JP4237421B2 - 部品装着方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品などの部品を基板などの被装着体に装着する部品装着方法及び装置に関し、特に部品装着の有無を高い信頼性をもって検出することができる部品装着方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、部品の装着を自動的に行う部品装着装置の進歩は著しく、ますます多機能化、高速化しつつある。従来の部品装着装置においては、吸着ノズルで部品を吸着して保持した状態で部品の保持位置を認識し、その情報に基づいて装着時の吸着ノズルと基板の相対位置を補正するようにしたものが一般的である。このような電子部品装着装置では、装着後に装着状態の検査を行っていないため、装着基板の品質に対する保証が困難であるという問題があった。
【０００３】
そこで、例えば特開平７−１７００９７号公報に開示されているように、電子部品装着した後、装着状態の検査を行うようにした電子部品装着装置が提案されている。その電子部品装着装置を、図９を参照して説明する。図１３において、４１は電子部品、４２は基板、４３は電子部品４１を吸着して基板４２上に装着する吸着ノズルである。４４は基板４２を固定して位置決めするＸ−Ｙテーブルで、このＸ−Ｙテーブル４４の移動により、基板４２上の所定の電子部品装着位置を吸着ノズル４３による部品装着位置に対応させるように構成されている。４５は吸着ノズル４３による部品装着位置を撮像するように部品装着位置の斜め上方に配設された認識カメラ、４６は照明手段であり、認識カメラ４５によって撮像された画像をモニタ４８によって表示し、制御装置４７によって部品装着後の装着状態の検査を行うように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の電子部品装着装置においては、上記のような装着速度の高速化に伴って電子部品４１の撮像による画像の取り込みとその後の画像処理に時間がかかり、装着速度に装着検出が間に合わなくなり、また構成が複雑であるためコスト高になり、また電子部品４１の色によっては誤認識を生じ易い等の問題があるばかりでなく、特に画像処理を行う複雑なソフトウエアにおいてはその動作信頼性は９９．９９％程度しかないが、電子部品４１の装着に関してはエラー率が１０ｐｐｍ以下となるような信頼性が要求されており、検出装置の信頼性の方が劣ってしまい、十分な検出能力を確保することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、部品装着の有無を装着速度の高速化に対応できる短時間でかつ高い信頼性をもって検出することができる部品装着方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品装着方法は、部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着方法において、吸着ノズル下降前に測長手段により部品装着位置における被装着体表面までの距離を測定して装着前測長データを求め、部品装着動作後に同じ測長手段により部品表面までの距離を測定して装着後測長データを求め、装着前の測長データと装着後の測長データの差により部品装着状態の検査をし、部品の高さ寸法を厚み計測手段により計測し、その計測結果に応じて測長手段の位置を調整することを１つの特徴とするものであり、測長手段にて距離を測定するだけであるため極めて短時間で測定できて装着速度の高速化に対応でき、また部品の色や大きさや形状の影響を受けることもなく、しかも部品装着前と装着後の測長データの差によって部品装着を確認するので、供給電圧のばらつき等の外乱要因や部品厚さのばらつきや被装着体の反りなどの影響を受けることなく、極めて高い信頼性をもって装着動作後の部品の有無を検出することができる。また、部品の高さに変化があっても、常に適正の部品表面までの距離を測定でき、さらに信頼性の高い検出ができる。
本発明の部品装着方法は、また、部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着方法において、吸着ノズル下降前に測長手段により部品装着位置における被装着体表面までの距離を測定して装着前測長データを求め、部品装着動作後に同じ測長手段により部品表面までの距離を測定して装着後測長データを求め、装着前の測長データと装着後の測長データの差により部品装着状態の検査をし、部品の高さ寸法を厚み計測手段により計測し、その計測結果に応
じて測長手段を位置調整し、部品の吸着ノズルの軸芯に対する吸着位置を部品吸着位置計測手段により計測して、その計測結果に応じて測長手段の位置を調整することを別の特徴とすることができ、１つの特徴の場合に加え、さらに、部品の吸着ノズルの軸芯に対する吸着位置を計測し、計測した部品の吸着位置に応じて測長手段の位置を調整するので、吸着ノズルによる部品吸着位置がばらついても部品表面までの距離を適正に測定でき、信頼性の高い検出ができる。
【０００７】
また、装着前と装着後に測定をそれぞれ複数回測定し、それぞれの測長データを平均した測長データの差により部品装着を判別すると、個々の測定時の外乱要因による測定ばらつきの影響を受けない測長データが得られ、さらに信頼性の高い検出ができる。
【０００９】
また、本発明の部品装着装置は、部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着装置において、吸着ノズルによる部品装着位置の斜め上方位置に、部品装着前に被装着体表面までの距離を測定し、部品装着動作後に装着された部品表面までの距離を測定する測長手段を設け、この測長手段による部品装着前後の測長データの差により部品装着の有無を判別する制御手段を設け、部品厚み計測手段による計測結果又は部品データから得た部品の高さ寸法に応じて測長手段の位置を調整する手段を設けたことを１つの特徴とするものであり、上記方法を実施して装着動作後の部品の有無を高速でかつ高い信頼性をもって検出することができるし、部品の高さに変化があっても、常に適正の部品表面までの距離を測定でき、さらに信頼性の高い検出ができる。
【００１０】
また、測長手段がレーザ変位センサを備えていると、レーザ光にて精度良く測定できて高い信頼性を確保できる。
【００１２】
本発明の部品装着装置は、また、部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着装置において、吸着ノズルよる部品装着位置の斜め上方位置に、部品装着前に被装着体表面までの距離を測定し、部品装着動作後に装着された部品表面までの距離を測定する測長手段を設け、この測長手段による部品装着前後の測長データの差により部品装着の有無を判別する制御手段を設け、基板における部品装着位置の高さ位置を測長手段にて部品装着前に測定する手段と、部品厚み計測手段による計測結果又は部品データから得られた部品の高さ寸法と測定した基板の部品装着位置の高さ位置とから測長手段の位置を調整する手段を設けたことを別の特徴とするものであり、１つの特徴の場合とは、別に、部品の吸着ノズルの軸芯に対する吸着位置を部品吸着位置計測手段により計測し、計測した部品の吸着位置の高さと部品の高さ寸法とに応じて測長手段の位置を調整するので、吸着ノズルによる部品吸着位置の高さがばらついても部品表面までの距離を適正に測定でき、信頼性の高い検出ができる。
