CN107535089B

CN107535089B - 元件安装机

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Publication number: CN107535089B
Application number: CN201580080031.5A
Authority: CN
Inventors: 饭阪淳; 伊藤秀俊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-05-25
Filing date: 2015-05-25
Publication date: 2019-10-01
Anticipated expiration: 2035-05-25
Also published as: JPWO2016189621A1; CN107535089A; EP3307041B1; EP3307041A4; WO2016189621A1; US20180153061A1; JP6717816B2; EP3307041A1; US10448551B2

Abstract

本发明提供一种元件安装机，在吸嘴支架(12)上以能够上下移动的方式保持吸嘴部(13)，并通过弹簧(26、34)对该吸嘴部向下方进行施力。在吸嘴部的外周部设置能够通过图像进行识别的高度位置基准部(61)，将吸嘴部的下端所吸附的元件及所述高度位置基准部双方收于拍摄吸嘴部的下端周边的侧面图像的相机(48)的视野内而拍摄吸嘴部的下端周边的侧面图像。并且，对该侧面图像进行处理而识别高度位置基准部的高度位置及元件的下端的高度位置，测定从高度位置基准部至元件的下端的高低差(A)，并基于该高低差判定元件的吸附姿势是否良好。

Description

元件安装机

技术领域

本发明涉及一种元件安装机，搭载有图像处理装置，所述图像处理装置通过利用相机拍摄吸嘴部的下端所吸附的元件的侧面图像并进行图像处理来判定元件的吸附姿势。

背景技术

在元件安装机中，例如专利文献1(日本特开2006-313838号公报)、专利文献2(日本特开2009-88035号公报)所述的那样，在利用吸附吸附元件时、将吸附的元件安装在基板上时，为了不因冲击而对元件造成损伤，在吸嘴支架上以能够上下移动的方式设有吸嘴部，且通过弹簧对该吸嘴部向下方进行施力，在元件吸附动作时吸嘴部的下端与元件抵接后、元件安装动作时吸嘴部所吸附的元件与基板抵接后，吸嘴部对应该下降动作抵抗弹簧的弹簧力而被压入直至保持吸嘴支架的安装头的下降动作停止为止，由此缓和施加到元件上的冲击。

另外，如专利文献3(日本特开2008-124293号公报)、专利文献4(日本特开2009-88035号公报)所述的那样，通过利用相机拍摄吸嘴部的下端所吸附的元件的侧面图像并进行图像处理，判定元件的吸附姿势是否良好、有无吸附元件、吸嘴部是否良好等。

具体来说，在专利文献3的判定方法中，当在保持吸嘴部的吸嘴支架上替换吸嘴部而保持有基准夹具的状态下，将该基准夹具的侧面图像作为“基准图像”进行拍摄并进行图像处理，从而在求出该基准夹具的高度位置作为基准高度位置后，从吸嘴支架拆下基准夹具而替换成吸嘴部，拍摄该吸嘴部的下端所吸附的元件的侧面图像并进行图像处理，由此求出该元件的下端(最下点)的高度位置，计算出基准高度位置与元件的下端的高度位置的高低差(差)，基于该高低差判定元件的吸附姿势、吸嘴部是否良好等。

另一方面，在专利文献4的判定方法中，通过拍摄没有欠缺等的正常的吸嘴部单体的侧面图像作为“基准图像”，并拍摄吸附了元件的吸嘴部的侧面图像，求出基准图像与吸嘴部的侧面图像的差图像，以判定元件的吸附姿势、吸嘴部是否良好等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-313838号公报

专利文献2：日本特开2009-88035号公报

专利文献3：日本特开2008-124293号公报

专利文献4：日本特开2009-88035号公报

发明内容

发明要解决的课题

由于上述专利文献3、4中的任一判定方法除了需要吸附有元件的吸嘴部的侧面图像外还需要基准图像，因此，若没有基准图像，则无法判定元件的吸附姿势、吸嘴部是否良好等。

而且，不限于在元件吸附动作时、元件安装动作时，被压入到吸嘴支架的吸嘴部在元件吸附动作后、元件安装动作后通过弹簧始终被正确地压下至一定位置(下限位置)，在每次进行元件吸附动作、每次进行元件安装动作时，吸嘴部的高度位置往往会受摩擦力、灰尘附着等影响而产生微小变化，即使在上述专利文献3、4中的任一判定方法中，由于以吸嘴部的高度位置始终固定(没有变化)为前提，因此，若在每次进行元件吸附动作、每次进行元件安装动作时吸嘴部的高度位置产生微小变化时，受其影响，元件的吸附姿势等的判定精度会变差，可能会出现误判定。

由于因近年来元件的极小化而元件的厚度尺寸会微小化，因此，每次元件吸附动作、每次元件安装动作的吸嘴部的高度位置的微小变化对元件的吸附姿势等的判定精度的影响程度会变大，具有元件的吸附姿势等的误判定的频率增加的趋势。

