JP2003304096A

JP2003304096A - 部品実装方法及び装置

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Publication number: JP2003304096A
Application number: JP2002109857A
Authority: JP
Inventors: Masaru Saito; 勝斉藤
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2003-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】無駄な測定、検査をなくし効率よく部品を実
装することが可能な部品実装方法及び装置を提供する。【解決手段】２Ｄセンサ８によりリード曲がりが、ま
た３Ｄセンサ１０によりリード浮きが測定され、リード
曲がりと浮きのない部品のみが基板９上に搭載される。
３Ｄセンサによる測定時間が２Ｄセンサによる測定時間
よりも短い場合は、３Ｄセンサから測定を行い（Ａ）、
逆の場合には、２Ｄセンサより測定を開始する（Ｂ）。
測定時間が短いと判定された測定時間に係わる測定を先
に行うので、測定時間が短い測定に基づく検査で部品が
不合格になる部品に対してまでも時間をかけて測定する
無駄がなくなり、効率のよい動作で部品の検査並びに搭
載を行うことが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品実装方法及び
装置、さらに詳細には、部品供給部から供給される部品
をヘッド部で吸着し、吸着された部品の２次元及び３次
元画像から部品を２次元測定（部品のリード曲がりや吸
着位置ずれの測定）及び３次元測定（部品端子の高さ測
定）し、その測定結果に基づいて部品を基板の所定位置
に実装する部品実装方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、部品供給部から供給される部品を
ヘッド部で吸着し、基板上に実装する場合、部品が必ず
しも正しい姿勢で吸着されるわけではないので、部品を
ＣＣＤカメラなどの２次元撮像装置（以下２Ｄセンサと
いう）で撮像し、その画像を認識し吸着位置ずれを測定
し、位置補正を行うとともに、画像認識によりリード曲
がりなどの検査を行っている。また、レーザー投光部と
受光部からなる３次元撮像装置（以下３Ｄセンサとい
う）によりリード端子にレーザー光を投光し、その反射
光を受光してリード高さなどの３次元測定を行い、リー
ド浮き検査を行っている。

【０００３】その場合、まず最初にヘッド部は２Ｄセン
サの配置されているところに移動し、２Ｄセンサにより
得られる画像からリード曲がりの測定並びに検査が行わ
れ、検査結果が不合格（ＮＧ）の場合には、部品搭載は
中止され、その部品は破棄される。また、リード曲がり
の検査が合格（ＯＫ）の場合には、ヘッド部は２Ｄセン
サの検査が終了した後に３Ｄセンサが配置されている位
置に移動し、そこで、３Ｄセンサでリード浮きの検査が
行われ、検査結果が合格と判断された時には、ヘッド部
は部品搭載位置へ移動して部品を基板に実装し、検査結
果が不合格の場合には、その時点で搭載は中止されその
部品は破棄されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、部品
搭載は、リード曲がりとリード浮き検査の両方が合格の
場合にのみ行われ、一方でも不合格になると、部品搭載
は中止され、当該部品は破棄される。この場合、２Ｄセ
ンサによるリードの曲がりの測定と、吸着位置ずれの補
正のため測定は、処理のための計算量が多いので、例え
ば、リードに浮きがあるような部品の場合に、最初に２
Ｄセンサによる測定を行うと、後で不良部品とされる部
品に対してまでも、時間をかけることになり、無駄な作
業が発生する。

【０００５】また、２Ｄセンサでの測定時間が３Ｄセン
サでの測定時間よりも短い時には、時間のかからない２
Ｄセンサの検査の後に、３Ｄセンサの検査を行なうので
無駄が少ないが、３Ｄセンサの方が２Ｄセンサの方より
測定時間が短い場合には、２Ｄセンサによる検査を先に
してその後３Ｄセンサによる検査を行った場合、同じエ
ラー部品でも検査してから搭載までの時間に無駄が出て
しまう。

【０００６】従って、本発明は、このような点に鑑みて
なされたもので、無駄な測定、検査をなくし効率よく部
品を実装することが可能な部品実装方法及び装置を提供
することをその課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、部品供給部から供給される部品をヘッ
ド部で吸着し、吸着された部品を２次元及び３次元測定
し、測定結果に基づいて部品を基板の所定位置に実装す
る部品実装方法において、２次元測定と３次元測定のい
ずれの測定時間が短いかを判定し、短いと判定された測
定時間に係わる測定を先に行う構成を採用している。

