JP6698747B2 - ばら部品供給装置、部品実装装置およびばら部品供給方法 - Google Patents
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Description
なお、ばら状態とは、各々の姿勢が任意である状態をいい、同じ種類の複数個の部品とは、各々の形状、大きさ、質量および構造等が互いに同じである複数個の部品をいう。複数個の部品の各々等は、複数の互いに形状が異なる面を含むものであるが、これら複数のすべての面の各々の形状が互いに異なっていても、複数の面のうちの一部の形状が同じであってもよい。
撮像装置22は作業ヘッド(以下、装着ヘッドと称する)50と共にX方向,Y方向およびZ方向に移動させられる。撮像装置24は、装置本体10の、基板搬送保持装置14と部品供給装置16の部品供給部との間の部分に固定的に設けられている。
図4に示すように、部品供給器82は部品収容部100および部品供給部102を含む。部品収容部100は部品供給器82の上部に設けられ、上向きに開口させられた容器状を成し、その底面は一対の傾斜面104,106により構成されている。図5に示すように傾斜面104,106は下方ほど互いに接近する向きに傾斜させられ、それらの下端部の間に上下方向に貫通し、横方向に延びる開口108が設けられている。傾斜面104,106のうち、部品供給器82の前部側に設けられた傾斜面104の方が傾斜面106より傾斜が緩やかとされ、開口108は部品収容部100の後部に位置する。部品供給部102は、部品収容部100の下方に設けられた部品供給面110を備えている。部品供給面110は、前方ほど下方へ向かう向きに傾斜させられた傾斜面とされ、その先端部たる前端部が部品排出部112を構成している。部品供給面110の傾斜は、傾斜面104より緩やかとされている。また、部品供給面110の前端には、部品供給面110から下方へ延び出せられた板状の掻落とし部材114が設けられている。開口108の前後方向の寸法は収容される部品よりやや大きくされている。
図4に示すように、部品散在状態実現装置84は、部品支持部材150と、その部品支持部材150と部品供給器82とを相対移動させる相対移動装置たる部品支持部材移動装置152と、供給器振動装置154とを含む。
部品支持部材150は、長手形状の板状を成す部品支持部156と、一対の脚部158とを含む。脚部158は板状を成し、部品支持部156の一平面状の上面160より上下両側に突出させられている。部品支持部材移動装置152は、スライド164およびスライド駆動装置166(図17参照)を含む。スライド駆動装置166は、本実施形態においてはロッドレスシリンダにより構成されている。
図11に示すように、部品戻し装置88は,前記掻落とし部材114,部品回収容器220,相対的昇降装置たる部品回収容器昇降装置222および運動変換機構224を含む。部品回収容器昇降装置222は、可動部材たる昇降部材226と、昇降部材駆動装置たるエアシリンダ228とを含む。エアシリンダ228は、前記一対のガイドレール168の間の位置に上向きに配設され、ピストンロッド230の伸縮により昇降部材226が部品供給器82に対して昇降させられる。エアシリンダ228は、前記スライド164の前端部に固定され、昇降部材226は部品支持部材150と共に前後方向に移動させられる。
図10(a)に示すように、部品回収容器220の下降端位置において昇降部材226の後端部に設けられた突状の係合部256がシャッタ250の下端部に設けられた突状の被係合部258に上方から係合する。それにより、シャッタ250の圧縮コイルばね255の付勢力による上昇を阻止し、シャッタ250を部品支持部材150の上面160より下方の非遮蔽位置に保持する。
図10(b)に示すように、部品回収容器220の上方への移動に伴って、シャッタ250の上方への移動が許容される。部品回収容器220の上方への移動に伴ってシャッタ250も上方へ移動させられるが、シャッタ250の上昇限度は、長穴252の下端部が突部254に当接することにより規定される。シャッタ250は部品供給ユニット96の部品供給面110より上方へ突出し、部品供給面110からの部品の落下を防止する遮蔽位置にある。
図3に示すように、撮像装置90は、例えば、撮像器たるCCDカメラあるいはCMOSカメラを備えたものである。撮像装置90を移動させる撮像装置移動装置270は、スライド272およびスライド駆動装置274(図17参照)を含む。スライド駆動装置274は、図示しない電動モータと送りねじ機構278とを含む。送りねじ機構278はナット280および送りねじ282を含み、送りねじ282が電動モータによって回転させられることにより、スライド272がガイドレール284に案内されつつ、横方向の任意の位置へ移動させられる。スライド駆動装置274は、本体80に、スライド272に設けられた撮像装置90が、部品供給位置にある部品支持部材150の部品支持面198の上方に位置するように設けられる。また、撮像装置90は、レンズが下向きに、部品支持面198に対向する姿勢とされる。
撮像装置90は撮像装置移動装置270により移動させられ、5組の部品供給ユニット96の各部品支持面198の各々に選択的に対向させられ、5つの撮像位置の各々において各部品支持面198上の複数個の部品を撮像する。
