JP4348343B2 - 部品実装機 - Google Patents

部品実装機 Download PDF

Info

Publication number
JP4348343B2
JP4348343B2 JP2006034445A JP2006034445A JP4348343B2 JP 4348343 B2 JP4348343 B2 JP 4348343B2 JP 2006034445 A JP2006034445 A JP 2006034445A JP 2006034445 A JP2006034445 A JP 2006034445A JP 4348343 B2 JP4348343 B2 JP 4348343B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mounting
component
electronic component
mounting point
camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006034445A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007214460A (ja
Inventor
康宏 前西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2006034445A priority Critical patent/JP4348343B2/ja
Publication of JP2007214460A publication Critical patent/JP2007214460A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4348343B2 publication Critical patent/JP4348343B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は部品を基板に実装する部品実装機に関し、特に、リアルタイムで部品の実装状態を確認することのできる部品実装機に関する。
従来、部品実装機によって基板上に実装された部品の位置精度や欠品の有無などの実装状態を検査、確認するには、実装ラインにおいて部品実装機の下流に配置された検査装置が用いられている。この場合、実装ラインに搬入された基板に対して部品実装機が部品を実装し、全ての部品が実装された基板が下流に位置する検査装置に搬入され、検査装置において実装状態の検査が行われる。
このような従来の方法では、欠品や位置ずれの恒常的な発生を把握するには多くの基板を検査装置にかけ、統計的な処理をしなければならず、欠品や位置ずれの対策を講じる頃には多くの不良な基板が発生してしまい、歩留まりが悪化することになる。
さらに、昨今では、大量生産の実装現場より多品種少量生産の実装現場が増えてきており、これが更に進んで、異なる種類の基板を次々に生産する小ロット生産が行われるようになってきている。この場合、前記のように検査装置において実装状態が不良と判定されたときには、上流の部品実装機では、既に該当ロットの生産が終了し、次の異なる基板が生産されている状態となっており、前記不良が発生した基板を再度生産するには現在生産しているロットの生産終了を待ち、実装機の段取り替えを実施した上で再生産する必要がある。
そこで、基板に装着された部品の装着状態をできる限り早期に検査、確認するために、部品を基板に装着するための装着ヘッドにカメラを取り付け、部品を基板に装着した後、装着ヘッドを移動させ、装着後の部品を撮像し、部品の搭載ずれなどを確認する技術が開示されている(例えば特許文献1)。
特開2005−166769号公報
ところが、特許文献1に開示されている技術では、装着ヘッドを装着位置に移動し位置決めした状態では、カメラで装着した部品を確認することはできない。基板に装着された部品を確認するためには、装着ヘッドを装着位置から更にカメラが前記部品の上方に合致する位置まで移動させなければならない。従って、装着する全ての部品について位置ずれなどを確認しようとすれば、部品を装着するたびに、装着ヘッドを余分にカメラで装着した部品を撮像可能な位置まで移動させなければならないため、完成された基板を得るのに多大な時間を必要とする。また、全ての電子部品を装着した後、装着ヘッドを移動させ、装着された各部品について撮像を行えば、全部品の装着が終了するまでは、効率的な装着ヘッドの移動は可能となるが、別途撮像の時間が必要となり、その間は当該部品実装機で実装作業が行えないため、完成された基板を生産する時間が長期化してしまう。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、実装基板の生産に必要な時間の増加を抑止しつつ、部品の実装状態を確認することのできる部品実装機の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明にかかる部品実装機は、装着ヘッドにより部品を基板に実装する部品実装機であって、実装状態を異なる方向から撮像することができる複数のカメラを備えることを特徴とする。
これによれば、実装状態が撮像された複数の画像を得ることができ、これに基づき実装状態の詳細な画像情報を提供することが可能となる。
なお、本明細書、特許請求の範囲において「実装状態」とは、装着された部品の状態、及び、装着されるべき部品がなかった状態、ノズル先端の状態をも含む概念で記載されている。
また、「部品の装着状態」または単に「装着状態」とは、部品が正確に装着されている状態や、部品の位置ずれ、所定の取り付け状態とは異なる装着状態(いわゆる立ち装着やリード浮きなど)の他、部品が装着されていない状態などを含む概念で記載されている。
また、前記カメラは、前記装着ヘッドとともに移動してもよく、前記装着ヘッドに取り付けられてもよい。
これによれば、部品が装着される位置が移動する場合でも、これに追随して実装状態の撮像が可能となる。
さらに、前記カメラの撮像タイミングを制御する撮像制御手段を備えるてもよく、また、前記撮像制御手段による撮像タイミングは、部品を基板に装着した後、当該部品を保持していたノズルが上昇を開始して上限に達するまで、或いは、ノズルの上昇と同期することが望ましい。
