JP6706353B2 - Component mounting device and suction nozzle inspection method - Google Patents
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Description
本明細書で開示される技術は部品搭載装置及び、部品搭載装置に使用される吸着ノズルの検査方法に関する。 The technique disclosed in the present specification relates to a component mounting apparatus and an inspection method for a suction nozzle used in the component mounting apparatus.
従来から、プリント基板上に電子部品を搭載する部品搭載装置が知られている。部品搭載装置は、上下方向に移動可能なノズルシャフトを有する搭載ヘッドを備えている。ノズルシャフトの先端には、吸着ノズルが取り付けられており、負圧により電子部品を保持する構造になっている。 Conventionally, a component mounting apparatus for mounting electronic components on a printed circuit board is known. The component mounting device includes a mounting head having a nozzle shaft that is vertically movable. A suction nozzle is attached to the tip of the nozzle shaft, and has a structure for holding electronic components by negative pressure.
また、吸着ノズルには、ノズルホルダと、ノズルホルダに対して上下方向に移動可能なノズル本体と、ばねとからなり、ノズル本体に荷重が加わったとき、ばねが縮むことで衝撃を吸収（以下、バフィング機能）する構造がある。こうしたバフィング機能を持たせることで、部品厚みのバラつきや、基板の反り量のバラつき、モータの位置決め精度のバラつきなどの上下方向のバラつきにより、部品搭載時や部品吸着時に、吸着ノズルや電子部品に加わる衝撃をやわらげることが出来る。 The suction nozzle includes a nozzle holder, a nozzle body that can move in the vertical direction with respect to the nozzle holder, and a spring. When a load is applied to the nozzle body, the spring contracts to absorb the impact (hereinafter , Buffing function). By providing such a buffing function, variations in the component thickness, variations in the amount of warp of the board, variations in the positioning accuracy of the motor, and other vertical variations cause the suction nozzles and electronic components to pick up when picking up or picking up components. It is possible to soften the impact.
一方、バフィング機能を持つ吸着ノズルは、塵やゴミ、はんだ等の異物の吸引や付着、または材料の摩耗により、ノズル本体の摺動性が低下して、外力を解放しても、ノズル本体が摺動前の突出した状態に復帰しない事態が生じる場合がある。そのため、下記特許文献１では、カメラにより吸着ノズルを撮像して、ノズルホルダに対するノズル本体の突出量が正常範囲か検出する点が記載されている。具体的には、図２４に示すように、１回の撮像で、ノズルホルダの下部３１０からノズル本体３２０までの全体を同時に撮像してノズル本体の突出量を検査している。尚、図２４に示す枠３３０は、カメラの撮像エリアを示している。
On the other hand, a suction nozzle with a buffing function has a slidability of the nozzle body that deteriorates due to suction and adhesion of foreign matter such as dust, dust, and solder, or wear of the material, and the nozzle body is In some cases, it may not return to the protruding state before sliding. Therefore, in
特許文献１に記載の方法では、ノズルホルダの下部からノズル本体までの全体がカメラの視野内に収まっており、１回の撮像で、突出量の検査に必要な全範囲が撮像できている。
しかしながら、吸着ノズルの形状に起因して、或いはカメラの視野が小さい場合は、突出量の検査に必要な範囲が、カメラの視野内に収まらない場合があった。In the method described in
However, due to the shape of the suction nozzle or when the field of view of the camera is small, the range required for the inspection of the protrusion amount may not be within the field of view of the camera.
本明細書で開示される技術は、上記の課題に鑑みて創作されたものであって、ノズルホルダの下部からノズル本体までの全体がカメラの視野内に収まらない場合でも、ノズル本体の突出量の良否を判定することを課題とする。 The technique disclosed in the present specification is created in view of the above problems, and even when the entire area from the lower portion of the nozzle holder to the nozzle body does not fit within the field of view of the camera, the amount of protrusion of the nozzle body The problem is to determine the quality of.
本明細書で開示される部品搭載装置は、基板が固定される基台に対して平面方向に移動する搭載ヘッドと、前記搭載ヘッドに対して上下方向に移動可能に支持されたノズルシャフトと、前記ノズルシャフトの先端に取り付けられた吸着ノズルと、前記吸着ノズルの側面を撮像するサイドビューカメラと、吸着ノズルの状態を検査する検査部と、を含み、前記吸着ノズルは、前記ノズルシャフトの先端に取り付けられたノズルホルダと、前記ノズルホルダに対して突出量が変位自在に取り付けられたノズル本体と、前記ノズル本体を前記ノズルホルダに対して突出方向に付勢する付勢部材と、を含み、前記検査部は、前記サイドビューカメラの視野に前記ノズル本体と前記ノズルホルダがそれぞれ収まるように前記吸着ノズルを上下方向に移動して、前記サイドビューカメラにより、前記ノズル本体と前記ノズルホルダとを別々に撮像する撮像処理を実行し、前記撮像により得られた前記ノズル本体の第１画像と、前記ノズルホルダの第２画像と、前記第１画像と前記第２画像とを得るための撮像に伴う前記吸着ノズルの移動距離と、に基づいて、前記ノズルホルダに対する前記ノズル本体の突出量の良否を判定する。 The component mounting device disclosed in the present specification includes a mounting head that moves in a plane direction with respect to a base on which a substrate is fixed, and a nozzle shaft that is movably supported in the vertical direction with respect to the mounting head. The suction nozzle includes a suction nozzle attached to the tip of the nozzle shaft, a side-view camera that images the side surface of the suction nozzle, and an inspection unit that inspects the state of the suction nozzle, wherein the suction nozzle is the tip of the nozzle shaft. A nozzle holder attached to the nozzle holder, a nozzle body that is attached to the nozzle holder such that the amount of protrusion of the nozzle holder is displaceable, and a biasing member that biases the nozzle body with respect to the nozzle holder in the protrusion direction. The inspecting unit moves the suction nozzle in the vertical direction so that the nozzle body and the nozzle holder fit in the field of view of the side-view camera, and the side-view camera causes the nozzle body and the nozzle holder to move. Imaging for separately performing the imaging process to obtain the first image of the nozzle body, the second image of the nozzle holder, and the first and second images obtained by the imaging. Based on the movement distance of the suction nozzle associated with the above, the quality of the protrusion amount of the nozzle body with respect to the nozzle holder is determined.
本構成では、ノズルホルダの下部からノズル本体までの全体がカメラの視野内に収まらない場合でも、ノズル本体の突出量の良否を判定することが出来る。 With this configuration, it is possible to determine whether or not the amount of protrusion of the nozzle body is good even if the entire area from the lower portion of the nozzle holder to the nozzle body does not fit within the visual field of the camera.
本明細書で開示される部品搭載装置の一実施態様として、前記検査部は、前記ノズル本体を前記付勢部材に抗して突出量を小さくする押込方向に変位させた後、前記ノズル本体に対して前記押込方向に加わる荷重を解放してから、前記ノズル本体を撮像する処理を複数回実行し、各回の撮像で得られた前記ノズル本体の画像に基づいて、前記ノズルホルダに対する前記ノズル本体の先端位置の繰り返し精度を判定する。この構成では、ノズル本体の先端位置の繰り返し精度を判定することができる。 As an embodiment of the component mounting apparatus disclosed in the present specification, the inspection unit displaces the nozzle main body in the pushing direction that reduces the protrusion amount against the biasing member, and then, On the other hand, after releasing the load applied in the pushing direction, the process of imaging the nozzle body is executed a plurality of times, and the nozzle body for the nozzle holder is based on the image of the nozzle body obtained in each imaging. The repeatability of the tip position of is determined. With this configuration, the repeatability of the tip position of the nozzle body can be determined.
本明細書で開示される部品搭載装置の一実施態様として、前記検査部は、前記ノズル本体を前記付勢部材に抗して突出量を小さくする押込方向に変位させた後、前記ノズル本体に対して前記押込方向に加わる荷重を解放してから、前記ノズル本体を前記カメラユニットで連続して撮像し、連続して撮像した各画像と撮像時間の間隔とから、前記ノズルホルダに対する前記ノズル本体の摺動性を判定する。この構成では、ノズル本体の摺動性を判定することが出来る。 As an embodiment of the component mounting apparatus disclosed in the present specification, the inspection unit displaces the nozzle main body in the pushing direction that reduces the protrusion amount against the biasing member, and then, On the other hand, after the load applied in the pushing direction is released, the nozzle main body is continuously imaged by the camera unit, and the nozzle main body with respect to the nozzle holder is determined from the continuously captured images and the interval of the imaging time. To determine the slidability. With this configuration, the slidability of the nozzle body can be determined.
