CN111096102B - 元件安装装置 - Google Patents

元件安装装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111096102B
CN111096102B CN201780094758.8A CN201780094758A CN111096102B CN 111096102 B CN111096102 B CN 111096102B CN 201780094758 A CN201780094758 A CN 201780094758A CN 111096102 B CN111096102 B CN 111096102B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mounting
component
mounting point
point
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780094758.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111096102A (zh
Inventor
高间和志
驹池国宗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Publication of CN111096102A publication Critical patent/CN111096102A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111096102B publication Critical patent/CN111096102B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/0882—Control systems for mounting machines or assembly lines, e.g. centralized control, remote links, programming of apparatus and processes as such
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/695—Control of camera direction for changing a field of view, e.g. pan, tilt or based on tracking of objects
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404—Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408—Incorporating a pick-up tool
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0812—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines the monitoring devices being integrated in the mounting machine, e.g. for monitoring components, leads, component placement
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0815—Controlling of component placement on the substrate during or after manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30141—Printed circuit board [PCB]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

一种元件安装装置(1)，向基板(100)上安装元件(E)，具备头单元(3)、使所述头单元(3)在基台上移动的驱动部及控制装置(9)，所述头单元(3)包括保持所述元件(E)的安装头(32)和拍摄对象物的三维图像的立体相机(81A、81B)，所述控制装置(9)进行以下处理：拍摄处理，在使保持于所述安装头(32)的所述元件(E)向所述基板(100)上的搭载点(Pm)移动的移动动作期间，在所述元件(E)到达所述搭载点(Pm)以前，利用所述立体相机(81A、81B)拍摄包括所述搭载点(Pm)在内的所述搭载点(Pm)的周边区域；计算处理，为了基于通过所述拍摄处理获得的所述周边区域的X方向、Y方向、Z方向的三维信息将所述元件(E)搭载在与所述搭载点(Pm)对应的焊盘(L1、L2)的焊料(S1、S2)上，计算所述X方向、所述Y方向、所述Z方向的校正量；及安装处理，按照所述校正量校正所述元件(E)的搭载点(Pm)，并将所述元件(E)安装在所述基板上。

