JP4227833B2 - Component mounting equipment - Google Patents

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JP4227833B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の部品保持部材を備え、上記夫々の部品保持部材により保持された上記部品の画像を撮像してその保持姿勢を認識し、上記認識結果に基づいて上記夫々の部品を基板に実装する部品実装装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の部品実装装置においては、部品保持部材の一例である夫々の吸着ノズルを備える実装ヘッドを、複数の部品が取り出し可能に供給される部品供給部の上方に位置させて、上記夫々の吸着ノズルにより部品の吸着取り出しを行った後、上記部品の画像の撮像を行なう撮像装置を、上記実装ヘッドとともに移動させて、当該実装ヘッドの上記部品供給部から基板の上方への移動過程において、上記夫々の部品の画像の撮像を行なって、当該撮像に要する時間と、上記移動に要する時間とをオーバーラップさせることにより、当該部品実装に要する時間を短縮化して、効率的な部品実装を実現することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
近年、このような基板への部品実装により生産される電子回路には、効率的な部品実装を行うことにより、その製品コストを低減させるだけではなく、さらに加えて、その市場から要望される高機能化された電子回路の生産にも対応すべく、益々微小化される部品を高精度かつ確実に基板に実装することや、益々多様化する様々な形態の部品の実装に対応できることが強く望まれている。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−335793号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の部品実装装置においては、以下のような問題点がある。
【0006】
まず、上記夫々の吸着ノズルに吸着保持された部品の画像を効率的に撮像するため、上記実装ヘッドとともに上記撮像装置が移動することとなるが、吸着ノズルに吸着保持された部品の画像は、その下面を部品撮像平面として画像の撮像がおこなわれるため、上記吸着ノズルの下方に、上記撮像装置の反射ミラー等が配置されることとなる。そのため、基板の上方に実装ヘッドが移動された場合には、夫々の吸着ノズルの下端よりも下方に、撮像装置の上記反射ミラー等が位置され、上記基板に既に実装された部品の実装高さ(あるいは、形成高さ)によっては、当該部品と上記反射ミラー等の干渉(衝突)が発生する場合があるという問題がある。このような干渉を未然に防止するような場合にあっては、基板に実装される部品の種類(特に、部品の高さ)に制約を受けることとなり、多様化する様々な形態の部品の実装に対応することができないという問題点がある。
【0007】
また、このような高精度な部品実装に対応するためには、吸着ノズルにより吸着保持された部品の部品撮像平面の画像を明確に撮像する必要があるが、単に、上記部品の部品撮像平面に照明を照射してその画像の撮像を行なうだけでは、従来の汎用の部品の画像の撮像には対応できても、上記微小化された部品や上記多様化された形態の部品においては、その微小な形状や特殊な形状を有する部品撮像平面に照度のむら等が発生する場合があり、このような場合にあっては、上記夫々の部品の画像を明確に撮像することができず、高精度な部品実装ができないという問題点がある。
【0008】
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、複数の部品保持部材を備え、上記夫々の部品保持部材により保持された上記部品の画像を撮像してその保持姿勢を認識し、上記認識結果に基づいて上記夫々の部品を基板に実装する部品実装において、微小化された又は多様化された形態を有する部品の高精度な認識を行なうことができるとともに、効率的な部品実装を行なうことができる部品実装装置を提供することにある。
【0009】
【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。
【0010】
本発明の第1態様によれば、複数の部品として、複数の第1部品と、上記第1部品よりもその実装高さが高い部品である第2部品とを混載して基板に実装可能な部品実装装置において、
上記複数の部品を取り出し可能に供給する部品供給部と、
上記供給される夫々の部品が実装される上記基板を保持解除可能に保持する基板保持部と、
上記部品を解除可能に保持する複数の部品保持部材を一列に配列して備え、上記基板の大略表面沿いの方向であり、かつ、上記夫々の部品保持部材の配列方向沿いの方向である第1方向、及び上記基板の大略表面沿いの方向であり、かつ、上記第1方向と直交する方向である第2方向に移動可能であって、上記部品供給部より供給される複数の上記部品を複数の上記部品保持部材により保持するとともに、当該保持された夫々の部品を上記基板に実装する実装ヘッドと、
上記第1方向に移動可能に上記実装ヘッドを支持する支持部材と、上記第1方向に上記実装ヘッドを移動させる第1方向移動部と、上記第2方向に、上記支持部材及び上記第1方向移動部を移動させる第2方向移動部とを備え、上記部品供給部と上記基板保持部に保持された上記基板との間で、上記第1方向又は上記第2方向に上記実装ヘッドを移動させるヘッド移動装置と、
上記第1方向に移動可能に上記支持部材に支持されて、上記部品保持部材により保持された上記第1部品の画像を、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において撮像可能な可動撮像装置と、
上記第1方向移動部による上記実装ヘッドの上記移動とは独立して、上記可動撮像装置を上記第1方向に沿って移動可能であって、上記支持部材における上記第1方向沿いの位置であり、上記夫々の部品保持部材により保持された第1部品の画像を撮像可能な上記可動撮像装置の撮像位置と、上記ヘッド移動装置による上記実装ヘッドの部品実装のための移動領域を退避可能な位置である退避位置との間で、上記実装ヘッドとの干渉が防止されながら上記可動撮像装置を上記移動させる撮像移動装置と、
上記ヘッド移動装置による上記部品供給部から上記基板の上方への上記実装ヘッドの移動の過程において、
上記部品保持部材により上記部品供給部から供給された上記第1部品が保持された場合に、上記撮像移動装置により上記可動撮像装置を上記撮像位置に移動させ、上記撮像位置において、上記第1方向移動部により上記実装ヘッドを上記第1方向に移動させながら、上記可動撮像装置により上記夫々の第1部品の画像を順次撮像し、当該撮像結果に基づいて、上記夫々の第1部品を上記基板に順次実装させ、
上記部品保持部材により上記部品供給部から供給された上記第2部品が保持された場合に、上記撮像移動装置により上記可動撮像装置を上記退避位置に移動させ、上記基板に実装された上記第2部品と上記可動撮像装置との干渉を防止しながら、上記夫々の第2部品を上記基板に順次実装させる制御装置とを備えることを特徴とする部品実装装置を提供する。
【0011】
本発明の第2態様によれば、上記部品実装装置の本体側に固定され、上記部品保持部材により保持された上記第2部品の画像を、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において撮像可能な固定撮像装置をさらに備え、
上記制御装置は、上記ヘッド移動装置による上記部品供給部から上記基板の上方への上記実装ヘッドの移動の過程において、上記部品保持部材により上記第2部品が保持された場合に、上記撮像移動装置により上記可動撮像装置を上記退避位置に移動させるとともに、上記第1方向移動部及び上記第2方向移動部により上記固定撮像装置の上方を上記夫々の第2部品が通過するように上記実装ヘッドを移動させながら、上記固定撮像装置により上記夫々の第2部品の画像を順次撮像し、上記基板に実装された上記第2部品と上記可動撮像装置との干渉を防止しながら、当該撮像結果に基づいて、上記夫々の第2部品を上記基板に順次実装させる第1態様に記載の部品実装装置を提供する。
【0012】
本発明の第3態様によれば、上記撮像移動装置は、上記可動撮像装置を上記撮像位置にて上記支持部材に解除可能に固定する固定部をさらに備え、
上記制御装置は、上記固定部により上記支持部材に上記撮像装置を固定させた状態で、上記第1方向移動部による上記実装ヘッドの移動を行って、上記夫々の第1部品の画像の撮像を行う第1態様又は第2態様に記載の部品実装装置を提供する。
【0013】
本発明の第4態様によれば、上記可動撮像装置は複数の上記撮像位置を有し、
上記制御装置は、上記ヘッド移動装置による上記部品供給部から上記基板の上方への上記実装ヘッドの移動距離が最短となるように、上記複数の撮像位置から1つの上記撮像位置を選択し、上記撮像移動装置により当該選択された撮像位置に上記可動撮像装置を位置させて、上記夫々の第1部品の画像の撮像を行なう第1態様から第3態様のいずれか1つに記載の部品実装装置を提供する。
【0014】
本発明の第5態様によれば、上記部品実装装置の一端に供給されかつ上記夫々の部品が実装される上記基板を、上記第1方向に沿って上記基板保持部に搬送して供給するとともに、上記夫々の部品が実装された上記基板を上記基板保持部から上記第1方向に沿って上記部品実装装置の他端に搬送して排出する基板搬送装置をさらに備え、
上記可動撮像装置の上記退避位置は、上記基板保持部に対して上記基板搬送装置の上記基板の供給側に配置されている第1態様から第4態様のいずれか1つに記載の部品実装装置を提供する。
【0015】
本発明の第6態様によれば、上記可動撮像装置の下端が、上記基板に実装された上記第1部品の上端よりも高く、かつ、上記基板に実装された上記第2部品の上端よりも低くなるように、上記支持部材により上記可動撮像装置が支持されている第1態様から第5態様のいずれか1つに記載の部品実装装置を提供する。
【0016】
本発明の第7態様によれば、上記制御装置は、一の上記部品保持部材による上記第1部品の保持と、他の上記部品保持部材による上記第2部品の保持とが、同時的に行なわれることを防止しながら、上記複数の部品保持部材による上記複数の部品の保持を行なう第1態様から第6態様のいずれか1つに記載の部品実装装置を提供する。
【0017】
本発明の第8態様によれば、上記実装ヘッドは、上記可動撮像装置による上記撮像のための上記第1方向沿いの移動の基準位置を示す撮像基準部を備え、
上記制御装置は、上記可動撮像装置により上記撮像基準部の画像を撮像させることにより、上記第1方向沿いの基準位置を認識可能である第1態様から第7態様のいずれか1つに記載の部品実装装置を提供する。
【0018】
本発明の第9態様によれば、撮像視野及び分解能の異なる2種類の上記可動撮像装置として、他方の上記可動撮像装置よりも、狭視野かつ高分解能を有する第1可動撮像装置と、上記第1可動撮像装置よりも、広視野かつ低分解能を有する第2可動撮像装置とを備え、
上記撮像移動装置は、上記夫々の部品保持部材に配列方向沿いに、上記第1撮像装置と上記第2撮像装置とを互いに独立させて移動可能であって、
上記制御装置は、上記夫々の部品保持部材により保持された上記第1部品の種類に応じて、上記第1可動撮像装置又は上記第2可動撮像装置を選択して、上記夫々の第1部品の画像の撮像を行う第1態様から第8態様のいずれか1つに記載の部品実装装置を提供する。
【0019】
本発明の第10態様によれば、上記可動撮像装置は、
上記部品保持部材の軸心とは異なる軸をその光軸として、上記部品保持部材により保持された第1部品の画像を、上記光軸に沿って入射して撮像可能な撮像素子部と、
上記部品保持部材の軸心沿いの方向における上記第1部品の画像を、上記撮像素子部の光軸に沿って反射して、上記撮像素子部に入射させる反射部と、
上記部品保持部材の軸心と直交する平面であって、上記第1部品における画像が撮像される部品撮像平面に対して、大略水平方向の光を直接的に照射する水平光照射部と、
上記光軸に略沿った光を照射するとともに、当該光を上記反射部により上記軸心沿いの方向に反射させて、上記部品撮像平面に対して大略垂直方向に当該光を照射する垂直光照射部と、
上記部品撮像平面に対して、上記水平方向及び上記垂直方向の略中間の角度に傾斜された光を直接的に照射する傾斜光照射部とを備え、
上記制御装置は、上記部品保持部材により保持された第1部品の上記部品撮像平面に対して、上記水平光照射部、上記垂直光照射部、及び上記傾斜光照射部の夫々により同時的に上記夫々の光を照射した状態で、上記撮像素子部により上記第1部品の画像の撮像を行う第1態様から第9態様のいずれか1つに記載の部品実装装置を提供する。
【0020】
本発明の第11態様によれば、上記傾斜光照射部は、上記部品保持部材の軸心を対称軸として対称にかつ互いに対向して配置された複数の傾斜光用の照明部を備え、
上記水平光照射部は、上記部品保持部材の軸心を対称軸として対称に、互いに対向して配置された複数の水平光用の照明部を備え、
上記夫々の照明部は、上記部品保持部材の軸心上及びその周囲に形成される上記垂直光照射部による上記大略垂直方向の光の通過領域の外周近傍に配置されている第10態様に記載の部品実装装置を提供する。
【0021】
本発明の第12態様によれば、上記傾斜光照射部は、2組の上記傾斜光用の照明部を有し、上記水平光照射部は、2組の上記水平光用の照明部を有し、
上記第1部品の部品撮像平面沿いの平面において、上記傾斜光用の照明部と上記水平光用の照明部とが交互に、略45度の角度ピッチにて配置されている第11態様に記載の部品実装装置を提供する。
【0022】
本発明の第13態様によれば、上記垂直光照射部は、上記垂直光照射部と上記第1部品の撮像平面とを結ぶ仮想直線上に配置され、上記垂直照射部から上記部品撮像平面に上記仮想直線に沿って照射される光を遮断する遮光板を備えている第10態様から第12態様のいずれか1つに記載の部品実装装置を提供する。
【0023】
【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。
【0024】
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態にかかる部品実装装置の一例である部品実装装置101の模式的な構成を示す模式平面図を図1に示す。
【0025】
(部品実装装置の全体構成)
図1に示すように、部品実装装置101は、部品の一例である複数の電子部品2を供給可能に収容する部品供給部6と、部品実装装置101に供給された基板3を夫々の電子部品を実装可能かつ解除可能に保持する基板保持部の一例であるステージ15と、電子部品2を解除可能に吸着保持する部品保持部材の一例である複数の吸着ノズル11を一列に配列させて備えるとともに、このステージ15に保持された基板3に対して、部品2の実装を行なう実装ヘッドの一例であるヘッド部10と、基板3の大略表面沿いの方向であり、かつ、互いに直交する方向である第1方向の一例であるX軸方向、又は、上記第2方向の一例であるY軸方向に、ヘッド部10を移動させるヘッド移動装置の一例であるXYロボット12とを備えている。さらに、部品実装装置101は、ヘッド部10の夫々の吸着ノズル11の配列方向に沿って移動可能であるとともに、夫々の吸着ノズル11により吸着保持された電子部品2(電子部品2のうちの後述する小型電子部品2a)の画像の撮像を行なう可動撮像装置20と、部品実装装置101に供給された基板3を搬送してステージ15に供給するとともに、ステージ15にて部品実装が施された基板3を搬送して部品実装装置101から排出する基板搬送装置16とを備えている。さらに、部品実装装置101の機台上には、吸着ノズル11に吸着保持された電子部品2(電子部品2のうちの後述する大型電子部品2b)の画像を撮像する固定撮像装置の一例であって、上記機台上に固定されている固定用撮像カメラ5と、ヘッド部10に装備される吸着ノズル11と交換される交換用の吸着ノズル11をストックするノズル交換部8とが備えられている。
【0026】
また、ヘッド部10は、複数の吸着ノズル11として、例えば、8本の吸着ノズルを一定の間隔ピッチにて、図示X軸方向に沿って一列に配列させて備えている。また、図1に示すように、部品実装装置101の機台の図示奥側(図1の上側)及び図示手前側(図1の下側)には、夫々2箇所ずつ、合計4箇所に部品供給部6が設置されており、夫々の部品供給部6は、例えば、複数の電子部品2を連続的に供給するパーツカセット7を図示X軸方向に隣接させて備えている。また、夫々のパーツカセット7は、電子部品2を取出し可能に配置させる部品取出し位置7aを備えており、夫々の部品供給部6において、部品取出し位置7aは図示X軸方向に沿って、一定の間隔ピッチでもって配列されており、例えば、この間隔ピッチは、吸着ノズル11の上記間隔ピッチと同じとなっている。夫々の部品取出し位置7aの配列と夫々の吸着ノズル11の配列がこのような関係にあることにより、複数の吸着ノズル11を複数の部品取出し位置7aの上方に位置させて、複数の電子部品2の同時的な吸着保持取出しを行なうことができる。また、部品供給部6は、複数の種類の電子部品2を供給可能となっており、例えば、夫々のパーツカセット7毎に収納される電子部品2の種類を選択することが可能となっている。このような複数の種類の電子部品2としては、汎用の小型部品である第1部品の一例である小型電子部品2aと、この小型電子部品2aよりもその実装高さが大きな第2部品の一例である大型電子部品2bとが、夫々の複数のパーツカセット7に分けて収納されている。なお、小型電子部品2aの一例としては、0.6mm×0.3mmサイズのチップ部品や小型異形部品(小型コネクタ等)があり、大型電子部品2bの一例としては、BGA、大型コンデンサや大型コネクタ等の中型異形部品や大型部品等がある。また、以降の説明において、小型電子部品2aと大型電子部品2bとを夫々特定して用いない場合には、両者をまとめて電子部品2と総称するものとする。
【0027】
また、上記第1部品は、基板3に実装された場合にその基板3への実装高さが低い(小さな)部品のことであり、上記第2部品は、その実装高さが上記第1部品の実装高さよりも高い(大きな)部品のことである。本実施形態においては、上記第1部品のように実装高さが低い部品の一例として、実装高さが小さな小型電子部品2aを用いるものとし、上記第2部品にように実装高さが高い部品の一例として、実装高さが大きな大型電子部品2bを用いるものとする。言い換えれば、小型電子部品2aは低実装高さ電子部品ということもでき、大型電子部品2bは高実装高さ電子部品ということができる。なお、小型電子部品2aは、その実装高さ(形成高さ)が、例えば、15mm以下程度の電子部品であって、大型電子部品2bが、その実装高さ(形成高さ)が、例えば、15mm〜25mm程度の電子部品である。
【0028】
また、基板3としては、例えば、樹脂基板、紙−フェノール基板、セラミック基板、ガラス・エポキシ(ガラエポ)基板、フィルム基板などの回路基板、単層基板若しくは多層基板などの回路基板、部品、筐体、又は、フレームなど、回路が形成されている対象物を用いることができる。
【0029】
また、図1に示すように、XYロボット12は、図示X軸方向に延在して形成された剛体梁部材であって、ヘッド部10及び可動撮像装置20を互いに独立して、図示X軸方向進退移動可能に支持する支持部材の一例であるX軸ビーム13aを備えて、このX軸ビーム13aに沿ったヘッド部10の上記進退移動を行なう第1方向移動部の一例であるX軸ロボット13と、X軸ビーム13aをその両端で支持するとともに、X軸ビーム13aを図示Y軸方向に沿って移動させる第2方向移動部の一例であるY軸ロボット14とを備えている。
【0030】
また、図1に示すように、固定用撮像カメラ5は、ステージ15の図示上側近傍における部品実装装置101の本体側である機台上に、その撮像方向を上下方向として設置されている(すなわち、その撮像における光軸が、上下方向に配置されている)。従って、夫々の吸着ノズル11に吸着保持された大型電子部品2bが、固定用撮像カメラ5の上方の当該光軸上に位置されるように、XYロボット12によりヘッド部10を移動させることにより、固定用撮像カメラ5による夫々の大型電子部品2bの画像の撮像を行うことが可能となっている。なお、固定用撮像カメラ5は、大型電子部品2bの撮像に適するように、例えば、20mm×20mm〜30mm×30mm程度の範囲の撮像視野を有しているが、必要に応じて、小型電子部品2aの撮像や、その他の種類の電子部品2の画像の撮像が行なわれるような場合であってもよい。
【0031】
(ヘッド部の構成)
次に、このような構成を有する部品実装装置101におけるヘッド部10及び可動撮像装置20のY軸方向から見た側面図を図2に示し、また、図2におけるA−A線における断面図を図3に示す。
【0032】
図2及び図3に示すように、ヘッド部10においては8本のシャフト部51が吸着ノズル11の上記一定の間隔でもって一列に配列されており、夫々のシャフト部51の下方先端部には吸着ノズル11が夫々着脱可能に装備されている。また、夫々のシャフト部51は、剛体により形成されたヘッドフレーム52に、スプラインナット及び軸受け等を介して、その軸心沿いに昇降可能、かつ、上記軸心回りに回転可能に支持されている。さらに、ヘッド部10は、夫々のシャフト部51の上記昇降動作を行う昇降装置53、及び上記回転の動作を行う回転装置54とを備えており、夫々の昇降装置53及び回転装置54はヘッドフレーム52に固定されている。なお、夫々の昇降装置53には、このようなヘッド部において一般的に用いられる機構であるボールねじ軸とナット部による機構(本実施形態にて用いている)や、エアシリンダを用いた機構等を用いることができる。また、夫々の回転装置54には、ベルトを介してシャフト部51を回転させる機構(本第1実施形態にて用いている)や、直接的にシャフト部51を回転させる機構等を用いることができる。
【0033】
また、図2及び図3に示すように、X軸ビーム13aは、大略方形断面を有する剛体にて形成されており、その側面には、図示X軸方向に沿って配置されて2本のLMレール56が固定されている。また、ヘッドフレーム52の側面(図2における奥側側面、図3における右側側面)には、夫々のLMレール56と係合されたLMブロック55が固定されており、夫々のLMブロック55が夫々のLMレール56に沿って移動可能となっている。これにより、ヘッド部10が、夫々のLMレール56及びLMブロック55を介してX軸ビーム13aに支持されるとともに、X軸ビーム13aに沿って、すなわち、X軸方向に沿って移動可能となっている。また、ヘッドフレーム52は、X軸ビーム13aに沿ってかつ回転可能に固定されたボールねじ軸部57aに螺合されたナット部57bにも、その上記側面において固定されている。ボールねじ軸部57aの図示しない端部には、ボールねじ軸部57aの回転を駆動する駆動モータ(図示しない)が備えられており、当該駆動モータにより、ボールねじ軸部57aを正逆いずれかの回転方向に回転駆動させることにより、ナット部57bとともにヘッド部10を、図示X軸方向に沿って進退移動させることが可能となっている。なお、上記駆動モータ、ボールねじ軸部57a、ナット部57b、LMレール56、LMブロック55、及びX軸ビーム13aにより、X軸ロボット13が構成されている。
【0034】
(可動撮像装置)
また、図3に示すように、可動撮像装置20は、夫々の吸着ノズル11の図示右側方向に配置され、その光軸上に配置された反射部の一例である2枚の反射ミラー21及び22を介して、吸着ノズル11の下方先端にて吸着保持された小型電子部品2aの画像を、その図示下方側より撮像可能、すなわち、小型電子部品2aの基板3への実装面(部品撮像平面でもある)の画像を撮像可能な撮像素子部の一例であるカメラ部23を備えている。また、可動撮像装置20は、夫々の吸着ノズル11と干渉することなく、吸着ノズル11の側方から下方へと回り込むようにその一端部分が大略L字状の断面形状を有する撮像支持部材の一例である撮像フレーム24を備えており、カメラ部23、及び夫々の反射ミラー21及び22が、この撮像フレーム24に夫々の配置関係が保たれた状態で固定されている。
【0035】
また、図3に示すように、カメラ部23は、吸着ノズル11の軸心に対して、その光軸が、吸着ノズル11側に向けて、例えば、40度程度傾斜された状態で図示下向きに配置されている。また、図示右側に配置されている反射ミラー21は、上記光軸上においてその反射面が吸着ノズル11側に傾斜されて、上記軸心に対して略65度傾斜されて配置されるとともに、図示左側に配置されている反射ミラー22は、その反射面が反射ミラー21の反射面と対向する側に、上記軸心に対して略45度傾斜され、かつ、吸着ノズル11の軸心上における吸着ノズル11の下方に位置するように配置されている。
【0036】
また、図2及び図3に示すように、X軸ビーム13aの下面には、細長棒形状を有する2本のLMレール58が、X軸方向に沿って固定されて備えられている。また、撮像フレーム24の上部には、夫々のLMレール58と係合されたLMブロック59が固定されており、夫々のLMブロック59が夫々のLMレール58に沿って移動可能となっている。これにより、撮像フレーム24が、夫々のLMレール58及びLMブロック59を介してX軸ビーム13aに支持される、つまり、可動撮像装置20全体が支持されるとともに、夫々のLMレール58に案内されながらX軸方向に沿って移動可能となっている。
【0037】
さらに、図2及び図3に示すように、可動撮像装置20は、夫々のLMレール58により案内させながら、撮像フレーム24を夫々の吸着ノズル11の配列方向に沿って進退移動させる撮像移動装置30を備えている。この撮像移動装置30の模式的な構成を示すヘッド部10及び可動撮像装置20の模式的な斜視図を図4に示す。
【0038】
図4に示すように、撮像移動装置30は、X軸ビーム13aの下方において、X軸方向に沿って配置された駆動伝達ベルトの一例である駆動ベルト31と、この駆動ベルト31の一端に正逆回転可能に係合された駆動ローラ32と、駆動ベルト31の他端に正逆回転可能に係合された案内ローラ33と、その駆動シャフトに駆動ローラ32が取り付けられ、この駆動ローラ32の正逆回転を駆動する駆動モータ34とを備えている。また、駆動モータ34と案内ローラ33は、共にX軸ビーム13aに固定されており、駆動ローラ32がX軸ビーム13aの一端に、案内ローラ33がX軸ビーム13aの他端近傍に、夫々の回転中心がY軸方向沿いとなるように配置されている。また、駆動ベルト31は、駆動ローラ32と案内ローラ33と係合されていることにより、常時一定の張力が付加された状態とされながら、駆動モータ34により駆動ローラ32が正逆いずれかの方向に回転駆動されることにより、正逆いずれかの方向に走行駆動することが可能となっている。
【0039】
また、図3に示すように、駆動ベルト31の一部が、撮像フレーム24の図3における図示上部の下面に設けられたベルト固定部24aに固定されている。これにより、駆動ベルト31及びベルト固定部24aを介して、駆動モータ34の上記回転駆動(回転運動)を、撮像フレーム24のX軸方向における進退移動(直線運動)に変換して伝達することが可能となっており、可動撮像装置20全体のX軸方向沿いの進退移動が可能となっている。
【0040】
このような構成の部品実装装置101において、ヘッド部10の夫々の吸着ノズル11により吸着保持された電子部品2の画像を、可動撮像装置20により撮像する場合には、夫々の吸着ノズル11に対して可動撮像装置20をX軸方向に沿って相対的に移動させることにより、夫々の吸着ノズル11の軸心上に、反射ミラー22を順次位置させて、反射ミラー22及び21を介してカメラ23により、夫々の画像を撮像することができる。なお、撮像フレーム24の下端の高さ位置(基板3の上面を基準とした高さ位置)は、例えば、17mm程度となっており、基板3上に小型電子部品2aが実装されているような場合であっても、これらの小型電子部品2aと撮像フレーム24とが干渉することはない。
【0041】
