WO2018092270A1 - リード位置検出方法及びリード位置検出器 - Google Patents

リード位置検出方法及びリード位置検出器 Download PDF

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WO2018092270A1
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light
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slope portion
longitudinal direction
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久紘 鳥居
拓也 永石
年弘 野々村
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株式会社Ｆｕｊｉ
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0813—Controlling of single components prior to mounting, e.g. orientation, component geometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Definitions

  • This specification discloses a lead position detection method and a lead position detector.
  • Some electronic parts include a main body and a lead extending from the main body.
  • the position of the lead is detected, and lead misalignment or bending is detected based on the detected position, and the lead is accurately placed in a predetermined lead insertion hole on the circuit board.
  • a method of inserting a file has been proposed.
  • a method for detecting the position of the lead for example, a method disclosed in Patent Document 1 is known.
  • light is irradiated to a part of the free end side of the lead from a direction perpendicular to the longitudinal direction of the lead, and the free end is imaged from a position away from the free end of the lead along the longitudinal direction of the lead,
  • the lead position is detected by processing the captured image.
  • a part on the free end side that irradiates light is set to a part that is a predetermined small distance from the free end to the base end side.
  • the outline portion of the lead may appear as an annular broken line depending on how the light hits. In such a case, there has been a problem that even if the captured image is processed, lead position detection results in an error.
  • This disclosure has been made in order to solve the above-described problems, and its main purpose is to accurately detect the lead of an electronic component.
  • the lead position detection method of the present disclosure includes: A method for detecting the position of a lead of an electronic component having a lead extending from a main body, Irradiating light from a direction perpendicular to the longitudinal direction of the lead to the slope portion of the free end cut obliquely of the lead, the slope portion irradiated with light is irradiated to the free end along the longitudinal direction of the lead. Capturing from a position away from the image, and detecting the position of the free end based on the captured image; Is.
  • the lead position detector of the present disclosure is A detector for detecting a position of a lead of an electronic component having a lead extending from a main body, A local illuminating device that irradiates light from a direction perpendicular to the longitudinal direction of the lead to the slope portion of the free end cut obliquely of the lead; and An imaging device that images the inclined surface irradiated with light by the local illumination device from a position away from the free end along the longitudinal direction of the lead; An image processing device that detects a position of the free end based on an image captured by the imaging device; It is equipped with.
  • the “direction orthogonal to the longitudinal direction of the lead” includes not only the direction orthogonal to the longitudinal direction of the lead but also the direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the lead within a range that does not hinder the detection of the lead.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating a schematic configuration of a component mounting system 10.
  • FIG. 2A is a view (fracture cross-sectional view) of the component mounting system 10.
  • FIG. The top view of the local illuminating device 60.
  • FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an electrical connection relationship of the control device 80.
  • Explanatory drawing which shows a mode that the electronic component 90 is mounted
  • FIG. The flowchart of a component mounting process routine.
  • Explanatory drawing which shows the relationship between the lead
  • FIG. 1 is a plan view showing an outline of the configuration of the component mounting system 10
  • FIG. 2 is a view A (fracture sectional view) of the component mounting system 10
  • FIG. 3 is a view B of the component mounting system 10
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an electrical connection relationship of the control device 80.
  • the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are as shown in FIGS. 1 and 4 is the Z-axis direction
  • the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2 is the Y-axis direction
  • the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3 is the X-axis direction.
  • the component mounting system 10 includes a component supply device 20, a board transfer device 30, an XY direction moving device 40, a component mounting device 50, and a local illumination device on a base 12. 60 (see FIGS. 2 to 4), an imaging device 70, and a control device 80 (see FIG. 5).
  • the component supply device 20 is a device that supplies components to the component mounting device 50.
  • electronic components are accommodated in each of a large number of accommodating recesses formed in a matrix on the upper surface of the tray 22.
  • the substrate transport device 30 is a device that transports and holds the substrate 14 on which a plurality of electronic components are mounted.
  • substrate conveyance apparatus 30 conveys the board
  • the XY direction moving device 40 includes an X-axis slider 41 and a Y-axis slider 45.
  • the X-axis slider 41 is a substantially rectangular parallelepiped block.
  • the length of the X-axis slider 41 in the Y-axis direction is slightly larger than the length of the base 12 in the Y-axis direction.
  • the X-axis slider 41 includes a nut 41a that is non-rotatably attached, and is attached to an X-axis ball screw 42 that extends in the X-axis direction via the nut 41a.
  • An X-axis guide rail 43 extending in the X-axis direction is provided below the X-axis ball screw 42.
  • an X-axis guide block 41b is provided below the X-axis slider 41.
  • the X-axis guide block 41b is slidably attached to the X-axis guide rail 43. Therefore, when the X-axis ball screw 42 is rotated by the X-axis motor 44 (see FIGS. 1 and 5), the X-axis slider 41 moves in the X-axis direction accordingly.
  • the Y-axis slider 45 includes a nut 45a attached so as not to rotate.
  • the Y-axis slider 45 is attached to a Y-axis ball screw 46 provided on the side surface of the X-axis slider 41 and extending in the Y-axis direction via a nut 45a.
  • Y-axis guide rails 47 extending in the Y-axis direction are provided at the upper and lower positions of the Y-axis ball screw 46 on the side surface of the X-axis slider 41.
