JP3997967B2 - Image reading apparatus and image reading method in electronic component mounting apparatus - Google Patents

Image reading apparatus and image reading method in electronic component mounting apparatus Download PDF

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Description

本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において電子部品を認識するための画像を読み取る画像読取装置および画像読取方法に関するものである。   The present invention relates to an image reading apparatus and an image reading method for reading an image for recognizing an electronic component in an electronic component mounting apparatus for mounting the electronic component on a substrate.

電子部品を基板に実装する際の所要位置精度の高度化に伴い、実装時の電子部品と基板の位置ずれを画像認識によって補正する方法が広く用いられる。この方法では、部品供給部から電子部品を取り出した移載ヘッドが基板へ移動する経路の途中において、移載ヘッドが撮像面を上向きにして配設されたカメラの上方を通過することにより電子部品の画像が読み取られる。   Along with the advancement of the required position accuracy when mounting electronic components on a substrate, a method of correcting the positional deviation between the electronic component and the substrate during mounting by image recognition is widely used. In this method, in the middle of the path along which the transfer head that has picked up the electronic component from the component supply unit moves to the substrate, the transfer head passes above the camera disposed with the imaging surface facing upward, thereby causing the electronic component to move. Images are read.

部品供給部には通常多数のパーツフィーダが配置されているため、移載ヘッドがアクセスするパーツフィーダによって移載ヘッドが基板へ移動する経路が異なる。移載ヘッドが移動することにより基板へ電子部品を移送搭載する実装動作においては、移載ヘッドの移動経路の長さが実装動作のタクトタイムを大きく左右することから、電子部品の画像読取用のカメラは移載ヘッドがどのような経路をとっても画像読取が可能な配置とすることが望ましい。   Since a large number of parts feeders are usually arranged in the component supply unit, the path through which the transfer head moves to the substrate differs depending on the parts feeder accessed by the transfer head. In the mounting operation in which the electronic component is transferred and mounted on the substrate by the movement of the transfer head, the length of the moving path of the transfer head greatly affects the tact time of the mounting operation. It is desirable that the camera be arranged so that the image can be read regardless of the path of the transfer head.

このような要請を実現することを目的として、部品供給部の全幅にわたってラインカメラを配列した構成が提案されている(例えば特許文献1参照)。この構成を採用することにより、移載ヘッドが部品供給部のいずれのパーツフィーダから電子部品を取り出して基板へ移動する際にも、最短経路を通過しながらラインカメラによって電子部品の画像を読み取ることができるという利点がある。
特開平5−55793号公報
In order to realize such a request, a configuration in which line cameras are arranged over the entire width of the component supply unit has been proposed (see, for example, Patent Document 1). By adopting this configuration, when the transfer head picks up an electronic component from any part feeder of the component supply unit and moves it to the substrate, it reads the image of the electronic component with a line camera while passing through the shortest path. There is an advantage that can be.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-55793

しかしながら、上記従来例では、パーツフィーダ配置範囲の全幅をカバーする長さのラインセンサを用いる必要があることから画像読取装置のコストが上昇する。このため上述例は多数のパーツフィーダの配列を予定した電子部品実装装置には適用が難しいものであった。   However, in the above-described conventional example, since it is necessary to use a line sensor having a length that covers the entire width of the parts feeder arrangement range, the cost of the image reading apparatus increases. For this reason, the above-described example is difficult to apply to an electronic component mounting apparatus in which a large number of parts feeders are arranged.

そこで本発明は、移載ヘッドの移動経路を変更することなく電子部品の画像読取を行うことができ、実装動作のタクトタイムを短縮することができる電子部品実装装置における画像読取装置および画像読取方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides an image reading apparatus and an image reading method in an electronic component mounting apparatus that can perform image reading of an electronic component without changing the moving path of the transfer head and can reduce the tact time of the mounting operation. The purpose is to provide.