【００１４】
本発明の部品装着装置は、さらに、部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着装置において、吸着ノズルよる部品装着位置の斜め上方位置に、部品装着前に被装着体表面までの距離を測定し、部品装着動作後に装着された部品表面までの距離を測定する測長手段を設け、この測長手段による部品装着前後の測長データの差により部品装着の有無を判別する制御手段を設け、吸着保持した部品の装着姿勢の補正を、吸着ノズルをその軸芯とは偏芯した回転軸芯回りに回転させて行い、吸着ノズルによる部品装着位置の変化に追従させて測長手段の位置を変化させる追従手段を設けたことを他の特徴とするものであり、別の特徴の場合に加え、さらに、追従手段により吸着ノズルによる部品装着位置の変化に追従させて測長手段の位置を変化させるので、装着位置が変化する場合でも上記作用効果を奏することができる。
【００１５】
また、追従手段が、測長手段をその回転姿勢を保持した状態で吸着ノズルの回転半径と同一回転半径で同一回転角回転させる回転手段から成ると、１軸の調整にて追従させることができて、構成が簡単で、安価に構成できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態の電子部品装着装置について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１９】
図１において、電子部品などの部品１を吸着して保持する吸着ノズル２を有する装着ヘッド３は、これを所定の部品装着位置に移動させて位置決めする移動体４に配設されている。電子部品１が装着される被装着体である基板５は、支持体６に固定されている。移動体４と支持体６は、そのいずれか一方又は両方が移動することによって、装着ヘッド３を基板５の任意の部品装着位置の直上に位置決めするように構成されている。装着ヘッド３は、部品装着位置に位置決めされた後、カム機構（図示せず）等にて下降され、吸着ノズル２で吸着保持している部品１を基板５に装着し、その後吸着ノズル２にブローアウトエアを供給して吸着保持を解除した後上昇するように構成されている。
【００２０】
吸着ノズル２より部品装着位置の斜め上方位置にレーザ変位センサ７が配設されるとともに、このレーザ変位センサ７の検出信号を処理して測長データを得る検出器８が設けられ、これらレーザ変位センサ７と検出器８にて測長手段９が構成されている。１０はサイクルタイマで、装着ヘッド３の上下動作を制御するカム機構（図示せず）から基準信号を受けて検出器８に対して距離測定のタイミング信号を出力する。１１は電子部品装着装置を統括制御する制御手段で、検出器８から測長データが入力され、部品装着動作後の部品１の有無を判定する。
【００２１】
部品装着動作後の部品１の有無判定は、図２に模式的に示すように、部品装着前に部品装着位置近傍の基板５の表面までの距離Ｌ1 を測定し、部品装着動作後に装着された部品１表面までの距離Ｌ2 を測定し、部品１装着前の基板５の表面までの距離Ｌ1 と部品１装着後の部品１の表面までの距離Ｌ2 との差の距離Ｌd を求め、Ｌd が所定値以上であれば部品１が装着され、所定値未満、即ち０に近ければ部品１が装着されなかったものと判定する。
【００２２】
また、制御手段１１は、上記部品装着の成否データを記憶及び出力する手段を備えており、さらに部品装着の成否データに基づいて装着稼働プログラムの補正や変更を行う手段を備えている。
【００２３】
次に、部品装着動作とその際の部品有無の判定動作を、図３、図４を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示すように、部品１を保持した吸着ノズル２を基板５の部品装着位置の上方に位置決めした状態で、吸着ノズル２を下降させる前に測長手段９により部品装着位置近傍の基板５の表面までの距離Ｌ1 を複数回測定する（ステップ＃１）。次に、その装着前の距離Ｌ1 の平均値を演算し、装着前測長データを求める（ステップ＃２）。また、上記距離Ｌ1 の測定が終了すると直ちに、図３（ｂ）に示すように、吸着ノズル２を下降させて保持した部品１を基板５上に装着し、吸着ノズル２にブローアウトエアを供給して吸着保持を解除し、吸着ノズル２を上昇させる。次に、図３（ｃ）に示すように、測長手段９により装着された部品１の表面までの距離Ｌ2 を複数回測定する（ステップ＃３）。この図３（ａ）〜（ｃ）の動作は、例えば１０ｍｓｅｃ程度の時間内に完了することができ、高速装着の障害になるということはない。次に、装着後の距離Ｌ2 の平均値を演算し、装着後測長データを求める（ステップ＃４）。これら装着前後の測長データは検出器８から制御手段１１に出力され、制御手段１１にて装着前の測長データＬ1 と装着後の測長データＬ2 の差Ｌd を求め（ステップ＃５）、その距離差Ｌd により部品装着を判別する（ステップ＃６）。
【００２４】
以上の本実施形態によれば、測長手段９にて距離を測定するだけであるため極めて短時間で測定及びその後のデータ処理を行うことができて装着速度の高速化に対応できるとともに、構成が簡単で低コストにて構成することができる。また、データ処理が簡単であるためソフトウエアでのエラーの発生確率が極めて低く、かつ部品１の色や大きさや形状の影響を受けることもなく、しかも部品装着前と装着後の測長データの差によって部品１の装着を確認するので、供給電圧のばらつき等の外乱要因や部品１の厚さのばらつきや基板５の反りなどの影響を受けることなく、極めて高い信頼性をもって装着動作後の部品１の有無を検出することができる。また、測長手段としてレーザ変位センサ７を用いているので、レーザ光にて精度良く測定できて高い信頼性を確保できる。
【００２５】
また、装着前と装着後に測定をそれぞれ複数回測定し、それぞれの測長データを平均した測長データの差により部品装着を判別しているので、個々の測定時の外乱要因による測定ばらつきの影響を受けない測長データが得られ、さらに信頼性の高い検出ができる。
【００２６】
また、制御手段１１に、部品装着の成否データを記憶及び出力する手段を備えているので、装着不良の原因究明等に利用することができ、さらに部品装着の成否データに基づいて装着稼働プログラムの補正や変更を行う手段を備えると、適正な部品装着を確保するための調整を自動的に行うことができる。
【００２７】
次に、本発明の部品装着装置の第２の実施形態について、図５〜図８を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態と同一の構成要素については同一参照符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００２８】
上記実施形態では、部品１がその中心と吸着ノズル２の軸芯が略同心状で吸着保持され、また部品１の高さは大きく変化せず、レーザ変位センサ７からのレーザ光が部品１の上面から外れることがなく、また基板５に反りがないということを前提条件としているが、実際には図５に示すように、部品１が吸着ノズル２の軸芯に対して距離εだけ偏芯した状態で吸着保持されたり、部品１の高さが先に設定された所定の高さ寸法ｈ0 に対して高さ寸法ｈ1 と高い場合や、部品１の高さ寸法はほぼ同じでも基板５に上方への反りがある場合（図示せず）などには、レーザ変位センサ７からのレーザ光が実線で示すように照射された場合、部品１の上面を検出せず、適正な判別ができない場合が生じてしまう。
