CN105493653B - 电子部件安装装置以及电子部件安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子部件安装装置以及电子部件安装方法。电子部件安装装置的控制部对部件摄像部进行控制而使得：在通过移动机构部使保持部朝向相对于基板的搬送方向倾斜且接近基板的方向移动的期间内，对保持部所保持的电子部件进行摄像。

Description

电子部件安装装置以及电子部件安装方法

技术领域

本发明涉及将电子部件安装于基板的电子部件安装装置以及电子部件安装方法。

背景技术

目前使用的大部分的电子部件安装装置在通过安装头将从零件供给器拾取的电子部件安装到基板上之前，对由安装头保持的电子部件进行摄像来识别电子部件的保持位置等。另外，在摄像电子部件时，向电子部件照射照明。此外，作为用于摄像电子部件的摄像机，利用的是线式摄像机或者2D传感器。

线式摄像机虽然能够利用在从小型电子部件到大型电子部件中，但照明有限制。即，在线式摄像机所执行的一次机械扫描的中途，无法切换向电子部件照射照明的照射方式。因而，为了向一个电子部件照射不同方式的照明来取入图像，需要进行两次以上的机械扫描。此外，线式摄像机为了摄像较大的电子部件，需要能覆盖该电子部件的最大长度的摄像元件数。但是，摄像元件数越多，则线式摄像机的扫描时间越长。因而，若使用也能利用于较大的电子部件的线式摄像机，则一次机械扫描耗费时间，图像的取入速度受到限制。此外，必须是等速扫描，且由于是一维扫描而需要在与摄像元件的排列方向垂直的方向上使线式摄像机进行扫描。

在2D传感器中准备多个不同尺寸的摄像元件，用于摄像的摄像元件根据电子部件的大小来进行切换。但是，2D传感器的头部与2列管嘴的构成不对应。为了与2列管嘴的构成对应，需要准备两个小型电子部件用的摄像元件和一个大型电子部件用的摄像元件。即，必须实现由3个摄像元件来构成同一视场的摄像机。根据该构成，如果以配置为线状的摄像元件来实现大型电子部件用的摄像元件，则扫描时间成为问题，如果以配置为区域状的摄像元件来实现大型电子部件用的摄像元件，则其成本以及图像数据的读出时间成为问题。

以往，对于电子部件安装装置中的、QFP(Quad Flat Package；四方扁平封装)的引线的共面性检查等的利用了三维图像的部件检查，主要利用的是专利文献5中所说明的使用了激光和位置检测元件(PSD)的方式。该方式之中，照明以及摄像的方法与利用了摄像二维图像的摄像机的方式本质上不同。因而，采取利用二维图像的方式由于要在电子部件安装装置中设置用于二维摄像的单元和用于三维摄像的单元这两种单元，因此在电子部件安装装置的尺寸、成本的方面具有较大缺点。此外，本质上，为了通过激光的照射来计测电子部件的高度，需要基于多角镜的机械性的激光的操作，但激光的扫描时间有限制。因而，在必须要快速化的电阻或者电容器等的大量生产用的芯片部件以及需要严格的生产节拍时间的生产线中，不适合应用利用了上述激光和PSD的方式。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3336774号公报

专利文献2：日本专利第3318146号公报

专利文献3：日本专利第3341569号公报

专利文献4：日本专利第3893184号公报

专利文献5：日本专利第3578588号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于，提供一种能够缩短安装于基板的电子部件的移动时间的电子部件安装装置以及电子部件安装方法。

用于解决课题的手段

本发明提供一种电子部件安装装置，具备：基板搬送机构部，其在第1方向上搬送安装电子部件的基板；部件供给部，其供给所述电子部件；保持部，其保持从所述部件供给部供给的所述电子部件；移动机构部，其使所述保持部进行移动；部件摄像部，其对由所述保持部保持的所述电子部件进行摄像；控制部，其控制所述部件摄像部摄像所述电子部件的摄像方式；和部件识别部，其基于所述部件摄像部摄像到的图像来识别所述电子部件，所述电子部件安装装置的特征在于，所述部件摄像部具有区域摄像机，该区域摄像机至少包含一个摄像元件，所述控制部对所述部件摄像部进行控制而使得：在通过所述移动机构部使所述保持部朝向相对于所述第1方向倾斜且接近所述基板的方向移动的期间内，对所述保持部所保持的电子部件进行摄像。

本发明提供一种电子部件安装装置，具备：基板搬送机构部，其在第1方向上搬送安装电子部件的基板；部件供给部，其供给所述电子部件；保持部，其保持从所述部件供给部供给的所述电子部件；移动机构部，其使所述保持部进行移动；部件摄像部，其对由所述保持部保持的所述电子部件进行摄像；控制部，其控制所述部件摄像部摄像所述电子部件的摄像方式；和部件识别部，其基于所述部件摄像部摄像到的图像来识别所述电子部件，所述电子部件安装装置的特征在于，所述部件摄像部具有至少三个区域摄像机，该区域摄像机至少包含一个摄像元件，所述摄像元件的视场与区域摄像机无关地分别相同，所述控制部对所述部件摄像部进行控制而使得：在通过所述移动机构部使所述保持部朝向相对于所述第1方向倾斜且接近所述基板的方向移动的期间内，对所述保持部所保持的电子部件进行摄像。

