JP2010080760A - 表面実装機におけるノズル交換装置のノズル種類判別方法及び装置 - Google Patents

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、ノズル交換装置に保持されているノズルに触れることなく、即ち、搭載ヘッドでノズルを保持して移動することなく、ノズル種類を迅速に判別する。
【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１０において、ノズル保持穴２３の下方から光を上方に照射した時に、ノズル孔２１から上方に漏れてくる光の面積や量から、ノズル２０の種類を判別する。
【選択図】図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種類判別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保持されているノズルに触れることなくノズルの種類を迅速に判別することが可能な表面実装機におけるノズル種類判別方法及び装置に関する。

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）装着される、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多種の交換用ノズルを保持し、搭載ヘッド１４を利用して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上方から撮像して認識するための基板認識装置（例えばカメラ）、２８は、ノズル２０に吸着された電子部品を下方から撮像して認識するための部品認識装置（例えばカメラ）である。

表面実装機１０は、搭載する部品の多様化によって、多種多様のサイズのノズル２０を使い分ける必要があり、ノズル交換装置２２には、多種のノズルが用意されている。従って、表面実装機は、これらのノズルを正しく認識する必要がある。

このような表面実装機におけるノズル種類判別装置として、出願人は、特許文献１において、その図４に対応する図２に示す如く、ノズル交換装置２２の横に、光ビーム３０ｃの投光部３０ａ及び受光部３０ｂを有する光電センサ３０を設け、電子部品を吸着する搭載ヘッドでノズル交換装置２２からノズル２０を取り出し、光電センサ３０の投光部３０ａと受光部３０ｂの間にノズル２０を位置させ、ノズル外径の違いによる受光部３０ｂの受光量の変化から、ノズルの種類を判別することを提案している。図において、２３は、ノズル保持位置を構成するノズル保持穴である。

特開２００６−２１０７０５号公報（図４）

しかしながら従来の方法では、電子部品を吸着する搭載ヘッド１４でノズル交換装置２２からノズル２０を取り出し、ノズルを投光部３０ａと受光部３０ｂの間の光ビーム３０ｃの所に移動させなければ、ノズルの種類を判別することができず、ノズルを判別するには、搭載ヘッド１４へのノズル２０の装着動作とノズル２０の移動が必要となり、ノズルの判別に時間がかかる。

又、ノズルの外径からノズルの種類を判別しているので、ノズルの孔にゴミ等が詰まっている状態を判別することはできない。

更に、ノズル交換装置２２にノズル２０が斜めに保持されていた場合、ノズル２０を取り出す際に、搭載ヘッド１４がノズル２０と衝突して、ノズル破壊に繋がる等の問題点を有していた。

本発明は、前記従来の問題点を解決するためのもので、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、ノズル交換装置に保持されているノズルに触れることなく、即ち、搭載ヘッドでノズルを保持して移動することなく、ノズル種類を迅速に判別できるようにすることを課題とする。

本発明は、ノズルが、搭載する部品を吸着するもので、部品の大きさ等から、ノズル孔の内径の大きさが違うことに着目してなされたもので、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、ノズル孔から上方に漏れてくる光の面積や量から、ノズルの種類を判別するようにして、前記課題を解決したものである。

ここで、前記ノズル孔から上方に漏れてくる光の断面形状が略円形でない場合は、ノズルの詰まり又は傾きと判定することができる。

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において、ノズル保持穴の下方から光を上方に照射する光源と、ノズル孔から上方に漏れてくる光の面積や量から、ノズルの種類を判別する手段と、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種類判別装置を提供するものである。

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（基板認識カメラ）を利用して、安価な照明装置の追加のみで、ノズルに触れることなく、即ち、搭載ヘッドでノズルを保持して移動することなく、ノズル種類を迅速に判別することができる。

更に、ノズル孔の詰まりやノズルが斜めに保持された状態の判別を、ノズル種類の判別と同時に行なうことができる。従って、ノズル孔の詰まりによる異常や、ノズルの斜め保持によるノズル破壊も防止することができる。

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。

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基板認識装置（カメラ）２６により、ノズル２０のノズル孔２１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。

図において、４２は、ノズル種のノズル径の登録やノズル交換装置２２にノズル種の割付を記憶できる記憶装置部、４４は、基板認識装置２６や部品認識装置２８の画像を解析する演算装置部である。

