JP2014220273A

JP2014220273A - 電子部品装着装置

Info

Publication number: JP2014220273A
Application number: JP2013096275A
Authority: JP
Inventors: 国宗駒池; Kunimune Komaike; 貴志吉井; Takashi Yoshii; 修金井; Osamu Kanai
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2013-05-01
Filing date: 2013-05-01
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2033-05-01
Also published as: JP6153376B2

Abstract

【課題】物品保持具により保持された電子部品に拡散光を照射しても、物品保持具に保持された電子部品の透過像を撮像したとき、電子部品の姿勢を正確に判別できる電子部品装着装置の提供。【解決手段】ＬＥＤ１２が点灯すると、このＬＥＤ１２からの光は下方へ導かれ、導光体１３の下面の遮光体としての塗装１５により上方に反射され、この遮光体１４により覆われていない導光体１３の下半部の周側面から３６０度全方向に拡散光が外部へ放射される。この拡散光は装着ヘッド６Ｂに取り付けられた教示部材３１の教示プレート３７の複数のドット４０が碁盤目状に設けられた教示プレート３７に照射し、その透過光は認識カメラ２０の撮像素子２２により撮像され、認識結果に基づいて認識カメラ２０の倍率が教示されることになる。【選択図】図５

Description

本発明は、周縁部に所定間隔を存して複数の部品保持具を備えた装着ヘッドが装着ヘッド体に回転可能に支持され、部品供給装置から前記部品保持具により電子部品を取出して、基板上に装着する電子部品装着装置に関する。

従来は、例えば特許文献１に開示するように、電子部品の吸着動作後、吸着ノズルに電子部品が吸着されているか否かの検出や、吸着姿勢の不良の検出のために装着ヘッドの中央部に設けた発光ユニットと、該発光ユニットとの間に選択された吸着ノズルに吸着保持された電子部品を位置させたときの発光ユニットからの光を受光する複数のレンズ及びカメラを備えた受光ユニットとから成るラインセンサユニットとを設ける技術が開示されている。

また、吸着ノズル等の物品保持具により保持された電子部品に水平方向から平行光を照射して、これを光源から見て前記保持具の裏方に配設された部品保持姿勢認識カメラで撮像して、前述したような姿勢検出を行うことが考えられる。

特開２００３−３３２７９１号公報

しかし、前述したように、物品保持具により保持された電子部品に平行光を照射する構造の場合、コスト高のものになり、実用に適さないという問題が発生する。

このため、平行光ではなく、拡散光を電子部品に照射して電子部品の透過像を撮像した場合、照射される光が完全に平行でなく、僅かに角度を持っていた場合、撮像する電子部品の厚さが大きいと受光ユニットが検出する電子部品の位置（高さ）、即ち、電子部品の下面位置が実施より低く検出され、正確に検出できないという問題が発生する。

そこで本発明は、前記物品保持具により保持された電子部品に拡散光を照射しても、前記物品保持具に保持された電子部品の透過像を撮像して、前記電子部品の姿勢を極力正確に判別できる電子部品装着装置を提供することを目的とする。

このため第１の発明は、周縁部に所定間隔を存して複数の部品保持具を備えた装着ヘッドが装着ヘッド体に回転可能に支持され、部品供給装置から前記部品保持具により電子部品を取出して、基板上に装着する電子部品装着装置であって、前記装着ヘッドに設けられる光源からの光を前記装着ヘッドに備えられた前記部品保持具に保持された電子部品に側面から照射する照明装置と、
前記装着ヘッドに垂直に設けられて表面にマークが設けられた教示プレートを有した教示具と、前記導光体からの光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射して透過像として撮像する部品保持姿勢認識カメラと、前記教示プレートを側面からの透過光で部品保持姿勢認識カメラにより撮像し認識して得た結果に基づいて前記部品姿勢認識カメラが撮像したときの倍率を求めて記憶する制御装置とを備えたことを特徴とする。

