WO2016092673A1 - 部品実装機 - Google Patents
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- H05K13/0813—Controlling of single components prior to mounting, e.g. orientation, component geometry
Definitions
- the optical unit 40 forms the upper surface side optical path Pt so that the upper surface of the electronic component T is within the camera field of view when the component camera 61 images the lower surface of the electronic component T.
- the optical unit 40 enables simultaneous imaging of the lower surface and the upper surface of the electronic component T by the component camera 61.
- the image data D captured by the component camera 61 includes, as shown in FIG. 5, the lower surface of the electronic component T (the shape of the upper surface seen through the electronic component T in FIG. 5 is indicated by a broken line). , And a part of the upper surface of the electronic component T respectively reflected on the two second reflecting members 43.
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Abstract
保持された電子部品の上面を認識可能とすることにより実装処理の精度向上を図ることができる部品実装機を提供することを目的とする。 部品実装機1は、移載装置30と、移載装置30の下方から撮像可能に構成されたカメラ61と、移載装置30に保持された電子部品Tの上面をカメラ61が撮像可能とする光路Ptを形成する光学部材40と、光路Ptを用いたカメラ61の撮像による画像データDに基づいて電子部品Tの実装処理を制御する実装制御部71と、を備える。
Description
本発明は、電子部品を回路基板に実装する部品実装機に関するものである。
部品実装機は、吸着ノズルにより供給位置にある電子部品を吸着し、この電子部品を回路基板上の所定の座標位置(実装位置)に実装する。このような部品実装機として、例えば特許文献1には、部品カメラにより吸着ノズルに保持された電子部品の下面を撮像する構成が開示されている。特許文献1の部品実装機では、当該撮像による画像データに基づいて認識される部品外形から吸着ノズルによる電子部品の保持状態などを認識し、実装処理の精度の向上が図られている。
ところで、電子部品の実装処理においては、部品カメラを用いて認識される部品外形では吸着ノズルによる電子部品の保持状態を正確に把握することができないことがある。例えば、特許文献2に示されるように、ウエハのカット部品(チップ)は、カットなどの加工精度によって、当該カット部品における基準位置と、部品外形から推定される基準位置とに誤差が生じることがある。そのため、部品実装機は、例えば吸着する前のカット部品の上面を別の専用カメラにより撮像し、当該撮像による画像データに基づいて部品外形に対する基準位置を予め認識する。
しかしながら、上記のような方法では、電子部品の上面および下面の画像データからそれぞれ認識される部品外形を照合する必要がある。また、部品実装機に対しては、実装処理の精度向上および設備コストの低減などの要請がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、保持された電子部品の上面を認識可能とすることにより実装処理の精度向上を図ることができる部品実装機を提供することを目的とする。
請求項1に係る部品実装機は、供給位置に供給された電子部品を保持して回路基板上の装着位置まで当該電子部品を移載する移載装置と、光軸が鉛直方向となるように基台に固定され、前記移載装置の下方から撮像可能に構成されたカメラと、前記移載装置に保持された前記電子部品の上面を前記カメラが撮像可能とする光路を形成する光学部材と、前記光路を用いた前記カメラの撮像による画像データを取得し、前記画像データと予め記憶している制御プログラムに基づいて前記電子部品の実装処理を制御する実装制御部と、を備える。