本発明の電子部品実装装置における画像読取装置は、複数のパーツフィーダが基板搬送方向に沿って並列配置された部品供給部から移載ヘッドによって電子部品をピックアップして基板位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する電子部品実装装置において、前記移載ヘッドに保持された電子部品の画像をラインセンサによって下方から読み取る電子部品実装装置における画像読取装置であって、前記部品供給部と基板位置決め部との間に配置され、前記ラインセンサの画像取込幅に対応した所定数のレンズ群を等ピッチで一列に配列して構成された単位レンズアレイ構造を前記パーツフィーダの並列配置方向に複数直列配置したレンズアレイ部と、前記ラインセンサに対向することによりラインセンサの各受光素子に対して光を伝達する単位光伝達部を受光素子配列方向と直交する方向に複数並列配置した光伝達部と、前記単位レンズアレイ構造と前記単位光伝達部とを接続し前記
レンズから入射した光を光伝達部に伝送する光伝送手段と、前記ラインセンサを前記光伝達部に対して前記受光素子配列方向と直交する方向に相対移動させて、所望の単位レンズアレイ構造と接続された単位光伝達部を前記ラインセンサに対向させることにより、所望の単位レンズアレイ構造からの光をラインセンサに伝達するレンズアレイ切り換え手段とを備えた。
An image reading apparatus in an electronic component mounting apparatus according to the present invention includes a substrate in which a plurality of parts feeders are picked up by a transfer head from a component supply unit in which a plurality of parts feeders are arranged in parallel along the substrate conveyance direction and positioned on the substrate positioning unit In the electronic component mounting apparatus that is transported and mounted on the electronic component mounting apparatus, the image reading device in the electronic component mounting apparatus that reads an image of the electronic component held by the transfer head from below by a line sensor, the component supply unit, the substrate positioning unit, A plurality of unit lens array structures arranged in a line at a predetermined pitch corresponding to the image capture width of the line sensor are arranged in series in the parallel arrangement direction of the parts feeder. The light is transmitted to each light receiving element of the line sensor by facing the lens array unit and the line sensor. A plurality of unit light transmission units arranged in parallel in a direction orthogonal to the light receiving element arrangement direction, the unit lens array structure and the unit light transmission unit are connected, and light incident from the lens is transmitted to the light transmission unit And a unit light transmission unit connected to a desired unit lens array structure by moving the line sensor relative to the light transmission unit in a direction orthogonal to the light receiving element arrangement direction. And a lens array switching means for transmitting light from a desired unit lens array structure to the line sensor.

本発明の電子部品実装装置における画像読取方法は、複数のパーツフィーダが基板搬送方向に沿って並列配置された部品供給部から移載ヘッドによって電子部品をピックアップして基板位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する電子部品実装装置において、前記移載ヘッドに保持された状態の電子部品の画像をラインセンサによって下方から読み取る電子部品実装装置における画像読取方法であって、前記電子部品実装装置は、前記部品供給部と基板位置決め部との間に配置され、前記ラインセンサの画像取込幅に対応した所定数のレンズ群を等ピッチで一列に配列して構成された単位レンズアレイ構造を前記パーツフィーダの並列配置方向に複数直列配置したレンズアレイ部と、前記ラインセンサに対向することによりラインセンサの各受光素子に対して光を伝達する単位光伝達部を受光素子配列方向と直交する方向に複数並列配置した光伝達部と、前記単位レンズアレイ構造と前記単位光伝達部とを接続し前記レンズから入射した光を光伝達部に伝送する光伝送手段と、前記ラインセンサを前記光伝達部に対して前記受光素子配列方向と直交する方向に相対移動させて、所望の単位レンズアレイ構造と接続された単位光伝達部を前記ラインセンサに対向させることにより、所望の単位レンズアレイ構造からの光をラインセンサに伝達するレンズアレイ切り換え手段とを備え、画像読取動作において、電子部品を保持した移載ヘッドが部品供給部から基板位置決め部へ移動する経路に応じて前記レンズアレイ切換手段を切り換えて、当該電子部品の画像を読み取る。   The image reading method in the electronic component mounting apparatus according to the present invention includes a substrate in which a plurality of parts feeders are picked up by a transfer head from a component supply unit in which a plurality of parts feeders are arranged in parallel along the substrate conveyance direction and positioned on the substrate positioning unit. In the electronic component mounting apparatus to be transported and mounted, the image reading method in the electronic component mounting apparatus for reading an image of the electronic component held by the transfer head from below by a line sensor, the electronic component mounting apparatus, A unit lens array structure that is arranged between the component supply unit and the substrate positioning unit and is configured by arranging a predetermined number of lens groups corresponding to the image capture width of the line sensor in a line at an equal pitch. A plurality of lens arrays arranged in series in a parallel arrangement direction of the feeder, and a line sensor by facing the line sensor A plurality of unit light transmission units that transmit light to each light receiving element are arranged in parallel in a direction orthogonal to the light receiving element arrangement direction, and the unit lens array structure and the unit light transmission unit are connected to each other to connect the lens. An optical transmission means for transmitting the light incident from the optical transmission section to the optical transmission section, and the line sensor is moved relative to the optical transmission section in a direction orthogonal to the light receiving element arrangement direction to connect to a desired unit lens array structure Lens unit switching means for transmitting light from a desired unit lens array structure to the line sensor by making the unit light transmission unit opposed to the line sensor, and in the image reading operation, the electronic component is transferred. The lens array switching means is switched according to a path along which the mounting head moves from the component supply unit to the substrate positioning unit, and an image of the electronic component is read.

