JP4351303B2 - 電子部品の位置検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の位置検出装置、特に、チップマウンタ等の部品搭載装置において吸着ノズルに吸着された電子部品の位置を検出する電子部品の位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、チップマウンタでは、図６に示すように、対象物、例えばＩＣチップ部品等の電子部品５３を吸着する吸着ノズル５２を備えた吸着ヘッド５１が設けられており、フィーダから供給される電子部品５３が吸着ノズル５２により吸着され、回路基板上に移送、搭載されている。通常電子部品は、必ずしも正しい姿勢で吸着されるわけではないので、電子部品の吸着姿勢がＣＣＤカメラ等の認識装置５６により撮像され、電子部品の画像認識が行なわれ、この画像認識に基づき得られる電子部品の吸着ノズルの中心位置からのずれ並びに傾き量が補正された後、電子部品が回路基板上に搭載されている。
【０００３】
電子部品の回路基板への正確な搭載には、電子部品の画像認識を良好に行なう必要があり、そのために電子部品を最適に照明する必要がある。電子部品には種々の種類があり、電子部品を最適に照明するには、電子部品の種類に応じて照明方法を変えなければならない。そこで、電子部品５３を光源５５により下方から照明し電子部品の背後に設けられた反射板５４で電子部品の背景を光らせ電子部品５３のシルエットを認識装置５６で認識する透過方式と、反射板を黒色等の光を吸収する吸収板に置き換え、電子部品の背景を暗色にし電子部品を光らせて認識装置で認識する反射方式が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の電子部品の種類の増加に伴い、電子部品によっては通常の透過方式や反射方式による認識装置では多くの問題が発生している。例えば、比較的大きな電子部品を透過方式で認識しようとする場合には、反射板に照射する光が電子部品に照射されてしまうので、シルエットにして認識すべき電子部品の一部が明るくなってしまう。このため、電子部品を正確に認識できない場合がある。
【０００５】
一方、反射方式によってＢＧＡ部品などの電子部品を認識しようとする場合には、光を水平方向から当てた方が正確に認識できる場合もある。さらに、電子部品のボディと端子の色によっては、照射する光を変えた方がより正確に電子部品の画像を認識できる場合もある。
【０００６】
このように、従来の透過方式あるいは反射方式の認識装置においては、対応できる電子部品の制約が大きくなるという問題点があった。
【０００７】
したがって、本発明は、さまざまな種類の電子部品に対応した最適な照明が可能で、電子部品の位置を正確に検出できる電子部品の位置検出装置を提供することをその課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明においては、吸着ノズルに吸着された電子部品を照明し、照明された電子部品の位置を認識装置で検出する電子部品の位置検出装置において、電子部品に向けて光を投光し電子部品を照明する光源と、電子部品の種類と光源の照明パラメータの関係を記憶するメモリと、該メモリに記憶された関係に基づいて、電子部品のボディの色に応じて前記光源を制御することにより、前記光源の照明色を電子部品のボディの色と補色の色に変化させる手段とを備え、吸着ノズルに吸着された電子部品を該電子部品のボディの色と補色の色で照明し、該補色の色で照明された電子部品の位置を検出する構成を採用した。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１３】
図１において、吸着ヘッド１には電子部品３を吸着する吸着ノズル２が取り付けられ、電子部品３よりも吸着ヘッド１側には、例えばＡ色の拡散板４が設けられる。吸着ノズルに吸着された電子部品３は照明装置１０により照明され、下方に配置されたＣＣＤカメラなどの認識装置（カメラ）３０により撮像されその位置が認識される。
【００１４】
照明装置１０は支持板１２を取り付けた基板１１を有し、基板１１の中央に矩形状の開口部１１ａが形成され、この開口部に認識カメラ３０が露出している。基板１１には昇降装置１３、１３’が左右に、また支持板１２には昇降装置１４が固定される。昇降装置１３、１３’は水平断面が矩形状の下方照明ユニット１５とその上に配置された同様に水平断面が矩形状の上方照明ユニット１６を上下に昇降させ、また昇降装置１４は水平断面が矩形状の遮蔽板１７を片持ちに支持して上下に昇降させる。
【００１５】
上方照明ユニット１６は４つの側壁を有し、その一つの側壁１６ａには、光源２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂ、２０ｃ、２１ｃが取り付けられ、一方その対向する側壁１６ｂにも、光源２０ａ’、２１ａ’、２０ｂ’、２１ｂ’、２０ｃ’、２１ｃ’が取り付けられている。また図示されていないが他の二つの側壁（図面で奥側と手前後の側壁）にも側壁１６ａ，１６ｂと同様な光源が同様な配列で設けられている。光源２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’は拡散板４とほぼ同色（Ａ色）の光を発光し、また光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’は拡散板４と異なる色（Ｃ色）の光を発光する。
【００１６】
一方下方照明ユニット１５の一方の側壁１５ａには拡散板４のＡ色とほぼ補色の関係にある色（Ｂ色）を発光する複数の光源２２ａ、２２ｂ、・・・・が取り付けられ、これらの光源からの光は白色の拡散板２３で拡散された後ハーフミラー２４で上方に反射され、上方照明ユニット１６の底部に形成された矩形状の開口部１６ｃを通過して電子部品３を下方から照明する。また下方照明ユニット１５にはラシャペーパー２５が設けられ、ハーフミラー２４を通過する光を吸収するようになっている。更に、下方照明ユニットの下方には矩形状の開口部１５ｂが形成され、ハーフミラー２４を通過する電子部品からの反射光を認識カメラ３０に導くようになっている。
【００１７】
更に、上方照明ユニット１６の上方側部には、片持ちばりで支持板１２に支持された矩形状のリング２７が取り付けられており、このリングには、電子部品３を下方斜めから照明する拡散板４とほぼ同色（Ａ色）の光を発光する光源２６、２６’が取り付けられている。
【００１８】
なお、上記において、Ａ色は例えば緑色であり、Ｂ色はこれと補色の赤色であり、Ｃ色は青色あるいは緑色である。
【００１９】
図２には、図１の装置を制御する制御機構がブロック図として図示されており、同図においてＣＰＵ３４は全体の制御を司るもので、画像処理回路３２は認識カメラ３０で撮像された電子部品の像を取り込んで電子部品の吸着姿勢を識別する。ＣＰＵ３４はこの吸着姿勢に従って制御手段３５を介して吸着ヘッド１を駆動してＸＹ方向のずれを補正し、また吸着ノズル２を軸を中心に回転して吸着の傾きを補正する。
【００２０】
また、図２において入力手段３７が設けられ、この入力手段を介して電子部品の種類に応じて使用ノズル、認識方法、光源の強さ、選択される光源（光源色）等を入力することができる。この入力されたパラメータは、部品番号、部品種別、サイズ、使用ノズル、認識方法、光源の強さ、選択光源として図３のようなテーブル形式でメモリ３６に格納される。なお、このテーブルの内容は、部品種別、サイズのみを入力手段３７で入力すると、その他の項目に関しては、部品種別、サイズに対応してデフォルト値がＣＰＵ３４より自動的に入力され、このデフォルト値で不適の場合には入力手段３７で個々に選択することができるようになっている。ＣＰＵ３４は、搭載される部品の種類に応じて制御手段３５を介し昇降装置１３、１３’、１４を上下させるとともに、テーブル値に従って各光源のオンオフ等を制御する。
【００２１】
このような構成で、図３に示したテーブルで部品の種類に従って電子部品が透過方式で認識される場合には、光源２６、２６’（Ａ色）が点灯され、これにより拡散板４は同色の光で照射されることになり、拡散板４は明るくなって、電子部品３はこの明るい拡散板４を背景にシルエットとなって認識カメラ３０で撮像される。
【００２２】
この透過方式によって、比較的大きい電子部品を認識しようとする場合には、拡散板４に入射する光源２６、２６’の光の一部が電子部品３に当たってしまうため、明るい背景の中で電子部品３も光ってしまうことになる。これを防止するために、図４に示すように、制御手段３５を介して昇降装置１４を駆動し遮蔽板１７を上方に移動させて、光源２６、２６’の一部の光を遮光するようにする。これにより、比較的大きな電子部品３でも透過方式でその位置を正確に認識することが可能になる。
【００２３】
一方、反射方式で電子部品が認識される場合には、光源２２ａ、２２ｂ、……がオンされ、これらの光源からの光（Ｂ色）は拡散板２３、ハーフミラー２４を介して上方に反射され、開口部１６ｃを介して電子部品３を下方から照明する。このとき拡散板４の色（Ａ色）は、光源色（Ｂ色）と補色の関係にあるので拡散板は暗色となり、電子部品（特にリード部分）は暗い背景で明るく照明されるようになる。認識カメラ３０は、この電子部品の像を開口部１６ｃ、ハーフミラー２４、開口部１５ｂを介して撮像し、この撮像された電子部品の像は画像処理装置３２で処理されたその吸着位置が検出される。
【００２４】
上記反射方式で、ＢＧＡ等の部品のように、電子部品を水平方向から光を当てることが好ましい部品の場合には、昇降装置１３、１３’を駆動し照明ユニット１５、１６を上方に移動させ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃ（２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’）…等（Ｃ色）を電子部品３の水平方向の位置に置くことによって、水平方向から照明することができる。例えば、図５（Ｂ）に示したようにボール３ａが下方から照明されると、ボール全体が光らずその上側に光らない部分が発生するので、３ｂで示したようなボール欠損部分との区別が困難であるのに対して、図５（Ａ）のように横方向などから照明すると、ボール全体が光り、一方ボール欠損部分は光らないので、ボールを良好に認識できる。
【００２５】
また、電子部品３のボディが光源２２ａ、２２ｂ等（Ｂ色）あるいは光源２１ａ等（Ｃ色）の色に近い色の場合には、光源２１ａ、２２ａ等で下方から照明すると、ボディ及びリードがともに明るく照明されてしまうため、反射方式では画像を認識することができない。この場合には、光源２１ａ等と異なる色でＢ色と補色の色（Ａ色）の光源２０ａ、２０ｂ、２０ｃ（２０ａ’、２０ｂ’、２０ｃ’）等を点灯する。このようにすると、電子部品３のボディを暗色とすることができ、リード等を光らせて反射方式で認識することが可能になる。このように、電子部品の色に応じて光源の照明色を変化させることができるので、電子部品の各部（例えば、ボディ、リード）の色に応じて照明色を変化させることにより各部のコントラストを大きくすることができ、部品の位置検出精度を向上させることができる。
【００２６】
なお、上記実施形態において、昇降装置１３、１３’を用いて光源を上下させる代わりに、吸着ノズル２を上下させても同様な効果が得られることは明らかである。
【００２７】
更に、光源２６、２６’は、拡散板４と同色であるものを用いたが、類似色であっても実施することができる。このことによって、光源の色、拡散板４の色の選択範囲が広くなるメリットがある。光源２０ａ、２０ｂ、２０ｃ等についても、拡散板４と同色であるものを用いたが、同様に、類似色であっても実施することができる。
【００２８】
また、Ａ色を発光する光源、Ｃ色を発光する光源を個別に設けるのではなく、Ａ色とＣ色の波長の光を発生する一つの光源を用いフィルタなどを介してＡ色あるいはＣ色を選択するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明においては、電子部品のボディの色に応じて光源の照明色を電子部品の色と補色の色に変化させることができるので、電子部品のボディの色に応じて各部を照明する色を変化させることにより各部のコントラストを大きくすることができ、電子部品の位置検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる電子部品の位置検出装置の構成を示した断面図である。
【図２】 図１の装置を制御する構成を示したブロック図である。
【図３】部品の種類に応じて決まる制御パラメータの内容を格納するテーブルを示した説明図である。
【図４】図１の構成で遮蔽板を上昇させた状態を示した断面図である。
【図５】（Ａ）はＢＧＡの電子部品を真横から照明したときの状態を、また（Ｂ）は斜め下方から照明したときの状態を示した説明図である。
【図６】従来の電子部品の位置検出装置の構成を示した断面図である。
【符号の説明】
１ 吸着ヘッド
２ 吸着ノズル
３ 電子部品
４ 拡散板
１３、１３’、１４ 昇降装置
１７ 遮蔽板
２３ 拡散板
２４ ハ−フミラ−
２５ ラシャペ−パ−

Claims (3)

1. 吸着ノズルに吸着された電子部品を照明し、照明された電子部品の位置を認識装置で検出する電子部品の位置検出装置において、
   電子部品に向けて光を投光し電子部品を照明する光源と、
   電子部品の種類と光源の照明パラメータの関係を記憶するメモリと、
   該メモリに記憶された関係に基づいて、電子部品のボディの色に応じて前記光源を制御することにより、前記光源の照明色を電子部品のボディの色と補色の色に変化させる手段とを備え、
   吸着ノズルに吸着された電子部品を該電子部品のボディの色と補色の色で照明し、該補色の色で照明された電子部品の位置を検出することを特徴とする電子部品の位置検出装置。
2. 前記光源はそれぞれ異なる色を発光する複数の光源からなり、電子部品のボディの色に応じて該電子部品のボディの色と補色の色を発光する光源が選択されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の位置検出装置。
3. 前記光源は異なる色を発光する一つの光源からなり、電子部品のボディの色に応じて該電子部品のボディの色と補色の色が選択されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の位置検出装置。

Images