JP4860462B2 - 部品認識装置、表面実装機および部品試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品の吸着ノズルによる吸着状態を画像認識する部品認識装置と、このような部品認識装置を備えた表面実装機および部品試験装置とに関するものである。

一般に、電子部品の表面実装機あるいは部品試験装置は、移動可能なヘッドユニットに搭載された吸着ノズルにより電子部品を吸着して目的位置まで搬送するように構成されているが、このような表面実装機あるいは部品試験装置として、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する部品認識装置がヘッドユニットに搭載されているものが従来知られている。

このような表面実装機あるいは部品試験装置は、一般に、部品認識装置として下面撮像手段と、照明手段と、鏡などの光路変更手段とが一体に設けられ、ヘッドユニットに対して相対移動可能に構成されたスキャンユニットを備えており、このスキャンユニットが、吸着ノズル列に沿って概ね平行に移動することにより、光路変更手段を介してスキャンユニットに設けられた下面撮像手段が、電子部品の下面を撮像するように構成されている。

例えば、特許文献１には、吸着ノズルから下方に向かう光の方向を吸着ノズルの下方から側方に向かう方向に変更する第１光路変更部と、この側方に向かう光の方向をさらに変更する第２光路変更部とを備え、第１光路変更部の下方に照明手段を設けて、下面撮像手段で吸着ノズルに吸着された電子部品の下面を撮像するように構成された実装機における部品認識装置の技術が開示されている。

このような部品認識装置は、部品吸着位置から装着位置へのＸＹ移動と同時に部品認識が行えるので、実装時間短縮に有利な機構である。
特開平８−３２２９９号公報

しかしながら、従来の実装機における部品認識装置の技術では、吸着ノズルの下方に、照明手段と、鏡などの光路変更手段とを設けなければならず、ヘッドユニットの位置を高くする必要があった。そのため部品実装装置全体が大型化してしまうという不具合があった。

また、この問題を解決するために、光学系やレンズを小さくして、吸着ノズルの下方の光学系と照明手段との部分を薄くしようとすると、下面撮像手段の視野が狭くなったり、レンズの明るさが暗くなるなどの性能劣化を招くという問題があった。

本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、光学系やレンズを小さくして下面撮像手段の視野を狭くしたり、レンズの明るさを暗くするなどの性能劣化を招くことなく、スキャンカメラの吸着ノズル下方の部分を薄くして、ヘッドユニットの高さを低く、装置全体をコンパクトにすることができる部品認識装置、表面実装機および部品試験装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するための本発明にかかる部品認識装置は、電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットに、上記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着状態を撮像して画像認識するスキャンユニットが、所定の横方向に沿って上記吸着ノズルと相対変位可能に設けられた部品認識装置であって、上記ヘッドユニットは、撮像時、上記吸着ノズルの下方に位置し、吸着ノズルから下方に向かう光の方向を吸着ノズルの下方から上記所定の横方向に変更する第１光路変更部と、この横方向に向かう光の方向をさらに略水平側方に変更する第２光路変更部と、この第２光路変更部により変更された光の方向に配置されたラインセンサで構成され、且つ、第１光路変更部と第２光路変更部とを介して吸着ノズルに吸着された電子部品の下面を撮像する下面撮像手段と、上記第１光路変更部と第２光路変更部とを介して吸着ノズルに吸着された電子部品の方向に照明光を照射する照明手段とを備えたことを特徴とする部品認識装置である。

本発明の部品認識装置によれば、照明手段が、第１光路変更部と第２光路変更部とを介して吸着ノズルに吸着された電子部品の方向に照明光を照射するので、照明手段を吸着ノズルの下方に設ける必要がなくなる。その結果、光学系やレンズを小さくして下面撮像手段の視野を狭くしたり、レンズの明るさを暗くするなどの性能劣化を招くことなく、照明手段と光学系とを含む部品認識装置の厚みを薄くすることができる。また、ヘッドユニットの高さを低くして装置全体をコンパクトにし、装置の省スペース化を図ることができるようになる。

