JP2686129B2 - 部品装着装置 - Google Patents

部品装着装置

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JP2686129B2
JP2686129B2 JP1063090A JP6309089A JP2686129B2 JP 2686129 B2 JP2686129 B2 JP 2686129B2 JP 1063090 A JP1063090 A JP 1063090A JP 6309089 A JP6309089 A JP 6309089A JP 2686129 B2 JP2686129 B2 JP 2686129B2
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和義 大山
良之 熊倉
学 岡本
健治 天尾
幸 西尾
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、ノズルに吸着された部品の認識をカメラを
用いた認識装置で行ない、XY方向の位置ズレの補正及び
ノズルを回転させることによるθ方向の補正を行なって
部品を装着する部品装着装置に関する。
(ロ)従来の技術 この種の部品装着装置が特開昭63−168097号公報に開
示されている。
従来この種の装置ではノズルをθ回転させて部品のθ
方向のズレの補正を行なう場合、実際に部品の試し打ち
を装着角度を変えながら行なってカメラの基準位置とノ
ズルの回転中心とのズレを測定し、キーボードよりこの
ズレ分の補正値を部品装着装置に入力していた。
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかし、前記従来技術ではノズルの回転中心を求める
のに試し打ちをして測定し、さらに作業者が得られたデ
ータを入力しなげればならず手間と時間が掛るという欠
点がある。
そこで本発明は、自動的にノズルの回転中心位置とカ
メラの基準位置とのズレを求めるようにして、この作業
に掛る手間と時間を短縮することを目的とする。
(ニ)課題を解決するための手段 このため本発明は、ノズルに吸着された部品の認識を
カメラを用いた認識装置で行ないXY方向の位置ズレの補
正及びノズルを回転させることによるθ方向の補正を行
なって部品を装着する部品装着装置に於いて、前記カメ
ラに撮像を行なわせるノズルの回転角度位置を決めるた
めの回転角度を記憶する第1の記憶手段と、該第1の記
憶手段に記憶された回転角度分ノズルを回転させ少なく
とも2つの回転角度位置にノズルを位置させるよう制御
する制御手段と、ノズルの回転に伴って回転するもので
あってノズルの回転中心より離れた位置に被認識部位を
有する被認識部材と、前記制御手段に制御されて位置し
たノズルの各回転角度位置にて認識された前記被認識部
材の被認識部位の位置と前記カメラの基準位置とのズレ
に基づいてノズルの回転中心とカメラの基準位置のズレ
を算出する算出手段と、該算出手段に算出されたズレを
記憶する第2の記憶手段とを設けたものである。
(ホ)作 用 制御手段は第1の記憶手段に記憶された回転角度分ノ
ズルを回転させ、少なくとも2つの回転角度位置にノズ
ルを位置させる。
ノズルの回転に伴って回転する被認識部材の被認識部
位を上記ノズルの回転角度位置にて認識装置がカメラを
用いて認識し、算出手段はこの認識された被認識部位の
各位置とカメラの基準位置とのズレに基づいて、ノズル
の回転中心とカメラの基準位置とのズレを算出する。第
2の記憶手段はこのズレを記憶する。
(ヘ)実施例 以下本発明の一実施例を図に基づき説明する。
第1図及び第2図に於いて、(1)は本発明を適用せ
る部品装着装置で、(2)はコンベア(3)(3)の上
に載置されたプリント基板である。(4)はその下部に
交換可能に取付けられたノズル(5)により部品(6)
を前記基板(2)上に装着する装着ヘッドであり、X摺
動レール(7)上を摺動する。該X摺動レール(7)は
Y摺動レール(8)上を摺動する。したがい装着ヘッド
(4)はXY移動が可能である。
(11)は部品(6)を封入するテープであり、(12)
は前記テープ(11)が巻かれたテープリール(13)を収
納するテープ収納ユニットである。(14)は部品(6)
が積載されたカートリッジであり、(15)は部品(6)
が載置されたトレイである。
(16)はノズル(5)又はノズル(5)に吸着された
部品(6)を撮像するカメラである。
第3図に於いて、(17)はノズル(5)に取付けられ
た拡散板で、図示しない上方の光源から発せられる光を
透過し拡散させ、ノズル(5)及びノズル(5)に吸着
された部品(6)に照射する。
第4図に於いて、(20)は部品装着装置(1)に部品
装着に関する動作をさせるためにCRT(21)の画面に映
し出された情報を基に操作をするキーボードである。
(22)はCPUであり、ROM(23)に格納されたプログラム
とRAM(24)に格納された各種情報と前記キーボード(2
0)の操作に基づき、部品装着に関する各種制御を行な
う。
(25)はカメラが撮像した画面を第6図のごとく映し
出すモニターテレビである。
(28)は装着ヘッドをXY方向に移動する装着ヘッド駆
動部である。
(29)は装着ヘッド(4)に取付けられたノズル
(5)を専用ノズルストッカー(30)に収納されている
