JPH088591A - 部品実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実装ヘッドの移動速度を十分高速とした状態
でも、ラインセンサにおける画像取込みを可能とする。 【構成】 ベース１２上に、基板１３が搬送される基板
搬送路１４を設けると共に、複数のテープフィーダ１９
を有する部品供給部１６を設け、さらにその上方にＸＹ
ロボット２２により自在に移動される実装ヘッド２１を
設ける。基板搬送路１４と部品供給部１６との間に位置
して、部品１５の位置検出のためのラインセンサ２３
を、Ｙ軸移動ユニット２４によりＹ軸方向に移動可能に
設ける。実装ヘッド２１が部品供給部１６の部品１５を
取得して基板１３上へ移動する際に、ラインセンサ２３
を、Ｙ軸方向に移動させながら、部品１５のＸ軸方向に
延びる切断画像を複数回取込む。この画像データに基づ
き部品１５の位置ずれ量を検出し、それを補正しながら
装着作業を行う。

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４及び図５は、従来の部品実装装置の
要部を概略的に示している。ここで、部品実装装置のベ
ース上には、左右方向（Ｘ軸方向）に延びて基板搬送路
１が設けられ、その中央部に、基板２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１
の近傍には、複数個のテープフィーダ３をＸ軸方向に並
んで有する部品供給部４が設けられている。また、前記
基板バックアップ部と部品供給部４との間にはＣＣＤカ
メラ等の撮像器５が設けられている。

【０００３】一方、ベースの上方には、吸着ノズル６に
より部品７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。この実装ヘッド８は、ＸＹロボット９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。尚、前記吸着ノズル６は、実装ヘッド８により
上下動されるようになっていると共に、回転可能とされ
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３から部品７を
吸着により取得し、これを基板２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。この搬送途中において、実装ヘッド８は、前
記撮像器５の上方で停止し、ここで撮像器５により吸着
ノズル６の部品７の吸着状態が撮影される。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２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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように、撮像器５としてＣＣＤカメラを用いたもの
では、部品７の画像の取込みのために、撮像器５の上方
で実装ヘッド８（部品７）を一旦停止させなければなら
ないため、部品７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生ずる。

【０００６】そこで、本出願人は、上記撮像器５とし
て、ラインセンサを採用することにより、部品７をＹ軸
方向に搬送する途中において、部品７のＸ軸方向に延び
る切断画像を一定のトリガで複数回取込むようにし、そ
れら複数個の画像データから部品７の吸着位置を検出す
るものを開発している。これによれば、部品７を停止さ
せずに画像取込みを行うことができて部品７の搬送時間
の短縮化を図ることができるのである。

【０００７】ところが、このように撮像器５としてライ
ンセンサを用いた場合でも、ラインセンサにより必要な
画像取込みを行うためには、ある程度の時間が必要とな
るので、実装ヘッド８を十分高速で移動させることがで
きず、ラインセンサの上方を通過する際にはある程度減
速した状態で移動させるようにしていた。

【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、ラインセンサを採用した部品位置検出
の機能を有するものにあって、実装ヘッドの移動速度を
十分高速とした状態でも、ラインセンサにおける画像取
込みを可能とす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】本発明の第１の部品実装
装置は、基板がセットされる装着作業部と、この装着作
業部の近傍に位置して設けられ複数種類の部品を供給す
る部品供給部と、移送機構により自在に移動され前記部
品供給部の部品を取得した後前記装着作業部へ移動して
その部品の前記基板への装着作業を行う実装ヘッドと、
前記装着作業部と部品供給部との間に設けられ前記実装
ヘッドの移動中に該実装ヘッドの取得している部品の切
断画像を移動方向に複数回取込むラインセンサと、この
ラインセンサの取込んだ複数の画像データから前記部品
の位置を検出する画像処理手段と、前記ラインセンサを
前記実装ヘッドの移動方向に移動させる移動手段とを具
備すると共に、前記実装ヘッドの移動時に前記ラインセ
ンサを同方向に移動させながら前記部品の画像を取込む
ように構成したところに特徴を有する（請求項１の発
明）。

