CN107926156B

CN107926156B - 元件安装机

Info

Publication number: CN107926156B
Application number: CN201580082829.3A
Authority: CN
Inventors: 服部和真
Original assignee: Fuji Corp
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2015-09-03
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2020-09-18
Anticipated expiration: 2035-09-03
Also published as: EP3346816A4; EP3346816B1; WO2017037926A1; US20190037742A1; JP6778684B2; JPWO2017037926A1; EP3346816A1; US11266049B2; CN107926156A

Abstract

本发明提供一种在将电子元件(4)向电路基材(2)安装的元件安装机(10)中，能够将元件安装机(10)内部的可动区域显示在同一图像内的技术。该元件安装机(10)具备：固定相机(29)，对元件安装机(10)的内部进行监视；显示部(28)，能够显示固定相机(29)的拍摄图像。固定相机(29)能够在同一图像内拍摄从吸嘴(6)吸附由元件供料器(12)供给的电子元件(4)的吸附位置到将电子元件(4)向电路基材(2)上安装的安装位置为止的范围。

Description

元件安装机

技术领域

本说明书涉及向电路基板安装电子元件的元件安装机。

背景技术

专利文献1公开了向电路基材安装电子元件的元件安装机。元件安装机具备：带式供料器；引导罩，覆盖带引导通路的上方；相机，能够从引导罩的上方拍摄检查区域；图像识别部，对检查区域的图像进行处理而进行图像识别；及检查单元，进行基于检查的判定。带引导通路使从带式供料器排出的空带向下方弯曲而进行引导。在该元件安装机中，在供料器设置台上设置带式供料器时，从带式供料器排出的空带设置成向引导罩的上表面露出的状态，或者在带式供料器的设置后通过带进给动作而空带成为向引导罩的上表面侧露出的状态时，图像识别部无法根据由相机拍摄的图像识别出引导罩的上表面。检查单元根据图像识别部是否能够识别出引导罩的上表面，来检测空带在引导罩的上表面侧的露出。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2013-98452号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1公开的元件安装机中，能够根据由相机拍摄的图像来检测从带式供料器排出的空带在引导罩的上表面侧露出的错误。然而，在专利文献1的元件安装机中，相机的拍摄范围为局部性的范围，因此无法判定元件安装机内部的其他部分的状态，而且，元件安装机的错误有时会与多个现象互相牵扯地产生，关于这样的错误，即使根据局部性的相机的图像而判定为产生了错误，也无法确定该错误的原因。因此，有时难以适当地应对检测到的错误。本说明书公开了一种通过能够大范围地拍摄元件安装机内部而能够适当地应对在元件安装机内部产生的错误的元件安装机。

本说明书公开的元件安装机将电子元件向电路基材安装。元件安装机具备：输送通道，输送电路基材；元件供料器，配置在离开输送通道的位置，收纳电子元件；吸嘴，吸附电子元件的上表面；移载头，支撑有吸嘴，并使吸嘴相对于元件供料器及输送通道上输送的电路基材进行相对移动，由此将由元件供料器供给的电子元件吸附于吸嘴，并将吸附于吸嘴的电子元件向由输送通道输送的电路基材上安装；固定相机，对元件安装机的内部进行监视；显示部，能够显示固定相机的拍摄图像；及控制装置，控制移载头的动作。固定相机能够在同一图像内拍摄从吸嘴吸附由元件供料器供给的电子元件的吸附位置到向电路基材上安装电子元件的安装位置为止的范围。

在上述元件安装机中，能够通过固定相机在同一图像内拍摄从吸嘴吸附由元件供料器供给的电子元件的吸附位置到向电路基材上安装电子元件的安装位置为止的范围。因此，能够通过一台固定相机拍摄元件安装机内部的吸嘴的可动区域。本发明者进行了仔细研究，判明了：通过掌握元件安装机内部的可动区域的状态，与局部性地监视错误部位的情况相比，能够容易地判定出元件安装机的错误的原因。因此，与以往的元件安装机相比，能够适当地应对元件安装机内部的错误。

附图说明

图1是示意性地表示实施例1的元件安装机的结构的侧视图。

图2是表示实施例1的元件安装机的控制系统的结构的框图。

图3是表示在实施例1的元件安装机中，将固定相机的拍摄图像存储于存储部的处理的流程图的图。

图4是表示实施例2的元件安装机的控制系统的结构的框图。

图5是示意性地表示实施例4的元件安装机的结构的侧视图。

图6是表示在实施例4的元件安装机中，将外部相机的拍摄图像存储于存储部的处理的流程图的图。

具体实施方式

列举以下说明的实施例的主要特征。另外，以下记载的技术要素分别是独立的技术要素，单独地或者通过各种组合来发挥技术有用性，没有限定为申请时权利要求记载的组合。

(特征1)在本说明书公开的元件安装机中，可以是，固定相机在元件安装机的内部的、连结吸附位置与安装位置的第一方向上，配置在比吸附位置离开安装位置的一侧。通过将固定相机配置在吸附位置侧，能够抑制固定相机妨碍吸嘴的移动。

(特征2)在本说明书公开的元件安装机中，可以是，控制装置具备：判定元件安装机是否正常运转的判定部及存储固定相机的拍摄图像的存储部。而且，可以是，固定相机按照预定周期拍摄图像，在判定部判定为元件安装机正常运转的期间，存储部使由固定相机按照预定周期拍摄的拍摄图像的存储继续，另一方面在判定部判定为元件安装机发生了异常的情况下，存储部停止自此以后由固定相机拍摄的拍摄图像的存储。根据这样的结构，能够通过存储部保持元件安装机发生了异常时存储的拍摄图像。

(特征3)在本说明书公开的元件安装机中，可以是，还具备检测元件供料器向元件安装机的插入的检测部。而且，可以是，在检测部检测到了元件供料器向元件安装机的插入的情况下，控制装置使拍摄图像显示于显示部。根据这样的结构，使用者能够掌握元件供料器插入时的元件安装机内部的状态。

(特征4)在本说明书公开的元件安装机中，可以是，还具备与控制装置电连接的操作部。而且，可以是，控制装置基于使用者对操作部的操作，使由固定相机拍摄的拍摄图像显示于显示部。根据这样的结构，使用者能够在任意时间点确认元件安装机内部的状态。

(特征5)在本说明书公开的元件安装机中，可以是，还具备外部相机，外部相机安装于元件安装机，按照预定周期拍摄元件安装机的外部的使用者作业区域。而且，可以是，在判定部判定为元件安装机正常运转的期间，存储部使由外部相机按照预定周期拍摄的图像的存储继续，另一方面在判定部判定为元件安装机发生了异常的情况下，存储部停止自此以后由外部相机拍摄的图像的存储。根据这样的结构，能够将元件安装机发生了异常时存储的使用者的作业图像保持于存储部。

实施例1

以下，说明实施例1的元件安装机10。元件安装机10是向电路基材2安装电子元件4的装置。元件安装机10也被称为表面安装机或贴片机。通常，元件安装机10与焊料印刷机、其他元件安装机及基板检查机一起并列设置，构成一系列的安装线。另外，电路基材2包括例如未安装电子电路元件的印刷配线板、在一个面上安装并电接合有电子电路元件而在另一个面上未安装电子电路元件的印刷电路板、搭载有裸芯片并构成带有芯片的基板的基材、搭载有具备球栅阵列的电子电路元件的基材、具有三维形状的基材等。

如图1所示，元件安装机10具备：多个元件供料器12、供料器保持部14、移载头16、使移载头16移动的移动装置18、输送通道26、操作部27、显示部28、固定相机29、控制装置50。

各元件供料器12收纳多个电子元件4。元件供料器12以可拆装的方式安装于供料器保持部14，向移载头16供给电子元件4。供料器保持部14设置在元件安装机10的前表面侧。因此，使用者能够从元件安装机10的前表面侧向供料器保持部14安装或拆下元件供料器12。元件供料器12的具体的结构不特别限定。各元件供料器12可以是例如呈卷带状地收纳多个电子元件4的带式供料器、在托盘上收纳多个电子元件4的托盘式供料器、或者在容器内随机地收纳多个电子元件4的散装式供料器中的任一个。

移动装置18使移载头16在元件供料器12与电路基材2之间移动。本实施例的移动装置18是使移动基体18a沿着X方向及Y方向移动的XY机器人。移动装置18由对移动基体18a进行引导的导轨、使移动基体18a沿着导轨移动的移动机构、对该移动机构进行驱动的电动机等构成。移动装置18配置在元件供料器12及电路基材2的上方。在移动基体18a上安装有移载头16。移载头16通过移动装置18而在元件供料器12的上方及电路基材2的上方之间移动。

移载头16具备吸附电子元件4的吸嘴6。吸嘴6相对于移载头16可拆装。吸嘴6以能够沿着上下方向(附图中的Z方向)移动的方式安装于移载头16。吸嘴6构成为通过收纳于移载头16的促动器(省略图示)而沿着上下方向进行升降，并且能够吸附电子元件4。为了通过移载头16向电路基材2安装电子元件4，首先，在对收纳于元件供料器12的电子元件4进行吸附的吸附位置，使吸嘴6向下方移动直至吸嘴6的下表面(吸附面)与电子元件4抵接。接下来，使吸嘴6吸附电子元件4，并使吸嘴6向上方移动。接下来，通过移动装置18将移载头16定位于向电路基材2安装电子元件4的安装位置。接下来，使吸嘴6朝着电路基材2下降，由此向电路基材2安装电子元件4。另外，在供料器保持部14上安装有多个元件供料器12，各元件供料器12分别具备吸附位置。因此，元件安装机10的吸附位置的个数为多个。而且，电子元件4被安装于电路基材2的多个不同的位置，因此元件安装机10的安装位置的个数也为多个。具体而言，例如，如图1所示，元件安装机10的吸附位置及安装位置分别为位置A、位置B。另外，吸附位置A及安装位置B处的吸嘴6、电子元件4及移载头16由虚线表示。

输送通道26进行电路基材2向元件安装机10的搬入、向元件安装机10的定位及从元件安装机10的搬出。本实施例的输送通道26能够由例如一对带式输送机、安装于带式输送机并从下方支撑电路基材2的支撑装置(省略图示)、对带式输送器进行驱动的驱动装置构成。操作部27是受理使用者的指示的输入装置。显示部28是向使用者显示各种信息的显示装置。另外，操作部27及显示部28安装在壳体8的前表面的上方。因此，操作部27及显示部28配置在元件安装机的前表面侧，即，将元件供料器12相对于供料器保持部14进行拆装操作的一侧。由图1可知，壳体8覆盖元件供料器12的上表面的一部分、移载头16、移动装置18、输送通道26。由此，壳体8内的空间成为与外部空间相隔离的封闭空间，防止尘埃从外部侵入。另外，元件安装机10内的空间被壳体8覆盖，因此使用者无法直接观察到元件安装机10内的状态。

固定相机29对元件安装机10的内部进行监视。如图1所示，固定相机29配置在元件安装机10的内部，且在连结吸嘴6吸附电子元件4的吸附位置与向电路基材2上安装电子元件4的安装位置的第一方向(附图的Y方向)上配置在比吸附位置离开安装位置的一侧。即，固定相机29以使吸附位置位于安装位置与固定相机29之间的方式配置。具体而言，固定相机29在元件供料器12的上方，安装于壳体8的前表面侧(元件安装机10的前表面侧)，能够在同一图像内拍摄从吸附位置至安装位置为止的范围。如上所述，元件安装机10具有多个吸附位置及多个安装位置，因此固定相机29能够在同一图像内拍摄上述多个吸附位置及多个安装位置。即，固定相机29能够在同一图像内拍摄元件安装机10的内部的吸嘴6的可动区域。按照预定周期(按照微小时间)通过固定相机29进行拍摄。固定相机29的拍摄图像能够显示于显示部28。

控制装置50使用具备CPU、ROM、RAM的计算机构成。控制装置50以能够通信的方式与元件供料器12、移载头16、移动装置18、操作部27、显示部28、固定相机29连接。控制装置50通过对上述各部进行控制，来向电路基材2安装电子元件4及向显示部28显示固定相机29的拍摄图像。

如图2所示，控制装置50具备判定部52和存储部54。判定部52判定元件安装机10是否正常运转。即，在元件安装机10的各部中配置有未图示的传感器或相机，向控制装置50输入来自上述传感器或相机的信号。控制装置50的判定部52基于来自上述传感器或相机的信号，判定元件安装机10是否正常运转。例如，判定部52在发生了将元件供料器12向元件安装机10插入时的误设置等人为性的失误、或元件安装机10的内部的吸嘴6的不良、电路基材2的输送失误等故障时，判定为元件安装机10未正常运转(发生了异常)。

存储部54存储固定相机29的拍摄图像。在此，使用图3，说明存储部54的存储处理。首先，存储部54依次存储按照预定周期拍摄的固定相机29的拍摄图像(S10)。在存储部54存储固定相机29的拍摄图像，但是存储部54通过从旧的拍摄图像开始依次覆写为新的拍摄图像而使拍摄图像的存储继续。因此，存储部54不需要大容量的存储器。接下来，在判定部52对元件安装机10判定为正常运转的期间(在S12中为“是”)，存储部54继续存储固定相机29的拍摄图像(返回S10)。另一方面，在判定部52对元件安装机10判定为发生了异常时(S12为“否”)，存储部54停止自此以后的固定相机29的拍摄图像的存储(S14)。由此，能够防止被元件安装机10发生了异常时以后的拍摄图像将元件安装机10发生了异常时的拍摄图像覆写。另外，能够通过对操作部27进行操作而将由存储部54存储的拍摄图像显示(重放)于显示部28。而且，也能够通过将元件安装机10与外部设备连接而将由存储部54存储的拍摄图像向外部设备发送。控制装置50可以具有在判定为元件安装机10发生了异常的情况下使元件安装机10的运转停止的功能。

说明实施例1的元件安装机10的作用效果。在上述元件安装机10中，能够通过固定相机29在同一图像内拍摄元件安装机10的内部的可动区域(从吸附位置至安装位置为止的范围)的图像。并且，能够将该拍摄图像显示于显示部28。因此，使用者能够平常地掌握元件安装机10的内部的状态。

另外，能够通过控制装置50(判定部52、存储部54)存储(保存)元件安装机10发生了异常时的拍摄图像。因此，使用者能够通过重放该拍摄图像而立即掌握异常的发生原因。因此，能够削减异常的发生原因的研究的工时和时间。

实施例2

接下来，参照图4，说明实施例2的元件安装机10a。以下，仅说明与实施例1不同的点，关于与实施例1相同的结构，省略其详细的说明。关于其他实施例也同样。

如图4所示，元件安装机10a具备检测部56。检测部56检测元件供料器12是否安装于元件安装机10a(供料器保持部14)。检测部56与控制装置50以能够通信的方式连接，将检测部56的检测结果向控制装置50输入。检测部56能够使用例如检测固定相机29是否识别到元件供料器12的机构或通过传感器检测元件供料器12的机构。

控制装置50在检测部56检测到了元件供料器12的情况下，在显示部28上显示固定相机29的拍摄图像。因此，使用者能够容易地掌握安装元件供料器12时的元件安装机10a的内部的状态。因此，使用者能够一边确认在显示部28上显示的拍摄图像，一边进行安装元件供料器12的作业，能够防止将元件供料器12设置在错误的位置。而且，在实施例2的元件安装机10a中，固定相机29的结构也与实施例1的固定相机的结构相同，因此能够发挥与实施例1的元件安装机10同样的作用效果。

实施例3

接下来，说明实施例3的元件安装机。在本实施例的元件安装机中，控制装置50基于使用者对操作部27的操作，在显示部28上显示由固定相机29拍摄的拍摄图像。即，使用者能够在任意时间点确认元件安装机的内部的图像。因此，无论元件安装机是否正常运转，使用者自身都能够定期地掌握元件安装机的内部的状态。在本实施例中，固定相机29的结构也与实施例1的固定相机的结构相同，因此能够发挥与实施例1的元件安装机同样的作用效果。另外，本实施例的操作部27的功能也可以用于实施例2的元件安装机10a。

实施例4

接下来，参照图5，说明实施例4的元件安装机10b。如图5所示，元件安装机10b还具备外部相机58。外部相机58配置在元件安装机10b的外部，安装在能够拍摄基于使用者的元件安装机10b的作业区域的位置(壳体8的前表面)。按照预定周期(按照微小时间)通过外部相机58进行拍摄。外部相机58与控制装置50以能够通信的方式连接。

存储部54存储外部相机58的拍摄图像。在此，使用图6，说明存储部54的存储处理。首先，存储部54依次存储每隔预定周期拍摄的外部相机58的拍摄图像(S20)。在存储部54存储外部相机58的拍摄图像，但是存储部54通过从旧的拍摄图像开始依次覆写为新的拍摄图像而使拍摄图像的存储继续。接下来，在判定部52对元件安装机10b判定为正常运转的期间(S22中为“是”)，存储部54继续存储外部相机58的拍摄图像(返回S20)。另一方面，在判定部52对元件安装机10b判定为发生了异常的情况下(S22为“否”)，存储部54停止自此以后的外部相机58的拍摄图像的存储(S24)。由此，如实施例1中叙述那样，能够防止被元件安装机10b发生了异常时以后的拍摄图像将元件安装机10b发生了异常时的拍摄图像覆写。

另外，存储部54构成为将固定相机29的拍摄图像和外部相机58的拍摄图像存储于不同的存储器。因此，能防止一方的拍摄图像被另一方的拍摄图像覆写。

在本实施例的元件安装机10b中，能够通过外部相机58拍摄使用者的作业区域。因此，能够确认在元件安装机10b发生了异常时使用者进行的作业，能够掌握由于人为性的失误而发生的异常的原因。在本实施例中，固定相机29的结构也与实施例1的固定相机的结构相同，因此能够发挥与实施例1的元件安装机10同样的作用效果。另外，本实施例的外部相机58的结构也可以使用于实施例2及3的元件安装机。

以上，详细说明了本说明书公开的技术的实施例，但是这些只不过是例示，对权利要求书没有限定作用。权利要求书记载的技术包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更的技术。

例如，在上述实施例中，操作部27与显示部28分别构成，但是它们也可以成为一体地构成。

另外，实施例4的外部相机58的结构不限于设于元件安装机的情况，也可以搭载于其他作业机(例如，机床、印刷机、涂布机、检查机等)。

本说明书或附图说明的技术要素单独地或者通过各种组合来发挥技术上的有用性，不限定于申请时权利要求记载的组合。而且，本说明书或附图例示的技术是同时实现多个目的的技术，实现其中的一个目的的技术自身具有技术上的有用性。

附图标记说明

2：电路基材

4：电子元件

6：吸嘴

8：壳体

10：元件安装机

12：元件供料器

14：供料器保持部

16：移载头

18：移动装置

18a：移动基体

26：输送通道

27：操作部

28：显示部

29：固定相机

50：控制装置

52：判定部

54：存储部

56：检测部

58：外部相机

Claims

1.一种元件安装机，将电子元件向电路基材安装，所述元件安装机具备：

输送通道，输送所述电路基材；

元件供料器，配置在与所述输送通道分离的位置，收纳所述电子元件；

吸嘴，吸附所述电子元件的上表面；

移载头，支撑有所述吸嘴，并使所述吸嘴相对于所述元件供料器及所述输送通道上输送的所述电路基材进行相对移动，由此将由所述元件供料器供给的所述电子元件吸附于所述吸嘴，并将吸附于所述吸嘴的所述电子元件向由所述输送通道输送的所述电路基材上安装；

一个固定相机，对所述元件安装机的内部进行监视；

显示部，能够显示所述固定相机的拍摄图像；及

控制装置，控制所述移载头的动作，

所述固定相机能够在同一图像内拍摄从所述吸嘴吸附由所述元件供料器供给的所述电子元件的吸附位置到向所述电路基材上安装所述电子元件的安装位置为止的范围，

所述固定相机配置在所述元件安装机的内部，且在连结所述吸附位置与所述安装位置的第一方向上配置在比所述吸附位置远离所述安装位置的一侧。

2.根据权利要求1所述的元件安装机，其中，

所述控制装置具备：判定所述元件安装机是否正常运转的判定部及存储所述固定相机的所述拍摄图像的存储部，

所述固定相机按照预定周期对图像进行拍摄，

在所述判定部判定为所述元件安装机正常运转的期间，所述存储部持续存储由所述固定相机按照预定周期拍摄的所述拍摄图像，另一方面，在所述判定部判定为所述元件安装机发生了异常的情况下，所述存储部停止存储自此以后由所述固定相机拍摄的所述拍摄图像。

3.根据权利要求1所述的元件安装机，其中，

所述元件安装机还具备检测所述元件供料器是否被插入所述元件安装机的检测部，

在所述检测部检测到了所述元件供料器被插入所述元件安装机的情况下，所述控制装置使所述显示部显示所述拍摄图像。

4.根据权利要求2所述的元件安装机，其中，

5.根据权利要求1～4中任一项所述的元件安装机，其中，

所述元件安装机还具备与所述控制装置电连接的操作部，

所述控制装置基于使用者对所述操作部的操作，使所述显示部显示由所述固定相机拍摄的所述拍摄图像。

6.根据权利要求2所述的元件安装机，其中，

所述元件安装机还具备外部相机，所述外部相机安装于所述元件安装机，按照预定周期在所述元件安装机的外部对使用者作业区域进行拍摄，

在所述判定部判定为所述元件安装机正常运转的期间，所述存储部持续存储由所述外部相机按照预定周期拍摄的图像，另一方面，在所述判定部判定为所述元件安装机发生了异常的情况下，所述存储部停止存储自此以后由所述外部相机拍摄的图像。