JP2011155050A

JP2011155050A - 電子部品装着装置

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Publication number: JP2011155050A
Application number: JP2010014248A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoshii; 貴志吉井; Yoshiaki Ikeda; 善紀池田
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2011-08-11
Anticipated expiration: 2030-01-26
Also published as: JP4999942B2

Abstract

【課題】照明パターンが異なっても、相当の光量を得ることができて、鮮明な電子部品の撮像画像を得ること。
【解決手段】装着データの装着ステップ番号「０００１」は、配置番号が「１０１」の部品供給ユニット３Ｂで部品ＩＤが「ＡＡＡ」の電子部品であるが、ＣＰＵ３０が対応する部品ライブラリデータをＲＡＭ３１から読み込み、照明パターンを取得する。次いで、解像度データに基づいて、標準解像度であると判断すると、照明装置８による照明に係るモードを選択する。そして、部品ＩＤが「ＡＡＡ」の電子部品に係る照明パターンは「反射照明」であるので、モード１が選択されて、撮像方法がフライ撮像で、撮像時の最大速度は標準速度で装着ヘッド２を移動させ、部品認識カメラ２０の露光時間が５０μ秒間で、照明装置８の一般反射照明用ＬＥＤ１６と同軸照明用ＬＥＤ２５の点灯時間が２０μ秒間で、吸着ノズル６に吸着保持された電子部品が撮像される。
【選択図】図１０

Description

本発明は、部品供給装置より供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出し、照明装置から光を前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品に照射して、この電子部品を部品認識カメラで撮像するようにした電子部品装着装置に関する。

この種の電子部品装着装置は、例えば特許文献１などに開示されている。そして、前記照明装置の点灯時間は固定した時間で行うのが一般的である。

特開２００５−１５９２０９公報

このため、反射照明や透過照明等において、複数の照明灯のうちのどの照明灯を点灯させるかに係る照明パターンが異なっても点灯時間が定量であるため、特に透過照明の場合に光量が不足して、はっきりとした電子部品の撮像画像が得られないという問題が発生することもあった。

そこで本発明は、照明パターンが異なっても、相当の光量を得ることができて、鮮明な電子部品の撮像画像を得ることにより、吸着ノズルに保持された電子部品の位置を確実に把握できるようにすることを目的とする。

このため第１の発明は、部品供給装置より供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出し、照明装置からの光を前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品に照射して、この電子部品を部品認識カメラで撮像するようにした電子部品装着装置において、
複数の照明灯のうちのどの照明灯を点灯させるかに係る照明パターン毎に前記部品認識カメラの露光時間及び前記照明装置の照明点灯時間を格納する記憶手段と、
前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品の種類に対応した前記照明パターンに係る照明点灯時間だけ前記照明装置がこの照明パターンで点灯するように制御すると共に前記照明パターンに係る露光時間で前記部品認識カメラが撮像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。

また第２の発明は、部品供給装置より供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出し、照明装置からの光を前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品に照射して、この電子部品を部品認識カメラで撮像するようにした電子部品装着装置において、
基板へ電子部品を装着する順序毎の装着座標、電子部品の種類に係る装着データを格納する第１記憶手段と、
各電子部品毎に複数の照明灯のうちのどの照明灯を点灯させるかに係る照明パターンを含む電子部品の特徴に係る部品ライブラリデータを格納する第２記憶手段と、
前期照明パターン毎に前記部品認識カメラの露光時間及び前記照明装置の照明点灯時間を格納する第３記憶手段と、
前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品の種類に対応した前記照明パターンに係る照明点灯時間だけ前記照明装置がこの照明パターンで点灯するように制御すると共に前記照明パターンに係る露光時間で前記部品認識カメラが撮像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、第１又は第２の発明において、前記装着ヘッドを移動させながら前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を前記部品認識カメラが撮像する照明パターンにあっては、前記部品認識カメラの露光時間及び前記照明装置の照明点灯時間が長くなったとき、前記装着ヘッドの移動のための最大速度を減速するように前記制御手段が制御することを特徴とする。

本発明は、複数の照明灯のうちのどの照明灯を点灯させるかに係る照明パターンが異なっても、相当の光量を得ることができて、鮮明な電子部品の撮像画像を得ることにより、吸着ノズルに保持された電子部品の位置を確実に把握できる。