  • the back surface of the Y-axis slider 45 is slidably attached to the Y-axis guide rail 47. Therefore, when the Y-axis ball screw 46 is rotated by the Y-axis motor 48 (see FIG. 1), the Y-axis slider 45 moves in the Y-axis direction accordingly.
  • the component mounting device 50 is attached to a support member 45c integrated with the side surface of the Y-axis slider 45, as shown in FIGS.
  • the component mounting device 50 includes a hollow rod 51, a nozzle 52, a nozzle lifting / lowering mechanism 53, and a nozzle rotating mechanism 54.
  • the hollow rod 51 penetrates the support member 45c in the Z-axis direction.
  • the nozzle 52 is detachably fixed to the lower end of the hollow rod 51.
  • the nozzle 52 communicates with the inside of the hollow rod 51, and the pressure at the nozzle tip is adjusted via a pressure adjustment valve 56 (see FIG. 5) attached to the upper portion of the hollow rod 51.
  • a resin flat plate cover 55 is attached to the tip of the nozzle 52.
  • the nozzle 52 penetrates the cover 55 in the Z-axis direction.
  • the nozzle lifting / lowering mechanism 53 includes a male screw portion 53a, a nut 53b, and a Z-axis motor 53c.
  • the male screw portion 53 a is provided on the outer surface of the upper portion of the hollow rod 51.
  • the nut 53b is screwed into the male threaded portion 53a of the hollow rod 51, and is supported by the support member 45c so that it cannot move in the Z-axis direction and can rotate.
  • the Z-axis motor 53c drives the nut 53b to rotate through the gear 53d.
  • the nozzle rotation mechanism 54 includes a spline portion 54a, a boss member 54b, and a nozzle rotation motor 54c (see FIG. 5).
  • the spline part 54 a is provided on the outer surface of the lower part of the hollow rod 51.
  • the boss member 54 b has a spline hole that penetrates in the Z-axis direction, and the spline hole meshes with the spline portion 54 a of the hollow rod 51.
  • the boss member 54b is supported by the support member 45c so as not to move in the Z-axis direction and to be rotatable.
  • the nozzle rotating motor 54c drives the boss member 54b to rotate through the gear 54d. Therefore, when the nozzle rotation motor 54 c rotates, the boss member 54 b rotates, and the hollow rod 51 having the spline portion 54 a rotates along with the nozzle 52 accordingly.
  • the local illumination device 60 is provided on a horizontal holding plate 62 integrated with the side surface of the X-axis slider 41 as shown in FIGS.
  • the holding plate 62 has a circular through hole 62a at the center.
  • the center of the through hole 62 a coincides with the central axis of the nozzle 52.
  • the local illumination device 60 includes two projectors 66 in each of a pair of casings 64 disposed with the through hole 62 a interposed therebetween.
  • the projector 66 includes a light emitting unit 66a and a mirror unit 66b.
  • the light emitting unit 66a converts the laser light emitted from the light source into slit light having a predetermined thickness, and then diffuses the laser light toward the mirror unit 66b.
  • the mirror part 66b irradiates the light received from the light emitting part 66a to the outside from the light projection window 64a provided in the casing 64.
  • the light emitted from each light projection window 64a is flat and has the same height as the horizontal plane (XY plane), and the light has the same thickness (constant) as the slit light.
  • the light beam is indicated by a two-dot chain line.
  • the imaging device 70 is supported on the side surface of the X-axis slider 41 so that the center of the imaging surface 72 is coaxial with the center of the through hole 62a at a position below the local illumination device 60.
  • the imaging device 70 is configured by a CCD camera and can capture an electronic component adsorbed by the nozzle 52. On the imaging surface 72, a large number of light receiving elements of the CCD camera are arranged.
  • the control device 80 is configured as a microprocessor centered on a CPU 81, and includes a ROM 82 that stores processing programs, an HDD 83 that stores various data, a RAM 84 that is used as a work area, and the like. .
  • an input device 85 such as a mouse or a keyboard and a display device 86 such as a liquid crystal display are connected to the control device 80.
  • the control device 80 includes a substrate transport device 30, an X-axis motor 44 and a Y-axis motor 48 of the XY direction moving device 40, a Z-axis motor 53c of the component mounting device 50, a nozzle rotation motor 54c and a pressure adjustment valve 56, and local illumination. It is connected so that a control signal can be output to the light emitting part 66a of the device 60 and the imaging device 70.
  • the control device 80 is connected so that image data from the imaging device 70 can be input.
  • the control device 80 corresponds to an image processing device.
  • FIG. 6 the electronic component 90 in which the two leads 94 extend from the lower surface of the main body 92 is inserted into the two lead insertion holes 14 a, 14 a of the substrate 14 using the nozzle 52 from the receiving recess of the tray 22.
  • the lead 94 has a circular cross section, and the tip (free end) is cut obliquely to form a sloped portion 94a.
  • the slope portion 94a is inclined by a predetermined angle with respect to the horizontal direction.
  • the predetermined angle is not particularly limited, but is in the range of 5 ° to 45 °, for example.
  • FIG. 7 is a flowchart of a component mounting process routine.
