CN108029235A

CN108029235A - 控制装置

Info

Publication number: CN108029235A
Application number: CN201580083118.8A
Authority: CN
Inventors: 保坂英希; 星川和美
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2018-05-11
Anticipated expiration: 2035-09-15
Also published as: EP3352552B1; JPWO2017046862A1; US10765051B2; JP6574842B2; WO2017046862A1; EP3352552A1; EP3352552A4; US20180263152A1; CN108029235B

Abstract

在进行吸嘴前端的检查时，拍摄吸嘴的前端。并且，基于该拍摄数据，来确定吸嘴的前端的开口部。此时，在基于该拍摄数据的图像(170)中，将设定亮度以上的部位(172)的内部的小于设定亮度的部位(176、178)确定为开口部。此外，将所确定的开口部通过交界线(190、192)划分为四个区域，并运算每一个区域的开口部的面积。并且，基于所运算的面积，对每一个区域判定吸嘴是否良好。由此，例如，即使在不良吸嘴的开口部整体的面积与正常吸嘴的开口部整体的面积大致相同的情况下，也能够通过基于开口部的每一个区域的面积来判定吸嘴是否良好，而可靠地判定吸嘴是否良好。

Description

控制装置

技术领域

本发明涉及用于判定吸嘴是否良好的控制装置。

背景技术

在吸嘴的前端形成有开口部，通过从该开口部吸引空气而将元件吸附保持在开口部。因此，由于异物等向开口部附着、开口部缺损等，可能无法适当地保持元件。因此，需要对吸嘴的前端的状态进行检查。在下述专利文献中，基于拍摄数据来运算吸嘴的开口部的面积，在该运算值与设定值不同的情况下，将该吸嘴判定为不良吸嘴。

专利文献1：日本特开平6-209189号公报

发明内容

发明要解决的课题

根据上述专利文献记载的技术，能够在一定程度上判定吸嘴是否良好。然而，例如吸嘴的开口部存在如下情况：在一部分由于缺损等而变大，在与该一部分不同的部分，由于作为异物的附着物而开口部变小。在这样的情况下，不良吸嘴的开口部的面积与正常吸嘴的开口部的面积大致相同，可能会将不良吸嘴误判定为正常的吸嘴。本发明鉴于这样的实际情况而作出，本发明的课题在于可靠地判定吸嘴是否良好。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本申请记载的控制装置的特征在于，具备：运算部，基于在电子元件安装机中使用的吸嘴的前端的拍摄数据来确定上述吸嘴的前端的开口部，将所确定的开口部划分为多个区域，并对于上述多个区域中的每一个区域来运算所确定的开口部的面积；及判定部，基于由上述运算部运算出的面积，对于多个区域中的每一个区域来判定上述吸嘴是否良好。

发明效果

在本申请记载的控制装置中，基于吸嘴的前端的拍摄数据来确定吸嘴的前端的开口部。而且，将所确定的开口部划分为多个区域，对于该多个区域中的每一个区域来运算所确定的开口部的面积。并且，基于运算出的面积，对于多个区域中的每一个来判定吸嘴是否良好。由此，例如，即使在不良吸嘴的开口部整体的面积与正常吸嘴的开口部整体的面积大致相同的情况下，也能够通过基于开口部的每一个区域的面积来判定吸嘴是否良好，而可靠地判定吸嘴是否良好。

附图说明

图1是电子元件安装装置的立体图。

图2是吸嘴管理装置的立体图。

图3是表示一般的吸嘴的前端的图。

图4是表示具有复杂的形状的开口部的吸嘴的前端的图。

图5是表示基于图4的吸嘴的前端的拍摄数据的图像的图。

图6是表示基于图4的吸嘴的前端的拍摄数据的图像的图。

图7是表示基于图4的吸嘴的前端的拍摄数据的图像的图。

图8是表示基于图4的吸嘴的前端的拍摄数据的图像的图。

图9是表示吸嘴管理装置具备的控制装置的框图。

具体实施方式

以下，作为用于实施本发明的方式，参照附图，详细说明本发明的实施例。

<电子元件安装装置的结构>

图1示出电子元件安装装置10。电子元件安装装置10具有一个系统基体12和在该系统基体12之上相邻的两台电子元件安装机(以下，有时简称为“安装机”)14。另外，将安装机14的排列方向称为X轴方向，将与该方向垂直的水平的方向称为Y轴方向。

