JPH04320906A - 電子部品自動装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸着ノズルにより部品
供給装置から取り出されたチップ状電子部品をプリント
基板上に装着する電子部品自動装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】此種の電子部品自動装着装置としては、
特開昭６３−５４０００号公報に開示されたものがある
。これは、部品の状態を認識する際、吸着ノズルで吸着
されている部品に対応して部品の上方より光を照射して
、その透過光より得られるシルエット像を撮像装置で撮
像するか、部品の下方より光を照射して、その反射光よ
り得られる反射像を同じく撮像装置で撮像して、部品の
状態を認識した後、ズレ補正してプリント基板上に装着
している。

【０００３】ここで、前記透過認識する場合は反射用光
源を消し、反射認識する場合は透過用光源を消す必要が
あり、煩しかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、前記両光源を
交互に付けたり、消したりすることなしに透過認識、反
射認識を行なえるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は吸着ノ
ズルにより部品供給装置から取り出されたチップ状電子
部品をプリント基板上に装着する電子部品自動装着装置
に於いて、前記吸着ノズルに吸着された部品の上方に位
置するよう配設され所定の色をした拡散板と、該拡散板
を通して所定部品に光を照射する透過用光源と、所定部
品に前記拡散板の色と補色関係にある色の光を照射する
反射用光源と、前記透過用光源の光が拡散板を通して部
品に照射されその透過光を撮像すると共に前記透過用光
源を消すことなしに反射用光源の光が部品に照射されそ
の反射光を撮像する撮像装置とを設けたものである。

【０００６】

【作用】以上の構成から、撮像装置は、所定部品に透過
用光源の光が拡散板を通して照射されてできた透過光を
撮像すると共に、透過用光源を消すことなしに反射用光
源の光が照射されたできた反射光を撮像する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づき
詳述する。

【０００８】（１）はＸ軸サーボモータ（２）及びＹ軸
サーボモータ（３）の駆動によりＸ方向及びＹ方向に移
動されるＸＹテーブルで、チップ状電子部品（４）（以
下チップ部品（４）という。）が装着されるプリント基
板（５）が載置される。

【０００９】（６）は部品供給装置（７）が多数並設さ
れる部品供給台で、部品供給部サーボモータ（８）の駆
動によるボールネジ（８Ａ）の回動により、ガイド棒（
９）に案内されてＸ方向（図２左右方向）に移動される
。

【００１０】（１０）は下面に前記チップ部品（４）を
前記部品供給装置（７）より取り出し搬送する吸着ノズ
ル（１１）が複数個設けられた吸着ヘッド部（１２）が
多数設置される回転盤で、回転盤サーボモータ（１３）
の回動により間欠回転される。

【００１１】また、前記吸着ノズル（１１）の上部には
後述するノズル回転用嵌合部（３０）が嵌合される被嵌
合溝（１１Ａ）が設けられている。

【００１２】（１００）は全ての吸着ノズル（１１）に
掛け渡って取り付けられたアクリル製の赤色の拡散板で
ある。尚、黄色としても良い。

【００１３】（■）はチップ部品（４）を部品供給装置
（７）より取り出す吸着ステーションである。

【００１４】（■）は吸着ノズル（１１）に吸着されて
いるチップ部品（４）の状態を認識装置（１４）により
認識し、該認識結果を基にチップ部品（４）の回転補正
を行なうノズル回転補正ステーションである。

【００１５】（■）は前記ノズル回転補正ステーション
（■）での作業終了後のチップ部品（４）をプリント基
板（５）上へ装着する装着ステーションである。

【００１６】（■）は前記認識装置（１４）で認識した
結果、例えばチップ部品（４）が立って吸着されている
とか吸着されているチップ部品（４）が違う等の装着し
てはいけないチップ部品（４）を排出する排出ステーシ
ョンである。

【００１７】（■）は前記吸着ステーション（■）で吸
着するチップ部品（４）に対応する吸着ノズル（１１）
を選択するノズル選択ステーションで、吸着ヘッド部（
１２）外径部に設けられているギア（図示せず）に図示
しない駆動系により移動されて来て前記ギアに噛合した
後回動される駆動ギアサーボモータ（１５）（図５参照
）の回動によるノズル選択手段としての駆動ギア（１６
）の回動により所望の吸着ノズル（１１）が選択される
。

