元件安装装置及元件安装方法技术领域
本发明涉及向基板安装元件的元件安装装置及元件安装方法。
背景技术
作为向电子元件安装装置具备的安装头供给元件的元件供给装
置，已知有带式供料器。在带式供料器上安设有在以一定的间距形成
的多个凹槽内收纳有元件的载带。带式供料器基于预先设定的传送间
距而对载带进行间歇传送，由此将凹槽内的元件供给至元件吸附位置。
然而，在生产现场，有时使用与登记有元件数据的登记元件的电
特性大致相同但元件厂商不同的所谓替代元件(例如参照专利文献1)。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2014-75478号公报
【发明要解决的课题】
然而，在保持有登记元件的载带和保持有替代元件的载带中，以
元件厂商的差异等为起因而凹槽的形成间距存在不同的情况。这种情
况下，基于在登记元件的元件数据中设定的传送间距而对保持有替代
元件的载带进行间歇传送时，以设定的传送间距与凹槽的形成间距不
同为起因而存在如下的问题。例如，在元件数据中设定的传送间距为
2mm、收纳替代元件的凹槽的形成间距为1mm的情况下，相邻的2个
凹槽中的1个在元件吸附位置处不停止而向带传送方向被传送。因此，
由载带保持的大约一半的元件未由安装头具备的吸附嘴吸附，产生元
件的浪费。而且，在元件数据中设定的传送间距为1mm且收纳有替代
元件的凹槽的形成间距为2mm的情况下，吸附嘴交替地吸附形成凹槽
的位置和未形成凹槽的位置。因此，吸附错误频繁地发生，从而产生
作业节拍的损失。而且，产生基于作业者的传送间距变更作业，因此
存在生产性下降的问题。此外，在传送间距变更作业时，由于人为的
失误而可能会设定错误的传送间距。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种即使在预先设定的载带的传送
间距与在保持有替代元件的载带上形成的凹槽的形成间距不同的情况
下，也能够减轻由操作员进行的传送间距变更作业的负担的元件安装
装置及元件安装方法。
【用于解决课题的方案】
本发明的元件安装装置具备元件供给装置，该元件供给装置基于
预先设定的传送间距，对于在以一定的间距形成的多个凹槽内收纳有
元件的载带进行间歇传送，由此将收纳于所述凹槽的元件供给至元件
吸附位置，所述元件安装装置将供给到所述元件吸附位置的元件取出
并向基板安装，所述元件安装装置具备：摄像单元，拍摄所述凹槽；
及控制部，基于取得的摄像数据来测定所述凹槽的形成间距，在测定
到的所述凹槽的形成间距与所述预先设定的传送间距不同的情况下，
将所述载带的传送间距从所述预先设定的传送间距变更为所述凹槽的
形成间距，所述元件供给装置基于所述变更后的传送间距对所述载带
进行间歇传送。
本发明的元件安装方法是元件安装装置的元件安装方法，所述元
件安装装置基于预先设定的传送间距，对于在以一定的间距形成的多
个凹槽内收纳有元件的载带进行间歇传送，由此将收纳于所述凹槽的
元件供给至元件吸附位置，将供给到所述元件吸附位置的元件取出并
向基板安装，所述元件安装方法包括如下工序：摄像工序，拍摄所述
凹槽；间距测定工序，基于取得的摄像数据来测定所述凹槽的形成间
距；间距判定工序，判定测定到的所述凹槽的形成间距与所述预先设
定的传送间距是否一致；传送间距变更工序，在所述凹槽的形成间距
与所述预先设定的传送间距不同的情况下，将所述载带的传送间距从
所述预先设定的传送间距变更为所述凹槽的形成间距；及带传送工序，
基于所述变更后的传送间距，对所述载带进行间歇传送。
【发明效果】
根据本发明，即使在预先设定的载带的传送间距与在保持有替代
元件的载带上形成的凹槽的形成间距不同的情况下，也能够减轻由操
