JP4425400B2 - Work equipment - Google Patents

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JP4425400B2
JP4425400B2 JP2000013479A JP2000013479A JP4425400B2 JP 4425400 B2 JP4425400 B2 JP 4425400B2 JP 2000013479 A JP2000013479 A JP 2000013479A JP 2000013479 A JP2000013479 A JP 2000013479A JP 4425400 B2 JP4425400 B2 JP 4425400B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば表面実装装置において部品を吸着させた吸着ヘッドを昇降作動させて基板に対し装着する際にその装着対象である基板を認識させたり、あるいは、産業用ロボットにおいて先端に部品を把持させたアームを移動させて治具上の他の部品等に搭載する際に搭載対象である上記他の部品等を認識させたりするために用いられる作業装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の作業装置として、表面実装分野において吸着ヘッドに吸着させた部品の吸着ヘッドに対する保持状態を撮像手段により画像認識させて吸着位置のずれを検出するようにしたものが知られている(例えば特許第2810579号公報参照)。このものは、吸着ヘッドに吸着された部品の像を複数の反射ミラー、ハーフミラー及び誘導用中継ミラー群を介して撮像手段に取り込み、所定位置との比較により吸着位置のずれを検出し、その吸着位置ずれに応じて装着動作時に吸着ヘッドの基板に対する位置を補正するようにしている。
【0003】
また、上記表面実装分野においては、吸着ヘッドに吸着させた部品を基板に対し装着する際に、装着対象の基板に設けられた基板マーク(フィデューシャルマーク)を認識させる手段として、カメラが通常用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の撮像手段による認識技術は、吸着ヘッドに吸着された部品もしくは基板に設けられた基板マークの如く予め定められた距離を隔てた位置に固定的に存在する平面を認識対象とするものであるため、認識対象の位置が種々変化する場合には適用し得ないことになる。このため、撮像手段の活用は特定条件が成立する場合だけに限られ、汎用性に欠けるものであった。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、作業装置に設けられた撮像手段に汎用性をもたせて幅広い活用を図り得るようにすることを目的としている。
【0006】
【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、先端に部品を着脱可能に保持して少なくとも一軸方向に進退作動されて作業対象に対し上記部品の装着を行う作業手段と、この作業手段を進退作動させる進退手段と、上記作業対象の特定部位を撮像する撮像手段と、上記一軸方向に対する上記特定部位との上記撮像手段の相対位置を変更する位置変更手段と、上記作業手段を一軸方向に移動可能に支持するフレームと、このフレームを一軸方向に位置変更可能に支持する支持体とを備え、上記進退手段は上記作業手段を上記フレームに対して一軸方向に所定ストローク進退作動させるように構成され、上記撮像手段は上記フレームに固定され、上記位置変更手段は上記フレームを上記支持体に対して一軸方向に移動させるように構成されているものである。
【0007】
この本発明の装置によると、作業対象自体の上記一軸方向の設置位置が種々に変化することになっても、あるいは、作業対象の位置は固定でも撮像対象である特定部位が部品の種類等によって変ることによりその特定部位の上記一軸方向の相対位置が種々に変化することになっても、あるいはまた、作業対象の上にある部品を装着した後にその装着部品を作業対象として新たな部品を装着する場合のように作業対象自体が変ることにより上記一軸方向に対する相対位置が種々に変化することになっても、これらの一軸方向位置の変化に応じて位置変更手段により撮像手段の相対位置を変更させることにより、撮像手段の焦点合わせを行うことが可能になる。このため、作業対象の特定部位の認識を明確に行うことができ、また、必要に応じ、焦点合わせのための位置変更量に基づいて進退作動手段による作業手段の進退作動量を変更設定することにより、部品を確実に作業対象に対し移動させて装着等の作業を行い得ることになる。これにより、撮像手段の幅広い活用が可能となり、汎用性を付与し得ることなる。
【0008】
また、本発明の装置によると、位置変更手段により撮像手段の位置変更を行うと、作業手段も撮像手段と同期して一軸方向に移動されることになる。このため、認識対象である作業対象の一軸方向位置が変更されても、上記位置変更により撮像手段が作業対象に対し焦点合わせされると、それに応じて作業手段の一軸方向位置をも同時に変更させることが可能になり、作業対象に対する作業手段の位置合わせが容易になる。
【0009】
