JPH0921609A

JPH0921609A - 部品検査装置

Info

Publication number: JPH0921609A
Application number: JP17250195A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Moromoto; 洋幸諸本
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1997-01-21
Anticipated expiration: 2015-07-07
Also published as: JP3417731B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光学的検知手段により吸着部品の投影幅の検
出を行う装置において、その機能性を高めながらコンパ
クトな構成を達成する。【解決手段】ヘッドユニット５に、部品吸着用のノズ
ル部材２１と、レーザユニット２６とを搭載し、レーザ
ユニット２６によって部品Ｐの投影幅を検出することに
より部品Ｐの吸着状態等を検査するようにした。レーザ
ユニット２６は、ノズル部材２１を挟んで対向配置され
る第１及び第２光学ユニットとから構成し、第１光学ユ
ニットに、レーザー発生部２８，集光レンズ２９及びデ
ィテクタ３２を配設する一方で、第２光学ユニットに、
反射鏡３０及び平行光形成レンズ３１を配設した。そし
て、レーザー発生部２８から照射した平面拡散光線Ｌａ
を反射鏡３０，平行光形成レンズ３１を介して平行光線
Ｌｂに変換してディテクタ３２に照射するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品装着用のヘッ
ドユニットにより部品供給部から電子部品をピックアッ
プしてプリント基板上に装着するように構成された実装
機において、特に、吸着された部品の吸着状態等を検知
する部品検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ノズル部材を有する部品装着用の
ヘッドユニットにより、テープフィーダー等の部品供給
部からＩＣ等の小片状のチップ部品を吸着して位置決め
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が一般に知られてい
る。

【０００３】この種の装置では、例えば、上記ヘッドユ
ニットが平面上でＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能とさ
れるとともに、ノズル部材がＺ軸方向に移動可能かつ回
転可能とされ、各方向の移動及び回転のための駆動機構
が設けられている。

【０００４】また、部品の装着精度を高めるべく、ノズ
ル部材に吸着された部品の位置及び回転角等の吸着状態
を調べてこれらの誤差分に相当する補正量を求め、部品
の装着時に位置及び回転角の調整を行うことが行われて
いる。例えば、図１６，１７に示すようにレーザー等の
平行光線の照射部８１ａ及び受光部８１ｂをノズル部材
Ｎが通過する空間を挟んで対向配置した光学的検知手段
８０が上記ヘッドユニットに装備され、ノズル部材Ｎに
吸着された部品Ｐに対して平行光線が照射されて当該部
品Ｐの投影幅が検出されることにより、これに基づいて
上記補正量が求められるようになっている。

【０００５】このような光学的検知手段８０では、一般
に、照射部８１ａ内のレーザー発生源８３において発生
されたレーザー光を集光レンズ８４，ミラー８６を介し
て平行光形成レンズ８５に導き、ここで平行光線に変換
して受光部８１ａのラインセンサ８２に向けて照射する
ようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような光学的検知
手段８０では、部品の大きさ等に応じてその投影幅が適
切に検出され得るように平行光線の幅を設定する必要が
あり、例えば、対象が大型のチップ部品の場合であれ
ば、幅広の平行光線を照射することが要求される。とこ
ろが、光線幅は、レーザー発生源８３から平行光形成レ
ンズ８５までの光路長で決定されるので、光線幅を広げ
ようとすると上記光路長を長く設けることが要求され、
いきおい照射部８１ｂが大型化（図１５，１６で左右方
向に大型化する）して構造上不利となる。そのため、照
射部８１ｂをコンパクトに構成しつつ大型部品等の投影
像を適切に検出し得るようすることが望まれる。

【０００７】また、上述のような補正量を求める処理で
は、通常、吸着した部品を平行光線の光路内の所定の検
出位置に配置した状態で部品を回転させつつ精密に投影
幅の検出を行い、これにより得られた投影幅データから
補正量を演算するようにしている。しかし、吸着した全
ての部品についてこのような処理を行うのは必ずしも効
率が良いとはいえず、例えば、装着時の補正の処理では
到底是正しきれないような状態で部品が吸着されている
ような場合には、上述のような精密な投影幅の検出を行
うことなく当該部品を廃棄等する方が効率的である。

【０００８】従って、上記光学的検知手段８０におい
て、精密な検査を行う前に、簡易的な方法により上述の
ような極端な吸着不良を検知できれば便利である。

【０００９】また、複数のノズル部材をヘッドユニット
に搭載する場合、光学的検知手段８０の平行光線の照射
方向にノズル部材が並設されていると、吸着された部品
の投影像を同時に検出することができない。そのため、
例えば、平行光線の照射方向に並設されたノズル部材を
さらに平行光線の幅方向にオフセットして配置すること
が考えられるが、これではヘッドユニットが幅方向（平
行光線の幅方向と同一方向）に大型化することになり、
多数のノズル部材を搭載する場合には構造上不利であ
る。

【００１０】従って、平行光線の照射方向にノズル部材
を並設し、かつ各ノズル部材に吸着された部品の投影幅
を同時に検出できれば構造面でも、また実装効率の面で
も都合が良い。