【００２９】
そこで、本実施形態においては、図６に示すように、レーザ変位センサ７をブラケット１２にて上下に首振り可能に支持するとともに、減速機付モータから成る上下調整手段１３にて上下方向に位置調整可能に構成し、さらにブラケット１２を減速機付モータから成る左右調整手段１４にて左右方向に位置調整可能に構成し、レーザ変位センサ７の上下・左右方向の向きを任意に調整できるように構成している。上下調整手段１３及び左右調整手段１４は制御手段１１からの制御値に基づいてコントローラ１５にてそれぞれのモータドライバ１６、１７を介して駆動制御される。
【００３０】
レーザ変位センサ７を位置調整する具体例について、図５を参照して説明する。部品１が吸着ノズル２の軸芯に対してレーザ変位センサ７から遠ざかる方向にεだけ偏芯して吸着され、また先にレーザ変位センサ７を設定した時の部品１の高さがｈ0 に対してｈ1 に変化して、部品１の上面の高さ位置が（ｈ1 −ｈ0 ）だけ高くなっている場合や、部品１の高さはｈ0 であるが基板５に（ｈ1 −ｈ0 ）の反りが存在している場合には、レーザ変位センサ７の上下方向の首振り位置を調整角度Δθだけ調整することにより、部品１の装着を適正に判別することができる。その調整角度Δθは、
Δθ＝ｔａｎ-1｛（Ｌ＋ε）／（Ｈ−ｈ1 ）｝
−ｔａｎ-1｛Ｌ／（Ｈ−ｈ1 ）｝
で求められる。ここで、Ｌはレーザ変位センサ７による測定原点と吸着ノズル２の軸芯までの水平距離、Ｈは基板５からレーザ変位センサ７による測定原点までの高さである。
【００３１】
また、上記吸着ノズル２の軸芯に対する部品１の偏芯量ε及び部品１の高さ寸法ｈ1 は、種々の方法で求めることができるが、本実施形態では、図７に示すように、複数の吸着ノズル２が外周部に等間隔で配設された移動体４としての回転体１８の間欠回転に伴って、吸着ノズル２がその配設間隔で部品供給手段１９による所定の部品供給位置Ｆから基板５に部品１を装着する部品装着位置Ｍまで移動する間の吸着ノズル２の停止位置に、ラインセンサ等から成る部品厚み計測手段２１と認識カメラ等から成る部品吸着位置計測手段２２が配設され、それぞれの部品厚み計測部２３と部品吸着位置計測部２４にて高さ寸法ｈ1 及び偏芯量εを求めるようにしている。そして、その検出結果を制御手段１１に出力し、制御手段１１にて上記調整角度Δθを演算し、その演算結果をコントローラ１５に出力して、モータドライバ１６を介して上下調整手段１３を動作制御し、レーザ変位センサ７の首振り角度をΔθだけ調整するようにしている。なお、図７において、２０は部品自体又は吸着位置が不良の場合に、基板５に対する装着を行わずに廃棄するための廃棄ボックスである。
【００３２】
以上のような構成による装着動作を図８を参照して説明すると、部品供給位置Ｆで吸着ノズル２にて部品１を吸着し（ステップ＃１１）、次に部品厚み計測手段２１にて部品１の厚みｈ1 を計測し（ステップ＃１２）、次に部品吸着位置計測手段２２にて部品１の吸着位置を計測して、吸着している部品１の吸着ノズル２に対する偏芯量εを計測し（ステップ＃１３）、また基板５上の部品装着位置又はその近傍が部品装着位置Ｍに位置決めされた後部品１を装着する前に、レーザ変位センサ７にて基板５における部品装着位置の高さ、即ち基板５の反り量を計測し（ステップ＃１４）、これらの計測結果から制御手段１１にてレーザ変位センサ７の移動量を演算し（ステップ＃１５）、その演算結果に基づいて上下調整手段１３や左右調整手段１４にてレーザ変位センサ７をΔθだけ首振りさせる等の補正移動を行い（ステップ＃１６）、その後部品１を装着する（ステップ＃１７）という動作を繰り返す。なお、この部品装着動作に対する装着判定は上記第１の実施形態と同様にレーザ変位センサ７を用いて行われる。
【００３３】
このように本実施形態によれば、部品１の高さ寸法が変化したり、部品１の吸着ノズル２による吸着位置にずれがあったり、基板５に反りがある場合でも、部品表面までの距離を適正に測定でき、信頼性の高い検出ができる。
【００３４】
なお、上記説明では部品厚み計測手段２１にて部品１の高さ寸法を計測する例を示したが、部品厚み計測手段２１を配設せず、装着する部品に係る部品データからその部品高さデータを得るようにしてもよい。
【００３５】
次に、本発明の部品装着装置の第３の実施形態について、図９、図１０を参照して説明する。
【００３６】
上記実施形態の説明では、吸着ノズル２が装着ヘッド３の軸芯と同心状で、吸着保持した部品１の回転姿勢を補正して装着するために吸着ノズル２をその軸芯回りに回転させても装着位置が変化しない場合の例を示したが、本実施形態の部品装着装置においては、図９に示すように、装着ヘッド２５はその回転軸芯２５ａの周囲に複数の吸着ノズル２がその軸芯回りに回転不可能に配設されており、吸着保持した部品の装着姿勢の補正は、吸着ノズル２を回転軸芯２５ａの回りに回転させて行うように構成されており、その結果部品装着位置は装着ヘッド２５の回転軸芯２５ａ回りに位置が変化することになる。
【００３７】
そこで、本実施形態においては、図９に示すように、吸着ノズル２による部品装着位置の変化に追従してレーザ変位センサ７の位置を変化させるように、レーザ変位センサ７をＸ−Ｙロボット等の追従手段２６に装着している。
【００３８】
このように吸着ノズル２による部品装着位置の変化に追従してＸ−Ｙロボット等の追従手段２６にてレーザ変位センサ７の位置を変化させることにより、装着位置が変化する場合においても上記作用効果を奏することができる。なお、図９において、２７は上記実施形態における検出器８と追従手段２６のドライバーを内蔵した制御ユニットである。
【００３９】
また、装着位置の変化に追従して測長手段を追従させる追従手段として、図１０に示すように、レーザ変位センサ７をその回転姿勢を保持した状態で吸着ノズル２の回転半径と同一回転半径で同一回転角回転させる回転手段２８にて構成することもできる。このように追従手段を回転手段２８にて構成すると、１軸の調整にて追従させることができて、構成が簡単となるため安価に構成できる。
【００４０】
