JP4401210B2 - Electronic component mounting equipment - Google Patents

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JP4401210B2 JP2004086437A JP2004086437A JP4401210B2 JP 4401210 B2 JP4401210 B2 JP 4401210B2 JP 2004086437 A JP2004086437 A JP 2004086437A JP 2004086437 A JP2004086437 A JP 2004086437A JP 4401210 B2 JP4401210 B2 JP 4401210B2
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Description

本発明は、電子部品を装着ヘッドに設けた吸着ノズルで吸着して、回路基板に実装する電子部品実装装置に関するものである。   The present invention relates to an electronic component mounting apparatus that sucks an electronic component with a suction nozzle provided in a mounting head and mounts the electronic component on a circuit board.

従来より、電子部品を回路基板に実装する電子部品実装装置が提案されている。特開平4−196299号(特許文献1)の電子部品実装装置は、電子部品が1次元光センサの走査線を通過する間、電子部品上の異なる位置で複数回走査を行い、この1次元光センサの走査結果をメモリ装置に取り込むものである。そして、この装置は、取り込まれた走査位置の異なる複数の線画像情報により、一方向より見た電子部品の二次元画像情報を得るものである。   Conventionally, an electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component on a circuit board has been proposed. The electronic component mounting apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-196299 (Patent Document 1) scans a plurality of times at different positions on the electronic component while the electronic component passes through the scanning line of the one-dimensional photosensor. The scanning result of the sensor is taken into the memory device. This apparatus obtains two-dimensional image information of an electronic component viewed from one direction by using a plurality of line image information having different scanning positions.

特開平4−196299(図3)JP-A-4-196299 (FIG. 3)

しかしながら、上記特許文献1の電子部品実装装置は、一方向から見た、二次元画像情報を得るものである。このため、一方向から見た二次元画像情報が類似している電子部品に関しては、吸着ノズルで吸着した電子部品が、実際に搭載しようとした電子部品と異なっていても、同じ電子部品であると判断してしまい、誤搭載を行う可能性がある。例えば、円筒状の部品と角柱状の部品とでは、投影方向によって、同じ部品であると認識する可能性がある。   However, the electronic component mounting apparatus of Patent Document 1 obtains two-dimensional image information viewed from one direction. For this reason, regarding electronic components with similar two-dimensional image information viewed from one direction, the electronic components sucked by the suction nozzle are the same electronic components even if they are different from the electronic components actually intended to be mounted. It may be judged that it is erroneously mounted. For example, a cylindrical part and a prismatic part may be recognized as the same part depending on the projection direction.

この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、より確実に電子部品の認識を行うことができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electronic component mounting apparatus that can recognize an electronic component more reliably.

上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、
電子部品を吸着可能な吸着ノズル(9)と、
前記吸着ノズルを上下動させる上下動手段(24)と、
前記吸着ノズルを回転させる回転手段(25)と、
前記吸着ノズルを保持してXYの水平方向に移動可能な装着ヘッド(8)と、
前記装着ヘッドに設けられ、前記X方向に沿って平行な光を照射する投光部及びその受光部とからなる検知手段(37、47)と、
前記電子部品の形状を表す部品データを入力する入力手段(28)と、を備え、
前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品と前記吸着ノズルとの位置ずれを認識して、電子部品を回路基板に実装する電子部品実装装置において、
前記上下動手段により、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品を上下に移動させつつ、部品の異なる位置で前記検知手段の出力値としての遮光長を取り込むことにより、前記電子部品の第1投影図データを取得すると共に、
前記回転手段により前記電子部品を所定量回転させた後、前記上下動手段により、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品を上下に移動させつつ、部品の異なる位置で前記検知手段の出力値としての遮光長を取り込むことにより、前記電子部品の第2投影図データを取得し、
最初に、前記部品データに対して前記第1投影図データを比較し、次に、前記部品データに対して前記第2投影図データを比較し、これらの比較結果に基いて、前記電子部品の種類及びその縦、横寸法を認識する制御手段(23)を有する構成とした。
請求項1記載の発明によれば、一個の電子部品を2方向からみた画像データとして、第1投影図データと第2投影図データを取得する。そして、入力手段より入力した部品データに対して、最初に第1投影図データを比較し、次に、部品データに対して、第2投影図データを比較し、これらの比較結果に基いて、前記電子部品の種類及び縦、横寸法を認識する。
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1
A suction nozzle (9) capable of sucking electronic components;
Vertical movement means (24) for moving the suction nozzle up and down;
A rotating means (25) for rotating the suction nozzle;
A mounting head (8) that holds the suction nozzle and is movable in the XY horizontal direction;
Detection means (37, 47) provided on the mounting head and including a light projecting unit that irradiates parallel light along the X direction and a light receiving unit thereof;
Input means (28) for inputting component data representing the shape of the electronic component;
In an electronic component mounting apparatus for recognizing a positional deviation between the electronic component sucked by the suction nozzle and the suction nozzle and mounting the electronic component on a circuit board,
By the vertical movement means, said while moving the electronic component sucked by the suction nozzle up and down, by a different position of the component to capture the light shielding length as an output value of the detection means, the first projection of the electronic component While getting the figure data,
After rotating the electronic component by a predetermined amount by the rotating means, the electronic component sucked by the suction nozzle is moved up and down by the up- and- down moving means , and as an output value of the detecting means at different positions of the parts To obtain the second projection data of the electronic component by taking
First, the comparing component the first projection view data for the data, then the comparing part and the second projection view data for the data, based on these comparison results, the electronic component It was set as the structure which has the control means (23) which recognizes a kind and its vertical and horizontal dimension .
According to the first aspect of the present invention, the first projection map data and the second projection map data are acquired as image data of one electronic component viewed from two directions. Then, the first projection map data is first compared with the component data input from the input means, and then the second projection map data is compared with the component data. Based on these comparison results, Recognizes the type, vertical and horizontal dimensions of the electronic component.

この際、例えば、所定の2方向を比較して電子部品の種類及びその縦、横寸法が、規定値の範囲内で有れば、回路基板への電子部品の搭載(実装)を行う。また、規定値の範囲内で無い場合、回路基板への電子部品の搭載を行わないように制御する。   At this time, for example, if the electronic component type and its vertical and horizontal dimensions are within a specified range by comparing two predetermined directions, the electronic component is mounted (mounted) on the circuit board. Further, when the value is not within the specified value range, control is performed so as not to mount the electronic component on the circuit board.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の電子部品実装装置において、
前記第1投影図データは、前記回転手段により吸着ノズルを回転させて前記電子部品を前記検出手段が検出する遮光長が最小になる位置で取得したものであり、
前記第2投影図データは、前記回転手段により、前記第1投影図データを取得した位置から45度または90度回転した位置で取得したものである。
The invention according to claim 2 is the electronic component mounting apparatus according to claim 1,
The first projection data is obtained by rotating the suction nozzle by the rotating unit and acquiring the electronic component at a position where the light shielding length detected by the detecting unit is minimized,
The second projection map data is acquired at a position rotated by 45 degrees or 90 degrees from the position where the first projection map data was acquired by the rotating means.

請求項3記載の発明は、請求項1、2記載の電子部品実装装置において、
前記制御手段は、部品種に応じて、前記第1投影図データ、前記第2投影図データの取得位置及び範囲を制御するようにした。
The invention according to claim 3 is the electronic component mounting apparatus according to claims 1 and 2,
The control means controls an acquisition position and a range of the first projection map data and the second projection map data according to a component type.

請求項1記載の発明によれば、部品データに対して、第1投影図データと第2投影図と双方の画像データを比較するので、正確に、部品認識を行うことができる。   According to the first aspect of the present invention, since the image data of both the first projection drawing data and the second projection drawing is compared with the component data, the component recognition can be performed accurately.

請求項2記載の発明によれば、第1投影図データと第2投影図データの取得位置を規定したので、最適な2方向から電子部品の画像データを取得することができるので、より正確に部品認識を行うことができる。   According to the second aspect of the present invention, since the acquisition positions of the first projection map data and the second projection map data are defined, the image data of the electronic component can be acquired from the optimal two directions. Component recognition can be performed.

請求項3記載の発明によれば、部品種に応じて、第1投影図データと第2投影図データの取得位置および範囲を制御するので、より正確に部品認識を行うことができる。   According to the third aspect of the present invention, since the acquisition position and range of the first projection map data and the second projection map data are controlled according to the component type, the component recognition can be performed more accurately.

この発明の第1実施形態を図1から図9に基いて説明する。
図1は第1実施形態の装置の斜視図である。図2はカバーを取り外した後の、装着ヘッドの詳細図である。図3は光センサの詳細図である。図4は装置の制御系の構成を示すブロック図である。図5、図6は光センサによって部品長さを測定する場合の説明図である。図7は吸着ノズルを回転した場合の部品長さの変化を示す説明図である。図8は一方向から見た投影図。図9は2方向から見た投影図である。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view of an apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a detailed view of the mounting head after the cover is removed. FIG. 3 is a detailed view of the optical sensor. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control system of the apparatus. 5 and 6 are explanatory diagrams in the case of measuring the component length by the optical sensor. FIG. 7 is an explanatory diagram showing changes in the component length when the suction nozzle is rotated. FIG. 8 is a projection view seen from one direction. FIG. 9 is a projection view seen from two directions.

電子部品実装装置1は、その底面に板状の台座2が設置されている。台座2は、図示省略の機枠に固定され、床面より立ち上がっている。台座2には、図1の右側から左側に向けて(図示X方向)、一対の基板搬送レール3、3が配置されている。基板搬送レール3、3は、その上部に不図示の搬送ベルトが装備されている。この搬送ベルトの駆動により、X方向に沿って、基板4が移動する。   As for the electronic component mounting apparatus 1, the plate-shaped base 2 is installed in the bottom face. The pedestal 2 is fixed to a machine frame (not shown) and stands up from the floor. A pair of substrate transport rails 3 and 3 are arranged on the base 2 from the right side to the left side in FIG. The substrate transport rails 3 and 3 are equipped with a transport belt (not shown) at the top thereof. By driving the transport belt, the substrate 4 moves along the X direction.

また、台座2には、基板搬送レール3、3をまたぐように、図示右側と左側に、一対のYフレーム5、5が配置されている。Yフレーム5、5はX方向と直交するY方向に沿って配置されている。Yフレーム5、5の上部には、それぞれ、ガイドレール6、6が固定されている。   In addition, a pair of Y frames 5 and 5 are disposed on the pedestal 2 on the right and left sides in the figure so as to straddle the substrate transport rails 3 and 3. The Y frames 5 and 5 are arranged along the Y direction orthogonal to the X direction. Guide rails 6 and 6 are fixed to the upper portions of the Y frames 5 and 5, respectively.

ガイドレール6、6上部には、Xフレーム7が、X方向に沿って配置されている。Xフレーム7は、細長く、板状である。Xフレーム7の両端部には、下方のガイドレール6、6に向けて、それぞれ伸びる、脚部7a、7aを備えている。脚部7a、7aの底面には、不図示のベアリング付き直動ガイドが装着されている。この直動ガイドは、内面側にガイドレール6に係合する複数のボールを支持している。このため、Xフレーム7は、直動ガイド(ナット)とガイドレール(レール)6、6により、Y方向に沿って移動自在に支持されている。   An X frame 7 is disposed on the guide rails 6 and 6 along the X direction. The X frame 7 is elongated and has a plate shape. Both ends of the X frame 7 are provided with leg portions 7a and 7a extending toward the lower guide rails 6 and 6, respectively. A linear guide with a bearing (not shown) is mounted on the bottom surface of the legs 7a, 7a. The linear guide supports a plurality of balls that engage with the guide rail 6 on the inner surface side. Therefore, the X frame 7 is supported by the linear motion guide (nut) and the guide rails (rails) 6 and 6 so as to be movable along the Y direction.

