JP2016025172A

JP2016025172A - 部品実装機

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Publication number: JP2016025172A
Application number: JP2014147351A
Authority: JP
Inventors: 寛之半戸; Hiroyuki Hanto; 清水　浩二; Koji Shimizu; 浩二清水
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2034-07-18
Also published as: JP6433702B2

Abstract

【課題】エラー停止時やフィーダセット時に、作業者が表示装置に表示された画像を見ることで、部品吸着位置の部品の有無、吸着ノズルに対する部品の位置ずれ量、部品の品種又は吸着ノズルの種類等を容易に確認できるようにする。【解決手段】部品実装機が何らかの異常で停止した時（エラー停止時）や作業者が部品実装機にフィーダ２３をセットした時（フィーダセット時）に、マークカメラ３６でフィーダ２３の部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像を表示装置３４に表示すると共に、部品吸着動作時の吸着ノズル２６の中心の位置を示すノズル中心マーク又は吸着ノズル２６の吸着部の形状を上記画像に重ねて表示する。また、生産プログラム（生産ジョブ）で指定された部品の形状を上記画像に重ねて表示するようにしても良い。【選択図】図４

Description

本発明は、吸着ノズルで部品を吸着する部品吸着位置をカメラの視野に収めて撮像し、その画像を表示装置に表示する機能を備えた部品実装機に関する発明である。

特許文献１（特許第４８０２７５１号公報）に記載された部品実装機では、吸着ノズルに吸着した部品を画像認識する際に、吸着ノズルに部品が吸着されていないこと（部品吸着ミス）が判明した時に、カメラを部品吸着位置の上方へ移動させて該部品吸着位置をカメラの視野に収めて撮像し、その画像を処理して該部品吸着位置に部品が残っているか否かを判定し、該部品吸着位置に部品が残っていない場合にフィーダの部品切れと判定するようにしている。

特許第４８０２７５１号公報

上記特許文献１の技術では、部品吸着位置を画像認識することでフィーダの部品切れを検出できるが、部品吸着ミスの原因は、フィーダの部品切れだけではなく、部品吸着位置に対する部品の位置ずれによって部品吸着ミスが発生することもある。また、生産プログラム（生産ジョブ）の指定と異なる部品のフィーダを作業者が間違って部品実装機にセットしてしまったり、或は、生産プログラムの指定部品のデータを作業者が間違って入力して部品吸着ミスが発生することもある。また、部品実装機が何らかの異常で停止（エラー停止）する原因は、部品吸着ミスだけではなく、画像処理エラーが発生して部品実装機がエラー停止することもある。

しかし、上記特許文献１の技術では、フィーダの部品切れを検出できるだけであるため、エラー停止が発生した時に、部品切れ以外のエラー停止の原因を解明できない。

また、作業者が部品実装機にフィーダをセットする時に、(1) 先頭の部品の位置が本来の部品吸着位置から位置ずれしていたり、(2) 生産プログラムの指定と異なる部品のフィーダを間違って部品実装機にセットしたり、(3) 生産プログラムの指定部品のデータを作業者が間違って入力したり、(4) フィーダにより供給される部品の吸着に適さない吸着ノズルが間違って取り付けられていた場合等には、部品吸着ミスが発生して部品実装機がエラー停止する可能性があるため、セットしたフィーダに対して部品吸着動作を行う前に、上記(1) 〜(4) 等の不具合の有無を事前に確認できれば、上記(1) 〜(4) 等の不具合が確認された場合には、作業者がその不具合を解消する作業を行ってから部品吸着動作を行うことで、部品実装機のエラー停止（部品吸着ミス）の発生頻度を減少させることが可能である。しかし、従来技術では、上記(1) 〜(4) 等の不具合の有無を事前に確認することなく、セットしたフィーダに対して部品吸着動作を行うようにしているため、上記(1) 〜(4) 等の不具合による部品実装機のエラー停止の発生頻度が増加して部品実装機の稼働率が低下するという欠点があった。

