JP2000277992A - 電子部品の位置認識方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装機においてノズル２に吸着された電子部
品１の吸着位置を、電子部品を回転させないか、又は最
少限の回転を与えるだけで、高速且つ高精度に認識す
る。 【解決手段】 実装機のヘッドユニットに装備されたノ
ズル２に吸着された電子部品１に、ノズル２と直交する
３方向から平行光Ｌ_L，Ｌ_M，Ｌ_Rを順次に照射し、リニ
アセンサ６に形成された投影像の両端位置を計測する。
この３組の両端測定位置から、それを得た平行光の入射
角方向に延ばした直線に基づき、演算制御部７によっ
て、電子部品のコーナー点Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄を演算
し、ノズル１の回転中心の位置と比較することにより、
正規のノズル吸着位置に対する電子部品のＸＹ方向のず
れΔｘ，Δｙと、角度のずれΔθを算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品の実装機にお
いて、ノズルに吸着された電子部品の吸着位置を認識す
る電子部品の位置認識方法、及びこれを具体化した電子
部品の位置認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品の実装機は、テープフィーダ等
の部品供給部から、図１１に示すようにＩＣ等の電子部
品１をノズル２によって吸着し、プリント基板上の所定
位置に移送して装着する。このノズル２は、実装機のヘ
ッドユニットに装備されているもので、このヘッドユニ
ットがＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各方向に移動すると共に、ノ
ズル２が回転することにより、電子部品１のノズル２に
よる移送と装着が行われる。

【０００３】一方、ノズル２への電子部品１の吸着位置
は、部品供給部における電子部品の吸着前の姿勢の影響
を受けるため一定ではなく、一般に、図１２に示すよう
に、点線で示す正規の吸着位置に対してＸＹ方向のずれ
Δｘ、Δｙ（ノズル２の回転中心に対するずれ）と回転
方向のずれΔθを持っている。

【０００４】このため、一般に、プリント基板に実装す
る前に、その吸着位置を位置検出ポジションにおいて検
出し、電子部品１を吸着したノズル２をプリント基板の
所定位置に移送する際に位置補正している。

【０００５】このようなノズル２に対する電子部品１の
位置を光学的に検出する方法として、従来は、テレビカ
メラ等により電子部品下面の２次元画像を撮像して行う
方法と、電子部品に平行光を横方向から照射し、その影
像をリニアセンサによって撮像して行う方法（特表平１
０−５０４３９３）と、電子部品に点光源から出る拡散
光を横方向から照射し、その影像をリニアセンサによっ
て撮像して行う方法（特開平９−２１４１９８号）が知
られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記２次元画像を撮像
する方法は、画像処理によって、電子部品の位置を認識
する。しかし、テレビカメラ等はサイズが大きく、部品
供給部からプリント基板に到るノズルの通常の経路から
離れた場所を撮像ポジションとしなければならない。こ
のため、ノズルを、この撮像ポジションに、一旦移動さ
せる無駄な動きが生じ、実装速度を低下させる問題があ
る。

【０００７】上記平行光又は拡散光を用いるものは、矩
形電子部品を回転させ、リニアセンサに投影される影像
の一端が他端に向かって、最も近づくときの角度を検出
して、矩形電子部品の位置検出を行う。これらの方法
は、回転角度自体を演算の要素としているので、必要な
検出精度を得るために回転のステップを微細にしなけれ
ばならない。また、隣接する２辺に、光源と対向する姿
勢を取らせるため、矩形電子部品を９０°以上回転させ
る必要があり、このため、実装速度が大きく低下する問
題がある。

【０００８】そこで、本発明は、ノズルに吸着された電
子部品を回転させないか、又は必要時に最小限の回転を
行うだけで位置測定を行い、検出時間を短縮できる電子
部品の位置認識方法及び装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
発明は、実装機のヘッドユニットに装備されたノズルに
吸着された電子部品に、ノズルと直交する３方向から平
行光を順次に照射し、その影像をリニアセンサに投影さ
せて、この投影像の両端位置を測定し、この３組の両端
位置から、それを測定した平行光の入射角度方向に夫々
延ばした直線に基づいて電子部品のコーナー点の位置を
演算し、このコーナー点の位置をノズルの位置と比較し
て、正規のノズル吸着位置に対する電子部品のＸＹ方向
のずれΔｘ，Δｙと、角度のずれΔθを求めることを特
徴とする電子部品の位置認識方法である。この方法は、
次のような原理に基づく。図５に示すように電子部品が
矩形であるとき、照射角度が異なる３つの平行光Ｌ_L，
Ｌ_M，Ｌ_R を電子部品１を挟んでリニアセンサ６に順次
に照射し、リニアセンサ上の投影像の両端を測定する
と、６つの点Ｌ₁，Ｌ₂，Ｍ₁，Ｍ₂，Ｒ₁，Ｒ₂の位置が求
められる。この６つの点から、これを得た平行光の照射
角度方向に延ばした６つの直線は電子部品のコーナー点
を通る。 したがって、これらの直線の交点を演算すれ
ば、電子部品のコーナー点Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄の座標を
求めることができ、この座標をノズルの回転中心の座標
と比較することにより、正規のノズル吸着位置に対する
電子部品のＸＹ方向のずれΔｘ，Δｙと、角度のずれΔ
θを求めることができる。

【００１０】上記コーナー点の算出は、電子部品の姿勢
を仮定して行い、その結果より仮定の正しさを確認する
手法によって行う。この手法の一例について説明する。
いま、点線で示すように中央の平行光Ｌ_Mに対して平行
な姿勢１_Sを、電子部品の正規の姿勢ということにする
と、これに対する電子部品の正負の傾きに基づき、図６
又は図７に示すように２つの平行光を選択し、これに対
応する４本の直線の交点を演算することによって、２つ
のコーナー点の座標を求めることができる。

【００１１】図６は電子部品が正方向（反時計回り方
向）に傾いている場合で、中央の平行光Ｌ_Mによって得
られる２本の直線と、負方向に角度φ₁を持つ平行光Ｌ_L
によって得られる２本の直線を組合わせ、夫々の交点
を、例えばノズルの回転中心を原点（０，０）として演
算することによって、電子部品の２つのコーナー点の座
標Ｐ₁（ｘ₁，ｙ₁），Ｐ₃（ｘ₃，ｙ₃）を求めることがで
きる。

【００１２】図７は電子部品が負方向（時計回り方向）
に傾いている場合で、中央の平行光Ｌ_Mによって得られ
る２本の直線と、正方向に角度φ₂を持つ平行光Ｌ_Rによ
って得られる２本の直線を組合わせ、夫々の交点を、例
えばノズルの回転中心を原点（０，０）として演算する
ことによって、電子部品の２つのコーナー点座標Ｐ
₂（ｘ₂，ｙ₂），Ｐ₄（ｘ₄，ｙ₄）を求めることができ
る。

【００１３】上述したように、２つのコーナー点の座標
を求めることができるが、実際に演算を行う場合、電子
部品の傾きが、正負のいずれであるかは不明である。そ
こで、実際には正方向又は負方向の演算を行ってみて、
この演算結果が矛盾していないか判別する。例えば、負
方向の傾きを持つ電子部品の測定結果に対し、正方向の
傾きがあるとして演算を行なうと、求められた２点を結
ぶ直線の長さが、実際の電子部品の対角線の長さとは異
なるものになる。この場合は、正と負の仮定を変更して
演算をやり直す。矩形電子部品の位置の特定には、少な
く共３つのコーナー点を求める必要がある。そこで、電
子部品が矩形であることを利用し、上記図６，図７で、
交点を求めるために用いられなかった２本の直線を用い
ることにより、残りの２つのコーナー点の座標を、電子
部品を回転させないで求めることができる。

【００１４】初めに、電子部品が正方向に傾いている図
６の場合について説明する。電子部品の１つの対角線の
両端の２つのコーナー点Ｐ₁，Ｐ₃の座標（ｘ₁，ｙ₁），
（ｘ ₃，ｙ₃）が求められたとすると、図８に示すよう
に、この対角線を直径とする円は、他の２点のコーナー
点（ｘ₂，ｙ₂），（ｘ₄，ｙ₄）を通る。この円は、
（ｘ−ａ）²＋（ｙ−ｂ）²＝Ｒ² 但し、ａ＝（ｘ₁＋ｘ₃）／２，ｂ＝（ｙ₁＋ｙ₃）／２ Ｒ＝√〔（ｘ₁−ｘ₃）²＋（ｙ₁−ｙ₃）²〕／２ ……
で表される。

【００１５】コーナー点（ｘ₂，ｙ₂）は、このコーナー
点を通る傾きφ₂の直線と、上記円の交点として求める
ことができる。この直線は、原点であるノズルの回転中
心からリニアセンサまでの距離Ｌ₀とすると、 ｙ＝ｍｘ＋ｎ 但し、ｍ＝ｔａｎφ₂、ｎ＝ｒ₂−Ｌ₀・ｔａｎφ₂ …… で表される（ｒ₂は、点Ｒ₂の上記原点を基準としたＹ座
標値）。上記式より、コーナー点Ｐ₂（ｘ₂，ｙ₂）
を求めることができる。また、コーナー点Ｐ₄（ｘ₄，ｙ
₄）についても、点Ｒ₁のＹ座標値ｒ₁と角度φ₂を用い
て、同様に求めることができる。

【００１６】電子部品が負方向に傾いている図７の場合
も、上記図６の場合と同様に、残りの２つのコーナー点
Ｐ₁，Ｐ₃の座標（ｘ₁，ｙ₁），（ｘ₃，ｙ₃）を求めるこ
とができる。

【００１７】このようにして、電子部品の４つのコーナ
ー点の座標Ｐ₁（ｘ₁，ｙ₁），Ｐ₂（ｘ₂，ｙ₂），Ｐ
₃（ｘ₃，ｙ₃），Ｐ₄，（ｘ₄，ｙ₄）が求められると、こ
れをノズルの回転中心（座標原点）と比較することによ
り、電子部品のＸＹ方向の位置ずれΔｘ，Δｙと、傾き
のずれΔθを求めることができる。なお、上記正負の傾
きの仮定が誤っていると、傾きのずれΔθが負の値にな
っるので、これによっても仮定の誤りを発見できる。

【００１８】上記例は、電子部品を回転させないで演算
できる角度姿勢の場合を説明したが、図９に示すような
正方向の傾きオーバー、又は図１０に示すような負方向
の傾きオーバーの場合は、２つのコーナー点しか求める
ことができないので、所定角度回転させた後に上記演算
を行う。この場合に必要な回転角は、９０°よりかなり
小さい角度で足り、回転後の角度が計測できればよいの
で回転速度を大きくすることができる。また、本発明で
は、電子部品が、どのような姿勢であっても、２つのコ
ーナー点を求めることができるので、電子部品を所定角
度回転させる毎に２つのコーナー点を求め、コーナー点
間の距離が所定範囲内にあること等によって正しいと確
認されたコーナー点と、その演算の傾きの仮定と、回転
角を複数組集めることによって、電子部品の全てのコー
ナー点を求めることが可能である。このように、コーナ
ー点を２つづつ求める方法を採用した場合には、矩形以
外の異形電子部品の場合にも、位置認識が可能になる。

【００１９】請求項２にかかる発明は、上記請求項１に
係る電子部品の位置認識方法を実施するための電子部品
の位置認識装置であって、実装機のヘッドユニットに装
備されたノズルに吸着された電子部品に、ノズルと直交
する３方向から平行光を照射する平行光源と、平行光源
に対してノズルに吸着された電子部品を挟んで対向する
位置に配置されたリニアセンサと、

【００２０】平行光源から、方向の異なる３つの平行光
を順次に照射させ、リニアセンサに投影された各投影像
の両端位置を測定し、この３組の両端位置から、それを
測定した平行光の入射角度方向に夫々延ばした直線に基
づいて電子部品のコーナー点の位置を演算し、このコー
ナー点の位置をノズルの位置と比較して、正規のノズル
吸着位置に対する電子部品のＸＹ方向のずれΔｘ，Δｙ
と、角度のずれΔθを算出する演算制御部を備えたこと
を特徴とする。

【００２１】この構成において、演算制御部は、平行光
源から角度の異なる平行光を照射させる毎に、リニアセ
ンサ上の電子部品の影像の両端位置を測定する。そし
て、３つの平行光の照射によって、３組の両端位置が求
められると、電子部品の傾きの正負によって決められる
前記演算式を用いて、コーナー点を算出する。このコー
ナー点と、ノズル回転中心の座標（０，０）を比較する
ことによって、正規のノズル吸着位置に対する電子部品
のＸＹ方向のずれと、角度のずれΔθを算出する。

【００２２】上記請求項２の装置において、電子部品の
傾きの正負判別と、角度修正、及び異形電子部品への対
応は前記方法と同様に行われる。

【００２３】請求項３に係る発明は、請求項２に記載し
た装置で用いる平行光源の具体的な構造を示すもので、
この平行光源は、３個のＬＥＤ又はレーザー発光ダイオ
ードを、単一レンズの焦点位置に、光軸と直交する方向
に収差を無視できる程度に離隔・配置して構成される。
この平行光源は、単一のコリメートレンズと、３つの点
光源を組み合わせるだけで、本発明で必要とする照射角
度が異なる３つの平行光を作り出すことができ、構造が
簡単なため、小型かつ低コストに提供できるという特長
を有する。

【００２４】請求項４に係る発明は、請求項２の装置を
実施する場合において、電子部品の実装機に容易に組込
める投受光器の構造を提供するものである。

【００２５】この投受光器は、平行光源と、これに電子
部品を挟んで対向するリニアセンサが所定の位置関係を
持って組立てられた一部品としての投受光器を構成して
いることを特徴とする。

【００２６】本発明では演算の要素として、リニアセン
サ上の投影像の両端位置と、リニアセンサに対する３つ
の平行光の照射角度を用いる。したがって、一体構造で
両者の位置関係が一定の投受光器を用いると、実装機へ
の取付作業が簡単で、位置認識精度の確保が容易に行え
る。

【００２７】請求項５及び請求項６に係る発明は、請求
項２から請求項４に記載した装置を実施する場合におい
て、電子部品の傾きが、位置認識できる角度範囲外にあ
る場合に、これを検出して角度修正するための手段を提
供するものである。請求項２から請求項４に記載した装
置において、１回の測定で電子部品の位置認識を行うた
めには、平行光源から３つの平行光を順次に照射したと
き、リニアセンサ上に形成される電子部品の投影像の端
部が、電子部品の４つのコーナー点の全てに対応して形
成されていることが必要になり、図９に示す正方向オー
バーの場合や、図１０の負方向オーバーの場合は、投影
像の端部が２つのコーナー点についてのみ形成されるの
で４つのコーナー点を特定することができない。

【００２８】したがって、このような正方向オーバーと
負方向オーバーの場合は、電子部品を回転させ、位置認
識できる角度範囲に修正する必要がある。

【００２９】請求項５にかかる発明は、ノズルと直交す
る３方向から平行光を順次に照射したとき、リニアセン
サ上に形成される電子部品の投影像の端部が、電子部品
の４つのコーナー点の全てに対応して形成されるよう
に、１方向の平行光を利用して電子部品のリニアセンサ
上の投影長を測定し、この測定値が、その平行光の照射
角度と、位置認識対象とする電子部品の外形寸法によっ
て決まる所定の範囲内に入るように、電子部品の角度姿
勢を修正する角度修正手段を備えたことを特徴とする。
電子部品の姿勢が、位置認識できる角度範囲内であると
きは、上記測定値は所定の範囲に入る。したがって、測
定値が、この範囲から外れたときは、この範囲内に入る
ように実装機によってノズルを回転させて、電子部品の
角度姿勢を修正する。

【００３０】請求項６にかかる発明は、ノズルと直交す
る３方向から平行光を順次に照射して、リニアセンサ上
の電子部品の投影像の両端を測定し、さらに、この３組
の両端位置から、それを測定した平行光の入射角度方向
に夫々延ばして得られる６本の直線の交点を演算して、
同一座標の３個の交点が求められたとき、図９又は図１
０に示すように電子部品の姿勢が測定できない傾き角で
あると判定し、同一座標の交点が２個になるように、電
子部品の角度姿勢を修正する角度修正手段を備えたもの
である。

【実施形態】本発明方法を実施するための電子部品の位
置認識装置３の構成を、図１の平面図及び、その側面図
である図２で説明する。

【００３１】図１において、４は平行光源５とリニアセ
ンサ６から構成される投受光器で、平行光源５とリニア
センサ６は、実装機のヘッドユニットに装備されたノズ
ル２に吸着されて検出位置に運ばれた電子部品１を挟む
ように対向配置されている。７はＣＰＵ等によって構成
された演算制御部で、平行光源５の発光タイミング制
御、リニアセンサ出力からの電子部品位置の演算・認
識、及び電子部品の姿勢修正を行う。

【００３２】図１の平行光源５は、コリメートレンズ８
の焦点位置に、３つの点光源９_L，９_M，９_Rをコリメー
トレンズ８の光軸と直交する方向に所定間隔をおいて配
置したものである。この点光源９_L，９_M，９_Rは、例え
ばＬＥＤ又はレーザー発光ダイオードであり、この点光
源の配置間隔ｄをコリメートレンズ８の焦点距離に比べ
て、十分に短いものとすれば、レンズの収差に影響され
ないで、良質な平行光が得られる。

【００３３】３つの点光源９_L，９_M，９_Rは間隔を取っ
て配置されているので、これらによって作られる平行光
は相互に所定の角度を持つ。コリメートレンズ８の光軸
上に配置された点光源９_Mによって得られる平行光Ｌ
_Mは、この光軸と平行で角度０°である。また、この両
側に配置された点光源９_L，９_Rによって得られる平行光
Ｌ_L，Ｌ_Rの角度φ₁，φ₂は、その間隔をｄ、コリメート
レンズ８の焦点距離をｆとすると、φ₁＝−φ₂＝ａｒｃ
ｔａｎ（ｄ／ｆ）となる。

【００３４】リニアセンサ６に入射する平行光は、電子
部品の厚さ方向に所定の幅を持つ計測範囲を通ったもの
に制限する必要がある。このため、リニアセンサ６の前
方にスリット１０を設ける。例えば位置認識をしようと
する電子部品１の最少の厚みが０.２５ｍｍのときは、
スリット１０の開口幅ｄ_Sを０.０５ｍｍとすれば、リニ
アセンサ６に不要な光が入射することはない。

【００３５】リニアセンサ６は、例えば所定ピッチで必
要な分解能が得られる個数の受光素子を並べた１次元リ
ニアアレイＣＣＤを用いる。このリニアセンサ６に、電
子部品１の影像を投影させると、各受光素子に光量に比
例した電気信号を取り出せるので、その光量差が大きく
表われる影像の両端の投影位置を測定できる。

【００３６】上記投受光器４は、平行光源５とリニアセ
ンサ６を相互の位置関係が所定の設計寸法になるように
図示しないケース内に組立られ、実装機のノズル通過路
に取付けられる。この投受光器４は、使用部品が少なく
小型であるので、配置スペースが限られている実装機内
の通常のノズルの通過経路に容易に取付けることができ
る。したがって、ノズルの通過経路を最短のものとする
ことができ、特別に設けた検出ポジションにノズルを移
動させるような無駄な動きを必要としないので、実装時
間の短縮化を図ることができる。

【００３７】次に、演算制御部７による、電子部品の位
置認識の手順を、図３に示すフローチャートに基づき説
明する。本発明で位置認識するためには、先に述べたよ
うに、電子部品１の短軸又は長軸を、投受光器４の光軸
（中央にある平行光の光軸）に対して、所定の角度範囲
内におく必要がある。

【００３８】この電子部品の位置制御は、電子部品１を
ノズルに吸着した後に位置決め治具等に当てる機械的な
方式もあるが、全ての電子部品に対して機械的な修正動
作を行うので、実装時間が長くなる。

【００３９】そこで、図１の演算制御部７に設けた角度
修正手段によって、所定の角度範囲内に入っているか調
べ、範囲外であるとき角度修正を行う。この角度修正手
段は、初めに、本発明装置の中央の点光源９_Mを用い
て、電子部品１のリニアセンサ６への投影長さを測定
し、その測定長が既知の電子部品の短軸と長軸の長さに
対し、所定の増減幅の範囲に入っているか調べる。この
範囲から外れているときは、実装機に信号を送ってノズ
ル２を所定角度だけ回転させ、この範囲内に収める。ノ
ズル２による電子部品１の吸着姿勢は、この修正角度
と、演算して求めた角度データの和となる。なお、実装
時の補正は、角度修正後の角度姿勢に対して行われるの
で演算して求めたずれ角Δθを用いれば良い。このと
き、計測データがない場合は電子部品の吸着ミスと判断
できる。また計測値が極端に小さい場合や、ノズルを上
下に動かし、所定の長さ以上に計測物がある場合は、電
子部品の立ちや斜め吸着などの吸着異常判別が可能であ
る。

【００４０】上述した位置認識可能な角度姿勢を持つ電
子部品、又は角度姿勢を修正した電子部品に対する位置
認識は、次のように行われる。

【００４１】演算制御部７は、３方向の平行光Ｌ_L，
Ｌ_M，Ｌ_Rを順次に照射し、各照射毎のリニアセンサ出力
から、電子部品の投影像の端部を測定する。この結果と
して、図５に示すような３組の両端測定値［Ｌ₁，
Ｌ₂］，［Ｍ₁，Ｍ₂］，［Ｒ₁，Ｒ₂］が得られる。

【００４２】この両端測定値は、［Ｍ₁，Ｍ₂］が中央に
位置する角度０°の平行光源Ｌ_Mによって得られ、
［Ｌ₁，Ｌ₂］は負方向に角度φ₁を持つ平行光Ｌ_Lによっ
て得られ、［Ｒ₁，Ｒ₂］は正方向に角度φ₂を持つ平行
光Ｌ_Rによって得られたものである。

【００４３】ノズルの回転中心を原点（０，０）とする
と、これに対してリニアセンサ６の配置は一定であるの
で、各両端測定位置から、それを測定した平行光の照射
角度方向に延ばした６本の直線を決定できる。この６本
の直線から電子部品の４つのコーナー点を求める方法
は、電子部品の傾きによって異なる。正方向に傾いてい
る場合は、図６で先に説明したように、角度０°の平行
光Ｌ _Mによって得られる２直線と、負方向に角度φ₁を持
つ平行光Ｌ_Lによって得られる２直線の交点として、図
６上で、電子部品の右上のコーナー点Ｐ₁の座標（ｘ₁，
ｙ₁）と、左下のコーナー点Ｐ₃の座標（ｘ₃，ｙ₃）を先
に求める。さらに、図８のようにコーナー点Ｐ₁，Ｐ₃を
結ぶ対角線を直径とする円弧と、正方向に角度φ₂を持
つ平行光Ｌ_Rによって得られる直線の交点として、コー
ナー点Ｐ₂，Ｐ₄を求める。

【００４４】図７のように電子部品が負方向に傾いてい
る場合は、角度０°の平行光Ｌ_Mによって得られる直線
と、正方向に角度φ₂を持つ平行光Ｌ_Rによって得られる
直線の交点として、図７上で電子部品のコーナー点
Ｐ₂，Ｐ₄の座標を求めた後、図８で説明したのと同様
に、コーナー点Ｐ₂，Ｐ₄を結ぶ対角線を直径とする円弧
と、負方向に角度φ₁を持つ平行光Ｌ_Lによって得られる
直線の交点として、コーナー点Ｐ₁，Ｐ₃を求める。

【００４５】実際には、認識しようとする電子部品１
が、正負いずれの方向に傾いているかは不明である。そ
こで、正及び負に対応した上記演算の双方を行い、最初
に計測する２つのコーナー点の距離（対角線の長さ）を
求め、この計測値が、認識対象の電子部品の対角線の長
さに近い値になる方を正しい方向とする選択処理を行
う。

【００４６】以上のようにして、４つのコーナー点
Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄の座標（ｘ₁，ｙ₁），（ｘ₂，
ｙ₂），（ｘ₃，ｙ₃），（ｘ₄，ｙ₄）が求められると、
Ｘ方向とＹ方向のずれΔｘ，Δｙと、角度のずれΔθ
を、次の計算により求める。 Δｘ＝（ｘ₁＋ｘ₂＋ｘ₃＋ｘ₄） Δｙ＝（ｙ₁＋ｙ₂＋ｙ₃＋ｙ₄） Δθ＝ａｒｃ ｔａｎ〔（ｘ₁＋ｘ₂＋ｘ₃＋ｘ₄）／（ｙ₁
＋ｙ₂＋ｙ₃＋ｙ₄）〕

【００４７】また、電子部品のＸ方向に沿う辺の長さＤ
_x、及びＹ方向に沿う辺の長さＤ_yは、次式より求められ
る。 Ｄ_x ＝ √〔（ｘ₁−ｘ₄）²＋（ｙ₁−ｙ₄）²〕 ＝ √〔（ｘ₂−ｘ₃）²＋（ｙ₂−ｙ₃）²〕 Ｄ_y ＝ √〔（ｘ₁−ｘ₂）²＋（ｙ₁−ｙ₂）²〕 ＝ √〔（ｘ₃−ｘ₄）²＋（ｙ₃−ｙ₄）²〕

【００４８】この演算において、辺の長さＤ_x，Ｄ_yが位
置認識を行う電子部品の大きさと比較して、不合理な大
きさになっている場合は、電子部品の位置が、本発明装
置の投受光器の位置認識領域から外れた位置にある場合
であるので、ノズルを動かして再度位置認識させる等の
方法で対応する。

【００４９】上記角度修正手段によって行われる、電子
部品の傾きが位置認識できる角度範囲内にあるか否かの
判断は、次の方法を採用してもよい。位置認識できる角
度範囲内にない場合は、上記６本の直線は、正方向に傾
きがオーバーしていると、図９に示すように、２つのコ
ーナー点Ｐ₁，Ｐ₃において、直線が３本づつ交差し、負
方向に傾きがオーバーしていると、図１０に示すよう
に、２つのコーナー点Ｐ ₂，Ｐ₄において、直線が３本づ
つ交差する。

【００５０】そこで、この現象を利用することにより、
電子部品の角度修正を行うことができる。これは、図４
のフローチャートに示す手順によって行われるもので、
３方向の平行光による各投影像の両端を測定して、前記
６本の直線を決定し、これらが、夫々３本づつ２つのコ
ーナー点において交差している場合は、角度オーバーと
する。図９の正方向のオーバーであるか、図１０の負方
向のオーバーであるかは、この２つのコーナー点の座標
の位置関係から判定する。角度オーバーの大きさは演算
できないので、正しく演算できるようになるまでノズル
を回転させて角度修正を行う。以上の説明は、矩形電子
部品の位置を最短時間で求める手順を示すものであった
が、図１及び図２の電子部品位置認識装置は、ノズルの
回転角を変えながら２つのコーナー点のみを求めること
を複数回繰返す方法で使用することも可能である。これ
は、演算できた２つのコーナー点と、この演算で仮定と
して用いた傾きの正負を複数組記憶し、これらを組み合
わせて、４つのコーナー点を演算するもので、この組合
わせ演算は、演算制御部７で行う場合と実装機側で行う
場合がある。この方法によれば、矩形以外の異形電子部
品の位置認識も可能となる。この方法は、図３のフロー
チャートにおいて、一回で計測できない角度範囲と判断
したとき、角度修正する処理に進めない手法として採用
することができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、検出が、静止状態の電子部品
の一姿勢に対して行うだけで完了するので検出時間が早
く、演算処理に要する時間は、高速のマイクロコンピュ
ータを使用することにより軽減できるので、高速な位置
認識が可能になる。

【００５２】また、ノズルに吸着された電子部品を、静
止状態で検出し、投受光器の照射タイミングとノズルの
回転の同期を取る必要がない。したがって、ノズルを回
転させながら測定を行い、ノズルの回転角度とリニアセ
ンサの測定値の双方を用いて演算する方式のように、測
定原点であるノズルの中心が、回転に伴って偏心又は振
動することによる誤差発生のおそれがない。したがっ
て、高精度の測定が可能である。

【００５３】さらに、高速な位置認識が可能であるの
で、複数回の位置認識を行い、その平均値を採用すると
いう手法を採用することもできる。これは、実装機の設
計者における選択処理として行われるもので、例えば実
装機側の走査によりノズルの回転角度や、チップ部品の
高さを変えて、複数回の位置認識の平均値を用いること
により、実装精度を向上しようとするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電子部品の位置認識方法を実施する
ための位置認識装置の構成例を示す図

