JP4408068B2 - Component recognition apparatus and surface mounter equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は、吸着ノズルによって吸着された電子部品の姿勢等を認識するための部品認識装置及びこれを備えた表面実装機に関するものである。 The present invention relates to a component recognition apparatus for recognizing the posture or the like of an electronic component sucked by a suction nozzle and a surface mounter equipped with the same.
従来から、特定の平面上を移動可能なヘッドユニットと、このヘッドユニットに設けられた吸着ノズルとを備え、この吸着ノズルに吸着されているICチップ等の電子部品をプリント基板等に搬送して実装する表面実装機が知られている。 Conventionally, a head unit movable on a specific plane and a suction nozzle provided on the head unit are provided, and an electronic component such as an IC chip sucked by the suction nozzle is conveyed to a printed circuit board or the like. A surface mounter for mounting is known.
このような表面実装機においては、吸着ノズルと電子部品との間に生じた吸着時の位置ずれを検出するために、当該吸着ノズルに吸着されている電子部品の姿勢等を認識する部品認識装置を備えているのが一般である。 In such a surface mounter, a component recognition device that recognizes the posture or the like of an electronic component sucked by the suction nozzle in order to detect a positional shift at the time of suction generated between the suction nozzle and the electronic component It is common to have.
この種の部品認識装置としては、部品撮像用のCCD及びミラーを有する撮像装置が、ヘッドユニットに取り付けられているものがある(例えば、特許文献1)。 As this type of component recognition device, there is a device in which an imaging device having a CCD and mirror for imaging a component is attached to a head unit (for example, Patent Document 1).
上記特許文献1の部品認識装置では、上記ミラーが、吸着ノズルの下方に配置される反射位置と、吸着ノズルの下方から退避した退避位置との間でヘッドユニットに対して相対変位可能に構成されており、上記反射位置へ変位したミラーによって、当該吸着ノズルに吸着されている電子部品の底面像をCCDまで案内するようになっている。
In the component recognition apparatus of
一方、電子部品の吸着時には、上記ミラーを退避位置へ変位させた状態で、吸着ノズルの下降動作が実行される。
しかしながら、上記特許文献1の部品認識装置では、予め設定された退避位置へミラーを駆動してから吸着ノズルの下降動作を実行するようにしているので、部品認識に要する時間のロスが大きくなるおそれがあった。
However, in the component recognition apparatus described in
すなわち、上記退避位置におけるミラーと吸着ノズルとの距離は、吸着ノズルに吸着される電子部品に対して干渉することがないように、吸着対象となる全電子部品のサイズにおいて必要十分となる離間距離に設定する必要があるので、吸着されている電子部品が最も大きなサイズである場合には、作業時間のロスはないものの、それよりも小さな電子部品を吸着している場合には、必要以上の距離をミラーが移動していることになり、これは、余分な待機時間を発生させる要因となっていた。 That is, the distance between the mirror and the suction nozzle at the retracted position is a separation distance that is necessary and sufficient for the size of all electronic components to be sucked so as not to interfere with the electronic components sucked by the suction nozzle. Therefore, there is no loss of work time when the electronic parts being sucked are the largest size, but more than necessary when picking up smaller electronic parts. This means that the mirror has moved the distance, and this has caused an extra waiting time.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、部品認識に要する時間を可及的に短縮することができる部品認識装置及びこれを備えた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 component recognition device capable of shortening the time required for component recognition as much as possible and a surface mounter including the component recognition device.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、電子部品を吸着可能な吸着部材を有し、特定平面上で移動可能なヘッドユニットと、このヘッドユニットに取り付けられた撮像装置と、上記ヘッドユニットに対して上記平面と略垂直な軸線方向に沿って上記各吸着部材を昇降させて電子部品の吸脱着動作を実行する一方、各吸着部材に吸着されている電子部品の底面を順次撮像するように上記撮像装置をヘッドユニットに対して移動させる制御手段とを備えた部品認識装置であって、上記撮像装置は、上記吸着部材に対応する部品撮像位置を通る軌道に沿って上記ヘッドユニットに対して移動可能に構成され、上記制御手段は、上記吸着部材を昇降させる動作と、上記撮像装置を上記軌道に沿って移動させる動作とを、時間的に重複させて行わせるように上記撮像装置及び上記吸着部材の少なくとも一方の駆動を制御するとともに、上記吸着部材と電子部品との吸着時における相対位置の情報と、上記吸着部材及び吸着対象となる電子部品の形状等の情報とに基づいて、上記軌道と平行な方向における上記吸着部材の両側の位置をそれぞれ通りかつ上記吸着部材の軸線と平行な軸線で囲まれる干渉領域及びこの干渉領域と上記軌道との仮想交差領域を算出し、上記吸着部材が基板への電子部品の実装を終えて上昇する時に、上記吸着部材、又は吸着されている電子部品、若しくは今回下降時の離脱対象となっている電子部品であって上記吸着部材に吸着されていると想定したものが、上記仮想交差領域外へ移動したと判定された場合に、上記撮像装置を上記仮想交差領域内に侵入させるように構成されているものである。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の部品認識装置において、上記制御手段は、さらに上記吸着部材が所定の部品供給部での部品取り出しを終えて上昇する時に、上記撮像装置の軌道と上記干渉領域との上記仮想交差領域を算出し、上記吸着部材、又は吸着されている電子部品、若しくは今回下降時の吸着対象となっている電子部品であって吸着部材に吸着されていると想定したものが、上記仮想交差領域外へ移動したと判定された場合に、上記撮像装置を上記仮想交差領域内に侵入させるように構成されているものである。
In order to solve the above-described problem, an invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the component recognition device according to the first aspect, the control means further includes a trajectory of the imaging device when the suction member is lifted after finishing picking up a component at a predetermined component supply unit. And calculating the virtual intersection area between the interference area and the suction member, or the electronic component being sucked, or the electronic component that is being picked up at the time of lowering and being picked up by the suction member What is assumed is that the imaging device is configured to enter the virtual intersection area when it is determined that the imaging apparatus has moved outside the virtual intersection area.
