JP2020188221A - Component mounting system - Google Patents

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Abstract

To provide a component mounting system capable of simultaneously detecting the presence/absence of an electronic component at the tip of the nozzle and an object on the top of the board without interfering with the mounting work of the electronic component.SOLUTION: A component mounting system 1 has, on a mounting head 11, a head camera 15 capable of simultaneously picking up an image of the tip of a nozzle 11b and the top surface of a board 3. The component mounting system 1 is configured to mount an electronic component D onto the board 3 by moving a mounting head 11 which has at least one nozzle 11b for holding the electronic component D between a component supply unit 4 that supplies the electronic component D and a board holding unit 2a that holds the board 3.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ノズルで電子部品を保持して基板に搭載する部品実装装置に関する。 The present invention relates to a component mounting device that holds electronic components with nozzles and mounts them on a substrate.

部品実装装置は、テープフィーダなどの部品供給装置が供給する電子部品を搭載ヘッドが有するノズルで保持して取り出して基板に搭載する。部品実装装置は、電子部品を取り出して基板に搭載する間に、ノズルが保持している電子部品を部品認識カメラで下方から撮像し、ノズルが保持している電子部品の位置を認識して基板への搭載位置を補正する。また、電子部品を確実に基板に搭載するために、ノズルに流入する空気を流量計で計測して、電子部品の搭載前にはノズルが電子部品を保持していることを、搭載後には電子部品を保持していない（持ち帰っていない）ことを確認することが知られている。 In the component mounting device, electronic components supplied by a component supply device such as a tape feeder are held by a nozzle of a mounting head, taken out, and mounted on a substrate. While the electronic component is taken out and mounted on the board, the component mounting device takes an image of the electronic component held by the nozzle from below with a component recognition camera, recognizes the position of the electronic component held by the nozzle, and recognizes the position of the electronic component on the board. Correct the mounting position on the. In addition, in order to reliably mount the electronic components on the board, the air flowing into the nozzle is measured with a flow meter, and the nozzle holds the electronic components before mounting the electronic components. It is known to make sure that the parts are not held (not brought back).

ところで、近年の電子部品の微小化に伴ってノズルの径も小さくなっており、ノズルに流入する空気の流量では微小な電子部品の有無を判定することが困難となり、他の手段による電子部品の有無の検出が望まれている。例えば、特許文献１では、光軸を水平方向に向けたカメラと回動可能に支持されて水平方向に移動可能なミラーを備えた撮像装置を搭載ヘッドに搭載することが記載されている。そして、特許文献１では、ミラーの位置と角度を変更することで、ミラーを使用せずにノズルが保持する電子部品を側方から撮像すること、斜め上方に傾けたミラーをノズルの下方に挿入して電子部品の下方から撮像すること、斜め下方に傾けたミラーにより基板の上面を撮像することを、一つの撮像装置で実現している。 By the way, with the miniaturization of electronic components in recent years, the diameter of the nozzle has also become smaller, and it is difficult to determine the presence or absence of minute electronic components by the flow rate of the air flowing into the nozzle. Detection of the presence or absence is desired. For example, Patent Document 1 describes that an imaging device including a camera whose optical axis is oriented in the horizontal direction and a mirror which is rotatably supported and can be moved in the horizontal direction is mounted on the mounting head. Then, in Patent Document 1, by changing the position and angle of the mirror, the electronic component held by the nozzle is imaged from the side without using the mirror, and the mirror tilted diagonally upward is inserted below the nozzle. Then, the image is taken from below the electronic component, and the upper surface of the substrate is imaged by the mirror tilted diagonally downward with one image pickup device.

特開２０１１−８６８４７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-86847

しかしながら、特許文献１では、一つの撮像装置でノズルが保持する電子部品と基板の上面を撮像することができるものの、搭載ヘッドに配置する撮像装置は光軸を水平方向に向けたカメラの他、ミラーの回動手段、移動手段を備えているためサイズが大きくて重量も重くなっている。そのため、搭載ヘッドの移動速度が制限されて搭載作業の効率が低下したり、搭載ヘッドの停止位置の微細な制御が困難になるという問題点があった。また、撮像箇所を切り換えるにはミラーの角度と位置を変更する必要になるため、撮像時間が長くなって搭載作業の効率が低下するという問題点があった。 However, in Patent Document 1, although one image pickup device can image the electronic components held by the nozzle and the upper surface of the substrate, the image pickup device arranged on the mounting head includes a camera whose optical axis is oriented in the horizontal direction and other images. Since it is equipped with a mirror rotating means and a moving means, it is large in size and heavy in weight. Therefore, there are problems that the moving speed of the mounting head is limited, the efficiency of the mounting work is lowered, and it becomes difficult to finely control the stop position of the mounting head. Further, since it is necessary to change the angle and position of the mirror in order to switch the imaging location, there is a problem that the imaging time becomes long and the efficiency of the mounting work decreases.

そこで本発明は、電子部品の搭載作業を阻害することなくノズルの先端の電子部品の有無と基板の上面にある物を同時に検出することができる部品実装装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a component mounting device capable of simultaneously detecting the presence or absence of an electronic component at the tip of a nozzle and an object on the upper surface of a substrate without hindering the mounting work of the electronic component.

本発明の部品実装装置は、電子部品を供給する部品供給部と基板を保持する基板保持部との間で電子部品を保持する少なくとも一つのノズルを有する搭載ヘッドを移動させて前記電子部品を前記基板に搭載する部品実装装置であって、前記搭載ヘッドに前記ノズルの先端と前記基板の上面とを同時に撮像可能なカメラを有する。 In the component mounting apparatus of the present invention, the mounting head having at least one nozzle for holding an electronic component is moved between a component supply unit for supplying the electronic component and a substrate holding unit for holding the substrate to move the electronic component. It is a component mounting device mounted on a board, and the mounting head has a camera capable of simultaneously capturing an image of the tip of the nozzle and the upper surface of the board.

本発明によれば、電子部品の搭載作業を阻害することなくノズルの先端の電子部品の有無と基板の上面にある物を同時に検出することができる。 According to the present invention, it is possible to simultaneously detect the presence or absence of an electronic component at the tip of a nozzle and an object on the upper surface of a substrate without hindering the mounting work of the electronic component.

本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図Top view of the component mounting device according to the embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分断面図Partial sectional view of the component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える搭載ヘッドの（ａ）底面図（ｂ）部分前面図(A) Bottom view (b) Partial front view of the mounting head included in the component mounting device according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える搭載ヘッドが有するヘッドカメラの撮像画像の例を示す図The figure which shows the example of the captured image of the head camera which the mounting head which the component mounting apparatus of one Embodiment of this invention has 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備えるヘッド認識カメラの撮像画像の例を示す図The figure which shows the example of the captured image of the head recognition camera provided in the component mounting apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図A block diagram showing a configuration of a control system of a component mounting device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える部品認識カメラが撮像した部品認識画像の例を示す図The figure which shows the example of the component recognition image taken by the component recognition camera provided in the component mounting apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備えるヘッドカメラの撮像画像の認識処理を説明する図The figure explaining the recognition process of the captured image of the head camera provided in the component mounting apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備えるヘッド認識カメラの撮像画像の認識処理を説明する図The figure explaining the recognition process of the captured image of the head recognition camera provided in the component mounting apparatus of one Embodiment of this invention. （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える搭載ヘッドの他の実施例の底面図(A) (b) Bottom view of another embodiment of the mounting head included in the component mounting device according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える搭載ヘッドの他の実施例の底面図Bottom view of another embodiment of the mounting head included in the component mounting device according to the embodiment of the present invention.

以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装装置、搭載ヘッドの仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する２軸方向として、基板搬送方向のＸ方向（図１における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ方向（図１における上下方向）が示される。図２、及び後述する一部では、水平面と直交する高さ方向としてＺ方向（図２における上下方向）が示される。Ｚ方向は、部品実装装置が水平面上に設置された場合の上下方向である。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The configuration, shape, etc. described below are examples for explanation, and can be appropriately changed according to the specifications of the component mounting device and the mounting head. In the following, the corresponding elements are designated by the same reference numerals in all the drawings, and duplicate description will be omitted. In FIG. 1 and a part described later, the two axial directions orthogonal to each other in the horizontal plane are the X direction of the substrate transport direction (horizontal direction in FIG. 1) and the Y direction orthogonal to the substrate transport direction (vertical direction in FIG. 1). Is shown. In FIG. 2 and a part described later, the Z direction (vertical direction in FIG. 2) is shown as a height direction orthogonal to the horizontal plane. The Z direction is the vertical direction when the component mounting device is installed on a horizontal plane.

