JP6762527B2 - Component mounting machine and component mounting head - Google Patents

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本発明は、基板に複数の部品を実装する部品実装機、および実装動作を行う部品実装ヘッドに関する。より詳細には、部品実装ヘッドに設けられた基準マークを撮像する部品実装機に関する。 The present invention relates to a component mounting machine that mounts a plurality of components on a substrate, and a component mounting head that performs mounting operations. More specifically, the present invention relates to a component mounting machine that images a reference mark provided on the component mounting head.

多数の部品が実装された基板を生産する設備として、はんだ印刷機、部品実装機、リフロー機、基板検査機などがある。これらの設備を連結して基板生産ラインを構成することが一般的になっている。このうち部品実装機は、基板搬送装置、部品供給装置、部品移載装置、および制御装置を備える。部品実装機による実装動作において、まず、基板搬送装置が基板を搬入し、位置決め保持する。次に、部品移載装置の部品実装ヘッドが部品供給装置から部品を採取し、基板上の所定の装着位置に移動して当該の部品を装着する。 Facilities for producing substrates on which a large number of components are mounted include solder printing machines, component mounting machines, reflow machines, and board inspection machines. It has become common to connect these facilities to form a substrate production line. Of these, the component mounting machine includes a board transfer device, a component supply device, a component transfer device, and a control device. In the mounting operation by the component mounting machine, first, the board transfer device carries in the board and positions and holds it. Next, the component mounting head of the component transfer device picks up a component from the component supply device, moves the component to a predetermined mounting position on the board, and mounts the component.

部品実装ヘッドに採取された部品の位置および回転姿勢を正確に認識して高精度な実装 動作を実現するために、一般的に撮像装置が用いられる。撮像装置は、部品実装ヘッドに採取された部品および部品実装ヘッドに設けられた基準マークを一緒に撮像して画像データを取得する。制御装置は、画像データに画像処理を施して、部品と基準マークとの相対位置関係を求め、部品実装ヘッドの装着位置への移動制御に反映する。撮像装置を用いて部品と基準マークとの相対位置関係を求める一技術例が、特許文献1に開示されている。 An imaging device is generally used in order to accurately recognize the position and rotational posture of a component collected on the component mounting head and realize a highly accurate mounting operation. The image pickup apparatus acquires image data by imaging the parts collected on the component mounting head and the reference mark provided on the component mounting head together. The control device performs image processing on the image data to obtain the relative positional relationship between the component and the reference mark, and reflects the image data in the movement control to the mounting position of the component mounting head. Patent Document 1 discloses a technical example of obtaining a relative positional relationship between a component and a reference mark using an imaging device.

特許文献1の電気部品の位置ずれ検出方法は、電気部品の吸着ノズルに対する位置ずれを検出する方法であって、次の4工程を含んでいる。すなわち、この位置ずれ検出方法は、吸着ノズルとその近傍に配設されたドッグとを同時に撮像する第一撮像工程と、吸着ノズルとドッグとの相対位置関係を取得する第一データ処理工程と、吸着ノズルに保持された電気部品とドッグとを同時に撮像する第二撮像工程と、電気部品とドッグとの相対位置関係ならびに吸着ノズルとドッグとの相対位置関係に基づいて電気部品の吸着ノズルに対する位置ずれを取得する第二データ処理工程と、を含んでいる。これによれば、種々の原因に基づく吸着ノズルと撮像装置との相対位置ずれを修正し、電気部品を高い位置精度で回路基板に装着できる、とされている。 The method for detecting the misalignment of an electric component in Patent Document 1 is a method for detecting the misalignment of the electric component with respect to the suction nozzle, and includes the following four steps. That is, this misalignment detection method includes a first imaging step of simultaneously imaging the suction nozzle and the dog arranged in the vicinity thereof, and a first data processing step of acquiring the relative positional relationship between the suction nozzle and the dog. The position of the electric component with respect to the suction nozzle based on the second imaging step of simultaneously imaging the electric component and the dog held by the suction nozzle, the relative positional relationship between the electric component and the dog, and the relative positional relationship between the suction nozzle and the dog. It includes a second data processing step of acquiring the deviation. According to this, it is said that the relative positional deviation between the suction nozzle and the image pickup device based on various causes can be corrected, and the electric component can be mounted on the circuit board with high position accuracy.

特開2002−185198号公報JP-A-2002-185198

ところで、最近では部品の小型化が進み、従来よりもさらに実装動作の高精度化が必要となってきている。このため、特許文献1に開示されたドッグに類する位置の指標として、基準マークを部品実装ヘッドに設けることが多い。この方法の場合、1回の撮像で部品実装ヘッドに採取された部品と基準マークとを一緒に撮像する。ここで、撮像対象となる部品の性状に合わせて、撮像装置の照明部の複数の照明条件を切り替えることが行われている。すると、基準マークが全ての照明条件に適合して明瞭に撮像されるとは限らない。この結果、基準マークが不明瞭になって部品との相対位置関係の検知精度が低下し、実装動作の精度が低下するという問題点が発生する。 By the way, recently, the miniaturization of parts has progressed, and it has become necessary to improve the accuracy of mounting operations more than before. For this reason, a reference mark is often provided on the component mounting head as an index of a position similar to the dog disclosed in Patent Document 1. In the case of this method, the component collected on the component mounting head and the reference mark are imaged together in one imaging. Here, a plurality of illumination conditions of the illumination unit of the image pickup apparatus are switched according to the properties of the component to be imaged. Then, the reference mark does not always match all the lighting conditions and is clearly imaged. As a result, the reference mark becomes unclear, the detection accuracy of the relative positional relationship with the component is lowered, and the accuracy of the mounting operation is lowered.

また、最近では実装動作の高精度化とともに高速化が進み、部品実装ヘッドが高速で駆動されるようになってきている。さらに、部品実装ヘッドが撮像装置の上方を停止することなく移動して、移動しながらの撮像を行うオンザフライ撮像( On The Fly 撮像)も広まりつつある。このため、撮像する瞬間の部品実装ヘッドの位置が不定になるとともに、撮像装置のシャッタスピードを始めとする撮像条件が制約されて、部品や基準マークを明瞭に撮像することが難しくなり、前記した問題点が顕著になっている。 Further, recently, the mounting operation has become more accurate and the speed has been increased, and the component mounting head has been driven at a high speed. Further, on-the-fly imaging (On The Fly imaging) in which the component mounting head moves above the imaging device without stopping and images are taken while moving is becoming widespread. For this reason, the position of the component mounting head at the moment of imaging becomes indefinite, and imaging conditions such as the shutter speed of the imaging device are restricted, making it difficult to clearly image the component and the reference mark. The problem is becoming more prominent.

なお、前記した問題点は、部品実装ヘッドが部品以外の部材、例えば治具を採取して基板上もしくは基板模擬治具上に装着する場合にも、共通に発生し得る。したがって、本明細書では、部品実装ヘッドが採取および装着する部品や治具などを含んで実装対象物と総称する。 The above-mentioned problems may occur in common when the component mounting head collects a member other than the component, for example, a jig and mounts the jig on the substrate or the substrate simulation jig. Therefore, in the present specification, the parts and jigs collected and mounted by the component mounting head are collectively referred to as mounting objects.

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、複数種類の基準マークを用いることにより、部品実装ヘッドに採取された実装対象物の位置を正確に認識して高精度な実装動作を実現した部品実装機および部品実装ヘッドを提供することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made in view of the problems of the above background technology, and by using a plurality of types of reference marks, the position of the mounting object collected on the component mounting head can be accurately recognized and highly accurate. The problem to be solved is to provide a component mounting machine and a component mounting head that realize the mounting operation.

上記課題を解決する請求項1に係る部品実装機の発明は、部品または治具の少なくとも一方を含む実装対象物を採取して基板上もしくは基板模擬治具上の所定の装着位置に装着する部品実装ヘッドと、一円の円周上に配置された複数のノズルと、前記部品実装ヘッドに採取された実装対象物、および前記一円の内側に設けられた基準マークを一緒に撮像して画像データを取得する撮像装置と、前記画像データに基づき前記実装対象物と前記基準マークとの相対位置関係を求めて、前記部品実装ヘッドの前記装着位置への移動制御に反映する制御装置と、を備えた部品実装機であって、前記撮像装置は、撮像面を鉛直下方から照射する落射光源と、前記撮像面を周囲の下方から斜めに照射する傾斜光源と、前記撮像面を周囲から水平に近い角度で照射する側射光源と、を切り替え可能な照明部を有し、前記基準マークは、前記照明部の照明条件及び、底面に電極を有する実装対象物、底面が鏡面になっている実装対象物、底面にバンプを有する実装対象物、のいずれかに分類される複数の分類区分に対応して複数種類設けられている。 The invention of the component mounting machine according to claim 1 that solves the above problems is a component that collects a mounting object including at least one of a component or a jig and mounts it at a predetermined mounting position on a substrate or a substrate simulation jig. An image of the mounting head, a plurality of nozzles arranged on the circumference of the circle, the mounting object collected on the component mounting head, and the reference mark provided inside the circle. An imaging device that acquires data and a control device that obtains a relative positional relationship between the mounting object and the reference mark based on the image data and reflects it in the movement control of the component mounting head to the mounting position. The component mounting machine is provided with an epi-illuminating light source that irradiates the imaging surface from vertically below, an inclined light source that irradiates the imaging surface diagonally from below the surroundings, and the imaging surface horizontally from the surroundings. It has an illumination unit that can switch between a side-emitting light source that irradiates at a close angle, and the reference mark indicates the illumination conditions of the illumination unit, a mounting object having an electrode on the bottom surface, and a mounting having a mirror surface on the bottom surface. A plurality of types are provided corresponding to a plurality of classification categories classified into either an object or a mounting object having a bump on the bottom surface .

請求項1に係る部品実装機の発明によれば、撮像装置は複数の照明条件を切り替え可能であり、基準マークは複数の照明条件に対応して複数種類設けられている。このため、複数種類の基準マークは、複数の照明条件のそれぞれで少なくとも1種類が明瞭に撮像されるように形成される。すると、部品実装ヘッドに採取された実装対象物に合わせて適正な照明条件が選定されたときに、当該の実装対象物とともに少なくとも1種類の基準マークが明瞭に撮像される。したがって、制御装置は、当該の実装対象物と少なくとも1種類の基準マークとの相対位置関係を正確に検知して、採取された実装対象物の部品実装ヘッド上の位置を正確に認識できる。これにより、高精度な実装動作が実現される。 According to the invention of the component mounting machine according to claim 1, the image pickup apparatus can switch a plurality of lighting conditions, and a plurality of types of reference marks are provided corresponding to the plurality of lighting conditions. Therefore, the plurality of types of reference marks are formed so that at least one type is clearly imaged under each of the plurality of lighting conditions. Then, when appropriate lighting conditions are selected according to the mounting object collected on the component mounting head, at least one type of reference mark is clearly imaged together with the mounting target. Therefore, the control device can accurately detect the relative positional relationship between the mounting object and at least one type of reference mark, and can accurately recognize the position of the collected mounting object on the component mounting head. As a result, highly accurate mounting operation is realized.

