元件供给控制系统的制作方法

1.本发明涉及元件供给控制系统。


背景技术：

2.元件供给控制系统对使用了散料供料器的元件供给进行控制。散料供料器装备于向基板安装元件的元件安装机，并供给散装状态的元件。在专利文献1中公开了一种对搬运路径施加振动来搬运多个元件的结构。通过这样的搬运动作，散料供料器在向上方开口的供给区域中供给元件以使吸嘴能够拾取元件。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2011-114084号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.这样的散料供料器例如被元件安装机的控制装置请求元件供给，执行规定的搬运动作。但是，由于在供给区域中元件为散装状态，因此即使执行规定的搬运动作，能够拾取的元件的数量也可能产生偏差。对于控制使用了散料供料器的元件供给的系统，要求维持良好的元件的供给状态，提高生产率。
8.本说明书的目的在于提供一种元件供给控制系统，能够使散料供料器中的元件的供给状态良好，实现装备有散料供料器的元件安装机的生产率提高。
9.用于解决课题的技术方案
10.本说明书公开一种元件供给控制系统，具备：状态识别部，基于在散料供料器通过振动将多个元件搬运至供给区域的状态下对所述供给区域进行拍摄而取得的图像数据，针对预先设定于所述供给区域的多个区域中的每一个区域来推定所述元件的供给状态；及搬运控制部，基于多个所述区域中的每一个区域的所述供给状态，对所述散料供料器中的所述元件的搬运动作进行控制。
11.发明效果
12.根据这样的结构，散料供料器的搬运动作基于供给区域中的多个区域中的每一个区域的元件的供给状态而被控制。由此，能够进行与当前的供给状态相应的搬运动作，由此能够使在供给区域中能够拾取的元件增加。这样，通过使散料供料器中的元件的供给状态良好，能够实现元件安装机的生产率提高。
附图说明
13.图1是示意地表示装备有散料供料器的元件安装机的俯视图。
14.图2是表示散料供料器的外观的立体图。
15.图3是示意地表示散料供料器的主要部分的侧视图。
16.图4是从图2的iv方向观察到的俯视图。
17.图5是表示应用了元件供给控制系统的元件安装机的框图。
18.图6是表示对供给区域进行拍摄所得到的图像数据的图。
19.图7是表示以图6的图像数据为对象的供给状态的识别处理的结果的图。
20.图8是表示元件供给控制处理的流程图。
具体实施方式
21.参照附图对控制使用了散料供料器30的元件供给的元件供给控制系统80进行说明。散料供料器30例如装备于向基板91安装元件92的元件安装机10，并供给散装状态(各自的姿势不规则的散放状态)的元件92。
22.1.元件安装机10的结构
23.元件安装机10例如与包括其他元件安装机10的多种对基板作业机一起构成生产基板产品的生产线。在上述的构成生产线的对基板作业机中，可以包括印刷机、检查装置、回流焊炉等。
24.1-1.基板搬运装置
25.如图1所示，元件安装机10具备基板搬运装置11。基板搬运装置11将基板91向搬运方向依次搬运，并且将基板91定位于机内的规定位置。
26.1-2.元件供给装置12
27.元件安装机10具备元件供给装置12。元件供给装置12供给要被安装于基板91的元件。元件供给装置12在多个槽121分别装备供料器122。供料器122例如应用带式供料器，该带式供料器使收纳有大量元件的载带进给移动，将元件以能够拾取的方式进行供给。另外，供料器122应用将以散装状态被收容的元件以能够拾取的方式进行供给的散料供料器30。关于散料供料器30的详细情况将在后面叙述。
28.1-3.元件移载装置13
29.元件安装机10具备元件移载装置13。元件移载装置13将由元件供给装置12供给的元件移载到基板91上的预定的安装位置。元件移载装置13具备头驱动装置131、移动台132、安装头133和吸嘴134。头驱动装置131通过直动机构使移动台132在水平方向(x方向和y方向)上移动。安装头133通过未图示的夹紧部件以能够装卸的方式固定于移动台132，并设置成在机内能够沿水平方向移动。
30.安装头133以能够旋转且能够升降的方式支承多个吸嘴134。吸嘴134是拾取并保持由供料器122供给的元件92的保持部件。吸嘴134通过所供给的负压空气来吸附由供料器122供给的元件。作为安装于安装头133的保持部件，可以采用通过把持元件来进行保持的夹头等。
31.1-4.元件相机14、基板相机15
32.元件安装机10具备元件相机14和基板相机15。元件相机14和基板相机15是具有cmos等成像元件的数字式拍摄装置。元件相机14和基板相机15基于控制信号进行拍摄，并发出通过该拍摄而取得的图像数据。元件相机14构成为能够从下方对保持于吸嘴134的元件进行拍摄。基板相机15以能够与安装头133一体地在水平方向上移动的方式设置于移动台132。基板相机15构成为能够从上方对基板91进行拍摄。