ここで、上記照明手段は、第１光路変更部から第２光路変更部に向かう光の概ね延長線上に設けられ、第２光路変更部の光路変更面の背後から第１光路変更部の方向に照明光を照射するものであり、上記第２光路変更部の光路変更面は、光路変更面の背後に設けられた照明手段の光を光路変更面の前方に透過可能な半透光面として形成され、上記照明手段は、第２光路変更部の光路変更面を通過して第１光路変更部で反射する照明光で吸着ノズルに吸着された電子部品の下面を照明するように構成されていることが好ましい。

このようにすれば、第２光路変更部の光路変更面が半透光面として形成され、この光路変更面の背後に設けられた照明手段からの照明光で吸着ノズルに吸着された電子部品の下面を照明するように構成されているので、照明手段を光路変更面の背後に集約して部品認識装置をよりコンパクトにすることができるようになる。

ここで、上記第１光路変更部は、吸着ノズルから下方に向かう光の方向を吸着ノズルの下方から上記所定の横方向に約９０度変更し、上記第２光路変更部は、第１光路変更部からの光の方向をさらに上記略水平側方に約９０度変更することが好ましい。

このようにすれば、第１光路変更部と、第２光路変更部とが光の方向を約９０度変更するので、適度な角度の光路変更と適度な大きさの視野とが得られる。

また、上記第２光路変更部の光路変更面は、半透光面としてハーフミラーで構成されていることが好ましい。

このようにすれば、第２光路変更部の光路変更面が安価なハーフミラーで構成されているので、光学系の原価を低減することができる。

あるいは、上記第２光路変更部の光路変更面は、半透光面として反射プリズムで構成されていることが好ましい。

このようにすれば、第２光路変更部の光路変更面が反射プリズムで構成されているので、光路変更面をハーフミラーで構成した場合と比較して、反射材料が歪んだり剥離したりすることがなく、長期間使用することができる。

また、上記吸着ノズルと第１光路変更部との間に設けられ、光が通過する範囲を制限するスリットを備えたことが好ましい。

このようにすれば、吸着ノズルと第１光路変更部との間に光が通過する範囲を制限するスリットが設けられているので、撮像すべき範囲以外からの余分な反射光が下面撮像手段に入射されることがなく、フレアのない鮮明な画像を得ることができる。

さらに、上記ヘッドユニットは、複数の吸着ノズルを列状に備え、上記第１光路変更部と、第２光路変更部と、下面撮像手段と、照明手段とは、吸着ノズル列と概ね平行に移動可能に設けられたスキャンユニットに一体に設けられ、このスキャンユニットが、吸着ノズル列に沿って移動することにより、スキャンユニットに設けられた照明手段が、それぞれの吸着ノズルに吸着された電子部品の下面を照明するとともに、スキャンユニットに設けられた下面撮像手段が、照明された電子部品の下面を撮像するように構成されていることが好ましい。

このようにすれば、上述の第１光路変更部と、第２光路変更部と、下面撮像手段と、照明手段とがスキャンユニットに一体に設けられ、このスキャンユニットが吸着ノズル列と概ね平行に移動することができるので、列状の複数の吸着ノズルを撮像可能な厚みの薄い省スペース化された部品認識装置を実現することができるようになる。

また、上記課題を解決するための本発明にかかる表面実装機は、電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットを備え、吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してから、この電子部品を基板上に実装する表面実装機であって、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えていることを特徴とする表面実装機である。

本発明の表面実装機によれば、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えているので、ヘッドユニットの高さを低くして表面実装機全体をコンパクトにし、表面実装機の省スペース化を図ることができるようになる。

また、上記課題を解決するための本発明にかかる部品試験装置は、電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットを備え、吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してから、この電子部品を検査手段に移載して各種検査を行う部品試験装置であって、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えていることを特徴とする部品試験装置である。

本発明の部品試験装置によれば、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えているので、ヘッドユニットの高さを低くして部品試験装置全体をコンパクトにし、部品試験装置の省スペース化を図ることができるようになる。

以上説明したように、本発明によれば、照明手段を吸着ノズルの下方に設ける必要がなくなるので、光学系やレンズを小さくして下面撮像手段の視野を狭くしたり、レンズの明るさを暗くするなどの性能劣化を招くことなく、部品認識装置の照明手段と光学系とを含む部品認識装置の厚みを薄くすることができる。その結果、ヘッドユニットの高さを低くして表面実装機や部品試験装置全体をコンパクトにし、表面実装機や部品試験装置の省スペース化を図ることができるようになる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。図１は、本発明の実施の形態に係る表面実装機１の概略の構成を示す平面図であり、図２は、表面実装機１の概略の構成を示す側面図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係る部品認識装置８の構成を示す側面図であり、図４は、部品認識装置８の構成を示す正面図である。また、図５は、部品認識装置８の構成を示す平面図である。

図１と図２とに示すように、本発明の実施の形態に係る表面実装機１は、電子部品２を基板３に実装する装置であって、基台１ａ上に配置されて基板３を搬送する基板搬送手段４と、この基板搬送手段４の両側に配置され、複数の電子部品２を供給する部品供給部５と、この部品供給部５から電子部品２を吸着することが可能な吸着ノズル６ａを有する実装用ヘッド６を担持して部品供給部５と基板３との間を移動可能なヘッドユニット７と、実装用ヘッド６の吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２の吸着状態を画像認識する手段としての部品認識装置８（図３）とを備えている。

上記基板搬送手段４は、基台１ａ上において基板３を図１の右側から左側へ搬送する一対のコンベア４ａ、４ａを有しており、このコンベア４ａ、４ａにより搬入された基板３は、所定の実装作業位置（同図に示す基板３の位置）で一旦停止させられ、ここで電子部品２が基板３に実装される。

上記部品供給部５は、基板搬送手段４の両側に配列された多数のテープフィーダ５ａを備えている。このテープフィーダ５ａは、詳しくは図示しないが、各々ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ電子部品２を所定間隔おきに収納、保持したテープが巻回されたリールを有しており、このリールから電子部品２を間欠的に繰り出してヘッドユニット７の吸着ノズル６ａによりピックアップさせるように構成されている。

上記ヘッドユニット７は、これらテープフィーダ５ａからの電子部品２を吸着ノズル６ａにより吸着保持して基板３に搬送するものであり、本実施形態では、このヘッドユニット７にそれぞれ吸着ノズル６ａを備えた６本の実装用ヘッド６がＸ軸方向（基板搬送手段４の搬送方向）に等間隔で列状に設けられている。

なお、吸着ノズル６ａは、図略の負圧発生装置に接続されることにより、ノズル先端に負圧状態を発生させ、この負圧吸着力により、電子部品２を着脱可能に吸着保持し得るように構成されている。

また、吸着ノズル６ａは、それぞれ、ヘッドユニット７に対して図略のノズル昇降駆動手段により昇降（Ｚ軸方向の移動）が可能に、かつ図略のノズル回転駆動手段によりノズル中心軸回りの回転（Ｒ軸回りの回転）が可能に構成されている。

ここで、ノズル昇降駆動手段は、吸着もしくは装着を行う時の下降位置と、搬送や撮像を行う時の上昇位置との間で吸着ノズル６ａを昇降させるものであり、ノズル回転駆動手段は、吸着ノズル６ａを必要に応じて回転させて、電子部品２の姿勢を調整するものである。これらノズル昇降駆動手段とノズル回転駆動手段は、それぞれサーボモータと所定の動力伝達機構で構成されている。

そして、ヘッドユニット７は、これらの吸着ノズル６ａで吸着された複数の電子部品２を部品供給部５と基板３との間で搬送し、基板３に実装する。そのため、このヘッドユニット７は、基台１ａの所定範囲にわたりＸ軸方向及びＹ軸方向（Ｘ軸方向と直交する方向）に移動可能となっている。

すなわち、ヘッドユニット７は、Ｘ軸方向に延びる実装用ヘッド支持部材７ａに対してＸ軸に沿って移動可能に支持されている。また、実装用ヘッド支持部材７ａは、両端部がＹ軸方向の固定レール９に支持され、この固定レール９に沿ってＹ軸方向に移動可能になっている。そして、このヘッドユニット７は、Ｘ軸サーボモータ１１によりボールねじ１２を介してＸ軸方向に駆動され、実装用ヘッド支持部材７ａは、Ｙ軸サーボモータ１３によりボールねじ１４を介してＹ軸方向へ駆動される。

上記部品認識装置８は、ヘッドユニット７が吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２を部品供給部５から目的位置まで搬送している間に、吸着ノズル６ａにおける電子部品２の吸着状態を順次撮像して画像認識するためにヘッドユニット７に設けられた装置であり、図３〜図５に示すように、スキャンユニット８ａと、このスキャンユニット８ａに一体に設けられた下面画像取り込み部と、第１光路変更部８ｃと、第２光路変更部８ｄと、照明手段８ｅと、下面画像取り込み部で取り込まれた電子部品２の下面の画像を撮像する下面撮像手段８ｆとを備え、第１光路変更部８ｃと、第２光路変更部８ｄとは、スキャンユニット８ａの支持部材８ｍに支持されている。

また、この部品認識装置８は、側方撮像手段８ｇと側方照明手段８ｈとをスキャンユニット８ａに一体に備えている。

スキャンユニット８ａは、ヘッドユニット７に設けられた図略のサーボモータによりボールねじ８ｊを介して吸着ノズル６ａの列と概ね平行に移動可能に設けられた部材であり、このスキャンユニット８ａが、吸着ノズル６ａ列に沿って移動することにより、スキャンユニット８ａに設けられた照明手段８ｅが、それぞれの吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２の下面を照明するとともに、スキャンユニット８ａに設けられた下面撮像手段８ｆが、照明された電子部品２の下面を撮像するように構成されている。

下面画像取り込み部は、スキャンユニット８ａの移動時に吸着ノズル６ａの下方を通過することにより吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２の下面の画像を取り込み可能な部分である。本実施形態では、この下面画像取り込み部は、第１光路変更部８ｃで構成され、この第１光路変更部８ｃと吸着ノズル６ａとの間には、下面撮像手段８ｆに対して外乱光が入射されることを避けるように光の通過範囲を制限するために図略の縦長矩形のスリットが設けられている。

第１光路変更部８ｃは、撮像時、吸着ノズル６ａの下方に位置し、吸着ノズル６ａから下方に向かう光の方向を略水平側方に約９０度変更して、吸着ノズル６ａの下から側方に向かう方向に変更する。この第１光路変更部８ｃは、本実施形態では、反射プリズムで構成されている。

第２光路変更部８ｄは、第１光路変更部８ｃからの光の方向をさらに約９０度変更してこの側方に向かう光の方向をさらに変更する光学装置であり、本実施形態では、ハーフミラーで構成されている。そのため光路変更面８ｋは光路変更面８ｋの背後からの光に対しては、半透光面として機能し、光路変更面８ｋの背後に設けられた照明手段８ｅの光を光路変更面８ｋの前方に透過することができるようになっている。

そして、第１光路変更部８ｃと第２光路変更部８ｄを支持する支持部材８ｍの上面８ｐが、第１光路変更部８ｃの上面８ｑと第２光路変更部８ｄの上面８ｓよりも下方位置にあるように構成されている。