Description

元件安装装置
技术领域
在本说明书中公开的技术涉及在元件安装装置中校正元件的搭载位置的技术。
背景技术
元件安装装置是使用安装头将元件搭载于印刷基板的装置。在下述专利文献1中，在安装头搭载有相机模块。相机模块以吸嘴处于元件搭载位置的正上方的状态测定元件搭载位置的图案的三维位置。并且，关于通过基于相机模块的图案的测定结果校正安装头的位置来提高元件的安装精度这一点，进行了公开。
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
发明要解决的课题
在上述的结构中，在吸嘴处于元件搭载位置的正上方的状态下，拍摄图案的图像。因此，需要额外地花费拍摄图案的时间、基于测定结果计算校正量的时间，从而造成节拍损失。
在本说明书中公开的技术是鉴于上述的课题而作出的，其目的在于提高元件的安装精度，并且抑制节拍损失。
用于解决课题的手段
一种元件安装装置，向基板上安装元件，所述元件安装装置具备：头单元；驱动部，使所述头单元在基台上移动；及控制装置，所述头单元包括保持所述元件的安装头和拍摄对象物的三维图像的立体相机，所述控制装置进行以下处理：拍摄处理，在将保持于所述安装头的所述元件向所述基板上的搭载点移动的移动动作期间，在所述元件到达所述搭载点以前，利用所述立体相机拍摄包括所述搭载点在内的所述搭载点的周边区域；计算处理，为了基于通过所述拍摄处理获得的所述周边区域的X方向、Y方向、Z方向的三维信息将所述元件搭载于与所述搭载点对应的焊盘的焊料上，计算所述X方向、所述Y方向、所述Z方向的校正量；及安装处理，按照所述校正量校正所述元件的搭载点，并将所述元件安装于所述基板上。
作为元件安装装置的一个实施方式，优选所述控制装置在所述校正量不在允许范围内的情况下执行错误处理。在本结构中，能够将不良的发生防患于未然。
一种拍摄方法，由设置于头单元的立体相机拍摄包括搭载点在内的所述搭载点的周边区域，所述搭载点是设置于所述头单元的安装头所保持的元件的搭载点，为了校正所述元件的所述搭载点，在元件搭载前利用所述立体相机对包括所述元件的所述搭载点在内的所述搭载点的周边区域进行拍摄的情况下，以使所述立体相机的视野中的不会与所述元件干扰的区域先与包括所述搭载点在内的所述搭载点的周边区域重合的方式使所述头单元移动并进行拍摄。在该方法中，相机视野中的不会与元件干扰的区域与干扰的区域相比先与拍摄对象的周边区域重合。因此，能够在拍摄对象的周边区域M与相机视野重合的同时拍摄周边区域，能够无时间损失地拍摄周边区域。
一种元件的安装顺序的决定方法，应用于具备头单元的元件安装装置，所述头单元设置有多个安装头和多个立体相机，以如下方式决定所述元件的安装顺序：利用设置于所述头单元的多个所述安装头同时保持所述元件，在将一个元件搭载于搭载点之后使下一元件朝向下一搭载点移动时，使所述立体相机的视野中的不会与所述元件干扰的区域先与包括下一搭载点在内的所述下一搭载点的周边区域重合。在该方法中，相机视野中的不会与元件干扰的区域与干扰的区域相比先与拍摄对象的周边区域重合。因此，能够在拍摄对象的周边区域M与相机视野重合的同时拍摄周边区域，能够无时间损失地拍摄周边区域。
发明效果
根据在本说明书中公开的技术，能够提高元件的安装精度，并且能够抑制节拍损失。
附图说明
图1是实施方式1的元件安装装置的俯视图。
图2是示出元件安装装置的电气结构的框图。
图3是摄像单元的侧视图。
图4是利用立体匹配的高度的计测方法的说明图。
图5是示出元件向基板的安装处理的一系列流程的流程图。
图6是元件的搭载点的说明图。
图7是示出计算搭载点的校正量的处理的详细步骤的流程图。
图8是模拟地示出到搭载点为止的移动路径的图。
图9是模拟地示出到搭载点为止的移动路径的图。
图10是示出搭载点的周边区域的图像的图。
图11是基板及焊料的侧视图。
图12是图案和焊料的俯视图。
图13是模拟地示出到搭载点为止的移动路径的图。
图14是示出元件的下降动作的图。
图15是示出实施方式2的安装处理的一系列流程的流程图。
图16是图案和焊料的俯视图。
图17是拍摄单元的移动方向的说明图。
图18是元件的安装顺序的说明图。
具体实施方式
＜实施方式1＞
1.元件安装装置的说明
参照图1～图14，说明本发明的第1实施方式的元件安装装置1的结构。
如图1所示，元件安装装置1是将IC、晶体管、电容器及电阻等元件E向印刷基板等基板100安装的装置。
另外，元件安装装置1具备基台1A、搬运部2、头单元3、支撑部4、导轨部5、元件识别相机6、基板识别相机7、摄像单元8、控制装置9及显示部54。
在基台1A的Y方向的两侧(Y1侧及Y2侧)的端部分别设置有用于配置多个带式供料器11的供料器配置部12。
带式供料器11保持带盘(未图示)，该带盘是将隔开预定的间隔保持有多个元件E的带卷绕而成的。带式供料器11通过使带盘旋转而将保持元件E的带送出，由此从带式供料器11的前端供给元件E。