各安装机14主要具备：安装机主体20、输送装置22、安装头移动装置(以下，有时简称为“移动装置”)24、安装头26、供给装置28及吸嘴台30。安装机主体20由框架部32和架设于该框架部32上的梁部34构成。

输送装置22具备两个输送器装置40、42。这两个输送器装置40、42以相互平行且沿着X轴方向延伸的方式配置于框架部32。两个输送器装置40、42分别通过电磁电动机(省略图示)而将支撑于各输送器装置40、42的电路基板沿着X轴方向进行输送。另外，在预定位置处通过基板保持装置(省略图示)保持电路基板。

移动装置24是XY机器人型的移动装置。移动装置24具备使滑动件50沿着X轴方向滑动的电磁电动机(省略图示)和使滑动件50沿着Y轴方向滑动的电磁电动机(省略图示)。在滑动件50上安装有安装头26，该安装头26通过两个电磁电动机的工作而移动到框架部32上的任意位置。

安装头26向电路基板安装电子元件。安装头26具有设于下端面的吸嘴60。吸嘴60经由负压空气通路、正压空气通路而与正负压供给装置(省略图示)连通。吸嘴60通过负压对电子元件进行吸附保持，通过正压使保持的电子元件脱离。而且，安装头26具有使吸嘴60进行升降的升降装置(省略图示)。通过该升降装置而安装头26变更保持的电子元件在上下方向上的位置。另外，吸嘴60相对于安装头26可拆装，能够更换为与作为保持对象的电子元件对应的吸嘴。

供给装置28是供料器型的供给装置，具有多个带式供料器70。带式供料器70对元件编带以卷绕的状态收纳。元件编带对电子元件进行了编带而成。并且，带式供料器70通过进给装置(省略图示)送出元件编带。由此，供料器型的供给装置28通过元件编带的送出而在供给位置供给电子元件。

吸嘴台30具有吸嘴托盘76。在吸嘴托盘76上收纳有多个吸嘴60。在该吸嘴台30中，根据需要而对安装于安装头26的吸嘴60与收纳于吸嘴托盘76的吸嘴60进行交换等。而且，吸嘴托盘76相对于吸嘴台30可拆装，能够在安装机14的外部进行收纳于吸嘴托盘76的吸嘴60的回收、吸嘴60向吸嘴托盘76的补给等。

<基于安装机的安装作业>

在安装机14中，通过上述结构，能够通过安装头26对保持于输送装置22的电路基板进行安装作业。具体而言，根据安装机14的控制装置(省略图示)的指令而将电路基板输送至作业位置，在该位置处通过基板保持装置保持电路基板。而且，带式供料器70根据控制装置的指令而送出元件编带，在供给位置处供给电子元件。并且，安装头26移动到电子元件的供给位置的上方，通过吸嘴60吸附保持电子元件。接下来，安装头26移动到电路基板的上方，将保持的电子元件安装到电路基板上。

在安装机14中，如上所述，通过吸嘴60对由带式供料器70供给的电子元件进行吸附保持，并将该电子元件安装到电路基板上。因此，在吸嘴60产生了不良情况时，可能无法适当地进行安装作业，因此需要适当地管理吸嘴60。因此，通过以下说明的吸嘴管理装置对吸嘴60进行管理。

<吸嘴管理装置的结构>

如图2所示，吸嘴管理装置80具有：管理装置主体90、货盘收纳装置92、吸嘴移载装置94、吸嘴清洗装置96及吸嘴检查装置98。另外，图2是表示吸嘴管理装置80的拆下了外壳部件的状态的立体图，示出吸嘴管理装置80的内部构造。

管理装置主体90由框架部100和架设于该框架部100上的梁部102构成。框架部100为中空构造，在框架部100内配置有货盘收纳装置92，货盘收纳装置92的上端部在框架部100的上表面露出。