上記発明において、上記位置変更手段は、上記撮像手段の位置変更量を調節して上記作業対象の特定部位に対する上記撮像手段の焦点合わせを行うように構成すればよく、これにより撮像手段が上記特定部位に対し自動的に焦点距離の位置に位置変更されることになる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0011】
図1は、本発明の第1もしくは第2の実施形態として本発明を作業装置の一例である表面実装装置に適用した場合の概略平面図である。
【0012】
同図において、基台1上には基板搬送用のコンベア2が配置され、このコンベア2上を実装対象としてのプリント基板3(二点鎖線で示す)が搬送され、所定の実装位置で停止するようになっている。
【0013】
上記コンベア2の側方には、部品供給部4が配置されている。この部品供給部4は多数列のテープフィーダ4aを備えており、各テープフィーダ4aは、IC、トランジスタ、コンデンサ等のチップ部品(以下、単に「部品」という)を所定間隔おきに収納、保持したテープをリールから部品取出し部へ導出し、後述のヘッドユニット5により部品がピップアップされるにつれてラチェット式の繰出し機構によりテープを間欠的に繰り出すようになっている。
【0014】
上記基台1の上方には、部品装着用のヘッドユニット5が装備され、このヘッドユニット5はX軸方向(コンベア2の配設方向)及びY軸方向(平面上でX軸と直交する方向)に移動させることができるようになっている。
【0015】
詳しくは、基台1上にはY軸方向に延びる一対のレール6が延設されており、このレール6上にヘッドユニット支持部材7が架設されている。ヘッドユニット支持部材7はナット部8を介してボールねじ軸9と螺合して、このボールねじ軸9はY軸サーボモータ10の回転軸と接続されており、Y軸サーボモータ10の駆動によりボールねじ軸9を介してヘッドユニット支持部材7をY軸方向に移動させるようになっている。また、ヘッドユニット支持部材7はX軸方向に延びるガイド部材11を有し、ヘッドユニット5がそのガイド部材11に沿って移動可能とされている。そして、X軸モータ12の駆動により、上記ガイド部材11と平行に配置されたボールねじ軸13(図3参照)を介してヘッドユニット5をX軸方向に移動させるようになっている。
【0016】
上記の全体構成を前提として、本発明の第1実施形態に係るヘッドユニット5aの構成を、図2の正面図及び図3の一部省略側面図を参照しつつ次に説明する。
【0017】
両図において、ヘッドユニット5aは、支持体としてのヘッドユニット本体15と、このヘッドユニット本体15に対し一軸方向としてのZ軸方向(上下方向)に昇降可能に支持されたフレーム16とを備えており、このフレーム16に対し部品を着脱可能に吸着保持するための作業手段としての吸着ヘッド20と、基板3の特定部位を撮像して認識するためのカメラ40(撮像手段)とが支持され
ている。
【0018】
上記フレーム16は、上記ヘッドユニット本体15に固定された位置変更手段及び進退手段の一部としての全体上下動用サーボモータ21により上記ヘッドユニット本体15に対し昇降作動されるようになっている。つまり、上記全体上下動用サーボモータ21によりフレーム16が昇降作動されると、上記吸着ヘッド20とカメラ40との双方が一括に昇降作動されるようになっている。
【0019】
具体的には、上記ヘッドユニット本体15には上下方向に延びるガイド部22(図3参照)及びボールねじ軸23が固定されており、一方、上記フレーム16には上記ボールねじ軸23に螺合されたナット部24と上記ガイド部22に案内される図外の被ガイド部とが設けられている。そして、上記ボールねじ軸23は上記サーボモータ21の回転軸と接続されており、サーボモータ21によって上記ボールねじ軸23がZ軸回りに回転駆動されることにより、上記フレーム16がZ軸方向に昇降作動されるようになっている。
【0020】
上記吸着ヘッド20としては、本実施形態では4本の吸着ヘッド20,20,…(図2参照)がX軸方向に並べて配設されている。そして、各吸着ヘッド20は上記フレーム16に固定された進退手段としてのエアシリンダ25(図3参照)によりZ軸方向に個別に昇降作動され、かつ、回転用サーボモータ26(図2参照)により各吸着ヘッド20が回転作動されるようになっている。
【0021】
具体的には、上記吸着ヘッド20は、中空のノズルシャフト27(図3参照)と、このノズルシャフト27をフレーム16に対し昇降可能かつ回転可能に支持するヘッドガイド部28と、上記ノズルシャフト27の下端に対し着脱可能に装着された吸着ノズル29とからなり、上記ノズルシャフト27の上端側部分がベアリング30を介して回転を許容した状態で上記エアシリンダ25のピストン31と一体のスリーブ部31aと結合されている。これにより、上記エアシリンダ25の前進側作動室にエア供給口25aからエアを供給すれば吸着ヘッド20が下降し、後退側作動室にエア供給口25bからエアを供給すれば吸着ヘッド20が上昇するようになっている。また、上記ピストン31には上記ノズルシャフト27内のエア通路(図示省略)と連通する連通路が形成され、負圧供給口32からその連通路及びエア通路を通して吸着ヘッド20に対し負圧もしくは正圧を切換可能に供給することにより、吸着ヘッド20において部品の吸着もしくは吸着した部品の切り離しが行われるようになっている。なお、上記の負圧もしくは正圧は図外の減圧装置及び加圧装置から切換弁の切換制御により上記負圧供給口32に供給されるようになっている。
