JP2020107638A - ワーク吸着装置及びノズルの先端認識方法 - Google Patents
ワーク吸着装置及びノズルの先端認識方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
図1は、部品実装装置1の概略構成を示す平面図である。部品実装装置1は、各種の部品を基板Pに実装して回路基板を生産する装置である。部品実装装置1は、装置本体1A、移動フレーム2、コンベア3、部品供給ユニット4、テープフィーダ5、ヘッドユニット6、第1駆動機構7及び第2駆動機構8を備える。また、部品実装装置1は、撮像装置として、部品認識カメラ9、基板認識カメラ10及びサイドビューカメラ11(撮像部)を備える。なお、図1のX方向は基板Pの搬送方向、Y方向はX方向と水平面内で直交する方向、図2他に示すZ方向は、X、Y方向と直交する方向を示す。
続いて、一般的なサイドビューカメラ11によるノズルのサイドビュー撮像の態様と、得られたサイドビュー画像に基づくノズル先端位置認識の際の問題点について説明する。図2(A)は、部品Cを吸着したノズル630のサイドビュー撮像の態様を示す模式図である。ノズル630の下端面であるノズル先端63Eには図略の吸着孔が開口しており、当該吸着孔に生じる負圧によってノズル先端63Eに部品Cが吸着されている。ノズル630の下端部631付近には、外径が他の部分よりも大きい形状特徴部632が設けられている。形状特徴部632と下端部631との境界には、両者の径差に基づく肩部633が形成されている。
以下、上記の問題を解消することができる、ノズル先端の認識方法の具体例について説明する。図4(A)は、第1実施形態に係るサイドビュー撮像を実行する際の装置構成を示すZ断面方向の図、図4(B)は、図4(A)のY断面方向の図である。ここでは、ロータリー型のヘッドユニット6において、Y方向に対峙する一対のノズル63−1、63−2を示している。これらノズル63−1、63−2にそれぞれ対向して、サイドビューカメラ11A、11Bが配置されている。これらサイドビューカメラ11A、11Bは、図3(A)の場合と同様な、狭い画角G2に設定されている。
図7(A)は、第2実施形態に係るサイドビュー撮像を実行する際の装置構成を示すZ断面方向の図、図7(B)は、図7(A)のY断面方向の図、図7(C)はLED光源12Aの構成を示す図である。ここでは、1本のノズル63を挟んで、−Y側にサイドビューカメラ11及びLED光源12A(光源)が配置され、+Y側に蛍光ポール14(光照射部)が配置されている。ノズル63は、ロータリー型のヘッドユニット6が備えるノズルのうちの1本であっても、複数枚のノズルが一列に配列されているヘッドユニットが備えるノズルのうちの1本であっても良い。
図9は、部品実装装置1の電気的構成を示すブロック図である。部品実装装置1は、制御部50を備える。制御部50は、マイクロコンピュータからなり、当該部品実装装置1が備える各部を、所定のプログラムに基づいて制御する。制御部50は、前記プログラムの実行によって機能的に、全体制御部51、軸制御部52、撮像制御部53、照明制御部54、画像処理部55、ノズル先端導出部56(処理部)及び吸着状態判定部57を具備するように動作する。
図10は、制御部50によるサイドビュー撮像〜部品吸着状態判定処理の動作を示すフローチャートである。この処理に際しては、予めノズル下端部63Aに、上述の蓄光部材64若しくは蛍光塗料層65が付設される(光学マーク部を付設するステップ)。まず、軸制御部52は、全体制御部51から部品吸着指示が来信しているか否かを判定する(ステップS1)。部品吸着指示が来信していない場合(ステップS1でNO)、待機する。
BL バックライト光
G1、G2 画角
1 部品実装装置(ワーク吸着装置)
11 サイドビューカメラ(撮像部)
12A LED光源(光源)
12L 紫外光(第1波長の光)
13 照明ポール(光照射部)
14 蛍光ポール(光照射部)
30 サイドビュー画像
31 影画像(影領域)
32 背景部
33 マーク部(光学的な特徴部)
44 R軸サーボモータ(回転機構)
50 制御部
56 ノズル先端導出部(処理部)
57 吸着状態判定部(処理部)
6 ヘッドユニット
63 ノズル
63E ノズル先端
64 蓄光部材(光学マーク部)
65 蛍光塗料層(光学マーク部/波長変換部材)
65L 第1波長変換光(第2波長の光)
66 ポール蛍光層(波長変換層)
66L 第2波長変換光(第3波長の光)
Claims (7)
- ワークを先端で吸着するノズルと、
前記ノズルを側方から見たサイドビュー画像を取得する撮像部と、