货盘收纳装置92包括多个货盘载置搁板106、支撑臂108。货盘载置搁板106是用于载置吸嘴货盘110的搁板，多个货盘载置搁板106在框架部100的内部沿着上下方向排列配置。另外，在吸嘴货盘110上形成有多个载置孔112，在载置孔112中收纳吸嘴60。而且，支撑臂108通过臂移动装置(省略图示)的动作，而在多个货盘载置搁板106的前方，沿着上下方向移动并且接近、远离货盘载置搁板106。由此，通过支撑臂108而向货盘载置搁板106收纳吸嘴货盘110、从货盘载置搁板106取出吸嘴货盘110。另外，从货盘载置搁板106取出的吸嘴货盘110通过支撑臂108向上方移动而向框架部100的上表面侧移动。

吸嘴移载装置94是用于移载吸嘴60的装置，配置于梁部102。吸嘴移载装置94具有移载头120和头移动装置122。在移载头120的下端面安装有朝向下方的状态的相机126和用于保持吸嘴60的保持卡盘128。

另外，头移动装置122是悬吊于梁部102，使移载头120在框架部100之上沿着前后方向、左右方向、上下方向移动的XYZ型的移动装置。另外，在框架部100的前方侧的上表面设有用于安设吸嘴托盘76的固定台130，在安设于固定台130的吸嘴托盘76与支撑于货盘收纳装置92的支撑臂108的吸嘴货盘110之间移载吸嘴60。

吸嘴清洗装置96是对吸嘴60进行清洗及干燥的装置，配置在货盘收纳装置92附近。吸嘴清洗装置96具备清洗、干燥机构132和清洗货盘移动机构134。清洗、干燥机构132是在内部对吸嘴60进行清洗及干燥的机构。另外，清洗货盘移动机构134是使清洗货盘136在清洗货盘136露出的露出位置(在图2中图示清洗货盘136的位置)与清洗、干燥机构132的内部之间移动的机构。

在通过吸嘴清洗装置96对吸嘴60进行清洗时，作为清洗对象的吸嘴60被吸嘴移载装置94从吸嘴托盘76或吸嘴货盘110向清洗货盘136移载。并且，清洗货盘136通过清洗货盘移动机构134的工作而移动到清洗、干燥机构132的内部，在清洗、干燥机构132的内部对吸嘴60进行清洗及干燥。当吸嘴60的清洗及干燥完成时，清洗货盘136通过清洗货盘移动机构134的工作而移动到露出位置，从清洗货盘136返回到吸嘴托盘76或吸嘴货盘110。

吸嘴检查装置98是对由吸嘴清洗装置96清洗后的吸嘴60进行检查的装置，具有负载传感器142、空气供给装置144及相机146。

负载传感器142配置在清洗货盘移动机构134旁边，使用负载传感器142对吸嘴60的前端部的伸缩状态进行检查。详细而言，作为检查对象的吸嘴60由保持卡盘128保持，保持于该保持卡盘128的吸嘴60的前端部与负载传感器142抵接。吸嘴60的前端部能够伸缩，基于由负载传感器142测定的载荷，来检查吸嘴60的前端部的伸缩状态。

另外，空气供给装置144安装于吸嘴移载装置94的移载头120，使用空气供给装置144来进行吸嘴60的空气流量检查。详细而言，空气供给装置144通过头移动装置122的工作，移动到载置于吸嘴托盘76、吸嘴货盘110、清洗货盘136中的任一个上的吸嘴60的上方。并且，空气供给装置144与作为检查对象的吸嘴60连接，从空气供给装置144供给空气。此时测定空气流量，进行吸嘴60的空气流量检查。

另外，相机146以朝向上方的状态配置在负载传感器142旁边，使用相机146来检查吸嘴60的前端部。详细而言，作为检查对象的吸嘴60由保持卡盘128保持，保持于该保持卡盘128的吸嘴60移动到相机146的上方。并且，对吸嘴60通过相机146从下方进行拍摄。由此，得到吸嘴60的前端的拍摄数据。通常，如图3所示，吸嘴60的前端呈圆形，具有圆形形状的开口部150。

因此，能够通过形状匹配来检查吸嘴60的前端。形状匹配是对预先生成的圆形形状的模板图像数据与拍摄数据进行比较的检查方法。并且，如果模板图像数据与拍摄数据的相关性为阈值以上，则判定为正常的吸嘴。另一方面，如果模板图像数据与拍摄数据的相关性小于阈值，则由于产生缺损、附着异物等而判定为不良吸嘴。

然而，近年来，伴随着作为吸附对象的电子元件的极小化而吸嘴60的前端部也极小化。并且，在前端部极小化的吸嘴60中，以吸附面积的确保、吸附的稳定性等为目的，如图4所示，开口部152不是简单的圆形形状而是复杂的形状。因此，难以生成与具有复杂的形状的开口部152的吸嘴60的前端相同形状的模板图像数据，这样的模板图像数据的生成非常花费劳力和时间。

因此，基于拍摄数据来运算判定为吸嘴60的开口部152的面积，对其运算值与预先设定的设定值进行比较，由此能够检查吸嘴60的前端。详细而言，在具有复杂的形状的开口部152的吸嘴60的开口部的拍摄数据中，划分出表示设定亮度以上的数据和表示小于设定亮度的数据。由此，如图5所示，基于拍摄数据的图像160被划分出设定亮度以上的部位162和小于设定亮度的部位164、166。另外，设定亮度以上的部位162表现得白，小于设定亮度的部位164、166表现得黑。

其中，设定亮度以上的部位162由于在吸嘴60的前端的端面处反射的光而亮度升高，因此表示吸嘴60的前端的端面。另一方面，小于设定亮度的部位164表示吸嘴60的前端的端面的外侧，小于设定亮度的部位166表示吸嘴60的前端的端面的内侧，即开口部152。因此，将由设定亮度以上的部位162包围的小于设定亮度的部位166确定为开口部152，运算该小于设定亮度的部位166的面积作为开口部152的面积。

另外，测定实物的吸嘴60的开口部152的面积X，并作为设定值X存储。因此，对作为开口部152的面积而运算出的运算值与设定值X进行比较，如果运算值与设定值X之差小于阈值，则判定为正常的吸嘴，如果运算值与设定值X之差为阈值以上，则判定为不良吸嘴。由此，能够在不生成模板图像数据的情况下对吸嘴60的前端进行检查。另外，在图5的图像160中，不存在缺损、异物等，基于图像160而运算出的开口部152的面积的运算值成为与设定值X大致相同的值。因此，在基于图5的图像160的吸嘴60的前端的检查中，判定为正常的吸嘴。

然而，在基于开口部152的面积的检查方法中，有时不能适当地进行检查。具体而言，例如，图6示出基于在吸嘴60的前端产生了缺损、异物附着的情况下的拍摄数据的图像170。在该图像170中，与图5所示的图像160同样，存在设定亮度以上的部位172。但是，设定亮度以上的部位172与图5所示的图像160的设定亮度以上的部位162相比，在两个部位174、176处小于设定亮度。一个部位(由虚线包围的部位)174表示在吸嘴60的前端面产生了缺损的部位。另外，另一个部位176表示在吸嘴60的前端面附着有异物等的部位。

另外，在图6的图像170中，与图5的图像160同样，在设定亮度以上的部位172的内部存在小于设定亮度的部位178。但是，小于设定亮度的部位178与图5的图像160的小于设定亮度的部位166相比，在两个部位180、182处成为设定亮度以上。这两个部位180、182表示在吸嘴60的内侧，即，在开口部152附着有异物等的部位。

并且，当基于该图像170的拍摄数据来运算开口部152的面积时，其运算值与基于图5的图像160的拍摄数据而运算出的开口部152的面积的运算值大致相同。详细而言，关于开口部152的面积的运算值，如上所述，运算由设定亮度以上的部位包围的小于设定亮度的部位的面积作为开口部152的面积。因此，在图6的图像170中，运算由设定亮度以上的部位172包围的小于设定亮度的部位176、178的面积作为开口部152的面积。

另外，在图5的图像160中，运算由设定亮度以上的部位162包围的小于设定亮度的部位166的面积作为开口部152的面积。在此，当对小于设定亮度的部位176、178与小于设定亮度的部位166进行比较时，从小于设定亮度的部位166的面积(A)减去设定亮度以上的部位180、182的面积(B)再加上小于设定亮度的部位174、176的面积(C)的值成为小于设定亮度的部位176、178的面积(D)。即，A-B+C＝D。而且，在图6的图像170中，设定亮度以上的两个部位180、182的面积(B)与小于设定亮度的两个部位174、176的面积(C)大致相同。因此，小于设定亮度的部位166的面积(A)与小于设定亮度的部位176、178的面积(D)相同。即，基于图6的图像170的拍摄数据而运算出的开口部152的运算值与基于图5的图像160的拍摄数据而运算出的开口部152的面积的运算值大致相同。

因此，基于图6的图像170的拍摄数据而运算出的开口部152的运算值与设定值X大致相同，在基于图6的图像170的吸嘴60的前端的检查中，判定为正常的吸嘴。这样，在基于开口部152的面积来对吸嘴60的前端进行检查的情况下，有可能将产生了缺损、附着有异物的吸嘴60误判定为正常的吸嘴。鉴于这样的情况，将基于拍摄数据所确定的吸嘴60的开口部152划分成多个区域，并对每一个所划分的区域运算基于拍摄数据所确定的吸嘴60的开口部152的面积。

具体而言，首先，决定用于将开口部152划分为多个区域的交界线。在本实施例中，将开口部152划分为四个区域。因此，决定用于将开口部152划分为四个区域的交界线。作为交界线的决定方法，基于拍摄数据来识别吸嘴60的前端的外形线。吸嘴60的前端的外形线是吸嘴60的前端的外缘，因此将图6中的图像170的设定亮度以上的部位172的外缘识别为吸嘴60的前端的外形线。

并且，为了将开口部152划分为四个区域，而基于吸嘴60的前端的外形线来决定交界线。详细而言，如图7所示，吸嘴60的前端的外形线，即，图像170的设定亮度以上的部位172的外缘大致为矩形，因此将通过矩形的长边的中点且与短边平行的线决定为交界线190。而且，将通过矩形的短边的中点且与长边平行的线决定为交界线192。并且，通过两条交界线190、192将基于拍摄数据而判定为开口部152的部位，即，由设定亮度以上的部位172包围的小于设定亮度的部位176、178划分为四个区域。

接下来，运算每一个区域的小于设定亮度的部位的面积。此时，图中的左上的区域(以下，有时记载为“第一区域”)的面积成为小于设定亮度的部位178中的、交界线190的左侧且交界线192的上侧的部位178a的面积。而且，图中的左下的区域(以下，有时记载为“第二区域”)的面积成为小于设定亮度的部位178中的、交界线190的左侧且交界线192的下侧的部位178b的面积。而且，图中的右上的区域(以下，有时记载为“第三区域”)的面积成为小于设定亮度的部位178中的、交界线190的右侧且交界线192的上侧的部位178c的面积。而且，图中的右下的区域(以下，有时记载为“第四区域”)的面积成为小于设定亮度的部位178中的、交界线190的右侧且交界线192的下侧的部位178d与小于设定亮度的部位176相加的面积。

接下来，对运算出的每一个区域的面积的运算值与设定值(X/4)进行比较。此时，在多个区域中的至少一个区域中，运算出的每一个区域的面积的运算值与设定值(X/4)不同的情况下，判定为不良吸嘴。另一方面，在多个区域中的全部区域中，运算出的每一个区域的面积的运算值与设定值(X/4)相同的情况下，判定为正常的吸嘴。另外，设定值(X/4)是实物的吸嘴60的开口部152的面积X的1/4的值。