電子部品装着装置の概略平面図である。照明装置の概略縦断面図である。照明装置の平面図である。図３の中間部の図示を省略したＡ−Ａ断面図である。制御ブロック図である。装着データを示す図である。部品配置データを示す図である。部品ライブラリデータを示す図である。撮像条件を決定するためのフローチャートを示す図である。標準解像度における撮像条件を決定するためのフローチャートを示す図である。高解像度における撮像条件を決定するためのフローチャートを示す図である。

以下図１に基づき、プリント基板Ｐ上に電子部品を装着する電子部品装着装置１についての実施の形態を説明する。電子部品装着装置１には、プリント基板Ｐを搬送する搬送装置２と、電子部品を供給する部品供給装置３と、駆動源により一方向（Ｙ方向）に移動可能な一対のビーム４Ａ、４Ｂと、それぞれ複数の吸着ノズル５を備えて前記各ビーム４Ａ、４Ｂに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッド６とが設けられている。

前記搬送装置２は電子部品装着装置１の中間部に配設され、上流側装置からプリント基板Ｐを受け継ぐ基板供給部と、前記各装着ヘッド６の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品を装着するために基板供給部から供給されたプリント基板Ｐを位置決め固定する基板位置決め部と、この位置決め部で電子部品が装着されたプリント基板Ｐを受け継いで下流側装置に搬送する基板排出部とから構成される。

前記部品供給装置３は、キャスタ付きのカートのフィーダベース３Ａ上に部品供給ユニット３Ｂを多数並設したものであり、部品供給側の先端部がプリント基板Ｐの搬送路に臨むように装着装置本体２に連結具（図示せず）を介して着脱可能に配設され、この連結具を解除して把手を引くと下面に設けられたキャスタにより移動できる構成である。この部品供給ユニット３Ｂには多数の電子部品をキャリアテープの凹部から成る各収納部に一定の間隔で収容したカバーテープで覆う収納テープが搭載されており、収納テープを間欠送りすると共にキャリアテープからカバーテープを剥離することで、部品供給ユニット３Ｂの部品取出位置に電子部品が１個ずつ供給され、各収納部から前記装着ヘッド６の吸着ノズル５により取出される。

Ｘ方向に長い前後一対の前記ビーム４Ａ、４Ｂは、Ｙ方向リニアモータ４０の駆動により左右一対の前後に延びたガイドに沿って前記各ビーム４Ａ、４Ｂに固定されたスライダが摺動して個別にＹ方向に移動する。前記Ｙ方向リニアモータ４０は左右一対の基体１Ａ、１Ｂに沿って固定された上下一対の固定子と、前記ビーム４Ａ、４Ｂの両端部に設けられた取付板の下部に固定された可動子４０Ａとから構成される。

また、前記ビーム４Ａ、４Ｂにはその長手方向（Ｘ方向）にＸ方向リニアモータ４１によりガイドに沿って移動する前記装着ヘッド６が夫々内側に設けられており、前記Ｘ方向リニアモータ４１は各ビーム４Ａ、４Ｂに固定された前後一対の固定子と、各固定子の間に位置して前記装着ヘッド６に設けられた可動子とから構成される。

従って、各装着ヘッド６は向き合うように各ビーム４Ａ、４Ｂの内側に設けられ、前記搬送装置２の位置決め部上のプリント基板Ｐや部品供給ユニット３Ｂの部品取出し位置上方を移動する。

そして、各装着ヘッド６には各バネにより下方へ付勢されている１２本の吸着ノズル５が円周に沿って所定間隔を存して配設されており、各装着ヘッド６の３時と９時の位置に位置する吸着ノズル５により並設された複数の部品供給ユニット３Ｂから電子部品を同時に取出しすることも可能である。この吸着ノズル５は上下軸モータ４２により昇降可能であり、またθ軸モータ４３により装着ヘッド６を鉛直軸周りに回転させることにより、結果として各装着ヘッド６の各吸着ノズル５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、且つ上下動可能となっている。

次に、図２乃至図４に基づいて、各吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に照明光を照射する照明装置８について詳述する。照明装置８の装置本体９は、上面及び下面を開口した中空筒状体を呈しており、詳述すると、外形が直方体形状を呈し、その中央部に平面視円形を呈すると共に下方に行くに従って径が小さくなるような貫通孔１０が形成されている。この貫通孔１０は、平面視円形に限らず、例えば８角形などの多角形でもよい。

