JP4408066B2 - Surface mount machine - Google Patents
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Description
本発明は、ICチップ等の電子部品をプリント基板等に搭載するための表面実装機に関するものである。 The present invention relates to a surface mounter for mounting an electronic component such as an IC chip on a printed circuit board or the like.
一般に、吸着ノズルにより吸着された電子部品をプリント基板上に実装する表面実装機が知られている。 In general, a surface mounting machine for mounting an electronic component sucked by a suction nozzle on a printed board is known.
この種の表面実装機には、部品実装動作で使用される半田等が吸着ノズルに付着しているか否かを検出するように構成されたもの(例えば、特許文献1の部品実装装置)がある。 This type of surface mounter includes a device configured to detect whether solder or the like used in the component mounting operation is attached to the suction nozzle (for example, the component mounting apparatus of Patent Document 1). .
この部品実装装置は、プリント基板が載置される基台側に取り付けられた撮像装置の上方に吸着ノズルを通過させ、このとき撮像された吸着ノズルの底面画像に基づいて当該吸着ノズルが汚れているか否かを判定するようになっている。 In this component mounting apparatus, the suction nozzle passes above the imaging device mounted on the base side on which the printed circuit board is placed, and the suction nozzle is soiled based on the bottom image of the suction nozzle imaged at this time. Whether or not it is determined.
具体的に、この装置では、実装作業中の部品認識時に撮像装置により撮像された底面画像において部品が認識できなかった認識エラーが設定回数に達した場合に、現在実行されている部品実装処理から汚れ検査用の処理に移行し、この処理としては、部品の吸着を行わずにノズルを撮像位置へ移動させて、上記撮像装置により吸着ノズル底面を撮像し、この画像において輝度を調べることにより吸着ノズルが汚れているか否かを判定する。
しかしながら、上記特許文献1の部品実装装置では、部品実装処理から別処理へ移行した上で、吸着ノズルの汚れについて判定するようにしているので、当該判定処理に時間を要し、部品実装処理についての待ち時間が発生する結果、部品実装作業の作業性が悪かった。
However, in the component mounting apparatus of the above-mentioned
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、部品実装作業の効率を可及的に維持しつつ吸着ノズルの汚れ検出を実行することができる表面実装機を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a surface mounter capable of detecting dirt on the suction nozzle while maintaining the efficiency of component mounting work as much as possible. .
上記問題を解決するため、請求項1に係る発明は、電子部品を吸着する吸着ノズルを有するノズル保持部材が、プリント基板を載置する基台に対して相対変位することにより、上記吸着ノズルに吸着された電子部品をプリント基板上に実装するように構成された表面実装機であって、吸着ノズルの先端部を側方から撮像可能な側方撮像手段と、吸着ノズルを下方から撮像可能な底面撮像手段と、電子部品の吸着作業の実行後であってプリント基板上の装着位置に移動するまでの第一期間中に当該実装動作中の吸着ノズルについて側面画像及び底面画像を撮像するように側方撮像手段及び底面撮像手段並びにノズル保持部材の駆動を制御するとともに、上記第一期間中に撮像された底面画像に基づいて電子部品が吸着ノズルに正規の姿勢で吸着されているか否かを判定可能な制御手段とを備え、この制御手段は、上記部品種類毎の輝点しきい値を予め記憶するとともに、上記第一期間中に撮像された底面画像における輝点と上記輝点しきい値とを比較することにより輝点の有無を判定し、この判定において輝点があると判定された場合に上記第一期間中に撮像された側面画像に基づいて部品が吸着されているか否かを判定し、上記輝点があり、かつ部品が吸着されていないと判定された場合に、当該吸着ノズルが汚れていると判定するものである。
In order to solve the above-described problem, the invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の表面実装機において、上記基台に載置されているプリント基板の表面と略平行な平面上で互いに直交する二軸の内、何れか一方の軸に沿って上記ノズル保持部材が変位自在となるように、当該ノズル保持部材を基台上に支持する支持部材を備え、上記側方撮像手段は、ノズル保持部材及び支持部材の内、少なくともいずれか一方に設けられているものである。 According to a second aspect of the present invention, in the surface mounting machine according to the first aspect, one of two axes orthogonal to each other on a plane substantially parallel to the surface of the printed circuit board placed on the base. A support member that supports the nozzle holding member on a base so that the nozzle holding member can be displaced along the axis of the nozzle, and the side imaging means includes at least one of the nozzle holding member and the support member. It is provided in either one.
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の表面実装機において、上記ノズル保持部材は、複数の吸着ノズルを有しているものである。
The invention according to
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の表面実装機において、上記制御手段は、プリント基板に対する電子部品の装着後であって次の電子部品の吸着位置まで移動する第二期間中に側面画像及び底面画像を撮像するように側方撮像手段及び底面撮像手段並びにノズル保持部材の駆動を制御し、上記第二期間中に撮像された上記底面画像に基づいて吸着ノズルの底面に輝点があるか否かを判定するとともに、上記第二期間中に撮像された上記側面画像に基づいて吸着ノズルに部品が吸着されているか否かを判定し、これら第二期間中の判定において輝点があり、かつ部品が吸着されていないと判定された場合に、当該吸着ノズルが汚れていると判定するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the surface mounter according to any one of the first to third aspects, the control means is moved to the suction position of the next electronic component after the electronic component is mounted on the printed circuit board. The suction nozzle is controlled based on the bottom image captured during the second period by controlling the driving of the side imaging means, the bottom surface imaging means and the nozzle holding member so as to capture the side image and the bottom image during the second period. It is determined whether or not there is a bright spot on the bottom surface, and it is determined whether or not a part is sucked to the suction nozzle based on the side image captured during the second period. In this determination, when it is determined that there is a bright spot and the part is not sucked, it is determined that the suction nozzle is dirty .
