JP3075854B2 - 部品のリード浮き検出方法及びそれを使用した部品装着装置 - Google Patents

部品のリード浮き検出方法及びそれを使用した部品装着装置

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JP3075854B2 JP04238197A JP23819792A JP3075854B2 JP 3075854 B2 JP3075854 B2 JP 3075854B2 JP 04238197 A JP04238197 A JP 04238197A JP 23819792 A JP23819792 A JP 23819792A JP 3075854 B2 JP3075854 B2 JP 3075854B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は吸着保持された部品のリ
ード浮きを検出する方法及び、吸着保持された部品を移
送して基板上の所定位置に自動的に装着する部品装着装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】吸着保持された部品のリードを検査して
基板上に装着する方法として、従来より種々の方法が提
案されている。その一例として掲げる特開平1−320
000号公報には、ロボットに把持された部品を下方よ
り撮像するカメラと、このカメラの光学軸に対し一定の
角度を持ったレーザースリット光源を設け、部品リード
にレーザースリット光を投光して、正常なリードと浮き
上がったリードからの反射光の位置ずれを視覚認識する
装置が開示されている。そして、この装置は認識検査の
結果、良品の部品のみを基板上に装着するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなリードの検
査方法では、スリット光の照射角度を所定の角度に保持
するため、レーザースリット光源を正確に調整あるいは
位置決め固定する必要がある。すなわち、カメラの光学
軸に対しレーザースリット光源の光軸心を所定角度に位
置決めするために、それらを支持するスタンドやホルダ
ー等を相応の機械的精度で加工及び組付けしなければな
らない。しかし機械的精度を高めるにしても限度があ
り、一定の加工・組付け誤差が生じるのを免れることは
できない。この点を考慮して本発明は、実際に組み上が
った状態でスリット光の照射角度を簡単に測定する方法
を提供し、前述の光学部品支持具の加工・組付け誤差が
あっても、精度良く部品のリード浮きを検出することを
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では、四角形の板
材であって、その少なくとも一側面に、板材上面から下
方へ一定高さ離れた櫛歯状の水平突起部を有する、疑似
部品治具を用意し、そして、吸着ノズルの部品吸着面の
一定距離上方に水平な基準面を設けて、部品吸着面に疑
似部品治具を吸着保持し、その水平突起部に向け斜め下
方からスリット光を照射する。疑似部品治具の水平突起
部とその背後の基準面から反射されるスリット光画像を
認識し、両スリット光反射画像の水平方向の間隔距離を
算出し、この間隔距離と、既知である水平突起部と基準
面間の垂直方向の間隔からスリット光の照射角度を求め
る。部品吸着時には、算出した照射角度を持つスリット
光を吸着保持された部品のリードに照射し、部品のリー
ドとその背後の基準面から反射されるスリット光画像を
認識して、両スリット光反射画像の水平方向間隔と前記
照射角度により、基準面からのリード高さを算出する。
算出した前記基準面からのリード高さと、あらかじめ算
出された、前記基準面から部品のリードが位置すべき規
定距離とを比較して、リード浮きを検出する。また、こ
のリード浮き検出方法を部品装着装置に用い、吸着保持
した部品を移送して基板上の所定位置に装着する間に部
品のリード浮きを認識し、認識結果に基づき装着動作を
制御する。
【0005】
【作用】撮像ユニットとスリット光源を部品装着装置な
どに組み付けた状態で、カメラの撮像中心に対するスリ
ット光の照射角度が実測される。測定された照射角度を
用いて、部品のリード浮きを検出する。リード浮きが検
出された部品は基板上に装着されない。
【0006】
【実施例】本発明のリード浮き検出方法及びそれを使用
した部品装着装置の一実施例について図に基づいて説明
する。図1は本実施例における部品装着装置の主要な構
成を示す概略平面図である。部品装着装置1は、駆動軸
21を回転中心として間欠回転するインデックステーブ
ルの周縁に、複数個の部品装着ヘッド23を等間隔に設
けて構成したロータリーヘッド部2と、部品装着ヘッド
23に部品を供給する部品供給部3、部品装着ヘッド2
3が部品を装着すべき基板Pを水平移動可能に支持する
XYテーブル部4、XYテーブル部4に基板Pを送り込
むローダ5、XYテーブル部4から基板Pを受け取り次
工程に送り出すアンローダ6で構成されている。部品供
給部3は、図中左右に水平移動する部品搭載テーブル3
0と、この上に整列載置された複数個の部品供給カセッ
ト31からなる。そして、部品装着ヘッド23が部品供
給部3の部品を吸着保持し、XYテーブル部4上の基板
Pに装着する間のいずれかの間欠停止位置(以下ステー
ションと云う)に、部品を下方から撮像する撮像ユニッ
ト7を設ける。
【0007】ここで本発明の主旨であるリード浮き検出
部について詳述する。図2は撮像ユニット7のスリット
光撮像状態を示す概略説明図であり、撮像ユニット7
は、XYテーブル70上に配置されたカメラ71、スリ
ット光源72からなっている。XYテーブル70は本実
施例では図1に示すように、ステーションCに到着した
部品装着ヘッド23の下にカメラ71を位置させるべく
配置し、そのX軸は、インデックステーブル22の直径
方向に合致する。カメラ71はXYテーブル70上に垂
直姿勢で固定し、スリット光源72は、図のようにカメ
ラ71の撮像中心に向かい支持ブロック73によって傾
斜させて固定している。スリット光はこの傾斜角度で斜
め上方に照射される。24は部品装着ヘッド23の吸着
ノズル先端部から一定距離上方に、着脱可能に取り付け
られた基準反射板で、その反射面は水平である。8はX
Yテーブル70を駆動させてカメラ71とスリット光源
72を、ステーションCの、部品装着ヘッドに吸着保持
された部品Qの大きさに対応する位置に移動させる制御
部、9はカメラ71が取り込む画像を認識する画像認識
部である。また、制御部8は、画像認識部9の認識結果
に基づいて、リード浮きの検出された部品を装着せずに
ステーションIで吸着を解除して廃棄させるなど、装着
動作も制御するものである。
【0008】図3はスリット光の照射角度測定を説明す
る要部正面図である。Sは、前述のスリット光源72か
ら照射されるスリット光が、カメラ71の撮像中心に対
して、実際どれだけ傾斜しているかを測定するための疑
似部品治具であり、図4はその平面図である。本実施例
の疑似部品治具Sは、四角形の板材部の4側面からそれ
ぞれ水平に延びる櫛歯状の水平突起部を有し、その水平
突起部の下面と板材部の上面とは平行、かつ両者の間隔
は測定されて既知となっている。
【0009】本実施例の動作について図に基づいて説明
する。部品装着ヘッド23の部品吸着面の一定距離上方
に水平な基準反射板24を各々取り付けた後、制御部8
は、ロータリーヘッド部2のステーションAに位置する
部品装着ヘッド23に、疑似部品治具Sが装填された部
品供給カセット31から、疑似部品治具Sを吸着して取
り上げさせる。そして、制御部8は、インデックステー
ブル22を間欠回転させて、ステーションCにその部品
装着ヘッド23を移送させる。疑似部品治具Sがステー
ションCに到達する前に制御部8は、XYテーブル70
を、ステーションCに位置する部品装着ヘッド23の下
方のスリット光撮像位置に、カメラ71が位置するよう
に移動させる。図5はカメラ71のスリット光撮像状態
を表すもので、スリット光源72が斜め下方よりスリッ
ト光を照射すると、カメラ71はその撮像視野に図5に
示すようなスリット光の反射光画像を取り込む。Rsは
基準反射板24から反射されるスリット光反射画像群、
R0は疑似部品治具Sの櫛歯状突起部から反射されるス
リット光反射画像群であり、これらが画像認識部9に入
力される。
【0010】画像認識部9は、入力された各スリット光
反射画像の重心を各々求め、それらの重心位置データの
内、画像群RsについてのX方向座標値の平均と、画像
群R0についてのX方向座標値の平均を算出する。そし
て、この画像群Rs、R0のX方向座標平均値の差を基準
変位xとし、あらかじめ自身に入力された、部品装着ヘ
ッド23の部品吸着面から基準反射板24の反射面まで
の距離と、疑似部品治具Sの上面から櫛歯状水平突起部
の下面までの距離を加えた基準間隔hによって、スリッ
ト光の照射角度を算出する。すなわち、図3に示すよう
に、スリット光の照射角度θは、
【0011】tanθ=h/x
【0012】の関係があり、照射角度θを求めることが
でき、この算出値を画像認識部9が記憶しておく。
【0013】こうしてスリット光の照射角度θが算出さ
れてから、制御部8は、部品供給部の部品供給カセット
31から部品Qを吸着して取り上げさせ、吸着保持した
ままインデックステーブル22を間欠回転させてステー
ションCに部品Qを移送させる。カメラ71は、疑似部
品治具Sの時と同様に基準反射板24から反射されるス
リット光反射画像群R0と、部品リードから反射される
スリット光反射画像群Rnを取り込む。画像認識部9
は、入力された各スリット光反射画像の重心を各々求
め、それらの重心位置データのうち、画像群Rsについ
てのX方向座標値の平均を算出する。この平均値と画像
群Rnにおける個々の重心位置データのX方向座標値と
の差を各々求め、算出された照射角度θとの関係から、
部品Qのリードがそれぞれ基準反射板24の反射面から
どれだけ離れているかを算出する。画像認識部9は、あ
らかじめ自身に入力されている、基準反射板24から部
品Qのリードが位置すべき規定距離とを比較して、許容
範囲内に入っていない場合にリード浮きと判定する。
【0014】さらに制御部8は、部品Qの1辺から突出
するリードの画像取り込みが終了した後、部品装着ヘッ
ド23を90°づつ回転させ、前述と同様に画像認識部
9が個々のスリット光反射画像の位置を認識し、部品Q
の4辺のリード浮き量を検出して、その検出結果を制御
部8に伝達する。
【0015】制御部8は、画像認識手段9から受け取っ
た部品Qに関するリード浮き検出情報に基き、リード浮
き無しの場合には、ステーションFにおいて、XYテー
ブル部4を移動させ部品装着ヘッド23を基板P上の所
