JPH10267619A - 電子部品の位置認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置認識のための撮像に影響を与えるこな
く、拡散板の平面形状を小さくすることができる電子部
品の位置認識装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 装着ヘッド本体２１に固定した拡散板２
６を背景にして、装着ヘッド９の吸着ノズル１５に吸着
した電子部品Ａｃを、認識カメラ１７により下方から分
割して撮像し、これを画像処理して電子部品Ａｃの位置
認識を行う電子部品の位置認識装置において、電子部品
Ａｃの１分割部分を認識カメラ１７の視野２９に捕捉し
た状態で、電子部品Ａｃを吸着ノズル１５と共に回転さ
せて分割撮像するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品装着装置
などにおいて、吸着した電子部品の位置を認識する電子
部品の位置認識装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子部品の位置認識装置
として、特開平５−２４０６２５号公報に記載のものが
知られている。この位置認識装置では、装着ヘッドで吸
着した電子部品を撮像位置に導入し、これを部品認識カ
メラで撮像してその位置認識を行うが、撮像位置に導入
した電子部品の一部が部品認識カメラの視野からはみ出
している場合に、これを検出して電子部品が視野内に入
るように装着ヘッドをＸＹ方向に移動させるようにして
いる。また、電子部品の平面形状が部品認識カメラの視
野より大きくて、本質的に電子部品が視野からはみ出す
場合に、電子部品をＸＹ方向に順次移動させて、これを
分割して撮像し、画像処理を経て位置認識を行う位置認
識装置も知られている（図７参照）。

【０００３】一方、この種の位置認識装置では、電子部
品の輪郭が明瞭に撮像されるように、電子部品の背景を
明るくすべく、照明光を透過あるいは反射させる拡散板
が、装着ヘッド本体に固定的に設けられている。なお、
拡散板は吸着ノズルにも一体に設けられているが、大き
な電子部品を装着するノズルでは、拡散板が極端に大き
くなり、保管やノズルストッカへのセットに不向きとな
る。このため、実際には、上記の装着ヘッドに固定した
主拡散板と、吸着ノズルの副拡散板とを併用する形態を
とっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の電子
部品の位置認識装置では、装着ヘッドをＸＹ方向に移動
させて分割撮像を行う場合、固定の視野に対して、電子
部品と共に装着ヘッドに固定された拡散板も移動するこ
とになる。すなわち、この状態では、電子部品と拡散板
とは相対的に不動の関係にある。このため、拡散板は、
取り扱う（装着する）各種電子部品うちで平面形状が最
大となるものに合わせ、かつ拡散板に対する電子部品の
位置ずれ（実際には吸着ノズルとの位置ずれ）を考慮し
た、平面形状にする必要がある。したがって、特に上記
後者の位置認識装置では、拡散板の平面形状が極端に大
きくなり、拡散板と他の部品との干渉や、装着ヘッドを
複数併設する場合には、拡散板同士の干渉の問題が生ず
る。

【０００５】本発明は、位置認識のための撮像に影響を
与えるこなく、拡散板の平面形状を小さくすることがで
きる電子部品の位置認識装置を提供することをその目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品の位置
認識装置は、装着ヘッド本体に固定した拡散板を背景に
して、装着ヘッドの吸着ノズルに吸着した電子部品を、
認識カメラにより下方から分割して撮像し、これを画像
処理して電子部品の位置認識を行う電子部品の位置認識
装置において、電子部品の１分割部分を認識カメラの視
野に捕捉した状態で、電子部品を吸着ノズルと共に回転
させて分割撮像することを特徴とする。

【０００７】この構成によれば、認識カメラにより電子
部品を分割撮像する際に、電子部品を吸着ノズルと共に
回転させるようにしているため、認識カメラの視野と拡
散板とは相対的に不動であり、これに対して電子部品
（および吸着ノズル）のみが回転移動する。本来、拡散
板は視野に捕捉した電子部品の背景となればよく、した
がって、拡散板の大きさは視野を包含する大きさで済
み、拡散板の平面形状を小さくすることができる。な
お、上記の回転は、１８０度ピッチで回転させる場合
と、９０度ピッチで回転させる場合とが考えられるが、
少なくともその１組の対角が視野に捕捉できれば、全輪
郭を捕捉できなくても、電子部品のＸ方向、Ｙ方向およ
びθ方向の位置認識は可能になる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一実施形態に係る電子部品の吸着ノズルを搭載した
電子部品装着装置について説明する。この電子部品装着
装置は、いわゆる多機能チップマウンタであり、チップ
コンデンサやチップ抵抗などの表面実装部品、およびフ
ラットパックＩＣなどの多リード部品などの各種の電子
部品を実装可能に構成されている。図１は電子部品装着
装置の平面図であり、同図に示すように、この電子部品
装着装置１は、供給された電子部品を基板に装着する装
着装置本体２と、装着装置本体２に表面実装部品などの
小さな電子部品を供給する第１部品供給装置３と、装着
装置本体２に多リード部品などの大きな電子部品を供給
する第２部品供給装置４とを備えている。