一方、このような夫々の吸着ノズル11と可動撮像装置20との上記相対的な移動は、X軸ロボット13によりヘッド部10のX軸方向沿いの移動を行ない、可動撮像装置20に対して夫々の吸着ノズル11の移動を行なうような場合と、逆に、撮像移動装置30により可動撮像装置20のX軸方向沿いの移動を行ない、夫々の吸着ノズル11に対して可動撮像装置20の移動を行なうような場合の2つの場合が考えられ、いずれの場合であっても夫々の電子部品2の画像の撮像を行なうことができる。
【0042】
本第1実施形態では、高精度な部品実装のためのヘッド部10の移動を行なうことができるXYロボット12のX軸ロボット13を用いて、その移動位置が固定された可動撮像装置20に対してヘッド部10を移動させる方式を採用している。
【0043】
このような方式を実現するために、可動撮像装置20は、X軸ビーム13aに対してその移動位置を固定する固定部の一例である固定装置60を備えている。図3に示すように、固定装置60は、夫々のLMブロック59の間における撮像フレーム24の上部に備えられ、昇降可能な固定シリンダ部60bと、X軸ビーム13aの下部における可動撮像装置20の上記移動位置の固定位置に設置され、この固定シリンダ部60bの当該昇降されるその上部先端部が上昇されることにより、押圧される固定板60aとを備えている。可動撮像装置20が、その固定位置に移動された状態で、固定シリンダ部60bの上記上部先端部が上昇されて、固定板60aに当接されて押圧されることにより、可動撮像装置20のX軸方向の移動位置が固定された状態とすることができる。また、固定シリンダ部60aの上記上部先端部が下降させることにより、上記固定を解除することができる。
【0044】
(撮像位置と退避位置)
次に、このような可動撮像装置20の固定位置の設置場所について、図5に示す部品実装装置101の模式平面図を用いて説明する。
【0045】
図5に示すように、可動撮像装置20は、X軸ビーム13aに対する4箇所の固定位置を有しており、X軸方向に沿って図示左側から右側に向けて順に、左側固定位置P1、中央固定位置P2、右側固定位置P3、さらに、退避位置P4となっている。これらのうち、左側固定位置P1、中央固定位置P2、及び右側固定位置P3は、可動撮像装置20による撮像のための固定位置である撮像位置の一例となっている。また、夫々の固定位置におけるX軸ビーム13aの下面には、固定板60aが備えられており、可動撮像装置20の固定シリンダ部60bを用いて、夫々の固定位置において可動撮像装置20を解除可能に固定することが可能となっている。
【0046】
また、図5に示すように、中央固定位置P2は、X軸ビーム13aのX軸方向沿いの略中央に配置されており、また、X軸方向に互いに隣接されて配置されている夫々の部品供給部6の間の位置でもあり、さらに、ステージ15に保持された基板3のX軸方向における略中央の位置でもある。また、X軸ビーム13aが、基板3の上方に位置された場合に、基板3の左側端部の外側近傍に位置するように左側固定位置P1が配置されており、基板3の右側端部の外側近傍に位置するように右側固定位置P3が配置されている。また、退避位置P4は、X軸ビーム13aのX軸方向における図示右側端部近傍に配置されており、また、X軸ビーム13aが部品供給部6の上方に配置された場合に、右側に配置されている部品供給部6の右側端部の外側近傍に配置されている。また、図5において、部品実装装置101に供給される基板2の基板搬送装置16による基板搬送方向Dは、図示左向きとなっており、退避位置P4は、基板搬送装置16の基板3の供給側に配置されている。
【0047】
(照明部)
次に、可動撮像装置20が備える小型電子部品2aの画像の撮像に必要な光を照射する照明部の構成について、可動撮像装置20の模式的な拡大部分断面図である図6と、図6におけるB−B線矢視図である図7と、図6におけるC−C線矢視図である図8とを用いて説明する。
【0048】
図6に示すように、可動撮像装置20は、ヘッド部10が備える夫々の吸着ノズル11の軸心Sとは異なる軸(すなわち、互いに一致しない軸)をその光軸Tとして、夫々の吸着ノズル11により吸着保持された電子部品2の軸心S沿い方向の画像を、反射ミラー22を介して反射ミラー21により光軸T沿いの方向に反射させて、光軸Tに沿って入射することで、夫々の画像の撮像を行なうカメラ部23を備えている。
【0049】
また、夫々の吸着ノズル11により吸着保持されている小型電子部品2aは、その下面を部品撮像平面Q(軸心Sと直交する平面でもある)として、その画像がカメラ部23により撮像されることとなるが、当該撮像の際にはこの部品撮像平面Qに撮像に必要な照度を与えるべく、複数の方向より光が照射されることとなる。このような光の照射を行なう照明部として、小型電子部品2aの部品撮像平面Qに対して、水平方向より僅かに傾斜させた光(大略水平方向の光)を、反射ミラー21、22等を介することなく、電子部品2に直接的に照射する水平光照射部26と、カメラ部23の近傍より、光軸Tに略沿った光を照射するとともに、当該光を反射ミラー21及び22を介して軸心S沿いの方向に反射させて、小型電子部品2aの部品撮像平面Qに対して大略垂直方向に当該光を照射する垂直光照射部25と、小型電子部品2aの部品撮像平面Qに対して、上記水平方向と上記垂直方向の略中間の角度に傾斜された光を、反射ミラー21、22等を介することなく、小型電子部品2aに直接的に照射する傾斜光照射部の一例であるメイン照射部27とを、可動撮像装置20は備えている。なお、水平光照射部26は、部品撮像平面Qに対して、例えば、10〜20度程度傾斜された光を照射可能であって、垂直光照射部25は、部品撮像平面Qに対して、例えば、70〜80度程度傾斜された光を照射可能であって、メイン照射部27は、部品撮像平面Qに対して、40〜50度程度傾斜された光を照射可能となっている。また、図6に示すように、水平光照射部26及びメイン照射部27は、部品撮像平面Qの近傍の位置に配置されるように、撮像フレーム24に取り付けられて固定されており、垂直光照射部25は、カメラ部23の近傍に配置されるように、撮像フレーム24に取り付けられて固定されている。
【0050】
また、図6及び図7に示すように、メイン照射部27は、撮像可能な状態とされた吸着ノズル11の軸心Sを対称軸として、対称にかつ互いに対向して配置された複数の照明部27a(例えば、LED等により構成されている)を備えており、また、水平光照射部26は、上記軸心を対称軸として、対称にかつ互いに対向して配置された複数の照明部26a(例えば、LED等により構成されている)を備えている。図7に示すように、夫々の照明部26a及び27aは、吸着ノズル11の軸心S上及びその周囲に形成される垂直光照射部25による大略垂直方向の光の通過領域U、言い換えれば、電子部品2の部品撮像平面Qの画像の通過領域Uの外周近傍に配置されている。具体的には、図7に示すように、メイン照射部27は、上記対称かつ互いに対向する照明部27aの組を、例えば2組(すなわち、合計4台の照明部27aを)備えており、水平光照射部26は、上記対称かつ互いに対向する照明部26aの組を、例えば2組(すなわち、合計4台の照明部26a)備えている。さらに、部品撮像平面Q沿いの平面において、図示X軸方向とY軸方向との夫々の方向に、メイン照射部27の夫々の組の照明部27aが配置され、図示X軸方向に対して略45度傾斜された夫々の方向に、水平光照射部26の夫々の組の照明部26aが配置されている。すなわち、メイン照射部27の照明部27aと水平光照射部26の照明部26aは、交互に略45度の角度ピッチにて配置されている。なお、図7において、図示X軸方向に配置されている夫々の照明部27aの上端の高さ位置は、撮像可能な状態とされた吸着ノズル11による吸着保持された小型電子部品2の部品撮像平面Qの高さ位置よりも下方に位置されているため、可動撮像装置20と夫々の吸着ノズル11の図示X軸方向における相対的な移動が行われても、夫々の小型電子部品2と、夫々の照明部27aとの干渉は発生しない。なお、言い換えれば、小型電子部品2aは、可動撮像装置20によりその画像の撮像が可能であって、可動撮像装置20との間で、上記干渉が発生しないような形成高を有するような電子部品2であって、逆に、大型電子部品2bは、可動撮像装置20との間で、上記干渉が発生してしまうような電子部品2であるということもできる。
【0051】
また、図8に示すように、垂直光照射部25は、光軸Tに沿った画像を通過可能にその中央部に形成された孔部25bを有しており、この孔部25bの周囲に複数の照明部25a(例えば、LED等により構成されている)が設置されている。なお、図6においては、撮像フレーム24の図示下方に仮想線(2点鎖線)により反射ミラー21及び垂直光照射部25の鏡像を示している。また、夫々の反射ミラー21及び22は、垂直光照射部25より照射される光を、むらなく反射可能であって、かつ、部品撮像平面Qにおける電子部品2の画像をむらなく反射可能な大きさ形成されている。
【0052】
さらに、図6及び図7に示すように、垂直光照射部25は、垂直光照射部25と、部品撮像平面Qとを結ぶ仮想直線V上に配置され、垂直光照射部25からこの仮想直線Vに沿って照射される光を遮断する遮光板28を備えている。遮光板28は、図7の図示左端に配置されたメイン照射部27の左端近傍に位置されるように、撮像フレーム24に取り付けられている。また、その形成幅である遮光幅は、図8に示す垂直光照射部25の形成幅と略同じ大きさに形成されている。このように垂直光照射部25から仮想直線Vに沿って漏れて照射される光を遮断板28により遮断することにより、電子部品2の部品撮像平面Qに当該光が照射されて、光の照射むらが発生することを防止することができる。
【0053】
(部品厚み撮像装置)
さらに、ヘッド部10においては、さらにもう1つの撮像装置(例えば、第2撮像装置)として、部品厚み撮像装置40を備えている。可動撮像装置20(例えば、部品実装面撮像装置ということもできる)が、夫々の吸着ノズル11により吸着保持された状態の小型電子部品2aの画像を、吸着ノズル11の上記軸芯沿いとして、その下方側より撮像して小型電子部品2aの部品撮像平面Q(実装面又は装着面という場合であってもよい)の画像を撮像するのに対して、部品厚み撮像装置40は、夫々の小型電子部品2aの画像を、夫々の吸着ノズル11の軸芯及び上記配列方向と略直交する方向沿いに撮像する、すなわち、小型電子部品2aの側部よりの画像を撮像することができる。
【0054】
図1に示すように、部品厚み撮像装置40は、可動撮像20における撮像フレーム24に固定されており、撮像フレーム24のX軸方向沿いの移動とともに、X軸方向に移動可能となっている。この部品厚み撮像装置40の模式的な構造を示す模式説明図として、図3のヘッド部10と同じ方向から見た模式説明図を図9に、図2のヘッド部10と同じ方向から見た模式説明図を図10に示す。なお、図9及び図10は、部品厚み撮像装置40の構造を説明することを主目的とした図であるため、可動撮像装置20におけるカメラ部23等の図示を省略した図としている。
【0055】
図9に示すように、部品厚み撮像装置40は、上記一列に配列された夫々の吸着ノズル11を介して、互いに対向するように配置された投光部41と受光部42とを備えるラインセンサー43を備えており、投光部41及び受光部42は上記配置にて、撮像フレーム24に固定されている。さらに、詳細には、ラインセンサー43において、投光部41と受光部42とは、互いの設置高さが略同じ高さ位置とされていることが好ましく、本実施形態においては、上記略同じ高さ位置とされた状態でその高さ位置の略中間の高さ位置付近に、小型電子部品2aの画像を撮像可能とされた状態の夫々の吸着ノズル11の下方先端部が位置されている。また、投光部41において光を照射する投光面41aと、受光部42において上記照射された光を受光する受光面42aとが、互いに対向しかつ略平行となるように、投光部41及び受光部42とが配置されて、撮像フレーム24に固定されている。このように、投光部41及び受光部42が配置されていることにより、ラインセンサー43において、投光部41と受光部42との間に位置された小型電子部品2a(吸着ノズル11により吸着保持されている)に対して、投光部41の投光面41aより、上記小型電子部品2aに向けて光を照射し、上記照射された光の一部が上記小型電子部品2aにより(例えば、その厚さ方向の形状により)遮光されながら、受光部42の受光面42aにて受光することが可能となっている。
【0056】
また、上述のようにラインセンサー43は、撮像フレーム24に固定されているため、撮像フレーム24が撮像移動装置30によりX軸方向沿いに移動されることにより、ラインセンサー43もX軸方向沿いに移動させることが可能となっている。また、ラインセンサー43は、可動撮像装置20と同様に、可動撮像装置20を、X軸ビーム13aにおける上記いずれかの固定位置に固定させた状態で、ヘッド部10をX軸ロボット13により、可動撮像装置20に対して、X軸方向に移動させることにより、上記固定されているラインセンサー43をヘッド部10に対して相対的にX軸方向に移動させることができる。すなわち、図10に示すように、ラインセンサー43を、図示左端位置(図示実線のもの)と図示右端位置(図示仮想線のもの)との間で、ヘッド部10に対して相対的に移動させることにより、ヘッド部10が備える8本の吸着ノズル11のうち、投光部41と受光部42との間に位置された吸着ノズル11により保持されている小型電子部品2aについて、上記軸芯及び上記配列方向に略直交する方向沿いの画像、すなわち、小型電子部品2aの厚み方向の形状を認識することができる画像を撮像することができる。
【0057】
(制御装置)
また、図1に示すように、部品実装装置101は、ヘッド部10における夫々の吸着ノズル11の昇降動作、回転動作、及び吸着保持/解除動作、XYロボット12によるヘッド部10の移動動作、固定用撮像カメラ5の撮像動作、可動撮像装置20の撮像動作、部品厚み撮像装置40の撮像動作、ステージ15における基板3の保持/保持解除動作、基板搬送装置16における基板3の搬送動作、及び夫々の部品供給部6における電子部品2の供給動作の制御を、互いに関連付けながら統括的に行なう制御装置9を備えている。
【0058】
また、制御装置9は、予め入力されたデータ等に基づいて、夫々の部品供給部6から取り出す電子部品2が小型電子部品2aであるか、大型電子部品2bであるかを認識することが可能となっており、吸着ノズル11により吸着保持された電子部品2の種類により、小型電子部品2aの場合は可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40を、大型電子部品2bの場合は固定用撮像カメラ5をというように、撮像を行なう撮像装置を使い分けることが可能となっている。
【0059】
さらに、制御装置9は、XYロボット12によるヘッド部10の移動位置を検出可能であり、撮像移動装置30による可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40の移動位置を検出可能となっている。また、制御装置9は、部品厚み撮像装置40において、投光部41による光の照射動作及び受光部42における上記照射された光の受光動作を含めたラインセンサー43の撮像動作制御を行うことが可能となっている。
【0060】
また、制御装置9においては、可動撮像装置20により撮像された夫々の小型電子部品2aの画像に基づいて、上記夫々の吸着ノズル11の軸芯と略直交する方向沿いにおける夫々の吸着ノズル11による小型電子部品2aの吸着保持姿勢を認識処理することが可能であって、また、部品厚み撮像装置40により撮像された夫々の小型電子部品2aの画像に基づいて、上記夫々の吸着ノズル11の軸芯沿いの方向における夫々の吸着ノズル11による小型電子部品2aの吸着保持姿勢を認識処理することが可能となっている。また、同様に、固定用撮像カメラ5により撮像された夫々の大型電子部品2bの画像に基づいて、上記夫々の吸着ノズル11の軸芯と略直交する方向沿いにおける夫々の吸着ノズル11による小型電子部品2aの吸着保持姿勢を認識処理することが可能となっている。なお、制御装置9は、ヘッド部10が備える夫々の昇降装置53の昇降動作、及び夫々の回転装置54の回転動作を制御することが可能となっている。
【0061】
また、制御装置9は、X軸ロボット13によるヘッド部10の移動の際に、可動撮像装置20とヘッド部10とが互いに干渉しないように、ヘッド部10及び可動撮像装置20の夫々の動作の制御を行うことができる。さらに、制御装置9は、ヘッド部10が備える夫々の吸着ノズル11に、同時的に小型電子部品2aと大型電子部品2bとが吸着保持されることが防止されるように、小型電子部品2aと大型電子部品2bとを選択的に吸着保持する制御を行うことが可能となっている。
【0062】
なお、図3における撮像フレーム24の図示右方には、撮像装置用のケーブルベア62が設置されており、ケーブルベア62には、制御装置9と可動撮像装置20との間、また、制御装置9と部品厚み撮像装置40との間において伝達される制御信号等の伝達を行なう複数のケーブルが収納されている。なお、このケーブルベア62は大略横向きU字形状に形成されており、その内部に、上記横向きU字状に曲げさせた状態で上記夫々のケーブルを収納しているため、撮像フレーム24の上記移動に影響を与えることがないように構成されている。また、同様に、図3のX軸ビーム13aの上方には、ヘッド部用のケーブルベア64が設置されており、制御装置9とヘッド部10との間において伝達される制御信号等の伝達を行なう複数のケーブルが収納されている。
【0063】
(部品実装方法)
このような構成の部品実装装置101において、夫々の吸着ノズル11に電子部品2を吸着保持させて、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40、若しくは固定用撮像カメラ5により、夫々の電子部品2の画像を撮像して、これらの画像により夫々の電子部品2の吸着保持姿勢を認識し、上記認識結果に基づいて、夫々の電子部品2を基板3上に実装する動作、すなわち、夫々の小型電子部品2aと大型電子部品2bとを基板3に混載して実装する動作について、以下に説明する。なお、以下に説明する部品実装装置101における夫々の構成部の動作は、制御装置9により制御されている。
【0064】
まず、図11の部品実装装置101の模式平面図に示すように、部品実装装置101において、XYロボット12によりヘッド部10を、例えば、部品実装装置101の図示右下側に配置されている部品供給部6の上方に移動させるとともに、ヘッド部10による電子部品2の吸着取出しの妨げとならないように、撮像移動装置30により可動撮像装置20を中央固定位置P2に移動させる。それとともに、XYロボット12によりヘッド部10の夫々の吸着ノズル11と、部品供給部6の夫々の部品取出し位置7aとの位置合わせを行う。上記位置合わせの後であって、上記可動撮像装置20の移動後、ヘッド部10の夫々の昇降装置53により夫々のシャフト部51を介して、夫々の吸着ノズル11を下降させ、夫々の小型電子部品2aの上面を吸着ノズル11の先端に当接させるとともに吸着保持し、その後、夫々の吸着ノズル11を上昇させて、夫々の小型電子部品2aの吸着取り出しを行う。これにより、ヘッド部10が備える夫々の吸着ノズル11に小型電子部品2aが吸着保持された状態とされる。なお、上記小型電子部品2aの吸着取り出しは、ヘッド部10が備える全ての吸着ノズル11について同時的に行うような場合であってもよく、また、このような場合に代えて、順次行うような場合であってもよい。また、ヘッド部10が備える夫々の吸着ノズル11のうちの一部の吸着ノズル11のみにより行なわれるような場合であってもよい。この吸着取り出しの後、XYロボット12により、ステージ15に保持された基板3の上方に向けて、ヘッド部10の移動が開始される。なお、中央固定位置P2に移動された可動撮像装置20は、固定装置60により中央固定位置P2に固定された状態とされる。
【0065】
このヘッド部10の部品供給部6からステージ15に保持された基板3の上方への移動過程において、ヘッド部10が備える可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40により、上記吸着保持された夫々の小型電子部品2aの吸着保持姿勢の画像の撮像が行われることとなる。ここで、このように夫々の吸着ノズル11に小型電子部品2aが吸着保持された状態のヘッド部10は、図10の模式説明図に示すような状態となっている。なお、図10において、ヘッド部10が備える8本の吸着ノズル11を、図示左側より右側に向けて、第1吸着ノズル11−1、第2吸着ノズル11−2、・・・、第8吸着ノズル11−8として、以降の説明を行なう。なお、以降の説明において、夫々の吸着ノズル11を特定しない場合には、単に吸着ノズル11と記載するものとする。
【0066】
まず、図11において、Y軸ロボット14によるX軸ビーム13aの図示Y軸方向上方への移動が開始され、X軸ビーム13aとともに、X軸ビーム13aに支持されているヘッド部10、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40の図示Y軸方向上方へ移動される。それとともに、X軸ロボット13によりヘッド部10が、中央固定位置P2に固定された状態にある可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40に近接するように、図示X軸方向左側に向けて移動が開始される。すなわち、図10に示すようなヘッド部10と可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40とのX軸方向における相対的な移動が行なわれることとなる。
【0067】
このようなヘッド部10の移動が開始されると、まず、撮像フレーム24に固定されているラインセンサー43の投光部41と受光部42との間を、第1吸着ノズル11−1により吸着保持されている小型電子部品2aが通過し、さらに、この小型電子部品2aが撮像フレーム24の上側を通過して、反射ミラー22により上方に向けて屈折されたカメラ部23の光軸上を通過する。さらに、連続的にヘッド部10が撮像フレーム24に対して相対的に上記移動が行なわれることにより、ラインセンサー43の上記間に第2吸着ノズル11−2により吸着保持されている小型電子部品2aが通過され、さらに、この小型電子部品2aが撮像フレーム24の上側を通過して、反射ミラー22により上方に向けて屈折されたカメラ部23の光軸上を通過する。その後、同様にその他の小型電子部品2aも順次通過され、上記8個の小型電子部品2aが全て通過されることになる。
【0068】
このような夫々の小型電子部品2aの通過の際に、部品厚み撮像装置40においては、上記移動開始後、第1吸着ノズル11−1に吸着保持されている小型電子部品2aが投光部41と受光部42との間に位置される前に、投光部41より受光部42に向けて光の照射が連続的に行われている状態とされる。なお、この照射開始のタイミングは、X軸ロボット13によるヘッド部10のX軸方向の移動位置、すなわち、ヘッド部10と可動撮像装置20又は部品厚み撮像装置40との相対的な位置関係が検出されて制御装置9に入力されること等により制御される。
【0069】
また、ラインセンサー43において上記光の照射が行われている状態で、夫々の小型電子部品2aが、投光部41と受光部42との間を通過される。この夫々の通過の際に、投光部41より照射されている光の一部が上記通過される小型電子部品2aにより一時的に遮光され、この一部遮光状態を有する光が受光部42に受光される。全ての小型電子部品2aが通過された後、投光部41による光の照射が停止される。なお、この照射停止のタイミングは、上記照射開始のタイミング同様に、制御装置9にて制御される。
【0070】
一方、このような夫々の小型電子部品2aの通過の際に、可動撮像装置20においては、上記相対的な移動開始後、第1吸着ノズル11−1に吸着保持されている小型電子部品2aが撮像フレーム24の内側を通過して、反射ミラー22により上方に向けて屈折されたカメラ部23の光軸が、第1吸着ノズル11−1の軸芯と略合致する前に、撮像フレーム24に取り付けられた夫々の照明部25a、26a及び27aが点灯される。その後、上記光軸が、第2吸着ノズル11−1の軸芯と略合致された時に、カメラ部23により、例えば電子シャッター機能等を用いて、上記小型電子部品2aの画像が、反射ミラー22、及び反射ミラー21を介して撮像される。同様にして、第2吸着ノズル11−2の軸芯が、カメラ部23の上記光軸に略合致された時に、カメラ部23により第2吸着ノズル11−2により吸着保持されている小型電子部品2aの画像が撮像される。さらに、連続的に撮像フレーム24が移動されて、夫々の小型電子部品2aの画像が、順次カメラ部23により撮像される。全ての小型電子部品2aの画像の撮像が行われた後、上記夫々の照明部25a、26a、及び27aが消灯される。
【0071】
なお、可動撮像装置20における上記夫々の撮像のタイミングは、可動撮像装置20に対するX軸ロボット13によるヘッド部10のX軸方向における相対的な移動位置が検出されて制御装置9に入力されること等により制御される。また、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40による夫々の小型電子部品2aの画像の撮像の際には、可動撮像装置20の撮像フレーム24は、X軸ビーム13aにおける中央固定位置P2に固定装置60により固定された状態にあるため、ヘッド部10の移動等による影響受けてその固定位置の位置ズレ等が発生することを防止することができる。従って、より高い撮像精度にて確実に画像の撮像を行なうことができる。なお、上記説明においては、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40が、中央固定位置P2に位置されて固定された状態にて画像の撮像が行なわれる場合について説明したが、このような場合にのみ限定されるものではない。例えば、このような場合に代えて、図5に示す左側固定位置P1や右側固定位置P3をその撮像位置として選択することもできる。このような撮像位置の選択は、夫々の吸着ノズル11により吸着取出しされる部品供給部6の位置を考慮し、当該位置から基板3の部品実装位置までの移動ルートが最短距離となるように選択されることが望ましい。
【0072】
全ての小型電子部品2aの画像の撮像が行なわれ、撮像フレーム24がヘッド部10に対して図10に示すヘッド部10の図示右側端部に位置されると、上記可動撮像装置20に対するヘッド部10の相対的な移動が停止される。その後、ヘッド部10における最初に実装が行なわれる小型電子部品2aを吸着保持している吸着ノズル11が、基板3の実装位置の上方に位置されるように、XYロボット12によるヘッド部10のX軸方向又はY軸方向の移動が行なわれる。それとともに、夫々の小型電子部品2aの画像の撮像を終えた可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40は、撮像移動装置30により一体的に、図示X軸方向右向きに移動されて、図12に示す右側固定位置P3に位置される。
【0073】
一方、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40により撮像された夫々の画像は、撮像結果情報の一例である画像データとして制御装置9へ順次出力される。それとともに、可動撮像装置20に対するヘッド部10の相対的な移動位置の位置データも順次制御装置9へ出力される。
【0074】
制御装置9においては、上記入力された夫々の画像データの認識処理が順次行われるとともに、上記夫々の画像データがヘッド部10の上記相対的な移動位置の位置データと照合されて、夫々の画像データがどの吸着ノズル11により保持された小型電子部品2aに対応するものであるかが認識される。
【0075】
これにより、制御装置9において、可動撮像装置20により撮像された夫々の小型電子部品2aの画像に基づいて、夫々の吸着ノズル11の軸芯と略直交する方向沿いにおける夫々の吸着ノズル11による小型電子部品2aの吸着保持姿勢が認識され、また、部品厚み撮像装置40により撮像された夫々の小型電子部品2aの画像(すなわち、夫々の光の遮光状態の画像)に基づいて、夫々の吸着ノズル11の軸芯沿いの方向における夫々の吸着ノズル11による小型電子部品2aの吸着保持姿勢が認識される。
