JP2876046B2 - 部品搭載作業装置 - Google Patents
部品搭載作業装置Info
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- JP2876046B2 JP2876046B2 JP2064573A JP6457390A JP2876046B2 JP 2876046 B2 JP2876046 B2 JP 2876046B2 JP 2064573 A JP2064573 A JP 2064573A JP 6457390 A JP6457390 A JP 6457390A JP 2876046 B2 JP2876046 B2 JP 2876046B2
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- Manipulator (AREA)
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、部品の取上げ（ピックアップ）と基板上へ
の載置（プレース）を繰り返しつつ部品搭載を行なう作
業ヘッド装置に関するものである。
の載置（プレース）を繰り返しつつ部品搭載を行なう作
業ヘッド装置に関するものである。
従来、プリント基板上にIC、抵抗、コンデンサ等の多
数のチップ部品を自動搭載する場合、チップ部品を着脱
自在に吸着する吸着ノズルを備えた搭載作業ヘッドを用
いる。チップ部品を搭載するときは、搭載作業ヘッドを
ピックアップ位置とプレース位置との間で自在に走行さ
せ、チップ部品のピックアップとプレースを繰り返しな
がらチップ部品をプリント基板上に自動搭載する。この
搭載動作において、チップ部品をピックアップする際
に、チップ部品に対する吸着ノズルの吸着位置がずれる
場合がある。吸着位置がずれたチップ部品をそのまま基
板上にプレースすると、搭載精度が低下する。
数のチップ部品を自動搭載する場合、チップ部品を着脱
自在に吸着する吸着ノズルを備えた搭載作業ヘッドを用
いる。チップ部品を搭載するときは、搭載作業ヘッドを
ピックアップ位置とプレース位置との間で自在に走行さ
せ、チップ部品のピックアップとプレースを繰り返しな
がらチップ部品をプリント基板上に自動搭載する。この
搭載動作において、チップ部品をピックアップする際
に、チップ部品に対する吸着ノズルの吸着位置がずれる
場合がある。吸着位置がずれたチップ部品をそのまま基
板上にプレースすると、搭載精度が低下する。
そこで、搭載精度を上げる為、画像認識によりチップ
部品の吸着位置のズレを検出し、搭載位置を補正する方
法が採用されている。この方法は、吸着ノズルで部品を
吸着した状態をカメラで撮像し、その画像をコンピュー
タで演算処理して吸着位置のズレを検出し、これに基づ
き搭載位置を補正するものである。この画像認識による
搭載位置補正方法は、画像処理に時間を要するが、極め
て高い精度で位置ズレを検出することができる。
部品の吸着位置のズレを検出し、搭載位置を補正する方
法が採用されている。この方法は、吸着ノズルで部品を
吸着した状態をカメラで撮像し、その画像をコンピュー
タで演算処理して吸着位置のズレを検出し、これに基づ
き搭載位置を補正するものである。この画像認識による
搭載位置補正方法は、画像処理に時間を要するが、極め
て高い精度で位置ズレを検出することができる。
ところが、画像認識により正確にチップ部品の吸着位
置を検出しても、基板の位置がずれていた場合は、搭載
精度が向上しない。従って、基板の位置ズレも同様に高
精度で検出し、部品搭載位置の補正に採り入れる必要が
ある。しかし、部品の吸着位置と基板位置の双方を画像
認識するには夫々の画像認識ステーションでその都度ヘ
ッドを一時停止しなければならないなど相当の時間を要
し、部品搭載速度が大幅に低下する。又、画像認識用カ
メラ等の光学部材が２セット必要となる為、搭載作業ヘ
ッドが大幅にコストアップする。
置を検出しても、基板の位置がずれていた場合は、搭載
精度が向上しない。従って、基板の位置ズレも同様に高
精度で検出し、部品搭載位置の補正に採り入れる必要が
ある。しかし、部品の吸着位置と基板位置の双方を画像
認識するには夫々の画像認識ステーションでその都度ヘ
ッドを一時停止しなければならないなど相当の時間を要
し、部品搭載速度が大幅に低下する。又、画像認識用カ
メラ等の光学部材が２セット必要となる為、搭載作業ヘ
ッドが大幅にコストアップする。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもの
であって、部品の保持位置と基板位置の双方を画像認識
により検出し、且つ、部品の搭載時間を増加させずに搭
載精度を大幅に向上させる部品搭載作業装置を安価に提
