JP2000205817A - 電子部品の位置検出方法及び位置検出装置と電子部品の電子部品実装方法及び電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より精度良く不良の電子部品や電子部品の吸
着状態を検出することができる電子部品実装装置の電子
部品の位置検出方法と電子部品実装方法を提供する。 【解決手段】 発光部５３からノズル部材２１に吸着さ
れた電子部品６に照射された平行光を、電子部品６が回
転しながら反射し、この反射光Ｌｒを受光部５４で受光
することによりノズル部材２１に吸着された電子部品６
の位置ずれ及び傾きを演算する電子部品６の位置検出方
法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッドユニットに
配設される部品吸着用のノズル部材がＩＣ等の電子部品
を吸着してプリント基板の所定位置に実装するために、
ノズル部材に吸着される電子部品の吸着状態を検知する
ように構成された実装装置の電子部品の位置検出方法及
び位置検出装置に関する、さらにこれらの電子部品の位
置検出方法及び位置検出装置を備える電子部品実装方法
及び電子部品実装装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸着ノズル部材を有する電子部品
実装用のヘッドユニットにより、ＩＣ等の電子部品のよ
うな小片状の電子部品を部品供給部から吸着して、プリ
ント基板上に移送し、プリント基板の所定位置に実装す
る電子部品実装装置は一般に知られている。この電子部
品実装装置は、通常、ヘッドユニットがＸ軸方向および
Ｙ軸方向に移動可能とされるとともに、吸着ノズル部材
がＺ軸方向に移動可能で、かつＲ軸方向に回転可能であ
る。このために、各方向への移動および回転のための駆
動手段が設けられている。これらの駆動手段および吸着
ノズル部材に対する負圧供給手段が制御部によって制御
されて、電子部品の吸着、実装動作が自動的に行なわれ
る。このような電子部品実装装置においては、吸着ノズ
ル部材で電子部品を吸着したときの電子部品の位置には
ある程度のばらつきがあって、電子部品の位置ずれに応
じて実装位置を補正することが要求される。このため、
ヘッドユニットの下方部等に、一定平面内で平行光線を
照射する発光部とこれに対向する受光部とからなるレー
ザーユニット等の光学的検知手段を設け、この光学的検
知手段により検出される投影幅に基づいて電子部品の中
心位置、回転角等を検出し、実装位置の補正量を求める
装置が提案されている（例えば、特開平４−３２２９２
４号公報等を挙げることができる）。

【０００３】また、発光部に点状の光源を設け、この光
源から、ノズル部材に吸着された電子部品に拡散光を照
射するとともに、電子部品を吸着したノズル部材を回転
させつつ、光学的検知手段の受光部における電子部品の
投影を測定し、受光部上の基準位置から投影の一端部ま
での距離が最小となるノズル部材回転角においてその距
離の最小値を検出する。そして、この最小値及びノズル
部材回転角の検出データと発光部、受光部及びノズル部
材の位置関係についての既知のデータとに基づき、ノズ
ル部材に吸着された電子部品の位置ずれ及び傾きを演算
する方法が提案されている（例えば、特開平９−２１４
１９８号公報等を挙げることができる。）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た位置の検出方法及び検出装置には以下のような問題点
がある。特開平４−３２２９２４号公報と特開平９−２
１４１９８号公報等に提案されている平行光線を照射す
る検知手段及び拡散光を照射する検知手段のいずれも、
レーザー発生源、集光レンズ、ミラー及び平行光形成レ
ンズ等を備える発光部、ＣＣＤによる受光部、そして電
子部品を置くための発光部と受光部のと間隔やこれらを
配置するためのスペースを必要とするために光学的検知
手段の大型化、あるいはコスト高を招くという問題があ
る。さらに、これらの検知手段は演算式を用いるために
処理が複雑になり、また誤差を生ずることがある。ま
た、検出する電子部品が大型の場合は、それに応じて各
部品間の間隔や配置のためのスペースを拡大する必要が
あり、電子部品実装装置が大型化するという問題があ
る。

【０００５】そこで、本発明は、上記の問題点を解決し
て、電子部品の位置ずれと傾きを誤差がなく、精度良
く、かつ単純な演算処理で検出する電子部品の位置検出
方法、位置検出装置を提供することを目的とする。ま
た、構造が簡単で、小型化が可能であり、電子部品実装
装置等に取り付けることが容易な位置検出装置を提供す
ることを目的とする。さらに、電子部品の位置ずれ等を
容易に演算して、電子部品の実装時間を短縮することが
でき、また、実装する電子部品の欠損の有無等を判断す
ることができる電子部品実装方法、電子部品実装装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、電子部品実装装置のヘッ
ドユニットに配設されるノズル部材が吸着する電子部品
の位置を光を照射して検出する電子部品の位置検出方法
において、 発光部から平行光を電子部品に照射し、
ノズル部材に吸着する電子部品が光を反射し、 受光部
で反射光を受光し、 受光部で受光する反射光からノズ
ル部材に吸着される電子部品の位置ずれ及び傾きを演算
する電子部品の位置検出方法とする。請求項２に記載の
発明は、 請求項１に記載の電子部品の位置検出方法に
おいて、 前記ノズル部材に吸着する電子部品が回転し
ながら照射される光を反射する電子部品の位置検出方法
とする。請求項３に記載の発明は、 電子部品実装装置
のヘッドユニットに配設されるノズル部材が吸着する電
子部品の位置を光を照射して検出する電子部品の位置検
出装置において、 平行光を電子部品に照射する発光部
と、 電子部品からの反射光を受光する受光部と、 受
光部で受光する光からノズル部材に吸着される電子部品
の位置ずれ及び傾きを演算する演算部を備える電子部品
の位置検出装置である。請求項４に記載の発明は、 電
子部品実装装置のヘッドユニットに配設されるノズル部
材が吸着する電子部品の位置を光を照射して検出し、電
子部品を実装する電子部品実装方法において、 発光部
から平行光を電子部品に照射し、 ノズル部材に吸着す
る電子部品が回転しながら照射される光を反射し、 電
子部品からの反射光を受光部で受光し、 受光部で受光
する光からノズル部材に吸着された電子部品の位置ずれ
及び傾きを演算し、かつ ノズル部材に吸着する電子部
品をプリント基板に実装する電子部品実装方法である。
請求項５に記載の発明は、 電子部品実装装置のヘッド
ユニットに配設されるノズル部材が吸着する電子部品の
位置を光を照射して検出し、電子部品を実装する電子部
品実装装置において、 平行光を電子部品に照射する
発光部と、電子部品を吸着して、回転するノズル部材
と、 電子部品からの反射光を受光する受光部と、 受
光部で受光する光からノズル部材に吸着された電子部品
の位置ずれ及び傾きを演算する演算部を備える電子部品
実装装置である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態である電子部
品実装方法を図面に基づいて説明する。請求項１に記載
の発明は、電子部品実装のため、ヘッドユニット５に配
設されるノズル部材２１に吸着される電子部品６の位置
を、発光部５３から平行光を電子部品６に照射し、照射
光Ｌｉを電子部品６が反射し、反射光Ｌｒを受光部５４
で受光し、受光する反射光Ｌｒからノズル部材２１に吸
着される電子部品６の位置ずれ及び傾きを演算する電子
部品６の位置検出方法である。

【０００８】図１は、請求項１に記載の電子部品６の位
置検出方法を具体的に説明するための位置検出装置の一
例である。図１（ａ）は、本発明の一実施形態の電子部
品位置検出方法を適用する電子部品の位置検出装置の概
略斜視図である。図１（ｂ）は、電子部品の位置検出装
置の構造を示すために一部を切り欠いてる概略側面図で
ある。図１（ｃ）は、電子部品の位置検出装置を構成す
る発光部の構造を示す概略平面図である。図１（ｄ）
は、図１（ｃ）に示す発光部の構造を示す概略側面図で
ある。図１（ａ）に示すように、電子部品６の位置検出
装置５０は、位置検出部５１とケーブル５２により構成
されている。位置検出部５１は、ケーブル５２により図
示していない制御装置４０につながっている。また、図
１（ｂ）に示すように、位置検出部５１は、発光部５３
と受光部５４を有している。さらに、図１（ｃ）及び図
１（ｄ）に示すように、発光部５３は、光源５６と平行
光形成レンズ５７により構成されている。例えばＬＥＤ
からなる１個の点状の光源５６が発光する光を平行光形
成レンズ５７により平行光を形成する。平行光は、照射
光Ｌｉとして照射する際は、スリット５５ａを通過させ
ることにより薄い照射光Ｌｉにする。 一方、受光部５
４は、ＣＣＤ等の受光素子を線状に配列したラインセン
サを有している。また、受光部５４の前には、スリット
５５ｂを設ける。このスリット５５ｂは、照射光Ｌｉが
反射により厚くなるので、このスリット５５ｂを通過さ
せることにより薄い反射光Ｌｒにして、受光部５４に受
光させるためのものである。ここで、位置検出装置５０
は、ノズル部材２１に電子部品６が吸着されている状態
においてその電子部品６に照射光Ｌｉを照射し、上下動
することができる位置検出部５１が電子部品６の反射光
Ｌｒを検出するものである。

【０００９】図２は位置検出装置の制御系統の概略構成
を示すブロック図である。この図２において、制御装置
４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）による演算部４１及び
軸制御部４２を有し、軸制御部４２にＹ軸、Ｘ軸、Ｚ軸
及びＲ軸の各サーボモータ９、１５、２２、２４が接続
され、演算部４１からの指令に応じて軸制御部４２によ
り各サーボモータ９、１５、２２、２４の駆動が制御さ
れる。また制御装置４０は、Ａ／Ｄ変換器４３、画像処
理部４４及び記憶部４５を有し、電子部品６の位置検出
装置５０の受光部５４から送られてくる測定データがＡ
／Ｄ変換器４３を介して画像処理部４４に取り込まれ、
記憶部４５に記憶されるとともに、このデータが演算部
４１に読み出される。さらに制御装置４０は、回転角検
出部４６を有し、この回転角検出部４６によりＲ軸サー
ボモータ２４に具備されたエンコーダ２５からの信号に
基づいてノズル部材２１の回転角が検出され、この回転
角検出値が演算部４１に送る。

【００１０】ここで、請求項１，２に記載の電子部品の
位置検出方法を以下に具体的に説明する。請求項１に記
載の位置検出方法は、受光部５４上で光源５６の位置に
対応する基準位置から反射帯幅が最小となるノズル部材
２１の回転角、反射帯幅そのものを測定し、反射帯幅及
びノズル部材回転角の検出データから、ノズル部材２１
に吸着された部品６の位置ずれ及び傾きを演算するもの
である。また、必要により、あらかじめメモリに記憶さ
せておいた電子部品６の大きさのデータと比較して、吸
着された電子部品が正しいものかどうか、あるいは欠損
の有無を演算するものである。図３は、電子部品と電子
部品位置検出装置の入射光Ｌｉ・反射光Ｌｒとの関係を
示す図である。図３（ａ）は、電子部品がある角度の傾
きθを有する場合の電子部品の入射光Ｌｉ・反射光Ｌｒ
との関係を示す図であり、図３（ｂ）は、電子部品の横
立面ｌと入射光Ｌｉ・反射光Ｌｒとの関係が直角である
場合の入射光Ｌｉ・反射光Ｌｒとの関係を示す図であ
り、図３（ｃ）電子部品の縦立面ｗと入射光Ｌｉ・反射
光Ｌｒとの関係が直角にある場合の電子部品と入射光Ｌ
ｉ・反射光Ｌｒとの関係を示す図である。ただし、図中
のＣｎは電子部品６の回転中心であるノズル部材中心
（ノズル部材２１の中心）、Ｃｃは電子部品６の中心、
Ｏは発光部５３、受光部５４上の原点（基準位置）であ
る。また、Ｒｏは原点Ｏを通る中心線、Ｒｃは中心線Ｒ
ｏと直交してノズル部材中心Ｃｎを通る線である。ま
た、ノズル部材中心Ｃｎは中心線Ｒｏ上に位置してい
る。さらに、Ｒｄは電子部品６の中心を通る中心線であ
る。

【００１１】図３（ａ）に示すように、電子部品６は、
発光部等５３及び受光部５４に対して傾きθがあり、さ
らに、電子部品６の中心Ｃｃは、ノズル部材２１の中心
ＣｎからΔｘ、Δｙの距離だけ位置ずれしているとす
る。ここで、反射により受光部５４に戻ってくる反射光
Ｌｒの長さを反射帯幅と称する。反射帯幅は、電子部品
６の傾きが０°以上であれば、必ず電子部品６の長さよ
り長くなる。また、傾きθが４５°のときは、電子部品
６の横立面ｌと縦立面ｗとが直角であれば、両方の面で
反射される反射光Ｌｒは受光部５４には戻ってこない。
また、電子部品６の横立面ｌまたは縦立面のいずれかの
面の傾きθが、４５°以下のときに、電子部品６に照射
された平行光は受光部５４に反射して戻ってくるが、４
５°以上のときには、反射によって受光部５４に戻って
こない。ここで、軸制御部４２を介して電子部品６を吸
着したノズル部材２１を、図３（ｂ）に示す状態まで回
転させる。図３（ｂ）の状態とは、ＲｄとＲｃとが平行
になり、Ｒｄの発光部５３と受光部５４に対する角度が
０°の状態をいう。このときは、平行光Ｌｉは、そのま
ま反射されるので、反射帯幅は電子部品６の横立面ｌの
幅に相当する。あらかじめ電子部品６の横立面ｌの幅を
記憶部４５に記憶させておくことにより、反射帯幅が電
子部品６の横立面ｌの幅と等しくなるときに、ＲｄとＲ
ｃが平行になったことがわかる。したがい、かかる状態
になるまで回転させた時の角度をエンコーダ２５で測定
することにより、傾きθを求めることができる。さら
に、電子部品６の中心の位置を演算により求め、Ｘ軸方
向に対して位置ずれしている方向と位置ずれしている距
離Δｘがわかる。ここで、電子部品６に中心の位置は、
反射帯幅が最小になった時の反射帯幅を測定し、この真
ん中となる電子部品の中心を演算により求める。Ｘ軸方
向に位置ずれしていない場合は、原点の位置に電子部品
６の中心があるが、Ｘ軸方向に位置ずれしている場合
は、その位置ずれの距離Δｘは原点から電子部品６の中
心までの距離に相当する。同様に、軸制御部４２を介し
て電子部品６を吸着したノズル部材２１を、さらに図３
（ｃ）に示す状態まで回転させる。図３（ｃ）の状態と
は、ＲｄとＲｏとが平行になり、Ｒｄの発光部５３と受
光部５４に対する角度が９０°（（１／２）π）の状態
をいう。このときは、平行光Ｌｉは、そのまま反射され
るので、反射帯幅は電子部品６の縦立面ｗ幅に相当す
る。あらかじめ電子部品６の縦立面ｗの幅を記憶部４５
に記憶させておくことにより、反射帯幅が電子部品６の
縦立面ｗの幅と等しくなるときに、ＲｄとＲｏが平行に
なったことがわかる。したがって、かかる状態になるま
で電子部品６を回転させた時の角度（１／２）π＋θを
エンコーダ２５で測定することにより傾きθを求めるこ
とができる。さらに、電子部品６の中心の位置を演算に
より求め、Ｙ軸方向に対して位置ずれしている方向と位
置ずれしている距離Δｙとがわかる。ここで、電子部品
６に中心の位置は、反射帯幅が最小になった時の反射帯
幅を測定し、この真ん中となる電子部品の中心を演算に
より求める。Ｙ軸方向に位置ずれしていない場合は原点
の位置に電子部品６の中心があるが、Ｙ軸方向に位置ず
れしている場合その位置ずれの大きさΔｙは原点からの
電子部品６の中心までの距離に相当する。

【００１２】図４は、電子部品６の位置検出方法におけ
る電子部品の傾きと反射帯幅との関係を示すグラフであ
る。このグラフは、軸制御部４２を介して電子部品６を
吸着したノズル部材２１を回転させたときの電子部品６
の成す傾きθと反射帯幅の関係を示している。電子部品
６の横立面ｌが発光部５３及び受光部５４に対して傾き
θを成す場合（図３（ａ））、電子部品６の横立面ｌが
発光部５３及び受光部５４に対して水平である場合（図
３（ｂ））及び電子部品６の縦立面ｗが発光部５３及び
受光部５４に対して傾きθを成す場合（図３（ｃ））の
電子部品６と反射体幅との関係は、それぞれ図４中Ａ、
Ｂ、Ｃの位置で示されている。測定できる反射帯幅は、
電子部品の横立面ｌが測定できれば足りるため、反射帯
幅は３ｌ以下、好ましくは２ｌ以下であればよい。これ
により、電子部品６の位置検出装置５０を小さくするこ
とができるからである。

【００１３】このように、請求項１、２に記載の位置検
出方法では、受光部５４で受光する反射光Ｌｒから、演
算式等を用いることなく、ノズル部材２１の中心を基準
として電子部品６のＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置ずれΔ
ｘ、Δｙ及び回転方向の傾きθを直接的に演算すること
ができる。さらに、反射帯幅の位置は、受光部５４の一
端から反射帯の他端までの位置から演算され、さらにそ
のデータから反射帯幅が演算され、反射光Ｌｒの中央位
置も演算できる。また、部品サイズデータはあらかじめ
記憶部４５に入力されているので、演算された反射帯幅
と記憶されている部品サイズデータとを比較することに
より、演算されたデータの妥当性や部品の正否を確認す
ることができる。しかも、電子部品６に対して一方向か
ら光を照射し、かつ受光する構成で、構造として非常に
簡単であるため、装置の小型化を実現することができ
る。また、請求項２に記載の電子部品の位置検出方法
は、請求項１に記載の電子部品の位置検出方法におい
て、ノズル部材２１に吸着する電子部品６が回転しなが
ら照射される照射光Ｌｉを反射する電子部品の位置検出
方法である。これにより、容易に電子部品６の傾きθを
容易に演算することができる。

【００１４】さらに、請求項３に記載の電子部品の位置
検出装置は、電子部品実装装置のヘッドユニット５に配
設されるノズル部材２１が吸着する電子部品６の位置を
光を照射して検出する電子部品６の位置検出装置５０に
おいて、平行光を電子部品に照射する発光部５３と、電
子部品６からの反射光Ｌｒを受光する受光部５４と、受
光部５４で受光する光からノズル部材２１に吸着された
電子部品６の位置ずれ及び傾きを演算する演算部４１を
備える電子部品６の位置検出装置５０である。請求項３
に記載の電子部品の位置検出装置では、電子部品６の位
置検出のための発光部５３と受光部５４とを電子部品６
に対して同一方向に置くことを可能にし、これにより、
位置検出装置を小型化することができる。さらに、演算
が容易で短時間に電子部品６の位置ずれと傾きを求める
ことができるので、電子部品６のプリント基板への実装
時間を短縮することに寄与することができる。

【００１５】請求項４に記載の電子部品実装方法は、電
子部品実装装置のヘッドユニット５に配設されるノズル
部材２１が吸着する電子部品６の位置を光を照射して検
出し、電子部品６を実装する電子部品実装方法におい
て、発光部５３から平行光を電子部品６に照射し、ノズ
ル部材２１に吸着する電子部品６が回転しながら照射さ
れる光を反射し、電子部品６からの反射光Ｌｒを受光部
５４で受光し、受光部５４で受光する光からノズル部材
２１に吸着された電子部品６の位置ずれΔｘ、Δｙ及び
傾きθを演算し、かつノズル部材２１に吸着する電子部
品６をプリント基板に実装する電子部品実装方法であ
る。さらに、請求項５に記載の電子部品実装装置は、電
子部品実装装置のヘッドユニット５に配設されるノズル
部材２１が吸着する電子部品６の位置を光を照射して検
出し、電子部品６を実装する電子部品実装装置におい
て、平行光を電子部品に照射する発光部５３と、電子部
品６を吸着して、回転するノズル部材２１と、電子部品
６からの反射光Ｌｒを受光する受光部５４と、受光部５
４で受光する光からノズル部材２１に吸着された電子部
品６の位置ずれΔｘ、Δｙ及び傾きθを演算する演算部
を備える電子部品実装装置である。

【００１６】請求項４に記載の発明の一実施形態である
電子部品実装方法を図面に基づいて説明する。図５は、
本発明の一実施形態である電子部品実装方法を適用する
請求項５に記載の発明の一実施形態である電子部品実装
装置の全体を示す概略平面図である。図６は、図５に記
載の電子部品実装装置の概略正面図である。図５及び図
６に示すように、電子部品実装装置の基台１上には、プ
リント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基
板３がこのコンベア２上を搬送されて所定の実装作業位
置で停止する。コンベア２の側方には、部品供給部４が
配置されている。この部品供給部４は部品供給用のフィ
ーダーを備え、例えば多数列のテープフィーダー４ａを
備えている。

【００１７】基台１の上方には、電子部品実装用のヘッ
ドユニット５が装備されている。このヘッドユニット５
は、部品供給部４とプリント基板３が位置する電子部品
実装部とにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向およびＹ
軸方向に移動することができる。基台１上には、Ｙ軸方
向の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆
動されるボールねじ軸８とが配設され、固定レール７上
にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持
部材１１に設けられたナット部分１２がボールねじ軸８
に螺合している。また、支持部材１１には、Ｘ軸方向の
ガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動さ
れるボールねじ軸１４とが配設され、このガイド部材１
３にヘッドユニット５が移動可能に保持され、ヘッドユ
ニット５に設けられたナット部分がボールねじ軸１４に
螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によ
り支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サ
ーボモータ１５の作動によりヘッドユニット５が支持部
材１１に対してＸ軸方向に移動する。また、Ｙ軸サーボ
モータ９及びＸ軸サーボモータ１５には、それぞれロー
タリエンコーダからなる位置検出装置１０、１６が設け
られており、これによってヘッドユニット５の移動位置
検出がなされる。ヘッドユニット５には、電子部品６を
吸着する１乃至複数のノズル部材２１が設けられてい
る。ノズル部材２１は、ヘッドユニット５のフレームに
対してそれぞれＺ軸方向の移動及びＲ軸回りの回転が可
能とされ、Ｚ軸サーボモータ２２及びＲ軸サーボモータ
２４により作動する。これらの各サーボモータ２２、２
４には、ロータリエンコーダからなる位置検出手段２
５、２６がそれぞれ設けられており、これらによって各
ノズル部材２１の作動位置の検出が行われる。また、各
ノズル部材２１は、バルブ等を介して図示しない負圧供
給手段に接続され、必要に応じて電子部品吸着用の負圧
がノズル部材２１に供給される。 ヘッドユニット５に
は基板認識カメラ２７が取付けられている。この基板認
識カメラ２７は、プリント基板３の表面に付された基板
位置決め用のフィデューシャルマークを撮像するととも
に、基板識別の際ヘッドユニット５の移動に応じてプリ
ント基板上方の所定のチェック位置に配置されてプリン
ト基板３に形成されたパターンの一部を撮像する。 さ
らに、基台１には、ヘッドユニット５により吸着された
電子部品の吸着状態を認識するための部品認識カメラ２
９が設けられている。この部品認識カメラ２９は、部品
供給部４の側方に配設されており、部品供給部４におい
て電子部品を吸着した後、ヘッドユニット５が部品認識
カメラ２９の上方の所定位置に移動させられることによ
り吸着部品を撮像する。電子部品実装装置には、制御装
置４０が搭載されており、Ｙ軸及びＸ軸サーボモータ
９、１５、ヘッドユニット５の各ノズル部材２１に対す
るＺ軸サーボモータ２２、Ｒ軸サーボモータ２４及び各
サーボモータに対する位置検出手段１０、１６、２５、
２６はすべてこの制御装置４０に電気的に接続され、こ
の制御装置４０によって統括制御される。詳細には、電
子部品実装装置の動作を統括制御する演算部４１と、電
子部品６等に関する情報を記憶した記憶部４５と、この
記憶部４５に記憶された情報に基づいて演算部４１によ
り制御される軸制御部４２とが制御装置４０に設けら
れ、サーボモータ等はこの軸制御部４２に接続されてい
る。軸制御部４２及び演算部４１は、実装時に所定の実
装動作の制御を行うとともに、プリント基板識別の際に
は、位置決めされているプリント基板３上の所定のフィ
デューシャルマークの位置に基板認識カメラ２７を配置
すべくヘッドユニット５を移動させる。演算部４１に
は、画像処理部４４が接続されており、この画像処理部
４４に基板認識カメラ２７及び部品認識カメラ２９が接
続されている。そして、基板認識カメラ２７及び部品認
識カメラ２９によって取込まれた画像データに所定の画
像処理が施されて演算部４１に出力されることにより、
演算部４１において吸着電子部品の認識や、プリント基
板３のフィデューシャルマーク及びパターンの認識が行
われる。ここで、ヘッドユニット５の左端部には、電子
部品６の位置検出装置５０が取付けられているが、位置
検出装置５０は、ヘッドユニット５に取り付けるのでは
なく、単独で設けてもよい。しかしながら、電子部品実
装装置の制御装置４０と位置検出装置４０はほぼ同様の
機能を有するため、兼用する方が効率的に電子部品６の
位置検出及びプリント基板への実装を行うことができ
る。

【００１８】つぎに、請求項４に記載の電子部品実装方
法について、上述した電子部品実装装置に基づいて具体
的に説明する。図７は、電子部品の位置検出の処理を含
む電子物品の実装方法を示すフローチャートである。電
子部品６の供給形態としてはテープ上に形成された凹部
に１個ずつ封入された状態や、トレイ上の凹部に１個ず
つ配置された状態で供給される。電子部品６の吸着に先
立って、まず、ヘッドユニット５がＸ軸、Ｙ軸方向の移
動によって部品供給部４側へ移動すると同時にノズル部
材２１の回転が行なわれ、ついで、このヘッドユニット
５が所定位置まで移動する（図７中のステップＳ７
１）。所定位置まで移動したノズル部材２１が下降し
（図７中のステップＳ７２）、電子部品６を吸着する
（図７中のステップＳ７３）。電子部品６を吸着するノ
ズル部材２１の中心位置と受光部５４との位置は固定さ
れているために、受光部５４の軸方向におけるノズル部
材２１の中心位置はあらかじめ明確である。ノズル部材
２１に電子部品を吸着する場合、ある程度の範囲でＸ軸
方向、Ｙ軸方向及び回転方向に電子部品６の位置ずれが
発生する。しかしながら、実際には部品供給部４の凹部
は電子部品６のサイズに合った大きさで、方向も統一さ
れるため、凹部内での電子部品６の位置はある程度規制
され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の位置ずれΔｘ、Δｙ及び回
転方向の傾きθはある程度の範囲内に抑制される。次い
で、ノズル部材２１に吸着する電子部品６が電子部品の
位置検出装置５０の発光部５３と受光部５４とに対応す
る部品検出用高さ位置までノズル部材２１が上昇する
（図７中のステップＳ７４）。これに伴いノズル部材２
１に吸着された電子部品６は部品検出用高さ位置に移動
して平行光の中に位置し、ノズル部材２１を回転させ
る。受光部５４が受光する反射光Ｌｒ帯の幅は電子部品
の回転に伴って変化する（図７中のステップＳ７５）。
ノズル部材２１の回転は、電子部品吸着後、電子部品認
識開始前に５°逆回転し、続いてゆっくり正回転して反
射光Ｌｒ帯の幅を計測しながら１００°程度連続して回
転する。そして、受光部５４が受光する反射帯幅が、受
光部５４上のノズル部材２１中心位置を含んで最初に最
小値になる位置が電子部品６の一つの側面と受光部５４
とが平行となる位置であり、この位置を基準にしてノズ
ル部材２１に対する電子部品の回転方向の傾きθが測定
される。同時に、この状態の時にノズル部材２１の中心
軸位置に対する反射帯幅の中央位置が受光部５４のＸ軸
方向にどれだけ位置ずれしているかを測定することによ
って、電子部品６のＸ軸方向の位置ずれΔｘを演算する
ことができる。つぎに、ノズル部材２１を略９０°回転
させて、受光部５４が受光する反射帯幅が、受光部５４
上の原点を含んで２回目に最小値になる位置を捜し、最
小値になったときにノズル部材２１中心位置に対する反
射帯幅の中心位置が受光部５４のＹ軸方向にどれだけず
れているかを測定することによって、位置ずれΔｙを演
算する（図７中のステップＳ７６）。このような電子部
品位置検出後に、位置ずれΔＸ、ΔＹと傾きθに対して
装着位置の補正が行なわれる（図７中のステップＳ７
７）。位置ずれΔＸ、ΔＹだけ補正されたＸ、Ｙ方向の
目標装着位置にノズル部材２１が達するようにＸ軸サー
ボモータ１５及びＹ軸サーボモータ９が制御されるとと
もに、ノズル部材２１の回転角が傾きθだけ補正された
目標回転角となるようにＲ軸サーボモータ２４が制御さ
れる（図７中のステップＳ７８）。それから、ノズル部
材２１が下降されてプリント基板３上に電子部品６が装
着される（図７中のステップＳ７９）。

【００１９】このように、請求項４に記載の電子部品実
装方法により、ノズル部材２１に吸着させる電子部品６
のＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置ずれΔｘ、Δｙ及び回転方
向の傾きθを容易に演算することができ、また、演算処
理が非常に容易で、短時間で演算することができる電子
部品の実装方法を提供することができる。さらに、部品
サイズデータはあらかじめ記憶部４５に入力されている
ので、演算された反射帯幅と記憶されている部品サイズ
データとを比較することで、演算されたデータの妥当性
や部品の正否を確認することができる電子部品実装方法
を提供することができる。請求項５に記載の電子部品実
装装置は、請求項４に記載の電子部品実装方法を適用す
るものである。電子部品実装装置のヘッドユニット５に
位置検出装置５０を取り付けることでノズル部材２１に
吸着させる電子部品６の、ノズル部材２１の中心を基準
として電子部品６のＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置ずれΔ
ｘ、Δｙ及び回転方向の傾きθを容易に検出することが
できる。さらに、部品サイズデータはあらかじめ記憶部
４５に入力されているので、演算された反射帯幅と記憶
されている部品サイズデータとを比較することで、演算
されたデータの妥当性や部品の正否を確認することが可
能な電子部品実装装置を提供することができる。

【００２０】図８は、本発明の他の実施形態による電子
部品の位置検出方法を適用する電子部品実装装置の概略
平面図である。構造として非常に簡単で、小型化が可能
な位置検出装置５０のため、多数のノズル部材２１を有
する電子部品実装装置には、同時に多数の位置検出装置
５０を取り付けることが可能である。これにより、多数
の電子部品６を一度にＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置ずれΔ
ｘ、Δｙ及び回転方向の傾きθを容易に演算することが
できるので、電子部品６の実装時間をさらに一層短縮す
ることができる電子部品実装装置を提供することができ
る。

【００２１】なお、本発明は上述の実施例に限定され
ず、当業者であれば種々の変形が可能であり、例えば次
のような変形例を挙げることができる。本発明におい
ては、電子部品の位置検出方法として、反射帯幅の中心
位置を求めて位置ずれΔｘ、Δｙを求めたが、他の検出
方法として電位部品の端部による反射光Ｌｒを受光し
て、この位置を測定することにより位置ずれを演算する
ことができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
電子部品の位置検出方法では、発光部から平行光を電子
部品に照射して、反射光を受光部で受光することによ
り、その受光する光の幅を測定し、ノズル部材に吸着さ
れた電子部品の位置ずれ及び傾きを演算により求めるも
ので、簡単な演算処理により容易に求めることができる
位置検出方法を提供することができる。請求項２に記載
の位置検出方法では、ノズル部材に吸着する電子部品を
回転させ、あらかじめ記憶してある電子部品の大きさと
一致させることにより、電子部品の傾きを容易に求める
ことができる。さらに、この電子部品を回転させて反射
帯幅の長さが記憶してある電子部品の大きさと一致させ
た状態で容易に軸方向の傾きを求めることができる。請
求項３に記載の電子部品の位置検出装置では、電子部品
の位置検出のための発光部と受光部とを電子部品に対し
て同一方向に置くことを可能にし、また、構造として非
常に簡単であるため装置の小型化が可能な位置検出装置
を提供することができる。

【００２３】請求項４に記載の電子部品実装方法では、
ノズル部材に吸着させる電子部品のＸ軸方向、Ｙ軸方向
Δｘ、Δｙ及び回転方向の傾きθを容易に演算すること
ができ、また、演算処理が非常に容易で、短時間で演算
することができる電子部品の実装方法を提供することが
できる。さらに、部品サイズデータはあらかじめ記憶部
に入力されているので、演算された反射帯幅と記憶され
ている部品サイズデータとを比較することで、演算され
たデータの妥当性や部品の正否を確認することができる
電子部品実装方法を提供することができる。請求項５に
記載の電子部品実装装置は、電子部品実装装置のヘッド
ユニットに位置検出装置を取り付けることでノズル部材
に吸着させる電子部品の、ノズル部材の中心を基準とし
て電子部品のＸ軸方向、Ｙ軸方向Δｘ、Δｙ及び回転方
向の傾きθを容易に検出することができ、これにより実
装時間を短縮することが可能な電子部品実装装置を提供
することができる。さらに、部品サイズデータはあらか
じめ記憶部に入力されているので、演算された反射帯幅
と記憶されている部品サイズデータとを比較すること
で、演算されたデータの妥当性や部品の正否を確認する
ことが可能な電子部品実装装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の一実施形態の電子部品位置検出
方法を適用する電子部品の位置検出装置の概略斜視図で
ある。（ｂ）電子部品の位置検出装置の概略側面図であ
る。（ｃ）電子部品の位置検出装置を構成する発光部の
概略平面図である。（ｄ）図１（ｃ）に示す発光部の概
略側面図である。

【図２】制御装置の制御系統を示すブロック図である。

【図３】電子部品と電子部品の位置検出装置の入射光・
反射光との関係を示す図である。（ａ）電子部品がある
偏位角を有して吸着される場合の電子部品と入射光・反
射光との関係を示す図である。（ｂ）電子部品の横立面
が入射光・反射光に対し直角に保持されている場合の電
子部品と入射光・反射光との関係を示す図である。
（ｃ）電子部品の縦立面が入射光・反射光に対して直角
に保持されている場合の電子部品と入射光・反射光との
関係を示す図である。

【図４】電子部品の位置検出装置における電子部品の傾
きと反射帯幅との関係を示すグラフである。

【図５】本発明の一実施形態による電子部品の位置検出
方法を適用する電子部品実装装置の概略平面図である。

【図６】図５に示す電子部品実装装置の概略正面図であ
る。

【図７】電子部品の位置検出の処理を含む電子部品実装
動作を示すフローチャートである。

【図８】本発明の他の実施形態による電子部品の位置検
出方法を適用する電子部品実装装置の概略平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 基台 ２ コンベア ３ プリント基板 ４ 部品供給部 ５ ヘッドユニット ６ 電子部品 ７ 固定レール ８ ボールねじ軸 ９ Ｙ軸サーボモータ １０、１６ 位置検出手段 １１ 支持部材 １２ ナット部分 １３ ガイド部材 １５ Ｘ軸モータ ２１ ノズル部材 ２２ Ｚ軸サーボモータ ２４ Ｒ軸サーボモータ ２５、２６ 位置検出手段 ２７ 基板認識カメラ ２９ 部品認識カメラ ４０ 制御装置 ４１ 演算部 ４２ 軸制御部 ４３ Ａ／Ｄ変換部 ４４ 画像処理部 ４５ 記憶部 ４６ 回転角検出部 ５０ 位置検出装置 ５１ 位置検出部 ５２ ケーブル ５３ 発光部 ５４ 受光部 ５５ａ、５５ｂ スリット ５６ 光源 ５７ 平行光形成レンズ Ｌｉ 入射光 Ｌｒ 反射光 ｌ 電子部品の横立面 ｗ 電子部品の縦立面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品実装装置のヘッドユニットに配
   設されるノズル部材が吸着する電子部品の位置を光を照
   射して検出する電子部品の位置検出方法において、 発光部から平行光を電子部品に照射し、 照射光をノズル部材に吸着する電子部品が反射し、 反射光を受光部で受光し、つぎに受光する反射光からノ
   ズル部材に吸着された電子部品の位置ずれ及び傾きを演
   算することを特徴とする電子部品の位置検出方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子部品の位置検出方
   法において、 前記ノズル部材に吸着する電子部品が回転しながら照射
   される光を反射することを特徴とする電子部品の位置検
   出方法。
3. 【請求項３】 電子部品実装装置のヘッドユニットに配
   設されるノズル部材が吸着する電子部品の位置を光を照
   射して検出する電子部品の位置検出装置において、 平行光を電子部品に照射する発光部と、 電子部品からの反射光を受光する受光部と、 受光部で受光する光からノズル部材に吸着された電子部
   品の位置ずれ及び傾きを演算する演算部を備えることを
   特徴とする電子部品の位置検出装置。
4. 【請求項４】 電子部品実装装置のヘッドユニットに配
   設されるノズル部材が吸着する電子部品の位置を光を照
   射して検出し、電子部品を実装する電子部品実装方法に
   おいて、 発光部から平行光を電子部品に照射し、 ノズル部材に吸着する電子部品が回転しながら照射され
   る光を反射し、 電子部品からの反射光を受光部で受光し、 受光部で受光する光からノズル部材に吸着された電子部
   品の位置ずれ及び傾きを演算し、かつノズル部材に吸着
   する電子部品をプリント基板に実装することを特徴とす
   る電子部品実装方法。
5. 【請求項５】 電子部品実装装置のヘッドユニットに配
   設されるノズル部材が吸着する電子部品の位置を光を照
   射して検出し、電子部品を実装する電子部品実装装置に
   おいて、 平行光を電子部品に照射する発光部と、 電子部品を吸着して、回転するノズル部材と、 電子部品からの反射光を受光する受光部と、 受光部で受光する光からノズル部材に吸着された電子部
   品の位置ずれ及び傾きを演算する演算部を備えることを
   特徴とする電子部品実装装置。