第２の発明は、周縁部に所定間隔を存して複数の部品保持具を備えた装着ヘッドが装着ヘッド体に回転可能に支持され、部品供給装置から前記部品保持具により電子部品を取出して、基板上に装着する電子部品装着装置であって、前記装着ヘッドに設けられる光源と、この光源より下方に配設されて前記光源からの光を拡散しながら下方へ導く導光体とを備え、この導光体からの光を前記装着ヘッドに備えられた前記部品保持具に保持された電子部品に照射する照明装置と、前記装着ヘッドに垂直に設けられて表面に縦横の方向に等間隔で複数のマークが設けられた教示プレートを有した教示具と、
前記導光体からの光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射して透過像として撮像する部品保持姿勢認識カメラと、前記教示プレートを部品保持姿勢認識カメラにより撮像し認識して得た前記複数のマークの間隔に基づいて前記部品姿勢認識カメラが撮像したときの倍率を求めて記憶する制御装置とを備えたことを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明において、前記制御装置は、前記教示プレートを部品保持姿勢認識カメラにより撮像し認識して得た前記複数のマークの間隔と予め記憶されている前記複数のマークの間隔とに基づいて前記部品姿勢認識カメラが撮像したときの倍率を求めて記憶することを特徴とする。

第４の発明は、第１発明、第２の発明又は第３の発明において、前記部品保持姿勢認識カメラは、前記導光体により拡散された光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射してテレセントリックレンズを介して略平行光とし透過像として撮像することを特徴とする。

第５の発明は、第１発明、第２の発明、第３の発明又は第４の発明において、前記制御装置は、前記部品保持具に保持され前記部品保持姿勢認識カメラに撮像され、認識された前記電子部品の下面のレベルを前記倍率に基づいて補正することを特徴とする。

本発明は、物品保持具により保持された電子部品に拡散光を照射しても、前記物品保持具に保持された電子部品の透過像を撮像して、前記電子部品の姿勢を極力正確に判別できる電子部品装着装置を提供することでき、コスト高とならず実用的である。

電子部品装着装置の平面図である。電子部品装着装置における装着ヘッドの側面図である。ＬＥＤが発光した状態における装着ヘッドの底面図である。電子部品装着装置における、特に電子部品の撮像及び認識処理に係わる制御ブロック図である。倍率教示等を行うために、教示部材を取り付けたときの電子部装着ヘッドの側面図である。教示部材の正面図である。教示プレートを説明する正面図である。

以下図１に基づいて、基板としてのプリント基板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、本発明の実施の形態を説明する。この電子部品装着装置１には、各プリント基板Ｐの搬送を並列に行なう搬送装置２と、装置本体の手前側と奥側に配設され電子部品を供給する部品供給装置３Ａ、３Ｂと、駆動源により一方向に移動可能（Ｙ方向に往復移動可能）な一対のビーム４Ａ、４Ｂと、前記各ビーム４Ａ、４Ｂに沿った方向に各駆動源により別個に移動可能な装着ヘッド体６とが設けられている。この装着ヘッド体６については、図２に基づいて後述する。

搬送装置２は電子部品装着装置１は供給コンベア２Ａと、プリント基板Ｐを位置決め固定する位置決め部２Ｂと、排出コンベア２Ｃとを備えている。そして、供給コンベア２Ａは上流より受けた各プリント基板Ｐを位置決め部２Ｂに搬送し、この各位置決め部２Ｂで位置決め装置により位置決めされた各基板上に電子部品が装着された後、排出コンベア２Ｃに搬送され、その後下流側装置に搬送される構成である。

そして、部品供給装置３Ａ、３Ｂは搬送装置２の奥側位置と手前側位置に配設され、取付台であるカート台７Ａ、７Ｂのフィーダベース上に部品供給ユニット８を多数並設したものである。各カート台７Ａ、７Ｂは部品供給ユニット８の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前記装置本体に連結具を介して着脱可能に配設され、各カート台７Ａ、７Ｂが正規に装置本体に取り付けられるとカート台７Ａ、７Ｂに搭載された部品供給ユニット８に電源が供給され、また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。

そして、Ｘ方向に長い前後一対のビーム４Ａ、４Ｂは、各リニアモータから構成されるＹ方向移動駆動源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。Ｙ方向移動駆動源は、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、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９Ａとから構成される。

また、ビーム４Ａ、４Ｂにはその長手方向（Ｘ方向）にリニアモータから構成されるＸ方向移動駆動源によりガイドに沿って移動する前記装着ヘッド体６が夫々内側に設けられており、Ｘ方向移動駆動源は各ビーム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装着ヘッド体６に設けられた可動子とから構成される。

従って、各装着ヘッド体６は向き合うように各ビーム４Ａ、４Ｂの内側に設けられ、奥側の装着ヘッド体６は対応する奥側の部品供給装置３Ａの部品供給ユニット８から電子部品の取出し作業を行い、搬送装置２上のプリント基板Ｐに装着することができ、手前側の装着ヘッド体６は対応する手前側の部品供給装置３Ｂから電子部品を取り出して前記プリント基板Ｐに装着することができる。