因此，本发明想要解决的课题在于提供一种元件安装机，即使没有基准图像，仅通过一个侧面图像就能够精度良好地判定元件的吸附姿势是否良好等。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本发明是一种元件安装机，搭载有图像处理装置，所述图像处理装置通过施力单元对以能够上下移动的方式保持于吸嘴支架的吸嘴部向下方进行施力，利用相机拍摄所述吸嘴部的下端所吸附的元件的侧面图像，并对该侧面图像进行处理，由此判定所述元件的吸附姿势是否良好，所述元件安装机的特征在于，在所述吸嘴部的外周部设置能够通过图像进行识别的高度位置基准部，所述图像处理装置将所述吸嘴部的下端所吸附的元件及所述高度位置基准部双方收于所述相机的视野内，利用所述相机拍摄包含所述元件和所述高度位置基准部在内的所述吸嘴部的下端周边的侧面图像，对该侧面图像进行处理而识别所述高度位置基准部的高度位置及所述元件的下端的高度位置，测定从所述高度位置基准部至所述元件的下端的高低差，并基于该高低差判定所述元件的吸附姿势是否良好。

在该结构中，由于在吸嘴部的外周部设有能够通过图像进行识别的高度位置基准部，将吸嘴部的下端所吸附的元件及高度位置基准部双方收于相机的视野内，拍摄吸嘴部的下端周边的侧面图像，从该侧面图像识别高度位置基准部的高度位置及元件的下端的高度位置，因此，即使没有基准图像，也可以仅通过一个侧面图像精度良好地测定从吸嘴部的高度位置基准部至元件的下端的高低差。由于从吸嘴部的高度位置基准部至吸嘴部的下端的高低差是根据吸嘴部的规格数据(设计值、基准值、制造时的尺寸管理数据等)已知的值，因此，根据从吸嘴部的高度位置基准部至元件的下端的高低差的测定值，能够精度良好地推定侧面图像所显示出的元件的高度尺寸(厚度尺寸)作为吸附姿势的信息。在该情况下，在每次进行元件吸附动作、每次进行元件安装动作时，吸嘴部的高度位置往往会因摩擦力、灰尘附着等的影响而产生微小变化，由于高度位置基准部也与吸嘴部一体地上下移动，因此，从吸嘴部的高度位置基准部至元件的下端的高低差完全不受吸嘴部的高度位置的微小变化的影响，基于从高度位置基准部至元件的下端的高低差，能够精度良好地判定元件的吸附姿势是否良好。由此，即使没有基准图像，仅通过一个侧面图像，也能够不受每次元件吸附动作、每次元件安装动作的吸嘴部的高度位置的微小变化的影响地精度良好地判定元件的吸附姿势是否良好。

另外，也可以是，所述图像处理装置除了能够执行判定所述元件的吸附姿势是否良好吸附姿势判定模式外，还能够执行判定所述吸嘴部是否良好的吸嘴部判定模式，在所述吸嘴部判定模式中，在元件吸附动作之前或元件安装动作之后，利用所述相机拍摄包含所述吸嘴部的下端和所述高度位置基准部在内的所述吸嘴部的下端周边的侧面图像，对该侧面图像进行处理而识别所述高度位置基准部的高度位置及所述吸嘴部的下端的高度位置，测定从所述高度位置基准部至所述吸嘴部的下端的高低差，基于该高低差判定所述吸嘴部是否良好。这样，即使没有基准图像，仅通过一个侧面图像，也能够不受每次元件吸附动作、每次元件安装动作的吸嘴部的高度位置的微小变化的影响地精度良好地判定吸嘴部是否良好(吸嘴部有无欠缺、翘曲等)。

在该情况下，也可以是，当判断为在所述吸嘴部判定模式中测定出的所述高低差比根据所述吸嘴部的规格数据所求出的从高度位置基准部至吸嘴部的下端的高低差大时，所述图像处理装置判定为元件带回，即，无法将所述吸嘴部所吸附的元件安装于电路基板而将该元件带回。总之，在图像识别中，由于难以正确地区别一个侧面图像所显示出的吸嘴部的下端和元件的下端而进行识别，因此，在出现元件带回时，会将元件的下端误识别为吸嘴部的下端，测定从高度位置基准部至元件的下端的高低差。因此，只要判定吸嘴部判定模式中测定出的高低差是否比根据吸嘴部的规格数据求出的高低差大，就能够精度良好地判定有无元件带回。