33.另外，基板相机15除了将基板91的表面作为拍摄对象以外，只要是移动台132的可动范围，就能够将各种设备等作为拍摄对象。例如，在本实施方式中，如图4所示，基板相机15能够将散料供料器30供给元件92的供给区域as、设置于散料供料器30的上部的基准标记344收敛于相机视野进行拍摄。这样，基板相机15为了取得用于各种图像处理的图像数据，可以兼用于不同的拍摄对象的拍摄。
34.1-5.控制装置16
35.如图1所示，元件安装机10具备控制装置16。控制装置16主要由cpu、各种存储器、控制电路和存储装置构成。控制装置16在控制装置16(存储装置)存储用于安装处理的控制的控制程序等各种数据。控制程序表示在安装处理中要安装于基板91的元件的安装位置、安装角度和安装顺序。
36.控制装置16执行由多个保持部件(吸嘴134)中的每一个保持部件保持的元件的保持状态的识别处理。具体而言，控制装置16对通过元件相机14的拍摄而取得的图像数据进行图像处理，识别各元件相对于安装头133的基准位置的位置和角度。另外，除了元件相机14之外，控制装置16例如也可以对由一体地设置于安装头133的头相机单元等从侧方、下方或上方拍摄元件而取得的图像数据进行图像处理。
37.控制装置16基于控制程序，控制由安装头133进行的元件的安装动作而执行安装处理。在此，安装处理包括多次反复进行包含拾取动作和安装动作的pp循环(拾取放置循环)的处理。上述的“拾取动作”是利用吸嘴134拾取由元件供给装置12供给的元件的动作。
38.在本实施方式中，控制装置16在执行上述的拾取动作时，对包括散料供料器30的元件供给装置12的动作进行控制。在以散料供料器30的动作为对象的控制中，例如包括由散料供料器30进行的元件92的供给动作及后述的闸门37的开闭动作的控制。
39.控制装置16具备状态识别部81。状态识别部81基于通过相机(在本实施方式中为基板相机15)的拍摄而取得的图像数据，来识别散料供料器30的供给区域as中的多个元件92的供给状态。供给状态的识别处理包括如下处理：识别在供给区域as是否存在能够拾取的元件92，在存在能够拾取的元件92的情况下，识别该元件92的位置和角度。并且，控制装置16基于供给状态的识别处理的结果，对拾取动作中的安装头133的动作进行控制。在本实施方式中，状态识别部81构成元件供给控制系统80。对于状态识别部81的详细情况将在后面叙述。
40.另外，上述的“安装动作”是将所拾取的元件以预定的安装角度安装于基板91上的预定的安装位置的动作。控制装置16在安装处理中，基于从各种传感器输出的信息、图像处理的结果、控制程序等，控制安装头133的动作。由此，支承于安装头133的多个吸嘴134的位置和角度被控制。
41.2.散料供料器30的结构
42.散料供料器30装备于元件安装机10而作为元件供给装置12的一部分发挥功能。散料供料器30供给以未如载带那样排列整齐的散装状态被收容的元件92。因此，散料供料器30与带式供料器不同，不使用载带，因此在能够省略载带的装填、使用完毕的带的回收等方面具有优点。
43.散料供料器30具有例如以不规则的姿势向平面状的供给区域as供给元件92的类型。但是，当在供给区域as中元件92彼此以接触的程度接近或堆积(在上下方向上重叠的状
态)、或者处于元件92的宽度方向成为上下方向那样的横立姿势时，元件安装机10不能将这些元件92作为拾取对象。因此，为了增加能够拾取的元件92的比例，散料供料器30具有在供给区域as中将元件92以排列整齐的状态进行供给的类型。在本实施方式中，例示使元件92排列整齐的类型的散料供料器30进行说明。
44.2-1.供料器主体31
45.如图2所示，散料供料器30具备形成为扁平的箱状的供料器主体31。在供料器主体31的前部设置有连接器311和两个销312。供料器主体31在安置到元件供给装置12的槽121时，经由连接器311被供电，并且处于能够与控制装置16进行通信的状态。两个销312插入到设置于槽121的引导孔，用于供料器主体31安置于槽121时的定位。
46.2-2.容纳部件32
47.以散装状态收容多个元件92的元件盒70经由容纳部件32以能够装卸的方式安装于供料器主体31。元件盒70是散料供料器30的外部设备。从各种类型的元件盒70中选择适合于安装处理的一个安装于供料器主体31。在元件盒70的前部形成有向外部排出元件92的排出口71。
48.容纳部件32设置成能够相对于供料器主体31振动，并支承所安装的元件盒70。容纳部件32形成有容纳从元件盒70排出的元件92的容纳区域ar。在本实施方式中，容纳部件32在容纳区域ar中具有相对于水平面向前侧倾斜的倾斜部321。该倾斜部321位于元件盒70的排出口71的下方，且呈平面状。容纳部件32形成有在接收区域ar的上方延伸的元件92的流路，该流路形成有向上方开口的送出部322。
49.2-3.托架33、轨道部件34、锁定单元35