そして、この貫通孔１０の内周面の上部には、前記吸着ノズル５に吸着保持された電子部品がＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）であったときに、そのＢＧＡに向けて傾斜した状態で照明光を照射する複数のＢＧＡ反射照明灯であるＢＧＡ照明用ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）１５を前記内周面の全周に沿って横方向の列の複数列（複数段）、例えば４列に亘って並設すると共に千鳥状に配設する。

即ち、図４に示すように、断面がＬ字形状の最上部の取付部１３Ａに下方に行くに従って中心に近くなるように傾斜させた状態で環状のプリント基板１４Ａを取り付け、このプリント基板１４Ａ上に横方向の列の複数列、例えば横方向（水平方向）の４列（上下方向の４列）に亘ってＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５が所定間隔を存して複数並設すると共に千鳥状に配設する。

このように、横方向（水平方向）の４列（上下方向の４列）に亘ってＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５が所定間隔を存して複数並設すると共に千鳥状に配設したから、吸着ノズル５に吸着保持された電子部品であるＢＧＡが大きくてもＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５より遠い部位にも光を明るく照射でき、また複数の吸着ノズル５に保持されている複数のＢＧＡに対しても光を明るく照射できる。しかも、最上部の取付部１３Ａ及び環状のプリント基板１４Ａの上下方向の長さ方向の寸法を長くすることなく、より大きな光量を得ることができ、しかもＢＧＡにあっては突起電極（ボール）がわかる鮮明な画像を得るためになるべく水平方向から部品認識カメラ２０で撮像しなければないが、斯かるＢＧＡの撮像に好適である。

また、前記最上部の取付部１３Ａの下方には、取付部１３Ａより直径が小さい取付部１３Ｂが形成され、この取付部１３Ｂに下方に行くに従って中心に近くなるように且つ前記プリント基板１４Ａよりも１５度程度寝かせた角度に傾斜させた状態で環状のプリント基板１４Ｂを取り付け、このプリント基板１４Ｂ上には横方向の列の複数列、例えば横方向（水平方向）の３列（上下方向の３列）に亘って一般反射照明灯である一般反射照明用ＬＥＤ１６が所定間隔を存して複数並設されている。

また、前記取付部１３Ｂの下方には、取付部１３Ｂよりさらに直径が小さい取付部１３Ｃが形成され、この取付部１３Ｃに下方に行くに従って中心に近くなるように且つ前記プリント基板１４Ｂよりも１５度程度寝かせた角度に傾斜させた状態で環状のプリント基板１４Ｃを取り付け、このプリント基板１４Ｃ上には横方向の列の複数列、例えば横方向（水平方向）の３列（上下方向の３列）に亘って一般反射照明用ＬＥＤ１６が所定間隔を存して複数並設されている。

更に、前記取付部１３Ｃの下方には、取付部１３Ｃよりさらに直径が小さい取付部１３Ｄが形成され、この取付部１３Ｄに下方に行くに従って中心に近くなるように且つ前記プリント基板１４Ｃよりも１５度程度寝かせた角度に傾斜させた状態で環状のプリント基板１４Ｄを取り付け、このプリント基板１４Ｃ上には横方向の列の複数列、例えば横方向（水平方向）の３列（上下方向の３列）に亘って一般反射照明用ＬＥＤ１６が所定間隔を存して複数並設されている。

なお、プリント基板１４Ａの下端部よりも次段のプリント基板１４Ｂの上端部が外方に位置し、プリント基板１４Ｂの下端部よりも次段のプリント基板１４Ｃの上端部が外方に位置し、プリント基板１４Ｃの下端部よりも次段のプリント基板１４Ｄの上端部が外方に位置するように配設すると共に、各プリント基板の配置角度がより下段に行くに従って順次寝かせた状態となるように（より水平に近くなるように）配設される。このように、各ＬＥＤを取り付けた各プリント基板を配設することにより、特に水平方向の寸法を抑えることができ、この結果、その照明量を保ちつつ、照明装置８のコンパクト化を図ることができる。

以上のように、前記ＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５の下方の前記装置本体９の内周面に下段に向かうに従って前記ＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５の並設角度より順次より寝かせた配置角度となるように前記吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に向けて照明光を照射する複数の一般反射照明用ＬＥＤ１６を３段並設する。

