JP4447360B2

JP4447360B2 - 部品装着装置

Info

Publication number: JP4447360B2
Application number: JP2004115109A
Authority: JP
Inventors: 巌兼高; 浩丈中山; 達也大村; 幸司久保山; 俊郎山下
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2024-04-09
Also published as: JP2005302918A

Description

本発明は、電子部品等の部品を基板上に装着する部品装着装置に関する。

近年のめざましい電子技術の進歩により、電子部品の形状や大きさが多種多様となり、極めて微細なチップ部品から大型部品までを組み合わせて、目的の電子回路を構成することが多くなっている。そのための部品装着装置には、高速性及び高信頼性が一層強く求められてきている。

電子部品等の部品を回路基板等の基板上に装着する部品装着装置としては、部品を吸着保持する吸着ノズルを複数個備え、部品の同時吸着等を行うヘッドを備えたものが提案され実用に供されている。このようなヘッドとしては、吸着ノズルを一列状に配列したものが多く採用されている。そして、このようなヘッドを有する部品装着装置では、図１９に示すように、部品供給位置１にて電子部品を吸着し、ＸＹロボットによってラインセンサからなる部品認識部３上を水平に移動させて吸着している電子部品のＸＹ方向の位置及び回転方向の位置から姿勢を認識させ、その後、回路基板５上へ移動して回路基板５の基板装着位置へそれぞれの電子部品を装着する。

ところで、上記の装置では、部品認識部３上をわざわざ移動させなければならず、部品装着タクトにおける部品認識のための移動時間やスキャン時間がしめる割合が大きく、部品装着タクトの向上の阻害要件となっていた。

このため、部品装着タクトを向上することを目的として、部品供給位置と回路基板上における部品装着位置との間に部品認識カメラを移動可能に設け、部品装着位置へ移動される電子部品を撮影して認識する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）

また、吸着ノズルを備えたヘッド側に部品認識カメラを設け、吸着ノズルの電子部品を部品認識カメラによって認識することも考えられている（例えば、特許文献２参照）。

なお、複数の画像を取り込む方式として、反射鏡、プリズム及びレンズなどの光学系を用いて複数の画像を一つの撮像素子へ導く技術が知られている（例えば特許文献３参照）。
特開平５−３７１９１号公報特開平３−２９３８００号公報特開平４−１０６４０４号公報

ところで、特許文献１、２の技術にあっては、わざわざ部品認識部上を移動させる必要がないことより、移動時間の短縮を図ることができるが、一つの部品しか認識することができず、多数の吸着ノズルを備えたヘッドには不適であった。

また、この場合、図２０に示すように、光学系６及び撮像素子７からなる部品認識カメラを吸着ノズルと同数設けることも考えられるが、高価な光学系６及び撮像素子７を複数備えることによる設備費のコストアップを招いてしまう。

ここで、吸着ノズルに吸着した複数の電子部品を部品認識カメラによって一度に撮影することも考えられるが、吸着ノズル同士に間隔がありしかも近年の電子部品が微小であることより、図２１に示すように、画像エリアＡの両端に電子部品が小さく撮影されることとなり、良好な部品認識精度を得ることができない。

なお、特許文献３の技術を用い、反射鏡、プリズム及びレンズなどの光学系を用いて複数の画像を一つの撮像素子へ導くことが考えられるが、このような光学系を多数の吸着ノズルに対応させて設けることは装置の大型化、複雑化を招き、現実的でなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数の吸着ノズルに吸着した電子部品を、コストを抑えつつ、効率的に認識してタクトアップを図ることが可能な部品装着装置を提供することを目的としている。

上記目的は下記構成により達成される。
（１）複数配列された部品供給位置からそれぞれ部品を供給する部品供給部と、該部品供給部から供給される部品を吸着ノズルに吸着保持する複数のノズルユニットが間隔をあけて一列に配置されている部品移載ヘッドとを備え、該部品移載ヘッドを基板上の装着位置に相対移動させて、前記吸着保持された部品を基板上に装着する部品装着装置であって、先端部から前記吸着ノズルに吸着された前記部品に光を照射し、前記部品の画像を捕捉する複数の受光部と、これら受光部にて捕捉された画像が導かれる撮像部とを備え、前記撮像部の撮像エリア内に、前記複数の受光部から入光したそれぞれの画像を写すことを特徴とする部品装着装置。

