CN111096097B - 元件安装机及元件落下的判定方法 - Google Patents

元件安装机及元件落下的判定方法 Download PDF

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Abstract

元件安装机具备：元件供给装置，向供给位置供给元件；及元件移载装置，使用元件安装工具从上述供给位置拾取上述元件并向基板安装，上述元件安装机具备：元件检测部，在使用上述元件安装工具来拾取上述元件之前或者拾取上述元件时，检测在上述供给位置是否存在上述元件；保持检测部，检测上述元件安装工具是否拾取并保持有上述元件；残留检测部，在通过上述保持检测部检测出上述元件安装工具未保持上述元件的情况下，检测在上述供给位置是否残留有上述元件；及落下判定部，基于上述元件检测部的检测结果、上述保持检测部的检测结果及上述残留检测部的检测结果，判定上述元件是否已落下。

Description

元件安装机及元件落下的判定方法
技术领域
本说明书涉及实施向基板安装电子元件(以下简称为元件)的安装作业的元件安装机。
背景技术
实施用于向施加有印刷配线的基板安装元件的各种作业(以下，称为对基板作业)而量产电路基板的技术正在普及。作为实施对基板作业的对基板作业机，有焊料印刷机、元件安装机、回流焊机及基板检查机等。元件安装机一般具备：基板输送装置、元件供给装置及元件移载装置。元件移载装置由保持吸嘴的安装头、及沿着水平两个方向驱动安装头的头驱动机构等构成。在使用吸嘴来吸附元件时，极少产生使元件错误地落下的情况。专利文献1中公开了元件有可能落下的情况下的应对技术的一例。
专利文献1的元件安装机具备：检测装置，检测吸嘴从供料器装置(元件供给单元)取出元件时错误地落下的元件；及控制装置，在检测出落下的元件的情况下停止安装运转。此外，作为检测装置，公开了将多对发光器及受光器相向配置而通过遮光来检测落下的元件的形态。由此，使吸嘴不会与落下的元件碰撞而破损。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2010-232544号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1中，需要新设置多对发光器及受光器，成本增加。另外，在检测出落下的元件的情况下，无条件地停止安装运转而生产效率下降，因此存在有想要尽量使安装运转继续的要求。这样的问题点不限于吸嘴和供料器装置的组合，对于其他种类的元件安装工具和其他种类的元件供给装置也需要考虑。
在本说明书中，要解决的课题在于提供能够利用现有的装置结构而抑制成本的增加并判定元件的落下的元件安装机及元件落下的判定方法。
用于解决课题的技术方案
本说明书公开一种元件安装机，具备：元件供给装置，向供给位置供给元件；及元件移载装置，使用元件安装工具从上述供给位置拾取上述元件并向基板安装，上述元件安装机具备：元件检测部，在使用上述元件安装工具来拾取上述元件之前或者拾取上述元件时，检测在上述供给位置是否存在上述元件；保持检测部，检测上述元件安装工具是否拾取并保持有上述元件；残留检测部，在通过上述保持检测部检测出上述元件安装工具未保持有上述元件的情况下，检测在上述供给位置是否残留有上述元件；及落下判定部，基于上述元件检测部的检测结果、上述保持检测部的检测结果及上述残留检测部的检测结果，判定上述元件是否已落下。
另外，本说明书公开一种元件落下的判定方法，是元件安装机中的元件落下的判定方法，上述元件安装机具备：元件供给装置，向供给位置供给元件；及元件移载装置，使用元件安装工具从上述供给位置拾取上述元件并向基板安装，上述元件落下的判定方法具备如下的工序：元件检测工序，在使用上述元件安装工具来拾取上述元件之前或者拾取上述元件时，检测在上述供给位置是否存在上述元件；保持检测工序，检测上述元件安装工具是否拾取并保持有上述元件；残留检测工序，在上述保持检测工序中检测出上述元件安装工具未保持有上述元件的情况下，检测在上述供给位置是否残留有上述元件；及落下判定工序，基于上述元件检测工序的检测结果、上述保持检测工序的检测结果及上述残留检测工序的检测结果，判定上述元件是否已落下。
发明效果
根据本说明书所公开的元件安装机，检测在使用了元件安装工具的拾取动作的前后在供给位置是否存在元件，此外，检测元件安装工具是否保持有元件，从而能够判定元件是否已落下。即，即使不直接检测落下的元件，也能够基于三个检测结果来间接且逻辑性地判定元件是否已落下。此外，元件检测部、保持检测部及残留检测部无需新设置传感器等，能够通过利用现有的装置结构来实现。因此，能够抑制元件落下的判定所需的成本的增加。另外，根据本说明书所公开的元件落下的判定方法，能够得到与上述元件安装机的效果相同的效果。
附图说明
图1是示意性地表示实施方式的元件安装机的结构的俯视图。
图2是表示实施方式的元件安装机的控制的结构的框图。
图3是例示元件的吸附动作的状况的图，是示意性地表示供料器装置及元件移载装置的小型安装头的俯视图。
图4是示意性地说明三种安装头沿着水平方向移动时的高度的图。
图5是表示控制元件的安装作业的控制装置的主动作流程的流程图。
图6是表示图5所包含的重试动作的详细动作流程的流程图。
图7是表示从图3的状况起一次吸附动作结束且小型吸嘴未保持有元件的状况下的第一事例的俯视图。
图8是表示从图3的状况起一次吸附动作结束且小型吸嘴未保持有元件的状况下的第二事例的俯视图。
具体实施方式
1.实施方式的元件安装机1的结构
