JP2900564B2 - 部品吸着検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプリント板などに電子部品などを搭載する電
子部品装着機に関するものであり、特に，プリント板な
どに装着する前に電子部品の異常吸着（把持も含む）状
態を２次元状に検出する装置に関する。

〔従来の技術〕 プリント板を組み立てるに当たって微小なコンデン
サ，抵抗器などの電子部品などをプリント板に装着する
ため，電子部品装着機が用いられている。電子部品装着
機は,2重テープ内に収容された電子部品をテープを剥離
させて電子部品を取り出し，取り出した電子部品を真空
吸着部で真空吸着し，電子部品を吸着した真空吸着部を
電子部品を装着すべきプリント板の所定位置まで移動
し，電子部品をプリント板の所定の位置に置くように構
成されている。プリント板の所定位置に電子部品を配置
しなければならないから，電子部品はプリント板に置か
れる前に吸着状態が正常であるか否か検査される。

この検査方法の従来例を第８図に示す。投光側ライン
センサ20と受側ラインセンサ22とが対向して配設され，
これらラインセンサ20,22の間に電子部品１を吸着させ
た真空吸着部３を真空吸着部の軸中心がラインセンサ2
0,22の破線で示した対向面に一致するように移動させ
る。そして，所定の高さ位置にある真空吸着部３の先端
に吸着している電子部品１の吸着状態を受光側ラインセ
ンサ22で検出する。

第９図（ａ）は真空吸着部３の先端に正常に電子部品
１が吸着されている場合，第９図（ｂ）は電子部品１の
上部が部分的に真空吸着部３の吸着口内に吸着された異
常状態で電子部品１が吸着されている状態を示す。すな
わち，軸中心Ｃ−Ｃ′における受光側ラインセンサ22の
読みによる電子部品１の厚みが第９図（ａ）に示すよう
に所定の大きさｈである場合，正常吸着と判断する。一
方，軸中心Ｃ−Ｃ′における電子部品１の厚みが第９図
（ｂ）に示すように，所定の大きさｈより大きいｈ′で
ある場合，異常吸着と判断する。電子部品が吸着されな
い場合も異常吸着とする。

〔発明が解決しようとする課題〕

第８図に例示したように，対向するラインセンサ20,2
2がその対向軸線上のある電子部品１の厚み（断面）を
検出する方法では，たとえば，第９図（ｃ）に示したよ
うな電子部品の吸着状態の場合，線上の厚みは正常な状
態の厚みｈと同じであるから，異常判断ができない。

かかる問題は，電子部品を吸着した場合に限らず，機
械的にICなどを把持したような場合についても同様であ
る。

したがって，本発明は電子部品の全ての状態における
異常吸着または異常把持状態を検出可能な電子部品吸着
検出装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題を解決するため，本発明の部品吸着検出装置
は、電子部品を真空吸着する真空吸着ノズルと、前記真
空吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着状態を撮像す
る撮像手段と、前記真空吸着ノズルおよび該真空吸着ノ
ズルに吸着された電子部品の吸着状態を前記撮像手段で
撮像する時、良好な撮像を可能にする背景手段および照
明手段と、前記真空吸着ノズルを回転させて、または、
前記撮像手段の撮像角度を変化させて、種々の角度から
前記撮像手段によって前記真空吸着手段に吸着された前
記電子部品の吸着状態を種々の角度から二次元画像デー
タを得るため撮像する撮像状態変化手段と、前記電子部
品の形状を表す形状データを記憶した記憶手段と、前記
撮像手段によって撮像した前記真空吸着ノズルに吸着さ
れた電子部品と、前記記憶手段に記憶された形状データ
とを比較して該撮像された前記電子部品が所定の吸着状
態にあるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段で
前記判断を行う時に、前記記憶手段に記憶されている形
状データと、前記撮像された電子部品の画像データとの
位置合わせを行う位置合わせ手段とを具備する。

〔作用〕

前記撮像手段は前記真空吸着ノズルに吸着された電子
部品の吸着状態を撮像する。この真空吸着ノズルおよび
真空吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着状態を前記
撮像手段で撮像する時、良好な撮像を可能にする背景手
段および照明手段を用いる。さらに前記撮像状態変化手
段を用いて、前記真空吸着ノズルを回転させて、また
は、前記撮像手段の撮像角度を変化させて、種々の角度
から前記撮像手段によって前記真空吸着手段に吸着され
た前記電子部品の吸着状態を種々の角度から二次元画像
データを得るため撮像する。その結果、目的に叶った撮
像データが得られる。前記判断手段は、前記撮像手段に
よって撮像した前記真空吸着ノズルに吸着された電子部
品と、前記記憶手段に記憶された形状データとを比較し
て該撮像された前記電子部品が所定の吸着状態にあるか
否かを判断する。前記判断手段で前記判断を行う時に、
位置合わせ手段で、前記記憶手段に記憶されている形状
データと、前記撮像された電子部品の画像データとの位
置合わせを行う。このような自動的な位置合わせによ
り、正確な比較が行えるとともに、撮像手段による撮像
が容易になる。

〔実施例〕

本発明の電子部品吸着検出装置の第１実施例を第１図
を参照して述べる。

電子部品吸着検出装置は電子部品装着機の一部を構成
し，電子部品装着機のある動作モードにおいて以下に述
べる動作処理を行う。

電子部品吸着検出装置は，電子部品装着機の所定の位
置に固定された黒色背景部5,CCDカメラ7,該CCDカメラの
レンズ8,リングライト10,および，信号処理装置12から
なる。黒色背景部5,CCDカメラ7,レンズ８およびリング
ライト10は断面図を示す。信号処理装置12は，入力部12
0,メモリ122,基準設定部124,メモリ126,メモリ126,判定
部128,出力部30および真空吸着部駆動制御部132が図示
の如く接続されている。

電子部品１を吸着した真空吸着部３は電子部品１をプ
リント板の所定の位置に装着する前に，レンズ８と黒色
背景部５との間に位置決めされ，電子部品１の真空吸着
状態が検査される。この電子部品１の吸着状態を検出す
るため，黒色背景部５に対してリングライト10が環状照
明を行う。その結果,CCDカメラ７で検出した画像は第２
図に示すようになる。すなわち、黒の背景に対して電子
部品１および真空吸着部３が白の画像として検出され
る。

CCDカメラ７の出力が入力部120に入力され，メモリ12
2に白黒の２値の２次元画像データとして記憶される。
メモリ126には基準設定部124から予めこの電子部品１を
正常に吸着した状態の基準画像データが記憶されてい
る。判定部128はメモリ122の画像データとメモリ126の
画像データとを２次元的に比較する。

第３図に示すように、その不一致量が所定の大きさを
越えている場合，出力部130を介して，異常出力，たと
えば,LED表示，または，警告音の出力を行う，あるい
は，真空吸着部３の移動をロックする。。第３図におい
て，破線は基準画像データを示す。なお，第３図は第９
図（ｃ）に対応している。また，第２図に示すように，
電子部品１が正常に吸着されている場合，出力部130か
ら正常吸着を示す音，たとえば，チャイムを鳴動させ
る。

第４図に示すように，電子部品１の底面の状態に凹凸
があるような場合，判定部128は厚みａとｂとの平均を
とって，その平均に基づいて異常判断を行うことができ
る。

真空吸着部３がレンズ８の軸中心上に位置決めされな
いで多少ずれて位置決めされる場合もある。この場合，
判定部128はメモリ122からの画像データをメモリ126か
らの画像データに最も一致するように画像データの移動
を行って，電子部品１の真空吸着部３に対する吸着状態
を判断することができる。すなわち，レンズ８と黒色背
景部５との間の絶対位置における吸着判断ではなく，位
置決めに依存しないで真空吸着部３に対する電子部品１
の吸着状態のみを判断させることができる。このよう
に，真空吸着部３の位置決めを厳格に行わなくても電子
部品１の異常吸着が検出できる。

真空吸着部３のある角度からの画像入力だけでは電子
部品１の正確な吸着状態が検出出来ないとき，たとえ
ば，矩形の電子部品１を90度ずれて吸着した場合，その
角度ずれ吸着を検出しようとする場合，真空吸着部駆動
制御部132が真空吸着部３を90度回転させ，その回転角
度におけるCCDカメラ７の画像データと基準の画像デー
タとを判定部128が上記同様の比較処理を行うことによ
って，角度ずれ吸着を検出することができる。