  • the CPU 81 of the control device 80 sucks the electronic component 90 accommodated in the tray 22 of the component supply device 20 to the nozzle 52 (S100). Specifically, the CPU 81 controls the X-axis motor 44 and the Y-axis motor 48 of the XY direction moving device 40 so that the center of the nozzle 52 is disposed immediately above the center of the upper surface of the main body 92 of the electronic component 90. Subsequently, the CPU 81 controls the Z-axis motor 53c of the component mounting device 50 so that the tip of the nozzle 52 is in contact with the upper surface of the main body 92 of the electronic component 90, and negative pressure is supplied to the tip of the nozzle 52 at that position. The pressure adjustment valve 56 is controlled.
  • the CPU 81 causes the imaging device 70 to capture an image of the lead 94 of the electronic component 90 (S110). Specifically, the CPU 81 controls the X-axis motor 44 and the Y-axis motor 48 of the XY direction moving device 40 so that the center of the nozzle 52 is directly above the center of the imaging surface 72. Subsequently, the CPU 81 controls the Z-axis motor 53 c of the component mounting device 50 so that the slope portion 94 a of the lead 94 of the electronic component 90 is irradiated with the light projected from each projector 66 of the local illumination device 60.
  • the CPU 81 irradiates the entire slope portion 94a with the light projected from each projector 66, that is, the slope portion 94a has a light thickness (the upper surface of the parallel light).
  • the Z-axis motor 53c is controlled so as to be within a range between the lower surface and the lower surface.
  • light is indicated by a dotted line.
  • the CPU 81 causes the imaging device 70 to image the lead 94.
  • the slope 94a of the lead 94 appears as a white circle 76, and the other portions appear black.
  • the center of the nozzle 52 is indicated by “x”.
  • the position of the circle 76 changes according to the posture in which the electronic component 90 is attracted to the nozzle 52, but the center position of the nozzle 52 appears at the same position regardless of the posture in which the electronic component 90 is attracted to the nozzle 52.
  • the imaging surface 72 of the imaging device 70 is disposed at a position away from the free end (slope portion 94 a) of the lead 94 along the longitudinal direction of the lead 94.
  • the CPU 81 detects the position of the free end of the lead 94 of the electronic component 90 and recognizes the deviation of the lead 94 (S120). Specifically, the CPU 81 detects the center position of the white circle 76 of the captured image 74 as the position of the free end of the lead 94 and recognizes how much the position is deviated from the normal position. For example, when the electronic component 90 is attracted to the nozzle 52 at a regular position, two circles 76 appear as shown by the solid line in FIG. At this time, the center of the nozzle 52 is located in the middle of the line segment connecting the centers of the two circles 76.
  • the CPU 81 recognizes how much the center position of the one-dot chain line circle 76 deviates from the center position of the regular solid circle 76 in the X-axis direction. Further, when the electronic component 90 is attracted to the nozzle 52 in a state of being rotated from the normal position, two circles 76 appear as indicated by a two-dot chain line in FIG. In this case, the CPU 81 recognizes how much the center position of the two-dot chain line circle 76 has been rotated from the center position of the solid regular circle 76.
  • the CPU 81 calculates a correction amount for canceling the recognized deviation (S130). For example, when the two circles 76 are displaced in the X-axis direction as indicated by the one-dot chain line in FIG. 9, the CPU 81 corrects the center of the nozzle 52 to move in the opposite direction by the same length as the displacement. Calculate the amount. In addition, when the two circles 76 are rotationally displaced as indicated by a two-dot chain line in FIG. 9, the CPU 81 corrects the amount of correction so that the center of the nozzle 52 is axially rotated in the opposite direction to the displacement by the same angle as the displacement. Is calculated.
  • the CPU 81 mounts the electronic component 90 at a predetermined position on the substrate 14 in consideration of the correction amount (S140). Specifically, the CPU 81 moves the XY direction moving device based on the correction amount obtained in S130 so that the two leads 94 of the electronic component 90 are inserted into the two lead insertion holes 14a and 14a of the substrate 14, respectively. 40 and the component mounting apparatus 50 are controlled. By doing so, even if the electronic component 90 is deviated and sucked with respect to the nozzle 52, the center of the lead 94 and the center of the lead insertion hole 14a are corrected so as to coincide with each other. Therefore, the lead 94 of the electronic component 90 is smoothly inserted into the lead insertion hole 14a (see FIG. 6).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-280799
  • a case is considered in which the tip of the lead 94 is a horizontal plane, and the light in the horizontal direction illuminates the upper side of the tip of the lead 94.
  • the tip of the lead 94 appears as a white ring 78 in the captured image, and the other portions appear black.
  • the ring 78 may be interrupted as shown in FIG. If the ring 78 is interrupted in this way, the CPU 81 may not be able to accurately determine the center of the lead 94 or may not determine the lead 94 and may determine an image processing error.
  • the light irradiated to the slope part 94a irradiates the whole slope part 94a.
  • a shape corresponding to the entire slope 94 a of the lead 94 appears in the captured image 74. Therefore, the reflection of the lead 94 is more stable.
  • the light irradiated to the inclined surface portion 94a is irradiated to the inclined surface portion 94a from a plurality of directions (four directions) orthogonal to the longitudinal direction of the lead 94. Therefore, the reflection of the lead 94 is stabilized regardless of the direction in which the inclined surface portion 94a faces.
  • an apparatus for supplying components using the tray 22 is illustrated as the component supply apparatus 20, but the present invention is not particularly limited thereto.
  • the cover 55 is provided at the tip of the nozzle 52, but the cover 55 may be omitted. Further, instead of the nozzle 52, a chuck of a type that is gripped by a nail may be employed.
