JP4405012B2 - Component recognition method and component mounting method - Google Patents

Component recognition method and component mounting method Download PDF

Info

Publication number
JP4405012B2
JP4405012B2 JP31506499A JP31506499A JP4405012B2 JP 4405012 B2 JP4405012 B2 JP 4405012B2 JP 31506499 A JP31506499 A JP 31506499A JP 31506499 A JP31506499 A JP 31506499A JP 4405012 B2 JP4405012 B2 JP 4405012B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
component
recognition
positioning operation
positioning
components
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP31506499A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001135996A (en
Inventor
陽一 田中
崇裕 黒川
直人 三村
信行 垣田
修 奥田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP31506499A priority Critical patent/JP4405012B2/en
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to KR10-2002-7002601A priority patent/KR100452782B1/en
Priority to US10/069,988 priority patent/US6948232B1/en
Priority to DE60031865T priority patent/DE60031865T2/en
Priority to CNB008124477A priority patent/CN100381033C/en
Priority to PCT/JP2000/005909 priority patent/WO2001019156A1/en
Priority to EP00956834A priority patent/EP1215954B1/en
Publication of JP2001135996A publication Critical patent/JP2001135996A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4405012B2 publication Critical patent/JP4405012B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品や光学部品等の部品を実装する部品実装設備において、特に、基板や部品などの被装着体に部品を装着前に当該部品を認識する部品認識方法、並びに、認識された部品を基板や部品などの被装着体に装着する部品実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、このような部品実装装置において部品を吸着保持する吸着ノズルを有するヘッド部としては、例えば、図3に示すようなヘッド部700が知られている。このヘッド部700は、例えば、図7に示すような部品実装装置500に、ヘッド部700をXY方向に移動させるXYロボット500Xに搭載されており、XYロボット500Xの駆動により、ヘッド部700の吸着ノズルは、実装基板500Jを生産するために部品供給部500H、500Iより供給された部品を吸着・保持し、部品形状認識を行ない姿勢を補正した後、基板500J上に実装するものである。
【0003】
また、図5に示すようなヘッド部770も知られており、図3のヘッド部700と同様の構成・働きをするものである。
【0004】
以下、これらのヘッド部700,770の構成について説明する。
【0005】
図3において、701はヘッド部700の土台となるフレームであり、ヘッド部700を部品実装装置のXY方向に駆動するロボット部と一体となり部品実装装置上を移動する。702は駆動源であるモータで、フレームと一体となっており、これによりテーブル703は上下方向であるE,F方向に移動される。724〜733は部品を吸着・保持するノズルであり、714〜723のバネにより通常状態ではノズル724〜733をE方向に押し付けて静止させる。704〜713はシリンダであり、テーブル703からノズル724〜733へのE,F方向の駆動の伝達を選択する。シリンダ704〜713のうち、テーブル703からノズルへの動作を伝達するノズルに対応するシリンダのみを駆動させ、ノズル724〜733のうちの当該ノズルにのみ接触することによりE方向に力が働くようにして、テーブル703の上下動が、上記駆動されたシリンダを介して上記選択されたノズルのE,F方向動作につながるようにしている。逆に、E,F方向動作を伝達しないものはシリンダ704〜713が駆動せず、ノズル704〜713と接触しないためE,F方向動作を行わないようにしている。
【0006】
以上のように構成されたヘッド部700について、以下その動作について説明する。なお、図4では、簡略化のため、上記10本のノズルのうちの4本のノズル724,725,726,727についてのみ示す。
【0007】
図4の(a)において認識開始時に、例えば上記10本のノズルのうちの4本のノズル724,725,726,727は、部品695,696,697,698を保持したまま一定高さに同時に下降し、その後、部品形状認識部である認識カメラ600によって、ヘッド部700の移動するR方向に部品695→部品696→部品697→部品698の順で認識する。この時、認識カメラ600は図4(a)に斜線で示されたPの範囲で焦点が合い、この範囲P内でのみ認識可能であるため、ノズル724,725,726の上下運動により部品695,696,697はそれらの部品下面が認識可能範囲Pに位置させることができて、認識カメラ600によって認識することができるが、部品698はその部品下面が認識可能範囲Pから外れているため、認識カメラ600によって認識することができない。よって、部品695,696,697と部品698のように高さが違う部品は部品695→部品696→部品697→部品698と連続的に形状認識することができない。
【0008】
そこで、実際には、図4の(b)のように、ノズル724,725,726に保持され同時に形状認識できる部品695,696,697を連続的に形状認識し、その後、ノズル727に部品698を保持したのち認識カメラ600に対するノズル727の高さを切り替えて部品698を認識させる。
【0009】
次に、図5に示すヘッド部770の構成について説明する。
【0010】
771はヘッド部770の土台となるフレームであり、772,773,774の駆動源であるモータと一体になっている。775,776,777はそれぞれ、モータ772、773、774によって個々に回転するボールネジであり、778,779,780は部品を保持するノズルである。モータ772、773、774によって発生する回転駆動がボールネジ775、776、777を介して778、779、780のノズルに上下動として伝達される。よって、ノズル778、779、780の上下動はモータ772、773、774により個別に動作を設定できるようになっている。
【0011】
以上のように構成されたヘッド部770について、以下その動作について説明する。
【0012】
図6において、ノズル778、779、780はモータ772,773,774により個別に図5の上下方向であるU,V方向に駆動を制御されているため、部品787、788、789をそれぞれ保持した後、各部品下面が部品形状認識部600の焦点が合う認識可能範囲Pに入るように位置を個別に調整する。これにより、高さの異なる部品787、788、789を部品787→部品788→部品789の順に連続的に形状認識して実装を行なうようにしている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような図3のヘッド部700の構成では、実装する部品の高さが多様であるほど部品形状認識回数が増加することになり、同時にそれぞれの部品供給のためにヘッド部700が移動する時間もかかることから、基板実装タクト増加による実装基板の生産性に影響を及ぼす。
【0014】
それに対して、近年、多種多様な部品実装の必要性が高く、高効率の基板実装を行なうためには、多様な部品を連続的に認識できる部品実装装置が必須のものとなっている。
【0015】
また、上記のような図5のヘッド部770の構成では、部品高さの違いによらず連続的に部品形状を認識できるが、複数の駆動源が必要となり、ヘッド部自体の価格上昇だけでなく、ヘッド部の重量増加によるヘッド部駆動用ロボットの動特性への影響などが考えられる。よって、ノズル数が制限されることにより、部品実装効率の向上が困難になる。
【0016】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、複数の部品保持部材で保持するさまざまな高さの部品を連続的に認識できる部品認識方法及び部品実装方法を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【0019】
本発明の第態様によれば、単一の駆動部によって選択的に昇降される複数の部品保持部材により保持されかつ認識対象面の高さが異なる複数の部品の上記認識対象面を1つの認識部により認識するとき、上記複数の各々の部品の上記認識対象面が上記認識部の焦点が合う認識可能範囲に入るように上記単一の駆動部により上記各部品保持部材の高さを制御して連続的に上記複数の部品の上記認識対象面の認識を行う、部品認識方法であって、上記複数の部品保持部材により保持されかつ上記認識対象面の高さが異なる上記複数の部品は、上記複数の部品保持部材の下端面が同一高さに位置したときに上記複数の部品の上記認識対象面のすべてが上記認識部の焦点が合う認識可能範囲に入らないような上記複数の部品間の高さのバラツキを有する部品認識方法を提供する。
【0020】
本発明の第態様によれば、上記複数の部品保持部材により保持されかつ上記認識対象面の高さの異なる上記複数の部品は、上記複数の部品保持部材の下端面が同一高さに位置したときに上記複数の部品の上記認識対象面のすべてが上記認識部の焦点が合う認識可能範囲に入らないような上記複数の部品間の高さのバラツキを有するものであるとき、上記複数の部品のうち上記認識対象面が上記認識部の焦点が合う認識可能範囲に入る部品を認識するときには上記単一の駆動部を駆動して選択的にその部品を保持する部品保持部材を昇降させることなくそのままの高さで認識させるとともに、上記複数の部品のうち上記認識対象面が上記認識部の焦点が合う認識可能範囲に入らない部品を認識するときにはその部品を保持する部品保持部材を昇降させてその上記認識対象面が上記認識部の焦点が合う認識可能範囲に入るように位置決め動作制御したのち上記認識対象面を認識させる第態様に記載の部品認識方法を提供する。
【0039】
本発明の第態様によれば、上記複数の部品保持部材により上記複数の部品を部品供給部から保持したのち、第1又は2態様に記載の部品認識方法により部品を認識し、その後、認識結果に基き、上記複数の部品保持部材により保持された上記複数の部品の姿勢を補正したのち被装着体に装着するようにした部品実装方法を提供する。
【0041】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0042】
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態にかかる部品認識方法及び装置並びに部品実装方法及び装置について、図面を参照しながら説明する。
【0043】
図1は本発明の第1実施形態の部品実装装置を示すものである。
【0044】
図1において、1はヘッド部60の土台となるフレームであり、ヘッド部駆動用ロボット部に付属して移動する。2はフレーム1に付属した駆動源となるモータ、3はモータ2のボールネジから構成される回転軸と螺合されかつモータ2の回転軸の正逆回転により上下方向すなわちA又はB方向にフレーム1に対して移動するテーブルであり、テーブル3をその可動範囲内の任意の位置に停止するように制御できる。4〜13はテーブル3に固定されかつテーブル3の上下動作の伝達を選択する駆動伝達部として機能する第1〜第10シリンダ、24〜33はフレーム1に支持されかつ第1〜第10シリンダ4〜13のピストンが下端位置まで移動したときに接触可能な上端を有しかつ装着すべき部品を吸着保持する第1〜第10ノズル、14〜23は第1〜第10ノズル24〜33を常に下方向すなわちA方向に第1〜第10ノズル24〜33を押し付けて静止させる第1〜第10バネである。
【0045】
なお、ヘッド部60を除く部品実装装置の構成は図7に示すような従来の部品実装装置とほぼ同様であるため、説明を省略する。
【0046】
以下、この第1実施形態にかかる部品実装装置のヘッド部60の動作を図2に基き説明する。なお、図2では、簡略化するため、10本の第1〜第10ノズル24〜33のうちの4本の第1〜第4ノズル24,25,26,27についてのみ図示する。
【0047】
上記ヘッド部60は、固定されたフレーム1に設置されたモータ2の回転軸の正逆回転駆動によりテーブル3が上下方向に移動し、その上下方向移動の動力が、第1〜第10シリンダ4〜13のうちの選択されたシリンダの駆動力により第1〜第10バネ14〜23のうちの上記選択されたシリンダに対応するバネの上方向すなわちB方向の反力に打ち勝って、第1〜第10ノズル24〜33のうちの上記選択されたシリンダに対応するノズルに伝達されて、テーブル3の動作に対応して上下動する。具体的には、例えば、図1に示すように、第8ノズル31をテーブル3の上下動作とともに昇降させるときには、第8シリンダ11を駆動してそのピストンの下端面を第8ノズル31の上端に当接させたのち、テーブル3の上下動作により、第8シリンダ11のビストンと第8ノズル31とが一体的に第8バネ21の反力に抗して上下動作することになる。上記選択されていないシリンダに対応する駆動伝達されないノズルは、テーブル3の上下動作を伝達されることなく、同じ位置に静止している。
【0048】
図2(a)において、高さの異なる部品56,57,58,59を、部品供給カセットなどの部品供給部から保持した第1〜第4ノズル24,25,26,27は、ヘッド部駆動用ロボット部によりヘッド部60を連続的にヘッド部移動方向である矢印N方向(横方向)に移動させながら、認識部の一例である認識カメラ61により部品56→部品57→部品58→部品59の順番で部品形状や部品位置などを認識させる。この時、最初に形状認識する部品56の認識対象面例えば部品下面が、認識開始時に認識可能範囲Lに入るようにヘッド部60のテーブル3をモータ2の駆動により上下動させ、さらに、図1に示す第1ノズル24のシリンダ駆動によりビストンを下端位置まで下降させてテーブル側の上下動作を第1ノズル24に伝達し、第1ノズル24を図2の(a)のA又はB方向に位置調整して、その位置調整された位置のまま、第1ノズル24に吸着保持された部品56の形状認識を行なう。
【0049】
次に、図2の(b)において、第2ノズル25に吸着保持された部品57を認識する場合、部品56の形状認識が終わると同時に、部品56に比べて部品57は部品下面が低いため、部品下面を認識可能範囲Lに入れるようにヘッド部60のテーブル3をモータ2の駆動によりB方向に上昇させることにより第2ノズル25がB方向に上昇する。この上昇動作は、部品57の形状認識前に行なわれ、部品57の形状認識開始時にはその部品下面は認識カメラ61の認識可能範囲Lにあり、部品57の形状認識を適切に行なうことができる。
【0050】
次に、図2の(c)において、第3ノズル26に吸着保持された部品58を認識する場合、部品57の形状認識が終わると同時に、部品57に比べて部品58は部品下面が高いため、部品下面を認識可能範囲Lに入れるようにヘッド部60のテーブル3をモータ2の駆動によりA方向に下降させることにより第3ノズル26がA方向に下降する。この下降動作は、部品58の形状認識前に行なわれ、部品58の形状認識開始時にはその部品下面は認識カメラ61の認識可能範囲Lにあり、部品58の形状認識を適切に行なうことができる。
【0051】
次に、図2の(d)において、第4ノズル27に吸着保持された部品59を認識する場合、部品58の形状認識が終わると同時に、部品58に比べて部品59は部品下面が低いため、部品下面を認識可能範囲Lに入れるようにヘッド部60のテーブル3をモータ2の駆動によりB方向に上昇させることにより第4ノズル27がB方向に上昇する。この上昇動作は、部品59の形状認識前に行なわれ、部品59の形状認識開始時にはその部品下面は認識カメラ61の認識可能範囲Lにあり、部品59の形状認識を適切に行なうことができる。
【0052】
以下同様に、図2に図示しない他のノズルが吸着保持した部品についても、当該部品の直前の部品の形状認識終了後から当該部品の形状認識開始までの間に、部品高さに応じてヘッド部60のテーブル3をA又はB方向に上下移動させることにより、部品認識時に常に部品下面を部品認識可能範囲Lに調整し、連続的に部品形状を認識することができる。
【0053】
その後、上記認識された認識結果に基き、ノズルに吸着保持された部品の姿勢を補正したのち、基板など被装着体の所定位置に装着する。
【0054】
なお、部品の姿勢を補正を行うとき、ノズル軸回りの回転方向すなわちθ方向の補正を行うため、θ方向駆動用モータ215をフレーム1に備え、θ方向駆動用モータ215の回転軸の歯車215aを正逆回転させることにより、歯車215aと噛み合ったラック216が横方向に進退移動して、各ノズルに固定された歯車217を正逆回転させることにより、全てのノズルを一斉にθ方向に正逆回転できるようにしている。
【0055】
上記第1実施形態の実施例としては、図1に示すような電子部品実装装置において、10本のノズルを上下して最大10個の異なる高さの電子部品を連続的に形状認識し、認識された最大10個の異なる高さの電子部品を基板に実装する部品実装装置がある。形状認識を行なう部品は、例えば、高さが1mm前後のものから最大25mmのものがあり、これを一つのモータ2と10個の選択シリンダ4〜13により10本のノズル24〜33のそれぞれを上下方向に位置制御する。この時、認識可能範囲Lは例えば高さ方向に0.5mmであるため、0.01mm以上の分解能で位置制御が行なえる機構を実現することができる。
【0056】
上記第1実施形態によれば、部品実装装置における部品形状認識時に認識対象となる部品56〜59の認識対象面の高さ毎にヘッド部60のノズル24〜33を大略上下方向に移動することにより、認識対象面の高さの異なる部品56〜59の形状や高さなどの認識を連続的に行なうことができる。これにより、認識対象面の高さ毎に部品を保持して部品認識を行うといった部品認識を複数回繰り返す必要がなくなり、認識対象面の高さによらず異なる認識対象面の高さの部品を同時に保持して連続的に部品認識動作を行なうことができ、部品実装タクトの向上が実現できる。すなわち、複数のノズル24〜33において保持された部品56〜59の認識対象面が認識カメラ61の認識可能範囲L内に全て一度に入らなくとも、部品56〜59のそれぞれの認識対象面を認識可能範囲L内に入るようにそれぞれのノズル24〜33を上下方向に移動させることにより、異なる認識対象面の高さの部品を同時に保持して連続的に部品認識動作を行なうことができる。
【0057】
また、部品高さ調整のために、従来、ノズル数に対応した駆動部が必要であったものを単一の駆動部のモータ2で実現するため、装置のコストが削減、及び、装置の軽量化ができる。
【0058】
上記認識カメラ61で認識する部品の認識対象面は部品下面に限られるものではない。例えば、以下のようなものがある。図8(A),(B)に示すようなBGA(Ball Grid Array)やCSP(Chip Size Package)などのように部品下面にボールのような突起電極がある部品では、認識対象面は部品本体の下面ではなく、ボール自体であり、ボールの高さ(三次元認識カメラの場合)や形状(二次元認識カメラの場合)を検出する必要がある。これに対して、図8(C),(D),(E)に示すようなQFP(Quad Flat Package)のように部品本体からリード部が張り出している部品では、認識対象面は部品本体の下面ではなく、リード部の先端付近であり、リード部の高さ(三次元認識カメラの場合)や形状(二次元認識カメラの場合)を検出する必要がある。一方、図8(F),(G)に示すようなチッブ部品では、認識対象面は部品本体の下面であり、部品本体下面の高さ(三次元認識カメラの場合)や形状(二次元認識カメラの場合)を検出する必要がある。このように認識対象となる部品は、ノズルにより吸着される面すなわち上面の高さが同一でも、その認識対称面である、ボール部分、リード部、部品下面が全く異なる位置に位置することになる。このように認識対象面の高さがバラツク場合でも、上記第1実施形態では1回の認識動作で全て認識させることができる。
【0059】
(第2実施形態)
以下、本発明の第2実施形態について図面を用いて説明する。
【0060】
本発明の第2実施形態にかかる位置決め制御装置及び方法は、上記第1実施形態において、部品の認識対象面の高さ認識をする際に、吸着部品の認識対象面の高さが異なる毎に上下方向に昇降移動しながら部品の認識対象面の高さを変更する必要があり、昇降移動の駆動開始タイミング言い換えれば位置決めタイミングを精度よく検出することができるものである。すなわち、上記駆動部のモータ2に相当するサーボモータ等のアクチュエータを駆動し、モータ2の回転軸であるボールネジ等により負荷の位置を制御するものであって、例えば部品の認識対象面を昇降させて位置決めすべき高さ位置である目標位置と、目標位置までの最高速度と、目標位置までの最高加速度のパラメータにより速度曲線を作成し、位置決め制御を行う位置決め制御装置及び方法であり、上記第1実施形態にかかる部品認識装置及び方法並びに部品実装装置及び方法に好適なものである。
【0061】
すなわち、第2実施形態にかかる位置決め制御装置及び方法は、位置決め動作開始位置と位置決め対象となる軸指定のパラメータを設け、与えられた軸指定の軸が位置決め動作開始位置に到達すれば、自動的に位置決め動作を開始することにより、位置決め動作開始タイミングの検出遅れを削減し、安価で、任意のタイミングで上下動作を開始することができるものである。
【0062】
ここで、上記動作開始位置とは、図2のN方向である横方向へ移動しているとき、認識対象面を認識可能範囲内に入れるために上下方向の位置決め動作を開始するタイミングを作る位置、言い換えれば、昇降駆動開始位置のことである。つまり、例えば、N方向である横方向へ移動しているとき、最初の第1ノズル24の部品56について認識完了するN方向の位置になれば、第2ノズル25のための上下方向の位置決め動作を開始し、上下方向の第2ノズル25の部品57を認識する位置へ移動する。また、上記軸指定とは、N方向のアクチュエータを指定することを意味する。また、上記パラメータを設ける、とは、軸指定をメインコントローラ101から位置決めコントローラ102に通知する手段を意味する。
【0063】
本発明の第2実施形態の位置決め制御装置は、上記部品の認識対象面を上記認識部の認識可能範囲に入る位置まで上記駆動部を介して上記選択された部品保持部材を昇降制御させるときの高さ方向の目標位置と、上記目標位置までの上記選択された部品保持部材の昇降移動時の最高速度と、上記目標位置までの上記選択された部品保持部材の昇降移動時の最高加速度とのパラメータにより、上下方向の動作中に、上記選択された部品保持部材の昇降移動時の速度曲線を作成し、上記選択された部品保持部材が上記認識部に向けて横方向に移動していて位置決め動作開始位置に到達すると、位置決め動作開始指令により、上記速度曲線に基く上記駆動部の駆動による上記選択された部品保持部材の位置決め動作を自動的に開始するようにしたことで、任意のタイミングで、検出遅れなく上下動作を開始することができる。ここで、目標位置とは、昇降移動をさせる最終位置のことであり、例えば、第1ノズル24から第2ノズル25へ上昇させるときであれば、第2ノズル25の部品57を認識できる高さ方向の位置のことである。 本発明の1番目の態様にかかる位置決め制御装置は、位置決め動作開始位置と軸指定のパラメータを備え、位置決め動作開始指令と共に、与えられた軸指定の軸が位置決め動作開始位置に到達すれば、自動的に位置決め動作を開始するものである。
【0064】
これにより、任意の位置決め動作開始タイミングを正確にかつ安価に構成した位置決めを行うことができる。
【0065】
本発明の2番目の態様にかかる位置決め制御装置は、上記1番目の態様の目標位置と位置決め動作開始位置のパラメータを複数備え、位置決め動作開始指令と共に、与えられた軸指定の軸が位置決め動作開始位置に到達すれば、自動的に位置決め動作を開始し、複数回実施するものである。
【0066】
これにより、複数の任意の位置決め動作開始タイミングを正確にかつ安価に構成した位置決めを行うことができ、連続した位置決めを行うことができる。
【0067】
本発明の3番目の態様にかかる位置決め制御装置は、上記2番目の態様に、複数の位置決め動作終了位置のパラメータを備え、連続動作における個々の位置決め動作が正常に行われたことを検出するものである。
【0068】
これにより、連続した位置決め動作の個々の位置決め動作が正常に行われたことを検出し、異常時には、瞬時に停止することができる。
【0069】
本発明の4番目の態様にかかる位置決め制御装置は、上記1番目の態様の位置決め制御装置が電子部品実装装置に設けられてなるものである。
【0070】
本発明の5番目の態様にかかる位置決め制御装置は、上記2番目の態様の位置決め制御装置が電子部品実装装置に設けられてなるものである。
【0071】
本発明の6番目の態様にかかる位置決め制御装置は、上記3番目の態様の位置決め制御装置が電子部品実装装置に設けられてなるものである。
【0072】
図9は本発明の第2実施形態にかかる部品実装装置に適用可能な位置決め制御構成を示すブロック図である。図9に示すように、この位置決め制御構成は、負荷の目標位置(Pt)、目標位置までの移動時の最高速度(Vmax)、目標位置までの移動時の最高加速度(αmax)、位置決め動作開始位置(Pa)、軸指定(A)、位置決め動作開始指令(C)のそれぞれの指令を出力するメインコントローラ101と、与えられた指令に基づき速度曲線を演算し、指令速度を出力する、第1制御部の一例としての機能する位置決めコントローラ102と、与えられた指令に基づきサーボモータを駆動・制御する、第2制御部の一例としての機能するサーボドライバ103及び106{例えば、複数の部品保持部材の例としての複数の吸着ノズル(後述する図17では吸着ノズル211、図18では吸着ノズル24〜33)の(横方向移動時に位置決め制御される)横方向移動用サーボドライバ103と上下駆動用サーボドライバ106}と、メカ機構すなわち機械的機構に取り付けられたサーボモータ104及び107{例えば、複数の吸着ノズルの横方向移動用サーボモータ104と上下駆動用サーボモータ107(後述する図17では横方向移動用サーボモータと上下駆動用アクチュエータ212、図18では横方向移動用サーボモータと上下駆動用モータ2)}と、最終の位置決め対象であるメカ機構すなわち機械的機構105及び108とを備えている。
【0073】
