JP2003318600A - 電子部品装着装置の認識方法及びその認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 フライビュー方式における部品認識カメラへ
の撮像開始信号の出力のタイミングのバラツキをなくし
て、電子部品の装着精度の向上を図ること。 【解決手段】 部品認識カメラ１６Ａの中心の上方に装
着ヘッド７Ａの吸着ノズル１７Ａを位置させた状態で基
板認識カメラ１９Ａにより装置本体に付されたマークＭ
２を撮像して認識処理部で認識処理してマークの位置を
把握する。装着ヘッド７Ａが移動しながら部品認識カメ
ラ１６Ａ及び基板認識カメラ１９Ａで吸着ノズル１７Ａ
に吸着保持された電子部品及びマークを同時に撮像して
認識処理部で認識処理して電子部品及びマークの位置を
把握する。そして、ＣＰＵは両認識処理によるマークの
位置のズレ量を把握された電子部品の位置の補正に加味
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、装着ヘッドに設け
られプリント基板上の位置決めマークを撮像する基板認
識カメラと、駆動源により平面方向に移動可能な装着ヘ
ッドの吸着ノズルに吸着保持された電子部品を移動させ
ながら撮像する部品認識カメラとを備え、両カメラの撮
像結果に基づき認識処理装置で認識処理してプリント基
板上に装着する電子部品装着装置の認識方法及びその認
識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、吸着ノズルに吸着保持された電
子部品を部品認識カメラで撮像するためには、部品認識
カメラ上方で一旦停止しなければならないが、停止する
ことなく撮像するフライビュー方式と呼ばれる撮像方法
においては、停止する撮像方法に比べて、認識処理部へ
の画像取り込み信号に対する認識処理部から部品認識処
理部への撮像トリガー信号の出力タイミングに遅延やバ
ラツキがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、正確な位置
で画像が取り込めないので、部品認識カメラ中心に対す
る吸着ノズルの中心位置が正確に把握できず、認識結果
にズレが生じ、電子部品の装着精度が単純に前記バラツ
キ分だけ悪化する。

【０００４】そこで本発明は、電子部品を移動させなが
ら撮像するフライビュー方式における部品認識カメラへ
の撮像開始信号の出力のタイミングのバラツキをなくし
て、電子部品の装着精度の向上を図ることを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため第１の発明は、
装着ヘッドに設けられプリント基板上の位置決めマーク
を撮像する基板認識カメラと、駆動源により平面方向に
移動可能な装着ヘッドの吸着ノズルに吸着保持された電
子部品を移動させながら撮像する部品認識カメラとを備
え、両カメラの撮像結果に基づき認識処理装置で認識処
理してプリント基板上に装着する電子部品装着装置の認
識方法において、前記部品認識カメラの中心の上方に前
記装着ヘッドの吸着ノズルを位置させた状態で前記基板
認識カメラにより装置本体に付されたマークを撮像して
前記認識処理装置で認識処理してマークの位置を把握
し、前記装着ヘッドが移動しながら前記部品認識カメラ
及び基板認識カメラで前記吸着ノズルに吸着保持された
電子部品及び前記マークを同時に撮像して認識処理装置
で認識処理して電子部品及びマークの位置を把握し、前
記両認識処理による前記マークの位置のズレ量を前記把
握された電子部品の位置の補正に加味することを特徴と
する。