另外，也可以是，所述图像处理装置基于在元件吸附动作之前或元件安装动作之前根据所述侧面图像识别出的所述高度位置基准部的高度位置，算出对元件吸附动作时或元件安装动作时的所述吸嘴支架的下降量(保持吸嘴支架的安装头的下降量)进行校正的校正量，具备校正单元，所述校正单元在元件吸附动作时或元件安装动作时以所述校正量校正所述吸嘴支架的下降量。总之，由于存在吸嘴部的高度位置基准部的高度位置越高则吸嘴部的下端的高度位置也越高的关系，因此，能够基于高度位置基准部的高度位置推定吸嘴部的下端的高度位置，并能够以在元件吸附动作时、元件安装动作时压入到吸嘴支架的吸嘴部的压入量固定的方式控制吸嘴支架的下降动作(安装头的下降动作)，能够提前防止因吸嘴部的压入不足引起的元件的吸附不良、安装不良、因吸嘴部的过度压入引起的元件、基板的损伤。

而且，也可以是，当在元件吸附动作之前或元件安装动作之前根据所述侧面图像识别出的所述高度位置基准部的高度位置比预定的异常判定值高时，所述图像处理装置判定为所述吸嘴部的异常固着。总之，若在元件吸附动作时、元件安装动作时因异物向吸嘴支架与吸嘴部之间的滑动部啮入等而发生吸嘴部固着而无法被压下的吸嘴部的异常固着，则会出现元件吸附错误、元件安装错误，或者不能得到冲击缓冲效果，可能会对元件、电路基板造成损伤，因此，需要在早期检测出吸嘴部的异常固着。由于拍摄时的吸嘴支架的高度位置是固定的，因此，这意味着吸嘴部的高度位置基准部的高度位置越高则吸嘴部相对于吸嘴支架的压入量(上压量)越大。根据这样的高度位置基准部的高度位置与吸嘴部的压入量的关系，若高度位置基准部的高度位置比预定的异常判定值高，则判断为吸嘴部相对于吸嘴支架的压入量异常大(吸嘴部被固着而不能被压下)，能够判定为吸嘴部的异常固着。

附图说明

图1是表示本发明的一实施例中的元件安装机的旋转头及其周边部分的结构的主视图。

图2是吸嘴支架及吸嘴部的放大纵向剖视图。

图3是表示元件安装机的控制系统的结构的框图。

图4中的(a)～(d)是说明高度位置基准部的4种实施方式的吸嘴部的主视图。

图5中的(a)～(c)是说明识别高度位置基准部并判定元件的吸附姿势是否良好的原理的图。

图6是表示图像处理程序的处理流程的流程图(其1)。

图7是表示图像处理程序的处理流程的流程图(其2)。

具体实施方式

以下，使用附图对将用于实施本发明的方式应用于旋转型的元件安装机并具体化了的一实施例进行说明。

首先，使用图1及图2对元件安装机的旋转头11(旋转型的安装头)的结构进行说明。

如图1所示，在旋转头11上沿其圆周方向以预定间隔能够升降地支承多根吸嘴支架12，各吸嘴支架12上分别能够更换且能够上下移动地卡合保持有吸附元件的吸嘴部13。此外，在图1中仅图示了两根吸嘴支架12(吸嘴部13)，省略了其它吸嘴支架12(吸嘴部13)的图示。

如图2所示，在吸嘴部13的上部以在水平方向(吸嘴部13的直径方向)上贯通的状态固定有卡合销14，该卡合销14的两端部能够拆装地卡合于形成在吸嘴支架12的下部的两处的倒L字形的卡合槽20。在吸嘴支架12的外周能够上下移动地嵌合有用于按压卡合销14的两端部的筒状的按压部件25，通过利用弹簧26(施力单元)对该按压部件25向下方施力，利用按压部件25按压卡合销14的两端部以保持卡合销14的卡合状态。吸嘴支架12的卡合槽20以容许卡合销14的上下移动的方式较宽地形成上下方向的槽宽，吸嘴部13相对于吸嘴支架12的压入量(上压量)能够在卡合槽20的上下方向的槽宽的范围内变化。

通过在吸嘴支架12的内部能够上下移动地嵌合管状吸嘴活塞32，利用弹簧34(施力单元)对该吸嘴活塞32向下方施力，而保持为使该吸嘴活塞32的下端面与吸嘴部13的上端面抵接的状态。由此，吸嘴部13以利用两个弹簧26、34向下方施力的状态能够相对吸嘴支架12上下移动地卡合保持。

另一方面，如图1所示，使旋转头11沿XY方向移动的头移动机构15是具备通过X轴滚珠丝杠16沿作为基板输送方向的X轴方向(与图1的纸面垂直的方向)滑动的X轴滑动件17；及通过Y轴滚珠丝杠(未图示)沿与X轴方向正交的Y轴方向移动的Y轴滑动件18的XY机器人。X轴滑动件17能够沿设于Y轴滑动件18上的X轴导轨19在X轴方向上滑动地被支承，Y轴滑动件18能够沿设于元件安装机主体侧的Y轴导轨(未图示)在Y轴方向上滑动地被支承。