本明細書で開示される技術によれば、ノズルホルダの下部からノズル本体までの全体がカメラの視野内に収まらない場合でも、ノズル本体の突出量の良否を判定することが出来る。 According to the technology disclosed in the present specification, it is possible to determine whether or not the protrusion amount of the nozzle body is good even when the entire area from the lower portion of the nozzle holder to the nozzle body does not fit within the visual field of the camera.
＜実施形態１＞
１．部品搭載装置の全体構成
図１は部品搭載装置１の平面図である。部品搭載装置１は、基台１０と、プリント基板Ｂ１を搬送するための搬送コンベア２０と、ヘッドユニット５０と、ヘッドユニット５０を平面方向（ＸＹ軸方向）に移動させる駆動装置３０と、部品供給部４０等とを備えている。尚、ヘッドユニット５０が本発明の「搭載ヘッド」の一例である。また、プリント基板Ｂ１が本発明の「基板」の一例である。<
1. Overall Configuration of Component Mounting Apparatus FIG. 1 is a plan view of the
基台１０は、平面視長方形状をなすとともに上面が平坦とされる。また、基台１０における搬送コンベア２０の下方には、プリント基板Ｂ１上に電子部品Ｅ１を実装する際にそのプリント基板Ｂ１をバックアップするバックアップ装置（図略）が設けられている。以下の説明では、プリント基板Ｂ１の搬送方向（図１の左右方向）をＸ軸方向とし、基台１０の短辺方向（図１の上下方向）をＹ軸方向とし、上下方向をＺ軸方向とする。
The
搬送コンベア２０は、Ｙ軸方向における基台１０の略中央位置に配置され、プリント基板Ｂ１をＸ軸方向に沿って搬送する。搬送コンベア２０は、搬送方向であるＸ方向に循環駆動する一対のコンベアベルト２２を備えている。プリント基板Ｂ１は、搬送方向の一方側（図１で示す右側）からコンベアベルト２２に沿って基台１０上の作業位置（図１の二点鎖線で囲まれる位置）に搬入される。そして、プリント基板Ｂ１は作業位置で停止して基台１０に固定され、電子部品Ｅ１の実装作業がされた後、コンベアベルト２２に沿って他方側（図１で示す左側）に搬出される。
The
部品供給部４０は、搬送コンベア２０の両側（図１の上下両側）においてＸ軸方向に並んで２箇所ずつ、計４箇所に配されている。これらの部品供給部４０には、複数のフィーダ４２が横並び状に整列して取り付けられている。各フィーダ４２は、複数の電子部品Ｅ１が収容された部品供給テープが巻回されたリール、及びリールから部品供給テープを引き出す電動式の送出装置を備えており、電子部品Ｅ１を一つずつ供給するようになっている。
The
駆動装置３０は、一対の支持フレーム３２と、ヘッド駆動機構とから構成される。一対の支持フレーム３２は、Ｘ軸方向における基台１０の両側に位置しており、Ｙ軸方向に延びている。支持フレーム３２には、ヘッド駆動機構を構成するＸ軸サーボ機構及びＹ軸サーボ機構が設けられている。ヘッドユニット５０は、Ｘ軸サーボ機構及びＹ軸サーボ機構によって、基台１０上の可動領域内でＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能とされている。
The
Ｙ軸サーボ機構は、一対のＹ軸ガイドレール３３Ｙと、ヘッド支持体３６と、Ｙ軸ボールねじ３４Ｙと、Ｙ軸サーボモータ３５Ｙとを有している。ヘッド支持体３６は、一対のＹ軸ガイドレール３３Ｙにより、Ｙ軸方向にスライド可能に支持されている。また、ヘッド支持体３６には、Ｙ軸ボールねじ３４Ｙと螺合するボールナット（図略）が固定されている。
The Y-axis servo mechanism has a pair of Y-
Ｙ軸サーボモータ３５Ｙが駆動すると、Ｙ軸ボールねじ３４Ｙに沿ってボールナットが進退し、その結果、ヘッド支持体３６及び後述するヘッドユニット５０がＹ軸ガイドレール３３Ｙに沿ってＹ軸方向に移動する。
When the Y-
Ｘ軸サーボ機構は、ヘッド支持体３６に対して取り付けられたＸ軸ガイドレール（不図示）と、Ｘ軸ボールねじ３４Ｘと、Ｘ軸サーボモータ３５Ｘとを有している。Ｘ軸ガイドレールには、その軸方向に沿ってヘッドユニット５０が移動自在に取り付けられている。また、ヘッドユニット５０には、Ｘ軸ボールねじ３４Ｘと螺合するボールナット（図略）が取り付けられている。
The X-axis servo mechanism has an X-axis guide rail (not shown) attached to the head support 36, an
Ｘ軸サーボモータ３５Ｘが駆動すると、Ｘ軸ボールねじ３４Ｘに沿ってボールナットが進退し、その結果、ボールナットに固定されたヘッドユニット５０が、ヘッド支持体３６上をＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。
When the
（ヘッドユニットの構成）
ヘッドユニット５０は、フィーダ４２によって供給される電子部品Ｅ１を吸着して、プリント基板Ｂ１上に搭載する機能を果たす。ヘッドユニット５０は、図２〜図４に示すように、ユニット本体６０と、ベースパネル５２と、外環部材５８と、カバー５３、５４とを有している。ベースパネル５２は上下方向に長い形状をなす。外環部材５８は、円環状であり、ベースパネル５２に対して固定されている。ベースパネル５２と外環部材５８は、ユニット本体６０を支持する機能を果たしており、本発明の「支持部材」に相当する。(Structure of head unit)
The
ユニット本体６０は、ロータリー式であり、図２〜４、図６に示すように、Ｚ軸方向に沿った軸状をなす軸部６２と、回転体６４と、１８本のノズルシャフト１００と、Ｎ軸駆動装置４５と、を含む。
The unit
図６に示すように、軸部６２は二重構造となっており、外側軸部６２Ｂと、外側軸部６２Ｂの内側に位置する内側軸部６２Ａと、を含む。内側軸部６２Ａは、ベースパネル５２に対して、当該軸部６２Ａの軸線周りに回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 6, the
回転体６４は、軸部６２より大径な略円柱状をなす。回転体６４は、内側軸部６２Ａの下部に固定されている。回転体６４は、外環部材５８の内周側に位置しており、外環部材５８に対して相対回転可能な状態で支持されている。尚、図４は、回転体６４を図示するため、外環部材５８は省略した図となっている。
The rotating
また、回転体６４には、周方向に等間隔で貫通孔６５が１８個形成されている。各貫通孔６５には、これを貫通して、後述するノズルシャフト１００が取り付けられている。
Further, 18 through
軸部６２の上部寄りの位置には、Ｎ軸被駆動ギヤ６２Ｎと、Ｒ軸被駆動ギヤ６２Ｒが上下に配置されている（図４参照）。Ｎ軸被駆動ギヤ６２Ｎは内側軸部６２Ａと結合し、Ｒ軸被駆動ギヤ６２Ｒは、外側軸部６２Ｂと結合している。
An N-axis driven
Ｎ軸駆動装置４５は、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎと、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎの出力軸に設けられたＮ軸駆動ギヤ（不図示）と、を有している。Ｎ軸駆動ギヤはＮ軸被駆動ギヤ６２Ｎと噛み合わされている。そのため、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎを駆動すると、モータ３５Ｎの動力が、Ｎ軸駆動ギヤ及びＮ軸被駆動ギヤ６２Ｎを介して内側軸部６２Ａに伝わる。そのため、内側軸部６２Ａと共に回転体６４が回転し、回転体６４に支持された１８本のノズルシャフト１００が回転体６４と一体的に回転する構造になっている。
The N-
また、外側軸部６２Ｂは、軸方向の両端部を、ベアリングを介して内側軸部６２Ａと回転体６４に対してそれぞれ軸受けしており、内側軸部６２Ａや回転体６４に対して相対的に回転可能となっている。
Further, the
ノズルシャフト１００は、Ｚ軸方向に沿った軸状であり、筒状のシャフトホルダ５７を介して、回転体６４に形成された各貫通孔６５に取り付けられている。
The
また、図７に示すように、ノズルシャフト１００の先端には、吸着ノズル１２０が取り付けられている。
Further, as shown in FIG. 7, a
吸着ノズル１２０には、負圧又は正圧が供給されるようになっている。各吸着ノズル１２０は、負圧によってその先端部に電子部品Ｅ１を吸着して保持するとともに、正圧によってその先端部に保持した電子部品Ｅ１を解放する。
