JP6271514B2 - 生産設備 - Google Patents
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Description
本発明の生産設備は、水平方向に移動可能に設けられた移動台と、前記移動台に取り付けられ、電子部品を吸着する吸着ノズルを昇降可能に保持し、基板への前記電子部品の実装に用いられる実装ヘッドと、前記基板を上方から撮像可能に前記移動台に設けられ、前記移動台の移動によって前記実装ヘッドと一体的に移動されるカメラと、前記カメラの撮像による画像に含まれる情報と、予め記憶されている制御プログラムとに基づいて前記電子部品を吸着した前記吸着ノズルを所定の下降位置まで下降させて前記基板に前記電子部品を装着する装着動作を制御する制御装置と、を備える生産設備であって、前記カメラは、印加電圧に応じて焦点距離を変動可能な可変焦点レンズと、前記可変焦点レンズの透過光を電気信号に変換する撮像素子と、を有し、前記生産設備は、前記カメラの視野に前記基板の複数の部位が収まる位置に前記移動台を停止させた状態において、前記撮像素子の前記電気信号を変換して取得された画像に対する画像処理の結果に基づいて前記可変焦点レンズへの印加電圧を調整して、前記基板上の前記複数の部位に対する前記可変焦点レンズの焦点合わせをそれぞれ行う焦点制御部と、前記可変焦点レンズへの印加電圧と対象物から前記カメラまでの距離との関係を示すレンズ特性を予め記憶する記憶部と、前記焦点制御部が前記基板上の前記複数の部位に対して焦点を合わせた際の前記可変焦点レンズへの印加電圧と前記レンズ特性とに基づいて前記基板上の前記複数の部位までの各距離を測定する距離測定部と、を備え、前記制御装置は、前記装着動作において、前記距離測定部により測定された前記基板上の前記複数の部位までの各距離に基づいて前記基板の変形状態を取得し、前記基板の変形状態に応じて前記吸着ノズルの前記下降位置を補正する。
以下、本発明の生産設備を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。実施形態においては、生産設備が部品実装機である構成を例示する。部品実装機は、例えば、集積回路の製造工程において、回路基板上に複数の電子部品を配置(実装)する装置である。この回路基板は、例えばスクリーン印刷機により電子部品の装着位置にクリームハンダを塗布され、複数の部品実装機を順に搬送されて電子部品を装着される。その後に、電子部品を装着された回路基板は、リフロー炉に搬送されてハンダ付けされることにより回路基板製品として集積回路を構成する。また、上記の回路基板、電子部品、およびクリームハンダは、生産設備である部品実装機における生産用の材料に相当する。
部品実装機1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、部品カメラ50と、基板カメラ60と、制御装置70とを備えて構成される。各装置10,20,30および各カメラ50,60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における回路基板Bを対象物とした距離測定について、図面を参照して説明する。この距離測定は、上記のように、基板搬送装置10により搬送され所定位置に位置決めして保持された回路基板Bを対象物としている。つまり、部品実装機1は、回路基板Bに電子部品を装着する際に、回路基板Bから基板カメラ60までの距離を測定し、当該測定の結果を利用した装着動作を行っている。
部品実装機1における複数の電子部品を対象物とした距離測定について、図面を参照して説明する。距離測定は、上記のように、部品供給装置20により部品供給位置Psに供給された複数の電子部品を対象物としている。つまり、部品実装機1は、電子部品を吸着する際に、複数の電子部品から基板カメラ60までの距離をそれぞれ測定し、当該測定の結果を利用した吸着動作を行っている。
上述した部品実装機1によると、生産用の材料である回路基板Bに付された基板マークFMを読み取るために回路基板Bを撮像する基板カメラ60を用いて、対象物(回路基板B、電子部品T)から基板カメラ60までの距離を測定するものとした。これにより、既存の基板カメラ60を流用することができるので、センサなどの機器を増設することなく、装着動作や吸着動作の制御に利用可能な対象物までの距離の測定が可能となる。よって、部品実装機1は、測定結果を利用して機械動作の制御を行うことで、当該制御の精度向上を図ることができる。
本実施形態において、対象物までの距離の測定に用いられる焦点制御部65、記憶部73、および距離測定部74は、基板カメラ60または制御装置70に設けられるものとした。これに対して、例えば基板カメラ60が記憶部および距離測定部を有する構成としてもよい。これにより、基板カメラ60が距離測定装置として動作するので、制御装置70の処理負荷および制御装置70との通信量を低減することができる。
10:基板搬送装置、 20:部品供給装置、 30:部品移載装置
50:部品カメラ、 60:基板カメラ
62:液晶レンズ、 62a:第一電極、 62b:第二電極
63:撮像素子、 65:焦点制御部
70:制御装置
73:記憶部、 74:距離測定部
B:回路基板、 Ps:部品供給位置、 T:電子部品
Hb1〜Hb3:基板高さ、 Hp1〜Hp8:部品高さ
Claims (4)
- 水平方向に移動可能に設けられた移動台と、
前記移動台に取り付けられ、電子部品を吸着する吸着ノズルを昇降可能に保持し、基板への前記電子部品の実装に用いられる実装ヘッドと、
前記基板を上方から撮像可能に前記移動台に設けられ、前記移動台の移動によって前記実装ヘッドと一体的に移動されるカメラと、
前記カメラの撮像による画像に含まれる情報と、予め記憶されている制御プログラムとに基づいて前記基板に前記電子部品を装着する装着動作を制御する制御装置と、を備える生産設備であって、
前記カメラは、
印加電圧に応じて焦点距離を変動可能な可変焦点レンズと、
前記可変焦点レンズの透過光を電気信号に変換する撮像素子と、を有し、
前記生産設備は、
前記カメラの視野に部品供給装置により複数の部品供給位置において供給される複数の前記電子部品が収まる位置に前記移動台を停止させた状態において、前記撮像素子の前記電気信号を変換して取得された画像に対する画像処理の結果に基づいて前記可変焦点レンズへの印加電圧を調整して、複数の前記電子部品に対する前記可変焦点レンズの焦点合わせをそれぞれ行う焦点制御部と、
前記可変焦点レンズへの印加電圧と対象物から前記カメラまでの距離との関係を示すレンズ特性を予め記憶する記憶部と、
前記焦点制御部が複数の前記電子部品に対して焦点を合わせた際の前記可変焦点レンズへの印加電圧と前記レンズ特性とに基づいて複数の前記電子部品までの各距離を部品高さとして測定する距離測定部と、を備え、
前記制御装置は、前記距離測定部の測定により取得した前記部品高さに基づいて前記電子部品の吸着動作を制御する生産設備。 - 水平方向に移動可能に設けられた移動台と、
前記移動台に取り付けられ、電子部品を吸着する吸着ノズルを昇降可能に保持し、基板への前記電子部品の実装に用いられる実装ヘッドと、
前記基板を上方から撮像可能に前記移動台に設けられ、前記移動台の移動によって前記実装ヘッドと一体的に移動されるカメラと、
前記カメラの撮像による画像に含まれる情報と、予め記憶されている制御プログラムとに基づいて前記電子部品を吸着した前記吸着ノズルを所定の下降位置まで下降させて前記基板に前記電子部品を装着する装着動作を制御する制御装置と、を備える生産設備であって、
前記カメラは、
印加電圧に応じて焦点距離を変動可能な可変焦点レンズと、
前記可変焦点レンズの透過光を電気信号に変換する撮像素子と、を有し、
前記生産設備は、
前記カメラの視野に前記基板の複数の部位が収まる位置に前記移動台を停止させた状態において、前記撮像素子の前記電気信号を変換して取得された画像に対する画像処理の結果に基づいて前記可変焦点レンズへの印加電圧を調整して、前記基板上の前記複数の部位に対する前記可変焦点レンズの焦点合わせをそれぞれ行う焦点制御部と、
前記可変焦点レンズへの印加電圧と対象物から前記カメラまでの距離との関係を示すレンズ特性を予め記憶する記憶部と、
前記焦点制御部が前記基板上の前記複数の部位に対して焦点を合わせた際の前記可変焦点レンズへの印加電圧と前記レンズ特性とに基づいて前記基板上の前記複数の部位までの各距離を測定する距離測定部と、を備え、
前記制御装置は、前記装着動作において、前記距離測定部により測定された前記基板上の前記複数の部位までの各距離に基づいて前記基板の変形状態を取得し、前記基板の変形状態に応じて前記吸着ノズルの前記下降位置を補正する生産設備。 - 前記焦点制御部は、前記カメラの視野に部品供給装置により供給される複数の前記電子部品が収まる位置に前記移動台を停止させた状態において、複数の前記電子部品に対する焦点合わせをそれぞれ行い、
前記距離測定部は、複数の前記電子部品に対して焦点を合わせた際の前記可変焦点レンズへの印加電圧と前記レンズ特性とに基づいて複数の前記電子部品までの各距離を部品高さとして測定し、
前記制御装置は、前記距離測定部の測定により取得した前記部品高さに基づいて前記電子部品の吸着動作を制御する、請求項2の生産設備。 - 前記可変焦点レンズは、2つの電極間に液晶層を配置された液晶レンズであり、
前記焦点制御部は、前記2つの電極への印加電圧の差分を調整することにより前記対象物に対する前記液晶レンズの焦点合わせを行う、請求項1〜3の何れか一項の生産設備。
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