JP4358012B2 - Component conveying device, surface mounter and component testing device - Google Patents

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Description

本発明は、下端に吸着ノズルを設けた昇降可能なヘッドを備えたヘッドユニットによりIC等の電子部品を吸着、保持して搬送するように構成された部品搬送装置と、この装置が適用される表面実装機および部品試験装置に関するものである。   The present invention is applied to a component transport device configured to suck, hold, and transport an electronic component such as an IC by a head unit including a head that can be moved up and down with a suction nozzle at the lower end, and this device is applied. The present invention relates to a surface mounter and a component testing apparatus.

従来から、下端に吸着ノズルを設けた実装用ヘッドを昇降可能に備え、かつ移動可能とされたヘッドユニットによりIC等の電子部品を吸着して、実装作業位置に位置決めされたプリント基板上に搬送し、プリント基板上の所定位置に装着するようにした表面実装機は一般に知られている。   Conventionally, a mounting head with a suction nozzle at the lower end can be moved up and down, and an electronic component such as an IC is sucked by a movable head unit and transported onto a printed circuit board positioned at the mounting work position. A surface mounter that is mounted at a predetermined position on a printed circuit board is generally known.

この表面実装機においては、上記実装用ヘッドの吸着ノズルに吸着された部品を撮像手段により撮像し、その画像に基づいて部品吸着状態の適否を判別したり、部品吸着位置のずれを調べてそれに応じた装着位置の補正を行ったりしている。とくに、部品吸着後におけるプリント基板上へのヘッドユニットの移動中に吸着部品の撮像とそれに基づく処理を行うことができるように、ヘッドユニットにカメラおよびミラー等からなる撮像手段を装備したものも知られている(例えば特許文献1参照)。   In this surface mounting machine, the part picked up by the picking nozzle of the mounting head is picked up by the image pickup means, and the suitability of the part picking state is determined based on the image, and the shift of the part picking position is checked to The mounting position is corrected accordingly. In particular, a head unit equipped with an imaging means such as a camera and a mirror is also known so that the picked-up component can be imaged and processed based on the picked-up component while the head unit is moving onto the printed circuit board after picking up the component. (See, for example, Patent Document 1).

このようにヘッドユニットに撮像手段を装備する場合に、実装用ヘッドの下端の吸着ノズルに吸着された部品を下方から撮像できるようにする必要があり、その一方で、部品吸着時や部品装着時にはカメラやミラー等の撮像用光学部材が実装用ヘッドの昇降動作の邪魔にならないようにする必要がある。このため、従来のこの種の実装機では、撮像用光学部材が実装用ヘッドの略垂直下方に位置する状態と実装用ヘッドに対応する範囲より外方に退避する状態とにわたって撮像手段を移動可能とし、非撮像時に退避状態とすることで実装用ヘッドの昇降動作の邪魔にならないようにしている。
特開平11−298198号公報
In this way, when the image pickup means is equipped in the head unit, it is necessary to be able to take an image of the component sucked by the suction nozzle at the lower end of the mounting head from below, while at the time of component suction or component mounting It is necessary to prevent the imaging optical member such as a camera or a mirror from interfering with the raising / lowering operation of the mounting head. For this reason, in this type of conventional mounting machine, the imaging means can be moved between a state in which the imaging optical member is positioned substantially vertically below the mounting head and a state in which the imaging optical member is retracted outward from the range corresponding to the mounting head. In the non-imaging state, the retracted state is set so as not to obstruct the lifting operation of the mounting head.
JP 11-298198 A

上記のような従来の表面実装機によると、非撮像時に撮像用光学部材が実装用ヘッドに対応する範囲より外方に退避するようになっているため、ヘッドユニットの側方に上記退避のためのスペースを確保する必要があるとともに、撮像手段を広範囲に移動可能とする必要があって、撮像手段の移動機構等が大型化し易くなる。そして、ヘッドユニットに搭載される上記移動機構等が大型化すると、ヘッドユニットの動作性の向上等の面で不利となる。   According to the conventional surface mounter as described above, since the imaging optical member is retracted outward from the range corresponding to the mounting head at the time of non-imaging, It is necessary to secure a sufficient space, and it is necessary to make the image pickup means movable in a wide range, so that the moving mechanism of the image pickup means is easily increased in size. And if the said moving mechanism etc. which are mounted in a head unit are enlarged, it will become disadvantageous in terms of the improvement of the operativity of a head unit, etc.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ヘッドユニットに撮像手段を装備し、かつ、ヘッド昇降時にヘッドと撮像用光学部材との干渉が生じないようにしつつ、ヘッドユニットに対して撮像手段を固定し、あるいは撮像手段の移動範囲を小さくすることができ、撮像手段の移動機構を省略もしくは小型化することができる部品搬送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を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above. The head unit is equipped with an imaging means, and the head unit and the imaging optical member are not interfered when the head is raised and lowered. The image pickup means can be fixed or the moving range of the image pickup means can be reduced, and the moving mechanism of the image pickup means can be omitted or downsized. The purpose is to provide a test device.

上記課題を解決するために、本発明は、下端に吸着ノズルを設けたヘッドを昇降可能に備え、かつ移動可能とされたヘッドユニットの上記ヘッドにより部品供給位置から部品を吸着して、目的位置まで搬送するように構成された部品搬送装置において、上記ヘッドがヘッド昇降範囲の上方にあるときにはヘッド昇降範囲の下方にあるときの位置に対して水平方向にオフセットした位置となるように、ヘッド昇降範囲の少なくとも一部においてヘッドを昇降につれて水平方向に変位させる昇降・変位機構が設けられるとともに、吸着ノズルに吸着された部品を下方から撮像するための撮像手段がヘッドユニットに設けられ、この撮像手段は、上記ヘッドがヘッド昇降範囲の上方にあるときの吸着ノズルの略垂直下方に位置する撮像用光学部材を有し、上記ヘッドがヘッド昇降範囲の下方にあるときの吸着ノズルの略垂直上方となる位置に、下方を撮像するための下方撮像用光学部材が配置され、上記ヘッドがヘッド昇降範囲の上方に移動したときには、上記下方撮像用光学部材の光軸と上記ヘッドとが互いに水平方向にずれて、上記ヘッドが上記下方撮像用光学部材の視野から退避することを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a head having a suction nozzle at the lower end so that the head can be moved up and down, and sucks a component from a component supply position by the head of the head unit that is movable. In the component conveying device configured to convey the head up and down, when the head is above the head raising / lowering range, the head raising / lowering is performed so as to be offset horizontally with respect to the position when the head is below the head raising / lowering range. In at least a part of the range, an elevating / displacement mechanism that displaces the head in the horizontal direction as the head elevates is provided, and an imaging unit for imaging the component adsorbed by the adsorption nozzle from below is provided in the head unit. Is an imaging optical member positioned substantially vertically below the suction nozzle when the head is above the head lifting range. Go, substantially vertically upwards a position of the suction nozzle when the head is below the head lifting range is arranged below the imaging optical element for imaging the downward, the head is above the head lifting range In this case, the optical axis of the lower imaging optical member and the head are displaced from each other in the horizontal direction, and the head retracts from the field of view of the lower imaging optical member .

この装置によると、ヘッドユニットが部品を吸着して部品供給位置から目的位置まで搬送する間に、ヘッドユニットに設けられた撮像手段により吸着部品が下方から撮像される。また、部品供給位置や目的位置では部品の吸着、脱着等のためヘッドが昇降されるが、ヘッドが昇降につれて水平方向に変位することで撮像用光学部材との干渉が避けられる。このため、ヘッド昇降時に撮像用光学部材を退避させる必要がない。   According to this apparatus, while the head unit picks up the component and conveys the component from the component supply position to the target position, the picked-up component is imaged from below by the imaging means provided in the head unit. In addition, the head is moved up and down at the component supply position and at the target position to attract and detach the component, but the head is displaced in the horizontal direction as it is lifted, so that interference with the imaging optical member can be avoided. For this reason, it is not necessary to retract the imaging optical member when the head is raised and lowered.

