JP2002100900A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品装着装置の画像認識部におけるカバ
ーガラスを清拭手段により容易に清掃する。 【解決手段】 画像認識装置１０のカバーガラス１１を
清掃するときは、ノズルボックス１８において吸着ノズ
ル６を取り外し、専用清掃ノズル２５をノズルシャフト
７に装着し、前記画像認識装置１０の上方へ移動させた
後、画像認識装置１０の内部に下降させて、清掃ノズル
２５を前記カバーガラス１１に接触させノズルシャフト
７を回転させる。次に、前記画像認識装置１０の内壁に
干渉しないように、カバーガラス１１の上面をその軌跡
が多少オーバーラップするように前記清掃ノズル２５を
移動することによって、前記カバーガラス１１上の汚れ
を拭き取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品装着機に
おける画像認識装置の清掃に関し、さらに詳しくは画像
認識装置のカバーガラスに付く汚れを清拭することに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子部品を部品供給部から吸
着し基板に実装する場合、装着動作を実行する前に画像
認識装置によって部品をノズルに吸着した吸着姿勢を取
り込み、補正を行って基板状に装着を行うことが一般に
行われている。前記画像認識装置は、上方に開口した略
立方形の階層からなる箱形状の構造を持ち（図６参
照）、上方に位置するノズルに吸着された部品に対し部
品の側方あるいは、ハーフミラーを介して部品の下方横
方向から発光する発光体光源を有し、下方に位置する認
識カメラによって撮像する。

【０００３】さらに、カメラのレンズあるいは、ハーフ
ミラーに対する防塵用にカバーガラスが備えられてい
る。ここで、前記カバーガラスは略水平に置かれるた
め、時間経過によって埃等の汚れが付着する。これら汚
れは画像認識における撮像品質の低下をもたらし、部品
装着精度の低下の原因となることがあるため、これを予
防するため定期的にオペレータの手によって拭くか、別
の送り機構とエアーガンを組み合わせて設けた清掃装置
で埃をとばすことが必要であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような人による清
掃は、装置内部へ体の一部を入り込ませる作業となり、
危険を伴う作業としてオペレータにとって好ましいもの
ではなかった。また、自動的にエアーで吹き飛ばす機構
は装置が大掛かりとなり、大きなコストがかかるという
問題を発生する。本発明は、このような問題を解決する
ため、部品吸着ノズルと清拭手段とを簡単に交換し部品
吸着ノズルをＸ・Ｙ、Ｚ・θ移動させる機構を使って、
安全でコストをかけない画像認識装置の清掃する方法を
提供する。

【０００５】

【発明を解決するための手段】Ｘ・Ｙ方向に自在に移動
するヘッドユニット（４）と、ヘッドユニット（４）に
組み込まれＺ・θ方向に自在に移動するノズルシャフト
（７）及び吸着ノズル（６）により、電子部品供給部
（２）から電子部品（５）を吸着し、該電子部品（５）
の吸着姿勢を画像認識装置（１０）にて検出して基板
（３）に搭載する電子部品装着装置（１）において、前
記吸着ノズル（６）と交換して前記ノズルシャフト
（７）に装着され、前記画像認識装置（１０）に付着す
るよごれを清拭する清拭手段（２５、２６）と、前記清
拭の動作を制御する制御手段（１９）と、を備えること
を特徴としている。

【０００６】また本発明は、前記清拭手段（２５、２
６）の上部が電子部品を吸着する吸着ノズル（６）と同
形状で、下部が箒状毛質材からなる清掃ノズル（２５）
であることを特徴としている。

【０００７】更に、前記清拭手段の上部が電子部品を吸
着する吸着ノズル（６）と同形状で、下部がワイパー状
の清掃ノズル（２６）であることを特徴としている。

【０００８】更に本発明は、制御手段（１９）が画像認
識装置を前記清拭手段（２５、２６）により清掃した時
からの経過時間と画像認識装置（１０）を使用して装着
した回数を計数するカウント手段（２１）を備え、前記
経過時間および前記回数の少なくとも一方を基に清拭を
行うことを特徴としている。

【０００９】また本発明は、電子部品装着装置（１）の
電源を投入後に清拭を行うことを特徴としている。従っ
て本発明は、部品吸着ノズル（６）と同じように清拭手
段（２５、２６）をノズルシャフト（７）に取り付けら
れるようにすることにより部品搭載と同じ送り機構を使
用して、安全で大掛かりにならずに画像認識装置（１
０）のよごれを清掃することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
の例について、図面を参照しながら説明する。図１に示
すのは、本発明の実施の形態に係る方法を実施するため
の電子部品装着装置１について示しているが、電子部品
供給位置にあるテープフィーダ２と、電子部品装着位置
にある基板３との間でＸ・Ｙ方向に移動可能であるヘッ
ドユニット４に、Ｚ方向移動自在、且つ、θ軸回りに回
動自在に支持されると共に、その下端（先端）で電子部
品５の真空吸着のための吸着ノズル６を着脱自在に支持
するスライドシャフト７と、このスライドシャフト７に
配管路８を介して連結され、前記スライドシャフト先端
７Ａから空気を吸排する吸排気手段９と、前記スライド
シャフト先端７Ａに取り付けられる前記吸着ノズル６に
よって吸着される前記電子部品５の位置を検出する画像
認識装置１０と、交換用ノズルを保持するノズルボック
ス１８と、を有して構成されていて、前記吸着ノズル６
の代わりに後述する清拭手段（２５、２６）をスライド
シャフト７に付けることにより、前記画像認識装置１０
のカバーガラス１１上面を清掃するようにしたものであ
る。

【００１１】前記電子部品装着装置１は前記電子部品５
の搭載作業並びに、前記画像認識装置１０の清掃作業を
制御する制御手段１９と、前記電子部品装着装置１の電
源スイッチ（図示せず）等が設けられた操作パネル２０
とを有している。更に、前記制御手段１９は、前記ヘッ
ドユニット４に結線され、該ヘッドユニット４の前記Ｘ
・Ｙ方向の移動と、前記スライドシャフト７の前記Ｚ軸
方向の移動、及び前記θ軸回りの移動とを制御可能とさ
れている。又、前記制御手段１９はその中に時間経過を
計数および、装着回数を計数するカウンタ２１を備えて
いる。前記操作パネル２０は、前記電子部品搭載機１の
電源スイッチと、画像認識装置清掃スイッチ（いずれも
図示省略）を有し、前記制御手段１９に結線されてい
る。

【００１２】前記吸着ノズル６は、図６に示すように、
前記スライドシャフト７に下方から挿入、着脱するため
の係止溝６Ａと、前記ノズルボックス１８に係止するた
めのフランジ部６Ｂとを有している。

【００１３】スライドシャフト７は鉛直方向に配置され
た中空のパイプ状部材で上端から前記先端７Ａまで通気
可能とされており、該先端７Ａの近傍内側には、クリッ
クボールを有してなるロック機構（図示省略）が設けら
れ、前記クリックボールはクリック機構により前記吸着
ノズル６の係止溝６Ａを係止、且つ解放可能とされて、
これにより前記スライドシャフト７は前記吸着ノズル６
を係止、且つ解放自在とされている。

【００１４】前記配管路８は、フレキシブルチューブで
一端が前記吸排気手段９に連結されており、端が前記ス
ライドシャフト７の上端に連結されている。前記吸排気
手段９は、負圧発生器９Ａと、コンプレッサ９Ｂと、電
磁弁９Ｃと、配管９Ｄとを有して構成されている。前記
負圧発生器９及び前記コンプレッサ９Ｂは、それぞれ前
記配管９Ｄを介して前記電磁弁９Ｃに連結されている。

【００１５】前記画像認識装置１０は、図１、及び図６
に示すように、略正方形の板状体で略水平に配置される
カバーガラス１１と、このカバーガラス１１の下方に配
置され、上方を監視するカメラ１２と、前記カバーガラ
ス１１上方及び下方を取り囲むように上下方向に配置さ
れる上部壁体１３及び下部壁体１４と、これら上部壁体
１３及び下部壁体１４の内側に布設される複数のＬＥＤ
からなる上部照明用光源１６、及び下部照明用光源１７
と、前記カバーガラス１１及び前記カメラ１２の間に傾
斜して配置されるハーフミラー１５と、を有して構成さ
れている。前記上部照明用光源１６は前記上部壁体１３
の４面全ての内側に布設されている。

【００１６】前記下部照明用光源１７は前記下部壁体１
４の４面中１面の内側にのみ布設され、この下部照明用
光源１７が布設された前記下部壁体１４の１面は前記上
部壁体１３に対し突出している。前記ハーフミラー１５
は前記下部照明用光源１７の照明光を上向きに反射する
ように配置されている。

【００１７】次に、画像処理手段１０のよごれを拭く清
拭手段について説明する。図２は清拭手段のひとつであ
る箒型の清掃ノズル２５を横から見た図を表す。前記清
掃ノズル２５は、ほぼ上部形状は通常の部品装着ノズル
と同形状をし、下形状は材質が柔らかな毛（例えばカメ
ラレンズの払う毛ブラシ）からなっている。なお、先端
の高さが揃っているのが好ましい。

【００１８】電子部品装着用ノズル６と同様に、クリッ
ク機構によりスライドシャフト７に係止された状態でヘ
ッド４によりＺ方向θ方向、また、図示しない電子部品
装着装置のＸ・Ｙ送り機構によりＸ・Ｙ方向に自在に動
作可能とされている。そして、清掃ノズル２５は通常の
電子部品装着時は前記ノズルボックス１８に収容されて
いていて、清掃時のみ前記スライドシャフト７に装着さ
れ利用される。なお、図１に示すように、保管時におい
て、横からスライド保管が可能となり清掃ノズル２５の
ブラシ部が脱着時に邪魔にならない様ノズルボックス１
８の最外部位置に置かれる。

【００１９】ここで、前記電子部品装着装置１における
前記画像認識装置１０の清掃時の作用について説明する
が、説明の便宜のため、まず電子部品装着時の作用につ
いて説明する。

【００２０】前記電子部品装着装置１により前記電子部
５を前記基板３に搭載するときは、前記制御手段１９が
前記ヘッドユニット４を前記Ｘ・Ｙ方向に移動させて、
前記スライドシャフト７を前記テープフィーダ２の上方
に位置させ、前記スライドシャフト７と共に前記吸着ノ
ズル６を下降させて、該吸着ノズル６の下端を、前記電
子部品５に接近させた後、前記吸排気手段９の前記電磁
弁９Ｃを駆動して、前記負圧発生器９Ａによる吸気を前
記スライドシャフト７、及び前記吸着ノズル６に伝達
し、前記吸着ノズル６の下端に、前記電子部品５を真空
吸着する。

【００２１】次に、前記スライドシャフト７と共に前記
吸着ノズル６、及び電子部品５を上昇させた後、前記ヘ
ッドユニット４を前記Ｘ・Ｙ方向に移動させて、前記電
子部品５を前記画像認識装置１０の前記カバーガラス１
１の上方に位置させる。

【００２２】前記画像認識装置１０は、前記上部照明用
光源１６、及び下部照明用光源１７により前記電子部品
５を照らし出すと共に、該電子部品５の像を前記カバー
ガラス１１を介して前記カメラ１２により認識し、前記
スライドシャフト７に対する前記電子部品５の前記Ｘ・
Ｙ方向の相対位置、及び前記θ軸回りの相対位相角を検
出する。

【００２３】この検出結果に基づいて、前記制御手段１
９は、前記スライドシャフト７を回動させて、前記θ軸
回りの前記電子部品５の位相角を補正すると共に、前記
スライドシャフト７に対する前記電子部品５の前記Ｘ・
Ｙ方向の相対位置を補正しながら、前記ヘッドユニット
４を前記Ｘ・Ｙ方向に移動させて、前記電子部品５を前
記基板３の上方まで搬送する。

【００２４】次に、前記スライドシャフト７と共に、前
記吸着ノズル６及び前記電子部品５を下降させて、該電
子部品５を前記基板３上の所定の位置に接近させた後、
前記吸排気手段９の前記電磁弁９Ｃを駆動させて負圧を
解除するとともに、該負圧を出来るだけ早く大気圧にす
るために、前記コンプレッサ９Ｂからの圧縮空気を前記
スライドシャフト７、及び前記吸着ノズル６に供給し、
該吸着ノズル６の下端から圧縮空気を排出させて、前記
電子部品５を解放し、これにより該電子部品５の前記基
板３への搭載が完了する。

【００２５】次に、前記電子部品装着装置１における前
記画像認識装置１０の清掃時の作用について説明する。

【００２６】前記画像認識装置１０の前記カバーガラス
１１上には次第に埃が堆積し、この堆積した埃を放置す
ると前記カメラ１２が前記電子部品５の像を誤って認識
し、前記スライドシャフト７に対する前記電子部品５の
Ｘ・Ｙ方向に対する相対位置の補正、及び、前記θ軸回
りの位相角の補正が正しく行われず、前記電子部品５が
前記基板３上の所定の位置に搭載されない場合がある。