撮像装置90の撮像領域は、レンズの特性、撮像対象物との間の距離等で決まるが、本実施例においては、部品支持面198の全体を含む領域に設定されている。そのため、撮像装置90の1回の撮像により、部品支持面198の全体についての撮像画像データが得られる。
なお、撮像領域を、部品支持面198の全体を含む領域とすることは不可欠ではなく、部品支持面198の一部とすることができる。また、撮像領域が部品支持面198の一部である場合において、部品支持面198の全体についての画像データが必要である場合には、部品支持面198が複数回に分けて撮像される。この場合には、撮像装置移動装置270を、撮像装置90を前後方向にも移動させ得る装置とすることが望ましい。
図12に示すように、部品引渡し装置86は、部品保持ヘッド300と、部品保持ヘッド移動装置302と、複数(本実施形態においては2つ)のシャトル装置304,306(図3参照)とを含む。
部品保持ヘッド移動装置302はX方向移動装置320,Y方向移動装置322およびZ方向移動装置324を含み、部品保持ヘッド300をX,YおよびZの各方向に移動させる。Y方向移動装置322は本体80に設けられ、Yスライド326とYスライド駆動装置328とを含む。Yスライド駆動装置328は、電動モータ330yと、送りねじ332yおよびナット334yを含む送りねじ機構336yとを備え、ナット334yと一体的に移動可能に設けられたYスライド326を一対のガイドレール338yに案内させつつ、Y軸方向の任意の位置へ移動させる。
X方向移動装置320はYスライド326上に設けられ、Xスライド340およびXスライド駆動装置342を含む。Z方向移動装置324はXスライド340上に設けられ、Zスライド344およびZスライド駆動装置346を含む。Xスライド駆動装置342はおよびZスライド駆動装置346はYスライド駆動装置328と同様に構成されており、同じ作用を成す構成要素には同じ符号に添え字x、zを付して対応関係を示し、説明を省略する。
部品保持ヘッド300はZ軸スライド344に設けられている。部品保持ヘッド300は、部品保持ヘッド移動装置302によって、Z方向移動装置324と共に、撮像装置90と、部品支持面198との間の高さ領域において移動させられる。この高さ領域内において部品保持ヘッド300は水平方向および鉛直方向の任意の位置へ移動させられる。したがって、撮像装置90および部品保持ヘッド300は、同じ部品供給ユニット96の部品支持面198上に同時に位置することができ、部品保持ヘッド300は、X方向とY方向との少なくとも一方への移動であって、水平方向の移動により、部品支持面198の上方に位置し、部品支持面198上の部品を保持可能な機能位置と、機能位置から退避した退避位置とに移動させられる。図13(a)、(b)、(c)に示すように、部品保持ヘッド300は、(1)Zスライド344と一体的に設けられたヘッド本体360,(2)部品保持具たる吸着ノズル362,(3)保持具回転装置たるノズル回転装置364,(4)保持具旋回装置たるノズル旋回装置366,(5)保持具取付装置たるノズル取付装置368等を含む。
一方、図3に示すように、ノズル径が互いに異なる複数種類の吸着ノズル362が収容されたノズル収容装置430が本体80に設けられる。ノズル収容装置430は、吸着ノズル362を収容可能な凹部を複数有するノズル保持部材432、ノズル保持部材432の上面に配設された図示しないシャッタを離脱阻止位置と取出許容位置との間で移動させるシャッタ移動装置434(図17参照)等を含む。部品保持ヘッド300は必要に応じてノズル収容装置430へ移動させられ、吸着ノズル362が自動で交換される。
図3に示すように前記シャトル装置304,306はそれぞれ、部品キャリヤ450,452および部品キャリヤ移動装置454,456を含み、本体80の部品供給ユニット96より前側に横方向に並んで設けられている。本実施形態において部品キャリヤ450,452にはそれぞれ、部品受部材460が、複数個(本実施例においては5個)、横方向に一列に並んだ状態で着脱可能に保持される。部品受部材460は、図14に示すように、部品キャリヤ450,452の凹部462に嵌合され、突部464,466により前後方向および横方向にそれぞれ位置決めされている。
図14に例示するように、部品受部材460には部品受容凹部500の寸法,形状を異にする複数種類のものがあり、作業者により交換される。部品キャリヤ450,452には、部品受部材460の複数個分の寸法を有する部品受部材を保持させることもできる。
部品キャリヤ移動装置454の移動装置本体520は本体80に前後方向に平行に設けられ、無端のベルト522とベルト周回装置524(図17参照)とが設けられている。ベルト522は、移動装置本体520に横方向に平行な軸線まわりに回転可能に設けられた複数のプーリ(図示省略)に巻き掛けられるとともに、部品キャリヤ450に係止されている。ベルト522は、電動モータ(図示省略)によってプーリが回転させられることにより周回させられ、部品キャリヤ450が一対のガイドレール530(図3には一方のガイドレール530が図示されている)に案内されつつ前後方向に移動させられる。部品キャリヤ450は、部品保持ヘッド300の移動領域のうちの前部に位置し、部品保持ヘッド移動装置302に近く、部品供給ユニット96に隣接する部品受取位置と、装着ヘッド50,52の移動領域のうちの後部に位置し、部品装着装置20に近い部品引渡し位置との間で互いに独立して移動させられる。部品キャリヤ450は、移動装置本体520に設けられたストッパ(図示省略)により、部品受取位置と部品引渡し位置とに位置決めされる。