照明手段８ｅは、第１光路変更部８ｃと第２光路変更部８ｄとを介して吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２の方向に照明光を照射し、電子部品２の下面を照明する装置であり、照明手段８ｅとして複数の発光ダイオードが採用されている。この照明手段８ｅは、本実施形態では、第１光路変更部８ｃから第２光路変更部８ｄに向かう光の概ね延長線上に設けられ、第２光路変更部８ｄの光路変更面８ｋの背後から第１光路変更部８ｃの方向に照明光を照射するようになっている。このように、照明手段８ｅは、第２光路変更部８ｄの光路変更面８ｋを通過して第１光路変更部８ｃで反射する照明光で吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２の下面を照明するように構成されている。

下面撮像手段８ｆは、吸着ノズル６ａに吸着されて、照明手段８ｅで照明された電子部品２の下面を、第１光路変更部８ｃと第２光路変更部８ｄとを介して個々に撮像するように構成されたカメラであり、例えばＣＣＤラインセンサカメラで構成されている。この下面撮像手段８ｆは、第２光路変更部８ｄにより光路が変更された光の方向に向くように撮像方向を横向きにしてスキャンユニット８ａに配置されている。

側方撮像手段８ｇは、下面撮像手段８ｆの側方位置に電子部品２を側方から撮像するように構成されたカメラであり、下面撮像手段８ｆと同様に例えばＣＣＤラインセンサカメラで構成されている。

この側方撮像手段８ｇの側方画像取り込み部８ｎの下端部８ｒは、第１光路変更部８ｃの上面８ｑと第２光路変更部８ｄの上面８ｓよりも下方位置にある。

また、側方照明手段８ｈは、電子部品２の側面を照明する装置であり、複数の発光ダイオードが採用され、これら複数の発光ダイオードは、大型電子部品２ａとの干渉を避けるように凹形状に形成されたスキャンユニット８ａの末端側に配置されている。

これら下面撮像手段８ｆと側方撮像手段８ｇとは、電子部品２が、各部品供給部５において吸着ノズル６ａに吸着されると、各部品供給部５から基板３に移送される間に吸着ノズル６ａの電子部品２を撮像し、この撮像された画像（電子部品２の下面の反射画像および電子部品２の側面の透過画像）は、制御装置２０（図６）に備えられた画像処理部２５により画像処理される。

次に、図６を参照して表面実装機１の制御装置２０について説明する。図６は、表面実装機１の制御装置２０の概略の構成を示すブロック図である。

図６に示すように、制御装置２０は、機能構成として主制御部２１、軸制御部２２、照明制御部２３、カメラ制御部２４、画像処理部２５を備えている。

上記主制御部２１は、実装機の動作を統括的に制御するもので、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成される。この主制御部２１は、予め記憶されているプログラムに従って、基板搬送手段４、部品供給部５、実装用ヘッド６、ヘッドユニット７、部品認識装置８など各機器を制御する。

上記軸制御部２２は、主制御部２１と制御信号を授受しながら、Ｘ軸サーボモータ１１、Ｙ軸サーボモータ１３、スキャンユニット８ａのサーボモータなどの各種サーボモータ３１の駆動を制御する。なお各種サーボモータ３１には、それぞれエンコーダ３２が設けられており、これにより各部の移動位置が検出されて、制御信号として軸制御部２２にフィードバックされる。

上記照明制御部２３は、主制御部２１と制御信号を授受しながら、下面撮像手段８ｆによる電子部品２の撮像に合わせて下面撮像手段８ｆの照明手段８ｅを制御するものである。

上記カメラ制御部２４は、主制御部２１と制御信号を授受しながら、部品認識装置８の下面撮像手段８ｆを制御する。

上記画像処理部２５は、下面撮像手段８ｆから出力される画像信号に所定の処理を施すことにより部品認識に適した画像データを生成して主制御部２１に出力する。そして、主制御部２１は、画像処理部２５より出力された画像データに基づいて吸着ズレ量（吸着誤差）を算出するなどの演算を行う。

次に図１〜図６を参照して、本発明の実施の形態に係る表面実装機１の作用について説明する。

本発明の実施の形態に係る表面実装機１においては、制御装置２０が、実装機の各部の動作を統括的に制御する。

まず、図１に示すように、基板搬送手段４の一対のコンベア４ａ、４ａが、基板３を基台１ａ上において所定の実装作業位置（同図に示す基板３の位置）に搬入する。ここで基板３は、一旦停止させられる。

また、ヘッドユニット７は、吸着ノズル６ａが、部品供給部５から供給される電子部品２を吸着保持した状態で部品供給部５から基板３へと移動し、電子部品２を基板３に実装する。

この時、ヘッドユニット７が吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２を部品供給部５から目的位置まで搬送している間に、部品認識装置８のスキャンユニット８ａが、吸着ノズル６ａ列に沿って移動し、下面撮像手段８ｆと側方撮像手段８ｇとが吸着ノズル６ａにおける電子部品２の吸着状態を順次撮像して画像認識する。

下面撮像手段８ｆの撮像する要領は以下の通りである。

すなわち、照明制御部２３により制御された照明手段８ｅが第２光路変更部８ｄの光路変更面８ｇの背後から第１光路変更部８ｃの方向に照明光を照射すると、この照明光は、第２光路変更部８ｄの光路変更面８ｇを通過して第１光路変更部８ｃで反射し、吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２の下面を照明する。

この時、下面画像取り込み部８ｂのスリットが、光が通過する範囲を制限して照明手段８ｅからの照明光を撮像範囲に制限する。

そして、撮像時、吸着ノズル６ａの下方に位置した第１光路変更部８ｃが、吸着ノズル６ａから下方に向かう光の方向を略水平側方に約９０度変更して、吸着ノズル６ａの下から側方に向かう方向に変更し、第２光路変更部８ｄが、第１光路変更部８ｃからの光の方向をさらに約９０度変更してこの側方に向かう光の方向をさらに変更する。そして、スキャンユニット８ａに設けられ、カメラ制御部２４に制御された下面撮像手段８ｆが、この光を受け入れ、電子部品２の下面を撮像する。

このように、下面撮像手段８ｆは、第１光路変更部８ｃと第２光路変更部８ｄとを介して、吸着ノズル６ａに吸着され照明手段８ｅで照明された電子部品２の下面の反射画像を撮像するように構成されている。

また、側方撮像手段８ｇは、下面撮像手段８ｆの側方位置において、電子部品２を側方からの透過画像を撮像するように構成されている。

そして、この撮像された画像撮像された画像（電子部品２の下面の反射画像および電子部品２の側面の透過画像）は、制御装置２０に備えられた画像処理部２５（図３）により画像処理され、部品認識に適した画像データを生成する。そして、主制御部２１が、画像処理部２５より出力された画像データに基づいて吸着ズレ量（吸着誤差）を算出するなどの演算を行う。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る表面実装機１によれば、照明手段が、第１光路変更部と第２光路変更部とを介して吸着ノズルに吸着された電子部品の方向に照明光を照射するので、照明手段８ｅを吸着ノズル６ａの下方に設ける必要がなくなる。その結果、光学系やレンズを小さくして下面撮像手段８ｆの視野を狭くしたり、レンズの明るさを暗くするなどの性能劣化を招くことなく、照明手段８ｅと光学系とを含む部品認識装置８の厚みを薄くすることができる。また、ヘッドユニット７の高さを低くして装置全体をコンパクトにし、装置の省スペース化を図ることができるようになる。

また、第２光路変更部８ｄの光路変更面８ｋが半透光面として形成され、この光路変更面８ｋの背後に設けられた照明手段８ｅからの照明光で吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２の下面を照明するように構成されているので、照明手段８ｅを光路変更面８ｋの背後に集約して部品認識装置８をよりコンパクトにすることができるようになる。