Negative pressure or positive pressure is supplied to the
ノズルシャフト１００の上部外周面には、コイルばね１３０が取り付けられている。コイルばね１３０は、ノズルシャフト１００を上向きに付勢する機能を果たしている。
A
次に、各ノズルシャフト１００をその軸線Ｌ周りに回転駆動するためのＲ軸駆動装置７０について説明する。
Next, the R-
Ｒ軸駆動装置７０は、図２、図３に示すように、ヘッドユニット５０のＺ軸方向における略中央部に配置されており、Ｒ軸サーボモータ３５Ｒと、Ｒ軸サーボモータ３５Ｒの出力軸に設けられ、Ｒ軸被駆動ギヤ６２Ｒと噛み合わされたＲ軸駆動ギヤ７２Ｒと、共通ギヤ５５を有している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the R-
共通ギヤ５５は、図５、図７に示すように、外側軸部６２Ｂの下部に設けられている。共通ギヤ５５は、各シャフトホルダ５７のギヤ５７Ｒと噛み合わされている。Ｒ軸サーボモータ３５Ｒを駆動すると、モータ３５Ｒの動力が、Ｒ軸駆動ギヤ７２Ｒ及びＲ軸被駆動ギヤ６２Ｒを介して、外側軸部６２Ｂ、共通ギヤ５５に伝わり、外側軸部６２Ｂと共通ギヤ５５が回転する。
The
共通ギヤ５５が回転すると、ギヤ５７Ｒとの噛み合いにより、各シャフトホルダ５７が回転する。そして、各シャフトホルダ５７と各ノズルシャフト１００は、ボールスプライン結合していることから、共通ギヤ５５の回転に伴って、１８本のノズルシャフト１００がその軸線Ｌ周りにおいて同方向及び同角度に一斉に回転する。
When the
また、ヘッドユニット５０は、各ノズルシャフト１００を、回転体６４に対してＺ軸方向（上下方向）に昇降させるための２つのＺ軸駆動装置８０を備えている。
The
Ｚ軸駆動装置８０は、図６に示すように、ノズルシャフト１００の上方において、回転体６４の軸部６２を挟んでヘッドユニット５０の左右両側（Ｘ軸方向両側）に対称配置されており、１８本のノズルシャフト１００のうち図６の左右両側（Ｘ軸方向両側）に位置するノズルシャフト１００を上下方向であるＺ軸方向に昇降させる。
As shown in FIG. 6, the Z-
Ｚ軸駆動装置８０は、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚと、Ｚ軸可動部８４とを有している。Ｚ軸リニアモータ３５Ｚは、固定子（コイル）と、Ｚ軸方向に移動可能な可動子（マグネット）を有している。Ｚ軸可動部８４は、可動子に固定されており、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚの駆動により、Ｚ軸方向（上下方向）に移動する。
The Z-
Ｚ軸可動部８４の下端部には、図６に示すように、カムフォロア８６が取り付けられている。Ｚ軸リニアモータ３５Ｚの駆動により、Ｚ軸可動部８４が図６に示す初期位置から下降すると、カムフォロア８６がノズルシャフト１００の上端部に当接し、ノズルシャフト１００の全体がコイルばね１３０の弾性力に抗って下降する。
As shown in FIG. 6, a
また、カムカムフォロア８６がノズルシャフト１００の上端部に当接した状態から、Ｚ軸可動部８４を上昇させると、コイルばね１３０の弾性力復帰力によって、ノズルシャフト１００の全体が上昇する。
When the Z-axis
尚、Ｚ軸可動部８４が図６に示す初期位置にある状態では、カムフォロア８６はノズルシャフト１００の上方にあって、ノズルシャフト１００から離れて位置する。そのため、回転体６４を回転した時に、各ノズルフャフト１００とカムフォロア８６が干渉しないようになっている。
In the state where the Z-axis
このような構成とすることで、Ｘ軸サーボモータ３５Ｘ、Ｙ軸サーボモータ３５Ｙ、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎ、Ｒ軸サーボモータ３５Ｒ、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚを所定のタイミングで作動させることにより、フィーダ４２を通じて供給される電子部品Ｅ１をヘッドユニット５０により取り出して、プリント基板Ｐ上に装着する処理を実行することが出来る。
With such a configuration, the
すなわち、フィーダ４２から電子部品Ｅ１を取り出す場合、Ｘ軸サーボモータ３５Ｘ、Ｙ軸サーボモータ３５Ｙを駆動して、ヘッドユニット５０をフィーダ上方に移動させる。ヘッドユニット５０がフィーダ上方に移動したら、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚを駆動して、昇降操作位置にある１本目のノズルシャフト１００を図６に示す上昇端位置Ｓ１から下降させる。尚、昇降操作位置とは、Ｚ軸駆動装置８０による昇降操作が可能な位置であり、図６の左側又は右側の位置である。
That is, when taking out the electronic component E1 from the
そして、ノズルシャフト１００の先端に設けられた吸着ノズル１２０がフィーダ４２による供給される電子部品Ｅ１の上面の高さに下降するタイミングに合わせて、負圧を供給することで、フィーダ４２から電子部品Ｅ１を取り出すことができる。そして、部品の取り出し後は、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚを駆動して、１本目のノズルシャフト１００を図６に示す上昇端位置Ｓ１まで上昇させる。
Then, the negative pressure is supplied at the timing when the
次に、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎを駆動して回転体６４を回転し、２本目のノズルシャフト１００を、昇降操作位置まで移動する。あとは１本目と同様に、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚを駆動して２本目のノズルシャフト１００を図６に示す上昇端位置Ｓ１から下降させる。そして、吸着ノズル１２０がフィーダ４２による供給される電子部品Ｅ１の上面の高さに下降するタイミングに合わせて、負圧を供給することで、フィーダ４２から電子部品Ｅ１を取り出すことができる（吸着処理）。
Next, the N-
このような動作を、１８本のノズルシャフト１００についてそれぞれ行うことで、１つのヘッドユニット５０で、フィーダ４２から１８個の電子部品Ｅ１を取り出すことが出来る。
By performing such an operation for each of the 18
次に取り出した電子部品Ｅ１をプリント基板Ｂ１に搭載する場合、Ｘ軸サーボモータ３５Ｘ、Ｙ軸サーボモータ３５Ｙを駆動して、ヘッドユニット５０をフィーダ上方からプリント基板Ｂ１上に移動させる。また、ヘッドユニット５０の移動中、カメラユニット１５０による電子部品Ｅ１の撮像が行われる（後述）。
Next, when mounting the taken-out electronic component E1 on the printed circuit board B1, the
そして、ヘッドユニット５０がプリント基板上方に移動したら、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚを駆動して、昇降操作位置に位置する１本目のノズルシャフト１００を、図６に示す上昇端位置Ｓ１から下降させる。また、下降中、必要に応じてＲ軸サーボモータ３５Ｒを駆動して、ノズルシャフト１００を、軸線Ｌを中心に回転させ、電子部品Ｅ１の傾きを補正する。
Then, when the
そして、吸着ノズル１２０に保持された電子部品Ｅ１が、プリント基板Ｂ１の高さに下降するタイミングに合わせて、負圧を正圧に切り換えることで、電子部品Ｅ１をプリント基板Ｂ１に搭載できる。そして、電子部品Ｅ１の搭載後は、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚを駆動して、１本目のシャフトシャフト１００を図６に示す上昇端位置Ｓ１まで上昇させる。
Then, the electronic component E1 held by the
次に、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎを駆動して回転体６４を回転し、２本目のノズルシャフト１００を、昇降操作位置まで移動する。あとは１本目と同様に、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚを駆動して２本目のノズルシャフト１００を図６に示す上昇端位置Ｓ１から下降させる。そして、吸着ノズル１２０に保持された電子部品Ｅ１が、プリント基板Ｂ１の高さに下降するタイミングに合わせて、負圧を正圧に切り換えることで、電子部品Ｅ１をプリント基板Ｂ１に搭載できる（搭載処理）。