この構成を具体的に第1実施形態に対応して説明すると、メインコントローラ101において、負荷の目標位置(Pt)は、上記ノズルの上下機構(上記モータ2と上記テーブル3と上記第1〜第10シリンダ4〜13などで構成される機構)においては、上記部品の認識対象面を上記認識部の認識可能範囲に入る位置まで上記駆動部を介して上記選択された部品保持部材を昇降制御させるときの目標位置であり、ノズルの横方向移動機構すなわちヘッドの横方向移動機構(上記横方向移動用モータなどで構成される機構)においては、上記部品の認識対象面を上記認識部の認識可能範囲で認識させるときの昇降駆動開始位置すなわち上記選択された部品保持部材の昇降駆動開始位置である。上記目標位置までの移動時の最高速度(Vmax)は、上記各目標位置までの上記選択された部品保持部材の昇降移動時又は横方向移動時の最高速度である。上記目標位置までの移動時の最高加速度(αmax)は、上記各目標位置までの上記選択された部品保持部材の昇降移動時又は横方向移動時の最高加速度である。上記位置決め動作開始位置(Pa)は、上記モータ2及び横方向移動用モータの各駆動による上記選択された部品保持部材の高さ及び横方向での位置決め動作開始位置である。上記軸指定(A)は、上記選択された部品保持部材の選択のことである。上記位置決め動作開始指令(C)は、上記モータ2及び横方向移動用モータの各駆動による上記選択された部品保持部材の高さ及び横方向での位置決め動作開始指令である。
【0074】
ここで、上記負荷とは、テーブル3のベースであるフレーム1を負荷として横方向すなわち左右方向(N方向)に移動させるアクチュエータやそのメカ機構を意味している。すなわち、横方向すなわち左右方向に移動させる機構では、負荷とはベース1であり、上下方向に移動させる機構では負荷とはテーブル3である。また、上記位置決めコントローラ102は、上記メインコントローラ101から与えられた指令に基づき、上記選択された部品保持部材の昇降移動時及び横方向移動時の両方の速度曲線をそれぞれ演算し、上記演算されたそれぞれの速度曲線に基く速度指令を出力する。上記サーボドライバ103及び106は、上記位置決めコントローラ102から与えられた速度指令に基づき、サーボモータを駆動・制御するものであり、複数の部品保持部材の例としての複数の吸着ノズル24〜33の横方向移動用サーボドライバ103と、上下駆動用サーボドライバ106である。また、上記機械的機構に取り付けられたサーボモータ104及び107は、複数の吸着ノズルの横方向移動用サーボモータと上下駆動用モータ2である。また、上記最終の位置決め対象であるメカ機構すなわち機械的機構105及び108は、横方向移動用の上記横方向移動機構と吸着ノズルの上記上下機構である。
【0075】
この位置決めコントローラ102により行われる上記速度曲線の演算、指令速度の出力の動作を図10、図11を参照しながら説明する。
【0076】
まず、メインコントローラ101が、横方向移動用ドライバ103には、位置決め動作開始位置と軸指定(ノズル選択)の指令を行わずに、横方向移動用目標位置と最高速度(V103max)と最高加速度(α103max)の指令を出力し、上下駆動用ドライバ106には、位置決め動作開始位置と軸指定の指令、及び、上下駆動用目標位置と最高速度(V106max)と最高加速度(α106max)の指令を出力し、位置決め動作開始指令を出力すると、位置決めコントローラ102は、位置決め動作開始指令を待っている状態(図11のステップ#1)から次のステップ#2に移行し、軸指定があるかどうかを判別する(図11のステップ#2)。
【0077】
次に、横方向移動用ドライバ103には、軸指定がないので、図11のステップ#2から図11のステップ#3に進み、最高速度(V103max)と最高加速度(α103max)となる速度指令を横方向移動用ドライバ103に出力する(図11のステップ#3)。これにより、横方向移動用ドライバ103は、最高速度(V103max)と最高加速度(α103max)となる速度指令に基き、横方向移動用サーボモータを駆動制御して、各ノズルを所定の昇降駆動開始位置である目標位置まで横方向移動制御され、認識カメラ61に対して認識可能な姿勢を保持する。
【0078】
次に、上下駆動用ドライバ106には、複数のノズルのうちから上下駆動すべきノズルを選択するための選択すべきノズルを指定する軸指定があるので、図11のステップ#2から図11のステップ#4に進み、指定された軸すなわち選択されたノズルが位置決め動作開始位置に到達するのを待つ(図11のステップ#4)。ここで、ノズルが位置決め動作開始位置に到達するか否かは、位置決めコントローラ102でもって検出できる。すなわち、位置決めコントローラ102はN方向への横移動時にサーボドライバ103を位置決め制御しているので、位置決めコントローラ102でもってN方向の位置を検出でき、位置決め動作開始位置も検出できる。
【0079】
次に、上記選択されたノズルが位置決め動作開始位置に到達すると、最高速度(V106max)と最高加速度(α106max)となる速度指令を上下駆動用ドライバ106へ出力する(図11のステップ#5)。これにより、上下駆動用ドライバ106は、最高速度(V106max)と最高加速度(α106max)となる速度指令に基き、上下駆動用サーボモータ2を駆動制御して、各ノズルを目標位置である所定高さまで昇降制御されて、当該ノズルで吸着された部品の認識対象面が認識カメラ61の認識可能範囲L内に入る。
【0080】
その後は、位置決めコントローラ102は、次の位置決め動作開始指令を待っている状態(図11のステップ#1)となる。すなわち、次に選択されたノズルの昇降移動又は横方向移動の指令を待つ状態となる。
【0081】
このように構成することにより、任意のタイミングで、正確にかつ安価に、選択された各ノズルの位置決め動作を開始することができる。
【0082】
上記第2実施形態によれば、上記選択された部品保持部材が上記認識部に向けて横方向に移動していて位置決め動作開始位置に到達すると、位置決め動作開始指令により、上記速度曲線に基く上記駆動部の駆動による上記選択された部品保持部材の位置決め動作を自動的に開始するようにしたので、任意のタイミングで、正確にかつ安価に位置決め動作を開始することができる。
【0083】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
【0084】
例えば、目標位置と位置決め動作開始位置のパラメータを複数設け、図12に示す処理を行うようにしてもよい。すなわち、ステップ#6において、1つの位置決め動作開始位置から位置決め動作を開始したのち、位置決め動作終了したか否かを検出し、位置決め動作終了したときのみステップ#7に進み、次の目標位置があれば、ステップ#4に戻り、次の位置決め動作開始位置から位置決め動作を開始する一方、ステップ#7において次の目標位置がなければステップ#1に戻るようにしてもよい。このようにすれば、図14に示すように、任意のタイミングで正確にかつ安価に連続位置決め動作を行うことができる。
【0085】
また、複数の位置決め動作終了位置を追加し、図13に示す処理を行うようにしてもよい。すなわち、ステップ#6において、位置決め動作開始位置から位置決め動作を開始したのち、位置決め動作終了したか否かを検出する。位置決め動作終了していないときには、ステップ#8において、位置決め動作終了位置に位置したか否かを検出し、位置決め動作終了位置に位置していないときにはステップ#6に戻る。ステップ#8において、位置決め動作終了せずに位置決め動作終了位置に位置したときには異常検出としてステップ#9において通知する。また、ステップ#6において位置決め動作終了位置に位置したときのみステップ#7に進み、次の目標位置があれば、ステップ#4に戻り、次の目標位置がなければステップ#1に戻るようにしてもよい。このようにすれば、連続位置決め動作における個々の位置決め動作が正常に行われたことを検出することができる。ここで、上記位置決め動作が終了したか否かは、指令速度の出力終了、若しくは、サーボモータ104に取付けられているエンコーダ(位置検出器)により判断(検出)する。また、上記位置決め動作終了位置に位置したか否かは、N方向の位置により上下移動のサーボドライバ106を制御することにより行う。つまり、N方向のある位置(例えば第1ノズル24の認識終了位置)にあれば、第2ノズル25を認識する為の位置まで上昇し、別の位置(例えば第2ノズル25を認識開始する位置)までにその上昇が完了するかどうかを判断し、その上昇が完了しないときには(認識不可能として)異常検出する。
【0086】
また、このような位置決め制御装置を高速・高精度な位置決めを必要とする第1実施形態のような電子部品実装装置に設けたり、適用すると、任意のタイミングで、正確にかつ安価に位置決め動作を開始することが可能となるが、これに限るものではないことはいうまでもない。
【0087】
また、上記第2実施形態は、部品実装装置や方法に限定されることなく、複数のサーボモータ等のアクチュエータを駆動し、ボールねじ等により負荷の位置を制御する位置決め制御装置や方法に適用することもでき、任意のタイミングで、正確にかつ安価に位置決め動作を開始することができる。すなわち、複数のサーボモータ等のアクチュエータを駆動し、ボールねじ等により負荷の位置を制御する装置において、目標位置と、上記目標位置までの移動時の最高速度と、上記目標位置までの移動時の最高加速度との部品認識装置パラメータにより速度曲線を作成し、位置決め動作開始指令により位置決め動作を開始する機能を有し、位置決め動作開始位置と軸指定のパラメータを設け、位置決め動作開始指令を与えると、与えられた軸指定の軸が位置決め動作開始位置に到達すれば、自動的に位置決め動作を開始することにより、任意のタイミングで位置決めを行うように構成することもできる。
【0088】
すなわち、サーボモータ等のアクチュエータを駆動し、ボールネジ等により負荷の位置を制御する位置決め制御において、1つの負荷の位置により、他方の負荷の位置決めを開始するタイミングをとる必要がある場合で、位置決めを開始するタイミングを変化させる必要がある場合において、1つの負荷の位置が位置決め動作開始位置に到達すれば、他方の負荷の位置決め動作を自動的に開始することにより、検出遅れを削減し、安価で、任意のタイミングで位置決め動作を開始することができる。ここで、1つの負荷の位置により、他方の負荷の位置決めを開始するタイミングをとる必要がある場合とは、例えば、サーボドライバ103,106とモータ104,107、メカ機構105と108とにより上下動作と横方向すなわち左右方向移動動作を行うとき、部品高さと認識装置の上へ移動する方向においては、部品の大きさにより左右方向の位置が変化する。従って、上下動作を開始するタイミングが変化するため、1つの負荷例えば左右方向の位置により、他方の負荷例えば上下方向の位置決めを開始するタイミングをとる必要がある場合がある。
【0089】
よって、位置決め動作開始位置と軸指定のパラメータを設け、与えられた軸指定の軸が位置決め動作開始位置に到達すれば、自動的に位置決め動作を開始することにより、検出遅れを削減し、安価で、任意のタイミングで位置決め動作を開始する位置決め制御を行うことができる。
【0090】
このような構成において、目標位置と位置決め動作開始位置のパラメータを複数設けることにより、任意のタイミングで正確にかつ安価に連続位置決め動作を行うこともできる。
【0091】
さらに、このような構成において、複数の位置決め動作終了位置を追加することにより、連続位置決め動作における個々の位置決め動作が正常に行われたことを検出することもできる。
【0092】
このような上記第2実施形態によれば、以下のような課題を解決することもできる。
【0093】
すなわち、従来、このような負荷の位置決め制御構成は、図15に示すように、負荷の目標位置(Pt)・目標位置までの最高速度(Vmax)・目標位置までの最高加速度(αmax)・位置決め動作開始指令(C)を出力するメインコントローラ201と、与えられた上記指令に基づき指令速度を出力する位置決めコントローラ202と、与えられた指令速度に基づきサーボモータを駆動・制御するサーボドライバ203と、メカ機構すなわち機械的機構に取り付けられたサーボモータ204と、最終の位置決め対象であるメカ機構すなわち機械的機構205とが備えられており、位置決めコントローラ202は、図16に示すように、与えられた指令に基づき指令速度を出力するようにしている。
【0094】
このような負荷の位置決め装置を搭載した電子部品実装装置は、図17に示すように、電子部品を部品供給カセットなどの部品供給部にて吸着保持し、基板上の装着位置で基板に装着する複数の部品吸着ノズル211,…,211を備えており、これらの複数の部品吸着ノズル211,…,211の個々のノズル211には、上下機構としてサーボモータ等のアクチュエータ212,…,212と横方向移動用サーボモータAを有する横方向移動機構を有している。
【0095】
また、近年、特に、高速・高精度な実装が求められており、図19に示すように、矢印方向にノズルなどを移動しながらノズルに吸着保持した部品220の形状や吸着姿勢を認識部211で認識することにより、複数の部品を認識し、高速に装着する機構を有するようになっている。
【0096】
しかしながら、部品の認識対象面の高さ認識をする際に、吸着部品の認識対象面の高さが異なる毎に移動しながら上下機構により部品の認識対象面の高さを変更するとき、上下機構の位置決めタイミングを検出する手段が必要であり、部品毎にタイミングが変化する為、複雑で、高価なものとなり、検出遅れによる高速化の妨げとなる。
【0097】
これに対して、上記第2実施形態では、上下機構の位置決めタイミングを検出する手段が不要であり、目標位置と、上記目標位置までの移動時の最高速度と、上記目標位置までの移動時の最高加速度との部品認識装置パラメータにより速度曲線を作成し、位置決め動作開始指令により位置決め動作を開始する機能を有し、位置決め動作開始位置と軸指定のパラメータを設け、位置決め動作開始指令を与えると、与えられた軸指定の軸が位置決め動作開始位置に到達すれば、自動的に位置決め動作を開始することにより、任意のタイミングで位置決めを行うことができるため、任意のタイミングで、正確にかつ安価に位置決め動作を開始することが可能となる。
【0098】
特にも、高速化を実現していくため、上記第1実施形態において説明したように、図18に示すように、ノズル本数を増やし、一括で上下動作を行うアクチュエータ14〜33や横方向移動動作を行うアクチュエータ例えばヘッド部駆動用XYロボット部に横方向移動用サーボモータを搭載する部品実装装置において、部品の認識対象面の高さ認識をする際に、吸着部品の認識対象面の高さが異なる毎に移動しながら上下機構により部品の認識対象面の高さを変更するとき、上下機構の位置決めタイミングを検出する手段が不要となり、任意のタイミングで、正確にかつ安価に位置決め動作を開始することが可能となるため、好適なものとすることができる。
【0099】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、認識部における部品認識時に部品の認識対象面の高さ毎に部品保持部材を上下移動させることにより、認識対象面の高さの異なる部品の認識を連続的に行なうことができる。これにより、認識対象面の高さ毎に複数回部品認識を繰り返していたものを、認識対象面の高さによらず同時に部品保持し、連続的に部品認識動作を行なうことができ、部品実装タクトの向上が実現できる。
【0100】
また、認識対象面の高さ調整のために従来ノズル数に対応した駆動部が必要であったものを単一の駆動部で実現できるため、装置のコストが削減、及び、装置の軽量化ができる。
【0101】
また、上記部品の認識対象面を上記認識部の認識可能範囲に入る位置まで上記駆動部を介して上記選択された部品保持部材を昇降制御させるときの高さ方向の目標位置と、上記目標位置までの上記選択された部品保持部材の昇降移動時の最高速度と、上記目標位置までの上記選択された部品保持部材の昇降移動時の最高加速度とのパラメータにより、上記選択された部品保持部材の昇降移動時の速度曲線を作成し、上記選択された部品保持部材が上記認識部に向けて横方向に移動していて位置決め動作開始位置に到達すると、位置決め動作開始指令により、上記速度曲線に基く上記駆動部の駆動による上記選択された部品保持部材の位置決め動作を自動的に開始するようにすれば、任意のタイミングで、正確にかつ安価に位置決め動作を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態を示す部品実装装置の斜視図である。
【図2】 図1の部品実装装置の位置決め動作形態を説明するための説明図である。
【図3】 従来例1を示し、部品実装装置の斜視図である。
【図4】 同部品実装装置の位置決め動作形態を説明するための説明図である。
【図5】 従来例2を示し、部品実装装置の斜視図である。
【図6】 同部品実装装置の位置決め動作形態を説明するための説明図である。
【図7】 従来例及び本発明の実施の形態を示す部品実装設備の全体斜視図である。
【図8】 認識対象となる部品の一例を示す図である。
【図9】 本発明の第2実施形態にかかる部品実装装置の位置決め制御構成を示すブロック図である。
【図10】 本発明の第2実施形態にかかる部品実装装置の指令速度出力を示す図である。
【図11】 本発明の第2実施形態にかかる部品実装装置の位置決め動作のフローチャートである。
【図12】 本発明の請求項2における位置決め動作のフローチャートである。
【図13】 本発明の請求項3における位置決め動作のフローチャートである。
【図14】 本発明の請求項2及び3における指令速度出力を示す図である。
【図15】 従来のシステムの構成図である。
【図16】 従来のシステムにおける指令速度出力を示す図である。
【図17】 メカ機構すなわち機械的機構の一例を示す図である。
【図18】 メカ機構すなわち機械的機構の一例を示す図である。
【図19】 移動しながら部品認識するシステムの一例を示す図である。
【符号の説明】
1…フレーム、2…モータ、3…テーブル、4〜13…第1〜第10シリンダ、14〜23…第1〜第10バネ、24〜33…第1〜第10ノズル、60…ヘッド部、61…認識カメラ、76,77,78,79…部品、101…メインコントローラ、102…位置決めコントローラ、103、106…サーボドライバ、104、107…サーボモータ、105、108…メカ機構すなわち機械的機構、a…目標位置(Pt)、b…最高速度(Vmax)、c…最高加速度(αmax)、d…位置決め動作開始位置(Pa)、e…軸指定(A)、f…位置決め動作開始指令(C)。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a component recognition facility for mounting a component such as an electronic component or an optical component, in particular, a component recognition method for recognizing the component before mounting the component on a mounted body such as a board or component. Law, In addition, the component mounting method for mounting the recognized components on the substrate, components, etc. To the law It is related.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a head unit 700 as shown in FIG. 3 is known as a head unit having a suction nozzle for sucking and holding components in such a component mounting apparatus. The head unit 700 is mounted on an XY robot 500X that moves the head unit 700 in the X and Y directions, for example, in a component mounting apparatus 500 as shown in FIG. 7, and the head unit 700 is sucked by driving the XY robot 500X. The nozzle sucks and holds the components supplied from the component supply units 500H and 500I in order to produce the mounting substrate 500J, performs component shape recognition, corrects the posture, and then mounts on the substrate 500J.
[0003]
A head unit 770 as shown in FIG. 5 is also known, and has the same configuration and function as the head unit 700 of FIG.
[0004]
Hereinafter, the configuration of the head units 700 and 770 will be described.
[0005]
In FIG. 3, reference numeral 701 denotes a frame serving as a base of the head unit 700, which moves on the component mounting apparatus together with a robot unit that drives the head unit 700 in the XY directions of the component mounting apparatus. Reference numeral 702 denotes a motor as a driving source, which is integrated with the frame, and thereby the table 703 is moved in the E and F directions which are vertical directions. Reference numerals 724 to 733 denote nozzles that attract and hold the components, and in a normal state, the nozzles 724 to 733 are pressed in the E direction by the springs 714 to 723 to be stationary. Reference numerals 704 to 713 denote cylinders that select transmission of driving in the E and F directions from the table 703 to the nozzles 724 to 733. Of the cylinders 704 to 713, only the cylinder corresponding to the nozzle that transmits the operation from the table 703 to the nozzle is driven, and only the nozzle among the nozzles 724 to 733 is brought into contact so that a force acts in the E direction. Thus, the vertical movement of the table 703 is connected to the movement of the selected nozzles in the E and F directions via the driven cylinder. On the other hand, since the cylinders 704 to 713 are not driven and do not come into contact with the nozzles 704 to 713, those that do not transmit the E and F direction operations are prevented from performing the E and F direction operations.
[0006]
The operation of the head unit 700 configured as described above will be described below. In FIG. 4, only four nozzles 724, 725, 726, and 727 out of the ten nozzles are shown for simplification.
[0007]
At the start of recognition in FIG. 4A, for example, four nozzles 724, 725, 726, 727 out of the ten nozzles are simultaneously held at a constant height while holding the parts 695, 696, 697, 698. Then, the recognition camera 600, which is a component shape recognition unit, recognizes in the order of the component 695 → the component 696 → the component 697 → the component 698 in the R direction in which the head unit 700 moves. At this time, since the recognition camera 600 is focused in a range P indicated by hatching in FIG. 4A and can be recognized only within this range P, the component 695 is moved by the vertical movement of the nozzles 724, 725, and 726. , 696, 697 can be recognized by the recognition camera 600 because the lower surface of the component can be positioned in the recognizable range P. However, since the lower surface of the component 698 is out of the recognizable range P, It cannot be recognized by the recognition camera 600. Therefore, the parts having different heights such as the parts 695, 696, 697 and the part 698 cannot be continuously recognized in the form of the part 695 → the part 696 → the part 697 → the part 698.
[0008]