  • the number of the leads 94 of the electronic component 90 is two, but the number of the leads 94 may be one or three or more.
  • the electronic component 90 in which the free end of the lead 94 is the slope portion 94a is disposed on the tray 22, but the present invention is not particularly limited thereto.
  • an electronic component whose free end is a horizontal plane is placed on the tray 22, the electronic component is adsorbed by the nozzle 52, and then the tip of the lead 94 is cut obliquely by a lead cutting device to form a sloped portion 94 a. Thereafter, the slope portion 94a may be imaged.
  • the lead position detection method and lead position detection apparatus of the present disclosure may be configured as follows.
  • the light irradiated to the slope portion may irradiate the entire slope portion. In this way, since the shape corresponding to the entire slope of the lead appears in the captured image, the reflection of the lead becomes more stable.
  • the light irradiated to the slope portion may be irradiated to the slope portion from a plurality of directions orthogonal to the longitudinal direction of the lead. This stabilizes the reed appearance regardless of the direction the slope is facing.
  • the local illumination device may irradiate light on the entire slope portion. In this way, since the shape corresponding to the entire slope of the lead appears in the captured image, the reflection of the lead becomes more stable.
  • the local illumination device may irradiate light to the slope portion from a plurality of directions orthogonal to the longitudinal direction of the lead. This stabilizes the reed appearance regardless of the direction the slope is facing.
  • the present invention can be used, for example, in a component mounter that mounts electronic components having leads on a substrate.

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Abstract

本開示のリード位置検出方法は、本体から延び出たリードを備えた電子部品のリードの位置を検出する方法である。この方法では、リードの斜めに切断された自由端の斜面部にリードの長手方向と直交する方向から光を照射する。そして、光の照射された斜面部を、リードの長手方向に沿って自由端から離れた位置から撮像し、該撮像された画像に基づいて自由端の位置を検出する。

Description

リード位置検出方法及びリード位置検出器
　本明細書は、リード位置検出方法及びリード位置検出器を開示する。
　電子部品には、本体と、その本体から延び出たリードとを備えたものがある。このようなリードを備えた電子部品を回路基板に装着する場合、リードの位置を検出し、それに基づいてリードの位置ずれや曲がり等を検出し、回路基板の所定のリード挿入穴に精度よくリードを挿入する方法が提案されている。リードの位置を検出する方法としては、例えば特許文献１に開示された方法が知られている。この方法では、リードの長手方向と直交する方向からリードの自由端側の一部に光を照射し、リードの自由端からリードの長手方向に沿って離れた位置からその自由端を撮像し、撮像された画像を処理することによりリードの位置を検出する。光を照射する自由端側の一部は、自由端から基端側へ所定の小距離だけ離れた部分に設定される。こうすることにより、リードの横断面形状が正方形状だった場合、撮像された画像にはリードの輪郭部分がリードの横断面形状と同様の正方形状の環状の明るい線として現れる。