【図２】 図１の装置を側方から見た図

【図３】 図１の装置の演算制御部が行う位置認識の演
算手順及び姿勢修正手段を説明するフローチャート

【図４】 図１の装置の演算制御部が行う他の姿勢修正
手段を説明するフローチャート

【図５】 ノズルと直交する３方向から電子部品に平行
光を照射したとき、リニアセンサ上に形成される投影像
の位置を示す図

【図６】 電子部品が正方向に傾いているとき、２つの
コーナー点を求めるために用いる直線を説明する図

【図７】 電子部品が負方向に傾いているとき、２つの
コーナー点を求めるために用いる直線を説明する図

【図８】 図６で説明した手順によって得られた２つの
コーナー点から、さらに残りの２つのコーナー点を演算
する手順を説明する図

【図９】 電子部品の傾きが４つのコーナー点を求める
ことができない正方向オーバーとなっている状態を示す
図

【図１０】 電子部品の傾きが４つのコーナー点を求め
ることができない負方向オーバーとなっている状態を示
す図

【図１１】 部品供給部から電子部品を吸着した実装機
のノズルを示す斜視図

【図１２】 ノズルに吸着された電子部品の、正規の吸
着姿勢に対するＸＹ方向のずれΔｘ、Δｙと回転方向の
ずれΔθを示す図 １ 電子部品 ２ ノズル ３ 電子部品の位置認識装置 ４ 投受光部 ５ 平行光源 ６ リニアセンサ ７ 演算制御部 ８ コリメートレンズ ９_L，９_M，９_R 点光源 １０ スリット Δｘ 電子部品のノズル回転中心に対するＸ方向のずれ Δｙ 電子部品のノズル回転中心に対するＹ方向のずれ Δθ 電子部品の基準吸着姿勢に対する回転方向のずれ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装機のヘッドユニットに装備されたノ
   ズルに吸着された電子部品に、ノズルと直交する３方向
   から平行光を順次に照射し、その影像をリニアセンサに
   投影させて、この投影像の両端位置を測定し、この３組
   の両端位置から、それを測定した平行光の入射角度方向
   に夫々延ばした直線に基づいて電子部品のコーナー点の
   位置を演算し、このコーナー点の位置をノズルの位置と
   比較して、正規のノズル吸着位置に対する電子部品のＸ
   Ｙ方向のずれΔｘ，Δｙと、角度のずれΔθを求めるこ
   とを特徴とする電子部品の位置認識方法。
2. 【請求項２】 実装機のヘッドユニットに装備されたノ
   ズルに吸着された電子部品に、ノズルと直交する３方向
   から平行光を照射する平行光源と、 平行光源に対してノズルに吸着された電子部品を挟んで
   対向する位置に配置されたリニアセンサと、 平行光源から、方向の異なる３つの平行光を順次に照射
   させ、リニアセンサに投影された各投影像の両端位置を
   測定し、この３組の両端位置から、それを測定した平行
   光の入射角度方向に夫々延ばした直線に基づいて電子部
   品のコーナー点の位置を演算し、このコーナー点の位置
   をノズルの位置と比較して、正規のノズル吸着位置に対
   する電子部品のＸＹ方向のずれΔｘ，Δｙと、角度のず
   れΔθを算出する演算制御部を備えたことを特徴とする
   電子部品の位置認識装置。
3. 【請求項３】 平行光源として、３個のＬＥＤ又はレー
   ザー発光ダイオードを、単一レンズの焦点位置に、光軸
   と直交する方向に収差を無視できる程度に離隔・配置し
   たものを用いることを特徴とする請求項２に記載した電
   子部品の位置認識装置。
4. 【請求項４】 平行光源と、これに電子部品を挟んで対
   向するリニアセンサが所定の位置関係を持って組立てら
   れた一部品としての投受光器を構成していることを特徴
   とする請求項２又は３に記載した電子部品の位置認識装
   置。
5. 【請求項５】 ノズルと直交する３方向から平行光を順
   次に照射したとき、リニアセンサ上に形成される電子部
   品の投影像の端部が、電子部品の４つのコーナー点の全
   てに対応して形成されるように、 １方向の平行光を利用して電子部品のリニアセンサ上の
   投影長を測定し、この測定値が、その平行光の照射角度
   と、位置認識対象とする電子部品の外形寸法によって決
   まる所定の範囲内に入るように、電子部品の角度姿勢を
   修正する角度修正手段を備えたことを特徴とする請求項
   ２〜４のいずれか１項に記載した電子部品の位置認識装
   置。
6. 【請求項６】 ノズルと直交する３方向から平行光を順
   次に照射して、リニアセンサ上の電子部品の投影像の両
   端を測定し、さらに、この３組の両端位置から、それを
   測定した平行光の入射角度方向に夫々延ばして得られる
   ６本の直線の交点を演算して、同一座標の３個の交点が
   求められたとき、電子部品が測定できない傾き角である
   と判定し、同一座標の交点が２個になるように、電子部
   品の角度姿勢を修正する角度修正手段を備えたことを特
   徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載した電子部
   品の位置認識装置。