【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を吸着ノズルで吸着して移動させ回路基板に搭載する電子部品実装装置に関し、特に装着ヘッドに吸着ノズルが複数設けられたマルチノズル型の電子部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記の電子部品実装装置では、吸着ノズルで吸着した電子部品をカメラで撮像して認識し、その電子部品の吸着位置ずれ（吸着ノズルの中心位置と吸着した部品の中心位置との位置ずれ）と吸着角度ずれ（傾き）を検出している。従来のマルチノズル型の電子部品実装装置における吸着した電子部品の撮像、認識のための構成が例えば下記の特許文献１，２，３に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載された構成では、垂直軸に対して傾斜したロータリーヘッドの円板状のノズル支持部に複数の吸着ノズルが周方向に配列支持されている。ノズル支持部の最も低いところの位置が吸着（又は装着）位置となっており、ノズル支持部の回転により各吸着ノズルを順次吸着（又は装着）位置に位置させて電子部品の吸着（又は装着）を行うようになっている。また、ノズル支持部の吸着位置と反対側の位置（最も高いところの位置）を撮影位置として、ノズル支持部の側方で撮影位置に対向する位置に、カメラと反射ミラーからなる撮影部が設けられ、順次電子部品を吸着した吸着ノズルが撮影位置に来たときに電子部品を撮影するようになっている。
【０００４】
特許文献２には特許文献１と同様の構成が記載されている。
【０００５】
特許文献３に記載された構成では、それぞれ１つの吸着ノズルを有した複数の装着ヘッドがロータリインデックステーブルの外周縁部に所定角度間隔で設けられており、装着ヘッドのそれぞれに対して、それぞれの吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像するカメラが設けられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１８６４９０号公報（図１）
【特許文献２】
特開平１１−１７７２９７号公報（図２）
【特許文献３】
特開平６−２１６５６８号公報（図５，図６）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１，２に記載されたような構成では、吸着ノズルに吸着された電子部品の撮像、認識時において、１回に撮像、認識できる部品数は、ノズル支持部の最も高い撮影位置に位置する１つの吸着ノズルに吸着された１部品だけであり、同時に複数の部品を撮像、認識することはできない。また、電子部品の吸着時に１回に吸着できる部品数も、ノズル支持部の最も低い吸着位置に位置する１つの吸着ノズルによる１部品だけであり、複数の部品を同時に吸着することはできない。これらの点で生産のタクトタイムを短縮することができないという問題があった。
【０００８】
さらに、吸着ノズルに吸着された部品の撮像を１つだけのカメラで行なうので、例えば、その部品のサイズに応じて視野（画角、撮影範囲）の大きさ（広さ）が異なるカメラを切り換えて使用して適切に撮像し認識するというようなことができなかった。これは、特許文献３の構成でも、吸着ノズルに対してカメラが一対一に固定的に設けられているので、同様である。
【０００９】
また、特許文献３の構成では、装着ヘッド数（吸着ノズル数）が多くなるとカメラの数も同数で多数必要となり、装置のコスト上昇に繋がる。また、装着ヘッド毎（吸着ノズル毎）にカメラを取り付けるのでサイズが大型となり、装着ヘッドの移動軸のストロークも必要となり、装置の大型化に繋がってしまう。また、各装着ヘッド毎に取付けられたカメラの位置関係を認識し、補正値として装置の補正パラメータを持つ必要があり、制御が複雑になってしまう。
【００１０】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので、その課題は、マルチノズル型の電子部品実装装置において、装置の小型化とコストダウンが図れるとともに、生産のタクトタイムを短縮することができ、吸着ノズルに吸着された電子部品の認識を最適に行うことが可能な構成を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、
吸着ノズルで吸着された電子部品を撮像、認識して電子部品を回路基板に実装する電子部品実装装置において、
複数の吸着ノズルをヘッド垂直軸を回転中心として回転可能に設け、複数の吸着ノズルが電子部品を吸着する吸着位置をとるとともに、他の複数の吸着ノズルが撮像位置をとるように、各吸着ノズルを配置した装着ヘッドと、
前記装着ヘッドに搭載され、撮像位置にある各吸着ノズルで吸着された電子部品をそれぞれ同時に撮像する複数の撮像装置と、
吸着が終了した複数の吸着ノズルを撮像位置に移動させるとともに、他の複数の吸着ノズルを吸着位置に移動させ、複数の吸着ノズルによる部品吸着動作と複数の電子部品の同時撮像が並行して行われるように、各吸着ノズルの回転を制御する制御手段とを有する構成を採用した。
【００１２】
このような構成では、複数の電子部品を同時ないし順次吸着するときに、すでに吸着された複数の電子部品の同時撮像が可能なので、部品吸着、部品認識を効率よく行うことができ、基板生産タクトを短縮できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態によるマルチノズル型の電子部品実装装置の概略構成を示している。１は、装着ヘッドであり、後述のようにそれぞれ電子部品（以下、部品と略す）を吸着保持する４つの吸着ノズルと、これに吸着された部品の認識のために撮像を行なう２つの認識カメラを備えている。装着ヘッド１はＸ軸ガントリ２に摺動可能に取り付けられており、Ｘ軸移動機構の駆動によりＸ軸ガントリ２に沿ってＸ軸方向に移動される。Ｘ軸ガントリ２は平行に配置された２つのＹ軸ガントリ３に摺動可能に取り付けられており、Ｙ軸移動機構の駆動によりＹ軸ガントリ３に沿ってＹ軸方向に移動され、これにより装着ヘッド１がＹ軸方向に移動される。また、電子部品実装装置には、回路基板（以下、基板と略す）１６に実装する部品を供給する電子部品供給装置４が設けられている。
【００１５】
図２は装着ヘッド１の構成を示している。５は装着ヘッド本体であり、ここでは外形が円柱形に形成され、回転機構を内蔵しており、その回転機構の回転軸（後述する第４の実施形態の図７中の５０参照）は、装着ヘッドの垂直軸を形成する円柱形の中心軸に一致している。そして、回転機構の駆動により、その回転軸を回転中心として装着ヘッド本体５が回転するようになっている。
【００１６】
装着ヘッド本体５の外周には、それぞれ下側に吸着ノズル７を垂直に取りつけた４つのノズルヘッド６が固定されており、図３に示すように、それぞれの吸着ノズル７が装着ヘッド本体５の中心軸を中心とする円周Ｒ上でそれに内接する正方形の４つの頂点のそれぞれに位置するように配置されている。そして装着ヘッド本体５の回転に伴って、４つの吸着ノズル７が装着ヘッド本体５の中心軸（ヘッド垂直軸）を回転中心として、すなわち上記正方形の中心を回転中心として、回転するようになっている。
【００１７】
なお、装着ヘッド本体５の回転による４つの吸着ノズル７の回転位置に関して、図３に符号１１，１１′で示す右側の２つの吸着ノズル７の位置は、それぞれの吸着ノズルに吸着された部品認識のために撮像を行う撮像位置となっており、符号１０，１０′で示す左側の２つの吸着ノズル７の位置は、各吸着ノズル７により部品の吸着、或いは吸着した部品の基板への搭載を行う吸着位置ないし搭載位置となっている。そして、装着ヘッド本体５の回転によって４つの吸着ノズル７を回転させて、吸着ノズル７を順次２つずつ撮像位置１１，１１′ないし吸着（搭載）位置１０，１０′に位置付けられるようにし、２つの吸着ノズルで吸着された部品が、同時に撮像可能な位置にあるとき、他の２つの吸着ノズルが部品を吸着ないし搭載できる位置となるように各吸着ノズルの回転が制御される。