作员进行的传送间距变更作业的负担。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的元件安装系统的整体结构图。
图2是构成本发明的一实施方式的元件安装系统的元件安装装置
的侧视图。
图3是构成本发明的一实施方式的元件安装系统的元件安装装置
的局部立体图。
图4(a)(b)是本发明的一实施方式的载带的结构说明图。
图5(a)(b)是本发明的一实施方式的带式供料器的结构说明图。
图6是表示本发明的一实施方式的元件安装系统的控制系统的结
构的框图。
图7是本发明的一实施方式的元件数据的说明图。
图8是本发明的一实施方式的吸附位置自动示教的流程图。
图9(a)(b)(c)是表示本发明的一实施方式的识别相机的摄
像视野的图。
图10是本发明的一实施方式的元件安装方法的流程图。
【标号说明】
9基板
11带式供料器
12元件
13载带
16a凹槽
24第一识别相机
39控制部
[A]元件吸附位置
M2、M3、M4元件安装装置
P1、P2凹槽的形成间距
具体实施方式
首先，参照图1，说明本发明的实施方式1的元件安装系统1。元
件安装系统1具有制造在基板上安装有元件的安装基板的功能，包括
经由通信网络2以能够通信的方式连接的主机PC3和多个线PC4、经
由通信网络5而与各个线PC4以能够通信的方式连接的多个安装线6。
主机PC3具有制成按照各安装线6进行的安装基板的制造所使用的安
装数据或元件数据等各种数据的功能。
线PC4收集从安装线6逐次发送的元件的安装履历等运转信息并
管理，而且，具有存储从主机PC3下载的各种数据的功能。关于主机
PC3和线PC4的详情，在后文叙述。
安装线6包括沿基板的搬运方向连结配置的印刷装置M1、多个元
件安装装置M2、M3、M4而构成。印刷装置M1向基板的电极印刷焊
锡糊剂。元件安装装置M2～M4向印刷有焊锡糊剂的基板安装元件。以
下，将基板的搬运方向定义为X方向，将与X方向在水平面内正交的
方向定义为Y方向。
接下来，参照图2及图3，说明元件安装装置M2～M4。在基台7
的上表面设有具备沿X方向延伸的一对搬运输送设备的基板搬运机构
8。基板搬运机构8对基板9进行搬运并定位在规定的安装作业位置。
在基板搬运机构8的Y方向上的两侧的位置分别设有元件供给部10。
多个带式供料器11以沿X方向排列的状态配置于元件供给部10。以
下，将朝向基台7侧(基板搬运机构8的配置侧)的方向定义为前方，
将与之相反的方向定义为后方。
带式供料器11将保持有多个元件12的载带13向前方进行间歇传
送，并作为向后述的吸附嘴23进行吸附的元件吸附位置供给元件12
的元件供给装置发挥作用。载带13以卷绕于供给带盘14的状态收纳，
供给带盘14由设于台车15的带盘保持构件保持为旋转自如。
在图4(a)、(b)中，载带13包括以一定的间距形成有凹状的
凹槽16a的基带16、将基带16的上表面密封的顶带17。而且，在基
带16的一侧部以一定的间距形成有孔部16b。
在凹槽16a内收纳有元件12。元件12包括0402尺寸、0603尺寸、
1005尺寸等多个尺寸，凹槽16a的形成间距根据元件12的尺寸而改变。
然而，由于没有与凹槽16a的形成间距相关的JIS规格，因此即便是相
同的元件尺寸，凹槽16a的形成间距在厂商之间有时也不同。因此，
例如，在0603尺寸的情况下，存在凹槽16a的形成间距为1mm的载
带与凹槽16a的形成间距为2mm的载带混杂的情况。
在图5(a)中，在带式供料器11的前方内置有链轮18。在链轮
18的外周部设有多个突起18a。链轮18通过作为驱动机构的驱动电动
机19(图6)而间歇地旋转。如图5(b)所示，在使突起18a嵌入孔
部16b的状态下使链轮18旋转(箭头a)，由此载带13被向前方间歇