Therefore, in practice, as shown in FIG. 4B, the parts 695, 696, 697 held by the nozzles 724, 725, 726 and capable of simultaneously recognizing the shapes are continuously recognized. After holding, the height of the nozzle 727 with respect to the recognition camera 600 is switched to recognize the component 698.
[0009]
Next, the configuration of the head unit 770 shown in FIG. 5 will be described.
[0010]
Reference numeral 771 denotes a frame that serves as a base of the head portion 770, and is integrated with a motor that is a drive source of 772, 773, and 774. 775, 776, and 777 are ball screws that are individually rotated by motors 772, 773, and 774, and 778, 779, and 780 are nozzles that hold components. The rotational drive generated by the motors 772, 773, 774 is transmitted as vertical movement to the nozzles 778, 779, 780 via the ball screws 775, 776, 777. Therefore, the vertical movements of the nozzles 778, 779, and 780 can be individually set by the motors 772, 773, and 774.
[0011]
The operation of the head unit 770 configured as described above will be described below.
[0012]
In FIG. 6, since the nozzles 778, 779, and 780 are individually controlled by the motors 772, 773, and 774 in the U and V directions that are the vertical directions in FIG. 5, the components 787, 788, and 789 are held, respectively. Thereafter, the position is individually adjusted so that the lower surface of each component falls within the recognizable range P in which the component shape recognition unit 600 is focused. Thus, the components 787, 788, and 789 having different heights are continuously recognized in the order of the component 787 → the component 788 → the component 789 and mounted.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration of the head unit 700 of FIG. 3 as described above, the number of component shape recognitions increases as the height of components to be mounted increases, and at the same time, the head unit 700 has to supply each component. Since it takes time to move, it also affects the productivity of the mounting board due to an increase in the board mounting tact time.
[0014]
On the other hand, in recent years, there is a high need for mounting various components, and in order to perform highly efficient board mounting, a component mounting apparatus that can continuously recognize various components has become essential.
[0015]
In the configuration of the head unit 770 shown in FIG. 5 as described above, the component shape can be recognized continuously regardless of the difference in component height, but a plurality of drive sources are required, and only the price of the head unit itself is increased. However, the influence on the dynamic characteristics of the robot for driving the head part due to the increase in the weight of the head part can be considered. Therefore, it is difficult to improve the component mounting efficiency by limiting the number of nozzles.
[0016]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and a component recognition method capable of continuously recognizing components having various heights held by a plurality of component holding members. as well as Component mounting method The law It is to provide.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0019]
First of the present invention 1 According to an aspect When recognizing the recognition target surfaces of a plurality of components held by a plurality of component holding members that are selectively raised and lowered by a single driving unit and having different recognition target surface heights, The height of each component holding member is controlled by the single drive unit so that the recognition target surface of each component falls within the recognizable range where the recognition unit is focused. A component recognition method for recognizing the recognition target surface, The plurality of components held by the plurality of component holding members and having different heights of the recognition target surface are recognized when the lower end surfaces of the plurality of component holding members are positioned at the same height. There is a variation in height between the plurality of parts so that all of the target surfaces do not fall within the recognizable range where the recognition unit is in focus. , A component recognition method is provided.
[0020]
First of the present invention 2 According to the aspect, the plurality of components held by the plurality of component holding members and having different heights of the recognition target surface are the plurality of components when the lower end surfaces of the plurality of component holding members are positioned at the same height. When all of the recognition target surfaces of the parts have a height variation between the plurality of parts so that they do not fall within a recognizable range where the recognition unit is focused, the recognition among the plurality of parts is performed. When a target surface recognizes a component that falls within the recognizable range where the recognition unit is in focus, the height is maintained without driving up and down the component holding member that selectively holds the component by driving the single driving unit. In addition, when recognizing a component that does not fall within the recognizable range where the recognition target is in focus, the component holding member that holds the component is moved up and down. The above recognition target surface to recognize the recognition target face After positioning operation controlled to enter into a recognizable range focus of the recognition unit fits 1 A component recognition method according to an aspect is provided.
[0039]
First of the present invention 3 According to the aspect, after holding the plurality of components from the component supply unit by the plurality of component holding members, 1 or 2 A component that is recognized by the component recognition method described in the aspect, and then mounted on the mounted body after correcting the postures of the plurality of components held by the plurality of component holding members based on the recognition result Provide an implementation method.
[0041]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0042]
(First embodiment)
Hereinafter, a component recognition method and apparatus and a component mounting method and apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0043]
FIG. 1 shows a component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
[0044]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a frame that serves as a base of the head unit 60, and moves along with the head unit driving robot unit. 2 is a motor as a drive source attached to the frame 1, 3 is screwed with a rotary shaft constituted by a ball screw of the motor 2, and the frame 1 is moved in the vertical direction, that is, the A or B direction by forward and reverse rotation of the rotary shaft of the motor 2. The table 3 can be controlled to stop at an arbitrary position within the movable range. Reference numerals 4 to 13 denote first to tenth cylinders that are fixed to the table 3 and function as drive transmission units that select transmission of the vertical movement of the table 3, and 24 to 33 are supported by the frame 1 and the first to tenth cylinders 4. The first to tenth nozzles having an upper end that can be contacted when the pistons 13 to 13 move to the lower end position and sucking and holding the parts to be mounted, and 14 to 23 always move the first to tenth nozzles 24 to 33. These are first to tenth springs that press down the first to tenth nozzles 24 to 33 in the downward direction, that is, the A direction, to be stationary.
[0045]
The configuration of the component mounting apparatus excluding the head unit 60 is substantially the same as that of the conventional component mounting apparatus as shown in FIG.
[0046]
Hereinafter, the operation of the head unit 60 of the component mounting apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, for simplification, only four first to fourth nozzles 24, 25, 26, and 27 out of the ten first to tenth nozzles 24 to 33 are illustrated.
[0047]
The head portion 60 moves the table 3 in the vertical direction by forward / reverse rotation driving of the rotation shaft of the motor 2 installed in the fixed frame 1, and the power of the vertical movement is the first to tenth cylinders 4. To overcome the reaction force in the upward direction, that is, the B direction of the spring corresponding to the selected cylinder of the first to tenth springs 14 to 23 by the driving force of the selected cylinder of It is transmitted to the nozzle corresponding to the selected cylinder among the tenth nozzles 24 to 33 and moves up and down corresponding to the operation of the table 3. Specifically, for example, as shown in FIG. 1, when the eighth nozzle 31 is raised and lowered together with the vertical movement of the table 3, the eighth cylinder 11 is driven and the lower end surface of the piston is set to the upper end of the eighth nozzle 31. After the contact, the vertical movement of the table 3 causes the biston of the eighth cylinder 11 and the eighth nozzle 31 to move up and down against the reaction force of the eighth spring 21 integrally. The nozzles corresponding to the cylinders that are not selected and not transmitted with driving are stationary at the same position without being transmitted with the vertical movement of the table 3.
[0048]
In FIG. 2A, the first to fourth nozzles 24, 25, 26, and 27 holding the components 56, 57, 58, and 59 having different heights from the component supply unit such as a component supply cassette are driven by the head unit. While the head unit 60 is continuously moved in the arrow N direction (lateral direction) as the head unit moving direction by the robot unit, the recognition camera 61, which is an example of a recognition unit, uses the component 56 → the component 57 → the component 58 → the component 59. In this order, the part shape and part position are recognized. At this time, the table 3 of the head unit 60 is moved up and down by driving the motor 2 so that the recognition target surface of the component 56 that first recognizes the shape, for example, the lower surface of the component falls within the recognizable range L at the start of recognition. The cylinder is driven by the first nozzle 24 shown in FIG. 2 to lower the biston to the lower end position to transmit the vertical movement on the table side to the first nozzle 24. The first nozzle 24 is positioned in the direction A or B in FIG. After the adjustment, the shape of the component 56 sucked and held by the first nozzle 24 is recognized with the position adjusted.
[0049]
Next, in FIG. 2B, when recognizing the component 57 sucked and held by the second nozzle 25, the shape recognition of the component 56 is finished, and at the same time, the component 57 has a lower component lower surface than the component 56. The second nozzle 25 is raised in the B direction by raising the table 3 of the head unit 60 in the B direction by driving the motor 2 so that the lower surface of the component falls within the recognizable range L. This ascending operation is performed before the shape recognition of the component 57, and when the shape recognition of the component 57 is started, the lower surface of the component is in the recognizable range L of the recognition camera 61, and the shape recognition of the component 57 can be appropriately performed.
[0050]
Next, in FIG. 2C, when recognizing the component 58 sucked and held by the third nozzle 26, the shape recognition of the component 57 is completed, and at the same time, the component 58 has a higher bottom surface than the component 57. The third nozzle 26 is lowered in the A direction by lowering the table 3 of the head unit 60 in the A direction by driving the motor 2 so that the lower surface of the component falls within the recognizable range L. This lowering operation is performed before the shape of the component 58 is recognized. When the shape recognition of the component 58 is started, the lower surface of the component is in the recognizable range L of the recognition camera 61, and the shape of the component 58 can be recognized appropriately.
[0051]