本発明は、これらの課題の少なくとも１つを解決することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、フィーダにより供給される部品を吸着ノズルで吸着して回路基板に実装する部品実装機において、前記吸着ノズルで部品を吸着する部品吸着位置を視野に収めて撮像するカメラと、前記カメラで撮像した画像を表示する表示装置と、該部品実装機が何らかの異常で停止した時（以下「エラー停止時」という）及び／又は該部品実装機に前記フィーダをセットした時（以下「フィーダセット時」という）に前記カメラで前記部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像を前記表示装置に表示すると共に部品吸着動作時の前記吸着ノズルの中心の位置を示すマーク又は該吸着ノズルの吸着部の形状を前記画像に重ねて表示する制御手段とを備えた構成としたものである。

この構成では、エラー停止時及び／又はフィーダセット時に、カメラで部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像を表示装置に表示すると共に、部品吸着動作時の吸着ノズルの中心の位置を示すマーク又は該吸着ノズルの吸着部の形状を前記画像に重ねて表示するようにしたので、エラー停止時及び／又はフィーダセット時に、作業者が表示装置に表示された画像を見ることで、部品吸着位置の部品の有無、吸着ノズルに対する部品の位置ずれ量、部品の品種又は吸着ノズルの種類（吸着部の形状）等を容易に確認することができる。これにより、エラー停止時には、作業者がエラー停止の原因を容易に特定することができ、また、フィーダセット時には、先頭の部品の位置ずれ、フィーダ（部品供給テープのリール）の付け間違い、吸着ノズルの付け間違い等によりエラー停止（部品吸着ミス等）が発生する可能性があるか否かを作業者が容易に判断することができ、エラー停止（部品吸着ミス等）が発生する可能性があると判断した場合は、エラー停止（部品吸着ミス等）につながる不具合を解消する作業を行ってから部品吸着動作を行うことで、部品実装機のエラー停止（部品吸着ミス等）の発生頻度を減少させることができる。

更に、請求項２，５のように、表示装置に表示する画像に生産プログラム（生産ジョブ）で指定された部品の形状を重ねて表示するようにしても良い。このようにすれば、エラー停止時及び／又はフィーダセット時に、作業者が表示装置に表示された画像を見ることで、部品吸着位置の部品が生産プログラムで指定された部品であるか否かを容易に確認することができる。

本発明は、吸着ノズルの中心の位置を示すマーク又は該吸着ノズルの吸着部の形状を画面に重ねて表示する位置は、部品吸着位置の理論値（固有のオフセット補正値込み）であっても良いが、請求項３のように、吸着ノズルの中心の位置を示すマーク又は該吸着ノズルの吸着部の形状を、部品吸着位置の理論値を実機（実際の部品実装機）のばらつきに応じたオフセット補正値で補正した位置に表示するようにすると良い。部品吸着位置の理論値に対して実機のばらつき（熱膨張等の動的に変化するオフセット）があるため、部品吸着位置の理論値を実機のばらつきに応じたオフセット補正値で補正した位置に吸着ノズルの中心の位置を示すマーク又は該吸着ノズルの吸着部の形状を表示すれば、実機のばらつきがあっても、部品吸着ミス時に実際に吸着ノズルで部品を吸着した位置又はフィーダセット後に吸着ノズルで部品を吸着する位置を正確に確認することができる。

本発明は、既存の部品実装機に部品吸着位置を撮像する専用のカメラを設けた構成としても良いが、請求項４のように、吸着ノズルを保持する装着ヘッドと一体的に移動して回路基板の基準位置マークを撮像するマーク撮像用のカメラを用いて部品吸着位置を撮像すると良い。このようにすれば、専用のカメラを設ける必要がなく、既存の部品実装機に対してもソフトウエアの追加のみで本発明を低コストで実施することができる。

図１は本発明の実施例１の部品実装機を示す側面図である。図２は実施例１の部品実装機の制御系の構成を示すブロック図である。図３は実施例１の部品吸着位置撮像プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。図４は実施例１のマークカメラで撮像した画像に吸着ノズルの中心の位置を示すノズル中心マークを重ねて表示した一例を示す図である。図５は実施例２のマークカメラで撮像した画像に吸着ノズルの吸着部の形状を重ねて表示した一例を示す図である。図６は実施例３のマークカメラで撮像した画像に吸着ノズルの吸着部の形状と生産プログラムで指定した部品の形状を重ねて表示した一例を示す図である。図７は実施例４のマークカメラで撮像した画像に生産プログラムで指定した部品の形状を重ねて表示した一例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて部品実装機の構成を説明する。