以上の各実施形態は、図１１に示すような回転体１８の外周部に吸着ノズル２を有する複数の装着ヘッド３又は２５を配設し、回転体１８を装着ヘッド３又は２５の配設ピッチで間欠回転させ、所定の部品装着位置で吸着ノズル２に保持された部品をＸ−Ｙテーブル２９にて位置決めされた基板５上に装着するようにしたロータリー方式の高速タイプの部品装着装置において、その部品装着位置の側部に測長手段９を配設することによって好適に適用できるが、図１２に示すようなＸ−Ｙロボット３１の可動部３２に吸着ノズル２を有する装着ヘッドを配設し、所定位置で固定設置された基板５の任意の部品装着位置に装着ヘッドを位置決めして吸着ノズル２に保持された部品を装着するようにしたＸ−Ｙ直交方式の部品装着装置においても、その可動部３２に測長手段９を配設することで、適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の部品装着方法の１つの特徴によれば、以上の説明から明らかなように、吸着ノズル下降前に測長手段により部品装着位置における被装着体表面までの距離を測定して装着前測長データを求め、部品装着動作後に同じ測長手段により部品表面までの距離を測定して装着後測長データを求め、装着前の測長データと装着後の測長データの差により部品装着の有無を判別するので、距離測定だけであるため極めて短時間で測定及びその後のデータ処理を行うことができて装着速度の高速化に対応できるとともに、構成が簡単で低コストにて構成することができ、またデータ処理が簡単であるためソフトウエアでのエラーの発生確率が極めて低く、かつ部品の色や大きさや形状の影響を受けることもなく、しかも部品装着前と装着後の測長データの差によって部品装着の有無を確認するので、外乱要因や部品厚さのばらつきや被装着体の反りなどの影響を受けることなく、極めて高い信頼性をもって装着動作後の部品の有無を検出することができる。また、部品の高さに変化があっても、常に適正の部品表面までの距離を測定でき、さらに信頼性の高い検出ができる。
また、別の特徴によれば、１つの特徴の場合に加え、さらに、部品の吸着ノズルの軸芯に対する吸着位置を計測し、計測した部品の吸着位置に応じて測長手段の位置を調整するので、吸着ノズルによる部品吸着位置がばらついても部品表面までの距離を適正に測定でき、信頼性の高い検出ができる。
【００４２】
また、装着前と装着後に測定をそれぞれ複数回測定し、それぞれの測長データを平均した測長データの差により部品装着を判別すると、個々の測定時の外乱要因による測定ばらつきの影響を受けない測長データが得られ、さらに信頼性の高い検出ができる。
【００４４】
また、本発明の部品装着装置の１つの特徴によれば、吸着ノズルによる部品装着位置の斜め上方位置に、部品装着前に被装着体表面までの距離を測定し、部品装着動作後に装着された部品表面までの距離を測定する測長手段を設け、この測長手段による部品装着前後の測長データの差により部品装着の有無を判別する制御手段、を設けたので、上記方法を実施して装着動作後の部品の有無を高速でかつ高い信頼性をもって検出することができし、部品の高さに変化があっても、常に適正の部品表面までの距離を測定でき、さらに信頼性の高い検出ができる。
【００４５】
また、測長手段がレーザ変位センサを備えていると、レーザ光にて精度良く測定できて高い信頼性を確保できる。
【００４６】
また、本発明の部品装着装置の別の特徴によれば、１つの特徴の場合とは、別に、部品の吸着ノズルの軸芯に対する吸着位置を部品吸着位置計測手段により計測し、計測した部品の吸着位置に応じて測長手段の位置を調整するので、吸着ノズルによる部品吸着位置が変化しても部品表面までの距離を適正に測定でき、信頼性の高い検出ができる。
【００４８】
また、本発明の部品装着装置の他の特徴によれば、別の特徴の場合に加え、さらに、追従手段により吸着ノズルによる部品装着位置の変化に追従させて測長手段の位置を変化させるので、装着位置が変化する場合でも上記作用効果を奏することができる。
【００４９】
また、追従手段が、測長手段をその回転姿勢を保持した状態で吸着ノズルの回転半径と同一回転半径で同一回転角回転させる回転手段から成ると、１軸の調整にて追従させることができて、構成が簡単で、安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の電子部品装着装置における要部の概略構成図である。
【図２】同実施形態において部品の有無を検出する原理の説明図である。
【図３】同実施形態における部品装着及び部品有無の検出工程の説明図である。
【図４】同実施形態における装着判定動作のフロー図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の電子部品装着装置におけるレーザ変位センサの位置調整原理の説明図である。
【図６】同実施形態におけるレーザ変位センサの位置調整機構の概略構成図である。
【図７】同実施形態における部品の高さ寸法及び吸着位置の計測手段の配置状態を示す斜視図である。
【図８】同実施形態における部品装着動作のフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態の電子部品装着装置における要部の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】同実施形態の変形例の要部の斜視図である。
【図１１】本発明の適用対象のロータリー方式の電子部品装着装置の構成図である。
【図１２】本発明の適用対象のＸ−Ｙロボット方式の電子部品装着装置の構成図である。
【図１３】従来例の電子部品装着装置の装着状態検出手段の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 部品
２ 吸着ノズル
５ 基板（被装着体）
７ レーザ変位センサ
９ 測長手段
１１ 制御手段
１３ 上下調整手段
１４ 左右調整手段
２１ 部品厚み計測手段
２２ 部品吸着位置計測手段
２６ 追従手段
２８ 回転手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品などの部品を基板などの被装着体に装着する部品装着方法及び装置に関し、特に部品装着の有無を高い信頼性をもって検出することができる部品装着方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、部品の装着を自動的に行う部品装着装置の進歩は著しく、ますます多機能化、高速化しつつある。従来の部品装着装置においては、吸着ノズルで部品を吸着して保持した状態で部品の保持位置を認識し、その情報に基づいて装着時の吸着ノズルと基板の相対位置を補正するようにしたものが一般的である。このような電子部品装着装置では、装着後に装着状態の検査を行っていないため、装着基板の品質に対する保証が困難であるという問題があった。
【０００３】
そこで、例えば特開平７−１７００９７号公報に開示されているように、電子部品装着した後、装着状態の検査を行うようにした電子部品装着装置が提案されている。その電子部品装着装置を、図９を参照して説明する。図１３において、４１は電子部品、４２は基板、４３は電子部品４１を吸着して基板４２上に装着する吸着ノズルである。４４は基板４２を固定して位置決めするＸ−Ｙテーブルで、このＸ−Ｙテーブル４４の移動により、基板４２上の所定の電子部品装着位置を吸着ノズル４３による部品装着位置に対応させるように構成されている。４５は吸着ノズル４３による部品装着位置を撮像するように部品装着位置の斜め上方に配設された認識カメラ、４６は照明手段であり、認識カメラ４５によって撮像された画像をモニタ４８によって表示し、制御装置４７によって部品装着後の装着状態の検査を行うように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の電子部品装着装置においては、上記のような装着速度の高速化に伴って電子部品４１の撮像による画像の取り込みとその後の画像処理に時間がかかり、装着速度に装着検出が間に合わなくなり、また構成が複雑であるためコスト高になり、また電子部品４１の色によっては誤認識を生じ易い等の問題があるばかりでなく、特に画像処理を行う複雑なソフトウエアにおいてはその動作信頼性は９９．