JP6531278B2 - Electronic component mounting device - Google Patents

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本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置に関するものである。   The present invention relates to an electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component on a substrate.

電子部品を基板に実装する電子部品実装装置においては、部品供給部から電子部品を実装ヘッドによって取り出して基板へ移送搭載する部品実装動作が反復して行われる。この部品実装動作においては、実装ヘッドや吸着ノズル、実装ヘッドを移動させる移動ビームなどの部品実装機構が経時的な熱変動等によって変形することに起因して、部品実装精度に誤差が生じる。このような部品実装機構の経時的な変形による実装精度の誤差を補正する方策として、部品供給部から取り出した電子部品を保持した状態の実装ヘッドを固定配置された部品認識カメラによって撮像して位置認識して経時的な変形状態を補正することが知られている(特許文献1参照)。この特許文献例に示す先行技術では、実装ヘッドの一部に高さ位置が部品認識カメラの焦点深度内に収まるように配置された認識マークを実装ヘッドに保持された電子部品と同時に撮像して取得された画像を認識処理することにより検出された認識マークの位置ずれに基づいて、実装ヘッドの移動誤差や経時変形による誤差を部品実装動作毎に補正するようにしている。   In the electronic component mounting apparatus which mounts an electronic component on a board | substrate, the component mounting operation | movement which takes out an electronic component from a component supply part by a mounting head, carries out transfer mounting on a board | substrate is performed repeatedly. In this component mounting operation, an error occurs in component mounting accuracy due to deformation of a component mounting mechanism such as a mounting head, a suction nozzle, or a moving beam for moving the mounting head due to thermal fluctuation over time. As a measure to correct the error of the mounting accuracy due to the temporal deformation of such a component mounting mechanism, the mounting head in a state of holding the electronic component taken out from the component supply unit is imaged by a component recognition camera fixedly arranged It is known to recognize and correct the temporally deformed state (see Patent Document 1). In the prior art shown in this patent document example, a recognition mark disposed so that the height position falls within the depth of focus of the component recognition camera is imaged at the same time as the electronic component held by the mounting head. The movement error of the mounting head and the error due to time-dependent deformation are corrected for each component mounting operation based on the positional shift of the recognition mark detected by performing the recognition process on the acquired image.

特開2006−024957号公報JP, 2006-024957, A

しかしながら、上述の先行技術の実際的な適用には、実装ヘッドにおける認識マークの配置に起因して以下のような課題があった。すなわち近年部品実装効率の向上を目的として、複数の吸着ノズルが列状に装着されたノズル列を複数有する多連ノズル型の実装ヘッドが広く採用されるようになっている。このような多連ノズル型の実装ヘッドの場合では、全ての吸着ノズルに対応して認識マークを設けると、実装ヘッドの大幅なサイズ増大を招いて装置コンパクト化の要請に反することとなる。さらに認識マークを認識カメラの焦点深度内に配置する必要があることから、認識マークによって実装ヘッドの効率的な動作が阻害される虞が生じる。このように、従来技術における電子部品実装装置には、部品実装機構などの経時変形に起因する実装精度の誤差を、実装ヘッドのサイズの増大や部品実装動作上の不都合を招くことなく適正に抑制することが困難であるという課題があった。   However, the practical application of the above-mentioned prior art has the following problems due to the arrangement of recognition marks in the mounting head. That is, in order to improve component mounting efficiency, a multiple nozzle type mounting head having a plurality of nozzle rows in which a plurality of suction nozzles are mounted in a row has been widely adopted in recent years. In the case of such a multiple nozzle type mounting head, if the recognition marks are provided corresponding to all the suction nozzles, the size of the mounting head is significantly increased, which is contrary to the demand for downsizing of the apparatus. Furthermore, since the recognition mark needs to be placed within the depth of focus of the recognition camera, the recognition mark may interfere with the efficient operation of the mounting head. As described above, in the electronic component mounting apparatus according to the related art, the error in the mounting accuracy caused by the temporal deformation of the component mounting mechanism etc. is properly suppressed without causing the increase in the size of the mounting head or the inconvenience in the component mounting operation. There was a problem that it was difficult to do.

そこで本発明は、部品実装機構などの経時変形に起因する実装精度の誤差を適正に抑制することができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an electronic component mounting apparatus capable of appropriately suppressing an error of mounting accuracy caused by temporal deformation of a component mounting mechanism or the like.

本発明の電子部品実装装置は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置であって、前記基板を基板搬送方向に搬送して位置決めする基板搬送機構と、前記電子部品を吸着する複数の吸着ノズルを有し、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品を前記基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドにおいて前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品を撮像する部品認識カメラと、前記実装ヘッドに前記部品認識カメラによって撮像可能に設けられ、直進性を有する光を照射可能な複数の自己発光素子と、を備え、前記複数の吸着ノズルは、いずれも複数の吸着ノズルを前記基板搬送方向に平行な方向に配列して成り、前記基板搬送方向に直交する方向に相互に所定間隔を隔てて配置された第1の吸着ノズル列および第2の吸着ノズル列より構成され、前記複数の自己発光素子は前記第1の吸着ノズル列と前記第2の吸着ノズル列との間に設けられる。を含む。 The electronic component mounting apparatus according to the present invention is an electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component on a substrate, the substrate carrying mechanism for carrying and positioning the substrate in the substrate carrying direction, and a plurality of suctions for sucking the electronic component. A mounting head having a nozzle and mounting the electronic component sucked by the suction nozzle on the substrate; a component recognition camera for imaging the electronic component sucked by the suction nozzle at the mounting head; and the mounting head And a plurality of self-light emitting elements which can be imaged by the component recognition camera and capable of emitting straight- moving light, and each of the plurality of suction nozzles has a plurality of suction nozzles in the substrate transport direction. The first suction nozzle row and the second suction nozzle row, which are arranged in a parallel direction and are spaced apart from each other by a predetermined distance in a direction orthogonal to the substrate transfer direction Is configured, the plurality of self-luminous element is provided between the second suction nozzle column as the first suction nozzle rows. including.