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の表面実装機において、表面実装機の駆動状態等を作業者へ報知可能な報知手段をさらに備え、上記制御手段は、吸着ノズルが汚れていると判定された場合に、このことを上記報知手段により作業者へ報知するものである。
The invention according to claim 5 is the surface mounter according to any one of
本発明によれば、実装動作中(吸着ノズルによる、電子部品の吸着作業、電子部品の装着作業を繰り返し行う動作中)に、吸着ノズルの側面画像及び底面画像を撮像し、これら両画像に基づいて吸着ノズルの底面状態(底面に付着しているのが部品であるか、半田等の異物であるか)を正確に判定することができるので、実装動作における一連の動作の過程で、吸着ノズルの汚れを検出することができる。 According to the present invention, the side image and the bottom image of the suction nozzle are captured during the mounting operation (the operation of repeatedly performing the suction operation of the electronic component and the mounting operation of the electronic component by the suction nozzle), and based on these images. Therefore, it is possible to accurately determine the bottom surface state of the suction nozzle (whether it is a component or a foreign object such as solder) that is attached to the bottom surface. Can detect dirt.
つまり、実装動作の実行中に吸着ノズルを移動させる過程において、当該吸着ノズルの側方及び底面画像を撮像し、これら画像に基づいて汚れを検出することができるので、吸着ノズルの実装動作と、汚れ検出とを並行して行うことができる。 That is, in the process of moving the suction nozzle during execution of the mounting operation, the side and bottom images of the suction nozzle can be taken, and dirt can be detected based on these images. Contamination detection can be performed in parallel.
したがって、本発明によれば、部品実装作業の効率を可及的に維持しつつ吸着ノズルの汚れ検出を実行することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to detect the contamination of the suction nozzle while maintaining the efficiency of the component mounting work as much as possible.
また、本発明によれば、部品認識時に吸着ノズルの汚れ判定を実行することができるので、部品実装作業の効率をより確実に維持しつつ吸着ノズルの汚れ検出を実行することができる。Also, according to the present invention, the suction nozzle contamination determination can be performed at the time of component recognition, so that the suction nozzle contamination detection can be performed while maintaining the efficiency of the component mounting operation more reliably.
つまり、吸着作業の実行後においては、底面撮像手段又は側面撮像手段若しくはこれら双方により吸着ノズル先端部を撮像し、この画像に基づいて電子部品と吸着ノズルとの位置ずれ等を検出する部品認識を実行するのが一般であり、この部品認識と並行して上記吸着ノズルの汚れ検出を実行することができる。In other words, after the suction work is performed, the component recognition is performed by imaging the tip of the suction nozzle by the bottom surface image pickup means and / or the side face image pickup means, and detecting the positional deviation between the electronic component and the suction nozzle based on this image. It is common to execute this, and the suction nozzle contamination detection can be executed in parallel with the component recognition.
なお、本発明のように電子部品の吸着作業の実行後に汚れ検出を実行するときには、原則として吸着ノズルに電子部品が吸着されているが、電子部品の供給位置や実装個所等の都合と次工程の内容とに応じてノズル保持部材の移動距離の短縮等を図るため、敢えて電子部品を吸着しない特定の吸着ノズルを設定した場合(吸着ノズルが複数本ある場合)、又は電子部品の吸着をミスした場合等においては、電子部品を吸着していない吸着ノズル(以下、空きノズルと称す)を駆動することがある。そして、本発明では、このような空きノズルについて、上記汚れ判定を行うことができる。In addition, when performing stain detection after execution of an electronic component suction operation as in the present invention, in principle, the electronic component is sucked into the suction nozzle, but the convenience of the electronic component supply position, mounting location, etc. and the next process In order to shorten the moving distance of the nozzle holding member according to the content of the nozzle, when a specific suction nozzle that does not suck the electronic component is set (when there are multiple suction nozzles), or the electronic component is missed In such a case, a suction nozzle that does not suck electronic components (hereinafter referred to as an empty nozzle) may be driven. And in this invention, the said stain | pollution | contamination determination can be performed about such an empty nozzle.
請求項2に係る発明によれば、側方撮像手段を支持部材に設けた場合には、この支持部材(上記平面上の一方の軸)に沿ってノズル保持部材を移動させることにより吸着ノズルを側方撮像手段の撮像範囲へ移動させることができるので、基台上に側方撮像手段を設けた場合と比較して、撮像に要するノズル保持部材の移動距離を短くすることができる結果、吸着ノズルの側面画像を高速に撮像することができ、これにより吸着ノズルの汚れ検出に要する時間を短縮することができる。 According to the second aspect of the present invention, when the side imaging means is provided on the support member, the suction nozzle is moved by moving the nozzle holding member along the support member (one axis on the plane). Since it can be moved to the imaging range of the side imaging means, the moving distance of the nozzle holding member required for imaging can be shortened compared with the case where the side imaging means is provided on the base, and as a result The side image of the nozzle can be taken at a high speed, thereby reducing the time required for detecting the dirt on the suction nozzle.
一方、側方撮像手段をノズル保持部材に設けた場合には、吸着ノズルと側方撮像手段との双方がノズル保持部材に固定されていることに伴い、側方撮像手段を上記撮像範囲内に常に維持させることができるので、撮像するときのノズル保持部材の移動が不要となり、吸着ノズルの側面画像を高速に撮像することができる結果、吸着ノズルの汚れ検出に要する時間を短縮することができる。 On the other hand, when the side imaging means is provided on the nozzle holding member, the side imaging means is within the imaging range because both the suction nozzle and the side imaging means are fixed to the nozzle holding member. Since it can always be maintained, it is not necessary to move the nozzle holding member when taking an image, and a side image of the suction nozzle can be taken at a high speed. As a result, the time required to detect the dirt on the suction nozzle can be reduced. .
また、上記何れの場合であっても、側方撮像手段を基台上に設ける必要が無いので、基台面積を必要最小限の大きさとすることができ、コンパクトな表面実装機とすることができる。 In any of the above cases, the side imaging means does not need to be provided on the base, so the base area can be reduced to the minimum necessary size, and a compact surface mounter can be obtained. it can.
