JP4229554B2 - 部品実装装置及び部品実装方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品、光学部品等の部品を実装する部品実装装置及び部品実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、多種多様な形式をとる部品の表面実装化技術が進み、部品認識方法を含めて様々な部品実装方式が現出している。そのうち、シャッタ部に光源を備える部品認識方法の従来技術として、例えば図6に示すような部品認識装置が知られている。
【0003】
図6に示すように、この部品認識装置は、吸着ノズル21により吸着された部品22に対して斜め下方または下方から部品22の下面に向けて光を照射する第1光源23と、吸着ノズル21に対して両側方から出退し、吸着ノズル21に吸着された部品22の上方位置で吸着ノズル21および部品22の周囲を覆うように開閉可能な第1、第2のシャッタ部24、25と、各シャッタ部24、25にそれぞれ内蔵され、各シャッタ部24、25の下面側から発光させるための第2光源26と、図外の認識カメラとを備えている。
【0004】
そして、この部品認識装置により、以下のような第1、第2の部品認識方法を行う。第1の部品認識方法は、各シャッタ部24、25を閉めた状態で第1の光源23を点灯させ、吸着ノズル21に吸着された部品22の下面に向けて第1光源23にて斜め下方または下方から光を照射し、部品22の下面からの反射光を認識カメラにて受光して認識させる。第2の部品認識方法は、各シャッタ部24、25を閉めた状態で第2光源26を点灯させて各シャッタ部24、25の下面側から発光させることで、吸着ノズル21に吸着された部品22のシルエット像を認識カメラにて認識させる。吸着された部品22の種類に応じて上記第1及び第2の部品認識方法を切り替える。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の第1の部品認識方法は、反射認識方式を採用しているが、下面に突出したボール半田等の電極部を備えたBGA・CSPのような部品22であって、その下面に回路パターン、模様等を有する部品22については、上記部品22に斜め下側または下側から第1光源23により部品22の下面に向けて照明光を照射すると、この部品22の電極部だけではなく、部品下面に形成された回路パターン、模様等をも認識してしまい、受光した画像から、電極部と回路パターン、模様等の区別が困難であるため、電極部の正確な位置の把握ができず、部品姿勢補正量の検出が困難となっていた。さらに、上記電極部の欠落部に照明光を反射するパターンがあった場合や、電極の残骸が残ったりしていた場合に、電極欠落部も照明光を反射してしまい、不良部品として認識できず、この電極部を欠落した不良部品も基板に装着してしまい、実装品質を低下させる原因となっていた。
【0006】
また、上記従来の第2の部品認識方法においては、吸着ノズル21に吸着した部品22の背後から第2光源26により照明光を照射する透過認識方式を採用しているため、側面からリードが外側に突出した部品22または、その外形から位置決め認識を行う部品22に対しては、有効であるが、その下面に電極部を持つような部品22では、電極の位置をまったく認識できない。そのため、電極部の欠落判定は勿論、部品姿勢補正量も検出できなかった。
【0007】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、特に下面に突出した電極部を備えた部品に対して、全電極の位置を認識できて、電極部の欠落判定を行うことのできる部品実装装置及び部品実装方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、吸着ノズルに吸着した部品を上方および側方からシャッタ部で覆った状態で、部品の電極部側方下側位置から電極部側面に向けて照明光を照射することにより、部品下面に突出した電極部側面のみの反射光を受光して認識するものである。
【0009】
この構成により、特に下面に突出した電極部を備えた部品に対して、全電極の位置を認識できて、電極部の欠落判定を行うことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