請求項9に係る部品実装機は、供給位置に供給された電子部品を保持して回路基板上の装着位置まで当該電子部品を移載する移載装置と、基台に固定されたカメラと、前記移載装置に保持された前記電子部品の下面を撮像可能とする下面側光路と、前記カメラが前記電子部品の下面を撮像する際のカメラ視野に当該電子部品の上面を収めて前記下面と同時に前記上面を撮像可能とする上面側光路と、を形成する光学部材と、前記下面側光路および前記上面側光路を用いた前記カメラの撮像による画像データを取得し、前記画像データと予め記憶している制御プログラムに基づいて前記電子部品の実装処理を制御する実装制御部と、を備える。
請求項1の構成によると、移載装置の下方から撮像可能に構成されたカメラによって、移載装置に保持された状態にある電子部品の上面を撮像可能となる。これにより、実装処理において上面の確認が必要となる電子部品を対象とする場合に、当該電子部品の上面における基準位置を認識することが可能となり、実装処理の精度が向上する。また、カメラが基台に固定されることから、カメラが部品移載装置に配置される構成と比較して、カメラの設置自由度が高く、設備コストの増加を抑制できる。
請求項9の構成によると、実装処理において上面の確認が必要となる電子部品を対象とする場合に、当該電子部品の上面における基準位置を認識することが可能となり、実装処理の精度が向上する。また、電子部品の下面の撮像を行う際に、同時に当該電子部品の上面を撮像して、電子部品の上面および下面を同一の画像データに収めることが可能となる。これにより、複数回に亘り撮像する必要がないので、実装処理に要する時間を短縮できる。また、撮像処理および画像処理に要する処理負荷を軽減できる。
以下、本発明の部品実装機を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。部品実装機は、吸着ノズルにより供給位置にある電子部品を吸着し、この電子部品を回路基板上の所定の座標位置(実装位置)に実装する装置である。
<第一実施形態>
(部品実装機1の全体構成)
部品実装機1の構成について、図1を参照して説明する。部品実装機1は、図1に示すように、基板搬送装置10と、部品供給装置20と、部品移載装置30と、部品カメラ61と、基板カメラ62と、制御装置70とを備える。以下の説明において、部品実装機1の水平幅方向(図1の左上から右下に向かう方向)をX軸方向とし、部品実装機1の水平長手方向(図1の右上から左下に向かう方向)をY軸方向とし、X軸およびY軸に垂直な鉛直方向(図1の上下方向)をZ軸方向とする。
(部品実装機1の全体構成)
部品実装機1の構成について、図1を参照して説明する。部品実装機1は、図1に示すように、基板搬送装置10と、部品供給装置20と、部品移載装置30と、部品カメラ61と、基板カメラ62と、制御装置70とを備える。以下の説明において、部品実装機1の水平幅方向(図1の左上から右下に向かう方向)をX軸方向とし、部品実装機1の水平長手方向(図1の右上から左下に向かう方向)をY軸方向とし、X軸およびY軸に垂直な鉛直方向(図1の上下方向)をZ軸方向とする。
基板搬送装置10は、ベルトコンベアなどにより構成され、回路基板Bdを搬送方向へと順次搬送する。基板搬送装置10は、部品実装機1の機内における所定の位置に回路基板Bdを位置決めする。そして、基板搬送装置10は、部品実装機1による実装処理が実行された後に、回路基板Bdを部品実装機1の機外に搬出する。
部品供給装置20は、回路基板Bdに装着される電子部品を供給位置Sに供給する。本実施形態において、上記の電子部品には、キャリアテープに所定ピッチで収容された電子部品と、ウエハWfを部品単位でカットしたチップとが含まれる。キャリアテープは、部品供給装置20の複数のスロットに着脱可能にセットされたフィーダにより送り移動される。これにより、部品供給装置20は、フィーダの先端側の取出し部において電子部品を供給する。
また、部品供給装置20は、ウエハWfのチップを供給するウエハ供給装置21を備える。チップは、例えばウエハ本体において格子状に多数形成され、粘着シートに貼着された状態でレーザーカッタなどにより部品単位にカットされて形成される。キャリアテープに収容された電子部品、およびウエハWfのチップは、本発明の「電子部品」に相当し、以下では「電子部品T」と総称する。
部品移載装置30は、X軸方向およびY軸方向に移動可能に構成される。部品移載装置30は、部品実装機1の長手方向の後部側(図1の右上側)から前部側の部品供給装置20の上方にかけて配置されている。部品移載装置30は、ヘッド駆動装置31と、移動台32と、装着ヘッド33とを有する。ヘッド駆動装置31は、直動機構により移動台32をXY軸方向に移動可能に構成されている。