制御装置26は、図17に示すように、 (a)統括制御装置26a、(b)基板搬送保持装置14、部品供給装置16、ばら部品供給装置18、部品装着装置20等の各々に設けられた個別制御装置(ばら部品供給装置18の個別制御装置550のみを記載した)、(c) 撮像画像データ処理装置としての画像処理装置552等を含む。統括制御装置26a、個別制御装置550等、画像処理装置552等は、それぞれ、コンピュータを主体として構成されたものであり、互いに通信可能に接続されている。統括制御装置26aは個別制御装置550等を介して基板搬送保持装置14、部品供給装置16、ばら部品供給装置18、部品装着装置20等を統括制御する。
ばら部品供給装置18において、個別制御装置550は、実行部550c、入出力部550i、記憶部550mを備え、個別制御装置550に、撮像装置移動装置270、部品引渡し装置86の部品保持ヘッド300、部品保持ヘッド移動装置302、ノズル収容装置430、シャトル装置304,306、画像処理装置552等が接続される。
なお、制御装置26の構成は本実施例に限定されない。例えば、統括制御装置26aを設けることなく、各装置14,16,18,20等が個別制御装置550等(個別制御装置同士が通信可能な状態で接続されることが望ましい)によって制御されるようにしたり、個別制御装置550等を設けることなく、各装置14,16,18,20等が統括制御装置26aによって制御されるようにしたりすること等ができる。また、画像処理装置552は、個別制御装置550の一部または統括制御装置26aの一部として構成されるようにすることもできる。
基板12が基板搬送保持装置14によって部品実装装置に搬入され、予め定められた位置において停止させられてクランプされる。そして、装着ヘッド50,52が移動させられ、部品供給装置16,ばら部品供給装置18により供給される部品を基板12に組み付ける。
ばら部品供給装置18においては、5組の部品供給ユニット96によりリード部品480が供給される。それら5組の部品供給ユニット96による部品供給動作は同じであるため、5組のうちの1組の部品供給ユニット96における作動について説明する。
部品供給器82の部品収容部100には、作業者により同じ種類の複数個のリード部品480が投入される。部品投入時には、図6に示すように部品支持部材150は退避位置に位置する。投入部品は、一部が開口108を通って部品供給面110上に落下し、部品供給面110の傾斜により部品排出部112側へ移動し、部品供給面110上に広がる。リード部品480が詰まって開口108が塞がれた状態になれば、部品供給面110への部品の落下が止まり、部品収容部100内に複数個のリード部品480が任意の姿勢でばら積み状態で収容された状態となる。部品供給面110上に落下したリード部品480が部品排出部112を超えて移動することがあっても、部品回収容器220に収容される。部品回収容器220は部品支持部材150と共に退避位置にあるのであり、下降端位置、換言すれば、部品受け位置にある。
{ ピックアップ対象部品の決定 }
リード部品480において、図16(a)、(b)に示すように、部品本体482を構成する4つの側面486は互いに直角に交差している。そのため、リード部品480が、4つの側面486のうちの1つにおいて部品支持面198に載置されている状態では、その側面に対向する上向き面が部品支持面198と平行となり、かつ、リード484が部品支持面198と平行となる。また、4つの側面486のうちの3つ(486a,b,c)は、吸着ノズル362の吸着管の開口を塞ぎ、負圧の漏れを阻止して吸着可能な面積を有する被吸着面を構成する。しかし、1つの側面(486d)には図16(b)に示すようにくぼみ488が設けられているため、ノズル径が小さい吸着ノズルを用いても吸着が困難である。
以上のことから、リード484が部品支持面198に平行に延びる姿勢で他のリード部品480から孤立し、かつ、図18(a)〜(c)に示すように、吸着可能な側面486c,b,aが上を向いた姿勢にあるリード部品480はピックアップ対象部品480t(以下、リード部品480のうちのピックアップ対象部品は添え字tを付して表す)とされる。それに対して、図18(d)〜(f)に示すように、傾いた姿勢にあるリード部品480あるいはリード484が部品支持面198に平行ではあるが、吸着困難な側面486dが上を向いた姿勢のリード部品480は非ピックアップ対象部品480s(リード部品480のうち非ピックアップ対象部品は添え字sを付して表す)とされる。以下、側面486aを正面、側面486dを背面と称する場合がある。