そして、各装着ヘッド体６はヘッド取付体６Ａと円柱状を呈して平面視円形状の装着ヘッド６Ｂとから構成され、取付け部材６Ｃを介して前記ビーム４Ａ、４Ｂに移動可能に取り付けられる。そして、装着ヘッド６Ｂの周縁部には、部品保持具としての吸着ノズル５が同心円上に所定間隔を存して複数本配設され。この吸着ノズル５は上下軸駆動源により上下動可能であり、θ軸駆動源により回転可能であり、前記部品供給ユニット８から電子部品を取出して、プリント基板Ｐ上に取出した電子部品を装着する。

ここで、部品供給ユニット８は、カート台７Ａ、７Ｂに回転自在に載置した供給リールに巻回した状態で順次繰り出される収納テープに所定間隔で開設した送り孔にその歯が嵌合した送りスプロケットを所定角度回転させて収納テープを電子部品の部品吸着取出位置まで送りモータにより間欠送りするテープ送り機構と、剥離モータの駆動により吸着取出位置の手前でキャリアテープからカバーテープを引き剥がすためのカバーテープ剥離機構とを備え、カバーテープ剥離機構によりカバーテープを剥離してキャリアテープの収納部に装填された電子部品を順次部品吸着取出位置へ供給する。

また、各部品認識カメラ１０は、各装着ヘッド６Ｂに設けられた各吸着ノズル５に吸着保持された電子部品をプリント基板Ｐ上に装着する前に下方から一括して撮像する。

また、３０は、タッチパネルスイッチを備えたモニタであり、作業者がこのモニタ３０のタッチパネルスイッチを押すことで、電子部品装着装置１の運転を開始させたり、後述する教示動作を開始させることができる。

以下、図２乃至図４に基づいて、詳細に説明する。先ず、前述したように、Ｘ方向移動駆動源及びＹ方向移動駆動源によりＸＹ方向に装着ヘッド体６は移動可能であり、前記装着ヘッド６Ｂは前記ヘッド取付体６Ａにサーボモータである駆動モータ１１により回転可能に支持されている。

そして、装着ヘッド６Ｂには照明装置が配設される。即ち、平面視円形状の装着ヘッド６Ｂの下部の中心部には光源であるＬＥＤ１２が下向きに光を照射するように埋設され、このＬＥＤ１２からの光を拡散しながら導く丸棒状の導光体１３が前記ＬＥＤ１２の下方に配設される。なお、前記導光体１３は、例えば透明なアクリル材料の内部に光を拡散するための粒状の拡散体が混入されていて、乳白色を呈しており、より拡散光を外部へ放射するように、表面を粗面としてもよい。

１４は導光体１３の上半部が挿入されてこれを囲むように配設された、例えばアルミニウム製の中空円筒状の遮光体としての遮光ケースで、この遮光ケース１４により前記導光体１３の上半部では光が外部に漏れることが防止され、この遮光ケース１４より下方（下半部）へと導かれることとなる。

また、導光体１３の下面には、遮光体としての白色の塗装１５が施されて拡散光が下方へ漏れないようにし、更にこの塗装１５下面の中央部には黒色の塗装１６が施されている。従って、前記ＬＥＤ１２から放射された光は前記導光体１３により下方へ拡散しながら導かれ、前記遮光ケース１４により覆われていない部分から前記導光体１３外部へ拡散光が放射されることとなる。以上のように、前記照明装置は、前記ＬＥＤ１２、前記導光体１３及び遮光ケース１４等から構成される。前記導光体１３は装着ヘッド６Ｂに固定されているが、図３において、この導光体１３からの拡散光は、周囲３６０度全域に放射され、全ての吸着ノズル５が照射される。

２０は３個並設されたテレセントリックレンズ２１と撮像素子２２とを備えてヘッド取付体６Ａに取付体２３を介して固定される部品保持姿勢認識カメラ（以下、認識カメラという。）で、吸着ノズル５に吸着保持された電子部品Ｄの透過像を撮像する。認識カメラ２０は電子部品Ｄの高さと同じになるようにしてある。詳述すると、吸着ノズル５に吸着保持された電子部品Ｄを撮像する際には、この吸着ノズル５は上下軸駆動源により、図２に示すように上昇して原点位置にあり、導光体１３の下端レベルと吸着ノズル５の下端レベルとが同一の高さレベルにあり、導光体１３からの拡散光が吸着ノズル５に吸着保持された厚さｔを有する電子部品Ｄに照射され、電子部品Ｄの透過光のうちテレセントリックレンズ２１により平行光が選択されて認識カメラ２０に導かれ電子部品の透過像が撮像されることとなる。