本発明によれば、部品実装機構などの経時変形に起因する実装精度の誤差を適正に抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to appropriately suppress an error in mounting accuracy caused by temporal deformation of a component mounting mechanism or the like.

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図Top view of electronic parts mounting apparatus according to one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図Partial cross-sectional view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に装着された実装ヘッドの構成説明図Structure explanatory drawing of the mounting head with which the electronic component mounting apparatus of one embodiment of this invention was mounted | worn 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装ヘッドによる部品撮像動作の説明図Explanatory drawing of the components imaging operation by the mounting head in the electronic component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識カメラによる部品位置認識の説明図An explanatory view of component position recognition by a component recognition camera in an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図Block diagram showing a configuration of a control system of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識カメラの撮像視野と実装ヘッドにおける自己発光素子の配置との関係を示す説明図Explanatory drawing which shows the relationship between the imaging visual field of the component recognition camera in the electronic component mounting apparatus of one embodiment of this invention, and arrangement | positioning of the self-light emitting element in a mounting head

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図1、図2を参照して、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置1の構成を説明する。電子部品実装装置1は、基板に電子部品を実装する機能を有するものであり、図2は、図1におけるA−A断面を部分的に示している。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the electronic component mounting apparatus 1 for mounting an electronic component on a substrate will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The electronic component mounting apparatus 1 has a function of mounting an electronic component on a substrate, and FIG. 2 partially shows an AA cross section in FIG.

図1において基台1aの中央にはX方向(基板搬送方向)に基板搬送機構2が配設されている。基板搬送機構2は上流側から搬入された基板3を搬送し、部品実装作業を実行するために設定された実装ステージに位置決めして保持する。基板搬送機構2の両側方には、部品供給部4が配置されており、それぞれの部品供給部4には複数のテープフィーダ5が並列に装着されている。テープフィーダ5は、電子部品を収納したキャリアテープをテープ送り方向にピッチ送りすることにより、以下に説明する部品実装機構10の実装ヘッド9による部品吸着位置に電子部品を供給する。   In FIG. 1, a substrate transfer mechanism 2 is disposed at the center of the base 1a in the X direction (substrate transfer direction). The substrate transport mechanism 2 transports the substrate 3 carried in from the upstream side, and positions and holds the substrate 3 on the mounting stage set for performing the component mounting operation. Component supply units 4 are disposed on both sides of the substrate transfer mechanism 2, and a plurality of tape feeders 5 are mounted in parallel to each of the component supply units 4. The tape feeder 5 feeds electronic components to a component suction position by the mounting head 9 of the component mounting mechanism 10 described below by pitch-feeding a carrier tape containing the electronic components in the tape feeding direction.

基台1a上面においてX方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたY軸移動ビーム7がX方向と直交するY方向に配設されており、Y軸移動ビーム7には、同様にリニア駆動機構を備えた2基のX軸移動ビーム8が、Y方向に移動自在に結合されている。2基のX軸移動ビーム8には、それぞれ実装ヘッド9がX方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド9は複数のノズルユニットを備えた多連型ヘッドであり、それぞれのノズルユニットの下端部には、電子部品を吸着して保持し個別に昇降可能な吸着ノズル19(図2、図3参照)が装着されている。   A Y-axis moving beam 7 provided with a linear drive mechanism is disposed in the Y direction orthogonal to the X direction at one end of the upper surface of the base 1 a in the X direction. Similarly, two X-axis moving beams 8 having a linear drive mechanism are movably coupled in the Y direction. The mounting heads 9 are attached to the two X-axis moving beams 8 so as to be movable in the X direction. The mounting head 9 is a multiple head having a plurality of nozzle units, and at the lower end of each nozzle unit, an adsorption component 19 capable of adsorbing and holding an electronic component and moving it up and down individually (FIGS. 2 and 3) See) is attached.