传送(箭头b)。
带式供料器11的上部且链轮18附近(链轮18的后方侧)的位置
成为由吸附嘴23吸附并取出凹槽16a内的元件12的元件吸附位置[A]。
在带式供料器11上，对应于该元件吸附位置[A]而设有大致L字形状
的开口部20。带式供料器11具备未图示的顶带回收机构，顶带回收机
构经由开口部20的后方侧的端部将从基带16剥离的顶带17向后方侧
拉拽并回收(图5(b))。因此，收容于凹槽16a的元件12以露出的
状态向元件吸附位置[A]供给。
在图3中，在基台7的X方向上的端部设有Y轴移动台21Y，在
Y轴移动台21Y上沿Y方向移动自如地设有X轴移动台21X。而且，
在X轴移动台21X上沿X方向移动自如地装配有安装头22。Y轴移动
台21Y、X轴移动台21X使安装头22沿X方向及Y方向移动。安装
头22具备能够吸附元件12的多个吸附嘴23，吸附嘴23将供给到元件
吸附位置[A]的元件12吸附并取出，向基板9的电极9a安装。
安装头22具备使摄像视野朝向下方的第一识别相机24(识别相
机)。第一识别相机24对定位于安装作业位置的基板9、位于带式供
料器11的开口部20的下方的凹槽16a进行拍摄。第一识别相机24成
为对凹槽16a进行拍摄的摄像单元。
在基台7中，在元件供给部10与基板搬运机构8之间配置有使摄
像视野朝向上方的第二识别相机25。第二识别相机25从下方拍摄由在
其上方移动的安装头22所保持的元件12。
在图2中，基板搬运机构8、带式供料器11、安装头22等各机构
由罩构件26覆盖。在罩构件26的上部竖立设有信号塔27。信号塔27
在元件安装装置M2～M4的运转时发生了某些故障的情况下点亮或闪
烁。
接下来，参照图6，说明元件安装系统1的控制系统的结构。主
机PC3具备的控制部30包含通信部31、存储部32、数据制成处理部
33而构成，而且，与显示部34及操作/输入部35连接。线PC4具备
的控制部36包含存储部37、通信部38而构成。元件安装装置M2～M4
具备的控制部39包含通信部40、存储部41、相机控制部42、识别处
理部43、元件吸附位置自动示教处理部44、通知部45而构成。而且，
控制部39与基板搬运机构8、驱动电动机19、Y轴移动台21Y、X轴
移动台21X、安装头22、第一识别相机24、第二识别相机25、信号塔
27连接。
主机PC3的通信部31经由通信网络2而与线PC4的通信部38连
接，进行控制信号、各种数据的收发。存储部32存储安装数据46、元
件数据47、元件组数据48等。安装数据46是用于向基板9安装元件
12的数据，包含设定于基板9的安装位置的XY坐标、元件12的安装
角度、带式供料器11的配置信息等。
元件数据47是包含与元件12相关的各种信息的数据。如图7所
示，元件数据47包含“元件外形”49、“元件关联信息”50、“安装
动作条件信息”51而构成。“元件外形”49表示作为安装对象的元件
12的外形。“元件关联信息”50包含例如元件12的尺寸52、收纳该
元件12的载带13的宽度53、载带13的种类54、载带13的传送间距
55等与元件12关联的信息。
“安装动作条件信息”51包含例如表示对应于元件12而使用的
吸附嘴23的种类的吸嘴种类56、吸附嘴23吸附元件12时的吸附速度
57a、将元件12装配于基板9时的装配速度57b等速度参数57等。此
外，“安装动作条件信息”51也包含利用第二识别相机25拍摄由安装
头22取出的元件12时使用的相机类别58a、照明条件58b等摄像条件
58。
元件组数据48是将能够向共用的安装位置安装的登记元件与替
代元件进行了分组化后的数据，将登记元件和替代元件的各自的元件
名组合而构成。登记元件是指制成元件数据47的元件。替代元件是指
电特性与登记元件大致相同、能够取代登记元件进行替代，但是未制
成元件数据47的元件。
在生产现场，为了便于元件调配，不仅准备由某元件厂商制造的
登记元件，有时还混杂地准备由其他的元件厂商制造的替代元件。因
此，元件组数据48由主机PC3制成。通常，在生产现场，优先使用登
记元件，在登记元件的库存用尽等情况下使用替代元件。在本说明书
中，仅表现为“元件”的情况是指“登记元件”。
数据制成处理部33执行用于制成各种数据的处理。列举元件数据
47为例时，数据制成处理部33将用于制成元件数据47的引导画面显
示于显示部34，通过操作/输入部35来接受由操作员进行的输入。操
作员按照引导画面输入载带13的宽度、传送间距的数值等。
需要说明的是，在主机PC3中仅制成登记元件的元件数据47，不
制成替代元件的元件数据47。其理由如下。即，登记元件与替代元件
处于互换关系，因此可想到的是除了电特性之外，尺寸、形状也大致
相同。因此，可认为在以替代元件为供给对象的情况下，即便使用登
记元件的元件数据47也没有特别的问题。而且，也能够省去操作员制
成替代元件的元件数据47的劳力和时间。
然而，凹槽16a的形成间距以元件厂商的差异等为起因，在保持
登记元件的载带13与保持替代元件的载带13之间有时未必一致。因
此，基于元件数据47中的预先设定的传送间距而对保持有替代元件的
载带13进行间歇传送的情况下，有可能收纳于凹槽16a的元件12在
元件吸附位置[A]处不停止而被向前方侧传送、从而产生元件的浪费。
而且，有可能由于吸附嘴23对于未形成凹槽16a的位置白白地进行吸
附动作而频繁地产生吸附错误。本实施方式的元件安装装置M2～M4的
目的之一在于消除这样的不良情况。
显示部34是监视器等显示装置，显示用于制成各种数据的引导画
面等。操作/输入部35是键盘、鼠标等输入装置，在操作员向主机PC3
进行规定的输入时被使用。
线PC4的存储部37存储从主机PC3下载的安装数据46、元件数
据47、与线PC4连接的元件安装装置M2～M4的运转信息。通信部38
经由通信网络5而与元件安装装置M2～M4的通信部40连接，进行控
制信号、各种数据的收发。
元件安装装置M2～M4的存储部41存储从线PC4下载的安装数据
46、元件数据47。控制部39基于存储于该存储部41的安装数据46、
元件数据47等，控制基板搬运机构8、驱动电动机19、安装头22等
各机构。由此，基板搬运机构8对基板9进行搬运并定位于安装作业
位置，而且，吸附嘴23从设定于带式供料器11的元件吸附位置[A]吸
附元件12而向基板9安装。此外，带式供料器11对载带13进行间歇
传送而将元件12向元件吸附位置[A]供给。
相机控制部42通过控制第一识别相机24，来拍摄定位于安装作
业位置的基板9、通过带式供料器11的开口部20来拍摄凹槽16a。而
且，相机控制部42通过控制第二识别相机25，来拍摄由安装头22保
持的元件12。识别处理部43对利用第一识别相机24、第二识别相机
25取得的摄像数据进行识别处理，由此来检测基板9、凹槽16a、元件
12。基板9和元件12的检测结果在安装元件12时将安装头22相对于
基板9进行位置对合之际被使用。而且，凹槽16a的检测结果在对于
吸附嘴23的元件吸附位置[A]的教导、凹槽16a的形成间距的测定等中
使用。
元件吸附位置自动示教处理部44执行用于向吸附嘴23教导元件
吸附位置[A]的处理。而且，元件吸附位置自动示教处理部44也执行基
于凹槽16a的形成间距而用于决定载带13的传送间距的处理。更具体
而言，元件吸附位置自动示教处理部44基于凹槽16a的摄像数据，来
测定凹槽16a的形成间距。并且，在凹槽16a的形成间距与元件数据
47中预先设定的传送间距不同的情况下，元件吸附位置自动示教处理
部44将存储于存储部41的元件数据47的传送间距变更为凹槽16a的
形成间距。需要说明的是，伴随着该元件数据47的变更，构成包含该
元件安装装置的安装线6的其他的元件安装装置的存储部中存储的元
件数据47也被变更。
这样，控制部39(元件吸附位置自动示教处理部44)基于取得的
摄像数据来测定凹槽16a的形成间距，在测定到的凹槽16a的形成间距
与预先设定的传送间距不同的情况下，将载带13的传送间距从预先设
定的传送间距变更为凹槽的形成间距。
通知部45通过使信号塔27点亮或闪烁，而向操作员进行发生了
故障的内容的通知。
本实施方式的元件安装系统1如以上那样构成。接下来，参照图
8，说明元件吸附位置自动示教的流程。元件吸附位置自动示教在开始
安装基板的制造之前进行的换产调整作业时，在操作员安设了带式供
料器11的情况下、在发生了吸附错误的情况下、在安装基板的制造过
程中由于元件12用尽而操作员补充了载带13等情况下进行。
首先，带式供料器11对载带13进行间歇传送而使规定的凹槽16a
与元件吸附位置[A]进行位置对合(ST1：凹槽位置对合工序)。接着，
第一识别相机24移动至带式供料器11的开口部20的上方，对位于开
口部20的下方的多个凹槽16a进行拍摄(ST2：凹槽摄像工序)。此
时，第一识别相机24以使相机视野的中心与元件吸附位置[A]的中心一
致的方式移动。图9(a)、(b)、(c)示出第一识别相机24的摄像
图像(相机视野)24a。如图9(a)所示，收纳有登记元件的载带13
未产生误差而被正常地间距传送的情况下，第一识别相机24的视野中
心B与凹槽16a的水平面内的中心一致。
接下来，控制部39基于摄像数据的识别处理结果，将最接近视野
中心B的凹槽16a特定作为基准凹槽16a*。并且，如图9(b)所示，
控制部39算出视野中心B与基准凹槽16a*的水平面内的中心C的偏
移量(Δx，Δy)(ST3：偏移量计算工序)。
并且，基于算出的偏移量(Δx，Δy)进行元件吸附位置[A]的调整。
即，带式供料器11使载带13向前方或后方移动Δy(图9(b)所示的
情况下为前方)，由此来校正Y方向上的元件吸附位置[A]的偏移。并
且，控制部39向吸附嘴23教导在从视野中心B偏移了Δx的位置处吸
附元件12的情况。由此，吸附嘴23能够吸附元件12的水平面内的中
心。
在(ST3)结束之后，继续进行用于决定载带13的传送间距的处
理。以下，作为例子，说明收纳有元件12(登记元件)的凹槽16a的
形成间距为“1mm”、收纳有替代元件的凹槽16a的形成间距为“2mm”
的情况。首先，控制部39判定作为元件吸附位置自动示教的对象的载
带13是否为测定凹槽16a的形成间距的对象(ST4：间距测定可否判
定工序)。这里的判定基于元件12的尺寸进行。即，在该工序中，基
于元件尺寸来判定是否测定凹槽16a的形成间距。需要说明的是，控
制部39除了元件12的尺寸之外，还可以基于载带13的种类、宽度进
行判定。
判定是否测定凹槽16a的形成间距的理由如下。通常，在登记元
件与替代元件之间存在凹槽16a的形成间距不同的可能性的元件12局
限于尺寸为0603等特定的尺寸的元件12。因此，关于0603等特定的
尺寸以外的元件12，大部分是在登记元件与替代元件之间凹槽16a的
形成间距不变化的情况。因此，在本实施方式中，关于规定的尺寸以
外的元件12，从凹槽16a的形成间距的测定对象中排除。这样，通过
限定凹槽的形成间距的测定对象，能够省略多余的传送间距的决定作
业而抑制生产性的下降。
在(ST4)中为“否”的情况下，即判定为载带13不是凹槽16a
的形成间距的测定对象的情况下，元件吸附位置自动示教结束。另一