前記ノズルの側面の一部に付設され、前記サイドビュー画像において前記ノズルに光学的な特徴部を表出させることが可能な光学マーク部と、
撮像対象のノズルの背面側からバックライト光を照射する光照射部と、
前記サイドビュー画像において、前記バックライト光が遮蔽された影領域を、前記ノズルの画像が占める対象領域として特定すると共に、前記対象領域の画像において、前記光学的な特徴部の表出位置を基準として前記ノズルの先端の位置を特定する処理を行う処理部と、を備えるワーク吸着装置。 - 請求項1に記載のワーク吸着装置において、
前記サイドビュー画像は、前記ノズルの先端で前記ワークを吸着した状態のノズルを側方から撮像した画像であり、
前記対象領域は、前記ワークを吸着した前記ノズルの画像が占める領域であって、
前記処理部は、特定された前記ノズルの先端の位置から、前記ワークの吸着の有無、前記ワークのサイズ及び前記ワークの吸着姿勢のうちの少なくとも一つを判定する、ワーク吸着装置。 - 請求項1又は2に記載のワーク吸着装置において、
前記ノズルを、当該ノズルの軸回りに回転させる回転機構をさらに備え、
前記光学マーク部は、光を蓄光することが可能な蓄光部材からなり、
前記回転機構は、
前記蓄光部材が前記光照射部に対向するよう前記ノズルを回転させて、当該蓄光部材に前記バックライト光にて蓄光させ、次いで、
前記蓄光部材を含む前記ノズルの領域が前記撮像部に撮像されるように、前記ノズルを回転させ、
前記撮像部は、前記バックライト光と、自発光する前記光学マーク部を含む前記ノズルの影画像とを撮像する、ワーク吸着装置。 - 請求項3に記載のワーク吸着装置において、
前記ノズルが複数本環状に配列されたローターをさらに備え、
光照射部は、前記ローターの回転中心軸に沿って配置され、前記撮像部は、複数本の前記ノズルのうちの1本を挟んで前記光照射部と対向して配置されている、ワーク吸着装置。 - 請求項1又は2に記載のワーク吸着装置において、
第1波長の光を発する光源をさらに備え、
前記光学マーク部は、前記第1波長の光が照射されると、第2波長の光に波長変換して反射する波長変換部材からなり、
前記光照射部は、前記第1波長の光が照射されると、第3波長の光に波長変換して前記バックライト光を生成する波長変換層を表面に備え、
前記撮像部は、前記第1波長の光を除去するフィルター部材を備え、
前記光源は、前記光学マーク部及び前記光照射部に前記第1波長の光を照射し、
前記撮像部は、前記第3波長のバックライト光と、前記第2波長の光を反射する前記光学マーク部を含む前記ノズルの影画像とを撮像する、ワーク吸着装置。 - 請求項5に記載のワーク吸着装置において、
前記第2波長と前記第3波長とが同一の波長である、ワーク吸着装置。 - ワークを先端で吸着するノズルの側面の一部に、側面視のサイドビュー画像において前記ノズルに光学的な特徴部を表出させることが可能な光学マーク部を付設するステップと、
撮像対象のノズルの背面側からバックライト光を照射するステップと、
前記吸着孔でワークを吸着した状態のノズルを側方から撮像して、サイドビュー画像を取得するステップと、
前記サイドビュー画像において、前記バックライト光が遮蔽された影領域を、前記ワークを吸着したノズルの画像が占める対象領域として特定すると共に、前記対象領域の画像において、前記光学的な特徴部の表出位置を基準として前記ノズルの先端の位置を特定する処理を行うステップと、を含む、ノズルの先端認識方法。
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---|---|---|---|---|
JP2005109288A (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-21 | Juki Corp | 電子部品実装装置 |
JP2011176344A (ja) * | 2011-04-14 | 2011-09-08 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 電子部品装着装置 |
JP2012238726A (ja) * | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Yamaha Motor Co Ltd | 吸着状態検査装置、表面実装機及び部品試験装置 |
WO2017216966A1 (ja) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | 富士機械製造株式会社 | 測定装置 |
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