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の部品認識装置において、上記ヘッドユニットには、複数の上記吸着部材が設けられ、上記制御手段は、予め設定された各吸着部材の上昇動作の実行順序及び各吸着部材の駆動速度に基づいて、上記干渉領域が、撮像装置の軌道に対する交差状態から非交差状態となるタイミングを各吸着部材についてそれぞれ算出し、これらのタイミングに基づいて上記撮像装置の駆動速度、駆動開始のタイミングの少なくとも一方を算出するものである。
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部品認識装置と、上記ヘッドを移動可能に支持する基台と、電子部品を供給する部品供給部とを備え、上記ヘッドの吸着部材により上記部品供給部から電子部品を吸着し、上記部品認識装置による撮像を行ってから、上記基台上に載置されているプリント基板上に、上記吸着部材によって吸着された電子部品を実装するとともに、当該電子部品の離脱動作の実行後、部品の持ち帰りを検出すべく上記部品認識装置により上記吸着部材の撮像を行うように構成された表面実装機である。
An invention according to a fourth aspect includes the component recognition device according to any one of the first to third aspects, a base that movably supports the head, and a component supply unit that supplies an electronic component. adsorbing member by adsorbing the electronic component from the component feed unit, after performing imaging by the component recognition device, on a printed circuit board that is placed on the base, an electronic component sucked by the suction member The surface mounter is configured to take an image of the suction member by the component recognition device so as to detect the take-out of the component after the electronic component is detached .
本発明によれば、吸着部材と電子部品との吸着時における相対位置と、吸着対象となる電子部品(以下、対象部品と称す)及び吸着部材の形状等とに応じて異なる干渉領域に基づいて撮像装置又は吸着部材の駆動を制御するようにしているので、対象部品毎に必要最小限となる非干渉距離を保ちつつ、撮像装置及び吸着部材を駆動することができる。 According to the present invention, the relative position at the time of suction between the suction member and the electronic component, the electronic component to be suctioned (hereinafter referred to as the target component), the shape of the suction member, and the like are different. Since the drive of the imaging device or the suction member is controlled, the imaging device and the suction member can be driven while maintaining the minimum non-interference distance required for each target component.
したがって、本発明では、撮像装置と吸着部材との干渉を避けるための両者の移動距離を対象部品に応じて必要最小限の距離とすることができ、部品認識に要する時間を可及的に短縮することができる。特に、離脱動作後であっても電子部品が吸着されていると想定して、当該電子部品が仮想交差領域外へ移動したか否かを判定することができるので、離脱動作後に誤って電子部品が吸着されてしまっている状態(以下、部品の持ち帰り状態と称す)であっても、当該持ち帰り部品と撮像装置との干渉を防止することができ、これにより、撮像タイミングを可及的に早めつつ、電子部品の持ち帰りがあっても撮像装置の損傷等を防止することができる。
Therefore, in the present invention, the moving distance between the imaging device and the suction member for avoiding the interference can be set to the minimum necessary distance according to the target component, and the time required for component recognition is reduced as much as possible. can do. In particular, it is possible to determine whether or not the electronic component has moved out of the virtual intersection area on the assumption that the electronic component has been attracted even after the separation operation. Even in a state where the air is adsorbed (hereinafter referred to as a part take-out state), it is possible to prevent interference between the take-out part and the imaging device, thereby making the imaging timing as early as possible. On the other hand, even if the electronic component is taken home, damage to the imaging device can be prevented.
なお、「吸着部材と電子部品との吸着時における相対位置の情報」とは、吸着時における吸着部材の軸心と電子部品の中心(重心)位置との位置ずれ量に関する情報であり、制御手段に予め記憶する場合には、吸着部材及び対象部品について想定される最大の位置ずれ量(以下、想定位置ずれ量と称す)、撮像手段による撮像データから算出する場合には実際の位置ずれ量を採用することができる。 The “information on the relative position at the time of suction between the suction member and the electronic component” is information on the amount of positional deviation between the axis of the suction member and the center (center of gravity) of the electronic component at the time of suction. In the case of storing in advance, the maximum misregistration amount assumed for the attracting member and the target part (hereinafter referred to as an assumed misregistration amount), and in the case of calculating from the imaging data by the imaging means, the actual misregistration amount is calculated. Can be adopted.
