JP2007266645A - 部品保持部材良否検出装置及び方法、並びに電子部品実装装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】照明装置120、CCDカメラ106、及び制御装置150を備え、吸着ノズル201の部品保持面140における輝度に基づいて当該吸着ノズルの良否を判断するようにした。よって、吸着ノズルに保持された電子部品312の正確な認識に悪影響を与える程度に部品保持面の光反射率が高くなった吸着ノズルを検出することができる。
【選択図】図1
Description
本発明の第1態様の部品保持部材良否検出装置は、部品の光反射面以上の面積を有する部品保持面を有する部品保持部材に対して投光する照明装置と、
上記照明装置の照明による上記部品保持面を撮像する撮像装置と、
上記撮像装置から供給される上記部品保持面の撮像情報における上記部品保持面の輝度に基づいて上記部品保持部材の良否を判断する制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
上記照明された上記部品保持面を撮像し、
上記部品保持面の撮像情報における上記部品保持面の輝度に基づいて上記部品保持部材の良否を判断する、
ことを特徴とする。
上記部品保持部材に保持される部品を供給する部品供給装置と、
上記部品保持部材を有し、該部品保持部材に上記部品供給装置から上記部品を保持させて保持した部品を回路基板へ実装する部品移載装置と、
を備えたことを特徴とする。
又、上記輝度測定に加えて、部品保持面の撮像情報をも考慮することで、部品保持部材の良否判定精度をより向上させることができる。
又、検査用光量を用いて部品保持部材の良否判定を行うことで、通常の部品認識動作における光量を上回ることから、より高い精度にて上記良否判定を行うことができる。
さらに、保持部材交換装置を備えることで、上記洗浄装置にて洗浄したにもかかわらず正常な部品保持部材に戻らないときには、自動で正常な吸着ノズルと交換することができる。
本実施形態では、移載ヘッド210には、上記部品保持部材良否検出装置100が取り付けられている。この点については以下で詳しく説明する。
図示するように本実施形態では、移載ヘッド部210を構成するヘッド部材203に、X軸方向に沿って8つの昇降用駆動部204が並設され、各昇降用駆動部204には、ノズル装着ヘッド202が取り付けられ、計8本のノズル装着ヘッド202、つまり8本の吸着ノズル201がX軸方向に沿って配列されている。又、本実施形態では4本のノズル装着ヘッド202を一つの回転用駆動部205にて駆動しており、計2台の回転用駆動部205がヘッド部材203に取り付けられている。又、各吸着ノズル201は、電子部品312の吸着用の吸引装置290と接続されている。
尚、吸着ノズル201の数、即ち昇降用駆動部204の数、及び回転用駆動部205の数は、本実施形態のものに限定されるものではない。
又、本実施形態では、カメラ取り付け台117のX軸方向の位置検出を行うため、リニアセンサ115とリニアスケ−ル116とを用いたが、これらに特定されることは無く、位置決め精度にもよるが、サーボモータのエンコーダによる直線移動量を求めた制御を使用しても良い。
上記カメラ取り付け台117は、ヘッド部材203の下部に設けられ、吸着ノズル201の部品保持面140に対向する底板118を有するコ字形状の部材であり、底板118には、部品保持面140との間にて、上記導光部130、及び該導光部130の上方で部品保持面140より下方に設けられる上記照明装置120が設けられる。
尚、下部第1支持部材123a等に取り付けられる光源121の個数は、それぞれ5個としたが、光源121により照射される吸着ノズル201の部品保持面140、及び電子部品312の光反射面141と光源121との距離などにより変更可能であり、上記個数に特定されるものではない。
尚、上部光源部122を構成する上部第1支持部材122a等に取り付けられる光源121の個数は、本実施形態では3個としたが、光源121により照射される吸着ノズル201の部品保持面140、及び電子部品312の光反射面141と、光源121との距離などにより変更可能であり、上記個数に特定されるものではない。