【００１８】
ノズルヘッド６はそれぞれの吸着ノズル７をＺ軸方向（垂直方向）に昇降させるＺ軸昇降機構と、吸着ノズル７をその垂直方向に沿った中心軸であるθ軸を中心に回転させるθ軸回転機構を有している。各ノズルヘッド６のＺ軸昇降機構とθ軸回転機構は、独立しており、他のノズルヘッド６の動作に関係なく昇降または回転動作することが可能となっている。なお、装着ヘッド本体５の回転機構と各ノズルヘッド６のθ軸回転機構も独立しており、それぞれ互いの動作に関係なく回転可能になっている。
【００１９】
また、装着ヘッド１には、吸着ノズル７のそれぞれに吸着された部品を撮像して認識するための２つのＣＣＤエリアカメラなどからなる認識カメラ（撮像装置）９，９′と、吸着ノズル７のそれぞれに吸着された部品の像を認識カメラ９，９′に導くための２対の反射ミラー（平面鏡）８Ａ，８Ａ′及び８Ｂ，８Ｂ′が装着ヘッド本体５と少し間隔を隔てて搭載され、図示の位置に固定されている。
【００２０】
反射ミラー８Ａ，８Ａ′は、図３に示すように、２つの吸着ノズル７の撮像位置１１，１１′のそれぞれの真下となる位置のそれぞれに固定されており、それぞれの図２中で右側の反射面が垂直方向に対して反時計方向に４５°傾斜するように配置されている。
【００２１】
反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′は、認識カメラ９，９′のそれぞれの真下で、反射ミラー８Ａ，８Ａ′と同じ高さで対向する位置のそれぞれに固定されており、それぞれの図２中で左側の反射面が垂直方向に対して時計方向に４５°傾斜するように配置されている。
【００２２】
このような配置により、装着ヘッド本体５の回転による４つの吸着ノズル７の回転位置が図２及び図３に示した位置にあるときに、図３中の撮像位置１１，１１′の各吸着ノズル７に部品が吸着されていれば、各部品の下面の像が反射ミラー８Ａ，８Ａ′及び８Ｂ，８Ｂ′を介して認識カメラ９，９′に導かれ、２つの部品の下面の撮像を同時に行えるようになっている。
【００２３】
また、吸着（搭載）位置１０，１０′のそれぞれにある２つの吸着ノズル７は、反射ミラー８Ａ，８Ａ′が邪魔にならないので、下降させて２つの部品の同時ないし順次吸着を行ったり、あるいは吸着した部品を順次搭載できるようになっている。
【００２４】
図４は電子部品実装装置の制御系の構成を示している。２０は、装置全体を制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、並びにＲＡＭ、ＲＯＭなどからなるコントローラ（制御手段）であり、これに以下の２１〜３１の構成が接続され、制御される。
【００２５】
Ｘ軸モータ２１は、装着ヘッド１のＸ軸移動機構の駆動源で、装着ヘッド１をＸ軸ガントリ２に沿ってＸ軸方向に移動させる。また、Ｙ軸モータ２２は、装着ヘッド１のＹ軸移動機構の駆動源で、Ｘ軸ガントリ２をＹ軸ガントリ３に沿ってＹ軸方向に移動させる。これにより装着ヘッド１はＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能となる。
【００２６】
Ｚ軸モータ２３は、吸着ノズル７を昇降させるＺ軸昇降機構の駆動源で、吸着ノズル７をＺ軸方向に昇降させる。また、θ軸モータ２４は、吸着ノズル７のθ軸回転機構の駆動源で、吸着ノズル７をそのノズル中心軸を中心にして回転させる。なお、図４では、Ｚ軸モータ２３とθ軸モータ２４は、１個しか図示されていないが、装着されるノズルヘッド（吸着ノズル）の数（図２の例では４個）だけ設けられる。
【００２７】
ヘッド回転モータ２５は、先述した装着ヘッド本体５の回転機構の駆動源で、装着ヘッド本体５並びに各吸着ノズル７をヘッド垂直軸を中心に回転させる。
【００２８】
バキューム機構２６は真空を発生し、不図示のバキュームスイッチを介してノズルヘッド６のそれぞれの吸着ノズル７に真空の負圧をかける。
【００２９】
画像認識装置２７は、吸着ノズル７に吸着され、認識カメラ９で撮像された部品３２の画像認識を行うもので、Ａ／Ｄ変換器２７ａ、メモリ２７ｂ及びＣＰＵ２７ｃから構成される。画像認識装置２７は、認識カメラ９と９′のそれぞれから出力されるアナログの画像信号を別々に処理し、それぞれの画像信号をＡ／Ｄ変換器２７ａによりデジタル信号に変換してメモリ２７ｂの所定領域に格納し、ＣＰＵ２７ｃが各部品の画像データに基づいて吸着された各部品３２の吸着位置ずれと角度ずれを算出する。
【００３０】
キーボード２８とマウス２９は部品データなどのデータを入力するために用いられる。
【００３１】
記憶装置３０は、フラッシュメモリ、ハードディスクなどで構成され、キーボード２８とマウス２９により入力された部品データ、あるいは不図示のホストコンピュータから供給される部品データなどを格納するのに用いられる。
【００３２】
モニタ（表示装置）３１は、部品データ、演算データ、及び認識カメラ９，９′で撮像した部品３２の画像などを表示する。
【００３３】
なお、図３は、制御系の構成を示す図なので、各要素の配置は必ずしも、実際のものとは一致しておらず、例えば、認識カメラ９は、カメラの向きが逆で、部品の下方に図示されている。
【００３４】
次に、以上の構成において部品の吸着から画像認識を行なって基板に搭載するまでの動作について説明する。以下の動作はコントローラ（制御手段）２０の制御により行われる。なお、後述する第２〜第４の実施形態における動作もコントローラ２０の制御により行われる。
【００３５】
まず、Ｘ軸モータ２１とＹ軸モータ２２の駆動により装着ヘッド１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動させ、電子部品供給装置４上で所定の部品供給位置上まで移動させる。その間にヘッド回転モータ２５の駆動により装着ヘッド本体５を回転させて４つの吸着ノズル７を図２及び図３に示す回転位置に回転させ、隣り合う２つの吸着ノズル７を吸着位置１０，１０′に、残りの隣り合う２つの吸着ノズル７を撮像位置１１，１１′に位置するようにする。
【００３６】
装着ヘッド１が部品供給位置上に到達したら、吸着位置１０，１０′にある２つの吸着ノズル７をそれぞれのＺ軸モータ２３の駆動により下降させ、それぞれにバキューム機構２６から真空の負圧をかけて部品供給位置にある不図示の２つの部品を同時に吸着、保持させた後、上昇させる。なお、ここで吸着される２つの部品の位置関係が上記２つの吸着ノズル７の位置関係に対応しておらず、２部品の同時吸着ができない場合は、まず１つの吸着ノズル７により１部品を吸着した後、装着ヘッド１をＸ軸ないしＹ軸方向に少し移動させ、他の吸着ノズル７の位置を他の１部品の位置に合わせてその部品を吸着する。
【００３７】
次に、装着ヘッド１を電子部品供給装置４上で次の部品供給位置上へＸ軸ないしＹ軸方向に移動させる。その移動の間に、装着ヘッド本体５の回転により４つの吸着ノズル７を１８０°回転させ、既に部品を吸着した２つの吸着ノズル７を撮像位置１１，１１′に、まだ部品を吸着していない２つの吸着ノズル７を吸着位置１０，１０′に位置させる。
【００３８】
装着ヘッド１が部品供給位置上に到達したら、吸着位置１０，１０′にある２つの吸着ノズル７を下降させ、それぞれに真空の負圧をかけて部品供給位置にある２つの部品を同時に吸着、保持させた後、上昇させる。なお、ここで先述したのと同様に、位置関係によって２部品の同時吸着ができない場合は、部品を順次に吸着する。
【００３９】
このように、２つの吸着ノズルが部品吸着位置１０、１０′にあって部品を吸着できるときには、他の２つの吸着ノズル７は、すでに撮像位置１１、１１′にあるので、該吸着ノズルで吸着されている部品は、認識カメラ９、９′で同時に撮像できるようになる。従って、２つの部品のそれぞれの下面の像を反射ミラー８Ａ，８Ａ′及び８Ｂ，８Ｂ′を介して認識カメラ９，９′で撮像し、それぞれの画像信号を画像認識装置２７で処理して２部品の画像認識を行い、それぞれの部品の吸着位置ずれと角度ずれを算出し、メモリ２７ｂないし記憶装置３０などに記憶しておく。