各带式供料器11以经由设置于供料器配置部12的未图示的连接器与控制装置9电连接的状态配置于供料器配置部12。由此，各带式供料器11基于来自控制装置9的控制信号从带盘送出带，并且供给元件E。此时，各带式供料器11按照头单元3的安装动作供给元件E。
搬运部2具有一对输送机2a。搬运部2具有利用一对输送机2a在水平方向(X方向)上搬运基板100的功能。具体地说，搬运部2具有如下的功能，即，从上游侧(X1侧)的未图示的搬运路搬入安装前的基板100，并且将搬入的基板100搬运至安装作业位置N，将完成了安装的基板100向下游侧(X2侧)的未图示的搬运路搬出。另外，搬运部2利用夹紧机构等未图示的基板固定机构对停止在安装作业位置N的基板100进行保持固定。
搬运部2的一对输送机2a能够一边从下方支撑基板100，一边在水平方向(X方向)上搬运基板100。另外，一对输送机2a能够调整Y方向的间隔。由此，能够按照搬入的基板100的大小调整一对输送机2a的Y方向的间隔。
头单元3将元件E安装于被固定于安装作业位置N的基板100的安装位置100a(参照图3)。头单元3包括滚珠螺母31、5个安装头32、分别设置于5个安装头32的5个Z轴马达33(参照图2)及分别设置于5个安装头32的5个R轴马达34(参照图2)。
5个安装头32在头单元3的下表面侧，沿着X方向配置为一列。在5个安装头32的各安装头32的前端分别安装有嘴32a(参照图3)。安装头32能够借助由未图示的负压产生机在嘴32a的前端部产生的负压，吸附保持从带式供料器11供给的元件E。
另外，安装头32能够在上下方向(Z方向)上升降。具体地说，安装头32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的搬运、摄像等时的上升的状态的位置之间升降。另外，在头单元3，5个安装头32能够利用设置于各安装头32的Z轴马达33使各安装头32升降。另外，5个安装头32能够利用设置于各安装头32的R轴马达34使各安装头32围绕嘴32a的中心轴(围绕Z方向)旋转。
另外，头单元3能够沿着支撑部4在X方向上移动。具体地说，支撑部4包括滚珠丝杠轴41、使滚珠丝杠轴41旋转的X轴马达42和在X方向上延伸的未图示的导轨。头单元3利用X轴马达42使滚珠丝杠轴41旋转，由此头单元3能够与滚珠丝杠轴41所卡合(螺合)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能够沿着固定在基台1A上的一对导轨部5在与X方向正交的Y方向上移动。具体地说，导轨部5包括：一对导轨51，将支撑部4的X方向的两端部支撑为能够在Y方向上移动；滚珠丝杠轴52，在Y方向上延伸；及Y轴马达53，使滚珠丝杠轴52旋转。另外，在支撑部4设置有滚珠丝杠轴52所卡合(螺合)的滚珠螺母43。支撑部4利用Y轴马达53使滚珠丝杠轴52旋转，由此支撑部4能够与滚珠丝杠轴52所卡合(螺合)的滚珠螺母43一起沿着一对导轨部5在Y方向上移动。此外，X轴马达42及Y轴马达53是头单元3的驱动部90。
根据这样的结构，头单元3能够在基台1A上在水平方向(X方向及Y方向)上移动。由此，头单元3例如移动到带式供料器11的上方，能够吸附从带式供料器11供给的元件E。另外，头单元3移动到例如固定在安装作业位置N的基板100的上方，能够将所吸附的元件E安装于基板100。具体地说，能够在基板100的图案上安装元件E。
元件识别相机6为了在元件E的安装之前识别元件E的吸附状态，对吸附于安装头32的元件E进行摄像。元件识别相机6固定在基台1A的上表面上，从元件E的下方(Z2方向)对吸附于安装头32的元件E进行摄像。该摄像结果由控制装置9获取。由此，能够由控制装置9基于吸附的元件E的摄像结果，识别元件E的吸附状态(旋转姿势及相对于安装头32的吸附位置)。
基板识别相机7在元件E的安装之前对标在基板100上的位置识别标记(基准标记)FM进行摄像。位置识别标记FM是用于识别基板100的位置的标记。在图1所示的基板100上，位置识别标记FM在基板100的右下的位置及左上的位置标有一对。该位置识别标记FM的摄像结果由控制装置9获取。并且，能够由控制装置9基于位置识别标记FM的摄像结果识别被未图示的基板固定机构固定的基板100的正确的位置及姿势。
另外，基板识别相机7安装于头单元3的X2侧的侧部，能够与头单元3一起在基台1A上沿X方向及Y方向移动。另外，基板识别相机7在基台1A上沿水平方向(X方向及Y方向)移动，从基板100的上方(Z1方向)对标在基板100上的位置识别标记FM进行摄像。
如图1所示，摄像单元8安装于头单元3的Y2侧的侧部。摄像单元8能够与头单元3一起在基台1A上沿水平方向(X方向及Y方向)移动。
摄像单元8为了对在基板100中的安装元件E的图案上所涂敷的焊料进行图像识别而设置。具体地说，为了对涂敷于基板100的图案的焊料S的X方向、Y方向的位置和高度进行识别而设置。此外，利用立体匹配进行高度的识别。
若具体地说明，则如图3所示，摄像单元8包括两个计测用相机81A、81B和3个照明部82。两个计测用相机81A、81B和3个照明部82分别设于在头单元3上搭载的各安装头32。
如图3所示，两个计测用相机81A、81B能够从相互不同的摄像方向对基板100的预定区域进行摄像。具体地说，上侧(Z1侧)的计测用相机81A从相对于水平面(与安装有元件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)的摄像方向对基板100的预定区域进行摄像。另外，下侧(Z2侧)的计测用相机81B从相对于水平面(与安装有元件E的基板面Pb大致平行的面)倾斜了倾斜角度θL(0度＜θL＜θH)的摄像方向对基板100的预定区域进行摄像。
如图4所示，两个计测用相机81A、81B从倾斜角度θH及倾斜角度θL这两个摄像方向大致同时地对基板100的预定区域进行摄像。并且，通过对从倾斜角度θH的摄像方向摄像的摄像图像和从倾斜角度θL的摄像方向摄像的摄像图像进行立体匹配，能够求出两个摄像图像之间的视差p(pixel：像素)。在此，若将计测用相机81A、81B的相机分辨率设为R(μm/pixel)，则能够利用以下的式(1)求出距离A(μm)。
A＝p×R/sin(θH-θL)……(1)
另外，使用由式(1)求出的距离A，由以下的式(2)求出对象物相对于基准面B的高度h(μm)。
h＝A×sin(θL)……(2)
这样，两个计测用相机81A、81B是不仅能够获取对象物的二维图像(X方向、Y方向的二维图像)还能够获取进深的信息(Z方向的信息)的立体相机。即，两个计测用相机81A、81B是能够拍摄对象物的三维图像的立体相机。
在本例中，利用两个计测用相机81A、81B不仅能够获得焊料S的二维图像，还能够获取焊料S相对于基准面B的高度Hs。此外，基准面B作为一个例子是基板100的基板面(元件的安装面)100b。
照明部82设置于计测用相机81A、81B的旁边，在计测用相机81A、81B进行摄像时发光。照明部82具有LED(发光二极管)等光源。
如图2所示，控制装置9包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等，控制元件安装装置1的动作。具体地说，控制装置9按照预先存储的安装程序控制搬运部2、X轴马达42、Y轴马达53、Z轴马达33及R轴马达34等，在基板100上进行元件E的安装。
2.搭载点Pm的校正
图5所示的流程图示出元件E相对于基板100的安装处理的一系列流程。
控制装置9将头单元3移动到带式供料器11的上方，利用安装头32吸附保持由带式供料器11所供给的元件E(S10)。
然后，控制装置9将头单元3从带式供料器11的上方移动到元件识别相机6的上方。并且，利用元件识别相机6拍摄在S10中吸附的元件E并进行图像识别(S20)。能够根据元件识别相机6的图像识别元件E相对于安装头32的位置的偏移。
然后，控制装置9在由元件识别相机6进行元件E的识别后，为了将元件E搭载于基板100上的搭载点Pm，开始头单元3的移动(S30)。具体地说，开始从元件识别相机6的上方朝向基板100的上方移动。
此外，搭载点Pm是在基板100上搭载元件E的位置。元件E原则性地以元件中心O与搭载点Pm一致的方式搭载于基板100。如图6所示，当作为芯片模等两侧具有电极E1的元件E的情况下，元件E的搭载点Pm是与电极E1对应的两个焊盘L、L的中心。
并且，控制装置9在头单元3开始移动后，在保持于安装头32的元件E到达搭载点Pm的附近时，利用与该安装头32对应的计测用相机81A、81B对包括元件E的搭载点Pm在内的该搭载点Pm的周边区域M进行拍摄(S40)。
参照图8具体地说明。图8是模拟示出从开始移动位置Po到搭载点Pm为止的元件E的移动路径的图。在该例子中，开始移动位置Po是元件识别相机6的正上方，在开始移动位置Po进行由元件识别相机6进行的元件拍摄。
安装头32的移动路径是直线连接开始移动位置Po和搭载点Pm的路径Q。在该例子中，将开始移动位置Po作为原点(0、0)，将搭载点Pm的X坐标、Y坐标设为(100，30)。此外，例如能够参照用于将元件E安装于基板100的安装程序等，获取各元件E的搭载点Pm的X坐标、Y坐标。
图8所示的框线是与安装头32对应设置的计测用相机81A、81B的拍摄范围U。计测用相机81A、81B与头单元3一体地移动，所以若头单元3沿着移动路径Q移动，则拍摄范围U随之移动。
图8示出安装头32移动至移动路径Q上的通过点P1时的拍摄范围U。此外，对象的安装头32在从开始移动位置Po开始移动后，能够根据头单元8的移动量求出处于移动路径Q上的哪个位置。具体地说，例如通过使用编码器等检测旋转量的传感器进行检测，能够检测开始移动后的X轴马达42及Y轴马达53的旋转量。
控制装置9在头单元3开始移动后，判断计测用相机81A、81B的拍摄范围U是否包含包括所吸附保持的元件E的搭载点Pm在内的该搭载点Pm的周边区域M。“周边区域M”设为至少包括与搭载点Pm对应的焊盘L的数据的范围。具体地说，在图9、图10中，周边区域M是至少包括位于搭载点Pm的两侧的焊盘L1、L2的数据的范围。
如图8所示，在开始移动后，在安装头32移动至移动路径Q上的通过点P1的阶段，被安装头32吸附保持的元件E的搭载点Pm位于拍摄范围U的外侧，判断为不包括。此外，能够基于当前位置P1到到达点Pm为止的距离、周边区域M的宽度和拍摄范围U的大小等数据，进行这些判断。
若安装头32移动至搭载点Pm的附近，则被安装头32吸附保持的元件E的搭载点Pm及其周边区域M位于拍摄范围U的内侧。
控制装置9若判断为周边区域M处于拍摄范围U内，则利用摄像单元8的两个计测用相机81A、81B对包括被安装头32吸附保持的元件E的搭载点Pm在内的搭载点Pm的周边区域M进行拍摄。
在图9的例子中，在开始移动后，在安装头32移动至移动路径Q上的通过点P2的阶段，由摄像单元8的计测用相机81A、81B拍摄包括搭载点Pm在内的该搭载点Pm的周边区域M。此外，通过点P2的坐标为(75，20)。
控制装置9进行以下的(1)～(3)，进行根据拍摄到的图像计算搭载点Pm的校正量W的处理(S50)。
(1)计算图像中的搭载预想点Pv(图7：S51)
(2)焊料的位置及高度的识别(图7：S53)
(3)根据焊料的位置、高度的识别结果计算搭载点Pm的校正量W(S55)
摄像单元8的两个计测用相机81A、81B是在以安装头32处于搭载点Pm的正上方的状态进行了拍摄时搭载点Pm位于图像中心的光学系统。
如之前说明的那样，在安装头32移动至搭载点Pm之前，进行利用计测用相机81A、81B的拍摄。因此，图像中的搭载预想点Pv不位于图像中心Pc，位置与图像中心Pc偏离两点Pm、P2的坐标之差的距离。此外，所说的两点是拍摄时的通过点P2和搭载点Pm。
因此，控制装置9能够根据两点Pm、P2之间的X方向、Y方向的坐标差ΔX、ΔY求出图像中的搭载预想点Pv(S51)。具体地说，在图9的情况下，两点Pm、P2之间的X方向的坐标差ΔX是“20”，Y方向的坐标差ΔY是“10”。因此，从图像中心Pc在X方向上偏移20、在Y方向上偏移10的位置是搭载预想点Pv。
图10是由计测用相机81A、81B拍摄到的图像200即搭载点Pm的周边区域M的图像200，Pc是图像中心，Pv是搭载预想点。
然后，控制装置9根据拍摄到的图像200识别在与搭载预想点Pv对应的焊盘上涂敷的焊料S的位置及高度Hs(S53)。
在图10中，与搭载预想点Pv对应的焊盘是L1和L2这两个，识别在各焊盘L1、L2上涂敷的焊料S1、S2的位置。另外，如图11所示，关于各焊料S1、S2，根据拍摄到的图像200识别以基板100的基板面(基板上表面)100b为基准的高度Hs。
接着，控制装置9根据焊料S1、S2的位置的识别结果和高度Hz的识别结果计算搭载点Pm的校正量W(S55)。校正量W包括X方向的校正值Wx、Y方向的校正值Wy、Z方向(高度方向)的校正值Wz。
如图12所示，X方向的校正值Wx和Y方向的校正值Wy能够根据两个焊料S1、S2的中心点Ps和搭载预想点Pv求出。即，焊料S1、S2的中心点Ps与搭载预想点Pv的X方向的坐标的差是校正值Wx。另外，焊料S1、S2的中心点Ps与搭载预想点Pv的Y方向的坐标的差是校正值Wy。
高度方向的校正值Wz是根据图像识别到的焊料S1、S2的高度Hs与基准高度Ho的差(Ho-Hs)。基准高度Ho是理想的焊料的高度。此外，在两个焊料S1、S2的高度不同的情况下，高度Hs能够设为两个高度的平均值。
这样，在安装头32在移动路径Q上移动的移动期间，控制装置9利用摄像单元8对包括搭载点Pm在内的该搭载点Pm的周边区域M进行拍摄。然后，利用安装头32从进行了拍摄的通过点P2移动至搭载点Pm的时间，计算校正量W。
控制装置9基于计算出的校正值W校正搭载点Pm，将元件E安装于校正后的搭载点Pm(S60)。具体地说，如下述的(4)式、(5)式所示，利用校正值Wx校正搭载点Pm的X坐标Pmx，利用校正值Wy校正搭载点Pm的Y坐标Pmy。
Pmx＝Px0±Wx……(4)
Pmy＝Py0±Wy……(5)
此外，Px0、Py0是搭载点Pm的校正前的X坐标、Y坐标。
这样，如图12、13所示，能够搭载元件E，使得两个焊料S1、S2的中心Ps与元件E的中心O一致。
另外，控制装置9在向基板100安装元件E时，基于校正值Wz校正安装头32的下降量Pz。在元件搬运期间，安装头32处于离开基板上表面100b预定距离的上升位置Z0，如图14所示，在向基板100安装元件E的情况下，从上升位置Z0下降至安装高度Z1。
Pz＝Pz0±Wz……(6)
此外，Pz0是焊料为基准高度Ho的情况下的下降量。下降量Pz0设定为元件E的下表面至少与印刷于基板100的焊料S接触且元件E的下表面不会与基板上表面100b干扰的尺寸。
如上所述，通过基于校正值Wz校正安装头32的下降量Pz，在焊料S的高度与基准高度Ho偏差的情况下，也能够以适度的压入量将元件E安装于焊料S。即，能够以使元件E的下表面至少与在基板100上印刷的焊料S接触且元件E的下表面不会与基板上表面100b干扰的方式，压入并安装元件E。
如以上说明的那样，元件安装装置1利用摄像单元8的计测用相机81A、81B拍摄在基板100上印刷的焊料S，对元件E的安装位置(搭载点)进行校正，所以能够提高元件E的安装精度。并且，计测用相机81A、81B是立体相机，根据包括搭载点Pm在内的该搭载点Pm的周边区域M的图像，不仅检测焊料S的X方向、Y方向的位置，还检测距基板上表面的高度Hs。并且，在向基板100搭载时，不仅是搭载点Pm，还校正安装头32的下降量Pz。因此，不论印刷于基板100的焊料S的高度如何，能够始终以适度的压入量将元件E安装于基板100。
并且，在元件安装装置1中，在安装头32朝向搭载点Pm移动的移动动作期间，在元件E到达搭载点Pm以前，进行包括搭载点Pm在内的该搭载点Pm的周边区域M的拍摄。因此，与到达搭载点Pm以后进行拍摄的情况相比，没有节拍损失。
＜实施方式2＞
图15是示出实施方式2的安装处理的一系列流程的流程图。实施方式2与实施方式1的不同点在于，追加了S55、S70的处理。其他的处理(S10～S50、S60)与实施方式1相同。因此，省略这些处理的说明。
控制装置9当在S50中计算出搭载点Pm的校正量W时，之后，在S55中判定计算出的校正值W是否在允许范围内。具体地说，如图16所示，求出从焊料S1、S2的中心Ps到搭载预想点Pv为止的距离D，判定求出的距离D是否在允许范围内。
在距离D在允许范围内的情况下，控制装置9校正搭载点Pm，安装元件E。该处理与实施方式1同样。
另一方面，在距离D不在允许范围内的情况下，控制装置9报告错误。具体地说，在显示部54显示错误消息。若这样，则在印刷于基板100的焊料S的位置存在异常的情况下，能够快速地中止生产，将不良的发生防患于未然。此外，在上述中，检测焊料S的位置的偏移而报告错误，但也可以检测焊料S的高度而报告错误。
＜实施方式3＞
摄像单元8的两个计测用相机81A、81B从斜向拍摄对象物。由于安装头32的上下方向的位置、保持于安装头32的元件E的大小，具有安装头32的前端部分、元件E与计测用相机81A、81B的视野重合的情况。
例如，在图17的(A)中，计测用相机81A、81B从安装头32观察处于右侧，相机光轴Lc向左斜下方向倾斜。在该情况下，保持于安装头32的下部的元件E与计测用相机81A、81B的视野G中的左侧的区域重合。在图17中示出计测用相机81A的视野G与元件E重合。
如图17的(A)所示，在一边使安装头32及摄像单元8向X2方向移动一边拍摄包括搭载点Pm在内的该搭载点Pm的周边区域M的情况下，相机视野G中的与元件E干扰的区域G2先与周边区域M重合，所以除非干扰的区域G2通过周边区域M后，否则不能对拍摄对象的周边区域M进行拍摄，从而造成时间损失。
因此，为了校正元件E的搭载点Pm，在元件搭载前拍摄包括元件E的搭载点Pm在内的该搭载点Pm的周边区域M的情况下，优选使头单元3移动来进行摄像，使得摄像单元8的计测用相机81A、81B的视野中的不会与元件E干扰的区域G1先与包括所述搭载点Pm在内的所述搭载点Pm的周边区域M重合。
具体地说，如图17的(B)所示，一边使安装头32及摄像单元8向X1方向移动，一边拍摄包括搭载点Pm在内的该搭载点Pm的周边区域M。若这样，则相机视野G中的不会与元件E干扰的区域G1与干扰的区域G2相比先与拍摄对象的周边区域M重合。因此，能够在拍摄对象的周边区域M与相机视野G重合的同时拍摄周边区域M，能够无时间损失地拍摄周边区域M。
另外，可以以如下方式决定元件E的安装顺序：由设置于头单元3的多个安装头32同时保持元件E，在将一个元件E搭载于搭载点Pm之后使下一元件E向下一搭载点Pm移动时，使计测用相机81A、81B的视野中的不会与元件E干扰的区域G1先与包括下一搭载点Pm在内的下一搭载点Pm的周边区域M重合。
具体地说，如图18所示，在具有在X方向上排成一列状的多个搭载点Pm1～Pm3的情况下，可以将元件E的安装顺序设为Pm1→Pm2→Pm3，将安装顺序决定为从X1方向进行搭载。
在该情况下，一边使头单元3向X1方向移动，一边以以下的要领进行拍摄和搭载。首先，由与第1个安装头32A对应设置的计测用相机81A、81B拍摄包括第1个搭载点Pm1在内的第1个搭载点Pm1的周边区域M，将保持于第1个安装头32A的元件E搭载于第1个搭载点Pm1。然后，由与第2个安装头32B对应设置的计测用相机81A、81B拍摄包括第2个搭载点Pm2在内的第2个搭载点Pm2的周边区域M，将保持于第2个安装头32B的元件E搭载于第2个搭载点Pm2。然后，由与第3个安装头32B对应设置的计测用相机81A、81B拍摄包括第3个搭载点Pm3在内的第3个搭载点Pm3的周边区域M，将保持于第3个安装头32C的元件E搭载于第3个搭载点Pm3。
若这样，相机视野G中的不会与元件E干扰的区域G1与干扰的区域G2相比先与拍摄对象的周边区域M重合。因此，能够在周边区域M与相机视野重合的同时拍摄周边区域M，能够无时间损失地拍摄周边区域M。
以上，详细说明了实施方式，但是这些只不过是例示，不是对权利要求进行限定。权利要求所记载的技术包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更的技术。
(1)在实施方式1中，示出了使用从斜向拍摄对象物的两个计测用相机81A、81B构成立体相机的例子。立体相机只要是能够拍摄对象物的三维图像的相机即可，可以是任何结构的相机。例如，可以不是从斜向进行拍摄的相机。
(2)在实施方式1中，将元件识别相机6的正上方的位置设为开始移动位置Po。开始移动位置Po如果是在基台上能够识别X方向、Y方向的位置的位置即可，可以是元件识别相机6的正上方以外的位置。
附图标记说明
1…元件安装装置
1A…基台
3…头单元
8…摄像单元
9…控制装置
32…安装头
81A、81B…计测用相机(立体相机)
90…驱动部
100…基板
E…元件
L1、L2…焊盘
S1、S2…焊料
Pm…搭载点
Pv…搭载预想点
W…校正量

Claims (2)

1.一种元件安装装置，向基板上安装元件，其中，
所述元件安装装置具备：
头单元；
驱动部，使所述头单元在基台上移动；及
控制装置，
所述头单元包括保持所述元件的安装头和拍摄对象物的三维图像的立体相机，
所述控制装置进行以下处理：
拍摄处理，在将保持于所述安装头的所述元件向所述基板上的搭载点移动的移动动作期间，在所述元件到达所述搭载点以前，利用所述立体相机拍摄包括所述搭载点在内的所述搭载点的周边区域；
计算处理，为了基于通过所述拍摄处理获得的所述周边区域的X方向、Y方向、Z方向的三维信息将所述元件搭载于与所述搭载点对应的焊盘的焊料上，计算所述X方向、所述Y方向、所述Z方向的校正量；及
安装处理，按照所述校正量校正所述元件的搭载点，并将所述元件安装于所述基板上，
所述计算处理中，根据所述搭载点的坐标与所述周边区域拍摄时的通过点的坐标的坐标差算出所述周边区域的图像中的搭载预想点，
根据从图像识别的焊料的中心点和所述搭载预想点算出所述X方向的所述校正值和所述Y方向的所述校正值，
根据从所述图像识别的所述焊料的高度算出所述Z方向的所述校正值。
2.根据权利要求1所述的元件安装装置，其中，
所述控制装置在包括所述X方向的所述校正值、所述Y方向的所述校正值和所述Z方向的所述校正值的校正量不在允许范围内的情况下执行错误处理。
CN201780094758.8A 2017-09-28 2017-09-28 元件安装装置 Active CN111096102B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/035228 WO2019064428A1 (ja) 2017-09-28 2017-09-28 部品実装装置、撮影方法、実装順序の決定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111096102A CN111096102A (zh) 2020-05-01
CN111096102B true CN111096102B (zh) 2021-08-24

Family

ID=65901070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780094758.8A Active CN111096102B (zh) 2017-09-28 2017-09-28 元件安装装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11272651B2 (zh)
JP (1) JP6849815B2 (zh)
CN (1) CN111096102B (zh)
DE (1) DE112017008134T5 (zh)
WO (1) WO2019064428A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021060065A1 (zh) * 2019-09-27 2021-04-01
CN114071987B (zh) * 2020-07-29 2023-03-21 北大方正集团有限公司 Smt贴片机、埋铜方法、装置和介质
CN117813930A (zh) * 2022-02-25 2024-04-02 松下知识产权经营株式会社 安装系统以及安装方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002118360A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd クリーム半田の印刷検査方法及び印刷検査装置
CN103808276A (zh) * 2012-11-06 2014-05-21 株式会社高永科技 基板检查装置系统及基板检查方法
JP2015213139A (ja) * 2014-05-07 2015-11-26 国立大学法人 東京大学 位置決め装置
CN106233832A (zh) * 2014-04-30 2016-12-14 雅马哈发动机株式会社 电子元件安装装置
WO2016203638A1 (ja) * 2015-06-19 2016-12-22 ヤマハ発動機株式会社 部品実装装置および部品実装方法
