JP4801558B2 - 実装機およびその部品撮像方法 - Google Patents

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この発明は、基板に電子部品を実装する実装機およびその部品撮像方法に関する。
従来、基板上に電子部品を実装する実装機として、部品供給部から供給される電子部品を、ヘッドにより吸着して、基板上の所定位置に移送して実装するものが周知である。
このような実装機では、ヘッドにより吸着した部品を下側からカメラによって撮像して、端子部等の形状や位置を検出し、その検出結果情報に基づき、位置ずれの補正や不良品の特定を行っている。
例えば特許文献1に示す実装機では、ヘッドユニットにおける複数のヘッドによって、厚みの異なる複数の部品を吸着し、そのヘッドユニットをカメラ上においてX軸方向に沿って往復させて、例えば往路移動時には、厚みの厚い部品にカメラの焦点を合わせて撮像するとともに、復路移動時には、厚みの薄い部品にカメラの焦点を合わせて撮像している。
特開2001−77598号(特許請求の範囲)
しかしながら、上記従来の実装機では、1つの部品に対し高さが異なる2つの部分(部位)を撮像することは困難であった。
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、1つの部品に対し高さが異なる複数の部分を確実に撮像できる実装機およびその部品撮像方法を提供することを目的とする。
本発明は下記の手段を提供する。
[1] 部品を基板上に実装する実装機であって、
部品をピックアップするヘッドと、
ヘッドを移動させるヘッド移動手段と、
ヘッドの下方に設けられ、かつ部品を撮像する撮像手段と、
ヘッドによりピックアップした部品を撮像手段により撮像するための第1撮像制御手段と、
第1撮像制御手段によって撮像された部品のうち所定の部品に対しては、その部品をピックアップしたヘッドをヘッド移動手段により異なる高さに移動させて、その高さで再度部品を撮像手段により撮像する第2撮像制御手段と、を備え
所定の部品は、高さが異なる複数の認識部を有する部品により構成され、
第1撮像制御手段においては、所定の部品をピックアップしたヘッドをヘッド移動手段により上下移動させて、所定の認識部に対して撮像手段の焦点を合わせてその認識部を撮像する一方、
第2撮像制御手段においては、所定の部品をピックアップしたヘッドをヘッド移動手段により上下移動させて、他の認識部に対して撮像手段の焦点を合わせてその認識部を撮像することを特徴とする実装機。
[2] 複数のヘッドが各ヘッド毎に上下移動可能に設けられたヘッドユニットと、
ヘッドユニットの複数のヘッドによって前記所定の部品を含む複数の部品をそれぞれピックアップする手段と、を備える前項1に記載の実装機。
[3]前記複数の部品のうち、前記所定の部品以外の部品に対しては、前記第1撮像制御手段および第2撮像制御手段のうち少なくとも一方により撮像するようにしたことを特徴とする前項に記載の実装機。
[4] 撮像手段が、その上方において、ヘッドにピックアップされた部品を水平方向に相対移動させつつ撮像するラインセンサカメラによって構成され、
前記複数の部品のうち、前記所定の部品以外の部品に対しては、前記所定の部品の撮像における第1撮像制御手段および第2撮像制御手段のうちいずれか一方における前記ヘッドユニットとラインセンサカメラとの相対移動において撮像するようにしたことを特徴とする前項2または3に記載の実装機。
[5] 2つ以上の所定の部品を含む複数の部品を、ヘッドユニットの複数のヘッドによってそれぞれピックアップする手段を備え、
前記撮像手段が、その上方において、ヘッドにピックアップされた部品を水平方向に相対移動させつつ撮像するラインセンサカメラによって構成され、
前記複数の部品のうち、前記所定の部品以外の部品に対しては、前記第1撮像制御手段により撮像するとともに、
2つ以上の所定の部品を含む複数の部品をヘッドユニットの複数のヘッドによってそれぞれピックアップする際に、所定の部品同士を近付けて配置するようにした前項2または3に記載の実装機。
[6] 部品をピックアップするヘッドと、ヘッドを移動させるヘッド移動手段と、ヘッドの下方に設けられ、かつ部品を撮像する撮像手段と、を備えた実装機の部品撮像方法であって、
ヘッドによりピックアップした部品を撮像手段により撮像し、
その撮像された部品のうち所定の部品に対しては、その部品をピックアップしたヘッドをヘッド移動手段により異なる高さに移動させて、その高さで再度部品を撮像手段により撮像するものとし、
所定の部品は、高さが異なる複数の認識部を有する部品により構成され、
