JP3955203B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を吸着保持して回路基板における電子部品の装着表面に装着するヘッドユニットに関するものであり、特に複数の電子部品を回路基板へ装着する際の装着に要する時間を短縮化させる電子部品装着装置用のヘッドユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子部品の装着工程には、生産性向上のために作業工程の信頼性向上化と作業タクトの短縮化が強く要望されている。
【0003】
従来、回路基板ヘチップ部品やICチップ等の電子部品を装着する電子部品装着装置では、ヘッド部における吸着保持部材により吸着保持された電子部品の吸着保持状態を、CCDカメラ等の撮像装置を用いて撮像された画像により認識し、予め設定された吸着保持状態と照合することにより、回路基板上の予め設定された装着位置に電子部品を装着できるようにヘッド部及び吸着保持部材の動作制御を行い、回路基板上への電子部品の装着を行っていた。
【0004】
このような電子部品装着装置が備えるヘッドユニットの一例であるヘッドユニット201を図4に基づいて説明する。
【0005】
図4に示すようにヘッドユニット201は、電子部品を取り扱うヘッド部62と、電子部品の撮像を行う撮像装置64により構成されている。
【0006】
ヘッド部62は、吸着保持部材の一例である吸着ノズル51を10個備えており、剛体で形成されているヘッド部62のフレームに各吸着ノズル51が隣接して一列に配列されて固定されており、各吸着ノズル51の先端部にチップ部品やICチップ等の電子部品2が、吸着保持される。また、各吸着ノズル51は上下動が可能であり、電子部品2を吸着保持する際及び電子部品2を回路基板上へ装着する際には下方向に移動し、ヘッド部62の移動時には、上方向に移動して上端位置に退避し、回路基板に装着された電子部品や電子部品実装装置を構成する他の各部材と干渉しないようになっている。
【0007】
次に、撮像装置64は、電子部品2の画像を結像するレンズ57と、レンズ57により結像された画像を撮像する撮像素子の一例であるCCD59が、それぞれ吸着ノズル51と同数の10個隣接して一列に配列され備えられており、これらの各レンズ57及び各CCD59は各吸着ノズル51と1対1に対応されている。また、各レンズ57は角筒状の鏡筒58の内側下部にて保持されており、各CCD59は、鏡筒58の上部及び1つの側面を覆うように設けられて固定されているカメラユニット60内における鏡筒58の上部との接続部分にが設置されている。なお、鏡筒58はヘッド部62のフレームに固定されている。
【0008】
カメラユニット60は、各CCD59から出力される撮像データを含んだ信号である撮像データ信号の画像信号化処理、及び各CCD59に対して撮像タイミング信号及び撮像データ信号を出力させるための駆動信号の出力を行い、さらに、各CCD59における撮像時間を制御可能な電子シャッター機能を備えている。
【0009】
また、鏡筒58の下部外周における各レンズ57の配列方向に沿った両側面に、複数の照明部53が下方向に光を照射可能なように下向きに取り付けられており、これら各照明部53の照度及び点灯/消灯を個別に制御する照明制御部61が、カメラユニット60の上部に固定されている。
【0010】
また、鏡筒58の下方には固定型の固定ミラー55が反射面を上面として、吸着ノズル51側の端部を下方へ傾斜されて鏡筒58に下部に固定されている。さらに、吸着ノズル51の下方には移動型の移動ミラー54が反射面を上面として、固定ミラー55側の端部を下方へ傾斜させて移動ミラー54を移動させるミラー駆動ユニット56に取り付けられている。このミラー駆動ユニット56は、ヘッド部62のフレームに固定されており、移動ミラー54を反射面に沿って移動させることにより、吸着ノズル51が電子部品2を吸着保持する際及び電子部品2を回路基板上へ装着する際には、吸着ノズル51の上下動を妨げない退避位置に移動し、電子部品2の画像を撮像するときには、電子部品2の画像を反射可能な反射位置に移動することが可能となっている。
【0011】
ここで、ヘッドユニット201の構成各部の配置関係を照明部53より照射される光の経路に沿って説明すると、撮像装置64において、1つのCCD59とこれと対応するレンズ57の各中心は、同軸上に配置されており、上記同軸が光軸となり、この光軸に沿って平行に各照明部53より下方に照射された光が、固定ミラー55にて横方向に反射され、反射された光が移動ミラー54にて上方に反射され、上記CCD59と上記レンズ57に対応する吸着ノズル51に吸着保持されている電子部品2に下方より照射する。これにより、上記電子部品2の画像が、移動ミラー54にて横方向に反射され、反射された光が固定ミラー55にて上方に上記光軸に沿って平行に反射され、上記レンズ57により上記CCD59上に結像されて、上記CCD59にて撮像される。
【0012】