尚、第2反射鏡132からレンズ部114へ進む反射光135は、CCDカメラ106のレンズ部114に対して正反射しないように、レンズ部114面に対して85度の角度で入射するように構成している。
又、上記輝度が上記設定値未満であるとき、判断装置151は、CCDカメラ106から供給される部品保持面140の撮像情報内に電子部品312に相当する画像を認識したときには、当該吸着ノズル201を不良と判断することもできる。
又、判断装置151は、部品保持面140の上記撮像情報内に認識される上記電子部品312の画像に関する情報を上記記憶部152に有することもでき、このとき上記画像情報は、当該吸着ノズル201にて保持する最小部品以下の大きさにてなる画像情報であるのが好ましい。
部品保持部材良否検出装置100は、吸着ノズル201の部品保持面140への電子部品312における金属類の付着や、部品保持面140における被膜加工の剥がれにより、部品保持面140における光反射率が高くなった吸着ノズル201を不良ノズルと判断する。図7を参照して、吸着ノズル201の良否検出動作について以下に説明する。
例えば、図8に示すように、0.6×0.5mmのコンデンサ若しくは抵抗の電子部品に対する吸着ノズル201であるSXノズル、1.0×0.5mmのコンデンサ若しくは抵抗又はSSミニトランジスタの電子部品に対する吸着ノズル201であるSAノズル、1.6×0.8mmのコンデンサ若しくは抵抗、2.0×1.25mmのコンデンサ若しくは抵抗、又は2×2.1mmのSミニトランジスタの電子部品に対する吸着ノズル201であるSノズル、6×3.5mmのタンタルコンデンサ、4.5×3.8mmの半固定ボリュ−ム、又は4.3×4.3mmのアルミナ電解コンデンサに対する吸着ノズル201であるMノズルの各ノズルは、保持する電子部品の光反射面141より該吸着ノズル201の部品保持面140の方が大きいか、ほぼ同じであることから、吸着ノズル201の良否判定が行われる。又、外形7.6mm以上のSOP又は外形12mm以上のQFPに対する吸着ノズル201であるLノズルは、電子部品の光反射面141より吸着ノズル201の部品保持面140の方が小さいため吸着ノズル良否判定は行わない。
尚、一例として、上記SXノズルの部品保持面の大きさは0.6×0.5mmであり、上記SAノズルの部品保持面の大きさは1.0×0.8mmであり、上記Sノズルの部品保持面の大きさは1.7×1.2mmであり、上記Mノズルの部品保持面の大きさは4.0×3.4mmである。
部品保持面140における光の反射率が高くなるのは吸着ノズル201の使用回数に比例することから、ステップ2では、検査対象である吸着ノズル201の使用回数が設定回数に達しているか否かの判断を行う。上記設定回数に達していないときには、ステップ4へ進み、上記使用回数に1を加算してステップ1に戻る。一方、移載ヘッド210に備わる本実施形態では8本の吸着ノズル201の内、1本でも上記設定回数に達していれば、次のステップ3に進み、吸着ノズルの良否判定を行うために部品保持部材良否検出装置100を作動させ、次のステップ5にて、吸着ノズル201が不良ノズルか否かの判定を行う。
まず、図9に示すように、検査対象である吸着ノズル201と同一の吸着ノズル650について、該吸着ノズル650の部品保持面651に金属などの汚れ付着が無い、又は、光反射を抑えるための被膜が取れていない状態である、正常な検査対象吸着ノズルの部品保持面651に、当該吸着ノズル650に対応した上述の電子部品312を吸着した状態にて、上記照明装置120による投光を行い、CCDカメラ106にて撮像を行う。このとき、照明装置120は、電子部品の吸着姿勢を撮像するに必要な光量の内の最大光量にて投光を行う。得られた撮像情報は、CCDカメラ106から制御装置150へ送られる。尚、さらに検査精度を向上させるため、上記最大光量を超える検査用光量にて投光を行うこともできる。上記検査用光量の一例としては、上記最大光量の約1〜2割増しの光量である。
尚、上述した設定値652の決定動作は、上記吸着ノズル良否判定動作を行う前に、上述した各種類の吸着ノズルに対して予め行い、各設定値652を記憶しておく。
移載ヘッド部210をX−Yロボット308により、洗浄装置311の溶剤槽部901へ移動させた後、上記不良ノズルのみ、又は全ての吸着ノズル201を、昇降用駆動部204の動作にて下降させ、溶剤槽部901に充填されたエタノール又はイソプロピルアルコール等の溶剤910に、部品保持面140を10秒程度浸す。尚、次工程からは全吸着ノズル201について洗浄を行う場合を例に説明する。次に、吸着ノズル201を、X−Yロボット308により溶剤拭き取り部902へ移動させ、該移動後、該拭き取り部902に設けられている給水ウエスの上に部品保持面140が0.1mm程度押下されるように、昇降用駆動部204を駆動する。さらにこの状態で、回転用駆動部205を作動させて、部品保持面140を3回転程度回転させ、溶剤910を拭き取る。最後に、吸着ノズル201をX−Yロボット308により仕上げ部903へ移動させた後、仕上げ部903に設けられているセーム皮の上に部品保持面140が0.1mm程度押下されるように、昇降用駆動部204を駆動する。さらにこの状態で、回転用駆動部205を作動させて、部品保持面140を3回転程度回転させ、拭き取りの仕上げ動作とする。
一方、上記ステップ7にて、不良ノズルが検出されないときには、ステップ9へ進み、各吸着ノズル201の使用回数を0にリセットする。又、上記ステップ5において、不良ノズルが検出されないときにも同様にステップ9、次に上記ステップ10へ進む。
ステップ11では、移載ヘッド部210をX−Yロボット308により、吸着ノズルチェンジ装置310へ移動させ、予備ノズルを有する吸着ノズルチェンジ装置310において、上記不良ノズルのみ、又は全ての吸着ノズル201を自動脱着交換する。ステップ11の終了後、上記ステップ9へ進む。
又、本実施形態では、移載ヘッド部210に部品保持部材良否検出装置100を設け、照明装置120、導光部130、及びCCDカメラ106を設けたカメラ取り付け台117を各吸着ノズル201の下方にて移動させることで、吸着ノズル201の良否判断を行うようにしたことから、例えば、部品実装装置に備わり吸着ノズルにおける部品保持姿勢を撮像する認識装置まで、移載ヘッド部210を移動させる必要はない。よって、吸着ノズル201の良否検査、及び部品の認識動作に要する時間を従来に比べて短縮することができる。
上記設定値652は、上述したように、吸着ノズル650に電子部品312を保持した状態での上記全体輝度に基づいて決定した値である。設定値652の決定方法は、これに限定されるものではなく、例えば下記の方法にて決定することもできる。つまり、部品保持面140に電子部品312に起因する汚れが全く付着しておらず、かつ上記皮膜も全くはげていない、いわゆる新品の吸着ノズルにおける部品保持面140の輝度を測定し、該輝度を下限設定値とする。よって、理論的には、部品保持面140の輝度を測定したとき、上記下限設定値を超える輝度を得たときには、当該吸着ノズルの部品保持面140には、何らかの上記汚れ付着や被覆のはげが存在することになる。したがって、上記下限設定値を超え、上述の設定値652未満との間の輝度値をしきい値に決定することで、設定値を100階調に決定した場合に比べて、より高い精度にて、部品保持面140における不要な光反射を検出することが可能となる。
そこで、該問題を解決するために、以下の方法を変形例として採用することもできる。即ち、輝度測定において使用する撮像情報を図17に示すように、格子状に分割する。例えば、長辺1.0mm×短辺0.5mmの部品保持面140を、例えば、50区画に分割する。そして、分割された各区画611内で予め輝度のしきい値を設定する。次に、制御装置150内の上記ノズルデータ405に、予め、上記領域601の範囲を記憶しておく。該領域601は、電子部品312にて覆われる領域であることから、領域601内における一ないし複数の区画611にて、たとえ上記しきい値以上の輝度を検出したとしても、不良ノズルと判断しない。
一方、領域601以外の非カバー領域607において、一若しくは複数の区画611にて上記しきい値以上の輝度を検出したときには、当該吸着ノズル201を不良ノズルと判断する。
該方法によれば、吸着ノズル201の良否判定の精度をさらに向上させることができるとともに、部品吸着されてない状態であるにもかかわらず、部品吸着しているという誤認識をも防ぐことができる。