所定の部品の1回目の撮像時には、所定の部品をピックアップしたヘッドをヘッド移動手段により上下移動させて、所定の認識部に対して撮像手段の焦点を合わせてその認識部を撮像する一方、
所定の部品の2回目の撮像時には、所定の部品をピックアップしたヘッドをヘッド移動手段により上下移動させて、他の認識部に対して撮像手段の焦点を合わせてその認識部を撮像することを特徴とする実装機の部品撮像方法。
なお本発明において、上下方向は、重力方向を基準に特定されるものではなく、ピックアップされる部品を基準に特定される。例えば部品において、ヘッドによりピックアップされる側が上側となり、撮像手段により撮像される側が下側となる。さらに水平方向等の他の方向も部品を基準に特定される。
上記発明[1]にかかる実装機によると、1つの部品に対し、高さが異なる複数の部分、すなわち複数の認識部を精度良く撮像できて、正確に認識することができる。
上記発明[]にかかる実装機によると、複数の部品を、各部品毎に高い精度で一度に撮像することができる。
上記発明[]にかかる実装機によると、所定の部品以外の部品に対する撮像精度を向上させることができる。
上記発明[]にかかる実装機によると、所定の部品以外の部品を確実に撮像することができる。
上記発明[]にかかる実装機によると、2回目の撮像時におけるヘッドおよび撮像手段の相対移動距離が短くなり、より一層生産性を向上させることができる。
上記発明[]によると、上記と同様に、同様の作用効果を有する実装機の部品撮像方法を提供することができる。
図1,2は本発明の実装機の一例を示す図である。両図に示すように、実装機1は、基台11上に配置されて基板Wを搬送するコンベア12と、このコンベア12の両側に配置された部品供給部13と、基台11の上方に設けられた電子部品実装用のヘッドユニット14とを備えている。
部品供給部13は、コンベア12に対してフロント側とリア側のそれぞれ上流部と下流部に設けられている。この実施形態では、部品供給部13のうち、フロント側とリア側下流部にはテープフィーダ15等の部品供給装置を複数並べて取付可能に構成されるとともに、リア側上流部にはパレット等の部品供給容器を積層したトレイフィーダ(部品供給装置16)が取付可能に構成されている。これらの部品供給部13から供給される部品は、ヘッドユニット14によってピックアップ(吸着)できるようになっている。
ヘッドユニット14は、部品供給部13から部品をピックアップして基板W上に装着し得るように、部品供給部13と基板W上の実装位置とにわたる領域を移動可能となっている。具体的には、ヘッドユニット14は、X軸方向(コンベア12の基板搬送方向)に延びるヘッドユニット支持部材142にX軸方向に移動可能に支持されている。ヘッドユニット支持部材142はその両端部においてY軸方向(水平面内でX軸方向と直交する方向)に延びるガイドレール143,143にY軸方向に移動可能に支持されている。そしてヘッドユニット14は、X軸モータ144によりボールねじ軸145を介してX軸方向の駆動が行われ、ヘッドユニット支持部材142は、Y軸モータ146によりボールねじ軸147を介してY軸方向の移動が行われるようになっている。
また、ヘッドユニット14には、複数のヘッド41がX軸方向に並んで搭載されている。各ヘッド41は、Z軸モータを駆動源とする上下移動(昇降)機構により上下方向(Z軸方向)に駆動されるとともに、R軸モータを駆動源とする回転駆動機構によりZ軸回りの回転方向(R軸方向)に駆動されるようになっている。なおヘッド41のZR各軸方向の移動は、各ヘッド毎に個別に行えるようになっている。
ここで本実施形態においては、ヘッドユニット14を、XY各軸方向に移動させる機構およびヘッド41をZR各軸方向に移動させる機構によって、ヘッド移動手段が構成される。
各ヘッド41には、電子部品をピックアップ(吸着)して基板に装着するための吸着ノズル42がそれぞれ搭載されている(図6等参照)。各吸着ノズル42は、部品吸着時に図外の負圧手段から負圧が供給されて、その負圧による吸引力で電子部品を吸着できるようになっている。
また図1に示すようにヘッドユニット14には、例えば照明を備えたCCDカメラ等からなる基板撮影カメラ18が設けられている。この基板撮影カメラ18は、この実装機1に搬入された基板Wに設けられた位置基準マークや基板IDマークを撮像できるようになっている。
また実装機1の上流側と下流側に分かれた部品供給部13の間には、撮像手段としての部品撮影カメラ17,17が設けられている。この部品撮影カメラ17,17は、Y軸方向に沿って並んで配置される複数の画像認識センサを有するラインセンサカメラによって構成されている。そしてヘッドユニット14のヘッド41に吸着された部品が、部品撮影カメラ17,17上をX軸方向に沿って移動することにより、ヘッド41に吸着された部品の状態を下側から撮像して、部品の位置ずれなどを検出する。なおヘッドユニット14には、X軸方向に沿って複数のヘッド41が設けられているため、各ヘッド41に吸着された部品が、部品撮影カメラ17上を連続して通過することによって、各部品が順次連続して撮像されて認識されるようになっている。
図3は実装機1の制御系を示すブロック図である。同図に示すように、この実装機1は、パーソナルコンピュータなどからなる制御装置6を備え、この制御装置6によって、実装機1の各種動作が制御されて、後に詳述する動作が自動的に実行される。
制御装置6は、演算処理部60、実装プログラム記憶手段63、搬送系データ記憶手段64、モータ制御部65、外部入出力部66および画像処理部67を備えている。
演算処理部60は、実装機1の各種動作を統括的に管理する。
実装プログラム記憶手段63は、基板Wに各電子部品を実装するための生産プログラム(実装プログラム)を記憶する。
搬送系データ記憶手段64は、生産ライン上での基板Wの搬送に関する各種データが記憶されている。
またモータ制御部65は、ヘッドユニット14のXY各軸の駆動モータ等の動作を制御するとともに、ヘッド41のZR各軸の駆動モータ等の動作を制御する。
外部入出力部66は、実装機1が備える各種センサ類、ストッパ等の駆動部と各種情報の入出力を行う。
画像処理部67は、部品撮影カメラ17および基板撮影カメラ18によって撮像された画像データを処理する。
また制御装置6には、各種情報を表示するためのCRTディスプレイ、液晶ディスプレイ等の表示ユニット62が接続されている。さらに制御装置6には、各種の情報を入力するためのキーボードやマウス等の入力ユニット(図示省略)が接続されている。
一方、本実施形態において、基板Wに実装される部品は、部品撮影カメラ17による撮像回数が1回の部品と、2回の部品(所定の部品)とが含まれている。撮像回数が1回の部品(1回撮像部品)は、認識が必要な部分(認識部)が所定の高さ位置(焦点位置)に存在し、その認識部全域を部品撮影カメラ17によって1度に焦点を合わせることができ、1回の撮像処理によって正確に認識できる。例えば認識部がチップ下面に設けられた複数の端子部等であり、これらの端子部は全て、高さ位置(焦点位置)が同じで部品撮影カメラ17によって1度に焦点を合わせることができ、1回の撮像処理(第1撮像処理)によって、各端子部をそれぞれ正確に認識することが可能である。
これに対し撮像回数が2回必要な部品(2回撮像部品)は、高さ位置(焦点位置)が異なる2つの認識部を有し、いずれか一方の認識部に部品撮影カメラ17の焦点を合わせて撮像した際には、他方の認識部にカメラ17の焦点が合わない部品であり、後述するようにこのような部品に対しては、一方の認識部に焦点を合わせて撮像する第1撮像処理と、他方の認識部に焦点を合わせて撮像する第2撮像処理との2回の撮像処理を行う。
2回撮像部品としては例えば、図11〜13に示す電子部品A等がある。図11に示す電子部品Aは、ボディの一側面における下端縁に沿って多数のリードA1が側方に突出するように設けられるとともに、ボディの下面に複数の挿入ピンA2が下方に突出するように設けられている。この電子部品Aにおいては、挿入ピンA2を基板に差し込んで基板裏面側において端子等として利用するとともに、リードA1を基板表面の端子として利用する。従ってこの部品Aを実装機1により実装する場合には、挿入ピンA1の位置および形状と、リードA1の位置および形状とを認識する必要があるが、挿入ピンA2と、リードA1との高さ位置(部品撮影カメラ17からの焦点距離)が異なるため、挿入ピンA2と、リードA1とを別々に撮像して認識する必要がある。なおこの部品Aでは、リードA1および挿入ピンA2によって認識部が構成されている。
図12に示す電子部品Aは、ボディの一側面に、低位に配置されるリードA1と、高位に配置されるリードA2とが交互配置に側方に突出するように設けられている。この電子部品Aでは、低位のリードA1と、高位のリードA2とを認識する必要があるが、各リードA1,A2は高さ位置が異なるため、それぞれ別々に撮像して認識する必要がある。なおこの部品Aでは、リードA1,A2によって認識部が構成されている。
図13に示す電子部品Aは、BGA(ボールグリッドアレイ)と称される電子部品であり、ボディの下面に複数のボール状端子A1が設けられるとともに、ボディの下面コーナ部に極性を示すマークA2が設けられている。この電子部品Aでは、ボール状端子A1の先端と、マークA2とを認識する必要があるが、両者は高さが異なるため、それぞれ別々に撮像して認識する必要がある。なおこの部品Aでは、ボール状端子A1およびマークA2によって認識部が構成されている。
以上の構成の実装機1は、実装処理を開始する前に、実装プログラム記憶手段63に生産プログラム(実装プログラム)が読み込まれる。この生産プログラムには、基板Wの回路パターンに基づく各電子部品の実装位置(座標)や向きを示す情報や、各電子部品の認識部を認識するための形状情報、各電子部品が供給されるフィーダ等の位置(座標)に関する情報のほか、当該実装機に割り付けられた部品に関する情報例えば、実装する部品をどのヘッドによってどの順序で実装するか等の割付指示情報等も含まれている。
そしてこの実装機1は、動作開始指令に応答して制御装置6が作動し、制御装置6が各駆動部の駆動を制御して、以下の動作が自動的に行われる。
まず実装機1に基板Wが搬入されると、上記生産プログラムの割付指示情報に基づいて、各ヘッド41が部品供給部13に移動して、対応する部品をそれぞれ吸着する(図4のステップS1)。例えば図4(a)に示すように、ヘッドユニット14に設けられた4つのヘッド41のうち、同図に向かって左側から1〜3番目のヘッド41に、撮像回数が1回で良い1回撮像部品(チップ部品B)がピックアップされるとともに、4番目のヘッド41に、図11に示すようにリードA1(第1認識部)とピンA2(第2認識部)とで2回の撮像が必要な2回撮像部品(挿入ピン付部品A)がピックアップされる。
ここで複数の部品を、対応する各ヘッド41によって吸着させるためのコンピュータ(制御装置6)の機能(プログラム)によって、複数の部品を吸着する手段が構成される。
次に各ヘッド41がZ軸方向に移動して、1〜3番目のヘッド41に吸着されたチップ部品Bのチップ下面等の認識部が、部品撮影カメラ17に対し焦点が一致する高さに移動すると同時に、挿入ピン付部品AのリードA1等の第1認識部が、部品撮影カメラ17に対し焦点が一致する高さに移動する(ステップS2)。
続いてヘッドユニット14が、部品撮影カメラ17上を通過して、各ヘッド41に吸着された部品A,Bが撮像される。このとき、1〜3番目のヘッド41に吸着されたチップ部品Bに対しては、所定の認識部が撮像されるとともに、4番目のヘッド41に吸着された挿入ピン付部品Aに対しては、リードA1等の第1認識部が撮像される(ステップS3)。
ここで本実施形態においては、部品A,Bに対し1回目の撮像するためのコンピュータ(制御装置6)の機能(ステップS3)によって、第1撮像制御手段が構成される。
次に、挿入ピン付部品Aを吸着している4番目のヘッド41がZ軸方向に移動して、挿入ピン付部品Aの挿入ピンA2等の第2撮像部が、部品撮影カメラ17に対し焦点が一致する高さに移動する(ステップS4)。なおチップ部品Bを吸着している1〜3番目のヘッド41はZ軸方向に移動せず、そのままの高さに維持される。
一方、このZ軸方向の移動と並行して、1回目の撮像によって得られた画像データが処理される。まずチップ部品Bの認識部(チップ下面の端子部等)における形状および位置が認識されて、その形状および位置が、実装プログラム記憶手段63に記憶された基準データと比較照合されて、形状等に異常があるかがチェックされる。例えば端子(リード)の形状が規定形状の範囲内に含まれるか、端子ピッチが所定の公差内に含まれるか等の他、端子数等がチェックされる。さらに基準の部品吸着位置に対して、実際の部品吸着位置の位置ずれ状態(位置ずれ量、位置ずれ方向、回転ずれ量等)が検出されて、その位置ずれ状態に基づいて、後に実装する際の位置補正値が求められる。
同様に、挿入ピン付部品Aの第1撮像部(リードA1)における形状および位置が認識されて、その形状および位置が、基準データと比較照合されて、形状等に異常があるかがチェックされる。例えばリードの形状、リード数、リードピッチが正常であるか等がチェックされる(ステップS11)。
そしてチップ部品Bに異常がない場合には(ステップS12でNO)、そのまま実装処理が継続して行われる。またチップ部品Bに異常がある場合には(ステップS12でYES)、そのチップ部品Bが廃棄すべき部品であるとの情報が実装プログラム記憶手段63に登録(保持)される(ステップS13)。
同様に、挿入ピン付部品Aの第1認識部(リードA1)に異常がない場合には(ステップS14でNO)、そのまま実装処理が継続して行われる。また挿入ピン付部品Aの第1認識部(リードA1)に異常がある場合には(ステップS14でYES)、その挿入ピン付部品Aが廃棄すべき部品であるとの情報が実装プログラム記憶手段63に登録(保持)される(ステップS15)。
ステップS4でピント合わせが行われた後、ヘッドユニット14は、部品撮影カメラ17上を通過して、各ヘッド41に吸着された挿入ピン付部品Aの第2撮像部(挿入ピンA2)が撮像される(ステップS5)。
ここで本実施形態においては、ピン付部品Aに対し2回目の撮像を行うためのコンピュータ(制御装置6)の機能(ステップS5)によって、第2撮像制御手段が構成される。
続いてヘッドユニット14が基板位置へ移動し(ステップS6)、その移動動作に並行して2回目の撮像によって得られた画像データが処理される。すなわち挿入ピン付部品Aの第2認識部(挿入ピンA2)における形状および位置が認識されて、その形状および位置が、基準データと比較照合されて、異常があるかがチェックされる。例えばピンの形状、ピン数、ピンピッチが正常であるか等がチェックされる。さらに吸着位置の位置ずれ状態が検出されて、位置補正値が求められる(ステップS16)。
そして挿入ピン付部品Aの第2認識部(挿入ピンA2)に異常がない場合には(ステップS17でNO)、そのまま実装処理が継続して行われる。また挿入ピン付部品Aの第2認識部に異常がある場合には(ステップS17でYES)、その部品Aが廃棄すべき部品であるとの情報が登録される(ステップS18)。
なお1回目の撮像処理によって、挿入ピン付部品Aに異常が認められた場合には(ステップS14でYES)、ステップS16〜S18の処理はスキップされる。
一方ステップS6において、ヘッドユニット14が基板位置へ移動した後、ステップS13,S15,S18において廃棄部品登録されなかった部品が基板Wの所定位置に搭載される(ステップS7)。このとき、部品A,Bのヘッド41に対する吸着位置のずれが、上記位置補正値(ステップS11,S16)に基づいて補正される。
続いて廃棄部品として登録された部品がある場合には、ヘッドユニット14が部品廃棄部まで移動して、廃棄部品登録された部品が廃棄される(ステップS8)。なお、廃棄された部品に対応する部品は、未実装部品として登録されて適宜、実装される。
こうして基板Wに対し、全ての部品が搭載されるまで(ステップS9でNO)、上記の処理が繰り返される。そして基板W上に全ての部品が搭載されると(ステップS9でYES)、1つの基板に対する実装処理が完了して、その基板が以降の設備に搬出される。
以上のように本実施形態においては、高さ(焦点位置)の異なる2つの認識部A1,A2を有する所定の部品Aに対して、その部品Aを吸着したヘッド41を上下移動させて、部品撮影カメラ17を第1認識部A1に焦点を合わせて第1認識部A1を撮像した後、ヘッド41を上下移動させて、部品撮影カメラ17を第2認識部(挿入ピンA2等)に焦点を合わせて第2認識部A2を撮像しているため、各認識部A1,A2のそれぞれに焦点を的確に合わせて鮮明に撮像することができ、両認識部A1,A2を正確に認識することができる。このため認識部の形状や位置を精度良く検出でき、異常の判断や、位置補正値の算出を正確に行うことができ、生産品(生産基板)の品質を向上させることができる。
さらに本実施形態においては、ヘッドユニット14に複数設けられるヘッド41をそれぞれ個別に上下移動させて、各部品毎に部品撮影カメラ17に対して焦点を合わせているため、ヘッドユニット14の各ヘッド41によって吸着された全ての部品に対し、各部品毎に正確に焦点を合わせて一度に撮像でき、生産効率を一層向上させることができる。
さらに本実施形態においては、ヘッド41を上下移動させて、各部品に対し部品撮影カメラ17の焦点を合わせているため、カメラ側を移動させて各部品に対して焦点を合わせる場合に比べて、構造の簡素化およびコストの削減を図ることができる。すなわち部品撮影カメラ17側を移動させて、部品に対し焦点を合わせる場合には、カメラを駆動する装置を別途設ける必要があり、その分、構造の複雑化およびコストの増大を来す恐れがある。これに対し、本実施形態では、部品撮影カメラ17を上下移動させる機構を省略できるため、構造の簡素化およびコストの削減を図ることができる。
なお本発明においては、撮像回数が1回で良い1回撮像部品(チップ部品B)を、第1撮像処理(ステップS3)と、第2撮像処理(ステップS3)とで2回撮像するようにしても良い。このように両方で撮像し、位置ずれ補正については平均を取るようにしても良い。これにより位置精度が向上して、信頼性をさらに向上させることができる。
