JP4351488B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を装着ヘッドの吸着ノズルで吸着して回路基板に搭載する電子部品実装装置に関し、特に装着ヘッドに吸着ノズルが複数設けられたマルチノズル型の電子部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記の電子部品実装装置では、搭載精度を高めるために、吸着ノズルで吸着した電子部品をカメラで撮像して認識し、その電子部品の吸着位置ずれ（吸着ノズルの中心位置と吸着した部品の中心位置との位置ずれ）と吸着角度ずれ（傾き）を検出し、これらずれを補正して電子部品を回路基板に搭載している。従来のマルチノズル型の電子部品実装装置における吸着した電子部品の撮像、認識のための構成が例えば下記の特許文献１，２，３に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載された構成では、鉛直軸に対して傾斜したロータリーヘッドの円板状のノズル支持部に複数の吸着ノズルが周方向に配列支持されている。ノズル支持部の最も低いところの位置が吸着（又は装着）位置となっており、ノズル支持部の回転により各吸着ノズルを順次吸着（又は装着）位置に位置させて電子部品の吸着（又は装着）を行うようになっている。また、ノズル支持部の吸着位置と反対側の位置（最も高いところの位置）を撮影位置として、ノズル支持部の側方で撮影位置に対向する位置に、カメラと反射ミラーからなる撮影部が設けられ、順次電子部品を吸着した吸着ノズルが撮影位置に来たときに電子部品を撮影するようになっている。
【０００４】
特許文献２には特許文献１と同様の構成が記載されている。
【０００５】
特許文献３に記載された構成では、それぞれ１つの吸着ノズルを有した複数の装着ヘッドがロータリインデックステーブルの外周縁部に所定角度間隔で設けられており、装着ヘッドのそれぞれに対して、それぞれの吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像するカメラが設けられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１８６４９０号公報（図１）
【特許文献２】
特開平１１−１７７２９７号公報（図２）
【特許文献３】
特開平６−２１６５６８号公報（図５，図６）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１，２に記載されたような構成では、撮影位置に位置する吸着ノズルの吸着端が撮像できるように撮像部がノズル支持部の側方（外側）に配置されている。そのため、ノズル支持部の側方にスペースが必要であり、装着ヘッド全体が大型化し、装置の大型化にも繋がるという問題があった。
【０００８】
また、電子部品の吸着時において、１回に吸着できる部品数は、ノズル支持部の最も低い吸着位置に位置する１つの吸着ノズルによる１部品だけであり、複数の部品を同時に吸着することはできず、この点で生産のタクトタイムを短縮することができなかった。
【０００９】
また、特許文献３に記載されたような構成では、装着ヘッド数（吸着ノズル数）が多くなるとカメラの数も同数で多数必要となり、装置のコスト上昇に繋がる。また、装着ヘッド毎（吸着ノズル毎）にカメラを取り付けるのでサイズが大型となり、装着ヘッドの移動軸のストロークも必要となり、装置の大型化に繋がってしまう。また、各装着ヘッド毎に取付けられたカメラの位置関係を認識し、補正値として装置の補正パラメータを持つ必要があり、制御が複雑になってしまう。
【００１０】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたもので、その課題は、マルチノズル型の電子部品実装装置において、装着ヘッドと装置の小型化とコストダウンが図れるとともに、生産タクトタイムを短縮することができる構成を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明では、
吸着された電子部品を撮像、認識して電子部品を基板上に実装する電子部品実装装置において、
電子部品を吸着する昇降可能な吸着ノズルを円周上に複数個設けた装着ヘッドと、
光軸が前記円周の中心と一致するようにして装着ヘッドに取り付けられたカメラと、
該カメラの下方で装着ヘッドに搭載された第１の光学素子と、