本发明提供一种电子部件安装方法，由电子部件安装装置来执行，所述电子部件安装装置具备：基板搬送机构部，其在第1方向上搬送安装电子部件的基板；部件供给部，其供给所述电子部件；保持部，其保持从所述部件供给部供给的所述电子部件；移动机构部，其使所述保持部进行移动；部件摄像部，其对由所述保持部保持的所述电子部件进行摄像；控制部，其控制所述部件摄像部摄像所述电子部件的摄像方式；和部件识别部，其基于所述部件摄像部摄像到的图像来识别所述电子部件，所述部件摄像部具有至少三个区域摄像机，该区域摄像机至少包含一个摄像元件，所述摄像元件的视场与区域摄像机无关地分别相同，所述电子部件安装方法的特征在于，所述控制部对所述部件摄像部进行控制而使得：在通过所述移动机构部使所述保持部朝向相对于所述第1方向倾斜且接近所述基板的方向移动的期间内，对所述保持部所保持的电子部件进行摄像。

发明效果

根据本发明所涉及的电子部件安装装置以及电子部件安装方法，能够缩短安装于基板的电子部件的移动时间。

附图说明

图1是本发明所涉及的一实施方式的电子部件安装装置的整体立体图。

图2是图1所示的电子部件安装装置的俯视图。

图3是3D传感器113的简要构成图。

图4是说明3D传感器113所具有的各摄像机的构成及其作用的图。

图5是说明中心摄像机151C的作用的图。

图6是说明左侧摄像机151L的作用的图。

图7是说明右侧摄像机151R的作用的图。

图8是表示一实施方式的电子部件安装装置中的编码器131、133、控制部135以及部件识别部137与其他构成要素的关系、和控制部135以及部件识别部137的各内部构成的图。

图9是表示小型电子部件用的头部107S的构成和3D传感器113的各摄像机的两个摄像元件的视场171a、171b的关系的图。

图10是表示小型电子部件用的头部107S的构成和3D传感器113的各摄像机的两个摄像元件的视场171a、171b的关系的图。

图11是表示大型电子部件用的头部107L的构成和3D传感器113的各摄像机的两个摄像元件的视场171a、171b的关系的图。

图12是表示大型电子部件用的头部107L的构成和3D传感器113的各摄像机的两个摄像元件的视场171a、171b的关系的图。

图13是表示3D传感器113对被图9以及图10的头部107S所吸附的小型电子部件进行摄像之际的曝光以及照明的定时的一例的图。

图14是表示以图13所示的定时摄像之际的各摄像元件的视场和小型电子部件的垂直方向的位置关系的图。

图15是表示3D传感器113对被图9以及图10的头部107S所吸附的小型电子部件进行摄像之际的曝光以及照明的定时的另一例的图。

图16是表示以图15所示的定时摄像之际的各摄像元件的视场和小型电子部件的垂直方向的位置关系的图。

图17是表示3D传感器113对被图11以及图12的头部107L所吸附的大型电子部件进行摄像之际的曝光以及照明的定时的一例的图。

图18是表示最初摄像之际的各摄像元件的视场和大型电子部件的垂直方向的位置关系的图。

图19是表示接下来摄像之际的各摄像元件的视场和大型电子部件的垂直方向的位置关系的图。

图20是表示3D传感器113对被图11以及图12的头部107L所吸附的大型电子部件进行摄像之际的曝光以及照明的定时的另一例的图。

图21是表示最初以不同定时摄像之际的各摄像元件的视场和大型电子部件的垂直方向的位置关系的图。

图22是表示接下来以不同定时摄像之际的各摄像元件的视场和大型电子部件的垂直方向的位置关系的图。

图23是表示配置2列管嘴119的头部107、3D传感器113、以及装配有电子部件的基板115的水平的位置关系的一例的图。

图24是表示直至头部107从供给器部103吸附电子部件并装配于基板115为止的第2实施例中的移动路径的图。

图25是表示图23所示的头部107在移动时的X轴方向的速度和Y轴方向的速度的随时间变化的图。

图26是表示直至头部107从供给器部103吸附电子部件并装配于基板115为止的第3实施例中的移动路径的图。

图27是表示图26所示的头部107在移动时的X轴方向的速度和Y轴方向的速度的随时间变化的图。

图28是表示基于3D传感器113的电子部件的第1次的摄像定时时的视场171a、171b和头部107的垂直方向的位置关系的图。

图29是表示基于3D传感器113的电子部件的第2次的摄像定时时的视场171a、171b和头部107的垂直方向的位置关系的图。

图30是表示基于3D传感器113的电子部件的第3次的摄像定时时的视场171a、171b和头部107的垂直方向的位置关系的图。

图31是表示基于3D传感器113的电子部件的第6次的摄像定时时的视场171a、171b和头部107的垂直方向的位置关系的图。

图32是表示基于三维图像来进行被头部107吸附的电子部件的识别的情况下的、LED灯153的发光、摄像元件的图像数据的输出以及向视频存储器213的图像数据的写入的各定时的图。

图33是表示使头部107在X轴方向上移动来执行多次图32的动作的情况下的、LED灯153的发光以及向视频存储器213的图像数据的写入的各定时的图。

图34是表示基于二维图像来进行被头部107吸附的电子部件的识别的情况下的、LED灯153的发光、摄像元件的图像数据的输出以及向视频存储器213的图像数据的写入的各定时的图。