【0076】
このように認識された夫々の小型電子部品2aの夫々の方向における吸着保持姿勢と、予め制御装置9に入力されている夫々の小型電子部品2aの装着姿勢とが、制御装置9において比較されて、両者間の位置ずれ量が認識される。
【0077】
その後、XYロボット12により移動されているヘッド部10が、基板3の上方に移動されて、一番目に実装動作が行われる吸着ノズル11により吸着保持されている小型電子部品2aと、基板3の実装位置との位置合わせが行われる。この位置合わせの際、例えば、制御装置9にて認識された上記位置ずれ量に基づいて、吸着ノズル11の軸芯回りの回転方向における位置ずれの補正が、ヘッド部10の回転装置54により行われ、基板3の実装表面と平行な方向における位置ずれの補正が、XYロボット12により行われる。さらに、その後、ヘッド部10の昇降装置53により吸着ノズル11が下降されて小型電子部品2aの上記実装位置への実装が行われるが、この下降の際に、吸着ノズル11の軸芯方向における位置ずれの補正が、昇降装置53により行われる。同様な手順で、その他の吸着ノズル11についても、上記夫々の位置ずれに基づいて、上記夫々の補正が組み合わされて行われながら、夫々の小型電子部品2aが基板3に実装される。
【0078】
また、この夫々の吸着ノズル11の昇降動作による夫々の小型電子部品2aの実装動作が行なわれる際には、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40は、基板3の上方領域以外の位置である右側固定位置P3に位置されているため、上記実装動作のために下降されるいずれの吸着ノズル11とも干渉することが未然に防止されている。なお、右側固定位置P3に位置されている撮像フレーム24は、画像の撮像を目的とした移動ではないため、その位置を固定する場合、あるいは固定しない場合のいずれの場合であってもよい。また、上記説明においては、右側固定位置P3に撮像フレーム24が移動される場合について説明したが、このような場合に代えて、図5の左側固定位置に移動されるような場合であってもよい。
【0079】
なお、ヘッド部10の夫々の吸着ノズル11に吸着保持されている小型電子部品2aの中には、その吸着保持姿勢が正常な状態ではなく、上記夫々の補正を施したとしても、基板3に装着すれば、装着不良が発生するような場合がある。このような問題は、電子部品2の形状が小型化される程、顕著となる。例えば、図10に示すヘッド部10においては、第5吸着ノズル11−5により吸着保持されている小型電子部品2aが、第5吸着ノズル11−5の軸芯に対して略直交する方向沿いに位置されているべきその部品実装平面が、大きく傾斜された状態で吸着保持されている。さらに、第8吸着ノズル11−8により吸着保持されている小型電子部品2aが、第8吸着ノズル11−8の軸芯沿いの方向と、その部品実装平面とが略平行とされた状態、すなわち、小型電子部品2aの側面が吸着ノズル11にて吸着保持された状態で吸着保持されている。
【0080】
このような状態で吸着保持されているような場合にあっては、可動撮像装置20により、夫々の小型電子部品2aをその下側から撮像した画像からだけでは、夫々の吸着保持姿勢が正常ではないということを、制御装置9において認識することが困難な場合があり、このような場合にあっては、上記夫々の小型電子部品2aがそのまま実装動作が行われ、実装不良を発生させる場合がある。
【0081】
しかしながら、可動撮像装置20による小型電子部品2aの下側からの画像の撮像に加えて、部品厚み撮像装置40により、小型電子部品2aをその横側からも撮像することにより、制御装置9において、小型電子部品2aの吸着保持姿勢を下側及び横側からの2方向からの画像に基づいて認識することができる。これにより、制御装置9において、上記2方向からの画像のいずれかに異常があった場合(補正不可能な吸着保持姿勢であった場合)に、その小型電子部品2aの吸着保持姿勢に異常があるものと判断することができ、このような場合には、その小型電子部品2aの実装動作を取りやめること等で、上記実装不良の発生を未然に防ぐことができる。なお、このような小型電子部品2aの吸着保持姿勢に異常が検出されたような場合にあっては、制御装置9より、部品装着装置101のオペレータに対して警報を出力することも可能である。
【0082】
なお、複数の小型電子部品2aを基板3に実装するような場合にあっては、上述の動作を繰り返して行なうことにより、夫々の実装動作を行なうことができる。また、夫々の吸着ノズル11による小型電子部品2aの吸着取出しの際には、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40の移動位置は、上述のように中央固定位置P2に限られるものではなく、右側固定位置P3や左側固定位置P1が用いられるような場合であってもよい。さらに、このような場合に代えて、小型電子部品2aの吸着取出しの際に、夫々の吸着ノズル11と撮像フレーム24との干渉が防止される適当な位置に、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40を位置させておくような場合であってもよい。なお、この吸着取出しの際には、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40の移動位置を固定する必要はない。
【0083】
その後、小型電子部品2aの実装が終了すると、次は、大型電子部品2bの基板3への実装が行なわれることとなる。このような場合にあっては、図13に示すように、撮像移動装置30により可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40を退避位置P4に移動させる。それとともに、XYロボット12によりヘッド部10を部品供給部6の上方ヘ移動させる。
【0084】
その後、上記小型電子部品2aの吸着取出しの動作と同様な手順にて、部品供給部6より夫々の大型電子部品2bの吸着取出しを行なう。この吸着取出しの際に、可動撮像装置20と部品厚み撮像装置40とは、退避位置P4に位置されているため、吸着取出しにために下降される夫々の吸着ノズル11及び吸着取出しされた大型電子部品2bと干渉することが未然に防止されている。
【0085】
当該吸着取出しの後、XYロボット12によりヘッド部10が図示X軸方向又はY軸方向に移動されて、固定用撮像カメラ5の上方へと移動される。XYロボット12により夫々の吸着ノズル11により吸着保持された大型電子部品2bが、固定用撮像カメラ5の上方の撮像位置を通過するように移動されながら、夫々の大型電子部品2bの上記撮像位置の通過の際に、固定用撮像カメラ5が備える電子シャッター等を用いて、夫々の大型電子部品2bの画像が順次撮像される。当該撮像が完了すると、ヘッド部10が備える夫々の吸着ノズル11のうちの最初に部品実装が行なわれる吸着ノズル11が、基板3の部品実装位置の上方に位置されるように、XYロボット12によるヘッド部10の移動が行なわれる。
【0086】
それとともに、固定用撮像カメラ5により撮像された画像に基づいて、夫々の大型電子部品2bの吸着ノズル11による保持姿勢が制御装置9により認識される。その後、夫々の吸着ノズル11による基板3への夫々の大型電子部品2bの実装動作が、上記認識結果に基づいて補正されながら順次行なわれる。この実装動作については、小型電子部品2aの場合と同様である。
【0087】
また、この実装動作の際には、XYロボット12によりヘッド部10が基板3の上方及びその周囲近傍を移動されることとなるが、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40は、退避位置P4に位置された状態であるため、吸着ノズル11に吸着保持された大型電子部品2bや基板3に実装された大型電子部品2bと、撮像フレーム24とが干渉することが未然に防止されている。言い換えれば、退避位置P4は、大型電子部品2bの吸着取出しから、基板3への部品実装のためのヘッド部10の移動領域以外の位置に配置させて、上記干渉を未然に防止する必要がある。
【0088】
また、図13に示すように、X軸ビーム13aにおける退避位置P4に位置された状態の可動撮像装置20及び部品厚さ撮像装置40は、Y軸ロボット14によるX軸ビーム13aの図示Y軸方向の進退移動に伴って、ステージ15により保持されている基板3の図示右側に位置されている基板3、すなわち、基板搬送装置16により次にステージ15に搬送されて保持され、部品実装が施される基板3の上方を移動されることとなる。しかしながら、当該基板3には、まだ、大型電子部品2bは実装されておらず、小型電子部品2aよりもその実装高さが高い電子部品2は実装されていないため、上記移動により、撮像フレーム24と当該基板3上の電子部品2とが干渉することもない。部品実装においては、部品実装装置101の前処理の実装装置にて、基板3に対して電子部品2の実装が行なわれ、当該実装が行われた基板3が部品実装装置101に供給されることもあるが、このような場合であっても、基板3に対しては、小さな電子部品2から順に大きな電子部品2というような実装順序にて部品実装が行なわれる。従って、部品実装装置101に供給される基板3には、少なくとも小型電子部品2aよりも大きな電子部品2は実装されていないこととなる。よって、撮像フレーム24と実装された電子部品2との干渉を防止するための位置である退避位置P4は、基板搬送装置16の上流側に配置させておく必要がある。
【0089】
(変形例1)
次に、本実施形態の変形例にかかる部品実装装置が備える実装ヘッドの一例であるヘッド部210について、その側面図である図14を用いて説明する。
【0090】
図14に示すヘッド部210は、X軸方向におけるヘッド部210と可動撮像装置20との相対的な基準位置を認識するためのノズル状の形状を有する撮像基準部219を備えている点で、ヘッド部10と異なる構成を有しているもののその他の構成はヘッド部10と同じである。以下にこの異なる構成についてのみ説明するものとする。なお、図14は、ヘッド部210が備える可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40を省略した図となっている。
【0091】
図14に示すように、ヘッド部210においては、ヘッド部210が備える夫々の吸着ノズル11の配列に沿うように、その両端部近傍の夫々に、ノズル状の撮像基準部219が備えられている。夫々の撮像基準部219の下方先端部が基準マーク部219aとなっており、この基準マーク部219aの下端の高さ位置が、吸着ノズル11により保持された小型電子部品2aの下面(すなわち、部品撮像平面)の高さ位置と略同じ高さ位置となるように形成されている。
【0092】
図示しない可動撮像装置20により、図示左右いずれかの撮像基準部219の基準マーク部219aの画像を撮像することにより、X軸ロボット13によるヘッド部210のX軸方向の移動位置と、可動撮像装置20の位置との相対的な位置関係を認識することができ、この認識された位置を撮像の基準位置とすることができる。具体的には、制御装置9に、予め基準マーク部219aの画像データを取り込んでおき、可動撮像装置20により撮像された基準マーク部219aの画像と、予め取り込まれている基準マーク部219aの画像データとを、制御装置9にて照合することにより、両画像データが一致する位置を、上記撮像の基準位置として認識することができる。
【0093】
また、このような撮像の基準位置の認識は、ヘッド部210の夫々の吸着ノズル11により保持された電子部品2の画像の撮像の開始前毎に行なわれるが、このような場合に限定されず、必要に応じて行なうような場合であってもよい。
【0094】
このように撮像基準部219を用いることにより、ヘッド部210と可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40との相対的な位置関係を正確に認識することができるため、画像の撮像精度を向上させることができる。また、撮像移動装置30による撮像フレーム24の移動位置の位置精度が多少悪いような場合であっても、停止した状態の撮像フレーム24の位置を高精度にて認識することができるため、撮像移動装置30の機械的剛性が下げることもでき、装置の製作コストを削減することができる。また、例えば、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40を、決められた固定位置に位置させることなく、任意の位置に位置させた状態で、画像の撮像を行うことができるという利点もある。
【0095】
(変形例2)
次に、本実施形態のさらに別の変形例にかかる部品実装装置301について、図15に示す部品実装装置301の模式平面図を用いて説明する。
【0096】
図15に示すように、部品実装装置301は、可動撮像装置として、撮像視野及び分解能の異なる2種類の可動撮像装置を備えている点において、部品実装装置101と異なる構成を有しているものの、その他の構成については同様である。以下に、この異なる構成のみについて説明する。
【0097】
図15に示すように、部品実装装置301は、他方の可動撮像装置よりも、狭視野かつ高分解能を有する第1可動撮像装置320と、この第1可動撮像装置320よりも、広視野かつ低分解能を有する第2可動撮像装置380とを備えている。また、第1可動撮像装置320と第2可動撮像装置380とは、X軸ビーム13aに支持されながら、X軸方向に移動可能となっている。さらに、図15において図示しない撮像移動装置により、第1可動撮像装置320と第2可動撮像装置380とが、互いに独立してX軸方向に進退移動可能となっている。なお、第1可動撮像装置320及び第2可動撮像装置380は、そのカメラ部の視野及び分解能が異なるだけであり、基本的な構成は可動撮像装置20と同じである。なお、第1可動撮像装置320は、例えば、その撮像視野が、6mm×6mm程度であって、より微小なサイズの小型部品2a、例えば、0.6mm×0.3mm〜3.3mm×3.3mm程度の大きさの電子部品の画像の撮像を対象とし、第2可動撮像装置380は、例えば、その撮像視野が、10mm×10mm程度であって、例えば、1.0mm×0.5mm〜7mm×7mm程度の大きさの電子部品の画像の撮像を対象としている。
【0098】
このようにその視野及び分解能が異なる2種類の可動撮像装置を備えさせることにより、例えば、より微小なサイズを有し、かつ、高精度な実装が要求されるような小型電子部品2aの画像の撮像を行うような場合にあっては、制御装置9により第1可動撮像装置320を選択して、夫々の吸着ノズル11により保持されている小型電子部品2aの画像を第1可動撮像装置320により撮像可能に、X軸ロボット13によるヘッド部20の移動を行なって、第1可動撮像装置320による夫々の画像の撮像が行なわれる。一方、上記高精度な実装が要求されないような小型電子部品2aの画像の撮像を行なうような場合にあっては、制御装置9により第2可動撮像装置380を選択して、夫々の吸着ノズル11により保持されている小型電子部品2aの画像を第2可動撮像装置380により撮像可能に、X軸ロボット13によるヘッド部20の移動を行なって、第2可動撮像装置380による夫々の画像の撮像が行なわれる。
【0099】
従って、吸着ノズル11により保持された小型電子部品2aの種類に応じて、適切な可動撮像装置を、第1可動撮像装置320及び第2可動撮像装置380のうちより選択して、確実かつ高精度な画像の撮像を行なうことができる。
【0100】
なお、第1可動撮像装置320及び第2可動撮像装置380の撮像位置は、上述の夫々の固定位置P1、P2、及びP3を用いることができ、さらに、その退避位置についても、基板3の供給側である退避位置P4や、基板3の排出側に配置された退避位置P5を用いることができるが、基板3に実装された大型電子部品2bとの干渉を防止するため、夫々の退避位置は、基板3の供給側である退避位置P4を用いることが望ましい。また、狭視野かつ高分解能の第1可動撮像装置320は、例えば、0.6mm×0.3mm程度のサイズの小型電子部品2aの画像を撮像することができ、広視野かつ低分解能の第2可動撮像装置380は、例えば、10mm×10mm程度の視野を有し、小型電子部品2aの中でも比較的大きなサイズの電子部品の画像の撮像を行なうことができる。
【0101】
なお、上述のように本実施形態においては、例えば、部品厚み撮像装置40が、投光部41及び受光部42により構成されるラインセンサー43を備えるような場合について説明したが、このようなラインセンサー43に代えて、可動撮像装置20のカメラ部23と同様なカメラ部を備えているような場合であってもよい。このような場合であっても、ヘッド部10の上記移動による撮像フレーム24の上記相対的な移動により、上記カメラ部を夫々の吸着ノズル11の配列方向に沿って相対的に移動させることができ、この移動過程において夫々の小型電子部品2aの画像の撮像を行うことができるからである。なお、この場合、上記カメラ部の光軸は、夫々の吸着ノズル11の軸芯及び配列方向と略直交しており、夫々の小型電子部品2aの吸着保持高さと、上記光軸の高さが略同じとされていることが好ましい。
【0102】
また、上述の説明においては、撮像フレーム24は、X軸方向には進退移動化能であるものの、高さ方向には固定されている場合について説明したが、このような場合に代えて、撮像フレーム24をその高さ方向に昇降可能とさせるような場合であってもよい。このような場合にあっては、撮像フレーム24を上昇させることで、大型電子部品2bが実装された基板3の上方に、撮像フレーム24、すなわち、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40を位置させることができるため、大型電子部品2bの実装の際に、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40を退避位置P4等に移動させて退避させるという動作を不要とすることができるという利点がある。
【0103】
また、上述の説明においては、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40が、X軸方向に沿ってその移動位置を自由に選択して移動可能な場合について説明したが、このような場合に代えて、可動撮像装置20及び部品厚み撮像装置40が、X軸方向に沿って、予め決められた位置、例えば、中央固定位置P2と退避位置P4の2つの固定位置での2点間移動のみを行なうような場合であってもよい。このような場合にあっては、撮像移動装置30の構成を簡単なものし、その移動制御も簡単なものとすることができるという利点がある。
【0104】
(第1実施形態の効果)
上記第1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。
【0105】
まず、小型電子部品2aの画像を撮像するための可動撮像装置20を、機械的剛性の高いXYロボット12のX軸ビーム13aに移動可能に備えさせて、可動撮像装置20を中央固定位置P2等の撮像位置に位置させた状態で、可動撮像装置20をX軸方向に移動させることなく、X軸ロボット13によりヘッド部10をX軸方向に移動させることにより、夫々の吸着ノズル11により吸着保持された小型電子部品2aを、可動撮像装置20に対して相対的に移動させながら、夫々の画像の撮像を行なうことができる。従って、当該撮像の際には、可動撮像装置20を停止させた状態で撮像することができるため、移動による振動の発生等を低減することができ、高精度な電子部品の画像の撮像を行なうことができ、高精度な電子部品の実装を行なうことができる。
【0106】
また、小型電子部品2aよりもその実装高さが大きな大型電子部品2bを基板3に実装する際には、可動撮像装置20を基板3の上方の領域以外の領域に配置された退避位置P4に移動させることにより、基板3に実装された大型電子部品2bと撮像フレーム24との干渉を防止しながら大型電子部品2bの実装を行なうことができる。
【0107】
また、部品実装装置101の機台上には、大型電子部品2bの画像を撮像するための固定用撮像カメラ5が備えられていることより、可動撮像装置20を上記退避位置P4に退避させた状態で、吸着ノズル11により吸着保持された大型電子部品2bの吸着保持姿勢の画像の撮像を固定用撮像カメラ5により行なうことができるため、大型電子部品2bの基板3への実装を高精度に行なうことができる。
【0108】
従って、基板3に実装される電子部品2の種類、特にその実装高さの影響を受けることなく、多様化された様々な形態の電子部品の実装に対応することができる。
【0109】
また、可動撮像装置20による夫々の小型電子部品2aの画像の撮像の際には、可動撮像装置20に備えられた固定装置60により、撮像フレーム24をX軸ビーム13aに確実に固定させた状態で当該撮像を行なうため、撮像の際にカメラ部23の位置ズレ等が発生することを未然に防止することができる。また、このように予め定められた中央固定位置P2等の撮像位置に、固定装置60により可動撮像装置20のそのX軸方向における移動位置が確実に固定された状態でヘッド部10の移動が行なわれるため、制御装置9にて、X軸ロボット13によるヘッド部10のX軸方向における移動位置と、当該固定されている撮像位置との位置関係に基づいて、夫々の吸着ノズル11により吸着保持されている小型電子部品2aと可動撮像装置20との相対的な位置関係を容易かつ正確に認識することができる。従って、高精度な電子部品の認識を行なうことができ、高精度な部品実装を提供することができる。
【0110】
また、可動撮像装置20は、ヘッド部10とともにX軸ビーム13aに支持されているため、部品供給部6の上方から基板3の上方へのY軸ロボット14によるX軸ビーム13aのY軸方向の移動を行ないながら、可動撮像装置20による小型電子部品2aの画像の撮像を行うことができるため、部品供給部6の上方から基板3の上方へのヘッド部10の移動に要する時間と、電子部品の画像の撮像に要する時間とを重ねることができる。従って、電子部品の実装に要する時間を短縮化することができ、効率的な部品実装を行うことができる。
【0111】
また、X軸ビーム13aに左側固定位置P1、中央固定位置P2、及び右側固定位置P3というように複数の撮像位置を備えさせ、部品供給部6からのヘッド部10による電子部品2の吸着取出しが行われた位置に基づいて、当該位置から基板3の上方へのヘッド部10の移動距離が最短となるように、上記夫々の撮像位置から最適な撮像位置を選択して、当該選択された位置に可動撮像装置20を移動させて、夫々の電子部品の画像の撮像を行なうことができる。従って、ヘッド部10の上記移動距離を最短化することができ、効率的な電子部品の実装を行なうことができる。
【0112】
また、基板3に実装された大型電子部品2bと撮像フレーム24との干渉を防止するための位置である退避位置P4を、基板搬送装置16における基板3の供給側に位置させることにより、基板搬送装置16によりステージ15から排出のために搬送される基板3に実装されている大型電子部品2bと、撮像フレーム24との干渉を確実に防止することができる。
【0113】
また、ヘッド部210に、可動撮像装置20による上記撮像のためのX軸方向沿いの移動の基準位置を示す撮像基準部219が備えられていることにより、可動撮像装置20により撮像基準部219の基準マーク部219aの画像を撮像することにより、制御装置9にて可動撮像装置20とヘッド部210とのX軸方向における相対的な位置を確実に検出することができ、高精度な画像の撮像を行なうことができる。
【0114】
また、部品実装装置301において、その視野及び分解能が異なる2種類の可動撮像装置として、第1可動撮像装置320と第2可動撮像装置380とを備えさせることにより、小型電子部品2aの中でも、さらにその大きさや要求される実装精度等に応じて、第1可動撮像装置320と第2可動撮像装置380とを選択的に使用することができる。よって、より多様化された電子部品の実装に対応することができる部品実装装置を提供することができる。
【0115】
また、可動撮像装置20において、吸着ノズル11により吸着保持された小型電子部品2aの部品撮像平面Qに、略水平に光を照射する水平光照射部26と、略垂直に光を照射する垂直光照射部25と、略45度に傾斜された光を照射するメイン照射部27とが備えられており、夫々の照射部より小型電子部品2aの部品撮像平面Qに光が照射された状態で、カメラ部23による撮像が行なわれることにより、当該部品撮像平面Qの画像を明確に撮像することができる。特に、微小化された電子部品や多様化された形態の電子部品におけるその微小な形状や特殊な形状を有する部品撮像平面Qに、上記様々な方向よりの光を照射することにより、照度のむらの発生を防止することができる。
【0116】
また、吸着ノズル11により吸着保持された電子部品2の近傍に配置されているメイン照射部27と水平光照射部26とが、夫々の照明部26a及び27aが互いに対向するように、かつ、部品撮像平面Q沿いの平面において、略45度の角度ピッチで交互に配置されていることにより、電子部品2の部品撮像平面Qに対して、さらに、様々な方向より均等な状態の光を照射することができ、照度むらの発生をより確実に防止することができる。また、メイン照射部27と水平光照射部26との構成をコンパクトなものとすることができ、夫々の吸着ノズル11の昇降移動距離を短縮化して、効率的な部品実装を行なうことができる。
【0117】
また、垂直光照射部25は、垂直光照射部25と、部品撮像平面Qとを結ぶ仮想直線V上に配置され、垂直光照射部25からこの仮想直線Vに沿って照射される光を遮断する遮光板28を備えていることにより、垂直光照射部25から仮想直線Vに沿って漏れて照射される光を遮断板28により遮断することができ、電子部品2の部品撮像平面Qに当該光が照射されて、光の照射むらが発生することを防止することができる。
【0118】
また、部品実装装置101が、夫々の吸着ノズル11により吸着保持されている電子部品2の画像を、吸着ノズル11の軸芯沿いの方向から撮像する可動撮像装置20を備えるとともに、さらに加えて、夫々の電子部品2の画像を、吸着ノズル11の軸芯及び配列方向と略直交する方向から撮像する部品厚み撮像装置40を備えていることにより、夫々の電子部品2を互いに略直交する2方向より撮像することができ、上記夫々の方向から撮像された画像に基づいて、夫々の電子部品2の吸着ノズル11による吸着保持姿勢を確実に認識することができる。
【0119】
従来のヘッド部のように、夫々の電子部品2を上記軸芯沿いの方向、すなわち、上記吸着保持されている夫々の電子部品2をその下方側より撮像して、その吸着保持姿勢を認識するような場合において、例えば、電子部品2が小型のチップ部品等の微小な電子部品であり、吸着ノズルの先端に対して斜めにされた状態で吸着保持さているような場合(このような場合が起りやすい)にあっては、上記下方側から撮像された画像からは、このような吸着保持姿勢を認識することが困難であるのに対して、上記第1実施形態の部品実装装置101においては、上記軸芯沿いの方向に加えて、さらに上記方向に略直交する方向(すなわち、横方向)からも夫々の電子部品2の画像を撮像して、上記横方向からの画像に基づいても、電子部品2の吸着保持姿勢を認識しているため、上記斜めに吸着保持された電子部品2の吸着保持姿勢を確実に認識することができる。従って、夫々の吸着ノズル11における電子部品2の吸着保持姿勢を確実かつ正確に認識することができ、この認識結果に基づいて夫々の電子部品2を基板3に装着することができ、高精度な電子部品の実装に対応することができる。
【0120】
また、部品厚み撮像装置40として、吸着ノズル11により保持された電子部品2を介して互いに対向して配置されて撮像フレーム24に固定された投光部41及び受光部42よりなるラインセンサー43が用いられることにより、投光部41より受光部42に向けて照射された光を、電子部品2によりその一部が遮光された状態で受光部42にて受光して、電子部品2を撮像することができるため、この撮像結果である上記光の遮光状態に基づいて、電子部品2の横方向からの吸着保持姿勢を確実かつ正確に認識することができる。また、このようなラインセンサー43を用いることで、部品厚み撮像装置40の構成を簡単なものとするとともに、低いコストで部品厚み撮像装置40を構成することができる。
【0121】