また、「吸着部材及び吸着対象となる電子部品の形状等の情報」とは、吸着部材の断面形状、寸法及び、電子部品の形状、寸法に関する情報であり、これらは、制御手段に予め記憶されている。 The “information on the shape and the like of the suction member and the electronic component to be sucked” is information on the cross-sectional shape and size of the suction member and the shape and size of the electronic component, and these are stored in advance in the control means. ing.
そして、本発明では、吸着部材に電子部品が吸着されていない場合には、上記吸着部材の断面形状、寸法に基づいた干渉領域を算出することもできるので、当該吸着部材と撮像装置との干渉を避けるときには、撮像装置及び吸着部材の移動距離をさらに短縮することができる。 In the present invention, when an electronic component is not attracted to the attracting member, an interference region can be calculated based on the cross-sectional shape and dimensions of the attracting member, so that the interference between the attracting member and the imaging device can be calculated. In order to avoid this, the moving distance of the imaging device and the suction member can be further shortened.
請求項2に係る発明によれば、さらに吸着部材又は吸着されている電子部品が仮想交差領域外へ移動したときに撮像装置を撮像位置へ移動させることができるので、吸着部材を下降させて電子部品を吸着させた後、当該吸着部材に吸着されている電子部品を撮像する場合に、その撮像タイミングを早めることができる。
According to the second aspect of the present invention, the imaging device can be moved to the imaging position when the adsorption member or the electronic component being adsorbed further moves outside the virtual intersection area. After picking up a component, when picking up an image of the electronic component picked up by the sucking member, the image pickup timing can be advanced.
請求項3に係る発明によれば、上記干渉領域が上記軌道に対する交差状態から非交差状態となるタイミングに合せて撮像装置を駆動することができるので、吸着部材の移動を待って撮像装置を移動させる場合における、当該撮像装置の待機時間を可及的に短縮することができる。
According to the invention of
請求項4に係る発明によれば、電子部品をプリント基板上に実装するのに際し、電子部品の部品認識を迅速に実行することができる表面実装機を提供することができる。 According to the invention which concerns on Claim 4 , when mounting an electronic component on a printed circuit board, the surface mounter which can perform component recognition of an electronic component rapidly can be provided.
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、本発明に係る部品認識装置が搭載される表面実装機を概略的に示しており、図2は、図1のヘッドユニットの底面図であり、図3は、図2のIII−III線断面図である。 FIG. 1 schematically shows a surface mounter on which a component recognition apparatus according to the present invention is mounted, FIG. 2 is a bottom view of the head unit of FIG. 1, and FIG. It is III sectional view.
各図を参照して、表面実装機の基台1上には、プリント基板搬送用のコンベア2が配置され、プリント基板3がこのコンベア2上を搬送されて所定の装着作業位置で停止されるようになっている。
Referring to each figure, a printed circuit board conveying conveyor 2 is arranged on a
上記コンベア2の両側には、部品供給部4、4が配置されている。これらの部品供給部4、4には、多数列のテープフィーダー4aが設けられている。各テープフィーダー4aは、各々、IC、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品(以下、電子部品Cと称す)を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、後述のヘッドユニット6により電子部品Cが間欠的に取り出されるようになっている。
