JPH07193398A - 自動組立・実装装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品の組付・実装までの動作を効率的かつ短
時間で行うことを可能とする。 【構成】工程の前段階に、複数の部品配設位置を設定
し、各位置で部品供給、第１の部品検出・演算処理、第
２の部品検出・演算処理、の各工程を行うことにより、
部品組付・実装手段（装着ヘッド）による部品搬送途中
に部品検出・演算処理のための停止動作を入れなくてす
むようにした。さらに、第１の部品検出・演算処理工程
で画像処理等の処理時間の長い部品検出・演算処理を行
えば、同工程から最終の部品組付・実装工程に入るまで
の時間を、その部品検出・演算処理のために確保できる
ようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、供給された部品を組み
付け又は実装する前に該部品の形状，位置あるいは端子
等の部品パターンの形状，位置等を効率的に検査、測定
するようにした自動組立・実装装置及びその方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明の自動組立・実装装置に含まれる
代表的な装置として、電子部品自動装着装置がある。電
子部品自動装着装置は、プリント基板の所定位置に電子
部品を位置決めして装着するもので、一般に、水平移動
自在な装着ヘッドに、上下動及び回転自在な装着スピン
ドルを備え、この装着スピンドルの先端に取り付けた吸
着ノズルによって電子部品を吸着保持し、部品供給位置
からプリント基板の装着位置まで搬送して装着する構成
となっている。

【０００３】さて、この装置でプリント基板に装着され
る電子部品は形状がまちまちであり、しかもプリント基
板の装着位置に対し所定の方向性を有しているため、装
着動作に先立って吸着ノズルに吸着保持した電子部品の
形状（姿勢）や吸着位置を測定し、基準となる形状（姿
勢）や吸着位置との誤差を検出することにより、その誤
差分を補正する必要がある。

【０００４】このため、部品供給位置からプリント基板
の装着位置へと搬送するまでの間に、吸着ノズルに吸着
保持されている電子部品を撮像カメラで撮像し、その画
像を画像処理して電子部品の形状（姿勢）や吸着位置を
認識するとともに、その認識結果を参照して吸着保持さ
れた電子部品の姿勢や位置を補正する工程が挿入されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の電子部品自動装着装置では、電子部品を吸着保持した
装着ヘッドが、該電子部品をプリント基板の装着位置ま
で搬送し装着するまでの間に、部品の撮像、画像処理、
及び補正等といった工程を踏まなければならない。した
がって、装着ヘッドは電子部品の搬送途中において、撮
像カメラと対向する位置で一端停止しなければならず、
これが電子部品の高速実装を実現するに際して大きな障
害となっていた。

【０００６】また、画像処理によって電子部品の形状や
位置を認識する場合、その演算は複雑で大容量の汎用コ
ンピュータを使用してもかなりの時間を要していた。し
たがって、装着ヘッドによる搬送途中でこのような画像
処理を行う場合、撮像終了後、装着ヘッドがプリント基
板の装着位置まで移動する間の時間で、かかる画像処理
を終えることができず、その結果、装着ヘッドを無駄に
待機させておかなければならないということもあり、こ
の点においても電子部品の高速実装の実現に課題を抱え
ていた。

【０００７】本出願人はこのような事情に鑑みて、先に
電子部品装着動作の高速化を実現し得る電子部品装着装
置を提案した（特願平５−６２８３号）。本発明はかか
る電子部品装着装置をさらに改良し、より効率的かつ短
時間で部品の組付・実装を行えるようにしたものであ
る。すなわち、本発明は部品の組付・実装までの動作を
効率的かつ短時間で行い得る自動組立・実装装置及びそ
の方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自動組立・実装装置は、複数個の部品配設
位置と、この部品配設位置に供給された部品を保持して
順次次の部品配設位置に移動する部品移動手段と、最初
の部品配設位置に部品を供給する部品供給手段と、最終
の部品配設位置におかれた部品を所定の部品組付・実装
位置に組み付け又は実装する部品組付・実装手段と、複
数個の部品配設位置のいずれかにそれぞれ設けられた複
数の検出手段と、各検出手段に対応して設けられ対応す
る検出手段からの検出データをそれぞれ処理する演算手
段と、演算手段の演算結果を参照し、部品組付・実装手
段の組付・実装位置を補正する制御手段とを備えたこと
を特徴としている。

【０００９】また、上記自動組立・実装装置において、
いずれか又は全ての演算手段の演算結果に基づいて部品
の良否を判定し、不良部品を前記部品組付・実装位置へ
の組付・実装対象から除外する部品検査手段を備えた構
成としてもよい。さらに、上記自動組立・実装装置にお
いて、部品移動手段に、部品を保持する複数の透明な部
品取付面を備え、これらの部品取付面が複数の部品配設
位置上に順次移動する構成とし、かつ複数の検出手段
を、いずれかの部品配設位置の下方にそれぞれ配置した
構成としてもよい。