本発明の実施形態の部品実装機の全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of the component mounting machine of embodiment of this invention. 部品実装ヘッドの構造を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of a component mounting head. 部品実装ヘッドの構造を示す底面図である。It is a bottom view which shows the structure of a component mounting head. 部品実装ヘッドのヘッド本体の底面に設けられた第1〜第3基準マークを説明する図である。It is a figure explaining the 1st to 3rd reference mark provided on the bottom surface of the head body of a component mounting head. 第1基準マークの形状を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the shape of the 1st reference mark. 第2基準マークの形状を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the shape of the 2nd reference mark. 第3基準マークの形状を説明する側面図である。It is a side view explaining the shape of the 3rd reference mark. 撮像装置の構成を示す側面部分断面図である。It is a side partial sectional view which shows the structure of the image pickup apparatus. 第1〜第3基準マークと、複数の照明条件ならびに実装対象物の複数の分類区分との対応関係を示す一覧の図である。It is a figure of the list which shows the correspondence relationship between the 1st to 3rd reference mark, a plurality of lighting conditions, and a plurality of classifications of a mounting object. 実施形態の部品実装機の動作を説明する図であり、制御装置が実行する処理フローを示している。It is a figure explaining the operation of the component mounting machine of an embodiment, and shows the processing flow executed by a control device. キャリブレーション用画像データおよび第1〜第3マーク中心位置を例示説明する図である。It is a figure for exemplifying the image data for calibration and the center position of the 1st to 3rd marks. 吸着採取された部品の部品実装ヘッド上の位置を制御装置が認識する方法を例示説明する図である。It is a figure exemplifying and explaining the method which the control device recognizes the position on the component mounting head of the component collected by suction. 従来技術の基準マークを説明する図である。It is a figure explaining the reference mark of the prior art.

本発明の実施形態の部品実装機1ならびに実施形態の部品実装ヘッド5について、図1〜図12を参考にして説明する。図1は、本発明の実施形態の部品実装機1の全体構成を示す斜視図である。図1の左奥から右手前に向かう方向が基板Kを搬入出するX軸方向、右奥から左手前に向かう方向がY軸方向、下から上に向かう方向がZ軸方向である。部品実装機1は、基板搬送装置2、複数個のフィーダ装置3、部品移載装置4、および撮像装置7などが機台91に組み付けられ、カバー92(二点鎖線示)に覆われて構成されている。基板搬送装置2、フィーダ装置3、部品移載装置4、および撮像装置7は、図略の制御装置から制御され、それぞれが所定の作業を行うようになっている。 The component mounting machine 1 of the embodiment of the present invention and the component mounting head 5 of the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 12. FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the component mounting machine 1 according to the embodiment of the present invention. The direction from the left back to the right front in FIG. 1 is the X-axis direction for loading and unloading the substrate K, the direction from the right back to the left front is the Y-axis direction, and the direction from the bottom to the top is the Z-axis direction. The component mounting machine 1 is configured by assembling a board transfer device 2, a plurality of feeder devices 3, a component transfer device 4, an image pickup device 7, and the like on the machine base 91 and covering them with a cover 92 (two-dot chain line). Has been done. The substrate transfer device 2, the feeder device 3, the component transfer device 4, and the image pickup device 7 are controlled by the control devices (not shown), and each of them performs a predetermined operation.

基板搬送装置2は、基板Kを装着実施位置に搬入し位置決めし搬出する。基板搬送装置2は、一対のガイドレール21、一対のコンベアベルト22、および複数の支持ピン23などで構成されている。一対のガイドレール21は、機台91の上部中央を横断して搬送方向(X軸方向)に延在し、かつ互いに平行に立設されている。一対のガイドレール21の向かい合う内側に、無端環状の一対のコンベアベルト22がそれぞれ設けられている。一対のコンベアベルト22は、コンベア搬送面に基板Kの両縁をそれぞれ戴置した状態で輪転して、基板Kを機台91の中央部に設定された装着実施位置に搬入および搬出する。複数の支持ピン23は、装着実施位置の下方に上下動可能に設けられている。支持ピン23は、上昇して基板Kを押し上げ装着実施位置に位置決めする。これにより、部品移載装置4が装着実施位置で装着動作を行えるようになる。 The board transfer device 2 carries in the board K to the mounting implementation position, positions it, and carries it out. The substrate transfer device 2 is composed of a pair of guide rails 21, a pair of conveyor belts 22, a plurality of support pins 23, and the like. The pair of guide rails 21 extend in the transport direction (X-axis direction) across the upper center of the machine base 91 and are erected in parallel with each other. A pair of endless annular conveyor belts 22 are provided on the inside of the pair of guide rails 21 facing each other. The pair of conveyor belts 22 rotate in a state where both edges of the substrate K are placed on the conveyor transport surface, and carry in and out the substrate K to the mounting implementation position set in the central portion of the machine base 91. The plurality of support pins 23 are provided so as to be vertically movable below the mounting implementation position. The support pin 23 rises to push up the substrate K and positions it at the mounting implementation position. As a result, the component transfer device 4 can perform the mounting operation at the mounting implementation position.

複数個のフィーダ装置3は、それぞれ部品を順次供給する。複数個のフィーダ装置3は、機台91の上面の幅方向(X軸方向)に並べて搭載される。各フィーダ装置3は、本体部31と、本体部31の後部に設けられた供給リール32と、本体部31の前寄りの上部に設けられた部品取出部33とを有している。供給リール32には多数の部品が所定ピッチで収納された細長いテープ(図略)が巻回保持されている。このテープが図略のテープ繰り出し機構により所定ピッチずつ繰り出され、部品が収納状態を解除されて部品取出部33に順次供給されるようになっている。 Each of the plurality of feeder devices 3 sequentially supplies parts. The plurality of feeder devices 3 are mounted side by side in the width direction (X-axis direction) of the upper surface of the machine base 91. Each feeder device 3 has a main body portion 31, a supply reel 32 provided at the rear portion of the main body portion 31, and a component take-out portion 33 provided at an upper portion near the front of the main body portion 31. An elongated tape (not shown) in which a large number of parts are stored at a predetermined pitch is wound and held on the supply reel 32. This tape is fed out by a tape feeding mechanism (not shown) at predetermined pitch intervals, and the parts are released from the stored state and sequentially supplied to the parts taking out unit 33.

部品移載装置4は、複数個のフィーダ装置3の各部品取出部33から部品を採取し、位置決めされた基板Kまで搬送して装着する。部品移載装置4は、X軸方向およびY軸方向に水平移動可能なXYロボットタイプの装置である。部品移載装置4は、左右一対のY軸レール41、Y軸スライダ42、上下一対のX軸レール43、X軸スライダ44、部品実装ヘッド5、および図略のX−Y駆動機構などで構成されている。一対のY軸レール41は、機台91の前後方向(Y軸方向)に延在して、基板搬送装置2およびフィーダ装置3の上方に配設されている。Y軸レール41に、Y軸スライダ42がY軸方向に移動可能に装架されている。Y軸スライダ42の前面に、上下一対のX軸レール43がX軸方向に延在して配設されている。X軸レール43の前側に、X軸スライダ44がX軸方向に移動可能に装架されている。X軸スライダ44の前側に、部品実装ヘッド5が配設されている。部品実装ヘッド5は、X−Y駆動機構によってX軸方向およびY軸方向に駆動される。 The component transfer device 4 collects components from each component extraction unit 33 of the plurality of feeder devices 3 and transports the components to the positioned substrate K for mounting. The component transfer device 4 is an XY robot type device that can move horizontally in the X-axis direction and the Y-axis direction. The component transfer device 4 includes a pair of left and right Y-axis rails 41, a Y-axis slider 42, a pair of upper and lower X-axis rails 43, an X-axis slider 44, a component mounting head 5, an XY drive mechanism (not shown), and the like. Has been done. The pair of Y-axis rails 41 extend in the front-rear direction (Y-axis direction) of the machine base 91 and are arranged above the substrate transfer device 2 and the feeder device 3. A Y-axis slider 42 is mounted on the Y-axis rail 41 so as to be movable in the Y-axis direction. A pair of upper and lower X-axis rails 43 extend in the X-axis direction on the front surface of the Y-axis slider 42. An X-axis slider 44 is mounted on the front side of the X-axis rail 43 so as to be movable in the X-axis direction. A component mounting head 5 is arranged on the front side of the X-axis slider 44. The component mounting head 5 is driven in the X-axis direction and the Y-axis direction by the XY drive mechanism.

図2は、部品実装ヘッド5の構造を示す側面図であり、図3は、部品実装ヘッド5の構造を示す底面図である。また、図4は、部品実装ヘッド5のヘッド本体51の底面55に設けられた第1〜第3基準マーク61〜63を説明する図である。図示されるように、部品実装ヘッド5は、ヘッド本体51、リボルバー装置53、および複数本の吸着ノズル54などで構成されている。 FIG. 2 is a side view showing the structure of the component mounting head 5, and FIG. 3 is a bottom view showing the structure of the component mounting head 5. Further, FIG. 4 is a diagram illustrating first to third reference marks 61 to 63 provided on the bottom surface 55 of the head main body 51 of the component mounting head 5. As shown in the figure, the component mounting head 5 is composed of a head body 51, a revolver device 53, a plurality of suction nozzles 54, and the like.

ヘッド本体51は、概ね縦型の直方体形状に形成されている。ヘッド本体51は、一側面に形成された着脱部52により、X軸スライダ44に取り付けられる。リボルバー装置53は、ヘッド本体51に内蔵して設けられており、垂直方向(Z軸方向)の回転軸AXの回りに回転する。図3に示されるように、リボルバー装置53は、回転軸AXを中心とする同心円周上に最大で16本の吸着ノズル54を着脱可能に有している。吸着ノズル54は、部品装着部材の一実施例であり、負圧を利用して部品を吸着採取し、正圧を利用して部品を基板K上に装着する。ヘッド本体51の内部には、駆動機構および空気圧調整機構が設けられている。駆動機構は、リボルバー装置53の回転を駆動するとともに、選択した特定の吸着ノズル54の昇降および回転を駆動する。空気圧調整機構は、各ノズル54に作用する空気圧を負圧および正圧に調整して、吸着動作および装着動作を実現する。 The head body 51 is formed in a substantially vertical rectangular parallelepiped shape. The head body 51 is attached to the X-axis slider 44 by a detachable portion 52 formed on one side surface. The revolver device 53 is built in the head body 51 and rotates around the rotation axis AX in the vertical direction (Z-axis direction). As shown in FIG. 3, the revolver device 53 has a maximum of 16 suction nozzles 54 detachably attached on a concentric circumference centered on the rotation axis AX. The suction nozzle 54 is an embodiment of a component mounting member, in which a component is suction-collected using negative pressure and the component is mounted on a substrate K using positive pressure. A drive mechanism and an air pressure adjusting mechanism are provided inside the head body 51. The drive mechanism drives the rotation of the revolver device 53 and also drives the elevating and rotating of the selected specific suction nozzle 54. The air pressure adjusting mechanism adjusts the air pressure acting on each nozzle 54 to negative pressure and positive pressure to realize the suction operation and the mounting operation.