Next, in FIG. 2D, when recognizing the component 59 sucked and held by the fourth nozzle 27, the shape recognition of the component 58 is completed, and at the same time, the component 59 has a lower bottom surface than the component 58. The fourth nozzle 27 is raised in the B direction by raising the table 3 of the head unit 60 in the B direction by driving the motor 2 so that the lower surface of the component falls within the recognizable range L. This ascending operation is performed before the shape of the component 59 is recognized. When the shape recognition of the component 59 is started, the lower surface of the component is in the recognizable range L of the recognition camera 61, and the shape of the component 59 can be recognized appropriately.
[0052]
Similarly, with respect to a component that is sucked and held by another nozzle (not shown in FIG. 2), the head corresponding to the component height is measured between the end of shape recognition of the component immediately before the component and the start of shape recognition of the component. By moving the table 3 of the unit 60 up and down in the A or B direction, the component lower surface can always be adjusted to the component recognizable range L during component recognition, and the component shape can be recognized continuously.
[0053]
After that, based on the recognized recognition result, the posture of the component sucked and held by the nozzle is corrected, and then mounted at a predetermined position of a mounted body such as a substrate.
[0054]
When correcting the orientation of the component, in order to correct the rotation direction around the nozzle axis, that is, the θ direction, the θ direction driving motor 215 is provided in the frame 1, and the gear 215a of the rotating shaft of the θ direction driving motor 215 is provided. , The rack 216 meshed with the gear 215a is moved forward and backward in the horizontal direction, and the gear 217 fixed to each nozzle is rotated in the forward and reverse directions, so that all the nozzles are simultaneously rotated in the θ direction. It can be rotated in reverse.
[0055]
As an example of the first embodiment, in an electronic component mounting apparatus as shown in FIG. 1, up to 10 nozzles are moved up and down to continuously recognize and recognize up to 10 different height electronic components. There is a component mounting apparatus for mounting up to ten electronic components having different heights on a substrate. The parts for shape recognition are, for example, those having a height of about 1 mm to a maximum of 25 mm, and each of the ten nozzles 24 to 33 is connected by one motor 2 and ten selection cylinders 4 to 13. Position control in the vertical direction. At this time, since the recognizable range L is, for example, 0.5 mm in the height direction, a mechanism capable of performing position control with a resolution of 0.01 mm or more can be realized.
[0056]
According to the first embodiment, the nozzles 24 to 33 of the head unit 60 are moved substantially in the vertical direction for each height of the recognition target surface of the components 56 to 59 to be recognized when the component shape is recognized in the component mounting apparatus. Accordingly, it is possible to continuously recognize the shapes and heights of the parts 56 to 59 having different recognition target surface heights. This eliminates the need to repeat component recognition such as holding a component for each height of the recognition target surface and performing component recognition multiple times, and allows components with different recognition target surface heights to be used regardless of the height of the recognition target surface. The component recognition operation can be continuously performed while simultaneously holding the components, and the component mounting tact can be improved. That is, even if the recognition target surfaces of the components 56 to 59 held by the plurality of nozzles 24 to 33 do not all fall within the recognizable range L of the recognition camera 61, the recognition target surfaces of the components 56 to 59 are recognized. By moving the respective nozzles 24 to 33 in the vertical direction so as to fall within the possible range L, it is possible to simultaneously perform the component recognition operation while simultaneously holding the components having different recognition target surface heights.
[0057]
In addition, since the drive unit corresponding to the number of nozzles is conventionally required to adjust the height of the component by the motor 2 of a single drive unit, the cost of the device is reduced and the weight of the device is reduced. Can be made.
[0058]
The recognition target surface of the component recognized by the recognition camera 61 is not limited to the lower surface of the component. For example, there are the following. For parts with protruding electrodes such as balls on the underside of parts such as BGA (Ball Grid Array) and CSP (Chip Size Package) as shown in FIGS. 8A and 8B, the recognition target surface is the part body. It is not the lower surface of the ball but the ball itself, and it is necessary to detect the height (in the case of a three-dimensional recognition camera) and shape (in the case of a two-dimensional recognition camera) of the ball. On the other hand, in a part having a lead portion protruding from the component body, such as a QFP (Quad Flat Package) as shown in FIGS. 8C, 8D, and 8E, the recognition target surface is that of the component body. It is necessary to detect the height (in the case of a three-dimensional recognition camera) and the shape (in the case of a two-dimensional recognition camera) of the lead portion, not the lower surface but near the tip of the lead portion. On the other hand, in the chip components as shown in FIGS. 8F and 8G, the recognition target surface is the lower surface of the component main body, and the height (in the case of a three-dimensional recognition camera) and shape (two-dimensional recognition) of the lower surface of the component main body. Need to be detected). Thus, even if the parts to be recognized are the same as the surface to be picked up by the nozzle, that is, the top surface, the ball part, the lead part, and the bottom surface of the parts, which are the recognition symmetrical surfaces, are located at completely different positions. . As described above, even when the heights of the recognition target surfaces are varied, in the first embodiment, all recognition can be performed by one recognition operation.
[0059]
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0060]
In the positioning control device and method according to the second embodiment of the present invention, when the height of the recognition target surface of the component is recognized in the first embodiment, the height of the recognition target surface of the suction component is different. It is necessary to change the height of the recognition target surface of the component while moving up and down in the vertical direction, and in other words, the drive start timing of the up and down movement, in other words, the positioning timing can be detected with high accuracy. That is, an actuator such as a servo motor corresponding to the motor 2 of the driving unit is driven, and the position of the load is controlled by a ball screw or the like that is a rotating shaft of the motor 2. A positioning control device and method for performing positioning control by creating a speed curve based on parameters of a target position that is a height position to be positioned, a maximum speed to the target position, and a maximum acceleration to the target position, The present invention is suitable for a component recognition apparatus and method and a component mounting apparatus and method according to an embodiment.
[0061]
In other words, the positioning control device and method according to the second embodiment are provided with a positioning operation start position and an axis designation parameter to be positioned, and automatically when a given axis designation axis reaches the positioning operation start position. By starting the positioning operation, the detection delay of the positioning operation start timing can be reduced, and the vertical operation can be started at an arbitrary timing at a low cost.
[0062]
Here, the operation start position is a position for creating a timing for starting the positioning operation in the vertical direction in order to put the recognition target surface within the recognizable range when moving in the lateral direction that is the N direction in FIG. In other words, it is the lift drive start position. That is, for example, when moving in the lateral direction that is the N direction, if the position in the N direction is completed for the part 56 of the first nozzle 24, the positioning operation in the vertical direction for the second nozzle 25 is performed. And move to a position to recognize the component 57 of the second nozzle 25 in the vertical direction. The axis designation means designation of an N-direction actuator. The provision of the parameter means means for notifying the positioning controller 102 of the axis designation from the main controller 101.
[0063]
The positioning control apparatus according to the second embodiment of the present invention is configured to control the raising / lowering of the selected component holding member via the drive unit to a position where the recognition target surface of the component enters a recognizable range of the recognition unit. A target position in the height direction, a maximum speed when the selected component holding member moves up and down to the target position, and a maximum acceleration when the selected component holding member moves up and down to the target position. Based on the parameters, create a speed curve when the selected component holding member moves up and down during vertical movement, and position the selected component holding member moving laterally toward the recognition unit. When the operation start position is reached, the positioning operation start command automatically starts the positioning operation of the selected component holding member by driving the driving unit based on the speed curve. In, at any time, it can be started up or down operation without delay detection. Here, the target position is the final position to be moved up and down. For example, if the target position is raised from the first nozzle 24 to the second nozzle 25, the height at which the component 57 of the second nozzle 25 can be recognized. It is the position of the direction. A positioning control device according to a first aspect of the present invention includes a positioning operation start position and an axis designation parameter. When a given axis designation axis reaches the positioning operation start position together with a positioning operation start command, an automatic operation is performed. In this way, the positioning operation is started.
[0064]
Thereby, it is possible to perform positioning in which any positioning operation start timing is configured accurately and inexpensively.
[0065]
A positioning control device according to a second aspect of the present invention comprises a plurality of parameters of the target position and positioning operation start position of the first aspect, and a given axis designation axis starts positioning operation together with a positioning operation start command. When the position is reached, the positioning operation is automatically started and performed a plurality of times.
[0066]
Thereby, the positioning which comprised the some arbitrary positioning operation start timing correctly and cheaply can be performed, and the continuous positioning can be performed.
[0067]
A positioning control device according to a third aspect of the present invention includes a positioning control device according to the second aspect, which includes a plurality of positioning operation end position parameters, and detects that each positioning operation in a continuous operation has been normally performed. It is.
[0068]
As a result, it is possible to detect that the individual positioning operations of the continuous positioning operations have been normally performed, and to stop instantaneously when abnormal.
[0069]
A positioning control device according to a fourth aspect of the present invention is such that the positioning control device according to the first aspect is provided in an electronic component mounting apparatus.