【０００６】第２の発明は、装着ヘッドに設けられプリ
ント基板上の位置決めマークを撮像する基板認識カメラ
と、駆動源により平面方向に移動可能な装着ヘッドの吸
着ノズルに吸着保持された電子部品を移動させながら撮
像する部品認識カメラとを備え、両カメラの撮像結果に
基づき認識処理装置で認識処理してプリント基板上に装
着する電子部品装着装置の認識装置において、前記部品
認識カメラの中心の上方に前記装着ヘッドの吸着ノズル
を位置させた状態で前記基板認識カメラにより装置本体
に付されたマークを撮像して前記認識処理装置で認識処
理してマークの位置を把握した結果を記憶する第１の記
憶手段と、前記装着ヘッドが移動しながら前記部品認識
カメラ及び基板認識カメラで前記吸着ノズルに吸着保持
された電子部品及び前記マークを同時に撮像して認識処
理装置で認識処理して電子部品及びマークの位置を把握
した結果を記憶する第２の記憶手段と、前記第１及び第
２の記憶手段に記憶された前記両認識処理による前記マ
ークの位置のズレ量を算出し前記把握された電子部品の
位置の補正に加味するように制御する制御手段とから成
ることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】図に基づき、本発明の実施の形態
を以下説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図
で、該装置１の装着装置本体２上には種々の電子部品を
夫々その部品取出し部（部品吸着位置）に１個ずつ供給
する部品供給ユニット３が複数並設されている。対向す
るユニット３群の間には、供給コンベア４、位置決め部
５及び排出コンベア６が設けられている。供給コンベア
４は上流より受けたプリント基板Ｐを前記位置決め部５
に搬送し、位置決め部５で図示しない位置決め機構によ
り位置決めされた該基板Ｐ上に電子部品が装着された
後、排出コンベア６に搬送される。

【０００８】８Ａ、８ＢはＸ方向に長い一対のビームで
あり、夫々Ｙ軸モータ９の駆動によりネジ軸１０を回転
させ、左右一対のガイド１１に沿ってプリント基板Ｐや
部品供給ユニット３の部品取出し部（部品吸着位置）上
方を個別にＹ方向に移動する。

【０００９】各ビーム８Ａ、８Ｂにはその長手方向、即
ちＸ方向にＸ軸モータ１２によりガイド(図示せず)に沿
って移動する装着ヘッド７Ａ、７Ｂが夫々設けられてい
る。各装着ヘッド７Ａ又は７Ｂには吸着ノズル１７Ａ又
は１７Ｂを上下動させるための上下軸モータ１４及び鉛
直軸周りに回転させるためのθ軸モータ１５が搭載され
ている。したがって、２個の装着ヘッド７Ａ、７Ｂの各
吸着ノズルはＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、垂直
線回りに回転可能で、かつ上下動可能となっている。

【００１０】１６Ａ、１６Ｂは部品位置認識用の部品認
識カメラで、前記各吸着ノズル１７Ａ、１７Ｂに対応し
て２個設けられ、電子部品が吸着ノズルに対してどれだ
け位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転
角度につき、位置認識するために電子部品を撮像する
が、それぞれ同時に２個の電子部品を撮像可能である。
１８、１８は種々の吸着ノズルを収納するノズルストッ
カで、最大１０本収納可能であるが９本収納している。

【００１１】１９Ａ、１９Ｂは基板認識カメラで、前記
装着ヘッド７Ａ、７Ｂにそれぞれ設けられ、プリント基
板Ｐに付されたマークＭ１の位置を認識するために該マ
ークＭ１を撮像する。

【００１２】図２は本電子部品装着装置１の制御ブロッ
ク図であり、便宜上Ｘ軸モータ１２、Ｙ軸モータ９、θ
軸モータ１５及び上下軸モータ１４などは、各１個のみ
図示して以下説明する。

【００１３】本装着装置１の電子部品装着に係る動作を
統括制御する制御部としてのＣＰＵ２１、記憶装置とし
てのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）２２及びＲ
ＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）２３などから構成さ
れている。前記ＲＡＭ２２には、電子部品の装着順序毎
にプリント基板Ｐ内でのＸ方向、Ｙ方向及び角度位置情
報や、ＦＤＲ番号（各部品供給ユニット３の配置番号）
情報等から成る装着データやプリント基板Ｐに付された
マークＭ１の位置などが格納されている。

【００１４】そして、ＣＰＵ２１は前記ＲＡＭ２２に記
憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭ２３に格納された
プログラムに従い、電子部品装着装置１の部品装着動作
に係る動作を統括制御する。即ち、ＣＰＵ２１は、駆動
回路２５を介して前記Ｘ軸モータ１２の駆動を、駆動回
路２８を介して前記Ｙ軸モータ９の駆動を、また駆動回
路３２を介して前記θ軸モータ１５の駆動を、更に駆動
回路３０を介して前記上下軸モータ１４の駆動を制御し
ている。