まず図１、図２を参照して、部品実装装置１の構成を説明する。図１において、基台１ａの中央には、基板搬送機構２がＸ方向に設置されている。基板搬送機構２は、上流側から搬入された基板３をＸ方向へ搬送し、以下に説明する搭載ヘッドによる実装作業位置に位置決めして保持する。また、基板搬送機構２は、部品実装作業が完了した基板３を下流側に搬出する。基板搬送機構２は、実装作業位置に基板３を保持する基板保持部２ａを備えている。基板搬送機構２の両側方には、それぞれ部品供給部４が設置されている。 First, the configuration of the component mounting device 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, a substrate transport mechanism 2 is installed in the X direction at the center of the base 1a. The board transport mechanism 2 transports the board 3 carried in from the upstream side in the X direction, positions the board 3 at the mounting work position by the mounting head described below, and holds the board 3. Further, the board transfer mechanism 2 carries out the board 3 for which the component mounting work has been completed to the downstream side. The board transfer mechanism 2 includes a board holding portion 2a for holding the board 3 at a mounting work position. Parts supply units 4 are installed on both sides of the board transfer mechanism 2.

図２において、両方の部品供給部４には、それぞれ複数のテープフィーダ５がＸ方向に並列に装着された台車６が取り付けられている。台車６の前側には、電子部品Ｄを格納するポケットが形成されたキャリアテープ７が巻回されたリール８が保持されている。テープフィーダ５は、リール８に収納されているキャリアテープ７を部品供給部４の外側から基板搬送機構２に向かう方向（テープ送り方向）にピッチ送りすることにより、搭載ヘッドが電子部品Ｄをピックアップする部品取り出し位置に電子部品Ｄを供給する。 In FIG. 2, both component supply units 4 are attached with a carriage 6 on which a plurality of tape feeders 5 are mounted in parallel in the X direction. On the front side of the carriage 6, a reel 8 around which a carrier tape 7 having a pocket for storing an electronic component D is wound is held. In the tape feeder 5, the carrier tape 7 stored in the reel 8 is pitch-fed from the outside of the component supply unit 4 toward the substrate transfer mechanism 2 (tape feed direction), so that the mounting head picks up the electronic component D. The electronic component D is supplied to the component take-out position.

図１において、基台１ａの上面におけるＸ方向の両端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸テーブル９が配置されている。Ｙ軸テーブル９には、同様にリニア機構を備えたビーム１０がＹ方向に移動自在に結合されている。ビーム１０には、搭載ヘッド１１がＸ方向に移動自在に装着されている。図１、図２において、搭載ヘッド１１は、下端に電子部品Ｄを真空吸着して保持するノズル１１ｂが装着されたノズルユニット１１ａを複数備えている。ノズルユニット１１ａは、ノズル１１ｂを上下方向（Ｚ方向）に昇降移動させる。この例では、搭載ヘッド１１は、Ｘ方向に４つ、Ｙ方向に２列の合計８つのノズルユニット１１ａを備えている。 In FIG. 1, Y-axis tables 9 provided with a linear drive mechanism are arranged at both ends in the X direction on the upper surface of the base 1a. A beam 10 similarly provided with a linear mechanism is movably coupled to the Y-axis table 9 in the Y direction. A mounting head 11 is mounted on the beam 10 so as to be movable in the X direction. In FIGS. 1 and 2, the mounting head 11 includes a plurality of nozzle units 11a on which nozzles 11b that vacuum-suck and hold the electronic component D are mounted at the lower end. The nozzle unit 11a moves the nozzle 11b up and down in the vertical direction (Z direction). In this example, the mounting head 11 includes a total of eight nozzle units 11a, four in the X direction and two rows in the Y direction.

Ｙ軸テーブル９およびビーム１０は、搭載ヘッド１１を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させる搭載ヘッド移動機構１２を構成する。搭載ヘッド移動機構１２および搭載ヘッド１１は、部品供給部４に装着されているテープフィーダ５の部品取り出し位置から電子部品Ｄをノズル１１ｂによって真空吸着してピックアップし、基板保持部２ａに保持された基板３の搭載位置に移送して実装する部品搭載作業の一連のターンを繰り返し実行する。 The Y-axis table 9 and the beam 10 constitute a mounting head moving mechanism 12 that moves the mounting head 11 in the horizontal direction (X direction, Y direction). The mounting head moving mechanism 12 and the mounting head 11 vacuum-suck and pick up the electronic component D from the component take-out position of the tape feeder 5 mounted on the component supply unit 4 by the nozzle 11b, and hold the electronic component D in the substrate holding unit 2a. A series of turns of component mounting work to be transferred to the mounting position of the board 3 and mounted is repeatedly executed.

図１、図２において、搭載ヘッド１１には、ビーム１０の下面側に位置して搭載ヘッド１１とともに一体的に移動する基板認識カメラ１３が装着されている。搭載ヘッド１１が移動することにより、基板認識カメラ１３は基板保持部２ａに保持された基板３の上方に移動して、基板３に設けられた基板マーク３ａを撮像する。撮像結果は制御部２０（図６参照）に転送され、基板認識処理部２１（図６参照）によって基板３の位置が認識される。 In FIGS. 1 and 2, the mounting head 11 is mounted with a substrate recognition camera 13 that is located on the lower surface side of the beam 10 and moves integrally with the mounting head 11. When the mounting head 11 moves, the board recognition camera 13 moves above the board 3 held by the board holding portion 2a and images the board mark 3a provided on the board 3. The imaging result is transferred to the control unit 20 (see FIG. 6), and the position of the substrate 3 is recognized by the substrate recognition processing unit 21 (see FIG. 6).

前側の部品供給部４と基板搬送機構２との間には、部品認識カメラ１４が設置されている。部品認識カメラ１４は、部品供給部４から電子部品Ｄを取り出した搭載ヘッド１１が部品認識カメラ１４の上方に位置した際に、ノズル１１ｂに保持された電子部品Ｄを下方から撮像する。撮像結果は制御部２０に転送され、部品認識処理部２２（図６参照）によってノズル１１ｂが保持する電子部品Ｄの位置が認識される。搭載ヘッド１１による電子部品Ｄの基板３への部品実装作業では、基板認識カメラ１３による基板３の認識結果と部品認識カメラ１４による電子部品Ｄの認識結果とを加味して搭載位置の補正が行われる。 A component recognition camera 14 is installed between the component supply unit 4 on the front side and the substrate transfer mechanism 2. The component recognition camera 14 captures the electronic component D held by the nozzle 11b from below when the mounting head 11 from which the electronic component D is taken out from the component supply unit 4 is located above the component recognition camera 14. The imaging result is transferred to the control unit 20, and the component recognition processing unit 22 (see FIG. 6) recognizes the position of the electronic component D held by the nozzle 11b. In the component mounting work of the electronic component D on the substrate 3 by the mounting head 11, the mounting position is corrected by taking into consideration the recognition result of the board 3 by the board recognition camera 13 and the recognition result of the electronic component D by the component recognition camera 14. Will be

図１、図２において、搭載ヘッド１１の下面には、ヘッドカメラ１５が設置されている。ヘッドカメラ１５は、搭載ヘッド１１の複数のノズル１１ｂの先端を撮像する。また。搭載ヘッド１１が移動することにより、ヘッドカメラ１５は基板保持部２ａに保持された基板３の上面を撮像する。撮像結果は制御部２０に転送され、第一電子部品検出部２３（図６参照）によってノズル１１ｂに保持された電子部品Ｄの有無が認識され、基板上物検出部２５（図６参照）によって基板３の上面の状態が認識される。 In FIGS. 1 and 2, a head camera 15 is installed on the lower surface of the mounting head 11. The head camera 15 images the tips of a plurality of nozzles 11b of the mounting head 11. Also. As the mounting head 11 moves, the head camera 15 images the upper surface of the substrate 3 held by the substrate holding portion 2a. The imaging result is transferred to the control unit 20, the presence / absence of the electronic component D held by the nozzle 11b is recognized by the first electronic component detection unit 23 (see FIG. 6), and the substrate object detection unit 25 (see FIG. 6) recognizes the presence or absence of the electronic component D. The state of the upper surface of the substrate 3 is recognized.

