WO2021044458A1 - 部品保持装置 - Google Patents

部品保持装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2021044458A1
WO2021044458A1 PCT/JP2019/034341 JP2019034341W WO2021044458A1 WO 2021044458 A1 WO2021044458 A1 WO 2021044458A1 JP 2019034341 W JP2019034341 W JP 2019034341W WO 2021044458 A1 WO2021044458 A1 WO 2021044458A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
component
parts
holding
input
stage
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/034341
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一真 石川
章郎 杉原
Original Assignee
株式会社Fuji
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Fuji filed Critical 株式会社Fuji
Priority to JP2021543614A priority Critical patent/JP7339346B2/ja
Priority to CN201980099682.7A priority patent/CN114342581B/zh
Priority to PCT/JP2019/034341 priority patent/WO2021044458A1/ja
Priority to EP19943931.6A priority patent/EP4027763A4/en
Publication of WO2021044458A1 publication Critical patent/WO2021044458A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408Incorporating a pick-up tool
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0813Controlling of single components prior to mounting, e.g. orientation, component geometry

Definitions

  • the present invention relates to a component holding device that holds a component from a stage in which the component is scattered.
  • An object of the present invention is to suitably hold a part from a stage where the part is scattered.
  • the present specification includes a stage in which one type of component is scattered and an imaging device for imaging the one type of component scattered in the stage, and the input is described above.
  • a component holding device that holds the one type of component scattered on the stage based on a plurality of height dimensions of one type of component and imaging data by the imaging device.
  • one type of component scattered on the stage is based on a plurality of height dimensions of one type of component input and the imaging data of the component by the image pickup device. Be retained. This makes it possible to suitably hold the parts from the stage where the parts are scattered.
  • FIG. 1 shows the component mounting machine 10.
  • the component mounting machine 10 is a device for executing component mounting work on the circuit base material 12.
  • the component mounting machine 10 includes an apparatus main body 20, a base material transfer holding device 22, a component mounting device 24, an imaging device 26, 28, a component supply device 30, a loose component supply device 32, and a control device (see FIG. 12) 34.
  • the circuit board 12 include a circuit board, a base material having a three-dimensional structure, and the like, and examples of the circuit board include a printed wiring board and a printed circuit board.
  • the device main body 20 is composed of a frame 40 and a beam 42 mounted on the frame 40.
  • the base material transfer holding device 22 is arranged at the center of the frame 40 in the front-rear direction, and has a transfer device 50 and a clamp device 52.
  • the transport device 50 is a device that transports the circuit base material 12
  • the clamp device 52 is a device that holds the circuit base material 12.
  • the base material transport / holding device 22 transports the circuit base material 12 and holds the circuit base material 12 fixedly at a predetermined position.
  • the transport direction of the circuit base material 12 is referred to as the X direction
  • the horizontal direction perpendicular to that direction is referred to as the Y direction
  • the vertical direction is referred to as the Z direction. That is, the width direction of the component mounting machine 10 is the X direction, and the front-rear direction is the Y direction.
  • the component mounting device 24 is arranged on the beam 42, and has two work heads 60 and 62 and a work head moving device 64.
  • Each of the work heads 60 and 62 has a suction nozzle (see FIG. 2) 66, and the parts are held by the suction nozzle 66.
  • the work head moving device 64 includes an X-direction moving device 68, a Y-direction moving device 70, and a Z-direction moving device 72. Then, the two work heads 60 and 62 are integrally moved to an arbitrary position on the frame 40 by the X-direction moving device 68 and the Y-direction moving device 70. Further, as shown in FIG.
  • the work heads 60 and 62 are detachably mounted on the sliders 74 and 76 by one-touch positioning by the operator without using a tool, and are mounted on the sliders 74 and 76 in the Z direction.
  • 72 individually moves the sliders 74 and 76 in the vertical direction. That is, the work heads 60 and 62 are individually moved in the vertical direction by the Z-direction moving device 72.
  • the image pickup device 26 is attached to the slider 74 in a state of facing downward, and is moved in the X direction, the Y direction, and the Z direction together with the work head 60. As a result, the image pickup apparatus 26 images an arbitrary position on the frame 40. As shown in FIG. 1, the image pickup apparatus 28 is arranged between the base material transport holding apparatus 22 on the frame 40 and the component supply apparatus 30 in a state of facing upward. As a result, the image pickup apparatus 28 images the parts held by the suction nozzles 66 of the work heads 60 and 62.
  • the parts supply device 30 is arranged at one end of the frame 40 of the parts mounting device 24 in the front-rear direction.
  • the parts supply device 30 includes a tray-type parts supply device 78 and a feeder-type parts supply device (not shown).
  • the tray-type component supply device 78 is a device that supplies components in a state of being placed on the tray.
  • the feeder type component supply device is a device that supplies components by a tape feeder (not shown), a stick feeder (not shown), a loose component feeder device that supplies a plurality of components in a scattered state, and the like.
  • the loose parts supply device 32 is arranged at the other end of the frame 40 of the parts mounting device 24 in the front-rear direction.
  • the loose parts supply device 32 is a device that aligns a plurality of parts that are scattered apart and supplies the parts in the aligned state. That is, it is a device that aligns a plurality of parts in an arbitrary posture in a predetermined posture and supplies the parts in the predetermined posture.
  • the configuration of the component supply device 32 will be described in detail below.
  • Examples of the parts supplied by the parts supply device 30 and the loose parts supply device 32 include electronic circuit parts, solar cell components, power module components, and the like. Further, electronic circuit parts include parts having reeds, parts having no reeds, and the like.
  • the loose parts supply device 32 includes a main body 80, a parts supply unit 82, a two-dimensional image pickup device 84, and a parts delivery device 86.
  • the parts supply unit 82 includes a parts supply device (see FIG. 7) 88, a frame 89, a parts scattering device (see FIG. 4) 90, and a parts return device (see FIG. 4) 92.
  • the feeder 88, the frame 89, the component scattering device 90, and the component returning device 92 are integrally configured.
  • the parts supply unit 82 is detachably positioned and detachably attached to the main body 80 with a single touch by an operator without using a tool.
  • the five parts supply units 82 are X. They are arranged side by side in a row in the direction.
  • the parts feeder 88 generally has a rectangular parallelepiped box shape and is arranged so as to extend in the Y direction.
  • the Y direction is described as the front-rear direction of the component supply device 88, and the direction toward the side where the component return device 92 is arranged in the component supply unit 82 is described as the front direction, and the component supply device 88 is arranged.
  • the direction toward the side where it is being done is described as backward.
  • the parts feeder 88 has openings on the upper surface and the front surface, the opening on the upper surface is a component input port 97, and the opening on the front surface is a component discharge port 98.
  • the inclined plate 104 is arranged below the input port 97.
  • the inclined plate 104 is arranged so as to incline downward from the rear end surface of the component feeder 88 toward the center.
  • a conveyor device 106 is arranged on the front side of the inclined plate 104.
  • the conveyor device 106 is arranged so as to incline upward from the front end of the inclined plate 104 toward the front of the component feeder 88.
  • the conveyor belt 112 of the conveyor device 106 is driven by an electromagnetic motor (see FIG. 12) 116 to rotate counterclockwise in FIG. That is, the transport direction by the conveyor device 106 is obliquely upward from the front end portion of the inclined plate 104 toward the front.
  • an inclined plate 126 is arranged below the front end portion of the conveyor device 106.
  • the inclined plate 126 is arranged from the front end surface of the component feeder 88 toward the lower side of the conveyor device 106, and the rear end portion is inclined obliquely downward.
  • the inclined plate 128 is also arranged below the inclined plate 126. The inclined plate 128 is inclined so that the front end is located downward from below the central portion of the conveyor device 106 toward the discharge port 98 of the component feeder 88.
  • the frame 89 is composed of a pair of side frames 130 and a connecting frame 132.
  • the pair of side frames 130 are erected so as to be parallel to each other and extend in the Y direction while facing each other.
  • a connecting frame 132 is bridged to the lower ends of the pair of side frames 130, and the pair of side frames 130 are connected by the connecting frame 132.
  • the frame 89 functions as a housing of the parts supply unit 82, it does not function as a housing, but is a reinforcing member, an outer shell member, a housing, a cover, a casing, and the like of the parts supply unit 82. May be good.
  • the distance between the pair of side frames 130 is slightly larger than the widthwise dimension of the component feeder 88, and the component feeder 88 is positioned between the pair of side frames 130. Is attached and detachable with one touch. Note that the one-touch attachment / detachment means that the operator can reproducibly attach / detach without using a tool or the like.
  • the component scattering device 90 includes a component support member 150 and a component support member moving device 152.
  • the component support member 150 is composed of a stage 156 and a pair of side wall portions 158.
  • the stage 156 has a generally elongated plate shape, and is arranged so as to extend from the lower side to the front side of the component feeder 88 mounted between the pair of side frames 130.
  • the width dimension of the stage 156 is set to be the same as the dimension between the pair of side frames 130, that is, the width dimension of the frame 89, and the rear end portion of the stage 156 is the dimension between the pair of side frames 130. It is located in between.
  • the upper surface of the stage 156 is generally horizontal, and as shown in FIG.
  • the upper surface of the stage 156 is arranged at the rear end portion with a slight clearance from the front end portion of the inclined plate 128 of the component feeder 88.
  • the pair of side wall portions 158 are fixed in a state of being erected on both side portions in the longitudinal direction of the stage 156, and the upper end of each side wall portion 158 is from the upper surface of the stage 156. It extends upward.
  • the component support member moving device 152 slides the component support member 150 in the Y direction by the operation of the air cylinder (see FIG. 12) 166. At this time, the component support member 150 moves between a stored state stored below the component feeder 88 (see FIG. 6) and an exposed state exposed from below the component feeder 88 (see FIG. 5). ..
  • the parts return device 92 includes a parts storage container 180 and a container swinging device 181.
  • the parts storage container 180 is generally box-shaped and has an arcuate bottom surface.
  • the width dimension of the parts storage container 180 is about the same as the width dimension of the stage 156.
  • the parts storage container 180 is oscillatedly held at the front end of the stage 156, and swings by the operation of the container oscillating device 181.
  • the component accommodating container 180 swings between the accommodating posture with the opening facing upward (see FIG. 8) and the returning posture with the opening facing the upper surface of the stage 156 of the component supporting member 150 (see FIG. 9). To do.
  • the two-dimensional image pickup device 84 includes a camera 290 and a camera moving device 292, as shown in FIG.
  • the camera moving device 292 includes a guide rail 296 and a slider 298.
  • the guide rail 296 is fixed to the main body 80 so as to extend in the width direction (X direction) of the loose component supply device 32 above the component supply device 88.
  • the slider 298 is slidably attached to the guide rail 296 and slides to an arbitrary position by the operation of the electromagnetic motor (see FIG. 12) 299.
  • the camera 290 is one, and is fixedly attached to the slider 298 in a state of facing downward.
  • the camera 290 is not provided with a three-dimensional camera or a three-dimensional image processing device capable of detecting the height information and depth information of the three-dimensional imaging object, but the height information of the three-dimensional imaging object. It is a two-dimensional camera that captures a two-dimensional image that cannot detect or depth information. Further, in the camera 290, a general lens, that is, a lens having a non-zero angle of view is used instead of a telecentric lens in which the aperture diaphragm is at the focal position of the lens.
  • the parts delivery device 86 includes a parts holding head moving device 300, a parts holding head 302, and two shuttle devices 304.
  • the component holding head moving device 300 includes an X-direction moving device 310, a Y-direction moving device 312, and a Z-direction moving device 314.
  • the Y-direction moving device 312 has a Y slider 316 arranged above the component supply unit 82 so as to extend in the X direction, and the Y slider 316 is driven by an electromagnetic motor (see FIG. 12) 319. , Move to any position in the Y direction.
  • the X-direction moving device 310 has an X-slider 320 arranged on the side surface of the Y-slider 316, and the X-slider 320 is moved to an arbitrary position in the X-direction by driving an electromagnetic motor (see FIG. 12) 321.
  • the Z direction moving device 314 has a Z slider 322 arranged on the side surface of the X slider 320, and the Z slider 322 is moved to an arbitrary position in the Z direction by driving an electromagnetic motor (see FIG. 12) 323. Moving.
  • the component holding head 302 includes a head main body 330, a suction nozzle 332, a nozzle swivel device 334, and a nozzle rotation device 335.
  • the head body 330 is integrally formed with the Z slider 322.
  • the suction nozzle 332 holds a component and is detachably attached to the lower end portion of the holder 340.
  • the holder 340 is bendable on the support shaft 344, and the holder 340 is bent 90 degrees upward by the operation of the nozzle swivel device 334.
  • the suction nozzle 332 mounted on the lower end of the holder 340 turns 90 degrees, is positioned at the turning position, and stops.
  • the suction nozzle 332 is swiveled between the non-swivel position and the swivel position by the operation of the nozzle swivel device 334.
  • the nozzle rotating device 335 also rotates the suction nozzle 332 around its axis.
  • each of the two shuttle devices 304 includes the component carrier 388 and the component carrier moving device 390, is arranged laterally on the front side of the component supply unit 82, and is fixed to the main body 80. Has been done. Five component receiving members 392 are mounted on the component carrier 388 in a line in the horizontal direction, and the components are placed on each component receiving member 392.
  • the loose parts supply device 32 can supply various parts, and various parts receiving members 392 are prepared according to the shape of the parts.
  • various parts receiving members 392 are prepared according to the shape of the parts.
  • an electronic circuit component supplied by the loose component supply device 32 as shown in FIG. 11, a component receiving member 392 corresponding to a lead component 410 having a lead will be described.
  • the lead component 410 is composed of a block-shaped component body 412 and two leads 414 protruding from the bottom surface of the component body 412.
  • the component receiving member 392 is formed with a component receiving recess 416 having a shape corresponding to the lead component 410.
  • the component receiving recess 416 is a stepped recess, and is composed of a main body receiving recess 418 opening on the upper surface of the component receiving member 392 and a lead receiving recess 420 opening on the bottom surface of the main body receiving recess 418.
  • the lead component 410 is inserted into the component receiving recess 416 with the lead 414 facing downward.
  • the reed 414 is inserted into the lead receiving recess 420, and the lead component 410 is placed inside the component receiving recess 416 with the component main body 412 inserted into the main body receiving recess 418.
  • the component carrier moving device 390 is a plate-shaped longitudinal member, and is arranged on the front side of the component supply unit 82 so as to extend in the front-rear direction.
  • a component carrier 388 is slidably arranged in the front-rear direction on the upper surface of the component carrier moving device 390, and is slid to an arbitrary position in the front-rear direction by driving an electromagnetic motor (see FIG. 12) 430.
  • the component carrier 388 slides in the direction approaching the component supply unit 82, it slides to the component receiving position located within the moving range of the component holding head 302 by the component holding head moving device 300.
  • the component carrier 388 slides away from the component supply unit 82, it slides to the component supply position located within the movement range of the work heads 60 and 62 by the work head moving device 64.
  • the control device 34 includes a general control device 450, a plurality of individual control devices (only one is shown in the figure) 452, and an image processing device 454.
