JP6147016B2 - 組立機 - Google Patents
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Description
(部品実装機の全体構成)
部品実装機1(本発明の「組立機」に相当する)は、基板搬送装置10と、部品供給装置20と、部品移載装置30と、複数の計測ユニット61〜68と、基板カメラ69と、制御装置70とを備えて構成される。基板搬送装置10、部品供給装置20、および部品移載装置30は、部品実装機1の基台2に設けられ、制御装置70により制御される。また、図1に示すように、部品実装機1の水平幅方向(図1の左上から右下に向かう方向)をX軸方向、部品実装機1の水平長手方向(図1の右上から左下に向かう方向)をY軸方向、鉛直高さ方向(図1の上下方向)をZ軸方向とする。
部品実装機1における実装制御について、図7を参照して説明する。この実装制御は、複数の吸着ノズル42に順次部品を吸着させる吸着サイクルと、部品供給位置Psから装着位置Paまで部品装着ヘッド40を移動させる工程と、部品を回路基板に順次装着する装着サイクルとを繰り返す制御である。そして、この実装制御では、実装精度の向上を図るために、各吸着ノズル42による部品の吸着状態に対応して吸着ノズル42の移動を制御している。そのため、制御装置70は、図7に示すように、吸着サイクルなどと並行して、部品の立体形状の計測処理、および当該処理に必要となる画像データを取得する撮像サイクルを実行する構成としている。
上述した部品実装機1によると、制御装置70の形状計測部72は、能動型計測のアクティブステレオ法により、吸着ノズル42が保持している部品の立体形状を計測することができる。これにより、実装制御部71は、計測結果である部品の立体形状から吸着ノズル42に対する部品のサイズ、位置および角度を認識することができる。また、実装制御部71は、部品の立体形状から部品の全体または一部の高さを認識することができる。そして、実装制御部71が認識した部品の立体形状を勘案して吸着ノズル42の昇降および部品装着ヘッド40の移動を制御することにより、部品実装機1は、実装制御の精度向上を図ることが可能となる。
(吸着ノズル検査への応用)
本実施形態においては、制御装置70の形状計測部72は、吸着ノズル42に保持された部品を対象物として、当該対象物の立体形状を計測するものとした。これに対して、形状計測部72は、吸着ノズルを対象物としてもよい。詳細には、例えば、4台の計測ユニット61〜64を用いて、各プロジェクタ61a〜64aにより上昇した状態にあり且つ部品を保持していない吸着ノズルにパターン光を投影する。そして、各計測カメラ61b〜64bが投影されたパターン光を撮像し、形状計測部72は、各計測カメラ61b〜64bの撮像により取得した複数の画像データに基づいて吸着ノズル42の立体形状を計測する。当該計測の方法については、本実施形態で対象物を部品とした場合と同様の方法とすることができる。
形状計測部72が立体形状を計測する対象物は、吸着ノズル42の他に、接合材料を転写された部品としてもよい。ここで、部品を回路基板に接合するために、両部材の間に接合材料としてハンダが塗布される。ハンダを塗布する方法としては、上述のようなクリームハンダ印刷機などにより回路基板上の装着位置にハンダを印刷する他に、部品実装機に設けられたディップ装置のハンダ槽に吸着ノズル42に保持された部品を浸漬(ディップ)させることで部品にハンダを転写する方法がある。
本実施形態においては、部品実装機1の制御装置70は、プロジェクタとカメラを用いた能動型計測のアクティブステレオ法のうち位相シフト法により対象物の立体形状を計測するものとした。アクティブステレオ法としては、位相シフト法の他にスポット光投影法やスリット光投影法、交換コード化法などが知られ、これらの方法を用いた構成としてもよい。
10:基板搬送装置、 20:部品供給装置
30:部品移載装置
40:部品装着ヘッド(移動ヘッド)
41:ノズルホルダ(ホルダ部材)、 42:吸着ノズル(保持部材)
61〜68:計測ユニット
61a〜68a:プロジェクタ、 61b〜68b:計測カメラ
70:制御装置、 71:実装制御部、 72:形状計測部
B:回路基板(被組立体)、 T:部品、 Dp:規定距離
Ps:部品供給位置、 Pa:装着位置(部品組立位置)
H1:昇降位置、 H2〜H9:割出し位置
Claims (5)
- 部品供給位置に供給された部品を取得して保持する保持部材と、
1または複数の前記保持部材を昇降可能に支持し、前記部品供給位置から被組立体が位置決めされた部品組立位置まで移動可能に設けられた移動ヘッドと、
前記移動ヘッドの内部に配置され、上昇した状態の前記保持部材に保持された前記部品を対象物として、前記対象物に予め定められたパターン光を投影するプロジェクタと、
前記移動ヘッドの内部に前記プロジェクタから規定距離だけ離間して配置され、前記対象物に投影された前記パターン光を撮像するカメラと、
前記カメラの撮像により取得した複数の画像データに基づいて前記対象物の立体形状を計測する形状計測部と、
前記形状計測部による計測結果に基づいて、前記保持部材の昇降および前記移動ヘッドの移動を制御する制御部と、
を備え、
前記移動ヘッドは、回転可能なホルダ部材により複数の前記保持部材を支持し、当該ホルダ部材の回転により前記移動ヘッドにおいて前記保持部材を昇降可能とする昇降位置に複数の前記保持部材を順次割出し可能に構成され、
前記プロジェクタおよび前記カメラにより構成される計測ユニットは、前記昇降位置に所定の前記保持部材が割出されることによって前記昇降位置と異なる位置に割出された他の前記保持部材に保持された部品を前記対象物とし、
前記移動ヘッドには、複数の前記計測ユニットが設けられ、
複数の前記計測ユニットの各前記プロジェクタは、互いに異なる前記パターン光を対応する前記対象物に投影する組立機。 - 前記プロジェクタは、輝度が正弦波状に変化する縞状からなり且つ位相の異なる3種類以上の前記パターン光を前記対象物に投影し、
前記形状計測部は、各前記パターン光にそれぞれ対応する複数の前記画像データを用いて、位相シフト法により前記対象物の立体形状を計測する、請求項1の組立機。 - 前記保持部材は、部品を先端部で吸着して保持する吸着ノズルであり、
前記組立機は、前記制御部の制御により前記被組立体である回路基板に前記吸着ノズルが保持する前記部品を実装する部品実装機を構成する、請求項1または2の組立機。 - 前記プロジェクタは、上昇した状態にあり且つ前記部品を保持していない前記吸着ノズルを対象物として、前記対象物に前記パターン光を投影し、
前記形状計測部は、前記カメラの撮像により取得した複数の画像データに基づいて前記対象物の立体形状を計測し、
前記制御部は、前記形状計測部による計測結果に基づいて、前記吸着ノズルの先端部の状態を検査する、請求項3の組立機。 - 前記部品実装機は、前記部品を前記回路基板に接合する接合材料を前記部品に転写するディップ装置を備え、
前記プロジェクタは、上昇した状態にあり且つ前記接合材料を転写された前記部品を対象物として、前記対象物に前記パターン光を投影し、
前記形状計測部は、前記カメラの撮像により取得した複数の画像データに基づいて前記対象物の立体形状を計測し、
前記制御部は、前記対象物とした前記部品に転写された前記接合材料の状態を検査する、請求項3または4の組立機。
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