JP2006066419A - 部品認識装置、表面実装機および部品試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の吸着ノズルに吸着された各電子部品を複数の光源により照明する場合において、光源の光が互いに干渉することを防止して、電子部品に対する照明の度合いを個別にかつ容易にコントロールすることができる部品認識装置、表面実装機および電子部品試験装置を提供する。
【解決手段】 吸着ノズル６に吸着された電子部品１を照明する照明手段１５と、この照明手段１５に照明された電子部品１を撮像する撮像手段１６ａ，１６ｂとを備え、照明手段１５は、ヘッドユニット７の吸着ノズル６に対してそれぞれ設けられて、吸着ノズル６に吸着された電子部品１を照明する光を発光する光源１５ａと、吸着ノズル６毎にそれぞれ光源１５ａからの光を集光して電子部品１を個別に照明する集光手段１５ｂとを有している。
【選択図】 図４

Description

本発明は、吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着状態を画像認識する部品認識装置と、このような部品認識装置を備えた表面実装機および部品試験装置とに関するものである。

一般に、電子部品の表面実装機あるいは部品試験装置は、移動可能なヘッドユニットに搭載された吸着ノズルにより電子部品を吸着して目的位置まで搬送するように構成されている。また、このような電子部品の表面実装機あるいは部品試験装置は、一般に、吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着状態を画像認識する部品認識装置を備えている。

例えば、特許文献１には、吸着ノズルにより電子部品が吸着されて目的位置まで搬送される際に、電子部品の吸着状態をイメージセンサーにより画像認識する部品実装装置及び部品実装方法の技術が開示されている。

このような電子部品の表面実装機あるいは部品試験装置においては、従来は一般的に１つのヘッドユニットに複数の吸着ノズルを一列に配置するとともに、吸着ノズルに吸着された電子部品をＬＥＤなどの光源により照明していた。
特開２００１−２３０５９５号公報

しかしながら、上述のような従来の表面実装機あるいは部品試験装置においては、複数の吸着ノズルに吸着された電子部品を複数の光源により照明する場合、各光源の輝度をどのように変更しても、電子部品に対する照明の度合いを個別にコントロールすることが困難であるという不具合があった。

すなわち、一般的に吸着ノズルに吸着された電子部品は、それぞれ色調、明るさなどが異なるために、照明の明るさを個別に調節しなければ撮像手段に対して適性な画像が得られないが、このような表面実装機あるいは部品試験装置においては、図１５に示すように、ヘッドユニット７の吸着ノズル６に吸着された電子部品１と電子部品１との間隔、および光源９５と光源９５との間隔が狭いので、光源９５の光が互いに干渉してしまい、電子部品１に対する照明の度合いを個別にコントロールして撮像手段１６ａ、１６ｂで撮像することが困難である。

本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、複数の光源からの光が互いに干渉することを防止して、電子部品に対する照明の度合いを個別にかつ容易にコントロールすることができる部品認識装置、表面実装機および部品試験装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するための本発明に係る部品認識装置は、複数の吸着ノズルが列状に搭載された移動可能なヘッドユニットの前記吸着ノズルにより吸着された電子部品が部品供給部から目的位置まで搬送される際に、電子部品の吸着状態を撮像して画像認識する部品認識装置であって、上記ヘッドユニットの各吸着ノズルに吸着された電子部品を照明する照明手段と、この照明手段に照明された電子部品を撮像する撮像手段とを備え、上記照明手段は、上記ヘッドユニットの各吸着ノズルに対してそれぞれ設けられて、各吸着ノズルに吸着された電子部品を照明する光を発光する光源と、上記吸着ノズル毎にそれぞれ光源からの光を集光して電子部品を個別に照明する集光手段とを有していることを特徴とする部品認識装置である。

本発明によれば、照明手段が、ヘッドユニットの各吸着ノズルに対してそれぞれ設けられるとともに、照明手段の集光手段が、吸着ノズル毎にそれぞれ光源からの光を集光して電子部品を個別に照明するので、光源の光が互いに干渉することを防止して、電子部品に対する照明の度合いを個別にかつ容易にコントロールすることができるようになる。

ここで、上記集光手段は、略筒状のフードであることが好ましい。

このようにすれば、照明手段の集光手段が、略筒状のフードで構成されるので、光源からの光を遮ぎって光の照射範囲を規制する結果、光源からの光を吸着ノズル毎にそれぞれ集光して電子部品を個別に照明することができるようになる。

また、上記集光手段は、集光レンズであることが好ましい。

このようにすれば、照明手段の集光手段が、集光レンズで構成されるので、光源からの光を屈折させて絞り込み、光の照射範囲を規制する結果、光源からの光を吸着ノズル毎にそれぞれ集光して電子部品を個別に照明することができるようになる。

さらに、上記集光レンズは、縦長のシリンドリカルレンズであることが好ましい。

このようにすれば、照明手段の集光レンズが、縦長のシリンドリカルレンズで構成されるので、複数のシリンドリカルレンズを互いに平行になるように配置するとともに吸着ノズルの方向に一列に並べることにより、電子部品を個別に照明することができるようになる。

ここで、この部品認識装置は、上記各吸着ノズル毎に、上記光源の明るさを調節する照明調節装置と、この照明調節装置に電子部品に応じた照明条件を指示する制御装置とを備えていることが好ましい。

このようにすれば、各電子部品毎に照明の明るさが調節されるように、制御装置が各光源の照明条件を照明調節装置に対して指示し、この指示に基づいて、照明調節装置が各吸着ノズル毎に電子部品を照明するので、電子部品の色調、明るさなどに応じて個別に照明することができるようになる。

また、上記撮像手段は、複数の吸着ノズルを同時に撮像可能なものであることが好ましい。

このようにすれば、特に、複数の吸着ノズルを一度に撮像しなければならない場合に、光源の光が互いに干渉することを防止して、電子部品に対する照明の度合いを個別にコントロールするという本発明の効果が有効になる。すなわち、それぞれの吸着ノズルを１つずつ順に撮像するのであれば、光源の明るさを順に変更すれば足りるが、複数の吸着ノズルを一度に撮像しなければならない場合は、光源の明るさを順に変更して撮像することができない。それ故、特に、複数の吸着ノズルを一度に撮像しなければならない場合に、本発明の効果が有効となる。

また、上記課題を解決するための本発明に係る表面実装機は、複数の吸着ノズルが列状に搭載された移動可能なヘッドユニットの前記吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してからこの電子部品を基板上に実装する表面実装機であって、前記各吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えていることを特徴とする表面実装機である。

本発明に係る表面実装機よれば、電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えているので、この表面実装機の画像認識において、光源の光が互いに干渉することを防止して、電子部品に対する照明の度合いを個別にかつ容易にコントロールすることができるようになる。

また、上記課題を解決するための本発明に係る部品試験装置は、複数の吸着ノズルが列状に搭載された移動可能なヘッドユニットの前記吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してからこの電子部品を検査手段に移載して各種検査を行う部品試験装置であって、前記各吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えていることを特徴とする部品試験装置である。

本発明に係る部品試験装置によれば、各吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えているので、部品試験装置の画像認識において、光源の光が互いに干渉することを防止して、電子部品に対する照明の度合いを個別にかつ容易にコントロールすることができるようになる。

以上説明したように、本発明によれば、複数の吸着ノズルに吸着された各電子部品を複数の光源により照明する場合に、複数の光源からの光が互いに干渉することを防止して、電子部品に対する照明の度合いを個別にかつ容易にコントロールすることができる部品認識装置、表面実装機および部品試験装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。図１は、本発明の実施の形態に係る部品認識装置１０を搭載した表面実装機２０の構成を示す平面図であり、図２は、表面実装機２０のヘッドユニット７周辺の構成を示す側面図である。

図１と図２とに示すように、本発明の実施の形態に係る表面実装機２０は、電子部品１（図３、図４）をプリント基板２（基板）に実装するものであって、基台３上に配置されてプリント基板２を搬送する基板搬送手段４と、この基板搬送手段４の両側に配置され、複数の電子部品１を供給する部品供給部５と、この部品供給部５から電子部品１を吸着することが可能な複数の吸着ノズル６を担持して部品供給部５とプリント基板２との間を移動可能なヘッドユニット７と、吸着ノズル６に吸着された電子部品１の吸着状態を画像認識する本発明に係る部品認識装置１０とを備えている。

上記基板搬送手段４は、基台３上においてプリント基板２を図１の右側から左側へ搬送する一対のコンベア４ａ、４ａを有しており、このコンベア４ａ、４ａにより搬入されたプリント基板２は、所定の実装作業位置（同図に示すプリント基板２の位置）で一旦停止させられ、ここで部品供給部５で吸着ノズル６に吸着された電子部品１がプリント基板２に実装される。

上記部品供給部５は、基板搬送手段４の両側に配列された多数のテープフィーダ５ａを備えている。このテープフィーダ５ａは、詳しくは図示しないが、各々ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープが巻回されたリールを有しており、このリールから電子部品１を間欠的に繰り出すように構成されている。

上記吸着ノズル６は、この部品供給部５のリールから間欠的に繰り出される電子部品１を吸着保持するものであり、図略の真空発生装置に接続されることにより、ノズル先端に真空状態を発生させ、この真空吸着力により、電子部品１を着脱可能に吸着保持し得るようになっている。

また吸着ノズル６は、本実施形態においては、ヘッドユニット７に対して６本設けられており、それぞれの吸着ノズル６は、ヘッドユニット７に対して図略のノズル昇降駆動手段により昇降（Ｚ軸方向の移動）が可能に、かつ図略のノズル回転駆動手段によりノズル中心軸回りの回転（Ｒ軸回りの回転）が可能に構成されている。

ここで、ノズル昇降駆動手段は、図示しないが、吸着もしくは装着を行う時の下降位置と、搬送や撮像を行う時の上昇位置との間で吸着ノズル６を昇降させるものであり、Ｚ軸サーボモータ６ａ（図６）とボールねじ等で構成されている。また、ノズル回転駆動手段も、図示しないが、吸着ノズル６を必要に応じて回転させて、電子部品１の姿勢を調整するものであり、Ｒ軸サーボモータ６ｂ（図６）と所定の動力伝達機構で構成されている。

上記ヘッドユニット７は、本実施形態では、６本の吸着ノズル６がＸ軸方向（基板搬送手段４の搬送方向）に等間隔で一列に並べられた状態で搭載され、これらの吸着ノズル６で吸着された複数の電子部品１を部品供給部５とプリント基板２との間で搬送し、電子部品１をプリント基板２に一つ一つ実装する。そのため、このヘッドユニット７は、基台３の所定範囲にわたりＸ軸方向及びＹ軸方向（Ｘ軸方向と直交する方向）に移動可能となっている。

すなわち、ヘッドユニット７は、Ｘ軸方向に延びるヘッドユニット支持部材８に対してＸ軸に沿って移動可能に支持されている。また、ヘッドユニット支持部材８は、両端部がＹ軸方向の固定レール９に支持され、この固定レール９に沿ってＹ軸方向に移動可能になっている。そして、このヘッドユニット７は、Ｘ軸サーボモータ１１によりボールねじ１２を介してＸ軸方向に駆動され、ヘッドユニット支持部材８は、Ｙ軸サーボモータ１３によりボールねじ１４を介してＹ軸方向へ駆動される。

なお、Ｘ軸サーボモータ１１及びＹ軸サーボモータ１３には、それぞれエンコーダ１１ａ，１３ａが設けられており、これによりヘッドユニット７の移動位置が検出されるようになっている。

ここで、図３〜図５を参照して上記部品認識装置１０について説明する。図３は、部品認識装置１０の構成を示す側面図である。図４は、部品認識装置１０の主要部の構成を示す概念図であり、（ａ）は、部品認識装置１０の主要部の正面図を示している。また、（ｂ）は、（ａ）の側面図を示しており、図３に対応している。そして、図５は、シリンドリカルレンズからなる集光手段１５ｂの構成を示す斜視図である。

上記部品認識装置１０は、ヘッドユニット７が部品供給部５とプリント基板２との間を移動する際に、吸着ノズル６に吸着された電子部品１を撮像して電子部品１の吸着状態を画像認識するものであり、両側の部品供給部５とプリント基板２との間の各スペースに設けられている。そして、この部品認識装置１０は、図３と図４とに示すように、それぞれ電子部品１を照明する照明手段１５と、照明手段１５により照明された電子部品１を撮像する撮像手段１６ａ，１６ｂと、照明手段１５と撮像手段１６ａ，１６ｂとを一体に搭載する可動テーブル１７と、可動テーブル１７をＸ軸方向に移動可能に支持する互いに平行な一対の撮像手段用固定レール１８とを備えている。

また、この部品認識装置１０は、図１に示すように、可動テーブル１７に対して螺合挿着されているボールねじ軸１９と、このボールねじ軸１９を駆動する撮像手段用Ｘ軸サーボモータ２１と、この撮像手段用Ｘ軸サーボモータ２１に設けられた図略のエンコーダとを備え、この撮像手段用Ｘ軸サーボモータ２１がボールねじ軸１９を回転駆動して可動テーブル１７を撮像手段用固定レール１８に沿って移動させることにより、照明手段１５と撮像手段１６ａ，１６ｂとをヘッドユニット７の通過する撮像位置に移動させることができるように構成されている。