特開２００２－２８０７９９号公報
　しかしながら、特許文献１の方法では、光の当たり方によって、リードの輪郭部分が環状の途切れた線として現れることがあった。そのような場合、撮像された画像を処理してもリードの位置検出がエラーになってしまうという問題があった。
　本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電子部品のリードを精度よく検出することを主目的とする。
　本開示のリード位置検出方法は、
　本体から延び出たリードを備えた電子部品のリードの位置を検出する方法であって、
　前記リードの斜めに切断された自由端の斜面部に前記リードの長手方向と直交する方向から光を照射し、光の照射された前記斜面部を、前記リードの長手方向に沿って前記自由端から離れた位置から撮像し、該撮像された画像に基づいて前記自由端の位置を検出する、
　ものである。
　このリード位置検出方法では、リードの斜めに切断された自由端の斜面部に、リードの長手方向と直交する方向から光を照射する。そして、光の照射された斜面部は、リードの長手方向に沿って自由端から離れた位置から撮像される。このようにして撮像された画像には、リードの自由端の斜面部に対応した形状が現れる。したがって、特許文献１のようにリードの輪郭部分を環状の明るい線として現れるように撮像する場合に比べて、リードの映り具合が安定し、リードを精度よく検出することができる。
　本開示のリード位置検出器は、
　本体から延び出たリードを備えた電子部品のリードの位置を検出する検出器であって、
　前記リードの斜めに切断された自由端の斜面部に前記リードの長手方向と直交する方向から光を照射する局部照明装置と、
　前記局部照明装置によって光の照射された前記斜面部を、前記リードの長手方向に沿って前記自由端から離れた位置から撮像する撮像装置と、
　前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて前記自由端の位置を検出する画像処理装置と、
　を備えたものである。
　このリード位置検出器では、リードの斜めに切断された自由端の斜面部に、リードの長手方向と直交する方向から光を照射する。そして、光の照射された斜面部が、リードの長手方向に沿って自由端から離れた位置から撮像される。このようにして撮像された画像には、リードの自由端の斜面部に対応した形状が現れる。したがって、特許文献１のようにリードの輪郭部分を環状の明るい線として現れるように撮像する場合に比べて、リードの映り具合が安定し、リードを精度よく検出することができる。
　なお、「リードの長手方向と直交する方向」とは、リードの長手方向と正確に直交する方向のほか、リードの検出に支障のない範囲でリードの長手方向とほぼ直交する方向も含むものとする。
部品実装システム１０の構成の概略を示す平面図。 部品実装システム１０のＡ視図（破断面図）。 部品実装システム１０のＢ視図。 局部照明装置６０の平面図。 制御装置８０の電気的な接続関係を示す説明図。 電子部品９０をトレイ２２から基板１４に装着する様子を示す説明図。 部品実装処理ルーチンのフローチャート。 電子部品９０を撮像するときのリード９４と光との関係を示す説明図。 撮像画像７４の説明図。 従来の撮像画像の説明図。 従来の撮像画像の説明図。
　本開示のリード位置検出方法及びリード位置検出装置の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１は部品実装システム１０の構成の概略を示す平面図、図２は部品実装システム１０のＡ視図（破断面図）、図３は部品実装システム１０のＢ視図、図４は局部照明装置６０の平面図、図５は制御装置８０の電気的な接続関係を示す説明図である。なお、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は図１～図４に示したとおりである。また、図１及び図４の紙面と垂直な方向がＺ軸方向、図２の紙面と垂直な方向がＹ軸方向、図３の紙面と垂直な方向がＸ軸方向である。
　本実施形態の部品実装システム１０は、図１に示すように、ベース１２上に、部品供給装置２０と、基板搬送装置３０と、ＸＹ方向移動装置４０と、部品装着装置５０と、局部照明装置６０（図２～図４参照）と、撮像装置７０と、制御装置８０（図５参照）とを備えている。
　部品供給装置２０は、部品装着装置５０に部品を供給する装置である。部品供給装置２０は、トレイ２２の上面にマトリックス状に形成された多数の収容凹部のそれぞれに電子部品が収容されている。
　基板搬送装置３０は、複数の電子部品が実装される基板１４を搬送したり保持したりする装置である。基板搬送装置３０は、左右一対のコンベアレール３２にそれぞれ取り付けられたコンベアベルト３４（図３参照）により基板１４をＸ軸方向へ搬送する。また、基板搬送装置３０は、所定の位置に到達した基板１４を下方から支持ピン（図示せず）によりコンベアベルト３４から持ち上げて固定したり、支持ピンを下降させて基板１４をコンベアベルト３４上に下ろして固定を解除したりする。
