JP4056572B2 - データ作成装置及び方法並びに電子部品装着装置 - Google Patents

データ作成装置及び方法並びに電子部品装着装置 Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を部品撮像装置で撮像して得られた画像から当該部品に関する部品データを作成するデータ作成装置及び方法、並びに電子部品を吸着ノズルで保持して搬送し、該部品を部品撮像装置で撮像して得られた画像から該ノズルに対する位置ずれを認識し、該位置ずれを補正してプリント基板の装着すべき位置に装着する電子部品装着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種データ作成装置が、特開平5−333915号公報に記載されている。この公報の技術によれば、プリント基板に装着される電子部品に関する部品データである部品の認識用のデータは部品撮像装置である認識カメラに当該電子部品が撮像されることにより収集され作成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術では、部品の撮像の際部品の投影像のみから部品データを構成する各データを作成するのでは、自動作成できるデータが限られてしまうという問題点がある。
【0004】
そこで本発明は、電子部品に関する部品データを自動作成するときの作成できるデータの種類を増やすようにすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品撮像装置とこの部品撮像装置からの画像データを取り込み認識処理する認識回路とを有した認識装置を備え、この認識装置により前記画像データと前記電子部品の部品データとにより前記電子部品の部品異常を判断する電子部品装着装置の前記部品データを作成するデータ作成装置であり、電子部品に光を撮像装置の反対側より照射する透過照明と、電子部品に光を前記撮像装置側より照射する反射照明と、前記透過照明または前記反射照明を選択して切り替える切替手段と、該切替手段により前記透過照明または前記反射照明を選択して切り替え、電子部品を前記透過照明により照明して前記撮像装置に撮像された透過像及び前記反射照明により照明して前記撮像装置に撮像された反射像の両者を使用して前記電子部品に関する部品データを作成するデータ作成手段とを設けたものである。
【0006】
このように構成することにより、透過照明または反射照明を選択して切り替え、電子部品の透過像及び反射像の両者を使用して電子部品の部品異常を判断する電子部品装着装置の部品データを得ることができる。
【0009】
また本発明は、吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品撮像装置とこの部品撮像装置からの画像データを取り込み認識処理する認識回路とを有した認識装置により前記画像データと前記電子部品の部品データとにより前記電子部品の部品異常を判断する電子部品装着装置の前記部品データを作成するデータ作成方法であり、電子部品に光を前記撮像装置の反対側より照射する透過照明と電子部品に光を前記撮像装置側より照射する反射照明とを切替手段により選択して切り替え、電子部品を前記透過照明により照明して前記撮像装置に撮像された透過像及び前記反射照明により照明して前記撮像装置に撮像された反射像の両者を使用して前記電子部品に関する部品データを作成するようにしたものである。
【0010】
このように構成することにより、撮像装置に撮像された電子部品の透過像及び反射像の両者を使用して電子部品の部品異常を判断する電子部品装着装置の部品データを得ることができる。
【0011】
また本発明は、吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品撮像装置とこの部品撮像装置からの画像データを取り込み認識処理する認識回路とを有した認識装置を備え、この認識装置により前記電子部品の前記吸着ノズルに対する位置ずれを認識し、該位置ずれを補正してプリント基板の装着すべき位置に装着する電子部品装着装置において、電子部品に光を前記撮像装置の反対側より照射する透過照明と、電子部品に光を前記撮像装置側より照射する反射照明と、前記透過照明または前記反射照明を選択して切り替える切替手段と、該切替手段により前記透過照明または前記反射照明を選択して切り替え、電子部品を前記透過照明により照明して前記撮像装置に撮像された透過像及び前記反射照明により照明して前記撮像装置に撮像された反射像の両者を使用して前記電子部品に関する部品データを作成するデータ作成手段とを設け、前記部品撮像装置からの画像データを前記認識装置により認識し、この認識装置により前記画像データと前記部品データとにより前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品の部品異常を判断するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づき詳述する。
【0013】
先ず、電子部品装着装置23について図2及び図3に基づき説明する。該電子部品装着装置23はデータ作成装置をも兼ねるものである。
【0014】
1はY軸モータ2の回動によりY方向に移動するYテーブルであり、3はX軸モータ4の回動によりYテーブル1上でX方向に移動することにより結果的にXY方向に移動するXYテーブルであり、チップ状電子部品5(以下、チップ部品あるいは部品という。)が装着されるプリント基板6が図示しない固定手段に固定されて載置される。
【0015】
7は供給台であり、チップ部品5を供給する部品供給装置8が多数台配設されている。9は供給台駆動モータであり、ボールネジ10を回動させることにより、該ボールネジ10が嵌合し供給台7に固定されたナット11を介して、供給台7がリニアガイド12に案内されてX方向に移動する。13は間欠回動するロータリテーブルであり、該テーブル13の外縁部には取り出しノズルとしての吸着ノズル14を複数本有する装着ヘッド15が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されている。
【0016】
Iはロータリテーブル13の間欠回転により吸着ノズル14が供給装置8より部品5を吸着し取出す装着ヘッド15の停止位置である吸着ステーションであり、該吸着ステーションIにて吸着ノズル14が部品5を吸着する。
【0017】
16は吸着ノズル14が吸着する部品5の位置ずれを部品5の下面をカメラにて所定の視野範囲で撮像しその撮像画面を認識処理して認識する部品認識装置であり、認識ステ−ションIIに設けられている。
【0018】
認識ステーションIIの次の装着ヘッド15の停止する位置が角度補正ステーションIIIであり、認識装置16の認識結果によるチップ部品5の角度位置ずれを補正する角度量を予め決められた図示しない装着データに示される角度量に加味した角度量だけヘッド回動装置17が装着ヘッド15をθ方向に回動させる。θ方向とはノズル14の軸の回りに回転する方向である。
【0019】
角度補正ステーションIIIの次の次の停止位置が、装着ステーションIVであり、前記基板6に該ステーションIVの吸着ノズル14の吸着する部品5が装着ヘッド15の下降により装着される。
【0020】
20は上下動する昇降棒であり、部品供給装置8の揺動レバー21に係合して揺動させチップ部品5を所定間隔に封入した図示しない部品収納テープを該間隔に合わせて間欠送りさせ吸着ノズル14の部品吸着位置にチップ部品5を供給する。22は該図示しない部品収納テープを巻回するテープリールである。
【0021】
次に、電子部品装着装置23の制御ブロックについて図4に基づき説明する。
【0022】
電子部品装着装置23内にはCPU25が設けられ、バスライン26を介して接続されたRAM27に記憶された後述するNCデータ等のデータに基づきROM28に格納されたプログラムに従ってチップ部品5のプリント基板6への装着に係わる種々の動作を制御する。
【0023】
また、バスライン26には、インターフェース29を介して部品認識装置16が接続されており、部品認識装置16は吸着ノズル14に吸着保持された電子部品を撮像する部品撮像装置としての撮像カメラ30及び該カメラ30からの画像データを取り込み認識処理を行う認識回路31とより構成されている。
【0024】
また、インターフェース33を介して撮像カメラ30で電子部品5を撮像する際に、部品5にカメラ30の光を照射する透過照明34及び反射照明35が接続され、切替手段としてのCPU25の制御により両照明の点灯の切替が行われる。
【0025】
図8に示すように、装着ヘッド15の下面には下方から照射された光を拡散して部品5の上方より照射するための拡散板36が設けられており、該拡散板36に光を当てるのは透過照明34である。透過照明34により光が照射される場合、部品5は上方即ちカメラ30の反対側より光が照射されその透過像(投影像またはシルエット像)がカメラ30に撮像される。また、反射照明35が点灯されると、部品5の下面に向けて光が照射され、リード部による反射光がカメラ30に撮像される。即ち、反射像が撮像されることになる。この場合、この像の背景はなるべく暗いほうがコントラストの良い画像となるため、拡散板36には反射用照明34がなるべく当らないようになされている。
【0026】
電子部品装着装置23で使用するNCデータ及び部品データについて説明する。これらのデータはRAM27に格納されるものである。
【0027】
NCデータは図5に示されるような装着データ、図6に表示されるような部品配置データより構成されており、さらにRAM37等には図7に示されるような部品データが記憶され、該部品データは後述するようにNCデータと共に用いられる。
【0028】
装着データは図5に示すように部品5の装着順を示すステップ番号の順に部品5を装着すべき基板6上のXY方向の位置、θ方向の装着すべき角度位置を示すデータ及び装着すべき部品種の部品5を供給する部品供給装置8が取り付けられた供給台7上の位置を示すリール番号が格納されたデータである。
【0029】
図6に示す前記部品配置データは供給台7上にどのように部品供給装置8が配設されているかを示すものであり、リール番号毎に部品供給装置8が供給する部品5の種類を示す部品品種(部品ID)が格納されている。
【0030】
図7に示す前記部品データは部品IDで区別される部品品種毎に作成されRAM37内に記憶されており、当該部品品種のチップ部品5をプリント基板6に装着するために各ステ−ションの各装置がなすべき作業を該部品5に合わせて制御できるようにするための種々のデータが格納されている。例えば、部品厚みのデータは図示しない立ち状態検出センサがチップ部品5の正常な面を吸着されているかどうかを検出する場合、この厚さより厚いことを検出したときに立ち状態であることを検出できるようにするために使われる。
【0031】
また部品認識装置16で部品認識をするためには図1(a)に示すように部品寸法SX及び部品寸法SYが必要であり、またリード長LS、リード幅LW及びリード本数の情報も部品データを構成するデータである。さらには、図1(b)に示すようにパッド長PLも認識に必要な部品データを構成するデータの一つである。
【0032】
CPU25は装着データでステップ番号毎にリール番号を読み込むと部品配置データの同じリール番号の部品IDを読み込み、部品データの当該部品IDの各データを読み込み必要な制御をするものである。
【0033】
これらのデータは他のパソコン等のデータ作成装置で作成されて、当該電子部品装着装置23に通信回路を介して転送されるものであるが、当該装置23でも簡易的に作成することができ、また特に部品データを構成する各データのうちのいくつかのデータは認識装置16が部品5を認識することによって装置23内でCPU25の制御により自動作成することができる。自動作成された部品データの一部はそのまま、RAM27内に部品データの一部として記憶されることとなる。このように、電子部品装着装置23は部品データを作成するデータ作成装置としての機能も有する。
【0034】
以下動作について説明する。
【0035】
先ず、部品データをデータ作成装置としての電子部品装着装置23で自動作成する動作について説明する。
【0036】
図示しない操作部の操作により装着装置23を部品データ自動作成モードとし、作成したい部品種類の電子部品5を設定すると当該種類の電子部品5を供給する部品供給装置8より吸着ノズル14が電子部品5を吸着してロータリテーブル13の間欠回転により認識ステ−ションIIに到達して、ロータリテーブル13を停止させる。
【0037】
次に、CPU25は透過照明34を点灯させ(反射照明35は点灯させず)、撮像カメラ30は該部品5の透過像を撮像する。当該画像は認識回路31に取り込まれ、認識回路31での認識処理に基づきデータ作成手段としてのCPU25により、部品データを構成する種々のデータについての値が計算される。例えば、図1(a)に示すようなシルエット像が得られると、部品寸法SX、部品寸法SY、リード長LS、リード幅LW及びリード本数等の情報が算出され、RAM27の所定の領域に部品データの一部として格納される。
【0038】
次に、CPU25は透過照明34を消灯して反射照明35を点灯させる。
【0039】
この状態で例えば、図1(b)に示すような部品5のリードによる反射像をカメラ30が撮像し、認識回路31に取り込まれたこの画像によりパッド長PLが算出されRAM27内に部品データの一部として格納される。尚、このパッド長のデータは透過像からでは算出することがでないものであり、また、透過像から算出したデータのうちの寸法のデータ等は反射像からは算出することができないものである。
【0040】
また、上述の透過像のデータ作成が終了した場合には認識回路内の透過像の画像データは消去してしまってもよいが、透過像及び反射像の両方の画像の位置関係から求められるようなデータがある場合には、両画像を同時に記憶しておき、そのようなデータの算出を行ってもよい。
【0041】
このようにして、データ作成が終了した場合には、ロータリテーブル13が回動し、装着ステ−ションIVで部品5の装着を行うことなく、所定の排出ステ−ションで当該部品5を廃棄するようにする。
【0042】
他の種類の部品についても同様にして順次データの作成が行われる。
【0043】
このようにして、部品データの作成が行われ、認識装置16の認識によるのみでは作成できないデータは他のパソコン等でまたは当該装置23の操作部からキーイン等してRAM27の部品データを完成させて格納する。
【0044】
このようにして、NCデータ及び部品データが完成して、RAM27内に記憶されると、基板6の種類に合わせてNCデータが設定され、以下に示すような部品装着の自動運転が開始される。
【0045】
以下、この運転について簡単に動作を説明する。
【0046】
電子部品5は装着データに従って部品供給装置8から取り出され、ロータリテーブル13の間欠的な回転により各ステ−ションに装着ヘッド15が移動する。
【0047】
この各ステ−ションへの移動過程で、夫々の動作がなされるが、例えば認識ステ−ションIIでは部品認識装置16により部品5の位置ずれが認識される。このとき、部品データの種々の寸法の情報により認識異常等が判断され、またその角度ずれ、位置ずれが認識される。また、その後角度位置及びXY方向の位置が補正され、装着ステ−ションIVにて装着データに基づき該部品5はプリント基板6上に装着される。
【0048】
【発明の効果】
以上のように本発明は、透過照明または反射照明を選択して切り替え、電子部品の透過像及び反射像の両者を使用して電子部品の部品異常を判断する電子部品装着装置の部品データを得ることができるので、電子部品に関する部品データを自動作成するときの自動作成できるデータの種類を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】撮像カメラに撮像された電子部品の画像を示す図である。
【図2】電子部品装着装置の平面図である。
【図3】電子部品装着装置の側面図である。
【図4】電子部品装着装置の制御ブロック図である。
【図5】装着データを示す図である。
【図6】部品配置データを示す図である。
【図7】部品データを示す図である。
【図8】認識ステーションにおける撮像カメラと各照明を示す側面図である。
【符号の説明】
5 チップ状電子部品
6 プリント基板
14 吸着ノズル
25 CPU(切替手段)(データ作成手段)
30 撮像カメラ(部品撮像装置)
31 認識回路
34 透過照明
35 反射照明

Claims (3)

  1. 吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品撮像装置とこの部品撮像装置からの画像データを取り込み認識処理する認識回路とを有した認識装置を備え、この認識装置により前記画像データと前記電子部品の部品データとにより前記電子部品の部品異常を判断する電子部品装着装置の前記部品データを作成するデータ作成装置であり、電子部品に光を撮像装置の反対側より照射する透過照明と、電子部品に光を前記撮像装置側より照射する反射照明と、前記透過照明または前記反射照明を選択して切り替える切替手段と、該切替手段により前記透過照明または前記反射照明を選択して切り替え、電子部品を前記透過照明により照明して前記撮像装置に撮像された透過像及び前記反射照明により照明して前記撮像装置に撮像された反射像の両者を使用して前記電子部品に関する部品データを作成するデータ作成手段とを設けたことを特徴とするデータ作成装置。
  2. 吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品撮像装置とこの部品撮像装置からの画像データを取り込み認識処理する認識回路とを有した認識装置により前記画像データと前記電子部品の部品データとにより前記電子部品の部品異常を判断する電子部品装着装置の前記部品データを作成するデータ作成方法であり、電子部品に光を前記撮像装置の反対側より照射する透過照明と電子部品に光を前記撮像装置側より照射する反射照明とを切替手段により選択して切り替え、電子部品を前記透過照明により照明して前記撮像装置に撮像された透過像及び前記反射照明により照明して前記撮像装置に撮像された反射像の両者を使用して前記電子部品に関する部品データを作成することを特徴とするデータ作成方法。
  3. 吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品撮像装置とこの部品撮像装置からの画像データを取り込み認識処理する認識回路とを有した認識装置を備え、この認識装置により前記電子部品の前記吸着ノズルに対する位置ずれを認識し、該位置ずれを補正してプリント基板の装着すべき位置に装着する電子部品装着装置において、
    電子部品に光を前記撮像装置の反対側より照射する透過照明と、電子部品に光を前記撮像装置側より照射する反射照明と、前記透過照明または前記反射照明を選択して切り替える切替手段と、該切替手段により前記透過照明または前記反射照明を選択して切り替え、電子部品を前記透過照明により照明して前記撮像装置に撮像された透過像及び前記反射照明により照明して前記撮像装置に撮像された反射像の両者を使用して前記電子部品に関する部品データを作成するデータ作成手段とを設け、前記部品撮像装置からの画像データを前記認識装置により認識し、この認識装置により前記画像データと前記部品データとにより前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品の部品異常を判断することを特徴とする電子部品装着装置。
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