従って、上記撮像用光学部材はヘッドユニットに対して固定的に設けられていればよい。   Therefore, the imaging optical member only needs to be provided fixed to the head unit.

また、ヘッドユニットに複数のヘッドが配設される場合、各ヘッドに対応した複数の撮像用光学部材が固定的に設けられていてもよいが、撮像用光学部材が上記ヘッドの配列方向に、ヘッド配列範囲に略対応する範囲内で移動可能に設けられていてもよく、このようにすれば各ヘッドに吸着された部品が順次撮像される。そして、このように撮像用光学部材を移動させる場合も、ヘッド配列範囲に略対応する範囲より外方へ退避させる必要はなくて、撮像用光学部材の移動範囲を小さくすることができる。   When a plurality of heads are provided in the head unit, a plurality of imaging optical members corresponding to each head may be fixedly provided, but the imaging optical members are arranged in the arrangement direction of the heads. It may be provided so as to be movable within a range substantially corresponding to the head arrangement range, and in this way, the parts sucked by each head are sequentially imaged. Even when the imaging optical member is moved in this way, it is not necessary to retreat outward from the range substantially corresponding to the head arrangement range, and the moving range of the imaging optical member can be reduced.

なお、上記昇降・変位機構は、例えば、上記ヘッドを垂直方向に対して斜め方向に案内するガイド部と、このガイド部と平行に配置したボールネジと、このボールネジを駆動するモータとを有する。この構造によると、上記モータによるボールネジの駆動により、上記ヘッドがガイドに沿って斜め方向に移動し、昇降とともに水平方向にも変位することとなる。   The lifting / displacement mechanism includes, for example, a guide portion that guides the head in an oblique direction with respect to the vertical direction, a ball screw disposed in parallel with the guide portion, and a motor that drives the ball screw. According to this structure, when the ball screw is driven by the motor, the head moves in an oblique direction along the guide, and is displaced in the horizontal direction as it moves up and down.

あるいは、上記昇降・変位機構は、略垂直方向に昇降可能にヘッドユニットに取り付けられた昇降体と、この昇降体を昇降させる駆動機構と、この昇降体に対して上記ヘッドを揺動変位可能に連結する平行リンク機構と、斜め方向のカム面を有して、ヘッドユニットに固定されたならい動作用カムとを有し、上記昇降体の昇降に伴い上記ヘッドが上記ならい動作用カムのカム面に沿って移動するように構成されていてもよい。この構造によると、上記昇降体の昇降に伴い、上記ヘッドが上記ならい動作用カムのカム面に沿って移動することにより、昇降とともに水平方向にも変位することとなる。   Alternatively, the elevating / displacement mechanism includes an elevating body attached to the head unit so as to elevate in a substantially vertical direction, a drive mechanism for elevating the elevating body, and allowing the head to swing and displace relative to the elevating body. A parallel link mechanism to be coupled; and an operation cam that has an oblique cam surface and is fixed to the head unit. The cam surface of the operation cam when the head is raised and lowered. It may be comprised so that it may move along. According to this structure, the head moves along the cam surface of the follow-up operation cam as the elevating body moves up and down, so that the head is displaced in the horizontal direction along with the up and down movement.

あるいはまた、上記昇降・変位機構は、上記ヘッドを垂直方向に対して斜め方向に案内するとともに、N極、S極の磁極が交互に上記斜め方向に配列された軌道部と、この軌道部と平行に配置され磁極に対向するコア及びこのコアに巻き付けられたコイルとからなるリニアモータを有するものであってもよい。この構造によると、上記コイルに所定の交番電流を流すことにより、上記ヘッドが上記軌道部に沿って斜め方向に移動し、昇降とともに水平方向にも変位することとなる。   Alternatively, the elevating / displacement mechanism guides the head in an oblique direction with respect to the vertical direction, and has an orbital portion in which N-pole and S-pole magnetic poles are alternately arranged in the oblique direction, You may have a linear motor which consists of a core arrange | positioned in parallel and facing a magnetic pole, and the coil wound around this core. According to this structure, when a predetermined alternating current is passed through the coil, the head moves in an oblique direction along the track portion, and is displaced in the horizontal direction as it moves up and down.

上記のような部品搬送装置は、表面実装機あるいは部品試験装置に有効に適用される。すなわち、部品供給部において供給される部品を実装作業位置に位置決めされた基板上に搬送して基板上の所定位置に装着する表面実装機においては、前記部品供給部から基板上に部品を搬送する手段として上記のような部品搬送装置を備えている構成とする。また、部品供給部において供給される部品を試験手段に搬送して各種試験を行う部品試験装置においては、前記部品供給部から試験手段に部品を搬送する手段として上記のような部品搬送装置を備えている構成とする。   The component conveying apparatus as described above is effectively applied to a surface mounter or a component testing apparatus. That is, in a surface mounter that transports a component supplied by a component supply unit onto a substrate positioned at a mounting work position and mounts the component at a predetermined position on the substrate, the component is transferred from the component supply unit onto the substrate. It is set as the structure provided with the above component conveyance apparatuses as a means. In addition, in a component testing apparatus that performs various tests by conveying a component supplied in a component supply unit to a test unit, the component conveyance device as described above is provided as a unit for conveying the component from the component supply unit to the test unit. The configuration is as follows.

上記表面実装機においては、さらに以下のような構成を採用することが好ましい。In the surface mounter, it is preferable to further adopt the following configuration.

上記部品供給部から部品を吸着する部品吸着動作に先立ち、上記ヘッドが上昇位置にある状態で、上記部品供給部の吸着ポイントが上記下方撮像用光学部材により撮像される。Prior to a component suction operation for sucking a component from the component supply unit, the suction point of the component supply unit is imaged by the lower imaging optical member in a state where the head is in the raised position.

あるいはまた、上記部品供給部から部品を搬送して基板に装着した後、上記ヘッドが上昇位置にある状態で、上記基板上の装着ポイントが上記下方撮像用光学部材により撮像される。Alternatively, after the components are transported from the component supply unit and mounted on the substrate, the mounting point on the substrate is imaged by the lower imaging optical member while the head is in the raised position.

以上説明したように、本発明によれば、ヘッドユニットが部品を吸着して部品供給位置から目的位置まで搬送する間に、ヘッドユニットに設けられた撮像手段により吸着部品の撮像を行うことができ、しかも、ヘッド昇降時にヘッドと撮像用光学部材との干渉が避けられようにしつつ、撮像用光学部材を外方へ退避させる必要がないようにしているため、ヘッドユニットに搭載される撮像手段の移動機構を省略もしくは小型化することができる。 As described above, according to the present invention, the picked-up component can be imaged by the image pickup means provided in the head unit while the head unit picks up the component and conveys it from the component supply position to the target position. , Moreover, while such interference between the head and the imaging optical element at the time of head lifting is Ru avoided, since as it is not necessary to retract the optical member for the imaging outwardly, imaging means to be mounted on the head unit The moving mechanism can be omitted or downsized.

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1及び図2は、本発明が適用される表面実装機を概略的に示している。同図に示すように、表面実装機(以下、実装機と略す)の基台1上には、プリント基板搬送用のコンベア2が配置され、プリント基板3がこのコンベア2上を搬送されて所定の装着作業位置で停止されるようになっている。なお、当実施形態では、基板搬送方向(コンベア2の方向)をX軸方向、水平面上でX軸と直交する方向をY軸方向、XY平面(水平面)と直交する垂直方向をZ軸方向という。   1 and 2 schematically show a surface mounter to which the present invention is applied. As shown in the figure, on a base 1 of a surface mounting machine (hereinafter, abbreviated as a mounting machine), a printed board carrying conveyor 2 is arranged, and the printed board 3 is carried on the conveyor 2 to a predetermined level. Is stopped at the mounting work position. In this embodiment, the substrate transport direction (the direction of the conveyor 2) is referred to as the X-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis on the horizontal plane is referred to as the Y-axis direction, and the vertical direction orthogonal to the XY plane (horizontal plane) is referred to as the Z-axis direction. .