これによれば、撮像に必要な時間を別途設ける必要なく、部品を装着した直後の実装状態を撮像することができる。
また、前記カメラは、上昇するノズルに追随して視野を変更することができるものであることが好ましい。
これによれば、ノズルの状態を詳細に撮像することが可能となる。
実装状態を異なる方向から撮像することで、実装状態の詳細な画像情報を提供することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る部品実装機100を一部切り欠いて示す外観斜視図である。
同図に示す部品実装機100は、実装ラインに組み込むことができる装置であり、上流から受け取った基板に電子部品を装着し、所定数の電子部品が装着された基板である実装基板を下流に送り出す装置である。部品実装機100は、電子部品を真空吸着により保持する吸着ノズルを備え、吸着保持した電子部品を搬送し基板に装着することができる装着ヘッドを複数備えたマルチ装着ヘッド110と、そのマルチ装着ヘッド110を水平面方向に移動させるXYロボット113と、多量に保持する電子部品を順次供給することのできる部品供給部115とを備えている。
この部品実装機100は、具体的には、微少部品からコネクタ、10mm角以上の大型電子部品やスイッチ・コネクタ等の異形部品、QFP(Quad Flat Package)・BGA(Ball Grid Array)等のIC部品などの多様な電子部品を基板120に高速に装着することができる高速多機能機である。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態を示したものであり、ここで記載する「高速多機能機」の語も、特許請求の範囲に記載した「部品実装機」の一例を示すために具体的に記載したものにすぎない。つまり、「部品実装機」の語は広く解釈されるべきであり、少なくとも部品を基板に実装する装置(機械)であれば「部品実装機」に含まれる。
図2は、部品実装機100の主要な構成を示す平面図である。
部品実装機100はさらに、各種形状の部品種に対応するためにマルチ装着ヘッド110(図3参照)に交換自在に取り付けられる交換用の吸着ノズルが保存されるノズルステーション119と、基板120の搬送用軌道を構成するレール121と、搬送された基板120が載置され電子部品が装着される装着テーブル122と、吸着ノズルに吸着保持された装着前の電子部品が不良の場合などに、当該部品を回収する部品回収装置123と、吸着ノズルが保持している電子部品を装着前に撮像し、画像解析に供する画像を提供する認識装置124とを備えている。
認識装置124は、吸着ノズルに吸着保持された装着前の電子部品を撮像し、吸着ノズルの位置と撮像された電子部品の画像とから、吸着ノズルに対する電子部品のX、Y、θ方向のずれなどを取得する装置である。本実施形態に係る部品実装機100は、認識装置124として、電子部品を撮像し装着前の電子部品の下方からの画像を得るCCDカメラ方式の認識装置124aと、レーザ光線を電子部品に照射し、反射光から装着前の電子部品の下方からの立体画像を得るラインセンサ方式の認識装置124bとを備えている。
部品供給部115は、部品実装機100の前後に設けられており、長尺のテープに一列に配置されて保持された電子部品を順次供給するテープフィーダが多数並んで配置される部品供給部115aと、プレートの中にマトリクス状に収納される電子部品を供給する部品供給部115bとを有している。
図3は、マルチ装着ヘッド110を示す斜視図である。
同図に示すように、マルチ装着ヘッド110は、複数個の装着ヘッドが備えられており、各装着ヘッドには吸着ノズル111が備えられている。また、マルチ装着ヘッド110の両側部には装着した電子部品300の装着状態を撮像するための実装点カメラ101が取り付けられている。
なお、発明を実施するための最良の形態の項では、前記認識装置124におけるカメラと区別すべく「実装点カメラ」なる語を使用している。つまり「実装点」の語に本発明を限定する意図は含まれておらず、単に実装点近傍やその直上を撮像するためのカメラとしての意味を有しているにすぎない。
吸着ノズル111は、真空吸着により電子部品を保持し、上昇・下降が自在な部材である。また、吸着ノズル111の先端は、金属で構成されており、さらに、吸着ノズル111の先端面には、電子部品との接触による摩耗を防止するため、超硬合金でバインドされたダイヤモンドなどの被膜が施されている。
実装点カメラ101は、CCDやCMOSなどの撮像素子とレンズとからなるデジタル式のカメラであり、マルチ装着ヘッド110に対し、カメラ保持具102を介して取り付けられている。
カメラ保持具102は、内部に駆動源と駆動機構からなる駆動部とを備えており、外部からの制御により、保持している実装点カメラ101を揺動させたり回転させたりすることができるようになっている。
図4(a)は、マルチ装着ヘッド110の側面図であり、(b)は、マルチ装着ヘッド110の下面図であり、(c)及び(d)は、電子部品300を拡大して示す上面図である。
マルチ装着ヘッド110の両側方に取り付けられる二つの実装点カメラ101は、同図(a)に示すように、カメラ保持具102が備える駆動部により揺動し、いずれの吸着ノズル111が電子部品300を装着する状態でも撮像できるようになっている。
また、同図(b)に示すように、一直線L1上に並ぶ吸着ノズル111に対し、二つの実装点カメラ101は、前記線L1上には配置されておらず、吸着ノズル111が並ぶ線L1と二つの実装点カメラ101を結ぶ線L2とが交差するように配置されている。
また、二つの実装点カメラ101は、L1とL2との交差点である交差点Pが二つの実装点カメラ101の間に存在するとともに一方の端部に存在する吸着ノズル111と他方の端部に存在する吸着ノズル111との間に存在するように配置されている。
これにより、電子部品300を異なる角度(水平面内における)で撮像することができるようになっている。
つまり、例えば、電子部品300は、直方体であると仮定し、直方体の一辺が前記吸着ノズル111が並ぶ線L1と平行な状態で装着される場合、図4(c)に示すように、吸着ノズル111が並ぶ線L1に対し、二つの実装点カメラ101が前記直線上に配置されていれば、電子部品300の第1面と第3面と第5面との画像情報は得られるが、第2面と第4面との画像情報は得られないか、または、得られ難い。