ここで図３、図４を参照して、ヘッドカメラ１５の詳細について説明する。図３（ａ）、図３（ｂ）において、ヘッドカメラ１５は、搭載ヘッド１１の下面の中央に配置されている。すなわち、ヘッドカメラ１５は、搭載ヘッド１１の下面において、Ｘ方向は４つ並んだノズル１１ｂの２番目と３番目の間の位置に、Ｙ方向は２列に配置されたノズル１１ｂの列の間の位置に配置されている。ヘッドカメラ１５は搭載ヘッド１１に光軸１５ｃを下方に向けて配置されている。ヘッドカメラ１５は、撮像素子などの撮像手段を備える撮像部１５ａの上部に、広角を撮像するための魚眼レンズなどのレンズ１５ｂが配置されて構成されている。 Here, the details of the head camera 15 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. In FIGS. 3A and 3B, the head camera 15 is arranged at the center of the lower surface of the mounting head 11. That is, the head camera 15 is located on the lower surface of the mounting head 11 between the second and third rows of the four nozzles 11b arranged in the X direction, and between the rows of the nozzles 11b arranged in two rows in the Y direction. It is located at the position of. The head camera 15 is arranged on the mounting head 11 with the optical axis 15c facing downward. The head camera 15 is configured by arranging a lens 15b such as a fisheye lens for imaging a wide angle on an upper portion of an imaging unit 15a provided with an imaging means such as an imaging element.

図４は、８つのノズル１１ｂにそれぞれ電子部品Ｄを吸着している搭載ヘッド１１が基板保持部２ａに保持された基板３の中央上空付近に位置する時に、ヘッドカメラ１５が撮像したヘッドカメラ撮像画像１５ｖを示している。ヘッドカメラ撮像画像１５ｖは、レンズ１５ｂの特性により歪曲収差を有する画像になっている。ヘッドカメラ撮像画像１５ｖの４隅にある黒い部分は、レンズ１５ｂの特性によりヘッドカメラ１５が写せない領域である。ヘッドカメラ撮像画像１５ｖの左右は、撮像部１５ａの特性によりヘッドカメラ１５が写せない領域である。 FIG. 4 shows a head camera image taken by the head camera 15 when the mounting head 11 adsorbing the electronic component D on each of the eight nozzles 11b is located near the center of the substrate 3 held by the substrate holding portion 2a. Image 15v is shown. The image captured by the head camera 15v is an image having distortion due to the characteristics of the lens 15b. The black portions at the four corners of the head camera captured image 15v are areas that the head camera 15 cannot capture due to the characteristics of the lens 15b. The left and right sides of the image captured by the head camera 15v are areas that the head camera 15 cannot capture due to the characteristics of the imaging unit 15a.

ヘッドカメラ撮像画像１５ｖの周辺部には、搭載ヘッド１１の有する８つのノズル１１ｂの先端と、ノズル１１ｂが保持する電子部品Ｄが互いに重ならないように写っている。また、ヘッドカメラ撮像画像１５ｖの中央部には、基板３に形成された２つの基板マーク３ａを含む基板３の上面が写っている。すなわち、ヘッドカメラ１５は、ノズル１１ｂの先端からの光と基板３の上面からの光を同時に撮像部１５ａに導くレンズ１５ｂを有する。ヘッドカメラ１５は搭載ヘッド１１と一体となって移動するため、搭載ヘッド１１が移動してもヘッドカメラ撮像画像１５ｖに写っているノズル１１ｂと電子部品Ｄの位置は変わらない。一方、中央部に写る基板３の像は搭載ヘッド１１の移動に伴って移動する。 In the peripheral portion of the image captured by the head camera 15v, the tips of the eight nozzles 11b of the mounting head 11 and the electronic component D held by the nozzles 11b are shown so as not to overlap each other. Further, in the central portion of the head camera captured image 15v, the upper surface of the substrate 3 including the two substrate marks 3a formed on the substrate 3 is shown. That is, the head camera 15 has a lens 15b that simultaneously guides the light from the tip of the nozzle 11b and the light from the upper surface of the substrate 3 to the imaging unit 15a. Since the head camera 15 moves integrally with the mounting head 11, the positions of the nozzle 11b and the electronic component D shown in the head camera image 15v do not change even if the mounting head 11 moves. On the other hand, the image of the substrate 3 reflected in the central portion moves with the movement of the mounting head 11.

図３（ｂ）において、レンズ１５ｂは、ノズル１１ｂが電子部品Ｄを保持して上昇したときのノズル１１ｂの先端の位置Ｈｎと同じ高さ、又はノズル１１ｂの先端の位置よりも上方に位置している。この例では、レンズ１５ｂが撮像部１５ａと接する位置Ｈｌは、ノズル１１ｂの先端の位置Ｈｎより高さΔＨだけ高い位置に設置されている。これにより、ヘッドカメラ撮像画像１５ｖに写る８つのノズル１１ｂとノズル１１ｂが保持する電子部品Ｄは、ヘッドカメラ１５の撮像領域から外れることがない。 In FIG. 3B, the lens 15b is located at the same height as the position Hn of the tip of the nozzle 11b when the nozzle 11b holds the electronic component D and rises, or is located above the position of the tip of the nozzle 11b. ing. In this example, the position Hl where the lens 15b is in contact with the imaging unit 15a is installed at a position higher than the position Hn at the tip of the nozzle 11b by a height ΔH. As a result, the eight nozzles 11b and the electronic components D held by the nozzles 11b captured in the head camera captured image 15v do not deviate from the imaging region of the head camera 15.

なお、ヘッドカメラ１５によって得られるヘッドカメラ撮像画像１５ｖは、撮像部１５ａとレンズ１５ｂの特性で異なるため、ヘッドカメラ１５の配置位置はこれらの特性に応じて適宜変更される。すなわち、ヘッドカメラ１５は、撮像部１５ａとレンズ１５ｂの特性に応じて、複数のノズル１１ｂの先端の像が互いに重ならないで撮像することができる位置に配置される。このように、搭載ヘッド１１は、光軸１５ｃを搭載ヘッド１１の下方に向けており、ノズル１１ｂの先端と基板３の上面とを同時に撮像可能なヘッドカメラ１５を有している。 Since the head camera captured image 15v obtained by the head camera 15 differs depending on the characteristics of the imaging unit 15a and the lens 15b, the arrangement position of the head camera 15 is appropriately changed according to these characteristics. That is, the head camera 15 is arranged at a position where the images of the tips of the plurality of nozzles 11b can be imaged without overlapping each other, depending on the characteristics of the imaging unit 15a and the lens 15b. As described above, the mounting head 11 has an optical axis 15c directed downward from the mounting head 11, and has a head camera 15 capable of simultaneously capturing the tip of the nozzle 11b and the upper surface of the substrate 3.

図１、図２において、後側の部品供給部４と基板搬送機構２との間には、ヘッド認識カメラ１６が設置されている。ヘッド認識カメラ１６は基台１ａ上に光軸１６ｃを上方に向けて配置されている。ヘッド認識カメラ１６は、撮像素子などの撮像手段を備える撮像部１６ａの上部に、広角を撮像するための魚眼レンズなどのレンズ１６ｂが配置されて構成されている。ヘッド認識カメラ１６は、上方にある搭載ヘッド１１の下面を撮像する。撮像結果は制御部２０に転送され、第二電子部品検出部２４（図６参照）によってノズル１１ｂに保持された電子部品Ｄの有無が認識される。 In FIGS. 1 and 2, a head recognition camera 16 is installed between the component supply unit 4 on the rear side and the substrate transfer mechanism 2. The head recognition camera 16 is arranged on the base 1a with the optical axis 16c facing upward. The head recognition camera 16 is configured by arranging a lens 16b such as a fisheye lens for imaging a wide angle on an upper portion of an imaging unit 16a provided with an imaging means such as an imaging element. The head recognition camera 16 images the lower surface of the mounting head 11 located above. The imaging result is transferred to the control unit 20, and the presence / absence of the electronic component D held by the nozzle 11b is recognized by the second electronic component detection unit 24 (see FIG. 6).

図５は、８つのノズル１１ｂにそれぞれ電子部品Ｄを吸着している搭載ヘッド１１が上空にある時に、ヘッド認識カメラ１６が撮像したヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖを示している。ヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖは、レンズ１６ｂの特性により歪曲収差を有する画像になっている。ヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖの４隅にある黒い部分は、レンズ１６ｂの特性によりヘッド認識カメラ１６が写せない領域である。ヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖの左右は、撮像部１６ａの特性によりヘッド認識カメラ１６が写せない領域である。 FIG. 5 shows a head recognition camera image 16v imaged by the head recognition camera 16 when the mounting head 11 adsorbing the electronic component D on each of the eight nozzles 11b is in the sky. The image captured by the head recognition camera 16v is an image having distortion due to the characteristics of the lens 16b. The black portions at the four corners of the image captured by the head recognition camera 16v are areas that the head recognition camera 16 cannot capture due to the characteristics of the lens 16b. The left and right sides of the image 16v captured by the head recognition camera are areas that the head recognition camera 16 cannot capture due to the characteristics of the imaging unit 16a.

ヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖの左上には、搭載ヘッド１１の有する８つのノズル１１ｂの先端と、ノズル１１ｂが保持する電子部品Ｄが互いに重ならないで写っている。すなわち、ヘッド認識カメラは１６、複数のノズル１１ｂの先端からの光を撮像素子に導くレンズ１６ｂを有する。ヘッド認識カメラ１６の画角は広く、ヘッド認識カメラ１６を部品供給部４と基板保持部２ａの間に設定することで、部品搭載作業において部品供給部４と基板３の間を移動する搭載ヘッド１１を広い範囲で撮像することができる。 In the upper left of the image 16v captured by the head recognition camera, the tips of the eight nozzles 11b of the mounting head 11 and the electronic component D held by the nozzles 11b are shown without overlapping each other. That is, the head recognition camera has 16, 16 lenses 16b that guide light from the tips of a plurality of nozzles 11b to the image sensor. The angle of view of the head recognition camera 16 is wide, and by setting the head recognition camera 16 between the component supply unit 4 and the board holding unit 2a, the mounting head that moves between the component supply unit 4 and the board 3 in the component mounting work. 11 can be imaged in a wide range.

なお、ヘッド認識カメラ１６によって得られるヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖは、撮像部１６ａとレンズ１６ｂの特性で異なるため、ヘッド認識カメラ１６の配置位置は特性に応じて適宜変更される。すなわち、ヘッド認識カメラ１６は、撮像部１６ａとレンズ１６ｂの特性に応じて、複数のノズル１１ｂの先端の像が互いに重ならないで撮像することができる位置に配置されている。部品実装装置１は、２個以上のヘッド認識カメラ１６を備えていてもよい。 Since the head recognition camera image 16v obtained by the head recognition camera 16 differs depending on the characteristics of the image pickup unit 16a and the lens 16b, the arrangement position of the head recognition camera 16 is appropriately changed according to the characteristics. That is, the head recognition camera 16 is arranged at a position where the images of the tips of the plurality of nozzles 11b can be imaged without overlapping each other according to the characteristics of the imaging unit 16a and the lens 16b. The component mounting device 1 may include two or more head recognition cameras 16.

図１において、部品実装装置１の前面で作業者が作業する位置には、作業者が操作するタッチパネル１７が設置されている。タッチパネル１７は、その表示部に各種情報を表示し、また表示部に表示される操作ボタンなどを使って作業者がデータ入力や部品実装装置１の操作を行う。 In FIG. 1, a touch panel 17 operated by the operator is installed at a position where the operator works on the front surface of the component mounting device 1. The touch panel 17 displays various information on its display unit, and an operator performs data input and operation of the component mounting device 1 by using operation buttons and the like displayed on the display unit.

次に図６を参照して、部品実装装置１の制御系の構成について説明する。部品実装装置１が備える制御部２０は、基板搬送機構２、部品供給部４、搭載ヘッド１１、搭載ヘッド移動機構１２、基板認識カメラ１３、部品認識カメラ１４、ヘッドカメラ１５、ヘッド認識カメラ１６、タッチパネル１７に接続されている。制御部２０は、基板認識処理部２１、部品認識処理部２２、第一電子部品検出部２３、第二電子部品検出部２４、基板上物検出部２５、実装制御部２６、実装記憶部２７を備えている。実装記憶部２７は記憶装置であり、電子部品Ｄを基板３に実装する際に参照される電子部品Ｄの部品名（種類）、搭載位置（ＸＹ座標）などを含む生産データを記憶する。 Next, the configuration of the control system of the component mounting device 1 will be described with reference to FIG. The control unit 20 included in the component mounting device 1 includes a board transfer mechanism 2, a component supply unit 4, a mounting head 11, a mounting head moving mechanism 12, a board recognition camera 13, a component recognition camera 14, a head camera 15, and a head recognition camera 16. It is connected to the touch panel 17. The control unit 20 includes a board recognition processing unit 21, a component recognition processing unit 22, a first electronic component detection unit 23, a second electronic component detection unit 24, a board upper object detection unit 25, a mounting control unit 26, and a mounting storage unit 27. I have. The mounting storage unit 27 is a storage device, and stores production data including a component name (type), mounting position (XY coordinates), and the like of the electronic component D that is referred to when the electronic component D is mounted on the substrate 3.

基板認識処理部２１は、基板認識カメラ１３を制御し、基板認識カメラ１３による基板保持部２ａに保持された基板３の撮像結果を認識処理して、基板マーク３ａの位置を特定する。また、基板認識処理部２１は、電子部品Ｄの搭載位置を含む撮像結果を認識処理して、搭載位置のゴミや誤って基板３に落下させた電子部品Ｄなどの基板３の上面に存在する異物を検出する。 The board recognition processing unit 21 controls the board recognition camera 13 and recognizes and processes the imaging result of the board 3 held by the board holding unit 2a by the board recognition camera 13 to specify the position of the board mark 3a. Further, the substrate recognition processing unit 21 recognizes and processes the imaging result including the mounting position of the electronic component D, and exists on the upper surface of the substrate 3 such as dust at the mounting position or the electronic component D accidentally dropped on the substrate 3. Detect foreign matter.

図６において、部品認識処理部２２は、部品認識カメラ１４を制御し、部品認識カメラ１４によるノズル１１ｂに保持された搭載前の電子部品Ｄの撮像結果を認識処理して、ノズル１１ｂに対する電子部品Ｄの位置を検出する。 In FIG. 6, the component recognition processing unit 22 controls the component recognition camera 14, recognizes and processes the imaging result of the electronic component D before mounting held by the component recognition camera 14 on the nozzle 11b, and electronic components for the nozzle 11b. Detect the position of D.

ここで図７を参照して、部品認識カメラ１４が撮像して部品認識処理部２２によって認識処理されたノズル１１ｂに保持された電子部品Ｄの部品認識画像１４ｖについて説明する。部品認識画像１４ｖには、Ｘ方向の中心線１４ｘとＹ方向の中心線１４ｙが重ねて表示されている。Ｘ方向の中心線１４ｘとＹ方向の中心線１４ｙの交点が、部品認識画像１４ｖの中心１４ｃである。部品認識カメラ１４の取り付け位置とノズル１１ｂの停止位置は、部品認識画像１４ｖの中心１４ｃとノズル１１ｂの中心Ｃｎとが一致するように調整されている。 Here, with reference to FIG. 7, the component recognition image 14v of the electronic component D held in the nozzle 11b imaged by the component recognition camera 14 and recognized by the component recognition processing unit 22 will be described. In the component recognition image 14v, the center line 14x in the X direction and the center line 14y in the Y direction are superimposed and displayed. The intersection of the center line 14x in the X direction and the center line 14y in the Y direction is the center 14c of the component recognition image 14v. The mounting position of the component recognition camera 14 and the stop position of the nozzle 11b are adjusted so that the center 14c of the component recognition image 14v and the center Cn of the nozzle 11b coincide with each other.

部品認識処理部２２は、部品認識画像１４ｖの電子部品Ｄの外形から電子部品Ｄの中心Ｃｄを検出する。中心Ｃｄが、ノズル１１ｂの吸着目標位置である。さらに、部品認識処理部２２は、部品認識画像１４ｖの中心１４ｃからの電子部品Ｄの中心Ｃｄの位置を保持位置ずれ（Ｘｍ，Ｙｍ）として算出する。また、部品認識処理部２２は、部品認識画像１４ｖよりノズル１１ｂに電子部品Ｄが保持されているか否か、保持されている電子部品Ｄの姿勢は正常か否かを検出する。 The component recognition processing unit 22 detects the center Cd of the electronic component D from the outer shape of the electronic component D of the component recognition image 14v. The center Cd is the suction target position of the nozzle 11b. Further, the component recognition processing unit 22 calculates the position of the center Cd of the electronic component D from the center 14c of the component recognition image 14v as a holding position deviation (Xm, Ym). Further, the component recognition processing unit 22 detects from the component recognition image 14v whether or not the electronic component D is held by the nozzle 11b and whether or not the posture of the held electronic component D is normal.

このように、部品認識カメラ１４は、基板３に搭載前のノズル１１ｂに保持された電子部品Ｄを撮像する。また、部品認識処理部２２は、部品認識カメラ１４によって取得した画像に基づき、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する電子部品検出部である。 In this way, the component recognition camera 14 images the electronic component D held by the nozzle 11b before being mounted on the substrate 3. Further, the component recognition processing unit 22 is an electronic component detection unit that detects the presence / absence and orientation of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b based on the image acquired by the component recognition camera 14.

図６において、第一電子部品検出部２３は、ヘッドカメラ１５を制御し、ヘッドカメラ１５によるノズル１１ｂを含む撮像結果を認識処理して、ノズル１１ｂに保持された電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する。 In FIG. 6, the first electronic component detection unit 23 controls the head camera 15, recognizes and processes the imaging result including the nozzle 11b by the head camera 15, and determines the presence / absence and posture of the electronic component D held by the nozzle 11b. To detect.