部品実装機のベース台１１上には、回路基板１２を搬送するコンベア１３が設けられている（以下、このコンベア１３による回路基板１２の搬送方向をＸ方向とする）。このコンベア１３を構成する２本のコンベアレール１３ａ，１３ｂとコンベアベルト１４ａ，１４ｂを支持する支持部材１５ａ，１５ｂのうち、一方の支持部材１５ａを、一定位置に固定し、その反対側の支持部材１５ｂのＹ方向位置を送りねじ機構（図示せず）等によってガイドレール１６に沿って調整することで、コンベア１３の幅（コンベアレール１３ａ，１３ｂの間隔）を回路基板１２の幅に合わせて調整できるようになっている。また、ベース台１１上のコンベア１３の側方には、フィーダセット台２２が設けられ、このフィーダセット台２２に複数のフィーダ２３がＹ方向に着脱可能にセットされている。各フィーダ２３には、多数の部品を等ピッチで収容した部品供給テープが巻回されたリール２０がセットされ、該リール２０から引き出された部品供給テープの先頭の部品が部品吸着位置（吸着ノズル２６で部品を吸着する位置）に位置するようにセットされる。

この部品実装機には、装着ヘッド２４を水平方向（ＸＹ方向）及び上下方向（Ｚ方向）に移動させるヘッド移動装置２５（図２参照）が設けられている。装着ヘッド２４には、フィーダ２３により部品吸着位置に送られた部品を吸着する吸着ノズル２６が下向きに保持されている。また、部品実装機には、装着ヘッド２４と一体的に移動して回路基板１２の基準位置マークをその上方から撮像するマークカメラ３６（マーク撮像用のカメラ）と、吸着ノズル２６に吸着した部品をその下方から撮像するパーツカメラ３５（図２参照）とが設けられている。

図２に示すように、部品実装機の制御装置３１には、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置３２と、後述する図３の部品吸着位置撮像プログラムや画像データ等を記憶するハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置３３（記憶手段）と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置３４等が接続されている。

この部品実装機の制御装置３１は、後述する図３の部品吸着位置撮像プログラムを実行することで、特許請求の範囲でいう制御手段として機能し、部品実装機が部品吸着ミス、画像処理エラー等の何らかの異常で停止した時（以下「エラー停止時」という）及び作業者が部品実装機のフィーダセット台２２にフィーダ２３をセットした時（以下「フィーダセット時」という）に、図４に示すように、マークカメラ３６でフィーダ２３の部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像を表示装置３４の画面に表示すると共に、部品吸着動作時の吸着ノズル２６の中心の位置を示すノズル中心マークを上記画像に重ねて表示する。ここで、ノズル中心マークは、例えば、「＋」、「×」、「＊」等、目視で中心の位置が分かるマークを使用すれば良い。

以下、部品実装機の制御装置３１が実行する図３の部品吸着位置撮像プログラムの処理内容を説明する。図３の部品吸着位置撮像プログラムは、部品実装機の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、フィーダセット時であるか否かを判定し、フィーダセット時と判定されれば、ステップ１０３に進み、セットされたフィーダ２３の部品吸着位置の上方へマークカメラ３６を移動させて、次のステップ１０４で、マークカメラ３６で部品吸着位置を視野に収めて撮像し、続くステップ１０５で、撮像した画像を表示装置３４の画面に表示すると共に、部品吸着動作時の吸着ノズル２６の中心の位置を示すノズル中心マークを上記画像に重ねて表示する。この際、ノズル中心マークを表示する位置は、部品吸着位置の理論値（固有のオフセット補正値込み）であっても良いが、本実施例１では、部品吸着位置の理論値を実機（実際の部品実装機）のばらつきに応じたオフセット補正値で補正した位置にノズル中心マークを表示するようにしている。要するに、部品吸着位置の理論値に対して実機のばらつき（熱膨張等の動的に変化するオフセット）があるため、部品吸着位置の理論値を実機のばらつきに応じたオフセット補正値で補正した位置にノズル中心マークを表示すれば、実機のばらつきがあっても、フィーダセット後に吸着ノズル２６で部品を吸着する位置を正確に確認することができる。