Next, the N-
このような動作を、１８本のノズルシャフト１００についてそれぞれ行うことで、フィーダ４２から取り出した１８個の電子部品を、プリント基板Ｂ１上に搭載することが出来る。
By performing such an operation for each of the 18
尚、上記では、２つのＺ軸駆動装置８０のうち一方だけを利用し、プリント基板Ｂ１に対して電子部品Ｅ１を１つずつ搭載する例を説明した。この他にも、２つのＺ軸駆動装置８０の双方を利用して、２本のノズルシャフト１００を同時に昇降させて、プリント基板Ｂ１に対して２つの電子部品Ｅ１を同時に搭載するようにしてもよい。また、２つのＺ軸駆動装置８０を交互に使用することも可能である。
In the above description, an example is described in which only one of the two Z-
また、図６、図７に示すように、回転体６４の下部中央には、拡散板１９０が取り付けられている。拡散板１９０は、筒状をしており、円周状に配置された吸着ノズル１２０の内側に位置している。この拡散板１９０は、後述するカメラユニット１５０で、吸着ノズル１２０に保持された電子部品Ｅ１を撮像する際に、背景部分を光らすために設けられている。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, a
次に、部品搭載装置１の電気的構成について、図９を参照して説明する。部品搭載装置１の本体は、コントローラ２００によってその全体が制御統括されている。コントローラ２００は、ＣＰＵ等により構成される演算制御部２１１を備えている。演算制御部２１１には、モータ制御部２１２と、記憶部２１３と、画像処理部２１４と、入出力部２１５と、フィーダ通信部２１６、外部通信部、表示部２１８と、操作部２１９と、がそれぞれ接続されている。演算制御部２１１は、本発明の「検査部」の一例である。
Next, the electrical configuration of the
モータ制御部２１２は、電子部品の搭載プログラムに従って、Ｘ軸サーボモータ３５Ｘ、Ｙ軸サーボモータ３５Ｙ、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎ、Ｒ軸サーボモータ３５Ｒ、Ｚ軸リニアモータ３５Ｚを制御する。また、モータ制御部２１２は、搬送プログラムに従って、搬送コンベア２０を駆動させる。
The
記憶部２１３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。記憶部２１３には、電子部品Ｅ１の搭載プログラムやプリント基板の搬送プログラム、及び電子部品Ｅ１の搭載に必要な各種データが記憶されている。
The
画像処理部２１４には、カメラユニット１５０から出力される画像がそれぞれ取り込まれるようになっており、取り込まれた画像の解析が行われるようになっている。
The images output from the
入出力部２１５には、各種センサやスイッチが接続されている。
Various sensors and switches are connected to the input/
フィーダ通信部２１６は、部品供給部４０に取り付けられた各フィーダ４２と接続されており、各フィーダ４２を統括して制御する。
The
表示部２１８は、表示画面を有する液晶表示装置等から構成され、部品搭載装置１の状態等を表示画面上に表示する。操作部２１９はキーボード等であり、部品搭載装置１に対して各種設定や条件などを入力操作できる。
The
２．カメラユニットの構成
図２に示すように、ヘッドユニット５０は、カメラユニット１５０を有している。カメラユニット１５０は、撮像対象を水平方向（側方）から撮像するサイドビューカメラであり、回転体６４を回転可能に支持する外環部材５８に対して固定されている。2. Configuration of Camera Unit As shown in FIG. 2, the
図１０は図２をＡ方向から見た斜視図、図１１はカメラユニットの斜視図である。図１２は電子部品の撮像動作を示す図、図１３はカメラユニットの光路図である。 10 is a perspective view of FIG. 2 seen from the direction A, and FIG. 11 is a perspective view of the camera unit. FIG. 12 is a diagram showing an image pickup operation of an electronic component, and FIG. 13 is an optical path diagram of a camera unit.
カメラユニット１５０は、図１０、１１に示すように、カメラ本体１５３と、導光ユニット１６０と、光源１８０ａ、１８０ｂと、を備える。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
カメラ本体１５３は、レンズ１５５と、ＣＣＤ等の撮像部１５７とを備え、レンズ１５５を下方に向けた状態で、導光ユニット１６０の上部（センターフレームの上部）に配置されている。
The
導光ユニット１６０は、光をカメラ本体１５３に導くものであり、センターフレーム１６３と、一対のサイドフレーム１６５ａ、１６５ｂとを有している。
The
センターフレーム１６３は、図１０において回転体６４の後方に位置しており、その内部には、三角形状のセンタープリズム１７１（図１３を参照）が配置されている。
The
一対のサイドフレーム１６５ａ、１６５ｂは、図１０において回転体６４のＸ方向両側に位置しており、センターフレーム１６３と内部が繋がっている。
The pair of
サイドフレーム１６５ａの内部には、第１サイドプリズム１７３ａ、第２サイドプリズム１７５ａ（図１３を参照）が配置されており、また、サイドフレーム１６５ｂの内部には、第１サイドプリズム１７３ｂ、第２サイドプリズム１７５ｂ（図１３を参照）が配置されている。
A
一対のサイドフレーム１６５ａ、１６５ｂの内面（回転体６４との対向面）には、入光窓１６６ａ、１６６ｂがそれぞれ設けられている。これら各入光窓１６６ａ、１６６ｂは回転体６４のＸ方向両側に位置しており、Ｚ軸駆動装置８０によるノズルシャフト１００の昇降操作位置（図６の左右両側の位置）と対応している。
また、図１２に示す「Ｈ」は、入光窓１６６ａ、１６６ｂのＺ軸方向の範囲を示している。入光窓１６６ａ、１６６ｂのＺ軸方向の位置は、ノズルシャフト１００が図６に示す上昇端位置Ｓ１にあるときの吸着ノズル１２０の先端と概ね対応しており、ノズルシャフト１００が上昇端位置Ｓ１にある場合、図１２に示すように、入光窓１６６ａ、１６６ｂのＺ軸方向の範囲Ｈと吸着ノズル１２０の先端がＺ軸方向で重なる関係となっている。
Further, "H" shown in FIG. 12 indicates the range of the
光源１８０ａ、１８０ｂは、入光窓１６６ａ、１６６ｂのＹ方向両側に配置されている。光源１８０ａ、１８０ｂは、複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)から構成されており、光を発光する。
The
本実施形態では、Ｚ軸方向の操作が可能となる昇降操作位置において、ノズルシャフト１００を上昇操作位置Ｓ１（図６を参照）にすると、吸着ノズル１２０の先端（ノズル本体１２５の先端１２５ａ）及びそれに吸着保持された電子部品Ｅ１が、対応する入光窓１６６ａ、１６６ｂの正面に位置して、カメラの視野内に収まる。そのため、吸着ズル１２０に吸着された電子部品Ｅ１をカメラユニット１５０により撮像することができる。
In the present embodiment, when the
具体的に説明すると、図１２、図１３にて右端に位置する吸着ノズル１２０ｂに保持された電子部品Ｅ１を撮像する場合、図１２、図１３に示す左側の光源１８０ａを点灯する。
More specifically, when the electronic component E1 held by the
光源１８０ａを点灯すると、その光は、拡散板１９０で拡散する。そして、拡散した光の一部が、吸着ノズル１２０ｂに保持された電子部品Ｅ１の外側を通過する。電子部品Ｅ１の外側を通過した光は、サイドフレーム１６５ｂの入光窓１６６ｂから入射する。
When the
そして、入射した光は、図１３に示すように、第１サイドプリズム１７３ｂ、第２サイドプリズム１７５ｂ、センタープリズム１７１で反射して、カメラ本体１５３の撮像部１５７の一方側の領域に入光する。そのため、電子部品Ｅ１の画像を得ることが出来る。