１７は前記ＢＧＡ反射照明灯の外方の直方体形状を呈する装置本体９の４隅に形成された取付空間内にそれぞれ配設されたプリント基板１４Ｅ上に取付けられた透過照明用ＬＥＤで、装置本体９の天面９Ａに開設された各開口部１８を介して前記吸着ノズル５に固定された拡散板に向けて光を照射し、その反射光が吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に上方から照射される構成である。

図３に示す直方体形状の装置本体９の一辺はＸ方向（ビーム４Ａ、４Ｂの長手方向）に向き、もう一辺はＹ方向に向き、Ｘ方向は図１に示すように、フィーダ３の並び方向で基板Ｐの搬送方向でもある。従って、透過照明用ＬＥＤ１７は電子部品装着装置１の水平面スペースの空きスペースに配置されており、電子部品装着装置１のＸＹ方向サイズのコンパクト化がなされている。

また、前記照明装置８の中央部の下方に部品認識カメラ２０が配設され、この部品認識カメラ２０の上方位置にはレンズ２１、ハーフミラー２２及びレンズ２３が配設され、このレンズ２３は照明装置８の装置本体９の貫通孔１０に面するように配置される。そして、プリント基板１４Ｆに取り付けられた同軸照明用ＬＥＤ２５から照射された光は前記ハーフミラー２２により半分の量が透過して半分の量が反射して上昇して、レンズ２３を介して吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に照射され、その反射像がレンズ２１、ハーフミラー２２及びレンズ２３を介して部品認識カメラ２０により撮像される構成である。

次に、電子部品装着装置１の制御ブロック図である図５に基づき、以下説明する。先ず、３０は電子部品装着装置１におけるプリント基板Ｐ上に電子部品を装着する部品装着動作等を統括制御する制御手段、判断手段としての操作系ＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）、３１は記憶手段としてのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、３２はＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）で、操作系ＣＰＵ３０は前記ＲＡＭ３１に記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭ３２に格納されたプログラムに従い、部品装着に係る動作の制御を行う。

前記ＲＡＭ３１には、電子部品の装着順序毎に、プリント基板Ｐ内でのＸ座標、Ｙ座標、角度情報や、部品供給ユニット３Ｂの配置番号等から構成される装着データ（図６参照）や、各部品供給ユニット３Ｂのフィーダベース３Ａ上における配置番号に対応した各電子部品の種類の情報である部品配置データ（図７参照）や、電子部品毎に電子部品の特徴である部品ライブラリデータ（図８）や、レンズの倍率及び照明装置８の照明灯である各ＬＥＤの輝度データなどの装置データ、各種オフセットデータ等が格納されている。

前記部品ライブラリデータは、図８に示すように、電子部品のＸ方向及びＹ方向の寸法や、複数の照明用ＬＥＤのうちのどの照明用ＬＥＤを点灯させるかに係る照明パターンなどから構成される。そして、電子部品ＩＤが「ＡＡＡ」のような通常の反射照明が必要な電子部品である場合は、「反射照明」であって、一般反射照明用ＬＥＤ１６及び同軸照明用ＬＥＤ２５をストロボ点灯（他のＬＥＤは消灯）させる照明パターンであり、電子部品ＩＤが「ＢＢＢ」のような「ＢＧＡ照明」が必要な電子部品である場合は、ＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５をストロボ点灯させる照明パターンであり、電子部品ＩＤが「ＣＣＣ」のような「透過照明」が必要な電子部品である場合は、透過照明用ＬＥＤ１７をストロボ点灯させる照明パターンである。

なお、このような照明パターンの種類は、上記の３種類に限られず、４種類以上の照明パターンを採用することもできる。この場合、「反射照明」、「ＢＧＡ照明」、「透過照明」においても、それぞれ複数種類の照明パターンとしてもよく、各ＬＥＤ毎に点灯又は消灯させるようなデータ構成による照明パターンとしてもよい。

また、前記ＲＡＭ３１には、前記部品認識カメラ２０で撮像された電子部品の画像を認識処理する場合の解像度に係るデータが電子部品の種類毎に格納されている。即ち、後述するモニター３３及びキーボード３４を使用して、高解像度で解像して認識処理するか、又は標準解像度度で解像するかに係る解像度データが設定され、ＲＡＭ３１に格納されている。なお、この解像度に係るデータを電子部品の種類毎に、即ち部品ライブラリデータの一部として格納してもよい。

前記操作系ＣＰＵ３０には表示部としてのモニター３３及び入力装置としてのキーボード３４が接続されると共に制御系ＣＰＵ３５が接続されている。この制御系ＣＰＵ３５には、駆動回路３６を介して前述したＸ方向リニアモータ４１、Ｙ方向リニアモータ４０等が接続されている。

４５は画像処理ＣＰＵで、この画像処理ＣＰＵ４５は照明コントロール部４６に接続される。４７は照明コントロール部４６を構成する露光タイミング回路で、ビーム４Ａ、４Ｂのいずれかの移動により部品認識カメラ２０の上方位置に装着ヘッド６が移動して来ると、画像処理ＣＰＵ４５が画像取込信号を露光タイミング回路４７を介して部品認識カメラ２０に出力して所定時間シャッタを開いたままにして露光させると共に照明コントロール部４６を構成するＬＥＤコントロール・駆動回路４８に所定時間のストロボ点灯信号を出力する。

前記ＬＥＤコントロール・駆動回路４８は、吸着ノズル５に吸着保持されている電子部品の種類に対応した照明パターンに係るＬＥＤを１回だけストロボ点灯させる点灯パターンデータなどが格納されており、このストロボ点灯により電子部品を保持した吸着ノズル５が移動しながら部品認識カメラ２０が電子部品を撮像するフライ撮像か、又は吸着ノズル５が部品認識カメラ２０の上方で停止した状態で撮像する停止撮像が行われる。ＬＥＤの点灯は、露光開始後、所定のタイミングで開始され、所定時間点灯を続け、露光が終了する前に点灯が終了するように設定されている。

そして、前記部品認識カメラ２０の露光が終了すると、この部品認識カメラ２０よりビデオ信号が画像入力部４９に入力され、その画像メモリ５０に撮像画像を格納し、画像処理ＣＰＵ４５が認識処理する構成であり、撮像画像は画像モニター５４に表示される。

なお、前記照明コントロール部４６は、入出力部５１と、ＣＰＵ５２と、メモリ５３と、ＬＥＤコントロール・駆動回路４８と、露光タイミング回路４７とを備えている。

前記ＲＡＭ３１には、照明パターン毎の照明装置８による照明に係るモード毎に、撮像方法、フライ撮像時の最大速度、部品認識カメラ２０の露光時間、照明装置８の点灯時間などが格納され、吸着ノズル５に吸着保持された各電子部品の位置認識の際には、撮像条件を決定するフローチャートに係る図９乃至図１１に沿って説明するように、部品認識カメラ２０がこの電子部品を撮像するものであり、以下詳述する。

以上の構成により、以下装着動作について説明する。先ず、プリント基板Ｐが上流側装置（図示せず）より受継がれて搬送装置２の基板供給部上に存在すると、この基板供給部上のプリント基板Ｐを基板位置決め部へ移動させ、このプリント基板Ｐを位置決めして固定する。

そして、プリント基板Ｐの位置決めがされると、奥側のビーム４ＡがＹ方向リニアモータ４０の駆動により前後に延びたガイドに沿ってスライダが摺動してＹ方向に移動すると共にＸ方向リニアモータ４１により装着ヘッド６がＸ方向に移動し、図６の装着データの装着順序に従って対応する部品供給ユニット３Ｂの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータ４２の駆動により吸着ノズル５を下降させて部品供給ユニット３Ｂから電子部品を取出す。この場合、装着ヘッド６をＸ方向に移動させると共に回転させ、更に吸着ノズル５を昇降させることにより、複数の吸着ノズル５が次々と部品供給ユニット３Ｂから電子部品を取出すことができる。

また、奥側の装着ヘッド６の吸着ノズル５による電子部品の取出しの後、或いは取出しているときに、手前側のビーム４ＢがＹ方向リニアモータ４０の駆動によりＹ方向に移動すると共にＸ方向リニアモータ４１により装着ヘッド６がＸ方向に移動し、対応する部品供給ユニット３Ｂの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータの駆動により吸着ノズル５を下降させて部品供給ユニット３Ｂから電子部品を取出すことができる。但し、奥側及び手前側のビーム４Ａ、４Ｂの吸着ノズル５が併行して取出し動作をする場合には、両ビーム４Ａ、４Ｂの装着ヘッド６が衝突しないように対応するＹ方向リニアモータ４０及びＸ方向リニアモータ４１が制御系ＣＰＵ３５により制御される。