例えば、吸着可能な側面486a〜cの各々について、吸着ノズル362によって吸着可能な部分の面積が異なる。側面(正面)486aの吸着可能な部分の面積は大きく、側面486b,cの吸着可能な部分の面積は小さい。そのため、図18(c)に示すように上向き面が側面(正面)486aである姿勢のピックアップ対象部品480tに対してはノズル径の大きい吸着ノズル362が選択され、図18(a)、(b)に示すように上向き面が側面486b、cである姿勢のピックアップ対象部品480tに対してはノズル径の小さい吸着ノズル362が選択される。
同じリード部品480であっても、姿勢によって、高さ{部品支持面198から上向き面(被保持面)までの高さであり、以下、高さと略称する}が異なるのであり、姿勢によって、ピックアップする際の吸着ノズル362の吸着管の下端部である開口の高さが決まる。図16(a)、図19に示すように、正面486aが上向き面である姿勢であるリード部品480の高さはLbとなり、側面486b、cが上向き面である姿勢であるリード部品480の高さはLaとなる。本リード部品480については、LaがLbより大きい(La>Lb)。
前述のように、ノズル径が大きい場合は小さい場合より吸着ノズル362によるリード部品480の保持力が大きくなる。また、吸着ノズル362によって保持されるリード部品480の質量が同じである場合には、保持力が大きい場合は小さい場合より、慣性力、換言すれば、加速度が大きくても、リード部品480は吸着ノズル362に対してずれ難くなる。そのため、ノズル径が大きい場合は小さい場合より部品保持ヘッド300の搬送加速度を大きくすることができる。以上のことから、ノズル径が大きい吸着ノズルが選択された場合はノズル径が小さい吸着ノズルが選択された場合より出力可能な(許容される)搬送加速度の最大値が大きくされる。
パーツデータ570(n){n=1,2,3}とは、複数個のリード部品480の一部である図18(a)〜(c)に示すピックアップ対象部品480tの各々について定められたデータであり、リード部品480の姿勢に基づいて定められる。これらパーツデータ570(n)は、個別制御装置550の記憶部550mに記憶される。
パーツデータ570(1)は、正面486aが上向きである姿勢のピックアップ対象部品480t(1){パーツデータに対応して、添え字(1)を付して表す。以下のピックアップ対象部品についても同様とする}に関するものであり、パーツデータ570(2)、(3)は、それぞれ、側面486b、cが上向きである姿勢のピックアップ対象部品480t(2)、(3)に関するものである。
パーツデータ570(n)の各々は、図19に示すように、[1]平面視の形状(上向き面の形状を含む)を表す形状データ572(n)、[2]ピックアップ対象部品480tのピックアップ、部品保持ヘッド300の搬送に関する条件(パラメータ)を表すデータ等を含む。[2]のパラメータ(以下、ピップアップ対象部品480tのピックアップ等に関するパラメータと略称する)を表すデータには、(i)ピックアップ対象部品480tをピックアップする際に用いる吸着ノズル362のノズル径(吸着ノズルの種類)を表すノズル径データ(保持具種類規定データの一例である)574(n)、(ii)リード部品を保持した状態にある部品保持ヘッド300を、部品受取位置にある部品受部材460まで搬送させる際の加速度(減速度の絶対値も含む)の最大値(制限値)を表す最大加速度データ576(n)、[iii]吸着ノズル362がピックアップ対象部品480tをピックアップする際のピックアップ高さ(吸着ノズル362の吸着管の下端面である開口の高さ)を表すピックアップ高さデータ578(n)等のうちの1つ以上が含まれる。
撮像画像データの一例を図20に概念的に示す。図20に示すように、撮像画像データ580には、複数個のリード部品480の各々に対応する複数の画像データである個別画像データ582(k){k=1,2,3・・・}が含まれる。個別画像データ582(k)は、リード部品480の各々の平面視における形状を表す画像データである。個別画像データ582(k)に基づけば、それに対応するリード部品がピックアップ対象部品であるか否かがわかる。
[I]撮像画像データ580がパーツデータ570(1)に基づいて処理される。パーツデータ570(1)のうちの形状データ572(1)と個別画像データ582(k){k=1,2,3・・・}とがそれぞれ比較され、個別画像データ582(k)のうちパーツデータ570(1)の形状データ572(1)と一致するものが抽出される。そして、一致する個別画像データ582(k)に対応するリード部品480がピックアップ対象部品480t(1)とされる。比較する場合に、形状データ572(1)と個別画像データ582(1)との少なくとも一方が回転させられる。そして、一致する場合の少なくとも一方の回転角度に基づき、ピックアップ対象部品480t(1)の姿勢(傾きθ)が求められる。傾きθは、XY座標上の基準線A(例えば、X方向またはY方向と平行な線とすることができる)と個別画像データ572(k)の基準線B(例えば、リード線484と平行な線とすることができる)との間の角度である(例えば、時計方向を正の角度として定めておくことができる)。また、個別画像データ572(k)のXY座標上の位置が、予め定められた基準位置マーク(例えば、部品支持面198等に形成しておくことができる)に対応する画像データ等に基づいて取得されるのであり、個別画像データ572(k)に対応するピックアップ対象部品480t(1)のXY座標上の位置が取得される。上述のように取得されたピックアップ対象部品480tのXY座標上の位置を表すデータおよび傾きθを表すデータ(以下、位置・傾きデータと総称する)は記憶される。