Then, the incident light is reflected by the
また、図１２、図１３にて左端に位置する吸着ノズル１２０ａに保持された電子部品Ｅ１を撮像する場合、図１２、図１３に示す右側の光源１８０ｂを点灯する。光源１８０ｂを点灯すると、拡散板１９０で拡散した光の一部が、吸着ノズル１２０ａに保持された電子部品Ｅ１の外側を通過する。電子部品Ｅ１を透過した光は、サイドフレーム１６５ａの入光窓１６６ａから入射する。
When imaging the electronic component E1 held by the
そして、入射した光は、図１３に示すように、第１サイドプリズム１７３ａ、第２サイドプリズム１７５ａ、センタープリズム１７１で反射して、カメラ本体１５３の撮像部１５７の他方側の領域に入光する。そのため、電子部品Ｅ１の画像を得ることが出来る。
Then, the incident light is reflected by the
このように、本実施形態のカメラユニット１５０は、２つの入光窓１６６ａ、１６６ｂを設けており、２つの入光窓１６６ａ、１６６ｂから入射した光が、撮像部１５７に入光する構造になっていることから、１台のカメラユニット１５０で、２つの吸着ノズル１２０に吸着保持された電子部品Ｅ１を撮像することが出来るようになっている。
As described above, the
また、２つの入光窓１６６ａ、１６６ｂから入射した光は、撮像部１５７の異なる領域に入射する構成になっているので、２つの吸着ノズル１２０ａ、１２０ｂに吸着保持された２つの電子部品Ｅ１を同時に撮像することが出来る。
Further, the light incident from the two
また、電子部品Ｅ１の撮像は、ノズルシャフト１００を上昇端位置Ｓ１に停止させた状態で行うことが出来、撮像にあたり、各ノズルシャフト１００の位置をＺ軸方向で調整する必要がない。
Further, the image pickup of the electronic component E1 can be performed in a state where the
そのため、Ｎ軸サーボモータ３５Ｎを駆動して回転体６４を回転させて、各ノズルシャフト１００が、Ｚ軸方向への昇降操作が可能となる昇降操作位置を通過するタイミングに合わせて撮像を行うことで、１８本の吸着ノズル１２０に吸着保持された各電子部品Ｅ１を、連続して撮像することが出来る。
Therefore, the N-
尚、本実施形態では、フィーダ上方からプリント基板の上方に、ヘッドユニット５０を移動する期間中に、カメラユニット１５０による電子部品Ｅ１の撮像を行っており、カメラユニット１５０で撮像した画像から各吸着ノズル１２０に対する電子部品Ｅ１の吸着状態を検出している。
In the present embodiment, the electronic component E1 is imaged by the
４．吸着ノズルの構成
次に、図８及び図１４を参照して吸着ノズル１２０の構成を説明する。図１４は、吸着ノズル１２０の断面図である。吸着ノズル１２０は、ノズルホルダ１２１と、ノズル本体１２５と、コイルばね１２７と、ストッパピン１２８と、を備えている。尚、コイルばね１２７が本発明の「付勢部材」に相当する。4. Configuration of Suction Nozzle Next, the configuration of the
ノズルホルダ１２１は、例えば、合成樹脂製であり、Ｚ軸方向に長い筒型をしている。ノズルホルダ１２１の内部には、ノズルシャフト１００の下端部１０１が、フランジ１０３によって抜け止めされた嵌合している。ノズルシャフト１００の外周部には、コイルばね１０５が取り付けられている。コイルばね１０５は、ワッシャー１０７を介してノズルホルダ１２１を下向きに押している。ノズルホルダ１２１は、下向きに押されることにより生じる摩擦により、ノズルシャフト１００に対して回り止めされている。ノズルホルダ１２１の下部１２３には、下向きに突出する筒型の取付部１２４が設けられている。
The
ノズル本体１２５はＺ軸方向に長い筒型であり、先端には小径のノズル孔１２５ｂを有している。ノズル本体１２５は、取付部１２４を貫通しつつ、ノズルホルダ１２１の内側に下方から嵌合している。ノズル本体１２５は、ノズルホルダ１２１に対して、突出量（一例として、ノズルホルダ１２１の取付部１２４からノズル本体１２５の先端１２５ａまでの長さ）Ｄが変位自在である。コイルばね１２７は、取付部１２４の外側に取り付けられている。コイルばね１２７は、ノズルホルダ１２１に対してノズル本体１２５を下向きに押している。
The
図１４の（Ａ）は、ノズルホルダ１２１に対してノズル本体１２５が最も突出した状態（吸着ノズルの最大伸張時）を示している。図１４の（Ｂ）は、ノズルホルダ１２１に対してノズル本体１２５が押し込まれた状態を示している。
FIG. 14A shows a state in which the
上記のように、ノズルホルダ１２１とノズル本体１２５とを別々の部品で構成し、両間にコイルばね１２７を設けておくことで、ノズル本体１２５の先端１２５ａに荷重が加わったとき、コイルばね１２７が縮むことで衝撃を吸収（以下、バフィング機能）することが出来る。こうしたバフィング機能を持たせることで、部品厚みのバラつきや、基板の反り量のバラつき、モータの位置決め精度のバラつきなどの上下方向のバラつきにより、部品搭載時や部品吸着時に、吸着ノズル１２０や電子部品に加わる衝撃をやわらげることが出来る。
As described above, the
ストッパ１２８は、ノズルホルダ１２１の内側にあって、ノズル本体１２５の外周面に形成された溝部１２６に嵌合している。図１４の（Ａ）に示す最大突出状態では、ストッパ１２８が溝部１２６の上端に当接し、ノズルホルダ１２１に対してノズル本体１２５を抜け止めする。また、図１４の（Ｂ）に示す後退状態では、ストッパ１２８が溝部１２６の下端に当接し、ノズルホルダ１２１に対して、ノズル本体１２５の位置を規制している。
The
５．ノズル本体１２５の突出量Ｄの良否判定
バフィング機能を持つ吸着ノズル１２０は、塵やゴミ、はんだ等の異物の吸引や付着、または繰り返しにより発生する自身の摩耗粉により、ノズルホルダ１２１に対するノズル本体１２５の摺動性が低下して、外力を解放しても、ノズル本体１２５が突出した状態（図１４の（Ａ）に示す最大突出状態）に復帰しない事態が生じる場合がある。5. The
そのため、本実施形態では、カメラユニット１５０により吸着ノズル１２０の側面を撮像し、得られた画像から、ノズルホルダ１２１に対するノズル本体１２５の突出量Ｄが正常か、判定する。また、カメラユニット１５０の視野が狭い場合、ノズルホルダ１２１からノズル本体１２５までの全体が視野に収まりきらない場合がある。
Therefore, in the present embodiment, the side surface of the
そこで、本実施形態では、ノズル本体１２５とノズルホルダ１２１とを別々に撮像する。そして、ノズル本体１２５の第１画像Ｇ１と、ノズルホルダ１２１の第２画像Ｇ２と、第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２とを得るための撮像に伴う吸着ノズル１２０のＺ軸方向への移動距離Ｈと、に基づいて、ノズルホルダ１２１に対するノズル本体１２５の突出量Ｄが正常か判定する。
Therefore, in this embodiment, the
尚、第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２とを得るための撮像に伴う吸着ノズル１２０のＺ軸方向への移動距離Ｈとは、２つの画像Ｇ１、Ｇ２を取得するため、一方を撮像してからもう一方を撮像するために、吸着ノズル１２０をＺ軸方向に移動させた距離である。下記の例では、図１６に示す第１撮像位置から図１７に示す第２撮像位置までの吸着ノズル１２０の移動距離である。
Note that the moving distance H in the Z-axis direction of the
また、吸着ノズル１２０は、Ｚ軸駆動装置８０がノズルシャフト１００をＺ軸方向に昇降させることによりＺ軸方向の位置が変位する。そのため、吸着ノズル１２０のＺ軸方向の移動距離Ｈは、Ｚ軸駆動装置８０の動力源であるＺ軸リニアモータ３５Ｚに設けられたリニアセンサ（リニアモータを構成する可動子のＺ軸方向の移動量を検出するセンサ）の出力を演算制御部２１１にて検出することにより、算出することが出来る。
Further, the
以下、ノズル本体１２５の突出量Ｄが正常か否かの判定方法について具体的に説明する。
まず、演算制御部２１１は、図１６に示すように、吸着ノズル１２０のノズル本体１２５がカメラユニット１５０の入光窓１１６ｂの正面に位置しているか、吸着ノズル１２０の位置を確認する。Hereinafter, a method of determining whether or not the protrusion amount D of the