图35是表示使头部107在X轴方向上移动来执行多次图34的动作的情况下的、LED灯153的发光以及向视频存储器213的图像数据的写入的各定时的图。

图36是表示使头部107在X轴方向上移动来选择性进行图32所示的动作或者图35所示的动作的情况下的、LED灯153的发光以及向视频存储器213的图像数据的写入的各定时的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。

本发明所涉及的一实施方式的电子部件安装装置将从电阻或电容器等比较小的电子部件到被封装的LSI或存储器等比较大的电子部件，安装于印刷电路板或者液晶显示面板或等离子显示面板的基板。在该电子部件安装装置中，在将电子部件安装于基板之前对电子部件进行摄像，通过利用了摄像图像的软件处理来进行电子部件的定位和所需的检查，在此基础上，将电子部件装配在基板上。

图1是本发明所涉及的一实施方式的电子部件安装装置的整体立体图。此外，图2是图1所示的电子部件安装装置的俯视图。本实施方式的电子部件安装装置100具备：主体101、供给器部103、托架供给部105、头部107、X轴自动机109、Y轴自动机111a、111b、和三维传感器(以下称作“3D传感器”)113。另外，在电子部件安装装置100内不断通过搭载有基板115的传送带117。

供给器部103供给比较小型的电子部件。托架供给部105供给比较大型的电子部件。头部107在其底面具有被配设为矩阵状的多个管嘴119。头部107通过管嘴119吸附从供给器部103或者托架供给部105供给的电子部件121来进行保持。另外，根据所吸附的电子部件的大小或者种类而利用管嘴119的数目或者形态不同的头部107。X轴自动机109使头部107在图1所示的X轴方向上移动。Y轴自动机111a、111b使头部107在图1所示的Y轴方向上移动。X轴和Y轴正交。3D传感器113在头部107通过X轴自动机109或者Y轴自动机111a、111b而移动之际，从下侧摄像头部107所吸附的电子部件121。

图3是3D传感器113的简要构成图。如图3所示，在3D传感器113的内部设置有：从电子部件的正下方进行摄像的中心摄像机151C、分别从大致对称的倾斜方向对相同的电子部件进行摄像的左侧摄像机151L以及右侧摄像机151R。另外，中心摄像机151C、左侧摄像机151L以及右侧摄像机151R的焦点位置相同，各摄像机具有电子快门的功能。此外，在3D传感器113中，作为在摄像电子部件时从多方向照明该电子部件的照明单元，配设有多个LED灯153。

图4是说明3D传感器113所具有的各摄像机的构成及其作用的图。如图4所示，中心摄像机151C、左侧摄像机151L以及右侧摄像机151R分别具有一组摄像元件。在中心摄像机151C中，对于一个远心镜头161安装分束器163，两个摄像元件165a、165b具有二维的各视场。此外，在左侧摄像机151L中，对于两个摄像元件165c、165d各自设置有镜头167c、167d。同样，在右侧摄像机151R中，对于两个摄像元件165e、165f各自设置有镜头167e、167f。另外，中心摄像机151C的摄像元件165a的视场与左侧摄像机151L的摄像元件165c的视场以及右侧摄像机151R的摄像元件165e的视场大致相同。另外，左侧摄像机151L的摄像元件165c以及右侧摄像机151R的摄像元件165e的各视场也大致相同。同样，中心摄像机151C的摄像元件165b的视场与左侧摄像机151L的摄像元件165d的视场以及右侧摄像机151R的摄像元件165f的视场大致相同。另外，左侧摄像机151L的摄像元件165d以及右侧摄像机151R的摄像元件165f的各视场也大致相同。

图5是说明中心摄像机151C的作用的图。如图5所示，在中心摄像机151C中，经由分束器163和远心镜头161a，摄像元件165a对视场171a进行摄像，摄像元件165b对视场171b进行摄像。视场171a、171b的各区域比从摄像方向观察到的小型电子部件的尺寸大。另外，摄像元件165a、165b是分别独立的设备，既能以相同的定时进行摄像，也能以不同的定时进行摄像。

图6是说明左侧摄像机151L的作用的图。如图6所示，在左侧摄像机151L中，摄像元件165c经由镜头167c而对视场171a进行摄像，摄像元件165d经由镜头167d而对视场171b进行摄像。另外，摄像元件165c、165d是分别独立的设备，既能以相同的定时进行摄像，也能以不同的定时进行摄像。

图7是说明右侧摄像机151R的作用的图。如图7所示，在右侧摄像机151R中，摄像元件165e经由镜头167e而对视场171a进行摄像，摄像元件165f经由镜头167f而对视场171b进行摄像。另外，摄像元件165e、165f是分别独立的设备，既能以相同的定时进行摄像，也能以不同的定时进行摄像。

本实施方式的电子部件安装装置100除了图1以及图2所示的构成要素之外，还具备未图示的编码器、控制部以及部件识别部。图8是表示一实施方式的电子部件安装装置中的编码器131、133、控制部135以及部件识别部137与其他的构成要素的关系、和控制部135以及部件识别部137的各内部构成的图。

编码器131计测基于X轴自动机109的头部107的X轴方向的移动，并输出表示头部107的X轴方向的移动量的信号(以下称作“X轴编码器信号”)。此外，编码器133计测基于Y轴自动机111的头部107的Y轴方向的移动，并输出表示头部107的Y轴方向的移动的信号(以下称作“Y轴编码器信号”)。控制部135根据头部107所吸附的电子部件的大小，并基于编码器131、133所输出的各信号，来控制构成3D传感器113的各摄像机的摄像元件的摄像定时、以及LED灯153的点亮定时或者照明方式等。部件识别部137基于3D传感器113摄像到的图像来识别头部107所吸附的电子部件的状态等。