撮像高さに上昇された吸着ノズルより下方の前記円周上で装着ヘッドに搭載され、第１の撮像位置に設定された吸着ノズルで吸着された電子部品の像を第１の光学素子を介して前記カメラに導く第２の光学素子と、
第１の光学素子の下方で装着ヘッドに搭載され、第１の撮像位置と異なる第２の撮像位置に設定された吸着ノズルで吸着された電子部品の像を第１の光学素子を介して前記カメラに導く第３の光学素子と、
前記円周上の各吸着ノズルと、少なくとも第２並びに第３の光学素子とをカメラ光軸を中心に相対的に回転させて各吸着ノズルを前記第１及び第２の撮像位置にそれぞれ設定すると共に、各吸着ノズルに吸着された電子部品を順次前記カメラで撮像するように制御する制御手段とを備え、
前記円周上の一つの吸着ノズルで吸着された電子部品の像を第１と第２の光学素子を介して前記カメラで撮像できる回転位置にあるときに、第１と第３の光学素子を介して他の吸着ノズルで吸着された電子部品の像を同カメラで撮像できるようにした構成を採用している。
【００１３】
以上の構成により、装着ヘッド全体を小型化でき、また、カメラを吸着ノズル毎に設ける構成に比べて、装置全体を小型化できると共に、装置のコストダウンを図れる。さらに、複数の部品を同時に吸着できると共に、部品の吸着後に装着ヘッドを基板上の部品搭載位置へ移動する間に吸着した部品の撮像と認識を行うことができるので、生産タクトタイムを短縮することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
［第１の参考例］
図１は、本発明の第１の参考例によるマルチノズル型の電子部品実装装置の概略構成を示している。１は、装着ヘッドであり、後述のようにそれぞれ電子部品（以下、部品と略す）を吸着保持する複数の吸着ノズルと、これに吸着された部品の認識のための撮像を行なう認識カメラを備えている。装着ヘッド１は、Ｘ軸方向に移動できるようにＸ軸ガントリ２に取付けられており、Ｘ軸ガントリ２は、Ｙ軸方向に移動できるように、Ｙ軸ガントリ３に取付けられている。また、電子部品実装装置には、回路基板（以下、基板と略す）１６に実装する部品を供給する電子部品供給装置４が設けられている。
【００１６】
図２は装着ヘッド１の構造を詳細に示している。５は装着ヘッド本体であり、ここでは円柱形に形成され、その中心軸が鉛直方向に沿うようにして、不図示の固定部材により図１のＸ軸ガントリ２に移動可能に取り付けられる。装着ヘッド本体５の外周には、それぞれ吸着ノズル７を下側に鉛直に取り付けた４つのノズルヘッド６が固定されており、それぞれの吸着ノズル７が装着ヘッド本体５の中心軸を中心とする円周上で所定角度（９０°）隔てて互いに等間隔の位置に配置されている。
【００１７】
各ノズルヘッド６はそれぞれの吸着ノズル７をＺ軸方向（鉛直方向）に昇降させるＺ軸昇降機構と、吸着ノズル７をその鉛直方向に沿った中心軸（ノズル軸）であるθ軸を中心に回転させるθ軸回転機構を有している。各ノズルヘッド６のＺ軸昇降機構とθ軸回転機構は、互いに独立しており、他のノズルヘッド６の動作に関係なく昇降または回転動作することが可能となっている。
【００１８】
装着ヘッド本体５の下端部には、各吸着ノズル７に吸着された部品の認識のための撮像を行う認識カメラ９が下向きに固定されている。認識カメラ９は、その撮像光軸が円柱形の装着ヘッド本体５の鉛直方向に沿う中心軸と一致するように、すなわち、撮像光軸が４つの吸着ノズル７が配置された円周の中心と一致するように配置されている。なお、認識カメラ９は、ＣＣＤカメラ、ラインセンサカメラ、或いはＣＭＯＳカメラ等から構成される。
【００１９】
また、装着ヘッド１において、認識カメラ９の下方でカメラ９の光軸上の位置に反射ミラー（光学素子）８Ｂが取り付けられ、また、吸着ノズル７の下方で反射ミラー８Ｂと同じ高さで吸着ノズル７が配置された円周上に対応する位置に反射ミラー（光学素子）８Ａが取付けられている。反射ミラー８Ａ，８Ｂは、それぞれの反射面が鉛直方向に対して逆向きに４５°傾斜しており、互いに９０°をなすように対向して配置されている。また、反射ミラー８Ａ，８Ｂは、ミラー回転機構により、カメラ９の光軸を回転中心として、互いの位置関係を保ったまま、矢印で示すように回転されるようになっている。そして、反射ミラー８Ａ，８Ｂを回転させて、反射ミラー８Ａを吸着ノズル７のそれぞれの真下に順次位置づけることにより、吸着ノズル７のそれぞれに吸着された部品の下面の像を反射ミラー８Ａ，８Ｂを介して認識カメラ９に導き、撮像できるようになっている。