【００４０】
続いて、装着ヘッド本体５の回転により４つの吸着ノズル７を１８０°回転させて、吸着位置１０，１０′にあった２つの吸着ノズル７を、撮像位置１１、１１′に回転させ、そこに吸着された２部品のそれぞれの下面の像を認識カメラ９，９′で同時に撮像し、画像認識装置２７で処理して２部品の画像認識を行い、各部品の吸着位置ずれと角度ずれを算出し、記憶する。
【００４１】
このようにして４つの吸着ノズル７全てが部品を吸着した後、装着ヘッド１を基板上で部品を搭載する位置までＸ軸方向ないしＹ軸方向へ移動させる。その移動中に、算出された部品の角度ずれを、各θ軸モータ２４を駆動することにより補正しておく。
【００４２】
下方に反射ミラーのない吸着ノズル７が搭載位置に移動すると、上記算出した位置ずれを補正したあと、吸着ノズル７を下降させ、そのバキュームスイッチを切り、真空の負圧を解除して部品を基板上に搭載した後、上昇させる。同様に、下方に反射ミラーのない他方の吸着ノズル７を、搭載位置に移動させ、算出した位置ずれを補正した後、吸着ノズル７を、下降させて部品搭載を行う。
【００４３】
続いて、装着ヘッド本体５の回転により４つの吸着ノズル７を１８０°回転させ、下方に反射ミラーがなくなった２つの吸着ノズルをそれぞれ搭載位置に移動させ、そこに吸着されている各部品を、位置補正後上述した動作で順次所定の基板位置に搭載する。
【００４４】
このようにして４つの吸着ノズル７に吸着した４個の部品の搭載が終了したら、装着ヘッド１を電子部品供給装置４上の部品供給位置へ移動した後、以上の動作を繰り返すことにより、順次部品の搭載を４個ずつ行うことができる。
【００４５】
以上のような本実施形態によれば、吸着ノズル７に吸着された部品の撮像、認識を行なう際に、１度に２部品を同時に撮像して認識できるとともに、それと並行して２部品を同時にあるいは順次に吸着できるので、生産のタクトタイムを短縮することができる。また認識カメラを吸着ノズル毎に設ける特許文献３の構成に比べて、装置全体を小型化できると共に、制御を簡単に行なえ、装置のコストダウンが図れる。
【００４６】
［第２の実施形態］
上述した第１の実施形態の構成において、認識カメラ９は視野（画角、撮影範囲）の大きさ（広さ）が通常のものとするが、認識カメラ９′は視野が通常より大きいものとし、吸着ノズル７に吸着された部品を撮像して認識する際に、その部品が通常のサイズの小型ないし中型部品である場合は認識カメラ９で撮像し、大きいサイズの大型部品である場合は認識カメラ９′で撮像するようにしてもよい。
【００４７】
そうした場合の動作の詳細を図５により説明する。図５において、反射ミラー８Ａの真上の撮像位置１１は、通常の視野の認識カメラ９で撮像する小型ないし中型部品の撮像位置となり、反射ミラー８Ａ′の真上の撮像位置１１′は、視野の大きな認識カメラ９′で撮像する大型部品の撮像位置となる。
【００４８】
まず、図５の左側に示す最初の状態で、吸着位置１０にある縦線模様を付した吸着ノズル７は小型部品を、また吸着位置１０′にある網線模様を付した吸着ノズル７は大型部品を吸着しているものとし、それぞれの符号７に（小）と（大）の符号を付してある。
【００４９】
この状態から、装着ヘッド本体５の回転により４つの吸着ノズル７を図５の中央に示すように時計方向へ９０°回転させる。こうして吸着ノズル７（大）を大型部品の撮像位置１１′に位置付け、それに吸着された大型部品を認識カメラ９′で撮像し、認識する。次に、４つの吸着ノズル７を図５の右側に示すように時計方向へ１８０°回転させて、吸着ノズル７（小）を小型ないし中型部品の撮像位置１１に位置付け、それに吸着された小型部品を認識カメラ９で撮像し、認識する。
【００５０】
また、最初に吸着位置１０にある吸着ノズル７に大型部品、吸着位置１０′にある吸着ノズル７に小型部品が吸着されている場合には、４つの吸着ノズル７を１８０°回転させて２部品の撮像を同時に行う。
【００５１】
なお、この実施形態においても、図５の左側に示す状態の前に、撮像位置１１′にある吸着ノズル７で大型部品を、また撮像位置１１にある吸着ノズル７で小型ないし中型部品を吸着しておくと、図５の左側に示す状態のときに、２部品を同時に撮像できるととともに、他の吸着ノズル７（大）で、大型の部品を、また吸着ノズル７（小）で小型ないし中型部品を同時にないし順次に吸着することができ、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００５２】
このようにして、撮像する部品のサイズに応じて、視野の異なる認識カメラ９，９′を切り換えて使用して、その部品の撮像、認識を効果的に行うなうことができる。
【００５３】
［第３の実施形態］
次に、図６は本発明の第３の実施形態による装置の装着ヘッドの構成を示しており、同図で第１の実施形態と共通の部分には共通の符号を付してあり、その説明は省略する。
【００５４】
図６の装着ヘッドの構成では、図２の第１の実施形態の構成における反射ミラー８Ａ′，８Ｂ′と認識カメラ９′を省き、その撮像装置に代わり変位センサ１４を反射ミラー８Ｂ′に対応する位置に固定して設けている。変位センサ１４は、例えばレーザー光の走査により、図３の撮像位置１１′に対応する位置にある吸着ノズル７に吸着された部品またはそのノズル７を認識して、部品の有無と高さを光学的に検出する。これ以外の構成は第１の実施形態と共通とする。
【００５５】
このような構成によれば、装着ヘッド本体５の回転により４つの吸着ノズル７を９０°ずつ回転させて順次２つの吸着ノズル７を図６に示した認識カメラ９による撮像位置と変位センサ１４による検出位置に位置付け、一方の吸着ノズル７に吸着された部品を認識カメラ９で撮像して認識し吸着位置ずれと角度のずれを検出すると同時に、変位センサ１４により、他方の吸着ノズル７に吸着された部品またはそのノズルを認識してその有無と高さを検出することができる。従って、生産のタクトタイムを短縮することができる。
【００５６】
なお、変位センサ１４の代わりに光電センサやコプラナリティセンサなどを用いてもよい。
【００５７】
この実施形態においても、認識カメラ９と変位センサ１４で部品を同時に撮像ないし検出できるととともに、他の２つの吸着ノズルで部品を同時にないし順次に吸着することができるので、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００５８】
［第４の実施形態］
図７は、本発明の第４の実施形態による装置の装着ヘッドの構成を示しており、第１の実施形態の構成における装着ヘッド本体５とノズルヘッド６のそれぞれに対応する装着ヘッド本体とノズルヘッドの外装を取り外した状態で示してある。なお、図７に示す吸着ノズル７のそれぞれは図７で図示を省略し図８に示した回転機構を介して図７に示す位置に取り付けられる。
【００５９】
図７において、５０は、装着ヘッド本体の回転軸であり、不図示の固定部材により垂直方向に沿うようにして図１のＸ軸ガントリに固定される。この回転軸５０に対して装着ヘッド本体を構成する回転支持部材５１が回転軸５０を回転中心として回転可能に取り付けられており、ここでは不図示のヘッド回転モータ（図４の２５参照）の駆動により回転するようになっている。
【００６０】
回転支持部材５１の上端には、４枚の支持板５２が四方に突出して設けられ、それぞれの上にＺ軸モータ２３が固定されている。また、支持板５２の下方で回転支持部材５１の四方の側のそれぞれにスライダ６０が垂直方向に摺動可能に取り付けられており、Ｚ軸モータ２３の駆動により垂直方向に昇降するようになっている。
【００６１】
スライダ６０のそれぞれの上端にはθ軸モータ２４が固定され、下端には図８に示すノズルホルダ６１が取り付けられており、ノズルホルダ６１により吸着ノズル７が支持されている。ノズルホルダ６１はθ軸モータ２４のθ軸に一致する回転軸２４ａに連結されており、θ軸モータ２４の駆動によりθ軸を回転中心として回転し、これにより吸着ノズル７もθ軸を回転中心として回転するようになっている。