Yフレーム5、5の両端部には、それぞれ、一対のプーリ16、17、16、17が配置されている。これら、プーリ16、17、16、17は、図示省略したが、それぞれ、Yフレーム5、5に回動可能に支持されている。両プーリ16、17には、それぞれ、ベルト18、18が巻き掛けられる。また、ベルト18、18は、Xフレームの脚部7a、7aに個別に固定され、連結されている。   A pair of pulleys 16, 17, 16, and 17 are disposed at both ends of the Y frames 5 and 5, respectively. Although not shown, these pulleys 16, 17, 16, and 17 are rotatably supported by the Y frames 5 and 5, respectively. Belts 18 and 18 are wound around the pulleys 16 and 17, respectively. The belts 18 and 18 are individually fixed and connected to the leg portions 7a and 7a of the X frame.

プーリ16、16には、Y軸駆動モータ19,19が個別に連結されている。Y軸駆動モータ19、19を同期して回動すると、第2ベルト18、18を介して、Xフレーム7がY方向に移動する。Xフレーム7には、装着ヘッド8が装備されている。このため、Y軸駆動モータ19、19が駆動すると、装着ヘッド8をY方向に移動する。   Y-axis drive motors 19 and 19 are individually connected to the pulleys 16 and 16. When the Y-axis drive motors 19 and 19 are rotated in synchronization, the X frame 7 moves in the Y direction via the second belts 18 and 18. The X frame 7 is equipped with a mounting head 8. For this reason, when the Y-axis drive motors 19 are driven, the mounting head 8 is moved in the Y direction.

Xフレーム7の一側面には、不図示のガイドレールが固定されている。このガイドレールの一部を覆うように、装着ヘッド8が配置されている。装着ヘッド8は、その裏面側に不図示のベアリング付き直動ガイドが装着されている。この直動ガイドは、内側面に上記ガイドレールに係合する複数のボールを支持している。このため、装着ヘッド8は、上記直動ガイドとガイドレールにより、X方向に沿って移動自在に支持されている。   A guide rail (not shown) is fixed to one side surface of the X frame 7. The mounting head 8 is disposed so as to cover a part of the guide rail. The mounting head 8 is mounted with a linear motion guide with a bearing (not shown) on the back side thereof. The linear guide supports a plurality of balls engaging with the guide rail on the inner surface. Therefore, the mounting head 8 is supported by the linear motion guide and the guide rail so as to be movable along the X direction.

Xフレーム7の両端部には、プーリ11、12が配置されている。プーリ11、12は、図示省略したが、Xフレーム7により回動可能に支持されている。両プーリ11、12には、第1ベルト13が巻き掛けられる。第1ベルト13は、両プーリ11、12に巻き掛けられた後、不図示の保持板と装着ヘッド8によりその両端部を固定される。そして、一方のプーリ12には、X軸駆動モータ15が連結されている。X軸駆動モータ15が回動すると、第1ベルト13を介して、装着ヘッド8がX方向に移動する。   Pulleys 11 and 12 are disposed at both ends of the X frame 7. Although not shown, the pulleys 11 and 12 are rotatably supported by the X frame 7. A first belt 13 is wound around the pulleys 11 and 12. After the first belt 13 is wound around the pulleys 11 and 12, both ends thereof are fixed by a holding plate (not shown) and the mounting head 8. An X-axis drive motor 15 is connected to one pulley 12. When the X-axis drive motor 15 rotates, the mounting head 8 moves in the X direction via the first belt 13.

装着ヘッド8は、Yフレーム5、5、Xフレーム7、等により、X方向、Y方向、すなわち、水平方向に移動可能に支持されている。そして、装着ヘッド8は、移動手段の駆動により水平方向に移動される。この移動手段は、Y軸駆動モータ19、19、プーリ16、17、16、17、第2ベルト18、18、X軸駆動モータ15、プーリ11、12、第1ベルト13、等から構成される。   The mounting head 8 is supported by the Y frames 5, 5 and the X frame 7 so as to be movable in the X direction, the Y direction, that is, the horizontal direction. The mounting head 8 is moved in the horizontal direction by driving the moving means. This moving means is composed of Y-axis drive motors 19, 19, pulleys 16, 17, 16, 17, second belts 18, 18, X-axis drive motor 15, pulleys 11, 12, first belt 13, and the like. .

台座2の一端側には、テープフィーダ21が、複数、並列的に配置されている。テープフィーダ21は、テープ収納部に格納された電子部品を、開口部に順次送るものである。   A plurality of tape feeders 21 are arranged in parallel on one end side of the base 2. The tape feeder 21 sequentially sends electronic components stored in the tape storage unit to the opening.

図2に示すように、装着ヘッド8には、X方向に沿って、4個の吸着ノズル9が設けられている。
吸着ノズル9はブラケット33固定されている。そして、フレーム34に固定された不図示のガイドにより、ブラケット33と吸着ノズル9は上下方向に移動可能に支持されている。また、吸着ノズル9は、個別に、回転手段としてのθ軸モータ25が取り付けられている。θ軸モータ25が回転すると、吸着ノズル9は、ノズル中心軸を中心に回転する。
As shown in FIG. 2, the mounting head 8 is provided with four suction nozzles 9 along the X direction.
The suction nozzle 9 is fixed to the bracket 33. The bracket 33 and the suction nozzle 9 are supported by a guide (not shown) fixed to the frame 34 so as to be movable in the vertical direction. The suction nozzle 9 is individually attached with a θ-axis motor 25 as a rotating means. When the θ-axis motor 25 rotates, the suction nozzle 9 rotates about the nozzle center axis.

