JP2010073766A - Method and device for nozzle presence/absence detection of nozzle replacement device in surface mounting machine - Google Patents

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Abstract

【課題】基板マーク認識等のため、表面実装機の搭載ヘッドに既に装着されている画像認識装置を利用して、高価な距離センサを用いることなく、安価に且つ迅速にノズルの有無を検出する。
【解決手段】交換用ノズル２０を保持するためのノズル保持穴２３を有するノズル交換装置２２を備えた表面実装機において、ノズル保持穴の下方から光を上方に照射した時に、上方に漏れてくる光の状態から、ノズルの有無を検出する。ここで、前記ノズル保持穴の上方に漏れてくる光が無い場合は、ノズルの傾きと判定することができる。
【選択図】図３An object of the present invention is to detect the presence or absence of a nozzle quickly and inexpensively without using an expensive distance sensor by using an image recognition device already mounted on a mounting head of a surface mounter for substrate mark recognition or the like. .
In a surface mounter including a nozzle replacement device having a nozzle holding hole for holding a replacement nozzle, light leaks upward when light is irradiated upward from below the nozzle holding hole. The presence or absence of the nozzle is detected from the light state. Here, when there is no light leaking above the nozzle holding hole, it can be determined that the nozzle is inclined.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、表面実装機におけるノズル交換装置のノズル有無検出方法及び装置に係り、特に、表面実装機（マウンタとも称する）のノズル交換装置において、ノズル保持位置上のノズルの有無を判断するための表面実装機におけるノズル有無検出方法及び装置に関する。   The present invention relates to a nozzle presence / absence detection method and apparatus for a nozzle exchange device in a surface mounter, and in particular, for determining the presence or absence of a nozzle on a nozzle holding position in a nozzle exchange device of a surface mounter (also referred to as a mounter). The present invention relates to a nozzle presence detection method and apparatus in a surface mounter.

図１に例示する如く、図の左右方向に基板８を搬送するための基板搬送部１２により搬入され、所定の搭載位置（生産位置）に固定された基板８に対して、例えば図１の上下に設けられた部品供給部（図示省略）から電子部品をピックアップして、搭載する表面実装機（マウンタとも称する）１０が知られている。図において、１４は、部品供給部から基板８上に部品を移載するための搭載ヘッド、１６は、該搭載ヘッド１４をＸ軸座標方向に移動し位置決めするためのＸ駆動部、１８は、該Ｘ駆動部１６ごと搭載ヘッド１４をＹ軸座標方向に移動し位置決めするためのＹ駆動部、２０は、搭載ヘッド１４に例えば複数（図では４本）装着され、電子部品を吸着してピックアップするためのノズル、２２は、多種な部品に対応するために必要な複数の交換用ノズルを保持し、ノズルの交換を行なうノズル交換装置、２６は、前記搭載ヘッド１４のノズル近傍に配設され、基板８上のマークや部品を認識するための画像認識装置（例えばカメラ）である。   As illustrated in FIG. 1, for example, the upper and lower sides of FIG. 1 with respect to the substrate 8 that is carried in by the substrate transport unit 12 for transporting the substrate 8 in the left-right direction in the drawing and fixed at a predetermined mounting position (production position). There is known a surface mounter (also referred to as a mounter) 10 that picks up and mounts electronic components from a component supply unit (not shown). In the figure, 14 is a mounting head for transferring components from the component supply unit onto the substrate 8, 16 is an X drive unit for moving and positioning the mounting head 14 in the X-axis coordinate direction, and 18 is For example, a plurality (four in the figure) of Y drive units 20 for moving and positioning the mounting head 14 in the Y-axis coordinate direction together with the X driving unit 16 are mounted on the mounting head 14 and pick up by picking up electronic components. Nozzle 22 for holding a plurality of replacement nozzles necessary for dealing with various parts, and a nozzle exchange device 26 for exchanging the nozzles is disposed in the vicinity of the nozzles of the mounting head 14. An image recognition device (for example, a camera) for recognizing marks and components on the substrate 8.

このような電子表面実装機１０において、従来は、特許文献１に記載されているように、ノズル交換装置２２を側面から見た図２に示す如く、搭載ヘッド１４に装着した距離センサ３０を用いて、該距離センサ３０からレーザ光３２をノズル交換装置２２に向けて下方に照射し、反射して上方に返ってくるレーザ光を利用して、ノズル２０の有無を判断していた。   In such an electronic surface mounter 10, conventionally, as described in Patent Document 1, a distance sensor 30 mounted on the mounting head 14 is used as shown in FIG. Thus, the presence or absence of the nozzle 20 is determined by using the laser light that is irradiated downward from the distance sensor 30 toward the nozzle changing device 22 and reflected and returned upward.

即ち、図２（Ａ）のように、ノズル２０がノズル保持位置即ちノズル保持穴２３に無い場合には、レーザ光は返ってこない。一方、図２（Ｂ）のように、ノズル２０がノズル保持穴２３にある場合には、レーザ光はノズル交換装置２２の表面よりも高い場所で反射して返ってくる。従って、この２つの反射して返ってくるレーザ光の距離の違いによって高低差を割り出し、ノズル２０の有無を検出していた。   That is, as shown in FIG. 2A, when the nozzle 20 is not in the nozzle holding position, that is, the nozzle holding hole 23, the laser beam does not return. On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the nozzle 20 is in the nozzle holding hole 23, the laser light is reflected and returned at a place higher than the surface of the nozzle replacement device 22. Therefore, the difference in height is determined by the difference in the distance between the two reflected laser beams, and the presence or absence of the nozzle 20 is detected.

特開２００２−２１７５９６号公報（図５）JP 2002-217596 A (FIG. 5)

しかしながら、距離センサ３０では、返ってくるレーザ光を受光する部分が限られており、図２（Ｃ）のように、ノズル２０がノズル保持穴２３に傾いて収納されてしまった場合、レーザ光を受光することができない現象があり、その結果、ノズル無しと誤って判断されてしまうことがあった。この場合、ノズル２０をノズル保持穴２３に自動返却する時に、ノズル無しと誤判断し、ノズル２０が入っているノズル保持穴２３にノズルを返却してしまうことで、ノズル同士が衝突してしまう可能性がある。   However, the distance sensor 30 has a limited portion for receiving the returning laser beam. When the nozzle 20 is tilted and stored in the nozzle holding hole 23 as shown in FIG. As a result, it may be erroneously determined that there is no nozzle. In this case, when the nozzle 20 is automatically returned to the nozzle holding hole 23, it is erroneously determined that there is no nozzle, and the nozzles collide by returning the nozzle to the nozzle holding hole 23 containing the nozzle 20. there is a possibility.

一方、距離センサを搭載ヘッドに装着しない表面実装機においては、ノズルを装着していない搭載ヘッドを用いて、ノズルを掴みにいき、ノズルを掴めず空振りしたらノズル無しと判断していたが、搭載ヘッドで実際にノズルを掴みに行く必要があり、処理時間が長くかかるという問題点を有していた。   On the other hand, in a surface mounter that does not mount the distance sensor on the mounting head, it was judged that there was no nozzle if the nozzle was gripped using a mounting head that did not have a nozzle mounted, and if the nozzle was swung without the nozzle being mounted, There is a problem that it takes a long processing time because it is necessary to actually pick up the nozzle with the head.

本発明は、前記従来の問題点を解消するためのもので、基板マーク認識等のため、表面実装機の搭載ヘッドに既に装着されている画像認識装置を利用して、高価な距離センサを用いることなく、安価に且つ迅速にノズルの有無を検出できるようにすることを課題とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and uses an expensive distance sensor by using an image recognition device already mounted on a mounting head of a surface mounter for substrate mark recognition or the like. Therefore, it is an object of the present invention to be able to detect the presence or absence of nozzles quickly and inexpensively.

本発明は、交換用ノズルを保持するためのノズル保持穴を有するノズル交換装置を備えた表面実装機において、ノズル保持穴の下方から上方に光を照射した時に、上方に漏れてくる光の状態から、ノズルの有無を検出するようにして、前記課題を解決したものである。   The present invention relates to a state of light leaking upward when irradiating light upward from below the nozzle holding hole in a surface mounter equipped with a nozzle replacement device having a nozzle holding hole for holding the replacement nozzle. From the above, the above-mentioned problem is solved by detecting the presence or absence of a nozzle.

ここで、前記ノズル保持穴の上方に漏れてくる光が無い場合は、ノズルの傾きと判定することができる。   Here, when there is no light leaking above the nozzle holding hole, it can be determined that the nozzle is inclined.

本発明は、又、交換用ノズルを保持するためのノズル保持穴を有するノズル交換装置を備えた表面実装機のノズル有無検出装置において、ノズル保持穴の下方から光を上方に照射する照明装置と、前記ノズル保持穴の上方に漏れてくる光の状態から、ノズルの有無を検出する手段と、を備えたことを特徴とする表面実装機におけるノズル交換装置のノズル有無検出装置を提供するものである。   The present invention also provides a nozzle presence / absence detection device for a surface mounting machine having a nozzle replacement device having a nozzle holding hole for holding a replacement nozzle, and an illumination device for irradiating light upward from below the nozzle holding hole; And a means for detecting the presence / absence of a nozzle from the state of light leaking above the nozzle holding hole. is there.

ここで、前記検出手段は、ノズル保持穴上方に配置された撮像手段と、撮像手段により撮像された画像に基づき漏光面積を求める手段と、前記漏光面積に応じてノズルの有無を判断する手段と、を有することができる。   Here, the detection means includes an imaging means disposed above the nozzle holding hole, a means for obtaining a light leakage area based on an image taken by the imaging means, and a means for determining the presence or absence of a nozzle according to the light leakage area. , Can have.

本発明によれば、基板マーク認識等のため、表面実装機の搭載ヘッドに既に装着されている画像認識装置を利用して、高価な距離センサを用いることなく、安価な照明装置を追加するのみで、迅速にノズルの有無を検出することができる。   According to the present invention, an inexpensive illumination device is added without using an expensive distance sensor, using an image recognition device already mounted on a mounting head of a surface mounter for substrate mark recognition or the like. Thus, the presence or absence of the nozzle can be detected quickly.

更に、ノズル無しの場合とノズルが傾いて収納されている場合の違いも画像処理で確認でき、ノズル同士の衝突を防いで、安全性を向上することができる。   Furthermore, the difference between the case where there is no nozzle and the case where the nozzle is tilted can be confirmed by image processing, and collision between nozzles can be prevented and safety can be improved.

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施形態は、図１に示した従来例と同様の表面実装機１０において、ノズル交換装置２２を側面から見た図３に詳細に示す如く、ノズル交換装置２２の下方に、上方に光を照射する照明装置４０を設け、搭載ヘッド１４に装着されている従来のカメラ（撮像手段）２６により、ノズル交換装置２２のノズル保持穴２３から上方に漏れてくる光を撮像するようにしたものである。   In the present embodiment, in the surface mounter 10 similar to the conventional example shown in FIG. 1, the nozzle replacement device 22 is viewed from the side as shown in detail in FIG. An illumination device 40 for irradiating is provided, and a conventional camera (imaging means) 26 mounted on the mounting head 14 is used to image light leaking upward from the nozzle holding hole 23 of the nozzle replacement device 22. is there.

照明装置４０を点灯させた時に、ノズル交換装置２２上方のカメラ２６で得られる画像の一例を図４に示す。図において、２４は、ノズル交換時に、ノズル２０を搭載ヘッド１４から取外す際に、ノズル２０をロックして取外すためのロック用カバーである。   FIG. 4 shows an example of an image obtained by the camera 26 above the nozzle replacement device 22 when the illumination device 40 is turned on. In the figure, reference numeral 24 denotes a lock cover for locking and removing the nozzle 20 when removing the nozzle 20 from the mounting head 14 when replacing the nozzle.

図４から明らかなように、ノズル２０が無い場合は、ノズル保持穴２３全体からの漏光が撮影され、ノズル２０が有る場合は、ノズル穴２１からの漏光が撮影されるので、漏光の大きさを割り出して、ノズル２０の有無を判断することができる。   As apparent from FIG. 4, when there is no nozzle 20, the light leakage from the entire nozzle holding hole 23 is photographed, and when there is the nozzle 20, the light leakage from the nozzle hole 21 is photographed. And the presence or absence of the nozzle 20 can be determined.

又、ノズル２０が傾いている場合には、漏光が無いので、ノズル２０の傾きも検出することができる。ノズル２０の傾きを検出した場合には、例えばアラーム等によりオペレータにノズル２０が傾いていることを知らせ、ノズル２０の置き直し等、必要な措置をとらせることができる。   Further, when the nozzle 20 is inclined, there is no light leakage, so that the inclination of the nozzle 20 can also be detected. When the inclination of the nozzle 20 is detected, for example, an alarm or the like is notified to the operator that the nozzle 20 is inclined, and necessary measures such as repositioning the nozzle 20 can be taken.

ノズル２０の状態と漏光量との関係の一例を図５に示す。   An example of the relationship between the state of the nozzle 20 and the amount of leakage light is shown in FIG.

以下、図６を参照して、各ノズル保持穴２３を順次撮影してノズル有無を検出する場合の処理手順を詳細に説明する。   Hereinafter, with reference to FIG. 6, a processing procedure in the case where each nozzle holding hole 23 is sequentially photographed to detect the presence / absence of a nozzle will be described in detail.

まずステップＳ１で、搭載ヘッド１４をノズル交換装置２２の上方に移動する。このステップＳ１の搭載ヘッド１４の移動に際しては、搭載ヘッド１４がノズル２０を装着していても、装着していなくても、どちらでも良い。   First, in step S <b> 1, the mounting head 14 is moved above the nozzle replacement device 22. When the mounting head 14 is moved in step S1, the mounting head 14 may or may not be mounted with the nozzle 20.

次いでステップＳ２で、ノズル交換装置２２の下方に設けた照明装置４０を点灯する。   Next, in step S2, the lighting device 40 provided below the nozzle replacement device 22 is turned on.

次いでステップＳ３で、搭載ヘッド１４に装着されているカメラ２６で、ノズル交換装置２２の各ノズル保持位置（ノズル保持穴２３）を上方から撮影する。   Next, in step S <b> 3, each nozzle holding position (nozzle holding hole 23) of the nozzle replacement device 22 is photographed from above with the camera 26 mounted on the mounting head 14.

次いでステップＳ４で照明装置４０を消灯する。   Next, in step S4, the illumination device 40 is turned off.

次いでステップＳ５で、カメラ２６による撮影画像（図４参照）における階調データが任意の閾値以上のピクセルをカウントし、その総和により漏光の面積を算出する。尚、漏光面積の算出方法は、この方法に限らず、漏光面積を求める算出方法であればよい。次いでステップＳ６に進み、漏光面積の大きさを判定する。即ち、図４及び図５に示したように、ノズル無しの場合はノズル保持穴２３とほぼ同等の面積の漏光、ノズル有りの場合はノズル穴２１とほぼ同等の面積の漏光が算出されるので、漏光の面積が、ある大きさを超えた場合はステップＳ７でノズル無し、超えなかった場合はステップＳ８でノズル有りと判断する。又、漏光がゼロであると判定された場合には、ステップＳ９に進み、ノズル傾きと判定し、ステップＳ１０でアラームを出力する。   Next, in step S5, pixels whose gradation data in the image captured by the camera 26 (see FIG. 4) are not less than an arbitrary threshold value are counted, and the area of light leakage is calculated from the sum of the pixels. The method for calculating the light leakage area is not limited to this method, and any calculation method for obtaining the light leakage area may be used. Subsequently, it progresses to step S6 and the magnitude | size of a light leakage area is determined. That is, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, when there is no nozzle, light leakage with an area substantially equivalent to the nozzle holding hole 23 is calculated, and when there is a nozzle, light leakage with an area substantially equivalent to the nozzle hole 21 is calculated. If the area of light leakage exceeds a certain size, it is determined in step S7 that there is no nozzle, and if it does not exceed, it is determined in step S8 that there is a nozzle. If it is determined that the light leakage is zero, the process proceeds to step S9, where it is determined that the nozzle is tilted, and an alarm is output in step S10.

ステップＳ７、Ｓ８又はＳ１０終了後、ステップＳ１１に進み、検査対象の全てのノズル保持穴２３の情報を取得できたか判定し、判定結果が否である場合にはステップＳ２に戻る。一方、ステップＳ１１の判定結果が正であり、全てのノズル保持穴２３の情報を取得できた場合には、ノズル有無の検出を終了する。   After step S7, S8, or S10, the process proceeds to step S11, where it is determined whether information on all the nozzle holding holes 23 to be inspected has been acquired. If the determination result is negative, the process returns to step S2. On the other hand, if the determination result in step S11 is positive and the information on all the nozzle holding holes 23 can be acquired, the detection of the presence / absence of the nozzles is terminated.

また、複数ノズル保持穴２３を同時に撮影してノズル有無を検出する場合は、図６の手順のステップＳ３において、搭載ヘッド１４に装着されているカメラ２６で、複数のノズル保持穴２３を同時に撮影し、ステップＳ５で、カメラ２６により撮影した画像を解析して、複数のノズル保持穴２３のノズル有無の情報を複数判定することにより、同時に複数のノズル有無判定を行うことができる。   Further, when the presence or absence of nozzles is detected by simultaneously photographing the plurality of nozzle holding holes 23, the plurality of nozzle holding holes 23 are simultaneously photographed by the camera 26 attached to the mounting head 14 in step S3 of the procedure of FIG. In step S5, by analyzing the image captured by the camera 26 and determining a plurality of information on the presence / absence of nozzles in the plurality of nozzle holding holes 23, a plurality of nozzles can be determined simultaneously.

このように、複数のノズル保持穴２３をカメラ２６の同一視野に入れることにより、複数のノズル保持位置のノズル有無を同時に検出することができる。この場合、ノズル有無検出時間を短縮することができる。   In this way, by putting the plurality of nozzle holding holes 23 in the same field of view of the camera 26, the presence or absence of nozzles at a plurality of nozzle holding positions can be detected simultaneously. In this case, the nozzle presence / absence detection time can be shortened.

