WO2019016848A1 - 部品実装機及びその照明光量調整方法 - Google Patents

部品実装機及びその照明光量調整方法 Download PDF

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led element
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寿人 澤浪
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株式会社Ｆｕｊｉ
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Definitions

  • the present specification discloses a technology related to a component mounter provided with a function of adjusting the amount of illumination light of an LED illumination device for illuminating an imaging target imaged by a camera stepwise with a predetermined number of gradations and a method of adjusting the amount of illumination light thereof. It is a thing.
  • an LED lighting device for a camera mounted on a component mounting machine is configured using a plurality of LED elements, and the characteristic that the amount of light emitted from each LED element increases or decreases in proportion to the current value flowing to each LED element
  • the LED driver LED drive circuit
  • adjustment of the current value of the LED element by the LED driver is stepwise, such as 64 gradations and 128 gradations, in order to adjust the illumination light quantity of the LED lighting device with a digital signal by the controller (computer) of the component mounting machine. It has become an adjustment.
  • the adjustment range of the current value per gradation becomes smaller, and there is an advantage that the illumination light amount can be finely adjusted according to the imaging target, imaging environment, etc.
  • the higher the gray level of the LED driver the higher the cost and the higher the cost.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-174292
  • a group consisting of a total of n LED elements is By performing the light amount adjustment of m steps individually for each LED element, it is possible to adjust the illumination light amount of n ⁇ m steps (tones) as the whole group.
  • the adjustment range (adjustment range of the light amount) of the current value per gradation adjusted by the LED driver becomes coarse, and the illumination light amount for illuminating the imaging object can not be finely adjusted. There is a drawback of that.
  • an LED illumination device for illuminating an imaging target to be imaged by a camera mounted on a component mounter, and illumination light amount adjustment for stepwise adjusting the illumination light amount of the LED illumination device at a predetermined gradation number
  • the LED illumination device is configured using two types of LED elements having different luminances
  • the illumination light quantity adjustment device is the one having the higher luminance among the two types of LED elements
  • the current value or pulse width of the current to be passed through the low brightness LED element which is the lower brightness LED element is specified while supplying a predetermined current to the high brightness LED element which is the LED element of
  • the amount of illumination light suitable for imaging the imaging target varies depending on the type of imaging object, the performance of the camera, etc., but in any case, the illumination light amount is set in the area below the minimum light amount level necessary for imaging the imaging target. There is no point in making any fine adjustment, and there is no need to adjust the amount of light.
  • an LED lighting apparatus is configured using a high brightness LED element and a low brightness LED element, and a predetermined current is flowed through the high brightness LED element to illuminate an illumination light of a predetermined level (for example, the minimum light necessary for imaging an imaging target)
  • a predetermined level for example, the minimum light necessary for imaging an imaging target
  • the illumination light quantity necessary for imaging of the imaging target is ensured.
  • the amount of illumination light is adjusted with a predetermined number of gradations in a region exceeding the predetermined level.
  • the illumination light quantity can be adjusted with a predetermined number of gradations in an area exceeding the predetermined level, which is an area where light quantity adjustment is required, so that the illumination light quantity can be finely adjusted in the area where light quantity adjustment is necessary.
  • the illumination light amount can be easily increased without increasing the number of LED elements, and it is possible to cope with the increase of the illumination light amount while satisfying the demand for the miniaturization.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the main part of the mounter of one embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view for explaining the configuration of the rotary mounting head unit.
  • FIG. 3 is a plan view for explaining the positional relationship between the LED illumination device, the suction nozzle, the optical system unit, and the side imaging camera.
  • FIG. 4 is a development view of the LED substrate on which the low brightness LED element and the high brightness LED element of the LED lighting device are mounted.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a control system of the component mounting machine.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of the LED lighting device and the illumination light amount adjustment device.
  • FIG. 7 is a view for explaining the relationship between the illumination light amount of the LED lighting device and the dimmable gradation.
  • a conveyor 13 for conveying the circuit board 12 is provided on the base 11 of the component mounting machine 10 (hereinafter, the conveying direction of the circuit board 12 by the conveyor 13 is taken as the X direction, and the orthogonal direction is taken as the Y direction. To do). Further, a component feeder 14 such as a tape feeder or a tray feeder is installed on the side of the conveyor 13 on the base 11, and the component feeder 14 supplies components to be mounted on the circuit board 12.
  • the component mounter 10 is provided with a head moving device 16 for moving the rotary mounting head unit 15 in the horizontal direction (XY direction).
  • the head moving device 16 includes an X-axis slide mechanism 17 for moving the mounting head unit 15 in the X direction, and a Y-axis slide mechanism 18 for moving the mounting head unit 15 in the Y direction.
  • the Y-axis slide mechanism 18 has two Y-axis guide rails 21 fixed to the upper part of the mounter 10 so as to extend in parallel in the Y direction, and the Y-axis slide mechanism 18 is slidably supported by the Y-axis guide rails 21.
  • the slide 22 is configured to be moved in the Y direction by a ball screw device (not shown) or the like using a Y-axis motor (not shown) as a drive source.
  • the X axis slide mechanism 17 is attached to the Y axis slide 22 so that two X axis guide rails 23 extend in parallel in the X direction, and the X axis slide 24 can slide on the X axis guide rails 23
  • the mounting head unit 15 mounted on the X-axis slide 24 is supported by moving the X-axis slide 24 in the X-direction by using a ball screw device (not shown) or the like supported by an X-axis motor as a drive source. It is configured to move to
  • the configuration of the rotary type mounting head unit 15 will be described based on FIG.
  • the plurality of nozzle holders 32 are supported so as to be able to descend at predetermined intervals in the circumferential direction, and each nozzle holder 32 A suction nozzle 33 for suctioning the component supplied from 14 is exchangeably held downward.
  • the rotary head 31 is fitted to the lower end of an R axis 34 extending in the vertical direction (Z direction), and the R axis gear 36 of the R axis drive mechanism 35 is fitted to the upper end of the R axis 34.
  • a gear 39 fixed to the rotation shaft 38 of the R-axis motor 37 meshes with the R-axis gear 36, and rotation of the R-axis gear 36 by the rotation of the gear 39 of the R-axis motor 37 rotates the rotation head 31 R-axis.
  • the plurality of nozzle holders 32 turn (revolve) in the circumferential direction of the rotary head 31 integrally with the plurality of suction nozzles 33.
  • the upper and lower two stages of the Q-axis gears 41 and 42 of the Q-axis drive mechanism 40 are rotatably inserted into the R-axis 34, and the lower Q-axis gear 42 is a gear fitted to the upper end of each nozzle holder 32. 43 are engaged.
  • the gear 46 fixed to the rotating shaft 45 of the Q-axis motor 44 meshes with the upper Q-axis gear 41, and rotation of the gear 46 of the Q-axis motor 44 integrally rotates the Q-axis gears 41 and 42.
  • the respective gears 43 rotate, and the respective nozzle holders 32 rotate (rotation) around the axial center line of the respective nozzle holders 32, whereby the respective suction nozzles 33 held by the respective nozzle holders 32 are adsorbed. It is designed to correct the orientation (angle) of parts.
  • Z-axis drive mechanisms 48 for lowering the nozzle holder 32 individually are provided at two positions in the diameter direction of the rotary head 31, and each Z-axis drive mechanism 48 makes two positions in the diameter direction of the orbit of the nozzle holder 32.
  • the nozzle holders 32 are configured to be individually lowered at the stop position of
  • the positions of the two Z-axis drive mechanisms 48 are 0 ° and 180 ° or 90 ° and 270 ° in terms of the rotation angle of the rotary head 31.
  • 0 ° and 180 ° are the X direction (substrate transfer direction) and the opposite direction
  • 90 ° and 270 ° are the Y direction (direction perpendicular to the substrate transfer direction) and the opposite direction.
  • Each Z-axis drive mechanism 48 uses the Z-axis motor 49 as an actuator, rotates the feed screw 50 by the Z-axis motor 49, and moves the Z-axis slide 51 in the vertical direction, whereby the upper end of the nozzle holder 32 is The Z-axis slide 51 is engaged with the provided engagement piece 52 to move the nozzle holder 32 up and down.
  • the Z-axis slide 51 may be vertically moved by using a linear motor as the Z-axis motor 49.