ノズル(5)と交換するノズル交換部であり、ノズル交
換駆動部(31)に駆動される。(32)はCPU(22),ノ
ズル回転駆動部(10),装着ヘッド駆動部(28),ノズ
ル交換駆動部(31),キーボード(20),CRT(21)を接
続するインターフェースである。
CPU(22)は、カメラ(16)を用いて回転可能なノズ
ル(5)に吸着された部品(6)の位置を認識するわけ
であるが、基準位置である第6図で表わされるカメラが
撮像した画面のセンタ(以下カメラセンタという)とノ
ズルを回転させる駆動系の回転中心であるノズルの回転
中心との間には無視できないズレがあり、このズレを補
正する必要がある。
ノズル(5)の回転中心の位置は、ノズル回転中心デ
ータとして基準位置である第6図のカメラセンタの位置
Oを原点(0,0)とする座標で表わされRAM(24)に記憶
される。ノズル回転中心データは、ノズルの回転中心と
カメラセンタのズレを表わすことになり、このデータに
基づき部品(6)を装着する際に前記ズレの補正が行な
われる。
尚、カメラセンタを基準位置としない場合もあるが、
その場合は基準位置とした位置を原点とする。
RAM(24)にはさらにノズル回転中心データをCPU(2
2)が算出するためノズル(5)を回転させる角度を示
すノズル回転角データが記憶される。ノズル回転角デー
タはキーボード(20)により設定される。
ノズル回転中心データを求めるには後述する方法と同
様にノズル(5)を回転させていってカメラ(16)で直
接ノズル(5)を撮像してもよいが、カメラの画素によ
って捕えられたノズル(5)の中心の位置には画素の大
きさ分だけの誤差があるため、ノズル(5)の偏芯が小
さくノズル(5)の影が集中して夫々の位置のノズル
(5)の中心間の距離が小さくなるとこの誤差が無視で
きなくなってくる。
このため第7図のごとくの被認識部材としての穴付治
具(18)を用いる。穴付治具(18)はノズル(5)に吸
着されるような平板であり、円形の穴(19)が空いてい
る。ノズル(5)は該穴(19)がノズル(5)の中心軸
より離れるように前記穴付治具(18)を吸着する。こう
すると穴(19)の各回転角度位置の中心間の距離が長く
なり画素の大きさによる誤差が無視できるようになる。
穴付治具(18)を用い、ノズル回転中心データは第5
図のフローチャートに従い、以下のようにして求められ
る。
CPU(22)は装着ヘッド駆動部(28)を制御してノズ
ル(5)に吸着された穴付治具(18)をカメラ(16)の
上に位置させ、カメラ(16)にこの第1の位置にある穴
付治具(18)を撮像させる。拡散板を透過した光は穴
(19)に通過して、モニターテレビ(25)の画面上にて
A点に穴形状の像を結ぶ。CPU(22)は画面上の穴を示
す像の被認識部位としての中心位置を認識する。
ノズル(5)は、CPU(22)がノズル回転駆動部(1
0)をRAM(24)に格納されているノズル回転角データに
基づき制御することで、この回転角度分回転し前記穴
(19)は第2の位置に位置する。CPU(22)はカメラ(1
6)を介して第6図のB点である第2位置の穴(19)の
中心位置を認識する。
ノズル(5)はノズル回転角度分さらに回転し第6図
のC点である第3の位置に位置し、CPU(22)は上記と
同様に穴(19)の中心位置を認識する。
中心O′(dx,dy)は、以下の計算式によって算出さ
れる。
上記A,B,Cの各点の穴(19)の中心位置をA:(x1,
y1)、B:(x2,y2)、C:(x3,y3)とすると、 (x1−dx)+(y1−dy)=r2 …… (x2−dx)+(y2−dy)=r2 …… (x3−dx)+(y3−dy)=r2 …… の関係より が導き出される。rはノズル回転中心から穴(19)の各
中心位置までの距離を表わす。
算出した位置データ(dx,dy)は基準点からのズレと
してのノズル回転中心データとして自動的にRAM(24)
に格納される。
以上のような構成により、以下動作について説明す
る。
ノズル交換部(29)により専用ノズルストッカ(30)
に収納されているノズル(5)が装着ヘッド(4)に取
付けられると、X摺動レール(7)及びY摺動レール
(8)を介して装着ヘッド(4)は装着ヘッド駆動部
(29)によりカメラ(16)上に移動し、ノズル(5)に
吸着された穴付治具(18)はカメラ(16)の視野内に位
置する。
CPU(22)はRAM(24)に格納されたノズル回転角デー
タに基づきノズル回転駆動部(10)を制御し、穴付治具
(18)は回転しながら3点に位置する。
3点の各位置毎にCPU(22)は、拡散板(17)を介す
る透過光によりカメラ(16)を介して穴(19)の位置を
認識し、前述の計算式を用いてノズル(5)の回転中心
位置を算出し、RAM(24)にノズル回転中心データとし
て記憶させる。
このRAM(24)の記憶状態で、以下実際の装着動作に
ついて説明する。
先ず、装着ヘッド(4)はXY移動してテープ(11)あ
るいはカートリッジ(14)あるいはトレイ(15)より供
給される部品(6)を吸着し、XY移動してカメラ(16)
上に該部品(6)を位置させる。
CPU(22)はカメラ(16)を介して部品(6)のセン
タ位置及び姿勢のθ角度ズレを認識する。すると、CPU
(22)はノズル回転駆動部(10)を制御してθ角度のズ