在X轴滑动件17上能够拆装地安装有旋转头11的支承框架21。旋转头11嵌设于沿上下方向延伸的R轴22(也称为分度轴)的下端，该R轴22的上部侧能够旋转地支承于支承框架21上。R轴22通过固定于支承框架21侧的R轴马达23旋转驱动。通过该R轴22的旋转，使旋转头11以R轴22为中心进行旋转，被该旋转头11支承的多根吸嘴支架12与多根吸嘴部13一体地沿该旋转头11的圆周方向转动。由这些R轴马达23和R轴22等构成R轴驱动机构24。

在R轴22上能够旋转地插通有Q轴驱动机构27的上下两级Q轴齿轮28、29，在下级Q轴齿轮29上啮合有嵌设于各吸嘴支架12的上端的齿轮30。在上级Q轴齿轮28上啮合有与固定于支承框架21侧的Q轴马达31连结的齿轮33，通过Q轴马达31的齿轮33的旋转，Q轴齿轮28、29一体地旋转，与下级Q轴齿轮29啮合的各齿轮30旋转，通过使各吸嘴支架12分别绕各吸嘴支架12的轴心线(Q轴)旋转，以修正保持于各吸嘴支架12的各吸嘴部13所吸附的各元件的朝向(角度)。此外，Q轴有时也称为θ轴。

进而构成为，在R轴驱动机构24的侧方设有使吸嘴支架12单独下降的Z轴驱动机构37，通过该Z轴驱动机构37，在吸嘴支架12的转动轨道的预定位置使吸嘴支架12单独下降，使保持于该吸嘴支架12的吸嘴部13下降。Z轴驱动机构37可以仅配置在旋转头11的周围的一处，也可以配置在两处以上。

Z轴驱动机构37通过利用Z轴马达39使能够旋转地支承于支承框架21侧的Z轴滚珠丝杠38旋转，使Z轴滑动件40沿上下方向移动，使该Z轴滑动件40的卡合片42从上方与吸嘴支架12的上端凸缘41卡合(抵接)，使该吸嘴支架12上下移动。在该情况下，通过利用安装于各吸嘴支架12的弹簧43对各吸嘴支架12向上方施力，各吸嘴支架12的上端凸缘41保持为从下方卡合(抵接)于Z轴滑动件40的卡合片42的状态，伴随该Z轴滑动件40的卡合片42的上升，通过该弹簧43的上压力使该吸嘴支架12上升。

另一方面，在旋转头11的侧方配置有从侧方拍摄吸嘴部13所吸附的元件的摄像装置46。该摄像装置46由经由支架47固定于支承框架21侧的相机48和照明光源49等构成。相机48的高度位置在元件吸附动作后吸嘴部13上升至升降范围的上限位置(待机位置)而待机时，以将吸嘴部13的下端所吸附的元件及后述的吸嘴部13的高度位置基准部61双方收于该相机48的视野内而能够拍摄吸嘴部13的下端周边的侧面图像的方式设定。

与此对应，在旋转头11的下面侧中央部设有圆筒型的光反射板51，该光反射板51在从侧方利用相机48拍摄吸嘴部13所吸附的元件和高度位置基准部61时反射来自照明光源49的照明光。该光反射板51的下端的高度位置设定为在使吸嘴部13下降并吸附元件时该光反射板51不与元件等干涉的高度位置。

元件安装机的控制装置55(参照图3)控制R轴驱动机构24、Q轴驱动机构27、Z轴驱动机构37及头移动机构15的动作，利用吸嘴部13吸附从供料器56(参照图3)供给的元件并安装在电路基板上。

而且，元件安装机的控制装置55还作为通过实施后述的图6及图7的图像处理程序来处理由相机48拍摄到的吸嘴部13的下端周边的侧面图像而判定元件的吸附姿势是否良好等的图像处理装置发挥功能，在判定为元件的吸附姿势不良时，将该元件废弃在预定的废弃场所，或者将其载置在回收输送机(未图示)上进行回收。

在本实施例中，为了提高图像处理的元件的吸附姿势等的判定精度，在吸嘴部13的外周部设有能够通过图像进行识别的高度位置基准部61。作为高度位置基准部61，例如，可以使用图4中的(a)～(d)中的一个，也可以如图4中的(a)那样，将环状地形成于吸嘴部13的外周部的槽用作高度位置基准部61，或者，如图4中的(b)那样，将形成于吸嘴部13的外周部的下侧成为小径的阶梯用作高度位置基准部61，或者，如图4中的(c)那样，将形成于吸嘴部13的外周部的下侧成为大径的阶梯用作高度位置基准部61，或者，如图4中的(d)那样，将环状地形成于吸嘴部13的外周部的能够通过图像进行识别的线(例如白色线等)用作高度位置基准部61，总之，只要能够根据包含高度位置基准部61的吸嘴部13的下端周边的侧面图像清楚地对高度位置基准部61进行图像识别即可。但是，在从下表面侧利用零件相机(未图示)拍摄在吸嘴部13的下端所吸附的元件而对元件相对于吸嘴部13的吸附位置的偏差、元件的旋转角度等进行图像识别的情况下，需要设定高度位置基准部61的形状、位置、颜色等，以使高度位置基准部61不与元件的下表面图像重叠，或者即使高度位置基准部61与元件的下表面图像重叠地显示，也能够将元件与高度位置基准部61清楚地区分来进行识别。

