JPH0797019B2

JPH0797019B2 - 部品認識用照明方法及びその装置

Info

Publication number: JPH0797019B2
Application number: JP62144714A
Authority: JP
Inventors: 真弘丸山; 寛二秦; 英二一天満谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-06-12
Filing date: 1987-06-10
Publication date: 1995-10-18
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: US4793707A; KR880001195A; JPS63106506A; KR910001267B1

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は部品認識用照明方法及びその装置に関し、特に
吸着ヘッドに吸着された部品に照明光を照射して部品の
影像を認識カメラ等の認識装置に入射させることにより
部品の認識する部品認識装置において、上記部品に対し
て照明光を照射する方法及びその装置に関するものであ
る。

従来の技術従来、例えば部品収容部から吸着ヘッドにて部品を吸着
して配線基板等に装着する部品装着装置において、部品
を正確に所定位置に装着するために、吸着ノズルに吸着
されている部品の位置を認識する部品認識装置を設けた
ものは知られている。その部品認識装置としては、例え
ば特開昭60−28298号公報に開示されたものにおいて
は、第10図に示すように、吸着ヘッド41の下端部におけ
る吸着ノズル42の上部外周に反射体から成るバックプレ
ート43を配設し、部品認識位置でバックプレート43に対
して下方側部位置から照明具44にて照明光を投射し、こ
のバックプレート43からの照明光を部品Ｐに照射してそ
のシルエット像を認識カメラからなる認識装置45に入射
させ、部品Ｐの位置を認識するように構成されている。

発明が解決しようとする問題点ところが、上記のような部品Ｐに対する照明方法では、
部品Ｐの一辺が例えば36mmというような大型部品を装着
する場合には、大きなバックプレート43が必要になり、
バックプレート43を取付けた吸着ヘッド41が大きくなっ
て装着速度が低下し、高速装着が不可能になるという問
題があった。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、部品の大小にかかわ
らず均一な照明が可能で、かつ吸着ヘッドに大きな間接
照明体を設ける必要のない部品照明方法及びその装置を
提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段本発明は上記目的を達成するため、吸着ノズルに小型部
品が吸着されている時には、吸着ノズルの外周に取付け
られた第１の間接照明体からの散乱光を部品に照射し、
吸着ノズルに大型部品が吸着されている時には、部品認
識時に前記第１の間接照明体と吸着ノズルの吸着端との
間に位置するように部品認識位置に配置された、吸着ノ
ズルの周辺を取り囲む第２の間接照明体からの散乱光を
部品に照射する部品認識用照明方法を提供するものであ
る。

また、本発明は上記方法を実施する装置として、部品を
吸着する吸着ノズルの外周に第１の間接照明体を取付
け、部品認識位置に、前記第１の間接照明体に向かって
照明光を投射する照明具と吸着ノズルを取り囲む第２の
間接照明体とを配設した部品認識用照明装置を提供する
ものである。

又、好適には第２の間接照明体が径方向に分割され、か
つこの第２の間接照明体を径方向に移動させる開閉装置
が設けられる。

作用本発明方法は上記した構成を有するので、吸着ノズルに
小型の部品を吸着している場合には第１の間接照明体か
らの散乱光にて部品を照明することができる。また、吸
着ノズルに大型の部品を吸着している場合には、部品認
識位置に定置した第２の間接照明体からの散乱光にて部
品を均一に照明することができる。したがって、吸着ノ
ズルに大きな間接照明体を設けることなく、大型部品の
場合にも均一に照明することができる。

また、本発明装置によれば、吸着ノズルに取付けた第１
の間接照明体と認識位置に定置した第２の間接照明体に
よって上記方法を実施でき、小型部品に対しても大型部
品に対しても均一に照明することができ、かつ吸着ノズ
ルには、認識位置に定置された照明具から照明光を受け
て吸着ノズルに保持された小型部品を照明する簡単で小
さな構成の第１の間接照明体を取付ければよく、吸着ノ
ズルを一層軽量簡単に構成できて吸着ノズルを高速で動
作させることができる。

又、第２の間接照明体を径方向に分割して開閉可能に構
成すると、大型部品のときに第２の間接照明体を開閉し
て通過させることによって吸着ノズルを上下移動させて
大型部品に対して照明することができ、部品の大小にか
かわらず吸着ノズルに同一動作を行わせて部品を認識す
ることができる。

実施例以下、本発明の一実施例について、第１図〜第５図を参
照して説明する。

まず、部品装着装置の全体構成を第５図を参照して説明
する。鉛直軸心回りに間欠回動される支持体１の外周
に、その間欠回動ピッチに対応するピッチで複数のター
ンホルダ２が鉛直軸心回りに回転可能に保持されてい
る。又、各ターンホルダ２の外周には、複数種類の吸着
ノズル３が自転可能に保持されている。前記支持体１に
よる各ターンホルダ２の循環移動経路における後部停止
位置に対応する部品受取位置S1には、Ｘ方向に往復移動
可能なＸ移動テーブル４が配設され、各種部品を個別に
供給する多数の部品供給カセット５が並列保持されてい
る。又、前部停止位置に対応する部品装着位置S5には、
Ｘ方向とこれと直交するＹ方向に移動可能なXY移動テー
ブル６が配設され、その上面に電子回路基板10を載置固
定可能に構成されている。

支持体１の回転方向における部品受取位置S1から部品装
置位置S5までのターンホルダ２の停止位置S2〜S4に対応
して、吸着ノズル３にて吸着されて移送される部品Ｐに
対するＹ方向位置規制手段７、部品ＰのXY方向の位置を
検出する部品認識手段８及び角度位置補正用の吸着ノズ
ル回転手段９がそれぞれ配設されている。

前記Ｙ方向位置規制手段７は、一対のクランプ爪7a、7b
にて部品Ｐを挟圧して吸着ノズル３とＹ方向に芯合わせ
する。又、前記部品認識手段８は、吸着ノズルに吸着さ
れている部品ＰのXY方向の位置と、角度位置を検出する
もので、側方位置に配設されたCCD認識カメラ11に対し
て部品Ｐの影像を投射するため、吸着ノズル３とCCD認
識カメラ11の直下位置に配置された一対の反射鏡12a、1
2bを備えているとともに、後述の本発明に係る照明装置
（図示せず）が併設されている。又、前記吸着ノズル回
転手段９は、図示しない昇降台にモータ13にて回転駆動
される回転軸15が設けられ、昇降台を加工させてその下
端に設けられた伝動部16を吸着ノズル３の上端の受動部
17に圧接させて摩擦伝動し、吸着ノズル３を任意角度回
転させ得るように成されている。

支持体１の回転方向における部品装着位置S5から部品受
取位置S1までの間の各ターンホルダ２の停止位置S6〜S8
の内、S6とS7に対応して、不良部品受け18と、モータ19
aにて駆動可能でかつターンホルダ２に対して噛合離間
移動可能なピニオン19bを備えたノズル選択手段20が配
設されている。

以上のような部品装着装置において、前記部品認識手段
８に併設された照明装置について第１図〜第４図を参照
して説明する。

第１図において、21は前記ターンホルダ２に昇降可能に
保持された吸着ノズル本体であって、下端部に設けられ
た前記吸着ノズル３先端に部品Ｐを吸着して保持するよ
うに構成されている。吸着ノズル３の先端から適当間隔
をあけてその外周には外面が円錐状の第１の間接照明体
23が取付けられている。この第１の間接照明体23は半透
明体からなり、これに向かって投射された光の一部をそ
の外面で乱反射するとともに内部に入射した光を乱反射
させて、散乱光を外部に照射するように構成されてい
る。24は、吸着ノズル本体21が部品Ｐの認識位置である
下降限に位置したとき、前記第１の間接照明体23に水平
方向側方から対向するように配設された照明具であり、
直径方向に対向して一対設けられている。この照明具24
の下方位置でかつ吸着ノズル３の先端よりも上方の位置
に、前記吸着ノズル３の周囲を間隔をあけて取り囲むよ
うに第２の間接照明体25が配設されている。この第２の
間接照明体25は、スリガラスや半透明樹脂板等、光を散
乱光にする半透明板にて構成されている。また、この第
２の間接照明体25は、第２図に示すように、中央部で直
径方向に２分割され、開閉可能に構成されている。

第３図及び第４図により具体構造例を説明すると、中央
部に吸着ノズル３が貫通する円形開口26を形成された第
２の間接照明体25がその中央位置で直径方向に２分割さ
れ、各分割板25a、25bはそれぞれの反対側端部がブラケ
ット27a、27bを介して可動杆28a、28bの一端部に支持さ
れている。これら可動杆28a、28bは支持ブロック29にて
長手方向に摺動自在に支持されている。また、可動杆28
a、28bにはその対向側面にラック30が形成されるととも
に、これらラック30に噛合する回転自在なピニオン31が
設けられ、可動杆28a、28bが互いに反対方向に連動して
移動するように構成されている。そして、一方の可動杆
28aを移動駆動するシリンダ装置32が設けられている。
第３図において、33は前記照明具24の支持板である。

以上の構成において、吸着ノズル３にて吸着された小型
の部品Ｐをの位置を認識する場合は、第１図に示すよう
に、支持体１の回転に伴って吸着ノズル３が部品認識位
置で停止すると、次に下方に移動して部品位置を認識す
べき下降限位置で停止する。このとき、吸着ノズル３及
びその先端に吸着された部品Ｐは閉じた状態の第２の間
接照明体25の開口26を貫通し、部品Ｐは第２の間接照明
体25の下方に位置する。ここで、照明具24から照明光が
投射され、その照明光は吸着ノズル３外周の第１の間接
照明体23にて散乱光とされて部品Ｐに照射され、その影
像がCCD認識カメラに入射され、部品位置が認識され
る。その際、照明具24から下方に向かって投射された照
明光は第２の間接照明体25に入射して散乱光とされるた
め、直接光が部品Ｐの端面に投射されるということはな
く、誤認識を生ずる虞れはない。位置認識が終ると、吸
着ノズル３は上昇した後、部品装着位置に移動し、下降
して部品を装着する。その際、認識した部品の位置ずれ
分が修正されて装着される。

また、大型の部品Ｐの吸着ノズル３にて吸着保持してそ
の位置を認識する場合は、ターンホルダ２を回転させ
て、第２図に示すように大型部品Ｐに対応した吸着ノズ
ル３に切り替えられる。この吸着ノズル３にて部品Ｐを
吸着保持した後、部品認識位置に移動し、引き続いて下
降する。この場合、部品Ｐが第２の間接照明体25に達す
る前に前記シリンダ装置32が動作して、第２図（ａ）に
示すように、分割板25a、25bが開き、大型部品Ｐの通過
を許す。次に部品Ｐが通過して下降限で停止すると、第
２図（ｂ）に示すように、分割板25a、25bが閉じて吸着
ノズル３の周囲を取り囲む。ここで、照明具24から照明
光が投射され、その照明光の一部は第１の間接照明体23
に入射して散乱光となって部品Ｐ照射されるとともに他
の照明光は第２の間接照明体25に入射して散乱光とさ
れ、この第２の間接照明体25からの散乱光が部品Ｐを含
む広い範囲にわたって均一に照射され、部品Ｐの位置が
正確に認識される。位置認識が終わると、分割板25a、2
5bが開いた後吸着ノズル３が上昇し、上記と同様に部品
Ｐが装着される。

尚、上記のように第２の間接照明体25を２分割あるいは
それ以上に分割して開閉可能にした場合には、吸着ノズ
ル３を昇降動作させて大型部品を認識することができ、
吸着ノズル３の動きを小型部品と大型部品に対して共通
化することができる。しかし、吸着ノズル３が横移動す
る場合は、第２の間接照明体の一部に切欠を設けてこの
切欠方向から吸着ノズルが横移動するようにすれば固定
設置できる。

次に、本発明の第２実施例について、第６図〜第８図を
参照しながら説明する。この第２実施例と上記第１実施
例との相違は、第２の間接照明体が自身の光源を有して
いる構成であるという点にある。以下、第１実施例と共
通の構成要素については同一の参照符号を付して説明を
省略し、独特の構成要素について詳細に説明する。

前記照明具24の下方位置で吸着ノズル３を取り囲むよう
に第２の間接照明体35が配設されている。この第２の間
接照明体35は、吸着ノズル３の軸心を通る平面で径方向
に２分割された一対の分割照明体35a、35bにて構成され
ている。各分割照明体35a、35bは断面形状略くさび形の
板状の透明樹脂からなる導光体36と、その傾斜背面に配
設されたアルミ薄板等からなる反射板37と、導光体36の
板厚の厚い一端部に形成した凹部に嵌入配置されたLED
等の光源38とから構成されている。前記反射板37の導光
板36側の面は第８図（ｂ）に示すように断面形状が小さ
な波形に形成されて光を乱反射させるように構成され、
さらに導光体36の表面も第８図（ｃ）に示すように梨地
状に形成されて散乱光を照射するように構成されてい
る。又、各分割照明体35a、35bは、第１実施例の場合と
同様に、第７図に矢印で示すようにその分割方向に移動
可能に構成されている。

この第２実施例の動作は、概ね上記第１実施例と同様で
あり、重複する説明は省略する。尚、この実施例におい
ては、第１の間接照明体23による照明光と第２の間接照
明体35による照明光の照度が均一となるように、前記照
明具24と光源38の照度が調節される。その結果、部品Ｐ
の大小にかかわらず認識像が安定し、高い認識率が得ら
れる。

尚、前記導光体36の表面は、梨地状でなく、平滑面とし
てもよい。

又、吸着ノズル３に取り付ける第１の間接照明体23に
も、第９図に示すように内部に光源39を内蔵させた構成
とすることもできる。

また、上記実施例では部品Ｐの位置認識を行う例を示し
たが、部品の位置認識に限らず、部品の形状や種類の認
識等にも当然適用することができる。

発明の効果本発明の部品認識用照明方法によれば、以上のように、
吸着ヘッドに小型の部品を吸着している場合には第１の
間接照明体からの散乱光にて部品を照明することができ
る。また、吸着ヘッドに大型の部品を吸着している場合
には、部品認識位置に定置した第２の間接照明体からの
散乱光にて部品を均一に照明することができる。したが
って、吸着ヘッドに大きな間接照明体を設けることな
く、大型及び小型の部品を均一に照明することができる
という効果がある。

また本発明装置によれば、吸着ノズルに取付けた第１の
間接照明体と認識位置に定置した第２の間接照明体によ
って上記本発明方法を実施でき、かつ吸着ノズルには、
認識位置に定置された照明具から照明光を受けて吸着ノ
ズルに保持された小型部品を照明する簡単で小さな構成
の第１の間接照明体を取付ければよく、吸着ノズルを一
層軽量簡単に構成できて吸着ノズルを高速で動作させる
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は小
型部品の認識時の状態を示す正面図、第２図（ａ）、同
（ｂ）は大型部品の認識時における動作説明図、第３図
は要部の縦断正面図、第４図は同平面図、第５図は部品
装着装置の全体構成を示す斜視図、第６図〜第８図は本
発明の第２実施例を示し、第６図は小型部品の認識時の
状態を示す正面図、第７図は大型部品認識時の状態を示
す正面図、第８図（ａ）は第２の間接照明体の部分詳細
断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ部拡大断面図、同
図（ｃ）は同図（ａ）のＣ部拡大断面図、第９図は第２
実施例の変形例の正面図、第10図は従来例の説明図であ
る。３……吸着ノズル 23、……第１の間接照明体 24……照明具 25、35……第２の間接照明体Ｐ……部品。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸着ノズルに小型部品が吸着されている時
には、吸着ノズルの外周に取付けられた第１の間接照明
体からの散乱光を部品に照射し、吸着ノズルに大型部品
が吸着されている時には、部品認識時に前記第１の間接
照明体と吸着ノズルの吸着端との間に位置するように部
品認識位置に配置された、吸着ノズルの周辺を取り囲む
第２の間接照明体からの散乱光を部品に照射することを
特徴とする部品認識用照明方法。
【請求項２】大型部品の認識時に、第２の間接照明体が
径方向に開閉して大型部品を通過させる特許請求の範囲
第１項に記載の部品認識用照明方法。
【請求項３】部品を吸着する吸着ノズルの外周に第１の
間接照明体を取付け、部品認識位置に、前記第１の間接
照明体に向かって照明光を投射する照明具と吸着ノズル
を取り囲む第２の間接照明体とを配設したことを特徴と
する部品認識用照明装置。
【請求項４】第１の間接照明体は、半透明体から成って
いる特許請求の範囲第３項に記載の部品認識用照明装
置。
【請求項５】小型部品を吸着する吸着ノズルの外周に取
付けられた第１の間接照明体と、前記第１の間接照明体
と大型部品を吸着する吸着ノズルの吸着端との間に位置
するように部品認識位置に配設され、かつ吸着ノズルの
周辺を取り囲む第２の間接照明体と、前記第１の間接照
明体あるいは第２の間接照明体からの散乱光を前記小型
部品あるいは大型部品に照射する照明具とを備えたこと
を特徴とする部品認識用照明装置。
【請求項６】第２の間接照明体が径方向に分割され、か
つこの第２の間接照明体を径方向に移動させる開閉装置
が設けられている特許請求の範囲第３項に記載の部品認
識用照明装置。
【請求項７】第２の間接照明体は、半透明板から成る特
許請求の範囲第３項又は第６項に記載の部品認識用照明
装置。
【請求項８】第２の間接照明体は、断面形状略くさび形
の板状の透明体とその傾斜背面に形成された乱反射面と
板厚の厚い一端部に配置された光源とから成る特許請求
の範囲第３項又は第６項に記載の部品認識用照明装置。