一方、上記ステップ１０１で、フィーダセット時ではないと判定されれば、ステップ１０２に進み、エラー停止時であるか否かを判定し、エラー停止時ではないと判定されれば、そのまま本プログラムを終了するが、エラー停止時と判定されれば、フィーダセット時と同様に、ステップ１０３〜１０５の処理を実行し、マークカメラ３６をエラー停止の原因となったフィーダ２３の部品吸着位置の上方へ移動させて、マークカメラ３６で部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像を表示装置３４の画面に表示すると共に、その画像にノズル中心マークを重ねて表示する。

以上説明した本実施例１によれば、エラー停止時やフィーダセット時に、マークカメラ３６をフィーダ２３の部品吸着位置の上方へ移動させて、マークカメラ３６で部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像を表示装置３４の画面に表示すると共に、その画像にノズル中心マークを重ねて表示するようにしたので、エラー停止時やフィーダセット時に、作業者が表示装置３４に表示された画像を見ることで、部品吸着位置の部品の有無、吸着ノズル２６に対する部品の位置ずれ量、部品の品種等を容易に確認することができる。これにより、エラー停止時には、作業者がエラー停止の原因を容易に特定することができ、また、フィーダセット時には、先頭の部品の位置ずれ、フィーダ２３（リール２０）の付け間違い等によりエラー停止（部品吸着ミス等）が発生する可能性があるか否かを作業者が容易に判断することができ、エラー停止（部品吸着ミス等）が発生する可能性があると判断した場合は、エラー停止（部品吸着ミス等）につながる不具合を解消する作業を行ってから部品吸着動作を行うことで、部品実装機のエラー停止（部品吸着ミス等）の発生頻度を減少させることができる。例えば、エラー停止（部品吸着ミス等）につながる不具合が部品の位置ずれである場合は、その部品の位置ずれ量に応じてフィーダ２３をインチング動作（微少量ずつテープ送り動作）させて、部品の位置ずれを解消すれば良い。

尚、本発明は、既存の部品実装機に部品吸着位置を撮像する専用のカメラを設けた構成としても良いが、本実施例１では、吸着ノズル２６を保持する装着ヘッド２４と一体的に移動して回路基板１２の基準位置マークを撮像するマークカメラ３６を用いて部品吸着位置を撮像するようにしたので、専用のカメラを設ける必要がなく、既存の部品実装機に対してもソフトウエアの追加のみで本発明を低コストで実施できる利点がある。

また、本実施例１では、エラー停止時及びフィーダセット時に、それぞれマークカメラ３６で部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像にノズル中心マークを重ねて表示するようにしたが、エラー停止時とフィーダセット時のどちらか一方のみに、マークカメラ３６で部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像にノズル中心マークを重ねて表示するようにしても良い。

上記実施例１では、エラー停止時及び／又はフィーダセット時に、マークカメラ３６で部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像にノズル中心マークを重ねて表示するようにしたが、図５に示す本発明の実施例２では、エラー停止時及び／又はフィーダセット時に、マークカメラ３６で部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像を表示装置３４の画面に表示すると共に、その画像に吸着ノズル２６の吸着部の形状（以下「ノズル形状」という）を重ねて表示するようにしている。ここで、ノズル形状を表示する位置は、部品吸着位置の理論値（固有のオフセット補正値込み）であっても良いが、本実施例２では、部品吸着位置の理論値を実機のばらつきに応じたオフセット補正値で補正した位置にノズル形状を表示するようにしている。このようにすれば、実機のばらつきがあっても、部品吸着ミス時やフィーダセット時に、実際に吸着ノズル２６で部品を吸着した位置（吸着する位置）を正確に確認することができる。その他の事項は、前記実施例１と同じである。

本実施例２では、エラー停止時及び／又はフィーダセット時に、マークカメラ３６で部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像にノズル形状を重ねて表示するようにしたので、エラー停止時及び／又はフィーダセット時に、部品吸着位置の部品の有無、吸着ノズル２６に対する部品の位置ずれ量、部品の品種に加え、吸着ノズル２６の種類（吸着部の形状）等を容易に確認することができる。これにより、エラー停止時には、作業者がエラー停止の原因を容易に特定することができ、また、フィーダセット時には、先頭の部品の位置ずれ、フィーダ２３（部品供給テープのリール２０）の付け間違い、吸着ノズル２６の付け間違い等によりエラー停止（部品吸着ミス等）が発生する可能性があるか否かを作業者が容易に判断することができ、エラー停止（部品吸着ミス等）が発生する可能性があると判断した場合は、エラー停止（部品吸着ミス等）につながる不具合を解消する作業を行ってから部品吸着動作を行うことで、部品実装機のエラー停止（部品吸着ミス等）の発生頻度を減少させることができる。

