JPH10107498A - 電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 認識カメラの相対位置計測を正確に行うこと
ができ、装着動作位置にて部品認識を行うことができる
電子部品実装装置を提供する。 【解決手段】 位置決めユニット１１に搭載した実装位
置部品認識カメラ１４に設けた位置計測治具１５を、基
板認識カメラ１３と実装位置部品認識カメラ１４の両者
で計測し、それを媒介として基板認識カメラ１３と実装
位置部品認識カメラ１４の相対位置を計測し、実装動作
位置にて電子部品３の吸着位置を認識することにより電
子部品の実装を正確に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板の所定位
置に電子部品を自動的に装着する電子部品実装装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、図７を参照しながら、従来の電子
部品実装装置について説明する。図７において、２１は
多数の部品供給ユニット２２を移動テーブル２１ａ上に
その移動方向に並列させて配置した部品供給部で、任意
の部品供給ユニット２２を所定の部品供給位置に位置決
めし得るように構成されている。部品供給ユニット２２
には、多数の電子部品２３を一列に揃えた状態で保持し
たテープ状部品集合体が装着されており、電子部品２３
を所定の部品取り出し位置に順次送り出し可能に構成さ
れている。

【０００３】２４は旋回型の部品実装ユニットで、所定
の縦軸心回りに間欠的に回転される回転テーブル２５に
複数の実装ヘッド２６が等間隔に配置されている。回転
テーブル２５は実装ヘッド２６の配置間隔で間欠回転
し、その実装ヘッド２６の２つの停止位置が部品供給部
２１の部品供給位置と回路基板２８の部品実装位置とに
設定されている。また、実装ヘッド２６の停止位置であ
る部品供給位置と部品実装位置との間には、後述する部
品認識カメラ３１にて電子部品２３が認識される部品認
識位置が設けられている。

【０００４】回路基板２８は搬送部３２により位置決め
ユニット２９に搬送されて保持される。位置決めユニッ
ト２９は、Ｘ方向に移動可能なＸテーブル２９ａと、こ
のＸテーブル２９ａをＹ方向に移動可能としたＹテーブ
ル２９ｂとからなり、Ｘテーブル２９ａには、回路基板
２８を所定位置で固定支持する固定手段（図示せず）が
設けられている。また、回路基板２８には、この回路基
板２８の位置を示す基板マーク３０ａ，３０ｂが印刷さ
れ、位置決めユニット２９の上方に配設されている基板
認識カメラ３４により基板マーク３０ａ，３０ｂが認識
されて回路基板２８の位置が計測されて実装すべき位置
が調べられるようになっている。

【０００５】実装ヘッド２６は上下移動可能に構成さ
れ、部品供給部２１の部品供給位置で下降されて吸着ノ
ズル２７にて電子部品２３を吸着した後上昇され、実装
装置本体（図示せず）に固定された部品認識カメラ３１
で電子部品２３の吸着位置の位置ずれ量が前記部品認識
位置で認識される。そして、電子部品２３が所定の実装
角度になるように位置ずれを考慮しながら吸着ノズル２
７を回転させ、位置決めユニット２９により回路基板２
８を、基板認識カメラ３４により認識された回路基板２
８の位置ずれ量と、吸着ノズル２７の回転による位置ず
れ量とを補正する位置へ位置決めし、この回路基板２８
の部品実装位置に電子部品２３を下降させて吸着ノズル
２７の吸着を解除し、電子部品２３を回路基板２８に実
装する。その後、実装ヘッド２６を上昇させ、吸着ノズ
ル２７を元の原点角度に戻して、次の実装作業に備え
る。このようにして、順次、実装ヘッド２３が同様に電
子部品２３の回路基板２８への実装を行うようになって
いる。

【０００６】なお、図７において、３３は回路基板２８
を搬出する搬出部である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成の電子部品実装装置においては、以下のような課
題を有する。

【０００８】すなわち、このような構造の電子部品実装
装置においては、回路基板２８の位置ずれ量と、吸着ノ
ズル２７の回転による回路基板２８の位置ずれ量とを正
確に認識し、正確な位置に実装位置しなければならない
ため、基板認識カメラ３４と部品認識カメラ３１との相
対位置、および部品認識カメラ３１と実際に実装を行う
回転テーブル２５により数回間欠回転した実装ヘッド２
６の相対位置とをそれぞれ正確に認識することが重要で
ある。

【０００９】この場合、部品認識カメラ３１で実装ヘッ
ド２６の吸着ノズル２７を認識することで、この箇所で
の吸着ノズル２７と部品認識カメラ３１との相対位置は
比較的容易に計測できる。しかし、回転テーブル２５に
より間欠回転し実装位置へ移動した状態での吸着ノズル
２７と部品認識カメラ３１との相対位置、および吸着ノ
ズル２７と基板認識カメラ３４との相対位置を有効な計
測する手段を有しないため、従来は設計上の値をそのま
ま使用したり、電子部品２３や位置認識用治具を別途に
設けて装着したものを基板認識カメラ３４により認識し
て計測していた。しかし、間欠的に回転される回転テー
ブル２５は停止して位置決めする際にばらつきを生じる
ため、部品認識位置で電子部品２３や吸着ノズル２７の
姿勢や位置を認識しても、回転テーブル２５を間欠回転
して実装位置へ移動された吸着ノズル２７と部品認識カ
メラ３１と基板認識カメラ３４との正確な相対位置を得
ることができず、さらに、回転テーブル２５の回転によ
る振動で電子部品２３が、吸着ノズル２７とずれること
があり、高精度な実装ができなかった。

【００１０】本発明は上記課題を解決するもので、実装
位置の吸着ノズルと部品認識カメラと基板認識カメラの
と相対位置を正確に計測することができて、電子部品の
実装を正確に行うことのできる電子部品実装装置を提供
するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、所定角度毎に間欠的に回転する回転テー
ブルの前記角度間隔毎に配設された複数の実装ヘッド
と、実装ヘッドの所定停止位置に電子部品を供給する部
品供給部と、前記実装ヘッドに設けられた吸着ノズル
と、回路基板を保持した状態で移動して位置決めする位
置決めユニットと、所定位置に固定され、前記位置決め
ユニットにより保持された回路基板を認識する基板認識
カメラとを備え、部品供給部により供給された電子部品
を吸着ノズルにより吸着し、位置決めユニットにより保
持された回路基板を基板認識カメラにより認識してこの
認識データから回路基板の位置情報を入力して部品実装
位置を補正しながら、部品実装の停止位置に移動された
吸着ノズルにて電子部品を回路基板に実装する電子部品
実装装置であって、部品実装の停止位置に停止された実
装ヘッドの吸着ノズルにより吸着された電子部品を認識
する実装位置部品認識カメラを前記位置決めユニットに
設け、実装位置部品認識カメラおよび基板認識カメラに
より認識されてこれらの実装位置部品認識カメラと基板
認識カメラとの相対位置を計測させる位置計測治具を位
置決めユニット側に設けたものである。

【００１２】これにより、実装位置の吸着ノズルと実装
位置部品認識カメラと基板認識カメラのと相対位置を正
確に計測することができて、電子部品の実装を正確に行
うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、所定角度毎に間欠的に回転する回転テーブルの前記
角度間隔毎に配設された複数の実装ヘッドと、実装ヘッ
ドの所定停止位置に電子部品を供給する部品供給部と、
前記実装ヘッドに設けられた吸着ノズルと、回路基板を
保持した状態で移動して位置決めする位置決めユニット
と、所定位置に固定され、前記位置決めユニットにより
保持された回路基板を認識する基板認識カメラとを備
え、部品供給部により供給された電子部品を吸着ノズル
により吸着し、位置決めユニットにより保持された回路
基板を基板認識カメラにより認識してこの認識データか
ら回路基板の位置情報を入力して部品実装位置を補正し
ながら、部品実装の停止位置に移動された吸着ノズルに
て電子部品を回路基板に実装する電子部品実装装置であ
って、部品実装の停止位置に停止された実装ヘッドの吸
着ノズルにより吸着された電子部品を認識する実装位置
部品認識カメラを前記位置決めユニットに設け、実装位
置部品認識カメラおよび基板認識カメラにより認識され
てこれらの実装位置部品認識カメラと基板認識カメラと
の相対位置を計測させる位置計測治具を位置決めユニッ
ト側に設けたものであり、基板認識カメラの視野に位置
計測治具が入るように位置決めユニットを移動させ、基
板認識カメラにてその視野に移動した位置計測治具を計
測し、さらに実装位置部品認識カメラにより前記位置計
測治具を計測することで、基板認識カメラと実装位置部
品認識カメラの相対位置を計測することができ、この
後、基板認識カメラにより電子基板を認識し、実装位置
へ間欠回転されてきた吸着ノズルに吸着されている電子
部品の位置を実装位置部品認識カメラにより計測するこ
とにより、実装位置の電子部品と回路基板の正確な相対
位置関係を計測することができる。