定位置に降下させ、部品Qの吸着を開放して装着させ
る。リード浮き有りの場合には、XYテーブル部4を移
動させることなく、当該部品Qを部品廃棄ステーション
Iまで移送し、ここで吸着開放して図示しない受け箱に
部品Qを投下する。
【0016】本実施例における疑似部品治具は、全ての
櫛歯状水平突起部が、吸着ノズルに吸着保持される基準
面(四角形の板材の上面)から同一レベルにあるものと
したが、個々の水平突起部と基準面との距離に一定のレ
ベル差をつけ、水平突起部相互間で段差を設けても、本
発明の目的を遂行できる。また。本実施例では、ロータ
リーヘッド方式の部品装着装置に本リード浮き検出方法
を適用する例について述べたが、部品装着ヘッド23が
XY移動する方式の部品装着装置にも、撮像ユニットを
固定位置として容易に適用可能である。
【0017】
【発明の効果】このように、リード浮き検出部を部品装
着装置などに組付けた状態で、スリット光の照射角度を
簡単に測定することができ、カメラやスリット光源等の
光学部品支持具の加工・組付け誤差があっても、精度良
く部品のリード浮きを検出できる。また、スリット光の
照射角度を測定しながら、前述の光学部品支持具の組付
け調整作業を行えるため、所望の角度に効率良く調整で
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における部品装着装置の主要
な構成を示す概略平面図である。
【図2】本実施例における撮像ユニットの概略正面図で
ある。
【図3】本実施例における照射角度算出方法を説明する
要部正面図である。
【図4】本実施例における疑似部品治具の平面図であ
る。
【図5】本実施例における撮像手段が取り込むスリット
光反射画像の説明図である。
【符号の説明】 1 部品装着装置 2 ロータリーヘッド部 23 部品装着ヘッド 24 基準反射板 3 部品供給部 4 XYテーブル部 7 撮像ユニット 70 XYテーブル 71 カメラ 72 スリット光源 8 制御部 9 画像認識部 Q 部品 S 疑似部品治具
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−154802(JP,A) 特開 平2−199900(JP,A) 特開 昭63−107099(JP,A) 特開 平1−320000(JP,A) 特開 昭62−202290(JP,A) 特開 昭62−102368(JP,A) 特開 平4−15507(JP,A) 特開 平4−29007(JP,A) 特開 平3−99249(JP,A) 特開 平3−15707(JP,A) 特開 昭63−262852(JP,A) 実開 平3−44603(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 13/04 H05K 13/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸着ノズルに吸着保持された部品のリー
    ドにスリット光を照射し、そのスリット光の反射画像を
    撮像してリードの浮きを検出する方法であって、 四角形の板材の少なくとも一側面に、板材上面から下方
    に一定高さ離れた櫛歯状の水平突起部を有する、疑似部
    品治具を用意し、 前記吸着ノズルの部品吸着面の一定距離上方に水平な基
    準面を設けて、部品吸着面に前記疑似部品治具を吸着保
    持し、 前記疑似部品治具の水平突起部に向け斜め下方からスリ
    ット光を照射し、 前記疑似部品治具の水平突起部とその背後の基準面から
    反射されるスリット光画像を認識して、両スリット光反
    射画像の水平方向の間隔距離を算出し、 前記既知である水平突起部と基準面間の垂直方向の間隔
    と、算出した前記両スリット光反射画像の間隔距離か
    ら、前記スリット光の照射角度を算出し、 部品吸着時には、算出した前記照射角度を持つスリット
    光を吸着保持された部品のリードに照射し、 前記部品のリードとその背後の基準面から反射されるス
    リット光画像を認識して、両スリット光反射画像の水平
    方向間隔と前記照射角度により、基準面からのリード高
    さを算出し、 算出した前記基準面からのリード高さと、あらかじめ算
    出された、前記基準面から部品のリードが位置すべき規
    定距離とを比較して、リード浮きを検出することを特徴
    とする部品のリード浮き検出方法。
  2. 【請求項2】 吸着保持した部品を移送して基板上の所
    定位置に装着する間に部品のリードを画像認識し、認識
    結果に基づき装着動作を制御する部品装着装置であっ
    て、請求項1に記載の部品のリード浮き検出方法を用い
    ることを特徴とする部品装着装置。
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JP5010975B2 (ja) * 2007-05-16 2012-08-29 富士機械製造株式会社 コプラナリティ検査装置検査方法および装置
JP6032500B2 (ja) * 2014-05-23 2016-11-30 パルステック工業株式会社 X線回折測定方法および入射角度調整用治具

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