另外，在吸嘴部13的外周部设有高度位置基准部61的高度位置只要是能够隔开间隔地识别一个侧面图像中包含的高度位置基准部61与元件的高度位置即可，由于若高度位置基准部61与元件的间隔离开过远，则显示在侧面图像上的元件尺寸变得过小，元件的下端位置的识别精度降低，因此，高度位置基准部61与元件的间隔最好适度地接近。

在判定吸嘴部13的下端所吸附的元件的吸附姿势是否良好的情况下，将吸嘴部13的下端所吸附的元件及吸嘴部13的高度位置基准部61双方收于相机48的视野内，利用相机48拍摄包含元件与高度位置基准部61在内的吸嘴部61的下端周边的侧面图像，利用控制装置55处理该侧面图像，识别高度位置基准部61的高度位置及元件的下端的高度位置，测定从高度位置基准部61至元件的下端的高低差A(参照图5)，基于该高低差A判定元件的吸附姿势是否良好。

在该情况下，由于从吸嘴部13的高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差B(参照图5)是根据吸嘴部13的规格数据(设计值、基准值、制造时的尺寸管理数据等)已知的值，因此，根据从吸嘴部13的高度位置基准部61至元件的下端的高低差A的测定值，能够精度良好地推定出侧面图像所显示出的元件的高度尺寸C(＝A-B)作为吸附姿势的信息。如图5中的(a)～(c)所示，由于每次进行元件吸附动作、每次进行元件安装动作时，吸嘴部13的高度位置有时会受摩擦力、灰尘附着等的影响而产生微小变化，吸嘴部13的高度位置基准部61也与该吸嘴部13一体地上下移动，因此，从吸嘴部13的高度位置基准部61至元件的下端的高低差A完全不受吸嘴部13的高度位置的微小变化的影响，基于从吸嘴部13的高度位置基准部61至元件的下端的高低差A，推定吸嘴部13的下端所吸附的元件的高度尺寸C(＝A-B)，能够精度良好地判定元件的吸附姿势是否良好。

例如，在基于从吸嘴部13的高度位置基准部61至元件的下端的高低差A推定出的元件的高度尺寸C与根据该元件的规格数据(设计值、基准值、制造时的尺寸管理数据等)求出的元件的高度尺寸一致的情况下，判定为正常的吸附姿势，在两者的高度尺寸不一致的情况下，判定为异常的吸附姿势(例如立起吸附、倾斜吸附等)。另外，由于在推定为元件的高度尺寸C(＝A-B)为0的情况下，意味着元件没有吸附在吸嘴部13的下端上，因此，判定为元件的吸附失败的元件吸附错误。

另外，在本实施例中，元件安装机的控制装置55除了能够执行判定元件的吸附姿势是否良好的吸附姿势判定模式外，还能够执行判定吸嘴部13是否良好的吸嘴部判定模式，在吸嘴部判定模式中，在元件吸附动作前或元件安装动作后，利用相机48拍摄包含吸嘴部13的下端和高度位置基准部61的吸嘴部13的下端周边的侧面图像，对该侧面图像进行处理，识别高度位置基准部61的高度位置及吸嘴部13的下端的高度位置，对从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差B进行测定，根据该高低差B的测定值与根据规格数据(设计值、基准值、制造时的尺寸管理数据等)求出的从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差是否一致，判定吸嘴部13是否良好(吸嘴部13有无欠缺、翘曲等)。

在判定为该吸嘴部判定模式中测定出的高低差B比根据吸嘴部13的规格数据所求出的从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差大的情况下，判定为元件带回，即，无法将吸嘴部13所吸附的元件安装于电路基板而将该元件带回。总之，由于在图像识别中，难以正确区分一个侧面图像所显示出的吸嘴部13的下端和元件的下端而进行识别，因此，在发生元件带回时，将元件的下端误识别为吸嘴部13的下端而测定从高度位置基准部61至元件的下端的高低差。因此，只要判定出吸嘴部判定模式中测定出的高低差是否比根据吸嘴部13的规格数据所求出的从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差大，就能够精度良好地判定有无元件带回。

