JPH10313198A - 電子部品自動装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の反射像を用いて位置認識を確実
に行うことができるようにする。 【解決手段】 吸着ノズル１４端面を撮像装置１６で撮
像し、その反射像を汚れ認識装置３１で認識して汚れの
認識を行い、汚れていることが判断された場合にはノズ
ル１４の清掃を行い、操作者に報知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を吸着ノ
ズルで吸着して搬送し、当該電子部品に照射された照明
光の反射像からその前記ノズルに対する位置ずれを認識
し、この位置ずれの補正をしてプリント基板の所望の位
置に該部品を装着する電子部品自動装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種電子部品自動装着装置として、特
開平７−１５４０９６号公報に記載されたものが知られ
ている。この従来技術によれば、電子部品を吸着ノズル
が吸着してプリント基板に装着する前に部品認識装置に
より認識を行い、位置ずれを検出し、プリント基板の所
望の位置に補正して装着している。この認識において
は、電子部品に照明を照射してその透過像から認識する
場合と、電子部品に照明光を照射してその反射像から位
置の認識を行う場合がある。近年の電子部品の小型化に
よりノズルの小型化が進み反射像により認識を行う場合
が増えてきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では、吸着ノズルの部品吸着端面に電子部品の電極が削
れたものあるいは半田屑等の異物が付着することがあ
る。このように付着物があるとこれらは光の反射により
光るため、反射像の一部にこれら異物の像が重なり、誤
認識あるいは認識不可能となってしまい、部品装着精度
が悪化したり装着できなくなってしまう問題点が発生す
る。

【０００４】この傾向は電子部品の小型化及び高速化に
より一層顕著なものとなる。

【０００５】そこで本発明は、電子部品の反射像を用い
て位置認識を確実に行うことができるようにすることを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、電子
部品を吸着ノズルで吸着して搬送し、当該電子部品に照
射された照明光の反射像からその前記ノズルに対する位
置ずれを認識し、この位置ずれの補正をしてプリント基
板の所望の位置に該部品を装着する電子部品自動装着装
置において、前記吸着ノズルの部品吸着端面に照射され
た照明の反射像を撮像する撮像装置と、該撮像装置に撮
像された反射像からノズル吸着面の汚れを認識する汚れ
認識手段とを設けたものである。

【０００７】このようにしたので、オペレータへの警報
を出しオペレータによるノズルの清掃ができるようにし
たり、そのノズルの使用を禁止するなど部品認識を確実
に行うための適当な処置を施すことができる。

【０００８】また本発明は、請求項１に記載の電子部品
自動装着装置において、撮像装置の撮像した部品の反射
像から部品の位置認識を行う位置認識手段を設けたもの
である。

【０００９】また本発明は、請求項１または２に記載の
電子部品自動装着装置において、汚れ認識手段が汚れを
認識した場合に吸着ノズル端面の清掃を行う清掃手段を
設けたものである。

【００１０】このようにしたので、自動的にノズルの清
掃ができ、装置を停止して稼働率を落とすことなく、部
品認識を確実に行うことができる。

【００１１】また本発明は、請求項１、２または３のい
ずれかに記載の電子部品自動装着装置において、汚れ認
識手段が汚れを認識した場合にその旨を報知する報知手
段を設けたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態を図に基
づき詳述する。

【００１３】図２及び図３に於て、１はＹ軸モータ２の
回動によりＹ方向に移動するＹテーブルであり、３はＸ
軸モータ４の回動によりＹテーブル１上でＸ方向に移動
することにより結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブ
ルであり、チップ状電子部品５（以下、チップ部品ある
いは部品という。）が装着されるプリント基板６が図示
しない固定手段に固定されて載置される。