Y軸移動ビーム7、X軸移動ビーム8を駆動することにより、実装ヘッド9はX方向、Y方向に移動する。これにより2つの実装ヘッド9は、それぞれ対応した部品供給部4のテープフィーダ5の部品吸着位置から電子部品を吸着ノズル19によって吸着保持して取り出して、基板搬送機構2に位置決めされた基板3の実装点に移送搭載する。すなわち実装ヘッド9は電子部品を吸着する複数の吸着ノズル19を有し、吸着ノズル19に吸着された電子部品を基板3に実装する。Y軸移動ビーム7、X軸移動ビーム8および実装ヘッド9は、電子部品を保持した実装ヘッド9を移動させることにより、電子部品を基板3に実装する部品実装動作を実行する部品実装機構10を構成する。   By driving the Y-axis moving beam 7 and the X-axis moving beam 8, the mounting head 9 moves in the X direction and the Y direction. As a result, the two mounting heads 9 pick up electronic components from the component suction positions of the tape feeders 5 of the corresponding component supply units 4 by suction and hold the electronic components by the suction nozzles 19 and take them out. Transfer to the mounting point. That is, the mounting head 9 has a plurality of suction nozzles 19 for suctioning electronic components, and mounts the electronic components suctioned by the suction nozzles 19 on the substrate 3. The Y-axis moving beam 7, the X-axis moving beam 8 and the mounting head 9 move the mounting head 9 holding the electronic component to execute the component mounting operation for mounting the electronic component on the substrate 3 Configure.

部品供給部4と基板搬送機構2との間には、部品認識カメラ6が配設されている。部品供給部4から電子部品を取り出した実装ヘッド9を部品認識カメラ6の上方に位置させることにより、部品認識カメラ6は実装ヘッド9において吸着ノズル19に吸着された状態の電子部品を撮像して当該電子部品の3次元画像を取得する。実装ヘッド9にはX軸移動ビーム8の下面側に位置して、それぞれ実装ヘッド9と一体的に移動する基板認識カメラ11が装着されている。実装ヘッド9が移動することにより、基板認識カメラ11は基板搬送機構2に位置決めされた基板3の上方に移動する。そして基板3の位置認識マーク(図示せず)を撮像する。   A component recognition camera 6 is disposed between the component supply unit 4 and the substrate transfer mechanism 2. The component recognition camera 6 picks up an electronic component in a state of being adsorbed by the suction nozzle 19 in the mounting head 9 by positioning the mounting head 9 taken out of the component supply unit 4 above the component recognition camera 6. A three-dimensional image of the electronic component is acquired. The mounting head 9 is mounted with a substrate recognition camera 11 positioned on the lower surface side of the X-axis moving beam 8 and moving integrally with the mounting head 9. As the mounting head 9 moves, the substrate recognition camera 11 moves above the substrate 3 positioned by the substrate transport mechanism 2. Then, the position recognition mark (not shown) of the substrate 3 is imaged.

図2に示すように、部品供給部4にはフィーダベース12aに予め複数のテープフィーダ5が装着された状態の台車12がセットされる。部品供給部4に装着された台車12には、電子部品を収納したキャリアテープ14を巻回状態で収納する供給リール13が保持されている。供給リール13から引き出されたキャリアテープ14は、テープフィーダ5によって吸着ノズル19による部品吸着位置までピッチ送りされる。   As shown in FIG. 2, the carriage 12 in a state in which the plurality of tape feeders 5 are attached to the feeder base 12 a in advance is set in the component supply unit 4. The carriage 12 mounted on the component supply unit 4 holds a supply reel 13 for storing the carrier tape 14 containing the electronic components in a wound state. The carrier tape 14 drawn out from the supply reel 13 is pitch-fed by the tape feeder 5 to a component suction position by the suction nozzle 19.

次に図3を参照して、実装ヘッド9の構成を説明する。図3(a)(正面図)に示すように、実装ヘッド9は複数のノズルユニット9aを有している。それぞれのノズルユニット9aは、軸昇降機構やθ回転機構を内蔵した機構部15から下方に延出したノズル軸部16を備えており、各ノズル軸部16は水平な配列ベース部17に所定配列で保持されている。ノズル軸部16の下端部には、ノズル保持部18が連結されており、それぞれのノズル保持部18には吸着ノズル19が着脱自在に装着される。   Next, the configuration of the mounting head 9 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3A (front view), the mounting head 9 has a plurality of nozzle units 9a. Each nozzle unit 9a includes a nozzle shaft 16 extending downward from a mechanism 15 incorporating a shaft elevating mechanism and a θ rotation mechanism, and each nozzle shaft 16 is arranged in a predetermined array on the horizontal array base 17. Is held by. A nozzle holding portion 18 is connected to a lower end portion of the nozzle shaft portion 16, and a suction nozzle 19 is detachably attached to each nozzle holding portion 18.

さらに配列ベース部17の下面には、レーザ光を下方に照射する複数のレーザ照射部20が、平面位置における各吸着ノズル19の中間に位置して配設されている。レーザ照射部20は直進性を有するレーザ光の光束を下方に照射する機能を有する自己発光素子であり、本実施の形態においてはレーザ照射部20からの照射光を部品認識カメラ6で撮像可能に設けられている。なお、自己発光素子としては、レーザ照射部20以外であっても直進性を有し部品認識カメラ6によって撮像可能な性質の光を照射可能なものであればよい。   Further, on the lower surface of the array base portion 17, a plurality of laser irradiation units 20 for irradiating the laser light downward are disposed in the middle of the respective suction nozzles 19 at the planar position. The laser irradiation unit 20 is a self light emitting element having a function of irradiating downward a light beam of laser light having straightness, and in the present embodiment, the irradiation light from the laser irradiation unit 20 can be imaged by the component recognition camera 6 It is provided. Note that the self light emitting element may be a device other than the laser irradiation unit 20 as long as it has a rectilinearity and can emit light of a property that can be imaged by the component recognition camera 6.