吸着ノズル54は、部品だけでなく、精度測定用治具も吸着および装着する。精度測定用治具は、基板模擬治具と組み合わせて使用され、装着位置における装着精度の測定に提供される。精度測定用治具は、例えば、透明ガラスに精度測定用パターンを形成したものである。基板模擬治具は、例えば、基板と同等の大きさの板材に一定ピッチで基準線や基準符号を形成したものである。吸着ノズル54が精度測定用治具を基板模擬治具上に装着したとき、精度測定用パターンと基準線や基準符号との相対位置関係が求められる。これにより、装着位置の位置誤差、換言すれば装着精度が測定される。なお、装着精度の測定は、実際の部品および基板を用いて行うこともできる。以降では、部品実装ヘッド5が吸着および装着する部品および治具などを含んで実装対象物と総称する。 The suction nozzle 54 sucks and mounts not only the parts but also the accuracy measuring jig. The accuracy measuring jig is used in combination with the substrate simulation jig and is provided for measuring the mounting accuracy at the mounting position. The accuracy measurement jig is, for example, a transparent glass formed with an accuracy measurement pattern. The substrate simulation jig is, for example, a plate material having the same size as a substrate on which a reference line or a reference code is formed at a constant pitch. When the suction nozzle 54 mounts the accuracy measurement jig on the substrate simulation jig, the relative positional relationship between the accuracy measurement pattern and the reference line or reference code is required. As a result, the position error of the mounting position, in other words, the mounting accuracy is measured. The mounting accuracy can also be measured using actual parts and substrates. Hereinafter, the components and jigs to be attracted and mounted by the component mounting head 5 are collectively referred to as mounting objects.

図4に示されるように、ヘッド本体51の底面55に、3種類各2個の第1〜第3基準マーク61〜63が設けられている。合計6個の第1〜第3基準マーク61〜63は、概ね回転軸AXを中心とする同心円周上に60°ピッチで配設されている。かつ、同じ種類の2個の第1〜第3基準マーク61〜63は、概ね回転軸AXを中心にして対称に配設されている。本実施形態において、第1〜第3基準マーク61〜63は、ヘッド本体51の底面55に設けられている。これに限定されず、第1〜第3基準マーク61〜63は、リボルバー装置53とともに回転するように配設されてもよい。 As shown in FIG. 4, the bottom surface 55 of the head main body 51 is provided with two first to third reference marks 61 to 63 of each of the three types. A total of six first to third reference marks 61 to 63 are arranged at a pitch of 60 ° on a concentric circumference centered on the rotation axis AX. Moreover, the two first to third reference marks 61 to 63 of the same type are arranged symmetrically with respect to the rotation axis AX. In the present embodiment, the first to third reference marks 61 to 63 are provided on the bottom surface 55 of the head body 51. Not limited to this, the first to third reference marks 61 to 63 may be arranged so as to rotate together with the revolver device 53.

図5〜図7は、第1〜第3基準マーク61〜63の形状をそれぞれ説明する図である。図5〜図7において、各基準マーク61〜63の底面611、621、631が上を向くように、上下が反転されて示されている。図5の斜視図に示される第1基準マーク61は、厚みの小さな円柱形状に形成されている。第1基準マーク61の底面611は、サンドブラスト装置を用いて梨地処理が施され、多数の微小な凹凸が形成されている。図6の斜視図に示される第2基準マーク62は、第1基準マーク61と同一形状に形成されている。ただし、第2基準マーク62の底面621は、研磨装置などを用いて鏡面仕上げが施されている。図7の側面図に示される第3基準マーク63は、球面状に膨らんだ底面631が第1基準マーク61と同様の円柱形状に追加されて形成されている。 5 to 7 are views for explaining the shapes of the first to third reference marks 61 to 63, respectively. In FIGS. 5 to 7, the bottom surfaces 611, 621, and 631 of the reference marks 61 to 63 are shown upside down so as to face upward. The first reference mark 61 shown in the perspective view of FIG. 5 is formed in a cylindrical shape having a small thickness. The bottom surface 611 of the first reference mark 61 is subjected to satin finish using a sandblasting device, and a large number of minute irregularities are formed. The second reference mark 62 shown in the perspective view of FIG. 6 is formed in the same shape as the first reference mark 61. However, the bottom surface 621 of the second reference mark 62 is mirror-finished by using a polishing device or the like. The third reference mark 63 shown in the side view of FIG. 7 is formed by adding a spherically bulging bottom surface 631 to a cylindrical shape similar to the first reference mark 61.

なお、第1〜第3基準マーク61〜63は、下から見上げて円形に限定されず、例えば正方形であってもよい。また、同じ種類の基準マークを3個以上設けることもできる。この場合、同種の3個以上の基準マークは、回転軸AXを中心として回転対称に配設されることが好ましい。 The first to third reference marks 61 to 63 are not limited to a circle when viewed from below, and may be, for example, a square. It is also possible to provide three or more reference marks of the same type. In this case, it is preferable that three or more reference marks of the same type are arranged symmetrically with respect to the rotation axis AX.

図8は、撮像装置7の構成を示す側面部分断面図である。撮像装置7は、基板搬送装置2とフィーダ装置3との間の機台91の上面に、上向きに設けられている。撮像装置7は、部品実装ヘッド5に採取された実装対象物、および部品実装ヘッド5に設けられた第1〜第3基準マーク61〜63を一緒に撮像して画像データを取得する。撮像装置7は、部品実装ヘッド5がフィーダ装置2から基板Kへ移動する途中で停止せずに撮像を行うオンザフライ撮像、あるいは、部品実装ヘッド5が一旦停止するタイミングに撮像を行う停止時撮像のどちらを行ってもよい。 FIG. 8 is a side partial cross-sectional view showing the configuration of the image pickup apparatus 7. The image pickup device 7 is provided upward on the upper surface of the machine base 91 between the substrate transfer device 2 and the feeder device 3. The image pickup apparatus 7 simultaneously images the mounting object collected on the component mounting head 5 and the first to third reference marks 61 to 63 provided on the component mounting head 5 to acquire image data. The image pickup device 7 is an on-the-fly image pickup in which the component mounting head 5 is moving from the feeder device 2 to the substrate K without stopping, or an image pickup when the component mounting head 5 is temporarily stopped. Either can be done.

図示されるように、撮像装置7は、カメラ部71、連結部72、上椀部73、および照明部74などで構成されている。撮像動作を行うカメラ部71は、鉛直方向(Z軸方向)の光入射軸AOを有し、支持台711を介して機台91上に取り付けられている。カメラ部71の上部中央は、上方からの光が入射する光入射部712となっている。カメラ部71の上方には、矩形断面の筒状の連結部72が配設されている。さらに、連結部72の上側には、上向きに開いた底のない椀状の上椀部73が配設されている。 As shown in the figure, the image pickup apparatus 7 is composed of a camera unit 71, a connecting unit 72, an upper bowl unit 73, an illumination unit 74, and the like. The camera unit 71 that performs an imaging operation has an optical incident axis AO in the vertical direction (Z-axis direction), and is mounted on the machine base 91 via a support base 711. The upper center of the camera unit 71 is a light incident portion 712 on which light from above is incident. A cylindrical connecting portion 72 having a rectangular cross section is arranged above the camera portion 71. Further, on the upper side of the connecting portion 72, a bowl-shaped upper bowl portion 73 that is open upward and has no bottom is arranged.

照明部74は、連結部72の内面から上椀部73の内面にかけて配設されている。詳述すると、連結部72の内壁の一つの側面には、多数のLEDよりなる落射光源741が設けられている。また、連結部72の内部を斜めに横切ってハーフミラー742が設けられている。ハーフミラー742は、落射光源741から照射された水平方向の落射光を鉛直上向きに反射するとともに、上方からの光をカメラ部71の光入射部712に向けて透過する。上椀部73の椀状の内面に、多数のLEDよりなる傾射光源744が四段配置されている。さらに、上椀部73の椀状の内面の上縁寄りに、多数のLEDよりなる側射光源746が一段配置されている。 The lighting unit 74 is arranged from the inner surface of the connecting portion 72 to the inner surface of the upper bowl portion 73. More specifically, an epi-illumination light source 741 composed of a large number of LEDs is provided on one side surface of the inner wall of the connecting portion 72. Further, a half mirror 742 is provided diagonally across the inside of the connecting portion 72. The half mirror 742 reflects the horizontal epi-illuminated light emitted from the epi-illuminated light source 741 vertically upward, and transmits the light from above toward the light incident portion 712 of the camera unit 71. On the bowl-shaped inner surface of the upper bowl portion 73, a tilting light source 744 composed of a large number of LEDs is arranged in four stages. Further, a side-emitting light source 746 composed of a large number of LEDs is arranged in one stage near the upper edge of the bowl-shaped inner surface of the upper bowl portion 73.

撮像装置7は、撮像の対象として、ヘッド本体51の底面55およびリボルバー装置53の底面を撮像面としている。吸着ノズル54に吸着された部品および第1〜第3基準マーク61〜63も、撮像面に含まれる。落射光源741は、撮像面を鉛直下方から概ね真っ直ぐに照射する。傾射光源744は、撮像面を周囲の下方から斜めに照射する。側射光源746は、撮像面を周囲から水平に近い角度で照射する。照明用光源となる落射光源741、傾射光源744、および側射光源746の点灯および消灯が独立して切り替えられることにより、後述する第1〜第3照明条件が設定される。 The imaging device 7 has the bottom surface 55 of the head main body 51 and the bottom surface of the revolver device 53 as imaging surfaces as targets for imaging. The parts sucked by the suction nozzle 54 and the first to third reference marks 61 to 63 are also included in the imaging surface. The epi-illumination light source 741 irradiates the imaging surface substantially straight from vertically below. The tilted light source 744 irradiates the imaging surface obliquely from below the periphery. The side-emitting light source 746 irradiates the imaging surface at an angle close to horizontal from the surroundings. By independently switching the lighting and extinguishing of the epi-illuminating light source 741, the tilting light source 744, and the side-illuminating light source 746, which are the illumination light sources, the first to third illumination conditions described later are set.