ここで図８を参照して、ヘッドカメラ１５が撮像して第一電子部品検出部２３によって認識処理されたヘッドカメラ撮像画像１５ｖ１の例について説明する。ヘッドカメラ撮像画像１５ｖ１の周辺部には、搭載ヘッド１１の有する８つのノズル１１ｂの先端が写っている。第一電子部品検出部２３は、搭載ヘッド１１に装着されたノズル１１ｂの種類、保持された電子部品Ｄの種類に応じて予め設定された認識枠Ｗａ１〜Ｗａ８の中を認識処理し、ノズル１１ｂが保持する電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する。第一電子部品検出部２３は、例えばパターンマッチングによって認識枠Ｗａ１〜Ｗａ８中の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する。 Here, an example of the head camera image 15v1 imaged by the head camera 15 and recognized and processed by the first electronic component detection unit 23 will be described with reference to FIG. The tips of the eight nozzles 11b of the mounting head 11 are shown in the peripheral portion of the head camera captured image 15v1. The first electronic component detection unit 23 recognizes and processes the inside of the recognition frames Wa1 to Wa8 set in advance according to the type of the nozzle 11b mounted on the mounting head 11 and the type of the held electronic component D, and the nozzle 11b Detects the presence / absence and orientation of the electronic component D held by. The first electronic component detection unit 23 detects the presence / absence and orientation of the electronic component D in the recognition frames Wa1 to Wa8 by pattern matching, for example.

図８において、認識枠Ｗａ１、Ｗａ２、Ｗａ４、Ｗａ５、Ｗａ７、Ｗａ８の中には正常な姿勢で保持された電子部品Ｄが写っている。そこで、第一電子部品検出部２３は、認識枠Ｗａ１、Ｗａ２、Ｗａ４、Ｗａ５、Ｗａ７、Ｗａ８に対応するノズル１１ｂは電子部品Ｄを正常な姿勢で保持していると判断する。また、第一電子部品検出部２３は、認識枠Ｗａ３の中には電子部品Ｄが写っていないため、認識枠Ｗａ３に対応するノズル１１ｂは電子部品Ｄを保持していないと判断する。また、第一電子部品検出部２３は、認識枠Ｗａ６の中には電子部品Ｄの一部が写っているもの、認識枠Ｗａ６の中に納まっていないため、認識枠Ｗａ６に対応するノズル１１ｂは電子部品Ｄを正常な姿勢で保持していないと判断する。 In FIG. 8, the electronic component D held in the normal posture is shown in the recognition frames Wa1, Wa2, Wa4, Wa5, Wa7, and Wa8. Therefore, the first electronic component detection unit 23 determines that the nozzles 11b corresponding to the recognition frames Wa1, Wa2, Wa4, Wa5, Wa7, and Wa8 hold the electronic component D in a normal posture. Further, since the electronic component D is not shown in the recognition frame Wa3, the first electronic component detection unit 23 determines that the nozzle 11b corresponding to the recognition frame Wa3 does not hold the electronic component D. Further, in the first electronic component detection unit 23, although a part of the electronic component D is reflected in the recognition frame Wa6, the nozzle 11b corresponding to the recognition frame Wa6 is not contained in the recognition frame Wa6. It is determined that the electronic component D is not held in the normal posture.

このように、第一電子部品検出部２３は、ヘッドカメラ１５によって取得したヘッドカメラ撮像画像１５ｖ１の周辺部におけるノズル１１ｂの先端の像に基づき、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する電子部品検出部である。第一電子部品検出部２３は、搭載ヘッド１１が部品供給部４から電子部品Ｄをピックアップしてから基板保持部２ａに保持された基板３に搭載するまでの間に、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する。これにより、搭載ヘッド１１が電子部品Ｄを搭載可能か否かを判断することができる。 In this way, the first electronic component detection unit 23 determines the presence / absence and posture of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b based on the image of the tip of the nozzle 11b in the peripheral portion of the head camera captured image 15v1 acquired by the head camera 15. It is an electronic component detection unit that detects. The first electronic component detection unit 23 receives electrons at the tip of the nozzle 11b between the time when the mounting head 11 picks up the electronic component D from the component supply unit 4 and the time when the mounting head 11 mounts the electronic component D on the substrate 3 held by the substrate holding unit 2a. Detects the presence / absence and orientation of component D. Thereby, it is possible to determine whether or not the mounting head 11 can mount the electronic component D.

また、第一電子部品検出部２３は、搭載ヘッド１１が基板３に電子部品Ｄを搭載した後に、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無を検出する。これにより、ノズル１１ｂが基板３に電子部品Ｄを実装できずに持ち帰っているか否かを判断することができる。このように、本実施の形態の部品実装装置１は、微小な電子部品用で内径が小さく、吸引される空気の流量の差では電子部品Ｄの有無が検出できないようなノズル１１ｂであっても、ヘッドカメラ１５によって電子部品Ｄの有無を検出することができる。 Further, the first electronic component detection unit 23 detects the presence or absence of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b after the mounting head 11 mounts the electronic component D on the substrate 3. As a result, it is possible to determine whether or not the nozzle 11b is unable to mount the electronic component D on the substrate 3 and is taking it home. As described above, the component mounting device 1 of the present embodiment has a small inner diameter for minute electronic components, and even if the nozzle 11b is such that the presence or absence of the electronic component D cannot be detected by the difference in the flow rate of the sucked air. , The presence or absence of the electronic component D can be detected by the head camera 15.

また、ヘッドカメラ１５は搭載ヘッド１１に一体的に設置されているため、搭載ヘッド１１が移動中でもノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無を検出することができる。そのため、電子部品Ｄの有無の確認のために部品認識カメラ１４の上空を経由する必要が無く、部品搭載作業を効率的に実行することができる。 Further, since the head camera 15 is integrally installed on the mounting head 11, it is possible to detect the presence or absence of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b even while the mounting head 11 is moving. Therefore, it is not necessary to pass over the component recognition camera 14 to confirm the presence or absence of the electronic component D, and the component mounting work can be efficiently executed.

図６において、基板上物検出部２５は、ヘッドカメラ１５を制御し、ヘッドカメラ１５による撮像結果を認識処理して、基板３上面に存在する物を検出する。図８において、基板上物検出部２５は、基板保持部２ａに保持された基板３に対する搭載ヘッド１１の相対的な位置関係に基づいて、ヘッドカメラ撮像画像１５ｖ１の中央部に写っている基板３の基板マーク３ａの位置を特定する。また、基板上物検出部２５は、電子部品Ｄの搭載位置のゴミや誤って基板３に落下させた電子部品Ｄなどの基板３の上面に存在する異物を検出する。 In FIG. 6, the substrate upper object detection unit 25 controls the head camera 15 and recognizes and processes the image pickup result by the head camera 15 to detect an object existing on the upper surface of the substrate 3. In FIG. 8, the substrate 3 on the substrate is reflected in the central portion of the head camera image captured image 15v1 based on the relative positional relationship of the mounting head 11 with respect to the substrate 3 held by the substrate holding portion 2a. The position of the substrate mark 3a of the above is specified. Further, the object detection unit 25 on the substrate detects dust at the mounting position of the electronic component D and foreign matter existing on the upper surface of the substrate 3 such as the electronic component D accidentally dropped on the substrate 3.

基板上物検出部２５は、搭載ヘッド１１の現在位置と基板３における基板マーク３ａの座標、ヘッドカメラ１５の撮像部１５ａとレンズ１５ｂの特性で決まる歪曲収差に基づいて決定される認識枠Ｗｂ１，Ｗｂ２の中にある基板マーク３ａの位置を認識する。また、基板上物検出部２５は、実装記憶部２７に記憶されている電子部品Ｄの搭載位置と歪曲収差に基づいて決定される認識枠Ｗｃ１，Ｗｃ２の中にゴミなどの異物が有るか無いかを判断する。このように、基板上物検出部２５は、ヘッドカメラ１５によって取得したヘッドカメラ撮像画像１５ｖ１の中央部における基板３の上面の像に基づき、基板３の上面に存在する物（基板マーク３ａ、異物など）を検出する。 The substrate on-board detection unit 25 is determined based on the current position of the mounting head 11, the coordinates of the substrate mark 3a on the substrate 3, and the distortion determined by the characteristics of the imaging unit 15a and the lens 15b of the head camera 15, and the recognition frames Wb1 and 2. The position of the substrate mark 3a in Wb2 is recognized. Further, the substrate upper object detection unit 25 has no foreign matter such as dust in the recognition frames Wc1 and Wc2 determined based on the mounting position of the electronic component D and the distortion aberration stored in the mounting storage unit 27. To judge. As described above, the object detection unit 25 on the substrate is an object existing on the upper surface of the substrate 3 (substrate mark 3a, foreign matter) based on the image of the upper surface of the substrate 3 in the central portion of the head camera image captured image 15v1 acquired by the head camera 15. Etc.) is detected.