装着ヘッド8のフレーム34には、吸着ノズル毎に、上下動手段としての4個のZ軸モータ24が固定されている。Z軸モータ24はボールネジ35に連結されている。ボールネジ35はブラケット33に固定されたナット36と噛み合っている。Z軸モータ24が回動すると、吸着ノズル9は、個別に上下動する。また、吸着ノズル9は、バキューム機構26に連通されて、吸着ノズル9先端で電子部品を吸着、脱着することができる。   Four Z-axis motors 24 as vertical movement means are fixed to the frame 34 of the mounting head 8 for each suction nozzle. The Z-axis motor 24 is connected to a ball screw 35. The ball screw 35 is engaged with a nut 36 fixed to the bracket 33. When the Z-axis motor 24 rotates, the suction nozzle 9 individually moves up and down. Further, the suction nozzle 9 communicates with the vacuum mechanism 26 and can suck and desorb electronic components at the tip of the suction nozzle 9.

装着ヘッド8下部には、検知手段としての1次元光センサ37が固定されている。1次元光センサ37は、X方向に沿って、平行に配置された、投光部38と受光部39とから構成される。投光部38は、レーザー光を発する発光素子40と、発せられた光を平行な光に変換して、受光部39に向けて照射するレンズ41を備えている。受光部39には、素子として、リニアCCDアレイやリニアCMOSアレイ等からなる、ラインセンサ42が備えられている。ラインセンサ42は、素子をX方向に配置し、線視野で物を検知する。   A one-dimensional optical sensor 37 as a detection means is fixed to the lower part of the mounting head 8. The one-dimensional optical sensor 37 includes a light projecting unit 38 and a light receiving unit 39 arranged in parallel along the X direction. The light projecting unit 38 includes a light emitting element 40 that emits laser light, and a lens 41 that converts the emitted light into parallel light and irradiates the light receiving unit 39. The light receiving unit 39 is provided with a line sensor 42 made of a linear CCD array, a linear CMOS array, or the like as an element. The line sensor 42 arranges elements in the X direction and detects an object in a line field.

装着ヘッド8の投光部38と受光部39は、精密に位置決めされている。このため、吸着された電子部品32を1次元光センサ(光センサ)37内に配置すると、レーザー光の遮光部分の長さや位置を検出することにより、部品の位置、姿勢を検出することができる。   The light projecting unit 38 and the light receiving unit 39 of the mounting head 8 are precisely positioned. For this reason, when the adsorbed electronic component 32 is disposed in a one-dimensional optical sensor (optical sensor) 37, the position and orientation of the component can be detected by detecting the length and position of the light shielding portion of the laser beam. .

図4は電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図である。
23はコントローラ(制御手段)であり、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23には、以下の構成が接続され、それぞれを制御する。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control system of the electronic component mounting apparatus.
Reference numeral 23 denotes a controller (control means) which includes a microcomputer (CPU) for controlling the entire apparatus, RAM, ROM, and the like. The controller 23 is connected to the following components and controls them.

X軸駆動モータ15は、第1ベルト13を介して、装着ヘッド8をX方向に移動させる。
Y軸駆動モータ19,19は、第2ベルト18、18を介して、装着ヘッド8をY方向に移動させる。Z軸モータ24は、吸着ノズル9を上下動させる駆動源である。また、θ軸モータ25は、吸着ノズル9をそのノズル中心軸を中心に回転させる。バキューム機構26は真空を発生し、吸着ノズル9に吸引力を付与する。
なお、図4では、Z軸モータ24とθ軸モータ25とバキューム機構26は、一個しか図示されていないが、装着される吸着ノズル9の数だけ、個別に設けられる。
The X-axis drive motor 15 moves the mounting head 8 in the X direction via the first belt 13.
The Y-axis drive motors 19 and 19 move the mounting head 8 in the Y direction via the second belts 18 and 18. The Z-axis motor 24 is a drive source that moves the suction nozzle 9 up and down. Further, the θ-axis motor 25 rotates the suction nozzle 9 around the nozzle central axis. The vacuum mechanism 26 generates a vacuum and applies a suction force to the suction nozzle 9.
In FIG. 4, only one Z-axis motor 24, θ-axis motor 25, and vacuum mechanism 26 are illustrated, but they are individually provided as many as the number of suction nozzles 9 to be mounted.

画像認識装置27は、吸着ノズル9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ある。画像認識装置27は、CPU27a、メモリ27bと1次元光センサ37から構成される。そして、吸着した電子部品32を1次元光センサ37内に配置すると、レーザー光の遮光部分の長さや位置がデジタル信号として、出力されてメモリ27bに格納される。そして、CPU27aがそのデータに基いて、吸着された電子部品32の吸着位置のずれ量と吸着角度ずれを算出する。   The image recognition device 27 performs image recognition of the component 32 sucked by each of the suction nozzles 9. The image recognition device 27 includes a CPU 27a, a memory 27b, and a one-dimensional photosensor 37. When the sucked electronic component 32 is arranged in the one-dimensional optical sensor 37, the length and position of the laser light shielding portion are output as a digital signal and stored in the memory 27b. Then, based on the data, the CPU 27a calculates a displacement amount and a suction angle shift of the suction position of the sucked electronic component 32.

入力手段28としてのキーボード28aとマウス28b等は、部品データなどのデータを入力するために用いられる。部品データは、搭載部品の種類毎に、外形寸法等の部品サイズ、リード端子情報から構成される。リード端子情報は、リード端子の幅、長さ、ピッチ、端子数からなる。   A keyboard 28a and a mouse 28b as the input means 28 are used for inputting data such as component data. The component data is composed of component size such as outer dimensions and lead terminal information for each type of mounted component. The lead terminal information includes the lead terminal width, length, pitch, and number of terminals.

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28aとマウス28B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(入力手段)から供給される部品データを格納するのに用いられる。
モニタ(表示装置)31は、部品データ、演算データ、及び吸着した電子部品32の投影図の画像データなどを表示する。
The storage device 30 is composed of a flash memory or the like, and is used to store component data input by the keyboard 28a and the mouse 28B or component data supplied from a host computer (input means) (not shown).
The monitor (display device) 31 displays component data, calculation data, image data of a projection view of the sucked electronic component 32, and the like.