上記コンベア2の両側には、部品供給部4が配置されている。これらの部品供給部4には、多数列のテープフィーダー4aが設けられている。各テープフィーダー4aは、それぞれ、IC、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、後述のヘッドユニット5により電子部品がテープフィーダー4aから取り出されるようになっている。   On both sides of the conveyor 2, component supply units 4 are arranged. These component supply units 4 are provided with multiple rows of tape feeders 4a. Each tape feeder 4a is configured such that small pieces of electronic components such as ICs, transistors, capacitors, etc. are stored at predetermined intervals, and the held tape is led out from the reel. Electronic components are taken out from the tape feeder 4a.

上記基台1の上方には、部品装着用のヘッドユニット5が装備されている。このヘッドユニット5は、部品供給部4とプリント基板3が位置する部品装着部とにわたって移動可能とされ、X軸方向及びY軸方向に移動することができるようになっている。   Above the base 1, a component mounting head unit 5 is provided. The head unit 5 is movable across the component supply unit 4 and the component mounting unit on which the printed board 3 is located, and can move in the X-axis direction and the Y-axis direction.

すなわち、基台1上には、Y軸方向の固定レール7と、Y軸サーボモータ9により回転駆動されるボールねじ軸8とが配設され、上記固定レール7上にヘッドユニット支持部材11が配置されて、この支持部材11に設けられたナット部分12が上記ボールねじ軸8に螺合している。また、上記支持部材11には、X軸方向のガイド部材13と、X軸サーボモータ15により駆動されるボールねじ軸14とが配設され、上記ガイド部材13にヘッドユニット5が移動可能に保持され、このヘッドユニット5に設けられたナット部分(図示せず)が上記ボールねじ軸14に螺合している。そして、Y軸サーボモータ9の作動により上記支持部材11がY軸方向に移動するとともに、X軸サーボモータ15の作動によりヘッドユニット5が支持部材11に対してX軸方向に移動するようになっている。   That is, a fixed rail 7 in the Y-axis direction and a ball screw shaft 8 that is rotationally driven by a Y-axis servo motor 9 are disposed on the base 1, and a head unit support member 11 is disposed on the fixed rail 7. The nut portion 12 provided on the support member 11 is screwed onto the ball screw shaft 8. The support member 11 is provided with a guide member 13 in the X-axis direction and a ball screw shaft 14 driven by an X-axis servo motor 15, and the head unit 5 is movably held by the guide member 13. A nut portion (not shown) provided on the head unit 5 is screwed onto the ball screw shaft 14. The support member 11 is moved in the Y-axis direction by the operation of the Y-axis servo motor 9, and the head unit 5 is moved in the X-axis direction with respect to the support member 11 by the operation of the X-axis servo motor 15. ing.

上記ヘッドユニット5には、吸着ノズル16aを先端に備えた複数の実装用ヘッド16が設けられており、図示の例では6本の実装用ヘッド16がX軸方向に等間隔で一列に並べて搭載されている。   The head unit 5 is provided with a plurality of mounting heads 16 each having a suction nozzle 16a at the tip. In the illustrated example, six mounting heads 16 are mounted in a line at equal intervals in the X-axis direction. Has been.

上記各実装用ヘッド16はヘッドユニット本体5aに対して昇降可能とされている。とくに、図3および図4に示すように、後記部品認識用カメラ31との干渉防止のため、実装用ヘッド16が昇降範囲の上方にあるときには下方にあるときの位置に対して水平方向にオフセットした位置となるように、昇降範囲の少なくとも一部において実装用ヘッド16を昇降につれて水平方向に変位させる昇降・変位機構20が設けられている。さらに上記ヘッドユニット5には、吸着ノズル16aに吸着された部品を下方から撮像するための第1の撮像手段30と、部品供給位置もしくは部品装着位置において上記実装用ヘッド16より下方にある撮像対象物を上方から撮像するための第2の撮像手段35とが、各実装用ヘッド16に対してそれぞれ装備されるとともに、実装用ヘッド配列方向一端側の側方に、プリント基板3のフィデューシャルマークを撮像する基板認識カメラ40(図1、図2参照)が装備されている。   Each of the mounting heads 16 can be moved up and down with respect to the head unit main body 5a. In particular, as shown in FIGS. 3 and 4, in order to prevent interference with the component recognition camera 31, which will be described later, when the mounting head 16 is above the lifting range, it is offset horizontally relative to the position when it is below. The lifting / displacement mechanism 20 that displaces the mounting head 16 in the horizontal direction as it moves up and down is provided in at least a part of the raising and lowering range. Further, the head unit 5 includes a first imaging unit 30 for imaging a component sucked by the suction nozzle 16a from below, and an imaging target below the mounting head 16 at a component supply position or a component mounting position. A second image pickup means 35 for picking up an object from above is provided for each of the mounting heads 16, and at the side of one end side in the mounting head arrangement direction, the fiducial of the printed circuit board 3. A board recognition camera 40 (see FIGS. 1 and 2) for imaging the mark is provided.

図3および図4を参照しつつ、上記昇降・変位機構20および第1,第2の撮像手段30,35の具体的構造を次に説明する。   The specific structures of the lifting / displacement mechanism 20 and the first and second imaging means 30 and 35 will be described below with reference to FIGS.

上記昇降・変位機構20は、実装用ヘッド16を斜め方向に案内するガイド21と、ボールねじ軸22と、サーボモータ23とを有している。上記ガイド21は、実装用ヘッド16のX軸方向両側において上下所定間隔をおいた2箇所に設けられ、それぞれ、YZ平面上で垂直方向に対して傾斜した方向に延びるように配置された状態で、図外のブラケットを介してヘッドユニット本体5aに固定されている。また、ボールねじ軸22は、ガイド21と平行に延びるように配置された状態で、図外の軸受部材等を介してヘッドユニット本体5aに回転可能に支承されるとともに、サーボモータ23に連結されている。   The lifting / displacement mechanism 20 includes a guide 21 that guides the mounting head 16 in an oblique direction, a ball screw shaft 22, and a servo motor 23. The guides 21 are provided at two positions spaced at predetermined intervals on both sides of the mounting head 16 in the X-axis direction, and are arranged so as to extend in a direction inclined with respect to the vertical direction on the YZ plane. The head unit body 5a is fixed via a bracket (not shown). The ball screw shaft 22 is rotatably supported on the head unit main body 5a via a bearing member (not shown) while being arranged so as to extend in parallel with the guide 21, and is connected to the servo motor 23. ing.

そして、上記実装用ヘッド16を保持するヘッド取付フレーム24が上記ガイド21に移動可能に支持されるとともに、ヘッド取付フレーム24に設けられたナット部25がボールねじ軸22に螺合することにより、上記サーボモータ23によるボールねじ軸22の回転駆動に伴いヘッド取付フレーム24および実装用ヘッド16がガイド21に沿って斜めに移動するように構成されている。なお、ヘッド取付フレーム24に対して実装用ヘッド16は、ヘッド取付フレーム24の移動範囲と比べて小さい一定小ストロークだけ上下動可能とされて、エアシリンダ26により上記一定小ストロークの上下動が行われるとともに、回転可能とされて、R軸サーボモータ27により回転駆動されるようになっている。さらに実装用ヘッド16には、その下端の吸着ノズル16aに吸着用負圧を導く通路(図示省略)等が設けられている。   A head mounting frame 24 that holds the mounting head 16 is movably supported by the guide 21 and a nut portion 25 provided on the head mounting frame 24 is screwed onto the ball screw shaft 22. The head mounting frame 24 and the mounting head 16 are configured to move obliquely along the guide 21 as the ball screw shaft 22 is driven to rotate by the servo motor 23. The mounting head 16 can be moved up and down by a fixed small stroke smaller than the movement range of the head mounting frame 24 with respect to the head mounting frame 24, and the air cylinder 26 moves up and down by the fixed small stroke. At the same time, it can be rotated and is driven to rotate by an R-axis servomotor 27. Further, the mounting head 16 is provided with a passage (not shown) that guides the suction negative pressure to the suction nozzle 16a at the lower end thereof.