【０００８】また、本発明では、部品供給部から供給さ
れる部品をヘッド部で吸着し、吸着された部品を２次元
及び３次元測定し、測定結果に基づいて部品を基板の所
定位置に実装する部品実装装置において、部品の２次元
画像を撮像する２次元撮像装置と、部品の３次元画像を
撮像する３次元撮像装置と、２次元画像に基づいて部品
を２次元測定する測定手段と、３次元画像に基づいて部
品を３次元測定する測定手段と、２次元測定と３次元測
定のいずれの測定時間が短いかを判定する手段とを有
し、短いと判定された測定時間に係わる測定を先に行う
構成も採用している。

【０００９】いずれの構成でも、短いと判定された測定
時間に係わる測定を先に行うようにしているので、測定
時間が短い測定に基づく検査で部品が不合格になる部品
に対してまでも時間をかけて測定する無駄がなくなり、
効率のよい動作で部品の検査並びに搭載を行うことがで
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づいて本発明を詳細に説明する。

【００１１】図１には、電子部品を基板上に搭載する電
子部品実装装置の外観が図示されている。同図におい
て、１は電子部品実装装置の本体、２は本装置で実装さ
れる電子部品（以下単に部品という）、３は部品２が載
っているトレー、４はトレー３に載った部品２を自動供
給する部品供給部としてのトレー供給部、７は実装時に
部品２を吸装着する吸着ノズル７ａを備えたヘッド部、
５はヘッド部７をｘ軸方向に移動させるものであって、
ｘｙロボットの一部を構成するｘ軸ロボット、６ａおよ
び６ｂはヘッド部７をｘ軸ロボット５とともにｙ軸方向
に移動させるｘｙロボットの一部を構成するｙ軸ロボッ
ト、８は２次元センサであり、例えばＣＣＤカメラで構
成され、図２（Ａ）に示したように、吸着ノズル７ａで
吸着された部品２を下方から撮像する。２Ｄセンサで撮
像された部品の画像は、画像処理装置１１で画像認識が
行われ、吸着位置ずれ（部品中心と吸着中心のずれ並び
に吸着傾き）が測定され、また撮像画像からリード２ａ
の曲がりが測定される。

【００１２】また、２Ｄセンサ８に隣接して３Ｄセンサ
１０が配置されており、この３Ｄセンサ１０は、図２
（Ｂ）に示したように、レーザー投光部１０ａとレーザ
ー受光部１０ｂを有し、部品２を吸着した吸着ノズル７
ａが、３Ｄセンサ１０上を移動するときに、レーザー投
光部１０ａからレーザー光を部品２のリード端子２ａに
あて、その反射光をレーザー受光部１０ｂで受光して高
さ検出装置１２によりリード端子の基準面よりの高さを
測定する。

【００１３】このような部品実装装置では、図３（Ａ）
に示したように、トレー３に載っている部品２がヘッド
部７の吸着ノズル７ａで吸着され、ｘ軸ロボット５およ
びｙ軸ロボット６ａ、６ｂによって２Ｄセンサ８の上に
移動される。そして２Ｄセンサ８によって部品２の２次
元画像が取込まれ、画像処理装置１１によりソフトウェ
ア処理して吸着位置ずれ、リード曲がりが測定される。
また、その後、ヘッド部７が３Ｄセンサ１０上に移動
し、３Ｄセンサ１０によって部品２の３次元画像が取り
込まれ、高さ検出装置１２により部品２のリード高さが
測定される。リード曲がりやリード高さの測定で、リー
ド曲がりがなく、またリード浮きも検出されず、検査結
果がよければ、吸着位置ずれを補正して位置決めを行
い、図３（Ｂ）に示したように、部品２がプリント基板
９の上の所定の実装位置に搭載される。

【００１４】なお、ヘッド部７の移動、２Ｄセンサ８、
３Ｄセンサ１０による２次元測定、３次元測定、並びに
リード曲がりやリード浮きの検査、それにその他の部品
搭載に伴う制御は、不図示のＣＰＵにより実施される。