第１図において，リングライト10に代えて，光ファイ
バ照明にしてもよい。

第５図に本発明の電子部品吸着検出装置の第２実施例
の部分構成を示す。第５図は第１図の黒色背景部５に代
えて白色背景部5aにし，下方から光ファイバ照明部14で
白色背景部5aを照明し，電子部品１および真空吸着部３
の影をレンズ８を介してCCDカメラ７で検出するように
した例を示す。その画像を第６図に示す。この画像は第
３図に対応するが白と黒が反転している点を除いて，第
１実施例と同様である。したがって，信号処理などにつ
いては記述を省略する。

第７図に本発明の電子部品吸着検出装置の第３実施例
の部分構成を示す。第７図は面発光照明部６からレンズ
８に向かって平面（２次元）照明を行うように構成した
例を示す。この実施例も第２実施例と同様，電子部品１
および真空吸着部３の影をレンズ８を介してCCDカメラ
７で検出するから，その画像は第６図と同様になる。信
号処理も第１実施例と同様である。

本発明の実施に際しては以上に述べたもののほか種々
の変形形態をとることができる。たとえば,2次元状画像
データ入力手段としてはCCDカメラ７およびレンズ８の
構成に限らず，他の同様の種々の手段，たとえば,2次元
アレイ受光デバイスなどに代えることができる。また，
照明手段も上述したものに限定されない。

以上の実施例においては，電子部品と真空吸着部を例
示したが，本発明は，電子部品に限らず種々の部品，そ
して，真空吸着部に限らず種々の吸着部，たとえば，磁
気式吸着部などにも適用することができる。また，電子
部品は吸着されるだけでなく，機械的に把持される場合
であってもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように，本発明は，基本的には２次元状態
で，あるいは，角度を変えて全体的に，電子部品などの
部品の吸着部に対する吸着状態を検出するので部品の正
確な吸着を検出することができ，その結果，部品のプリ
ント板など所定の装着部位への正確な装着が可能にな
る。

また，本発明は部品と吸着部との吸着状態のみを判断
することができるから，吸着部の位置決め精度が厳格で
なくとも部品の吸着状態を正確に検出することができ
る。

さらに，部品に多少の凹凸があっても，平滑化処理な
どにより人間の目視検査と同様な柔軟性ある異常検出を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子部品吸着検出装置の第１実施例を
示す構成図， 第２図〜第４図は第１図の電子部品吸着検出装置によっ
て得られる画像を示す図， 第５図は本発明の電子部品吸着検出装置の第２実施例の
部分構成図， 第６図は第５図の電子部品吸着検出装置によって得られ
る画像を示す図， 第７図は本発明の電子部品吸着検出装置の第３実施例の
部分構成図， 第８図は従来の電子部品吸着検出装置の一部を示す図， 第９図（ａ）〜（ｃ）は従来の電子部品吸着検出形態を
示す図である。 （符号の説明） １……電子部品,3……真空吸着部， ５……黒色背景部,6……面発光照明部， ７……CCDカメラ,8……レンズ， 10……リングライト， 12……信号処理装置。

───────────────────────────────────────────────────── 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)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品を真空吸着する真空吸着ノズル
   と、 前記真空吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着状態を
   撮像する撮像手段と、 前記真空吸着ノズルおよび該真空吸着ノズルに吸着され
   た電子部品の吸着状態を前記撮像手段で撮像する際、良
   好な撮像を可能にする背景手段および照明手段と、 前記真空吸着ノズルを回転させて、または、前記撮像手
   段の撮像角度を変化させて、種々の角度から前記撮像手
   段によって前記真空吸着手段に吸着された前記電子部品
   の吸着状態を種々の角度から二次元画像データを得るた
   め撮像する撮像状態変化手段と、 前記電子部品の形状を表す形状データを記憶した記憶手
   段と、 前記撮像手段によって撮像した前記真空吸着ノズルに吸
   着された電子部品と、前記記憶手段に記憶された形状デ
   ータとを比較して該撮像された前記電子部品が所定の吸
   着状態にあるか否かを判断する判断手段と、 前記判断手段で前記判断を行う時に、前記記憶手段に記
   憶されている形状データと、前記撮像された電子部品の
   画像データとの位置合わせを行う位置合わせ手段と を具備する部品吸着検出装置。