ここで、上記照明手段１５は、ヘッドユニット７の各吸着ノズル６に対してそれぞれ設けられ、各吸着ノズル６に吸着された電子部品１を照明する光を発光する複数の光源１５ａと、このそれぞれの光源１５ａからの光を吸着ノズル６毎に集光して電子部品１を個別に照明する複数の集光手段１５ｂとを有している。

この照明手段１５の光源１５ａは、本実施形態では、ＬＥＤで構成され、１つの吸着ノズル６に対して３個×３列＝９個のＬＥＤがそれぞれ割り振られている。（図４）また、これらの光源１５ａは、図３に示すように、吸着ノズル６に吸着された電子部品１を下から照明するように、各撮像手段１６ａ，１６ｂの光軸に向って斜め上方に指向する状態で、可動テーブル１７に固定されている。

集光手段１５ｂは、光学プラスチックからなる集光レンズで構成されている。本実施形態では、集光レンズとして、特に、図５に示すような縦長のシリンドリカルレンズが採用されているので、１つの吸着ノズル６に対して１個×３列＝３個のシリンドリカルレンズがそれぞれ割り振られている。

上記撮像手段１６ａ，１６ｂは、この照明手段１５に照明された電子部品１の下面像（真下像）を撮像するものであり、それぞれスリットと結像レンズとを有するＣＣＤエリアセンサ（あるいはＣＭＯＳエリアセンサ）で構成されている。

なお、撮像手段１６ａ，１６ｂとして、エリアセンサの代わりにヘッドユニット７のノズル配列方向と平行な方向に撮像素子を配列したラインセンサを用いてもよい。

この撮像手段１６ａ，１６ｂは、本実施形態では、一対の可動テーブル１７それぞれに２個ずつ上向きに設けられている。また、それぞれの撮像手段１６ａ，１６ｂは、可動テーブル１７に対してその光軸（Ｚ軸）回りに回転可能に支持されており、撮像手段用Ｒ軸サーボモータ１６ｃ（図６）とその回転力伝達機構とによりそれぞれ同方向に同角度だけ回転して、吸着ノズル６の軌道に対して直角の角度に姿勢変更することができるようになっている。

そして、ヘッドユニット７が撮像位置にある可動テーブル１７の上方を通過するに伴い、一方の撮像手段１６ａが、第１〜第３各吸着ノズル６に吸着された電子部品１の像を撮像し、他方の撮像手段１６ｂが、第４〜第６吸着ノズル６に吸着された電子部品１の像を撮像する。

このように、撮像手段１６ａ，１６ｂは、それぞれ複数の吸着ノズル６を同時に撮像可能に構成されている。

なお、撮像手段１６ａ，１６ｂからの画像データは、電子部品搬送装置の図略の制御部に設けられた検出手段に入力される。この検出手段は、撮像手段１６ａ，１６ｂで得られた電子部品１の画像を認識処理して電子部品１の吸着ノズル６に対する位置ずれを検出し、電子部品１の実装時に正しくプリント基板２に実装されるようにヘッドユニット７の位置を補正する。

ここで、図６を参照して、本発明の実施の形態に係る表面実装機２０の照明調節装置２２と制御装置２３の構成について説明する。図６は、表面実装機２０の制御の概要を示すブロック図である。

図６に示すように、本発明の実施の形態に係る表面実装機２０はまた、各吸着ノズル６毎に電子部品１に対して、光源１５ａの明るさを調節する照明調節装置２２と、この照明調節装置２２に電子部品１に応じた照明条件を指示する制御装置２３とを備えている。

上記照明調節装置２２は、各吸着ノズル６毎に、光源１５ａの明るさを調節するためのものであり、独立したＣＰＵを備え、制御装置２３から受け取る電子部品１に応じた照明条件のデータに基づき、論理的に各光源１５ａのオンオフ動作とオンの時の明るさを調節する。

上記制御装置２３は、論理演算を実行する周知のＣＰＵを備え、実装機の動作を統括的に制御する主制御部２３ａと、撮像手段１６ａ，１６ｂから入力される画像データを処理する画像入力装置２３ｂと、この画像入力装置２３ｂで処理される画像データに係るデータを記憶する画像メモリ２３ｃと、プリント基板２の種別、吸着ノズル６の種別、吸着ノズル６に吸着される電子部品１の種別に係るデータなどを記憶する搭載情報記憶手段２３ｄとを有している。また、この制御装置２３は、各サーボモーターの制御に係るデータを記憶するマシン情報記憶手段２３ｅと、各サーボモーターを制御する軸制御装置２３ｆとを有している。

そして、この制御装置２３においては、制御装置２３の上記画像入力装置２３ｂが、撮像手段１６ａ，１６ｂから出力される画像信号に所定の処理を施すことにより電子部品認識に適した画像データを生成して主制御部２３ａと画像メモリ２３ｃに出力するとともに、照明調節装置２２に対してそれぞれの電子部品１に応じた照明条件を指示する。また、主制御部２３ａが、撮像手段１６ａ，１６ｂにより撮像される画像に基づいてノズル中心に対するＸ軸、Ｙ軸方向の吸着ずれ量およびノズル中心軸（Ｒ軸）回りの吸着ずれ量、ヘッドユニット７による電子部品１の搬送経路、撮像手段１６ａ，１６ｂによる撮像位置および撮像手段１６ａ，１６ｂの光軸回りの回転角度などの諸条件の演算を行う。

そして、この制御装置２３は、これらの演算結果から軸制御装置２３ｆを介して表面実装機２０における前述のＸ軸サーボモータ１１と、Ｙ軸サーボモータ１３と、ノズル昇降駆動手段の各Ｚ軸サーボモータ６ａと、ノズル回転駆動手段の各Ｒ軸サーボモータ６ｂと、撮像手段用Ｘ軸サーボモータ２１と、撮像手段用Ｒ軸サーボモータ１６ｃとを制御する。

次に図７と図８とを参照して、本発明の実施の形態に係る表面実装機２０と部品認識装置１０との作用について説明する。

図７は、部品認識装置１０の制御の手順を示すフロー図であり、図８は、照明調節装置２２の制御の手順を示すフロー図である。

図７を参照して、本発明の実施の形態に係る部品認識装置１０においては、まず、始めにステップＳ１において、最初の吸着グループの電子部品１について搭載情報記憶手段２３ｄに記憶された基板情報から吸着情報を取得する。ここで、吸着情報とは、電子部品１の種類、テープフィーダ５ａの位置、電子部品１を吸着する吸着ノズル６の位置、吸着順序に関する情報などを意味する。

次に、ステップＳ２において、搭載情報記憶手段２３ｄに記憶された基板情報から搭載情報を取得する。ここで、搭載情報とは、電子部品１のプリント基板２上の実装位置、実装順序に関する情報などを意味する。

また、ステップＳ３において、撮像手段１６ａ，１６ｂの撮像位置および角度を計算により求める。すなわち、部品供給部５からプリント基板２までの電子部品１の搬送経路を求め、この搬送経路の下方に撮像手段１６ａ，１６ｂが配置されるように撮像位置を求め、また、搬送経路と撮像手段１６ａ，１６ｂのスリットとが直交するように撮像手段１６ａ，１６ｂの回転角度を求める。

そして、ステップＳ４において、撮像手段１６ａ，１６ｂの移動を開始する。すなわち、撮像手段用サーボモータ２３を駆動制御して可動テーブル１７を移動させる。また、撮像手段用Ｒ軸サーボモータを駆動制御して撮像手段１６ａ，１６ｂの回転角度を変更する。このようにして、撮像手段１６ａ，１６ｂを撮像位置で撮像姿勢になるように配置する。

また、ステップＳ５において、ヘッドユニット７を部品供給部５に移動させ、テープフィーダ５ａから各吸着ノズル６に電子部品を吸着させる。本実施形態においては、この際、同時に、もしくは連続的に吸着ノズル数本分の電子部品を吸着させる。

また、ステップＳ６において、撮像手段１６ａ，１６ｂが撮像位置に配置されたか否かが判断される。ここでＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ７に進み、ＮＯと判断された場合には、ステップＳ６を繰返す。

そして、ステップＳ７において、ヘッドユニット７を搬送経路に沿って撮像手段１６ａ，１６ｂの上に移動させ、電子部品１を撮像する。この時、ヘッドユニット７が撮像手段１６ａ，１６ｂの上方を通過する間に、照明手段１５を点灯させて電子部品の下面の反射光を撮像手段に連続して入射させると、ヘッドユニット７の移動に伴い、電子部品１の二次元的な画像データが撮像手段１６ａ，１６ｂに取り込まれることとなる。

また、ステップＳ８において、吸着電子部品の画像に基づいて電子部品のＸ軸、Ｙ軸およびＲ軸回りの吸着位置誤差を求め、この誤差に基づいて補正量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＲ）を演算する。

さらに、ステップＳ９において、この補正量に基づいて目標位置の補正を行い、この補正された目標位置に従って、電子部品を順次プリント基板２上に実装する。

そして、ステップＳ１０において、プリント基板２に対する全ての実装処理が終了したか否かが判断される。ここでＹＥＳと判断された場合には、処理を終了し、ＮＯと判断された場合には、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、実装処理が終了した後のヘッドユニット７について、ステップＳ３と同様、撮像手段１６ａ，１６ｂの撮像位置および回転角度が求められる。

また、ステップＳ１２において、実装処理が終了した後のヘッドユニット７について、ステップＳ４と同様、撮像手段１６ａ，１６ｂを撮像位置に配置する。

また、ステップＳ１３では、撮像手段１６ａ，１６ｂが撮像位置に配置されたか否かが判断され、ここでＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ１４に進み、ＮＯと判断された場合には、ステップＳ１３が繰返される。

そして、ステップＳ１４において、ヘッドユニット７が撮像手段１６ａ，１６ｂの上方を通過中、照明手段１５を点灯制御することにより、実装処理が終了した後の吸着ノズル６の先端が撮像される。

これにより、ステップＳ１５において、部品持ち帰りチェック、すなわち実装されることなく実装作業位置から部品供給部５へ持ち帰られる電子部品の有無判断が行われ、ここでＯＫすなわち電子部品無しと判断された場合には、ステップＳ１６に進み、ＮＯすなわち電子部品有りと判断された場合には、ステップＳ１８に進む。

また、ステップＳ１６において、ノズル汚れチェック、すなわち吸着ノズルの先端の汚れの有無判断を行い、ここでＯＫすなわち汚れ無しと判断された場合には、ステップＳ１７に進み、ＮＯすなわち汚れ有りと判断された場合には、ステップＳ１８に進む。

そして、次の吸着グループの電子部品１について、ステップＳ１７からステップＳ１へと進み、再び処理を繰返す。

また、ステップＳ１８に移行した場合、すなわち、例えば先端画像の輪郭が明らかに電子部品の輪郭に一致するために電子部品の持ち帰りが生じていると判断できる場合や、吸着ノズル６ａの先端にはんだ等が付着していると判断できる場合には、ここで液晶表示器等の図略の表示装置を作動させてエラー表示を行うとともに実装機を停止させ、あるいは図略の音声装置などを作動させてオペレータの注意を喚起する。

ここで、上記ステップＳ７、ステップＳ１４の撮像処理において、照明調節装置２２の制御手順は以下の通りである。

図８を参照して、まず、始めに１番目の吸着ノズル６について、処理を進めるものとし、ステップＳ２１において、Ｎ＝１と設定する。

次に、ステップＳ２２において、Ｎ＝１番目の吸着ノズル６に吸着されている部品の照明条件が搭載情報記憶手段２３ｄから読み出される。

そして、ステップＳ２３において、Ｎ＝１番目の吸着ノズル６用の照明を点灯する。

また、ステップＳ２４において、全ての光源が点灯し、照明処理が終了したか否かが判断され、ここでＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ２５に進み、ＮＯと判断された場合には、ステップＳ２６に進み、Ｎ＝Ｎ＋１と設定されて次の吸着ノズル６についてステップＳ２２から再び処理を開始する。

ステップＳ２５においては、軸移動が開始される。すなわち、ヘッドユニット７が搬送経路に沿って撮像手段１６ａ，１６ｂの上に移動する。

その後、ステップＳ２６において、Ｙ軸が撮像位置に到達したか否かが判断され、ここでＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ２７に進み、ＮＯと判断された場合には、ステップＳ２６が繰返される。

ステップＳ２７においては、吸着ノズル６に吸着された電子部品１が撮像される。また、撮像が終了したら、ステップＳ２９において照明が消灯され、部品認識装置１０の撮像処理が終了する。

このように、部品認識装置１０の照明調節装置２２においては、吸着ノズル６の電子部品１一つ一つについて照明条件を読み出し、個別に照明して、吸着状態を撮像する。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る部品認識装置１０、表面実装機２０および電子部品試験装置によれば、照明手段１５が、ヘッドユニット７の各吸着ノズル６に対してそれぞれ設けられるとともに、照明手段１５の集光手段１５ｂが、吸着ノズル６毎にそれぞれ光源１５ａからの光を集光して電子部品１を個別に照明するので、光源１５ａの光が互いに干渉することを防止して、電子部品１に対する照明の度合いを個別にかつ容易にコントロールすることができるようになる。

また、部品認識装置１０によれば、照明手段１５の集光手段１５ｂが、集光レンズで構成されるので、光源１５ａからの光を屈折させて絞り込み、光の照射範囲を規制する結果、光源１５ａからの光を吸着ノズル６毎にそれぞれ集光して電子部品１を個別に照明することができるようになる。

また、部品認識装置１０によれば、照明手段１５の集光レンズが、縦長のシリンドリカルレンズで構成されるので、複数のシリンドリカルレンズを互いに平行になるように配置するとともに吸着ノズル６の方向に一列に並べることにより、電子部品１を個別に照明することができるようになる。

また、部品認識装置１０によれば、各電子部品１毎に照明の明るさが調節されるように、制御装置２３が各光源１５ａの照明条件を照明調節装置２２に対して指示し、この指示に基づいて、照明調節装置２２が各吸着ノズル６毎に電子部品１を照明するので、電子部品１の色調、明るさなどに応じて個別に照明することができるようになる。

また、部品認識装置１０によれば、特に、複数の吸着ノズル６を一度に撮像しなければならない場合に、光源１５ａの光が互いに干渉することを防止して、電子部品１に対する照明の度合いを個別にコントロールするという本発明の効果が有効になる。すなわち、それぞれの吸着ノズル６を１つずつ順に撮像するのであれば、光源１５ａの明るさを順に変更すれば足りるが、複数の吸着ノズル６を一度に撮像しなければならない場合は、光源１５ａの明るさを順に変更して撮像することができない。それ故、特に、複数の吸着ノズル６を一度に撮像しなければならない場合に、本発明の効果が有効となる。

そして、本発明に係る表面実装機２０よれば、電子部品１の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置１０を備えているので、この表面実装機２０の画像認識において、光源１５ａの光が互いに干渉することを防止して、電子部品１に対する照明の度合いを個別にかつ容易にコントロールすることができるようになる。

次に図９と図１０とを参照して、本発明の実施の形態に係る部品認識装置１０の第１の変形例について説明する。図９は、第１の変形例に係る部品認識装置３０の主要部の構成を示す概念図であり、（ａ）は、部品認識装置３０の主要部の正面図を、（ｂ）は、（ａ）の側面図をそれぞれ示している。また、図１０は、球面型集光レンズからなる集光手段３５ｂの構成を示す斜視図である。

図９と図１０とに示すように、本発明の第１の変形例に係る部品認識装置３０の照明手段３５は、集光手段３５ｂとして、球面型集光レンズを備えている。

このようにすれば、球面型集光レンズからなる集光手段３５ｂにより、光源１５ａからの光を集光させて光の照射範囲を規制する結果、光源１５ａからの光を吸着ノズル６毎にそれぞれ集光して電子部品１を個別に照明することができるようになる。

次に図１１を参照して、本発明の実施の形態に係る部品認識装置１０の第２の変形例について説明する。図１１は、第２の変形例に係る部品認識装置４０の主要部の構成を示す概念図であり、（ａ）は、部品認識装置４０の主要部の正面図を、（ｂ）は、（ａ）の平面図をそれぞれ示している。

図１１に示すように、本発明の第２の変形例に係る部品認識装置４０の照明手段４５においては、集光手段４５ｂは、略筒状のフードで構成されている。

このようにすれば、略筒状のフードからなる集光手段４５ｂにより光源１５ａからの光を遮ぎって光の照射範囲を規制する結果、光源１５ａからの光を吸着ノズル６毎にそれぞれ集光して電子部品１を個別に照明することができるようになる。

上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。

例えば、本実施形態においては、部品認識装置１０は、照明手段１５と撮像手段１６ａ，１６ｂとが一体に搭載された可動テーブル１７を備えているが、図１２に示すように、照明手段１５と撮像手段１６ａ，１６ｂとミラー２４を一体に搭載して撮像手段１６ａ，１６ｂの光軸を変更した可動テーブル１７１を備えてもよい。

また、図１３に示すように、照明手段１５とミラー２４とを一体に搭載した可動テーブル１７２を備え、撮像手段１６ａ，１６ｂは、ヘッドユニット７の下部に設けても電子部品１の撮像は可能である。

あるいは、また、図１４に示すように、横長のミラー２５のみを基台３に設置し、照明手段１５と撮像手段１６ａ，１６ｂとは、ヘッドユニット７の下部に一体に設ける構成も部品認識装置１０の構成として採用可能である。

このように、照明手段１５が、ヘッドユニット７の各吸着ノズル６に対してそれぞれ設けられ、複数の光源１５ａと、光源１５ａからの光を集光して電子部品１を個別に照明する複数の集光手段１５ｂとを有していれば、部品認識装置１０は、種々の設計変更が可能である。

また、本実施形態では、表面実装機２０に適用した場合を示しているが、本発明は、ＩＣ等の電子部品１に対して各種試験を施す電子部品試験装置に適用することもできる。すなわち、図示しないが、表面実装機２０と同様に電子部品の吸着状態を画像認識してから電子部品を検査手段に移載して各種検査を行う電子部品試験装置であれば、電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を設けることにより本発明の範囲内とすることができる。

そして、このような電子部品試験装置によっても、電子部品試験装置の画像認識において、光源の光が互いに干渉することを防止して、電子部品に対する照明の度合いを個別にかつ容易にコントロールすることができるようになる。

その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の実施の形態に係る部品認識装置を搭載した表面実装機の構成を示す平面図である。 表面実装機のヘッドユニット周辺の構成を示す側面図である。 部品認識装置の構成を示す側面図である。 部品認識装置の主要部の構成を示す概念図であり、（ａ）は、部品認識装置の主要部の正面図を示している。また、（ｂ）は、（ａ）の側面図を示している。 シリンドリカルレンズからなる集光手段の構成を示す斜視図である。 表面実装機の制御の概要を示すブロック図である。 部品認識装置の制御の手順を示すフロー図である。 照明調節装置の制御の手順を示すフロー図である。 第１の変形例に係る部品認識装置の主要部の構成を示す概念図であり、（ａ）は、部品認識装置の主要部の正面図を、（ｂ）は、（ａ）の側面図をそれぞれ示している。 球面型集光レンズからなる集光手段の構成を示す斜視図である。 第２の変形例に係る部品認識装置の主要部の構成を示す概念図であり、（ａ）は、部品認識装置の主要部の正面図を、（ｂ）は、（ａ）の平面図をそれぞれ示している。 照明手段と撮像手段とミラーを一体に搭載して撮像手段の光軸を変更した可動テーブルを設けた部品認識装置の構成を示す側面図である。 照明手段とミラーとを一体に搭載した可動テーブルを設けた部品認識装置の構成を示す側面図である。 横長のミラーのみを基台に設置し、照明手段と撮像手段とは、ヘッドユニットの下部に一体に設けた部品認識装置の構成を示す側面図である。 従来の部品認識装置の構成を示す側面図である。

符号の説明

１ 電子部品
２ プリント基板（基板）
６ 吸着ノズル
７ ヘッドユニット
１０ 部品認識装置
１５ 照明手段
１５ａ 光源
１５ｂ 集光手段
１６ａ，１６ｂ 撮像手段
２０ 表面実装機
２２ 照明調節装置
２３ 制御装置

Claims (8)

1. 複数の吸着ノズルが列状に搭載された移動可能なヘッドユニットの前記吸着ノズルにより吸着された電子部品が部品供給部から目的位置まで搬送される際に、電子部品の吸着状態を撮像して画像認識する部品認識装置であって、
   上記ヘッドユニットの各吸着ノズルに吸着された電子部品を照明する照明手段と、
   この照明手段に照明された電子部品を撮像する撮像手段とを備え、
   上記照明手段は、上記ヘッドユニットの各吸着ノズルに対してそれぞれ設けられて、各吸着ノズルに吸着された電子部品を照明する光を発光する光源と、
   上記吸着ノズル毎にそれぞれ光源からの光を集光して電子部品を個別に照明する集光手段と
   を有していることを特徴とする部品認識装置。
2. 上記集光手段は、略筒状のフードであることを特徴とする請求項１に記載の部品認識装置。
3. 上記集光手段は、集光レンズであることを特徴とする請求項１に記載の部品認識装置。
4. 上記集光レンズは、縦長のシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項３に記載の部品認識装置。
5. 上記各吸着ノズル毎に、上記光源の明るさを調節する照明調節装置と、
   この照明調節装置に電子部品に応じた照明条件を指示する制御装置とを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の部品認識装置。
6. 上記撮像手段は、複数の吸着ノズルを同時に撮像可能なものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の部品認識装置。
7. 複数の吸着ノズルが列状に搭載された移動可能なヘッドユニットの前記吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してからこの電子部品を基板上に実装する表面実装機であって、
   前記各吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の部品認識装置を備えていることを特徴とする表面実装機。
8. 複数の吸着ノズルが列状に搭載された移動可能なヘッドユニットの前記吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してからこの電子部品を検査手段に移載して各種検査を行う部品試験装置であって、
   前記各吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の部品認識装置を備えていることを特徴とする部品試験装置。

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