JPH07131196A - 認識装置及び認識機能付き部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズルに吸着されている部品の表裏状態を認
識可能にすることを目的とする。 【構成】 ＣＰＵ２１は認識装置１６により撮像された
部品４の撮像結果とＲＡＭ２２に記憶されている当該部
品４の表裏判定条件との比較結果に基づいて、該ノズル
１２に吸着されている部品４の表裏状態を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノズルに吸着された電
子部品に光を照射し、得られる反射像を撮像部で撮像
し、その撮像結果から該ノズルに吸着されている部品の
状態を認識する認識装置及び認識機能付き部品装着装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】此種の従来技術としては、本出願人が先
に出願した実願平３−８１２９５号に添付した明細書に
部品に上方から光を照射してその透過像を撮像する透過
認識方式、また部品に下方から光を照射してその反射像
を撮像する反射認識方式により部品の位置ズレを認識す
るものが開示されている。

【０００３】しかし、両認識方式とも例えばノズルに部
品が裏表に吸着されていようがそれは認識していないの
で、そのまま後工程で基板に該部品を裏のままで装着し
てしまうことがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明はノズ
ルに吸着されている部品の表裏状態を認識可能にするこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明はノズル
に吸着された電子部品に光を照射し得られる反射像を撮
像部で撮像してその撮像結果から該ノズルに吸着されて
いる部品の状態を認識する認識装置に於いて、前記部品
毎に表裏判定条件に関するデータを記憶する記憶装置
と、前記撮像部による撮像結果と該記憶装置に記憶され
た当該部品の表裏判定条件とを比較する比較装置と、該
比較装置による比較結果に基づいてノズルに吸着されて
いる当該部品の表裏状態を判定する判定装置とを設けた
ものである。

【０００６】また、本発明は電子部品をノズルで吸着し
て順次プリント基板に装着するもので前記ノズルに吸着
された電子部品に光を照射し得られる反射像を撮像部で
撮像してその撮像結果から該ノズルに吸着されている部
品の状態を認識する認識機能付き部品装着装置に於い
て、前記部品毎に表裏判定条件に関するデータを記憶す
る記憶装置と、前記撮像部による撮像結果と該記憶装置
に記憶された当該部品の表裏判定条件とを比較する比較
装置と、該比較装置による比較結果に基づいてノズルに
吸着されている当該部品の表裏状態を判定する判定装置
と、該判定装置による判定結果から該部品を裏表状態で
吸着しているノズルは装着動作させないように制御する
制御装置とを設けたものである。

【０００７】

【作用】以上の構成から、判定装置は比較装置による撮
像部により撮像された部品の撮像結果と記憶装置に記憶
されている当該部品の表裏判定条件との比較結果に基づ
いて、該ノズルに吸着されている部品の表裏状態を判定
する。また、判定装置は比較装置による撮像部により撮
像された部品の撮像結果と記憶装置に記憶されている当
該部品の表裏判定条件との比較結果に基づいて、該ノズ
ルに吸着されている当該部品の表裏状態を判定する。そ
して、制御装置は判定装置により部品を裏表状態で吸着
していると判定したノズルに対しては装着動作させな
い。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図２及び図３において、（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方向に移動させるＸＹテーブルで、チップ状電
子部品（４）（以下、チップ部品、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）は夫々が同一種類のチップ部品
（４）を供給する部品供給ユニット（７）が多数種類の
チップ部品（４）を供給するため多数個等間隔で取り外
し可能に並設される部品供給部としての部品供給台で、
部品供給サーボモータ（８）の駆動によるボールネジ
（９）の回動により、ガイド（１０）に案内されて図２
の左右方向（並設方向）に移動される。

【００１０】（１１）は下面に前記チップ部品（４）を
前記部品供給ユニット（７）より取り出し搬送する吸着
ノズル（１２）が複数個設けられた吸着ヘッド部（１
３）が多数その周縁に設置されるロータリテーブルで、
図１に示すロータリサーボモータ（１４）の回動により
図示しないインデックスユニットを介して、間欠回動さ
れる。吸着ヘッド部（１３）は間欠回動ピッチに対応し
て設けられている。

【００１１】（Ｉ）はチップ部品（４）を部品供給ユニ
ット（７）より取り出す吸着ステーションであり、吸着
ノズル（１２）が部品（４）を吸着したかどうかを検出
する部品有無検出装置（１５）が備えられている。該部
品有無検出装置（１５）は例えばノズル（１２）に部品
（４）が正常に吸着されている場合には、図示しない投
光器からの光が該部品（４）により反射されて受光器に
受光されないことにより部品の有無検出を行う。尚、該
検出装置（１５）は各種部品（４）に応じてその位置が
変更可能に設置されている。また、反射型の検出装置を
用いても良く、この場合部品（４）により反射された光
が受光器に受光されることにより部品有りと検出させ
る。

【００１２】（ＩＩ）は吸着ノズル（１２）に吸着され
ているチップ部品（４）の状態をＣＣＤカメラから成る
認識装置（１６）により撮像し、認識する認識ステーシ
ョンである。以下、認識装置（１６）について特に図４
及び図５の原理図を基に説明する。尚、図４及び図５は
便宜的にノズル（１２）を１本だけ記載してある。

【００１３】（３０）は透過認識方式による認識の場合
に図４に示すように前記ノズル（１２）の筒体部に設け
られた上部拡散板（３１）に上方から光を照射する第１
の光源で、光は該拡散板（３１）により拡散されてノズ
ル（１２）に吸着されている部品（４）に照射される。
この透過方式による認識に供される部品（４）は例えば
図４及び図６に示すようなＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ
Ｐａｃｋａｇｅ、以下リード有りという。）と呼ばれ
るもので本体から端子ピン（４Ａ）が突出している。

【００１４】（３２）は反射認識方式による認識の場合
に図５に示すようにノズル（１２）に吸着されている部
品（４）の下方から光を照射する第２の光源で、光は下
部拡散板（３３）により拡散されて部品（４）に照射さ
れ、その反射像が該下部拡散板（３３）の中央部の透孔
（３４）を通って、下方に位置されたＣＣＤカメラ（３
５）で撮像される。この反射方式による認識に供される
部品（４）は例えば図５及び図７に示すようなＬＣＣ
（Ｌｅａｄｌｅｓｓ Ｃｈｉｐ Ｃａｒｒｉｅｒ、以下
リード無しという。）と呼ばれるもので、本体から前述
したＱＦＰのような端子ピン（４）が突出しない構造に
なっている。

【００１５】（ＩＩＩ）はチップ部品（４）に対する回
転補正を行うノズル回転補正ステーションで、前記認識
装置（１６）での認識結果を基に部品（４）の角度が装
着角度となるように第１のノズル回転装置（１６）によ
り該ノズル（１２）を回転補正する。（ＩＶ）は前記ノ
ズル回転補正ステーション（ＩＩＩ）での作業終了後の
チップ部品（４）がノズル（１２）に立って吸着されて
いる等の所謂部品立ち異常を部品立ち検出装置（１９）
により検出する部品立ち検出ステーションである。該部
品立ち検出装置（１９）は、前記部品有無検出装置（１
５）と同等な構造であり、部品（４）がノズル（１２）
に正常な姿勢で吸着されている場合には投光器からの光
が部品（４）により遮られずに受光器に受光されるよう
に設置し、部品立ちの状態では部品（４）により光が遮
られて受光器に受光されないことにより検出する。同様
に反射型の検出装置を用いても良い。

【００１６】（Ｖ）はチップ部品（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。（ＶＩ）
は前記認識装置（１６）で認識した結果、例えば認識異
常と判断されたチップ部品（４）とか、部品立ち検出装
置（１９）により立って吸着されていると検出された状
態でノズル（１２）に吸着されているチップ部品（４）
を排出する排出ステーションである。

【００１７】（ＶＩＩ）は前記吸着ステーション（Ｉ）
で吸着するチップ部品（４）に対応する吸着ノズル（１
２）を選択するノズル選択ステーションで、吸着ヘッド
部（１３）外径部に設けられている図示しないギアに図
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
た後回動される図示しない駆動ギアサーボモータの回動
による駆動ギア（１８）の回動により所望の吸着ノズル
（１２）が選択される。

【００１８】（ＶＩＩＩ）はノズル原点位置合わせステ
ーションである。（２８）は第２のノズル回転装置で前
記ノズル回転補正ステーション（ＩＩＩ）で位置ズレ回
転補正を行った分元に戻して原点位置合わせを行う。図
３の（２５）はプリント基板（５）をＸＹテ−ブル
（１）に供給するために搬送する供給コンベアであり、
（２６）はＸＹテ−ブル（１）上の基板（５）を排出す
る排出コンベアである。

【００１９】図１において、（２０）はＣＰＵ（２１）
に接続されたインターフェイスで、部品有無検出装置
（１５）、認識装置（１６）、部品立ち検出装置（１
９）やＣＲＴ（３６）が接続されている。（２２）は記
憶装置としてのＲＡＭで、図８に示す部品装着動作に関
するＮＣデータや図９に示すリール番号に対応する部品
種データや図１０等に示すパーツデータ等が記憶されて
いる。（２３）は同じく部品装着動作に係わるプログラ
ムを記憶するＲＯＭである。

【００２０】ＲＡＭ（２２）に格納されている前記各デ
ータについて説明する。ＮＣデータは図８に示されるよ
うに、部品（４）の装着順序を示すステップ番号毎にプ
リント基板（５）上への装着位置（Ｘ座標データ、Ｙ座
標データ）、装着方向を示す装着角度データ（θ角度）
及び取り出すべきチップ部品（４）を供給する部品供給
ユニット（７）の供給台（６）上での取り付け位置の番
号を示すリール番号が格納される。本実施例の場合リー
ル番号は図２の左側より「１、２、…４０」と順番に付
されている。コントロールコマンドの「Ｅ」はステップ
の終了を示す。該リール番号に対応した部品品種（部品
ＩＤ）データが図９に示すように設定されている。即
ち、リール番号「１」の位置に部品品種「Ａ」が収納さ
れた供給ユニット（７）が設置されている。以下、同様
である。本実施例では図８のＮＣデータと該リール番号
に対する部品品種に関するデータが１組で所定の種類の
基板（５）への部品装着のためのデータとしてＲＡＭ
（２２）に格納されている。

【００２１】パーツデータは図１０に示すように、前記
部品種を示す部品ＩＤ毎にその部品に関する各種データ
（例えば部品厚、部品のＸ、Ｙサイズ、サイズ許容値、
認識方式、形状、１ヘッド（１３）内のノズル（１２）
の中から選択される使用ノズル、表裏判定条件等）がＲ
ＡＭ（２２）に格納されている。尚、表裏判定条件とは
該部品（４）が反射認識方式による認識に供される場合
に該部品（４）がノズル（１２）に表裏が正常な状態で
吸着されているか否か判定するための条件が設定されて
いる。部品ＩＤ「Ａ」の部品（４）は透過方式による認
識のため該判定条件には「−−（設定されていな
い。）」と設定され、反射方式の認識が行われる例えば
部品ＩＤ「Ｂ」の部品（４）の判定条件は「白」と設定
されている（図１１参照）。即ち、部品（４）により反
射された反射光がカメラ（３５）に撮像された場合に該
部品（４）の下面の材質例えばセラミックスやアルミナ
の白により該部品部分が図１３に示すように白く撮像さ
れるはずが、図１４に示すように黒く（表面の黒い材質
にガラスコーティングが施された部分、図１４には背景
の鎖線より間隔が広い斜線部分）撮像された場合に該部
品（４）がノズル（１２）に裏表で吸着されたとＣＰＵ
（２１）に判定させるものである。この場合、図１４に
示すように鎖線の間隔が狭いほど黒に近いものとする。
この撮像結果を基に階調値の違いからＣＰＵ（２１）は
背景とノズル（１２）に裏表で吸着された該部品（４）
の表面に照射された光の反射像による灰色（前述したよ
うに本来撮像される白とは異なる階調値の色）がかった
色とを識別し、該部品（４）が裏表で吸着されていると
判断する。

【００２２】また、部品（４）の表面が黒で、下面が白
という例を説明したが、これに限らず例えば表面が白、
下面が黒であるとか、種々の色であっても良く、この場
合、予め各部品（４）毎に裏表を撮像し、その時の階調
値の違いを各部品（４）毎にＲＡＭ（２２）に記憶させ
ておくことにより、各部品（４）毎の表裏判定が可能で
ある。

【００２３】更に、この他に例えば部品の表面に印字さ
れた製造番号等の文字の有無により（文字が撮像された
場合に裏表に吸着されていると判定する。）判定させる
ことも可能である（図１５参照）。以下、動作について
説明する。先ず、プリント基板（５）が供給コンベア
（２５）に搬送されＸＹテーブル（１）上に載置され
る。

【００２４】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、ＮＣデータのステップ
番号「１」のリール番号「１」の部品供給ユニット
（７）が吸着ステーション（Ｉ）の部品吸着位置に待機
される。ロータリテーブル（１１）の回動により、次に
吸着ステーション（Ｉ）の部品取出し位置に移動して来
るノズル（１２）はノズル選択ステーション（ＶＩＩ）
にて駆動ギア（１８）の回動により吸着ヘッド部（１
３）が回動され図１０のパーツデータより部品ＩＤ
「Ａ」に対応したノズルタイプのもの（ノズル番号２の
ノズル（１２））が選択されており、吸着ヘッド部（１
３）の下降により吸着ノズル（１２）が下降して該ユニ
ット（７）の供給するチップ部品（４）が取り出され
る。該吸着ステ−ションの部品有無検出装置（１５）は
吸着ノズル（１２）の部品（４）の有無を検出し、以下
チップ部品（４）が吸着されていると検出されたものと
する。

【００２５】次に、部品（４）を吸着した吸着ノズル
（１２）はロータリサーボモータ（１４）の駆動により
ロータリテーブル（１１）の回動により認識ステーショ
ン（ＩＩ）に移動する。該認識ステーション（ＩＩ）で
はノズル（１２）に吸着された部品（４）の吸着ノズル
（１２）に対する位置ずれの認識及び吸着の状態等の認
識が認識装置（１６）により行われる。このとき、前述
した図１０に示した部品ＩＤ毎に設定された認識方式に
より部品（４）の認識が行われる。例えば部品ＩＤ
「Ａ」の部品（４）であれば、透過方式による認識のた
め第１の光源（３０）が点灯され、上部拡散板（３１）
を介して部品（４）に照射された光がシルエット像をカ
メラ（３５）で撮像する。ＣＰＵ（２１）は、その撮像
結果を基に該部品（４）の有無や設定されたサイズを基
にして該部品（４）が正規の部品であるか否か、後工程
のノズル回転補正ステーションでの補正可能限度内か否
かを判断する。また、部品ＩＤ「Ｂ」の部品（４）の場
合には反射方式による認識に基づいて前述したように部
品（４）の有無や正規の部品であるか否か、補正可能か
否か判断するとともに、その部品（４）が表裏判定する
必要があり、判定条件が設定されている場合には、該条
件に基づいて表裏の判定が為される。当該部品（４）は
図１１に示すように表裏判定条件に「白」と設定されて
いるので、カメラ（３５）に撮像された反射像が白でな
ければ、該部品（４）はノズル（１２）に裏表で吸着さ
れていると判定する。また、白く撮像されれば該部品
（４）の下面の材質の白により反射像が白く撮像された
として正常と判定する。以上のようにして認識された認
識結果より、ＣＰＵ（２１）が不良品と判定した場合
は、該部品（４）を吸着しているノズル（１２）の下降
動作は停止され、該部品（４）は装着ステーション
（Ｖ）で装着されずに排出ステーション（ＶＩ）で排出
されることになる。

【００２６】また、前記反射方式による認識の場合に、
部品（４）表面に製造番号等の文字が書かれている部品
（４）の表裏を判定する場合には、表裏判定条件データ
に設定された判定条件と異なる該文字が撮像された場合
に該部品（４）がノズル（１２）に裏表で吸着されてい
るとＣＰＵ（２１）は判定し、前述したように該部品
（４）を基板（５）に装着しないで排出ステーションで
排出する。

【００２７】そして、ノズル（１２）に表裏が正常な状
態で吸着されている部品（４）はロータリテーブル（１
１）の回動により吸着ノズル（１２）がノズル回転補正
ステ−ション（ＩＩＩ）に達すると、認識装置（１５）
の認識結果に基づきＮＣデータで指定されている角度に
なるようノズル回転装置（１７）はノズル（１２）を回
転させチップ部品（４）の角度位置決めを行う。

【００２８】次に、部品立ち検出ステーション（ＩＶ）
の部品立ち検出装置（１９）は吸着ノズル（１２）に部
品（４）が立って吸着されているか否かを検出し、以下
チップ部品（４）が正常に吸着されていると検出された
ものとする。尚、部品立ち検出装置（１９）の検出結果
より、ＣＰＵ（２１）が部品（４）がノズル（１２）に
立って吸着されていると判定した場合は、該部品（４）
は装着ステーション（Ｖ）で装着されずに排出ステーシ
ョン（ＶＩ）で排出されることになる。

【００２９】次に、装着ステーション（Ｖ）にて吸着ノ
ズル（１２）の下降によりＸ軸サーボモータ（２）及び
Ｙ軸サーボモータ（３）の回動によりＮＣデータの指定
位置（Ｘ１，Ｙ１）が位置決めされたプリント基板
（５）にチップ部品（４）が角度データ（θ１）に基づ
いて装着される。次に、前記ステップ番号「１」の部品
（４）を吸着しているノズル（１２）が、認識ステーシ
ョン（ＩＩ）に停止したときには、次のノズル（１２）
が吸着ステーション（Ｉ）に停止するが、ステップ番号
「１」の部品（４）が吸着された後ロータリテーブル
（１１）の回転の間にステップ番号「２」に示されるリ
ール番号「２」の部品供給ユニット（７）が吸着ステ−
ションに供給台（６）の移動により吸着ノズル（１２）
の部品取出し位置に移動する。即ち、供給台（６）は１
つのユニット（７）の間隔分移動する。こうして吸着ノ
ズル（１２）はステップ番号「１」の場合と同様にして
部品（４）を吸着しステップ番号「１」の場合と同様に
してプリント基板（５）の指定位置（Ｘ２，Ｙ２）にθ
２度の角度で該部品（４）は装着される。

【００３０】次に、ステップ番号「３」の部品吸着のた
め供給台（６）はステップ番号「２」の場合と同様に隣
のリール番号「３」のユニット（７）を部品吸着位置に
位置させるため１ユニット分移動し、該部品（４）は基
板（５）の指定位置（Ｘ３，Ｙ３）にθ３度の角度で装
着される。このような動作が繰り返されて、チップ部品
（４）の吸着及び装着が行われステップ番号「４０」の
部品装着が終了するとＮＣデータのコントロールコマン
ドが「Ｅ」であることからステップ番号の終了を判断
し、プリント基板（５）をＸＹテ−ブル（１）より排出
コンベア（２６）で排出し次の基板（５）をＸＹテ−ブ
ル（１）上に載置する。

【００３１】また、表裏判定条件としては部品（４）の
表裏の色の違い、文字だけに限らず例えば部品にマーク
を付しておき、それの有無で表裏を判定させても良い。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、ノズルに吸着さ
れている部品の表裏状態が認識可能となり、裏表逆の状
態で該部品を基板に装着してしまうミスを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部品装着装置の構成回路図である。

【図２】同じく装着装置の平面図である。

【図３】同じく装着装置の斜視図である。

【図４】透過方式による認識状態を示す図である。

【図５】反射方式による認識状態を示す図である。

【図６】リード有りの部品を示す斜視図である。

【図７】リード無しの部品を示す斜視図である。

【図８】ＮＣデータを示す図である。

【図９】リール番号に対する部品品種に関するデータを
示す図である。

【図１０】パーツデータを示す図である。

【図１１】パーツデータを示す図である。

【図１２】透過方式による撮像結果を表示するＣＲＴ画
面を示す図である。

【図１３】反射方式による撮像結果を表示するＣＲＴ画
面を示す図である。

【図１４】反射方式による撮像結果を表示するＣＲＴ画
面を示す図である。

【図１５】反射方式による撮像結果を表示するＣＲＴ画
面を示す図である。

【符号の説明】

（１） ＸＹテーブル （４） チップ状電子部品 （５） プリント基板 （６） 部品供給台 （７） 部品供給ユニット （１２） 吸着ノズル （１６） 認識装置 （２１） ＣＰＵ （２２） ＲＡＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00 Ｈ０５Ｋ 13/02 Ｗ 13/08 Ａ 8315−4Ｅ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルに吸着された電子部品に光を照射
   し得られる反射像を撮像部で撮像してその撮像結果から
   該ノズルに吸着されている部品の状態を認識する認識装
   置に於いて、前記部品毎に表裏判定条件に関するデータ
   を記憶する記憶装置と、前記撮像部による撮像結果と該
   記憶装置に記憶された当該部品の表裏判定条件とを比較
   する比較装置と、該比較装置による比較結果に基づいて
   ノズルに吸着されている当該部品の表裏状態を判定する
   判定装置とを設けたことを特徴とする認識装置。
2. 【請求項２】 電子部品をノズルで吸着して順次プリン
   ト基板に装着するもので前記ノズルに吸着された電子部
   品に光を照射し得られる反射像を撮像部で撮像してその
   撮像結果から該ノズルに吸着されている部品の状態を認
   識する認識機能付き部品装着装置に於いて、前記部品毎
   に表裏判定条件に関するデータを記憶する記憶装置と、
   前記撮像部による撮像結果と該記憶装置に記憶された当
   該部品の表裏判定条件とを比較する比較装置と、該比較
   装置による比較結果に基づいてノズルに吸着されている
   当該部品の表裏状態を判定する判定装置と、該判定装置
   による判定結果から該部品を裏表状態で吸着しているノ
   ズルは装着動作させないように制御する制御装置とを設
   けたことを特徴とする認識機能付き部品装着装置。