JP4306866B2 - Electronic component tilt adsorption detection method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルに吸着された電子部品の姿勢が、傾いているかどうかを検出することにより、電子部品の装着の可否を判定し、電子部品の装着ミスの低減を図った電子部品傾き吸着検出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、テクノロジーの発展とともに、電子機器のモバイル化が進み、さらなる電子機器の小型化・軽量化が望まれている。それら電子機器の小型化を実現するために、様々な形状をした微小な電子部品の開発が推し進められている。これら多種にわたる電子部品を、電子部品装着機で装着するためには、吸着した電子部品毎に部品厚みを測定し、ノズル下降距離を算出して制御することで、基板に対する押し付け量を一定にして、装着ミスを低減する必要がある。
【0003】
電子部品の厚みを測定して、ノズル下降距離を算出する装置としては、一次元イメージセンサを用いた電子部品厚み測定装置が知られている。
一次元イメージセンサを用いた電子部品厚み測定装置について、図1を参照して説明する。
電子部品装着機において、電子部品厚み測定装置1は電子部品2を吸着したノズル3が吸着位置から装着位置に移動するまでの間に配設される。この電子部品厚み測定装置1は、ノズル3に吸着された電子部品2に対して平行光束4を照射する投光部5と、電子部品2に遮られた影6を一次元イメージセンサにより撮像する受光部7と、投光部5と受光部7を制御する投光器制御部8と受光器制御部9と、受光部7で撮像された撮像データを演算処理するデータ処理部10と、電子部品種別により異なる部品厚みを記憶する記憶部11と、基板への装着時にノズル下降距離を制御するノズル制御部12で構成されている。
【0004】
以上の構成による電子部品厚み測定装置1の従来の測定動作を、図1,図4及び図5を参照して説明する。
まず、図4(a)に示すように平行光束4を横切るようにノズル3を移動させて、吸着された電子部品2を平行移動させる。
それにより、平行光束4の一部が電子部品2及びノズル3により遮光され、遮光された影6を受光部7の一次元イメージセンサが撮像する。
【0005】
撮像された撮像データをデータ処理部10に入力し、演算処理することによって、一次元イメージセンサ原点21から電子部品下面22までの距離が算出される。
そして、電子部品2が平行光束4内を平行移動する間に、前記測定を連続して行い(図4(b))、それら測定値から最大値Hmaxを算出することで、一次元イメージセンサ原点21から電子部品最下点22までの距離が算出される。
【0006】
この時、最大値Hmaxと、予め記憶部11に記憶されたノズル高さデータ23との差分をとる事で、部品厚み24が求められる。
そして、最大値Hmaxと、予め部品ライブラリとして入力された電子部品データの部品厚みとノズル高さとの合計αを比較して、一致すれば正しい電子部品が正しい姿勢で吸着されていると判断し、装着位置での部品装着を行う。
【0007】
部品装着を行う際のノズル下降距離25は、一次元イメージセンサ原点21から電子部品最下点22までの距離と、一次元イメージセンサ原点21から基板上面26までの予め記憶された距離データとの差分で算出される。
最大値Hmaxと電子部品データの部品厚みとノズル高さとの合計αを比較し、一致しなければ正常に電子部品が吸着されていないと判断して、電子部品の装着は行わない。図5は前記の正常吸着と異常吸着を判定するフローを示す。
【0008】
しかし一般に、電子部品が微小化されるにしたがって、電子部品31の大きさがノズルよりも小さくなり、図6(a)に示すような正常吸着時の電子部品31とノズル穴32の関係の場合は問題はないが、図6(b)に示すような傾き吸着時の電子部品31とノズル穴32の関係の場合は、電子部品31の一部がノズル穴32に入り込むことによって、電子部品31の傾き吸着が生じ、装着ミスが発生し装着率が低下するという問題のあることが知られている。
【0009】
この問題に対して、図4(b)のような傾き吸着状態の場合、図6(b−3)に示すような傾き吸着状態の部品最下点H’maxが図6(a−3)に示すような正常吸着状態の部品最下点Hmaxと同じであるために、装着可能であると判断されてしまい、装着ミスが発生する。
この問題に対する従来の解決手段を、図7(a)(b)を参照して説明する。
【0010】
電子部品厚み測定装置で取得された、一次元イメージセンサ原点から電子部品下面までの距離を用いて、その差分を算出する。
h=H(n)−H(n−1)
h=0である場合、電子部品の下面が平行であり、電子部品が正常に吸着されていると判断して装着を行う。
【0011】
また、h≠0である場合、電子部品の下面が平行でなく、電子部品が傾き吸着であると判断して装着を行わない。