【００１０】本発明方法は、上記複数個の部品配設位置
と、部品移動手段と、部品供給手段と、部品組付・実装
手段とを最低限備えた装置を用いる自動組立・実装方法
であって、最初の部品配設位置に部品を供給する工程
と、最終の部品配設位置を除く少なくとも１個の部品配
設位置で部品又は部品パターンの位置又は形状を検出
し、その検出データを処理する第１の部品検出・演算処
理工程と、第１の部品検出・演算処理工程で部品又は部
品パターンの位置又は形状を検出した後、検出対象とな
った部品を次の部品配設位置に移動する部品移動工程
と、最終の部品配設位置で部品又は部品パターンの位置
又は形状を検出し、その検出データを第１の部品検出・
演算処理工程より短い処理時間で処理する第２の部品検
出・演算処理工程と、第１及び第２の部品検出・演算処
理工程の終了後、これら各部品検出・演算処理工程の少
なくとも一の処理結果を参照して前記部品組付・実装手
段を制御する部品組付・実装工程とを含むことを特徴と
している。

【００１１】また、上記方法において、第１の部品検出
・演算処理工程を、部品の形状若しくは位置、又は部品
の下面に形成されたパターンの位置若しくは形状を認識
する画像処理工程としてもよく、さらにこの画像処理工
程に加えて、該部品の下面に形成されたパターンの高さ
形状を測定するレーザ測高処理工程を含んだ構成とし、
これら各工程がそれぞれ異なった部品配設位置で所定の
検出を行うようにしてもよい。

【００１２】さらにまた、上記方法において、第１の部
品検出・演算処理工程の処理結果を参照して該部品の良
否を判定する判定工程を挿入してもよい。また、上記方
法において、第２の部品検出・演算処理工程を、部品の
形状又は位置を検出し、部品組付・実装手段による部品
の組付・実装姿勢又は位置との位置ずれを測定する保持
位置測定工程とし、部品組付・実装工程がこの保持位置
測定工程の測定結果を参照して組付・実装手段による部
品の組付・実装位置を補正するようにしてもよい。

【００１３】

【作用】上述した自動組立・実装装置及びその方法を用
いれば、部品組付・実装手段が部品の組付・実装動作に
入る前（電子部品自動装着装置でいえば、装着ヘッドが
電子部品を吸着する前）に、複数の部品配設位置で部品
を順次移動させ、その間に部品組付・実装手段によっ
て、第１，第２の部品検出・演算処理工程を行い、部品
又は部品パターンの位置又は形状を検出するので、部品
組付・実装手段による部品組付・実装動作を途中で停止
する必要がない。

【００１４】また、先に行われる第１の部品検出・演算
処理工程において、画像処理や走査個所の多い部品パタ
ーンの位置，形状の検出・処理といった時間のかかる処
理を行うようにすれば、最終の部品配設位置まで該部品
が移動する間、さらには部品の組付・実装を完了する直
前まで、それらの動作と並行して上記処理のために時間
を確保することができる。

【００１５】また、部品の形状又は位置を検出すること
により、部品組付・実装手段による部品の組付・実装姿
勢又は位置とのずれを第２の部品検出・演算処理工程で
行うこととし、しかもこの工程を最終の部品配設位置に
おくようにすれば、部品配設位置から部品組付・実装手
段へと移行する際の部品の姿勢又は位置ずれを測定でき
るので、部品の組付・実装位置を高精度に補正すること
ができる。この場合にも、一般に部品の形状又は位置に
ついての画像処理個所は部品パターンのそれに比べて少
ないので、検出，処理を短時間で行え、部品の組付・実
装動作を妨げることはない。

【００１６】なお、本明細書において、「部品の形状」
というときは所定の基準に対する「部品の姿勢」を含む
ものであり、また、「部品の組付・実装」とは部品の組
み付け動作及び実装動作を初め、部品の装着，接着，挿
入，配置等、いわゆるロボットを使用して部品に対し行
われる種々の動作をいう。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。本実施例では電子部品自動装着装置を例
に挙げて、本発明の自動組立・実装装置を説明する。図
１〜図４は本実施例に係る自動組立・実装装置（電子部
品自動装着装置）を示しており、図１は同装置の概要を
示す平面図、図２は同じく一部を切断して示す正面図、
図３は同じく一部を切断して示す側面図、図４は部品吸
着保持部の周辺構造を拡大して示す一部断面正面図であ
る。

【００１８】これらの図面に示す電子部品自動装着装置
は、複数の部品配設位置１〜４を、部品移動手段として
の回転テーブル１０が順次間欠回転して電子部品Ｗを移
動させていく構造を備えている。この構造は、テープフ
ィーダや多段トレイフィーダ等からなる部品供給手段と
しての部品供給装置（図示では多段トレイフィーダ）１
１とプリント基板Ｐを保持する装着テーブル１２との間
に設置してある（図１参照）。

【００１９】本実施例では、９０°毎の間隔をおいて４
個所に部品配設位置１〜４が設けてあり、各部品配設位
置をそれぞれ部品供給部１、部品検出画像処理部２、レ
ーザ測高処理部３、及び部品吸着保持部４として構成し
てある。回転テーブル（部品移動手段）１０には、部品
配設位置１〜４の間隔に対応し９０°毎に部品取付部１
３が形成してあり、これら部品取付部１３を上記各部品
配設位置１〜４へ割り出し回転する。部品取付部１３の
上下面は透明板１４によって形成してあり、上方又は下
方から入射した光を透過するようになっている。

【００２０】また、部品取付部１３の上面は部品取付面
を形成しており、１又は複数の吸引孔１４ａが設けら
れ、該吸引孔１４ａを介して部品取付面を真空吸引する
ことにより、電子部品Ｗを吸着する構成となっている。
すなわち、部品取付部１３の上下面に設けた透明板１４
に挾まれた中間部分に真空吸引室を形成し、この真空吸
引室内の空気を図示しない真空ポンプによって吸引する
ことにより、上方の透明板１４に設けられた吸引孔１４
ａを介して部品取付部１３の上面を真空吸引する。

【００２１】最初の部品配設位置１は部品供給部となっ
ており（図１，図２参照）、この位置で回転テーブル１
０の部品取付部１３に電子部品Ｗが供給される。電子部
品Ｗの供給は、ピック・アンド・プレース・ユニット
（Ｐ・Ｐユニット）１５と称する部品搬送ロボット（部
品供給手段）により行なう。Ｐ・Ｐユニット１５につい
ては既に周知技術に関する事項なのでその詳細は省略す
るが、吸着ノズルをＸ−Ｙ方向及び上下方向に移動させ
ることにより、部品供給装置１１にストックしてある電
子部品Ｗを吸着して、最初の部品配設位置（部品供給
部）１にある部品取付部１３まで搬送するとともに、吸
着ノズルを軸中心に回転してあらかじめ定められた向き
に電子部品Ｗの姿勢を正し、部品取付部１３に配置す
る。

【００２２】二番目の部品配設位置２は部品検出画像処
理部となっており（図１，図３参照）、この位置で部品
取付部１３上の電子部品Ｗに対し所定の検出・演算処理
を行う。本実施例では、この部品配設位置２において電
子部品Ｗの部品パターン、特に底面に設けられた複数の
端子を検出し、その形状及び位置を認識する。

【００２３】例えば、ＢＧＡ（(Ball Grid Array)と称
される電子部品（ＬＳＩ）は、底面に半球状の端子が多
数配列されており、これら端子の１個１個をプリント基
板に形成された装着位置へ正確に装着する必要がある。
そのためには、これら底面の端子が規定通りの形状でか
つ所定の位置に形成されていなければならない。そこ
で、この部品配設位置（部品検出画像処理部）において
電子部品の底面に設けられた各端子（部品パターン）の
形状及び位置を認識することにより、その認識結果を参
照して、電子部品の良否を判断し、不良部品については
後述する装着ヘッド２９によって排除する構成となって
いる。

【００２４】すなわち、この部品配設位置（部品検出画
像処理部）２の下方には、発光ダイオード（ＬＥＤ）等
からなる光源１６が設けてあり、この位置におかれた部
品取付部１３上にある電子部品Ｗの底面に下方から光を
照射する。ここで、部品取付部１３は、上下面とも透明
板１４によって形成してあるので、光源１６からの光を
そのまま透過して電子部品Ｗの底面へと照射させること
ができる。なお、光源１６の上方近傍位置には拡散板１
７が設けてあり、光源１６からの光を散乱させて全面に
わたって均一な明るさの面光源としている。

【００２５】一方、部品配設位置２の上方にも、発光ダ
イオード等からなる光源４１が設けてあり、この位置に
置かれた部品取付部１３上にある電子部品Ｗに上方から
光を照射する。この光源４１と電子部品Ｗとの間にも拡
散板４２が設けてあり、光源４１からの光を散乱させて
全面にわたり均一な明るさの面光源となるようにしてあ
る。

【００２６】さらに、この部品配設位置２の下方には、
反射板１８、鏡筒１９、及び撮像カメラ２０で構成され
た第１の撮像装置（検出手段）２１が設置してある。反
射板１８は電子部品Ｗの底面で反射してきた光源からの
光（反射光）を鏡筒１９を通して撮像カメラ２０に入射
させる。それと同時に、上方の光源４１から発射された
光のうち、電子部品Ｗの周囲を透過した光（透過光）も
併せて撮像カメラ２０に入射させる。撮像カメラ２０は
入射した光の光量に応じた撮像信号（検出データ）を出
力する。撮像カメラ２０としては、公知となっているＣ
ＣＤカメラ等を適用することができる。

【００２７】また、この第１の撮像装置２１に対応して
第１の画像処理装置（演算手段）２２が設けてある。第
１の画像処理装置２２は撮像カメラ２０からの撮像信号
を入力して、所定の演算を行って電子部品Ｗの底面に関
する画像を形成するとともに、その画像に基づいて電子
部品Ｗの底面に存在する端子の形状及び位置を認識す
る。ここで、認識される端子の形状は、平面的２次元画
像に基づくため、平面形状のみである。また、本実施例
で各端子の位置は、透過光により形成される電子部品Ｗ
の外形画像から基準点の位置を認識し、、反射光により
形成される各端子画像の前記基準点からの距離を算出す
ることにより認識している。

【００２８】ところで、本実施例の電子部品自動装着装
置は、制御装置２３によって各動作を集中制御してい
る。この制御装置２３には、あらかじめ装着対象となる
電子部品Ｗの適正な形状及び位置（後述する装着ヘッド
２９の保持位置）、底面に設けられた端子の平面形状、
高さ形状、位置等の基準情報がインプットされている。

【００２９】そして、上記第１の画像処理装置２２で認
識した電子部品Ｗの端子形状及び位置に関する演算結果
を入力し、これらの演算結果とそれに対応した基準情報
とを比較して、それらの間に許容範囲を越えるずれがあ
るときは、該電子部品Ｗは不良品と判断する。すなわ
ち、制御装置２３は装着する電子部品Ｗの良否を判定す
る検査手段をも兼ねている。

【００３０】三番目の部品配設位置３はレーザ測高部と
なっており（図１，図２参照）、この位置でも部品取付
部１３上の電子部品Ｗに対し所定の検出・演算処理を行
う。本実施例では、この部品配設位置３においてレーザ
測高装置（検出手段）２４を使用し、電子部品Ｗの部品
パターン、特に底面に設けられた複数の端子を検出し、
その高さ形状を認識する。

【００３１】レーザ測高装置２４は、この部品配設位置
（レーザ測高部）３の下方に設置してあり、レーザ光源
２５、半透明反射板２６、レーザ受光器２７を備えてい
る。レーザ光源２５は半透明反射板２６の裏面に設けて
あり、この半透明反射板２６を透して部品取付部１３に
ある電子部品Ｗの底面にレーザ光を照射し、該底面を全
面にわたり走査する。電子部品Ｗの底面で反射したレー
ザ光は、半透明反射板２６で反射してレーザ受光器２７
に入射する。レーザ受光器２７は、入射したレーザ光の
検出信号（検出データ）を出力する。

【００３２】レーザ測高装置２４に対応して測高処理装
置（演算手段）２８が設けてある。測高処理装置２８
は、レーザ受光器２７から入力した検出信号に基づいて
所定の演算処理を行い、電子部品Ｗの底面に存在する端
子の高さ形状を認識する。制御装置２３は、測高処理装
置２８で認識した電子部品Ｗの端子の高さ形状に関する
演算結果を入力し、この演算結果とそれに対応した基準
情報とを比較して、それらの間に許容範囲を越えるずれ
があるときは、該電子部品Ｗは不良品と判断する。

【００３３】最終の部品配設位置４は部品吸着保持部と
なっており（図１，図３，図４参照）、この位置に移動
してきた部品取付部１３上の電子部品Ｗを、装着ヘッド
（部品組付・実装手段）２９が吸着保持する。さらに、
この部品配設位置４では、装着ヘッド２９に吸着保持し
た電子部品Ｗの形状及び位置を検出する。

【００３４】装着ヘッド２９の構成は既に周知技術に属
する事項なのでその詳細は省略するが、Ｘ−Ｙ方向に移
動自在なヘッド本体３０に上下動及び回転自在な装着ス
ピンドル３１を備え、かつ装着スピンドル３１の先端に
吸着ノズル３２を有しており、この吸着ノズル３２で電
子部品Ｗを吸着保持する概略構成となっている（図４参
照）。装着スピンドル３１は、吸着ノズル３２で吸着保
持した電子部品Ｗに、上方から光を照射する光源３３を
搭載している。なお、３４は拡散板であり、光源３３か
らの光を散乱させて、全面にわたって均一な明るさの面
光源とする。

【００３５】また、この部品配設位置（部品吸着保持
部）４の下方には、反射板３５、鏡筒３６、及び撮像カ
メラ３７で構成された第２の撮像装置（検出手段）３８
が設置してある。反射板３５は、吸着ノズル３２で保持
した電子部品Ｗの周囲を透過してきた光源３３からの光
（透過光）を、鏡筒３６を通して撮像カメラ３７に入射
させる。撮像カメラ３７は入射した透過光の光量に応じ
た撮像信号（検出データ）を出力する。ここでも、第１
の撮像装置２１と同様、撮像カメラ３７として、公知の
ＣＣＤカメラ等を適用することができる。

【００３６】また、この第２の撮像装置３８に対応して
第２の画像処理装置（演算手段）３９が設けてある。第
２の画像処理装置３９は撮像カメラ３７からの撮像信号
を入力して、所定の演算を行って電子部品Ｗの外形に関
する画像を形成するとともに、その画像に基づいて電子
部品Ｗの形状及び位置を認識する。ここで、認識される
電子部品Ｗの形状とは、吸着ノズル３２に吸着保持され
た電子部品Ｗの姿勢をいい、また電子部品Ｗの位置と
は、吸着ノズル３２による電子部品Ｗの保持位置をい
う。この保持位置は、すなわちプリント基板Ｐへの装着
（組付）位置に相当する。

【００３７】制御装置２３は、第２の画像処理装置３９
で認識した電子部品Ｗの形状及び位置に関する演算結果
を入力し、この演算結果とそれに対応した基準情報とを
比較してそれらの間のずれを算出する。そして、算出し
たずれ分だけプリント基板Ｐへの装着（組付）姿勢及び
位置を補正して、装着ヘッド２９を作動させる。

【００３８】また、制御装置２３は、先に説明したよう
に、第１の画像処理装置２２から入力した演算結果及び
測高処理装置２８から入力した演算結果を総合して参照
し、不良品と判断した場合には、該電子部品Ｗを排除す
べく装着ヘッド２９に指令を出す。装着ヘッド２９は、
この排除指令を受けたときは、該電子部品Ｗを不良品収
容部４０へと搬送し、そこに廃棄する。

【００３９】次に、上述した電子部品自動装着装置（自
動組立・実装装置）を用いた自動組立・装着方法の実施
例について説明する。本実施例の自動組立・装着方法
は、電子部品Ｗを最初の部品配設位置１に供給する部品
供給工程と、電子部品Ｗを順次次の部品配設位置１〜４
に移動する部品移動工程と、電子部品Ｗの端子部分（部
品パターン）の形状，位置を検出し、かつその検出結果
を演算処理する第１の部品検出・演算処理工程と、電子
部品Ｗの形状，位置を検出し、かつその検出結果を演算
処理する第２の部品検出・演算処理工程と、上記第１の
部品検出・演算処理工程で得られた演算結果を参照して
電子部品Ｗの良否を判定する判定工程と、上記第２の部
品検出・演算処理工程で得られた演算結果を参照して装
着ヘッド２９を制御し、プリント基板Ｐへの電子部品Ｗ
の装着を行う部品組付・実装工程の各工程からなってい
る。

【００４０】（１）部品供給工程 本工程では、まず、Ｐ・Ｐユニット１５を作動して、吸
着ノズルを部品供給装置１１まで移動し、部品供給装置
１１にストックしてある電子部品Ｗを吸着ノズルの先端
に吸着保持する。そして、吸着保持した電子部品Ｗを最
初の部品配設位置（部品供給部）１にある回転テーブル
１０の部品取付部１３上に配置する。

【００４１】ここで、吸着ノズルが電子部品Ｗを吸着保
持した後、最初の部品配設位置１まで搬送する間に、吸
着ノズルを回転制御し、定められた向きに電子部品Ｗの
姿勢を正す。また、Ｐ・Ｐユニット１５が電子部品Ｗを
配置する直前に、部品取付部１３の上面を真空吸引し、
配置される電子部品Ｗを一定姿勢のまま保持できる体制
を整えておく。

【００４２】（２）部品移動工程 各部品配設位置でそれぞれ定められた工程が終了した
後、回転テーブル１０を１ピッチ割出し回転し、部品取
付部１３をそれぞれ次の部品配設位置１〜４に移動させ
る。

【００４３】（３）第１の部品検出・演算処理工程 本工程は、さらに第１画像処理工程とレーザ測高工程に
別れている。第１画像処理工程は、二番目の部品配設位
置（部品検出画像処理部）２で行い、同部品配設位置２
に移動してきた電子部品Ｗの底面に対し、下方より光源
１６の発射した光を照射する。そして、電子部品Ｗの底
面で反射してきた光を、反射板１８を介して撮像カメラ
２０に入射することによって、電子部品Ｗの底面に設け
られた端子（部品パターン）部分の画像を検出する。す
なわち、撮像カメラ２０は、入射した反射光の光量を電
気的な撮像信号（検出データ）に変換し、第１の画像処
理装置２２に出力する。

【００４４】さらに、上方からも光源４１から電子部品
Ｗに光を照射し、電子部品Ｗの周囲を透過してきた光を
反射板１８を介して撮像カメラ２０に入射することによ
って、端子位置を認識する際の基準点になる電子部品の
外形画像を検出し、撮像信号を第１の画像処理装置２２
に出力する。

【００４５】第１の画像処理装置２２に入力した撮像信
号は、所定の演算処理を行って電子部品Ｗの底面及び外
形に関する画像に変換する。そして、変換した画像に基
づいて、電子部品Ｗの底面に存在する端子の形状及び位
置を認識する。先にも述べたように、ここで認識できる
端子の形状は、平面的２次元画像に基づくため、平面形
状のみである。また、本実施例で各端子の位置は、電子
部品Ｗの外形画像を基準点にとり、この基準点から各端
子画像までの距離を算出することにより認識する。

【００４６】この第１の画像処理工程は、画像処理に要
する演算自体が複雑で、演算結果を出すまでに比較的長
い時間が必要であり、しかも検出対象が電子部品Ｗの底
面に形成された多数の端子全てであるため、一通りの演
算処理を終えるまでには長い時間がかかってしまう。

【００４７】そこで、本工程は撮像カメラ２０により電
子部品Ｗの底面を撮像するまでの作業を二番目の部品配
設位置２で行い、撮像が終了したら画像処理が終了して
いるいないにかかわらず部品移動工程に移行可能とす
る。このようにすることで、時間のかかる画像処理を他
の工程と並行して処理することができ、全体の作業時間
を短縮させることができる。なお、次々に本工程に送ら
れてくる電子部品Ｗの画像処理が渋滞してしまうようで
あれば、第１の画像処理装置２２を複数台並列に設置
し、これらの画像処理装置により分担して処理すればよ
い。

【００４８】次に、レーザ測高工程を、三番目の部品配
設位置（レーザ測高部）３で行う。すなわち、同部品配
設位置３におかれた部品取付部１３上の電子部品Ｗの底
面に対し、下方よりレーザ光源２５からのレーザ光を照
射し、該底面を全面にわたり走査する。電子部品Ｗの底
面で反射したレーザ光は、半透明反射板２６で反射させ
てレーザ受光器２７に入射させる。レーザ受光器２７で
は、入射したレーザ光を電気的な検出信号（検出デー
タ）に変換し、測高処理装置２８へ出力する。測高処理
装置２８では、入力した検出信号に基づいて所定の演算
処理を行い、電子部品Ｗの底面に存在する端子の高さ形
状を認識する。

【００４９】（４）第２の部品検出・演算処理工程（保
持位置測定工程） 本工程は、最終の部品配設位置（部品吸着保持部）４で
行う。すなわち、この部品配設位置４に移動してきた部
品取付部１３上の電子部品Ｗを、装着ヘッド２９の先端
に設けた吸着ノズル３２で吸着保持する。そして、吸着
保持した電子部品Ｗに対して上方の光源３３から光を照
射し、該電子部品Ｗの周囲を透過してきた光（透過光）
を、反射板３５を介して撮像カメラ３７に入射させる。

【００５０】撮像カメラ３７は、入射した光を光量に応
じて電気的な撮像信号（検出データ）に変換し、これを
第２の画像処理装置３９に出力する。第２の画像処理装
置３９は、撮像カメラ３７からの撮像信号に対して所定
の演算を行い、電子部品Ｗの外形に関する画像を形成す
るとともに、その画像に基づいて電子部品Ｗの形状及び
位置を認識する。

【００５１】ここで認識される電子部品の形状とは、先
にも述べたように、吸着ノズル３２に吸着保持された電
子部品の姿勢をいい、また電子部品の位置とは、吸着ノ
ズル３２による電子部品の保持位置をいう。

【００５２】これら電子部品Ｗの姿勢及び保持位置は、
プリント基板Ｐへの装着（組付）姿勢及び位置に対応し
ていなければならない。ところが、部品供給装置１１か
らこの最終の部品配設位置４に至るまでに電子部品Ｗに
姿勢及び位置のずれが生じるのは避けられない。そこ
で、上記第２の画像処理装置３９により認識した電子部
品Ｗの形状及び位置と、これらの適正な状態（組付・実
装基準姿勢及び位置）とを制御装置２３において比較
し、それらの間のずれを求める。

【００５３】本工程でも画像処理を行っているが、検出
対象が電子部品Ｗの外形であり処理個所が少ないため、
最終の部品配設位置４で行っても後述するプリント基板
Ｐへの装着までには処理を完了することができ、装着ヘ
ッド２９の動作を規制することはない。

【００５４】（５）判定工程 本工程では、上述した第１の部品検出・演算処理工程で
算出した電子部品Ｗの端子（部品パターン）の形状及び
位置を適正な形状（基準形状）及び位置（基準位置）と
比較して、電子部品Ｗの良否を判定する。

【００５５】本工程は、第１の部品検出・演算処理工程
を終了した後、後述する部品組付・実装工程を開始する
までの間に制御装置２３によって行う。すなわち、制御
装置２３は、第１の画像処理装置２２で認識した電子部
品Ｗの端子の平面形状及び位置に関する演算結果と、測
高処理装置２８で認識した電子部品Ｗの端子の高さ形状
に関する演算結果とを参照し、これらの演算結果とそれ
に対応した基準情報とを比較して、それらの間に許容範
囲を越えるずれがあるときは、該電子部品Ｗは不良品と
判断する。

【００５６】（６）部品組付・実装工程 本工程では、第２の部品検出・演算処理工程で得られ
た、吸着ノズル３２に保持された状態での電子部品Ｗの
形状及び位置に関するずれ分だけ、プリント基板Ｐへの
装着（組付）姿勢及び位置を補正して、装着ヘッド２９
を作動させる。

【００５７】すなわち、電子部品Ｗの形状（姿勢）に関
するずれ分は、吸着ノズル３２の回転によって補正し、
また位置に関するずれ分はヘッド本体３０のＸ−Ｙ方向
への移動量によって補正する。この補正により、プリン
ト基板Ｐの適正な装着位置に、訂正な姿勢で電子部品Ｗ
を装着することができる。一方、判定工程で不良品と判
定された電子部品Ｗは、不良品収容部４０へと搬送して
いき、そこに廃棄する。

【００５８】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。すなわち、本発明は、ＢＧＡ形の電子
部品以外の、例えばＰＬＣＣ(Plastic Leadless Chip C
arrier)形やＬＣＣ(Leadless Chip Carrier)形の電子部
品を装着する場合にも有効であることはもとより、電子
部品自動装着装置のみならず、ピック・アンド・プレー
スユニット（Ｐ・Ｐユニット）等のロボットを用いて部
品の組付又は装着を行う種々の自動組立・実装装置に適
用できることは勿論である。

【００５９】本発明で検出・演算の対象となっている部
品パターンとは、上記実施例においては電子部品の端子
であったが、これに限らず組付・実装対象となる種々の
部品についての、検出・演算処理を必要とする構成部分
をいう。

【００６０】上記実施例では部品配設位置を４個所に設
定したが、工程数の増減に応じてこの部品配設位置を増
設又は減少させてもよい。

【００６１】上記実施例では最終の部品配設位置４で吸
着ヘッド３２に吸着された電子部品の画像を、回転テー
ブル１０の部品取付部１３に設けた透明板１４を通して
撮像しそれを画像処理していたが、より鮮明な画像を得
るために、回転テーブル１０における部品取付部１３の
一に光通過用の孔又は切欠きを設け、吸着ヘッド３２が
部品配設位置４で電子部品Ｗを吸着した後、回転テーブ
ル１０を回転させ、上記孔又は切欠きを設けた部品取付
部１３を最終の部品配設位置４に位置決めし、この孔又
は切欠きを通して電子部品Ｗの撮像を行い、それを画像
処理することもできる。

【００６２】また、上記実施例では吸着のノズル３２に
保持された電子部品Ｗの姿勢及び位置のずれを補正して
プリント基板Ｐに装着したが、さらに装着ヘッド２９に
撮像カメラを取付け、装着テーブル１２に保持されたプ
リント基板Ｐを撮像し、その撮像信号を画像処理し、プ
リント基板Ｐの姿勢及び位置について基準パターンから
のずれを求め、装着の際、電子部品の吸着ずれと併せて
補正することも可能である。

【００６３】本発明方法の特徴は、第１の部品検出・演
算処理工程で処理時間の長くかかる部品の検出・演算処
理を行い、それと並行して後の工程を進めるとともに、
短時間で済む内容の検出・演算処理は後の工程である第
２の部品検出・演算処理工程で行うことにある。したが
って、このことを前提として、部品又は部品パターンの
位置又は形状に関する検出・演算処理について、部品組
付・実装工程に至るまでに必要な全ての検出・演算処理
を行えるように、各部品検出・演算処理工程へ振り分け
ることが重要である。

【００６４】その振り分け例としては、上記実施例の
他、比較的処理時間のかかる画像処理工程を全て第１の
部品検出・演算処理工程で行い、短時間で終了するレー
ザ測高処理工程を第２の部品検出・演算処理工程で行う
ようにすることもできる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の自動組付・
実装方法によれば、部品組付・実装手段が部品の組付・
実装動作に入る前に、複数の部品配設位置で部品を順次
移動させ、その間に部品組付・実装手段によって、第
１，第２の部品検出・演算処理工程を行い、部品又は部
品パターンの位置又は形状を検出するので、部品組付・
実装手段による部品組付・実装動作を途中で停止する必
要がなく、その結果、部品の組付・実装までの動作を効
率的かつ短時間で行うことができる。また、本発明の自
動組付・実装装置によれば、上記自動組付・実装方法を
適格に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る自動組立・実装装置の概
要を示す平面図である。

【図２】同じく一部を切断して示す正面図である。

【図３】同じく一部を切断して示す側面図である。

【図４】部品吸着保持部の周辺構造を拡大して示す一部
断面正面図である。

【符号の説明】

１，２，３，４：部品配設位置 １０：回転テーブル（部品移動手段） １１：部品供給装置 １３：部品取付部 １４：透明板 １４ａ：吸引孔 １５：Ｐ・Ｐユニット（部品供給手段） １６：光源 １７：拡散板 １８：反射版 １９：鏡筒 ２０：撮像カメラ ２１：第１の撮像装置（検出手段） ２２：第１の画像処理装置（演算手段） ２３：制御装置（制御手段） ２４：レーザ測高装置（検出手段） ２５：レーザ光源 ２７：レーザ受光器 ２８：測高処理装置（演算手段） ２９：装着ヘッド（部品組付・実装手段） ３２：吸着ノズル ３３：光源 ３４：拡散板 ３５：反射板 ３６：鏡筒 ３７：撮像カメラ ３８：第２の撮像装置（検出手段） ３９：第２の画像処理装置（演算手段） ４０：不良品収容部 ４１：光源 ４２：拡散板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の部品配設位置と、この部品配設
   位置に供給された部品を保持して順次次の部品配設位置
   に移動する部品移動手段と、最初の部品配設位置に部品
   を供給する部品供給手段と、最終の部品配設位置におか
   れた部品を所定の部品組付・実装位置に組み付け又は実
   装する部品組付・実装手段と、前記複数個の部品配設位
   置のいずれかにそれぞれ設けられた複数の検出手段と、
   各検出手段に対応して設けられ対応する検出手段からの
   検出データをそれぞれ処理する演算手段と、前記演算手
   段の演算結果を参照し、前記部品組付・実装手段の組付
   ・実装姿勢又は位置を補正する制御手段とを備えたこと
   を特徴とする自動組立・実装装置。
2. 【請求項２】 前記いずれか又は全ての演算手段の演算
   結果に基づいて部品の良否を判定し、不良部品を前記部
   品組付・実装位置への組付・実装対象から除外する部品
   検査手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の自動
   組立・実装装置。
3. 【請求項３】 前記部品移動手段は、部品を保持する複
   数の透明な部品取付面を有しており、これらの部品取付
   面を前記複数の部品配設位置上に順次移動させる構成と
   し、かつ前記複数の検出手段は、前記いずれかの部品配
   設位置の下方にそれぞれ配置したことを特徴とする請求
   項１又は２記載の自動組立・実装装置。
4. 【請求項４】 複数個の部品配設位置と、この部品配設
   位置に供給された部品を保持して順次次の部品配設位置
   に移動する部品移動手段と、最初の部品配設位置に部品
   を供給する部品供給手段と、最終の部品配設位置におか
   れた部品を所定の部品組付・実装位置に組み付け又は実
   装する部品組付・実装手段とを備えた装置を用いる自動
   組立・実装方法であって、 最初の部品配設位置に部品を供給する工程と、 最終の部品配設位置を除く少なくとも１個の部品配設位
   置で部品又は部品パターンの位置又は形状を検出し、そ
   の検出データを処理する第１の部品検出・演算処理工程
   と、 前記第１の部品検出・演算処理工程で部品又は部品パタ
   ーンの位置又は形状を検出した後、検出対象となった部
   品を次の部品配設位置に移動する部品移動工程と、 最終の部品配設位置で部品又は部品パターンの位置又は
   形状を検出し、その検出データを前記第１の部品検出・
   演算処理工程より短い処理時間で処理する第２の部品検
   出・演算処理工程と、 前記第１及び第２の部品検出・演算処理工程の終了後、
   これら各部品検出・演算処理工程の少なくとも一の処理
   結果を参照して前記部品組付・実装手段を制御する部品
   組付・実装工程と、を含むことを特徴とした自動組立・
   実装方法。
5. 【請求項５】 前記第１の部品検出・演算処理工程は、
   部品の形状若しくは位置、又は部品の下面に形成された
   パターンの位置若しくは形状を認識する画像処理工程で
   あることを特徴とする請求項４記載の自動組立・実装方
   法。
6. 【請求項６】 前記第１の部品検出・演算処理工程は、
   部品の形状若しくは位置、又は部品の下面に形成された
   パターンの位置若しくは形状を認識する画像処理工程
   と、該部品の下面に形成されたパターンの高さ形状を測
   定するレーザ測高処理工程とを含み、これら各工程がそ
   れぞれ異なった部品配設位置で所定の検出を行うことを
   特徴とした請求項４記載の自動組立・実装方法。
7. 【請求項７】 前記第１の部品検出・演算処理工程の処
   理結果を参照して該部品の良否を判定する判定工程を含
   むことを特徴とした請求項４乃至６のいずれか１項記載
   の自動組立・実装方法。
8. 【請求項８】 前記第２の部品検出・演算処理工程は、
   部品の形状又は位置を検出し、前記部品組付・実装手段
   による部品の組付・実装姿勢又は位置とのずれを測定す
   る保持位置測定工程であり、前記部品組付・実装工程は
   この保持位置測定工程の測定結果を参照して前記組付・
   実装手段による部品の組付・実装位置を補正することを
   特徴とした請求項４乃至７のいずれか１項記載の自動組
   立・実装方法。