【００１１】本発明は、これらの問題を解決するために
なされたものであり、光学的検知手段により吸着部品の
投影幅の検出を行うように構成された装置において、そ
の機能性を高めながらもコンパクトな構成を達成するこ
とができる部品検査装置を提供することを目的としてい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る部品検査
装置は、部品供給側と装着側とに亘って移動可能なヘッ
ドユニットに、部品吸着用のノズル部材と、吸着された
部品に平行光線を照射してその投影幅を検出する光学的
検知手段とを備えてなる実装機において、上記光学的検
知手段には、上記ノズル部材を挟んで相対向して配置さ
れる第１及び第２光学ユニットが設けられ、上記第１光
学ユニットに、第２光学ユニットに向けて平面方向に拡
がる光を照射する照射手段と、第２光学ユニット側から
の光を受光する受光手段とが上下に並設される一方、上
記第２光学ユニットに、上記照射手段の照射光を上記受
光手段に導くための光路を形成する光路形成手段と、上
記照射光から平行光線を形成する平行光形成レンズとが
設けられてなるものである。

【００１３】この部品検査装置によれば、第１光学ユニ
ットの照射手段から照射された光、すなわち平面拡散光
が第２光学ユニットに照射され、ここで平行光形成レン
ズに導かれて平行光線に変換されるとともに、所定の光
路に沿って第１光学ユニットの受光手段に向けて導かれ
る。このように、照射手段と平行光形成レンズがそれぞ
れ異なるユニットに設けられているため、照射手段から
平行光形成レンズまでの光路を比較的長く確保すること
が可能となり、これによって光学的検知手段の大型化を
抑えつつ広幅の平行光線を確保することが可能となる。

【００１４】請求項２に係る部品検査装置は、上記請求
項１記載の部品検査装置において、第１光学ユニットか
ら第２光学ユニットへ向かう平面拡散光の光路をノズル
部材の部品吸着部分が通過するときの投影幅検出に基づ
いて吸着不良を判別し、第２光学ユニットから第１光学
ユニットへ向かう平行光線の光路にノズル部材の部品吸
着部分が位置するときの投影幅検出に基づいて少なくと
も部品吸着位置のずれを求める部品認識処理手段を有す
るものである。

【００１５】この部品検査装置によれば、請求項１のよ
うな構成によって第１光学ユニットと第２光学ユニット
との間に平行光線と平面拡散光が上下２層に形成される
ことを利用し、ノズル部材の部品吸着部分が平面拡散光
の光路を通過するときの投影幅検出に基づいて吸着不良
を判別するとともに、ノズル部材の部品吸着部分が平行
光線の光路に位置するときの投影幅検出に基づいて部品
吸着位置のずれ等を求めることが可能となる。そのた
め、平行光線の光路に部品を介在させて精密に部品の投
影幅を検出する処理を行う前に、当該部品の簡易的な検
査を行うことが可能となる。

【００１６】請求項３に係る部品検査装置は、上記請求
項２記載の部品検査装置において、上記受光手段が上記
照射手段を挟んで配置される上下一対の受光部から構成
されるとともに、上記光路形成手段が上記照射手段の照
射光を上下両側の受光部に導くように構成され、平行光
形成レンズが少なくとも上側の受光部に導かれる光路に
設けられており、上記部品認識処理手段は、平面拡散光
の光路を部品が通過するときの吸着不良の判断を、下側
の受光部による投影検出に基づいて行うものである。

【００１７】この部品検査装置によれば、平面拡散光線
を部品が遮るときの当該部品の投影幅を受光手段の上下
両方の受光部で検出することが可能となる。そのため、
平行光線にノズル部材のシャフト部分が介在する等して
投影幅の検出に邪魔となるような場合であっても下側の
受光部において投影幅の検出を行うことが可能となる。

【００１８】請求項４に係る部品検査装置は、上記請求
項１記載の部品検査装置において、上記受光手段が上下
に並設される複数の受光部から構成され、一方、上記光
路形成手段が上記照射手段の照射光を上記各受光部にそ
れぞれ導くように構成され、各受光部に導かれる光が平
行光線となるように上記平行光形成レンズが配置される
とともに、複数のノズル部材の部品吸着状態を、ノズル
部材によって高さ位置を異ならせた状態で各受光部によ
る投影検出に基づいて行う部品認識処理手段を備えたも
のである。

【００１９】この部品検査装置によれば、第１光学ユニ
ットと第２光学ユニットとの間に上下に複数の平行光線
が形成され、これらが各受光部でそれぞれ受光されるの
で、複数のノズル部材が平行光線の照射方向に並べて設
けられる場合であっても、各ノズル部材の高さが各々変
えられて吸着部品が各々異なる平行光線の光路に介在さ
せられた状態とされることで各部品の投影幅の検出が同
時に行われる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。

【００２１】図１及び図２は、本発明に係る部品検査装
置の第１実施形態が適用される実装機の全体を概略的に
示している。同図に示すように、実装機の基台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がこのコンベア２上を搬送されて所定の装着
作業位置で停止されるようになっている。