【００１０】また、本発明の第２の部品実装装置は、基
板がセットされる装着作業部と、この装着作業部の近傍
に位置して設けられ複数種類の部品を供給する部品供給
部と、移送機構により自在に移動され前記部品供給部の
部品を取得した後前記装着作業部へ移動してその部品の
前記基板への装着作業を行う実装ヘッドと、この実装ヘ
ッドに設けられ該実装ヘッドの取得している部品の切断
画像を取込むラインセンサと、このラインセンサの取込
んだ画像データから前記部品の位置を検出する画像処理
手段と、前記ラインセンサを前記実装ヘッドに対して移
動させる移動手段とを具備すると共に、前記実装ヘッド
の移動時に前記ラインセンサを該実装ヘッドに対して移
動させながら前記部品の切断画像を複数回取込むように
構成したところに特徴を有するものである（請求項２の
発明）。

【００１１】

【作用】本発明の第１の部品実装装置によれば、実装ヘ
ッドが部品供給部の部品を取得して装着作業部に移動さ
れる際に、ラインセンサが移動手段により同方向に移動
されながら部品の切断画像を移動方向に複数回取込むよ
うになり、画像処理手段によりラインセンサの取込んだ
複数の画像データから部品の位置が検出されるようにな
る。このとき、ラインセンサが部品と同方向に移動され
るため、ラインセンサに対する部品の移動速度が相対的
に遅くなり、ラインセンサが固定されている場合と比較
して、ラインセンサの上方を部品が通過する時間を実質
的に長くすることができる。従って、実装ヘッドを高速
で移動させても、必要な画像取込みを行うことが可能と
なる。

【００１２】また、本発明の第２の部品実装装置によれ
ば、ラインセンサは実装ヘッド側に設けられていて移動
手段により実装ヘッドに対して移動されるものであるか
ら、実装ヘッドの移動速度や位置に関係なく、その実装
ヘッドが取得している部品に対してラインセンサを相対
的に所定の速度で移動させながら必要な画像取込みを行
うことができる。従って、実装ヘッドを高速で移動させ
ても、必要な画像取込みを行うことが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例（請求項１に対
応）について、図１及び図２を参照して説明する。ま
ず、図２は本実施例に係る部品実装装置１１の外観構成
を概略的に示しており、この部品実装装置１１は、ベー
ス１２上に、基板１３を搬送するための基板搬送路１
４、電子部品１５（図１にのみ図示）を供給するための
部品供給部１６、前記基板１３に対する部品１５の装着
作業を行う部品装着機構１７、前記部品１５の吸着位置
を検出するための後述する部品認識装置１８等を備えて
構成されていると共に、それら各機構を制御するマイコ
ンなどからなる図示しない制御装置を備えている。

【００１４】このうち基板搬送路１４は、ベース１２上
を左右方向（Ｘ軸方向）全体に延びて設けられ、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１３は、基板搬送路１
４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、この基板搬送路１４の
途中（中央）部位には、基板１３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１３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。

【００１５】一方、前記部品供給部１６は、前記基板搬
送路１４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１６ａ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１９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１９は、多数個のチップ形の電子部品１５を
長尺なテープに保持してなり、その電子部品１５を１個
ずつ先端部（基板搬送路１４側）の部品供給位置に供給
するようになっている。

【００１６】そして、前記部品装着機構１７は、図１に
も示すように、先端に吸着ノズル２０を有する実装ヘッ
ド２１を、周知のＸＹロボット２２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。また、前記実装ヘッド２１は、前記吸着ノズ
ル２０を上下動させると共に、θ（回転）方向に回転変
位させることが可能とされている。これにて、実装ヘッ
ド２１により、部品供給部１６の所定の部品１５を吸着
ノズル２０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１３まで搬送し、その基
板１３の所定の部品装着位置に装着する作業が繰返し実
行されるようになっている。

