JP2005340711A - 電子部品装着装置及び電子部品装着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品供給ユニットの装置本体への掛け違いによる電子部品の誤装着を防止すること。
【解決手段】 電子部品の認識処理は、ＲＡＭ２２に格納された部品ライブラリデータに従って行なわれる。部品ライブラリデータの検査条件の「通常」データに従い、グループ番号「１」及び「２」のリードの有無検出がＣＰＵ２１の指令に基づき認識処理装置１３により行われ、全てのリードが有るものと判断すると、ＣＰＵ２１は部品認識カメラ１６Ａに撮像された画像に基づき位置ずれ量の算出を認識処理装置１３に指示し、電子部品の位置と角度が算出される。次は存在してはならないリードの無し確認の検査が認識処理装置１３により行なわれる。１本でも存在してはならないリードの存在が検出されると、ＣＰＵ２１は存在してはならないリードの「無し確認リード検出異常」と判断し、吸着ノズル１７Ａから落下させ、廃棄回収箱内に回収する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、任意の部品供給ユニットから取出されて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した画像を認識処理装置により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及び電子部品装着方法に関する。

この種の電子部品装着装置は、例えば特開２００１−３０４８２８号公報（特許文献１）などで知られている。そして、一般に、リード付き部品やＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）では、部品ライブラリデータで登録して格納されたリードやハンダボールのみの検出を行ない、仮に登録されていないリードやハンダボールが存在してもこれを無視して処理されていた。
特開２００１−３０４８２８号公報

従って、所定の部品供給ユニットを装置本体上の所定位置にセットすべきところ、別の電子部品を供給する部品供給ユニットをセットして部品供給ユニットを掛け違いした場合において、あるべきリードやハンダボールの数よりも実際に認識処理した電子部品の方が多かった場合には、異常として判定することはできなかった。即ち、ＴＲ３ピン（リードが３ピン付いたトランジスタ）の電子部品の部品ライブラリデータを使用してＴＲ６ピン（リードが６ピン付いたトランジスタ）の電子部品を認識処理した場合には、異常として判定することはできず、誤ってプリント基板上に装着することがあった。

そこで本発明は、部品供給ユニットの装置本体への掛け違いによる電子部品の誤装着を防止することを目的とする。

このため第１の発明は、任意の部品供給ユニットから取出されて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した画像を認識処理装置により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において、各電子部品の特性として存在してはならないリードやハンダボールについてのデータを格納する記憶手段と、この記憶手段に格納された前記データに従って前記部品認識カメラで撮像した画像を前記認識処理装置が認識処理するように制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。

第２の発明は、任意の部品供給ユニットから取出されて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した画像を認識処理装置により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において、各電子部品の特性として存在しなければならないリードやハンダボールについてのデータと存在してはならないリードやハンダボールについてのデータを格納する記憶手段と、この記憶手段に格納された前記両データに従って前記部品認識カメラで撮像した画像を前記認識処理装置が認識処理するように制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。

第３の発明は、電子部品装着装置に係る第１又は第２の発明において、前記認識処理装置が認識処理した結果、存在してはならないリードやハンダボールが存在したものと判断された場合に電子部品の装着運転を停止するように制御する制御装置を設けたことを特徴とする。

また第４の発明は、任意の部品供給ユニットから取出されて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した画像を認識処理装置により認識処理してプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、各電子部品の特性として存在してはならないリードやハンダボールについてのデータを記憶手段に格納し、この記憶手段に格納された前記データに従って前記部品認識カメラで撮像した画像を前記認識処理装置が認識処理するように制御手段が制御することを特徴とする。

第５の発明は、任意の部品供給ユニットから取出されて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した画像を認識処理装置により認識処理してプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、各電子部品の特性として存在しなければならないリードやハンダボールについてのデータと存在してはならないリードやハンダボールについてのデータを記憶手段に格納し、この記憶手段に格納された前記両データに従って前記部品認識カメラで撮像した画像を前記認識処理装置が認識処理するように制御手段が制御することを特徴とする。

第６の発明は、電子部品装着方法に係る第４又は第５の発明において、前記認識処理装置が認識処理した結果、存在してはならないリードやハンダボールが存在したものと判断された場合に電子部品の装着運転を停止するように制御することを特徴とする。

本発明は、部品供給ユニットの装置本体への掛け違いによる電子部品の誤装着を防止することができる。

以下図に基づき、本発明の実施の形態を説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図で、該装着装置１の装着装置本体２に設けられた部品供給テーブル（図示せず）上に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。

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。

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。

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。

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。

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ＲＯＭ（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、装着順序毎（ステップ番号毎）に、プリント基板Ｐ内でのＸ方向、Ｙ方向及び角度情報や、各部品供給ユニット３の配置番号情報等のプリント基板Ｐの種類毎に装着データが記憶されており、また前記各部品供給ユニット３の配置番号（レーン番号）に対応した各電子部品の種類（部品ＩＤ）の情報、即ち部品配置情報が格納されている。更に、この部品ＩＤ毎にグループ番号、グループの方向、リードのＸ方向及びＹ方向の長さ、リードの本数、ピッチ、位置や検査条件のリード等の特徴を表す項目で構成された部品ライブラリデータも記憶されている。

例えば、図４に示すようなＴＲ３ピンの電子部品の部品ライブラリデータが図３に示されており、グループ番号「１」で表す最上段に示すデータは１本リードがある側のリード等に関するデータを示し、グループ番号「２」で表す２段目に示すデータは２本リードがある側のリード等に関するデータを示し、グループ番号「３」で表す３段目に示すデータは１本リードがある側の存在してはならないリード等に関するデータを示し、グループ番号「４」で表す４段目に示すデータは２本リードがある側の存在してはならないリード等に関するデータを示している。

そして、図４に示す電子部品の白抜きのリードは検査条件が「通常」であって、通常通り存在しなければならないリードの有無や曲がりなどが検査され、ハッチングされたリードは検査条件が「無し確認」であって、存在してはならないリードの無し確認検査を行うことを意味する。

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。

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装置で、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装置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装置１３に出力すると共に、認識処理結果を認識処理装置１３から受取るものである。

即ち、前記認識処理装置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、また吸着ノズル１７Ａ又は１７Ｂが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。

表示装置としてのＣＲＴ３６にはデータ設定のための入力手段としての種々のタッチパネルスイッチ３５が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ３５を操作することにより、種々の設定を行うことができるが、データ設定のための入力手段としてキーボードを用いてもよい。

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、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１７Ａ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。

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、既に所定の部品供給ユニット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て取出す。

次いで、ＣＰＵ２１はＹ軸モータ９及びＸ軸モータ２５によりで部品認識カメラ１６Ａ上方に吸着ノズル１７Ａを移動させる。部品認識カメラ１６Ａがこの吸着ノズル１７Ａに吸着保持された電子部品を撮像し、この撮像された画像について認識処理装置１３が認識処理する。

この認識処理について、認識処理のためのフローチャートを示す図５に基づき詳述する。先ず、前記ＲＡＭ２２に格納された装着順序毎の部品供給ユニット３の配置番号情報に対応した電子部品の種類に係る部品配置情報に基づいた部品ライブラリデータに従って認識処理がなされることとなる。以下、当該電子部品がＴＲ３ピンの電子部品であるとして説明する。

先ず、部品ライブラリデータの検査条件の「通常」データに従い、グループ番号「１」及び「２」の存在しなければならないリードの有無検出がＣＰＵ２１の指令に基づき認識処理装置１３により行われる。この場合、当該電子部品の一方の側面にはリードが１本あり、他方の側面にはリードが２本あるとされた場合には、最上段及び２段目に示すデータどおりであるので、認識処理装置１３の認識処理結果に基づいてＣＰＵ２１が電子部品に存在しなければならない全てのリードが有るものと判断する。そして、ＣＰＵ２１は部品認識カメラ１６Ａに撮像された画像の認識処理（位置ずれ量の算出など）をするように認識処理装置１３に指示し、認識処理装置１３により撮像された画像に基づき電子部品の位置及び角度が算出される。なお、前述したように、存在しなければならないリードの有無が検出された際に、全てのリードの存在（３本の存在）が検出されなかった場合には、「リード検出異常」とＣＰＵ２１により判断され、ＣＰＵ２１により真空吸引が解除されて当該電子部品は所定の位置において吸着ノズル１７Ａから落下されて廃棄回収箱内に回収されることとなる。

そして、前述したように、電子部品の位置及び角度が算出されると、次は検査条件の「無し確認」データの有無検出（確認）をＣＰＵ２１が行ない、無ければ認識処理結果が正常であるものとして終了するが、３段目及び４段目に示すデータによれば「無し確認」データが有ることをＣＰＵ２１が検出（確認）するので、存在してはならないリードの無し確認の検査（検出）がＣＰＵ２１の指令に基づいて認識処理装置１３により行なわれる。

そして、図４に示すハッチングされた存在してはならないリード、即ち当該電子部品の一方の側面の２本のリード及び他方の側面の１本のリード有無検出（確認）をＣＰＵ２１が行ない、全てのリード（存在してはならないリード）の存在が検出されなかったとＣＰＵ２１により判断された場合には、認識処理結果が正常であるものとして終了する。これに反して、１本でも存在してはならないリードの存在が検出された場合には、ＣＰＵ２１は存在してはならないリードの「無し確認リード検出異常」と判断し、ＣＰＵ２１により真空吸引が解除されて当該電子部品は所定の位置において吸着ノズル１７Ａから落下されて廃棄回収箱内に回収されることとなり、その後ＣＰＵ２１は電子部品装着装置を停止するように制御する。この場合、ＣＰＵ２１は当該電子部品を供給した部品供給ユニット３をモニター３６に表示させてもよい。

従って、この「無し確認リード検出異常」と判断された場合には、装置本体である部品供給テーブル上への部品供給ユニット３の掛け違い（誤った位置にセット）があったものであるとされ、作業者は正しい部品供給ユニット３をセットすべき位置に固定することにより電子部品の誤装着を防止することができる。

なお、認識処理結果が正常であるものとして終了した後は、前述したような前記認識処理装置１３の認識処理により位置ずれ量が把握された結果が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た後、プリント基板Ｐ上に電子部品が装着されることとなる。

なお、本実施形態ではリード付きの電子部品を例として説明したが、これに限らず、ハンダボール付きのＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）についても適用できる。この場合には、部品ライブラリデータとしてハンダボールの大きさ、個数、ピッチ、位置や検査条件（存在しなければならないハンダボールについてのデータと存在してはならないハンダボールについてのデータ）等のハンダボール等の特徴を表す項目で構成された部品ライブラリデータをＲＡＭ２２に記憶する。そして、この部品ライブラリデータに基づき、認識処理が行なわれ、電子部品の本来ハンダボールが存在してはならない位置にハンダボールが検出された場合には、この検出結果により，部品供給方向違い（極性違い）を確認することができる。

また、本実施形態の電子部品装着装置として、水平面内にてＸ方向及びＹ方向に吸着ノズルが移動可能な多機能型チップマウンタを例にしたが、これに限らずいわゆるロータリテーブル型の高速チップマウンタに適用してもよい。

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。

電子部品装着装置の平面図である。 制御ブロック図である。 部品ライブラリデータを示す図である。 検査条件の説明の便宜のための電子部品の平面図を示す。 認識処理のためのフローチャートを示す図である。

符号の説明

３ 部品供給ユニット
１３ 認識処理装置
１６Ａ、Ｂ 部品認識カメラ
１７Ａ、Ｂ 吸着ノズル
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＡＭ

Claims (6)

1. 任意の部品供給ユニットから取出されて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した画像を認識処理装置により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において、各電子部品の特性として存在してはならないリードやハンダボールについてのデータを格納する記憶手段と、この記憶手段に格納された前記データに従って前記部品認識カメラで撮像した画像を前記認識処理装置が認識処理するように制御する制御手段とを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 任意の部品供給ユニットから取出されて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した画像を認識処理装置により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において、各電子部品の特性として存在しなければならないリードやハンダボールについてのデータと存在してはならないリードやハンダボールについてのデータを格納する記憶手段と、この記憶手段に格納された前記両データに従って前記部品認識カメラで撮像した画像を前記認識処理装置が認識処理するように制御する制御手段とを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
3. 前記認識処理装置が認識処理した結果、存在してはならないリードやハンダボールが存在したものと判断された場合に電子部品の装着運転を停止するように制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品装着装置。
4. 任意の部品供給ユニットから取出されて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した画像を認識処理装置により認識処理してプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、各電子部品の特性として存在してはならないリードやハンダボールについてのデータを記憶手段に格納し、この記憶手段に格納された前記データに従って前記部品認識カメラで撮像した画像を前記認識処理装置が認識処理するように制御手段が制御することを特徴とする電子部品装着方法。
5. 任意の部品供給ユニットから取出されて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した画像を認識処理装置により認識処理してプリント基板上に装着する電子部品装着方法において、各電子部品の特性として存在しなければならないリードやハンダボールについてのデータと存在してはならないリードやハンダボールについてのデータを記憶手段に格納し、この記憶手段に格納された前記両データに従って前記部品認識カメラで撮像した画像を前記認識処理装置が認識処理するように制御手段が制御することを特徴とする電子部品装着方法。
6. 前記認識処理装置が認識処理した結果、存在してはならないリードやハンダボールが存在したものと判断された場合に電子部品の装着運転を停止するように制御することを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品装着方法。
   
   

Images