【００２２】上記基台１の上方には、部品装着用のヘッ
ドユニット５が装備されている。このヘッドユニット５
は、部品供給部４とプリント基板３が位置する部品装着
部とにわたって移動可能とされ、当実施形態では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。すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向の固定
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
向のガイド部材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。

【００２３】上記ヘッドユニット５には、部品を吸着す
るためのノズル部材２１が設けられている。ノズル部材
２１は、上記ヘッドユニット５のフレームに対してＺ軸
方向（上下方向）の移動及びＲ軸（ノズル中心軸）回り
の回転が可能に取付けられておりＺ軸サーボモータ２２
及びＲ軸サーボモータ２４により作動させられるように
なっている。また、ノズル部材２１にはバルブ等を介し
て負圧供給手段に接続されており、部品吸着時には、所
定のタイミングで負圧供給手段からの負圧がノズル部材
先端に供給されるようになっている。

【００２４】また、上記ヘッドユニット５の下端部に
は、光学的検知手段を構成するレーザユニット２６が設
けられている。このレーザユニット２６は、ノズル部材
２１により部品を吸着した状態においてその部品にレー
ザー光を照射し、その投影幅を検出するものであり、図
３及び図４に示すように、ノズル部材２１が上下動する
ときに通過する空間を挾んで相対向する位置に第１及び
第２光学ユニット２７ａ，２７ｂを有している。

【００２５】第１光学ユニット２７ａには、レーザーダ
イオード等のレーザー発生部２８及び発生されたレーザ
ー光を平面拡散光線に変換する集光レンズ２９から構成
される照射手段と、ＣＣＤラインセンサからなるディテ
クタ（受光手段）３２とが設けられている。一方、第２
光学ユニット２７ｂには、平面拡散光線から平行光線を
形成する平行光形成レンズ３１と、第１光学ユニット２
７ａで発生された照射光を第１光学ユニット２７ａに向
けて導くための光路を形成する直角ミラーからなる反射
鏡３０とが設けられている。

【００２６】すなわち、このレーザユニット２６では、
図３の一点鎖線に示すように第１光学ユニット２７ａの
レーザー発生部２８から集光レンズ２９を経た平面拡散
光線が第２光学ユニット２７ｂに向けて照射され、第２
光学ユニット２７ｂの反射鏡３０を介して平行光形成レ
ンズ３１に入り、ここで平行光線に変換されて第１光学
ユニット２７ａのディテクタ３２に導かれるようになっ
ている。従って、各光学ユニット２７ａ，２７ｂの間に
は、第１光学ユニット２７ａから第２光学ユニット２７
ｂに照射される平面拡散光線Ｌａと、第２光学ユニット
２７ｂから第１光学ユニット２７ａに向かう平行光線Ｌ
ｂとが上下２層に形成されている。

【００２７】部品検査時には、図３の破線及び図４に示
すように、ノズル部材２１に吸着された部品Ｐが平行光
線Ｌｂの光路内に介在された状態でその投影幅が精密に
検出され、これにより部品Ｐの吸着状態が検出されて補
正量等の演算が行われるのであるが、後に詳述するよう
に、平行光線Ｌｂ内を部品Ｐが通過する際に部品Ｐが平
面拡散光線Ｌａを遮るときの投影幅が検出されることに
より、部品Ｐの吸着状態の簡易的な検出が行われるよう
になっている。

【００２８】以上のように構成された実装機は、マイク
ロコンピュータを構成要素とする制御装置１８を備え、
上記Ｙ軸及びＸ軸サーボモータ９，１５、ヘッドユニッ
ト５のノズル部材２１に対するＺ軸サーボモータ２２、
Ｒ軸サーボモータ２４及びレーザユニット２６等はすべ
て上記制御装置１８に電気的に接続され、この制御装置
１８によって統括制御されるようになっている。

【００２９】また、制御装置１８には部品吸着状態の認
識のための演算処理等を行う部品認識処理手段１９が備
えられていて、上記レーザユニット２６のディテクタ３
２での受光状態に応じて出力される受光データ信号に基
づいて部品の投影幅、あるいはその中心位置等が演算さ
れるとともに、これらのデータに基づいてノズル部材２
１に吸着された部品の位置及び回転角が調べられてこれ
らの誤差分に相当する補正量が求められるようになって
いる。

【００３０】次に、上記実装機による部品の実装動作の
一例について図５のフローチャートを用いて説明する。

【００３１】上述の実装機において実装動作が開始され
ると、先ず、ヘッドユニット５が部品供給部４の上方に
配置された後ノズル部材２１が下降され、これによりテ
ープフィーダーの所定の部品取出し部に繰り出された部
品Ｐがノズル部材２１によって吸着される。また、この
動作中に上記レーザユニット２６が作動されて、平行光
線Ｌｂに形成された影幅の検出及びこの影幅の中心位置
の演算が行われる。

