JP7235525B2 - Parts mounting machine - Google Patents

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Description

本発明は、部品装着機に関するものである。 The present invention relates to a component mounting machine.

部品装着機は、基板に部品を装着する装着処理を実行する。部品装着機は、基板カメラにより基板を撮像し、機内に位置決めされた基板の位置を認識する。また、部品装着機は、部品カメラにより部品を撮像し、保持部材による部品の保持状態を認識する。部品装着機は、認識した基板の位置や部品の保持状態に応じて装着ヘッドの移動を制御することによって装着精度の向上を図っている(特許文献1,2を参照)。 The component mounting machine executes a mounting process for mounting components on the board. The component mounting machine captures an image of the board with a board camera and recognizes the position of the board positioned within the machine. Also, the component mounting machine captures an image of the component with the component camera and recognizes the holding state of the component by the holding member. The component mounting machine aims to improve the mounting accuracy by controlling the movement of the mounting head according to the recognized position of the board and the holding state of the component (see Patent Documents 1 and 2).

特開2000-294990号公報JP-A-2000-294990 特開2009-283572号公報JP 2009-283572 A

ところで、上記のような装着処理では、基板カメラと装着ヘッドとが規定の位置関係にあることを前提としている。そのため、装着ヘッドに対して基板カメラが例えば設置上の誤差を含むと、装着ヘッドの移動の制御に影響するおそれがある。これは、装着ヘッドに対する基板カメラの設計上の距離が長くなるほど誤差を含みやすくなると考えられる。 By the way, in the mounting process as described above, it is assumed that the substrate camera and the mounting head are in a prescribed positional relationship. Therefore, for example, if the substrate camera includes an installation error with respect to the mounting head, there is a possibility that the movement control of the mounting head is affected. It is considered that the larger the designed distance of the substrate camera with respect to the mounting head, the more likely it is to include an error.

本明細書は、カメラを基板と部品の撮像に兼用可能としつつ、装着処理の高精度化を図ることができる部品装着機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present specification is to provide a component mounting machine capable of increasing the accuracy of the mounting process while allowing a camera to be used for imaging both the substrate and the component.

本明細書は、ヘッド本体と、鉛直軸と平行なR軸を中心とする仮想円上にそれぞれ配置され、基板に装着される部品を保持する複数の保持部材と、前記R軸周りに回転可能に前記ヘッド本体に設けられ、複数の前記保持部材を昇降可能に支持するロータリヘッドと、前記ヘッド本体に設けられ、撮像対象を撮像するカメラと、前記カメラが前記保持部材または前記保持部材に保持された前記部品を前記撮像対象とする部品撮像処理に用いられる部品用光路、および前記カメラが前記基板を前記撮像対象とする基板撮像処理に用いられ一部が前記仮想円の内周側を通る基板用光路をそれぞれ形成する光学装置と、前記仮想円の外周側において前記ヘッド本体に設けられ、前記部品撮像処理において前記保持部材または前記部品に光を照射する部品用光源装置と、前記部品用光源装置の下部に一体的に設けられ、前記基板撮像処理において前記基板に光を照射する基板用光源装置と、を備える部品装着機を開示する。 The present specification includes a head main body, a plurality of holding members each arranged on a virtual circle centered on an R-axis parallel to a vertical axis and holding a component mounted on a substrate, and a plurality of holding members rotatable around the R-axis. a rotary head provided on the head main body for vertically supporting the plurality of holding members; a camera provided on the head main body for imaging an object to be imaged; and the camera being held by the holding member or the holding member. a component optical path used in component imaging processing in which the imaged component is the imaging target, and a component optical path used in the substrate imaging processing in which the camera is used in the imaging target of the substrate, a part of which passes along the inner circumference side of the virtual circle an optical device for forming an optical path for a substrate; a light source device for a component, which is provided in the head main body on the outer peripheral side of the virtual circle and irradiates the holding member or the component with light in the component imaging process; Disclosed is a component mounting machine including a board light source device that is integrally provided under a light source device and that irradiates the board with light in the board imaging process.

このような構成によると、部品用光路および基板用光路が形成されるとともに、各光源装置により撮像対象に光を照射する。これにより、カメラを基板撮像処理と部品撮像処理に兼用することができる。つまり、カメラは、基板カメラおよび部品カメラとして機能する。さらに、基板用光路は、少なくとも一部が仮想円の内周側を通るように形成される。これにより、従来と比較して装着ヘッドの基準位置にカメラが接近または一致させることになり、装着ヘッドに対するカメラの設置上の誤差を低減することができる。結果として、装着処理の高精度化を図ることができる。 According to such a configuration, the component optical path and the substrate optical path are formed, and each light source device irradiates the imaging target with light. As a result, the camera can be used for board imaging processing and component imaging processing. In other words, the camera functions as a board camera and a part camera. Further, the substrate optical path is formed such that at least a portion of it passes through the inner peripheral side of the virtual circle. As a result, the camera is brought closer to or coincides with the reference position of the mounting head than in the conventional case, and errors in installing the camera with respect to the mounting head can be reduced. As a result, it is possible to improve the precision of the mounting process.

実施形態における部品装着機の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the component mounting machine in embodiment. 装着ヘッドの一部を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows some mounting heads typically. 図2のIII方向矢視図である。FIG. 3 is a view in the direction of arrow III in FIG. 2; 部品撮像処理により取得された画像データおよびカメラ視野を示す図である。It is a figure which shows the image data and camera visual field which were acquired by component imaging processing. 校正処理におけるヘッドカメラユニットと部品カメラの位置関係を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the positional relationship between the head camera unit and the component cameras in calibration processing; ヘッドカメラユニットおよび部品カメラの位置関係および校正値を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship and calibration values of the head camera unit and component cameras; 変形態様における遮光装置を備える装着ヘッドの一部を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically some mounting heads provided with the light-shielding apparatus in a modification.

1.部品装着機1の構成
部品装着機1は、基板に部品を装着する装着処理を実行する。以下の説明において、水平方向あって部品装着機1の左右方向をX方向とし、X方向に直交する水平方向であって部品装着機1の前後方向をY方向とし、X方向およびY方向に直交する鉛直方向(図1の前後方向)をZ方向とする。
1. Configuration of Component Mounting Machine 1 The component mounting machine 1 executes a mounting process for mounting a component on a substrate. In the following description, the horizontal direction of the component mounting machine 1 is defined as the X direction, the horizontal direction perpendicular to the X direction and the front and rear direction of the component mounting machine 1 is defined as the Y direction, and the X direction and the Y direction are orthogonal to each other. The vertical direction (the front-rear direction in FIG. 1) is defined as the Z direction.

部品装着機1は、図1に示すように、基板90をX方向に搬送する基板搬送装置11を備える。基板搬送装置11は、ベルトコンベアなどにより構成される。基板搬送装置11は、基板90を搬送方向へと順次搬送するとともに、基板90を機内の所定位置に位置決めする。基板搬送装置11は、装着処理が終了した後に、基板90を部品装着機1の機外に搬出する。 The component mounting machine 1, as shown in FIG. 1, includes a substrate transfer device 11 that transfers a substrate 90 in the X direction. The substrate transfer device 11 is configured by a belt conveyor or the like. The substrate conveying device 11 sequentially conveys the substrates 90 in the conveying direction and positions the substrates 90 at predetermined positions within the apparatus. After completing the mounting process, the board transfer device 11 carries the board 90 out of the component mounting machine 1 .

部品装着機1は、基板90に装着される部品91(図2を参照)を供給する部品供給装置12を備える。本実施形態において、部品供給装置12は、複数のスロット121にセットされたフィーダ122を備える。フィーダ122は、多数の部品91が収納されたキャリアテープを送り移動させて、部品91を採取可能に供給する。 The component mounting machine 1 includes a component supply device 12 that supplies components 91 (see FIG. 2) to be mounted on a board 90 . In this embodiment, the component supply device 12 has feeders 122 set in a plurality of slots 121 . The feeder 122 feeds and moves a carrier tape containing a large number of components 91 to supply the components 91 so as to be picked up.

部品装着機1は、部品供給装置12により供給された部品91を基板90に移載する部品移載装置13を備える。部品移載装置13は、基板搬送装置11により機内に搬入された基板90における所定の装着位置に部品91を移載することにより装着する。本実施形態において、部品移載装置13は、直動機構であるヘッド駆動部131により移動台132を水平方向(X方向およびY方向)に移動させる。移動台132には、図示しないクランプ部材により装着ヘッド20が交換可能に固定される。 The component mounting machine 1 includes a component transfer device 13 that transfers a component 91 supplied by a component supply device 12 onto a board 90 . The component transfer device 13 mounts by transferring the component 91 to a predetermined mounting position on the substrate 90 carried into the machine by the substrate transfer device 11 . In this embodiment, the component transfer device 13 moves the moving table 132 in the horizontal direction (X direction and Y direction) by the head drive unit 131, which is a linear motion mechanism. The mounting head 20 is exchangeably fixed to the moving table 132 by a clamp member (not shown).

装着ヘッド20は、部品供給装置12により供給される部品91を保持する1または複数の保持部材を昇降可能に支持する。本実施形態において、装着ヘッド20は、8つの保持部材を支持する。上記の保持部材としては、例えば供給される負圧エアにより部品91を吸着して保持する吸着ノズル26(図2を参照)や、部品91をクランプして保持するチャックなどが採用され得る。装着ヘッド20の詳細構成については後述する。 The mounting head 20 movably supports one or more holding members that hold the component 91 supplied by the component supply device 12 . In this embodiment, the mounting head 20 supports eight holding members. As the holding member, for example, a suction nozzle 26 (see FIG. 2) that sucks and holds the component 91 with supplied negative pressure air, a chuck that clamps and holds the component 91, or the like can be employed. A detailed configuration of the mounting head 20 will be described later.

部品装着機1は、保持部材(吸着ノズル26)に保持された部品91を下方から撮像する部品カメラ41を備える。部品カメラ41は、CMOSなどの撮像素子を有するデジタル式である。部品カメラ41は、外部から入力する制御信号に基づいて撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを送出する。本実施形態において、部品カメラ41の上部には、入射光を透過する保護ガラス41aの規定位置には、測定マークMsが設けられている(図1および図5を参照)。 The component mounting machine 1 includes a component camera 41 that captures an image of the component 91 held by the holding member (suction nozzle 26) from below. The parts camera 41 is of a digital type having an imaging device such as CMOS. The component camera 41 takes an image based on a control signal input from the outside, and sends out image data obtained by the image taking. In this embodiment, a measurement mark Ms is provided at a prescribed position on the protective glass 41a that transmits incident light on the upper part of the component camera 41 (see FIGS. 1 and 5).

部品装着機1は、装着ヘッド20に設けられ、撮像対象を撮像するヘッドカメラユニット50を備える。ヘッドカメラユニット50は、保持部材(吸着ノズル26)またはこれに保持された部品91を撮像対象とする部品撮像処理を実行する。また、ヘッドカメラユニット50は、基板カメラとして機能し、機内に位置決めされた基板90を撮像対象とする基板撮像処理を実行する。ヘッドカメラユニット50は、移動台132の移動に伴って装着ヘッド20と一体的に移動する。ヘッドカメラユニット50の詳細構成については後述する。 The component mounting machine 1 includes a head camera unit 50 that is provided in the mounting head 20 and captures an image of an object to be imaged. The head camera unit 50 performs part imaging processing for imaging the holding member (suction nozzle 26) or the part 91 held by this. In addition, the head camera unit 50 functions as a board camera, and executes board imaging processing for imaging the board 90 positioned inside the machine. The head camera unit 50 moves integrally with the mounting head 20 as the moving table 132 moves. A detailed configuration of the head camera unit 50 will be described later.

部品装着機1は、基板90に部品91を装着する装着処理を実行する制御装置80を備える。制御装置80は、主として、CPUや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置80は、装着処理において、各種センサから出力される情報や測定値、画像処理の結果、基板90上の装着位置を指定する制御プログラムなどに基づいて、装着ヘッド20の動作を制御する。これにより、装着ヘッド20に支持された吸着ノズル26の位置および角度が制御される。 The component mounting machine 1 includes a control device 80 that executes mounting processing for mounting a component 91 on a board 90 . The control device 80 is mainly composed of a CPU, various memories, and control circuits. In the mounting process, the control device 80 controls the operation of the mounting head 20 based on information and measured values output from various sensors, results of image processing, a control program for designating mounting positions on the substrate 90, and the like. Thereby, the position and angle of the suction nozzle 26 supported by the mounting head 20 are controlled.

本実施形態において、制御装置80は、撮像制御部81を有する。撮像制御部81は、部品カメラ41およびヘッドカメラユニット50の撮像を制御する。本実施形態において、撮像制御部81は、ヘッドカメラユニット50を基板撮像処理および部品撮像処理に兼用する際に、それぞれの撮像に有効な光路を切り換えるように制御を行う。撮像制御部81による光路の切り換えの詳細については後述する。 In this embodiment, the control device 80 has an imaging control section 81 . The imaging control section 81 controls imaging by the component camera 41 and the head camera unit 50 . In this embodiment, when the head camera unit 50 is used for board imaging processing and component imaging processing, the imaging control section 81 performs control so as to switch the effective optical path for each imaging. The details of the switching of the optical path by the imaging control unit 81 will be described later.

制御装置80は、校正処理部82を有する。校正処理部82は、部品カメラ41およびヘッドカメラユニット50の撮像によりそれぞれ取得した画像データに基づいて、部品装着機1の基準座標に対する装着ヘッド20の位置を校正する。校正処理部82は、上記の校正処理によって機内における装着ヘッド20の位置を正確に割り出す。これにより、装着ヘッド20の組み付け誤差、移動台132に対する装着ヘッド20の取り付け誤差などを吸収して、装着精度の向上が図られている。 The control device 80 has a calibration processing section 82 . The calibration processing unit 82 calibrates the position of the mounting head 20 with respect to the reference coordinates of the component mounting machine 1 based on the image data acquired by the component camera 41 and the head camera unit 50 respectively. The calibration processing unit 82 accurately determines the position of the mounting head 20 inside the machine through the calibration processing described above. As a result, errors in assembling the mounting head 20, errors in mounting the mounting head 20 on the moving table 132, and the like are absorbed, and the mounting accuracy is improved.

2.装着ヘッド20の詳細構成
装着ヘッド20は、図2に示すように、ヘッド本体21を備える。ヘッド本体21は、移動台132に着脱可能に設けられるフレーム部材である。ヘッド本体21には、センターシャフト22が鉛直軸(Z軸)に平行なR軸周りに回転可能に設けられる。センターシャフト22は、全体形状としては中空の円筒状に形成される。センターシャフト22の内周側には、ヘッドカメラユニット50が撮像に用いる光路が形成される。
2. Detailed Configuration of Mounting Head 20 The mounting head 20 includes a head main body 21 as shown in FIG. The head main body 21 is a frame member detachably provided on the moving table 132 . A center shaft 22 is provided in the head body 21 so as to be rotatable around the R-axis parallel to the vertical axis (Z-axis). The center shaft 22 is formed in a hollow cylindrical shape as an overall shape. An optical path used by the head camera unit 50 for imaging is formed on the inner peripheral side of the center shaft 22 .

装着ヘッド20は、ロータリヘッド23を備える。ロータリヘッド23は、ヘッド本体21に対してR軸周りに回転可能に設けられる。本実施形態において、ロータリヘッドは、センターシャフト22の下端部に設けられ、センターシャフト22と一体的にR軸周りに回転可能に構成される。ロータリヘッド23は、R軸と同心の円周上において周方向に等間隔に複数(例えば、8本)のシリンジ24をZ方向に摺動可能に保持する。ロータリヘッド23は、ロータリヘッド回転装置25による回転駆動力によりセンターシャフト22を介してR軸周りに回転する。 The mounting head 20 has a rotary head 23 . The rotary head 23 is provided rotatably around the R-axis with respect to the head main body 21 . In this embodiment, the rotary head is provided at the lower end of the center shaft 22 and configured to be integrally rotatable with the center shaft 22 around the R axis. The rotary head 23 holds a plurality of (e.g., eight) syringes 24 at equal intervals in the circumferential direction on a circle concentric with the R axis so as to be slidable in the Z direction. The rotary head 23 rotates around the R-axis via the center shaft 22 by the rotational driving force of the rotary head rotating device 25 .

装着ヘッド20は、R軸を中心とする仮想円Cm上にそれぞれ配置される複数の保持部材を備える。本実施形態において、保持部材は、シリンジ24の下端部に着脱可能に取り付けられる吸着ノズル26である。複数の吸着ノズル26のそれぞれは、供給される負圧エアにより部品91を吸着して保持する。複数の吸着ノズル26のそれぞれは、シリンジ24の外周側に設けられた弾性部材の弾性力により上方に付勢され、外力を加えられていない状態において上昇端に位置する。 The mounting head 20 includes a plurality of holding members each arranged on a virtual circle Cm centered on the R axis. In this embodiment, the holding member is a suction nozzle 26 detachably attached to the lower end of the syringe 24 . Each of the plurality of suction nozzles 26 sucks and holds the component 91 with the supplied negative pressure air. Each of the plurality of suction nozzles 26 is urged upward by the elastic force of an elastic member provided on the outer peripheral side of the syringe 24, and is positioned at the rising end when no external force is applied.

装着ヘッド20は、吸着ノズル26を昇降させる昇降装置30を備える。本実施形態において、昇降装置30は、ロータリヘッド23がR軸周りの所定角度に角度決めされた状態において、複数の吸着ノズル26の一つを選択的に昇降させる。具体的には、昇降装置30は、図2に示すように、プッシャ31と、スリーブ32と、プッシャ駆動部33と、プッシャ回転装置34とを備える。 The mounting head 20 includes an elevating device 30 that elevates the suction nozzle 26 . In this embodiment, the lifting device 30 selectively lifts or lowers one of the plurality of suction nozzles 26 in a state in which the rotary head 23 is angled at a predetermined angle around the R axis. Specifically, the lifting device 30 includes a pusher 31, a sleeve 32, a pusher driving section 33, and a pusher rotating device 34, as shown in FIG.

プッシャ31は、センターシャフト22の外周側に配置される軸部31aを有する。軸部31aは、センターシャフト22に対してZ軸方向に相対移動可能に、且つR軸周りに相対回転可能に設けられる。軸部31aの下端部には、R軸を中心とする径方向外方に延びる爪部31bが設けられる。スリーブ32は、プッシャ31の軸部31aの外周側に配置される。スリーブ32は、軸部31aに対してZ軸方向に相対移動可能に設けられ、且つR軸周りの相対回転を規制される。 The pusher 31 has a shaft portion 31 a arranged on the outer peripheral side of the center shaft 22 . The shaft portion 31a is provided movably relative to the center shaft 22 in the Z-axis direction and rotatable relative to the R-axis. A claw portion 31b extending radially outward about the R axis is provided at the lower end portion of the shaft portion 31a. The sleeve 32 is arranged on the outer peripheral side of the shaft portion 31 a of the pusher 31 . The sleeve 32 is provided movably in the Z-axis direction relative to the shaft portion 31a, and is restricted from rotating relative to the R-axis.

プッシャ駆動部33は、例えばボールねじ機構などの直動機構によりプッシャ31を昇降させる。プッシャ回転装置34は、スリーブ32を介してプッシャ31をR軸周りに回転させる。上記のような構成により、複数の吸着ノズル26は、ロータリヘッド回転装置25の駆動に伴ってロータリヘッド23が回転することにより、R軸周りの規定角度に角度決めされる。 The pusher drive unit 33 raises and lowers the pusher 31 by a direct acting mechanism such as a ball screw mechanism. The pusher rotating device 34 rotates the pusher 31 around the R-axis via the sleeve 32 . With the configuration as described above, the plurality of suction nozzles 26 are angled at a prescribed angle around the R-axis by rotating the rotary head 23 as the rotary head rotating device 25 is driven.

また、上記のロータリヘッド23の動作に並行して、プッシャ回転装置34の駆動によりスリーブ32を介してプッシャ31が回転され、爪部31bが複数のシリンジ24の何れか一つの上端部の上方に角度決めされる。その後に、プッシャ駆動部33の駆動によりプッシャ31が下降されると、爪部31bに押圧されたシリンジ24は、弾性部材の弾性力に抗して下降する。これにより、シリンジ24に取り付けられた吸着ノズル26は、所定のZ方向位置まで下降される。 In parallel with the operation of the rotary head 23, the pusher rotating device 34 is driven to rotate the pusher 31 via the sleeve 32 so that the claw portion 31b is positioned above the upper end portion of any one of the plurality of syringes 24. angle is determined. After that, when the pusher 31 is lowered by driving the pusher driving portion 33, the syringe 24 pressed by the claw portion 31b descends against the elastic force of the elastic member. As a result, the suction nozzle 26 attached to the syringe 24 is lowered to a predetermined Z-direction position.

このように、本実施形態の昇降装置30は、ロータリヘッド23がR軸周りの所定角度に角度決めされた状態において、複数の吸着ノズル26の一つを選択的に昇降させることが可能なタイプを採用する。上記のような構成からなる装着ヘッド20は、部品装着機1の制御装置80と通信可能に接続される。装着ヘッド20は、制御装置80から入力した指令や装着ヘッド20内の各種センサの検出値などに基づいて、ロータリヘッド回転装置25、プッシャ駆動部33、およびプッシャ回転装置34の動作を制御される。 As described above, the lifting device 30 of the present embodiment is of a type capable of selectively lifting and lowering one of the plurality of suction nozzles 26 in a state in which the rotary head 23 is angled at a predetermined angle around the R axis. to adopt. The mounting head 20 configured as described above is communicably connected to the control device 80 of the component mounting machine 1 . The mounting head 20 controls the operations of the rotary head rotating device 25, the pusher driving section 33, and the pusher rotating device 34 based on commands input from the control device 80 and detection values of various sensors in the mounting head 20. .

3.ヘッドカメラユニット50の詳細構成
ヘッドカメラユニット50は、上記のように、移動台132の移動に伴って装着ヘッド20と一体的に移動する。本実施形態において、ヘッドカメラユニット50は、制御装置80による撮像指令に基づいて、吸着ノズル26および吸着ノズル26に保持された部品91を撮像対象とする部品撮像処理、および基板90を撮像対象とする基板撮像処理を実行する。
3. Detailed Configuration of Head Camera Unit 50 As described above, the head camera unit 50 moves integrally with the mounting head 20 as the moving table 132 moves. In the present embodiment, the head camera unit 50 performs component imaging processing for imaging the suction nozzle 26 and the component 91 held by the suction nozzle 26, and imaging the substrate 90, based on an imaging command from the control device 80. board imaging processing is executed.

また、本実施形態において、ヘッドカメラユニット50は、部品撮像処理において、吸着ノズル26および部品91をZ軸に直交する側方から撮像する。部品撮像処理による画像データDm(図4を参照)は、制御装置80に送出され、装着処理における部品91の保持検査などに用いられる。ヘッドカメラユニット50は、図2に示すように、カメラ51を備える。カメラ51は、CMOSなどの撮像素子を有するデジタル式である。 Further, in the present embodiment, the head camera unit 50 images the suction nozzle 26 and the component 91 from the side orthogonal to the Z-axis in the component imaging process. Image data Dm (see FIG. 4) obtained by the component imaging process is sent to the control device 80 and used for holding inspection of the component 91 in the mounting process. The head camera unit 50 includes a camera 51 as shown in FIG. The camera 51 is of a digital type having an imaging device such as CMOS.

カメラ51は、装着ヘッド20に設けられ、カメラ視野Fv(図4および図5を参照)に収められた撮像対象(吸着ノズル26、部品91、および基板90)を撮像する。本実施形態において、カメラ51は、光軸Apが鉛直軸(Z軸およびR軸)に平行となるようにブラケット(図示しない)を介してヘッド本体21に設けられる。より具体的には、カメラ51は、光軸ApがR軸に一致するように設置される。 The camera 51 is provided on the mounting head 20, and images an imaging target (the suction nozzle 26, the component 91, and the substrate 90) contained in the camera field of view Fv (see FIGS. 4 and 5). In this embodiment, the camera 51 is provided on the head body 21 via a bracket (not shown) so that the optical axis Ap is parallel to the vertical axes (Z-axis and R-axis). More specifically, the camera 51 is installed such that the optical axis Ap coincides with the R axis.

ヘッドカメラユニット50は、光学装置53を備える。光学装置53は、部品撮像処理に用いられる部品用光路Lp、および基板撮像処理に用いられる基板用光路Lcをそれぞれ形成する。本実施形態において、光学装置53は、R軸を中心とする円錐形状のハーフミラーにより形成される。光学装置53は、装着ヘッド20の下端部であって、上昇端に位置する吸着ノズル26の先端部と同程度の高さに配置される。 The head camera unit 50 has an optical device 53 . The optical device 53 forms a component optical path Lp used in the component imaging process and a board optical path Lc used in the board imaging process. In this embodiment, the optical device 53 is formed by a conical half mirror centered on the R axis. The optical device 53 is arranged at the lower end of the mounting head 20 at a height approximately equal to the tip of the suction nozzle 26 positioned at the rising end.

本実施形態において、部品用光路Lpは、部品撮像処理において後述する部品用光源装置60が撮像対象(吸着ノズル26または部品91)に側方から光を照射したときに、撮像対象の写像がカメラ51に入射されるように屈曲した形状に形成される。そして、光学装置53は、図2および図4に示すように、カメラ51のカメラ視野Fvに複数の吸着ノズル26がカメラ51の光軸Apを中心とする同一円周上に並んで収められるように部品用光路Lpを形成する。 In the present embodiment, the component optical path Lp is such that when the component light source device 60, which will be described later, irradiates the imaging target (the suction nozzle 26 or the component 91) with light from the side in the component imaging process, the image of the imaging target is projected by the camera. It is formed in a bent shape so that it is incident on 51 . As shown in FIGS. 2 and 4, the optical device 53 is arranged so that the plurality of suction nozzles 26 are aligned on the same circumference around the optical axis Ap of the camera 51 in the camera visual field Fv of the camera 51. to form a component optical path Lp.

これにより、部品撮像処理により取得された画像データDmは、図4に示すように、複数の吸着ノズル26が中心から放射状に配置され、外縁に向かうほど実寸と比較して拡大された写像を収める。制御装置80は、例えば部品91の保持検査において、必要な範囲を画像データDmから抽出し、当該範囲の寸法的な歪みを加味した画像処理を行う。 As a result, the image data Dm obtained by the component imaging process contains a map in which the plurality of suction nozzles 26 are arranged radially from the center and is enlarged compared to the actual size toward the outer edge, as shown in FIG. . The control device 80 extracts a necessary range from the image data Dm and performs image processing in consideration of the dimensional distortion of the range, for example, in holding inspection of the component 91 .

また、光学装置53が形成する基板用光路Lcは、一部が仮想円Cmの内周側を通る。ここで、仮想円Cmとは、ロータリヘッド23においてR軸を中心として複数の吸着ノズル26(およびシリンジ24)が配置される円であり、複数の吸着ノズル26の中心を通る円である。基板用光路Lcは、上昇端に位置する吸着ノズル26の先端部に仮想円Cmを描いたときに、当該仮想円Cmの内周側を通る。本実施形態において、基板用光路Lcは、図2に示すように、基板撮像処理において基板90の写像が直線的にカメラ51に入射されるように直線状に形成される。 A part of the substrate optical path Lc formed by the optical device 53 passes through the inner circumference of the virtual circle Cm. Here, the virtual circle Cm is a circle in which a plurality of suction nozzles 26 (and syringes 24) are arranged around the R-axis in the rotary head 23 and passes through the centers of the plurality of suction nozzles 26. FIG. When a virtual circle Cm is drawn at the tip of the suction nozzle 26 located at the rising end, the substrate optical path Lc passes along the inner circumference of the virtual circle Cm. In this embodiment, the substrate optical path Lc is formed linearly so that the image of the substrate 90 is linearly incident on the camera 51 in the substrate imaging process, as shown in FIG.

ヘッドカメラユニット50は、対応する撮像処理において撮像対象に光を照射する部品用光源装置60および基板用光源装置70を備える。部品用光源装置60は、仮想円Cmの外周側においてヘッド本体21に設けられる。本実施形態において、部品用光源装置60は、部品撮像処理において撮像対象に光を側方から照射する。本実施形態において、部品撮像処理における撮像対象は、吸着ノズル26および部品91の少なくとも一方である。 The head camera unit 50 includes a component light source device 60 and a board light source device 70 that irradiate light onto an imaging target in the corresponding imaging process. The component light source device 60 is provided on the head main body 21 on the outer peripheral side of the virtual circle Cm. In the present embodiment, the component light source device 60 irradiates the object to be imaged with light from the side in the component imaging process. In the present embodiment, the imaging target in the component imaging process is at least one of the suction nozzle 26 and the component 91 .

詳細には、部品用光源装置60は、図2および図3に示すように、環状体61と複数の第一発光体62とを備える。環状体61は、複数の吸着ノズル26および基板用光路Lcが通過可能な開口を有する有底筒状に形成される。このような構成により、環状体61は、カメラ51の光軸Apを中心とする円筒内面61a、および底部を構成する下端面61bを有する。複数の第一発光体62は、環状体61の円筒内面61aにおいて周方向に所定間隔で配置される。複数の第一発光体62は、カメラ51の光軸Ap側に光を照射する。 Specifically, the component light source device 60 includes an annular body 61 and a plurality of first light emitters 62, as shown in FIGS. The annular body 61 is formed in a bottomed cylindrical shape having an opening through which the plurality of suction nozzles 26 and the substrate optical path Lc can pass. With such a configuration, the annular body 61 has a cylindrical inner surface 61a centered on the optical axis Ap of the camera 51 and a lower end surface 61b forming the bottom. The plurality of first light emitters 62 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the cylindrical inner surface 61a of the annular body 61 . The plurality of first light emitters 62 irradiate light on the optical axis Ap side of the camera 51 .

基板用光源装置70は、基板撮像処理において基板に光を照射する。基板用光源装置70は、部品用光源装置60の下部に一体的に設けられる。これにより、部品用光源装置60および基板用光源装置70は、ユニット化された状態で装着ヘッド20に取り付け可能に構成される。また、本実施形態において、基板用光源装置70は、環状体61の下端面61bにおいて周方向に所定間隔で配置される複数の第二発光体71を備える。複数の第二発光体71は、下方に光を照射する。これにより、例えば基板90が撮像対象の場合に、基板用光源装置70は、複数の第二発光体71を発光させて、基板90に光を照射する。 The substrate light source device 70 irradiates the substrate with light in the substrate imaging process. The board light source device 70 is integrally provided under the component light source device 60 . Thereby, the component light source device 60 and the board light source device 70 are configured to be attachable to the mounting head 20 in a unitized state. Further, in the present embodiment, the substrate light source device 70 includes a plurality of second light emitters 71 arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the lower end surface 61b of the annular body 61 . The plurality of second light emitters 71 emit light downward. As a result, for example, when the substrate 90 is an object to be imaged, the substrate light source device 70 emits light from the plurality of second light emitters 71 to irradiate the substrate 90 with light.

4.部品装着機1による撮像処理
部品装着機1は、基板90に部品91を装着する装着処理を実行する。制御装置80は、装着処理において、装着ヘッド20に支持される複数の吸着ノズル26により部品91を吸着させた後に、部品カメラ41により下方から全ての部品91を撮像する。制御装置80は、上記の撮像により取得した画像データに基づいて、部品91が吸着ノズル26に吸着されているかの検査、および部品91の姿勢などを認識する。
4. Imaging Processing by Component Mounting Machine 1 The component mounting machine 1 executes mounting processing for mounting the component 91 on the board 90 . In the mounting process, the control device 80 picks up all the components 91 from below with the component camera 41 after picking up the components 91 with the plurality of picking nozzles 26 supported by the mounting head 20 . The control device 80 checks whether the component 91 is sucked by the suction nozzle 26 and recognizes the attitude of the component 91 based on the image data acquired by the above imaging.

制御装置80は、装着処理において、上記のような画像処理に加えて、ヘッドカメラユニット50の部品撮像処理および基板撮像処理により取得した画像データを用いた画像処理を行う。より詳細には、制御装置80は、部品カメラ41による撮像の後であって、基板90に部品91を装着するために吸着ノズル26を昇降させた前後において、部品撮像処理を行う。 In the mounting process, the control device 80 performs image processing using the image data acquired by the component imaging process and the board imaging process of the head camera unit 50 in addition to the above image processing. More specifically, the control device 80 performs component imaging processing before and after the pickup nozzle 26 is moved up and down to mount the component 91 on the substrate 90 after the component camera 41 has captured the image.

ところで、上記のような構成からなるヘッドカメラユニット50によると、部品用光路Lpおよび基板用光路Lcが共に形成された状態にある。そのため、カメラ51のカメラ視野Fvには、両方の光路からの光が入射される。そこで、撮像制御部81は、部品用光源装置60および基板用光源装置70がそれぞれ光を照射するタイミングを異ならせることにより、部品用光路Lpおよび基板用光路Lcのうちカメラ51による撮像に有効な光路を切り換える。 By the way, according to the head camera unit 50 configured as described above, both the component optical path Lp and the substrate optical path Lc are formed. Therefore, light from both optical paths is incident on the camera visual field Fv of the camera 51 . Therefore, the image pickup control unit 81 sets the timing of irradiating light from the component light source device 60 and the board light source device 70 at different timings so that the part light path Lp and the board light path Lc are effective for image pickup by the camera 51 . Switch the optical path.

ここで、部品装着機1の機内は比較的暗く、ヘッドカメラユニット50は、自然光のみでは撮像に必要な光量を得られない。つまり、両方の光路が形成されていたとしても光源により撮像対象に光を照射しなければ、各光路を撮像に有効にできない。そこで、撮像制御部81は、上記のように部品用光源装置60および基板用光源装置70の発光タイミングをずらすことによって、撮像に有効な光路を切り換える構成を採用する。 Here, the interior of the component mounting machine 1 is relatively dark, and the head camera unit 50 cannot obtain the amount of light necessary for imaging with only natural light. That is, even if both optical paths are formed, each optical path cannot be effectively used for imaging unless the light source irradiates the object to be imaged. Therefore, the imaging control unit 81 employs a configuration in which the effective optical path for imaging is switched by shifting the light emission timings of the component light source device 60 and the substrate light source device 70 as described above.

撮像制御部81は、部品撮像処理において部品用光源装置60の複数の第一発光体62を発光させて、撮像対象である複数の吸着ノズル26の外周側から光を照射させる。これにより、部品用光路Lpが撮像に有効となり、吸着ノズル26および部品91をシルエット像とする写像は、光学装置53により屈曲する部品用光路Lpに沿ってカメラ51に入射される。結果として、制御装置80は、図4に示すような画像データDmを取得する。 In the component imaging process, the imaging control unit 81 causes the plurality of first light emitters 62 of the component light source device 60 to emit light to irradiate light from the outer peripheral side of the plurality of suction nozzles 26 to be imaged. As a result, the component optical path Lp becomes effective for imaging, and a silhouette image of the suction nozzle 26 and the component 91 is projected onto the camera 51 along the component optical path Lp bent by the optical device 53 . As a result, the control device 80 acquires image data Dm as shown in FIG.

制御装置80は、外縁に向かうほど実寸と比較して拡大された写像を収める画像データDmに対して、抽出処理を行う。具体的には、制御装置80は、例えば装着処理において部品91を装着した直後の吸着ノズル26、および昇降動作により部品91を装着する直前の吸着ノズル26に保持された部品91を含む範囲を抽出する。次に、制御装置80は、抽出範囲に対して歪みを補正するとともに、例えば二値化やエッジ処理などの画像処理を行う。 The control device 80 performs extraction processing on the image data Dm containing a map that is enlarged compared to the actual size toward the outer edge. Specifically, the control device 80 extracts a range including, for example, the suction nozzle 26 immediately after mounting the component 91 in the mounting process and the component 91 held by the suction nozzle 26 immediately before mounting the component 91 by the lifting operation. do. Next, the control device 80 corrects the distortion of the extraction range and performs image processing such as binarization and edge processing.

上記のような画像処理により、制御装置80は、部品91の装着を試行した吸着ノズル26が部品91を持ち帰っていないかを判定する。また、制御装置80は、部品91の装着を試行する吸着ノズル26に保持された部品91が正常と認められる姿勢にあるか否かを判定する。制御装置80は、上記の判定において正常と認識した場合に、部品カメラ41およびヘッドカメラユニット50の撮像により認識した部品91の姿勢に基づいて、ロータリヘッド23を所定量だけ回転させて、吸着ノズル26に保持された部品91を角度決めする。 By the image processing as described above, the control device 80 determines whether or not the suction nozzle 26 that has attempted to mount the component 91 has brought back the component 91 . In addition, the control device 80 determines whether or not the component 91 held by the suction nozzle 26 for which mounting of the component 91 is attempted is in a posture recognized as normal. When the control device 80 recognizes that it is normal in the above determination, the control device 80 rotates the rotary head 23 by a predetermined amount based on the attitude of the component 91 recognized by the imaging of the component camera 41 and the head camera unit 50, and the suction nozzle is rotated. The part 91 held by 26 is angled.

また、制御装置80は、部品91の装着を試行する吸着ノズル26が基板90における装着位置の上方に位置するように装着ヘッド20を移動させる。さらに、制御装置80は、昇降装置30を駆動させて、上記の吸着ノズル26を支持するシリンジ24に対してプッシャ31を角度決めする。制御装置80は、上記の吸着ノズル26が装着位置の上方に位置決めされた後に、昇降装置30により吸着ノズル26を下降させて部品91の装着を試行する。 Further, the control device 80 moves the mounting head 20 so that the suction nozzle 26 that tries to mount the component 91 is positioned above the mounting position on the board 90 . Furthermore, the control device 80 drives the lifting device 30 to angle the pusher 31 with respect to the syringe 24 supporting the suction nozzle 26 described above. After the suction nozzle 26 is positioned above the mounting position, the control device 80 lowers the suction nozzle 26 by the lifting device 30 to try to mount the component 91 .

ところで、上記のような装着処理を正確に実行するには、基板搬送装置11により機内に位置決めされた基板90の位置を取得する必要がある。そこで、制御装置80は、基板90が機内で位置決めされた後に、基板90の位置を取得するために基板撮像処理を行う。詳細には、制御装置80は、先ず基板90の上面に付された基板マークMcの上方にカメラ51が位置するように装着ヘッド20を移動させる。これにより、カメラ51のカメラ視野Fvに基板マークMcが収まった状態となる。 By the way, in order to accurately perform the mounting process as described above, it is necessary to obtain the position of the substrate 90 positioned inside the machine by the substrate transfer device 11 . Therefore, the control device 80 performs board imaging processing to acquire the position of the board 90 after the board 90 is positioned in the machine. Specifically, the controller 80 first moves the mounting head 20 so that the camera 51 is positioned above the substrate mark Mc provided on the upper surface of the substrate 90 . As a result, the substrate mark Mc is contained within the camera field Fv of the camera 51 .

次に、撮像制御部81は、基板撮像処理において基板用光源装置70の複数の第二発光体71を発光させて、撮像対象である基板90の上方から光を照射させる。これにより、基板用光路Lcが撮像に有効となり、基板90の上面で反射した光に含まれる基板マークMcの写像は、光学装置53を透過し直線状の基板用光路Lcに沿ってカメラ51に入射される。制御装置80は、基板90の上面に付された複数の基板マークMcについて、それぞれ上記の基板撮像処理を行う。 Next, in the substrate imaging process, the imaging control unit 81 causes the plurality of second light emitters 71 of the substrate light source device 70 to emit light to irradiate light from above the substrate 90 to be imaged. As a result, the substrate optical path Lc becomes effective for imaging, and the image of the substrate mark Mc included in the light reflected by the upper surface of the substrate 90 is transmitted through the optical device 53 and is sent to the camera 51 along the linear substrate optical path Lc. is incident. The control device 80 performs the above board imaging process for each of the plurality of board marks Mc attached to the upper surface of the board 90 .

制御装置80は、複数回に亘る基板撮像処理により取得した複数の画像データにおける基板マークMcの位置座標、およびそれぞれの基板撮像処理を実行した際の装着ヘッド20の位置座標に基づいて、位置決めされた基板90の位置を算出する。制御装置80は、以降の装着処理において、取得した基板90の位置に基づく座標系に対応した装着位置に部品91を装着する。 The control device 80 is positioned based on the positional coordinates of the board mark Mc in a plurality of image data acquired by the board imaging process over a plurality of times and the positional coordinates of the mounting head 20 when each board imaging process is executed. Then, the position of the substrate 90 is calculated. In the subsequent mounting process, the control device 80 mounts the component 91 at the mounting position corresponding to the coordinate system based on the acquired position of the board 90 .

5.部品装着機1による校正処理
ここで、一般的な部品装着機は、上記のように基板マークを撮像可能な基板カメラ(本実施形態ではカメラ51)により撮像を行い、画像処理により取得した基板の位置に対応した装着処理を実行する。より正確には、部品装着機1は、取得した基板の位置に対して、装着ヘッドの基準位置の移動を制御する。このとき、基板マークを撮像する基板カメラと、装着ヘッドの基準位置との位置関係は、例えば設計上の距離を参照して割り出される。
5. Calibration Processing by Component Mounting Machine 1 Here, a general component mounting machine uses a board camera (camera 51 in this embodiment) capable of imaging board marks as described above to capture an image, and obtains a board mark by image processing. Execute the mounting process corresponding to the position. More precisely, the component mounting machine 1 controls the movement of the reference position of the mounting head with respect to the acquired board position. At this time, the positional relationship between the board camera that captures the board mark and the reference position of the mounting head is determined, for example, by referring to the designed distance.

つまり、従来の部品装着機は、基板カメラと装着ヘッドの基準位置とが規定の位置関係にあることを前提として、基板の位置を取得している。そのため、装着ヘッドに対して基板カメラが例えば設置上の誤差を含むと、取得した基板の位置に誤差が含まれ、結果として装着ヘッドの移動の制御に影響するおそれがある。これは、装着ヘッドに対する基板カメラの設計上の距離が長くなるほど誤差を含みやすくなると考えられる。 In other words, the conventional component mounting machine obtains the position of the board on the assumption that the board camera and the reference position of the mounting head are in a prescribed positional relationship. Therefore, if the substrate camera includes an error in installation with respect to the mounting head, the acquired position of the substrate includes an error, and as a result, the movement control of the mounting head may be affected. It is considered that the larger the designed distance of the substrate camera with respect to the mounting head, the more likely it is to include an error.

そこで、本実施形態の制御装置80の校正処理部82は、部品カメラ41およびヘッドカメラユニット50を用いて、機内における装着ヘッド20の位置を校正する校正処理を実行する。具体的には、校正処理部82は、先ず部品カメラ41の上面に付された測定マークMsがカメラ51のカメラ視野Fvに収まるように装着ヘッド20を移動させる。これにより、図5に示すように、ヘッドカメラユニット50が部品カメラ41の測定マークMsを撮像可能な状態となり、且つ部品カメラ41がヘッドカメラユニット50の下部に付されたヘッドマークMhを撮像可能な状態となる。 Therefore, the calibration processing unit 82 of the control device 80 of the present embodiment uses the component camera 41 and the head camera unit 50 to perform calibration processing for calibrating the position of the mounting head 20 inside the machine. Specifically, the calibration processing unit 82 first moves the mounting head 20 so that the measurement mark Ms attached to the upper surface of the component camera 41 is within the camera field Fv of the camera 51 . As a result, as shown in FIG. 5, the head camera unit 50 can take an image of the measurement mark Ms of the part camera 41, and the part camera 41 can take an image of the head mark Mh attached to the lower part of the head camera unit 50. state.

上記の測定マークMsは、部品カメラ41の保護ガラス41aの規定位置に付されている。また、ヘッドマークMhは、図6に示すように、例えばR軸および光軸Apを中心とする同心円状に所定の間隔で付された複数(本実施形態において4つ)の円形状により構成される。校正処理部82は、部品カメラ41の撮像により取得した画像データにおけるヘッドマークMhの位置座標、ヘッドカメラユニット50の撮像により取得した画像データにおける測定マークMsの位置座標、および撮像処理を実行した際の装着ヘッド20の位置座標に基づいて、校正値ΔBを算出する。 The above measurement mark Ms is attached at a prescribed position on the protective glass 41 a of the component camera 41 . As shown in FIG. 6, the head mark Mh is composed of a plurality of (four in this embodiment) circular shapes concentrically centered on the R axis and the optical axis Ap at predetermined intervals. be. The calibration processing unit 82 calculates the position coordinates of the head mark Mh in the image data acquired by imaging by the component camera 41, the position coordinates of the measurement mark Ms in the image data acquired by imaging by the head camera unit 50, and when the imaging process is executed. , the calibration value ΔB is calculated based on the position coordinates of the mounting head 20 of .

なお、本実施形態の構成によると、ヘッドカメラユニット50のカメラ51の光軸ApがR軸と一致しており、R軸上に装着ヘッド20の基準位置を設定している。このような構成によると、装着ヘッド20に対して校正処理に用いられるカメラ51を最も接近させた状態にでき、両者間における設置上の誤差を低減することができる。 According to the configuration of this embodiment, the optical axis Ap of the camera 51 of the head camera unit 50 coincides with the R axis, and the reference position of the mounting head 20 is set on the R axis. According to such a configuration, the camera 51 used for the calibration process can be brought closest to the mounting head 20, and installation errors between the two can be reduced.

また、従来構成と比較して、装着ヘッド20の基準位置を示すヘッドマークMhにカメラ51が接近するため、カメラ51のカメラ視野Fvに測定マークMsを収めたときに、同時に部品カメラ41のカメラ視野にヘッドマークMhを収めることができる。これにより、部品カメラ41によるヘッドマークMhの撮像処理と、カメラ51による測定マークMsの撮像処理との間で装着ヘッド20の移動を省略することができる。よって、校正処理の実行中において装着ヘッド20の移動に伴う誤差の発生を防止することができる。 In addition, compared to the conventional configuration, the camera 51 is closer to the head mark Mh indicating the reference position of the mounting head 20 . The head mark Mh can be included in the field of view. Thereby, the movement of the mounting head 20 can be omitted between the imaging process of the head mark Mh by the component camera 41 and the imaging process of the measurement mark Ms by the camera 51 . Therefore, it is possible to prevent an error from occurring due to movement of the mounting head 20 during execution of the calibration process.

このように、校正処理部82は、校正値ΔBを算出し、機内における装着ヘッド20の基準位置を正確に割り出す。そして、制御装置80は、校正処理部82により算出された校正値ΔBに基づいて、装着ヘッド20の基準位置を所定の位置座標に移動させるように制御する。これにより、装着ヘッド20の組み付け誤差、移動台132に対する装着ヘッド20の取り付け誤差などを吸収して、装着精度の向上が図られている。 In this manner, the calibration processing unit 82 calculates the calibration value ΔB and accurately determines the reference position of the mounting head 20 inside the machine. Based on the calibration value ΔB calculated by the calibration processing unit 82, the control device 80 controls the reference position of the mounting head 20 to move to predetermined position coordinates. As a result, errors in assembling the mounting head 20, errors in mounting the mounting head 20 on the moving table 132, and the like are absorbed, and the mounting accuracy is improved.

6.実施形態の構成による効果
実施形態の部品装着機1は、部品撮像処理に用いられる部品用光路Lp、およびカメラ51が基板90を撮像対象とする基板撮像処理に用いられ一部が仮想円Cmの内周側を通る基板用光路Lcをそれぞれ形成する光学装置53を備える。また、部品装着機1は、部品撮像処理において吸着ノズル26または部品91に光を照射する部品用光源装置60と、部品用光源装置60の下部に一体的に設けられ、基板撮像処理において基板90に光を照射する基板用光源装置70と、を備える。
6. Effect of Configuration of Embodiment The component mounting machine 1 of the embodiment has a component optical path Lp used for the component imaging process and a part of the virtual circle Cm used for the board imaging process in which the camera 51 is used for the board 90 as an imaging target. An optical device 53 is provided for forming each substrate optical path Lc passing through the inner peripheral side. In addition, the component mounting machine 1 is provided integrally with a component light source device 60 for irradiating light onto the suction nozzle 26 or the component 91 in the component imaging process, and below the component light source device 60 . and a substrate light source device 70 for irradiating light to the substrate.

このような構成によると、部品用光路Lpおよび基板用光路Lcが形成されるとともに、それぞれの部品用光源装置60および基板用光源装置70により撮像対象に光を照射する。これにより、カメラ51を基板撮像処理と部品撮像処理に兼用することができる。つまり、カメラ51は、基板カメラおよび部品カメラとして機能する。さらに、基板用光路Lcは、少なくとも一部が仮想円Cmの内周側を通るように形成される。これにより、従来と比較して装着ヘッド20の基準位置にカメラ51が接近または一致させることになり、装着ヘッド20に対するカメラ51の設置上の誤差を低減することができる。結果として、装着処理の高精度化を図ることができる。 According to such a configuration, the component optical path Lp and the board optical path Lc are formed, and the component light source device 60 and the board light source device 70 irradiate the imaging target with light. Thereby, the camera 51 can be used for board imaging processing and component imaging processing. That is, the camera 51 functions as a substrate camera and a component camera. Further, the substrate optical path Lc is formed such that at least a portion thereof passes through the inner peripheral side of the virtual circle Cm. As a result, the camera 51 is brought closer to or coincides with the reference position of the mounting head 20 than in the conventional case, and the installation error of the camera 51 with respect to the mounting head 20 can be reduced. As a result, it is possible to improve the precision of the mounting process.

7.実施形態の変形態様
7-1.基板用光路Lc、部品用光路Lp、および撮像対象について
実施形態において、カメラ51は、光軸ApがR軸と一致するようにヘッド本体21に設けられる。さらに、基板用光路Lcは、基板90の写像が直線的にカメラ51に入射されるように直線状に形成される。これに対して、ヘッドカメラユニット50は、基板用光路Lcの少なくとも一部が仮想円Cmの内周側を通る構成であれば、種々の態様を採用し得る。
7. Modification of Embodiment 7-1. Board Optical Path Lc, Component Optical Path Lp, and Imaging Object In the embodiment, the camera 51 is provided on the head body 21 so that the optical axis Ap coincides with the R axis. Furthermore, the substrate optical path Lc is formed linearly so that the image of the substrate 90 is linearly incident on the camera 51 . On the other hand, the head camera unit 50 can adopt various modes as long as at least a part of the substrate optical path Lc passes along the inner circumference side of the virtual circle Cm.

例えば、ヘッドカメラユニット50は、図7に示すように、装着ヘッド20の上部(例えば、センターシャフト22の上端付近)に光軸ApがY方向に平行となるように設けられたカメラ51を備える構成としてもよい。このような構成において、基板用光路Lcは、仮想円Cmの内周側を通過した後に、装着ヘッド20の上部に設けられた光学部材(例えば、ミラー)によりカメラ51の光軸Apに平行となるように屈曲される。このような構成によると、長手方向が光軸Ap方向であるカメラ51を倒して設置できるので、装着ヘッド20のZ方向の寸法を小さくできる。 For example, as shown in FIG. 7, the head camera unit 50 includes a camera 51 provided above the mounting head 20 (for example, near the upper end of the center shaft 22) so that the optical axis Ap is parallel to the Y direction. may be configured. In such a configuration, the substrate optical path Lc is parallel to the optical axis Ap of the camera 51 by an optical member (for example, a mirror) provided above the mounting head 20 after passing through the inner circumference of the virtual circle Cm. It is bent so that it becomes With such a configuration, the camera 51 whose longitudinal direction is the direction of the optical axis Ap can be laid down, so that the dimension of the mounting head 20 in the Z direction can be reduced.

また、上記のような構成において、部品用光路Lpは、図7に示すように、ロータリヘッド23の外側を通ってカメラ51に光を入射するように屈曲した形状に形成されてもよい。また、実施形態において、ヘッドカメラユニット50は、部品撮像処理において吸着ノズル26および部品91を側方から撮像する。これに対して、ヘッドカメラユニット50は、光学装置53の構成によっては、吸着ノズル26や部品91を下方や上方から撮像可能としてもよい。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。 Further, in the above configuration, the component optical path Lp may be formed in a curved shape so that light enters the camera 51 through the outside of the rotary head 23, as shown in FIG. In the embodiment, the head camera unit 50 images the suction nozzle 26 and the component 91 from the side in the component imaging process. On the other hand, depending on the configuration of the optical device 53, the head camera unit 50 may be capable of imaging the suction nozzle 26 and the component 91 from below or above. Such a configuration also has the same effect as the embodiment.

また、ヘッドカメラユニット50は、吸着ノズル26、吸着ノズル26に保持された部品91、基板90の基板マークMc、部品カメラ41の測定マークMsを撮像対象とした。これに対して、ヘッドカメラユニット50は、上記の他に、例えば装着ヘッド20の構成機器(例えば、シリンジ24、プッシャ31、スリーブ32など)や、基板90の基板マークMc以外の特徴部(例えば、装着済みの部品91、はんだ、パターン、ホールなど)を撮像対象としてもよい。 Further, the head camera unit 50 captures the suction nozzle 26 , the component 91 held by the suction nozzle 26 , the board mark Mc of the board 90 , and the measurement mark Ms of the component camera 41 . On the other hand, in addition to the above, the head camera unit 50 includes, for example, components of the mounting head 20 (for example, a syringe 24, a pusher 31, a sleeve 32, etc.), and a characteristic part of the board 90 other than the board mark Mc (for example, , mounted components 91, solder, patterns, holes, etc.) may be the object to be imaged.

7-2.部品用光源装置60および基板用光源装置70について
実施形態において、部品用光源装置60は、環状体61と、環状体61の円筒内面61aに全周に亘って配置された複数の第一発光体62とを備える。このような部品用光源装置60により撮像対象である吸着ノズル26または部品91に光が照射され、画像データDmには、全ての撮像対象が含まれる(図4を参照)。
7-2. Component Light Source Device 60 and Board Light Source Device 70 In the embodiment, the component light source device 60 includes an annular body 61 and a plurality of first light emitters arranged along the entire circumference of the cylindrical inner surface 61 a of the annular body 61 . 62. The component light source device 60 irradiates the suction nozzle 26 or the component 91, which is an object to be imaged, with light, and the image data Dm includes all the object to be imaged (see FIG. 4).

そして、制御装置80は、各処理に応じて必要な範囲を画像データDmから抽出する。これに対して、部品用光源装置60は、部品撮像処理においてすべての第一発光体62を発光させずに、例えば後の抽出処理において抽出される範囲に対応した第一発光体62のみを部分的に発光させる構成としてもよい。 Then, the control device 80 extracts a necessary range from the image data Dm according to each process. On the other hand, the component light source device 60 does not cause all of the first light emitters 62 to emit light in the component imaging process, but only the first light emitters 62 corresponding to the range extracted in the subsequent extraction process. It is also possible to adopt a configuration in which the light is emitted in a specific manner.

また、実施形態において、制御装置80は、撮像制御部81により部品用光源装置60および基板用光源装置70の発光タイミングをずらすことによって、撮像に有効な光路(部品用光路Lp、基板用光路Lc)を切り換える。これに対して、制御装置80は、発光タイミングによらず、撮像に有効な光路を切り換える構成としてもよい。具体的には、ヘッドカメラユニット150は、図7に示すように遮光装置154を備える。 In the embodiment, the control device 80 shifts the light emission timings of the component light source device 60 and the board light source device 70 by the imaging control unit 81, thereby adjusting the light paths effective for imaging (the component optical path Lp, the board optical path Lc). ). On the other hand, the control device 80 may be configured to switch the effective optical path for imaging regardless of the light emission timing. Specifically, the head camera unit 150 includes a light blocking device 154 as shown in FIG.

遮光装置154は、部品用光路Lpおよび基板用光路Lcのうち一方を選択的に遮光する。遮光装置154は、ヘッド本体21に設けられる第一遮光板155および第二遮光板156を有する。第一遮光板155は、動作状態において部品用光路Lpを遮光する。また、第二遮光板156は、動作状態において基板用光路Lcを遮光する。 The light shielding device 154 selectively shields one of the component optical path Lp and the substrate optical path Lc. The light shielding device 154 has a first light shielding plate 155 and a second light shielding plate 156 provided on the head main body 21 . The first light shielding plate 155 shields the component optical path Lp in the operating state. Further, the second light shielding plate 156 shields the substrate optical path Lc in the operating state.

遮光装置154は、部品撮像処理および基板撮像処理に応じて第一遮光板155および第二遮光板156の動作状態を制御する。これにより、例えば部品用光源装置60および基板用光源装置70の発光状態によらず、部品用光路Lpおよび基板用光路Lcの一方のみが撮像に有効な光路となるように切り換えることが可能となる。 The light shielding device 154 controls the operation states of the first light shielding plate 155 and the second light shielding plate 156 according to the component imaging process and the board imaging process. Thereby, for example, regardless of the light emission state of the component light source device 60 and the board light source device 70, it is possible to switch so that only one of the component optical path Lp and the board optical path Lc becomes an effective optical path for imaging. .

7-3.装着ヘッド20および保持部材について
実施形態において、装着ヘッド20は、ロータリヘッド23がR軸周りの所定角度に角度決めされた状態において、複数の吸着ノズル26の一つを選択的に昇降可能な昇降装置30を備える構成とした。これに対して、装着ヘッド20は、図7に示すように、ロータリヘッド23を複数の割り出し角度の一つに角度決めすることにより昇降位置にある吸着ノズル26を昇降させるとともに、これらの動作に独立して吸着ノズル26を中心軸(θ軸)周りに自転可能とする構成を採用してもよい。
7-3. Mounting Head 20 and Holding Member In the embodiment, the mounting head 20 is configured to move up and down selectively one of the plurality of suction nozzles 26 in a state in which the rotary head 23 is angled at a predetermined angle around the R-axis. It was set as the structure provided with the apparatus 30. FIG. On the other hand, as shown in FIG. 7, the mounting head 20 raises and lowers the suction nozzle 26 at the elevation position by setting the rotary head 23 to one of a plurality of indexing angles, and also performs these operations. A configuration in which the suction nozzles 26 are independently rotatable around the central axis (θ-axis) may be employed.

実施形態において、部品91を保持する保持部材は、負圧エアにより吸着して部品91を保持する吸着ノズル26である。これに対して、保持部材は、開閉可能な複数の爪により部品91を挟んで保持するチャックや、磁力により部品91を保持する電磁石などを採用し得る。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。 In the embodiment, the holding member that holds the component 91 is the suction nozzle 26 that holds the component 91 by suction with negative pressure air. On the other hand, as the holding member, a chuck that sandwiches and holds the component 91 with a plurality of claws that can be opened and closed, an electromagnet that holds the component 91 by magnetic force, or the like can be adopted. Such a configuration also has the same effect as the embodiment.

1:部品装着機、 20:装着ヘッド、 21:ヘッド本体、 23:ロータリヘッド、 26:吸着ノズル(保持部材、撮像対象)、 30:昇降装置、 50,150:ヘッドカメラユニット、 51:カメラ、 53:光学装置、 154:遮光装置、 60:部品用光源装置、 61:環状体、 61a:円筒内面、 61b:下端面、 62:第一発光体、 70:基板用光源装置、 71:第二発光体、 80:制御装置、 81:撮像制御部、 82:校正処理部、 90:基板、 91:部品(撮像対象)、 Dm:画像データ、 Fv:カメラ視野、 Cm:仮想円、 Lp:部品用光路、 Lc:基板用光路、 Mh:ヘッドマーク、 Ms:測定マーク、 Mc:基板マーク、 Ap:(カメラの)光軸 1: component mounting machine, 20: mounting head, 21: head body, 23: rotary head, 26: suction nozzle (holding member, imaging target), 30: lifting device, 50, 150: head camera unit, 51: camera, 53: Optical device 154: Light shielding device 60: Light source device for component 61: Annular body 61a: Cylindrical inner surface 61b: Lower end surface 62: First light emitter 70: Light source device for substrate 71: Second Light emitter 80: Control device 81: Imaging control unit 82: Calibration processing unit 90: Substrate 91: Parts (imaging target) Dm: Image data Fv: Camera field of view Cm: Virtual circle Lp: Parts Lc: substrate optical path Mh: head mark Ms: measurement mark Mc: substrate mark Ap: (camera) optical axis

Claims (8)

ヘッド本体と、
鉛直軸と平行なR軸を中心とする仮想円上にそれぞれ配置され、基板に装着される部品を保持する複数の保持部材と、
前記R軸周りに回転可能に前記ヘッド本体に設けられ、複数の前記保持部材を昇降可能に支持するロータリヘッドと、
前記ヘッド本体に設けられ、撮像対象を撮像するカメラと、
前記カメラが前記保持部材または前記保持部材に保持された前記部品を前記撮像対象とする部品撮像処理に用いられる部品用光路、および前記カメラが前記基板を前記撮像対象とする基板撮像処理に用いられ一部が前記仮想円の内周側を通る基板用光路をそれぞれ形成する光学装置と、
前記仮想円の外周側において前記ヘッド本体に設けられ、前記部品撮像処理において前記保持部材または前記部品に光を照射する部品用光源装置と、
前記部品用光源装置の下部に一体的に設けられ、前記基板撮像処理において前記基板に光を照射する基板用光源装置と、
を備える部品装着機。
a head body;
a plurality of holding members each arranged on a virtual circle centered on an R-axis parallel to the vertical axis and holding components to be mounted on the substrate;
a rotary head provided on the head body to be rotatable about the R axis and supporting the plurality of holding members so as to be able to move up and down;
a camera provided in the head body for capturing an image of an imaging target;
The camera is used for component imaging processing in which the imaging target is the holding member or the component held by the holding member, and the camera is used in substrate imaging processing for imaging the substrate as the imaging target. an optical device each forming an optical path for the substrate, a part of which passes along the inner circumference side of the virtual circle;
a component light source device provided on the head body on the outer peripheral side of the virtual circle and irradiating the holding member or the component with light in the component imaging process;
a light source device for a substrate, which is integrally provided under the light source device for a component and irradiates the substrate with light in the substrate imaging process;
component placement machine.
前記カメラは、光軸が前記R軸と一致するように前記ヘッド本体に設けられる、請求項1に記載の部品装着機。 2. The component mounting machine according to claim 1, wherein said camera is provided on said head body so that an optical axis thereof coincides with said R-axis. 前記部品用光源装置は、前記部品撮像処理における撮像対象に側方から光を照射し、
前記部品用光路は、前記部品撮像処理において前記撮像対象の写像が前記カメラに入射されるように屈曲した形状に形成される、請求項1または2に記載の部品装着機。
The component light source device irradiates an object to be imaged in the component imaging process with light from the side,
3. The component mounting machine according to claim 1, wherein said component optical path is formed in a curved shape so that the image of said imaging target is incident on said camera in said component imaging process.
前記基板用光路は、前記基板撮像処理において前記基板の写像が直線的に前記カメラに入射されるように直線状に形成される、請求項1-3の何れか一項に記載の部品装着機。 4. The component mounting machine according to any one of claims 1 to 3, wherein said board optical path is formed in a straight line so that an image of said board is linearly incident on said camera in said board imaging process. . 前記部品装着機は、前記ロータリヘッドが前記R軸周りの所定角度に角度決めされた状態において、複数の前記保持部材の一つを選択的に昇降させる昇降装置をさらに備え、
前記光学装置は、前記カメラのカメラ視野に複数の前記保持部材が前記カメラの光軸を中心とする同一円周上に並んで収められるように前記部品用光路を形成する、請求項1-4の何れか一項に記載の部品装着機。
The component mounting machine further includes an elevating device that selectively elevates one of the plurality of holding members in a state in which the rotary head is angled at a predetermined angle around the R axis,
Claim 1-4, wherein the optical device forms the optical path for components so that a plurality of the holding members are arranged side by side on the same circumference around the optical axis of the camera in the field of view of the camera. The component mounting machine according to any one of .
前記部品用光源装置は、
前記カメラの光軸を中心とする円筒内面を有する環状体と、
前記環状体の前記円筒内面において周方向に所定間隔で配置され、前記カメラの光軸側に光を照射する複数の第一発光体と、を備え、
前記基板用光源装置は、前記環状体の下端面において周方向に所定間隔で配置され、下方に光を照射する複数の第二発光体を備える、請求項5に記載の部品装着機。
The component light source device includes:
an annular body having a cylindrical inner surface centered on the optical axis of the camera;
a plurality of first light emitters arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the cylindrical inner surface of the annular body and emitting light to the optical axis side of the camera;
6. The component mounting machine according to claim 5, wherein said substrate light source device includes a plurality of second light emitters arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the lower end face of said annular body and emitting light downward.
前記部品装着機は、前記部品用光源装置および前記基板用光源装置がそれぞれ光を照射するタイミングを異ならせることにより、前記部品用光路および前記基板用光路のうち前記カメラによる撮像に有効な光路を切り換える撮像制御部をさらに備える、請求項1-6の何れか一項に記載の部品装着機。 The component mounting machine selects an optical path effective for imaging by the camera from among the component optical path and the substrate optical path by differentiating the timing of light irradiation from the component light source device and the board light source device. The component mounting machine according to any one of claims 1 to 6, further comprising a switching imaging control section. 前記部品装着機は、前記部品用光路および前記基板用光路のうち一方を選択的に遮光することにより、前記部品用光路および前記基板用光路のうち前記カメラによる撮像に有効な光路を切り換える遮光装置をさらに備える、請求項1-6の何れか一項に記載の部品装着機。 The component mounting machine selectively shields one of the component optical path and the substrate optical path to switch between the component optical path and the substrate optical path, which are effective for imaging by the camera. The component placement machine according to any one of claims 1-6, further comprising:
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