さらに、請求項2に係る発明では、ノズル保持部材を変位可能に支持する支持部材、及びノズル保持部材自体に側方撮像手段を設けるようにしているので、当該ノズル保持部材の移動に伴う吸着ノズルと側方撮像手段との干渉を回避することができる結果、吸着ノズルの破損等の不具合を可及的に抑制しつつ、当該吸着ノズルの汚れ検出を実行することができる。
Furthermore, in the invention according to
請求項3に係る発明によれば、複数の電子部品を吸着、又はプリント基板に装着することができるので、部品実装作業の効率をより向上させることができる。
According to the invention of
請求項4に係る発明によれば、電子部品を吸着する前の吸着ノズルについて、汚れ検出を確実に実行することができる。 According to the invention which concerns on Claim 4 , dirt detection can be reliably performed about the suction nozzle before attracting | sucking an electronic component.
請求項5に係る発明によれば、汚れが検出された吸着ノズルを報知することができるので、作業者は、必要な措置を迅速に講じることができる。 According to the invention which concerns on Claim 5 , since the adsorption | suction nozzle in which dirt was detected can be alert | reported, the operator can take a required measure rapidly.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る表面実装機の部分平面図であり、図2は、図1に示す表面実装機の一部を省略して示す側面断面図であり、図3は、図1に示す表面実装機の一部を省略して示す正面断面図である。 FIG. 1 is a partial plan view of a surface mounter according to the present invention, FIG. 2 is a side cross-sectional view showing a part of the surface mounter shown in FIG. 1, and FIG. It is front sectional drawing which abbreviate | omits and shows a part of surface mounting machine shown.
表面実装機は、主に各部機構の作動によってプリント基板Pに電子部品C(IC、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品:図9(d)参照)を実装する本体機構部1と、その作動を制御するコントローラ(制御手段)30(図4参照)とからなる。
The surface mounting machine mainly includes a main
本体機構部1は、基台2等からなる実装機本体と、この実装機本体に対して移動可能なヘッドユニット(ノズル保持部材)3とを有している。
The main
上記基台2上には、プリント基板搬送用のコンベア4が配置され、このコンベア4は、上部に載置されたプリント基板Pを搬送して所定の装着作業位置(図1に示された位置)で停止させるようになっている。
On the
上記コンベア4の両側には、部品供給部5が配置され、これら部品供給部5には、多数列のテープフィーダ5aが設けられている。
On both sides of the conveyor 4, component supply units 5 are arranged, and these component supply units 5 are provided with multiple rows of
各テープフィーダ5aは、電子部品Cを所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように各々構成されており、ヘッドユニット3が取出可能となるように電子部品Cを間欠的に繰り出すようになっている。
Each of the
なお、本実施形態では、各テープフィーダ5aとともに、その列の端に並べられたバケット6が、上記基台2上に設けられている。このバケット6は、上方に開口する箱部材であり、詳しくは後述するが、実装動作中に廃却対象と認識されて搬送された電子部品Cを収容するようになっている。
In addition, in this embodiment, the bucket 6 arranged in the end of the row | line | column with each
上記ヘッドユニット3は、基台2の上方に配置されているとともに上記部品供給部5とプリント基板Pの装着作業位置とにわたって移動可能とされている。
The
具体的に、ヘッドユニット3は、プリント基板Pの表面と略平行する平面上で互いに直交するX軸及びY軸に沿って移動可能とされている。
Specifically, the
すなわち、基台2上には、Y軸方向の固定レール7と、Y軸サーボモータ8により駆動されるボールねじ軸9とが配設されている。そして、固定レール7上には、ヘッドユニットの支持部材10が配置され、この支持部材10に設けられたナット部10aが上記ボールねじ軸9に螺合している。
That is, a
さらに、上記支持部材10には、X軸方向のガイド部材11と、X軸サーボモータ12により駆動されるボールねじ軸13とが配設され、上記ガイド部材11にヘッドユニット3が移動可能に保持され、このヘッドユニット3に設けられたナット部(図示せず)が上記ボールねじ軸13に螺合している。
Further, the
したがって、Y軸サーボモータ8の駆動により上記支持部材10がY軸方向に移動するとともに、X軸サーボモータ12の駆動によりヘッドユニット3が支持部材10に対してX軸方向に移動することになり、この機構により、ヘッドユニット3のX軸及びY軸方向に沿った移動が実現されている。
Accordingly, the
本実施形態において、上記ヘッドユニット3には、先端に吸着ノズル14を備えた6個の実装用ヘッド15がX軸方向に沿って一列に並んで設けられている。
In the present embodiment, the
また、ヘッドユニット3には、Z軸サーボモータ16と、このZ軸サーボモータ16により回転駆動されるZ軸ボールねじ軸17とが、各実装用ヘッド15に対して各々設けられている。
The