また、上記各部により構成されるヘッド部62及び撮像装置64は、ヘッドユニット201として移動可能となっている。また、撮像装置64における各CCD59による各電子部品2の画像の撮像は、ヘッド部62における各吸着ノズル51が各電子部品2を吸着保持した後、ヘッドユニット201が移動を完了して電子部品2を回路基板上へ装着するまでの間に実施される。
【0013】
このような構造のヘッドユニット201においては、複数の電子部品2の吸着保持から回路基板への装着までの間におけるヘッドユニット201の移動過程において、吸着ノズル51に吸着保持された各電子部品2の吸着保持状態を同時的に各CCD59に撮像することができるため、撮像に要する時間を短縮化することができていた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造のものでは、以下のような問題があった。
【0015】
まず、鏡筒58の下部外周における各レンズ57の配列方向に沿った両側面に、複数の照明部53が設置されているため、この照明部53より発光された光を各吸着ノズル51の下方に配置された移動ミラー54に反射可能に、反射面を上面として吸着ノズル51側の端部を下方へ傾斜されて鏡筒58の下部に固定された固定ミラー55は、水平方向における各レンズ57の配列方向に直交する方向に、上記両側面に設置された各照明部53の設置間隔程度の幅を備えている必要がある。また、傾斜配置されている固定ミラー55は、上下方向においても、その傾斜角度及び上記水平方向における幅に関係した高さが必要となる。
【0016】
これにより、ヘッドユニット201は、その移動の際に、固定ミラー55の下端が電子部品装着装置の機台に接触することなく、また、上記機台上に固定された回路基板及び回路基板上に装着された電子部品2に接触しないような高さを確保した状態において移動を行う必要がある。このため、上記高さが確保されて移動されたヘッドユニット201におけるヘッド部62においては、電子部品2の吸着取出、及び回路基板上への電子部品2の装着の際に、吸着ノズル51の昇降動作のストロークが大きく、上記ストロークに要する時間の短縮化が図れないという問題点があった。
【0017】
逆に、上記ストロークに要する時間の短縮化を図るためには、上記ストロークの方向における固定ミラー55の長さの短縮化を図る必要があり、そのためには鏡筒58の上記両側面に設置されている各照明部53の上記設置間隔を狭めて、できる限り各照明部53を上記光軸に近い位置に設置する必要がある。
【0018】
しかしながら、鏡筒58はレンズ57を内蔵可能な大きさを確保必要があるため、鏡筒58の上記両側面に設置する場合には、各照明部53の上記設置間隔を狭めることは困難であり、例えば、レンズ57と固定ミラー55の間における上記光軸上に照明部53を設置した場合には、固定ミラー55を撮像装置54において要求される必要最小視野分だけ確保された大きさとすることができるものの、電子部品2の画像を形成する光と照明部53とが干渉してしまうため、上記問題点を解決することができなかった。
【0019】
さらに、各吸着ノズル51の上記昇降動作の上記ストロークが大きくなることにより、各吸着ノズル51を備えるヘッド部62は上記ストローク方向に長くなってしまい、ヘッド部62の小型軽量化を図ることができず、ヘッドユニット201の移動速度の高速化の障害となり、このようなヘッドユニット201による電子部品の装着作業の効率化を図ることができないという問題点があった。
【0020】
また、各吸着ノズル51の下方には移動ミラー54が、ミラー駆動ユニット56により移動ミラー54の反射面に平行な方向に反射位置と退避位置との間で移動可能に配置されているが、ミラー駆動ユニット56による移動ミラー54の移動動作を繰り返し行った場合には、移動ミラー54と固定ミラー55の相対的な配置関係が微妙に変わり、上記配置関係が崩れてしまう場合があり、このような場合にあっては、上記相対的な配置関係の変化が光軸のずれとなって、電子部品2の画像の撮像を行うためには、上記相対的な配置関係の調整を行う必要があり、このような作業が電子部品の装着作業における時間ロスとなってしまうという問題点があった。
【0021】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、複数の吸着保持部材により吸着保持された複数の電子部品を、撮像装置により上記各電子部品の吸着保持状態の画像を撮像して吸着保持状態を認識処理し、上記認識処理の結果に基づき上記各電子部品を回路基板へ固定させる電子部品の装着作業を行うヘッドユニットにおいて、電子部品の装着に要する時間の短縮化を図る電子部品装着装置用のヘッドユニットを提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【0024】
本発明の第態様によれば、昇降動作軸に沿って昇降可能でありかつ電子部品を吸着保持する複数の吸着保持部材を直線状に配置したヘッド部と、