[0070]
A positioning control device according to a fifth aspect of the present invention is such that the positioning control device according to the second aspect is provided in an electronic component mounting apparatus.
[0071]
A positioning control device according to a sixth aspect of the present invention is such that the positioning control device according to the third aspect is provided in an electronic component mounting apparatus.
[0072]
FIG. 9 is a block diagram showing a positioning control configuration applicable to the component mounting apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, this positioning control configuration has a load target position (Pt), a maximum speed (Vmax) when moving to the target position, a maximum acceleration (αmax) when moving to the target position, and a positioning operation start. A main controller 101 that outputs each command of position (Pa), axis designation (A), and positioning operation start command (C), a speed curve is calculated based on the given command, and a first speed is output. A positioning controller 102 that functions as an example of a control unit, and servo drivers 103 and 106 that function as an example of a second control unit that drives and controls a servo motor based on a given command {for example, a plurality of component holding members Of the plurality of suction nozzles (suction nozzle 211 in FIG. 17 described later, suction nozzles 24 to 33 in FIG. ) Servo driver 103 for horizontal movement and servo driver 106 for vertical driving, and servo motors 104 and 107 attached to a mechanical mechanism, that is, a mechanical mechanism {for example, servo motor 104 for horizontal movement of a plurality of suction nozzles and vertical movement Servo motor 107 for driving (transversely moving servomotor and vertical driving actuator 212 in FIG. 17 to be described later, laterally moving servomotor and vertical driving motor 2 in FIG. 18) and the mechanism that is the final positioning target Mechanisms or mechanical mechanisms 105 and 108.
[0073]
Specifically, this configuration will be described with reference to the first embodiment. In the main controller 101, the load target position (Pt) is determined by the nozzle up-and-down mechanism (the motor 2, the table 3, the first to the first). In the mechanism composed of 10 cylinders 4 to 13 and the like, the selected component holding member is controlled to move up and down through the drive unit to a position where the recognition target surface of the component enters a recognizable range of the recognition unit. In the horizontal movement mechanism of the nozzle, that is, the horizontal movement mechanism of the head (mechanism constituted by the horizontal movement motor or the like), the recognition target surface of the component can be recognized by the recognition unit. This is the raising / lowering driving start position for recognition in the range, that is, the raising / lowering driving start position of the selected component holding member. The maximum speed (Vmax) when moving to the target position is the maximum speed when the selected component holding member is moved up and down or moved laterally to each target position. The maximum acceleration (αmax) when moving to the target position is the maximum acceleration when the selected component holding member is moved up and down or moved laterally to each target position. The positioning operation start position (Pa) is the positioning operation start position in the height and lateral direction of the selected component holding member by driving the motor 2 and the lateral movement motor. The axis designation (A) is selection of the selected component holding member. The positioning operation start command (C) is a positioning operation start command in the height and lateral direction of the selected component holding member by driving the motor 2 and the lateral movement motor.
[0074]
Here, the load means an actuator that moves the frame 1 that is the base of the table 3 in the horizontal direction, that is, the left-right direction (N direction) and a mechanical mechanism thereof. That is, in the mechanism that moves in the horizontal direction, that is, in the left-right direction, the load is the base 1, and in the mechanism that moves in the vertical direction, the load is the table 3. In addition, the positioning controller 102 calculates the speed curves for both the up and down movement and the lateral movement of the selected component holding member based on the command given from the main controller 101, respectively. A speed command based on each speed curve is output. The servo drivers 103 and 106 drive and control the servo motor based on the speed command given from the positioning controller 102. The servo drivers 103 and 106 are arranged side by side with a plurality of suction nozzles 24-33 as examples of a plurality of component holding members. A direction moving servo driver 103 and a vertical driving servo driver 106. The servo motors 104 and 107 attached to the mechanical mechanism are a servo motor for lateral movement of a plurality of suction nozzles and a motor 2 for vertical driving. Further, the mechanical mechanism, that is, the mechanical mechanisms 105 and 108, which are the final positioning targets, are the lateral movement mechanism for lateral movement and the vertical mechanism of the suction nozzle.
[0075]
The speed curve calculation and command speed output operations performed by the positioning controller 102 will be described with reference to FIGS.
[0076]
First, the main controller 101 does not issue a command for positioning operation start position and axis designation (nozzle selection) to the lateral movement driver 103, and the lateral movement target position, the maximum speed (V103max), and the maximum acceleration ( α103max) command, and the vertical drive driver 106 outputs the positioning operation start position and axis designation command, and the vertical drive target position, maximum speed (V106max) and maximum acceleration (α106max) commands. When the positioning operation start command is output, the positioning controller 102 shifts from the state waiting for the positioning operation start command (step # 1 in FIG. 11) to the next step # 2, and determines whether there is an axis designation. (Step # 2 in FIG. 11).
[0077]
Next, since there is no axis designation in the lateral movement driver 103, the process proceeds from step # 2 in FIG. 11 to step # 3 in FIG. 11, and speed commands for maximum speed (V103max) and maximum acceleration (α103max) are sent. This is output to the lateral movement driver 103 (step # 3 in FIG. 11). As a result, the lateral movement driver 103 drives and controls the lateral movement servo motor based on the speed commands for the maximum speed (V103max) and the maximum acceleration (α103max), and sets each nozzle to a predetermined lift drive start position. The movement to the target position is controlled in the lateral direction, and a recognizable posture with respect to the recognition camera 61 is maintained.
[0078]
Next, since the vertical drive driver 106 has axis designation for designating a nozzle to be selected for selecting a nozzle to be driven up and down from a plurality of nozzles, step # 2 in FIG. 11 to step 11 in FIG. The process proceeds to step # 4 and waits for the designated axis, that is, the selected nozzle, to reach the positioning operation start position (step # 4 in FIG. 11). Here, whether or not the nozzle reaches the positioning operation start position can be detected by the positioning controller 102. That is, since the positioning controller 102 controls the positioning of the servo driver 103 during lateral movement in the N direction, the positioning controller 102 can detect the position in the N direction and can also detect the positioning operation start position.
[0079]
Next, when the selected nozzle reaches the positioning operation start position, a speed command for maximum speed (V106max) and maximum acceleration (α106max) is output to the vertical drive driver 106 (step # 5 in FIG. 11). As a result, the vertical drive driver 106 controls the vertical drive servomotor 2 to drive each nozzle to a predetermined height, which is the target position, based on the speed command for maximum speed (V106max) and maximum acceleration (α106max). The recognition target surface of the part sucked by the nozzle is controlled to move up and down and falls within the recognizable range L of the recognition camera 61.
[0080]
Thereafter, the positioning controller 102 waits for the next positioning operation start command (step # 1 in FIG. 11). That is, the next nozzle is in a state of waiting for a command to move up and down or move laterally.
[0081]
With this configuration, the positioning operation of each selected nozzle can be started accurately and inexpensively at an arbitrary timing.
[0082]
According to the second embodiment, when the selected component holding member moves laterally toward the recognition unit and reaches the positioning operation start position, the positioning operation start command causes the above-described speed based on the speed curve. Since the positioning operation of the selected component holding member by driving the driving unit is automatically started, the positioning operation can be accurately and inexpensively started at an arbitrary timing.
[0083]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement with another various aspect.
[0084]
For example, a plurality of parameters for the target position and the positioning operation start position may be provided and the process shown in FIG. 12 may be performed. That is, in step # 6, after starting the positioning operation from one positioning operation start position, it is detected whether or not the positioning operation is completed. Only when the positioning operation is completed, the process proceeds to step # 7, and the next target position is found. For example, the process may return to step # 4 to start the positioning operation from the next positioning operation start position, while returning to step # 1 if there is no next target position in step # 7. In this way, as shown in FIG. 14, the continuous positioning operation can be performed accurately and inexpensively at an arbitrary timing.
[0085]
Further, a plurality of positioning operation end positions may be added and the processing shown in FIG. 13 may be performed. That is, in step # 6, after starting the positioning operation from the positioning operation start position, it is detected whether or not the positioning operation is completed. When the positioning operation has not been completed, it is detected at step # 8 whether or not the positioning operation has been completed. When the positioning operation has not been completed, the process returns to step # 6. In step # 8, when it is located at the positioning operation end position without completing the positioning operation, an abnormality detection is notified in step # 9. Also, the process proceeds to step # 7 only when it is located at the positioning operation end position in step # 6. If there is a next target position, the process returns to step # 4, and if there is no next target position, the process returns to step # 1. Also good. In this way, it is possible to detect that each positioning operation in the continuous positioning operation has been performed normally. Here, whether or not the positioning operation has been completed is determined (detected) by the output of the command speed or by an encoder (position detector) attached to the servo motor 104. Whether or not the position is at the positioning operation end position is determined by controlling the servo driver 106 that moves up and down according to the position in the N direction. That is, if it is at a certain position in the N direction (for example, the recognition end position of the first nozzle 24), it rises to a position for recognizing the second nozzle 25, and another position (for example, a position at which recognition of the second nozzle 25 is started). ) Until the rise is completed, and when the rise is not completed (absence of recognition), an abnormality is detected.
[0086]