First, as shown in FIG. 16, the
本例では、吸着ノズル１２０が最も上昇している時、すなわちノズルシャフト１００が図６に示す上昇端位置Ｓ１にある時に、ノズル本体１２５がカメラユニット１５０の入光窓１１６ｂの正面に位置する関係となっている。
In this example, when the
そのため、演算制御部２１１は、検査対象となる吸着ノズル１２０が最も上昇した位置にあれば、ノズル本体１２５は入光窓１１６ｂの正面に位置していると判断する。そして、演算制御部２１１は、その後、カメラユニット１５０によりノズル本体１２５を撮像し、ノズル本体１２５の第１画像Ｇ１を取得する（図１５：Ｓ１）。尚、図１６に記載されている矢印は、カメラユニット１５０によるノズル本体１２５の撮像が行われる吸着ノズル１２０の第１撮像位置を示している。また、図１８の（Ａ）は、ノズル本体１２５の第１画像Ｇ１である。
Therefore, if the
次に、演算制御部２１１は、ノズルホルダ１２１の段差部１２１ａがカメラの視野に収まるように、吸着ノズル１２０のＺ軸方向の位置を調整する。具体的には、Ｚ軸駆動装置８０を駆動してノズルシャフト１００を上昇端位置Ｓ１から下降させ、図１７に示すようにノズルホルダ１２１の段差部１２１ａが入光窓１１６ｂの正面に位置するように、吸着ノズル１２０のＺ軸方向の位置を変更する（図１５：Ｓ３）。
Next, the
その後、演算制御部２１１は、カメラユニット１５０でノズルホルダ１２１を撮像し、ノズルホルダ１２１の第２画像Ｇ２を取得する（図１５：Ｓ５）。尚、図１７に記載されている矢印は、カメラユニット１５０によるノズルホルダ１２１の撮像が行われる吸着ノズル１２０の第２撮像位置を示している。また、図１８の（Ｂ）は、ノズルホルダ１２１の第２画像Ｇ２である。また、Ｓ１、Ｓ５の処理が本発明の「撮像処理」に相当する。
After that, the
本実施形態では、ノズルホルダ１２１の段差部１２１ａを突出量判定の基準としており、２つの画像Ｇ１、Ｇ２と、２つの画像Ｇ１、Ｇ２を得るための撮像に伴う吸着ノズル１２０のＺ軸方向の移動距離Ｈから、ノズルホルダ１２１の段差部１２１ａからノズル本体１２５の先端１２５ａまでの全長Ｌを算出する（図１５：Ｓ７）。
In the present embodiment, the
具体的には、図１８の（Ａ）に示すように、第１画像Ｇ１において、基準ラインＦからノズル本体１２５の先端１２５ａまでの距離Ｚ１を求める。また、図１８の（Ｂ）に示すように、第２画像Ｇ２において、基準ラインＦからノズルホルダ１２１の段差部１２１ａまでの距離Ｚ２を求める。尚、本例では、基準ラインを画像の上フレームＦとしている。
Specifically, as shown in FIG. 18A, the distance Z1 from the reference line F to the
そして、２つの画像Ｇ１、Ｇ２から求めた２つの距離Ｚ１、Ｚ２と、２つの画像Ｇ１、Ｇ２を得るための撮像に伴う吸着ノズル１２０のＺ軸方向の移動距離Ｈから、全長Ｌを以下の（１）式で算出することが出来る。尚、２つの画像Ｇ１、Ｇ２を得るための撮像に伴う吸着ノズル１２０のＺ軸方向の移動距離Ｈは、ノズル本体１２５を撮像してからノズルホルダ１２１を撮像するために、吸着ノズル１２０をＺ軸方向に移動した距離である。
Then, from the two distances Z1 and Z2 obtained from the two images G1 and G2 and the moving distance H in the Z-axis direction of the
Ｌ＝（Ｚ１−Ｚ２）＋Ｈ・・・・・（１） L=(Z1-Z2)+H (1)
演算制御部２１１は、段差部１２１ａからノズル本体１２５の先端１２５ａまでの全長Ｌの算出結果を、図１４の（Ａ）に示す最大突出時の全長Ｌの設計値Ｌｏと比較する。尚、設計値Ｌｏは、ノズルホルダ１２１、ノズル本体１２５など各部品の寸法から求めることが出来、同データは記憶部２１３に予め記憶されている。
The
そして、演算制御部２１１は、算出した全長Ｌと設計値Ｌｏとの差が許容範囲内であれば、ノズル本体１２５の突出量Ｄは、正常であると判定する（図１５：Ｓ９）。一方、算出した全長Ｌと設計値Ｌｏとの差が許容範囲外であれば、ノズル本体１２５に異常ありと判定する。
Then, if the difference between the calculated total length L and the design value Lo is within the allowable range, the
演算制御部２１１は、上記したノズル本体１２５の突出量Ｄに関する良否判定を、例えば、部品搭載装置１が実装動作を開始する前に行う。このようにすることで、摺動性が低下した吸着ノズル１２０が実装作業に使用されることを未然に回避することが出来る。
The
尚、突出量Ｄの良否判定を行うためには、ノズル本体１２５とノズルホルダ１２１を撮像する必要があり、それには、カメラユニット１５０に対する吸着ノズル１２０の位置をＺ軸方向で調整しなければならない。そのため、回転体６４に搭載された各１８本の吸着ノズル１２０について突出量Ｄの良否判定を行うには、判定対象となる吸着ノズル１２０を、Ｚ軸方向への移動が可能となる左右の昇降操作位置（図６の左右両端）のいずれかに移動させてから、個々に行う必要がある。
In order to determine whether the protrusion amount D is good or bad, it is necessary to image the
６．効果説明
本構成では、ノズル本体１２５とノズルホルダ１２１とを別々に撮像し、得られた２つの画像Ｇ１、Ｇ２と、２つの画像Ｇ１、Ｇ２を得るための撮像に伴う吸着ノズル１２０のＺ軸方向への移動距離Ｈとに基づいて、ノズルホルダ１２１に対するノズル本体１２５の突出量Ｄが正常か否か、判定する。6. Description of Effect In the present configuration, the nozzle
このようにすることで、例えば、カメラの視野が狭い場合や、或いはノズルホルダ１２１の下部からノズル本体１２５までの全体が視野内に収まらない場合でも、ノズルホルダ１２１に対するノズル本体１２５の突出量Ｄの良否を判定することが出来る。
By doing so, for example, even when the field of view of the camera is narrow, or even when the entire area from the lower portion of the
＜実施形態２＞
実施形態２について、図１９を参照して説明する。
実施形態２では、ノズル本体１２５を押込方向に変位させてから、ノズルホルダ１２１に対するノズル本体１２５の突出量Ｄの良否を判定する。<Embodiment 2>
The second embodiment will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, after the
具体的に説明すると、演算制御部２１１は、図１９の（Ａ）〜（Ｂ）に示すように、吸着ノズル１２０を所定高さから下降して基台１０等に押し込むことにより、ノズル本体１２５を、ノズルホルダ１２１に対してコイルばね１２７に抗して突出量を小さくする押込方向に変位させる。
More specifically, as shown in FIGS. 19A and 19B, the arithmetic and
その後、演算制御部２１１は、図１９の（Ｃ）に示すように、吸着ノズル１２０を上昇させて、ノズル本体１２５に対して押込方向に加わる荷重を解放する。これにより、ノズル本体１２５は、コイルばね１２７の弾性により、突出した状態（理想的には、図１４の（Ａ）に示す最大突出状態）に復帰する。
After that, the
演算制御部２１１は、ノズル本体１２５の突出した状態への復帰と並行して、Ｚ軸駆動装置８０を駆動して吸着ノズル１２０を図１６の位置に上昇させる。その後、図１５に示すＳ１〜Ｓ９の処理を実行し、ノズル本体１２５の突出量Ｄの良否を判定する。本構成では、ノズル本体１２５を一旦、押込方向に変位させてからノズル本体１２５の突出量Ｄの良否を判定するので、ノズル本体１２１に対するノズル本体１２５の摺動動作後に縮んだままとなる摺動不良の吸着ノズルの検出が可能になる。
The
＜実施形態３＞
実施形態３を図１９〜図２１を参照して説明する。
実施形態３では、ノズルホルダ１２１に対するノズル本体１２５の先端位置の繰り返し精度を判定する。<Embodiment 3>
The third embodiment will be described with reference to FIGS.