そして、複数個の電子部品を取出した後は両装着ヘッド６の吸着ノズル５を上昇させて、両ビーム４Ａ、４Ｂの装着ヘッド６を各部品認識カメラ２０の上方を通過移動しながら又は上方位置に停止して、両装着ヘッド６の吸着ノズル５に吸着保持された複数の電子部品を一括して撮像して、この撮像された画像を画像処理ＣＰＵ４５が認識処理して吸着ノズル５に対する位置ズレを把握することができる。この場合、吸着ノズル５に吸着保持されている電子部品の種類に対応する照明パターンで必要なＬＥＤが１回だけ必要な点灯時間、ストロボ点灯する。

この場合、照明装置８の照明や部品認識カメラ２０の露光については、図９乃至図１１に基づいて、制御される。初めに、装着データの装着ステップ番号「０００１」は、配置番号が「１０１」の部品供給ユニット３Ｂで部品ＩＤが「ＡＡＡ」の電子部品であるが、操作系ＣＰＵ３０がこの電子部品の部品ライブラリデータをＲＡＭ３１から読み込んで、照明パターンを取得する。即ち、部品ＩＤが「ＡＡＡ」の電子部品に係る照明パターンは「反射照明」である。

次いで、操作系ＣＰＵ３０がＲＡＭ３１に格納されている解像度データに基づいて、高解像度か標準解像度度で解像するかを判断し、標準解像度であると判断すると、図１０に係るフローチャートに従って処理される。

次いで、操作系ＣＰＵ３０が照明装置８による照明に係るモードを選択する。この場合、標準解像度で処理するもので、装着ステップ番号「０００１」の配置番号「１０１」の部品ＩＤが「ＡＡＡ」の電子部品に係る照明パターンは「反射照明」であるので、モード１が選択される。従って、撮像方法がフライ撮像で、このフライ撮像時の最大速度は減速しない標準速度で装着ヘッド２（ビーム４Ａ）を移動させながら、部品認識カメラ２０の露光時間が例えば５０μ秒間で、照明装置８の点灯時間が例えば２０μ秒間で、吸着ノズル６に吸着保持された電子部品は撮像される。即ち、操作系ＣＰＵ３０が画像処理ＣＰＵ４５及び照明コントロール部４６を介して、先ず前記照明パターンに応じ、部品認識カメラ２０のシャッタを開き露光を開始させ５０μ秒間露光させる（部品認識カメラ２０のＣＣＤ等の撮像素子が受光状態となる。）。そして、部品認識カメラ２０が露光状態となった後、所定のタイミングで照明装置８が照明を開始し（ＬＥＤ点灯）、２０μ秒間だけ点灯する。この照明は、５０μ秒間の露光時間中に行われることとなる。この２０μ秒間の照明により、電子部品に照射された反射光が部品認識カメラ２０内の撮像素子に受光され、十分鮮明な撮像画像が形成される。この場合、一般反射照明用ＬＥＤ１６及び同軸照明用ＬＥＤ２５をストロボ点灯させて、装着ヘッド６に設けられた複数の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に斜め下方から光を照射して、部品認識カメラ２０が撮像することとなる。

また、装着ステップ番号「０００２」の配置番号「１０２」の部品ＩＤが「ＢＢＢ」の電子部品に係る照明パターンは「ＢＧＡ照明」であるので、モード２が選択される。従って、撮像方法がフライ撮像で、このフライ撮像時の最大速度は標準速度より５０％減速する速度で装着ヘッド２（ビーム４Ａ）を移動させ、部品認識カメラ２０の露光時間が例えば１００μ秒間で、照明装置８の点灯時間が例えば４０μ秒間で、吸着ノズル６に吸着保持された電子部品は撮像される（照明点灯は露光時間内になされる。）。この場合、ＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５をストロボ点灯させて、装着ヘッド６に設けられた複数の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に斜め下方から光を照射して、部品認識カメラ２０が撮像することとなる。