第1の撮像手段30は、撮像用光学部材としての部品認識用カメラ31を有し、このカメラ31が、実装用ヘッド16の吸着ノズル16aに吸着された部品を垂直下方から撮像し得るように上向きとされた状態で、ヘッドユニット本体5aの下端部に固定されたカメラ取付枠32に取り付けられている。そして、実装用ヘッド16と部品認識用カメラ31との位置関係としては、実装用ヘッド16が昇降範囲の上方(例えば上昇端)にあるときの吸着ノズル16aの略垂直下方となる位置に上記カメラ31が配置され、上記実装用ヘッド16が昇降範囲の下方に移動したときは、吸着ノズル16aとカメラ31とが干渉することなく互いに前後(Y軸方向)にずれるように設定されている。なお、上記カメラ31の周囲には、多数のLED等からなる照明装置33が配設され、実装用ヘッド16が昇降範囲の上方にある状態で吸着ノズル16aに吸着された部品が部品認識用カメラ31によって撮像されるときに、その吸着部品に上記照明装置33から光が照射されるようになっている。   The first image pickup means 30 has a component recognition camera 31 as an image pickup optical member so that the camera 31 can pick up the component sucked by the suction nozzle 16a of the mounting head 16 from below vertically. In the state of being faced upward, it is attached to a camera attachment frame 32 fixed to the lower end portion of the head unit main body 5a. The positional relationship between the mounting head 16 and the component recognition camera 31 is such that the camera is located at a position substantially vertically below the suction nozzle 16a when the mounting head 16 is above the lifting range (for example, the rising end). 31 is arranged, and when the mounting head 16 moves below the lifting range, the suction nozzle 16a and the camera 31 are set so as to be displaced forward and backward (Y-axis direction) without interfering with each other. An illumination device 33 made up of a large number of LEDs and the like is disposed around the camera 31, and a component adsorbed by the adsorption nozzle 16a in a state where the mounting head 16 is above the lifting range is a component recognition camera. When the image is picked up by 31, the light is irradiated from the illumination device 33 to the suction component.

第2の撮像手段35は、下方撮像用光学部材としての下方状態認識用カメラ36を有し、このカメラ36が、部品供給部での部品吸着直前における吸着ポイントの撮像や、プリント基板への部品装着直後における装着ポイントの撮像を行い得るように、下向きとされた状態で、ヘッドユニット本体5aの上端部に固定されたカメラ取付枠37に取り付けられている。そして、実装用ヘッド16と下方状態認識用カメラ36との位置関係としては、実装用ヘッド16が昇降範囲の下方(例えば下降端)にあるときの吸着ノズル16aの略垂直上方となる位置にカメラ36が配置され、実装用ヘッド16が昇降範囲の上方に移動したときは、カメラ36の光軸と実装用ヘッド16とが互いに前後(Y軸方向)にずれて、実装用ヘッド16がカメラ36の視野から退避するように設定されている。 The second imaging means 35 has a lower state recognition camera 36 as an optical member for lower imaging, and this camera 36 picks up a suction point immediately before picking up a component at a component supply unit, or a component on a printed circuit board. It is attached to a camera attachment frame 37 fixed to the upper end portion of the head unit main body 5a in a state of being directed downward so that the attachment point immediately after the attachment can be imaged. As for the positional relationship between the mounting head 16 and the lower state recognition camera 36, the camera is located at a position substantially vertically above the suction nozzle 16 a when the mounting head 16 is below the lifting range (for example, the lower end). When the mounting head 16 is moved above the lifting range, the optical axis of the camera 36 and the mounting head 16 are displaced from each other in the front-rear direction (Y-axis direction), and the mounting head 16 is moved to the camera 36. It is set to evacuate from the field of view.

なお、実装用ヘッド16の下方部における吸着ノズル16aの側方には、下方状態認識用カメラ36の撮像対象位置を照らす照明装置38が設けられている。   Note that an illumination device 38 that illuminates the imaging target position of the lower state recognition camera 36 is provided on the side of the suction nozzle 16 a in the lower portion of the mounting head 16.

また、上述した実装機には、図示を省略するが、論理演算を実行する周知のCPU、そのCPUによる制御プログラムなどを予め記憶するROM及び種々のデータを一時的に記憶するRAM等から構成される制御手段が設けられおり、前記サーボモータ9,15,23,27およびカメラ31,36,40は、全てこの制御手段に電気的に接続されている。この制御手段は、上記カメラ31等により撮像された吸着部品の画像に基づき、後に詳述するような撮像対象部分の認識とそれに基づく判別、補正等の処理を行う機能を備えている。そして、実装動作時には、前記サーボモータ9等がこの制御手段により統括的に制御されることにより、予め記憶されたプログラムに従って一連の部品実装動作が実行されるようになっている。   Further, although not shown in the drawings, the mounting machine described above includes a well-known CPU that executes logical operations, a ROM that stores a control program by the CPU in advance, a RAM that temporarily stores various data, and the like. The servo motors 9, 15, 23, 27 and the cameras 31, 36, 40 are all electrically connected to the control means. This control means has a function of performing processing such as recognition of an imaging target portion, discrimination and correction based thereon based on the image of the suction component captured by the camera 31 and the like, which will be described in detail later. During the mounting operation, the servo motor 9 and the like are comprehensively controlled by this control means, so that a series of component mounting operations are executed according to a program stored in advance.

次に、上記実装機の実装動作とその中での第1,第2の撮像手段30,35による撮像およびそれに基づく処理について、図3、図4を参照して説明する。   Next, the mounting operation of the mounting machine and the imaging performed by the first and second imaging means 30 and 35 and the processing based thereon will be described with reference to FIGS.

部品実装時には、先ずヘッドユニット5が部品供給部4の上方位置まで移動して、各実装用ヘッド16のノズル16aによりテープフィーダー4aから電子部品を吸着するが、この部品吸着動作に先立ち、実装用ヘッド16が上昇位置にある状態(図3)で、下方状態認識用カメラ36により、テープフィーダー4aの吸着ポイントが撮像される。この場合、実装用ヘッド16が下降したときの吸着ノズル16に対応する位置である吸着ポイントが上記カメラ36で撮像されるが、実装用ヘッド16が上昇位置にある状態では、カメラ36の視野から実装用ヘッド16が退避しているため、吸着ポイントの撮像が支障なく行われる。   At the time of component mounting, the head unit 5 first moves to an upper position of the component supply unit 4, and the electronic component is sucked from the tape feeder 4a by the nozzle 16a of each mounting head 16, but prior to this component sucking operation, for mounting With the head 16 in the raised position (FIG. 3), the lower point recognition camera 36 images the suction point of the tape feeder 4a. In this case, the suction point, which is the position corresponding to the suction nozzle 16 when the mounting head 16 is lowered, is imaged by the camera 36. However, when the mounting head 16 is in the raised position, the field of view of the camera 36 is used. Since the mounting head 16 is retracted, the pickup point can be imaged without any trouble.

そして、上記カメラ36により撮像された画像に基づき、吸着ポイントに部品が存在するか否かが判別され、部品が存在しなければ、それに応じた処理として、例えば部品が存在する状態になるまでテープフィーダーのテープの繰出しが行われる。また、吸着ポイントに部品が存在する場合は、テープ内の部品が所定基準位置からずれているか否かが調べられ、ずれている場合はそれに応じた吸着位置の補正量が求められる。   Then, based on the image picked up by the camera 36, it is determined whether or not there is a component at the suction point. If there is no component, as a process corresponding thereto, for example, until the component is present, the tape Feeder tape is fed out. If there is a component at the suction point, it is checked whether or not the component in the tape is deviated from the predetermined reference position. If it is deviated, a correction amount of the suction position corresponding to the component is obtained.