In the third embodiment, the repeatability of the tip position of the
具体的に説明すると、演算制御部２１１は、図１９の（Ａ）〜（Ｂ）に示すように、吸着ノズル１２０を所定高さから下降して基台１０等に押し込むことにより、ノズル本体１２５を、ノズルホルダ１２１に対してコイルばね１２７に抗して突出量を小さくする押込方向に変位させる（図２０：Ｓ１１）。
More specifically, as shown in FIGS. 19A and 19B, the arithmetic and
その後、演算制御部２１１は、図１９の（Ｃ）に示すように、吸着ノズル１２０を上昇させて、ノズル本体１２５に対して押込方向に加わる荷重を解放する（図２０：Ｓ１３）。これにより、ノズル本体１２５は、コイルばね１２７の弾性により、突出した状態（理想的には、図１４の（Ａ）に示す最大突出状態）に復帰する。
After that, the
演算制御部２１１は、ノズル本体１２５の突出した状態への復帰と並行して、Ｚ軸駆動装置８０を駆動して吸着ノズル１２０を図１６の位置に上昇させ、カメラユニット１５０でノズル本体１２５を撮像する（図２０：Ｓ１５）。
In parallel with the return of the
演算制御部２１１は、こうした一連の処理（Ｓ１１〜Ｓ１５）を複数回実行し、複数回の撮像で得られたノズル本体１２５の画像に基づいて、ノズルホルダ１２１に対するノズル本体１２５の先端位置の繰り返し精度を判定する（Ｓ１９）。
The
具体的には、各回の撮像で得られた画像から、ノズル本体１２５の先端１２５ａの位置を検出し、ノズル本体１２５の先端１２５ａの位置の変化量Δを算出する。本例では、図２１に示すように、ノズル本体１２５の先端１２５ａの位置について、最も下がった状態と最も上がった状態の差を、変化量Δとして算出する。そして、算出した変化量Δが閾値より小さければ、繰り返し精度は良好、閾値より大きければ、繰り返し精度はＮＧと判定する。
Specifically, the position of the
このようにすることで、繰り返し精度が低下した吸着ノズル１２０が実装作業に使用されることを未然に回避することが出来る。
By doing so, it is possible to prevent the
尚、上記した繰り返し精度を判定する処理（図２０のフローチャート）は、実施形態１で説明した突出量Ｄの良否を判定する処理（図１５のフローチャート）に続けて行われる。そして、演算制御部２１１は、突出量Ｄと繰り返し精度の双方がいずれもＯＫの場合にのみ、その吸着ノズル１２０を実装処理に使用する。
The above-described process of determining the repeatability (flowchart of FIG. 20) is performed subsequent to the process of determining whether the protrusion amount D is good (flowchart of FIG. 15) described in the first embodiment. Then, the
＜実施形態４＞
実施形態４を、図２２、図２３を参照して説明する。
実施形態４では、ノズルホルダ１２１に対するノズル本体１２５の摺動性を判定する。尚、摺動性とは、ノズル本体１２１に対するノズル本体１２５のＺ軸方向への位置変位の滑らかさであり、摩擦（摺動抵抗）が大きいほど、摺動性は低い。<Embodiment 4>
The fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 22 and 23.
In the fourth embodiment, the slidability of the
具体的に説明すると、実施形態３では、繰り返し精度を判定するため、ノズル本体１２５に対して押込方向に加わる荷重を解放した後、ノズル本体１２５の突出した状態への復帰と並行して、Ｚ軸駆動装置８０を駆動して吸着ノズル１２０を図１６の位置に上昇させた後、カメラユニット１５０でノズル本体１２５を撮像した（図２０：Ｓ１５）。
More specifically, in the third embodiment, in order to determine the repeatability, after the load applied to the
実施形態４では、ノズル本体１２５に対して押込方向に加わる荷重を解放した後、ノズル本体１２５が突出方向に変位し始める前に撮像を開始できるように、Ｚ軸駆動装置８０を駆動して、吸着ノズル１２０を図１６の位置に高速で上昇させる。
In the fourth embodiment, after the load applied to the
そして、演算制御部１２１は、吸着ノズル１２０が図１６まで上昇すると、カメラユニット１５０でノズル本体１２５の画像を連続して撮像する。
Then, when the
図２２はノズル本体１２５の連続画像であり、演算制御部２１１は連続して撮像された各画像からノズル本体１２５の先端１２５ａの位置を検出する。図２２に示すように、荷重の解放後、ノズル本体１２５の先端１２５ａの位置は、時間Ｔの経過と共に下方へ次第に変化し、最終的には、ストッパピン１２８により突出が制限される最大突出位置Ｐｍに至る。尚、ノズルホルダ１２１に対するノズル本体１２５の摺動抵抗が大きい場合、ノズル本体１２５の先端１２５ａの位置が、最大突出位置Ｐｍまで変化せずに停止することもある。
FIG. 22 is a continuous image of the
図２３は、横軸を撮像開始からの経過時間Ｔ、縦軸をノズル本体１２５の先端１２５ａの変化量Ｖとしたグラフであり、摺動性が高い程、変化量Ｖは短い時間で収束する。
FIG. 23 is a graph in which the horizontal axis represents the elapsed time T from the start of imaging, and the vertical axis represents the variation amount V of the
そのため、ノズル本体１２５の撮像時間の間隔ｔと、各時点のノズル本体１２５の先端位置１２５ａの変化量Ｖから、図２３に示すノズル本体の先端位置の応答曲線Ｌｖ（Ｔ−Ｖ相関曲線）を求めることにより、摺動性の良否を判断することが出来る。すなわち、応答曲線Ｌｖのカーブが緩やかな程、摩擦が大きく摺動性は低下している。そのため、求めた応答曲線Ｌｖを、所定の基準カーブ（摺動性が良好な場合の応答曲線）と比較することで、摺動性の良否を判定できる。 Therefore, a response curve Lv (TV correlation curve) of the tip position of the nozzle body shown in FIG. By determining the quality, it is possible to judge the quality of the slidability. That is, the gentler the curve of the response curve Lv, the greater the friction and the lower the slidability. Therefore, the quality of the slidability can be determined by comparing the obtained response curve Lv with a predetermined reference curve (response curve when the slidability is good).
このようにすることで、摺動性が低下した吸着ノズル１２０が実装作業に使用されることを未然に回避することが出来る。
By doing so, it is possible to prevent the
尚、上記した摺動性を判定する処理は、実施形態３で説明した繰り返し精度の判定（図２０のフローチャート）を行う際に、処理の一部（Ｓ１５）として行われる。そして、演算制御部２１１は、突出量Ｄ、繰り返し精度、摺動性が全てＯＫの場合にのみ、その吸着ノズル１２０を実装処理に使用する。尚、本例では、変化量Ｖの基準は、最大突出位置Ｐｍとしている。
The process for determining the slidability described above is performed as a part of the process (S15) when determining the repeatability (the flowchart in FIG. 20) described in the third embodiment. Then, the
＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
（１）上記の実施形態１では、ロータリー型のヘッドユニット５０を例示したが、複数のノズルシャフト１００を直線状に配置したインライン型のヘッドユニットであってもよい。<Other Embodiments>
The technology disclosed in the present specification is not limited to the embodiments described by the above description and the drawings, and the following embodiments are also included in the technical scope, for example.
(1) In the above-described first embodiment, the
（２）上記の実施形態１では、吸着ノズル１２０を、ヘッドユニット５０に搭載したカメラユニット１５０で撮像する例を示した。この他にも、例えば、基台１０上に設けられた支柱にサイドビューカメラを固定しておき、そのカメラで、吸着ノズル１２０を撮像してもよい。尚、サイドビューカメラとは、視点から水平方向への視野を持ち、対象物の側面を撮像するカメラである。
(2) In the above-described first embodiment, an example in which the
（３）上記の実施形態４では、上記した摺動性を判定する処理を、実施形態３で説明した繰り返し精度の判定（図２０のフローチャート）する際に、処理の一部（Ｓ１５）として行う例を示したが、繰り返し精度の判定とは別に行うようにしてもよい。また、繰り返し精度の判定は行わず、摺動性の判定のみ行うようにしてもよい。 (3) In the above-described fourth embodiment, the process of determining the slidability described above is performed as a part of the process (S15) when determining the repeatability (the flowchart of FIG. 20) described in the third embodiment. Although an example is shown, it may be performed separately from the determination of the repeatability. Alternatively, the repeatability may not be determined, and only the slidability may be determined.
以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although the embodiments have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
１...部品搭載装置
１０...基台
３０...駆動装置
５０...ヘッドユニット（本発明の「搭載ヘッド」の一例）
５２...ベースパネル（本発明の「支持部材」の一例）
５８...外環部材（本発明の「支持部材」の一例）
６４...回転体
１００...ノズルシャフト
１２０...吸着ノズル
１２１...ノズルホルダ
１２５...ノズル本体
１２７...コイルばね（本発明の「付勢部材」の一例）
１５０...カメラユニット（本発明の「サイドビューカメラ」の一例）
２００...コントローラ
２１１...演算制御部（本発明の「検査部」の一例）
Ｂ１...プリント基板（本発明の「基板」の一例）
Ｅ１...電子部品DESCRIPTION OF
52... Base panel (an example of "support member" of the present invention)
58... Outer ring member (an example of "support member" of the present invention)
64...
150... Camera unit (an example of the “side view camera” of the present invention)
200...
