JPH08316695A - 部品実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光を照射することなく、実装用部品の端子画
像を認識すること。 【構成】 部品供給部１４から部品実装部１９に至る搬
送経路にはタッチパネル２０が設けられており、部品供
給部１４から部品実装部１９に実装用部品１５を搬送す
る途中で吸着ノズル１２を下降させ、実装用部品１５の
端子１５ａをタッチパネル２０に押付ける。すると、タ
ッチパネル２０の出力信号が画像処理され、端子１５ａ
とタッチパネル２０との接触点を示す端子データが作成
されるので、この端子データに基づいて吸着ノズル１２
を搬送制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、実装用部品を視覚的に
認識する構成の部品実装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小形化および高機能化
に伴い、実装用部品の種類増，多ピン化，狭ピッチ化が
著しく進んでいる。従って、実装用部品を実装する部品
実装装置にも一層の高精度化が要求され、特に実装用部
品を位置決めする技術は、メカニズム的な方法から視覚
認識的な方法へ移行している。

【０００３】従来より、実装用部品を視覚的に認識する
にあたっては、実装用部品に光を照射し、その透過光お
よび反射光をＣＣＤカメラに取込んで２値化または多値
化処理することが行われている。図４は、端子１ａが外
側へ曲げられている実装用部品１（例えばＳＯＰ，ＳＱ
Ｐ部品）を視覚認識する構成を示している。この場合、
光源２から実装用部品１に光を照射し、その透過光をＣ
ＣＤカメラ３に取込むことに基づき、実装用部品１の端
子データを得ている。

【０００４】図５は、端子１ａが内側に曲げられている
実装用部品１（例えばＬＣＣ部品）を視覚認識する構成
を示している。この場合、光源２から実装用部品１に光
を照射し、その反射光をＣＣＤカメラ３に取込むことに
基づき、実装用部品１の端子データを得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来構成では、実装用部品１に光を照射することに伴い
実装用部品１を認識していたため、端子１ａの曲げ方向
に応じて透過光および反射光を選択使用する繁雑さがあ
った。また、端子１ａの浮上がりを検出できないため、
端子１ａの浮上がった実装用部品１が誤って実装基板に
実装される虞れがあった。また、実装用部品１と光源２
とＣＣＤカメラ３とを同軸上に配置する必要があるた
め、三者を位置合わせする面倒な段取り作業を行う必要
もあった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、透過光および反射光を選択使用する
繁雑さの解消および位置合わという面倒な段取り作業の
廃止を実現でき、しかも、端子の浮上がりも検出できる
部品実装装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の部品実装
装置は、実装用部品の端子が接触することに伴い、該端
子を認識して認識信号を出力する認識手段と、前記実装
用部品を前記認識手段に対して移動させることに伴い、
実装用部品の端子を認識手段に接触させる移動手段と、
前記認識手段からの認識信号を処理することに基づい
て、端子データを作成するデータ作成手段とを備えたと
ころに特徴を有する。

【０００８】請求項２記載の部品実装装置は、移動手段
が、実装用部品を吸着して実装基板に搬送する吸着ノズ
ルから構成され、認識手段に実装用部品を接触させるた
めの吸着ノズルの移動量および実装基板に実装用部品を
実装するための吸着ノズルの移動量が、実装用部品の種
類に応じて調節されるところに特徴を有する。請求項３
記載の部品実装装置は、移動手段が、実装用部品を吸着
して実装基板に搬送する吸着ノズルから構成され、吸着
ノズルによる実装用部品の吸着位置が、データ作成手段
の端子データに基づいて調節されるところに特徴を有す
る。請求項４記載の部品実装装置は、吸着ノズルが、複
数の実装用部品を同時に認識手段に接触させるところに
特徴を有する。

【０００９】

【作用】請求項１記載の手段によれば、実装用部品が認
識手段に対して移動し、実装用部品の端子が認識手段に
接触すると、認識手段から認識信号が出力され、この認
識信号に基づいて端子データが作成される。従って、光
を照射することなく実装用部品が認識される。請求項２
記載の手段によれば、吸着ノズルが実装用部品を吸着
し、認識手段に搬送して接触させたり、実装基板に搬送
して実装したりする。この場合、認識手段および実装基
板に対する実装用部品の押付量が過剰になったり、不足
したりすることがないように、吸着ノズルの搬送量が実
装用部品の種類に応じて調節される。

