JP2023160248A - Component mounting device - Google Patents

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JP2023160248A
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エイリ ワタリ
Eyri Watari
康一 岡田
Koichi Okada
翼 佐伯
Tsubasa Saeki
徹哉 土居
Tetsuya Doi
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Abstract

To provide a component mounting device capable of detecting the absolute rotational position of a rotating body with a simple configuration.SOLUTION: The component mounting device includes: a background member B that is provided to a rotating body 11 that holds multiple shafts at equal intervals on the circumference centered on the rotation axis CL, which has a feature part F for identifying a specific shaft (the shaft to which nozzle 13(1) is attached) at a position included in an imaging field of view A of camera for picking up components held by nozzles 13(1) to 13(12) on a component recognition station ST7; a feature recognition unit that recognizes the feature part F with a camera; and a nozzle shaft position identification unit that identifies the stations ST1 to ST12 where multiple shafts are located, on the basis of the rotation position when the feature recognition unit detected the feature part F.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、部品を負圧により保持して基板に実装する部品実装装置に関する。 The present invention relates to a component mounting apparatus that holds components using negative pressure and mounts them on a board.

基板に部品を実装する部品実装装置は、負圧源で発生した吸引力を利用して部品を保持するノズルを備えた作業ヘッドにより、部品供給部から部品を取り出して基板に搭載する。この作業ヘッドとして、下端にノズルが装着される複数のシャフトをインデックス回転する回転体に等間隔に備えるロータリー式のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 A component mounting apparatus that mounts components on a board takes out components from a component supply section and mounts them on the board using a work head equipped with a nozzle that holds the components using suction force generated by a negative pressure source. As this work head, a rotary type is known, in which a plurality of shafts each having a nozzle attached to the lower end thereof are arranged at equal intervals on a rotating body that indexes rotation (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載の搭載ヘッド(作業ヘッド)は、回転体がインデックス回転してノズルが停止する位置に、役割の異なる複数のノズル停止ステーションが配置されている。例えば、作業ステーションでは、ノズルを昇降させてノズルに部品を保持し、保持した部品を基板に搭載している。また、部品検出ステーションでは、ノズルに部品が保持されたか否かを検出している。また、部品認識ステーションでは、ノズルに保持された部品を撮像している。ロータリー式の作業ヘッドでは、回転体をインデックス回転させながら、各ステーションでそれぞれの作業を同時に実行することで、効率良く部品実装を実行することができる。 In the mounting head (work head) described in Patent Document 1, a plurality of nozzle stop stations having different roles are arranged at a position where a rotating body index-rotates and a nozzle stops. For example, at a work station, a nozzle is raised and lowered to hold a component in the nozzle, and the held component is mounted on a substrate. Furthermore, the component detection station detects whether or not a component is held in the nozzle. Furthermore, the component recognition station images the component held by the nozzle. With a rotary work head, components can be mounted efficiently by simultaneously performing each task at each station while index-rotating the rotating body.

特開2018-133438号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-133438

ところで、ロータリー式の作業ヘッドが各ステーションで正常に作業を実行するためには、部品実装装置が回転体の絶対的な回転位置を認識して記憶しておく必要がある。そのため、特許文献1を含む従来技術では、回転体を回転させるモータの絶対的な回転位置を検出するアブソリュートエンコーダや所定のピンを検出する遮光型センサなどを備えている。しかしながら、アブソリュートエンコーダや遮光型センサなどを作業ヘッドに配置する場合、アブソリュートエンコーダのバッテリやセンサ等の取付用のブラケットなどの重さで水平面内を高速で移動する作業ヘッドの重さが増加して、作業ヘッドの移動に伴い振動が発生したり、停止位置の精度が低下したりするなどの課題があった。 By the way, in order for the rotary type work head to properly perform work at each station, the component mounting apparatus needs to recognize and store the absolute rotational position of the rotating body. Therefore, conventional technologies including Patent Document 1 include an absolute encoder that detects the absolute rotational position of a motor that rotates a rotating body, a light-shielding sensor that detects a predetermined pin, and the like. However, when an absolute encoder or a light-shielding sensor is placed on the work head, the weight of the work head, which moves at high speed in a horizontal plane, increases due to the weight of the absolute encoder's battery, the bracket for mounting the sensor, etc. However, there were problems such as vibrations occurring as the work head moved and a decrease in the accuracy of the stopping position.

そこで本発明は、簡易な構成で回転体の絶対的な回転位置を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 apparatus that can detect the absolute rotational position of a rotating body with a simple configuration.