  • a linear solenoid, an air cylinder or the like may be used.
  • the mounting head unit 15 configured as described above is provided with a side imaging camera 55 (see FIG. 3) for capturing a side image of a component adsorbed to the suction nozzle 33 or a side image of at least the lower end portion of the suction nozzle 33. ing.
  • a mark imaging camera 56 (see FIG. 1) for imaging the reference position mark of the circuit board 12 is attached downward to the X-axis slide 24 to which the mounting head unit 15 is attached.
  • the camera 55 and the mark imaging camera 56 move in the X and Y directions together with the mounting head unit 15.
  • a nozzle changer 58 which stores a camera 57 and a suction nozzle for replacement which is to be replaced with the suction nozzle 33 held by the nozzle holder 32 of the mounting head unit 15.
  • Each of the side surface imaging camera 55, the mark imaging camera 56, and the component imaging camera 57 is provided with an illumination device for illuminating an imaging target.
  • an illumination device for illuminating an imaging target for illuminating an imaging target.
  • the configuration of the LED illumination device 61 illuminating the imaging target to be imaged by the side imaging camera 55 will be described based on FIGS. 3 and 4.
  • the LED lighting device 61 is configured by mounting two types of LED elements 62 and 63 having different luminances (emission light amounts) on the LED substrate 64.
  • the LED element 62 having a lower luminance is referred to as a low luminance LED element 62
  • the LED element 63 having a higher luminance is referred to as a high luminance LED element 63.
  • the configuration is such that each suction nozzle 33 is individually lowered for the component suction / mounting operation.
  • the number of suction nozzles 33 (number of nozzle holders 32) is eight, and the suction nozzles 33 (nozzle holders 32) are arranged at a 45 ° pitch to rotate
  • the configuration in which the stop positions are 0 ° and 180 ° in terms of the rotation angle of the head 31 will be described, it is needless to say that the number of the suction nozzles 33 (nozzle holder 32) and the stop positions may be changed appropriately.
  • the turning direction of the eight suction nozzles 33 (rotational direction of the rotary head 31) shown in FIG. 3 is clockwise.
  • the eight suction nozzles 33 held by the rotary head 31 is located adjacent to the suction nozzle 33 (A) which descends for component suction / mounting operation at two stop positions (0 ° and 180 °) At least the lower end portions of the two suction nozzles 33 (B, C) or components adsorbed thereto are respectively imaged by the side imaging camera 55 from the side. Accordingly, there are four imaging positions, 45 °, 135 °, 225 °, and 315 °, in terms of the rotation angle of the rotary head 31, and the number of imaging targets is also four.
  • the side image of the side surface image of at least the lower end portion of the suction nozzle 33 (B) stopped at the positions of 315 ° and 135 ° one pitch before the position (0 ° and 180 °) where the component suction operation is performed
  • the image is taken at 55, and it is confirmed by image processing that no component adheres to the suction nozzle 33 (B) (no return of the component), and furthermore, the position where the component suction operation is performed (0 ° and 180 °)
  • the side image of the component adsorbed to the suction nozzle 33 (C) stopped at 45 ° and 225 ° positions after one pitch is captured by the side imaging camera 55, and the suction nozzle 33 (C) is processed by image processing Check the presence or absence of parts that have been absorbed by the
  • An optical system unit 66 is provided to surround the periphery of the LED lighting device 61 in order to capture the side images of these four imaging targets with one side imaging camera 55.
  • the optical system unit 66 is configured by combining a plurality of mirrors 67a, 67b and 67c and a plurality of prisms 68a and 68b, and the side images of four imaging targets are respectively mirror 67a ⁇ prism 68a ⁇ mirror 67b ⁇ mirror 67c ⁇
  • the light is reflected or refracted along the path of the prism 68 b to form an image on the light receiving surface of the side imaging camera 55.
  • the side images of the four imaging targets are imaged so as not to overlap on the light receiving surface of the side imaging camera 55, and four imaging targets are formed in one image captured by the side imaging camera 55.
  • the side image is separated and taken. As a result, it is possible to simultaneously check the side images of the four imaging targets by one image captured by the side imaging camera 55.
  • the optical system unit 66 is provided with an optical path switch (not shown) or the like that selectively switches four optical paths for capturing the side images of the four imaging targets, and the optical images of the four imaging targets are captured Images may be taken by the side imaging camera 55 one by one or two by one by switching.
  • the LED substrate 64 on which the low brightness LED element 62 and the high brightness LED element 63 are mounted is formed of, for example, one flexible printed circuit board, and eight suction held by the rotary head 31 It is bent in an octagonal ring shape so as to surround the turning orbit of the nozzle 33, and an optical system unit 66 is provided so as to surround the periphery of the octagonal ring-shaped LED substrate 64.
  • the LED mounting surface of the LED substrate 64 is divided into four illumination light output areas D1 to D4 so as to illuminate the four imaging targets described above from the side.
  • a low brightness LED element 62 and a high brightness LED element 63 are mounted for each of the illumination light output areas D1 to D4.
  • the number of low brightness LED elements 62 mounted in each of the illumination light output areas D1 to D4 is larger than the number of high brightness LED elements 63, and a plurality of low brightness LED elements 62 are provided at the center of each of the illumination light output areas D1 to D4.
  • One high brightness LED element 63 is disposed on each side of the high brightness LED element 63.
  • the number of LED elements 62 and 63 in each of the illumination light output areas D1 to D4 is eight low brightness LED elements 62 and two high brightness LED elements 63.
  • a notch 69 (see FIG. 4) for guiding the side image of each imaging target to the mirror 67a of the optical system unit 66 is formed at the center of the upper edge of each illumination light output area D1 to D4 of the LED substrate 64. There is.
  • the illumination light amount of each illumination light output area D1 to D4 of the LED illumination device 61 configured as described above has a predetermined number of gradations (for example, 64 gradations, 128 gradations, etc.) by the illumination light amount adjustment device 71 shown in FIG. It will be adjusted in stages.
  • the illumination light amount adjustment device 71 functions as a first adjustment unit for supplying a predetermined current to the high brightness LED element 63 by the LED driver 73 (LED drive circuit) to secure an illumination light amount of a predetermined level.
  • the LED drive circuit also functions as a second adjustment unit for supplying a predetermined current to the low brightness LED element 62 to secure an illumination light amount of a predetermined level.
  • the two high brightness LED elements 63 in each of the illumination light output areas D1 to D4 are driven by one or a plurality of LED drivers 73, and a predetermined constant current is supplied to each high brightness LED element 63 to set each imaging target
  • the illumination light quantity of a predetermined level is irradiated from each high brightness LED element 63.
  • the illumination light quantity of the predetermined level may be the illumination light quantity of the light quantity level which is the minimum required light quantity level for imaging of the imaging object or slightly lower than the light quantity level.
  • the LED driver 73 for driving the high brightness LED element 63 needs to supply a relatively large constant current to the high brightness LED element 63. Therefore, when the output current value is insufficient with only one LED driver 73, 2 One high brightness LED element 63 may be driven by one LED driver 73. On the contrary, when there is a margin in the output current value of the LED driver 73, two high brightness LED elements 63 are connected in series by a wiring pattern (not shown) and driven by one LED driver 73. It is good. Alternatively, the high brightness LED elements 63 of all the illumination light output areas D1 to D4 may be individually driven for each of the illumination light output areas D1 to D4 by one multi-channel output type LED driver 73. good.
  • the LED driver 73 for driving the high brightness LED element 63 may use one that can not adjust the output current value, and of course, one that can adjust the output current value may be used. However, it is not necessary to adjust with at least the gradation number similar to that of the low brightness LED element 62, and an inexpensive LED driver with low gradation may be used. Note that the configuration example of FIG. 6 shows a configuration example in which the two high brightness LED elements 63 in each of the illumination light output areas D1 to D4 are driven by different LED drivers 73, respectively.
  • the eight low brightness LED elements 62 in each of the illumination light output areas D1 to D4 are respectively divided into two or more groups, for example, three groups.
  • the low brightness LED elements 62 are divided into two groups of three and the low brightness LED elements 62 are divided into one group, and three or two low brightness LED elements 62 of each group are divided.
  • the low brightness LED elements 62 may be divided into four or more groups.
  • the low brightness LED elements 62 in each of the illumination light output areas D1 to D4 are divided into two or more groups. All the low brightness LED elements 62 may be driven by one LED driver 72 without being divided into two. Alternatively, the low brightness LED elements 62 in all the illumination light output areas D1 to D4 may be individually driven for each group by one multi-channel output LED driver 72.
  • the configuration example of FIG. 6 shows a configuration example in which three or two low brightness LED elements 62 in each group are driven by different LED drivers 72 respectively.
  • the LED driver 72 for driving the low brightness LED element 62 adjusts the current value of the constant current supplied to the low brightness LED element 62 in a stepwise manner with a predetermined number of gradations (for example, 64 gradations, 128 gradations, etc.) The amount of light emitted from the low brightness LED element 62 is adjusted stepwise at a predetermined gradation number.
  • a predetermined number of gradations for example, 64 gradations, 128 gradations, etc.
  • the illumination light amount adjustment device 71 for adjusting the illumination light amount of each illumination light output area D1 to D4 of the LED illumination device 61 includes a control device 75 of the component mounter 10 and two types of LED drivers 72 controlled by the control device 75. , 73, and converts the current supplied from the power supply circuit 76 into a predetermined constant current by each LED driver 72, 73 and drives the low-brightness LED element 62.
  • the current value of the constant current to be supplied to the low brightness LED element 62 is adjusted stepwise at a predetermined gradation number based on the illumination control signal from the control device 75 of FIG. Adjust in steps with the key.
  • the control device 75 of the component mounter 10 is configured of one or more computers (one or more CPUs), controls the operation of each function (see FIG. 5) of the component mounter 10, and marks
  • the image processing apparatus also functions as an image processing apparatus that processes an image captured by the imaging camera 56, the component imaging camera 57, and the side imaging camera 55 to recognize each imaging target.
  • the control device 75 of the component mounting machine picks up the reference mark, which is an imaging target of the circuit board 12 carried into a predetermined work position by the conveyor 13 and clamped, from above with the mark imaging camera 56
  • the reference mark is recognized and each component mounting position of the circuit board 12 is measured on the basis of the position of the reference mark, and then the mounting head unit 15 is moved along a route of component suction position ⁇ component imaging position ⁇ component mounting position
  • the component supplied from the component supply device 14 is suctioned by the suction nozzle 33 of the mounting head unit 15, the component is imaged by the component imaging camera 57, the captured image is processed, and the adsorption position of the component ( The X, Y) and the angle ⁇ are measured, and the displacement of the suction position (X, Y) of the part or the angle ⁇ is corrected to control the operation of mounting the part on the circuit board 12.
  • control device 75 of the component mounting machine 10 at least lower end portions of the two suction nozzles 33 (B, C) positioned adjacent to the suction nozzle 33 (A) which descends at the time of component suction operation and component mounting operation.
  • the component attracted to the object is taken as an imaging target, and the imaging target is illuminated from the side by the LED illumination device 61, and the illumination light amount is adjusted by the LED drivers 72 and 73 of the illumination light amount adjustment device 71.
  • the side image is captured by the side imaging camera 55, and the side image is processed to confirm the presence or absence of a component adsorbed by the two suction nozzles 33 (B, C).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the illumination light amount of the LED illumination device 61 of the present embodiment and the gradation that can be adjusted by the LED drivers 72 and 73 of the illumination light amount adjustment device 71.
  • the range from the first gradation to the fourth gradation is an area adjusted by the LED driver 73 for driving the high brightness LED element 63, and the illumination light quantity of the high brightness LED element 63 is Adjustment).
  • the illumination light quantity of the high brightness LED element 63 when the high brightness LED element 63 is driven at the fourth gradation of FIG. 7 is the light quantity level of the light quantity level which is slightly lower than the light quantity level necessary for imaging of the imaging object It is set to be The range from the fifth gradation to the maximum gradation in FIG.
  • the LED driver 72 for driving the low luminance LED element 62 is an area adjusted by the LED driver 72 for driving the low luminance LED element 62, and the amount of illumination light of the low luminance LED element 62 is finely adjusted with a predetermined number of gradations. It is possible. As a result, while supplying a predetermined constant current to the high brightness LED element 63 and securing a predetermined level of illumination light amount, the current value of the constant current flowed to the low brightness LED element 62 is adjusted stepwise at a predetermined gradation number. By adjusting the amount of light emitted from the low brightness LED element 62 stepwise with a predetermined number of gradations, the amount of illumination light necessary for imaging the imaging target is secured, and the amount of illumination light is predetermined in the area exceeding the predetermined level. It is possible to adjust stepwise with the number of gradations of.
  • the high luminance LED element 63 When the high luminance LED element 63 is driven at the fourth gradation in FIG. 7 and the illumination light quantity of the high luminance LED element 63 exceeds the light quantity level necessary for the imaging of the imaging target, the third light in FIG. Select the gray level at which the illumination light quantity of the high-brightness LED element 63 in the gray level to the first gray level is the minimum required light level for imaging the imaging target or a light level slightly lower than that level The high brightness LED element 63 may be driven with the gradation.
  • the amount of illumination light suitable for imaging the imaging target varies depending on the type of imaging object, the performance of the camera, etc., but in any case, the illumination light amount is set in the area below the minimum light amount level necessary for imaging the imaging target. There is no point in making any fine adjustment, and there is no need to adjust the amount of light.
  • the LED illumination device 61 is configured using two types of LED elements 62 and 63 having different luminances, and a predetermined constant current is supplied to the high luminance LED elements 63 to illuminate the illumination light of a predetermined level (for example, By adjusting the constant current supplied to the low-brightness LED element 62 in stages with a predetermined number of gradations while securing the light amount level required for imaging the imaging target at least or slightly lower than that)
  • the illumination light amount is adjusted with a predetermined number of gradations in a region exceeding the predetermined level while securing the illumination light amount necessary for imaging the imaging target.
  • the illumination light quantity can be adjusted with a predetermined number of gradations in an area exceeding the predetermined level, which is an area where light quantity adjustment is required, so that the illumination light quantity can be finely adjusted in the area where light quantity adjustment is required.
  • the high brightness LED element 63 it is possible to easily increase the amount of illumination light without increasing the number of LED elements 62, and to cope with the increase in the amount of illumination light while meeting the demand for miniaturization. it can.
  • the LED driver 73 to be adjusted does not have to be configured using a high gradation LED driver, and a plurality of low brightness LED elements 62 can be driven by a small number of LED drivers 72, and the circuit configuration is simple and cost reduction It can also meet the requirements of
  • the plurality of low-brightness LED elements 62 in each of the illumination light output areas D1 to D4 facing each imaging target are divided into two or more groups, and the low brightness of each group is determined by the LED driver 72. Since the LED elements 62 are individually driven for each group, the current value of the constant current to be supplied to the low luminance LED element 62 may be adjusted stepwise at a predetermined gradation number individually for each group. it can. As a result, it is possible to more finely adjust the illumination light amount of the low brightness LED element 62 in each of the illumination light output areas D1 to D4.
  • the low brightness LED elements 62 are disposed at the center side of the illumination light output areas D1 to D4 facing the respective imaging targets, and the high brightness LED elements 63 are disposed on both sides thereof.
  • Each imaging target is illuminated with illumination light from the low-brightness LED element 62 on the central side while illuminating each imaging target evenly from both sides with illumination light from the high-intensity LED elements 63 on both sides of the illumination light output area D1 to D4.
  • the amount of illumination light can be finely adjusted, and an illumination state suitable for imaging each imaging target can be made.
  • the four illumination light output areas D1 to D4 for illuminating four imaging targets are integrally formed by a single LED board 64 (flexible printed circuit board), so the number of parts and the number of assembling steps are taken.
  • the LED substrate may be divided into four, and one illumination light output area may be provided on each LED substrate.
  • the LED substrate is not limited to a flexible printed substrate, and may be formed by a non-flexible rigid printed substrate.
  • the Z-axis drive mechanism 48 for lowering the nozzle holder 32 individually is provided at two positions in the diameter direction of the rotary head 31.
  • the Z-axis drive mechanism 48 may be provided at each of the 90 °, 180 °, and 270 ° positions.
  • the Z-axis drive mechanism 48 may be provided at only one position. The number and position of may be changed as appropriate.
  • the mounting head unit 15 is not limited to the configuration using the rotary head 31, and may be configured using a mounting head that does not rotate.