【００１０】請求項３記載の手段によれば、吸着ノズル
が実装用部品を吸着し、認識手段に搬送して接触させた
り、実装基板に搬送して実装したりする。この場合、吸
着ノズルによる実装用部品の吸着位置がデータ作成手段
の端子データに基づいて調節される。請求項４記載の手
段によれば、吸着ノズルが実装用部品を認識手段に接触
させるにあたって、複数の実装用部品を同時に認識手段
に接触させる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
基づいて説明する。まず、図１において、Ｘ−Ｙ座標系
ロボット１１のアーム（図示せず）には、移動手段に相
当する吸着ノズル１２が装着されている。この吸着ノズ
ル１２は、昇降モータ１２ａおよび旋回モータ１２ｂを
介してロボット１１のアームに取付けられたものであ
り、ロボット１１の作動に伴い装置固有のＸ−Ｙ方向へ
移動し、昇降モータ１２ａの作動に伴い上下動し、旋回
モータ１２ｂの作動に伴い回動する。尚、符号１３は、
ロボット１１と昇降モータ１２ａと旋回モータ１２ｂと
から構成される吸着ノズル搬送機構を示す。

【００１２】部品供給部１４には実装用部品１５がセッ
トされる。また、ロボット１１および昇降モータ１２ａ
は、マイクロコンピュータからなる制御装置１６の搬送
制御部１６ａに接続されている。この搬送制御部１６ａ
は制御装置１６のソフトウェアから構成されたものであ
り、ロボット１１のアームをＸ−Ｙ方向へ駆動制御する
ことに伴い、吸着ノズル１２を部品供給部１４上に搬送
した後、昇降モータ１２ａを駆動制御することに伴い、
吸着ノズル１２を下降させる。これにより、部品供給部
１４にセットされた実装用部品１５が、吸着ノズル１２
により１個ずつ吸着される。

【００１３】搬送制御部１６ａには入力装置１７が接続
されており、実装作業を行うにあたっては、入力装置１
７を操作し、実装用部品１５の種類を入力する。また、
制御装置１６の記憶部には、実装用部品１５の種類に応
じた吸着用押圧力が記憶されており、搬送制御部１６ａ
は、実装用部品１５の種類が入力されると、実装用部品
１５に応じた吸着用押圧力を記憶部から読出す。

【００１４】圧力センサ１８ａは、吸着ノズル１２によ
る実装用部品１５の押圧力を検出するものであり、搬送
制御部１６ａに接続されている。そして、搬送制御部１
６ａは、圧力センサ１８ａの出力信号が吸着用押圧力に
達するまで昇降モータ１２ａを駆動し、吸着ノズル１２
の下降位置を制御する。これにより、実装用部品１５の
種類に応じた最適な押圧力で、吸着ノズル１２による実
装用部品１５の吸着作業が行われる。

【００１５】昇降モータ１２ａにはロータリーエンコー
ダ１８ｂが取付けられ、ロータリーエンコーダ１８ｂ
は、カウンタ１８ｃを介して搬送制御部１６ａに接続さ
れている。そして、搬送制御部１６ａは、カウンタ１８
ｃのカウント値に基づいて吸着ノズル１２を上昇制御す
る。

【００１６】制御装置１６の記憶部には、実装用部品１
５の種類に応じた搬送位置が記憶されている。この搬送
位置は、吸着ノズル１２の搬送位置を示すＸ座標および
Ｙ座標からなるものであり、搬送制御部１６ａは、実装
用部品１５の種類が入力されると、実装用部品１５に応
じた搬送位置を記憶部から読出す。そして、この搬送位
置に吸着ノズル１２が移動するように、ロボット１１を
駆動制御する。