【００１４】また、本発明の請求項２に記載の発明は、
電子部品を実装位置部品認識カメラにより分割して認識
可能に構成したものであり、これにより大型の電子部品
についても、実装位置の電子部品と回路基板の正確な相
対位置関係を計測することができる。

【００１５】また、本発明の請求項３に記載の発明は、
実装ヘッドを、部品供給の停止位置と部品実装の停止位
置との間の認識用停止位置に停止させるように構成し、
この認識用停止位置に停止された実装ヘッドの吸着ノズ
ルにより吸着された電子部品を認識する認識位置部品認
識カメラを設けたものであり、これにより、電子部品が
実装位置まで移動されていない状態でも前以て電子部品
と回路基板の相対位置関係を計測することができる。

【００１６】以下、本発明の実施の形態を図１〜図６を
参照しながら説明する。まず、図１〜図５により第１の
実施の形態を説明する。図１において、１は多数の部品
供給ユニット２を移動テーブル１ａ上にその移動方向に
並列させて配置した部品供給部で、任意の部品供給ユニ
ット２を所定の部品供給位置に位置決めし得るように構
成されている。部品供給ユニット２には、多数の電子部
品３を一列に揃えた状態で保持したテープ状部品集合体
が装着されており、電子部品３を所定の部品取り出し位
置に順次送り出し可能に構成されている。

【００１７】４は旋回型の部品実装ユニットで、所定の
縦軸心回りに間欠的に回転される回転テーブル５に複数
の実装ヘッド６が等間隔で昇降自在に配置されている。
回転テーブル５は実装ヘッド６の配置間隔で間欠的に回
転され、その実装ヘッド６の２つの停止位置が部品供給
部１の部品供給位置と回路基板８の部品実装位置とに設
定されている。各実装ヘッド６には電子部品３を吸着す
る吸着ノズル７が備えられている。

【００１８】また、実装装置本体（図示せず）には認識
位置部品認識カメラ９が固定されており、この認識位置
部品認識カメラ９は、部品供給位置と部品実装位置との
間の部品認識位置に停止された吸着ノズル７の電子部品
３を認識して、電子部品３の吸着位置の位置ずれ量を計
測するようになっている。

【００１９】回路基板８は搬送部１０により位置決めユ
ニット１１に搬送されて保持される。位置決めユニット
１１は、Ｘ方向に移動可能なＸテーブル１１ａと、この
Ｘテーブル１１ａをＹ方向に移動可能としたＹテーブル
１１ｂとからなり、Ｘテーブル１１ａには、回路基板８
を所定位置で固定支持する固定手段（図示せず）が設け
られている。また、回路基板８には、この回路基板８の
位置を示す基板マーク１２ａ，１２ｂが印刷され、位置
決めユニット１１の上方に配設されている基板認識カメ
ラ１３により基板マーク１２ａ，１２ｂが認識されて回
路基板８の位置が計測されて実装すべき位置が調べられ
るようになっている。

【００２０】また、位置決めユニット１１には、部品実
装の停止位置に停止された実装ヘッド６の吸着ノズル７
により吸着された電子部品３を認識する実装位置部品認
識カメラ１４が設けられているとともに、図２，図３に
示すように、実装位置部品認識カメラ１４の認識経路ｘ
上まで移動可能な位置計測治具１５が設けられており、
位置計測治具１５の中央には孔部１５ａが形成されてい
る。この位置計測治具１５は図３，図４に示すように実
装位置部品認識カメラ１４の視野１９内となる位置から
視野１９外となる位置までアクチュエータ（図示せず）
により移動自在とされている。そして、撮像された位置
計測治具１５の面積中心を求めることにより、実装位置
部品認識カメラ１４と位置計測治具１５の相対位置を計
測できるようになっている。また、実装位置部品認識カ
メラ１４は、図５に示すように、位置決めユニット１０
とともに移動されて、基板認識カメラ１１の視野１９の
ほぼ中心に位置計測治具１５がくるように位置決めさ
れ、基板認識カメラ１１が位置計測治具の面積中心を計
測し、これらの計測データから演算されることにより、
実装位置部品認識カメラ１４と基板認識カメラ１１との
相対位置を計測して更新するようになっている。なお、
この実装位置部品認識カメラ１４と基板認識カメラ１１
との相対位置を計測する動作は例えば一定時間毎に行わ
れる。

【００２１】また、図３において、１４ａ，１４ｂは実
装位置部品認識カメラ１４の認識経路を覆う通路枠、１
４ｃはレンズ体、１４ｄは反射体である。また、図１に
おける１７は回路基板８を搬出する搬出部である。

【００２２】電子部品３を実装する際には以下のような
動作が行われる。まず、搬送部１０により回路基板８が
位置決めユニット１１に保持されると、この位置決めユ
ニット１１により回路基板８を基板認識カメラ１３の下
方まで移動させ、基板認識カメラ１３にて基板マーク１
２ａ，１２ｂを計測し実装すべき位置が調べられる。そ
して、実装ヘッド６を部品供給部１の部品供給位置で下
降させて吸着ノズル７にて電子部品３を吸着した後上昇
させる。

【００２３】次に、高精度な実装を求められない電子部
品３については、部品認識位置において電子部品３を認
識位置部品認識カメラ９により撮像して電子部品３の吸
着位置の位置ずれ量を認識し、ノズル回転部で回転手段
（図示せず）により電子部品３が所定の実装角度となる
ように位置ずれを考慮しながら吸着ノズル７を回転させ
る。そして、回路基板８を位置決めユニット１０によ
り、回路基板８の位置ずれ量と、吸着位置の位置ずれ量
と、回転手段による位置ずれ量とを補正するように位置
決めし、この位置決めされた回転基板８の部品実装位置
で実装ヘッド６を下降させて吸着ノズル７による電子部
品３の吸着を解除し、電子部品３を回路基板８に実装す
る。この後、実装ヘッド６を上昇させるとともに、ノズ
ル回転戻し部（図示せず）で吸着ノズル７を元の原点角
度に戻し、再度、実装ヘッド６を部品供給部１の部品供
給位置まで移動させて次の電子部品３の実装動作を同様
に行う。

【００２４】このようにして、順次複数の実装ヘッド４
にて電子部品３の回路基板８への実装を同様に高速に行
う。そして、この場合は、電子部品３の吸着位置の位置
ずれを部品認識位置において前以て行うため、１つの電
子部品３についての部品実装ユニットにおける実装工程
を短時間で行うことができて、電子部品３の実装を高速
で行える。

【００２５】一方、高精度な実装を求められる電子部品
３については、回転テーブル５が回転されて電子部品３
が部品認識位置に移動された際でも認識位置部品認識カ
メラ９による認識動作を行わない。この後、さらに回転
テーブル５が回転されて電子部品３が実装位置に移動さ
れた際に、実装位置部品認識カメラ１４を搭載した位置
決めテーブル１１を実装位置部品認識カメラ１４の視野
に電子部品３が映る位置へ移動させて、実装位置部品認
識カメラ１４により電子部品３の吸着位置の位置ずれ量
を認識する。そして、ノズル回転部で回転手段に接合し
て電子部品３が所定の実装角度になるように位置ずれを
考慮しながら吸着ノズル７を回転させ、回路基板８を位
置決めユニット１０により、回路基板８の位置ずれ量
と、吸着位置の位置ずれ量と、回転手段による位置ずれ
量とを補正するように位置決めし、この位置決めされた
回転基板８に対して実装ヘッド６を下降させて吸着ノズ
ル７による電子部品３の吸着を解除し、電子部品３を回
路基板８に実装する。この後、実装ヘッド６を上昇させ
るとともに、ノズル回転戻し部（図示せず）で吸着ノズ
ル７を元の原点角度に戻し、再度、実装ヘッド６を部品
供給部１の部品供給位置まで移動させて次の電子部品３
の実装動作を同様に行う。

【００２６】この場合は、実装位置に移動された電子部
品３を認識するため、例え電子部品３の姿勢が部品認識
位置から部品実装位置に達するまでに変化するようなこ
とがあった場合でも、このようなことに影響されること
がない。また、吸着ノズル７と実装位置部品認識カメラ
１４と基板認識カメラ１３との相対位置を正確に計測す
ることができる。したがって、実装位置の電子部品３の
姿勢を正確に認識することができ、高精度に実装作業を
行うことができる。

【００２７】なお、本実施の形態では、基板認識カメラ
１３と実装位置部品認識カメラ１４との相対位置の計測
を一定時間毎に行う場合を説明したが、これに限るもの
ではなく、温度変化、湿度変化などの環境変化を計測動
作を実施するのトリガーとしてもよく、これによれば、
相対位置が変化する可能性の高い、温度変化、湿度変化
などの環境変化が大きい場合でも、相対位置を適切に認
識することができて、電子部品実装装置としてさらに信
頼性が向上する。

【００２８】次に、図６を参照しながら、大型の電子部
品３を実装する際の動作を説明する。高度な実装位置精
度を求められる電子部品３としては大型の電子部品３で
ある場合が多くあるが、電子部品３が実装位置部品認識
カメラ１４の一視野範囲以上の大型の寸法である場合
は、実装位置部品認識カメラ１４を搭載した位置決めユ
ニット１０を複数箇所に位置決めして電子部品３を複数
の視野１８ａ〜１８ｄに分けて撮像する。これにより、
電子部品３が大型である場合でも吸着ノズル７との位置
ずれ量を正確に計測することができ、大型の電子部品３
についても実装作業を高精度で行うことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、回路基板
の位置決めユニットに実装位置部品認識カメラを搭載し
て、この実装位置部品認識カメラと基板認識カメラとの
相対位置を計測し、実装位置部品認識カメラにより電子
部品を実装位置において認識することにより、電子部品
の実装を正確に行うことができて、電子部品実装装置と
して信頼性が向上する。

【００３０】また、電子部品を実装位置部品認識カメラ
により分割して認識可能に構成することにより、大型の
電子部品でも実装位置の電子部品を良好に認識すること
ができる。

【００３１】また、部品供給の停止位置と部品実装の停
止位置との間の認識用停止位置でも認識位置部品認識カ
メラにより電子部品を認識することにより、実装精度の
必要性に応じて電子部品を認識できながら、実装作業を
高速に行うことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子部品実装装置の一実施の形態にお
ける全体構成を示す斜視図

【図２】同電子部品実装装置の実装位置部品認識カメラ
の斜視図

【図３】同実装位置部品認識カメラの断面図

【図４】同実装位置部品認識カメラにより撮像している
画面を示す図

【図５】同電子部品実装装置の基板認識カメラが、位置
計測治具を撮像している概略図

【図６】同実装位置部品認識カメラにより大型の電子部
品を認識している様子を示す図

【図７】従来の電子部品実装装置の全体概略斜視図

【符号の説明】

１ 部品供給部 ３ 電子部品 ４ 部品実装ユニット ５ 回転テーブル ６ 実装ヘッド ７ 吸着ノズル ８ 回路基板 ９ 認識位置部品認識カメラ １１ 位置決めユニット １３ 基板認識カメラ １４ 実装位置部品認識カメラ １５ 位置計測治具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茂木 誠一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 牧野 洋一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 井田 明子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 藤原 宗良 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定角度毎に間欠的に回転する回転テー
   ブルの前記角度間隔毎に配設された複数の実装ヘッド
   と、実装ヘッドの所定停止位置に電子部品を供給する部
   品供給部と、前記実装ヘッドに設けられた吸着ノズル
   と、回路基板を保持した状態で移動して位置決めする位
   置決めユニットと、所定位置に固定され、前記位置決め
   ユニットにより保持された回路基板を認識する基板認識
   カメラとを備え、部品供給部により供給された電子部品
   を吸着ノズルにより吸着し、位置決めユニットにより保
   持された回路基板を基板認識カメラにより認識してこの
   認識データから回路基板の位置情報を入力して部品実装
   位置を補正しながら、部品実装の停止位置に移動された
   吸着ノズルにて電子部品を回路基板に実装する電子部品
   実装装置であって、部品実装の停止位置に停止された実
   装ヘッドの吸着ノズルにより吸着された電子部品を認識
   する実装位置部品認識カメラを前記位置決めユニットに
   設け、実装位置部品認識カメラおよび基板認識カメラに
   より認識されてこれらの実装位置部品認識カメラと基板
   認識カメラとの相対位置を計測させる位置計測治具を位
   置決めユニット側に設けた電子部品実装装置。
2. 【請求項２】 電子部品を実装位置部品認識カメラによ
   り分割して認識可能に構成した請求項１に記載の電子部
   品実装装置。
3. 【請求項３】 実装ヘッドを、部品供給の停止位置と部
   品実装の停止位置との間の認識用停止位置に停止させる
   ように構成し、この認識用停止位置に停止された実装ヘ
   ッドの吸着ノズルにより吸着された電子部品を認識する
   認識位置部品認識カメラを設けた請求項１または２に記
   載の電子部品実装装置。