ここで実装ヘッド9における吸着ノズル19およびレーザ照射部20の配置について、図2(b)を参照して説明する。図2(b)は実装ヘッド9における配列ベース部17の下面を示している。実装ヘッド9が有する複数の吸着ノズル19は、複数(ここでは4個)の吸着ノズル19をそれぞれ基板搬送方向に平行な方向(X方向)に直列に配列して成る第1の吸着ノズル列NL1および第2の吸着ノズル列NL2より構成される。第1の吸着ノズル列NL1および第2の吸着ノズル列NL2は、基板搬送方向に直交する方向(Y方向)に所定間隔Dを隔てて配置されている。複数のレーザ照射部20のそれぞれは、基板搬送方向に直交するY方向に対向して並んだ2個の吸着ノズル19の間のそれぞれに位置して設けられる。   Here, the arrangement of the suction nozzle 19 and the laser irradiation unit 20 in the mounting head 9 will be described with reference to FIG. FIG. 2 (b) shows the lower surface of the array base 17 in the mounting head 9. The plurality of suction nozzles 19 included in the mounting head 9 is a first suction nozzle row NL1 in which a plurality (four in this case) of suction nozzles 19 are arranged in series in a direction (X direction) parallel to the substrate transport direction. And a second suction nozzle row NL2. The first suction nozzle row NL1 and the second suction nozzle row NL2 are arranged at a predetermined interval D in the direction (Y direction) orthogonal to the substrate transfer direction. Each of the plurality of laser irradiation units 20 is provided at a position between each of the two suction nozzles 19 arranged to face each other in the Y direction orthogonal to the substrate transfer direction.

図4は、このようなレーザ照射部20を備えた構成の実装ヘッド9によって、電子部品Pの位置認識を行う際の部品認識カメラ6による撮像の状態を示している。図4において、部品認識カメラ6は照明ユニット21および撮像ユニット22を備えている。照明ユニット21は複数の発光部21aを備えており、発光部21aは斜め下方から撮像対象に対して照明光を照射する。撮像ユニット22は部品認識カメラ6の上方の焦点範囲F内に位置する撮像対象の画像を取得する機能を有している。   FIG. 4 shows a state of imaging by the component recognition camera 6 at the time of performing position recognition of the electronic component P by the mounting head 9 having a configuration including such a laser irradiation unit 20. In FIG. 4, the component recognition camera 6 includes a lighting unit 21 and an imaging unit 22. The illumination unit 21 includes a plurality of light emitting units 21a, and the light emitting units 21a irradiate illumination light to the imaging target from diagonally below. The imaging unit 22 has a function of acquiring an image of an imaging target located in a focal range F above the component recognition camera 6.

実装ヘッド9に保持された電子部品Pの位置認識においては、吸着ノズル19に吸着された電子部品Pが部品認識カメラ6の上方の所定の撮像位置に位置するように、実装ヘッド9を移動させる。このとき、吸着ノズル19に吸着された電子部品Pが焦点範囲F内に位置するよう、撮像高さが設定されている。そして部品認識カメラ6による電子部品Pの撮像は、レーザ照射部20を作動させてビーム線BLを下方に照射した状態で行われる。このとき、撮像ユニット22による画像取得時の焦点は焦点範囲F内に設定されていることから、認識対象の電子部品Pと同一の焦点高さレベルFLにおけるビーム線BLの位置を撮像ユニット22によって取得することができるようになっている。本実施の形態に示す電子部品実装装置における部品位置認識では、電子部品Pの撮像と同時に取得されたビーム線BLの位置を基準として、電子部品Pの位置認識を行うようにしている。   In position recognition of the electronic component P held by the mounting head 9, the mounting head 9 is moved so that the electronic component P sucked by the suction nozzle 19 is positioned at a predetermined imaging position above the component recognition camera 6. . At this time, the imaging height is set such that the electronic component P attracted by the suction nozzle 19 is positioned within the focus range F. And imaging of the electronic component P by the component recognition camera 6 is performed in the state which operated the laser irradiation part 20 and irradiated the beam line BL below. At this time, since the focal point at the time of image acquisition by the imaging unit 22 is set within the focal range F, the position of the beam line BL at the same focal height level FL as the electronic component P to be recognized is It can be acquired. In component position recognition in the electronic component mounting apparatus shown in the present embodiment, position recognition of the electronic component P is performed with reference to the position of the beam line BL acquired simultaneously with imaging of the electronic component P.

次に図5を参照して、部品認識カメラ6による電子部品Pの位置認識に際して実行される処理について説明する。まず、電子部品Pの位置認識に先立って実行される較正処理について説明する。上述のように本実施の形態に示す電子部品実装装置においては、電子部品Pの撮像と同時に取得されたビーム線BLの位置を基準として、電子部品Pの位置認識を行うことから、部品認識カメラ6によって取得されたビーム線BLの位置が基準として適正であるか否かが重要となる。   Next, with reference to FIG. 5, a process performed upon position recognition of the electronic component P by the component recognition camera 6 will be described. First, a calibration process performed prior to position recognition of the electronic component P will be described. As described above, in the electronic component mounting apparatus according to the present embodiment, since the position recognition of the electronic component P is performed based on the position of the beam line BL acquired simultaneously with the imaging of the electronic component P, the component recognition camera It is important whether the position of the beam line BL acquired by 6 is appropriate as a reference.

レーザ照射部20から照射されるビーム線BLは、直進性は常に保証されるものの、レーザ照射部20の取り付け状態によっては、図5(a)に示すように、ビーム線BLはレーザ照射部20から直下に延出する垂直基準線ALとは必ずしも一致せず、垂直基準線ALに対して幾分傾いている場合がある。このため、電子部品Pを撮像する焦点高さレベルFLにおいて、ビーム線BLは垂直基準線ALに対して偏差dだけ変位している。   The straightness is always guaranteed for the beam line BL emitted from the laser irradiation unit 20, but depending on the attachment state of the laser irradiation unit 20, as shown in FIG. There is a case in which the vertical reference line AL does not necessarily coincide with the lower reference line AL and extends slightly to the vertical reference line AL. Therefore, at the focal height level FL for imaging the electronic component P, the beam line BL is displaced by the deviation d with respect to the vertical reference line AL.

すなわち図5(b)に示すように、部品認識カメラ6による認識画像を所得する撮像視野6aにおいて、光学座標系の原点を示す光学原点Cがビーム線BLの位置に制御データ上で一致するように実装ヘッド9を位置合わせしても、撮像視野6aにおいて検出されるビーム線BLの位置は光学原点Cとは一致せず、上述の偏差dに対応した偏差成分dx、dyだけ位置ずれした状態が検出される。   That is, as shown in FIG. 5B, in the imaging view field 6a for acquiring the recognition image by the part recognition camera 6, the optical origin C indicating the origin of the optical coordinate system coincides with the position of the beam line BL on the control data Position of the beam line BL detected in the imaging field of view 6a does not coincide with the optical origin C, and the position is deviated by the deviation components dx and dy corresponding to the deviation d described above Is detected.

このため、撮像視野6aにおいてレーザ照射部20から照射されたビーム線BLの位置を基準として電子部品Pの位置を正しく認識するには、基準となるビーム線BLの位置を正確に把握しておくことが求められる。このため、予め各レーザ照射部20を対象として検出された偏差成分dx、dyを取得して、各レーザ照射部20に固有の較正データとして記憶させておく。   Therefore, in order to correctly recognize the position of the electronic component P on the basis of the position of the beam line BL irradiated from the laser irradiation unit 20 in the imaging field of view 6a, the position of the beam line BL as the reference is accurately grasped Is required. For this reason, deviation components dx and dy detected for each of the laser irradiation units 20 in advance are acquired and stored in the respective laser irradiation units 20 as unique calibration data.

そして実際に電子部品Pの位置認識を行う際には、図5(c)に示すように、光学原点Cを原点とする光学座標系において取得された認識対象の電子部品P(1)、(2)の認識位置座標(x1、y1)、(x2、y2)に対して、図5(b)に示す偏差成分dx、dyだけずらす補正処理を行う。これにより、撮像視野6a上で検出されたビーム線BLの位置を基準として用いながら、光学原点Cに対する電子部品P(1)、(2)の正しい位置を検出することができる。なお、ここでは電子部品P(1)、(2)のX方向、Y方向の位置のみを認識対象としているが、それぞれの電子部品Pのθ方向の位置を認識対象とすることもできる。   When actually performing position recognition of the electronic component P, as shown in FIG. 5C, the electronic component P (1), which is the recognition target acquired in the optical coordinate system having the optical origin C as the origin, A correction process is performed to shift the recognition position coordinates (x1, y1) and (x2, y2) of 2) by the deviation components dx and dy shown in FIG. 5B. Thus, the correct position of the electronic component P (1), (2) with respect to the optical origin C can be detected while using the position of the beam line BL detected on the imaging field of view 6a as a reference. Here, only the positions in the X direction and the Y direction of the electronic components P (1) and (2) are to be recognized, but the positions in the θ direction of the respective electronic components P may also be recognized.

次に図6を参照して、制御系の構成を説明する。図6において、制御部30はCPU機能を備えた演算装置であり、記憶部31に記憶された各種のプログラムやデータに基づいて以下の各部を制御する。記憶部31に記憶されるデータには、実装データ31a、部品認識較正データ31bが含まれる。実装データ31aは実装対象の電子部品の部品データや実装位置座標など、部品実装動作を実行するために必要なデータである。部品認識較正データ31bは、実装ヘッド9においてレーザ照射部20から照射されるビーム線BLの撮像視野6aの光学原点Cに対する固有の偏差を予め計測して較正用に記憶させたキャリブレーションデータである。すなわち図5(b)に示す偏差成分dx、dyが、各レーザ照射部20毎に較正用データとして記憶される。   Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the control unit 30 is an arithmetic device having a CPU function, and controls the following units based on various programs and data stored in the storage unit 31. The data stored in the storage unit 31 includes mounting data 31 a and component recognition calibration data 31 b. The mounting data 31 a is data necessary to execute the component mounting operation, such as component data and mounting position coordinates of the electronic component to be mounted. The component recognition calibration data 31 b is calibration data in which the inherent deviation of the imaging visual field 6 a of the beam line BL irradiated from the laser irradiation unit 20 in the mounting head 9 with respect to the optical origin C is measured in advance and stored for calibration. . That is, the deviation components dx and dy shown in FIG. 5B are stored as calibration data for each of the laser irradiation units 20.

機構駆動部32は、記憶部31に記憶されたデータに基づき制御部30によって制御されることにより、基板搬送機構2および部品実装機構10を駆動する。これにより、基板3に電子部品を実装する部品実装動作が実行される。この部品実装動作における部品認識に際しては、実装ヘッド9に備えられたレーザ照射部20を作動させてビーム線BLを照射させ、部品認識カメラ6による位置認識における基準位置として用いる。   The mechanism driving unit 32 drives the substrate transport mechanism 2 and the component mounting mechanism 10 by being controlled by the control unit 30 based on the data stored in the storage unit 31. Thereby, the component mounting operation for mounting the electronic component on the substrate 3 is performed. In component recognition in the component mounting operation, the laser irradiation unit 20 provided in the mounting head 9 is operated to irradiate the beam line BL, and is used as a reference position in position recognition by the component recognition camera 6.

認識処理部33は、基板認識カメラ11、部品認識カメラ6による撮像結果を認識処理することにより、基板3における認識マークの位置認識、実装ヘッド9に保持された電子部品Pの位置認識を行う。部品認識カメラ6による撮像結果の認識処理においては、記憶部31に記憶された部品認識較正データ31bが参照され、認識画像における各ビーム線BLの位置の固有の偏差が補正される。   The recognition processing unit 33 recognizes the position of the recognition mark on the substrate 3 and recognizes the position of the electronic component P held by the mounting head 9 by performing recognition processing on the imaging result by the substrate recognition camera 11 and the component recognition camera 6. In the recognition process of the imaging result by the part recognition camera 6, the part recognition calibration data 31b stored in the storage unit 31 is referred to, and the inherent deviation of the position of each beam line BL in the recognition image is corrected.

次に図7を参照して、部品認識カメラ6による撮像視野6aと実装ヘッド9におけるレーザ照射部20の配置との関係について説明する。図7(a)は、図3(c)に示すレーザ照射部20の配置における撮像視野6aとの関係を示しており、ここでは複数の各吸着ノズル19、レーザ照射部20、撮像視野6aに付番して個々を特定するようにしている。ここに示す例では、第1の吸着ノズル列NL1、第2の吸着ノズル列NL2を構成する複数(8個)の吸着ノズル19(1)〜(8)を、4つの撮像視野6a(1)〜(4)に分割することによって認識する例を示している。   Next, with reference to FIG. 7, the relationship between the imaging visual field 6 a by the component recognition camera 6 and the arrangement of the laser irradiation unit 20 in the mounting head 9 will be described. FIG. 7 (a) shows the relationship with the imaging view field 6a in the arrangement of the laser irradiation unit 20 shown in FIG. 3 (c), and here, to the plurality of suction nozzles 19, the laser irradiation unit 20 and the imaging view field 6a. Numbering is done to identify each individual. In the example shown here, a plurality of (eight) suction nozzles 19 (1) to (8) constituting the first suction nozzle row NL1 and the second suction nozzle row NL2 are divided into four imaging visual fields 6a (1). The example which is recognized by dividing into (4) is shown.

すなわち撮像視野6a(1)の範囲内に吸着ノズル19(1)、(2)およびレーザ照射部20(1)が収まるように、部品認識カメラ6に対して実装ヘッド9を位置合わせして第1回目の撮像を行う。次いで実装ヘッド9をX方向に水平移動させることにより、撮像視野6a(2)の範囲内に吸着ノズル19(3)、(4)およびレーザ照射部20(2)が収まるように、部品認識カメラ6に対して実装ヘッド9を位置合わせして第2回目の撮像を行い、これ以降同様に撮像視野6a(3)によって吸着ノズル19(5)、(6)およびレーザ照射部20(3)が撮像され、撮像視野6a(4)によって吸着ノズル19(7)、(8)およびレーザ照射部20(4)が撮像される。   That is, the mounting head 9 is positioned with respect to the component recognition camera 6 so that the suction nozzles 19 (1), (2) and the laser irradiation unit 20 (1) fall within the imaging field of view 6a (1). Perform the first imaging. Next, by moving the mounting head 9 horizontally in the X direction, the component recognition camera so that the suction nozzles 19 (3), (4) and the laser irradiation unit 20 (2) fit within the imaging field of view 6 a (2). Position the mounting head 9 relative to 6 and perform the second imaging, and thereafter the suction nozzles 19 (5) and (6) and the laser irradiation unit 20 (3) The image is taken, and the suction nozzles 19 (7), (8) and the laser irradiation unit 20 (4) are imaged by the imaging field of view 6 a (4).

すなわち本実施の形態に示す電子部品実装装置1の実装ヘッド9においては、複数の自己発光素子であるレーザ照射部20のそれぞれは異なる位置に設けられており、吸着ノズル19および撮像視野6aとの関係においては、以下の条件に合致するように配置されている。すなわち、複数のレーザ照射部20の一つは、部品認識カメラ6により複数の吸着ノズル19のうちの一の部分を撮像する際の撮像視野6aの範囲に収まるように配置されている。例えば、レーザ照射部20(1)が複数のレーザ照射部20の一つに該当する場合には、吸着ノズル19(1)、(2)が複数の吸着ノズル19のうちの一の部分となり、これらは同一の撮像視野6a(1)の範囲内に収まるようになっている。   That is, in the mounting head 9 of the electronic component mounting apparatus 1 shown in the present embodiment, each of the plurality of laser emitting units 20 which are self light emitting elements are provided at different positions, and the suction nozzle 19 and the imaging visual field 6a In the relationship, they are arranged to meet the following conditions. That is, one of the plurality of laser irradiation units 20 is disposed so as to fall within the range of the imaging field of view 6 a at the time of imaging one portion of the plurality of suction nozzles 19 by the component recognition camera 6. For example, when the laser irradiation unit 20 (1) corresponds to one of the plurality of laser irradiation units 20, the suction nozzles 19 (1) and (2) become one portion of the plurality of suction nozzles 19, These are designed to fall within the same imaging field of view 6a (1).

そして複数のレーザ照射部20の他の一つは、部品認識カメラ6により複数の吸着ノズル19のうちの他の部分を撮像する際の撮像視野6aの範囲に収まるように配置されている。例えば、レーザ照射部20(2)が複数のレーザ照射部20の他の一つに該当する場合には、吸着ノズル19(3)、(4)が複数の吸着ノズル19のうちの他の部分となり、これらは同一の撮像視野6a(2)の範囲内に収まるようになっている。   The other one of the plurality of laser irradiation units 20 is disposed so as to fall within the range of the imaging field of view 6 a when the other part of the plurality of suction nozzles 19 is imaged by the component recognition camera 6. For example, in the case where the laser irradiation unit 20 (2) corresponds to another one of the plurality of laser irradiation units 20, the suction nozzles 19 (3) and (4) are other portions of the suction nozzles 19 And they fall within the same field of view 6a (2).

上述の構成において、レーザ照射部20の個数と配置は、同一数の吸着ノズル19を有する実装ヘッド9を対象とする場合であっても、使用する部品認識カメラ6の撮像視野6aのサイズによっては、異なったものとなる。例えば、図7(b)に示す実装ヘッド9Aのように、使用する部品認識カメラ6の撮像視野6a*が大きく4個の吸着ノズル19を撮像視野6a*の範囲内に納めることが可能であれば、2個のレーザ照射部20(1)、(2)のみを配置することで足りる。   In the above configuration, the number and arrangement of the laser irradiation units 20 depend on the size of the imaging field 6a of the component recognition camera 6 used even if the mounting head 9 having the same number of suction nozzles 19 is targeted. , Will be different. For example, as in the mounting head 9A shown in FIG. 7B, it is possible that the imaging visual field 6a * of the component recognition camera 6 used is large and the four suction nozzles 19 can be contained within the imaging visual field 6a *. For example, it is sufficient to arrange only two laser irradiation units 20 (1) and (2).

すなわち、この場合には、複数のレーザ照射部20の一つであるレーザ照射部20(1)は、部品認識カメラ6により複数の吸着ノズル19のうちの一の部分である吸着ノズル19(1)、(2)、(3)、(4)を撮像する際の撮像視野6a*(1)の範囲に収まるように配置されている。そして複数のレーザ照射部20の他の一つであるレーザ照射部20(2)は、部品認識カメラ6により複数の吸着ノズル19のうちの他の部分である吸着ノズル19(5)、(6)、(7)、(8)を撮像する際の撮像視野6a*(2)の範囲に収まるように配置されている。なお図7に示すレーザ照射部20の配置は例示であり、吸着ノズル19の個数、撮像視野6aのサイズに応じて各種のバリエーションが可能である。   That is, in this case, the laser irradiation unit 20 (1) which is one of the plurality of laser irradiation units 20 is a suction nozzle 19 (one of the plurality of suction nozzles 19 by the component recognition camera 6). ), (2), (3), and (4) are arranged so as to fall within the imaging field of view 6a * (1) at the time of imaging. The laser irradiation unit 20 (2), which is another one of the plurality of laser irradiation units 20, has a suction nozzle 19 (5), (6) which is another part of the suction nozzles 19 by the component recognition camera 6. ), (7), and (8) are arranged so as to fall within the imaging field of view 6a * (2) at the time of imaging. The arrangement of the laser irradiation unit 20 shown in FIG. 7 is an example, and various variations are possible according to the number of suction nozzles 19 and the size of the imaging field 6a.

上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装装置1は、複数の吸着ノズル19を基板搬送方向に平行な方向に配列した第1の吸着ノズル列NL1および第2の吸着ノズル列NL2を有する実装ヘッド9を備えた構成において、第1の吸着ノズル列NL1および第2の吸着ノズル列NL2の間に複数の自己発光素子であるレーザ照射部20を備え、吸着ノズル19に吸着された電子部品Pを部品認識のために部品認識カメラ6によって撮像してするに際し、レーザ照射部20から下方に照射されたビーム線BLを部品認識カメラ6によって撮像して位置認識の基準として用いるようにしたものである。   As described above, the electronic component mounting apparatus 1 shown in the present embodiment has the first suction nozzle row NL1 and the second suction nozzle row NL2 in which a plurality of suction nozzles 19 are arranged in a direction parallel to the substrate transport direction. In the configuration provided with the mounting head 9 having a plurality of laser irradiation units 20 which are a plurality of self-light emitting elements between the first suction nozzle row NL1 and the second suction nozzle row NL2, When imaging the electronic component P by the component recognition camera 6 for component recognition, the beam line BL emitted downward from the laser irradiation unit 20 is imaged by the component recognition camera 6 and used as a reference for position recognition It is

これにより、複数の吸着ノズル19が列状に装着された吸着ノズル列を複数有する多連ノズル型の実装ヘッド9において、全ての吸着ノズルに対応して位置認識の基準となる認識マークを設けることなく、コンパクトな構成で位置認識の基準を設定することができる。これにより、部品実装機構などの経時変形に起因する実装精度の誤差を、実装ヘッドのサイズの増大や部品実装動作上の不都合を招くことなく適正に抑制することができる。   Thus, in the multiple nozzle type mounting head 9 having a plurality of suction nozzle rows in which a plurality of suction nozzles 19 are mounted in a row, a recognition mark as a reference for position recognition is provided corresponding to all the suction nozzles. Rather, it is possible to set the position recognition reference in a compact configuration. As a result, it is possible to properly suppress the error in the mounting accuracy caused by the temporal deformation of the component mounting mechanism or the like without increasing the size of the mounting head or causing a disadvantage in the component mounting operation.

本発明の電子部品実装装置は、部品実装機構などの経時変形に起因する実装精度の誤差を適正に抑制することができるという効果を有し、吸着ノズルを有する実装ヘッドによって電子部品を吸着して基板に実装する部品実装分野において有用である。   The electronic component mounting apparatus of the present invention has an effect that the error of the mounting accuracy can be appropriately suppressed due to the time-dependent deformation of the component mounting mechanism or the like, and the electronic component is adsorbed by the mounting head having the suction nozzle. It is useful in the component mounting field mounted on a board | substrate.

1 電子部品実装装置
2 基板搬送機構
3 基板
6 部品認識カメラ
6a 撮像視野
9 実装ヘッド
19 吸着ノズル
20 レーザ照射部
P 電子部品
BL ビーム線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 electronic component mounting apparatus 2 board | substrate conveyance mechanism 3 board | substrate 6 component recognition camera 6a imaging view field 9 mounting head 19 suction nozzle 20 laser irradiation part P electronic component BL beam line

Claims (3)

電子部品を基板に実装する電子部品実装装置であって、
前記基板を基板搬送方向に搬送して位置決めする基板搬送機構と、
前記電子部品を吸着する複数の吸着ノズルを有し、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品を前記基板に実装する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドにおいて前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品を撮像する部品認識カメラと、
前記実装ヘッドに前記部品認識カメラによって撮像可能に設けられ、直進性を有する光を照射可能な複数の自己発光素子と、を備え、
前記複数の吸着ノズルは、いずれも複数の吸着ノズルを前記基板搬送方向に平行な方向に配列して成り、前記基板搬送方向に直交する方向に相互に所定間隔を隔てて配置された
第1の吸着ノズル列および第2の吸着ノズル列より構成され、
前記複数の自己発光素子は前記第1の吸着ノズル列と前記第2の吸着ノズル列との間に設けられる、電子部品実装装置。
An electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component on a substrate, comprising:
A substrate transfer mechanism for transferring and positioning the substrate in the substrate transfer direction;
A mounting head having a plurality of suction nozzles for suctioning the electronic components and for mounting the electronic components suctioned by the suction nozzles on the substrate;
A component recognition camera that picks up an image of the electronic component sucked by the suction nozzle in the mounting head;
And a plurality of self-light emitting elements provided on the mounting head so as to be capable of imaging by the component recognition camera and capable of emitting light having straightness .
Each of the plurality of suction nozzles is formed by arranging a plurality of suction nozzles in a direction parallel to the substrate transport direction, and the first plurality of suction nozzles are arranged at predetermined intervals in a direction orthogonal to the substrate transport direction. It consists of a suction nozzle row and a second suction nozzle row,
The plurality of self light emitting elements are provided between the first suction nozzle row and the second suction nozzle row.
前記複数の自己発光素子のそれぞれは異なる位置に設けられ、
前記複数の自己発光素子の一つは、前記部品認識カメラにより前記複数の吸着ノズルのうちの一の部分を撮像する際の撮像視野範囲に収まるように配置され、
前記複数の自己発光素子の他の一つは、前記部品認識カメラにより前記複数の吸着ノズルのうちの他の部分を撮像する際の撮像視野範囲に収まるように配置される、請求項1に記載の電子部品実装装置。
Each of the plurality of self light emitting elements is provided at a different position,
One of the plurality of self-light emitting elements is disposed so as to fall within an imaging field of view when imaging one portion of the plurality of suction nozzles by the component recognition camera,
The other one of the plurality of self-light emitting elements is disposed so as to fall within an imaging field of view when imaging another portion of the plurality of suction nozzles by the component recognition camera. Electronic component mounting device.
前記複数の自己発光素子のそれぞれは、前記基板搬送方向に直交する方向に対向して並んだ2個の前記吸着ノズルの間のそれぞれに設けられる、請求項1に記載の電子部品実装装置。
The electronic component mounting apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of self-light emitting elements is provided between each of the two suction nozzles arranged to face each other in a direction orthogonal to the substrate transfer direction.
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