50.散料供料器30具备托架33和轨道部件34。托架33设置成能够相对于供料器主体31振动。托架33形成为在供料器主体31的前后方向上延伸的块状，并在上表面安装有轨道部件34。托架33由后述的激振装置40的支承部件41支承。轨道部件34形成有供多个元件92搬运的搬运路径r及与搬运路径r连通且以能够拾取多个元件92的方式向上方开口的供给区域as。
51.散料供料器30具备锁定单元35。锁定单元35在轨道部件34安装于托架33的状态下将轨道部件34锁定。轨道部件34在被锁定单元35锁定时，成为相对于供料器主体31与托架33一体地振动的状态。轨道部件34通过锁定单元35的解锁而成为能够从托架33拆卸的状态。
52.2-4.轨道部件34的详细结构、罩36、闸门37、连结部件38
53.轨道部件34形成为在供料器主体31的前后方向(图4的左右方向)上延伸。在轨道部件34的宽度方向(图4的上下方向)的两边缘形成有向上方突出的一对侧壁341。一对侧壁341与轨道部件34的前端部342一起包围搬运路径r的周缘，防止在搬运路径r上搬运的元件92的漏出。在前端部342的上表面，左右一对地附加有表示供给区域as的基准位置的圆形的基准标记344。
54.在本实施方式中，在轨道部件34以能够更换的方式安装有整齐排列部件50。整齐排列部件50具有将多个元件92一个一个地收容的多个腔室51。详细而言，多个腔室51在供给区域as中排列成矩阵状。例如，整齐排列部件50具有规则地在搬运方向上排列有8个、在搬运路径r的宽度方向上排列有10个的共计80个腔室51。多个腔室51的每一个向上方开口，
并以元件92的厚度方向成为上下方向的姿势收容元件92。
55.腔室51的开口设定为比俯视下的元件92的外形形状稍大的尺寸。腔室51的深度根据元件92的种类(形状、质量等)而设定。在轨道部件34安装有从各种类型的轨道部件34中基于元件92的种类、腔室51的需要数量、功能性而选择出的一个。
56.在此，所谓轨道部件34的“供给区域as”，是以散装状态供给元件92的区域，并且是能够利用支承于安装头133的吸嘴134拾取元件92的区域。另外，所谓轨道部件34的“搬运路径r”，是将从容纳区域ar流通到轨道部件34的元件92向供给区域as搬运的元件92的通道。
57.散料供料器30具备罩36。罩36固定于轨道部件34，并覆盖搬运路径r的上方。罩36在上表面形成有多个排气口361。在排气口361铺设有接缝比元件92的外形尺寸小的网。通过这样的结构，罩36构成为能够防止元件92从搬运路径r的飞出，并且能够将空气从排气口361排出到外部。
58.散料供料器30具备设置于轨道部件34的上部且能够封闭供给区域as的开口的闸门37。散料供料器30能够通过开闭闸门37来防止元件92的飞出、异物向供给区域as的混入。在本实施方式中，闸门37通过开闭动作而在打开状态、关闭状态与中间状态之间进行切换。所谓闸门37的关闭状态，是闸门37与轨道部件34接触、供给区域as的开口被完全封闭的状态。此时，如图4的虚线所示，闸门37位于比轨道部件34的一对基准标记344靠供料器主体31的后侧处，能够在俯视下对一对基准标记344进行目视确认和拍摄。
59.另外，所谓闸门37的打开状态，是供给区域as的开口未被封闭且使供给区域as的主要范围(在本实施方式中为设置有多个腔室51的范围)露出的状态。此时，吸嘴134能够对任意的腔室51执行元件92的拾取动作。所谓闸门37的中间状态，是关闭状态与打开状态之间的状态，并且是闸门37从轨道部件34至少离开比通过激振装置40的激振而振动的轨道部件34的振幅更远且限制元件92从供给区域as的开口的飞出的状态。闸门37通过省略图示的驱动装置进行开闭动作，根据驱动装置的驱动状态而成为关闭状态、打开状态和中间状态。
60.轨道部件34在后部形成有向下方延伸的元件92的流路，该流路具有向下方开口的导入部343。导入部343与容纳部件32的送出部322在上下方向上相对。散料供料器30具备呈管状的连结部件38。连结部件38将容纳部件32的送出部322与轨道部件34的导入部343连结。在本实施方式中，连结部件38是密接螺旋弹簧，整体具有挠性。
61.通过上述那样的结构，连结部件38以能够使多个元件92在容纳区域ar与搬运路径r之间流通的方式进行连结。另外，连结部件38通过与容纳部件32相对于供料器主体31的振动和轨道部件34相对于供料器主体31的振动相应地变形来吸收振动。连结部件38减少或切断在彼此独立地振动的容纳部件32与轨道部件34之间传递的振动。
62.2-5.空气供给装置39
63.散料供料器30具备空气供给装置39。空气供给装置39从容纳区域ar的下方供给正压空气，使多个元件92从容纳部件32经由连结部件38流通至轨道部件34。在本实施方式中，空气供给装置39基于后述的供料器控制装置60的指令，从容纳区域ar的下方供给或切断从外部供给的正压空气。
64.当空气供给装置39供给了正压空气时，滞留于容纳区域ar的多个元件92被正压空气向上方吹起。正压空气和多个元件92按照容纳部件32的送出部322、连结部件38和导入部343的顺序流通，到达轨道部件34的搬运路径r。在此，正压空气从罩36的排气口361排出到
外部。另外，多个元件92因自重而下落到轨道部件34的搬运路径r。
65.2-6.激振装置40
66.散料供料器30具备设置于供料器主体31的激振装置40。激振装置40对轨道部件34施加振动，以使多个元件92沿着搬运路径r被搬运。具体而言，激振装置40具有多个支承部件41、多个压电元件42、振动传感器43和供电装置44。多个支承部件41直接或间接地将供料器主体31与托架33连结，支承托架33。
67.在本实施方式中，多个支承部件41具有用于元件92的前侧搬运的前进用支承部件41a和用于后侧搬运的后退用支承部件41b。前进用支承部件41a和后退用支承部件41b各自相对于铅垂方向的倾斜方向相互不同。多个压电元件42是以与从供电装置44供给的电力相应的频率振动的振子。多个压电元件42分别粘贴于多个支承部件41的每一个支承部件41。
68.当多个压电元件42的至少一部分振动时，振动经由托架33施加到轨道部件34。另外，轨道部件34的振幅根据施加于压电元件42的电压而变动。振动传感器43对表示通过激振装置40的激振而振动的轨道部件34的振动状态的振动值进行检测。作为上述的表示振动状态的振动值，可以应用振幅、频率、衰减时间、振动轨迹等。在本实施方式中，振动传感器43在压电元件42被供电而进行了振动时，对轨道部件34的实际的振动的频率或振幅进行检测。
69.在本实施方式中，振动传感器43分别设置于对与轨道部件34一体地振动的托架33进行支承的多个支承部件41。更详细地说，压电元件42和振动传感器43设置于每一个前进用支承部件41a和后退用支承部件41b。设置于前进用支承部件41a的振动传感器43在设置于该前进用支承部件41a的压电元件42被供电并经由托架33对轨道部件34施加振动时，检测实际的频率或振幅作为振动值。
70.在此，当激振装置40对轨道部件34施加了振动时，轨道部件34在侧视下进行椭圆运动。由此，处于搬运路径r的多个元件92根据轨道部件34的椭圆运动的旋转方向而被施加前方且上方的外力、或后方且上方的外力。由此，多个元件92被搬运到轨道部件34的前侧、或被搬运到后侧。
71.供电装置44基于后述的供料器控制装置60的指令，使向压电元件42供给的电力的频率和施加电压变动。由此，对施加于轨道部件34的振动的频率和振幅进行调整，轨道部件34的椭圆运动的旋转方向确定。当轨道部件34的振动的频率、振幅、由振动引起的椭圆运动的旋转方向发生了变动时，被搬运的元件92的搬运速度、元件92的分散程度及搬运方向等变动。
72.因此，为了提高搬运效率，激振装置40预先设定与存在个体差异的振动特性(包括固有振动频率)对应的电力供给(频率、施加电压)。例如，散料供料器30在安装有用于预定执行的供给动作的轨道部件34的状态下，即在轨道部件34相对于托架33被锁定单元35锁定的状态下，执行校正处理。关于上述校正处理的详细情况将在后面叙述。
73.2-7.供料器控制装置60
74.散料供料器30具备供料器控制装置60。供料器控制装置60主要由cpu、各种存储器、控制电路构成。供料器控制装置60在散料供料器30被安置到槽121的状态下，经由连接器311被供电，并且成为能够与元件安装机10的控制装置16进行通信的状态。
75.如图2所示，供料器控制装置60具有存储部61。存储部61由闪存等构成。在存储部
61存储有用于元件供给处理的控制的程序、搬运参数等各种数据。上述的“搬运参数”是用于在元件供给处理中搬运元件92时控制激振装置40的动作以使施加于轨道部件34的振动适当的参数，例如与元件92的每个种类相关联地预先设定。
76.供料器控制装置60具有激振控制部62。激振控制部62控制激振装置40的动作以执行元件92的搬运动作。详细而言，激振控制部62在执行搬运动作的情况下，对激振装置40的供电装置44发送指令。因此，通过由供电装置44向压电元件42供给预定的电力，从而经由托架33对轨道部件34施加振动。并且，搬运路径r上的元件92以在搬运方向上移动的方式受到外力而被搬运。
77.3.元件供给控制系统80的结构
78.元件供给控制系统80对使用了上述的散料供料器30的元件供给进行控制。
79.在本实施方式中，如图5所示，元件供给控制系统80被组装于控制装置16，构成为能够与装备于槽121的散料供料器30进行通信。元件供给控制系统80为了实现散料供料器30中的良好的元件92的供给状态的维持，对元件供给进行控制。
80.3-1.状态识别部81
81.如图5所示，元件供给控制系统80具备状态识别部81。如上所述，状态识别部81基于通过基板相机15的拍摄而取得的图像数据d1(参照图6)，识别散料供料器30的供给区域as中的多个元件92的供给状态。更详细地说，状态识别部81首先基于在散料供料器30通过振动将多个元件92搬运至供给区域as的状态下对供给区域as进行拍摄而取得的图像数据d1，进行供给状态的识别处理。
82.图6是图像数据d1的一例。这样，在供给区域as存在大量的散装状态的元件92，例如可能存在以正常的姿势收容于腔室51的元件、处于腔室51的外部的元件、相互接触或堆积的元件、处于横立姿势的元件等。并且，状态识别部81针对预先设定于供给区域as的多个区域n中的每一个区域n推定元件92的供给状态。
83.即，状态识别部81不是针对通过图像处理而识别出的各个元件92分别识别是否能够拾取的供给状态，而是针对多个区域n中的每一个区域n，将存在于该区域n的元件92是否能够拾取作为供给状态进行推定。另外，元件92是否属于区域n是根据元件92的基准部位(例如元件中心)是否在该区域n的内部来确定的。
84.另外，在本实施方式中，上述的“供给状态”包括在区域n存在元件92且能够拾取的状态、在区域n存在元件92且不能拾取的状态、及在区域n不存在元件92的状态。另外，多个区域n的位置、形状和数量可以任意设定。在本实施方式中，如图6的虚线所示，多个区域n中的每一个区域n对应于一个腔室51而设定。
85.具体而言，一个区域n被设定为对应的腔室51的位置和矩形形状，并与其他区域n分离。由此，在元件92以正常的姿势收容于预定的腔室51、且没有与其他元件的接触、堆积的情况下，在与腔室51对应的区域n的内部收进一个元件92。此时，区域n的长度方向(图6的上下方向)与元件92的长度方向大致一致。
86.另外，如图7所示，状态识别部81将供给状态分类为多个种类进行推定。图7对在区域n存在元件92且能够拾取的供给状态(“良好”)的区域n附加斜线进行表示。另外，图7对在区域n存在元件92且不能拾取的供给状态(“不良”)的区域n附加连结对角线的x标记进行表示。而且，图7仅用虚线的轮廓表示在区域n不存在元件92的供给状态(“空”)的区域n。如图7
所示，状态识别部81计算各供给状态(良好、不良、空)的数量(v1、v2、v3)。
87.在此，有时在供给区域as中，例如由于相对于腔室51的数量过剩地搬运元件92等，所以如图6所示，形成多个元件92密集而成的元件组u。在本实施方式中，状态识别部81还基于图像数据d1，将元件组u的位置和大小作为元件组状态进行推定。具体而言，状态识别部81也可以识别元件92的接触、堆积的状态，并推定元件组状态。
88.另外，状态识别部81也可以在供给状态“不良”连续规定数量以上的情况下，视为包含该多个区域n的区域相当于元件组u，并推定元件组状态。这样，如图7的单点划线所示，状态识别部81推定元件组u的位置cu和大小作为元件组状态。
89.3-2.搬运控制部85
90.如图5所示，元件供给控制系统80具备搬运控制部85。搬运控制部85基于多个区域n中的每一个区域n的供给状态，对散料供料器30中的元件92的搬运动作进行控制。在此，散料供料器30中的元件92的搬运动作包括进给动作和返回动作。上述的“进给动作”是从轨道部件34的后侧向前侧搬运元件92的动作，并且是使多个元件92从与供给区域as连通的搬运路径r向供给区域as侧前进的动作。另外，“返回动作”是从轨道部件34的前侧向后侧搬运元件92的动作，并且是使多个元件92从供给区域as向搬运路径r侧后退的动作。
91.搬运控制部85基于多个区域n中的每一个区域n的供给状态，对上述的进给动作和返回动作的执行次数、执行时间等进行控制。在本实施方式中，搬运控制部85基于由状态识别部81针对多个区域n中的每一个区域n推定出的供给状态(良好、不良、空)的比例(v1∶v2∶v3)，在搬运动作的控制中切换多个搬运模式。关于上述的搬运模式的切换，可以采用各种方式。例如，搬运控制部85可以仅采用与为最大数量的供给状态的种类相应的搬运模式。
92.另外，搬运控制部85也可以基于在供给区域as中设定有多个区域n中的每一个区域n的位置及对多个区域n中的每一个区域n设定的权重中的至少一方和供给状态的比例，切换多个搬运模式。具体而言，可以是，针对多个区域n，越接近轨道部件34的前端部342侧，越提高权重，并计算供给状态的比例(v1∶v2∶v3)。由此，例如提高更靠近基板91的腔室51的重要度，执行优先级高的搬运动作。
93.在此，上述的多个搬运模式包括通常搬运、补给搬运和除去搬运。上述的“通常搬运”是在预先设定的一定时间内执行进给动作和返回动作的搬运模式。在该通常搬运中，例如有时交替地反复执行两次以上的进给动作和返回动作。上述的“补给搬运”是与通常搬运相比使前进的元件92的数量或进给动作的执行时间增多的搬运模式。另外，上述的“除去搬运”是与通常搬运相比使后退的元件92的数量或返回动作的执行时间减少的搬运模式。
94.作为一例，在供给状态的比例(v1∶v2∶v3)中，在区域n存在元件92且能够拾取的供给状态(“良好”)最多的情况下，搬运控制部85视为供给状态良好，并设定“通常搬运”作为搬运模式。另外，在供给状态的比例(v1∶v2∶v3)中，在区域n存在元件92且不能拾取的供给状态(“不良”)最多的情况下，搬运控制部85视为在供给区域as过剩地存在元件92，设定“除去搬运”作为搬运模式。
95.而且，在供给状态的比例(v1∶v2∶v3)中，在区域n不存在元件92的供给状态(“空”)最多的情况下，搬运控制部85视为供给区域as中的元件92不足，设定“补给搬运”作为搬运模式。在此，为了在补给搬运、除去搬运中，与通常搬运相比使要搬运的元件92增多或减少，例如可以采用实时地掌握要搬运的元件92的数量并执行基于此的控制的方法。
96.另外，也可以代替上述方法，在从通常搬运切换为补给搬运或除去搬运的情况下，搬运控制部85使进给动作或返回动作的执行次数或执行时间变更。具体而言，搬运控制部85在通常搬运中以相同的时间各执行一次进给动作和返回动作。并且，搬运控制部85也可以在从通常搬运切换为补给搬运的情况下，使进给动作的执行时间比返回动作长，且各执行两次进给动作和返回动作。
97.或者，搬运控制部85也可以在从通常搬运切换为补给搬运的情况下，不变更返回动作和进给动作的执行时间，而仅增加进给动作的执行次数。这在搬运控制部85从通常搬运切换为除去搬运的情况下也同样。即，可以使返回动作的执行时间比进给动作长，或者仅增加返回动作的执行次数。
98.而且，搬运控制部85也可以在从通常搬运切换为补给搬运或除去搬运的情况下，使对形成有供给区域as的轨道部件34施加的振动的频率或振幅变更。由此，与通常搬运不同的振动被施加于轨道部件34，能够使从轨道部件34对元件92施加的外力的大小、方向变化。结果是，能够使元件组u分散，或者将以不适当的姿势嵌入到腔室51的元件92除去。
99.在此，搬运控制部85也可以除了基于多个区域n中的每一个区域n的供给状态之外，还基于表示元件组u的位置和大小的元件组状态来控制搬运动作。上述的“元件组状态”包括元件组u的有无和数量。搬运控制部85根据由状态识别部81进行的识别处理的结果取得元件组状态。并且，如图6所示，例如在元件组u位于供给区域as中的轨道部件34的前端部342侧的情况下，搬运控制部85执行返回动作以使元件组u移动到比供给区域as靠后侧处。
100.另外，搬运控制部85在存在元件组u且空的腔室51(供给状态的种类＝空)的数量(v3)为预定数量以上的情况下，反复执行进给动作和返回动作以在供给区域as中使元件组u在前后方向上往复移动。由此，能够尝试元件92向空的腔室51的收容。
101.4.由元件供给控制系统80进行的供料器控制
102.元件供给控制系统80在元件安装机10执行安装处理的过程中，进行与散料供料器30的供给状态相应的供料器控制。上述的供料器控制包括搬运动作的控制和闸门37的开闭动作的控制。在此，元件安装机10的控制装置16在散料供料器30被安置于槽121之后，执行校准处理，识别机内的供给区域as的位置。
103.详细地说，控制装置16首先对供料器控制装置60发出指令，以使闸门37成为关闭状态。由此，成为能够从上方拍摄多个基准标记344的状态。控制装置16使基板相机15移动到散料供料器30的多个基准标记344的上方，通过基板相机15的拍摄来取得图像数据。然后，控制装置16基于通过图像处理而包含于图像数据的多个基准标记344的位置及拍摄时的基板相机15的位置，识别机内的散料供料器30的位置、即供给区域as的位置。
104.接着，搬运控制部85在安装处理中从散料供料器30拾取元件92之前，对散料供料器30指示元件92的搬运。由此，散料供料器30根据需要使元件92从元件盒70排出，并且使元件92流通至轨道部件34。之后，散料供料器30将闸门37维持在中间状态，进行元件92的搬运动作。由此，在多个腔室51收容元件92，多余的元件92从供给区域as向搬运路径r侧退避。
105.参照图8对上述那样的元件供给控制处理的详细情况进行说明。状态识别部81在进行供给状态的识别处理时，对散料供料器30发出指令以使闸门37成为打开状态。状态识别部81使基板相机15移动到供给区域as的上方，通过基板相机15的拍摄来取得图像数据。然后，如图8所示，状态识别部81通过以图像数据d1为对象的图像处理，针对多个区域n中的
每一个区域n推定元件92的供给状态(s11)。
106.状态识别部81判定要通过一次pp循环中的一连串的拾取动作从供给区域as拾取的元件92的需要数量(vn)与基于多个区域n中的每一个区域n的供给状态计算出的可拾取数量(v1)之差(v1-vn)是否小于基准值(vs)(s12)。上述的基准值(vs)被设定为0以上的数。在可拾取数量比需要数量多、上述差为基准值以上的情况下(s12：否，v1-vn≥vs)，状态识别部81允许pp循环中的拾取动作的执行(s13)。控制装置16执行pp循环中的拾取动作，之后执行安装动作。
107.另外，状态识别部81执行在s11中识别出的供给状态的更新处理(s13)。在供给状态的更新处理中，将与通过拾取动作所拾取的元件92对应的区域n设为不存在元件92的供给状态(“空”)。另外，在给状态的更新处理中，从可拾取数量(v1)减去拾取数量(上述的需要数量vn)，作为当前的可拾取数量(v1’＝v1-vn)。而且，在供给状态的更新处理中，对空的腔室51的数量(v3)加上拾取数量(上述的需要数量vn)，作为当前的空的腔室51的数量(v3’＝v3+vn)。
108.状态识别部81在执行供给状态的更新处理(s13)之后，为了判定在下次的pp周期的拾取动作中预定拾取的元件92的数量(下次的需要数量)与在供给区域as中能够拾取的剩余的元件92的数量(当前的可拾取数量)之差是否为基准值(vs)以上，再次执行s12的判定处理。状态识别部81在s12中，在可拾取数量不足，上述差(v1-vn)小于基准值(vs)(s12：是，v1-vn＜vs)，且剩有预定执行的pp循环的情况下(s14：是)，不允许pp循环中的拾取动作的执行，在拾取动作的执行前执行由散料供料器30进行的搬运动作。
109.另外，在s12的判定处理中，将可拾取数量与需要数量之差同基准值进行比较，但也可以将可拾取数量相对于需要数量的比例与基准值进行比较。如上所述，在执行供给状态的更新处理(s13)之后，或者在可拾取数量不足的情况下(s12：否)，搬运控制部85基于当前的多个区域n中的每一个区域n的供给状态的比例，进行搬运模式的设定(s15)。另外，如果在第二次pp循环的拾取动作中预定拾取的元件92的数量(需要数量)与在供给区域as中能够拾取的剩余的元件92的数量(可拾取数量)之差为基准值(vs)以上，则状态识别部81省略搬运模式的设定(s15)等，并允许拾取动作的执行。
110.搬运控制部85基于针对多个区域n中的每一个区域n推定出的当前的供给状态(良好、不良、空)的比例(v1∶v2∶v3)，在搬运动作的控制中设定多个搬运模式(s15)。由此，搬运模式(例如，通常搬运、补给搬运、除去搬运)被切换。然后，搬运控制部85指示散料供料器30以所设定的搬运模式搬运元件92(s16)。散料供料器30在被指示了元件92的搬运的情况下，进行所设定的搬运模式的搬运动作。
111.这样，散料供料器30进行与多个区域n中的每一个区域n的供给状态相应的搬运动作。由此，如果是通过初始设定而良好地供给了元件92的状态，则执行通常搬运，另外，在搬运动作刚结束之后能够拾取的元件92相对较少的情况下，执行补给搬运。另外，在该补给搬运中，有时根据搬运控制部85的指令一并执行从元件盒70排出元件92并使多个元件92流通至搬运路径r的处理。
112.而且，在多个区域n中的每一个区域n的当前的供给状态表示元件92的过剩补给的情况下，或者存在元件组u的情况下，执行除去搬运。由此，适当地调整了供给区域as中的元件92的数量。这样的搬运动作能够促进元件92以适当的姿势收容于腔室51，由此能够在供
给区域as中增加能够拾取的元件92。这样，通过使散料供料器30中的元件92的供给状态良好，能够实现元件安装机10的生产率提高。
113.状态识别部81在由散料供料器30进行的元件92的搬运动作结束后，再次执行对供给状态进行推定的处理(s11)。由此，搬运动作后的多个区域n中的每一个区域n的当前的供给状态被识别。元件供给控制系统在预定执行的pp循环全部结束而不再需要元件92的供给的情况下(s14：否)，结束上述的控制处理。
114.5.实施方式的变形方式
115.5-1.关于元件供给控制系统80
116.在实施方式中，例示了元件供给控制系统80的状态识别部81和搬运控制部85被组装于元件安装机10的控制装置16的结构进行说明。与此相对，状态识别部81和搬运控制部85中的一方或双方也可以为组装于控制装置16的外部装置的结构。例如，状态识别部81可以为组装于拍摄单元的结构，该拍摄单元以能够一体地移动的方式设置于移动台132，并对基板相机15的拍摄动作进行控制。
117.另外，搬运控制部85也可以组装于对装备于多个槽121的供料器122与控制装置16之间的通信进行中介的元件供给装置12。此外，状态识别部81和搬运控制部85也可以作为散料供料器30的自我控制功能而组装于散料供料器30的供料器控制装置60。而且，状态识别部81和搬运控制部85也可以组装于与元件安装机10以能够通信的方式连接的主机、专用设备等。在任意方式中都起到与实施方式相同的效果。
118.5-2.关于轨道部件34
119.在实施方式中，散料供料器30的轨道部件34为具备形成有多个腔室51的整齐排列部件50的结构。与此相对，也可以为省略了整齐排列部件50的结构。即，也可以在轨道部件34的供给区域as中，在比搬运路径r的上表面低的位置处形成使元件92分散的凹状部、与搬运路径r的上表面齐平的平面状部，由此以散装状态供给元件92。
120.在这样的结构中，供给区域as中的多个区域n例如为供给对象的元件92的外形尺寸程度的大小，并且设定为相互不重复。能够任意地设定多个区域n彼此是相邻还是如实施方式所例示的那样分离。在这样的方式中，状态识别部81与实施方式同样地，针对多个区域n中的每一个区域n推定元件92的供给状态。并且，搬运控制部85能够基于多个区域n中的每一个区域n的供给状态来控制搬运动作。
121.但是，在上述那样的方式中，元件92没有相对于多个区域n排列整齐，从而是否能够拾取的判定及取得元件92的姿势的图像处理的处理负荷可能相对较高。因此，从元件供给处理的效率化、减轻供给区域as中的供给状态的识别处理中的图像处理的负荷的观点出发，优选为实施方式中所例示的结构。
122.5-3.关于相机
123.在实施方式中，采用了对散料供料器30的供给区域as进行拍摄的相机为基板相机15的结构。与此相对，对供给区域as进行拍摄的相机也可以为设置于散料供料器30的上方的固定相机。上述的固定相机既可以专用于供给区域as的拍摄，也可以兼用于其他用途。
124.或者，对供给区域as进行拍摄的相机也可以为设置于供给区域as的下方的散料供料器30的内置相机。在该方式中，轨道部件34的供给区域as和整齐排列部件50由透明的材料形成。散料供料器30的内置相机能够透过它们对收容于腔室51的元件92进行拍摄。根据
这样的固定相机和内置相机的结构，能够与移动台132的位置无关地在任意的定时对供给区域as进行拍摄，因此能够在安装动作的执行过程中执行拍摄处理、状态识别处理等。但是，从降低设备成本的观点出发，优选为实施方式中所例示的方式。
125.附图标记说明
126.10：元件安装机12：元件供给装置13：元件移载装置15：基板相机16：控制装置30：散料供料器31：供料器主体34：轨道部件40：激振装置41：支承部件41a：前进用支承部件41b：后退用支承部件42：压电元件(振子)43：振动传感器44：供电装置50：整齐排列部件51：腔室60：供料器控制装置80：元件供给控制系统81：状态识别部85：搬运控制部91：基板92：元件as：供给区域r：搬运路径n：区域u：元件组d1：图像数据。

技术特征：
1.一种元件供给控制系统，具备：状态识别部，基于在散料供料器通过振动将多个元件搬运至供给区域的状态下对所述供给区域进行拍摄而取得的图像数据，针对预先设定于所述供给区域的多个区域中的每一个区域来推定所述元件的供给状态；及搬运控制部，基于多个所述区域中的每一个区域的所述供给状态，对所述散料供料器中的所述元件的搬运动作进行控制。2.根据权利要求1所述的元件供给控制系统，其中，所述供给状态包括在所述区域存在所述元件且能够拾取的状态、在所述区域存在所述元件且不能拾取的状态及在所述区域不存在所述元件的状态。3.根据权利要求1或2所述的元件供给控制系统，其中，所述散料供料器在所述供给区域中具有收容所述元件的多个腔室，多个所述区域各自对应于一个所述腔室而设定。4.根据权利要求1至3中任一项所述的元件供给控制系统，其中，所述状态识别部将所述供给状态分类成多个种类进行推定，所述搬运控制部基于针对多个所述区域中的每一个区域推定出的所述供给状态的比例，在所述搬运动作的控制中切换多个搬运模式。5.根据权利要求4所述的元件供给控制系统，其中，所述搬运控制部基于在所述供给区域中设定了多个所述区域中的每一个区域的位置及对多个所述区域中的每一个区域设定的权重中的至少一方和所述供给状态的比例，来切换多个所述搬运模式。6.根据权利要求1至5中任一项所述的元件供给控制系统，其中，所述搬运控制部在所述搬运动作的控制中切换多个搬运模式，多个所述搬运模式包括：通常搬运，执行使多个所述元件从与所述供给区域连通的搬运路径前进的进给动作和使多个所述元件从所述供给区域后退的返回动作；补给搬运，与所述通常搬运相比使前进的所述元件的数量或所述进给动作的执行时间增多；及除去搬运，与所述通常搬运相比使后退的所述元件的数量或所述返回动作的执行时间减少。7.根据权利要求6所述的元件供给控制系统，其中，在从所述通常搬运切换为所述补给搬运或所述除去搬运的情况下，所述搬运控制部使所述进给动作或所述返回动作的执行次数或执行时间变更。8.根据权利要求6或7所述的元件供给控制系统，其中，在从所述通常搬运切换为所述补给搬运或所述除去搬运的情况下，所述搬运控制部使对形成有所述供给区域的部件施加的振动的频率或振幅变更。9.根据权利要求1至8中任一项所述的元件供给控制系统，其中，所述状态识别部还基于所述图像数据推定元件组的位置和大小来作为元件组状态，所述元件组是多个所述元件在所述供给区域中密集而成的，所述搬运控制部基于多个所述区域中的每一个区域的所述供给状态和所述元件组状态来控制所述搬运动作。10.根据权利要求1至9中任一项所述的元件供给控制系统，其中，在要通过一连串的拾取动作从所述供给区域拾取的所述元件的需要数量与基于多个
所述区域中的每一个区域的所述供给状态计算出的可拾取数量之差小于基准值的情况下、或者在所述可拾取数量相对于所述需要数量的比例小于基准值的情况下，所述搬运控制部在执行所述一连串的拾取动作之前执行所述搬运动作。

技术总结
元件供给控制系统具备：状态识别部，基于在散料供料器通过振动将多个元件搬运至供给区域的状态下对供给区域进行拍摄而取得的图像数据，针对预先设定于供给区域的多个区域中的每一个区域推定元件的供给状态；及搬运控制部，基于多个区域中的每一个区域的供给状态，对散料供料器中的元件的搬运动作进行控制。对散料供料器中的元件的搬运动作进行控制。对散料供料器中的元件的搬运动作进行控制。


技术研发人员：川崎裕司 森山正良 山崎祐辅
受保护的技术使用者：株式会社富士
技术研发日：2021.01.29
技术公布日：2023/8/31