On both sides of the conveyor 2, component supply units 4 and 4 are arranged. These component supply units 4 and 4 are provided with a plurality of rows of
上記基台1の上方には、部品装着用のヘッドユニット6が装備されている。このヘッドユニット6は、部品供給部4、4とプリント基板3が位置する部品装着部とにわたって移動可能とされ、特定平面(コンベア2に沿ったX軸方向と、水平面上でX軸と直交するY軸方向とを含む平面:本実施形態では水平面)上で移動可能となっている。
Above the
すなわち、基台1上には、Y軸方向の固定レール7と、Y軸サーボモータ9により回転駆動されるボールねじ軸8とが配設され、上記固定レール7上にヘッドユニット支持部材11が配置されて、この支持部材11に設けられたナット部分12が上記ボールねじ軸8に螺合している。また、上記支持部材11には、X軸方向のガイド部材13と、X軸サーボモータ15により駆動されるボールねじ軸14とが配設され、上記ガイド部材13にヘッドユニット6が移動可能に保持され、このヘッドユニット6に設けられたナット部分(図示せず)が上記ボールねじ軸14に螺合している。そして、Y軸サーボモータ9の作動により上記支持部材11がY軸方向に移動するとともに、X軸サーボモータ15の作動によりヘッドユニット6が支持部材11に対してX軸方向に移動するようになっている。
That is, a fixed
上記ヘッドユニット6には、それぞれ吸着ノズル(吸着部材)16aを先端に備えた複数のヘッド16が設けられている。これらヘッド16は、図4に示すZ軸サーボモータ17及び図略のR軸サーボモータ等の回転駆動手段によって、ヘッドユニット6のフレームに対して昇降(Z軸方向の移動:軸線方向)及びノズル中心軸(R軸)回りの回転が可能とされている。また、上記Z軸サーボモータ17に応じて昇降する吸着ノズル16aの先端位置は、ロータリーエンコーダ等からなる昇降位置検出手段18(図4参照)により検出されるようになっている。なお、本実施形態では、上記ヘッド16がX軸方向で一列に4個配設された構成を示している。
The
さらに、上記ヘッドユニット6には、撮像装置19がX軸方向に沿って相対変位可能に取り付けられている。すなわち、撮像装置19は、ヘッドユニット6底面のレール20に沿って摺動自在に取り付けられたスライダ21のナット部分21aに対して螺合するボールねじ軸22が撮像装置移動モータ23(図4参照)によって回転駆動することにより、上記レール20及びボールねじ軸22に沿ってX軸方向へ駆動するようになっている。換言すると、撮像装置19は、水平面上で各吸着ノズル16aに対応する部品撮像位置を通る軌道K(X軸方向:図8参照)に沿ってヘッドユニット6に対して移動可能とされている。
Furthermore, an
上記撮像装置19のスライダ21は、各吸着ノズル16aからY軸方向に離間して配設され、その底面には、フレーム24が取り付けられている。このフレーム24は、上方へ開く容器状に形成され、その先端部は、吸着ノズル16aの下方位置までに延びるとともに、上方へ向かって傾斜しており、この傾斜上面24aには、反射ミラー25が貼着されている。一方上記フレーム24内の根元部分には、ラインセンサからなるカメラ26が格納され、このカメラ26は、吸着ノズル16aに吸着されている電子部品Cの底面を上記反射ミラー25を介して撮像可能となるようにその撮像範囲が設定されている。さらに、上記フレーム24内には、カメラ26とX軸方向(図3では紙面奥行き方向)に並んで照明手段27(図4参照)が格納され、この照明手段27は、上記反射ミラー25を介して吸着ノズル16aに吸着されている電子部品Cの底面に光を照射するようになっている。
The
つまり、撮像装置19は、撮像対象となる吸着ノズル16aの下方位置を通過することにより、反射ミラー25に映し出された電子部品Cの底面像をカメラ26によって走査することが可能となっている。一方、電子部品Cを吸着する場合、撮像装置19は、ヘッドユニット6から下降する吸着ノズル16aと干渉しないように、当該吸着ノズル16aの下方位置から退避することになる。なお、本実施形態では、ヘッドユニット6の4本の吸着ノズル16aを一単位として4個の電子部品Cを吸着して、これら部品Cをプリント基板3に実装することになるが、これら吸着ノズル16aの吸着動作又は実装動作の開始前においては、撮像装置19を各吸着ノズル16aの昇降位置からX軸方向に外れた退避位置P1、P2の何れかに退避させるようにしている。
That is, the
ところで、上述した表面実装機には、図4に示す制御手段28が設けられている。この制御手段28は、論理演算を実行する周知のCPU、そのCPUによる制御プログラムなどを予め記憶するROM及び様々のデータを一時的に記憶するRAM等から構成されている。 By the way, the surface mounting machine described above is provided with the control means 28 shown in FIG. The control means 28 includes a well-known CPU that executes logical operations, a ROM that stores a control program by the CPU in advance, a RAM that temporarily stores various data, and the like.
具体的に、上記制御手段28は、軸制御手段29と、撮像装置制御手段30と、搭載情報記憶手段31と、演算手段32とを備えている。
Specifically, the
軸制御手段29は、後述する搭載情報記憶手段31に記憶されている実装順序等の情報に基づいて、上記昇降位置検出手段18による検出情報を参照しつつサーボモータ9、15、17の駆動を制御して、電子部品Cの吸着動作及びプリント基板3に対する電子部品Cの実装動作を実行するようになっている。
The axis control means 29 drives the
撮像装置制御手段30は、上記撮像装置移動モータ23を駆動して、撮像装置19を撮像対象となる吸着ノズル16aの下方位置まで通過させることにより、当該吸着ノズル16aに吸着されている電子部品Cをカメラ26によって撮像するようになっている。さらに、撮像装置制御手段30は、ロータリーエンコーダ等からなる撮像装置位置検出手段33とも電気的に接続されており、この撮像装置位置検出手段33によって、撮像装置19の現在位置(X軸方向の位置)を検知するようになっている。また、撮像装置制御手段30は、カメラ26による撮像データを保存する画像メモリとしても機能するようになっている。
The imaging device control means 30 drives the imaging
搭載情報記憶手段31は、各吸着ノズル16aによる吸着動作の実行順序及び駆動速度の情報、各吸着ノズル16aの断面形状、寸法の情報(以下、形状等の情報と略す)及び、吸着対象となる電子部品Cの形状等の情報並びに、電子部品Cの種類毎に設定された仮想位置ずれ量の情報等を記憶している。この仮想位置ずれ量とは、吸着時における吸着ノズル16aの軸心と電子部品Cの中心(重心)との位置ずれ量であって、これら吸着ノズル16a及び電子部品Cについて想定される最大の位置ずれ量のことである。
The mounting
演算手段32は、上記搭載情報記憶手段31に記憶されている仮想位置ずれ量と、各吸着ノズル16a及び電子部品Cの形状等の情報とに基づいて、各吸着ノズル16aについてその軸線から上記軌道Kに沿って延びる干渉領域L1〜L4(図8参照:以下、吸着ノズル16a毎に区別を要しない場合にはLと称す)を算出し、これら干渉領域Lを参照しつつ、上記軸制御手段29及び撮像装置制御手段30の駆動制御を実行するようになっている。なお、演算手段32は、上記仮想位置ずれ量に代えて、撮像手段19による撮像データに基づいて検出された各吸着ノズル16aと電子部品Cとの実際の位置ずれ量を利用して各干渉領域Lを算出することも可能とされている。
Based on the virtual positional deviation amount stored in the mounting information storage means 31 and information such as the shape of each
また、演算手段32は、上記各干渉領域Lと撮像手段19の軌道Kとの仮想交差領域E1〜E4(図8参照:以下、吸着ノズル16a毎に区別を要しない場合にはEと称す)を各吸着ノズル16aについて算出し、これら仮想交差領域Eを撮像装置19が通過したか否かを判定するようになっている。
Further, the calculation means 32 is a virtual intersection area E1 to E4 between each of the interference areas L and the trajectory K of the imaging means 19 (see FIG. 8: hereinafter referred to as E when it is not necessary to distinguish each
さらに、演算手段32は、上記搭載情報記憶手段31に記憶されている吸着動作の実行順序及び各吸着ノズル16aの駆動速度に基づいて、上記各干渉領域Lが、撮像装置19の軌道Kに対する交差状態から非交差となる非交差タイミングT1〜T4(図9参照:以下、吸着ノズル16a毎に区別を要しない場合にはTと称す)を算出し、これら非交差タイミングTを参照しつつ、上記撮像装置制御手段30の駆動を制御するようになっている。
Further, the calculation means 32 is configured so that each interference region L intersects the trajectory K of the
次に、図5に基づいて、制御手段28の処理について説明する。 Next, the processing of the control means 28 will be described based on FIG.
まず、撮像装置19を退避位置P1、P2の何れかに移動し(ステップS1)、各吸着ノズル16aによる吸着動作を実行する(ステップS2)。
First, the
この吸着動作が完了すると、各吸着ノズル16aは、規定の上昇位置、すなわち、図8の(a)に示すように、撮像装置19の軌道Kと干渉しない上方位置へ変位した状態となり、ここで、撮像装置19を軌道Kに沿って移動させる(ステップS3)。
When this suction operation is completed, each
次いで、電子部品Cの撮像動作に際し、対象となる吸着ノズル16aを選定するためのカウンタN1を1(初期値)に設定し(ステップS4)、上記搭載情報記憶手段31に記憶されている仮想位置ずれ量と各吸着ノズル16a及び電子部品Cの形状等の情報とに基づいて当該N1番目の吸着ノズル16aについての干渉領域Lを算出するとともに、この干渉領域Lと撮像装置19の軌道Kとに基づいて仮想交差領域Eを算出する(ステップS5)。
Next, in the imaging operation of the electronic component C, the counter N1 for selecting the
そして、図8の(b)のように、撮像装置19がN1番目の吸着ノズル16aの下方位置を通過する際に、カメラ26により当該吸着ノズル16aに吸着されている電子部品Cの底面像を撮像する(ステップS6)。
Then, as shown in FIG. 8B, when the
次いで、撮像装置19が上記吸着ノズル16aに対応する仮想交差領域Eの外側へ移動したか否かを判定し(ステップS7)、ここで、未だ撮像装置19が仮想交差領域E内であると判定されると、繰り返しステップS7を実行する。
Next, it is determined whether or not the
一方、図8の(c)に示すように、撮像装置19が上記仮想交差領域Eの外側へ移動したと判定されると(ステップS7でYES)、当該N1番目の吸着ノズル16aを、所定ストロークだけヘッドユニット6から突出させる(ステップS8)。
On the other hand, as shown in FIG. 8C, when it is determined that the
ここで、吸着ノズル16aを突出させるのは、後述する実装動作の実行時にヘッドユニット6からプリント基板3に向けて突出するストロークを現時点で減らしておくためであり、これを実行することにより、実装動作のタクトを短縮することができる。
Here, the
次いで、全吸着ノズル16aについて上記撮像動作が終了したか否かを判定し(ステップS9)、ここで、未だ終了していない吸着ノズル16aがあると判定されると、上記カウンタN1に1を加算して(ステップS10)、上記ステップS5を繰り返し実行する。
Next, it is determined whether or not the imaging operation has been completed for all the
一方、全ての吸着ノズル16aについて撮像動作が終了したと判定されると(ステップS9でYES)、上記カメラ26による撮像データに基づいて、プリント基板3に対する電子部品Cの姿勢(R軸方向の姿勢)や位置(X、Y平面上の位置)を調整した上で各吸着ノズル16aについて電子部品Cの実装動作を実行し(ステップS11)、当該処理を終了する。
On the other hand, if it is determined that the imaging operation has been completed for all the
なお、上記の処理においては、吸着動作の後に撮像動作を実行するようにしているが、図6に示すように、吸着動作と撮像動作とを並行して実行することも可能である。 In the above processing, the imaging operation is executed after the adsorption operation. However, as shown in FIG. 6, the adsorption operation and the imaging operation can be executed in parallel.
この処理では、まず、撮像装置19を退避位置P1、P2の何れかに移動し(ステップU1)、全ての吸着ノズル16aについて干渉領域Lを算出する(ステップU2)。
In this process, first, the
そして、図9に示すように、上記搭載情報記憶手段31に記憶されている各吸着ノズル16aの吸着順序及び駆動速度に基づいて、上記各干渉領域Lが撮像装置19の軌道Kに対して交差状態から非交差状態となる非交差タイミングT1〜T4を算出する(ステップU3)。
Then, as shown in FIG. 9, the interference regions L intersect the trajectory K of the
なお、図9では、各吸着ノズル16aを、退避位置P1側のものから順に、第一、第二、第三、第四ノズルと称することにし、ここに示す吸着順序の一例では、始めに第一及び第四ノズルが同時に、次いで第二、第三ノズルが順に電子部品Cを吸着するようになっている。
In FIG. 9, the
そして、当該処理では、上記非交差タイミングT1〜T4に基づいて、撮像装置19の移動開始のタイミング、速度の少なくとも一方を算出する(ステップU4)。
In this process, based on the non-intersection timings T1 to T4, at least one of the movement start timing and speed of the
例えば、上記ステップU4では、第一ノズルの非交差タイミングT1に合せて当該第一ノズルの下方位置に侵入するように速度aで撮像装置19を駆動するとともに、第二及び第三ノズルの非交差タイミングT2、T3の順に当該第二及び第三ノズルの下方位置に侵入するように速度bで撮像装置19を駆動する速度を算出する。
For example, in step U4, the
また、上記の例では、移動開始タイミングST1を固定した上で、その速度a、bのみを算出するようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、撮像装置19を略一定の速度bで移動させるように、その移動開始タイミングをST2のように遅らせることや、非交差タイミングTが最も遅いもの、図示の例では非交差タイミングT3に合せて撮像装置19の移動開始タイミングをST3のように遅らせるとともにその速度を比較的高速の速度c(図では一点鎖線で示している)に設定することも可能である。
In the above example, the movement start timing ST1 is fixed and only the speeds a and b are calculated. However, the present invention is not limited to this. For example, the
なお、ステップU4では、各吸着ノズル16aの下方の通過時におけるカメラ26による撮像タイミングも同時に設定されることになる。
In step U4, the imaging timing by the
次いで、上記ステップU4において設定された速度及び移動開始タイミングに基づいて撮像装置19の駆動制御を開始し(ステップU5)、電子部品Cの吸着動作に際し、対象となる吸着ノズル16aを選定するためのカウンタN2を1(初期値)に設定する(ステップU6)。
Next, drive control of the
そして、N2番目の吸着ノズル16aについて吸着動作を実行し(ステップU7)、この吸着動作が全ての吸着ノズル16aについて完了したか否かを判定する(ステップU8)。
Then, the suction operation is executed for the
ここで、未だ吸着動作の完了していない吸着ノズル16aがあると判定されると(ステップU8でNO)、上記カウンタN2に1を加算して(ステップU9)、上記ステップU7を繰り返し実行する。
If it is determined that there is a
一方、全ての吸着ノズル16aについて吸着動作が完了したと判定されると(ステップU8でYES)、上記カメラ26による撮像データに基づいてプリント基板3に対する電子部品Cの姿勢(R軸方向の姿勢)や位置(X、Y平面上の位置)を調整した上で各吸着ノズル16aについて吸着動作を実行し(ステップU10)、当該処理を終了する。
On the other hand, if it is determined that the suction operation has been completed for all the
なお、上記実施形態では、ラインセンサからなるカメラ26によって電子部品Cの底面画像を撮像するようにしているが、これに限定されることはなく、エリアセンサからなるカメラ26によって電子部品Cを撮像するようにしてもよい。
In the above embodiment, the bottom image of the electronic component C is picked up by the
このとき、上記図5の処理においては、上記搭載情報記憶手段31に予め記憶されている仮想位置ずれ量に基づいて仮想交差領域Eを算出する(ステップS5)ようにしているが、図7に示すように、カメラ26による撮像データに基づいて仮想交差領域Eを算出することもできる。
At this time, in the processing of FIG. 5, the virtual intersection region E is calculated based on the virtual positional deviation amount stored in advance in the mounting information storage means 31 (step S5). As shown, the virtual intersection area E can also be calculated based on the image data taken by the
すなわち、上記ステップS4の実行後に、N1番目の吸着ノズル16aに吸着されている電子部品Cの底面画像を撮像し(ステップS51)、この撮像データに基づいて吸着ノズル16aと電子部品Cとの実際の位置ずれ量を算出するとともに、この位置ずれ量と吸着ノズル16a及び電子部品Cの形状等の情報とに基づいて干渉領域Lを算出し、この干渉領域Lと撮像装置19の軌道Kとに基づいて仮想交差領域Eを算出する(ステップS61)。そして、この仮想交差領域Eについて上記ステップS7の判定を実行することになる。
That is, after the execution of step S4, a bottom image of the electronic component C sucked by the
以上説明したように上記表面実装機は、搭載された部品認識装置(ヘッドユニット6、撮像装置19及び、制御手段28)によって、吸着ノズル16aと電子部品Cとの吸着時における相対位置と、電子部品C及び吸着ノズル16aの形状等とに応じて異なる干渉領域Lに基づいて撮像装置19又は吸着ノズル16aの駆動を制御するようにしているので、電子部品C毎に必要最小限となる非干渉距離を保ちつつ、撮像装置19及び吸着ノズル16aを駆動することができる。
As described above, the surface mounter uses the mounted component recognition device (