この部品装着装置によれば、吸着ノズルに吸着された部品の画像を捕捉する複数の受光部を設け、これら受光部にて捕捉された画像を撮像部へ導くので、吸着ノズルに吸着された部品を効率的に認識して大幅なタクトアップを図ることができる。しかも、撮像素子などからなる高価な撮像部を少なくすることができ、大幅なコスト低減を図ることができる。
（２）前記撮像部にて撮像された画像を処理する処理部では、前記撮像部の撮像エリア内におけるそれぞれの部品の画像を含む範囲の部分画像エリアに分割し、その画像データを部品認識のために用いることを特徴とする（１）に記載の部品装着装置。

この部品装着装置によれば、比較的安価な光ファイバによって受光部から撮像部へ画像を確実に導いて撮像部にて撮像させることができ、高精度な部品認識及び低コスト化を図ることができる。
（３）前記受光部と前記撮像部との間に、光ファイバが設けられ、該光ファイバによって前記受光部から前記撮像部へ画像が導かれ、前記光は照明部から導光チューブに入って前記先端部から照射されることを特徴とする（２）に記載の部品装着装置。

この部品装着装置によれば、反射光学系によって受光部から撮像部へ画像を確実に導いて撮像部にて撮像させることができ、高精度な部品認識を図ることができる。
（４）前記複数の受光部と前記撮像部と前記照明部は、前記部品移載ヘッドに搭載され、前記複数の受光部は前記吸着ノズルユニットの配列方向に沿って移動可能に設置されていることを特徴とする（３）に記載の部品実装装置。

この部品装着装置によれば、各ノズルユニットの吸着ノズルに吸着された部品の画像を、対応して設けられた受光部にてそれぞれ捕捉することができるので、部品の認識をさらに迅速に行うことができ、さらなるタクトタイムの短縮化を図ることができる。
（５）前記複数の受光部と前記撮像部と前記照明部は、前記部品供給部と前記基板を所定位置に支持する基板固定部との間に設けられ、前記複数の受光部は前記吸着ノズルユニットの配列方向に沿って移動可能に上方に向けて配設されていることを特徴とする（３）に記載の部品実装装置。

この部品装着装置によれば、受光部を移動させて吸着ノズルに吸着されている部品を迅速に捕捉することができ、タクトタイムの短縮化を図ることができる。

この部品装着装置によれば、吸着ノズルに吸着された部品の画像を捕捉する複数の受光部を設け、これら受光部にて捕捉された画像を撮像部へ導くので、吸着ノズルに吸着された部品を効率的に認識して大幅なタクトアップを図ることができる。しかも、撮像素子などからなる高価な撮像部を少なくすることができ、大幅なコスト低減を図ることができる。

以下、本発明に係る部品装着装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明に係る部品装着装置の概略構成を示す斜視図である。

部品装着装置１００は、回路基板１０１を所定位置に支持する基板固定部１０３と、電子部品を供給する部品供給部１０５と、部品供給部１０５にて供給される電子部品を回路基板１０１へ装着させる部品移載ヘッド１０７とを備えている。

基板固定部１０３は、回路基板１０１を所定の部品装着動作位置に搬入して位置決めする基板搬送部１０９を有する。

部品供給部１０５は、主に、電子部品を連続的に供給するパーツフィーダ等が複数取り付けられて多品種の電子部品を部品供給位置１１１において吸着可能にする。

部品移載ヘッド１０７は、ＸＹロボット１１３に支持されており、このＸＹロボット１１３は、部品移載ヘッド１０７を、図１中のＸＹ方向へ移動させて部品供給位置１１１や回路基板１０１の上方に移動させる。

ＸＹロボット１１３は、両側部のシャフト１１５に支持されたＸ軸ビーム１１７を有し、このＸ軸ビーム１１７に部品移載ヘッド１０７が、Ｘ方向へ移動可能に支持されている。Ｘ軸ビーム１１７は、シャフト１１５に沿ってＹ方向へ移動可能とされており、シャフト１１５と平行に設けられたボールネジシャフト１１９がＹ軸移動用モータ１２１によって回転されることにより、Ｙ軸方向へ移動される。