本発明の部品実装装置は、ノズルで部品を保持して基板に搭載する部品実装装置であって、前記ノズルを下端部に有する複数のシャフトと、回転軸を中心とする円周上に前記複数のシャフトを等間隔で保持し、前記回転軸を中心に回転して前記複数のシャフトを複数のステーションに順次位置させる回転体と、前記回転体の回転位置を相対的に検出する回転位置検出部と、前記複数のステーションのうちの特定のステーションにおいて前記ノズルに保持された部品を撮影するカメラと、前記カメラで撮像した画像に基づいて部品の位置または状態を認識する部品認識部と、前記回転体に設けられ、前記カメラの撮像視野に含まれる位置であって前記複数のシャフトのうちの特定のシャフトを識別するための特徴部を設けた背景部材と、前記カメラで前記特徴部を認識する特徴部認識部と、前記特徴部認識部が前記特徴部を検出したときの回転位置に基づいて、前記複数のシャフトが位置するステーションを特定するノズルシャフトポジション特定部と、を備えた。 The component mounting apparatus of the present invention is a component mounting apparatus that holds components with a nozzle and mounts them on a board, and includes a plurality of shafts having the nozzles at their lower ends, and a plurality of shafts arranged on a circumference around a rotation axis. a rotating body that holds the shafts at equal intervals and rotates about the rotating shaft to sequentially position the plurality of shafts at a plurality of stations; and a rotational position detection unit that relatively detects the rotational position of the rotating body. a camera that photographs a component held by the nozzle at a specific station among the plurality of stations; a component recognition unit that recognizes the position or state of the component based on the image captured by the camera; a background member provided on the body and provided with a characteristic part for identifying a specific shaft of the plurality of shafts at a position included in the imaging field of view of the camera, and recognizing the characteristic part with the camera; The apparatus includes a characteristic part recognition part and a nozzle shaft position identification part which identifies stations where the plurality of shafts are located based on the rotational position when the characteristic part recognition part detects the characteristic part.

本発明によれば、簡易な構成で回転体の絶対的な回転位置を検出することができる。 According to the present invention, the absolute rotational position of the rotating body can be detected with a simple configuration.

本発明の一実施の形態の部品実装装置の全体構成を示す斜視図A perspective view showing the overall configuration of a component mounting apparatus 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作業ヘッドの要部の構成説明図A configuration explanatory diagram of main parts of a work head included in a component mounting apparatus 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作業ヘッドのカメラの構成説明図A configuration explanatory diagram of a camera of a work head included in a component mounting apparatus 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作業ヘッドの要部の底面図A bottom view of essential parts of a work head included in a component mounting apparatus 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作業ヘッドのカメラの撮像視野に(a)特徴部を有するノズルが位置する状態を示す図(b)特徴部を有しないノズルが位置する状態を示す図(a) A diagram showing a state in which a nozzle having a characteristic part is located in the imaging field of a camera of a work head provided in a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.(b) A diagram showing a state in which a nozzle without a characteristic part is located. Diagram shown 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 the configuration of a control system of a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention

次に本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。まず図1を参照して、部品実装装置1の構造を説明する。以下、基板の搬送方向をX軸方向、X軸方向と水平面内において直交する方向をY軸方向、XY平面に対して直交する方向をZ軸方向、Z軸方向を軸として回転する水平面内の方向をθ方向と定義する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the structure of the component mounting apparatus 1 will be explained with reference to FIG. Hereinafter, the conveyance direction of the substrate is the X-axis direction, the direction perpendicular to the X-axis direction in the horizontal plane is the Y-axis direction, the direction perpendicular to the XY plane is the Z-axis direction, and the direction in the horizontal plane rotating around the Z-axis direction is the Y-axis direction. The direction is defined as the θ direction.

図1において、部品実装装置1は、ノズルのノズル開口に負圧を作用させて部品を真空吸着により保持して基板に搭載する機能を有する。基台1aの中央部には、X軸に沿って延びた一対の搬送コンベアを備えた基板搬送機構2が配置されている。基板搬送機構2は部品搭載対象の基板3を上流の装置から受け取って搬送し、以下に説明する部品搭載機構による搭載作業位置に位置決め保持する。 In FIG. 1, a component mounting apparatus 1 has a function of applying negative pressure to the nozzle opening of a nozzle, holding components by vacuum suction, and mounting the components onto a substrate. A substrate transport mechanism 2 including a pair of transport conveyors extending along the X-axis is arranged at the center of the base 1a. The board transport mechanism 2 receives a board 3 on which a component is to be mounted from an upstream device, transports it, and positions and holds the board 3 at a mounting work position by the component mounting mechanism described below.