具体而言，在图7的图像170中，第一区域的面积的运算值由于异物等的存在而小于设定值(X/4)。而且，第四区域的面积的运算值由于异物、缺损等的存在而大于设定值(X/4)。另外，第二区域的面积的运算值及第三区域的面积的运算值成为与设定值(X/4)相同的值。因此，在基于图7的图像170的拍摄数据的吸嘴60的前端的检查中，将与图像170对应的吸嘴60判定为不良吸嘴。

另外，在图5所示的图像160记载有交界线190、192的情况下，如图8所示，将基于拍摄数据而判定为开口部152的部位，即，由设定亮度以上的部位162包围的小于设定亮度的部位166通过交界线190、192划分为四个区域。在该图8的图像160中，在全部四个区域中，每一个区域的面积的运算值成为与设定值(X/4)相同的值。因此，在基于图8的图像160的拍摄数据的吸嘴60的前端的检查中，将与图像160对应的吸嘴60判定为正常的吸嘴。

这样，将基于拍摄数据而确定的吸嘴60的开口部152划分为多个区域，基于所划分的每一个区域的开口部152的面积进行吸嘴60的前端的检查，由此能够适当地判定吸嘴60是否良好。

另外，如图2所示，在吸嘴管理装置80的框架部100的上表面配置有多个废弃箱148，通过上述检查而判定为不良吸嘴的吸嘴60被废弃至废弃箱148。而且，通过上述检查而判定为正常的吸嘴的吸嘴60返回至吸嘴托盘76或吸嘴货盘110。

此外，如图9所示，吸嘴管理装置80具备控制装置200。控制装置200具备控制器202和多个驱动电路206。多个驱动电路206与货盘收纳装置92、吸嘴移载装置94、吸嘴清洗装置96、吸嘴检查装置98连接。控制器202具备CPU、ROM、RAM等，以计算机为主体，并与多个驱动电路206连接。由此，货盘收纳装置92、吸嘴移载装置94等的工作由控制器202控制。

另外，控制器202具有决定部210、运算部212、判定部214。决定部210是用于基于拍摄数据而决定交界线190、192的功能部。运算部212是用于基于拍摄数据来确定开口部152，并对每一个通过交界线190、192划分出的区域运算该开口部的面积的功能部。判定部214是用于对按照每一个区域运算出的面积的运算值与设定值(X/4)进行比较，来判定吸嘴60是否良好的功能部。

其中，在上述实施例中，电子元件安装装置10是电子元件安装机的一例。吸嘴60是吸嘴的一例。开口部152是开口部的一例。交界线190、192是交界线的一例。控制装置200是控制装置的一例。决定部210是决定部的一例。运算部212是运算部的一例。判定部214是判定部的一例。

另外，本发明不限定于上述实施例，能够以基于本领域技术人员的知识而实施了各种变更、改良的各种形态实施。具体而言，例如，在上述实施例中，将基于拍摄数据而确定的开口部152划分为四个区域，但是可以将基于拍摄数据而确定的开口部152划分为任意个数的区域。

另外，在上述实施例中，在吸嘴管理装置80中进行吸嘴60的前端的检查，但也可以在电子元件安装装置10中进行吸嘴60的前端的检查。

附图标记说明

10：电子元件安装装置(电子元件安装机) 60：吸嘴 152：开口部 190：交界线192：交界线 200：控制装置 210：决定部 212：运算部 214：判定部

Claims

1.一种控制装置，其特征在于，具备：

运算部，基于在电子元件安装机中使用的吸嘴的前端的拍摄数据来确定所述吸嘴的前端的开口部，将所确定的开口部划分为多个区域，并对于所述多个区域中的每一个区域来运算所确定的开口部的面积；及

判定部，基于由所述运算部运算出的面积，对于多个区域中的每一个区域来判定所述吸嘴是否良好。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述控制装置具备决定部，所述决定部基于吸嘴的前端的拍摄数据来识别所述吸嘴的前端的外形线，并基于该外形线来决定所述多个区域的交界线，

所述运算部基于由所述决定部所决定的交界线将基于吸嘴的前端的拍摄数据所确定的开口部划分为所述多个区域，并对于所述多个区域中的每一个区域来运算所确定的开口部的面积。