ところで本実施形態は既述したように、ヘッドユニット14が部品供給部13において複数の部品を吸着した後、基板位置に移動して複数の部品を搭載するというヘッドユニット実装処理を複数回繰り返し行っている。ここで1回のヘッドユニット実装処理において複数のヘッド41によって吸着される部品のグループを、同一吸着グループとしたとき、ヘッドユニット実装処理毎に同一吸着グループが設定されて、複数の同一吸着グループが存在する。このような条件下において本実施形態では、1つの基板に対し、ピン付部品A等の2回撮像部品を複数実装する場合、ピン付部品Aを、可能な限り1つの同一吸着グループに含まれるように調整するのが良い。
例えば撮像が1回で良いチップ部品Bを4つ、ピン付部品Aを2つ実装する場合、図5に示すように2つの部品Aを2回のヘッドユニット実装処理に分けて実装するよりも、図7に示すように2つの部品Aを1つの同一吸着グループに含ませて1回のヘッドユニット実装処理で一度に実装するのが良い。
すなわち2つの部品Aを2回のヘッドユニット実装処理に分けて実装する場合には、1回目のヘッドユニット実装処理において図5(a)に示すように、ヘッドユニット14の4つのヘッド41のうち、3つのヘッド(1〜3番目のヘッド)41によって3つのチップ部品Bを吸着して、1つのヘッド(4番目のヘッド)41によって、ピン付部品Aを吸着する。そして各ヘッド41を上下移動させて、3つのチップ部品Bの認識部と、1つのピン付部品Aの第1認識部A1にカメラ17の焦点を合わせて撮像する(1回目の撮像処理)。その後図5(b)に示すように、4番目のヘッド41を上下移動させて、ピン付部品Aの第2認識部A2にカメラ17の焦点を合わせて撮像する(2回目の撮像処理)。次に2回目のヘッドユニット実装処理において図6(a)に示すように、3番目の1つのヘッド41によってチップ部品Bを吸着して、4番目の1つのヘッド41によってピン付部品Aを吸着する。そして3,4番目のヘッド41を上下移動させて、チップ部品Bの認識部と、ピン付部品Aの認識部A1にカメラ17の焦点を合わせて撮像する(3回目の撮像処理)。その後図6(b)に示すように、4番目のヘッド41を上下移動させて、ピン付部品Aの第2認識部A2にカメラ17の焦点を合わせて撮像する(4回目の撮像処理)。これにより全ての撮像処理が完了するが、このときの撮像回数は4回である。
これに対し、2つのピン付部品Aを1回のヘッドユニット実装処理で実装する場合には、撮像回数が3回となる。すなわち1回目のヘッドユニット実装処理において図7(a)に示すように、ヘッドユニット14における1,3番目の2つのヘッド41によって2つのチップ部品Bを吸着して、2,4番目の2つのヘッド41によって2つのピン付部品Aを吸着する。そして各ヘッド41を上下移動させて、2つのチップ部品Bの認識部と、2つのピン付部品Aの第1認識部A1にカメラ17の焦点を合わせて撮像する(1回目の撮像処理)。その後図7(b)に示すように、2,4番目のヘッド41を上下移動させて、2つのピン付部品Aの第2認識部A2をそれぞれカメラ17の焦点に合わせて撮像する(2回目の撮像処理)。次に2回目のヘッドユニット実装処理において図8に示すように、3,4番目の2つのヘッド41によってチップ部品Bを吸着して、両ヘッド41を上下移動させて、各チップ部品Bの認識部をカメラ17の焦点に合わせて撮像する(3回目の撮像処理)。これにより全ての撮像処理が完了する。
このように2つのピン付部品Aを1つの同一吸着グループ(1回のヘッドユニット実装処理)で実装する場合には、撮像回数が3回で済み、ピン付部品Aを2つの同一吸着グループ(2回のヘッドユニット実装処理)に分けて実装する場合と比較して、撮像回数を少なくすることができ、生産効率を向上させることができる。
以上の説明から理解できるように、ピン付部品A等の2回撮像部品を、可能な限り、同一吸着グループに含めることにより、その同一吸着グループに対してのみ、2回撮像すれば良く、他の吸着グループに対しては1回だけ撮像すれば良い。従って撮像回数(撮像時間)を少なくできて、生産効率を向上させることができる。換言すれば、チップ部品B等の1回撮像部品のみが含まれる同一吸着グループを、可能な限り多く形成することによって、撮像回数(撮像時間)を少なくできて、生産効率を向上させることができる。
もっとも撮像が2回必要な部品Aは比較的、サイズが大きいものが多く、2回撮像部品Aを隣合う2つのヘッド41により吸着すると、部品同士が干渉するおそれがある。従って部品同士が干渉しない範囲で、どの部品をどのヘッドで吸着するか等の部品の割付位置を設定しておく必要がある。
なお部品の割付位置は、部品割付設定情報に基づいて設定されるが、この部品割付設定情報は、生産プログラムに含まれる情報であり、生産プログラム作成段階、いわゆる段取り時に作成される。
ここで本実施形態では、上記生産プログラムに、2つ以上の部品(所定の部品)を含む複数の部品を吸着する手段が含まれる。