また、ピックアップ対象部品480t(1)のピックアップ等に関するパタメーラはパーツデータ570(1)のうちのノズル径データ574(1)、ピックアップ高さデータ578(1) 、最大加速度データ576(1)等で決まる。
[III]撮像画像データ580がパーツデータ570(3)に基づいて処理される。同様に、パーツデータ570(3)の形状データ572(3)と一致する個別画像データ582(k)に対応する部品がピックアップ対象部品480t(3)とされるとともに、位置・傾きデータが取得されて、記憶される。また、ピックアップ対象部品480t(3)のピックアップ等に関するパタメーラはパーツデータ570(3)に基づいて決まる。
ステップ1(以下、S1と略称する。他のステップについても同様とする)において、撮像装置90により部品支持面198に支持されたばら状態にある複数個のリード部品480の撮像が行われ、撮像画像データが得られる。S2において、画像処理回数をカウントするカウンタのカウント値nが初期値1とされ、S3において、第1回目の画像処理において用いられるパーツデータ570(1)が読み込まれる。S4において、形状データ572(1)と個別画像データ582(k)の各々とが1つずつ比較され、一致するか否かが判定される。一致すると判定された場合には、その個別画像データ582(k) のXY座標上の位置および傾きθが取得される。そして、その個別画像データ582(k)に対応するリード部品がピックアップ対象部品480t(1)とされるとともに、位置・傾きデータが記憶される。
例えば、図20において、個別画像データ582(1)は形状データ572(1)と一致すると判定されるため、個別画像データ582(1)のXY座標上の位置、傾きθ1が取得される。個別画像データ582(1)に対応するリード部品480がピックアップ対象部品480t(1)とされるのであり、ピックアップ対象部品480t(1)の位置・傾きが取得されて記憶される。個別画像データ582(2)は形状データ572(1)と一致しないため、S4の判定がNOとなり、位置・傾き等が取得されることはない。個別画像データ582(3)についても一致しない。そして、すべての個別画像データ582(k)について、形状データ572(1)と一致するか否かの判定、一致する場合の位置および傾きの取得、記憶等が終了すると、S6の判定がYESとなり、第1回目の画像処理が終了する。
例えば、個別画像データ582(2)は形状データ572(2)と一致すると判定され、個別画像データ582(2)に対応するリード部品がピックアップ対象部品480t(2)とされる。また、位置・傾きθ2が取得され、位置・傾きデータが記憶される。個別画像データ582(3),582(4)は一致しないと判定される。すべての個別画像データ582(k)についての処理が終了すると、S6の判定がYESとなり、第2回目の画像処理が終了する。
次に、S7,8の実行後、第3回目の画像処理が同様に行われるのであり、第3回目の画像処理に用いられるパーツデータ570(3)が読み込まれ、形状データ572(3)と個別画像データ582(k)の各々とが一致するか否かが判定され、一致すると判定された場合に、位置および傾きが取得され、記憶される。例えば、個別画像データ582(5)は形状データ572(3)と一致すると判定されるため、個別画像データ582(5)に対応するリード部品がピックアップ対象部品480t(3)とされ、ピックアップ対象部品480t(3)の位置・傾きθ5が取得され、記憶される。S7において、カウント値nが1増加させられて、4になると、S8の判定がYESとなり、本プログラムが終了させられるのであり、3回の画像処理が終了する。
なお、撮像画像データ580に含まれる個別画像データ582(k)のうち、形状データ572(1)〜(3)のいずれとも一致しなかった個別画像データ582(k)に対応するリード部品480は、非ピックアップ対象部品480sとされる。
S21において、パーツデータ570(n)をカウントするカウンタのカウント値mが初期値1とされ、S22において、パーツデータ570(1)のノズル径データ574(1)、ピックアップ高さデータ578(1)、最大加速度データ576(1)が読み込まれるとともに、画像処理プログラムのS5の実行等により記憶されたピックアップ対象部品480t(1)の各々の位置・傾きデータが読み込まれる。
そして、S23において、ノズル径データ574(1)に基づき、吸着ノズル362を交換する必要があるか否かが判定される。交換する必要がある場合には判定がYESとされ、S24においてノズルの交換が行われる。部品保持ヘッド300がノズル収容装置430の所定の位置まで移動させられ、その時点において取り付けられている吸着ノズル362が外され、ノズル径データ574(1)で決まる吸着ノズルが取り付けられる。ノズル収容装置430において、シャッタ移動装置434によりシャッタが取出許容位置へ移動させられ、部品保持ヘッド300において、電磁弁424c、dの制御により吸着ノズル362の着脱が行われる。吸着ノズル362を交換する必要がない場合にはS24のステップは実行されない。