モード２のときは、モード１より点灯時間が長くなるが、撮像時の最大速度をモード１より遅くしているので、鮮明な出の撮像画像を得ることができる。

更に、装着ステップ番号「０００３」の配置番号「２０１」の部品ＩＤが「ＣＣＣ」の電子部品に係る照明パターンは「透過照明」であるので、モード３が選択される。従って、撮像方法が停止撮像で、装着ヘッド２（ビーム４Ａ）が部品認識カメラ２０上方で停止した状態で、部品認識カメラ２０の露光時間が例えば１５００μ秒間で、照明装置８の点灯時間が例えば１４００μ秒間で、吸着ノズル６に吸着保持された電子部品は光量が不足することなく、相当の光量で撮像される。この場合、透過照明用ＬＥＤ１７をストロボ点灯させて装置本体９の天面９Ａに開設された各開口部１８を介して複数の前記吸着ノズル５に固定された拡散板（図示せず）に向けて光を照射し、この拡散板を介して上方から光を吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に照射して、部品認識カメラ２０が撮像することとなる。即ち、点灯してから消灯するまでの総光量（積算光量）を十分なものとすることができる。

従来は、反射照明や透過照明等の照明パターンが異なっても点灯時間が定量であるため、特に透過照明の場合に光量が不足して、はっきりとした電子部品の撮像画像が得られないという問題が発生することもあったが（特に、透過照明の設置スペースに限りがあり、ＬＥＤの数量を十分に設置できない場合、反射照明に比較して照度が十分得られず、同一時間での光量が不足することがあった。）、本実施形態によれば照明パターンが異なっても、照明時間を長くして、相当の光量を得ることができて、鮮明な電子部品の撮像画像を得ることにより、吸着ノズル５に保持された電子部品の位置を確実に把握することができる。

また、以上のいずれの前記ＬＥＤをストロボ点灯させる場合においても、前記部品認識カメラ２０の露光が終了すると、撮像された画像は画像入力部４９を介して画像メモリ５０に格納され、画像処理ＣＰＵ４５がこの撮像画像について認識処理し、各電子部品の吸着ノズル５に対する位置が把握され、この位置は画像メモリ５０に格納される。

その後、ＲＡＭ３１に格納された装着データの電子部品の装着座標に前記電子部品の吸着ノズル５に対する位置を加味して、吸着ノズル５が位置ずれを補正しつつ、それぞれ電子部品をプリント基板Ｐ上に装着する。即ち、Ｘ及びＹ方向については各ビーム４に対応するＹ方向リニアモータ４０及びその装着ヘッド６に係るＸ方向リニアモータ４１により、装着角度についてはθ軸モータ４３により、結果として各装着ヘッド６の各吸着ノズル５はＸ・Ｙ方向及び装着角度が補正され、吸着ノズル５が位置ずれを補正しつつ、各電子部品をプリント基板Ｐ上に装着する。このようにして、プリント基板Ｐ上に全ての電子部品の装着をしたら、このプリント基板Ｐを基板位置決め部から基板排出部を介して下流装置に受け渡す。

なお、前述したように、操作系ＣＰＵ３０がＲＡＭ３１に格納されている解像度データに基づいて、高解像度か標準解像度で解像するかを判断し、高解像度であると判断すると、図１１に係るフローチャートに従って処理される。即ち、初めに操作系ＣＰＵ３０が照明装置８による照明に係るモードを選択する。この場合、高解像度で処理するもので、部品ＩＤが「ＡＡＡ」の電子部品にあっては、その照明パターンは「反射照明」であるので、モード４が選択される。従って、撮像方法がフライ撮像で、このフライ撮像時の最大速度は標準速度より３０％減速する速度で装着ヘッド２（ビーム４Ａ）を移動させながら、部品認識カメラ２０の露光時間が例えば７０μ秒間で、照明装置８の点灯時間が例えば３０μ秒間で、吸着ノズル６に吸着保持された電子部品は撮像される。この場合、一般反射照明用ＬＥＤ１６及び同軸照明用ＬＥＤ２５をストロボ点灯させて、装着ヘッド６に設けられた複数の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に斜め下方から光を照射して、部品認識カメラ２０が撮像することとなる。高解像度の場合、レンズ系が標準解像度より暗くなり、照明の明るさが同じであっても、撮像素子に受光される光の強さが小さくなってしまうことがあるが、このような場合でも、点灯時間を長くして、同等の光量が撮像素子に受光されるようにできる。