請求項1記載の発明は、吸着ノズルにより部品を吸着し、部品を吸着したままで、その吸着姿勢を部品認識部において画像認識し、認識結果に基づき部品の吸着姿勢を補正し、この部品を、位置決め保持された基板上に実装する部品実装装置であって、部品認識部に、画像認識位置に移動されてきた吸着ノズルに対して側方からそれぞれ出退自在とされ、吸着ノズルに吸着された部品の上方位置で吸着ノズルおよび部品の周囲を上方から覆う閉状態と側方に分割されて待避する開状態とにわたって開閉自在とされた複数のシャッタ部と、各シャッタ部の内側面において認識位置の吸着ノズルを囲むように複数方向に配設されており、部品下面に突出した電極部を備えた部品に対しては、各シャッタ部を閉じた状態で、電極部の側方下側から電極部の側面に向けて照明光を照射する複数の側面照射用光源と、吸着ノズルに吸着された部品をその下側位置から上向きに撮像するように部品の画像を認識する認識カメラと、部品がその下面に突出した電極部を備えている部品である場合には、各シャッタ部を閉じるとともに側面照射用光源を点灯させ、認識カメラの撮影画像から電極部の欠落の有無を判別する制御手段とを備え、斜め下側または下側になる位置に配置され、吸着ノズルにより吸着された状態で認識位置に移動されてきた部品に対して、部品の下面に向けて照明光を照射する複数の下面照射用光源を備え、制御手段は、部品がその側方に突出するリードを有する部品である場合には、各シャッタ部を開けるとともに下面照射用光源を点灯させて、認識カメラにて部品認識をさせることを特徴とする。
【0012】
請求項2記載の発明は、吸着ノズルにより部品を吸着し、部品を吸着したままで、その吸着姿勢を画像認識し、認識結果に基づき部品の吸着姿勢を補正し、この部品を、位置決め保持された基板上に実装する部品実装方法であって、部品がその下面に突出した電極部を備えた部品である際に、画像認識位置に移動されてきた吸着ノズルに対して側方からそれぞれ出退自在とされている複数のシャッタ部を閉じて、これらのシャッタ部により、吸着ノズルに吸着された部品の上方位置で吸着ノズルおよび部品の周囲を上方から覆い、各シャッタ部の内側面において認識位置の吸着ノズルを囲むように複数方向に配設されている側面照射用光源を点灯させることで、電極部の側方下側から電極部の側面に向けて照明光を照射し、この状態で認識カメラにより、吸着ノズルに吸着された部品をその下側位置から上向きに撮像して部品を認識させ、あらかじめ設定された部品データと認識画像とを比較することにより、電極部の欠落を判別し、吸着された部品の種類に応じて部品認識方法を切り替え、部品がその側方に突出するリードを有する部品である際には、各シャッタ部を開けて部品を覆わない姿勢とするとともに、斜め下側または下側になる位置に配置された複数の下面照射用光源を点灯させることにより、認識位置に移動されてきた部品に対して、部品の下面に向けて照明光を照射し、認識カメラにて部品認識をさせることを特徴とする。
【0014】
上記請求項1記載の部品実装装置ならびに請求項2記載の部品実装方法によれば、部品がその下面に突出した電極部を備えた部品である場合に、電極部の欠落を正確に判別することができ、さらに、部品がその下面に突出した電極部を備えた部品である場合に、電極部の欠落を正確に判別することができるだけでなく、部品がその側方に突出するリードを有する部品である場合でも、部品認識を良好に行うことができる。
【0015】
以下、本発明の実施の形態にかかる部品実装装置および部品実装方法について図1から図5を用いて説明する。
図1、図2に示すように、部品実装装置は、収容した複数種類の部品1の中から必要な部品1を供給する部品供給装置2と、実装対象となる基板を移動テーブル3上まで搬送する搬送部4と、複数の吸着ノズル5を有して、部品供給装置2から供給された部品1を基板上に実装する移載ヘッド6と、基板を載せた状態で実装動作に対応させて移動させる移動テーブル7と、実装動作に先立って部品の吸着姿勢を認識する部品認識部10と、図示しない制御手段とを備えている。
【0016】
また、図2や図3(b)に示すように、部品1Aには、その下面に複数の電極部8が突出して設けられており、部品1Bには、側面からリード9が外側に突出して設けられている。これらの部品1(1A,1B)は、移載ヘッド6に備えられた吸着ノズル5により吸着され、吸着されたままその吸着姿勢を部品認識部10において画像認識される。そして、認識結果に基づいて部品吸着姿勢を補正して、移動テーブル7上に位置決め保持された基板上に実装される。
【0017】