Further, when such a positioning control device is provided or applied to the electronic component mounting apparatus as in the first embodiment that requires high-speed and high-precision positioning, positioning operation can be performed accurately and inexpensively at any timing. It goes without saying that it is possible to start, but not limited to this.
[0087]
Further, the second embodiment is not limited to the component mounting apparatus and method, and is applied to a positioning control apparatus and method that drives a plurality of actuators such as servo motors and controls the position of a load by a ball screw or the like. In addition, the positioning operation can be started accurately and inexpensively at an arbitrary timing. That is, in an apparatus that drives a plurality of actuators such as servo motors and controls the position of a load with a ball screw or the like, the target position, the maximum speed when moving to the target position, and the time when moving to the target position Creates a speed curve by the component recognition device parameter with the maximum acceleration, has a function to start positioning operation by positioning operation start command, provides positioning operation start position and axis designation parameters, and gives positioning operation start command, If the given axis designated axis reaches the positioning operation start position, the positioning operation can be automatically started to perform positioning at an arbitrary timing.
[0088]
In other words, in the positioning control in which an actuator such as a servo motor is driven and the position of the load is controlled by a ball screw or the like, it is necessary to take the timing for starting the positioning of the other load by the position of one load. When it is necessary to change the start timing, if the position of one load reaches the positioning operation start position, the positioning operation of the other load is automatically started, thereby reducing detection delay and reducing the cost. The positioning operation can be started at an arbitrary timing. Here, when it is necessary to take the timing to start positioning of the other load depending on the position of one load, for example, the servo driver 103, 106, the motor 104, 107, and the mechanical mechanism 105, 108 move up and down. When moving in the horizontal direction, that is, in the horizontal direction, the position in the horizontal direction changes depending on the size of the component in the height of the component and the direction in which the component moves upward. Accordingly, since the timing for starting the up / down motion changes, it may be necessary to take the timing for starting positioning of the other load, for example, the vertical direction, depending on the position of one load, for example, the horizontal direction.
[0089]
Therefore, the positioning operation start position and the axis designation parameter are provided, and if the given axis designation axis reaches the positioning operation start position, the positioning operation is automatically started, thereby reducing the detection delay and reducing the cost. Positioning control for starting the positioning operation at an arbitrary timing can be performed.
[0090]
In such a configuration, by providing a plurality of parameters for the target position and the positioning operation start position, the continuous positioning operation can be performed accurately and inexpensively at an arbitrary timing.
[0091]
Further, in such a configuration, by adding a plurality of positioning operation end positions, it is possible to detect that each positioning operation in the continuous positioning operation has been normally performed.
[0092]
According to the second embodiment, the following problems can be solved.
[0093]
That is, conventionally, such a load positioning control configuration has a load target position (Pt), a maximum speed (Vmax) up to the target position, a maximum acceleration (αmax) up to the target position, and positioning as shown in FIG. A main controller 201 that outputs an operation start command (C); a positioning controller 202 that outputs a command speed based on the given command; a servo driver 203 that drives and controls a servo motor based on the given command speed; A servo motor 204 attached to a mechanical mechanism, that is, a mechanical mechanism, and a mechanical mechanism, that is, a mechanical mechanism 205 that is a final positioning target, are provided, and the positioning controller 202 is given as shown in FIG. The command speed is output based on the command.
[0094]
As shown in FIG. 17, an electronic component mounting apparatus equipped with such a load positioning device sucks and holds an electronic component by a component supply unit such as a component supply cassette and mounts the electronic component on the substrate at a mounting position on the substrate. A plurality of component suction nozzles 211,..., 211 are provided. Each of the plurality of component suction nozzles 211,..., 211 has an actuator 212,. A lateral movement mechanism having a direction movement servomotor A is provided.
[0095]
In recent years, in particular, high-speed and high-precision mounting has been demanded. As shown in FIG. 19, the recognition unit 211 recognizes the shape and suction posture of the component 220 sucked and held by the nozzle while moving the nozzle in the arrow direction. By recognizing with, it has a mechanism for recognizing a plurality of components and mounting them at high speed.
[0096]
However, when recognizing the height of the recognition target surface of the component, the vertical mechanism is used to change the height of the recognition target surface of the component by the vertical mechanism while moving each time the height of the recognition target surface of the suction component is different. The means for detecting the positioning timing is necessary, and the timing changes for each part. Therefore, it is complicated and expensive, and hinders speeding up due to detection delay.
[0097]
On the other hand, in the second embodiment, means for detecting the positioning timing of the vertical mechanism is unnecessary, and the target position, the maximum speed when moving to the target position, and the time when moving to the target position are not detected. Creates a speed curve by the component recognition device parameter with the maximum acceleration, has a function to start positioning operation by positioning operation start command, provides positioning operation start position and axis designation parameters, and gives positioning operation start command, When the given axis specified axis reaches the positioning operation start position, it can be positioned at any timing by automatically starting the positioning operation, so it can be accurately and inexpensively at any timing. The positioning operation can be started.
[0098]
In particular, in order to realize high speed, as described in the first embodiment, as shown in FIG. 18, the number of nozzles is increased, and the actuators 14 to 33 that perform the vertical movement collectively and the lateral movement operation are performed. In a component mounting apparatus in which a lateral movement servo motor is mounted on an actuator that performs an XY robot for driving a head, for example, when the height of the recognition target surface of the component is recognized, the height of the recognition target surface of the suction component is When changing the height of the recognition target surface of the component by the vertical mechanism while moving at different times, a means for detecting the positioning timing of the vertical mechanism becomes unnecessary, and the positioning operation is started accurately and inexpensively at any timing. Therefore, it can be made suitable.
[0099]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at the time of component recognition in the recognition unit, the component holding member is moved up and down for each height of the recognition target surface of the component, thereby continuously recognizing components having different recognition target surfaces. Can be done. This makes it possible to hold components that have been repeatedly recognized multiple times for each height of the recognition target surface at the same time, regardless of the height of the recognition target surface, and perform component recognition operations continuously. Tact improvement can be realized.
[0100]
In addition, since it is possible to realize a single drive unit that has conventionally required a drive unit corresponding to the number of nozzles to adjust the height of the recognition target surface, the cost of the device is reduced and the weight of the device is reduced. it can.
[0101]
Further, a target position in the height direction when the selected component holding member is controlled to move up and down through the drive unit to a position where the recognition target surface of the component falls within a recognizable range of the recognition unit, and the target position Parameters of the selected component holding member up to the target position and the maximum acceleration during the up / down movement of the selected component holding member up to the target position. Create a speed curve when moving up and down, and when the selected component holding member moves laterally toward the recognition unit and reaches the positioning operation start position, the positioning operation start command is used to generate the speed curve. By automatically starting the positioning operation of the selected component holding member by driving the driving unit, the positioning operation can be started accurately and inexpensively at an arbitrary timing. Rukoto can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a component mounting apparatus showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a positioning operation mode of the component mounting apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view of a component mounting apparatus according to a first conventional example.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a positioning operation mode of the component mounting apparatus;
FIG. 5 is a perspective view of a component mounting apparatus according to a second conventional example.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a positioning operation mode of the component mounting apparatus.
FIG. 7 is an overall perspective view of a component mounting facility showing a conventional example and an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a component to be recognized.
FIG. 9 is a block diagram showing a positioning control configuration of the component mounting apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing command speed output of the component mounting apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart of the positioning operation of the component mounting apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart of the positioning operation according to claim 2 of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart of the positioning operation according to claim 3 of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing command speed output in claims 2 and 3 of the present invention.
FIG. 15 is a configuration diagram of a conventional system.
FIG. 16 is a diagram showing command speed output in a conventional system.
FIG. 17 is a diagram showing an example of a mechanical mechanism, that is, a mechanical mechanism.
FIG. 18 is a diagram showing an example of a mechanical mechanism, that is, a mechanical mechanism.
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a system that recognizes a component while moving.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Frame, 2 ... Motor, 3 ... Table, 4-13 ... 1st-10th cylinder, 14-23 ... 1st-10th spring, 24-33 ... 1st-10th nozzle, 60 ... Head part, 61 ... Recognition camera, 76, 77, 78, 79 ... Parts, 101 ... Main controller, 102 ... Positioning controller, 103, 106 ... Servo driver, 104, 107 ... Servo motor, 105, 108 ... Mechanical mechanism, that is, mechanical mechanism, a ... target position (Pt), b ... maximum speed (Vmax), c ... maximum acceleration (αmax), d ... positioning operation start position (Pa), e ... axis designation (A), f ... positioning operation start command (C ).