前記各々の吸着保持部材に吸着保持された電子部品を撮像する複数の撮像素子を直線状に配置した撮像装置と、
前記各々の吸着保持部材の前記昇降動作軸及び前記各々の撮像素子の光軸と交差する光照射軸に沿って光を出射する複数の照明部を直線状に配置した光照射装置と、
前記各々の撮像素子の光軸と光照射軸との交差位置にて、前記それぞれの撮像素子の視野範囲に配置され、前記光照射装置から出射された光を前記光照射軸に沿った方向に透過させるとともに、前記光照射軸に沿って入射される光を前記光軸に沿った方向に反射する半透過反射鏡と、
前記各々の昇降動作軸と光照射軸との交差位置に配置され、前記半透過反射鏡を透過した光を前記昇降動作軸に沿った方向に反射して前記それぞれの吸着保持部材で保持する電子部品に照射するとともに、前記電子部品の表面で反射した光を前記光照射軸に沿った方向に反射して、前記半透過反射鏡に向かわせる反射鏡と、
前記直線状の配置における端部に配置された前記照明部の輝度が、前記直線状の配置における中央部に配置された前記照明部の輝度より大きくなるように、前記それぞれの照明部の輝度を制御する制御部と、を備えることを特徴とする電子部品装着装置を提供する。
【0025】
本発明の第態様によれば、前記制御部は、前記撮像装置により撮像された前記それぞれの電子部品についての画像の認識処理を予め定められた順序に従って行い、前記認識処理を終了した電子部品から、回路基板への装着動作を開始するように、前記ヘッド部を制御する機能を有する、第態様に記載の電子部品装着装置を提供する。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0028】
本発明の一実施形態にかかる電子部品装着装置用のヘッドユニットの一例であるヘッドユニット101の構造を模式的に示す模式説明図を図1(A)及び(B)に示す。図1(A)は、ヘッドユニット101における模式的な縦断面の構造を示す模式説明図であり、図1(B)は、ヘッドユニット101における一部透過させた概略底面の模式説明図である。
【0029】
図1(A)及び(B)に示すように、ヘッドユニット101は、電子部品を取り扱うヘッド部12と、電子部品の撮像を行う撮像装置14と、及び電子部品の撮像のための光の発光を行う光照射装置15により構成されている。
【0030】
ヘッド部12は、吸着保持部材の一例である吸着ノズル1を10個備えており、剛体で形成されているヘッド部12のフレームに各吸着ノズル1が隣接して一列に配列されて固定されており、各吸着ノズル1の先端部にチップ部品やICチップ等の電子部品2が吸着保持される。また、各吸着ノズル1は夫々の中心軸を昇降動作軸Aとして、昇降動作軸Aに沿って昇降動作が可能であり、電子部品2を吸着保持する際及び電子部品2を回路基板上における電子部品の装着表面へ装着する際には昇降動作軸Aに沿って下降し、ヘッド部12の移動時には、昇降動作軸Aに沿って上昇して回路基板や回路基板上に装着された部品や電子部品装着装置を構成する他の各部材と干渉しないようになっている。
【0031】
次に、撮像装置14は、電子部品2の画像を撮像素子へ結像するレンズ7と、レンズ7により結像された画像を撮像する撮像素子の一例であるCCD9が、夫々吸着ノズル1と同数の10個隣接して一列に配列され備えられており、これら各レンズ7及び各CCD9は各吸着ノズル1と1対1に対応されている。また、各レンズ7は角筒状の鏡筒8の内部下部にて保持されており、各CCD9は、鏡筒8の上部及び1つの側面を覆うように設けられて固定されているカメラユニット10内における鏡筒8の上部との接続部分に各CCD9が設置されている。また、1つのCCD9とこれと対応するレンズ7の各中心は、同軸上に配置されており、上記同軸が光軸Bとなっており、撮像装置14は光軸Bがヘッド部12における昇降動作軸Aと略平行となるように配置されている。なお、鏡筒8はヘッド部12のフレームに固定されている。
【0032】
カメラユニット10は、各CCD9から出力される撮像データを含んだ信号である撮像データ信号の画像信号化処理、及び各CCD9に対して撮像タイミング信号及び撮像データ信号を出力させるための駆動信号の出力を行い、さらに、各CCD9における撮像時間を制御可能な電子シャッター機能を備えている。
【0033】
また、光照射装置15は、箱状の剛体で形成されたフレーム20に、昇降動作軸A及び光軸Bと直交する軸である光照射軸Cに沿って光を発光可能な照明部3を多数備えており、光照射軸Cは、ヘッド部12及び撮像装置14の下方に位置されており、昇降動作軸A、光軸B、及び光照射軸Cは、電子部品2が装着される回路基板における上記電子部品の装着表面と略直交する平面上に配置されている。さらに、光照射装置15は、昇降動作軸A及び光照射軸Cの直交位置に設置され、かつ昇降動作軸A又は光照射軸Cのいずれか一方の方向に沿った光を他方の方向に沿いかつ上記他方の方向に沿った光を上記一方の方向に沿って反射可能な反射鏡の一例であるミラー18と、光軸B及び光照射軸Cの直交位置に設置され、かつミラー18により反射された光照射軸Cに沿った光を光軸Bに沿った方向に反射可能で、かつ照明部3より光照射軸Cに沿って発光された光を透過可能な半透過反射鏡の一例であるハーフミラー17とをフレーム20に固定して備えている。