一方上記したように、撮像が2回必要な複数のピン付部品Aは、所定の同一吸着グループにまとめるのが好ましいが、特に本実施形態のように部品撮影カメラ17としてラインセンサカメラを用いている場合には、複数のピン付部品Aを含む複数の部品をヘッドユニット14の複数のヘッド41によって吸着する際に、ピン付部品A等の2回撮像部品を互いに近付けて配置するのが好ましい。
例えば撮像が2回必要なピン付部品Aを2つ実装する場合、図9に示すように2つのピン付部品Aを離間したヘッド41で吸着するよりも、図10に示すように2つのピン付部品Aを隣合うヘッド41で吸着するのが良い。
すなわち図9(a)に示すように、2つのピン付部品Aを、離間した1,3番目のヘッド41に吸着して、残りの2,4番目のヘッド41に2つのチップ部品Bを吸着した場合、1回目の撮像処理時における部品撮影カメラ17に対するヘッドユニット14の移動距離L1は、1番目のヘッド位置から4番目のヘッド位置までの距離となる。続いて図9(b)に示すように1,3番目のヘッド41を上下移動させた後、2回目の撮像時におけるヘッドユニット14の移動距離L2は、1番目のヘッド位置から3番目のヘッド位置までの距離となる。
これに対し、2つのピン付部品Aを、隣合う3,4番目のヘッドに吸着し、残りの1,2番目のヘッド41に2つのチップ部品Bを吸着した場合図10(a)に示すように、1回目の撮像時におけるヘッドユニット14の移動距離L1は、上記と同様、1番目のヘッド位置から4番目のヘッド位置までの距離となるものの、図10(b)に示すように2回目の撮像時のヘッドユニット移動距離L2は、3番目のヘッド位置から4番目のヘッド位置までの距離となる。このように撮像が2回必要なピン付部品Aを近付けて配置する場合には、2回目の撮像時におけるヘッドユニット14の移動距離を短くでき、その分、撮像時間を短縮できて、生産効率をより一層向上させることができる。
またピン付部品A同士を近付けて吸着する場合においても上記と同様に、部品同士が干渉しない範囲で、部品の割付位置を設定しておく必要がある。さらにこの割付設定用の情報は、上記と同様、生産プログラムに含まれる。
ここで本実施形態では、この生産プログラムに、部品(所定の部品)同士を近付けて配置する手段が含まれることになる。
なお上記実施形態においては、高さが異なる2つの認識部A1,A2を有する部品Aを実装する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、高さが異なる3つ以上の認識部を有する部品を実装する場合でも、上記と同様に、同様の作用効果を得ることができる。
また上記実施形態においては、部品撮影カメラを、ラインセンサカメラにより構成しているが、それだけに限られず、本発明においては、部品撮影カメラを、所定の面積を有する領域を一度に撮像するエリアセンサカメラにより構成するようにしても良い。
また上記実施形態においては、撮像時にはヘッドユニット(部品側)を部品撮影カメラに対し水平方向に移動させるようにしているが、それだけに限られず、部品撮影カメラ側をヘッドユニット(部品)に対し水平方向に移動させるようにしても良い。要はヘッドユニットに対し部品撮影カメラを水平方向に相対移動可能に構成すれば良い。
また本発明において、第1撮像制御手段は、必ずしも全ての部品を撮像するものではなく、一部の部品のみを撮像する場合も含まれる。例えば第1撮像制御手段は、所定の部品のみを撮像する場合も含まれる。
さらに第2撮像制御手段は、所定の部品以外の部品を撮像することを排除するものではなく、所定の部品以外の部品を撮像する場合も含まれる。
この発明の一実施形態にかかる実装機を示す平面図である。 実施形態に適用された実装機本体を示す斜視図である。 実施形態の実装機の制御系を示すブロック図である。 実施形態の実装機における動作を説明するためのフローチャートである。 実施形態の実装機におけるヘッドユニットの第1の部品配置例を示す正面図であって、同図(a)は1回目撮像時の正面図、同図(b)は2回目撮像時の正面図である。 実施形態の実装機におけるヘッドユニットの第2の部品配置例を示す正面図であって、同図(a)は1回目撮像時の正面図、同図(b)は2回目撮像時の正面図である。 実施形態の実装機におけるヘッドユニットの第3の部品配置例を示す正面図であって、同図(a)は1回目撮像時の正面図、同図(b)は2回目撮像時の正面図である。 実施形態の実装機におけるヘッドユニットの第4の部品配置例を示す正面図である。 実施形態の実装機におけるヘッドユニットの第5の部品配置例を示す正面図であって、同図(a)は1回目撮像時の正面図、同図(b)は2回目撮像時の正面図である。 実施形態の実装機におけるヘッドユニットの第6の部品配置例を示す正面図であって、同図(a)は1回目撮像時の正面図、同図(b)は2回目撮像時の正面図である。 実施形態に適用可能な所定の部品の一例を拡大して示す図であって、同図(a)は斜視図、同図(b)は正面図である。 実施形態に適用可能な所定の部品の他の例を拡大して示す図であって、同図(a)は斜視図、同図(b)は側面図である。 実施形態に適用可能な所定の部品の別の例を拡大して示す側面図である。