如图8所示，控制部135具有：编码器I/F部201、位置判别部203、摄像定时决定部205、摄像控制部207和照明控制部209。编码器I/F部201接受从编码器131输出的X轴编码器信号以及从编码器133输出的Y轴编码器信号。位置判别部203基于编码器I/F部201接受到的X轴编码器信号以及Y轴编码器信号来判别头部107的位置。摄像定时决定部205基于头部107的位置来决定与头部107所吸附的电子部件的大小或者种类相应的3D传感器113的摄像定时。摄像控制部207基于由摄像定时决定部205决定的摄像定时来控制3D传感器113的各摄像机的摄像元件的曝光。另外，摄像控制部207针对各摄像机的两个摄像元件分别独立地进行控制。照明控制部209基于由摄像定时决定部205决定的摄像定时来控制3D传感器113的LED灯153的发光。通过照明控制部209对LED灯153的发光控制，能够改变向电子部件照射的光的明亮度、照射角度、或者照明的种类(例如透射照明和反射照明)。

如图8所示，部件识别部137具有：图像数据I/F部211、视频存储器213和图像处理部215。图像数据I/F部211接受3D传感器113的各摄像机的摄像元件摄像到的图像的数据。图像数据I/F部211接受到的图像数据被保存在视频存储器213中。图像处理部215根据要识别的电子部件的种类来进行利用了视频存储器213所保存的图像数据的图像处理。另外，图像处理部215也可以仅利用来自3D传感器113的中心摄像机151C的图像数据来进行图像处理。在此情况下，虽然所获得的图像为二维图像，但能够缩短图像处理部215的处理时间。此外，在图像处理部215利用来自3D传感器113的所有摄像机(中心摄像机151C、左侧摄像机151L以及右侧摄像机151R)的各图像数据来进行图像处理的情况下，可获得无死角的三维图像。

图9以及图10是表示小型电子部件用的头部107S的构成和3D传感器113的各摄像机的两个摄像元件的视场171a、171b的关系的图。图9是从Y轴方向观察头部107S的头部107S的侧视图，图10是从X轴方向观察头部107S的头部107S的侧视图。并不限于本实施方式的电子部件安装装置，作为电子部件安装装置的功能之一，期望能够通过电子部件的吸附、识别、装配这样的一系列的动作向基板安装的电子部件的数目多。因而，配置2列管嘴119的图9以及图10所示的头部107S的构成在能够吸附多个小型电子部件这一点上是有效的。在图9以及图10所示的头部107S中，在Y轴方向配设有2列且每1列为8个管嘴119，各管嘴吸附一个小型电子部件。在该头部107S装配有小型电子部件的情况下，在3D传感器的各摄像机的两个摄像元件的各视场内，分别单独地包含被配设于Y轴方向的两个管嘴119所吸附的两个电子部件121a、121b。

图11以及图12是表示大型电子部件用的头部107L的构成和3D传感器113的各摄像机的两个摄像元件的视场171a、171b的关系的图。图11是从Y轴方向观察头部107L的头部107L的侧视图，图12是从X轴方向观察头部107L的头部107L的侧视图。在安装未收入一个摄像元件的视场内的大型电子部件的情况下，例如利用图11以及图12所示的头部107L。在图11以及图12所示的头部107L中，在Y轴方向配设有1列且每1列为2个管嘴119，各管嘴吸附一个大型电子部件121c。在该头部107L装配有大型电子部件121c的情况下，在3D传感器的各摄像机的两个摄像元件的各视场内仅包含电子部件121c的一部分。此外，在基于两个摄像元件的一次摄像中，不能摄像到电子部件121c的整体。为此，进行多次使头部107L在X轴方向上移动的基础上的摄像。

(第1实施例)

在本实施方式的电子部件安装装置中，为了实现高效的生产节拍时间，电子部件的摄像动作的高效化尤为重要。即，如果在摄像电子部件时头部107不进行往复运动，与电子部件的大小无关地使头部107在3D传感器113上仅通过一次就能获得电子部件的识别所需的图像，则能够实现高效的生产节拍时间。以下，说明通过本实施方式的电子部件安装装置所具备的控制部135的摄像控制部207以及照明控制部209被控制的电子部件的摄像。

图13是表示3D传感器113对被图9以及图10的头部107S所吸附的小型电子部件进行摄像之际的曝光以及照明的定时的一例的图。此外，图14是表示以图13所示的定时摄像之际的各摄像元件的视场和小型电子部件的垂直方向的位置关系的图。在图13以及图14所示的例子中，小型电子部件121a、121b在相同的定时且相同的照明下分别被摄像。另外，位于视场171a内的电子部件121a的摄像面由摄像元件165a、165c、165e来摄像，位于视场171b内的电子部件121b的摄像面由摄像元件165b、165d、165f来摄像。因此，本实施方式的电子部件安装装置所具备的部件识别部137能够根据与一个视场对应的摄像元件摄像到的一张图像来识别小型电子部件。

图15是表示3D传感器113对被图9以及图10的头部107S所吸附的小型电子部件进行摄像之际的曝光以及照明的定时的另一例的图。此外，图16是表示以图15所示的定时摄像之际的各摄像元件的视场和小型电子部件的垂直方向的位置关系的图。在管嘴119构成为2列的头部107S所吸附的小型电子部件的种类按每列而不同的情况下，有时按照电子部件的每个种类来改变LED灯153的照明方式能够获得有效的图像。例如，在对一列管嘴所吸附的电子部件进行摄像之际，使照明比较亮，在对另一列管嘴所吸附的电子部件进行摄像之际，使照明比较暗。因而，在图15以及图16所示的例子中，使小型电子部件121a、121b的摄像定时分别错开，且在各摄像定时被设定为不同的照明方式。即，位于视场171a内的电子部件121a的摄像面在第1照明方式下，通过摄像元件165a、165c、165e以第1次的定时进行摄像，位于视场171b内的电子部件121b的摄像面在第2照明方式下，通过摄像元件165b、165d、165f以第2次的定时进行摄像。

另外，以第1次的定时摄像时的电子部件121a的位置和以第2次的定时摄像时的电子部件121b的位置在X轴上的间隔、即头部107S在X轴上的移动距离非常小。例如，如果将LED灯153的发光时间设为10μ秒，将头部107S在X轴上的移动速度设为2000mm/秒，则上述间隔为20μm。

图17是表示3D传感器113对被图11以及图12的头部107L所吸附的大型电子部件进行摄像之际的曝光以及照明的定时的一例的图。此外，图18是表示最初摄像之际的各摄像元件的视场和大型电子部件的垂直方向的位置关系的图。图19是表示接下来摄像之际的各摄像元件的视场和大型电子部件的垂直方向的位置关系的图。在图17～图19所示的例子中，管嘴119构成为1列的头部107L所吸附的跨越两个视场171a、171b的大型电子部件121c，通过与各视场对应的摄像元件在相同的定时且相同的照明下被摄像之后，使头部107L在X轴方向上移动了给定长度时，以与先前摄像时相同的条件被再次摄像。因此，图像处理部215将通过多次摄像获得的基于与各视场对应的摄像元件的多个图像进行合并，来生成包含大型电子部件121c的摄像面的整体的图像。此外，部件识别部137能够根据图像处理部215合并多个图像得到的图像来识别大型电子部件。另外，对于组合多个图像的处理，通过将各图像的数据暂时取入至视频存储器213并以软件来执行的方法、和以硬件来实时执行的方法当中的任一种方法而被进行。图像处理部215以哪种方法来进行处理，可以根据处理时间和处理能力的平衡来决定。

图20是表示3D传感器113对被图11以及图12的头部107L所吸附的大型电子部件进行摄像之际的曝光以及照明的定时的另一例的图。此外，图21是表示最初以不同定时摄像之际的各摄像元件的视场和大型电子部件的垂直方向的位置关系的图。图22是表示接下来以不同定时摄像之际的各摄像元件的视场和大型电子部件的垂直方向的位置关系的图。在图20～图22所示的例子中，大型电子部件121c的摄像面，通过与各视场对应的摄像元件在不同的定时且相同的照明下被摄像之后，使头部107L在X轴方向上移动了给定长度时，以与先前摄像时相同的条件被再次摄像。在此情况下，也是如果图像处理部215将通过多次摄像获得的基于与各视场对应的摄像元件的图像进行组合，则能够获得大型电子部件121c的整个摄像面的图像。另外，图20所示的摄像模式由于能够与图15所示的摄像模式共用化，因此电路设计稍微变得简便。

如以上所说明的那样，在第1实施例中，在进行收入一个摄像元件的视场内的小型电子部件的识别之际，利用一个摄像元件摄像到的图像，在进行跨越两个视场的大型电子部件的识别之际，利用将与这两个视场对应的两个摄像元件摄像到的各图像进行合并而得到的图像。因此，头部107无需进行往复运动，与电子部件的大小无关地使头部107在3D传感器113上通过一次就能够获得电子部件的识别所需的图像。其结果，能够与安装于基板的电子部件的大小无关地快速且高精度地对检查对象的电子部件进行识别。

(第2实施例)

图23是表示配置2列管嘴119的头部107、3D传感器113、以及装配电子部件的基板115的水平的位置关系的一例的图。此外，图24是表示直至头部107从供给器部103吸附电子部件并装配于基板115为止的第2实施例中的移动路径的图。图24所示的O点表征吸附电子部件时的头部107的中心位置。头部107在O点吸附了电子部件之后，通过X轴自动机109以及Y轴自动机111a、111b而移动至P点。接下来，头部107通过X轴自动机109而从P点移动至Q点。另外，从P点向Q点的移动是平行于X轴的移动。最后，头部107通过X轴自动机109以及Y轴自动机111a、111b而移动至电子部件的装配点即R点。头部107所吸附的电子部件的基于3D传感器113的摄像，从头部107位于P点时至位于Q点时为止被间歇性地进行。

图25是表示图23所示的头部107在移动时的X轴方向的速度和Y轴方向的速度的随时间变化的图。如图25所示，从O点到达P点的头部107，在朝向Q点加速之后，等速地移动给定距离，朝着向Q点的到达而减速。如上所述，基于3D传感器113的电子部件的摄像在从头部107位于P点时至位于Q点时为止被进行。即，本实施方式的电子部件安装装置所具备的控制部135的摄像控制并不限定于头部107从P点向Q点的等速移动中。控制部135控制3D传感器113而使得即便在头部107从P点朝向Q点加速中也进行摄像，控制3D传感器113而使得即便在头部107朝着向Q点的到达减速中也进行摄像。