【００６２】
また、ノズルホルダ６１のそれぞれの片側にθ′軸モータ６２が固定されている。θ′軸は、θ軸に一致する回転軸２４ａに対して固定された水平軸であり、回転軸２４ａの回転により向きが変わるが、回転軸２４ａが基準の回転位置にあるときに、回転支持部材５１の回転による４つの吸着ノズル７の回転の円周の接線方向に平行になるものとする。θ′軸モータ６２の駆動により吸着ノズル７がθ′軸を回転中心として回転し、図７に示すように、垂直下向きになる回転位置から側方へ水平な向きになる回転位置へ、及びその逆に回転できるようになっている。
【００６３】
なお、４組のＺ軸モータ２３、θ軸モータ２４、スライダ６０、ノズルホルダ６１、θ′軸モータ６２、及び吸着ノズル７により４つのノズルヘッドが構成される。また、４つのノズルヘッドの吸着ノズル７は、回転軸５０を中心とする正方形の頂点のそれぞれに位置するように配置されている。
【００６４】
また、反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′が装着ヘッド本体の側方近傍で吸着ノズル７に対応する高さで回転軸５０を中心とする円周上で９０°離れた位置のそれぞれに固定して設けられており、その装着ヘッド本体側を向く反射面は垂直方向に対して４５°傾斜している。
【００６５】
そして反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′のそれぞれの真上の位置に認識カメラ９，９′が固定して設けられている。
【００６６】
このような構成によれば、４つの吸着ノズル７に吸着した部品の撮像と認識を行なう場合、ヘッド回転モータの駆動により回転支持部材５１を回転させて図示した２つの吸着ノズル７が反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′に対向する位置に位置付け、その２つの吸着ノズル７を垂直下向きの回転位置から側方へ水平な向きとなる回転位置に回転させることにより、それぞれに吸着された２部品の下面を反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′を介して認識カメラ９，９′で同時に撮像することができる。そのとき、他の２つの吸着ノズルで部品を同時にないし順次に吸着することができ、第１の実施形態と同様な効果が得られる。また、その後、回転支持部材５１を１８０°回転させて、同様にして他の２つに吸着された２部品の下面を同時に撮像することができる。
【００６７】
また、部品の吸着動作では、第１の実施形態で設けられた反射ミラー８Ａ，８Ａ′がなく、これが邪魔にならないので、４つの吸着ノズル７と４つの部品の位置関係が合えば、４部品を同時に吸着することができる。
【００６８】
また、部品の搭載動作では、第１の実施形態のように搭載を行なう２つの吸着ノズル７を反射ミラー８，８Ａ′から退避させるために４つの吸着ノズル７を回転させる必要がなく、搭載動作が簡単になる。
【００６９】
なお、本実施形態では吸着部品の撮像、認識時に吸着ノズル７を垂直下向きとなる回転位置から側方へ水平な向きとなる回転位置まで回転させるものとしたが、反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′の高さなどによる吸着ノズル７と反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′の位置関係が異なれば、側方へ水平な向きより下向きあるいは水平な向きより上向きの所定の回転位置まで回転させることになる。
【００７０】
また、本実施形態において、第２の実施形態のように認識カメラ９，９′の視野の大きさが異なるものとしてもよいし、第３の実施形態のように反射ミラー８Ｂ′と認識カメラ９′を省き、その代わりに変位センサなどを設けてもよい。
【００７１】
［第５の実施形態］
以上に説明した第１〜第４の実施形態では、吸着ノズル７を４つとして、それぞれが正方形の４つの頂点のそれぞれに位置するように配置するものとしたが、図９に示すように、吸着ノズル７を６本として、それぞれが正６角形の６つの頂点のそれぞれに位置するように配置するようにしてもよい。また、吸着ノズル７の数を４以上で６以外の複数として、それぞれがその数の正多角形の頂点のそれぞれに位置するように配置するものとしてもよい。
【００７２】
また、部品の撮像装置として認識カメラだけを設ける場合の認識カメラの数、或いは撮像装置として認識カメラと変位センサなどの認識手段を設ける場合はそれを合わせた数は２に限らず、３以上としてもよい。ただし、撮像装置の数は吸着ノズルより少数とすることは勿論である。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電子部品実装装置によれば、複数の電子部品を同時に撮像できるとともに、そのとき、他の複数の吸着ノズルにより電子部品を同時にないし順次に吸着できるので、部品吸着動作並びに部品認識動作を効率よく行うことができ、基板生産タクトを短縮することが可能になる。また、吸着ノズル毎に電子部品の認識装置を１つづつ設ける従来の構成に比べて装置の小型化とコストダウンが図れる。また、複数の認識装置として複数の認識カメラを設ける場合に、それらの視野の大きさが異なるものとすることにより、撮像する電子部品のサイズに応じて、カメラを切り換えて使用し、その部品を効率的に撮像、認識することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における電子部品実装装置の全体の概略構成を説明する斜視図である。
【図２】同装置の装着ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図３】同装置の装着ヘッドの吸着ノズルの配置を説明する説明図である。
【図４】同装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施形態における吸着した電子部品の撮像、認識動作を説明する説明図である。
【図６】第３の実施形態における装着ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図７】第４の実施形態における装着ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図８】第４の実施形態における装着ヘッドの吸着ノズルのθ′軸回転機構を示す側面図である。
【図９】第５の実施形態における装着ヘッドの吸着ノズルの配置を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 装着ヘッド
２ Ｘ軸ガントリ
３ Ｙ軸ガントリ
４ 電子部品供給装置
５ 装着ヘッド本体
６ ノズルヘッド
７ 吸着ノズル
８Ａ，８Ａ′，８Ｂ，８Ｂ′ 反射ミラー
９，９′ 認識カメラ
１４ 変位センサ
１６ 回路基板
２０ コントローラ
２１ Ｘ軸モータ
２２ Ｙ軸モータ
２３ Ｚ軸モータ
２４ θ軸モータ
２５ ヘッド回転モータ
２６ バキューム機構
２７ 画像認識装置
３２ 電子部品
６２ θ′軸モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component mounting apparatus that picks up and moves an electronic component by a suction nozzle and mounts the electronic component on a circuit board, and particularly relates to a multi-nozzle type electronic component mounting apparatus in which a plurality of suction nozzles are provided on a mounting head.