B1... Printed circuit board (an example of "board" of the present invention)
E1... Electronic parts
Claims (7)
基板が固定される基台に対して平面方向に移動する搭載ヘッドと、
前記搭載ヘッドに対して上下方向に移動可能に支持されたノズルシャフトと、
前記ノズルシャフトの先端に取り付けられた吸着ノズルと、
前記吸着ノズルの側面を撮像するサイドビューカメラと、
吸着ノズルの状態を検査する検査部と、を含み、
前記吸着ノズルは、
前記ノズルシャフトの先端に取り付けられたノズルホルダと、
前記ノズルホルダに対して突出量が変位自在に取り付けられたノズル本体と、
前記ノズル本体を前記ノズルホルダに対して突出方向に付勢する付勢部材と、を含み、
前記検査部は、
前記ノズル本体を前記付勢部材に抗して突出量を小さくする押込方向に変位させた後、前記ノズル本体に対して前記押込方向に加わる荷重を解放してから、
前記サイドビューカメラの視野に前記ノズル本体と前記ノズルホルダがそれぞれ収まるように前記吸着ノズルを上下方向に移動して、前記サイドビューカメラにより、前記ノズル本体と前記ノズルホルダとを別々に撮像する撮像処理を実行し、
前記撮像により得られた前記ノズル本体の第１画像と、前記ノズルホルダの第２画像と、前記第１画像と前記第２画像とを得るための撮像に伴う前記吸着ノズルの移動距離と、に基づいて、前記ノズルホルダに対する前記ノズル本体の突出量の良否を判定する、部品搭載装置。A component mounting apparatus for mounting electronic components on a board,
A mounting head that moves in a plane direction with respect to a base on which the substrate is fixed,
A nozzle shaft supported movably in the vertical direction with respect to the mounting head;
A suction nozzle attached to the tip of the nozzle shaft,
A side view camera for imaging the side surface of the suction nozzle;
Including an inspection unit for inspecting the state of the suction nozzle,
The suction nozzle is
A nozzle holder attached to the tip of the nozzle shaft,
A nozzle body mounted so that the amount of protrusion of the nozzle holder is displaceable,
A biasing member that biases the nozzle body in the protruding direction with respect to the nozzle holder,
The inspection unit is
After displacing the nozzle body in the pushing direction that reduces the protrusion amount against the biasing member, after releasing the load applied to the nozzle body in the pushing direction,
Imaging in which the suction nozzle is moved up and down so that the nozzle body and the nozzle holder respectively fit within the field of view of the side view camera, and the side view camera separately images the nozzle body and the nozzle holder. Perform processing,
A first image of the nozzle body obtained by the image pickup, a second image of the nozzle holder, and a moving distance of the suction nozzle accompanying the image pickup for obtaining the first image and the second image. A component mounting apparatus that determines whether the amount of protrusion of the nozzle body with respect to the nozzle holder is good or bad based on the above.
前記検査部は、
前記ノズル本体を前記付勢部材に抗して突出量を小さくする押込方向に変位させた後、
前記ノズル本体に対して前記押込方向に加わる荷重を解放してから、前記ノズル本体を撮像する処理を複数回実行し、
各回の撮像で得られた前記ノズル本体の画像に基づいて、前記ノズルホルダに対する前記ノズル本体の先端位置の繰り返し精度を判定する、部品搭載装置。The component mounting apparatus according to claim 1, wherein
The inspection unit is
After displacing the nozzle body in the pushing direction that reduces the protrusion amount against the biasing member,
After releasing the load applied to the nozzle body in the pushing direction, a plurality of processes of imaging the nozzle body is executed,
A component mounting apparatus that determines the repeat accuracy of the tip position of the nozzle body with respect to the nozzle holder, based on the image of the nozzle body obtained by each imaging.
前記検査部は、
前記ノズル本体を前記付勢部材に抗して突出量を小さくする押込方向に変位させた後、
前記ノズル本体に対して前記押込方向に加わる荷重を解放してから、前記ノズル本体を前記カメラユニットで連続して撮像し、
連続して撮像した各画像と撮像時間の間隔とから、前記ノズルホルダに対する前記ノズル本体の摺動性を判定する、部品搭載装置。The component mounting apparatus according to claim 1 or 2, wherein
The inspection unit is
After displacing the nozzle body in the pushing direction that reduces the protrusion amount against the biasing member,
After releasing the load applied to the nozzle body in the pushing direction, the nozzle body is continuously imaged by the camera unit,
A component mounting apparatus that determines the slidability of the nozzle body with respect to the nozzle holder based on each image captured continuously and the interval of the image capturing time.
前記搭載ヘッドは、
前記ノズルシャフトを周方向に複数本配置した回転体と、
前記回転体を回転可能に支持する支持部材と、を備えたロータリー式の搭載ヘッドであり、
前記サイドビューカメラは、前記支持部材に取り付けられている、部品搭載装置。The component mounting apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The mounting head is
A rotating body in which a plurality of the nozzle shafts are arranged in the circumferential direction,
A rotary type mounting head having a supporting member that rotatably supports the rotating body,
The component mounting apparatus, wherein the side-view camera is attached to the support member.
前記吸着ノズルは、
前記ノズルシャフトの先端に取り付けられたノズルホルダと、
前記ノズルホルダに対して突出量が変位自在に取り付けられたノズル本体と、
前記ノズル本体を前記ノズルホルダに対して突出方向に付勢する付勢部材と、を含み、
前記ノズル本体を前記付勢部材に抗して突出量を小さくする押込方向に変位させた後、前記ノズル本体に対して前記押込方向に加わる荷重を解放してから、
サイドビューカメラにより、前記ノズル本体と前記ノズルホルダとを別々に撮像し、
前記撮像により得られた前記ノズル本体の第１画像と、前記ノズルホルダの第２画像と、
前記第１画像と前記第２画像とを得るための撮像に伴う前記吸着ノズルの移動距離と、に基づいて、前記ノズルホルダに対する前記ノズル本体の突出量の良否を判定する、吸着ノズルの検査方法。A method for inspecting a suction nozzle that sucks electronic components mounted on a board,
The suction nozzle is
A nozzle holder attached to the tip of the nozzle shaft,
A nozzle body mounted so that the amount of protrusion of the nozzle holder is displaceable,
A biasing member that biases the nozzle body in the protruding direction with respect to the nozzle holder,
After displacing the nozzle body in the pushing direction that reduces the protrusion amount against the biasing member, after releasing the load applied to the nozzle body in the pushing direction,
A side view camera separately images the nozzle body and the nozzle holder,
A first image of the nozzle body obtained by the imaging, a second image of the nozzle holder,
A method for inspecting a suction nozzle, which determines whether the amount of protrusion of the nozzle body with respect to the nozzle holder is good or bad, based on a moving distance of the suction nozzle accompanying imaging for obtaining the first image and the second image. ..
前記ノズル本体を前記付勢部材に抗して突出量を小さくする押込方向に変位させた後、
前記ノズル本体に対して前記押込方向に加わる荷重を解放してから、前記ノズル本体を撮像する処理を複数回実行し、
各回の撮像で得られた前記ノズル本体の画像に基づいて、前記ノズルホルダに対する前記ノズル本体の先端位置の繰り返し精度を判定する、吸着ノズルの検査方法。The method of inspecting a suction nozzle according to claim 5,
After displacing the nozzle body in the pushing direction that reduces the protrusion amount against the biasing member,
After releasing the load applied to the nozzle body in the pushing direction, a plurality of processes of imaging the nozzle body is executed,
A method for inspecting a suction nozzle, wherein the repeatability of the tip position of the nozzle body with respect to the nozzle holder is determined based on the image of the nozzle body obtained by each imaging.
前記ノズル本体を前記付勢部材に抗して突出量を小さくする押込方向に変位させた後、
前記ノズル本体に対して前記押込方向に加わる荷重を解放してから、前記ノズル本体を前記カメラユニットで連続して撮像し、
連続して撮像した各画像と撮像時間の間隔とから、前記ノズルホルダに対する前記ノズル本体の摺動性を判定する、吸着ノズルの検査方法。A method for inspecting a suction nozzle according to claim 5 or 6, wherein
After displacing the nozzle body in the pushing direction that reduces the protrusion amount against the biasing member,
After releasing the load applied to the nozzle body in the pushing direction, the nozzle body is continuously imaged by the camera unit,
A method for inspecting a suction nozzle, wherein the slidability of the nozzle body with respect to the nozzle holder is determined from each image captured continuously and the interval of the imaging time.
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