本実施例においては、部品保持ヘッド300に保持される部品保持具としての吸着ノズルが1つであるため、S23の判定がYESである場合には交換後の吸着ノズルが特定部品保持具に対応し、S23の判定がNOであるある場合にはその時点において保持されている吸着ノズルが特定部品保持具に対応する。
また、部品のピックアップ時に、吸着ノズル362は非旋回位置に位置し、部品キャリヤへの移動の間に90度旋回位置へ旋回させられ、リード484が下向きとされる。但し、旋回方向が一方向に決まっているため、吸着ノズル362はピックアップに先立ち、傾きθに基づいて決まる角度だけ非旋回位置に位置する状態で自身の軸線まわりに回転させられ、吸着ノズル362の鉛直な旋回平面が、部品支持面198上に載置された部品480のリード484の長手方向に平行な鉛直面と平行となり、かつ、旋回によりリード484が下向きとなる位相に回転させられる。
吸着ノズル362はまた、ピックアップ対象部品480t(1)の吸着後、スプライン軸392の軸線まわりに回転させられ、部品本体482の鉛直線まわりの回転位相が本体部受容凹部502の回転位相と合わされる。
そして、ピックアップ対象部品480t(1)のすべてが部品受部材460へ移動させられた場合には、S27の判定がYESとなり、S28において、カウント値mが1増加させられ、S29において、カウント値が(Nd=3)より大きいか否かが判定される。ピックアップ対象部品480t(1)〜(3)すべての部品受部材460への移動が終了していない場合には、S29の判定がNOとなり、S22に戻され、カウント値2のパーツデータ570(2)が読み込まれるとともに、ピックアップ対象部品480t(2)の各々の位置・傾きデータが読み込まれる。
例えば、吸着ノズル362は、ピックアップ対象部品480tの上向き面の形状等に適した大きさのノズル径のものが用いられる。仮に、すべてのピックアップ対象部品480tに対して大きなノズル径の吸着ノズル362が用いられる場合には、図18(a),(b)に示す姿勢のリード部品480は、上向き面の吸着可能な部分の面積が小さいため、非ピックアップ対象部品とされる。換言すれば、ピックアップ対象部品は、図18(c)の姿勢にあるリード部品480のみとなる。それに対して、上向き面の形状等に適したノズル径の吸着ノズルが選択されるようにすれば、図18(a),(b)に示す姿勢のリード部品480もピックアップ対象部品とされる。その結果、1回のばら部品の供給でピックアップ可能なリード部品480を増やすことができるのであり、戻されるリード部品480の個数(非ピックアップ対象部品480sの個数)を減らすことができる。
また、ばら部品供給装置18のシャトル装置304,306を除く部分が、装置本体10から外されることにより、ばら部品供給装置18のメンテナンスが容易に行われ得る。
撮像装置90による撮像は、部品保持ヘッド300によるリード部品480のピックアップ毎に、そのピックアップに先立って行われ、吸着ノズル362(部品保持ヘッド300)が部品支持面198上のリード部品480を保持した後、部品受部材460へ搬送されるのと並行して行われる。部品保持ヘッド300は、撮像装置90と部品支持面198との間の高さ領域を移動させられるため、撮像装置90と部品保持ヘッド300とが干渉することがない。そのため、撮像装置90は、部品支持面198上に位置したままとされ、リード部品480を保持した部品保持ヘッド300が退避した後、撮像を行う。それにより、例えば、1つの部品供給ユニット96において先のリード部品480のピックアップ作動等により次にピックアップされる予定のピックアップ対象部品480tの位置,姿勢が変わることがあっても、その変化が取得される。
さらに、吸着ノズル362により部品支持面198に支持された部品がピックアップされ、直接基板12に供給されるようにすることもできる。その場合には、部品保持ヘッド移動装置302による部品保持ヘッド300の移動範囲が保持された基板12を含む範囲とされる。
本実施例においては、部品保持具がチャック580であるため、図18(d)に示すように、吸着が困難な側面486dが上向き面である姿勢のリード部品480もピックアップ対象部品480t(4)とされる。上向き面が吸着な困難な形状を成した面であっても、互いに対向する側面486b、cを一対の爪部582p,qによって把持することができる。例えば、図20に示す撮像画像データ580に含まれる個別画像データ582(4)に対応するリード部品480がピックアップ対象部品480t(4)とされる。
一方、チャック580によるリード部品480の保持力がピックアップ対象部品480tの幅が異なってもほぼ同じである場合には、最大加速度はピックアップ対象部品480tの姿勢が変わっても同じ大きさとすることができる。その場合には、ピップアップ対象部品480tのピックアップ等に関するパラメータを表すデータに最大加速度データを含ませる必要は必ずしもない。
本実施例においては、形状データ592(1)〜(4)の各々と撮像画像データ580との比較により画像処理が4回行われ、ピックアップ対象部品480t(1)〜(4)が決定される。また、これらピックアップ対象部品480t(1)〜(4)がそれぞれチャック580によりピックアップされ、部品受部材460に移動させられることにより、部品キャリヤ450,452に整列させられる。