供することを目的とする。
であって、部品の保持位置と基板位置の双方を画像認識
により検出し、且つ、部品の搭載時間を増加させずに搭
載精度を大幅に向上させる部品搭載作業装置を安価に提
供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成する為、部品を部品供給位
置で取り上げ、部品の取上げ状態と基板の位置を画像認
識した後に、基板上の所定位置に搭載する部品搭載作業
装置において、所定の経路を往復移動して電子部品を着
脱自在に保持する部品保持部材と、画像認識カメラと、
前記部品保持部材による部品保持状態像を前記画像認識
カメラに導く進出位置及び前記画像認識カメラが前記基
板を撮像する光学経路から退避した退避位置間を自在に
往復移動可能なミラー部材とを有することを要点とする
ものである。
置で取り上げ、部品の取上げ状態と基板の位置を画像認
識した後に、基板上の所定位置に搭載する部品搭載作業
装置において、所定の経路を往復移動して電子部品を着
脱自在に保持する部品保持部材と、画像認識カメラと、
前記部品保持部材による部品保持状態像を前記画像認識
カメラに導く進出位置及び前記画像認識カメラが前記基
板を撮像する光学経路から退避した退避位置間を自在に
往復移動可能なミラー部材とを有することを要点とする
ものである。
以下、本発明の実施例について、第１図乃至第６図に
基づき詳細に説明する。
基づき詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例としての部品搭載作業装置
を示す平面図、第２図及び第３図はその立面図と側面図
である。第１図において、取付けベース１に搭載ヘッド
２と画像認識カメラ３を並設してある。搭載ヘッド２に
は、その先端部に吸着ノズル４を装着してある。この搭
載ヘッド２を、取付けベース１に垂直方向に昇降自在に
設置してあり、搭載ヘッド２を降下させて吸着ノズル４
先端に電子部品Ｐを吸着ピックアップし、又、吸着した
電子部品Ｐをプレースする。尚、第２図は、搭載ヘッド
２が先端に電子部品Ｐを吸着して上昇した状態を示して
いる。画像認識カメラ３のレンズ筒3a周囲には、照明器
3bを設置してある。
を示す平面図、第２図及び第３図はその立面図と側面図
である。第１図において、取付けベース１に搭載ヘッド
２と画像認識カメラ３を並設してある。搭載ヘッド２に
は、その先端部に吸着ノズル４を装着してある。この搭
載ヘッド２を、取付けベース１に垂直方向に昇降自在に
設置してあり、搭載ヘッド２を降下させて吸着ノズル４
先端に電子部品Ｐを吸着ピックアップし、又、吸着した
電子部品Ｐをプレースする。尚、第２図は、搭載ヘッド
２が先端に電子部品Ｐを吸着して上昇した状態を示して
いる。画像認識カメラ３のレンズ筒3a周囲には、照明器
3bを設置してある。
而して、搭載ヘッド２及び画像認識カメラ３を挟んで
その両側には、一対の支持アーム5,5を配設してある。
第３図に示す様に、各支持アーム５はＬ字型をなし、そ
の背板部5aを取付けベース１に固着し、支持板部5bを直
角に突出させてある。各支持板部5b上には、ガイドレー
ル６を夫々敷設してある。
その両側には、一対の支持アーム5,5を配設してある。
第３図に示す様に、各支持アーム５はＬ字型をなし、そ
の背板部5aを取付けベース１に固着し、支持板部5bを直
角に突出させてある。各支持板部5b上には、ガイドレー
ル６を夫々敷設してある。
画像認識カメラ３や上昇した搭載ヘッド２の下方に
は、ミラーユニット７を移動自在に配設してある。ミラ
ーユニット７では、略台形をなす取付け板7aの斜縁に沿
って、一対の反射鏡7b,7cを立設してある。反射鏡7b,7c
は、夫々、垂直方向に対して45度に傾け、搭載ヘッド２
と画像認識カメラ３の直下において互いに反射面が対向
する配置となる様に取り付けてある。ミラーユニット７
の両端部には、摺接係合板7d,7eを水平方向に延在させ
て立設してある。この一対の摺接係合板7d,7eを上述し
たガイドレール6,6上に係合載置し、ミラーユニット７
が摺動自在に支持される構成となっている。
は、ミラーユニット７を移動自在に配設してある。ミラ
ーユニット７では、略台形をなす取付け板7aの斜縁に沿
って、一対の反射鏡7b,7cを立設してある。反射鏡7b,7c
は、夫々、垂直方向に対して45度に傾け、搭載ヘッド２
と画像認識カメラ３の直下において互いに反射面が対向
する配置となる様に取り付けてある。ミラーユニット７
の両端部には、摺接係合板7d,7eを水平方向に延在させ
て立設してある。この一対の摺接係合板7d,7eを上述し
たガイドレール6,6上に係合載置し、ミラーユニット７
が摺動自在に支持される構成となっている。