【００１７】さて、前記部品認識装置１８について述べ
る。図１に示すように、前記ベース１２には、前記基板
搬送路１４と部品供給部１６との間に位置して、Ｘ軸方
向に延びる凹部１２ａが設けられている。この凹部１２
ａ内に、前記実装ヘッド２１の移動中に吸着ノズル２０
が吸着している部品１５のＸ軸方向に延びる切断画像を
取込むための撮影手段たるラインセンサ２３が上向きに
設けられる。このラインセンサ２３の取込んだ画像デー
タは、画像処理手段たる図示しない画像処理装置に入力
され、もって部品１５の位置（吸着ノズル２０の正規の
位置に対する部品１５のＸ，Ｙ，θ方向の位置ずれ量）
が検出されるようになっている。

【００１８】前記ラインセンサ２３は、移動手段たるＹ
軸移動ユニット２４に設けられている。このＹ軸移動ユ
ニット２４は、側面凹状をなすベース２５に、図１で左
右の両壁間に掛渡されるボールねじ２６及びそれを回転
させるサーボモータ２７を設けると共に、前記ボールね
じ２６に移動体２８を螺合させて構成されている。前記
ラインセンサ２３は、前記移動体２８に取付けられてお
り、もって、サーボモータ２７の駆動により、ボールね
じ２６の延びる方向（Ｙ軸方向）に移動されるようにな
っている。また、詳しく図示はしないが、本実施例で
は、前記Ｙ軸移動ユニット２４全体が、凹部１２ａ内に
設けられたボールねじ２９等からなるＸ軸方向移動機構
によりＸ軸方向に自在に移動されるようになっている。

【００１９】そして、後の作用説明でも述べるように、
前記制御装置は、前記実装ヘッド２１が部品供給部１６
から部品１５を取得して基板１３へ向けて搬送する際
に、前記Ｙ軸移動ユニット２４及びＸ軸方向移動機構を
制御して、前記ラインセンサ２３を、Ｘ軸方向に移動さ
せて予めその部品１５の通過する部位の下方に位置させ
ておくと共に、部品１５の搬送時に該部品１５と同方向
（Ｙ軸方向）に移動させながら、移動方向（Ｙ軸方向）
に一定のトリガで複数回の画像取込みを行わせるように
なっている。

【００２０】さらに、ラインセンサ２３の取込んだ複数
の画像データが、画像処理装置により処理されて部品１
５の吸着ノズル２０の正規の位置に対するＸ，Ｙ，θ方
向の位置ずれ量が検出される。制御装置は、検出された
位置ずれ量を補正しながら基板１３に対する部品装着作
業を実行するようになっている。

【００２１】次に、上記構成の作用について述べる。制
御装置は、予め記憶された実装プログラム及び部品吸着
位置や部品装着位置のデータに基づいて、基板１３の搬
入，搬出を行わせると共に、基板バックアップ部にセッ
トされた基板１３に対して、実装ヘッド２１により上述
したような部品装着作業を行う。このとき、実装ヘッド
２１（吸着ノズル２０）は、部品供給部１６の所定の部
品供給位置にて部品１５を吸着すると、基板１３上の所
定の部品装着位置まで例えば直線的に高速で移動する。

【００２２】そして、このような部品１５の搬送の際
に、ラインセンサ２３は、Ｙ軸移動ユニット２４によっ
て、吸着ノズル２０の移動経路の下方を前記実装ヘッド
２１の移動速度よりもやや遅い速度でＹ軸方向に移動さ
れながら、部品１５のＸ軸方向に延びる切断画像を一定
のタイミングで複数回取込むようになる。これにより、
ラインセンサ２３によって、部品１５をＸ軸方向に横切
るように延びる切断画像のデータが、Ｙ軸方向に所定間
隔で複数個得られるようになる。

【００２３】このとき、ラインセンサ２３により必要な
画像取込みを行うためには、ラインセンサ２３に対する
部品１５の搬送速度をあまり高速とすることができない
事情がある。ところが、上述のように、ラインセンサ２
３が部品１５と同方向に移動されるので、ラインセンサ
２３に対する部品１５の搬送速度が相対的に遅くなり、
実装ヘッド２１を十分高速で移動させても、ラインセン
サ２３の上方を部品１５が通過する時間が実質的に長く
なり、必要な画像の取込み行うことができるのである。

【００２４】ラインセンサ２３により得られた画像デー
タは、画像処理装置により処理されて部品１５の吸着ノ
ズル２０の正規の位置に対するＸ，Ｙ，θ方向の位置ず
れ量が検出される。基板１３に対する部品１５の装着作
業は、検出された位置ずれ量を補正しながら行われ、以
て、高精度の部品装着作業が行われるようになってい
る。

【００２５】このように本実施例によれば、実装ヘッド
２１の移動時にラインセンサ２３を同方向に移動させな
がら部品１５の画像を取込むように構成したので、ライ
ンセンサの上方を通過する際に実装ヘッド８を減速した
状態で移動させるようにしていた従来のものと異なり、
実装ヘッド２１を高速で移動させても、必要な画像取込
みを行うことが可能となった。この結果、部品１５の搬
送に要する時間を短縮することができ、ひいては部品装
着作業時間の短縮化を図ることができるものである。

【００２６】また、特に本実施例では、ラインセンサ２
３をＹ軸方向だけでなくＸ軸方向にも移動可能な構成と
したので、ラインセンサ２３をＸ軸方向に移動させて部
品１５の移動経路の下方に予め移動させることができ、
実装ヘッド２１の移動経路を最短としながらラインセン
サ２３による画像取込みが可能となり、部品１５の搬送
時間の一層の短縮化を図ることができるものである。

【００２７】次に、図３は本発明の第２の実施例（請求
項２に対応）を示すものである。本実施例に係る部品実
装装置３１が、上記第１の実施例の部品実装装置１１と
異なる点は、実装ヘッド３２に、ラインセンサ３３及び
移動手段たる移動機構３４を設けたところにある。

【００２８】前記移動機構３４は、実装ヘッド３２に取
付けられ該実装ヘッド３２の図で左右方向の両側部から
外側下方に延びるベース３５に、その下部の両壁間にＹ
軸方向に延びて掛渡されるボールねじ３６及びそれを回
転させるサーボモータ（図示せず）を設けると共に、前
記ボールねじ３６に移動体３７を螺合させて構成されて
いる。そして、前記ラインセンサ３３は、前記移動体３
７に上向きに取付けられ、以て、吸着ノズル３８が吸着
した電子部品１５の下方をＹ軸方向に移動されるように
なっている。尚、詳しく図示はしないが、部品１５の吸
着，装着時等においては、移動機構３４は、吸着ノズル
３８の下方から退避するように構成されている。

【００２９】本実施例においては、実装ヘッド３２が、
部品供給部１６の部品１５を取得して基板１３へ高速で
移動する際に、移動機構３４によりラインセンサ３３を
該実装ヘッド３２（部品１５）に対してＹ軸方向に移動
させながら前記部品１５のＸ軸方向に延びる切断画像を
複数回取込むように構成されている。この場合、ライン
センサ３３は実装ヘッド３２側に設けられていて実装ヘ
ッド３２に対して移動されるものであるから、実装ヘッ
ド３２の移動速度や位置に関係なく、部品１５に対して
ラインセンサ３３を相対的に所定の低速度で移動させな
がら必要な画像取込みを行うことができる。

【００３０】従って、本実施例においても、上記第１の
実施例と同様に、実装ヘッド３２を高速で移動させて
も、ラインセンサ３３による必要な画像取込みを行うこ
とが可能となり、この結果、部品１５の搬送に要する時
間を短縮することができ、ひいては部品装着作業時間の
短縮化を図ることができるものである。

【００３１】尚、上記第１の実施例においては、ライン
センサ２３（Ｙ軸移動ユニット２４）をＸ軸方向に移動
可能に構成したが、少なくともラインセンサ２３をＹ軸
方向に移動させる構成とすれば、実装ヘッド２１側にお
いてそのラインセンサ２３の上方を通るような移動経路
とすれば良く、所期の目的を達成することができる。ま
た、上記第２の実施例においては、ラインセンサ３３を
Ｙ軸方向に移動させながら部品１５のＸ軸方向に延びる
複数の切断画像を取込むようにしたが、ラインセンサを
Ｘ軸方向に移動させながら、部品１５のＹ軸方向に延び
る複数の切断画像を取込むように構成することもでき
る。

【００３２】その他、本発明は上記した実施例に限定さ
れるものではなく、例えば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、また、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、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。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の請求項１の部品実装装置によれば、ラインセンサを採
用した部品位置検出の機能を有するものにあって、ライ
ンセンサを実装ヘッドの移動方向に移動させる移動手段
を設けると共に、実装ヘッドの移動時にラインセンサを
同方向に移動させながら部品の画像を取込むように構成
したので、実装ヘッドの移動速度を十分高速とした状態
でも、ラインセンサにおける画像取込みを可能とすると
いう優れた効果を奏する。

【００３４】また、本発明の請求項２の部品実装装置に
よれば、ラインセンサを採用した部品位置検出の機能を
有するものにあって、実装ヘッドにラインセンサ及び移
動手段を設けると共に、実装ヘッドの移動時にラインセ
ンサを該実装ヘッドに対して移動させながら部品の切断
画像を複数回取込むように構成したので、やはり、実装
ヘッドの移動速度を十分高速とした状態でも、ラインセ
ンサにおける画像取込みを可能とするという優れた効果
を奏するものである。

【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、部品実装
装置の概略的縦断側面図

【図２】全体の斜視図

【図３】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図４】従来例を示す平面図

【図５】図１相当図

【符号の説明】

図面中、１１，３１は部品実装装置、１２はベース、１
３は基板、１４は基板搬送路、１５は電子部品、１６は
部品供給部、１７は部品装着機構、１８は部品認識装
置、２０，３８は吸着ノズル、２１，３２は実装ヘッ
ド、２２はＸＹロボット（移送機構）、２３，３３はラ
インセンサ、２４はＹ軸移動ユニット（移動手段）、３
４は移動機構（移動手段）を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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おいて、 前記基板がセットされる装着作業部と、この装着作業部
   の近傍に位置して設けられ複数種類の部品を供給する部
   品供給部と、移送機構により自在に移動され前記部品供
   給部の部品を取得した後前記装着作業部へ移動してその
   部品の前記基板への装着作業を行う実装ヘッドと、前記
   装着作業部と部品供給部との間に設けられ前記実装ヘッ
   ドの移動中に該実装ヘッドの取得している部品の切断画
   像を移動方向に複数回取込むラインセンサと、このライ
   ンセンサの取込んだ複数の画像データから前記部品の位
   置を検出する画像処理手段と、前記ラインセンサを前記
   実装ヘッドの移動方向に移動させる移動手段とを具備
   し、 前記実装ヘッドの移動時に前記ラインセンサを同方向に
   移動させながら前記部品の画像を取込むように構成した
   ことを特徴とする部品実装装置。
2. 【請求項２】 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おいて、 前記基板がセットされる装着作業部と、この装着作業部
   の近傍に位置して設けられ複数種類の部品を供給する部
   品供給部と、移送機構により自在に移動され前記部品供
   給部の部品を取得した後前記装着作業部へ移動してその
   部品の前記基板への装着作業を行う実装ヘッドと、この
   実装ヘッドに設けられ該実装ヘッドの取得している部品
   の切断画像を取込むラインセンサと、このラインセンサ
   の取込んだ画像データから前記部品の位置を検出する画
   像処理手段と、前記ラインセンサを前記実装ヘッドに対
   して移動させる移動手段とを具備し、 前記実装ヘッドの移動時に前記ラインセンサを該実装ヘ
   ッドに対して移動させながら前記部品の切断画像を複数
   回取込むように構成したことを特徴とする部品実装装
   置。