【００２０】
図３は電子部品実装装置の制御系の構成を示している。２０は、装置全体を制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、並びにＲＡＭ、ＲＯＭなどからなるコントローラ（制御手段）であり、これに以下の２１〜３１の構成が接続され、それぞれを制御する。
【００２１】
Ｘ軸モータ２１は、装着ヘッドのＸ軸移動機構の駆動源で、装着ヘッド１をＸ軸ガントリに沿ってＸ軸方向に移動させ、また、Ｙ軸モータ２２は、装着ヘッドのＹ軸移動機構の駆動源で、Ｘ軸ガントリ２をＹ軸ガントリ３に沿ってＹ軸方向に駆動し、それにより装着ヘッド１はＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能となる。
【００２２】
Ｚ軸モータ２３は、吸着ノズル７を昇降させるＺ軸昇降機構の駆動源で、吸着ノズル７をＺ軸方向に昇降させる。また、θ軸モータ２４は、吸着ノズル７のθ軸回転機構の駆動源で、吸着ノズル７をそのノズル中心軸を中心にして回転させる。なお、図３では、Ｚ軸モータ２３とθ軸モータ２４は、１個しか図示されていないが、装着されるノズルヘッド（吸着ノズル）の数（図２の例では４個）だけ設けられる。
【００２３】
ミラー回転モータ２５は、反射ミラー８Ａ，８Ｂを上述したように、カメラ９の光軸（装着ヘッド本体５の中心軸）を回転中心として回転させるミラー回転機構の駆動源である。
【００２４】
バキューム機構２６は真空を発生し、不図示のバキュームスイッチを介してノズルヘッド６のそれぞれの吸着ノズル７に真空の負圧を発生させる。
【００２５】
画像認識装置２７は、吸着ノズル７のそれぞれに吸着された部品３２の画像認識を行うもので、Ａ／Ｄ変換器２７ａ、メモリ２７ｂ及びＣＰＵ２７ｃから構成される。そして、吸着された部品３２を撮像した認識カメラ９から出力されるアナログの画像信号をＡ／Ｄ変換器２７ａにより画像データのデジタル信号に変換してメモリ２７ｂに格納し、ＣＰＵ２７ｃがその画像データに基づいて吸着された部品３２の吸着位置のずれ量と吸着角度ずれを算出する。
【００２６】
キーボード２８とマウス２９は部品データなどのデータを入力するために用いられる。
【００２７】
記憶装置３０は、フラッシュメモリなどで構成され、キーボード２８とマウス２９により入力された部品データ、あるいは不図示のホストコンピュータから供給される部品データを格納するのに用いられる。
【００２８】
モニタ（表示装置）３１は、部品データ、演算データ、及びカメラ９で撮像した部品３２の画像などを表示する。
【００２９】
なお、図３は、制御系の構成を示す図なので、各要素の配置は必ずしも、実際のものとは一致しておらず、例えば、認識カメラ９は、カメラの向きが逆で、部品の下方に図示されている。
【００３０】
次に、以上の構成において部品の吸着から画像認識を行なって基板に搭載するまでの動作について図４を用いて説明する。以下の動作はコントローラ２０の制御により行われる。なお、後述する第２の参考例と本発明に係る実施形態における動作もコントローラ２０の制御により行われる。また、図４では、４つの吸着ノズル７にこれらを区別するための符号Ａ〜Ｄを付加してある。また、符号３３は、電子部品供給装置４の部品供給位置を示している。また、符号７１，７２は部品供給位置３３で２つの吸着ノズル７が部品３２Ａ、３２Ｂを吸着する吸着位置を示している。
【００３１】
まず、Ｘ軸モータ２１とＹ軸モータ２２を駆動することにより装着ヘッド１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動させ、電子部品供給装置４上で図４に示すように吸着ノズル７Ａ，７Ｄを、吸着位置７１，７２に合致する位置まで移動させる。なお、そのときまでに、ミラー回転モータ２５の駆動により反射ミラー８Ａ，８Ｂを回転させ、図４に示すように反射ミラー８Ａを吸着ノズル７Ｃの真下の位置に退避させておく。
【００３２】
次に、吸着ノズル７Ａ，７Ｄを各Ｚ軸モータ２３の駆動により下降させ、それぞれにバキューム機構２６から真空の負圧をかけて部品供給位置３３の吸着位置７１、７２にある２つの部品３２Ａ、３２Ｂを同時に吸着、保持させた後、上昇させる。
【００３３】
次に、装着ヘッド１をＸ軸ないしＹ軸方向に移動させ、吸着ノズル７Ｂ，７Ｃを、吸着位置７１、７２あるいは他の吸着位置に合致する位置に移動させる。この移動中に反射ミラー８Ａ，８Ｂを回転させ、反射ミラー８Ａを吸着ノズル７Ｄの真下の位置に退避させておく。