在图25中，在头部107从P点向Q点的等速移动中限定了摄像定时的情况下的X轴方向的速度和Y轴方向的速度的随时间变化由虚线来表示。在此情况下，头部107从O点向图24所示的p点移动，从p点起在与X轴平行的方向上加速，从P点到Q点的期间内等速地移动，朝着向图24所示的q点的到达而减速。最后，头部107从q点移动至R点。

在图25中虚线所示的情况下，p点至P点的加速时间以及Q点至q点的减速时间不包含在能摄像时间中，但在第2实施例中加减速时间也包含在能摄影时间中。因而，若比较头部107从O点至R点的移动时间，则图25中实线所示的基于本实施例的移动时间短于图25中虚线所示的情况。其结果，能够使本实施方式的电子部件安装装置中的生产节拍时间高效化。

另外，从来自编码器131、133的信号示出给定位置起至控制部135指示LED灯153的点亮和摄像元件的曝光为止，虽然也由控制部135的处理能力决定，但例如需要30μ秒。如果头部107的移动速度为1000mm/秒，则将产生30μm的作为图像的延迟(头部107向移动方向的偏离)。如本实施例那样在头部107处于加减速移动中进行摄像的情况下，控制部135的摄像定时决定部205边逆运算与头部107的移动速度相应的延迟，边决定消除该延迟的摄像定时。

(第3实施例)

图26是表示直至头部107从供给器部103吸附电子部件并装配于基板115为止的第3实施例中的移动路径的图。图26所示的O点表征吸附小型电子部件时的头部107的中心位置。头部107在O点吸附了电子部件之后，通过X轴自动机109以及Y轴自动机111a、111b而移动至P点。接下来，头部107通过X轴自动机109以及Y轴自动机111a、111b而从P点移动至Q点。另外，从P点向Q点的移动是相对于X轴倾斜而在Y轴上朝向接近基板115的方向的移动。最后，头部107通过X轴自动机109以及Y轴自动机111a、111b而移动至电子部件的装配点即R点。头部107所吸附的小型电子部件的摄像，在头部107从P点向Q点的移动中头部107通过3D传感器113上的期间内被间歇性地进行。

图27是表示图26所示的头部107在移动时的X轴方向的速度和Y轴方向的速度的随时间变化的图。如图27所示，从O点到达P点的头部107，在朝向Q点加速之后，等速地移动给定距离，朝着向Q点的到达而减速。如上所述，基于3D传感器113的小型电子部件的摄像在头部107通过3D传感器113上的期间内被间歇性地进行。在本实施例中，根据Y轴编码器信号所表示的Y轴上的位置来决定摄像定时。

图28～图31是按照基于3D传感器113的电子部件的每个摄像定时而表示视场171a、171b和头部107的垂直方向的位置关系的图。在本实施例中，也是在管嘴构成为2列的头部107所吸附的小型电子部件的种类按每列而不同的情况下，使小型电子部件121a、121b的摄像定时分别错开，且在各摄像定时被设定为不同的照明方式。另外，在头部107吸附了1种电子部件的情况下，各列的电子部件的摄像定时也可以相同。

在图27中，摄像电子部件的过程中头部107与X轴平行地移动的情况下的X轴方向的速度和Y轴方向的速度的随时间变化由虚线来表示。在图27中虚线所示的例子中，摄像中的Y轴方向的头部107的移动量为0。即，与在第2实施例中图24所示的情况相同。但是，在第3实施例中，在包含摄像时间的从P点向Q点的移动时，头部107在Y轴方向上也朝向基板115移动。即，头部107在Y轴上的动作对直至装配点(R点)为止的时间进行速度控制。因而，若比较头部107从O点至R点的移动时间，则图27中实线所示的基于本实施例的移动时间短于图27中虚线所示的情况。其结果，能够使本实施方式的电子部件安装装置中的生产节拍时间高效化。另外，本实施例能够应用于头部107吸附小型电子部件的情况。

(第4实施例)

图32是表示基于三维图像来进行被头部107吸附的电子部件的识别的情况下的、LED灯153的发光、摄像元件的图像数据的输出以及向视频存储器213的图像数据的写入的各定时的图。在图32所示的例子中，针对管嘴构成为2列的头部107的不同列所吸附的两个小型电子部件，分别以不同的定时照射不同的照明方式的光，与各照明同步地3D传感器113所具有的各摄像机的摄像元件被曝光。摄像元件被曝光而获得的图像数据依次转发至本实施方式的电子部件安装装置所具备的部件识别部137的视频存储器213。图33是表示使头部107在X轴方向上移动来执行多次图32的动作的情况下的、LED灯153的发光以及向视频存储器213的图像数据的写入的各定时的图。

图34是表示基于二维图像来进行被头部107吸附的电子部件的识别的情况下的、LED灯153的发光、摄像元件的图像数据的输出以及向视频存储器213的图像数据的写入的各定时的图。在图34所示的例子中，针对管嘴构成为2列的头部107的不同列所吸附的两个小型电子部件，分别以不同的定时照射不同的照明方式的光，与各照明同步地3D传感器113所具有的中心摄像机151C的摄像元件被曝光。摄像元件被曝光而获得的图像数据依次转发至本实施方式的电子部件安装装置所具备的部件识别部137的视频存储器213。图35是表示使头部107在X轴方向上移动来执行多次图34的动作的情况下的、LED灯153的发光以及向视频存储器213的图像数据的写入的各定时的图。