前記照明装置４０としては、ノズル交換装置２２の底面積と同じ面積を有する平面状の光源が望ましいが、例えば棒状光源をノズル交換装置２２のＹ方向又はＸ方向に移動したり、ノズル保持穴２３のそれぞれに対応する点光源を設けることもできる。   The illumination device 40 is preferably a planar light source having the same area as the bottom area of the nozzle changer 22. For example, the bar light source is moved in the Y direction or X direction of the nozzle changer 22, or the nozzle holding hole 23. It is also possible to provide a point light source corresponding to each of the above.

又、照明装置４０を点灯したままとして、ステップＳ２とＳ４の照明装置の点灯と消灯を省略することもできる。   In addition, the lighting device 40 can be left on and the lighting and turning off of the lighting device in steps S2 and S4 can be omitted.

表面実装機の要部構成を示す平面図Plan view showing the main components of the surface mounter 特許文献１に記載された従来のノズル有無検出方法とその問題点を示す、ノズル交換装置の側面図Side view of nozzle exchange device showing conventional nozzle presence / absence detection method described in Patent Document 1 and its problems 本発明の実施形態の要部構成を示す、ノズル交換装置の側面図The side view of the nozzle exchange apparatus which shows the principal part structure of embodiment of this invention 同じく平面図Same top view 同じくノズルの有無と漏光量の関係の例を示す図The figure which similarly shows the example of the relationship between the presence or absence of a nozzle and the amount of light leakage 同じく処理手順を示す流れ図Flow chart showing the processing procedure

符号の説明Explanation of symbols

１０…表面実装機
１４…搭載ヘッド
２０…ノズル
２１…ノズル穴
２２…ノズル交換装置
２３…ノズル保持穴（ノズル保持位置）
２６…画像認識装置（カメラ）
４０…照明装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Surface mounter 14 ... Mounting head 20 ... Nozzle 21 ... Nozzle hole 22 ... Nozzle exchange device 23 ... Nozzle holding hole (nozzle holding position)
26. Image recognition device (camera)
40 ... Lighting device

Claims (4)

交換用ノズルを保持するためのノズル保持穴を有するノズル交換装置を備えた表面実装機において、
ノズル保持穴の下方から光を上方に照射した時に、上方に漏れてくる光の状態から、ノズルの有無を検出することを特徴とする表面実装機におけるノズル交換装置のノズル有無検出方法。 In a surface mounter equipped with a nozzle replacement device having a nozzle holding hole for holding a replacement nozzle,
A nozzle presence / absence detection method for a nozzle replacement device in a surface mounter, wherein the presence / absence of a nozzle is detected from the state of light leaking upward when light is irradiated upward from below a nozzle holding hole. 前記ノズル保持穴の上方に漏れてくる光が無い場合は、ノズルの傾きと判定することを特徴とする請求項１に記載の表面実装機におけるノズル交換装置のノズル有無検出方法。   2. The method of detecting presence / absence of a nozzle in a nozzle exchange device in a surface mounter according to claim 1, wherein when there is no light leaking above the nozzle holding hole, the inclination of the nozzle is determined. 交換用ノズルを保持するためのノズル保持穴を有するノズル交換装置を備えた表面実装機のノズル有無検出装置において、
ノズル保持穴の下方から光を上方に照射する照明装置と、
前記ノズル保持穴の上方に漏れてくる光の状態から、ノズルの有無を検出する検出手段と、
を備えたことを特徴とする表面実装機におけるノズル交換装置のノズル有無検出装置。 In the nozzle presence / absence detection device of a surface mount machine provided with a nozzle replacement device having a nozzle holding hole for holding a replacement nozzle,
An illumination device that emits light upward from below the nozzle holding hole;
Detecting means for detecting the presence or absence of a nozzle from the state of light leaking above the nozzle holding hole;
A nozzle presence / absence detection device for a nozzle replacement device in a surface mounter. 前記検出手段は、
ノズル保持穴上方に配置された撮像手段と、
撮像手段により撮像された画像に基づき漏光面積を求める手段と、
前記漏光面積に応じてノズルの有無を判断する手段と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の表面実装機におけるノズル交換装置のノズル有無検出装置。 The detection means includes
Imaging means disposed above the nozzle holding hole;
Means for obtaining a light leakage area based on an image picked up by the image pickup means;
Means for determining the presence or absence of a nozzle according to the light leakage area;
The nozzle presence / absence detecting device of the nozzle replacement device in the surface mounter according to claim 3.
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