手置き部品トレイ600は、本体80への取付け後、あるいは取付けに先立ってばら部品供給装置の外で、作業者により部品604が置かれる。このような手置き部品トレイを用いた部品の供給は、リードが曲がり易い部品,部品同士を接触させたくない部品,振動が加えられることが望ましくない部品,大型の部品等の供給に適している。
なお、手置き部品トレイ600の大きさは問わない。部品供給ユニット96の幅とほぼ同じ幅のものとしたり、部品供給ユニット96の幅より大きいものとしたりすること等ができる。
例えば、作業ヘッド移動装置54の装着ヘッド50,52の移動範囲内に、部品支持部材150、または、手置き部品トレイ600が配設された場合には、装着ヘッド50,52によりばら状態にある部品480,604が直接ピックアップされ、基板12に直接装着されるようにすることができる。その場合には、部品支持部材150、または、手置き部品トレイ600に支持された複数個のばら状態にある部品480,604は装着ヘッド50に設けられた撮像装置22によって撮像されるようにすることができる。
また、これら部品支持部材150、または、手置き部品トレイ600に支持されたばら状態にある部品480,604は、装着ヘッド50,52において、部品保持具70が水平軸線回りに旋回可能に保持させられ、その水平軸線回りに旋回可能な部品保持具70によって保持されるようにすることができる。実施例1における場合と同様に、撮像画像データに基づいて、ばら状態にある部品480,604の姿勢が取得され、それに応じて部品保持具70が交換されたり、ピックアップ対象部品の姿勢で決まる高さでピックアップされたり、姿勢で決まる最大加速度を超えないように搬送されたりする。
なお、装着ヘッド50,52の少なくとも一方は、環状あるいは直線状に並んで設けられた複数の部品保持具を保持可能なヘッドとすることもできる。
本実施例においては、手置き部品トレイ600等が実装用ばら部品支持部に対応し、撮像装置22が実装用撮像装置に対応し、部品保持具70が実装用部品保持具に対応し、装着ヘッド50,52が実装用部品保持ヘッドに対応し、作業ヘッド移動装置54が実装用保持ヘッド移動装置に対応する。また、制御装置26(装着装置20の個別制御装置を含む)の作業ヘッド移動装置54を制御する部分等により実装用保持ヘッド移動制御装置が構成される。実装用保持ヘッド移動制御装置のうち、撮像画像データに基づいてピックアップ高さを取得する部分等によりピックアップ高さ取得部が構成され、ピックアップ高さに基づいて作業ヘッド移動装置54を制御する部分等によりピックアップ高さ移動制御部が構成される。
Claims (9)
- 互いに直角に交差し、かつ、互いに形状が異なる複数の平面を有する同じ種類の複数個の部品を任意の姿勢で散在する状態であるばら状態で支持するばら部品支持部と、
そのばら部品支持部に支持された前記ばら状態にある前記複数個の部品を撮像する撮像装置と、
前記ばら部品支持部に支持された前記ばら状態にある前記複数個の部品のうちの少なくとも1つを1つずつピックアップして保持可能な複数の異なる種類の部品保持具のうちから1つの選択された特定部品保持具を備える部品保持ヘッドと、
その部品保持ヘッドを移動させる保持ヘッド移動装置と、
前記散在された部品の複数の姿勢の各々をそれぞれ特定する複数の特定平面の形状を表すデータである特定平面データと、前記複数の姿勢の部品の各々の前記複数の平面のうちの少なくとも1つである被保持面を表すデータである被保持面データとを関連付けた複数の関連付けデータを記憶する記憶部と
を含み、前記ばら部品支持部に支持された前記少なくとも1つの部品を1つずつピックアップして部品引渡部に供給するばら部品供給装置であって、
当該ばら部品供給装置に、
前記部品保持ヘッドが前記特定部品保持具を備えて前記複数個の部品のうちの1つの部品を保持する場合に、前記撮像装置の撮像によって得られた撮像画像データに基づいて、前記複数個の部品の各々の前記特定平面を特定し、その特定平面と前記記憶部に記憶されている前記複数の関連付けデータとに基づいて、前記特定平面を表す特定平面データと関連付けて記憶された前記被保持面データで表される前記少なくとも1つの被保持面を特定し、前記特定部品保持具が前記被保持面を保持するように、前記特定部品保持具の前記部品のピックアップ高さを変更するピックアップ高さ変更装置を設けたことを特徴とするばら部品供給装置。 - 当該ばら部品供給装置が、前記ばら状態にある複数個の部品から、前記撮像画像データに基づいて取得した前記複数個の部品の各々の前記特定平面に基づいて、前記部品保持ヘッドが備えた特定部品保持具がピックアップ可能な部品であるピックアップ対象部品を選択する選択部を含む請求項1に記載のばら部品供給装置。
- 当該ばら部品供給装置が、互いに異なる複数の種類の各々の複数個ずつの部品を、種類毎に、それぞれ前記ばら状態で支持する複数の前記ばら部品支持部を含み、前記部品保持ヘッドが前記保持ヘッド移動装置によって移動させられ、前記複数のばら部品支持部のそれぞれから、前記ばら部品支持部に支持された前記複数個の部品のうちの少なくとも1つを1つずつ保持する請求項1または2に記載のばら部品供給装置。