方面为“是”的情况下，控制部39基于由第一识别相机24取得的摄
像数据来测定凹槽16a的形成间距(ST5：间距测定工序)。即，该工
序在间距测定可否判定工序(ST4)中判定为测定凹槽16a的形成间距
的情况下执行。
接下来，判定控制部39测定到的凹槽16a的形成间距与元件数据
47中的预先设定的载带13的传送间距(1mm)是否一致(ST6：第一
间距判定工序)。图9(b)示出凹槽16a的形成间距P1为1mm的基
带16(载带13)的摄像图像24a。
在(ST6)中为“是”的情况下，控制部39结束元件吸附位置自
动示教。因此，载带13的传送间距仍为原样(仍为元件数据47中预
先设定的传送间距(1mm))(ST7：传送间距维持工序)。
而且，在(ST6)中为“否”的情况下，控制部39将载带13的传
送间距变更为测定到的凹槽16a的形成间距(ST8：传送间距变更工序)。
图9(c)示出凹槽16a的形成间距P2为2mm的基带16的摄像图像
24a。这种情况下，控制部39将载带13的传送间距变更为2mm。
即，在该工序中，在凹槽16a的形成间距与预先设定的传送间距
不同的情况下，将载带13的传送间距从预先设定的传送间距变更为凹
槽16a的形成间距。经由以上的工序，元件吸附位置自动示教结束。
在开始安装基板的制造时，带式供料器11以变更后的传送间距(2mm)
对载带13进行间歇传送。
接下来，参照图10的流程图，说明元件安装方法。首先，控制部
39进行前述的元件吸附位置自动示教处理(ST11：元件吸附位置自动
示教工序)。接着，带式供料器11以在元件吸附位置自动示教中决定
了的规定的传送间距对载带13进行间歇传送(ST12：带传送工序)。
即，在传送间距仍为原样的情况下(ST7)，带式供料器11基于在元
件数据47中预先设定的传送间距(1mm)而对载带13进行间歇传送。
而且，在传送间距成为变更后的情况下(ST8)，带式供料器11基于
变更后的传送间距(2mm)而对载带13进行间歇传送。由此，将全部
的凹槽16a内收纳的替代元件向元件吸附位置[A]供给。接着，安装头
22利用吸附嘴23将供给到元件吸附位置[A]的替代元件吸附并取出
(ST13：元件取出工序)。接着，安装头22向定位于安装作业位置的
基板9安装替代元件(ST13：元件安装工序)。
这样，本实施方式的元件安装装置M2～M3具备元件供给装置，
该元件供给装置通过将收纳有元件12的载带13基于预先设定的传送
间距向以一定的间距形成的多个凹槽16a进行间歇传送，由此将收纳
于凹槽16a内的元件12供给至元件吸附位置[A]，所述元件安装装置
M2～M3具有将供给到元件吸附位置[A]的元件12取出而向基板9安装
的功能。并且，基于由摄像单元取得的凹槽16a的摄像数据来测定凹
槽16a的形成间距，在凹槽16a的形成间距与预先设定的传送间距不同
的情况下，将载带13的传送间距从预先设定的传送间距变更为凹槽16a
的形成间距，元件供给装置基于变更后的传送间距对载带13进行间歇
传送。
由此，即使在预先设定的载带13的传送间距与在保持有替代元件
的载带13上形成的凹槽16a的形成间距不同的情况下，也能够减轻由
操作员进行的传送间距变更作业的负担。而且，能够防止因人为的失
误而设定错误的传送间距这样的不良情况。此外，传送间距的决定使
用为了元件吸附位置自动示教而取得的凹槽16a的摄像数据，因此能
够省去仅为了传送间距的决定而拍摄凹槽16a的劳力和时间，从而防
止生产性的下降。
【工业实用性】
根据本发明，即使在预先设定的载带的传送间距与在保持有替代
元件的载带上形成的凹槽的形成间距不同的情况下，也能够减轻由操
作员进行的传送间距变更作业的负担，在电子元件安装领域中有用。