【００１５】上述したように、部品搭載は、リード曲が
りとリード浮き検査の両方が合格の場合にのみ行われ、
一方でも不合格になると、部品搭載は中止され、当該部
品は破棄される。従って、例えば、リードに浮きがあり
浮き検査で不合格になるような部品に対しても、２Ｄセ
ンサにより吸着位置ずれの測定やリード曲がりの検査を
行うことは、無駄な作業となる。また、測定時間の短い
ほうの検査を先に行ったほうのが、無駄が少ないので、
本発明では、無条件に最初に２Ｄセンサ８による測定を
行うのではなく、部品のサイズなどの情報を元に、２Ｄ
センサと３Ｄセンサでのいずれの測定時間が短いかを判
定して、短いほうの測定を最初に行うようにする。この
処理の流れを図４、５に基づいて説明する。

【００１６】図４に示した処理は、部品搭載の全体を制
御するＣＰＵにより実行され、まず、ステップＳ１にお
いて、部品の種類、部品のサイズ、吸着位置、搭載位置
などのデータの入った生産プログラムデータから部品デ
ータを取得する。この部品データから２Ｄセンサ８によ
る測定を行うのか、３Ｄセンサ１０による測定を行うの
か、あるいはその両方を行うのか、それに、両方の測定
を行う場合、いずれの測定が早いか（短いか）を判断す
る。ここでは、２Ｄセンサと３Ｄセンサによる両方の測
定を行うことが前提になるので、ステップＳ２におい
て、部品の種類、部品端子のピッチと幅、部品サイズな
どの情報を元に、いずれの測定が早いかを判定する。

【００１７】その場合、リード部品かエリアアレイ部品
などの部品の種類により、測定方法（アルゴリズム）が
異なり測定時間も異なるので、部品の種類を知る必要が
ある。また、３Ｄセンサの場合、部品端子のピッチと幅
とによって測定速度を落として測定する必要があるの
で、ピッチと幅を部品データから求める。さらに、部品
サイズも考慮する。３Ｄセンサの場合、測定するために
は部品のサイズ分走査して部品の高さデータを取得する
必要がある。そこで、予めヘッド部７が３Ｄセンサ１０
上を移動する移動速度と移動距離がわかっているので、
測定時間を求める。また、２Ｄセンサで部品サイズが画
像取得エリア内で測定できるサイズの場合、予めわかっ
ているＣＣＤの撮像時間により２Ｄセンサの測定時間を
計算する。また、大型の部品で２Ｄセンサによる測定を
分割して行う必要がある場合には、何分割するかを予め
求める。従って、部品の種類、部品端子のピッチと幅、
部品サイズなどのパラメータにより、２Ｄセンサと３Ｄ
センサによる測定に要する時間をそれぞれ求めることが
できる。

【００１８】例えば、ピッチが粗く、また比較的端子数
の少ないリード部品の場合には、３Ｄセンサ１０による
測定に要する時間が２Ｄセンサよりも短いので、ステッ
プＳ３に移行して、３Ｄセンサによる測定を最初に行
い、続いて２Ｄセンサにより測定を行うモードを実施す
る。そのため、図５（Ａ）に示したように、ヘッド部７
の吸着ノズル７ａが部品吸着位置１３の部品を吸着する
と、３Ｄセンサ１０の測定開始位置に移動する。その後
ヘッド部７が３Ｄセンサ１０上を移動し各リード端子の
高さ測定を開始する（ステップＳ４）。

【００１９】測定したリード高さからリード浮きを検査
し（ステップＳ５）、許容値以上のリード浮きが検出さ
れて判定が不合格の場合には、部品は破棄される（ステ
ップＳ６）。一方、判定が合格の場合には、ヘッド部７
は、２Ｄセンサ８の測定位置に移動し、部品が２Ｄセン
サ８により撮像されて、リード曲がり、並びに吸着位置
ずれが測定される（ステップＳ７）。この測定したデー
タを元にリード曲がりの検査が行われ（ステップＳ
８）。判定が不合格の場合には、部品は同様に破棄され
（ステップＳ６）、判定が合格の場合には、吸着位置ず
れが補正されて部品の位置決めが行われ、ヘッド部７は
基板９上の搭載位置１４に移動しそこに部品を搭載する
（ステップＳ９）。