- 前記複数の異なる種類の部品保持具が、負圧によって前記部品をピックアップして保持する吸着ノズルを少なくとも1つ含み、前記吸着ノズルが前記特定部品保持具とされた請求項1ないし3のいずれか1つに記載のばら部品供給装置。
- 前記複数の異なる種類の部品保持具が、前記部品の対向する面を把持する一対の爪部を備えた把持チャックを少なくとも1つ含み、前記把持チャックが前記特定部品保持具とされた請求項1ないし3のいずれか1つに記載のばら部品供給装置。
- 前記記憶部が、前記特定平面データに関連する前記部品に関するデータであって、前記ばら部品支持部の上面にのみ接触して散在された前記複数の姿勢の部品の各々の前記被保持面の高さである高さデータを記憶し、
前記ピックアップ高さ変更装置が、前記高さデータに基づいて、前記特定部品保持具による前記ピックアップ高さを決定する決定部を含む請求項1ないし5のいずれか1つに記載のばら部品供給装置。 - 同じ種類の複数個の部品を任意の姿勢で散在する状態であるばら状態で支持する実装用ばら部品支持部と、
その実装用ばら部品支持部に支持された前記ばら状態にある前記複数個の部品を撮像する実装用撮像装置と、
前記実装用ばら部品支持部に支持された前記ばら状態にある前記複数個の部品のうちの少なくとも1つを1つずつピックアップして保持可能な実装用吸着ノズルを1つ以上備えた実装用部品保持ヘッドと、
その実装用部品保持ヘッドを、少なくとも、前記実装用ばら部品支持部と回路基板との間で移動させる実装用保持ヘッド移動装置と、
前記実装用撮像装置の撮像によって得られた画像データである撮像画像データに基づいて前記実装用保持ヘッド移動装置を制御する実装用保持ヘッド移動制御装置と、
前記部品の複数の姿勢の各々を規定する特定平面を表す特定平面データと、前記複数の姿勢の各々にある部品が保持される場合のピックアップ高さを表すピックアップ高さデータとを関連付けた複数の関連付けデータを記憶する記憶部と
を含むとともに、
前記部品が、互いに直角に交差し、かつ、互いに形状が異なる複数の平面を有するものであり、
前記実装用保持ヘッド移動制御装置が、
(a)前記撮像画像データを処理して、少なくとも前記複数個の部品の各々の、前記部品の姿勢で決まる前記複数の平面のうちの1つである特定平面をそれぞれ取得する撮像画像データ処理装置と、
(b)その撮像画像データ処理装置によって取得された前記複数個の部品の各々の前記特定平面と前記記憶部に記憶されている前記複数の関連付けデータとに基づいて、前記特定平面を表す特定平面データに関連する前記ピックアップ高さデータで決まるピックアップ高さを取得するピックアップ高さ取得部と、
(c)そのピックアップ高さ取得部によって取得された前記ピックアップ高さに、前記特定平面を吸着するために、前記1つ以上の実装用吸着ノズルのうちの1つである特定実装用吸着ノズルを移動させるピックアップ高さ移動制御部とを含むことを特徴とする部品実装装置。 - 同じ種類の複数個の部品を任意の姿勢で散在する状態であるばら状態で支持するばら部品支持部と、
そのばら部品支持部に支持された前記ばら状態にある前記複数個の部品を撮像する撮像装置と、
前記ばら部品支持部に支持された前記ばら状態にある前記複数個の部品のうちの少なくとも1つを1つずつピックアップして保持可能な部品保持具を1つ以上備えた部品保持ヘッドと、
その部品保持ヘッドを移動させる保持ヘッド移動装置と、
前記部品の複数の姿勢の各々を規定する特定平面を表す特定平面データと、前記複数の姿勢の各々にある部品を保持する前記部品保持具の種類を規定する保持具種類規定データおよび前記複数の姿勢の各々にある部品を保持する場合のピックアップ高さを表すピックアップ高さデータを含む部品データとを関連付けた複数の関連付けデータを記憶する記憶部と
を含み、前記ばら部品支持部に支持された前記少なくとも1つを1つずつピックアップして部品引渡部に供給するばら部品供給装置において実行される部品供給方法であって、
前記部品が、互いに直角に交差し、かつ、互いに形状が異なる複数の平面を有するものであり、
前記撮像装置の撮像によって得られた画像データである撮像画像データに基づいて前記複数個の部品の各々の、前記ばら部品支持部に散在されたときの前記部品の姿勢で決まる前記複数の平面のうちの1つである特定平面を取得する工程と、
その取得された前記少なくとも1つの部品の各々の前記特定平面を表す特定平面データと前記記憶部に記憶されている前記複数の関連付けデータとに基づいて、前記特定平面データに関連する前記保持具種類規定データと前記ピックアップ高さデータとを取得し、前記1つ以上の部品保持具のうちの前記保持具種類規定データで決まる1つである特定部品保持具を、前記ピックアップ高さデータで決まるピックアップ高さに移動させる工程と、
その移動させられた高さにおいて前記特定部品保持具に前記部品をピックアップさせる工程と
を含むばら部品供給方法。 - 前記部品保持ヘッドが備える前記1つ以上の部品保持具が、前記部品の対向する面を把持する一対の爪部を備えた把持チャックを少なくとも1つ含み、
前記部品をピックアップさせる工程において、前記部品を吸着ノズルで吸着してピックアップすることが困難である場合に、前記把持チャックに、前記部品を把持させることによりピックアップさせる請求項8に記載のばら部品供給方法。
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