CN110383969B - 元件安装机 - Google Patents

Abstract

元件安装机具备：元件供给装置，供给元件；基板保持装置，保持基板；头，将元件保持件保持为能够升降；载荷检测器，检测施加于所述元件保持件的载荷；头移动装置，使所述头在所述元件供给装置与所述基板保持装置之间移动；以及控制装置，基于将所述头控制为所述元件保持件与所述基板接触时的由所述载荷检测器检测到的载荷信息，求得所述元件保持件与所述基板接触时的硬度特性。

Description

元件安装机

技术领域

本说明书公开一种元件安装机。

背景技术

迄今为止，作为元件安装机，已知有如下结构：在使吸嘴吸附了元件之后，使该吸嘴向基板的预定位置移动并解除元件的吸附，从而向基板安装元件。在专利文献1中提出有如下技术：在这样的元件安装机中，控制元件与基板表面碰撞时的速度，将冲击力抑制在规定值以下。专利文献1的元件安装机通过压力传感器实测实际上产生的冲击力，根据该实测数据，分析碰撞速度与碰撞力的相互关系，基于该关系，决定之后的碰撞速度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-57498号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述元件安装机中，虽然分析了碰撞速度与碰撞力的相互关系，但是并未考虑吸嘴与基板接触时的硬度特性。即使碰撞速度相同，若基板、元件、吸嘴的硬度较硬，则峰值载荷也会变大，若基板、元件、吸嘴的硬度较软，则峰值载荷也会变小。由于在上述元件安装机中并未考虑这样的硬度特性，因此决定的碰撞速度有时并不能说是恰当的速度。

本公开就是为了解决上述课题而作成的，其主要目的在于容易地求得元件保持件与基板接触时的硬度特性。

用于解决课题的技术方案

本公开的元件安装机具备：元件供给装置，供给元件；基板保持装置，保持基板；头，将元件保持件保持为能够升降；载荷检测器，检测施加于所述元件保持件的载荷；头移动装置，使所述头在所述元件供给装置与所述基板保持装置之间移动；以及控制装置，基于将所述头控制为所述元件保持件与所述基板接触时的由所述载荷检测器检测到的载荷信息，求得所述元件保持件与所述基板接触时的硬度特性。

在该元件安装机中，基于将头控制为元件保持件与基板接触时的由载荷检测器检测到的载荷信息，求得元件保持件与基板接触时的硬度特性。由此，能够容易地求得元件保持件与基板接触时的硬度特性。

此外，“元件保持件与基板接触”是指，除了未保持元件的元件保持件与基板直接接触的情况以外，还包括保持有元件的元件保持件经由元件而与基板间接接触的情况。

附图说明

图1是元件安装机10的立体图。

图2是装配头18的说明图。

图3是吸嘴42的剖视图。

图4是吸嘴42的外观说明图。

图5是表示控制器78的电连接的说明图。

图6是元件安装处理例程的流程图。

图7是元件试打例程的流程图。

图8A-8B 是元件P与基板S抵接的前后的说明图。

图9是表示反作用力经时数据的一例的图表。

图10是表示低速VL时的反作用力经时数据与硬度特性的对应关系的图表。

图11是表示中速VM时的反作用力经时数据与硬度特性的对应关系的图表。

图12是表示高速VH时的反作用力经时数据与硬度特性的对应关系的图表。

图13是表示低速VL、中速VM以及高速VH的硬度特性、反作用力增加率以及峰值反作用力的对应关系的表格。

具体实施方式

以下，参照附图说明本公开的元件安装机的优选的实施方式。图 1是元件安装机10的立体图，图2是装配头18的说明图，图3是吸嘴 42的剖视图，图4是吸嘴42的外观说明图，图5是表示控制器78的电连接的说明图。此外，在本实施方式中，左右方向(X轴)、前后方向(Y轴)以及上下方向(Z轴)如图1所示。

如图1所示，元件安装机10具备基板搬运单元12、装配头18、吸嘴42、标记相机64、零件相机66、元件供给单元70、执行各种控制的控制器78(参照图5)。

基板搬运单元12通过分别安装于前后一对的支撑板14、14的传送带16、16(在图1中仅示出单方)而将基板S从左朝向右搬运。另外，基板搬运单元12通过配置于基板S的下方的支撑销17而从下顶起基板S，从而固定基板S，通过使支撑销17下降而解除基板S的固定。