【００２０】一方、ピッチが細かく端子数が多いリード
部品の場合には、浮き検査に時間がかかるので、ステッ
プＳ１０に移行して、２Ｄセンサによる測定を最初に行
い、続いて３Ｄセンサにより測定を行うモードに移行す
る。従って、図５（Ｂ）に示したように、ヘッド部７
は、吸着位置１３’にある部品を吸着後、最初に２Ｄセ
ンサ８の測定開始位置に移動し、２Ｄセンサによる測定
が行われリード曲がり、吸着位置ずれが測定される（ス
テップＳ１１）。この測定したデータを元にリード曲が
りの検査が行われ（ステップＳ１２）、判定が不合格の
場合には、部品は破棄され（ステップＳ６）、検査が合
格の場合には、３Ｄセンサ１０の測定開始位置に移動
し、各リード端子の高さ測定を行う（ステップＳ１
３）。

【００２１】測定したリード高さからリード浮きを検査
し（ステップＳ１４）、許容値以上のリード浮きが検出
された場合には、部品は破棄され（ステップＳ６）、一
方、判定が合格の場合には、吸着位置ずれが補正されて
部品の位置決めが行われ、ヘッド部７は基板９上の搭載
位置１４’に移動してそこに部品を搭載する（ステップ
Ｓ１５）。

【００２２】このように、測定時間の短い検査を先に行
うことにより、無駄がなくかつ効率のよい動作で部品の
検査並びに搭載を行うことができる。

【００２３】なお、上述した実施形態において、２Ｄセ
ンサは、ＣＣＤカメラとして構成されているが、他の２
Ｄセンサを用いることもできる。また、上述した実施形
態では、３Ｄセンサ上を部品を移動させて高さデータを
取得したが、部品を固定して３Ｄセンサを移動させるこ
とにより高さデータを取得することもできる。

【００２４】また、３Ｄセンサとして、ライン光を端子
部に投光し、ライン光による光切断像を撮像して、端子
高さを測定することもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、２次
元測定と３次元測定のいずれの測定時間が短いかを判定
し、短いと判定された測定時間に係わる測定を先に行う
ようにしているので、測定時間が短い測定に基づく検査
で部品が不合格になる部品に対してまでも時間をかけて
測定する無駄がなくなり、効率のよい動作で部品の検査
並びに搭載を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部品実装装置の外観を示す斜視図であ
る。

【図２】（Ａ）は２Ｄセンサによる部品の測定を示した
説明図、（Ｂ）は３Ｄセンサによる部品の３次元測定を
示した説明図である。

【図３】部品実装工程を示す説明図である。

【図４】部品データにより２Ｄセンサと３Ｄセンサによ
る測定モードを変化させる流れを示したフローチャート
である。

【図５】測定モードを変化させたときの部品の移動経路
を示した説明図である。

【符号の説明】

２部品２ａリード端子７ヘッド部７ａ吸着ノズル８２Ｄセンサ１０３Ｄセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部品供給部から供給される部品をヘッド
部で吸着し、吸着された部品を２次元及び３次元測定
し、測定結果に基づいて部品を基板の所定位置に実装す
る部品実装方法において、２次元測定と３次元測定のいずれの測定時間が短いかを
判定し、短いと判定された測定時間に係わる測定を先に行うこと
を特徴とする部品実装方法。
【請求項２】２次元測定により部品のリード曲がりが
測定され、３次元測定によりリード浮きが測定されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
【請求項３】部品供給部から供給される部品をヘッド
部で吸着し、吸着された部品を２次元及び３次元測定
し、測定結果に基づいて部品を基板の所定位置に実装す
る部品実装装置において、部品の２次元画像を撮像する２次元撮像装置と、部品の３次元画像を撮像する３次元撮像装置と、２次元画像に基づいて部品を２次元測定する測定手段
と、３次元画像に基づいて部品を３次元測定する測定手段
と、２次元測定と３次元測定のいずれの測定時間が短いかを
判定する手段とを有し、短いと判定された測定時間に係わる測定を先に行うこと
を特徴とする部品実装装置。
【請求項４】２次元測定により部品のリード曲がりが
測定され、３次元測定によりリード浮きが測定されるこ
とを特徴とする請求項３に記載の部品実装装置。