  • the configuration has been described in which the illumination light amount of the LED illumination device 61 of the side imaging camera 55 that captures the side image of the component adsorbed by the adsorption nozzle 33 is adjusted stepwise at a predetermined gradation number.
  • the LED illumination device of the component imaging camera 57 that images the component adsorbed by the adsorption nozzle 33 from below and the LED illumination device of the mark imaging camera 56 that images the reference position mark of the circuit board 12 Similar to the LED illumination device 61 of the camera 55, it is configured using two types of LED elements having different luminances, and a predetermined constant current is supplied to the high luminance LED elements to illuminate an illumination light amount of a predetermined level (for example, at least for imaging an imaging target The current value of the constant current flowed to the low brightness LED element in steps with a predetermined number of gradations while securing the required light quantity level or the light quantity level slightly lower than that) It may be an integer.
  • the amount of light emitted from the low brightness LED element 62 is adjusted by adjusting the current value of the current supplied to the low brightness LED element 62 stepwise with a predetermined gradation number by the LED driver 72 of the current dimming method.
  • the adjustment is made stepwise at a predetermined number of gradations, but the pulse width of the current supplied to the low brightness LED element 62 is adjusted stepwise at a predetermined number of gradations by PWM control with the LED driver of the PWM dimming method
  • the amount of light emitted from the low brightness LED element 62 may be adjusted stepwise with a predetermined number of gradations.
  • the present invention is not limited to the present embodiment.
  • the arrangement and the number of the low brightness LED elements 62 and the high brightness LED elements 63 may be changed, or the configuration of the mounting head unit 15 or the configuration of the component mounter 10 may be used. It is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention, for example, as appropriate.
  • SYMBOLS 10 Component mounting machine, 12 ... Circuit board, 13 ... Conveyor, 14 ... Component supply apparatus, 15 ... Mounting head unit, 16 ... Head moving device, 31 ... Rotation head, 32 ... Nozzle holder, 33 ... Adsorption nozzle, 34 ...

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Abstract

部品実装機（１０）に搭載したカメラ（５５）で撮像する撮像対象を照明するＬＥＤ照明装置（６１）と、前記ＬＥＤ照明装置の照明光量を所定の階調数で段階的に調整する照明光量調整装置（７１）とを備える。前記ＬＥＤ照明装置は、輝度が異なる２種類のＬＥＤ素子（７２，７３）を用いて構成され、前記照明光量調整装置は、前記２種類のＬＥＤ素子のうちの輝度が高い方のＬＥＤ素子である高輝度ＬＥＤ素子（７３）に所定の電流を流して所定レベルの照明光量を確保しつつ、輝度が低い方のＬＥＤ素子である低輝度ＬＥＤ素子（７２）に流す電流の電流値又はパルス幅を所定の階調数で段階的に調整して当該低輝度ＬＥＤ素子の発光光量を所定の階調数で段階的に調整することで、前記撮像対象の撮像に必要な照明光量を確保しつつ、前記所定レベルを超える領域で照明光量を所定の階調数で段階的に調整する。

Description

部品実装機及びその照明光量調整方法
　本明細書は、カメラで撮像する撮像対象を照明するＬＥＤ照明装置の照明光量を所定の階調数で段階的に調整する機能を備えた部品実装機及びその照明光量調整方法に関する技術を開示したものである。
　一般に、部品実装機に搭載されるカメラ用のＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤ素子を用いて構成され、各ＬＥＤ素子の発光光量が各ＬＥＤ素子に流す電流値にほぼ比例して増減する特性を利用して、各ＬＥＤ素子に流す電流値をＬＥＤドライバ（ＬＥＤ駆動回路）で調整して各ＬＥＤ素子の発光光量を調整することで、撮像対象を照明する照明光量を調整するようにしている。
　また、部品実装機の制御装置（コンピュータ）によってＬＥＤ照明装置の照明光量をデジタル信号で調整するために、ＬＥＤドライバによるＬＥＤ素子の電流値の調整は、例えば６４階調、１２８階調といった段階的な調整となっている。この場合、階調数が多くなるほど、１階調当たりの電流値の調整幅（光量の調整幅）が細かくなって、撮像対象や撮像環境等に応じて照明光量を細かく調整できる利点があるが、その反面、ＬＥＤドライバは高階調になるほど、高価になってコストアップにつながる欠点がある。
　また、特許文献１（特開２００３－１７４２９２号公報）に記載されたＬＥＤ照明装置は、照明光量を段階的に調整する階調数を増やすために、合計ｎ個のＬＥＤ素子からなるグループについて、ＬＥＤ素子毎に個別にｍ段階の光量調整を行うことで、当該グループ全体としてｎ×ｍ段階（階調）の照明光量の調整を行うことができるようになっている。
特開２００３－１７４２９２号公報
　しかし、上記特許文献１のように、ＬＥＤ素子毎に個別に光量調整を行うには、ＬＥＤ素子毎にＬＥＤドライバを１つずつ設ける必要がある。この構成では、ＬＥＤ素子の数と同数のＬＥＤドライバが必要となり、やはりコストアップにつながる欠点がある。
　また、撮像対象を照明する照明光量を増加させる場合、ＬＥＤ素子の数を増加させるか、ＬＥＤ素子を高輝度品（高出力品）に変更する必要がある。しかし、ＬＥＤ素子の数を増加させると、ＬＥＤ素子を実装する実装面積も大きくする必要があり、ＬＥＤ照明装置が大型化する欠点がある。また、部品実装機に搭載するカメラ（特に吸着ノズルに吸着した部品を側方から撮像するカメラ）の周辺には、ＬＥＤ照明装置を設けるスペースが狭いため、ＬＥＤ照明装置の大型化が困難な場合もある。
　一方、ＬＥＤ素子を高輝度品に変更した場合、ＬＥＤドライバで調整する１階調当たりの電流値の調整幅（光量の調整幅）が粗くなって、撮像対象を照明する照明光量を細かく調整できないという欠点がある。
　要するに、部品実装機に搭載する既存のＬＥＤ照明装置では、低コスト化と小型化の要求を満たしつつ照明光量の増加と調整幅の細分化に同時に対応できるものは存在しなかった。
　上記課題を解決するために、部品実装機に搭載したカメラで撮像する撮像対象を照明するＬＥＤ照明装置と、前記ＬＥＤ照明装置の照明光量を所定の階調数で段階的に調整する照明光量調整装置とを備えた部品実装機において、前記ＬＥＤ照明装置は、輝度が異なる２種類のＬＥＤ素子を用いて構成され、前記照明光量調整装置は、前記２種類のＬＥＤ素子のうちの輝度が高い方のＬＥＤ素子である高輝度ＬＥＤ素子に所定の電流を流して所定レベルの照明光量を確保しつつ、輝度が低い方のＬＥＤ素子である低輝度ＬＥＤ素子に流す電流の電流値又はパルス幅を所定の階調数で段階的に調整して当該低輝度ＬＥＤ素子の発光光量を所定の階調数で段階的に調整することで、前記撮像対象の撮像に必要な照明光量を確保しつつ、前記所定レベルを超える領域で照明光量を所定の階調数で段階的に調整するものである。
　一般に、撮像対象の撮像に適した照明光量は、撮像対象の種類やカメラの性能等によって異なるが、いずれの場合でも、撮像対象の撮像に最低限必要な光量レベル以下の領域では、照明光量をいくら細かく調整できても意味がなく、光量調整を行う必要がない。
　そこで、ＬＥＤ照明装置を、高輝度ＬＥＤ素子と低輝度ＬＥＤ素子を用いて構成し、高輝度ＬＥＤ素子に所定の電流を流して所定レベルの照明光量（例えば撮像対象の撮像に最低限必要な光量レベル又はそれより少しだけ低い光量レベル）を確保しつつ、低輝度ＬＥＤ素子に流す電流を所定の階調数で段階的に調整することで、撮像対象の撮像に必要な照明光量を確保しつつ、前記所定レベルを超える領域で照明光量を所定の階調数で調整するものである。このようにすれば、光量調整が必要な領域である所定レベルを超える領域で照明光量を所定の階調数で調整できるため、光量調整が必要な領域で照明光量を細かく調整できる。しかも、高輝度ＬＥＤ素子を用いることで、ＬＥＤ素子の数を増やさずに、照明光量を容易に増加させることができ、小型化の要求を満たしつつ照明光量の増加にも対応することができる。
図１は一実施例の部品実装機の主要部の構成を示す斜視図である。 図２は回転型の実装ヘッドユニットの構成を説明する斜視図である。 図３はＬＥＤ照明装置と吸着ノズルと光学系ユニットと側面撮像用カメラの位置関係を説明する平面図である。 図４はＬＥＤ照明装置の低輝度ＬＥＤ素子と高輝度ＬＥＤ素子を実装したＬＥＤ基板の展開図である。 図５は部品実装機の制御系の構成を示すブロック図である。 図６はＬＥＤ照明装置と照明光量調整装置の電気的構成を示すブロック図である。 図７はＬＥＤ照明装置の照明光量と調光可能な階調との関係を説明する図である。
　以下、一実施例を説明する。
　まず、図１に基づいて部品実装機１０の構成を概略的に説明する。
　部品実装機１０のベース台１１上には、回路基板１２を搬送するコンベア１３が設けられている（以下、このコンベア１３による回路基板１２の搬送方向をＸ方向とし、その直角方向をＹ方向とする）。また、ベース台１１上のコンベア１３の側方には、テープフィーダやトレイフィーダ等の部品供給装置１４が設置され、この部品供給装置１４によって回路基板１２に実装する部品が供給される。
　この部品実装機１０には、回転型の実装ヘッドユニット１５を水平方向（ＸＹ方向）に移動させるヘッド移動装置１６が設けられている。このヘッド移動装置１６は、実装ヘッドユニット１５をＸ方向に移動させるＸ軸スライド機構１７と、実装ヘッドユニット１５をＹ方向に移動させるＹ軸スライド機構１８とから構成されている。このＹ軸スライド機構１８は、部品実装機１０の上部に２本のＹ軸ガイドレール２１がＹ方向に平行に延びるように固定され、そのＹ軸ガイドレール２１にスライド可能に支持されたＹ軸スライド２２を、Ｙ軸モータ（図示せず）を駆動源とするボールねじ装置（図示せず）等によってＹ方向に移動させる構成となっている。一方、Ｘ軸スライド機構１７は、上記Ｙ軸スライド２２に２本のＸ軸ガイドレール２３がＸ方向に平行に延びるように取り付けられ、そのＸ軸ガイドレール２３にＸ軸スライド２４がスライド可能に支持され、Ｘ軸モータを駆動源とするボールねじ装置（図示せず）等によってＸ軸スライド２４をＸ方向に移動させることで、そのＸ軸スライド２４に取り付けられた実装ヘッドユニット１５をＸ方向に移動させる構成となっている。
　次に、図２に基づいて回転型の実装ヘッドユニット１５の構成を説明する。
　実装ヘッドユニット１５内に設けられた回転ヘッド３１（実装ヘッド）には、その円周方向に所定間隔で複数のノズルホルダ３２が下降可能に支持され、各ノズルホルダ３２には、それぞれ部品供給装置１４から供給される部品を吸着する吸着ノズル３３が下向きに交換可能に保持されている。
　回転ヘッド３１は、上下方向（Ｚ方向）に延びるＲ軸３４の下端に嵌着され、このＲ軸３４の上端には、Ｒ軸駆動機構３５のＲ軸ギア３６が嵌着されている。このＲ軸ギア３６には、Ｒ軸モータ３７の回転軸３８に固定されたギア３９が噛み合い、Ｒ軸モータ３７のギア３９の回転によりＲ軸ギア３６が回転して、回転ヘッド３１がＲ軸３４を中心にして回転することで、複数のノズルホルダ３２が複数の吸着ノズル３３と一体的に回転ヘッド３１の円周方向に旋回（公転）するようになっている。
　Ｒ軸３４には、Ｑ軸駆動機構４０の上下２段のＱ軸ギア４１，４２が回転可能に挿通され、下段のＱ軸ギア４２には、各ノズルホルダ３２の上端に嵌着されたギア４３が噛み合っている。一方、上段のＱ軸ギア４１には、Ｑ軸モータ４４の回転軸４５に固定されたギア４６が噛み合い、Ｑ軸モータ４４のギア４６の回転によりＱ軸ギア４１，４２が一体的に回転して各ギア４３が回転して、各ノズルホルダ３２がそれぞれ各ノズルホルダ３２の軸心線の回りを回転（自転）することで、各ノズルホルダ３２に保持された各吸着ノズル３３に吸着した各部品の向き（角度）を修正するようになっている。
　更に、回転ヘッド３１の直径方向の２箇所に、ノズルホルダ３２を個別に下降させるＺ軸駆動機構４８が設けられ、各Ｚ軸駆動機構４８により、ノズルホルダ３２の旋回軌道の直径方向の２箇所の停止位置で、各ノズルホルダ３２を個別に下降させるように構成されている。本実施例では、２箇所のＺ軸駆動機構４８の位置は、回転ヘッド３１の回転角度で、０°と１８０°の位置又は９０°と２７０°の位置である。ここで、０°と１８０°はＸ方向（基板搬送方向）とその反対方向であり、９０°と２７０°はＹ方向（基板搬送方向と直角な方向）とその反対方向である。
　各Ｚ軸駆動機構４８は、それぞれアクチュエータとしてＺ軸モータ４９を用い、このＺ軸モータ４９により送りねじ５０を回転させてＺ軸スライド５１を上下方向に移動させることで、ノズルホルダ３２の上端に設けられた係合片５２に当該Ｚ軸スライド５１を係合させて当該ノズルホルダ３２を上下動させるようになっている。尚、Ｚ軸モータ４９としてリニアモータを用いてＺ軸スライド５１を上下方向に移動させるようにしても良い。或は、リニアモータに代えて、リニアソレノイド、エアーシリンダ等を用いても良い。
　以上のように構成した実装ヘッドユニット１５には、吸着ノズル３３に吸着した部品の側面画像又は吸着ノズル３３の少なくとも下端部分の側面画像を撮像する側面撮像用カメラ５５（図３参照）が設けられている。また、実装ヘッドユニット１５が取り付けられたＸ軸スライド２４には、回路基板１２の基準位置マークを撮像するマーク撮像用カメラ５６（図１参照）が下向きに取り付けられ、ヘッド移動装置１６によって側面撮像用カメラ５５とマーク撮像用カメラ５６が実装ヘッドユニット１５と一緒にＸＹ方向に移動するようになっている。