　ＸＹ方向移動装置４０は、Ｘ軸スライダ４１とＹ軸スライダ４５とを備えている。Ｘ軸スライダ４１は、略直方体のブロックである。Ｘ軸スライダ４１のＹ軸方向の長さは、ベース１２のＹ軸方向の長さよりもやや大きい。このＸ軸スライダ４１は、図２に示すように、回転不能に取り付けられたナット４１ａを備え、ナット４１ａを介してＸ軸方向に延びるＸ軸ボールネジ４２に取り付けられている。また、Ｘ軸ボールネジ４２の下方にはＸ軸方向に延びるＸ軸ガイドレール４３が設けられている。Ｘ軸スライダ４１の下方にはＸ軸ガイドブロック４１ｂが設けられている。このＸ軸ガイドブロック４１ｂは、Ｘ軸ガイドレール４３にスライド可能に取り付けられている。そのため、Ｘ軸ボールネジ４２がＸ軸モータ４４（図１及び図５参照）によって回転されると、それに応じてＸ軸スライダ４１はＸ軸方向に移動する。Ｙ軸スライダ４５は、回転不能に取り付けられたナット４５ａを備えている。Ｙ軸スライダ４５は、ナット４５ａを介して、Ｘ軸スライダ４１の側面に設けられたＹ軸方向に延びるＹ軸ボールネジ４６に取り付けられている。Ｘ軸スライダ４１の側面のうちＹ軸ボールネジ４６の上下位置には、それぞれＹ軸方向に延びるＹ軸ガイドレール４７が設けられている。Ｙ軸スライダ４５の背面は、Ｙ軸ガイドレール４７にスライド可能に取り付けられている。そのため、Ｙ軸ボールネジ４６がＹ軸モータ４８（図１参照）によって回転されると、それに応じてＹ軸スライダ４５はＹ軸方向に移動する。
　部品装着装置５０は、図２及び図３に示すように、Ｙ軸スライダ４５の側面に一体化された支持部材４５ｃに取り付けられている。部品装着装置５０は、図３に示すように、中空ロッド５１と、ノズル５２と、ノズル昇降機構５３と、ノズル回転機構５４とを備えている。中空ロッド５１は、支持部材４５ｃをＺ軸方向に貫通している。ノズル５２は、中空ロッド５１の下端に着脱可能に固定されている。ノズル５２は、中空ロッド５１の内部と連通しており、中空ロッド５１の上部に取り付けられた圧力調整弁５６（図５参照）を介してノズル先端の圧力が調整される。ノズル５２の先端には、樹脂平板製のカバー５５が取り付けられている。ノズル５２は、カバー５５をＺ軸方向に貫通している。ノズル昇降機構５３は、雄ネジ部５３ａとナット５３ｂとＺ軸モータ５３ｃとを備えている。雄ネジ部５３ａは、中空ロッド５１の上部の外面に設けられている。ナット５３ｂは、中空ロッド５１の雄ネジ部５３ａに螺合され、Ｚ軸方向へ移動不能で且つ軸回転可能となるように支持部材４５ｃに支持されている。Ｚ軸モータ５３ｃは、ギヤ５３ｄを介してナット５３ｂを軸回転するように駆動する。そのため、Ｚ軸モータ５３ｃが回転すると、ナット５３ｂが軸回転し、それに伴って雄ネジ部５３ａを有する中空ロッド５１がノズル５２と共にＺ軸方向に移動する。ノズル回転機構５４は、スプライン部５４ａとボス部材５４ｂとノズル回転用モータ５４ｃ（図５参照）とを備えている。スプライン部５４ａは、中空ロッド５１の下部の外面に設けられている。ボス部材５４ｂは、Ｚ軸方向に貫通するスプライン穴を有し、スプライン穴は、中空ロッド５１のスプライン部５４ａに噛合されている。ボス部材５４ｂは、Ｚ軸方向に移動不能で且つ軸回転可能となるように支持部材４５ｃに支持されている。ノズル回転用モータ５４ｃは、ギヤ５４ｄを介してボス部材５４ｂを軸回転するように駆動する。そのため、ノズル回転用モータ５４ｃが回転すると、ボス部材５４ｂが軸回転し、それに伴ってスプライン部５４ａを有する中空ロッド５１がノズル５２と共に軸回転する。
　局部照明装置６０は、図２及び図３に示すように、Ｘ軸スライダ４１の側面に一体化された水平な保持板６２上に設けられている。保持板６２は、中央に円形の貫通穴６２ａを有している。貫通穴６２ａの中心は、ノズル５２の中心軸と一致している。局部照明装置６０は、図４に示すように、貫通穴６２ａを挟んで配置された一対のケーシング６４のそれぞれに２つずつ投光器６６を有している。投光器６６は、発光部６６ａとミラー部６６ｂとを有している。発光部６６ａは、光源が発するレーザ光を所定の厚さのスリット光としたあと拡散させてミラー部６６ｂに向けて発射する。ミラー部６６ｂは、発光部６６ａから受けた光をケーシング６４に設けられた投光窓６４ａから外へ照射する。各投光窓６４ａから照射される光は、水平面（ＸＹ平面）に沿った平板状で同じ高さの光であり、光の厚さはスリット光と同じ厚さ（一定）である。また、各投光窓６４ａから照射される光は、貫通穴６２ａの中心（撮像装置７０の撮像面７２の中心でもある）の上方空間において互いに交差する。なお、図４では光線を２点鎖線で示した。
　撮像装置７０は、局部照明装置６０の下方の位置にて撮像面７２の中心が貫通穴６２ａの中心と同軸となるように、Ｘ軸スライダ４１の側面に支持されている。撮像装置７０は、ＣＣＤカメラにより構成され、ノズル５２に吸着された電子部品を撮像可能となっている。撮像面７２には、ＣＣＤカメラの多数の受光素子が配列されている。
　制御装置８０は、図５に示すように、ＣＰＵ８１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ８２、各種データを記憶するＨＤＤ８３、作業領域として用いられるＲＡＭ８４などを備えている。また、制御装置８０には、マウスやキーボードなどの入力装置８５、液晶ディスプレイなどの表示装置８６が接続されている。この制御装置８０は、基板搬送装置３０、ＸＹ方向移動装置４０のＸ軸モータ４４及びＹ軸モータ４８、部品装着装置５０のＺ軸モータ５３ｃ、ノズル回転用モータ５４ｃ及び圧力調整弁５６、局部照明装置６０の発光部６６ａ並びに撮像装置７０へ制御信号を出力可能なように接続されている。また、制御装置８０は、撮像装置７０からの画像データを入力可能なように接続されている。なお、制御装置８０は、画像処理装置に相当する。
　次に、本実施形態の部品実装システム１０の制御装置８０が実行する部品実装処理ルーチンについて説明する。ここでは、図６に示すように、本体９２の下面から２本のリード９４が延び出た電子部品９０をトレイ２２の収容凹部からノズル５２を用いて基板１４の２つのリード挿入穴１４ａ，１４ａに差し込んで装着する場合を例に挙げて説明する。リード９４は、断面が円形であり、先端（自由端）が斜めに切断されて斜面部９４ａになっている。斜面部９４ａは、水平方向に対して所定角度だけ傾斜している。所定角度は、特に限定するものではないが、例えば５°～４５°の範囲である。図７は、部品実装処理ルーチンのフローチャートである。