一方、図4(d)に示すように、本実施形態の配置によって異なる角度(水平面における)から電子部品300を撮像した場合は、二つの実装点カメラ101のうち一方(図中左)の実装点カメラ101で電子部品300の第1面と第2面と第3面とを撮像し、他方(図中右)の実装点カメラ101で、電子部品300の第1面と第4面と第5面とを撮像できるようになる。従って、二つの実装点カメラ101で一度に取得できる電子部品の画像情報が増えるため、例えば、電子部品の第2面にのみ不具合が発生しても検出することが可能となる。
ただし、電子部品300が直方体とした場合、直方体の一辺が二つの実装点カメラ101を結ぶ線L2と平行な状態で装着される場合、図4(c)に示す状態と同じような状態になり電子部品300の第1面と第3面と第5面との画像情報だけが取得できることになる。しかし、一般的に電子部品300が有する辺を吸着ノズル111が並ぶ線L1と平行または垂直な状態として電子部品300を装着する場合が多く、吸着ノズル111が並ぶ線L1を挟んで異なる側に二つの実装点カメラ101を配置することは好ましい態様である。
ただし、上記記載は、吸着ノズル111と実装点カメラ101とが一直線上に配置されることを否定するものではない。吸着ノズル111と実装点カメラ101とが一直線上に配置される場合、実装点カメラ101を水平面内で回転させる必要がなく実装点カメラ101を1軸のみ揺動させるだけで良くなる。
図5は、実装状態判定装置200の機能構成を示すブロック図である。
同図に示すように、実装状態判定装置200は、部品実装機100に備えられ、実装点カメラ101で撮像された画像情報を取得して実装状態の判定を行うコンピュータであり、撮像制御手段としてのカメラ制御部201と、位置情報取得部202と、画像処理部203と、判定部204とを備えている。
カメラ制御部201は、吸着ノズル111が電子部品300を基板120に装着した後上昇に転向したことを示す信号を取得し、当該信号と同期し、または、その信号取得直後に実装点カメラ101を制御して撮像を行わせる処理部である。また、吸着ノズル111が上限に達する、すなわち、吸着ノズル111がマルチ装着ヘッド110に収納完了状態となったことを示す信号を取得するまで、必要な回数、必要なアングルで実装点カメラ101に撮像を行わせることができるようになっている。
また、マルチ装着ヘッド110の両側に取り付けられている二つのカメラ保持具102内の駆動部をそれぞれ独立して制御し、実装点カメラ101を揺動させ、また、回転させて、二つの実装点カメラ101が常に実装点近傍を臨むように制御することができるようになっている。また、カメラ制御部201は、実装状態を撮像したときの実装点カメラ101の揺動角や回転角の情報を取得する機能も有している。
位置情報取得部202は、装着ヘッドから降下し、電子部品300を基板120に装着するための動作を行っている吸着ノズル111の水平面内の位置情報を取得する処理部である。当該位置情報は、XYロボット113に備えられるエンコーダからの情報と、マルチ装着ヘッド110における吸着ノズル111の位置に基づき取得される。なお、当該情報は予め部品実装機100が取得する実装点の情報でもよい。
画像処理部203は、実装点カメラ101から得られた画像情報と、実装点カメラ101の揺動角や回転角等に基づき撮像された電子部品300の歪みを処理し画像を合成する処理部である。
判定部204は、画像処理部203で処理された画像に基づき実装状態の良否を判定する処理部である。また、判定部204は、さらに画像を解析し、電子部品300のずれ量を算出する機能も有している。なお、判定方法やずれ量の算出方法については後述する。
次に、上記部品実装機100における一般的な部品の実装動作の概略を説明する。
まず、<1>マルチ装着ヘッド110を部品供給部115の上方にまで移動させ、各吸着ノズル111で所望の電子部品300を吸着保持する。次に、<2>電子部品300を認識装置124上方で通過させて電子部品300の保持状態を確認する。次に、<3>実装点上方に各吸着ノズル111が位置するようにマルチ装着ヘッド110順次移動させ、実装点に位置する吸着ノズル111から順に保持する電子部品300を降下させて電子部品300を基板120に装着する。<4>マルチ装着ヘッド110が保持する電子部品300(本実施形態では最大4個)の装着が終了すれば、新たな電子部品300を吸着するためにマルチ装着ヘッド110は部品供給部115に向かう。
以上<1>〜<4>を繰り返すことにより、基板120に電子部品300が実装される。なお、本明細書では前記<1>〜<4>の動作もしくはその1回の動作により移載される部品の集まりを「タスク」と記載することがある。
次に、実装状態の確認方法を説明する。
図6は、実装状態の確認処理動作を示すフローチャートである。
図7は、電子部品300を基板120に装着する際の動作を示す側面図である。
まず、部品供給部115で電子部品300を所定数保持したマルチ装着ヘッド110は、減速しつつ基板120上の実装点上方の位置で停止する(S501、図7(a))。
次に、吸着ノズル111は、基板120に電子部品300を装着するために下降を開始する(S502、図7(b))。
当該吸着ノズル111の下降時間を利用し、マルチ装着ヘッド110の両側部にある実装点カメラ101のそれぞれの視野を調整する(S503)。具体的には、図7(b)に示す状態の場合、マルチ装着ヘッド110の最も左に位置する吸着ノズル111が下降し電子部品300を基板120に装着するため、当該電子部品300の装着位置(実装点)を臨むようにカメラ制御部201は、実装点カメラ101の揺動角及び回転角を制御する。
次に、電子部品300が基板120に当接した後、吸着ノズル111内部を陽圧にし(いわゆるブローを行い)つつ、吸着ノズル111を上昇させる(S505、図7(c))。
当該上昇のタイミングに同期して、二つの実装点カメラ101による撮像を行う(S506、図7(c))。当該撮像により得られる画像は、上昇のタイミングに同期して得られるため、電子部品300と吸着ノズル111の先端の像が同時に撮像されている。なお、マルチ装着ヘッド110が移動中(S501)に電子部品300を落とした場合などは、電子部品300の像が得られない場合がある。