更に、詳細に説明すると、テレセントリックレンズ２１により平行光が選択され、撮像素子２２に取り出され、この画像は前記導光体１３が白い背景となる透過像が得られることとなる。従って、電子部品Ｄの透過光のうち、テレセントリックレンズ２１により平行光が選択されて撮像素子２２で露光して画像が取り込まれ、撮像されることとなる。

次に、図４の制御ブロック図に基づいて説明する。

２５は本電子部品装着装置の電子部品の装着に係る動作を統括制御する制御装置、種々の判定をする判定装置、種々の比較をする比較装置、実行装置等してのマイクロコンピュータで、電子部品の装着ステップ番号順（装着順序毎）にプリント基板内でのＸ方向、Ｙ方向及び角度位置から成る装着座標情報や各部品供給ユニットの配置番号情報等から成る装着データ、部品供給ユニットの配置番号毎の部品ＩＤに係る部品配置位置データ、電子部品毎の電子部品のサイズデータ、厚さデータ等から成る部品ライブラリデータ等を格納する記憶部（記憶装置）を備えている。

そして、マイクロコンピュータ２５は記憶部に記憶されたデータに基づき、モータ制御回路２６を介して装着ヘッド６Ｂを回転させる駆動モータ１１や、装着ヘッド体１のＸ方向移動駆動源及びＹ方向移動駆動源、吸着ノズル５の上下軸駆動源及びθ軸駆動源等の駆動を制御する。

２８は高速インターフェース２７を介してマイクロコンピュータ２５に接続される認識制御回路で、認識カメラ２０により前記吸着ノズル５に吸着保持された電子部品Ｄを撮像して得られた画像を受信したり、マイクロコンピュータ２５の指示に基づいて前記画像の認識処理を行ったりする。この認識制御回路２８はモータ制御回路２６からの駆動モータ１１の現在の回転角度位置情報を受けて、ＬＥＤ１２を点灯させるためのトリガー信号を照明駆動回路２９に送信したり、撮像素子２２に撮像を開始させるトリガー信号を送信したり、認識処理した結果を高速インターフェース２７を介して前記マイクロコンピュータ２５に送信したりする。

以上の構成により、以下、電子部品装着装置１を製造した後、工場から出荷するとき、或いは、電子部品装着装置１を設置した後、装着ヘッド６Ｂを交換したとき等に行われる認識カメラ２０についての教示動作について、図５の装着ヘッド６Ｂの側面図等を用いて説明する。なお、図５において、図２に示した装着ヘッドＢと同様の機構のものには、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。

先ず、例えば作業者が吸着ノズル５の代わりに教示部材３１を装着ヘッド６Ｂのノズルが取けられていなく空いている位置に手作業で、後述する教示プレート３７の教示面３８が認識カメラ２０を向き、装着ヘッド６Ｂの回転中心と認識カメラ２０の中心とを結ぶ直線状と略直角になるように教示部材３１は位置決め規制されて取り付けられる。このように、教示部材３１を取り付けるとその取付角度が固定される。そして、教示部材３１を取り付けた位置（例えば、装着ヘッドでのノズル位置番号）をモニタ３０のタッチパネルスイッチを押して入力する。

なお、作業者が教示部材３１を手動で装着ヘッドに取り付けるのでなく、電子部品装着装置１に設けられている図示しないノズルストッカに教示部材３１を収納しておき、作業者によるモニタ３０のタッチパネルスイッチを押圧して教示部材３１の取り付け動作を指示することにより、装着ヘッド６Ｂが自動的にノズルストッカの上方に移動し、下降して教示部材３１を保持し、装着ヘッド６Ｂに教示部材３１が取り付けられる。そして、装着ヘッド６Ｂが上昇し、元の待機位置へ戻るようにしてもよい。この場合も、手動で装着ヘッドに取り付ける場合と同様に、教示部材３１は、位置決め規制されて取り付けられ、教示部材３１を取り付けるとその取付角度が固定される。また、装着ヘッド６に教示部材３１を保持した際に、後述する教示プレート３７の教示面３８が認識カメラ２０を向くように、ノズルストッカに教示部材３１をその向きを考慮して収納する。

