CN108029236B - 元件安装装置 - Google Patents

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Abstract

本元件安装装置(100)具备控制部(9),该控制部(9)在安装头(32)的移动过程中,至少使拍摄部(8)拍摄安装位置(Pa)附近,并且基于拍摄部的拍摄结果取得安装位置附近的高度信息,基于所取得的安装位置附近的高度信息来校正安装头的目标下降位置。

Description

元件安装装置
技术领域
本发明涉及一种元件安装装置,特别涉及一种校正安装头的目标下降位置的元件安装装置。
背景技术
以往,公知了一种校正安装头的目标下降位置的元件安装装置(例如,参照专利文献1)。
在上述专利文献1中公开了一种元件安装装置,其具备吸附安装于基板的元件的吸嘴(安装头)以及拍摄基板上的元件搭载位置的相机模块。在该元件安装装置中,在吸嘴停止于元件搭载位置的正上方的状态下,由相机模块拍摄元件搭载位置。并且,在该元件安装装置中,考虑基于相机模块的测定结果,校正吸嘴的目标下降位置,修正吸嘴的位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-216621号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在上述专利文献1所记载的元件安装装置中,在吸嘴停止于元件搭载位置的正上方的状态下,由相机模块拍摄元件搭载位置,因此,在吸嘴(安装头)的动作中产生等待时间。因此,存在基板的生产所需的时间增加所产生的等待时间的量这样的问题点。
本发明是为了解决上述课题而完成的,本发明的1个目的在于,提供一种在校正目标下降位置的情况下也能够抑制基板的生产所需的时间增加的元件安装装置。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个方面的元件安装装置具备:安装头,相对于基板移动,而将元件安装到基板的安装位置;拍摄部,与安装头一起移动,而拍摄基板;以及控制部,基于预测为元件到达基板的到达预测时刻,决定拍摄部的拍摄时刻,并且在安装头的移动过程中,至少使拍摄部在所决定的拍摄时刻拍摄安装位置附近,并且基于拍摄部的拍摄结果取得安装位置附近的高度信息,基于所取得的安装位置附近的高度信息来校正安装头的目标下降位置。
在本发明的一个方面的元件安装装置中,设置上述的至少使拍摄部拍摄安装位置附近的控制部。由此,为了进行用于校正目标下降位置的拍摄,不需要使安装头停止,因此,能够防止在安装头的动作中产生至少用于拍摄动作的等待时间。其结果是,在校正目标下降位置的情况下,也能够抑制基板的生产所需的时间增加。另外,通过将控制部构成为基于预测为元件到达基板的到达预测时刻来决定拍摄部的拍摄时刻,从而与基于位置来决定拍摄部的拍摄时刻的情况不同,能够在安装头的移动过程中容易地进行由拍摄部实施的拍摄。
在上述一个方面的元件安装装置中,优选的是,控制部构成为,在安装头的移动过程中,进行以下动作:由拍摄部拍摄安装位置附近;基于拍摄部的拍摄结果取得安装位置附近的高度信息;以及基于安装位置附近的高度信息来校正安装头的目标下降位置。如果这样构成,则在安装头的移动过程中,能够进行拍摄动作至校正处理,因此,能够有效地抑制在安装头的动作中产生等待时间。其结果是,能够有效地抑制基板的生产所需的时间增加。
在该情况下,优选的是,控制部构成为,考虑从拍摄安装位置附近起至校正目标下降位置为止所需的第1所需时间以及从校正目标下降位置起至元件到达基板为止所需的第2所需时间,来决定拍摄时刻。在这里,当在安装头的移动过程中进行用于校正目标下降位置的拍摄的情况下,与使安装头停止而进行拍摄的情况不同,未独立地设置用于拍摄的时间,因此,适当地设定拍摄部的拍摄时刻的必要性高。因此,如果如上所述地构成为考虑第1所需时间以及第2所需时间来决定拍摄部的拍摄时刻,则能够考虑从拍摄安装位置附近起至校正目标下降位置为止所需的第1所需时间以及从校正目标下降位置起至元件到达基板为止所需的第2所需时间这两者来决定拍摄时刻,因此,能够适当地设定(决定)拍摄部的拍摄时刻。
在上述考虑第1所需时间和第2所需时间来决定拍摄时刻的结构中,优选的是,控制部构成为,将从到达预测时刻回溯了至少第1所需时间和第2所需时间的时间量的时刻决定为拍摄时刻。如果这样构成,则能够将至少确保了从拍摄安装位置附近起至校正目标下降位置为止所需的第1所需时间以及从校正目标下降位置起至元件到达基板为止所需的第2所需时间的时间点决定为拍摄时刻。其结果是,能够在确保了第1所需时间和第2所需时间的状态下,进行由拍摄部实施的拍摄。因此,当在安装头的移动过程中进行用于校正目标下降位置的拍摄的情况下,也能够可靠地使得至将元件安装到基板为止来得及进行目标下降位置的校正,因此,能够可靠地进行在校正了目标下降位置的状态下的元件的安装。
在该情况下,优选的是,控制部构成为,预测为元件在比基板没有高度方向的位置偏移的情况下的基准高度高的高度位置到达基板,而决定到达预测时刻。如果这样构成,则例如在由于基板发生上翘而安装位置高于基准高度的情况下,也能够使得至将元件安装到基板为止来得及进行目标下降位置的校正。
在上述考虑第1所需时间和第2所需时间来决定拍摄时刻的结构中,优选的是,控制部构成为,取得固定的值作为第2所需时间。如果这样构成,则也可以不针对每个元件的安装动作而取得第2所需时间,因此,能够抑制控制部的处理负荷的增加。
在上述一个方面的元件安装装置中,优选的是,控制部构成为,在未由拍摄部拍摄到安装位置的情况下,除了基于拍摄部的本次的拍摄结果之外,还基于拍摄部的以前的拍摄结果来取得安装位置附近的高度信息。如果这样构成,则在未由拍摄部拍摄到安装位置的情况下,也能够利用拍摄部的以前的拍摄结果来高精度地取得安装位置附近的高度信息。
在上述一个方面的元件安装装置中,优选的是,控制部构成为,在安装头的移动过程中,除了使拍摄部拍摄安装位置附近之外,还使拍摄部拍摄与安装位置附近不同的多个拍摄位置,控制部构成为,基于安装位置附近的拍摄结果以及多个拍摄位置的拍摄结果,取得安装位置附近的高度信息。如果这样构成,则能够利用与安装位置附近不同的多个拍摄位置的拍摄结果来高精度地取得安装位置附近的高度信息。
在该情况下,优选的是,控制部构成为,基于多个拍摄位置的拍摄结果生成基板的高度映射,并且基于安装位置附近的拍摄结果以及所生成的高度映射,取得安装位置附近的高度信息。如果这样构成,则通过使用高度映射,能够利用例如安装位置附近的周边的高度信息来更高精度地取得安装位置附近的高度信息。
在上述一个方面的元件安装装置中,优选的是,拍摄部构成为,能够从相对于基板倾斜的多个拍摄方向拍摄基板。如果这样构成,则基于从相对于基板倾斜的多个拍摄方向拍摄到的安装位置附近的图像,能够容易地取得安装位置附近的高度信息。
发明效果
根据本发明,如上所述,能够提供一种在校正目标下降位置的情况下也能够抑制基板的生产所需的时间增加的元件安装装置。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的元件安装装置的整体结构的图。
图2是示出本发明的第1实施方式的元件安装装置的控制方面的结构的框图。
图3是用于说明本发明的第1实施方式的元件安装装置的拍摄单元的侧视图。
图4是用于说明本发明的第1实施方式的元件安装装置的基于立体匹配的高度的计算方法的图。
图5是用于说明本发明的第1实施方式的元件安装装置的拍摄时刻的图。
图6是示出本发明的第1实施方式的元件安装装置的安装头的下降动作例的图。
图7是用于说明由本发明的第1实施方式的元件安装装置实施的元件安装处理的流程图。
图8是用于说明本发明的第2实施方式的元件安装装置的高度计测的图。
图9是用于说明本发明的第1以及第2实施方式的变形例的元件安装装置的拍摄单元的侧视图。
具体实施方式
下面,基于附图,说明将本发明具体化而得到的实施方式。
[第1实施方式]
(元件安装装置的结构)
参照图1~图6,说明本发明的第1实施方式的元件安装装置100的结构。
如图1所示,元件安装装置100是将IC、晶体管、电容器以及电阻等元件E(电子元件)安装到印刷基板等基板P的装置。
另外,元件安装装置100具备基座1、输送部2、头单元3、支撑部4、轨道部5、元件识别相机6、基板识别相机7、拍摄单元8和控制装置9(参照图2)。此外,拍摄单元8是权利要求书的“拍摄部”的一例。另外,控制装置9是权利要求书的“控制部”的一例。
在基座1的Y方向的两侧(Y1侧以及Y2侧)的端部,分别设置有用于配置多个带式馈送器11的馈送器配置部12。
带式馈送器11保持有卷筒(未图示),该卷筒卷绕有隔开规定的间隔地保持有多个元件E的带。带式馈送器11构成为使卷筒旋转而将保持元件E的带送出,从而从带式馈送器11的前端供给元件E。
各带式馈送器11在经由设置于馈送器配置部12的未图示的连接器电连接于控制装置9的状态下,配置于馈送器配置部12。由此,各带式馈送器11构成为基于来自控制装置9的控制信号,从卷筒送出带,并且供给元件E。此时,各带式馈送器11构成为根据头单元3的安装动作而供给元件E。
输送部2具有一对输送带2a。输送部2具有通过一对输送带2a在水平方向(X方向)上输送基板P的功能。具体来说,输送部2具有如下功能:从上游侧(X1侧)的未图示的输送路径输入安装前的基板P,并且将所输入的基板P输送至安装作业位置M,将安装完成的基板P输出到下游侧(X2侧)的未图示的输送路径。另外,输送部2构成为通过夹紧机构等未图示的基板固定机构来保持并固定停止于安装作业位置M的基板P。
输送部2的一对输送带2a构成为能够一边从下方支撑基板P一边在水平方向(X方向)上输送基板P。另外,一对输送带2a构成为能够调整Y方向的间隔。由此,根据所输入的基板P的大小,能够调整一对输送带2a的Y方向的间隔。
头单元3构成为将元件E安装到固定于安装作业位置M的基板P的安装位置Pa(参照图3)。头单元3包括滚珠螺母31、5根安装头32、分别设置于5根安装头32的5个Z轴马达33(参照图2)以及分别设置于5根安装头32的5个R轴马达34(参照图2)。
5根安装头32在头单元3的下表面侧沿着X方向配置成一列。在5根安装头32各自的前端,分别配备有喷嘴32a(参照图3)。安装头32构成为能够利用由未图示的负压发生器在喷嘴32a的前端部产生的负压吸附并保持从带式馈送器11供给的元件E。
另外,安装头32构成为能够在上下方向(Z方向)上升降。具体来说,安装头32构成为能够在进行元件E的吸附、装配(安装)等时的下降的状态的位置与进行元件E的输送、拍摄等时的上升的状态的位置之间进行升降。另外,在头单元3中,5根安装头32构成为通过对每个安装头32设置的Z轴马达33,能够按每个安装头32进行升降。另外,5根安装头32构成为通过对每个安装头32设置的R轴马达34,能够按每个安装头32绕喷嘴32a的中心轴(绕Z方向)旋转。
另外,头单元3构成为能够沿着支撑部4在X方向上移动。具体来说,支撑部4包括滚珠丝杠41、使滚珠丝杠41旋转的X轴马达42以及在X方向上延伸的未图示的导轨。头单元3构成为通过X轴马达42使滚珠丝杠41旋转,从而能够与卡合(螺合)有滚珠丝杠41的滚珠螺母31一起沿着支撑部4在X方向上移动。
另外,支撑部4构成为能够沿着固定于基座1上的一对轨道部5而在与X方向正交的Y方向上移动。具体来说,轨道部5包括以能够在Y方向上移动的方式支撑支撑部4的X方向的两端部的一对导轨51、在Y方向上延伸的滚珠丝杠52以及使滚珠丝杠52旋转的Y轴马达53。另外,将卡合(螺合)有滚珠丝杠52的滚珠螺母43设置于支撑部4。支撑部4构成为通过Y轴马达53使滚珠丝杠52旋转,从而能够与卡合(螺合)有滚珠丝杠52的滚珠螺母43一起沿着一对轨道部5在Y方向上移动。
通过这样的结构,头单元3构成为能够在基座1上沿水平方向(X方向以及Y方向)移动。由此,头单元3例如能够移动到带式馈送器11的上方,吸附从带式馈送器11供给的元件E。另外,头单元3例如能够移动到固定于安装作业位置M的基板P的上方,将所吸附的元件E安装到基板P。
元件识别相机6为了在安装元件E之前识别元件E的吸附状态,构成为拍摄吸附于安装头32的元件E。元件识别相机6构成为固定于基座1的上表面上,从元件E的下方(Z2方向)拍摄吸附于安装头32的元件E。通过控制装置9取得该拍摄结果。由此,能够通过控制装置9基于所吸附的元件E的拍摄结果来识别元件E的吸附状态(旋转姿势以及相对于安装头32的吸附位置)。
基板识别相机7构成为在安装元件E之前,拍摄附加于基板P的位置识别标记(基准标记)FM。位置识别标记FM是用于识别基板P的位置的标记。在图1所示的基板P中,位置识别标记FM在基板P的右下方的位置以及左上方的位置附加有一对。通过控制装置9取得该位置识别标记FM的拍摄结果。然后,能够通过控制装置9基于位置识别标记FM的拍摄结果来识别通过未图示的基板固定机构固定的基板P的准确的位置以及姿势。
另外,基板识别相机7配备于头单元3的X2侧的侧部,构成为能够与头单元3一起在基座1上沿X方向以及Y方向移动。另外,基板识别相机7构成为在基座1上沿水平方向(X方向以及Y方向)移动,从基板P的上方(Z1方向)拍摄附加于基板P的位置识别标记FM。
如图1以及图3所示,拍摄单元8构成为能够拍摄基板P。具体来说,拍摄单元8为了进行安装位置Pa附近的高度计测,构成为能够拍摄基板P的安装位置Pa附近的规定区域。拍摄单元8包括多个高度计测用相机81以及多个照明部82。在第1实施方式中,在拍摄单元8中,针对每个安装头32,设置有2个高度计测用相机81以及3个照明部82。
如图3所示,2个高度计测用相机81构成为能够从相互不同的拍摄方向拍摄基板P的安装位置Pa附近的规定的区域。具体来说,上侧(Z1侧)的高度计测用相机81构成为能够从相对于水平面(与安装元件E的基板面Pb大致平行的面)倾斜了倾斜角度θH(0度<θH<90度)的拍摄方向,拍摄基板P的安装位置Pa附近的规定的区域。另外,下侧(Z2侧)的高度计测用相机81构成为能够从相对于水平面(与安装元件E的基板面Pb大致平行的面)倾斜了倾斜角度θL(0度<θL<θH)的拍摄方向,拍摄基板P的安装位置Pa附近的规定的区域。
由此,拍摄单元8构成为能够从相对于基板P的基板面Pb倾斜的多个拍摄方向拍摄安装位置Pa附近的规定的区域。通过控制装置9取得该安装位置Pa附近的规定的区域的拍摄结果。然后,基于安装位置Pa附近的规定的区域的从2个拍摄方向的2个拍摄结果,通过立体匹配,由控制装置9取得安装位置Pa附近的高度信息。
在这里,参照图4,说明基于立体匹配的高度计测方法。
如图4所示,通过2个高度计测用相机81,从倾斜角度θH以及倾斜角度θL这2个拍摄方向大致同时地拍摄包括基板面Pb、安装位置Pa等高度信息的取得对象物的规定的区域。然后,通过对从倾斜角度θH的拍摄方向拍摄到的拍摄图像与从倾斜角度θL的拍摄方向拍摄到的拍摄图像进行立体匹配,从而求出2个拍摄图像之间的视差p(pixel)。在这里,如果将高度计测用相机81的相机分辨率设为R(μm/pixel),则通过下式(1)求出距离A(μm)。
A=p×R/sin(θH-θL)…(1)
另外,使用通过式(1)求出的距离A,通过下式(2)求出相对于基准面Ps的对象物的高度h(μm)。
h=A×sin(θL)…(2)
由此,通过控制装置9取得安装位置Pa附近等相对于基准面Ps的高度信息。此外,基准面Ps是基板P的没有高度方向的位置偏移的情况下的具有基准高度的面。
作为高度信息,只要是与高度h相关的信息,则可以使用任意的信息。例如,既可以将图4所示的高度h的信息用作高度信息,也可以将与高度h相关的距离A的信息、视差p的信息等信息用作高度信息。另外,基于立体匹配的高度信息的取得方法不限于上述例子,可以使用任意方法。
照明部82设置于高度计测用相机81的附近,构成为在由高度计测用相机81实施拍摄时发光。另外,照明部82具有LED(发光二极管)等光源。
另外,如图1所示,拍摄单元8配备于头单元3的Y2侧的侧部。由此,拍摄单元8构成为能够与头单元3(安装头32)一起在基座1上沿水平方向(X方向以及Y方向)移动。另一方面,拍摄单元8不与安装头32的升降动作一起移动。
如图2所示,控制装置9构成为包括CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、ROM(Read Only Memory,只读存储器)以及RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)等,控制元件安装装置100的动作。具体来说,控制装置9构成为依照预先存储的程序来控制输送部2、X轴马达42、Y轴马达53、Z轴马达33以及R轴马达34等,将元件E安装到基板P。
具体来说,控制装置9构成为使头单元3移动到带式馈送器11的上方,并且通过未图示的负压发生器在安装头32的喷嘴32a产生负压,使喷嘴32a吸附从带式馈送器11供给的元件E。
然后,控制装置9为了将所吸附的元件E安装到基板P,构成为使头单元3从带式馈送器11的上方移动至基板P的上方。在该移动途中,控制装置9构成为使头单元3以通过元件识别相机6的上方的方式移动,并且,使元件识别相机6拍摄吸附于各安装头32的元件E。
然后,如图5所示,控制装置9构成为在安装头32到达安装位置Pa的正上方之前,使安装头32开始下降动作。由此,能够与水平方向(XY方向)的移动并行地进行安装头32的下降动作(高度方向的移动),因此,能够缩短元件的安装所需的时间。
然后,控制装置9构成为在规定的时刻使向安装头32的负压的供给停止,从而将所吸附的元件E安装(装配)到基板P上。此时,控制装置9构成为在校正了安装头32的目标下降位置的状态下,将元件E安装(装配)到基板P上。
(与目标下降位置的校正相关的控制装置的结构)
在这里,在第1实施方式中,如图5以及图6所示,控制装置9构成为基于预测为元件E到达基板P的到达预测时刻来决定拍摄单元8的拍摄时刻,并且在安装头32向安装位置Pa的移动过程中,使拍摄单元8在所决定的拍摄时刻拍摄安装位置Pa附近的规定区域,基于拍摄单元8的拍摄结果而取得安装位置Pa附近的基板P的基板面Pb的高度信息,基于所取得的安装位置Pa附近的基板P的基板面Pb的高度信息来校正安装头32的目标下降位置。
即,在第1实施方式中,控制装置9构成为在安装头32的移动过程中,进行如下三个动作:由拍摄单元8拍摄安装位置Pa附近的规定区域;基于拍摄单元8的拍摄结果而取得安装位置Pa附近的基板P的基板面Pb的高度信息;以及基于所取得的安装位置Pa附近的基板P的基板面Pb的高度信息来校正安装头32的目标下降位置。
此时,控制装置9构成为校正高度方向(Z方向)上的安装头32的目标下降位置。由此,能够以适当的压入量将元件E安装到基板P。
具体来说,控制装置9构成为在基于所取得的安装位置Pa附近的基板P的基板面Pb的高度信息而判断为基板P相对于基准面Ps向上方(Z1方向)发生位置偏移的情况下,将高度方向上的安装头32的目标下降位置向上方校正。
另外,控制装置9构成为在基于所取得的安装位置Pa附近的基板P的基板面Pb的高度信息而判断为基板P相对于基准面Ps向下方(Z2方向)发生位置偏移的情况下,将高度方向上的安装头32的目标下降位置向下方校正。
另外,控制装置9为了决定拍摄单元8的拍摄时刻,构成为取得从拍摄安装位置Pa附近起至校正目标下降位置为止所需的第1所需时间以及从校正目标下降位置起至元件E到达基板P为止所需的第2所需时间这2个所需时间。
第1所需时间例如能够设为包括由拍摄单元8的高度计测用相机81实施的曝光以及拍摄所需的时间、从拍摄单元8的高度计测用相机81的图像的传送时间、用于取得(计算)高度信息的高度计测处理所需的时间以及校正目标下降位置的处理所需的时间的时间。
在第1实施方式中,控制装置9构成为作为第1所需时间而取得将由拍摄单元8的高度计测用相机81实施的曝光以及拍摄所需的时间、从拍摄单元8的高度计测用相机81的图像的传送时间、用于计算高度信息的高度计测处理所需的时间和校正目标下降位置的处理所需的时间相加而得到的时间。另外,控制装置9构成为针对每个由安装头32实施的元件E的安装动作,取得(计算)第1所需时间。
即,如果将第1所需时间设为T1,将由拍摄单元8的高度计测用相机81实施的曝光以及拍摄所需的时间设为T1a,将从拍摄单元8的高度计测用相机81的图像的传送时间设为T1b,将用于计算高度信息的高度计测处理所需的时间设为T1c,将校正目标下降位置的处理所需的时间设为T1d,则第1所需时间T1能够通过下式(3)表示。
T1=T1a+T1b+T1c+T1d…(3)
第2所需时间例如能够设为如下时间:包括安装头32的下降动作中从安装头32开始减速起至停止为止的时间。
在第1实施方式中,控制装置9构成为无论是哪个元件E的安装动作,都取得预先设定的固定的值来作为第2所需时间。此外,固定的值包括安装头32的下降动作中从安装头32开始减速起至停止为止的时间。
在这里,参照图6,说明第2所需时间的决定方法的一例。在图6中,示出将纵轴设为安装头32的速度(m/s)、将横轴设为时间(ms)的图表。
如图6所示,在将下降开始时刻设为0ms的情况下,设为吸附于安装头32的元件E在8ms后在后述的比基准高度高出Δh的高度位置Ph(参照图5)处到达基板P。另外,设为在安装头32的下降动作中从安装头32开始减速起至停止为止需要1.5ms。
在该情况下,至从8ms的时间点回溯了1.5ms的6.5ms的时间点(减速开始时刻)之前,需要进行安装头32的目标下降位置的校正。即,6.5ms的时间点成为校正的界限时刻。因此,在基于图6所示的安装动作而设定固定的值的情况下,将在1.5ms这样的时间中加上由装置导致的偏差、基板P的固定状态等的误差而得到的值设定为固定的值。
即,如果将第2所需时间设为T2,将在安装头32的下降动作中从安装头32开始减速起至停止为止的时间设为T2a,将由装置导致的偏差、基板P的固定状态等的误差设为T2b,则第2所需时间T2能够通过下式(4)表示。
T2=T2a+T2b…(4)
然后,在第1实施方式中,控制装置9构成为考虑所取得的第1所需时间以及第2所需时间这2个所需时间来决定拍摄单元8的拍摄时刻。
具体来说,控制装置9构成为首先决定预测为元件E到达基板P的到达预测时刻。此外,到达预测时刻能够基于吸附于安装头32的元件E与基板P之间的距离(水平方向的距离以及高度方向的距离)、安装头32的移动速度(水平方向的移动速度以及高度方向的移动速度)等来决定。
此时,控制装置9构成为预测为吸附于安装头32的元件E在比基板P没有高度方向的位置偏移的情况下的基准高度(基准面Ps的高度位置)高出Δh的高度位置Ph处到达基板P,而决定到达预测时刻。
在将元件E安装到基板P的基板面Pb上的情况下,比基准高度高出Δh的高度位置Ph是基板P在能够容许的范围内在高度方向上最大限度地发生位置偏移的情况下的高度位置。另外,当在已经安装的元件E上重叠地安装元件E的情况下,比基准高度高出Δh的高度位置是基板P在能够容许的范围内在高度方向上最大限度地发生位置偏移的情况下的高度位置加上下侧的元件E的厚度而得到的高度位置。
然后,控制装置9构成为将从所决定的到达预测时刻回溯了第1所需时间和第2所需时间这2个时间量的时刻决定为拍摄时刻。
即,如上所述,如果将第1所需时间设为T1,将第2所需时间设为T2,并且将到达预测时刻设为T3,将从到达预测时刻回溯的时间设为T,则回溯的时间能够通过下式(5)表示。
T=T3-T1-T2…(5)
在该情况下,从所决定的到达预测时刻回溯了第2所需时间量的时刻是进行目标下降位置的校正的校正时刻。
例如在图6所示的情况下,以在安装头32的下降动作之前的水平移动过程中进行拍摄的方式,设定拍摄时刻,以在安装头32的下降动作中且在水平移动过程中进行校正的方式设定校正时刻。此外,拍摄时刻以及校正时刻不限于图6所示的例子。例如既可以以在安装头32的下降动作之前的水平移动过程中进行拍摄以及校正的方式设定拍摄时刻以及校正时刻,也可以以在安装头32的下降动作中且在水平移动过程中进行拍摄以及校正的方式设定拍摄时刻以及校正时刻。
在这里认为,根据所取得的第1所需时间和第2所需时间,有时将在拍摄单元8的高度计测用相机81的视野内不包括安装位置Pa的时刻设定为拍摄时刻。
因此,在第1实施方式中,控制装置9构成为在未由拍摄单元8拍摄到安装位置Pa的情况下(在不取得包括安装位置Pa的图像的情况下),除了基于拍摄单元8的本次的拍摄结果之外,还基于拍摄单元8的以前的拍摄结果来取得安装位置Pa附近的高度信息。
具体来说,控制装置9构成为基于根据以前由拍摄单元8拍摄到的拍摄结果取得的本次的安装元件E的安装位置Pa的周边位置处的高度信息,校正基于拍摄单元8的本次的拍摄结果的安装位置Pa附近的高度信息,取得安装位置Pa附近的高度信息。
此外,控制装置9构成为在由拍摄单元8拍摄到安装位置Pa的情况下(在取得包括安装位置Pa的图像的情况下),基于拍摄单元8的本次的拍摄结果,取得安装位置Pa附近的高度信息。
(元件安装处理)
接下来,参照图7,基于流程图,说明包括上述目标下降位置的校正处理的元件安装处理。通过控制装置9进行元件安装处理。在这里,为了容易理解,对与安装头32的水平方向(XY方向)的移动相关的处理的步骤附加“a”,对与安装头32的高度方向(Z方向)的移动相关的处理的步骤附加“b”,对高度计测处理以及目标位置校正处理的步骤附加“c”来进行说明。
如图7所示,首先,在步骤S1a中,安装头32的XY位置开始从带式馈送器11的元件E的吸附位置、前一元件E的安装位置等位置向本次的元件E的安装位置的移动。然后,在步骤S2a中,继续进行安装头32的移动。
另外,在步骤S1c中,拍摄单元8在待机状态下待机。然后,在步骤S2c中,在安装头32的XY位置的移动过程中,判断是否为拍摄单元8的拍摄时刻。
即,在步骤S2c中,判断当前时刻是否为从到达预测时刻回溯了第1所需时间和第2所需时间(参照图5)这2个时间量的拍摄时刻。
当在步骤S2c中判断为不是拍摄单元8的拍摄时刻的情况下,返回到步骤S1c。然后,重复进行步骤S1c以及步骤S2c的处理,至达到拍摄时刻为止。
另外,当在步骤S2c中判断为是拍摄单元8的拍摄时刻的情况下,前进到步骤S3c。
然后,在步骤S3c中,在安装头32的移动过程中,进行由拍摄单元8实施的安装位置Pa附近的规定区域的拍摄(高度计测用拍摄)。
然后,在步骤S4c中,基于拍摄单元8的拍摄结果,取得安装位置Pa附近的高度信息。
此时,在由拍摄单元8拍摄到安装位置Pa的情况下,基于拍摄单元8的本次的拍摄结果,取得安装位置Pa附近的高度信息。另外,在未由拍摄单元8拍摄到安装位置Pa的情况下,除了基于拍摄单元8的本次的拍摄结果之外,还基于拍摄单元8的以前的拍摄结果来取得安装位置Pa附近的高度信息。
然后,在步骤S5c中,基于所取得的安装位置Pa附近的高度信息,校正目标下降位置。在图7中,示出在安装头32的下降动作中校正目标下降位置的情况。
另外,在步骤S1b中,开始安装头32的下降动作。
然后,在步骤S2b以及S3a中,吸附于安装头32的元件E到达作为目标的XYZ位置(校正后的目标下降位置)。其后,通过使负压的供给停止,将吸附于安装头32的元件E安装到基板P上。然后,元件E安装处理结束。
(第1实施方式的效果)
在第1实施方式中,能够得到如下的效果。
在第1实施方式中,如上所述,设置控制装置9,该控制装置9基于预测为元件E到达基板P的到达预测时刻,决定拍摄单元8的拍摄时刻,并且在安装头32的移动过程中,至少使拍摄单元8在所决定的拍摄时刻拍摄安装位置Pa附近,并且,基于拍摄单元8的拍摄结果取得安装位置Pa附近的高度信息,基于所取得的安装位置Pa附近的高度信息来校正安装头32的目标下降位置。由此,不需要使安装头32为了进行用于校正目标下降位置的拍摄而停止,因此,能够防止在安装头32的动作中产生至少用于拍摄动作的等待时间。其结果是,在校正目标下降位置的情况下,也能够抑制基板P的生产所需的时间增加。另外,通过将控制装置9构成为基于预测为元件E到达基板P的到达预测时刻来决定拍摄单元8的拍摄时刻,从而与基于位置而决定拍摄单元8的拍摄时刻的情况不同,在安装头32的移动过程中,能够容易地进行由拍摄单元8实施的拍摄。
另外,在第1实施方式中,如上所述,将控制装置9构成为在安装头32的移动过程中,由拍摄单元8拍摄安装位置Pa附近,基于拍摄单元8的拍摄结果取得安装位置Pa附近的高度信息,基于安装位置Pa附近的高度信息来校正安装头32的目标下降位置。由此,在安装头32的移动过程中,能够进行拍摄动作至校正处理,因此,能够有效地抑制在安装头32的动作中产生等待时间。其结果是,能够有效地抑制基板的生产所需的时间增加。
另外,在第1实施方式中,如上所述,将控制装置9构成为考虑从拍摄安装位置Pa附近起至校正目标下降位置为止所需的第1所需时间以及从校正目标下降位置起至元件E到达基板P为止所需的第2所需时间来决定拍摄单元8的拍摄时刻。在这里,当在安装头32的移动过程中进行用于校正目标下降位置的拍摄的情况下,与使安装头32停止而进行拍摄的情况不同,未独立地设置用于拍摄的时间,因此,适当地设定拍摄单元8的拍摄时刻的必要性高。因此,如上所述,构成为考虑第1所需时间以及第2所需时间来决定拍摄单元8的拍摄时刻,从而能够考虑从拍摄安装位置Pa附近起至校正目标下降位置为止所需的第1所需时间以及从校正目标下降位置起至元件E到达基板P为止所需的第2所需时间这两者来决定拍摄时刻,因此,能够适当地设定(决定)拍摄单元8的拍摄时刻。
另外,在第1实施方式中,如上所述,将控制装置9构成为将从预测为元件E到达基板P的到达预测时刻回溯了第1所需时间和第2所需时间的时间量的时刻决定为拍摄时刻。由此,能够将确保了从拍摄安装位置Pa附近起至校正目标下降位置为止所需的第1所需时间以及从校正目标下降位置起至元件E到达基板P为止所需的第2所需时间的时间点决定为拍摄时刻。其结果是,能够在确保了第1所需时间和第2所需时间的状态下,进行由拍摄单元8实施的拍摄。因此,当在安装头32的移动过程中进行用于校正目标下降位置的拍摄的情况下,也能够可靠地使得至将元件E安装到基板P为止来得及进行目标下降位置的校正,因此,能够可靠地进行在校正了目标下降位置的状态下的元件E的安装。
另外,与将从第1所需时间和第2所需时间的时间量进一步地回溯的时刻决定为拍摄时刻的情况相比,能够在离安装位置Pa更近的位置处,进行由拍摄单元8实施的拍摄。其结果是,能够基于在离安装位置Pa更近的位置处的拍摄结果,取得精度高的高度信息。
另外,在第1实施方式中,如上所述,将控制装置9构成为预测为元件E在比基板P没有高度方向的位置偏移的情况下的基准高度高的高度位置到达基板P,而决定到达预测时刻。由此,例如在由于基板P发生上翘而安装位置Pa高于基准高度的情况下,也能够更可靠地使得至将元件E安装到基板P为止来得及进行目标下降位置的校正。
另外,在第1实施方式中,如上所述,将控制装置9构成为取得固定的值作为第2所需时间。由此,也可以不针对元件E的每个安装动作而取得第2所需时间,因此,能够抑制控制装置9的处理负荷的增加。
另外,在第1实施方式中,如上所述,将控制装置9构成为在未由拍摄单元8拍摄到安装位置Pa的情况下,除了基于拍摄单元8的本次的拍摄结果之外,还基于拍摄单元8的以前的拍摄结果来取得安装位置Pa附近的高度信息。由此,在未由拍摄单元8拍摄到安装位置Pa的情况下,也能够利用拍摄单元8的以前的拍摄结果来高精度地取得安装位置Pa附近的高度信息。
另外,在第1实施方式中,如上所述,将拍摄单元8构成为能够从相对于基板P倾斜的多个拍摄方向拍摄基板P。由此,基于从相对于基板P倾斜的多个拍摄方向拍摄到的安装位置Pa附近的图像,能够容易地取得安装位置Pa附近的高度信息。
[第2实施方式]
接下来,参照图1~图3以及图8,说明第2实施方式。在该第2实施方式中,除了上述第1实施方式的结构之外,还说明使拍摄单元拍摄与安装位置附近不同的多个拍摄位置的例子。
(元件安装装置的结构)
本发明的第2实施方式的元件安装装置200(参照图1)如图2所示在具备控制装置109这一点上,与上述第1实施方式的元件安装装置100不同。此外,控制装置109是权利要求书的“控制部”的一例。另外,关于与上述第1实施方式相同的结构,附加相同的符号,省略其说明。
(与目标下降位置的校正相关的控制装置的结构)
在第2实施方式中,控制装置109如图8所示,构成为在安装头32的移动过程中,除了使拍摄单元8拍摄安装位置Pa(参照图3)附近之外,还使拍摄单元8拍摄基板P上的与安装位置Pa附近不同的多个拍摄位置(图8所示的已计测高度点)。
具体来说,控制装置109构成为在安装头32安装元件E之前的移动过程中以及安装头32安装元件E之后的移动过程中,使拍摄单元8重复进行拍摄,从而使拍摄单元8拍摄与安装位置Pa附近不同的多个拍摄位置。此时,控制装置109例如以规定的时间间隔、规定的距离间隔,使拍摄单元8重复进行拍摄。
另外,在第2实施方式中,控制装置109构成为基于安装位置Pa附近的拍摄结果以及多个拍摄位置的拍摄结果,取得安装位置Pa附近的高度信息。
具体来说,控制装置109构成为基于多个拍摄位置的拍摄结果,生成基板P的高度映射。基板P的高度映射是将基板P上的XY坐标位置与该XY坐标位置处的高度信息建立关联而得到的映射。
然后,控制装置109构成为基于高度映射中的安装位置Pa的周边的高度信息,校正基于拍摄单元8的本次的拍摄结果的安装位置Pa附近的高度信息,取得安装位置Pa附近的高度信息。由此,控制装置109构成为基于安装位置Pa附近的拍摄结果以及基板P的高度映射,取得安装位置Pa附近的高度信息。
另外,控制装置109构成为在未由拍摄单元8拍摄到安装位置Pa的情况以及由拍摄单元8拍摄到安装位置Pa的情况这两种情况下,基于安装位置Pa附近的拍摄结果以及基板P的高度映射,取得安装位置Pa附近的高度信息。
接下来,参照图8,说明与高度映射的生成相关的动作。在这里,说明将元件E逐个点地安装到基板P的例子。
如图8所示,针对基板P,通过安装头32安装第1点的元件E。此时,在安装头32安装元件E之前的水平方向的移动过程中以及安装头32安装元件E之后的水平方向的移动过程中,拍摄单元8重复进行拍摄。其结果是,通过拍摄单元8拍摄多个拍摄位置。另外,基于各拍摄位置的拍摄结果,取得各拍摄位置的高度信息。
另外,在安装第2点以及第3点等第1点之后的元件E时,也进行与安装第1点的元件E时相同的动作。即,在安装头32安装元件E之前的水平方向的移动过程中以及安装头32安装元件E之后的水平方向的移动过程中,通过拍摄单元8重复进行拍摄。然后,与安装第1点的元件E时同样地,通过拍摄单元8拍摄多个拍摄位置,并且,基于各拍摄位置的拍摄结果,取得各拍摄位置的高度信息。
然后,基于针对每个元件E的安装动作而取得的各拍摄位置的高度信息,随时生成基板P的高度映射。即,针对每个元件E的安装动作,随时将高度信息追加到基板P的高度映射并更新。
然后,基于所生成的高度映射中的安装位置Pa的周边的高度信息,校正基于拍摄单元8的本次的拍摄结果的安装位置Pa附近的高度信息,取得安装位置Pa附近的高度信息。其后,基于安装位置Pa附近的高度信息,校正安装头32的目标下降位置。
此外,第2实施方式的其他结构与上述第1实施方式相同。
(第2实施方式的效果)
在第2实施方式中,能够得到如下的效果。
在第2实施方式中,如上所述,将控制装置109构成为在安装头32的移动过程中,除了使拍摄部拍摄安装位置Pa附近之外,还使拍摄部拍摄与安装位置Pa附近不同的多个拍摄位置。然后,将控制装置109构成为基于安装位置Pa附近的拍摄结果以及多个拍摄位置的拍摄结果,取得安装位置Pa附近的高度信息。由此,能够利用与安装位置Pa附近不同的多个拍摄位置的拍摄结果来高精度地取得安装位置Pa附近的高度信息。
另外,在第2实施方式中,如上所述,将控制装置109构成为基于多个拍摄位置的拍摄结果,生成基板P的高度映射,并且,基于安装位置Pa附近的拍摄结果以及所生成的高度映射,取得安装位置Pa附近的高度信息。由此,通过使用高度映射,能够利用安装位置Pa附近的周边的高度信息来更高精度地取得安装位置Pa附近的高度信息。
此外,第2实施方式的其他效果与上述第1实施方式相同。
[变形例]
此外,应该认为,本次公开的实施方式在所有方面都是示例性的而非限制性的。本发明的范围不通过上述实施方式的说明而是通过权利要求书来表示,还包括与权利要求书等同的含义以及范围内的全部变更(变形例)。
另外,在上述第1以及第2实施方式中,示出在安装头的移动过程中进行如下三个动作的例子,即由拍摄单元拍摄安装位置附近的规定区域、基于拍摄单元的拍摄结果而取得安装位置附近的基板的基板面的高度信息以及基于所取得的安装位置附近的基板的基板面的高度信息来校正安装头的目标下降位置,但本发明不限于此。在本发明中,在安装头的移动过程中,既可以仅进行由拍摄单元实施的安装位置附近的规定区域的拍摄,也可以进行由拍摄单元拍摄安装位置附近的规定区域以及基于拍摄单元的拍摄结果而取得安装位置附近的基板的基板面的高度信息这两者。
另外,在上述第1以及第2实施方式中,示出了无论是哪个元件E的安装动作,都取得预先设定的固定的值来作为第2所需时间的例子,但本发明不限于此。在本发明中,也可以针对由安装头实施的每个元件的安装动作,取得(计算)第2所需时间。另外,也可以基于预先设定的所需时间的表格,针对由安装头实施的每个元件的安装动作,取得第2所需时间。
另外,在上述第1以及第2实施方式中,示出了针对由安装头实施的每个元件的安装动作而取得(计算)第1所需时间的例子,但本发明不限于此。在本发明中,也可以无论是哪个元件E的安装动作,都取得预先设定的固定的值来作为第1所需时间。另外,也可以基于预先设定的所需时间的表格,针对由安装头实施的每个元件的安装动作,取得第1所需时间。
另外,在上述第1以及第2实施方式中,示出了将从到达预测时刻回溯了第1所需时间和第2所需时间这2个时间量的时刻决定为拍摄时刻的例子,但本发明不限于此。在本发明中,也可以将从到达预测时刻相比第1所需时间和第2所需时间这2个时间量进一步地回溯的时刻决定为拍摄时刻。
另外,在上述第1以及第2实施方式中,示出了如下例子:预测为吸附于安装头的元件在比基板没有高度方向的位置偏移的情况下的基准高度高的高度位置到达基板,而决定到达预测时刻,但本发明不限于此。在本发明中,也可以预测为吸附于安装头的元件在基板没有高度方向的位置偏移的情况下的基准高度处到达基板,而决定到达预测时刻。
另外,在上述第1以及第2实施方式中,示出了如下例子:在未由拍摄单元拍摄到安装位置的情况下,除了基于拍摄单元的本次的拍摄结果之外,还基于拍摄单元的以前的拍摄结果来取得安装位置附近的高度信息,但本发明不限于此。在本发明中,在未由拍摄单元拍摄到安装位置的情况下,也可以仅基于拍摄单元的本次的拍摄结果来取得安装位置附近的高度信息。
另外,在上述第1以及第2实施方式中,示出了在安装头到达安装位置的正上方之前使安装头的下降开始的例子,但本发明不限于此。在本发明中,也可以在安装头到达安装位置的正上方之后使安装头的下降开始。在该情况下,也在安装头的移动过程中,至少进行由拍摄单元实施的安装位置附近的规定区域的拍摄,从而能够得到与上述第1实施方式相同的效果。
另外,在上述第1以及第2实施方式中,示出了通过多个(2个)高度计测用相机以能够从多个(2个)拍摄方向拍摄安装位置的方式构成拍摄单元的例子,但本发明不限于此。在本发明中,也可以通过单个高度计测用相机以能够从多个拍摄方向拍摄安装位置的方式构成拍摄单元。例如,在图9所示的变形例中,拍摄单元8a包括单个高度计测用相机81a、照明设备82以及由反射镜83a和反射镜83b构成的光学系统83。另外,拍摄单元8a构成为通过光学系统83来分割单个高度计测用相机81a的视野,从而能够从多个拍摄方向拍摄安装位置。此外,拍摄单元8a是权利要求书的“拍摄部”的一例。
另外,在上述第1以及第2实施方式中,示出了以能够从2个拍摄方向拍摄安装位置的方式构成拍摄单元的例子,但本发明不限于此。在本发明中,也可以以能够从3个以上的拍摄方向拍摄安装位置的方式构成拍摄单元。在该情况下,基于来自3个以上的拍摄方向的拍摄结果,通过立体匹配而取得高度信息即可。
另外,在上述第1实施方式中,为了方便说明,使用按照处理流程依次进行处理的流程驱动型的流程来说明了控制装置的处理,但本发明不限于此。在本发明中,也可以通过以事件为单位地执行处理的事件驱动型(event driven型)的处理来进行控制装置的处理。在该情况下,既可以通过完全的事件驱动型来进行,也可以将事件驱动以及流程驱动组合而进行。
标号说明
8、8a 拍摄单元(拍摄部)
9、109 控制装置(控制部)
32 安装头
100、200 元件安装装置
E 元件
P 基板
Pa 安装位置。

Claims (9)

1.一种元件安装装置,其特征在于,具备:
安装头(32),相对于基板(P)移动,而将元件(E)安装到所述基板的安装位置(Pa);
拍摄部(8、8a),与所述安装头一起移动,而拍摄所述基板;以及
控制部(9、109),基于预测为所述元件到达所述基板的到达预测时刻,决定所述拍摄部的拍摄时刻,并且在所述安装头的移动过程中,至少使所述拍摄部在所决定的所述拍摄时刻拍摄所述安装位置附近,并且基于所述拍摄部的拍摄结果取得所述安装位置附近的高度信息,基于所取得的所述安装位置附近的高度信息来校正所述安装头的目标下降位置,
所述控制部构成为,考虑所述到达预测时刻、从拍摄所述安装位置附近起至校正所述目标下降位置为止所需的第1所需时间以及从校正所述目标下降位置起至所述元件到达所述基板为止所需的第2所需时间,来决定所述拍摄时刻。
2.根据权利要求1所述的元件安装装置,其特征在于,
所述控制部构成为,在所述安装头的移动过程中,进行以下动作:由所述拍摄部拍摄所述安装位置附近;基于所述拍摄部的拍摄结果取得所述安装位置附近的高度信息;以及基于所述安装位置附近的高度信息来校正所述安装头的所述目标下降位置。
3.根据权利要求1或2所述的元件安装装置,其特征在于,
所述控制部构成为,将从所述到达预测时刻回溯了至少所述第1所需时间和所述第2所需时间的时间量的时刻决定为所述拍摄时刻。
4.根据权利要求3所述的元件安装装置,其特征在于,
所述控制部构成为,预测为所述元件在比所述基板没有高度方向的位置偏移的情况下的基准高度高的高度位置到达所述基板,而决定所述到达预测时刻。
5.根据权利要求1或2所述的元件安装装置,其特征在于,
所述控制部构成为,取得固定的值作为所述第2所需时间。
6.根据权利要求1所述的元件安装装置,其特征在于,
所述控制部构成为,在未由所述拍摄部拍摄到所述安装位置的情况下,除了基于所述拍摄部的本次的拍摄结果之外,还基于所述拍摄部的以前的拍摄结果来取得所述安装位置附近的高度信息。
7.根据权利要求1所述的元件安装装置,其特征在于,
所述控制部构成为,在所述安装头的移动过程中,除了使所述拍摄部拍摄所述安装位置附近之外,还使所述拍摄部拍摄与所述安装位置附近不同的多个拍摄位置,
所述控制部构成为,基于所述安装位置附近的拍摄结果以及所述多个拍摄位置的拍摄结果,取得所述安装位置附近的高度信息。
8.根据权利要求7所述的元件安装装置,其特征在于,
所述控制部构成为,基于所述多个拍摄位置的拍摄结果生成所述基板的高度映射,并且基于所述安装位置附近的拍摄结果以及所生成的所述高度映射,取得所述安装位置附近的高度信息。
9.根据权利要求1所述的元件安装装置,其特征在于,
所述拍摄部构成为,能够从相对于所述基板倾斜的多个拍摄方向拍摄所述基板。
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