図６において、第二電子部品検出部２４は、ヘッド認識カメラ１６を制御し、ヘッド認識カメラ１６によるノズル１１ｂを含む撮像結果を認識処理して、ノズル１１ｂに保持された電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する。 In FIG. 6, the second electronic component detection unit 24 controls the head recognition camera 16 and recognizes the imaging result including the nozzle 11b by the head recognition camera 16 to determine the presence / absence of the electronic component D held by the nozzle 11b. Detect posture.

ここで図９を参照して、ヘッド認識カメラ１６が撮像して第二電子部品検出部２４によって認識処理されたヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖ１について説明する。ヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖ１には、図８に示す搭載ヘッド１１が写っており、搭載ヘッド１１の有する８つのノズル１１ｂの先端が写っている。第二電子部品検出部２４は、搭載ヘッド１１の現在位置と搭載ヘッド１１に装着されたノズル１１ｂの種類、保持された電子部品Ｄの種類、ヘッド認識カメラ１６の撮像部１６ａとレンズ１６ｂの特性で決まる歪曲収差に基づいて決定される認識枠Ｗｄ１〜Ｗｄ８の中にあるノズル１１ｂが保持する電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する。第二電子部品検出部２４は、例えばパターンマッチングによって認識枠Ｗｄ１〜Ｗｄ８中の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する。 Here, with reference to FIG. 9, the head recognition camera image 16v1 imaged by the head recognition camera 16 and recognized by the second electronic component detection unit 24 will be described. The mounted head 11 shown in FIG. 8 is shown in the image 16v1 captured by the head recognition camera, and the tips of the eight nozzles 11b of the mounted head 11 are shown. The second electronic component detection unit 24 includes the current position of the mounting head 11, the type of the nozzle 11b mounted on the mounting head 11, the type of the held electronic component D, and the characteristics of the imaging unit 16a and the lens 16b of the head recognition camera 16. The presence / absence and orientation of the electronic component D held by the nozzles 11b in the recognition frames Wd1 to Wd8 determined based on the distortion determined by the above are detected. The second electronic component detection unit 24 detects the presence / absence and the posture of the electronic component D in the recognition frames Wd1 to Wd8 by pattern matching, for example.

図９において、認識枠Ｗｄ１、Ｗｄ２、Ｗｄ４、Ｗｄ５、Ｗｄ７、Ｗｄ８の中には正常な姿勢で保持された電子部品Ｄが写っている。そこで、第二電子部品検出部２４は、認識枠Ｗｄ１、Ｗｄ２、Ｗｄ４、Ｗｄ５、Ｗｄ７、Ｗｄ８に対応するノズル１１ｂは電子部品Ｄを正常な姿勢で保持していると判断する。また、第二電子部品検出部２４は、認識枠Ｗｄ３の中には電子部品Ｄが写っていないため、認識枠Ｗｄ３に対応するノズル１１ｂは電子部品Ｄを保持していないと判断する。また、第二電子部品検出部２４は、認識枠Ｗｄ６の中には電子部品Ｄが写っているもの、認識枠Ｗａ６の中の電子部品Ｄが所定の形状でないため、認識枠Ｗｄ６に対応するノズル１１ｂは電子部品Ｄを正常な姿勢で保持していないと判断する。 In FIG. 9, the electronic component D held in the normal posture is shown in the recognition frames Wd1, Wd2, Wd4, Wd5, Wd7, and Wd8. Therefore, the second electronic component detection unit 24 determines that the nozzles 11b corresponding to the recognition frames Wd1, Wd2, Wd4, Wd5, Wd7, and Wd8 hold the electronic component D in a normal posture. Further, since the electronic component D is not shown in the recognition frame Wd3, the second electronic component detection unit 24 determines that the nozzle 11b corresponding to the recognition frame Wd3 does not hold the electronic component D. Further, the second electronic component detection unit 24 has a nozzle corresponding to the recognition frame Wd6 because the electronic component D is reflected in the recognition frame Wd6 and the electronic component D in the recognition frame Wa6 does not have a predetermined shape. 11b determines that the electronic component D is not held in the normal posture.

このように、第二電子部品検出部２４は、ヘッド認識カメラ１６によって取得したヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖ１に基づき、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する電子部品検出部である。第二電子部品検出部２４は、搭載ヘッド１１が部品供給部４から電子部品Ｄをピックアップしてから基板保持部２ａに保持された基板３に搭載するまでの間に、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する。これにより、搭載ヘッド１１が基板３に電子部品Ｄを搭載可能か否かを判断することができる。 As described above, the second electronic component detection unit 24 is an electronic component detection unit that detects the presence / absence and orientation of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b based on the head recognition camera image 16v1 acquired by the head recognition camera 16. .. In the second electronic component detection unit 24, the electrons at the tip of the nozzle 11b are received between the time when the mounting head 11 picks up the electronic component D from the component supply unit 4 and the time when the mounting head 11 is mounted on the board 3 held by the board holding unit 2a. Detects the presence / absence and orientation of component D. Thereby, it is possible to determine whether or not the mounting head 11 can mount the electronic component D on the substrate 3.

また、第二電子部品検出部２４は、搭載ヘッド１１が基板３に電子部品Ｄを搭載した後に、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無を検出する。これにより、ノズル１１ｂが基板３に電子部品Ｄを移載できずに持ち帰っているか否かを判断することができる。このように、本実施の形態の部品実装装置１は、微小な電子部品用で内径が小さく、吸引される空気の流量の差では電子部品Ｄの有無が検出できないようなノズル１１ｂであっても、ヘッド認識カメラ１６によって電子部品Ｄの有無を検出することができる。 Further, the second electronic component detection unit 24 detects the presence or absence of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b after the mounting head 11 mounts the electronic component D on the substrate 3. Thereby, it can be determined whether or not the nozzle 11b cannot transfer the electronic component D to the substrate 3 and takes it home. As described above, the component mounting device 1 of the present embodiment has a small inner diameter for minute electronic components, and even if the nozzle 11b is such that the presence or absence of the electronic component D cannot be detected by the difference in the flow rate of the sucked air. , The presence / absence of the electronic component D can be detected by the head recognition camera 16.

また、ヘッド認識カメラ１６の画角は広いため、電子部品Ｄの有無の検出のために搭載ヘッド１１をヘッド認識カメラ１６の真上まで接近させる必要が無く、部品搭載作業を効率的に実行することができる。なお、部品実装装置１は、２個以上のヘッド認識カメラ１６を備えていてもよい。その場合、第二電子部品検出部２４は、搭載ヘッド１１に近いヘッド認識カメラ１６が撮像したヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖ１に基づき、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する。 Further, since the angle of view of the head recognition camera 16 is wide, it is not necessary to bring the mounting head 11 close to directly above the head recognition camera 16 in order to detect the presence or absence of the electronic component D, and the component mounting work is efficiently executed. be able to. The component mounting device 1 may include two or more head recognition cameras 16. In that case, the second electronic component detection unit 24 detects the presence / absence and the posture of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b based on the head recognition camera image 16v1 captured by the head recognition camera 16 close to the mounting head 11.

図６において、実装制御部２６は、基板認識処理部２１または基板上物検出部２５によって認識された基板マーク３ａの位置、基板３の上面に存在する異物の有無、部品認識処理部２２によって認識されたノズル１１ｂが保持する電子部品Ｄの位置、部品認識処理部２２、第一電子部品検出部２３、または第二電子部品検出部２４によって検出されたノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と姿勢、実装記憶部２７に記憶される生産データに基づいて、基板３に電子部品Ｄを搭載させる部品搭載作業を実行させる。 In FIG. 6, the mounting control unit 26 recognizes the position of the board mark 3a recognized by the board recognition processing unit 21 or the board upper object detection unit 25, the presence or absence of foreign matter existing on the upper surface of the board 3, and the component recognition processing unit 22. The position of the electronic component D held by the nozzle 11b, the presence or absence of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b detected by the component recognition processing unit 22, the first electronic component detection unit 23, or the second electronic component detection unit 24. Based on the posture and the production data stored in the mounting storage unit 27, the component mounting operation for mounting the electronic component D on the substrate 3 is executed.

上記の部品実装装置１は、基板認識カメラ１３、部品認識カメラ１４、ヘッドカメラ１５、ヘッド認識カメラ１６を備えているが、部品実装装置１はこれらのカメラを全て備える必要はない。例えば、部品実装装置１は、部品認識カメラ１４、基板認識カメラ１３、ヘッドカメラ１５を備えていればよい。その場合、部品認識カメラ１４は、上空を通過するノズル１１ｂに保持され基板３に搭載前の電子部品Ｄを撮像する第一カメラである。また、基板認識カメラ１３は、基板３の上面を撮像する第二カメラである。 The component mounting device 1 includes a board recognition camera 13, a component recognition camera 14, a head camera 15, and a head recognition camera 16, but the component mounting device 1 does not need to include all of these cameras. For example, the component mounting device 1 may include a component recognition camera 14, a board recognition camera 13, and a head camera 15. In that case, the component recognition camera 14 is the first camera that is held by the nozzle 11b passing over the sky and captures the electronic component D before being mounted on the substrate 3. The substrate recognition camera 13 is a second camera that images the upper surface of the substrate 3.

また、ヘッドカメラ１５は、第一カメラ及び第二カメラの画角よりも広い画角を有し、ノズル１１ｂが電子部品Ｄを基板３に搭載する搭載動作の後、部品供給部４へ移動する搭載ヘッド１１が有するノズル１１ｂを撮像する第三カメラである。なお、第一カメラの画角は０°から３０°までのいずれかの値である。また、第二カメラの画角は０°から２０°までのいずれかの値である。また、第三カメラの画角は１００°から２００°までのいずれかであり、特に１８５°から１９５°までのいずれかの画角であることが好ましい。 Further, the head camera 15 has an angle of view wider than the angles of view of the first camera and the second camera, and the nozzle 11b moves to the component supply unit 4 after the mounting operation of mounting the electronic component D on the substrate 3. This is a third camera that captures the nozzle 11b of the mounting head 11. The angle of view of the first camera is any value from 0 ° to 30 °. The angle of view of the second camera is any value from 0 ° to 20 °. The angle of view of the third camera is any of 100 ° to 200 °, and particularly preferably any angle of view of 185 ° to 195 °.

そして、第一電子部品検出部２３は、第三カメラによって取得した画像（ヘッドカメラ撮像画像１５ｖ１）に基いて、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する。また、基板上物検出部２５は、第三カメラによって取得した画像の中央部における基板３の上面の像に基づいて、基板３の上面に存在する物（基板マーク３ａ、異物など）を検出する。 Then, the first electronic component detection unit 23 detects the presence / absence and the posture of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b based on the image (head camera captured image 15v1) acquired by the third camera. Further, the substrate upper surface detection unit 25 detects an object (board mark 3a, foreign matter, etc.) existing on the upper surface of the substrate 3 based on the image of the upper surface of the substrate 3 in the central portion of the image acquired by the third camera. ..

また、部品実装装置１は、部品認識カメラ１４、基板認識カメラ１３、ヘッド認識カメラ１６を備えていればよい。その場合、部品認識カメラ１４は、上空を通過するノズル１１ｂに保持され基板３に搭載前の電子部品Ｄを撮像する第一カメラである。また、基板認識カメラ１３は、基板３の上面を撮像する第二カメラである。また、ヘッド認識カメラ１６は、第一カメラ及び第二カメラの画角よりも広い画角を有し、上空を通過する電子部品Ｄを基板３に搭載する搭載動作の後のノズル１１ｂの先端を撮像する第三カメラである。そして、第二電子部品検出部２４は、第三カメラによって取得した画像（ヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖ１）に基いて、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する。 Further, the component mounting device 1 may include a component recognition camera 14, a board recognition camera 13, and a head recognition camera 16. In that case, the component recognition camera 14 is the first camera that is held by the nozzle 11b passing over the sky and captures the electronic component D before being mounted on the substrate 3. The substrate recognition camera 13 is a second camera that images the upper surface of the substrate 3. Further, the head recognition camera 16 has an angle of view wider than the angles of view of the first camera and the second camera, and the tip of the nozzle 11b after the mounting operation of mounting the electronic component D passing over the sky on the substrate 3 is provided. This is the third camera that captures images. Then, the second electronic component detection unit 24 detects the presence / absence and the posture of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b based on the image (head recognition camera captured image 16v1) acquired by the third camera.

また、部品実装装置１は、部品認識カメラ１４とヘッド認識カメラ１６との、上空を通過する物体を撮像する二つのカメラを備えていてもよい。その場合、部品認識カメラ１４は、基板３に搭載前のノズル１１ｂに保持された電子部品Ｄを撮像する第一カメラである。また、ヘッド認識カメラ１６は、電子部品Ｄを基板３に搭載する搭載動作の後のノズル１１ｂの先端を撮像する、第一カメラよりも画角が広い第二カメラである。そして、第二電子部品検出部２４は、第二カメラによって取得した画像（ヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖ１）に基づき、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する。 Further, the component mounting device 1 may include two cameras, a component recognition camera 14 and a head recognition camera 16, for photographing an object passing over the sky. In that case, the component recognition camera 14 is a first camera that captures an image of the electronic component D held by the nozzle 11b before being mounted on the substrate 3. Further, the head recognition camera 16 is a second camera having a wider angle of view than the first camera, which images the tip of the nozzle 11b after the mounting operation of mounting the electronic component D on the substrate 3. Then, the second electronic component detection unit 24 detects the presence / absence and the posture of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b based on the image (head recognition camera captured image 16v1) acquired by the second camera.

また、部品実装装置１は、ヘッド認識カメラ１６のみを備えていてもよい。その場合、ヘッド認識カメラ１６は、上空を通過する物体を撮像し、基板３に電子部品Ｄを搭載する搭載動作の後の複数のノズル１１ｂの先端を同時に撮像可能なカメラである。そして、第二電子部品検出部２４は、カメラによって取得した画像（ヘッド認識カメラ撮像画像１６ｖ１）に基づき、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する電子部品検出部である。 Further, the component mounting device 1 may include only the head recognition camera 16. In that case, the head recognition camera 16 is a camera capable of capturing an image of an object passing over the sky and simultaneously capturing the tips of a plurality of nozzles 11b after the mounting operation of mounting the electronic component D on the substrate 3. The second electronic component detection unit 24 is an electronic component detection unit that detects the presence / absence and orientation of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b based on the image acquired by the camera (head recognition camera image 16v1).

また、部品実装装置１は、ヘッドカメラ１５のみを備えていてもよい。その場合、ヘッドカメラ１５は、搭載ヘッド１１が有する複数のノズル１１ｂの先端を同時に撮像可能なカメラである。そして、第一電子部品検出部２３は、カメラによって取得した画像（ヘッドカメラ撮像画像１５ｖ１）の周辺部におけるノズル１１ｂの先端の像に基づき、ノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と姿勢を検出する電子部品検出部である。 Further, the component mounting device 1 may include only the head camera 15. In that case, the head camera 15 is a camera capable of simultaneously capturing the tips of a plurality of nozzles 11b included in the mounting head 11. Then, the first electronic component detection unit 23 detects the presence / absence and orientation of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b based on the image of the tip of the nozzle 11b in the peripheral portion of the image (head camera captured image 15v1) acquired by the camera. It is an electronic component detection unit.

上記説明したように、本実施の形態の部品実装装置１は、搭載ヘッド１１にノズル１１ｂの先端と基板３の上面とを同時に撮像可能なカメラ（ヘッドカメラ１５）を有する。これによって、電子部品Ｄの搭載作業を阻害することなくノズル１１ｂの先端の電子部品Ｄの有無と基板３の上面にある物を同時に検出することができる。 As described above, the component mounting device 1 of the present embodiment has a camera (head camera 15) capable of simultaneously capturing the tip of the nozzle 11b and the upper surface of the substrate 3 on the mounting head 11. As a result, the presence or absence of the electronic component D at the tip of the nozzle 11b and the object on the upper surface of the substrate 3 can be detected at the same time without hindering the mounting work of the electronic component D.

次に図１０、図１１を参照して、搭載ヘッドの他の実施例について説明する。以下、上記の搭載ヘッド１１と同じ部分は同じ符号を付して詳細な説明を省略する。図１０（ａ）に示す他の搭載ヘッド（以下「第一搭載ヘッド３０」と称する。）は、Ｘ方向に４つ、Ｙ方向に２列、合計８つのノズル１１ｂを有するところは搭載ヘッド１１と同じであるが、ノズル１１ｂの間隔が搭載ヘッド１１より狭い。そのため、第一搭載ヘッド３０の中央にはヘッドカメラ１５を配置することができず、Ｙ方向の一側面に１個のヘッドカメラ１５が配置されている。このヘッドカメラ１５は、複数のノズル１１ｂの先端の像が互いに重ならないで撮像することができる位置に配置されている。 Next, another embodiment of the mounting head will be described with reference to FIGS. 10 and 11. Hereinafter, the same parts as those of the mounting head 11 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The other mounting heads shown in FIG. 10A (hereinafter referred to as "first mounting head 30") have four nozzles in the X direction and two rows in the Y direction, for a total of eight nozzles 11b. However, the distance between the nozzles 11b is narrower than that of the mounting head 11. Therefore, the head camera 15 cannot be arranged in the center of the first mounting head 30, and one head camera 15 is arranged on one side surface in the Y direction. The head camera 15 is arranged at a position where images of the tips of a plurality of nozzles 11b can be imaged without overlapping each other.

図１０（ｂ）に示す他の搭載ヘッド（以下「第二搭載ヘッド３１」と称する。）は、ノズル１１ｂの数、配置は第一搭載ヘッド３０と同じであるが、ヘッドカメラ１５の配置が異なる。すなわち、第二搭載ヘッド３１には、Ｘ方向の両側面にそれぞれヘッドカメラ１５が配置されている。２個のヘッドカメラ１５は、互いに補完しながら搭載ヘッド１１が有する全て（８つ）のノズル１１ｂの先端の像が互いに重ならないで撮像ができる位置に配置されている。このように、第二搭載ヘッド３１に配置されるヘッドカメラ１５は２個に限定されることはなく、２個以上のヘッドカメラ１５が配置されていてもよい。 The other mounting heads shown in FIG. 10B (hereinafter referred to as “second mounting head 31”) have the same number and arrangement of nozzles 11b as the first mounting head 30, but the head camera 15 is arranged. different. That is, head cameras 15 are arranged on both side surfaces in the X direction of the second mounting head 31. The two head cameras 15 are arranged at positions where the images of the tips of all (8) nozzles 11b of the mounting head 11 can be imaged without overlapping each other while complementing each other. As described above, the number of head cameras 15 arranged on the second mounting head 31 is not limited to two, and two or more head cameras 15 may be arranged.

図１１に示す他の搭載ヘッド（以下「第三搭載ヘッド３２」と称する。）は、複数（ここでは６つ）のノズル１１ｂが環状に配置されているところが搭載ヘッド１１、第一搭載ヘッド３０、第二搭載ヘッド３１と異なる。そして、ヘッドカメラ１５は、複数のノズル１１ｂで囲まれた内側の領域に配置されている。これにより、ヘッドカメラ１５は、複数のノズル１１ｂの先端の像が互いに重ならないで撮像することができる。 In the other mounting heads shown in FIG. 11 (hereinafter referred to as "third mounting head 32"), the mounting head 11 and the first mounting head 30 are where a plurality of (six in this case) nozzles 11b are arranged in an annular shape. , Different from the second mounting head 31. The head camera 15 is arranged in an inner region surrounded by a plurality of nozzles 11b. As a result, the head camera 15 can capture images of the tips of the plurality of nozzles 11b without overlapping each other.

本発明の部品実装装置は、電子部品の搭載作業を阻害することなくノズルの先端の電子部品の有無と基板の上面にある物を同時に検出することができるという効果を有し、電子部品を基板に実装する分野において有用である。 The component mounting device of the present invention has the effect of simultaneously detecting the presence or absence of an electronic component at the tip of a nozzle and an object on the upper surface of the substrate without hindering the mounting work of the electronic component, and the electronic component can be detected on the substrate. It is useful in the field of implementation in.

１ 部品実装装置
２ａ 基板保持部
３ 基板
３ａ 基板マーク（物）
４ 部品供給部
１１ 搭載ヘッド
１１ｂ ノズル
１５ ヘッドカメラ（カメラ）
１５ａ 撮像部
１５ｂ レンズ
１５ｃ 光軸
１５ｖ、１５ｖ１ ヘッドカメラ撮像画像（画像）
３０ 第一搭載ヘッド（搭載ヘッド）
３１ 第二搭載ヘッド（搭載ヘッド）
３２ 第三搭載ヘッド（搭載ヘッド）
Ｄ 電子部品 1 Component mounting device 2a Board holding part 3 Board 3a Board mark (object)
4 Parts supply unit 11 Mounting head 11b Nozzle 15 Head camera (camera)
15a Imaging unit 15b Lens 15c Optical axis 15v, 15v1 Head camera captured image (image)
30 First mounting head (mounting head)
31 Second mounting head (mounting head)
32 Third mounting head (mounting head)
D Electronic components

Claims (12)

電子部品を供給する部品供給部と基板を保持する基板保持部との間で電子部品を保持する少なくとも一つのノズルを有する搭載ヘッドを移動させて前記電子部品を前記基板に搭載する部品実装装置であって、
前記搭載ヘッドに前記ノズルの先端と前記基板の上面とを同時に撮像可能なカメラを有する部品実装装置。 A component mounting device that mounts the electronic components on the board by moving a mounting head having at least one nozzle that holds the electronic components between the component supply section that supplies the electronic components and the board holding section that holds the board. There,
A component mounting device having a camera on the mounting head capable of simultaneously photographing the tip of the nozzle and the upper surface of the substrate. 前記カメラは、前記ノズルの先端からの光と前記基板の上面からの光を同時に撮像部に導くレンズを有する請求項１に記載の部品実装装置。 The component mounting device according to claim 1, wherein the camera has a lens that simultaneously guides light from the tip of the nozzle and light from the upper surface of the substrate to the imaging unit. 前記カメラは、前記カメラの光軸を前記搭載ヘッドの下方に向けている請求項２に記載の部品実装装置。 The component mounting device according to claim 2, wherein the camera has an optical axis of the camera directed downward from the mounting head. 前記ノズルが前記電子部品を保持して上昇したときの前記ノズルの先端の位置と同じ高さ、又は前記ノズルの先端の位置よりも上方に前記レンズが位置する請求項３に記載の部品実装装置。 The component mounting device according to claim 3, wherein the lens is located at the same height as the position of the tip of the nozzle when the nozzle holds and raises the electronic component, or above the position of the tip of the nozzle. .. 前記カメラによって取得した画像に基づき前記ノズルの先端の電子部品の有無と姿勢を検出する電子部品検出部を備えた請求項１から４のいずれかに記載の部品実装装置。 The component mounting device according to any one of claims 1 to 4, further comprising an electronic component detecting unit that detects the presence / absence and orientation of an electronic component at the tip of the nozzle based on an image acquired by the camera. 前記電子部品検出部は、前記画像の周辺部における前記ノズルの先端の像に基づいて、前記ノズルの先端に保持された前記電子部品の有無と姿勢を検出する請求項５に記載の部品実装装置。 The component mounting device according to claim 5, wherein the electronic component detecting unit detects the presence / absence and posture of the electronic component held at the tip of the nozzle based on an image of the tip of the nozzle in the peripheral portion of the image. .. 前記カメラによって取得した画像に基づき前記基板の上面に存在する物を検出する基板上物検出部を備えた請求項１から６のいずれかに記載の部品実装装置。 The component mounting device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a substrate on-board object detection unit that detects an object existing on the upper surface of the substrate based on an image acquired by the camera. 前記基板上物検出部は、前記画像の中央部における前記基板の上面の像に基づいて、前記基板の上面に存在する物を検出する請求項７に記載の部品実装装置。 The component mounting device according to claim 7, wherein the object detection unit on the substrate detects an object existing on the upper surface of the substrate based on an image of the upper surface of the substrate in the central portion of the image. 前記画像は、歪曲収差を有する画像である請求項５から８のいずれかに記載の部品実装装置。 The component mounting device according to any one of claims 5 to 8, wherein the image is an image having distortion. 前記搭載ヘッドは複数のノズルを有し、前記カメラは前記複数のノズルの先端の像が互いに重ならないで撮像することができる位置に配置された請求項１から９のいずれかに記載の部品実装装置。 The component mounting according to any one of claims 1 to 9, wherein the mounting head has a plurality of nozzles, and the camera is arranged at a position where images of the tips of the plurality of nozzles can be imaged without overlapping each other. apparatus. ２個以上の前記カメラが前記搭載ヘッドに配置された請求項１から１０のいずれかに記載の部品実装装置。 The component mounting device according to any one of claims 1 to 10, wherein two or more of the cameras are arranged on the mounting head. 前記搭載ヘッドには複数の前記ノズルが環状に配置されており、前記カメラは複数の前記ノズルで囲まれた内側の領域に配置された請求項１から１１のいずれかに記載の部品実装装置。 The component mounting device according to any one of claims 1 to 11, wherein a plurality of the nozzles are arranged in an annular shape on the mounting head, and the camera is arranged in an inner region surrounded by the plurality of nozzles.
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