【００３４】
次に、吸着ノズル７Ｂ，７Ｃを、各Ｚ軸モータ２３の駆動により下降させ、それぞれに真空の負圧をかけて吸着位置にある２つの部品を同時に吸着、保持させた後、上昇させる。
【００３５】
このようにして吸着ノズル７Ａ〜７Ｄの全てに部品を吸着した後、装着ヘッド１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動させ、基板上の部品搭載位置へ移動させる。そして、その移動中に各ノズルに吸着された部品の撮像と認識を行う。
【００３６】
最初、反射ミラー８Ａが吸着ノズル７Ｄの真下の位置にあるとして、ノズル７Ｄに吸着されている部品の下面の撮像を認識カメラ９で行なった後、画像認識装置２７でその部品の画像認識を行い、吸着位置ずれと角度ずれを算出し、メモリ２７ｂないし記憶装置３０、コントローラ２０のＲＡＭなどに記憶しておく。なお、撮像時には不図示の照明光源により部品の下面を照明する。
【００３７】
次に、反射ミラー８Ａ，８Ｂを図４中に矢印で示す時計方向に９０°回転させ、反射ミラー８Ａを吸着ノズル７Ａの真下に移動して停止させ、吸着ノズル７Ａに吸着された部品の下面の撮像と画像認識を行い、算出した吸着位置ずれと角度ずれを記憶する。
【００３８】
さらに、この動作を２度繰り返し、順次反射ミラー８Ａを吸着ノズル７Ｂ，７Ｃのそれぞれの真下の位置に移動して、それぞれに吸着された部品の下面の撮像と画像認識を行い、算出した吸着位置ずれと角度ずれを記憶する。
【００３９】
このようにして、装着ヘッド１を基板上の部品搭載位置へ移動する間に各吸着ノズル７Ａ〜７Ｄに吸着した部品の撮像と画像認識が行われ、各吸着ノズルに吸着された部品の位置ずれと角度ずれが求められる。
【００４０】
装着ヘッドが基板位置に移動すると、吸着ノズル７Ａ〜７Ｄで吸着された部品の搭載が行われる。例えば、吸着ノズル７Ａで吸着された部品は、その搭載位置に到達したら、吸着ノズル７Ａで吸着した部品について算出しておいた吸着位置ずれ並びに角度ずれを、Ｘ軸モータ２１、Ｙ軸モータ２２、θ軸モータ２４を微小駆動することより、それぞれ補正し、その後、吸着ノズル７Ａを下降させ、そのバキュームスイッチを切り、負圧を解除して部品を基板上に搭載した後、吸着ノズル７Ａを上昇させる。同様に、他の吸着ノズル７Ｂ〜７Ｄで吸着された部品が、それぞれ位置ずれ、角度ずれを補正して基板上の所定位置に搭載される。
【００４１】
なお、各部品の角度ずれは、θ軸モータ２４がそれぞれの吸着ノズルに設けられているので、求められ次第、角度補正ができるので、搭載ヘッドが搭載位置に到着する前に行うようにしてもよい。
【００４２】
また、部品搭載時、吸着ノズルが下降するとき、その下に反射ミラー８Ａが存在するときには、ミラー回転モータ２５を駆動することにより、反射ミラー８Ａを当該吸着ノズルの真下の位置から退避させておく。
【００４３】
このようにして吸着ノズル７Ａ〜７Ｄに吸着した４個の部品の搭載が終了したら、装着ヘッド１は、電子部品供給装置４上へ移動した後、上述した動作を繰り返すことにより、順次部品の搭載を行う。
【００４４】
以上のような参考例によれば、認識カメラ９は装着ヘッド本体５の下側でその中心軸上の位置に設けられ、反射ミラー８Ａ，８Ｂは装着ヘッド本体５の下方に設けられるので、特許文献１，２のようにカメラと反射ミラーを装着ヘッド本体の側方に設けるのに比べて装着ヘッド全体を小型化できる。またカメラを吸着ノズル毎に設ける特許文献３の構成に比べて、装置全体を小型化できると共に、装置のコストダウンを図れる。また、２つの電子部品を同時に吸着できると共に、部品の吸着後に装着ヘッド１を基板上の部品搭載位置へ移動する間に吸着した部品の撮像と画像認識を行うことができるので、生産タクトを短縮することができる。
【００４５】
なお、以上では、反射ミラー８Ａ，８Ｂを共に回転させるものとしたが、例えば、反射ミラー８Ｂを正四角錐台形で４つの側面を反射面とする光学素子にして、各反射面を４つの吸着ノズル７のそれぞれの側の方向に向けるようにして固定し、反射ミラー８Ａだけを回転させるようにしてもよい。
【００４６】
［第２の参考例］
上述した第１の参考例では、反射ミラー８Ａ，８Ｂの光学素子を回転させるものとしたが、その代わりに、反射ミラー８Ａ，８Ｂを装着ヘッドに固定し、各吸着ノズル７をカメラ光軸を中心に回転させるようにしてもよい。この場合は、図２の装着ヘッド１の構成において、認識カメラ９の撮影光軸と一致する装着ヘッド本体５の中心軸を回転中心として、４つのノズルヘッド６、すなわち４つの吸着ノズル７をカメラ光軸を中心に回転させる回転機構を装着ヘッド本体５に設ける。各ノズルヘッドの回転駆動源となるモータが、図３の制御系の構成でヘッド回転モータ２５’として一点鎖線で図示されている。なお、ノズルヘッド（吸着ノズル）の回転機構は、装着ヘッド本体５自体を回転させてノズルヘッド６を回転させるものとしてもよいし（このとき、認識カメラ９は回転させないようにする）、ノズルヘッド６を支持した支持部材を回転させてノズルヘッド６を回転させるものとしてもよい。また、反射ミラー８Ａ，８Ｂは、装着ヘッド１において図２に示した位置に固定する。これ以外の装置の機械的構成は第１の参考例と共通とする。
【００４７】
この第２の参考例における吸着、搭載動作は、各吸着ノズルと光学素子（反射ミラー８Ａ，８Ｂ）のどちらをカメラ光軸を中心に回転させるかが、第１の参考例と相違するだけなので、基本的には、第１の参考例と同様である。
【００４８】
すなわち、まず、ヘッド回転モータ２５’により、各吸着ノズル７Ａ〜７Ｄを、図４に示すような位置となるように、カメラ光軸を中心に回転させ、吸着ノズル７Ａ、７Ｄで部品３２Ａ、３２Ｂを同時吸着し、続いて、吸着ノズル７Ａ〜７Ｄを図４の位置から時計方向（反時計方向でもよい）に１８０°回転させ、吸着ノズル７Ｂ，７Ｃにより部品を同時吸着する。
【００４９】
このようにして吸着ノズル７Ａ〜７Ｄの全てに部品を吸着した後、装着ヘッド１を基板上の部品搭載位置へ移動させる。そして、その移動中に、ヘッド回転モータ２５’の駆動により、吸着ノズル７Ａ〜７Ｄを順次９０°ずつ反時計方向（あるいは時計方向）に回転させることにより、反射ミラー８Ａの真上の位置に移動させ、一時停止させて、それぞれに吸着された部品下面の撮像と画像認識を行い、それぞれの部品の吸着位置ずれと角度ずれを算出し、これをメモリに保存する。
【００５０】
そして、部品搭載位置に到達した以降の部品搭載動作は第１の参考例と同様であり、各吸着位置ずれと角度ずれを補正して、各部品が所定の基板位置に搭載される。
【００５１】
以上のような第２の参考例でも、第１の参考例と同様の効果が得られる。
【００５２】
［実施形態］
次に、本発明の一実施形態を図５及び図６により説明する。まず、図５は本実施形態の装着ヘッド１の構造を示しており、第１の参考例の図２中と共通な部分には共通の符号を付してあり、その説明は省略する。
【００５３】
本実施形態の装着ヘッド１では、認識カメラ９の下方でその光軸上の位置に無偏光ハーフミラー１１（第１の光学素子）が取り付けられ、第１の撮像位置に設定された吸着ノズル７の下方でハーフミラー１１と同じ高さで吸着ノズル７が配置された円周上に対応する位置に反射ミラー１２（第２の光学素子）が取り付けられている。ミラー１１，１２は、第１の参考例の反射ミラー８Ａ，８Ｂと同様に、それぞれの反射面が鉛直方向に対して逆向きに４５°傾斜しており、互いに９０°をなすように対向して配置されている。また、反射ミラー１２の両脇には、吸着ノズル７に吸着された部品の下面を照明するＬＥＤなどからなる下面側照明光源１４が設けられている。
【００５４】
さらに、ハーフミラー１１の真下で認識カメラ９の光軸上の位置に反射ミラー１３（第３の光学素子）が前記光軸に対して反射面が４５°傾斜するように取り付けられている。反射ミラー１３の反射面の水平方向の向きは反射ミラー１２のそれに対して９０°異なっている。また、反射ミラー１３の両脇には、吸着ノズル７に吸着された部品の（認識カメラ９の光軸側）の側面を照明するサイド照明光源１５が設けられている。
【００５５】
また、ミラー１１〜１３と照明光源１４，１５は、第１の参考例の反射ミラー８Ａ，８Ｂと同様に、ミラー回転モータ２５により、認識カメラ９の撮影光軸を回転中心として、互いの位置関係を保ったまま、回転されるようになっている。そして、これらを回転させて、順次、反射ミラー１２を吸着ノズル７のそれぞれの真下に位置づけることにより、吸着ノズル７のそれぞれに吸着された部品の下面の像を反射ミラー１２とハーフミラー１１を介して認識カメラ９に導き、撮像できるようになっている。また、反射ミラー１２を吸着ノズル７のそれぞれの真下に位置づけたときに、反射ミラー１３は、その反射面が図５中で時計回り方向で隣りの吸着ノズル７側方向に向く回転位置に位置付けられる。そして、第１の撮像位置と異なる第２の撮像位置に設定された吸着ノズルを破線で示すように、そのノズル７の下端を反射ミラー１３と同じ高さになるようにすることにより、その下端に吸着された部品の２側面の像を反射ミラー１３で反射しハーフミラー１１を透過させて認識カメラ９に導き、撮像できるようになっている。なお、吸着ノズルの下端（先端）が、反射ミラー１３と同じ高さまで下降されたとき、その吸着ノズルの先端から反射ミラー１３、ハーフミラー１１を介して認識カメラ９に至るまでの光路長は、反射ミラー１２、ハーフミラー１１を介して認識カメラ９に導かれる吸着ノズルの先端から認識カメラ９までの光路長と同じになっている。
【００５６】
なお、吸着された部品の下面の撮像による画像認識で上述のように吸着位置と角度のずれの検出がなされると共に、側面の撮像による画像認識で部品の有無と、いわゆる部品立ち、すなわち水平に吸着されるべき部品が垂直に吸着されていないか否かの検出がなされるようになっている。
【００５７】
以上に述べた部分以外の装置の構成は第１の参考例と共通とする。
【００５８】
次に、本実施形態において部品の吸着から画像認識を行なって基板に搭載するまでの動作について図６を用いて説明する。なお、図６において反射ミラー１２，１３は図示してあるが、ハーフミラー１１は図示していない。
【００５９】
部品の吸着動作は、第１の参考例と同様に行ない、まず、吸着ノズル７Ａ、７Ｄで部品を同時吸着した後、吸着ノズル７Ｂ、７Ｃで部品を同時吸着する。その際に第１の参考例で反射ミラー８Ａ，８Ｂを回転させて反射ミラー８Ａを部品吸着位置３３から退避させたのと同様にして、ミラー１１〜１３を回転させて反射ミラー１２を部品供給位置３３から退避させる。
【００６０】
各吸着ノズルによる部品の吸着が終了したら、装着ヘッドを基板上の部品搭載位置へ移動させる。その際、上述した吸着した部品の有無および部品立ちの検出と、部品の吸着位置と角度のずれの検出を以下のように行う。
【００６１】
最初に、図６に示すように、反射ミラー１２が吸着ノズル７Ｃの真下になり、反射ミラー１３の反射面が矢印で示すように吸着ノズル７Ｄ側方向を向く回転位置にあるものとする。
【００６２】
ここで吸着ノズル７ＤのＺ軸モータ２３の駆動によりノズル７Ｄの下端が反射ミラー１３と同じ高さになるよう下降させた後、サイド照明光源１５を点灯して認識カメラ９で撮像を行う。吸着ノズル７Ｄに吸着された部品の反射ミラー１３側の側面の像が反射ミラー１３で反射され、ハーフミラー１１を透過して認識カメラ９に導かれ撮像される。そして、画像認識装置２７で画像認識を行ない、吸着ノズル７Ｄに吸着された部品の有無と部品立ちの有無を検出する。
【００６３】
次に、ミラー１１〜１３を時計方向に９０°回転させ、反射ミラー１２が吸着ノズル７Ｄの真下になり、反射ミラー１３の反射面が吸着ノズル７Ａ側方向を向く位置まで回転させる。但し、この前に吸着ノズル７Ｄを反射ミラー１２が当たらない高さで部品の下面の撮像に適した高さに上昇させておく。
【００６４】
次に、吸着ノズル７Ａに吸着された部品の側面の撮像と、部品の有無と部品立ちの検出を上記の吸着ノズル７Ｄの場合と同様に行った後、先に行なった吸着ノズル７Ｄの吸着部品の有無と部品立ちの検出で異常がなかった（部品があり、部品立ちしていなかった）場合は、吸着ノズル７Ｄの吸着部品の下面の撮像と、吸着位置ずれと角度ずれの検出を行なう。この場合、下面側照明光源１４が点灯されることにより、吸着ノズル７Ｄに吸着された部品の下面の像が反射ミラー１２とハーフミラー１１を介して認識カメラ９に導かれ撮像される。そして、画像認識装置２７の画像認識で吸着ノズル７Ｄに吸着された部品の吸着位置ずれと角度ずれが検出される。
【００６５】
また、異常があった（部品がなかった、あるいは部品立ちしていた）場合は、吸着ノズル７Ｄの吸着部品の下面の撮像と、吸着位置と角度のずれの検出を行なわず、次に進む。
【００６６】
次に、ミラー１１〜１３を時計方向に９０°回転させた後、吸着ノズル７Ｂの吸着部品の側面の撮像と、部品の有無と部品立ちの検出を行ない、さらに、吸着ノズル７Ａの吸着部品について、先に行なった有無と部品立ちの検出で異常がなければ、下面の撮像と、吸着位置ずれと角度ずれの検出を行う。
【００６７】
次に、ミラー１１〜１３を時計方向に９０°回転させた後、吸着ノズル７Ｃの吸着部品の側面の撮像と、部品の有無と部品立ちの検出を行ない、さらに、吸着ノズル７Ｂの吸着部品について、先に行なった有無と部品立ちの検出で異常がなければ、下面の撮像と、吸着位置ずれと角度ずれの検出を行う。
【００６８】
次に、ミラー１１〜１３を時計方向に９０°回転させた後、吸着ノズル７Ｃの吸着部品について、先に行った有無と部品立ちの検出で異常がなければ、下面の撮像と、吸着位置ずれと角度ずれの検出を行う。
【００６９】
以上のようにして、装着ヘッド１を基板上の部品搭載位置へ移動させる間に、各吸着ノズル７に吸着した部品の有無および部品立ちの検出と、吸着位置ずれと角度ずれの検出を行い、部品搭載位置へ到達したら、第１の参考例と同様にして部品の搭載を行う。この際に必要に応じてミラー１１〜１３と照明光源１４，１５を回転させ、反射ミラー１２と下面側照明光源１４を部品搭載を行う吸着ノズル７の下方から退避させる。
【００７０】
以上のような本実施形態によれば、装着ヘッド１を部品吸着位置から部品搭載位置へ移動する間に、各吸着ノズル７に吸着した部品の有無および部品立ちの検出を行ない、その検出で異常がなかったノズルについてのみ部品の吸着位置ずれと角度ずれの検出を行うので、吸着部品がなかった（吸着しなかった）場合と部品立ちがあった場合に適切に対処することができるとともに、無駄に吸着位置と角度のずれの検出を行なうことがなく、それだけタクトタイムを短縮することができる。
【００７１】
なお、本実施形態の装着ヘッド１の構成において、ミラー１１〜１３と照明光源１４，１５の全体を回転させるものとしたが、例えば、ハーフミラー１１を中空で無底の正四角錐台形で４つの側面を反射面として４つの吸着ノズル７のそれぞれの側の方向に向けるようにして固定し、反射ミラー１２，１３と照明光源１４，１５を回転させるものとしてもよい。
【００７２】
また、ミラー１１〜１３と照明光源１４，１５を回転させる代わりに、第２の参考例と同様に、４つの吸着ノズル７をカメラ光軸を中心に回転させるようにしてもよい。
【００７３】
また、ハーフミラー１１の代わりに設計入射角が４５°の赤色ダイクロイックミラーを用い、下面側照明光源１４はダイクロイックミラーで反射される赤色光を発光する光源とし、また、サイド照明光源１５はダイクロイックミラーを透過する青色光を発光する光源としてもよい。
【００７４】
以上では、照明光源１４，１５の点灯を切り換えて吸着部品の下面の照明と側面の照明を切り換えるものとしたが、液晶シャッターや機械式シャッターを使用し、シャッターのオン／オフで切り換えるようにしてもよい。また、液晶シャッターや機械式シャッターを使用して、光路を遮断するようにしてもよい。
【００７５】
また、ミラー１１〜１３と照明光源１４，１５の内で、少なくともハーフミラー１１、反射ミラー１３およびサイド照明光源１５を認識カメラ９の光軸から離れる方向に退避させることができるようにし、これらを退避させた状態で、認識カメラ９で基板位置補正用に基板に設けられた基板マーク（不図示）を撮像するようにしてもよい。この場合、例えば装着ヘッド本体５の下側で認識カメラ９の脇に、下方を照明する照明光源を設け、これを基板マークの照明と吸着ノズル７の吸着部品の下面の照明に共通に用いることにより、下面側照明光源１４を省くことができる。この場合、基板マークの照明は共通の光源からの下方への照明光により直接行い、吸着部品の下面の照明は、共通の光源からの下方への照明光を、反射ミラー１２の両脇に設ける不図示の反射ミラーを介して吸着部品の下面へ導いて行う。このようにすることにより、部品認識と基板マーク認識のカメラを共通にでき、また、部品照明と基板マーク照明の光源も共通にすることができる。
【００７６】
また、以上に説明した本実施形態において、装着ヘッド１の吸着ノズル数は４本としたが、５本以上としてもよいことは勿論である。
【００７７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、マルチノズル型の電子部品実装装置において、電子部品を吸着する吸着ノズルを円周上に複数個設けた装着ヘッドと、光軸が前記円周の中心と一致するようにして装着ヘッドに取り付けられるカメラと、装着ヘッドに搭載され、吸着ノズルで吸着された電子部品の像をカメラに導く光学素子と、各吸着ノズルと光学素子をカメラ光軸を中心に相対的に回転させ、各吸着ノズルで吸着された電子部品を光学素子を介して順次前記カメラで撮像するように制御する制御手段を備えた構成を採用したので、従来のようにカメラと光学素子を装着ヘッドの側方に設けるのに比べて装着ヘッド全体を小型化でき、また、カメラを吸着ノズル毎に設ける構成に比べて、装置全体を小型化できると共に、装置のコストダウンを図れる。さらに、複数の部品を同時に吸着できると共に、部品の吸着後に装着ヘッドを基板上の部品搭載位置へ移動する間に吸着した部品の撮像と認識を行うことができるので、生産のタクトタイムを短縮することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の参考例における電子部品実装装置の全体の概略構成を説明する斜視図である。