装着ヘッド33は、ヘッド駆動装置31の移動台32に着脱可能に設けられている。また、装着ヘッド33は、複数のノズルホルダ34に着脱可能に設けられた複数の吸着ノズル35を支持する。装着ヘッド33は、Z軸と平行なR軸回りに回転可能に、且つ昇降可能に吸着ノズル35をそれぞれ支持する。
吸着ノズル35の各々は、装着ヘッド33に対する昇降位置(Z軸方向位置)や角度、負圧の供給状態を制御される。吸着ノズル35は、負圧を供給されることにより、フィーダの取出し部において供給される電子部品T、およびウエハ供給装置21により供給されたウエハWfのチップ(電子部品T)を吸着して保持する。また、吸着ノズル35には、電子部品Tの上面の撮像を可能とするための光学ユニット40が設けられる。光学ユニット40の詳細構成については後述する。
部品カメラ61および基板カメラ62は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ61および基板カメラ62は、通信可能に接続された制御装置70による制御信号に基づいてカメラ視野Fvに収まる範囲の撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置70に送出する。
部品カメラ61は、光軸Axが鉛直方向(Z軸方向)となるように基台2に固定され、部品移載装置30の下方から撮像可能に構成される。より具体的には、部品カメラ61は、吸着ノズル35に保持された状態の電子部品Tを撮像可能に構成される。詳細には、部品カメラ61のレンズユニットは、撮像素子から一定の距離にある対象物に焦点が合うように設定される。また、部品カメラ61のレンズユニットのカメラ視野Fvは、装着ヘッド33が支持する全ての吸着ノズル35が収まる大きさに設定されている。
基板カメラ62は、光軸が鉛直方向(Z軸方向)となるように移動台32に固定され、回路基板Bdを撮像可能に構成されている。この基板カメラ62から画像データを取得した制御装置70は、画像処理により例えば基板に付された基板マークを認識することで、基板搬送装置10による回路基板Bdの位置決め状態を認識する。そして、制御装置70は、回路基板Bdの位置決め状態に応じて移動台32の位置を補正して、電子部品Tの装着を行うように実装処理を制御する。
制御装置70は、主として、CPUや各種メモリ、制御回路により構成され、部品カメラ61および基板カメラ62の撮像により取得した画像データに基づいて回路基板Bdへの電子部品Tの実装処理を制御する。この制御装置70は、図2に示すように、実装制御部71、画像処理部72、および記憶装置73に、バスを介して入出力インターフェース75が接続されている。入出力インターフェース75には、モータ制御回路76および撮像制御回路77が接続されている。
実装制御部71は、モータ制御回路76を介して装着ヘッド33の位置や吸着機構の動作を制御する。より詳細には、実装制御部71は、部品実装機1に複数設けられた各種センサから出力される情報や、各種の認識処理の結果を入力する。そして、実装制御部71は、記憶装置73に記憶されている制御プログラム、各種センサによる情報、画像処理や認識処理の結果に基づいて、モータ制御回路76に制御信号を送出する。これにより、装着ヘッド33に支持された吸着ノズル35の位置および回転角度が制御される。
画像処理部72は、撮像制御回路77を介して部品カメラ61および基板カメラ62の撮像による画像データを取得して、用途に応じた画像処理を実行する。この画像処理には、例えば、画像データの二値化、フィルタリング、色相抽出、超解像処理などが含まれ得る。
記憶装置73は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。この記憶装置73には、部品実装機1を動作させるための制御プログラム、バスや通信ケーブルを介して部品カメラ61および基板カメラ62から制御装置70に転送された画像データ、画像処理部72による処理の一時データなどが記憶される。入出力インターフェース75は、CPUや記憶装置73と各制御回路76,77との間に介在し、データ形式の変換や信号強度を調整する。
モータ制御回路76は、実装制御部71による制御信号に基づいて、部品移載装置30に設けられた各軸モータの制御に用いられる。これにより、装着ヘッド33が各軸方向に位置決めされる。また、この各軸のモータの制御により、所定の吸着ノズル35の昇降位置(Z軸方向位置)および回転角度が割り出される。
撮像制御回路77は、制御装置70のCPUなどによる撮像の制御信号に基づいて、部品カメラ61および基板カメラ62による撮像を制御する。また、撮像制御回路77は、部品カメラ61および基板カメラ62の撮像による画像データを取得して、入出力インターフェース75を介して記憶装置73に記憶させる。
(光学ユニット40の詳細構成)