又、当該方法において、上述の区画611を利用する方法を併用してもよい。又、上述した種々の変形例を適宜組み合わせることもでき、それによりそれぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
回路基板301は、ローダ部302を通り基板保持部303に保持されX−Y方向に位置決めされる。一方、移載ヘッド部210がX−Yロボット308にX,Y方向へ移動され、第1部品供給部305A、第2部品供給部305B、又は第3部品供給部305Cから、それぞれの吸着ノズル201により電子部品312を吸着する。該部品吸着後、回路基板301への部品実装前に、移載ヘッド部210に取り付けられている部品保持部材良否検出装置100を利用して、各吸着ノズル201に吸着されている電子部品312の吸着姿勢が撮像される。該吸着姿勢認識動作では、上述した、部品保持部材良否検出装置100による部品保持面140の撮像動作と同様に、照明装置120、導光部130、及びCCDカメラ106を設けたカメラ取り付け台117を検出装置駆動モータ111にてX軸方向に移動、位置決めしながら、好ましくは停止することなく、上記吸着姿勢が撮像されていく。尚、該吸着姿勢認識動作は、移載ヘッド部210を回路基板301へ移動させながら行うこともできる。
111…検出装置駆動モ−タ、112…ガイドレール、
115…リニアセンサ、116…リニアスケール、
117…カメラ取り付け台、120…照明装置、200…部品移載装置、
201…吸着ノズル、301…回路基板、305…部品供給装置、
310…吸着ノズルチェンジ装置、311…洗浄装置、312…電子部品、
140…部品保持面、141…光反射面、150…制御装置、
611…区画、652…設定値。
Claims (6)
- 部品の光反射面以上の面積を有する部品保持面を有する部品保持部材に対して投光する照明装置と、
上記照明装置の照明による上記部品保持面を撮像する撮像装置と、
上記撮像装置から供給される上記部品保持面の撮像情報における上記部品保持面の輝度に基づいて上記部品保持部材の良否を判断する制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記部品保持面の電子部品にて覆われる領域以外の領域において、上記輝度が設定値を越えた場合に、上記部品保持部材が不良であると判断する、
ことを特徴とする部品保持部材良否検出装置。 - 上記制御装置は、上記部品保持面の電子部品にて覆われる領域において、上記輝度が上記設定値を越えたとしても、上記部品保持部材が不良であると判断しない、請求項1に記載の部品保持部材良否検出装置。
- 上記制御装置は、上記部品保持面を分割してなる複数の区画に関する領域情報を有し、上記部品保持面の電子部品にて覆われる領域以外の領域に含まれる上記区画における輝度が上記設定値以上か否かを判断する、請求項1に記載の部品保持部材良否検出装置。
- 部品の光反射面以上の面積を有する部品保持面を有する部品保持部材に対して投光し、上記照明された上記部品保持面を撮像し、上記部品保持面の撮像情報における上記部品保持面の輝度に基づいて上記部品保持部材の良否を判断する部品保持部材良否検出方法であって、
上記部品保持面の電子部品にて覆われる領域以外の領域において、上記輝度が設定値を越えた場合に上記部品保持部材が不良であると判断する、
ことを特徴とする部品保持部材良否検出方法。 - 請求項1に記載の部品保持部材良否検出装置と、
上記部品保持部材に保持される部品を供給する部品供給装置と、
上記部品保持部材を有し、該部品保持部材に上記部品供給装置から上記部品を保持させて保持した部品を回路基板へ実装する部品移載装置と、
を備えたことを特徴とする部品実装装置。 - 部品保持部材にて部品を保持し回路基板に実装する部品実装動作を設定回数実行した後、次の上記部品実装動作が開始される前に、上記請求項4に記載の部品保持部材良否検出方法を実行して上記部品保持部材の良否を判断する、
ことを特徴とする部品実装方法。
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