例えば、吸着された電子部品Cの撮像終了後、実装に先立って吸着された電子部品Cをプリント基板3の高さ位置に予め近づけておくための吸着ノズル16aの下降開始タイミングを早めるのに有効である。また、下降させた吸着ノズル16aにより電子部品Cを吸着させた後、当該吸着ノズル16aを上昇させるときに、吸着された電子部品Cを撮像するタイミングを早めるのに有効である。或いはまた、吸着された電子部品Cをプリント基板3に実装した後(離脱動作の実行後)、吸着ノズル16aの先端を撮像し、部品供給部4による次の電子部品Cの吸着動作に障害となる電子部品Cの持ち帰りを防止するため、吸着ノズル16aの先端を撮像するのに際しても、撮像開始タイミングを早めることができる。この場合には、干渉領域Lは、電子部品Cが吸着ノズル16aの先端に残ったまま上昇していると想定して算出する。
For example, after completion of imaging of the picked-up electronic component C, it is effective for advancing the lowering start timing of the
したがって、上記表面実装機では、撮像装置19と吸着ノズル16aとの干渉をさけるための両者の移動距離を電子部品Cに応じて必要最小限の距離とすることができ、部品認識に要する時間を可及的に短縮することができる。
Therefore, in the surface mounter, the moving distance between the
一方、上記表面実装機では、吸着ノズル16aに電子部品Cが吸着されていない場合には、上記吸着ノズル16aの断面形状、寸法に基づいた干渉領域Lを算出することができるので、当該吸着ノズル16aと撮像装置19との干渉を避けるときには、撮像装置19及び吸着ノズル16aの移動距離をさらに短縮することができる。
On the other hand, in the surface mounting machine, when the electronic component C is not picked up by the
例えば、既に吸着ノズル16aの先端に電子部品Cが存在しないことを確認した後、電子部品Cを吸着すべく吸着ノズル16aを下降させるのに際し、撮像装置19が干渉領域Lを通過する時間を短縮することができることに伴い吸着ノズル16aの待機時間を短縮することができるので、吸着ノズル16aの下降タイミングを早めることができる。
For example, after confirming that the electronic component C does not exist at the tip of the
また、上記表面実装機では、上記干渉領域Lに基づいて算出された仮想交差領域Eを通過する撮像装置の駆動のタイミングに合せて、吸着ノズル16aを下降させることができるので、撮像装置19の移動を待って吸着ノズル16aを移動させる場合における、当該吸着ノズル16aの待機時間を可及的に短縮することができる。
Further, in the surface mounter, the
さらに、上記表面実装機では、撮像装置19による電子部品Cの底面画像に基づいて算出された実際の位置ずれ量を採用することができるので、上記想定位置ずれ量よりも小さなずれ量で電子部品Cが吸着されている場合には、当該想定位置ずれ量を採用する場合よりも干渉領域Lを狭く設定することができ、吸着ノズル16aの待機時間をより短縮することができる。
Furthermore, since the surface mounter can employ the actual displacement amount calculated based on the bottom image of the electronic component C by the
また、上記表面実装機では、吸着ノズル16a又は吸着されている電子部品Cが仮想交差領域E外へ移動したときに撮像装置19を撮像位置へ移動させることもできるので、吸着ノズル16aを下降させて電子部品Cを吸着させた後、当該吸着ノズル16aに吸着されている電子部品Cを撮像する場合に、その撮像タイミングを早めることができる。
Further, in the above surface mounter, the
さらに、上記表面実装機では、プリント基板3に対する電子部品Cの実装後(離脱動作後)であっても電子部品Cが吸着されていると想定して、当該電子部品Cが仮想交差領域E外へ移動したか否かを判定することもできるので、当該離脱動作後に部品の持ち帰りが生じている状態であっても、当該電子部品Cと撮像装置19との干渉を防止することができる。したがって、上位表面実装機では、撮像タイミングを可及的に早めつつ、電子部品Cの持ち帰りがあっても撮像装置19の損傷等を防止することができる。
Furthermore, in the surface mounting machine, it is assumed that the electronic component C is attracted even after the electronic component C is mounted on the printed circuit board 3 (after the detachment operation), and the electronic component C is outside the virtual intersection region E. Therefore, it is possible to prevent interference between the electronic component C and the
また、上記表面実装機では、干渉領域Lが上記軌道Kに対して交差状態となるまでの間(非交差状態の間)に、撮像装置19が仮想交差領域Eを通過するように、撮像装置19を駆動制御することもできる。
In the surface mounter, the
一方、上記表面実装機では、上記干渉領域Lの非交差タイミングTに合せて撮像装置19を駆動することができるので、吸着ノズル16aの移動を待って撮像装置19を移動させる場合における、当該撮像装置19の待機時間を可及的に短縮することができる。
On the other hand, since the
なお、上記実施形態においては、表面実装機を例に挙げて説明しているが、表面実装機に限定されることはなく、部品認識装置(ヘッドユニット6、撮像装置19及び、制御手段28)は、例えば、ICチップ等の電子部品を試験する部品試験装置に対して装着することも可能である。
In the above embodiment, the surface mounter is described as an example. However, the present invention is not limited to the surface mounter, and the component recognition device (
1 基台
3 プリント基板
6 ヘッドユニット
16a 吸着ノズル(吸着部材)
19 撮像装置
26 カメラ
28 制御手段
a、b、c 撮像装置の速度
C 電子部品
E 仮想交差領域
L 干渉領域
ST1、ST2 撮像装置の移動開始タイミング
T 非交差タイミング
DESCRIPTION OF
19
Claims (4)
上記撮像装置は、上記吸着部材に対応する部品撮像位置を通る軌道に沿って上記ヘッドユニットに対して移動可能に構成され、
上記制御手段は、上記吸着部材を昇降させる動作と、上記撮像装置を上記軌道に沿って移動させる動作とを、時間的に重複させて行わせるように上記撮像装置及び上記吸着部材の少なくとも一方の駆動を制御するとともに、上記吸着部材と電子部品との吸着時における相対位置の情報と、上記吸着部材及び吸着対象となる電子部品の形状等の情報とに基づいて、上記軌道と平行な方向における上記吸着部材の両側の位置をそれぞれ通りかつ上記吸着部材の軸線と平行な軸線で囲まれる干渉領域及びこの干渉領域と上記軌道との仮想交差領域を算出し、上記吸着部材が基板への電子部品の実装を終えて上昇する時に、上記吸着部材、又は吸着されている電子部品、若しくは今回下降時の離脱対象となっている電子部品であって上記吸着部材に吸着されていると想定したものが、上記仮想交差領域外へ移動したと判定された場合に、上記撮像装置を上記仮想交差領域内に侵入させるように構成されていることを特徴とする部品認識装置。 A head unit having an adsorbing member capable of adsorbing electronic components and movable on a specific plane, an imaging device attached to the head unit, and an axial direction substantially perpendicular to the plane with respect to the head unit Control to move the imaging device relative to the head unit so as to sequentially image the bottom surface of the electronic component adsorbed by each adsorption member while performing the adsorption / desorption operation of the electronic component by raising and lowering each adsorption member. A component recognition device comprising means,
The imaging device is configured to be movable relative to the head unit along a track passing the component pickup position corresponding to the suction member,
Wherein said control means, an operation for lifting the suction member, the imaging device behavior and to move along the track, at least one of the imaging device and the suction member so as to perform by temporally overlap It controls the drive, and the information of the relative position at the time of adsorption of the adsorption member and the electronic component, on the basis of the information such as the shape of the electronic component to be the suction member and be adsorbed, in the track direction parallel to the calculated virtual intersections of the sides and street positions respectively interference region and the interference region and the track is surrounded by axis parallel to the axis of the suction member of the suction member, the electronic components of the suction member to the substrate When lifting after finishing mounting, the suction member, the electronic component that is sucked, or the electronic component that is to be detached at the time of lowering this time, is sucked into the suction member. Those assumed to be found when it is determined to have moved to the virtual intersection region outside the component recognizing device of the imaging device, characterized in that it is configured to penetrate into the virtual intersection region .
A component recognition device according to claim 1, comprising a base for movably supporting the head and a component supply unit for supplying electronic components, the component feed unit by the suction members of the head The electronic component is picked up from the electronic component and imaged by the component recognition device, and then mounted on the printed circuit board placed on the base, the electronic component picked up by the suction member is mounted , and the electronic component after the withdrawal operation execution, a surface mounting machine, characterized in that it is configured to perform imaging of the suction member by the component recognizing device to detect the take-away parts.
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