９９％程度しかないが、電子部品４１の装着に関してはエラー率が１０ｐｐｍ以下となるような信頼性が要求されており、検出装置の信頼性の方が劣ってしまい、十分な検出能力を確保することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、部品装着の有無を装着速度の高速化に対応できる短時間でかつ高い信頼性をもって検出することができる部品装着方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品装着方法は、部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着方法において、吸着ノズル下降前に測長手段により部品装着位置における被装着体表面までの距離を測定して装着前測長データを求め、部品装着動作後に同じ測長手段により部品表面までの距離を測定して装着後測長データを求め、装着前の測長データと装着後の測長データの差により部品装着状態の検査をし、部品の高さ寸法を厚み計測手段により計測し、その計測結果に応じて測長手段の位置を調整することを１つの特徴とするものであり、測長手段にて距離を測定するだけであるため極めて短時間で測定できて装着速度の高速化に対応でき、また部品の色や大きさや形状の影響を受けることもなく、しかも部品装着前と装着後の測長データの差によって部品装着を確認するので、供給電圧のばらつき等の外乱要因や部品厚さのばらつきや被装着体の反りなどの影響を受けることなく、極めて高い信頼性をもって装着動作後の部品の有無を検出することができる。また、部品の高さに変化があっても、常に適正の部品表面までの距離を測定でき、さらに信頼性の高い検出ができる。
本発明の部品装着方法は、また、部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着方法において、吸着ノズル下降前に測長手段により部品装着位置における被装着体表面までの距離を測定して装着前測長データを求め、部品装着動作後に同じ測長手段により部品表面までの距離を測定して装着後測長データを求め、装着前の測長データと装着後の測長データの差により部品装着状態の検査をし、部品の高さ寸法を厚み計測手段により計測し、その計測結果に応
じて測長手段を位置調整し、部品の吸着ノズルの軸芯に対する吸着位置を部品吸着位置計測手段により計測して、その計測結果に応じて測長手段の位置を調整することを別の特徴とすることができ、１つの特徴の場合に加え、さらに、部品の吸着ノズルの軸芯に対する吸着位置を計測し、計測した部品の吸着位置に応じて測長手段の位置を調整するので、吸着ノズルによる部品吸着位置がばらついても部品表面までの距離を適正に測定でき、信頼性の高い検出ができる。
【０００７】
また、装着前と装着後に測定をそれぞれ複数回測定し、それぞれの測長データを平均した測長データの差により部品装着を判別すると、個々の測定時の外乱要因による測定ばらつきの影響を受けない測長データが得られ、さらに信頼性の高い検出ができる。
【０００９】
また、本発明の部品装着装置は、部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着装置において、吸着ノズルによる部品装着位置の斜め上方位置に、部品装着前に被装着体表面までの距離を測定し、部品装着動作後に装着された部品表面までの距離を測定する測長手段を設け、この測長手段による部品装着前後の測長データの差により部品装着の有無を判別する制御手段を設け、部品厚み計測手段による計測結果又は部品データから得た部品の高さ寸法に応じて測長手段の位置を調整する手段を設けたことを１つの特徴とするものであり、上記方法を実施して装着動作後の部品の有無を高速でかつ高い信頼性をもって検出することができるし、部品の高さに変化があっても、常に適正の部品表面までの距離を測定でき、さらに信頼性の高い検出ができる。
【００１０】
また、測長手段がレーザ変位センサを備えていると、レーザ光にて精度良く測定できて高い信頼性を確保できる。
【００１２】
本発明の部品装着装置は、また、部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着装置において、吸着ノズルよる部品装着位置の斜め上方位置に、部品装着前に被装着体表面までの距離を測定し、部品装着動作後に装着された部品表面までの距離を測定する測長手段を設け、この測長手段による部品装着前後の測長データの差により部品装着の有無を判別する制御手段を設け、基板における部品装着位置の高さ位置を測長手段にて部品装着前に測定する手段と、部品厚み計測手段による計測結果又は部品データから得られた部品の高さ寸法と測定した基板の部品装着位置の高さ位置とから測長手段の位置を調整する手段を設けたことを別の特徴とするものであり、１つの特徴の場合とは、別に、部品の吸着ノズルの軸芯に対する吸着位置を部品吸着位置計測手段により計測し、計測した部品の吸着位置の高さと部品の高さ寸法とに応じて測長手段の位置を調整するので、吸着ノズルによる部品吸着位置の高さがばらついても部品表面までの距離を適正に測定でき、信頼性の高い検出ができる。
【００１４】
本発明の部品装着装置は、さらに、部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着装置において、吸着ノズルよる部品装着位置の斜め上方位置に、部品装着前に被装着体表面までの距離を測定し、部品装着動作後に装着された部品表面までの距離を測定する測長手段を設け、この測長手段による部品装着前後の測長データの差により部品装着の有無を判別する制御手段を設け、吸着保持した部品の装着姿勢の補正を、吸着ノズルをその軸芯とは偏芯した回転軸芯回りに回転させて行い、吸着ノズルによる部品装着位置の変化に追従させて測長手段の位置を変化させる追従手段を設けたことを他の特徴とするものであり、別の特徴の場合に加え、さらに、追従手段により吸着ノズルによる部品装着位置の変化に追従させて測長手段の位置を変化させるので、装着位置が変化する場合でも上記作用効果を奏することができる。
【００１５】
また、追従手段が、測長手段をその回転姿勢を保持した状態で吸着ノズルの回転半径と同一回転半径で同一回転角回転させる回転手段から成ると、１軸の調整にて追従させることができて、構成が簡単で、安価に構成できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態の電子部品装着装置について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１９】
図１において、電子部品などの部品１を吸着して保持する吸着ノズル２を有する装着ヘッド３は、これを所定の部品装着位置に移動させて位置決めする移動体４に配設されている。電子部品１が装着される被装着体である基板５は、支持体６に固定されている。移動体４と支持体６は、そのいずれか一方又は両方が移動することによって、装着ヘッド３を基板５の任意の部品装着位置の直上に位置決めするように構成されている。装着ヘッド３は、部品装着位置に位置決めされた後、カム機構（図示せず）等にて下降され、吸着ノズル２で吸着保持している部品１を基板５に装着し、その後吸着ノズル２にブローアウトエアを供給して吸着保持を解除した後上昇するように構成されている。