部品移載ヘッド１０７は、複数のノズルユニット１２３を備えており、これらノズルユニット１２３は、間隔をあけて一列に配置されている。

これらノズルユニット１２３は、その先端部に吸着ノズル１２５を着脱自在に保持するもので、この吸着ノズル１２５は、電子部品を吸着して保持する。

また、部品装着装置１００は、部品認識装置１３１を備えている。この部品認識装置１３１は、撮像部１３３と、複数の受光部１３５とを備えており、受光部１３５は、ノズルユニット１２３の配列方向に沿って設けられたガイドレール１３７に、移動可能に支持されている。また、これら受光部１３５には、駆動ベルト１３９がそれぞれ固定されている。これら駆動ベルト１３９は、図示しない駆動部によってそれぞれ独立して駆動可能とされており、この駆動ベルト１３９によってそれぞれの受光部１３５がノズルユニット１２３の配列方向に沿って移動される。

次に、部品認識装置１３１について詳述する。

図２は部品認識装置の構造を説明する断面図、図３は撮像部における画像を説明する図である。

図２に示すように、部品認識装置１３１を構成する受光部１３５は、筒体１４１内に各種のレンズ１４３を配設した受光光学系１４５を備えている。この受光光学系１４５には、光ファイバ１４７が接続されている。この光ファイバ１４７は、可撓性を有するチューブ１４９内へ通され、撮像部１３３に導かれている。

撮像部１３３は、ＣＣＤなどの撮像素子１５１を回路基板１５３に搭載したもので、撮像素子１５１には、レンズ１５５を介して光ファイバ１４７が接続されている。

光ファイバ１４７が通されたチューブ１４９内には、可撓性及び導光性を有する導光チューブ１５７が挿通されている。この導光チューブ１５７は、受光部１３５側が拡径され、内部に受光光学系１４５が挿入され、先端部が受光部１３５の端面にて露出されている。この導光チューブ１５７の後端部には、発光ダイオードなどからなる照明部１５９を備えており、この照明部１５９の光が導光チューブ１５７へ入り、先端部から照射するようになっている。

上記構造の部品認識装置１３１では、照明部１５９から導光チューブ１５７へ入った光が先端部から照射され、吸着ノズル１２５に吸着された前方の電子部品が照明される。そして、この照明された電子部品の映像が、受光光学系１４５のレンズ１４３を介して光ファイバ１４７に取り入れられ、この光ファイバ１４７によって撮像部１３３の撮像素子１５１へレンズ１５５を介して導かれる。これにより、それぞれの受光部１３５から取り入られた複数の電子部品の画像が撮像素子１５１にて撮像され、図３に示すように、撮像素子１５１の撮像エリアＡ内に、それぞれの受光部１３５から入光したそれぞれの電子部品の画像が写される。

ここで、撮像素子１５１にて撮像された画像を処理する処理部では、撮像エリアＡ内におけるそれぞれの電子部品の画像を含む範囲の部分画像エリアＡ１に分割し、その画像データを部品認識のために用いる。

これにより、処理に用いる画像データのデータ量が大幅に抑えられ、処理速度が高められる。

次に、上記部品装着装置１００により電子部品を回路基板１０１へ実装する場合について説明する。

図４は部品装着装置による電子部品の装着動作の流れを説明するフローチャート図、図５は部品装着装置の各部における動作の流れを説明するフローチャート図、図６は部品認識装置の動作を説明する図、図７は部品装着の動作を説明する図である。

ここでは、二つの電子部品ａ、ｂを装着する場合を例にとり図４及び図５のフローチャートに沿って説明する。

図６に示すように、ヘッド部である部品移載ヘッド１０７が部品供給部１０５の部品供給位置１１１の上方の部品吸着位置へ移動する（ステップ１１、２１、以降はＳ１１、Ｓ２１と略記する）。

次に、部品移載ヘッド１０７のノズルユニット１２３が下降し、吸着ノズル１２５に、電子部品ａ、ｂを吸着する（Ｓ１２、Ｓ２２ａ、Ｓ２２ｂ）。

駆動部によって駆動されたベルト１３９により受光部１３５が移動し、図７に示すように、所定の吸着ノズル１２５に吸着されている電子部品ａ、ｂの下方に配置される（Ｓ１３、Ｓ２３ａ、Ｓ２３ｂ）。

導光チューブ１５７の端面から照射される光により照明された電子部品ａ、ｂの画像が光ファイバ１４７を経由して撮像素子１５１に送られて撮像される（Ｓ１４、Ｓ２４ａ、Ｓ２４ｂ）。

