JPH07212096A - 実装機の部品認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッドユニットに複数の吸着ノズルを設ける
とともに、光学的検出手段を用いて部品認識を行なうよ
うにした実装機において、各吸着部品に対する部品認識
処理の時間的ずれを小さくし、実装動作時間の短縮を図
る。 【構成】 ヘッドユニット５に複数の吸着ノズルを具備
しするとともに、吸着ノズルに吸着されたチップ部品の
投影を検出するレーザーユニット３１と、その出力に基
づいてチップ部品の投影幅の演算を行なうレーザーユニ
ット演算部３５と、チップ部品を吸着した吸着ノズルを
回転させつつ上記レーザーユニット演算部からの情報に
基づいてチップ部品吸着状態を認識する処理を各吸着ノ
ズルの吸着部品に対してそれぞれ行なう部品認識用制御
手段４５と、各吸着ノズルの吸着部品に対する部品認識
用処理を少なくとも一部において時間的にラップさせる
ように調整するタイミング調整手段４６とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸着ノズルを備えたヘ
ッドユニットによりＩＣ等の小片状のチップ部品を吸着
してプリント基板上の所定位置に装着するようにした実
装機における部品認識装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、吸着ノズルを有する部品装着
用のヘッドユニットにより、ＩＣ等の電子部品のような
小片状のチップ部品を部品供給部から吸着して、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実装機は一般に知られて
いる。この実装機は、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手段が設けられ、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。

【０００３】このような実装機においては、上記吸着ノ
ズルでチップ部品を吸着したときの部品の位置にはある
程度のばらつきがあって、部品の位置ずれに応じて装着
位置を補正することが要求される。

【０００４】このため、例えば特開平４−３２２９２４
号公報に示されるように、ヘッドユニットに、吸着ノズ
ルが上下動する領域を挾んで平行光線の照射部と受光部
とを有する光学的検出手段を設け、この光学的検出検出
手段により、吸着ノズルに吸着されたチップ部品の投影
の検出を行ない、これに基づいてチップ部品吸着状態の
認識を行なうようにした装置が知られている。

【０００５】すなわち、この装置は、部品認識用処理と
して、吸着ノズルに吸着されたチップ部品を上記光学的
検出手段の照射部と受光部との間に位置させた状態で、
吸着ノズルを回転させつつ、チップ部品の投影（チップ
部品によって平行光線が遮断される範囲）を検出し、そ
の検出データに基づき、投影幅の極小となる回転位置を
調べてその極小値を演算することにより、チップ部品の
短辺および長辺の幅に相当する値を求める。そして、こ
の値と実際のチップ部品の寸法との比較に基づいてチッ
プ部品吸着状態が正常か否かを判定し、正常であれば、
さらに上記検出データからチップ部品中心位置のずれ量
を演算し、装着位置の補正量を求めるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
示された装置では、ヘッドユニットに吸着ノズルが１つ
だけ設けられているが、実装効率を高めるため、ヘッド
ユニットに複数の吸着ノズルを備え、各吸着ノズルでそ
れぞれチップ部品の吸着、装着を行なうことができるよ
うにしたものも提案されている。

【０００７】このように複数の吸着ノズルを備えるとと
もに、上記光学的検出手段を用いた部品認識により各吸
着ノズルの部品吸着状態を調べる場合に、従来では、上
記投影幅等の演算処理を容易に行なうことができるよう
に、各吸着部品に対する部品認識用処理を時間的にずら
せて行なっていた。

【０００８】この処理を、吸着ノズルが２つの場合につ
いてタイムチャートで示すと図１２のようになる。すな
わち、第１吸着ノズル側の処理としては、この吸着ノズ
ルによるチップ部品の吸着動作と、上記光学的検出手段
を用いた部品認識用処理と、部品装着動作とが順次行な
われる。一方、第１吸着ノズルの吸着動作後終了時等に
第２吸着ノズルによる吸着動作が開始されて、第２吸着
ノズル側でも吸着動作、部品認識用処理および装着動作
が順次行なわれる。ただし、第２吸着ノズル側の部品認
識用処理は、第１吸着ノズル側の部品認識用処理とは時
間的にずらされ、つまり、第２吸着ノズル側の吸着動作
終了時点で第１吸着ノズル側が部品認識用処理中である
場合には、第２吸着ノズル側の部品認識用処理の開始が
第１吸着ノズル側が部品認識用処理の終了後まで遅らさ
れる。

【０００９】従って、第２吸着ノズル側の吸着動作と部
品認識用処理との間に時間調整のための待機時間が生
じ、第１吸着ノズル側が部品認識用処理が長くなるとそ
れにつれて上記時間調整のための待機時間も長くなる。
このため、吸着から装着までの実装動作の途中での時間
的ロスが生じ、実装時間の短縮を妨げる要因となってい
た。

