JPH11230717A - 吸着ノズルの位置確認治具 - Google Patents

吸着ノズルの位置確認治具

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JPH11230717A
JPH11230717A JP10036019A JP3601998A JPH11230717A JP H11230717 A JPH11230717 A JP H11230717A JP 10036019 A JP10036019 A JP 10036019A JP 3601998 A JP3601998 A JP 3601998A JP H11230717 A JPH11230717 A JP H11230717A
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suction
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jig
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、熟練を必要とせず、作業時間の短
縮化や作業の確実性を促進させるようにした吸着ノズル
の位置確認治具を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明による吸着ノズルの位置確認治具
1は、電子部品Hを吸着搬送する吸着ノズル3を、所定
の位置で停止させた状態で、上下方向に延在する吸着ノ
ズル3の先端部分の位置を確認する吸着ノズル3の位置
確認治具1において、吸着ノズル3の先端部分を照明す
る光源部A1,B1と、吸着ノズル3の吸着面3aから
下方に離間して位置し、吸着ノズル3の吸着面3aを下
から撮像させる第1の撮像窓部Aと、吸着ノズル3の吸
着面3aから側方に離間して位置し、吸着ノズル3の吸
着面3aを含む部分を横から撮像させる第2の撮像窓部
Bとを備えた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸着ノズルの位置
確認治具に係り、特に、吸着ノズルで電子部品を吸着す
る際に、吸着ノズルの先端が、予定された位置にあるか
否かを認識させるための吸着ノズルの位置確認治具に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術として、図
10に示すような吸着ノズルの位置確認治具100があ
る。この治具100は、Z軸ステージ102上に配置さ
せる部品供給装置G(図11参照)と吸着ノズル101
とが、電子部品吸着時において正確に位置合わせされて
いるか否かを確認するためのものである。この治具10
0は、Z軸ステージ102上に配置させる部品供給装置
Gに代えて、ステージ102上の所定の場所に配置させ
るためのベース104を有し、このベース104上には
ピックテスター105を備えている。そこで、先ず、ベ
ース104上に置かれたゲージブロック(図示せず)に
基づき、ピックテスター105のピック部105aの先
端を測定基準に設定する。その後、ゲージブロックを外
し、吸着ノズル101を下降させ、吸着ノズル101の
所定場所にピック部105aが接触している状態で、目
盛り部105bを読む。そして、その読取り値に基づい
て、吸着ノズル101の高さ方向(Z方向)の位置を求
め、その値に基づいて、Z軸ステージ102側の高さを
調整しながら、吸着ノズル101とZ軸ステージ102
との相対的な高さ関係を調整する。
【0003】なお、前述した部品供給装置(「パーツカ
セット」ともいう)Gの一例として、特開平7−867
92号公報に開示されたものがある。この装置Gは、図
11及び図12に示すように、バルクケース107から
1個ずつ送り出されたチップ状の電子部品Hを、搬送経
路109上のベルト110を介してシャッタ部111ま
で搬送させる構成を有している。また、このシャッタ部
111は、図12に示すように、45°のステップ回転
する回転体112と遮蔽円板113との協働により、電
子部品Hを1個ずつ所定場所(吸着位置)まで送り込む