次に、吸着ノズル111が上限に達するまでの時間を利用し、画像処理部203は、実装点カメラ101により得られた二つの画像を合成処理し(S507)、当該処理後の画像に基づき実装状態の良否の判定を行う(S508)。なお、合成処理、判定の処理の詳細については後述する。
判定の結果、実装状態が良ければ(S508:G)次の実装、または、新たな電子部品300の吸着のためマルチ装着ヘッド110が移動する。
判定の結果、実装状態が悪ければ(S508:NG)、リカバリの処理を行う。なお、リカバリ処理の詳細については後述する。
次に、画像処理部203が行う画像の合成処理について説明する。
図8は、画像の合成処理を概念的、模式的に示した図である。
例えば、直方体の電子部品300を実装点カメラ101で撮像した場合、図8(a)(b)にそれぞれ示すように、実装点カメラ101と電子部品300との距離及び角度の違いにより、歪みの状態が異なる二つの画像が得られる。
画像処理部203は、カメラ制御部201などから実装点カメラ101と電子部品300との距離、及び、電子部品300を撮像したときの実装点カメラ101の揺動角や回転角、マルチ装着ヘッド110の取り付け状態により予め与えられる二つの実装点カメラ101の位置関係の情報等を取得し、これらの情報に基づき一方の実装点カメラ101で撮像された画像(図8(a)参照)と他方の実装点カメラ101で撮像された画像(図8(b)参照)との二つの画像を合成する。また、当該合成の際、電子部品300の同一部分における歪みの状態の異なる二つの像を解析することにより、正確な電子部品300の立体的な画像データを得ることが可能となる(図8(c)参照)。
なお、図8(c)では、合成後の電子部品300の像を一方向から見た図として表しているが合成された画像のデータは、電子部品300の裏側以外の各面の情報を備えており、いろいろな角度から見た画像を得ることも可能である。
このように、複数の方向から得られる画像を合成することで、装着点における電子部品300の見えない領域(電子部品300の裏側は除く)をなくすことができる。また、歪みが補正された正確な電子部品300の像を得ることができるため、正確な位置ずれの判定に供することができる。
つまり、二つの実装点カメラ101で複数の角度から同時に実装状態に関する画像を取得した場合は、電子部品300の位置を精度良く取得することが可能となる。また、電子部品300の一面にのみ発生する不具合も検出することが可能となる。さらに、立体的な像を得ることができるため、立ち装着などの不具合を精度良く検出することもできる。
次に、基板120に電子部品300が装着されていない状態(以下「欠品」と記す)等の実装異常が発生しているか否かの判定について説明する。
図9は、実装異常の判定処理動作を示すフローチャートである。
まず判定部204は、画像処理部203から処理済の画像情報を取得し(S901)、当該画像情報内に部品の像が有るか否かを判定する(S902)。
判定部204により画像内に電子部品300がない、すなわち欠品と判定されると(S902:N)、再装着などを試みるリカバリ処理が行われる。
一方、電子部品300が有ると判定されると(S902:Y)、次に吸着ノズル111の状態が確認される(S903)。
吸着ノズル111の先端の像に輝度の高い部分がある(吸着ノズル111の先端にはんだが付着していると判断される)、また、吸着ノズル111の先端の形状が通常と異なる(吸着ノズル111の先端が欠損したと判断される)等が検出されると異常と判定され(S903:N)、当該情報を送信する(S905)。不具合の発生した吸着ノズル111は次行程における不良装着などの原因になるため、前記情報はこれを回避するために用いられる。
次に、電子部品300の装着状態が判定される(S904)。実装状態判定装置200は、予め正常な装着状態の電子部品300の画像を取得しており、当該画像と撮像された画像とを比較し、輝度の高い部分がある(リードの部分が撮像されておりリード浮きの装着状態であると判断される)、また、形状が異なる(立ち装着の状態であると判断される)等が検出されると異常と判定され(S904:N)、異常処理が行われる。
一方、装着状態が正常であると判定されると(S904:Y)、ずれ量の算出などが行われる。
本実施形態においては、立体的な電子部品300の像に基づき前記判定が行われるため、例えば立方体形状の電子部品300の一面(裏面を除く)にのみリード浮きなどの異常が発生していても、異常の判定が可能である。
次に、判定部204が行う位置ずれ量の算出と当該ずれ量に基づく実装状態の良否の判定について説明する。
図10は、判定部204が行う位置ずれ量の算出と当該ずれ量に基づく実装状態の良否の判定動作を示すフローチャートである。
図11は、電子部品300の位置関係を示す図である。
まず、判定部204は取得した画像情報から、画像情報Qにおける水平面における電子部品300の中心(重心)座標(x,y)(図11(c)参照)を特定する(S101)。
次に、実装点カメラ101の揺動角θ1、θ2、回転角φ1、φ2、及び、マルチ装着ヘッド110の位置座標(XH,YH)に基づき(図11(a)(b)参照)、画像情報Qにおける水平面内の実装点の座標(X,Y)(図11(c)参照)を特定する(S102)。なお、水平面内の実装点の座標(X,Y)は、吸着ノズル111先端面の中心位置の座標でもある。
次に前記電子部品300の中心座標(x,y)と実装点の座標(X,Y)から電子部品300のずれ量を算出する(S103)。
次に、前記ずれ量と予め定められるずれ量の許容値の上限である閾値とを比較し(S104)、ずれ量が閾値を上回った場合(S104:N)、警告情報を発信する(S106)。
一方、ずれ量が閾値内の場合(S104:Y)、ずれ量、及び、次の処理が可能である旨の情報を発信する(S105)。前記ずれ量は統計的な処理が施され位置制御のフィードバックに供される。