【００１５】１３はインターフェース２４を介して前記
ＣＰＵ２１に接続される認識処理部で、前記部品認識カ
メラ１６Ａ、１６Ｂにより撮像して取込まれた画像の認
識処理が該認識処理部１３にて行われ、ＣＰＵ２１に処
理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ２１は、部品認識カ
メラ１６Ａ、１６Ｂに撮像された画像を認識処理（位置
ずれ量の算出など）するように指示を認識処理部１３に
出力すると共に、認識処理結果を認識処理部１３から受
取るものである。

【００１６】即ち、前記認識処理部１３の認識処理によ
り位置ずれ量が把握されると、その結果がＣＰＵ２１に
送られ、ＣＰＵ２１はビーム８Ａ又は８ＢがＹ軸モータ
９の駆動によりＹ方向に、装着ヘッド７Ａ又は７ＢがＸ
軸モータ１２の駆動によりＸ方向に移動させることによ
り、またθ軸モータ１５によりθ回転させ、Ｘ，Ｙ方向
及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなされるも
のである。

【００１７】また、前記基板認識カメラ１９Ａ、１９Ｂ
により撮像して取込まれた画像の認識処理を該認識処理
部１３にて行ない、ＣＰＵ２１に処理結果が送出され
る。即ち、ＣＰＵ２１は、基板認識カメラ１９Ａ、１９
Ｂに撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出な
ど）するように指示を認識処理部１３に出力すると共
に、認識処理結果を認識処理部１３から受取るものであ
る。

【００１８】即ち、前記認識処理部１３の認識処理によ
り位置ずれ量が把握されると、その結果がＣＰＵ２１に
送られ、ＣＰＵ２１はビーム８Ａ又は８ＢがＹ軸モータ
９の駆動によりＹ方向に、装着ヘッド７Ａ又は７ＢがＸ
軸モータ１２の駆動によりＸ方向に移動させることによ
り、またθ軸モータ１５によりθ回転させ、Ｘ，Ｙ方向
及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正が可能とな
る。

【００１９】尚、上述の基板認識処理動作は、夫々のビ
ームによる最初の電子部品装着前に限り、行なわれる。
それは、プリント基板Ｐの特性ばかりか、各ビーム、各
装着ヘッドなどの特性を部品装着の位置補正に反映する
ためである。

【００２０】３４はキーボードドライバー３５及びイン
ターフェース２４を介して前記ＣＰＵ２１に接続される
入力手段としてのキーボードで、３６は認識部品画像等
の画像を表示するモニターである。尚、前記入力手段と
してのキーボード３４に代えてタッチパネルなどの入力
手段でも良い。

【００２１】以上の構成により、以下特に図３に基づき
動作について説明するが、装着ヘッドは７Ａ、７Ｂと２
つ備えているが、説明の便宜上、装着ヘッド７Ａを例と
して以下説明する。先ず、運転を開始する前に、ＣＰＵ
２１は駆動回路２５、２８を介してＸ軸モータ１２、Ｙ
軸モータ９を駆動させて、装着ヘッド７Ａを部品認識カ
メラ１６Ａ上方へ移動させ、図４に示すように、吸着ノ
ズル１７Ａの回転中心を部品認識カメラ１６Ａのカメラ
中心上方に位置させる（ステップ１）。

【００２２】次に、部品認識カメラ１６Ａのカメラ中心
から吸着ノズル１７Ａの回転中心と基板認識カメラ１９
Ａのカメラ中心との間の距離と同等の距離を存して装着
装置２に配設されたマークＭ２を基板認識カメラ１９Ａ
が撮像し、認識処理部１３がマークＭ２の位置を認識処
理する（ステップ２）。

