JPH1093300A - 部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品の吸着姿勢認識のための吸着ノズル数の
増加、ノズル交換による時間ロスを抑制できる部品装着
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 吸着ノズル２に特定色の光だけを透過す
る拡散板７を配設し、部品認識カメラ９から見て拡散板
７より後方になる位置に前記特定色の光を発する透過用
照明３、拡散板７より手前になる位置に特定色の光と補
色関係になる色の光を発する反射用照明４を配設し、部
品５の種類に対応して電子スイッチ６により透過用照明
３または反射用照明４を切替え点灯させ部品認識カメラ
９で撮像する。輪郭から吸着姿勢が認識できる部品は透
過用照明を、部品の特徴点の位置から吸着姿勢を認識で
きる部品は反射用照明を点灯させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品を基板上に装
着して電子回路基板を生産する部品装着装置に係り、特
に部品を基板上に装着する吸着ノズルが部品を吸着した
ときの部品姿勢を、部品の種類を問わず正確に認識でき
るようにした部品装着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記部品実装装置において、部品供給位
置から吸着ノズルによって吸着した部品を基板上の所定
位置に正確に装着するためには、基板上の装着位置を認
識すると共に、吸着ノズルによる部品の吸着姿勢を認識
して、基板上の装着位置に部品の吸着姿勢を一致させる
必要がある。この吸着ノズルによる部品の吸着姿勢の認
識には、吸着された部品の背後から照明したときの部品
のシルエットをカメラにより撮像して、部品の輪郭を捉
える透過光撮像方式と、順光照明された部品の反射光を
撮像して電極部等の特徴部位を捉える反射光撮像方式と
があり、部品の種類に応じて使い分けがなされている。

【０００３】前記吸着ノズルは、吸着する部品の寸法形
状等の特徴に対応して交換できるように構成されてお
り、例えば、図４に示すように、部品の大きさに対応す
る大、中、小の吸着ノズルが、更に、吸着姿勢認識を容
易にするために、部品の形状に対応させて用意される。
図４の上段に示された吸着ノズル２１ａ、２１ｂ、２１
ｃは、前記反射光撮像方式に適した部品用で、不透明の
遮光板２７が設けられており、部品の大きさに対応して
大、中、小に分類されている。また、下段に示された吸
着ノズル２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、前記透過光撮像方
式に適した部品用で、半透明の拡散板２８が設けられて
おり、これも部品の大きさに対応して大、中、小に分類
されている。

【０００４】反射光撮像方式では、図５（ａ）に示すよ
うに、部品認識カメラ２３上に吸着ノズル２１を移動さ
せたとき、反射用照明２４が点灯され、遮光板２７を背
景として照明された部品２６ａの反射光による画像が部
品認識カメラ２３で撮像され、部品２６ａの電極部等の
特徴点から吸着姿勢が認識される。また、透過光撮像方
式では、図５（ｂ）に示すように、透過用照明２５が点
灯され、拡散板２８を透過用照明２５からの光が透過し
て一様な輝度分布として部品２６ｂの背景となる結果、
部品認識カメラ２３に部品２６ｂのシルエット画像が撮
像され、部品２６ｂの輪郭から吸着姿勢が認識される。

【０００５】このように部品への適合により複数種類に
用意された吸着ノズルは、部品装着装置の制御プログラ
ム内に、吸着する部品に対応する吸着ノズルが予め指定
されると共に、反射用照明２４と透過用照明２５とが排
他的に点灯されるように指定される。

【０００６】また、特開平４−３２０９０６号公報に
は、図５に示したような反射用照明及び透過用照明の両
方を点灯させ、カラー撮像装置である部品認識カメラで
反射光画像と透過光画像とを撮像し、色の成分を抽出す
ることにより、反射光画像もしくは透過光画像を選択抽
出して、部品姿勢の認識を行う方式が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によれば、反射光撮像方式に適した部品と、透過
光撮像方式に適した部品とが混在している場合、部品の
大きさがほぼ同一であっても、吸着ノズルは反射光用と
透過光用とを別々に用意する必要があり、吸着ノズルの
数が徒に増加してしまう問題点があった。

【０００８】この吸着ノズル数の増加は、例えば、図６
のフローに示す手順で部品を装着するとき、吸着ノズル
の交換〜が頻繁に行われることになり、ノズル交換
のための時間が増し、制御プログラムの複雑化など、部
品装着装置による生産性を低下させる問題があった。