【０００９】装着装置本体２は、機台５と、機台５の中
央部にセットテーブル７を有する基板搬送機構６と、２
つの装着ヘッド９と基板認識カメラ（位置認識装置）１
０とを搭載したヘッドユニット８と、ヘッドユニット８
をＸＹ方向に移動させるＸＹステージ１１とを備えてい
る。ＸＹステージ１１の作動により、装着ヘッド９が第
１部品供給装置３または第２部品供給装置４に臨んで電
子部品をピックアップし、この電子部品を更にセットテ
ーブル７上にセットした基板に装着する。この動作を繰
り返して基板への電子部品の装着が完了すると、基板は
基板搬送機構６により、その搬送路１２上を先方に送り
出され、これに代わって新たな基板がセットテーブル７
に導入される。

【００１０】第１部品供給装置３は、カセット形式のテ
ープフィーダ１３を多数、横並びに配設したものであ
り、部品供給側の先端部が搬送路１２に平行な機台５の
一の辺に臨むように、すなわち装着ヘッド９のピックア
ップ位置に臨むように配設されている。各テープフィー
ダ１３には、キャリアテープ（図示では省略）に装填さ
れた状態で電子部品が収容され、電子部品はテープフィ
ーダ１３の先端から１つずつ供給される。

【００１１】第２部品供給装置４は、第１部品供給装置
３が臨む機台５の１の辺に直角に交わる他の１の辺に配
設されている。第２部品供給装置４では、多数個の電子
部品をトレイの上に整列配置し、更にこのトレイを１個
または複数個、パレット１４に搭載し、このパレットＰ
を第１部品供給装置３とセットテーブル７との間のピッ
クアップ位置に臨ませることで、電子部品を装着装置本
体２に供給する。

【００１２】一方、各装着ヘッド９の下端部には、電子
部品を吸着する吸着ノズル１５が着脱自在に装着されて
いる。吸着ノズル１５には複数種のものが用意されてお
り、電子部品の平面形状や重量などに対応して、適宜交
換できるようになっている。この場合、交換のための吸
着ノズル１５は、機台５の上面に配設したノズルストッ
カ１６に収容されている。ノズルストッカ１６には、複
数のセット孔１６ａが等ピッチで横並びに配設されてお
り、これに使用する複数種の吸着ノズル１５が装着姿勢
でセットされている。

【００１３】また、ノズルストッカ１６の近傍には、吸
着ノズル１５に吸着した電子部品の位置認識を行う部品
認識カメラ１７が配設されている。吸着ノズル１５に吸
着した電子部品は基板への装着に先立ち、この部品認識
カメラ１７により、吸着ノズル１５の軸心に対するＸ方
向、Ｙ方向およびθ方向（水平面内における回転角）の
位置ずれ量が検出される。そして、この検出結果に基づ
いて、吸着ノズル１５の回転によりθ方向の位置ずれが
補正され、ＸＹステージ１１によりＸ方向およびＹ方向
の位置ずれが補正される。なお、上記の基板認識カメラ
１０は、主にセットテーブル７上にセットされた基板の
ホーム位置、すなわち部品装着の為のＸＹ方向の基準位
置を検出する。

【００１４】次に、図２を参照して、ヘッドユニット８
について説明する。ヘッドユニット８は、ＸＹステージ
８に取り付けた支持フレーム１８と、支持フレーム１８
に取り付けた２つの装着ヘッド９，９と、２つの装着ヘ
ッド９，９に挟まれるようにして支持フレーム１８に取
り付けた基板認識カメラ１０とを備えている。各装着ヘ
ッド９は、装着ヘッド本体２１と、装着ヘッド本体２１
を昇降させるヘッド昇降装置２２と、装着ヘッド本体２
１の下端部に着脱自在に装着した吸着ノズル１５とで構
成されている。また、装着ヘッド本体２１には、装着し
た吸着ノズル１５をその軸心廻りに回転させる回転機構
が内蔵されている（図示省略）。一方、基板認識カメラ
１０は、下向きに配設したカメラ本体２３と、カメラ本
体２３を昇降させるカメラ昇降装置２４とで構成されて
いる。なお、両図には記載していないが、上記の部品認
識カメラ１７は、基板認識カメラ１０と異なり、機台５
上に上向きにかつ固定的に設けられている。

【００１５】装着ヘッド本体２１の下端部には、吸着ノ
ズル１５の把持機構２５が取り付けられると共に、主拡
散板（拡散板）２６が水平姿勢で取り付けられている。
主拡散板２６は正方形に形成され、基板認識カメラ１０
に干渉しないように、装着ヘッド本体２１の軸心に対し
て偏心した状態で取り付けられている。主拡散板２６
は、吸着ノズル１５に吸着した電子部品を、部品認識カ
メラ１７で撮像する際に電子部品の背景となるものであ
り、電子部品の輪郭が明瞭に撮像されるように、照明さ
れている。具体的には、主拡散板２６は、透光性（半透
明）の樹脂などで構成され、その上側にはこれを照明す
る照明ユニット２７が配設されている。照明ユニット２
７は、ＬＥＤアレイなどで構成されており、その照明光
は、主拡散板２６を拡散されながら透過し、均一な照明
光として面発光様に部品認識カメラ１７に照射される。

【００１６】吸着ノズル１５には、その上下中間位置に
副拡散板２８が一体に取り付けられている。副拡散板２
８は円板状に形成されており、主に小さな電子部品の背
景として機能する。この場合、上記の主拡散板２６に対
しこの副拡散板２８は、わずかに下方に位置する。な
お、図示では省略したが、主拡散板２６には把持機構２
５が臨む丸孔が形成されており、副拡散板２８はこの丸
孔を覆うように丸孔より一回り大きく形成されている。

【００１７】ここで、図３、図４および図５を参照し
て、主拡散板２６の平面形状と部品認識カメラ１７の視
野２９と認識される電子部品Ａとの相互の関係、および
撮像方法について、詳細に説明する。これらの図は、主
拡散板２６、副拡散板２８、吸着ノズル１５、電子部品
Ａ、視野２９および部品認識カメラ１７を模式的に表し
たものであり、部品認識カメラ１７の正方形のフォーカ
ス面にその視野２９が構成されている。図３に示すよう
に、輪郭（平面形状）が視野内に捕捉可能な通常の電子
部品Ａａでは、視野２９の中心位置に吸着ノズル１５を
臨ませることで、或いは輪郭（四辺）が認識できるよう
に電子部品Ａａを視野２９に臨ませることで、撮像が可
能になる。

【００１８】一方、視野２９より大きな電子部品Ａ、す
なわち視野からはみ出してしまうような電子部品Ａで
は、これを分割して撮像する必要がある。図４は短辺が
視野より小さく長辺が視野より大きい電子部品Ａｂ、す
なわち長手方向が視野の１つの辺からはみ出してしまう
電子部品Ａｂの場合を示しており、また図５は短辺およ
び長辺が視野より大きい電子部品Ａｃ、すなわち長手方
向が視野２９の２つの辺からはみ出してしまう電子部品
Ａｃの場合を示している。

【００１９】図４における分割撮像では、先ず電子部品
Ａｂがはみ出す視野２９の１の辺を予め特定しておき、
吸着ノズル１５を視野２９の中心から１の辺側に平行移
動させた偏心位置（視野内２９の）に臨ませる。すなわ
ち、電子部品Ａｂを、上記の１の辺からのみはみ出すよ
うに視野２９に臨ませる（同図（ａ）参照）。そしてこ
の状態で、１回目の分割撮像を行う（同図（ｂ）参
照）。次に、装着ヘッド本体２１により、吸着ノズル１
５を介して電子部品Ａｂを１８０度回転させる。この状
態では、電子部品Ａｂの未撮像部分が視野に臨み、既撮
像部分が視野からはみ出す。

【００２０】そして、１回目の分割撮像と一部を重複さ
せて２回目の撮像が行われる（同図（ｂ）参照）。その
後、画像処理を経て電子部品Ａｂの輪郭が認識されると
同時に、吸着ノズル１５に対する電子部品ＡｂのＸ方
向、Ｙ方向およびθ方向の位置ずれが検出される。もち
ろん、輪郭の一部である１組の対角位置が認識できれ
ば、Ｘ・Ｙ・θ方向の位置ずれは検出可能となるが、輪
郭を認識することで多リード部品のリード数やリードの
損傷も検出可能となる。

【００２１】図５における分割撮像では、先ず電子部品
Ａｃがはみ出す視野２９の２つの辺を予め特定してお
き、吸着ノズル１５を視野２９の中心から両辺の対角線
方向に移動させた偏心位置（視野２９内の）に臨ませ
る。すなわち、電子部品Ａｃを、上記の両辺から斜めに
はみ出すように視野２９に臨ませる（同図（ａ）参
照）。そしてこの状態、１回目の分割撮像を行う（同図
（ｂ）参照）。次に、電子部品Ａｃを９０度回転させ
て、２回目の分割撮像を行う（同図（ｃ）参照）。そし
て更に、電子部品Ａｃを同方向に９０度回転させて、３
回目の分割撮像を行う（同図（ｄ）参照）。このように
して、電子部品Ａｃの一部を重複させながら分割撮像を
行う。なお、上記のように、Ｘ・Ｙ・θ方向の位置ずれ
の検出は１組の対角の認識で済むため、このような大き
な電子部品Ａｃにあっても、リードの検出が不要なもの
は、１８０度回転にすることが好ましい。

【００２２】次に、図６および図７を参照して、部品認
識カメラ１７の視野２９の大きさと主拡散板２６の大き
さとの関係について説明する。上述したように、主拡散
板２６の大きさは平面形状が最大の電子部品Ａにより規
制される。そこで、図５に示す電子部品Ａｃを例に説明
する。

【００２３】図６に示すように、この実施形態では、吸
着ノズル１５を介して電子部品Ａｃのみを９０度ピッチ
で回転させるため、視野２９および主拡散板２６は不動
であり、視野２９に取り込んだ電子部品Ａｃの一部を主
拡散板２６で照明できればよい。したがって、主拡散板
２６は、吸着ノズル１５の中心に対し偏心して配設され
るが、その大きさは、特定される電子部品Ａｃのはみ出
し位置を考慮して、視野２９より一回り或いは二回り大
きなもので済む。

【００２４】一方、図７に示す従来の方法では、電子部
品ＡｃをＸＹ方向に移動させるため、電子部品Ａｃと共
に拡散板２６ｘも移動し、電子部品Ａｃと拡散板２６ｘ
とが不動となり、これらと視野２９が可動の関係にな
る。したがって、拡散板２６ｘは、これに対する電子部
品Ａｃの位置ずれを考慮して、電子部品Ａｃより一回り
或いは二回り大きなものとなる。

【００２５】したがって、主拡散板２６を従来の拡散板
２６ｘより小さく形成することができると共に、これを
装着ヘッド本体２１に対し偏心させた状態で取り付ける
ことができる。このため、図２に示すように両装着ヘッ
ド９，９の主拡散板２６，２６を、基板認識カメラ１０
に対し外方に偏心させて取り付けることで、両装着ヘッ
ド９，９および基板認識カメラ１０を近接して配置する
ことができ、かつ両装着ヘッド９，９間の配設ピッチを
短くすることができる。このため、例えば基板認識カメ
ラ１０で認識した吸着ノズル１５を、装着ヘッド９に装
着するノズル交換などの際に、装着ヘッド９の移動距離
を短くすることできる。また、両装着ヘッド９，９で、
同時に電子部品Ａを吸着できる頻度を多くすることがで
き、総じて、電子部品装着装置１におけるタクトタイム
を短縮することができる。

【００２６】なお、上記の実施形態では、部品認識カメ
ラの視野より大きな電子部品に対してのみ、分割撮像す
るようにしているが、全ての電子部品を一括して分割撮
像するようにしてもよい。また、実施形態では、拡散板
を照明するいわゆるバックライト方式のものについて説
明したが、電子部品を照明するいわゆるフロントライト
方式のものにも適用可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の電子部品の位置認
識装置によれば、認識カメラにより電子部品を分割撮像
する際に、電子部品を吸着ノズルを中心に回転させるよ
うにしているのいるので、位置認識のための撮像に影響
を与えるこなく、拡散板の平面形状を小さくすることが
できる。このため、装着ヘッドに要する平面スペースを
小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電子部品の位置認識
装置を搭載した電子部品装着装置の平面図である。

【図２】ヘッドユニット廻りの正面図である。

【図３】通常の電子部品の位置認識方法を説明する模式
図である。

【図４】大きな電子部品の位置認識方法を説明する模式
図である。

【図５】更に大きな電子部品の位置認識方法を説明する
模式図である。

【図６】実施形態における部品認識カメラの視野、電子
部品、主拡散板の関係を表した模式図である。

【図７】従来技術における部品認識カメラの視野、電子
部品、主拡散板の関係を表した模式図である。

【符号の説明】

１ 電子部品装着装置 ９ 装着ヘッド １５ 吸着ノズル １７ 部品認識カメラ ２１ 装着ヘッド本体 ２６ 主拡散板 ２９ 視野 Ａ 電子部品（Ａａ，Ａｂ，Ａｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装着ヘッド本体に固定した拡散板を背景
   にして、当該装着ヘッドの吸着ノズルに吸着した電子部
   品を、認識カメラにより下方から分割して撮像し、これ
   を画像処理して電子部品の位置認識を行う電子部品の位
   置認識装置において、 電子部品の１分割部分を前記認識カメラの視野に捕捉し
   た状態で、当該電子部品を前記吸着ノズルと共に回転さ
   せて分割撮像することを特徴とする電子部品の位置認識
   装置。