【００１７】部品実装部１９には、プリント配線基板か
らなる実装基板（図示せず）がセットされる。そして、
搬送制御部１６ａは、吸着ノズル１２により実装用部品
１５を吸着すると、まず、ロボット１１を駆動制御する
ことに伴い、吸着ノズル１２を部品実装部１９上に搬送
する。次に、昇降モータ１２ａを作動させることに伴い
吸着ノズル１２を下降させ、実装用部品１５を実装基板
に押付ける。これにより、実装用部品１５が実装基板に
実装される。

【００１８】制御装置１６の記憶部には、実装用部品１
５の種類に応じた実装用押圧力が記憶されており、搬送
制御部１６ａは、実装用部品１５の種類が入力される
と、実装用部品１５の種類に応じた実装用押圧力を記憶
部から読出す。そして、圧力センサ１８ａの出力信号が
実装用押圧力に達するまで昇降モータ１２ａを駆動し、
吸着ノズル１２の下降位置を制御する。これにより、実
装用部品１５の種類に応じた最適な押圧力で、端子１５
ａが実装基板に押付けられる。

【００１９】部品供給部１４から部品実装部１９に至る
実装用部品１５の搬送経路には、認識手段に相当するタ
ッチパネル（タッチセンサ）２０が設けられている。そ
して、搬送制御部１６ａは、吸着ノズル１２がタッチパ
ネル２０上に移動したことを検出すると、まず、ロボッ
ト１１を駆動停止する。次に、昇降モータ１２ａを駆動
することに伴い、吸着ノズル１２を下降させ、実装用部
品１５の端子１５ａをタッチパネル２０に押付ける。
尚、搬送制御部１６ａは、ロボット１１の駆動源である
モータの回転量から吸着ノズル１２がタッチパネル２０
上に移動したことを検出する。

【００２０】タッチパネル２０は、所定隙間を存して対
向配置された２枚の透明導電膜を主体にする、いわゆる
アナログ方式の抵抗膜タッチパネルから構成されたもの
であり、タッチパネル２０に端子１５ａを押付けたとき
の電圧変化をアナログ的に検出して認識信号を出力す
る。

【００２１】制御装置１６の記憶部には、実装用部品１
５の種類に応じた認識用押圧力が記憶されており、搬送
制御部１６ａは、実装用部品１５の種類が入力される
と、実装用部品１５の種類に応じた認識用押圧力を記憶
部から読出す。そして、圧力センサ１８ａの出力信号が
認識用押圧力に達するまで昇降モータ１２ａを駆動し、
吸着ノズル１２の下降位置を制御する。これにより、実
装用部品１５の種類に応じた最適な押圧力で、端子１５
ａがタッチパネル２０に押付けられる。

【００２２】タッチパネル２０には、データ作成手段に
相当する画像処理部１６ｂが接続されている。この画像
処理部１６ｂは、制御装置１６のソフトウェアから構成
されたものであり、タッチパネル２０から出力される認
識信号を画像処理することに基づいて、端子１５ａとタ
ッチパネル２０との接触点からなる端子データを作成す
る。

【００２３】図２の（ｂ）は、端子１５ａに浮上がりが
ないときの端子データを示すものである。この場合、各
端子１５ａによりタッチパネル２０が十分に押圧される
ため、端子データには、全ての端子１５ａが十分な状態
で認識されている。図３の（ｂ）は、端子１５ａに浮上
がりがあるときの端子データを示すものである。この場
合、浮上がった端子１５ａによりタッチパネル２０が十
分に押圧されないため、端子データには、所定の端子１
５ａが半欠損状態で認識されている。

【００２４】尚、搬送制御部１６ａは、段取り作業の一
環として、タッチパネル２０により実装用部品１５の端
子データを検出し、まず、検出した端子データに基づい
て実装用部品１５における最適な吸着位置（例えば、実
装用部品１５が安定的に支持される位置）を検出する。
次に、この吸着位置が吸着ノズル１２により吸着される
ように、吸着ノズル１２の搬送位置を演算して記憶す
る。そして、実際の実装作業を行うにあたって、演算し
た搬送位置に吸着ノズル１２を搬送する。