【００１４】７は供給台であり、チップ部品５を供給す
る部品供給装置８が多数台配設されている。９は供給台
駆動モータであり、ボールネジ軸１０を回動させること
により、該ボールネジ軸１０が螺合し供給台７に固定さ
れたナット１１を介して、供給台７がリニアガイド１２
に案内されてＸ方向に移動する。１３は間欠回動するロ
ータリテーブルであり、該テーブル１３の外縁部には吸
着ノズル１４を複数本有する装着ヘッド１５が間欠ピッ
チに合わせて等間隔に配設されている。

【００１５】Ｉはロータリテーブル１３の間欠回転によ
り吸着ノズル１４が供給装置８より部品５を吸着し取出
す装着ヘッド１５の停止位置である吸着ステーションで
あり、該吸着ステーションＩにて吸着ノズル１４が部品
５を吸着する。

【００１６】１６は吸着ノズル１４が吸着する部品５の
位置ずれ及びノズル１４端面の汚れを認識するため部品
５の下面をカメラにて所定の視野範囲で撮像する部品撮
像装置であり、認識ステ−ションＩＩに設けられてい
る。

【００１７】認識ステーションＩＩの次の装着ヘッド１
５の停止する位置が角度補正ステーションＩＩＩであ
り、撮像装置１６の撮像に基づく認識結果によるチップ
部品５の角度位置ずれを補正する角度量を予め決められ
た角度量に加味した角度量だけヘッド回動装置１７が装
着ヘッド１５をθ方向に回動させる。θ方向とは上下方
向に伸びるノズル１４の軸の周りに回転する方向であ
る。

【００１８】角度補正ステーションＩＩＩの次の次の停
止位置が、装着ステーションＩＶであり、前記基板６に
該ステーションＩＶの吸着ノズル１４の吸着する部品５
が装着ヘッド１５の下降により装着される。

【００１９】２０は上下動する昇降棒であり、部品供給
装置８の揺動レバー２１に係合して揺動させチップ部品
５を所定間隔に封入した図示しない部品収納テープを該
間隔に合わせて間欠送りさせ吸着ノズル１４の部品吸着
位置にチップ部品５を供給する。２２は該図示しない部
品収納テープを巻回するテープリールである。

【００２０】次に、図４に基づき電子部品自動装着装置
の制御ブロックについて説明する。

【００２１】２５はＣＰＵであり、ＲＡＭ２６に記憶さ
れたデータに基づき、ＲＯＭ２７に記憶されたプログラ
ムに従って電子部品自動装着装置の部品装着に係る動作
を統括制御する。ＣＰＵ２５にはインターフェース２８
及び駆動回路２９を介して前記Ｘ軸モータ４、Ｙ軸モー
タ２及び供給台駆動モータ９等の制御対象が接続されて
いる。また、インターフェース２８には電子部品５の吸
着ノズル１４に対する位置ずれを認識する部品認識装置
３０及び吸着ノズル１４の部品吸着端面の汚れを認識す
る汚れ認識装置３１等が接続されている。部品認識装置
３０及び汚れ認識装置３１は部品撮像装置１６に接続さ
れており、該撮像装置１６の撮像した撮像画面を取り込
み認識処理を行う。汚れ認識装置３１の認識するのは部
品５の電極の破片、半田屑等が吸着ノズル１４の端面に
付着した汚れである。

【００２２】また、インターフェース２８には報知装置
３２が接続されており、音もしくは視覚的に吸着ノズル
１４の端面が汚れていること等の報知が行われる。

【００２３】部品撮像装置１６について図４に基づいて
詳述する。

【００２４】部品撮像装置１６は吸着ノズル１４に吸着
されて搬送されてきた電子部品５を照明する照明部３３
が備えられており、照明光を照射する位置で電子部品５
の裏面に直接光を当てる反射照明及び、電子部品５には
直接光を照射せずに反射拡散板３４からの反射光が電子
部品５に当たるようにする透過照明が選択的にできるよ
うになされている。反射照明をする場合には拡散板３４
は光らずある程度暗い背景となり、電子部品５の電極が
光り、白い反射像となる。ノズル１４端面の半田屑等の
汚れも白い反射像となる。照明部３３は認識ステーショ
ンＩＩで停止した吸着ノズル１４を囲んでリング状に光
を照射するようにされており、中央部は開口し、この開
口部３５下方に図示しないカメラが備えられている。

【００２５】図２の装着ステーションＩＶから時計回り
に３番目の停止位置にはノズル１４端面の汚れを清掃す
るための清掃手段であるブラシ３７（図６参照）が備え
られている。該ブラシ３７が設けられている停止ステー
ションでは装着ヘッド１５が昇降して吸着ノズル１４が
ブラシ３７に当る位置と当たらない位置との間で昇降す
るようになされている。ブラシ３７を昇降させるように
してもよい。

【００２６】次に、動作について説明する。

【００２７】先ず、電子部品装着装置の電源が投入さ
れ、生産対象のプリント基板６の種類が設定され、自動
運転の図示しないスタートキーが押圧されると生産運転
の前に電子部品５を吸着ノズル１４が吸着することな
く、ロータリテーブル１３が間欠的に回転し装着ヘッド
１５が各ステーション間を移動し、認識ステーションＩ
Ｉでノズル１４端面が汚れていないかの認識が行われ
る。

【００２８】即ち、撮像装置１６がノズル１４の端面を
撮像するが、照明部３３の照明は反射照明に切り替わっ
ており、図５に示すようにノズル１４端面に光が照射さ
れその反射像が撮像される。このとき、電子部品５の電
極あるいはリード等の金属屑や半田屑がノズル１４の端
面に付着している場合、図１に示すような反射像が撮像
され、汚れの部分が光の反射で白く光った像が得られ
る。

【００２９】この反射像が汚れ認識装置３１に取り込ま
れ汚れの認識がなされる。即ち、汚れの程度が画像全体
の明度等から判断される。

【００３０】装着ヘッド１５に複数本のノズル１４が取
付けられている場合には、ロータリテーブル１３の１回
転毎に装着ヘッド１５内の吸着ノズルを切り替えロータ
リテーブル１３を取付けられている本数分の数回転させ
ればよい。但し、反射像による部品５の認識を行わない
場合にはこの汚れの認識を行う必要はない。

【００３１】このようにして、汚れていると判断された
場合（即ち、汚れていて、部品認識時に誤認識をすると
判断された場合）、ブラシ３７が設置されているステー
ションで装着ヘッド１５を下降させて、ブラシ３７によ
り汚れを取り除く。

【００３２】汚れを取り除くのはロータリテーブル１３
の１回転の間に行うようにすればよい。また、全ての汚
れを認識すべきノズル１４について汚れの認識を行った
後に、再度汚れの認識を行ってもよい。このようにし
て、全ての認識対象のノズル１４について汚れがないと
確認できた後に、電子部品装着の自動運転が行われる。

【００３３】汚れが無いことを何回認識及び清掃を繰り
返しても確認できないノズル１４がある場合には自動運
転ができなくなってしまうので、認識する回数を設定で
きるようにしておけばよい。このとき、その回数だけ認
識して汚れが除去できていないノズルが発生した場合に
はブザーあるいは、視覚的に報知装置３２により操作者
に報知するようにする。これにより、報知された操作者
は装置を停止してノズル１４を調べ、手作業で清掃する
ことができる。

【００３４】あるいは、報知すると共にそのノズル１４
は電子部品５の吸着に使用しないようにＲＡＭ２６に記
憶しておくことができる。このようにしておけば、その
まま、他の使用可能なノズル１４を使用して電子部品５
の装着の自動運転を開始することができる。操作者は適
当な時期に装置を停止して異常ノズル１４の確認をすれ
ばよい。

【００３５】次に、自動運転動作について説明する。

【００３６】吸着ノズル１４が部品供給装置８より図示
しない装着データに示される電子部品５を吸着する。

【００３７】次に、部品５を吸着ノズル１４が保持し
て、ロータリテーブル１３は間欠的に回転し次のステ−
ションに装着ヘッド１５が達する。この時に、吸着ステ
−ションＩでは次のステップの部品５が同様にして吸着
される。但し、ＲＡＭ２６に使用しないとして記憶され
ているノズル１４の使用はされないようになされる。

【００３８】次に、装着ヘッド１５が認識ステ−ション
ＩＩにて部品撮像装置１６により部品５が撮像される。
このとき、反射像により認識されるべき部品５の場合に
は照明部３３の反射照明用の照明を行い、電子部品５の
下面に光が照射される。この反射像が部品認識装置３０
に取り込まれ電子部品５の吸着ノズル１４に対する位置
ずれが認識される。その後、角度補正ステーションＩＩ
Ｉで角度位置及びＸＹ方向の位置が補正され、装着ステ
−ションＩＶにてプリント基板６上の図示しない装着デ
ータの位置に装着される。

【００３９】尚、吸着ノズル１４の汚れ検出動作はプリ
ント基板６の種類の設定後生産運転前に行うのみなら
ず、プリント基板６を移し替える時に行ってもよい。ま
た、タイマーにより定期的に行うようにしてもよい。

【００４０】また、本実施形態は部品認識と汚れの認識
に撮像装置１６を共用したが、装着ステーションＩＶの
次のステーション等に部品認識用とは別個に同様な撮像
装置を設けて、汚れの認識をしてもよい。このようにす
れば、部品装着の自動運転の際に部品５の装着後常時ノ
ズル１４の端面の汚れの監視を行うことができ、漏れな
く誤認識、誤装着の防止が行われる。この場合であって
も汚れが認識された後にはこのノズル１４の清掃をブラ
シ３７で行うことができる。

【００４１】また、清掃手段として、ブラシ３７の代わ
りに図７に示すエアノズル３８を用いて、圧縮空気を吸
着ノズル１４の端面に吹付けゴミを取り除くようにして
もよい。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明は、反射像を用いて
部品認識を行う場合、吸着ノズルが汚れた状態のまま部
品認識をすることが回避でき、電子部品の認識を確実に
行い誤装着を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸着ノズル端面に汚れが付着した状態の撮像画
面である。

【図２】電子部品自動装着装置の平面図である。

【図３】電子部品自動装着装置の側面図である。

【図４】電子部品自動装着装置の制御ブロック図であ
る。

【図５】撮像装置を示す斜視図である。

【図６】ブラシで吸着ノズル端面を清掃する斜視図であ
る。

【図７】エアノズルで吸着ノズルにエアを吹付けて清掃
する斜視図である。

【符号の説明】

５ チップ状電子部品 ６ プリント基板 １４ 吸着ノズル １６ 部品撮像装置 ３０ 部品認識装置（位置認識手段） ３１ 汚れ認識装置（汚れ認識手段） ３２ 報知装置（報知手段） ３７ ブラシ（清掃手段） ３８ エアノズル（清掃手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を吸着ノズルで吸着して搬送
   し、当該電子部品に照射された照明光の反射像からその
   前記ノズルに対する位置ずれを認識し、この位置ずれの
   補正をしてプリント基板の所望の位置に該部品を装着す
   る電子部品自動装着装置において、 前記吸着ノズルの部品吸着端面に照射された照明の反射
   像を撮像する撮像装置と、該撮像装置に撮像された反射
   像からノズル吸着面の汚れを認識する汚れ認識手段とを
   設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置
2. 【請求項２】 前記撮像装置の撮像した部品の反射像か
   ら部品の位置認識を行う位置認識手段を設けたことを特
   徴とする請求項１に記載の電子部品自動装着装置。
3. 【請求項３】 前記汚れ認識手段が汚れを認識した場合
   に吸着ノズル端面の清掃を行う清掃手段を設けたことを
   特徴とする請求項１または２に記載の電子部品自動装着
   装置。
4. 【請求項４】 前記汚れ認識手段が汚れを認識した場合
   にその旨を報知する報知手段を設けたことを特徴とする
   請求項１、２または３のいずれかに記載の電子部品自動
   装着装置。