  • the integrated control device 450 is mainly composed of a computer, and is connected to a base material transport holding device 22, a component mounting device 24, an image pickup device 26, an image pickup device 28, a component supply device 30, and a loose component supply device 32. ing. As a result, the integrated control device 450 collectively controls the base material transporting and holding device 22, the component mounting device 24, the imaging device 26, the imaging device 28, the component supply device 30, and the loose component supply device 32.
  • the plurality of individual control devices 452 are mainly composed of a computer, and are included in the base material transport holding device 22, the component mounting device 24, the imaging device 26, the imaging device 28, the component supply device 30, and the loose component supply device 32. Correspondingly provided (in the figure, only the individual control device 452 corresponding to the loose component supply device 32 is shown).
  • the individual control device 452 of the loose parts supply device 32 is connected to the parts supply device 88, the parts scattering device 90, the parts return device 92, the camera moving device 292, the parts holding head moving device 300, the parts holding head 302, and the shuttle device 304. ing. As a result, the individual control device 452 of the loose parts supply device 32 becomes the parts supply device 88, the parts scattering device 90, the parts return device 92, the camera moving device 292, the parts holding head moving device 300, the parts holding head 302, and the shuttle device 304. To control. Further, the image processing device 454 is connected to the two-dimensional image pickup device 84 and processes the image pickup data captured by the two-dimensional image pickup device 84. The image processing device 454 is connected to the individual control device 452 of the loose component supply device 32. As a result, the individual control device 452 of the loose component supply device 32 acquires the two-dimensional image pickup data captured by the two-dimensional image pickup device 84.
  • the component mounting machine 10 is subjected to component mounting work on the circuit base material 12 held by the base material transfer holding device 22 according to the above-described configuration. Specifically, the circuit base material 12 is transported to a working position by the base material transport and holding device 22, and is fixedly held by the clamp device 52 at that position. Next, the image pickup apparatus 26 moves above the circuit base material 12 that is fixedly held, and images the circuit base material 12. As a result, information regarding an error in the holding position of the circuit base material 12 can be obtained. Further, the parts supply device 30 or the loose parts supply device 32 supplies parts at a predetermined supply position. The supply of parts by the loose parts supply device 32 will be described in detail later.
  • one of the work heads 60 and 62 moves above the supply position of the component and holds the component by the suction nozzle 66. Subsequently, the work heads 60 and 62 holding the parts move above the image pickup device 28, and the image pickup device 28 images the parts held by the suction nozzle 66. This provides information about the error in the holding position of the part. Then, the work heads 60 and 62 holding the parts move above the circuit base material 12, and correct the holding position error of the circuit base material 12, the holding position error of the parts, and the like. , Mounted on the circuit substrate 12.
  • the operator inserts one type of lead component 410 into each input port 97 on the upper surface of the component feeder 88.
  • the component support member 150 is moved below the component feeder 88 by the operation of the component support member moving device 152, and is in the retracted state (see FIG. 6).
  • the component storage container 180 arranged at the front end of the component support member 150 is located in front of the component feeder 88, and is a component.
  • the posture is such that the opening of the storage container 180 is directed upward (containment posture).
  • the lead component 410 inserted from the input port 97 of the component feeder 88 falls on the inclined plate 104 of the component feeder 88 and rolls down to the lower end on the front side of the inclined plate 104.
  • the lead component 410 that has rolled down to the lower end on the front side of the inclined plate 104 is piled up between the lower end on the front side of the inclined plate 104 and the lower end on the rear side of the conveyor device 106.
  • the conveyor belt 112 of the conveyor device 106 orbits counterclockwise in FIG.
  • the lead parts 410 piled up between the inclined plate 104 and the conveyor belt 112 are conveyed obliquely upward by the conveyor belt 112.
  • the lead component 410 conveyed by the conveyor belt 112 falls onto the inclined plate 126 from the upper end on the front side of the conveyor device 106.
  • the lead component 410 that has fallen onto the inclined plate 126 rolls backward on the inclined plate 126 and falls onto the inclined plate 128.
  • the lead component 410 that has fallen onto the inclined plate 128 rolls forward and is discharged from the discharge port 98 on the front side of the component feeder 88.
  • the lead part 410 discharged from the discharge port 98 of the parts supply 88 is housed inside the parts storage container 180. Then, when a predetermined amount of lead parts 410 are discharged from the parts feeder 88, that is, when the conveyor device 106 operates by a certain amount, the conveyor device 106 stops. Next, the component support member 150 moves forward from the retracted state by the operation of the component support member moving device 152.
  • the container swinging device 181 of the component return device 92 operates, and the component storage container 180 swings.
  • the posture of the parts storage container 180 vigorously changes from a posture in which the opening is directed upward (containment posture) to a posture in which the opening is directed toward the stage 156 (return posture).
  • the lead component 410 housed in the component container 180 is vigorously released toward the stage 156.
  • one type of lead component 410 is scattered on the stage 156 from the component storage container 180.
  • the scattering of the lead parts 410 is a concept including a state in which the lead parts 410 are scattered in an overlapping state and a state in which the lead parts 410 are scattered in a separated state without overlapping.
  • the camera 290 of the two-dimensional image pickup device 84 moves the parts support member by the operation of the camera moving device 292. It moves above 150 and stops at the imaging position to image the lead component 410.
  • two-dimensional imaging data of each of the plurality of lead components 410 scattered on the upper surface of the component support member 150 can be obtained.
  • information such as the position on the component support member 150 and the posture of the lead component 410 is calculated for the plurality of lead components 410 scattered on the upper surface of the component support member 150 based on the two-dimensional imaging data. ..
  • the component holding head 302 moves above the lead component by the operation of the component holding head moving device 300, and the lead component is moved by the suction nozzle 332. It is adsorbed and held.
  • the suction nozzle 332 is located at a non-swinging position, the suction port faces downward, and the suction surface, which is the suction port, is relative to the horizontal plane. It is in a parallel state.
  • the component holding head 302 moves above the component carrier 388.
  • the component carrier 388 is moved to the component receiving position by the operation of the component carrier moving device 390.
  • the suction nozzle 332 is swiveled to the swivel position.
  • the suction nozzle 332 is swiveled by the operation of the nozzle rotating device 335 so that the lead 414 of the lead component 410 held by the suction nozzle 332 in the swivel position faces downward in the vertical direction.
  • the lead component 410 with the lead 414 facing downward in the vertical direction is inserted into the component receiving recess 416 of the component receiving member 392.
  • the lead component 410 is placed on the component receiving member 392 with the lead 414 facing downward in the vertical direction.
  • the component carrier 388 moves to the component supply position by the operation of the component carrier moving device 390. Since the component carrier 388 that has moved to the component supply position is located within the movement range of the work heads 60 and 62, the loose component supply device 32 supplies the lead component 410 to the component mounting machine 10 at this position. As described above, in the loose component supply device 32, the lead component 410 is supplied in the component receiving member 392 with the lead 414 facing downward and the upper surface facing the bottom surface to which the lead 414 is connected facing upward. Ru. Therefore, the suction nozzles 66 of the work heads 60 and 62 can appropriately hold the lead component 410.
  • the loose parts supply device 32 one type of parts is scattered from the parts feeder 88 on the stage 156, and the parts scattered on the stage 156 are imaged by the camera 290. Then, the positions and postures of the parts are calculated based on the imaged data, and the parts scattered on the stage 156 are held by the part holding head 302 by using the calculated positions and postures.
  • the camera 290 used for photographing the parts scattered on the stage 156 is a two-dimensional camera, and further, the camera 290 does not use a telecentric lens. Therefore, when the position and orientation of the component are calculated based on the imaging data, the position and orientation of the component are calculated in consideration of the height dimension of the component.
  • the camera 290 when the camera 290 images the component on the stage 156, the camera 290 performs fixed point imaging. Specifically, for example, the camera 290 once images the upper surface of the stage 156 in a state where the camera 290 is fixed at a predetermined height above the center of the stage 156. Therefore, when the parts are scattered at positions other than the center of the stage 156, the position of the parts calculated based on the one imaging data (hereinafter, referred to as "imaging component position") and the actual position of the parts are actually included. The position where the part is placed (hereinafter referred to as "actual part position”) is different. Specifically, as shown in FIG.
  • the position of the stage immediately below the camera 290 as the origin (0), at a position away from the origin, which is part 500 placed in the height dimension H R, the part 500 1 of the corner 502 of the four corners of the upper end surface is, consider the case which is located a distance X R from the origin.
  • the corner portion 502 of the component 500 is located at a distance of X 0 from the origin. This is because the corner portion 502 of the component 500 located at a distance of X R from the origin and the upper surface of the stage 156 located at a distance of X 0 from the origin are located on one main ray 510 of the camera 290. is there.
  • the corner portion 502 of the component 500 is calculated based on the image data taken by the camera 290, the corner portion 502 is calculated to be located at a distance of X 0 from the origin. In this way, the actual component position X R of the corner portion 502 of the component 500 and the imaging component position X 0 are different.
  • the actual component position of the corner 502 is calculated. That is, the following equation holds between the actual component position X R and the imaging component position X 0.
  • X 0: X R H 0 : (H 0 -H R) Therefore, the actual component position X R is calculated according to the following equation.
  • X R ⁇ X 0 ⁇ ( H 0 -H R) ⁇ / H 0 If it is directly below the camera 290, that is, at the origin (0), the actual component position and the imaging component position match regardless of the height dimension of the component.
  • the actual part position X R of the corner portion 502 of the part 500 is calculated, in the same manner, the actual component position X R of the remaining three corner portions of the component 500 is also calculated. Then, on the basis of the actual part position X R of the four corners of the part 500, the holding position of the component is calculated. For example, the center of the upper end surface of the part 500 when it is held scheduled position, the central position of the real component position X R of the four corners is computed as a component holding position.
  • the component holding position calculated by the above method is effective only when the height dimension of the upper end surface of the component is uniform, and the calculated component holding position is valid when the height dimension of the upper end surface of the component is not uniform.
  • the position may deviate from the planned holding position.
  • one surface of the component 500 is a flat surface, but the other surface of the component 500 is a stepped surface 521.
  • the stepped surface 521 is composed of a convex portion 522 located at one end in the length direction and a concave portion 524 located at the other end in the length direction.
  • the height dimension of the convex portion 522 is H 1
  • the height dimension of the concave portion 524 is H 2 .
  • the component 520 has two height dimensions (H 1 , H 2 ), but in the above method, the component holding position is calculated using one height dimension. Therefore, for example, a convex portion.
  • H 1 the height dimension of 522.
  • the corner portions 526,528 located at the convex portion 522 of the four corner portions 526,528,530,532 of the upper end surface of the component 520 are calculated using the height dimension (H 1). ..
  • the actual component position of the corner portions 526 and 528 can be appropriately calculated by using the height dimension (H 1).
  • the corner portions 530, 532 located in the recess 524 of the four corner portions 526, 528, 530, 532 of the upper end surface of the component 520 are calculated using the height dimension (H 1).
  • the height dimension of the corner portions 530 and 532 is H 2
  • the actual component position of the corner portions 530 and 532 cannot be appropriately calculated using the height dimension (H 1). That is, as shown in FIG. 16, when the positions of the corner portions 530 and 532 located at a distance of X 2 from the origin are calculated using the height dimension (H 1 ), the actual parts of the corner portions 530 and 532 are calculated.
  • the position is calculated as X 1 , which is shorter than X 2 , even though it is X 2.
  • the component holding position (marked with ⁇ ) calculated based on the imaging data is calculated.
  • the position is different from the planned holding position (x mark).
  • the component 520a is located directly below the camera 290, and the actual component position and the imaging component position match regardless of the height dimension of the component. It matches the planned holding position (x mark).
  • parts 520b, c is shifted from beneath an optical axis of the camera 290, the actual component position of the corners 530, 532, although it is X 2, is calculated shorter X 1 than X 2 To.
  • the calculated component holding positions ( ⁇ mark) of the components 520b and c are located directly below the camera 290, that is, in a direction close to the component 520a, from the planned holding position (x mark), which is a position suitable for holding the component. It shifts.
  • the holding position of the component 520 is calculated using the height dimension (H 2) of the recess 524.
  • the corner portions 530, 532 located in the recess 524 of the four corners 526,528,530,532 of the upper end surface of the part 520 calculates by using a height (H 2).
  • the actual component position of the corner portions 530 and 532 can be appropriately calculated by using the height dimension (H 2).
  • the corner portions 526, 528 positioned on the convex portions 522 of the four corners 526,528,530,532 of the upper end surface of the part 520 calculates by using a height (H 2).
  • the actual component position of the corner portions 526 and 528 cannot be appropriately calculated using the height dimension (H 2). That is, as shown in FIG. 16, when the positions of the corner portions 526 and 528 located at the distance of X 1 from the origin are calculated using the height dimension (H 2 ), the actual parts of the corner portions 526 and 528 are calculated. The position is calculated as X 2 , which is longer than X 1 , even though it is X 1. Then, when the component holding position is calculated using the positions of the corner portions 526 and 528 calculated in this way, as shown in FIG. 18, the calculated component holding position (marked with ⁇ ) is the scheduled holding position (marked with ⁇ ).
  • the position is different from the x mark).
  • the component 520a is located directly below the camera 290, and the actual component position and the imaging component position match regardless of the height dimension of the component. It matches the planned holding position (x mark).
  • parts 520b, c is shifted from beneath the camera 290, the actual component position of the corners 526 and 528, despite the X 1, is calculated as long X 2 than X 1. Therefore, the calculated component holding positions ( ⁇ mark) of the components 520b and c deviate from the planned holding position (x mark) directly below the camera 290, that is, in the direction away from the component 520a.
  • the loose component supply device 32 a plurality of different height dimensions of the component to be held are input in consideration of the difference in the height dimension of the upper end surface of the component, and the plurality of height dimensions are used.
  • the component holding position is calculated. Specifically, in the program creating device (not shown) for controlling the operation of the component mounting machine 10, six input fields 552a to 552f are displayed on the input screen 550 as shown in FIG.
  • the input field 552a is a field for inputting the holding height, and the holding height of the part by the part holding head 302 is input. For example, the components (see FIG.
  • the input field 552b is a field for inputting the inclination angle of the holding surface, and the inclination angle of the holding surface when the part is held by the part holding head 302 is input.