上記下方状態認識用カメラ36による撮像後には、上記昇降・変位機構20のモータ23によってボールねじ軸22が回転駆動されることにより、実装用ヘッド16が上昇位置から斜め下方に移動し(図4参照)、さらにエアシリンダ26の作動により実装用ヘッド16が斜め移動範囲の終端から一定小ストロークだけ下降して、実装用ヘッド16の下端の吸着ノズル16aが吸着位置に達する。なお、上記吸着位置の補正量が求められている場合は、ヘッドユニット5を微小量動かすことによる吸着位置の補正も行われる。   After the imaging by the lower state recognition camera 36, the ball screw shaft 22 is rotationally driven by the motor 23 of the lifting / displacement mechanism 20, so that the mounting head 16 moves obliquely downward from the raised position (FIG. 4). Further, the mounting head 16 is lowered by a certain small stroke from the end of the oblique movement range by the operation of the air cylinder 26, and the suction nozzle 16a at the lower end of the mounting head 16 reaches the suction position. When the correction amount of the suction position is obtained, the suction position is also corrected by moving the head unit 5 by a minute amount.

実装用ヘッド16が吸着位置まで下降するとテープフィーダーから部品が吸着され、それから、実装用ヘッド下降時とは逆方向にエアシリンダ26の作動と上記昇降・変位機構のモータ23によるボールねじ軸22の回転駆動とが行われることにより、実装用ヘッド16が上昇位置とされる。そして、このような部品吸着動作が複数の実装用ヘッド16について同時に、または順に行われる。   When the mounting head 16 is lowered to the suction position, the parts are sucked from the tape feeder, and then the air cylinder 26 is operated in the direction opposite to that when the mounting head is lowered, and the ball screw shaft 22 is moved by the motor 23 of the lifting / displacement mechanism. By performing the rotational drive, the mounting head 16 is set to the raised position. Such component suction operation is performed simultaneously or sequentially on the plurality of mounting heads 16.

部品吸着後に実装用ヘッド16が上昇位置に達すると、吸着ノズル16aに吸着された部品が部品認識用カメラ31の真上に位置する状態となり、このカメラ31による吸着部品の撮像が行われる。そして、その画像に基づき、吸着部品および吸着状態の良否が判別され、良の場合は部品吸着位置のずれが調べられ、それに応じた装着位置の補正量が求められる。   When the mounting head 16 reaches the ascending position after the components are picked up, the components picked up by the suction nozzle 16a are positioned immediately above the component recognition camera 31, and the picked-up components are imaged by the camera 31. Then, based on the image, whether or not the suction component and the suction state are good is determined. If the suction component is good, the shift of the component suction position is checked, and the correction amount of the mounting position corresponding thereto is obtained.

このような部品認識用カメラ31による吸着部品の撮像とそれに基づく判別および装着位置補正量演算などの処理は、部品吸着後、ヘッドユニット5が移動してプリント基板3上に達するまでの間に行われる。   Such imaging of the picked-up component by the component recognizing camera 31, determination based on the picked-up component, and calculation of the mounting position correction amount are performed after the picked-up component and before the head unit 5 moves and reaches the printed circuit board 3. Is called.

ヘッドユニット5がプリント基板3上に達すると、装着ポイントに対応する実装用ヘッド16が下降する。具体的には昇降・変位機構20の駆動により実装用ヘッド16が上昇位置から斜め下方に移動し(図4参照)、さらにエアシリンダ26の作動により実装用ヘッド16が一定小ストローク下降して、吸着ノズル16aに吸着されていた部品がプリント基板3表面の装着ポイントに達し、当該部品が装着される。   When the head unit 5 reaches the printed circuit board 3, the mounting head 16 corresponding to the mounting point is lowered. Specifically, the mounting head 16 is moved obliquely downward from the raised position by driving the lifting / displacement mechanism 20 (see FIG. 4), and the mounting head 16 is lowered by a small stroke by the operation of the air cylinder 26. The component sucked by the suction nozzle 16a reaches the mounting point on the surface of the printed circuit board 3, and the component is mounted.

部品装着後は、実装用ヘッド下降時とは逆方向にエアシリンダ26の作動と上記昇降・変位機構20のモータ23によるボールねじ軸22の回転駆動とが行われることにより、実装用ヘッド16が上昇位置とされる。この状態で、下方状態認識用カメラ36により、プリント基板3上の装着ポイントが撮像され、その画像に基づき、装着ポイントに正しく部品が装着されているかどうかといったことが判定される。そして、1つの実装用ヘッド16による部品の装着と部品装着後の下方状態認識用カメラ36による撮像がすめば次の装着ポイントに移動し、その作業が繰り返されて、各実装用ヘッド16によりそれぞれに対応する装着ポイントに順次部品が装着される。   After the mounting of the components, the air cylinder 26 is actuated in the direction opposite to that when the mounting head is lowered, and the ball screw shaft 22 is rotationally driven by the motor 23 of the lifting / displacement mechanism 20. Raised position. In this state, the mounting state on the printed circuit board 3 is imaged by the lower state recognition camera 36, and based on the image, it is determined whether or not a component is correctly mounted on the mounting point. When the mounting of the component by one mounting head 16 and the imaging by the camera for recognizing the lower state after mounting the component are completed, the movement to the next mounting point is repeated, and the operation is repeated. Parts are sequentially mounted at the mounting points corresponding to.

以上のような当実施形態の実装機によると、実装用ヘッド16が上昇位置にあるときは部品認識用カメラ31の真上に吸着ノズル16aが位置して、部品認識用カメラ36による吸着部品の撮像が可能となり、一方、部品吸着時や部品装着時において実装用ヘッド16が下降するときは、昇降・変位機構20の駆動によって実装用ヘッド16が斜めに移動することにより、部品認識用カメラ36との干渉が避けられるため、部品認識用カメラ36を退避させる必要がない。従って、ヘッドユニット5に対して部品認識用カメラ36を固定的に設けておくことができる。   According to the mounting machine of the present embodiment as described above, when the mounting head 16 is in the raised position, the suction nozzle 16a is positioned directly above the component recognition camera 31, and the suction component by the component recognition camera 36 is removed. On the other hand, when the mounting head 16 is lowered during component suction or component mounting, the mounting head 16 is moved obliquely by driving of the lifting / displacement mechanism 20, thereby the component recognition camera 36. Therefore, it is not necessary to retract the component recognition camera 36. Accordingly, the component recognition camera 36 can be fixedly provided to the head unit 5.

図5〜図7は、実装用ヘッド16を昇降につれて水平方向に変位させる昇降・変位機構の別の実施形態を示すものである。   5 to 7 show another embodiment of an elevating / displacement mechanism that displaces the mounting head 16 in the horizontal direction as it elevates.

この実施形態の昇降・変位機構50は、ヘッドユニット5の本体5aにZ軸方向のガイド52を介して昇降可能に取り付けられた昇降体51と、この昇降体51を昇降させる駆動機構53と、この昇降体51に対して実装用ヘッド16を揺動変位可能に連結する平行リンク機構54と、ならい動作用カム57とを有している。   The lifting / displacement mechanism 50 of this embodiment includes a lifting body 51 attached to the main body 5a of the head unit 5 via a guide 52 in the Z-axis direction so as to be lifted and lowered, a drive mechanism 53 for lifting and lowering the lifting body 51, A parallel link mechanism 54 for connecting the mounting head 16 to the lifting body 51 so as to be swingable and displaceable, and a follow-up cam 57 are provided.