電子部品ａ、ｂの画像処理が行われ、電子部品ａ、ｂの姿勢（部品位置や回転角度等）が認識される（Ｓ１５、Ｓ２５ａ、Ｓ２５ｂ）。

図６に示すように、部品移載ヘッド１０７が回路基板１０１の部品装着位置へ移動される（Ｓ１６、Ｓ２６）。

それぞれの電子部品ａ、ｂの部品装着位置にて、ノズルユニット１２３が下降し、吸着ノズル１２５に吸着されている電子部品ａ、ｂが回路基板１０１の部品装着位置へ装着される（Ｓ１７、Ｓ２７）。

このように、上記の部品装着装置１００によれば、吸着ノズル１２５に吸着された電子部品の画像を捕捉する複数の受光部１３５を設け、これら受光部１３５にて捕捉された画像を撮像部１３３へ導くので、吸着ノズル１２５に吸着された電子部品を効率的に認識して大幅なタクトアップを図ることができる。しかも、撮像素子１５１を備えた高価な撮像部１３３を少なくすることができ、大幅なコスト低減を図ることができる。

しかも、比較的安価な光ファイバ１４７によって受光部１３５から撮像部１３３へ画像を確実に導いて撮像部１３３にて撮像させることができ、高精度な部品認識及び低コスト化を図ることができる。

さらには、受光部１３５を移動させて吸着ノズル１２５に吸着されている電子部品を迅速に捕捉することができ、タクトタイムの短縮化を図ることができる。

また、部品移載ヘッド１０７に受光部１３５を設けたので、部品移載ヘッド１０７が回路基板１０１の部品装着位置へ移動する際に電子部品の画像を捕捉して認識することができ、さらなるタクトタイムの短縮化を図ることができる。

なお、上記の例では、電子部品ａ、ｂを認識した後に、部品移載ヘッド１０７を部品装着位置へ移動させたが、部品移載ヘッド１０７を部品装着位置へ移動させながら電子部品ａ、ｂの認識を行うようにしても良く、このようにすると、さらなる動作時間の短縮化が図られる。

また、上記の部品装着装置１００では部品認識装置１３１を部品移載ヘッド１０７へ搭載したが、部品認識装置１３１と部品移載ヘッド１０７と別々に配置しても良い。

ここで、部品認識装置１３１と部品移載ヘッド１０７と別々に配置した部品装着装置について説明する。なお、上記の部品装着装置１００と同一構造部分は同一符号を付して説明を省略する。

図８は部品装着装置の概略構成を示す斜視図である。

図に示すように、この部品装着装置１１０では、部品認識装置１３１が、部品供給部１０５と基板固定部１０３との間に設けられており、この部品認識装置１３１の受光部１３５が上方へ向けて配設されている。

次に、上記部品装着装置１１０により電子部品を回路基板１０１へ実装する場合について説明する。

図９は部品装着装置の各部における動作の流れを説明するフローチャート図、図１０は部品装着の動作を説明する図である。

この場合も、二つの電子部品ａ、ｂを装着する場合を例にとり図９のフローチャートに沿って説明する。

図１０に示すように、ヘッド部である部品移載ヘッド１０７が部品供給部１０５の部品供給位置１１１の上方の部品吸着位置へ移動する（Ｓ３１）。

次に、部品移載ヘッド１０７のノズルユニット１２３が下降し、吸着ノズル１２５に、電子部品ａ、ｂを吸着する（Ｓ３２ａ、Ｓ３２ｂ）。

図１０に示すように、部品移載ヘッド１０７の回路基板１０１の部品装着位置への移動が開始される（Ｓ３３）。

駆動部によって駆動されたベルト１３９により受光部１３５が移動し、図１０に示すように、部品装着位置へ移動される電子部品ａ、ｂの通過位置における下方へ配置される（Ｓ３４ａ、Ｓ３４ｂ）。

導光チューブ１５７の端面から照射される光により照明された電子部品ａ、ｂの画像が光ファイバ１４７を経由して撮像素子１５１に送られて撮像される（Ｓ３５ａ、Ｓ３５ｂ）。

電子部品ａ、ｂの画像処理が行われ、電子部品ａ、ｂの姿勢（部品位置や回転角度等）が認識される（Ｓ３６ａ、Ｓ３６ｂ）。

図１０に示すように、それぞれの電子部品ａ、ｂの部品装着位置にて、ノズルユニット１２３が下降し、吸着ノズル１２５に吸着されている電子部品ａ、ｂが回路基板１０１の部品装着位置へ装着される（Ｓ３７）。

