JPH0550336A - 部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピックアップした部品の位置を認識し、位置
補正した上で装着作業を行うものにおいて、作業時間を
短縮する。 【構成】 １列に並んだ部品供給装置１６と、基板支持
装置１３との間に認識ステ−ジ４０を置く。認識ステ−
ジ４０は部品供給装置１６の並びに沿って移動可能であ
る。ピックアップヘッド３７が任意の部品供給装置１６
から部品２をピックアップする時、認識ステ−ジ４０は
すぐ近くまで寄り、そこでピックアップヘッド３７から
部品２を受け取る。認識ステ−ジ４０は装着ヘッド２７
とのランデブ−地点へ移動し、途中、受け取った部品２
の位置を認識する。装着ヘッド２７が部品２を認識ステ
−ジ４０から受け取り、電子回路基板１に装着するまで
の間に、前記認識の結果に基づき部品２の位置補正が行
われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、視覚認識装置で部品の
位置を認識し、それに基づき装着作業に補正を加える形
式の部品装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の部品供給装置を１列に並べ、任意
の部品供給装置から部品をピックアップする形式の部品
装着装置は、電子回路基板の組立工程で広く使用されて
いる。かかる装置の一例を特開平１−２５７５３６号公
報に見ることができる。また、装着すべき部品の画像か
ら部品位置を認識し、何らかの位置補正を加えることも
多い。装置例としては、特開平２−３６５９９号公報記
載のものを挙げることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−３６５９９
号公報の装置では、部品供給装置から取り上げた部品を
外観認識ステ−ジに置き、部品の位置ずれをカメラで検
出して、その位置ずれを補正するように移送ヘッドのノ
ズルを部品センタ−に着地させている。ところでこの装
置例では、外観認識ステ−ジが位置不動のため、部品の
取り出し個所、あるいは部品の装着個所によっては、部
品の空間内移動距離が長くなり、作業時間の遅延を招い
ていた。本発明はこの問題を解決しようとするものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、部品供給装
置から部品を取り上げるピックアップヘッドと、部品を
目的個所に装着する装着ヘッドとを中継する認識ステ−
ジを、部品供給装置の並びに沿って移動させるようにし
た。

【０００５】

【作用】部品供給装置の一つからピックアップヘッドが
部品を取り上げる際、認識ステ−ジはその部品供給装置
に近い位置で待機している。部品を受け取ると、認識ス
テ−ジは装着ヘッドとのランデブ−地点へ移動する。移
動中、部品位置の認識を行い、その結果に基づき、部品
と装着ヘッドの位置関係、あるいは装着ヘッドと基板の
位置関係が補正される。

【０００６】

【実施例】図に基づき一実施例を説明する。部品装着装
置１０は電子回路基板に電子部品を装着するものであっ
て、ベ−ス１１を有し、その上面のテ−ブル部１２に様
々な構成要素を配置している。すなわち１３はテ−ブル
部１２の中央を通るコンベア、１４はコンベア１３の片
側に配置された第１部品供給部、１５はコンベア１３の
反対側に配置された第２部品供給部である。コンベア１
３は電子回路基板１の送り込み及び送り出しと、作業位
置における電子回路基板１の支持の役割を担う。第１部
品供給部１４は複数の部品供給装置１６を横１列に並べ
たものである。個々の部品供給装置１６は、部品を一定
ピッチで収納した部品テ−プをもって部品供給を行うタ
イプのものであるが、この種供給装置は文献例も多く
（例：米国特許第４，７３５，３４１号）、周知のもの
であるから詳細な説明は省略する。第２部品供給部１５
も、複数の部品供給装置１７をコンベア１３の送り方向
に沿って横１列に並べたものである。部品供給装置１７
は傾斜したスティック状マガジンから部品を送り出すも
のであり、これまた文献に種々紹介され（例：米国特許
第４，７３１，９２３号）、周知であるから詳細な説明
を省略する。

【０００７】テ−ブル部１２の両端には、水平、且つコ
ンベア１３と直角に延びる支持梁２０を、テ−ブル面か
ら所定高さ持ち上げて設置する。支持梁２０は互いに平
行であり、それぞれの上面にはリニアサ−ボモ−タ２１
を固定する。リニアサ−ボモ−タとしては、日本精工株
式会社から「ＮＳＫメガスラストモ−タ」という商品名
で販売されているものを使用することができる。リニア
サ−ボモ−タの制御については米国特許第４，７０４，
７９２号に開示があり、本発明でもこれを踏襲する。

【０００８】さて、リニアサ−ボモ−タ２１のスライダ
２２にはビ−ム２３の端を固定する。すなわちビ−ム２
３は１対のリニアサ−ボモ−タ２１のスライダ２２に両
端を支持され、スライダ２２の移動と共に移動する。当
然のことながら、ビ−ム２３は角度一定のまま平行移動
しなければならず、そのような動きが生じるように両側
のリニアサ−ボモ−タ２１を制御しなければならない。
その移動の方向はビ−ム２３の長さ方向あるいはコンベ
ア１３の基板送り方向と直角であり、これをＹ方向とす
る。

【０００９】ビ−ム２３の下面にはリニアサ−ボモ−タ
２４を固定し、そのスライダ２５にヘッドマウント２６
を固定する。ヘッドマウント２６は図４に示すようにリ
ニアサ−ボモ−タ２４からぶら下がった形になるが、ス
ライダ２５はこの方向の荷重に耐えられる構造になって
いるので、何ら問題はない。ヘッドマウント２６には、
ビ−ム２３の両側に位置するように装着ヘッド２７、２
８を取り付ける。スライダ２５が移動すると装着ヘッド
２７、２８はビ−ム２３の長さ方向に移動する。これが
Ｘ方向となる。装着ヘッド２７、２８はいずれも真空吸
着ノズル２９を有し、内蔵したエアシリンダあるいはリ
ニアサ−ボモ−タ（図示せず）によりこれに高さ変位
（Ｚ方向変位）を与え、同じく内蔵したパルスモ−タ
（図示せず）によりＺ方向まわりの角度変位（θ変位）
を与える。

【００１０】３０は、第１部品供給部１４をまたぐ形
で、支持梁２０より一段と高い位置に設けられた支持梁
であり、配置方向は支持梁２０と直角で、下面には図５
に示すようにリニアサ−ボモ−タ３１を固定し、そのス
ライダ３２にカンチレバ−３３を固定する。カンチレバ
−３３は支持梁３０と直角の方向に延び、下面にはリニ
アサ−ボモ−タ３４を有している。リニアサ−ボモ−タ
３４のスライダ３５にはヘッドマウント３６を固定し、
これにピックアップヘッド３７を取り付ける。リニアサ
−ボモ−タ３１、３４によりピックアップヘッド３７は
Ｘ方向とＹ方向に移動する。ピックアップヘッド３７も
真空吸着ノズル３８を有し、内蔵したエアシリンダある
いはリニアサ−ボモ−タ（図示せず）によりこれに高さ
変位（Ｚ方向変位）を与える。

【００１１】４０は第１部品供給部１４とコンベア１３
の間に配置された認識ステ−ジである。認識ステ−ジ４
０はテ−ブル１２の上に設置されたリニアサ−ボモ−タ
４１のスライダ４２に支持され、部品供給装置１６の並
びの方向に移動可能である。

【００１２】認識ステ−ジ４０の構造を図４により説明
する。４３はハウジングで、天面には吸着パネル４４が
取り付けられている。吸着パネル４４は透明板４５を２
枚、所定間隔で水平に配置し、その間の密閉空間に真空
ホ−ス４６を接続したものであり、上側の透明板４５の
中心に吸引口４７を設けている。吸着パネル４４の下に
は発光ダイオ−ドアレイからなる環状の照明器４８を配
置する。照明器４８の下にはＣＣＤカメラ４９を置く。
吸着パネル４４に載せられた部品は下から照明を当てら
れ、ＣＣＤカメラ４９で撮像されることになる。

【００１３】５０は第２部品供給部１５とコンベア１３
の間に配置したＣＣＤカメラで、装着ヘッド２８と部品
との相対位置、あるいは部品形状を認識する、視覚認識
装置の一環を構成するものである。ＣＣＤカメラ５０は
テ−ブル１２の上に設置したリニアサ−ボモ−タ５１の
スライダ５２に支持され、部品供給装置１７の並びの方
向に移動する。

【００１４】図１中、６０で示すのは制御部で、ＣＣＤ
カメラ４９、５０からの映像信号を処理する画像処理装
置もその一部をなしている。

【００１５】作業装置１０の動作は次のようになる。ま
ずコンベア１３が一方の側から電子回路基板１を運び込
み、所定位置に位置決めする。この基板１の、部品を装
着されるべき個所には既に接着剤が塗布されている。こ
こでリニアサ−ボモ−タ３１、３４が動作し、ピックア
ップヘッド３７を所定の部品供給装置１６の上に位置さ
せる。認識ステ−ジ４０も、ピックアップヘッド３７に
追随する形で、その背後に位置する。ピックアップヘッ
ド３７は部品供給装置１６に向け真空吸着ノズル３８を
降下させ、部品２をピックアップする。部品２を取り上
げたピックアップヘッド３７はＹ方向に移動し、認識ス
テ−ジ４０の中心に部品２を置く。部品２は、吸引口４
７に吸い付けられる。認識ステ−ジ４０はこのまま装着
ヘッド２７とのランデブ−地点へ移動する。ランデブ−
地点は、その時の装着ヘッド２７の位置と、装着ヘッド
２７が次に部品を装着すべき地点との関係で定まる。移
動中、ＣＣＤカメラ４９は吸着パネル４４の上の部品２
の画像を取り込み、画像処理装置がそれを処理して部品
２の位置、角度を特定する。計算処理を終えた時点でラ
ンデブ−に入り、装着ヘッド２７の真空吸着ノズル３８
が部品２の上に接触する。吸着パネル４４はここで吸引
を断ち、装着ヘッド２７に部品２の保持を委ねる。装着
ヘッド２７は部品２を取り上げ、電子回路基板１の所定
個所にこれを置く。なおこの場合のＸＹθ補正である
が、真空吸着ノズル３８が部品２の中心に着地するよ
う、真空吸着ノズル３８と部品２との関係で位置を正し
ても、あるいは真空吸着ノズル３８と部品２との相対位
置の狂いはそのままにしておいて、電子回路基板１と真
空吸着ノズル３８との位置補正で部品２を電子回路基板
１の所定個所に装着するようにしても、どちらでも良
い。また認識ステ−ジ４０と装着ヘッド２７とのランデ
ブ−も、停止状態、移動状態、いずれでも行うことがで
きる。

【００１６】第２部品供給部１５から部品を取り出す必
要が生じた場合は、装着ヘッド２８を目的の部品供給装
置１７の上に移動させる。そして部品をピックアップ
し、その部品供給装置１７に整列する位置に移動せしめ
られているＣＣＤカメラ５０で部品の位置ずれ量を測定
し、所要の補正を行った後、電子回路基板１に装着す
る。予定された部品装着作業が終了すれば、コンベア１
３は作業済み基板を送り出し、新しい基板を迎え入れ
る。

【００１７】なお上記動作は、すべて制御装置６０の指
令の下に行われる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、ピックアップヘッドか
らの部品受け取りが早くなるように、また装着ヘッドへ
の部品引き渡しが早くなるように、認識ステ−ジが移動
するから、それだけ部品の空間移動距離を切り詰めるこ
とができ、装着作業が高速化する。また、認識ステ−ジ
の移動時間を利用して部品認識を行うので、この点でも
時間の無駄が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】部品装着装置の斜視図である。

【図２】部品装着装置の平面図である。

【図３】ビ−ム部の正面図である。

【図４】ビ−ム部の断面図である。

【図５】ピックアップヘッドとそれを支えるカンチレバ
−の正面図である。

【図６】認識ステ−ジの断面図である。

【符号の説明】

１ 電子回路基板 １６ 部品供給装置 １３ コンベア（基板支持装置） ３７ ピックアップヘッド ４０ 認識ステ−ジ ２７ 装着ヘッド ４１ リニアサ−ボモ−タ（移動装置） ６０ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記構成を備えた部品装着装置。 ａ．１列に並んだ複数個の部品供給装置。 ｂ．部品を装着すべき基板を支持する基板支持装置。 ｃ．前記部品供給装置の並びに沿って移動し、任意の部
   品供給装置から部品をピックアップするピックアップヘ
   ッド。 ｄ．部品供給装置と基板支持装置の間に配置され、上面
   に置かれた部品の位置を認識する認識ステ−ジ。 ｅ．前記ピックアップヘッドが前記認識ステージに置い
   た部品を取り上げて前記基板支持装置上の基板に装着す
   る装着ヘッド。 ｆ．認識ステ−ジを、ピックアップヘッドの存在する位
   置から前記装着ヘッドの存在する位置へ、あるいはその
   逆へと、部品供給装置の並びに沿って移動させる移動装
   置。 ｉ．前記認識ステ−ジによる部品位置の認識結果に基づ
   き、部品と装着ヘッドの位置関係、あるいは装着ヘッド
   と基板の位置関係を補正する制御装置。