上記駆動機構53は、Z軸方向に配置されてサーボモータ53aにより回転駆動されるボールねじ軸53bを有し、昇降体51に設けられたナット部53cが上記ボールねじ軸53bに螺合している。そして、ボールねじ軸53bがサーボモータ53aで駆動されて回転するに伴い、昇降体51がZ軸方向に直線的に移動するようになっている。   The drive mechanism 53 has a ball screw shaft 53b that is arranged in the Z-axis direction and is driven to rotate by a servo motor 53a. A nut portion 53c provided on the elevating body 51 is screwed onto the ball screw shaft 53b. Yes. As the ball screw shaft 53b is driven and rotated by the servomotor 53a, the elevating body 51 moves linearly in the Z-axis direction.

上記実装用ヘッド16は、昇降体51とは別体のヘッド取付フレーム58に取り付けられ、このヘッド取付フレーム58と昇降体51との間に第1リンク55および第2リンク56が配設されている。これらのリンク55,56は、上下に間隔をおいて互いに平行に配置された状態で、それぞれの両端が昇降体51とヘッド取付フレーム58とに軸55a,55bおよび同56a,56bを介して回動自在に連結されることにより、平行リンク機構54を構成している。この平行リンク機構54により、実装用ヘッド16が垂直に配置された状態を保ちつつ、この実装用ヘッド16を保持するヘッド取付フレーム58が昇降体51に対して揺動変位可能となるように構成されている。   The mounting head 16 is attached to a head mounting frame 58 that is separate from the lifting body 51, and a first link 55 and a second link 56 are disposed between the head mounting frame 58 and the lifting body 51. Yes. These links 55 and 56 are arranged in parallel with each other at an interval in the vertical direction, and both ends of the links 55 and 56 rotate around the lift 51 and the head mounting frame 58 via shafts 55a and 55b and 56a and 56b. The parallel link mechanism 54 is comprised by being connected movably. The parallel link mechanism 54 is configured such that the head mounting frame 58 that holds the mounting head 16 can be oscillated and displaced with respect to the elevating body 51 while the mounting head 16 is maintained in a vertically arranged state. Has been.

また、上記ならい動作用カム57は、ヘッドユニット本体5aに対して固定的に設けられ、中間部にZ軸に対して斜め方向のカム面57aを有し、この斜め方向のカム面57aの上下に垂直方向のカム面57b,57cが連なった形状となっている。このならい動作用カム57に対し、そのカム面57a,57b,57cに接するカムフォロア59がヘッド取付フレーム58に設けられている。さらに、昇降体51とヘッド取付フレーム58との間には、カムフォロア59をならい動作用カム57のカム面57a,57b,57cに押し付ける方向(ヘッド取付フレーム58を昇降体に接近させる方向)に付勢するスプリング60が設けられている。   Further, the tracing operation cam 57 is fixedly provided to the head unit main body 5a, and has a cam surface 57a oblique to the Z-axis at an intermediate portion, and is located above and below the oblique cam surface 57a. The cam surfaces 57b and 57c in the vertical direction are connected to each other. A cam follower 59 in contact with the cam surfaces 57a, 57b, 57c is provided on the head mounting frame 58 for the follow-up cam 57. Further, between the lifting body 51 and the head mounting frame 58, the cam follower 59 is moved along the direction in which the cam followers 59 are pressed against the cam surfaces 57a, 57b, 57c of the operation cam 57 (the direction in which the head mounting frame 58 approaches the lifting body). A spring 60 is provided.

この昇降・変位機構50によると、駆動機構53の駆動によって昇降体51が昇降するに伴い、ヘッド取付フレーム58およびこれに取り付けられた実装用ヘッド16がならい動作用カム57のカム面57a,57b,57cにより規定された方向に移動する。そして、昇降範囲の途中でカムフォロア59が斜めのカム面57aを通過するときに、実装用ヘッド16が斜めに移動することにより、昇降につれて水平方向にも変位することとなる。   According to the lifting / displacement mechanism 50, as the lifting body 51 is lifted and lowered by driving of the driving mechanism 53, the cam surfaces 57a and 57b of the operation cam 57 follow the head mounting frame 58 and the mounting head 16 attached thereto. , 57c, and moves in the direction defined by 57c. Then, when the cam follower 59 passes through the oblique cam surface 57a in the middle of the ascending / descending range, the mounting head 16 moves obliquely, so that it is displaced in the horizontal direction as the ascending / descending.

この実施形態でも、第1の撮像手段30の部品認識用カメラ31は、ヘッドユニット5の下部に固定的に設けられ、実装用ヘッド16が上昇位置にあるとき(図5参照)の吸着ノズル16aの略垂直下方となる位置に配置されており、上記実装用ヘッド16が昇降範囲の下方に移動したときには吸着ノズル16aとカメラ31とが干渉することなく互いに前後(Y軸方向)にずれるように設定されている。   Also in this embodiment, the component recognition camera 31 of the first imaging means 30 is fixedly provided below the head unit 5, and the suction nozzle 16a when the mounting head 16 is in the raised position (see FIG. 5). When the mounting head 16 moves below the lifting range, the suction nozzle 16a and the camera 31 are displaced from each other back and forth (Y-axis direction) without interfering with each other. Is set.

また、第2の撮像手段35の下方状態認識用カメラ36は、ヘッドユニット5の上部に固定的に設けられ、実装用ヘッド16が下降位置にあるときの吸着ノズル16aの略垂直上方となる位置に配置されており、実装用ヘッド16が昇降範囲の上方に移動したときにはカメラ36の光軸と実装用ヘッド16とが互いに前後(Y軸方向)にずれて、実装用ヘッド16がカメラ36の視野から退避するように設定されている。   The lower state recognition camera 36 of the second imaging means 35 is fixedly provided above the head unit 5 and is positioned substantially vertically above the suction nozzle 16a when the mounting head 16 is in the lowered position. When the mounting head 16 moves above the lifting range, the optical axis of the camera 36 and the mounting head 16 are displaced from each other in the front-rear direction (Y-axis direction), and the mounting head 16 It is set to evacuate from the field of view.

各撮像手段30,35に対して照明装置33,38が設けられ、またヘッド取付フレーム58にR軸サーボモータ27が設けられている点等は前述の図3、図4に示した実施形態と略同様である。   The illumination devices 33 and 38 are provided for the respective image pickup means 30 and 35, and the R-axis servomotor 27 is provided on the head mounting frame 58, etc., as in the embodiment shown in FIGS. It is substantially the same.

当実施形態によっても、前述の図3、図4に示した実施形態と同様の作用、効果が得られる。   Also in this embodiment, the same operations and effects as those of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 are obtained.

図8は、実装用ヘッドを昇降につれて水平方向に変位させる昇降・変位機構の別の実施形態を示すものである。   FIG. 8 shows another embodiment of a lifting / displacement mechanism that horizontally displaces the mounting head as it moves up and down.

この実施形態の昇降・変位機構は、実装用ヘッドを斜め方向に移動させるように配置されたリニアモータ70により構成されている。すなわち、昇降・変位機構を構成するリニアモータ70は、実装用ヘッド(図示省略)を垂直方向に対して斜め方向に案内するとともに、N極、S極の磁極77が交互に上記斜め方向に配列された軌道部72と、この軌道部72と平行に配置され磁極77に対向するコア75、及びこのコア75に巻き付けられたコイル76を有している。   The lifting / displacement mechanism of this embodiment is constituted by a linear motor 70 arranged so as to move the mounting head in an oblique direction. That is, the linear motor 70 constituting the lifting / displacement mechanism guides the mounting head (not shown) in an oblique direction with respect to the vertical direction, and the N-pole and S-pole magnetic poles 77 are alternately arranged in the oblique direction. A track portion 72, a core 75 arranged parallel to the track portion 72 and facing the magnetic pole 77, and a coil 76 wound around the core 75.