光学ユニット40(本発明の「光学部材」に相当する。)は、部品移載装置30に保持された電子部品Tの上面をカメラが撮像可能とする上面側光路を形成する。より具体的には、本実施形態において、光学ユニット40は、図3に示すように、部品移載装置30の吸着ノズル35に保持された電子部品Tの上面を、部品カメラ61が撮像可能する上面側光路Ptを形成する。
光学ユニット40(本発明の「光学部材」に相当する。)は、部品移載装置30に保持された電子部品Tの上面をカメラが撮像可能とする上面側光路を形成する。より具体的には、本実施形態において、光学ユニット40は、図3に示すように、部品移載装置30の吸着ノズル35に保持された電子部品Tの上面を、部品カメラ61が撮像可能する上面側光路Ptを形成する。
光学ユニット40は、ユニット本体41と、2枚の第一反射部材42と、2枚の第二反射部材43とを有する。ユニット本体41は、吸着ノズル35の外周側に固定される。2枚の第一反射部材42は、図3および図4に示すように、吸着ノズル35の先端部を挟むようにユニット本体41の内部に配置される。第一反射部材42は、吸着ノズル35に保持された電子部品Tの上面で鉛直方向(Z軸方向)に反射された反射光の進行方向を水平方向(XY平面に平行な方向)に変換する。
2枚の第二反射部材43は、第一反射部材42に対して吸着ノズル35の軸直交方向の外側にそれぞれ配置される。第二反射部材43は、第一反射部材42により変換された反射光の進行方向を部品カメラ61の光軸Axに平行な方向に変換する。部品カメラ61の光軸Axは、本実施形態において、鉛直方向(Z軸方向)となるように設定される。
このような構成により、電子部品Tの上面で鉛直方向に反射した反射光は、第一反射部材42および第二反射部材43により進行方向を順次変換される。さらに、光学ユニット40は、第一反射部材42および第二反射部材43を2組有する。これにより、電子部品Tの上面のうち2箇所の規定領域が電子部品Tの下方から視認可能とされる。上記の2箇所の「規定領域」には、例えば配線パターンやアライメントマークなどの特徴部分が含まれる。
また、光学ユニット40は、部品カメラ61が電子部品Tの下面を撮像する際のカメラ視野に当該電子部品Tの上面が収まるように上面側光路Ptを形成する。これにより、光学ユニット40は、部品カメラ61による電子部品Tの下面および上面の同時撮像を可能にする。このような構成によると、部品カメラ61の撮像による画像データDには、図5に示すように、電子部品Tの下面(同図において電子部品Tを透視した上面の形状等を破線で示す)、および2つの第二反射部材43にそれぞれ映る電子部品Tの上面の一部が含まれる。
なお、ウエハWfのチップである電子部品Tには、上面における2箇所の規定位置に基準マークMn1,Mn2が付されている。基準マークMn1,Mn2は、チップにおける配線パターンなどの位置を示すアライメントマークである。基準マークMn1,Mn2は、光学ユニット40の構成により、部品カメラ61の撮像による画像データDにおいて、第二反射部材43が位置する範囲に映し出される。
(制御装置70による実装処理の制御)
制御装置70は、制御プラグラムに従って、電子部品Tを吸着する吸着処理、回路基板Bdがクランプされた位置の認識処理、電子部品Tの保持状態の認識処理、および電子部品Tを回路基板Bd上に装着する装着処理が実行される。詳細には、制御装置70は、先ず部品カメラ61の撮像により取得した画像データDを画像処理部72による画像処理を実行する。
制御装置70は、制御プラグラムに従って、電子部品Tを吸着する吸着処理、回路基板Bdがクランプされた位置の認識処理、電子部品Tの保持状態の認識処理、および電子部品Tを回路基板Bd上に装着する装着処理が実行される。詳細には、制御装置70は、先ず部品カメラ61の撮像により取得した画像データDを画像処理部72による画像処理を実行する。
制御装置70は、上記の画像処理の結果に基づいて、吸着ノズル35に保持された電子部品Tの保持状態を認識する。具体的には、画像データDにおける電子部品Tの下面の外形から吸着ノズル35に対する電子部品TのXY方向のずれ量、および軸周りの回転角度を割り出す。さらに、制御装置70は、画像データDのける電子部品Tの基準マークMn1,Mn2に基づいて、電子部品Tの外形に対する配線パターン等の位置を割り出す。
この配線パターン等の位置の割り出しには、基準マークMn1,Mn2の他に、例えば光学ユニット40における第一反射部材42および第二反射部材43の角度を含む位置関係、撮像を行った際の部品カメラ61の光軸Axに対する装着ヘッド33の位置、先に割り出された吸着ノズル35に対する電子部品Tの各種ずれ量が勘案される。制御装置70の実装制御部71は、上記のように認識した電子部品Tの保持状態などに基づいて、装着ヘッド33の指令位置および吸着ノズル35の角度を補正して電子部品Tの実装処理を制御する。