【0022】
一方、上記回転用サーボモータ26(図2参照)の回転軸に連結されたプーリ26aと、フレーム16側に回転可能に軸支されたプーリ33との間には回転力伝達用のベルト34が巻掛けられ、上記回転用サーボモータ26の回転作動により上記プーリ33が回転され、このプーリ33を介して回転力が各ノズルシャフト27に伝達されることにより各吸着ヘッド20が回転作動されるようになっている。
【0023】
また、上記フレーム16には、カメラ40と、このカメラ40による撮像対象である基板3に向けて照明光を照射する照明装置41とが所定位置に固定されている。なお、図中40aはカメラ40が取り込んだ画像情報等を図外のコントロールユニットに対し出力したり、カメラ40に対し画像取込指令を入力させたりする入出力ラインである。
【0024】
以上の構成の第1実施形態では、ヘッドユニット5の各吸着ヘッド20により部品供給部から部品を吸着し、次いでヘッドユニット5をプリント基板上に移動させた後、全体上下動用サーボモータ21を作動させてカメラ40と上記部品の装着対象である基板の特定部位、例えば角部もしくは基板マークとの距離がカメラ40の焦点距離に合致するようにカメラ40のZ軸方向位置を変更させる。すなわち、上記カメラ40の焦点合わせ位置まで基板との相対位置を調節する。この位置調節に伴うフレーム16のZ軸方向位置の変更により各吸着ヘッド20も上記カメラ40と一緒に位置変更され、吸着ヘッド20の高さ位置が調整されることになる。そして、さらにエアシリンダ25を作動させて上記焦点距離に対応した所定ストロークだけ吸着ヘッド20を下降させることにより基板に対して部品を装着することができるようになる。
【0025】
また、上記のように基板に対して部品を装着した後、この部品に対しさらに別部品を装着するような場合は、吸着ヘッド20を上昇させ、ヘッドユニット5を部品の供給位置まで戻し、上記別部品を各吸着ヘッド20に吸着させて基板上方まで搬送してから、先に装着された部品の特定部位、例えば角部もしくは識別マーク等を認識対象として、再度、上記の処理を繰り返せばよい。すなわち、上記全体上下動用サーボモータ21の下降作動によりカメラ40が装着後の部品に対して焦点合わせされる位置までフレーム16を移動させ、これによって吸着ヘッド20の高さ位置を調整した上で、エアシリンダ25の作動により吸着ヘッド20を下降させればよい。このように、装着対象のZ軸方向位置が変化しても、カメラ40による認識を容易に行うことができる上に、上記装着対象に対して吸着ヘッド20による作業を効率よく行うことができる。
【0026】
図4及び図5は、本発明の第2実施形態に係るヘッドユニット5b及びカメラ取付部分を示す。この第2実施形態は図1に示す全体構成を前提とし、第1実施形態におけるヘッドユニット5aの大半の構成を共通としつつ、カメラ40が独立してZ軸方向への位置変更を可能としたものである。従って、第1実施形態の構成要素と同じ構成の要素については第1実施形態と同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0027】
このヘッドユニット5bにも第1実施形態と同様にフレーム16がヘッドユニット本体15に対し全体上下動用サーボモータ21により昇降可能に支持され、上記フレーム16に対し吸着ヘッド20,20,…が個別に昇降可能かつ回転可能に支持されている。なお、上記各吸着ヘッド20の個別昇降作動は図示を省略するが、第1実施形態と同様にエアシリンダ25(図3参照)により行われるようになっている。
【0028】
また、撮像手段としてのカメラ40が上記フレーム16に対しZ軸方向に昇降可能に支持され、位置変更手段としてのカメラ用サーボモータ42の回転作動により昇降作動されるようになっている。
【0029】
具体的には、図5に示すように上記フレーム16には上下方向に延びるガイド部43が固定され、ボールねじ軸44が軸受け部材45により定位置で回転自在に保持されている。一方、一端部46a側で上記カメラ40を保持する保持ブロック46がその他端部46b側で上記ガイド部43に嵌合されて上下方向にのみ移動するよう案内され、かつ、中間部位に内蔵されたナット部46cが上記ボールねじ軸44に螺合されている。
【0030】
そして、上記ボールねじ軸44はフレキシブルジョイント47を介して上記サーボモータ42の回転軸42aと接続されている。これにより、上記サーボモータ42によって上記ボールねじ軸44がZ1軸回りに回転駆動されると、フレーム16に対してカメラ40が昇降作動されるようになっている。
【0031】
なお、照明装置41はブラケット48を介して上記保持ブロック46に連結されて、上記カメラ40の昇降作動と共に昇降されるようになっている。
【0032】
以上の構成の第2実施形態では、基板もしくはこの基板に装着後の部品の特定部位、例えば角部や識別マークを付した部位を認識対象として、上記サーボモータ42の作動によりカメラ40を上記認識対象に対する焦点合わせ位置までZ軸方向に変更する処理を、フレーム16の昇降作動もしくはエアシリンダ25による各吸着ヘッド20の個別昇降作動とは独立して単独で行うことができるようになる。これにより、認識対象のZ軸方向位置の如何を問わず、かつ、全体上下動用サーボモータ21やエアシリンダ25の作動制御の如何を問わずに、カメラ40の合焦位置への位置変更を単独で実施することができるようになる。