【００２３】そして、認識処理部１３で認識処理された
マークＭ２の位置をＲＡＭ２２に記憶する（ステップ
３）。

【００２４】このようにした状態で、生産運転が開始さ
れることとなる（ステップ４）。先ず、プリント基板Ｐ
が図示しないコンベアにより上流装置より供給コンベア
４を介して位置決め部５に搬送され、位置決め機構によ
り位置決め固定される。そして、ＲＡＭ２２に格納され
たプリント基板Ｐの装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線
回りへの回転角度位置及びＦＤＲ番号（各部品供給ユニ
ット３の配置番号）等が指定された装着データに従い、
電子部品の部品種に対応した吸着ノズルが装着すべき電
子部品を所定の部品供給ユニット３から吸着して取出す
こととなる。

【００２５】即ち、装着ヘッド７Ａの吸着ノズル１７Ａ
は装着ステップ番号０００１の装着すべき電子部品を収
納する部品供給ユニット３上方に位置するよう移動する
が、Ｙ方向は駆動回路２８によりＹ軸モータ９が駆動し
て一対のガイド１１に沿ってビーム８Ａが移動し、Ｘ方
向は駆動回路２５によりＸ軸モータ１２が駆動して装着
ヘッド７Ａが移動し、既に所定の供給ユニット３は駆動
されて部品吸着位置にて部品が取出し可能状態にあるた
め、駆動回路３０により上下軸モータ１４が駆動して前
記ノズル１７Ａが下降して電子部品を吸着し取出して取
出す。

【００２６】次いで、ＣＰＵ２１は吸着ノズル１７Ａの
回転中心と部品認識カメラ１６Ａのカメラ中心とが同一
Ｘ軸線上となるように、前述の如くＹ軸モータ９により
ビーム８Ａを移動させた後、静止させる（ステップ
５）。

【００２７】そして、装着ヘッド７ＡをＸ軸モータ２５
により一定速度で部品認識カメラ１６Ａ上方を移動させ
る（ステップ６）。

【００２８】そして、部品認識カメラ１６Ａの中心位置
と同一線上（Ｙ方向）の前記ビーム８Ａの所定位置に取
り付けられたヘッド検知センサ３７からの装着ヘッド検
出信号を、ＣＰＵ２１は認識処理装置１３に入力する
（ステップ７）。正確には、部品認識カメラ１６Ａの中
心位置と同一線上（Ｙ方向）の前記ビーム８Ａの所定位
置に前記ヘッド検知センサ３７の一方の発光素子が設け
られ、他方の受光素子が前記装着ヘッド７Ａに設けられ
ているので、前記装着ヘッド７Ａが部品認識カメラ１６
Ａの中心位置と同一線上（Ｙ方向）に移動すると、前記
ヘッド検知センサ３７から装着ヘッド検出信号が発せら
れ、その検出信号が認識処理装置１３に入力することと
なる。

【００２９】次に、これを受けて画像処理装置としての
認識処理装置１３から部品認識カメラ１６Ａと基板認識
カメラ１９Ａへ同時に撮像開始信号を発行し、吸着ノズ
ル１７Ａに吸着保持された電子部品及び前記マークＭ２
を撮像して、両カメラ１６Ａ及び１９Ａから認識処理装
置１３へ撮像画像を取込む（ステップ８）。

【００３０】そして、認識処理装置１３は、撮像画像の
認識処理を行う。ここで、認識処理装置１３が前記ヘッ
ド検知センサ３７からの信号を受け取ってから、部品認
識カメラ１６Ａに撮像開始信号が出力される間に遅延時
間があった場合や、部品認識カメラ１６Ａのカメラ中心
位置に対してヘッド検知センサ３７の取り付け位置にバ
ラツキがあった場合、図５に示すように、部品の位置が
ズレて撮像されてしまうが、ＣＰＵ２１は前記ステップ
３及びステップ９でのマークＭ２位置のズレ量（△ｘ，
△ｙ）を算出して、これを使用して部品認識位置を補正
する（ステップ９）。即ち、前記ステップ３及びステッ
プ９で把握した前記両マークＭ２の位置のズレ量を算出
し、これを前記電子部品の位置認識に加味する。