(第一実施形態の構成による効果)
部品実装機1は、供給位置Sに供給された電子部品Tを保持して回路基板Bd上の装着位置まで当該電子部品Tを移載する移載装置(部品移載装置30)と、光軸Axが鉛直方向となるように基台2に固定され、移載装置の下方から撮像可能に構成されたカメラ(部品カメラ61)と、移載装置に保持された電子部品Tの上面をカメラが撮像可能とする光路(上面側光路Pt)を形成する光学部材(光学ユニット40)と、光路を用いたカメラの撮像による画像データDを取得し、画像データDと予め記憶している制御プログラムに基づいて電子部品Tの実装処理を制御する実装制御部71と、を備える。
部品実装機1は、供給位置Sに供給された電子部品Tを保持して回路基板Bd上の装着位置まで当該電子部品Tを移載する移載装置(部品移載装置30)と、光軸Axが鉛直方向となるように基台2に固定され、移載装置の下方から撮像可能に構成されたカメラ(部品カメラ61)と、移載装置に保持された電子部品Tの上面をカメラが撮像可能とする光路(上面側光路Pt)を形成する光学部材(光学ユニット40)と、光路を用いたカメラの撮像による画像データDを取得し、画像データDと予め記憶している制御プログラムに基づいて電子部品Tの実装処理を制御する実装制御部71と、を備える。
このような構成によると、部品移載装置30の下方から撮像可能に構成された部品カメラ61によって、部品移載装置30に保持された状態にある電子部品Tの上面を撮像可能となる。これにより、実装処理において上面の確認が必要となる電子部品Tを対象とする場合に、当該電子部品Tの上面における基準位置を認識することが可能となり、実装処理の精度が向上する。また、部品カメラ61が基台2に固定されることから、部品カメラ61が部品移載装置30に配置される構成と比較して、部品カメラ61の設置自由度が高く、設備コストの増加を抑制できる。
また、カメラは、移載装置(部品移載装置30)に保持された電子部品Tの下面を撮像可能な部品カメラ61である。このような構成によると、既存設備である部品カメラ61を流用して、光学ユニット40の追加のみで電子部品Tの上面を撮像することが可能となる。
また、光学部材(光学ユニット40)は、部品カメラ61が電子部品Tの下面を撮像する際のカメラ視野に当該電子部品Tの上面が収まる光路(上面側光路Pt)を形成して、部品カメラ61による電子部品Tの下面および上面の同時撮像を可能にする。このような構成によると、電子部品Tの下面の撮像を行う際に、同時に当該電子部品Tの上面を撮像して、電子部品Tの上面および下面を同一の画像データDに収めることが可能となる。これにより、複数回に亘り撮像する必要がないので、実装処理に要する時間を短縮できる。また、撮像処理および画像処理に要する処理負荷を軽減できる。
また、光学部材(光学ユニット40)は、移載装置(部品移載装置30)に保持された電子部品Tの上面で鉛直方向に反射された反射光の進行方向を水平方向に変換する第一反射部材42と、第一反射部材42により変換された反射光の進行方向をカメラ(部品カメラ61)の光軸Axに平行な方向に変換する第二反射部材43と、を有する。
このような構成によると、部品カメラ61に入射する反射光は、電子部品Tの上面から垂直方向に反射した光であり、且つ部品カメラ61の光軸Axと平行な光である。これにより、画像データDにおける電子部品Tの上面の見かけの歪みが小さくなり、上面を認識するための画像処理の精度を向上できるとともに、歪み補正が不要のため画像処理に要する負荷を軽減できる。
また、移載装置(部品移載装置30)は、電子部品Tを吸着して保持する吸着ノズル35を有する。光学部材(光学ユニット40)は、吸着ノズル35に設けられる。このような構成によると、上面の確認が必要な場合にのみ光学ユニット40が設けられた吸着ノズル35を使用することができる。また、部品移載装置30が複数の吸着ノズル35を保持する場合には、複数の吸着ノズル35のうち上面の確認が必要な電子部品Tを保持する吸着ノズル35のそれぞれに光学ユニット40を設けることにより、部品カメラ61が複数の吸着ノズル35に保持された電子部品Tの下面および上面を一斉に撮像することができる。よって、撮像処理の効率が向上し、サイクルタイムを短縮することができる。
<第一実施形態の変形態様>
第一実施形態において、吸着ノズル35は、先端部で開口するエア通路を介して負圧を供給されて電子部品Tを吸着する。この吸着ノズル35は、吸着する対象の電子部品Tの寸法や硬度、仕様等に応じて先端部の形状が適宜設定される。例えば、チップのように硬度が低い場合、上面に吸着ノズル35との接触を避ける必要がある部位を有する場合などには、図6に示すように、先端部の保持面積の広い吸着ノズル135が適用される。