上記軌道部72はガイド21と平行に斜めに配置された状態で、ヘッドユニット本体5aに固定されている。また、コア75及びコイル76は、ヘッド取付フレーム24に取り付けられたコイル保持部材54に保持されている。より具体的に説明すると、コイル保持部材74は上ブラケット74aと下ブラケット74bとを分解可能に結合することにより中空状に形成され、ヘッド取付フレーム24にねじ止めされており、このコイル保持部材74の中心部に上記軌道部72の磁極77配設部分が相対移動可能に挿通されるとともに、コイル保持部材74の内部において上記軌道部72の磁極77配設部分の周囲に上記コア75及びコイル76が配設されている。   The track portion 72 is fixed to the head unit main body 5a in a state where the track portion 72 is disposed obliquely in parallel with the guide 21. The core 75 and the coil 76 are held by a coil holding member 54 attached to the head attachment frame 24. More specifically, the coil holding member 74 is formed in a hollow shape by releasably connecting the upper bracket 74a and the lower bracket 74b, and is screwed to the head mounting frame 24. A portion where the magnetic pole 77 of the track portion 72 is disposed is inserted into the center portion of the track portion 72 so as to be relatively movable, and the core 75 and the coil 76 are disposed around the portion of the magnetic pole 77 of the track portion 72 inside the coil holding member 74. Is arranged.

なお、その他の構造については、前述の図3及び図4に示した実施形態と同様であるため、図示及び説明を省略する。   Since other structures are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 described above, illustration and description thereof are omitted.

この昇降・変位機構によると、上記コイル76に所定の交番電流を流すことにより、ヘッド取付フレーム24及びこれに取り付けられた実装用ヘッドが上記軌道部72に沿って斜め方向に移動し、昇降とともに水平方向にも変位する。従って、前述の図3、図4に示した実施形態と同様の作用、効果が得られる。   According to this lifting / displacement mechanism, by passing a predetermined alternating current through the coil 76, the head mounting frame 24 and the mounting head attached thereto move in the oblique direction along the track portion 72, and as it is lifted / lowered It is also displaced in the horizontal direction. Therefore, the same operation and effect as the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 are obtained.

本発明の装置の具体的構造は上記各実施形態に限定されず、種々変更可能であり、以下に他の実施形態を説明する。
(1)上記各実施形態では、実装用ヘッドが上昇位置にあるときの吸着ノズルの略垂直下方となる位置に、第1の撮像手段の撮像用光学部材として部品認識用カメラを配置しているが、この位置にミラーを略45°の角度で配置し、その側方に部品認識用カメラを設置することにより、上記ミラーを介して吸着部品を下方から撮像するようにしてもよい。第2の撮像手段についても、上記各実施形態で示したカメラの位置にミラーを略45°の角度で配置し、その側方にカメラを設置してもよい。
(2)上記各実施形態では、部品認識用カメラをヘッドユニットに対して固定的に設けているが、部品認識用カメラ(あるいはミラーとカメラ)をヘッドユニットに対してヘッド配列方向に移動可能に設けることにより、1つの部品認識用カメラで複数の実装用ヘッドのそれぞれに吸着された部品を順次撮像するようにしてもよい。このようにする場合でも、カメラ等の撮像用光学部材をヘッド配列範囲に略対応する範囲より外方へ退避させる必要はなく、ヘッド配列範囲内で移動可能としておけばよい。
(3)図3、図4に示す実施形態では、実装用ヘッド16を斜め方向に移動させる昇降・変位機構20のほかに、実装用ヘッド16を一定小ストロークだけZ軸方向に昇降させるエアシリンダ26が設けられているが、このエアシリンダ26を省略し、実装用ヘッド16を昇降範囲全体にわたって斜めに移動させるように昇降・変位機構を構成してもよい。(4)上記各実施形態では、表面実装機に適用した場合を示しているが、本発明は、IC等の電子部品に対して各種試験を施す部品試験装置に適用することもできる。すなわち、図示を省略するが、例えば、部品装着用の一または複数のヘッドを搭載した移動可能なヘッドユニットを有し、部品供給位置に置かれた部品を上記ヘッドにより吸着して試験手段に搬送するとともに、部品吸着後に、ヘッドユニットに搭載した撮像手段により吸着部品を撮像し、その画像の認識に基づき吸着位置の補正等を行うようにした装置があるが、この種の試験装置においては、ヘッドユニットの構成として上記各実施形態に示すようなヘッドユニットと同様の構成を採用することが考えられる。
The specific structure of the apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified. Other embodiments will be described below.
(1) In each of the above embodiments, the component recognition camera is disposed as an imaging optical member of the first imaging means at a position substantially vertically below the suction nozzle when the mounting head is in the raised position. However, by arranging a mirror at this position at an angle of approximately 45 ° and installing a component recognition camera on the side of the mirror, the suction component may be imaged from below via the mirror. Also for the second imaging means, a mirror may be arranged at an angle of about 45 ° at the position of the camera shown in each of the above embodiments, and the camera may be installed on the side thereof.
(2) In each of the above embodiments, the component recognition camera is fixedly provided to the head unit. However, the component recognition camera (or mirror and camera) can be moved in the head arrangement direction with respect to the head unit. By providing, the components picked up by each of the plurality of mounting heads may be sequentially imaged by one component recognition camera. Even in this case, the imaging optical member such as a camera does not need to be retracted outward from the range substantially corresponding to the head arrangement range, and may be movable within the head arrangement range.
(3) In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, in addition to the lifting / displacement mechanism 20 that moves the mounting head 16 in an oblique direction, an air cylinder that moves the mounting head 16 up and down in the Z-axis direction by a fixed small stroke. However, the air cylinder 26 may be omitted, and the lifting / displacement mechanism may be configured to move the mounting head 16 diagonally over the entire lifting range. (4) In each of the above embodiments, a case where the present invention is applied to a surface mounter is shown, but the present invention can also be applied to a component testing apparatus that performs various tests on electronic components such as ICs. That is, although not shown in the figure, for example, it has a movable head unit on which one or more heads for component mounting are mounted, and the component placed at the component supply position is sucked by the head and conveyed to the test means. In addition, after picking up the component, there is a device that picks up the picked-up component with an imaging means mounted on the head unit and corrects the picked-up position based on the recognition of the image. It is conceivable to adopt the same configuration as the head unit as shown in the above embodiments as the configuration of the head unit.

本発明の実施形態に係る部品搬送装置が搭載された表面実装機を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the surface mounting machine with which the component conveying apparatus which concerns on embodiment of this invention was mounted. 図1の表面実装機の一部を省略して示す正面図である。It is a front view which abbreviate | omits and shows a part of surface mounting machine of FIG. 図1の表面実装機における部品搬送装置の第1の実施形態を示すものであって、実装用ヘッドが上昇位置にある状態を示す概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view showing a first embodiment of a component conveying apparatus in the surface mounting machine of FIG. 1 and showing a state in which a mounting head is in a raised position. 上記第1の実施形態の装置において実装用ヘッドが下降位置にある状態を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the state which has the mounting head in a lowered position in the apparatus of the said 1st Embodiment. 部品搬送装置の第2の実施形態を示すものであって、実装用ヘッドが上昇位置にある状態を示す概略側面図である。FIG. 9 is a schematic side view showing a state in which the mounting head is in the raised position, showing the second embodiment of the component conveying apparatus. 上記第2の実施形態の装置において実装用ヘッドが昇降範囲の途中にある状態を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the state which has the mounting head in the middle of the raising / lowering range in the apparatus of the said 2nd Embodiment. 上記第2の実施形態の装置において実装用ヘッドが下降位置にある状態を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the state which has the mounting head in a lowered position in the apparatus of the said 2nd Embodiment. 昇降・変位機構のさらに別の実施形態を示すものであって、(a)は一部を断面した要部の側面図、(b)は(a)中のA−A線に沿った拡大断面図である。FIG. 4 shows still another embodiment of the lifting / displacement mechanism, wherein (a) is a side view of a main part of a section, and (b) is an enlarged section along the line AA in (a). FIG.