图36是表示使头部107在X轴方向上移动来选择性进行图32所示的动作或者图35所示的动作的情况下的、LED灯153的发光以及向视频存储器213的图像数据的写入的各定时的一例的图。在图36所示的例子中，被头部107所吸附的电子部件的识别是基于三维图像来进行还是基于二维图像来进行，根据电子部件的种类等而由本实施方式的电子部件安装装置所具备的控制部135进行选择。控制部135的摄像控制部207，在摄像二维图像的情况下，进行控制而使得对3D传感器113的中心摄像机151C的摄像元件165a、165b进行曝光，在摄像三维图像的情况下，进行控制而使得对3D传感器113的中心摄像机151C、左侧摄像机151L以及右侧摄像机151R分别具有的所有摄像元件进行曝光。基于三维图像的部件识别例如包含QFP的引线浮置检查或者微小部件的吸附姿势的检查等。

如图32～图36所示，在摄像二维图像之际写入视频存储器213的图像数据的合计尺寸小于在摄像三维图像之际写入视频存储器213的图像数据的合计尺寸。即，平均每次摄像时从3D传感器113向视频存储器213转发的数据量，二维图像的情形小于三维图像的情形。此外，为了生成三维图像，图像处理部215需要对来自各摄像机的图像数据进行3D处理。因而，关于部件识别部137的软件或者硬件所引起的处理负担，与二维图像的情形相比，在三维图像的情形下，随着处理数据量的增加而变大。换言之，基于二维图像的识别时，部件识别部137的处理负担要小。

如以上所说明的那样，在第4实施例中，作为在电子部件的识别中利用的图像，根据是需要二维图像还是需要三维图像，通过控制部135的摄像控制部207按照由头部107吸附的每个电子部件、每个电子部件组或者电子部件的每个种类来控制3D传感器113的摄像方式。如此，通过选择性地区分使用摄像方式，从而不会发生不必要的图像数据的转发，此外也不会给部件识别部137带来不必要的负担。其结果，电子部件安装装置能够迅速地进行部件识别。

虽然详细且参照特定实施方式对本发明进行了说明，但对于本领域的技术人员而言，显然能够不脱离本发明的精神和范围地施加各种变更、修正。

本申请基于2013年7月25日提出申请的美国专利申请(13/950，531)，其内容以援引的方式取入于此。

产业上的可利用性

本发明所涉及的电子部件安装装置作为将电子部件安装于基板的装配机等是有用的。

符号说明

100 电子部件安装装置

101 主体

103 供给器部

105 托架供给部

107、107S、107L 头部

109 X轴自动机

111a、111b Y轴自动机

113 三维传感器(3D传感器)

115 基板

117 传送带

119 管嘴

121 电子部件

131、133 编码器

135 控制部

137 部件识别部

151C 中心摄像机

151L 左侧摄像机

151R 右侧摄像机

153 LED灯

165a、165b、165c、165d、165e、165f 摄像元件

161 远心镜头

163 分束器

167c、167d、167e、167f 镜头

171a、171b 视场

201 编码器I/F部

203 位置判别部

205 摄像定时决定部

207 摄像控制部

209 照明控制部

211 图像数据I/F部

213 视频存储器

215 图像处理部

121a、121b 小型电子部件

121c 大型电子部件

Claims (7)

1.一种电子部件安装装置，具备：

基板搬送机构部，其在第1方向上搬送安装电子部件的基板；

部件供给部，其供给所述电子部件；

保持部，其保持从所述部件供给部供给的所述电子部件；

移动机构部，其使所述保持部进行移动；

部件摄像部，其对由所述保持部保持的所述电子部件进行摄像；

控制部，其控制所述部件摄像部摄像所述电子部件的摄像方式；和

部件识别部，其基于所述部件摄像部摄像到的图像来识别所述电子部件，

所述电子部件安装装置的特征在于，

所述部件摄像部具有区域摄像机，该区域摄像机包含分别具有不同的视场且为独立的设备的第1摄像元件以及第2摄像元件，

所述控制部根据所述保持部所保持的所述电子部件的大小，将所述部件摄像部的摄像方式设定为第1摄像模式或者第2摄像模式，在所述电子部件的大小为小型的情况下，将所述摄像方式设定为所述第1摄像模式，在所述电子部件的大小为大型的情况下，将所述摄像方式设定为所述第2摄像模式，

在所述摄像方式被设定为所述第1摄像模式时，所述部件识别部基于所述第1摄像元件摄像到的图像来识别由所述保持部保持的第1电子部件，且基于所述第2摄像元件摄像到的图像来识别与所述第1电子部件一起由所述保持部保持的第2电子部件，

在所述摄像方式被设定为所述第2摄像模式时，所述部件识别部基于对所述第1摄像元件摄像到的图像以及所述第2摄像元件摄像到的图像进行合并而得到的图像，来识别由所述保持部保持的电子部件，

所述控制部对所述第1摄像元件以及所述第2摄像元件独立地进行控制而使得：在通过所述移动机构部使所述保持部朝向相对于所述第1方向倾斜且接近所述基板的方向移动的期间内，对所述保持部所保持的电子部件进行摄像。