図2に示すように、部品認識部10は、吸着ノズル5により吸着された状態で認識位置に移動されてきた部品1に対して、斜め下側または下側になる位置に配置された下面照射用光源としての複数の第1光源11と、吸着ノズル5に対して両側方から出退自在とされ、吸着ノズル5に吸着された部品1の上方位置で吸着ノズル5および部品1の周囲を上方から覆うように開閉自在とされ、それぞれ底のない箱型を2分割した形状である第1、第2のシャッタ部12、13と、各シャッタ部12、13の内側面において吸着ノズル5を囲むように複数方向に配設されており、部品下面に突出した電極部8を備えた部品1Aに対しては、各シャッタ部12、13を当接させて閉じた状態で、電極部8の側方下側から電極部8の側面に照明光を照射する側面照射用光源としての複数の第2光源14と、吸着ノズル5を下側から上向きに見るように部品1の画像を認識する認識カメラ15とから構成されている。
【0018】
そして、制御手段は、吸着ノズル5にて吸着された部品1(1A,1B)の種類に応じて、以下に述べる第1及び第2の部品認識方法を切り替えて使用するように制御する。
第1の部品認識方法は、図3(a)に示すように、第1、第2のシャッタ部12、13を開けた状態で第1光源11を点灯させ、吸着ノズル5に吸着されたリード9を有する部品1Bの下面に向けて照明光を斜め下方または下方から照射することにより、部品1Bの下面からの反射光を認識カメラ15により受光して認識させる。これにより、リード9を有する部品1Bに対しての部品認識を良好に行うことができる。
【0019】
第2の部品認識方法は、図3(b)に示すように、第1、第2のシャッタ部12、13を閉めた状態で第2光源14を点灯させ、吸着ノズル5に吸着され、下面に突出した電極部8を有する部品1Aに対して、電極部8の側方下側位置から電極部8の側面に向けて照明光を照射することにより行われる。この結果、認識カメラ15は部品1Aの本体部部分より下方に突出した電極部8の反射光Lのみを認識することになる。これに対して、部品1Aの電極部8に欠落部16を生じていた場合や、部品1Aの下面に回路パターン、模様等の、光に対して反射する部分が形成されていた場合には、照明光の反射光Lは、部品1Aの下側へは反射されないため、認識カメラ15には認識されない。これにより、電極部8と、部品下面に形成された回路パターン、模様等との判別を実現する。
【0020】
すなわち、吸着ノズル5に吸着された、電極部8を有する部品1Aを、第2光源14により電極部8の側方下側位置から、部品下面に突出した電極部8の側面に向けて照明光を照射した時に、認識カメラ15により認識された画像データは、部品1Aの電極部8が正常であり、欠落がない場合には、図5(a)に示すように、部品1Aの外形の中に規則正しく整列した電極部8からの反射光が映し出される。
【0021】
一方、部品1Aの電極部8が1箇所欠落している場合には、図5(b)に示すように、電極欠落部16からの反射光は映し出されないので、あらかじめ設定された部品データの認識画像を参照することにより、電極部8が1箇所欠落していることを認識判別する。また、電極欠落部16が複数箇所存在する場合についても同様である。このようにすることで、部品1Aの全電極部8の位置を認識することができ、姿勢補正量を検出するだけでなく、部品下面に突出した電極部8においての欠落部16の有無を確実に判別することができる。
【0022】
この結果、部品下面に形成された回路パターン、模様等に関わらず全電極部8の位置を認識でき、部品姿勢補正量を検出するだけではなく、部品下面に突出した電極部8が正常に取り付けられているか、欠落しているかを判別することが可能となり、電極不良の部品の選別を良好に行うことができる。
また、移動自在なシャッタ部12、13に第2光源14を配設し、第1光源11によるリード9を有する部品1Bなどの大型部品を認識する時は、シャッタ部12、13を開けて行うため、シャッタ部12、13内に備えられた第2光源14が、第1光源11からの照射光を遮光したり、認識カメラ15の視野に入ったりすることがないうえ、吸着ノズル5に吸着した部品1が第2光源14と干渉することもなく、したがって部品サイズを制限することがない。
【0023】
これにより、認識可能な部品範囲を幅広く確保しつつ、下面に突出した電極部をもつ部品においても信頼の高い実装品質が得られる。
なお、上記実施の形態においては、シャッタ部12、13が左右に2分割されている場合を述べたが、これに限るものではなく、3分割以上されていても同様に適用できることはいうまでもない。
【0024】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、幅広い認識可能部品レンジを確保しつつ、部品下面に突出した電極をもつ部品においても信頼の高い実装品質の向上という有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる部品実装装置を示す斜視図
【図2】同部品実装装置の部品認識部の構成を示す断面図
【図3】(a)は本発明の実施の形態にかかる第1の部品認識方法を説明する断面図
(b)は本発明の実施の形態にかかる第2の部品認識方法を説明する断面図
【図4】(a)は本発明の実施の形態にかかる第2の部品認識方法において、欠落部のない部品の場合を示す断面図
(b)は本発明の実施の形態にかかる第2の部品認識方法において、欠落部のある部品の場合を示す断面図
【図5】(a)は本発明の実施の形態にかかる第2の部品認識方法において、欠落部のない部品の場合を示す認識画像イメージの図
(b)は本発明の実施の形態にかかる第2の部品認識方法において、欠落部のある部品の場合を示す認識画像イメージの図
【図6】従来の部品認識方法を示す断面図
【符号の説明】
1、1A、1B 部品
5 吸着ノズル
6 移載ヘッド
8 電極部
9 リード
10 部品認識部
11 第1光源(下面照射用光源)
12 第1のシャッタ部
13 第2のシャッタ部
14 第2光源(側面照射用光源)
15 認識カメラ
16 電極欠落部
Claims (2)
- 吸着ノズルにより部品を吸着し、部品を吸着したままで、その吸着姿勢を部品認識部において画像認識し、認識結果に基づき部品の吸着姿勢を補正し、この部品を、位置決め保持された基板上に実装する部品実装装置であって、
部品認識部に、画像認識位置に移動されてきた吸着ノズルに対して側方からそれぞれ出退自在とされ、吸着ノズルに吸着された部品の上方位置で吸着ノズルおよび部品の周囲を上方から覆う閉状態と側方に分割されて待避する開状態とにわたって開閉自在とされた複数のシャッタ部と、
各シャッタ部の内側面において認識位置の吸着ノズルを囲むように複数方向に配設されており、部品下面に突出した電極部を備えた部品に対しては、各シャッタ部を閉じた状態で、電極部の側方下側から電極部の側面に向けて照明光を照射する複数の側面照射用光源と、
吸着ノズルに吸着された部品をその下側位置から上向きに撮像するように部品の画像を認識する認識カメラと、
部品がその下面に突出した電極部を備えている部品である場合には、各シャッタ部を閉じるとともに側面照射用光源を点灯させ、認識カメラの撮影画像から電極部の欠落の有無を判別する制御手段と
を備え、
斜め下側または下側になる位置に配置され、吸着ノズルにより吸着された状態で認識位置に移動されてきた部品に対して、部品の下面に向けて照明光を照射する複数の下面照射用光源を備え、制御手段は、部品がその側方に突出するリードを有する部品である場合には、各シャッタ部を開けるとともに下面照射用光源を点灯させて、認識カメラにて部品認識をさせる部品実装装置。 - 吸着ノズルにより部品を吸着し、部品を吸着したままで、その吸着姿勢を画像認識し、認識結果に基づき部品の吸着姿勢を補正し、この部品を、位置決め保持された基板上に実装する部品実装方法であって、
部品がその下面に突出した電極部を備えた部品である際に、画像認識位置に移動されてきた吸着ノズルに対して側方からそれぞれ出退自在とされている複数のシャッタ部を閉じて、これらのシャッタ部により、吸着ノズルに吸着された部品の上方位置で吸着ノズルおよび部品の周囲を上方から覆い、
各シャッタ部の内側面において認識位置の吸着ノズルを囲むように複数方向に配設されている側面照射用光源を点灯させることで、電極部の側方下側から電極部の側面に向けて照明光を照射し、
この状態で認識カメラにより、吸着ノズルに吸着された部品をその下側位置から上向きに撮像して部品を認識させ、あらかじめ設定された部品データと認識画像とを比較することにより、電極部の欠落を判別し、
吸着された部品の種類に応じて部品認識方法を切り替え、部品がその側方に突出するリードを有する部品である際には、各シャッタ部を開けて部品を覆わない姿勢とするとともに、
斜め下側または下側になる位置に配置された複数の下面照射用光源を点灯させることにより、認識位置に移動されてきた部品に対して、部品の下面に向けて照明光を照射し、認識カメラにて部品認識をさせる部品実装方法。
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