第1実施形態の動作について説明する。
生産開始前に、入力手段としてのキーボード28a等を用いて、搭載部品の種類毎に、部品サイズやリード端子情報等の部品データを入力する。部品サイズは電子部品の外形寸法等であり、リード端子情報は、リード端子の幅、長さ、ピッチ、端子数からなる。
なお、以下の動作は制御手段としてのコントローラ23により実行される。また、説明は、一個の吸着ノズル9を使用した場合で行うが、複数個の吸着ノズル9を使用する場合、複数個毎に、吸着動作が終了したら、次に認識動作、次に搭載動作の順に実行する。
The operation of the first embodiment will be described.
Prior to the start of production, component data such as component size and lead terminal information is input for each type of mounted component using a keyboard 28a as an input means. The component size is an external dimension or the like of the electronic component, and the lead terminal information includes the width, length, pitch, and number of terminals of the lead terminal.
The following operations are executed by the controller 23 as control means. The description will be made when one suction nozzle 9 is used. When a plurality of suction nozzles 9 are used, when the suction operation is completed for each of the plurality of suction nozzles 9, the recognition operation and the mounting operation are performed next. Run in order.

最初に、X軸駆動モータ15、Y軸駆動モータ19を駆動して、装着ヘッド8を所定部品のテープフィーダ21の開口部上に位置させる。次に、Z軸モータ24を駆動して、吸着ノズル9を下降させる。そして、バキューム機構26から真空の負圧をかけて電子部品32を吸着、保持させた後、吸着ノズル9を上昇させる。   First, the X-axis drive motor 15 and the Y-axis drive motor 19 are driven to place the mounting head 8 on the opening of the tape feeder 21 that is a predetermined part. Next, the Z-axis motor 24 is driven to lower the suction nozzle 9. Then, after applying vacuum negative pressure from the vacuum mechanism 26 to suck and hold the electronic component 32, the suction nozzle 9 is raised.

次に、X軸駆動モータ15、Y軸駆動モータ19を駆動して、装着ヘッド8を回路基板4の部品搭載位置に移動させる。この搭載位置への移動中に電子部品32の認識動作を行う。
電子部品の認識動作は、Z軸モータ24を駆動して、吸着ノズル9を上昇させる。そして、吸着ノズル9が吸着、保持した電子部品32を、1次元光センサ37が感知する認識位置に移動する。図5、図6は、電子部品32が認識位置にある状態を示したものである。
Next, the X-axis drive motor 15 and the Y-axis drive motor 19 are driven to move the mounting head 8 to the component mounting position on the circuit board 4. During the movement to the mounting position, the electronic component 32 is recognized.
The electronic component recognition operation drives the Z-axis motor 24 to raise the suction nozzle 9. Then, the electronic component 32 sucked and held by the suction nozzle 9 is moved to a recognition position sensed by the one-dimensional optical sensor 37. 5 and 6 show a state in which the electronic component 32 is in the recognition position.

認識位置にある電子部品32に、1次元光センサ37の投光部38からレーザー光が照射されると、電子部品32によって遮光された長さである遮光長L1を、受光部39のラインセンサ42が検知する。   When the electronic component 32 at the recognition position is irradiated with laser light from the light projecting unit 38 of the one-dimensional optical sensor 37, the light shielding length L1 which is the length shielded by the electronic component 32 is obtained as a line sensor of the light receiving unit 39. 42 detects.

次に、θ軸モータ25を駆動すると、吸着ノズル9に吸着された電子部品32は回転する。この回転により、直方体状の電子部品の場合、遮光長L1は図7のように変化する。電子部品32が直方体の場合、遮光長L1が最小となる位置(以下、遮光長最小位置と称する。)が、直方体の短辺と1次元光センサ37のレーザー光43が平行な位置である。遮光長最小位置で、θ軸モータ25を停止させる。そして、遮光長最小位置における、電子部品32の遮光幅L1と、電子部品32の遮光位置と、吸着ノズル9の軸芯とを認識することにより、電子部品32と吸着ノズル9の位置ずれを認識することができる。   Next, when the θ-axis motor 25 is driven, the electronic component 32 sucked by the suction nozzle 9 rotates. By this rotation, in the case of a rectangular parallelepiped electronic component, the light shielding length L1 changes as shown in FIG. When the electronic component 32 is a rectangular parallelepiped, the position where the light shielding length L1 is minimized (hereinafter referred to as the light shielding length minimum position) is a position where the short side of the rectangular parallelepiped and the laser beam 43 of the one-dimensional optical sensor 37 are parallel. The θ-axis motor 25 is stopped at the minimum light shielding length position. Then, by recognizing the light shielding width L1 of the electronic component 32, the light shielding position of the electronic component 32, and the axis of the suction nozzle 9 at the minimum light shielding length position, the positional deviation between the electronic component 32 and the suction nozzle 9 is recognized. can do.

次に、Z軸モータ24を駆動して、1次元光センサ37が電子部品32の底辺より下方を検出できる位置に移動する。
次に、遮光長最小位置にある電子部品32に対して、Z軸モータ24を駆動して、電子部品32を下降させる。この際、1次元光センサ37は、例えば、10μm間隔毎に、光センサ37の出力値としての遮光長L1をメモリ27bに取り込む。そして、吸着ノズル9を検出する位置まで下降したら、Z軸モータ24を停止する。図8は、10μm間隔毎に、光センサ37の出力値としての遮光長L1をメモリ27bに取り込むことにより得られた、一方向から見た画像データとしての2次元投影図(第1投影図)である。
Next, the Z-axis motor 24 is driven, and the one-dimensional optical sensor 37 moves to a position where the lower side of the electronic component 32 can be detected.
Next, the Z-axis motor 24 is driven with respect to the electronic component 32 in the minimum light shielding length position, and the electronic component 32 is lowered. At this time, for example, the one-dimensional optical sensor 37 captures the light shielding length L1 as the output value of the optical sensor 37 into the memory 27b at intervals of 10 μm, for example. And if it falls to the position which detects the suction nozzle 9, the Z-axis motor 24 will be stopped. FIG. 8 is a two-dimensional projection view (first projection view) as image data viewed from one direction, obtained by taking in the memory 27b the light shielding length L1 as the output value of the optical sensor 37 at every 10 μm interval. It is.

