JPH11251794A - 電子部品実装機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の背景からの不要な光の映り込みを
除去して部品位置の認識精度の向上を図り、またノイズ
除去等の前処理を不要にし電子部品の位置の認識時間の
短縮を可能にする。 【解決手段】 吸着ノズル１１で電子部品１２を吸着
し、照明１３を撮像用のカメラ５側から照射し、カメラ
５で電子部品１２を捕らえて画像処理により電子部品１
２の位置を認識し、位置合わせしてプリント基板１４上
の所定の位置に装着する電子部品実装機において、吸着
ノズル１１に吸着された電子部品１２の背後となる部位
に背景板１６を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品実装機に関
し、特に、電子部品を位置合わせしてプリント基板上の
所定の位置に装着する電子部品実装機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品実装機は、Ｘ方向やＹ方
向に移動する機械本体（ＸＹロボット部）にヘッド部が
固定され、そのヘッド部には上下動するＨ軸移動機構お
よび回転するＲ軸移動機構を介して電子部品を吸着する
吸着ノズルが設けられている。この吸着ノズルで電子部
品を吸着し、位置を認識する撮像用カメラ側から電子部
品に照明の光を照射して電子部品を捕らえ、吸着ノズル
の中心に対する電子部品の位置ずれやＸＹ平面内での回
転角を画像処理により演算して求め、これにより電子部
品の位置を認識し、電子部品を位置合わせしてプリント
基板上の所定の位置に装着している。

【０００３】ところで、電子部品の認識は、電子部品の
下面の半田付け用リード等の高反射率の部分をカメラで
撮像し画像処理によってその位置を確認するが、上記反
射照明による位置認識では、図５に示すように、照明１
３から照射した光が吸着ノズル１１に吸着された電子部
品１２の背後に存在するメカニカルな機構部等で反射
し、この反射光がミラー７を通してカメラ側に到達し、
取り込んだ画像の周囲に機構部の像が映り込む。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、画像の周囲の
機構部の映り込みによって、これがノイズとなり画像処
理によって電子部品の位置を解析するときに電子部品の
位置の認識精度が低下し、画像処理時の誤認の原因とな
る。そのため、画像処理を行う前処理として、画像の周
囲のノイズを除去することも可能であるが、電子部品の
位置を認識する時間が長くなり、実装作業能率が低下す
る。

【０００５】本発明は上記に鑑みてなされたもので、電
子部品の背景からの不要な光の映り込みを除去して電子
部品の位置の認識精度の向上を図り、またノイズ除去等
の前処理を不要にし電子部品の位置の認識時間の短縮を
可能にする電子部品実装機の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、吸着ノズルで電子部品を吸着し、照明
を撮像用のカメラ側から照射し該カメラで前記電子部品
を撮像し画像処理により電子部品の位置を認識し、認識
した位置に基づいて電子部品を位置合わせしてプリント
基板上の所定の位置に装着する電子部品実装機におい
て、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の背後となる
部位に不要な画像を除去するための背景板を設けたこと
を特徴とする電子部品実装機を提供する。

【０００７】この構成によれば、吸着ノズルに吸着され
た電子部品の背後となる部位に背景板を設けたため、撮
像用のカメラ側から照射した照明の光が、背景板で吸収
され遮断されて電子部品の背景からの不要な部材等の映
り込みが防止され、画像処理による電子部品の位置認識
精度が向上する。従って、画像処理時の電子部品の位置
誤認が回避され、また画像処理時のノイズ除去等の前処
理を不要とし、電子部品の位置の認識時間の短縮が可能
になる。好ましくは、前記背景板は、例えば円鍵状その
他の傾斜表面（前記ノズルの軸に対する傾斜面）を有す
ることを特徴としている。

【０００８】この構成によれば、背景板の表面が油等の
汚れによって照明の光が反射するようになった場合で
も、所定の角度で傾斜しているため、反射する光が、電
子部品の撮像に影響がない方向に照射されてカメラ側に
は戻らない。従って、不要な光の映り込みが防止され、
電子部品の位置の認識が確実になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に係る電子部品実装機の実
施の一形態について、図１から図３によって説明する。
電子部品実装機は、機械本体Ａと部品操作部Ｂとから構
成されている。機械本体Ａは、部品操作部ＢをＸ方向に
移動させるＸ軸移動機構１と、Ｘ軸移動機構１の一端に
設けられたＹ方向に移動させるＹ１軸移動機構２と、他
端に設けられたＹ２軸移動機構３からなるＸＹ移動ロボ
ットで構成されている。

【００１０】前記部品操作部Ｂは、機械本体ＡのＸ軸移
動機構１のほぼ中央に取り付けられている。従って、部
品操作部Ｂは、Ｘ軸移動機構１の駆動によりＸ軸方向に
移動でき、またＹ１軸移動機構２およびＹ２軸移動機構
３によって、Ｙ軸方向に移動可能になっている。

【００１１】部品操作部Ｂは、ヘッド部４に固定された
Ｌ字状を構成する支持板４ａ，４ｂ（図２）を介してＨ
軸移動機構１０が設けられ、Ｈ軸移動機構１０の下部に
はＲ軸移動機構９が設けられる。Ｒ軸移動機構９の下部
には、電子部品１２を真空吸引により吸着する吸着ノズ
ル１１が支持板４ｂを貫通して設けられている。

【００１２】吸着ノズル１１に吸着された電子部品１２
は、Ｒ軸移動機構９の回転駆動により、回転方向が変え
られ、また、Ｈ軸移動機構１０の上下駆動によって上下
の位置が変えられる。なお、図１では吸着ノズル１１お
よび照明１３を図示省略してある。

【００１３】この吸着ノズル１１には、図３に示すよう
に吸着した電子部品１２の背後の部位に光が反射され難
い（低反射率）の材料からなる、例えば黒色のポリアセ
タール（樹脂）からなる反射防止用の背景板１６が設け
られている。この背景板１６により光が吸収され遮断さ
れ、電子部品１２の背後に存在する支持板４ｂやＲ軸移
動機構９等から来る光の反射が防止され、電子部品の背
景からの不要な部材の像がカメラに映ることが防止され
る。

【００１４】前記吸着ノズル１１の下方のヘッド部４の
位置には、光を反射するミラー７と、電子部品１２を照
らす発光ダイオード（ＬＥＤ）又はハロゲンランプ等か
らなる照明１３とを移動させるＭ軸移動機構８が設けら
れている。照明１３は、支持台１３ｂの中央に設けた孔
１３ａの周りにＬＥＤ等の光源１３ｃを設けたものであ
る。このＭ軸移動機構８の駆動によって、ミラー７と照
明１３は、水平方向に移動される。

【００１５】ミラー７に対向して、中継ミラー６が設け
られ、また中継ミラー６の上方の位置には、撮像用のカ
メラ５が設けられている。これにより、ミラー７で反射
された電子部品１２の像が中継ミラー６を介してカメラ
５に導かれる。

【００１６】また、ヘッド部４の前方には、図示しない
コンベヤ上に載置され固定されたプリント基板１４が配
設される。このプリント基板１４の側部には、順次吸着
される複数の電子部品１２を載置した電子部品カセット
１５が配設される。

【００１７】電子部品１２は、整列配置された電子部品
カセット１５から吸着ノズル１１によって真空吸着さ
れ、Ｈ軸移動機構１０によって持ち上げられる。その
後、Ｍ軸移動機構８によって、ミラー７と照明１３が電
子部品１２の下側に移動されて、照明１３が点灯され
る。

【００１８】これにより、照明１３の光によって吸着さ
れた電子部品１２が照射され、電子部品１２の下面の半
田付け用リード等の高い反射率の部分の映像がミラー７
および中継ミラー６に反射されてカメラ５に取り込まれ
る。そして、取り込まれた画像から画像処理により、吸
着ノズル１１に吸着された電子部品１２の吸着位置（中
心位置とＸＹ平面（水平面）内での回転角度）が求めら
れる。

【００１９】次に、Ｍ軸移動機構８の駆動によって、ミ
ラー７と照明１３とを吸着ノズル１１が降下しても干渉
しない位置、即ちミラー７と照明１３が電子部品１２の
位置決め操作や装着の邪魔とならない位置に移動する。

【００２０】その後、Ｒ軸移動機構９の駆動により、前
記吸着位置に応じて電子部品１２を所定の水平角度にな
るように回転し、電子部品１２の方向位置を決定する。
しかる後、Ｈ軸移動機構１０，Ｘ軸移動機構１およびＹ
１軸移動機構２，Ｙ２軸移動機構３の駆動により吸着ノ
ズル１１に吸着された電子部品１２をＨ軸方向（上下方
向），Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動することによっ
て、電子部品１２はプリント基板１４上の所定の位置に
装着される。

【００２１】この実施の形態によれば、吸着ノズル１１
に吸着された電子部品１２の背後となる部位に背景板１
６を設けることによって、カメラ５側から照射した照明
１３の光が、背景板１６で吸収され遮断されて支持板４
ｂやＲ軸移動機構９等からの反射がなくなり、電子部品
１２の背景からの不要な光の映り込みが防止される。そ
のため、吸着ノズル１１に吸着された電子部品１２の位
置認識精度が向上し、電子部品１２の位置認識が確実に
なる（位置誤認が回避される）。従って、画像処理時の
ノイズ除去等の前処理も不要となり、吸着された電子部
品１２の位置認識の時間が短縮される。

【００２２】図４は、本発明に係る電子部品実装機の他
の実施形態で、吸着ノズル１１に吸着された電子部品１
２の背後に設ける背景板の他の例を示す。この背景板
は、所定の角度、例えばθが１３０°程度の頂角を持っ
た円錐状の背景板１７からなっている。即ち、図４は電
子部品を吸着したノズルの軸に対し傾斜した表面をもつ
背景板の例を示す。この背景板１７は、前記実施形態と
同様に、例えば黒色のポリアセタール（樹脂）からな
る。こうすると、その所定の頂角を有する表面が油汚れ
（人が触れた時の手の油や長期間機械を稼動させた時の
可動部のグリスによる汚れ）等によって、照明１３の光
が反射するようになった場合でも、その反射光が吸着さ
れた電子部品１２の下側に設けられたミラー７の方向以
外の方向（撮像に影響がない方向）に照射されて、カメ
ラ５側には戻らない。従って、電子部品１２の背景から
の不要な映り込みが回避される。

【００２３】また、前記実施の形態においてもそうであ
るが、黒色のポリアセタール（樹脂）で背景板１７が形
成してあれば、少々表面に傷が生じても、内部も黒色で
あるため、傷部分での不要な光の反射はない。また、上
記実施の形態は、反射防止板１６，１７いずれも、黒色
のポリアセタール（樹脂）で形成されているが、表面を
黒色アルマイト処理したアルミ金属板等を用いることが
できる。要するに背景板は光が反射し難い材料で形成さ
れたものであればよい。

【００２４】本発明の電子部品実装機は、電子部品であ
れば適用できるが、真空吸引で吸着し易い抵抗，コンデ
ンサやＩＣ等の半導体装置等の電子部品に最適である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、吸
着ノズルに吸着された電子部品の背後となる部位に背景
板を設けたことで、撮像用のカメラ側から照射した照明
の光が、背景板で吸収され遮断されて電子部品の背景か
らの不要な光の映り込みが防止され、電子部品の位置認
識精度が向上する。従って、画像処理時の電子部品の位
置誤認が回避される。また、画像処理時のノイズ除去等
の前処理が不要となって電子部品の位置の認識時間の短
縮が可能になり、電子部品の実装作業の能率が図られ
る。

【００２６】また、本発明によれば、背景板の表面が油
等の汚れによって照明の光が反射するようになった場合
でも、背景板が所定の傾斜角度を有することで、反射す
る光が、カメラ側に光を戻らず不要な光の映り込みが防
止され、電子部品の位置の認識が確実になり、電子部品
をプリント基板の所定の位置に正確に装着することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電子部品実装機の一実施形態の
斜視図。

【図２】 図１の要部拡大斜視図。

【図３】 図２の要部（吸着ノズル近傍部分）の拡大断
面図。

【図４】 本発明の他の実施形態の要部（吸着ノズル近
傍部分）の拡大断面図。

【図５】 従来の吸着ノズル近傍部分の拡大断面図。

【符号の説明】

５：カメラ、１１：吸着ノズル、１２：電子部品、１
３：照明、１４：プリント基板、１６，１７：背景板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸着ノズルで電子部品を吸着し、 照明を撮像用のカメラ側から照射し該カメラで前記電子
   部品を撮像して画像処理により電子部品の位置を認識
   し、 認識した位置に基づいて、この電子部品を位置合わせし
   てプリント基板上の所定の位置に装着する電子部品実装
   機において、 前記吸着ノズルに吸着された電子部品の背後となる部位
   に不要な画像を除去するための背景板を設けたことを特
   徴とする電子部品実装機。
2. 【請求項２】前記背景板は、前記吸着ノズルの軸方向に
   対し傾斜した傾斜表面を有することを特徴とする請求項
   １記載の電子部品実装機。
3. 【請求項３】前記傾斜表面は円錐状の傾斜面であること
   を特徴とする請求項２記載の電子部品実装機。