レ分ノズル(5)を回転させると共に、認識した部品
(6)のセンタ位置及びθ角度並びにRAM(24)に記憶
されている前記ズレとしてのノズル回転中心データに基
づいて、XY方向の位置を補正し、装着ヘッド駆動部(2
8)を制御し、装着ヘッド(4)をX摺動レール
(7)、Y摺動レール(8)上で移動させ、部品(6)
をプリント基板(2)の所定の位置に装着する。あるい
は、装着ヘッド(4)を駆動してXY方向の位置を補正す
るのでなく、プリント基板が載置されるテーブルをXY移
動できるようにして該XYテーブルの移動により部品装着
位置の補正を行なってもよい。
尚、ノズル回転中心データは、ノズル(5)を回転さ
せて穴(19)の3点の中心位置より求めてもよいが、2
点であっても2点間の回転角度が決まっていれば求める
ことができる。
又、穴が空いていないノズル(5)の端面より大きな
被認識部材としての円形治具を用いて、この円形治具の
端の部分をノズル(5)に吸着させ、円形治具の被認識
部位としての中心がノズル(5)の中心より偏芯するよ
うにしてもノズル回転中心データは求められる。
又、拡散板(17)の下部にノズル(5)が本来付いて
いる位置より離れた位置にノズル状の治具を取付け前記
と同様にノズル回転中心データを求めてもよい。
さらに、穴付治具(18)とノズル(5)が一体となっ
た治具をノズル(5)と取換えて用いても、上記と同様
な方法でノズル回転中心データを求めることができる。
さらに又、ノズル回転中心データのRAM(24)への格
納については、気温、湿度が変化したときや経時変化し
たとき等に使用者が必要に応じてノズル回転中心データ
を求めるモードにしてもよいし、部品装着装置(1)そ
のものに温度センサーあるいはタイマー等を設け、あら
かじめ設定された温度変化が起ったり、時間が経過した
ときに自動的にノズル回転中心データを求めるモードに
なるようにしてもよい。
(ト)発明の効果 以上のようにしたため本発明は、自動的にノズルの回
転中心位置とカメラの基準位置とのズレが求められるの
で、この作業に掛る手間と時間を短縮することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用せる部品装着装置の斜視図、第2
図は本発明の要部平面図、第3図はカメラとノズルの位
置関係を示す側面図、第4図は本発明の一実施例を示す
制御ブロック図、第5図は本発明の動作のフローチャー
トを示す図、第6図はモニターテレビの画面を示す図、
第7図はノズル(5)を吸着した穴付治具とカメラの位
置関係を示す側面図である。 (1)……部品装着装置、(4)……装着ヘッド、
(5)……ノズル、(6)……部品、(10)……ノズル
回転部、(16)……カメラ、(18)……穴付治具、(2
2)……CPU、(24)……RAM、(27)……ノズル回転駆
動部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天尾 健治 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 幸 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−168097(JP,A) 特開 昭63−166300(JP,A) 特開 昭63−139679(JP,A) 特開 昭63−109926(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ノズルに吸着された部品の認識をカメラを
    用いた認識装置で行ないXY方向の位置ズレの補正及びノ
    ズルを回転させることによるθ方向の補正を行なって部
    品を装着する部品装着装置に於いて、前記カメラに撮像
    を行なわせるノズルの回転角度位置を決めるための回転
    角度を記憶する第1の記憶手段と、該第1の記憶手段に
    記憶された回転角度分ノズルを回転させ少なくとも2つ
    の回転角度位置にノズルを位置させるよう制御する制御
    手段と、ノズルの回転に伴って回転するものであってノ
    ズルの回転中心より離れた位置に被認識部位を有する被
    認識部材と、前記制御手段に制御されて位置したノズル
    の各回転角度位置にて認識された前記被認識部材の被認
    識部位の位置と前記カメラの基準位置とのズレに基づい
    てノズルの回転中心とカメラの基準位置のズレを算出す
    る算出手段と、該算出手段に算出されたズレを記憶する
    第2の記憶手段とを設けたことを特徴とする部品装着装
    置。
JP1063090A 1989-03-14 1989-03-14 部品装着装置 Expired - Lifetime JP2686129B2 (ja)

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JP2599946Y2 (ja) * 1991-08-09 1999-09-27 シャープ株式会社 部品吸着ノズル
JPH0715200A (ja) * 1993-06-24 1995-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品実装設備
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