特に本実施形態では、上述の第１光路変更部８ｃと、第２光路変更部８ｄと、下面撮像手段８ｆと、照明手段８ｅとがスキャンユニット８ａに一体に設けられ、このスキャンユニット８ａが吸着ノズル６ａ列と概ね平行に移動することができるので、列状の複数の吸着ノズル６ａを撮像可能な厚みの薄い省スペース化された部品認識装置８を実現することができるようになる。

また、第１光路変更部８ｃと、第２光路変更部８ｄとが光の方向を約９０度変更するので、適度な角度の光路変更と適度な大きさの視野とが得られる。

さらに、本実施形態では、第２光路変更部８ｄの光路変更面８ｋが安価なハーフミラーで構成されているので、光学系の原価を低減することができる。

また、吸着ノズル６ａと第１光路変更部８ｃとの間に光が通過する範囲を制限するスリット８ｆが設けられているので、撮像すべき範囲以外からの余分な反射光が下面撮像手段８ｆに入射されることがなく、フレアのない鮮明な画像を得ることができる。

上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。

例えば、基板搬送手段４、部品供給部５、実装用ヘッド６、ヘッドユニット７のＸ軸Ｙ軸駆動機構、などの構成は、本発明を限定するものではなく、種々の設計変更が可能である。

また、第１光路変更部８ｃ、第２光路変更部８ｄは、必ずしも光の方向を略水平側方に約９０度に変更するものに限定されない。撮像時、吸着ノズル６ａの下方に位置し、吸着ノズル６ａから下方に向かう光の方向を変更して吸着ノズル６ａの下から側方に向かう方向に変更するものであれば種々の光路変更が可能である。

また、第１光路変更部８ｃは、必ずしも反射プリズムで構成されたものに限定されない。反射鏡を用いて構成することが可能である。

また、第２光路変更部８ｄも、ハーフミラーで構成されたものに限定されない。光路変更面の背後に設けられた照明手段８ｅの光を光路変更面の前方に透過することができるものであれば、光路変更面８ｋが半透光面になるように構成された反射プリズムも採用可能である。このように、第２光路変更部８ｄの光路変更面８ｋを反射プリズムで構成すれば、光路変更面８ｋをハーフミラーで構成した場合と比較して、反射材料が歪んだり剥離したりすることがなく、長期間使用することができる。

同様に、照明手段８ｅや側方照明手段８ｈも、発光ダイオードに限らない。従来のその他の照明手段が採用可能である。

また、照明手段８ｅは、必ずしも図示のように第２光路変更部８ｄの光路変更面８ｋの背後から第１光路変更部８ｃの方向に照明光を照射するようになっている必要はない。例えば下面撮像手段８ｆのレンズの周囲に配置され、第１光路変更部と第２光路変更部とを介して吸着ノズルに吸着された電子部品の方向に照明光を照射するものも採用可能である。

この場合でも、照明手段を吸着ノズルの下方に設ける必要がなくなるので、光学系やレンズを小さくして下面撮像手段の視野を狭くしたり、レンズの明るさを暗くするなどの性能劣化を招くことなく、照明手段と光学系とを含む部品認識装置の厚みを薄くすることができる。その結果、ヘッドユニットの高さを低くして装置全体をコンパクトにし、装置の省スペース化を図ることができるようになる。

また、下面撮像手段８ｆや側方撮像手段８ｇも、ＣＣＤカメラに限定されず、各種のカメラが採用可能である。

また、撮像方向も必ずしも図示のような向きに限定されない。周囲の装置との関係に応じて種々の向きに設計変更が可能である。

また、ヘッドユニット７の吸着ノズル６ａは、複数である必要はない。また、部品認識装置８は、必ずしも移動可能なスキャンユニット８ａを備えたものに限定されない。１つの吸着ノズル６ａをヘッドユニット７に固定された部品認識装置８で撮像することも採用可能である。

さらに、本発明にかかる部品認識装置は、電子部品２を基板３に実装する表面実装機に適用されるものに限定されない。電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットを備え、吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してから、この電子部品を検査手段に移載して各種検査を行う部品試験装置にも適用可能である。

このような部品試験装置によれば、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えているので、ヘッドユニットの高さを低くして部品試験装置全体をコンパクトにし、部品試験装置の省スペース化を図ることができるようになる。

その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の実施の形態に係る表面実装機の概略の構成を示す平面図である。 表面実装機の概略の構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る部品認識装置の構成を示す側面図である。 部品認識装置の構成を示す正面図である。 部品認識装置の構成を示す平面図である。 表面実装機の制御装置の概略の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 表面実装機
２ 電子部品
５ 部品供給部
６ａ 吸着ノズル
７ ヘッドユニット
８ 部品認識装置
８ａ スキャンユニット
８ｃ 第１光路変更部
８ｄ 第２光路変更部
８ｅ 照明手段
８ｆ 下面撮像手段
８ｋ 光路変更面

Claims (9)

1. 電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットに、上記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着状態を撮像して画像認識するスキャンユニットが、所定の横方向に沿って上記吸着ノズルと相対変位可能に設けられた部品認識装置であって、
   上記ヘッドユニットは、
   撮像時、上記吸着ノズルの下方に位置し、吸着ノズルから下方に向かう光の方向を吸着ノズルの下方から上記所定の横方向に変更する第１光路変更部と、
   この横方向に向かう光の方向をさらに略水平側方に変更する第２光路変更部と、
   この第２光路変更部により変更された光の方向に配置されたラインセンサで構成され、且つ、第１光路変更部と第２光路変更部とを介して吸着ノズルに吸着された電子部品の下面を撮像する下面撮像手段と、
   上記第１光路変更部と第２光路変更部とを介して吸着ノズルに吸着された電子部品の方向に照明光を照射する照明手段と
   を備えたことを特徴とする部品認識装置。
2. 上記照明手段は、第１光路変更部から第２光路変更部に向かう光の概ね延長線上に設けられ、第２光路変更部の光路変更面の背後から第１光路変更部の方向に照明光を照射するものであり、
   上記第２光路変更部の光路変更面は、光路変更面の背後に設けられた照明手段の光を光路変更面の前方に透過可能な半透光面として形成され、
   上記照明手段は、第２光路変更部の光路変更面を通過して第１光路変更部で反射する照明光で吸着ノズルに吸着された電子部品の下面を照明するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の部品認識装置。
3. 上記第１光路変更部は、吸着ノズルから下方に向かう光の方向を吸着ノズルの下方から上記所定の横方向に約９０度変更し、
   上記第２光路変更部は、第１光路変更部からの光の方向をさらに上記略水平側方に約９０度変更することを特徴とする請求項１または２に記載の部品認識装置。
4. 上記第２光路変更部の光路変更面は、半透光面としてハーフミラーで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の部品認識装置。
5. 上記第２光路変更部の光路変更面は、半透光面として反射プリズムで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の部品認識装置。
6. 上記吸着ノズルと第１光路変更部との間に設けられ、光が通過する範囲を制限するスリットを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の部品認識装置。
7. 上記ヘッドユニットは、複数の吸着ノズルを上記スキャンユニットの移動方向に沿って列状に備え、
   このスキャンユニットが、吸着ノズル列に沿って移動することにより、スキャンユニットに設けられた照明手段が、それぞれの吸着ノズルに吸着された電子部品の下面を照明するとともに、スキャンユニットに設けられた下面撮像手段が、照明された電子部品の下面を撮像するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の部品認識装置。
8. 電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットを備え、吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してから、この電子部品を基板上に実装する表面実装機であって、
   吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の部品認識装置を備えていることを特徴とする表面実装機。
9. 電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットを備え、吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してから、この電子部品を検査手段に移載して各種検査を行う部品試験装置であって、
   吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の部品認識装置を備えていることを特徴とする部品試験装置。

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