1 基台
3 プリント基板
5 ヘッドユニット
16 実装用ヘッド
16a 吸着ノズル
20 昇降・変位機構
21 ガイド
22 ボールねじ軸
23 サーボモータ
30 第1の撮像手段
31 部品認識用カメラ(撮像用光学部材)
36 下方状態認識用カメラ(下方撮像用光学部材)
50 昇降・変位機構
51 昇降体
54 平行リンク機構
57 ならい動作用カム
70 リニアモータ
72 軌道部
75 コア
76 コイル
77 磁極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 3 Printed circuit board 5 Head unit 16 Mounting head 16a Adsorption nozzle 20 Lifting / displacement mechanism 21 Guide 22 Ball screw shaft 23 Servo motor 30 First imaging means 31 Component recognition camera (imaging optical member)
36 Camera for recognizing lower state (optical member for lower image pickup)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Elevating / displacement mechanism 51 Elevating body 54 Parallel link mechanism 57 Cam for follow-up operation 70 Linear motor 72 Track part 75 Core 76 Coil 77 Magnetic pole

Claims (10)

下端に吸着ノズルを設けたヘッドを昇降可能に備え、かつ移動可能とされたヘッドユニットの上記ヘッドにより部品供給位置から部品を吸着して、目的位置まで搬送するように構成された部品搬送装置において、
上記ヘッドがヘッド昇降範囲の上方にあるときにはヘッド昇降範囲の下方にあるときの位置に対して水平方向にオフセットした位置となるように、ヘッド昇降範囲の少なくとも一部においてヘッドを昇降につれて水平方向に変位させる昇降・変位機構が設けられるとともに、
吸着ノズルに吸着された部品を下方から撮像するための撮像手段がヘッドユニットに設けられ、この撮像手段は、上記ヘッドがヘッド昇降範囲の上方にあるときの吸着ノズルの略垂直下方に位置する撮像用光学部材を有し
上記ヘッドがヘッド昇降範囲の下方にあるときの吸着ノズルの略垂直上方となる位置に、下方を撮像するための下方撮像用光学部材が配置され、上記ヘッドがヘッド昇降範囲の上方に移動したときには、上記下方撮像用光学部材の光軸と上記ヘッドとが互いに水平方向にずれて、上記ヘッドが上記下方撮像用光学部材の視野から退避することを特徴とする部品搬送装置。
In a component conveying apparatus configured to adsorb a component from a component supply position by the above-mentioned head of a head unit that can move up and down with a suction nozzle provided at the lower end and convey it to a target position. ,
When the head is above the head lifting range, the head is moved horizontally in the head lifting range so that the head is offset horizontally relative to the position below the head lifting range. A lift / displacement mechanism to displace is provided,
The head unit is provided with an image pickup means for picking up an image of the component sucked by the suction nozzle from below, and the image pickup means is located at a position substantially vertically below the suction nozzle when the head is above the head lifting range. have use optical member,
When a lower imaging optical member for imaging the lower part is arranged at a position substantially vertically above the suction nozzle when the head is below the head lifting range, and the head moves above the head lifting range The component conveying apparatus, wherein the optical axis of the lower imaging optical member and the head are displaced from each other in the horizontal direction, and the head retracts from the field of view of the lower imaging optical member .
上記撮像用光学部材がヘッドユニットに対して固定的に設けられていることを特徴とする請求項1記載の部品搬送装置。   The component conveying apparatus according to claim 1, wherein the imaging optical member is fixed to the head unit. ヘッドユニットに複数のヘッドが配設されるとともに、上記撮像用光学部材が上記ヘッドの配列方向に、ヘッド配列範囲に略対応する範囲内で移動可能に設けられていることを特徴とする請求項1記載の部品搬送装置。   The head unit is provided with a plurality of heads, and the imaging optical member is provided so as to be movable in a range substantially corresponding to the head arrangement range in the head arrangement direction. The component conveying apparatus according to 1. 上記昇降・変位機構は、上記ヘッドを垂直方向に対して斜め方向に案内するガイド部と、このガイド部と平行に配置したボールネジと、このボールネジを駆動するモータとを有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の部品搬送装置。   The elevating / displacement mechanism includes a guide portion for guiding the head in an oblique direction with respect to a vertical direction, a ball screw arranged in parallel to the guide portion, and a motor for driving the ball screw. Item 4. The component conveying device according to any one of Items 1 to 3. 上記昇降・変位機構は、略垂直方向に昇降可能にヘッドユニットに取り付けられた昇降体と、この昇降体を昇降させる駆動機構と、この昇降体に対して上記ヘッドを揺動変位可能に連結する平行リンク機構と、斜め方向のカム面を有して、ヘッドユニットに固定されたならい動作用カムとを有し、上記昇降体の昇降に伴い上記ヘッドが上記ならい動作用カムのカム面に沿って移動するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の部品搬送装置。   The lifting / displacement mechanism is connected to a lifting unit attached to the head unit so as to be able to move up and down in a substantially vertical direction, a driving mechanism for lifting and lowering the lifting unit, and the head to be swingably displaced with respect to the lifting unit. A parallel link mechanism and a cam for operation that has a cam surface in an oblique direction and is fixed to the head unit, and the head moves along the cam surface of the cam for operation following the ascending / descending of the elevating body. The component conveying device according to claim 1, wherein the component conveying device is configured to move. 上記昇降・変位機構は、上記ヘッドを垂直方向に対して斜め方向に案内するとともに、N極、S極の磁極が交互に上記斜め方向に配列された軌道部と、この軌道部と平行に配置され磁極に対向するコア及びこのコアに巻き付けられたコイルとからなるリニアモータを有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の部品搬送装置。   The lifting / displacement mechanism guides the head in an oblique direction with respect to a vertical direction, and arranges a parallel orbital portion in which N-pole and S-pole magnetic poles are alternately arranged in the oblique direction. The component conveying apparatus according to claim 1, further comprising: a linear motor including a core facing the magnetic pole and a coil wound around the core. 部品供給部において供給される部品を実装作業位置に位置決めされた基板上に搬送して基板上の所定位置に装着する表面実装機において、前記部品供給部から基板上に部品を搬送する手段として、請求項1乃至6の何れか1項に記載の部品搬送装置を備えていることを特徴とする表面実装機。   In a surface mounter that transports a component supplied in a component supply unit onto a substrate positioned at a mounting work position and mounts the component on a predetermined position on the substrate, as means for conveying the component from the component supply unit onto the substrate, A surface mounting machine comprising the component conveying device according to claim 1. 上記部品供給部から部品を吸着する部品吸着動作に先立ち、上記ヘッドが上昇位置にある状態で、上記部品供給部の吸着ポイントが上記下方撮像用光学部材により撮像されることを特徴とする請求項7記載の表面実装機。  The suction point of the component supply unit is imaged by the lower imaging optical member in a state where the head is in the raised position prior to a component suction operation for sucking a component from the component supply unit. 7. The surface mounter according to 7. 上記部品供給部から部品を搬送して基板に装着した後、上記ヘッドが上昇位置にある状態で、上記基板上の装着ポイントが上記下方撮像用光学部材により撮像されることを特徴とする請求項7記載の表面実装機。  The mounting point on the substrate is imaged by the lower imaging optical member in a state in which the head is in the raised position after the component is transported from the component supply unit and mounted on the substrate. 7. The surface mounter according to 7. 部品供給部において供給される部品を試験手段に搬送して各種試験を行う部品試験装置において、前記部品供給部から試験手段に部品を搬送する手段として、請求項1乃至6の何れか1項に記載の部品搬送装置を備えていることを特徴とする部品試験装置。7. The component testing apparatus for carrying out various tests by conveying a component supplied in a component supply unit to a test means, as means for conveying the component from the component supply unit to the test means. A component testing apparatus comprising the component conveying apparatus described above.
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