JP2502123Y2 - 部品装着装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、基板上に電子部品を装
着する部品装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フラットパッケージ型ＩＣなどを
プリント基板上に装着する場合、例えば特開昭６２−８
６７８９公報に開示されているように、装着精度を向上
させるため、ハンドに把持した部品を、ベースに上向き
に固定されたＴＶカメラ上に移動し、把持された部品を
画像認識して把持中心と部品中心との位置ずれとを求
め、その位置ずれ量を補正して基板上に装着する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】このような部品装着方
法では、ハンドによってＩＣ供給装置上のＩＣを取り上
げ、次に、部品認識用のＴＶカメラ上に移動して画像認
識させ、その後、装着位置に移動してずれ補正しながら
装着するため、必然的に移動時間が長くなり、高速装着
の障害となっていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため本考案では、Ｘ
−Ｙ移動する部品装着部に、左右並行な一対の部品装着
ヘッドと、そのそれぞれの下方に向かい合う形で対をな
す第一の４５°反射鏡とを設ける。そして、前記部品装
着ヘッド各々の上下移動に連動して上下動する一対の直
動カムを設け、この直動カムに係合するリンクレバー
で、前記第一の４５°反射鏡を、部品吸着及び装着時に
部品装着ヘッドに保持された吸着ノズルの上下移動空間
から退避させ、部品認識時に吸着ノズルの真下に進入さ
せて、吸着ノズルに吸着された部品の像を水平方向に反
射させる。さらに、第一の４５°反射鏡間に位置し、前
記水平反射部品像を垂直上方にそれぞれ反射させる第二
の４５°反射鏡を設け、この垂直反射部品像を撮像手段
に取り込んで画像認識する。そして、この画像認識結果
に基づいて装着動作を補正制御する。

【０００５】

【作用】各吸着ノズルの上下移動にそれぞれ連動するカ
ム機構により、各４５°反射鏡をそれぞれの上下移動空
間に進退させ、吸着した部品の画像認識をＸ−Ｙ移動す
る部品装着部内で行うことができる。従って、一方の部
品装着ヘッドの吸着ノズルに部品Ａを保持した後、他方
の部品装着ヘッドで部品Ｂを取りに行く間に、部品Ａを
画像認識することができる。また、部品Ａの装着位置に
一方の部品装着ヘッドが移動する間に、他方の部品装着
ヘッドの吸着ノズルに保持された部品Ｂを画像認識する
ことができる。

【０００６】

【実施例】

【０００７】本考案部品装着装置の一実施例について、
図に基づき説明する。

【０００８】図１は本発明の部品装着装置の一実施例を
示す概略図である。部品装着装置１は箱型のベース１０
を有し、その上に、Ｘ−Ｙステージ２、部品装着部３、
コンベア部４、第１部品供給部５が配置されている。６
はベース１０の傍らに配置された第２部品供給部であ
り、ベース１０上に設けた部品仮位置決め台７上に部品
を供給する。また、ベース１０には、画像処理手段８、
制御手段９が内蔵されている。

【０００９】次に、本考案の主旨である部品装着部３に
ついて詳述する。

【００１０】図２は本発明の部品装着装置の一実施例に
おける部品装着部３の詳細を示す正面図で、図３はその
平面図、図４はその側面図である。部品装着部３は、Ｘ
−Ｙステージ２に吊り下げ状態で支持されており、カバ
ー部の中に図２以下の機構を備えている。３０は、Ｘ−
Ｙステージ２の下面に垂直に取り付けた部品装着部の支
持板で、その図２における手前側両端に側板３０１をそ
れぞれ直角に固定し、対向させる。この左右一対の側板
３０１の向かい合う側面各々の同位置に、上下一対のボ
ールネジサポータ３０２を配置し、一対のボールネジ３
０３を、左右並行かつ垂直姿勢で回転可能に保持させ
る。３０４は、ボールネジ３０３にはまりあう左右一対
のボールナットで、図示しない左右一対の駆動装置でボ
ールネジ３０３を回転させることにより、上下移動す
る。３０５は各ボールナット３０４の上下移動を案内す
る左右一対のガイドである。