そして、各実装用ヘッド15に相対回転可能な状態で取り付けられているナット部材18が、各々Z軸ボールねじ軸17に螺合し、このボールねじ軸124がZ軸サーボモータ16により回転駆動され、それによって実装用ヘッド15が上下方向に移動するようになっている。
The
上記ヘッドユニット3には、実装用ヘッド15を軸回り(R軸回り)に回転させる回転機構19が、それぞれ実装用ヘッド15に対応して設けられている。
The
これら回転機構19は、R軸サーボモータ27(図4参照)にそれぞれ接続されており、このR軸サーボモータ27の回転駆動に応じて実装用ヘッド15をそれぞれR軸回りに回転させるようになっている。
These
さらに、ヘッドユニット3の下端部には、上記支持部材10から離間する方向へ延びる保持部20が形成されており、この保持部20は、各実装用ヘッド15を挿通状態で支持している。
Further, a holding
また、保持部20は、その先端部が下方へ突出しており、この突出部の先端部には、各実装用ヘッド15の側面に光を照射する側方照明21が取り付けられている。この側方照明21は、図3に示すように、各吸着ノズル14に対応して6個配設されている。
The holding
一方、上記支持部材10には、カメラ支持部22が垂下され、このカメラ支持部22の下端部には、側方カメラ(側方撮像手段)23が取り付けられている。なお、側方照明21と側方カメラ23とは、Y軸方向において吸着ノズル14を挟んで対向する位置に配置されている。
On the other hand, a
上記側方カメラ23は、ラインセンサやエリアセンサ等からなり、吸着ノズル14を側方から撮像するものであり、上記側方照明21の照明条件下において、吸着ノズル14の下端部及びその周辺範囲について透過画像を得ることが可能となっている(図9参照)。
The
さらに、上記側方カメラ23のX軸方向の位置に対応して、基台2には、吸着ノズル14を下方から撮像する下方撮像部24が設けられている。
Furthermore, a
下方撮像部24は、図3に示すように、下方カメラ(底面撮像手段)25と、この下方カメラ25の撮像範囲を取り囲みつつ上方へ広がって配置された複数のLEDからなるドーム状の下方照明(下方照明手段)26とを備え、上方を通過する吸着ノズル14又は吸着された電子部品Cの底面について、反射画像を得ることが可能となっている(図9参照)。
As shown in FIG. 3, the
また、下方撮像部24は、上記側方カメラ23とX軸方向について同じ位置となるように位置決めされているので、各吸着ノズル14のY軸位置を下方カメラ25に位置合わせした状態で、ヘッドユニット3を支持部材10(X軸方向)に沿って移動させることにより、両カメラ23、25の撮像範囲に対して各吸着ノズル14を同時に通過させることができ、さらに各吸着ノズル14について連続して通過させることができる。
In addition, since the
そのため、上記撮像範囲の通過時に、それぞれ両カメラ23、25の撮像を実行すれば、各吸着ノズル14について、連続して側面画像及び底面画像を同時に得ることができる。
Therefore, if the imaging of both the
次に、本実施形態における制御系統について図4を参照して説明する。 Next, the control system in the present embodiment will be described with reference to FIG.
コントローラ30は、本体機構部1の内部の適所に設けられ、論理演算を実行する周知のCPU、初期設定等を記憶しているROM、装置動作中の様々なデータを一時的に記憶するRAM等から構成されている。
The
また、コントローラ30は、軸制御手段31と、撮像装置制御手段32と、画像メモリ33と、搭載情報記憶手段34と、比較情報記憶手段35と、演算手段36とを備えている。
The
なお、上記コントローラ30には、表示装置37が接続され、この表示装置37は、上記演算手段36の指示に応じて実装機の駆動状態等を表示可能に構成されている。
Note that a
軸制御手段31は、上記Y軸サーボモータ8、X軸サーボモータ12、Z軸サーボモータ16(第1ヘッドZ軸サーボモータ〜第6ヘッドZ軸サーボモータ)、及びR軸サーボモータ27(第1ヘッドR軸サーボモータ〜第6ヘッドR軸サーボモータ)の駆動を制御するようになっている。
The axis control means 31 includes the Y-
撮像装置制御手段32は、側方カメラ23、下方カメラ25、側方照明21、及び下方照明26の動作を制御するようになっている。
The imaging device control means 32 controls operations of the
画像メモリ33は、側方カメラ23及び下方カメラ25での撮像により得られた画像データを格納するようになっている。
The
搭載情報記憶手段34は、プリント基板P上に実装する電子部品Cに関する情報を記憶するものであって、どのような種類の電子部品Cをプリント基板Pのどの個所に、どのような順序で実装するか等の情報を記憶するようになっている。 The mounting information storage means 34 stores information on the electronic component C to be mounted on the printed circuit board P, and what type of electronic component C is mounted on which position of the printed circuit board P in any order. Information such as whether to do is memorized.
比較情報記憶手段35は、以下に説明する処理で実測値と比較することを要する規定値(例えば、後述する輝点についてのしきい値)等を記憶している。
The comparison
演算手段36は、CPU等のような演算機能を有するものであり、上記搭載情報記憶手段34に記憶されている電子部品Cの実装順序等に応じて、軸制御手段31や撮像装置制御手段32を制御して、以下に説明する実装処理を実行するようになっている。 The calculation means 36 has a calculation function such as a CPU, and the axis control means 31 and the image pickup apparatus control means 32 according to the mounting order of the electronic components C stored in the mounting information storage means 34. To implement the mounting process described below.
特に、演算手段36は、上記比較情報記憶手段35に記憶されている輝度のデータと、実際に撮像された画像データに基づいて算出された輝度とを比較して、吸着ノズル14に輝点があるか否かを判定し、この判定結果に応じて以降の処理を適宜選択して実行するようになっている。
In particular, the calculation means 36 compares the brightness data stored in the comparison information storage means 35 with the brightness calculated based on the actually captured image data, and a bright spot is found in the
次に、図5に基づいて、上記コントローラ30により実行される処理について説明する。
Next, processing executed by the
まず、電子部品Cの吸着に際し、対象となる吸着ノズル14を選定するためのカウンタN1を1(初期値)とし(ステップS1)、N1番目の吸着ノズル14を部品供給部5上に配置して、当該吸着ノズル14により電子部品Cを吸着する(ステップS2)。
First, when the electronic component C is picked up, the counter N1 for selecting the
次いで、上記部品吸着の処理が6本全ての吸着ノズル14について実行されたか否かを判定し(ステップS3)、ここで、未だ実行していない吸着ノズル14がある場合(ステップS3でNO)には、上記カウンタN1に1を加算して(ステップS4)、上記ステップS2を繰り返し実行する。
Next, it is determined whether or not the component suction process has been executed for all six suction nozzles 14 (step S3). If there is a
一方、全ての吸着ノズル14について部品吸着の処理が完了したと判定されると(ステップS3でYES)、吸着されている電子部品Cの種類判別に際し、対象となる吸着ノズル14を選定するためのカウンタN2を1(初期値)とする(ステップS5)。
On the other hand, if it is determined that the component suction processing has been completed for all the suction nozzles 14 (YES in step S3), the type of the suctioned electronic component C is determined in order to select the
次いで、N2番目の吸着ノズル14に吸着されている電子部品CがBGA(Ball Grid Array:下面にボール状の突起を有する部品)であるか否かを判定する(ステップS6)。
Next, it is determined whether or not the electronic component C sucked by the N-
ここで、吸着された電子部品CがBGAではないと判定されると(ステップS6でNO)、当該吸着ノズル14に対応する側方照明21を点灯する(ステップS7)。
If it is determined that the sucked electronic component C is not a BGA (NO in step S6), the
このステップS7を実行した場合、及び吸着されている電子部品CがBGAであると判定された場合(ステップS6でYES)には、次いで、N2番目の吸着ノズル14に吸着されている電子部品Cについて底面画像及び側面画像を撮像する(ステップS8)。
When this step S7 is executed and when it is determined that the sucked electronic component C is a BGA (YES in step S6), the electronic component C sucked by the
なお、吸着された電子部品CがBGAの場合に、側方照明21の消灯状態を維持させているのは、側方照明21を点灯した状態でBGAの側面及び底面を撮像したときにそのボール状突起で反射した照明光により、当該BGAの輪郭等が明確に検出できない等の不具合を抑制するためである。
When the sucked electronic component C is a BGA, the
次いで、全6本の吸着ノズル14について電子部品Cの撮像が完了したか否かを判定し(ステップS9)、ここで、未だ撮像していない電子部品Cがあると判定されると(ステップS9でNO)、上記カウンタN2に1を加算して(ステップS10)、上記ステップS6を繰り返し実行する。 Next, it is determined whether or not imaging of the electronic component C has been completed for all six suction nozzles 14 (step S9), and if it is determined that there is an electronic component C that has not yet been imaged (step S9). NO), 1 is added to the counter N2 (step S10), and step S6 is repeatedly executed.
つまり、上記ステップS5〜S10では、各吸着ノズル14に吸着された電子部品C毎に側方照明21を点灯させるか否かを判定しつつ、各吸着ノズル14が下方カメラ25の撮像範囲を通過するように支持部材10をY軸方向に変位させるとともに、ヘッドユニットをX軸方向に駆動させることにより、吸着ノズル14毎に側面及び底面画像を同時に撮像し、これを各吸着ノズルについて連続して実行している。
That is, in steps S <b> 5 to S <b> 10, each
そして、上記ステップS9で全ての吸着ノズル14について撮像が完了したと判定されると(ステップS9でYES)、次いで、電子部品Cの吸着状態を検知する吸着状態検知処理Tを実行する。 If it is determined in step S9 that imaging has been completed for all the suction nozzles 14 (YES in step S9), then a suction state detection process T for detecting the suction state of the electronic component C is executed.
図6は、図5の吸着状態検知処理Tを示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing the suction state detection process T of FIG.
吸着状態検知処理Tでは、まず、電子部品Cの吸着状態を検知するのに際し、対象となる吸着ノズル14を選定するためのカウンタN3を1(初期値)に設定する(ステップT1)。
In the suction state detection process T, first, when detecting the suction state of the electronic component C, a counter N3 for selecting the
次いで、N3番目の吸着ノズル14に吸着されている電子部品Cの底面画像に基づいて、当該底面に輝点があるか否かを判定する(ステップT2)。
Next, based on the bottom image of the electronic component C sucked by the
なお、このステップT2では、上記比較情報記憶手段35に記憶されている部品種類毎の輝点しきい値と、底面画像における輝点とを比較することにより、輝点の有無を判定することになる。 In step T2, the presence or absence of a bright spot is determined by comparing the bright spot threshold value for each component type stored in the comparison information storage means 35 with the bright spot in the bottom image. Become.
具体的に、上記輝点しきい値には、輝点の面積、輝点における最大輝度等の上限値が設定されており、上記底面画像に対して所定の画像処理を施すことにより得られた輝点の面積実測値及び輝度実測値等が、上記上限値を超えている場合に、輝点ありと判定するようになっている。 Specifically, an upper limit value such as the area of the bright spot and the maximum brightness at the bright spot is set as the bright spot threshold value, which is obtained by performing predetermined image processing on the bottom image. When the area measurement value and the luminance measurement value of the bright spot exceed the above upper limit value, it is determined that there is a bright spot.
このような処理に基づき、底面に輝点があると判定されると(ステップT2でYES)、N3番目の吸着ノズル14の側面画像に基づいて、当該吸着ノズル14に電子部品Cが吸着されているか否かを判定する(ステップT3)。
Based on such processing, if it is determined that there is a bright spot on the bottom surface (YES in step T2), the electronic component C is attracted to the
ここで、電子部品Cが吸着されていないと判定されると(ステップT3でNO)、N3番目の吸着ノズル14の底面が汚れているものとして、その旨を上記表示装置37により作業者へ報知する(ステップT4)。
If it is determined that the electronic component C is not sucked (NO in step T3), the
つまり、底面画像において輝点が検出される場合(ステップT2でYES)、通常では、電子部品Cの底面に形成された突起に対する下方照明26の反射光であると判断することができるが、この状態でさらに電子部品Cが吸着されていないと判定された場合(ステップT3でNO)には、図8に示すように、吸着ノズル14の底面に付着した半田H等の付着物が下方照明26の光を反射しているものと判定することができる。
That is, when a bright spot is detected in the bottom image (YES in step T2), it can be usually determined that the reflected light is from the
そして、吸着ノズル14の汚れを報知すると、図略の入力装置による作業者の確認応答を待機して(ステップT5)、例えば、N3番目の吸着ノズル14による実装作業をスキップする旨の入力がされると(ステップT5でYES)、上記カウンタN3に1を加算して(ステップT6)、上記ステップT2を繰り返し実行する。
Then, when the
一方、上記ステップT2で輝点がないと判定されると、当該N3番目の吸着ノズル14の側面画像に基づいて、電子部品Cが吸着されているか否かを判定する(ステップT7)。 On the other hand, if it is determined in step T2 that there is no bright spot, it is determined whether or not the electronic component C is sucked based on the side image of the N3th suction nozzle 14 (step T7).
このステップT7で、電子部品Cが吸着されていないと判定された場合、すなわち、当該N3番目の吸着ノズル14が、汚れもなく、電子部品Cも吸着していない状態(図9(a)参照)であることが判明した場合には、当該吸着ノズル14の吸着動作を再び実行する(ステップT8)。
If it is determined in step T7 that the electronic component C is not sucked, that is, the
電子部品Cの吸着動作が完了すると、上記と同様に、N3番目の吸着ノズル14について底面及び側面画像を撮像して(ステップT9)、上記ステップT2を繰り返し実行する。なお、上記ステップT9では、前回撮像された底面及び側面画像を、今回撮像されたものに更新する処理も実行される。
When the suction operation of the electronic component C is completed, the bottom and side images of the
一方、上記ステップT7で電子部品Cが吸着されていると判定された場合、すなわち、当該N3番目の吸着ノズル14に電子部品Cが吸着されているものの、当該電子部品Cを底面画像に基づいて認識できない場合(図9(b)のように吸着ノズル14の底面に電子部品Cが直立してしまっている場合等)には、当該電子部品Cを廃却する動作を実行する(ステップT10)。
On the other hand, when it is determined in step T7 that the electronic component C is sucked, that is, although the electronic component C is sucked by the
ここで、廃却動作とは、上記ステップT7で廃却対象と判定された電子部品Cをバケット6(図1参照)の上方まで搬送し、ここで吸着ノズル14から電子部品Cを離脱させる動作のことである。
Here, the discarding operation is an operation of transporting the electronic component C determined to be discarded in step T7 to the upper side of the bucket 6 (see FIG. 1), and detaching the electronic component C from the
上記廃却動作が完了すると、側方カメラ23の撮像範囲に入るようにN3番目の吸着ノズル14の高さ調整を実行するとともに、ヘッドユニット3を駆動して、N3番目の吸着ノズル14の側面画像を撮像し(ステップT11)、この側面画像に基づいて、N3番目の吸着ノズル14から電子部品Cが離脱しているか否か(電子部品Cの有無)を判定する(ステップT12)。
When the above-described disposal operation is completed, the height adjustment of the
ここで、電子部品Cありと判定されると(ステップT12でNO)、上記ステップT10を繰り返し実行する一方、電子部品Cなしと判定されると(ステップT12でYES)、上記ステップT8の吸着動作を実行する。 If it is determined that the electronic component C is present (NO in step T12), step T10 is repeatedly executed. On the other hand, if it is determined that there is no electronic component C (YES in step T12), the suction operation in step T8 is performed. Execute.
一方、上記ステップT3でN3番目の吸着ノズル14に電子部品Cが吸着されていると判定された場合、すなわち、底面及び側面画像の双方で電子部品Cの存在が認識された場合には、当該電子部品Cが吸着ノズル14に正規の姿勢で吸着されているか否かを判定する(ステップT13)。
On the other hand, when it is determined in step T3 that the electronic component C is attracted to the
このステップT13では、N3番目の吸着ノズル14の撮像データに基づいて算出された電子部品Cの寸法等のデータから電子部品Cの姿勢を判定することになる。
In step T13, the attitude of the electronic component C is determined from data such as the size of the electronic component C calculated based on the imaging data of the
この判定で、吸着姿勢が異常であると判定された場合(ステップT13でNO)、例えば、図9(c)のように吸着ノズル14に対して電子部品Cが傾斜している場合には、上記ステップT10を実行する。
In this determination, when it is determined that the suction posture is abnormal (NO in step T13), for example, when the electronic component C is inclined with respect to the
一方、吸着姿勢が正常であると判定された場合(ステップT13でYES)、つまり、図9(d)のような姿勢であると判定された場合には、N3番目の吸着ノズル14についての底面及び側面画像から当該吸着ノズル14と電子部品Cとの位置ずれ量を検出し、これに基づき、当該電子部品Cの基板Pに対する位置補正量(すなわち、ヘッドユニット3の移動距離についての補正量)を算出する(ステップT14)。
On the other hand, if it is determined that the suction posture is normal (YES in step T13), that is, if it is determined that the posture is as shown in FIG. 9D, the bottom surface of the
次いで、全吸着ノズル14について吸着状態の検知が完了したか否かを判定し(ステップT15)、ここで、未だ完了していない吸着ノズル14があると判定されると(ステップT15でNO)、上記カウンタN3に1を加算して(ステップT16)、上記ステップT2を繰り返し実行する。
Next, it is determined whether or not the detection of the suction state has been completed for all the suction nozzles 14 (step T15). If it is determined that there is a
一方、上記ステップT15で全ての吸着ノズル14について吸着状態の検知が完了したと判定されると、当該処理は、図5のメインルーチンへ移行する。
On the other hand, if it is determined in step T15 that the suction state detection has been completed for all the
図5を参照して、上記吸着状態検知処理Tが終了すると、次いで、部品実装処理Uが実行される。 Referring to FIG. 5, when the suction state detection process T is completed, a component mounting process U is then executed.
図7は、図5に示す部品実装処理を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing the component mounting process shown in FIG.