【図２】 同装置の装着ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図３】 同装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】 同装置の装着ヘッドによる部品吸着時の反射ミラーの回転などの動作を説明する説明図である。
【図５】 一実施形態の装着ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図６】 同装置の装着ヘッドにおける吸着部品の側面と下面の撮像のための反射ミラーの回転などの動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 装着ヘッド
２ Ｘ軸ガントリ
３ Ｙ軸ガントリ
４ 電子部品供給装置
５ 装着ヘッド本体
６ ノズルヘッド
７ 吸着ノズル
８Ａ，８Ｂ 反射ミラー
９ 認識カメラ
１１ 無偏光ハーフミラー
１２，１３ 反射ミラー
１４ 下面側照明光源
１５ サイド照明光源
１６ 回路基板
２０ コントローラ
２１ Ｘ軸モータ
２２ Ｙ軸モータ
２３ Ｚ軸モータ
２４ θ軸モータ
２５ ミラー回転モータ
２６ バキューム機構
２７ 画像認識装置
３２ 電子部品

Claims (4)

1. 吸着された電子部品を撮像、認識して電子部品を基板上に実装する電子部品実装装置において、
   電子部品を吸着する昇降可能な吸着ノズルを円周上に複数個設けた装着ヘッドと、
   光軸が前記円周の中心と一致するようにして装着ヘッドに取り付けられたカメラと、
   該カメラの下方で装着ヘッドに搭載された第１の光学素子と、
   撮像高さに上昇された吸着ノズルより下方の前記円周上で装着ヘッドに搭載され、第１の撮像位置に設定された吸着ノズルで吸着された電子部品の像を第１の光学素子を介して前記カメラに導く第２の光学素子と、
   第１の光学素子の下方で装着ヘッドに搭載され、第１の撮像位置と異なる第２の撮像位置に設定された吸着ノズルで吸着された電子部品の像を第１の光学素子を介して前記カメラに導く第３の光学素子と、
   前記円周上の各吸着ノズルと、少なくとも第２並びに第３の光学素子とをカメラ光軸を中心に相対的に回転させて各吸着ノズルを前記第１及び第２の撮像位置にそれぞれ設定すると共に、各吸着ノズルに吸着された電子部品を順次前記カメラで撮像するように制御する制御手段とを備え、
   前記円周上の一つの吸着ノズルで吸着された電子部品の像を第１と第２の光学素子を介して前記カメラで撮像できる回転位置にあるときに、第１と第３の光学素子を介して他の吸着ノズルで吸着された電子部品の像を同カメラで撮像できるようにしたことを特徴とする電子部品実装装置。
2. 第１と第２の光学素子を介して吸着ノズルで吸着された電子部品の下面が撮像され、第１と第３の光学素子を介して吸着ノズルで吸着された電子部品の側面が撮像されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
3. 第１と第３の光学素子をカメラ光軸から退避できるようにし、これらを退避させた状態で前記カメラで基板マークを撮像できることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
4. 前記第２の光学素子上方の撮像位置に設定された吸着ノズルで吸着された電子部品を照明する上方照明光源と、前記基板マークを照明する下方照明光源が、前記カメラの脇に設けた下方照明光源を共通の光源とし、前記第２の光学素子の脇に該共通の光源からの下方照明を前記電子部品の下面に導く反射ミラーを設けたことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装装置。

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