上述の方法によれば、実装状態の良否を電子部品300装着の都度確認することができ、装着不良が発生すれば、現在実装している基板120に対してリカバリ処理を行うことができるため、不良基板120の発生を抑制して歩留まりの向上を図ることが可能となる。また、実装状態の一つである吸着ノズル111の状態も確認できるため、次行程で当該吸着ノズル111を使用することによる不具合の発生を、事前に検知することもできる。しかも、吸着ノズル111の上昇とともに当該確認作業を行うため、タクトタイムを犠牲にすることなく、前記効果を享受することが可能となる。
また、複数の実装点カメラ101により実装状態を撮像することで、基板120上の実装点に対する電子部品300の装着ずれを定量的に取得することもでき、実装状態の良否ばかりでなく、フィードバック制御に供される情報を提供することも可能となる。
次に、リカバリ処理について説明する。
図12は、リカバリ処理の動作を示すフローチャートである。
まず、予め設定されているリカバリ処理の内容を確認する(S201)。リカバリ処理の内容とは、(1)実装順序遵守、(2)タスク順遵守、(3)タスク再構成、(4)後回しの4種類である。
(1)実装順序遵守とは、電子部品300を基板120に装着する順序を変更しないリカバリ処理の方法である。つまり、判定部204において欠品と判定されると、次部品の装着を一旦中断し(S202)、欠品となった電子部品300を吸着するためにマルチ装着ヘッド110を部品供給部115まで移動させ、当該電子部品300を再吸着する(S203)。この場合、マルチ装着ヘッド110には他の電子部品300が保持されている場合もあり得る。
次に、前記吸着した電子部品300を再度同じ実装点に装着し、その後今までの実装条件で実装を続ける(S204)。
このリカバリ処理は、特に高密度実装(隣接する電子部品300同士の間隔が非常に狭い実装状態)の場合に有効である。すなわち、高密度実装の場合、高さの低い電子部品300aから順に実装しなければ、図13に示すように、装着済みの電子部品300bと吸着ノズル111の端面とが干渉するおそれがあり、実装順序の変更が困難だからである。
(2)タスク順遵守とは、タスク内においては、電子部品を基板120に装着する順序を変更するリカバリ処理の方法である。つまり、判定部204において欠品と判定されると、欠品状態のまま欠品が発生したタスクを最後まで実行する(S211)。次に、欠品となった電子部品300(欠品がタスク内で複数発生した場合は複数)を部品供給部115から吸着し、搬送し、装着する(S212)。その後今までの実装条件で実装を続ける(S213)。
このリカバリ処理は、前述のような高密度実装であっても、タスク内の電子部品300の高さがほぼ同じ場合に適した処理であり、後述のように実装条件の再最適化を行う必要がないため簡易な処理である。特に、同一タスク内で複数の欠品が発生した場合は、マルチ装着ヘッド110が実装位置と吸着位置とを往復する行程をまとめて一つにすることができるため、リカバリ処理にかかる時間を減少させることができる。
(3)タスク再構成とは、タスク内や後のタスク間においては、電子部品を基板120に装着する順序を変更するリカバリ処理の方法である。つまり、判定部204において欠品と判定されると、欠品状態のまま欠品が発生したタスクを最後まで実行する(S205)。一方、欠品が判定された段階で、欠品が発生したタスク以降のタスクにおいて、欠品した電子部品300を再度実装する条件を付加して実装条件の最適化を行う(S206)。次に、当該最適化された新たな実装条件に従い実装を続行する(S207)。
このリカバリ処理は、ある程度高密度実装ではあるが、タスク内やその後のタスク間における実装順序ならば、変更可能な場合に有効であり、一枚の基板120への実装が完了するまでの時間にほとんど影響を与えない点で優れている。つまり、欠品が発生したことにより別途マルチ装着ヘッド110を基板120と部品供給部115間で往復させる必要がなく、タスクにおける時間的ロスが発生しにくいからである。
(4)後回しとは、既存の実装条件による実装処理が全て終了した後、欠品の電子部品300を実装するリカバリ処理の方法である。つまり、判定部204において欠品と判定されると、欠品した電子部品300の種類や実装点などの欠品状態を記憶しておき(S208)、既存の実装条件に従い実装処理を続行させ(S209)、当該実装条件に基づく処理が終了した後、欠品の電子部品300を実装する(S210)。
このリカバリ処理は、実装順序の大幅な変更を許容する基板120に対して有効な処理であり、実装処理中に最適化を行う必要がないため簡易なリカバリ処理方法である。
前記複数のリカバリ処理は、事前の設定に従い選択されたが、これに限定されるわけではない。例えば、欠品となった電子部品300の実装順序が変更可能か否かを判断し、変更不可能な電子部品300または実装点であれば(1)実装順序遵守のリカバリ処理方法を採用し、タスク順を守ればよい電子部品300または実装点であれば(2)タスク順遵守または(3)タスク再構成のリカバリ処理方法を採用し、それ以外なら(4)後回しのリカバリ処理を採用してもかまわない。また、これらの判断時期は、装着状態の不具合が発生した直後が好ましく、また、不具合が発生したならばどのような処理を行うかを示す情報を実装条件に付加してもかまわない。
次に、実装点カメラ101の変形例について説明する。
<変形例1>
図14は、実装点カメラ101の変形例を示す側面図である。
同図(a)に示すように、本変形例の場合、実装点カメラ101は吸着ノズル111の脇に複数個配置されており、これらの実装点カメラ101によって、実装点近傍を撮像する。
このような実装点カメラ101の場合、電子部品300を実装する実装点と実装点カメラ101との相対的な位置関係や角度が一定となる。従って、これらの実装点カメラ101で撮像された画像の歪みの除去や画像の合成に用いる位置関係のパラメータが一定となるため、コンピュータによる演算が容易になる。
また、このような実装点カメラ101は、高速で移動し急激な加速や減速が繰り返されるマルチ装着ヘッド110に固定されるが、可動部がないため、実装点カメラ101の取り付け安定性が高く、この実装点カメラ101から得られる画像の信頼性も高い。
また、各実装点カメラ101の視野角を広くし、一つの実装点を多くのカメラが撮像できるものとすれば、同時に複数の画像を得ることができ、合成などの精度を向上させることが可能となる。
また、同図(b)に示すように、実装点カメラ101を出没自在としてもよい。この場合、前記作用、効果に加えて、実装点近傍を至近距離で鮮明に撮像することが可能となる。
<変形例2>
図15は、実装点カメラ101の他の変形例を示す裏面図(a)、及び、側面図(b)である。
同図に示すように、本変形例の場合、マルチ装着ヘッド110は、8個の吸着ノズル111と、第1の実装点カメラ101aと、第2の実装点カメラ101bと、第3の実装点カメラ101cとを備える。また、第1の実装点カメラ101aと、第2の実装点カメラ101bと、第3の実装点カメラ101cとは、それぞれマルチ装着ヘッド110に対し独立してスライド自在となされている。また、第1の実装点カメラ101aと、第2の実装点カメラ101bと、第3の実装点カメラ101cとは、それぞれ、図示しない駆動装置により駆動力が与えられており、それぞれ独立にスライド位置を制御することができるものとなされている。
また、マルチ装着ヘッド110は、第1の実装点カメラ101aをスライドさせるガイドとなる長孔R1と、第2の実装点カメラ101bスライドさせるガイドとなる長孔R2と、第3の実装点カメラ101cをスライドさせるガイドとなる長孔R3が穿設されている。
そして、マルチ装着ヘッド110において、第1の実装点カメラ101aのスライド範囲となる長孔R1と、第2の実装点カメラ101bのスライド範囲となる長孔R2と、第3の実装点カメラ101cのスライド範囲となる長孔R3とは、マルチ装着ヘッド110の長手方向に延びており、等間隔、かつ、平行に配置されている。
一方、吸着ノズル111の内4個は、長孔R1と、長孔R2との中間位置にそれぞれ等間隔に配置され、吸着ノズル111の内の他の4個は、長孔R2と、長孔R3との中間位置にそれぞれ等間隔に配置されている。
このような実装点カメラ101a、実装点カメラ101b、実装点カメラ101cを備えた場合、実装点カメラ101a、実装点カメラ101b、実装点カメラ101cをそれぞれ独立してスライドさせることによって、部品種に応じた最適な位置に実装点カメラ101a、実装点カメラ101b、実装点カメラ101cを配置し、異なる撮像方向で撮像することができる。また、実装点カメラ101a、実装点カメラ101b、実装点カメラ101cをスライドさせながら、同じ実装状態を異なる撮像方向で複数回撮像することができ、得られる画像の精度や全体の情報量を向上させることが可能となる。
<変形例3>
図16は、ロータリー式の部品実装機100の主要部を示す斜視図である。
同図に示すロータリー式の部品実装機100は、固定軸の周りに複数の装着ヘッド112を回転させ、固定軸の周りの所定の位置で部品供給部115から電子部品300を吸着し、所定の位置(同図においては吸着位置から180度の位置)で電子部品300を基板120に装着する装置である。従って、装着位置は一定で、基板120が水平面内を移動しつつ電子部品300が装着される。
ロータリー式部品実装機100に取り付けられる実装点カメラは、部品実装機100本体から逆L字形に延びるカメラ保持具102の先端に取り付けられている(図示せず)。
また、実装点カメラは、吸着ノズル111が電子部品300を実装するために上下する位置、すなわち実装位置を挟んで二つ設けられている。なお、当該カメラ保持具102に備えられる実装点カメラは、吸着ノズル111の上下に追従するように、または、独自に視点を移動させることができるものとなされている。
当該ロータリー式の部品実装機100のように、実装位置が固定される場合、実装点カメラも固定することができ、安定した状態で撮像することが可能となる。
以上のような装置構成、及び、方法を採用すれば、基板120に装着された直後の電子部品300の状態(電子部品300がないという状態も含む)を基板120の生産時間に影響を及ぼすことなく直接画像により監視し判定することができる。従って、欠品などが発生した基板120に対し直接リカバリ処理を施すことが可能となり、装着不良が発生する基板120の数が減少し、歩留まりを向上させることが可能となる。
なお、上記実施形態及びその変形例において、マルチ装着ヘッド110に取り付けられた実装点カメラ101や、部品実装機100本体に取り付けられた実装点カメラ101を例示したが、本発明はこれらの実装点カメラ101によって撮像することのみに限定されるわけではない。例えば、実装点カメラ101は、マルチ装着ヘッド110に直接取り付けられることなく、マルチ装着ヘッド110に追従する装置に取り付けられてもよい。すなわち、当該部品を保持していたノズルが上昇を開始して上限に達するまでに、当該部品の実装状態を撮像する、例えば、吸着ノズル111が上昇中に実装点に装着された部品を撮像できるようなものであれば特に限定されない。
本発明は、部品実装機、特に電子部品を回路基板に実装する部品実装機として利用可能である。
本発明の実施の形態に係る部品実装機を一部切り欠いて示す外観斜視図である。 部品実装機の主要な構成を示す平面図である。 マルチ装着ヘッドを示す斜視図である。 (a)は、マルチ装着ヘッドの側面図、(b)は、マルチ装着ヘッドの下面図、(c)及び(b)は、電子部品300を拡大して示す上面図である。 実装状態判定装置の機能構成を示すブロック図である。 実装状態の確認処理動作を示すフローチャートである。 電子部品を基板に装着する際の動作を示す側面図である。 画像の合成処理を概念的、模式的に示した図である。 実装異常の判定処理動作を示すフローチャートである。 判定部が行う位置ずれ量の算出と当該ずれ量に基づく実装状態の良否の判定動作を示すフローチャートである。 電子部品の位置関係を示す図である。 リカバリ処理の動作を示すフローチャートである。 電子部品と吸着ノズルの干渉状態を示す図である。 実装点カメラの変形例を示す側面図である。 (a)は、実装点カメラの他の変形例を示す裏面図、(b)は、側面図である。 ロータリー式の部品実装機の主要部を示す斜視図である。
符号の説明
100 部品実装機
101 実装点カメラ
102 カメラ保持具
103 機構部
110 マルチ装着ヘッド
111 吸着ノズル
113 XYロボット
115 部品供給部
119 ノズルステーション
120 基板
121 レール
122 装着テーブル
123 部品回収装置
124 認識装置
200 実装状態判定装置
201 カメラ制御部
202 位置情報取得部
203 画像処理部
204 判定部
300 電子部品