図６は、教示部材の正面図であり、以下、図６に基づいて教示部材３１について説明する。

３２は複数のスリット３２Ａが形成され教示部材３１を装着ヘッド６Ａに着脱するための上部係止部、３３は円柱状の本体、３４は下部に水平に形成され教示部材３１を図示しない吸着ノズル等の保持部材用ストッカに収納するときの支持部になるフランジ、３５はノズル本体３３の垂直軸３６より偏心した位置でフランジ３４の下面から下方に垂直に延びた取付け板、３７は取付け板３５の垂直軸３６側の面に取り付けられた垂直な教示プレートである。取付け板３５には、正方形の開口３５Ａが形成されている。教示プレート３７は、例えば透明なガラス製で、縦横の寸法が開口３５より大きい正方形であり、開口３５Ａの周囲のロの字状の枠３５Ｂの表面に取り付けられている。また、垂直の表面である教示面３８（図５に記載した教示プレート３７の右側の面であり、この面が本体３３の図５での左右方向の中心位置となる。本体３３は通常の吸着ノズル５の軸部分と上記中心位置が同一である。）には、円形であり直径ｄの複数の黒色のマークであるドット４０が等間隔Ｐに縦横碁盤目状に印刷、或いは蒸着されている。なお、間隔Ｐは隣り合った各ドット４０が確実に認識されるように、例えば直径ｄの２倍以上に設定されている。なお、図６では着色していないが、上部係止部３２、本体３３、フランジ３４、取付け板３５の表面は黒色である。

以下、認識カメラ２０についての倍率教示について説明する。

作業者がモニタ３０のタッチパネルスイッチに設けられた倍率教示スイッチ部を押すと、先ず、マイクロコンピュータ２５の制御に基づいて駆動モータ１１が運転し、装着ヘッド６Ｂがθ軸駆動源により回転する。教示部材３１が予め定められた所定角度回転し、導光体１３と認識カメラ２０との間に到達すると、駆動モータ１１が停止し、装着ヘッド６Ｂの回転は停止する。この状態で、認識制御回路２８はＬＥＤ１２を点灯させるためのトリガー信号を照明駆動回路２９に送信して点灯させる。

また、認識制御回路２８は、撮像素子２２に撮像を開始させるトリガー信号を送信し、認識カメラ２０により教示部材３１の教示プレート３７の教示面３８を撮像する。そして、撮像後は、前記ＬＥＤ１２を消灯するように、照明駆動回路２９は制御する。また、撮像素子２２が撮像した教示面３８の画像を認識制御回路２８が受け取り、取込んだ画像の認識処理を認識制御回路２８が行い、この認識処理した結果は、高速インターフェース２７を介してマイクロコンピュータ２５に送信される。

マイクロコンピュータ２５は、認識処理された教示面３８の画像に基づいて教示プレート３７、即ち、教示面３８の中心４１の位置を求める。このとき、中心４１は、認識された教示面３８の左右の辺４５、４６と下辺４７とから求められる。ここで、中心４１の水平方向の位置は、左右の辺４５、４６の中央として求められ、また、中心４１の垂直方向の中心位置は、枠３５の左右の辺４５、４６及び下辺４７から求められる。なお、中心４１の垂直方向の中心位置の下辺４７の位置からの寸法が予め設定され、マイクロコンピュータ２５に記憶されており、撮像された教示面３８の中心４１での垂直方向の中心位置を、認識された下辺４７の位置から記憶されている寸法分上方の位置としてもよい。また、枠３５の開口３５Ａの左右の辺及び下辺を認識カメラ２０により撮像し、中心４１を求めてもよい。

そして、求められた中心４１での水平方向（図７でのＸ方向の座標での中心）の位置（以下、水平中心という。）と、認識カメラ２０の中心位置（図５での破線４２で示した位置であり、撮像画面の中心位置に相当）とを比較し、一致している場合、或いは、水平中心４１の位置と認識カメラ２０の中心位置とのずれ量（以下、説明を分かり易くするために、ずれ量はＬとする。）が予め設定されている許容角度である閾値内に収まっている場合には、次に、教示面３８の全面に亘り、撮像画面２２上での各ドット４０の間隔（例えば、ピクセル単位）を検出する。なお、閾値を定めるのは、ずれ量Ｌが大きいと、各ドット４０の間隔が小さく撮像され、後述するカメラ倍率を正確に求めることができないためである。従って、閾値は、各ドット４０の撮像された各ドット４０の間隔と実際の間隔との差が僅かであり、カメラ倍率の算出に無視できるような値に定められている。そして、マイクロコンピュータ２５は、求めた複数の間隔の値から平均間隔を求める。

次に、マイクロコンピュータ２５は、格納されていた正規のドット４０の間隔（例えば、単位はミクロン）を平均間隔（例えばピクセルの単位）で割り。認識カメラ２０の撮像時の倍率（ミクロン／ピクセル）（以下、カメラ倍率という。）を算出する。算出されたカメラ倍率は、マイクロコンピュータ２５の記憶部に記憶され、認識カメラ２０の倍率教示が終了する。

また、マイクロコンピュータ２５は、教示面３８の全面に亘り求めた各ドット４０間のそれぞれの間隔の値の平均値と各間隔との差に基づいて、認識カメラ２０での撮像素子２２に写る画像の歪を求め、この歪を記憶部に記憶する。

また、認識処理された教示面３８の画像に基づいて求められた水平中心４１の位置と認識カメラ２０の中心位置とを比較したとき、一致していなく、ずれていて、ずれ量Ｌが予め設定されている閾値内に収まっていない場合には、マイクロコンピュータ２５は、ずれている方向と反対方向に同じずれ量Ｌ分、装着ヘッド６Ａが回転するようにモータ制御回路２６を介してモータ１１を制御する。従って、装着ヘッド６Ａは、ずれていた方向とは反対方向にずれ量Ｌに相当する補正角度回転し、回転終了後、再びマイクロコンピュータ２５は、撮像素子２２に撮像を開始させるトリガー信号を送信し、また、ＬＥＤ１２を点灯させ、認識カメラ２０は教示部材３１の教示プレート３７の教示面３８を撮像する。そして、撮像後は、前記ＬＥＤ１２を消灯するように、照明駆動回路２９は制御する。

上述した１回目の認識処理時と同様に、撮像素子２２が撮像した教示面３８の画像を認識制御回路２８が受け取り、取込んだ画像の認識処理を認識制御回路２８が行い、この認認識処理した結果は、高速インターフェース２７を介してマイクロコンピュータ２５に送信される。マイクロコンピュータ２５は、認識処理された教示面３８の画像に基づいて求められた水平中心４１の位置と認識カメラ２０の中心位置とを比較し、それぞれの位置のずれ量Ｌを求める。そして、マイクロコンピュータ２５は、新たなずれ量Ｌが閾値内であれば、装着ヘッド６Ａの回転動作は終了する。そして、このとき撮像した各ドット４０の間隔のデータに基づいて認識カメラ２０の倍率教示が上述したように行われる。

なお、新たなずれ量Ｌが閾値内に収まっていない場合には、ずれていた方向ことは反対方向に新たなずれ量Ｌ分に相当する角度回転し、回転終了後、再び、認識カメラ２０は教示部材３１の教示プレート３７の教示面３８を撮像する。そして、得られたずれ量Ｌが閾値内であれば、装着ヘッド６Ａの回転動作は終了し、上述したように認識カメラ２０の倍率が算出され、倍率教示が上述したように行われる。

なお、上述したようにずれ量Ｌを補正するために、ずれ量Ｌに基づいて複数回装着ヘッド６Ａを複数回反対方向に回転させても新たなずれ量が閾値内に収まらないときは、倍率教示の動作を停止し、モニタ３０に倍率教示のエラーを表示するなどして作業者に知らせるようにしてもよい。

従って、教示部材３１を装着ヘッド６Ａに取り付けたとき、教示面３８が正確に認識カメラ２０に向いていない場合でも、即ち。教示面３８の水平中心４１の位置と認識カメラ２０の中心位置とが一致していなく、ずれ量Ｌが予め設定されている閾値内に収まっていない場合にも、認識カメラ２０による撮像時のカメラ倍率を極力正確に求めることができる。

以下、電子部品の装着動作について説明する。

作業者がモニタ３０のタッチパネルスイッチの運転開始スイッチ部を押すと、プリント基板Ｐを上流側装置より電子部品装着装置１の位置決め部２Ｂに搬入し、位置決め機構により位置決め動作を開始する。

そして、前記マイクロコンピュータ２５は前記記憶部に格納された当該プリント基板Ｐの装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び配置番号等が指定された装着データ等に従い、電子部品装着装置の各装着ヘッド体６の吸着ノズル５が装着すべき電子部品を各部品供給ユニット８から吸着して取出すように制御する。具体的には、前記Ｘ方向移動駆動源及び前記Ｙ方向移動駆動源によりＸＹ方向に移動させて前記装着ヘッド体６を移動させ、前記駆動モータ１１により前記装着ヘッド６Ｂを図３における反時計方向に回転させて、前記各吸着ノズル５の前記上下軸駆動源及び前記θ軸駆動源を駆動させて、図２における白抜きの矢印の位置において、前記各部品供給ユニット８から各吸着ノズル５がそれぞれ電子部品を取出す。この場合、前記吸着ノズル５が下降して部品供給ユニット８から電子部品を取出した後は、上昇する。この場合、記憶部に格納された部品ライブラリデータを構成する厚さデータに基づいて、前記吸着ノズル５の下端レベルは前記上下軸駆動源により前記導光体１３の下端レベルと同一の高さレベルになるように、前記マイクロコンピュータ２５により制御される。

そして、前記マイクロコンピュータ２５は、前記駆動モータ１１により前記装着ヘッド６Ｂを撮像位置まで回転させるように制御する。即ち、前記駆動モータ１１により装着ヘッド６Ｂが回転（旋回）すると、この装着ヘッド６Ｂに設けられた照明装置及び各吸着ノズル５が一緒に回転しながら移動して、撮像位置である照明装置と認識カメラ２０とを結ぶ線上に、前述したように部品供給ユニット８から取出した撮像したい電子部品Ｄを吸着保持している吸着ノズル５が位置することなる。

この場合、駆動モータ１１の回転に伴い、所定角度回転するとモータ制御回路２６から回転角度位置情報を認識制御回路２８が受けて、この認識制御回路２８は前記ＬＥＤ１２を点灯させるためのトリガー信号を照明駆動回路２９に送信して点灯させる。

また、認識制御回路２８は、撮像素子２２に撮像を開始させるトリガー信号を送信して所謂フライ認識のために、撮像位置である照明装置と認識カメラ２０とを結ぶ線上を移動しながら通過する際に、前記吸着ノズル５が吸着保持している電子部品Ｄを撮像する。そして、この撮像後は、前記ＬＥＤ１２を消灯するように、照明駆動回路２９は制御する。

この場合、ＬＥＤ１２が点灯すると、このＬＥＤ１２からの光は遮光体１４により導光体１３が拡散しながら下方へ導かれることなる。即ち、導光体１３により拡散された光は遮光体１４により反射されながら、下方へ導かれ、前記導光体１３の下面の遮光体としての前記塗装１５により上方に反射され、結果としてこの遮光体１４により覆われていない前記導光体１３の下半部の周側面から３６０度全方向に拡散光が外部へ放射される。

そして、この拡散光は前記吸着ノズル５が吸着保持している電子部品Ｄに照射し、その透過光は３個のテレセントリックレンズ２１により平行光が選択され、撮像素子２２により撮像されることとなる。

そして、マイクロコンピュータ２５の指示に基づいて撮像素子２２が撮像した画像を認識制御回路２８が受け取って、取込んだ画像の認識処理を認識制御回路２８が行い、この認識処理した結果が高速インターフェース２７を介してマイクロコンピュータ２５に送信される。

マイクロコンピュータ２５は認識処理した結果である電子部品Ｄの下面レベルを、カメラ倍率を用いて補正する。即ち、認識処理して得られた電子部品Ｄの下面レベルの値（画像素子２２での原点、例えば画像素子２２の上縁からの距離に相当し、単位は例えば検出値の単位であるピクセルの値である。）にカメラ倍率（ミクロン／ピクセル）を掛けることにより、下面レベルは補正され、正確な下面レベルを得ることができる。そして、得られた下面レベルに基づいて、正規の姿勢で保持しているか否かの判別を行うので、一層確実に判別を行うことができる。

この判別に際しては、マイクロコンピュータ１５が電子部品Ｄの下面レベルが所定の範囲内に入っているか否かを基準として行うことになる。なお、電子部品Ｄを吸着保持した前記吸着ノズル５が移動しながら、この電子部品Ｄは撮像されるために、この撮像された画像は、ブレたものとなるが、電子部品Ｄの下面レベルは明確なものであるから、正規の姿勢でない、例えば裏面吸着や、所謂立ち吸着している場合でも、認識処理すると、確実に正規の姿勢で保持しているか否かの前記マイクロコンピュータ２５による判別には問題が起こらない。また、前記吸着ノズル５に電子部品Ｄが吸着されているか否かの判別も、確実に行える。

なお、より明るい照明を瞬時にストロボ点灯させて、静止した画像を撮像するようにしてもよい。

また、正規の姿勢でないと判別した場合には、例えば廃棄回収して、再度部品供給ユニット８から当該電子部品を取出すように、前記マイクロコンピュータ２５は制御する。正規の姿勢であると判別した場合には、前記装着ヘッド体６をＸＹ方向に移動させて、前記吸着ノズル５に吸着保持された電子部品を部品認識カメラ１０の上方に移動させて、吸着部品の撮像及びその画像取込を実行し、前記認識制御回路２８により電子部品の位置認識処理をする。次に、プリント基板に付された位置決めマークを基板認識カメラが撮像し、前記認識制御回路２８によりプリント基板の位置認識処理をする。そして、これらの認識処理結果に基づき、前記マイクロコンピュータ２５は前記装着ヘッド体１のＸ方向移動駆動源及びＹ方向移動駆動源、前記吸着ノズル５のθ軸駆動源を制御してＸＹθ補正して、電子部品を前記位置決め部２Ｂにあるプリント基板Ｐ上に装着する。

以上のように本発明は、前記吸着ノズル５により保持された電子部品に拡散光を照射しても、平行光として前記吸着ノズルに保持された電子部品の透過像を撮像して、前記電子部品の姿勢を判別できる電子部品装着装置を提供することでき、コスト高とならず実用的である。

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。

６装着ヘッド体
６Ｂ装着ヘッド
１２ＬＥＤ
１３導光体
１４遮光体
２０部品保持姿勢認識カメラ
２１テレセントリックレンズ
２２撮像素子
３１教示部材（教示具）
３７教示プレート
４０ドット（マーク）

Claims

周縁部に所定間隔を存して複数の部品保持具を備えた装着ヘッドが装着ヘッド体に回転可能に支持され、部品供給装置から前記部品保持具により電子部品を取出して、基板上に装着する電子部品装着装置であって、
前記装着ヘッドに設けられる光源からの光を前記装着ヘッドに備えられた前記部品保持具に保持された電子部品に側面から照射する照明装置と、
前記装着ヘッドに垂直に設けられて表面にマークが設けられた教示プレートを有した教示具と、
前記導光体からの光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射して透過像として撮像する部品保持姿勢認識カメラと、
前記教示プレートを側面からの透過光で部品保持姿勢認識カメラにより撮像し認識して得た結果に基づいて前記部品姿勢認識カメラが撮像したときの倍率を求めて記憶する制御装置とを
備えたことを特徴とする電子部品装着装置。
周縁部に所定間隔を存して複数の部品保持具を備えた装着ヘッドが装着ヘッド体に回転可能に支持され、部品供給装置から前記部品保持具により電子部品を取出して、基板上に装着する電子部品装着装置であって、
前記装着ヘッドに設けられる光源と、この光源より下方に配設されて前記光源からの光を拡散しながら下方へ導く導光体とを備え、この導光体からの光を前記装着ヘッドに備えられた前記部品保持具に保持された電子部品に照射する照明装置と、
前記装着ヘッドに垂直に設けられて表面に縦横の方向に等間隔で複数のマークが設けられた教示プレートを有した教示具と、
前記導光体からの光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射して透過像として撮像する部品保持姿勢認識カメラと、
前記教示プレートを部品保持姿勢認識カメラにより撮像し認識して得た前記複数のマークの間隔に基づいて前記部品姿勢認識カメラが撮像したときの倍率を求めて記憶する制御装置とを
備えたことを特徴とする電子部品装着装置。
前記制御装置は、前記教示プレートを部品保持姿勢認識カメラにより撮像し認識して得た前記複数のマークの間隔と予め記憶されている前記複数のマークの間隔とに基づいて前記部品姿勢認識カメラが撮像したときの倍率を求めて記憶することを特徴とする請求項２に記載の電子部品装着装置。
前記部品保持姿勢認識カメラは、前記導光体により拡散された光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射してテレセントリックレンズを介して略平行光とし透過像として撮像することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の電子部品装着装置。
前記制御装置は、前記部品保持具に保持され前記部品保持姿勢認識カメラに撮像され、認識された前記電子部品の下面のレベルを前記倍率に基づいて補正することを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の電子部品装着装置。