基板搬送機構2の両側方には、部品供給部4が配置されている。部品供給部4は、フィーダテーブル4a上に複数のテープフィーダ5をX軸に沿って並列に配置して構成されている。テープフィーダ5は、基板3に搭載される部品を収納したキャリアテープをピッチ送りすることにより、搭載対象の部品を部品搭載機構の作業ヘッド8による取り出し位置に供給する。 Component supply units 4 are arranged on both sides of the board transport mechanism 2. The component supply unit 4 is configured by arranging a plurality of tape feeders 5 in parallel along the X axis on a feeder table 4a. The tape feeder 5 pitch-feeds a carrier tape containing components to be mounted on the board 3, thereby feeding the components to be mounted to a take-out position by the work head 8 of the component mounting mechanism.

次に、部品搭載機構について説明する。図1において、基台1aのX軸方向の端部には、リニア駆動機構を備えたY軸テーブル6が配置されている。Y軸テーブル6には、リニア駆動機構7a(図2参照)を備えたビーム7がY軸に沿って移動自在に装着されている。ビーム7には、作業ヘッド8の本体フレーム9がX軸に沿って移動自在に装着されている。 Next, the component mounting mechanism will be explained. In FIG. 1, a Y-axis table 6 equipped with a linear drive mechanism is arranged at the end of the base 1a in the X-axis direction. A beam 7 equipped with a linear drive mechanism 7a (see FIG. 2) is mounted on the Y-axis table 6 so as to be movable along the Y-axis. A main body frame 9 of a working head 8 is attached to the beam 7 so as to be movable along the X-axis.

作業ヘッド8は、基板3に搭載される部品をノズル13(図2参照)によって部品供給部4からピックアップして保持する機能を有している。ノズル13は、先端部のノズル開口に負圧源によって発生された負圧を作用させて部品を保持する。作業ヘッド8は、Y軸テーブル6、ビーム7を駆動することによりX方軸向、Y軸方向へ水平移動し、ノズル13に保持された部品を基板搬送機構2に位置決め保持された基板3に搭載する。すなわち、Y軸テーブル6とビーム7は、作業ヘッド8をX軸方向とY軸方向に移動させるXY移動部18(図6参照)を構成する。部品実装装置1の各部は、部品実装装置1が備える制御装置Cによって制御される。 The work head 8 has a function of picking up and holding components to be mounted on the substrate 3 from the component supply section 4 using a nozzle 13 (see FIG. 2). The nozzle 13 holds the component by applying negative pressure generated by a negative pressure source to the nozzle opening at the tip. The work head 8 moves horizontally in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the Y-axis table 6 and the beam 7, and transfers the component held by the nozzle 13 to the substrate 3 held by the substrate transfer mechanism 2. Mount. That is, the Y-axis table 6 and the beam 7 constitute an XY moving section 18 (see FIG. 6) that moves the work head 8 in the X-axis direction and the Y-axis direction. Each part of the component mounting apparatus 1 is controlled by a control device C included in the component mounting apparatus 1.

次に、図2を参照して、作業ヘッド8の要部の構造を説明する。作業ヘッド8の本体フレーム9の下部には、ロータ保持部10が水平方向に延出して設けられている。ロータ保持部10には、回転体11がZ軸方向の回転軸CLを回転軸として回転自在に保持されている。回転体11の回転軸CLを中心とする円周上には、複数(この例では12本)のシャフト12が昇降可能な状態で等間隔に保持されている。シャフト12には、下端部に部品を保持するノズル13がそれぞれ装着されている。 Next, the structure of the main parts of the working head 8 will be explained with reference to FIG. A rotor holding portion 10 is provided at the lower part of the main body frame 9 of the work head 8 and extends in the horizontal direction. A rotating body 11 is rotatably held in the rotor holding part 10 with a rotation axis CL in the Z-axis direction as a rotation axis. A plurality of shafts 12 (twelve in this example) are held at equal intervals on the circumference of the rotating body 11 around the rotation axis CL in a movable state. A nozzle 13 for holding a component is attached to each of the shafts 12 at its lower end.

回転体11の上部には、回転シャフト14が接続されている。回転シャフト14は、本体フレーム9に固定して設けられたロータ駆動部15によって、回転軸CLを回転軸として回転される。制御装置Cがロータ駆動部15を制御して、回転シャフト14を回転駆動させることにより、回転体11が回転軸CLを中心としてθ方向に回転する。回転体11が回転することにより、複数のシャフト12は回転軸CLを中心に周回移動する。回転体11の下部には、シャフト12に装着されたノズル13よりも上方の高さ位置に、略円盤形状の背景部材Bが配置されている。 A rotating shaft 14 is connected to the upper part of the rotating body 11. The rotating shaft 14 is rotated by a rotor drive unit 15 fixedly provided to the main body frame 9, with the rotating shaft CL serving as a rotating shaft. The control device C controls the rotor drive unit 15 to rotationally drive the rotating shaft 14, so that the rotating body 11 rotates in the θ direction about the rotation axis CL. As the rotating body 11 rotates, the plurality of shafts 12 move around the rotation axis CL. A substantially disc-shaped background member B is disposed below the rotating body 11 at a height above the nozzle 13 attached to the shaft 12.

図2において、ロータ駆動部15は、ロータ駆動部15が回転駆動する回転体11の回転角度を検出するエンコーダ16を備えている。エンコーダ16は、例えば、インクリメンタル型のロータリエンコーダである。ロータ駆動部15は、回転体11を回転させることによって複数のシャフト12を、作業ヘッド8に設定された複数(この例では12箇所)のステーションST1~ST12(図4参照)に順番に位置させる。本体フレーム9には、複数のステーションST1~ST12のうちの作業ステーションST1に停止したシャフト12を昇降させるシャフト昇降部17が固定して配置されている。 In FIG. 2, the rotor drive unit 15 includes an encoder 16 that detects the rotation angle of the rotating body 11 that is rotationally driven by the rotor drive unit 15. The encoder 16 is, for example, an incremental rotary encoder. The rotor drive unit 15 rotates the rotating body 11 to sequentially position the plurality of shafts 12 at a plurality of (12 in this example) stations ST1 to ST12 (see FIG. 4) set on the work head 8. . A shaft elevating section 17 is fixedly disposed on the main body frame 9 for elevating and lowering the shaft 12 stopped at the work station ST1 of the plurality of stations ST1 to ST12.

図2、図3において、ロータ保持部10には、複数のステーションST1~ST12のうちの部品認識ステーションST7(特定のステーション)においてノズル13に保持された部品を撮影するカメラ20が固定して配置されている。カメラ20は、ロータ保持部10の側方において下方に延出し、さらに部品認識ステーションST7に停止するノズル13の下方に向けて水平方向に延伸する導光筒21を備えている。導光筒21の内部には、下方に延出する部分に光軸を下方に向けた撮像素子22が配置されている。 In FIGS. 2 and 3, a camera 20 is fixedly disposed in the rotor holding unit 10 to photograph a component held by a nozzle 13 at a component recognition station ST7 (specific station) among a plurality of stations ST1 to ST12. has been done. The camera 20 includes a light guide tube 21 that extends downward on the side of the rotor holding part 10 and further extends horizontally below the nozzle 13 that stops at the component recognition station ST7. Inside the light guide tube 21, an image sensor 22 with its optical axis directed downward is disposed in a downwardly extending portion.

また、導光筒21の水平方向に延伸する部分の上面であって、部品認識ステーションST7に停止するノズル13の下方には、カメラ開口23が形成されている。導光筒21の内部には、部品認識ステーションST7に停止するノズル13の像を、カメラ開口23を通じて撮像素子22まで導く複数のミラー24が配置されている。また、導光筒21のカメラ開口23の周囲には、撮像対象のノズル13、背景部材Bの一部を含む上方を照明するLEDなどの照明部25が配置されている。 Further, a camera opening 23 is formed on the upper surface of the horizontally extending portion of the light guide tube 21 and below the nozzle 13 that stops at the component recognition station ST7. A plurality of mirrors 24 are arranged inside the light guide tube 21 to guide the image of the nozzle 13 stopped at the component recognition station ST7 to the image pickup device 22 through the camera opening 23. Further, around the camera opening 23 of the light guide tube 21, an illumination unit 25 such as an LED that illuminates the nozzle 13 to be imaged and a portion of the background member B is arranged.

このように、回転体11は、回転軸CLを中心とする円周上に複数のシャフト12を等間隔で保持し、回転軸CLを中心に回転して複数のシャフト12を複数のステーションST1~ST12に順次位置させる。そして、制御装置Cはシャフト昇降部17を制御して、作業ステーションST1の位置に停止したシャフト12を昇降させる。これにより、シャフト12に装着されたノズル13が昇降する。また、制御装置Cはカメラ20の撮像素子22と照明部25を制御して、部品認識ステーションST7の位置に停止したノズル13を下方から撮影させる。 In this way, the rotating body 11 holds a plurality of shafts 12 at equal intervals on a circumference centered on the rotation axis CL, and rotates around the rotation axis CL to move the plurality of shafts 12 to a plurality of stations ST1 to ST1. They are sequentially placed in ST12. Then, the control device C controls the shaft lifting section 17 to raise and lower the shaft 12 that has stopped at the position of the work station ST1. As a result, the nozzle 13 attached to the shaft 12 moves up and down. The control device C also controls the image pickup device 22 and illumination unit 25 of the camera 20 to photograph the nozzle 13 stopped at the component recognition station ST7 from below.

図2、図3において、回転体11の下面には、背景部材Bが装着されている。次に、図4、図5を参照して、背景部材Bの詳細な構成について説明する。図4において、背景部材Bは、回転軸CLを中心とする略円状で、下方から見てシャフト12に装着されたノズル13の一部と背景部材Bの外周の一部が重なる大きさをしている。背景部材Bは、ノズル13とは反射率が大きく異なる素材で形成されている。この例では、ノズル13は反射率が大きな素材で形成され、背景部材Bは反射率が小さい(黒っぽい)素材で形成されている。 In FIGS. 2 and 3, a background member B is attached to the lower surface of the rotating body 11. As shown in FIGS. Next, the detailed configuration of the background member B will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In FIG. 4, the background member B has a substantially circular shape centered on the rotation axis CL, and has a size such that a part of the nozzle 13 attached to the shaft 12 and a part of the outer periphery of the background member B overlap when viewed from below. are doing. The background member B is made of a material having a significantly different reflectance from that of the nozzle 13. In this example, the nozzle 13 is made of a material with high reflectance, and the background member B is made of a material with low reflectance (dark color).

図4は、12本あるノズル13(1)~13(12)のうちのノズル13(1)が部品認識ステーションST7(特定のステーション)に停止している状態を示している。カメラ20の撮像視野Aには、ノズル13(1)の他に背景部材Bの一部が含まれている。背景部材Bには、ノズル13(1)の位置に他のノズル13(2)~13(12)と区別するための特徴部Fが設けられている。この例では、下方から見てノズル13(1)と重なる部分を含む、背景部材Bの一部を切り欠いた特徴部Fが形成されている。 FIG. 4 shows a state in which nozzle 13(1) among the twelve nozzles 13(1) to 13(12) is stopped at component recognition station ST7 (specific station). The imaging field of view A of the camera 20 includes a part of the background member B in addition to the nozzle 13(1). The background member B is provided with a feature F at the position of the nozzle 13(1) to distinguish it from the other nozzles 13(2) to 13(12). In this example, a feature portion F is formed by cutting out a portion of the background member B, including a portion that overlaps with the nozzle 13(1) when viewed from below.

図5(a)は、部品認識ステーションST7に停止したノズル13(1)をカメラ20が撮影した撮像画像26を示している。また、図5(b)は、部品認識ステーションST7に停止したノズル13(2)をカメラ20が撮影した撮像画像26を示している。ノズル13(1)の撮像画像26には、背景部材Bの一部と背景部材Bを切り欠いた特徴部Fが写っている。一方、ノズル13(2)の撮像画像26に写る背景部材Bには特徴部Fが無く、ノズル13(1)との識別が可能である。同様に、ノズル13(3)~13(12)の撮像画像26に写る背景部材Bにも特徴部Fが無い。 FIG. 5A shows a captured image 26 taken by the camera 20 of the nozzle 13(1) stopped at the component recognition station ST7. Further, FIG. 5(b) shows a captured image 26 taken by the camera 20 of the nozzle 13(2) stopped at the component recognition station ST7. The captured image 26 of the nozzle 13(1) shows a portion of the background member B and a characteristic portion F obtained by cutting out the background member B. On the other hand, the background member B shown in the captured image 26 of the nozzle 13(2) does not have the characteristic part F and can be distinguished from the nozzle 13(1). Similarly, the background member B shown in the captured image 26 of the nozzles 13(3) to 13(12) also does not have the characteristic portion F.

このように、作業ヘッド8は、回転体11に設けられ、カメラ20の撮像視野Aに含まれる位置であって複数のシャフト12のうちの特定のシャフト(ノズル13(1)が装着されたシャフト12)を識別するための特徴部Fが設けられた背景部材Bを備えている。また、背景部材Bは、回転軸CLを中心とする特徴部Fと重なる円周上であって特定のシャフト以外のシャフトのノズル13(2)~13(12)と共に撮像視野Aに含まれる非特徴部CF(図5(b))を有している。 In this way, the work head 8 is provided on the rotary body 11 and located at a position included in the imaging field of view A of the camera 20 and located at a specific shaft of the plurality of shafts 12 (the shaft on which the nozzle 13(1) is attached). 12) is provided with a background member B provided with a feature F for identifying. Furthermore, the background member B is located on a circumference centered on the rotation axis CL and overlaps with the feature F, and is included in the imaging field of view A together with the nozzles 13(2) to 13(12) of shafts other than the specific shaft. It has a characteristic portion CF (FIG. 5(b)).

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が備える制御装置Cは、CPU等を備える演算処理装置である部品搭載作業実行部30、回転位置検出部31、画像認識部32、ノズルシャフトポジション特定部33、記憶装置であるノズルシャフトポジション記憶部34、作業プログラム記憶部35を備えている。回転位置検出部31は、エンコーダ16の検出信号に基づいて、回転体11の回転位置を相対的に検出する。 Next, with reference to FIG. 6, the configuration of the control system of the component mounting apparatus 1 will be described. The control device C included in the component mounting apparatus 1 includes a component mounting work execution unit 30 which is an arithmetic processing unit including a CPU, a rotational position detection unit 31, an image recognition unit 32, a nozzle shaft position identification unit 33, and a nozzle which is a storage device. A shaft position storage section 34 and a work program storage section 35 are provided. The rotational position detection section 31 relatively detects the rotational position of the rotating body 11 based on the detection signal of the encoder 16.

画像認識部32は、カメラ20で撮像した画像に基づいて部品の位置または状態を認識する。画像認識部32は、内部処理部として部品認識部32a、特徴部認識部32bを備えている。部品認識部32aは、部品認識ステーションST7に順次停止したノズル13(1)~13(12)をカメラ20が撮影した撮像画像26を認識処理して、ノズル13(1)~13(12)が保持する部品の状態をそれぞれ認識する。 The image recognition unit 32 recognizes the position or state of the component based on the image captured by the camera 20. The image recognition unit 32 includes a component recognition unit 32a and a characteristic part recognition unit 32b as internal processing units. The component recognition unit 32a recognizes and processes the captured images 26 taken by the camera 20 of the nozzles 13(1) to 13(12) sequentially stopped at the component recognition station ST7, and recognizes the nozzles 13(1) to 13(12). Recognize the status of each part to be held.

図6において、特徴部認識部32bは、部品認識ステーションST7に順次停止したノズル13(1)~13(12)をカメラ20が撮影した撮像画像26を認識処理して、背景部材Bの特徴部Fを検出する。例えば、特徴部認識部32bは、カメラ20が特徴部Fまたは非特徴部CFが含まれる位置(検出ラインSL)を横方向にスキャンし、明るい部分が検出されると特徴部Fがあると認識し、明るい部分が検出されない場合は特徴部Fがない(非特徴部CFがある)と認識する。 In FIG. 6, the characteristic part recognition unit 32b performs recognition processing on the captured image 26 taken by the camera 20 of the nozzles 13(1) to 13(12) sequentially stopped at the component recognition station ST7, and recognizes the characteristic part of the background member B. Detect F. For example, the feature recognition unit 32b horizontally scans a position (detection line SL) where the feature F or non-feature CF is included, and if a bright part is detected, the feature recognition unit 32b recognizes that the feature F exists. However, if a bright part is not detected, it is recognized that there is no characteristic part F (there is a non-characteristic part CF).

すなわち、特徴部認識部32bは、非特徴部CFの明るさと特徴部Fの明るさの違いを利用して特徴部Fを認識する。このように、特徴部認識部32bは、カメラ20で特徴部Fを認識する。なお、特徴部認識部32bが特徴部Fの有無を認識する際に、カメラ20は検出ラインSLのみを1次元にスキャンするようにしてもよい。カメラ20が検出ラインSLのみをスキャンして特徴部認識部32bが特徴部Fの有無を認識することで、特徴部Fを有するノズル13(1)を短時間で検出することができる。 That is, the feature recognition unit 32b recognizes the feature F using the difference between the brightness of the non-feature part CF and the brightness of the feature F. In this way, the feature recognition unit 32b recognizes the feature F using the camera 20. Note that when the feature recognition unit 32b recognizes the presence or absence of the feature F, the camera 20 may scan only the detection line SL one-dimensionally. When the camera 20 scans only the detection line SL and the characteristic portion recognition unit 32b recognizes the presence or absence of the characteristic portion F, the nozzle 13(1) having the characteristic portion F can be detected in a short time.

ノズルシャフトポジション特定部33は、特徴部認識部32bが特徴部Fを検出したときの回転位置に基づいて、複数のシャフト12が位置するステーションST1~ST12を特定する。具体的には、ノズルシャフトポジション特定部33は、ロータ駆動部15を制御して、ノズル13(1)~13(12)を部品認識ステーションST7に順次停止させる。ノズルシャフトポジション特定部33は、特徴部認識部32bが特徴部Fを検出するとノズル13(1)が部品認識ステーションST7に停止していると判断する。そして、ノズルシャフトポジション特定部33は、その時に回転位置検出部31が検出した回転体11の回転位置をノズルシャフトポジション記憶部34に記憶させる。 The nozzle shaft position identifying section 33 identifies stations ST1 to ST12 where the plurality of shafts 12 are located, based on the rotational position when the characteristic section F is detected by the characteristic section recognizing section 32b. Specifically, the nozzle shaft position specifying unit 33 controls the rotor drive unit 15 to sequentially stop the nozzles 13(1) to 13(12) at the component recognition station ST7. When the characteristic part recognition part 32b detects the characteristic part F, the nozzle shaft position identification part 33 determines that the nozzle 13(1) is stopped at the component recognition station ST7. Then, the nozzle shaft position specifying section 33 causes the nozzle shaft position storage section 34 to store the rotational position of the rotating body 11 detected by the rotational position detection section 31 at that time.

ノズルシャフトポジション特定部33による特定のシャフト12(ノズル13(1)が装着されたシャフト12)の検出は、例えば、部品実装装置1の電源が投入された直後に実行される。ノズルシャフトポジション特定部33は、特定のシャフト12が検出されると、その後はノズルシャフトポジション記憶部34に記憶された回転角度と回転位置検出部31が検出した回転体11の相対的な回転位置に基づいて、複数のシャフト12が位置するステーションST1~ST12を特定する。 The detection of the specific shaft 12 (the shaft 12 to which the nozzle 13(1) is attached) by the nozzle shaft position identifying unit 33 is performed, for example, immediately after the component mounting apparatus 1 is powered on. When a specific shaft 12 is detected, the nozzle shaft position specifying unit 33 then uses the rotation angle stored in the nozzle shaft position storage unit 34 and the relative rotational position of the rotating body 11 detected by the rotational position detection unit 31. Based on this, the stations ST1 to ST12 where the plurality of shafts 12 are located are specified.

図6において、部品搭載作業実行部30は、作業プログラム記憶部35に記憶されている作業プログラムと、ノズルシャフトポジション特定部33が特定する複数のシャフト12(またはノズル13(1)~13(12))の回転位置に基づいて、作業ヘッド8を作動させて部品を基板3に搭載する部品搭載作業を実行させる。その際、部品搭載作業実行部30は、部品認識部32aが認識したノズル13(1)~13(12)が保持する部品の状態(部品の有無、ノズルに対するずれ量)に基づいて、部品の基板3への搭載位置を補正する。 In FIG. 6, the component mounting work execution section 30 uses the work program stored in the work program storage section 35 and the plurality of shafts 12 (or nozzles 13(1) to 13(12) specified by the nozzle shaft position specifying section 33). Based on the rotational position of )), the work head 8 is operated to perform a component mounting operation of mounting the component onto the board 3. At this time, the component mounting work execution unit 30 determines whether or not the component is mounted based on the state of the component held by the nozzles 13(1) to 13(12) recognized by the component recognition unit 32a (presence or absence of the component, amount of deviation with respect to the nozzle). Correct the mounting position on the board 3.

上記説明したように、本実施の形態の部品実装装置1は、ノズル13(1)~13(12)を下端部に有する複数のシャフト12と、回転軸CLを中心とする円周上に複数のシャフト12を等間隔で保持して複数のステーションST1~ST12に順次位置させる回転体11と、回転体11の回転位置を相対的に検出する回転位置検出部31と、特定のステーション(部品認識ステーションST7)においてノズル13(1)~13(12)に保持された部品を撮影するカメラ20と、カメラ20で撮像した画像に基づいて部品の位置または状態を認識する部品認識部32aを備えている。 As described above, the component mounting apparatus 1 of the present embodiment includes a plurality of shafts 12 having nozzles 13(1) to 13(12) at the lower end, and a plurality of shafts 12 on the circumference centered on the rotation axis CL. A rotating body 11 that holds shafts 12 at equal intervals and sequentially positions them at a plurality of stations ST1 to ST12, a rotational position detection unit 31 that relatively detects the rotational position of the rotating body 11, and a rotational position detection unit 31 that relatively detects the rotational position of the rotating body 11, The station ST7) includes a camera 20 for photographing the parts held by the nozzles 13(1) to 13(12), and a parts recognition unit 32a for recognizing the position or state of the parts based on the image taken by the camera 20. There is.

さらに、部品実装装置1は、回転体11に設けられ、カメラ20の撮像視野Aに含まれる位置であって特定のシャフト12(ノズル13(1)が装着されたシャフト12)を識別するための特徴部Fを設けた背景部材Bと、カメラ20で特徴部Fを認識する特徴部認識部32bと、特徴部認識部32bが特徴部Fを検出したときの回転位置に基づいて、複数のシャフト12が位置するステーションST1~ST12を特定するノズルシャフトポジション特定部33と、を備えている。 Furthermore, the component mounting apparatus 1 is provided on the rotating body 11, and is located at a position included in the imaging field of view A of the camera 20 for identifying a specific shaft 12 (the shaft 12 to which the nozzle 13(1) is attached). A background member B provided with a feature F, a feature recognition unit 32b that recognizes the feature F with the camera 20, and a plurality of shafts based on the rotational position when the feature recognition unit 32b detects the feature F. 12 is located.

このように、本実施の形態の部品実装装置1は、回転体11の相対的な回転位置を検出するエンコーダ16と部品搭載作業においてノズル13が保持した部品を撮影するカメラ20を使用して複数のシャフト12の位置を検出している。これによって、簡易な構成で回転体11の絶対的な回転位置を検出することができる。 In this way, the component mounting apparatus 1 of the present embodiment uses the encoder 16 that detects the relative rotational position of the rotating body 11 and the camera 20 that photographs the component held by the nozzle 13 during component mounting work. The position of the shaft 12 is detected. Thereby, the absolute rotational position of the rotating body 11 can be detected with a simple configuration.

本発明の部品実装装置は、簡易な構成で回転体の絶対的な回転位置を検出することができるという効果を有し、部品を基板に実装する分野において有用である。 INDUSTRIAL APPLICATION The component mounting apparatus of this invention has the effect of being able to detect the absolute rotational position of a rotating body with a simple structure, and is useful in the field of mounting components on a board.

1 部品実装装置
3 基板
8 作業ヘッド
9 本体フレーム
11 回転体
12 シャフト
13、13(1)~13(12) ノズル
20 カメラ
A 撮像視野
B 背景部材
CF 非特徴部
F 特徴部
ST1~ST12 ステーション
ST7 部品認識ステーション(特定のステーション)
1 Component mounting device 3 Board 8 Working head 9 Main body frame 11 Rotating body 12 Shaft 13, 13 (1) to 13 (12) Nozzle 20 Camera A Imaging field of view B Background member CF Non-characteristic part F Characteristic part ST1 to ST12 Station ST7 Parts Recognition station (specific station)

Claims (3)

ノズルで部品を保持して基板に搭載する部品実装装置であって、
前記ノズルを下端部に有する複数のシャフトと、
回転軸を中心とする円周上に前記複数のシャフトを等間隔で保持し、前記回転軸を中心に回転して前記複数のシャフトを複数のステーションに順次位置させる回転体と、
前記回転体の回転位置を相対的に検出する回転位置検出部と、
前記複数のステーションのうちの特定のステーションにおいて前記ノズルに保持された部品を撮影するカメラと、
前記カメラで撮像した画像に基づいて部品の位置または状態を認識する部品認識部と、
前記回転体に設けられ、前記カメラの撮像視野に含まれる位置であって前記複数のシャフトのうちの特定のシャフトを識別するための特徴部を設けた背景部材と、
前記カメラで前記特徴部を認識する特徴部認識部と、
前記特徴部認識部が前記特徴部を検出したときの回転位置に基づいて、前記複数のシャフトが位置するステーションを特定するノズルシャフトポジション特定部と、を備えた部品実装装置。
A component mounting device that holds components with a nozzle and mounts them on a board,
a plurality of shafts having the nozzles at their lower ends;
a rotating body that holds the plurality of shafts at equal intervals on a circumference centered on a rotation axis, and rotates around the rotation axis to sequentially position the plurality of shafts at a plurality of stations;
a rotational position detection unit that relatively detects the rotational position of the rotating body;
a camera that photographs the part held by the nozzle at a specific station among the plurality of stations;
a component recognition unit that recognizes the position or state of the component based on the image captured by the camera;
a background member provided on the rotating body and provided with a characteristic portion located at a position included in the imaging field of view of the camera and for identifying a specific shaft among the plurality of shafts;
a feature recognition unit that recognizes the feature with the camera;
A component mounting apparatus comprising: a nozzle shaft position specifying section that specifies a station where the plurality of shafts are located based on a rotational position when the characteristic section recognition section detects the characteristic section.
前記背景部材は、前記回転軸を中心とする前記特徴部と重なる円周上であって前記特定のシャフト以外のシャフトのノズルと共に前記撮像視野に含まれる非特徴部を有し、
前記特徴部認識部は、前記非特徴部の明るさと前記特徴部の明るさの違いを利用して前記特徴部を認識する、請請求項1に記載の部品実装装置。
The background member has a non-featured portion on a circumference centered on the rotation axis that overlaps with the feature portion and is included in the imaging field of view together with a nozzle of a shaft other than the specific shaft,
2. The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the characteristic portion recognition unit recognizes the characteristic portion using a difference in brightness between the non-characteristic portion and the characteristic portion.
前記背景部材は、前記回転体の下面に装着されている、請求項1または2に記載の部品実装装置。 3. The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the background member is attached to a lower surface of the rotating body.
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