JP7095089B2 - Mounting machine and mounting system - Google Patents
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Description
本開示は、平坦度が取得される実装機、実装機を備えた実装システムに関するものである。 The present disclosure relates to a mounting machine from which flatness is acquired, and a mounting system including the mounting machine.
特許文献1に記載の実装機には、ヘッドの部品保持具に保持された1つの部品の複数のリード線の各々の浮き上がりの有無を検出する浮き上がり有無検出装置が設けられている。浮き上がり有無検出装置においては、部品保持具に保持された部品の複数のリード線のうち、スリット光源からスリット光が照射された一部の複数のリード線がカメラによって撮像されて、撮像画像に基づいて、一部の複数のリード線の各々の浮き上がりの有無が検出される。
The mounting machine described in
本開示の課題は、複数の部品の各々の平坦度を効率よく取得することである。 An object of the present disclosure is to efficiently obtain the flatness of each of a plurality of parts.
本開示に係る実装機システムの実装機においては、ロータリヘッドに保持された複数の部品のうちの一部の2つ以上にパターンが照射されるとともに撮像され、その撮像画像に基づいて一部の2つ以上の部品の各々の平坦度が取得される。このように、撮像画像に基づいて2つ以上の部品の各々の平坦度が取得されるため、部品1つずつに、パターンの照射、撮像が行われて、その撮像画像に基づいて平坦度が取得される場合に比較して、2つ以上の部品の平坦度を効率よく取得することができる。なお、特許文献1には、ロータリヘッドに保持された複数の部品のうちの一部の2つ以上の部品が撮像装置によって撮像されて、撮像画像に基づいて2つ以上の部品の平坦度が取得されることは記載されていない。
In the mounting machine of the mounting machine system according to the present disclosure, a pattern is irradiated and imaged on two or more of a part of a plurality of parts held by the rotary head, and a part is imaged based on the captured image. The flatness of each of the two or more parts is acquired. In this way, since the flatness of each of the two or more components is acquired based on the captured image, the pattern is irradiated and imaged for each component, and the flatness is obtained based on the captured image. It is possible to efficiently acquire the flatness of two or more parts as compared with the case where it is acquired. In
以下、本開示の一実施形態である実装機システムについて、図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the mounting machine system according to the embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
本実装システム2は、図1に示すように、(a)複数の実装機4A,4B・・・・、(b)ホストコンピュータ(以下、ホストPCと略称する)6、(d)バス8等を含み、複数の実装機4A,4B・・・の各々が備えた複数の制御装置10A,10B・・・の各々とホストPC6とがバス8を介して互いに通信可能に連結される。複数の実装機4A,4B・・・、制御装置10A,10B・・・の各々を区別する場合には、符号A,B,・・・を付して区別する。総称する場合等区別する必要がない場合には、符号A,B,・・・等を省略する。
As shown in FIG. 1, the
複数の実装機4は、図2に示すように、電子部品(以下、部品と略称する)を回路基板S(以後、基板Sと略称する)に装着するものであり、それぞれ、上記制御装置10(図6参照)、基板搬送支持装置12,部品供給装置14,部品装着装置16,撮像ユニット18等を含む。
基板搬送支持装置12は、基板Sを搬送して保持するものである。図2において、Xは基板搬送支持装置12による基板Sの搬送方向であり、Yは基板Sの幅方向である。また、図3,4において、Zは基板Sの厚み方向である。Yは実装機4の前後方向、Zは上下方向であり、これら、X方向、Y方向、Z方向は互いに直交する。As shown in FIG. 2, the plurality of
The board
部品供給装置14は、基板Sに装着される部品を、部品装着装置16に受け渡し可能な状態で供給するものである。本実施例において、部品供給装置14は、複数の部品をテープを利用して供給するテープフィーダ22を含むものであるが、複数のトレイを含むもの等とすることもできる。
部品供給装置14によって供給される部品には、図10、図18Aに示すように、部品本体26と、部品本体26に形成された電極部としての複数のはんだボール28とを含む部品30であるBGA(Ball Grid Array)、図10、図18Bに示すように、部品本体32と、その部品本体32の側面から延び出し、J字状に曲げられた電極部としての複数のリード線34を含むリード部品36であるSOJ(Small Out Line J Lead)、図17A,17B,図18Cに示すように、両端部に電極部37を有するチップ状の部品38であるCSP(Chip Size Package)等が含まれる。なお、図10,17A,17Bは、部品30,36,38を底部から見た状態を示す。The
As shown in FIGS. 10 and 18A, the component supplied by the
部品装着装置16は、部品供給装置14によって供給された部品をピックアップして保持して、基板搬送支持装置12によって搬送されて保持された基板Sに装着するものである。部品装着装置16は、図2,3に示すように、ロータリヘッド40、ロータリヘッド40を移動させるヘッド移動装置42等を含む。ヘッド移動装置42は、ロータリヘッド40を、x方向、y方向に移動させるヘッド水平移動装置44、ロータリヘッド40をヘッド中心軸線(図3において符号Lhで示す)回りに回転させるヘッド回転装置46等を含む。ヘッド水平移動装置44は、図2に示すように、X方向移動装置50およびY方向移動装置52を含む。X方向移動装置50は、Xスライダ54、駆動源たるXモータ56、Xモータ56の回転を直線移動に変換してXスライダ54に伝達する運動変換機構58等を含む。Y方向移動装置52はXスライダ54に設けられ、Yスライダ62、駆動源たるYモータ64、Yモータ64の回転を直線運動に変換してYスライダ62に伝達する運動変換機構66(図3参照)等を含む。
The
一方、ロータリヘッド40は、Yスライダ62に、ヘッド回転装置46により自身のヘッド中心軸線Lhの回りに回転可能に保持される。ロータリヘッド40は、ヘッド本体78と、複数(例えば、3本以上、本実施例においては8本)の部品保持具としての吸着ノズル80a、80b・・・とを含む。ヘッド本体78は、互いに一体的に回転可能に設けられた回転軸84とノズル保持体86とを含む。吸着ノズル80a、80b・・・は、それぞれノズル本体87a、87b・・・に保持される。ノズル本体87a、87b・・・は、それぞれ、ノズル保持体86の、ヘッド中心軸線Lhを中心とする一円周上の、互いに中心角45°ずつ隔たった位置に、相対回転可能かつ昇降可能に、保持される。吸着ノズル80a、80b・・・は負圧により部品を吸着して保持するものであり、負圧源(図示省略)から負圧が供給されることにより、部品が保持される。以下、吸着ノズル80a、80b・・・、ノズル本体87a、87b・・・等を個別に区別する場合には添え字a、b、c・・・を付すが、総称する場合等区別する必要がない場合には、添え字a、b、c・・・を省略する。
On the other hand, the
ヘッド回転装置46は、回転軸84を回転させることによりヘッド本体78を回転させるものであり、駆動源たるヘッド回転用モータ88と、ヘッド回転用モータ88の回転を回転軸84に伝達する図示しない回転伝達機構とを含む。回転用モータ88の回転により、回転軸84、すなわち、ヘッド本体78(ロータリヘッド40)がヘッド中心軸線Lhの回りに回転させられる。
The
Yスライダ62には、保持具自転装置としてのノズル回転装置94、吸着ノズル80を昇降させるノズル昇降装置96等が設けられる。ノズル回転装置94は、Yスライダ62に設けられた駆動源たる回転用モータ130と、ロータリヘッド40の回転軸84に対して相対回転可能に設けられた回転駆動軸132と、ノズル本体87と一体的に回転可能に設けられた被回転体134とを含む。回転用モータ130、回転駆動軸132、被回転体134は、互いに、回転を伝達可能な状態で係合させられる。回転用モータ130の回転は回転駆動軸132を介して被回転体134に伝達され、複数の吸着ノズル80がそれぞれノズル中心軸線Lnの回りに一斉に回転させられる。ノズル昇降装置96は、Yスライダ62に設けられた駆動源たる昇降用モータ140、ノズル保持体86の予め定められた位置にあるノズル本体87に係合可能な昇降駆動部材142、昇降用モータ140の回転を直線運動に変換して昇降駆動部材142に伝達する運動変換機構144等を含む。
The
撮像ユニット18は、上方に位置する吸着ノズル80によって保持された部品の三次元形状を取得するものであり、図4,5に示すように、2つのプロジェクタ150,151と、撮像装置としてのカメラ152と、コンピュータを主体とし、プロジェクタ150,152、カメラ152を制御するとともに、部品の三次元形状を取得する三次元形状取得部154とを含む。
The
カメラ152は、CCD(Charge Coupled Device),CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を有する撮像装置である。カメラ152は、軸線LzがZ方向に延びた姿勢で設けられ、プロジェクタ150,151は、軸線Lzの回りに90°隔たった位置に設けられる。プロジェクタ150は、図12Aに示すように、矢印Faの方向に正弦波的に強度が変化する平面状に広がるパターンNを照射し、プロジェクタ151は、図12Bに示すように、矢印Fbの方向に正弦波的に強度が変化する平面状に広がるパターンNを照射する。また、これらパターンNは、Z方向およびX,Y方向に対して傾いた向きに照射されるのであり、部品には斜め下方から当たる。
The
また、カメラ152によって画像を撮像可能な領域である撮像領域Rcは、プロジェクタ150,151によってパターンが照射される領域である照射領域Rpに含まれる。そのため、本実施例においては、撮像領域Rcと照射領域Rpとが重なる共通領域は、撮像領域(=共通領域)Rcと同じとなる。
Further, the image pickup region Rc, which is a region where an image can be captured by the
撮像ユニット18において、プロジェクタ150,151によってパターンが照射された部品がカメラ152によって撮像され、三次元形状取得部154によって、取得された撮像画像に基づいて部品の三次元形状が位相シフト法により取得される。また、本撮像ユニット18においては、二次元的に広がった共通領域Rcの内側に位置する部品の三次元形状が取得されるのである。
In the
プロジェクタ150,151によって、それぞれ、一方向Fa、Fbに正弦波的に強度が変化するパターンが、位相をずらして複数回照射され、パターンが照射される毎に、カメラ152によって撮像領域Rc内の画像である撮像画像が取得される。三次元形状取得部154において、撮像画像の各々において、撮像画像を構成する画素の各々における輝度が取得され、複数の撮像画像における同一の画素における輝度の値に基づいて、その画素における位相が取得される。そして、位相が同じ画素を連結することにより等位相線が得られる。一方、その位相の光(パターンを構成する1ライン)の照射角度、カメラ152の撮像素子上の画素の位置、撮像ユニット18の光学的、幾何学的パラメータ(プロジェクタ150,151の光学中心座標、カメラ152の光学中心座標、焦点距離)等に基づいて、カメラ152の撮像素子からその等位相線で連結された画素の各々に対応する部品上の点までの距離がそれぞれ取得される。そして、これら部品上の複数の点の各々の撮像素子からの距離に基づいて部品の三次元形状が取得されるのである。
The
なお、三次元形状の取得方法、プロジェクタ150,151によって照射されるパターンは、限定されない。例えば、位相シフト法に限らず広くパターン投影法により三次元形状が取得されるようにすることもできる。また、本実施例においては、予め定められた二次元的(平面的)に広がる設定領域内に位置する部品の三次元形状が取得されればよいのであり、例えば、ステレオ画像法によることもできる。ステレオ画像法を利用する場合には、プロジェクタは不要であり、複数のカメラによる撮像画像に基づいて、撮像領域Rc内に位置する部品の三次元形状が取得される。
The three-dimensional shape acquisition method and the pattern irradiated by the
制御装置10は、コンピュータを主体とするものであり、図6に示すように、実行部180、記憶部182、入出力部184等を含み、入出力部184には、撮像ユニット18の三次元形状取得部154が接続されるとともに、駆動回路190を介して基板搬送支持装置12、部品供給装置14、部品装着装置16等が接続される。また、制御装置10にはホストPC6が接続されるが、ホストPC6は、図1に示すように、実行部200、記憶部202、入出力部204等を含み、入出力部204には外部入力装置206等が接続される。
The
以上のように構成された実装システムにおいて、実装機4における作動について最初に説明する。
実装機4おいて、ロータリヘッド40が撮像ユニット18の上方に移動させられ、ロータリヘッド40に保持された複数の部品の、基板Sに装着される部分(吸着ノズル80によって保持される側とは反対側)である対象部の三次元形状が取得され、三次元形状に基づいて仮想平面の平坦度が取得される。対象部は、部品の電極部の少なくとも一部を含む部分である。
例えば、図18Aに示す部品30においては、複数のはんだボール28を含む部分が対象部Taとされ、対象部Taの三次元形状に基づいて、複数のはんだボール28の先端(点)の集合によって形成される仮想平面Paの平坦度が取得される。図18Bに示す部品36においては、複数のリード線34の、部品本体32の底面に伸びた部分を含む部分が対象部Tbとされ、対象部Tbの三次元形状に基づいて、複数のリード線34の部品本体32の底面側に延び出した部分の側面(底面)の予め定められた点の集合によって形成される仮想平面Pbの平坦度が取得される。In the mounting system configured as described above, the operation of the mounting
In the mounting
For example, in the
一方、製造上の欠陥、搬送中のトラブルにより、はんだボール28の一部が欠けていたり、リード線34が曲がっていたりする場合がある。このように、はんだボール28の一部が欠けた部品30やリード線34が曲がった部品36が基板Sに装着された場合には、部品30,36への通電不良が生じる等の問題が生じる。そこで、本実施例においては、部品30,36の対象部の平坦度が取得され、部品30,36についてのチェックが行われるのである。それに対して、図18Cに示す部品38については、電極部37の平坦度を取得する必要性は低い。そのため、本実施例においては、部品30,36が平坦度の取得対象部品(以下、単に対象部品と称する場合がある)とされ、部品38は対象部品とされない。なお、以下、部品の対象部の電極部の予め定められた点の集合によって形成される仮想平面の平坦度を単に部品の平坦度と称する場合がある。
On the other hand, a part of the
一方、図4に示すように、本実施例に係る撮像ユニット18において、共通領域Rcが、ロータリヘッド40に保持された8個の部品すべてを含む領域より狭い。そのため、ロータリヘッド40に保持された8個の部品すべてを含む撮像画像を取得することができない。
On the other hand, as shown in FIG. 4, in the
また、部品の三次元形状は、プロジェクタによってパターンNが互いに異なる複数の方向から照射された状態で取得されることが望ましい。部品に照射されるパターンNの向きによって、部品においてパターンが当たらない部分が存在し、三次元形状を精度よく取得することが困難となる場合があるからである。 Further, it is desirable that the three-dimensional shape of the component is acquired by the projector in a state where the patterns N are irradiated from a plurality of different directions. This is because, depending on the direction of the pattern N irradiated on the component, there may be a portion of the component where the pattern does not hit, and it may be difficult to accurately acquire the three-dimensional shape.
そこで、例えば、図11に示すように、ロータリヘッド40がヘッド水平移動装置44により移動させられ、ロータリヘッド40と撮像ユニット18との相対位置が、ロータリヘッド40に設けられたすべての吸着ノズル80のうちの一部の吸着ノズル80に保持された2つ以上の部品が共通領域Rcの内側に位置する第1相対位置とされる。そして、この第1相対位置において、ロータリヘッド40をヘッド回転装置46により設定回転角度ずつ間欠的に回転させつつ、パターンNを照射して、部品を撮像する。そして、取得された撮像画像に基づいて部品の各々の三次元形状が取得されるようにしたのである。なお、第1相対位置は、具体的には、ロータリヘッド40の第1領域R1の内側に位置する3つの吸着ノズル80a、80b、80cに保持された3つの部品36(1)、36(2)、30(3)が共通領域Rcの内側に位置する相対位置である。第1領域R1は、ロータリヘッド40の中心角で規定される領域であり、xスライダ54に最も近い位置を0°とした場合、0°以上90°以下の領域(設定中心角範囲)に位置する3つの吸着ノズル80によって保持された3つの部品が含まれる領域とされる。また、ロータリヘッド40の回転に伴って部品が回転させられることにより、部品に互いに異なる角度からパターンNが照射される。Therefore, for example, as shown in FIG. 11, the
本実施例においては、図11に示すように、ロータリヘッド40と撮像ユニット18との第1相対位置において、プロジェクタ150が矢印Faに示す方向にパターンNを照射する。その場合において、吸着ノズル80aに保持された部品(以下、1番の部品と称する場合がある)36(1)に照射される(当たる)パターンNの平面視における照射角度(以下、平面視における照射角度を単に角度と略称する場合がある)を0°とし、吸着ノズル80bに保持された部品(以下、2番の部品と称する場合がある)36(2)に照射されるパターンNの角度を45°、吸着ノズル80cによって保持された部品(3番の部品と称する場合がある)30(3)に照射されるパターンNの角度を90°とする。この状態で、カメラ152によって撮像された撮像画像には、3つの部品36(1)、36(2)、30(3)の画像が含まれ、その撮像画像に基づいて、角度0°からパターンNが照射された場合の部品36(1)の三次元形状、角度45°からパターンNが照射された場合の部品36(2)の三次元形状、角度90°からパターンNが照射された場合の部品30(3)の三次元形状が取得される。In this embodiment, as shown in FIG. 11, the
次に、プロジェクタ151がパターンNを矢印Fbが示す方向に照射する。1番の部品36(1)には平面視において角度90°からパターンNが照射され、2番の部品36(2)には角度135°からパターンNが照射され、3番の部品30(3)には角度180°からパターンNが照射される。この場合の撮像画像に基づいて、部品36(1)、36(2)、30(3)の各々について、平面視における角度90°、135°、180°からパターンNが照射された場合の三次元形状が取得される。Next, the
その後、ロータリヘッド40をヘッド中心軸線Lhの回りに設定回転角度として45°回転させる。吸着ノズル80hによって保持された部品(8番の部品と称する場合がある)30(8)、1番の部品36(1)、2番の部品36(2)が共通領域Rcの内側に位置し、3番の部品30(3)が共通領域Rcから外れる。8番目の部品30(8)、1番の部品36(1)、2番の部品36(2)には、プロジェクタ150によってそれぞれ平面視において0°、45°、90°の角度からパターンNが照射され、プロジェクタ151によって平面視において90°、135°、180°の角度からパターンNが照射されて、それぞれ、三次元形状が取得される。以下、同様に、ロータリヘッド40が45°ずつ回転させられて、共通領域Rcの内側に位置する3つの部品の各々について、それぞれ、三次元形状が取得される。このように、ロータリヘッド40の1回の回転角度である設定回転角度(45°)は、第1領域R1を規定する設定中心角度範囲(90°)より小さい角度である。そのため、ロータリヘッド40が1回回転させられた場合に、第1領域R1、すなわち、ロータリヘッド40と撮像ユニット18とが第1相対位置にある場合における共通領域Rcに属する部品がすべて変わるのではなく、少なくとも1つは残る。換言すれば、ロータリヘッド40の設定回転角度と、第1領域R1を規定する設定中心角度とは、ロータリヘッド40の1回の回転により共通領域Rcの内側に位置する2つ以上の部品のうちの一部が共通領域Rcから外れ、残りの一部が共通領域Rcの内側に残るように決定されるのである。After that, the
1つの部品、例えば、1番の部品36(1)に着目した場合において、図12Aに示すように、ロータリヘッド40が0°、45°、90°回転させられることにより、1番の部品36(1)にはプロジェクタ150により平面視において0°、45°、90°の角度からパターンNが照射され、図12Bに示すように、プロジェクタ151により平面視において90°、135°、180°の角度からパターンNが照射される。そのため、ロータリヘッド40が0°から90°まで回転させられることにより、1番の部品36(1)については、パターンNが0°、45°、90°、135°、180°の角度から照射された場合の各々の三次元形状が取得される。同様に、ロータリヘッド40に保持された8個の部品すべてについて、ロータリヘッド40の45°ずつの回転に伴って、平面視において0°、45°、90°、135°180°の角度からパターンNが照射された場合の撮像画像が取得され、それぞれ、三次元形状が取得されるのである。なお、図12において、1番の部品36(1)の内部を矢印で表した。これは、ロータリヘッド40の回転に伴う部品36(1)の向きの変化、部品36(1)に照射されるパターンNの角度の変化を明確に示すためである。図14においても同様である。When focusing on one component, for example, the
この場合におけるロータリヘッド40の回転角度と、部品の各々へのパターンNの照射角度とを図15に示す。図15に示すように、ロータリヘッド40の回転に伴って、共通領域Rcの内側に位置する部品が変わり、部品に照射されるパターンNの平面視における角度も変わる。なお、図15において、1番の部品を部品1と記載した。以下の部品についても同様とする。
FIG. 15 shows the rotation angle of the
次に、図13に示すように、ロータリヘッド40がヘッド水平移動装置44によって移動させられ、ロータリヘッド40と撮像ユニット18との相対位置が、ロータリヘッド40の第1領域R1とは別の第2領域R2の内側に位置する吸着ノズル80e、80f、80gに保持された5番の部品36(5)、6番の部品30(6)、7番の部品30(7)が、撮像ユニット18の共通領域Rc内に位置する第2相対位置とされる。本実施例において、第2領域R2は、ロータリヘッド40の中心角180°以上270°以下の範囲に位置する3つの吸着ノズルに保持された3つの部品が属する領域である。第1領域R1と第2領域R2とで、領域の広さは同じであるが、xスライダ54に対する相対位置が異なる。そして、ロータリヘッド40の第2相対位置において、同様に、ロータリヘッド40が45°ずつ間欠的に回転させられつつ、3つずつの部品に、それぞれ、プロジェクタ150,151によってパターンNが照射され、3つずつの部品がカメラ152によって撮像される。Next, as shown in FIG. 13, the
1つの5番の部品36(5)に着目した場合において、図14Aに示すように、ロータリヘッド40の0°、45°、90°の回転により、部品36(5)にはプロジェクタ150により平面視において180°、225°、270°の角度からパターンNが照射されつつカメラ152によって撮像画像が取得される。また、図14Bに示すように、部品36(5)にはプロジェクタ151によって平面視において270°、315°、360°の角度からパターンNが照射されつつ撮像画像が取得される。同様に、ロータリヘッド40に保持された8個の部品の各々について、それぞれ、図16に示すように、ロータリヘッド40の回転に伴って、それぞれ、角度180°、225°、270°、315°、360°からパターンNが照射され、撮像画像が取得され、それぞれ三次元形状が取得される。When focusing on one
以上のように、ロータリヘッド40の第1相対位置、第2相対位置の各々において、ロータリヘッド40を45°ずつ回転させることにより、ロータリヘッド40に保持された8個の部品すべてについて、それぞれ、パターンNが平面視における角度0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°から照射された場合の三次元形状が取得される。
As described above, by rotating the
その場合の平坦度取得プログラムを図7のフローチャートに基づいて説明する。本プログラムは、制御装置10において実行され、ロータリヘッド40が45°ずつ回転させられる毎に、三次元形状取得部154に、三次元形状の取得指令が出力される。撮像ユニット18において、プロジェクタ150,151によってパターンが照射され、カメラ152によって撮像画像が取得される。そして、撮像画像に基づいて三次元形状が取得され、制御装置10に供給される。
ステップ1(以下、S1と略称する。他のステップについても同様とする)において、回転回数をカウントするカウンタのカウント値nが初期化(0とされ)され、S2において、ロータリヘッド40を第1相対位置へ移動させ、S3において、撮像ユニット18に三次元形状取得指令を出力する。撮像ユニット18においては取得された3つの部品36(1)、36(2)、30(3)の三次元形状が制御装置10に供給されて、記憶される。次に、S4において、ロータリヘッド40をヘッド中心軸線Lhの回りに45°回転させる。S5において、回数カウンタのカウント値が1増加させられ、S6において、カウント値が7より大きいか否かが判定される。判定がNOである場合には、S3~6が繰り返し実行される。ロータリヘッド40が45°ずつ間欠的に回転させられつつ、図15に示すように、3つずつの部品の三次元形状が取得される。The flatness acquisition program in that case will be described with reference to the flowchart of FIG. This program is executed in the
In step 1 (hereinafter abbreviated as S1; the same applies to other steps), the count value n of the counter for counting the number of rotations is initialized (set to 0), and in S2, the
そして、ロータリヘッド40が360°回転させられ、S6の判定がYESとなると、S7において、カウント値が0にリセットされて、S8において、ロータリヘッド40を第2相対位置へ移動させる。その後、S9において、三次元形状取得部154に、三次元形状の取得指令が出力されるのであり、以下、S9~S12が、S3~S6と同様に実行される。第2相対位置において、ロータリヘッド40が45°ずつ間欠的に回転させられつつ、図16に示すように、それぞれ、3つずつの部品の三次元形状が取得される。そして、ロータリヘッド40が360°回転させられ、S12の判定がYESになった場合には、S13において、ロータリヘッド40に保持された8個の部品の各々について、それぞれ、45°ずつ隔たった互いに異なる向きからパターンNが照射された場合の複数の三次元形状を表す情報に基づいて仮想平面Pa、Pbの平坦度が取得される。本実施例においては、複数の三次元形状を表す情報に基づいて、部品の実際の三次元形状を最も適切に表す最適な三次元形状が取得され、最適な三次元形状に基づいて仮想平面の平坦度が取得される。例えば、最適な三次元形状は、複数の三次元形状を表す情報を統計的に処理して求めることができる。
Then, when the
このように、複数の部品の平坦度が、ロータリヘッド40をヘッド中心軸線Lh回りに回転させつつ取得される。そのため、部品の各々をノズル中心軸線Ln回りに回転させつつ平坦度が取得される場合より、全ての部品の平坦度を、効率よく、すなわち、短い時間で取得することができる。
In this way, the flatness of the plurality of parts is acquired while rotating the
なお、上記実施例においては、部品の各々の平坦度が、ロータリヘッド40が第1相対位置にある場合において取得された三次元形状と、第2相対位置にある場合において取得された三次元形状との両方に基づいて取得されるようにされていたが、第1相対位置にある場合と第2相対位置にある場合とのいずれか一方において取得された三次元形状に基づいて取得されるようにすることができる。例えば、S1~6、13または、S7~13のいずれか一方が実行されるだけでもよいのである。
In the above embodiment, the flatness of each part is the three-dimensional shape acquired when the
次に、ホストPC6において、1つ以上の実装機4の作業の最適化が図られる場合について説明する。ホストPC6においては、作業者によって入力された1つ以上の実装機4の作業対象の部品に関する情報である部品情報に基づいて、実装機4A,4B・・・の各々の最適な配置、ロータリヘッド40に保持される部品の最適な割り付け等が決定される。また、部品情報には、平坦度の取得の対象である対象部品30,36に関する情報も含まれる。
Next, a case where the work of one or
例えば、撮像ユニット18はすべての実装機4A,4B・・・に設けられるとは限らない。また、平坦度の取得には長時間を要する。そのため、一連の作業の後半に、平坦度を取得する実装機が配置されることが望ましい。また、ロータリヘッド40において、例えば、図17Bに示すように、対象部品30,36が、離れた位置に保持された場合には、対象部品30,36の平坦度を取得するのに効率が悪い。
For example, the
そこで、本実施例においては、ホストPC6において、実装機4A,4B・・・の最適な配置が決定され、ロータリヘッド40における部品の最適な割り付けが決定される。ホストPC6においては、図8のフローチャートで表される最適化プログラムが、実装機4A,4B・・・において一連の作業が開始される前に実行される。S21において、対象部品情報を含む部品情報が取得される。S22において、部品情報の処理等が行われ、S23において、平坦度の取得が行われる実装機4の位置が決定され、S24において、ロータリヘッド40における複数の部品の割り付けが決定される。
Therefore, in this embodiment, in the
そして、S23の決定に従って、実装機4A,4B・・・が配置され、平坦度が取得される実装機4において、S24の決定に従って、ロータリヘッド40の複数の吸着ノズル80の各々に部品が割り付けられる。本実施例においては、図17Aに示すように、互いに隣接する吸着ノズル80a、80b、80cに対象部品36(1),36(2),30(3)が保持される。そのため、ロータリヘッド40の回転角度が135°から225°までの間、三次元形状を取得する必要がなくなる。Then, in the mounting
その場合に実行される平坦度取得プログラムを図9のフローチャートで表す。
図9のフローチャートにおいて、図7のフローチャートで表される平坦度取得プログラムと同様の実行が行われるステップについては同じステップ番号を付して説明を省略する。S1~5において、第1相対位置においてロータリヘッド40が45°ずつ回転させられるが、S31において、ロータリヘッド40の回転回数が2を越えたか否か、すなわち、回転角度が135°に達したか否かが判定される。判定がYESである場合には、S32において、回転回数が6より小さいか否か、すなわち、回転角度が270°より小さいか否かが判定される。判定がYESである場合には、S4,5,31,32が繰り返し実行されるのであり、ロータリヘッド40が45°回転させられつつ回転回数カウンタのカウント値が1増加させられる。カメラ152による撮像領域Ra内に対象部品は存在しないため、プロジェクタ150,151によってパターンNが照射されることも、カメラ152によって画像の撮像が行われることもないのであり、三次元形状が取得されることはない。そして、S32の判定がNOとなった場合には、S33において、回転回数が7を超えたか否かが判定される。S33の判定がNOである場合には、S3~5が実行され、共通領域Rc内に存在する部品について三次元形状が取得される。ロータリヘッド40の回転角度が270°である場合には、共通領域Rc内に部品30(3)が位置するため、部品30(3)の三次元形状が取得され、ロータリヘッド40の回転角度が315°である場合には、部品30(3)、36(2)の三次元形状が取得される。その後、S33の判定がYESになった場合には、S13において、平坦度が取得される。なお、S33の判定がYESになった後に、ロータリヘッド40を第2相対位置へ移動させることにより、同様に三次元形状が取得されるようにすることができるが、そのようにすることは不可欠ではない。The flatness acquisition program executed in that case is represented by the flowchart of FIG.
In the flowchart of FIG. 9, the steps in which the same execution as that of the flatness acquisition program shown in the flowchart of FIG. 7 is executed are assigned the same step numbers and the description thereof will be omitted. In S1 to 5, the
このように、平坦度取得の対象部品が、ロータリヘッド40の互いに隣接する位置にある吸着ノズル80によって保持される場合には、平坦度取得に要する時間を短くすることができる。
As described above, when the target component for flatness acquisition is held by the suction nozzles 80 located at positions adjacent to each other in the
以上のように構成された実装システムにおいて、制御装置10の図7,9のフローチャートで表される平坦度取得プログラムを記憶する部分、三次元形状取得部154の三次元形状を取得する部分等により平坦度取得部が構成され、制御装置10のS2を記憶する部分、実行する部分等により第1ヘッド水平移動制御部が構成され、S8を記憶する部分、実行する部分等により第2ヘッド水平移動制御部が構成される。また、これら第1ヘッド水平移動制御部、第2ヘッド水平移動制御部、S4,10を記憶する部分、実行する部分等によりヘッド移動制御部が構成される。さらに、S3,9を記憶する部分、実行する部分等により撮像制御部が構成される。一方、ホストPC6により作業制御装置が構成され、ホストPC6の図8のフローチャートで表される最適化プログラムを記憶する部分、実行する部分等により最適化作業制御部が構成され、そのうちの、S22,24を記憶する部分、実行する部分等により割り付け決定部が構成される。
In the mounting system configured as described above, the part that stores the flatness acquisition program represented by the flowcharts of FIGS. 7 and 9 of the
なお、上記実施例においては、共通領域Rcにロータリヘッド40に保持された部品の一部が含まれない場合について説明したが、ロータリヘッド40に保持された8個の部品がすべて共通領域Rcの内部に位置する場合にも、同様に実行することができる。ロータリヘッド40がヘッド中心軸線Lh回りに回転させられつつ三次元形状が取得されるようにすることにより、8個の部品の各々の平坦度をより正確に取得することができる。また、吸着ノズル80の各々がノズル中心軸線Ln回りに回転させられつつ三次元形状が取得される場合に比較して、8個の部品の平坦度を効率よく取得することができる。
In the above embodiment, the case where a part of the parts held by the
また、本実施例においては、複数の部品の各々について、互いに異なる角度からパターンNが照射された場合の複数の三次元形状に基づいて平坦度が取得される場合について説明したが、平坦度を取得することは不可欠ではなく、最適な三次元形状を平坦度として取得することもできる。さらに、撮像ユニット18において、三次元形状が取得されることは不可欠ではなく、部品の対象部の複数のはんだボール28の先端の点の各々のカメラ152の撮像素子からの高さ、複数のリード線34の予め定められた点の各々の撮像素子からの高さ等が取得されるようにすることができる。これら高さに基づけば、仮想平面Pa,Pbの平坦度を取得することができる。
Further, in this embodiment, the case where the flatness is obtained based on a plurality of three-dimensional shapes when the pattern N is irradiated from different angles to each of the plurality of parts has been described. It is not indispensable to acquire it, and the optimum three-dimensional shape can be acquired as flatness. Further, in the
さらに、ホストコンピュータ6は不可欠ではなく、実装機4の制御装置10において最適化プログラムが実行されるようにすることができる。
Further, the
また、ロータリヘッド40のヘッド中心軸線Lh回りの回転に限らず、吸着ノズル80をノズル中心軸線Lnの回りに回転させつつ部品の三次元形状が取得されるようにすることができる等、その他、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。
Further, the rotation is not limited to the rotation around the head center axis Lh of the
2:実装システム 4:実装機 6:ホストPC 10:制御装置 18:撮像ユニット 40:ロータリヘッド 42:ヘッド移動装置 44:ヘッド水平移動装置 46:ヘッド回転装置 80:吸着ノズル 150,151:プロジェクタ 152:カメラ 154:三次元形状取得部
2: Mounting system 4: Mounting machine 6: Host PC 10: Control device 18: Imaging unit 40: Rotary head 42: Head moving device 44: Head horizontal moving device 46: Head rotating device 80:
Claims (8)
当該実装機が、予め定められた照射領域にパターンを照射するプロジェクタと、予め定められた撮像領域の画像を取得する撮像装置とを備えた撮像ユニットと
前記ロータリヘッドの前記複数の部品保持具の各々に保持された複数の部品のうち、前記照射領域と前記撮像領域とが重なる共通領域内に位置する2つ以上の部品の平坦度を、前記撮像ユニットにおいて得られた前記2つ以上の部品の撮像画像に基づいて取得する平坦度取得部と、
前記ロータリヘッドを移動させるヘッド移動装置と、
前記ヘッド移動装置を制御することにより前記ロータリヘッドを移動させるヘッド移動制御部とを含み、
前記平坦度取得部が、前記ロータリヘッドが前記ヘッド移動制御部によって、前記撮像ユニットに対して相対移動させられる状態で、前記撮像装置に前記2つ以上の部品を撮像させる撮像制御部を含み、
前記ヘッド移動装置が、前記ロータリヘッドをヘッド中心軸線回りに回転させるヘッド回転装置を含み、
前記撮像制御部が、前記ロータリヘッドが、前記ヘッド移動制御部によって、前記ロータリヘッドと前記撮像ユニットとの予め定められた相対位置において前記ヘッド中心軸線回りに回転させられる状態で、前記撮像装置に前記2つ以上の部品を撮像させるものであり、
前記ロータリヘッドの1回の回転角度である設定回転角度が、前記共通領域を規定する設定中心角度範囲より小さい角度である実装機。 It is a mounting machine that includes a rotary head provided with a plurality of component holders provided at intervals, and mounts the plurality of components held by the plurality of component holders provided on the rotary head on a circuit board. hand,
The mounting machine includes an image pickup unit including a projector that irradiates a pattern on a predetermined irradiation area and an image pickup device that acquires an image of a predetermined image pickup area, and the plurality of component holders of the rotary head. Of the plurality of components held in each, the flatness of two or more components located in the common region where the irradiation region and the imaging region overlap is determined by the flatness of the two or more components obtained in the imaging unit. Flatness acquisition unit to be acquired based on the captured image of
A head moving device for moving the rotary head and
A head movement control unit for moving the rotary head by controlling the head movement device is included.
The flatness acquisition unit includes an image pickup control unit that causes the image pickup device to image the two or more components in a state where the rotary head is moved relative to the image pickup unit by the head movement control unit.
The head moving device includes a head rotating device that rotates the rotary head around the head center axis.
The image pickup device is provided with the image pickup control unit in a state where the rotary head is rotated around the head center axis at a predetermined relative position between the rotary head and the image pickup unit by the head movement control unit. It is intended to image the two or more components.
A mounting machine in which the set rotation angle, which is the rotation angle of the rotary head once, is smaller than the set center angle range that defines the common area .
前記ヘッド移動制御部が、前記ヘッド水平移動装置を制御することにより、前記ロータリヘッドを、前記撮像ユニットの前記共通領域内に、前記複数の部品保持具のうちの前記ロータリヘッドの予め定められた第1領域内に位置する2つ以上の前記部品保持具に保持された2つ以上の部品が位置する第1相対位置に移動させる第1ヘッド水平移動制御部を含む請求項1に記載の実装機。 The head moving device includes a head horizontal moving device that moves the rotary head in the horizontal direction.
By controlling the head horizontal movement device, the head movement control unit places the rotary head in the common area of the image pickup unit, and the rotary head among the plurality of component holders is predetermined. The implementation according to claim 1 , further comprising a first head horizontal movement control unit for moving two or more parts held by the two or more parts holders located in the first region to a first relative position where the two or more parts are located. Machine.
前記平坦度取得部が、前記撮像画像に基づいて前記部品の前記複数の電極部の予め定められた点の集合によって形成される仮想平面の平坦度を取得するものである請求項1ないし3のいずれか1つに記載の実装機。 The component includes a component body and a plurality of electrode portions provided on the component body.
Claims 1 to 3 wherein the flatness acquisition unit acquires the flatness of a virtual plane formed by a set of predetermined points of the plurality of electrode portions of the component based on the captured image. The mounting machine described in any one.
前記作業制御装置が、前記1つ以上の実装機において作業が行われる複数の部品に関する情報である部品情報に基づいて前記1つ以上の実装機の作業の最適化を図る最適化作業制御部を含み、
前記部品情報が、前記複数の部品のうちの2つ以上の、前記平坦度取得部による前記平坦度の取得の対象となる部品である対象部品に関する情報を含み、
前記最適化作業制御部が、前記ロータリヘッドに備えられた前記複数の部品保持具と、前記2つ以上の前記対象部品を含む複数の部品との割り付けを行う割り付け部を含む実装システム。 A mounting system including one or more mounting machines according to any one of claims 1 to 6 and a work control device for controlling work in each of the one or more mounting machines.
The work control device provides an optimization work control unit that optimizes the work of the one or more mounting machines based on the component information which is information about a plurality of parts for which work is performed on the one or more mounting machines. Including,
The component information includes information on two or more of the plurality of components, which are the target components for which the flatness acquisition unit obtains the flatness.
A mounting system in which the optimized work control unit includes an allocation unit that allocates the plurality of component holders provided on the rotary head and a plurality of components including the two or more target components.
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