ミラー18は、その略中央部分が昇降動作軸A及び光照射軸Cの直交位置に位置されて、その反射面を上面として、図1(A)において左上から右下に向けて傾斜されて、45度の傾きでヘッド部12の各吸着ノズル1の下方に配置されている。また、ハーフミラー17は、その略中央部分が光軸B及び光照射軸Cの直交位置に位置されて、その反射面を上面として、図1(A)において右上から左下に向けて傾斜されて、45度の傾きで撮像装置14の下方に配置されている。また、照明部3は、光照射軸C上におけるハーフミラー17の下面側に配置されており、光照射軸C上において、ミラー18側にハーフミラー17を透過して光を発光可能となっている。
【0034】
また、昇降動作軸A、光軸B、及び光照射軸Cの配置関係については、上記において説明したように、昇降動作軸A及び光軸Bの夫々と光照射軸Cが略直交し、かつ昇降動作軸A、光軸B、及び光照射軸Cが、上記電子部品の装着表面と略直交する平面上に配置されている場合が好ましい。このような配置状態においては、ヘッドユニット101は簡単な構造でかつコンパクトな大きさとすることができるからである。なお、上記配置状態に代えて、昇降動作軸A及び光軸Bの夫々と光照射軸Cが略直交し、かつ、上記装着表面に平行でありかつ上記装着表面よりも上方に位置する光照射軸Cを含む平面に対して、昇降動作軸A上にある吸着ノズル1の先端部における中心が上記平面よりも上方に位置して、かつ、光軸B上にあるレンズ7の中心が上記平面上若しくは上記平面よりも上方に位置する場合であっても良い。
【0035】
また、光照射装置15は、昇降動作軸A上におけるミラー18の上方に、光を照射可能な導光板19を備えている。また、導光板19は、昇降動作軸Aと直交する方向に光を発光可能な照明部19aを備えており、上記方向に発光された光は、導光板19に備えられた反射板により、昇降動作軸A沿いの電子部品2側に反射されて、電子部品2に照射される。また、導光板19には、照明部3より発光され、ミラー18により反射されて電子部品2に照射される光、及び電子部品2の画像を形成する光を昇降動作軸A上において遮らないように、昇降動作軸Aを中心として、上記夫々の光の通過部分に円状の孔部19bが形成されている。
【0036】
また、導光板19は、例えば、アクリル板を用いて、上記アクリル板における図1における下側の面、すなわち、電子部品2側の面と反対側の面に反射シートが貼り付けられて備えられている。上記アクリル板の側面に備えられた照明部19aより発光された光は、上記アクリル板の側面より上記アクリル板内部に入り、上記アクリル板内部において、全反射が繰り返されて、上記光が拡散される。また、さらに、上記反射シートによっても上記拡散された光が電子部品2側に反射されることにより、上記アクリル板の上面全体による面発光が可能となっている。
【0037】
これにより、電子部品2が角部分に丸い形状を有しているような場合、例えば、チップコンデンサ等であるような場合にあっては、照明部3より発光された光、すなわち、昇降動作軸Aに沿った光のみでは、上記電子部品2の輪郭がぼやけてしまう場合がある。このような場合に、導光板19による面発光を用いて、上記電子部品2に他の方向からの光を照射させることにより、上記輪郭を明瞭にすることが可能となる。
【0038】
また、図1(A)に示すように、光照射装置15は、光照射装置15が備える移動装置の一例である移動部16が備えるモータ若しくは空圧シリンダ等によって、光照射装置15をフレーム20ごとに一体として光照射軸Cに沿って略平行移動可能となっている。具体的には、ミラー18が昇降動作軸A上に位置せず、かつ吸着ノズル1が昇降動作軸Aに沿って昇降動作を行った場合に吸着ノズル1とミラー18とが干渉しない位置である退避位置Dと、昇降動作軸A及び光照射軸Cの直交位置にミラー18の反射面における略中央部分が位置し、かつ、照明部3より光照射軸Cに沿って発光された光をミラー18により反射して、吸着ノズル1により吸着保持されている電子部品2に上記光を照射可能であり、かつ上記電子部品2の画像をミラー18により光照射軸Cに沿って反射可能な反射位置Eとの間において、光照射装置15が移動可能となっている。これにより、ヘッド部12における吸着ノズル1が電子部品2を吸着保持する際及び電子部品2を回路基板上へ装着する際には退避位置Dに、電子部品2の画像を撮像する際には、反射位置Eに、光照射装置15が一体として移動することが可能となっている。なお、上記において光照射装置15が一体として移動する場合に代えて、光照射装置15が反射位置Eに位置している場合に、昇降動作が行われた吸着ノズル1と干渉する光照射装置15における構成部材、例えば、ミラー18のみを、光照射装置15が一体として移動する場合における光照射装置15の退避位置D及び反射位置Eの夫々の位置におけるミラー18の夫々の位置の間で移動させる場合であってもよい。