【００２０】
吸着ノズル２より部品装着位置の斜め上方位置にレーザ変位センサ７が配設されるとともに、このレーザ変位センサ７の検出信号を処理して測長データを得る検出器８が設けられ、これらレーザ変位センサ７と検出器８にて測長手段９が構成されている。１０はサイクルタイマで、装着ヘッド３の上下動作を制御するカム機構（図示せず）から基準信号を受けて検出器８に対して距離測定のタイミング信号を出力する。１１は電子部品装着装置を統括制御する制御手段で、検出器８から測長データが入力され、部品装着動作後の部品１の有無を判定する。
【００２１】
部品装着動作後の部品１の有無判定は、図２に模式的に示すように、部品装着前に部品装着位置近傍の基板５の表面までの距離Ｌ1 を測定し、部品装着動作後に装着された部品１表面までの距離Ｌ2 を測定し、部品１装着前の基板５の表面までの距離Ｌ1 と部品１装着後の部品１の表面までの距離Ｌ2 との差の距離Ｌd を求め、Ｌd が所定値以上であれば部品１が装着され、所定値未満、即ち０に近ければ部品１が装着されなかったものと判定する。
【００２２】
また、制御手段１１は、上記部品装着の成否データを記憶及び出力する手段を備えており、さらに部品装着の成否データに基づいて装着稼働プログラムの補正や変更を行う手段を備えている。
【００２３】
次に、部品装着動作とその際の部品有無の判定動作を、図３、図４を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示すように、部品１を保持した吸着ノズル２を基板５の部品装着位置の上方に位置決めした状態で、吸着ノズル２を下降させる前に測長手段９により部品装着位置近傍の基板５の表面までの距離Ｌ1 を複数回測定する（ステップ＃１）。次に、その装着前の距離Ｌ1 の平均値を演算し、装着前測長データを求める（ステップ＃２）。また、上記距離Ｌ1 の測定が終了すると直ちに、図３（ｂ）に示すように、吸着ノズル２を下降させて保持した部品１を基板５上に装着し、吸着ノズル２にブローアウトエアを供給して吸着保持を解除し、吸着ノズル２を上昇させる。次に、図３（ｃ）に示すように、測長手段９により装着された部品１の表面までの距離Ｌ2 を複数回測定する（ステップ＃３）。この図３（ａ）〜（ｃ）の動作は、例えば１０ｍｓｅｃ程度の時間内に完了することができ、高速装着の障害になるということはない。次に、装着後の距離Ｌ2 の平均値を演算し、装着後測長データを求める（ステップ＃４）。これら装着前後の測長データは検出器８から制御手段１１に出力され、制御手段１１にて装着前の測長データＬ1 と装着後の測長データＬ2 の差Ｌd を求め（ステップ＃５）、その距離差Ｌd により部品装着を判別する（ステップ＃６）。
【００２４】
以上の本実施形態によれば、測長手段９にて距離を測定するだけであるため極めて短時間で測定及びその後のデータ処理を行うことができて装着速度の高速化に対応できるとともに、構成が簡単で低コストにて構成することができる。また、データ処理が簡単であるためソフトウエアでのエラーの発生確率が極めて低く、かつ部品１の色や大きさや形状の影響を受けることもなく、しかも部品装着前と装着後の測長データの差によって部品１の装着を確認するので、供給電圧のばらつき等の外乱要因や部品１の厚さのばらつきや基板５の反りなどの影響を受けることなく、極めて高い信頼性をもって装着動作後の部品１の有無を検出することができる。また、測長手段としてレーザ変位センサ７を用いているので、レーザ光にて精度良く測定できて高い信頼性を確保できる。
【００２５】
また、装着前と装着後に測定をそれぞれ複数回測定し、それぞれの測長データを平均した測長データの差により部品装着を判別しているので、個々の測定時の外乱要因による測定ばらつきの影響を受けない測長データが得られ、さらに信頼性の高い検出ができる。
【００２６】
また、制御手段１１に、部品装着の成否データを記憶及び出力する手段を備えているので、装着不良の原因究明等に利用することができ、さらに部品装着の成否データに基づいて装着稼働プログラムの補正や変更を行う手段を備えると、適正な部品装着を確保するための調整を自動的に行うことができる。
【００２７】
次に、本発明の部品装着装置の第２の実施形態について、図５〜図８を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態と同一の構成要素については同一参照符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００２８】
上記実施形態では、部品１がその中心と吸着ノズル２の軸芯が略同心状で吸着保持され、また部品１の高さは大きく変化せず、レーザ変位センサ７からのレーザ光が部品１の上面から外れることがなく、また基板５に反りがないということを前提条件としているが、実際には図５に示すように、部品１が吸着ノズル２の軸芯に対して距離εだけ偏芯した状態で吸着保持されたり、部品１の高さが先に設定された所定の高さ寸法ｈ0 に対して高さ寸法ｈ1 と高い場合や、部品１の高さ寸法はほぼ同じでも基板５に上方への反りがある場合（図示せず）などには、レーザ変位センサ７からのレーザ光が実線で示すように照射された場合、部品１の上面を検出せず、適正な判別ができない場合が生じてしまう。
【００２９】
そこで、本実施形態においては、図６に示すように、レーザ変位センサ７をブラケット１２にて上下に首振り可能に支持するとともに、減速機付モータから成る上下調整手段１３にて上下方向に位置調整可能に構成し、さらにブラケット１２を減速機付モータから成る左右調整手段１４にて左右方向に位置調整可能に構成し、レーザ変位センサ７の上下・左右方向の向きを任意に調整できるように構成している。上下調整手段１３及び左右調整手段１４は制御手段１１からの制御値に基づいてコントローラ１５にてそれぞれのモータドライバ１６、１７を介して駆動制御される。
【００３０】
レーザ変位センサ７を位置調整する具体例について、図５を参照して説明する。部品１が吸着ノズル２の軸芯に対してレーザ変位センサ７から遠ざかる方向にεだけ偏芯して吸着され、また先にレーザ変位センサ７を設定した時の部品１の高さがｈ0 に対してｈ1 に変化して、部品１の上面の高さ位置が（ｈ1 −ｈ0 ）だけ高くなっている場合や、部品１の高さはｈ0 であるが基板５に（ｈ1 −ｈ0 ）の反りが存在している場合には、レーザ変位センサ７の上下方向の首振り位置を調整角度Δθだけ調整することにより、部品１の装着を適正に判別することができる。その調整角度Δθは、
Δθ＝ｔａｎ-1｛（Ｌ＋ε）／（Ｈ−ｈ1 ）｝
−ｔａｎ-1｛Ｌ／（Ｈ−ｈ1 ）｝
で求められる。ここで、Ｌはレーザ変位センサ７による測定原点と吸着ノズル２の軸芯までの水平距離、Ｈは基板５からレーザ変位センサ７による測定原点までの高さである。
【００３１】