【0033】
なお、本発明は上記第1及び第2実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記第1及び第2実施形態では、表面実装装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、例えばロボットアーム等の作業装置に本発明を適用するようにしてもよい。
【0034】
また、上記実施形態では、カメラ40を焦点合わせ位置まで位置変更してその焦点距離を基準として各種作動制御に利用する場合を説明したが、これに限らず、部品等に例えば黒色の識別マークを付しておき、この識別マークを認識対象として識別マークの画像検出の有無により部品の有無、すなわち、その部品が装着済みか否かを把握する用途に用いるようにしてもよい。
【0035】
さらに、進退手段もしくは位置変更手段として各種のアクチュエータを採用することができ、サーボモータ以外の他形式のモータや、エアシリンダ以外の他の流体シリンダ等を用いてもよい。
【0036】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の作業装置によれば、作業対象自体の位置、もしくは、その作業対象の特定部位の位置が一軸方向に対し種々に変化したとしても、それに応じて位置変更手段により撮像手段の相対位置を変更させることにより、その認識対象を確実に認識することができるようになる。これにより、撮像手段の活用の途を広げて汎用性に富むものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を表面実装装置に適用した第1及び第2実施形態の全体平面図である。
【図2】 第1実施形態のヘッドユニットの正面図である。
【図3】 図2の一部を省略しかつ一部を切欠いた状態で示す側面図である。
【図4】 第2実施形態のヘッドユニットの図2相当図である。
【図5】 図4のカメラ部分についての一部省略側面図である。
【符号の説明】
15 ヘッドユニット本体(支持体)
16 フレーム
20 吸着ヘッド(作業手段)
21 全体上下動用サーボモータ(位置変更手段、進退手段)
25 エアシリンダ(進退手段)
40 カメラ(撮像手段)
42 カメラ用サーボモータ(位置変更手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
For example, when a suction head that sucks a component is moved up and down in a surface mounting device and mounted on the substrate, the substrate to be mounted is recognized, or the industrial robot holds the component at the tip. The present invention relates to a working device that is used for recognizing the above-mentioned other components or the like to be mounted when the arm is moved and mounted on another component or the like on a jig.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of working device, there has been known an apparatus in which the holding state of the component sucked by the suction head with respect to the suction head in the surface mounting field is image-recognized by the imaging means to detect the suction position shift. (For example, refer to Japanese Patent No. 2810579). In this device, an image of a component sucked by the suction head is taken into the imaging means through a plurality of reflecting mirrors, half mirrors and a guide relay mirror group, and a deviation of the suction position is detected by comparison with a predetermined position. The position of the suction head relative to the substrate is corrected during the mounting operation according to the suction position deviation.
[0003]
In the surface mounting field, a camera is usually used as a means for recognizing a substrate mark (fiducial mark) provided on a substrate to be mounted when a component sucked by a suction head is mounted on the substrate. It is used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described recognition technology using the image pickup means recognizes a plane that is fixedly located at a predetermined distance, such as a component attracted by the suction head or a board mark provided on the board. Therefore, it cannot be applied when the position of the recognition target changes variously. For this reason, the use of the imaging means is limited only when a specific condition is satisfied, and lacks versatility.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide versatility to an imaging means provided in a work apparatus so that it can be widely used.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention comprises a working means for detachably holding a component at a tip and moving forward and backward in at least one axial direction to mount the component on a work target, and moving the working means forward and backward. Advancing / retreating means, an imaging means for imaging a specific part of the work target, a position changing means for changing a relative position of the imaging means with respect to the specific part with respect to the uniaxial direction, and the working means being movable in a uniaxial direction A frame that supports the frame, and a support that supports the frame so that the position of the frame can be changed in a uniaxial direction, and the advance / retreat means is configured to move the working means forward and backward in a uniaxial direction with respect to the frame. is the imaging means is fixed to said frame, said position changing means is one that is configured to move in the axial direction of the frame with respect to said support That.
[0007]
According to the apparatus of the present invention, even if the installation position of the uniaxial direction of the work target itself changes variously, or the position of the work target is fixed, the specific part that is the imaging target depends on the type of the part, etc. Even if the relative position in the uniaxial direction of the specific part changes variously due to the change, or after mounting a part on the work target, a new part is mounted using the mounted part as the work target. Even if the relative position with respect to the uniaxial direction changes variously due to the change of the work object itself as in the case of, for example, the relative position of the imaging means is changed by the position changing means according to the change of the uniaxial direction position. By doing so, the imaging means can be focused. For this reason, it is possible to clearly recognize the specific part of the work target, and if necessary, change the advance / retreat operation amount of the work means by the advance / retreat operation means based on the position change amount for focusing. Thus, it is possible to perform work such as mounting by reliably moving the part with respect to the work target. Thereby, wide utilization of an imaging means is attained and versatility can be provided.
[0008]
According to the apparatus of the present invention, when the position of the imaging unit is changed by the position changing unit, the working unit is also moved in one axis direction in synchronization with the imaging unit. For this reason, even if the uniaxial position of the work target to be recognized is changed, if the imaging means is focused on the work object by the position change, the uniaxial position of the work means is also changed accordingly. This makes it easier to align the working means with respect to the work target.
[0009]
In the above invention, the position changing means may be configured so as to adjust the position change amount of the imaging means performs a focusing of the imaging means with respect to a specific part of the work object, thereby the image pickup means the specific The position is automatically changed to the position of the focal length with respect to the part.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a schematic plan view when the present invention is applied to a surface mounting apparatus as an example of a working apparatus as the first or second embodiment of the present invention.
[0012]
In the figure, a substrate conveying conveyor 2 is arranged on a base 1, and a printed circuit board 3 (indicated by a two-dot chain line) as an object to be mounted is conveyed on the conveyor 2 and stops at a predetermined mounting position. It is like that.
[0013]
A component supply unit 4 is disposed on the side of the conveyor 2. The component supply unit 4 includes multiple rows of tape feeders 4a, and each tape feeder 4a stores and holds chip components (hereinafter simply referred to as “components”) such as ICs, transistors, and capacitors at predetermined intervals. The tape is led out from the reel to the component take-out section, and the tape is intermittently fed out by a ratchet-type feeding mechanism as the components are piped up by the head unit 5 described later.
[0014]
Above the base 1, a component mounting head unit 5 is provided. The head unit 5 is arranged in the X-axis direction (conveying direction of the conveyor 2) and the Y-axis direction (a direction orthogonal to the X-axis on a plane). ) Can be moved to.
[0015]
Specifically, a pair of rails 6 extending in the Y-axis direction are extended on the base 1, and a head unit support member 7 is installed on the rails 6. The head unit support member 7 is screwed with a ball screw shaft 9 via a nut portion 8, and this ball screw shaft 9 is connected to a rotation shaft of a Y axis servo motor 10. The head unit support member 7 is moved in the Y-axis direction via the ball screw shaft 9. The head unit support member 7 has a guide member 11 extending in the X-axis direction, and the head unit 5 is movable along the guide member 11. Then, the X-axis motor 12 is driven to move the head unit 5 in the X-axis direction via a ball screw shaft 13 (see FIG. 3) arranged in parallel with the guide member 11.
[0016]
Based on the above overall configuration, the configuration of the head unit 5a according to the first embodiment of the present invention will be described next with reference to the front view of FIG. 2 and the partially omitted side view of FIG.
[0017]
In both figures, the head unit 5a includes a head unit main body 15 as a support and a frame 16 supported so as to be movable up and down in the Z-axis direction (vertical direction) as a uniaxial direction with respect to the head unit main body 15. A suction head 20 as a working means for detachably sucking and holding components on the frame 16 and a camera 40 (imaging means) for imaging and recognizing a specific part of the substrate 3 are supported. Yes.
[0018]
The frame 16 is moved up and down with respect to the head unit main body 15 by an entire vertical movement servomotor 21 as a part of position changing means and advancing / retreating means fixed to the head unit main body 15. That is, when the frame 16 is moved up and down by the entire vertical movement servomotor 21, both the suction head 20 and the camera 40 are moved up and down collectively.
[0019]
Specifically, a guide portion 22 (see FIG. 3) extending in the vertical direction and a ball screw shaft 23 are fixed to the head unit main body 15, while the frame 16 is screwed to the ball screw shaft 23. A nut portion 24 and a guided portion (not shown) guided by the guide portion 22 are provided. The ball screw shaft 23 is connected to the rotating shaft of the servo motor 21. When the ball screw shaft 23 is rotated around the Z axis by the servo motor 21, the frame 16 is moved in the Z axis direction. It can be moved up and down.
[0020]
As the suction head 20, in this embodiment, four suction heads 20, 20,... (See FIG. 2) are arranged side by side in the X-axis direction. Each suction head 20 is individually moved up and down in the Z-axis direction by an air cylinder 25 (see FIG. 3) as advancing and retreating means fixed to the frame 16, and by a rotating servo motor 26 (see FIG. 2). Each suction head 20 is rotated.
[0021]
Specifically, the suction head 20 includes a hollow nozzle shaft 27 (see FIG. 3), a head guide portion 28 that supports the nozzle shaft 27 so as to be movable up and down relative to the frame 16, and the nozzle shaft 27. The suction nozzle 29 is detachably attached to the lower end of the nozzle shaft 27, and the sleeve portion 31a integral with the piston 31 of the air cylinder 25 in a state where the upper end side portion of the nozzle shaft 27 allows rotation through the bearing 30. Combined with. As a result, if air is supplied from the air supply port 25a to the forward working chamber of the air cylinder 25, the suction head 20 is lowered, and if air is supplied from the air supply port 25b to the backward working chamber, the suction head 20 is raised. It is supposed to be. The piston 31 is formed with a communication passage that communicates with an air passage (not shown) in the nozzle shaft 27. A negative pressure or a positive pressure is applied to the suction head 20 from the negative pressure supply port 32 through the communication passage and the air passage. By supplying the pressure in a switchable manner, the suction head 20 performs suction of the component or separation of the sucked component. The negative pressure or the positive pressure is supplied to the negative pressure supply port 32 by switching control of a switching valve from a decompression device and a pressurization device (not shown).
[0022]
On the other hand, a belt 34 for transmitting a rotational force is provided between a pulley 26a connected to the rotating shaft of the rotating servo motor 26 (see FIG. 2) and a pulley 33 rotatably supported on the frame 16 side. The pulley 33 is rotated by the rotation operation of the servo motor 26 for rotation, and the rotation force is transmitted to each nozzle shaft 27 via the pulley 33 so that each suction head 20 is rotated. It has become.
[0023]
In addition, a camera 40 and an illumination device 41 that irradiates illumination light toward the substrate 3 that is an object to be imaged by the camera 40 are fixed to the frame 16 at predetermined positions. In the figure, reference numeral 40a denotes an input / output line for outputting image information or the like captured by the camera 40 to a control unit (not shown) or inputting an image capture command to the camera 40.
[0024]
In the first embodiment having the above-described configuration, the components are picked up from the component supply unit by the suction heads 20 of the head unit 5, and then the head unit 5 is moved onto the printed circuit board, and then the servo motor 21 for overall vertical movement is operated. is allowed by the particular portion of the substrate is a camera 40 and the component mounting target, for example, the distance between the corner portion or the substrate mark to change the Z-axis direction position of the camera 40 to so that the Itasu focus to the focal length of the camera 40. That is, the relative position to the substrate is adjusted to the focusing position of the camera 40. By changing the position of the frame 16 in the Z-axis direction along with this position adjustment, the position of each suction head 20 is also changed together with the camera 40, and the height position of the suction head 20 is adjusted. Then, by further operating the air cylinder 25 and lowering the suction head 20 by a predetermined stroke corresponding to the focal length, it is possible to mount components on the board.
[0025]
Further, after mounting the component on the board as described above, when another component is mounted on the component, the suction head 20 is raised, the head unit 5 is returned to the component supply position, After the other parts are sucked by the suction heads 20 and conveyed to the upper part of the substrate, the above process is repeated again with a specific part of the previously mounted part, for example, a corner or an identification mark as a recognition target. . That is, by moving the frame 16 to a position where the camera 40 is focused on the mounted component by the lowering operation of the whole vertical movement servomotor 21, the height position of the suction head 20 is adjusted by this, The suction head 20 may be lowered by the operation of the air cylinder 25. As described above, even if the position of the mounting target in the Z-axis direction changes, recognition by the camera 40 can be easily performed, and work by the suction head 20 can be efficiently performed on the mounting target.
[0026]
4 and 5 show a head unit 5b and a camera mounting portion according to the second embodiment of the present invention. This second embodiment is based on the overall configuration shown in FIG. 1 and allows the camera 40 to independently change the position in the Z-axis direction while sharing most of the configuration of the head unit 5a in the first embodiment. Is. Accordingly, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
[0027]
Similarly to the first embodiment, the frame 16 is supported on the head unit 5b so as to be movable up and down by the entire vertical servo motor 21 with respect to the head unit main body 15. The suction heads 20, 20,. It is supported so as to be movable up and down and rotatable. The individual lifting operation of each suction head 20 is not shown, but is performed by the air cylinder 25 (see FIG. 3) as in the first embodiment.
[0028]
A camera 40 as an imaging unit is supported so as to be able to move up and down in the Z-axis direction with respect to the frame 16 and is moved up and down by a rotation operation of a camera servo motor 42 as a position changing unit.
[0029]
Specifically, as shown in FIG. 5, a guide portion 43 extending in the vertical direction is fixed to the frame 16, and a ball screw shaft 44 is rotatably held at a fixed position by a bearing member 45. On the other hand, the holding block 46 that holds the camera 40 on the one end 46a side is fitted to the guide portion 43 on the other end 46b side, guided so as to move only in the vertical direction, and is incorporated in the intermediate portion. A nut portion 46 c is screwed onto the ball screw shaft 44.
[0030]
The ball screw shaft 44 is connected to a rotating shaft 42 a of the servo motor 42 through a flexible joint 47. Thus, when the ball screw shaft 44 is rotationally driven around the Z1 axis by the servo motor 42, the camera 40 is moved up and down with respect to the frame 16.
[0031]
The lighting device 41 is connected to the holding block 46 via a bracket 48 so that the lighting device 41 is raised and lowered together with the raising and lowering operation of the camera 40.
[0032]
In the second embodiment having the above-described configuration, the camera 40 is recognized by the operation of the servo motor 42, with the substrate or a specific part of the component after being mounted on the substrate, for example, a part with a corner or an identification mark attached thereto being recognized. The process of changing in the Z-axis direction to the focus position with respect to the object can be performed independently of the up / down operation of the frame 16 or the individual up / down operation of each suction head 20 by the air cylinder 25. Thereby, the position change of the camera 40 to the in-focus position is independently performed regardless of the position of the recognition target in the Z-axis direction and regardless of the operation control of the overall vertical movement servomotor 21 or the air cylinder 25. Can be implemented.
[0033]
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above, but includes other various embodiments. That is, in the first and second embodiments, the case where the present invention is applied to the surface mounting apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a working apparatus such as a robot arm. .
[0034]
In the above embodiment, the case where the position of the camera 40 is changed to the focusing position and used for various operation controls using the focal distance as a reference has been described. In addition, the identification mark may be used as a recognition target for the purpose of grasping the presence / absence of a component based on the presence / absence of image detection of the identification mark, that is, whether or not the component has been mounted.
[0035]
Furthermore, various actuators can be employed as the advance / retreat means or the position change means, and other types of motors other than servo motors, fluid cylinders other than air cylinders, and the like may be used.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the working device of the present invention, even if the position of the work target itself or the position of the specific part of the work target is variously changed in the uniaxial direction, the position changing unit is accordingly changed. Thus, by changing the relative position of the imaging means, the recognition target can be reliably recognized. As a result, the use of the image pickup means can be expanded and versatile.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall plan view of first and second embodiments in which the present invention is applied to a surface mounting apparatus.
FIG. 2 is a front view of the head unit according to the first embodiment.
FIG. 3 is a side view showing a state in which a part of FIG. 2 is omitted and a part is cut away;
FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 2 of a head unit according to a second embodiment.
5 is a partially omitted side view of the camera portion of FIG. 4;
[Explanation of symbols]
15 Head unit body (support)
16 Frame 20 Suction head (working means)
21 Servo motor for overall vertical movement (position change means, advance / retreat means)
25 Air cylinder (advance / retreat means)
40 Camera (imaging means)
42 Servo motor for camera (position change means)

Claims (2)

先端に部品を着脱可能に保持して少なくとも一軸方向に進退作動されて作業対象に対し上記部品の装着を行う作業手段と、この作業手段を進退作動させる進退手段と、上記作業対象の特定部位を撮像する撮像手段と、上記一軸方向に対する上記特定部位との上記撮像手段の相対位置を変更する位置変更手段と、上記作業手段を一軸方向に移動可能に支持するフレームと、このフレームを一軸方向に位置変更可能に支持する支持体とを備え、上記進退手段は上記作業手段を上記フレームに対して一軸方向に所定ストローク進退作動させるように構成され、上記撮像手段は上記フレームに固定され、上記位置変更手段は上記フレームを上記支持体に対して一軸方向に移動させるように構成されていることを特徴とする作業装置。A working means for detachably holding the component at the tip and moving forward and backward in at least one axial direction to mount the component on the work target, an advancing / retreating means for moving the work means forward and backward, and a specific portion of the work target Imaging means for imaging, position changing means for changing the relative position of the imaging means with respect to the specific part relative to the uniaxial direction, a frame for supporting the working means movably in the uniaxial direction, and the frame in the uniaxial direction A support that supports the position changeable, and the advance / retreat means is configured to move the working means forward and backward in a uniaxial direction with respect to the frame, and the imaging means is fixed to the frame, The change device is configured to move the frame in a uniaxial direction with respect to the support . 上記位置変更手段は、上記撮像手段の位置変更量を調節して上記作業対象の特定部位に対する上記撮像手段の焦点合わせを行うように構成されていることを特徴とする請求項1記載の作業装置。 It said position change means, the working apparatus according to claim 1, characterized in that it is configured to perform focusing of the image pickup means for adjusting to a specific part of the work object position change amount of the imaging means .
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