このように、上記部品装着装置１１０では、部品供給位置１１１から回路基板１０１の部品装着位置へ移動する際に、部品装着ヘッド１０７の吸着ノズル１２５に吸着された電子部品の画像を受光部１３５にて捕捉することができ、タクトタイムの短縮化を図ることができる。しかも、移動する部品移載ヘッド１０７の構造の簡略化及び軽量化を図ることができる。

なお、上記の部品装着装置１００、１１０では、いずれも二つの受光部１３５によって電子部品の画像を取り入れるものであるが、受光部１３５は、複数であれば二つに限らない。

図１１は、吸着ノズル１２５と同数の受光部１３５を配設した部品移載ヘッド１０７を示すものである。

図に示すように、この部品移載ヘッド１０７では、各吸着ノズル１２５の前方側に、吸着ノズル１２５の下方へ向かって傾斜させた受光部１３５がブラケット１６１によって支持されている。

また、この部品移載ヘッド１０７は、吸着ノズル１２５の下方側へ進退される鏡からなる反射板１６３を備えており、この反射板１６３によって吸着ノズル１２５に吸着されている電子部品の画像が反射され、各受光部１３５にて捕捉される。なお、この反射板１６３は、電子部品の認識時以外は、吸着ノズル１２５の後方側に引き込まれ、電子部品の吸着あるいは装着が円滑に行われるようになっている。

そして、このように、吸着ノズル１２５と同数の受光部１３５を有する部品認識装置１３１を備えた場合は、各吸着ノズル１２５に吸着された電子部品の画像を、対応して設けられた受光部１３５にてそれぞれ捕捉することができるので、電子部品の認識をさらに迅速に行うことができ、さらなるタクトタイムの短縮化を図ることができる。

なお、部品認識装置１３１の撮像部１３３へ電子部品の画像を導く手段としては、光ファイバ１４７を用いるものに限定されない。

図１２は、光ファイバ１４７以外の手段にて電子部品の画像を撮像部１３３へ導く構造を示すもので、図に示すように、二つのプリズム１６５からなる反射光学系を備えている。これらプリズム１６５は、捕捉した電子部品の画像を、互いに近接する側から送り出すもので、これらプリズム１６５からの二つの電子部品の画像がレンズ群１６７を介して撮像素子１６９へ送られる。

そして、この構造によれば、プリズム１６５同士の隙間を通して他の電子部品の画像をレンズ群１６７へ導き、プリズム１６５からの画像と合わせて三つの電子部品の画像を撮像素子１６９へ送ることもできる。

そして、このようなプリズム１６５などの反射光学系を用いた場合、この反射光学系によって撮像部１３３へ画像を確実に導いて撮像部１３３にて撮像させることができ、高精度な部品認識を図ることができる。

次に、部品認識装置１３１を備えた他の部品移載ヘッドについて説明する。

図１３は部品認識装置を備えた部品移載ヘッドの断面図、図１４は部品移載ヘッドの外観斜視図、図１５は部品移載ヘッドを構成するヘッドユニットの斜視図、図１６は吸着ノズルが取り付けられたリボルバ型サブヘッドの要部拡大斜視図、図１７はヘッドユニットの一部分解斜視図、図１８はヘッドユニットの一側部側から視た側面図である。

図１３及び図１４に示すように、この部品移載ヘッド２００は、第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３を着脱自在に備えている。各ヘッドユニット６１，６３は、左右対称に構成されて並設された略同一機能のユニットである。そのため、ここでは、第１ヘッドユニット６１の構造を例にとり説明する。

第１ヘッドユニット６１は、図１３から図１５に示すように、複数の吸着ノズル６５を、サブヘッド回転中心であるＲ軸回りに回転可能に配置したリボルバ型のサブヘッド６７と、このサブヘッド６７を回転駆動する回転駆動手段としてのサブヘッド回転モータ６９と、サブヘッド６７の下端位置の吸着ノズル６５を下降動作させるノズル昇降手段としての押し下げ機構７１と、第１サブヘッドの上端位置の吸着ノズル６５に吸着された電子部品を撮像する部品認識装置１３１とを有する。

そして、これらリボルバ型サブヘッド６７、サブヘッド回転モータ６９、押し下げ機構７１及び部品認識装置１３１は、縦断面視でＬ字状となるヘッドユニット外枠７５に組み付けられている。

リボルバ型のサブヘッド６７は、図１６に示すように、吸着ノズル６５をサブヘッド回転軸であるＲ軸を中心とする円周状に、この吸着ノズル６５の部品吸着側を円周の外側に向けて複数（本実施形態では一例として８個）のノズルユニット７７を配置している。このように、周方向へ間隔をあけて放射状に配置された複数のノズルユニット７７が備えられ、これらノズルユニット７７は、詳細は後述するノズル固定用回転部材の円盤形状のフランジ部７８に設けられている。

これらノズルユニット７７は、その先端部に吸着ノズル６５のチャック機構７９を有し、このチャック機構７９により、電子部品を吸着させて保持する吸着ノズル６５を着脱自在に保持している。

ノズルユニット７７は、その基端部側に、中心軸であるθ軸を中心として吸着ノズル６５を回動させるノズル回転駆動手段としてのθ軸モータ８１を備えており、一方の側面には、カムフォロア８３が突出されている。そして、これらノズルユニット７７は、フランジ部７８に固定されたガイドレール８０に、サブヘッド６７の径方向へ移動可能に支持されている。

ノズルユニット７７のカムフォロア８３が突出されたサブヘッド６７の一側部には、図１５に示すように、押し下げ機構７１の一構成部材である回転案内板８５が配設されている。回転案内板８５を図１５の裏側から見た状態の図１７に示すように、この回転案内板８５には、サブヘッド６７側に、円環状のカム溝８７を有する円筒カム部材８８を備えている。

カム溝８７には、サブヘッド６７の各ノズルユニット７７に設けられたカムフォロア８３が転動可能に配置されており、サブヘッド６７がＲ軸を中心として回転することにより、カムフォロア８３がカム溝８７内を案内されつつ移動する。

回転案内板８５は、その下部に、上下方向へ移動可能な昇降カム部材８９を備えている。この昇降カム部材８９は、サブヘッド６７側に、カム溝８７の一部を構成する昇降カム溝９１を有している。そして、この昇降カム部材８９は、図１８に示すように、その昇降カム溝９１が、実線で示される上方位置にてカム溝８７の一部として他の部分と連続され、二点鎖線で示される下方位置にてカム溝８７の他の部分と分断される。

これにより、サブヘッド６７の下端に位置するノズルユニット７７のカムフォロア８３が昇降カム溝９１内に配置された状態にて、昇降カム部材８９が下方へ移動することにより、カムフォロア８３が下方へ移動され、そのノズルユニット７７がカムフォロア８３とともに下方へ向かって移動され、吸着ノズル６５による部品供給部３５からの電子部品の受け取りあるいは回路基板１５への電子部品の装着等が行われる。

上記の昇降カム部材８９には、図１８に示すように、サブヘッド６７と反対側に突出する係合ピン９３が設けられている。この係合ピン９３には、中間部が回転案内板８５に回動可能に連結されたノズル昇降駆動アーム９５の一端部に形成された切り欠き部９７が係合されている。

ノズル昇降駆動アーム９５は、他端部にも切り欠き部２０１が形成されており、この切り欠き部２０１には、回転案内板８５の一側部にて上下方向へ移動可能に支持された昇降用ロッド２０３の下端に設けられたロッド下端ピン２０５が係合されている。

昇降用ロッド２０３は、図１５に示すように、その上端部が、連結アーム２０７に連結されている。この連結アーム２０７は、サブヘッド６７の上方に設けられたノズル昇降用モータ２０９の回転軸に固定されている。

そして、ノズル昇降用モータ２０９が駆動されて連結アーム２０７が回動されると、その回動によって昇降用ロッド２０３が上下に移動する。これにより、ノズル昇降駆動アーム９５が、回転案内板８５との連結支点９６を中心として回動し、昇降カム部材８９が昇降され、これに伴い、サブヘッド６７の下端に位置されたノズルユニット７７が昇降駆動される。

次に、この部品供給位置３３にて、それぞれのリボルバ型サブヘッド６７をサブヘッド回転モータ６９によって順次回動させるとともに、ノズル昇降用モータ２０９を駆動させ、円周最下位置のノズルユニット７７をＺ方向である下方へ移動させ、この吸着ノズル６５に電子部品を順次吸着させる。

ここで、部品移載ヘッド２００は、部品供給部３５の部品供給位置３３に対してその配列方向であるＸ方向へ移動可能とされていることより、第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３のそれぞれのリボルバ型サブヘッド６７によって全ての部品供給位置３３における部品の吸着を行うことができる。

ここで、部品移載ヘッド２００の第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３では、リボルバ型サブヘッド６７を順次回動させて、円周最下位置の吸着ノズル６５に電子部品を吸着させるとともに、円周最上位置の吸着ノズル６５に吸着されている電子部品の姿勢を部品認識装置１３１にて撮影する。

そして、上記のように部品認識装置１３１を備えた部品移載ヘッド２００では、吸着ノズル６５が円周状に装着された回転可能なリボルバ型サブヘッド６７を有する複数のヘッドユニット６１、６３を備えた部品移載ヘッド２００に受光部１３５を設けてそれぞれのリボルバ型サブヘッド６７における電子部品の認識を行うので、部品認識時間の短縮化とともに部品装着動作の大幅な高速化を図ることができる。

本発明に係る部品装着装置の概略構成を示す斜視図である。部品認識装置の構造を説明する断面図である。撮像部における画像を説明する図である。部品装着装置による電子部品の装着動作の流れを説明するフローチャート図である。部品装着装置の各部における動作の流れを説明するフローチャート図である。部品認識装置の動作を説明する図である。部品装着の動作を説明する図である。部品装着装置の概略構成を示す斜視図である。部品装着装置の各部における動作の流れを説明するフローチャート図である。部品装着の動作を説明する図である。吸着ノズルと同数の受光部を配設した部品移載ヘッドを示す図である。光ファイバ以外の手段にて電子部品の画像を撮像部へ導く構造を示す図である。部品認識装置を備えた部品移載ヘッドの断面図である。部品移載ヘッドの外観斜視図である。部品移載ヘッドを構成するヘッドユニットの斜視図である。吸着ノズルが取り付けられたリボルバ型サブヘッドの要部拡大斜視図である。ヘッドユニットの一部分解斜視図である。ヘッドユニットの一側部側から視た側面図である。従来の部品認識装置の動作を説明する図である。複数の部品認識カメラを備えた例を示す概略斜視図である。一つの部品認識カメラに撮像された画像を示す図である。

符号の説明

６５、１２５吸着ノズル
６７リボルバ型サブヘッド（サブヘッド）
７７ノズルユニット
１００、１１０部品装着装置
１０１回路基板（基板）
１０５部品供給部
１０７、２００部品移載ヘッド
１１１部品供給位置
１２３ノズルユニット
１３３撮像部
１３５受光部
１４７光ファイバ
１６５プリズム（反射光学系）

Claims

複数配列された部品供給位置からそれぞれ部品を供給する部品供給部と、
該部品供給部から供給される部品を吸着ノズルに吸着保持する複数のノズルユニットが間隔をあけて一列に配置されている部品移載ヘッドとを備え、
該部品移載ヘッドを基板上の装着位置に相対移動させて、前記吸着保持された部品を基板上に装着する部品装着装置であって、
先端部から前記吸着ノズルに吸着された前記部品に光を照射し、前記部品の画像を捕捉する複数の受光部と、これら受光部にて捕捉された画像が導かれる撮像部とを備え、
前記撮像部の撮像エリア内に、前記複数の受光部から入光したそれぞれの画像を写し、
前記撮像部にて撮像された画像を処理する処理部では、前記撮像部の撮像エリア内におけるそれぞれの部品の画像を含む範囲の部分画像エリアに分割し、その画像データを部品認識のために用い、
前記受光部と前記撮像部との間に、光ファイバが設けられ、該光ファイバによって前記受光部から前記撮像部へ画像が導かれ、前記光は照明部から導光チューブに入って前記先端部から照射され、
前記複数の受光部と前記撮像部と前記照明部は、前記部品移載ヘッドに搭載され、前記複数の受光部は前記吸着ノズルユニットの配列方向に沿って移動可能に設置されていることを特徴とする部品実装装置。
前記複数の受光部と前記撮像部と前記照明部は、前記部品供給部と前記基板を所定位置に支持する基板固定部との間に設けられ、前記複数の受光部は前記吸着ノズルユニットの配列方向に沿って移動可能に上方に向けて配設されていることを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。