照明装置４０を点灯させた時に、ノズル交換装置２２上方の基板認識装置２６で得られるノズル孔２１の画像の一例を図４に示す。この画像を、演算装置部４４で解析する。解析方法としては、撮像した画像のノズル孔２１から漏光した光の部分の面積、あるいは光量の総和等に基づき、ノズル内径を割り出す。そして、記憶装置部４２に予め登録されているノズル種のノズル内径と、画像を解析して割り出したノズル内径とを照合させることで、ノズル２０に触れずに、ノズル交換装置２２のノズル保持穴２３に保持されているノズル２０の種類を判別することができる。この際、画像を解析して割り出したノズル内径が、記憶装置部４２の登録データと一致していない場合は、記憶装置部４２に登録されていない物として警告することも可能である。

また、上方から撮像した画像が図５のようになると、ノズルの内径の判定が行えなくなる。これは、ノズル孔２１にごみ４６等の異物が詰まった状態を表す。また、ノズル孔２１から漏光した光として写し出された部分がなければ、図６の様にノズルの保持状態が斜めの状態になっているか、ノズル孔がごみ等により完全に塞がれている状態になる。

ここで、基板認識装置２６で撮像した画像の光の部分が、円形でなく、ノズルの内径を正しく認識できない場合は、ノズルの状態が正常でないと判断する。又、このことより、ノズル孔の詰まりやノズルの斜め保持状態を警告することも可能である。

これら照明装置４０、基板認識装置２６、演算装置部４４、記憶装置部４２により、本発明のノズル種類判別装置が構成されている。

以下、図７を参照して、実施形態の動作を詳細に説明する。

まずステップＳ１で、ノズル交換装置２２下の照明装置４０をＯＮとして点灯する。次いでステップＳ２で、搭載ヘッド１４に装着されている基板認識装置２６を、ノズル交換装置２２上のノズル保持位置（ノズル保持穴２３）まで移動させ、ステップＳ３で、ノズル２０を上方から撮像する。撮影後、ステップＳ４で、照明装置４０をＯＦＦとして消灯する。

次いでステップＳ５に進み、図４に例示したような撮像画像を解析する。具体的には、まずステップＳ６で、例えば画像の明暗のエッジの形状から、略円形の画像であるか否かを判定する。判定結果が否である場合には、ステップＳ７に進み、図５に示す如くノズル孔２１が詰まっている状態、あるいは図６に示す如くノズル２０が斜めに保持されている状態と判定して、警告する。

一方、ステップＳ６の判定結果が正である場合には、ステップＳ８に進み、円の直径からノズル内径を算出する。次いでステップＳ９に進み、記憶装置部４２に記憶したノズル内径情報から、一致しているノズルを判定して、ノズルの種類を割り出し、ステップＳ１０で、ノズル保持位置のノズル情報を記憶装置部４２に記憶する。

一方、記憶装置部４２のノズル径情報との差が所定値以上である場合には、ステップＳ１１に進み、記憶装置部４２にノズル内径の情報が無いことを警告する。

このようにして、上方から撮像した画像の光として映し出された部分を解析して、ノズルの種類の判別、ノズル孔詰まり状態、ノズル斜め保持状態の判別を行なうことができる。

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。

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ＯＮ（点灯）とＯＦＦ（消灯）を省略することもできる。

表面実装機の要部構成を示す平面図 特許文献１に記載された従来のノズル種類判別方法を示すノズル交換装置の斜視図 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 本実施形態の部品認識装置で撮像した正常な画像の一例を示す図 同じくノズル孔詰まりがある画像の一例を示す図 ノズルが斜めに保持された状態を示す、ノズル交換装置の側面図 前記実施形態の処理手順を示す流れ図

符号の説明

１０…表面実装機
１４…搭載ヘッド
２０…ノズル
２１…ノズル孔
２２…ノズル交換装置
２３…ノズル保持穴（ノズル保持位置）
２６…基板認識装置（カメラ）
４０…照明装置
４２…記憶装置部
４４…演算装置部

Claims (3)

1. 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、ノズル孔から上方に漏れてくる光の面積や量から、ノズルの種類を判別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種類判別方法。
2. 前記ノズル孔から上方に漏れてくる光の断面形状が略円形でない場合は、ノズルの詰まり又は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種類判別方法。
3. 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する光源と、
   ノズル孔から上方に漏れてくる光の面積や量から、ノズルの種類を判別する手段と、
   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種類判別装置。

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