[0002]
[Prior art]
In the electronic component mounting apparatus described above, an electronic component picked up by the suction nozzle is imaged and recognized by the camera, and the suction position shift of the electronic component (position shift between the center position of the suction nozzle and the center position of the sucked component) Absorption angle deviation (tilt) is detected. For example, the following Patent Documents 1, 2, and 3 describe configurations for imaging and recognition of sucked electronic components in a conventional multi-nozzle type electronic component mounting apparatus.
[0003]
In the configuration described in Patent Document 1, a plurality of suction nozzles are arranged and supported in the circumferential direction on a disc-like nozzle support portion of a rotary head inclined with respect to a vertical axis. The lowest position of the nozzle support portion is the suction (or mounting) position, and the suction nozzles are sequentially positioned at the suction (or mounting) position by the rotation of the nozzle support portion to suck (or mount) electronic components. Is supposed to do. In addition, an imaging unit composed of a camera and a reflecting mirror is provided at a position opposite to the imaging position on the side of the nozzle support unit, with the position opposite to the suction position of the nozzle support unit (the highest position) as the imaging position. When the suction nozzle that sequentially sucks the electronic components comes to the photographing position, the electronic components are photographed.
[0004]
Patent Document 2 describes a configuration similar to that of Patent Document 1.
[0005]
In the configuration described in Patent Document 3, a plurality of mounting heads each having one suction nozzle are provided at predetermined angular intervals on the outer peripheral edge of the rotary index table, A camera that images the electronic component sucked by the suction nozzle is provided.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-186490 (FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-177297 (FIG. 2)
[Patent Document 3]
JP-A-6-216568 (FIGS. 5 and 6)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration as described in Patent Documents 1 and 2, the number of components that can be imaged and recognized at one time is the highest imaging position of the nozzle support portion when imaging and recognizing the electronic components adsorbed by the adsorption nozzle. There is only one component sucked by one suction nozzle located in the position, and a plurality of components cannot be imaged and recognized at the same time. Further, the number of parts that can be picked up at one time when picking up electronic parts is only one part by one suction nozzle located at the lowest suction position of the nozzle support portion, and a plurality of parts cannot be picked up simultaneously. In these respects, there was a problem that the tact time of production could not be shortened.
[0008]
In addition, since only one camera is used to pick up the parts picked up by the pick-up nozzle, for example, cameras with different fields of view (field angle, shooting range) (width) are switched according to the size of the parts. It was not possible to use and properly capture and recognize. This is the same in the configuration of Patent Document 3 because the cameras are fixed one-on-one with respect to the suction nozzle.
[0009]
In the configuration of Patent Document 3, when the number of mounted heads (the number of suction nozzles) increases, the same number of cameras is required, which leads to an increase in the cost of the apparatus. Further, since the camera is attached to each mounting head (each suction nozzle), the size becomes large, and the stroke of the moving axis of the mounting head is also required, leading to an increase in the size of the apparatus. In addition, it is necessary to recognize the positional relationship of the cameras attached to each mounting head and have the correction parameters of the apparatus as correction values, which complicates the control.
[0010]
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and the problem is that in a multi-nozzle type electronic component mounting apparatus, it is possible to reduce the size and cost of the apparatus and reduce the production tact time. An object of the present invention is to provide a configuration capable of optimally recognizing an electronic component sucked by a suction nozzle.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to the present invention,
In an electronic component mounting apparatus that images and recognizes an electronic component sucked by a suction nozzle and mounts the electronic component on a circuit board,
Each suction nozzle is provided so that a plurality of suction nozzles can be rotated around the vertical axis of the head, and the plurality of suction nozzles take suction positions for picking up electronic components, and the other plurality of suction nozzles take imaging positions. A mounting head with
A plurality of image pickup devices that are mounted on the mounting head and simultaneously pick up images of the electronic components sucked by the suction nozzles at the image pickup positions;
The suction nozzles that have completed suction are moved to the imaging position, and the other suction nozzles are moved to the suction position, so that the component suction operation by the multiple suction nozzles and the simultaneous imaging of multiple electronic components are performed in parallel. As shown, a configuration having control means for controlling the rotation of each suction nozzle was adopted.
[0012]
In such a configuration, when simultaneously picking up a plurality of electronic components simultaneously or sequentially, it is possible to simultaneously pick up a plurality of electronic components that have already been picked up. Can be shortened.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0014]
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a multi-nozzle type electronic component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a mounting head, as will be described later, four suction nozzles for sucking and holding electronic components (hereinafter abbreviated as components), and two recognition cameras for capturing images for recognizing the parts sucked by the suction nozzles. It has. The mounting head 1 is slidably attached to the X-axis gantry 2 and is moved in the X-axis direction along the X-axis gantry 2 by driving the X-axis moving mechanism. The X-axis gantry 2 is slidably attached to two Y-axis gantry 3 arranged in parallel, and is moved in the Y-axis direction along the Y-axis gantry 3 by the drive of the Y-axis moving mechanism. The head 1 is moved in the Y axis direction. The electronic component mounting apparatus is provided with an electronic component supply device 4 that supplies components to be mounted on a circuit board (hereinafter abbreviated as a board) 16.
[0015]
FIG. 2 shows the configuration of the mounting head 1. Reference numeral 5 denotes a mounting head main body, in which the outer shape is formed in a cylindrical shape and incorporates a rotation mechanism, and the rotation axis of the rotation mechanism (see 50 in FIG. 7 of the fourth embodiment described later) is It coincides with the central axis of the cylinder that forms the vertical axis of the mounting head. The mounting head main body 5 rotates about the rotation axis by driving the rotation mechanism.
[0016]
Four nozzle heads 6 each having a suction nozzle 7 mounted vertically are fixed to the outer periphery of the mounting head body 5, and each suction nozzle 7 is attached to the mounting head body 5 as shown in FIG. 3. It arrange | positions so that it may be located in each of four vertexes of the square inscribed on the circumference R centering on a central axis. As the mounting head body 5 rotates, the four suction nozzles 7 rotate about the center axis (head vertical axis) of the mounting head body 5, that is, the center of the square as the center of rotation. Yes.
[0017]
Regarding the rotational positions of the four suction nozzles 7 by the rotation of the mounting head body 5, the positions of the two right suction nozzles 7 indicated by reference numerals 11 and 11 'in FIG. Therefore, the positions of the two suction nozzles 7 on the left side indicated by reference numerals 10 and 10 ′ are used to pick up the components by the suction nozzles 7 or mount the sucked components on the substrate. It is a suction position or mounting position to be performed. Then, the four suction nozzles 7 are rotated by the rotation of the mounting head main body 5 so that the suction nozzles 7 are sequentially positioned two by two at the imaging positions 11, 11 ′ or the suction (mounting) positions 10, 10 ′. When the parts sucked by one suction nozzle are at positions where images can be simultaneously captured, the rotation of each suction nozzle is controlled so that the other two suction nozzles can be picked up or mounted.
[0018]
The nozzle head 6 has a Z-axis raising / lowering mechanism that raises and lowers each suction nozzle 7 in the Z-axis direction (vertical direction), and a θ-axis rotation that rotates the suction nozzle 7 around a θ-axis that is a central axis along the vertical direction. It has a mechanism. The Z-axis elevating mechanism and the θ-axis rotating mechanism of each nozzle head 6 are independent, and can move up and down or rotate regardless of the operation of other nozzle heads 6. Note that the rotation mechanism of the mounting head main body 5 and the θ-axis rotation mechanism of each nozzle head 6 are also independent and can rotate independently of each other.
[0019]
In addition, the mounting head 1 includes recognition cameras (imaging devices) 9 and 9 ′ including two CCD area cameras for imaging and recognizing the components sucked by the suction nozzles 7, and the suction nozzles 7. Two pairs of reflecting mirrors (planar mirrors) 8A, 8A 'and 8B, 8B' for guiding the images of the parts adsorbed to the recognition cameras 9, 9 'are mounted with a small distance from the mounting head body 5, It is fixed at the position shown.
[0020]
As shown in FIG. 3, the reflection mirrors 8A and 8A ′ are fixed at positions immediately below the imaging positions 11 and 11 ′ of the two suction nozzles 7, respectively. The reflecting surface is disposed so as to be inclined 45 ° counterclockwise with respect to the vertical direction.
[0021]
The reflection mirrors 8B and 8B 'are fixed at the same height and opposite to the reflection mirrors 8A and 8A' directly below the recognition cameras 9 and 9 ', respectively. The reflecting surface is arranged so as to be inclined by 45 ° clockwise with respect to the vertical direction.
[0022]
With such an arrangement, when the rotation positions of the four suction nozzles 7 due to the rotation of the mounting head body 5 are at the positions shown in FIGS. 2 and 3, the suction nozzles at the imaging positions 11 and 11 ′ in FIG. 7, the image of the lower surface of each component is guided to the recognition cameras 9, 9 ′ via the reflecting mirrors 8 </ b> A, 8 </ b> A ′, 8 </ b> B, 8 </ b> B ′, and the lower surfaces of the two components are imaged simultaneously. It can be done.
[0023]
Further, the two suction nozzles 7 at the suction (mounting) positions 10 and 10 ′ are not disturbed by the reflecting mirrors 8A and 8A ′, so that the two parts can be lowered to perform simultaneous or sequential suction of the two parts, or The sucked parts can be mounted sequentially.
[0024]
FIG. 4 shows the configuration of the control system of the electronic component mounting apparatus. Reference numeral 20 denotes a microcomputer (CPU) that controls the entire apparatus, and a controller (control means) including a RAM, a ROM, and the like. The following configurations 21 to 31 are connected to the controller and controlled.
[0025]
The X-axis motor 21 is a drive source for the X-axis moving mechanism of the mounting head 1 and moves the mounting head 1 in the X-axis direction along the X-axis gantry 2. The Y-axis motor 22 is a drive source for the Y-axis moving mechanism of the mounting head 1 and moves the X-axis gantry 2 along the Y-axis gantry 3 in the Y-axis direction. As a result, the mounting head 1 can move in the X-axis direction and the Y-axis direction.
[0026]
The Z-axis motor 23 is a drive source for a Z-axis lifting mechanism that moves the suction nozzle 7 up and down, and moves the suction nozzle 7 up and down in the Z-axis direction. The θ-axis motor 24 is a drive source for the θ-axis rotating mechanism of the suction nozzle 7 and rotates the suction nozzle 7 around the nozzle central axis. In FIG. 4, only one Z-axis motor 23 and θ-axis motor 24 are shown, but the number of nozzle heads (suction nozzles) to be mounted (four in the example of FIG. 2) is provided.
[0027]
The head rotation motor 25 is a drive source for the rotation mechanism of the mounting head body 5 described above, and rotates the mounting head body 5 and each suction nozzle 7 around the head vertical axis.
[0028]
The vacuum mechanism 26 generates a vacuum and applies a negative vacuum pressure to each suction nozzle 7 of the nozzle head 6 via a vacuum switch (not shown).
[0029]
The image recognition device 27 performs image recognition of the component 32 picked up by the suction nozzle 7 and picked up by the recognition camera 9, and includes an A / D converter 27a, a memory 27b, and a CPU 27c. The image recognition device 27 separately processes the analog image signals output from the recognition cameras 9 and 9 ', converts each image signal into a digital signal by the A / D converter 27a, and performs predetermined processing in the memory 27b. The CPU 27c stores the suction position deviation and the angular deviation of each part 32 sucked on the basis of the image data of each part.
[0030]
The keyboard 28 and mouse 29 are used for inputting data such as component data.
[0031]
The storage device 30 includes a flash memory, a hard disk, and the like, and is used to store component data input by a keyboard 28 and a mouse 29 or component data supplied from a host computer (not shown).
[0032]
The monitor (display device) 31 displays component data, calculation data, an image of the component 32 captured by the recognition cameras 9 and 9 ′, and the like.
[0033]
3 is a diagram showing the configuration of the control system, the arrangement of each element does not necessarily match the actual one. For example, the recognition camera 9 has a reverse camera orientation and is located below the parts. Is shown in FIG.
[0034]
Next, the operation from the component suction to the image recognition and mounting on the board in the above configuration will be described. The following operations are performed under the control of the controller (control means) 20. Note that operations in second to fourth embodiments described later are also performed under the control of the controller 20.
[0035]
First, the mounting head 1 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the X-axis motor 21 and the Y-axis motor 22 and moved to a predetermined component supply position on the electronic component supply device 4. In the meantime, the mounting head main body 5 is rotated by driving the head rotating motor 25 to rotate the four suction nozzles 7 to the rotational positions shown in FIGS. 2 and 3, and the two adjacent suction nozzles 7 are moved to the suction positions 10, 10 ′. The remaining two adjacent suction nozzles 7 are positioned at the imaging positions 11 and 11 '.
[0036]
When the mounting head 1 reaches the component supply position, the two suction nozzles 7 at the suction positions 10 and 10 'are lowered by driving the respective Z-axis motors 23, and a vacuum negative pressure is applied to each from the vacuum mechanism 26. Then, two components (not shown) at the component supply position are simultaneously sucked and held and then raised. If the positional relationship between the two components sucked here does not correspond to the positional relationship between the two suction nozzles 7 and the two components cannot be sucked at the same time, first, one component is picked up by one suction nozzle 7. After the suction, the mounting head 1 is moved slightly in the X-axis or Y-axis direction, and the position of the other suction nozzle 7 is adjusted to the position of the other one part to suck that part.
[0037]
Next, the mounting head 1 is moved on the electronic component supply device 4 to the next component supply position in the X-axis or Y-axis direction. During the movement, the four suction nozzles 7 are rotated by 180 ° by the rotation of the mounting head body 5, and the two suction nozzles 7 that have already picked up the parts are not picked up at the imaging positions 11 and 11 ′. Two suction nozzles 7 are positioned at suction positions 10 and 10 '.