Claims (3)

単一の駆動部(2)によって選択的に昇降される複数の部品保持部材(24〜33)により保持されかつ認識対象面の高さが異なる複数の部品(56,57,58,59)の上記認識対象面を1つの認識部(61)により認識するとき、上記複数の各々の部品の上記認識対象面が上記認識部の焦点が合う認識可能範囲(L)に入るように上記単一の駆動部により上記各部品保持部材の高さを制御して連続的に上記複数の部品の上記認識対象面の認識を行う部品認識方法であって、
上記複数の部品保持部材(24〜33)により保持されかつ上記認識対象面の高さが異なる上記複数の部品は、上記複数の部品保持部材の下端面が同一高さに位置したときに上記複数の部品の上記認識対象面のすべてが上記認識部の焦点が合う認識可能範囲に入らないような上記複数の部品間の高さのバラツキを有する部品認識方法。
A plurality of components (56, 57, 58, 59) held by a plurality of component holding members (24 to 33) selectively lifted and lowered by a single drive unit (2) and having different recognition target surfaces. When the recognition target surface is recognized by one recognition unit (61), the single recognition unit (61) is configured so that the recognition target surface of each of the plurality of parts falls within a recognizable range (L) where the recognition unit is focused. the driving unit performs recognition of the recognition target surface of the control the height and continuously the plurality of components of the respective component holding members, a component recognizing method,
The plurality of components held by the plurality of component holding members (24 to 33) and having different recognition target surfaces are different when the lower end surfaces of the plurality of component holding members are positioned at the same height. the recognition of all of the target surface has a variation in height between the plurality of components, such as entering the recognizable range in focus of the recognition unit, the component recognition process parts.
上記複数の部品保持部材(24〜33)により保持されかつ上記認識対象面の高さの異なる上記複数の部品は、上記複数の部品保持部材の下端面が同一高さに位置したときに上記複数の部品の上記認識対象面のすべてが上記認識部の焦点が合う認識可能範囲に入らないような上記複数の部品間の高さのバラツキを有するものであるとき、上記複数の部品のうち上記認識対象面が上記認識部の焦点が合う認識可能範囲に入る部品を認識するときには上記単一の駆動部を駆動して選択的にその部品を保持する部品保持部材を昇降させることなくそのままの高さで認識させるとともに、上記複数の部品のうち上記認識対象面が上記認識部の焦点が合う認識可能範囲に入らない部品を認識するときにはその部品を保持する部品保持部材を昇降させてその上記認識対象面が上記認識部の焦点が合う認識可能範囲に入るように位置決め動作制御したのち上記認識対象面を認識させる請求項に記載の部品認識方法。The plurality of components held by the plurality of component holding members (24 to 33) and having different heights of the recognition target surface are the plurality of components when the lower end surfaces of the plurality of component holding members are positioned at the same height. When all of the recognition target surfaces of the parts have a height variation between the plurality of parts so that they do not fall within a recognizable range where the recognition unit is focused, the recognition among the plurality of parts is performed. When a target surface recognizes a component that falls within the recognizable range where the recognition unit is in focus, the height is maintained without driving up and down the component holding member that selectively holds the component by driving the single driving unit. In addition, when recognizing a component that does not fall within the recognizable range where the recognition target is in focus, the component holding member that holds the component is moved up and down. Parts recognition method according to claim 1 in which the recognition target surface to recognize the recognition target face After positioning operation controlled to enter into a recognizable range focus of the recognition unit fits. 上記複数の部品保持部材により上記複数の部品を部品供給部から保持したのち、請求項1又は2に記載の部品認識方法により部品を認識し、その後、認識結果に基き、上記複数の部品保持部材により保持された上記複数の部品の姿勢を補正したのち被装着体に装着するようにした部品実装方法。After holding the plurality of components from the component supply unit by the plurality of component holding members, the components are recognized by the component recognition method according to claim 1 , and then, based on the recognition result, the plurality of component holding members. A component mounting method in which the posture of the plurality of components held by the step is corrected and then mounted on the mounted body.
JP31506499A 1999-09-02 1999-11-05 Component recognition method and component mounting method Expired - Fee Related JP4405012B2 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31506499A JP4405012B2 (en) 1999-11-05 1999-11-05 Component recognition method and component mounting method
US10/069,988 US6948232B1 (en) 1999-09-02 2000-08-31 Component recognizing method and apparatus, and component mounting method and apparatus
DE60031865T DE60031865T2 (en) 1999-09-02 2000-08-31 METHOD AND DEVICE FOR DETECTING A WORKPIECE AND METHOD AND DEVICE FOR FITTING
CNB008124477A CN100381033C (en) 1999-09-02 2000-08-31 Method and device for part recognition, and method and device for part mounting
KR10-2002-7002601A KR100452782B1 (en) 1999-09-02 2000-08-31 Method and device for part recognition, and method and device for part mounting
PCT/JP2000/005909 WO2001019156A1 (en) 1999-09-02 2000-08-31 Method and device for part recognition, and method and device for part mounting
EP00956834A EP1215954B1 (en) 1999-09-02 2000-08-31 Method and device for part recognition, and method and device for part mounting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31506499A JP4405012B2 (en) 1999-11-05 1999-11-05 Component recognition method and component mounting method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001135996A JP2001135996A (en) 2001-05-18
JP4405012B2 true JP4405012B2 (en) 2010-01-27