  • the input field 552b is the upper surface of the recess 524 is the holding surface by the component holding head 302 and the upper surface of the recess 524 is a horizontal plane, 0 is input to the input field 552b.
  • the input fields 552c to 552f are fields for inputting the height dimensions of the four sides of the upper end surface of the component.
  • the component 520 see FIG. 15
  • -edge constituted by only the convex portion 522 i.e., the height H 1 of the sides including the corner portion 526 and the corner portion 528 is input to the input field 552c.
  • -edge constituted by only the recess 524 i.e., the height of H 2 side including the corner portion 530 and the corner portion 532 is input to the input field 552e.
  • the height dimension of the side composed of the convex portion 522 and the concave portion 524 is the input field 552d. And, it is input to the input field 552f.
  • the side formed by the convex portion 522 and the concave portion 524 has a stepped shape, the height dimension of the high portion of the side is H 1 , and the height dimension of the low portion of the side is H 2. Is. Therefore, the height dimension of the portion having a large area occupied by the side is input to the input field 552d and the input field 552f. That is, as seen from FIG. 15, the edges formed by the convex portion 522 and concave portion 524, since the area of the portion of the recess 524 is large, input field 552d, and, in the input field 552f, the height dimension H 2 Entered.
  • each corner of the component 520 is 526,528. , 530, 532 actual component positions are calculated. That is, based on the imaging data, the imaging part position X 0 of each corner 526,528,530,532 is calculated. Then, the calculated imaging component position, based on the height of the four sides, which is input to the input screen 550, the actual component position X R of each corner 526,528,530,532 is calculated.
  • the center positions of the actual component positions X R of the four corners 526, 528, 530, 532 of the component 520 are calculated.
  • the component holding head 302 is controlled to move above the calculated component holding position.
  • the turning angle of the suction nozzle 332 is controlled by the operation of the nozzle turning device 334 so that the suction nozzle 332 is orthogonal to the tilt angle of the holding surface input to the input screen 550.
  • the component holding head 302 is lowered by the operation of the component holding head moving device 300, and the component 520 is held by the suction nozzle 332 at the holding height input to the input screen 550.
  • the calculated component holding position is calculated as shown in FIG. ( ⁇ mark) and the planned holding position (x mark) match. That is, the actual dimensions of the parts scattered on the stage at predetermined positions and the dimensions of the parts recognized by imaging the parts match.
  • the component holding head can appropriately hold the target component based on the shape of the components scattered on the stage, the scattered positions, and the scattered postures. As a result, it is possible to guarantee the proper holding work of the parts. It is desirable that the component holding position of the component 520 is a position that becomes the center of gravity when the holder holds the component.
  • the component 520 is held by the component holding head 302 in a posture in which the step surface 521 is directed upward as shown in FIG. 15, but the component 520 is held not only in that posture but also in the step surface 521 as shown in FIG.
  • the component holding head 302 holds the flat surface 533 on the opposite side even when the flat surface 533 is facing upward. Therefore, the height dimensions of the four sides of the component 520 with the flat surface 533 facing upward are input on the input screen 550.
  • the flat surface 533 is tilted in a posture in which the flat surface 533 is directed upward.
  • the corner portion 534 of the flat surface 533 located above the recess 524 of the stepped surface 521 becomes the lowest position of the flat surface 533, the height of the corner portions 534, 536, the H 3 .
  • the corner portions 538, 540 of the flat surface 533 positioned above the convex portion 522 of the stepped surface 521 becomes the highest position of the flat surface 533, the height of the corner portions 538 and 540, the H 4 ..
  • the height dimension H 3 of the side including the corner portion 534 and the corner portion 536 of the flat surface 533 is the input field 552c with respect to the component 520 in the posture in which the flat surface 533 faces upward. Is entered in.
  • the height of the side including the corner portion 538 and the corner portion 540 of the flat surface 533 dimensioned H 4 is input to the input field 552e.
  • the height dimensions of the side including the corner portion 534 and the corner portion 538 of the flat surface 533 and the height dimension of the side including the corner portion 536 and the corner portion 540 are input to the input field 552d and the input field 552f.
  • the height dimension of the lowest part of the side is H 3
  • the height of the highest part of that edge is H 4. Therefore, the average height dimension of the side is input to the input field 552d and the input field 552f. Therefore, as the height dimension of the side including the corner portion 534 and the corner portion 538 and the side including the corner portion 536 and the corner portion 540, the height dimension (H 3) is set in the input field 552d and the input field 552f. + H 4 ) / 2 is input.
  • the center of the flat surface 533 is the holding position of the component. Therefore, on the input screen 550, as the holding height of the component 520, the height dimension of the center of the side including the corner portion 534 and the corner portion 536 and the side including the corner portion 538 and the corner portion 540, that is, that is, The height dimension (H 3 + H 4 ) / 2 is input to the input field 552a. Further, in the component 520 with the flat surface 533 facing upward, the flat surface 533 is the holding surface of the component and the flat surface 533 is inclined. Therefore, on the input screen 550, the inclination angle of the flat surface 533 is determined. For example, 30 ° is input in the input field 552b.
  • the holding of the parts 520 scattered on the stage 156 is held.
  • Work is performed.
  • the method of calculating the holding position of the component 520 with the flat surface 533 facing upward and the method of holding the component 520 in that posture include the component 520 with the stepped surface 521 facing upward. Since it is the same as the above, the description thereof will be omitted.
  • the suction nozzle 332 is orthogonal to the inclination angle of the holding surface input to the input screen 550, that is, 30 °. After the swivel angle of 332 is adjusted, the suction nozzle 332 holds the component 520. In other words, the component is held so that the surface of the suction port of the suction nozzle 332 is parallel to the inclined holding surface.
  • the component 520 for each type of component 520, for each component posture, that is, for each of the posture with the stepped surface 521 facing upward and the posture with the flat surface 533 facing upward, the component 520 The holding height, the inclination angle of the holding surface, and the height dimensions of the four sides of the component 520 are input. This makes it possible to appropriately hold the parts 520 scattered on the stage 156 in various postures.
  • one type of component is a component having the same shape and the same outer dimensions, and further having the same function.
  • the loose parts supply device 32 it is possible to supply different types of parts by changing the types of parts to be put into the parts supply device 88. Therefore, a different type of component from the component 520, specifically, the height dimensions of the four sides of the component 560 shown in FIG. 22 and the like are input on the input screen 550.
  • one surface of the component 560 is a flat surface 561, but the other surface is a stepped surface 562.
  • the stepped surface 562 includes a central portion 563 located at the central portion in the length direction, a convex portion 564 located at one end portion in the length direction, and a concave portion 566 located at the other end portion in the length direction. It is composed of.
  • the height dimension of the central portion 563 is H 5
  • the height dimension of the convex portion 564 is H 6
  • the height dimension of the concave portion 566 is H 7 .
  • the height of the side including only the convex portion 564, that is, the corner portion 568 and the corner portion 570 on the input screen 550 is input in the input field 552c.
  • the height dimension H 7 of the side composed of only the recess 566, that is, the side including the corner portion 57 2 and the corner portion 574 is input to the input field 552e.
  • the height dimension of the side composed of the central portion 563, the convex portion 564, and the concave portion 566 that is, the side including the corner portion 568 and the corner portion 572, and the side including the corner portion 570 and the corner portion 574.
  • the height dimension of the portion occupying a large area of the side is the input field 552d and the input field 552f. Is entered in. That is, as can be seen from FIG. 22, since the area of the central portion 563 is large and suitable for stable adsorption on that side, the input field 552d and the input field 552f have the central portion 563.
  • the height dimension H 5 of is input.
  • the center of the central portion 563 is the holding position of the component. Therefore, the input screen 550, as the holding component height 560, the height dimension H 5 of the central portion 563, is input to the input column 552a. Further, in the component 560 with the stepped surface 562 facing upward, since the central portion 563 is the holding surface of the component and the central portion 563 is a horizontal plane, 0 is input to the input field 552b. Then, using the holding height of the component 560, the inclination angle of the holding surface, and the height dimensions of the four sides of the step surface 562, which are input to the input screen 550, the stage 156 is set to the stage 156 with the step surface 562 facing upward.
  • the holding work of the scattered parts 560 is executed.
  • the calculation method of the holding position of the part 560 in the posture in which the step surface 562 is facing upward and the method of holding the part 560 in that posture are the parts 520 in the posture in which the step surface 521 is facing upward. Since it is the same as the above, the description thereof will be omitted.
  • the step surface 562 is held by the component holding head 302 in an upward posture as in the component 520, but also as shown in FIG. 23, the flat surface on the opposite side of the step surface 562 is flat. It is held by the component holding head 302 even when the surface 561 is facing upward. Therefore, the height dimensions of the four sides of the component 560 with the flat surface 561 facing upward are input on the input screen 550.
  • the flat surface 561 is inclined in a posture in which the flat surface 561 is directed upward.
  • the corner portions 576 and 578 of the flat surface 561 located above the recess 566 of the stepped surface 562 becomes the lowest position of the flat surface 561, the height of the corner portions 576 and 578 becomes H 8 .
  • the corner portions 580, 582 of the flat surface 561 positioned above the convex portion 564 of the stepped surface 562 becomes the highest position of the flat surface 561, the height of the corner portions 580 and 582 becomes H 9 ..
  • the height dimension H 8 of the side including the corner portion 576 and the corner portion 578 of the flat surface 561 is the input field 552c with respect to the component 560 in the posture in which the flat surface 561 is facing upward. Is entered in. Further, the height dimension H 9 of the side including the corner portion 580 and the corner portion 582 of the flat surface 561 is input to the input field 552e. Further, the height dimensions of the side including the corner portion 576 and the corner portion 580 of the flat surface 561 and the height dimension of the side including the corner portion 578 and the corner portion 582 are input to the input field 552d and the input field 552f.
  • the height dimension of the lowest part of the side is H 8
  • the height dimension of the highest part of the side is H 9 . Therefore, the average height dimension of the side is input to the input field 552d and the input field 552f. Therefore, as the height dimension of the side including the corner portion 576 and the corner portion 580 and the side including the corner portion 578 and the corner portion 582, the height dimension (H 8) is set in the input field 552d and the input field 552f. + H 9 ) / 2 is input.
  • the center of the flat surface 561 is the holding position of the component. Therefore, on the input screen 550, as the holding height of the component 560, the height dimension of the center of the side including the corner portion 576 and the corner portion 578 and the side including the corner portion 580 and the corner portion 582, that is, that is, The height dimension (H 8 + H 9 ) / 2 is input to the input field 552a. Further, in the component 560 with the flat surface 561 facing upward, the flat surface 561 is the holding surface of the component and the flat surface 561 is inclined. Therefore, on the input screen 550, the inclination angle of the flat surface 561 is determined. For example, 20 ° is input in the input field 552b.
  • the flat surface 561 is oriented upward.
  • the holding work of the parts 560 scattered on the stage 156 is executed.
  • the calculation method of the holding position of the part 560 in the posture in which the flat surface 561 is facing upward and the method of holding the part 560 in that posture are the parts 520 in the posture in which the flat surface 533 is facing upward. Since it is the same as the above, the description thereof will be omitted.
  • the holding height of the part, the inclination angle of the holding surface, and the height dimensions of the four sides of the part are input for each part type, that is, for each of the plurality of types of parts.
  • the plurality of types of parts are parts having different shapes and different outer dimensions. Furthermore, it may be a component having a different function.
  • the holding height of the parts, the inclination angle of the holding surface, and the height dimensions of the four sides of the parts are input for each of a plurality of postures of the scattered parts. As a result, it is possible to appropriately hold the parts scattered on the stage 156 in various postures even in any part of the plurality of types of parts.
  • the loose parts supply device 32 is an example of a parts holding device.
  • Stage 156 is an example of a stage.
  • the camera 290 is an example of an imaging device.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various modes with various changes and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
  • the parts are scattered on the stage 156, but any surface can be used as long as the parts can be supplied.
  • the upper surface of the conveyor belt may function as a stage, or a stage for aligning and supplying parts in a parts feeder using a pocket type such as a tray or vibration of a bulk feeder or the like. It may be.
  • the embodiment of this embodiment can be applied even when a plurality of parts of the same type are supplied in a plurality of postures.
  • the height dimensions of the four sides of the surface facing upward of the component are input as a plurality of different height dimensions in one posture of one type of component. Two or more different height dimensions of the four sides may be entered. Further, the input is not limited to the side of the surface facing upward, and a corner portion or the like may be input. Further, the height dimension of one or more of a plurality of faces of the component can be input without being limited to the faces facing upward of the component. For example, when a suction nozzle is used as a component holder, the surface facing upward of the component is often the holding surface, so the height dimension of the surface facing upward of the component is input, but the component is held.
  • the side-facing surface of the component is often the holding surface, so the height dimension of the side-facing surface of the component may be input.
  • the height dimension of not only the holding surface but also one or more of a plurality of surfaces of the component can be input.
  • the parts are held by the suction nozzle 332, but the holding surface is held by adopting a holding tool for holding the parts in various modes such as a chuck capable of holding the parts and a robot arm. It is possible.
  • a two-dimensional camera equipped with a lens different from the telecentric lens is adopted, but it is possible to adopt a three-dimensional camera, a two-dimensional camera equipped with a telecentric lens, or the like. Further, a plurality of cameras may be used, the position of one camera may be moved or the angle may be changed to perform multiple imaging, and the posture of the scattered parts may be determined based on the imaging data. .. Alternatively, two-dimensional images may be acquired by these various imaging devices.
  • the holding angle of the parts in the embodiment may be calculated automatically. That is, the control device may calculate the angle of the holding surface from each height data in the posture of the scattered parts. Alternatively, only the positions of the scattered parts and the angle data of the holding surface when holding the parts are used, and the input and storage of the height data of the parts in the posture when the parts are scattered are omitted. May be good.
  • the present invention is applied to the loose parts supply device 32, but the device is not a device for supplying parts, but a device for holding parts and performing mounting work, a device for simply holding parts, and the like. , The present invention can be applied.
  • the parts to be held are not limited to parts 520, 560 and the like, and the present invention can be applied to various types of parts. Specifically, the present invention can be applied to, for example, solar cell components, power module components, electronic circuit components having reeds, electronic circuit components without reeds, small chip-type electronic components, and the like. It is possible.

Abstract

ひとつの種類の部品が散在されるステージと、ステージに散在されたひとつの種類の部品を撮像する撮像装置とを備え、入力されたひとつの種類の部品の複数の高さ寸法と、撮像装置による撮像データとに基づいて、ステージに散在されたひとつの種類の部品を保持する部品保持装置。

Description

部品保持装置
 本発明は、部品が散在されるステージから部品を保持する部品保持装置に関するものである。
 部品保持装置には、下記特許文献に記載されているように、部品が散在されるステージから部品を保持するものがある。
国際公開第2015/186188号 特開2016-219473号公報
 本発明は、部品が散在されるステージから部品を好適に保持することを課題とする。
 上記課題を解決するために、本明細書は、ひとつの種類の部品が散在されるステージと、前記ステージに散在された前記ひとつの種類の部品を撮像する撮像装置と を備え、入力された前記ひとつの種類の部品の複数の高さ寸法と、前記撮像装置による撮像データとに基づいて、前記ステージに散在された前記ひとつの種類の部品を保持する部品保持装置を開示する。
 本開示の部品保持装置では、入力されたひとつの種類の部品の複数の高さ寸法と、撮像装置による部品の撮像データとに基づいて、ステージの上に散在されているひとつの種類の部品が保持される。これにより、部品が散在されるステージから部品を好適に保持することが可能となる。
部品実装機を示す斜視図である。 部品実装機の部品装着装置を示す斜視図である。 ばら部品供給装置を示す斜視図である。 部品供給ユニットを示す斜視図である。 部品供給ユニットを示す透過図である。 部品供給ユニットを示す透過図である。 部品供給器を示す斜視図である。 部品散在装置を示す斜視図である。 部品散在装置を示す斜視図である。 部品保持ヘッドを示す斜視図である。 電子回路部品が収納された状態の部品受け部材を示す図である。 部品実装機の制御装置を示すブロック図である。 リード部品が散在された状態の部品支持部材を上方からの視点において示す図である。 撮像データに基づく部品の実部品位置の演算手法を説明するための概念図である。 部品を示す平面図及び側面図である。 撮像データに基づく部品の実部品位置の演算手法を説明するための概念図である。 演算された部品保持位置と、保持予定位置とを概念的に示す図である。 演算された部品保持位置と、保持予定位置とを概念的に示す図である。 入力画面を示す図である。 演算された部品保持位置と、保持予定位置とを概念的に示す図である。 図15の姿勢と異なる姿勢の部品を示す平面図及び側面図である。 部品を示す平面図及び側面図である。 図22の姿勢と異なる姿勢の部品を示す平面図及び側面図である。
 以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。
 (A)部品実装機の構成
 図1に、部品実装機10を示す。部品実装機10は、回路基材12に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機10は、装置本体20、基材搬送保持装置22、部品装着装置24、撮像装置26,28、部品供給装置30、ばら部品供給装置32、制御装置(図12参照)34を備えている。なお、回路基材12として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。
 装置本体20は、フレーム40と、そのフレーム40に上架されたビーム42とによって構成されている。基材搬送保持装置22は、フレーム40の前後方向の中央に配設されており、搬送装置50とクランプ装置52とを有している。搬送装置50は、回路基材12を搬送する装置であり、クランプ装置52は、回路基材12を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置22は、回路基材12を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材12を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材12の搬送方向をX方向と称し、その方向に直角な水平の方向をY方向と称し、鉛直方向をZ方向と称する。つまり、部品実装機10の幅方向は、X方向であり、前後方向は、Y方向である。
 部品装着装置24は、ビーム42に配設されており、2台の作業ヘッド60,62と作業ヘッド移動装置64とを有している。各作業ヘッド60,62は、吸着ノズル(図2参照)66を有しており、吸着ノズル66によって部品を保持する。また、作業ヘッド移動装置64は、X方向移動装置68とY方向移動装置70とZ方向移動装置72とを有している。そして、X方向移動装置68とY方向移動装置70とによって、2台の作業ヘッド60,62は、一体的にフレーム40上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド60,62は、図2に示すように、スライダ74,76に作業者が工具を用いることなくワンタッチで着脱可能に位置決めして着脱可能に装着されており、Z方向移動装置72は、スライダ74,76を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド60,62は、Z方向移動装置72によって、個別に上下方向に移動させられる。
 撮像装置26は、下方を向いた状態でスライダ74に取り付けられており、作業ヘッド60とともに、X方向,Y方向およびZ方向に移動させられる。これにより、撮像装置26は、フレーム40上の任意の位置を撮像する。撮像装置28は、図1に示すように、フレーム40上の基材搬送保持装置22と部品供給装置30との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、撮像装置28は、作業ヘッド60,62の吸着ノズル66に保持された部品を撮像する。
 部品供給装置30は、部品装着装置24のフレーム40の前後方向での一方側の端部に配設されている。部品供給装置30は、トレイ型部品供給装置78とフィーダ型部品供給装置(図示省略)とを有している。トレイ型部品供給装置78は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置は、テープフィーダ(図示省略)、スティックフィーダ(図示省略)、ばらばらに散在された状態の複数の部品を供給するばら部品フィーダ装置などによって部品を供給する装置である。
 ばら部品供給装置32は、部品装着装置24のフレーム40の前後方向での他方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置32は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。以下に、部品供給装置32の構成について詳しく説明する。なお、部品供給装置30および、ばら部品供給装置32によって供給される部品として、電子回路部品,太陽電池の構成部品,パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品,リードを有さない部品等が有る。
 ばら部品供給装置32は、図3に示すように、本体80と、部品供給ユニット82と、2次元撮像装置84と、部品引渡し装置86とを有している。
 (a)部品供給ユニット
 部品供給ユニット82は、部品供給器(図7参照)88とフレーム89と部品散在装置(図4参照)90と部品戻し装置(図4参照)92とを含み、それら部品供給器88とフレーム89と部品散在装置90と部品戻し装置92とが一体的に構成されたものである。部品供給ユニット82は、本体80に作業者が工具を用いることなくワンタッチで着脱可能に位置決めして着脱可能に取り付けられており、ばら部品供給装置32では、5台の部品供給ユニット82が、X方向に1列に並んで配設されている。
 部品供給器88は、図4乃至図7に示すように、概して直方体の箱形状をなし、Y方向に延びるように配設されている。なお、Y方向を部品供給器88の前後方向と記載し、部品供給ユニット82において、部品戻し装置92が配設されている側に向かう方向を、前方と記載し、部品供給器88が配設されている側に向かう方向を、後方と記載する。
 部品供給器88は、上面と前面とにおいて開口しており、上面の開口は、部品の投入口97とされ、前面の開口は部品の排出口98とされている。部品供給器88では、投入口97の下方に、傾斜板104が配設されている。傾斜板104は、部品供給器88の後方側の端面から中央方向に向かって、下方に傾斜するように配設されている。
 また、傾斜板104の前方側に、図5に示すように、コンベア装置106が配設されている。コンベア装置106は、傾斜板104の前方側端部から部品供給器88の前方に向かって、上方に傾斜するように配設されている。なお、コンベア装置106のコンベアベルト112は、電磁モータ(図12参照)116の駆動により、図5での反時計回りに回転する。つまり、コンベア装置106による搬送方向は、傾斜板104の前端部から前方に向かって斜め上方とされている。
 また、コンベア装置106の前方側端部の下方には、傾斜板126が配設されている。傾斜板126は、部品供給器88の前方側の端面からコンベア装置106の下方に向かって配設されており、後方側の端部が斜め下方に傾斜している。さらに、その傾斜板126の下方にも、傾斜板128が配設されている。傾斜板128は、コンベア装置106の中央部の下方から部品供給器88の排出口98に向かって、前方側の端部が下方に位置するように傾斜している。
 また、フレーム89は、図4に示すように、1対のサイドフレーム130と、連結フレーム132とにより構成されている。1対のサイドフレーム130は、対向した状態で互いに平行且つ、Y方向に延びるように立設されている。そして、1対のサイドフレーム130の下端に、連結フレーム132が架け渡されており、1対のサイドフレーム130が、連結フレーム132により連結されている。なお、フレーム89は、部品供給ユニット82の筐体として機能するものであるが、筐体として機能せずに、部品供給ユニット82の補強部材,外殻部材,ハウジング,カバー,ケーシング等であってもよい。また、1対のサイドフレーム130の間の距離は、部品供給器88の幅方向の寸法より僅かに大きくされており、1対のサイドフレーム130の間に、位置決めされた状態で部品供給器88がワンタッチで着脱可能に装着されている。なお、ワンタッチで着脱可能とは、作業者が工具等を用いることなく、再現可能に着脱されることを意味する。
 また、部品散在装置90は、図4及び図5に示すように、部品支持部材150と部品支持部材移動装置152とを含む。部品支持部材150は、ステージ156と1対の側壁部158とによって構成されている。ステージ156は、概して長手形状の板形状をなし、1対のサイドフレーム130の間に装着された部品供給器88の下方から前方に延び出すように、配設されている。また、ステージ156の幅寸法は、1対のサイドフレーム130の間の寸法、つまり、フレーム89の幅寸法と同程度とされており、ステージ156の後端部が、1対のサイドフレーム130の間に位置している。なお、ステージ156の上面は、概して水平とされており、図5に示すように、後端部において、部品供給器88の傾斜板128の前端部と僅かなクリアランスのある状態で配設されている。また、1対の側壁部158は、図4に示すように、ステージ156の長手方向の両側部に立設された状態で固定されており、各側壁部158の上端は、ステージ156の上面より上方に延び出している。
 また、部品支持部材移動装置152は、部品支持部材150をエアシリンダ(図12参照)166の作動によりY方向にスライドさせる。この際、部品支持部材150は、部品供給器88の下方に格納された格納状態(図6参照)と、部品供給器88の下方から露出した露出状態(図5参照)との間で移動する。
 部品戻し装置92は、図8に示すように、部品収容容器180と容器搖動装置181とを含む。部品収容容器180は、概して箱状をなし、底面が円弧形状とされている。なお、部品収容容器180の幅寸法は、ステージ156の幅寸法と同程度とされている。その部品収容容器180は、ステージ156の前方側の端部において搖動可能に保持されており、容器搖動装置181の作動により、揺動する。この際、部品収容容器180は、開口を上方に向けた収容姿勢(図8参照)と、開口を部品支持部材150のステージ156の上面に向けた戻し姿勢(図9参照)との間で搖動する。
 (b)2次元撮像装置
 2次元撮像装置84は、図3に示すように、カメラ290とカメラ移動装置292とを含む。カメラ移動装置292は、ガイドレール296とスライダ298とを含む。ガイドレール296は、部品供給器88の上方において、ばら部品供給装置32の幅方向(X方向)に延びるように、本体80に固定されている。スライダ298は、ガイドレール296にスライド可能に取り付けられており、電磁モータ(図12参照)299の作動により、任意の位置にスライドする。また、カメラ290はひとつであり、下方を向いた状態でスライダ298に固定的に装着されている。なお、カメラ290は、立体的な撮像対象物の高さ情報や奥行き情報などを検出できる3次元カメラ、あるいは3次元画像処理装置を備えたものではなく、立体的な撮像対象物の高さ情報や奥行き情報などは検出できない2次元画像を撮像する2次元カメラである。また、カメラ290では、開口絞りがレンズの焦点位置にあるテレセントリックレンズでなく、一般的なレンズ、つまり、画角が0度でないレンズが用いられている。
 (c)部品引渡し装置
 部品引渡し装置86は、図3に示すように、部品保持ヘッド移動装置300と部品保持ヘッド302と2台のシャトル装置304とを含む。
 部品保持ヘッド移動装置300は、X方向移動装置310とY方向移動装置312とZ方向移動装置314とを含む。Y方向移動装置312は、X方向に延びるように、部品供給ユニット82の上方に配設されたYスライダ316を有しており、Yスライダ316は、電磁モータ(図12参照)319の駆動により、Y方向の任意の位置に移動する。X方向移動装置310は、Yスライダ316の側面に配設されたXスライダ320を有しており、Xスライダ320は、電磁モータ(図12参照)321の駆動により、X方向の任意の位置に移動する。Z方向移動装置314は、Xスライダ320の側面に配設されたZスライダ322を有しており、Zスライダ322は、電磁モータ(図12参照)323の駆動により、Z方向の任意の位置に移動する。
 部品保持ヘッド302は、図10に示すように、ヘッド本体330と吸着ノズル332とノズル旋回装置334とノズル回転装置335とを含む。ヘッド本体330は、Zスライダ322と一体的に形成されている。吸着ノズル332は、部品を保持するものであり、ホルダ340の下端部に着脱可能に装着されている。ホルダ340は、支持軸344において屈曲可能とされており、ノズル旋回装置334の作動により、ホルダ340が上方向に90度屈曲する。これにより、ホルダ340の下端部に装着されている吸着ノズル332は、90度旋回し、旋回位置に位置決めされ停止する。つまり、吸着ノズル332は、ノズル旋回装置334の作動により、非旋回位置と旋回位置との間で旋回する。もちろん、非旋回位置と旋回位置との間の角度で位置決め停止させることも可能である。また、ノズル回転装置335は、吸着ノズル332をそれの軸心周りに回転させる。
 また、2台のシャトル装置304の各々は、図3に示すように、部品キャリヤ388と部品キャリヤ移動装置390とを含み、部品供給ユニット82の前方側に横方向に並んで、本体80に固定されている。部品キャリヤ388には、5個の部品受け部材392が、横方向に一列に並んだ状態で装着されており、各部品受け部材392に、部品が載置される。
 なお、ばら部品供給装置32は、種々の部品を供給することが可能であり、部品受け部材392は、部品の形状に応じて種々のものが用意されている。ここでは、ばら部品供給装置32により供給される電子回路部品として、図11に示すように、リードを有するリード部品410に対応する部品受け部材392について説明する。リード部品410は、ブロック状の部品本体412と、部品本体412の底面から突出する2本のリード414とから構成されている。
 また、部品受け部材392には、リード部品410に応じた形状の部品受容凹部416が形成されている。部品受容凹部416は、段付き形状の凹部であり、部品受け部材392の上面に開口する本体部受容凹部418と、その本体部受容凹部418の底面に開口するリード受容凹部420とから構成されている。そして、リード部品410は、リード414が下方を向く姿勢で、部品受容凹部416の内部に挿入される。これにより、リード414がリード受容凹部420に挿入されるとともに、部品本体412が本体部受容凹部418に挿入された状態で、リード部品410が部品受容凹部416の内部に載置される。
 また、部品キャリヤ移動装置390は、図3に示すように、板状の長手部材であり、前後方向に延びるように、部品供給ユニット82の前方側に配設されている。部品キャリヤ移動装置390の上面には、部品キャリヤ388が前後方向にスライド可能に配設されており、電磁モータ(図12参照)430の駆動により、前後方向の任意の位置にスライドする。なお、部品キャリヤ388が、部品供給ユニット82に接近する方向にスライドした際には、部品保持ヘッド移動装置300による部品保持ヘッド302の移動範囲内に位置する部品受取位置までスライドする。一方、部品キャリヤ388が、部品供給ユニット82から離れる方向にスライドした際には、作業ヘッド移動装置64による作業ヘッド60,62の移動範囲内に位置する部品供給位置までスライドする。
 また、制御装置34は、図12に示すように、統括制御装置450と、複数の個別制御装置(図では1つのみ図示されている)452と、画像処理装置454とを含む。統括制御装置450は、コンピュータを主体として構成されたものであり、基材搬送保持装置22,部品装着装置24,撮像装置26,撮像装置28,部品供給装置30,ばら部品供給装置32に接続されている。これにより、統括制御装置450は、基材搬送保持装置22,部品装着装置24,撮像装置26,撮像装置28,部品供給装置30,ばら部品供給装置32を統括して制御する。複数の個別制御装置452は、コンピュータを主体として構成されたものであり、基材搬送保持装置22,部品装着装置24,撮像装置26,撮像装置28,部品供給装置30,ばら部品供給装置32に対応して設けられている(図では、ばら部品供給装置32に対応する個別制御装置452のみが図示されている)。
 ばら部品供給装置32の個別制御装置452は、部品供給器88,部品散在装置90,部品戻し装置92,カメラ移動装置292,部品保持ヘッド移動装置300,部品保持ヘッド302,シャトル装置304に接続されている。これにより、ばら部品供給装置32の個別制御装置452は、部品供給器88,部品散在装置90,部品戻し装置92,カメラ移動装置292,部品保持ヘッド移動装置300,部品保持ヘッド302,シャトル装置304を制御する。また、画像処理装置454は、2次元撮像装置84に接続されており、2次元撮像装置84により撮像された撮像データを処理する。その画像処理装置454は、ばら部品供給装置32の個別制御装置452に接続されている。これにより、ばら部品供給装置32の個別制御装置452は、2次元撮像装置84により撮像された2次元撮像データを取得する。
 (B)部品実装機の作動
 部品実装機10は、上述した構成によって、基材搬送保持装置22に保持された回路基材12に対して部品の装着作業が行われる。具体的には、回路基材12が、基材搬送保持装置22によって作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置52によって固定的に保持される。次に、撮像装置26が、固定的に保持された回路基材12の上方に移動し、回路基材12を撮像する。これにより、回路基材12の保持位置の誤差に関する情報が得られる。また、部品供給装置30若しくは、ばら部品供給装置32は、所定の供給位置において、部品を供給する。なお、ばら部品供給装置32による部品の供給に関しては、後で詳しく説明する。そして、作業ヘッド60,62の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、吸着ノズル66によって部品を保持する。続いて、部品を保持した作業ヘッド60,62が、撮像装置28の上方に移動し、撮像装置28によって、吸着ノズル66に保持された部品が撮像される。これにより、部品の保持位置の誤差に関する情報が得られる。そして、部品を保持した作業ヘッド60,62が、回路基材12の上方に移動し、保持している部品を、回路基材12の保持位置の誤差,部品の保持位置の誤差等を補正し、回路基材12上に装着する。
 (C)ばら部品供給装置の作動
 ばら部品供給装置32では、ひとつの種類のリード部品410が、作業者によって、ひとつの部品供給器88の投入口97に投入され、その投入されたリード部品410が、部品供給ユニット82,部品引渡し装置86の作動により、部品キャリヤ388の部品受け部材392に載置された状態で供給される。
 詳しくは、作業者は、部品供給器88の上面の投入口97毎に、ひとつの種類のリード部品410を投入する。この際、部品支持部材150は、部品支持部材移動装置152の作動により、部品供給器88の下方に移動しており、格納状態とされている(図6参照)。なお、部品支持部材150が格納状態とされている際に、部品支持部材150の前方側の端部に配設された部品収容容器180は、部品供給器88の前方に位置しており、部品収容容器180の開口を上方に向けた姿勢(収容姿勢)とされている。
 部品供給器88の投入口97から投入されたリード部品410は、部品供給器88の傾斜板104の上に落下し、傾斜板104の前方側の下端まで転がり落ちる。この際、傾斜板104の前方側の下端まで転がり落ちたリード部品410は、傾斜板104の前方側の下端と、コンベア装置106の後方側の下端との間に山積される。そして、コンベア装置106が作動されることで、コンベア装置106のコンベアベルト112が図6での反時計回りに周回する。この際、傾斜板104とコンベアベルト112との間に山積されたリード部品410が、コンベアベルト112によって斜め上方に向かって搬送される。
 そして、コンベアベルト112によって搬送されたリード部品410は、コンベア装置106の前方側の上端から傾斜板126の上に落下する。その傾斜板126の上に落下したリード部品410は、傾斜板126の上を後方に向かって転がり落ち、傾斜板128の上に落下する。その傾斜板128の上に落下したリード部品410は前方に向かって転がり落ち、部品供給器88の前方側の排出口98から排出される。
 これにより、部品供給器88の排出口98から排出されたリード部品410は、部品収容容器180の内部に収容される。そして、部品供給器88から所定量のリード部品410が排出されると、つまり、コンベア装置106が一定量作動すると、コンベア装置106が停止する。次に、部品支持部材150が、部品支持部材移動装置152の作動により、格納状態から前方に向かって移動する。
 そして、部品支持部材150が格納状態から所定量、露出状態となる前方に向かって移動したタイミングで、部品戻し装置92の容器搖動装置181が作動し、部品収容容器180が揺動する。これにより、部品収容容器180の姿勢が、開口を上方に向けた姿勢(収容姿勢)から、開口をステージ156に向けた姿勢(戻し姿勢)に勢いよく変化する。この際、部品収容容器180に収容されたリード部品410が、ステージ156に向かって勢いよく放出される。これにより、部品収容容器180からステージ156の上に、ひとつの種類のリード部品410が散在される。なお、リード部品410の散在は、リード部品410が重なった状態でばら撒かれる状態及び、リード部品410が重なることなく、バラバラの状態でばら撒かれる状態を含む概念である。
 上述した手順に従って、部品供給器88から部品支持部材150のステージ156の上にリード部品410が散在されると、2次元撮像装置84のカメラ290が、カメラ移動装置292の作動により、部品支持部材150の上方に移動し、撮像位置で停止してリード部品410を撮像する。これにより、図13に示すように、部品支持部材150の上面に散在された複数のリード部品410の各々の2次元撮像データが得られる。そして、部品支持部材150の上面に散在された複数のリード部品410に対して、2次元撮像データに基づいて、部品支持部材150上での位置、リード部品410の姿勢等の情報が演算される。
 そして、演算されたリード部品410の位置や姿勢に関する情報などに基づいて、リード部品の上方に、部品保持ヘッド302が、部品保持ヘッド移動装置300の作動により移動し、吸着ノズル332によってリード部品が吸着保持される。なお、吸着ノズル332によってリード部品が吸着保持される際には、吸着ノズル332は、非旋回位置に位置しており、その吸引口は下方を向き、吸引口である吸着面が水平面に対して並行な状態である。
 次に、リード部品410が吸着ノズル332によって保持された後に、部品保持ヘッド302が部品キャリヤ388の上方に移動する。この際、部品キャリヤ388は、部品キャリヤ移動装置390の作動により、部品受取位置に移動している。また、部品保持ヘッド302が部品キャリヤ388の上方に移動する際に、吸着ノズル332は、旋回位置に旋回される。なお、旋回位置の吸着ノズル332に保持されたリード部品410のリード414が、鉛直方向での下方を向くように、吸着ノズル332は、ノズル回転装置335の作動により、旋回する。
 部品保持ヘッド302が部品キャリヤ388の上方に移動すると、リード414が鉛直方向での下方を向いた状態のリード部品410が、部品受け部材392の部品受容凹部416内に挿入される。これにより、リード部品410は、図11に示すように、リード414を鉛直方向での下方に向けた状態で、部品受け部材392に載置される。
 そして、リード部品410が部品受け部材392に載置されると、部品キャリヤ388は、部品キャリヤ移動装置390の作動により、部品供給位置に移動する。部品供給位置に移動した部品キャリヤ388は、作業ヘッド60,62の移動範囲に位置しているため、ばら部品供給装置32では、この位置においてリード部品410が部品実装機10に供給される。このように、ばら部品供給装置32では、部品受け部材392において、リード414が下方を向き、リード414が接続されている底面と対向する上面が上方を向いた状態で、リード部品410が供給される。このため、作業ヘッド60,62の吸着ノズル66は、適切にリード部品410を保持することができる。
 このように、ばら部品供給装置32では、ひとつの種類の部品が部品供給器88からステージ156の上に散在され、そのステージ156の上に散在された部品が、カメラ290により撮像される。そして、その撮像データに基づいて、部品の位置や姿勢が演算され、演算された位置や姿勢を利用して、ステージ156の上に散在された部品が部品保持ヘッド302により保持される。ただし、ステージ156に散在された部品の撮像に用いられているカメラ290は、二次元カメラであり、さらに、カメラ290では、テレセントリックレンズが用いられていない。このため、撮像データに基づいて部品の位置や姿勢が演算される際に、部品の高さ寸法を考慮して、部品の位置や姿勢が演算される。
 詳しくは、カメラ290によりステージ156の上の部品が撮像される際に、カメラ290は定点撮像を行う。具体的には、例えば、ステージ156の中央であり、かつ上方の所定の高さに、カメラ290が固定された状態で、カメラ290は、ステージ156の上面を一度撮像する。このため、ステージ156の中央以外の位置に部品が散在されている場合に、そのひとつの撮像データに基づいて演算された部品の位置(以下、「撮像部品位置」と記載する)と、実際に部品が載置されている位置(以下、「実部品位置」と記載する)とが異なる。詳しくは、図14に示すように、カメラ290の真下のステージの位置を原点(0)とし、その原点から離れた位置に、高さ寸法Hの部品500が載置されており、その部品500の上端面の4つの角部のうちの1の角部502が、原点からXの距離に位置している場合について考えてみる。この場合に、カメラ290による撮像データに基づく画像では、部品500の角部502は、原点からXの距離に位置している。これは、原点からXの距離に位置する部品500の角部502と、原点からXの距離に位置するステージ156の上面とが、カメラ290のひとつの主光線510上に位置するためである。このため、カメラ290による撮像データに基づいて、部品500の角部502の位置が演算されると、角部502は、原点からXの距離に位置していると演算される。このように、部品500の角部502の実部品位置Xと、撮像部品位置Xとは異なる。
 そこで、部品500の高さ寸法Hと、カメラ290の配設高さ寸法Hとを利用して、角部502の実部品位置が演算される。つまり、実部品位置Xと撮像部品位置Xとの間には、下記式が成立する。
 X:X=H:(H-H
このため、実部品位置Xは、下記式に従って演算される。
 X={X×(H-H)}/H
なお、カメラ290の真下、つまり、原点(0)であれば、部品の高さ寸法に関わらず、実部品位置と撮像部品位置とは一致する。
 このように、部品500の角部502の実部品位置Xが演算されると、同様の手法により、部品500の残りの3つの角部の実部品位置Xも演算される。そして、部品500の4つの角部の実部品位置Xに基づいて、部品の保持位置が演算される。例えば、部品500の上端面の中央が保持予定位置である場合には、4つの角部の実部品位置Xの中央位置が、部品保持位置として演算される。
 ただし、上記手法で演算される部品保持位置は、部品の上端面の高さ寸法が均一である場合のみ有効であり、部品の上端面の高さ寸法が均一でない場合において、演算された部品保持位置が、保持予定位置からズレる場合がある。詳しくは、図15に示す部品520では、部品500の一方の面は、平坦面とされているが、部品500の他方の面は、段差面521とされている。その段差面521は、長さ方向での一端部に位置する凸部522と、長さ方向での他端部に位置する凹部524とにより構成されている。そして、凸部522の高さ寸法は、Hとされており、凹部524の高さ寸法は、Hとされている。
 このように、部品520では、2つの高さ寸法(H,H)があるが、上記手法では、1つの高さ寸法を用いて、部品保持位置が演算されるため、例えば、凸部522の高さ寸法(H)を用いて、部品520の保持位置を演算してみる。具体的には、部品520の上端面の4つの角部526,528,530,532のうちの凸部522に位置する角部526,528を、高さ寸法(H)を用いて演算する。この際、角部526,528の高さ寸法はHであるため、高さ寸法(H)を用いて、角部526,528の実部品位置を適切に演算することができる。また、部品520の上端面の4つの角部526,528,530,532のうちの凹部524に位置する角部530,532を、高さ寸法(H)を用いて演算する。この際、角部530,532の高さ寸法はHであるため、高さ寸法(H)を用いて、角部530,532の実部品位置を適切に演算することができない。つまり、図16に示すように、原点からXの距離に位置する角部530,532の位置が、高さ寸法(H)を用いて演算されると、角部530,532の実部品位置は、Xであるにもかかわらず、Xより短いXと演算される。そして、このように演算された角部530,532の位置を用いて部品保持位置が演算されると、図17に示すように、撮像データに基づいて演算された部品保持位置(〇印)は、保持予定位置(×印)と異なる位置となる。なお、部品520aは、カメラ290の真下に位置しており、部品の高さ寸法に関わらず、実部品位置と撮像部品位置とが一致するため、演算された部品保持位置(〇印)と、保持予定位置(×印)とが一致する。一方、部品520b,cは、カメラ290の光軸線である真下からズレており、角部530,532の実部品位置は、Xであるにもかかわらず、Xより短いXと演算される。このため、部品520b,cの演算された部品保持位置(〇印)は、部品の保持に適した位置である保持予定位置(×印)からカメラ290の真下、つまり、部品520aに近い方向にズレる。
 また、例えば、凹部524の高さ寸法(H)を用いて、部品520の保持位置を演算してみる。具体的には、部品520の上端面の4つの角部526,528,530,532のうちの凹部524に位置する角部530,532、高さ寸法(H)を用いて演算する。この際、角部530,532の高さ寸法はHであるため、高さ寸法(H)を用いて、角部530,532の実部品位置を適切に演算することができる。また、部品520の上端面の4つの角部526,528,530,532のうちの凸部522に位置する角部526,528を、高さ寸法(H)を用いて演算する。この際、角部526,528の高さ寸法はHであるため、高さ寸法(H)を用いて、角部526,528の実部品位置を適切に演算することができない。つまり、図16に示すように、原点からXの距離に位置する角部526,528の位置が、高さ寸法(H)を用いて演算されると、角部526,528の実部品位置は、Xであるにもかかわらず、Xより長いXと演算される。そして、このように演算された角部526,528の位置を用いて部品保持位置が演算されると、図18に示すように、演算された部品保持位置(〇印)は、保持予定位置(×印)と異なる位置となる。なお、部品520aは、カメラ290の真下に位置しており、部品の高さ寸法に関わらず、実部品位置と撮像部品位置とが一致するため、演算された部品保持位置(〇印)と、保持予定位置(×印)とが一致する。一方、部品520b,cは、カメラ290の真下からズレており、角部526,528の実部品位置は、Xであるにもかかわらず、Xより長いXと演算される。このため、部品520b,cの演算された部品保持位置(〇印)は、保持予定位置(×印)からカメラ290の真下、つまり、部品520aから離れる方向にズレる。
 このように、演算された部品保持位置(〇印)が、保持予定位置(×印)からズレると、部品を適切に保持することができない。このため、ばら部品供給装置32では、部品の上端面の高さ寸法が異なることを考慮して、保持対象の部品の異なる複数の高さ寸法が入力され、それら複数の高さ寸法を利用して、部品保持位置が演算される。具体的には、部品実装機10の作動を制御するためのプログラムの作成装置(図示省略)では、図19に示すように、入力画面550において、6つの入力欄552a~552fが表示される。入力欄552aは、保持高さを入力するための欄であり、部品保持ヘッド302による部品の保持高さが入力される。例えば、部品(図15参照)520では、凹部524の上面が部品保持ヘッド302による保持位置であるため、入力欄552aに凹部524の高さ寸法Hが入力される。また、入力欄552bは、保持面の傾斜角度を入力するための欄であり、部品保持ヘッド302による部品保持時の保持面の傾斜角度が入力される。例えば、部品520(図15参照)では、凹部524の上面が部品保持ヘッド302による保持面であり、凹部524の上面は水平面であるため、入力欄552bに0が入力される。
 また、入力欄552c~552fは、部品の上端面の4辺の高さ寸法を入力するための欄である。例えば、部品520(図15参照)では、凸部522のみにより構成される辺、つまり、角部526と角部528とを含む辺の高さ寸法Hが入力欄552cに入力される。また、凹部524のみにより構成される辺、つまり、角部530と角部532とを含む辺の高さ寸法Hが入力欄552eに入力される。また、凸部522と凹部524とにより構成される辺、つまり、角部526と角部530とを含む辺、および、角部528と角部532とを含む辺の高さ寸法が入力欄552d及び、入力欄552fに入力される。ただし、凸部522と凹部524とにより構成される辺は、段差形状とされており、その辺の高い部分の高さ寸法はHであり、その辺の低い部分の高さ寸法はHである。そこで、その辺の占める面積の大きい部分の高さ寸法が、入力欄552d及び、入力欄552fに入力される。つまり、図15から分かるように、凸部522と凹部524とにより構成される辺では、凹部524の部分の面積が大きいため、入力欄552d及び、入力欄552fには、高さ寸法Hが入力される。
 このように入力画面550に入力し記憶された部品520の保持高さ,保持面の傾斜角度,部品520の段差面521の4辺の高さ寸法を利用して、ステージ156に散在された部品520の保持作業が実行される。詳しくは、カメラ290によるステージ上の部品520の撮像データと、入力画面550に入力された部品520の段差面521の4辺の高さ寸法とに基づいて、部品520の各角部526,528,530,532の実部品位置が演算される。つまり、撮像データに基づいて、各角部526,528,530,532の撮像部品位置Xが演算される。そして、演算された撮像部品位置と、入力画面550に入力された4辺の高さ寸法とに基づいて、各角部526,528,530,532の実部品位置Xが演算される。
 具体的には、入力画面550に入力された4辺の高さ寸法の平均値Havが演算される。つまり、部品520では、4辺の高さ寸法の平均値Hav(=(H+3H)/4)が演算される。そして、4辺の高さ寸法の平均値Havを、部品520の高さ寸法として、先に説明した式を用いて、部品520の各角部526,528,530,532の実部品位置Xが演算される。つまり、下記式に従って、実部品位置Xが演算される。
 X={X×(H-Hav)}/H
 そして、部品520の4つの角部526,528,530,532の実部品位置Xが演算されると、それら4つの角部526,528,530,532の実部品位置Xの中央位置が、部品520の部品保持位置として演算される。そして、部品保持ヘッド移動装置300の作動により、部品保持ヘッド302が演算された部品保持位置の上方に移動するように制御される。また、部品保持ヘッド302では、吸着ノズル332が、入力画面550に入力された保持面の傾斜角度と直行するように、ノズル旋回装置334の作動により、吸着ノズル332の旋回角度が制御される。そして、部品保持ヘッド移動装置300の作動により部品保持ヘッド302が下降し、入力画面550に入力された保持高さにおいて、部品520が吸着ノズル332により保持される。このように、4辺の高さ寸法の平均値Havを、部品520の高さ寸法として、部品520の部品保持位置が演算されると、図20に示すように、演算された部品保持位置(〇印)と、保持予定位置(×印)とが一致する。つまりは、ステージ上に散在された所定の位置の部品の実寸法と、その部品を撮像して認識した部品の寸法とは一致する。換言すれば、ステージ上に散在された部品の形状と、散在された位置と、散在された姿勢に基づいて、部品保持ヘッドが、目的とする部品を適切に保持することができる。これにより、適切な部品の保持作業を担保することが可能となる。なお、部品520の部品保持位置は、保持具が保持したときに重心となる位置にすることが望ましい。
 また、部品520は、図15に示すように、段差面521を上方に向けた姿勢で部品保持ヘッド302により保持されるが、その姿勢だけでなく、図21に示すように、段差面521の反対側の平坦面533を上方に向けた姿勢においても、部品保持ヘッド302により保持される。このため、平坦面533を上方に向けた姿勢での部品520の4辺の高さ寸法などが、入力画面550において入力されている。
 具体的には、部品520では、平坦面533を上方に向けた姿勢において、平坦面533は傾斜する。この際、段差面521の凹部524の上方に位置する平坦面533の角部534,536が、平坦面533の最も低い位置となり、その角部534,536の高さ寸法は、Hとなる。一方、段差面521の凸部522の上方に位置する平坦面533の角部538,540が、平坦面533の最も高い位置となり、その角部538,540の高さ寸法は、Hとなる。
 このため、入力画面550において、平坦面533を上方に向けた姿勢での部品520に対して、平坦面533の角部534と角部536とを含む辺の高さ寸法Hが入力欄552cに入力される。また、平坦面533の角部538と角部540とを含む辺の高さ寸法Hが入力欄552eに入力される。また、平坦面533の角部534と角部538とを含む辺、および、角部536と角部540とを含む辺の高さ寸法が入力欄552d及び、入力欄552fに入力される。ただし、角部534と角部538とを含む辺、および、角部536と角部540とを含む辺は、傾斜しており、その辺の最も低い部分の高さ寸法はHであり、その辺の最も高い部分の高さ寸法はHである。そこで、その辺の平均の高さ寸法が、入力欄552d及び、入力欄552fに入力される。このため、角部534と角部538とを含む辺、および、角部536と角部540とを含む辺の高さ寸法として、入力欄552d及び、入力欄552fに、高さ寸法(H+H)/2が入力される。
 なお、平坦面533を上方に向けた姿勢での部品520では、平坦面533の中央が部品の保持位置である。このため、入力画面550において、部品520の保持高さとして、角部534と角部536とを含む辺と、角部538と角部540とを含む辺との中央の高さ寸法、つまり、高さ寸法(H+H)/2が、入力欄552aに入力される。また、平坦面533を上方に向けた姿勢での部品520では、平坦面533が部品の保持面であり、平坦面533は傾斜しているため、入力画面550において、平坦面533の傾斜角度、例えば、30°が入力欄552bに入力される。
 そして、入力画面550に入力された部品520の保持高さ,保持面の傾斜角度,部品520の平坦面533の4辺の高さ寸法を利用して、ステージ156に散在された部品520の保持作業が実行される。なお、平坦面533を上方に向けた姿勢での部品520の保持位置の演算手法、及び、その姿勢での部品520の保持作業の手法は、段差面521を上方に向けた姿勢での部品520と同じであるため、説明を省略する。ただし、平坦面533を上方に向けた姿勢での部品520の保持作業では、吸着ノズル332が、入力画面550に入力された保持面の傾斜角度、つまり、30°と直行するように、吸着ノズル332の旋回角度が調整された後に、その吸着ノズル332により部品520が保持される。換言すれば、吸着ノズル332の吸着口の面が傾斜した保持面と平行となるようにして、部品が保持される。
 このように、ひとつの種類の部品520に対して、部品の姿勢毎、つまり、段差面521を上方に向けた姿勢と、平坦面533を上方に向けた姿勢との各々に対して、部品520の保持高さ,保持面の傾斜角度,部品520の4辺の高さ寸法が入力されている。これにより、様々な姿勢でステージ156に散在された部品520を適切に保持することが可能となる。なお、ひとつの種類の部品とは、同じ形状かつ、同じ外寸の部品であり、さらに、同じ機能を有する部品である。
 また、ばら部品供給装置32では、部品供給器88に投入する部品の種類を変更することで、異なる種類の部品を供給することが可能とされている。このため、部品520と異なる種類の部品、具体的には、図22に示す部品560の4辺の高さ寸法などが、入力画面550において入力されている。
 具体的には、部品560では、部品560の一方の面は、平坦面561とされているが、他方の面は、段差面562とされている。その段差面562は、長さ方向での中央部に位置する中央部563と、長さ方向での一端部に位置する凸部564と、長さ方向での他端部に位置する凹部566とにより構成されている。そして、中央部563の高さ寸法はHとされており、凸部564の高さ寸法はHとされており、凹部566の高さ寸法はHとされている。
 このため、段差面562を上方に向けた姿勢での部品560に対して、入力画面550において、凸部564のみにより構成される辺、つまり、角部568と角部570とを含む辺の高さ寸法Hが入力欄552cに入力される。また、凹部566のみにより構成される辺、つまり、角部572と角部574とを含む辺の高さ寸法Hが入力欄552eに入力される。また、中央部563と凸部564と凹部566とにより構成される辺、つまり、角部568と角部572とを含む辺、および、角部570と角部574とを含む辺の高さ寸法が入力欄552d及び、入力欄552fに入力される。ただし、中央部563と凸部564と凹部566とにより構成される辺は、段差形状とされているため、その辺の占める面積の大きい部分の高さ寸法が、入力欄552d及び、入力欄552fに入力される。つまり、図22から分かるように、その辺では、中央部563の部分の面積が大きく安定して吸着するのに適した面であるため、入力欄552d及び、入力欄552fには、中央部563の高さ寸法Hが入力される。
 なお、段差面562を上方に向けた姿勢での部品560では、中央部563の中央が部品の保持位置である。このため、入力画面550において、部品560の保持高さとして、中央部563の高さ寸法Hが、入力欄552aに入力される。また、段差面562を上方に向けた姿勢での部品560では、中央部563が部品の保持面であり、中央部563は水平面であるため、入力欄552bに0が入力される。そして、入力画面550に入力された部品560の保持高さ,保持面の傾斜角度,段差面562の4辺の高さ寸法を利用して、段差面562を上方に向けた姿勢でステージ156に散在された部品560の保持作業が実行される。なお、段差面562を上方に向けた姿勢での部品560の保持位置の演算手法、及び、その姿勢での部品560の保持作業の手法は、段差面521を上方に向けた姿勢での部品520と同じであるため、説明を省略する。
 また、部品560においても、部品520と同様に、段差面562を上方に向けた姿勢で部品保持ヘッド302により保持されるだけでなく、図23に示すように、段差面562の反対側の平坦面561を上方に向けた姿勢においても、部品保持ヘッド302により保持される。このため、平坦面561を上方に向けた姿勢での部品560の4辺の高さ寸法などが、入力画面550において入力されている。
 具体的には、部品560においても、平坦面561を上方に向けた姿勢において、平坦面561は傾斜する。この際、段差面562の凹部566の上方に位置する平坦面561の角部576,578が、平坦面561の最も低い位置となり、その角部576,578の高さ寸法は、Hとなる。一方、段差面562の凸部564の上方に位置する平坦面561の角部580,582が、平坦面561の最も高い位置となり、その角部580,582の高さ寸法は、Hとなる。
 このため、入力画面550において、平坦面561を上方に向けた姿勢での部品560に対して、平坦面561の角部576と角部578とを含む辺の高さ寸法Hが入力欄552cに入力される。また、平坦面561の角部580と角部582とを含む辺の高さ寸法Hが入力欄552eに入力される。また、平坦面561の角部576と角部580とを含む辺、および、角部578と角部582とを含む辺の高さ寸法が入力欄552d及び、入力欄552fに入力される。ただし、角部576と角部580とを含む辺、および、角部578と角部582とを含む辺は、傾斜しており、その辺の最も低い部分の高さ寸法はHであり、その辺の最も高い部分の高さ寸法はHである。そこで、その辺の平均の高さ寸法が、入力欄552d及び、入力欄552fに入力される。このため、角部576と角部580とを含む辺、および、角部578と角部582とを含む辺の高さ寸法として、入力欄552d及び、入力欄552fに、高さ寸法(H+H)/2が入力される。
 なお、平坦面561を上方に向けた姿勢での部品560では、平坦面561の中央が部品の保持位置である。このため、入力画面550において、部品560の保持高さとして、角部576と角部578とを含む辺と、角部580と角部582とを含む辺との中央の高さ寸法、つまり、高さ寸法(H+H)/2が、入力欄552aに入力される。また、平坦面561を上方に向けた姿勢での部品560では、平坦面561が部品の保持面であり、平坦面561は傾斜しているため、入力画面550において、平坦面561の傾斜角度、例えば、20°が入力欄552bに入力される。
 そして、入力画面550に入力された部品560の保持高さ,保持面の傾斜角度,部品560の平坦面561の4辺の高さ寸法を利用して、平坦面561を上方に向けた姿勢でステージ156に散在された部品560の保持作業が実行される。なお、平坦面561を上方に向けた姿勢での部品560の保持位置の演算手法、及び、その姿勢での部品560の保持作業の手法は、平坦面533を上方に向けた姿勢での部品520と同じであるため、説明を省略する。
 このように、部品種毎、つまり、複数種類の部品の各々に対して、部品の保持高さ,保持面の傾斜角度,部品の4辺の高さ寸法が入力されている。これにより、複数種類の部品のうちの任意の種類の部品が部品供給器88に投入された場合において、その任意の種類の部品の保持作業を適切に行うことが可能となる。なお、複数種類の部品とは、異なる形状であったり、異なる外寸等の部品である。さらには、異なる機能を有する部品である場合もある。さらに、それら異なる種類の部品の各々においても、散在される部品の複数の姿勢毎に、部品の保持高さ,保持面の傾斜角度,部品の4辺の高さ寸法が入力されている。これにより、複数種類の部品のうちの任意の部品においても、様々な姿勢でステージ156に散在された部品を適切に保持することが可能となる。
 ちなみに、ばら部品供給装置32は、部品保持装置の一例である。ステージ156は、ステージの一例である。カメラ290は、撮像装置の一例である。
 なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、ステージ156の上に部品が散在されるが、部品が供給可能な面であれば良い。具体的には、例えば、コンベアベルトの上面をステージとして機能させても良いし、トレイなどのポケット型、あるいはバルクフィーダなどの振動を用いて、部品供給器内の部品を整列させて供給するステージであっても良い。これらの装置において、複数の同じ種類の部品を複数の姿勢で供給する場合においても、本実施例の態様を適用することができる。
 また、上記実施例では、入力画面550において、ひとつの種類の部品のひとつの姿勢での異なる複数の高さ寸法として、部品の上方を向く面の4辺の高さ寸法が入力されているが、4辺のうちの2以上の異なる高さ寸法が入力されてもよい。また、上方を向く面の辺に限られず、角部などが入力されてもよい。また、部品の上方を向く面に限られず、部品の複数の面のうちの1以上の任意の面の高さ寸法を入力することができる。例えば、部品保持具として吸着ノズルが採用される場合には、部品の上方を向く面が保持面となることが多いため、部品の上方を向く面の高さ寸法が入力されるが、部品保持具としてチャックが採用される場合には、部品の側方を向く面が保持面となることが多いため、部品の側方を向く面の高さ寸法が入力されてもよい。ただし、保持面に限られず、部品の複数の面のうちの1以上の任意の面の高さ寸法を入力することができる。
 また、上記実施例では、吸着ノズル332により部品が保持されているが、部品を保持可能なチャック,ロボットアームなど、種々の態様で部品を保持する保持具を採用して、保持面を保持することが可能である。
 また、上記実施例では、テレセントリックレンズと異なるレンズが装着された二次元カメラが採用されているが、3次元カメラ、テレセントリックレンズが装着された二次元カメラなどを採用することが可能である。また、複数のカメラを用いたり、ひとつのカメラの位置を移動させたり角度を変えたりして、複数回撮像を行ない、その撮像データに基づいて、散在された部品の姿勢を判断してもよい。あるいは、これら様々な撮像装置で、2次元画像を取得してもよい。
 また、実施例における部品の保持角度は自動で演算されてもよい。つまりは、制御装置によって、散在された部品の姿勢における各高さデータから、保持面の角度が算出されてもよい。あるいは、散在された部品の位置、および、その部品を保持するときの保持面の角度データのみを利用して、散在されたときの姿勢における部品の各高さデータの入力や記憶は省略してもよい。
 また、上記実施例では、ばら部品供給装置32に本発明が適用されているが、部品を供給する装置でなく、部品を保持し、装着作業を実行する装置,単に部品を保持する装置などに、本発明を適用することが可能である。
 また、保持対象の部品として、部品520,560等に限定されず、種々の種類の部品に本発明を適用することが可能である。具体的には、例えば、太陽電池の構成部品,パワーモジュールの構成部品,リードを有する電子回路部品,リードを有さない電子回路部品、チップ型小型電子部品等に、本発明を適用することが可能である。
 32:ばら部品供給装置(部品保持装置)  156:ステージ  290:カメラ(撮像装置)

Claims (5)

  1.  ひとつの種類の部品が散在されるステージと、
     前記ステージに散在された前記ひとつの種類の部品を撮像する撮像装置と
     を備え、
     入力された前記ひとつの種類の部品の複数の高さ寸法と、前記撮像装置による撮像データとに基づいて、前記ステージに散在された前記ひとつの種類の部品を保持する部品保持装置。
  2.  前記複数の高さ寸法は、前記ステージに散在される前記ひとつの種類の部品の姿勢毎に入力された請求項1に記載の部品保持装置。
  3.  前記複数の高さ寸法は、前記ステージに散在される前記ひとつの種類の部品の部品種毎に入力された請求項1に記載の部品保持装置。
  4.  前記複数の高さ寸法は、前記ステージに散在される前記ひとつの種類の部品の姿勢毎にも入力された請求項3に記載の部品保持装置。
  5.  前記複数の高さ寸法は、前記ステージに散在される前記ひとつの種類の部品のひとつの姿勢における複数の平面のうちの少なくともひとつの平面の高さ寸法である請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の部品保持装置。
PCT/JP2019/034341 2019-09-02 2019-09-02 部品保持装置 WO2021044458A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021543614A JP7339346B2 (ja) 2019-09-02 2019-09-02 部品保持装置
CN201980099682.7A CN114342581B (zh) 2019-09-02 元件保持装置
PCT/JP2019/034341 WO2021044458A1 (ja) 2019-09-02 2019-09-02 部品保持装置
EP19943931.6A EP4027763A4 (en) 2019-09-02 2019-09-02 COMPONENT HOLDING DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/034341 WO2021044458A1 (ja) 2019-09-02 2019-09-02 部品保持装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021044458A1 true WO2021044458A1 (ja) 2021-03-11

Family

ID=74852293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/034341 WO2021044458A1 (ja) 2019-09-02 2019-09-02 部品保持装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4027763A4 (ja)
JP (1) JP7339346B2 (ja)
WO (1) WO2021044458A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015186188A1 (ja) 2014-06-03 2015-12-10 富士機械製造株式会社 ばら部品供給装置および部品実装装置
JP2016219473A (ja) 2015-05-15 2016-12-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 部品取出し装置および部品取出し方法ならびに部品実装装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4999502B2 (ja) * 2007-03-12 2012-08-15 ヤマハ発動機株式会社 部品移載装置及び表面実装機

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015186188A1 (ja) 2014-06-03 2015-12-10 富士機械製造株式会社 ばら部品供給装置および部品実装装置
JP2016219473A (ja) 2015-05-15 2016-12-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 部品取出し装置および部品取出し方法ならびに部品実装装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP4027763A1 (en) 2022-07-13
EP4027763A4 (en) 2022-09-07
CN114342581A (zh) 2022-04-12
JP7339346B2 (ja) 2023-09-05
JPWO2021044458A1 (ja) 2021-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6845938B2 (ja) 部品供給システム
JP6442039B2 (ja) 部品供給装置、および装着機
WO2018055713A1 (ja) 部品供給システム
WO2016092658A1 (ja) 部品収納部材、および収納方法
JPWO2016129069A1 (ja) 部品供給装置
WO2021044458A1 (ja) 部品保持装置
WO2017051446A1 (ja) 部品供給システム
JP6921234B2 (ja) 部品供給装置及び、部品供給方法
JP7168709B2 (ja) ピックアップ装置
JP7221387B2 (ja) 部品供給装置
CN114342581B (zh) 元件保持装置
JP2019197929A (ja) 部品保持装置、および吸着ノズル決定方法
JP7260286B2 (ja) 作業機、および載置方法
WO2018211657A1 (ja) 部品供給装置
JP6837075B2 (ja) 作業機
JP6846543B2 (ja) 部品供給装置
WO2022215161A1 (ja) 記憶装置、および記憶装置に記憶された画像判定処理を更新する方法
JP7008835B2 (ja) 部品供給装置
JP7014854B2 (ja) 散在部品のピッキング装置、および散在部品のピッキング方法
JP7110318B2 (ja) 部品実装システム及び、部品保持方法
JP7212663B2 (ja) 部品供給システム
JP6857767B2 (ja) 散在部品のピッキング装置、および部品保持具の交換方法
JP6603778B2 (ja) 部品供給ユニット
WO2018179316A1 (ja) 部品供給装置
JP2019197930A (ja) 部品保持装置、および保持具決定方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19943931

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021543614

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019943931

Country of ref document: EP

Effective date: 20220404