另外，元件安装机的控制装置55基于元件吸附动作前或元件安装动作前根据吸嘴部13的下端周边的侧面图像识别出的吸嘴部13的高度位置基准部61的高度位置，算出对元件吸附动作时或元件安装动作时的吸嘴支架12的下降量(保持吸嘴支架12的安装头的下降量)进行校正的校正量，并搭载有作为在元件吸附动作时或元件安装动作时以所述校正量校正吸嘴支架12的下降量的校正单元的功能。总之，由于具有吸嘴部13的高度位置基准部61的高度位置越高则吸嘴部13的下端的高度位置也越高的关系，因此，基于高度位置基准部61的高度位置，推定吸嘴部13的下端的高度位置，在元件吸附动作时、元件安装动作时以压入到吸嘴支架12的吸嘴部13的压入量固定的方式控制吸嘴支架12的下降动作(安装头的下降动作)。由此，能够提前防止因吸嘴部13的压入不足引起的元件的吸附不良、安装不良、因吸嘴部13的过度压入引起的元件、基板的损伤。

进而，元件安装机的控制装置55在元件吸附动作前或元件安装动作前根据所述侧面图像识别出的高度位置基准部61的高度位置比预定的异常判定值高时，判定为吸嘴部13的异常固着。总之，由于若在元件吸附动作时、元件安装动作时因异物向吸嘴支架12与吸嘴部13之间的滑动部啮入等会发生吸嘴部13固着而无法被压下的吸嘴部13的异常固着，则会产生元件吸附错误、元件安装错误，或者有可能不能得到冲击缓冲效果而造成元件、电路基板损伤，因此，需要提前检测出吸嘴部13的异常固着。由于拍摄时的吸嘴支架12的高度位置保持在待机位置，是固定的，因此，这意味着吸嘴部13的高度位置基准部61的高度位置越高，则吸嘴部13相对于吸嘴支架12的压入量(上压量)越大。根据这样的高度位置基准部61的高度位置与吸嘴部13的压入量的关系，若高度位置基准部61的高度位置比预定的异常判定值高，则判断为吸嘴部13相对于吸嘴支架12的压入量异常大(吸嘴部13固着不能被压下)，判断为吸嘴部13的异常固着。

以上说明的本实施例的图像处理在元件安装机的运行中(生产中)通过控制装置55由图6及图7的图像处理程序周期性地执行。以下，对图6及图7的图像处理程序的处理内容进行说明。在启动本程序时，首先，在步骤101中，判定是否为元件吸附动作后(元件安装动作前)的拍摄时刻，若判定为不是元件吸附动作后(元件安装动作前)的拍摄时刻，则进入图7的步骤117。

另一方面，在上述步骤101中，若判定为元件吸附动作后(元件安装动作前)的拍摄时刻，则进入步骤102，将吸嘴部13的下端所吸附的元件及吸嘴部13的高度位置基准部61双方收于相机48的视野内，利用相机48拍摄包含元件和高度位置基准部61在内的吸嘴部61的下端周边的侧面图像。

其后，进入步骤103，处理吸嘴部61的下端周边的侧面图像，识别高度位置基准部61的高度位置及元件的下端的高度位置，测定从高度位置基准部61至元件的下端的高低差A。并且，在下一步骤104中，基于吸嘴部13的高度位置基准部61的高度位置，算出对元件安装动作时的吸嘴支架12的下降量(安装头的下降量)进行校正的校正量。由此，通过以上述校正量校正元件安装动作时的吸嘴支架12的下降量(安装头的下降量)，以在元件安装动作时压入到吸嘴支架12的吸嘴部13的压入量固定的方式控制吸嘴支架12的下降动作(安装头的下降动作)。

其后，进入步骤105，通过下式测定吸嘴部13的下端所吸附的元件的高度尺寸C。

C＝A-B

A：从高度位置基准部61至元件的下端的高低差的测定值

B：从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差的规格值

其后，进入步骤106，判定吸嘴部13的下端所吸附的元件的高度尺寸C的测定值是否与该元件的高度尺寸的规格值(设计值、基准值等)一致。此时，若两者的差在图像处理上的测定误差的范围内，则判定为一致，进入步骤109，判定为正常的吸附姿势，进入图7的步骤117。

另一方面，在上述步骤106中，若判定为元件的高度尺寸C的测定值与规格值不一致，则进入步骤107，判定元件的高度尺寸C的测定值是否为正值。其结果是，若判定为元件的高度尺寸C的测定值为正值，则进入步骤110，判定为异常的吸附姿势(吸附姿势的不良)。在该情况下，将判定为异常的吸附姿势的元件废弃在预定的废弃场所，或者载置在回收输送机(未图示)上进行回收，并重试(重新执行)元件吸附动作，返回步骤101，重复上述的处理。