　制御装置８０のＣＰＵ８１は、部品実装処理ルーチンを開始すると、部品供給装置２０のトレイ２２に収容されている電子部品９０をノズル５２に吸着する（Ｓ１００）。具体的には、ＣＰＵ８１は、電子部品９０の本体９２の上面中心の直上にノズル５２の中心が配置されるようにＸＹ方向移動装置４０のＸ軸モータ４４及びＹ軸モータ４８を制御する。続いて、ＣＰＵ８１は、ノズル５２の先端が電子部品９０の本体９２の上面と接するように部品装着装置５０のＺ軸モータ５３ｃを制御し、その位置でノズル５２の先端に負圧が供給されるよう圧力調整弁５６を制御する。
　次に、ＣＰＵ８１は、電子部品９０のリード９４の画像を撮像装置７０に撮像させる（Ｓ１１０）。具体的には、ＣＰＵ８１は、ノズル５２の中心が撮像面７２の中心の直上に来るようにＸＹ方向移動装置４０のＸ軸モータ４４及びＹ軸モータ４８を制御する。続いて、ＣＰＵ８１は、電子部品９０のリード９４の斜面部９４ａが局部照明装置６０の各投光器６６から投光される光に照射されるように部品装着装置５０のＺ軸モータ５３ｃを制御する。ここでは、ＣＰＵ８１は、図８に示すように、各投光器６６から投光される光によって斜面部９４ａの全体が照射されるように、つまり斜面部９４ａが光の厚さ（平行光の上面と下面との間）に収まるようにＺ軸モータ５３ｃを制御する。図８では光を点線で示した。ＣＰＵ８１は、この状態で撮像装置７０にリード９４を撮像させる。これによって得られる２値化後の撮像画像７４は、図９に示すように、リード９４の斜面部９４ａが白色の円７６として現れ、それ以外の部分は黒色に現れる。また、図９では、ノズル５２の中心を「×」で示す。円７６の位置は電子部品９０がノズル５２に吸着された姿勢に応じて変化するが、ノズル５２の中心の位置は電子部品９０がノズル５２に吸着された姿勢にかかわらず同じ位置に現れる。なお、撮像装置７０の撮像面７２は、リード９４の長手方向に沿ってリード９４の自由端（斜面部９４ａ）から離れた位置に配置されている。
　次に、ＣＰＵ８１は、電子部品９０のリード９４の自由端の位置を検出し、そのリード９４のずれを認識する（Ｓ１２０）。具体的には、ＣＰＵ８１は、リード９４の自由端の位置として撮像画像７４の白色の円７６の中心位置を検出し、その位置が正規の位置からどれだけずれているかを認識する。例えば、電子部品９０が正規の位置でノズル５２に吸着されている場合、２つの円７６は図９の実線で示すように現れる。このとき、ノズル５２の中心は２つの円７６の中心を結んだ線分の真ん中に位置している。一方、電子部品９０が正規の位置からＸ軸方向にずれてノズル５２に吸着されている場合、２つの円７６は図９の１点鎖線で示すように現れる。この場合、ＣＰＵ８１は、１点鎖線の円７６の中心位置が実線の正規の円７６の中心位置からＸ軸方向にどれだけずれているかを認識する。また、電子部品９０が正規の位置から回転した状態でノズル５２に吸着されている場合、２つの円７６は図９の２点鎖線で示すように現れる。この場合、ＣＰＵ８１は、２点鎖線の円７６の中心位置が実線の正規の円７６の中心位置からどれだけ回転しているかを認識する。
　次に、ＣＰＵ８１は、認識したずれをキャンセルする補正量を算出する（Ｓ１３０）。例えば、図９の１点鎖線のように２つの円７６がＸ軸方向にずれていた場合、ＣＰＵ８１はそのずれと同じ長さだけそのずれと反対方向にノズル５２の中心を移動させるように補正量を算出する。また、図９の２点鎖線のように２つの円７６が回転ずれを起こしていた場合、ＣＰＵ８１はそのずれと同じ角度だけそのずれと反対方向にノズル５２の中心を軸回転させるように補正量を算出する。
　次に、ＣＰＵ８１は、補正量を考慮して電子部品９０を基板１４の所定位置に装着する（Ｓ１４０）。具体的には、ＣＰＵ８１は、電子部品９０の２つのリード９４が基板１４の２つのリード挿入穴１４ａ，１４ａのそれぞれに挿入されるように、Ｓ１３０で求めた補正量に基づいてＸＹ方向移動装置４０や部品装着装置５０を制御する。こうすることにより、電子部品９０がノズル５２に対してずれて吸着されていたとしても、リード９４の中心とリード挿入穴１４ａの中心とが一致するように補正される。そのため、電子部品９０のリード９４は、リード挿入穴１４ａにスムーズに挿入される（図６参照）。
　ちなみに、特許文献１（特開２００２－２８０７９９号公報）のように、リード９４の先端を水平面とし、水平方向の光がリード９４の先端よりも上側を照らすようにした場合を考える。この場合、撮像画像には、図１０に示すようにリード９４の先端が白色のリング７８として現れ、それ以外の部分は黒色に現れる。しかし、リード９４の映り具合によっては図１１に示すようにリング７８が途切れた状態になってしまうことがある。このようにリング７８が途切れていると、ＣＰＵ８１はリード９４の中心を精度よく求めることができなかったりリード９４を特定できず画像処理エラーと判定したりすることがある。
　以上説明した部品実装システム１０では、リード９４の斜面部９４ａに水平方向から光を照射して、光の照射された斜面部９４ａを撮像する。このようにして撮像された画像には、リード９４の斜面部９４ａに対応した形状が現れる。したがって、特許文献１のようにリード９４の輪郭部分をリング７８として現れるように撮像する場合に比べて、リード９４の映り具合が安定し、リード９４を精度よく検出することができる。
　また、斜面部９４ａに照射される光は、斜面部９４ａの全体を照射する。これにより、撮像画像７４にはリード９４の斜面部９４ａの全体に対応した形状が現れる。そのため、リード９４の映り具合がより安定する。
