JP6153376B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents

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本発明は、周縁部に所定間隔を存して複数の部品保持具を備えた装着ヘッドが装着ヘッド体に回転可能に支持され、部品供給装置から前記部品保持具により電子部品を取出して、基板上に装着する電子部品装着装置に関する。
従来は、例えば特許文献1に開示するように、電子部品の吸着動作後、吸着ノズルに電子部品が吸着されているか否かの検出や、吸着姿勢の不良の検出のために装着ヘッドの中央部に設けた発光ユニットと、該発光ユニットとの間に選択された吸着ノズルに吸着保持された電子部品を位置させたときの発光ユニットからの光を受光する複数のレンズ及びカメラを備えた受光ユニットとから成るラインセンサユニットとを設ける技術が開示されている。
また、吸着ノズル等の物品保持具により保持された電子部品に水平方向から平行光を照射して、これを光源から見て前記保持具の裏方に配設された部品保持姿勢認識カメラで撮像して、前述したような姿勢検出を行うことが考えられる。
特開2003−332791号公報
しかし、前述したように、物品保持具により保持された電子部品に平行光を照射する構造の場合、コスト高のものになり、実用に適さないという問題が発生する。
このため、平行光ではなく、拡散光を電子部品に照射して電子部品の透過像を撮像した場合、照射される光が完全に平行でなく、僅かに角度を持っていた場合、撮像する電子部品の厚さが大きいと受光ユニットが検出する電子部品の位置(高さ)、即ち、電子部品の下面位置が実施より低く検出され、正確に検出できないという問題が発生する。
そこで本発明は、前記物品保持具により保持された電子部品に拡散光を照射しても、前記物品保持具に保持された電子部品の透過像を撮像して、前記電子部品の姿勢を極力正確に判別できる電子部品装着装置を提供することを目的とする。
このため第1の発明は、周縁部に所定間隔を存して複数の部品保持具を備えた装着ヘッドが装着ヘッド体に回転可能に支持され、部品供給装置から前記部品保持具により電子部品を取出して、基板上に装着する電子部品装着装置であって、前記装着ヘッドに設けられる光源からの光を前記装着ヘッドに備えられた前記部品保持具に保持された電子部品に側面から照射する照明装置と、
前記装着ヘッドに垂直に設けられて表面にマークが設けられた教示プレートを有した教示具と、前記導光体からの光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射して透過像として撮像する部品保持姿勢認識カメラと、前記教示プレートを側面からの透過光で部品保持姿勢認識カメラにより撮像し認識して得た結果に基づいて前記部品姿勢認識カメラが撮像したときの倍率を求めて記憶する制御装置とを備えたことを特徴とする。
第2の発明は、周縁部に所定間隔を存して複数の部品保持具を備えた装着ヘッドが装着ヘッド体に回転可能に支持され、部品供給装置から前記部品保持具により電子部品を取出して、基板上に装着する電子部品装着装置であって、前記装着ヘッドに設けられる光源と、この光源より下方に配設されて前記光源からの光を拡散しながら下方へ導く導光体とを備え、この導光体からの光を前記装着ヘッドに備えられた前記部品保持具に保持された電子部品に照射する照明装置と、前記装着ヘッドに垂直に設けられて表面に縦横の方向に等間隔で複数のマークが設けられた教示プレートを有した教示具と、
前記導光体からの光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射して透過像として撮像する部品保持姿勢認識カメラと、前記教示プレートを部品保持姿勢認識カメラにより撮像し認識して得た前記複数のマークの間隔に基づいて前記部品姿勢認識カメラが撮像したときの倍率を求めて記憶する制御装置とを備えたことを特徴とする。
第3の発明は、第2の発明において、前記制御装置は、前記教示プレートを部品保持姿勢認識カメラにより撮像し認識して得た前記複数のマークの間隔と予め記憶されている前記複数のマークの間隔とに基づいて前記部品姿勢認識カメラが撮像したときの倍率を求めて記憶することを特徴とする。
第4の発明は、第1発明、第2の発明又は第3の発明において、前記部品保持姿勢認識カメラは、前記導光体により拡散された光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射してテレセントリックレンズを介して略平行光とし透過像として撮像することを特徴とする。
第5の発明は、第1発明、第2の発明、第3の発明又は第4の発明において、前記制御装置は、前記部品保持具に保持され前記部品保持姿勢認識カメラに撮像され、認識された前記電子部品の下面のレベルを前記倍率に基づいて補正することを特徴とする。
本発明は、物品保持具により保持された電子部品に拡散光を照射しても、前記物品保持具に保持された電子部品の透過像を撮像して、前記電子部品の姿勢を極力正確に判別できる電子部品装着装置を提供することでき、コスト高とならず実用的である。
電子部品装着装置の平面図である。 電子部品装着装置における装着ヘッドの側面図である。 LEDが発光した状態における装着ヘッドの底面図である。 電子部品装着装置における、特に電子部品の撮像及び認識処理に係わる制御ブロック図である。 倍率教示等を行うために、教示部材を取り付けたときの電子部装着ヘッドの側面図である。 教示部材の正面図である。 教示プレートを説明する正面図である。
以下図1に基づいて、基板としてのプリント基板P上に電子部品を装着する電子部品装着装置1について、本発明の実施の形態を説明する。この電子部品装着装置1には、各プリント基板Pの搬送を並列に行なう搬送装置2と、装置本体の手前側と奥側に配設され電子部品を供給する部品供給装置3A、3Bと、駆動源により一方向に移動可能(Y方向に往復移動可能)な一対のビーム4A、4Bと、前記各ビーム4A、4Bに沿った方向に各駆動源により別個に移動可能な装着ヘッド体6とが設けられている。この装着ヘッド体6については、図2に基づいて後述する。
搬送装置2は電子部品装着装置1は供給コンベア2Aと、プリント基板Pを位置決め固定する位置決め部2Bと、排出コンベア2Cとを備えている。そして、供給コンベア2Aは上流より受けた各プリント基板Pを位置決め部2Bに搬送し、この各位置決め部2Bで位置決め装置により位置決めされた各基板上に電子部品が装着された後、排出コンベア2Cに搬送され、その後下流側装置に搬送される構成である。
そして、部品供給装置3A、3Bは搬送装置2の奥側位置と手前側位置に配設され、取付台であるカート台7A、7Bのフィーダベース上に部品供給ユニット8を多数並設したものである。各カート台7A、7Bは部品供給ユニット8の部品供給側の先端部がプリント基板Pの搬送路に臨むように前記装置本体に連結具を介して着脱可能に配設され、各カート台7A、7Bが正規に装置本体に取り付けられるとカート台7A、7Bに搭載された部品供給ユニット8に電源が供給され、また連結具を解除して把手を引くと下面に設けられたキャスタにより移動できる構成である。
そして、X方向に長い前後一対のビーム4A、4Bは、各リニアモータから構成されるY方向移動駆動源の駆動により左右一対の前後に延びたガイドに沿って前記各ビームに固定されたスライダが摺動して個別にY方向に移動する。Y方向移動駆動源は、左右一対の基体1A、1Bに沿って固定された上下一対の固定子と、ビーム4A、4Bの両端部に設けられた取付板の下部に固定された可動子9Aとから構成される。
また、ビーム4A、4Bにはその長手方向(X方向)にリニアモータから構成されるX方向移動駆動源によりガイドに沿って移動する前記装着ヘッド体6が夫々内側に設けられており、X方向移動駆動源は各ビーム4A、4Bに固定された前後一対の固定子と、各固定子の間に位置して装着ヘッド体6に設けられた可動子とから構成される。
従って、各装着ヘッド体6は向き合うように各ビーム4A、4Bの内側に設けられ、奥側の装着ヘッド体6は対応する奥側の部品供給装置3Aの部品供給ユニット8から電子部品の取出し作業を行い、搬送装置2上のプリント基板Pに装着することができ、手前側の装着ヘッド体6は対応する手前側の部品供給装置3Bから電子部品を取り出して前記プリント基板Pに装着することができる。
そして、各装着ヘッド体6はヘッド取付体6Aと円柱状を呈して平面視円形状の装着ヘッド6Bとから構成され、取付け部材6Cを介して前記ビーム4A、4Bに移動可能に取り付けられる。そして、装着ヘッド6Bの周縁部には、部品保持具としての吸着ノズル5が同心円上に所定間隔を存して複数本配設され。この吸着ノズル5は上下軸駆動源により上下動可能であり、θ軸駆動源により回転可能であり、前記部品供給ユニット8から電子部品を取出して、プリント基板P上に取出した電子部品を装着する。
ここで、部品供給ユニット8は、カート台7A、7Bに回転自在に載置した供給リールに巻回した状態で順次繰り出される収納テープに所定間隔で開設した送り孔にその歯が嵌合した送りスプロケットを所定角度回転させて収納テープを電子部品の部品吸着取出位置まで送りモータにより間欠送りするテープ送り機構と、剥離モータの駆動により吸着取出位置の手前でキャリアテープからカバーテープを引き剥がすためのカバーテープ剥離機構とを備え、カバーテープ剥離機構によりカバーテープを剥離してキャリアテープの収納部に装填された電子部品を順次部品吸着取出位置へ供給する。
また、各部品認識カメラ10は、各装着ヘッド6Bに設けられた各吸着ノズル5に吸着保持された電子部品をプリント基板P上に装着する前に下方から一括して撮像する。
また、30は、タッチパネルスイッチを備えたモニタであり、作業者がこのモニタ30のタッチパネルスイッチを押すことで、電子部品装着装置1の運転を開始させたり、後述する教示動作を開始させることができる。
以下、図2乃至図4に基づいて、詳細に説明する。先ず、前述したように、X方向移動駆動源及びY方向移動駆動源によりXY方向に装着ヘッド体6は移動可能であり、前記装着ヘッド6Bは前記ヘッド取付体6Aにサーボモータである駆動モータ11により回転可能に支持されている。
そして、装着ヘッド6Bには照明装置が配設される。即ち、平面視円形状の装着ヘッド6Bの下部の中心部には光源であるLED12が下向きに光を照射するように埋設され、このLED12からの光を拡散しながら導く丸棒状の導光体13が前記LED12の下方に配設される。なお、前記導光体13は、例えば透明なアクリル材料の内部に光を拡散するための粒状の拡散体が混入されていて、乳白色を呈しており、より拡散光を外部へ放射するように、表面を粗面としてもよい。
14は導光体13の上半部が挿入されてこれを囲むように配設された、例えばアルミニウム製の中空円筒状の遮光体としての遮光ケースで、この遮光ケース14により前記導光体13の上半部では光が外部に漏れることが防止され、この遮光ケース14より下方(下半部)へと導かれることとなる。
また、導光体13の下面には、遮光体としての白色の塗装15が施されて拡散光が下方へ漏れないようにし、更にこの塗装15下面の中央部には黒色の塗装16が施されている。従って、前記LED12から放射された光は前記導光体13により下方へ拡散しながら導かれ、前記遮光ケース14により覆われていない部分から前記導光体13外部へ拡散光が放射されることとなる。以上のように、前記照明装置は、前記LED12、前記導光体13及び遮光ケース14等から構成される。前記導光体13は装着ヘッド6Bに固定されているが、図3において、この導光体13からの拡散光は、周囲360度全域に放射され、全ての吸着ノズル5が照射される。
20は3個並設されたテレセントリックレンズ21と撮像素子22とを備えてヘッド取付体6Aに取付体23を介して固定される部品保持姿勢認識カメラ(以下、認識カメラという。)で、吸着ノズル5に吸着保持された電子部品Dの透過像を撮像する。認識カメラ20は電子部品Dの高さと同じになるようにしてある。詳述すると、吸着ノズル5に吸着保持された電子部品Dを撮像する際には、この吸着ノズル5は上下軸駆動源により、図2に示すように上昇して原点位置にあり、導光体13の下端レベルと吸着ノズル5の下端レベルとが同一の高さレベルにあり、導光体13からの拡散光が吸着ノズル5に吸着保持された厚さtを有する電子部品Dに照射され、電子部品Dの透過光のうちテレセントリックレンズ21により平行光が選択されて認識カメラ20に導かれ電子部品の透過像が撮像されることとなる。
更に、詳細に説明すると、テレセントリックレンズ21により平行光が選択され、撮像素子22に取り出され、この画像は前記導光体13が白い背景となる透過像が得られることとなる。従って、電子部品Dの透過光のうち、テレセントリックレンズ21により平行光が選択されて撮像素子22で露光して画像が取り込まれ、撮像されることとなる。
次に、図4の制御ブロック図に基づいて説明する。
25は本電子部品装着装置の電子部品の装着に係る動作を統括制御する制御装置、種々の判定をする判定装置、種々の比較をする比較装置、実行装置等してのマイクロコンピュータで、電子部品の装着ステップ番号順(装着順序毎)にプリント基板内でのX方向、Y方向及び角度位置から成る装着座標情報や各部品供給ユニットの配置番号情報等から成る装着データ、部品供給ユニットの配置番号毎の部品IDに係る部品配置位置データ、電子部品毎の電子部品のサイズデータ、厚さデータ等から成る部品ライブラリデータ等を格納する記憶部(記憶装置)を備えている。
そして、マイクロコンピュータ25は記憶部に記憶されたデータに基づき、モータ制御回路26を介して装着ヘッド6Bを回転させる駆動モータ11や、装着ヘッド体1のX方向移動駆動源及びY方向移動駆動源、吸着ノズル5の上下軸駆動源及びθ軸駆動源等の駆動を制御する。
28は高速インターフェース27を介してマイクロコンピュータ25に接続される認識制御回路で、認識カメラ20により前記吸着ノズル5に吸着保持された電子部品Dを撮像して得られた画像を受信したり、マイクロコンピュータ25の指示に基づいて前記画像の認識処理を行ったりする。この認識制御回路28はモータ制御回路26からの駆動モータ11の現在の回転角度位置情報を受けて、LED12を点灯させるためのトリガー信号を照明駆動回路29に送信したり、撮像素子22に撮像を開始させるトリガー信号を送信したり、認識処理した結果を高速インターフェース27を介して前記マイクロコンピュータ25に送信したりする。
以上の構成により、以下、電子部品装着装置1を製造した後、工場から出荷するとき、或いは、電子部品装着装置1を設置した後、装着ヘッド6Bを交換したとき等に行われる認識カメラ20についての教示動作について、図5の装着ヘッド6Bの側面図等を用いて説明する。なお、図5において、図2に示した装着ヘッドBと同様の機構のものには、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
先ず、例えば作業者が吸着ノズル5の代わりに教示部材31を装着ヘッド6Bのノズルが取けられていなく空いている位置に手作業で、後述する教示プレート37の教示面38が認識カメラ20を向き、装着ヘッド6Bの回転中心と認識カメラ20の中心とを結ぶ直線状と略直角になるように教示部材31は位置決め規制されて取り付けられる。このように、教示部材31を取り付けるとその取付角度が固定される。そして、教示部材31を取り付けた位置(例えば、装着ヘッドでのノズル位置番号)をモニタ30のタッチパネルスイッチを押して入力する。
なお、作業者が教示部材31を手動で装着ヘッドに取り付けるのでなく、電子部品装着装置1に設けられている図示しないノズルストッカに教示部材31を収納しておき、作業者によるモニタ30のタッチパネルスイッチを押圧して教示部材31の取り付け動作を指示することにより、装着ヘッド6Bが自動的にノズルストッカの上方に移動し、下降して教示部材31を保持し、装着ヘッド6Bに教示部材31が取り付けられる。そして、装着ヘッド6Bが上昇し、元の待機位置へ戻るようにしてもよい。この場合も、手動で装着ヘッドに取り付ける場合と同様に、教示部材31は、位置決め規制されて取り付けられ、教示部材31を取り付けるとその取付角度が固定される。また、装着ヘッド6に教示部材31を保持した際に、後述する教示プレート37の教示面38が認識カメラ20を向くように、ノズルストッカに教示部材31をその向きを考慮して収納する。
図6は、教示部材の正面図であり、以下、図6に基づいて教示部材31について説明する。
32は複数のスリット32Aが形成され教示部材31を装着ヘッド6Aに着脱するための上部係止部、33は円柱状の本体、34は下部に水平に形成され教示部材31を図示しない吸着ノズル等の保持部材用ストッカに収納するときの支持部になるフランジ、35はノズル本体33の垂直軸36より偏心した位置でフランジ34の下面から下方に垂直に延びた取付け板、37は取付け板35の垂直軸36側の面に取り付けられた垂直な教示プレートである。取付け板35には、正方形の開口35Aが形成されている。教示プレート37は、例えば透明なガラス製で、縦横の寸法が開口35より大きい正方形であり、開口35Aの周囲のロの字状の枠35Bの表面に取り付けられている。また、垂直の表面である教示面38(図5に記載した教示プレート37の右側の面であり、この面が本体33の図5での左右方向の中心位置となる。本体33は通常の吸着ノズル5の軸部分と上記中心位置が同一である。)には、円形であり直径dの複数の黒色のマークであるドット40が等間隔Pに縦横碁盤目状に印刷、或いは蒸着されている。なお、間隔Pは隣り合った各ドット40が確実に認識されるように、例えば直径dの2倍以上に設定されている。なお、図6では着色していないが、上部係止部32、本体33、フランジ34、取付け板35の表面は黒色である。
以下、認識カメラ20についての倍率教示について説明する。
作業者がモニタ30のタッチパネルスイッチに設けられた倍率教示スイッチ部を押すと、先ず、マイクロコンピュータ25の制御に基づいて駆動モータ11が運転し、装着ヘッド6Bがθ軸駆動源により回転する。教示部材31が予め定められた所定角度回転し、導光体13と認識カメラ20との間に到達すると、駆動モータ11が停止し、装着ヘッド6Bの回転は停止する。この状態で、認識制御回路28はLED12を点灯させるためのトリガー信号を照明駆動回路29に送信して点灯させる。
また、認識制御回路28は、撮像素子22に撮像を開始させるトリガー信号を送信し、認識カメラ20により教示部材31の教示プレート37の教示面38を撮像する。そして、撮像後は、前記LED12を消灯するように、照明駆動回路29は制御する。また、撮像素子22が撮像した教示面38の画像を認識制御回路28が受け取り、取込んだ画像の認識処理を認識制御回路28が行い、この認識処理した結果は、高速インターフェース27を介してマイクロコンピュータ25に送信される。
マイクロコンピュータ25は、認識処理された教示面38の画像に基づいて教示プレート37、即ち、教示面38の中心41の位置を求める。このとき、中心41は、認識された教示面38の左右の辺45、46と下辺47とから求められる。ここで、中心41の水平方向の位置は、左右の辺45、46の中央として求められ、また、中心41の垂直方向の中心位置は、枠35の左右の辺45、46及び下辺47から求められる。なお、中心41の垂直方向の中心位置の下辺47の位置からの寸法が予め設定され、マイクロコンピュータ25に記憶されており、撮像された教示面38の中心41での垂直方向の中心位置を、認識された下辺47の位置から記憶されている寸法分上方の位置としてもよい。また、枠35の開口35Aの左右の辺及び下辺を認識カメラ20により撮像し、中心41を求めてもよい。
そして、求められた中心41での水平方向(図7でのX方向の座標での中心)の位置(以下、水平中心という。)と、認識カメラ20の中心位置(図5での破線42で示した位置であり、撮像画面の中心位置に相当)とを比較し、一致している場合、或いは、水平中心41の位置と認識カメラ20の中心位置とのずれ量(以下、説明を分かり易くするために、ずれ量はLとする。)が予め設定されている許容角度である閾値内に収まっている場合には、次に、教示面38の全面に亘り、撮像画面22上での各ドット40の間隔(例えば、ピクセル単位)を検出する。なお、閾値を定めるのは、ずれ量Lが大きいと、各ドット40の間隔が小さく撮像され、後述するカメラ倍率を正確に求めることができないためである。従って、閾値は、各ドット40の撮像された各ドット40の間隔と実際の間隔との差が僅かであり、カメラ倍率の算出に無視できるような値に定められている。そして、マイクロコンピュータ25は、求めた複数の間隔の値から平均間隔を求める。
次に、マイクロコンピュータ25は、格納されていた正規のドット40の間隔(例えば、単位はミクロン)を平均間隔(例えばピクセルの単位)で割り。認識カメラ20の撮像時の倍率(ミクロン/ピクセル)(以下、カメラ倍率という。)を算出する。算出されたカメラ倍率は、マイクロコンピュータ25の記憶部に記憶され、認識カメラ20の倍率教示が終了する。
また、マイクロコンピュータ25は、教示面38の全面に亘り求めた各ドット40間のそれぞれの間隔の値の平均値と各間隔との差に基づいて、認識カメラ20での撮像素子22に写る画像の歪を求め、この歪を記憶部に記憶する。
また、認識処理された教示面38の画像に基づいて求められた水平中心41の位置と認識カメラ20の中心位置とを比較したとき、一致していなく、ずれていて、ずれ量Lが予め設定されている閾値内に収まっていない場合には、マイクロコンピュータ25は、ずれている方向と反対方向に同じずれ量L分、装着ヘッド6Aが回転するようにモータ制御回路26を介してモータ11を制御する。従って、装着ヘッド6Aは、ずれていた方向とは反対方向にずれ量Lに相当する補正角度回転し、回転終了後、再びマイクロコンピュータ25は、撮像素子22に撮像を開始させるトリガー信号を送信し、また、LED12を点灯させ、認識カメラ20は教示部材31の教示プレート37の教示面38を撮像する。そして、撮像後は、前記LED12を消灯するように、照明駆動回路29は制御する。
上述した1回目の認識処理時と同様に、撮像素子22が撮像した教示面38の画像を認識制御回路28が受け取り、取込んだ画像の認識処理を認識制御回路28が行い、この認認識処理した結果は、高速インターフェース27を介してマイクロコンピュータ25に送信される。マイクロコンピュータ25は、認識処理された教示面38の画像に基づいて求められた水平中心41の位置と認識カメラ20の中心位置とを比較し、それぞれの位置のずれ量Lを求める。そして、マイクロコンピュータ25は、新たなずれ量Lが閾値内であれば、装着ヘッド6Aの回転動作は終了する。そして、このとき撮像した各ドット40の間隔のデータに基づいて認識カメラ20の倍率教示が上述したように行われる。
なお、新たなずれ量Lが閾値内に収まっていない場合には、ずれていた方向ことは反対方向に新たなずれ量L分に相当する角度回転し、回転終了後、再び、認識カメラ20は教示部材31の教示プレート37の教示面38を撮像する。そして、得られたずれ量Lが閾値内であれば、装着ヘッド6Aの回転動作は終了し、上述したように認識カメラ20の倍率が算出され、倍率教示が上述したように行われる。
なお、上述したようにずれ量Lを補正するために、ずれ量Lに基づいて複数回装着ヘッド6Aを複数回反対方向に回転させても新たなずれ量が閾値内に収まらないときは、倍率教示の動作を停止し、モニタ30に倍率教示のエラーを表示するなどして作業者に知らせるようにしてもよい。
従って、教示部材31を装着ヘッド6Aに取り付けたとき、教示面38が正確に認識カメラ20に向いていない場合でも、即ち。教示面38の水平中心41の位置と認識カメラ20の中心位置とが一致していなく、ずれ量Lが予め設定されている閾値内に収まっていない場合にも、認識カメラ20による撮像時のカメラ倍率を極力正確に求めることができる。
以下、電子部品の装着動作について説明する。
作業者がモニタ30のタッチパネルスイッチの運転開始スイッチ部を押すと、プリント基板Pを上流側装置より電子部品装着装置1の位置決め部2Bに搬入し、位置決め機構により位置決め動作を開始する。
そして、前記マイクロコンピュータ25は前記記憶部に格納された当該プリント基板Pの装着すべきXY座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び配置番号等が指定された装着データ等に従い、電子部品装着装置の各装着ヘッド体6の吸着ノズル5が装着すべき電子部品を各部品供給ユニット8から吸着して取出すように制御する。具体的には、前記X方向移動駆動源及び前記Y方向移動駆動源によりXY方向に移動させて前記装着ヘッド体6を移動させ、前記駆動モータ11により前記装着ヘッド6Bを図3における反時計方向に回転させて、前記各吸着ノズル5の前記上下軸駆動源及び前記θ軸駆動源を駆動させて、図2における白抜きの矢印の位置において、前記各部品供給ユニット8から各吸着ノズル5がそれぞれ電子部品を取出す。この場合、前記吸着ノズル5が下降して部品供給ユニット8から電子部品を取出した後は、上昇する。この場合、記憶部に格納された部品ライブラリデータを構成する厚さデータに基づいて、前記吸着ノズル5の下端レベルは前記上下軸駆動源により前記導光体13の下端レベルと同一の高さレベルになるように、前記マイクロコンピュータ25により制御される。
そして、前記マイクロコンピュータ25は、前記駆動モータ11により前記装着ヘッド6Bを撮像位置まで回転させるように制御する。即ち、前記駆動モータ11により装着ヘッド6Bが回転(旋回)すると、この装着ヘッド6Bに設けられた照明装置及び各吸着ノズル5が一緒に回転しながら移動して、撮像位置である照明装置と認識カメラ20とを結ぶ線上に、前述したように部品供給ユニット8から取出した撮像したい電子部品Dを吸着保持している吸着ノズル5が位置することなる。
この場合、駆動モータ11の回転に伴い、所定角度回転するとモータ制御回路26から回転角度位置情報を認識制御回路28が受けて、この認識制御回路28は前記LED12を点灯させるためのトリガー信号を照明駆動回路29に送信して点灯させる。
また、認識制御回路28は、撮像素子22に撮像を開始させるトリガー信号を送信して所謂フライ認識のために、撮像位置である照明装置と認識カメラ20とを結ぶ線上を移動しながら通過する際に、前記吸着ノズル5が吸着保持している電子部品Dを撮像する。そして、この撮像後は、前記LED12を消灯するように、照明駆動回路29は制御する。
この場合、LED12が点灯すると、このLED12からの光は遮光体14により導光体13が拡散しながら下方へ導かれることなる。即ち、導光体13により拡散された光は遮光体14により反射されながら、下方へ導かれ、前記導光体13の下面の遮光体としての前記塗装15により上方に反射され、結果としてこの遮光体14により覆われていない前記導光体13の下半部の周側面から360度全方向に拡散光が外部へ放射される。
そして、この拡散光は前記吸着ノズル5が吸着保持している電子部品Dに照射し、その透過光は3個のテレセントリックレンズ21により平行光が選択され、撮像素子22により撮像されることとなる。
そして、マイクロコンピュータ25の指示に基づいて撮像素子22が撮像した画像を認識制御回路28が受け取って、取込んだ画像の認識処理を認識制御回路28が行い、この認識処理した結果が高速インターフェース27を介してマイクロコンピュータ25に送信される。
マイクロコンピュータ25は認識処理した結果である電子部品Dの下面レベルを、カメラ倍率を用いて補正する。即ち、認識処理して得られた電子部品Dの下面レベルの値(画像素子22での原点、例えば画像素子22の上縁からの距離に相当し、単位は例えば検出値の単位であるピクセルの値である。)にカメラ倍率(ミクロン/ピクセル)を掛けることにより、下面レベルは補正され、正確な下面レベルを得ることができる。そして、得られた下面レベルに基づいて、正規の姿勢で保持しているか否かの判別を行うので、一層確実に判別を行うことができる。
この判別に際しては、マイクロコンピュータ15が電子部品Dの下面レベルが所定の範囲内に入っているか否かを基準として行うことになる。なお、電子部品Dを吸着保持した前記吸着ノズル5が移動しながら、この電子部品Dは撮像されるために、この撮像された画像は、ブレたものとなるが、電子部品Dの下面レベルは明確なものであるから、正規の姿勢でない、例えば裏面吸着や、所謂立ち吸着している場合でも、認識処理すると、確実に正規の姿勢で保持しているか否かの前記マイクロコンピュータ25による判別には問題が起こらない。また、前記吸着ノズル5に電子部品Dが吸着されているか否かの判別も、確実に行える。
なお、より明るい照明を瞬時にストロボ点灯させて、静止した画像を撮像するようにしてもよい。
また、正規の姿勢でないと判別した場合には、例えば廃棄回収して、再度部品供給ユニット8から当該電子部品を取出すように、前記マイクロコンピュータ25は制御する。正規の姿勢であると判別した場合には、前記装着ヘッド体6をXY方向に移動させて、前記吸着ノズル5に吸着保持された電子部品を部品認識カメラ10の上方に移動させて、吸着部品の撮像及びその画像取込を実行し、前記認識制御回路28により電子部品の位置認識処理をする。次に、プリント基板に付された位置決めマークを基板認識カメラが撮像し、前記認識制御回路28によりプリント基板の位置認識処理をする。そして、これらの認識処理結果に基づき、前記マイクロコンピュータ25は前記装着ヘッド体1のX方向移動駆動源及びY方向移動駆動源、前記吸着ノズル5のθ軸駆動源を制御してXYθ補正して、電子部品を前記位置決め部2Bにあるプリント基板P上に装着する。
以上のように本発明は、前記吸着ノズル5により保持された電子部品に拡散光を照射しても、平行光として前記吸着ノズルに保持された電子部品の透過像を撮像して、前記電子部品の姿勢を判別できる電子部品装着装置を提供することでき、コスト高とならず実用的である。
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
6 装着ヘッド体
6B 装着ヘッド
12 LED
13 導光体
14 遮光体
20 部品保持姿勢認識カメラ
21 テレセントリックレンズ
22 撮像素子
31 教示部材(教示具)
37 教示プレート
40 ドット(マーク)

Claims (5)

  1. 周縁部に所定間隔を存して複数の部品保持具を備えた装着ヘッドが装着ヘッド体に回転可能に支持され、部品供給装置から前記部品保持具により電子部品を取出して、基板上に装着する電子部品装着装置であって、
    前記装着ヘッドに設けられる光源からの光を前記装着ヘッドに備えられた前記部品保持具に保持された電子部品に側面から照射する照明装置と、
    前記装着ヘッドに垂直に設けられて表面に複数のマークが設けられた教示プレートを有した教示具と、
    前記照明装置からの光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射して透過像として撮像する部品保持姿勢認識カメラと、
    前記照明装置からの光を前記教示プレートに照射して前記教示プレートを側面からの透過光で前記部品保持姿勢認識カメラにより撮像し認識して得た前記複数のマークの間隔と予め記憶されている前記複数のマークの間隔とに基づいて前記部品姿勢認識カメラが撮像したときの倍率を求めて記憶する制御装置とを
    備えたことを特徴とする電子部品装着装置。
  2. 周縁部に所定間隔を存して複数の部品保持具を備えた装着ヘッドが装着ヘッド体に回転可能に支持され、部品供給装置から前記部品保持具により電子部品を取出して、基板上に装着する電子部品装着装置であって、
    前記装着ヘッドに設けられる光源と、この光源より下方に配設されて前記光源からの光を拡散しながら下方へ導く導光体とを備え、この導光体からの光を前記装着ヘッドに備えられた前記部品保持具に保持された電子部品に照射する照明装置と、
    前記装着ヘッドに垂直に設けられて表面に縦横の方向に等間隔で複数のマークが設けられた教示プレートを有した教示具と、
    前記導光体からの光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射して透過像として撮像する部品保持姿勢認識カメラと、
    前記導光体からの光を前記教示プレートに照射して前記部品保持姿勢認識カメラにより透過像として撮像し認識して得た前記複数のマークの間隔と予め記憶されている前記複数のマークの間隔とに基づいて前記部品姿勢認識カメラが撮像したときの倍率を求めて記憶する制御装置とを
    備えたことを特徴とする電子部品装着装置。
  3. 前記部品保持姿勢認識カメラは、前記照明装置により拡散された光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射してテレセントリックレンズを介して略平行光とし透過像として撮像することを特徴とする請求項1に記載の電子部品装着装置。
  4. 前記部品保持姿勢認識カメラは、前記導光体により拡散された光を前記部品保持具に保持された電子部品に照射してテレセントリックレンズを介して略平行光とし透過像として撮像することを特徴とする請求項に記載の電子部品装着装置。
  5. 前記制御装置は、前記部品保持具に保持され前記部品保持姿勢認識カメラに撮像され、認識された前記電子部品の下面のレベルを前記倍率に基づいて補正することを特徴とする請求項1、2、3又は4に記載の電子部品装着装置。
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