2.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于，

所述控制部对所述部件摄像部进行控制而使得：在所述保持部等速移动中，对所述保持部所保持的电子部件进行摄像。

3.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于，

所述部件摄像部具有：部件照明部，其在摄像时对所述保持部所保持的电子部件进行照明，

所述控制部在所述保持部保持不同种类的第1电子部件以及第2电子部件时，使所述摄像元件摄像所述第1电子部件的摄像定时和所述摄像元件摄像所述第2电子部件的摄像定时分别错开，且变更各摄像定时下的所述部件照明部的照明方式。

4.一种电子部件安装装置，具备：

基板搬送机构部，其在第1方向上搬送安装电子部件的基板；

部件供给部，其供给所述电子部件；

保持部，其保持从所述部件供给部供给的所述电子部件；

移动机构部，其使所述保持部进行移动；

部件摄像部，其对由所述保持部保持的所述电子部件进行摄像；

控制部，其控制所述部件摄像部摄像所述电子部件的摄像方式；和

部件识别部，其基于所述部件摄像部摄像到的图像来识别所述电子部件，

所述电子部件安装装置的特征在于，

所述部件摄像部具有至少三个区域摄像机，该区域摄像机包含分别具有不同的视场且为独立的设备的第1摄像元件以及第2摄像元件，所述第1摄像元件以及所述第2摄像元件的各视场与区域摄像机无关地分别相同，

所述控制部根据所述保持部所保持的所述电子部件的大小，将所述部件摄像部的摄像方式设定为第1摄像模式或者第2摄像模式，在所述电子部件的大小为小型的情况下，将所述摄像方式设定为所述第1摄像模式，在所述电子部件的大小为大型的情况下，将所述摄像方式设定为所述第2摄像模式，

在所述摄像方式被设定为所述第1摄像模式时，所述部件识别部基于各区域摄像机的所述第1摄像元件摄像到的图像来识别由所述保持部保持的第1电子部件，且基于各区域摄像机的所述第2摄像元件摄像到的图像来识别与所述第1电子部件一起由所述保持部保持的第2电子部件，

在所述摄像方式被设定为所述第2摄像模式时，所述部件识别部基于对各区域摄像机的所述第1摄像元件摄像到的图像以及各区域摄像机的所述第2摄像元件摄像到的图像进行合并而得到的图像，来识别由所述保持部保持的电子部件，

所述控制部对所述第1摄像元件以及所述第2摄像元件独立地进行控制而使得：在通过所述移动机构部使所述保持部朝向相对于所述第1方向倾斜且接近所述基板的方向移动的期间内，对所述保持部所保持的电子部件进行摄像。

5.根据权利要求4所述的电子部件安装装置，其特征在于，

所述控制部对所述部件摄像部进行控制而使得：在所述保持部等速移动中，对所述保持部所保持的电子部件进行摄像。

6.根据权利要求4所述的电子部件安装装置，其特征在于，

所述部件摄像部具有：部件照明部，其在摄像时对所述保持部所保持的电子部件进行照明，

所述控制部在所述保持部保持不同种类的第1电子部件以及第2电子部件时，使各区域摄像机的所述摄像元件摄像所述第1电子部件的摄像定时和各区域摄像机的所述摄像元件摄像所述第2电子部件的摄像定时分别错开，且变更各摄像定时下的所述部件照明部的照明方式。

7.一种电子部件安装方法，由电子部件安装装置来执行，

所述电子部件安装装置具备：

基板搬送机构部，其在第1方向上搬送安装电子部件的基板；

部件供给部，其供给所述电子部件；

保持部，其保持从所述部件供给部供给的所述电子部件；

移动机构部，其使所述保持部进行移动；

部件摄像部，其对由所述保持部保持的所述电子部件进行摄像；

控制部，其控制所述部件摄像部摄像所述电子部件的摄像方式；和

部件识别部，其基于所述部件摄像部摄像到的图像来识别所述电子部件，

所述部件摄像部具有至少三个区域摄像机，该区域摄像机包含分别具有不同的视场且为独立的设备的第1摄像元件以及第2摄像元件，所述第1摄像元件以及所述第2摄像元件的各视场与区域摄像机无关地分别相同，

所述电子部件安装方法的特征在于，

所述控制部根据所述保持部所保持的所述电子部件的大小，将所述部件摄像部的摄像方式设定为第1摄像模式或者第2摄像模式，在所述电子部件的大小为小型的情况下，将所述摄像方式设定为所述第1摄像模式，在所述电子部件的大小为大型的情况下，将所述摄像方式设定为所述第2摄像模式，

在所述摄像方式被设定为所述第1摄像模式时，所述部件识别部基于各区域摄像机的所述第1摄像元件摄像到的图像来识别由所述保持部保持的第1电子部件，且基于各区域摄像机的所述第2摄像元件摄像到的图像来识别与所述第1电子部件一起由所述保持部保持的第2电子部件，

在所述摄像方式被设定为所述第2摄像模式时，所述部件识别部基于对各区域摄像机的所述第1摄像元件摄像到的图像以及各区域摄像机的所述第2摄像元件摄像到的图像进行合并而得到的图像，来识别由所述保持部保持的电子部件，

所述控制部对所述第1摄像元件以及所述第2摄像元件独立地进行控制而使得：在通过所述移动机构部使所述保持部朝向相对于所述第1方向倾斜且接近所述基板的方向移动的期间内，对所述保持部所保持的电子部件进行摄像。