【００１０】本発明は上記の事情に鑑み、ヘッドユニッ
トに複数の吸着ノズルを設けるとともに、光学的検出手
段を用いて部品認識を行なうようにした実装機におい
て、各吸着部品に対する部品認識用処理の時間的ずれを
小さくすることにより、実装時間を短縮することができ
る部品認識装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、部品供給側と
装着側とにわたって移動可能なヘッドユニットに、チッ
プ部品を吸着するための複数の吸着ノズルと、該各吸着
ノズルを回転させる駆動手段とを設けた実装機におい
て、平行光線の照射部および受光部を有して、上記吸着
ノズルに吸着されたチップ部品に平行光線を照射してそ
の投影を検出する光学的検出手段と、上記光学的検出手
段の出力に基づいて投影幅の演算を行なう演算処理手段
と、上記駆動手段を制御してチップ部品を吸着した吸着
ノズルを回転させる処理と吸着ノズル回転中の上記演算
処理手段からの情報に基づいてチップ部品吸着状態を認
識する処理とを含む部品認識用処理を、各吸着ノズルの
吸着部品に対してそれぞれ行なう認識用制御手段と、一
の吸着ノズルの吸着部品に対する部品認識用処理と他の
吸着ノズルの吸着部品に対する部品認識用処理とが少な
くとも一部において時間的に重なり合うように部品認識
用処理のタイミングを調整するタイミング調整手段とを
備えたものである（請求項１）。

【００１２】また、請求項１記載の部品認識装置におい
て、上記認識用制御手段は、上記部品認識用処理とし
て、上記吸着ノズルを所定の認識時回転方向とは逆方向
に所定角度だけ回転させる予備回転処理を行なってか
ら、上記吸着ノズルを上記認識時回転方向に回転させつ
つ上記演算処理手段からの情報に基づいてチップ部品吸
着状態を認識する処理を行なうようにし、上記タイミン
グ調整手段は、一の吸着ノズルの吸着部品に対する部品
認識用処理中に、他の吸着ノズルの吸着部品に対する部
品認識用処理のうちの予備回転処理を行なわせるように
調整するようにしたものである（請求項２）。

【００１３】また、請求項１または２記載の部品認識装
置において、上記各吸着ノズルによる部品の吸着を順次
行なわせる手段を有するものである（請求項３）。

【００１４】また、請求項１または２記載の部品認識装
置において、上記各吸着ノズルによる部品の吸着を同時
に行なわせる手段を有するものである（請求項４）。

【００１５】

【作用】請求項１記載の発明によると、各吸着ノズルの
吸着部品に対する部品認識用処理の時間的ずれが小さく
なり、時間調整のための待機時間が短くなる。

【００１６】請求項２記載の発明によると、部品認識用
処理において、上記吸着ノズルを上記認識時回転方向に
回転させつつ上記演算処理手段からの情報に基づいてチ
ップ部品吸着状態を認識する主認識処理に先だって、上
記予備回転動作が行なわれることにより、主認識処理の
開始時には、確実にチップ部品が上記平行光線に対して
一定の側に傾いた状態となるため、主認識処理では吸着
ノズルが一定角度だけ回転される間に投影幅の最小値等
の検出が確実に行なわれ、チップ部品吸着状態の認識が
迅速かつ正確に行われる。

【００１７】しかも、上記他の吸着ノズルの吸着部品に
対する部品認識用処理のうちで、上記演算処理手段によ
る投影幅の演算を要しない予備回転動作は、上記一の吸
着ノズルの吸着部品に対する部品認識用処理とラップし
て行なわれることにより、上記演算処理手段の処理能力
などの事情で投影幅演算等の処理を複数のチップ部品に
ついて同時進行的に行なうことが困難な場合であって
も、可能な限り、各吸着ノズルの吸着部品に対する部品
認識用処理の時間的ずれが小さくされる。

【００１８】請求項３記載の発明によると、一の吸着ノ
ズルによるチップ部品吸着動作に続き、この吸着ノズル
の吸着部品に対する部品認識用処理が行なわれている間
に、他の吸着ノズルによるチップ部品吸着動作とこれに
続く部品認識用処理の一部が行なわれる。

【００１９】請求項４記載の発明によると、上記各吸着
ノズルによる部品の吸着動作が同時に行なわれ、かつ、
各吸着ノズルの吸着部品に対する部品認識用処理がラッ
プして行なわれることとなる。

【００２０】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１および図２は本発明の一実施例による実装機全体の
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、所定の装着
作業用位置で停止されるようになっている。

【００２１】上記コンベア２の側方には、部品供給部４
が配置されている。この部品供給部４は多数列のテープ
フィーダー４ａを備えており、各テープフィーダー４ａ
はそれぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片
状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープ
がリールから導出されるようにするとともに、テープ繰
り出し端にはラチェット式の送り機構を具備し、後記ヘ
ッドユニット５によりチップ部品がピックアップされる
につれてテープが間欠的に繰り出されるようになってい
る。

【００２２】また、上記基台１の上方には、部品装着用
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。

【００２３】すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に
延びる一対の固定レール７と、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とが配設され、上記固
定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され
て、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上
記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材
１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サ
ーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが
配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移
動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられた
ナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１４に螺合
している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボ
ールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に
移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動により
ボールねじ軸１４が回転して、ヘッドユニット５が支持
部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになってい
る。

【００２４】上記Ｙ軸サーボモータ９およびＸ軸サーボ
モータ１５にはそれぞれエンコーダからなる位置検出手
段１０，１６が設けられている。

【００２５】上記ヘッドユニット５には、複数の吸着ノ
ズルと、各吸着ノズルの上下方向移動および回転を行な
わせるための駆動手段とが具備されている。当実施例で
は、図３にも示すように、第１および第２の吸着ノズル
２１，２２と、各吸着ノズル２１，２２を上下方向に移
動させる駆動手段としての２つのＺ軸サーボモータと、
各吸着ノズル２１，２２を回転させる駆動手段としての
２つのＲ軸サーボモータとがヘッドユニット５に具備さ
れている。

【００２６】上記各吸着ノズル２１，２２はそれぞれ中
空状のノズルシャフト２１ａ，２２ａの下端に設けられ
ており、上記各ノズルシャフト２１ａ，２２ａがそれぞ
れハウジング（図示せず）に上下方向摺動可能かつ相対
回転不能に取付けられるとともに、各ハウジングがヘッ
ドユニット５のフレームに回転可能に保持されることに
より、各吸着ノズル２１，２２のＺ軸方向（上下方向）
の移動およびＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能と
されている。そして、上記各Ｚ軸サーボモータ２３，２
４により伝動手段（図示せず）を介して上記各ノズルシ
ャフト２１ａ，２２ａがＺ軸方向に駆動されるととも
に、上記各Ｒ軸サーボモータにより伝動手段（図示せ
ず）を介して上記ハウジングが回転駆動されるようにな
っている。

【００２７】上記各サーボモータ２３〜２６にはそれぞ
れ位置検出手段２７〜３０が設けられている。また、上
記各ノズルシャフト２１ａ，２２ａは図外の負圧供給手
段にバルブ等を介して接続され、部品吸着用の負圧が必
要時に吸着ノズル２１，２２に供給されるようになって
いる。

【００２８】また、上記ヘッドユニット５の下端部に
は、吸着ノズル２１，２２に吸着されたチップ部品Ｋ
１，Ｋ２の投影を検出する光学的検出手段としてのレー
ザーユニット３１が設けられている。このレーザーユニ
ット３１は、レーザー発生部（平行光線の照射部）３１
ａとディテクタ（受光部）３１ｂとを有し、このレーザ
ー発生部３１ａとディテクタ３１ｂとが、吸着ノズル２
１，２２に吸着されたチップ部品Ｋ１，Ｋ２が認識時に
位置する空間３２の両側に、相対向するように配置され
ている。上記ディテクタ３１ｂはＣＣＤからなってい
る。

【００２９】なお、図４に示すように、上記吸着ノズル
２１，２２は、レーザーユニット３１のレーザー照射方
向に対して斜め方向に所定間隔をおいて配置されること
により、各吸着ノズル２１，２２に吸着されたチップ部
品Ｋ１，Ｋ２の投影が重ならないようになっている。

【００３０】図５は制御系統の一実施例を示している。
この図において、実装機には主制御器４０が設けられ、
この主制御器４０は軸制御器（ドライバ）４１、入出力
手段４２および主演算部４３を備えている。

【００３１】上記Ｙ軸サーボモータ９、Ｘ軸サーボモー
タ１５、ヘッドユニット５の各吸着ノズル２１，２２に
対するＺ軸サーボモータ２３，２４、Ｒ軸サーボモータ
２５，２６、およびこれらのサーボモータに設けられた
位置検出手段１０，１６，２７〜３０は、上記主制御器
４０の軸制御器４１に電気的に接続されている。この軸
制御器４１により、各サーボモータ９，１５，２３〜２
６の駆動制御が行なわれるようになっている。

【００３２】上記レーザーユニット３１は、ヘッドユニ
ット５に設けられたレーザーユニット演算部（演算処理
手段）３５に電気的に接続され、このレーザーユニット
演算部３５により、レーザーユニット３１の出力および
位置検出手段２９，３０の出力に基づき、部品投影幅や
ノズル回転角度等の部品認識用情報の演算処理が行なわ
れるようになっている。このレーザーユニット演算部３
５は、上記主制御器４０の入出力手段４２を経て主演算
部４３に接続されている。なお、当実施例において上記
レーザーユニット演算部３５は、１つのチップ部品につ
いての投影幅等の演算処理中に別のチップ部品について
の投影幅等の演算処理を開始する（つまりそれぞれの演
算処理を一部重複して行なう）ことは能力的に困難でも
のであり、各チップ部品についての投影幅等の演算処理
を時間的に完全にずらせて行うことを要するものであ
る。このようなレーザーユニット演算部３５は、この種
の認識装置において一般的なものである。

【００３３】また、上記主演算部４３は、チップ部品の
吸着、認識、装着の各動作を自動的に行なわせるよう
に、軸制御器４１を介して各サーボモータ９，１５，２
３〜２６の作動をコントロールするとともに、上記レー
ザーユニット演算部３５からの情報を入出力手段４２を
介して読み込む等の処理を行なう。とくにこの主演算部
４３は、後述のフローチャートに示すようなプログラム
に従った制御を行なうことにより、次のような吸着制御
手段４４、認識用制御手段４５、タイミング調整手段４
６および装着制御手段４７を機能的に含んでいる。

【００３４】すなわち、上記吸着制御手段４４は、部品
供給部４のテープフィーダー４ａからチップ部品を吸着
するようにヘッドユニット５および各吸着ノズル２１，
２２の作動を制御し、当実施例では、上記各吸着ノズル
２１，２２によるチップ部品の吸着を順次行なわせるよ
うになっている。

【００３５】上記認識用制御手段４５は、部品吸着後に
Ｒ軸サーボモータ２５，２６を制御して吸着ノズル２
１，２２を回転させる処理と吸着ノズル回転中の上記レ
ーザーユニット演算部３５からの情報に基づいてチップ
部品吸着状態を認識する処理とを含む部品認識用処理
を、各吸着ノズル２１，２２の吸着部品Ｋ１，Ｋ２に対
してそれぞれ行なう。当実施例では、上記部品認識用処
理として、吸着ノズルを所定の認識時回転方向とは逆方
向に所定角度だけ回転させる予備回転処理を行なってか
ら、吸着ノズルを上記認識時回転方向に回転させつつ上
記レーザーユニット演算部３５からの情報に基づいてチ
ップ部品吸着状態を認識する処理を行なうようになって
いる。

【００３６】上記タイミング調整手段４６は、一の吸着
ノズルの吸着部品に対する部品認識用処理と他の吸着ノ
ズルの吸着部品に対する部品認識用処理とが少なくとも
一部において時間的に重なり合うように部品認識用処理
のタイミングを調整し、当実施例では、第１の吸着ノズ
ル２１の吸着部品に対する部品認識用処理中に、部品吸
着が終了した第２の吸着ノズル２２の吸着部品に対する
部品認識用処理のうちの予備回転動作を行なわせるよう
になっている。

【００３７】また、上記装着制御手段４７は、認識後の
チップ部品をプリント基板上の所定位置に装着するよう
に、ヘッドユニット５および吸着ノズル２１，２２の作
動を制御する。

【００３８】上記主制御器４０による制御の一例を、図
６および図７のフローチャートによって具体的に説明す
る。なお、以下のフローチャートの説明の中では、チッ
プ部品が長方形状で、かつ、吸着時のチップ部品とレー
ザーユニットとの位置関係としてはチップ部品の長辺が
一定の回転角誤差内でレーザービーム方向と略同方向と
なるものとして予備回転動作や主認識動作を説明してい
るが、チップ部品の短辺、長辺は以下の説明と逆であっ
てもよく、また、正方形状のチップ部品の２辺であって
もよい。

【００３９】図６において、実装動作が開始されると、
ステップＳ１で各吸着ノズル２１，２２に吸着用負圧が
供給され、ステップＳ２で第１吸着ノズル２１によるチ
ップ部品Ｋ１の吸着動作が行なわれる。この吸着動作
は、具体的には、ヘッドユニット５が部品供給部４上に
移動され、吸着すべきチップ部品を有するテープフィー
ダー４ａと吸着ノズル２１とが対応する位置にヘッドユ
ニット５が達すると、吸着ノズル２１が下降されてチッ
プ部品Ｋ１の吸着を行なうものである。

【００４０】上記第１吸着ノズル２１による吸着動作が
終了すると、ステップＳ３で、第１吸着ノズル２１がレ
ーザユニット３１に対応した所定の認識高さまで上昇さ
れるとともに、第１吸着ノズル２１の予備回転動作が開
始される。この予備回転動作は、具体的には、図８に示
すように、チップ部品Ｋ１を吸着した吸着ノズル２１が
所定の認識時回転方向とは逆方向（図８では時計方向）
に一定角度θｓだけ回転される（一点鎖線で示す）。こ
れにより、チップ部品Ｋ１の長辺がレーザービーム方向
に対して一定の側に傾いた状態が確実に得られ、これが
主認識処理を行なう際の初期位置となる。

【００４１】続いてステップＳ４で第１吸着ノズル２１
の予備回転動作終了か否かが判定され、予備回転動作が
終了するとステップＳ５に移行し、第１吸着ノズル２１
に吸着されたチップ部品Ｋ１について後に詳述する主認
識処理が行なわれる。

【００４２】一方、上記第１吸着ノズル２１による吸着
動作の終了後に、ステップＳ７で第２吸着ノズル２２に
よる吸着動作（第１吸着ノズル２１による吸着動作と同
様）が行なわれ、この吸着動作が終了すると、ステップ
Ｓ８で、第２吸着ノズル２２がレーザユニット３１に対
応した所定の認識高さまで上昇されるとともに、第２吸
着ノズル２２の予備回転動作（第１吸着ノズル２１の予
備回転動作と同様）が開始される。この第２吸着ノズル
２２の吸着動作および予備回転動作は、第１吸着ノズル
２１側のステップＳ３〜Ｓ５の処理と並行して行なわれ
る。

【００４３】そして、ステップＳ９で第２吸着ノズル２
２の予備回転動作終了か否かが判定され、予備回転動作
が終了すると、ステップＳ１０で、第１ノズル２１に吸
着されたチップ部品Ｋ１の認識（上記ステップＳ４の処
理）が終了したか否かが判定される。チップ部品Ｋ１の
認識が終了したことが判定されたときは、ステップＳ１
１に移行し、第２吸着ノズル２２に吸着されたチップ部
品Ｋ２について後に詳述する主認識処理が行なわれる。

【００４４】また、第１吸着ノズル２１側の主認識処理
（ステップＳ５）の後の処理としては、ステップＳ６で
チップ部品Ｋ１の装着動作が行なわれ、具体的には、上
記ヘッドユニット５がプリント基板３上の目標位置へ移
動され、さらに第１吸着ノズル２１が下降されるととも
に負圧の供給が遮断されることにより、チップ部品Ｋ１
がプリント基板３に装着される。一方、第２吸着ノズル
２２側の主認識処理（ステップＳ１１）の後の処理とし
ては、ステップＳ１２で第２吸着ノズル２２によるチッ
プ部品Ｋ１の装着動作が終了したか否かが判定され、終
了していれば、ステップＳ１３に移行し、第２吸着ノズ
ル２２によるチップ部品Ｋ２の装着動作（第１吸着ノズ
ル２１による装着動作と同様）が行なわれる。

【００４５】図７は、上記ステップＳ５、ステップＳ１
１のそれぞれにおいて行なわれる主認識処理のルーチン
を示す。このルーチンにおいては、ステップＳ２１で、
前述の予備回転動作が終了した時点でのチップ部品の投
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、図８に一点鎖線で示す初期位置から吸
着ノズルが所定の認識時回転方向（図８では反時計方
向）に一定角度θｅだけ回転され（図８に二点鎖線で示
す）、この回転動作が行なわれている間に、チップ部品
の投影幅Ｗの検出が繰返し行なわれる（ステップＳ２
２，Ｓ２３）。このチップ部品の投影幅Ｗは、上記レー
ザーユニット３１の出力に基づいた上記レーザーユニッ
ト演算部３５の演算処理によって与えられる。

【００４６】そして、ステップＳ２４で、上記の投影幅
Ｗのデータから最小投影幅Ｗmin が求められるととも
に、そのときの中心位置Ｃｍと、回転角θｍ（予備回転
動作前を基準とした回転角）とが検出される。つまり、
吸着ノズルに吸着されたチップ部品の回転中にチップ部
品の長辺がレーザービームと同方向に向いた状態のとき
に投影幅が最小となり、このときの投影幅Ｗmin （チッ
プ部品の短辺の長さに相当）、中心位置Ｃｍ、回転角θ
ｍが検出される。

【００４７】続いてステップＳ２５で、上記データ等に
基づいて部品吸着が正常か否かが判定される。この判定
は、例えば、上記投影幅Ｗmin による部品短辺長さ相当
値と、、上記データおよびその他のデータから演算によ
り求められた部品長辺長さ相当値とが、実際の部品の短
辺および長辺の長さに充分に近似し、かつ上記回転角θ
ｍが所定範囲内にあるという条件が成立すれば正常とさ
れ、そうでなければ吸着不良とされる。そして、正常で
ない場合（吸着不良の場合）はステップＳ２６に移行し
て当該チップ部品が廃却され、部品吸着が正常であれ
ば、ステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７では、
上記投影幅Ｗmin 、中心位置Ｃｍ、回転角θｍから、チ
ップ部品の短辺の長さと、ノズル中心に対する部品中心
の短辺方向のずれと、回転角のずれとが求められ、さら
にこれらと他のデータとから、部品の長辺の長さと、ノ
ズル中心に対する部品中心の長辺方向のずれが演算によ
り求められ、これらから装着位置補正量Ｘｃ，Ｙｃ，θ
ｃが算出される。そして、前記の図６におけるステップ
Ｓ６またはステップＳ１３の装着動作の際に、これらの
補正量Ｘｃ，Ｙｃ，θｃによって目標装着位置が補正さ
れる。

【００４８】なお、上記の図７に示す主認識処理の一例
では、上記最小投影幅Ｗmin によって吸着部品の一辺
（短辺）を求める一方、吸着部品の他辺（長辺）は演算
によって求めるようにしているが、主認識処理の他の例
として、図９に示すように、吸着部品の両辺をともに投
影幅検出によって求めるようにしてもよい。

【００４９】この図９の例を説明すると、予備回転動作
後に、ステップＳ３１で吸着ノズルが部品認識時回転方
向に回転されつつ、チップ部品の投影幅Ｗの検出が行な
われる。そして、投影幅最小となる回転位置が調べられ
て、そのときの投影幅Ｗmin、部品中心位置Ｃｍおよび
回転角θｍ（予備回転動作前の位置を基準とした回転
角）が検出され（ステップＳ３２）、上記投影幅Ｗmin
と、上記部品中心位置Ｃｍとノズル中心位置Ｃｎとの差
（Ｃｍ−Ｃｎ）と、上記回転角θｍとが、それぞれ部品
短辺長さ相当投影幅Ｗｙ、Ｙ軸方向位置ずれ量Ｙｃ、回
転角ずれ量θｃとされる（ステップＳ３３）。

【００５０】次に、（θｃ＋９０°）の回転角まで吸着
ノズルが回転した時点の投影幅および部品中心位置が検
出され、その上記投影幅と、部品中心位置とノズル中心
位置との差とが、それぞれ部品長辺長さ相当投影幅Ｗ
ｘ、Ｘ軸方向位置ずれ量Ｘｃとされる（ステップＳ３
４）。そして、このような検出を可能にする設定回転角
θｆまで吸着ノズルが回転された後（ステップＳ３
５）、前記の図７中のステップＳ２５と同様にして吸着
正常か否かが判定され（ステップＳ３６）、正常でない
場合は、チップ部品が廃却される（ステップＳ３７）。
また、吸着正常の場合は、上記Ｙ軸方向位置ずれ量Ｙ
ｃ、回転角ずれ量θｃおよびＸ軸方向位置ずれ量Ｘｃを
もって、補正量が求められる（ステップＳ３８）。

【００５１】図７の例による場合と図９の例による場合
とを比較すると、チップ部品が小さければ、図７のよう
にチップ部品の長辺の長さを演算によって求める場合は
その演算のためのデータに含まれる誤差によって演算値
の誤差が大きくなる懸念があるために、図９のように両
辺とも投影幅検出により求める方が精度が高い。一方、
チップ部品が大きければ、吸着ノズルを大きな回転角に
わたって急速に回転させるとその回転の間に吸着部品の
位置ずれが生じるおそれがあるので、図７のように投影
幅検出のための吸着ノズル回転量を比較的小さくしてチ
ップ部品の長辺の長さを演算で求める方が精度的に有利
となる。従って、チップ部品の種類に応じて図７のよう
な処理と図９のような処理とを選択的に行なうようにす
るのも効果的である。

【００５２】以上のような装置による場合、各吸着ノズ
ル２１，２２を用いた吸着動作、部品認識用処理および
装着動作をタイムチャートで示すと、図１０のようにな
る。この図の中で、Ａは吸着動作を、Ｂは部品認識用処
理を、Ｂ１は部品認識用処理のうちの予備回転動作を、
Ｂ２は部品認識用処理のうちの主認識処理を、Ｃは装着
動作を、それぞれ期間的に表している。また、Ｗは待機
の期間を表している。

【００５３】このタイムチャートに示すように、第１ノ
ズル側の動作、処理としては、チップ部品Ｋ１の吸着動
作と、予備回転動作Ｂ１および主認識処理Ｂ２を含むチ
ップ部品Ｋ１の認識用処理Ｂと、チップ部品の装着動作
Ｃとが順次行われる。

【００５４】また、第１ノズル側の吸着動作の終了後に
第２ノズル側の吸着動作Ａが開始される。この第２ノズ
ル側でも、チップ部品Ｋ２の吸着動作Ａ、予備回転動作
Ｂ１、主認識処理Ｂ２および装着動作Ｃが順次行われる
が、そのうちの吸着動作Ａおよび予備回転動作Ｂ１は、
第１ノズル側の認識用処理Ｂと時間的にラップして行わ
れる。そして、第２ノズル側の予備回転動作Ｂ１の終了
時点で第１ノズル側の認識用処理Ｂが終了していなけれ
ば、第１ノズル側の認識用処理Ｂが終了するまでの待機
Ｗの期間を経て、第２ノズル側の主認識処理Ｂ２および
装着動作Ｃが行われる。

【００５５】ところで、チップ部品Ｋ１，Ｋ２の認識用
処理においては、上記主認識処理Ｂ２の前に上記予備回
転動作Ｂ１が行われることにより、主認識処理の開始時
には確実にチップ部品Ｋ１がレーザービーム方向に対し
て一定の側に傾いた状態となるため、主認識処理では吸
着ノズルが一定角度θｅだけ回転される間に確実に最小
投影幅Ｗmin が検出され、チップ部品吸着状態の認識が
迅速かつ正確に行われる。

【００５６】また、前述のようにレーザーユニット演算
部３５は、複数のチップ部品についての投影幅等の演算
処理を一部重複して行うことはできないが、上記予備回
転動作中は投影幅等の演算処理を要しないため、第２吸
着ノズル側の予備回転動作が第１吸着ノズル側の認識用
処理と時間的にラップしても、主認識用処理がラップし
なければ、レーザーユニット演算部３５の演算処理に支
障はない。そして、このように第２吸着ノズル側の認識
用処理のうちの予備回転動作が第１吸着ノズル側の認識
用処理中に行われることにより、第２ノズル側の待機Ｗ
の時間が従来の場合（図１２参照）と比べて短くなり、
つまり吸着から装着までの実装動作の途中における時間
的ロスが減少することとなり、実装時間が短縮される。

【００５７】なお、上記各吸着ノズル２１，２２による
吸着動作の制御は、上記実施例では同時吸着が困難な場
合の例として第１吸着ノズル２１による吸着後に第２吸
着ノズル２２による吸着を行うようになっているが、各
吸着ノズル２１，２２と部品供給部４のテープフィーダ
ー４ａとの位置関係によっては同時吸着が可能な場合も
あり、この場合は図１１のフローチャートに示すように
制御すればよい。

【００５８】すなわち、図１１に示す例では、ステップ
Ｓ１０１で各吸着ノズル２１，２２に吸着用負圧が供給
された後、第１吸着ノズル２１によるチップ部品Ｋ１の
吸着動作（ステップＳ１０２）と第２吸着ノズル２２に
よるチップ部品Ｋ２の吸着動作（ステップＳ１０７）と
が同時的に並行して行われ、さらに各吸着ノズルの上昇
および予備回転動作（ステップＳ１０３，ステップＳ１
０８）も並行して行われる。その後の第１ノズル側の予
備回転終了の判定（ステップＳ１０４）、チップ部品Ｋ
１の主認識処理（ステップＳ１０５）および装着動作
（ステップＳ１０６）と、第２ノズル側の予備回転終了
の判定（ステップＳ１０９）、チップ部品Ｋ１の認識処
理終了の判定（ステップＳ１１０）、チップ部品Ｋ２の
主認識処理（ステップＳ１１１）、チップ部品Ｋ１の装
着終了の判定（ステップＳ１１２）およびチップ部品Ｋ
２の装着動作（ステップＳ１１３）は、図６のフローチ
ャートにおけるステップＳ４〜Ｓ６，ステップＳ９〜Ｓ
１３と同様である。

【００５９】この実施例によっても、第２吸着ノズル側
の認識用処理のうちの予備回転動作が第１吸着ノズル側
の認識用処理中に行われることにより、時間的ロスが減
少する。さらに、各吸着ノズルによる吸着動作が同時に
行われることで実装時間短縮により一層有利となる。

【００６０】本発明は、上記各実施例以外にも変更可能
である。

【００６１】例えば、上記各実施例ではレーザーユニッ
ト演算部３５が複数のチップ部品についての投影幅等の
演算処理を一部重複して行うことができない場合に適合
するようにしているが、レーザーユニット演算部３５が
複数のチップ部品についての投影幅等の演算処理を重複
して行うことが可能である場合は、上記第１ノズル側の
部品認識用処理と第２ノズル側の部品認識用処理とを、
主認識処理も含めてラップさせるようにしてもよい。

【００６２】また、ヘッドユニット５に設けられる吸着
ノズルは３個以上であってもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上のように、本発明は、ヘッドユニッ
トに複数の吸着ノズルを具備した実装機において、吸着
ノズルに吸着されたチップ部品の投影を検出する光学的
検出手段と、その出力に基づいてチップ部品の投影幅の
演算を行なう演算処理手段と、チップ部品を吸着した吸
着ノズルを回転させて吸着ノズル回転中の上記演算手段
からの情報に基づいてチップ部品吸着状態を認識する処
理を各吸着ノズルの吸着部品に対してそれぞれ行なう認
識用制御手段と、各吸着ノズルの吸着部品に対する部品
認識用処理を少なくとも一部において時間的にラップさ
せるタイミング調整手段とを備えている（請求項１）た
め、各吸着ノズルの吸着部品に対する部品認識用処理の
時間的ずれが小さくなる。このため、実装動作途中にお
ける時間的ロスを減少させ、実装時間を短縮することが
できる。

【００６４】とくにこの装置において、上記認識用制御
手段による部品認識用処理として、上記吸着ノズルを所
定の認識時回転方向とは逆方向に所定角度だけ回転させ
る予備回転処理を行なってから、上記吸着ノズルを上記
認識時回転方向に回転させつつチップ部品吸着状態を認
識する主認識処理を行なうようにし、また、上記タイミ
ング調整手段による調整として、一の吸着ノズルに対す
る部品認識用処理中に、他の吸着ノズルの吸着部品に対
する部品認識用処理のうちの予備回転動作を行なわせる
ようしておくと（請求項２）、上記予備回転動作によ
り、主認識処理を迅速かつ正確に行わせることができ
る。しかも、上記演算処理手段の処理能力などの事情で
投影幅演算等の処理を複数のチップ部品について同時進
行的に行なうことが困難な場合であっても、投影幅演算
等の処理に支障のない範囲で各吸着ノズルの吸着部品に
対する部品認識用処理の時間的ずれを小さくし、実装時
間を短縮することができる。

【００６５】また、上記各吸着ノズルによる部品の吸着
を順次行なわせるようにした場合（請求項３）、一の吸
着ノズルによるチップ部品吸着動作に続き、この吸着ノ
ズルの吸着部品に対する部品認識用処理が行なわれてい
る間に、他の吸着ノズルによるチップ部品吸着動作とこ
れに続く部品認識用処理の一部を行なわせることができ
て、時間的ロスを少なくすることができる。

【００６６】また、上記各吸着ノズルによる部品の吸着
を同時に行なわせるようにすると（請求項４）、実装時
間の短縮により一層有利となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部品認識装置が適用された実装機の一
例を示す概略平面図である。

【図２】同実装機の概略正面図である。

【図３】ヘッドユニットの主要部を示す正面図である。

【図４】ヘッドユニットに設けられたレーザーユニット
の概略平面図である。

【図５】制御系統を示すブロック図である。

【図６】実装動作の制御の一例を示すフローチャートで
ある。

【図７】実装動作の制御の中の主認識処理のルーチンを
示すフローチャートである。

【図８】部品認識用処理時のチップ部品の回転動作を示
す説明図である。

【図９】実装動作の制御の中の主認識処理のルーチンの
別の例を示すフローチャートである。

【図１０】第１，第２吸着ノズルの吸着動作、部品認識
用処理および装着動作を時間的に示すタイムチャートで
ある。

【図１１】実装動作の制御の一例を示すフローチャート
である。

【図１２】従来の技術に基づいた吸着動作、部品認識用
処理および装着動作を時間的に示すタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

５ ヘッドユニット ２１，２２ 吸着ノズル ３１ レーザーユニット ３５ レーザーユニット演算部 ４０ 主制御器 ４３ 主演算部 ４４ 吸着制御手段 ４５ 認識用制御手段 ４６ タイミング調整手段

───────────────────────────────────────────────────── 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 13/08 Ｂ 8315−4Ｅ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品供給側と装着側とにわたって移動可
   能なヘッドユニットに、チップ部品を吸着するための複
   数の吸着ノズルと、該各吸着ノズルを回転させる駆動手
   段とを設けた実装機において、 平行光線の照射部および受光部を有して、上記吸着ノズ
   ルに吸着されたチップ部品に平行光線を照射してその投
   影を検出する光学的検出手段と、 上記光学的検出手段の出力に基づいて投影幅の演算を行
   なう演算処理手段と、 上記駆動手段を制御してチップ部品を吸着した吸着ノズ
   ルを回転させる処理と吸着ノズル回転中の上記演算処理
   手段からの情報に基づいてチップ部品吸着状態を認識す
   る処理とを含む部品認識用処理を、各吸着ノズルの吸着
   部品に対してそれぞれ行なう認識用制御手段と、 一の吸着ノズルの吸着部品に対する部品認識用処理と他
   の吸着ノズルの吸着部品に対する部品認識用処理とが少
   なくとも一部において時間的に重なり合うように部品認
   識用処理のタイミングを調整するタイミング調整手段と
   を備えたことを特徴とする実装機の部品認識装置。
2. 【請求項２】 上記認識用制御手段は、上記部品認識用
   処理として、上記吸着ノズルを所定の認識時回転方向と
   は逆方向に所定角度だけ回転させる予備回転処理を行な
   ってから、上記吸着ノズルを上記認識時回転方向に回転
   させつつ上記演算処理手段からの情報に基づいてチップ
   部品吸着状態を認識する処理を行なうものであり、 上記タイミング調整手段は、一の吸着ノズルの吸着部品
   に対する部品認識用処理中に、他の吸着ノズルの吸着部
   品に対する部品認識用処理のうちの予備回転処理を行な
   わせるように調整するものであることを特徴とする請求
   項１記載の実装機の部品認識装置。
3. 【請求項３】上記各吸着ノズルによる部品の吸着を順次
   行なわせる手段を有する請求項１または２記載の実装機
   の部品認識装置。
4. 【請求項４】上記各吸着ノズルによる部品の吸着を同時
   に行なわせる手段を有する請求項１または２記載の実装
   機の部品認識装置。