【００２５】制御装置１６には正規の端子データが記憶
されており、搬送制御部１６ａは、実装用部品１５の種
類が入力されると、実装用部品１５の種類に応じた正規
端子データを読出す。そして、正規端子データを画像処
理部１６ｂの端子データとを比較することに基づき、端
子１５ａの浮上がりを検出したり、実装用部品１５の吸
着姿勢を検出したりする。

【００２６】吸着ノズル１２の旋回モータ１２ｂにはロ
ータリーエンコーダ２１ａが取付けられ、ロータリーエ
ンコーダ２１ａは、カウンタ２１ｂを介して搬送制御部
１６ａに接続されている。そして、搬送制御部１６ａ
は、実装用部品１５の吸着姿勢が不良であると判断した
場合には、Ｘ−Ｙ方向への修正量ａおよびθ方向（回転
方向）への修正量ｂを算出し、カウンタ２１ｂの値を参
照しながら旋回モータ１２ｂを修正量ｂだけ回転させ、
実装用部品１５のθ方向へのずれを修正する。これと共
に、ロボット１１のアームを修正量ａだけ駆動制御する
ことに伴い、実装用部品１５のＸ−Ｙ方向へのずれを修
正する。

【００２７】次に上記構成の作用について説明する。実
装作業の開始が指令されると、搬送制御部１６ａは、搬
送位置，吸着用押圧力，認識用押圧力，実装用押圧力，
正規端子データを読出した後、ロボット１１を駆動制御
して吸着ノズル１２を搬送位置まで移動させる。そし
て、昇降モータ１２ａを駆動し、吸着ノズル１２を下降
させ、吸着用押圧力で実装用部品１５を吸着する。

【００２８】搬送制御部１６ａは、実装用部品１５を吸
着すると、吸着ノズル１２を上昇させた後、ロボット１
１を駆動し、実装用部品１５の搬送を開始する。そし
て、吸着ノズル１２がタッチパネル２０上に移動したこ
とを検出すると、ロボット１１を駆動停止させ、昇降モ
ータ１２ａを駆動する。次に、吸着ノズル１２を下降さ
せ、認識用押圧力で端子１５ａをタッチパネル２０に押
付ける。

【００２９】実装用部品１５の端子１５ａがタッチパネ
ル２０に押付けられると、タッチパネル２０から認識信
号が出力される。ここで、図３の（ａ）に示すように、
実装用部品１５の端子１５ａが浮上がっている場合に
は、画像処理部１６ｂが、タッチパネル２０の認識信号
に基づいて図３の（ｂ）に示す端子データを作成する。
すると、搬送制御部１６ａは、画像処理部１６ｂの端子
データと正規端子データと比較し、端子１５ａの浮上が
りを検出する。そして、実装用部品１５の搬送動作を中
止し、ブザー（図示せず）を鳴動させたり、ランプ（図
示せず）を点灯させる等の異常報知動作を行う。

【００３０】また、図２の（ａ）に示すように、端子１
５ａが浮上がっていない場合には、画像処理部１６ｂ
が、タッチパネル２０の認識信号に基づいて図２の
（ｂ）に示す端子データを作成する。すると、搬送制御
部１６ａは、画像処理部１６ｂの端子データと正規端子
データと比較し、「端子１５ａの浮上がり無し」を検出
した後、実装用部品１５の吸着姿勢（搬送姿勢）を検出
する。

【００３１】搬送制御部１６ａは、実装用部品１５の吸
着姿勢が正常であると判断すると、まず、ロボット１１
により吸着ノズル１２を所定量だけ搬送する。次に、昇
降モータ１２ａを駆動し、実装用押圧力で実装用部品１
５の端子１５ａを実装基板に押付けて実装する。

【００３２】搬送制御部１６ａは、実装用部品１５の吸
着姿勢が不良であると判断すると、まず、Ｘ−Ｙ方向へ
の修正量ａおよびθ方向への修正量ｂを算出する。次
に、ロボット１１の搬送量を修正量ａだけ修正し、旋回
モータ１２ｂを修正量ｂだけ回動させ、実装用部品１５
のずれを修正しながら実装用部品１５を部品実装部１９
上に移動させる。そして、昇降モータ１２ａを駆動し、
実装用押圧力で実装用部品１５の端子１５ａを実装基板
に押付けて実装する。

【００３３】上述の実施例によれば、実装用部品１５の
端子１５ａをタッチパネル２０に押付けることにより、
端子データを作成する構成とした。このため、光を照射
することなく実装用部品１５が認識されるので、透過光
および反射光を選択使用する繁雑さが解消され、しか
も、カメラと光源と実装用部品１５とを位置合わという
面倒な段取り作業も廃止される。これと共に、端子１５
ａの浮上がりも検出できるので、端子１５ａの浮上がっ
た実装用部品１５がプリント配線基板に実装されること
が防止される。

【００３４】また、吸着ノズル１２の下降位置を圧力セ
ンサ１８ａの出力信号に基づいて制御する構成とした。
このため、実装用部品１５の端子１５ａをタッチパネル
２０および実装基板に押付けるにあたって、端子１５ａ
の押付けが過剰になったり、不足したりすることが防止
される。これと共に、吸着ノズル１２により実装用部品
１５を吸着するにあたって、実装用部品１５が過剰に押
圧されたり、吸着されなかったりすることが防止され
る。

【００３５】また、吸着ノズル１２による実装用部品１
５の吸着位置（搬送位置）を、画像処理部１６ｂの端子
データに基づいて調節する構成とした。このため、実装
用部品１５の種類に応じて、実装用部品１５が安定的に
吸着支持されるので、部品供給部１４からタッチパネル
２０に至る実装用部品１５の搬送動作およびタッチパネ
ル２０から実装基板に至る搬送動作が円滑に行われる。

【００３６】尚、上述の実施例においては、圧力センサ
１８ａの出力信号に基づいて吸着ノズル１２の下降位置
を制御する構成としたが、これに限定されるものではな
く、カウンタ１８ｃのカウント値に基づいて、吸着ノズ
ル１２の下降位置を制御する構成としても良い。この場
合、制御装置１６の記憶部に、実装用部品１５の種類
（高さ寸法）に応じた吸着ノズル１２の吸着用下降位
置，認識用下降位置，実装用下降位置を記憶しておく。
そして、入力装置１７により実装用部品１５の種類が入
力されると、入力結果に応じた位置を読出し、カウンタ
１８ｃのカウント値が読出した位置になるように、昇降
モータ１２ａを駆動制御する。

【００３７】また、上述の実施例においては、吸着ノズ
ル１２により実装用部品１５を１個ずつ吸着する構成と
したが、これに限定されるものではなく、例えば、１個
の吸着ノズル１２で複数の実装用部品１５を同時に吸着
したり、あるいは、複数の吸着ノズル１２で複数の実装
用部品１５を吸着し、複数の実装用部品１５の端子１５
ａをタッチパネル２０に同時に押付け、同時に実装基板
に実装する構成としても良い。この構成の場合、複数の
実装用部品１５が同時にタッチパネル２０に接触するの
で、実装用部品１５をタッチパネル２０に接触させるた
めの動作時間が短縮され、生産性が向上する。

【００３８】また、上述の実施例においては、認識手段
としてアナログ方式の抵抗膜タッチパネル２０を用いた
が、これに限定されるものではなく、例えば、デジタル
方式の抵抗膜タッチパネルや光ビーム方式のタッチパネ
ルや容量方式のタッチパネルや音響方式のタッチパネル
等を用いても良い。

【００３９】尚、光ビーム方式のタッチパネルは、複数
の発光ダイオードと複数の受光素子とを対向配置し、格
子状に光ビームを走らせたものであり、端子１５ａによ
り光ビームが遮断されることに伴い認識信号が出力され
る。また、容量方式のタッチパネルは、導電膜から形成
されたパッドをガラス製のプレートに貼付けたものであ
り、端子１５ａの接触に伴いパッドの容量が変化して認
識信号が出力される。また、音響方式のタッチパネル
は、音波発生器からプレート上に音波を発信するもので
あり、端子１５ａの接触に伴い音波が反射されて音波受
信器に受信され、認識信号が出力される。

【００４０】また、上述の実施例においては、吸着ノズ
ル１２を上下動および回動させる駆動源として昇降モー
タ１２ａおよび旋回モータ１２ｂを例示したが、これに
限定されるものではなく、シリンダ等を用いても良い。
また、上述の実施例においては、実装用部品１５の種類
を入力すると、記憶部から吸着用押圧力（吸着用下降位
置），認識用押圧力（認識用下降位置），実装用押圧力
（実装用下降位置）が読出される構成としたが、これに
限定されるものではなく、例えば、実装用部品１５の種
類に拘らず各押圧力（各下降位置）を一定にする構成と
したり、実装用部品１５の種類に応じた各押圧力（各下
降位置）を入力装置１７で入力する構成としても良い。

【００４１】また、上述の実施例においては、画像処理
部１６ｂの端子データから実装用部品１６の吸着位置を
検出する構成としたが、これに限定されるものではな
く、例えば、入力装置１７を用いて入力する構成として
も良い。また、上述の実施例においては、吸着ノズル１
２を下降させることに伴い、実装用部品１５をタッチパ
ネル２０に対して移動させ、実装用部品１５の端子１５
ａをタッチパネル２０に接触させる構成としたが、これ
に限定されるものではなく、例えば、タッチパネル２０
を移動させることに伴い、実装用部品１５の端子１５ａ
をタッチパネル２０に接触させる構成としても良い。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の部品実装装置は次の効果を奏する。請求項１記載の発
明によれば、光を照射することなく実装用部品を認識で
きる。このため、透過光および反射光を選択使用する繁
雑の解消，カメラと光源と実装用部品とを位置合わとい
う面倒な段取り作業の廃止が実現される。これと共に、
端子の浮上がりも検出できるので、不良実装用部品の誤
実装が防止される。請求項２記載の発明によれば、吸着
ノズルの下降位置を実装用部品の種類に応じて調節でき
る。このため、実装用部品の端子を認識手段および実装
基板に押付けるにあたって、端子の押付けが過剰になっ
たり、不足したりすることが防止される。

【００４３】請求項３記載の発明によれば、吸着ノズル
による実装用部品の吸着位置をデータ作成手段の端子デ
ータに基づいて調節できる。このため、実装用部品の種
類に応じて実装用部品が安定的に吸着支持されるので、
実装用部品の搬送動作が円滑化される。請求項４記載の
発明によれば、実装用部品を複数個同時に認識手段に接
触させることができる。このため、実装用部品を認識手
段に接触させるための動作時間が短縮され、その結果、
生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を概略的に示す図

【図２】（ａ）は実装用部品を示す図、（ｂ）は端子デ
ータを示す図

【図３】実装用部品の端子が浮上がっているときの図２
相当図

【図４】従来例を概略的に示す図

【図５】別の従来例を示す図４相当図

【符号の説明】

１２は吸着ノズル（移動手段）、１５は実装用部品、１
５ａは端子、１６ｂは画像処理部（データ作成手段）、
２０はタッチパネル（認識手段）を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装用部品の端子が接触することに伴
   い、該端子を認識して認識信号を出力する認識手段と、 前記実装用部品を前記認識手段に対して移動させること
   に伴い、実装用部品の端子を認識手段に接触させる移動
   手段と、 前記認識手段からの認識信号を処理することに基づい
   て、端子データを作成するデータ作成手段とを備えたこ
   とを特徴とする部品実装装置。
2. 【請求項２】 移動手段は、実装用部品を吸着して実装
   基板に搬送する吸着ノズルから構成され、 認識手段に実装用部品を接触させるための吸着ノズルの
   移動量および実装基板に実装用部品を実装するための吸
   着ノズルの移動量は、実装用部品の種類に応じて調節さ
   れ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】 移動手段は、実装用部品を吸着して実装
   基板に搬送する吸着ノズルから構成され、 吸着ノズルによる実装用部品の吸着位置は、データ作成
   手段の端子データに基づいて調節されることを特徴とす
   る請求項１記載の部品実装装置。
4. 【請求項４】 吸着ノズルは、複数の実装用部品を同時
   に認識手段に接触させることを特徴とする請求項２また
   は３記載の部品実装装置。