第一実施形態において、吸着ノズル35は、先端部で開口するエア通路を介して負圧を供給されて電子部品Tを吸着する。この吸着ノズル35は、吸着する対象の電子部品Tの寸法や硬度、仕様等に応じて先端部の形状が適宜設定される。例えば、チップのように硬度が低い場合、上面に吸着ノズル35との接触を避ける必要がある部位を有する場合などには、図6に示すように、先端部の保持面積の広い吸着ノズル135が適用される。
この吸着ノズル135のうち上面側光路Pt上に位置する部位(先端部材135a)は、電子部品Tの上面で反射された反射光を透過する材料により形成される。つまり、先端部材135aは、可視光を透過可能な透明の材料により形成される。透明の材料としてはアクリル樹脂やガラスなど種々のものが適用可能である。これにより、吸着ノズル135の先端部材135aは、吸着ノズル135が電子部品Tを保持した状態で部品カメラ61による電子部品Tの上面の撮像を可能とする。
このような構成によると、吸着ノズル135は、電子部品Tの上面で反射した反射光を遮ることなく、電子部品Tを確実に保持することが可能となる。よって、吸着ノズル135に保持された電子部品Tにおいて、上面のうち基準位置を特定するために必要な特徴部分が吸着ノズル35の内側に位置した場合に、部品カメラ61は当該特徴部分を撮像できる。
また、部品移載装置30は、図7に示すように、先端部の保持面積が広い吸着ノズル235により電子部品Tを保持する構成としてもよい。この吸着ノズル235のうち上面側光路Pt上に位置する部位(先端部材235a)は、電子部品Tの上面で反射された反射光を通過可能な貫通孔235bが形成される。
この貫通孔235bは、例えば吸着ノズル235が電子部品Tを吸着した状態において、当該電子部品Tの上面に付された基準マークMn1,Mn2に対応する位置に、鉛直方向に延びるように形成される。これにより、吸着ノズル235の先端部材235aは、吸着ノズル235が電子部品Tを保持した状態で部品カメラ61による電子部品Tの上面の撮像を可能とする。
このような構成によると、吸着ノズル235は、電子部品Tの上面で反射した反射光を遮ることなく、電子部品Tを確実に保持することが可能となる。よって、吸着ノズル235に保持された電子部品Tにおいて、上面のうち基準位置を特定するために必要な特徴部分が吸着ノズル35の内側に位置した場合に、部品カメラ61は当該特徴部分を撮像できる。
<第二実施形態>
第二実施形態の部品実装機について、図8を参照して説明する。第二実施形態の構成は、主として、第一実施形態における光学ユニットおよび部品カメラの構成が相違する。その他の共通する構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。本実施形態の部品移載装置30は、複数の吸着ノズル35を保持する装着ヘッド33を有する。
第二実施形態の部品実装機について、図8を参照して説明する。第二実施形態の構成は、主として、第一実施形態における光学ユニットおよび部品カメラの構成が相違する。その他の共通する構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。本実施形態の部品移載装置30は、複数の吸着ノズル35を保持する装着ヘッド33を有する。
本実施形態の光学ユニット340は、図8に示すように、複数の吸着ノズル35のうち何れかの吸着ノズル35に保持された電子部品Tを撮像対象としてカメラが撮像可能となるように、装着ヘッド33に設けられる。光学ユニット340は、ユニット本体341と、複数の反射部材344~347とを有する。
ユニット本体341は、屈曲した筒状部材であり、装着ヘッド33に設けられる。このユニット本体341の上部には、部品カメラ361が配置される。ユニット本体341の内部には複数の反射部材344,345が所定の位置に配置される。これにより、吸着ノズル35に保持された電子部品Tの下面を部品カメラ361が撮像可能とする下面側光路Pbが形成される。
また、ユニット本体341の内部には、複数の反射部材346,347(本発明の「第一反射部材」および「第二反射部材」に相当する)が所定の位置に配置される。これにより、部品カメラ361が電子部品Tの下面を撮像する際のカメラ視野に当該電子部品Tの上面を収めて下面と同時に上面を部品カメラ361が撮像可能とする上面側光路Ptが形成される。
このような構成において、複数の吸着ノズル35が光学ユニット340における撮像位置に順次割り出される。これにより、当該撮像位置にある吸着ノズル35に保持された電子部品Tが部品カメラ361による撮像対象となる。撮像対象の電子部品Tの下面で反射した反射光は、下面側光路Pbを経由して部品カメラ361に入射する。電子部品Tの上面で反射した反射光は、上面側光路Ptを経由して部品カメラ361に入射する。これにより、電子部品Tの下面および上面は、部品カメラ361により同時に撮像される。
(第二実施形態の構成による効果)
部品実装機1は、供給位置に供給された電子部品Tを保持して回路基板Bd上の装着位置まで当該電子部品Tを移載する移載装置(部品移載装置30)と、カメラ(部品カメラ61)と、移載装置に保持された電子部品Tの下面をカメラが撮像可能とする下面側光路Pbと、カメラが電子部品Tの下面を撮像する際のカメラ視野に当該電子部品Tの上面を収めて下面と同時に上面をカメラが撮像可能とする上面側光路Ptと、を形成する光学部材(光学ユニット340)と、下面側光路Pbおよび上面側光路Ptを用いたカメラの撮像による画像データDを取得し、画像データDと予め記憶している制御プログラムに基づいて電子部品Tの実装処理を制御する実装制御部71と、を備える。
部品実装機1は、供給位置に供給された電子部品Tを保持して回路基板Bd上の装着位置まで当該電子部品Tを移載する移載装置(部品移載装置30)と、カメラ(部品カメラ61)と、移載装置に保持された電子部品Tの下面をカメラが撮像可能とする下面側光路Pbと、カメラが電子部品Tの下面を撮像する際のカメラ視野に当該電子部品Tの上面を収めて下面と同時に上面をカメラが撮像可能とする上面側光路Ptと、を形成する光学部材(光学ユニット340)と、下面側光路Pbおよび上面側光路Ptを用いたカメラの撮像による画像データDを取得し、画像データDと予め記憶している制御プログラムに基づいて電子部品Tの実装処理を制御する実装制御部71と、を備える。
このような構成によると、実装処理において上面の確認が必要となる電子部品Tを対象とする場合に、当該電子部品Tの上面における基準位置を認識することが可能となり、実装処理の精度が向上する。また、電子部品Tの下面の撮像を行う際に、同時に当該電子部品Tの上面を撮像して、電子部品Tの上面および下面を同一の画像データDに収めることが可能となる。これにより、複数回に亘り撮像する必要がないので、実装処理に要する時間を短縮できる。また、撮像処理および画像処理に要する処理負荷を軽減できる。
<第一、第二実施形態の変形態様>
第一、第二実施形態において、電子部品Tの上面を撮像するカメラは、電子部品Tの下面を撮像する部品カメラ61,361とした。これに対して、部品実装機1は、電子部品Tの上面を撮像するための専用カメラを設ける構成としてもよい。また、電子部品Tの上面および下面については、それぞれ異なる時刻に撮像してもよい。
第一、第二実施形態において、電子部品Tの上面を撮像するカメラは、電子部品Tの下面を撮像する部品カメラ61,361とした。これに対して、部品実装機1は、電子部品Tの上面を撮像するための専用カメラを設ける構成としてもよい。また、電子部品Tの上面および下面については、それぞれ異なる時刻に撮像してもよい。
また、第一、第二実施形態において、光学ユニット40,340は、第一反射部材および第二反射部材を用いて、電子部品Tの上面から鉛直方向に反射された反射光の進行方向を屈曲させて部品カメラ61,361の光軸Axに平行とする。これに対して、光学部材としては、カメラの位置などに応じて反射部材の形状、角度、および数量を適宜設定することができる。例えば、1枚の反射部材を用いて、電子部品Tの上面で反射した反射光をカメラに入射させる上面側光路Ptを形成してもよい。
1:部品実装機、 2:基台
10:基板搬送装置、 20:部品供給装置、 30:部品移載装置
31:ヘッド駆動装置、 32:移動台、 33:装着ヘッド
35,135,235:吸着ノズル、
135a,235a:先端部材、 235b:貫通孔
40,340:光学ユニット(光学部材)
41,341:ユニット本体
42:第一反射部材、 43:第二反射部材
344~347:反射部材(第一反射部材、第二反射部材)
61,361:部品カメラ(カメラ)
70:制御装置
71:実装制御部、 72:画像処理部、 73:記憶装置
75:入出力インターフェース、 76:モータ制御回路
77:撮像制御回路
Bd:回路基板、 Wf:ウエハ、 T:電子部品
Mn1:第一基準マーク、 Mn2:第二基準マーク
D:画像データ、 Pt:上面側光路、 Pb:下面側光路
Ax:光軸、 S:供給位置
10:基板搬送装置、 20:部品供給装置、 30:部品移載装置
31:ヘッド駆動装置、 32:移動台、 33:装着ヘッド
35,135,235:吸着ノズル、
135a,235a:先端部材、 235b:貫通孔
40,340:光学ユニット(光学部材)
41,341:ユニット本体
42:第一反射部材、 43:第二反射部材
344~347:反射部材(第一反射部材、第二反射部材)
61,361:部品カメラ(カメラ)
70:制御装置
71:実装制御部、 72:画像処理部、 73:記憶装置
75:入出力インターフェース、 76:モータ制御回路
77:撮像制御回路
Bd:回路基板、 Wf:ウエハ、 T:電子部品
Mn1:第一基準マーク、 Mn2:第二基準マーク
D:画像データ、 Pt:上面側光路、 Pb:下面側光路
Ax:光軸、 S:供給位置
Claims (9)
- 供給位置に供給された電子部品を保持して回路基板上の装着位置まで当該電子部品を移載する移載装置と、