【0039】
ここで、ヘッドユニット101の構成各部の配置関係を光照射装置15における照明部3より発光される光の経路に沿って説明すると、図1(A)において、反射位置Eに位置された状態の光照射装置15において、照明部3から光照射軸Cに沿った方向に発光された光は、ハーフミラー17を透過して光照射軸C沿いに進み、ミラー18の反射面により昇降動作軸Aに沿った方向における図示上向きに反射される。反射された光は、導光板19における孔部19bを透過して、吸着ノズル1に吸着保持されている電子部品2に図示下方より照射される。これにより、電子部品2の画像が、昇降動作軸A沿いに導光板19における孔部19bを透過してミラー18の反射面により光照射軸Cに沿った方向に反射され、ハーフミラー17の反射面により光軸Bに沿った方向における図示上向きに反射される。反射された画像は、撮像装置14におけるレンズ7によりCCD9上に結像されて、CCD9にて撮像される。
【0040】
また、上記各部により構成されるヘッド部12、撮像装置14、及び光照射装置15は、ヘッドユニット101として一体移動可能となっている。また、ヘッドユニット101全体の動作の制御は制御部13により行われ、制御部13において、カメラユニット10より出力された画像信号の認識処理、光照射装置15における照明部3及び導光板19の照明部19a夫々の照度及び点灯/消灯動作、及び光照射装置15の移動動作の制御が行われる。
【0041】
また、撮像装置14において、カメラユニット10は、各CCD9に対して撮像タイミング信号の出力、各CCD9より出力された撮像データ信号の画像信号化処理、及び各画像信号の制御部13への出力を行うことができるため、これらの機能により、撮像装置14は、各レンズ7により結像された画像を各CCD9により同時的に撮像させ、その撮像された各CCD9から各撮像データ信号を順次出力させ、カメラユニット10にて順次各撮像データ信号の画像信号化処理を行い、各画像信号を制御部13へ順次出力していくことにより、同時的撮像かつ順次画像出力という機能を実現可能と構成されている。
【0042】
また、撮像装置14における各CCD9による各電子部品2の画像の撮像は、ヘッド部12における各吸着ノズル1が各電子部品2を吸着保持した後、ヘッドユニット101が上記各電子部品2の吸着保持の位置より回路基板の上方までの移動を完了して、ヘッド部12により電子部品2を回路基板上へ装着するまでの間に実施される。
【0043】
次に、制御部13による各照明部3の照度の個別制御について説明する。図2は、各吸着ノズル1に吸着保持された各電子部品2の下側表面における各照明部3により照射された光の照度と各照明部3における電流の関係を示す説明図である。
【0044】
図2に示すように、一定の電流により各照明部3を点灯させた場合には、各電子部品2の表面における照度は、配列された全吸着ノズル1の中央付近の吸着ノズル1においては、各吸着ノズル1に吸着保持されている電子部品2の表面における平均の照度に対して強くなり、端部の吸着ノズル1においては、上記平均の照度に対して弱くなる。このため、制御部13において各照明部3を点灯させる電流を、上記中央付近の吸着ノズル1に対応する各照明部3の電流を上記一定の電流よりも小さく、上記端部の吸着ノズル1に対応する各照明部3の電流を上記一定の電流よりも大きくするように制御することにより、各電子部品2の表面における照度を略一定とさせている。これにより、各CCD9において撮像される各電子部品2の画像の明度をより均一的とし、撮像状態を安定させることができる。
【0045】
また、各照明部3は個別に交換可能に構成されており、各照明部3の一部又は全部を交換することにより、照明色、照明角度、又は照度等を変更することもできる。
【0046】
以上のように構成されたヘッドユニット101の各動作についての動作タイミングチャートを図3に示す。
【0047】
図3に示すように、各吸着ノズル1が各電子部品2を吸着保持する電子部品吸着動作を行っている時には、光照射装置15は図1(A)に示す退避位置Dにあり、吸着ノズル1の吸着動作を妨げない。吸着ノズル1が電子部品2を吸着保持した後、ヘッドユニット101のヘッド部12は移動動作を開始する。ヘッド部12が移動動作を開始後、光照射装置15は移動部16により図1(A)に示す反射位置Eに移動される。
【0048】
光照射装置15が反射位置Eに移動後、導光板19の照明部19aが点灯されるとともに照明部3が点灯され、ミラー18を介しての照明部3の間接的な光の照射により、各吸着ノズル1に吸着保持された各電子部品2の画像がミラー18及びハーフミラー17を介して、撮像装置14において各レンズ7によりCCD9上に結像され、各CCD9に同時的に撮像される。
【0049】