図1に戻り、機台91上の撮像装置7に隣接する位置に、クリーニング部材8が配設されている。クリーニング部材8には、例えばブラシやスポンジなどの清掃用部材が用いられる。クリーニング部材8は、第1〜第3基準マーク61〜63を一括クリーニングできる大きさを有している。なお、第1〜第3基準マーク61〜63を個別にクリーニングできる大きさとしてもよい。部品移載装置4は、X−Y駆動機構により部品実装ヘッド5をクリーニング部材8の上方に移動させ、ヘッド本体51の底面55をクリーニング部材8に接触させつつ揺動することができる。これにより、ヘッド本体51の底面55が第1〜第3基準マーク61〜63の底面611、621、631と共に自動でクリーニングされる。つまり、クリーニング部材8およびX−Y駆動機構により、自動クリーニング装置の機能が実現されている。 Returning to FIG. 1, the cleaning member 8 is arranged at a position adjacent to the image pickup apparatus 7 on the machine base 91. As the cleaning member 8, for example, a cleaning member such as a brush or a sponge is used. The cleaning member 8 has a size capable of collectively cleaning the first to third reference marks 61 to 63. The first to third reference marks 61 to 63 may be of a size that can be individually cleaned. The component transfer device 4 can swing the component mounting head 5 above the cleaning member 8 by the XY drive mechanism while bringing the bottom surface 55 of the head body 51 into contact with the cleaning member 8. As a result, the bottom surface 55 of the head body 51 is automatically cleaned together with the bottom surfaces 611, 621, and 631 of the first to third reference marks 61 to 63. That is, the function of the automatic cleaning device is realized by the cleaning member 8 and the XY drive mechanism.

図略の制御装置は、部品実装に関する動作の全般を制御する。制御装置は、例えば,CPUを有してソフトウェアで動作する電子制御装置により構成でき、複数の電子制御装置を連携させて構成してもよい。制御装置は、基板搬送装置2による基板Kの搬入出および位置決めを制御する。制御装置は、複数個のフィーダ装置3の各制御部と連携して、各部品供給位置33に順次部品を供給させる。制御装置は、部品移載装置4の部品実装ヘッド5の移動やリボルバー装置53の回転、および吸着ノズル54の空気圧を制御する。制御装置は、部品実装ヘッド5を撮像装置7の上方へ移動させるとともに、撮像装置7の撮像動作を制御する。制御装置は、前記自動クリーニング装置の機能を制御する。さらに、制御装置は、4つの機能手段を含み、すなわち後述するキャリブレーション手段、精度調整手段、初期値記憶手段、および異常判定手段を含んでいる。 The control device (not shown) controls the overall operation related to component mounting. The control device can be configured by, for example, an electronic control device having a CPU and operating by software, and a plurality of electronic control devices may be linked and configured. The control device controls the loading / unloading and positioning of the substrate K by the substrate transport device 2. The control device cooperates with each control unit of the plurality of feeder devices 3 to sequentially supply parts to each component supply position 33. The control device controls the movement of the component mounting head 5 of the component transfer device 4, the rotation of the revolver device 53, and the air pressure of the suction nozzle 54. The control device moves the component mounting head 5 above the image pickup device 7, and controls the image pickup operation of the image pickup device 7. The control device controls the function of the automatic cleaning device. Further, the control device includes four functional means, that is, a calibration means, an accuracy adjusting means, an initial value storage means, and an abnormality determination means described later.

本実施形態において、第1〜第3基準マーク61〜63は、複数の照明条件、ならびに実装対象物の性状の差異により分類される複数の分類区分に対応して設けられている。図9は、第1〜第3基準マーク61〜63と、複数の照明条件ならびに実装対象物の複数の分類区分との対応関係を示す一覧の図である。 In the present embodiment, the first to third reference marks 61 to 63 are provided corresponding to a plurality of lighting conditions and a plurality of classification categories classified according to differences in the properties of the mounting object. FIG. 9 is a list showing the correspondence between the first to third reference marks 61 to 63 and the plurality of lighting conditions and the plurality of classification categories of the mounting object.

図9に示されるように、第1基準マーク61は、落射光源741、傾射光源744、および側射光源746がすべて点灯された第1照明条件に対応している。かつ、第1基準マーク61は、底面に電極を有する実装対象物に対応している。この種の実装対象物として、矩形の電極を有するチップ部品や、リード電極を有するリード部品を例示できる。これらの電極の位置を正確に求めることが重要であるので、電極の表面状態に類似するように、第1基準マーク61の底面611に梨地処理が施されている。そして、実装対象物の電極および第1基準マーク61の両方を明瞭に撮像するために、好適な第1照明条件が対応付けられて設定される。 As shown in FIG. 9, the first reference mark 61 corresponds to the first illumination condition in which the epi-illumination light source 741, the tilt-illumination light source 744, and the side-illumination light source 746 are all lit. Moreover, the first reference mark 61 corresponds to a mounting object having an electrode on the bottom surface. Examples of this type of mounting object include a chip component having a rectangular electrode and a lead component having a lead electrode. Since it is important to accurately determine the positions of these electrodes, a satin finish is applied to the bottom surface 611 of the first reference mark 61 so as to resemble the surface state of the electrodes. Then, in order to clearly image both the electrode of the mounting object and the first reference mark 61, suitable first illumination conditions are set in association with each other.

また、第2基準マーク62は、落射光源741のみが点灯された第2照明条件に対応している。かつ、第2基準マーク62は、底面が鏡面になっている実装対象物に対応している。この種の実装対象物として、ウエハ母材から切り出されたウエハ部品や、前述した精度測定用治具を例示できる。これらの底面の拡がる範囲を正確に求めることが重要であるので、実装対象物の底面の表面状態に類似するように、第2基準マーク62の底面621に鏡面仕上げが施されている。そして、実装対象物の底面および第2基準マーク62の両方を明瞭に撮像するために、好適な第2照明条件が対応付けられて設定される。 Further, the second reference mark 62 corresponds to the second illumination condition in which only the epi-illumination light source 741 is lit. Moreover, the second reference mark 62 corresponds to a mounting object whose bottom surface is a mirror surface. Examples of this type of mounting object include wafer parts cut out from a wafer base material and the above-mentioned accuracy measurement jig. Since it is important to accurately determine the expanding range of these bottom surfaces, the bottom surface 621 of the second reference mark 62 is mirror-finished so as to resemble the surface condition of the bottom surface of the mounting object. Then, in order to clearly image both the bottom surface of the mounting object and the second reference mark 62, suitable second illumination conditions are set in association with each other.

さらに、第3基準マーク63は、側射光源746のみが点灯された第3照明条件に対応している。かつ、第3基準マーク63は、底面にバンプ(球面状の接続部)を有する実装対象物に対応している。この種の実装対象物として、BGA部品( Ball Grid Array部品)や、CSP部品( Chip Size Package部品)を例示できる。これらのバンプの位置を正確に求めることが重要であるので、バンプの形状に類似するように、第3基準マーク63の底面631は球面状に膨らんで形成されている。そして、実装対象物のバンプおよび第3基準マーク63の両方を明瞭に撮像するために、好適な第3照明条件が対応付けられて設定される。 Further, the third reference mark 63 corresponds to the third lighting condition in which only the side emitting light source 746 is turned on. Moreover, the third reference mark 63 corresponds to a mounting object having a bump (spherical connecting portion) on the bottom surface. BGA parts (Ball Grid Array parts) and CSP parts (Chip Size Package parts) can be exemplified as mounting objects of this type. Since it is important to accurately determine the positions of these bumps, the bottom surface 631 of the third reference mark 63 is formed to bulge spherically so as to resemble the shape of the bumps. Then, in order to clearly image both the bump of the mounting object and the third reference mark 63, suitable third illumination conditions are set in association with each other.

次に、上述のように構成された実施形態の部品実装機1の動作について、制御装置の4つの機能手段とともに説明する。図10は、実施形態の部品実装機の動作を説明する図であり、制御装置が実行する処理フローを示している。制御装置は、実装対象物の装着を開始する以前にステップS1のキャリブレーション手段を行い、続いてステップS2の精度調整手段を行う。さらに、制御装置は、ステップS1およびステップS2の後、またはステップS1およびステップS2と並行して、ステップS3の初期値記憶手段を行う。これらの3機能手段は、例えば、部品実装機1を設置した後や、部品実装ヘッド5を交換した後や、定期点検時に部品交換や手入れを実施した後に行う。 Next, the operation of the component mounting machine 1 of the embodiment configured as described above will be described together with the four functional means of the control device. FIG. 10 is a diagram illustrating the operation of the component mounting machine of the embodiment, and shows the processing flow executed by the control device. The control device performs the calibration means in step S1 before starting the mounting of the mounting object, and then performs the accuracy adjusting means in step S2. Further, the control device performs the initial value storage means of step S3 after step S1 and step S2, or in parallel with step S1 and step S2. These three functional means are performed, for example, after the component mounting machine 1 is installed, after the component mounting head 5 is replaced, or after the components are replaced or maintained at the time of periodic inspection.

ステップS1のキャリブレーション手段において、制御装置は、まず、部品実装ヘッド5を所定のキャリブレーション位置に移動させる。キャリブレーション位置は、例えば、撮像装置7の真上に設定する。これにより、リボルバー装置53の回転軸AXと、撮像装置7の光入射軸AOとが重なる。制御装置は、続いて、撮像装置7により第1〜第3基準マーク61〜63を撮像してキャリブレーション用画像データを取得する。制御装置は、3番目に、キャリブレーション用画像データに基づき、同じ種類の2個の基準マーク61〜63によってそれぞれ定まる第1〜第3マーク中心位置M1〜M3を求める。 In the calibration means of step S1, the control device first moves the component mounting head 5 to a predetermined calibration position. The calibration position is set, for example, directly above the image pickup apparatus 7. As a result, the rotation axis AX of the revolver device 53 and the light incident axis AO of the image pickup device 7 overlap. The control device subsequently images the first to third reference marks 61 to 63 with the image pickup device 7 to acquire calibration image data. Thirdly, the control device obtains the first to third mark center positions M1 to M3 determined by two reference marks 61 to 63 of the same type based on the calibration image data.