また、上記吸着ノズル２の軸芯に対する部品１の偏芯量ε及び部品１の高さ寸法ｈ1 は、種々の方法で求めることができるが、本実施形態では、図７に示すように、複数の吸着ノズル２が外周部に等間隔で配設された移動体４としての回転体１８の間欠回転に伴って、吸着ノズル２がその配設間隔で部品供給手段１９による所定の部品供給位置Ｆから基板５に部品１を装着する部品装着位置Ｍまで移動する間の吸着ノズル２の停止位置に、ラインセンサ等から成る部品厚み計測手段２１と認識カメラ等から成る部品吸着位置計測手段２２が配設され、それぞれの部品厚み計測部２３と部品吸着位置計測部２４にて高さ寸法ｈ1 及び偏芯量εを求めるようにしている。そして、その検出結果を制御手段１１に出力し、制御手段１１にて上記調整角度Δθを演算し、その演算結果をコントローラ１５に出力して、モータドライバ１６を介して上下調整手段１３を動作制御し、レーザ変位センサ７の首振り角度をΔθだけ調整するようにしている。なお、図７において、２０は部品自体又は吸着位置が不良の場合に、基板５に対する装着を行わずに廃棄するための廃棄ボックスである。
【００３２】
以上のような構成による装着動作を図８を参照して説明すると、部品供給位置Ｆで吸着ノズル２にて部品１を吸着し（ステップ＃１１）、次に部品厚み計測手段２１にて部品１の厚みｈ1 を計測し（ステップ＃１２）、次に部品吸着位置計測手段２２にて部品１の吸着位置を計測して、吸着している部品１の吸着ノズル２に対する偏芯量εを計測し（ステップ＃１３）、また基板５上の部品装着位置又はその近傍が部品装着位置Ｍに位置決めされた後部品１を装着する前に、レーザ変位センサ７にて基板５における部品装着位置の高さ、即ち基板５の反り量を計測し（ステップ＃１４）、これらの計測結果から制御手段１１にてレーザ変位センサ７の移動量を演算し（ステップ＃１５）、その演算結果に基づいて上下調整手段１３や左右調整手段１４にてレーザ変位センサ７をΔθだけ首振りさせる等の補正移動を行い（ステップ＃１６）、その後部品１を装着する（ステップ＃１７）という動作を繰り返す。なお、この部品装着動作に対する装着判定は上記第１の実施形態と同様にレーザ変位センサ７を用いて行われる。
【００３３】
このように本実施形態によれば、部品１の高さ寸法が変化したり、部品１の吸着ノズル２による吸着位置にずれがあったり、基板５に反りがある場合でも、部品表面までの距離を適正に測定でき、信頼性の高い検出ができる。
【００３４】
なお、上記説明では部品厚み計測手段２１にて部品１の高さ寸法を計測する例を示したが、部品厚み計測手段２１を配設せず、装着する部品に係る部品データからその部品高さデータを得るようにしてもよい。
【００３５】
次に、本発明の部品装着装置の第３の実施形態について、図９、図１０を参照して説明する。
【００３６】
上記実施形態の説明では、吸着ノズル２が装着ヘッド３の軸芯と同心状で、吸着保持した部品１の回転姿勢を補正して装着するために吸着ノズル２をその軸芯回りに回転させても装着位置が変化しない場合の例を示したが、本実施形態の部品装着装置においては、図９に示すように、装着ヘッド２５はその回転軸芯２５ａの周囲に複数の吸着ノズル２がその軸芯回りに回転不可能に配設されており、吸着保持した部品の装着姿勢の補正は、吸着ノズル２を回転軸芯２５ａの回りに回転させて行うように構成されており、その結果部品装着位置は装着ヘッド２５の回転軸芯２５ａ回りに位置が変化することになる。
【００３７】
そこで、本実施形態においては、図９に示すように、吸着ノズル２による部品装着位置の変化に追従してレーザ変位センサ７の位置を変化させるように、レーザ変位センサ７をＸ−Ｙロボット等の追従手段２６に装着している。
【００３８】
このように吸着ノズル２による部品装着位置の変化に追従してＸ−Ｙロボット等の追従手段２６にてレーザ変位センサ７の位置を変化させることにより、装着位置が変化する場合においても上記作用効果を奏することができる。なお、図９において、２７は上記実施形態における検出器８と追従手段２６のドライバーを内蔵した制御ユニットである。
【００３９】
また、装着位置の変化に追従して測長手段を追従させる追従手段として、図１０に示すように、レーザ変位センサ７をその回転姿勢を保持した状態で吸着ノズル２の回転半径と同一回転半径で同一回転角回転させる回転手段２８にて構成することもできる。このように追従手段を回転手段２８にて構成すると、１軸の調整にて追従させることができて、構成が簡単となるため安価に構成できる。
【００４０】
以上の各実施形態は、図１１に示すような回転体１８の外周部に吸着ノズル２を有する複数の装着ヘッド３又は２５を配設し、回転体１８を装着ヘッド３又は２５の配設ピッチで間欠回転させ、所定の部品装着位置で吸着ノズル２に保持された部品をＸ−Ｙテーブル２９にて位置決めされた基板５上に装着するようにしたロータリー方式の高速タイプの部品装着装置において、その部品装着位置の側部に測長手段９を配設することによって好適に適用できるが、図１２に示すようなＸ−Ｙロボット３１の可動部３２に吸着ノズル２を有する装着ヘッドを配設し、所定位置で固定設置された基板５の任意の部品装着位置に装着ヘッドを位置決めして吸着ノズル２に保持された部品を装着するようにしたＸ−Ｙ直交方式の部品装着装置においても、その可動部３２に測長手段９を配設することで、適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の部品装着方法の１つの特徴によれば、以上の説明から明らかなように、吸着ノズル下降前に測長手段により部品装着位置における被装着体表面までの距離を測定して装着前測長データを求め、部品装着動作後に同じ測長手段により部品表面までの距離を測定して装着後測長データを求め、装着前の測長データと装着後の測長データの差により部品装着の有無を判別するので、距離測定だけであるため極めて短時間で測定及びその後のデータ処理を行うことができて装着速度の高速化に対応できるとともに、構成が簡単で低コストにて構成することができ、またデータ処理が簡単であるためソフトウエアでのエラーの発生確率が極めて低く、かつ部品の色や大きさや形状の影響を受けることもなく、しかも部品装着前と装着後の測長データの差によって部品装着の有無を確認するので、外乱要因や部品厚さのばらつきや被装着体の反りなどの影響を受けることなく、極めて高い信頼性をもって装着動作後の部品の有無を検出することができる。また、部品の高さに変化があっても、常に適正の部品表面までの距離を測定でき、さらに信頼性の高い検出ができる。
また、別の特徴によれば、１つの特徴の場合に加え、さらに、部品の吸着ノズルの軸芯に対する吸着位置を計測し、計測した部品の吸着位置に応じて測長手段の位置を調整するので、吸着ノズルによる部品吸着位置がばらついても部品表面までの距離を適正に測定でき、信頼性の高い検出ができる。
【００４２】
また、装着前と装着後に測定をそれぞれ複数回測定し、それぞれの測長データを平均した測長データの差により部品装着を判別すると、個々の測定時の外乱要因による測定ばらつきの影響を受けない測長データが得られ、さらに信頼性の高い検出ができる。
【００４４】
また、本発明の部品装着装置の１つの特徴によれば、吸着ノズルによる部品装着位置の斜め上方位置に、部品装着前に被装着体表面までの距離を測定し、部品装着動作後に装着された部品表面までの距離を測定する測長手段を設け、この測長手段による部品装着前後の測長データの差により部品装着の有無を判別する制御手段、を設けたので、上記方法を実施して装着動作後の部品の有無を高速でかつ高い信頼性をもって検出することができし、部品の高さに変化があっても、常に適正の部品表面までの距離を測定でき、さらに信頼性の高い検出ができる。
【００４５】
また、測長手段がレーザ変位センサを備えていると、レーザ光にて精度良く測定できて高い信頼性を確保できる。
【００４６】
また、本発明の部品装着装置の別の特徴によれば、１つの特徴の場合とは、別に、部品の吸着ノズルの軸芯に対する吸着位置を部品吸着位置計測手段により計測し、計測した部品の吸着位置に応じて測長手段の位置を調整するので、吸着ノズルによる部品吸着位置が変化しても部品表面までの距離を適正に測定でき、信頼性の高い検出ができる。
【００４８】
また、本発明の部品装着装置の他の特徴によれば、別の特徴の場合に加え、さらに、追従手段により吸着ノズルによる部品装着位置の変化に追従させて測長手段の位置を変化させるので、装着位置が変化する場合でも上記作用効果を奏することができる。
【００４９】
また、追従手段が、測長手段をその回転姿勢を保持した状態で吸着ノズルの回転半径と同一回転半径で同一回転角回転させる回転手段から成ると、１軸の調整にて追従させることができて、構成が簡単で、安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の電子部品装着装置における要部の概略構成図である。
【図２】同実施形態において部品の有無を検出する原理の説明図である。
【図３】同実施形態における部品装着及び部品有無の検出工程の説明図である。
【図４】同実施形態における装着判定動作のフロー図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の電子部品装着装置におけるレーザ変位センサの位置調整原理の説明図である。
【図６】同実施形態におけるレーザ変位センサの位置調整機構の概略構成図である。
【図７】同実施形態における部品の高さ寸法及び吸着位置の計測手段の配置状態を示す斜視図である。
【図８】同実施形態における部品装着動作のフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態の電子部品装着装置における要部の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】同実施形態の変形例の要部の斜視図である。
【図１１】本発明の適用対象のロータリー方式の電子部品装着装置の構成図である。
【図１２】本発明の適用対象のＸ−Ｙロボット方式の電子部品装着装置の構成図である。
【図１３】従来例の電子部品装着装置の装着状態検出手段の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 部品
２ 吸着ノズル
５ 基板（被装着体）
７ レーザ変位センサ
９ 測長手段
１１ 制御手段
１３ 上下調整手段
１４ 左右調整手段
２１ 部品厚み計測手段
２２ 部品吸着位置計測手段
２６ 追従手段
２８ 回転手段
Claims (8)
- 部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着方法において、吸着ノズル下降前に測長手段により部品装着位置における被装着体表面までの距離を測定して装着前測長データを求め、部品装着動作後に同じ測長手段により部品表面までの距離を測定して装着後測長データを求め、装着前の測長データと装着後の測長データの差により部品装着状態の検査をし、部品の高さ寸法を厚み計測手段により計測し、その計測結果に応じて測長手段の位置を調整することを特徴とする部品装着方法。
- 部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着方法において、吸着ノズル下降前に測長手段により部品装着位置における被装着体表面までの距離を測定して装着前測長データを求め、部品装着動作後に同じ測長手段により部品表面までの距離を測定して装着後測長データを求め、装着前の測長データと装着後の測長データの差により部品装着状態の検査をし、部品の高さ寸法を厚み計測手段により計測し、その計測結果に応じて測長手段を位置調整し、部品の吸着ノズルの軸芯に対する吸着位置を部品吸着位置計測手段により計測して、その計測結果に応じて測長手段の位置を調整することを特徴とする部品装着方法。
- 装着前と装着後に測定をそれぞれ複数回測定し、それぞれの測長データを平均した測長データの差により部品装着の有無を判別することを特徴とする請求項１又は２記載の部品装着方法。
- 部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着装置において、吸着ノズルよる部品装着位置の斜め上方位置に、部品装着前に被装着体表面までの距離を測定し、部品装着動作後に装着された部品表面までの距離を測定する測長手段を設け、この測長手段による部品装着前後の測長データの差により部品装着の有無を判別する制御手段を設け、部品の高さ寸法を計測する部品厚み計測手段を設け、部品の高さ寸法に応じて測長手段の位置を調整する手段を設けたことを特徴とする部品装着装置。
- 部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着装置において、吸着ノズルよる部品装着位置の斜め上方位置に、部品装着前に被装着体表面までの距離を測定し、部品装着動作後に装着された部品表面までの距離を測定する測長手段を設け、この測長手段による部品装着前後の測長データの差により部品装着の有無を判別する制御手段を設け、基板における部品装着位置の高さ位置を測長手段にて部品装着前に測定する手段と、部品厚み計測手段による計測結果又は部品データから得られた部品の高さ寸法と測定した基板の部品装着位置の高さ位置とから測長手段の位置を調整する手段を設けたことを特徴とする部品装着装置。
- 部品を吸着ノズルで保持して位置決めされた被装着体の部品装着位置の上方に位置決めし、吸着ノズルを下降させて保持した部品を被装着体上に装着した後、部品保持を解除して吸着ノズルを上昇させる部品装着装置において、吸着ノズルよる部品装着位置の斜め上方位置に、部品装着前に被装着体表面までの距離を測定し、部品装着動作後に装着された部品表面までの距離を測定する測長手段を設け、この測長手段による部品装着前後の測長データの差により部品装着の有無を判別する制御手段を設け、吸着保持した部品の装着姿勢の補正を、吸着ノズルをその軸芯とは偏芯した回転軸芯回りに回転させて行い、吸着ノズルによる部品装着位置の変化に追従させて測長手段の位置を変化させる追従手段を設けたことを特徴とする部品装着装置。
- 測長手段はレーザ変位センサを備えていることを特徴とする請求項４、５又は６記載の部品装着装置。
- 追従手段は、測長手段をその回転姿勢を保持した状態で吸着ノズルの回転半径と同一回転半径で同一回転角回転させる回転手段から成ることを特徴とする請求項６記載の部品装着装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001069050A JP4237421B2 (ja) | 2000-03-24 | 2001-03-12 | 部品装着方法及び装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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