与此相对，在上述步骤107中，若判定为元件的高度尺寸C的测定值不是正值，则进入步骤108，判定元件的高度尺寸C的测定值是否为0。此时，若元件的高度尺寸C的测定值与0的差在图像处理上的测定误差的范围内，则判定为元件的高度尺寸C的测定值为0。由于该状态意味着元件没有吸附在吸嘴部13的下端，因此，进入步骤113，判定为元件吸附错误，进入步骤112，重试元件吸附动作，返回上述的步骤101，重复上述的处理。

另一方面，在上述步骤107及步骤108两方均判定为“否”的情况下，即，由于在元件的高度尺寸C的测定值为负值的情况下，意味着从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差比规格值短，因此，进入步骤114，判定为吸嘴部13异常(具有吸嘴部13的欠缺、翘曲等)。在该情况下，通过显示警告、声音等对操作者发出警报，错误停止元件安装机的运行。

在上述的步骤109中判定为正常的吸附姿势的情况下，进入图7的步骤117，判定是否为元件安装动作后(元件吸附动作前)的拍摄时刻，若判定为不是元件安装动作后(元件吸附动作前)的拍摄时刻，则直接结束本程序。

另一方面，在上述步骤117中，若判定为元件安装动作后(元件吸附动作前)的拍摄时刻，则进入步骤118，将吸嘴部13的下端和高度位置基准部61双方收于相机48的视野内，利用相机48拍摄包含吸嘴部13的下端和高度位置基准部61在内的吸嘴部61的下端周边的侧面图像。

其后，进入步骤119，处理吸嘴部61的下端周边的侧面图像，对高度位置基准部61的高度位置及吸嘴部13的下端的高度位置进行识别，测定从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差B。并且，通过在下面的步骤120中，基于吸嘴部13的高度位置基准部61的高度位置计算出对元件吸附动作时的吸嘴支架12的下降量(安装头的下降量)进行校正的校正量。由此，通过以上述校正量校正元件吸附动作时的吸嘴支架12的下降量(安装头的下降量)，以在元件吸附动作时压入到吸嘴支架12的吸嘴部13的压入量固定的方式控制吸嘴支架12的下降动作(安装头的下降动作)。

其后，进入步骤121，判定上述步骤119中测定出的从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差B的测定值与规格值是否一致。此时，若两者的差在图像处理上的测定误差的范围内，则判定为一致，进入步骤123，判定为吸嘴部13正常，结束本程序。

另一方面，在上述步骤121中，若判定为从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差B的测定值不与规格值一致，则进入步骤122，判定从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差B的测定值是否比规格值小。其结果是，由于若判定为从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差B的测定值比规格值小，则意味着从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差B的测定值比规格值短，因此，进入步骤124，判定为吸嘴部13异常(具有吸嘴部13的欠缺、翘曲等)。在该情况下，通过显示警告、声音等对操作者发出警报，使元件安装机的运行错误停止。

另一方面，由于在上述步骤121及步骤122两方判定为“否”的情况下，即，在从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差B的测定值比规格值大的情况下，意味着在吸嘴部13的下端附着有元件，因此，进入步骤127，判定为元件带回。该情况下也通过显示警告、声音等对操作者发出警报，使元件安装机的运行错误停止。

此外，在上述的图6及图7的图像处理程序中，省略了基于高度位置基准部61的高度位置判定有无吸嘴部13的异常固着的处理，也可以追加如下处理：在每次拍摄吸嘴部13的下端周边的侧面图像而识别吸嘴部13的高度位置基准部61的高度位置时，判定高度位置基准部61的高度位置是否比预定的异常判定值高，若高度位置基准部61的高度位置比预定的异常判定值高，则判断为吸嘴部13相对于吸嘴支架12的压入量异常大(吸嘴部13固着而不能被压下)，判定为吸嘴部13的异常固着。

根据以上说明的本实施例，在吸嘴部13的外周部设有能够通过图像进行识别的高度位置基准部61，将吸嘴部13的下端所吸附的元件及高度位置基准部61双方收于相机48的视野内，拍摄吸嘴部13的下端周边的侧面图像，根据该侧面图像识别高度位置基准部61的高度位置及元件的下端的高度位置，因此，即使没有基准图像，仅通过一个侧面图像也能够精度良好地测定从吸嘴部13的高度位置基准部61至元件的下端的高低差A，根据该高低差A的测定值能够精度良好地推定侧面图像所显示出的元件的高度尺寸C作为吸附姿势的信息。由于从该吸嘴部13的高度位置基准部61至元件的下端的高低差A完全不受吸嘴部13的高度位置的微小变化的影响，因此，基于根据该高低差A推定出的元件的高度尺寸C能够精度良好地判定元件的吸附姿势是否良好。由此，即使没有基准图像，仅通过一个侧面图像也能够不受每次元件吸附动作、每次元件安装动作的吸嘴部13的高度位置的微小变化的影响地精度良好地判定元件的吸附姿势是否良好。

另外，由于在元件吸附动作前或元件安装动作后，利用相机48拍摄包含吸嘴部13的下端和高度位置基准部61在内的吸嘴部13的下端周边的侧面图像，对该侧面图像进行处理，测定从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差B，基于该高低差B判定吸嘴部13是否良好，因此，即使没有基准图像，仅通过一个侧面图像就能够不受每次元件吸附动作、每次元件安装动作的吸嘴部13的高度位置的微小变化的影响地精度良好地判定吸嘴部13是否良好(吸嘴部13有无欠缺、翘曲等)。

而且，由于在判断为从高度位置基准部61至吸嘴部13的下端的高低差B的测定值比设计值等规格值大时，判定为元件带回，因此，能够精度良好地判定有无元件带回。

另外，由于基于在元件吸附动作前或元件安装动作前根据吸嘴部13的下端周边的侧面图像识别出的高度位置基准部61的高度位置，算出对元件吸附动作时或元件安装动作时的吸嘴支架12的下降量(安装头的下降量)进行校正的校正量，在元件吸附动作时或元件安装动作时以所述校正量校正吸嘴支架12的下降量，因此，基于高度位置基准部61的高度位置推定吸嘴部13的下端的高度位置，能够以在元件吸附动作时、元件安装动作时压入到吸嘴支架12的吸嘴部的压入量固定的方式控制吸嘴支架12的下降动作(安装头的下降动作)，能够提前防止因吸嘴部13的压入不足引起的元件的吸附不良、安装不良、因吸嘴部13的过度压入引起的元件、基板的损伤。

此外，本发明不限于具备旋转头11的旋转型的元件安装机，也可以适用于具备不旋转的安装头的元件安装机等，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(安装头)

12…吸嘴支架

13…吸嘴部

15…头移动机构

24…R轴驱动机构

26…弹簧(施力单元)

27…Q轴驱动机构

34…弹簧(施力单元)

37…Z轴驱动机构

46…摄像装置

48…相机

49…照明光源

51…光反射板

55…控制装置(图像处理装置、校正单元)

Claims

1.一种元件安装机，搭载有图像处理装置，所述图像处理装置通过施力单元对以能够上下移动的方式保持于吸嘴支架的吸嘴部向下方进行施力，利用相机拍摄所述吸嘴部的下端所吸附的元件的侧面图像，并对该侧面图像进行处理，由此判定所述元件的吸附姿势是否良好，所述元件安装机的特征在于，

在所述吸嘴部的外周部设置能够通过图像进行识别的高度位置基准部，

所述图像处理装置将所述吸嘴部的下端所吸附的元件及所述高度位置基准部双方收于所述相机的视野内，利用所述相机拍摄包含所述元件和所述高度位置基准部在内的所述吸嘴部的下端周边的侧面图像，对该侧面图像进行处理而识别所述高度位置基准部的高度位置及所述元件的下端的高度位置，测定从所述高度位置基准部至所述元件的下端的高低差，并基于该高低差判定所述元件的吸附姿势是否良好，

所述图像处理装置除了能够执行判定所述元件的吸附姿势是否良好的吸附姿势判定模式外，还能够执行判定所述吸嘴部是否良好的吸嘴部判定模式，

在所述吸嘴部判定模式中，在元件吸附动作之前或元件安装动作之后，利用所述相机拍摄包含所述吸嘴部的下端和所述高度位置基准部在内的所述吸嘴部的下端周边的侧面图像，对该侧面图像进行处理而识别所述高度位置基准部的高度位置及所述吸嘴部的下端的高度位置，测定从所述高度位置基准部至所述吸嘴部的下端的高低差，并基于该高低差判定所述吸嘴部是否良好。

2.根据权利要求1所述的元件安装机，其特征在于，

当判断为在所述吸嘴部判定模式中测定出的所述高低差比根据所述吸嘴部的规格数据所求出的从所述高度位置基准部至所述吸嘴部的下端的高低差大时，所述图像处理装置判定为元件带回，即，无法将所述吸嘴部所吸附的元件安装于电路基板而将该元件带回。

3.根据权利要求1或2所述的元件安装机，其特征在于，

所述图像处理装置基于在元件吸附动作之前或元件安装动作之前根据所述侧面图像识别出的所述高度位置基准部的高度位置，算出对元件吸附动作时或元件安装动作时的所述吸嘴支架的下降量进行校正的校正量，

所述元件安装机具备校正单元，所述校正单元在元件吸附动作时或元件安装动作时以所述校正量校正所述吸嘴支架的下降量。

4.根据权利要求3所述的元件安装机，其特征在于，

当在元件吸附动作之前或元件安装动作之前根据所述侧面图像识别出的所述高度位置基准部的高度位置比预定的异常判定值高时，所述图像处理装置判定为所述吸嘴部的异常固着。