【０００９】また、上記公報に開示された方式では、部
品認識カメラとしてカラー撮像装置を必要とし、画像処
理回路の複雑化等も考慮すると、部品装着装置をコスト
アップさせる問題点があった。

【００１０】本発明は、上記従来の部品装着装置の問題
点を解決すべく創案されたもので、部品の吸着姿勢認識
のために吸着ノズル数が増加することを抑制し、ノズル
交換による時間ロスを抑制して生産性の向上に寄与する
部品装着装置を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、部品供給位置から吸着ノズルにより部品を
吸着し、この吸着ノズルを部品認識カメラ上の部品認識
位置に移動させて部品の吸着姿勢を前記部品認識カメラ
で撮像することにより部品の吸着姿勢を認識し、吸着姿
勢の基板上の装着位置とのずれを補正した後、前記吸着
ノズルにより基板上の所定位置に部品を装着する部品装
着装置において、前記部品認識カメラから見て前記吸着
ノズルが吸着した部品の背後となる位置に特定色の光だ
けを透過する拡散板を配設し、前記部品認識カメラから
見て前記拡散板より後方になる位置に前記特定色の光を
含む光を発する透過用照明、前記拡散板より手前になる
位置に前記特定色の光と補色関係に近い色の光を発する
反射用照明を配設し、部品の種類に対応させて前記透過
用照明または反射用照明を選択点灯させる照明切替えス
イッチにより透過用照明または反射用照明で照明された
状態で前記部品認識カメラが吸着ノズルに吸着された部
品を撮像する部品認識手段を具備していることを特徴と
する部品装着装置として構成されている。

【００１２】上記透過用照明が特定色の光を発し、反射
用照明が特定色と補色関係にある光を発するように構成
することもできる。

【００１３】また、上記部品認識カメラは、モノクロ撮
像のカメラとして構成することができる。

【００１４】また、拡散板が部品認識位置に配設され、
部品認識位置に移動してきた吸着ノズルの所定位置に配
設されるように構成することもできる。

【００１５】上記構成によれば、部品の寸法に対応して
複数に用意される各吸着ノズルには透過用照明及び反射
用照明に共通の拡散板が配設され、透過用照明と反射用
照明とが部品装着装置の制御プログラムにより切替え点
灯されるので、透過用照明で照明して吸着姿勢が認識で
きる部品、反射用照明で照明して吸着姿勢が認識できる
部品に応じた照明により部品認識カメラで撮像すること
ができる。従って、部品の種類によって予め透過用照明
を用いるか反射用照明を用いるかを制御プログラム上に
設定しておけば、制御プログラムによる部品装着の動作
に対応していずれかの照明が点灯される。透過用照明が
点灯されたとき、特定光だけが拡散板を透過して部品認
識カメラに入光されるので、部品はシルエット像として
撮像される。輪郭から吸着姿勢が認識できる部品は、こ
の透過用照明を点灯させる。一方、反射用照明が点灯さ
れたときは、拡散板は反射用照明の色と補色関係にある
ため拡散板は低輝度となり、暗い背景の中に部品の反射
画像が明確に部品認識カメラで撮像される。輪郭では認
識し難く部品の特徴点の位置から吸着姿勢を認識できる
部品は、この反射用照明を点灯させる。

【００１６】拡散板は特定色のみを透過させるので、透
過用照明は特定色の光だけを発し、反射用照明は特定色
と補色関係にある光を発するようにすると、上記構成に
なる部品認識のための撮像は最も条件のよい状態でなさ
れる。

【００１７】また、上記構成における部品認識カメラ
は、モノクロ撮像のカメラでよく、撮像感度、コスト等
の点で有効である。

【００１８】また、上記拡散板は、部品の寸法に応じて
用意される吸着ノズル個々の所定位置に装着でき、従来
技術においては透過光と反射光とで別々に用意されてい
た吸着ノズルを兼用にすることができるので、吸着ノズ
ルの数を削減してノズル交換の頻度を削減させ得る。ま
た、上記拡散板は、前記のように吸着ノズル個々に装着
するのでなく、吸着ノズルが部品認識位置に移動してき
たときに所定位置に装着できるように構成することもで
き、吸着ノズルの構造を簡略化することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下の実施形態は本発明を具体化した一例であっ
て、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００２０】まず、図３を用いて部品装着装置の全体構
成を概略説明する。図３は一実施形態に係る部品装着装
置の構成を透視図的に示したもので、部品装着装置１
は、基板１７を所定の装着位置に搬送する基板搬送部１
３と、部品を供給するリール式部品供給部１４ａ及びト
レー式部品供給部１４ｂと、吸着ノズル２が着脱自在に
装填された装着ヘッド１２を移動させるＸＹロボット１
１とを備えて構成されている。