この第1投影図は、上下動手段により、電子部品を上下動させつつ、電子部品の異なる位置で光センサ37の走査を行う。この走査結果をメモリ27bに取り込むことによって、作成された画像データである。   In this first projection view, the optical sensor 37 is scanned at different positions of the electronic component while the electronic component is moved up and down by the vertical movement means. This scan data is image data created by fetching it into the memory 27b.

次に、θ軸モータ25を駆動して、電子部品32を90度回転する。
次に、Z軸モータ24を駆動して、電子部品32を上昇させる。そして、例えば、10μm間隔毎に、1次元光センサ37の出力値としての遮光長をメモリに取り込む。その結果、他方向から見た画像データとしての二次元投影図(第2投影図)を得ることができる。
図9は、円筒部品の第1投影図と第2投影図を示したものである。
Next, the θ-axis motor 25 is driven to rotate the electronic component 32 by 90 degrees.
Next, the Z-axis motor 24 is driven to raise the electronic component 32. Then, for example, the light shielding length as the output value of the one-dimensional optical sensor 37 is taken into the memory every 10 μm interval. As a result, a two-dimensional projection view (second projection view) as image data viewed from the other direction can be obtained.
FIG. 9 shows a first projection and a second projection of a cylindrical part.

次に、基準とする部品データに対して、第1投影図データと第2投影図データの双方の画像データを用いて比較する。すなわち、基準部品データ(部品データ)に対して、部品を二方向から見た第1投影図データ、第2投影図データの画像データを比較する。最初に、部品データに対して第1投影図データを比較し、次に、部品データに対して最初に、前記部品データに対して前記第1投影図データを比較し、次に、前記部品データに対して前記第2投影図データを比較し、これらの比較結果に基いて、第2投影図データを比較し、これらの比較結果に基いて、電子部品を制御する。
この比較とは、所定の2方向毎に、電子部品の縦、横寸法が規定値の範囲内であるかどうかを判断する。この際、入力手段により、所定の2方向毎に部品データが入力されている。
Next, the reference component data is compared using the image data of both the first projection map data and the second projection map data. That is, the image data of the first projection view data and the second projection view data when the component is viewed from two directions is compared with the reference component data (component data). First, the first projection view data is compared with the component data, then the first projection view data is compared with the component data first, and then the component data. The second projection map data is compared with each other, the second projection map data is compared based on the comparison results, and the electronic component is controlled based on the comparison results.
In this comparison, it is determined whether or not the vertical and horizontal dimensions of the electronic component are within a specified range in every two predetermined directions. At this time, component data is input by the input means for every two predetermined directions.

比較の結果、規定値の範囲内であれば、吸着ノズル9に対する、電子部品32の位置ずれ、角度ずれを、θ軸モータ25、X軸駆動モータ15、Y軸駆動モータ19を駆動して微調整する。
次に、電子部品32を回路基板4の搭載位置に移動させる。
次に、第1投影図、第2投影図から得られた電子部品底面高さに基いて、Z軸モータを駆動し、吸着ノズル9を下降させて、電子部品32を回路基板4に搭載する。
As a result of comparison, if the value is within the specified value range, the position deviation and angle deviation of the electronic component 32 with respect to the suction nozzle 9 can be reduced by driving the θ-axis motor 25, the X-axis drive motor 15, and the Y-axis drive motor 19. adjust.
Next, the electronic component 32 is moved to the mounting position of the circuit board 4.
Next, based on the electronic component bottom surface height obtained from the first and second projection views, the Z-axis motor is driven, the suction nozzle 9 is lowered, and the electronic component 32 is mounted on the circuit board 4. .

比較の結果、規定値の範囲外であれば、異常と判断し、回路基板への搭載を行わないで、エラー部品保管場所で電子部品を放置する。
第1実施形態によれば、一電子部品を2方向からみた画像データとして、第1投影図データと第2投影図データを取得する。その後、入力手段より入力した部品データに対して、第1投影図データと第2投影図と双方の画像データを用いて比較する。
If the result of the comparison is outside the range of the specified value, it is determined that there is an abnormality, and the electronic component is left in the error component storage place without being mounted on the circuit board.
According to the first embodiment, first projection map data and second projection map data are acquired as image data of one electronic component viewed from two directions. Thereafter, the component data input from the input means is compared using the image data of both the first projection map data and the second projection map.

この際、例えば、所定の2方向から見た、電子部品の縦、横寸法が、規定値の範囲内で有れば、回路基板への電子部品の搭載(実装)を行う。また、規定値の範囲内で無い場合、回路基板への電子部品の搭載を行わないように制御する。   At this time, for example, if the vertical and horizontal dimensions of the electronic component viewed from two predetermined directions are within a specified value range, the electronic component is mounted (mounted) on the circuit board. Further, when the value is not within the specified value range, control is performed so as not to mount the electronic component on the circuit board.

このため、確実に部品認識を行うことができると共に、正確に電子部品の搭載を行うことができる。   For this reason, while being able to recognize components reliably, electronic components can be mounted accurately.

また、第1投影図データと第2投影図データの取得位置を規定したので、最適な2方向から電子部品の画像データを取得することができるので、より正確に部品認識を行うことができる。
また、検出手段として、投光部と受光部を有する1次元光センサ37を用いたので、カメラを用いた場合に比べて、装着ヘッドが軽量化された。また、デジタル信号のためデータ処理が容易である。
Further, since the acquisition positions of the first projection map data and the second projection map data are defined, the image data of the electronic component can be acquired from the optimal two directions, so that the component recognition can be performed more accurately.
Further, since the one-dimensional optical sensor 37 having the light projecting part and the light receiving part is used as the detecting means, the mounting head is reduced in weight compared to the case where the camera is used. In addition, data processing is easy because of the digital signal.

また、第1実施形態では、1次元光センサ37による第1投影図データ、第2投影図データを用いて、吸着位置認識に加えて、部品有無、種類、不良、部品立ちなど、吸着ノズルが吸着した電子部品の吸着状態を認識することも容易にできる。   In the first embodiment, using the first projection data and the second projection data obtained by the one-dimensional optical sensor 37, in addition to the suction position recognition, the suction nozzles such as the presence / absence of parts, types, defects, parts standing, etc. It is also possible to easily recognize the suction state of the sucked electronic component.

この発明は上記実施形態に限定されることなく種々変更可能である。
例えば、第1実施形態では、第1投影図データから90度回転した位置で第2投影図データを取得した。これに代えて、第1投影図データから45度回転した位置で第2投影図データを取得することも容易に考えられる。この結果、図10に示す第1投影図データから電子部品51のリード曲り不良が検出されたり、図11に示す第2投影図データからは電子部品52のボール欠け不良が検出される。
The present invention can be variously modified without being limited to the above embodiment.
For example, in the first embodiment, the second projection map data is acquired at a position rotated 90 degrees from the first projection map data. Instead of this, it is easily conceivable to acquire the second projection map data at a position rotated 45 degrees from the first projection map data. As a result, a lead bending defect of the electronic component 51 is detected from the first projection view data shown in FIG. 10, and a ball chipping failure of the electronic component 52 is detected from the second projection view data shown in FIG.

また、第1実施形態では、図3に示すように、複数の吸着ノズル9は、1次元光センサ37の平行光43に対して、直交するように配置した。これに対して、図12に示すように、平行光43と平行に成るように4個の吸着ノズル9を配置し、吸着ノズル9を、個別に上下動して、吸着した電子部品の吸着状態を認識することも容易に考えられる。
また、図13に示すように、4個の吸着ノズル9を平行光43に交差するように配置することも容易に考えられる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 3, the plurality of suction nozzles 9 are arranged so as to be orthogonal to the parallel light 43 of the one-dimensional optical sensor 37. On the other hand, as shown in FIG. 12, the four suction nozzles 9 are arranged so as to be parallel to the parallel light 43, and the suction nozzles 9 are individually moved up and down to suck the sucked electronic components. It can be easily considered.
In addition, as shown in FIG. 13, it is easy to arrange the four suction nozzles 9 so as to intersect the parallel light 43.

また、上記実施形態では、X方向に沿って1次元光センサ37が配置されている。これに代えて、図14に示すように、1次元光センサ47を垂直方向Zに沿って配置することも容易に考えられる。この際、吸着ノズル9の軸心9aと、ラインセンサ中心軸46aとは、0.1mmから6mmオフセットされている。このように、オフセットされているので、吸着ノズル9を回転させると、複数角度から部品投影図データを取得することができ、電子部品の吸着状態を検出することができる。   Moreover, in the said embodiment, the one-dimensional photosensor 37 is arrange | positioned along the X direction. Instead of this, it is easily conceivable to arrange the one-dimensional photosensor 47 along the vertical direction Z as shown in FIG. At this time, the axis 9a of the suction nozzle 9 and the line sensor central axis 46a are offset from 0.1 mm to 6 mm. Thus, since it is offset, if the suction nozzle 9 is rotated, component projection drawing data can be acquired from a plurality of angles, and the suction state of the electronic component can be detected.

また、上記実施形態では、1次元光センサ37を用いて、吸着位置認識に加えて、部品有無、種類、不良、部品立ちなど、吸着ノズルが吸着した電子部品の吸着状態を認識した。これに代えて、テープフィーダ付近にカメラも設け、吸着位置認識をカメラが行い、他の認識を1次元光センサが行うように、役割分担することも容易に考えられる。   In the above embodiment, in addition to the suction position recognition, the one-dimensional optical sensor 37 is used to recognize the suction state of the electronic component sucked by the suction nozzle, such as the presence / absence of the component, type, defect, and component standing. Instead of this, it is also conceivable to provide a camera near the tape feeder, and to share the roles so that the suction position recognition is performed by the camera and other recognition is performed by the one-dimensional optical sensor.

また、上記実施形態では、遮光長が最小になる位置で第1投影図データを取得し、その位置から45度または90度回転した位置で第2投影図データを取得した。これに代えて、任意の2位置で第1投影図データ、第2投影図データを取得し、部品データと比較することも容易に考えられる。   In the above-described embodiment, the first projection map data is acquired at a position where the light shielding length is minimum, and the second projection map data is acquired at a position rotated by 45 degrees or 90 degrees from the position. Instead of this, it is also conceivable that the first projection map data and the second projection map data are acquired at arbitrary two positions and compared with the component data.

また、直方体状の電子部品の場合は、外形寸法のみ認識したが、複雑なリード部品やコネクタ部品は、複数位置から投影図データを取得して、部品認識することも容易に考えられる。   In the case of a rectangular parallelepiped electronic component, only the outer dimensions are recognized, but it is also conceivable that complicated lead components and connector components can be easily recognized by acquiring projection drawing data from a plurality of positions.

また、部品種により、第1投影図データや第2投影図データのデータ取得位置や、取得範囲を制御することも容易に考えられる。すなわち、大型の電子部品の場合は、データ取得範囲を大きくしたり、小型精密部品の場合は、画像を取り込む走査線の間隔を短くして、より正確に部品認識することも容易に考えられる。   It is also conceivable to easily control the data acquisition position and the acquisition range of the first projection map data and the second projection map data depending on the component type. That is, in the case of a large electronic component, it is easy to recognize the component more accurately by increasing the data acquisition range, or in the case of a small precision component, by shortening the interval between scanning lines for capturing images.

また、上記実施形態では、部品データに対して、部品を2方向から見た、第1投影図データ、第2投影図データを比較し、部品認識を行っていた。これに加えて、部品を第3の方向から見た第3投影図データを取得し、部品認識を行うことも容易に考えられる。   In the above-described embodiment, the component recognition is performed by comparing the first projection map data and the second projection map data obtained by viewing the component from two directions with respect to the component data. In addition to this, it is easily conceivable to acquire the third projection data obtained by viewing the component from the third direction and perform the component recognition.