また、部品ＩＤが「ＢＢＢ」の電子部品にあっては、その照明パターンは「ＢＧＡ照明」であるので、モード５が選択される。従って、撮像方法が撮像方法が停止撮像で、装着ヘッド２（ビーム４Ａ）が部品認識カメラ２０上方で停止した状態で、部品認識カメラ２０の露光時間が例えば１５０μ秒間で、照明装置８の点灯時間が例えば６０μ秒間で、吸着ノズル６に吸着保持された電子部品は撮像される。この場合、ＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５をストロボ点灯させて、装着ヘッド６に設けられた複数の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に斜め下方から光を照射して、部品認識カメラ２０が撮像することとなる。

更に、部品ＩＤが「ＣＣＣ」の電子部品にあっては、その照明パターンは「透過照明」であるので、モード６が選択される。従って、撮像方法が停止撮像で、装着ヘッド２（ビーム４Ａ）が部品認識カメラ２０上方で停止した状態で、部品認識カメラ２０の露光時間が例えば２１００μ秒間で、照明装置８の点灯時間が例えば２０００μ秒間で、吸着ノズル６に吸着保持された電子部品は撮像される。この場合、透過照明用ＬＥＤ１７をストロボ点灯させて装置本体９の天面９Ａに開設された各開口部１８を介して複数の前記吸着ノズル５に固定された拡散板（図示せず）に向けて光を照射し、この拡散板を介して上方から光を吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に照射して、部品認識カメラ２０が撮像することとなる。

以上のように、前記部品認識カメラ２０で撮像された電子部品の画像を高解像度で認識処理する場合は、標準解像度で認識処理したのでは、電子部品の位置を明確に把握できない場合に対処できることとなる。なお、このように、高解像度で解像して認識処理するか、又は標準解像度度で解像するかに係る解像度データを作業管理者が設定して、ＲＡＭ３１に格納する場合に限らず、認識処理できない認識異常が所定の頻度で発生した場合に、自動的に変更するように操作系ＣＰＵ３０が制御するようにしてもよい。

以上のように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。

１電子部品装着装置
３部品供給装置
３Ａフィーダベース
３Ｂ部品供給ユニット
５吸着ノズル
８照明装置
１５ＢＧＡ照明用ＬＥＤ
１６一般反射照明用ＬＥＤ
１７透過照明用ＬＥＤ
２５同軸照明用ＬＥＤ
３０操作系ＣＰＵ
３１ＲＡＭ
３３モニター
３４キーボード

Claims

部品供給装置より供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出し、照明装置からの光を前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品に照射して、この電子部品を部品認識カメラで撮像するようにした電子部品装着装置において、
複数の照明灯のうちのどの照明灯を点灯させるかに係る照明パターン毎に前記部品認識カメラの露光時間及び前記照明装置の照明点灯時間を格納する記憶手段と、
前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品の種類に対応した前記照明パターンに係る照明点灯時間だけ前記照明装置がこの照明パターンで点灯するように制御すると共に前記照明パターンに係る露光時間で前記部品認識カメラが撮像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。
部品供給装置より供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出し、照明装置からの光を前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品に照射して、この電子部品を部品認識カメラで撮像するようにした電子部品装着装置において、
基板へ電子部品を装着する順序毎の装着座標、電子部品の種類に係る装着データを格納する第１記憶手段と、
各電子部品毎に複数の照明灯のうちのどの照明灯を点灯させるかに係る照明パターンを含む電子部品の特徴に係る部品ライブラリデータを格納する第２記憶手段と、
前期照明パターン毎に前記部品認識カメラの露光時間及び前記照明装置の照明点灯時間を格納する第３記憶手段と、
前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品の種類に対応した前記照明パターンに係る照明点灯時間だけ前記照明装置がこの照明パターンで点灯するように制御すると共に前記照明パターンに係る露光時間で前記部品認識カメラが撮像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。
前記装着ヘッドを移動させながら前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を前記部品認識カメラが撮像する照明パターンにあっては、前記部品認識カメラの露光時間及び前記照明装置の照明点灯時間が長くなったとき、前記装着ヘッドの移動のための最大速度を減速するように前記制御手段が制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子部品装着装置。