構成を有している。そして、吸着ノズル101による電
子部品Hの吸着時において、遮蔽円板113の切欠き部
113aが、吸着ノズル101の常に真下に位置するこ
とで、切欠き部113aを介して露出させた電子部品H
を、常に一定の位置で吸着ノズル101に一個ずつ吸着
させることができる。更に、図10に示すように、部品
供給装置Gに設けられた筺体114の底面114aには
位置決めピン115が2本設けられ、各位置決めピン1
15を、Z軸ステージ102に設けられた位置決め穴1
16内に差し込むことで、Z軸ステージ102上での装
置Gの位置決めを達成させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
吸着ノズルの位置確認治具は、上述したように構成され
ているため、次のような課題が存在していた。すなわ
ち、吸着ノズルの位置確認治具100は、ゲージ式であ
るために、その取り扱いに熟練を要し、吸着ノズル10
1の位置検査に時間と手間がかかるといった問題点を有
していた。
【0005】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたもので、特に、熟練を必要とせず、作業時間の短
縮化や作業の確実性を促進させるようにした吸着ノズル
の位置確認治具を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る本発明の
吸着ノズルの位置確認治具は、電子部品を吸着搬送する
吸着ノズルを、所定の位置で停止させた状態で、上下方
向に延在する吸着ノズルの先端部分の位置を確認する吸
着ノズルの位置確認治具において、吸着ノズルの先端部
分を照明する光源部と、吸着ノズルの吸着面から下方に
離間して位置し、吸着ノズルの吸着面を下から撮像させ
る第1の撮像窓部と、吸着ノズルの吸着面から側方に離
間して位置し、吸着ノズルの吸着面を含む部分を横から
撮像させる第2の撮像窓部とを備えたことを特徴とす
る。
【0007】この吸着ノズルの位置確認治具は、一旦停
止させた吸着ノズルの位置を視認するための治具であ
る。この位置認識治具に設けられた光源部により、吸着
ノズルの先端部分を照らし出し、吸着ノズルからの反射
光を積極的に作り出す。そして、位置認識治具は、上下
方向に延びる吸着ノズルの下端に形成した吸着面で反射
した光を受け入れる第1の撮像窓部を有し、更に、吸着
ノズルの先端部分の側面で反射した光を受け入れる第2
の撮像窓部を有している。したがって、第1の撮像窓部
から取り込まれる底面像によって、吸着面の状態を撮像
すると、その撮像結果に基づいて、吸着面の水平方向の
位置を映像として認識することができる。同様に、第2
の撮像窓部から取り込まれる側面像によって、吸着面の
高さ方向の位置を映像として認識することができる。こ
のように、吸着ノズルの吸着面の位置を非接触で検査す
ることが可能となり、吸着ノズルの位置確認作業の迅速
化と簡易化を図ることができる。
【0008】請求項2記載の吸着ノズルの位置確認治具
において、電子部品を吸着ノズルに供給するパーツカセ
ットに代えてパーツカセット載置用のステージ上に配置
させるハウジングの先端部には、パーツカセットの電子
部品吸着位置に対応する吸着ノズル導入領域が設けら
れ、第1の撮像窓部は、ハウジングにおける吸着ノズル
導入領域の下部に設けられ、第2の撮像窓部は、ハウジ
ングにおける吸着ノズル導入領域の立上げ部に設けら
れ、光源部は、ハウジングにおける第1の撮像窓部と第
2の撮像窓部との少なくとも一方に設けられると好まし
い。
【0009】このような構成を採用した場合、パーツカ
セット載置用のステージ上に設置させる電子部品供給用
のパーツカセットが既にもっている吸着ノズル導入領域
を、位置確認治具のハウジングの先端部に形成させるこ
とで、パーツカセットに代えて、位置確認治具をステー
ジ上に配置させても、吸着位置まで降ろされた吸着ノズ
ルと治具とが衝突する事態が起こらない。そして、パー
ツカセットの吸着ノズル導入領域では、吸着ノズルによ
る電子部品の吸着動作が行われる関係上、吸着ノズルの
吸着位置を正確に把握する必要がある。そこで、治具の
ハウジングにおいて、吸着ノズル導入領域の下部に第1
の撮像窓部を設け、その立ち上げ部に第2の撮像窓部を
設け、更に、吸着ノズルの照明を確実にするために、第
1の撮像窓部の少なくとも一方に光源部を設けている。
このように構成する結果、パーツカセットと位置認識治
具との間に互換性が生じ、必要に応じて交換することが
できる。そして、治具によって得られた像情報に基づ
き、吸着ノズルの吸着位置(ピックアップ位置)を正確
に把握することができる。
【0010】請求項3記載の吸着ノズルの位置確認治具
において、ハウジングの内部には、第1の撮像窓部を通
る吸着ノズル底面像の第1光路と第2の撮像窓部を通る
吸着ノズル側面像の第2光路との合流位置に設けた光路
合成素子と、光路合成素子から延びる第3光路上に設け
た撮像素子と、が設けられると好ましい。
【0011】このような構成を採用した場合、ハウジン
グ内に設けた光路合成素子(例えばハーフミラー)によ
り、第1光路と第2光路とを合流させて第3光路を作り
出すことができるので、各光路に対応させた撮像素子を
個別的に設ける必要がなく、一個の撮像素子で二種類の
像を撮像することができる。従って、ハウジング内の構
成が簡単になり、ハウジング内の部品点数を減らすこと
ができ、治具の軽量化や小型化が図られる。
【0012】請求項4記載の吸着ノズルの位置確認治具
において、ハウジングの内部には、第1光路と第2光路
とを切り替えるシャッタが設けられると好ましい。この
ような構成を採用した場合、撮像素子で起こる二重映し
の状態を、シャッタの切替えにより簡単に回避させるこ
とができる。
【0013】請求項5記載の吸着ノズルの位置確認治具
において、ハウジングには、パーツカセットの位置決め
手段に対応する構成の位置決め手段が設けられると好ま
しい。このような構成を採用した場合、パーツカセット
と位置確認治具との交換作業を、同一構成の位置決め手
段を介して簡単に行うことができる。この位置決め手段
としては、位置決めピンが代表的である。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による吸
着ノズルの位置確認治具の好適な実施形態について詳細
に説明する。
【0015】図1は、本発明に係る吸着ノズルの位置確
認治具の外観を示す斜視図である。同図に示す吸着ノズ
ルの位置確認治具1は、パーツカセット載置用のステー
ジ2上に並べられるようにして設置される部品供給装置
(「パーツカセット」ともいう)G(図11参照)に代
えて利用されるものであり、パーツカセットGと吸着ノ
ズル3との相対的な位置関係を把握する作業に利用され
る。
【0016】このような作業を必要とする理由は、吸着
ノズル3によってパーツカセットGから電子部品Hをピ
ックアップする際、吸着ノズル3の先端が所定のピック
アップ位置にあるか否かが電子部品Hの実装精度に大き
な影響を与えるからである。すなわち、吸着ノズル3の
ピックアップ位置(電子部品吸着位置)がずれると、電
子部品Hの中央を吸着ノズル3で吸着させることができ
なくなり、電子部品Hの吸着不良や吸着位置のばらつき
が発生するからである。よって、パーツカセットGと吸
着ノズル3との相対的な位置関係を治具1により把握
し、撮像結果に基づいて、ステージ2を上下左右方向に
移動調整させながらステージ2側でピックアップ位置の
調整を行う。すなわち、治具1は、ステージ2に対して
相対的な位置ずれを起こしていた吸着ノズルGの先端を
ピックアップ位置に正確に位置させようとするものであ
る。
【0017】そこで、このような調整に利用される位置
確認治具1は、図1〜図3に示すように、金属製のハウ
ジング4を有し、このハウジング4は、ステージ2上に
密に並設させるパーツカセットGの幅と同じ薄型になっ
ている。また、ハウジング4の中央及び後端には、治具
1の取り扱いを容易にするための取手5が設けられてい
る。更に、ハウジング4の底面には、ステージ2上に設
けた前後一対の位置決め穴6に合致させ得る位置決め手
段としての位置決めピン7が2本設けられ、これら位置
決めピン7は、パーツカセットGに設けられた位置決め
ピンP(図11参照)に対応させるものである。具体的
に、一対の位置決めピン7は、その形状や間隔をパーツ
カセットGの位置決めピンPと同じにし、パーツカセッ
トGと治具1との差し替えを可能にする。
【0018】なお、ステージ2上の位置決め穴6は、実
際上、テーブル2a上に平行に設置された二本の調整ブ
ロック2bに形成され、各調整ブロック2bには、等間
隔のピッチをもって位置決め穴6が設けられている。そ
して、ステージ2は、調整ブロック2bの摺動によって
前後方向(X方向)及び左右方向(Y方向)の調整を可
能にし、テーブル2aによって高さ方向(Z方向)の調
整が可能になっている。従って、治具1による測定結果
に基づき、ステージ2は、任意の方向に調整移動させる
ことができる。
【0019】図4及び図5に示すように、治具1におい
て、ハウジング4の先端部には、パーツカセットGのピ
ックアップ位置(電子部品吸着位置)に対応する吸着ノ
ズル導入領域Sが設けられている。この吸着ノズル導入
領域SはL字状に切欠かれ、この吸着ノズル導入領域S
の下部には、吸着ノズル3の吸着面3aから下方に離間
した位置で第1の撮像窓部Aが設けられ、吸着ノズル導
入領域Sの立ち上げ部には、吸着ノズル3の吸着面3a
から側方に離間した位置で第2の撮像窓部Bが設けられ
ている。また、第1の撮像窓部Aには、吸着ノズル3の
吸着面3aを照らし出す第1の光源部A1が設けられ、
第2の撮像窓部Bにもノズル3の先端部の側面を照らし
出す第2の光源部B1が設けられている。従って、第1
及び第2の光源部A1,B1を同時点灯させた状態で、
第1の撮像窓部Aを利用すると、吸着面3aの状態を真
下から確実に視認することができ、第2の撮像窓部Bを
利用した場合には、吸着面3aの状態を真横から確実に
視認することができる。
【0020】この第1の撮像窓部Aにおいて、ハウジン
グ4には、吸着ノズル3の吸着面3aの真下に位置する
縦穴状の覗き窓10が設けられ、この覗き窓10を塞ぐ
ように、ハウジング4にはガラス製の防塵用窓板11が
嵌め込まれている。また、覗き窓10の周囲には、第1
の光源部A1を構成する8個の発光体(例えばLED)
12が配置され(図6参照)、これら発光体12は窓板
11の内側に設置される。従って、吸着ノズル3は窓板
11を介して確実に照明され、吸着ノズル3の吸着面3
aで反射した光は、略鉛直に延びる第1光路L1に沿っ
て覗き窓10内に確実に入射することになる。
【0021】同様に、第2の撮像窓部Bにおいて、ハウ
ジング4には、吸着ノズル3の先端部の真横に位置する
横穴状の覗き窓20が設けられ、この覗き窓20を塞ぐ
ように、ハウジング4にはガラス製の防塵用窓板21が
嵌め込まれている。また、覗き窓20の周囲には、第2
の光源部B1を構成する4個の発光体(例えばLED)
22が配置され(図7参照)、これら発光体22は窓板
21の内側に設置される。従って、吸着ノズル3は窓板
21を介して確実に照明され、吸着ノズル3の先端部で
反射した光は、水平方向に第2光路L2に沿って覗き窓
20内に確実に入射することになる。
【0022】このように、第1の撮像窓部Aから取り込
まれた吸着ノズル底面像は、ハウジング4の後部に収容
した撮像ユニット23の撮像素子(CCD)24まで導
かれ、撮像ユニット23からは、映像信号がコネクタ端
子25(図2参照)を介して外部に出力される。同様
に、第2の撮像窓部Bから取り込まれた吸着ノズル側面
像も撮像素子24まで導かれている。
【0023】そこで、覗き窓10の真下には、第1光路
L1上に位置するようにしてハウジング4の内壁面に固
定させた反射ミラー26が設置され、この反射ミラー2
6により、第1光路L1を、直角に曲げて、鉛直な光路
を水平な光路に変換している。同様に、覗き窓20の真
横には、第2光路L2上に位置するようにしてハウジン
グ4の内壁面に固定させた反射ミラー27が設置され、
この反射ミラー27により、第2光路L2を、直角に曲
げて、水平な光路を鉛直な光路に変換している。
【0024】そして、光路長の略等しい第1光路L1と
第2光路L2との合流位置には、光路合成素子(例えば
ハーフミラー内蔵形プリズム)28がハウジング4に固
定され、この光路合成素子28により、第1光路L1と
第2光路L2とを合流させて第3光路L3を作り出して
いる。その結果、第3の光路L3上に撮像素子24を配
置させると、一個の撮像素子24で二種類の像を撮像さ
せることが可能になる。従って、各光路L1,L2に対
応させた撮像素子24を個別的に設ける必要がなく、撮
像素子24の個数を減らすことができると同時に、撮像
系の構成も簡単になる。なお、光路合成素子28と撮像
素子24との間の第3光路L3上には、ユニット化した
結像レンズ29がハウジング4の内壁面に固定され、こ
の結像レンズ29を通過した光は、反射ミラー30,3
1を介して撮像素子24に入射させる構成を採用してい
る。
【0025】さらに、ハウジング4内には、光路合成素
子28に達する第1光路L1と第2光路L2とを、光路
合成素子28の前方で適切に切り替えるための回動自在
なシャッタ32が設けられている。このシャッタ32の
回転軸32aは、図示しない傘歯車機構等を介して駆動
モータ34に連結され、駆動モータ34の動作に基づい
て、シャッタ32による第1及び第2光路L1及びL2
の選択的な開閉を可能にしている。そして、駆動モータ
34は、露出させることなく、ハウジング4の側面に固
定したギアボックス33内に収容させている。このよう
に、シャッタ32で、第1光路L1と第2光路L2とを
選択的に切り替えることにより、撮像素子24で起こる
二重映しの状態を適切に回避させることができる。
【0026】そこで、このような構成の位置確認治具1
から出力された映像信号に基づき、吸着ノズル3の吸着
面3aの像を、外部モニターの画面40に映し出すと、
図8に示すように、吸着面3aの中心点Dが、画面40
の中心点Eからどの程度位置ずれを起こしているが測定
され、この測定結果に基づいて、前述した調整ブロック
2bを、その摺動によって前後方向(X方向)及び左右
方向(Y方向)に移動させ、吸着ノズル3に対するステ
ージ2の相対的なX−Y方向の位置調整を行う。なお、
画面40を見ながら、吸着面3aの中心点Dを画面40
の中心点Eに合わせる調整方法も可能である。
【0027】同様に、シャッタ32の切替えにより、吸
着ノズル3の先端部の像を外部モニターの画面40に映
し出すと、図9に示すように、吸着面3aの輪郭線が、
画面40の水平基準線Fからどの程度位置ずれを起こし
ているが測定され、この測定結果に基づいて、テーブル
2aを高さ方向(Z方向)に移動させ、吸着ノズル3に
対するステージ2の相対的なZ方向の位置調整を行う。
なお、画面40を見ながら、吸着面3aの輪郭線と水平
基準線Fとの位置合わせる調整方法も可能である。
【0028】また、このような調整作業は、ステージ2
の長手方向すなわちパーツカセットGの並設方向に沿っ
て所定間隔毎に行うこともでき、ステージ2全体の傾き
具合や高さレベルの測定をも可能にする。このように、
吸着ノズル3の吸着面3aとステージ2との相対的な位
置関係を、非接触で検査することが可能となり、吸着ノ
ズル3の位置確認作業の迅速化と簡易化が図られること
になる。
【0029】本発明は、前述した実施形態に限定される
ものではなく、例えば、本発明に係る位置確認治具1
は、パーツカセットGを載置させるステージ2と吸着ノ
ズル3の吸着面3aとの位置関係を調べる場合に限ら
ず、実装用の回路基板を載置させるステージと吸着ノズ
ル3の吸着面3aとの位置関係を調べる場合にも適用で
きる。また、位置決め手段7としては、凹凸嵌合用の位
置決め穴であってもよい。
【0030】
【発明の効果】本発明による吸着ノズルの位置確認治具
は、以上のように構成されているため、次のような効果
を得る。すなわち、電子部品を吸着搬送する吸着ノズル
を、所定の位置で停止させた状態で、上下方向に延在す
る吸着ノズルの先端部分の位置を確認する吸着ノズルの
位置確認治具において、吸着ノズルの先端部分を照明す
る光源部と、吸着ノズルの吸着面から下方に離間して位
置し、吸着ノズルの吸着面を下から撮像させる第1の撮
像窓部と、吸着ノズルの吸着面から側方に離間して位置
し、吸着ノズルの吸着面を含む部分を横から撮像させる
第2の撮像窓部とを備えたことにより、位置確認治具の
取り扱いに熟練を必要とせず、作業時間の短縮化や作業
の確実性を促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る吸着ノズルの位置確認治具の一実
施形態を示す斜視図である。
【図2】図1に示した位置確認治具の側面図である。
【図3】図2に示した位置確認治具の底面図である。
【図4】図1に示した位置確認治具の要部拡大斜視図で
ある。
【図5】図1に示した位置確認治具の要部拡大断面図で
ある。
【図6】第1の撮像窓部を示す平面図である。
【図7】第2の撮像窓部を示す平面図である。
【図8】第1の撮像窓部によって得られた画像を示す図
である。
【図9】第2の撮像窓部によって得られた画像を示す図
である。
【図10】従来の位置確認治具を示す側面図である。
【図11】代表的なパーツカセットを示す側面図であ
る。
【図12】パーツカセットのシャッタ部分を示す平面図
である。
【符号の説明】
1…位置確認治具、2…ステージ、3…吸着ノズル、3
a…吸着面、4…ハウジング、7…位置決めピン(位置
決め手段)、24…撮像素子、28…光路合成素子、3
2…シャッタ、A…第1の撮像窓部、B…第2の撮像窓
部、A1,B1…光源部、G…パーツカセット、H…電
子部品、S…吸着ノズル導入領域、L1…第1光路、L
2…第2光路、L3…第3光路。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品を吸着搬送する吸着ノズルを、
    所定の位置で停止させた状態で、上下方向に延在する前
    記吸着ノズルの先端部分の位置を確認する吸着ノズルの
    位置確認治具において、 前記吸着ノズルの先端部分を照明する光源部と、 前記吸着ノズルの吸着面から下方に離間して位置し、前
    記吸着ノズルの前記吸着面を下から撮像させる第1の撮
    像窓部と、 前記吸着ノズルの前記吸着面から側方に離間して位置
    し、前記吸着ノズルの前記吸着面を含む部分を横から撮
    像させる第2の撮像窓部とを備えたことを特徴とする吸
    着ノズルの位置確認治具。
  2. 【請求項2】 前記電子部品を前記吸着ノズルに供給す
    るパーツカセットに代えてパーツカセット載置用のステ
    ージ上に配置させるハウジングの先端部には、前記パー
    ツカセットの電子部品吸着位置に対応する吸着ノズル導
    入領域が設けられ、 前記第1の撮像窓部は、前記ハウジングにおける前記吸
    着ノズル導入領域の下部に設けられ、 前記第2の撮像窓部は、前記ハウジングにおける前記吸
    着ノズル導入領域の立上げ部に設けられ、 前記光源部は、前記ハウジングにおける前記第1の撮像
    窓部と前記第2の撮像窓部との少なくとも一方に設けら
    れたことを特徴とする請求項1記載の吸着ノズルの位置
    確認治具。
  3. 【請求項3】 前記ハウジングの内部には、前記第1の
    撮像窓部を通る吸着ノズル底面像の第1光路と前記第2
    の撮像窓部を通る吸着ノズル側面像の第2光路との合流
    位置に設けた光路合成素子と、前記光路合成素子から延
    びる第3光路上に設けた撮像素子と、が設けられたこと
    を特徴とする請求項1又は2記載の吸着ノズルの位置確
    認治具。
  4. 【請求項4】 前記ハウジングの内部には、前記第1光
    路と前記第2光路とを切り替えるシャッタが設けられた
    ことを特徴とする請求項3記載の吸着ノズルの位置確認
    治具。
  5. 【請求項5】 前記ハウジングには、前記パーツカセッ
    トの位置決め手段に対応する構成の位置決め手段が設け
    られたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記
    載の吸着ノズルの位置確認治具。
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