【００１８】以下、前記回転盤（１０）について図６に
基づき説明する。

【００１９】（５０）は回転盤（１０）の上部に形成さ
れた円筒部（５１）の上部を囲うようにインデックスユ
ニット（５２）の取付台（５２Ａ）に吊下げ固定された
中空円筒状の回転盤案内用の円筒カム部材である。該カ
ム部材（５０）の下端周側部には、略全周に亘ってカム
（５３）が形成され、該カム（５３）の上面にスプリン
グ（５４）により各吸着ヘッド部（１２）の上端に設け
られた摺動部としてのローラ（５５）が押しつけられな
がら回転し、前記カム（５３）の形状通りに各吸着ヘッ
ド部（１２）は上下しながら回転盤（１０）と共に回転
する。即ち、各吸着ヘッド部（１２）には、一対のガイ
ド棒（５６）が回転盤（１０）を上下動可能に貫通して
立設され、該棒（５６）の上端にはローラ（５５）が回
動可能に設けられる取付部材（５７）が固定される。従
って、各吸着ヘッド部（１２）は回転盤（１０）に上下
動可能に支持される。尚、前述した吸着ヘッド部（１２
）の下動により吸着ステーション（■）ではチップ部品
（４）を吸着し、装着ステーション（■）ではチップ部
品（４）をプリント基板（５）に装着する際には、複数
個設けられた所望の吸着ノズル（１１）以外は下降され
ないように電子部品自動装着装置の本体ベース（８０）
に設けられた下動ストッパ（８１）にて規制される。

【００２０】（５８）は図示しない真空ポンプに連通す
る連結体としてのホースである。各ホース（５８）の他
端は前記回転盤（１０）を貫通して埋設される連結ホー
ス（５９）に接続され、該連結ホース（５９）は切換弁
（６０）、横長吸気路（６１）、中央吸気路（６２）を
介して前記真空ポンプに連通している。

【００２１】（６３）は必要な場合はときに吸着ステー
ション（■）での吸着ヘッド部（１２）の下降を規制し
て吸着作業を中止させる吸引型吸着クラッチソレノイド
で、カム機構（６４）の駆動により吸着ヘッド部上下動
レバー（６５）が下降されないように該レバー（６５）
に当接する当接レバー（６６）を有している。即ち、該
クラッチソレノイド（６３）が消磁していると当接レバ
ー（６６）が前記上下動レバー（６５）に当接されて、
該上下動レバー（６５）が下降されないようになる。 尚、同構造のものが装着ステーション（■）にも設けら
れている。

【００２２】次に、ノズル回転補正ステーション（■）
に設けられた前記認識装置（１４）について図１に基づ
き説明する。

【００２３】（１７）はチップ部品（４）が吸着ノズル
（１１）に吸着された状態を撮像するＣＣＤカメラで、
認識装置（１４）上方まで搬送されて来るチップ部品（
４）に対して反射照明光源（１８）の光が照射され、そ
の反射光を撮像すると共に、透過照明光源（１９）の光
が前記拡散板（１００）に照射され、その透過光を撮像
する。この撮像結果を基に認識装置（１４）が、チップ
部品（４）の状態を認識する。尚、反射照明光源（１８
）は前記拡散板（１００）の赤色と補色の関係にある青
色のカラーフィルタ（図示せず）を通して青色の光を照
射する。この青色の光は、赤色の拡散板（１００）に照
射されても反射率が低いため、チップ部品（４）の部分
だけが良く反射される。この場合、図７に示すように光
の波長内の赤色の光を発するＡ波長と青色の光を発する
Ｂ波長のような分光特性を利用している。また、前記赤
色、青色だけに限らず、補色の関係であれば他の組合せ
方でも良く、拡散板（１００）を青色、反射照明光源（
１８）を赤色としても良い。　　次にノズル回転補正ス
テーション（■）のノズル回転位置決め装置（２２）に
ついて、図３及び図４を基に説明する。

【００２４】（２２Ａ）は吸着ノズル（１１）をθ回転
させる駆動源としてのノズル回転用モータで、出力シャ
フト（２５）にカップリング（２６）を介してベアリン
グ体（２７）に嵌め込まれたノズル回転体（２８）に対
し後述するノズル回転棒（２９）が上下動可能に取り付
けられている。

【００２５】前記（２９）は前記ノズル回転体（２８）
に嵌め込まれ下端部にノズル回転用嵌合部（３０）を有
したノズル回転棒で、ノズル回転体（２８）に設けられ
た縦長穴（３１）より外方に突設するピン（３２）が設
けられている。尚、前記ノズル回転用嵌合部（３０）は
前記被嵌合溝（１１Ａ）と嵌合するように下端に向かっ
て幅狭となるように形成されている。また、前記ノズル
回転棒（２９）にはノズル回転体（２８）底面との間で
クッション手段としてのスプリング（３３）を係止する
係止部（３４）が設けられ、該係止部（３４）には図示
しない駆動源としてのカムにより上下動される上下動レ
バー（３５）にロッドエンド（３６）を介して取り付け
られた揺動レバー（３７）が係止されており、上下動レ
バー（３５）の上下動に従って揺動レバー（３７）が上
下に揺動されることによりノズル回転棒（２９）がスプ
リング（３３）に付勢されながら上下動される。

【００２６】図５の（３８）はインターフェ−スで、前
記ＸＹテーブル（１）、部品供給台（６）、回転盤（１
０）、駆動ギア（１６）及びノズル回転位置決め装置（
２２）が接続されている一方、これらの各々の制御要素
は制御装置としてのＣＰＵ（３９）でプログラム制御さ
れるようになっている。

【００２７】（４０）は記憶装置としてのＲＡＭで、前
記各吸着ノズル（１１）の回転センター位置データ、前
記認識装置（１４）によるチップ部品（４）の認識位置
データ及び各チップ部品（４）のプリント基板（５）上
の装着位置データ（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）等を各所
定エリアに記憶する。また、（４１）は記憶装置として
のＲＯＭで、動作プログラムを記憶する。

【００２８】尚、前記吸着ノズル（１１）の回転センタ
ーの設定位置が温度変化、経時変化等によりズレる可能
性があるため、ある設定温度を越えたら、またはある時
間経過したらチップ部品（４）を吸着しない状態の各吸
着ノズル（１１）を認識装置（１４）で認識して吸着ノ
ズル（１１）の回転センターのズレ量を算出してそのズ
レ量をＲＡＭ（４０）に記憶し直しても良いし、そのズ
レ量分を前記吸着ノズル（１１）の回転センター位置デ
ータに加味しても良い。

【００２９】また、前記ＣＰＵ（３９）には駆動回路（
４２）が接続され、該駆動回路（４２）には前記Ｘ軸サ
ーボモータ（２）、Ｙ軸サーボモータ（３）、部品供給
部サーボモータ（８）、回転盤サーボモータ（１３）、
駆動ギアサーボモータ（１５）、及びノズル回転用モー
タ（２２Ａ）が接続されている。

【００３０】以下、動作について説明する。

【００３１】先ず、装着動作を行なう前に認識装置（１
４）で各吸着ノズル（１１）の回転センター位置（前記
ＣＣＤカメラ（１７）の画像センター等の基準点を基準
とする）を認識し、その回転センター位置データをＲＡ
Ｍ（４０）に記憶しておく。

【００３２】吸着ステーション（■）に部品供給部サー
ボモータ（８）の駆動により部品供給台（６）が移動さ
れ、部品取り出し位置に所望の部品供給装置（７）が待
機される。そして、吸着ノズル（１１）は待機中の前記
部品供給装置（７）に収納されたチップ部品（４）上方
に移動されて来て図１及び図３に示すようにチップ部品
（４）を吸着ノズル（１１）下端で吸着保持する。該ス
テーション（■）では、吸着ヘッド部（１２）の吸着ノ
ズル（１１）の下端が前記部品供給装置（７）に収納さ
れたチップ部品（４）位置まで下がらねばならず、それ
はカム部材（５０）のカム（５３）の途切れた部分にお
いて配設される上下動可能な上下レール（図示せず）上
に該ヘッド部（１２）上端のローラ（５５）が載置され
該上下レールが下降することにより行なわれる。

【００３３】次に、ノズル回転補正ステーション（■）
でのチップ部品（４）のθ方向の回転補正動作について
説明する。

【００３４】先ず、図８に示す部品データの各チップ部
品（４）に対応して設定された透過方式あるいは反射方
式による認識のどちらかにより、各チップ部品（４）毎
の認識作業が行なわれる。透過方式であれば「０」、反
射方式であれば「１」と設定されている。

【００３５】そして、吸着ノズル（１１）に吸着された
チップ部品（４）がＣＣＤカメラ（１７）の上方に移動
されて来て、該ＣＣＤカメラ（１７）はチップ部品（４
）の状態を撮像する。このとき、そのチップ部品（４）
が透過方式で認識するものであれば、該チップ部品（４
）には拡散板（１００）を通しての透過照明光源（１９
）の光が照射された状態となる。そして、ＣＣＤカメラ
（１７）で撮像された図９に示すようなチップ部品（４
）のシルエット像を認識装置（１４）が認識する。また
、チップ部品（４）が反射方式で認識するものであれば
、透過照明光源（１９）を消灯することなしに反射照明
光源（１８）を点灯させる。そして、ＣＣＤカメラ（１
７）で撮像された図１０に示すようなチップ部品（４）
の反射像を認識する。すると、チップ部品（４）の本体
部（４Ａ）は黒色となり、背景部（１０１）は灰色とな
り、リード部（４Ｂ）は前記背景部（１０１）より明る
く認識される。また、当然のことながら反射認識の場合
は透過照明光源（１９）を消すようにしても良い。尚、
透過照明光源（１９）は白色光に限らず、拡散板（１０
０）の色と同系色であっても良く、即ち赤色や黄色であ
っても良い。

【００３６】ここで、認識装置（１４）で吸着ノズル（
１１）に吸着された状態のＣＣＤカメラ（１７）の画像
センターからのチップ部品（４）の位置を認識し、その
認識データ（Ｘ１，Ｙ１，θ１）をＲＡＭ（４０）に記
憶する。その内、角度データ（θ）についての補正動作
について説明する。

【００３７】尚、認識角度データ（θ１）は例えば前記
画像センターの一辺とチップ部品（４）のある基準とし
た端面とを延長してできる交線のなす角である。

【００３８】前記ＲＡＭ（４０）に記憶されている装着
位置データの装着角度データ（θ方向）と前記認識角度
データ（θ１）とを図示しない比較装置で比較し、ズレ
量があった場合には計算装置で該ズレ量（θ方向−θ１
）を計算してＲＡＭ（４０）に記憶すると共に回転補正
を行なう。即ち、前記カムの駆動により上下動レバー（
３５）が下降され、揺動レバー（３７）が下方に揺動さ
れ、ノズル回転用嵌合部（３０）がスプリング（３３）
に付勢されながら吸着ヘッド部（１２）の上部に設けら
れた被嵌合溝（１１Ａ）のテーパ部に当接した後ノズル
回転用モータ（２２Ａ）がズレ量（θ方向−θ１）だけ
回転されることにより、吸着ノズル（１１）が回転され
てチップ部品（４）の位置合せが行なわれる。

【００３９】そして、装着ステーション（■）にてＸＹ
テーブル（１）によりプリント基板（５）がＸＹ移動さ
れて、チップ部品（４）は所定位置に装着される。

【００４０】また、前記認識装置（１４）で装着しては
いけないと判断されたチップ部品（４）は回転盤（１０
）の回転が続けられ排出ステーション（■）まで移動さ
れたら、ここで排出される。例えば、チップ部品（４）
が吸着ノズル（１１）に立って吸着されているとか吸着
されているチップ部品（４）が違う等の場合に装着ステ
ーション（■）で装着作業が行なわれずに排出されるも
のである。

【００４１】次のノズル選択ステーション（■）で次に
使用される吸着ノズル（１１）が、前記駆動ギア（１６
）が吸着ヘッド部（１２）に設けられたギアに噛合した
後回動されるに伴って前記吸着ヘッド部（１２）を回動
させることにより選択される。

【００４２】以下、他の実施例の認識方式について説明
する。

【００４３】先ず、第２の実施例では、図１１に示すよ
うに図示しない反射照明光源及び透過照明光源の光が夫
々図示しないケーブルを通って伝えられる光ファイバ（
１０２）（１０３）をリング状に成して照明としたため
、認識装置（１４）の配置スペースを縮少することがで
きる。尚、この場合、拡散板（１００）の上面には透過
照明光源の光を反射させる反射層（１００Ａ）が形成さ
れている。

【００４４】次に、反射照明光源（１８）、透過照明光
源（１９）共に点灯させたままで良い第３の実施例では
、赤色、緑色及び青色のカラーフィルタ（図示せず）を
有するカラーカメラを用いて前記第１の実施例と同じく
部品データの認識方式でそのチップ部品（４）を透過認
識すると設定されている場合は、透過照明光源の光を赤
色のカラーフィルタを通して赤色の光にして拡散板（１
００）に照射させると共に反射照明光源（１８）の光を
緑色のカラーフィルタを通して緑色の光にしてチップ部
品（４）に照射させて、カラーカメラのフィルタを赤色
のに設定してカラーカメラで赤色の信号のみ使用してチ
ップ部品（４）の状態を認識する。また、反射認識する
と設定されている場合は、透過照明光源（１９）の赤色
の光を拡散板（１００）に照射させると共に反射照明光
源（１８）の緑色の光をチップ部品（４）に照射させて
、カラーカメラのフィルタを緑色のに設定してカラーカ
メラで緑色の信号のみ使用してチップ部品（４）の状態
を認識する。尚、拡散板（１００）への光を緑色とし、
チップ部品（４）への光を青色として、透過認識時では
カラーカメラは緑色の信号を使用し、反射認識時ではカ
ラーカメラは青色の信号を使用するようにしても良い。

【００４５】また、第４の実施例では、反射照明光源（
１８）及び透過照明光源（１９）としてストロボを用い
て、図１２に示すように反射照明光源（１８）が発光し
ている期間は透過照明光源（１９）の光は消しておき、
反射照明光源（１８）の光が消えている期間は透過照明
光源（１９）が発光しているように同期してある。 そして、透過認識する場合には透過照明光源（１９）が
発光しているときに認識作業を行ない、反射認識する場
合には反射照明光源（１８）が発光しているときに認識
作業を行なう。

【００４６】

【発明の効果】以上、本発明によれば、透過用光源、反
射用光源を交互に付けたり消したりすることなしに透過
認識、反射認識が行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】認識装置の側面図である。

【図２】電子部品自動装着装置の平面図である。

【図３】ノズル回転補正ステーションの側面図である。

【図４】ノズル回転位置決め装置の斜視図である。

【図５】電子部品自動装着装置の構成回路図である。

【図６】回転盤の要部断面図である。

【図７】光源の分光特性グラフを示す図である。

【図８】部品データを示す図である。

【図９】チップ部品のシルエット像を示す図である。

【図１０】チップ部品の反射像を示す図である。

【図１１】他の実施例の認識装置を示す図である。

【図１２】フラッシュを用いた透過照明光源及び反射照
明光源のタイミング表を示す図である。

【符号の説明】

（４）　　　　　　チップ状電子部品 （１１）　　　　吸着ノズル （１４）　　　　認識装置 （１７）　　　　ＣＣＤカメラ （１８）　　　　反射照明光源 （１９）　　　　透過照明光源 （１００）　　拡散板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　吸着ノズルにより部品供給装置から取
   り出されたチップ状電子部品をプリント基板上に装着す
   る電子部品自動装着装置に於いて、前記吸着ノズルに吸
   着された部品の上方に位置するよう配設され所定の色を
   した拡散板と、該拡散板を通して所定部品に光を照射す
   る透過用光源と、所定部品に前記拡散板の色と補色関係
   にある色の光を照射する反射用光源と、前記透過用光源
   の光が拡散板を通して部品に照射されその透過光を撮像
   すると共に前記透過用光源を消すことなしに反射用光源
   の光が部品に照射されその反射光を撮像する撮像装置と
   を設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。