各CCD9の撮像が完了後、導光板19の照明部19a及び照明部3を消灯させ、移動部16により光照射装置15を退避位置Dに移動させる。それとともに、各CCD9から出力される撮像データ信号をカメラユニット10で信号処理し、画像信号として制御部13に出力される。このとき、各CCD9から出力される撮像データ信号は重なることなく順次出力されるため、カメラユニット10においても順次信号処理され、画像信号として制御部13に順次出力される。このため、画像信号を受け取って認識処理を行う制御部13における認識処理部は、各画像信号用のインターフェースや処理系を1系統だけ備えていればよいことになり、認識処理部の規模が小さくてすむのでこのようなヘッドユニット101を備える電子部品実装装置のコストを低く抑えることができる。
【0050】
また、ここで、各吸着ノズル1に対して、各吸着ノズル1による吸着保持された各電子部品2の回路基板上への装着順序を予め決めておき、その順序に対応した順番で各CCD9の画像信号の出力を行えば、1番目に出力される画像信号の認識処理が終了した時点で1番目に装着される電子部品2の装着動作が開始可能となる。
【0051】
その後、移動動作を行っていたヘッド部12の吸着ノズル1が回路基板上に到達し、ヘッド部12の移動動作が停止され、制御部13による画像信号の認識結果に基づいて、制御部13により、ヘッド部12及び各吸着ノズル1の各動作が制御されて、各電子部品2の回路基板上への装着が上記順序にて順次行われる。
【0052】
また、各吸着ノズル1により吸着保持された全ての電子部品2の画像信号の認識処理を終了させる前に、ヘッド部12による各電子部品2の装着動作が開始されるような場合であっても、各画像信号の認識処理は上記装着順序にて行われているため、装着動作が開始可能となっている電子部品2の装着動作を、1番目に装着される電子部品2より順次実施しながら、並行して画像信号の認識処理がまだ終わっていない電子部品2の画像信号の認識処理を順次行い、電子部品2の装着動作を順次開始可能とさせて行くことができる。
【0053】
ここで、具体例として図3において説明すると、各電子部品2が回路基板へ装着される順序により1番目に装着される電子部品2を電子部品(No.1)、以降順に2番目に装着される電子部品(No.2)・・・n番目に装着される電子部品(No.n)とすると、各電子部品2の画像の撮像後、電子部品(No.1)の画像信号からの順次認識処理の実施中に、ヘッドユニット101は移動動作が完了して各電子部品2の装着動作に移ろうとするが、電子部品(No.1)から(No.3)までは既に装着動作可能となっているため、電子部品(No.1)より順次装着動作が行われ、その間に並行して4番目以降の電子部品(No.n)の画像信号の認識処理が行われることになる。
【0054】
これにより、全ての電子部品の吸着保持状態の画像の認識処理が終了しなくても、上記認識処理作業と並行して、各電子部品の装着動作を行うことができるような電子部品の実装に要する時間を効率的に短縮化させる実装方法が実現可能となる。
【0055】
なお、この各CCD9の画像信号の出力の順序は、ヘッド部12の移動毎に同じであっても良いし、移動毎に制御部13によって最適な順序に変える場合であっても良い。
【0056】
また、電子部品2の回路基板への装着順序と各吸着ノズル1の配列順は、無関係としてもよく、制御部13において各電子部品2が吸着保持される吸着ノズル1を任意に設定することが可能である。
【0057】
また、撮像装置14において、レンズ7及びCCD9が吸着ノズル1と同数ではなく、吸着ノズル1よりも少ない個数備えられているような場合においても、各電子部品2の画像を段階的に各CCD9により撮像し、各CCD9より各画像の撮像データ信号を順次カメラユニット10に出力することにより、この各CCD9への段階的な撮像に要する時間が、ヘッドユニット101の移動及び各電子部品2の実装に要する時間に対して時間ロスとなるような影響がない程の短い時間であれば、上記と同様に電子部品の実装に要する時間を効率的に短縮化させる実装方法が実現可能となる。
【0058】
また、ヘッド部12が備える各吸着ノズル1及び撮像装置14が備える各レンズ7は、個別に取付及び取外し可能となっている。これにより、例えば、QFPのような大きな電子部品40を回路基板に装着するような場合には、ヘッド部12において、各吸着ノズル1のうち、1つの吸着ノズル1を電子部品40を吸着保持可能なQFP対応の吸着ノズルに交換するとともに、撮像装置14において、上記交換された吸着ノズルに対応するレンズ7を、QFPの画像撮像対応のレンズ、例えば、大視野高解像度レンズのようなレンズに交換することにより、電子部品40の回路基板への装着に対応可能となる。
【0059】
また、例えば、このように電子部品2と電子部品40といったように複数の種類の電子部品をヘッド部12の各吸着ノズル1により吸着保持して回路基板上へ装着するような場合においては、撮像装置14による電子部品2及び電子部品40の全ての画像の撮像後に、電子部品2及び電子部品40を回路基板上へ装着する場合に代えて、撮像装置14による電子部品2の画像の撮像後、電子部品2を回路基板上へ装着し、その後、撮像装置14による電子部品40の画像を撮像して、電子部品40を回路基板上へ装着するような場合であってもよい。なお、電子部品40の撮像及び装着が、電子部品2よりも先に行うような場合であってもよい。
【0060】
なお、各CCD9による各電子部品2の画像の撮像時、又は制御部13の認識処理部における各CCD9にて撮像された画像の画像信号の認識処理において、撮像エラー又は認識エラーが発生した場合には、撮像エラー又は認識エラーが発生したCCD9に対応する吸着ノズル1による電子部品2の装着動作を行わないように制御部13において制御される。
【0061】
本発明の上記実施形態によれば、以下のような種々の効果を得ることができる。
【0062】
まず、上記実施形態のおけるヘッドユニット101においては、昇降動作軸A及び光照射軸Cの直交位置にミラー18を、光軸B及び光照射軸Cの直交位置にハーフミラー17を、夫々の反射面を上面として互いの反射面が向い合う方向に傾斜させて設置し、光照射軸C上におけるハーフミラー17の下面側に照明部3を設置することにより、照明部3により光照射軸C沿いに発光された光はハーフミラー17を透過してミラー18により昇降動作軸Aに沿った方向に反射されて、電子部品2に照射可能であり、かつ、電子部品2の画像は、ミラー18により光照射軸Cに沿った方向に反射され、ハーフミラー17により光軸Bに沿った方向に反射されて撮像装置14により電子部品2の画像を撮像することができる。つまり、ハーフミラー17を用いることにより、光照射軸C上に照明部3を設置しながら、電子部品2の画像を形成する光と照明部3との干渉を防止することが可能となっている。これにより、照明部3より発光された光を反射するミラー18及び電子部品2の画像を反射するハーフミラー17における吸着ノズル1のストローク方向における寸法を短縮化することが可能となる。従って、ヘッド部12における各吸着ノズル1の昇降動作のストロークを短くすることができ、上記昇降動作に要する時間の短縮化を図ることが可能となる。さらに、このようなヘッドユニット101の上記ストローク方向における小型化及び軽量化を図ることも可能となり、電子部品装着装置がこのようなヘッドユニット101を備えるような場合にあっては、ヘッドユニット101による電子部品の装着作業に要する時間を短縮化させ、装着作業の効率化を図ることが可能となる。
【0063】
また、光照射装置15は、光照射装置15が備える移動部16によって、光照射装置15をフレーム20ごとに一体として光照射軸Cに沿って平行移動可能となっており、ヘッド部12における吸着ノズル1が電子部品2を吸着保持する際及び電子部品2を回路基板上へ装着する際には、吸着ノズル1の昇降動作を妨げない退避位置Dに移動し、電子部品2の画像を撮像する際には、電子部品2に光を照射可能かつ電子部品2の画像を反射可能な反射位置Eに、光照射装置15が一体として移動することが可能となっている。移動部16により光照射装置15の一体としての移動が可能となっていることにより、このような移動を繰り返し行った場合においても、光照射装置15内におけるミラー18及びハーフミラー17の相対的な配置関係は安定されて保たれるため、上記配置関係の崩れにより上記配置関係の調整作業を行う頻度を少なくすることができ、ヘッドユニット101による電子部品の装着作業の効率化を図ることが可能となる。
【0064】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【0065】
【発明の効果】
本発明の上記第1態様又は上記第2態様によれば、電子部品装着装置用のヘッドユニットにおいては、昇降動作軸及び光照射軸の直交位置に反射鏡を設置し、光軸及び上記光照射軸の直交位置に半透過反射鏡を設置し、上記光照射軸上における上記半透過反射鏡の上記反射鏡の設置方向と反対側に照明部を設置することにより、上記照明部により上記光照射軸沿いに発光された光は上記半透過反射鏡を透過して上記反射鏡により上記昇降動作軸に沿った方向に反射されて電子部品に照射可能であり、かつ、上記電子部品の画像は、上記反射鏡により上記光照射軸に沿った方向に反射され、上記半透過反射鏡により上記光軸に沿った方向に反射されて撮像装置により上記電子部品の画像を撮像することができる。つまり、上記半透過反射鏡を用いることにより、上記光照射軸上に上記照明部を設置しながら、上記電子部品の画像を形成する光と上記照明部との干渉を防止することが可能となっている。これにより、上記照明部より発光された光を反射する上記反射鏡及び上記電子部品の画像を反射する上記半透過反射鏡における吸着保持部材の昇降動作方向における寸法を短縮化することが可能となる。従って、上記ヘッドユニットにおける上記吸着保持部材の上記昇降動作のストロークを短くすることができ、上記昇降動作に要する時間の短縮化を図ることが可能となる。さらに、上記ヘッドユニットの上記ストローク方向における小型化及び軽量化を図ることも可能となり、電子部品装着装置が上記ヘッドユニットを備えるような場合にあっては、上記ヘッドユニットによる電子部品の装着作業に要する時間を短縮化させ、装着作業の効率化を図ることが可能となる。
【0066】
本発明の上記第3態様によれば、光照射装置は、上記光照射装置が備える反射鏡を反射位置と退避位置との間において移動させる移動装置を備えることにより、ヘッドユニットにおいて、吸着保持部材の昇降動作が行われる場合、つまり、上記吸着保持部材による電子部品の吸着取出し、及び上記電子部品の回路基板への装着動作の際に、上記反射位置、つまり上記吸着保持部材の下方位置である昇降動作軸及び光照射軸の直交位置に位置している上記反射鏡を、上記移動装置により上記退避位置に移動させることができ、上記吸着保持部材の上記昇降動作を妨げない状態とさせることができる。従って、上記吸着保持部材の上記昇降動作を上記反射鏡と干渉させることなく行うことができかつ上記第1態様又は第2態様による効果を得ることができる上記ヘッドユニットを提供することが可能となる。
【0067】
本発明の上記第4態様によれば、光照射装置は、上記光照射装置における反射鏡及び半透過反射鏡を、夫々の相対的な配置関係を保持したまま反射位置と退避位置との間において移動可能な移動装置を備えることにより、ヘッドユニットにおいて、吸着保持部材の昇降動作が行われる場合、つまり、上記吸着保持部材による電子部品の吸着取出し、及び上記電子部品の回路基板への装着動作の際に、上記反射位置、つまり上記吸着保持部材の下方位置である昇降動作軸及び光照射軸の直交位置に位置している上記反射鏡を、上記半透過反射鏡とともに夫々の相対的な配置関係を保持したまま、上記移動装置により上記退避位置に移動させることができ、上記吸着保持部材の上記昇降動作を妨げない状態とさせることができる。よって、上記吸着保持部材の上記昇降動作を繰り返し行ったような場合であっても、上記光照射装置内における上記反射鏡及び上記半透過反射鏡の上記相対的な配置関係は安定されて保たれるため、上記配置関係の崩れにより上記配置関係の調整作業を行う頻度を少なくすることができ、上記第1態様又は第2態様による効果を得ることができる上記ヘッドユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態にかかる電子部品装着装置用のヘッドユニットの構造を示す模式説明図であり、(A)は、ヘッドユニットにおける模式的な縦断面の構造を示す模式説明図であり、(B)は、ヘッドユニットにおける一部透過させた概略底面の模式説明図である。
【図2】 上記実施形態にかかる照明部における照度と電流の関係を示す説明図である。
【図3】 上記実施形態にかかるヘッドユニットにおける各動作の動作タイミングチャートである。
【図4】 従来の電子部品装着装置用のヘッドユニットの構造を示す模式説明図である。
【符号の説明】
1…吸着ノズル、2…電子部品、3…照明部、7…レンズ、8…鏡筒、9…CCD、10…カメラユニット、12…ヘッド部、13…制御部、14…撮像装置、15…光照射装置、16…移動部、17…ハーフミラー、18…ミラー、19…導光板、19a…照明部、19b…孔部、20…フレーム、40…電子部品、101…ヘッドユニット、A…昇降動作軸、B…光軸、C…光照射軸、D…退避位置、E…反射位置。

Claims (2)

  1. 昇降動作軸に沿って昇降可能でありかつ電子部品を吸着保持する複数の吸着保持部材を直線状に配置したヘッド部と、
    前記各々の吸着保持部材に吸着保持された電子部品を撮像する複数の撮像素子を直線状に配置した撮像装置と、
    前記各々の吸着保持部材の前記昇降動作軸及び前記各々の撮像素子の光軸と交差する光照射軸に沿って光を出射する複数の照明部を直線状に配置した光照射装置と、
    前記各々の撮像素子の光軸と光照射軸との交差位置にて、前記それぞれの撮像素子の視野範囲に配置され、前記光照射装置から出射された光を前記光照射軸に沿った方向に透過させるとともに、前記光照射軸に沿って入射される光を前記光軸に沿った方向に反射する半透過反射鏡と、
    前記各々の昇降動作軸と光照射軸との交差位置に配置され、前記半透過反射鏡を透過した光を前記昇降動作軸に沿った方向に反射して前記それぞれの吸着保持部材で保持する電子部品に照射するとともに、前記電子部品の表面で反射した光を前記光照射軸に沿った方向に反射して、前記半透過反射鏡に向かわせる反射鏡と、
    前記直線状の配置における端部に配置された前記照明部の輝度が、前記直線状の配置における中央部に配置された前記照明部の輝度より大きくなるように、前記それぞれの照明部の輝度を制御する制御部と、を備えることを特徴とする電子部品装着装置。
  2. 前記制御部は、前記撮像装置により撮像された前記それぞれの電子部品についての画像の認識処理を予め定められた順序に従って行い、前記認識処理を終了した電子部品から、回路基板への装着動作を開始するように、前記ヘッド部を制御する機能を有する、請求項に記載の電子部品装着装置。
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