JP2002057496A - 電子部品の実装装置および実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小サイズ電子部品を対象とする場合におい
てもピックアップミスや認識ミスを防止できる電子部品
の実装装置および実装方法を提供すること。 【解決手段】 吸着ノズル７ａによって電子部品Ｐｍを
ピックアップし基板に実装する電子部品の実装方法にお
いて、吸着ノズル７ａの先端部のノズル回転中心線ＣＬ
に対する位置ずれ量ｄを予め計測し記憶させておき、ピ
ックアップ時には回転位置ずれ量ｄだけ吸着ノズル７ａ
の位置を補正して電子部品Ｐｍをピックアップし、吸着
ノズル７ａに保持された電子部品Ｐｍを下方から撮像し
て認識する際には、取得画像内での認識対象領域を回転
位置ずれ量ｄに基づいて設定する。これにより、位置ず
れに起因するピックアップミスと認識ミスを防止するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に電子部品を
実装する電子部品の実装装置および実装方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品の実装装置では、電子部品の供
給部から電子部品を移載ヘッドに装着された吸着ノズル
によってピックアップし、基板へ移送搭載する。このピ
ックアップ動作に際しては、吸着ノズルの回転中心位置
が電子部品の中心点に一致するように位置合わせが行わ
れる。このとき、電子部品と当接する吸着ノズルの先端
部の位置と吸着ノズルの軸線位置、すなわち吸着ノズル
の回転中心とは、吸着ノズルの製作誤差や装着誤差など
により一般に一致せず、位置ずれが生ずる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年電
子部品の小型化にともない、前述の位置ずれの電子部品
のサイズに対する相対的な割合が変化し、僅かな吸着ノ
ズルの位置ずれであっても電子部品の正常な真空吸着に
支障を来す事態が生じている。すなわち、吸着ノズルの
軸線位置が電子部品の中心に一致するように吸着ノズル
を電子部品に対して位置合わせすると、吸着ノズルの先
端部は部分的に電子部品からはずれ、正常な吸着を行え
ずに吸着ミスが多発するとともに、吸着後の電子部品を
認識する際に電子部品が部分的に認識領域から外れる場
合が生じ、認識ミスを発生しやすいという問題点があっ
た。

【０００４】そこで本発明は、微小サイズの電子部品を
対象とする場合においてもピックアップミスや認識ミス
を防止することができる電子部品の実装装置および実装
方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電子部品
の実装装置は、吸着ノズルによって電子部品の供給部か
ら電子部品をピックアップし基板に実装する電子部品の
実装装置であって、前記吸着ノズルを供給部と基板保持
部の間で移動させる移動手段と、この吸着ノズルを昇降
させる昇降手段と、前記吸着ノズルの先端部のノズル回
転中心位置に対する位置ずれ量のデータを記憶する記憶
手段と、この位置ずれ量のデータに基づいて前記移動手
段の駆動を補正する回転位置ずれ補正手段と、前記吸着
ノズルに保持された状態の電子部品を撮像する撮像手段
と、この撮像で取得された画像内での認識対象領域を前
記位置ずれ量のデータに基づいて設定する領域設定手段
とを備えた。

【０００６】請求項２記載の電子部品の実装方法は、吸
着ノズルによって電子部品の供給部から電子部品をピッ
クアップし基板に実装する電子部品の実装方法であっ
て、前記吸着ノズルの先端部のノズル回転中心位置に対
する位置ずれ量のデータを予め計測して記憶手段に記憶
させる工程と、この位置ずれ量のデータに基づいて前記
移動手段の駆動を回転位置ずれ補正手段により補正して
電子部品をピックアップする工程と、前記吸着ノズルに
保持された電子部品を撮像手段により撮像する工程と、
撮像により取得された画像内での認識対象領域を前記位
置ずれ量のデータに基づいて設定する工程と、前記認識
対象領域を認識範囲として画像認識を行い前記電子部品
を認識する工程とを含む。

【０００７】本発明によれば、吸着ノズルの先端部のノ
ズル回転中心位置に対する位置ずれ量のデータを予め計
測して記憶手段に記憶させておき、この位置ずれ量のデ
ータに基づいて位置ずれを補正した上で電子部品をピッ
クアップするとともに、吸着ノズルに保持された電子部
品を撮像して電子部品の認識を行う際に取得画像内での
認識対象領域を前記位置ずれ量のデータに基づいて設定
することにより、ピックアップミスと認識ミスを防止す
ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子
部品の実装装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態
の電子部品の実装装置の移載ヘッドの正面図、図３は本
発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の制御系の構
成を示すブロック図、図４は本発明の一実施の形態の電
子部品の実装装置によるピックアップの説明図、図５は
本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の部品認識
画面を示す図である。

【０００９】まず図１を参照して電子部品の実装装置に
ついて説明する。図１において、基台１の中央部にはＸ
方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は基板３を
搬送すると共に搬送路２上で基板３を保持し位置決めす
る。したがって搬送路２は基板保持部となっている。搬
送路２の両側には、電子部品の供給部４が配置され、そ
れぞれの供給部４には多数台のテープフィーダ５が並設
されている。テープフィーダ５はテープに保持された電
子部品を収納し、このテープをピッチ送りすることによ
り、電子部品を供給する。

【００１０】Ｘ軸テーブル６には、電子部品の移載ヘッ
ド７が装着されている。Ｘ軸テーブル６は、Ｙ軸テーブ
ル８Ａ，８Ｂに両端部を支持されて架設されている。Ｘ
軸テーブル６およびＹ軸テーブル８Ａを駆動することに
より、移載ヘッド７は水平移動し、下端部に装着された
吸着ノズル７ａ（図２参照）によりテープフィーダ５の
ピックアップ位置から電子部品をピックアップし、基板
３上に移載する。したがって、Ｘ軸テーブル６およびＹ
軸テーブル８Ａ，８Ｂは移動手段となっている。

【００１１】搬送路２と供給部４の間の移載ヘッド７の
移動経路には、カメラ１０（撮像手段）が配設されてお
り、カメラ１０は移載ヘッド７を下方から撮像する。移
載ヘッド７が電子部品を保持した状態でカメラ１０で撮
像し取得された画像を認識することにより、電子部品の
識別、位置ずれ検出が行われる。また、移載ヘッド７が
電子部品を保持していない状態でカメラ１０によって下
方から撮像することにより、吸着ノズル７ａの先端部の
位置を検出することができる。これにより、吸着ノズル
７ａの先端部の回転位置ずれ、すなわちノズルの回転中
心線に対する先端部の変位が検出される。

【００１２】この回転位置ずれについて図２を参照して
説明する。図２（ａ）において、移載ヘッド７には吸着
ノズル７ａが装着されている。吸着ノズル７ａの先端部
は、回転中心線ＣＬとは完全に一致しておらず、回転位
置ずれ量ｄだけ外れた位置にある。この位置ずれは、吸
着ノズル７ａの製作誤差や装着誤差などによって生ずる
ものである。

【００１３】このような位置ずれがある状態で、回転中
心線ＣＬを基準として位置合わせを行うと、図２（ｂ）
に示すように、ピックアップ対象が微小サイズの電子部
品Ｐｍである場合には、ノズル先端が電子部品Ｐｍの外
形からはみ出してしまい、正常なピックアップができな
い。このため、微小サイズの電子部品Ｐｍを対象とする
場合には、予め吸着ノズル７ａの回転位置ずれ量ｄを検
出しておき、ピックアップ動作時にこの回転位置ずれ量
ｄを補正する処理を行う。

【００１４】次に図３を参照して電子部品の実装装置の
制御系の構成を説明する。図３において、制御部２０は
ＣＰＵであり、以下に説明する各部全体を統括して制御
する。画像認識部２４はカメラ１０の撮像データを画像
認識することにより、移載ヘッド７に保持された電子部
品の識別、位置検出を行うとともに、前述のように吸着
ノズル７ａの先端部の回転方向の位置ずれを検出する。
また画像認識部２４は、認識対象領域設定部２４ａ（領
域設定手段）を備えており、認識対象領域設定部２４ａ
はカメラ１０によって取得された画像内の任意の領域
を、認識処理時の認識対象領域に設定することができる
ようになっている。機構制御部２５は、移載ヘッド７の
水平移動、昇降、回転動作を行うＸ軸モータ１３、Ｙ軸
モータ１４、Ｚ軸モータ１５およびθ軸モータ１６の動
作を制御する。

【００１５】実装データ記憶部２２は基板３に実装され
る電子部品のサイズデータや実装位置座標などの実装デ
ータを記憶する。プログラム記憶部２１は、実装時の動
作プログラム、すなわち移載ヘッド７による実装動作プ
ログラムを基板の各品種ごとに記憶する。位置ずれ量記
憶部２３（記憶手段）は、吸着ノズル７ａの先端部の位
置ずれ量、すなわち吸着ノズルの製作誤差や、吸着ノズ
ル７ａの移載ヘッド７への装着状態によって生じる装着
誤差などに起因して生じる吸着ノズル７ａの軸線と先端
部との位置ずれ量を記憶する。この位置ずれ量は、装着
状態の吸着ノズル７ａをカメラ１０によって下方から撮
像することにより検出される。なお、カメラによる検出
を行わず、吸着ノズル７ａの製作時に個々のノズルにつ
いて位置ずれ測定を行い固有データとして予め記憶させ
るようにしてもよい。

【００１６】この位置ずれ量記憶部２３の位置ずれデー
タに基づいて、移動手段であるＸ軸テーブル６およびＹ
軸テーブル８Ａ，８Ｂを駆動するＸ軸モータ１３、Ｙ軸
モータ１４を、機構制御部２５によって制御することに
より、この位置ずれを補正して電子部品の中心点に吸着
ノズル７ａを一致させた状態でピックアップすることが
できる。すなわち、機構制御部２５は回転位置ずれ補正
手段となっている。

【００１７】また、この位置ずれデータに基づいて、部
品認識における認識対象領域が設定される。すなわち、
吸着ノズル７ａに電子部品Ｐｍが吸着された状態で、カ
メラ１０によって移載ヘッドを下方から撮像すると、図
５（ａ）に示すように吸着ノズル７ａに保持された状態
の電子部品Ｐｍの外形を含んだ画像が取得される。これ
らの画像内で、部品認識を行うための認識対象領域Ｗが
設定される。この領域設定においては、図５（ｂ）に示
すように吸着ノズル７ａの本来の位置に電子部品Ｐｍの
サイズに基づいて設定されるの認識枠を、前述の位置ず
れデータに基づいてｄだけずらした位置に、認識対象領
域Ｗが設定される。これにより、電子部品Ｐｍが認識対
象領域Ｗの中心からずれ、図５（ｃ）に示すように部分
的に認識対象領域Ｗからはみ出すことによる認識ミスを
防止することができる。

【００１８】この電子部品の実装装置は上記のように構
成されており、以下動作について説明する。まず図１に
おいて、移載ヘッド７に新たな吸着ノズル７ａが装着さ
れたならば、移載ヘッド７をカメラ１０上に移動させ、
吸着ノズル７ａの先端部をカメラ１０で撮像する。そし
て撮像データを画像処理部で画像認識することにより、
吸着ノズル７ａの先端部の回転位置ずれを検出する。検
出結果は、位置ずれ量記憶部２３に記憶される。

【００１９】次いで実装動作が開始される。まず搬送路
２上に基板３が搬入され位置決めされる。次いで、移載
ヘッド７を移動させて供給部４から電子部品Ｐをピック
アップする。このとき、制御部２０は実装データ記憶部
２２のデータから当該部品についてのデータを読みと
り、回転位置ずれ補正の要否を判断する。

【００２０】そして、当該部品がサイズが大きい大型の
電子部品ＰＭであるならば、図４（ａ）に示すように、
吸着ノズル７ａの回転中心線ＣＬを基準として吸着ノズ
ル７ａと電子部品ＰＭとの位置合わせを行う。このよう
に回転中心線ＣＬを基準とした位置合わせを行うことに
より、吸着ノズル７ａを回転中心線ＣＬ廻りに回転させ
たときにも電子部品ＰＭの位置ずれが生じないという利
点を有している。

【００２１】これに対し、ピックアップ対象の部品が微
小の電子部品Ｐｍである場合には、位置ずれ量記憶部２
３から当該吸着ノズル７ａの回転位置ずれ量ｄを読み出
し、機構制御部２５にピックアップ時の位置補正量を指
示する。機構制御部２５は、移載ヘッド７の位置決めを
行う際には、図４（ｂ）に示すように吸着ノズル７ａの
回転中心線ＣＬを電子部品Ｐｍにあわせるのではなく、
回転位置ずれ量ｄだけ補正した位置を電子部品Ｐｍの中
心点に合わせる。これにより、吸着ノズル７ａは電子部
品Ｐｍの中心点を正しくピックアップすることができ、
微小サイズの電子部品であっても回転位置ずれに起因す
るピックアップミスが防止されるとともに、実装精度の
向上が実現される。

【００２２】次いで、搭載動作に移行する。すなわち、
電子部品Ｐｍをピックアップした移載ヘッドはカメラ１
０上に移動し、そこでカメラ１０による撮像が行われ
る。これにより、図５（ａ）に示す画像が取得される。
そして、この画像を認識処理する際には、前述のように
吸着ノズル７ａの回転位置ずれ量ｄに基づいて認識対象
領域Ｗが設定される（図５（ｂ））。そして、この認識
対象領域Ｗを認識範囲として画像認識を行い電子部品Ｐ
ｍを認識する。これにより、電子部品Ｐｍの位置ずれが
検出される。

【００２３】この部品認識において、設定された認識対
象領域Ｗ内で電子部品Ｐｍは常に中心に位置することか
ら、電子部品Ｐｍが部分的に認識対象領域Ｗからはみ出
すことがない。従って、部品認識において認識ミスの発
生が防止され、効率のよい実装動作を行うことができ
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、吸着ノズルの先端部の
ノズル回転中心位置に対する位置ずれ量のデータを予め
計測して記憶手段に記憶させておき、この位置ずれ量の
データに基づいて位置ずれを補正した上で電子部品をピ
ックアップするとともに、吸着ノズルに保持された電子
部品を撮像して電子部品の認識を行う際に取得画像内で
の認識対象領域を前記位置ずれ量のデータに基づいて設
定するようにしたので、微小サイズの電子部品を対象と
する場合においても吸着ノズルの先端部が電子部品から
外れることがなく位置ずれに起因するピックアップミス
を防止すると共に、電子部品が認識対象領域からはみ出
すことがなく認識ミスを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の
斜視図

【図２】本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の
移載ヘッドの正面図

【図３】本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の
制御系の構成を示すブロック図

【図４】本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置に
よるピックアップの説明図

【図５】本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の
部品認識画面を示す図

【符号の説明】

２ 搬送路 ３ 基板 ４ 供給部 ６ Ｘ軸テーブル ７ 移載ヘッド ７ａ 吸着ノズル ８Ａ、８Ｂ Ｙ軸テーブル ２３ 位置ずれ量記憶部 ２４ 画像認識部 ２４ａ 認識対象領域設定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F059 AA03 AA11 BC07 BC09 DA02 DA08 DB04 DB09 DD01 DE05 FA03 FA05 FB12 FB16 FB26 FC04 FC13 FC14 5E313 AA01 AA11 CC04 DD31 EE02 EE03 EE06 EE24 EE37 FF24 FF26 FF28

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸着ノズルによって電子部品の供給部から
   電子部品をピックアップし基板に実装する電子部品の実
   装装置であって、前記吸着ノズルを供給部と基板保持部
   の間で移動させる移動手段と、この吸着ノズルを昇降さ
   せる昇降手段と、前記吸着ノズルの先端部のノズル回転
   中心位置に対する位置ずれ量のデータを記憶する記憶手
   段と、この位置ずれ量のデータに基づいて前記移動手段
   の駆動を補正する回転位置ずれ補正手段と、前記吸着ノ
   ズルに保持された状態の電子部品を撮像する撮像手段
   と、この撮像により取得された画像内での認識対象領域
   を前記位置ずれ量のデータに基づいて設定する領域設定
   手段とを備えたことを特徴とする電子部品の実装装置。
2. 【請求項２】吸着ノズルによって電子部品の供給部から
   電子部品をピックアップし基板に実装する電子部品の実
   装方法であって、前記吸着ノズルの先端部のノズル回転
   中心位置に対する位置ずれ量のデータを予め計測して記
   憶手段に記憶させる工程と、この位置ずれ量のデータに
   基づいて前記移動手段の駆動を回転位置ずれ補正手段に
   より補正して電子部品をピックアップする工程と、前記
   吸着ノズルに保持された電子部品を撮像手段により撮像
   する工程と、撮像により取得された画像内での認識対象
   領域を前記位置ずれ量のデータに基づいて設定する工程
   と、前記認識対象領域を認識範囲として画像認識を行い
   前記電子部品を認識する工程とを含むことを特徴とする
   電子部品の実装方法。