　その他、図１に示すように、部品実装機１０のベース台１１のうちの部品供給装置１４とコンベア１３とり間のスペースには、吸着ノズル３３に吸着した部品をその下方から撮像する部品撮像用カメラ５７と、実装ヘッドユニット１５のノズルホルダ３２に保持された吸着ノズル３３と交換する交換用の吸着ノズルを保管するノズルチェンジャ５８が設置されている。
　側面撮像用カメラ５５、マーク撮像用カメラ５６及び部品撮像用カメラ５７には、それぞれ撮像対象を照明する照明装置が設けられている。以下、側面撮像用カメラ５５で撮像する撮像対象を照明するＬＥＤ照明装置６１の構成を図３及び図４に基づいて説明する。
　ＬＥＤ照明装置６１は、輝度（発光光量）が異なる２種類のＬＥＤ素子６２，６３をＬＥＤ基板６４に実装して構成されている。以下、２種類のＬＥＤ素子６２，６３のうち、輝度が低い方のＬＥＤ素子６２を低輝度ＬＥＤ素子６２と呼び、輝度が高い方のＬＥＤ素子６３を高輝度ＬＥＤ素子６３と呼ぶ。本実施例では、図２に示すように、回転ヘッド３１の直径方向の２箇所に設けられた２つのＺ軸駆動機構４８により、吸着ノズル３３の旋回軌道の直径方向の２箇所の停止位置で、部品吸着・実装動作のために各吸着ノズル３３を個別に下降させる構成となっている。以下の説明では、一例として、図３に示すように、吸着ノズル３３の本数（ノズルホルダ３２の本数）を８本とし、吸着ノズル３３（ノズルホルダ３２）を４５°ピッチで配列して、回転ヘッド３１の回転角度で、０°と１８０°の位置を停止位置とする構成について説明するが、吸着ノズル３３（ノズルホルダ３２）の本数や停止位置は適宜変更しても良いことは言うまでもない。尚、図３に示す８本の吸着ノズル３３の旋回方向（回転ヘッド３１の回転方向）は、時計回り方向となっている。
　回転ヘッド３１に保持された８本の吸着ノズル３３のうち、２箇所の停止位置（０°と１８０°）で部品吸着・実装動作のために下降する吸着ノズル３３（Ａ）の両隣に位置する２本の吸着ノズル３３（Ｂ，Ｃ）の少なくとも下端部分又はそれに吸着した部品をそれぞれ撮像対象として、各撮像対象を側方から側面撮像用カメラ５５で撮像する。従って、撮像位置は、回転ヘッド３１の回転角度で、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の４箇所となり、撮像対象も４つとなる。つまり、部品吸着動作を行う位置（０°と１８０°）の１ピッチ前の３１５°と１３５°の位置で停止している吸着ノズル３３（Ｂ）の少なくとも下端部分の側面画像を側面撮像用カメラ５５で撮像して、画像処理により吸着ノズル３３（Ｂ）に部品が付着していないこと（部品の持ち帰りがない）ことを確認し、更に、部品吸着動作を行う位置（０°と１８０°）の１ピッチ後の４５°と２２５°の位置で停止している吸着ノズル３３（Ｃ）に吸着した部品の側面画像を側面撮像用カメラ５５で撮像して、画像処理により吸着ノズル３３（Ｃ）に吸着した部品の有無や部品吸着姿勢等を確認する。
　これら４箇所の撮像対象の側面画像を１つの側面撮像用カメラ５５で撮像するために、光学系ユニット６６がＬＥＤ照明装置６１の周囲を取り囲むように設けられている。この光学系ユニット６６は、複数のミラー６７ａ，６７ｂ，６７ｃと複数のプリズム６８ａ，６８ｂを組み合わせて構成され、４箇所の撮像対象の側面画像をそれぞれミラー６７ａ→プリズム６８ａ→ミラー６７ｂ→ミラー６７ｃ→プリズム６８ｂの経路で反射又は屈折させて側面撮像用カメラ５５の受光面に結像させる。この際、側面撮像用カメラ５５の受光面には、４箇所の撮像対象の側面画像が重ならないように結像され、側面撮像用カメラ５５で撮像した１枚の画像に４箇所の撮像対象の側面画像が分離して写るようになっている。これにより、側面撮像用カメラ５５で撮像した１枚の画像によって４箇所の撮像対象の側面画像を同時に確認できるようになっている。
　尚、光学系ユニット６６に、４箇所の撮像対象の側面画像を撮像する４つの光路を選択的に切り替える光路切替器（図示せず）等を設けて、４箇所の撮像対象の側面画像を光路切替えにより１箇所ずつ又は２箇所ずつ側面撮像用カメラ５５で撮像するようにしても良い。
　一方、図３に示すように、低輝度ＬＥＤ素子６２と高輝度ＬＥＤ素子６３を実装したＬＥＤ基板６４は、例えば１枚のフレキシブルプリント基板により形成され、回転ヘッド３１に保持された８本の吸着ノズル３３の旋回軌道を取り囲むように８角リング状に屈曲されており、この８角リング状のＬＥＤ基板６４の周囲を取り囲むように光学系ユニット６６が設けられている。
　本実施例では、図４に示すように、ＬＥＤ基板６４のＬＥＤ実装面は、上述した４箇所の撮像対象をそれぞれ側方から照明するように４つの照明光出力エリアＤ１～Ｄ４に区分され、各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４毎にそれぞれ低輝度ＬＥＤ素子６２と高輝度ＬＥＤ素子６３が実装されている。各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４に実装された低輝度ＬＥＤ素子６２の個数は高輝度ＬＥＤ素子６３の個数よりも多く、各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の中央側に低輝度ＬＥＤ素子６２が複数個配置され、その両側に高輝度ＬＥＤ素子６３が少なくとも１個ずつ配置されている。本実施例では、各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４のＬＥＤ素子６２，６３の個数は、低輝度ＬＥＤ素子６２が８個、高輝度ＬＥＤ素子６３が２個となっている。ＬＥＤ基板６４の各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の上縁中央部には、各撮像対象の側面画像を光学系ユニット６６のミラー６７ａに導くための切欠部６９（図４参照）が形成されている。
　以上のように構成したＬＥＤ照明装置６１の各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の照明光量は、図６に示す照明光量調整装置７１によって所定の階調数（例えば６４階調、１２８階調等）で段階的に調整される。この照明光量調整装置７１は、ＬＥＤドライバ７３（ＬＥＤ駆動回路）によって高輝度ＬＥＤ素子６３に所定の電流を流して所定レベルの照明光量を確保する第１調整部として機能すると共に、ＬＥＤドライバ７２（ＬＥＤ駆動回路）によって低輝度ＬＥＤ素子６２に所定の電流を流して所定レベルの照明光量を確保する第２調整部としても機能する。
　各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の２個の高輝度ＬＥＤ素子６３は、１個又は複数個のＬＥＤドライバ７３で駆動され、各高輝度ＬＥＤ素子６３に所定の定電流を流して各撮像対象に対して各高輝度ＬＥＤ素子６３から所定レベルの照明光量を照射するようになっている。ここで、所定レベルの照明光量は、撮像対象の撮像に最低限必要な光量レベル又はそれよりも少しだけ低い光量レベルの照明光量であれば良い。
　この高輝度ＬＥＤ素子６３を駆動するＬＥＤドライバ７３は、高輝度ＬＥＤ素子６３に比較的大きな定電流を流す必要があるため、１個のＬＥＤドライバ７３だけでは出力電流値が不足する場合は、２個のＬＥＤドライバ７３で１個の高輝度ＬＥＤ素子６３を駆動するようにしても良い。反対に、ＬＥＤドライバ７３の出力電流値に余裕がある場合は、２個の高輝度ＬＥＤ素子６３を配線パターン（図示せず）で直列に接続して１個のＬＥＤドライバ７３で駆動するようにしても良い。或は、全ての照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の高輝度ＬＥＤ素子６３を、１個の多ｃｈ出力型のＬＥＤドライバ７３で各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４毎に個別に駆動するようにしても良い。いずれの場合も、高輝度ＬＥＤ素子６３を駆動するＬＥＤドライバ７３は、出力電流値を調整できないものを用いても良く、勿論、出力電流値を調整可能なものを用いても良いが、この場合でも、少なくとも低輝度ＬＥＤ素子６２と同様の階調数で調整する必要はなく、低階調の安価なＬＥＤドライバを用いれば良い。尚、図６の構成例は、各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の２個の高輝度ＬＥＤ素子６３を、それぞれ別のＬＥＤドライバ７３で駆動する構成例を示している。