また、一方の部品によっては、第1投影図データのみで部品認識を行い、他方の部品によっては、第1投影図データ、第2投影図データで部品認識を行うように選択して制御することも容易に考えられる。   In addition, depending on one component, the component recognition is performed only with the first projection map data, and the other component is selected and controlled so that the component recognition is performed with the first projection map data and the second projection map data. Is also easily considered.

第1実施形態の斜視図である。It is a perspective view of a 1st embodiment. カバーを外した後の装着ヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the mounting head after removing a cover. 1次元光センサの詳細図である。It is detail drawing of a one-dimensional photosensor. 装置の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of an apparatus. 1次元光センサが電子部品を認識している状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which the one-dimensional photosensor has recognized the electronic component. 1次元光センサが電子部品を認識している状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which the one-dimensional photosensor has recognized the electronic component. 電子部品を回転させた場合の遮光長の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the light-shielding length at the time of rotating an electronic component. 一方向から見た投影図である。It is the projection view seen from one direction. 電子部品を2方向から見た投影図である。It is the projection figure which looked at the electronic component from two directions. リード曲りを検出した投影図である。It is the projection figure which detected lead bending. ボール欠けを検出した投影図である。It is the projection figure which detected the lack of a ball. 1次元光センサとノズルヘッドの配置の変形例である。It is a modification of arrangement | positioning of a one-dimensional photosensor and a nozzle head. 1次元光センサとノズルヘッドの配置の変形例である。It is a modification of arrangement | positioning of a one-dimensional photosensor and a nozzle head. 1次元光センサを垂直方向に設けた場合の実施形態である。This is an embodiment when a one-dimensional photosensor is provided in the vertical direction.

符号の説明Explanation of symbols

9・・・吸着ノズル
24・・Z軸モータ(上下動手段)
25・・θ軸モータ(回転手段)
9・・・装着ヘッド
37・・1次元光センサ(検知手段)
28・・入力手段
23・・制御手段
47・・1次元光センサ(検知手段)
9 ... Suction nozzle 24..Z-axis motor (vertical movement means)
25 ・ ・ θ-axis motor (rotating means)
9: Mounting head 37 .. One-dimensional optical sensor (detection means)
28..Input means 23..Control means 47..One-dimensional optical sensor (detection means)

Claims (3)

電子部品を吸着可能な吸着ノズルと、
前記吸着ノズルを上下動させる上下動手段と、
前記吸着ノズルを回転させる回転手段と、
前記吸着ノズルを保持してXYの水平方向に移動可能な装着ヘッドと、
前記装着ヘッドに設けられ、前記X方向に沿って平行な光を照射する投光部及びその受光部とからなる検知手段と、
前記電子部品の形状を表す部品データを入力する入力手段と、を備え、
前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品と前記吸着ノズルとの位置ずれを認識して、電子部品を回路基板に実装する電子部品実装装置において、
前記上下動手段により、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品を上下に移動させつつ、部品の異なる位置で前記検知手段の出力値としての遮光長を取り込むことにより、前記電子部品の第1投影図データを取得すると共に、
前記回転手段により前記電子部品を所定量回転させた後、前記上下動手段により、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品を上下に移動させつつ、部品の異なる位置で前記検知手段の出力値としての遮光長を取り込むことにより、前記電子部品の第2投影図データを取得し、
最初に、前記部品データに対して前記第1投影図データを比較し、次に、前記部品データに対して前記第2投影図データを比較し、これらの比較結果に基いて、前記電子部品の種類及びその縦、横寸法を認識する制御手段を有することを特徴とする電子部品実装装置。
A suction nozzle that can pick up electronic components;
A vertically moving means for vertically moving the suction nozzle;
A rotating means for rotating the suction nozzle;
A mounting head that holds the suction nozzle and is movable in the XY horizontal direction;
A detecting means provided on the mounting head, and comprising a light projecting unit that irradiates parallel light along the X direction and a light receiving unit thereof;
Input means for inputting component data representing the shape of the electronic component,
In an electronic component mounting apparatus for recognizing a positional deviation between the electronic component sucked by the suction nozzle and the suction nozzle and mounting the electronic component on a circuit board,
By the vertical movement means, said while moving the electronic component sucked by the suction nozzle up and down, by a different position of the component to capture the light shielding length as an output value of the detection means, the first projection of the electronic component While getting the figure data,
After rotating the electronic component by a predetermined amount by the rotating means, the electronic component sucked by the suction nozzle is moved up and down by the up- and- down moving means , and as an output value of the detecting means at different positions of the parts To obtain the second projection data of the electronic component by taking
First, the comparing component the first projection view data for the data, then the comparing part and the second projection view data for the data, based on these comparison results, the electronic component An electronic component mounting apparatus comprising control means for recognizing a type and its vertical and horizontal dimensions .
請求項1記載の電子部品実装装置において、
前記第1投影図データは、前記回転手段により吸着ノズルを回転させて前記電子部品を前記検出手段が検出する遮光長が最小になる位置で取得したものであり、
前記第2投影図データは、前記回転手段により、前記第1投影図データを取得した位置から45度または90度回転した位置で取得することを特徴とする電子部品実装装置。
The electronic component mounting apparatus according to claim 1,
The first projection data is obtained by rotating the suction nozzle by the rotating unit and acquiring the electronic component at a position where the light shielding length detected by the detecting unit is minimized,
The electronic component mounting apparatus according to claim 1, wherein the second projection map data is acquired at a position rotated by 45 degrees or 90 degrees from the position at which the first projection map data is acquired by the rotating means.
請求項1、2記載の電子部品実装装置において、
前記制御手段は、部品種に応じて、前記第1投影図データ、前記第2投影図データの位置及び範囲を制御することを特徴とする電子部品実装装置。
The electronic component mounting apparatus according to claim 1 or 2,
The electronic component mounting apparatus, wherein the control means controls the position and range of the first projection view data and the second projection view data according to a component type.
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