[0038]
When the mounting head 1 reaches the component supply position, the two suction nozzles 7 at the suction positions 10 and 10 'are lowered, and vacuum is applied to each of the two components at the component supply position, Raise after holding. As described above, when two components cannot be picked up simultaneously due to the positional relationship, the components are picked up sequentially.
[0039]
In this way, when the two suction nozzles are at the parts suction positions 10 and 10 'and can pick up the parts, the other two suction nozzles 7 are already at the imaging positions 11 and 11'. These parts can be simultaneously imaged by the recognition cameras 9, 9 '. Accordingly, the images of the lower surfaces of the two parts are picked up by the recognition cameras 9 and 9 'via the reflection mirrors 8A, 8A' and 8B and 8B ', and the respective image signals are processed by the image recognition device 27 to obtain 2 Image recognition of the components is performed, and the suction position shift and the angle shift of each component are calculated and stored in the memory 27b or the storage device 30 or the like.
[0040]
Subsequently, the four suction nozzles 7 are rotated 180 ° by the rotation of the mounting head body 5, and the two suction nozzles 7 at the suction positions 10 and 10 ′ are rotated to the imaging positions 11 and 11 ′. Images of the lower surfaces of the sucked two parts are simultaneously picked up by the recognition cameras 9 and 9 ′, processed by the image recognition device 27 to perform image recognition of the two parts, and the picking position deviation and angular deviation of each part are calculated. And remember.
[0041]
After all the four suction nozzles 7 pick up the component in this way, the mounting head 1 is moved in the X-axis direction or the Y-axis direction to the position where the component is mounted on the substrate. During the movement, the calculated angular deviation of the component is corrected by driving each θ-axis motor 24.
[0042]
When the suction nozzle 7 without a reflecting mirror moves to the mounting position below, after correcting the above-described misalignment, the suction nozzle 7 is lowered, the vacuum switch is turned off, the vacuum negative pressure is released, and the component is placed on the board. Raise after mounting on top. Similarly, after moving the other suction nozzle 7 having no reflecting mirror below to the mounting position and correcting the calculated displacement, the suction nozzle 7 is lowered to mount the component.
[0043]
Subsequently, by rotating the mounting head body 5, the four suction nozzles 7 are rotated 180 °, the two suction nozzles having no reflection mirror below are respectively moved to the mounting positions, and the parts sucked there are After the position correction, it is sequentially mounted on a predetermined substrate position by the above-described operation.
[0044]
When the mounting of the four components sucked by the four suction nozzles 7 is completed in this way, the mounting head 1 is moved to the component supply position on the electronic component supply device 4 and then the above operations are repeated, thereby sequentially. Four parts can be mounted each.
[0045]
According to the present embodiment as described above, when picking up and recognizing the parts sucked by the suction nozzle 7, two parts can be picked up at the same time and recognized at the same time. Or since it can adsorb | suck sequentially, the tact time of production can be shortened. Compared with the configuration of Patent Document 3 in which a recognition camera is provided for each suction nozzle, the entire apparatus can be reduced in size, can be controlled easily, and the cost of the apparatus can be reduced.
[0046]
[Second Embodiment]
In the configuration of the first embodiment described above, the recognition camera 9 has a normal field of view (field angle, shooting range) (width), but the recognition camera 9 'has a larger field of view. When a part picked up by the suction nozzle 7 is picked up and recognized, if the part is a normal or small-sized or medium-sized part, it is picked up by the recognition camera 9, and if it is a large-sized large part, it is recognized. You may make it image with the camera 9 '.
[0047]
Details of the operation in such a case will be described with reference to FIG. In FIG. 5, an imaging position 11 directly above the reflecting mirror 8A is an imaging position of a small or medium-sized component that is imaged by a normal visual field recognition camera 9, and an imaging position 11 'directly above the reflecting mirror 8A' This is an imaging position of a large component imaged by a large recognition camera 9 '.
[0048]
First, in the initial state shown on the left side of FIG. 5, the suction nozzle 7 with the vertical line pattern at the suction position 10 is a small component, and the suction nozzle 7 with the net pattern at the suction position 10 'is a large size. It is assumed that the parts are adsorbed, and symbols (small) and (large) are attached to the respective symbols 7.
[0049]
From this state, the four suction nozzles 7 are rotated 90 degrees clockwise as shown in the center of FIG. In this way, the suction nozzle 7 (large) is positioned at the imaging position 11 'of the large component, and the large component sucked by the suction nozzle 7 is imaged and recognized by the recognition camera 9'. Next, the four suction nozzles 7 are rotated 180 ° clockwise as shown on the right side of FIG. 5 so that the suction nozzle 7 (small) is positioned at the imaging position 11 of the small or medium-sized component, and the small component that is sucked by the suction nozzle 7 Is recognized and recognized by the recognition camera 9.
[0050]
Further, when a large component is first sucked by the suction nozzle 7 at the suction position 10 and a small component is sucked by the suction nozzle 7 at the suction position 10 ', the four suction nozzles 7 are rotated 180 degrees to obtain two components. Are simultaneously imaged.
[0051]
In this embodiment as well, before the state shown on the left side of FIG. 5, the suction nozzle 7 at the imaging position 11 ′ sucks large parts and the suction nozzle 7 at the imaging position 11 sucks small to medium-sized parts. In the state shown on the left side of FIG. 5, two parts can be imaged simultaneously, and the other suction nozzle 7 (large) can be used for large parts, and the suction nozzle 7 (small) can be used for small to medium-sized parts. Parts can be adsorbed simultaneously or sequentially, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0052]
In this way, the recognition cameras 9 and 9 'having different fields of view can be switched and used in accordance with the size of the component to be imaged to effectively capture and recognize the component.
[0053]
[Third Embodiment]
Next, FIG. 6 shows the configuration of the mounting head of the apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 6, parts common to the first embodiment are denoted by common reference numerals. Description is omitted.
[0054]
In the configuration of the mounting head shown in FIG. 6, the reflection mirrors 8A ′ and 8B ′ and the recognition camera 9 ′ in the configuration of the first embodiment shown in FIG. It is fixed in the position to be. The displacement sensor 14 recognizes the component sucked by the suction nozzle 7 at the position corresponding to the imaging position 11 ′ in FIG. 3 or the nozzle 7 by scanning with laser light, for example, and optically determines the presence / absence and height of the component. Detect. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0055]
According to such a configuration, the four suction nozzles 7 are rotated by 90 ° by the rotation of the mounting head main body 5, and the two suction nozzles 7 are sequentially taken by the recognition camera 9 shown in FIG. A part positioned at the detection position and picked up by one suction nozzle 7 is picked up and recognized by the recognition camera 9 to detect the pick-up position shift and the angle shift. At the same time, the displacement sensor 14 picks up the other suction nozzle 7. It is possible to detect the presence or height of the detected component or its nozzle. Therefore, the tact time of production can be shortened.
[0056]
Instead of the displacement sensor 14, a photoelectric sensor, a coplanarity sensor, or the like may be used.
[0057]
In this embodiment as well, the recognition camera 9 and the displacement sensor 14 can simultaneously pick up and detect parts, and the other two suction nozzles can pick up the parts simultaneously or sequentially. Similar effects can be obtained.
[0058]
[Fourth Embodiment]
FIG. 7 shows the configuration of the mounting head of the apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The mounting head main body and the nozzle corresponding to the mounting head main body 5 and the nozzle head 6 in the configuration of the first embodiment, respectively. It is shown with the head exterior removed. Each of the suction nozzles 7 shown in FIG. 7 is not shown in FIG. 7 and is attached to the position shown in FIG. 7 via the rotation mechanism shown in FIG.
[0059]
In FIG. 7, reference numeral 50 denotes a rotation shaft of the mounting head main body, which is fixed to the X-axis gantry of FIG. 1 along a vertical direction by a fixing member (not shown). A rotation support member 51 constituting the mounting head main body is attached to the rotation shaft 50 so as to be rotatable about the rotation shaft 50. Here, a head rotation motor (not shown) (see 25 in FIG. 4) is driven. It is designed to rotate.
[0060]
At the upper end of the rotation support member 51, four support plates 52 are provided so as to protrude in four directions, and the Z-axis motor 23 is fixed on each of them. A slider 60 is slidably attached to each of the four sides of the rotation support member 51 below the support plate 52 and is vertically moved by driving the Z-axis motor 23. Yes.
[0061]
A θ-axis motor 24 is fixed to each upper end of the slider 60, and a nozzle holder 61 shown in FIG. 8 is attached to the lower end, and the suction nozzle 7 is supported by the nozzle holder 61. The nozzle holder 61 is connected to a rotation shaft 24a that coincides with the θ axis of the θ axis motor 24, and rotates around the θ axis by driving the θ axis motor 24, whereby the suction nozzle 7 also rotates about the θ axis. It is supposed to rotate as.
[0062]
A θ′-axis motor 62 is fixed to each side of the nozzle holder 61. The θ ′ axis is a horizontal axis that is fixed with respect to the rotation axis 24a that coincides with the θ axis, and its direction changes depending on the rotation of the rotation axis 24a. However, when the rotation axis 24a is at the reference rotation position, the rotation support is provided. It is assumed that the four suction nozzles 7 due to the rotation of the member 51 are parallel to the tangential direction of the circumference of the rotation. The suction nozzle 7 is rotated about the θ ′ axis by the drive of the θ ′ axis motor 62, and as shown in FIG. 7, from the rotation position that is vertically downward to the rotation position that is horizontally horizontal, and its It can be rotated in reverse.
[0063]
The four sets of Z-axis motor 23, θ-axis motor 24, slider 60, nozzle holder 61, θ′-axis motor 62, and suction nozzle 7 constitute four nozzle heads. Further, the suction nozzles 7 of the four nozzle heads are arranged so as to be positioned at the respective vertexes of a square centering on the rotation shaft 50.
[0064]
Reflective mirrors 8B and 8B 'are fixedly provided at positions corresponding to the suction nozzle 7 in the vicinity of the side of the mounting head main body and at positions 90 ° apart on the circumference around the rotation shaft 50. The reflecting surface facing the mounting head main body is inclined 45 ° with respect to the vertical direction.
[0065]
The recognition cameras 9 and 9 'are fixedly provided at positions directly above the reflecting mirrors 8B and 8B'.
[0066]
According to such a configuration, when imaging and recognizing a component sucked by the four suction nozzles 7, the rotation support member 51 is rotated by driving the head rotation motor so that the two suction nozzles 7 shown in FIG. , 8B ', the two suction nozzles 7 are rotated from a vertically downward rotation position to a rotation position that is horizontally oriented to the side, thereby reflecting the lower surfaces of the two parts adsorbed to each other. Images can be simultaneously captured by the recognition cameras 9 and 9 'via the mirrors 8B and 8B'. At that time, the components can be sucked simultaneously or sequentially by the other two suction nozzles, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, after that, the rotation support member 51 is rotated by 180 °, and the lower surfaces of the two parts adsorbed by the other two can be simultaneously imaged.
[0067]
Further, in the component suction operation, the reflection mirrors 8A and 8A 'provided in the first embodiment are not provided, and this does not get in the way. Therefore, if the positional relationship between the four suction nozzles 7 and the four components matches, Can be adsorbed simultaneously.
[0068]
Further, in the component mounting operation, it is not necessary to rotate the four suction nozzles 7 in order to retract the two suction nozzles 7 to be mounted from the reflection mirrors 8 and 8A 'as in the first embodiment, and the mounting operation is performed. Becomes easier.
[0069]
In this embodiment, the suction nozzle 7 is rotated from the rotation position in which the suction nozzle 7 is vertically downward to the rotation position in which the suction nozzle 7 is horizontally oriented at the time of imaging and recognition of the suction component, but the height of the reflection mirrors 8B and 8B ′ is high. If the positional relationship between the suction nozzle 7 and the reflecting mirrors 8B and 8B ′ differs due to the above, the side is rotated to a predetermined rotational position downward from the horizontal direction or upward from the horizontal direction.
[0070]
Further, in the present embodiment, the recognition cameras 9 and 9 ′ may have different visual field sizes as in the second embodiment, and the reflection mirror 8B ′ and the recognition camera 9 as in the third embodiment. 'May be omitted and a displacement sensor or the like may be provided instead.
[0071]
[Fifth Embodiment]
In the first to fourth embodiments described above, the number of the suction nozzles 7 is four, and the suction nozzles 7 are arranged so as to be positioned at the four vertices of the square, respectively, but as shown in FIG. The number of suction nozzles 7 may be six, and each may be arranged so as to be positioned at each of the six apexes of a regular hexagon. Alternatively, the number of the suction nozzles 7 may be four or more and a number other than six, and the suction nozzles 7 may be arranged so as to be positioned at the vertices of the regular polygon of that number.
[0072]
In addition, the number of recognition cameras when only a recognition camera is provided as an imaging device for components, or the number of combined recognition devices such as a recognition camera and a displacement sensor as an imaging device is not limited to 2, but is 3 or more. Also good. However, it goes without saying that the number of imaging devices is smaller than that of the suction nozzle.
[0073]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the electronic component mounting apparatus of the present invention, it is possible to simultaneously image a plurality of electronic components, and at that time, the electronic components can be simultaneously or sequentially picked up by a plurality of other suction nozzles. Thus, the component suction operation and the component recognition operation can be performed efficiently, and the board production tact can be shortened. In addition, the apparatus can be reduced in size and cost compared with the conventional configuration in which one electronic component recognition device is provided for each suction nozzle. In addition, when a plurality of recognition cameras are provided as a plurality of recognition devices, the size of their fields of view is different, so that the cameras are switched according to the size of the electronic component to be imaged. An excellent effect that the image can be efficiently captured and recognized is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an overall schematic configuration of an electronic component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a mounting head of the apparatus.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an arrangement of suction nozzles of a mounting head of the apparatus.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the apparatus.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an imaging and recognition operation of a sucked electronic component in the second embodiment.
FIG. 6 is a perspective view illustrating a configuration of a mounting head according to a third embodiment.
FIG. 7 is a perspective view illustrating a configuration of a mounting head according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a side view showing a θ′-axis rotation mechanism of a suction nozzle of a mounting head according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the arrangement of suction nozzles of a mounting head according to a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Installation head
2 X-axis gantry
3 Y-axis gantry
4 Electronic component supply equipment
5 Installation head body
6 Nozzle head
7 Suction nozzle
8A, 8A ', 8B, 8B' Reflective mirror
9,9 'recognition camera
14 Displacement sensor
16 Circuit board
20 controller
21 X-axis motor
22 Y-axis motor
23 Z-axis motor
24 θ-axis motor
25 Head rotation motor
26 Vacuum mechanism
27 Image recognition device
32 Electronic components
62 θ′-axis motor