【００２１】上記構成において、装着ヘッド１２はＸＹ
ロボット１１により移動して部品供給部（リール式部品
供給部１４ａまたはトレー式部品供給部１４ｂ）から吸
着ノズル２によって部品を吸着し、基板搬送部１３によ
って装着位置に搬送された基板１７上に移動して、吸着
した部品を基板１７の所定位置に装着する。このような
動作を実行するに際して、基板１７上の部品装着位置
は、予め部品装着装置の制御プログラムで指定されてお
り、吸着ノズル２が吸着した部品の吸着姿勢は、認識さ
れた部品装着位置に一致するように補正される。部品の
吸着姿勢の補正は、装着ヘッド１２により吸着ノズル２
を部品認識部（部品認識手段）１０上に移動させ、部品
認識部１０による認識に基づいて、装着ヘッド１２によ
り吸着ノズル２を回動制御することによってなされる。
また、部品供給部１４には複数種類の部品が供給されて
いるので、装着する部品に応じて装着ヘッド１２はノズ
ルステーション１５に移動して、装着する部品に適合す
る吸着ノズル２に交換する。このような一連の動作は、
部品装着装置１が具備する制御コントローラ１６に格納
された制御プログラムに基づいて制御される。

【００２２】上記部品認識部１０によって部品の吸着姿
勢を認識する構成について、図１を用いて以下に説明す
る。図１は部品５を吸着した吸着ノズル２が、部品認識
部１０の部品認識位置に移動した状態を示している。

【００２３】部品認識部１０は、吸着ノズル２に吸着さ
れた部品５を撮像する部品認識カメラ９と、部品認識カ
メラ９上方の吸着ノズル２が移動してくる所定の部品認
識位置（図示吸着ノズル２の位置）より上方に配設され
た透過用照明３と、下方に配設された反射用照明４とを
具備して構成されている。前記部品認識カメラ９はモノ
クロＣＣＤカメラ、前記透過用照明３は緑色ＬＥＤ群、
前記反射用照明４は赤色ＬＥＤ群により構成されてい
る。

【００２４】また、複数種類に用意されている吸着ノズ
ル２には、それぞれに緑色半透明の拡散板７が取り付け
られている。更に、認識する部品５に対応して、透過用
照明３を用いるか、反射用照明４を用いるかは、予め制
御プログラムに設定されており、制御プログラムからの
指令によって電子スイッチ（照明切替えスイッチ）６が
作動し、透過用照明３または反射用照明４の点灯が制御
される。

【００２５】尚、上記部品認識カメラ９、透過用照明
３、反射用照明４と、吸着ノズル２との位置関係は、図
３に示した部品装着装置１の構成上で上方及び下方と記
載しているが、部品認識カメラ９から見て、吸着ノズル
２に設けた拡散板７の後方に透過用照明３、拡散板７よ
り手前に反射用照明４が位置するものである。

【００２６】上記部品認識部１０の構成において、図１
に示す部品５が透過用照明３で姿勢認識するように設定
されている場合には、吸着ノズル２が部品認識位置に移
動してきたとき、電子スイッチ６により透過用照明３が
点灯される。このとき、部品認識カメラ９から部品５を
撮像すると、透過用照明３からの緑色光は拡散板７を透
過して部品５の背景から一様な輝度分布で照明するの
で、部品５の輪郭を明確にしたシルエット像が得られ
る。

【００２７】一方、部品５が反射用照明４で姿勢認識す
るように設定されている場合には、吸着ノズル２が部品
認識位置に移動してきたとき、電子スイッチ６により反
射用照明４が点灯される。このとき、部品認識カメラ９
から部品５を撮像すると、拡散板７が赤色光とは補色関
係にある緑色であるため、低輝度の拡散板７を背景とし
た部品５の装着面の画像が得られる。

【００２８】透過用照明３により姿勢認識すると設定さ
れている部品５は、その輪郭から姿勢が認識できる部品
５であるため、シルエット像から画像処理によって輪郭
が抽出でき、姿勢のずれが認識できる。一方、反射用照
明４により姿勢認識すると設定されている部品５は、輪
郭からの認識が不適当な部品５であるため、順光照明画
像から画像処理によって抽出された部品５の電極部等の
特徴点から姿勢のずれを認識することができる。部品認
識カメラ９によって撮像された画像は画像処理装置１６
（図３参照）に送られ、吸着ノズル２による部品５の吸
着姿勢が認識される。

【００２９】上記構成による部品姿勢の認識によれば、
従来構成のごとく透過光による姿勢認識と反射光による
姿勢認識とによって、吸着ノズル２を区別する必要がな
いので、例えば、図６に示した従来構成における装着手
順でのノズル交換〜のうち、ノズル交換とノズル
交換とをなくすことができる。このように吸着ノズル
２の種類が徒に増加することを抑制することができ、ノ
ズル交換による時間のロスを抑制し、装置のコストダウ
ンや生産性の向上を図ることができる。

【００３０】尚、上記構成においては、反射用照明４と
拡散板７とに、補色関係にある赤色と緑色との組み合わ
せを採用しているが、補色関係に近い他の組み合わせ、
例えば青色と橙色との組み合わせであってもよい。ま
た、透過用照明３は緑色光としているが、拡散板７の色
を含む光、例えば白色光であってもよい。

【００３１】また、上記構成においては、拡散板７は吸
着ノズル２に取り付けるように構成しているが、図２に
示すように構成することもできる。

【００３２】図２に示す構成では、吸着ノズル２ａには
拡散板７が取り付けられてなく、部品認識のため部品認
識位置に移動してきた吸着ノズル２ａに、部品認識位置
に配設された一対の分割拡散板８ａ、８ｂが、その分割
を閉じて吸着ノズル２ａに取りつくので、上記拡散板７
と同様の構成がなされる。この構成によれば、吸着ノズ
ル２ａの構成は簡単になり、上記と同様の作用をなさせ
ることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、透過
光による姿勢認識と反射光による姿勢認識とによって、
吸着ノズルを区別する必要がないので、吸着ノズルの種
類が徒に増加することを抑制することができ、ノズル交
換による時間のロスを抑制し、コストダウンを図ること
ができるので、生産性のよい部品装着装置をより安価に
提供することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る部品装着装置が採用
する部品認識部の構成を示す模式図である。

【図２】部品認識のための拡散板の別実施形態を示す斜
視図である。

【図３】実施形態に係る部品装着装置の構成を示す斜視
図である。

【図４】従来技術に係る吸着ノズルの分類例を示す分類
図である。

【図５】従来技術に係る部品認識の構成及び作用を説明
する模式図である。

【図６】従来技術に係る吸着ノズルの交換状態の例を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 部品装着装置 ２ 吸着ノズル ３ 透過用照明 ４ 反射用照明 ５ 部品 ６ 電子スイッチ（照明切替えスイッチ） ７ 拡散板 ８ａ、８ｂ 分割拡散板 ９ 部品認識カメラ １０ 部品認識部（部品認識手段） １７ 基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品供給位置から吸着ノズルにより部品
   を吸着し、この吸着ノズルを部品認識カメラ上の部品認
   識位置に移動させて部品の吸着姿勢を前記部品認識カメ
   ラで撮像することにより部品の吸着姿勢を認識し、吸着
   姿勢の基板上の装着位置とのずれを補正した後、前記吸
   着ノズルにより基板上の所定位置に部品を装着する部品
   装着装置において、 前記部品認識カメラから見て前記吸着ノズルが吸着した
   部品の背後となる位置に特定色の光だけを透過する拡散
   板を配設し、前記部品認識カメラから見て前記拡散板よ
   り後方になる位置に前記特定色の光を含む光を発する透
   過用照明、前記拡散板より手前になる位置に前記特定色
   の光と補色関係に近い色の光を発する反射用照明を配設
   し、部品の種類に対応させて前記透過用照明または反射
   用照明を選択点灯させる照明切替えスイッチにより透過
   用照明または反射用照明で照明された状態で前記部品認
   識カメラが吸着ノズルに吸着された部品を撮像する部品
   認識手段を具備していることを特徴とする部品装着装
   置。
2. 【請求項２】 透過用照明が特定色の光を発し、反射用
   照明が特定色と補色関係にある光を発することを特徴と
   する請求項１記載の部品装着装置。
3. 【請求項３】 部品認識カメラがモノクロ撮像のカメラ
   であることを特徴とする請求項１記載の部品装着装置。
4. 【請求項４】 拡散板が部品認識位置に配設され、部品
   認識位置に移動してきた吸着ノズルの所定位置に配設さ
   れることを特徴とする請求項１記載の部品装着装置。