本発明によれば、ラインセンサの画像取込幅に対応した所定数のレンズ群を等ピッチで一列に配列して構成された単位レンズアレイ構造を前記パーツフィーダの並列配置方向に複数直列配置したレンズアレイ部を部品供給部と基板位置決め部との間に配置し、所望の単位レンズアレイ構造からの光をラインセンサに伝達するレンズアレイ切り換え手段を備えた構成とすることにより、移載ヘッドの移動経路を変更することなく電子部品の画像読取を行うことができ、実装動作のタクトタイムを短縮することができる。   According to the present invention, a plurality of unit lens array structures configured by arranging a predetermined number of lens groups corresponding to the image capture width of the line sensor in a line at an equal pitch are arranged in series in the parallel arrangement direction of the parts feeder. The lens array unit is disposed between the component supply unit and the substrate positioning unit, and includes a lens array switching unit that transmits light from a desired unit lens array structure to the line sensor. The image reading of the electronic component can be performed without changing the movement path, and the tact time of the mounting operation can be shortened.

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図2は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分平面図、図3は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図、図4は本発明の一実施の形態の画像読取装置の撮像ユニットの斜視図、図5は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図6は本発明の一実施の形態の画像読取方法のフロー図である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a plan view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial plan view of the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. 4 is a partial sectional view of the electronic component mounting apparatus, FIG. 4 is a perspective view of an imaging unit of the image reading apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a configuration of a control system of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart of the image reading method according to the embodiment of the present invention.

まず図1を参照して本発明の画像読取装置が組み込まれた電子部品実装装置の構造を説明する。図1において、基台1の中央部にはX方向に搬送路2が配設されている。搬送路2は基板3を搬送し所定位置において基板3を位置決めする。したがって搬送路2は基板位置決め部となっている。搬送路2の両側には、電子部品を供給する部品供給部4が配置されている。それぞれの部品供給部4には、複数のパーツフィーダ5がX方向(基板搬送方向)に沿って配列されている。パーツフィーダ5は電子部品を収容し、以下に説明する移載ヘッドに電子部品を供給する。   First, the structure of an electronic component mounting apparatus in which the image reading apparatus of the present invention is incorporated will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a transport path 2 is arranged in the X direction at the center of a base 1. The transport path 2 transports the substrate 3 and positions the substrate 3 at a predetermined position. Therefore, the conveyance path 2 is a substrate positioning part. On both sides of the transport path 2, component supply units 4 that supply electronic components are arranged. In each component supply unit 4, a plurality of parts feeders 5 are arranged along the X direction (substrate transport direction). The parts feeder 5 accommodates electronic components and supplies the electronic components to a transfer head described below.

基台1上面の両側端部には2基のY軸テーブル6A,6Bが平行に配設されており、Y軸テーブル6A,6BにはそれぞれX軸テーブル7A,7Bが架設されている。X軸テー
ブル7A,7Bにはそれぞれ移載ヘッド8A、8Bが装着されている。移載ヘッド8A、8Bは複数の単位移載ヘッド8a(図2,図3参照)を備えたマルチタイプの移載ヘッドである。Y軸テーブル6A,X軸テーブル7Aを駆動することにより、移載ヘッド8Aは水平移動し、またY軸テーブル6B,X軸テーブル7Bを駆動することにより、移載ヘッド8Bは同様に水平移動し、それぞれ部品供給部4から電子部品をピックアップして基板位置決め部に位置決めされた基板3に移送搭載する。
Two Y-axis tables 6A and 6B are arranged in parallel at both end portions of the upper surface of the base 1, and X-axis tables 7A and 7B are installed on the Y-axis tables 6A and 6B, respectively. Transfer heads 8A and 8B are mounted on the X-axis tables 7A and 7B, respectively. The transfer heads 8A and 8B are multi-type transfer heads including a plurality of unit transfer heads 8a (see FIGS. 2 and 3). By driving the Y-axis table 6A and the X-axis table 7A, the transfer head 8A moves horizontally, and by driving the Y-axis table 6B and the X-axis table 7B, the transfer head 8B similarly moves horizontally. Each electronic component is picked up from the component supply unit 4 and transferred and mounted on the substrate 3 positioned in the substrate positioning unit.