第１図において、取付けベース１には、ミラーユニッ
ト駆動用のエアシリンダ８を埋設してある。このエアシ
リンダ８の取付けベース１前面に突出させたピストンロ
ッド8a先端を、ミラーユニット７の取付け板7aに結合し
てある。従って、エアシリンダ８を作動しピストンロッ
ド8aを伸縮させることにより、ミラーユニット７がガイ
ドレール6,6に沿って往復摺動する。この場合、ミラー
ユニット７は、第４図の平面図及び第５図の側面図に示
す様に、搭載ヘッド２や画像認識カメラ３の直下に各反
射鏡7b,7cを位置させた進出位置と、第１図に示す搭載
ヘッド１の昇降経路及び画像認識カメラ３の視野から外
れた退避位置との間で、自在に往復移動する。
ト駆動用のエアシリンダ８を埋設してある。このエアシ
リンダ８の取付けベース１前面に突出させたピストンロ
ッド8a先端を、ミラーユニット７の取付け板7aに結合し
てある。従って、エアシリンダ８を作動しピストンロッ
ド8aを伸縮させることにより、ミラーユニット７がガイ
ドレール6,6に沿って往復摺動する。この場合、ミラー
ユニット７は、第４図の平面図及び第５図の側面図に示
す様に、搭載ヘッド２や画像認識カメラ３の直下に各反
射鏡7b,7cを位置させた進出位置と、第１図に示す搭載
ヘッド１の昇降経路及び画像認識カメラ３の視野から外
れた退避位置との間で、自在に往復移動する。
以上の様に構成した部品搭載作業装置は、図示しない
支持機構によりＸ−Y2次元方向に自在に移動可能に支持
されており、部品が供給されるピックアップ位置と基板
が位置決めされているプレース位置の間を最短の経路で
往復移動する。
支持機構によりＸ−Y2次元方向に自在に移動可能に支持
されており、部品が供給されるピックアップ位置と基板
が位置決めされているプレース位置の間を最短の経路で
往復移動する。
次に、上記部品搭載作業装置の動作について、第６図
（ａ）乃至第６図（ｄ）の各段階説明図に基づき説明す
る。尚、各段階説明図では、正面図と側面図で各段階動
作を示している。
（ａ）乃至第６図（ｄ）の各段階説明図に基づき説明す
る。尚、各段階説明図では、正面図と側面図で各段階動
作を示している。
第６図（ａ）において、搭載作業装置が部品供給位置
に移動し、ミラーユニット７を退避位置へ移動させる。
部品供給位置では、電子部品を埋設収納したテープ９を
走行させてあり、所定のピックアップ位置Lpに搭載ヘッ
ド２の吸着ノズル４が下降して電子部品Ｐを吸着する。
に移動し、ミラーユニット７を退避位置へ移動させる。
部品供給位置では、電子部品を埋設収納したテープ９を
走行させてあり、所定のピックアップ位置Lpに搭載ヘッ
ド２の吸着ノズル４が下降して電子部品Ｐを吸着する。
次に、第６図（ｂ）に示す様に、吸着ノズル４を上昇
させた後、ミラーユニット７を元の進出位置に移動復帰
させる。この後、部品搭載作業装置を部品プレース位置
へ移動させる。この移動中に電子部品Ｐの吸着状態を画
像認識する。この場合、ミラーユニット７の一対の反射
鏡7b,7cにより光路を二点鎖線で示す様に180度反転さ
せ、搭載ヘッド２による電子部品Ｐの吸着状態を隣設し
た画像認識カメラ３で撮像することができる。撮像した
電子部品Ｐの吸着状態の画像を図外のCPU（中央処理装
置）で演算処理し、吸着位置のズレを検出する。
させた後、ミラーユニット７を元の進出位置に移動復帰
させる。この後、部品搭載作業装置を部品プレース位置
へ移動させる。この移動中に電子部品Ｐの吸着状態を画
像認識する。この場合、ミラーユニット７の一対の反射
鏡7b,7cにより光路を二点鎖線で示す様に180度反転さ
せ、搭載ヘッド２による電子部品Ｐの吸着状態を隣設し
た画像認識カメラ３で撮像することができる。撮像した
電子部品Ｐの吸着状態の画像を図外のCPU（中央処理装
置）で演算処理し、吸着位置のズレを検出する。
この様に、部品搭載作業装置自体が画像認識カメラを
有しているから、画像認識カメラを固定設置した場合の
様にカメラ設置位置へ立ち寄らず直接部品プレース位置
へ移動できる。従って、その分、部品搭載時間を短縮で
きる。
有しているから、画像認識カメラを固定設置した場合の
様にカメラ設置位置へ立ち寄らず直接部品プレース位置
へ移動できる。従って、その分、部品搭載時間を短縮で
きる。
次に、第６図（ｃ）において、部品搭載作業装置を基
板10が所定位置に位置決めされている部品搭載領域上の
基板認識位置に停止させる。この基板認識位置では、基
板10における位置基準パターン10aの真上に、画像認識
カメラ３が位置している。このとき、ミラーユニット７
は上述の部品吸着状態の画像認識を終えた時点で、再度
退避位置へ移動させてある。この状態で、画像認識カメ
ラ３により位置基準パターン10aの画像認識を行ない、
基板10の位置ズレを検出する。
板10が所定位置に位置決めされている部品搭載領域上の
基板認識位置に停止させる。この基板認識位置では、基
板10における位置基準パターン10aの真上に、画像認識
カメラ３が位置している。このとき、ミラーユニット７
は上述の部品吸着状態の画像認識を終えた時点で、再度
退避位置へ移動させてある。この状態で、画像認識カメ
ラ３により位置基準パターン10aの画像認識を行ない、
基板10の位置ズレを検出する。
基板位置の画像認識が終了したら、第６図（ｄ）に示
す様に、部品搭載作業装置を搭載作業領域上の部品プレ
ース位置に移動させて部品プレースを行なう。この搭載
作業領域上での基板認識位置から部品プレース位置への
移動中に、部品吸着位置と基板位置の両検出データに基
づき部品プレース位置を補正する。そして、部品搭載作
業装置を補正した部品プレース位置に停止させた後、搭
載作業ヘッド２の吸着ノズル４を下降させ、吸着電子部
品Ｐを基板10上の所定位置に正確にプレースする。
す様に、部品搭載作業装置を搭載作業領域上の部品プレ
ース位置に移動させて部品プレースを行なう。この搭載
作業領域上での基板認識位置から部品プレース位置への
移動中に、部品吸着位置と基板位置の両検出データに基
づき部品プレース位置を補正する。そして、部品搭載作
業装置を補正した部品プレース位置に停止させた後、搭
載作業ヘッド２の吸着ノズル４を下降させ、吸着電子部
品Ｐを基板10上の所定位置に正確にプレースする。
尚、本発明は、上記の特定の実施例に限定されるもの
でなく、本発明の技術的範囲において種々の変形が可能
であることは勿論である。
でなく、本発明の技術的範囲において種々の変形が可能
であることは勿論である。
例えば、第２図において、ミラーユニット７を紙面垂
直方向のみの移動でなく、図の左右方向にも移動するよ
うにしてよい。図の右方向に移動した場合は紙面垂直方
向に移動した場合と同様に画像認識カメラ３で基板10
（図６（ｃ）参照）の搭載位置を認識することができ、
左方向に移動した場合は例えば図外左方に設けられる更
に１個の搭載ヘッド２の吸着保持するチップ部品を画像
認識させることができる。また、本発明は、電子部品の
プリント基板上への搭載作業に限らず、各種の精密部品
を基板上に搭載する作業に広く適用可能である。
直方向のみの移動でなく、図の左右方向にも移動するよ
うにしてよい。図の右方向に移動した場合は紙面垂直方
向に移動した場合と同様に画像認識カメラ３で基板10
（図６（ｃ）参照）の搭載位置を認識することができ、
左方向に移動した場合は例えば図外左方に設けられる更
に１個の搭載ヘッド２の吸着保持するチップ部品を画像
認識させることができる。また、本発明は、電子部品の
プリント基板上への搭載作業に限らず、各種の精密部品
を基板上に搭載する作業に広く適用可能である。
以上、詳細に説明した様に、本発明の部品搭載作業装
置によれば、部品搭載作業装置に画像認識カメラとミラ
ーユニットを一体設置し、その画像認識カメラにより部
品の保持位置と基板位置を検出し部品搭載位置を補正す
るから、部品ピックアップ位置から最短経路でプレース
位置へ直接移動し、その間に部品保持位置の画像認識を
実施することができる。従って、部品保持位置と基板位
置の双方を画像認識するにも拘わらず極めて短時間で高
精度に部品を搭載することができる。又、１個の画像認
識カメラで部品保持位置と基板位置の双方を画像認識で
きるから、高速且つ高精度な部品搭載性能を備えた部品
搭載作業装置を小形でコンパクトに構成でき、安価に提
供することが可能となる。
置によれば、部品搭載作業装置に画像認識カメラとミラ
ーユニットを一体設置し、その画像認識カメラにより部
品の保持位置と基板位置を検出し部品搭載位置を補正す
るから、部品ピックアップ位置から最短経路でプレース
位置へ直接移動し、その間に部品保持位置の画像認識を
実施することができる。従って、部品保持位置と基板位
置の双方を画像認識するにも拘わらず極めて短時間で高
精度に部品を搭載することができる。又、１個の画像認
識カメラで部品保持位置と基板位置の双方を画像認識で
きるから、高速且つ高精度な部品搭載性能を備えた部品
搭載作業装置を小形でコンパクトに構成でき、安価に提
供することが可能となる。
第１図、第２図及び第３図は夫々本発明の１実施例とし
ての部品搭載作業装置を示す平面図、立面図及び側面
図、第４図及び第５図は夫々上記部品搭載作業装置の異
なる状態を示す平面図と側面図、第６図（ａ）乃至第６
図（ｄ）は夫々上記部品搭載装置の動作を示す各段階説
明図である。 １…取付けベース ２…搭載ヘッド ３…画像認識カメラ ４…吸着ノズル ７…ミラーユニット 7b,7c…反射鏡 ８…エアシリンダ ９…テープ（部品収納） 10…基板 Ｐ…電子部品 Lp…部品ピックアップ位置
ての部品搭載作業装置を示す平面図、立面図及び側面
図、第４図及び第５図は夫々上記部品搭載作業装置の異
なる状態を示す平面図と側面図、第６図（ａ）乃至第６
図（ｄ）は夫々上記部品搭載装置の動作を示す各段階説
明図である。 １…取付けベース ２…搭載ヘッド ３…画像認識カメラ ４…吸着ノズル ７…ミラーユニット 7b,7c…反射鏡 ８…エアシリンダ ９…テープ（部品収納） 10…基板 Ｐ…電子部品 Lp…部品ピックアップ位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05K 13/04
Claims (1)
- 【請求項１】部品を部品供給位置で取り上げ、部品の取
り上げ状態と基板の位置を画像認識した後に、基板上の
所定位置に搭載する部品搭載作業装置であって、 所定の経路を往復移動する移動ベースに設けた部品を着
脱自在に保持する部品保持部材と、 前記部品保持部材に隣接し前記移動ベースに設けた画像
認識カメラと、 前記部品保持部材と前記画像認識カメラの下方の前記移
動ベースに直角に設けた支持機構と、 前記移動ベースから水平移動可能な略台形ミラー部材を
前記支持機構に支持し、 前記部品保持部材と前記画像認識カメラの両下方の位置
と退避位置に平行スライドする往復移動可能なミラー部
材とを有することを特徴とする部品搭載作業装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2064573A JP2876046B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 部品搭載作業装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2064573A JP2876046B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 部品搭載作業装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265198A JPH03265198A (ja) | 1991-11-26 |
| JP2876046B2 true JP2876046B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=13262107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2064573A Expired - Fee Related JP2876046B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 部品搭載作業装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2876046B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2675469B2 (ja) * | 1991-12-02 | 1997-11-12 | 三洋電機株式会社 | 部品装着装置 |
| GB2347741A (en) | 1998-11-05 | 2000-09-13 | Cyberoptics Corp | Electronics assembly apparatus with improved imaging system |
| US6538244B1 (en) | 1999-11-03 | 2003-03-25 | Cyberoptics Corporation | Pick and place machine with improved vision system including a linescan sensor |
| US6535291B1 (en) | 2000-06-07 | 2003-03-18 | Cyberoptics Corporation | Calibration methods for placement machines incorporating on-head linescan sensing |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP2064573A patent/JP2876046B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03265198A (ja) | 1991-11-26 |
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