JP2000223897A - 電子部品実装機における部品実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸着ノズルに偏って吸着されて認識カメラの視
野外となる電子部品であっても正確な画像認識処理を行
うことのできる電子部品実装機における部品実装方法を
提供する。 【解決手段】吸着ノズル１２が画像認識位置ＳＴ１１に
達したときに、認識カメラ１４の撮像による画像データ
と予め設定された電子部品１３の属性データとの比較に
基づき電子部品１３の一部が認識カメラ１４の視野外に
位置していると判別した場合にのみ、電子部品１３の全
体が視野内になるように認識カメラ１４の位置を補正す
る。この位置補正後の認識カメラ１４で撮像した画像デ
ータに基づいて認識処理を再度行って、電子部品１３の
吸着ノズル１２に対する位置ずれ量を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チップ部品や半導
体素子などの種々の電子部品を吸着ノズルで吸着して回
路基板の所定の部品装着部に自動的に実装する電子部品
実装機における部品実装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品実装機では、回路基板に
実装すべき電子部品が増加するのに伴って実装動作の高
速化が要望されており、これに対応するために、各駆動
部の作動速度を上げることによって実装速度の高速化が
図られてきた。例えば、電子部品の供給に際しては、保
持テープの長さ方向に一定間隔で配設された格納凹部に
電子部品を格納し、且つ保持テープの上面に貼ったカバ
ーテープによって電子部品の脱落を防止してなるキャリ
アテープを用いて、規則的に配列された電子部品を連続
供給している。また、キャリアテープから供給される電
子部品を吸着して回路基板に実装するに際しては、図３
の概略平面図に示すように、下端部に吸着ノズル（図示
せず）を備えた複数個（図では16個を例示）のノズルユ
ニット２を回転テーブル３の周囲の同心円上に等間隔に
配設してなるロータリ方式の実装ヘッド１を用いて、以
下のような手順で電子部品を回路基板に実装するように
している。

【０００３】すなわち、回転テーブル３はノズルユニッ
ト２の吸着ノズルの間隔に相当する一定角度ずつ図示矢
印方向に間欠回転されて、各吸着ノズルは第１ないし第
１６の各ステーションＳＴ１〜ＳＴ１６に順次位置決め
停止されていく。部品吸着用の第７ステーションＳＴ７
に位置する吸着ノズルは、ノズルユニット２の上下動に
よりキャリアテープの部品取出口の電子部品を吸着して
取り出す。この吸着された電子部品は、回転テーブル３
の間欠回転に伴い移送されて吸着ノズルが第１０ステー
ションＳＴ１０に位置決め停止されたときに、実装プロ
グラムで予め設定された回路基板への装着角度θ１だけ
ノズルユニット２によって回転される。

【０００４】さらに、電子部品は、画像認識処理用の第
１１ステーションＳＴ１１に位置決め停止されたとき
に、認識カメラの撮像により得られた画像データに基づ
いて吸着ノズルの中央部に対する電子部品の位置ずれ量
および電子部品自体の良否が判別される。

【０００５】続いて、電子部品が第１４ステーションＳ
Ｔ１４に達すると、上述の画像認識処理で算出した位置
ずれ量を補正するため、電子部品は位置ずれ量θ２だけ
ノズルユニット２によって回転される。さらに、電子部
品が部品装着位置である第１５ステーションＳＴ１５に
位置決め停止されたときに、上面に回路基板が位置決め
固定された基板保持テーブルをＸ方向およびＹ方向に所
定距離だけ移動させて、回路基板の所要の部品装着部を
吸着ノズルに吸着保持されている電子部品の真下に位置
させ、吸着ノズルで吸着保持していた電子部品がノズル
ユニット２の上下動により回路基板の所要の部品装着部
に実装される。そののち、第１ないし第６ステーション
ＳＴ１〜ＳＴ６では、吸着ノズルのチャックや切り換え
などといった電子部品の実装に関わる各種の準備が行わ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子部品実装機における部品実装方法では、部品吸着用
の第７ステーションＳＴ７において部品供給部から取り
出された電子部品が吸着ノズルに吸着されるときに、電
子部品の吸着ノズルに対する吸着位置にばらつきがある
ため、つぎに、画像認識処理用の第１１ステーションＳ
Ｔ１１において認識カメラにより撮像された画像データ
に基づいて電子部品自体の良否を判別したのちに、良品
の電子部品についてその吸着姿勢の位置ずれ量を算出す
るときに、誤った認識処理が行われる場合がある。

【０００７】例えば、電子部品が吸着ノズルの中心に対
し何れかの方向に比較的大きく偏った位置に吸着されて
いるような場合には、その電子部品の一部が第１１ステ
ーションＳＴ１１に設置されている認識カメラの視野外
となり、電子部品の一部が欠落した画像データとなる。
制御部では、得られた画像データを、予め設定されてい
る電子部品のリードの本数やピッチ或いは寸法などの属
性データと比較対照して、その電子部品の良否を判別す
る。上述のような電子部品の一部が欠落した画像データ
の場合には、その電子部品が良品であっても、制御部が
リードの本数の不足や寸法の相違などと見做して、不良
品として間違った認識処理してしまい、その良品の電子
部品が破棄されてしまうことになる。このように、従来
の部品実装方法では、無駄な電子部品の破棄やリカバリ
の無駄な動作による生産性の低下が発生するという問題
がある。

【０００８】そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑み
てなされたもので、吸着ノズルに偏って吸着されて一部
が認識カメラの視野外となる電子部品であっても、正確
な画像認識処理を行うことのできる電子部品実装機にお
ける部品実装方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、部品供給部より供給された電子部品を、
複数の吸着ノズルが同一円上に配置されてなるロータリ
方式の実装ヘッドにおける前記吸着ノズルで吸着して取
り出し、前記吸着ノズルが前記実装ヘッドの回転動作に
伴って画像認識位置に達したときに、前記吸着ノズルを
認識カメラで撮像した画像データに基づく認識処理によ
り電子部品の吸着ノズルに対する位置ずれ量を算出し、
その算出したを位置ずれ量に基づき電子部品の位置を補
正したのちに、その電子部品を回路基板上に実装する電
子部品実装機における部品実装方法において、前記吸着
ノズルが前記画像認識位置に達したときに、前記認識カ
メラの撮像による画像データと予め設定された電子部品
の属性データとの比較に基づき電子部品の一部が前記認
識カメラの視野外に位置していると判別した場合にの
み、前記電子部品の全体が視野内になるように前記認識
カメラの位置を補正し、位置補正後の前記認識カメラで
撮像した画像データに基づいて認識処理を再度行って、
電子部品の吸着ノズルに対する位置ずれ量を算出するこ
とを特徴としている。

【００１０】この部品実装機における部品実装方法で
は、吸着ノズルに対し偏った姿勢で吸着されたことによ
って一部が認識カメラの視野外となった電子部品であっ
ても、認識カメラの位置を電子部品の全体が視野内とな
るよう補正したのちに、認識処理を再度行うので、画像
による認識処理を正確に行うことができ、良品の電子部
品を廃棄するといった無駄を無くすことができる。ま
た、認識カメラの位置補正は、電子部品の一部が認識カ
メラの視野外となった場合にのみ実施するだけであり、
電子部品がその全体が認識カメラの視野内となる正常な
吸着姿勢で吸着ノズルに吸着保持されている場合には従
来と同様の処理を行うので、認識カメラの位置補正の機
能追加に伴うタクトロスは発生せず、生産性の低下を招
かない。

【００１１】上記発明において、画像データと予め設定
された電子部品の属性データとの比較に基づいて電子部
品の全体が視野内となる認識カメラの位置補正量を算出
し、その算出した補正量に基づいて前記認識カメラの位
置補正を行うことが好ましい。

【００１２】これにより、認識カメラの位置を、電子部
品の全体が視野内となるまで前後左右に適当に移動させ
て位置補正するような方法に比較して、電子部品の全体
が視野内となるよう迅速に補正することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本
発明の一実施の形態に係る部品実装方法を適用できる電
子部品実装機の全体の外観を示す斜視図である。同図に
おいて、この電子部品実装機は、部品実装機構部４と、
これの後方に設置された部品供給機構部７とにより構成
されている。部品実装機構部４は、電子部品（図示せ
ず）が実装される回路基板８を供給する基板供給手段９
と、供給された回路基板８を所定の実装位置に位置決め
するＸ−Ｙテーブルからなる基板保持テーブル１０と、
部品供給機構部７から供給された電子部品を取り出して
位置決め状態の回路基板８の部品装着位置に実装するロ
ータリ方式の実装ヘッド１と、電子部品が実装済みの回
路基板８を排出する基板排出手段１１とを備えて構成さ
れている。

【００１４】図２は、上記電子部品実装機における実装
ヘッド１とその周辺機構を示した斜視図であり、同図を
参照しながら説明を継続する。ロータリ方式の実装ヘッ
ド１は、図３において概略構成を説明したように、電子
部品１３を吸着する吸着ノズル１２を下端部に備えた複
数個（この実施の形態では図３に例示したように１６
個）のノズルユニット２が回転テーブル３の周囲の同心
円上に等間隔に配置されて上下動自在に設けられた構成
になっている。

【００１５】回転テーブル３は吸着ノズル１２の間隔に
相当する一定角度ずつ間欠回転されて、各吸着ノズル１
２は図３に示す各ステーションＳＴ１〜ＳＴ１６に順次
位置決め停止されていく。部品吸着用の第７ステーショ
ンＳＴ７に位置する吸着ノズル１２は、ノズルユニット
２の上下動によりキャリアテープの部品取出口２０の電
子部品１３を吸着して取り出し、その電子部品１３が回
転テーブル３の間欠回転に伴って部品装着位置である第
１５ステーションＳＴ１５に位置決め停止されたとき
に、上面に回路基板８が位置決め固定された基板保持テ
ーブル１０をＸ方向およびＹ方向に所定距離だけ移動さ
せて、回路基板８の所要の部品装着部を吸着ノズル１２
に吸着保持されている電子部品１３に対しその真下に位
置決めさせ、吸着ノズル１２で吸着保持していた電子部
品１３がノズルユニット２の上下動により回路基板８の
所要の部品装着部に実装される。この間の動作について
は前述したので、説明を省略するが、電子部品１３を画
像認識処理する第１１ステーションＳＴ１１（図３）に
は、図２に示すように、吸着ノズル１２の下方位置に認
識カメラ１４が配置されている。

【００１６】一方、図１の部品供給機構部７は、テーブ
ル状の二つの部品供給部１７，１８が、同一のガイドレ
ール（図示せず）に沿いながら各々独立して図示の各矢
印方向に移動可能に配設されている。各部品供給部１
７，１８には、図２に図示するような部品供給ユニット
１９が並列配置で複数収納されており、この部品供給ユ
ニット１９は、電子部品１３を連続供給できるように規
則的に配列して収容された周知のキャリアテープ（図示
せず）がリール状にまとめられて収納リール２１に装着
されている。上記の部品供給部１７，１８は、何れか一
方が択一的に選択されて部品供給機構部７の所定の部品
供給エリアに移動され、この部品供給部１７または１８
に搭載されている複数の部品供給ユニット１９のうちの
任意の部品供給ユニット１９の部品取出口２０が、図３
の第７ステーションＳＴ７の吸着ノズル１２に相対向す
るよう位置決めされる。この部品供給による実装の間
に、退避している部品供給部１８または１７に対して部
品供給ユニット１９の交換などの段取り替えが行われ
る。

【００１７】図２において、部品供給ユニット１９の部
品取出口２０が第７ステーションＳＴ７の吸着ノズル１
２に相対向するよう位置決めされると、フィードレバー
２２が作動機構２３によって図示矢印方向に押動されて
回動する。このフィードレバー２２が回動すると、収納
リール２１からキャリアテープが部品取出口２０に向け
て搬送される。この部品取出口２０の電子部品１３は、
上述のように吸着ノズル１２に吸着されて取り出された
のちに、回転テーブル３の回転に伴って回路基板８上ま
で移送されたときに、その回路基板８の所定の部品実装
位置に実装される。上述の種々の制御は図１の制御部２
４が一括して担当する。

【００１８】つぎに、上記制御部２４の制御による本発
明の部品供給方法について、図４のフローチャートを参
照しながら説明する。ここでの部品供給方法は、部品供
給ユニット１９の部品取出口２０の電子部品１３を吸着
ノズル１２で吸着して取り出したのちに、その電子部品
１３を基板保持テーブル１０により位置決めされた回路
基板８の所定の部品装着部に実装するまでの工程におけ
る制御に関するものである。

【００１９】先ず、図３の部品吸着用の第７ステーショ
ンＳＴ７において、吸着ノズル１２が下降して部品供給
ユニット１９の部品取出口２０の電子部品１３を吸着ノ
ズル１２で吸着し、そののちに吸着ノズル１２が上昇し
て電子部品１３を取り出す（ステップＳ１）。この吸着
ノズル１２が回転テーブル３の回転に伴って第８および
第９ステーションＳＴ８，ＳＴ９を通過して第１０ステ
ーションＳＴ１０に到達すると、吸着ノズル１２に吸着
保持している電子部品１３が回路基板８に対する装着角
度となるようにノズルユニット２によって所定角度θ１
だけ回転される（ステップＳ２）。

【００２０】つぎに、吸着ノズル１２が画像認識処理用
の第１１ステーションＳＴ１１に送られると、その吸着
ノズル１２に吸着保持されている電子部品１３が認識カ
メラ１４により撮像され、制御部２４は認識カメラ１４
の撮像による画像データを予め設定記憶された電子部品
１３に関する属性データと比較対照して、電子部品１３
の吸着ノズル１２に対する吸着姿勢の認識処理を行う
（ステップＳ３）。そののち、制御部２４は、認識した
結果の良否を判別する（ステップＳ４）。

【００２１】ここで、電子部品１３が吸着ノズル１２に
対し何れかの方向に比較的大きく偏った状態で吸着され
ていたことにより、その電子部品１３の一部が認識カメ
ラ１４の視野外であった場合、得られた画像データは電
子部品１３の一部が欠落したものとなるので、このとき
の認識結果が不良となる。この場合には制御部２４が予
め設定されたアルゴリズムにしたがって認識カメラ１４
の位置を補正する（ステップＳ５）。すなわち、制御部
２４は、認識した電子部品１３の画像データと予め設定
記憶された電子部品１３に関する属性データとの比較に
基づいて、電子部品１３の全体が視野内となるような認
識カメラ１４の位置補正量を算出して、その算出した補
正量に基づいて認識カメラ１４の位置を補正する。な
お、認識カメラ１４の位置補正手段は、図示していない
が、認識カメラ１４を設置できる周知の移動テーブルな
どを用いる。

【００２２】上記認識カメラ１４の位置補正を行ったの
ちに、制御部２４は再び認識カメラ１４が撮像した画像
データを取り込み、その画像データを電子部品１３に関
するデータと比較対照して、電子部品１３の吸着ノズル
１２に対する吸着姿勢の認識処理を行い（ステップＳ
６）、認識した結果の良否を判別する（ステップＳ
７）。この認識結果が不良であった場合には、その電子
部品１３が不良品であると判定して（ステップＳ８）、
その電子部品１３を廃棄するようリカバリー処理する
（ステップＳ９）。

【００２３】一方、ステップＳ４またはステップＳ７の
何れかの認識結果の判定において電子部品１３が良品で
あった場合には、電子部品１３を回路基板８の所定の装
着位置に精度良く実装するために、制御部２４が認識し
た電子部品１３の吸着姿勢に基づいて基板保持テーブル
１０のＸ方向とＹ方向の各移動補正量および吸着ノズル
１２の回転補正量を、予め設定されている回路基板８上
の部品装着部と装着角度とに基づき算出する（ステップ
Ｓ１０）。

【００２４】上記の画像認識処理を終えた吸着ノズル１
２は、第１２および第１３ステーションＳＴ１２，ＳＴ
１３を経て第１４ステーションＳＴ１４に送られると、
制御部２４は、前述の算出した回転補正量に基づいて、
吸着ノズル１２に吸着保持している電子部品１３を位置
ずれ量θ２だけ回転させるととともに、基板保持テーブ
ル１０を前述の算出した移動補正量に基づいて移動制御
する。最後に、吸着ノズル１２が第１５スシーションＳ
Ｔ１５に到着すると、吸着ノズル１２が上下動して吸着
保持していた電子部品を回路基板８の装着位置に実装す
る（ステップＳ１１）。

【００２５】上記の電子部品の実装方法では、吸着ノズ
ル１２に対し偏った姿勢で吸着されたことによって一部
が認識カメラ１４の視野外となった電子部品１３であっ
ても、予め設定されたアルゴリズムに基づいて認識カメ
ラ１４の位置を電子部品の全体が視野内となるよう迅速
に補正して、画像認識を正確に行うので、良品の電子部
品１３を廃棄するといった無駄を無くすことができる。
また、認識カメラ１４の位置補正は、電子部品１３の一
部が認識カメラ１４の視野外となった場合にのみ実施さ
れるだけであり、電子部品がその全体が認識カメラ１４
の視野内となる正常な吸着姿勢で吸着ノズル１２に吸着
保持されている場合には従来と同様の処理を行うので、
認識カメラ１４の位置補正の機能追加に伴うタクトロス
は発生せず、生産性の低下は殆ど招かない。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明の電子部品実装機に
おける部品実装方法によれば、吸着ノズルに対し偏った
姿勢で吸着されたことによって一部が認識カメラの視野
外となった電子部品であっても、認識カメラの位置を電
子部品の全体が視野内となるよう補正したのちに、認識
処理を再度行うようにしたので、画像による認識処理を
正確に行うことができる。これにより、良品の電子部品
を廃棄するといった無駄を無くすことができる。また、
認識カメラの位置補正は、電子部品の一部が認識カメラ
の視野外となった場合にのみ実施するだけであるから、
認識カメラの位置補正の機能追加に伴うタクトロスは発
生せず、生産性の低下を招かない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る部品実装方法を適
用できる電子部品実装機の全体の外観を示す斜視図。

【図２】同上電子部品実装機における実装ヘッドとその
周辺機構を示した斜視図。

【図３】同上実装ヘッドの概略平面図。

【図４】同上実施の形態における部品実装方法の処理を
示すフローチャート。

【符号の説明】

１ 実装ヘッド ８ 回路基板 １２ 吸着ノズル １３ 電子部品 １４ 認識カメラ １７，１８ 部品供給部 ＳＴ１１ 第１１ステーション（画像認識位置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C030 BC02 BC09 BC11 BC31 BC35 5B047 AA12 AA13 BA02 BB06 BC14 CA14 CA17 CB09 CB23 5B057 AA03 AA20 BA02 BA17 DA07 DC32 5E313 AA02 AA11 AA18 CC03 CC04 CD06 DD13 DD15 DD32 EE02 EE03 EE24 EE25 EE37 FF24 FF26 FF28 FF33

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品供給部より供給された電子部品を、
   複数の吸着ノズルが同一円上に配置されてなるロータリ
   方式の実装ヘッドにおける前記吸着ノズルで吸着して取
   り出し、前記吸着ノズルが前記実装ヘッドの回転動作に
   伴って画像認識位置に達したときに、前記吸着ノズルを
   認識カメラで撮像した画像データに基づく認識処理によ
   り電子部品の吸着ノズルに対する位置ずれ量を算出し、
   その算出したを位置ずれ量に基づき電子部品の位置を補
   正したのちに、その電子部品を回路基板上に実装する電
   子部品実装機における部品実装方法であって、 前記吸着ノズルが前記画像認識位置に達したときに、前
   記認識カメラの撮像による画像データと予め設定された
   電子部品の属性データとの比較に基づき電子部品の一部
   が前記認識カメラの視野外に位置していると判別した場
   合にのみ、前記電子部品の全体が視野内になるように前
   記認識カメラの位置を補正し、 位置補正後の前記認識カメラで撮像した画像データに基
   づいて認識処理を再度行って、電子部品の吸着ノズルに
   対する位置ずれ量を算出することを特徴とする電子部品
   実装機における部品実装方法。
2. 【請求項２】 画像データと予め設定された電子部品の
   属性データとの比較に基づいて電子部品の全体が視野内
   となる認識カメラの位置補正量を算出し、その算出した
   補正量に基づいて前記認識カメラの位置補正を行うよう
   にした請求項１に記載の電子部品実装機における部品実
   装方法。