【００３２】つまり、部品吸着のためにノズル部材２１
が下降させられた状態では、例えば、図３の実線に示す
ように平面拡散光線Ｌａがノズル部材２１によって遮ら
れ、従って、ステップＳ２の処理では、ノズル部材２１
の投影幅が検出されてその中心位置Ｃ₁が求められる
（ステップＳ１，２）。

【００３３】部品Ｐの吸着が完了すると、部品Ｐをレー
ザユニット２６の所定の部品検査位置、つまり、図３の
破線に示すように平行光線Ｌｂの光路内に配置すべくノ
ズル部材２１が上昇させられる（ステップＳ３）。

【００３４】ノズル部材２１の上昇中も、ディテクタ３
２による影幅の検出は行われており、影幅が予め設定さ
れた値、具体的にはノズル先端の投影幅を示す値に達す
ると、この時点から部品投影幅のサンプリングが開始さ
れるとともに、影の縮小部分の位置が検出され、この位
置データ（位置Ｈ₁）が記憶される（ステップＳ４，Ｓ
５）。つまり、ノズル先端の影幅の検出に基づいて部品
Ｐが平面拡散光線Ｌａを通過し始めるタイミングが検知
され、これにより部品Ｐの投影幅のサンプリングが開始
される。

【００３５】なお、部品Ｐの投影幅のサンプリングにお
いては、図６及び図７に示すように、平行光線Ｌｂの光
路にノズル部材２１が介在するが、部品Ｐが平面拡散光
線Ｌａを遮ることによって形成される投影幅を検出する
ため、通常、当該投影幅はノズル部材２１の径に比べて
十分広幅となり、従って、部品Ｐの投影幅の検出におい
て平行光線Ｌｂの光路に介在するノズル部材２１が邪魔
になるようなことがない。但し、部品の大きさが極めて
小さい場合等、ノズル部材２１が投影幅の検出の邪魔に
なることがあり得るので、部品の大きさが所定値よりも
大きいか否かを判定（ステップＳ６）し、所定値よりも
小さい場合は、ステップＳ７〜Ｓ１０を飛ばしてステッ
プＳ１１に移行する。

【００３６】部品Ｐの投影幅のサンプリングは、ノズル
部材２１の上昇に伴い、部品Ｐの上下方向複数箇所に対
応して行われるようになっており、ステップＳ７では、
こうして得られた各投影幅データが閾値よりも大きいか
否かが判断される。そして、検出されたデータが閾値よ
りも小さい場合には、当該部品に吸着不良等が発生して
いるとして、以後の実装処理を行うことなく当該部品を
所定の排出箇所に移送する処理が行われて本フローチャ
ートが終了する（ステップＳ１３）。

【００３７】ここで、上記閾値は、実装部品が例えば平
面視で長方形であり、かつ厚みが短辺よりも小さい矩形
部品である場合には、その短辺の寸法と同程度の値とさ
れている。すなわち、ノズル部材２１により部品Ｐの角
部が吸着されることによって部品Ｐが起立状態で吸着さ
れる、いわゆる立ち吸い現象が発生したような場合に
は、部品Ｐの投影幅が上記閾値よりも小さくなることが
多く、従って、このような吸着状態がステップＳ７にお
いて検出される。そして、このような吸着状態は、装着
時の補正の処理では到底是正しきれないものであり、そ
のため、以後の実装処理を行うことなくステップＳ１３
に移行するようになっている。

【００３８】上記ステップＳ７において、各投影幅デー
タが所定値よりも大きい場合には、投影幅データの最大
値に基づいて当該部品Ｐの中心位置Ｃ₂が求められると
ともに、この中心位置Ｃ₂と、ステップＳ２で求められ
たノズル部材２１の中心位置Ｃ₁との差が求められ、こ
の差が所定値よりも小さいか否かが判断される（ステッ
プＳ８〜ステップＳ９）。

【００３９】つまり、ノズル部材２１の吸着中心と部品
中心のずれが求められ、その値が所定値より小さいか否
かが判断される。ここで、この演算値が所定値よりも大
きいような場合、例えば、部品が斜めに立った状態（図
８参照；平面拡散光線Ｌａの照射方向は紙面に直交する
方向）に吸着されている場合等は、不正常な吸着状態に
あることを意味するので、ステップＳ１３に移行し、以
後の実装処理を行うことなく当該部品を所定の排出箇所
に移送する処理が行われる。

【００４０】一方、ステップＳ９において演算値が所定
値より小さい場合には、ステップＳ１０において影の消
失位置Ｈ₂が求められ、この消失位置Ｈ₂とステップＳ５
で求められた位置Ｈ₁との差が所定値以下であるか否か
が判断される。この差は部品Ｐの厚みを意味し、当該部
品Ｐが図８に示すように立った状態で吸着されていると
きには厚みが増大して検出されるので、このような場合
には異常吸着であるとして以後の処理を行わずにステッ
プＳ１３に移行される。

