CN110710343B - 元件安装装置 - Google Patents

Abstract

元件安装装置(1)包括：元件供应装置(5)，使用元件收纳带(100)将元件(E)供应到元件供应位置(P1)；头部组件(6)，能够升降地设有吸嘴(63)；第1拍摄部(91)，拍摄被供应到元件供应位置(P1)的元件(E)；以及元件姿势判定部(13)，判定被供应到元件供应位置(P1)的元件(E)的姿势。元件姿势判定部(13)基于由第1拍摄部(91)所拍摄的拍摄图像，来判定元件收纳带(100)中的元件(E)是否呈从元件收纳部(103)朝与上下方向(Z方向)交叉的水平面上的方向突出的异常姿势。

Description

元件安装装置

技术领域

本发明涉及将收纳在元件收纳部中的元件搭载到基板的元件安装装置。

背景技术

用于将电子元件(以下简称作“元件”)搭载到印刷电路板等基板上的元件安装装置包括：元件供应装置，将元件供应到元件供应位置；以及头部组件，具备保持被供应到元件供应位置的元件的保持件。作为元件供应装置，已知有使用将多个收纳元件的元件收纳部排列而成的元件收纳带的装置、或者使用载置着呈矩阵状地设有多个元件收纳部的托盘的货盘的装置。

在通过头部组件的保持件来保持元件时，由元件供应装置供应到元件供应位置的元件的姿势有时会造成问题。即，当被供应到元件供应位置的元件的姿势相对于元件收纳部成异常姿势时，保持件有时无法可靠地保持该异常姿势的元件。

例如，专利文献1中公开了一种技术，在保持件对元件的保持动作之前，检测由元件供应装置供应到元件供应位置的元件的姿势异常。专利文献1所公开的技术中，拍摄被供应到元件供应位置的元件，基于该拍摄图像来检测元件收纳部内的元件的姿势异常。在元件收纳部内，元件的长边相对于元件收纳部的底面倾斜或大致垂直而成为元件竖立的姿势，从而元件处于从元件收纳部的上表面开口突出到上方的状态时，检测到元件的异常姿势。

此外，由元件供应装置供应到元件供应位置的元件不仅会呈上述竖立姿势，有时会呈从元件收纳部朝与上下方向交叉的方向(水平面上的方向)突出的异常姿势。对于此种从元件收纳部朝水平面上的方向突出的异常姿势的元件，保持件也无法可靠地保持。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明公开公报特开2015-230912

发明内容

为解决上述情况，本发明的目的在于提供一种元件安装装置，其具有判定由元件供应装置供应到元件供应位置的元件是否呈保持件无法可靠保持的异常姿势的功能。

本发明所涉及的元件安装装置包括：元件供应装置，使用由多个收纳元件的元件收纳部排列而成的元件收纳构件，将元件供应到元件供应位置；头部组件，能够沿上下方向升降地设有保持被供应到所述元件供应位置的所述元件的保持件；拍摄部，从斜上方拍摄被供应到所述元件供应位置的所述元件以获取拍摄图像；以及元件姿势判定部，基于所述拍摄图像，判定所述元件是否呈从所述元件收纳部朝与上下方向交叉的方向突出的异常姿势，所述拍摄图像包含表示所述元件的图像的元件区域、表示所述元件的影的图像的元件影区域、以及表示所述元件收纳部的图像的收纳部区域，所述元件姿势判定部包括：特征量计算部，基于所述拍摄图像中的所述元件区域、所述元件影区域及所述收纳部区域，算出与所述元件的姿势相关的特征量；以及判定部，基于所述特征量，来判定所述元件的所述异常姿势，所述特征量计算部算出所述拍摄图像中的、所述元件区域的像素数与所述元件影区域及所述收纳部区域的像素数的比率，来作为所述特征量。

本发明的目的、特征及优点通过以下的详细说明及附图图示将变得更为明了。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的元件安装装置的结构的俯视图。

图2是示意性地表示元件安装装置中所配设的元件供应装置的图。

图3是表示元件供应装置中所配设的带引导部的结构的图。

图4是被安装于元件供应装置的元件收纳带的立体图。

图5是元件安装装置中所配设的头部组件的侧视图。

图6是头部组件的俯视图。

图7是表示元件安装装置的控制系统的框图。

图8是用于说明头部组件中所配设的吸嘴的升降动作的图。

图9是表示由第1拍摄部所获取的拍摄图像的一例的图。

图10是用于说明元件姿势判定部对元件姿势的判定方法的一例的图。

图11是表示基于拍摄图像的灰度图像的一例的图。

图12是表示基于拍摄图像的灰度图像的一例的图。

图13是表示基于拍摄图像的灰度图像的一例的图。

图14是用于说明元件姿势判定部对元件姿势的判定方法的图。

图15是用于说明元件呈异常姿势时的吸嘴的升降动作的图。

图16是表示元件安装装置的控制动作的流程图。

具体实施方式

以下，根据附图来说明本发明的实施方式所涉及的元件安装装置。另外，有关方向关系，以下利用XYZ正交坐标轴进行说明。X方向是与水平面平行的方向，Y方向是在水平面上与X方向正交的方向，Z 方向是与X、Y两方向正交的上下方向。此外，将X方向的一方向侧称作“+X侧”，将X方向的与一方向侧相反的另一方向侧称作“-X侧”。此外，将Y方向的一方向侧称作“+Y侧”，将Y方向的与一方向侧相反的另一方向侧称作“-Y侧”。此外，将Z方向的一方向侧称作“+Z侧”，将Z方向的与一方向侧相反的另一方向侧称作“-Z侧”。

＜元件安装装置的结构＞

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的元件安装装置1的结构的俯视图。元件安装装置1是在基板P上搭载(安装)元件而生成电子电路基板的装置。元件安装装置1包括装置本体1a、移动框架2、输送机3、安装有元件供应装置5的元件供应组件4、头部组件6、第1驱动机构7及第2驱动机构8。

装置本体1a是配置构成元件安装装置1的各部的结构体，从Z方向观察的俯视时形成为大致矩形状。输送机3沿X方向延伸，被配置在装置本体1a。输送机3沿X方向搬运基板P。基板P在输送机3上被搬运，被定位到指定的作业位置(在基板P上搭载元件的搭载位置)。

元件供应组件4在装置本体1a中的Y方向的+Y侧及-Y侧的区域部分，分别沿X方向各配置2处、合计4处。元件供应组件4是在装置本体1a中以多个并设的状态安装元件供应装置5的区域，针对后述的头部组件6中所配设的保持件即吸嘴63的吸附对象的每个元件，划分有各元件供应装置5的设置位置。

元件供应装置5装卸自如地安装于装置本体1a的元件供应组件4。元件供应装置5是将传送带作为载体(carrier)来供应IC、晶体管、电容器等小片状电子元件(以下简称作元件)的带式供料器。有关该元件供应装置5，参照图2至图4来进行说明。图2是示意性地表示元件安装装置1中所配设的元件供应装置5的图。图3是表示元件供应装置5中所配设的带引导部45的结构的图。图4是安装于元件供应装置5的元件收纳带100的立体图。

元件供应装置5被安装在设于元件供应组件4的安装部31。在安装部31设有：多个槽32，沿X方向以固定间隔排列且沿Y方向彼此平行地延伸；以及固定座33，在这些槽32的前侧位置沿X方向延伸。并且，在各槽32中设置元件供应装置5，各元件供应装置5被固定于固定座33。由此，在元件供应组件4中，沿X方向横排而整齐地配置有多个元件供应装置5。

元件供应装置5具备前后方向(Y方向)呈细长形状的本体部41。元件供应装置5在本体部41被插入(设置于)所述槽32的状态下，固定于固定座33。

元件供应装置5还包括配设在本体部41的前端部分的第1带送出部42、配设在本体部41的后端部分的第2带送出部43、设在本体部 41的带通路44以及带引导部45。

所述带通路44是用于引导元件收纳带100的通路。带通路44从本体部41的后端部向前侧上部朝斜上方延伸。作为元件收纳构件的元件收纳带100从本体部41的后端部导入其内部，并通过带通路44而被引导至本体部41的上表面前部。

元件收纳带100如图4所示，是包含带本体101和覆盖带102的长型的带子。在带本体101中，沿长度方向(带给进方向)以固定间隔形成有上部开口的多个元件收纳部103(凹部)，在各元件收纳部103中收纳有元件E。在带本体101的上表面，黏接有所述覆盖带102，由此，各元件收纳部103被覆盖带102封闭。此外，在带本体101中的元件收纳部103的侧方，设有沿长度方向以固定间隔排列且沿厚度方向贯穿带本体101的多个嵌合孔104。

在元件供应装置5中，所述带引导部45被设在本体部41的前部上表面。带引导部45覆盖通过了带通路44的元件收纳带100，将该元件收纳带100沿着本体部41的上表面而大致水平地引导至元件供应位置P1。元件供应位置P1是使所述头部组件6进行元件取出的位置，被设定为靠近本体部41的上表面前端的位置。

如图3所示，在带引导部45中的与元件供应位置P1对应的位置设有开口部45A，在该开口部45A的后方侧的位置，设有元件露出部 451。元件露出部451在由带引导部45所引导的元件收纳带100的元件收纳部103内使元件E露出。元件露出部451包含插入部4511、刀刃部4512及覆盖带后处理部4513。

元件露出部451中的插入部4511是形成为前端变细状的薄板状部分，相对于由带引导部45予以引导而前端为自由端的状态的元件收纳带100，被插入带本体101与覆盖带102之间。元件露出部451中的刀刃部4512相对于插入部4511而配置在带给进方向的下游侧，对应于元件收纳带100的行走，将覆盖带102切断成沿着带给进方向的直线状。元件露出部451中的覆盖带后处理部4513相对于刀刃部4512而配置在带给进方向的下游侧，进行将由刀刃部4512所切断的覆盖带102 压展开的处理。由此，在元件收纳带100的元件收纳部103内，能够使元件E露出。这样在元件收纳部103内露出的元件E在元件供应位置P1处，由元件安装装置1中的头部组件6的吸嘴63经由带引导部 45的开口部45A予以吸附而取出。

在元件供应装置5中，所述第1带送出部42包括配置在带引导部 45下方的第1链轮51、第1马达52、及将第1马达52的驱动力传递至第1链轮51的包含多片传动齿轮的第1齿轮群53。第1链轮51具有与沿带引导部45受到引导的元件收纳带100的嵌合孔104嵌合的齿。即，第1带送出部42通过第1马达52来驱动第1链轮51旋转，由此，向元件供应位置P1送出元件收纳带100。

在元件供应装置5中，第2带送出部43包括配置在本体部41的后端部的第2链轮54、第2马达55、及将第2马达55的驱动力传递至第2链轮54的包含多片传动齿轮的第2齿轮群56。第2链轮54从上方面向所述带通路44内，且具有与沿该带通路44受到引导的元件收纳带100的嵌合孔104嵌合的齿。即，第2带送出部43通过第2马达55来驱动第2链轮54旋转，由此，向前方(元件供应位置P1)送出元件收纳带100。

元件收纳带100由各送出部42、43向元件供应位置P1间歇地送出，在元件供应位置P1处，通过带引导部45的开口部45A进行元件 E的取出。

接下来，参照图1，元件安装装置1中所配设的移动框架2沿X 方向延伸，且可沿指定的移动方向(Y方向)移动地支撑于装置本体1a。在该移动框架2中搭载有头部组件6。头部组件6以可沿X方向移动的方式搭载于移动框架2。即，头部组件6可伴随移动框架2的移动而沿Y方向移动，且可沿着移动框架2而朝X方向移动。头部组件6可跨及被安装于元件供应组件4的元件供应装置5的元件供应位置P1、与由输送机3所搬运的基板P的指定的作业位置而移动，在元件供应位置P1处从元件供应装置5取出元件E，并且在作业位置处将该取出的元件E搭载(安装)至基板P上。头部组件6的详细将后述。

第1驱动机构7被配设在装置本体1a的+X侧及-X侧的端部。第 1驱动机构7是使移动框架2沿Y方向移动的机构。第1驱动机构7 例如包含驱动马达、沿Y方向延伸且连结于驱动马达的滚珠丝杠、及配设于移动框架2且与滚珠丝杠螺合的滚珠螺母而构成。此种结构的第1驱动机构7伴随驱动马达对滚珠丝杠的旋转驱动，滚珠螺母沿着滚珠丝杠而进退，由此，使移动框架2沿Y方向移动。

第2驱动机构8被配设于移动框架2。第2驱动机构8是使头部组件6在沿着移动框架2的X方向上移动的机构。第2驱动机构8与第1驱动机构7同样，例如包含驱动马达、沿X方向延伸且连结于驱动马达的滚珠丝杠、及配设于头部组件6且与滚珠丝杠螺合的滚珠螺母而构成。此种结构的第2驱动机构8伴随驱动马达对滚珠丝杠的旋转驱动，滚珠螺母沿着滚珠丝杠而进退，由此，使头部组件6沿X方向移动。

另外，本例中，第1驱动机构7及第2驱动机构8采用通过驱动马达并经由滚珠丝杠来使移动框架2及头部组件6移动的结构。但是，例如也可采用将线性马达作为驱动源来直接驱动移动框架2或头部组件6的结构。

有关头部组件6，除了图1以外，还参照图5至图8进行说明。图5是头部组件6的侧视图，图6是从下方侧观察头部组件6的俯视图。此外，图7是表示元件安装装置1的控制系统的框图，图8是用于说明头部组件6中所配设的吸嘴63的升降动作的图。

头部组件6包括头部本体61、旋转体62及吸嘴63。头部本体61 构成头部组件6的本体部分。旋转体62形成为圆柱状，通过旋转体驱动机构66(参照图7)以铅垂轴(沿Z方向延伸的轴)为旋转中心可旋转地设于头部本体61。

在旋转体62的外周缘端部，沿周方向隔开指定的间隔而配设有多个吸嘴63。吸嘴63是可吸附保持由元件供应装置5供应到元件供应位置P1的元件E的保持件。吸嘴63可经由电动切换阀而连通于负压产生装置、正压产生装置及大气中的任一者。即，通过对吸嘴63供应负压，可通过该吸嘴63来吸附保持元件E(取出元件)，随后，通过供应正压，解除对该元件E的吸附保持。另外，本实施方式中，作为吸嘴 63以外的保持件，例如也可为夹握保持元件E的夹盘等。

吸嘴63通过吸嘴升降驱动机构67(参照图7)可沿上下方向(Z方向) 升降地设于旋转体62。吸嘴63能够在可保持由元件供应装置5供应到元件供应位置P1的元件E的保持位置PP1、与相对于保持位置PP1位于上方侧的退避位置PP2之间，沿Z方向(上下方向)移动(参照图8)。即，当保持被供应到元件供应位置P1的元件E时，吸嘴63通过吸嘴升降驱动机构67，从退避位置PP2向保持位置PP1下降，在该保持位置PP1处吸附保持元件E。另一方面，吸附保持元件E后的吸嘴63通过吸嘴升降驱动机构67，从保持位置PP1向退避位置PP2上升。

此外，如图6所示，在头部组件6的头部本体61的下表面，设有元件检测传感器64。元件检测传感器64检测在元件供应装置5的元件供应位置P1处被吸嘴63吸附保持的元件E的保持状态。更详细而言，当在保持位置PP1吸附保持了元件E的吸嘴63上升到退避位置PP2时，元件检测传感器64检测吸嘴63是否吸附保持有元件E，或者被吸嘴63吸附保持的元件E的姿势。

此外，如图5所示，在头部组件6的头部本体61的下表面，在旋转体62的外侧(-X侧、左侧)经由安装构件65而固定有第1拍摄部91。第1拍摄部91是在吸嘴63对元件E的吸附保持动作之前，从上方拍摄由元件供应装置5供应到元件供应位置P1的元件E，获取拍摄图像的摄像机。本实施方式中，第1拍摄部91从斜上方拍摄被供应到元件供应位置P1的元件E。

第1拍摄部91包括反射镜911、远心镜头(telecentric lens)912、拍摄器件913及照明部914。

第1拍摄部91中的照明部914例如为LED(Light Emintting Diode，发光二极管)，对元件供应装置5的元件供应位置P1进行照明。照明部 914是在第1拍摄部91的右侧(+X侧)的侧面，朝接近旋转体62的一侧突出设置。另外，照明部914位于成为第1拍摄部91的拍摄图像的背景的旋转体62的外侧(-X侧、左侧)。

第1拍摄部91中的反射镜911将来自被供应到元件供应位置P1 的元件E和收纳该元件E的元件收纳部103的反射光反射向远心镜头 912。射入远心镜头912的来自元件E及元件收纳部103的反射光被导向拍摄器件913。拍摄器件913例如是CMOS(Complementarymetal-oXide-semiconductor，互补金属氧化物半导体)或 CCD(Charged-coupleddevices，电荷耦合器件)，生成基于经由远心镜头 912而引导的来自元件E及元件收纳部103的反射光的拍摄图像。

第1拍摄部91以下述方式配置，即，在从Z方向观察的俯视时，与拍摄器件913的拍摄面垂直且通过远心镜头912的中心的光轴，跟通过吸嘴63的退避位置PP2(元件供应位置P1的正上方)及旋转体62 的旋转中心的假想线重合。由此，第1拍摄部91能够获取元件供应位置P1位于中心的拍摄图像。但是，第1拍摄部91未必需要获取元件供应位置P1位于中心的拍摄图像，只要获取拍摄到位于元件供应位置 P1的整个元件收纳部103的拍摄图像即可。

此外，元件安装装置1如图1所示，具备第2拍摄部92。第2拍摄部92是分别配设在装置本体1a上的各元件供应组件4与输送机3 之间的位置的元件识别摄像机。第2拍摄部92为了识别被头部组件6 的吸嘴63吸附保持的元件E的保持状态，从下侧拍摄该元件E。当在元件供应装置5的元件供应位置P1由吸嘴63吸附保持了元件E之后，头部组件6移动到被定位在输送机3上的基板P的作业位置时，第2 拍摄部92在该作业位置拍摄元件E。即，第2拍摄部92在被吸嘴63 吸附保持的元件E在作业位置处被搭载于基板P上之前，拍摄该元件E。另外，将安装于头部组件6的第1拍摄部91与配设在装置本体1a上的第2拍摄部92一起总称为拍摄部9。

＜元件安装装置的控制系统＞

接下来，有关元件安装装置1的控制系统，使用图7的框图进行说明。元件安装装置1具备控制部10。控制部10包含CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、存储控制程序的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、被用作CPU的作业区域的RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)等。控制部10通过CPU执行存储在ROM 中的控制程序，从而统括性地控制元件安装装置1的动作。控制部10 如图7所示，包括元件供应控制部11、保持动作控制部12及元件姿势判定部13。

元件供应控制部11控制元件供应装置5向元件供应位置P1供应元件E的供应动作。

保持动作控制部12控制第1驱动机构7及第2驱动机构8对头部组件6在与X方向及Y方向相关的水平面上的移动。此外，保持动作控制部12控制吸嘴升降驱动机构67对吸嘴63的升降动作，以使吸嘴 63在保持位置PP1与退避位置PP2之间移动。而且，保持动作控制部12控制旋转体驱动机构66对旋转体62的旋转动作。

元件姿势判定部13基于由第1拍摄部91所获取的拍摄图像，判定由元件供应装置5供应到元件供应位置P1的元件E的姿势。具体而言，元件姿势判定部13判定元件E是否呈从元件收纳部103向与上下方向(Z方向)交叉的方向例如水平面上的方向突出的异常姿势。元件姿势判定部13在元件E未呈异常姿势的情况下，判定为元件E呈正常收纳在元件收纳部103内的正常姿势。元件姿势判定部13对元件姿势的判定是在吸嘴63对由元件供应装置5供应到元件供应位置P1的元件E 的保持动作之前进行。通过采用具备此种元件姿势判定部13的结构，能够实现具有判定被供应到元件供应位置P1的元件E是否呈吸嘴63 无法可靠保持的异常姿势的功能的元件安装装置1，。

此处，有关元件姿势判定部13在元件姿势判定时所用的拍摄图像，参照图9进行说明。图9是表示由第1拍摄部91所获取的拍摄图像的一例的图。图9(A)的拍摄图像G1表示元件E呈正常姿势的状态的拍摄图像的一例，图9(B)的拍摄图像G2表示元件E呈异常姿势的状态的拍摄图像的一例。

由第1拍摄部91所获取的拍摄图像G1、G2包含表示元件E的图像的元件区域GA、表示元件E的影的图像的元件影区域GB、及表示元件收纳部103的图像的收纳部区域GC。

并且，元件姿势判定部13如图7所示，包含特征量计算部132与判定部133。元件姿势判定部13中的特征量计算部132基于拍摄图像 G1、G2中的元件区域GA、元件影区域GB及收纳部区域GC，来计算与元件E的姿势相关的特征量。元件姿势判定部13中的判定部133基于由特征量计算部132所算出的特征量，来判定元件E是否呈异常姿势。本形态中，特征量计算部132不仅参照拍摄图像G1、G2中所含的与元件E及元件收纳部103对应的元件区域GA及收纳部区域GC，还参照与元件E的影对应的元件影区域GB，来计算与元件E的姿势相关的特征量。通过判定部133基于此特征量来判定元件E的异常姿势，实现元件姿势判定精度的提高。

图10是用于说明元件姿势判定部13对元件E的姿势判定方法的一例的图。特征量计算部132能够算出拍摄图像G1、G2中的包含元件区域GA、元件影区域GB及收纳部区域GC的各区域的整体的外周尺寸或外切矩形K1的尺寸等尺寸，来作为与元件E的姿势相关的特征量。但是，在将尺寸作为特征量的情况下，该特征量包含存在尺寸偏差的元件E的尺寸(元件尺寸)成分。因此，与尺寸相关的特征量容易产生因元件尺寸的偏差引起的误差。其结果，基于与尺寸相关的特征量的元件姿势的判定精度有可能下降。

因此，较为理想的是，特征量计算部132构成为，算出拍摄图像 G1、G2中的元件区域GA的像素数与元件影区域GB及收纳部区域GC 的像素数的比率来作为特征量。与该比率相关的特征量是相对指标，因此难以产生因元件尺寸的偏差引起的误差。因此，基于与比率相关的特征量的元件姿势的判定精度提高。

另外，在判定部133基于由特征量计算部132所算出的与比率相关的特征量来判定元件姿势时，预先通过实验求出可区分正常姿势与异常姿势的比率，将该比率作为判定值而由判定部133来判定元件E 是否呈异常姿势。判定部133所用的所述判定值是针对每个元件尺寸而设定。

此外，元件姿势判定部13如图7所示，还包括将拍摄图像G1、 G2转换成灰度图像的图像转换部131。图11至图13是表示图像转换部131所生成的灰度图像的一例的图。

图11(A)的灰度图像GG1及图11(B)的灰度图像GG2表示基于元件E呈正常姿势的状态的拍摄图像而转换的灰度图像。

图12(A)的灰度图像GG3表示基于在呈正常姿势的元件上重合有收纳在其他元件收纳部103中的元件的状态的拍摄图像而转换的灰度图像。对于此种状态，判定部133判定为元件E呈异常姿势。图12(B) 的灰度图像GG4表示基于元件E呈异常姿势的状态的拍摄图像而转换的灰度图像。图12(C)的灰度图像GG5表示基于元件E呈异常姿势的状态且元件E相对于元件收纳部103的突出量比图12(B)的情况大的状态的拍摄图像而转换的灰度图像。

图13(A)的灰度图像GG6表示基于元件E从元件收纳部103跑出的状态的拍摄图像而转换的灰度图像。对于此种状态，判定部133判定为元件E呈异常姿势。图13(B)的灰度图像GG7表示基于超过第1 拍摄部91的拍摄范围且元件E从元件收纳部103跑出的状态的拍摄图像而转换的灰度图像。对于此种状态，判定部133判定为元件E呈异常姿势。

元件姿势判定部13中的图像转换部131将拍摄图像转换成将构成元件区域GA的指定像素的亮度值作为阈值的灰度图像GG1至GG7，该灰度图像GG1至GG7包含与元件区域GA对应的第1像素群GGA、及与元件影区域GB及收纳部区域GC对应的第2像素群GGB。另外，图13(B)所示的状态下，图像转换部131所生成的灰度图像GG7中不包含与元件区域GA对应的第1像素群GGA。

在图像转换部131所生成的灰度图像GG1至GG7中，构成第1 像素群GGA的各像素为同一亮度值，构成第2像素群GGB的各像素也为同一亮度值。此外，在灰度图像GG1至GG7中，构成第1像素群 GGA的各像素的亮度值与构成第2像素群GGB的各像素的亮度值呈现不同的值。

在图像转换部131所生成的灰度图像GG1至GG7为256灰度级的灰度图像的情况下，与拍摄图像中的表示旋转体62的图像的背景部分对应地，成为包含亮度值255的像素的白色的区域部分。此外，在 256灰度级的灰度图像GG1至GG7中，与拍摄图像的元件区域GA对应的第1像素群GGA包含亮度值0(零)的像素，以黑色表示。此外，在256灰度级的灰度图像GG1至GG7中，与拍摄图像的元件影区域 GB及收纳部区域GC对应的第2像素群GGB包含从比0(零)大且小于 255的范围中选择的指定亮度值的像素，以白色与黑色的中间色(灰色) 表示。

并且，特征量计算部132算出灰度图像GG1至GG7中的、第1 像素群GGA的像素数与第2像素群GGB的像素数的比率，来作为特征量。由此，即使不进行对成为像素亮度值发生变化的边界的边缘进行提取的边缘提取处理，也能够算出与元件E的姿势相关的特征量。因此，实现元件姿势判定处理的处理速度的高速化。此处，与所述比率相关的特征量是将第1像素群GGA的像素数除以第2像素群GGB 的像素数所得的值。即，与所述比率相关的特征量的值越大，则灰度图像GG1至GG7中的第1像素群GGA所占的比例越大。

对于基于灰度图像GG1至GG7的跟所述比率相关的特征量与元件姿势的关系性，参照图14进行说明。图14是用于说明元件姿势判定部13对元件E的姿势判定方法的图。

在灰度图像GG1至GG7中，相对于元件E为异常姿势的状态的灰度图像GG3至GG7，元件E为正常姿势的状态的灰度图像GG1、 GG2的特征量较大。即，根据图11可明确，元件E为正常姿势的状态的灰度图像GG1、GG2中第1像素群GGA所占的比例大，因此特征量大。

而且，在元件E为异常姿势的状态的灰度图像GG3至GG7中，根据灰度图像中的第1像素群GGA所占的比例，特征量的值也不同。根据图12及图13可明确，元件E相对于元件收纳部103的突出量越大，则灰度图像中的第1像素群GGA所占的比例越小。即，元件E相对于元件收纳部103的突出量越大，灰度图像中的第1像素群GGA所占的比例越小，因此，特征量越小。

对于基于灰度图像GG1至GG7的特征量与元件姿势的关系性总结如下。元件E相对于元件收纳部103的突出量越大，则特征量越小，与元件E为异常姿势的状态相比，在正常姿势的状态下，特征量呈现越大的值。参照此种特征量与元件姿势的关系性，将可区分正常姿势与异常姿势的比率设定为判定值J1(参照图14)。并且，判定部133基于该判定值J1来判定元件E呈异常姿势。判定部133所用的判定值J1 是针对每个元件尺寸而设定。

此外，元件姿势判定部13在吸嘴63通过由保持动作控制部12所控制的吸嘴升降驱动机构67而从退避位置PP2向保持位置PP1移动的下降过程中，判定由元件供应装置5供应到元件供应位置P1的元件E 的姿势。即，并非使吸嘴63的下降动作待机到从元件姿势判定部13 输出元件姿势的判定结果为止，而是在用于保持被供应到元件供应位置P1的元件E的吸嘴63的下降动作过程中，进行元件姿势判定部13 对元件姿势的判定。因此，不再需要设定因元件姿势的判定引起的、吸嘴63的下降动作的待机期间。其结果，能够避免保持动作控制部12 对吸嘴63的升降动作的延迟，从而能够提高元件安装装置1中的基板生产速度。

而且，保持动作控制部12在从元件姿势判定部13输出判定结果之前，使吸嘴63的下降速度比指定的基准下降速度慢，在元件姿势判定部13输出判定结果后，将吸嘴63的下降速度设定为所述基准下降速度。在从元件姿势判定部13输出判定结果之前，吸嘴63的下降速度被减慢，因此元件姿势判定部13能够在吸嘴63的下降动作过程中可靠地完成元件姿势的判定处理。此外，在元件姿势判定部13输出判定结果后，解除吸嘴63的下降速度的减慢而恢复为基准下降速度，因此能尽可能抑制吸嘴63的下降动作时间变得过长。

而且，在从元件姿势判定部13输出了表示元件E呈异常姿势的判定结果的情况下，保持动作控制部12如下所述般控制吸嘴63的升降动作。图15是用于说明元件E呈异常姿势时的吸嘴63的升降动作的图。保持动作控制部12在从元件姿势判定部13输出了异常姿势的判定结果的情况下，使向保持位置PP1以所述基准下降速度下降的过程中的吸嘴63停止在保持位置PP1上方侧的保持不可位置PP3，随后，使吸嘴63以指定的基准上升速度向退避位置PP2上升。保持不可位置 PP3是保持位置PP1的上方侧且无法由吸嘴63保持元件E的位置。

在由元件供应装置5供应到元件供应位置P1的元件E呈异常姿势的情况下，多无法通过吸嘴63来可靠地保持。即使吸嘴63将呈异常姿势的元件E维持异常姿势而勉强予以保持，当吸嘴63在此状态下上升时，元件E仍有可能在吸嘴63的上升动作中从吸嘴63脱离。因此，在从元件姿势判定部13输出了表示元件E呈异常姿势的判定结果的情况下，保持动作控制部12使向保持位置PP1以基准下降速度下降的过程中的吸嘴63停止在保持位置PP1上方侧的保持不可位置PP3。由此，能够避免吸嘴63对呈异常姿势的元件E的保持动作。

此外，保持动作控制部12将从元件姿势判定部13输出的元件姿势的判定结果反馈至元件姿势判定部13判定后的下次头部组件6的动作控制。具体而言，在从元件姿势判定部13输出了表示元件E呈正常姿势的判定结果的情况下，保持动作控制部12在下次头部组件6的动作控制中，控制第1驱动机构7及第2驱动机构8对头部组件6的与X 方向及Y方向相关的移动，以使与X方向及Y方向相关的吸嘴63的保持位置PP1跟元件姿势判定部13判定时的保持位置PP1一致。由此，能够实现头部组件6的与X方向及Y方向相关的动作控制的效率化，甚而，能够提高元件E相对于基板P的搭载效率。

另一方面，在从元件姿势判定部13输出了表示元件E呈异常姿势的判定结果的情况下，即使下次吸嘴63的下降过程中的元件姿势判定部13的判定结果表示正常姿势，保持动作控制部12仍控制吸嘴升降驱动机构67，以使在保持位置PP1处保持元件后的吸嘴63向退避位置 PP2的上升速度比基准上升速度慢。由此，能够抑制被吸嘴63吸附保持的元件E在吸嘴63的上升过程中从吸嘴63脱离。

接下来，有关元件安装装置1中的控制部10的控制动作，参照图 16的流程图进行说明。

元件安装装置1在通过操作员的操作而输入开始元件E相对于基板P的搭载动作的指令信号时，开始该搭载动作。首先，在输送机3 上搬运基板P，并定位到指定的作业位置。接着，在步骤s1中，元件供应控制部11控制元件供应装置5。元件供应装置5通过间歇地送出元件收纳带100，从而将元件E供应到元件供应位置P1。

接下来，在步骤s2中，保持动作控制部12控制第1驱动机构7 及第2驱动机构8对头部组件6在与X方向及Y方向相关的水平面上的移动。第1驱动机构7及第2驱动机构8使头部组件6移动，以使吸嘴63的退避位置PP2位于元件供应位置P1的正上方。

接下来，在步骤s3中，保持动作控制部12控制吸嘴升降驱动机构67对吸嘴63的升降动作。吸嘴升降驱动机构67使吸嘴63从退避位置PP2向保持位置PP1下降。当开始吸嘴63的下降时，第1拍摄部 91拍摄被供应到元件供应位置P1的元件E而获取拍摄图像(步骤s4)。

当第1拍摄部91获取拍摄图像时，在吸嘴63的下降动作过程中，元件姿势判定部13判定被供应到元件供应位置P1的元件E是否呈异常姿势(步骤s5)。在判定为元件E呈异常姿势的情况下，处理移转至步骤s6，在判定为元件E并非异常姿势而呈正常姿势的情况下，处理移转至步骤s8。另外，保持动作控制部12在从元件姿势判定部13输出判定结果之前，使吸嘴63的下降速度比指定的基准下降速度慢。

在从元件姿势判定部13输出了表示元件E呈异常姿势的判定结果的情况下，保持动作控制部12使向保持位置PP1下降的过程中的吸嘴 63停止在保持不可位置PP3(步骤s6)，随后，使吸嘴63向退避位置PP2 上升(步骤s7)。

在从元件姿势判定部13输出了表示元件E呈正常姿势的判定结果的情况下，保持动作控制部12使吸嘴63下降到保持位置PP1(步骤s8)。配置在保持位置PP1的吸嘴63吸附保持被供应到元件供应位置P1的正常姿势的元件E(步骤s9)。当吸嘴63吸附保持元件E时，保持动作控制部12使配置在保持位置PP1的吸嘴63上升到退避位置PP2(步骤 s10)。此时，控制部10基于来自元件检测传感器64的检测信息，来监测吸嘴63是否吸附保持有元件E，或者被吸嘴63吸附保持的元件E 的姿势(步骤s11)。

当吸嘴63上升到退避位置PP2时，保持动作控制部12控制第1 驱动机构7及第2驱动机构8对头部组件6在与X方向及Y方向相关的水平面上的移动。第1驱动机构7及第2驱动机构8使头部组件6 移动，以使吸嘴63的退避位置PP2位于输送机3上的基板P中的作业位置的正上方(步骤s12)。此时，控制部10基于第2拍摄部92的拍摄结果，来监测作业位置处的、被吸嘴63吸附保持的元件E的保持状态 (步骤s13)。

接下来，保持动作控制部12使吸附保持有元件E的吸嘴63从退避位置PP2下降，进行元件E向基板P的搭载动作(步骤s14)。这样，便能够将元件E搭载到基板P上。

以上，对本发明的实施方式所涉及的元件安装装置进行了说明，但本发明并不限定于此，例如能够采用如下所述的变形实施方式。

在上述实施方式中，对具备使用元件收纳带100来作为元件收纳构件的元件供应装置5的元件安装装置1进行了说明，但本发明并不限定于此种结构。附设于元件安装装置1的元件供应装置只要是使用由多个收纳元件的元件收纳部排列而成的元件收纳构件来将元件供应到元件供应位置的装置即可。例如，元件供应装置也可为使用载置有呈矩阵状地设有多个元件收纳部的托盘的货盘的装置。此时，托盘成为元件收纳构件。有关使用该货盘的元件供应装置，作具体说明如下。

使用货盘的元件供应装置构成为，可在将收纳有元件的托盘载置于货盘的状态下供应元件。即，在货盘中载置有至少一个托盘。在托盘的上表面，呈矩阵状地设有多个元件收纳部。在各元件收纳部中，分别以等间隔收纳有元件。将多个这样构成的货盘收容在料斗中。该料斗构成为可沿上下方向移动，收容在料斗中的货盘在基板生产时移动到元件供应位置。由此，在被收纳在货盘上的托盘中的状态下，将元件供应到元件供应位置。

另外，上述的具体实施方式主要包含具有以下结构的发明。

本发明所涉及的元件安装装置包括：元件供应装置，使用由多个收纳元件的元件收纳部排列而成的元件收纳构件，将所述元件供应到元件供应位置；头部组件，能够沿上下方向升降地设有保持被供应到所述元件供应位置的所述元件的保持件；拍摄部，从上方拍摄被供应到所述元件供应位置的所述元件以获取拍摄图像；以及元件姿势判定部，基于所述拍摄图像，判定所述元件是否呈从所述元件收纳部朝与上下方向交叉的方向突出的异常姿势。

此外，在上述元件安装装置中，所述拍摄部也可以从斜上方拍摄被供应到所述元件供应位置的所述元件的方式构成。

根据该元件安装装置，在保持件对由元件供应装置供应到元件供应位置的元件的保持动作之前，通过元件姿势判定部来判定元件的姿势。该元件姿势判定部基于由拍摄部所获取的拍摄图像，来判定被供应到元件供应位置的元件是否呈从元件收纳部向与上下方向交叉的水平面上的方向突出的异常姿势。由此，能够实现具有判定被供应到元件供应位置的元件是否呈保持件无法可靠保持的异常姿势的功能的元件安装装置。

在上述元件安装装置中，也可采用下述结构，即，所述拍摄图像包含表示所述元件的图像的元件区域、表示所述元件的影的图像的元件影区域、以及表示所述元件收纳部的图像的收纳部区域，所述元件姿势判定部包括：特征量计算部，基于所述拍摄图像中的所述元件区域、所述元件影区域及所述收纳部区域，算出与所述元件的姿势相关的特征量；以及判定部，基于所述特征量，来判定所述元件的所述异常姿势。

根据该实施方式，特征量计算部不仅参照拍摄图像中所含的与元件及元件收纳部对应的元件区域及收纳部区域，还参照与元件的影对应的元件影区域，来计算与元件的姿势相关的特征量。通过判定部基于此特征量来判定元件的异常姿势，实现元件姿势判定精度的提高。

在上述元件安装装置中，也可构成为，所述特征量计算部算出所述拍摄图像中的、所述元件区域的像素数与所述元件影区域及所述收纳部区域的像素数的比率，来作为所述特征量。

特征量计算部能够基于拍摄图像中的元件区域、元件影区域及收纳部区域来算出特征量，例如能够算出包含各区域的整体的外周尺寸或外切矩形的尺寸等尺寸，来作为与元件的姿势相关的特征量。但是，在将尺寸作为特征量的情况下，该特征量包含存在尺寸偏差的元件尺寸的成分。因此，与尺寸相关的特征量容易产生因元件尺寸的偏差引起的误差。其结果，基于与尺寸相关的特征量的元件姿势的判定精度有可能下降。

因此，特征量计算部算出拍摄图像中的、元件区域的像素数与元件影区域及收纳部区域的像素数的比率来作为特征量。与该比率相关的特征量是相对指标，因此难以产生因元件尺寸的偏差引起的误差。因此，基于与比率相关的特征量的元件姿势的判定精度提高。

在上述元件安装装置中，也可采用下述结构，即，所述元件姿势判定部还包括图像转换部，该图像转换部将所述拍摄图像转换成以构成所述元件区域的指定像素的亮度值为阈值的灰度图像，该灰度图像包含与所述元件区域对应的第1像素群、和与所述元件影区域及所述收纳部区域对应的第2像素群。并且，所述特征量计算部算出所述灰度图像中的、所述第1像素群的像素数与所述第2像素群的像素数的比率，来作为所述特征量。

根据该实施方式，图像转换部将拍摄图像转换为灰度图像，特征量计算部算出该灰度图像中的第1像素群及第2像素群的各像素数的比率来作为特征量。由此，即使不进行对成为像素亮度值发生变化的边界的边缘进行提取的边缘提取处理，也能够算出与元件的姿势相关的特征量。因此，实现元件姿势判定处理的处理速度的高速化。

也可采用下述结构，即，上述元件安装装置还包括：保持动作控制部，控制所述保持件的升降动作，以使所述保持件在所述保持件能够保持所述元件的保持位置与相对于所述保持位置处于上方侧的退避位置之间移动。并且，所述元件姿势判定部在所述保持件从所述退避位置向所述保持位置移动的下降过程中，判定被供应到所述元件供应位置的所述元件的所述异常姿势。

根据该实施方式，在用于保持由元件供应装置供应到元件供应位置的元件的保持件从退避位置向保持位置移动的下降过程中，元件姿势判定部判定元件姿势。即，并非使保持件的下降动作待机到从元件姿势判定部输出元件姿势的判定结果为止，而是在保持件的下降动作中进行元件姿势判定部对元件姿势的判定。因此，不再需要设定因元件姿势的判定引起的、保持件的下降动作的待机期间。其结果，能够避免保持动作控制部对保持件的升降动作的延迟，从而能够提高元件安装装置中的基板生产速度。

在上述元件安装装置中，所述保持动作控制部，在从所述元件姿势判定部输出判定结果之前，使所述保持件的下降速度减速到比指定的基准下降速度慢的速度，在所述元件姿势判定部输出判定结果后，将所述保持件的下降速度设定为所述基准下降速度。

根据该实施方式，在从元件姿势判定部输出判定结果之前，保持件的下降速度被减慢，因此元件姿势判定部能够在保持件的下降动作过程中，可靠地完成元件姿势的判定处理。而且，在元件姿势判定部输出判定结果后，解除保持件的下降速度的减慢而恢复为基准下降速度，因此能尽可能抑制保持件的下降动作时间变得过长。

在上述元件安装装置中，当从所述元件姿势判定部输出了表示所述元件呈所述异常姿势的判定结果时，所述保持动作控制部使以所述基准下降速度向所述保持位置进行下降的所述保持件停止在位于所述保持位置上方侧且由所述保持件不能够保持所述元件的保持不可位置上，然后，使所述保持件以指定的基准上升速度向所述退避位置上升。

在由元件供应装置供应到元件供应位置的元件呈异常姿势的情况下，多无法通过保持件来可靠地保持。即使保持件将呈异常姿势的元件维持异常姿势而勉强予以保持，当保持件在此状态下上升时，元件仍有可能在保持件的上升动作中从保持件脱离。因此，在从元件姿势判定部输出了表示元件呈异常姿势的判定结果的情况下，保持动作控制部使向保持位置以基准下降速度下降的过程中的保持件停止在保持位置上方侧的保持不可位置。由此，能够避免保持件对呈异常姿势的元件的保持动作。

如上所述，根据本发明，能够提供一种具有判定由元件供应装置供应到元件供应位置的元件是否呈保持件无法可靠保持的异常姿势的功能的元件安装装置。

符号说明

1 元件安装装置

5 元件供应装置

6 头部组件

63 吸嘴(保持件)

9 拍摄部

91 第1拍摄部

92 第2拍摄部

10 控制部

11 元件供应控制部

12 保持动作控制部

13 元件姿势判定部

131 图像转换部

132 特征量计算部

133 判定部

100 元件收纳带(元件收纳构件)

101 带本体

102 覆盖带

103 元件收纳部

PP1 保持位置

PP2 退避位置

PP3 保持不可位置

G1、G2 拍摄图像

GA 元件区域

GB 元件影区域

GC 收纳部区域

GG1～GG7 灰度图像

GGA 第1像素群

GGB 第 2 像素群

Claims (5)

1.一种元件安装装置，其特征在于包括：

元件供应装置，使用由多个收纳元件的元件收纳部排列而成的元件收纳构件，将所述元件供应到元件供应位置；

头部组件，能够沿上下方向升降地设有保持被供应到所述元件供应位置的所述元件的保持件；

拍摄部，从斜上方拍摄被供应到所述元件供应位置的所述元件以获取拍摄图像；以及

元件姿势判定部，基于所述拍摄图像，判定所述元件是否呈从所述元件收纳部朝与上下方向交叉的方向突出的异常姿势，

所述拍摄图像包含表示所述元件的图像的元件区域、表示所述元件的影的图像的元件影区域、以及表示所述元件收纳部的图像的收纳部区域，

所述元件姿势判定部包括：

特征量计算部，基于所述拍摄图像中的所述元件区域、所述元件影区域及所述收纳部区域，算出与所述元件的姿势相关的特征量；以及

判定部，基于所述特征量，来判定所述元件的所述异常姿势，

所述特征量计算部算出所述拍摄图像中的、所述元件区域的像素数与所述元件影区域及所述收纳部区域的像素数的比率，来作为所述特征量。

2.根据权利要求1所述的元件安装装置，其特征在于：

所述元件姿势判定部还包括图像转换部，该图像转换部将所述拍摄图像转换成以构成所述元件区域的指定像素的亮度值为阈值的灰度图像，该灰度图像包含与所述元件区域对应的第1像素群、和与所述元件影区域及所述收纳部区域对应的第2像素群，

所述特征量计算部算出所述灰度图像中的、所述第1像素群的像素数与所述第2像素群的像素数的比率，来作为所述特征量。

3.根据权利要求1或2所述的元件安装装置，其特征在于还包括：

保持动作控制部，控制所述保持件的升降动作，以使所述保持件在所述保持件能够保持所述元件的保持位置与相对于所述保持位置处于上方侧的退避位置之间移动，其中，

所述元件姿势判定部在所述保持件从所述退避位置向所述保持位置移动的下降过程中，判定被供应到所述元件供应位置的所述元件的所述异常姿势。

4.根据权利要求3所述的元件安装装置，其特征在于：

所述保持动作控制部，

在从所述元件姿势判定部输出判定结果之前，使所述保持件的下降速度减速到比指定的基准下降速度慢的速度；

在所述元件姿势判定部输出判定结果后，将所述保持件的下降速度设定为所述基准下降速度。

5.根据权利要求4所述的元件安装装置，其特征在于：

当从所述元件姿势判定部输出了表示所述元件呈所述异常姿势的判定结果时，所述保持动作控制部使以所述基准下降速度向所述保持位置进行下降的所述保持件停止在位于所述保持位置上方侧且由所述保持件不能够保持所述元件的保持不可位置上，然后，使所述保持件以指定的基准上升速度向所述退避位置上升。

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