　更に、斜面部９４ａに照射される光は、リード９４の長手方向と直交する複数の方向（４方向）から斜面部９４ａに照射される。そのため、斜面部９４ａの向いている方向にかかわらず、リード９４の映り具合が安定する。
　なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
　例えば、上述した実施形態では、部品供給装置２０としてトレイ２２を利用して部品を供給する装置を例示したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、テープフィーダにより部品を供給する装置を採用してもよい。
　上述した実施形態では、ノズル５２の先端にカバー５５を設けたが、カバー５５を省略してもよい。また、ノズル５２の代わりに爪で掴むタイプのチャックを採用してもよい。
　上述した実施形態では、電子部品９０のリード９４を２本としたが、リード９４は１本でもよいし３本以上でもよい。
　上述した実施形態では、リード９４の自由端が斜面部９４ａになっている電子部品９０をトレイ２２に配置したが、特にこれに限定されない。例えば、リードの自由端が水平面の電子部品をトレイ２２に配置しておき、ノズル５２でその電子部品を吸着したあとリード切断装置でリード９４の先端を斜めに切断して斜面部９４ａを形成し、その後、斜面部９４ａを撮像するようにしてもよい。
　本開示のリード位置検出方法やリード位置検出装置は、以下のように構成してもよい。
　本開示のリード位置検出方法において、前記斜面部に照射される光は、前記斜面部の全体を照射するようにしてもよい。こうすれば、撮像された画像にはリードの斜面部の全体に対応した形状が現れるため、リードの映り具合がより安定する。
　本開示のリード位置検出方法において、前記斜面部に照射される光は、前記リードの長手方向と直交する複数の方向から前記斜面部に照射されるようにしてもよい。こうすれば、斜面部の向いている方向にかかわらず、リードの映り具合が安定する。
　本開示のリード位置検出器において、前記局部照明装置は、前記斜面部の全体に光を照射するようにしてもよい。こうすれば、撮像された画像にはリードの斜面部の全体に対応した形状が現れるため、リードの映り具合がより安定する。
　本開示のリード位置検出器において、前記局部照明装置は、前記リードの長手方向と直交する複数の方向から前記斜面部に光を照射するようにしてもよい。こうすれば、斜面部の向いている方向にかかわらず、リードの映り具合が安定する。
　本発明は、例えばリードを備えた電子部品を基板に実装する部品実装機などに利用可能である。
１０　部品実装システム、１２　ベース、１４　基板、１４ａ　リード挿入穴、２０　部品供給装置、２２　トレイ、３０　基板搬送装置、３２　コンベアレール、３４　コンベアベルト、４０　ＸＹ方向移動装置、４１　Ｘ軸スライダ、４１ａ　ナット、４１ｂ　Ｘ軸ガイドブロック、４２　Ｘ軸ボールネジ、４３　Ｘ軸ガイドレール、４４　Ｘ軸モータ、４５　Ｙ軸スライダ、４５ａ　ナット、４５ｃ　支持部材、４６　Ｙ軸ボールネジ、４７　Ｙ軸ガイドレール、４８　Ｙ軸モータ、５０　部品装着装置、５１　中空ロッド、５２　ノズル、５３　ノズル昇降機構、５３ａ　雄ネジ部、５３ｂ　ナット、５３ｃ　Ｚ軸モータ、５３ｄ　ギヤ、５４　ノズル回転機構、５４ａ　スプライン部、５４ｂ　ボス部材、５４ｃ　ノズル回転用モータ、５４ｄ　ギヤ、５５　カバー、５６　圧力調整弁、６０　局部照明装置、６２　保持板、６２ａ　貫通穴、６４　ケーシング、６４ａ　投光窓、６６　投光器、６６ａ　発光部、６６ｂ　ミラー部、７０　撮像装置、７２　撮像面、７４　撮像画像、７６　円、７８　リング、８０　制御装置、８１　ＣＰＵ、８２　ＲＯＭ、８３　ＨＤＤ、８４　ＲＡＭ、８５　入力装置、８６　表示装置、９０　電子部品、９２　本体、９４　リード、９４ａ　斜面部。

Claims (6)

  1. 　本体から延び出たリードを備えた電子部品のリードの位置を検出する方法であって、
    　前記リードの斜めに切断された自由端の斜面部に前記リードの長手方向と直交する方向から光を照射し、光の照射された前記斜面部を、前記リードの長手方向に沿って前記自由端から離れた位置から撮像し、該撮像された画像に基づいて前記自由端の位置を検出する、
    　リード位置検出方法。
  2. 　前記斜面部に照射される光は、前記斜面部の全体を照射する、
    　請求項１に記載のリード位置検出方法。
  3. 　前記斜面部に照射される光は、前記リードの長手方向と直交する複数の方向から前記斜面部に照射される、
    　請求項１又は２に記載のリード位置検出方法。
  4. 　本体から延び出たリードを備えた電子部品のリードの位置を検出する検出器であって、
    　前記リードの斜めに切断された自由端の斜面部に前記リードの長手方向と直交する方向から光を照射する局部照明装置と、
    　前記局部照明装置によって光の照射された前記斜面部を、前記リードの長手方向に沿って前記自由端から離れた位置から撮像する撮像装置と、
    　前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて前記自由端の位置を検出する画像処理装置と、
    　を備えたリード位置検出器。
  5. 　前記局部照明装置は、前記斜面部の全体に光を照射する、
    　請求項４に記載のリード位置検出器。
  6. 　前記局部照明装置は、前記リードの長手方向と直交する複数の方向から前記斜面部に光を照射する、
    　請求項４又は５に記載のリード位置検出器。
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