Claims (3)

  1. 複数の装着ヘッドを一体に構成したマルチ装着ヘッドにより複数の部品を基板に実装する部品実装機であって、
    基板上の部品の実装点近傍を異なる方向から撮像するために、前記マルチ装着ヘッドの両側部にそれぞれ取り付けられた2つの実装点カメラと、
    前記マルチ装着ヘッドを構成するいずれの前記装着ヘッドが部品を基板に装着する状態であっても、2つの前記実装点カメラがその部品の実装点近傍を撮像するように、前記部品を装着する装着ヘッドとの相対的位置関係に従い2つの前記実装点カメラを回動させるカメラ制御部とを備える
    ことを特徴とする部品実装機。
  2. 前記装着ヘッドは、部品を保持し前記装着ヘッドに対して出没するノズルを備え、
    前記カメラ制御部は、次に装着する装着ヘッドのノズルが下降する間に、前記下降するノズルが保持する部品の実装点を臨むように、前記2つの実装点カメラの撮像角度を制御する
    ことを特徴とする請求項1に記載の部品実装機。
  3. 前記2つの実装点カメラは、各装着ヘッドに備えたノズルが並ぶ直線上に配置されずに、この直線と交差する直線上に配置される
    ことを特徴とする請求項1に記載の部品実装機。
JP2006034445A 2006-02-10 2006-02-10 部品実装機 Active JP4348343B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006034445A JP4348343B2 (ja) 2006-02-10 2006-02-10 部品実装機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006034445A JP4348343B2 (ja) 2006-02-10 2006-02-10 部品実装機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007214460A JP2007214460A (ja) 2007-08-23
JP4348343B2 true JP4348343B2 (ja) 2009-10-21

Family

ID=38492604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006034445A Active JP4348343B2 (ja) 2006-02-10 2006-02-10 部品実装機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4348343B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016060328A1 (ko) * 2014-10-15 2016-04-21 한화테크윈 주식회사 부품인식장치 및 이에 적용되는 방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5274914B2 (ja) * 2008-06-27 2013-08-28 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ 電子部品装着装置
DE112015006636T5 (de) 2015-06-19 2018-03-01 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Bauteilmontagevorrichtung und Verfahren zur Bauteilmontage
JP6378839B2 (ja) 2015-06-19 2018-08-22 ヤマハ発動機株式会社 部品実装装置および部品実装装置における部品実装判定方法
WO2017029701A1 (ja) 2015-08-17 2017-02-23 ヤマハ発動機株式会社 部品実装装置
CN108142000B (zh) 2015-10-14 2020-08-07 雅马哈发动机株式会社 基板作业系统及元件安装装置
DE112015006789T5 (de) 2015-10-14 2018-04-19 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Bauteilmontagevorrichtung
JP6534447B2 (ja) 2015-10-14 2019-06-26 ヤマハ発動機株式会社 部品実装装置
US11357148B2 (en) 2015-10-15 2022-06-07 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Component mounting device
WO2022049875A1 (ja) * 2020-09-02 2022-03-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 実装システム、実装方法及びプログラム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016060328A1 (ko) * 2014-10-15 2016-04-21 한화테크윈 주식회사 부품인식장치 및 이에 적용되는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007214460A (ja) 2007-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4348343B2 (ja) 部品実装機
JP2007214212A (ja) 実装状態判定方法、実装状態判定プログラム、実装状態判定装置、実装方法
JP5059518B2 (ja) 電子部品実装方法及び装置
JP4733001B2 (ja) 部品実装装置、部品実装方法及びプログラム
JP6378053B2 (ja) 部品実装機および部品実装ヘッド
US20090000110A1 (en) Mounting Method and Component Mounter
JP4758263B2 (ja) 部品移載装置、表面実装機および部品検査装置
JP4607820B2 (ja) 実装条件決定方法
JP4910945B2 (ja) 部品実装装置
JP2013115229A (ja) 部品実装方法及び部品実装システム
JP2008091815A (ja) 実装機およびその部品撮像方法
JP4998148B2 (ja) 部品実装装置
JP4872854B2 (ja) 部品実装装置
JP2005210002A (ja) 部品挿着装置、表面実装機および部品試験装置
JP6190229B2 (ja) 部品実装装置
JP4809251B2 (ja) 実装方法
JP2006269992A (ja) 画像データ生成方法及びそれを用いた部品搭載装置
JP2005322802A (ja) 部品搭載装置
WO2017081773A1 (ja) 基板用の画像処理装置および画像処理方法
JP4852456B2 (ja) 実装ライン及び実装方法
JP6762527B2 (ja) 部品実装機および部品実装ヘッド
JP2007158053A (ja) 電子部品実装装置
JP4386419B2 (ja) 部品認識装置及び同装置を搭載した表面実装機並びに部品試験装置
JP2000312100A (ja) 表面実装機の部品認識装置
JP7094366B2 (ja) 検査設定装置および検査設定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080205

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20090126

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20090224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090303

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090421

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090519

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090528

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090623

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090717

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4348343

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120724

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120724

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130724

Year of fee payment: 4