参考图1～图8来说明实施方式的元件安装机1。图1是示意性地表示实施方式的元件安装机1的结构的俯视图。从图1的纸面左侧朝向右侧的方向是输送基板K的X轴方向，从纸面下侧朝向纸面上侧的方向是Y轴方向(前后方向)。图2是表示实施方式的元件安装机1的控制的结构的框图。元件安装机1通过将基板输送装置2、元件供给装置3、元件移载装置4、元件相机5及控制装置6等组装于机台10而构成。基板输送装置2、元件供给装置3、元件移载装置4及元件相机5由控制装置6控制，分别负责预定的作业。
基板输送装置2负责基板K的输送作业及定位作业。基板输送装置2由输送单元25和支撑单元26构成。输送单元25由一对导轨21、22及一对传送带等构成。一对导轨21、22沿着机台10的上表面中央的X轴方向延伸，且相互平行地配置。在一对导轨21、22的相对的内侧设有省略图示的无端环状的一对传送带。一对传送带在分别载置了长方形的基板K的相向的边的状态下进行轮转，而相对于在机台10的中央部设定的安装实施位置搬入及搬出基板K。支撑单元26配置在安装实施位置的下方。支撑单元26抬起基板K并以水平姿势进行夹紧而将其定位于安装实施位置。由此，元件移载装置4能够进行安装作业。
元件供给装置3负责元件的供给作业。元件供给装置3由托盘台30及多个供料器装置31等构成。托盘台30为大致矩形板状，以可拆装的方式装备于机台10的上表面的前侧。供料器装置31在宽度方向上形成得较薄，且并排装备在托盘台30上。在图1中例示了四个供料器装置31，实际上并列设置有更多的供料器装置31。为了根据生产的基板K的种类来变更供给的元件的种类而适当更换供料器装置31或者更换整个元件供给装置3。
供料器装置31由主体部32及以可更换的方式安设于主体部32的前侧的带盘33等构成。在主体部32的后端附近的上部设定有供给位置34。在带盘33卷绕保持有作为元件供给介质的载带9(参照图3)。图3是例示元件P的吸附动作的状况的图，是示意性地表示供料器装置31及元件移载装置4的小型安装头45的俯视图。在图3中，通过涂黑来表示元件P。
如图3所示，载带9由底带91和贴设于底带91的盖带92构成。底带91为纸制或树脂制，以一定间距形成有收纳元件P的腔部93。盖带92为透明薄膜制等，覆盖腔部93。供料器装置31每次将载带9放出一定间距而依次将腔部93前移至供给位置34。此时，通过省略图示的剥离机构而从底带91剥离盖带92并使其弯曲。由此，成为能够从供给位置34的腔部93取出元件P的状态。
元件移载装置4负责元件的安装作业。元件移载装置4是能够沿着X轴方向及Y轴方向水平移动的XY机器人类型的装置。元件移载装置4由一对Y轴轨道41、42、Y轴滑动件43、X轴滑动件44、能够选择安装的多种安装头(45～47)及基板相机48等构成。一对Y轴轨道41、42靠近机台10的两侧的侧面地配置，并沿着Y轴方向延伸。Y轴滑动件43能够移动地架设于Y轴轨道41、42。Y轴滑动件43被Y轴滚珠丝杠机构431沿着Y轴方向驱动。
X轴滑动件44能够移动地架设于Y轴滑动件43。X轴滑动件44被X轴滚珠丝杠机构441沿着X轴方向驱动。X轴滑动件44具备使安装头(45～47)相对于X轴滑动件44进行升降的头升降装置445。作为多种安装头(45～47)，可使用小型安装头45、中型安装头46及大型安装头47。这些安装头(45～47)并排配置在机台10上的头更换站11。并且，通过头升降装置445驱动安装头(45～47)进行升降，来自动更换安装头(45～47)。图1例示了选择并安装了小型安装头45的状态。
小型安装头45具有：旋转工具451、小型吸嘴452、旋转驱动部453、升降驱动部454、内压控制部455、负压测定传感器456及侧视相机457等。旋转工具451以可旋转的方式保持于小型安装头45的下侧。16个吸嘴座以预定角度A的间隔呈环状地配置于旋转工具451。各吸嘴座经由弹性部件将16个小型吸嘴452保持为能够上下移动。16个小型吸嘴452负责小型的元件P的安装。
在小型安装头45被驱动至任一个供料器装置31的供给位置34的上方时，将一个吸嘴座及一个小型吸嘴452定位于吸附位置459。如图3所示，吸附位置459是供料器装置31的供给位置34的正上方的位置。升降驱动部454驱动吸附位置459的吸嘴座进行升降。在吸附位置459的小型吸嘴452被驱动而下降时，内压控制部455向该小型吸嘴452供给负压。
由此，吸附位置459的小型吸嘴452下降至供给位置34，通过下端开口部来吸附元件P。负压测定传感器456在小型吸嘴452进行吸附动作时，测定小型吸嘴452的内部的负压。当小型吸嘴452的下端开口部与元件P接触时，大气的吸入被阻止，小型吸嘴452的负压显著地下降。假设在不存在元件P的情况下，持续吸入大气，因此小型吸嘴452的负压几乎不会下降。因此，基于负压测定传感器456的测定结果来检测有无元件P。负压测定传感器456作为后述的元件检测部71及残留检测部73的一部分发挥作用。
当第一小型吸嘴452吸附元件P并上升时，旋转驱动部453驱动旋转工具451向顺时针方向旋转预定角度A(参照图3)。由此，第一小型吸嘴452从吸附位置459起进行旋转移动而被定位于检测位置458。同时，与第一小型吸嘴452相邻的第二小型吸嘴452被定位于吸附位置459。另外，第一小型吸嘴452的上升动作与旋转工具451的旋转也可以在时间上重叠。
反复进行上述小型吸嘴452的吸附动作及旋转工具451的旋转动作。由此，16个或者其中一部分小型吸嘴452吸附并保持元件P。在图3中，四个小型吸嘴452对元件P的吸附已经结束，正在实施第五个小型吸嘴452对元件P的吸附。旋转驱动部453还具有驱动旋转工具451向反向的逆时针方向旋转的功能。由此，在后述的重试动作中，能够使小型吸嘴452在短时间内从检测位置458向吸附位置459返回。