　一方、各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の８個の低輝度ＬＥＤ素子６２は、それぞれ２つ以上のグループ、例えば３つのグループに区分されている。本実施例では、低輝度ＬＥＤ素子６２が３個のグループが２つと、低輝度ＬＥＤ素子６２が２個のグループが１つに区分され、各グループの３個又は２個の低輝度ＬＥＤ素子６２を配線パターン（図示せず）で直列に接続して、１個又は複数個のＬＥＤドライバ７２で個別に駆動するようになっている。各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の低輝度ＬＥＤ素子６２の個数が多い場合は、その低輝度ＬＥＤ素子６２を４つ以上のグループに区分しても良い。また、各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の全ての低輝度ＬＥＤ素子６２を１つのＬＥＤドライバ７２で駆動できる場合は、各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の低輝度ＬＥＤ素子６２を２つ以上のグループに区分せずに全ての低輝度ＬＥＤ素子６２を１個のＬＥＤドライバ７２で駆動するようにしても良い。或は、全ての照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の低輝度ＬＥＤ素子６２を、１個の多ｃｈ出力型のＬＥＤドライバ７２で各グループ毎に個別に駆動するようにしても良い。尚、図６の構成例は、各グループの３個又は２個の低輝度ＬＥＤ素子６２を、それぞれ別のＬＥＤドライバ７２で駆動する構成例を示している。
　この低輝度ＬＥＤ素子６２を駆動するＬＥＤドライバ７２は、低輝度ＬＥＤ素子６２に流す定電流の電流値を所定の階調数（例えば６４階調、１２８階調等）で段階的に調整して当該低輝度ＬＥＤ素子６２の発光光量を所定の階調数で段階的に調整する。
　ＬＥＤ照明装置６１の各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の照明光量を調整する照明光量調整装置７１は、部品実装機１０の制御装置７５と、この制御装置７５によって制御される２種類のＬＥＤドライバ７２，７３とによって構成され、電源回路部７６から供給される電流を各ＬＥＤドライバ７２，７３で所定の定電流に変換すると共に、低輝度ＬＥＤ素子６２を駆動するＬＥＤドライバ７２は、部品実装機１０の制御装置７５からの照明制御信号に基づいて低輝度ＬＥＤ素子６２に流す定電流の電流値を所定の階調数で段階的に調整して当該低輝度ＬＥＤ素子６２の発光光量を所定の階調数で段階的に調整する。
　部品実装機１０の制御装置７５は、１台又は複数台のコンピュータ（１個又は複数個のＣＰＵ）によって構成され、部品実装機１０の各機能（図５参照）の動作を制御すると共に、マーク撮像用カメラ５６、部品撮像用カメラ５７及び側面撮像用カメラ５５で撮像した画像を処理して各々の撮像対象を認識する画像処理装置としても機能する。具体的には、部品実装機の制御装置７５は、コンベア１３により所定の作業位置に搬入されてクランプされた回路基板１２の撮像対象である基準マークをその上方からマーク撮像用カメラ５６で撮像して基準マークを認識し、この基準マークの位置を基準にして回路基板１２の各部品実装位置を計測した後、実装ヘッドユニット１５を部品吸着位置→部品撮像位置→部品実装位置の経路で移動させて、部品供給装置１４から供給される部品を実装ヘッドユニット１５の吸着ノズル３３で吸着して当該部品を部品撮像用カメラ５７で撮像して、その撮像画像を処理して当該部品の吸着位置（Ｘ，Ｙ）と角度θを計測し、当該部品の吸着位置（Ｘ，Ｙ）や角度θのずれを補正して当該部品を回路基板１２に実装するという動作を制御する。
　更に、部品実装機１０の制御装置７５は、部品吸着動作時と部品実装動作時に下降する吸着ノズル３３（Ａ）の両隣に位置する２本の吸着ノズル３３（Ｂ，Ｃ）の少なくとも下端部分又はそれに吸着した部品を撮像対象とし、この撮像対象を側方からＬＥＤ照明装置６１で照明すると共に、その照明光量を照明光量調整装置７１のＬＥＤドライバ７２，７３によって調整した状態で、当該撮像対象の側面画像を側面撮像用カメラ５５で撮像し、その側面画像を処理して当該２本の吸着ノズル３３（Ｂ，Ｃ）に吸着した部品の有無等を確認する。
　図７は、本実施例のＬＥＤ照明装置６１の照明光量と照明光量調整装置７１のＬＥＤドライバ７２，７３によって調整可能な階調との関係を例示した図である。図７の例では、第１階調～第４階調の範囲は高輝度ＬＥＤ素子６３を駆動するＬＥＤドライバ７３で調整する領域であり、高輝度ＬＥＤ素子６３の照明光量を４段階（４階調）に調整可能となっている。図７の第４階調で高輝度ＬＥＤ素子６３を駆動したときの高輝度ＬＥＤ素子６３の照明光量が撮像対象の撮像に最低限必要な光量レベル又はそれよりも少しだけ低い光量レベルの照明光量となるように設定されている。図７の第５階調～最大階調の範囲は、低輝度ＬＥＤ素子６２を駆動するＬＥＤドライバ７２で調整する領域であり、低輝度ＬＥＤ素子６２の照明光量を所定の階調数で細かく調整可能となっている。これにより、高輝度ＬＥＤ素子６３に所定の定電流を流して所定レベルの照明光量を確保しつつ、低輝度ＬＥＤ素子６２に流す定電流の電流値を所定の階調数で段階的に調整して当該低輝度ＬＥＤ素子６２の発光光量を所定の階調数で段階的に調整することで、撮像対象の撮像に必要な照明光量を確保しつつ、前記所定レベルを超える領域で照明光量を所定の階調数で段階的に調整できるようにしている。
　尚、図７の第４階調で高輝度ＬＥＤ素子６３を駆動すると、高輝度ＬＥＤ素子６３の照明光量が撮像対象の撮像に最低限必要な光量レベルを超える場合には、図７の第３階調～第１階調の中で高輝度ＬＥＤ素子６３の照明光量が撮像対象の撮像に最低限必要な光量レベル又はそれよりも少しだけ低い光量レベルの照明光量となる階調を選択してその階調で高輝度ＬＥＤ素子６３を駆動するようにすれば良い。
　一般に、撮像対象の撮像に適した照明光量は、撮像対象の種類やカメラの性能等によって異なるが、いずれの場合でも、撮像対象の撮像に最低限必要な光量レベル以下の領域では、照明光量をいくら細かく調整できても意味がなく、光量調整を行う必要がない。
　そこで、本実施例では、ＬＥＤ照明装置６１を、輝度が異なる２種類のＬＥＤ素子６２，６３を用いて構成し、高輝度ＬＥＤ素子６３に所定の定電流を流して所定レベルの照明光量（例えば撮像対象の撮像に最低限必要な光量レベル又はそれよりも少しだけ低い光量レベル）を確保しつつ、低輝度ＬＥＤ素子６２に流す定電流を所定の階調数で段階的に調整することで、撮像対象の撮像に必要な照明光量を確保しつつ、前記所定レベルを超える領域で照明光量を所定の階調数で調整するようにしている。このようにすれば、光量調整が必要な領域である所定レベルを超える領域で照明光量を所定の階調数で調整できるため、光量調整が必要な領域で照明光量を細かく調整できて、撮像対象を最適な光量で照明できる。しかも、高輝度ＬＥＤ素子６３を用いることで、ＬＥＤ素子６２の数を増やさずに、照明光量を容易に増加させることができ、小型化の要求を満たしつつ照明光量の増加にも対応することができる。
　更に、高輝度ＬＥＤ素子６３に流す定電流は調整する必要はなく（少なくとも低輝度ＬＥＤ素子６２と同様の階調数で調整する必要はなく）、また、低輝度ＬＥＤ素子６２に流す定電流を調整するＬＥＤドライバ７３も高階調のＬＥＤドライバを用いて構成する必要がなく、しかも、複数の低輝度ＬＥＤ素子６２を少数のＬＥＤドライバ７２で駆動できて、回路構成が簡単であり、低コスト化の要求も満たすことができる。
　また、本実施例では、各撮像対象に対向する各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の複数個の低輝度ＬＥＤ素子６２を２つ以上のグループに区分して、ＬＥＤドライバ７２で各グループの低輝度ＬＥＤ素子６２を各グループ毎に個別に駆動するようにしているため、各グループ毎に個別に低輝度ＬＥＤ素子６２に流す定電流の電流値を所定の階調数で段階的に調整することができる。これにより、各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の低輝度ＬＥＤ素子６２の照明光量をより一層細かく調整することができる。
　また、本実施例では、各撮像対象に対向する各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の中央側に低輝度ＬＥＤ素子６２を配置し、その両側に高輝度ＬＥＤ素子６３を配置しているため、各照明光出力エリアＤ１～Ｄ４の両側の高輝度ＬＥＤ素子６３の照明光によって各撮像対象をその両側斜め方向から均等に照明しながら中央側の低輝度ＬＥＤ素子６２の照明光によって各撮像対象を照明する照明光量を細かく調整でき、各撮像対象の撮像に好適な照明状態を作ることができる。
　尚、本実施例では、４箇所の撮像対象を照明する４つの照明光出力エリアＤ１～Ｄ４を１枚のＬＥＤ基板６４（フレキシブルプリント基板）で一体に形成しているため、部品点数や組立工数を削減できる利点があるが、ＬＥＤ基板を４分割して、各ＬＥＤ基板に照明光出力エリアを１つずつ設けるようにしても良い。また、ＬＥＤ基板もフレキシブルプリント基板に限定されず、フレキシブルではないリジッドプリント基板で形成しても良いことは言うまでもない。
　また、本実施例では、回転ヘッド３１の直径方向の２箇所に、ノズルホルダ３２を個別に下降させるＺ軸駆動機構４８を設けたが、例えば、回転ヘッド３１の周囲の４箇所（０°、９０°、１８０°、２７０°の位置）にそれぞれＺ軸駆動機構４８を設けた構成としても良く、勿論、１箇所のみにＺ軸駆動機構４８を設けた構成としても良く、Ｚ軸駆動機構４８の数や位置を適宜変更しても良い。
　また、実装ヘッドユニット１５は、回転ヘッド３１を用いた構成のものに限定されず、回転しない実装ヘッドを用いた構成としても良い。
　また、本実施例では、吸着ノズル３３に吸着した部品の側面画像を撮像する側面撮像用カメラ５５のＬＥＤ照明装置６１の照明光量を所定の階調数で段階的に調整する構成について説明したが、吸着ノズル３３に吸着した部品をその下方から撮像する部品撮像用カメラ５７のＬＥＤ照明装置や、回路基板１２の基準位置マークを撮像するマーク撮像用カメラ５６のＬＥＤ照明装置についても、側面撮像用カメラ５５のＬＥＤ照明装置６１と同様に、輝度が異なる２種類のＬＥＤ素子を用いて構成し、高輝度ＬＥＤ素子に所定の定電流を流して所定レベルの照明光量（例えば撮像対象の撮像に最低限必要な光量レベル又はそれよりも少しだけ低い光量レベル）を確保しつつ、低輝度ＬＥＤ素子に流す定電流の電流値を所定の階調数で段階的に調整するようにしても良い。
　また、本実施例では、電流調光方式のＬＥＤドライバ７２で低輝度ＬＥＤ素子６２に流す電流の電流値を所定の階調数で段階的に調整することで低輝度ＬＥＤ素子６２の発光光量を所定の階調数で段階的に調整するようにしたが、ＰＷＭ調光方式のＬＥＤドライバで低輝度ＬＥＤ素子６２に流す電流のパルス幅をＰＷＭ制御により所定の階調数で段階的に調整することで低輝度ＬＥＤ素子６２の発光光量を所定の階調数で段階的に調整するようにしても良い。
　その他、本発明は、本実施例に限定されず、例えば、低輝度ＬＥＤ素子６２と高輝度ＬＥＤ素子６３の配置や個数を変更したり、実装ヘッドユニット１５の構成や部品実装機１０の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。
　１０…部品実装機、１２…回路基板、１３…コンベア、１４…部品供給装置、１５…実装ヘッドユニット、１６…ヘッド移動装置、３１…回転ヘッド、３２…ノズルホルダ、３３…吸着ノズル、３４…Ｒ軸、３５…Ｒ軸駆動機構、４０…Ｑ軸駆動機構、４８…Ｚ軸駆動機構、５５…側面撮像用カメラ、５６…マーク撮像用カメラ、５７…部品撮像用カメラ、６１…ＬＥＤ照明装置、６２…低輝度ＬＥＤ素子、６３…高輝度ＬＥＤ素子、６４…ＬＥＤ基板、６６…光学系ユニット、６７ａ，６７ｂ，６７ｃ…ミラー、６８ａ，６８ｂ…プリズム、７１…照明光量調整装置、７２，７３…ＬＥＤドライバ、７５…制御装置

Claims (10)

  1. 　部品実装機において、
    　前記部品実装機に搭載したカメラで撮像する撮像対象を照明するＬＥＤ照明装置と、
    　前記ＬＥＤ照明装置の照明光量を所定の階調数で段階的に調整する照明光量調整装置と、
    を備え、
    　前記ＬＥＤ照明装置は、輝度が異なる２種類のＬＥＤ素子を備え、
    　前記照明光量調整装置は、前記２種類のＬＥＤ素子のうちの輝度が高い方のＬＥＤ素子である高輝度ＬＥＤ素子に所定の電流を流して所定レベルの照明光量を確保する第１調整部と、前記２種類のＬＥＤ素子のうちの輝度が低い方のＬＥＤ素子である低輝度ＬＥＤ素子に所定の電流を流して所定レベルの照明光量を確保する第２調整部とを備える、
    部品実装機。
  2. 　部品実装機に搭載したカメラで撮像する撮像対象を照明するＬＥＤ照明装置と、前記ＬＥＤ照明装置の照明光量を所定の階調数で段階的に調整する照明光量調整装置とを備えた部品実装機において、
    　前記ＬＥＤ照明装置は、輝度が異なる２種類のＬＥＤ素子を用いて構成され、
    　前記照明光量調整装置は、前記２種類のＬＥＤ素子のうちの輝度が高い方のＬＥＤ素子である高輝度ＬＥＤ素子に所定の電流を流して所定レベルの照明光量を確保しつつ、輝度が低い方のＬＥＤ素子である低輝度ＬＥＤ素子に流す電流の電流値又はパルス幅を所定の階調数で段階的に調整して当該低輝度ＬＥＤ素子の発光光量を所定の階調数で段階的に調整することで、前記撮像対象の撮像に必要な照明光量を確保しつつ、前記所定レベルを超える領域で照明光量を所定の階調数で段階的に調整する、部品実装機。
  3. 　前記低輝度ＬＥＤ素子の個数が前記高輝度ＬＥＤ素子の個数よりも多い、請求項１又は請求項２に記載の部品実装機。
  4. 　前記低輝度ＬＥＤ素子は、複数個設けられ、
    　前記照明光量調整装置は、前記複数個の低輝度ＬＥＤ素子を２つ以上のグループに区分して、そのグループ毎に個別に前記低輝度ＬＥＤ素子に流す電流の電流値又はパルス幅を所定の階調数で段階的に調整する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の部品実装機。
  5. 　前記ＬＥＤ照明装置は、前記撮像対象に対向する照明光出力エリアの中央側に前記低輝度ＬＥＤ素子が複数個配置され、その両側に前記高輝度ＬＥＤ素子が少なくとも１個ずつ配置されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の部品実装機。
  6. 　前記照明光量調整装置は、前記高輝度ＬＥＤ素子に流す電流の電流値又はパルス幅を段階的に調整可能に構成されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の部品実装機。
  7. 　前記撮像対象は、吸着ノズルの少なくとも下端部分又はそれに吸着した部品である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の部品実装機。
  8. 　前記カメラは、前記吸着ノズルの少なくとも下端部分又はそれに吸着した部品を側方から撮像する、請求項７に記載の部品実装機。
  9. 　回転型の実装ヘッドにその円周方向に所定間隔で複数本の吸着ノズルが保持され、
    　前記カメラは、前記実装ヘッドの回転位置の１箇所又は複数箇所で前記複数本の吸着ノズルのうちの部品吸着・実装動作のために下降する吸着ノズルの両隣に位置する２本の吸着ノズルの少なくとも下端部分又はそれに吸着した部品をそれぞれ側方から撮像するための光学系ユニットを備え、
    　前記ＬＥＤ照明装置は、前記実装ヘッドの回転位置の１箇所又は複数箇所で前記部品吸着・実装動作のために下降する吸着ノズルの両隣に位置する２本の吸着ノズルの少なくとも下端部分又はそれに吸着した部品をそれぞれ側方から照明するように複数の照明光出力エリアが設けられ、その照明光出力エリア毎にそれぞれ前記２種類のＬＥＤ素子が設けられ、
    　前記照明光量調整装置は、前記照明光出力エリア毎に個別に所定の階調数の光量調整を行うように構成されている、請求項８に記載の部品実装機。
  10. 　部品実装機の照明光量調整方法において、
    　前記部品実装機に搭載したカメラで撮像する撮像対象を照明するＬＥＤ照明装置と、
    　前記ＬＥＤ照明装置の照明光量を所定の階調数で段階的に調整する照明光量調整装置と、
    を備え、
    　前記ＬＥＤ照明装置は、輝度が異なる２種類のＬＥＤ素子を備え、
    　前記照明光量調整装置は、前記２種類のＬＥＤ素子のうちの輝度が高い方のＬＥＤ素子である高輝度ＬＥＤ素子に所定の電流を流して所定レベルの照明光量を確保する第１調整工程と、前記２種類のＬＥＤ素子のうちの輝度が低い方のＬＥＤ素子である低輝度ＬＥＤ素子に所定の電流を流して所定レベルの照明光量を確保する第２調整工程とを備える、部品実装機の照明光量調整方法。
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