【００３１】従って、その加味された結果により、ＣＰ
Ｕ２１はビーム８ＡがＹ軸モータ９の駆動によりＹ方向
に、装着ヘッド７ＡがＸ軸モータ１２の駆動によりＸ方
向に移動させることにより、またθ軸モータ１５により
θ回転させ、Ｘ，Ｙ方向及び鉛直軸線回りへの回転角度
位置の補正がなされるものである。

【００３２】尚、装着ヘッドは７Ａ、７Ｂと２つ備えて
いるものの、説明の便宜上、装着ヘッド７Ａを例として
以上説明したが、装着ヘッド７Ｂも同様に適用するもの
である。

【００３３】以上本発明の実施態様について説明した
が、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替
例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸
脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包
含するものである。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明は、電子部品を移動
させながら撮像するフライビュー方式における部品認識
カメラへの撮像開始信号の出力のタイミングのバラツキ
をなくして、電子部品の装着精度の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子部品装着装置の平面図である。

【図２】電子部品装着装置の制御ブロック図である。

【図３】フローチャートを示す図である。

【図４】吸着ノズルの回転中心を部品認識カメラのカメ
ラ中心上方に位置させた状態を示す図である。

【図５】マークＭ２の撮像画像を示す図である。

【符号の説明】

１ 電子部品装着装置 ７Ａ、Ｂ 装着ヘッド ８Ａ、Ｂ ビーム １６Ａ、Ｂ 部品認識カメラ １７Ａ、Ｂ 吸着ノズル １９Ａ、Ｂ 基板認識カメラ １３ 認識処理部 ２１ ＣＰＵ ２２ ＲＡＭ Ｍ２ マーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装着ヘッドに設けられプリント基板上の
   位置決めマークを撮像する基板認識カメラと、駆動源に
   より平面方向に移動可能な装着ヘッドの吸着ノズルに吸
   着保持された電子部品を移動させながら撮像する部品認
   識カメラとを備え、両カメラの撮像結果に基づき認識処
   理装置で認識処理してプリント基板上に装着する電子部
   品装着装置の認識方法において、 前記部品認識カメラの中心の上方に前記装着ヘッドの吸
   着ノズルを位置させた状態で前記基板認識カメラにより
   装置本体に付されたマークを撮像して前記認識処理装置
   で認識処理してマークの位置を把握し、 前記装着ヘッドが移動しながら前記部品認識カメラ及び
   基板認識カメラで前記吸着ノズルに吸着保持された電子
   部品及び前記マークを同時に撮像して認識処理装置で認
   識処理して電子部品及びマークの位置を把握し、 前記両認識処理による前記マークの位置のズレ量を前記
   把握された電子部品の位置の補正に加味することを特徴
   とする電子部品装着装置の認識方法。
2. 【請求項２】 装着ヘッドに設けられプリント基板上の
   位置決めマークを撮像する基板認識カメラと、駆動源に
   より平面方向に移動可能な装着ヘッドの吸着ノズルに吸
   着保持された電子部品を移動させながら撮像する部品認
   識カメラとを備え、両カメラの撮像結果に基づき認識処
   理装置で認識処理してプリント基板上に装着する電子部
   品装着装置の認識装置において、 前記部品認識カメラの中心の上方に前記装着ヘッドの吸
   着ノズルを位置させた状態で前記基板認識カメラにより
   装置本体に付されたマークを撮像して前記認識処理装置
   で認識処理してマークの位置を把握した結果を記憶する
   第１の記憶手段と、 前記装着ヘッドが移動しながら前記部品認識カメラ及び
   基板認識カメラで前記吸着ノズルに吸着保持された電子
   部品及び前記マークを同時に撮像して認識処理装置で認
   識処理して電子部品及びマークの位置を把握した結果を
   記憶する第２の記憶手段と、 前記第１及び第２の記憶手段に記憶された前記両認識処
   理による前記マークの位置のズレ量を算出し前記把握さ
   れた電子部品の位置の補正に加味するように制御する制
   御手段とから成ることを特徴とする電子部品装着装置の
   認識方法。