符号の説明
1 実装機
14 ヘッドユニット
17 部品撮影カメラ(撮像手段)
41 ヘッド
A 所定の部品
A1,A2 認識部
B 部品
W 基板

Claims (6)

  1. 部品を基板上に実装する実装機であって、
    部品をピックアップするヘッドと、
    ヘッドを移動させるヘッド移動手段と、
    ヘッドの下方に設けられ、かつ部品を撮像する撮像手段と、
    ヘッドによりピックアップした部品を撮像手段により撮像するための第1撮像制御手段と、
    第1撮像制御手段によって撮像された部品のうち所定の部品に対しては、その部品をピックアップしたヘッドをヘッド移動手段により異なる高さに移動させて、その高さで再度部品を撮像手段により撮像する第2撮像制御手段と、を備え
    所定の部品は、高さが異なる複数の認識部を有する部品により構成され、
    第1撮像制御手段においては、所定の部品をピックアップしたヘッドをヘッド移動手段により上下移動させて、所定の認識部に対して撮像手段の焦点を合わせてその認識部を撮像する一方、
    第2撮像制御手段においては、所定の部品をピックアップしたヘッドをヘッド移動手段により上下移動させて、他の認識部に対して撮像手段の焦点を合わせてその認識部を撮像することを特徴とする実装機。
  2. 複数のヘッドが各ヘッド毎に上下移動可能に設けられたヘッドユニットと、
    ヘッドユニットの複数のヘッドによって前記所定の部品を含む複数の部品をそれぞれピックアップする手段と、を備える請求項1に記載の実装機。
  3. 前記複数の部品のうち、前記所定の部品以外の部品に対しては、前記第1撮像制御手段および第2撮像制御手段のうち少なくとも一方により撮像するようにしたことを特徴とする請求項に記載の実装機。
  4. 撮像手段が、その上方において、ヘッドにピックアップされた部品を水平方向に相対移動させつつ撮像するラインセンサカメラによって構成され、
    前記複数の部品のうち、前記所定の部品以外の部品に対しては、前記所定の部品の撮像における第1撮像制御手段および第2撮像制御手段のうちいずれか一方における前記ヘッドユニットとラインセンサカメラとの相対移動において撮像するようにしたことを特徴とする請求項2または3に記載の実装機。
  5. 2つ以上の所定の部品を含む複数の部品を、ヘッドユニットの複数のヘッドによってそれぞれピックアップする手段を備え、
    前記撮像手段が、その上方において、ヘッドにピックアップされた部品を水平方向に相対移動させつつ撮像するラインセンサカメラによって構成され、
    前記複数の部品のうち、前記所定の部品以外の部品に対しては、前記第1撮像制御手段により撮像するとともに、
    2つ以上の所定の部品を含む複数の部品をヘッドユニットの複数のヘッドによってそれぞれピックアップする際に、所定の部品同士を近付けて配置するようにした請求項2または3に記載の実装機。
  6. 部品をピックアップするヘッドと、ヘッドを移動させるヘッド移動手段と、ヘッドの下方に設けられ、かつ部品を撮像する撮像手段と、を備えた実装機の部品撮像方法であって、
    ヘッドによりピックアップした部品を撮像手段により撮像し、
    その撮像された部品のうち所定の部品に対しては、その部品をピックアップしたヘッドをヘッド移動手段により異なる高さに移動させて、その高さで再度部品を撮像手段により撮像するものとし、
    所定の部品は、高さが異なる複数の認識部を有する部品により構成され、
    所定の部品の1回目の撮像時には、所定の部品をピックアップしたヘッドをヘッド移動手段により上下移動させて、所定の認識部に対して撮像手段の焦点を合わせてその認識部を撮像する一方、
    所定の部品の2回目の撮像時には、所定の部品をピックアップしたヘッドをヘッド移動手段により上下移動させて、他の認識部に対して撮像手段の焦点を合わせてその認識部を撮像することを特徴とする実装機の部品撮像方法。
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