【００２７】このような前記電子部品５の前記基板３へ
の搭載ミスを防止するため、作業者が定期的に前記操作
パネル２０の画像認識装置清掃スイッチを入れて、前記
制御手段１９に、前記画像認識装置１０の清掃を実行さ
せる。

【００２８】続いて、図４を基に清掃する工程を説明す
る。Ｓ１で操作パネル２０上に表示される清掃スイッチ
（図示せず）をオンすると、Ｓ２では、それまでスライ
ドシャフト７に係止されていた通常の電子部品装着用ノ
ズル６を前記清掃ノズル２５と交換するために、前記ス
ライドシャフト７をノズルボックス１８の方へ移動させ
る。

【００２９】Ｓ３では、ノズルボックス１８において、
吸着ノズル６のフランジ部６Ｂを係止した状態でスライ
ドシャフト７を上昇させると、該スライドシャフト７の
クリックボールがその付勢力に抗して吸着ノズル６の係
止溝６Ａから外れて吸着ノズル６を解放し、解放された
吸着ノズル６はノズルボックス１８内に保管される。

【００３０】次にＳ４では、前記スライドシャフト７を
やはり前記ノズルボックス１８に保管されている前記清
掃ノズル２５の軸上に移動し、スライドシャフト７を下
降させることにより清掃ノズル２５がチャックされる。
Ｓ５では、前記スライドシャフト７を画像認識装置１０
の前記カバーガラス１１の上方まで移動させ、前記画像
認識装置１０の上部壁体１３の内側へ下降させてカバー
ガラス１１上面に前記清掃ノズル２５が軽く接触する高
さまで下降させる。

【００３１】次にＳ６では、スライドシャフト７を回転
させ、図２（Ｂ）に示すようにカバーガラス１１上を軌
跡がオーバーラップさせてＸ・Ｙ移動を行いカバーガラ
ス１１上の汚れを拭く。この時、清掃ノズル２５およ
び、スライドシャフト７が上部照明用光源１６や上部壁
体１３に干渉しないように制御手段１９によって制御さ
れる。

【００３２】カバーガラス１１全域に対しして清掃終了
後、Ｓ７ではスライドシャフト７の回転を止め、清掃ノ
ズル２５が移動する高さに上昇し、ノズルボックス１８
に移動する。Ｓ８では、清掃ノズル２５を次工程で予定
される部品装着用吸着ノズル６に交換する。（前記Ｓ３
及びＳ４の動作の逆手順）Ｓ９にて、次回の清掃周期ま
での時間、装着回数を計数するカウンタ２１をリセット
し通常の電子部品搭載作業を再開する。

【００３３】なお、前記清掃ノズル２５を形成する毛の
硬さは上記説明のごく柔らかなものに限定するものでは
なく、たとえば、製図の際使用する、消しゴムのカスを
払うブラシ程度の硬さであっても可である。毛の硬さに
よって清掃時のノズル高さを切り分け、カバーガラス１
１に付着する汚れの種類によって使い分けることも可能
である。更に、毛の硬さの異なる複数の清掃ノズル２５
を実装することにより、性質の異なるゴミに対して清掃
効果が発揮される。

【００３４】次に、カバーガラス１１上の汚れを清掃す
る清拭手段の他の実施例について説明する。図３は清拭
手段の他の実施例であるワイパー型の清掃ノズル２６を
示している。上部形状は前記箒型の清掃ノズル２５と同
様にスライドシャフト７に装着可能な形状をしており、
下部形状はたとえば、自動車のウィンドウワイパー程度
の柔らかさを持つゴムから形成されている。

【００３５】図３（Ｂ）に示すように、上から見てノズ
ル長手方向が進行方向に直角になるようにノズルの向き
を制御し、やはり多少オーバーラップした軌跡でＸ・Ｙ
方向に移動させる。なお、ごみの残りが清掃ノズル２６
の軌跡の後に押し分けらた状態になることも考えられる
ので、一周期だけではなく、二回行うことで除去され
る。前記清掃ノズル２６のスライドシャフト７に対する
装着、脱着、保管については前記清掃ノズル２５の例と
同様なので説明を省略する。

【００３６】次に、オペレータが意識しないで装置が自
動的に清掃を実施する例について説明する。

【００３７】図５は前回清掃してからの経過時間と画像
認識装置１０を使用して装着した回数を総合して清掃を
実施するかどうか判断する流れを表している。このう
ち、図５（Ａ）は通常の部品装着動作の切れ目におい
て、予め決められた所定時間（例えば５０時間）を超過
したかどうかを判断し（Ｓ１１）、超過していれば清掃
を行い、（図４のへ入る）超過していなければ、画像
認識使用装着回数が予め決められた所定回数（例えば２
０,０００）を超過したかどうか判断され（Ｓ１２）、
超過していれば清掃を行い（図４の）、超過していな
ければ、通常の実装業務に戻る。

【００３８】次に、上記図５（Ａ）が始めに清掃後の経
過時間を優先して判断し、その後画像認識使用装着回数
を判断する例であるが、図５（Ｂ）は、始めに画像認識
使用装着回数を優先して判断し、その後経過時間を判断
する例について説明している。なお、工程の流れについ
ての説明は図５（Ａ）を参照することで容易に理解でき
るので省略する。

【００３９】更に、流れ図には示していないが、経過時
間と装着回数のどちらを優先させるかをオペレータが予
め選べるようにして、ひとつのフローとしてもよい。

【００４０】次に、図４の（Ｃ）について説明する。電
子部品装着装置１の電源が入れられると、該装置はＸ・
Ｙの原点出し等のイニシャライズ動作を行い、その後清
掃を実行する。この実施例の場合は一日に一回は清掃さ
れるこの様にして、装置が自動的に判断して清掃を行う
ので、オペレータは特に意識しないで画像認識装置１０
が常に最良の状態での部品装着が可能となる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、吸着ノズルがＸ・Ｙ・
Ｚ・θに移動する機構を使用し、それを清掃動作に応用
することにより、大掛かりとならず、オペレータにとっ
て安全に画像認識装置のカバーガラスの清掃が実現可能
となる。

【００４２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である電子部品装着装置を表
す。

【図２】本発明の実施形態である箒状の清掃ノズルを表
す。

【図３】本発明の実施形態であるワイパー状の清掃ノズ
ルを表す。

【図４】本発明の清掃動作フローを表す。

【図５】本発明の清掃動作の中で他の動作フローを表
す。

【図６】画像認識装置の断面図形を示す。

【符号の説明】

１ 電子部品装着装置１ ４ ヘッドユニット ５ 電子部品 ６ 吸着ノズル ７ スライドシャフト １０ 画像認識装置 １１ カバーガラス １２ カメラ １３ 上部壁体 １６ 上部照明用光源 １８ ノズルボックス １９ 制御手段 ２１ カウンタ ２５ 箒型の清掃ノズル ２６ ワイパー型の清掃ノズル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｘ・Ｙ方向に自在に移動するヘッドユニッ
   トと、該ヘッドユニットに組み込まれＺ・θ方向に自在
   に移動するノズルシャフト及び吸着ノズルにより、電子
   部品供給部から電子部品を吸着し該電子部品の吸着姿勢
   を画像認識装置にて検出して基板に搭載する電子部品装
   着装置において、前記吸着ノズルと交換して前記ノズル
   シャフトに装着され前記画像認識装置に付着するよごれ
   を清拭する清拭手段と、前記清拭の動作を制御する制御
   手段と、を備えることを特徴とする電子部品装着装置。
2. 【請求項２】前記清拭手段は上部が電子部品を吸着する
   吸着ノズルと同形状で、下部が箒状毛質材からなる清掃
   ノズルであることを特徴とする請求項１記載の電子部品
   装着装置。
3. 【請求項３】前記清拭手段は上部が電子部品を吸着する
   吸着ノズルと同形状で、下部がワイパー状清掃ノズルで
   あることを特徴とする請求項１記載の電子部品装着装
   置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記制
   御手段は画像認識装置を前記清拭手段により清掃した時
   からの経過時間と画像認識装置を使用して装着した回数
   を計数するカウント手段を備え、前記経過時間および前
   記回数の少なくとも一方を基に清拭を行う電子部品装着
   装置。
5. 【請求項５】請求項１〜３のいずれかにおいて、電子部
   品装着装置の電源を投入後に清拭を行う電子部品装着装
   置。