JP2017050496A (ja) * 2015-09-04 2017-03-09 ヤマハ発動機株式会社 部品実装装置および部品実装システム
WO2017064786A1 (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 ヤマハ発動機株式会社 部品実装装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07115296A (ja) * 1993-10-15 1995-05-02 Sanyo Electric Co Ltd 部品実装機の制御装置
JP3339213B2 (ja) * 1994-11-01 2002-10-28 松下電器産業株式会社 電子部品実装装置
JPH11330798A (ja) * 1998-05-19 1999-11-30 Fuji Mach Mfg Co Ltd 電気部品装着方法およびシステム
US20010055069A1 (en) * 2000-03-10 2001-12-27 Hudson Edison T. One camera system for component to substrate registration
JP2014216621A (ja) 2013-04-30 2014-11-17 株式会社日立製作所 基板処理装置および基板処理方法
JP6293454B2 (ja) * 2013-11-06 2018-03-14 ヤマハ発動機株式会社 電子部品装着装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002118360A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd クリーム半田の印刷検査方法及び印刷検査装置
CN103808276A (zh) * 2012-11-06 2014-05-21 株式会社高永科技 基板检查装置系统及基板检查方法
CN106233832A (zh) * 2014-04-30 2016-12-14 雅马哈发动机株式会社 电子元件安装装置
JP2015213139A (ja) * 2014-05-07 2015-11-26 国立大学法人 東京大学 位置決め装置
WO2016203638A1 (ja) * 2015-06-19 2016-12-22 ヤマハ発動機株式会社 部品実装装置および部品実装方法
JP2017050496A (ja) * 2015-09-04 2017-03-09 ヤマハ発動機株式会社 部品実装装置および部品実装システム
WO2017064786A1 (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 ヤマハ発動機株式会社 部品実装装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111096102A (zh) 2020-05-01
DE112017008134T5 (de) 2020-07-02
JPWO2019064428A1 (ja) 2020-04-23
US20210029857A1 (en) 2021-01-28
WO2019064428A1 (ja) 2019-04-04
US11272651B2 (en) 2022-03-08
JP6849815B2 (ja) 2021-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10650543B2 (en) Component mounting device
US8136219B2 (en) Electronic component mounter and mounting method
CN107926154B (zh) 元件安装装置
CN111096102B (zh) 元件安装装置
KR102057918B1 (ko) 부품 실장장치
CN108029236B (zh) 元件安装装置
JP6889778B2 (ja) 部品実装装置
JP2008070135A (ja) 撮像装置の光軸ずれ検出方法、及び部品位置検出方法と装置
JP2008072058A (ja) 補正量検出方法、補正量検出装置および基板処理機
CN108029240B (zh) 元件安装装置
JP6774532B2 (ja) 部品実装装置および部品実装方法
US11129321B2 (en) Movement error detection apparatus of mounting head, and component mounting apparatus
JP2009212165A (ja) 部品移載装置および部品移載装置の部品認識方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant