JP6457295B2 - Parts judgment device - Google Patents
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Description
本発明は、保持された電子部品の適否を判定する部品判定装置に関するものである。 The present invention relates to a component determination apparatus that determines the suitability of a held electronic component.
部品検査装置は、回路基板に実装される電子部品を対象として、当該電子部品における電極部の状態などが電子部品の用途に適しているか否かを判定する。例えば、特許文献１には、複数の電極部（リード）の平坦度検査などを行う外観検査装置が開示されている。このように電子部品の適否を判定することにより、電極部が変形しているなどの不良な電子部品の使用が防止される。 The component inspection apparatus determines whether or not the state of the electrode portion of the electronic component is suitable for the application of the electronic component for the electronic component mounted on the circuit board. For example, Patent Document 1 discloses an appearance inspection apparatus that performs flatness inspection of a plurality of electrode portions (leads). By determining the suitability of the electronic component in this way, use of a defective electronic component such as a deformed electrode portion is prevented.
しかしながら、電極部の変形状態には種々の状態が含まれ、電子部品の保持状態によっては、検査結果に影響することがある。不良な電子部品の使用をより確実に防止するために、電子部品の良否判定には精度向上の要請がある。 However, the deformed state of the electrode part includes various states, and the test result may be affected depending on the holding state of the electronic component. In order to more reliably prevent the use of defective electronic components, there is a demand for improved accuracy in determining whether or not an electronic component is good.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電極部の種々の変形状態に対応して、電子部品の良否判定の精度を向上できる部品判定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a component determination apparatus that can improve the accuracy of electronic component quality determination in response to various deformation states of the electrode portion. .
請求項１に係る部品検査装置は、部品本体および複数の電極部を有する電子部品が保持装置に保持された状態において当該電子部品の適否を判定する。保持された前記電子部品のうち保持装置側とは反対側を向いた前記部品本体の外面および前記複数の電極部の外面を検査面と定義する。
部品判定装置は、前記部品本体に設定された測定点の三次元位置、および前記複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の三次元位置を測定する測定ユニットと、前記電子部品が平面上に載置された場合に前記複数の電極部に対する前記平面の位置を示す基準平面を、前記複数の電極部にそれぞれ設定された前記測定点の前記三次元位置に基づいて算出する平面算出部と、前記部品本体に設定された前記測定点と前記基準平面との距離に基づいて前記電子部品の適否を判定する適否判定部と、を備える。
The component inspection apparatus according to claim 1 determines the suitability of the electronic component in a state where the electronic component having the component main body and the plurality of electrode portions is held by the holding device. The outer surface of the component main body and the outer surfaces of the plurality of electrode portions facing the opposite side of the holding device among the held electronic components are defined as inspection surfaces.
The component determination apparatus includes: a measurement unit that measures a three-dimensional position of a measurement point set in the component main body; and a three-dimensional position of a measurement point set in each of the plurality of electrode units; and the electronic component is on a plane. A plane calculation unit that calculates a reference plane indicating the position of the plane with respect to the plurality of electrode units when placed on the basis of the three-dimensional positions of the measurement points respectively set in the plurality of electrode units; A suitability determination unit that determines suitability of the electronic component based on a distance between the measurement point set on the component body and the reference plane.
請求項１に記載の発明によると、電子部品の適否検査は、保持装置側とは反対側に位置する検査面を対象として行われる。適否検査に用いられる基準平面は、電子部品が平面上に載置されたと仮定した場合の仮想的な載置台上面に相当する。この基準平面が複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の三次元位置に基づいて算出されることから、より適切な基準平面を定めることが可能となり、複数の電極部の種々の変形状態を適否検査に反映させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the suitability inspection of the electronic component is performed on the inspection surface located on the side opposite to the holding device side. The reference plane used for the suitability inspection corresponds to a virtual placement table upper surface when it is assumed that the electronic component is placed on the plane. Since this reference plane is calculated based on the three-dimensional positions of the measurement points respectively set on the plurality of electrode portions, it becomes possible to determine a more appropriate reference plane, and various deformation states of the plurality of electrode portions can be determined. It can be reflected in the suitability inspection.
さらに、当該基準平面に対する部品本体に設定された測定点の距離が適否検査に用いられる。当該距離が電子部品の保持状態によって変動することから、電子部品の保持状態を適否判定に反映させることができる。これにより、電極部の種々の変形状態に対応して、電子部品の良否判定の精度を向上できる。 Furthermore, the distance of the measurement point set in the component main body with respect to the reference plane is used for the suitability inspection. Since the distance varies depending on the holding state of the electronic component, the holding state of the electronic component can be reflected in the suitability determination. Thereby, the precision of the quality determination of an electronic component can be improved corresponding to the various deformation | transformation states of an electrode part.
以下、本発明の部品判定装置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。部品判定装置は、部品実装機に適用され、当該部品実装機において部品移載装置の装着ヘッドに保持された状態の電子部品の適否を判定する。部品実装機は、供給位置にある電子部品を吸着ノズルにより吸着して保持し、この電子部品を回路基板上の所定の座標位置に装着する装置である。 Hereinafter, an embodiment in which the component determination device of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings. The component determination device is applied to a component mounting machine, and determines whether or not the electronic component held by the mounting head of the component transfer device in the component mounting machine is appropriate. The component mounter is a device that sucks and holds an electronic component at a supply position by a suction nozzle and mounts the electronic component at a predetermined coordinate position on a circuit board.
＜実施形態＞
（部品実装機１の全体構成）
部品実装機１は、図１に示すように、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４１と、基板カメラ４２と、測定ユニット５０と、制御装置６０とを備える。以下の説明において、部品実装機１の水平幅方向（図１の左右方向）をＸ軸方向とし、部品実装機１の水平長手方向（図１の上下方向に）をＹ軸方向とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な鉛直方向（図１の前後方向）をＺ軸方向とする。
<Embodiment>
(Overall configuration of component mounter 1)
As shown in FIG. 1, the component mounter 1 includes a substrate transfer device 10, a component supply device 20, a component transfer device 30, a component camera 41, a substrate camera 42, a measurement unit 50, and a control device 60. With. In the following description, the horizontal width direction (left and right direction in FIG. 1) of the component mounting machine 1 is the X axis direction, the horizontal longitudinal direction (up and down direction in FIG. 1) of the component mounting machine 1 is the Y axis direction, and the X axis A vertical direction (front-rear direction in FIG. 1) perpendicular to the Y-axis is taken as a Z-axis direction.
基板搬送装置１０は、ベルトコンベアなどにより構成され、回路基板７０を搬送方向へと順次搬送する。基板搬送装置１０は、部品実装機１の機内における所定の位置に回路基板７０を位置決めする。そして、基板搬送装置１０は、部品実装機１による実装処理が実行された後に、回路基板７０を部品実装機１の機外に搬出する。 The substrate transfer device 10 is configured by a belt conveyor or the like, and sequentially transfers the circuit boards 70 in the transfer direction. The board conveyance device 10 positions the circuit board 70 at a predetermined position in the component mounting machine 1. Then, after the mounting process by the component mounter 1 is executed, the board transfer device 10 carries the circuit board 70 out of the component mounter 1.
部品供給装置２０は、回路基板７０に装着される電子部品を供給する。部品供給装置２０は、Ｘ軸方向に並んで配置された複数のスロットを有する。複数のスロットには、フィーダ２１が着脱可能にそれぞれセットされる。部品供給装置２０は、フィーダ２１によりキャリアテープを送り移動させて、フィーダ２１の先端側（図１の上側）に位置する取出し部において電子部品を供給する。 The component supply device 20 supplies electronic components to be mounted on the circuit board 70. The component supply device 20 has a plurality of slots arranged side by side in the X-axis direction. Feeders 21 are detachably set in the plurality of slots. The component supply device 20 feeds and moves the carrier tape by the feeder 21 and supplies the electronic component at the take-out portion located on the front end side (upper side in FIG. 1) of the feeder 21.
また、部品供給装置２０は、例えばリード部品などの比較的大型の電子部品を、トレイ２２上に並べた状態で供給する。部品供給装置２０は、上下方向に区画された収納棚２３に複数のトレイ２２を収納し、実装処理に応じて所定のトレイ２２を引き出してリード部品などの電子部品を供給する。 In addition, the component supply device 20 supplies relatively large electronic components such as lead components in a state of being arranged on the tray 22. The component supply device 20 stores a plurality of trays 22 in storage shelves 23 that are partitioned in the vertical direction, and supplies predetermined electronic components such as lead components by pulling out a predetermined tray 22 in accordance with a mounting process.
部品移載装置３０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に構成される。部品移載装置３０は、部品実装機１の長手方向の後部側（図１の上側）から前部側の部品供給装置２０の上方にかけて配置される。部品移載装置３０は、ヘッド駆動装置３１と、移動台３２と、装着ヘッド３３とを備える。ヘッド駆動装置３１は、直動機構により移動台３２をＸＹ軸方向に移動可能に構成される。 The component transfer device 30 is configured to be movable in the X-axis direction and the Y-axis direction. The component transfer device 30 is arranged from the rear side in the longitudinal direction of the component mounter 1 (upper side in FIG. 1) to the upper side of the component supply device 20 on the front side. The component transfer device 30 includes a head driving device 31, a moving table 32, and a mounting head 33. The head driving device 31 is configured to be able to move the moving table 32 in the XY axis directions by a linear motion mechanism.
装着ヘッド３３は、ヘッド駆動装置３１の移動台３２に着脱可能に設けられ、電子部品を保持する保持装置である。また、装着ヘッド３３は、複数のノズルホルダに着脱可能に設けられた複数の吸着ノズル３４（図３を参照）を支持する。装着ヘッド３３は、Ｚ軸と平行なＲ軸回りに回転可能に、且つ昇降可能に吸着ノズル３４をそれぞれ支持する。 The mounting head 33 is a holding device that is detachably provided on the moving base 32 of the head driving device 31 and holds electronic components. The mounting head 33 supports a plurality of suction nozzles 34 (see FIG. 3) that are detachably attached to the plurality of nozzle holders. The mounting head 33 supports the suction nozzle 34 so as to be rotatable about an R axis parallel to the Z axis and to be movable up and down.
吸着ノズル３４の各々は、装着ヘッド３３に対する昇降位置（Ｚ軸方向位置）や角度、負圧の供給状態を制御される。吸着ノズル３４は、負圧を供給されることにより、フィーダ２１の取出し部において供給される電子部品、およびトレイ２２により供給される電子部品を吸着して保持する。このような構成により、本実施形態の装着ヘッド３３は、電子部品を吸着により保持する。 Each of the suction nozzles 34 is controlled in the raising / lowering position (Z-axis direction position), angle, and negative pressure supply state with respect to the mounting head 33. The suction nozzle 34 sucks and holds the electronic components supplied at the take-out portion of the feeder 21 and the electronic components supplied by the tray 22 by being supplied with a negative pressure. With such a configuration, the mounting head 33 of the present embodiment holds the electronic component by suction.
部品カメラ４１および基板カメラ４２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ４１および基板カメラ４２は、通信可能に接続された制御装置６０による制御信号に基づいてカメラ視野に収まる範囲の撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置６０に送出する。 The component camera 41 and the substrate camera 42 are digital imaging devices having imaging elements such as a charge coupled device (CCD) and a complementary metal oxide semiconductor (CMOS). The component camera 41 and the board camera 42 take an image of a range that falls within the camera field of view based on a control signal from the control device 60 that is communicably connected, and send the image data acquired by the imaging to the control device 60.
部品カメラ４１は、光軸が鉛直方向（Ｚ軸方向）となるように部品実装機１の基台に固定され、部品移載装置３０の下方から撮像可能に構成される。より具体的には、部品カメラ４１は、吸着ノズル３４に保持された状態の電子部品の下面を撮像可能に構成される。詳細には、部品カメラ４１のレンズユニットは、撮像素子から一定の距離にある対象物に焦点が合うように設定される。また、部品カメラ４１のレンズユニットのカメラ視野は、装着ヘッド３３が支持する全ての吸着ノズル３４が収まる大きさに設定されている。 The component camera 41 is fixed to the base of the component mounter 1 so that the optical axis is in the vertical direction (Z-axis direction), and is configured to be able to image from below the component transfer device 30. More specifically, the component camera 41 is configured to be able to image the lower surface of the electronic component held by the suction nozzle 34. Specifically, the lens unit of the component camera 41 is set so as to focus on an object at a certain distance from the image sensor. The camera field of view of the lens unit of the component camera 41 is set to a size that can accommodate all the suction nozzles 34 supported by the mounting head 33.
基板カメラ４２は、光軸が鉛直方向（Ｚ軸方向）の下向きとなるように部品移載装置３０の移動台３２に設けられる。基板カメラ４２は、回路基板７０を撮像可能に構成されている。この基板カメラ４２から画像データを取得した制御装置６０は、画像処理により例えば基板に付された位置決めマークを認識することで、基板搬送装置１０による回路基板７０の位置決め状態を認識する。そして、制御装置６０は、回路基板７０の位置決め状態に応じて移動台３２の位置を補正して、電子部品の装着を行うように実装処理を制御する。 The substrate camera 42 is provided on the moving table 32 of the component transfer device 30 so that the optical axis is downward in the vertical direction (Z-axis direction). The board camera 42 is configured to be able to image the circuit board 70. The control device 60 that has acquired the image data from the substrate camera 42 recognizes the positioning state of the circuit board 70 by the substrate transport device 10 by recognizing, for example, a positioning mark attached to the substrate by image processing. Then, the control device 60 corrects the position of the movable table 32 according to the positioning state of the circuit board 70 and controls the mounting process so as to mount the electronic component.
測定ユニット５０は、電子部品に設定される測定点の三次元位置（三次元座標により示される空間位置）を測定する。本実施形態において、測定ユニット５０は、三次元座標により示される検査面の形状（立体的な形状）を測定することによって、それぞれの測定点の三次元位置を測定する。測定ユニット５０は後述する部品判定装置Ｄｐを構成するため、詳細構成については部品判定装置Ｄｐの構成の説明において説明する。 The measurement unit 50 measures the three-dimensional position (spatial position indicated by the three-dimensional coordinates) of the measurement point set on the electronic component. In the present embodiment, the measurement unit 50 measures the three-dimensional position of each measurement point by measuring the shape (three-dimensional shape) of the inspection surface indicated by the three-dimensional coordinates. Since the measurement unit 50 constitutes a component determination device Dp described later, the detailed configuration will be described in the description of the configuration of the component determination device Dp.
制御装置６０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置６０は、部品カメラ４１および基板カメラ４２の撮像により取得した画像データ、後述する部品判定装置Ｄｐによる電子部品の適否の判定結果に基づいて、回路基板７０に電子部品を実装する実装処理を制御する。制御装置６０は、図２に示すように、実装制御部６１、形状測定部６２、平面算出部６３、平坦度検査部６４、適否判定部６５、および記憶装置６６に、バスを介して入出力インターフェース６７が接続されている。入出力インターフェース６７には、モータ制御回路６８および撮像制御回路６９が接続されている。 The control device 60 is mainly composed of a CPU, various memories, and a control circuit. The control device 60 performs a mounting process for mounting the electronic component on the circuit board 70 based on the image data acquired by the imaging of the component camera 41 and the board camera 42 and the determination result of the suitability of the electronic component by the component determination device Dp described later. Control. As shown in FIG. 2, the control device 60 inputs and outputs to the mounting control unit 61, the shape measurement unit 62, the plane calculation unit 63, the flatness inspection unit 64, the suitability determination unit 65, and the storage device 66 via a bus. An interface 67 is connected. A motor control circuit 68 and an imaging control circuit 69 are connected to the input / output interface 67.
実装制御部６１は、モータ制御回路６８を介して装着ヘッド３３の位置や吸着機構の動作を制御する。より詳細には、実装制御部６１は、部品実装機１に複数設けられた各種センサから出力される情報や、各種の認識処理の結果を入力する。そして、実装制御部６１は、記憶装置６６に記憶されている制御プログラム、各種センサによる情報、画像処理や認識処理の結果に基づいて、モータ制御回路６８に制御信号を送出する。これにより、装着ヘッド３３に支持された吸着ノズル３４の位置および回転角度が制御される。 The mounting control unit 61 controls the position of the mounting head 33 and the operation of the suction mechanism via the motor control circuit 68. More specifically, the mounting control unit 61 inputs information output from various sensors provided in the component mounting machine 1 and results of various recognition processes. The mounting control unit 61 sends a control signal to the motor control circuit 68 based on the control program stored in the storage device 66, information from various sensors, and the results of image processing and recognition processing. Thereby, the position and rotation angle of the suction nozzle 34 supported by the mounting head 33 are controlled.
形状測定部６２、平面算出部６３、平坦度検査部６４、および適否判定部６５は後述する部品判定装置Ｄｐを構成するため、詳細については部品判定装置Ｄｐの構成の説明において説明する。記憶装置６６は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。この記憶装置６６には、部品実装機１を動作させるための制御プログラム、バスや通信ケーブルを介して部品カメラ４１および基板カメラ４２から制御装置６０に転送された画像データ、部品判定装置Ｄｐによる画像処理の一時データなどが記憶される。入出力インターフェース６７は、ＣＰＵや記憶装置６６と各制御回路７６，７７との間に介在し、データ形式の変換や信号強度を調整する。 Since the shape measurement unit 62, the plane calculation unit 63, the flatness inspection unit 64, and the suitability determination unit 65 constitute a component determination device Dp described later, details will be described in the description of the configuration of the component determination device Dp. The storage device 66 is configured by an optical drive device such as a hard disk device or a flash memory. In this storage device 66, a control program for operating the component mounting machine 1, image data transferred from the component camera 41 and the board camera 42 to the control device 60 via the bus or communication cable, and an image by the component determination device Dp. Temporary data for processing is stored. The input / output interface 67 is interposed between the CPU and storage device 66 and the control circuits 76 and 77, and adjusts data format conversion and signal strength.
モータ制御回路６８は、実装制御部６１による制御信号に基づいて、部品移載装置３０に設けられた各軸モータの制御に用いられる。これにより、装着ヘッド３３が各軸方向に位置決めされる。また、この各軸のモータの制御により、所定の吸着ノズル３４の昇降位置（Ｚ軸方向位置）および回転角度が割り出される。 The motor control circuit 68 is used to control each axis motor provided in the component transfer device 30 based on a control signal from the mounting control unit 61. Thereby, the mounting head 33 is positioned in each axial direction. Further, by controlling the motors of the respective axes, a predetermined lifting position (Z-axis direction position) and rotation angle of the suction nozzle 34 are determined.
撮像制御回路６９は、制御装置６０が送出する撮像の制御信号に基づいて、部品カメラ４１、基板カメラ４２および測定ユニット５０の測定カメラ５３による撮像を制御する。また、撮像制御回路６９は、部品カメラ４１、基板カメラ４２および測定カメラ５３の撮像による画像データを取得して、入出力インターフェース６７を介して記憶装置６６に記憶させる。 The imaging control circuit 69 controls imaging by the component camera 41, the board camera 42, and the measurement camera 53 of the measurement unit 50 based on the imaging control signal sent from the control device 60. Further, the imaging control circuit 69 acquires image data obtained by imaging of the component camera 41, the board camera 42, and the measurement camera 53, and stores it in the storage device 66 via the input / output interface 67.
（部品判定装置Ｄｐの構成）
部品判定装置Ｄｐは、電子部品の適否を判定する装置である。本実施形態において、部品判定装置Ｄｐは、部品実装機１の一部を構成するように組み込まれている。部品判定装置Ｄｐは、部品移載装置３０の吸着ノズル３４に吸着により保持された電子部品を適否判定の対象とする。
(Configuration of component determination device Dp)
The component determination device Dp is a device that determines the suitability of an electronic component. In the present embodiment, the component determination apparatus Dp is incorporated so as to constitute a part of the component mounter 1. The component determination device Dp sets an electronic component held by suction to the suction nozzle 34 of the component transfer device 30 as a target of suitability determination.
ここで、部品判定装置Ｄｐが適否判定の対象とする電子部品は、部品本体および複数の電極部を有する電子部品である。電子部品の電極部は、部品本体に設けられ、電子部品が回路基板７０上に載置された後に、回路基板７０のランドに電気的に接続される。具体的には、電極部は、リード部品のリード、またはチップ部品の突起状の端子である。以下では、適否判定の対象の電子部品８０は、上記のリード部品であるものとして説明する。 Here, the electronic component that is determined by the component determination device Dp as the suitability is an electronic component having a component main body and a plurality of electrode portions. The electrode part of the electronic component is provided on the component main body, and is electrically connected to the land of the circuit board 70 after the electronic component is placed on the circuit board 70. Specifically, the electrode portion is a lead of a lead component or a protruding terminal of a chip component. In the following description, it is assumed that the electronic component 80 subject to suitability determination is the lead component described above.
電子部品８０は、図３に示すように、部品本体８１と、複数の電極部に相当するリード８２とを有する。ここで、装着ヘッド３３に保持された電子部品８０のうち装着ヘッド３３側とは反対側（鉛直方向の下側）を向いた部品本体８１の外面および複数のリード８２の外面を「検査面」と定義する。つまり、図３に示すように、電子部品８０が適正な姿勢で吸着により保持された状態、即ち部品本体８１の本体上面が吸着ノズル３４に吸着された吸着面８１ａとなった状態においては、部品本体８１の本体下面８１ｂ、およびリード８２のリード下面８２ａが「検査面」である。一方で、電子部品８０が上下反対に保持された状態、即ち本体下面８１ｂが吸着面となった状態においては、部品本体８１の本体上面およびリード８２のリード上面が「検査面」となる。 As shown in FIG. 3, the electronic component 80 includes a component main body 81 and leads 82 corresponding to a plurality of electrode portions. Here, the outer surface of the component body 81 and the outer surfaces of the plurality of leads 82 facing the side opposite to the mounting head 33 side (the lower side in the vertical direction) of the electronic components 80 held by the mounting head 33 are “inspection surfaces”. It is defined as That is, as shown in FIG. 3, in a state where the electronic component 80 is held by suction in an appropriate posture, that is, in a state where the upper surface of the component body 81 becomes the suction surface 81 a sucked by the suction nozzle 34. The main body lower surface 81b of the main body 81 and the lead lower surface 82a of the lead 82 are “inspection surfaces”. On the other hand, in a state where the electronic component 80 is held upside down, that is, in a state where the main body lower surface 81b is an adsorption surface, the main body upper surface of the component main body 81 and the lead upper surface of the lead 82 become “inspection surfaces”.
部品判定装置Ｄｐは、図２に示すように、測定ユニット５０と、平面算出部６３と、平坦度検査部６４と、適否判定部６５とを備える。測定ユニット５０は、電子部品８０に設定される測定点の三次元位置を測定する。本実施形態において、測定ユニット５０は、三次元座標により示される検査面の立体的な形状（以下、単に「立体形状」とも称する）を測定することによって、それぞれの測定点の三次元位置を測定する。 As shown in FIG. 2, the component determination device Dp includes a measurement unit 50, a plane calculation unit 63, a flatness inspection unit 64, and a suitability determination unit 65. The measurement unit 50 measures the three-dimensional position of the measurement point set on the electronic component 80. In the present embodiment, the measurement unit 50 measures the three-dimensional position of each measurement point by measuring the three-dimensional shape of the inspection surface indicated by the three-dimensional coordinates (hereinafter also simply referred to as “three-dimensional shape”). To do.
測定ユニット５０は、立体形状の測定に用いられる画像データを取得する２つのプロジェクタ５１，５２および測定カメラ５３と、制御装置６０の一部を構成する形状測定部６２（図２を参照）とを有する。２つのプロジェクタ５１，５２および測定カメラ５３は、部品実装機１の基台に固定される。２つのプロジェクタ５１，５２は、測定カメラ５３の光軸を中心に９０°ずれた位置に配置され、立体形状の測定対象となる対象物に予め定められたパターン光を投影する装置である。 The measurement unit 50 includes two projectors 51 and 52 and a measurement camera 53 that acquire image data used for measuring a three-dimensional shape, and a shape measurement unit 62 (see FIG. 2) that constitutes a part of the control device 60. Have. The two projectors 51 and 52 and the measurement camera 53 are fixed to the base of the component mounter 1. The two projectors 51 and 52 are devices that are arranged at positions shifted by 90 ° about the optical axis of the measurement camera 53, and project predetermined pattern light onto an object to be measured with a three-dimensional shape.
２つのプロジェクタ５１，５２の各々は、光源の光をスリットまたは透過型の液晶などにより所定のパターン光を生成し、投影レンズにより当該パターン光を対象物に投影している。本実施形態において、プロジェクタ５１，５２により投影されるパターン光は、図４に示すように、輝度が正弦波状に変化する縞状からなる。 Each of the two projectors 51 and 52 generates a predetermined pattern light from a light source using a slit or a transmissive liquid crystal, and projects the pattern light onto an object using a projection lens. In the present embodiment, the pattern light projected by the projectors 51 and 52 has a striped shape whose luminance changes in a sine wave shape, as shown in FIG.
第一のプロジェクタ５１は、例えば図４の上段に示すように、周波数Ａの周期の１／４にあたる（１／２）πずつ位相を縞状の配列方向（図４の上下方向）にシフトさせたパターン光を順次投影する。第二のプロジェクタ５２は、第一のプロジェクタ５１と同一の周波数Ａまたは異なる周波数Ｂ（図４の下段を参照）のパターン光を、（１／２）πずつ位相を縞状の配列方向にシフトさせて順次投影する。 For example, as shown in the upper part of FIG. 4, the first projector 51 shifts the phase in the stripe arrangement direction (vertical direction in FIG. 4) by (½) π corresponding to ¼ of the period of the frequency A. The pattern light is projected sequentially. The second projector 52 shifts the phase of the pattern light having the same frequency A or different frequency B (see the lower part of FIG. 4) as the first projector 51 by (1/2) π in the stripe arrangement direction. And project sequentially.
測定カメラ５３は、部品カメラ４１と同様に、撮像素子を有するデジタルカメラである。測定カメラ５３は、図３に示すように、プロジェクタ５１（５２）から規定距離Ｌｐだけパターン光の配列方向に離間して配置され、対象物に投影されたパターン光を撮像する。測定カメラ５３は、通信可能に接続された制御装置６０による制御信号に基づいて撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置６０に送出する。 Similar to the component camera 41, the measurement camera 53 is a digital camera having an image sensor. As shown in FIG. 3, the measurement camera 53 is arranged away from the projector 51 (52) by a specified distance Lp in the pattern light arrangement direction, and images the pattern light projected on the object. The measurement camera 53 performs imaging based on a control signal from the control device 60 that is communicably connected, and sends image data acquired by the imaging to the control device 60.
形状測定部６２は、測定カメラ５３の撮像により取得した複数の画像データに基づいて対象物の立体形状を測定する。本実施形態において、形状測定部６２は、図４に示される各パターン光にそれぞれ対応する複数の画像データを用いて、位相シフト法により対象物の立体形状を測定する構成としている。 The shape measuring unit 62 measures the three-dimensional shape of the object based on a plurality of image data acquired by imaging with the measurement camera 53. In the present embodiment, the shape measuring unit 62 is configured to measure the three-dimensional shape of the object by the phase shift method using a plurality of image data respectively corresponding to each pattern light shown in FIG.
上記の位相シフト法では、対象物に投影する位相の異なるパターン光については少なくとも３種類が必要とされ、１周期を４分割して（１／２）πずつシフトさせる方法が一般に多く用いられる。本実施形態では、測定対象が小さい場合、また測定対象のリードなどの凹凸が不連続となる場合などに鑑みて、測定ユニット５０は、図４に示すように、異なる周波数Ａ，Ｂからなる２組のパターン光を用いる構成を採用する。 In the above-described phase shift method, at least three types of pattern lights having different phases to be projected onto the object are required, and a method of dividing one cycle into four and shifting the cycle by (1/2) π is generally used. In the present embodiment, the measurement unit 50 includes two different frequencies A and B as shown in FIG. 4 in view of the case where the measurement target is small and the case where the unevenness of the measurement target lead is discontinuous. A configuration using a pair of pattern lights is employed.
形状測定部６２は、立体形状の測定において、先ず、各周波数Ａ，Ｂにおける４種類のパターン光に対応した画像データに基づいて画素ごとの輝度を算出する。次に、形状測定部６２は、算出された輝度に依存するパターン光の投影角度、規定距離Ｌｐ、測定カメラ５３の焦点距離に基づいて、各画素に対応する測定対象の各部位までの距離を各組についてそれぞれ算出する。そして、形状測定部６２は、各組で算出された距離の値で補間し合うことにより、対象物の各部位までの距離を算出して、結果として対象物の立体形状を測定する。 In measuring the three-dimensional shape, the shape measuring unit 62 first calculates the luminance for each pixel based on the image data corresponding to the four types of pattern light at the respective frequencies A and B. Next, the shape measuring unit 62 calculates the distance to each part of the measurement target corresponding to each pixel based on the projection angle of the pattern light depending on the calculated luminance, the specified distance Lp, and the focal length of the measurement camera 53. Calculate for each group. And the shape measurement part 62 calculates the distance to each site | part of a target object by interpolating with the value of the distance calculated by each group, and measures the solid shape of a target object as a result.
図５は、形状測定部６２により測定された電子部品８０の立体形状を可視化したものであり、各部位における輝度（図５における濃淡）により、当該部位の高さ（Ｚ座標）が示される。本実施形態において、電子部品８０には、部品本体８１に３点の測定点９１、および複数のリード８２に各１点の測定点９２が設定されている。 FIG. 5 is a visualization of the three-dimensional shape of the electronic component 80 measured by the shape measuring unit 62, and the height (Z coordinate) of the part is indicated by the luminance (shading in FIG. 5) at each part. In the present embodiment, in the electronic component 80, three measurement points 91 are set on the component main body 81, and one measurement point 92 is set on each of the plurality of leads 82.
本実施形態において、それぞれの測定点９１，９２は、電子部品８０の外形を形成する部品本体８１のエッジ部８１ｃおよびリード８２のエッジ部８２ｂから離間して設定される。より詳細には、測定点９１，９２は、それぞれのエッジ部８１ｃ，８２ｂ（図５の太実線部）により囲まれる領域の内周側に位置する。形状測定部６２は、例えば測定ユニット５０の座標系を基準として、設定された測定点９１，９２のＸＹ座標に対するＺ座標を算出して、測定点９１，９２の三次元位置を測定する。 In the present embodiment, the respective measurement points 91 and 92 are set apart from the edge portion 81 c of the component main body 81 and the edge portion 82 b of the lead 82 that form the outer shape of the electronic component 80. More specifically, the measurement points 91 and 92 are located on the inner peripheral side of the region surrounded by the respective edge portions 81c and 82b (thick solid line portions in FIG. 5). The shape measuring unit 62 calculates the Z coordinate with respect to the XY coordinates of the set measurement points 91 and 92 using, for example, the coordinate system of the measurement unit 50, and measures the three-dimensional positions of the measurement points 91 and 92.
平面算出部６３は、複数のリード８２にそれぞれ設定された測定点９２の三次元位置に基づいて基準平面８５を算出する。ここで、基準平面８５とは、電子部品８０が平面上に載置された場合に、複数のリード８２に対する当該平面の位置を示す仮想平面である。基準平面８５は、複数のリード８２のうち最下の３点により構成される平面により定義されてもよいし、全てのリード８２の測定点９２に基づいて定義されてもよい。 The plane calculation unit 63 calculates the reference plane 85 based on the three-dimensional positions of the measurement points 92 set on the plurality of leads 82, respectively. Here, the reference plane 85 is a virtual plane indicating the position of the plane with respect to the plurality of leads 82 when the electronic component 80 is placed on the plane. The reference plane 85 may be defined by a plane constituted by the lowest three points of the plurality of leads 82, or may be defined based on the measurement points 92 of all the leads 82.
本実施形態において、平面算出部６３は、電子部品８０が回路基板７０にある程度の力で押し付けて載置されることを想定して、複数のリード８２の測定点９２からノイズを除去した後に、測定点９２の三次元位置に基づく近似平面を、例えば最小自乗法を用いて算出する。平面算出部６３は、図６に示すように、算出された近似平面を基準平面８５とする。 In this embodiment, the plane calculation unit 63 assumes that the electronic component 80 is pressed and placed on the circuit board 70 with a certain amount of force, and after removing noise from the measurement points 92 of the plurality of leads 82, An approximate plane based on the three-dimensional position of the measurement point 92 is calculated using, for example, the least square method. As illustrated in FIG. 6, the plane calculation unit 63 sets the calculated approximate plane as a reference plane 85.
平坦度検査部６４は、複数のリード８２にそれぞれ設定された測定点９２と基準平面８５との各距離に基づいて、複数のリード８２の平坦度検査を行う。より詳細には、平坦度検査部６４は、図６に示すように、基準平面８５に許容値を加えた平坦度許容範囲Ｔｃに、複数のリード８２の各測定点９２が収まるか否かによって、リード８２の平坦度を検査する。リード８２の平坦度は、端子最下面の均一性とも称されるものであり、それぞれのリード８２の変形量によって評価される。平坦度検査部６４は、例えば一つのリード８２が電気的な接続が不可となる程度に変形している場合には、リード８２の平坦度が不足していると判定する。 The flatness inspection unit 64 performs the flatness inspection of the plurality of leads 82 based on the distances between the measurement points 92 and the reference plane 85 respectively set on the plurality of leads 82. More specifically, as shown in FIG. 6, the flatness inspection unit 64 determines whether or not each measurement point 92 of the plurality of leads 82 falls within the flatness tolerance range Tc obtained by adding a tolerance to the reference plane 85. The flatness of the lead 82 is inspected. The flatness of the lead 82 is also referred to as uniformity of the lowermost surface of the terminal, and is evaluated by the deformation amount of each lead 82. The flatness inspection unit 64 determines that the flatness of the lead 82 is insufficient when, for example, one lead 82 is deformed to such an extent that electrical connection is impossible.
適否判定部６５は、電子部品８０の適否を判定する。本実施形態において、適否判定部６５は、以下の判定項目（Ａ）〜（Ｃ）について順次判定を行い、全ての判定項目について適正である場合に電子部品８０が部品実装機１による実装処理に適しているものと判定する。一方で、適否判定部６５は、何れかの判定項目について不適である場合に電子部品８０が部品実装機１による実装処理に適していないものと判定する。 The suitability determination unit 65 determines the suitability of the electronic component 80. In the present embodiment, the suitability determination unit 65 sequentially determines the following determination items (A) to (C), and the electronic component 80 performs the mounting process by the component mounter 1 when all the determination items are appropriate. Judge that it is suitable. On the other hand, the suitability determination unit 65 determines that the electronic component 80 is not suitable for the mounting process by the component mounter 1 when any of the determination items is inappropriate.
第一の判定項目（Ａ）は、リード８２の高さに関するものである。適否判定部６５は、部品本体８１に設定された測定点９１と基準平面８５との距離（以下、「リード高さＨｄ」と称する）に基づいて電子部品８０の適否を判定する。具体的には、適否判定部６５は、リード高さＨｄが許容範囲に収まる場合に、第一の判定項目（Ａ）について適正と判定する。なお、リード高さＨｄは、例えば部品本体８１に設定された複数の測定点９１のうち任意の一点と基準平面８５との距離により算出される。 The first determination item (A) relates to the height of the lead 82. The suitability determination unit 65 determines the suitability of the electronic component 80 based on the distance between the measurement point 91 set on the component main body 81 and the reference plane 85 (hereinafter referred to as “lead height Hd”). Specifically, the suitability determination unit 65 determines that the first determination item (A) is appropriate when the lead height Hd is within the allowable range. The lead height Hd is calculated from the distance between an arbitrary one of the plurality of measurement points 91 set on the component main body 81 and the reference plane 85, for example.
ここで、例えば複数のリード８２が均一に湾曲して全体が平坦度許容範囲Ｔｃに収まる電子部品８０や、形状自体が正常であるが上下反対に保持された電子部品８０は、部品本体８１との位置関係によらず判定される平坦度検査においては、リード８２の平坦度が満たされていると判定されることがある。これに対して、第一の判定項目（Ａ）によると、電子部品８０は、部品本体８１が回路基板７０の上面に過度に接近または接触するような実装処理に不適な電子部品であると判定されて検出される。これにより、上記のようなリード８２の変形状態、および電子部品８０の保持状態に対応した電子部品８０の良否判定が可能となる。 Here, for example, an electronic component 80 in which a plurality of leads 82 are uniformly bent and the whole is within the flatness tolerance Tc, or an electronic component 80 having a normal shape but held upside down is referred to as a component main body 81. In the flatness inspection determined regardless of the positional relationship, it may be determined that the flatness of the lead 82 is satisfied. On the other hand, according to the first determination item (A), the electronic component 80 is determined to be an electronic component unsuitable for the mounting process in which the component main body 81 excessively approaches or contacts the upper surface of the circuit board 70. Detected. As a result, it is possible to determine whether the electronic component 80 is good or bad corresponding to the deformation state of the lead 82 and the holding state of the electronic component 80 as described above.
第二の判定項目（Ｂ）は、リード８２の平坦度に関するものである。適否判定部６５は、平坦度検査部６４による平坦度検査の検査結果に基づいて電子部品８０の適否を判定する。なお、本実施形態における平坦度検査は、上述したように、複数のリード８２にそれぞれ設定された測定点９２の三次元位置に基づいて算出された基準平面８５を用いる。そのため、例えば電子部品８０の側方視によりリード８２のＺ軸方向の位置を比較する平坦度検査と比較すると、実際の回路基板７０への実装状態に近く、より高精度な平坦度検査が可能となる。 The second determination item (B) relates to the flatness of the lead 82. The suitability determination unit 65 determines the suitability of the electronic component 80 based on the inspection result of the flatness inspection by the flatness inspection unit 64. Note that the flatness inspection in the present embodiment uses the reference plane 85 calculated based on the three-dimensional positions of the measurement points 92 set on the plurality of leads 82 as described above. Therefore, for example, when compared with the flatness inspection in which the position of the lead 82 in the Z-axis direction is compared with the side view of the electronic component 80, it is close to the actual mounting state on the circuit board 70, and more accurate flatness inspection is possible. It becomes.
第三の判定項目（Ｃ）は、電子部品８０の部品本体８１と基準平面８５との角度に関するものである。適否判定部６５は、検査面を構成する部品本体８１の外面が基準平面８５とのなす角度（以下、「傾斜角度Ａｎ」と称する）を部品本体８１に設定された測定点９１の三次元位置に基づいて算出し、算出された当該傾斜角度Ａｎに基づいて電子部品８０の適否を判定する。 The third determination item (C) relates to the angle between the component main body 81 of the electronic component 80 and the reference plane 85. The suitability determination unit 65 is a three-dimensional position of the measurement point 91 set in the component main body 81 at an angle formed by the outer surface of the component main body 81 constituting the inspection surface and the reference plane 85 (hereinafter referred to as “inclination angle An”). And the suitability of the electronic component 80 is determined based on the calculated inclination angle An.
ここで、例えば部品本体８１の中央から偏った位置に荷重が加えられるなどの要因によって、複数のリード８２のそれぞれの変形量が一定の割合で変化する場合には、当該電子部品８０は、リード８２の平坦度が満たされ、且つ部品本体８１に設定された測定点９１の位置によってはリード高さＨｄが適正であると判定されることがある。これに対して、第三の判定項目（Ｃ）によると、上記のような電子部品８０は、部品本体８１の一部が回路基板７０の上面に過度に接近または接触するような実装処理に不適な電子部品であると判定されて検出される。 Here, when the deformation amount of each of the plurality of leads 82 changes at a constant rate due to factors such as a load being applied to a position deviated from the center of the component body 81, the electronic component 80 is The lead height Hd may be determined to be appropriate depending on the position of the measurement point 91 set in the component main body 81 while the flatness of 82 is satisfied. On the other hand, according to the third determination item (C), the electronic component 80 as described above is not suitable for a mounting process in which a part of the component main body 81 excessively approaches or contacts the upper surface of the circuit board 70. The electronic component is determined and detected.
（部品実装機１による実装処理）
部品実装機１による電子部品８０の実装処理において、実装制御部６１は、先ず装着ヘッド３３が複数支持する吸着ノズル３４に電子部品８０を順次吸着させて、電子部品８０を保持する吸着処理（ステップ１０（以下、「ステップ」を「Ｓ」と表記する））を実行する。次に、制御装置６０は、部品移載装置３０の動作により装着ヘッド３３を部品カメラ４１の上方に移動させて、吸着された複数の電子部品８０を撮像する撮像処理（Ｓ２０）を実行する。
(Mounting process by component mounter 1)
In the mounting process of the electronic component 80 by the component mounting machine 1, the mounting control unit 61 first sucks the electronic component 80 sequentially onto the suction nozzles 34 supported by the mounting head 33 and holds the electronic component 80 (step). 10 (hereinafter, “step” is expressed as “S”)). Next, the control device 60 moves the mounting head 33 above the component camera 41 by the operation of the component transfer device 30, and executes an imaging process (S20) for imaging the plurality of sucked electronic components 80.
部品判定装置Ｄｐは、複数の吸着ノズル３４に保持された電子部品８０を対象として適否判定処理を実行する（Ｓ３０）。この適否判定処理は、複数の吸着ノズル３４に保持された電子部品８０に、リード部品などの適否判定を要する電子部品が含まれている場合にのみ実行するようにしてもよい。制御装置６０は、適否判定処理における判定結果に基づいて、不適部品の有無を判定する（Ｓ４０）。適否判定処理において、回復処理の要請が送出された場合には不適部品があったものとして（Ｓ４０：Ｙｅｓ）、制御装置６０は、回復処理を実行する（Ｓ５０）。 The component determination device Dp executes suitability determination processing for the electronic component 80 held by the plurality of suction nozzles 34 (S30). This suitability determination process may be executed only when the electronic components 80 held by the plurality of suction nozzles 34 include electronic components that require suitability determination, such as lead components. The control device 60 determines the presence / absence of an unsuitable part based on the determination result in the suitability determination process (S40). In the suitability determination process, if a request for the recovery process is sent, it is assumed that there is an unsuitable part (S40: Yes), and the control device 60 executes the recovery process (S50).
上記の回復処理には、実装処理に不適と判定された電子部品８０の修正または廃棄、必要な電子部品８０の再度の吸着、再度の適否判定処理などが含まれる。当該回復処理を実行した後に、または適否判定処理において不適部品がないものと判定された場合（Ｓ４０：Ｎｏ）、実装制御部６１は、電子部品８０を回路基板７０に順次装着する装着処理（Ｓ６０）を実行する。そして、実装制御部６１は、制御プログラムに基づいて、全ての電子部品８０の装着処理が終了したか否かを判定する（Ｓ７０）。制御装置６０は、装着処理が終了するまで上記処理（Ｓ１０〜Ｓ６０）を繰り返し実行する。 The recovery process includes correction or disposal of the electronic component 80 determined to be unsuitable for the mounting process, re-adsorption of the necessary electronic component 80, re-appropriate determination process, and the like. After executing the recovery process, or when it is determined that there is no unsuitable part in the suitability determination process (S40: No), the mounting control unit 61 sequentially mounts the electronic components 80 on the circuit board 70 (S60). ). And the mounting control part 61 determines whether the mounting process of all the electronic components 80 was complete | finished based on a control program (S70). The control device 60 repeatedly executes the above processes (S10 to S60) until the mounting process is completed.
また、部品実装機１による実装処理において、実装精度の向上を図るために、実装制御部６１は、吸着ノズル３４による電子部品８０の吸着状態に対応して吸着ノズル３４の移動を制御する。そのため、実装制御部６１は、撮像処理（Ｓ２０）により取得された制御装置６０において画像処理して、吸着ノズル３４による電子部品８０の吸着状態を認識するようにしている。 Further, in the mounting process by the component mounting machine 1, the mounting control unit 61 controls the movement of the suction nozzle 34 in accordance with the suction state of the electronic component 80 by the suction nozzle 34 in order to improve the mounting accuracy. Therefore, the mounting control unit 61 recognizes the suction state of the electronic component 80 by the suction nozzle 34 by performing image processing in the control device 60 acquired by the imaging process (S20).
（部品判定装置Ｄｐによる適否判定処理）
上記の適否判定処理（Ｓ３０）において、部品判定装置Ｄｐは、先ず測定カメラ５３による撮像処理を実行する（Ｓ３１）。詳細には、部品判定装置Ｄｐは、図３に示すように、部品移載装置３０の動作により吸着ノズル３４により保持された電子部品８０を測定カメラ５３の上方に移動させる。このとき、部品判定装置Ｄｐは、先に実行されている部品カメラ４１による撮像処理（Ｓ２０）により取得された画像データに基づいて、測定カメラ５３に対する電子部品８０の姿勢を調整する。
(Adequacy determination processing by the component determination device Dp)
In the suitability determination process (S30), the component determination apparatus Dp first executes an imaging process by the measurement camera 53 (S31). Specifically, as shown in FIG. 3, the component determination device Dp moves the electronic component 80 held by the suction nozzle 34 above the measurement camera 53 by the operation of the component transfer device 30. At this time, the component determination apparatus Dp adjusts the attitude of the electronic component 80 with respect to the measurement camera 53 based on the image data acquired by the imaging process (S20) performed by the component camera 41 previously executed.
そして、部品判定装置Ｄｐは、２つのプロジェクタ５１，５２によるパターン光の投影と、測定カメラ５３による撮像とを交互に繰り返すことにより、撮像処理（Ｓ３１）を実行する。次に、形状測定部６２は、撮像処理（Ｓ３１）により取得された画像データを用いて、三次元座標により示される電子部品８０の検査面の立体的な形状の測定処理を実行する（Ｓ３２）。 Then, the component determination apparatus Dp executes the imaging process (S31) by alternately repeating the projection of the pattern light by the two projectors 51 and 52 and the imaging by the measurement camera 53. Next, the shape measuring unit 62 performs measurement processing of the three-dimensional shape of the inspection surface of the electronic component 80 indicated by the three-dimensional coordinates using the image data acquired by the imaging processing (S31) (S32). .
より詳細には、形状測定部６２は、電子部品８０に対する縞状の配列方向の異なる２組計８枚の画像データを用いて、位相シフト法により各組で部品の各部位（画素に対応する）までの距離を算出する。そして、形状測定部６２は、算出された部品の各部位までの距離に基づいて、三次元座標により示される検査面の形状を取得する（図５を参照）。これにより、部品判定装置Ｄｐは、部品本体８１の測定点９１の三次元位置、および複数のリード８２のそれぞれの測定点９２の三次元位置を取得する。このとき、部品判定装置Ｄｐは、取得した検査面の形状に基づいて、リード８２の変形量に対応して測定点９２の位置ずれを調整する。これにより、部品判定装置Ｄｐは、リード８２の変形により変位した測定点９２の三次元位置を取得する。 More specifically, the shape measuring unit 62 uses the image data of two sets having different stripe arrangement directions with respect to the electronic component 80 in total, and each part (corresponding to a pixel) of each component in each set by the phase shift method. ) Is calculated. Then, the shape measuring unit 62 acquires the shape of the inspection surface indicated by the three-dimensional coordinates based on the calculated distances to the respective parts (see FIG. 5). Thereby, the component determination apparatus Dp acquires the three-dimensional position of the measurement point 91 of the component main body 81 and the three-dimensional position of each measurement point 92 of the plurality of leads 82. At this time, the component determination apparatus Dp adjusts the positional deviation of the measurement point 92 corresponding to the deformation amount of the lead 82 based on the acquired shape of the inspection surface. Thereby, the component determination apparatus Dp acquires the three-dimensional position of the measurement point 92 displaced by the deformation of the lead 82.
続いて、平面算出部６３は、複数のリード８２のそれぞれの測定点９２の三次元位置に基づいて基準平面８５を算出する（Ｓ３３）。適否判定部６５は、第一の判定項目（Ａ）として、基準平面８５と部品本体８１に設定された測定点９１とを用いて、リード高さＨｄが許容範囲に収まる否かにより電子部品８０の適否を判定する（Ｓ３４）。リード高さＨｄが許容範囲に収まらない場合には（Ｓ３４：Ｎｏ）、適否判定部６５は、制御装置６０に対して回復処理を要請して（Ｓ３９）、当該電子部品８０に係る適否判定処理を終了する。 Subsequently, the plane calculation unit 63 calculates the reference plane 85 based on the three-dimensional position of each measurement point 92 of the plurality of leads 82 (S33). The suitability determination unit 65 uses the reference plane 85 and the measurement point 91 set on the component main body 81 as the first determination item (A), and determines whether or not the lead height Hd falls within the allowable range. (S34). When the lead height Hd is not within the allowable range (S34: No), the suitability determination unit 65 requests the control device 60 to perform a recovery process (S39), and the suitability determination process according to the electronic component 80 is performed. Exit.
一方で、リード高さＨｄが許容範囲に収まる場合には（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、平坦度検査部６４は、複数のリード８２を対象とする平坦度検査処理を実行する（Ｓ３５）。平坦度検査処理においては、全てのリード８２のそれぞれに設定された測定点９２の三次元位置が平坦度許容範囲Ｔｃに収まる否かによって、リード８２の平坦度が検査される。適否判定部６５は、第二の判定項目（Ｂ）として、平坦度検査の検査結果に基づいて電子部品８０の適否を判定する（Ｓ３６）。 On the other hand, when the lead height Hd falls within the allowable range (S34: Yes), the flatness inspection unit 64 executes flatness inspection processing for a plurality of leads 82 (S35). In the flatness inspection process, the flatness of the lead 82 is inspected depending on whether or not the three-dimensional position of the measurement point 92 set for each of all the leads 82 falls within the flatness tolerance range Tc. The suitability determination unit 65 determines the suitability of the electronic component 80 based on the inspection result of the flatness inspection as the second determination item (B) (S36).
リード８２の平坦度が不足していると判定された場合には（Ｓ３６：Ｎｏ）、適否判定部６５は、制御装置６０に対して回復処理を要請して（Ｓ３９）、当該電子部品８０に係る適否判定処理を終了する。一方で、リード８２の平坦度が満たされている場合には（Ｓ３６：Ｙｅｓ）、適否判定部６５は、電子部品８０の部品本体８１と基準平面８５との傾斜角度Ａｎを算出する（Ｓ３７）。そして、適否判定部６５は、第三の判定項目（Ｃ）として、算出された傾斜角度Ａｎが許容角度範囲に収まるか否かによって、電子部品８０の適否を判定する（Ｓ３８）。 When it is determined that the flatness of the lead 82 is insufficient (S36: No), the suitability determination unit 65 requests the control device 60 to perform a recovery process (S39), and the electronic component 80 is instructed. The suitability determination process is terminated. On the other hand, when the flatness of the lead 82 is satisfied (S36: Yes), the suitability determination unit 65 calculates the inclination angle An between the component main body 81 of the electronic component 80 and the reference plane 85 (S37). . Then, the suitability determination unit 65 determines the suitability of the electronic component 80 as a third determination item (C) based on whether or not the calculated inclination angle An falls within the allowable angle range (S38).
傾斜角度Ａｎが許容角度範囲に収まらない場合には（Ｓ３８：Ｎｏ）、適否判定部６５は、制御装置６０に対して回復処理を要請して（Ｓ３９）、当該電子部品８０に係る適否判定処理を終了する。一方で、傾斜角度Ａｎが許容角度範囲に収まる場合には（Ｓ３８：Ｙｅｓ）、適否判定部６５は、回復処理の要請をすることなく適否判定処理を終了する。なお、部品移載装置３０の複数の吸着ノズル３４によって適否判定処理を要する電子部品８０が複数保持されている場合には、部品判定装置Ｄｐは、保持される電子部品８０の数量だけ上記の適否判定処理（Ｓ３０）を繰り返す。 When the inclination angle An does not fall within the allowable angle range (S38: No), the suitability determination unit 65 requests the control device 60 for a recovery process (S39), and the suitability determination process according to the electronic component 80 is performed. Exit. On the other hand, when the inclination angle An falls within the allowable angle range (S38: Yes), the suitability determination unit 65 ends the suitability determination process without requesting the recovery process. When a plurality of electronic components 80 that require suitability determination processing are held by the plurality of suction nozzles 34 of the component transfer device 30, the component determination device Dp performs the above-described suitability as many as the number of electronic components 80 held. The determination process (S30) is repeated.
（実施形態の構成による効果）
実施形態において、部品判定装置Ｄｐは、部品本体８１および複数の電極部（リード８２）を有する電子部品８０が保持装置（装着ヘッド３３）に保持された状態において当該電子部品８０の適否を判定する。保持された電子部品８０のうち保持装置（装着ヘッド３３）側とは反対側を向いた部品本体８１の外面および複数の電極部（リード８２）の外面を検査面と定義する。
部品判定装置Ｄｐは、部品本体８１に設定された測定点９１の三次元位置、および複数の電極部（リード８２）にそれぞれ設定された測定点９２の三次元位置を測定する測定ユニット５０と、電子部品８０が平面上に載置された場合に複数の電極部（リード８２）に対する平面の位置を示す基準平面８５を、複数の電極部（リード８２）にそれぞれ設定された測定点９２の三次元位置に基づいて算出する平面算出部６３と、部品本体８１に設定された測定点９１と基準平面８５との距離（リード高さＨｄ）に基づいて電子部品８０の適否を判定する適否判定部６５と、を備える。
(Effects of the configuration of the embodiment)
In the embodiment, the component determination apparatus Dp determines whether or not the electronic component 80 is suitable in a state where the electronic component 80 having the component main body 81 and the plurality of electrode portions (leads 82) is held by the holding device (mounting head 33). . The outer surface of the component main body 81 and the outer surface of the plurality of electrode portions (leads 82) facing the holding device (mounting head 33) side of the held electronic component 80 are defined as inspection surfaces.
The component determination apparatus Dp includes a measurement unit 50 that measures the three-dimensional position of the measurement point 91 set on the component main body 81 and the three-dimensional position of the measurement point 92 set on each of the plurality of electrode portions (leads 82). When the electronic component 80 is placed on a plane, the reference plane 85 indicating the position of the plane with respect to the plurality of electrode portions (leads 82) is set to the tertiary of the measurement points 92 set on the plurality of electrode portions (leads 82). A plane calculation unit 63 that calculates based on the original position, and a suitability determination unit that determines the suitability of the electronic component 80 based on the distance (lead height Hd) between the measurement point 91 set on the component main body 81 and the reference plane 85. 65.
このような構成によると、電子部品８０の適否検査は、吸着面８１ａとは反対側に位置する検査面（本実施形態においては、本体下面８１ｂ、リード下面８２ａ）を対象として行われる。適否検査に用いられる基準平面８５は、電子部品８０が平面上に載置されたと仮定した場合の仮想的な載置台上面に相当する。この基準平面８５が複数のリード８２にそれぞれ設定された測定点９２の三次元位置に基づいて算出されることから、より適切な基準平面８５を定めることが可能となり、複数のリード８２の種々の変形状態を適否検査に反映させることができる。 According to such a configuration, the suitability inspection of the electronic component 80 is performed on the inspection surface (in this embodiment, the main body lower surface 81b and the lead lower surface 82a) located on the opposite side to the suction surface 81a. The reference plane 85 used for the suitability inspection corresponds to a virtual placement table upper surface when it is assumed that the electronic component 80 is placed on the plane. Since the reference plane 85 is calculated based on the three-dimensional positions of the measurement points 92 set on the plurality of leads 82, a more appropriate reference plane 85 can be determined. The deformation state can be reflected in the suitability inspection.
さらに、当該基準平面８５に対する部品本体８１に設定された測定点９１の距離（リード高さＨｄ）が適否検査（Ｓ３４）に用いられる。当該リード高さＨｄが電子部品８０の保持状態によって変動することから、電子部品８０の保持状態を適否判定に反映させることができる。これにより、リード８２の種々の変形状態に対応して、電子部品８０の良否判定の精度を向上できる。 Furthermore, the distance (lead height Hd) of the measurement point 91 set on the component main body 81 with respect to the reference plane 85 is used for the suitability inspection (S34). Since the lead height Hd varies depending on the holding state of the electronic component 80, the holding state of the electronic component 80 can be reflected in the suitability determination. Thereby, the accuracy of the quality determination of the electronic component 80 can be improved corresponding to various deformation states of the lead 82.
また、部品判定装置Ｄｐは、複数の電極部（リード８２）にそれぞれ設定された測定点９２と基準平面８５との各距離に基づいて、複数の電極部（リード８２）の平坦度検査（Ｓ３５）を行う平坦度検査部６４をさらに備える。適否判定部６５は、平坦度検査（Ｓ３５）の検査結果に基づいて電子部品８０の適否を判定する（Ｓ３６）。 In addition, the component determination apparatus Dp checks the flatness of the plurality of electrode portions (leads 82) based on the distances between the measurement points 92 and the reference plane 85 respectively set on the plurality of electrode portions (leads 82) (S35). ) Is further provided. The suitability determination unit 65 determines the suitability of the electronic component 80 based on the inspection result of the flatness inspection (S35) (S36).
このような構成によると、平坦度検査（Ｓ３５）において基準平面８５が用いられる。これにより、仮想的な載置台上面に相当する基準平面８５に基づいて平坦度検査（Ｓ３５）が行われるので、当該平坦度検査（Ｓ３５）の精度を向上できる。また、当該平坦度検査（Ｓ３５）の検査結果を電子部品８０の適否判定（Ｓ３６）に用いることによって、当該適否判定の精度をさらに向上できる。 According to such a configuration, the reference plane 85 is used in the flatness inspection (S35). Thereby, since the flatness inspection (S35) is performed based on the reference plane 85 corresponding to the virtual placement table upper surface, the accuracy of the flatness inspection (S35) can be improved. Moreover, the accuracy of the suitability determination can be further improved by using the inspection result of the flatness test (S35) for the suitability determination (S36) of the electronic component 80.
また、適否判定部６５は、検査面を構成する部品本体８１の外面が基準平面８５に対してなす角度（傾斜角度Ａｎ）を部品本体８１に設定された測定点９１の三次元位置に基づいて算出し（Ｓ３７）、算出された当該角度（傾斜角度Ａｎ）に基づいて電子部品８０の適否を判定する（Ｓ３８）。 In addition, the suitability determination unit 65 is based on the three-dimensional position of the measurement point 91 set in the component main body 81 with an angle (inclination angle An) formed by the outer surface of the component main body 81 constituting the inspection surface with respect to the reference plane 85. Calculation is performed (S37), and the suitability of the electronic component 80 is determined based on the calculated angle (inclination angle An) (S38).
このような構成によると、算出された角度（傾斜角度Ａｎ）は、電子部品８０が平面上に載置されたと仮定した場合の載置台に対して部品本体８１がなす角度（傾斜角度Ａｎ）に相当する。当該角度（傾斜角度Ａｎ）に基づく検査結果を電子部品８０の適否判定に用いることによって、部品本体８１の一部が回路基板７０の上面に過度に接近または接触するような実装処理に不適な電子部品を検出できる。よって、適否判定の精度をさらに向上できる。 According to such a configuration, the calculated angle (inclination angle An) is an angle (inclination angle An) formed by the component main body 81 with respect to the mounting table when it is assumed that the electronic component 80 is mounted on a plane. Equivalent to. By using the inspection result based on the angle (inclination angle An) for determining whether or not the electronic component 80 is appropriate, an electronic component that is unsuitable for a mounting process in which a part of the component body 81 excessively approaches or contacts the upper surface of the circuit board 70. Parts can be detected. Therefore, the accuracy of the suitability determination can be further improved.
また、測定点９１，９２は、電子部品８０の外形を形成する部品本体８１のエッジ部８１ｃおよび電極部（リード８２）のエッジ部８２ｂから離間して設定される。
このような構成によると、測定点９１，９２は、検査面（本実施形態においては、本体下面８１ｂ、リード下面８２ａ）においてエッジ部８１ｃ，８２ｂを除いた任意の位置に設定される。当該位置は、何れかの方向から電子部品８０を見た場合に、外形を形成しない部位である。よって、上記構成は、二次元形状として電子部品８０を画像処理して外観検査を行う構成と比較すると、適否検査に好適な部位を選択可能であり、当該適否判定の精度を向上できる。
Further, the measurement points 91 and 92 are set apart from the edge portion 81 c of the component main body 81 that forms the outer shape of the electronic component 80 and the edge portion 82 b of the electrode portion (lead 82).
According to such a configuration, the measurement points 91 and 92 are set at arbitrary positions excluding the edge portions 81c and 82b on the inspection surface (in the present embodiment, the main body lower surface 81b and the lead lower surface 82a). The said position is a site | part which does not form an external shape, when the electronic component 80 is seen from either direction. Therefore, compared with the configuration in which the electronic component 80 is image-processed as a two-dimensional shape and the appearance inspection is performed, the above configuration can select a portion suitable for the suitability inspection, and the accuracy of the suitability determination can be improved.
また、測定ユニット５０は、三次元座標により示される検査面の形状を測定することによって、それぞれの測定点９１，９２の三次元位置を測定する。
このような構成によると、測定点９１，９２を検査面（本実施形態においては、本体下面８１ｂ、リード下面８２ａ）の任意の位置に設定することが可能であり、測定点９１，９２の設定自由度が高い。また、必要な検査精度に応じて測定点９１，９２の増減が可能であるため、多様な検査に対応できる。また、検査面の立体的な形状を認識できるので、設定された測定点９１，９２について、例えば電極部（リード８２）の変形に対応して動的に測定点９１，９２を移動させるなどの対応が可能となる。
Further, the measurement unit 50 measures the three-dimensional positions of the respective measurement points 91 and 92 by measuring the shape of the inspection surface indicated by the three-dimensional coordinates.
According to such a configuration, the measurement points 91 and 92 can be set at arbitrary positions on the inspection surface (in this embodiment, the main body lower surface 81b and the lead lower surface 82a), and the measurement points 91 and 92 are set. High degree of freedom. In addition, since the measurement points 91 and 92 can be increased or decreased according to the required inspection accuracy, various inspections can be handled. Further, since the three-dimensional shape of the inspection surface can be recognized, the measurement points 91 and 92 are dynamically moved in accordance with the deformation of the electrode part (lead 82), for example, with respect to the set measurement points 91 and 92. Correspondence becomes possible.
また、部品実装機１は、部品判定装置Ｄｐと、部品判定装置Ｄｐによる電子部品８０の適否の判定結果に基づいて、回路基板に電子部品８０を実装する実装処理を制御する制御装置と、を備える。
このような構成によると、装着処理（Ｓ６０）の前段階において電子部品８０に不良がないか否か、電子部品８０の保持状態に異常がないか否かを含む適否判定を行うことができるので、不要な装着処理（Ｓ６０）の実行を抑制できる。これにより、不良基板の生産を防止することができるので、部品実装機１への部品判定装置Ｄｐの適応は特に有用である。
Further, the component mounting machine 1 includes a component determination device Dp and a control device that controls a mounting process for mounting the electronic component 80 on the circuit board based on the determination result of the suitability of the electronic component 80 by the component determination device Dp. Prepare.
According to such a configuration, it is possible to perform suitability determination including whether or not the electronic component 80 is defective in the previous stage of the mounting process (S60) and whether or not the holding state of the electronic component 80 is normal. Unnecessary mounting processing (S60) can be suppressed. As a result, production of defective substrates can be prevented, so that the application of the component determination device Dp to the component mounter 1 is particularly useful.
＜実施形態の変形態様＞
実施形態において、電子部品８０には、部品本体８１に３点の測定点９１、および複数のリード８２に各１点の測定点９２が設定されるものとした。これに対して、測定点９１，９２の数量や位置は、任意に設定することが可能である。例えば、複数のリード８２に各２点の測定点９２が設定される構成としてもよい。これにより、リード８２の根元部から先端部にかけての湾曲状態などをより正確に認識することができる。
<Modification of Embodiment>
In the embodiment, in the electronic component 80, three measurement points 91 are set on the component main body 81, and one measurement point 92 is set on each of the plurality of leads 82. On the other hand, the quantity and position of the measurement points 91 and 92 can be arbitrarily set. For example, a configuration may be adopted in which two measurement points 92 are set on each of the plurality of leads 82. Thereby, it is possible to more accurately recognize the curved state from the root portion of the lead 82 to the tip portion.
また、本実施形態においては、部品実装機１の測定ユニット５０は、２つのプロジェクタ５１，５２と測定カメラ５３を用いた能動型測定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測定するものとした。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、測定ユニット５０は、これらの方法を用いた構成としてもよい。 In the present embodiment, the measurement unit 50 of the component mounting machine 1 changes the three-dimensional shape of the object by the phase shift method among the active measurement active stereo methods using the two projectors 51 and 52 and the measurement camera 53. Measured. As the active stereo method, in addition to the phase shift method, a spot light projection method, a slit light projection method, an exchange coding method, and the like are known, and the measurement unit 50 may be configured using these methods.
何れのアクティブステレオ法においても、部品に異なる複数のパターン光をそれぞれ投影した状態で撮像して取得された画像データが用いられる。具体的には、位相シフト法では上述のようにパターン光の位相が異なり、空間コード化法ではパターン光の明暗のピッチが異なり、スポット光投影法およびスリット光投影法では対象物に対するパターン光の投影位置が異なる。そのため、本実施形態で例示したように、異なるパターン光を別々のプロジェクタから投影する構成についても同様に適用することが可能である。 In any active stereo method, image data acquired by imaging in a state in which a plurality of different pattern lights are respectively projected onto the component is used. Specifically, in the phase shift method, the phase of the pattern light is different as described above, in the spatial coding method, the pitch of the pattern light is different, and in the spot light projection method and the slit light projection method, the pattern light with respect to the object is different. Projection position is different. Therefore, as exemplified in the present embodiment, the present invention can be similarly applied to a configuration in which different pattern lights are projected from different projectors.
また、測定ユニット５０は、アクティブステレオ法を用いて検査面の立体的な形状を測定する他に、レーザー光などを用いて測定点９１，９２における高さ（Ｚ座標）を測定するようにしてもよい。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。但し、検査面の立体的な形状に基づいて測定点９２の位置ずれを調整し、また多様な測定点９１，９２の設定に対応するという観点からは、実施形態において例示した構成（検査面の立体的な形状の取得により測定点の三次元位置を取得する構成）が好適である。 In addition to measuring the three-dimensional shape of the inspection surface using the active stereo method, the measurement unit 50 measures the height (Z coordinate) at the measurement points 91 and 92 using laser light or the like. Also good. Even in such a configuration, the same effects as in the embodiment can be obtained. However, from the viewpoint of adjusting the displacement of the measurement point 92 based on the three-dimensional shape of the inspection surface and corresponding to the setting of various measurement points 91 and 92, the configuration (inspection surface of the inspection surface) is exemplified. A configuration in which the three-dimensional position of the measurement point is acquired by acquiring a three-dimensional shape is preferable.
また、本実施形態では、電子部品を保持する保持装置は、吸着により電子部品を保持する装着ヘッド３３である。これに対して、保持装置としては、チャックにより電子部品を把持により保持する構成を採用し得る。また、本実施形態では、部品判定装置Ｄｐが部品実装機１を構成する場合を例示して説明した。その他に、部品判定装置Ｄｐは、部品実装機１の機外において電子部品８０を検査する装置として適用され得る。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。 In the present embodiment, the holding device that holds the electronic component is the mounting head 33 that holds the electronic component by suction. On the other hand, as a holding device, the structure which hold | maintains an electronic component with a chuck | zipper by gripping can be employ | adopted. Moreover, in this embodiment, the case where the component determination apparatus Dp comprised the component mounting machine 1 was illustrated and demonstrated. In addition, the component determination device Dp can be applied as a device for inspecting the electronic component 80 outside the component mounter 1. Even in such a configuration, the same effects as in the embodiment can be obtained.
１：部品実装機
３０：部品移載装置、 ３３：装着ヘッド（保持装置）
５０：測定ユニット、 ５１，５２：プロジェクタ、 ５３：測定カメラ
６０：制御装置
６２：形状測定部、 ６３：平面算出部、 ６４：平坦度検査部
６５：適否判定部
７０：回路基板
８０：電子部品
８１：部品本体
８１ａ：吸着面、 ８１ｂ：本体下面（検査面）、 ８１ｃ：エッジ部
８２：リード（電極部）
８２ａ：リード下面（検査面）、 ８２ｂ：エッジ部
８５：基準平面
９１：（本体側の）測定点、 ９２：（リード側の）測定点
Ｄｐ：部品判定装置、 Ｈｄ：リード高さ、 Ｔｃ：平坦度許容範囲
Ａｎ：傾斜角度、 Ｌｐ：規定距離
1: Component mounter 30: Component transfer device 33: Mounting head (holding device)
50: Measurement unit 51, 52: Projector 53: Measurement camera 60: Control device 62: Shape measurement unit 63: Plane calculation unit 64: Flatness inspection unit 65: Appropriateness determination unit 70: Circuit board 80: Electronic component 81: component main body 81a: suction surface, 81b: lower surface of main body (inspection surface), 81c: edge portion 82: lead (electrode portion)
82a: Lead lower surface (inspection surface), 82b: Edge portion 85: Reference plane 91: Measurement point (on the main body side), 92: Measurement point (on the lead side) Dp: Component determination device, Hd: Lead height, Tc: Flatness tolerance An: Inclination angle Lp: Specified distance
Claims (6)
保持された前記電子部品のうち前記保持装置側とは反対側を向いた前記部品本体の外面および前記複数の電極部の外面を検査面と定義し、
前記部品本体に設定された測定点の三次元位置、および前記複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の三次元位置を測定する測定ユニットと、
前記電子部品が平面上に載置された場合に前記複数の電極部に対する前記平面の位置を示す基準平面を、前記複数の電極部にそれぞれ設定された前記測定点の前記三次元位置に基づいて算出する平面算出部と、
前記部品本体に設定された前記測定点と前記基準平面との距離に基づいて前記電子部品の適否を判定する適否判定部と、
を備える部品判定装置。 A component determination device that determines the suitability of the electronic component in a state where the electronic component having a component main body and a plurality of electrode portions is held by the holding device,
The outer surface of the component main body and the outer surface of the plurality of electrode portions facing the side opposite to the holding device side among the held electronic components are defined as inspection surfaces,
A measurement unit for measuring the three-dimensional position of the measurement point set in the component body, and the three-dimensional position of the measurement point set in each of the plurality of electrode parts;
When the electronic component is placed on a plane, a reference plane indicating the position of the plane with respect to the plurality of electrode portions is based on the three-dimensional position of the measurement point set in each of the plurality of electrode portions. A plane calculation unit for calculating;
A suitability determination unit that determines the suitability of the electronic component based on a distance between the measurement point set in the component body and the reference plane;
A component determination apparatus comprising:
前記適否判定部は、平坦度検査の検査結果に基づいて前記電子部品の適否を判定する、請求項１に記載の部品判定装置。 A flatness inspection unit that performs a flatness inspection of the plurality of electrode units based on the distances between the measurement points set in the plurality of electrode units and the reference plane;
The component determination apparatus according to claim 1, wherein the suitability determination unit determines suitability of the electronic component based on an inspection result of a flatness inspection.
前記部品判定装置による前記電子部品の適否の判定結果に基づいて、回路基板に前記電子部品を実装する実装処理を制御する制御装置と、
を備える部品実装機。 The component determination device according to any one of claims 1 to 5,
Based on the determination result of the suitability of the electronic component by the component determination device, a control device that controls a mounting process for mounting the electronic component on a circuit board;
A component mounting machine.
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