【００４１】一方、ステップＳ１０において演算値が所
定値より小さい場合には、平行光線Ｌｂの光路内に部品
Ｐが達したところでノズル部材２１の上昇が停止され、
ここで、精密な部品の認識が行われる。すなわち、平行
光線Ｌｂの光路内に配置されている部品Ｐ（図３の破線
に示す）が回転させられつつ、その投影幅が精密に検出
され、投影幅が最小となったときの投影中心位置及び回
転角等に基づいてノズル部材２１に対する部品Ｐの吸着
位置及び回転角が調べられ、その誤差分に相当する補正
量が求められる。そして、当該補正量を加味したヘッド
ユニット５の移動及びノズル部材２１の回転が行われた
後、ノズル部材２１が下降させられることによりプリン
ト基板３への部品Ｐの装着が行われる。こうして本フロ
ーチャートが終了する（ステップＳ１１，１２）。

【００４２】このように上記実施形態の実装機では、レ
ーザユニット２６に平面拡散光線Ｌａ、平行光線Ｌｂと
いった上下２層の光路を形成するようにしたので、吸着
部品の検査を行う際には、上述のように、吸着部品の検
査のために部品Ｐを平行光線Ｌｂの光路に配置する過程
で、先ず、簡易的な処理、すなわち部品Ｐが平面拡散光
線Ｌａを通過するときに形成される投影幅の検出に基づ
いて、装着時の補正の処理では到底是正しきれない吸着
状態にある部品を検出する処理を行い（上記ステップＳ
７，Ｓ９，Ｓ１０）、その後、これに該当しない部品に
ついてのみ、平行光線Ｌｂの光路内で部品Ｐの精密な投
影幅の検出を行って補正量を求める処理を行う（ステッ
プＳ１１）といった検査手法を採用することができる。
従って、全ての部品を平行光線の光路中に配置して精密
な投影幅の検出を行っていた従来のこの種の装置と比較
すると部品吸着状態の検査処理をより効率良く行うこと
が可能であり、これによって実装効率を高めることがで
きる。

【００４３】とりわけ、レーザユニット２６に平面拡散
光線Ｌａ及び平行光線Ｌｂといった上下２層の光路を形
成する構造は、レーザー発生部２８とディテクタ３２を
共に第１光学ユニット２７ａに配置し、レーザー発生部
２８から照射されたレーザ光を第２光学ユニット２７ｂ
の反射鏡３０で反射させてディテクタ３２に導くといっ
た極簡単な構造で達成されているため、レーザユニット
２６の構造を複雑化したり大型化したりすることなく比
較的容易に上述のような検査手法を実施することができ
る。

【００４４】しかも、上述のようなレーザユニット２６
の構造では、レーザー発生部２８と平行光形成レンズ３
１とがそれぞれ別々の光学ユニット２７ａ，２７ｂに分
けて配置されているため、レーザー発生部２８から平行
光形成レンズ３１までの光路長を比較的長く確保しなが
らも各光学ユニット２７ａ，２７ｂをコンパクトな構成
とすることができる。それ故に、大型のチップ部品の検
査を行うべく幅広の平行光線Ｌｂが要求される場合であ
っても、レーザユニット２６の大型化を招くようなこと
がないという利点がある。

【００４５】すなわち、従来のこの種の装置（図１６，
１７に示す）のようにレーザー発生源と平行光形成レン
ズとが同一のユニット（照射部８１ｂ）に納められてい
る構造では、幅広の平行光線を得るべくレーザー発生源
から平行光形成レンズまでの光路長を長く確保しようと
すると、レーザー発生源と平行光形成レンズとが同一の
ユニットに納められているために当該ユニットが大型化
することになるが、上記レーザユニット２６ではこのよ
うなことがない。従って、従来装置と同一幅の平行光線
を得る場合であれば、上述のように各光学ユニット２７
ａ，２７ｂをコンパクト化できる分、レーザユニット全
体を従来装置に比べてコンパクトな構成とすることがで
きる。

【００４６】ところで、上記実施形態は、図６，７に示
すように、部品Ｐ、あるいはノズル部材２１が平面拡散
光線Ｌａを遮ることによって形成される部品の投影幅が
ノズル部材２１の投影幅よりも十分広くなり、それ故
に、投影幅の検出に際してノズル部材２１が邪魔になる
ことがないような場合に有効な例であるが、例えば、ノ
ズル部材２１に対して部品Ｐが極めて小さく、それ故
に、部品Ｐの投影幅がノズル部材２１の径よりも小さ
く、投影幅の検出に際してノズル部材２１が邪魔になる
ような場合には、以下に説明する第２実施形態に係る構
成が有効となる。

【００４７】図９は、第２実施形態に係るレーザユニッ
トの構造を概略的に示している。なお、以下の説明にお
いて、上記第１実施形態のレーザユニット２６と同一機
能を果たすものについては同一符号を付して説明する。

【００４８】この図に示すレーザユニット２６Ａの構成
は上記レーザユニット２６と基本的に同一であるが、第
１光学ユニット２７ａのレーザー発生部２８の下方にＣ
ＣＤラインセンサからなるディテクタ３３が設けられ、
また、第２光学ユニット２７ｂに平面拡散光線Ｌａの一
部を上記ディテクタ３３に導くハーフミラー３４及び反
射鏡３５が設けられている点で上記レーザユニット２６
と構成が相違している。

【００４９】このレーザユニット２６Ａによれば、平面
拡散光線Ｌａの一部がハーフミラー３４及び反射鏡３５
を介してディテクタ３３に入るため、同図に示すよう
に、部品Ｐが平面拡散光線Ｌａを通過するときの部品Ｐ
の投影幅をディテクタ３２及びディテクタ３３の双方で
検出することができる。従って、ノズル部材２１に対し
て部品Ｐが極めて小さく、ディテクタ３２による部品Ｐ
の投影幅の検出においてノズル部材２１が邪魔になるよ
うな場合であっても、部品Ｐの投影幅をディテクタ３３
により検出することで、部品Ｐの投影幅の検出を行うこ
とができる。

【００５０】従って、第２実施形態のレーザユニット２
６Ａによれば、部品Ｐの大きさとノズル部材２１の径の
相対関係に左右されることなく部品Ｐの簡易的な検査に
おいて適切に部品Ｐの投影幅の検出を行うことができ、
この点で、上記第１実施形態のレーザユニット２６より
も有利となる。

【００５１】次に、本発明の第３実施形態について説明
する。

【００５２】第３実施形態においては、上記ヘッドユニ
ット５に２本のノズル部材２１ａ，２１ｂが設けられ、
これらがＸ軸方向に一列に並べて搭載されるとともに、
レーザユニットが図１０に示すような構成となってい
る。なお、以下の説明において、上記第１実施形態のレ
ーザユニット２６と同一機能を果たすものについては同
一符号を付して説明する。

【００５３】同図に示すレーザユニット２６Ｂにおいて
も、ノズル部材２１ａ，２１ｂを挟んで第１及び第２光
学ユニット２７ａ，２７ｂが相対向して設けられ、第１
光学ユニット２７ａにレーザー発生部２８，集光レンズ
２９及びディテクタが、また、第２光学ユニット２７ｂ
に平行光形成レンズ３１及び光路形成のための反射鏡が
それぞれ設けられている。この点において上記第１実施
形態のレーザユニット２６と構成が共通している。

【００５４】しかし、レーザユニット２６Ｂでは、第１
光学ユニット２７ａのレーザー発生部２８の上方に２つ
のディテクタ３２ａ，３２ｂが積層配置されている。ま
た、第２光学ユニット２７ｂにおいて、第１光学ユニッ
ト２７ａから照射された平行光線Ｌｂが平行光形成レン
ズ３１を通って平行光線に変換された後、反射鏡３６，
３８及びハーフミラー３７で反射させられて上下２層の
平行光線Ｌｂに分光されてそれぞれ上記ディテクタ３２
ａ，３２ｂに照射されるようになっており、これらの点
において、上記第１実施形態のレーザユニット２６と構
成が相違している。

【００５５】この第３実施形態の構成によれば、図１０
に示すように、平行光線Ｌｂの照射方向下流側のノズル
部材２１ａ（以下、下流側ノズル２１ａという）によっ
て吸着された部品Ｐａが上側の平行光線Ｌｂの光路内に
配置される一方、平行光線Ｌｂの照射方向上流側のノズ
ル部材２１ｂ（以下、上流側ノズル２１ｂという）によ
って吸着された部品Ｐｂが下側の平行光線Ｌｂの光路内
に配置され、これにより部品Ｐａ，Ｐｂの投影幅が同時
に検出される。

【００５６】従って、平行光線Ｌｂの照射方向に並設さ
れたノズル部材２１ａ，２１ｂにより吸着された部品の
検査を同時に行うことが可能となり、これによって実装
効率を高めることが可能となる。

【００５７】但し、このような部品Ｐａ，Ｐｂの同時検
査も、吸着される部品の大きさに一定の条件が課せられ
ることによって可能となる。すなわち、上流側ノズル２
１ｂによって吸着された部品Ｐｂの投影幅の検出につい
ては部品Ｐａによってのみ平行光線Ｌｂが遮られるた
め、特に部品の大きさの制限はないが（図１１に示
す）、下流側ノズル２１ａによって吸着された部品Ｐａ
の投影幅の検出については、上流側ノズル２１ｂによっ
て平行光線Ｌｂが遮られるため、部品Ｐａの大きさが上
流側ノズル２１ｂの径よりも大きい場合にのみ各部品Ｐ
ａの適切な検査が可能となる（図１２に示す）。従っ
て、部品Ｐａ，Ｐｂの同時検査を行う場合には、上述の
条件を満たした部品吸着が要求される。

【００５８】ところで、上述の第３実施形態の変形例と
して、例えば、図１３に示すようにうな構成を採用する
こともできる。この図に示す構成では、上記ヘッドユニ
ット５に８本のノズル部材４０〜４７が設けられてい
て、これらの各ノズル部材４０〜４７により吸着された
部品Ｐｃ〜Ｐｊの吸着状態を上記レーザユニット２６Ｂ
で検査するようになっている。

【００５９】ノズル部材４０〜４７の配置について具体
的に説明すると、平行光線Ｌｂの幅方向に４本のノズル
部材４０〜４３が一列に、かつ平行光線Ｌｂの照射方向
に一定量だけ順次オフセットされた状態で配設されると
ともに（以下、下流側ノズル４０〜４３という）、これ
らの各下流側ノズル４０〜４３に対して平行光線Ｌｂの
照射方向上流側に、上記各下流側ノズル４０〜４３と同
じ配列で、かつ各ノズル部材４０〜４３に対応して４本
のノズル部材４４〜４７（以下、上流側ノズル４４〜４
７という）が配設されている。つまり、同図に示す構成
は、図１０に示す実施形態の構成における、ノズル部材
２１ａ，２１ｂと同様の位置関係にある一対のノズル部
材を、平行光線Ｌｂの幅方向に４対設け、それぞれ平行
光線Ｌｂの照射方向に一定量オフセットした構成となっ
ている。

【００６０】この実施形態の構成においても、図１０に
示す実施形態と同様に、下流側ノズル４０〜４３により
吸着された部品Ｐｃ〜Ｐｆが上側の平行光線Ｌｂの光路
内に配置される一方、上流側ノズル４４〜４７によって
吸着された部品Ｐｇ〜Ｐｊが下側の平行光線Ｌｂの光路
内に配置されることによって各部品Ｐｃ〜Ｐｊの投影幅
の検出が同時に行われる。

【００６１】従って、この構成によれば、８本のノズル
部材４０〜４７によって吸着された部品Ｐｃ〜Ｐｊの検
査を同時に行って実装効率を高めながらも、ヘッドユニ
ット５の大型化を好適に回避することができる。すなわ
ち、多数のノズル部材によって部品を吸着し、各部品の
検査を従来のこの種のレーザユニットを用いて同時に行
う場合には、各ノズル部材を平行光線の幅方向に並べて
配置することが要求されるが、上記実施形態の構成で
は、上述のようにノズル部材を平行光線Ｌｂの照射方向
に２列に分けて配置することができるので、これにより
ヘッドユニットのＹ軸方向への大型化を従来構造の半分
程度に抑えることが可能となる。

【００６２】なお、上記第１〜第３実施形態の構成は、
本発明に係る部品検査装置の代表的な実施形態であっ
て、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲
で適宜変更可能である。

【００６３】例えば、図１０に示す第３実施形態の構成
において、Ｘ軸方向に３本、あるいはそれ以上のノズル
部材を一列に並べて設けるとともに、ノズル部材の数と
同じ数の平行光線Ｌｂをレーザユニット２６の各光学ユ
ニット２７ａ，２７ｂの間に積層形成し、平行光線Ｌｂ
の照射方向下流側のノズル部材によって吸着された部品
が上層の平行光線Ｌｂの光路内に配置されるように、各
吸着部品をそれぞれ異なる平行光線Ｌｂの光路内に配置
して部品の吸着状態を検査するようにしてもよい。これ
によれば、より多くのノズル部材により部品を吸着しつ
つ当該吸着部品の吸着状態を同時に検査することができ
るので、実装効率の点でより有利となる。その上、ノズ
ル部材がＸ軸方向に一列に並べられる構成を採用できる
ので、ヘッドユニットのＹ軸方向への大型化を抑えるこ
とができ、この点、図１３に示す構成よりも有利とな
る。

【００６４】但し、この構成の場合には、平行光線Ｌｂ
の照射方向最上流側のノズル部材以外のノズル部材に吸
着される部品の大きさが上記最上流側のノズル部材の径
よりも大きい場合にのみ適切な部品の投影幅の検出が行
われるので、この点に注意する必要がある。

【００６５】また、図９に示す第３実施形態の構成にお
いて、反射鏡３５の下流側に平行光形成レンズを配置し
てディテクタ３３に照射される光を平行光線に変換する
ようにし、これによって拡散光線Ｌａを挟む上下２層の
平行光線Ｌｂを形成するようにしてもよい。この構成の
場合にも、図１０，あるいは図１３の実施形態と同様、
複数のノズル部材によって部品を装着する場合に有利な
構造となる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の部品検査
装置においては、ノズル部材を挟む位置に第１及び第２
光学ユニットを対向配置し、第１光学ユニットに照射手
段及び受光手段を設ける一方、第２光学手段に平行光形
成レンズ及び光路形成手段を設け、これにより第１光学
ユニットから照射した平面拡散光を第２光学ユニットで
平行光線に変換し、再度第１光学ユニットに導いて受光
するようにしたので、照射手段から平行光形成レンズま
での光路を比較的長く確保することができる。そのた
め、光学的検知手段の大型化を抑えつつ広幅の平行光線
を適切に確保することができる。

【００６７】また、上記構成において第１光学ユニット
と第２光学ユニットとの間に平行光線と平面拡散光が上
下２層に形成されることを利用し、ノズル部材の部品吸
着部分が平面拡散光の光路を通過するときの投影幅検出
に基づいて吸着不良を判別するとともに、ノズル部材の
部品吸着部分が平行光線の光路に位置するときの投影幅
検出に基づいて部品吸着位置のずれ等を求めるようにし
たので、平行光線の光路に部品を介在させて精密に部品
の投影幅を検出する処理を行う前に、当該部品の簡易的
な検査を行うことができる。

【００６８】特に、受光手段を、照射手段を挟んで配置
される上下一対の受光部から構成して照射手段からの照
射光を上下両側の受光部に導くようにするとともに、平
面拡散光の光路を部品が通過するときの吸着不良の判断
を、下側の受光部による投影検出に基づいて行うように
すれば、平行光線にノズル部材のシャフト部分が介在す
る等して部品の投影幅の検出に邪魔となるような場合で
あっても当該投影幅の検出を適切に行うことができる。

【００６９】また、受光手段を、上下に並設される複数
の受光部から構成し、照射手段の照射光を平行光線に変
換して各受光部で受光するようにするとともに、複数の
ノズル部材の部品吸着部分を、ノズル部材の高さ位置を
異なられせて各平行光線の光路に位置した状態で、各受
光部による投影検出に基づいて行うようにすれば、複数
のノズル部材が平行光線の照射方向に並べて設けられる
場合であっても、各部品の投影幅を同時に検出すること
が可能となり、その結果、実装効率をより良く高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る部品検査装置の第１実施形態が適
用される実装機の構成を示す平面概略図である。

【図２】同正面図である。

【図３】レーザユニットの構成を示す要部正面図であ
る。

【図４】レーザユニットの構成を示す要部平面図であ
る。

【図５】実装動作の一例を説明するフローチャートであ
る。

【図６】レーザユニットによる部品検査を説明する説明
図である。

【図７】レーザユニットによる部品検査を説明する説明
図である。

【図８】ノズル部材による部品の吸着状態の一例を示す
概略図である。

【図９】第２実施形態に係る部品検査装置の構成を示す
要部正面図である。

【図１０】第３実施形態に係る部品検査装置の構成を示
す要部正面図である。

【図１１】図９の装置による部品検査を説明する説明図
である。

【図１２】図９の装置による部品検査を説明する説明図
である。

【図１３】第３実施形態に係る装置変形例を示す要部平
面図である。

【図１４】図１２の装置による部品検査を説明する説明
図である。

【図１５】図１２の装置による部品検査を説明する説明
図である。

【図１６】従来の部品検査装置の一例を示す要部平面図
である。

【図１７】従来の部品検査装置の一例を示す要部正面図
である。

【符号の説明】

５ヘッドユニット２１ノズル部材２６レーザユニット２７ａ第１光学ユニット２７ｂ第２光学ユニット２８レーザー発生部２９集光レンズ３０反射鏡３１平行光形成レンズＰ部品Ｌａ平面拡散光線Ｌｂ平行光線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部品供給側と装着側とに亘って移動可能
なヘッドユニットに、部品吸着用のノズル部材と、吸着
された部品に平行光線を照射してその投影幅を検出する
光学的検知手段とを備えてなる実装機において、上記光
学的検知手段には、上記ノズル部材を挟んで相対向して
配置される第１及び第２光学ユニットが設けられ、上記
第１光学ユニットに、第２光学ユニットに向けて平面方
向に拡がる光を照射する照射手段と、第２光学ユニット
側からの光を受光する受光手段とが上下に並設される一
方、上記第２光学ユニットに、上記照射手段の照射光を
上記受光手段に導くための光路を形成する光路形成手段
と、上記照射光から平行光線を形成する平行光形成レン
ズとが設けられてなることを特徴とする部品検査装置。
【請求項２】第１光学ユニットから第２光学ユニット
へ向かう平面拡散光の光路をノズル部材の部品吸着部分
が通過するときの投影幅検出に基づいて吸着不良を判別
し、第２光学ユニットから第１光学ユニットへ向かう平
行光線の光路にノズル部材の部品吸着部分が位置すると
きの投影幅検出に基づいて少なくとも部品吸着位置のず
れを求める部品認識処理手段を有することを特徴とする
請求項１記載の部品検査装置。
【請求項３】上記受光手段が上記照射手段を挟んで配
置される上下一対の受光部から構成されるとともに、上
記光路形成手段が上記照射手段の照射光を上下両側の受
光部に導くように構成され、平行光形成レンズが少なく
とも上側の受光部に導かれる光路に設けられており、上
記部品認識処理手段は、平面拡散光の光路を部品が通過
するときの吸着不良の判断を、下側の受光部による投影
検出に基づいて行うことを特徴とする請求項２記載の部
品検査装置。
【請求項４】上記受光手段が上下に並設される複数の
受光部から構成され、一方、上記光路形成手段が上記照
射手段の照射光を上記各受光部にそれぞれ導くように構
成され、各受光部に導かれる光が平行光線となるように
上記平行光形成レンズが配置されるとともに、複数のノ
ズル部材の部品吸着状態を、各ノズル部材によって高さ
位置を異ならせた状態で各受光部による投影検出に基づ
いて行う部品認識処理手段を備えたことを特徴とする請
求項１記載の部品検査装置。