装配头18能够在XY平面上移动。具体地说，装配头18伴随着 X轴滑动件20沿导轨22、22在左右方向上移动而在左右方向上移动，伴随着Y轴滑动件24沿导轨26、26在前后方向上移动而在前后方向上移动。如图2所示，该装配头18具有支撑筒19，该支撑筒19将吸嘴保持架30支撑为能够轴旋转以及能够上下移动。吸嘴保持架30是沿上下方向延伸的部件，在上部具有旋转传递齿轮30a和凸缘30b，在下部保持吸嘴42。旋转传递齿轮30a与吸嘴旋转用马达31的驱动齿轮 32啮合。因此，当吸嘴旋转用马达31旋转时，与此相伴地，吸嘴保持架30进行轴旋转。凸缘30b被夹在设于沿上下方向延伸的第一臂33 的第一卡合部33a的上片以及下片之间。第一臂33与第一线性马达34 的动子连结。第一线性马达34的定子固定于装配头18。因此，当第一线性马达34的动子上下移动时，与此相伴地，第一臂33沿引导其在上下方向上的移动的导向部件35上下移动，与此同时，被第一卡合部 33a夹着的凸缘30b、进而吸嘴保持架30上下移动。在吸嘴保持架30 的下端侧面，在相互对置的位置设有一对倒J字状的引导槽30c(参照图4)。如图2以及图3所示，在吸嘴保持架30的侧面隔开间隔地设有上侧环状突起30d与下侧环状突起30e。在吸嘴保持架30覆盖有锁定套筒36。由于该锁定套筒36的上部开口的直径比吸嘴保持架30的上侧环状突起30d、下侧环状突起30e的直径小，因此锁定套筒36形成为能够不从吸嘴保持架30脱落地上下移动。在锁定套筒36的上端面与吸嘴保持架30的上侧环状突起30d之间配置有锁定弹簧37。

吸嘴42利用压力在吸嘴前端吸附元件P、或者使被吸嘴前端吸附的元件P分离。如图3所示，该吸嘴42经由吸嘴弹簧46被作为吸嘴固定件的吸嘴套筒44的上端面弹性支撑。吸嘴42在内部具有沿上下方向延伸的通气路42a。在通气路42a中能够供给负压、正压。吸嘴42具有从吸附元件P的吸附口42b的略靠上方的位置起向水平突出的凸缘42c、从上端起向水平突出的弹簧支座部42d以及设于从上端至凸缘 42c的中途的台阶面42e。从吸嘴42中的台阶面42e至弹簧支座部42d 为止的部分形成为小径的轴部42f。在该轴部42f的侧面以相互对置的方式设有沿上下方向延伸的一对长孔42g。吸嘴套筒44以相对于吸嘴 42的轴部42f能够相对地上下移动的方式装配于吸嘴42。吸嘴套筒44 与贯通直径方向的销44a一体化。该销44a插通吸嘴42的一对长孔42g。因此，吸嘴42形成为能够相对于销44a沿长孔42g的延伸方向、即上下方向滑动。吸嘴弹簧46配置于吸嘴套筒44的上端面与吸嘴42的弹簧支座部42d之间。

吸嘴套筒44以弹性支撑吸嘴42的状态能够装卸地固定于吸嘴保持架30的引导槽30c。设于吸嘴套筒44的销44a以被夹在引导槽30c 的末端与被锁定弹簧37向下施力的锁定套筒36的下端之间的状态被固定。当将弹性支撑吸嘴42的吸嘴套筒44固定于吸嘴保持架30时，首先，使吸嘴套筒44的销44a沿吸嘴保持架30的引导槽30c(参照图 4)向上方移动。于是，销44a与锁定套筒36的下端接触。之后，以一边克服锁定弹簧37的弹性力而通过销44a顶起锁定套筒36，一边使销44a沿引导槽30c进入的方式使吸嘴42与吸嘴套筒44一并地相对于锁定套筒36旋转。于是，销44a经由引导槽30c的水平部分最后向下方移动而到达引导槽30c的末端。此时，销44a形成为被由锁定弹簧 37向下施力的锁定套筒36向引导槽30c的末端按压的状态。其结果是，吸嘴套筒44经由销44a而被锁定于吸嘴保持架30。此外，当从吸嘴保持架30拆除弹性支撑吸嘴42的吸嘴套筒44时，进行与固定的步骤相反的步骤即可。

返回图2，在第一臂33的下端固定有第二线性马达50的定子。在该第二线性马达50的动子连结有第二臂51。第二臂51在臂前端具备由凸轮从动件形成的第二卡合部52，并且在臂中间具备检测载荷的测力计53。第二卡合部52配置于与吸嘴42的凸缘42c的上表面对置的位置。由于当第二线性马达50的动子向下方移动时，与此相伴地，第二臂51的第二卡合部52克服吸嘴弹簧46的弹性力而将凸缘42c朝向下方按压，因此吸嘴42相对于吸嘴套筒44的销44a、即吸嘴保持架 30朝向下方移动(参照图3的双点划线)。之后，由于当第二线性马达50的动子向上方移动时，将凸缘42c朝向下方按压的力较弱，因此吸嘴42通过吸嘴弹簧46的弹性力而相对于销44a、即吸嘴保持架30 朝向上方移动。

返回图1，标记相机64以使拍摄方向形成为与基板S对置的朝向的方式设置于X轴滑动件20的下端，能够伴随着装配头18的移动而移动。该标记相机64拍摄设于基板S的未图示的基板定位用的基准标记，并将获得的图像朝向控制器78输出。