また、可動撮像装置20のカメラ部23と、部品厚み撮像装置40のラインセンサー43とが、1つの撮像フレーム24にともに固定されていることにより、撮像フレーム24に対してヘッド部10を相対的に移動させることにより、夫々の吸着ノズル11により吸着保持された電子部品2の画像を、カメラ部23とラインセンサー43とで略同時的に近い状態で撮像することができる。これにより、撮像に要する時間を短縮化することができ、効率的な撮像を提供することができるとともに、1つの電子部品2の画像を略同時的に、互いに異なる2つの方向から撮像することができるため、より確実に電子部品2の吸着保持姿勢の認識を行うことが可能となる。
【0122】
また、従来の撮像装置(本実施形態の可動撮像装置20に該当するような撮像装置)による夫々の電子部品の画像の撮像の際には、上記夫々の吸着ノズルに対して、上記従来の撮像装置を、上記夫々の吸着ノズルの配列方向に沿って移動させることとなるが、このような移動を行なう移動装置には、ボールねじ軸部とこれに螺合されたナット部とが用いられたボールねじ機構が用いられている。しかしながら、上記ボールねじ軸部を回転駆動させる駆動モータよりの発熱が、上記ボールねじ軸部に伝熱されることにより、上記ボールねじ軸部の熱膨張が発生し、上記ボールねじ軸部に対する上記ナット部の移動位置、すなわち、上記撮像装置の移動位置を正確に検出することができない場合が生じ、このような場合にあっては、上記従来の撮像装置による上記夫々の部品の画像の撮像や認識を正確に行うことができず、高精度な部品実装に対応できないという問題点がある。
【0123】
しかしながら、本実施形態の可動撮像装置20の移動を行う撮像移動装置30は、硬質ゴム等をその主材料とする駆動ベルト31を介して、撮像フレーム24の上記移動を行なっているため、駆動モータ34の発熱を、駆動ベルト31介して撮像フレーム24に伝達され難くすることができる。従って、当該熱によるカメラ部23等への影響を防止することができる。
【0124】
(第2実施形態)
なお、本発明は上記第1実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第2実施形態にかかる部品実装装置401は、上記第1実施形態のカメラ部23に相当するカメラ部423をヘッド部410が備える夫々の吸着ノズル11に一対一に対応して、互いの位置関係が常時固定されるように、ヘッドフレーム452に固定されて備えられており、X軸ビーム13aにX軸方向に移動可能に支持された撮像フレーム424に固定された反射ミラー及び夫々の照射部に対して、夫々の吸着ノズル11及び夫々のカメラ部423が相対的に移動されることにより、夫々の小型電子部品2aの画像の撮像を行うことができるという構成を有しており、それ以外の構成は、上記第1実施形態の部品実装装置101と同様である。以下に、この異なる構成についてのみ説明するものとする。
【0125】
このような部品実装装置401の部分的な模式平面図を図16に示す。図16に示すように、部品実装装置401は、ヘッド部10と略同様な構成を有するヘッド部410と、ヘッド部410のヘッドフレーム452に固定され、かつ、後述する反射ミラーがその光軸上に配置されることにより、夫々の吸着ノズル11により保持された小型電子部品2aの画像を撮像可能に、夫々の吸着ノズル11と一対一に対応するように配置された8個のカメラ部423とを備えている。さらに、部品実装装置401は、上記第1実施形態の可動撮像装置20からカメラ部23のみが取り除かれた状態の反射ミラー421及び422、照射部425(上記第1実施形態の水平光照射部、垂直光照射部、及びメイン照射部をまとめて照射部425というものとする)、及び反射ミラー421、422及び照射部425を夫々の配置関係を保持しながら支持する撮像フレーム424とを備えている。また、撮像フレーム424は、X軸方向に沿って移動可能にX軸ビーム13aに支持されており、図示しない撮像移動装置(上記第1実施形態の撮像移動装置30と同様な構造を有する)により、X軸方向に沿って進退移動させることが可能となっている。なお、ヘッド部410における1本の吸着ノズル11の軸心の下方に撮像フレーム424を位置させた状態において、当該吸着ノズル11に対応するカメラ部423と、反射ミラー421、422、及び照射部425との配置関係を、上記第1実施形態における図6の状態とすることができる。夫々の吸着ノズル11の軸心の下方に、撮像フレーム424を順次位置させることで、夫々の吸着ノズル11に対応する夫々のカメラ部423を、上記配置関係とすることができる。なお、撮像フレーム424と夫々のカメラ部423とは互いに干渉することがないように配置されている。
【0126】
このような構成を有する部品実装装置401において、夫々の小型電子部品2aの画像の撮像手順について説明する。
【0127】
図16の部品実装装置401において、XYロボット12によりヘッド部410を部品供給部6の上方に移動し、夫々の吸着ノズル11により小型電子部品2aの吸着取出しを行なう。それとともに、撮像フレーム424に固定された反射ミラー421及び422、並びに照射部425を、X軸ビーム13aにおける撮像位置P6に位置させて、当該移動位置を図示しない固定装置により固定する。
【0128】
その後、XYロボット12による部品供給部6の上方から基板3の上方ヘのヘッド部410の移動を開始する。それとともに、X軸ロボット13によるヘッド部410の図示X軸方向左向きへの移動を行なう。この移動により、撮像位置P6に位置されて固定されている撮像フレーム424の上方を、夫々の吸着ノズル11を順次通過させる。当該通過の際に、具体的には、吸着ノズル11の軸心が、反射ミラー422の略中心に位置されたときに、当該吸着ノズル11に対応するカメラ部423の電子シャッターを作動させて、当該吸着ノズル11により吸着保持されている小型電子部品2aの画像を、反射ミラー422及び421を介して、カメラ部423に入射して撮像することができる。全ての吸着ノズル11の軸心が反射ミラー422の上方を通過させて、夫々の小型電子部品2aの画像の撮像を行なった後、撮像フレーム424の上記固定を解除して、基板3の上方の領域以外の位置に移動させるとともに、XYロボット12によりヘッド部410を基板3の上方に移動させる。当該移動後、夫々の吸着ノズル11により保持された小型電子部品2aを基板3の夫々の実装位置に、上記撮像された画像の認識処理の結果に基づいて実装する。
【0129】
なお、図示しないが、撮像フレーム424には上記第1実施形態の部品厚み撮像装置40が備えられており、上記夫々のカメラ部42による画像の撮像とともに、部品厚み撮像装置40による撮像も行なうことができるのは、上記第1実施形態と同様である。
【0130】
また、夫々のカメラ部423には、その画像の撮像に要する時間が短いという特徴を有するいわゆるシャッターカメラを用いることができる。このようなシャッターカメラとしては、例えば、NTSC仕様のCCDカメラがある。このようなシャッターカメラにて電子シャッターを用いる場合には、CCDに画像を取り入れる時間を電気的に制御して、画像を取り入れる時間だけ、当該CCDを露光させることにより行なわれる。また、このような露光に必要な光の量は、照明部325に用いられているLEDの発光強さと発光時間の積分となる。このような露光の際に被撮像物が相対的に移動していると、その分だけ撮像された画像がぶれることとなる。例えば、上記第1実施形態において、例えば、950mm/sにて被撮像物である電子部品1がカメラ部23に対して相対的に移動するような場合にあっては、例えば、50μsの時間だけ露光させると、撮像された画像は約50μm程度ぶれることとなる。ただし、これまでの実績からも、画像のぶれが50μm程度なら、電子部品2aの実装精度に影響がないような画像の撮像が行なえることが確認されている。また、上記第1実施形態においては、上記露光のための光量を確実に確保するために、当該露光の前後においても余裕をとってLEDの発光を行なっているため、結果的には、例えば、LEDは100μs程度の時間だけ発光させていることとなる。また、電子シャッターとして用いる場合にあっては、瞬間的に大量の光を被対象物に照射させて、露光時間を短くすることにより、正確な画像の撮像を行なうことができるものの、このようなLEDの発光強さは、そのままLEDの寿命と反比例することとなる。
【0131】
一方、本第2実施形態においては、夫々の吸着ノズル11と夫々のカメラ部423との相対位置が固定されているため、照射部425におけるLEDの発光強さを弱くして、露光時間を長くすることができる。従って、LEDの寿命を延ばすことができる。例えば、露光時間を200μs、LEDの発光強さを第1実施形態に対して1/4とし、照射時間を300μsとすることで夫々の画像の撮像を行なうことができる。
【0132】
また、このような場合に代えて、その他通常のカメラを用いるような場合であってもよい。このような通常のカメラを用いる利点としては、シャッターカメラに比してそのコストが安価であり、撮像の際にフラッシュ式のような瞬間的な強度の照度が要求されず、LEDの発光強さをさらに低減させることができ、照射部425の寿命を延ばすことができるということがある。
【0133】
上記第2実施形態によれば、夫々のカメラ部423と夫々の吸着ノズル11との配置関係を常時固定することができるため、撮像の際における互いの位置ズレの発生等を防止することができ、高精度な画像の撮像を行なうことができる。特に、カメラ部423と吸着ノズル11との関係が固定されていることから、互いの相対的な移動を行なう必要がなく、画像の撮像のタイミングを高精度に管理して制御する必要を無くすことができ、制御装置の負荷を軽減することができる。
【0134】
また、当該撮像は、撮像フレーム424に固定された反射ミラー421及び422、並びに照射部425に対して、夫々の吸着ノズル11及びカメラ部423を相対的に移動させることにより行なうことができるため、撮像フレーム424に支持される構成部材の重量を軽減し、小型化を図ることができる。特に、その重量が比較的重い構成部材であるカメラ部423をヘッドフレーム452に固定させたことにより、撮像フレーム424をより小型化することができる。
【0135】
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。
【0136】
【発明の効果】
本発明の上記第1態様によれば、第1部品の画像を撮像するための可動撮像装置を、機械的剛性の高いヘッド移動装置の支持部材に移動可能に備えさせて、上記可動撮像装置を撮像位置に位置させた状態で、上記可動撮像装置を第1方向に移動させることなく、第1方向移動部により実装ヘッドを上記第1方向沿いに移動させることにより、夫々の部品保持部材により保持された上記第1部品を、上記可動撮像装置に対して相対的に移動させながら、夫々の画像の撮像を行なうことができる。従って、当該撮像の際には、上記可動撮像装置を上記第1方向に停止させた状態で撮像することができるため、移動による振動の発生等を低減することができ、高精度な部品の画像の撮像を行なうことができ、制御装置にて、当該撮像結果の基づいて、高精度な部品の実装を行なうことができる。
【0137】
また、上記第1部品よりもその実装高さが大きな部品である第2部品を基板に実装する際には、撮像移動装置により上記可動撮像装置を、ヘッド移動装置による上記実装ヘッドの部品実装のための移動領域を退避可能な位置である退避位置に移動させることにより、上記基板に実装された上記第2部品と可動撮像装置との干渉を防止しながら上記第2部品の実装を行なうことができる。
【0138】
また、このような上記可動撮像装置による上記夫々の第1部品の画像の撮像は、上記ヘッド移動装置による上記部品供給部から上記基板の上方ヘの上記実装ヘッドの移動過程において、当該移動に要する時間と、上記撮像に要する時間を重ねるようにして行なうことができるため、効率的な部品実装を行なうことができる。
【0139】
従って、上記基板に混載して実装される上記第1部品及び上記第2部品というような部品の種類、特にその実装高さの影響を受けることなく、効率的な部品の画像の撮像を行なうができるとともに、多様化された様々な形態の部品の実装に対応することが可能となる。
【0140】
本発明の上記第2態様によれば、部品実装装置の本体側に固定された上記第2部品の画像を撮像するための固定撮像装置が備えられていることより、上記可動撮像装置を上記退避位置に退避させた状態で、上記夫々の部品保持部材により保持された上記第2部品の保持姿勢の画像の撮像を上記固定撮像装置により行なうことができるため、上記第2部品の上記基板への実装を、当該撮像結果に基づいて高精度に行なうことができる。
【0141】
本発明の上記第3態様によれば、上記可動撮像装置による上記夫々の第1部品の画像の撮像の際には、上記可動撮像装置に備えられた固定部により、上記可動撮像装置を上記支持部材に確実に固定させた状態で当該撮像を行なうため、上記撮像の際に上記可動撮像装置に位置ズレ等が発生することを未然に防止することができる。従って、高精度な部品の撮像及び認識を行なうことができ、高精度な部品実装を提供することができる。
【0142】
本発明の上記第4態様によれば、複数の上記撮像位置が備えられていることにより、上記制御装置において、上記ヘッド移動装置による上記部品供給部から上記基板の上方への上記実装ヘッドの移動距離が最短となるように、上記複数の撮像位置から1つの上記撮像位置を選択し、当該選択された撮像位置において、上記撮像を行なうことができる。従って、上記実装ヘッドの上記移動距離を最短化することができ、効率的な部品の実装を行なうことができる。
【0143】
本発明の上記第5態様によれば、上記基板に実装された上記第2部品と、上記可動撮像装置との干渉を防止するための上記退避位置が、基板保持部に対して基板搬送装置の上記基板の供給側に配置されていることにより、上記基板保持部より排出のために搬送される上記基板に実装された上記第2部品と、上記可動撮像装置との干渉を確実に防止することができる。
【0144】
本発明の上記第6態様によれば、上記可動撮像装置の下端が、上記基板に実装された上記第1部品の上端よりも高く、かつ、上記基板に実装された上記第2部品の上端よりも低くなるように、上記支持部材により上記可動撮像装置が支持されていることにより、上記基板への上記第1部品の実装の際には、上記可動撮像装置を上記退避位置に移動させることなく実装を行なうことができ、上記第2部品の実装の際のみ、上記可動撮像装置を上記退避位置に移動させて、上記第2部品と上記可動撮像装置との干渉を防止するというように、上記可動撮像装置を必要最小限の大きさとすることができる。従って、上記実装ヘッドの上記夫々の部品保持部材と上記基板との間の距離を短縮化することができ、効率的な部品実装を行うことができる。
【0145】
本発明の上記第7態様によれば、上記制御装置は、一の上記部品保持部材による上記第1部品の保持と、他の上記部品保持部材による上記第2部品の保持とが、同時的に行なわれることを防止しながら、上記複数の部品保持部材による上記複数の部品の保持を行なうことにより、上記実装高さが異なる上記第1部品及び上記第2部品を選択的に上記複数の部品保持部材に保持させることができ、上記第6態様による効果と同様な効果を得ることができる。
【0146】
本発明の上記第8態様によれば、上記実装ヘッドが、上記可動撮像装置による上記撮像のための上記第1方向沿いの移動の基準位置を示す撮像基準部を備え、上記可動撮像装置により上記撮像基準部の画像を撮像させることにより、上記第1方向沿いの基準位置を認識可能であることにより、上記実装ヘッドと、上記可動撮像装置の上記第1方向沿いの相対的な位置関係を正確に認識することができる。従って、高精度な画像の撮像を行なうことができ、高精度な部品実装を行なうことができる。
【0147】
本発明の上記第9態様によれば、撮像視野及び分解能の異なる2種類の上記可動撮像装置として、他方の上記可動撮像装置よりも、狭視野かつ高分解能を有する第1可動撮像装置と、上記第1可動撮像装置よりも、広視野かつ低分解能を有する第2可動撮像装置とを備えさせることにより、上記夫々の部品保持部材により保持された上記第1部品の種類に応じて、上記第1可動撮像装置又は上記第2可動撮像装置を選択して、上記夫々の第1部品の画像の撮像を行うことができる。よって、より微小化されたあるいは多様化された形態を有する上記部品の実装に対応することができるとともに、その実装精度の要求に応じた精度の高い実装を行なうことができる。
【0148】
本発明の上記第10態様によれば、上記可動撮像装置が、上記第1部品における画像が撮像される部品撮像平面に対して、大略水平方向の光を直接的に照射する水平光照射部と、上記部品撮像平面に対して大略垂直方向に当該光を照射する垂直光照射部と、上記部品撮像平面に対して、上記水平方向及び上記垂直方向の略中間の角度に傾斜された光を直接的に照射する傾斜光照射部とを備えていることにより、上記水平光照射部、上記垂直光照射部、及び上記傾斜光照射部の夫々により同時的に上記夫々の光を照射した状態で、撮像素子部により上記第1部品の画像の撮像を行うことができる。従って、より多様化されて様々な形態を有する上記第1部品の上記部品撮像平面に対して、様々な方向から光を照射することができるため、上記部品撮像平面の照度むらの発生を低減することができる。よって、上記可動撮像装置により上記夫々の第1部品の画像を高精度に撮像することができ、高精度な実装を行なうことができる。
【0149】
本発明の上記第11態様又は上記第12態様によれば、上記傾斜光照射部は、上記部品保持部材の軸心を対称軸として対称にかつ互いに対向して配置された複数の傾斜光用の照明部を備え、上記水平光照射部は、上記部品保持部材の軸心を対称軸として対称に、互いに対向して配置された複数の水平光用の照明部を備え、上記夫々の照明部が、上記部品保持部材の軸心上及びその周囲に形成される上記垂直光照射部による上記大略垂直方向の光の通過領域の外周近傍に配置されていることにより、上記夫々の照明部の配置構成をコンパクトなものとすることができる。さらに、上記傾斜光照射部は、2組の上記傾斜光用の照明部を有し、上記水平光照射部は、2組の上記水平光用の照明部を有し、上記第1部品の部品撮像平面沿いの平面において、上記傾斜光用の照明部と上記水平光用の照明部とが交互に、略45度の角度ピッチにて配置されていることにより、さらにコンパクトな配置構成とすることができるとともに、夫々の上記照明部から照射される光を、上記第1部品の部品撮像平面に均等な状態の光として照射することができる。従って、上記可動撮像装置をコンパクトなものとすることができるとともに、上記部品撮像平面における照度むらを低減し、より多様化された形態の部品の画像の撮像を、効率的かつ高精度に行なうことができる。
【0150】
本発明の上記第13態様によれば、上記垂直光照射部は、上記垂直光照射部と上記第1部品の撮像平面とを結ぶ仮想直線上に配置され、上記垂直照射部から上記部品の撮像平面に上記仮想直線に沿って照射される光を遮断する遮光板を備えていることにより、上記垂直照射部から漏れる光が、上記部品撮像平面に照度むらとなることを防止することができ、高精度な撮像を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態にかかる部品実装装置の模式平面図である。
【図2】 上記第1実施形態のヘッド部及び可動撮像装置の側面図である。
【図3】 図2のヘッド部及び可動撮像装置のA−A線断面図である。
【図4】 ヘッド部及び可動撮像装置の模式的な斜視図である。
【図5】 部品実装装置の模式平面図であり、夫々の固定位置を示す図である。
【図6】 可動撮像装置の部分拡大側面図である。
【図7】 図6の可動撮像装置の水平光照射部とメイン照射部のB−B線矢視図である。
【図8】 図6の可動撮像装置の垂直光照射部のC−C線矢視図である。
【図9】 撮像フレームに備えられた部品厚み撮像装置の構成を示す模式説明図である。
【図10】 ヘッド部、可動撮像装置、及び部品厚み撮像装置の模式的な側面図である。
【図11】 ヘッド部が部品供給部の上方に位置された状態を示す、部品実装装置の模式平面図である。
【図12】 ヘッド部による部品実装が行われている状態を示す、部品実装装置の模式平面図である。
【図13】 可動撮像装置が退避位置に位置された状態を示す、部品実装装置の模式平面図である。
【図14】 上記第1実施形態の変形例にかかるヘッド部の側面図である。
【図15】 上記第1実施形態のさらに別の変形例にかかる部品実装装置の模式平面図である。
【図16】 本発明の第2実施形態にかかる部品実装装置の部分拡大模式平面図である。
【符号の説明】
2…電子部品、2a…小型電子部品、2b…大型電子部品、3…基板、5…固定用撮像カメラ、6…部品供給部、7…パーツカセット、8…ノズル交換部、9…制御装置、10…ヘッド部、11…吸着ノズル、12…XYロボット、13…X軸ロボット、13a…X軸ビーム、14…Y軸ロボット、15…ステージ、16…基板搬送装置、20…可動撮像装置、21…反射ミラー、22…反射ミラー、23…カメラ部、24…撮像フレーム、25…垂直光照射部、26…水平光照射部、27…メイン照射部、28…遮光板、30…撮像移動装置、31…駆動ベルト、32…駆動ローラ、33…案内ローラ、34…駆動モータ、40…部品厚み撮像装置、41…投光部、42…受光部、43…ラインセンサー、60…固定装置、101…部品実装装置、219…撮像基準部、320…第1可動撮像装置、380…第2可動撮像装置、P1…左側固定位置、P2…中央固定位置、P3…右側固定位置、P4…退避位置、Q…部品撮像平面。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes a plurality of component holding members, captures an image of the component held by each of the component holding members, recognizes the holding posture, and places each of the components on a board based on the recognition result. The present invention relates to a component mounting apparatus to be mounted.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of component mounting apparatus, a mounting head including each suction nozzle, which is an example of a component holding member, is positioned above a component supply unit from which a plurality of components are removably supplied. In the process of moving the mounting head from the component supply unit to the upper side of the substrate, the image pickup device for picking up the image of the component is moved together with the mounting head. By taking an image of each of the components and overlapping the time required for the imaging and the time required for the movement, the time required for the component mounting can be shortened and efficient component mounting can be achieved. Realization is performed (for example, refer to Patent Document 1).
[0003]
In recent years, electronic circuits produced by mounting components on such boards not only reduce the product cost by efficiently mounting components, but also increase the demands from the market. In order to respond to the production of functionalized electronic circuits, it is strongly hoped that components that are increasingly miniaturized can be mounted on a board with high accuracy and reliability, and that various types of components that are increasingly diversified can be mounted. It is rare.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-335793
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional component mounting apparatus has the following problems.
[0006]
First, in order to efficiently capture the image of the component sucked and held by each of the suction nozzles, the imaging device moves together with the mounting head, but the image of the component sucked and held by the suction nozzle is Since an image is picked up using the lower surface as a component image pickup plane, a reflection mirror of the image pickup device is arranged below the suction nozzle. Therefore, when the mounting head is moved above the board, the reflection mirror or the like of the imaging device is positioned below the lower end of each suction nozzle, and the mounting height of the components already mounted on the board Depending on (or the formation height), there is a problem that interference (collision) between the component and the reflection mirror may occur. In cases where such interference is to be prevented in advance, the type of components mounted on the board (especially the height of the components) will be restricted, and various types of components will be mounted. There is a problem that it is not possible to cope with.
[0007]
Further, in order to cope with such high-precision component mounting, it is necessary to clearly capture the image of the component imaging plane of the component sucked and held by the suction nozzle. Even if the image of the image of the general-purpose component can be dealt with by simply illuminating the image of the image, the image of the miniaturized component or the diversified form of the component can be obtained. Unevenness of illuminance or the like may occur on a component imaging plane having a special shape or a special shape. In such a case, the image of each of the above components cannot be clearly captured, and a high accuracy There is a problem that parts cannot be mounted.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and includes a plurality of component holding members, and captures images of the components held by the respective component holding members to recognize the holding posture. In the component mounting in which each of the components is mounted on the substrate based on the recognition result, it is possible to perform highly accurate recognition of components having a miniaturized or diversified form and efficient component mounting. An object of the present invention is to provide a component mounting apparatus capable of performing the above.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, as a plurality of components, a plurality of first components and a second component having a higher mounting height than the first component can be mixedly mounted on the substrate. In component mounting equipment,
A component supply unit for supplying the plurality of components in a removable manner;
A board holding unit for holding the board on which each of the supplied components is mounted in a releasable manner;
A plurality of component holding members that hold the components in a releasable manner are arranged in a row, a first direction that is substantially along the surface of the substrate and that is along the arrangement direction of the respective component holding members. A plurality of the plurality of components that are movable in a direction and a second direction that is substantially along the surface of the substrate and perpendicular to the first direction, and that are supplied from the component supply unit. And a mounting head for mounting each of the held components on the substrate,
A support member that supports the mounting head so as to be movable in the first direction; a first direction moving portion that moves the mounting head in the first direction; and the support member and the first direction in the second direction. A second-direction moving unit that moves the moving unit, and moves the mounting head in the first direction or the second direction between the component supply unit and the substrate held by the substrate holding unit. A head moving device;
A movable imaging device capable of capturing an image of the first component supported by the support member movably in the first direction and held by the component holding member in a direction along an axis of the component holding member; ,
Independently of the movement of the mounting head by the first direction moving unit, the movable imaging device can be moved along the first direction, and is a position along the first direction in the support member. , An imaging position of the movable imaging device capable of capturing an image of the first component held by each of the component holding members, and a position where a moving region for mounting the component of the mounting head by the head moving device can be retracted An imaging moving device that moves the movable imaging device while preventing interference with the mounting head between the retracted position and
In the process of moving the mounting head from the component supply unit above the substrate by the head moving device,
When the first component supplied from the component supply unit is held by the component holding member, the movable imaging device is moved to the imaging position by the imaging moving device, and the first direction is detected at the imaging position. While the mounting head is moved in the first direction by the moving unit, images of the first components are sequentially captured by the movable imaging device, and the first components are disposed on the substrate based on the imaging result. To implement sequentially,
When the second component supplied from the component supply unit is held by the component holding member, the movable imaging device is moved to the retracted position by the imaging moving device, and the second component mounted on the substrate is used. There is provided a component mounting apparatus comprising: a control device that sequentially mounts each of the second components on the substrate while preventing interference between the component and the movable imaging device.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, an image of the second component fixed to the main body side of the component mounting apparatus and held by the component holding member can be taken in a direction along the axis of the component holding member. A further fixed imaging device,
When the second component is held by the component holding member in the process of moving the mounting head from the component supply unit to above the substrate by the head moving device, the control device moves the imaging moving device. To move the movable imaging device to the retracted position, and to move the mounting head so that the second parts pass above the fixed imaging device by the first direction moving unit and the second direction moving unit. While moving, images of the respective second components are sequentially captured by the fixed imaging device, and based on the imaging results while preventing interference between the second component mounted on the substrate and the movable imaging device. Thus, the component mounting apparatus according to the first aspect in which the respective second components are sequentially mounted on the substrate is provided.
[0012]
According to the third aspect of the present invention, the imaging moving device further includes a fixing portion that releasably fixes the movable imaging device to the support member at the imaging position,
The control device moves the mounting head by the first direction moving unit in a state where the imaging device is fixed to the support member by the fixing unit, and captures images of the respective first components. A component mounting apparatus according to the first aspect or the second aspect is provided.
[0013]
According to the fourth aspect of the present invention, the movable imaging device has a plurality of the imaging positions,
The control device selects one imaging position from the plurality of imaging positions so that the moving distance of the mounting head from the component supply unit to the upper side of the substrate by the head moving device is the shortest, and The component mounting apparatus according to any one of the first aspect to the third aspect, in which the movable imaging device is positioned at the selected imaging position by the imaging moving device, and an image of each of the first components is captured. I will provide a.
[0014]
According to the fifth aspect of the present invention, the substrate that is supplied to one end of the component mounting apparatus and on which the respective components are mounted is conveyed and supplied to the substrate holding portion along the first direction. A board transport device for transporting and discharging the board on which the respective components are mounted from the board holding unit to the other end of the component mounting apparatus along the first direction;
The component mounting apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the retracted position of the movable imaging device is arranged on the substrate supply side of the substrate transfer device with respect to the substrate holding unit. I will provide a.
[0015]
According to the sixth aspect of the present invention, the lower end of the movable imaging device is higher than the upper end of the first component mounted on the substrate and is higher than the upper end of the second component mounted on the substrate. The component mounting apparatus according to any one of the first to fifth aspects, in which the movable imaging device is supported by the support member so as to be lowered.
[0016]
According to the seventh aspect of the present invention, the control device simultaneously holds the first component by one of the component holding members and the second component by another of the component holding members. The component mounting apparatus according to any one of the first to sixth aspects is provided in which the plurality of components are held by the plurality of component holding members while being prevented.
[0017]
According to an eighth aspect of the present invention, the mounting head includes an imaging reference unit that indicates a reference position of movement along the first direction for the imaging by the movable imaging device,
The control device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the reference position along the first direction can be recognized by causing the movable imaging device to capture an image of the imaging reference unit. A component mounting apparatus is provided.
[0018]
According to the ninth aspect of the present invention, as the two types of movable imaging devices having different imaging fields of view and resolution, the first movable imaging device having a narrower field of view and higher resolution than the other movable imaging device, and the first A second movable imaging device having a wider field of view and lower resolution than the one movable imaging device;
The imaging moving device is capable of moving the first imaging device and the second imaging device independently of each other along the arrangement direction of the respective component holding members,
The control device selects the first movable imaging device or the second movable imaging device according to the type of the first component held by each of the component holding members, and selects each of the first components. A component mounting apparatus according to any one of the first to eighth aspects for capturing an image is provided.
[0019]
According to a tenth aspect of the present invention, the movable imaging device comprises:
An image sensor unit capable of capturing an image of the first component held by the component holding member along the optical axis with an axis different from the axis of the component holding member as the optical axis;
A reflection unit configured to reflect the image of the first component in the direction along the axis of the component holding member along the optical axis of the imaging element unit and to enter the imaging element unit;
A horizontal light irradiator that directly irradiates light in a substantially horizontal direction with respect to a component imaging plane on which the image of the first component is captured, which is a plane orthogonal to the axis of the component holding member;
Vertical light irradiation that irradiates light substantially along the optical axis and reflects the light in a direction along the axis by the reflecting portion so as to irradiate the light in a direction substantially perpendicular to the component imaging plane. And
An inclined light irradiation unit that directly irradiates light inclined at an approximately intermediate angle between the horizontal direction and the vertical direction with respect to the component imaging plane;
The control device simultaneously performs the above-described component imaging plane of the first component held by the component holding member by each of the horizontal light irradiation unit, the vertical light irradiation unit, and the inclined light irradiation unit. The component mounting apparatus according to any one of the first aspect to the ninth aspect, in which an image of the first component is captured by the imaging element unit in a state where each light is irradiated.
[0020]
According to an eleventh aspect of the present invention, the inclined light irradiating unit includes a plurality of inclined light illuminating units arranged symmetrically and opposite each other with the axis of the component holding member as an axis of symmetry,
The horizontal light irradiating unit includes a plurality of horizontal light illuminating units arranged opposite to each other symmetrically about the axis of the component holding member as an axis of symmetry,
Each said illumination part is described in the 10th aspect arrange | positioned in the outer periphery vicinity of the said substantially perpendicular | vertical light passage area | region by the said vertical light irradiation part formed in the axial center of the said component holding member, and its circumference | surroundings. A component mounting apparatus is provided.
[0021]
According to a twelfth aspect of the present invention, the inclined light irradiating unit has two sets of the illuminating units for the inclined light, and the horizontal light irradiating unit has two sets of the illuminating units for the horizontal light. And
In the eleventh aspect, in the plane along the component imaging plane of the first component, the illumination unit for inclined light and the illumination unit for horizontal light are alternately arranged at an angle pitch of approximately 45 degrees. A component mounting apparatus is provided.
[0022]
According to the thirteenth aspect of the present invention, the vertical light irradiation unit is disposed on a virtual straight line connecting the vertical light irradiation unit and the imaging plane of the first component, and the vertical irradiation unit extends from the vertical imaging unit to the component imaging plane. The component mounting apparatus according to any one of the tenth to twelfth aspects, which includes a light shielding plate that blocks light irradiated along the virtual straight line.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0024]
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic plan view showing a schematic configuration of a component mounting apparatus 101 which is an example of a component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0025]
(Overall configuration of component mounting equipment)
As shown in FIG. 1, the component mounting apparatus 101 includes a component supply unit 6 that accommodates a plurality of electronic components 2, which are examples of components, and a board 3 supplied to the component mounting apparatus 101. And a plurality of suction nozzles 11 as an example of a component holding member that sucks and holds the electronic component 2 in a releasable manner. The head portion 10 which is an example of a mounting head for mounting the component 2 on the substrate 3 held on the stage 15 and the direction substantially along the surface of the substrate 3 and perpendicular to each other. An XY robot 12 that is an example of a head moving device that moves the head unit 10 in the X-axis direction that is an example of the first direction or the Y-axis direction that is an example of the second direction is provided. Further, the component mounting apparatus 101 is movable along the arrangement direction of the respective suction nozzles 11 of the head unit 10 and is electronic components 2 (which will be described later among the electronic components 2) held by the respective suction nozzles 11. The movable imaging device 20 that captures an image of the small electronic component 2a) to be transported and the substrate 3 supplied to the component mounting device 101 are conveyed and supplied to the stage 15, and the substrate on which the component is mounted on the stage 15 3 and a substrate transfer device 16 for discharging the component 3 from the component mounting apparatus 101. Furthermore, on the machine base of the component mounting apparatus 101, an example of a fixed imaging apparatus that captures an image of the electronic component 2 (large electronic component 2 b described later among the electronic components 2) sucked and held by the suction nozzle 11 is shown. In addition, a fixed imaging camera 5 fixed on the machine base and a nozzle replacement unit 8 for stocking the replacement suction nozzle 11 to be replaced with the suction nozzle 11 provided in the head unit 10 are provided. Yes.
[0026]
The head unit 10 includes, for example, eight suction nozzles 11 arranged in a line along the X-axis direction in the drawing at a constant interval pitch as the plurality of suction nozzles 11. Further, as shown in FIG. 1, two parts are provided on the rear side (upper side in FIG. 1) and the front side (lower side in FIG. 1) of the machine base of the component mounting apparatus 101, for a total of four parts. A supply unit 6 is installed, and each component supply unit 6 includes, for example, a parts cassette 7 that continuously supplies a plurality of electronic components 2 adjacent to each other in the X-axis direction in the drawing. Each of the parts cassettes 7 is provided with a part take-out position 7a in which the electronic part 2 can be taken out. In each part supply unit 6, the part take-out position 7a is fixed along the X-axis direction in the drawing. For example, the interval pitch is the same as the interval pitch of the suction nozzle 11. Since the arrangement of the respective component take-out positions 7a and the arrangement of the respective suction nozzles 11 are in such a relationship, the plurality of suction nozzles 11 are positioned above the plurality of component take-out positions 7a, so that the plurality of electronic components 2 are arranged. Simultaneous adsorption holding and removal can be performed. In addition, the component supply unit 6 can supply a plurality of types of electronic components 2. For example, the component supply unit 6 can select the type of the electronic components 2 stored in each of the parts cassettes 7. . As such a plurality of types of electronic components 2, an example of a small electronic component 2 a that is an example of a first component that is a general-purpose small component, and an example of a second component that has a higher mounting height than the small electronic component 2 a. The large electronic component 2b is stored separately in a plurality of parts cassettes 7, respectively. Examples of the small electronic component 2a include a chip component having a size of 0.6 mm × 0.3 mm and a small deformed component (such as a small connector). Examples of the large electronic component 2b include a BGA, a large capacitor, and a large connector. There are medium-sized irregular parts and large parts. In the following description, when the small electronic component 2a and the large electronic component 2b are not specified and used, they are collectively referred to as the electronic component 2.
[0027]
The first component is a component having a low (small) mounting height on the substrate 3 when mounted on the substrate 3, and the mounting height of the second component is the first component. This is a component that is higher (larger) than the mounting height. In the present embodiment, a small electronic component 2a having a small mounting height is used as an example of a component having a low mounting height, such as the first component, and a component having a high mounting height, such as the second component. As an example, a large electronic component 2b having a large mounting height is used. In other words, the small electronic component 2a can be referred to as a low mounting height electronic component, and the large electronic component 2b can be referred to as a high mounting height electronic component. The small electronic component 2a is an electronic component having a mounting height (formation height) of, for example, about 15 mm or less, and the large electronic component 2b has an implementation height (formation height) of, for example, It is an electronic component of about 15 mm to 25 mm.
[0028]
Further, as the substrate 3, for example, a resin substrate, a paper-phenol substrate, a ceramic substrate, a glass / epoxy (glass epoxy) substrate, a circuit substrate such as a film substrate, a circuit substrate such as a single layer substrate or a multilayer substrate, a component, a housing Alternatively, an object on which a circuit is formed, such as a frame, can be used.
[0029]
Further, as shown in FIG. 1, the XY robot 12 is a rigid beam member formed extending in the X-axis direction in the figure, and the head unit 10 and the movable imaging device 20 are independent of each other and shown in the X-axis. An X-axis robot that is an example of a first direction moving unit that includes an X-axis beam 13a that is an example of a support member that is supported so as to be capable of moving forward and backward, and that moves the head unit 10 along the X-axis beam 13a. 13 and a Y-axis robot 14 that is an example of a second direction moving unit that supports the X-axis beam 13a at both ends and moves the X-axis beam 13a along the Y-axis direction in the figure.
[0030]
Further, as shown in FIG. 1, the fixing imaging camera 5 is installed on the machine base that is the main body side of the component mounting apparatus 101 in the vicinity of the upper side of the stage 15 in the vertical direction (that is, in the vertical direction) The optical axis in the imaging is arranged in the vertical direction). Therefore, by moving the head unit 10 by the XY robot 12 so that the large electronic component 2b sucked and held by each suction nozzle 11 is positioned on the optical axis above the fixing imaging camera 5, An image of each large electronic component 2b can be captured by the imaging camera 5 for fixation. The fixing imaging camera 5 has an imaging field of view in the range of, for example, about 20 mm × 20 mm to 30 mm × 30 mm so as to be suitable for imaging of the large electronic component 2b. It may be a case where 2a or other types of electronic components 2 are imaged.
[0031]
(Head configuration)
Next, FIG. 2 shows a side view seen from the Y-axis direction of the head unit 10 and the movable imaging device 20 in the component mounting apparatus 101 having such a configuration, and a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. As shown in FIG.
[0032]
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, in the head portion 10, eight shaft portions 51 are arranged in a line at the above-mentioned fixed intervals of the suction nozzle 11, and at the lower tip portion of each shaft portion 51, The suction nozzle 11 is detachably mounted. Each shaft portion 51 is supported by a head frame 52 formed of a rigid body so as to be able to move up and down along its axis via a spline nut and a bearing, and to be rotatable around the axis. . Furthermore, the head unit 10 includes an elevating device 53 that performs the elevating operation of each shaft unit 51 and a rotating device 54 that performs the rotating operation. The elevating device 53 and the rotating device 54 are each a head frame. 52 is fixed. Each lifting / lowering device 53 includes a mechanism using a ball screw shaft and a nut portion (used in this embodiment), which is a mechanism generally used in such a head portion, and a mechanism using an air cylinder. Etc. can be used. Further, for each of the rotating devices 54, a mechanism for rotating the shaft portion 51 via a belt (used in the first embodiment), a mechanism for directly rotating the shaft portion 51, or the like may be used. it can.
[0033]
As shown in FIGS. 2 and 3, the X-axis beam 13a is formed of a rigid body having a substantially rectangular cross section, and two LMs are arranged on the side surface along the X-axis direction in the drawing. The rail 56 is fixed. Further, LM blocks 55 engaged with the respective LM rails 56 are fixed to the side surfaces of the head frame 52 (the rear side surface in FIG. 2 and the right side surface in FIG. 3). It is possible to move along the LM rail 56. Accordingly, the head unit 10 is supported by the X-axis beam 13a via the LM rail 56 and the LM block 55, and can be moved along the X-axis beam 13a, that is, along the X-axis direction. ing. The head frame 52 is also fixed on the side surface thereof to a nut portion 57b that is screwed to a ball screw shaft portion 57a that is rotatably fixed along the X-axis beam 13a. A drive motor (not shown) for driving the rotation of the ball screw shaft portion 57a is provided at an end portion (not shown) of the ball screw shaft portion 57a, and the ball screw shaft portion 57a is moved forward or backward by the drive motor. The head unit 10 can be moved forward and backward along the X-axis direction in the figure together with the nut unit 57b. The drive motor, ball screw shaft 57a, nut 57b, LM rail 56, LM block 55, and X-axis beam 13a constitute the X-axis robot 13.
[0034]
(Movable imaging device)
Further, as shown in FIG. 3, the movable imaging device 20 is arranged in the right direction of the respective suction nozzles 11 in the drawing, and two reflection mirrors 21 and 22 as an example of a reflection unit arranged on the optical axis thereof. The image of the small electronic component 2a sucked and held by the lower tip of the suction nozzle 11 can be taken from the lower side of the drawing, that is, the mounting surface of the small electronic component 2a on the substrate 3 (even on the component imaging plane) A camera unit 23 which is an example of an image sensor unit capable of capturing a certain image. In addition, the movable imaging device 20 is an example of an imaging support member having one end portion having a substantially L-shaped cross-section so as to wrap around from the side of the suction nozzle 11 without interfering with each suction nozzle 11. The camera unit 23 and the respective reflecting mirrors 21 and 22 are fixed to the imaging frame 24 in a state where the arrangement relationship is maintained.
[0035]
As shown in FIG. 3, the camera unit 23 is directed downward in the state where the optical axis is inclined about 40 degrees, for example, toward the suction nozzle 11 with respect to the axis of the suction nozzle 11. Has been placed. The reflection mirror 21 arranged on the right side of the drawing is arranged with its reflection surface inclined toward the suction nozzle 11 side on the optical axis and inclined by about 65 degrees with respect to the axis. The reflection mirror 22 arranged on the left side is inclined by approximately 45 degrees with respect to the axis on the side facing the reflection surface of the reflection mirror 21, and is sucked on the axis of the suction nozzle 11. It arrange | positions so that it may be located under the nozzle 11. FIG.
[0036]
As shown in FIGS. 2 and 3, two LM rails 58 having an elongated bar shape are fixed to the lower surface of the X-axis beam 13a along the X-axis direction. Further, an LM block 59 engaged with each LM rail 58 is fixed to the upper part of the imaging frame 24, and each LM block 59 is movable along each LM rail 58. As a result, the imaging frame 24 is supported by the X-axis beam 13a via the LM rail 58 and the LM block 59, that is, the entire movable imaging device 20 is supported and guided by the LM rail 58. However, it can move along the X-axis direction.
[0037]
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the movable imaging device 20 moves the imaging frame 24 forward and backward along the arrangement direction of the respective suction nozzles 11 while being guided by the respective LM rails 58. It has. A schematic perspective view of the head unit 10 and the movable imaging device 20 showing a schematic configuration of the imaging moving device 30 is shown in FIG.
[0038]
As shown in FIG. 4, the imaging moving device 30 includes a drive belt 31 that is an example of a drive transmission belt disposed along the X-axis direction below the X-axis beam 13 a and one end of the drive belt 31. A drive roller 32 engaged so as to be able to rotate in the reverse direction, a guide roller 33 engaged so as to be able to rotate in the forward and reverse directions at the other end of the drive belt 31, and a drive roller 32 are attached to the drive shaft. And a drive motor 34 for driving forward and reverse rotation. The drive motor 34 and the guide roller 33 are both fixed to the X-axis beam 13a. The drive roller 32 is positioned at one end of the X-axis beam 13a, and the guide roller 33 is positioned near the other end of the X-axis beam 13a. The center of rotation is arranged along the Y-axis direction. The drive belt 31 is engaged with the drive roller 32 and the guide roller 33 so that a constant tension is always applied to the drive belt 31, and the drive roller 32 is moved forward or backward by the drive motor 34. By being rotationally driven, it is possible to drive the vehicle in either the forward or reverse direction.
[0039]
As shown in FIG. 3, a part of the driving belt 31 is fixed to a belt fixing portion 24 a provided on the lower surface of the upper portion of the imaging frame 24 in FIG. 3. Thus, the rotational drive (rotational motion) of the drive motor 34 can be converted into forward and backward movement (linear motion) in the X-axis direction of the imaging frame 24 and transmitted via the drive belt 31 and the belt fixing portion 24a. Thus, the entire movable imaging device 20 can be moved back and forth along the X-axis direction.
[0040]
In the component mounting apparatus 101 having such a configuration, when an image of the electronic component 2 sucked and held by each suction nozzle 11 of the head unit 10 is picked up by the movable imaging device 20, with respect to each suction nozzle 11. By moving the movable imaging device 20 relatively along the X-axis direction, the reflection mirrors 22 are sequentially positioned on the axis of the respective suction nozzles 11, and the camera 23 is interposed via the reflection mirrors 22 and 21. Thus, each image can be taken. The height position of the lower end of the imaging frame 24 (the height position with respect to the upper surface of the substrate 3) is, for example, about 17 mm, and the small electronic component 2a is mounted on the substrate 3. Even in this case, the small electronic component 2a and the imaging frame 24 do not interfere with each other.
[0041]
On the other hand, the relative movement between the respective suction nozzles 11 and the movable imaging device 20 is performed by moving the head unit 10 along the X-axis direction by the X-axis robot 13, respectively. Contrary to the case where the suction nozzle 11 is moved, on the contrary, the imaging moving device 30 moves the movable imaging device 20 along the X-axis direction, and the movable imaging device 20 is moved with respect to each suction nozzle 11. Two cases can be considered, and in either case, an image of each electronic component 2 can be taken.
[0042]
In the first embodiment, the X-axis robot 13 of the XY robot 12 that can move the head unit 10 for highly accurate component mounting is used to move the movable imaging device 20 whose movement position is fixed. The head unit 10 is moved.
[0043]
In order to realize such a system, the movable imaging device 20 includes a fixing device 60 that is an example of a fixing unit that fixes the movement position of the X-axis beam 13a. As shown in FIG. 3, the fixing device 60 is provided on the upper part of the imaging frame 24 between the LM blocks 59, and the fixed cylinder unit 60 b that can be moved up and down, and the movable imaging device 20 at the lower part of the X-axis beam 13 a. A fixed plate 60a that is installed at a fixed position of the moving position and is pressed by raising the upper tip of the fixed cylinder portion 60b that is raised and lowered. With the movable imaging device 20 moved to the fixed position, the upper tip of the fixed cylinder portion 60b is raised and pressed against the fixed plate 60a. The moving position in the axial direction can be fixed. Further, the fixing can be released by lowering the upper end portion of the fixed cylinder portion 60a.
[0044]
(Imaging position and retracted position)
Next, an installation place of such a fixed position of the movable imaging device 20 will be described with reference to a schematic plan view of the component mounting apparatus 101 shown in FIG.
[0045]
As shown in FIG. 5, the movable imaging device 20 has four fixed positions with respect to the X-axis beam 13a, and sequentially moves from the left side to the right side in the figure along the X-axis direction, the left fixed position P1 and the center. A fixed position P2, a right fixed position P3, and a retracted position P4. Among these, the left fixed position P1, the center fixed position P2, and the right fixed position P3 are examples of imaging positions that are fixed positions for imaging by the movable imaging device 20. Further, a fixed plate 60a is provided on the lower surface of the X-axis beam 13a at each fixed position, and the movable imaging device 20 can be released at each fixed position using the fixed cylinder portion 60b of the movable imaging device 20. It is possible to fix to.
[0046]
Further, as shown in FIG. 5, the center fixing position P2 is disposed at the approximate center along the X-axis direction of the X-axis beam 13a, and is also disposed adjacent to each other in the X-axis direction. It is also a position between the supply units 6, and is also a substantially central position in the X-axis direction of the substrate 3 held on the stage 15. Further, when the X-axis beam 13 a is positioned above the substrate 3, the left fixed position P <b> 1 is disposed so as to be positioned near the outside of the left end portion of the substrate 3. The right fixed position P3 is arranged so as to be located in the vicinity of the outside. The retreat position P4 is disposed in the vicinity of the right end of the X-axis beam 13a in the X-axis direction in the figure, and is disposed on the right side when the X-axis beam 13a is disposed above the component supply unit 6. It is arranged near the outside of the right end of the component supply unit 6. In FIG. 5, the board transfer direction D of the board 2 supplied to the component mounting apparatus 101 by the board transfer apparatus 16 is leftward in the drawing, and the retreat position P4 is the supply side of the board 3 of the board transfer apparatus 16. Is arranged.
[0047]
(Lighting part)
Next, FIG. 6 and FIG. 6 are schematic enlarged partial cross-sectional views of the movable imaging device 20 with respect to the configuration of the illumination unit that irradiates light necessary for capturing an image of the small electronic component 2a included in the movable imaging device 20. 7 will be described with reference to FIG. 7 which is a view taken along line BB in FIG. 7 and FIG. 8 which is a view taken along line CC in FIG.
[0048]
As shown in FIG. 6, the movable imaging device 20 is configured so that each suction nozzle has an optical axis T as an axis different from the axis S of each suction nozzle 11 included in the head unit 10 (that is, an axis that does not match each other). The image in the direction along the axis S of the electronic component 2 attracted and held by 11 is reflected in the direction along the optical axis T by the reflection mirror 21 through the reflection mirror 22 and incident along the optical axis T. , A camera unit 23 for capturing the respective images is provided.
[0049]
Further, the small electronic component 2a sucked and held by each suction nozzle 11 has its lower surface set as a component imaging plane Q (also a plane orthogonal to the axis S), and its image is taken by the camera unit 23. However, at the time of the imaging, light is irradiated from a plurality of directions in order to provide the component imaging plane Q with illuminance necessary for imaging. As an illuminating unit that performs such light irradiation, light that is slightly inclined with respect to the component imaging plane Q of the small electronic component 2a (light in a substantially horizontal direction) is used as the reflection mirrors 21, 22 and the like. Without irradiating, the horizontal light irradiating unit 26 that directly irradiates the electronic component 2 and the vicinity of the camera unit 23 irradiate light substantially along the optical axis T, and the light passes through the reflecting mirrors 21 and 22. The vertical light irradiating unit 25 that reflects the light in the direction along the axis S and irradiates the light in a direction substantially perpendicular to the component imaging plane Q of the small electronic component 2a, and the component imaging plane Q of the small electronic component 2a. On the other hand, an example of an inclined light irradiating unit that directly irradiates the small electronic component 2a with light inclined at an approximately intermediate angle between the horizontal direction and the vertical direction without passing through the reflection mirrors 21 and 22 or the like. A certain main irradiation part 27 is possible. Imaging device 20 is provided with. In addition, the horizontal light irradiation unit 26 can irradiate, for example, light tilted by about 10 to 20 degrees with respect to the component imaging plane Q, and the vertical light irradiation unit 25 can For example, it is possible to irradiate light inclined by about 70 to 80 degrees, and the main irradiation unit 27 can irradiate light inclined by about 40 to 50 degrees with respect to the component imaging plane Q. Further, as shown in FIG. 6, the horizontal light irradiation unit 26 and the main light irradiation unit 27 are attached and fixed to the imaging frame 24 so as to be arranged at a position in the vicinity of the component imaging plane Q. The irradiation unit 25 is attached and fixed to the imaging frame 24 so as to be disposed in the vicinity of the camera unit 23.
[0050]
As shown in FIGS. 6 and 7, the main irradiating unit 27 has a plurality of illuminations arranged symmetrically and facing each other with the axis S of the suction nozzle 11 in an imageable state as the axis of symmetry. The horizontal light irradiation unit 26 includes a plurality of illumination units 26a arranged symmetrically and facing each other with the axis as a symmetry axis. (For example, it is comprised by LED etc.). As shown in FIG. 7, each of the illumination units 26 a and 27 a has a light passing area U in a substantially vertical direction by the vertical light irradiation unit 25 formed on and around the axis S of the suction nozzle 11, in other words, The electronic component 2 is disposed in the vicinity of the outer periphery of the passage region U of the image of the component imaging plane Q. Specifically, as shown in FIG. 7, the main irradiation unit 27 includes, for example, two sets of the illuminating units 27a that are symmetrical and face each other (that is, a total of four illuminating units 27a), The horizontal light irradiation unit 26 includes, for example, two sets of the illuminating units 26a that are symmetrical and face each other (that is, a total of four illuminating units 26a). Further, in the plane along the component imaging plane Q, the respective illumination units 27a of the main irradiating unit 27 are arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction shown in the drawing, and are substantially in the X-axis direction shown in the drawing. The respective illumination units 26a of the horizontal light irradiation unit 26 are arranged in respective directions inclined by 45 degrees. That is, the illumination unit 27a of the main irradiation unit 27 and the illumination unit 26a of the horizontal light irradiation unit 26 are alternately arranged at an angle pitch of approximately 45 degrees. In FIG. 7, the height position of the upper end of each illumination unit 27 a arranged in the X-axis direction shown in the drawing is the component imaging of the small electronic component 2 held by suction by the suction nozzle 11 in an imageable state. Since the movable imaging device 20 and the respective suction nozzles 11 are moved relative to each other in the illustrated X-axis direction because they are positioned below the height position of the plane Q, Interference with each illumination unit 27a does not occur. In other words, the small electronic component 2a is an electronic component that can be picked up by the movable imaging device 20 and has a height that prevents the interference from occurring with the movable imaging device 20. 2 and conversely, it can be said that the large-sized electronic component 2b is an electronic component 2 in which the interference occurs with the movable imaging device 20.
[0051]
Further, as shown in FIG. 8, the vertical light irradiation unit 25 has a hole 25b formed in the center so that an image along the optical axis T can pass through, and around the hole 25b. A plurality of illumination units 25a (for example, configured by LEDs or the like) are installed. In FIG. 6, a mirror image of the reflection mirror 21 and the vertical light irradiation unit 25 is indicated by a virtual line (two-dot chain line) below the imaging frame 24. Each of the reflection mirrors 21 and 22 is capable of reflecting light emitted from the vertical light irradiation unit 25 evenly and reflecting the image of the electronic component 2 on the component imaging plane Q evenly. Is formed.
[0052]
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the vertical light irradiation unit 25 is disposed on a virtual straight line V that connects the vertical light irradiation unit 25 and the component imaging plane Q. A light shielding plate 28 for blocking light irradiated along V is provided. The light shielding plate 28 is attached to the imaging frame 24 so as to be positioned in the vicinity of the left end of the main irradiation unit 27 arranged at the left end of FIG. Further, the light shielding width, which is the formation width, is formed to be approximately the same as the formation width of the vertical light irradiation section 25 shown in FIG. In this way, by blocking the light that leaks from the vertical light irradiation unit 25 along the virtual straight line V by the blocking plate 28, the light is irradiated to the component imaging plane Q of the electronic component 2, and the light is irradiated. Unevenness can be prevented from occurring.
[0053]
(Part thickness imaging device)
Further, the head unit 10 includes a component thickness imaging device 40 as still another imaging device (for example, a second imaging device). An image of the small electronic component 2a in a state in which the movable imaging device 20 (for example, a component mounting surface imaging device) is sucked and held by the respective suction nozzles 11 along the axis of the suction nozzle 11 The component thickness imaging device 40 captures an image of the component electronic imaging plane Q (which may be referred to as a mounting surface or a mounting surface) of the small electronic component 2a by imaging from the lower side. An image of the component 2a can be taken along the axis of each suction nozzle 11 and a direction substantially perpendicular to the arrangement direction, that is, an image from the side of the small electronic component 2a can be taken.
[0054]
As shown in FIG. 1, the component thickness imaging device 40 is fixed to the imaging frame 24 in the movable imaging 20 and can move in the X-axis direction as the imaging frame 24 moves along the X-axis direction. As a schematic explanatory diagram showing a schematic structure of the component thickness imaging device 40, a schematic explanatory diagram viewed from the same direction as the head unit 10 of FIG. 3 is shown in FIG. 9, and viewed from the same direction as the head unit 10 of FIG. A schematic explanatory diagram is shown in FIG. 9 and 10 are diagrams mainly illustrating the structure of the component thickness imaging device 40, and thus the illustration of the camera unit 23 and the like in the movable imaging device 20 is omitted.
[0055]
As shown in FIG. 9, the component thickness imaging device 40 includes a light projecting unit 41 and a light receiving unit 42 arranged to face each other through the suction nozzles 11 arranged in a row. 43 and the light projecting unit 41 and the light receiving unit 42 are fixed to the imaging frame 24 in the above arrangement. Furthermore, in detail, in the line sensor 43, it is preferable that the light projecting unit 41 and the light receiving unit 42 have substantially the same height as each other. In the state of being in the height position, the lower end portion of each suction nozzle 11 in a state in which an image of the small electronic component 2a can be taken is positioned in the vicinity of the height position approximately in the middle of the height position. . Further, the light projecting unit 41 is configured such that the light projecting surface 41 a that emits light in the light projecting unit 41 and the light receiving surface 42 a that receives the light emitted in the light receiving unit 42 face each other and are substantially parallel to each other. And the light receiving unit 42 are arranged and fixed to the imaging frame 24. As described above, by arranging the light projecting unit 41 and the light receiving unit 42, in the line sensor 43, the small electronic component 2 a positioned between the light projecting unit 41 and the light receiving unit 42 (sucked by the suction nozzle 11). Is held from the light projecting surface 41a of the light projecting unit 41 toward the small electronic component 2a, and a part of the irradiated light is emitted by the small electronic component 2a (for example, The light receiving surface 42a of the light receiving unit 42 can receive light while being shielded from light (by the shape in the thickness direction).
[0056]
Since the line sensor 43 is fixed to the imaging frame 24 as described above, when the imaging frame 24 is moved along the X-axis direction by the imaging moving device 30, the line sensor 43 is also along the X-axis direction. It can be moved. Similarly to the movable imaging device 20, the line sensor 43 allows the head unit 10 to be moved by the X-axis robot 13 in a state where the movable imaging device 20 is fixed at any one of the fixed positions in the X-axis beam 13 a. By moving the imaging device 20 in the X-axis direction, the fixed line sensor 43 can be moved relative to the head unit 10 in the X-axis direction. That is, as shown in FIG. 10, the line sensor 43 is moved relative to the head unit 10 between the illustrated left end position (the illustrated solid line) and the illustrated right end position (the illustrated phantom line). As a result, among the eight suction nozzles 11 included in the head unit 10, for the small electronic component 2 a held by the suction nozzle 11 positioned between the light projecting unit 41 and the light receiving unit 42, the axis and An image along a direction substantially orthogonal to the arrangement direction, that is, an image capable of recognizing the shape of the small electronic component 2a in the thickness direction can be captured.
[0057]
(Control device)
Further, as shown in FIG. 1, the component mounting apparatus 101 includes a lifting / lowering operation, a rotating operation, and a suction holding / releasing operation of each suction nozzle 11 in the head unit 10, a moving operation of the head unit 10 by the XY robot 12, and a fixing operation. Imaging operation of the imaging camera 5, imaging operation of the movable imaging device 20, imaging operation of the component thickness imaging device 40, holding / releasing operation of the substrate 3 on the stage 15, conveying operation of the substrate 3 on the substrate conveying device 16, and A control device 9 that performs overall control of the supply operation of the electronic component 2 in the component supply unit 6 in association with each other is provided.
[0058]
Further, the control device 9 can recognize whether the electronic component 2 taken out from each component supply unit 6 is a small electronic component 2a or a large electronic component 2b based on data input in advance. Depending on the type of the electronic component 2 sucked and held by the suction nozzle 11, the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 are used for the small electronic component 2a, and the fixed imaging camera is used for the large electronic component 2b. As shown in FIG. 5, it is possible to selectively use imaging devices that perform imaging.
[0059]
Further, the control device 9 can detect the moving position of the head unit 10 by the XY robot 12 and can detect the moving positions of the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 by the imaging moving device 30. In addition, the control device 9 can control the imaging operation of the line sensor 43 including the light irradiation operation by the light projecting unit 41 and the light receiving operation of the irradiated light by the light receiving unit 42 in the component thickness imaging device 40. It is possible.
[0060]
Further, in the control device 9, based on the image of each small electronic component 2 a imaged by the movable imaging device 20, the respective suction nozzles 11 along the direction substantially orthogonal to the axis of each suction nozzle 11 are used. The suction holding posture of the small electronic component 2a can be recognized, and the axis of each suction nozzle 11 is based on the image of each small electronic component 2a captured by the component thickness imaging device 40. The suction holding posture of the small electronic component 2a by each suction nozzle 11 in the direction along the core can be recognized. Similarly, on the basis of the images of the respective large electronic components 2b imaged by the fixing imaging camera 5, the small electronic devices by the respective suction nozzles 11 along the direction substantially perpendicular to the axis of the respective suction nozzles 11 are used. The suction holding posture of the component 2a can be recognized. The control device 9 can control the lifting operation of each lifting device 53 provided in the head unit 10 and the rotating operation of each rotating device 54.
[0061]
In addition, the control device 9 operates each of the head unit 10 and the movable imaging device 20 so that the movable imaging device 20 and the head unit 10 do not interfere with each other when the head unit 10 is moved by the X-axis robot 13. Control can be performed. Further, the control device 9 prevents the small electronic component 2a and the large electronic component 2b from being simultaneously sucked and held by the respective suction nozzles 11 included in the head unit 10; It is possible to control to selectively attract and hold the large electronic component 2b.
[0062]
3, a cable bear 62 for the image pickup apparatus is installed on the right side of the image pickup frame 24 in FIG. 3. The cable bear 62 is provided between the control device 9 and the movable image pickup apparatus 20, and the control device. A plurality of cables for transmitting control signals and the like transmitted between 9 and the component thickness imaging device 40 are housed. Note that the cable bear 62 is generally formed in a horizontally U-shape, and each of the cables is housed in a state bent in the horizontally U-shape. It is configured so as not to affect. Similarly, a cable bear 64 for the head unit is installed above the X-axis beam 13a in FIG. 3 to transmit a control signal and the like transmitted between the control device 9 and the head unit 10. A plurality of cables to be performed are stored.
[0063]
(Component mounting method)
In the component mounting apparatus 101 having such a configuration, the electronic components 2 are sucked and held by the respective suction nozzles 11, and the respective electronic components 2 are moved by the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 or the fixed imaging camera 5. The image is picked up, the suction holding posture of each electronic component 2 is recognized from these images, and the operation of mounting each electronic component 2 on the substrate 3 based on the recognition result, that is, each small size. The operation of mounting the electronic component 2a and the large electronic component 2b on the substrate 3 in a mixed manner will be described below. The operation of each component in the component mounting apparatus 101 described below is controlled by the control device 9.
[0064]
First, as shown in the schematic plan view of the component mounting apparatus 101 in FIG. 11, in the component mounting apparatus 101, the head unit 10 is arranged, for example, on the lower right side of the component mounting apparatus 101 in the figure by the XY robot 12. The movable imaging device 20 is moved to the center fixed position P2 by the imaging moving device 30 so as to move the supply unit 6 upward and not to hinder the suction and removal of the electronic component 2 by the head unit 10. At the same time, the XY robot 12 aligns the respective suction nozzles 11 of the head unit 10 with the respective component take-out positions 7 a of the component supply unit 6. After the above-described alignment, after the movable imaging device 20 is moved, the respective suction nozzles 11 are moved down by the respective lifting / lowering devices 53 of the head portion 10 via the respective shaft portions 51 to thereby reduce the respective small electronic devices. The upper surface of the component 2a is brought into contact with the tip of the suction nozzle 11 and held by suction, and thereafter, each suction nozzle 11 is raised to perform suction pickup of each small electronic component 2a. As a result, the small electronic component 2a is sucked and held by each suction nozzle 11 provided in the head unit 10. The small electronic component 2a may be sucked and taken out simultaneously for all the suction nozzles 11 included in the head unit 10, or instead of such a case, the small electronic component 2a may be sequentially performed. It may be the case. Moreover, the case where it carries out only by the one part suction nozzle 11 of each suction nozzle 11 with which the head part 10 is provided may be sufficient. After this sucking and taking out, the movement of the head unit 10 is started by the XY robot 12 toward the upper side of the substrate 3 held on the stage 15. The movable imaging device 20 moved to the central fixed position P2 is fixed to the central fixed position P2 by the fixing device 60.
[0065]
In the upward movement process of the substrate 3 held on the stage 15 from the component supply unit 6 of the head unit 10, each of the suction-held components is held by the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 included in the head unit 10. An image of the suction holding posture of the small electronic component 2a is taken. Here, the head unit 10 in a state where the small electronic component 2a is sucked and held by the respective suction nozzles 11 is in a state as shown in the schematic explanatory view of FIG. 10, the eight suction nozzles 11 included in the head unit 10 are directed from the left side to the right side in the drawing so that the first suction nozzle 11-1, the second suction nozzle 11-2,. The following description will be given as the nozzle 11-8. In the following description, when each suction nozzle 11 is not specified, it is simply described as the suction nozzle 11.
[0066]
First, in FIG. 11, the Y-axis robot 14 starts to move the X-axis beam 13a upward in the Y-axis direction in the figure, the head unit 10 supported by the X-axis beam 13a together with the X-axis beam 13a, and the movable imaging device. 20 and the component thickness imaging device 40 are moved upward in the Y-axis direction in the figure. At the same time, the head unit 10 is moved toward the left side in the X-axis direction in the drawing so that the head unit 10 is close to the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 fixed in the center fixed position P2 by the X-axis robot 13. Be started. That is, the relative movement in the X-axis direction between the head unit 10, the movable imaging device 20, and the component thickness imaging device 40 as shown in FIG. 10 is performed.
[0067]
When the movement of the head unit 10 is started, first, the first suction nozzle 11-1 sucks between the light projecting unit 41 and the light receiving unit 42 of the line sensor 43 fixed to the imaging frame 24. The held small electronic component 2a passes, and further passes over the optical axis of the camera unit 23 refracted upward by the reflection mirror 22 through the upper side of the imaging frame 24. To do. Further, the head unit 10 is continuously moved relative to the imaging frame 24, whereby the small electronic component 2a that is sucked and held between the line sensors 43 by the second suction nozzle 11-2. Furthermore, the small electronic component 2 a passes above the imaging frame 24 and passes on the optical axis of the camera unit 23 refracted upward by the reflection mirror 22. Thereafter, similarly, the other small electronic components 2a are sequentially passed, and all the eight small electronic components 2a are passed.
[0068]
When each of the small electronic components 2a passes through the component thickness imaging device 40, after the movement starts, the small electronic component 2a sucked and held by the first suction nozzle 11-1 is projected by the light projecting unit 41. Before the light receiving unit 42 is positioned between the light projecting unit 41 and the light receiving unit 42, light irradiation is continuously performed from the light projecting unit 41 toward the light receiving unit 42. The irradiation start timing is detected by the movement position of the head unit 10 in the X-axis direction by the X-axis robot 13, that is, the relative positional relationship between the head unit 10 and the movable imaging device 20 or the component thickness imaging device 40. Then, it is controlled by being input to the control device 9 or the like.
[0069]
In addition, each small electronic component 2 a is passed between the light projecting unit 41 and the light receiving unit 42 while the line sensor 43 is irradiated with the light. During each of these passes, a part of the light emitted from the light projecting unit 41 is temporarily shielded by the small electronic component 2a that passes therethrough, and the light having this partially shielded state is received by the light receiving unit 42. Received light. After all the small electronic components 2a have passed, the light irradiation by the light projecting unit 41 is stopped. In addition, the timing of this irradiation stop is controlled by the control apparatus 9 similarly to the timing of the said irradiation start.
[0070]
On the other hand, when each of the small electronic components 2a passes, in the movable imaging device 20, the small electronic component 2a sucked and held by the first suction nozzle 11-1 is started after the relative movement starts. Before the optical axis of the camera unit 23 that passes through the inside of the imaging frame 24 and is refracted upward by the reflection mirror 22 substantially coincides with the axis of the first suction nozzle 11-1, Each of the attached illumination parts 25a, 26a and 27a is turned on. Thereafter, when the optical axis substantially coincides with the axis of the second suction nozzle 11-1, the camera unit 23 uses, for example, an electronic shutter function to convert the image of the small electronic component 2a into the reflection mirror 22. And through the reflection mirror 21. Similarly, when the axis of the second suction nozzle 11-2 is substantially aligned with the optical axis of the camera unit 23, the small electronic component is sucked and held by the second suction nozzle 11-2 by the camera unit 23. The image 2a is captured. Further, the imaging frame 24 is continuously moved, and images of the small electronic components 2a are sequentially captured by the camera unit 23. After the images of all the small electronic components 2a are taken, the respective illumination units 25a, 26a, and 27a are turned off.
[0071]
Note that the respective imaging timings of the movable imaging device 20 are input to the control device 9 by detecting the relative movement position of the head unit 10 in the X-axis direction by the X-axis robot 13 relative to the movable imaging device 20. Etc. are controlled. When the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 capture images of the respective small electronic components 2a, the imaging frame 24 of the movable imaging device 20 is fixed to the central fixed position P2 in the X-axis beam 13a. Therefore, it is possible to prevent the displacement of the fixed position from occurring due to the movement of the head unit 10 or the like. Therefore, it is possible to reliably capture an image with higher imaging accuracy. In the above description, the case where the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 are imaged while being fixed at the center fixed position P2 has been described. It is not limited only. For example, instead of such a case, the left fixed position P1 or the right fixed position P3 shown in FIG. 5 can be selected as the imaging position. Such an imaging position is selected in consideration of the position of the component supply unit 6 that is picked up and picked up by each suction nozzle 11 so that the moving route from the position to the component mounting position of the board 3 is the shortest distance. It is desirable that
[0072]
When all the small electronic components 2a are imaged and the imaging frame 24 is positioned at the right end of the head unit 10 shown in FIG. 10 with respect to the head unit 10, the head unit for the movable imaging device 20 is displayed. Ten relative movements are stopped. After that, the X of the head unit 10 by the XY robot 12 is set so that the suction nozzle 11 that sucks and holds the small electronic component 2a to be mounted first in the head unit 10 is positioned above the mounting position of the substrate 3. Movement in the axial direction or the Y-axis direction is performed. At the same time, the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 that have finished capturing the images of the respective small electronic components 2a are integrally moved to the right in the X-axis direction in the drawing by the imaging moving device 30, and are shown in FIG. It is located at the right-side fixed position P3 shown.
[0073]
On the other hand, each image imaged by the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 is sequentially output to the control device 9 as image data which is an example of imaging result information. At the same time, position data of the relative movement position of the head unit 10 with respect to the movable imaging device 20 is also sequentially output to the control device 9.
[0074]
In the control device 9, recognition processing of each of the input image data is sequentially performed, and each of the image data is collated with position data of the relative movement position of the head unit 10, so that each of the image data is checked. It is recognized which suction nozzle 11 the data corresponds to the small electronic component 2a held by.
[0075]
Thereby, in the control apparatus 9, based on the image of each small electronic component 2a imaged by the movable imaging device 20, the small size by each adsorption nozzle 11 along the direction substantially orthogonal to the axial center of each adsorption nozzle 11 is shown. Each suction nozzle is recognized based on the image of each small electronic component 2a captured by the component thickness imaging device 40 (that is, the image in the light-shielded state of each light). 11, the suction holding posture of the small electronic component 2 a by each suction nozzle 11 in the direction along the axis is recognized.
[0076]
The suction holding posture in each direction of each small electronic component 2a recognized in this way and the mounting posture of each small electronic component 2a input to the control device 9 in advance are compared in the control device 9. The amount of misalignment between the two is recognized.
[0077]
After that, the head unit 10 moved by the XY robot 12 is moved above the substrate 3, and the small electronic component 2 a that is sucked and held by the suction nozzle 11 that performs the mounting operation first, and the substrate 3. Alignment with the mounting position is performed. At the time of this alignment, for example, based on the amount of displacement recognized by the control device 9, correction of displacement in the rotation direction around the axis of the suction nozzle 11 is performed by the rotation device 54 of the head unit 10. In other words, the XY robot 12 corrects misalignment in a direction parallel to the mounting surface of the substrate 3. Further, after that, the suction nozzle 11 is lowered by the elevating device 53 of the head unit 10 and the small electronic component 2a is mounted at the mounting position. At the time of the lowering, the position of the suction nozzle 11 in the axial direction Deviation correction is performed by the lifting device 53. In the same procedure, each of the other suction nozzles 11 is mounted on the substrate 3 while the above corrections are performed in combination based on the respective positional deviations.
[0078]
Further, when the mounting operation of each small electronic component 2 a by the raising and lowering operation of each suction nozzle 11 is performed, the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 are located at positions other than the upper region of the substrate 3. Since it is located at the right fixed position P3, it is prevented in advance that it interferes with any suction nozzle 11 that is lowered for the mounting operation. Note that the imaging frame 24 positioned at the right-side fixed position P3 is not moved for the purpose of capturing an image, and therefore may be either in the case where the position is fixed or not fixed. In the above description, the case where the imaging frame 24 is moved to the right fixed position P3 has been described. However, instead of such a case, even when the imaging frame 24 is moved to the left fixed position in FIG. Good.
[0079]
It should be noted that among the small electronic components 2a sucked and held by the respective suction nozzles 11 of the head unit 10, the suction holding posture is not normal, and even if the above corrections are made, If it is mounted, a mounting failure may occur. Such a problem becomes more prominent as the shape of the electronic component 2 is reduced. For example, in the head unit 10 shown in FIG. 10, the small electronic component 2a sucked and held by the fifth suction nozzle 11-5 is along a direction substantially orthogonal to the axis of the fifth suction nozzle 11-5. The component mounting plane to be positioned is sucked and held in a largely inclined state. Further, the small electronic component 2a sucked and held by the eighth suction nozzle 11-8 is in a state in which the direction along the axis of the eighth suction nozzle 11-8 and the component mounting plane are substantially parallel. The side surface of the small electronic component 2a is sucked and held with the suction nozzle 11 being sucked and held.
[0080]
In the case where the suction holding is performed in such a state, each suction holding posture is not normal only from an image obtained by imaging each small electronic component 2a from the lower side by the movable imaging device 20. In some cases, it is difficult for the control device 9 to recognize that there is no such a case. In such a case, the above-described small electronic components 2a may be mounted as they are and may cause mounting defects. is there.
[0081]
However, in addition to capturing an image from the lower side of the small electronic component 2a by the movable imaging device 20, in the control device 9, by imaging the small electronic component 2a from the lateral side by the component thickness imaging device 40, The suction holding posture of the small electronic component 2a can be recognized based on images from two directions from the lower side and the side. Thereby, in the control device 9, when there is an abnormality in one of the images from the two directions (when the suction holding posture cannot be corrected), there is an abnormality in the suction holding posture of the small electronic component 2a. In such a case, the mounting failure can be prevented by canceling the mounting operation of the small electronic component 2a. In the case where an abnormality is detected in the suction holding posture of the small electronic component 2a, it is possible to output an alarm from the control device 9 to the operator of the component mounting device 101. .
[0082]
In the case where a plurality of small electronic components 2a are mounted on the substrate 3, each mounting operation can be performed by repeating the above-described operation. Further, when the small electronic component 2a is picked up and taken out by the respective suction nozzles 11, the moving positions of the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 are not limited to the center fixed position P2 as described above. The right fixed position P3 and the left fixed position P1 may be used. Further, instead of such a case, when the small electronic component 2a is picked up and taken out, the movable image pickup device 20 and the component thickness image pickup are provided at appropriate positions where interference between the respective pickup nozzles 11 and the image pickup frame 24 is prevented. The case where the apparatus 40 is located may be sufficient. Note that it is not necessary to fix the movement positions of the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 at the time of this suction extraction.
[0083]
Thereafter, when the mounting of the small electronic component 2a is completed, the large electronic component 2b is mounted on the substrate 3 next. In such a case, as shown in FIG. 13, the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 are moved to the retracted position P4 by the imaging movement device 30. At the same time, the head unit 10 is moved above the component supply unit 6 by the XY robot 12.
[0084]
Thereafter, each large electronic component 2b is picked up and taken out from the component supply section 6 in the same procedure as the suction picking out operation of the small electronic component 2a. At the time of this suction extraction, the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 are located at the retracted position P4, so that the respective suction nozzles 11 that are lowered for suction extraction and the large-sized electrons that have been suctioned out are collected. Interference with the component 2b is prevented in advance.
[0085]
After the suction extraction, the head unit 10 is moved in the X-axis direction or the Y-axis direction in the drawing by the XY robot 12 and is moved above the fixed imaging camera 5. The large electronic components 2b sucked and held by the respective suction nozzles 11 by the XY robot 12 are moved so as to pass through the image pickup position above the fixing imaging camera 5, and the above-described image pickup positions of the respective large electronic components 2b are set. During the passage, images of the respective large electronic components 2b are sequentially captured using an electronic shutter or the like provided in the fixing imaging camera 5. When the imaging is completed, the XY robot 12 causes the suction nozzle 11 on which component mounting is first performed among the suction nozzles 11 included in the head unit 10 to be positioned above the component mounting position of the substrate 3. The head unit 10 is moved.
[0086]
At the same time, the control device 9 recognizes the holding posture of each large electronic component 2 b by the suction nozzle 11 based on the image captured by the fixing imaging camera 5. Thereafter, the mounting operation of each large electronic component 2b on the substrate 3 by each suction nozzle 11 is sequentially performed while being corrected based on the recognition result. This mounting operation is the same as that of the small electronic component 2a.
[0087]
In this mounting operation, the head unit 10 is moved above and around the substrate 3 by the XY robot 12, but the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 are in the retracted position P4. Therefore, the imaging frame 24 is prevented from interfering with the large electronic component 2b sucked and held by the suction nozzle 11 or the large electronic component 2b mounted on the substrate 3. In other words, the retraction position P4 needs to be disposed at a position other than the moving area of the head portion 10 for mounting the component on the board 3 from the picking up and taking out of the large electronic component 2b to prevent the interference. .
[0088]
Further, as shown in FIG. 13, the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 that are located at the retracted position P4 in the X-axis beam 13a are shown in the Y-axis direction of the X-axis beam 13a by the Y-axis robot 14. As the board moves forward and backward, the board 3 positioned on the right side of the board 3 held by the stage 15, that is, the board carrying device 16 is next carried to the stage 15 and held, and component mounting is performed. It is moved above the substrate 3. However, since the large electronic component 2b is not yet mounted on the board 3, and the electronic component 2 having a higher mounting height than the small electronic component 2a is not mounted, the imaging frame 24 is moved by the above movement. And the electronic component 2 on the substrate 3 do not interfere with each other. In the component mounting, the electronic component 2 is mounted on the substrate 3 by the pre-processing mounting device of the component mounting device 101, and the mounted substrate 3 is supplied to the component mounting device 101. However, even in such a case, components are mounted on the board 3 in the order of mounting from the smallest electronic component 2 to the largest electronic component 2. Accordingly, at least the electronic component 2 larger than the small electronic component 2a is not mounted on the substrate 3 supplied to the component mounting apparatus 101. Therefore, the retracted position P4 that is a position for preventing the interference between the imaging frame 24 and the mounted electronic component 2 needs to be arranged on the upstream side of the substrate transfer device 16.
[0089]
(Modification 1)
Next, a head unit 210 which is an example of a mounting head included in a component mounting apparatus according to a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. 14 which is a side view thereof.
[0090]
The head unit 210 illustrated in FIG. 14 includes an imaging reference unit 219 having a nozzle shape for recognizing a relative reference position between the head unit 210 and the movable imaging device 20 in the X-axis direction. Although the configuration is different from that of the head unit 10, other configurations are the same as those of the head unit 10. Only this different configuration will be described below. FIG. 14 is a diagram in which the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 included in the head unit 210 are omitted.
[0091]
As shown in FIG. 14, in the head unit 210, nozzle-shaped imaging reference units 219 are provided in the vicinity of both ends so as to follow the arrangement of the respective suction nozzles 11 provided in the head unit 210. . A lower end portion of each imaging reference portion 219 serves as a reference mark portion 219a. The height position of the lower end of the reference mark portion 219a is the lower surface of the small electronic component 2a held by the suction nozzle 11 (that is, the component). It is formed so as to be substantially the same height position as the (imaging plane) height position.
[0092]
The movable imaging device 20 (not shown) captures an image of the reference mark portion 219a of the imaging reference portion 219 on either the left or right side of the drawing, whereby the X-axis robot 13 moves the head unit 210 in the X-axis direction and the movable imaging device. The relative positional relationship with the 20 positions can be recognized, and the recognized position can be used as the reference position for imaging. Specifically, the image data of the reference mark part 219a is captured in advance in the control device 9, and the image of the reference mark part 219a captured by the movable imaging device 20 and the image of the reference mark part 219a captured in advance are captured. By comparing the data with the control device 9, the position where both the image data match can be recognized as the reference position for the imaging.
[0093]
In addition, such recognition of the reference position of imaging is performed before the start of imaging of the image of the electronic component 2 held by each suction nozzle 11 of the head unit 210, but is not limited to such a case. It may be performed as necessary.
[0094]
By using the imaging reference unit 219 in this way, the relative positional relationship between the head unit 210, the movable imaging device 20, and the component thickness imaging device 40 can be accurately recognized, so that the imaging accuracy of the image is improved. be able to. In addition, even when the position accuracy of the moving position of the imaging frame 24 by the imaging moving device 30 is somewhat poor, the position of the imaging frame 24 in the stopped state can be recognized with high accuracy. The mechanical rigidity of the device 30 can also be lowered, and the manufacturing cost of the device can be reduced. Further, for example, there is an advantage that an image can be taken in a state where the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 are positioned at arbitrary positions without being positioned at fixed positions.
[0095]
(Modification 2)
Next, a component mounting apparatus 301 according to still another modified example of the present embodiment will be described using a schematic plan view of the component mounting apparatus 301 shown in FIG.
[0096]
As shown in FIG. 15, the component mounting apparatus 301 has a configuration different from that of the component mounting apparatus 101 in that the movable mounting apparatus includes two types of movable imaging apparatuses having different imaging fields of view and resolution. The other configurations are the same. Only this different configuration will be described below.
[0097]
As illustrated in FIG. 15, the component mounting apparatus 301 includes a first movable imaging device 320 having a narrow field of view and a higher resolution than the other movable imaging device, and a wider field of view and lower than the first movable imaging device 320. A second movable imaging device 380 having a resolution. The first movable imaging device 320 and the second movable imaging device 380 are movable in the X-axis direction while being supported by the X-axis beam 13a. Further, the first movable imaging device 320 and the second movable imaging device 380 can move forward and backward in the X-axis direction independently of each other by an imaging movement device (not shown in FIG. 15). Note that the first movable imaging device 320 and the second movable imaging device 380 differ only in the field of view and resolution of their camera units, and the basic configuration is the same as that of the movable imaging device 20. The first movable imaging device 320 has, for example, an imaging field of view of about 6 mm × 6 mm, and a smaller component 2 a having a smaller size, for example, 0.6 mm × 0.3 mm to 3.3 mm × 3. The second movable imaging device 380 has an imaging field of view of about 10 mm × 10 mm, for example, 1.0 mm × 0.5 mm to 7 mm, for example, for capturing an image of an electronic component having a size of about 3 mm. The target is to capture an image of an electronic component having a size of about 7 mm.
[0098]
By providing two types of movable imaging devices having different fields of view and resolution in this way, for example, an image of a small electronic component 2a having a smaller size and requiring high-precision mounting is required. In the case of imaging, the control device 9 selects the first movable imaging device 320, and the first movable imaging device 320 displays the image of the small electronic component 2 a held by each suction nozzle 11. The head unit 20 is moved by the X-axis robot 13 so that an image can be taken, and each first image is taken by the first movable imaging device 320. On the other hand, in the case of taking an image of the small electronic component 2a that does not require the high-precision mounting, the control device 9 selects the second movable imaging device 380, and each suction nozzle 11 is selected. The head unit 20 is moved by the X-axis robot 13 so that the image of the small electronic component 2a held by the second movable imaging device 380 can be captured by the second movable imaging device 380, and each image is captured by the second movable imaging device 380. Done.
[0099]
Accordingly, an appropriate movable imaging device is selected from the first movable imaging device 320 and the second movable imaging device 380 in accordance with the type of the small electronic component 2a held by the suction nozzle 11, so that it is reliable and highly accurate. It is possible to capture an image.
[0100]
Note that the above-described fixed positions P1, P2, and P3 can be used as the imaging positions of the first movable imaging device 320 and the second movable imaging device 380, and further, the retracted position is supplied to the substrate 3. The retreat position P4 that is the side and the retreat position P5 that is disposed on the discharge side of the substrate 3 can be used. In order to prevent interference with the large electronic component 2b mounted on the substrate 3, each retreat position is It is desirable to use the retreat position P4 on the supply side of the substrate 3. The first movable imaging device 320 with a narrow field of view and high resolution can capture an image of the small electronic component 2a having a size of, for example, about 0.6 mm × 0.3 mm, and has a wide field of view and a low resolution. The movable imaging device 380 has a visual field of about 10 mm × 10 mm, for example, and can capture an image of a relatively large size electronic component among the small electronic components 2a.
[0101]
As described above, in the present embodiment, for example, the case where the component thickness imaging device 40 includes the line sensor 43 including the light projecting unit 41 and the light receiving unit 42 has been described. Instead of the sensor 43, a case where a camera unit similar to the camera unit 23 of the movable imaging device 20 is provided may be used. Even in such a case, the camera unit can be relatively moved along the arrangement direction of the respective suction nozzles 11 by the relative movement of the imaging frame 24 due to the movement of the head unit 10. This is because an image of each small electronic component 2a can be taken in this moving process. In this case, the optical axis of the camera unit is substantially orthogonal to the axis and the arrangement direction of the respective suction nozzles 11, and the suction holding height of each small electronic component 2a and the height of the optical axis are the same. It is preferable that they are substantially the same.
[0102]
In the above description, the imaging frame 24 has the ability to move forward and backward in the X-axis direction but is fixed in the height direction. However, instead of such a case, imaging is performed. The frame 24 may be moved up and down in the height direction. In such a case, by raising the imaging frame 24, the imaging frame 24, that is, the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 are positioned above the substrate 3 on which the large electronic component 2b is mounted. Therefore, when the large electronic component 2b is mounted, there is an advantage that the operation of moving the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 to the retracted position P4 or the like to be retracted can be made unnecessary. .
[0103]
In the above description, the case where the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 can move by freely selecting their movement positions along the X-axis direction has been described. Thus, the movable imaging device 20 and the component thickness imaging device 40 only move between two points at predetermined positions along the X-axis direction, for example, two fixed positions of the center fixed position P2 and the retracted position P4. This may be the case. In such a case, there is an advantage that the configuration of the imaging moving apparatus 30 can be simplified and the movement control can be simplified.
[0104]
(Effect of 1st Embodiment)
According to the first embodiment, the following various effects can be obtained.
[0105]
First, the movable imaging device 20 for capturing an image of the small electronic component 2a is movably provided on the X-axis beam 13a of the XY robot 12 having high mechanical rigidity, and the movable imaging device 20 is moved to the central fixed position P2 or the like. In this state, the movable imaging device 20 is moved in the X-axis direction by moving the head unit 10 in the X-axis direction without moving the movable imaging device 20 in the X-axis direction. Each small electronic component 2a can be imaged while being moved relative to the movable imaging device 20. Accordingly, since the movable image pickup device 20 can be picked up at the time of the image pickup, it is possible to reduce the occurrence of vibration due to movement, and to pick up an image of the electronic component with high accuracy. And high-precision electronic components can be mounted.
[0106]
Further, when the large electronic component 2b having a mounting height larger than that of the small electronic component 2a is mounted on the substrate 3, the movable imaging device 20 is placed at the retreat position P4 disposed in a region other than the region above the substrate 3. By moving, the large electronic component 2 b can be mounted while preventing the interference between the large electronic component 2 b mounted on the substrate 3 and the imaging frame 24.
[0107]
In addition, since the stationary imaging camera 5 for capturing an image of the large electronic component 2b is provided on the machine base of the component mounting apparatus 101, the movable imaging apparatus 20 is retracted to the retracted position P4. In this state, since the image of the suction holding posture of the large electronic component 2b sucked and held by the suction nozzle 11 can be taken by the fixing imaging camera 5, the large electronic component 2b can be mounted on the substrate 3 with high accuracy. Can be done.
[0108]
Therefore, it is possible to deal with various types of electronic component mounting without being affected by the type of electronic component 2 mounted on the substrate 3, in particular, the mounting height.
[0109]
Further, when the movable imaging device 20 captures an image of each small electronic component 2a, the imaging frame 24 is securely fixed to the X-axis beam 13a by the fixing device 60 provided in the movable imaging device 20. Therefore, it is possible to prevent the positional deviation of the camera unit 23 from occurring during imaging. Further, the head unit 10 is moved in a state where the moving position of the movable imaging device 20 in the X-axis direction is securely fixed by the fixing device 60 to the imaging position such as the central fixed position P2 determined in advance as described above. Therefore, the control device 9 is suctioned and held by each suction nozzle 11 based on the positional relationship between the movement position of the head unit 10 in the X-axis direction by the X-axis robot 13 and the fixed imaging position. The relative positional relationship between the small electronic component 2a and the movable imaging device 20 can be easily and accurately recognized. Therefore, highly accurate electronic components can be recognized, and highly accurate component mounting can be provided.
[0110]
In addition, since the movable imaging device 20 is supported by the X-axis beam 13a together with the head unit 10, the Y-axis robot 14 moves in the Y-axis direction from above the component supply unit 6 to above the substrate 3. Since the movable imaging device 20 can capture an image of the small electronic component 2a while moving, the time required to move the head unit 10 from above the component supply unit 6 to above the substrate 3, and the electronic component It is possible to overlap the time required to capture the image. Therefore, the time required for mounting the electronic component can be shortened, and efficient component mounting can be performed.
[0111]
Further, the X-axis beam 13a is provided with a plurality of imaging positions such as a left fixed position P1, a central fixed position P2, and a right fixed position P3, and the electronic component 2 is picked up by the head unit 10 from the component supply unit 6. Based on the performed position, an optimal imaging position is selected from the respective imaging positions so that the moving distance of the head unit 10 from the position to the upper side of the substrate 3 is the shortest, and the selected position is selected. The movable image pickup device 20 can be moved to pick up an image of each electronic component. Therefore, the moving distance of the head unit 10 can be minimized and efficient electronic component mounting can be performed.
[0112]
In addition, the retracted position P4, which is a position for preventing the interference between the large electronic component 2b mounted on the substrate 3 and the imaging frame 24, is positioned on the supply side of the substrate 3 in the substrate transport device 16, thereby transporting the substrate. Interference between the imaging frame 24 and the large electronic component 2b mounted on the substrate 3 transported for discharge from the stage 15 by the apparatus 16 can be reliably prevented.
[0113]
In addition, since the head unit 210 is provided with an imaging reference unit 219 that indicates a reference position for movement along the X-axis direction for the above imaging by the movable imaging device 20, the movable imaging device 20 uses the imaging reference unit 219. By capturing an image of the reference mark portion 219a, the control device 9 can reliably detect the relative position of the movable imaging device 20 and the head portion 210 in the X-axis direction, and can capture a highly accurate image. Can be performed.
[0114]
Further, in the component mounting apparatus 301, by providing the first movable imaging device 320 and the second movable imaging device 380 as two types of movable imaging devices having different fields of view and resolution, among the small electronic components 2a, The first movable imaging device 320 and the second movable imaging device 380 can be selectively used according to the size and required mounting accuracy. Therefore, it is possible to provide a component mounting apparatus that can cope with mounting of more diversified electronic components.
[0115]
Further, in the movable imaging device 20, a horizontal light irradiation unit 26 that irradiates light substantially horizontally onto the component imaging plane Q of the small electronic component 2a held by suction by the suction nozzle 11, and vertical light that irradiates light substantially vertically. An irradiation unit 25 and a main irradiation unit 27 that irradiates light inclined at approximately 45 degrees are provided, and the component imaging plane Q of the small electronic component 2a is irradiated with light from each irradiation unit, By performing imaging by the camera unit 23, it is possible to clearly capture the image of the component imaging plane Q. In particular, by irradiating light from the above various directions onto a component imaging plane Q having a minute shape or a special shape in a minute electronic component or a diversified electronic component, uneven illumination can be reduced. Occurrence can be prevented.
[0116]
The main irradiation unit 27 and the horizontal light irradiation unit 26 arranged in the vicinity of the electronic component 2 sucked and held by the suction nozzle 11 are arranged so that the illumination units 26a and 27a face each other. By alternately arranging at an angular pitch of approximately 45 degrees on the plane along the imaging plane Q, the component imaging plane Q of the electronic component 2 is further irradiated with light in a uniform state from various directions. It is possible to prevent the occurrence of uneven illuminance more reliably. Moreover, the structure of the main irradiation part 27 and the horizontal light irradiation part 26 can be made compact, and the raising / lowering movement distance of each adsorption nozzle 11 can be shortened, and efficient component mounting can be performed.
[0117]
The vertical light irradiation unit 25 is arranged on a virtual straight line V that connects the vertical light irradiation unit 25 and the component imaging plane Q, and blocks light irradiated from the vertical light irradiation unit 25 along the virtual straight line V. Since the light shielding plate 28 is provided, the light that leaks from the vertical light irradiating unit 25 along the virtual straight line V can be blocked by the shielding plate 28, and the light is applied to the component imaging plane Q of the electronic component 2. It is possible to prevent light irradiation unevenness due to light irradiation.
[0118]
In addition, the component mounting apparatus 101 includes a movable imaging device 20 that captures an image of the electronic component 2 that is sucked and held by each suction nozzle 11 from a direction along the axis of the suction nozzle 11, and in addition, By including a component thickness imaging device 40 that captures an image of each electronic component 2 from a direction substantially orthogonal to the axis of the suction nozzle 11 and the arrangement direction, the two electronic components 2 are approximately orthogonal to each other. It is possible to capture more images, and based on the images captured from the respective directions, it is possible to reliably recognize the suction holding posture of the suction nozzle 11 of each electronic component 2.
[0119]
Like the conventional head part, each electronic component 2 is imaged in the direction along the axis, that is, each electronic component 2 that is sucked and held from below, and its suction holding posture is recognized. In such a case, for example, when the electronic component 2 is a small electronic component such as a small chip component and is held by suction with respect to the tip of the suction nozzle (such a case). In the component mounting apparatus 101 of the first embodiment, it is difficult to recognize such a suction holding posture from the image captured from the lower side. In addition to the direction along the axis, the image of each electronic component 2 is also taken from a direction substantially orthogonal to the direction (that is, the horizontal direction), and based on the image from the horizontal direction, Adsorption of electronic component 2 Because it recognizes the holding orientation, it is possible to reliably recognize a suction holding posture of the electronic component 2 held by suction on the diagonal. Therefore, the suction holding posture of the electronic component 2 in each suction nozzle 11 can be recognized reliably and accurately, and each electronic component 2 can be mounted on the substrate 3 based on the recognition result, and the high accuracy. It can correspond to mounting of electronic parts.
[0120]
Further, as the component thickness imaging device 40, a line sensor 43 including a light projecting unit 41 and a light receiving unit 42 which are arranged to face each other via the electronic component 2 held by the suction nozzle 11 and fixed to the imaging frame 24. By being used, the light irradiated from the light projecting unit 41 toward the light receiving unit 42 is received by the light receiving unit 42 in a state where a part of the light is blocked by the electronic component 2, and the electronic component 2 is imaged. Therefore, it is possible to reliably and accurately recognize the suction holding posture of the electronic component 2 from the lateral direction on the basis of the light shielding state as the imaging result. Further, by using such a line sensor 43, the configuration of the component thickness imaging device 40 can be simplified, and the component thickness imaging device 40 can be configured at a low cost.
[0121]
Further, since the camera unit 23 of the movable imaging device 20 and the line sensor 43 of the component thickness imaging device 40 are fixed to one imaging frame 24, the head unit 10 is relatively positioned with respect to the imaging frame 24. As a result, the image of the electronic component 2 sucked and held by the respective suction nozzles 11 can be picked up almost simultaneously by the camera unit 23 and the line sensor 43. As a result, the time required for imaging can be shortened, efficient imaging can be provided, and images of one electronic component 2 can be imaged from two different directions substantially simultaneously. Therefore, the suction holding posture of the electronic component 2 can be more reliably recognized.
[0122]
Further, when an image of each electronic component is picked up by a conventional image pickup device (an image pickup device corresponding to the movable image pickup device 20 of the present embodiment), the conventional image pickup is performed for each of the suction nozzles. The device is moved along the arrangement direction of the respective suction nozzles. A ball screw shaft portion and a nut portion screwed to the ball screw shaft portion are used for the moving device that performs such movement. A ball screw mechanism is used. However, heat generated from the drive motor that rotationally drives the ball screw shaft portion is transferred to the ball screw shaft portion, causing thermal expansion of the ball screw shaft portion, and the nut for the ball screw shaft portion. In some cases, it is not possible to accurately detect the moving position of the image capturing unit, that is, the moving position of the imaging device. In such a case, the conventional imaging device captures and recognizes the images of the components. Cannot be performed accurately, and there is a problem that high-precision component mounting cannot be supported.
[0123]
However, since the imaging moving device 30 that moves the movable imaging device 20 according to the present embodiment moves the imaging frame 24 via the drive belt 31 whose main material is hard rubber or the like, the drive motor It is possible to make it difficult for the heat generated by 34 to be transmitted to the imaging frame 24 via the drive belt 31. Therefore, it is possible to prevent the heat from affecting the camera unit 23 and the like.
[0124]
(Second Embodiment)
In addition, this invention is not limited to the said 1st Embodiment, It can implement in another various aspect. For example, the component mounting apparatus 401 according to the second embodiment of the present invention has a one-to-one correspondence with each suction nozzle 11 provided in the head unit 410 with the camera unit 423 corresponding to the camera unit 23 of the first embodiment. The reflection mirror fixed to the imaging frame 424, which is fixed to the head frame 452 and supported so as to be movable in the X-axis direction by the X-axis beam 13a so that the mutual positional relationship is always fixed, and The respective suction nozzles 11 and the respective camera units 423 are moved relative to the respective irradiation units so that an image of each small electronic component 2a can be taken. Other configurations are the same as those of the component mounting apparatus 101 of the first embodiment. Only this different configuration will be described below.
[0125]
A partial schematic plan view of such a component mounting apparatus 401 is shown in FIG. As shown in FIG. 16, the component mounting apparatus 401 includes a head unit 410 having a configuration substantially similar to that of the head unit 10 and a head frame 452 of the head unit 410, and a reflection mirror described later on its optical axis. The eight camera units 423 are arranged so as to correspond to the respective suction nozzles 11 so that an image of the small electronic component 2a held by the respective suction nozzles 11 can be taken. It has. Further, the component mounting apparatus 401 includes reflection mirrors 421 and 422 and an irradiation unit 425 (only the horizontal light irradiation unit of the first embodiment described above) in a state where only the camera unit 23 is removed from the movable imaging device 20 of the first embodiment. A vertical light irradiating unit and a main irradiating unit are collectively referred to as an irradiating unit 425), and an imaging frame 424 that supports the reflecting mirrors 421 and 422 and the irradiating unit 425 while maintaining the respective arrangement relations. . The imaging frame 424 is supported by the X-axis beam 13a so as to be movable along the X-axis direction, and is provided by an imaging moving device (not shown) (having the same structure as the imaging moving device 30 of the first embodiment). It is possible to move forward and backward along the X-axis direction. In the state where the imaging frame 424 is positioned below the axis of one suction nozzle 11 in the head portion 410, the camera unit 423 corresponding to the suction nozzle 11, the reflection mirrors 421 and 422, and the irradiation unit 425 are provided. Can be the state of FIG. 6 in the first embodiment. By sequentially positioning the imaging frame 424 below the axis of each suction nozzle 11, each camera unit 423 corresponding to each suction nozzle 11 can have the above-described arrangement relationship. Note that the imaging frame 424 and each camera unit 423 are arranged so as not to interfere with each other.
[0126]
In the component mounting apparatus 401 having such a configuration, an image capturing procedure of each small electronic component 2a will be described.
[0127]
In the component mounting apparatus 401 in FIG. 16, the head unit 410 is moved above the component supply unit 6 by the XY robot 12, and the small electronic component 2 a is picked up by the respective suction nozzles 11. At the same time, the reflecting mirrors 421 and 422 and the irradiation unit 425 fixed to the imaging frame 424 are positioned at the imaging position P6 in the X-axis beam 13a, and the movement position is fixed by a fixing device (not shown).
[0128]
Thereafter, the head unit 410 starts to move from above the component supply unit 6 to above the substrate 3 by the XY robot 12. At the same time, the X axis robot 13 moves the head unit 410 leftward in the X axis direction shown in the figure. By this movement, the respective suction nozzles 11 are sequentially passed above the imaging frame 424 positioned and fixed at the imaging position P6. During the passage, specifically, when the axis of the suction nozzle 11 is positioned at the approximate center of the reflection mirror 422, the electronic shutter of the camera unit 423 corresponding to the suction nozzle 11 is operated, An image of the small electronic component 2 a sucked and held by the suction nozzle 11 can be incident on the camera unit 423 through the reflection mirrors 422 and 421 and taken. After the axes of all the suction nozzles 11 pass above the reflection mirror 422 and take an image of each small electronic component 2a, the above fixing of the imaging frame 424 is released, and the upper part of the substrate 3 While moving to a position other than the region, the XY robot 12 moves the head unit 410 above the substrate 3. After the movement, the small electronic components 2a held by the respective suction nozzles 11 are mounted on the respective mounting positions of the substrate 3 based on the result of the recognition process of the captured image.
[0129]
Although not shown, the imaging frame 424 is provided with the component thickness imaging device 40 of the first embodiment, and the imaging by the component thickness imaging device 40 is performed in addition to the imaging of the respective camera units 42. It is possible to do the same as in the first embodiment.
[0130]
Each camera unit 423 can be a so-called shutter camera having a feature that a time required to capture the image is short. As such a shutter camera, for example, there is a CCD camera of NTSC specification. When an electronic shutter is used in such a shutter camera, the time for taking an image into the CCD is electrically controlled, and the CCD is exposed only for the time for taking the image. The amount of light necessary for such exposure is an integral of the light emission intensity and the light emission time of the LED used in the illumination unit 325. If the object to be imaged relatively moves during such exposure, the imaged image will be blurred accordingly. For example, in the first embodiment, for example, when the electronic component 1 that is the object to be imaged moves relative to the camera unit 23 at 950 mm / s, for example, only the time of 50 μs. When exposed, the captured image will be blurred by about 50 μm. However, it has been confirmed from the past results that if the image blur is about 50 μm, it is possible to capture an image that does not affect the mounting accuracy of the electronic component 2a. In the first embodiment, in order to ensure the amount of light for the exposure, the LED emits light before and after the exposure. As a result, for example, The LED emits light for a time of about 100 μs. In addition, when used as an electronic shutter, although an object can be instantaneously irradiated with a large amount of light and an exposure time can be shortened, an accurate image can be captured. The light emission intensity of the LED is directly inversely proportional to the lifetime of the LED.
[0131]
On the other hand, in the second embodiment, since the relative positions of the respective suction nozzles 11 and the respective camera units 423 are fixed, the light emission intensity of the LED in the irradiation unit 425 is weakened and the exposure time is lengthened. can do. Therefore, the lifetime of the LED can be extended. For example, each image can be captured by setting the exposure time to 200 μs, the light emission intensity of the LED to ¼ that of the first embodiment, and the irradiation time to 300 μs.
[0132]
Moreover, it may replace with such a case and may be a case where another normal camera is used. As an advantage of using such a normal camera, its cost is lower than that of a shutter camera, and there is no need for instantaneous illuminance like that of a flash type at the time of imaging. May be further reduced, and the lifetime of the irradiation unit 425 may be extended.
[0133]
According to the second embodiment, since the positional relationship between the respective camera units 423 and the respective suction nozzles 11 can be fixed at all times, it is possible to prevent the occurrence of positional misalignment or the like during imaging. High-accuracy images can be taken. In particular, since the relationship between the camera unit 423 and the suction nozzle 11 is fixed, it is not necessary to move each other relative to each other, and it is unnecessary to manage and control the timing of image capturing with high accuracy. And the load on the control device can be reduced.
[0134]
In addition, the imaging can be performed by moving the respective suction nozzle 11 and camera unit 423 relative to the reflection mirrors 421 and 422 and the irradiation unit 425 fixed to the imaging frame 424. The weight of the constituent members supported by the imaging frame 424 can be reduced, and the size can be reduced. In particular, by fixing the camera unit 423, which is a relatively heavy component, to the head frame 452, the imaging frame 424 can be further downsized.
[0135]
It is to be noted that, by appropriately combining arbitrary embodiments of the various embodiments described above, the effects possessed by them can be produced.
[0136]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the movable imaging device for capturing an image of the first component is provided movably on the support member of the head moving device having high mechanical rigidity, and the movable imaging device is provided. The movable imaging device is held by the respective component holding members by moving the mounting head along the first direction by the first direction moving unit without moving the movable imaging device in the first direction in a state where the movable imaging device is positioned at the imaging position. Each of the images can be taken while moving the first part relative to the movable imaging device. Therefore, since the movable imaging device can be imaged in the first direction during the imaging, the occurrence of vibration due to movement can be reduced, and a highly accurate component image can be obtained. The control apparatus can mount a highly accurate component based on the imaging result.
[0137]
When mounting the second component, which is a component whose mounting height is higher than that of the first component, on the substrate, the movable imaging device is mounted by the imaging moving device, and the mounting head component mounting by the head moving device is performed. The second component can be mounted while preventing the interference between the second component mounted on the substrate and the movable imaging device by moving the moving region for retraction to a retracted position that is a retractable position. it can.
[0138]
Further, the imaging of the respective first components by the movable imaging device is required for the movement in the moving process of the mounting head from the component supply unit to the upper side of the substrate by the head moving device. Since the time and the time required for the imaging can be overlapped, efficient component mounting can be performed.
[0139]
Therefore, it is possible to efficiently capture an image of a component without being affected by the types of components such as the first component and the second component mounted together on the substrate, particularly the mounting height. In addition, it is possible to deal with the mounting of various diversified parts.
[0140]
According to the second aspect of the present invention, the movable imaging device is retracted because the fixed imaging device for capturing an image of the second component fixed to the main body side of the component mounting device is provided. Since the image of the holding posture of the second component held by each of the component holding members can be taken by the fixed imaging device in the state of being retracted to the position, the second component is placed on the substrate. Mounting can be performed with high accuracy based on the imaging result.
[0141]
According to the third aspect of the present invention, when the movable imaging device captures an image of each first component, the movable imaging device is supported by the fixing unit provided in the movable imaging device. Since the imaging is performed in a state of being securely fixed to the member, it is possible to prevent the displacement of the movable imaging device from occurring during the imaging. Therefore, it is possible to capture and recognize a highly accurate component, and to provide a highly accurate component mounting.
[0142]
According to the fourth aspect of the present invention, since the plurality of imaging positions are provided, in the control device, the mounting head is moved above the substrate from the component supply unit by the head moving device. One imaging position can be selected from the plurality of imaging positions so that the distance is the shortest, and the imaging can be performed at the selected imaging position. Therefore, the moving distance of the mounting head can be minimized, and efficient component mounting can be performed.
[0143]
According to the fifth aspect of the present invention, the retracted position for preventing interference between the second component mounted on the substrate and the movable imaging device is a position of the substrate transport device with respect to the substrate holder. By being arranged on the supply side of the substrate, it is possible to reliably prevent interference between the second component mounted on the substrate conveyed for discharge from the substrate holding unit and the movable imaging device. Can do.
[0144]
According to the sixth aspect of the present invention, the lower end of the movable imaging device is higher than the upper end of the first component mounted on the substrate and is higher than the upper end of the second component mounted on the substrate. The movable imaging device is supported by the support member so that the movable imaging device is not moved to the retracted position when the first component is mounted on the substrate. Only when the second component is mounted, the movable imaging device is moved to the retracted position to prevent interference between the second component and the movable imaging device. The movable imaging device can be made the minimum necessary size. Therefore, the distance between each of the component holding members of the mounting head and the substrate can be shortened, and efficient component mounting can be performed.
[0145]
According to the seventh aspect of the present invention, the control device simultaneously holds the first component by one component holding member and the second component by another component holding member. By holding the plurality of components by the plurality of component holding members while preventing them from being performed, the first component and the second component having different mounting heights are selectively held by the plurality of components. The member can be held, and the same effect as the effect of the sixth aspect can be obtained.
[0146]
According to the eighth aspect of the present invention, the mounting head includes an imaging reference unit that indicates a reference position of movement along the first direction for the imaging by the movable imaging device, and the movable imaging device performs the above operation. Since the reference position along the first direction can be recognized by capturing an image of the imaging reference unit, the relative positional relationship between the mounting head and the movable imaging device along the first direction can be accurately determined. Can be recognized. Therefore, high-accuracy images can be taken and high-precision component mounting can be performed.
[0147]
According to the ninth aspect of the present invention, as the two types of movable imaging devices having different imaging fields of view and resolution, the first movable imaging device having a narrower field of view and higher resolution than the other movable imaging device, By providing a second movable image pickup device having a wider field of view and lower resolution than the first movable image pickup device, the first moveable image pickup device according to the type of the first component held by each of the component holding members. The movable imaging device or the second movable imaging device can be selected to capture images of the respective first components. Therefore, it is possible to deal with the mounting of the above-described components having more miniaturized or diversified forms, and it is possible to perform mounting with high accuracy according to the requirement of mounting accuracy.
[0148]
According to the tenth aspect of the present invention, the movable imaging device includes a horizontal light irradiation unit that directly irradiates light in a substantially horizontal direction with respect to a component imaging plane on which an image of the first component is captured. A vertical light irradiating unit that irradiates the light in a substantially vertical direction with respect to the component imaging plane; and light that is inclined at an angle approximately between the horizontal direction and the vertical direction with respect to the component imaging plane. In the state where the respective light is simultaneously irradiated by each of the horizontal light irradiation unit, the vertical light irradiation unit, and the inclined light irradiation unit. An image of the first component can be taken by the image pickup device section. Accordingly, since the component imaging plane of the first component that is more diversified and has various forms can be irradiated with light from various directions, the occurrence of uneven illuminance on the component imaging plane is reduced. be able to. Therefore, the images of the first components can be taken with high accuracy by the movable imaging device, and mounting with high accuracy can be performed.
[0149]
According to the eleventh aspect or the twelfth aspect of the present invention, the inclined light irradiating section is for a plurality of inclined lights arranged symmetrically with the axis of the component holding member as an axis of symmetry and facing each other. The horizontal light irradiating unit includes a plurality of horizontal light illuminating units arranged symmetrically with respect to the axis of the component holding member as an axis of symmetry, and each of the illuminating units includes: The arrangement of the respective illumination units is arranged near the outer periphery of the light passing region in the substantially vertical direction by the vertical light irradiation unit formed on and around the axis of the component holding member. Can be made compact. Further, the inclined light irradiation unit has two sets of illumination units for the inclined light, the horizontal light irradiation unit has two sets of illumination units for the horizontal light, and is a component of the first component. In the plane along the imaging plane, the illumination unit for inclined light and the illumination unit for horizontal light are alternately arranged at an angle pitch of approximately 45 degrees, thereby providing a more compact arrangement configuration. In addition, it is possible to irradiate light emitted from each of the illumination units as light in a uniform state on the component imaging plane of the first component. Therefore, the movable imaging device can be made compact, and the unevenness in illuminance on the component imaging plane can be reduced, and imaging of images of more diversified forms can be performed efficiently and with high accuracy. Can do.
[0150]
According to the thirteenth aspect of the present invention, the vertical light irradiation unit is arranged on a virtual straight line connecting the vertical light irradiation unit and the imaging plane of the first component, and imaging of the component from the vertical irradiation unit. By providing a light shielding plate that blocks light irradiated along the virtual straight line on the plane, it is possible to prevent light leaking from the vertical irradiation unit from becoming uneven illumination on the component imaging plane, High-accuracy imaging can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the head unit and the movable imaging device of the first embodiment.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the head unit and the movable imaging device in FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic perspective view of a head unit and a movable imaging device.
FIG. 5 is a schematic plan view of the component mounting apparatus, and shows a fixed position of each.
FIG. 6 is a partially enlarged side view of the movable imaging device.
7 is a BB line arrow view of a horizontal light irradiation unit and a main irradiation unit of the movable imaging apparatus of FIG. 6;
8 is a CC arrow view of the vertical light irradiation unit of the movable imaging device of FIG. 6;
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram illustrating a configuration of a component thickness imaging device provided in the imaging frame.
FIG. 10 is a schematic side view of a head unit, a movable imaging device, and a component thickness imaging device.
FIG. 11 is a schematic plan view of the component mounting apparatus showing a state in which the head unit is positioned above the component supply unit.
FIG. 12 is a schematic plan view of a component mounting apparatus showing a state where component mounting is performed by a head unit.
FIG. 13 is a schematic plan view of the component mounting apparatus showing a state in which the movable imaging device is located at the retracted position.
FIG. 14 is a side view of a head unit according to a modified example of the first embodiment.
FIG. 15 is a schematic plan view of a component mounting apparatus according to still another modification of the first embodiment.
FIG. 16 is a partially enlarged schematic plan view of a component mounting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Electronic component, 2a ... Small electronic component, 2b ... Large electronic component, 3 ... Board | substrate, 5 ... Imaging camera for fixation, 6 ... Component supply part, 7 ... Parts cassette, 8 ... Nozzle exchange part, 9 ... Control apparatus, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Head part, 11 ... Suction nozzle, 12 ... XY robot, 13 ... X-axis robot, 13a ... X-axis beam, 14 ... Y-axis robot, 15 ... Stage, 16 ... Substrate transfer device, 20 ... Movable imaging device, 21 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Reflection mirror, 22 ... Reflection mirror, 23 ... Camera part, 24 ... Imaging frame, 25 ... Vertical light irradiation part, 26 ... Horizontal light irradiation part, 27 ... Main irradiation part, 28 ... Light-shielding plate, 30 ... Imaging moving apparatus, DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 ... Drive belt, 32 ... Drive roller, 33 ... Guide roller, 34 ... Drive motor, 40 ... Component thickness imaging device, 41 ... Projection part, 42 ... Light-receiving part, 43 ... Line sensor, 60 ... Fixing device, 101 ... Parts Device, 219 ... Imaging reference part, 320 ... First movable imaging device, 380 ... Second movable imaging device, P1 ... Left fixed position, P2 ... Center fixed position, P3 ... Right fixed position, P4 ... Retraction position, Q ... Parts Imaging plane.

Claims (4)

複数の部品(2)として、複数の第1部品(2a)と、上記第1部品よりもその実装高さが高い部品である第2部品(2b)とを混載して基板(3)に実装可能な部品実装装置(101、301、401)において、
上記複数の部品を取り出し可能に供給する部品供給部(6)と、
上記供給される夫々の部品が実装される上記基板を保持解除可能に保持する基板保持部(15)と、
上記部品を解除可能に保持する複数の部品保持部材(11)を一列に配列して備え、上記基板の大略表面沿いの方向であり、かつ、上記夫々の部品保持部材の配列方向沿いの方向である第1方向(X)、及び上記基板の大略表面沿いの方向であり、かつ、上記第1方向と直交する方向である第2方向(Y)に移動可能であって、上記部品供給部より供給される複数の上記部品を複数の上記部品保持部材により保持するとともに、当該保持された夫々の部品を上記基板に実装する実装ヘッド(10、210、410)と、
上記第1方向に移動可能に上記実装ヘッドを支持する支持部材(13a)と、上記第1方向に上記実装ヘッドを移動させる第1方向移動部(13)と、上記第2方向(Y)に、上記支持部材及び上記第1方向移動部を移動させる第2方向移動部(14)とを備え、上記部品供給部と上記基板保持部に保持された上記基板との間で、上記第1方向又は上記第2方向に上記実装ヘッドを移動させるヘッド移動装置(12)と、
上記第1方向に移動可能に上記支持部材に支持されて、上記部品保持部材により保持された上記第1部品の画像を、上記部品保持部材の軸心(S)沿いの方向において撮像可能な可動撮像装置(20、320、380)と、
上記第1方向移動部による上記実装ヘッドの上記移動とは独立して、上記可動撮像装置を上記第1方向に沿って移動可能であって、上記支持部材における上記第1方向沿いの位置であり、上記夫々の部品保持部材により保持された第1部品の画像を撮像可能な上記可動撮像装置の撮像位置(P1、P2、P3、P6)と、上記ヘッド移動装置による上記実装ヘッドの部品実装のための移動領域を退避可能な位置である退避位置(P4、P5)との間で、上記実装ヘッドとの干渉が防止されながら上記可動撮像装置を上記移動させる撮像移動装置(30)と、
上記ヘッド移動装置による上記部品供給部から上記基板の上方への上記実装ヘッドの移動の過程において、
上記部品保持部材により上記部品供給部から供給された上記第1部品が保持された場合に、上記撮像移動装置により上記可動撮像装置を上記撮像位置に移動させ、上記撮像位置において、上記第1方向移動部により上記実装ヘッドを上記第1方向に移動させながら、上記可動撮像装置により上記夫々の第1部品の画像を順次撮像し、当該撮像結果に基づいて、上記夫々の第1部品を上記基板に順次実装させ、
上記部品保持部材により上記部品供給部から供給された上記第2部品が保持された場合に、上記撮像移動装置により上記可動撮像装置を上記退避位置に移動させ、上記基板に実装された上記第2部品と上記可動撮像装置との干渉を防止しながら、上記夫々の第2部品を上記基板に順次実装させる制御装置(9)とを備え
上記撮像移動装置は、上記可動撮像装置を上記撮像位置にて上記支持部材に解除可能に固定する固定部(60)をさらに備え、
上記制御装置は、上記固定部により上記支持部材に上記撮像装置を固定させた状態で、上記第1方向移動部による上記実装ヘッドの移動を行って、上記夫々の第1部品の画像の撮像を行うことを特徴とする部品実装装置。
As a plurality of components (2), a plurality of first components (2a) and a second component (2b) whose mounting height is higher than that of the first component are mixedly mounted on the substrate (3). In possible component mounting apparatuses (101, 301, 401),
A component supply section (6) for removably supplying the plurality of components;
A board holding section (15) for holding the board on which each of the supplied components is mounted in a releasable manner;
A plurality of component holding members (11) for releasably holding the components are arranged in a row, the direction being substantially along the surface of the substrate, and the direction along the arrangement direction of the respective component holding members. It is movable in a first direction (X) and a direction substantially along the surface of the substrate and in a second direction (Y) that is orthogonal to the first direction, A mounting head (10, 210, 410) for holding a plurality of supplied components by a plurality of the component holding members and mounting each of the held components on the substrate;
A support member (13a) that supports the mounting head so as to be movable in the first direction, a first direction moving portion (13) that moves the mounting head in the first direction, and a second direction (Y). A second direction moving unit (14) for moving the support member and the first direction moving unit, and the first direction between the component supply unit and the substrate held by the substrate holding unit. Or a head moving device (12) for moving the mounting head in the second direction;
An image of the first component supported by the support member so as to be movable in the first direction and held by the component holding member is movable in a direction along the axis (S) of the component holding member. An imaging device (20, 320, 380);
Independently of the movement of the mounting head by the first direction moving unit, the movable imaging device can be moved along the first direction, and is a position along the first direction in the support member. , The imaging position (P1, P2, P3, P6) of the movable imaging device capable of capturing an image of the first component held by each of the component holding members, and component mounting of the mounting head by the head moving device. An imaging moving device (30) for moving the movable imaging device while preventing interference with the mounting head between retracted positions (P4, P5), which are positions where the moving region for retreating can be retracted,
In the process of moving the mounting head from the component supply unit above the substrate by the head moving device,
When the first component supplied from the component supply unit is held by the component holding member, the movable imaging device is moved to the imaging position by the imaging moving device, and the first direction is detected at the imaging position. While the mounting head is moved in the first direction by the moving unit, images of the first components are sequentially captured by the movable imaging device, and the first components are disposed on the substrate based on the imaging result. To implement sequentially,
When the second component supplied from the component supply unit is held by the component holding member, the movable imaging device is moved to the retracted position by the imaging moving device, and the second component mounted on the substrate is used. A control device (9) for sequentially mounting the respective second components on the substrate while preventing interference between the components and the movable imaging device ;
The imaging moving device further includes a fixing portion (60) for releasably fixing the movable imaging device to the support member at the imaging position,
The control device moves the mounting head by the first direction moving unit in a state where the imaging device is fixed to the support member by the fixing unit, and captures images of the respective first components. The component mounting apparatus characterized by performing .
上記部品実装装置の一端に供給されかつ上記夫々の部品が実装される上記基板を、上記第1方向に沿って上記基板保持部に搬送して供給するとともに、上記夫々の部品が実装された上記基板を上記基板保持部から上記第1方向に沿って上記部品実装装置の他端に搬送して排出する基板搬送装置(16)をさらに備え、
上記可動撮像装置の上記退避位置(P4)は、上記基板保持部に対して上記基板搬送装置の上記基板の供給側に配置されている請求項1に記載の部品実装装置。
The substrate supplied to one end of the component mounting apparatus and mounted with the respective components is transported and supplied to the substrate holding portion along the first direction, and the components mounted with the components are mounted. A board transport device (16) for transporting the board from the board holder to the other end of the component mounting apparatus along the first direction and discharging the board;
The component mounting apparatus according to claim 1 , wherein the retracted position (P4) of the movable imaging device is disposed on a supply side of the substrate of the substrate transfer device with respect to the substrate holding unit.
上記可動撮像装置の下端が、上記基板に実装された上記第1部品の上端よりも高く、かつ、上記基板に実装された上記第2部品の上端よりも低くなるように、上記支持部材により上記可動撮像装置が支持されている請求項1または2に記載の部品実装装置。The support member causes the lower end of the movable imaging device to be higher than the upper end of the first component mounted on the substrate and lower than the upper end of the second component mounted on the substrate. The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the movable imaging device is supported. 撮像視野及び分解能の異なる2種類の上記可動撮像装置として、他方の上記可動撮像装置よりも、狭視野かつ高分解能を有する第1可動撮像装置(320)と、上記第1可動撮像装置よりも、広視野かつ低分解能を有する第2可動撮像装置(380)とを備え、
上記撮像移動装置は、上記夫々の部品保持部材に配列方向沿いに、上記第1撮像装置と上記第2撮像装置とを互いに独立させて移動可能であって、
上記制御装置は、上記夫々の部品保持部材により保持された上記第1部品の種類に応じて、上記第1可動撮像装置又は上記第2可動撮像装置を選択して、上記夫々の第1部品の画像の撮像を行う請求項1から3のいずれか1つに記載の部品実装装置。
As two types of movable imaging devices having different imaging fields of view and resolution, the first movable imaging device (320) having a narrower field of view and higher resolution than the other movable imaging device, and the first movable imaging device, A second movable imaging device (380) having a wide field of view and low resolution,
The imaging moving device is capable of moving the first imaging device and the second imaging device independently of each other along the arrangement direction of the respective component holding members,
The control device selects the first movable imaging device or the second movable imaging device according to the type of the first component held by each of the component holding members, and selects each of the first components. The component mounting apparatus according to claim 1, wherein an image is captured.
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