部品供給部4と搬送路2との間には、部品認識用の撮像ユニットを構成するレンズアレイ部9A,9Bが、パーツフィーダ5の配列範囲と略等しい配置幅で配置されている。移載ヘッド9によって電子部品をピックアップした移載ヘッド8A,8Bが、搬送路2に位置決めされた基板3の上方へ移動する際にレンズアレイユニット9A、9B上を通過することにより、移載ヘッド8A,8Bの各単位移載ヘッド8aに保持された電子部品の画像が読み取られる。レンズアレイ部9A、9Bは、X方向へ移動可能な照明ユニット10を備えており、画像読取時には、照明ユニット10によって移載ヘッド8A,8Bに対し下方から照明光が照射される。   Between the component supply unit 4 and the conveyance path 2, lens array units 9 </ b> A and 9 </ b> B constituting an imaging unit for component recognition are arranged with an arrangement width substantially equal to the arrangement range of the parts feeder 5. The transfer heads 8A and 8B picked up by the transfer head 9 pass over the lens array units 9A and 9B when moving above the substrate 3 positioned in the transport path 2, thereby transferring the transfer head. Images of the electronic components held by the unit transfer heads 8a of 8A and 8B are read. The lens array units 9A and 9B include an illumination unit 10 that is movable in the X direction, and illumination light is irradiated from below onto the transfer heads 8A and 8B by the illumination unit 10 during image reading.

次に図2、図3、図4を参照して、撮像ユニットについて説明する。図4に示すように、この撮像ユニットは、受光素子13aを一次元配列したラインセンサ13を備えており、ラインセンサ13は受光素子配列方向をX方向(基板搬送方向)に一致させた方向に配置されている。   Next, the imaging unit will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. As shown in FIG. 4, the imaging unit includes a line sensor 13 in which light receiving elements 13a are arranged one-dimensionally, and the line sensor 13 has a direction in which the light receiving element arrangement direction is made to coincide with the X direction (substrate transport direction). Has been placed.

ここでラインセンサ13の画像読取幅Wは、部品供給部4におけるパーツフィーダ5の配列範囲よりも格段に小さく、単一のラインセンサ13をそのまま配置したのでは、任意のパーツフィーダ5から電子部品をピックアップした移載ヘッド8A,8Bが基板3へ移動する移動経路をカバーすることが出来ない。このため本実施の形態の画像読取装置では、以下に説明するレンズアレイ部9A、9Bよりなる光学系からの撮像光をラインセンサ13に導き、ラインセンサ自体の画像取込幅Wよりも格段に広い撮像範囲を得るようにしたものである。   Here, the image reading width W of the line sensor 13 is remarkably smaller than the arrangement range of the parts feeder 5 in the component supply unit 4, and if a single line sensor 13 is arranged as it is, an electronic component from any part feeder 5 can be used. The transfer heads 8A and 8B picking up the film cannot cover the moving path to move to the substrate 3. For this reason, in the image reading apparatus of the present embodiment, imaging light from an optical system composed of lens array portions 9A and 9B described below is guided to the line sensor 13 and is markedly greater than the image capture width W of the line sensor itself. A wide imaging range is obtained.

図2,図4に示すように、レンズアレイ部9A、9Bは、ラインセンサ13の画像取込幅Wに対応した所定数のレンズ群を等ピッチで一列に配列した単位レンズアレイ構造9a,9b,9cを、パーツフィーダ5の並列配置方向に直列配置した構成となっている。各単位レンズアレイ構造は、広視野の微小なレンズによって、上方を通過する移載ヘッド8A,8Bに保持された電子部品の画像を結像させる。   As shown in FIGS. 2 and 4, the lens array units 9A and 9B are unit lens array structures 9a and 9b in which a predetermined number of lens groups corresponding to the image capture width W of the line sensor 13 are arranged in a line at an equal pitch. 9c are arranged in series in the parallel arrangement direction of the parts feeder 5. Each unit lens array structure forms an image of the electronic component held by the transfer heads 8A and 8B passing above by a small lens with a wide field of view.

図3,図4に示すように、ラインセンサ13の上面に対向する位置には光伝達部12が配設されている。光伝達部12は、単位光伝達部12a、12b、12cを受光素子配列方向(X方向)と直交する方向(Y方向)に複数配列した構成となっている。各単位光伝達部は、光を照射する光照射口をラインセンサ13aの受光素子配列に対応して1次元配列した構成となっており、ラインセンサ13に対向することにより、各光照射口からラインセンサ13の各受光素子13aに対して光を伝達する機能を有している。   As shown in FIGS. 3 and 4, a light transmission unit 12 is disposed at a position facing the upper surface of the line sensor 13. The light transmission unit 12 has a configuration in which a plurality of unit light transmission units 12a, 12b, and 12c are arranged in a direction (Y direction) orthogonal to the light receiving element arrangement direction (X direction). Each unit light transmission unit has a structure in which light irradiation ports for irradiating light are arranged one-dimensionally corresponding to the light receiving element arrangement of the line sensor 13a. The line sensor 13 has a function of transmitting light to each light receiving element 13a.