図６に示す本発明の実施例３では、エラー停止時及び／又はフィーダセット時に、マークカメラ３６で部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像を表示装置３４の画面に表示すると共に、その画像にノズル形状と生産プログラム（生産ジョブ）で指定された部品の形状（以下「指定部品形状」という）を重ねて表示するようにしている。この場合、指定部品形状を表示する位置は、指定部品形状の中心をノズル形状の中心と一致させるように設定すれば良い。尚、ノズル形状に代えて、前記実施例１で説明したノズル中心マークを表示するようにしても良い。

本実施例３では、前記実施例１，２と同様の効果を得ることができると共に、エラー停止時及び／又はフィーダセット時に、マークカメラ３６で部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像に指定部品形状を重ねて表示するようにしたので、エラー停止時及び／又はフィーダセット時に、作業者が表示装置３４に表示された画像を見ることで、部品吸着位置の部品が指定された部品であるか否かを容易に確認することができ、部品吸着位置の部品が指定された部品でないことが判明した場合は、フィーダ２３を取り替えて速やかにフィーダ２３の入れ間違いを直すことができる。

図７に示す本発明の実施例４では、エラー停止時及び／又はフィーダセット時に、マークカメラ３６で部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像を表示装置３４の画面に表示すると共に、その画像に指定部品形状のみを重ねて表示するようにしている。この場合、指定部品形状を表示する位置は、指定部品形状の中心をノズル形状の中心と一致させるように設定すれば良い。

本実施例４では、表示装置３４の画面に表示する画像にノズル中心マークやノズル形状が表示されないが、指定部品形状の中心の位置をノズル中心マークやノズル形状の中心の位置と一致させることで、部品の位置ずれ量を目視で判断でき、前記実施例３とほぼ同様の効果を得ることができる。

尚、本発明は、上記実施例に限定されず、部品実装機の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

１２…回路基板、１３…コンベア、２３…フィーダ、２４…装着ヘッド、２５…ヘッド移動装置、２６…吸着ノズル、３１…制御装置（制御手段）、３２…入力装置、３３…記憶装置、３４…表示装置、３６…マークカメラ（マーク撮像用のカメラ）

Claims

フィーダにより供給される部品を吸着ノズルで吸着して回路基板に実装する部品実装機において、
前記吸着ノズルで部品を吸着する部品吸着位置を視野に収めて撮像するカメラと、
前記カメラで撮像した画像を表示する表示装置と、
該部品実装機が何らかの異常で停止した時及び／又は該部品実装機に前記フィーダをセットした時に前記カメラで前記部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像を前記表示装置に表示すると共に部品吸着動作時の前記吸着ノズルの中心の位置を示すマーク又は該吸着ノズルの吸着部の形状を前記画像に重ねて表示する制御手段と
を備えていることを特徴とする部品実装機。
前記制御手段は、前記表示装置に表示する前記画像に生産プログラムで指定された部品の形状を重ねて表示することを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。
前記制御手段は、前記吸着ノズルの中心の位置を示すマーク又は該吸着ノズルの吸着部の形状を、前記部品吸着位置の理論値を実機のばらつきに応じたオフセット補正値で補正した位置に表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装機。
前記カメラは、前記吸着ノズルを保持する装着ヘッドと一体的に移動して前記回路基板の基準位置マークを撮像するマーク撮像用のカメラであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の部品実装機。
フィーダにより供給される部品を吸着ノズルで吸着して回路基板に実装する部品実装機において、
前記吸着ノズルで部品を吸着する部品吸着位置を視野に収めて撮像するカメラと、
前記カメラで撮像した画像を表示する表示装置と、
該部品実装機が何らかの異常で停止した時及び／又は該部品実装機に前記フィーダをセットした時に前記カメラで前記部品吸着位置を視野に収めて撮像した画像を前記表示装置に表示すると共に生産プログラムで指定した部品の形状を前記画像に重ねて表示する制御手段と
を備えていることを特徴とする部品実装機。