JPH06104596A - 部品装着方法及び同装置 - Google Patents
部品装着方法及び同装置Info
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- JPH06104596A JPH06104596A JP5111270A JP11127093A JPH06104596A JP H06104596 A JPH06104596 A JP H06104596A JP 5111270 A JP5111270 A JP 5111270A JP 11127093 A JP11127093 A JP 11127093A JP H06104596 A JPH06104596 A JP H06104596A
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Abstract
ルの取り付けに間違いがあった場合にこれを明確に判別
し、トラブルを未然に防止することができるようにす
る。 【構成】 チップ部品の種類に応じて選択した吸着ノズ
ルをヘッドユニット5に取り付けて、チップ部品の吸
着、装着を行なう方法において、レーザーユニット31
によりヘッドユニット5に取り付けられた吸着ノズルの
ノズル径を検出し、それに基づいて種制御部40で正規
のノズルかどうかの判定をおこなう。
Description
うな小片状のチップ部品をプリント基板上の所定位置に
装着するための部品装着方法および同装置に関するもの
である。
ヘッドユニットにより、テープフィーダー等の部品供給
部からチップ部品を吸着して、位置決めされているプリ
ント基板上に移送し、プリント基板の所定位置に装着す
るようにした部品装着装置は一般に知られている。この
装置においては、通常、上記ヘッドユニットがX軸方向
およびY軸方向に移動可能とされるとともに、吸着ノズ
ルがZ軸方向に移動可能かつ回転可能とされて、各方向
の移動および回転のための駆動機構が設けられ、これら
の駆動手段および吸着ノズルに対する負圧供給手段が制
御部によって制御されることにより、チップ部品の吸,
装着動作が自動的に行なわれるようになっている。ま
た、チップ部品吸着後に、ヘッドユニットに具備された
光学的検知手段によりチップ部品の投影像が検知され、
これに基づいてチップ部品が正常に吸着されているかど
うかの判定、およびチップ部品吸着位置のずれの検出等
が行われるようになっている。
うなチップ部品の吸,装着等の本作業を行なう前の準備
作業として、ノズル径等が異なる複数種類の吸着ノズル
の中から装着すべきチップ部品の種類に応じた吸着ノズ
ルが選択されて、この吸着ノズルがヘッドユニットに取
り付けられ、チップ部品の種類が変更された場合にそれ
に応じて吸着ノズルが交換される。このヘッドユニット
に対する吸着ノズルの取り付け、交換は手作業で行なわ
れ、あるいは、ノズル交換用ステーションとヘッドユニ
ットとの間で自動的に行なわれる。
て、ヘッドユニットに吸着ノズルが取り付けられるとき
に誤作業や組付け誤差があった場合、従来はこれを直接
的に調べる状態がなかったため、種々のトラブルを生じ
るおそれがあった。
ルの取付位置や取付角度の誤差や吸着ノズルの曲り等に
よる吸着ノズル組付け誤差があった場合、それに応じた
調整が行われないと、上記本作業における部品吸着後の
部品吸着状態の判定等の処理が正しく行われなくなるこ
とがある。
ズルの取り付け、交換が行なわれるときに、吸,装着さ
れるべきチップ部品に対応する正規の吸着ノズルとは違
った吸着ノズルが誤って取り付けられる場合がある。こ
のような誤りは、手作業による場合は勿論、自動的にノ
ズル交換が行なわれる場合でもノズル指定の入力ミス等
で生じる可能性がある。このように間違いが見過ごされ
た場合、吸,装着作業時に吸着不良の続出等のトラブル
を招く。
トに対する吸着ノズルの取り付け時に誤作業あるいは組
付け誤差等があった場合にこれを明確に判別することが
でき、トラブルを未然に防止することができる部品装着
方法および同装置を提供することを目的とする。
に、第1の発明は、複数種類の吸着ノズルの中から装着
されるべきチップ部品の種類に応じて選択した吸着ノズ
ルをヘッドユニットに取り付ける準備作業を行なった後
に、このヘッドユニットによりチップ部品を吸着してこ
れを所定位置に装着する本作業を行う部品装着方法にお
いて、上記準備作業におけるヘッドユニットへの吸着ノ
ズルの取付後に、ヘッドユニットに取り付けられた吸着
ノズルの形状もしくは位置を表す要素を検出するノズル
要素検出処理を行い、このノズル要素検出処理に基づい
て、吸着ノズルについての判定もしくは設定の処理を行
うことを特徴とするものである。
ル要素検出処理として、上記ヘッドユニットに取り付け
られた吸着ノズルの外形特徴量の検出を行い、この外形
特徴量の検出に基づく処理として、上記外形特徴量の検
出値を正規の吸着ノズルに応じた設定値と比較すること
により正規の吸着ノズルが取り付けられているかどうか
を判定することを特徴とするものである。
ル要素検出処理として、吸着ノズルを昇降させて吸着ノ
ズル先端がヘッドユニットに具備されている光学的検知
手段に対応する位置としたときのノズル高さである基準
ノズル高さを検出し、この基準ノズル高さの検出に基づ
く設定処理として、上記基準ノズル高さを記憶し、その
後の本作業中には、チップ部品を吸着した吸着ノズルを
上記基準ノズル高さに基づいて求めた高さとした状態
で、上記光学的検知手段によりチップ部品の投影を検知
し、それに基づいてチップ部品吸着状態の判定を行うこ
とを特徴とするものである。
プ部品吸着状態の判定の処理として、チップ部品を吸着
したノズルを一定回転範囲だけ回転させつつ投影幅を測
定して、投影幅最小値と投影幅最大値と投影幅最小時の
回転角とを検出し、上記投影幅最小値が部品短片長さよ
りも所定量小さく設定された下限側基準値より小さい場
合、上記投影幅最小値が部品長片長さよりも所定量大き
く設定された上限側基準値より大きい場合、投影幅最小
時の回転角が上記一定回転範囲の途中に存在しない場合
のいずれかの場合に、吸着状態が不良であると判定する
ことを特徴とするものである。
ル要素検出処理として、吸着ノズルを回転させつつ、ヘ
ッドユニットに具備されている光学的検知手段による吸
着ノズルの投影の検知に基づいて吸着ノズルの回転中心
を検出し、このノズル要素検出処理に基づく処理とし
て、上記吸着ノズルの回転中心を記憶する設定処理を行
い、その後の本作業中には、チップ部品を吸着した吸着
ノズルを回転させつつ上記光学的検知手段により検出し
たチップ部品の投影と上記吸着ノズルの回転中心とに基
づいてチップ部品吸着位置のずれを求めることを特徴と
するものである。
たって移動可能とされ、かつ外形特徴量が異なる複数種
類の吸着ノズルの中から装着すべきチップ部品の種類に
応じて選択された吸着ノズルが取り付けられているヘッ
ドユニットを備え、このヘッドユニットにより部品供給
側からチップ部品を吸着してこれを装着側の所定位置に
装着する部品装着装置において、上記ヘッドユニットに
取り付けられた吸着ノズルの外形特徴量を光学的に検出
する光学的検知手段と、吸着ノズルの種類に応じた外形
特徴量を予め記憶した記憶手段と、この記憶手段から正
規の吸着ノズルに応じて読み出した設定値と上記光学的
検知手段の検出値とを比較して、正規の吸着ノズルが取
り付けられているかどうかを判定する比較判定手段とを
備えたことを特徴とするものである。
たって移動可能とされ、かつ吸着ノズルが取り付けられ
ているヘッドユニットを備え、このヘッドユニットによ
り部品供給側からチップ部品を吸着してこれを装着側の
所定位置に装着する部品装着装置において、ヘッドユニ
ットに具備された平行光線の照射部および受光部により
物品の投影を検知する光学的検知手段と、上記吸着ノズ
ルを昇降させる昇降駆動手段と、吸着ノズルを昇降させ
て吸着ノズル先端がヘッドユニットに具備されている光
学的検知手段に対応する位置としたときのノズル高さで
ある基準ノズル高さを検出する基準ノズル高さ検出手段
と、この基準ノズル高さを記憶する記憶手段と、上記吸
着ノズルによるチップ部品の吸着後に上記光学的検知手
段によるチップ部品の投影像の検知に基づいてチップ部
品吸着状態を判定する判定手段と、この判定の際に吸着
ノズルを上記記憶手段から読み出した基準ノズル高さに
基づいて求めた高さとするように上記昇降駆動手段を制
御する制御手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。
たって移動可能とされ、かつ吸着ノズルが取り付けられ
ているヘッドユニットを備え、このヘッドユニットによ
り部品供給側からチップ部品を吸着してこれを装着側の
所定位置に装着する部品装着装置において、ヘッドユニ
ットに具備された平行光線の照射部および受光部により
物品の投影を検知する光学的検知手段と、上記吸着ノズ
ルを回転させる回転駆動手段と、上記吸着ノズルを回転
させつつ上記光学的検知手段により吸着ノズルの投影を
検知したときのデータに基づいて吸着ノズルの回転中心
を検出する回転中心検出手段と、この吸着ノズルの回転
中心を記憶する記憶手段と、上記吸着ノズルによるチッ
プ部品の吸着後に吸着ノズルを回転させつつ上記光学的
検知手段によるチップ部品の投影の検知を行わせ、その
検知データと上記記憶手段から読み出した回転中心とに
基づいて、チップ部品吸着位置のずれに対応する装着位
置補正量を求める補正手段とを備えたものである。
階でヘッドユニットに対する吸着ノズルが取り付けられ
たときに誤作業があった場合や組付け誤差等があった場
合に、上記ノズル要素検出処理およびそれに基づく判別
等の処理に基づき、誤作業による不適正な状態の解消も
しくは組付け誤差等に応じた調整が行われる。
業によってヘッドユニットに正規でない吸着ノズルが取
り付けられた場合にこれが判別される。
差等で吸着ノズルの高さ位置にばらつきがあっても、上
記基準ノズル高さ位置が検出されてこれが記憶されるこ
とにより、本作業において上記光学的検知手段によるチ
ップ部品の投影の際に吸着ノズルの高さ位置が適正に調
整される。
状態の不良が正しく判定される。
で吸着ノズルの中心と吸着ノズルを回転させたときの回
転中心とがずれている場合でも、上記回転中心が検出さ
れ、それに基づいて部品装着位置の補正が精度良く行わ
れる。
方法の実施が適切に行われる。
方法の実施が適切に行われる。
方法の実施が適切に行われる。
図1および図2は本発明の一実施例による部品装着装置
の全体構造を示している。これらの図において、基台1
上には、プリント基板搬送用のコンベア2が配置され、
プリント基板3が上記コンベア2上を搬送され、装着作
業用ステーションの一定位置で停止されるようになって
いる。
が配置されている。この部品供給部4は多数列の供給テ
ープ4aを備え、各供給テープ4aは、それぞれ、I
C、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品
20を等間隔に収納、保持し、リールに巻回されてい
る。供給テープ4aの繰り出し端4bにはラチェット式
の送り機構が組込まれ、後記ヘッドユニット5により上
記繰り出し端4bからチップ部品20がピックアップさ
れるにつれて、供給テープ4aが間欠的に繰り出され、
上記ピックアップ作業を繰返し行なうことが可能となっ
ている。
のヘッドユニット5が装備され、このヘッドユニット5
はX軸方向(コンベア2の方向)およびY軸方向(水平
面上でX軸と直交する方向)に移動することができるよ
うになっている。
を横切ってY軸方向に延びる2本の固定レール7が所定
間隔をおいて互いに平行に配置されるとともに、Y軸方
向の送り機構として、一方の固定レール7の近傍に、Y
軸サーボモータ9により回転駆動されるボールねじ軸8
が配置されている。そして、ヘッドユニット5を支持す
るための支持部材11が上記両固定レール7に移動自在
に支持され、かつ、この支持部材11の端部のナット部
分12が上記ボールねじ軸8に螺合し、ボールねじ軸8
の回転によって上記支持部材11がY軸方向に移動する
ようになっている。上記Y軸サーボモータ9にはエンコ
ーダからなるY軸用位置検出手段10が設けられてい
る。
ガイドレール13が設けられるとともに、X軸方向の送
り機構として、上記ガイドレール13の近傍に配置され
たボールねじ軸14と、このボールねじ軸14を回転駆
動するX軸サーボモータ15とが装備されている。そし
て、上記ガイドレール13にヘッドユニット5が移動自
在に支持され、かつ、このヘッドユニット5に設けられ
たナット部分17が上記ボールねじ軸14に螺合し(図
3参照)、ボールねじ軸14の回転によってヘッドユニ
ット5がX軸方向に移動するようになっている。上記X
軸サーボモータ15にはX軸用位置検出手段16が設け
られている。
0を吸着する吸着ノズル21が昇降および回転可能に設
けられている。当実施例では、図3に詳しく示すよう
に、ヘッドユニット5が、上記ガイドレール13に移動
自在に支持される取付部材22と、この取付部材22に
昇降可能に取り付けられたヘッド23と、このヘッド2
3に対して昇降可能で、かつR軸(ノズル中心軸)回り
の回転が可能とされた吸着ノズル21とを有している。
そして、上記取付部材22に、ナット部分17が設けら
れるとともにヘッド昇降用サーボモータ24が装備さ
れ、また上記ヘッド23に、吸着ノズル昇降用サーボモ
ータ26および吸着ノズル回転用のR軸サーボモータ2
8が装備されている。上記ヘッド昇降用サーボモータ2
4および吸着ノズル昇降用サーボモータ26により吸着
ノズル21の昇降駆動手段が構成され、R軸サーボモー
タ28により回転駆動手段が構成されている。
それぞれ位置検出手段25,27,29が設けられてい
る。さらに、吸着ノズル21と部品供給部4との干渉位
置を検出する干渉位置検出手段30(図5参照)がヘッ
ドユニット5に取付けられている。
的検知手段を構成するレーザーユニット31が取付けら
れている。このレーザーユニット31は、後述するノズ
ル径を検出するための手段とチップ部品20の投影幅を
検出する手段とを兼ねるものであり、吸着ノズル21を
挾んで相対向するレーザー発生部(平行光線の照射部)
31aとディテクタ(受光部)31bとを有し(後記図
7参照)、ディテクタ31bはCCDからなっている。
の可動範囲内の適当な位置には、ノズル交換用ステーシ
ョン34が設けられている。このノズル交換用ステーシ
ョン34は、図4に示すように、ノズルクランププレー
ト35と、このプレート35に配設されて、ノズル径等
の外形特徴量が相違する複数種の吸着ノズル21を着脱
可能に保持するノズル保持部36と、ノズルの有無を判
別するノズル判別センサ37と、昇降用シリンダ38等
を備えている。そして、ノズル交換時には、ヘッドユニ
ット5がこのノズル交換用ステーション34に対応する
位置まで移動して、両者の間で吸着ノズル21の交換を
行なうことができるようになっている。
において、Y軸、X軸、ヘッドユニットにおけるヘッド
昇降用、ノズル昇降用、R軸の各サーボモータ9,1
5,24,26,28とそれぞれに設けられた位置検出
手段10,16,25,27,29は主制御器40の軸
制御器(ドライバ)41に電気的に接続されている。上
記レーザーユニット31はレーザーユニット演算部32
に電気的に接続され、このレーザーユニット演算部32
は、主制御器40の入出力手段42を経て主演算部43
に接続されている。さらに、干渉位置検出手段30が入
出力手段32に接続されている。また、上記主制御器4
0には、ノズル特徴量記憶手段44が設けられている。
このノズル特徴量記憶手段44は、吸着ノズル21の種
類に応じた外形特徴量を記憶し、具体的には吸着ノズル
21の種類に対応するノズル径のテーブルを記憶してい
る。
より部品供給部4からチップ部品を吸着してこれを所定
位置のプリント基板3に装着する本作業時に、チップ部
品の吸,装着作業等に必要な種々の演算処理を行うとと
もに、吸着ノズル21をヘッドユニット5に取り付ける
準備作業の段階では、ヘッドユニットに取り付けられた
吸着ノズルの形状もしくは位置を表す要素を検出するノ
ズル要素検出処理と、このノズル要素検出処理に基づい
て、吸着ノズルについての判定もしくは設定の処理とを
行う。当実施例では、準備作業における上記ノズル要素
検出処理として、ヘッドユニット5に取り付けられた吸
着ノズル21の外形特徴量(具体的にはノズル径)を上
記レーザーユニット31によって検出し、その検出値と
上記ノズル特徴量記憶手段44から読み出した正規の吸
着ノズル21(吸,装着されるチップ部品20の種類に
応じて選択されるべき吸着ノズル)のノズル径とを比較
することにより、正規の吸着ノズル21が取り付けられ
ているかどうかを判定するようにしている。こうして主
演算部43により、比較判定手段が構成されている。
階において、吸着ノズル21の交換とそのノズル交換の
正常、異常の判定を行なう処理をフローチャートで示し
ている。このフローチャートの処理を、図7(a)
(b)の動作説明図を参照しつつ説明する。
ヘッドユニット5が上記ノズル交換用ステーション34
へ移動し、ステップS2でノズル交換が行なわれる。続
いて、吸着ノズル21がノズル径認識可能位置まで移動
される(ステップS3)。つまり、図7(a)のように
吸着ノズル21の先端近傍箇所がレーザーユニット31
に対応する状態にまで移動される。
ノズル径の検出が行なわれる(ステップS4)。つま
り、図7(b)のようにレーザー発生部31aからレー
ザービーム(矢印)が照射され、これを受光するディテ
クタ31bによって吸着ノズル21の投影幅が検出され
る。この投影幅が吸着ノズルのノズル径である。
値が、正規の吸着ノズルに応じてノズル特徴量記憶手段
44から読み出される設定値と比較判定され、これに基
づき、ノズル径が設定値であればノズル交換が正常とさ
れ(ステップS6)、ノズル径が設定値でなければノズ
ル交換が異常とされる(ステップS7)。なお、ノズル
交換が異常の場合は、ランプ等による異常の表示、その
後の吸,装着作業の停止等を行なえばよい。
ズル交換時に誤って不適正なノズルがヘッドユニット5
に取り付けられた場合に、その交換異常がこれが明らか
になる。
の、チップ部品の吸着から装着までの一連の処理を、フ
ローチャートで示しており、この一連の処理の中には、
吸着時のチップ部品20の位置および方向のばらつきに
よる誤差を補正するための処理を含んでいる。このフロ
ーチャートの処理を、図9乃至図11も参照しつつ説明
する。
で、吸着ノズル21に対して図外の負圧発生手段により
吸着用負圧が与えられるとともに、ステップS12で、
所定のサーボモータが駆動されることによりX,Y,θ
軸の移動が開始される。続いてステップS13で、吸着
ノズル21の中心座標(X,Y,θ)が吸着用の目的位
置範囲内に達したか否かが調べられる。そして、目的位
置範囲内に達したときに、ヘッド23が下降し(ステッ
プS14)、かつ吸着ノズル21も下降し(ステップS
15)、所定下降位置で部品供給部4の供給テープ4a
からチップ部品20が吸着され(ステップS16)、そ
れから、吸着ノズル21が上昇し(ステップS17)、
かつヘッド23も上昇する(ステップS18)。
供給部4との干渉域から脱出する位置まで上昇したか否
かが調べられ、脱出しない間はステップS17〜S19
が繰り返される。干渉域から脱出すると、ヘッドユニッ
ト5が装着位置へ移動されるとともに(ステップS2
0)、吸着ノズル21がチップ部品認識高さまで上昇さ
れ(ステップS21)、つまり、図9のように、チップ
部品20がレーザーユニット31に対応する高さ位置ま
で吸着ノズル21が上昇される。そして、この状態にお
いて、チップ部品吸着状態を調べるとともに、装着位置
補正量を求める処理(ステップS22〜S28)が行な
われる。なお、後述の最小投影幅の検出等を確実にする
ため、ステップS22に先立って吸着ノズル21を検出
時回転方向と逆方向に一定量だけ予備回転させることが
好ましい。
品の投影幅WS とその中心位置CSと回転角θS とが検
出される。続いてステップS23で、吸着ノズル21が
所定方向に回転されつつ、部品投影幅の検出が行なわれ
る。そして、ステップS24で一定回転角θe だけ回転
されたことが判定されると、ステップS25で投影幅最
小値Wmin と、その投影幅最小時の中心位置Cm および
回転角θm が読み込まれる。そして、検出データに基づ
いて部品吸着が正常か否かが判定され(ステップS2
6)、正常でなければチップ部品が廃却され(ステップ
S27)、正常であれば、検出データに基づいてX,
Y,θの各方向の装着位置補正量XC ,YC,θC が算
出される(ステップS28)。
10(a)のように正常に吸着されているか、あるいは
図10(b)(c)のように起立した異常状態で吸着さ
れているかが判定され、具体的には次の各式が成立する
かどうかが調べられ、いずれか1つでも成立すれば、異
常と判定される。なお、式中のαは安全率である。
の算出は次のように行なわれる。
に、チップ部品20が長辺をX軸方向とした状態で装着
されるものとすると、部品装着位置補正量XC ,YC ,
θC のうちでY,θ方向の補正量はYC ,θC は、
って、既知の値である。
心点、b,Bは初期状態および投影幅最小状態でのチッ
プ部品中心点であり、また△aOb≡△AOBである。
−Cm であるので、上記各式から、次式のようにXC が
導かれる。
ヘッドユニット5が補正後の部品装着位置へ移動され、
ステップS30で、チップ部品20の中心座標G(X,
Y,θ)がプリント基板3上の装着位置範囲内に達した
か否かが調べられる。そして、装着位置範囲内になれ
ば、ヘッド23が下降し(ステップS31)、かつ吸着
ノズル21も下降し(ステップS32)、吸着ノズル2
1の高さが目的位置範囲内になると(ステップS3
3)、負圧がカットされる(ステップS34)ことによ
り、チップ部品20がプリント基板3に装着される。そ
の後、吸着ノズル21が上昇し、(ステップS35)、
かつヘッド23も上昇する(ステップS36)。
法によると、ヘッドユニット5に設けられた吸着ノズル
21によるチップ部品20の吸着およびプリント基板3
上への装着が行なわれるとともに、部品吸着時にチップ
部品20の方向、位置のばらつきによって誤差が生じる
ことに対し、ステップS21〜S28の処理で誤差に応
じた補正量が求められて、装着位置が補正されることに
より、精度良くチップ部品20が装着される。そしてこ
の処理は吸着後の装着位置への移動の間に行なわれ、吸
着から装着までの一連の作業が能率良く行なわれる。
ヘッド23がともにサーボモータ24,26により駆動
されて昇降し、吸着時の下降(ステップS14,S1
5)、上昇(ステップS17,S18)、装着時の下降
(ステップS31,S32)、上昇(ステップS34,
S35)の各動作の速度が高められ、作業能率が一層高
められる。
S26では、短辺の長さと厚さが異なる一般的形状のチ
ップ部品20を対象として、前述のような手法で部品吸
着が正常かどうかの判定を行なっており、吸着ノズル回
転途中において投影幅の最小値Wmin が短辺の長さとほ
ぼ同じになれば、正常と判断される。
図12のように部品短辺の長さlと厚さtとが略等しい
特殊形状のチップ部品21もあり、この部品21が用い
られる場合、投影幅の最小値Wmin を調べても、短辺の
長さlが投影幅の最小値Wmin となる正常時と、部品が
起立して厚さtが投影幅の最小値Wmin となる異常時と
を区別することができない。
8に示した方法のうちの一部を図13のように変更すれ
ばよい。つまり、ステップS11〜S24(図13では
図示省略)およびステップS25の処理の次に、部品X
方向長さLhiが算出され(ステップS250)、この長さ
Lhiを用いて部品の吸着が正常かどうかの判定(ステッ
プS26)が行なわれ、それから、図13では図示省略
したステップS27もしくはステップS28〜S36の
処理が行なわれる。
の算出は、次のように行なわれる。
の長さ=線分HIの長さ) Lij(=LIJ):図11中の線分ijの長さ(=線分I
Jの長さ) とすると、図11中にも示すように、
部品X方向長さLhiは次式のようになる。
の長辺の長さとなるので、ステップS26の判定におい
ては、前述のような条件のほかに、
全率である。
の下端部に取り付けたレーザーユニット31を、ノズル
径の検出と装着位置補正のためのチップ部品投影幅の検
出とに兼用することにより、構造簡略化を図っている
が、チップ部品投影幅検出用の光学的検知手段とは別個
に、ノズル径の検出のための光学的検知手段を設けても
よい。この場合、ノズル径検出のための光学的検知手段
を、ノズル交換用ステーション34の近辺に固定的に装
備しておき、この位置にヘッドユニット5を移動させて
検出を行なうようにすることもできる。
制御系統のうちの主制御器40を示しており、この図で
は省略したが、この主制御器40に接続される各種サー
ボモータ、位置検出手段、レーザーユニット演算部等は
前記の図5に示したものと同様である。
力手段42および主演算部43を備えるとともに、記憶
手段45を備えている。
業時用の制御としてチップ部品20の吸,装着作業等に
必要な種々の演算処理を行う。さらに主演算部43は、
準備作業の段階で、ノズル要素検出処理およびそれに基
づく処理として、吸着ノズル21を昇降させて吸着ノズ
ル先端がレーザーユニット31に対応する位置となった
ときのノズル高さである基準ノズル高さを検出してこれ
を記憶手段45に記憶させるこれにより、基準ノズル高
さ検出手段51を構成する。そして、本作業時における
チップ部品吸着後にレーザーユニット31によるチップ
部品の投影像の検知に基づいて判定手段53によりチッ
プ部品吸着状態を判定する際に、上記基準ノズル高さに
基づいて吸着ノズルの高さ位置を設定することにより、
高さ設定手段52を構成している。
着ノズル21を回転させつつ上記レーザーユニット31
により吸着ノズル21の投影を検知したときのデータに
基づいて吸着ノズル21の回転中心を検出してこれを記
憶手段45に記憶させることにより、回転中心検出手段
54を構成するとともに、本作業時におけるチップ部品
吸着後に吸着ノズル21を回転させつつ上記レーザーユ
ニット31によりチップ部品20の投影幅を検知したデ
ータと上記回転中心とに基づいて、チップ部品吸着位置
のずれを求めて、それに対応する装着位置補正量を演算
することにより、補正手段55を構成している。
ユニット5に対して吸着ノズル21が取り付けられた後
に、図15に示す処理により上記基準ノズル高さ検出手
段51としての機能が果され、また、図18に示す処理
により上記回転中心検出手段54としての機能が果され
る。そして、本作業時の制御は前述の図8のフローチャ
ートのように行われるが、このフローチャートにおける
ステップS21〜S28の処理において、上記基準ノズ
ル高さ検出手段51により検出された基準ノズル高さお
よび上記回転中心検出手段54により検出された回転中
心が用いられる。
9〜図21を参照しつつ次に説明する。
高さ検出手段51の処理においては、ヘッドユニット5
へ吸着ノズル21が取り付けられた後、吸着ノズル21
が図16(a)に示すような下降位置にある状態から、
ヘッドユニット5に対して吸着ノズル21をZ軸方向に
昇降させるノズル昇降用サーボモータ26等の昇降駆動
手段が作動されることにより、吸着ノズル21が上昇す
る(ステップS41)。そして、レーザーユニット31
により吸着ノズル21の投影が検知されて、この吸着ノ
ズル21の投影が消滅したか否かが判定される(ステッ
プS42)。吸着ノズル21の先端がレーザー光(図1
6中に破線で示す)の照射位置より下方にある間はその
投影が検知されることによりステップS42の判定がN
Oとなり、この場合はステップS41に戻ることにより
吸着ノズル21の上昇が続けられる。
置、つまり吸着ノズル21の先端がレーザーユニット3
1のレーザー照射位置を過ぎる位置まで上昇したとき
は、レーザー光が吸着ノズル21で遮られなくなってス
テップS42の判定がNOとなり、このときにはステッ
プS43に移って、そのときのZ軸座標Zo が基準ノズ
ル高さとして記憶手段45に記憶される。
チャートに示す本作業の処理の中で、チップ部品20の
投影の検知に基づいて部品吸着状態の判定等を行うため
に吸着ノズル21を認識高さまで上昇させる処理(ステ
ップS21)において、認識高さの設定のために用いら
れる。すなわち、チップ部品20の上端吸着面から部品
認識に適した部位までの高さをHとすると(図17参
照)、この高さHと上記基準ノズル高さZo とから、ス
テップS21における認識高さが[Zo −H]とされ
(ただしZ軸座標は下方向が正)、この高さまで吸着ノ
ズル21が上昇する。
テップS28の処理が正確に行われる。すなわち、認識
高さの設定には、吸着ノズル21の種類等に応じて予め
設定した値を用いることも可能であるが、これだけでは
組付け誤差等によりノズル高さにばらつきが生じた場合
に、チップ部品のレーザー照射位置が適正位置からずれ
る可能性がある。これに対し、当実施例では、準備段階
で検出された基準ノズル高さZo に基づいて上記認識高
さが設定されることにより、組付け誤差などで上記基準
ノズル高さZo にばらつきがあっても、上記認識高さが
正確に調整され、投影幅検出とそれに基づく判定(ステ
ップS26)、補正(ステップS28)等の処理が正確
に行われることとなる。
中心検出手段54の処理においては、チップ部品20の
先端部付近がレーザーユニット31のレーザー照射位置
に対応する高さ位置になるまで、昇降手段が作動される
ことにより吸着ノズル21のZ軸方向(昇降)の移動が
行われる(ステップS51,S52)。そして、上記高
さ位置になると、回転駆動手段としてのR軸サーボモー
タ28が作動されることにより、吸着ノズルが0°から
360°まで回転されるとともに、その間に、レーザー
ユニット31による吸着ノズル21の投影の検知に基づ
き、吸着ノズル21の中心値が測定され、これがレジス
タに一時的に記憶される(ステップS53)。
に対して傾いて取り付けられたり吸着ノズル21が曲が
っていたりすると、図19のように吸着ノズル21の中
心O’と回転中心Oとが一致せず、この状態で吸着ノズ
ル21を回転させると図20のようにノズル中心O’は
移動し、回転角に応じたノズル中心位置の変化は図21
に示すような波形となる。
1が1回転する間に検出されたノズル中心位置Ncの各
値が比較された上で、その最小値Ncminおよび最大値N
cmaxが抽出され、続いてステップS55で、回転中心N
coが
トに示す本作業の処理の中で、チップ部品20の投影の
検知に基づいて部品装着位置補正量XC ,YC ,θC を
求める補正手段としての処理(ステップS28)におい
て用いられる。具体的には、上記補正量XC ,YC ,θ
C が前述の数2〜数6の各演算式により求められるが、
当実施例では演算式に含まれるCN が上記回転中心Nco
とされ、つまりCN =Ncoと置き換えられた上で数2〜
数6の各演算式による補正量XC ,YC ,θCの演算が
行われる。
の精度が高められる。すなわち、組付け誤差による吸着
ノズル21の傾きや曲がりによってノズル回転中心Oと
ノズル中心O’とにずれがある場合でも、準備段階での
回転中心検出手段54としての処理により、吸着ノズル
21の回転中心Ncoが正しく求められ、これに基づき、
上記のステップS28での補正手段としての処理によ
り、ノズル回転中心Oからのチップ部品吸着位置のずれ
とそれに応じた装着位置補正量が正確に検出されること
となる。
準ノズル高さ検出手段51による基準ノズル高さの検出
および回転中心検出手段54によるノズル回転中心の検
出がそれぞれ行われるようになっているが、要求に応じ
ていずれか一方を行うようにしてもよい。また、第1の
実施例に示すようなノズル径の検出に基づいて正規の吸
着ノズル21が取り付けられているかどうかの判定と、
上記の基準ノズル高さの検出やノズル回転中心の検出を
準備段階で併せて行うようにしてもよい。
よると、準備作業におけるヘッドユニットへの吸着ノズ
ルの取付後に、ヘッドユニットに取り付けられた吸着ノ
ズルの形状もしくは位置を表す要素を検出するノズル要
素検出処理を行い、このノズル要素検出処理に基づい
て、吸着ノズルについての判定もしくは設定処理を行う
ようにしているため、ヘッドユニットに対する吸着ノズ
ルの取付時に誤作業あるいは組付け誤差等が合った場合
でも、それについての判別もしくは調整を適切に行うこ
とができ、上記誤作業等に起因した各種のトラブルを未
然に防止することができる。
びこの方法の実施に用いる請求項6に記載の発明の装置
によると、準備段階でヘッドユニットに取り付けられた
吸着ノズルの外形特徴量を検出し、それに基づいて正規
のノズルかどうかの判定を行なっているため、誤って正
規のノズルとは違った吸着ノズルがヘッドユニットに取
り付けられた場合にこれを判別し、間違った吸着ノズル
の使用による吸着不良等のトラブルを未然に防止するこ
とができる。
法およびこの方法の実施に用いる請求項7に記載の発明
の装置によると、吸着ノズル取付後に、吸着ノズルの先
端が光学的検知手段に対応する位置となる基準ノズル高
さを検出してこれを記憶し、本作業中において光学的検
知手段によるチップ部品の投影の検知の際に上記基準ノ
ズル高さ位置に基づいて求めた高さに吸着ノズルを調整
するようにしているため、組付け誤差等で吸着ノズルの
高さ位置にばらつきがあっても、上記光学的検知手段に
よるチップ部品の投影の検知とそれに基づくチップ部品
吸着状態の判定を正確に行うことができる。
判定の処理として、チップ部品を吸着したノズルを一定
回転範囲だけ回転させつつ投影幅を測定して、投影幅最
小値と投影幅最大値と投影幅最小時の回転角とを検出
し、上記投影幅最小値が下限側基準値より小さい場合、
上記投影幅最大値が上限側基準値より大きい場合、投影
幅最小時の回転角が上記一定回転範囲の途中に存在しな
い場合のいずれかの場合に、吸着状態が不良であると判
定する(請求項4)と、吸着状態の良、不良の判定を正
確に行うことができる。
法およびこの方法の実施に用いる請求項8に記載の発明
の装置によると、吸着ノズル取付後に、吸着ノズルの回
転中心を検出してこれを記憶し、その後の本作業中に、
吸着ノズルを回転させつつ光学的検知手段により検知し
たチップ部品の投影と上記回転中心とに基づいてチップ
部品の吸着位置のずれを求めるようにしているため、部
品装着位置の補正を精度良く行うことができる。
である。
る。
定を行なう処理を示すフローチャートである。
明図である。(b)は吸着のズルに対するレーザービー
ム照射状態を示す説明図である。
である。
ある。
(c)は吸着異常状態を示す説明図である。
図である。
態判定に関する処理を抜粋したフローチャートである。
中の主制御器の構成を示すブロック図である。
フローチャートである。
動作の説明図である。
チャートである。
である。
図である。
図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 複数種類の吸着ノズルの中から装着され
るべきチップ部品の種類に応じて選択した吸着ノズルを
ヘッドユニットに取り付ける準備作業を行なった後に、
このヘッドユニットによりチップ部品を吸着してこれを
所定位置に装着する本作業を行う部品装着方法におい
て、上記準備作業におけるヘッドユニットへの吸着ノズ
ルの取付後に、ヘッドユニットに取り付けられた吸着ノ
ズルの形状もしくは位置を表す要素を検出するノズル要
素検出処理を行い、このノズル要素検出処理に基づい
て、吸着ノズルについての判定もしくは設定の処理を行
うことを特徴とする部品装着方法。 - 【請求項2】 ノズル要素検出処理として、上記ヘッド
ユニットに取り付けられた吸着ノズルの外形特徴量の検
出を行い、この外形特徴量の検出に基づく処理として、
上記外形特徴量の検出値を正規の吸着ノズルに応じた設
定値と比較することにより正規の吸着ノズルが取り付け
られているかどうかを判定することを特徴とする請求項
1記載の部品装着方法。 - 【請求項3】 ノズル要素検出処理として、吸着ノズル
を昇降させて吸着ノズル先端がヘッドユニットに具備さ
れている光学的検知手段に対応する位置としたときのノ
ズル高さである基準ノズル高さを検出し、この基準ノズ
ル高さの検出に基づく設定処理として、上記基準ノズル
高さを記憶し、その後の本作業中には、チップ部品を吸
着した吸着ノズルを上記基準ノズル高さに基づいて求め
た高さとした状態で、上記光学的検知手段によりチップ
部品の投影を検知し、それに基づいてチップ部品吸着状
態の判定を行うことを特徴とする請求項1記載の部品装
着方法。 - 【請求項4】 チップ部品吸着状態の判定の処理とし
て、チップ部品を吸着したノズルを一定回転範囲だけ回
転させつつ投影幅を測定して、投影幅最小値と投影幅最
大値と投影幅最小時の回転角とを検出し、上記投影幅最
小値が部品短片長さよりも所定量小さく設定された下限
側基準値より小さい場合、上記投影幅最小値が部品長片
長さよりも所定量大きく設定された上限側基準値より大
きい場合、投影幅最小時の回転角が上記一定回転範囲の
途中に存在しない場合のいずれかの場合に、吸着状態が
不良であると判定することを特徴とする請求項3記載の
部品装着方法。 - 【請求項5】 ノズル要素検出処理として、吸着ノズル
を回転させつつ、ヘッドユニットに具備されている光学
的検知手段による吸着ノズルの投影の検知に基づいて吸
着ノズルの回転中心を検出し、このノズル要素検出処理
に基づく処理として、上記吸着ノズルの回転中心を記憶
する設定処理を行い、その後の本作業中には、チップ部
品を吸着した吸着ノズルを回転させつつ上記光学的検知
手段により検出したチップ部品の投影と上記吸着ノズル
の回転中心とに基づいてチップ部品吸着位置のずれを求
めることを特徴とする請求項1記載の部品装着方法。 - 【請求項6】 部品供給側と装着側とにわたって移動可
能とされ、かつ外形特徴量が異なる複数種類の吸着ノズ
ルの中から装着すべきチップ部品の種類に応じて選択さ
れた吸着ノズルが取り付けられているヘッドユニットを
備え、このヘッドユニットにより部品供給側からチップ
部品を吸着してこれを装着側の所定位置に装着する部品
装着装置において、上記ヘッドユニットに取り付けられ
た吸着ノズルの外形特徴量を光学的に検出する光学的検
知手段と、吸着ノズルの種類に応じた外形特徴量を予め
記憶した記憶手段と、この記憶手段から正規の吸着ノズ
ルに応じて読み出した設定値と上記光学的検知手段の検
出値とを比較して、正規の吸着ノズルが取り付けられて
いるかどうかを判定する比較判定手段とを備えたことを
特徴とする部品装着装置。 - 【請求項7】 部品供給側と装着側とにわたって移動可
能とされ、かつ吸着ノズルが取り付けられているヘッド
ユニットを備え、このヘッドユニットにより部品供給側
からチップ部品を吸着してこれを装着側の所定位置に装
着する部品装着装置において、ヘッドユニットに具備さ
れた平行光線の照射部および受光部により物品の投影を
検知する光学的検知手段と、上記吸着ノズルを昇降させ
る昇降駆動手段と、吸着ノズルを昇降させて吸着ノズル
先端がヘッドユニットに具備されている光学的検知手段
に対応する位置としたときのノズル高さである基準ノズ
ル高さを検出する基準ノズル高さ検出手段と、この基準
ノズル高さを記憶する記憶手段と、上記吸着ノズルによ
るチップ部品の吸着後に上記光学的検知手段によるチッ
プ部品の投影像の検知に基づいてチップ部品吸着状態を
判定する判定手段と、この判定の際に吸着ノズルを上記
記憶手段から読み出した基準ノズル高さに基づいて求め
た高さとするように上記昇降駆動手段を制御する制御手
段とを備えたことを特徴とする部品装着装置。 - 【請求項8】 部品供給側と装着側とにわたって移動可
能とされ、かつ吸着ノズルが取り付けられているヘッド
ユニットを備え、このヘッドユニットにより部品供給側
からチップ部品を吸着してこれを装着側の所定位置に装
着する部品装着装置において、ヘッドユニットに具備さ
れた平行光線の照射部および受光部により物品の投影を
検知する光学的検知手段と、上記吸着ノズルを回転させ
る回転駆動手段と、上記吸着ノズルを回転させつつ上記
光学的検知手段により吸着ノズルの投影を検知したとき
のデータに基づいて吸着ノズルの回転中心を検出する回
転中心検出手段と、この吸着ノズルの回転中心を記憶す
る記憶手段と、上記吸着ノズルによるチップ部品の吸着
後に吸着ノズルを回転させつつ上記光学的検知手段によ
るチップ部品の投影の検知を行わせ、その検知データと
上記記憶手段から読み出した回転中心とに基づいて、チ
ップ部品吸着位置のずれに対応する装着位置補正量を求
める補正手段とを備えたことを特徴とする部品装着装
置。
Priority Applications (6)
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