侧视相机457配置于能够拍摄位于检测位置458的第一小型吸嘴452的下端开口部附近的位置。侧视相机457是通过从侧方拍摄第一小型吸嘴452并对取得的图像数据进行图像处理而检测第一小型吸嘴452是否吸附了元件P的拍摄图像处理部。侧视相机457作为后述的保持检测部72的一部分发挥作用。另外，当小型安装头45被驱动至基板K的上方时，吸附位置459的小型吸嘴452被升降驱动部454驱动而下降，并从内压控制部455被供给正压而向基板K安装元件P。
中型安装头46和大型安装头47也是与小型安装头45类似的结构。但是，中型安装头46具有四个中型吸嘴462。中型吸嘴462负责中型的元件P的安装。大型安装头47具有两个大型吸嘴472。大型吸嘴472负责大型的元件P的安装。
如上所述，安装头(45、46、47)、吸嘴(452、462、472)及元件P的组合分别为以小型彼此、中型彼此、及大型彼此相对应的组合。由此，以后的动作等的说明变得简单明了。实际上，元件P的大小多种多样，安装头(45、46、47)、吸嘴(452、462、472)也大多为三种以上。另外，在不更换安装头(45、46、47)而仅更换吸嘴(452、462、472)的结构等使用方式中也存在变化。
基板相机48朝向下方地设于X轴滑动件44的安与装头(45、46、47)并列的位置。基板相机48拍摄附设于基板K的位置基准标记，检测基板K的准确的位置。基板相机48还能够作为后述的元件检测部71及残留检测部73的一部分发挥作用。
元件移载装置4通过反复进行吸附安装循环(以下，称为PP循环)来进行安装作业。对PP循环的动作进行详细叙述，首先，元件移载装置4使安装头(45、46、47)向元件供给装置3移动，通过多个吸嘴(452、462、472)分别吸附元件P。接着，元件移载装置4使安装头(45、46、47)移动至元件相机5的上方。此时，通过元件相机5拍摄多个元件P的保持状态。接着，元件移载装置4使安装头(45、46、47)向基板K移动而安装多个元件P，并再次返回元件供给装置3。
根据向基板K安装的元件P的大小而自动更换小型安装头45、中型安装头46及大型安装头47。例如，在向某种基板K安装小型及大型的元件P时，在对于一块基板K的安装作业的中途，自动更换并使用小型安装头45与大型安装头47。作为通常的安装顺序，最初是小型安装头45的几次PP循环，接着是中型安装头46的PP循环，最后是大型安装头47的PP循环。但是，根据基板K或元件P的种类不同，也有例外的安装顺序。
在此，说明小型安装头45、中型安装头46及大型安装头47沿着水平方向移动时的高度。图4是示意性地说明三种安装头(45、46、47)沿着水平方向移动时的高度的图。在图4中，高度水平LF表示供料器装置31的上表面的高度。在吸附动作时错误地落下的元件P在多数情况下停留在供料器装置31的上表面。在该情况下，安装头(45、46、47)在移动时有可能与落下的元件P发生干扰而破损。另外，吸附于吸嘴(452、462、472)的元件P有可能与落下的元件P碰撞。
为此，小型安装头45的下端部分沿着水平方向移动的通常高度HSn设定为比在高度水平LF的基础上考虑了小型的元件P的高度尺寸hS的高度稍高。在很多小型安装头45的构造中，吸附于小型吸嘴452的元件P的底面成为下端部分，但不限定于此。另外，也可以取代小型的元件P的安装姿势下的高度尺寸hS而考虑元件P的长边尺寸hmax。由此，即使落下的元件P成为立起状态也不会发生干扰，能够进一步提高可靠性。
另外，中型安装头46的通常高度HMn设定为比在高度水平LF的基础上考虑了中型的元件P的高度尺寸hM的高度稍高。此外，大型安装头47的通常高度HLn设定为比在高度水平LF的基础上考虑了大型的元件P的高度尺寸hL的高度稍高。通常高度(HSn、HMn、HLn)的设定与安装头(45、46、47)的自动更换一并实施。
通过通常高度(HSn、HMn、HLn)的设定，能够在安装作业的中途不自动更换安装头(45、46、47)的情况下，将安装头(45、46、47)与落下的元件P的干扰防患于未然。然而，在自动更换安装头(45、46、47)的情况下，未消除干扰的隐患。例如，当小型安装头45以通常高度HSn移动时，会与落下的中型、大型的元件P发生干扰。另外，例如，当中型安装头46以通常高度HMn移动时，会与落下的大型的元件P发生干扰。
为此，对小型安装头45设定退避高度HSs，对中型安装头46设定退避高度HMs。退避高度HSs和退避高度HMs是能够与落下的元件P的大小无关地消除干扰的隐患的高度。在本实施方式中，退避高度HSs及退避高度HMs设定为与大型安装头47的通常高度HLn相等。另外，关于大型安装头47，在通常高度HLn没有干扰的隐患，因此不设定退避高度。另外，后述的退避控制部75也可以考虑落下的元件P的大小而可变地设定退避高度。通常高度(HSn、HMn、HLn)及退避高度(HSs、HMs)的切换通过退避控制部75控制头升降装置445来进行。
元件相机5朝向上方地设于基板输送装置2与元件供给装置3之间的机台10的上表面。元件相机5在安装头(45、46、47)从元件供给装置3向基板K移动的中途，拍摄保持于吸嘴(452、462、472)的元件P的状态。当通过所取得的拍摄数据的图像处理判明了元件P的保持姿势的误差或旋转角的偏差等时，控制装置6根据需要来对安装作业进行微调整，在安装作业困难的情况下进行废弃该元件P的控制。
2.实施方式的元件安装机1的控制的结构及功能
接着，说明实施方式的元件安装机1的控制的结构及功能。控制装置6组装于机台10，对于其配置位置不作特别限定。控制装置6是具有CPU并通过软件来进行动作的计算机装置。如图2所示，控制装置6在存储部61内保持有安装程序62。安装程序62是指定向基板K安装的元件P的种类、安装坐标位置及安装顺序、供给该元件的供料器装置31等的数据。
控制装置6按照安装程序62来控制元件安装机1的作业的流程。另外，控制装置6依次收集并更新生产完成的基板K的生产数量、元件P的安装所需的安装时间、元件P的吸附错误的产生次数等运转状况数据。控制装置6与作为上位的控制装置的主计算机69通信连接，并发送接收指令和应答等。
此外，控制装置6进行与元件P的落下判定相关的控制及与未能吸附元件P时的重试动作相关的控制。作为与落下判定及重试动作这两方相关的功能部，控制装置6具有元件检测部71及保持检测部72。作为与落下判定相关的功能部，控制装置6具有残留检测部73、落下判定部74、退避控制部75及退避动作通知部76。作为与重试动作相关的功能部，控制装置6具有重试实施部77、应对方法设定部78及元件种类登记部79。
元件检测部71在使用吸嘴(452、462、472)吸附元件P时检测在供料器装置31的供给位置34是否存在元件P。在本实施方式中，元件检测部71使用上述负压测定传感器456来检测在位于供给位置34的腔部93中是否存在元件P。但是不限定于此，元件检测部71的结构具有其他几个方式。
例如，元件检测部71也可以包含高度测定传感器，该高度测定传感器测定以吸嘴座为基准的吸嘴(452、462、472)的相对高度，来检测吸嘴(452、462、472)是否与元件P接触。详细地说，在吸嘴座下降的中途，吸嘴(452、462、472)与元件P接触之后不再下降，仅吸嘴座继续下降。因此，以吸嘴座为基准的吸嘴(452、462、472)的相对高度发生变化。因此，高度测定传感器能够根据相对高度的变化而检测出存在元件P。
作为高度测定传感器，能够例示设于吸嘴座的遮光传感器。该遮光传感器检测附设于吸嘴(452、462、472)的特定高度的遮光部，来检测相对高度的变化。另外，元件检测部71也可以在吸附元件P之前使用基板相机48来拍摄腔部93，通过所取得的图像数据的图像处理来检测有无元件P。
保持检测部72检测吸嘴(452、462、472)是否吸附并保持有元件P。例如，在安装有小型安装头45的情况下，保持检测部72使用上述侧视相机457来检测位于检测位置458的小型吸嘴452是否保持有元件P。
残留检测部73在通过保持检测部72检测出吸嘴(452、462、472)未保持有元件P的情况下，检测在供给位置34是否残留有元件P。残留检测部73兼用元件检测部71的结构，进行与元件检测部71相同的动作。实际上，将元件检测部71的“有/无元件P”的检测结果沿用于残留检测部73的“残留/未残留有元件P”的检测结果。
落下判定部74基于元件检测部71的检测结果、保持检测部72的检测结果及残留检测部73的检测结果，判定元件P是否已落下。具体而言，在通过元件检测部71检测出在供给位置34存在元件P，且通过保持检测部72检测出吸嘴(452、462、472)未保持有元件P，而且通过残留检测部73检测出在供给位置34未残留有元件P的情况下，落下判定部74判定为元件P已落下。即，在位于供给位置34的元件P因吸附动作而消失且吸嘴(452、462、472)未保持有元件P的情况下，能够逻辑性地判定出元件P错误地落下。将有无元件P落下的判定结果交接给退避控制部75。
另外，元件检测部71、保持检测部72、残留检测部73及落下判定部74以预定大小以上的元件P为落下判定的对象。具体而言，以中型和大型的元件P为落下判定的对象，将即使落下也不会发生干扰的小型的元件P排除在对象之外。由此，可削减检测和判定所需的时间，生产效率提高。
例如，在元件检测部71包含高度测定传感器的情况下，为了使相对高度的变化显著化而使吸嘴座下降至比通常位置低的位置。对于排除在对象之外的小型的元件P，只要使吸嘴座下降至通常位置即可，可削减检测所需的时间。另外，在元件检测部71包含基板相机48的情况下，可减少拍摄收纳有小型的元件P的腔部93并进行图像处理的时间。
退避控制部75在由落下判定部74判定为元件P已落下的情况下，控制使安装头(45、46)在退避高度(HSs、HMs)进行移动的退避动作。此外，退避控制部75基于吸嘴(452、462、472)的种类、安装头(45、46、47)的种类、落下的元件P的大小及此后吸附的元件P的大小中的至少一个项目，判定是否需要退避动作。
通过退避动作，即使元件P已落下，也能够继续进行基板K的生产。然而，生产效率会与使用比通常高度(HSn、HMn)高的退避高度(HSs、HMs)相应地下降。另外，本来就不优选对已落下的元件P以一定间距放出。因此，退避动作通知部76将退避控制部75的控制执行状态通知给主计算机69及操作者中的至少一方。通过该通知，能够进行尽早的应对，回收已落下的元件P，恢复通常高度(HSn、HMn)下的较高的生产效率。
重试实施部77基于元件检测部71的检测结果及保持检测部72的检测结果，判定是否实施使用吸嘴(452、462、472)再次吸附元件P的重试动作。此外，重试实施部77基于判定结果来实施重试动作。
具体而言，在通过元件检测部71检测出在供给位置34存在元件P，且通过保持检测部72检测出吸嘴(452、462、472)未保持有元件P的情况下，重试实施部77对与第一次的吸附动作时相同的腔部93实施重试动作。此外，重试实施部77在通过一次重试动作而未能吸附元件P的情况下，实施直到预定次数N为止的重试动作。
应对方法设定部78预先设定即使重试实施部77实施重试动作吸嘴(452、462、472)也未能吸附元件P的情况、即重试动作不成功的情况下的应对方法。作为应对方法，能够例示跳过、警报及错误停止。在跳过中，不安装该元件P而使安装作业结束，并记录跳过的历史。在警报中，进行其他元件P的安装作业，并通知警报。在错误停止中，中断安装作业并通知错误产生，等待操作者的应对作业。
元件种类登记部79预先登记成为重试动作的对象的元件P的种类。通常，将高价的元件P或库存量很少且调货时间较长的元件P等登记为重试动作的对象。由此，高价的元件P的废弃率减少，并且省略回收未安装的高价的元件P的麻烦。另一方面，对于价格不高的元件P，不实施重试动作而移向接下来的元件P的吸附动作，因此可抑制生产效率的下降。另外，对于库存量很少的元件P，能够减少陷入库存不足的隐患。
3.实施方式的元件安装机1的动作
接着，说明实施方式的元件安装机1的动作。图5是表示控制元件P的安装作业的控制装置6的主动作流程的流程图。图5的动作流程按照生产的基板K的各种类来执行。图6是表示图5所包含的重试动作的详细的动作流程的流程图。
在图5的步骤S1中，控制装置6进行初始设定。详细地说，控制装置6的退避控制部75设定安装头(45、46、47)移动时的通常高度(HSn、HMn、HLn)。另外，元件种类登记部79预先登记成为重试动作的对象的元件P的种类。例如，在元件数据中记载了元件P是否是重试动作的对象的信息的情况下，元件种类登记部79能够检索元件数据并进行登记。或者，元件种类登记部79能够基于操作者的输入操作来进行登记。另一方面，应对方法设定部78预先设定重试动作不成功的情况下的应对方法。
在接下来的步骤S2中，退避控制部75进行是否需要退避动作的初始判定。例如，在向某种基板K安装的元件P仅为大型而仅使用具有大型吸嘴472的大型安装头47的情况下，不需要退避动作。另外，例如，在仅使用具有小型吸嘴452的小型安装头45安装小型的元件P的情况下，也不需要退避动作。另一方面，在安装作业的中途自动更换安装头(45、46、47)的情况下，有可能由于元件P的落下而产生干扰，因此需要考虑退避动作的可能性。实际上，元件P的大小多种多样，初始判定的判定逻辑在一定程度上复杂化。退避控制部75在不需要退避动作的情况下将退避标志复位，在考虑退避动作的情况下设置退避标志。
在接下来的步骤S3中，控制装置6控制基板输送装置2，搬入及定位基板K。在接下来的步骤S4中，控制装置6控制元件供给装置3及元件移载装置4而开始元件P的安装作业、即PP循环。在接下来的步骤S5中，控制装置6使元件移载装置4进行使用吸嘴(452、462、472)的元件P的吸附动作。在吸附动作刚刚结束之后，元件移载装置4驱动旋转工具451顺时针地旋转预定角度A。另外，供料器装置31将载带9放出一定间距，使下一个腔部93前移至供给位置34。
在接下来的步骤S6中，元件检测部71及保持检测部72进行动作。在接下来的步骤S7中，落下判定部74及重试实施部77确认元件检测部71的检测结果、即在供给位置34的腔部93中是否存在元件P。通常，在供给位置34存在元件P，动作流程的执行进入步骤S8。在步骤S8中，落下判定部74及重试实施部77确认保持检测部72的检测结果、即吸嘴(452、462、472)是否保持有元件P。通常，保持有元件P，动作流程的执行进入步骤S9。
在步骤S9中，控制装置6判定全部的吸嘴(452、462、472)的吸附动作是否结束。在否的情况下，控制装置6以下一个吸嘴(452、462、472)为对象，使动作流程返回步骤S5。通过重复步骤S5至步骤S9的循环，而全部的吸嘴(452、462、472)的吸附动作结束。于是，控制装置6使动作流程的执行进入步骤S10。另外，根据安装程序62中记载的PP循环的内容不同，也有仅使用一部分吸嘴(452、462、472)的情况。
在步骤S10中，元件移载装置4使安装头(45、46、47)向元件相机5的上方移动。由此，实施基于元件相机5的拍摄。在接下来的步骤S11中，元件移载装置4使安装头(45、46、47)向基板K移动，来进行元件P的安装动作。在接下来的步骤S12中，控制装置6判定全部PP循环是否结束。在否的情况下，控制装置6以下一个PP循环为对象，使动作流程的执行返回步骤S4。通过重复从步骤S4至步骤S12的循环，而全部PP循环结束。于是，控制装置6使动作流程的执行进入步骤S13。
在步骤S13中，控制装置6搬出生产完成后的基板K。然后，控制装置6使动作流程的执行返回步骤S3，开始对于下一个基板K的安装作业。通过重复从步骤S3至步骤S13的循环而量产基板K。另外，有时也同时进行生产完成后的基板K的搬出和下一个基板K的搬入。至此，是与主动作流程的良好进展相关的说明。
在步骤S7中，当在供给位置34没有元件P的情况下，动作流程向步骤S21分支。在该情况下，在载带9的腔部93中从最初就未收纳有元件P。详细地说，与载带9的前端或后端接近的多个腔部成为从最初就未收纳有元件的空腔部。空腔部被操作者切断或者预先存储于控制装置6而省略吸附动作。即便如此，有时也会因操作者的切断作业的不良或空腔部的个数错误等而导致空腔部被判断为通常的腔部93从而被进行吸附动作。另外，虽然很少见，但是也存在通常的腔部93中未收纳有元件的情况。
在步骤S21中，控制装置6使旋转工具451向反向的逆时针方向旋转预定角度A，使动作流程的执行返回步骤S5。在返回的步骤S5中，元件移载装置4再次使用未能吸附元件P的吸嘴(452、462、472)，进行自载带9的下一个腔部93的吸附动作。
另外，在步骤S8中，在吸嘴(452、462、472)未保持有元件P的情况下，动作流程向步骤S31分支。在该情况下，设想图7及图8所例示的两个事例。图7是表示从图3的状况起一次吸附动作结束且小型吸嘴452未保持有元件P的状况下的第一事例的俯视图。另外，图8是表示从图3的状况起一次吸附动作结束且小型吸嘴452未保持有元件P的状况下的第二事例的俯视图。
在图7中，从图3的状况起旋转工具451驱动而向顺时针方向旋转了预定角度A，第五个小型吸嘴452被定位于检测位置458。在步骤S6中，侧视相机457拍摄第五个小型吸嘴452未保持有元件P的状况。由此，执行从步骤S8向步骤S31的分支。另一方面，从图3的状况起载带9被放出一定间距。并且，在从供给位置34前移后的腔部93X中残留有元件P。因此，第一事例成为在吸附动作时在腔部93X中存在元件P且未能通过小型吸嘴452进行吸附的状况。
与此相对，在图8中，旋转工具451的旋转驱动及载带9的一定间距的放出与图7相同。但是，在从供给位置34前移后的腔部93X中未残留元件P。因此，第二事例成为在吸附动作时在腔室部93X中存在元件P，且在通过小型吸嘴452吸附时错误地使元件P落下的状况。在当前时间点，控制装置6无法对图7所示的第一事例与图8所示的第二事例进行判别。
在步骤S31中，控制装置6的重试实施部77与第一事例及第二事例无关地实施重试动作。在表示重试动作的详细情况的图6的步骤S51中，重试实施部77在用于对重试次数进行计数的重试计数器RC中设置1。在接下来的步骤S52中，重试实施部77使载带9返回一定间距，将不清楚是否残留有元件P的腔部93X再次定位于供给位置34。在接下来的步骤S53中，重试实施部77使旋转工具451向反向的逆时针方向旋转预定角度A，而将第五个小型吸嘴452再次定位于吸附位置459。
通过这些动作，在第一事例的情况下，再现图3的状况。另外，在第二事例的情况下，除了在腔部93X中没有元件P以外，再现图3的状况。在接下来的步骤S54中，重试实施部77使元件移载装置4进行与步骤S5相同的吸附动作。如上所述，与吸附动作一并进行旋转工具451的旋转驱动及载带9的放出。在接下来的步骤S55中，元件检测部71、保持检测部72及残留检测部73进行动作。
在接下来的步骤S56中，落下判定部74及重试实施部77基于元件检测部71及残留检测部73的检测结果，决定动作流程的分支目的地。在没有(未残留)元件P的情况下的步骤S57中，落下判定部74判定为第二事例的“元件落下”。之后，落下判定部74使控制的执行返回主动作流程。
另一方面，在存在(残留有)元件P的情况下的步骤S58中，重试实施部77基于保持检测部72的检测结果，判定动作流程的分支目的地。在吸嘴(452、462、472)保持有元件P的情况下的步骤S59中，重试实施部77判定为第一事例之后的“重试成功”。然后，重试实施部77使控制的执行返回主动作流程。
在吸嘴(452、462、472)未保持有元件P的情况下的步骤S60中，重试实施部77判定重试计数器RC的值是否达到预定次数N。在未达到的情况下的步骤S61中，重试实施部77使重试计数器RC的值增加1，使动作流程的执行返回步骤S52。通过重复从步骤S52至步骤S61的循环，步骤S54的吸附动作最多执行预定次数N。
在重复循环的中途，有时产生向步骤S57或者步骤S59的分支。另外，在不产生向步骤S57或步骤S59的分支的情况下，在步骤S60中重试计数器RC的值达到预定次数N，而动作流程的执行进入步骤S62。
在步骤S62中，重试实施部77控制最终处理的实施。最终处理不以元件P的吸附为目的，而是以最终确认是否残留有元件P为目的。具体而言，重试实施部77减弱从内压控制部455向吸嘴(452、462、472)供给的负压而实施吸附动作。另外，在残留检测部73包含高度测定传感器的结构中，不对吸嘴(452、462、472)供给负压而仅实施下降动作。
在接下来的步骤S63中，重试实施部77基于最终处理时的残留检测部73的检测结果来决定动作流程的分支目的地。在未残留有元件P的情况下，重试实施部77使动作流程的执行与步骤S57的“元件落下”合流。另外，在残留有元件P的情况下的步骤S64中，重试实施部77判定为第一情况之后的“重试不成功”。然后，重试实施部77使控制的执行返回主动作流程。“重试不成功”在元件P粘接于腔部93X的情况下或覆盖腔部93X的盖带92未剥离的情况等下产生。
结果，重试动作的结果成为“重试成功”、“重试不成功”及“元件落下”中的任一个。返回图5的步骤S32，重试实施部77按照重试动作的结果，决定动作流程的分支目的地。在“重试成功”的情况下，重试实施部77使动作流程的执行返回步骤S9。在“重试不成功”的情况下的步骤S33中，控制装置6实施在步骤S1中初始设定的应对方法。
在“元件落下”的情况下的步骤S34中，退避控制部75最终判定是否需要退避动作，来决定动作流程的分支目的地。详细地说，在步骤S2中复位了退避标志的情况下，退避控制部75能够立即判定为不需要退避动作。另外，在设置了退避标志的情况下，退避控制部75对实际落下的元件P的大小与此后使用的安装头(45、46、47)的种类进行比较，判定是否需要退避动作。
例如，在落下的元件P为大型时，根据图4的说明可知，需要小型安装头45及中型安装头46的退避动作。另外，在落下的元件P为中型时，需要小型安装头45的退避动作。在落下的元件P为小型时，不需要退避动作。
在需要退避动作的情况下的步骤S35中，在落下的元件P为大型时，退避控制部75设定小型安装头45的退避高度HSs和中型安装头46的退避高度HMs。另外，在落下的元件P为中型时，退避控制部75仅设定小型安装头45的退避高度HSs。另外，在多个元件P因动作流程的重复而落下的情况下，退避控制部75进行考虑了落下中的最大的元件P的设定。
在接下来的步骤S36中，退避动作通知部76通知退避动作的控制执行状态。另外，在步骤S34中不需要退避动作的情况下，退避控制部75省略步骤S35，使动作流程的执行进入步骤S36。在该情况下的步骤S36中，退避动作通知部76通知是小型的元件P落下的状态这一主旨。在执行了步骤S36之后，退避控制部75使动作流程的执行与步骤S21合流。
在步骤S35中设定的退避高度(HSs、HMs)持续使用直到基板K的预定块数的生产结束为止。但是，在由操作者实施了落下的元件P的应对作业，继而实施了重启处理的情况下，退避高度(HSs、HMs)返回至通常高度(HSn、HMn)。
根据实施方式的元件安装机1，即使不直接检测落下的元件P，也能够基于元件检测部71、保持检测部72及残留检测部73的检测结果来间接且逻辑性地判定元件P是否已落下。此外，元件检测部71、保持检测部72及残留检测部73不新设置传感器等，能够通过利用现有的装置结构来实现。因此，能够抑制元件落下的判定所需的成本的增加。
另外，根据实施方式的元件安装机1，在使用吸嘴(452、462、472)来吸附元件P时，检测在供给位置34是否存在元件，而且检测吸嘴(452、462、472)是否保持有元件P，并基于检测结果来判定是否实施重试动作。因此，在从最初起在供给位置34没有元件P的情况下，能够避免无意义的重试动作。
4.实施方式的应用及变形
此外，控制装置6也可以仅进行与元件P的落下判定相关的控制及与未能吸附元件P时的重试动作相关的控制中的一方的控制。另外，在实施方式中，元件供给装置3由供料器装置31构成，作为元件安装工具而使用吸嘴(452、462、472)，但是不限定于此。也就是说，元件供给装置3也可以是元件供给介质使用托盘的装置或其他方式的元件供给装置。另外，作为元件安装工具，也能够使用夹持元件P的夹持式安装工具。
此外，在实施方式中，自动更换多个安装头(45～47)，但是也可以是通过手动来更换安装头(45～47)的结构或不更换安装头的结构。另外，重试动作时的元件检测部71、保持检测部72及残留检测部73的检测动作(图6的步骤S55)也可以使用与通常时的检测动作(图5的步骤S6)不同的检测方法。实施方式除此以外还能够进行各种变形和应用。
附图标记说明
1、元件安装机；2、基板输送装置；3、元件供给装置；31、供料器装置；34、供给位置；4、元件移载装置；45、小型安装头；451、旋转工具；452、小型吸嘴；453、旋转驱动部；454、升降驱动部；456、负压测定传感器；457、侧视相机；458、检测位置；459、吸附位置；46、中型安装头；462、中型吸嘴；47、大型安装头；472、大型吸嘴；6、控制装置；71、元件检测部；72、保持检测部；73、残留检测部；74、落下判定部；75、退避控制部；76、退避动作通知部；77、重试实施部；78、应对方法设定部；79、元件种类登记部；9、载带；93、腔部；93X、腔部；K、基板；P、元件；A、预定角度；HSn、通常高度；HMn、通常高度；HLn、通常高度；HSs、退避高度；HMs、退避高度。

Claims (17)

1.一种元件安装机，具备：元件供给装置，向供给位置供给元件；及元件移载装置，使用元件安装工具从所述供给位置拾取所述元件并向基板安装，
所述元件安装机具备：
元件检测部，在使用所述元件安装工具来拾取所述元件之前或者拾取所述元件时，检测在所述供给位置是否存在所述元件；
保持检测部，检测所述元件安装工具是否拾取并保持有所述元件；
残留检测部，在通过所述保持检测部检测出所述元件安装工具未保持所述元件的情况下，检测在所述供给位置是否残留有所述元件；及
落下判定部，基于所述元件检测部的检测结果、所述保持检测部的检测结果及所述残留检测部的检测结果，在通过所述元件检测部检测出在所述供给位置存在所述元件、且通过所述保持检测部检测出所述元件安装工具未保持所述元件、而且通过所述残留检测部检测出在所述供给位置未残留所述元件的情况下，判定为所述元件是否已落下。
2.根据权利要求1所述的元件安装机，其中，
所述元件移载装置具有安装头，所述安装头保持所述元件安装工具并且能够调整沿着水平方向移动时的高度，
所述元件安装机还具备退避控制部，在通过所述落下判定部判定为所述元件已落下的情况下，所述退避控制部对退避动作进行控制，使所述安装头以能够退避开所落下的所述元件、且高于通常高度的退避高度来进行移动。
3.根据权利要求2所述的元件安装机，其中，
所述元件移载装置根据所述元件的大小自动更换所述元件安装工具的种类并且变更所述通常高度。
4.根据权利要求2所述的元件安装机，其中，
所述退避控制部基于所述元件安装工具的种类、所述安装头的种类、落下的所述元件的大小及将要拾取的所述元件的大小中的至少一个项目，来判定是否需要所述退避动作或者决定所述退避高度。
5.根据权利要求3所述的元件安装机，其中，
所述退避控制部基于所述元件安装工具的种类、所述安装头的种类、落下的所述元件的大小及将要拾取的所述元件的大小中的至少一个项目，来判定是否需要所述退避动作或者决定所述退避高度。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的元件安装机，其中，
所述元件安装机还具备退避动作通知部，所述退避动作通知部将所述退避控制部的控制执行状态通知给上位的控制装置及操作者中的至少一方。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的元件安装机，其中，
所述元件安装工具是利用负压来吸附所述元件的吸嘴，
所述元件检测部包含负压测定传感器，在使用所述吸嘴来吸附所述元件时，所述负压测定传感器通过测定所述负压来检测所述吸嘴是否与所述元件接触。
8.根据权利要求1～5中任一项所述的元件安装机，其中，
所述元件安装工具是利用负压来吸附所述元件的吸嘴，
所述元件移载装置具有：吸嘴座，经由弹性部件而将所述吸嘴保持为能够上下移动；及升降驱动部，对所述吸嘴座进行升降驱动，
所述元件检测部包含高度测定传感器，在使用所述吸嘴来吸附所述元件时，所述高度测定传感器通过测定以所述吸嘴座为基准的所述吸嘴的相对高度来检测所述吸嘴是否与所述元件接触。
9.根据权利要求7所述的元件安装机，其中，
所述元件供给装置是供料器装置，所述供料器装置使用以一定间距形成有分别收纳所述元件的多个腔部的载带，在每次由所述吸嘴实施了所述元件的吸附时，将所述载带放出所述一定间距，依次将所述腔部前移至所述供给位置，
所述残留检测部兼用所述元件检测部的结构，在使所述载带返回了所述一定间距之后，对与吸附动作时相同的所述腔部进行与所述元件检测部相同的动作。
10.根据权利要求8所述的元件安装机，其中，
所述元件供给装置是供料器装置，所述供料器装置使用以一定间距形成有分别收纳所述元件的多个腔部的载带，在每次由所述吸嘴实施了所述元件的吸附时，将所述载带放出所述一定间距，依次将所述腔部前移至所述供给位置，
所述残留检测部兼用所述元件检测部的结构，在使所述载带返回了所述一定间距之后，对与吸附动作时相同的所述腔部进行与所述元件检测部相同的动作。
11.根据权利要求7所述的元件安装机，其中，
所述元件移载装置具有：
旋转工具，呈环状地配置有多个所述吸嘴；及
旋转驱动部，当由被定位于所述供给位置的上方的吸附位置的第一所述吸嘴实施了所述元件的吸附时，所述旋转驱动部使所述旋转工具旋转预定角度，而将第一所述吸嘴定位于检测位置并且将第二所述吸嘴定位于所述吸附位置，
所述保持检测部包含拍摄图像处理部，所述拍摄图像处理部拍摄被定位于所述检测位置的第一所述吸嘴，并对取得的图像数据进行图像处理，从而检测第一所述吸嘴是否吸附有所述元件。
12.根据权利要求8所述的元件安装机，其中，
所述元件移载装置具有：
旋转工具，呈环状地配置有多个所述吸嘴；及
旋转驱动部，当由被定位于所述供给位置的上方的吸附位置的第一所述吸嘴实施了所述元件的吸附时，所述旋转驱动部使所述旋转工具旋转预定角度，而将第一所述吸嘴定位于检测位置并且将第二所述吸嘴定位于所述吸附位置，
所述保持检测部包含拍摄图像处理部，所述拍摄图像处理部拍摄被定位于所述检测位置的第一所述吸嘴，并对取得的图像数据进行图像处理，从而检测第一所述吸嘴是否吸附有所述元件。
13.根据权利要求9所述的元件安装机，其中，
所述元件移载装置具有：
旋转工具，呈环状地配置有多个所述吸嘴；及
旋转驱动部，当由被定位于所述供给位置的上方的吸附位置的第一所述吸嘴实施了所述元件的吸附时，所述旋转驱动部使所述旋转工具旋转预定角度，而将第一所述吸嘴定位于检测位置并且将第二所述吸嘴定位于所述吸附位置，
所述保持检测部包含拍摄图像处理部，所述拍摄图像处理部拍摄被定位于所述检测位置的第一所述吸嘴，并对取得的图像数据进行图像处理，从而检测第一所述吸嘴是否吸附有所述元件。
14.根据权利要求10所述的元件安装机，其中，
所述元件移载装置具有：
旋转工具，呈环状地配置有多个所述吸嘴；及
旋转驱动部，当由被定位于所述供给位置的上方的吸附位置的第一所述吸嘴实施了所述元件的吸附时，所述旋转驱动部使所述旋转工具旋转预定角度，而将第一所述吸嘴定位于检测位置并且将第二所述吸嘴定位于所述吸附位置，
所述保持检测部包含拍摄图像处理部，所述拍摄图像处理部拍摄被定位于所述检测位置的第一所述吸嘴，并对取得的图像数据进行图像处理，从而检测第一所述吸嘴是否吸附有所述元件。
15.根据权利要求11～14中任一项所述的元件安装机，其中，
所述残留检测部兼用所述元件检测部的结构，在通过所述旋转驱动部使所述旋转工具反向旋转了所述预定角度之后，进行与所述元件检测部相同的动作。
16.根据权利要求1～5中任一项所述的元件安装机，其中，
将排除了即使落下也不会发生干扰的小型元件的预定大小以上的所述元件作为落下判定的对象。
17.一种元件落下的判定方法，是元件安装机中的元件落下的判定方法，所述元件安装机具备：元件供给装置，向供给位置供给元件；及元件移载装置，使用元件安装工具从所述供给位置拾取所述元件并向基板安装，
所述元件落下的判定方法具备如下的工序：
元件检测工序，在使用所述元件安装工具来拾取所述元件之前或者拾取所述元件时，检测在所述供给位置是否存在所述元件；
保持检测工序，检测所述元件安装工具是否拾取并保持有所述元件；
残留检测工序，在所述保持检测工序中检测出所述元件安装工具未保持所述元件的情况下，检测在所述供给位置是否残留有所述元件；及
落下判定工序，基于所述元件检测工序的检测结果、所述保持检测工序的检测结果及所述残留检测工序的检测结果，在通过所述元件检测工序检测出在所述供给位置存在所述元件、且通过所述保持检测工序检测出所述元件安装工具未保持所述元件、而且通过所述残留检测工序检测出在所述供给位置未残留所述元件的情况下，判定为所述元件是否已落下。
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