前記の手段により、電子部品の傾き吸着を検出して装着の可否を判定し、電子部品厚みに合わせたノズル下降距離の制御を行って、装着ミスが少なく、生産性の高い電子部品実装機を実現している。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一次元イメージセンサを用いた電子部品厚み測定装置で、従来の電子部品傾き吸着検出方法を行った場合、図5(c)のように下面が複雑で平らでない電子部品では、図7(d)のように、下式が成立する。
h=H(n)−H(n−1)≠0
このため、電子部品が正常に吸着されているにもかかわらず、電子部品が傾いて吸着されていると誤判定してしまうため、下面が平らでない電子部品には電子部品傾き吸着検出方法を使用できないという問題点があった。
または、下面が平らである部分を選定し、傾き吸着の算出をしなければならないという問題点があった。
【0013】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、下面が平らでないような複雑な形状をした電子部品であっても、さらに傾き吸着状態で電子部品最下点が正常吸着時と同じ場合であっても、傾き吸着を正しく判定でき、ノズル下降距離を正しく算出できるような電子部品傾き吸着検出方法を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子部品装着機のノズルに吸着された電子部品が平行光束を横切るように前記ノズルを移動させて、前記電子部品によって遮光された影を一次元イメージセンサで撮像し、撮像データを演算処理することにより、前記ノズルに吸着された電子部品の厚みを算出する電子部品厚み測定装置を用いた電子部品の傾き吸着を検出する電子部品傾き吸着検出方法であって、予め、前記ノズルによる正常吸着状態の電子部品が前記平行光束内を横切るように移動する間に、前記電子部品の厚みを複数回測定し、その測定値を積算することにより前記電子部品の断面積を求め、前記電子部品の断面積を基準値として記憶しておき、その後、前記電子部品装着機のノズルで前記予め記憶しておいた電子部品と同じ部品厚みを有する電子部品を吸着し装着する場合に、前記吸着した電子部品が前記平行光束内を横切るように移動する間に、前記予め記憶しておいた電子部品の場合と同様にして前記吸着した電子部品の断面積を求め、前記吸着した電子部品の断面積と前記予め記憶しておいた電子部品の断面積の基準値との比較を行うことで前記吸着した電子部品の傾き吸着を検出するものである。また、前記吸着した電子部品の断面積と前記予め記憶しておいた電子部品の断面積の基準値とが異なる場合に、前記ノズルにより吸着された電子部品を異常吸着と判定するものである。
即ち、正常吸着状態における、平行光束の光軸方向から見た電子部品の断面積を基準値とし、前記基準値と吸着毎に測定し算出される電子部品の断面積とを比較して、異なることを検出することで、電子部品傾き吸着と判断する。
【0015】
これにより、正常吸着状態の電子部品のみ装着を行うことが可能となり、電子部品の装着ミスの低減を図り、生産性を向上することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子部品傾き吸着検出方法を具体的な実施の形態に基づいて図1〜図3を参照して説明する。
図1は本発明の実施の形態を示す。
投光部5は、ノズル3に吸着された電子部品2に対して平行光束4を照射する。受光部7は、電子部品2に遮られた影6を一次元イメージセンサにより撮像する。投光部制御部8と受光部制御部9は、それぞれ前記投光部5と受光部7を制御する。データ処理部10は、受光部7で撮像された撮像データの演算処理を行いノズル下降距離を算出する。また、従来のものとは異なり電子部品厚みを測定毎に算出して、その合計、即ち平行光束の光軸方向から見た電子部品の断面積を算出する(図2(a)(b)の(a−3),(b−3))。記憶部11は、部品ライブラリとして予め入力された電子部品厚みを記憶するとともに、正常吸着した状態での電子部品の断面積を記憶している。
【0017】
図3は、データ処理部10で算出される部品厚みH(i)の取得から、電子部品の断面積を算出し、正常吸着で有るか、傾き吸着であるかを判断するまでを表したフローである。
(S11)では、データ処理部10で算出された部品厚みH(i)を取得する。iは平行光束が電子部品に対して照射された回数である。即ち、部品厚みの測定回数である。(S12)(S13)では、部品厚みの測定回数だけ部品厚みH(i)を積算することで電子部品の断面積Snを算出する。(S14)におけるβは、予め記憶部11に記憶されている正常吸着時の電子部品の断面積であり、基準値である。(S14)では、測定結果である電子部品の断面積Snと基準値であるβを比較する。この時、Sn≠βであれば、即ち、正常吸着状態の断面積と、測定による電子部品の断面積が異なる場合には、(S15)の傾き吸着として部品装着を行わない。また、Sn=βであれば、即ち、正常吸着状態の断面積と、測定による電子部品の断面積が等しい場合には、(S16)の正常吸着状態であると判断して、ノズル下降距離だけノズル制御部12で制御を行い、電子部品の基板上への装着を行う。
【0018】
以上により、電子部品の断面積を算出することで、電子部品の傾き吸着を検出して、装着ミスを削減し、さらに正常吸着状態の場合には、ノズル下降距離を算出することで、基板への実装を行うものである。
【0019】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電子部品の下面が平らでないような複雑な形状をした電子部品であっても、さらに、傾き吸着状態で電子部品最下点が正常吸着時と同じ位置であっても、傾き吸着検出を行うための位置の指定及び部品の形状にとらわれず、傾き吸着を正しく判定でき、ノズル下降距離を正しく算出できるような電子部品傾き吸着検出方法が実現できる。これにより、ノズルに吸着された電子部品の姿勢が、傾いているかどうかを検出することが可能となり、電子部品の装着の可否を判定し、電子部品の装着ミスの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品傾き吸着検出方法を実行する電子部品厚み測定装置及び電子部品傾き吸着検出装置の構成図
【図2】(a)は正常吸着時の電子部品と断面積の関係を示し、(b)は傾き吸着時の電子部品と断面積の関係図
【図3】電子部品の断面積より装着の可否を判定するフロー図
【図4】(a)は平行光束内におけるノズル・電子部品・基板の位置関係を示し、(b)は平行光束内を部品が通過することによって得られる部品外形を説明する図
【図5】電子部品厚みより装着の可否を判定するフロー図
【図6】(a)は正常吸着時の電子部品とノズル穴の関係図で、(b)は傾き吸着時の電子部品とノズル穴の関係図
【図7】(a)は底面の平らな電子部品が傾き吸着をおこした場合を示し、(b)は上記状態における特定位置の高さ測定値を示し、(c)は底面の複雑な電子部品が正常吸着されている場合を示し、(d)は上記状態における特定位置の高さ測定値を示す図
【符号の説明】
1 電子部品厚み測定装置
2 電子部品
3 ノズル
4 平行光束
5 投光部
6 ノズルと電子部品の影
7 受光部
8 投光器制御部
9 受光器制御部
10 データ処理部
11 記憶部
12 ノズル制御部
21 一次元イメージセンサ原点
22 電子部品最下点
23 ノズル高さ
24 電子部品厚み
25 ノズル下降距離
26 基板上面
31 電子部品
32 ノズル穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention determines whether or not electronic components can be mounted by detecting whether or not the posture of the electronic component sucked by the nozzle is tilted, and detects electronic component tilt suction that reduces electronic component mounting errors. It is about the method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of technology, electronic devices have become mobile, and further reduction in size and weight of electronic devices is desired. In order to realize miniaturization of these electronic devices, development of minute electronic components having various shapes has been promoted. In order to mount these various electronic components with an electronic component mounting machine, the component thickness is measured for each sucked electronic component, the nozzle descending distance is calculated and controlled, and the pressing amount against the substrate is made constant. There is a need to reduce mounting errors.
[0003]
As an apparatus for measuring the thickness of an electronic component and calculating a nozzle descending distance, an electronic component thickness measuring apparatus using a one-dimensional image sensor is known.
An electronic component thickness measuring apparatus using a one-dimensional image sensor will be described with reference to FIG.
In the electronic component mounting machine, the electronic component thickness measuring
[0004]
A conventional measuring operation of the electronic component
First, as shown in FIG. 4A, the nozzle 3 is moved so as to cross the parallel light flux 4, and the sucked
Thereby, a part of the parallel light beam 4 is shielded by the
[0005]
The captured image data is input to the
Then, while the
[0006]
At this time, the
Then, the maximum value Hmax is compared with the total α of the component thickness and nozzle height of the electronic component data input in advance as a component library, and if they match, it is determined that the correct electronic component is sucked in the correct posture, Parts are mounted at the mounting position.
[0007]
The nozzle lowering
The sum α of the maximum value Hmax, the component thickness of the electronic component data, and the nozzle height is compared. If they do not match, it is determined that the electronic component is not normally sucked, and the electronic component is not mounted. FIG. 5 shows a flow for determining the normal adsorption and the abnormal adsorption.
[0008]
However, in general, as the electronic component becomes smaller, the size of the
[0009]
With respect to this problem, in the case of the inclination adsorption state as shown in FIG. 4B, the component lowest point H′max in the inclination adsorption state as shown in FIG. Since it is the same as the component lowest point Hmax in the normal suction state as shown in FIG. 6, it is determined that the component can be mounted, and a mounting error occurs.
Conventional means for solving this problem will be described with reference to FIGS.
[0010]
The difference is calculated using the distance from the origin of the one-dimensional image sensor to the lower surface of the electronic component acquired by the electronic component thickness measuring apparatus.
h = H (n) -H (n-1)
When h = 0, it is determined that the lower surface of the electronic component is parallel and the electronic component is normally sucked, and mounting is performed.
[0011]
If h ≠ 0, the lower surface of the electronic component is not parallel, and it is determined that the electronic component is tilted and suction is not performed.
By the above-mentioned means, it is determined whether or not mounting is possible by detecting the inclination adsorption of the electronic component, and the nozzle lowering distance is controlled according to the thickness of the electronic component, so that an electronic component mounting machine with few mounting errors and high productivity can be obtained. Realized.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a conventional electronic component tilt adsorption detection method is performed with an electronic component thickness measuring apparatus using a one-dimensional image sensor, an electronic component having a complicated bottom surface as shown in FIG. As shown in d), the following equation holds.
h = H (n) −H (n−1) ≠ 0
For this reason, the electronic component tilt adsorption detection method is used for an electronic component whose bottom surface is not flat because the electronic component is incorrectly attracted even though the electronic component is normally attracted. There was a problem that it was not possible.
Alternatively, there is a problem that it is necessary to select a portion where the lower surface is flat and calculate tilt adsorption.
[0013]
In view of the above-described conventional problems, the present invention is a case where the electronic component lowest point is the same as in normal suction even in an inclined suction state even for an electronic component having a complicated shape whose bottom surface is not flat. Another object of the present invention is to provide an electronic component tilt suction detection method capable of correctly determining tilt suction and calculating a nozzle descending distance correctly.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention moves the nozzle to the electronic component sucked to the nozzle of the electronic component mounting machine crosses the parallel light beam, and imaging a shadow that is blocked by the electronic component in one-dimensional image sensor, the imaging data An electronic component tilt suction detection method for detecting tilt suction of an electronic component using an electronic component thickness measuring device that calculates the thickness of the electronic component sucked by the nozzle by performing an arithmetic process, the method using the nozzle in advance While the electronic component in the normal suction state moves so as to cross the parallel light beam, the thickness of the electronic component is measured a plurality of times, and the cross-sectional area of the electronic component is obtained by integrating the measured values. stores the cross-sectional area of the part as a reference value, then the electronic component having the same part thickness as the electronic component, wherein the previously stored at the nozzle of the electronic component mounting apparatus adsorption When mounted, while the electronic component the suction is moved to cross the plane parallel light beam, we obtain a cross-sectional area of the case and the electronic component described above adsorbed in the same electronic component which the previously stored, wherein in order to detect the adsorbed inclination adsorption of the electronic component by performing the comparison with the reference values of the cross-sectional area of adsorbed electronic component electronic component that has been said previously stored cross-sectional area of the. Further, when the reference value of the cross-sectional area of the electronic component that has been said previously stored cross-sectional area of adsorbed electronic components are different, in which it is determined that abnormal suck the electronic component sucked by the nozzle.
That is, in the normal suction state, the cross-sectional area of the electronic component viewed from the optical axis direction of the parallel light flux is used as a reference value, and the reference value and the cross-sectional area of the electronic component measured and calculated for each suction are compared to be different. By detecting this, it is determined that the electronic component is tilted.
[0015]
As a result, it is possible to mount only an electronic component in a normal suction state, and it is possible to reduce mounting errors of the electronic component and improve productivity.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the electronic component inclination adsorption detection method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 based on specific embodiments.
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
The
[0017]
FIG. 3 shows a flow from obtaining the component thickness H (i) calculated by the
In (S11), the component thickness H (i) calculated by the
[0018]
As described above, by calculating the cross-sectional area of the electronic component, it is possible to detect inclination adsorption of the electronic component, reduce mounting mistakes, and, in the normal adsorption state, calculate the nozzle descending distance to the substrate. Is implemented.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if the electronic component has a complicated shape such that the lower surface of the electronic component is not flat, the lowest point of the electronic component in the inclined adsorption state is the same position as in normal adsorption. Even in such a case, it is possible to realize an electronic component tilt suction detection method that can correctly determine tilt suction and correctly calculate the nozzle descending distance, regardless of the designation of the position for performing tilt suction detection and the shape of the component. As a result, it is possible to detect whether or not the posture of the electronic component attracted by the nozzle is tilted, determine whether or not the electronic component can be mounted, and reduce mounting mistakes in the electronic component.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an electronic component thickness measurement device and an electronic component tilt suction detection device that execute an electronic component tilt suction detection method of the present invention. FIG. 2 (a) is a relationship between an electronic component and a cross-sectional area during normal suction. Fig. 3 (b) is a diagram showing the relationship between the electronic component and the cross-sectional area at the time of tilt adsorption. -Shows the positional relationship between the electronic component and the board, and (b) is a diagram for explaining the external shape of the component obtained by the component passing through the parallel light beam. 6A is a diagram showing the relationship between electronic components and nozzle holes during normal suction, and FIG. 6B is a diagram showing the relationship between electronic components and nozzle holes during tilt suction. FIG. This shows the case where the component has tilted suction, and (b) shows the specific position in the above state. Indicates the height measurement values, (c) shows a case where complex electronic components of the bottom surface is properly adsorbed, (d) is [EXPLANATION OF SYMBOLS] shows a height measurement of the particular position in the state
DESCRIPTION OF
Claims (2)
予め、前記ノズルによる正常吸着状態の電子部品が前記平行光束内を横切るように移動する間に、前記電子部品の厚みを複数回測定し、その測定値を積算することにより前記電子部品の断面積を求め、前記電子部品の断面積を基準値として記憶しておき、
その後、前記電子部品装着機のノズルで前記予め記憶しておいた電子部品と同じ部品厚みを有する電子部品を吸着し装着する場合に、前記吸着した電子部品が前記平行光束内を横切るように移動する間に、前記予め記憶しておいた電子部品の場合と同様にして前記吸着した電子部品の断面積を求め、
前記吸着した電子部品の断面積と前記予め記憶しておいた電子部品の断面積の基準値との比較を行うことで前記吸着した電子部品の傾き吸着を検出する電子部品傾き吸着検出方法。The nozzle is moved so that the electronic component sucked by the nozzle of the electronic component mounting machine crosses the parallel light beam, and the shadow blocked by the electronic component is imaged by a one-dimensional image sensor, and the imaging data is processed. An electronic component inclination adsorption detection method for detecting inclination adsorption of an electronic component using an electronic component thickness measuring device that calculates the thickness of the electronic component adsorbed by the nozzle,
Previously, the cross-sectional area of the electronic component by the electronic components of the normal adsorption state by the nozzle while moving across the said parallel beam, the electronic component and the thickness was measured several times, integrating the measured value And storing the cross-sectional area of the electronic component as a reference value,
Thereafter, the mobile when said electronic part wherein the nozzle of the placement machine to suck the electronic component having the same part thickness as the electronic component stored in advance attached, as electronic component the suction traverses said parallel beam In the meantime, the cross-sectional area of the sucked electronic component is obtained in the same manner as in the case of the electronic component stored in advance ,
Electronic components inclination adsorption method of detecting the adsorbed inclination adsorption of the electronic component by performing the comparison with the reference values of the cross-sectional area of an electronic component wherein the stored adsorbed the sectional area of the electronic component in advance.
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