図11は、キャリブレーション用画像データおよび第1〜第3マーク中心位置M1〜M3を例示説明する図である。図11において、説明を分かりやすくするために、位置の誤差を誇張して示している。制御装置は、キャリブレーション用画像データの2個の第1基準マーク61の円形の中心位置をそれぞれ求め、2個の中心位置を結んだ線分の中点を第1マーク中心位置M1(図11の+印)とする。同様に、制御装置は、2個の第2基準マーク62から第2マーク中心位置M2(図11の+印)を求め、2個の第3基準マーク63から第3マーク中心位置M3(図11の+印)を求める。制御装置は、回転軸AXに対する第1〜第3マーク中心位置M1〜M3のX軸方向およびY軸方向の偏移量を記憶し、以降の部品実装ヘッド5の装着位置への移動制御に反映する。これにより、各2個の第1 〜第3基準マーク61〜63の配設位置が回転軸AXを中心とする対称位置からずれた誤差を有していても、誤差の影響をキャンセルできる。 FIG. 11 is a diagram illustrating and explaining calibration image data and first to third mark center positions M1 to M3. In FIG. 11, the position error is exaggerated for the sake of clarity. The control device obtains the circular center positions of the two first reference marks 61 of the calibration image data, and sets the midpoint of the line segment connecting the two center positions as the first mark center position M1 (FIG. 11). + Mark). Similarly, the control device obtains the second mark center position M2 (+ mark in FIG. 11) from the two second reference marks 62, and the two third reference marks 63 to the third mark center position M3 (FIG. 11). + Mark) is calculated. The control device stores the amount of deviation of the first to third mark center positions M1 to M3 with respect to the rotation axis AX in the X-axis direction and the Y-axis direction, and reflects them in the subsequent movement control of the component mounting head 5 to the mounting position. To do. Thereby, even if the arrangement positions of the two first to third reference marks 61 to 63 have an error deviated from the symmetrical position about the rotation axis AX, the influence of the error can be canceled.

ステップS2の精度調整手段において、制御装置は、まず、実装対象物のうちの精度測定用治具に対応する第2基準マーク62をマスターマークに設定するとともに、撮像装置7が有する照明部74の精度測定用治具に対応する第2照明条件をマスター照明条件に設定する。制御装置は、続いて、撮像装置7により、マスター照明条件(第2照明条件)にて部品実装ヘッド5に採取された精度測定用治具およびマスターマーク(第2基準マーク62)を一緒に撮像して精度調整用画像データを取得する。制御装置は、3番目に、精度調整用画像データに基づき精度測定用治具とマスターマークとの相対位置関係を求め、部品実装ヘッド5の装着位置への移動制御に反映して、精度測定用治具を基板模擬治具上の所定の装着位置に装着する。制御装置は、4番目に、装着位置に生じた位置誤差を取得して記憶し、以降の部品実装ヘッド5の装着位置への移動制御に反映する。これによれば、撮像装置7の上方と基板K上とにおける動作条件や雰囲気条件などの違いに起因して仮に位置誤差が生じても、調整により高い装着精度を維持できる。 In the accuracy adjusting means of step S2, the control device first sets the second reference mark 62 corresponding to the accuracy measuring jig of the object to be mounted as the master mark, and the illumination unit 74 of the imaging device 7 The second lighting condition corresponding to the accuracy measurement jig is set as the master lighting condition. The control device subsequently images the accuracy measurement jig and the master mark (second reference mark 62) collected on the component mounting head 5 under the master illumination condition (second illumination condition) by the image pickup device 7. And acquire the image data for accuracy adjustment. Thirdly, the control device obtains the relative positional relationship between the accuracy measurement jig and the master mark based on the accuracy adjustment image data, and reflects it in the movement control of the component mounting head 5 to the mounting position for accuracy measurement. The jig is mounted at a predetermined mounting position on the substrate simulation jig. Fourth, the control device acquires and stores the position error generated at the mounting position, and reflects it in the subsequent movement control of the component mounting head 5 to the mounting position. According to this, even if a position error occurs due to a difference in operating conditions, atmosphere conditions, etc. between the upper part of the image pickup apparatus 7 and the substrate K, high mounting accuracy can be maintained by adjustment.

ステップS3の初期値記憶手段において、制御装置は、まず、撮像装置7により第1〜第3基準マーク61〜63を撮像して初期値用画像データを取得する。なお、制御装置は、ステップS1で取得したキャリブレーション用画像データを初期値用画像データに流用してもよい。制御装置は、続いて、初期値用画像データに基づき第1〜第3基準マーク61〜63の形状、または同じ種類の2個の第1〜第3基準マーク61〜63の相互間距離の少なくとも一方を求め初期値として記憶する。当然ながら、第1〜第3基準マーク61〜63の形状の初期値は、真円(完全な円形)に近い。 In the initial value storage means in step S3, the control device first images the first to third reference marks 61 to 63 by the image pickup device 7 and acquires the image data for the initial value. The control device may use the calibration image data acquired in step S1 as the initial value image data. The control device subsequently determines at least the shape of the first to third reference marks 61 to 63, or the mutual distance between two two first to third reference marks 61 to 63 of the same type, based on the initial value image data. Find one and store it as the initial value. As a matter of course, the initial value of the shape of the first to third reference marks 61 to 63 is close to a perfect circle (perfect circle).

ステップS3を終了した後、制御装置は、処理フローの実行をステップS4に進める。ステップS4で、制御装置は、基板搬送装置2を制御して基板Kを搬入し、部品の実装動作を開始する。次のステップS5で、制御装置は、部品移載装置4を制御して、部品実装ヘッド5の吸着ノズル54に部品を吸着採取させる。ステップS6で、制御装置は、部品実装ヘッド5を撮像装置7の上方に移動させ、撮像装置7を制御して撮像を行い、画像データを取得する。このとき、制御装置は、吸着採取した部品の分類区分に対応する照明条件を用いて撮像を行うように制御する。仮に、16本の吸着ノズル54に吸着採取した部品の分類区分が複数にまたがるとき、制御装置は、分類区分に対応する複数の照明条件を用いて複数回の撮像を行うように制御する。 After completing step S3, the control device advances the execution of the processing flow to step S4. In step S4, the control device controls the board transfer device 2 to carry in the board K, and starts the component mounting operation. In the next step S5, the control device controls the component transfer device 4 to have the suction nozzle 54 of the component mounting head 5 suck and collect the component. In step S6, the control device moves the component mounting head 5 above the image pickup device 7, controls the image pickup device 7 to perform image pickup, and acquires image data. At this time, the control device controls so as to perform imaging using the illumination conditions corresponding to the classification of the parts collected by adsorption. Assuming that the classification categories of the parts sucked and collected by the 16 suction nozzles 54 span a plurality of classification categories, the control device controls to perform a plurality of imagings using a plurality of lighting conditions corresponding to the classification categories.

次に、ステップS7の異常判定手段において、制御装置は、まず、画像データに基づき第1〜第3基準マーク61〜63の形状、または同じ種類の2個の第1〜第3基準マーク61〜63の相互間距離の少なくとも一方を求め、さらに記憶済みの初期値からの変化分を求める。続いて、制御装置は、変化分が所定の管理値を超えた場合に異常と判定する。なお、管理値は、位置誤差が適正となる範囲を考慮して、予め設定することができる。 Next, in the abnormality determination means in step S7, the control device first determines the shapes of the first to third reference marks 61 to 63, or two two first to third reference marks 61 to the same type, based on the image data. At least one of the distances between 63 is obtained, and the amount of change from the stored initial value is obtained. Subsequently, the control device determines that the change is abnormal when the change exceeds a predetermined control value. The control value can be set in advance in consideration of the range in which the position error is appropriate.

異常の原因として、第1〜第3基準マーク61〜63やその周りの汚損が想定される。例えば、第1〜第3基準マーク61〜63の底面611、621、631が汚れて表面状態が変化すると鮮明な画像データが得られなくなる。あるいは、第1〜第3基準マーク61〜63上やその周りに異物が付着すると、あたかもマーク形状が変化したように撮像される。これらの原因により、第1〜第3基準マーク61〜63の形状が真円から変歪し、あるいは、各基準マーク61〜63の円形の中心位置が偏移して相互間距離が変化するので、制御装置は、異常を判定できる。 As a cause of the abnormality, it is assumed that the first to third reference marks 61 to 63 and their surroundings are soiled. For example, if the bottom surfaces 611, 621, and 631 of the first to third reference marks 61 to 63 become dirty and the surface state changes, clear image data cannot be obtained. Alternatively, when a foreign substance adheres to or around the first to third reference marks 61 to 63, the image is imaged as if the mark shape has changed. Due to these causes, the shapes of the first to third reference marks 61 to 63 are distorted from a perfect circle, or the center position of the circle of each reference mark 61 to 63 shifts and the mutual distance changes. , The control device can determine the abnormality.

ステップS8で、制御装置は、異常の発生の有無を判別する。制御装置は、異常が発生していないときに処理フローの実行をステップS9に進め、異常が発生しているときに処理フローの実行をステップS11に進める。ステップS9で、制御装置は、画像データに基づき、吸着採取された部品と、対応する基準マークとの相対位置関係を正確に検知して、吸着採取された部品の部品実装ヘッド5上の位置を正確に認識できる。なお、吸着採取された部品に対応しない基準マークは、一緒に撮像されて画像データに含まれていても、相対位置関係の検知処理には使用されない。 In step S8, the control device determines whether or not an abnormality has occurred. The control device advances the execution of the processing flow to step S9 when no abnormality has occurred, and proceeds to the execution of the processing flow to step S11 when an abnormality has occurred. In step S9, the control device accurately detects the relative positional relationship between the suction-collected component and the corresponding reference mark based on the image data, and determines the position of the suction-collected component on the component mounting head 5. Can be recognized accurately. Note that the reference mark that does not correspond to the parts collected by adsorption is not used for the detection process of the relative positional relationship even if it is captured together and included in the image data.

図12は、吸着採取された部品の部品実装ヘッド5上の位置を制御装置が認識する方法を例示説明する図である。図12は、ヘッド本体51の底面55およびレボルバー装置53の底面を撮像した画像データを示している。図示されるように、レボルバー装置53の16本の吸着ノズル54にそれぞれチップ部品Pが吸着採取されている。したがって、チップ部品Pに対応する第1照明条件で撮像動作が行われて、当該の画像データが取得されている。撮像動作が行われる瞬間の部品実装ヘッド5と撮像装置7との位置関係は不定である。それでも、第1照明条件が設定されているので、チップ部品Pおよび2個の第1基準マーク61は、共に鮮明に撮像される。このため、制御装置は、キャリブレーション手段の結果を利用して、第1マーク中心位置M1から部品実装ヘッド5の基準位置を正確に検知できる。さらに、制御装置は、回転軸AXに対する特定のチップ部品PAのX軸方向およびY軸方向の変化量を正確に認識でき、位置を正確に認識したことになる。さらに、制御装置は、特定のチップ部品PAの回転姿勢を認識する。位置および回転姿勢の認識処理は、16本の吸着ノズル54にそれぞれ吸着採取されたチップ部品Pの全数について行われる。 FIG. 12 is a diagram illustrating a method in which the control device recognizes the position of the suction-collected component on the component mounting head 5. FIG. 12 shows image data obtained by imaging the bottom surface 55 of the head body 51 and the bottom surface of the revolver device 53. As shown in the figure, the chip component P is sucked and collected by each of the 16 suction nozzles 54 of the revolver device 53. Therefore, the image pickup operation is performed under the first illumination condition corresponding to the chip component P, and the image data is acquired. The positional relationship between the component mounting head 5 and the imaging device 7 at the moment when the imaging operation is performed is indefinite. Nevertheless, since the first illumination condition is set, both the chip component P and the two first reference marks 61 are clearly imaged. Therefore, the control device can accurately detect the reference position of the component mounting head 5 from the first mark center position M1 by using the result of the calibration means. Further, the control device can accurately recognize the amount of change in the X-axis direction and the Y-axis direction of the specific chip component PA with respect to the rotation axis AX, and the position is accurately recognized. Further, the control device recognizes the rotational posture of the specific chip component PA. The position and rotation posture recognition process is performed on the entire number of chip components P that have been suction-collected by the 16 suction nozzles 54, respectively.

次のステップS10で、制御装置は、部品実装ヘッド5を基板Kの上方に移動して、吸着採取されたチップ部品Pを基板K上に順次装着させる。このとき、制御装置は、認識済みのチップ部品Pの位置および回転姿勢だけでなく、精度調整手段の結果を併用して最終的な装着位置の制御を行う。この後、制御装置は、処理フローの実行をステップS5に戻し、次の部品の実装動作に進む。 In the next step S10, the control device moves the component mounting head 5 above the substrate K, and sequentially mounts the suction-collected chip component P on the substrate K. At this time, the control device controls not only the recognized position and rotational posture of the chip component P but also the result of the accuracy adjusting means to control the final mounting position. After that, the control device returns the execution of the processing flow to step S5, and proceeds to the next component mounting operation.

異常が発生しているときに進んだステップS11で、制御装置は、自動クリーニング装置を機能させ、その後、処理フローの実行をステップS6に戻す。二度目のステップS6〜ステップS8で、制御装置は、異常が再度発生するか否かを判別する。自動クリーニング装置により第1〜第3基準マーク61〜63やその周りがクリーニングされて異常が解消されたとき、制御装置は、処理フローの実行をステップS9に進める。ステップS11を所定回数繰り返しても異常が解消されなかったとき、制御装置は、異常のアラームを報知して作業者による機能の回復を促すとともに、自らは待機する。 In step S11, which is advanced when the abnormality has occurred, the control device activates the automatic cleaning device, and then returns the execution of the processing flow to step S6. In the second steps S6 to S8, the control device determines whether or not the abnormality occurs again. When the first to third reference marks 61 to 63 and their surroundings are cleaned by the automatic cleaning device and the abnormality is resolved, the control device proceeds to execute the processing flow in step S9. When the abnormality is not resolved even after repeating step S11 a predetermined number of times, the control device notifies the alarm of the abnormality to encourage the operator to recover the function, and also stands by.

次に、実施形態の部品実装機1の作用について、従来技術と比較しながら説明する。図13は、従来技術の基準マーク69を説明する図である。従来技術において、ヘッド本体51の底面59に90°ピッチで4個の単一種類の基準マーク69が設けられていた。従来は、照明条件によって基準マーク69が明瞭に撮像されず、4個の基準マーク69を用いてもマーク中心位置M9がふらついて部品実装ヘッド5の基準位置の精度が低下しがちであった。このため、明瞭に撮像される照明条件でのみ基準マーク69を位置基準とする撮像が行われていた。また、基準マーク69が明瞭に撮像されない照明条件で、オンザフライ撮像は行えなかった。 Next, the operation of the component mounting machine 1 of the embodiment will be described in comparison with the prior art. FIG. 13 is a diagram illustrating a reference mark 69 of the prior art. In the prior art, four single types of reference marks 69 are provided on the bottom surface 59 of the head body 51 at a pitch of 90 °. Conventionally, the reference mark 69 is not clearly imaged depending on the lighting conditions, and even if the four reference marks 69 are used, the mark center position M9 tends to fluctuate and the accuracy of the reference position of the component mounting head 5 tends to decrease. For this reason, imaging is performed using the reference mark 69 as a position reference only under clearly imaged illumination conditions. In addition, on-the-fly imaging could not be performed under lighting conditions in which the reference mark 69 was not clearly imaged.

これに対して、実施形態の部品実装機1では、第1〜第3照明条件で明瞭に撮像されるように種類の異なる第1〜第3基準マーク61〜63をそれぞれ2個用いる。このため、いずれの照明条件でも明瞭な撮像が行われ、最小限の2個の基準マーク61〜63でも第1〜第3マーク中心位置M1〜M3のいずれかを正確かつ容易に求めることができる。 On the other hand, in the component mounting machine 1 of the embodiment, two different types of first to third reference marks 61 to 63 are used so as to be clearly imaged under the first to third lighting conditions. Therefore, clear imaging is performed under any lighting condition, and any of the first to third mark center positions M1 to M3 can be accurately and easily obtained even with the minimum two reference marks 61 to 63. ..

実施形態の部品実装機1は、部品または治具の少なくとも一方を含む実装対象物を採取して基板K上もしくは基板模擬治具上の所定の装着位置に装着する部品実装ヘッド5と、部品実装ヘッド5に採取された実装対象物、および部品実装ヘッド5に設けられた第1〜第3基準マーク61〜63を一緒に撮像して画像データを取得する撮像装置7と、画像データに基づき実装対象物と第1〜第3基準マーク61〜63との相対位置関係を求めて、部品実装ヘッド5の装着位置への移動制御に反映する制御装置と、を備えた部品実装機1であって、撮像装置7は、照射方向が互いに異なる第1〜第3照明条件を切り替え可能な照明部74を有し、第1〜第3基準マーク61〜63は、第1〜第3照明条件に対応して3種類設けられている。 The component mounting machine 1 of the embodiment includes a component mounting head 5 that collects a mounting object including at least one of a component or a jig and mounts it at a predetermined mounting position on the board K or a board simulation jig, and component mounting. The mounting object collected on the head 5 and the first to third reference marks 61 to 63 provided on the component mounting head 5 are imaged together to acquire image data, and mounting is performed based on the image data. A component mounting machine 1 including a control device for obtaining a relative positional relationship between an object and the first to third reference marks 61 to 63 and reflecting the relative positional relationship to the movement control of the component mounting head 5 to the mounting position. The image pickup apparatus 7 has an illumination unit 74 capable of switching between the first to third illumination conditions in which the irradiation directions are different from each other, and the first to third reference marks 61 to 63 correspond to the first to third illumination conditions. There are three types.

これによれば、3種類の第1〜第3基準マーク61〜63は、第1〜第3照明条件のそれぞれで少なくとも1種類が明瞭に撮像されるように形成される。すると、部品実装ヘッド5に採取された実装対象物に合わせて適正な照明条件が選定されたときに、当該の実装対象物とともに少なくとも1種類の基準マークが明瞭に撮像される。したがって、制御装置は、当該の実装対象物と少なくとも1種類の基準マークとの相対位置関係を正確に検知して、採取された実装対象物の部品実装ヘッド5上の位置を正確に認識できる。これにより、高精度な実装動作が実現される。 According to this, the three types of the first to third reference marks 61 to 63 are formed so that at least one type is clearly imaged under each of the first to third lighting conditions. Then, when appropriate lighting conditions are selected according to the mounting object collected on the component mounting head 5, at least one type of reference mark is clearly imaged together with the mounting target. Therefore, the control device can accurately detect the relative positional relationship between the mounting object and at least one type of reference mark, and can accurately recognize the position of the collected mounting object on the component mounting head 5. As a result, highly accurate mounting operation is realized.

さらに、実施形態の部品実装機1において、照明部74は、点灯および消灯を独立して切り替え可能な落射光源741、傾射光源744、および側射光源746を含む。これによれば、3種類の照明用光源741、744、746を組み合わせて設定される第1〜第3照明条件に対応してそれぞれ第1〜第3基準マーク61〜63が設けられる。したがって、少なくとも1種類の基準マークが明瞭に撮像され、高精度な実装動作が実現される効果は確実なものとなる。 Further, in the component mounting machine 1 of the embodiment, the illumination unit 74 includes an epi-illumination light source 741, a tilt-illumination light source 744, and a side-illumination light source 746 that can be independently switched on and off. According to this, the first to third reference marks 61 to 63 are provided corresponding to the first to third lighting conditions set by combining the three types of lighting light sources 741, 744, and 746. Therefore, at least one type of reference mark is clearly imaged, and the effect of realizing a highly accurate mounting operation is assured.

別の見方をすると、実施形態の部品実装機1において、第1〜第3基準マーク61〜63は、第1〜第3照明条件、ならびに実装対象物の性状の差異により分類される3種類の分類区分に対応して3種類設けられている。これによれば、第1〜第3照明条件と実装対象物の3種類の分類区分とが一対一に対応している場合に、照明条件と分類区分との組合せに対応してそれぞれ第1〜第3基準マーク61〜63が設けられる。したがって、少なくとも1種類の基準マークが明瞭に撮像される効果は、確実なものとなる。 From another point of view, in the component mounting machine 1 of the embodiment, the first to third reference marks 61 to 63 are classified into three types according to the first to third lighting conditions and the difference in the properties of the mounting object. Three types are provided according to the classification. According to this, when the first to third lighting conditions and the three types of classification categories of the mounting object have a one-to-one correspondence, the first to first to third lighting conditions correspond to the combination of the classification categories, respectively. Third reference marks 61 to 63 are provided. Therefore, the effect that at least one type of reference mark is clearly imaged is certain.

さらにまた、別の見方をすると、実施形態の部品実装機1は、部品または治具の少なくとも一方を含む実装対象物を採取して基板K上もしくは基板模擬治具上の所定の装着位置に装着する部品実装ヘッド5と、部品実装ヘッド5に採取された実装対象物、および部品実装ヘッド5に設けられた第1〜第3基準マーク61〜63を一緒に撮像して画像データを取得する撮像装置7と、画像データに基づき実装対象物と第1〜第3基準マーク61〜63との相対位置関係を求めて、部品実装ヘッド5の装着位置への移動制御に反映する制御装置と、を備えた部品実装機1であって、第1〜第3基準マーク61〜63は、実装対象物の性状の差異により分類される3種類の分類区分に対応して3種類設けられている。 From another viewpoint, the component mounting machine 1 of the embodiment collects a mounting object including at least one of a component or a jig and mounts it at a predetermined mounting position on the board K or the board simulation jig. The component mounting head 5 to be mounted, the object to be mounted collected on the component mounting head 5, and the first to third reference marks 61 to 63 provided on the component mounting head 5 are imaged together to acquire image data. A control device that obtains the relative positional relationship between the mounting object and the first to third reference marks 61 to 63 based on the image data and reflects the device 7 in the movement control of the component mounting head 5 to the mounting position. In the component mounting machine 1, the first to third reference marks 61 to 63 are provided in three types corresponding to the three types of classification according to the difference in the properties of the mounting object.

これによれば、3種類の第1〜第3基準マーク61〜63は、その形状や表面状態が実装対象物の複数の分類区分にそれぞれ対応するように形成されている。すると、部品実装ヘッド5に採取された実装対象物に合わせて適正な撮像条件が選定されたときに、当該の実装対象物とともに少なくとも1種類の基準マークが明瞭に撮像される。したがって、制御装置は、当該の実装対象物と少なくとも1種類の基準マークとの相対位置関係を正確に検知して、採取された実装対象物の部品実装ヘッド上5の位置を正確に認識できる。これにより、高精度な実装動作が実現される。 According to this, the three types of the first to third reference marks 61 to 63 are formed so that their shapes and surface states correspond to a plurality of classifications of the mounting object. Then, when appropriate imaging conditions are selected according to the mounting object collected on the component mounting head 5, at least one type of reference mark is clearly imaged together with the mounting target. Therefore, the control device can accurately detect the relative positional relationship between the mounting object and at least one type of reference mark, and can accurately recognize the position 5 on the component mounting head of the collected mounting target. As a result, highly accurate mounting operation is realized.

さらに、実施形態の部品実装機1において、第1〜第3基準マーク61〜63は、実装対象物の撮像装置に撮像される特定部位の形状または表面状態の少なくとも一方の差異により分類される3種類の分類区分に対応して3種類設けられている。具体的に、第1基準マーク61は、底面611に電極を有する実装対象物に対応し、電極の表面状態に類似するように底面611に梨地処理が施されている。第2基準マーク62は、底面が鏡面になっている実装対象物に対応し、実装対象物の底面の表面状態に類似するように底面621に鏡面仕上げが施されている。第3基準マーク63は、底面にバンプを有する実装対象物に対応し、バンプの形状に類似するように底面631が球面状に膨らんで形成されている。これによれば、第1〜第3基準マーク61〜63は、底面611、621、631の形状や表面状態が対応する実装対象物に類似して形成されるので、被写体として顕著な類似性が具備される。したがって、第1〜第3基準マーク61〜63は、対応する実装対象物と一緒に明瞭に撮像される。 Further, in the component mounting machine 1 of the embodiment, the first to third reference marks 61 to 63 are classified according to the difference of at least one of the shape and the surface state of the specific portion imaged by the imaging device of the mounting object 3 Three types are provided according to the classification of types. Specifically, the first reference mark 61 corresponds to a mounting object having an electrode on the bottom surface 611, and the bottom surface 611 is satin-finished so as to resemble the surface state of the electrode. The second reference mark 62 corresponds to a mounting object whose bottom surface is a mirror surface, and the bottom surface 621 is mirror-finished so as to resemble the surface state of the bottom surface of the mounting object. The third reference mark 63 corresponds to a mounting object having a bump on the bottom surface, and the bottom surface 631 is formed to bulge in a spherical shape so as to resemble the shape of the bump. According to this, since the first to third reference marks 61 to 63 are formed so that the shapes and surface states of the bottom surfaces 611, 621, and 631 are similar to the corresponding mounting objects, there is remarkable similarity as a subject. Be equipped. Therefore, the first to third reference marks 61 to 63 are clearly imaged together with the corresponding mounting object.

さらに、実施形態の部品実装機1において、第1〜第3基準マーク61〜63は、それぞれ2個設けられており、同じ種類の2個の第1〜第3基準マーク61〜63は、ヘッド本体51の底面55に回転軸AXを中心にして対称に配設されている。これによれば、最小限の2個の第1〜第3基準マーク61〜63でも、第1〜第3マーク中心位置M1〜M3を正確にかつ容易に求めることができる。 Further, in the component mounting machine 1 of the embodiment, two first to third reference marks 61 to 63 are provided, respectively, and two first to third reference marks 61 to 63 of the same type are heads. The bottom surface 55 of the main body 51 is symmetrically arranged around the rotation axis AX. According to this, even with the minimum number of two first to third reference marks 61 to 63, the first to third mark center positions M1 to M3 can be accurately and easily obtained.

さらに、実施形態の部品実装機1において、制御装置は、部品実装ヘッド5が実装対象物の装着を開始する以前に行うキャリブレーション手段を含み、キャリブレーション手段は、部品実装ヘッド5を所定のキャリブレーション位置に移動させ、撮像装置7により第1〜第3基準マーク61〜63を撮像してキャリブレーション用画像データを取得し、キャリブレーション用画像データに基づいて、同じ種類の2個の第1〜第3基準マーク61〜63によってそれぞれ定まる第1〜第3マーク中心位置M1〜M3を求めて記憶し、以降の部品実装ヘッド5の装着位置への移動制御に反映する。これによれば、各2個の第1〜第3基準マーク61〜63の配設位置が回転軸AXを中心とする対称位置からずれた誤差を有していても、誤差の影響をキャンセルできる。 Further, in the component mounting machine 1 of the embodiment, the control device includes a calibration means performed before the component mounting head 5 starts mounting the mounting object, and the calibration means calibrates the component mounting head 5 in a predetermined manner. The image data is moved to the mounting position, the first to third reference marks 61 to 63 are imaged by the image pickup device 7, and the calibration image data is acquired. Based on the calibration image data, two firsts of the same type are obtained. The first to third mark center positions M1 to M3 determined by the third reference marks 61 to 63 are obtained and stored, and reflected in the subsequent movement control of the component mounting head 5 to the mounting position. According to this, even if the arrangement positions of the two first to third reference marks 61 to 63 have an error deviated from the symmetrical position centered on the rotation axis AX, the influence of the error can be canceled. ..

さらに、実施形態の部品実装機1において、制御装置は、キャリブレーション手段に続いて行う精度調整手段を含み、精度調整手段は、実装対象物のうちの精度測定用治具に対応する第2基準マーク62をマスターマークに設定するとともに、撮像装置7が有する照明部74の精度測定用治具に対応する第2照明条件をマスター照明条件に設定し、撮像装置7により、マスター照明条件にて部品実装ヘッド5に採取された精度測定用治具およびマスターマークを一緒に撮像して精度調整用画像データを取得し、精度調整用画像データに基づき精度測定用治具とマスターマークとの相対位置関係を求め、部品実装ヘッド5の装着位置への移動制御に反映して、精度測定用治具を基板模擬治具上の所定の装着位置に装着し、装着位置に生じた位置誤差を取得して記憶し、以降の前記部品実装ヘッド5の装着位置への移動制御に反映する。これによれば、撮像装置7の上方と基板K上とにおける動作条件や雰囲気条件などの違いに起因して仮に位置誤差が生じても、調整により高い装着精度を維持できる。 Further, in the component mounting machine 1 of the embodiment, the control device includes the accuracy adjusting means performed after the calibration means, and the accuracy adjusting means is the second reference corresponding to the accuracy measuring jig of the mounting object. The mark 62 is set as the master mark, and the second lighting condition corresponding to the accuracy measurement jig of the lighting unit 74 of the image pickup device 7 is set as the master lighting condition, and the image pickup device 7 sets the component under the master lighting condition. The accuracy measurement jig and the master mark collected on the mounting head 5 are imaged together to acquire the accuracy adjustment image data, and the relative positional relationship between the accuracy measurement jig and the master mark based on the accuracy adjustment image data. Is reflected in the movement control of the component mounting head 5 to the mounting position, the accuracy measurement jig is mounted at a predetermined mounting position on the board simulation jig, and the position error generated at the mounting position is acquired. It is stored and reflected in the subsequent movement control of the component mounting head 5 to the mounting position. According to this, even if a position error occurs due to a difference in operating conditions, atmosphere conditions, etc. between the upper part of the image pickup apparatus 7 and the substrate K, high mounting accuracy can be maintained by adjustment.

さらに、実施形態の部品実装機1において、制御装置は、部品実装ヘッド5が実装対象物の装着を開始する以前に行う初期値記憶手段、ならびに、部品実装ヘッド5が実装対象物の装着を実施しているときに行う異常判定手段を含み、初期値記憶手段は、撮像装置7により第1〜第3基準マーク61〜63を撮像して初期値用画像データを取得し、初期値用画像データに基づき第1〜第3基準マーク61〜63の形状、または同じ種類の2個の第1〜第3基準マーク61〜63の相互間距離の少なくとも一方を求め初期値として記憶し、異常判定手段は、画像データに基づき第1〜第3基準マーク61〜63の形状、または同じ種類の2個の第1〜第3基準マーク61〜63の相互間距離の少なくとも一方を求め、さらに初期値からの変化分を求め、変化分が所定の管理値を超えた場合に異常と判定する。これによれば、異常の原因となる基準マーク61〜63やその周りの汚損の影響を一定範囲内に抑制して、位置の精度を一定範囲内に維持できる。また、汚損の影響が大きくなったときに異常と判定して、作業者に機能の回復を促すことができる。 Further, in the component mounting machine 1 of the embodiment, the control device implements the initial value storage means performed before the component mounting head 5 starts mounting the mounting object, and the component mounting head 5 mounts the mounting target. The initial value storage means, including the abnormality determination means performed at the time of the initial value, captures the first to third reference marks 61 to 63 by the imaging device 7 to acquire the initial value image data, and the initial value image data. Based on the above, at least one of the shapes of the first to third reference marks 61 to 63 or the mutual distance between two two first to third reference marks 61 to 63 of the same type is obtained and stored as an initial value, and an abnormality determination means is used. Obtains at least one of the shapes of the first to third reference marks 61 to 63 or the mutual distance between two two first to third reference marks 61 to 63 of the same type based on the image data, and further from the initial value. The amount of change in is obtained, and if the amount of change exceeds a predetermined control value, it is determined to be abnormal. According to this, the influence of stains on the reference marks 61 to 63 and their surroundings, which cause an abnormality, can be suppressed within a certain range, and the accuracy of the position can be maintained within a certain range. In addition, when the influence of fouling becomes large, it can be determined as abnormal and the operator can be encouraged to recover the function.

さらに、実施形態の部品実装機1において、異常判定手段が異常と判定したときに、部品実装ヘッド5のヘッド本体51の底面55を第1〜第3基準マーク61〜63の底面611、621、631と共に自動でクリーニングする自動クリーニング装置をさらに備えている。これによれば、汚損の影響が大きくなって異常と判定されたときに、自動クリーニングを行う。したがって異常発生時に自動復帰できる場合が生じ、必ずしも作業者による機能の回復まで待機しなくてよい。この結果、部品実装機1の稼働率の低下を抑制できる。 Further, in the component mounting machine 1 of the embodiment, when the abnormality determining means determines that the abnormality is determined, the bottom surface 55 of the head body 51 of the component mounting head 5 is changed to the bottom surfaces 611, 621 of the first to third reference marks 61 to 63. It is further equipped with an automatic cleaning device that automatically cleans together with 631. According to this, when the influence of stain becomes large and it is determined that there is an abnormality, automatic cleaning is performed. Therefore, it may be possible to automatically recover when an abnormality occurs, and it is not always necessary to wait until the operator recovers the function. As a result, it is possible to suppress a decrease in the operating rate of the component mounting machine 1.

また、実施形態の部品実装ヘッド5は、部品実装機1に備えられ、部品または治具の少なくとも一方を含む実装対象物を採取して基板K上もしくは基板模擬治具上の所定の装着位置に装着する吸着ノズル54(部品装着部材)を撮像装置7に対向するレボルバー装置54の底面(撮像面)に有し、第1〜第3基準マーク61〜63がヘッド本体51の底面55(撮像面)に設けられた部品実装ヘッド5であって、吸着ノズル54に吸着採取された実装対象物および第1〜第3基準マーク61〜63を一緒に撮像する撮像装置7が有する照明部74の照射方向が互いに異なる第1〜第3照明条件、または、実装対象物の性状の差異により分類される3種類の分類区分の少なくとも一方に対応する3種類の第1〜第3基準マーク61〜63が設けられている。 Further, the component mounting head 5 of the embodiment is provided in the component mounting machine 1, and a mounting object including at least one of the component or the jig is collected and placed at a predetermined mounting position on the board K or the board simulation jig. The suction nozzle 54 (component mounting member) to be mounted is provided on the bottom surface (imaging surface) of the revolver device 54 facing the imaging device 7, and the first to third reference marks 61 to 63 are the bottom surface 55 (imaging surface) of the head body 51. ), And the illumination unit 74 of the imaging device 7 that simultaneously images the mounting object collected by the suction nozzle 54 and the first to third reference marks 61 to 63. Three types of first to third reference marks 61 to 63 corresponding to at least one of the three types of classification categories classified according to the first to third lighting conditions in which the directions are different from each other or the difference in the properties of the mounting object. It is provided.

これによれば、部品実装ヘッド5に設けられた3種類の第1〜第3基準マーク61〜63は、第1〜第3照明条件のそれぞれで少なくとも1種類が明瞭に撮像されるように、あるいは、その形状や表面状態が実装対象物の複数の分類区分にそれぞれ対応するように形成できる。すると、照明条件や実装対象物の分類区分に関わらず、当該の実装対象物とともに少なくとも1種類の基準マークが明瞭に撮像される。したがって、当該の実装対象物と少なくとも1種類の基準マークとの相対位置関係が正確に検知され、採取された実装対象物の部品実装ヘッド5上の位置が正確に認識される。これにより、高精度な実装動作が実現される。 According to this, at least one of the three types of the first to third reference marks 61 to 63 provided on the component mounting head 5 is clearly imaged under each of the first to third lighting conditions. Alternatively, the shape and surface state can be formed so as to correspond to a plurality of classifications of the mounting object. Then, regardless of the lighting conditions and the classification of the mounting object, at least one type of reference mark is clearly imaged together with the mounting target. Therefore, the relative positional relationship between the mounting object and at least one type of reference mark is accurately detected, and the position of the collected mounting object on the component mounting head 5 is accurately recognized. As a result, highly accurate mounting operation is realized.

なお、複数の照明条件と実装対象物の複数の分類区分とが一対一に対応していな場合に、照明条件と分類区分とのすべての組合せに対応してそれぞれ基準マークを設けるようにしてもよい。例えば、第2照明条件で撮像されるウエハ部品に第2基準マークを対応させ、第2照明条件で撮像される精度測定用治具に第4基準マークを対応させるように、基準マークの種類数を増加させてもよい。 In addition, when a plurality of lighting conditions and a plurality of classification categories of the mounting object do not have a one-to-one correspondence, even if a reference mark is provided for all combinations of the lighting conditions and the classification categories. Good. For example, the number of types of reference marks so that the second reference mark corresponds to the wafer component imaged under the second illumination condition and the fourth reference mark corresponds to the accuracy measurement jig imaged under the second illumination condition. May be increased.

さらになお、実施形態で説明したフィーダ装置3以外の別方式の部品供給装置、例えばトレー式部品供給装置を用いてもよく、あるいは、フィーダ装置3およびトレー式部品供給装置を併用してもよい。また、部品移載装置4の部品装着部材として、部品実装ヘッド5が1本の吸着ノズル54のみを有してもよい。あるいは、部品実装ヘッド5が吸着ノズル54以外、例えば、2つの爪部で部品を挟持するタイプの部品装着部材を有してもよい。さらにまた、制御装置のキャリブレーション手段、精度調整手段、初期値記憶手段、および異常判定手段は、必須でない。例えば、第1〜第3基準マーク61〜63の配設位置が回転軸AXを中心として殆ど誤差なく対称に配設されている場合、キャリブレーション手段は不要である。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。 Furthermore, a component supply device of another type other than the feeder device 3 described in the embodiment, for example, a tray-type component supply device may be used, or the feeder device 3 and the tray-type component supply device may be used in combination. Further, the component mounting head 5 may have only one suction nozzle 54 as the component mounting member of the component transfer device 4. Alternatively, the component mounting head 5 may have a component mounting member other than the suction nozzle 54, for example, a type in which the component is sandwiched between two claws. Furthermore, the calibration means, the accuracy adjustment means, the initial value storage means, and the abnormality determination means of the control device are not indispensable. For example, when the first to third reference marks 61 to 63 are arranged symmetrically with respect to the rotation axis AX with almost no error, the calibration means is unnecessary. The present invention can be applied and modified in various other ways.

1:部品実装機
2:基板搬送装置 3:フィーダ装置 4:部品移載装置
5:部品実装ヘッド 51:ヘッド本体
53:リボルバー装置 54:吸着ノズル(部品装着部材)
61〜63:第1〜第3基準マーク
611、621、631:底面
7:撮像装置 71:カメラ部 74:照明部
741:落射光源 742:ハーフミラー
744:傾射光源 746:側射光源
8:クリーニング部材
AX:回転軸 AO:光入射軸
M1〜M3:第1〜第3マーク中心位置
K:基板 P、PA:チップ部品
1: Parts mounting machine
2: Board transfer device 3: Feeder device 4: Parts transfer device
5: Parts mounting head 51: Head body
53: Revolver device 54: Suction nozzle (part mounting member)
61-63: 1st to 3rd reference marks
611, 621, 631: Bottom
7: Imaging device 71: Camera unit 74: Lighting unit
741: Epi-illumination light source 742: Half mirror
744: Tilt light source 746: Side light source
8: Cleaning member
AX: Rotation axis AO: Light incident axis
M1 to M3: Center position of 1st to 3rd marks
K: Substrate P, PA: Chip parts

Claims (4)

部品または治具の少なくとも一方を含む実装対象物を採取して基板上もしくは基板模擬治具上の所定の装着位置に装着する部品実装ヘッドと、
一円の円周上に配置された複数のノズルと、
前記部品実装ヘッドに採取された実装対象物、および前記一円の内側に設けられた基準マークを一緒に撮像して画像データを取得する撮像装置と、
前記画像データに基づき前記実装対象物と前記基準マークとの相対位置関係を求めて、前記部品実装ヘッドの前記装着位置への移動制御に反映する制御装置と、
を備えた部品実装機であって、
前記撮像装置は、撮像面を鉛直下方から照射する落射光源と、前記撮像面を周囲の下方から斜めに照射する傾斜光源と、前記撮像面を周囲から水平に近い角度で照射する側射光源と、を切り替え可能な照明部を有し、
前記基準マークは、前記照明部の照明条件及び、底面に電極を有する実装対象物、底面が鏡面になっている実装対象物、底面にバンプを有する実装対象物、のいずれかに分類される複数の分類区分に対応して複数種類設けられている部品実装機。
A component mounting head that collects a mounting object including at least one of a component or a jig and mounts it at a predetermined mounting position on a board or a board simulation jig.
Multiple nozzles arranged on the circumference of a circle,
An imaging device that acquires image data by imaging together a mounting object collected on the component mounting head and a reference mark provided inside the circle.
A control device that obtains the relative positional relationship between the mounting object and the reference mark based on the image data and reflects it in the movement control of the component mounting head to the mounting position.
It is a component mounting machine equipped with
The imaging device includes an epi-illumination light source that irradiates the imaging surface from vertically below, an inclined light source that irradiates the imaging surface diagonally from below the surroundings, and a side-emitting light source that irradiates the imaging surface at an angle close to horizontal from the surroundings. Has a switchable lighting unit,
The reference mark is classified into one of the lighting conditions of the lighting unit, a mounting object having an electrode on the bottom surface, a mounting object having a mirror surface on the bottom surface, and a mounting object having a bump on the bottom surface. Multiple types of component mounting machines are provided according to the classification of .
前記照明部は、点灯および消灯を独立して切り替え可能な複数の照明用光源を含む請求項1に記載の部品実装機。 The component mounting machine according to claim 1, wherein the lighting unit includes a plurality of lighting light sources that can be turned on and off independently. 前記基準マークは、前記照明部の照明条件、ならびに前記実装対象物の性状の差異により分類される複数の分類区分に対応して複数種類設けられている請求項1または2に記載の部品実装機。 The component mounting machine according to claim 1 or 2, wherein a plurality of types of the reference mark are provided corresponding to a plurality of classification categories classified according to the lighting conditions of the lighting unit and the difference in the properties of the mounting object. .. 前記基準マークは種類ごとにそれぞれ複数設けられており、同じ種類の複数の基準マークは、前記部品実装ヘッドの前記撮像装置に対向する撮像面に配設されている請求項1〜のいずれか一項に記載の部品実装機。 A plurality of the reference marks of the same type are provided for each type, and the plurality of reference marks of the same type are any one of claims 1 to 3 arranged on the imaging surface of the component mounting head facing the imaging device. The component mounting machine described in item 1.
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