Family

ID=18061009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31506499A Expired - Fee Related JP4405012B2 (en) 1999-09-02 1999-11-05 Component recognition method and component mounting method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4405012B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7353589B2 (en) 2003-10-15 2008-04-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Component mounting apparatus
JP4626437B2 (en) * 2005-08-03 2011-02-09 パナソニック株式会社 Electronic component mounting method
JP2007042766A (en) * 2005-08-02 2007-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mounting device and mounting method of electronic component
JP2011150062A (en) * 2010-01-20 2011-08-04 Hitachi High-Technologies Corp Flat panel display (fpd) module mounting device
JP6792637B2 (en) * 2016-12-06 2020-11-25 株式会社Fuji How to install parts
CN113347870B (en) * 2021-06-02 2022-04-22 安徽德浦照明科技有限公司 LED chip mounter feeding agencies

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001135996A (en) 2001-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100452782B1 (en) Method and device for part recognition, and method and device for part mounting
JP5638978B2 (en) Pressure control head of mounter
US20030009260A1 (en) Positioning control method and positioning control device, and electronic part mounting device using this
CN208230717U (en) The automatic loading and unloading device and stamping equipment of press machine
KR20130129359A (en) Parallelism adjustment method and parallelism adjustment apparatus for mounting apparatus
JP4405012B2 (en) Component recognition method and component mounting method
KR102458131B1 (en) Die bonding apparatus and method of manufacturing semiconductor device
JP5457143B2 (en) Component mounting equipment
CN108608186B (en) Automatic assembly system for developing points of biodegradable bracket
JP2005150387A (en) Method and device for mounting component
JP3192773B2 (en) Component mounting device
JP4339732B2 (en) Precision grinding apparatus and precision grinding method
JP2006066426A (en) Component recognition device and surface-mounting machine equipped with it
JP3314764B2 (en) Transport device and transport method for electronic component mounting device
CN118343351B (en) Line end boxing system
JP7408434B2 (en) Motor control device, die bonding device, and semiconductor device manufacturing method
JP3606214B2 (en) Tip crimping method
JP3567898B2 (en) Chip crimping equipment
JP3567897B2 (en) Chip crimping equipment
JP4518682B2 (en) Method and apparatus for controlling positioning of nozzle tip of electronic component mounting machine
JPH10163273A (en) Chip crimping device
JP4751528B2 (en) Die bonding equipment
JP3449140B2 (en) Chip crimping method
JP3567896B2 (en) Chip crimping equipment
JP3728733B2 (en) Conductive ball mounting device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090113

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090811

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090909

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091006

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091104

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121113

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121113

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131113

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees