JPH08148888A - 部品実装装置 - Google Patents

部品実装装置

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JPH08148888A
JPH08148888A JP6283903A JP28390394A JPH08148888A JP H08148888 A JPH08148888 A JP H08148888A JP 6283903 A JP6283903 A JP 6283903A JP 28390394 A JP28390394 A JP 28390394A JP H08148888 A JPH08148888 A JP H08148888A
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JP
Japan
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component
mounting
suction
nozzle
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP6283903A
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English (en)
Inventor
Toshimasa Hirate
利昌 平手
Fumiaki Takeuchi
文章 竹内
Kazuhide Inoue
和英 井上
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品供給部にて取得した部品の画像を取込む
ようにしたものにあって、部品の大きさに関わらず正確
な部品認識を行う。 【構成】 実装ヘッド25に回転部27を設けると共
に、その回転部27の先端部に吸装着ノズル28,29
を設ける。吸装着ノズル28の途中部に透過光源30を
設け、吸装着ノズル29の途中部に反射板31を設け
る。実装ヘッド25の側方に、ラインセンサ32,レン
ズ系33,ミラー34及び反射光源35,ビームスプリ
ッタ36を有する撮像装置26を一体に設ける。ライン
センサ32は、部品Pを取得した吸装着ノズル28,2
9が矢印a方向に回転移動されている途中において、部
品PのX軸方向に細長い切断画像を、所定間隔で連続的
に取込み、ビジョンコントローラは、その画像データに
基づいて部品Pの位置を検出する。部品Pのサイズに応
じて透過光源30と反射光源35とを使い分ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品等の部品を基
板に自動的に装着する部品実装装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図10は、従来の部品実装装置を上面か
ら見た図を概略的に示している。ここで、ベース1上に
は、左右方向(X軸方向)に延びて基板搬送路2が設け
られ、その中央部に、基板3が停止される基板バックア
ップ部が設けられている。また、基板搬送路2の近傍に
は、複数個のテープフィーダ4(2個のみ図示)をX軸
方向に並んで有する部品供給部5が設けられている。
【0003】さらに、前記基板バックアップ部と部品供
給部5との間には、図11にも示すように、CCDカメ
ラ等のエリアセンサ6が設けられている。一方、図11
に示すように、ベース1の上方には、吸装着ノズル7に
より部品Pを吸着して搬送するための実装ヘッド8が設
けられている。また、この実装ヘッド8には、吸着した
部品Pに上方から投光するための、透過光源としてのリ
ング照明9が設けられている。この実装ヘッド8は、図
示しないXYロボットにより、X軸及びY軸方向に自在
に移動されるようになっている。
【0004】上記した各機構は、図示しない制御装置に
より実装プログラム等に基づいて制御され、これにて、
実装ヘッド8は、所定のテープフィーダ4から部品Pを
吸着により取得し、これを基板3まで搬送してその所定
の部品装着点に装着する作業を繰返し実行するようにな
っている。
【0005】このとき、実装ヘッド8は、部品Pの搬送
途中において、前記エリアセンサ6の上方で停止し、こ
こで吸装着ノズル7による部品Pの取得状態が撮影され
る。図13には、この際の撮影画像Vの例を示してお
り、部品P部分が暗部(便宜上ハッチングを付して示
す)とされるようになっている。そして、その画像情報
に基づいて部品吸着位置のX,Y,θ(回転)方向の位
置ずれ量が検出され、もって、基板3への部品装着時の
位置補正が行われて高精度な装着作業が行われるように
なっている。尚、部品Pの撮影のための光源としては、
図12に示すような反射光源10もあるが、このような
反射照明系は、反射面の状態によって光量が変化するな
どの事情があって画像処理に手間がかかるため、上述の
ような透過照明系の方が画像処理の速度の面で有利であ
り、透過照明系を用いることが一般的に行われていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
技術の進歩に伴って部品Pも極めて小形化してきてお
り、吸装着ノズル7による吸着時に、吸装着ノズル7の
一部が部品Pの外形からはみ出してしまうほど小形の部
品Pも存在する。ところが、このように吸装着ノズル7
の一部が部品Pの外形からはみ出した場合、エリアセン
サ6による撮影画像Vが、図14に示すように、部品P
からはみ出した吸装着ノズル7の影が余分に付加された
ものとなってしまい、正確に部品認識ができなくなって
しまう虞があった。
【0007】また、別の問題点として、上記のようなエ
リアセンサ6を用いたものでは、部品Pの画像の取込み
のために、エリアセンサ6の上方で部品Pを一旦停止さ
せなければならないため、部品Pの搬送に要する時間が
長くなり、ひいては部品装着作業時間が長くなる不具合
があった。尚、部品Pには各種のサイズのものがあるの
で、それに対応するために予め視野の大きなエリアセン
サを使用しており(図13,図14参照)、このため、
不必要な画像領域が大きくなってデータ転送や画像処理
のデータ量が多くなってしまい処理効率が悪くなる事情
もあった。
【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、部品供給部にて取得した部品の画像を
取込むようにしたものにあって、部品の大きさに関わら
ず正確な部品認識を行うことができる部品実装装置を提
供するにある。また、本発明の別の目的は、それに加え
て、部品認識に要する時間の短縮化を図ることができる
部品実装装置を提供するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の部品
実装装置は、電子部品等の部品の吸装着を行う吸装着ノ
ズルを有する実装ヘッドを、部品供給部と装着対象物と
の間を自在に移動させながら、前記部品を前記装着対象
物に装着する作業を実行するものであって、前記吸装着
ノズルの先端に吸着された部品の画像を取込む撮像装置
と、この撮像装置の画像取込み時に前記部品を前記吸装
着ノズル側から照明するための透過光源と、前記撮像装
置の画像取込み時に前記部品を前記吸装着ノズルとは反
対側から照明するための反射光源と、前記撮像装置から
の画像データに基づいて前記吸装着ノズルに対する部品
位置を検出する位置検出手段とを具備するところに特徴
を有する。
【0010】この場合、前記透過光源と反射光源とを、
部品サイズに応じて使い分けるように構成すれば効果的
である(請求項2の発明)。また、前記透過光源を基端
側に有する吸装着ノズルと、前記反射光源の光を反射す
る反射板を基端側に有する吸装着ノズルとを、前記実装
ヘッドに対して交換可能に取付けるように構成しても良
い(請求項3の発明)。
【0011】そして、前記実装ヘッドを、回転駆動機構
によって水平軸を中心に回転する回転部に、複数個の吸
装着ノズルを放射方向に並んで備えて構成すると共に、
前記撮像装置を、前記実装ヘッドの側方に一体的に設け
ることができる(請求項4の発明)。
【0012】この場合、前記撮像装置を、前記吸装着ノ
ズルが取得している部品の切断画像を取込むラインセン
サを備えて構成し、前記吸装着ノズルの回転移動中にお
いてその移動方向に複数回の画像の取込みを行うように
すれば、より一層効果的であり(請求項5の発明)、さ
らには、前記吸装着ノズルの回転角度と、その吸装着ノ
ズルが取得している部品の形状サイズとから、ラインセ
ンサによる画像取込みの開始及び終了のタイミングを決
定する手段を設けることもできる(請求項6の発明)。
【0013】
【作用】吸装着ノズルにより吸着された部品を撮影する
場合の照明としては、透過照明系と反射照明系とが考え
られ、このうち透過照明系の方が反射照明系よりも画像
処理速度の面で有利な事情がある。ところが、吸装着ノ
ズルが部品の外形からはみ出るような場合において、透
過照明系を用いると撮影画像に余分な影が生ずる欠点が
ある。これに対し、反射照明系を用いれば、吸装着ノズ
ルが部品の外形からはみ出した場合でも、部品と吸装着
ノズルのはみ出し部分との反射光の光量は顕著に異なっ
てくるため、部品のみを識別することが容易となる。
【0014】本発明の請求項1の部品実装装置によれ
ば、撮像装置の画像取込み時に部品を吸装着ノズル側か
ら照明するための透過光源と、撮像装置の画像取込み時
に部品を吸装着ノズルとは反対側から照明するための反
射光源とを具備するので、透過光源と反射光源とを必要
に応じて使い分けることが可能となる。
【0015】この場合、吸装着ノズルが部品の外形から
はみ出す虞があるのは、部品サイズが小さい場合なの
で、前記透過光源と反射光源とを、部品サイズに応じて
使い分けるように構成すれば(請求項2の発明)、吸装
着ノズルが部品の外形からはみ出す虞がないようなサイ
ズの部品に関しては透過光源を用い、小さいサイズの部
品に関しては反射光源を用いることにより、画像処理の
速度面での有利さを享受しつつ、吸装着ノズルのはみ出
しにも対応することができる。
【0016】また、透過光源を基端側に有する吸装着ノ
ズルと、前記反射光源の光を反射する反射板を基端側に
有する吸装着ノズルとを、前記実装ヘッドに対して交換
可能に取付けるように構成すれば(請求項3の発明)、
透過光源と反射光源との使い分けを簡単に行うことがで
きる。
【0017】そして、請求項4の部品実装装置によれ
ば、吸装着ノズルは、実装ヘッドに対して回転されると
共に、撮像装置は、実装ヘッドの側方に一体的に設けら
れているので、撮像装置により、実装ヘッドに対して相
対速度が零の状態で、吸装着ノズルが側方を向いた状態
における部品の画像取込みを行うことができる。従っ
て、撮像装置により、実装ヘッドの移動速度や位置に関
係なく、必要な画像取込みを行うことができるようにな
る。また、複数個の吸装着ノズルが実装ヘッドに設けら
れているので、1個の実装ヘッドにあっても各種の吸装
着ノズルを備えたり、一度に複数個の部品を搬送するこ
とができる。
【0018】この場合、前記撮像装置を、吸装着ノズル
が取得している部品の切断画像を取込むラインセンサを
備えると共に、前記吸装着ノズルの回転移動中において
その移動方向に複数回の画像の取込みを行うように構成
すれば(請求項5の発明)、吸装着ノズルを停止させな
くてもその回転移動中に画像取込みを行うことができ
る。また、ラインセンサにより、切断画像方向に高分解
での画像取込みが可能となる。
【0019】さらに、このとき、吸装着ノズルの回転角
度と、その吸装着ノズルが取得している部品の形状サイ
ズとから、ラインセンサによる画像取込みの開始及び終
了のタイミングを決定する手段を設けるようにすれば
(請求項6の発明)、切断方向とは直交する方向に関す
る画像取込みの範囲を、部品の形状サイズに対応した小
さいものとすることができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例(請求項1〜6
に対応)について、図1乃至図7を参照しながら説明す
る。まず、図6及び図7は本実施例に係る部品実装装置
11の外観構成を示している。この部品実装装置11
は、ベース12上に、装着対象物である図示しない基板
を搬送するための基板搬送路13、電子部品P(図3参
照)を供給するための部品供給部14、前記基板に対す
る部品Pの装着作業を行う部品装着機構15を備えて構
成されていると共に、それら各機構を制御するマイコン
などからなる制御装置16(図2にのみ図示)を備えて
いる。
【0021】そのうち基板搬送路13は、ベース12上
を左右方向(X軸方向)に延びて設けられ、図示しない
ベルトコンベア機構を有して構成されている。このベル
トコンベア機構により、基板は、基板搬送路13の右端
部の搬入位置から左端部の搬出位置まで搬送されるよう
になっている。そして、図示はしないが、この基板搬送
路13の途中(中央)部位には、基板が停止されると共
にその底面が下方から支持される基板バックアップ部が
設けられている。この基板バックアップ部により基板に
対する部品装着作業が可能となり、従って、この基板バ
ックアップ部が装着作業部として機能するようになって
いる。
【0022】一方、前記部品供給部14は、前記基板搬
送路13の手前側に位置して設けられ、左右方向(X軸
方向)に延びる取付ベース14aに、部品種類の異なる
複数個の部品供給装置例えばテープフィーダ17を着脱
可能に備えて構成されている。周知のように、このテー
プフィーダ17は、多数個のチップ形の電子部品Pを長
尺なテープに保持してなり、その電子部品Pを1個ずつ
先端部(基板搬送路13側)の部品供給位置に供給する
ようになっている。
【0023】そして、前記部品装着機構15は、後述す
る移動体18を、XY移動機構(XYロボット)19に
よりベース12の上方をX軸,Y軸方向に自在に移動さ
せるように構成されている。周知のように、XY移動機
構19は、前記移動体18をX軸LMガイド20に沿っ
て自在に移動させるX軸移動ユニット21を、Y軸LM
ガイド22に沿って自在に移動させるように構成されて
いる。尚、部品実装装置11の前面部には、操作パネル
23やモニタ24等が設けられている。
【0024】さて、前記移動体18について、図1乃至
図3も参照して述べる。この移動体18は、フレーム1
8a内に、実装ヘッド25及び撮像装置26を備えて構
成されている。このうち実装ヘッド25は、図1及び図
2に示すように、前記フレーム18aに支持された上下
に延びるヘッド基部25aの下部に、側部に突出する回
転部27を有すると共に、この回転部27の先端部に、
この場合上方及び下方に指向する2個の吸装着ノズル2
8,29を有して構成されている。
【0025】前記回転部27は、例えばヘッド基部25
a内に設けられた図示しない回転駆動機構により、前記
ヘッド基部25aに対して、水平方向(X軸方向)に延
びる回転軸Oを中心に矢印a方向に自在に回転するよう
になっている。そして、前記吸装着ノズル28,29
は、図示しない昇降機構により、前記回転部27に対し
て上下動されるようになっていると共に、図示しない圧
力調整機構に接続されている。
【0026】これにて、前記各吸装着ノズル28,29
は、回転軸Oを中心にして相互に180度の間隔を存し
て放射方向に指向し、回転部27の回転に伴ってYZ平
面に沿って矢印a方向に回転されるようになっている。
そして、吸装着ノズル28,29の下向きの状態で、そ
の先端部にて、前記部品供給部14における部品Pの吸
着、及び、前記装着作業部(基板)における部品Pの装
着が行われるようになっているのである。
【0027】そして、本実施例では、一方の吸装着ノズ
ル28の途中部には、先端部側に向けて投光を行うため
の、例えばLEDをリング状に有してなり透過照明系を
構成する透過光源30が設けられている。また、他方の
吸装着ノズル29の途中部には、後述する反射光源等と
共に反射照明系を構成する反射板31が設けられてい
る。この場合、透過光源30を有する吸装着ノズル28
と、反射板31を有する吸装着ノズル29とは、回転部
27に対して着脱可能に取付けられており、取外して自
在に交換できるように構成されている。
【0028】一方、前記撮像装置26は、前記吸装着ノ
ズル28,29に対して図1で左側に並ぶように位置さ
れ、下向きに設けられたラインセンサ32、レンズ系3
3およびミラー34を備えると共に、その右側に位置し
てランプ等の反射光源35及びその下方にビームスプリ
ッタ36を備えて構成されている。
【0029】このうちビームスプリッタ36は、回転部
27の先端側部分の後方(図1で左側)に位置して、斜
め45度の角度で設けられており、前記反射光源35か
ら発せられた光を図1で右方に向けて反射すると共に、
図1で右方からの反射光あるいは透過光を透過するよう
になっている。そして、前記ミラー34は、前記ビーム
スプリッタ36を透過した反射光あるいは透過光を、上
方に向けて90度の角度で折返すようになっている。
【0030】この場合、後述するように、ラインセンサ
32は、部品Pを取得した吸装着ノズル28,29が矢
印a方向に回転移動されている途中の側方(図1で左
方)を向いている状態で、部品PのX軸方向に細長い切
断画像(主走査画像データ)を、副走査方向に所定間隔
で連続的に取込むようになっている。そして、このライ
ンセンサ32の取込んだ画像データは、図2に示すよう
に、位置検出手段としてのビジョンコントローラ37に
入力され、もって部品Pの位置(吸装着ノズル28,2
9の正規の位置に対する部品PのX軸,Y軸,θ(回
転)方向の位置ずれ量)が検出されるようになっている
のである。
【0031】以上の構成において、前記制御装置16
は、予め入力される基板上の部品装着位置及び部品供給
部14の部品供給位置のデータや、制御プログラムなど
に従って、実装ヘッド25により、部品供給部14の所
定の部品Pを吸装着ノズル28,29の吸着により取得
し、これを基板バックアップ部上にセットされている基
板まで搬送し、その基板の所定の部品装着位置に装着す
る作業を繰返し実行するようになっている。
【0032】このとき、本実施例では、実装ヘッド25
は、部品Pを取得するにあたって、部品Pのサイズに応
じて前記吸装着ノズル28,29を使い分けるようにな
っている。即ち、部品Pのサイズが所定の大きさ以上の
ものに対しては、透過光源30を有する吸装着ノズル2
8を使用し、それより小さなものに対しては、反射板3
1を有する吸装着ノズル29を使用するようになってい
る。
【0033】そして、後の作用説明でも述べるように、
吸装着ノズル28,29が部品Pを取得して矢印a方向
に180度回転する際に、撮像装置26によりその部品
Pの画像取込みが行われるのであるが、このとき、吸装
着ノズル28を使用した場合(部品Pが比較的大きいサ
イズの場合)には、透過光源30が点灯され、吸装着ノ
ズル29を使用した場合(部品Pが比較的小さいサイズ
の場合)には、反射光源35が点灯されるようになって
いる。
【0034】このように撮像装置26による部品Pの画
像取込みが行われてビジョンコントローラ37による部
品Pの位置検出が行われると、前記制御装置16は、検
出された部品Pの位置(X軸,Y軸,θ方向の位置ずれ
量)に基づいて、基板に対するその部品Pの装着位置を
補正するように構成されている。さらに、本実施例で
は、撮像装置26(ラインセンサ32)による画像取込
みの開始及び終了のタイミングが、吸装着ノズル28,
29の回転角度と、制御装置16に記憶された部品Pの
形状サイズとに基づいて算出されるようになっている。
尚、2個の吸装着ノズル28,29を用いて順次部品P
を吸着し、それらを2個の部品Pを一度に搬送すること
も可能である。
【0035】次に、上記構成の作用について述べる。図
3(a)〜(f)は、吸装着ノズル28よる部品P(こ
の場合比較的大きいサイズの部品P)の取得及びその際
の撮像装置26による画像取込みの様子を順に示すもの
である。まず、実装ヘッド25(移動体18)がXY移
動機構19により移動されて、下向き姿勢で停止された
吸装着ノズル28が部品供給位置の上方に停止すると
(図3(a))、昇降機構により、その吸装着ノズル2
8が下降され(図3(a)に二点鎖線で示す)、部品P
を吸着した後再び元の位置まで上昇する(図3
(b))。
【0036】1個の部品Pの取得が終了すると、実装ヘ
ッド25(撮像装置26を含む移動体18)が、前記部
品Pの装着位置へ移動されあるいは次の部品Pを取得す
べく部品供給位置へ移動され、これと共に、回転駆動機
構により回転部27が矢印a方向に180度回転され
る。そして、この吸装着ノズル28の回転移動中(図3
(c),(d),(e)参照)に、撮像装置26による
吸装着ノズル28が取得している部品Pの画像取込みが
行われる。
【0037】この画像取込みを行うにあたっては、吸装
着ノズル28に設けられている透過光源30が点灯され
ると共に、吸着されている部品Pが、ビームスプリッタ
36の側方を通る際に、ラインセンサ32が、吸装着ノ
ズル28の回転角度に対応した同期信号に従って複数回
動作され、もって、部品PのX軸方向に延びる切断画像
が、部品Pに対する位置を所定間隔で変化させながら連
続的に複数回取込まれるのである。この際の画像取込み
の開始及び終了のタイミングは、吸装着ノズル28の回
転角度と予め判明している部品Pの形状サイズ(長さ寸
法)とに基づいて決定される。つまり、トータルで部品
P全体の画像を取込むことができ、しかも副走査方向に
最小範囲にて画像の取込みが行われるのである。
【0038】ラインセンサ32により得られた画像デー
タは、ビジョンコントローラ37に送られて、フレーム
メモリ内に書込まれる。図4(a)は、このときのフレ
ームメモリ内の画像Vのイメージを模式的に示したもの
で、副走査方向に狭い範囲の画像データが得られ、部品
Pに対応した部分が暗部(便宜上ハッチングを付して示
す)として検出されるようになる。また、図4(b)に
は、図4(a)のb−b線に沿う画素における位置と照
度との関係を示している。
【0039】ビジョンコントローラ37は、この画像デ
ータから画像処理を行い、吸装着ノズル28の正規の位
置に対する部品PのX軸,Y軸,θ方向の位置ずれ量を
検出するのである。尚、引続いて吸装着ノズル29によ
る部品Pの取得を行う場合には、図3(f)に示すよう
に、他方の吸装着ノズル29が下向き姿勢で停止し、こ
の状態から、次の部品Pの吸着が同様に行われる。
【0040】ところで、部品Pが極めて小さなものであ
る場合、上述のような透過光源30を用いると、吸装着
ノズルの一部が部品Pの外形からはみ出してしまい、正
確に部品認識ができなくなってしまう虞がある(図14
参照)。これに対し、反射照明系を用いれば、吸装着ノ
ズルが部品Pの外形からはみ出した場合でも、部品Pと
吸装着ノズルのはみ出し部分との反射光の光量は顕著に
異なってくるため、部品Pのみを識別することが容易と
なる。
【0041】そこで、本実施例では、部品Pのサイズが
小形の場合には、吸装着ノズル29を用いて部品Pの取
得が行われると共に、部品Pの画像取込み時に、反射光
源35が点灯されるようになっている。この画像取込み
も、回転部27の回転中に同様に行われるのであるが、
ラインセンサ32により得られた画像データは、図5
(a)に示すようになり、部品Pの下面に対応した部分
が明部として検出されるようになる。また、図5(b)
には、図5(a)のc−c線に沿う画素における位置と
照度との関係を示しており、ここでは、部品Pの下面の
うち電極の部分(図5(a)に破線で示す)の明度がよ
り高くなっている。
【0042】ビジョンコントローラ37は、今度は明度
が高い部分を部品Pの画像として画像処理(エッジ検
出)を行い、部品Pの位置を認識する。このときには、
透過照明系の場合と異なり、図5(b)のように反射度
合のばらつきが生じてしまうので、予め各部品Pの下面
の状態による反射度合のばらつきを記憶し、これを考慮
して部品Pの位置認識を行うようになっているのであ
る。
【0043】このような本実施例によれば、透過光源3
0と反射光源35との双方を具備すると共に、それらを
部品Pのサイズに応じて使い分けるように構成したの
で、吸装着ノズル29が部品Pからはみ出す事情があっ
ても、吸装着ノズル29のはみ出しに対応して正確な部
品Pの位置認識を行うことができる。この結果、部品P
の大きさに関わらず正確な部品認識を行うことができる
ものである。比較的大きいサイズの部品Pに関しては透
過光源30を用いるので、画像処理の速度面での有利さ
を享受することができる。
【0044】また、透過光源30を有する吸装着ノズル
28と、反射板31を有する吸装着ノズル29とを、実
装ヘッド25に対して交換可能に取付けるように構成し
たので、装着すべき部品Pの種類など必要に応じて透過
光源30と反射光源35との使い分けを簡単に行うこと
ができるといった利点を得ることができる。
【0045】そして、本実施例では、吸装着ノズル2
8,29をヘッド基部25aに対して回転させるように
設けると共に、撮像装置26を実装ヘッド25の側方に
一体的に設けるようにしたので、撮像装置26により、
実装ヘッド25に対して相対速度が零の状態で、部品P
の画像取込みを行うことができるようになった。従っ
て、従来のような部品Pの移動中にエリアセンサ6の上
方で部品Pを一旦停止させなければならなかったものと
異なり、実装ヘッド25の移動速度や位置に関係なく、
実装ヘッド25の移動中であっても撮像装置26により
必要な画像取込みを行うことができるようになった。こ
の結果、部品認識に要する時間が短縮化され、部品Pの
搬送に要する時間ひいては部品装着作業時間を大幅に短
縮することができるものである。
【0046】さらに、本実施例では、撮像装置26を部
品Pの切断画像を取込むラインセンサ32等から構成し
たので、吸装着ノズル28,29を例えば横方向90度
の位置に停止させなくても、その回転移動中に画像取込
みを行うことができ、より効率的に画像取込みを行うこ
とができる。また、ラインセンサ32は、CCDカメラ
等のエリアセンサと比べて一方向(切断画像方向)の画
素数が遥かに多いので、高分解での画像取込みが可能と
なり、位置検出精度ひいては実装精度を向上することが
できる。
【0047】このとき、ラインセンサ32による画像取
込みの開始及び終了のタイミングを、吸装着ノズル2
8,29の回転角度と、その吸装着ノズル28,29が
取得している部品Pの形状サイズとから決定するように
したので、不必要な部分の画像取込みを極力少なくする
ことができて、画像データの量を少なく済ませることが
でき、画像処理時間の短縮化も図ることができるもので
ある。
【0048】尚、上記実施例においては、吸装着ノズル
28,29が90度真横(図3(d)の状態)に来たと
きに、部品Pとの焦点が合うようにラインセンサ32の
光学系が調整されるのであるが、このとき、ほとんどの
場合問題はないが、特に大きな部品の場合には、部品の
端部では画像のぼけが生ずる虞もある。このようなぼけ
が生ずる虞のある場合には、吸装着ノズル28の回転時
に吸装着ノズル28を回転部27に対して上下動(出没
方向の移動)させるように構成すれば、常に焦点の合っ
た画像取込みを行うことができる。
【0049】図8及び図9は本発明の第2の実施例を示
すものである。この実施例においては、実装ヘッドに回
転自在に設けられた回転部41に、4個の吸装着ノズル
42(A),42(B),42(C),42(D)が放
射状に90度間隔で設けられている。各吸装着ノズル4
2には、リング照明からなる透過光源43が夫々設けら
れている。さらに、4個の吸装着ノズル42を含む回転
部41全体が、実装ヘッドのヘッド主部に対して、昇降
機構により上下動されるように設けられているのであ
る。
【0050】一方、撮像装置26は、上記第1の実施例
と同様に、下向きに設けられたラインセンサ32、レン
ズ系33およびミラー34を備えると共に、その右側に
位置してランプ等の反射光源35及びその下方にビーム
スプリッタ36を備えて構成され、実装ヘッドの側方に
一体的に設けられているのである。
【0051】この実施例においては、4個の吸装着ノズ
ル42により順次連続的に部品Pを取得するようにして
おり、その間に、ラインセンサ32により各吸装着ノズ
ル42の取得している部品Pの画像取込みを行うように
している。即ち、まず回転部41全体が吸装着ノズル4
2(A)の下向き状態で下降して所定の部品Pを取得す
ると、回転部41の上昇後、矢印a方向に90度回転す
る。これにて、図8に示すように吸装着ノズル42
(A)は左真横を向くと共に、次の吸装着ノズル42
(B)が下向き状態となる。
【0052】次に、回転部41が下降して吸装着ノズル
42(B)により次の部品Pを取得するのであるが、そ
の上下動の間に、図9に示すように、ラインセンサ32
により吸装着ノズル42(A)の取得している部品Pの
画像取込みが行われるのである。この動作を順次繰返す
ことにより、各吸装着ノズル42(A),42(B),
42(C),42(D)による部品Pの取得が、連続的
に行われると共に、各吸装着ノズル42(A),42
(B),42(C)が取得した部品Pの画像取込みが順
に行われるのである。
【0053】最後に、吸装着ノズル42(D)による部
品Pの取得が行われると、回転部41が90度回転した
状態(吸装着ノズル42(A)の下向き状態)で実装ヘ
ッドは装着作業部に移動され、吸装着ノズル42(A)
から順に部品装着作業が行われるのであるが、この吸装
着ノズル42(A)による部品装着時(下降時)におい
て、前記吸装着ノズル42(D)が取得している部品P
の画像取込みが行われるのである。
【0054】そして、このような画像取込みの際に、部
品Pのサイズに応じて、吸装着ノズル42が部品Pの外
形からはみ出す虞がないようなサイズの部品)に関して
は透過光源43が用いられ、吸装着ノズル42がはみ出
す虞のあるような小さいサイズの部品Pに関しては反射
光源35が用いられるというように、透過光源43と反
射光源35とが使い分けられるのである。
【0055】かかる第2の実施例においても、上記第1
の実施例と同様に、透過光源30と反射光源35との双
方を部品Pのサイズに応じて使い分けるように構成した
ので、部品Pの大きさに関わらず正確な部品認識を行う
ことができるものである。そして、実装ヘッドの移動速
度や位置に関係なく、ラインセンサ32により必要な画
像取込みを行うことができるようになり、部品Pの認識
に要する時間ひいては部品装着作業時間の大幅な短縮化
の効果を得ることができる。さらに、部品Pの装着作業
部に向けての搬送を一度に4個ずつ行うことができると
共に、その間の部品Pの取得,装着の作業の間に無駄時
間なく効率的に画像取込みを行うことができ、部品搬送
時間のより一層の短縮化を図ることができるものであ
る。
【0056】尚、上記各実施例においては、吸装着ノズ
ルを複数個設けるようにしたが、本発明は吸装着ノズル
が1個の場合にも適用することが可能であり、また、吸
装着ノズルを複数個設ける場合でも、必ずしも一度に全
ての吸装着ノズルを使用しなくても良い。
【0057】そして、上記各実施例では、撮像装置にラ
インセンサを採用するようにしたが、CCDカメラ等の
エリアセンサを採用することも可能である。この場合、
部品をエリアセンサに対して停止させる必要があるが、
エリアセンサと部品との相対速度を零とすることができ
るから、部品の搬送中(実装ヘッドの移動中)に画像取
込みを行うことができ、やはり作業時間の短縮化を図る
ことができる。
【0058】その他、部品供給手段としてはテープフィ
ーダに限らず、スティックフィーダやトレイを採用して
も良く、さらには、基板搬送路により基板を搬送するも
のに限らず、基板を1枚ずつ装着作業部にセットするよ
うに構成しても良いなど、本発明は要旨を逸脱しない範
囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【0059】
【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
によれば次のような優れた効果を奏するものである。即
ち、請求項1の部品実装装置によれば、部品供給部にて
取得した部品の画像を取込むようにしたものにあって、
撮像装置の画像取込み時に部品を吸装着ノズル側から照
明するための透過光源と、撮像装置の画像取込み時に部
品を吸装着ノズルとは反対側から照明するための反射光
源とを具備したので、透過光源と反射光源とを必要に応
じて使い分けることが可能となり、その結果、部品の大
きさに関わらず正確な部品認識を行うことができるもの
である。
【0060】この場合、吸装着ノズルが部品の外形から
はみ出す虞があるのは、部品サイズが小さい場合なの
で、前記透過光源と反射光源とを、部品サイズに応じて
使い分けるように構成すれば(請求項2の部品実装装
置)、吸装着ノズルが部品の外形からはみ出す虞がない
ようなサイズの部品に関しては透過光源を用い、小さい
サイズの部品に関しては反射光源を用いることにより、
画像処理の速度面での有利さを享受しつつ、吸装着ノズ
ルのはみ出しにも対応することができる。
【0061】また、透過光源を基端側に有する吸装着ノ
ズルと、前記反射光源の光を反射する反射板を基端側に
有する吸装着ノズルとを、前記実装ヘッドに対して交換
可能に取付けるように構成すれば(請求項3の部品実装
装置)、透過光源と反射光源との使い分けを簡単に行う
ことができ、より使い勝手に優れるものとなる。
【0062】そして、請求項4の部品実装装置によれ
ば、それに加えて、吸装着ノズルは、実装ヘッドに対し
て回転されると共に、撮像装置は、実装ヘッドの側方に
一体的に設けられているので、撮像装置により、実装ヘ
ッドに対して相対速度が零の状態で、吸装着ノズルが側
方を向いた状態における部品の画像取込みを行うことが
できる。従って、撮像装置により、実装ヘッドの移動速
度や位置に関係なく、必要な画像取込みを行うことがで
きるようになり、部品認識に要する時間の短縮化を図る
ことができる。また、複数個の吸装着ノズルが実装ヘッ
ドに設けられているので、1個の実装ヘッドにあっても
各種の吸装着ノズルを備えたり、一度に複数個の部品を
搬送することができる。
【0063】この場合、前記撮像装置を、吸装着ノズル
が取得している部品の切断画像を取込むラインセンサを
備えると共に、前記吸装着ノズルの回転移動中において
その移動方向に複数回の画像の取込みを行うように構成
すれば(請求項5の部品実装装置)、吸装着ノズルを停
止させなくてもその回転移動中に画像取込みを行うこと
ができる。また、ラインセンサにより、切断画像方向に
高分解での画像取込みが可能となり、短時間で高精度の
部品認識が可能となる。
【0064】さらに、このとき、吸装着ノズルの回転角
度と、その吸装着ノズルが取得している部品の形状サイ
ズとから、ラインセンサによる画像取込みの開始及び終
了のタイミングを決定する手段を設けるようにすれば
(請求項6の部品実装装置)、切断方向とは直交する方
向に関する画像取込みの範囲を、部品の形状サイズに対
応した小さいものとすることができ、より一層の部品認
識に要する時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すもので、実装ヘッ
ドの要部部分を示す側面図
【図2】実装ヘッド部分及び関連部分の構成を概略的に
示す図
【図3】部品取得時の吸装着ノズルの動作を順に示す概
略的側面図
【図4】透過光源を用いた場合のフレームメモリ内の画
像のイメージを模式的に示す図(a)とそのb−b線に
沿う画素における位置と照度との関係を示す図(b)
【図5】反射光源を用いた場合のフレームメモリ内の画
像のイメージを模式的に示す図(a)とそのc−c線に
沿う画素における位置と照度との関係を示す図(b)
【図6】部品実装装置の概略的側面図
【図7】部品実装装置の概略的正面図
【図8】本発明の第2の実施例を示す要部の側面図
【図9】画像取込み時の様子を示す要部の側面図
【図10】従来例を示すもので、部品実装装置の概略的
平面図
【図11】透過照明系を示す概略的正面図
【図12】反射照明系を示す概略的正面図
【図13】撮影画像のイメージを模式的に示す図
【図14】吸装着ノズルのはみ出しがある場合の撮影画
像のイメージを模式的に示す図
【符号の説明】
図面中、11は部品実装装置、12はベース、13は基
板搬送路、14は部品供給部、15は部品装着機構、1
6は制御装置、18は移動体、19はXY移動機構、2
5は実装ヘッド、25aはヘッド基部、26は撮像装
置、27,41は回転部、28,29,42は吸装着ノ
ズル、30,43は透過光源、31は反射板、32はラ
インセンサ、34はミラー、35は反射光源、36はビ
ームスプリッタ、37はビジョンコントローラ(位置検
出手段)、Pは電子部品を示す。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品等の部品の吸装着を行う吸装着
    ノズルを有する実装ヘッドを、部品供給部と装着対象物
    との間を自在に移動させながら、前記部品を前記装着対
    象物に装着する作業を実行する部品実装装置において、 前記吸装着ノズルの先端に吸着された部品の画像を取込
    む撮像装置と、 この撮像装置の画像取込み時に前記部品を前記吸装着ノ
    ズル側から照明するための透過光源と、 前記撮像装置の画像取込み時に前記部品を前記吸装着ノ
    ズルとは反対側から照明するための反射光源と、 前記撮像装置からの画像データに基づいて前記吸装着ノ
    ズルに対する部品位置を検出する位置検出手段とを具備
    することを特徴とする部品実装装置。
  2. 【請求項2】 前記透過光源と反射光源とは、部品サイ
    ズに応じて使い分けられるように構成されていることを
    特徴とする請求項1記載の部品実装装置。
  3. 【請求項3】 前記吸装着ノズルは、前記透過光源を基
    端側に有するものと、前記反射光源の光を反射する反射
    板を基端側に有するものとがあり、前記実装ヘッドに対
    して交換可能に取付けられるように構成されていること
    を特徴とする請求項1または2記載の部品実装装置。
  4. 【請求項4】 前記実装ヘッドは、回転駆動機構によっ
    て水平軸を中心に回転する回転部に、複数個の吸装着ノ
    ズルを放射方向に並んで備えていると共に、前記撮像装
    置は、前記実装ヘッドの側方に一体的に設けられている
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の
    部品実装装置。
  5. 【請求項5】 前記撮像装置は、前記吸装着ノズルが取
    得している部品の切断画像を取込むラインセンサを備え
    てなり、前記吸装着ノズルの回転移動中においてその移
    動方向に複数回の画像の取込みを行うように構成されて
    いることを特徴とする請求項4記載の部品実装装置。
  6. 【請求項6】 前記吸装着ノズルの回転角度と、その吸
    装着ノズルが取得している部品の形状サイズとから、ラ
    インセンサによる画像取込みの開始及び終了のタイミン
    グを決定する手段を具備することを特徴とする請求項5
    記載の部品実装装置。
JP6283903A 1994-11-18 1994-11-18 部品実装装置 Pending JPH08148888A (ja)

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JP6283903A JPH08148888A (ja) 1994-11-18 1994-11-18 部品実装装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004055719B4 (de) * 2004-11-18 2007-02-22 Siemens Ag Vorrichtung zum Bestücken von Bauelementeträgern mit Bauelementen
JP6047239B2 (ja) * 2013-09-18 2016-12-21 ヤマハ発動機株式会社 部品吸着ノズルおよび部品実装装置
CN106793558A (zh) * 2017-03-16 2017-05-31 广州翌贝拓自动化科技有限公司 一种拍照影像校正装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004055719B4 (de) * 2004-11-18 2007-02-22 Siemens Ag Vorrichtung zum Bestücken von Bauelementeträgern mit Bauelementen
JP6047239B2 (ja) * 2013-09-18 2016-12-21 ヤマハ発動機株式会社 部品吸着ノズルおよび部品実装装置
CN106793558A (zh) * 2017-03-16 2017-05-31 广州翌贝拓自动化科技有限公司 一种拍照影像校正装置

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