【００１１】一対の部品装着ヘッド３１は、前述のボー
ルナット３０４の各々に中継板３４０を介して垂直下向
きに取り付けられ、それぞれの下端に、部品を吸着また
は装着する吸着ノズル３１１を保持する。吸着ノズル３
１１は上端付近に正方形の反射板を有し、この反射板
は、自身の中心位置にノズル本体が貫通する形で取り付
けられている。３２は、各吸着ノズル３１１に吸着され
た部品を照らし出す左右一対の照明部で、その円筒形部
材３２０の内周面に一定間隔を置いてリング状に配置さ
れた複数個のＬＥＤ３２１を有し、下端には、これらの
ＬＥＤの光が後述する４５°反射鏡に直接映らないよ
う、鍔のついた円筒形の遮光板３２２を設ける。照明部
３２は、吸着ノズルの下方に位置し、円筒形部材３２０
の中心が、それぞれの部品装着ヘッドの中心と同一にな
るよう支持板３０に固定されている。そして、円筒形部
材３２０及び遮光板３２２は、部品吸着または装着時、
図中左側の装着ヘッドのように、ＬＥＤ３２１で囲まれ
た空間及び遮光板の中空部を、吸着ノズルと装着ヘッド
の一部が通り抜けられる大きさになっている。

【００１２】３３は、各吸着ノズルに保持された部品が
それぞれの照明部３２内の所定位置で停止したとき、Ｌ
ＥＤ３２１及び吸着ノズルの反射板によって照らし出さ
れた各部品像を水平方向に反射する、左右対称な一対の
第１の４５°反射鏡部である。第１の４５°反射鏡部３
３は、反射鏡３３１、支持ブロック３３２、スライダ３
３３、案内レール３３４からなり、案内レール３３４
は、支持板３０前面（図４における左側を前面側とす
る）下端付近に、一端を側板３０１に当接して水平方向
に取り付けられる。スライダ３３３は、案内レール３３
４に左右移動可能にはめこみ、その前面に支持ブロック
３３２を固定している。左右の支持ブロック３３２は、
前面に上向きの４５°傾斜面を有し、かつこれらの４５
°傾斜面は互いに向かい合っており、この傾斜面に反射
鏡３３１が固定されて、垂直方向画像を水平方向に反射
する。また、この傾斜面及び反射鏡３３１は、吸着ノズ
ル３１１の反射板の位置と大きさに対応している。そし
て、支持ブロック３３２後面のスライダ３３３の上面に
位置する突出部には、後述するリンクレバー３４２の下
端に取り付けられたカムフォロワ３４４がはまりこむ切
欠部を有しており、これにより、リンクレバーの揺動が
第１の４５°反射鏡部３３に伝達される。この突出部の
上面と後述する第２の４５°反射鏡部３５の支持ブロッ
ク３５２の上面間には、引っ張りコイルバネ３３５が掛
け渡され、各第１の４５°反射鏡部３３が、常時第２の
４５°反射鏡部３５側に引っ張られている。

【００１３】３４は、各第１の４５°反射鏡部３３を左
右方向に移動させる左右対称な一対の駆動機構で、直動
カム３４１、リンクレバー３４２、支点軸３４５、引っ
張りコイルバネ３４６からなる。直動カム３４１は、図
３のように、部品装着ヘッド３１に取り付けた断面Ｌ字
形状の中継板３４０に前面を固定し、後面に、部品装着
ヘッド３１の上下運動によって、リンクレバー３４２を
揺動させるカム溝が掘られている。このカム溝は、カム
フォロワ３４３の直径に対応する幅を持ち、下端部でリ
ンクレバー３４２を、第２の４５°反射鏡部３５側一杯
に揺動し、部品装着ヘッド３１が下降し始め直動カムも
下降すると、徐々にその反対側にリンクレバー３４２を
揺動させて行き、吸着ノズルに保持された部品に反射鏡
３３１が接触しないよう、下降途中で反対側一杯に揺動
する形状となっている。図５は、図３で示す部品装着部
３から、部品装着ヘッド等を取り除いた状態を示す正面
図で、リンクレバー３４２の支点部は、図のように、支
点軸３４５に回転可能に支持される。支点軸３４５は、
軸部分とそれを垂直に支持する台座部分からなり、図４
に示すように、支持板３０に設けたリンクレバー３４２
が揺動するための開口部３０６の両脇の所定高さに、台
座上面が支持板３０の後面に接するよう台座部分を取り
付け、軸部分を開口部に水平に突出させている。リンク
レバー３４２前面の上下端に、それぞれカムフォロワ３
４３、３４４を取り付け、上側のカムフォロワ３４３は
直動カム３４１のカム溝にはまり、下側のカムフォロワ
３４４は、第１の４５°反射鏡部の支持ブロック３３２
の切欠部にはまりこむ。そして、リンクレバー３４２
は、端部にカムフォロワ３４３、３４４を有して左右方
向に揺動する腕に加え、この腕と直交して支点部から伸
びる腕を有し、その端部は引っ張りコイルバネ３４６で
吊り上げられる。引っ張りコイルバネ３４６は、図３に
示すように、支持板３０に上下方向に長い凹部３０７を
設けて、部品装着ヘッド３１と接触しないように取り付
けられ、リンクレバー３４２の前述した腕を吊り上げる
ことにより、下側のカムフォロワ３４４が、常時支持ブ
ロック３３２を、第２の４５°反射鏡部３５側に押し出
そうとする。このように、リンクレバー３４２の揺動ス
トロークは、直動カム３４１のカム溝形状に従う。すな
わち、部品装着ヘッドが上昇端に在って、直動カム３４
１の下端にカムフォロワ３４３が在るとき（図５右側の
駆動機構）、リンクレバー３４２は、支持ブロック３３
２を左一杯に位置させ、反射鏡３３１を吸着ノズル３１
１の真下に進入させる。部品装着ヘッドが下降端に在っ
て、直動カム３４１の上端にカムフォロワ３４３が在る
とき（図５左側の駆動機構）、リンクレバー３４２は、
支持ブロック３３２を左一杯に位置させ、反射鏡３３１
を吸着ノズルの上下移動空間から退避させている。

【００１４】３５は、支持板３０の下端部中央に取り付
ける第２の４５°反射鏡部で、反射鏡３５１、支持ブロ
ック３５２、一対のスタンド３５３とストッパ３５４か
らなる。反射鏡３５１は、左右背中合わせに４５°傾斜
面を有するプリズムで、この両隣に位置する第１の４５
°反射鏡部の各反射鏡３３１と対面するように支持ブロ
ック３５２に支持させ、各反射鏡３３１からの水平反射
画像を垂直上方にそれぞれ反射する。支持ブロック３５
２は、支持板３０の前面下端部中央に固定し、前述した
各引っ張りコイルバネ３３５をそれぞれ保持する一対の
スタンド３５３を持つ。そして、支持ブロック３５２の
左右側面にストッパ３５４を設け、これと取り付け中心
を同じくして、第１の４５°反射鏡部の支持ブロック３
３２の各対向側面にストッパ３３６を設ける。この対向
する一対のストッパ３５４、３３６と、引っ張りコイル
バネ３３５は、第１の４５°反射鏡部の支持ブロック３
３２が第２の４５°反射鏡部側に移動したとき、両者の
間隔を一定に保つ働きをする。

【００１５】３６は、第２の４５°反射鏡部の反射鏡３
５１が垂直に反射する画像を取り込む撮像手段で、反射
鏡３５１の真上に位置するよう支持板３０に垂直下向き
に取り付ける。そして、その撮像視野は、反射鏡３５１
の左右背中合わせの４５°傾斜面それぞれに等しく割り
当てられる。

【００１６】８は、撮像手段３６が取り込む画像を認識
・処理する画像処理手段で、その処理結果に基づいて、
制御手段９が部品装着動作を制御する。

【００１７】このような構成を有する本実施例の部品装
着装置の動作について説明する。

【００１８】部品を装着しようとする基板Ｐが、コンベ
ア部４上を搬送され、図示しない基板位置決め機構によ
って保持されると、まず、制御手段９は、Ｘ−Ｙステー
ジ２を駆動し、部品装着部３の左側の部品装着ヘッド３
１を、第１部品供給部５にセットされた部品供給リール
の内、指令された部品供給位置の真上に停止させる。そ
して、図示しないモータを駆動し、ボールナット３０４
をガイド３０５に沿って下降させると、中継板３４０と
ともに直動カム３４１も下降する。（図５左側に示す駆
動機構３４）この時、リンクレバーのカムフォロワ３４
３は、直動カム３４１のカム溝に倣って徐々に左から右
に動き、リンクレバー３４２を、支点軸３４５を支点と
して左方向に揺動する。すると、下端に位置するカムフ
ォロワ３４４が、これにはまりあう第１の４５°反射鏡
部の支持ブロック３３２を左方向に押圧し、支持ブロッ
ク３３２が固定されたスライダ３３３を、案内レール３
３４に沿って左方向に移動させる。こうして、部品装着
ヘッドの吸着ノズル３１１の下降空間から、第１の４５
°反射鏡部の反射鏡３３１を退避させながら、吸着ノズ
ル３１１を下降させて部品を吸着する。

【００１９】部品吸着後ノズル３１１を上昇する場合に
ついて、図５の右側に示す駆動機構３４で説明する。前
述のように右側においても部品を吸着ノズル３１１に吸
着し、その後、図示しないモータを逆転させて、ボール
ナット３０４を上昇させ、中継板３４０とともに直動カ
ム３４１も上昇させる。この時、リンクレバーのカムフ
ォロワ３４３は、直動カム３４１のカム溝に倣って徐々
に左から右に動き、かつ引っ張りコイルバネ３４６の引
っ張り力も加わり、リンクレバー３４２を、支点軸３４
５を支点として左方向に揺動する。すると、下端に位置
するカムフォロワ３４４が、これにはまりあう第１の４
５°反射鏡部の支持ブロック３３２を左方向に押圧し、
支持ブロック３３２が固定されたスライダ３３３を、案
内レール３３４に沿って左方向に移動させる。また、引
っ張りコイルバネ３３５によって、ストッパ３３６とこ
れに対向するストッパ３５４とが当接し、支持ブロック
３３２と３５２は、一定間隔に保持される。こうして、
部品装着ヘッドの吸着ノズル３１１を上昇させながら、
第１の４５°反射鏡部の反射鏡３３１を部品の真下に位
置させ、かつ第２の４５°反射鏡部の反射鏡３５１の右
側との距離を一定とする。そして、吸着ノズル３１１が
照明部３２内の所定位置で停止すると、保持された部品
の裏面像が、第１の４５°反射鏡部の反射鏡３３１によ
って水平に反射され、第２の４５°反射鏡部の反射鏡３
５１の右側の反射面によってさらに垂直上方に反射され
て、撮像手段４の視野の右半分に取り込まれ、画像処理
手段８がこの部品像の認識を開始する。

【００２０】制御手段９は、Ｘ−Ｙステージ２を駆動
し、前述のように動作する左右一対の部品装着ヘッド３
１の内、例えば、右側の部品装着ヘッドを、第２部品供
給部６から部品仮位置決め台７上に供給された部品Ａの
真上に停止させる。そして、吸着ノズル３１１を下降さ
せて部品Ａを吸着し、そのまま吸着ノズル３１１を上昇
させて照明部内の所定位置に停止させ、部品Ａの裏面像
を撮像手段４の視野の右半分に取り込ませる。画像処理
手段８が、取り込まれた部品像の認識を行っている間
に、制御手段９は、Ｘ−Ｙステージ２を駆動し、左側の
部品装着ヘッドを、第１部品供給部５の指令された部品
供給リールの部品供給位置の真上に停止させる。そし
て、右側の吸着ノズルと同様に、指令された部品供給リ
ールから部品Ｂを吸着し、部品Ｂの裏面像を撮像手段４
の視野の左半分に取り込ませ、画像処理手段８がこの部
品像の認識を開始する。この間部品Ａの画像認識は終了
しており、制御手段９は、Ｘ−Ｙステージ２を駆動し、
画像処理手段８の認識結果、すなわち部品Ａの吸着位置
ずれ状態を反映して、部品装着ヘッド３１を部品Ａの装
着位置に移動させる。そして、吸着ノズル３１１を、コ
ンベア部４上に位置決めされた基板Ｐ上に下降させて、
部品Ａを装着する。この部品Ａの装着動作間に部品Ｂの
画像認識を行い、部品Ａの装着終了後、部品Ａの場合と
同様に吸着位置ずれによるずれ量を補正して、基板Ｐ上
に部品Ｂを装着する。

【００２１】

【考案の効果】このように、各吸着ノズルの上下移動に
それぞれ連動するカム機構により、各４５°反射鏡をそ
れぞれの上下移動空間に進退させるため、別々に駆動す
る場合に比べて、部品装着部に加わる衝撃を軽減でき
る。そして、一方の部品装着ヘッドの吸着ノズルに部品
Ａを保持した後、他方の部品装着ヘッドで部品Ｂを取り
に行く間に、部品Ａを画像認識することができ、部品Ａ
の装着位置に部品装着ヘッドが移動する間に、他方の部
品装着ヘッドの吸着ノズルに保持された部品Ｂを画像認
識することができるため、画像認識時間が部品装着時間
に与える影響を軽減できる。また、部品を画像認識する
撮像手段が、Ｘ−Ｙ移動する部品装着部に取り付けられ
ているため、従来例のように、吸着・保持した部品をわ
ざわざ認識カメラ上に移動させる必要がなく、装着時間
の短縮が可能となる。さらに、単一の撮像手段で両装着
ヘッドに保持された部品を交互に認識できるため、部品
装着部の重量低減及び、コスト削減にも効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案部品装着装置の一実施例の構成を示す概
略斜視図である。

【図２】本実施例における部品装着部の構成を示す正面
図である。

【図３】本実施例における部品装着部の構成を示す平面
図である。

【図４】本実施例における部品装着部の構成を示す右側
面図である。

【図５】本実施例における部品装着部の動作を説明する
正面図である。

【符号の説明】

１ 部品装着装置 ２ Ｘ−Ｙステージ ３ 部品装着部 ３１ 部品装着ヘッド ３２ 照明部 ３３ 第１の４５°反射鏡部 ３４ 駆動機構 ３４１ 直動カム ３４２ リンクレバー ３５ 第２の４５°反射鏡部 ３６ 撮像手段 ４ コンベア部 ５ 第１部品供給部 ６ 第２部品供給部 ７ 部品仮位置決め台 ８ 画像処理手段 ９ 制御手段 Ａ、Ｂ 部品 Ｐ 基板

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ−Ｙ移動する部品装着部に設けた、左
   右並行な一対の部品装着ヘッドに保持する吸着ノズルで
   それぞれ部品を吸着し、吸着された部品の保持状態を画
   像認識して吸着位置ずれを検知し、そのずれ量を補正し
   て各部品を基板上の所定位置に装着する装置であって、 部品装着ヘッドのそれぞれの下方に向かい合う形で一対
   設けられ、吸着ノズルの上下移動空間に進入、またはそ
   こから後退し、進入時には吸着ノズルに吸着された部品
   の像を水平方向に反射させる、第一の４５°反射鏡と、 前記部品吸着ノズル各々の上下移動に連動して上下動す
   る一対の直動カムと、 一端を前記直動カムのカム形状部に係合し、他端を前記
   第一の４５°反射鏡に連結して、これを部品吸着及び装
   着時に吸着ノズルの上下移動空間から退避させ、部品認
   識時に吸着ノズルの真下に進入させる一対のリンクレバ
   ーと、 前記第一の４５°反射鏡間に位置し、前記水平反射部品
   像を垂直上方にそれぞれ反射させる第二の４５°反射鏡
   と、 前記垂直反射部品像を取り込む撮像手段と、 前記撮像手段が取り込んだ部品画像を処理する画像処理
   手段と、 前記画像処理手段の処理結果に基づき装置動作を制御す
   る制御手段とを備えることを特徴とする部品装着装置。