部品実装処理Uでは、まず、上記ヘッドユニット3の移動距離についての補正値に基づいて、各吸着ノズル14を実装位置へ移動させるとともに、Z軸サーボモータ16を駆動して吸着ノズル14を下降させることにより当該電子部品Cを実装し、この動作を吸着ノズル14毎に順次実行する(ステップU1)。
In the component mounting process U, first, each
電子部品Cを実装すると、側方カメラ23の撮像範囲に入るように各吸着ノズル14の高さ位置を調整し、当該吸着ノズル14の側面画像を撮像する(ステップU2)。
When the electronic component C is mounted, the height position of each
次いで、吸着ノズル14による電子部品Cの持ち帰りを検知するのに際し、対象となる吸着ノズル14を選定するためのカウンタN4を1(初期値)に設定する(ステップU3)。
Next, when detecting the take-back of the electronic component C by the
そして、上記側面画像に基づいて、N4番目の吸着ノズル14に電子部品Cが残っているか否か(電子部品Cを持ち帰っているか否か)を判定する(ステップU4)。 Based on the side image, it is determined whether or not the electronic component C remains in the N4th suction nozzle 14 (whether or not the electronic component C is brought home) (step U4).
このステップU4で、電子部品Cが残っていると判定されると、上記表示装置37により未実装エラーが生じた旨を作業者へ報知し(ステップU5)、この報知について作業者の確認応答があるのを待機する(ステップU6)。
If it is determined in step U4 that the electronic component C remains, the
ここで、作業者により、例えば、N3番目の吸着ノズル14について再度部品の吸着動作を実装させる旨の入力があると(ステップU6でYES)、上記吸着状態検知処理TのステップT10の廃却動作を実行する。 Here, for example, when the operator inputs that the component suction operation is to be mounted again for the N3th suction nozzle 14 (YES in step U6), the discarding operation in step T10 of the suction state detection process T is performed. Execute.
上記ステップU4で、電子部品Cが残っていないと判定されると、全ての吸着ノズル14について、上記持ち帰り検知が完了したか否かが判定され(ステップU7)、未だ持ち帰り検知を実行していない吸着ノズル14があると判定されると(ステップU7でNO)、上記カウンタN4に1を加算して(ステップU8)、上記ステップU4を繰り返し実行する。 If it is determined in step U4 that no electronic component C remains, it is determined whether or not the take-out detection has been completed for all the suction nozzles 14 (step U7), and the take-out detection has not yet been executed. If it is determined that there is the suction nozzle 14 (NO in step U7), 1 is added to the counter N4 (step U8), and step U4 is repeatedly executed.
一方、全ての吸着ノズル14について、持ち帰り検知が完了したと判定されると(ステップU7でYES)、図5のメインルーチンに移行する。 On the other hand, if it is determined that take-out detection has been completed for all the suction nozzles 14 (YES in step U7), the process proceeds to the main routine of FIG.
再び図5を参照して、上記部品実装処理Uが終了すると、次いで、プリント基板Pに対する電子部品Cの実装が全て終了したか否かが判定される(ステップS11)。 Referring to FIG. 5 again, when the component mounting process U is completed, it is then determined whether or not all the electronic components C have been mounted on the printed circuit board P (step S11).
ここで、全電子部品Cについて実装が完了していないと判定されると(ステップS11でNO)、上記ステップS1を繰り返し実行する一方、全電子部品Cの実装が完了したと判定されると(ステップS11でYES)、当該処理を終了する。 Here, if it is determined that the mounting of all the electronic components C is not completed (NO in step S11), the above-described step S1 is repeatedly executed, while it is determined that the mounting of all the electronic components C is completed ( In step S11, YES), the process ends.
なお、本実施形態では、各吸着ノズル14に対応して複数の側方照明21を配設するようにしているが、これに代えて又は加えて、図10に示すように、支持部材10側に一台の側方照明21aを配置した構成とすることもできる。このようにすれば、各吸着ノズル14の側面について、反射画像を得ることができる。
In the present embodiment, a plurality of
さらに、上記実施形態では、支持部材10に対して側方カメラ23を取り付けているが、これに代えて、各吸着ノズル14に対応した複数の側方カメラ23をヘッドユニット3に配設することもできる。
Furthermore, in the above embodiment, the
この実施形態では、各側方カメラ23と各吸着ノズル14とが相対変位することがないので、これら側方カメラ23には、エリアセンサを使用することになる。
In this embodiment, since each
さらにこの実施形態においても、側方照明については、図3に示すようにヘッドユニット3に複数設けたもの(符号21)、又は図10に示すように支持部材10に一台設けたもの(符号21a)の何れか若しくは双方を採用することができ、これら照明を適宜選択することにより、各吸着ノズル14の側面画像について、透過又は反射画像を選択的に得ることができる。
Further, also in this embodiment, as for the side illumination, a plurality of
以上説明したように、上記表面実装機によれば、実装動作中に吸着ノズル14の側面画像及び底面画像を撮像(ステップS8)し、これら両画像に基づいて吸着ノズル14の底面状態(半田等が付着しているか否か:図8参照)を正確に判定することができるので、実装動作における一連の動作の過程で、吸着ノズル14の汚れを検出することができる。
As described above, according to the surface mounting machine, the side image and the bottom image of the
つまり、実装動作の実行中に吸着ノズル14を移動させる過程において、当該吸着ノズル14の側方及び底面画像を撮像し、これら両画像に基づいて汚れを検出することができるので、吸着ノズル14の実装動作と、汚れ検出とを並行して行うことができる。
That is, in the process of moving the
したがって、上記表面実装機によれば、部品実装作業の効率を可及的に維持しつつ吸着ノズル14の汚れ検出を実行することができる。
Therefore, according to the surface mounting machine, it is possible to detect the contamination of the
また、上記表面実装機によれば、側方カメラ23をヘッドユニット3又は支持部材10の少なくとも何れか一方に設けるようにしている。
Further, according to the surface mounter, the
そのため、側方カメラ23を支持部材10に設けた場合には、X軸に沿ってヘッドユニット10を移動させることにより吸着ノズル14を側方カメラ23の撮像範囲へ移動させることができるので、基台2上に側方カメラ23を設けた場合と比較して、撮像に要するヘッドユニット3の移動距離を短くすることができる結果、吸着ノズル14の側面画像を高速に撮像することができ、これにより吸着ノズル14の汚れ検出に要する時間を短縮することができる。
Therefore, when the
一方、側方撮像手段をヘッドユニット3に設けた場合には、吸着ノズル14と側方カメラ23との双方がヘッドユニット3に固定されていることに伴い、側方カメラ23を上記撮像範囲内に常に維持させることができるので、撮像するときのヘッドユニット3の移動が不要となり、吸着ノズル14の側面画像を高速に撮像することができる結果、吸着ノズル14の汚れ検出に要する時間を短縮することができる。
On the other hand, when the side imaging means is provided in the
また、上記何れの場合であっても、側方カメラ23を基台2上に設ける必要が無いので、基台2の面積を必要最小限の大きさとすることができ、コンパクトな表面実装機とすることができる。
In any of the above cases, the
さらに、上記表面実装機では、ヘッドユニット3を変位可能に支持する支持部材、及びヘッドユニット3自体に側方カメラ23を設けるようにしているので、当該ヘッドユニット3の移動に伴う吸着ノズル14と側方カメラ23との干渉を回避することができる結果、吸着ノズル14の破損等の不具合を可及的に抑制しつつ、当該吸着ノズル14の汚れ検出を実行することができる。
Further, in the surface mounting machine, since the
複数の吸着ノズル14を備えた上記表面実装機によれば、複数の電子部品Cを吸着、又はプリント基板Pに装着することができるので、部品実装作業の効率をより向上させることができる。
According to the surface mounting machine provided with the plurality of
電子部品の吸着作業の実行後、プリント基板P上の装着位置まで移動するまでの間に吸着ノズル14の汚れ判定を実行するようにした上記表面実装機によれば、部品認識(上記吸着状態検知処理)の実行時に吸着ノズル14の汚れ判定を実行することができるので、部品実装作業の効率をより確実に維持しつつ吸着ノズル14の汚れ検出を実行することができる。
According to the surface mounter that performs the dirt determination of the
なお、上記実施形態では、電子部品の吸着から実装までの間に吸着ノズル14の汚れ検出を実行するようにしているが、これに限定されることはなく、例えば、ヘッドユニット3の各吸着ノズル14について実装作業が終了した後であって、次の吸着対象となる電子部品Cの吸着位置まで移動する過程(例えば、ステップS1〜S3の間)に吸着ノズル14の汚れ検出を実行することもできる。
In the above-described embodiment, the dirt detection of the
このようにすれば、電子部品Cを吸着する前の吸着ノズル14について、上記汚れ検出を確実に実行することができる。
In this way, it is possible to reliably execute the dirt detection on the
表示装置37を備えた表面実装機によれば、汚れが検出された吸着ノズル14を報知することができるので、作業者は、必要な措置を迅速に講じることができる。
According to the surface mounting machine provided with the
なお、上記実施形態では、汚れ検出(側面撮像、判定)を部品実装作業の度に実行するようにしているが、これに限定されることはなく、例えば、定期的に、又は吸着ノズル14による吸着回数が所定回数となる毎に実行するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, dirt detection (side surface imaging, determination) is performed every time the component mounting work is performed. However, the present invention is not limited to this, and for example, periodically or by the
さらに、上記実施形態では、側方カメラ23をヘッドユニット3又は支持部材10に設けるようにしているが、基台2上に設けてもよい。
Furthermore, although the
2 基台
3 ヘッドユニット(ノズル保持部材)
10 支持部材
14 吸着ノズル
23 側方カメラ(側方撮像手段)
25 下方カメラ(底面撮像手段)
30 コントローラ(制御手段)
37 表示装置(報知手段)
C 電子部品
P プリント基板
2
DESCRIPTION OF
25 Lower camera (bottom imaging means)
30 controller (control means)
37 Display device (notification means)
C Electronic component P Printed circuit board
Claims (5)
吸着ノズルの先端部を側方から撮像可能な側方撮像手段と、
吸着ノズルを下方から撮像可能な底面撮像手段と、
電子部品の吸着作業の実行後であってプリント基板上の装着位置に移動するまでの第一期間中に当該実装動作中の吸着ノズルについて側面画像及び底面画像を撮像するように側方撮像手段及び底面撮像手段並びにノズル保持部材の駆動を制御するとともに、上記第一期間中に撮像された底面画像に基づいて電子部品が吸着ノズルに正規の姿勢で吸着されているか否かを判定可能な制御手段とを備え、
この制御手段は、上記部品種類毎の輝点しきい値を予め記憶するとともに、上記第一期間中に撮像された底面画像における輝点と上記輝点しきい値とを比較することにより輝点の有無を判定し、この判定において輝点があると判定された場合に上記第一期間中に撮像された側面画像に基づいて部品が吸着されているか否かを判定し、上記輝点があり、かつ部品が吸着されていないと判定された場合に、当該吸着ノズルが汚れていると判定するように構成されていることを特徴とする表面実装機。 A nozzle holding member having a suction nozzle for sucking an electronic component is configured to mount the electronic component sucked by the suction nozzle on the printed board by being displaced relative to a base on which the printed board is placed. Surface mounted machine,
Side imaging means that can image the tip of the suction nozzle from the side,
A bottom imaging means capable of imaging the suction nozzle from below;
Lateral image pickup means for taking a side image and a bottom image of the suction nozzle during the mounting operation during the first period after the electronic component suction operation is performed and before moving to the mounting position on the printed circuit board, and Control means for controlling the driving of the bottom surface imaging means and the nozzle holding member and capable of determining whether or not the electronic component is attracted to the suction nozzle in a normal posture based on the bottom surface image captured during the first period. And
The control means stores the bright spot threshold value for each component type in advance and compares the bright spot in the bottom image captured during the first period with the bright spot threshold value. If it is determined that there is a bright spot in this determination, it is determined whether or not a component is adsorbed based on the side image captured during the first period, and the bright spot is present. and if a part is determined not to be adsorbed, the surface mounting machine, characterized in that it is configured to determine that the suction nozzle is dirty.
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