零件相机66以使拍摄方向形成为朝上的方式设置于元件供给单元70与基板搬运单元12之间且左右方向上的长度的大致中央。该零件相机66拍摄被通过其上方的吸嘴42吸附的元件，并将通过拍摄而获得的图像朝向控制器78输出。

元件供给单元70具备带盘72和供料器74。在带盘72卷绕有以收容有元件的凹部沿长度方向并排的方式形成的带。供料器74将卷绕于带盘72的带的元件朝向预定的元件供给位置送出。卷绕于带盘72 的带具有覆盖元件的薄膜，但是当到达元件供给位置时，薄膜被剥离。因此，配置于元件供给位置的元件形成为能够由吸嘴42吸附的状态。

如图5所示，控制器78构成为以CPU78a为中心的微处理器，具备存储处理程序的ROM78b、存储各种数据的HDD78c、被用作作业区域的RAM78d等。另外，在控制器78连接有鼠标、键盘等输入装置 78e、液晶显示器等显示装置78f。该控制器78与内置于供料器74的供料器控制器77、管理计算机80连接为能够双向通信。另外，控制器 78与基板搬运单元12、X轴滑动件20、Y轴滑动件24、吸嘴旋转用马达31、第一线性马达34以及第二线性马达50、吸嘴42的压力调整装置43、标记相机64、零件相机66连接为能够朝向它们输出控制信号。另外，控制器78与测力计53、标记相机64、零件相机66连接为能够接收来自测力计53的检测信号、来自标记相机64、零件相机66的图像信号。例如，控制器78通过处理由标记相机64拍摄的基板S的图像并识别基准标记的位置来识别基板S的位置(坐标)。另外，控制器78基于由零件相机66拍摄的图像，判断在吸嘴42是否吸附有元件、判定该元件的形状、大小、吸附位置等。

如图5所示，管理计算机80具备计算机主体82、输入设备84、显示器86，能够输入来自由操作者操作的输入设备84的信号，并能够向显示器86输出各种图像。在计算机主体82的存储器中存储有生产作业数据。在生产作业数据中确定在各元件安装机10中将何种元件P 以何种顺序朝向基板S装配、另外制作多少片像这样装配而成的基板S 等。

接下来，说明元件安装机10的控制器78基于生产作业而朝向基板S安装元件P的动作。图6是元件安装处理例程的流程图。元件安装处理例程的程序被收纳在控制器78的HDD78c。

当开始该例程时，首先，控制器78的CPU78a使吸嘴42朝向供料器74移动(步骤S110)。具体地说，CPU78a通过控制X轴滑动件 20以及Y轴滑动件24而使吸嘴42朝向元件供给单元70中的供给预定的元件P的供料器74的元件供给位置移动。

接着，CPU78a使吸嘴42的前端吸附元件P(步骤S120)。具体地说，CPU78a通过使第一线性马达34的动子下降而使吸嘴保持架30 朝向下方移动。与此同时，CPU78a通过在吸嘴42的前端与元件P抵接之前使第二线性马达50的动子下降而使吸嘴42相对于吸嘴保持架30朝向最下端移动。之后，CPU78a在基于来自测力计53的检测信号判断为吸嘴42的前端与元件P接触时，以使该反作用力与设定按压力相等的方式控制第二线性马达50的动子。由此，元件P不会因吸嘴42 而受到损伤。另外，CPU78a以在吸嘴42的前端与元件P抵接的时刻向吸附口42b供给负压的方式控制压力调整装置43。由此，元件P被吸嘴42的前端吸附。

接着，CPU78a通过零件相机66来拍摄元件P(步骤S130)。具体地说，CPU78a以使第二臂51的第二卡合部52与凸缘42c的上方分离的方式控制第二线性马达50，并且以使元件P形成为预定的高度的方式控制第一线性马达34。与此同时，CPU78a以使吸嘴42的中心位置与零件相机66的拍摄区域的预先确定的基准点一致的方式控制X轴滑动件20以及Y轴滑动件24，在吸嘴42的中心位置与基准点一致的时刻通过零件相机66来拍摄元件P。CPU78a通过分析该拍摄图像来把握元件P相对于基准点的位置。

接着，CPU78a使吸嘴42朝向基板S上移动(步骤S140)。具体地说，CPU78a通过控制X轴滑动件20以及Y轴滑动件24而使吸嘴 42朝向基板S中的供元件P安装的预定的元件装配位置的上方移动。

接着，CPU78a使元件P向基板S的预定的元件装配位置安装(步骤S150)。具体地说，CPU78a基于拍摄图像，以使元件P的姿态形成为预先确定的预定的姿态的方式控制吸嘴旋转用马达31。另外， CPU78a通过使第一线性马达34的动子下降而使吸嘴保持架30朝向下方移动。然后，CPU78a在被吸嘴42的前端吸附的元件P即将与基板S 抵接时，使第一线性马达34的动子停止，使第二线性马达50的动子以一定的速度下降。之后，CPU78a在基于来自测力计53的检测信号判断为元件P与基板S接触时，以使该反作用力形成为与设定按压力相等的方式控制第二线性马达50的动子。由此，元件P不会因与基板 S的碰撞而受到损伤。另外，CPU78a以在元件P与基板S抵接的时刻向吸嘴42的前端供给正压的方式控制压力调整装置43。由此，元件P 被安装于基板S的预定的元件装配位置。

接着，CPU78a判定应朝向基板S安装的元件的安装是否完成(步骤S160)，若未完成，则对下一个元件P执行步骤S110之后的处理，若已完成，则结束本例程。

元件安装机10的控制器78在元件安装处理例程之前执行元件试打例程。图7是元件试打例程的流程图。元件试打例程的程序被收纳于控制器78的HDD78c。由于元件试打例程的步骤S210～S240与元件安装处理例程的步骤S110～S140相同，以下，仅说明步骤S250之后的部分。此外，通常，元件试打例程是针对一片基板S来进行的。

在步骤S250中，控制器78的CPU78a使元件P向基板S的预定的元件装配位置安装。具体地说，CPU78a基于拍摄图像，以使元件P 的姿态形成为预先确定的预定的姿态的方式控制吸嘴旋转用马达31。另外，CPU78a通过使第一线性马达34的动子下降而使吸嘴保持架30 朝向下方移动。与此同时，CPU78a通过在被吸嘴42的前端吸附的元件P与基板S抵接之前使第二线性马达50的动子下降而使吸嘴42相对于吸嘴保持架30朝向最下端移动(参照图8A)。此时的吸嘴42的吸嘴下降速度(向基板S靠近的速度)被设定为预定的低速VL。之后，CPU78a在基于来自测力计53的检测信号判断为元件P与基板S接触时，以使该反作用力形成为与设定按压力相等的方式控制第二线性马达50的动子(对基板冲击缓和处理，参照图8B)。因元件P与基板S 碰撞而导致反作用力(施加于基板S的载荷)急增，但是由于在本实施方式中采用了执行对基板冲击缓和处理的周期较短的高频控制系统，因此能够抑制反作用力。

在步骤S250中，CPU78a进而以使元件P与基板S碰撞后的峰值反作用力成为预先设定的载荷(设定载荷)的方式进行控制。另外， CPU78a通过测力计53经时地检测碰撞后的反作用力，基于表示获得的反作用力的经时变化的反作用力经时数据(载荷信息、载荷经时数据)，计算反作用力增加率(载荷增加率)，基于该反作用力增加率，求得元件P与基板S接触时的硬度特性。在图9中示出反作用力经时数据的一例。当将从元件P与基板S碰撞的时刻至反作用力达到峰值的时间设为T，将反作用力的峰值时的值设为C时，反作用力增加率被表示为C/T。在本实施方式中，将硬度特性设为由基板S的硬度、吸嘴42的硬度以及吸嘴42所保持的元件P的硬度这三项来决定的特性。

在HDD78c中，对应各基准载荷(基板S所负担的载荷的基准值) 来存储反作用力经时数据与硬度特性的对应关系。在此，将基准载荷设为1N、2N、3N。硬度特性被划分为多个阶段。在此，硬度特性被划分为H1～H5这5个阶段，被决定为随着从H1进入到H5而变硬。这样的对应关系对应预先设定的各吸嘴下降速度(在此，低速VL、中速 VM、高速VH)被存储。在图10～图12中示出表示各吸嘴下降速度的反作用力经时数据与硬度特性的对应关系的图表。图10是表示吸嘴下降速度为低速VL时的反作用力经时数据与硬度特性的对应关系的图表。低速VL时的对应关系对应各基准载荷被存储。低速VL与硬度特性的阶段无关地被设定为能够以峰值反作用力成为基准载荷的方式通过对基板冲击缓和处理来进行控制的速度。图11是表示吸嘴下降速度为中速VM时的反作用力经时数据与硬度特性的对应关系的图表。中速VM的对应关系也对应各基准载荷被存储。在中速VM时，即使根据硬度特性的阶段来执行对基板冲击缓和处理，峰值反作用力有时也会超出基准载荷。图12是表示吸嘴下降速度为高速VH时的反作用力经时数据与硬度特性的对应关系的图表。高速VH的对应关系也对应各基准载荷被存储。在高速VH时，与中速VM相比，即使在更多的硬度特性中执行对基板冲击缓和处理，峰值反作用力也会超出基准载荷。

在步骤S250中，在CPU78a基于反作用力增加率来求得硬度特性的情况下，CPU78a从存储于HDD78c的低速VL的对应关系之中选出与此次的设定载荷(基板S所负担的载荷的设定值)一致的对应关系或者能够替代此次的设定载荷的对应关系。设定载荷是由操作者来设定的。例如，在设定载荷为1N的情况下，以低速VL选出设定载荷1N 的对应关系，根据该对应关系，求得各硬度特性H1～H5的反作用力增加率，比较上述各硬度特性H1～H5的反作用力增加率与此次计算出的反作用力增加率，决定硬度特性。例如，若此次计算出的反作用力增加率与硬度特性H3的反作用力增加率一致，则将硬度特性决定为H3。在此次计算出的反作用力增加率在硬度特性H2的反作用力增加率与硬度特性H3的反作用力增加率之间的情况下，也可以将硬度特性决定为H2，但是在此将硬度特性决定为H3。在避免元件P的破损等方面，优选较硬地决定硬度特性。

CPU78a基于决定的硬度特性和设定载荷，设定吸嘴下降速度。在此，作为一例，说明决定的硬度特性为H3、设定载荷为1N的情况。另外，操作者也设定了针对设定载荷的允许范围。由于在观察硬度特性为H3且设定载荷为1N的情况下的中速VM与高速VH的对应关系时(参照图11以及图12)，只要允许范围为20％，则即使是高速VH，峰值反作用力也在允许范围内，因此将吸嘴下降速度设定为高速VH。另一方面，由于若允许范围为10％，则在高速VH时为允许范围外，在中速VM时为允许范围内，因此将吸嘴下降速度设定为中速VM。

在步骤S250之后，CPU78a判定应朝向基板S安装的元件的安装是否完成(步骤S260)，若未完成，则对下一个元件P执行步骤S210 之后的处理，若已完成，则结束本例程。在元件试打例程结束后，对应基板S的预定的各元件装配位置安装元件P时的吸嘴下降速度成为已被设定的状态。因此，在元件试打例程之后所执行的元件安装处理例程中，能够对应各元件装配位置以设定的吸嘴下降速度来安装元件 P。

在此，明确本实施方式的元件安装机10的构成要素与本公开的元件安装机的构成要素的对应关系。元件供给单元70相当于元件供给装置，基板搬运单元12相当于基板保持装置，装配头18相当于头，测力计53相当于载荷检测器，X轴滑动件20以及Y轴滑动件24相当于头移动装置，控制器78相当于控制装置。另外，吸嘴42相当于元件保持件，HDD78c相当于存储装置。进而，吸嘴套筒44、吸嘴弹簧46、第二线性马达50、第二臂51以及第二卡合部52相当于冲击缓和机构。

采用以上详述的元件安装机10，能够基于将装配头18控制为吸嘴42经由元件P而与基板S接触时的由测力计53检测到的反作用力经时数据，容易地求得吸嘴42经由元件P而与基板S接触时的硬度特性。

另外，通常硬度特性越硬，则反作用力增加率越高。CPU78a基于反作用力经时数据，计算反作用力增加率，并基于该反作用力增加率，求得硬度特性。具体地说，利用存储于HDD78c的反作用力经时数据与硬度特性的对应关系，求得与计算出的反作用力增加率对应的硬度特性。因此，能够高精度地求得硬度特性。

进而，反作用力增加率和硬度特性的关系因施加于基板S的载荷而发生变化。CPU78a从多个基准载荷之中选出与设定载荷一致的基准载荷或者能够替代设定载荷的基准载荷，利用选出的基准载荷的对应关系，求得硬度特性。因此，能够高精度地求得硬度特性。

进而，由于吸嘴下降速度是基于硬度特性和预先设定的负载载荷而设定的，因此能够设定为与此相符的吸嘴下降速度、例如不会导致元件P破损的吸嘴下降速度。另外，由于吸嘴下降速度被设定为接近所设定的负载载荷的允许范围的上限的速度，因此能够缩短元件安装所需的时间。

并且，由于CPU78a对应基板S上的各元件装配位置来设定吸嘴下降速度，因此能够更加恰当地设定吸嘴下降速度。例如，即使是相同的基板S，在支撑销17的正上方的元件装配位置和支撑销17彼此之间的元件装配位置，硬度特性也会因挠曲等不同而不同，但即使在这样的情况下，也能够恰当地设定吸嘴下降速度。

进而，CPU78a使用吸嘴42以预定的低速VL经由元件P而与基板S接触时的反作用力经时数据来求得硬度特性，并基于求得的硬度特性，将吸嘴42向基板S靠近的吸嘴下降速度设定为低速VL或者比低速VL快的中速VM、高速VH。例如，若硬度特性较软，则即使将吸嘴下降速度设定为高速VH，也不会产生妨碍，但是若硬度特性较硬，若未将吸嘴下降速度设定为低速VL，则有可能导致元件P破损。能够在考虑到这一点的基础上设定吸嘴下降速度。

进而，CPU78a以抵消在吸嘴42经由元件P而与基板S接触时产生的反作用力的方式控制第二臂51的第二卡合部52。因此，即使吸嘴 42的吸嘴下降速度在某种程度上较高，也能够防止被吸嘴42保持的元件P因与基板S接触时的冲击而损坏。

此外，本发明并不局限于上述实施方式，不言而喻地，只要属于本发明的技术范围，就能够通过各种方式来进行实施。

例如，在上述实施方式中，作为吸嘴42与基板S接触的情况，示出了保持有元件P的吸嘴42经由元件P间接地与基板S接触的例子，但是并未特别限定于此，例如，未保持元件P的吸嘴42也可以与基板 S直接接触。即使在该情况下，也能够获得与上述实施方式相同的效果。例如，在根据元件P的有无而导致硬度特性的变化较少的情况下，也可以无元件地进行元件试打例程。

在上述实施方式中，说明了决定设定载荷为1N时的硬度特性、吸嘴下降速度的情况，但是对于设定载荷为1.1N时这样未在HDD78c中存储对应关系的情况，也可以如以下这样决定硬度特性、吸嘴下降速度。即，也可以从多个基准载荷1N、2N、3N之中选出能够替代设定载荷1.1N的基准载荷，使用选出的基准载荷的对应关系，求得硬度特性、吸嘴下降速度。例如，也可以使用最靠近设定载荷1.1N的基准载荷1N的对应关系，决定硬度特性、吸嘴下降速度。或者，为了安全地避免元件P的破损等，也可以使用比设定载荷1.1N大的值且最靠近设定载荷1.1N的基准载荷2N的对应关系，决定吸嘴下降速度。

在上述实施方式中，根据计算出的反作用力增加率，使用反作用力经时数据(相对于时间的反作用力的图表)与硬度特性的对应关系来求得硬度特性，但是也可以如图13所示，使用预先确定了硬度特性、反作用力增加率、峰值反作用力的对应关系的表格来求得硬度特性。即使在该情况下，也能够获得与上述实施方式相同的效果。此外，在决定吸嘴下降速度时，使用峰值反作用力，但是计算硬度特性时，峰值反作用力并不是必须的。

在上述实施方式中，作为元件保持件，示例了吸嘴42，但是并未特别限定于此，例如，也可以使用抓握并保持元件P的卡盘。即使在该情况下，也能够获得与上述实施方式相同的效果。

在上述实施方式中，将硬度特性设为不仅取决于基板S的硬度还取决于元件P的硬度、吸嘴42的硬度等的参数，但是在预先明确了元件P的硬度、吸嘴42的硬度的情况下，也可以基于元件P的硬度、吸嘴42的硬度来校正求得的硬度特性，计算基板S的硬度，使用该基板S的硬度。

在上述实施方式中，作为装配头18，示出了具备一个将吸嘴42 保持为能够装卸的吸嘴保持架30的例子，但是也可以在以上下轴为旋转中心的转子的周围等角度间隔地设置多个这样的吸嘴保持架30。具体的结构参照专利文献1(WO2014/080472)的图6。即使是这样的结构，也能够获得与上述实施方式相同的效果。

在上述实施方式中，求得与反作用力增加率对应的硬度特性，但是取而代之地，也可以使用经时数据与硬度特性的对应关系来求得与经时数据对应的硬度特性。如此一来，能够在不计算反作用力增加率等的指标的情况下比较预先存储的经时数据与实际检测出的经时数据，根据其类似度求得硬度特性。

在上述实施方式中，作为载荷增加率，使用了C/T，但是也可以取代C/T，使用达到经时数据的峰值之前的预定载荷为止的时间，也可以使用在元件P与基板S接触之后经过了预定时间的时刻的载荷值(反作用力值)，还可以使用达到峰值为止的时间。

在上述实施方式中，作为载荷检测器，示例了测力计53，但是也可以取代测力计53，通过使控制器78(或者电流监视部)监视第二线性马达50的负载电流来检测载荷。

在上述实施方式中，也可以在元件安装机10决定了吸嘴下降速度之后，将该吸嘴下降速度向管理计算机80发送。管理计算机80也可以基于接收到的吸嘴下降速度进行生产时间的模拟，并将该生产时间向操作者报告。如此一来，用户能够把握生产时间或者修改生产计划。

本公开的元件安装机也可以如下这样地构成。

在本公开的元件安装机中，也可以是，所述载荷信息是表示所述载荷的经时变化的经时数据。为了求得元件保持件与基板接触时的硬度特性，优选利用这样的经时数据。

在本公开的元件安装机中，也可以是，所述控制装置基于所述载荷信息计算所述载荷增大时的每单位时间的载荷增加率，并基于所述载荷增加率求得所述硬度特性。通常，接触的物体彼此的硬度越硬，则载荷增加率越大。因此，通过使用载荷增加率而能够高精度地求得硬度特性。在该情况下，也可以是，本公开的元件安装机具备存储所述载荷增加率与所述硬度特性的对应关系的存储装置，所述控制装置利用存储于所述存储装置的所述对应关系求得与所述载荷增加率对应的所述硬度特性。

在本公开的元件安装机中，也可以是，所述载荷信息是表示所述载荷的经时变化的经时数据，所述元件安装机具备存储所述经时数据与所述硬度特性的对应关系的存储装置，所述控制装置利用存储于所述存储装置的所述对应关系求得与所述经时数据对应的所述硬度特性。如此一来，能够在不计算载荷增加率等的指标的情况下比较预先存储的经时数据与实际检测出的经时数据，根据其类似度求得硬度特性。

在本公开的元件安装机中，也可以是，所述存储装置对应施加于所述基板的负载载荷的各基准值来存储所述对应关系，所述控制装置使用将所述头控制为所述元件保持件以预定的低速度与所述基板接触而对所述基板施加预先设定的负载载荷时的由所述载荷检测器检测到的载荷信息来作为所述载荷信息，并且，从所述基准值之中选出与所述预先设定的负载载荷一致的基准值或者能够替代所述预先设定的负载载荷的基准值，使用选出的所述基准值的对应关系来作为所述对应关系。载荷增加率与硬度特性的关系因施加于基板的负载载荷而发生变化。因此，优选通过从基准值之中选出与预先设定的负载载荷一致的基准值或者能够替代预先设定的负载载荷的基准值，并使用选出的基准值的对应关系，高精度地求得硬度特性。

在本公开的元件安装机中，也可以是，所述控制装置基于所述硬度特性来设定所述元件保持件向所述基板靠近的靠近速度。如此一来，能够设定与硬度特性相符的靠近速度。或者，也可以是，所述控制装置基于所述硬度特性和预先设定的负载载荷来设定所述靠近速度。如此一来，能够设定与硬度特性和预先设定的负载载荷相符的靠近速度。在此，在设定靠近速度时，也可以设定为接近所述负载载荷的允许范围的上限的速度。如此一来，能够缩短元件安装所需的时间。另外，所述控制装置也可以对应所述基板上的各元件装配点来设定所述靠近速度。其理由在于，即使是相同的基板，若元件装配点不同，则硬度特性有时也不同。

在本公开的元件安装机中，也可以是，所述控制装置利用所述元件保持件以预定的低速度与所述基板接触时的由所述载荷检测器检测到的所述载荷信息来求得所述硬度特性，并基于求得的所述硬度特性，将所述元件保持件向所述基板靠近的靠近速度设定为所述低速度或者比所述低速度快的速度。

在本公开的元件安装机中，也可以是，所述头具有对所述元件保持件与所述基板接触时的冲击进行缓和的冲击缓和机构，所述控制装置以抵消在所述元件保持件与所述基板接触时产生的反作用力的方式控制所述冲击缓和机构。如此一来，即使元件保持件的靠近速度在某种程度上较高，也能够防止被元件保持件保持的元件因与基板接触时的冲击而损坏。

工业实用性

本发明能够应用于元件安装机、装入有元件安装机的元件安装系统等。

附图标记说明

10：元件安装机 12：基板搬运单元 14：支撑板 16：传送带 17：支撑销 18：装配头19：支撑筒 20：X轴滑动件 22：导轨 24： Y轴滑动件 26：导轨 30：吸嘴保持架 30a：旋转传递齿轮 30b：凸缘 30c：引导槽 30d：上侧环状突起 30e：下侧环状突起 31：吸嘴旋转用马达 32：驱动齿轮 33：第一臂 33a：第一卡合部 34：第一线性马达 35：导向部件 36：锁定套筒 37：锁定弹簧 42：吸嘴 42a：通气路 42b：吸附口 42c：凸缘 42d：弹簧支座部 42e：台阶面 42f：轴部 42g：长孔 43：压力调整装置 44：吸嘴套筒 44a：销 46：吸嘴弹簧 50：第二线性马达 51：第二臂 52：第二卡合部 53：测力计 64：标记相机 66：零件相机 70：元件供给单元 72：带盘 74：供料器 77：供料器控制器 78：控制器 78a： CPU 78b：ROM 78c：HDD78d：RAM 78e：输入装置 78f：显示装置 80：管理计算机 82：计算机主体 84：输入设备 86：显示器。

Claims (21)

1.一种元件安装机，其特征在于，

所述元件安装机具备：

元件供给装置，供给元件；

基板保持装置，保持基板；

头，将元件保持件保持为能够升降；

载荷检测器，检测施加于所述元件保持件的载荷；

头移动装置，使所述头在所述元件供给装置与所述基板保持装置之间移动；以及

控制装置，基于将所述头控制为所述元件保持件与所述基板接触时的由所述载荷检测器检测到的载荷信息，求得所述元件保持件与所述基板接触时的硬度特性。

2.根据权利要求1所述的元件安装机，其中，

所述载荷信息是表示所述载荷的经时变化的经时数据。

3.根据权利要求1所述的元件安装机，其中，

所述控制装置基于所述载荷信息计算所述载荷增大时的每单位时间的载荷增加率，并基于所述载荷增加率求得所述硬度特性。

4.根据权利要求2所述的元件安装机，其中，

所述控制装置基于所述载荷信息计算所述载荷增大时的每单位时间的载荷增加率，并基于所述载荷增加率求得所述硬度特性。

5.根据权利要求3所述的元件安装机，其中，

所述元件安装机具备存储所述载荷增加率与所述硬度特性的对应关系的存储装置，

所述控制装置利用存储于所述存储装置的所述对应关系求得与所述载荷增加率对应的所述硬度特性。

6.根据权利要求4所述的元件安装机，其中，

所述元件安装机具备存储所述载荷增加率与所述硬度特性的对应关系的存储装置，

所述控制装置利用存储于所述存储装置的所述对应关系求得与所述载荷增加率对应的所述硬度特性。

7.根据权利要求1所述的元件安装机，其中，

所述载荷信息是表示所述载荷的经时变化的经时数据，

所述元件安装机具备存储所述经时数据与所述硬度特性的对应关系的存储装置，

所述控制装置利用存储于所述存储装置的所述对应关系求得与所述经时数据对应的所述硬度特性。

8.根据权利要求5所述的元件安装机，其中，

所述存储装置对应施加于所述基板的负载载荷的各基准值来存储所述对应关系，

所述控制装置使用将所述头控制为所述元件保持件以预定的低速度与所述基板接触而对所述基板施加预先设定的负载载荷时的由所述载荷检测器检测到的载荷信息来作为所述载荷信息，并且，从所述基准值之中选出与所述预先设定的负载载荷一致的基准值或者能够替代所述预先设定的负载载荷的基准值，使用选出的所述基准值的对应关系来作为所述对应关系。

9.根据权利要求6所述的元件安装机，其中，

所述存储装置对应施加于所述基板的负载载荷的各基准值来存储所述对应关系，

所述控制装置使用将所述头控制为所述元件保持件以预定的低速度与所述基板接触而对所述基板施加预先设定的负载载荷时的由所述载荷检测器检测到的载荷信息来作为所述载荷信息，并且，从所述基准值之中选出与所述预先设定的负载载荷一致的基准值或者能够替代所述预先设定的负载载荷的基准值，使用选出的所述基准值的对应关系来作为所述对应关系。

10.根据权利要求7所述的元件安装机，其中，

所述存储装置对应施加于所述基板的负载载荷的各基准值来存储所述对应关系，

所述控制装置使用将所述头控制为所述元件保持件以预定的低速度与所述基板接触而对所述基板施加预先设定的负载载荷时的由所述载荷检测器检测到的载荷信息来作为所述载荷信息，并且，从所述基准值之中选出与所述预先设定的负载载荷一致的基准值或者能够替代所述预先设定的负载载荷的基准值，使用选出的所述基准值的对应关系来作为所述对应关系。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的元件安装机，其中，

所述控制装置基于所述硬度特性来设定所述元件保持件向所述基板靠近的靠近速度。

12.根据权利要求11所述的元件安装机，其中，

所述控制装置基于所述硬度特性和预先设定的负载载荷来设定所述靠近速度。

13.根据权利要求12所述的元件安装机，其中，

所述控制装置在设定所述靠近速度时将所述靠近速度设定为接近所述负载载荷的允许范围的上限的速度。

14.根据权利要求11所述的元件安装机，其中，

所述控制装置对应所述基板上的各元件装配位置来设定所述靠近速度。

15.根据权利要求12所述的元件安装机，其中，

所述控制装置对应所述基板上的各元件装配位置来设定所述靠近速度。

16.根据权利要求13所述的元件安装机，其中，

所述控制装置对应所述基板上的各元件装配位置来设定所述靠近速度。

17.根据权利要求1～10、12-16中任一项所述的元件安装机，其中，

所述控制装置利用所述元件保持件以预定的低速度与所述基板接触时的由所述载荷检测器检测到的所述载荷信息求得所述硬度特性，并基于求得的所述硬度特性，将所述元件保持件向所述基板靠近的靠近速度设定为所述低速度或者比所述低速度快的速度。

18.根据权利要求11所述的元件安装机，其中，

所述控制装置利用所述元件保持件以预定的低速度与所述基板接触时的由所述载荷检测器检测到的所述载荷信息求得所述硬度特性，并基于求得的所述硬度特性，将所述元件保持件向所述基板靠近的靠近速度设定为所述低速度或者比所述低速度快的速度。

19.根据权利要求1～10、12-16、18中任一项所述的元件安装机，其中，

所述头具有对所述元件保持件与所述基板接触时的冲击进行缓和的冲击缓和机构，

所述控制装置以抵消所述元件保持件与所述基板接触时产生的反作用力的方式控制所述冲击缓和机构。

20.根据权利要求11所述的元件安装机，其中，

所述头具有对所述元件保持件与所述基板接触时的冲击进行缓和的冲击缓和机构，

所述控制装置以抵消所述元件保持件与所述基板接触时产生的反作用力的方式控制所述冲击缓和机构。

21.根据权利要求17所述的元件安装机，其中，

所述头具有对所述元件保持件与所述基板接触时的冲击进行缓和的冲击缓和机构，

所述控制装置以抵消所述元件保持件与所述基板接触时产生的反作用力的方式控制所述冲击缓和机构。

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