単位光伝達部12a、12b、12cは、光ファイバなどの導光体より成る光伝送手段16a、16b、16cによってそれぞれ接続されており、光伝送手段16a、16b、16cは、単位レンズアレイ構造9a,9b,9cの各レンズ16から入射した光を、各レンズの1次元配列位置に対応した単位光伝達部12a、12b、12cの光照射口に伝送する。そして光照射口からの光は、対向した位置にあるラインセンサの各受光素子13aによって受光され、これにより、移載ヘッド8A,8Bに保持された電子部品の1次元画像がラインセンサ13によって取得される。   The unit light transmission units 12a, 12b, and 12c are connected to each other by light transmission means 16a, 16b, and 16c made of a light guide such as an optical fiber. The light transmission means 16a, 16b, and 16c are connected to the unit lens array structure 9a. , 9b, 9c are transmitted to the light irradiation ports of the unit light transmission units 12a, 12b, 12c corresponding to the one-dimensional arrangement positions of the lenses. The light from the light irradiation port is received by the respective light receiving elements 13a of the line sensors at the opposed positions, whereby a one-dimensional image of the electronic components held by the transfer heads 8A and 8B is acquired by the line sensor 13. Is done.

ここで図3に示すように、ラインセンサ13は、ラインセンサ駆動モータ14および送りねじ15よりなるラインセンサ駆動機構によって受光素子配列方向と直交するY方向に移動可能となっている。ラインセンサ駆動機構を駆動することにより、ラインセンサ13を光伝達部12に対して相対移動させて、単位レンズアレイ構造9a,9b,9cと接続された単位光伝達部12a、12b、12cのいずれかを、ラインセンサ13に選択的に対向させることができる。   Here, as shown in FIG. 3, the line sensor 13 is movable in the Y direction orthogonal to the light receiving element arrangement direction by a line sensor drive mechanism including a line sensor drive motor 14 and a feed screw 15. By driving the line sensor drive mechanism, the line sensor 13 is moved relative to the light transmission unit 12, and any of the unit light transmission units 12a, 12b, and 12c connected to the unit lens array structures 9a, 9b, and 9c. Can be selectively opposed to the line sensor 13.

これにより、単位レンズアレイ構造9a,9b,9cのいずれかからの光をラインセンサ13に伝達することができるようになっている。したがって、ラインセンサ駆動機構およびは光伝達部12は、所望の単位レンズアレイ構造からの光をラインセンサ13に伝達するレンズアレイ切り換え手段となっている。   As a result, light from any one of the unit lens array structures 9a, 9b, and 9c can be transmitted to the line sensor 13. Therefore, the line sensor driving mechanism and the light transmission unit 12 serve as lens array switching means for transmitting light from a desired unit lens array structure to the line sensor 13.

図2に示すように、照明ユニット10はLEDなどの発光体を列状に組み合わせた4つの光源部10a、10b、10c、10dを、1つの単位レンズアレイ構造に相当する範囲を4方から囲むように配置した構成となっている。照明ユニット10は、光源駆動機構11(図3参照)によってX方向に移動自在となっており、光源駆動機構11を駆動することにより、単位レンズアレイ構造9a,9b,9cのいずれかに、照明ユニット10を選択的に移動させることができる。   As shown in FIG. 2, the illumination unit 10 surrounds four light source sections 10a, 10b, 10c, and 10d in which light emitters such as LEDs are combined in a row, from four directions, corresponding to one unit lens array structure. The arrangement is as follows. The illumination unit 10 is movable in the X direction by a light source driving mechanism 11 (see FIG. 3). By driving the light source driving mechanism 11, any one of the unit lens array structures 9a, 9b, and 9c is illuminated. The unit 10 can be selectively moved.

次に図5を参照して、制御系の構成を説明する。制御部20は以下に述べる各部の全体制御を行う。ヘッド移動位置算出部21は、部品供給部4から移載ヘッド8A,8Bによって電子部品をピックアップして基板3へ移送搭載する際の移載ヘッド8A,8Bの直線移動経路を算出する。この移動位置算出は、予め記憶された実装データに基づいて算出され、これにより移載ヘッド8A,8Bがレンズアレイ部9A,9B上を通過する際に、単位レンズアレイ構造9a、9b、9cのうちのいずれの上方を通過するかが、すなわち図2に示す範囲A,B,Cのいずれの範囲を通過するかが判定される。図2に示す例では、このヘッド移動位置算出により、移載ヘッド8A,8Bは部品供給部4から基板3上の実装点Pを目標として直線移動する過程において範囲Aを通過することが特定される。   Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. The control unit 20 performs overall control of each unit described below. The head movement position calculation unit 21 calculates linear movement paths of the transfer heads 8A and 8B when the electronic components are picked up from the component supply unit 4 by the transfer heads 8A and 8B and transferred and mounted on the substrate 3. This movement position calculation is calculated based on mounting data stored in advance, and when the transfer heads 8A and 8B pass over the lens array portions 9A and 9B, the unit lens array structures 9a, 9b, and 9c are calculated. It is determined which of the above passes, that is, which of the ranges A, B, and C shown in FIG. In the example shown in FIG. 2, this head movement position calculation specifies that the transfer heads 8A and 8B pass through the range A in the process of linear movement from the component supply unit 4 to the mounting point P on the substrate 3. The

ラインセンサ移動位置記憶部22は、上述算出結果に基づき、画像読取に際しラインセンサ13を移動させる対象として特定される単位光伝達部を記憶する。照明ユニット移動位置記憶部23は、同様に上述算出結果に基づき、照明ユニット10を移動させる対象となる単位レンズアレイ構造9a、9b、9cの位置を記憶する。図2に示す例では、範囲Aに対応する単位レンズアレイ構造9aがラインセンサ13を移動させる対象として、また照明ユニット10を移動させる対象として記憶される。   The line sensor movement position storage unit 22 stores a unit light transmission unit that is specified as a target to move the line sensor 13 during image reading based on the above calculation result. Similarly, the illumination unit movement position storage unit 23 stores the positions of the unit lens array structures 9a, 9b, and 9c that are the targets to which the illumination unit 10 is moved based on the calculation result. In the example shown in FIG. 2, the unit lens array structure 9 a corresponding to the range A is stored as a target for moving the line sensor 13 and a target for moving the illumination unit 10.

ヘッド駆動部24は、移載ヘッド8A,8Bを移動させる移動機構を構成するX軸モータ25、Y軸モータ26、Z軸モータ27およびθ軸モータ28を駆動する。ラインセンサ駆動部29は、ラインセンサ移動機構を構成するラインセンサ駆動モータ14を駆動する。照明ユニット駆動部30は、照明ユニット10を移動させるための照明ユニット駆動モータ31を駆動する。   The head drive unit 24 drives an X-axis motor 25, a Y-axis motor 26, a Z-axis motor 27, and a θ-axis motor 28 that constitute a moving mechanism that moves the transfer heads 8A and 8B. The line sensor drive unit 29 drives the line sensor drive motor 14 constituting the line sensor moving mechanism. The illumination unit drive unit 30 drives an illumination unit drive motor 31 for moving the illumination unit 10.

この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次に電子部品実装動作における画像読取方法について、図6のフローを参照して説明する。まず、実装動作開始に先立って、実装対象とする基板の実装データより、前述の移載ヘッドの移動位置、照明ユニット移動位置、ラインセンサ移動位置が各実装部品毎に求められ、記憶される。   This electronic component mounting apparatus is configured as described above. Next, an image reading method in the electronic component mounting operation will be described with reference to the flowchart of FIG. First, prior to the start of the mounting operation, the moving position of the transfer head, the lighting unit moving position, and the line sensor moving position are obtained and stored for each mounted component from the mounting data of the substrate to be mounted.

実装動作が開始されると、まず移載ヘッド8A,8Bは部品供給部4へ移動し、実装データによって指定されるパーツフィーダ5から電子部品をピックアップする(ST1)。次いで、照明ユニット移動位置記憶部23に予め記憶された移動位置、すなわち当該搭載
動作において移載ヘッド8A,8Bの移動経路に該当する単位レンズアレイ構造の位置に、照明ユニット10を移動させる(ST2)。
When the mounting operation is started, the transfer heads 8A and 8B first move to the component supply unit 4 and pick up electronic components from the parts feeder 5 designated by the mounting data (ST1). Next, the illumination unit 10 is moved to the movement position stored in advance in the illumination unit movement position storage unit 23, that is, to the position of the unit lens array structure corresponding to the movement path of the transfer heads 8A and 8B in the mounting operation (ST2). ).

そしてラインセンサ移動位置記憶部22に記憶された移動位置にしたがってラインセンサ13が移動する(ST3)。すなわち、ラインセンサ13を当該搭載動作時において画像読取対象となる単位レンズアレイ構造と接続された単位光伝達部に、ラインセンサ13を対向させる。この後、移載ヘッド8A,8Bが基板3へ移動開始し(ST4)、移載ヘッド8A,8Bが撮像ユニット上方を通過する際に部品撮像が行われる(ST5)。これにより移載ヘッド8A,8Bに保持された電子部品の画像が読み取られ、移載ヘッド8A,8Bに保持された状態の部品位置が認識される(ST6)。そしてこの部品位置認識結果に基づいて、電子部品を基板へ実装する(ST7)。   Then, the line sensor 13 moves according to the movement position stored in the line sensor movement position storage unit 22 (ST3). That is, the line sensor 13 is opposed to the unit light transmission unit connected to the unit lens array structure that is an image reading target during the mounting operation. Thereafter, the transfer heads 8A and 8B start to move to the substrate 3 (ST4), and component imaging is performed when the transfer heads 8A and 8B pass above the imaging unit (ST5). As a result, the images of the electronic components held by the transfer heads 8A and 8B are read, and the component positions held by the transfer heads 8A and 8B are recognized (ST6). Based on the component position recognition result, the electronic component is mounted on the board (ST7).

すなわち、上述の画像読取においては、電子部品を保持した移載ヘッド8A,8Bが部品供給部4から基板位置決め部へ移動する経路に応じて、レンズアレイ切換手段を切り換えて電子部品の画像を読み取るようにしている。これにより、部品供給部4におけるパーツフィーダ5の配列幅全体を対象として、共通のラインセンサ13によって画像取り込みを可能としている。   That is, in the above-described image reading, the image of the electronic component is read by switching the lens array switching means according to the path along which the transfer heads 8A and 8B holding the electronic component move from the component supply unit 4 to the substrate positioning unit. I am doing so. Thereby, the image can be captured by the common line sensor 13 for the entire arrangement width of the parts feeder 5 in the component supply unit 4.

したがって、移載ヘッド8A,8Bが部品供給部4から基板3へ移動する途中において、部品認識を目的とした画像読取のために移動経路を変更することなく最短経路で移動することが可能となっており、更にレンズアレイ部9A,9Bはきわめて薄型であることから、エリアセンサを用いる場合と比較して部品供給部4と搬送路2との間のスペースを極小とすることができ、部品搭載動作における移動距離を極小にしてタクトタイムを短縮することができる。   Accordingly, during the movement of the transfer heads 8A and 8B from the component supply unit 4 to the substrate 3, the transfer heads 8A and 8B can move along the shortest path without changing the movement path for image reading for the purpose of component recognition. Furthermore, since the lens array portions 9A and 9B are extremely thin, the space between the component supply unit 4 and the conveyance path 2 can be minimized as compared with the case where an area sensor is used. The tact time can be shortened by minimizing the movement distance in the operation.

しかも、パーツフィーダ5の配列幅全体を対象として、共通のラインセンサ13を用いるようにしていることから、画像読取装置のコストを低減することができ、多数のパーツフィーダの配列を予定した電子部品実装装置にも適用が可能となっている。   Moreover, since the common line sensor 13 is used for the entire arrangement width of the parts feeder 5, the cost of the image reading apparatus can be reduced, and an electronic component for which an arrangement of a large number of parts feeders is planned. It can also be applied to mounting devices.

本発明の電子部品実装装置における画像読取装置および画像読取方法は、移載ヘッドの移動経路を変更することなく電子部品の画像読取を行うことができ、実装動作のタクトタイムを短縮することができるという効果を有し、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置に有用である。   The image reading apparatus and the image reading method in the electronic component mounting apparatus according to the present invention can read the image of the electronic component without changing the moving path of the transfer head, and can reduce the tact time of the mounting operation. It is useful for an electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component on a substrate.

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図The top view of the electronic component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分平面図The fragmentary top view of the electronic component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図The fragmentary sectional view of the electronic component mounting device of one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態の画像読取装置の撮像ユニットの斜視図1 is a perspective view of an imaging unit of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the control system of the electronic component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の画像読取方法のフロー図1 is a flowchart of an image reading method according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

3 基板
4 部品供給部
5 パーツフィーダ
8A,8B 移載ヘッド
9A、9B レンズアレイ部
9a、9b、9c 単位レンズアレイ構造
10 照明ユニット
12 光伝達部
12a,12b,12c 単位光伝達部
13 ラインセンサ
16 光伝送手段
3 Substrate 4 Parts supply unit 5 Parts feeder 8A, 8B Transfer head 9A, 9B Lens array unit 9a, 9b, 9c Unit lens array structure 10 Illumination unit 12 Light transmission unit 12a, 12b, 12c Unit light transmission unit 13 Line sensor 16 Optical transmission means

Claims (2)

複数のパーツフィーダが基板搬送方向に沿って並列配置された部品供給部から移載ヘッドによって電子部品をピックアップして基板位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する電子部品実装装置において、前記移載ヘッドに保持された電子部品の画像をラインセンサによって下方から読み取る電子部品実装装置における画像読取装置であって、
前記部品供給部と基板位置決め部との間に配置され、前記ラインセンサの画像取込幅に対応した所定数のレンズ群を等ピッチで一列に配列して構成された単位レンズアレイ構造を前記パーツフィーダの並列配置方向に複数直列配置したレンズアレイ部と、前記ラインセンサに対向することによりラインセンサの各受光素子に対して光を伝達する単位光伝達部を受光素子配列方向と直交する方向に複数並列配置した光伝達部と、前記単位レンズアレイ構造と前記単位光伝達部とを接続し前記レンズから入射した光を光伝達部に伝送する光伝送手段と、前記ラインセンサを前記光伝達部に対して前記受光素子配列方向と直交する方向に相対移動させて、所望の単位レンズアレイ構造と接続された単位光伝達部を前記ラインセンサに対向させることにより、所望の単位レンズアレイ構造からの光をラインセンサに伝達するレンズアレイ切り換え手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置における画像読取装置。
In the electronic component mounting apparatus, a plurality of parts feeders pick up an electronic component by a transfer head from a component supply unit arranged in parallel along the substrate conveyance direction, and transfer and mount it on the substrate positioned in the substrate positioning unit. An image reading apparatus in an electronic component mounting apparatus that reads an image of an electronic component held by a head from below by a line sensor,
A unit lens array structure that is arranged between the component supply unit and the substrate positioning unit and is configured by arranging a predetermined number of lens groups corresponding to the image capture width of the line sensor in a line at an equal pitch. A plurality of lens array units arranged in series in a parallel arrangement direction of feeders, and a unit light transmission unit that transmits light to each light receiving element of the line sensor by facing the line sensor in a direction orthogonal to the light receiving element arrangement direction A plurality of light transmission units arranged in parallel, a light transmission means for connecting the unit lens array structure and the unit light transmission unit and transmitting light incident from the lens to the light transmission unit, and the line sensor as the light transmission unit The unit light transmission unit connected to the desired unit lens array structure is opposed to the line sensor by relative movement in a direction orthogonal to the light receiving element array direction. More, the image reading apparatus in the electronic component mounting apparatus is characterized in that a lens array switching means for transmitting light from the desired unit lens array structure the line sensor.
複数のパーツフィーダが基板搬送方向に沿って並列配置された部品供給部から移載ヘッドによって電子部品をピックアップして基板位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する電子部品実装装置において、前記移載ヘッドに保持された状態の電子部品の画像をラインセンサによって下方から読み取る電子部品実装装置における画像読取方法であって、
前記電子部品実装装置は、前記部品供給部と基板位置決め部との間に配置され、前記ラインセンサの画像取込幅に対応した所定数のレンズ群を等ピッチで一列に配列して構成された単位レンズアレイ構造を前記パーツフィーダの並列配置方向に複数直列配置したレンズアレイ部と、前記ラインセンサに対向することによりラインセンサの各受光素子に対して光を伝達する単位光伝達部を受光素子配列方向と直交する方向に複数並列配置した光伝達部と、前記単位レンズアレイ構造と前記単位光伝達部とを接続し前記レンズから入射した光を光伝達部に伝送する光伝送手段と、前記ラインセンサを前記光伝達部に対して前記受光素子配列方向と直交する方向に相対移動させて、所望の単位レンズアレイ構造と接続された単位光伝達部を前記ラインセンサに対向させることにより、所望の単位レンズアレイ構造からの光をラインセンサに伝達するレンズアレイ切り換え手段とを備え、
画像読取動作において、電子部品を保持した移載ヘッドが部品供給部から基板位置決め部へ移動する経路に応じて前記レンズアレイ切換手段を切り換えて、当該電子部品の画像を読み取ることを特徴とする電子部品実装装置における画像読取方法。
In the electronic component mounting apparatus, a plurality of parts feeders pick up an electronic component by a transfer head from a component supply unit arranged in parallel along the substrate conveyance direction, and transfer and mount it on the substrate positioned in the substrate positioning unit. An image reading method in an electronic component mounting apparatus for reading an image of an electronic component held by a head from below by a line sensor,
The electronic component mounting apparatus is arranged between the component supply unit and the board positioning unit, and is configured by arranging a predetermined number of lens groups corresponding to the image capturing width of the line sensor in a line at an equal pitch. A plurality of unit lens array structures arranged in series in the parallel arrangement direction of the parts feeder, and a unit light transmission unit that transmits light to each light receiving element of the line sensor by facing the line sensor A plurality of light transmission units arranged in parallel in a direction orthogonal to the arrangement direction, the light transmission means for connecting the unit lens array structure and the unit light transmission unit and transmitting light incident from the lens to the light transmission unit; A line sensor is moved relative to the light transmission unit in a direction orthogonal to the light receiving element arrangement direction, and the unit light transmission unit connected to a desired unit lens array structure is moved to the line sensor. By facing the sensor, and a lens array switching means for transmitting light from the desired unit lens array structure of a line sensor,
In the image reading operation, an electronic device is characterized in that the image of the electronic component is read by switching the lens array switching means according to a path along which the transfer head holding the electronic component moves from the component supply unit to the substrate positioning unit. An image reading method in a component mounting apparatus.
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