、C)为拍摄对象所拍摄到的图像进行处理来识别该吸嘴13(A、C)的元件吸附的有无、元件吸附姿势，对以在吸嘴更换动作时上述三个吸嘴13(A、B、C)中的位于中间的吸嘴13为拍摄对象而拍摄的图像进行处理来识别该吸嘴13的有无，因此使用由摄像装置41拍摄的图像能够确认元件吸附/安装动作和吸嘴更换动作这两方，无需搭载吸嘴更换确认用的光传感器，能够以比较低的成本来搭载确认元件吸附/安装动作和吸嘴更换动作这两方的功能。
实施例2
接下来，使用图5及图6对本发明的实施例2进行说明。但是，对与上述实施例1实质相同的部分，附一相同的附图标胶并省略或简化说明，主要对不同的部分进行说明。
在本实施例2中，在光学系统单元43的中央部配置分割成两部分的棱镜44a、44b，在两个棱镜44a、44b之间形成沿前后方向贯通的纵狭缝62，使作为拍摄对象的三个吸嘴13(A、B、C)中的位于中间的吸嘴13(B)的至少一部分的侧面图像通过棱镜44a、44b间的纵狭缝62而通过位于棱镜44a、44b的背后的反射镜46反射并成像于图像传感器42的受光面的中央部。并且，作为拍摄对象的三个吸嘴13(A、B、C)中的位于两端的两个吸嘴13(A、C)的下部的侧面图像通过位于光学系统单元43的两侧的反射镜45、47向棱镜44a、44b侧反射，进而通过各棱镜44a、44b向位于其背后的反射镜46侧折射，通过该反射镜46反射而成像于图像传感器42的受光面的两侧部。由此，如图6所示，使三个吸嘴13(A、B、C)的拍摄对象部位的侧面图像沿横向并排地成像于图像传感器42的受光面。在该情况下，棱镜44a、44b的高度与反射镜45～47的高度相同。其他结构与上述实施例1相同。
在以上所说明的本实施例2中，也能够得到与上述实施例1相同的效果。
另外，本发明不限定于上述实施例1、2，可以对旋转头11的结构、光学系统单元43的结构进行适当变更等，在不脱离主旨的范围内能够实施各种变更，这是不言而喻的。
附图标记说明
11…旋转头，12…吸嘴座，13…吸嘴，21…头保持单元，41…摄像装置，42…图像传感器，43…光学系统单元，44、44a、44b…棱镜，45～47…反射镜，55～57…透明罩。

Claims (3)

1.一种元件安装机，将吸附元件的多个吸嘴沿着旋转头的圆周方向以预定间隔且以可更换的方式保持于所述旋转头上，
所述元件安装机的特征在于，具有：
摄像装置，一并拍摄保持于所述旋转头的所述多个吸嘴中的为了进行元件吸附/安装动作或吸嘴更换动作而升降的吸嘴的至少一部分的侧面图像和与所述升降的吸嘴左右相邻的两个吸嘴的至少下端部的侧面图像；及
图像处理装置，对由所述摄像装置拍摄的图像进行处理，
所述摄像装置具有一个图像传感器和光学系统单元，所述光学系统单元使三个吸嘴的拍摄对象部位的侧面图像以各侧面图像不相重叠的方式成像于所述图像传感器的受光面上，
所述图像处理装置在元件吸附/安装动作时对以所述三个吸嘴中的位于两端的两个吸嘴作为拍摄对象所拍摄到的图像进行处理来识别所述两个吸嘴的元件吸附的有无、元件吸附姿势，在吸嘴更换动作时对以所述三个吸嘴中的位于中间的吸嘴作为拍摄对象所拍摄到的图像进行处理来识别位于中间的所述吸嘴的有无。
2.根据权利要求1所述的元件安装机，其特征在于，
所述光学系统单元构成为，使所述三个吸嘴中的位于中间的吸嘴的上部的侧面图像成像于所述图像传感器的受光面的上部侧，使所述三个吸嘴中的位于两端的两个吸嘴的上部的侧面图像左右并排地成像于所述图像传感器的受光面的下部侧。
3.根据权利要求1所述的元件安装机，其特征在于，
所述光学系统单元构成为，使所述三个吸嘴的拍摄对象部位的侧面图像沿横向并排地成像于所述图像传感器的受光面。
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