JP5014083B2 - Side image acquisition device for suction nozzle and parts to be sucked - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転割出し可能なノズルホルダに昇降可能に装架された吸着ノズルで部品を吸着し、基板上に装着する部品装着ヘッドにおいて、吸着ノズルと該吸着ノズルの先端に吸着された部品の側面画像を取得する吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置に関するものである。 The present invention relates to a component mounting head that sucks a component with a suction nozzle mounted on a substrate that can be raised and lowered on a rotary indexable nozzle holder, and mounts the component on a substrate. The present invention relates to a suction nozzle for acquiring the side image and a side image acquisition device for the part to be sucked.
回転割出し可能なノズルホルダに吸着ノズルが昇降可能に装架された部品装着ヘッドにおいては、部品装着ヘッドが部品供給装置の部品供給位置上に移動されると、ノズルホルダの割出し回転により作業位置に割り出された吸着ノズルが、下降して部品供給位置の部品を吸着して上昇し、部品装着ヘッドが部品を基板上に装着する装着位置に移動されると、吸着ノズルが下降して部品を基板上に装着して上昇する。本出願人の先願に係る特願2007−158658号の明細書に記載されているように、ノズルホルダの回転方向において作業位置より先方の先行位置に割出された吸着ノズルと該吸着ノズル先端に吸着された部品の先行位置側面像、及び後方の後行位置に割出された吸着ノズルと該吸着ノズルの先端に吸着された部品の後行位置側面像を、一台の側面撮像カメラで先行位置側面画像および後行位置側面画像として一画面上に撮像する側面画像取得装置が開発されている。 In the component mounting head in which the suction nozzle is mounted on the rotary indexable nozzle holder so that the suction nozzle can be moved up and down, when the component mounting head is moved onto the component supply position of the component supply device, the work is performed by the indexing rotation of the nozzle holder. The suction nozzle that has been indexed moves down and picks up the component at the component supply position and moves up, and when the component mounting head is moved to the mounting position for mounting the component on the board, the suction nozzle moves down. The component is mounted on the board and raised. As described in the specification of Japanese Patent Application No. 2007-158658 relating to the prior application of the present applicant, the suction nozzle indexed to the preceding position ahead of the work position in the rotation direction of the nozzle holder and the tip of the suction nozzle A side image of the preceding position side image of the component adsorbed on the front side, and the suction nozzle indexed at the rear succeeding position and the rear position side image of the component adsorbed on the tip of the adsorption nozzle with one side imaging camera A side image acquisition device has been developed that captures images on one screen as a preceding position side image and a following position side image.
また、一台の撮像カメラでバンプ付きICの裏面画像及び側面画像を取得するIC検査装置が特許文献1に記載されている。
部品装着ヘッドが部品供給装置の部品供給位置上に移動されて複数の吸着ノズルに部品を順次吸着保持させているとき、正常状態では、吸着ノズルが部品を吸着する作業位置よりノズルホルダの回転方向において先方の先行位置に位置する吸着ノズルは部品を吸着しており、後方の後行位置に位置する吸着ノズルは部品を吸着していない。従って、先行位置側面画像によって部品有無の確認、部品の高さ測定、姿勢確認、及び表裏判定等が行われるので、先行位置側面画像には部品の半分強が写る大きな面積が必要であるが、後行位置側面画像によっては部品の有無確認しか行われないので、後行位置側面画像は吸着ノズルの先端部分が写る程度の小さい面積でよい。 When the component mounting head is moved onto the component supply position of the component supply device and the components are sequentially sucked and held by the plurality of suction nozzles, in the normal state, the rotation direction of the nozzle holder from the work position where the suction nozzle sucks the components In FIG. 5, the suction nozzle located at the preceding preceding position sucks the component, and the suction nozzle located at the rear succeeding position does not suck the component. Therefore, since the presence / absence check of the part, the height measurement of the part, the posture confirmation, the front / back determination, etc. are performed by the preceding position side image, the preceding position side image needs a large area in which a little more than half of the part is reflected. Since only the presence / absence confirmation of the part is performed depending on the subsequent position side image, the subsequent position side image may be an area small enough to show the tip portion of the suction nozzle.
しかし、特願2007−158658号の明細書に記載された側面画像取得装置では、一台の側面撮像カメラで一画面に取得される先行位置側面画像および後行位置側面画像の面積を等しくしているので、先行位置側面画像の面積を部品の半分強を写すことができる大きさにすることができず、部品の高さ測定、姿勢確認、表裏判定等が不可能な場合が生じる。逆に、後行位置側面画像は吸着ノズルの先端に吸着された部品の一部が写れば部品の有無が確認できるにも拘らず、側面撮像カメラの一画面の半分を占めている。 However, in the side image acquisition device described in the specification of Japanese Patent Application No. 2007-158658, the areas of the preceding position side image and the subsequent position side image acquired on one screen by one side imaging camera are made equal. Therefore, the area of the preceding position side image cannot be set to a size that can capture a little more than half of the part, and there are cases where it is impossible to measure the height of the part, confirm the posture, determine the front and back, and the like. On the contrary, the succeeding position side image occupies a half of one screen of the side imaging camera although the presence or absence of the component can be confirmed if a part of the component adsorbed at the tip of the adsorption nozzle is reflected.
なお、部品装着ヘッドが部品を基板に装着する装着位置に移動されているときは、後行位置に位置する吸着ノズルは部品を吸着しており、先行位置に位置する吸着ノズルは部品を吸着していない。部品を基板に装着する前に、後行位置側面画像によって部品有無の確認、部品の高さ測定、姿勢確認、及び表裏判定等を行う場合は、後行位置側面画像には部品の半分強が写る大きな面積が必要であり、先行位置側面画像によっては部品の有無確認しか行われないので、先行位置側面画像は吸着ノズルの先端部分が写る程度の小さい面積でよい。 When the component mounting head is moved to the mounting position where the component is mounted on the board, the suction nozzle located at the subsequent position sucks the component, and the suction nozzle located at the preceding position sucks the component. Not. When checking the presence / absence of a part, measuring the height of the part, checking the posture, and checking the front / back, etc., using the trailing position side image before mounting the part on the board, the trailing position side image shows a little over half of the part. Since a large area is required and only the presence / absence confirmation of parts is performed depending on the preceding position side image, the preceding position side image may be small enough to show the tip portion of the suction nozzle.
また、特許文献1に記載されたIC検査装置では、先行位置及び後行位置にそれぞれ割出された吸着ノズルと該吸着ノズルに吸着された部品の先行位置側面像および後行位置側面像を一台の側面撮像カメラで一画面に撮像することは不可能である。
Further, in the IC inspection apparatus described in
本発明は係る従来の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ノズルホルダの回転方向において作業位置より先方の先行位置及び後方の後行位置に割出された吸着ノズルと該吸着ノズルに吸着された部品の先行位置側面像および後行位置側面像を一台の側面撮像カメラで一画面上に互いに異なる画像面積で撮像可能とすることである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the related circumstances, and an object of the present invention is to provide a suction nozzle indexed to a preceding position and a succeeding position behind the working position in the rotation direction of the nozzle holder, and the suction nozzle. That is, it is possible to pick up the preceding position side image and the succeeding position side image of the picked-up parts on one screen with different image areas with one side image pickup camera.
上記の課題を解決するために、請求項1に係る吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置の構成上の特徴は、軸線の回りに回動可能なノズルホルダと、該ノズルホルダに前記軸線と同心の円周上において軸線方向に移動可能に保持され、部品を吸着して該部品を基板上に装着する複数の吸着ノズルと、前記ノズルホルダを前記軸線の回りに回動して前記複数の吸着ノズルを作業位置に順次割出すノズルホルダ割出し装置と、前記吸着ノズルを前記作業位置で軸線方向に進退移動させる吸着ノズル進退移動装置とを有する部品装着ヘッドにおいて、前記ノズルホルダの回転方向において前記作業位置より先方の先行位置に割出された前記吸着ノズルと該吸着ノズルの先端に吸着された部品の先行位置側面像、及び前記ノズルホルダの回転方向において前記作業位置より後方の後行位置に割出された前記吸着ノズルと該吸着ノズルの先端に吸着された部品の後行位置側面像が、第1光路および第2光路を通って一台の側面撮像カメラに導入され先行位置側面画像および後行位置側面画像として一画面上に撮像される吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置にして、前記先行位置側面画像および前記後行位置側面画像の一方が他方より前記一画面上において占める面積が大きくなるように前記第1光路および第2光路が設定されていることである。
In order to solve the above-described problem, the structural features of the suction nozzle and the side image acquisition device of the part to be sucked according to
請求項2に係る吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置の構成上の特徴は、 請求項1において、前記先行位置側面画像が前記後行位置側面画像より大きくなるように前記第1光路および第2光路が設定されていることである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a structural feature of the suction nozzle and the side image acquisition device of the part to be sucked, according to the first aspect, wherein the first optical path and the front position side image are larger than the subsequent position side image. The second optical path is set.
請求項3に係る吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置の構成上の特徴は、請求項2において、前記先行位置側面画像における前記吸着ノズルの中心が前記先行位置側面画像の中心に対してオフセットするように前記第1光路が設定されていることである。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the suction nozzle and the side image acquisition device of the part to be suctioned, the center of the suction nozzle in the preceding position side image is relative to the center of the preceding position side image. That is, the first optical path is set so as to be offset.
請求項4に係る吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置の構成上の特徴は、請求項1乃至3のいずれか1項において、前記先行位置側面画像および前記後行位置側面画像の範囲を設定するために、前記第1光路および第2光路を遮断する遮断壁に開口領域が調整可能な開口枠が、前記先行位置および前記後行位置に割出された吸着ノズルの先端部と該吸着ノズルに吸着された部品に対向して設けられていることである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the suction nozzle and the side image acquisition device of the part to be sucked, the range of the preceding position side image and the subsequent position side image in any one of
請求項1に係る吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置によれば、ノズルホルダの回転方向において作業位置より先方の先行位置及び後方の後行位置に割出された吸着ノズルと該吸着ノズルに吸着された部品の先行位置側面像および後行位置側面像は、第1光路および第2光路で一台の側面撮像カメラに導入され、先行位置側面画像および後行位置側面画像として一画面上に撮像される。そして、先行位置側面画像および後行位置側面画像の一方が他方より一画面上において占める面積が大きくなるように第1光路および第2光路が設定されているので、先行位置側面画像および後行位置側面画像のうちの面積の大きい方で、例えば部品の高さ測定、姿勢確認、及び表裏判定を行うことができる。面積の小さい方では部品の有無を十分に判定することができる。
According to the suction nozzle and the side image acquisition device of the part to be suctioned according to
請求項2に係る吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置によれば、先行位置側面画像の方が後行位置側面画像より一画面上で大きくなる。部品装着ヘッドが部品供給装置の部品供給位置上に移動しているとき、部品供給位置と対向する作業位置よりノズルホルダの回転方向において先方の先行位置に位置する吸着ノズルは部品を吸着しており、後方の後行位置に位置する吸着ノズルは部品を吸着していない。従って、吸着後に先行位置に割出された吸着ノズルと該吸着ノズルに吸着された部品を撮像した大きい面積の先行位置側面画像に、部品の広い範囲が入るので、吸着ノズル先端に吸着された部品の高さの測定、正しい姿勢で吸着されていることの確認、即ち、傾斜した姿勢で吸着されていないか、表裏反対で吸着されていないか等を部品の有無とともに確認することができる。後行位置に割出された吸着ノズル部分を撮像した小さい面積の後行位置側面画像によって吸着ノズル先端に部品が誤って吸着されていないことを確認することができる。 According to the suction nozzle and the side image acquisition device of the part to be sucked according to the second aspect, the preceding position side image is larger than the following position side image on one screen. When the component mounting head is moving above the component supply position of the component supply device, the suction nozzle located at the preceding preceding position in the rotation direction of the nozzle holder from the work position facing the component supply position is sucking the component. The suction nozzle located at the rear succeeding position does not suck parts. Therefore, since a wide range of parts is included in the large area preceding position side image obtained by imaging the suction nozzle indexed to the previous position after suction and the parts sucked by the suction nozzle, the parts sucked to the tip of the suction nozzle It is possible to confirm the presence of the parts together with the measurement of the height, confirmation of the suction in the correct posture, that is, whether it is not sucked in the tilted posture or not in the opposite direction. It can be confirmed that the component is not accidentally sucked at the tip of the suction nozzle by a small area of the succeeding position side image obtained by imaging the suction nozzle portion indexed at the subsequent position.
また、吸着ノズルが部品を吸着した直後に部品の高さの測定、正しい姿勢で吸着されていることの確認等を行うので、不良部品や吸着姿勢の悪い部品を早期に発見し、無駄な搬送や誤装着を効率的に確実に防止することができる。 In addition, immediately after the suction nozzle picks up the part, it measures the height of the part and confirms that it is picked up in the correct posture. And erroneous mounting can be prevented efficiently and reliably.
請求項3に係る吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置によれば、前記先行位置側面画像における吸着ノズルの中心が先行位置側面画像の中心に対してオフセットされる。従って、吸着後に先行位置に割出された吸着ノズルの先端部分を撮像した大きい面積の先行位置側面画像において、吸着ノズルの中心が更にオフセットされるので、例えば、かなり大きい部品の少なくとも半分以上が先行位置側面画像の吸着ノズル中心の両側部分の面積の広い方に入るので、吸着ノズル先端に吸着された部品の高さの測定、正しい姿勢で吸着されていることの確認等を確実に行うことができる。 According to the suction nozzle and the side image acquisition device of the part to be sucked according to the third aspect, the center of the suction nozzle in the preceding position side image is offset with respect to the center of the preceding position side image. Accordingly, the center of the suction nozzle is further offset in the large-area preceding position side image obtained by imaging the tip portion of the suction nozzle indexed to the preceding position after suction, for example, at least half of the considerably large parts are leading. Since the side area image has a wider area on both sides of the suction nozzle center, it is possible to reliably measure the height of the parts sucked at the tip of the suction nozzle and confirm that they are sucked in the correct posture. it can.
請求項4に係る吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置によれば、第1光路および第2光路を遮断する遮断壁に開口領域が調整可能な開口枠が、先行位置および後行位置に割出された吸着ノズルの先端部と該吸着ノズルに吸着された部品に近い位置で対向して設けられているので、先行位置側面画像および後行位置側面画像の大きさ、範囲を適切に設定することができ、一画面を有効に使用することができる。
According to the suction nozzle and the side image acquisition device of the part to be sucked according to
以下本発明に係る吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態に係る吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置を備えた部品装着装置30は、図1に示すように、部品供給装置70、基板搬送装置60および部品移載装着80を備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a suction nozzle and a side image acquisition device for sucked parts according to the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
部品供給装置70は、基枠90上に複数のカセット式フィーダ71を並設して構成したものである。カセット式フィーダ71は、基枠90に離脱可能に取付けた本体72と、本体72の後部に着脱可能に装着した供給リール73と、本体72の先端に設けた部品供給位置74を備えている。供給リール73には部品が所定ピッチで封入された細長いテープが巻回保持され、このテープがスプロケットにより所定ピッチで引き出され、部品が封入状態を解除されて部品供給位置74に順次送り込まれる。また、部品供給装置70と基板搬送装置60の間には、部品の保持位置を検出するCCDカメラ75が設けられている。なお、部品移載装置80は、図1においては後方に退いているが、部品Pを基板に装着する際にはCCDカメラ75の上方を経由して基板搬送装置60により所定位置に搬送された基板上に移動するようになっている。
The
基板搬送装置60は、基板をX軸方向に搬送するもので、第1搬送装置61および第2搬送装置62を2列並設したいわゆるダブルコンベアタイプのものである。第1搬送装置61および第2搬送装置62は、基台63上にそれぞれ一対のガイドレール64a、64b、65a、65bを互いに平行に対向させてそれぞれ水平に並設し、これらガイドレール64a、64b、65a、65bによりそれぞれ案内される基板を支持して搬送する一対のコンベアベルトを互いに対向させて並設して構成されたものである。また、基板搬送装置60には所定位置まで搬送された基板を押し上げてクランプするクランプ装置が設けられ、このクランプ装置によって基板が所定位置で位置決め固定される。
The
部品移載装置80はXYロボットタイプのものであり、基枠90上に装架されて基板搬送装置60および部品供給装置70の上方に配設され、Y軸サーボモータ11によりY軸方向に移動されるY軸スライダ12を備えている。Y軸スライダ12には、図2に示すように、X軸スライダ13がY軸方向と直交するX軸方向に移動可能に案内されている。
The
すなわち、X軸スライダ13は、Y軸スライダ12に固定されたX軸方向に延びる一対のガイドレール12aと、X軸スライダ13に固定された一対のガイドブロック13aを介して、Y軸スライダ12に移動可能に保持されている。Y軸スライダ12には図示しないX軸サーボモータが固定され、このX軸サーボモータの出力軸にはX軸方向に延びるボールねじ軸12bが連結されている。ボールねじ軸12bは、ボールを介してX軸スライダ13に固定されたボールナット13bに螺合されている。これにより、X軸サーボモータが回転すると、ボールねじ軸12bが回転し、X軸スライダ13はボールナット13bを介してガイドレール12aに案内されてX軸方向に移動する。
That is, the
X軸スライダ13上には、部品を吸着して基板に装着する部品装着ヘッド10が取付けられている。部品装着ヘッド10は、図2に示すように、R軸モータ15、インデックス軸16、ノズルホルダ17、吸着ノズル18、θ軸モータ19、Z軸モータ20、CCDカメラ21を一台の側面撮像カメラとして備えた側面画像取得装置50等によって構成されている。
On the
X軸スライダ13には、水平方向に延びる第1、2フレーム25、26が上下方向に離間して一体的に設けられ、第1フレーム25にR軸モータ15が固定されている。R軸モータ15の出力軸には、第1フレーム25に鉛直軸線ALの回り(R軸方向)に回転可能に支持されたインデックス軸16が接続されている。インデックス軸16上には、従動ギヤ27とθ軸ギヤ29を形成した回転体28が回転のみ可能に支持されている。インデックス軸16の下端部には、円筒状のノズルホルダ17が固定されている。上記したR軸モータ15およびインデックス軸16によって、ノズルホルダ17をR軸方向に回転割出しするノズルホルダ割出し装置55が構成されている。
The
ノズルホルダ17には、図4に示すように、鉛直軸線ALと同心の円周17a上において複数の吸着ノズル18が上下方向に移動可能に保持されている。各吸着ノズル18は、図3にも示すように、ノズルホルダ17に上下方向(Z軸方向)に摺動可能に支持されたノズルスピンドル33の下端に取付けられている。ノズルスピンドル33の下端部には大径部33aが形成され、ノズルスピンドル33の上端部にはノズルギヤ34が固定されている。ノズルギヤ34とノズルホルダ17との間には圧縮スプリング35が設けられ、この圧縮スプリング35によって、ノズルスピンドル33および吸着ノズル18が上方に付勢されるとともに、大径部33aがノズルホルダ17の下面に当接することにより、ノズルスピンドル33および吸着ノズル18の上方への移動が規制されている。また、各吸着ノズル18には、ノズルスピンドル33を介して図示しない負圧発生装置から負圧が供給されるようになっており、各吸着ノズル18は、その先端に部品Pを吸着することができる。
As shown in FIG. 4, the
さらに、ノズルホルダ17の下端中央部には、光を反射可能な円筒状の反射体31が固定されている。そのため、ノズルホルダ17および反射体31は、インデックス軸16とともに鉛直軸線ALの回りに回動されることになる。これにより、R軸モータ15を回転させると、インデックス軸16を介して複数の吸着ノズル18を保持したノズルホルダ17を鉛直軸線ALの回り(R軸方向)に回動させることができ、複数の吸着ノズル18を作業位置S1に順次割出すことができる。
Furthermore, a
第1フレーム25にはθ軸モータ19が固定され、θ軸モータ19の出力軸には駆動ギヤ36が固定されている。駆動ギヤ36は、インデックス軸16に回転可能に支持された回転体28上の従動ギヤ27に噛合されている。また、回転体28上には軸方向の所定長さに亘ってθ軸ギヤ29が形成され、このθ軸ギヤ29は、ノズルスピンドル33に固定された各ノズルギヤ34にそれぞれ摺動可能に噛合されている。これにより、θ軸モータ19を回転させると、駆動ギヤ36、従動ギヤ27、θ軸ギヤ29およびノズルギヤ34を介して、全ての吸着ノズル18をノズルホルダ17に対して自転させることができる。
A θ-
また、第1フレーム25にはZ軸モータ20が固定され、Z軸モータ20の出力軸にはボールねじ軸37が接続されている。このボールねじ軸37は、第1フレーム25に固定された軸受38および第2フレーム26に固定された軸受39により、鉛直軸線ALと平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。ボールねじ軸37には、ボールを介してZ軸モータ20の回転運動を直線運動に変換するボールナット40が螺合されている。ボールナット40は、第1および第2フレーム25、26に固定された上下方向に伸びるガイド42に上下方向に摺動可能にガイドされたノズルレバー41に固定されている。
A Z-
ノズルレバー41には、作業位置S1に割出されたノズルスピンドル33の上端に当接して、ノズルスピンドル33をZ軸方向の下方に押圧する押圧部41aが突設されている。これにより、Z軸モータ20を回転させると、ボールねじ軸37が回転し、ノズルレバー41はボールナット40を介してガイド42に案内されて上下に移動する。ノズルレバー41が上下に移動すると、押圧部41aに対応するノズルスピンドル33および吸着ノズル18を上下に移動させることができる。上記したZ軸モータ20、ボールねじ軸37、ボールナット40、ノズルレバー41等によって、吸着ノズル18をZ軸方向に進退移動させる吸着ノズル進退移動装置56を構成している。
The
ノズルレバー41の押圧部41aは、図6に示すように、ノズルホルダ17の回転方向に作業位置S1を中心として所定の幅W1を有しており、吸着ノズル18が作業位置S1の前後の所定の角度範囲に位置している状態において、その吸着ノズル18のノズルスピンドル33の上端に押圧部41aが当接可能となっている。これにより、作業位置S1の前後の所定の角度範囲において、ノズルホルダ17の回動動作中に吸着ノズル18の上下移動を行うことを可能としている。
As shown in FIG. 6, the
第2フレーム26には支持ブラケット43が懸架され、支持ブラケット43には、ノズルホルダ17の回転方向において作業位置S1より1ピッチ先方の先行位置S1+1、および1ピッチ後方の後行位置S1−1に割出された2つの吸着ノズル18と該吸着ノズル18の先端に吸着された部品P(被吸着部品P)の先行位置側面像および後行位置側画像を反射体31により反射された光により撮像し、図8に示すように先行位置側面画像77aおよび後行位置側面画像77bを一画面78上に取得する1台のCCDカメラ21が固定されている。
A
CCDカメラ21の筐体には、作業位置S1に割出された吸着ノズル18と対向して撮像ケース本体45が固定され、撮像ケース本体45の反射体31に対向する側には、図4に示すように、ノズルホルダ17を取巻くように鉛直軸線ALを円弧中心とする円弧状壁面45dが、作業位置S1、先行位置S1+1および後行位置S1−1に亘って形成されている。撮像ケース本体45の円弧状壁面45dには、反射体31に向けて光を照射するLEDからなる複数の照射体46が装着されている。円弧状壁面45dには、作業位置S1の先行位置S1+1、後行位置S1−1に対向する位置に開口枠45a、45bが開口されている。開口枠45a、45bの両側縁には、可動壁68a、68bが位置調整可能に設けられ、開口枠45a、45bの開口領域、即ちノズルホルダ17の回転方向の幅および位置を調整可能とされている。撮像ケース本体45内には、開口枠45a、45bを通って反射体31より反射された反射光をそれぞれ入射する2つの第1プリズム47a、47bと、これら2つの第1プリズム47a、47bによって屈曲された屈曲光を入射して、CCDカメラ21に向けて屈曲させる山形の第2プリズム48が設けられている。
An
開口枠45a、第1プリズム47aおよび第2プリズム48によって、先行位置S1+1に割出された吸着ノズル18の先端部と被吸着部品Pの先行位置側面像を、照射体46から照射され反射体31によって反射された反射光によってCCDカメラ21に導入する第1光路49aが構成されている。開口枠45b、第1プリズム47bおよび第2プリズム48によって、後行位置S1−1に割出された吸着ノズル18の先端部と被吸着部品Pの後行位置側面像を、照射体46から照射され反射体31によって反射された反射光によってCCDカメラ21に導入する第2光路49bが構成されている。そして、円弧状壁面45dによって第1光路49aおよび第2光路49bを遮断する遮断壁が構成され、円弧状壁面45dに設けられた開口枠45a、45bおよび可動壁68a,68bによって、先行位置S1+1および後行位置S1−1に割出された吸着ノズル18の先端部と該吸着ノズル18の先端に吸着された部品Pに対向して設けられた開口領域が調整可能な開口枠が構成されている。
By the
このように、吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置50は、第1光路49a、第2光路49bおよび一台の側面撮像カメラとしてのCCDカメラ21等によって構成され、ノズルホルダ17の回転方向において作業位置S1より先方の先行位置S1+1に割出された吸着ノズル18と該吸着ノズル18の先端に吸着された部品Pの先行位置側面像、及びノズルホルダ17の回転方向において作業位置S1より後方の後行位置S1−1に割出された吸着ノズル18と該吸着ノズル18の先端に吸着された部品Pの後行位置側面像を、第1光路49aおよび第2光路49bを通って一台のCCDカメラ21に導入し、先行位置側面画像77aおよび後行位置側面画像77bとして一画面78上に撮像する。
Thus, the suction nozzle and the side
これにより、照射体46から照射された光は、反射体31により反射され、先行位置S1+1に割出された吸着ノズル18と被吸着部品Pおよび後行位置S1−1に割出された吸着ノズル18と被吸着部品Pの外周縁と開口枠45a、45bとの間を通過して、CCDカメラ21に入射され、反射体31部分が明るい背景となり、先行位置側面像および後行位置側面像が暗くなった先行位置側面画像77aおよび後行位置側面画像77bとして一画面78上に撮像される(図8参照)。このとき、先行位置側面画像77aが後行位置側面画像77bより一画面78上において占める面積が大きくなるように第1光路49aおよび第2光路49bが設定されている。即ち、CCDカメラ21の位置調整、第1及び第2プリズム47a、47bの位置調整、並びに開口枠45a、45bの両側縁に設けられた可動壁68a、68bの位置調整を行うことにより開口枠45a、45bのノズルホルダ17の回転方向の幅および位置を調整し、先行位置側面像および後行位置側面像の撮像位置およびCCDカメラ21に撮像された一画面78上での先行位置側面画像77aおよび後行位置側面画像77bの位置と大きさを設定することができる。
Thereby, the light irradiated from the
部品装着ヘッド10が部品供給装置70の部品供給位置74上に移動し複数の吸着ノズル18に部品Pを順次吸着保持させる吸着作動を行っているとき、部品供給位置74に対向する作業位置S1の先行位置S1+1に位置する吸着ノズル18は部品Pを吸着しており、後行位置S1−1に位置する吸着ノズル18は部品Pを吸着していない。そして、先行位置S1+1に割出された吸着ノズル18に吸着された部品Pの高さの測定、正しい姿勢で吸着されていることの確認、即ち、表裏反対で吸着されていないか(図8(A)参照)、傾斜した姿勢で吸着されていないか(図8(B)参照)等を部品の有無とともに確認する必要があるので、先行位置側面画像77aには部品Pの広い範囲が撮像されている必要がある。例えば、部品Pが表裏反対で吸着されていないか否かは、部品Pの側方に設けられたリードの位置に基づいて判定するので、先行位置側面画像77aは部品Pの少なくとも一方の側方が入る広い面積が必要となる。後行位置S1−1では、吸着前の吸着ノズル18先端に異物が誤って吸着されていないことを確認するだけであるので、後行位置側面画像77bには吸着ノズル18の先端部が撮像されていれば十分である。従って、先行位置側面画像77aの方が後行位置側面画像77bより一画面78上において占める面積が大きくなるように、第1光路49aおよび第2光路49bが設定されている。
When the
さらに、一画面78上で大きい面積を占める先行位置側面画像77aにおける吸着ノズル18の中心22が、先行位置側面画像77aの中心79に対してオフセットされるように、開口枠45aのノズルホルダ17の回転方向の幅と位置およびCCDカメラ21の位置が調整されている。これにより、図8(A)に示すように、吸着後に先行位置S1+1に割出された吸着ノズル18の先端部分と被吸着部品Pを撮像した大きい面積の先行位置側面画像77aにおいて、例えば大きい吸着部品の少なくとも半分が先行位置側面画像77aの吸着ノズル18の中心22の両側部分の面積の大きい方に入るので、吸着ノズル18先端に吸着された部品Pの高さの測定、表裏判定等を確実に行うことができる。被吸着部品Pが、図8(B)に示すように、先行位置側面画像77aの吸着ノズル18の中心22の両側部分の面積の小さい方にのみ写った場合でも、部品Pが傾斜した状態で吸着されていることを検出することができる。
Furthermore, the
また、第1光路49aおよび第2光路49bを遮断する遮断壁としての円弧状壁面45dに開口された開口枠45a、45bは、先行位置S1+1および後行位置S1−1に割出された吸着ノズル18の先端部と被吸着部品Pに近い位置で対向して設けられている。これにより、可動壁68a、68bを位置調整して開口枠45a、45bの位置と幅およびCCDカメラ21の位置を調整することによって先行位置側面画像77aおよび後行位置側面画像77bの大きさ、撮像範囲を容易に適切に設定することができ、一画面78を有効に使用することができる。
Further, the opening frames 45a and 45b opened in the
図5に示すように、制御装置51はCPUおよびメモリ等からなるコンピュータ52を備え、コンピュータ52には、側面画像取得装置50によって撮像された作業位置S1の直前の後行位置S1−1、直後の先行位置S1+1の吸着ノズル18と被吸着部品Pの側面画像77a、77bを認識する画像認識手段53が接続されている。
As illustrated in FIG. 5, the
また、コンピュータ52には、ノズルホルダ割出し装置55のR軸モータ15および吸着ノズル進退移動装置56のZ軸モータ20を制御する同時動作制御手段57およびシーケンス制御手段58が接続されている。シーケンス制御手段58は、R軸モータ15とZ軸モータ20を順次動作制御するものであり、何れの制御手段57、58によって制御されるかは、コンピュータ52によって選択制御される。
The
次に上記した構成の部品装着装置によって、部品Pを基板に装着する動作について説明する。まず、制御装置51からの指令に基づいて、基板搬送装置60のコンベアベルトが駆動され、基板がガイドレール64a、64b(65a、65b)に案内されて所定の位置まで搬送される。そして、クランプ装置により、基板が押し上げられてクランプされ、所定位置に位置決め固定される。
Next, an operation of mounting the component P on the board by the component mounting apparatus having the above-described configuration will be described. First, based on a command from the
続いて、Y軸サーボモータ11および図略のX軸サーボモータが駆動されることにより、Y軸スライダ12およびX軸スライダ13が移動され、部品装着ヘッド10が部品供給装置70の部品供給位置74まで移動される。
Subsequently, by driving the Y-
その後、制御装置51により、R軸モータ15が回転されることにより、ノズルホルダ17が1ピッチ回動され、後行位置S1−1に割出されていた吸着ノズル18を装着したノズルスピンドル33が作業位置S1に割出される。ノズルホルダ17が1ピッチ回動する途中でZ軸モータ20が正転されることにより、該ノズルスピンドル33はノズルレバー41によりが圧縮スプリング35の付勢力に抗して下方に押下げられて下降される。ノズルスピンドル33が下降端に位置する前にノズルホルダ17は該ノズルスピンドル33を作業位置S1に割出して回転停止される。その状態でノズルスピンドル33は吸着ノズル18の先端が部品供給位置74に搬送された部品Pに接近する位置まで押下げられ、図略の負圧発生装置から吸着ノズル18に負圧が供給され、吸着ノズル18の先端に部品Pが吸着保持される。その後、Z軸モータ20が逆転されることにより、ノズルレバー41が上方に移動され、圧縮スプリング35の付勢力により吸着ノズル18が上昇端位置まで押上げられる。この吸着ノズル18が上昇端位置に後退する前に、ノズルホルダ17がR軸モータ15により回動され、作業位置S1に割出されていた吸着ノズル18が後行位置S1+1に割出される。このような動作を繰り返すことにより、複数の吸着ノズル18に部品Pが順次吸着保持される。これにより、図7に示すように、ノズルホルダ17の回転割出し動作中に、吸着ノズル18の上下方向の進退移動を同時に行わせる、いわゆる、同時動作制御が可能になり、部品Pを吸着するサイクルタイムを短縮し、生産性を向上することができる。
Thereafter, when the R-
ノズルホルダ17が回転停止され、作業位置S1に割出された吸着ノズル18が下降して部品Pを吸着している間に、先行位置S1+1および後行位置S1−1にそれぞれ割出された吸着ノズル18と被吸着部品Pの先行位置側面画像77aおよび後行位置側面画像77bが側面画像取得装置50によって一画面78上に取得される。これら2つの側面画像77a、77bは制御装置51の画像認識手段53に入力され、画像認識され、先行位置側面画像77aに基づいて吸着ノズル18先端に吸着された部品Pの高さの測定、表裏判定等が行われ、後行位置側面画像77bに基づいて部品Pの吸着有無が判定される。
While the
このように、吸着ノズル18が部品Pを吸着した直後に部品Pの高さの測定、正しい姿勢で吸着されていることの確認等を行うので、不良部品や吸着姿勢の悪い部品を早期に発見し、無駄な搬送や誤装着を効率的に確実に防止することができる。
In this way, immediately after the
すべての吸着ノズル18に部品Pが吸着されると、Y軸サーボモータ11および図略のX軸サーボモータが駆動されてY軸スライダ12およびX軸スライダ13が移動され、部品装着ヘッド10はCCDカメラ75上に移動され、複数の吸着ノズル18に吸着保持された部品PがCCDカメラ75によって撮像され、部品Pの吸着ノズル18に対する位置ズレ、角度ズレが検出される。その後、部品装着ヘッド10はY軸サーボモータ11および図略のX軸サーボモータにより前記位置ズレ、角度ズレに応じて補正されて移動され、所定位置に位置決めされた基板上に移動される。次いで、θ軸モータ19の回転により、ノズルホルダ17の作業位置S1に割出された吸着ノズル18の先端に吸着保持された部品Pが前記角度ズレを補正して所定の姿勢に制御されるとともに、Z軸モータ20が正転されることにより、ノズルレバー41によりノズルスピンドル33が圧縮スプリング35の付勢力に抗して下方に押下げられ、吸着ノズル18の先端に吸着された部品Pが基板に装着されるまで押下げられる。その後、Z軸モータ20が逆転されることにより、ノズルレバー41が上方に移動され、圧縮スプリング35の付勢力により吸着ノズル18が最上端に移動した状態まで押上げられる。部品装着ヘッド10が装着位置に移動された場合は、前述の供給位置74に移動された場合と同様に、ノズルホルダ17の回転割出し動作中に、吸着ノズル18の上下方向の進退移動が同時に行わる。基板の装着位置に部品Pの装着が終了すると、部品装着ヘッド10はY軸サーボモータ11および図略のX軸サーボモータにより基板の次の装着位置に移動される。装着位置においては、後行位置側面画像77bに基づいて装着前の吸着ノズル18先端に部品が吸着されていることが確認され、先行位置側面画像77aに基づいて装着後の吸着ノズル18先端に部品Pが吸着されていないことが確認される。
When the component P is attracted to all the
また、上記実施の形態によれば、側面画像取得装置50は、1つの側面撮像カメラによって作業位置S1の直後の先行位置S1+1および直前の後行位置S1−1の吸着ノズル18の先端部と吸着部品Pの先行位置側面画像77aおよび後行位置側面画像77bを取得するように構成されているので、側面画像取得装置50の省スペース化および低コスト化を図ることができる。
Further, according to the above-described embodiment, the side
なお、上記実施の形態においては、作業位置S1の直後の先行位置S1+1と直前の後行位置S1−1に割出された2つの吸着ノズル18と被吸着部品の側面画像を取得するようにしたが、必ずしも作業位置S1の直後および直前の位置である必要はなく、作業位置S1より後の位置と前の位置であればよい。
In the above-described embodiment, the side images of the two
また、上記した第1の実施の形態においては、側面画像取得装置50としてCCDカメラ21を用いたが、二次元画像を取得することができるものであればよく、例えばCMOSカメラであってもよい。
In the first embodiment described above, the
上記実施の形態においては、先行位置側面画像77aの方が後行位置側面画像77bより一画面78上において占める面積が大きくなるように第1光路49aおよび第2光路49bが設定されているが、部品装着ヘッド10が基板の装着位置に移動し基板に部品を装着する装着作動を行っているときに、後行位置側面画像77bに基づいて部品Pの高さの測定、正しい姿勢で吸着されていることの確認を行い、先行位置側面画像77bに基づいて吸着ノズル18から離脱しなかった部品Pの有無をチェックするようにする場合は、CCDカメラ21の位置調整、第1及び第2プリズム47a、47bの位置調整、並びに開口枠45a、45bの両側縁に設けられた可動壁68a、68bの位置調整を行うことにより、後行位置側面画像77bの方が先行位置側面画像77aより一画面78上で占める面積が大きくなるように第1光路49aおよび第2光路49bを設定してもよい。
In the above embodiment, the first
10…部品装着ヘッド、15…R軸モータ、17…ノズルホルダ、18…吸着ノズル、20…Z軸モータ、21…CCDカメラ(一台の側面撮像カメラ)、22…吸着ノズルの中心、30…部品装着装置、31…反射体、41…ノズルレバー、45…撮像ケース本体、45a、45b…開口枠、45d…円弧状壁面、46…照射体、49a,…第1光路、49b…第2光路、50…側面画像取得装置、51…制御装置、55…ノズルホルダ割出し装置、56…吸着ノズル進退移動装置、57…同時動作制御手段、68a、68b…可動壁、74…供給位置、77a…先行位置側面画像、77b…後行位置側面画像、78…一画面、79…先行位置側面画像の中心、P…部品、S1…作業位置、S1+1…先行位置、S1−1…後行位置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ノズルホルダの回転方向において前記作業位置より先方の先行位置に割出された前記吸着ノズルと該吸着ノズルの先端に吸着された部品の先行位置側面像、及び前記ノズルホルダの回転方向において前記作業位置より後方の後行位置に割出された前記吸着ノズルと該吸着ノズルの先端に吸着された部品の後行位置側面像が、第1光路および第2光路を通って一台の側面撮像カメラに導入され先行位置側面画像および後行位置側面画像として一画面上に撮像される吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置にして、
前記先行位置側面画像および前記後行位置側面画像の一方が他方より前記一画面上において占める面積が大きくなるように前記第1光路および第2光路が設定されていることを特徴とする吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置。 A nozzle holder that can rotate around an axis, and a plurality of suctions that are held by the nozzle holder so as to be movable in the axial direction on a circumference concentric with the axis, and that attracts components and mounts the components on a substrate A nozzle, a nozzle holder indexing device for sequentially indexing the plurality of suction nozzles to a working position by rotating the nozzle holder around the axis, and suction for moving the suction nozzle back and forth in the axial direction at the working position In a component mounting head having a nozzle advance / retreat movement device,
The suction nozzle indexed at the preceding position ahead of the work position in the rotation direction of the nozzle holder, the preceding position side image of the part sucked at the tip of the suction nozzle, and the work in the rotation direction of the nozzle holder The side surface image of the suction nozzle indexed to the rear position after the position and the rear position of the part sucked by the tip of the suction nozzle passes through the first optical path and the second optical path. In the side image acquisition device of the suction nozzle and the part to be sucked that is introduced on the one screen as the preceding position side image and the subsequent position side image,
The suction nozzle, wherein the first optical path and the second optical path are set so that one of the preceding position side image and the subsequent position side image occupies a larger area on the one screen than the other; Side image acquisition device for attracted parts.
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