光軸が鉛直方向となるように基台に固定され、前記移載装置の下方から撮像可能に構成されたカメラと、
前記移載装置に保持された前記電子部品の上面を前記カメラが撮像可能とする光路を形成する光学部材と、
前記光路を用いた前記カメラの撮像による画像データを取得し、前記画像データと予め記憶している制御プログラムに基づいて前記電子部品の実装処理を制御する実装制御部と、
を備える部品実装機。 - 前記カメラは、前記移載装置に保持された前記電子部品の下面を撮像可能な部品カメラである、請求項1に記載の部品実装機。
- 前記光学部材は、前記部品カメラが前記電子部品の下面を撮像する際のカメラ視野に当該電子部品の上面が収まる前記光路を形成して、前記部品カメラによる前記電子部品の下面および上面の同時撮像を可能にする、請求項2に記載の部品実装機。
- 前記光学部材は、
前記移載装置に保持された前記電子部品の上面で鉛直方向に反射された反射光の進行方向を水平方向に変換する第一反射部材と、
前記第一反射部材により変換された前記反射光の進行方向を前記カメラの前記光軸に平行な方向に変換する第二反射部材と、
を有する、請求項1~3の何れか一項に記載の部品実装機。 - 前記移載装置は、前記電子部品を吸着して保持する吸着ノズルを有し、
前記光学部材は、前記吸着ノズルに設けられる、請求項1~4の何れか一項に記載の部品実装機。 - 前記移載装置は、
前記電子部品を吸着して保持する複数の吸着ノズルと、
複数の前記吸着ノズルを保持する装着ヘッドと、を有し、
前記光学部材は、複数の前記吸着ノズルのうち何れかの前記吸着ノズルに保持された前記電子部品を撮像対象として前記カメラが撮像可能となるように、前記装着ヘッドに設けられる、請求項1~4の何れか一項に記載の部品実装機。 - 前記吸着ノズルのうち前記光路上に位置する部位は、前記電子部品の上面で反射された反射光を透過する材料により形成され、当該吸着ノズルが前記電子部品を保持した状態で前記カメラによる前記電子部品の上面の撮像を可能とする、請求項5または6に記載の部品実装機。
- 前記吸着ノズルのうち前記光路上に位置する部位は、前記電子部品の上面で反射された反射光を通過可能な貫通孔が形成され、当該吸着ノズルが前記電子部品を保持した状態で前記カメラによる前記電子部品の上面の撮像を可能とする、請求項5~7の何れか一項に記載の部品実装機。
- 供給位置に供給された電子部品を保持して回路基板上の装着位置まで当該電子部品を移載する移載装置と、
前記電子部品を撮像するカメラと、
前記移載装置に保持された前記電子部品の下面を前記カメラが撮像可能とする下面側光路と、前記カメラが前記電子部品の下面を撮像する際のカメラ視野に当該電子部品の上面を収めて前記下面と同時に前記上面を前記カメラが撮像可能とする上面側光路と、を形成する光学部材と、
前記下面側光路および前記上面側光路を用いた前記カメラの撮像による画像データを取得し、前記画像データと予め記憶している制御プログラムに基づいて前記電子部品の実装処理を制御する実装制御部と、
を備える部品実装機。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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PCT/JP2014/082873 WO2016092673A1 (ja) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | 部品実装機 |
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- 2014-12-11 WO PCT/JP2014/082873 patent/WO2016092673A1/ja active Application Filing
- 2014-12-11 JP JP2016563356A patent/JP6475264B2/ja active Active
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Ref document number: 14908000 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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ENP | Entry into the national phase |
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|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14908000 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |