JP2004200295A

JP2004200295A - Electronic component mounting device

Info

Publication number: JP2004200295A
Application number: JP2002365201A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Hirano; 龍一平野
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic component mounting device that can reduce the influence of the assembling error etc., of a nozzle holder and can quickly cope with positional deviations. <P>SOLUTION: This electronic component mounting device is provided with a head 13 which holds an electronic component through a suction nozzle 17, a head moving means 14 which drives and transports the head 13 within a prescribed extent, and an image picking-up means 15 mounted on the head 13. This device is also provided with a nozzle holder 20 having a plurality of suction nozzle housing sections 21 and an operation control means 30 which controls the operation of the head moving means 14 based on image pickup data. The operation control means 30 is provided with an image picking-up operation control unit which picks up the image of the head facing surface of the nozzle holer 20 by means of the image picking-up means 15, a reference point extracting section which specifies the positions of at least two reference points set on the head facing surface of the nozzle holder 20 from the image pickup data, and a nozzle position storing section that can store the coordinate data about the positions of the suction nozzle housing sections 21 based on a coordinate system prepared on the basis of each reference point. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品搭載装置に係り、特に、電子部品の吸着を行う吸着ノズルを交換可能な電子部品搭載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の吸着を行う吸着ノズルを交換可能な電子部品搭載装置は、吸着ノズルを保持するヘッドと、ヘッドに搭載された光学式のセンサと、ヘッドをＸ−Ｙ平面に沿って搬送するヘッド移動手段とを備え、複数の吸着ノズル収容部が設けられたノズルホルダに対してヘッドを位置決めして必要な吸着ノズルの装着を行っている（例えば、特許文献１参照）。
かかる吸着ノズルの装着を行う際には、ノズルホルダに付された識別マークを光学式センサによりセンシングし、ノズルホルダの種類を特定すると共に特定された種類のノズルホルダの固有データから各ノズル収容部の位置データを取得し、これに基づいてヘッドの位置決めを行っていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１９１２８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例は、ノズルホルダの種類に応じた既存の固有データに基づいてノズルホルダのノズル収容部に対してヘッドの位置決めを行う構成のため、例えば、ノズルホルダを装置に組み付けた際に誤差を生じたり、ノズルホルダの各ノズル収容部の加工誤差がある場合に対処することができなかった。このような場合、極端な場合には吸着ノズルの装着を行うことができなかったり、或いは装着しても、ヘッドにおける吸着ノズルの位置ズレを生じ、装着不良による脱落や電子部品の受け取りや搭載時に誤差を生じたりする可能性を生じ、装置の信頼性を損ない得るという不都合があった。
【０００５】
また、既存のデータを使用せず、設置後のノズルホルダに対して各ノズル収容部の位置検出を行い、記憶することで設置時の誤差や加工誤差に対処することは可能である。しかしながら、このような場合であっても、例えば外部からの衝撃や振動によりノズルホルダの位置ズレが生じた場合には、再度全てのノズル収容部ごとに位置検出を行う必要があり、復帰作業に多大な時間を要するという不都合があった。
【０００６】
本発明は、ノズルホルダの組み付け誤差或いは加工誤差の影響を解消することを、その目的とする。
また、本発明は、ノズルホルダの組み付け後の位置ズレに迅速に対処を図ることを、他の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、電子部品供給部から電子部品を搭載すべき基板に電子部品の搬送及び搭載を行う電子部品搭載装置であって、着脱自在の吸着ノズルを介して電子部品の保持を行うヘッドと、ヘッドを所定範囲内の任意の位置に駆動搬送するヘッド移動手段と、ヘッドに搭載された撮像手段と、ヘッドとの対向面上に複数の吸着ノズル収容部が設けられたノズルホルダと、撮像手段による撮像データに基づいてヘッド移動手段の動作制御を行う動作制御手段とを備え、動作制御手段が、ノズルホルダのヘッド対向面を撮像手段により撮像する撮像動作制御部と、撮像手段による撮像データからノズルホルダのヘッド対向面上に設定される少なくとも二つの基準点の位置を特定する基準点抽出部と、各基準点により作成される座標系に基づく各収容部の位置座標データを記憶可能なノズル位置記憶部とを備える、という構成を採っている。
また、請求項２記載の発明は、上記構成に加えて、動作制御手段が、撮像手段による撮像データから各収容部の位置座標データを算出しノズル位置記憶部に記憶する位置算出部を備える、という構成を採っている。
さらに、請求項３記載の発明は、上記いずれかの構成に加えて、ノズルホルダのヘッド対向面上に撮像手段の撮像により各基準点を認識させるマーキングを付する、という構成を採っている。
【０００８】
上記各構成では、ヘッドによる電子部品の受け取り，電子部品の搭載対象物（例えば基板）への搬送，搭載という動作を行う前提として、ヘッドに吸着ノズルを装着する動作が行われる。
吸着ノズルの装着に際しては、まず、撮像手段によりノズルホルダの撮像が行われ、ノズルホルダのヘッド対向面内で少なくとも二つの基準点が抽出され特定される。かかる基準点は予め撮像データから認識することができる状態でノズルホルダのヘッド対向面上に付されている。例えば、請求項３記載の発明のようにヘッド対向面上の他の部分と比較して輝度が異なるようなペイントや凹凸によるマーキングを施しても良いし、或いは、いずれかのノズル収容部自体を撮像し、そこから基準点を特定しても良い。
【０００９】
そして、二つ以上の基準点位置が特定されると、これらから座標系を作成することが可能となる。一例としては、一方の基準点を原点として、二つの基準点を結ぶ直線を一の座標軸とするが如くであるが、各ノズル収容部の位置を座標値として示すことができれば、原点からの距離と方向で示される極座標系等のいかなる座標系でも良い。
【００１０】
次に、上記座標系に基づく各ノズル収容部の位置座標データについては、ノズルホルダの加工の際の設計値から求めたものを予めノズル位置記憶部に記憶させていても良いし、請求項２記載の発明の構成のように、ノズルホルダの組み付け後において、撮像手段から各ノズル収容部ごとに抽出し、位置の特定を行い、算出したものをノズル位置記憶部に記憶しても良い。
これらの位置データが取得されることにより、ノズルホルダの組み付け誤差が生じている場合、或いは後の外乱によりノズルホルダに位置ズレを生じた場合であっても、各基準点位置のみ特定を行えば、ノズル位置記憶部を参照することで各ノズル収容部の位置は相対的に認識することが可能となり、組み付け誤差の影響は防止され、また位置ズレの際の復帰処理は迅速に完了する。
また、ノズルホルダの各ノズル収容部について生じる加工誤差については、請求項２記載の発明の構成のように、組み付け後、個別にノズル収容部位置を測定することにより、その影響を解消することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（発明の実施形態の全体構成）
以下、本発明の実施の形態を図１から図３に基づいて説明する。図１は、本実施の形態たる電子部品搭載装置１０の斜視図である。電子部品搭載装置１０は、搭載される電子部品を供給する複数の電子部品フィーダー（図示略）を配置するフィーダーバンク１１と、電子部品を搭載すべき基板の搭載作業を行う搭載作業部１２と、着脱自在の吸着ノズル１７を複数保持して電子部品の保持を行うヘッド１３と、ヘッド１３を所定範囲内の任意の位置に駆動搬送するヘッド移動手段としてのＸ−Ｙガントリ１４と、電子部品の吸着保持の為の負圧発生源とヘッド１３とを接続する吸気経路１６と、ヘッド１３に搭載された撮像手段としてのＣＣＤカメラ１５と、ヘッド１３との対向面であるその上面に複数の吸着ノズル収容部２１が設けられたノズルホルダ２０と、ＣＣＤカメラ１５による撮像データに基づいてヘッド移動手段の動作制御を行う動作制御手段３０とを備えている。
【００１２】
（電子部品搭載装置の各構成説明）
上記ヘッド１３は複数のノズル保持部を有し、各保時部ごとに上下方向に駆動する駆動手段が設けられている。各ノズル保持部には吸着ノズルを吸引吸着，磁力吸着或いは把持機構等により保持する保持手段が設けられており、ヘッド１３の下端部において各吸着ノズル１７を着脱自在に保持することができる。そして、保持された吸着ノズル１７の内部は、ヘッド１３を介して吸気経路１６が接続され、吸着ノズル先端部で電子部品の吸引保持を行うことを可能としている。
また、ヘッド１３にはＣＣＤカメラ１５が搭載されており、ヘッド１３の下方の所定範囲の撮像を行い、撮像データを動作制御手段３０に出力する。
【００１３】
Ｘ−Ｙガントリ１４は、Ｘ軸方向にヘッド１３の移動を案内するＸ軸ガイドレール１４ａと、このＸ軸ガイドレール１４ａと共にヘッド１３をＹ軸方向に案内する二本のＹ軸ガイドレール１４ｂと、各方向への駆動機構とを備えている。そして、ヘッド１３を二本のＹ軸ガイドレール１４ｂの間となる領域のほぼ全体に搬送することを可能としている。前記したフィーダーバンク１１，搭載作業部１２と後述するノズルホルダ２０はいずれもＸ−Ｙガントリ１４によるヘッド１３の搬送可能領域内に配置されている。
【００１４】
（ノズルホルダ）
図２はノズルホルダ２０の斜視図である。図２に示されているのは、ノズルホルダ２０のヘッド対向面である上面である。かかるノズルホルダ２０は、大小二種類の吸着ノズル１７がそれぞれ収容されるノズル収容部２１が四列に並んで配設されている。かかるノズル収容部２１は、吸着ノズル１７の形状に応じた凹部からなり、上方から見た形状は円形或いは円形の上下部分を平坦に切り欠いた形状に形成されている。
なお、吸着ノズル１７は吸着する電子部品に応じて多種の外径のものが存在する。従って、ノズルホルダ２０についても各径の吸着ノズル１７を収容できるように、各ノズル収容部２１の内径が種々に設定されると共に各径のノズル収容部２１の個体数が異なっていたり、各径の組み合わせた異なるものが多種に渡って存在する。このため、搭載する電子部品に応じてノズルホルダ２０もその種類が異なるものに交換し、装置に取り付けることが可能となっている。
【００１５】
そして、このノズルホルダ２０の一端側には二つの基準点を特定するマーキング２２が付されている。各マーキング２２は、撮像時において輝度の差からその周囲と識別可能となるように、例えば、マーキング２２を白色，それ以外の部分は黒色の色彩が付されていたり、又はその逆の色彩が付されていたりする。また、マーキング２２のみを反射率が異なる素材としたり、蛍光塗料を付したり、凹状又は凸状としても良い。
【００１６】
（動作制御手段）
次ぎに、動作制御手段３０について図３に基づいて説明する。図３は電子部品搭載装置１０の制御系を示すブロック図である。かかる動作制御手段３０は、詳細には図示しないが、各種演算処理を行うＣＰＵと、制御、判断等各種処理用の各種プログラムが記憶、格納されたＲＯＭと、各種処理におけるワークメモリとして使用されるＲＡＭとで概略構成されている。そして、動作制御手段３０にはシステムバス及び駆動回路等を介してＸ−Ｙガントリ１４のＸ軸モータ、Ｙ軸モータ、ヘッド１３に搭載されたノズル保持部の昇降を行うノズル昇降モータ、ノズル保持部の回転を行うノズル回転モータ、吸着ノズル１７に接続された負圧回路を開き吸引状態とする吸気バルブ、ＣＣＤカメラ１５が接続されている。
また、動作制御手段３０には、電子部品搭載作業に関する各種設定条件、例えば、使用吸着ノズルの選択、搭載対象となる電子部品フィーダーの選択、基板における搭載位置等の入力を行う操作入力手段が併設されている。
【００１７】
そして、上記設定条件と操作プログラムに従い、電子部品搭載装置１０は、ヘッド１３をフィーダーバンク１１の所定位置に搬送して、ＣＣＤカメラ１５の撮像データから電子部品フィーダーの受け取り位置にヘッド１３の吸着ノズル１７を位置決めすると共に吸着ノズル１７の昇降動作と吸引により電子部品の受け取りを行う。その際、電子部品の向きが不適当である場合にはノズル回転モータの駆動により回転修正が行われる。その後、搭載作業部１２にヘッド１３が搬送され、その際にも撮像によりヘッド１３の吸着ノズル１７が位置決めされ、保持する電子部品の搭載作業が行われる。
【００１８】
動作制御手段３０は、上述のような電子部品搭載のための動作を実行させる動作プログラムの他に、電子部品搭載動作の前提として吸着ノズルのヘッド１３への搭載動作プログラムがＲＯＭに記憶されている。そして、この吸着ノズル搭載動作プログラムにより、動作制御手段３０は、ノズルホルダ２０の上面をＣＣＤカメラ１５により撮像する撮像動作制御部としての制御と、ＣＣＤカメラ１５による撮像データからノズルホルダ２０の上面上に設定される二つのマーキング２２の位置を特定する基準点抽出部としての制御と、各マーキング位置により作成される座標系に基づく各ノズル収容部２１の位置座標データを記憶可能なノズル位置記憶部としてのＲＡＭに記憶する位置記憶制御部としての制御と、ＣＣＤカメラ１５による撮像データから各ノズル収容部２１の位置座標データを算出しＲＡＭに記憶する位置算出部としての制御を行う。
【００１９】
上記撮像動作制御部としての制御は、Ｘ−Ｙガントリ１４によりヘッド１３を予め決められたノズルホルダ２０の上方となる撮像位置に搬送し、かかる撮像位置においてＣＣＤカメラ１５による撮像を行わせる。
上記基準点抽出部としての制御は、ノズルホルダ２０に対する撮像データに対して例えば輝度の違いから各マーキング２１の配置を特定する。さらに、各マーキング２１に対してその形状から基準点位置をさらに高精度に絞り込みを行う。例えば、マーキング２１が円形であればその中心位置を算出し、四角形であれば二つの対角線の交差位置を算出する。
【００２０】
上記位置記憶制御部としての制御は、基準点抽出部の制御により算出された二つの基準点位置から一方の基準点を原点とし双方の基準点を結ぶ直線をＸ軸又はＹ軸とするＸ−Ｙ座標系を形成する。そして、位置算出部としての制御により上記Ｘ−Ｙ座標系で示した各ノズル収容部２１の位置座標データがＲＡＭに記憶される。
【００２１】
上記位置算出部としての制御は、撮像動作制御部としての制御により取得した撮像データから各ノズル収容部２１の位置を特定する。かかるノズル収容部２１の特定は凹形状であることによる輝度の低い領域を求め特定することも可能であるが、マーキング２２と同じように特定しやすい処理が施された治具を使用することが望ましい。かかる治具は、各ノズル収容部２１に対してほぼ隙間を生じない精度で加工された挿入部を有すると共にその上面中心位置に、マーキング２２と同様なマーキングが付されている。そして、ＣＣＤカメラ１５による撮像の際には各吸着ノズル１７に替えてノズルホルダ２０の各ノズル収容部２１に装着される。撮像後には、マーキング２２と同様に絞り込みにより高精度に各ノズル収容部の位置を算出する。これにより求められた各ノズル収容部２１ごとの位置データを前述したＸ−Ｙ座標データに変換し、ＲＡＭに対する記憶が行われる。
【００２２】
（作用と効果の説明）
電子部品搭載装置１０は上述のように構成され機能するので、ヘッド１３に対する吸着ノズルの装着を行う際に、例えば、ノズルホルダ２０が装置に対して適正な配置から位置ズレ（組み付け誤差）を生じていたとしても、動作制御手段３０は、ノズルホルダ２０上の各マーキング２２に対する各ノズル収容部２１の相対的な位置関係を示す位置座標データが記憶されているので、これに基づいて吸着ノズル２１の装着時のヘッド位置決めが行われる限り、組み付け誤差の影響を受けることなく適正に装着が行われる。
また、予めノズル収容部２１について撮像データにより個別に位置特定が行われるので、ノズルホルダ２０において各ノズル収容部２１が加工誤差を生じていた場合であっても、誤差を含んだ実際上の各マーキング２２と各ノズル収容部２１との相対的な位置関係を認識可能であるため、加工誤差の影響を受けることなく適正に各吸着ノズルの装着が行われる。
【００２３】
また、各ノズル収容部２１の位置座標データが取得された後に、ノズルホルダ２０の装着位置について振動、衝撃等により位置ズレが発生した場合であっても、再度、二つのマーキング２２のみについて位置認識を行えば、既に取得され他各ノズル収容部２１の位置座標データを参照するのみで各吸着ノズルの装着を再開することが可能である。従って、各ノズル収容部２１ごとに全て位置認識作業をやり直す必要がなく、復帰処理が迅速に行うことが可能となる。
【００２４】
（その他）
なお、ノズルホルダ２０の各ノズル収容部２１の加工精度が十分に高精度である場合には、位置算出部としての制御を行わず、各マーキング２２と各ノズル収容部２１の相対的な位置関係を設計値から求めてノズル位置記憶部に入力記憶させても良い。
【００２５】
また、ノズルホルダ２０に付したマーキング２２に替えて予め決められたノズル収容部２１から二つの基準点を特定するように構成しても良い。即ち、いずれのノズル収容部２１でも良いが予め決められた二つのノズル収容部２１を撮像データから特定し、これにより基準点位置を算出しても良い。なおかかる撮像を行う場合もまた前述の治具を使用することが望ましい。さらに、基準点を特定する治具については、他の治具と区別して認識可能な処理が施されていることがより望ましい。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、少なくとも二つの基準点に基づく相対的な位置関係を位置座標データとしてノズル位置記憶部に記憶するので、基準点位置の特定とノズル位置記憶部の参照とにより、ノズルホルダの組み付け誤差による影響を排除することが可能となる。また、後発的にノズルホルダに位置ズレを生じた場合であっても、基準点位置の特定のみを行えばノズル位置記憶部を参照することにより各ノズル収容部の位置を認識することができ、従来の如く各ノズル収容部全てについて位置の特定を行う必要がないので、迅速に復帰処理を完了することが可能となる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、ノズル位置記憶部に記憶される各ノズル収容部の位置座標データを撮像手段による撮像データから個別に特定するので、各ノズル収容部ごとの加工誤差が生じていた場合であっても、誤差が生じているノズル収容部の位置を特定することができ、その結果、ノズルホルダの各ノズル収容部の加工誤差の影響をも排除することが可能となる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、基準点をマーキングから特定するので、誤認識を低減し、且つ、より高精度で基準点位置を特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態たる電子部品搭載装置の斜視図である。
【図２】図１に開示されたノズルホルダの平面図である。
【図３】電子部品搭載装置の制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０電子部品搭載装置
１２フィーダーバンク（電子部品供給部）
１３ヘッド
１４Ｘ−Ｙガントリ（ヘッド移動手段）
１５ＣＣＤカメラ（撮像手段）
１７吸着ノズル
２０ノズルホルダ
２１ノズル収容部
２２マーキング
３０動作制御手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component mounting device, and more particularly, to an electronic component mounting device capable of replacing a suction nozzle that sucks an electronic component.
[0002]
[Prior art]
An electronic component mounting device capable of replacing a suction nozzle for sucking an electronic component includes a head for holding the suction nozzle, an optical sensor mounted on the head, and a head movement for transporting the head along an XY plane. The head is positioned with respect to a nozzle holder provided with a plurality of suction nozzle accommodating portions, and necessary suction nozzles are mounted (for example, see Patent Document 1).
When mounting such a suction nozzle, the identification mark attached to the nozzle holder is sensed by an optical sensor to specify the type of the nozzle holder, and to determine the type of the nozzle holder and the specific data of each nozzle accommodating unit from the unique data of the specified type of nozzle holder. Was obtained, and the head was positioned based on this position data.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-191288 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example described above has a configuration in which the head is positioned with respect to the nozzle accommodating portion of the nozzle holder based on existing unique data corresponding to the type of the nozzle holder. It has not been possible to cope with an error or a processing error in each nozzle accommodating portion of the nozzle holder. In such a case, in an extreme case, the mounting of the suction nozzle cannot be performed, or even if the suction nozzle is mounted, the position of the suction nozzle in the head may be misaligned. There is a possibility that an error may occur and the reliability of the apparatus may be impaired.
[0005]
Further, without using existing data, the position of each nozzle accommodating portion is detected with respect to the installed nozzle holder and stored, so that it is possible to deal with an error at the time of installation and a processing error. However, even in such a case, if the position of the nozzle holder is misaligned due to, for example, an external impact or vibration, it is necessary to perform position detection again for all the nozzle housings, and the return work is required. There is a disadvantage that it takes a lot of time.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate the effects of nozzle holder assembly errors or processing errors.
Another object of the present invention is to quickly cope with a positional deviation after the nozzle holder is assembled.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is an electronic component mounting apparatus that transports and mounts an electronic component from an electronic component supply unit to a substrate on which the electronic component is to be mounted, and holds the electronic component via a detachable suction nozzle. Head to perform, head moving means for driving and transporting the head to an arbitrary position within a predetermined range, imaging means mounted on the head, and a nozzle holder provided with a plurality of suction nozzle housings on a surface facing the head And an operation control means for controlling the operation of the head moving means based on the image data by the imaging means, wherein the operation control means images the head-facing surface of the nozzle holder by the imaging means, and the imaging means A reference point extracting unit that specifies the positions of at least two reference points set on the head-facing surface of the nozzle holder from the imaging data obtained by the camera, and a coordinate system created by each of the reference points. Ku and a storable nozzle position storage unit the position coordinates data of each of the accommodating parts, adopts a configuration that.
The invention according to claim 2 includes, in addition to the above configuration, an operation control unit that calculates position coordinate data of each storage unit from image data obtained by the image pickup unit and stores the position coordinate data in the nozzle position storage unit. The configuration is adopted.
Further, the invention according to claim 3 employs, in addition to any one of the above configurations, a marking for recognizing each reference point on the head-facing surface of the nozzle holder by imaging by the imaging means.
[0008]
In each of the above-described configurations, the operation of mounting the suction nozzle on the head is performed on the premise that the operations of receiving the electronic component by the head, transporting the electronic component to a mounting target (for example, a substrate), and mounting are performed.
When mounting the suction nozzle, first, an image of the nozzle holder is taken by the imaging means, and at least two reference points are extracted and specified in the head-facing surface of the nozzle holder. Such a reference point is provided on the head-facing surface of the nozzle holder in a state where it can be recognized from the image data in advance. For example, as in the invention according to claim 3, marking may be performed by paint or unevenness having a luminance different from that of other parts on the head facing surface, or any of the nozzle accommodating portions themselves may be provided. An image may be taken and a reference point may be specified therefrom.
[0009]
When two or more reference point positions are specified, a coordinate system can be created from them. As an example, it is as if one reference point is the origin and a straight line connecting the two reference points is one coordinate axis, but if the position of each nozzle accommodating part can be indicated as a coordinate value, the distance from the origin is Any coordinate system such as a polar coordinate system indicated by the directions may be used.
[0010]
Next, regarding the position coordinate data of each nozzle accommodating section based on the coordinate system, data obtained from a design value at the time of processing the nozzle holder may be stored in the nozzle position storage section in advance. As in the configuration of the invention described above, after assembling the nozzle holder, the nozzle unit may be extracted from the imaging unit for each nozzle accommodating unit, the position may be specified, and the calculated position may be stored in the nozzle position storage unit.
By acquiring these position data, even if there is an error in assembling the nozzle holder, or even if the nozzle holder is misaligned due to a subsequent disturbance, it is only necessary to specify each reference point position. By referring to the nozzle position storage section, the position of each nozzle accommodating section can be relatively recognized, the influence of an assembling error is prevented, and the return processing at the time of a position shift is completed quickly.
Further, regarding the processing error generated in each nozzle accommodating portion of the nozzle holder, the influence can be eliminated by individually measuring the positions of the nozzle accommodating portions after assembling as in the configuration of the invention according to claim 2. it can.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Overall Configuration of Embodiment of the Invention)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of an electronic component mounting apparatus 10 according to the present embodiment. The electronic component mounting apparatus 10 includes a feeder bank 11 for arranging a plurality of electronic component feeders (not shown) for supplying electronic components to be mounted, a mounting work unit 12 for mounting a substrate on which electronic components are to be mounted, A head 13 for holding a plurality of detachable suction nozzles 17 to hold electronic components, an XY gantry 14 as head moving means for driving and transporting the head 13 to an arbitrary position within a predetermined range, A suction path 16 for connecting a negative pressure generating source for suction holding to the head 13, a CCD camera 15 as imaging means mounted on the head 13, and a plurality of suctions on the upper surface which is a surface facing the head 13. A nozzle holder provided with a nozzle accommodating portion, and an operation control means for controlling an operation of a head moving means based on image data obtained by the CCD camera; That.
[0012]
(Each component explanation of electronic component mounting device)
The head 13 has a plurality of nozzle holding units, and a driving unit that drives the head 13 in a vertical direction is provided for each of the holding units. Each nozzle holding unit is provided with holding means for holding the suction nozzle by suction suction, magnetic suction, or a gripping mechanism. The suction nozzle 17 can be detachably held at the lower end of the head 13. The suction path 17 is connected to the inside of the held suction nozzle 17 via the head 13 so that the tip of the suction nozzle can suction and hold an electronic component.
Further, a CCD camera 15 is mounted on the head 13, captures an image of a predetermined range below the head 13, and outputs image data to the operation control means 30.
[0013]
The XY gantry 14 includes an X-axis guide rail 14a for guiding the movement of the head 13 in the X-axis direction, and two Y-axis guide rails 14b for guiding the head 13 in the Y-axis direction together with the X-axis guide rail 14a. And a driving mechanism for each direction. Then, it is possible to transport the head 13 to almost the entire area between the two Y-axis guide rails 14b. The feeder bank 11, the mounting work section 12, and a nozzle holder 20, which will be described later, are all arranged in an area where the head 13 can be transported by the XY gantry 14.
[0014]
(Nozzle holder)
FIG. 2 is a perspective view of the nozzle holder 20. FIG. 2 shows the upper surface of the nozzle holder 20 which is the head-facing surface. The nozzle holder 20 is provided with four nozzle housing portions 21 each housing two types of suction nozzles 17 of a large size and a small size. The nozzle accommodating portion 21 is formed of a concave portion corresponding to the shape of the suction nozzle 17, and has a circular shape or a shape in which upper and lower portions of the circular shape are cut out flatly when viewed from above.
The suction nozzle 17 has various outer diameters depending on the electronic components to be sucked. Therefore, the inside diameter of each nozzle accommodating portion 21 is set variously so that the nozzle holder 20 can also accommodate the suction nozzle 17 of each diameter, and the number of nozzle accommodating portions 21 of each diameter is different, There are many different types of combinations. For this reason, the nozzle holder 20 can also be replaced with a different type according to the electronic component to be mounted, and attached to the apparatus.
[0015]
A marking 22 for identifying two reference points is provided on one end of the nozzle holder 20. For example, the markings 22 are colored white so that the markings 22 can be distinguished from the surroundings from the difference in luminance at the time of imaging, and the other parts are colored black or vice versa. Or have been. Alternatively, only the marking 22 may be made of a material having a different reflectance, may be coated with a fluorescent paint, or may be concave or convex.
[0016]
(Operation control means)
Next, the operation control means 30 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating a control system of the electronic component mounting apparatus 10. Although not shown in detail, the operation control unit 30 is used as a CPU for performing various arithmetic processes, a ROM in which various programs for various processes such as control and determination are stored and stored, and a work memory in various processes. It is roughly composed of a RAM. The operation control means 30 has an X-axis motor and a Y-axis motor of the XY gantry 14, a nozzle elevating motor for elevating and lowering a nozzle holding unit mounted on the head 13 via a system bus and a driving circuit, etc. A nozzle rotation motor for rotating the unit, an intake valve that opens a negative pressure circuit connected to the suction nozzle 17 to open and suction, and a CCD camera 15 are connected.
Also, the operation control means 30 is provided with operation input means for inputting various setting conditions relating to the electronic component mounting operation, for example, selection of a suction nozzle to be used, selection of an electronic component feeder to be mounted, input of a mounting position on a board, and the like. Have been.
[0017]
Then, in accordance with the setting conditions and the operation program, the electronic component mounting apparatus 10 transports the head 13 to a predetermined position of the feeder bank 11 and moves the suction nozzle of the head 13 to the receiving position of the electronic component feeder from the imaging data of the CCD camera 15. The electronic component is received by positioning the nozzle 17 and moving the suction nozzle 17 up and down and sucking. At this time, when the orientation of the electronic component is inappropriate, the rotation is corrected by driving the nozzle rotation motor. Thereafter, the head 13 is transported to the mounting work unit 12, and at this time, the suction nozzle 17 of the head 13 is positioned by imaging, and the mounting operation of the held electronic components is performed.
[0018]
The operation control means 30 stores, in the ROM, an operation program for mounting the suction nozzle on the head 13 as a premise of the electronic component mounting operation, in addition to the operation program for executing the operation for mounting the electronic component as described above. . In accordance with the suction nozzle mounting operation program, the operation control unit 30 controls the imaging operation control unit that captures an image of the upper surface of the nozzle holder 20 with the CCD camera 15, and reads the image data from the CCD camera 15 onto the upper surface of the nozzle holder 20. Control as a reference point extracting unit that specifies the positions of the two markings 22 set in the nozzles, and a nozzle position storage unit that can store position coordinate data of each nozzle accommodating unit 21 based on a coordinate system created by each marking position. And a position calculation unit that calculates position coordinate data of each nozzle accommodating unit 21 from image data obtained by the CCD camera 15 and stores the coordinate data in the RAM.
[0019]
In the control as the imaging operation control unit, the XY gantry 14 conveys the head 13 to an imaging position above the predetermined nozzle holder 20, and causes the CCD camera 15 to perform imaging at the imaging position.
The control as the reference point extracting unit specifies the arrangement of the markings 21 based on, for example, a difference in luminance with respect to the imaging data for the nozzle holder 20. Further, the reference point position is narrowed down with higher accuracy from the shape of each marking 21. For example, if the marking 21 is circular, the center position is calculated, and if it is square, the intersection position of two diagonal lines is calculated.
[0020]
The control as the position storage control unit includes an X-axis or a Y-axis in which a straight line connecting the two reference points from the two reference point positions calculated by the control of the reference point extraction unit is used as an origin. Form a Y coordinate system. Then, under the control of the position calculation unit, the position coordinate data of each nozzle accommodating unit 21 shown in the XY coordinate system is stored in the RAM.
[0021]
The control as the position calculation unit specifies the position of each nozzle accommodating unit 21 from the imaging data acquired by the control as the imaging operation control unit. In order to specify the nozzle accommodating portion 21, it is possible to obtain and specify a low-luminance area due to the concave shape. However, it is possible to use a jig that has been subjected to processing that is easy to specify like the marking 22. desirable. Such a jig has an insertion portion that is machined with precision so as to cause almost no gap with respect to each nozzle accommodating portion 21, and is provided with a marking similar to the marking 22 at the center position of the upper surface thereof. Then, at the time of imaging by the CCD camera 15, instead of the suction nozzles 17, the suction nozzles 17 are attached to the respective nozzle accommodating portions 21 of the nozzle holder 20. After the imaging, the position of each nozzle accommodating portion is calculated with high precision by narrowing down, as in the case of the marking 22. The position data for each nozzle accommodating portion 21 thus obtained is converted into the above-described XY coordinate data, and is stored in the RAM.
[0022]
(Explanation of action and effect)
Since the electronic component mounting apparatus 10 is configured and functions as described above, when the suction nozzle is mounted on the head 13, for example, the nozzle holder 20 may be displaced from an appropriate arrangement with respect to the apparatus (assembly error). However, since the operation control means 30 stores the position coordinate data indicating the relative positional relationship of each nozzle accommodating portion 21 with respect to each marking 22 on the nozzle holder 20, the operation control means 30 As long as the head is positioned at the time of mounting, mounting is properly performed without being affected by assembly errors.
In addition, since the position of the nozzle accommodating portion 21 is individually specified in advance by the imaging data, even if a processing error occurs in each nozzle accommodating portion 21 in the nozzle holder 20, each of the practical Since the relative positional relationship between the marking 22 and each nozzle accommodating portion 21 can be recognized, each suction nozzle can be properly mounted without being affected by processing errors.
[0023]
Further, even if the position of the nozzle holder 20 is misaligned due to vibration, impact, or the like after the position coordinate data of each nozzle accommodating portion 21 is acquired, the position recognition is performed only for the two markings 22 again. Is performed, the mounting of each suction nozzle can be restarted only by referring to the position coordinate data of the other nozzle accommodating portions 21 which have already been acquired. Therefore, it is not necessary to redo the position recognition work for every nozzle accommodating portion 21, and the return process can be performed quickly.
[0024]
(Other)
When the processing accuracy of each nozzle accommodating portion 21 of the nozzle holder 20 is sufficiently high, the control as the position calculating portion is not performed, and the relative positional relationship between each marking 22 and each nozzle accommodating portion 21 is not performed. May be obtained from the design value and input and stored in the nozzle position storage unit.
[0025]
Alternatively, two reference points may be specified from a predetermined nozzle accommodating portion 21 instead of the marking 22 attached to the nozzle holder 20. That is, any one of the nozzle housing sections 21 may be used, but two predetermined nozzle housing sections 21 may be specified from the imaging data, and the reference point position may be calculated based on the specified data. Note that it is desirable to use the above-described jig also when performing such imaging. Further, it is more preferable that the jig for specifying the reference point is subjected to a process that can be recognized separately from the other jigs.
[0026]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the relative positional relationship based on at least two reference points is stored in the nozzle position storage unit as position coordinate data, so that the reference point position is specified and the nozzle position storage unit is referred to. In addition, it is possible to eliminate the influence of the assembly error of the nozzle holder. Also, even if the nozzle holder is misaligned later, if only the reference point position is specified, the position of each nozzle accommodating unit can be recognized by referring to the nozzle position storage unit, Since it is not necessary to specify the positions of all the nozzle housing portions as in the related art, the return processing can be completed quickly.
[0027]
According to the second aspect of the present invention, since the position coordinate data of each nozzle storage section stored in the nozzle position storage section is individually specified from the image data by the imaging means, a processing error occurs for each nozzle storage section. Even in this case, it is possible to identify the position of the nozzle housing portion where the error occurs, and as a result, it is possible to eliminate the influence of the processing error of each nozzle housing portion of the nozzle holder.
[0028]
According to the third aspect of the present invention, since the reference point is specified from the marking, it is possible to reduce erroneous recognition and specify the reference point position with higher accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the nozzle holder disclosed in FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a control system of the electronic component mounting apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Electronic component mounting device 12 Feeder bank (electronic component supply unit)
13 head 14 XY gantry (head moving means)
15 CCD camera (imaging means)
17 Suction nozzle 20 Nozzle holder 21 Nozzle accommodating part 22 Marking 30 Operation control means

Claims

電子部品供給部から電子部品を搭載すべき基板に電子部品の搬送及び搭載を行う電子部品搭載装置であって、
着脱自在の吸着ノズルを介して電子部品の保持を行うヘッドと、
前記ヘッドを所定範囲内の任意の位置に駆動搬送するヘッド移動手段と、
前記ヘッドに搭載された撮像手段と、
前記ヘッドとの対向面上に複数の吸着ノズル収容部が設けられたノズルホルダと、
前記撮像手段による撮像データに基づいて前記ヘッド移動手段の動作制御を行う動作制御手段とを備え、
前記動作制御手段が、前記ノズルホルダのヘッド対向面を前記撮像手段により撮像する撮像動作制御部と、前記撮像手段による撮像データから前記ノズルホルダのヘッド対向面上に設定される少なくとも二つの基準点の位置を特定する基準点抽出部と、前記各基準点により作成される座標系に基づく前記各収容部の位置座標データを記憶可能なノズル位置記憶部とを備えることを特徴とする電子部品搭載装置。An electronic component mounting device that transports and mounts electronic components on a substrate on which electronic components are to be mounted from an electronic component supply unit,
A head for holding electronic components via a detachable suction nozzle,
Head moving means for driving and transporting the head to an arbitrary position within a predetermined range,
Imaging means mounted on the head;
A nozzle holder provided with a plurality of suction nozzle storage units on a surface facing the head,
Operation control means for controlling the operation of the head moving means based on the image data by the imaging means,
An imaging operation control unit configured to image the head-facing surface of the nozzle holder with the imaging unit, and at least two reference points set on the head-facing surface of the nozzle holder from imaging data obtained by the imaging unit; Electronic component mounting, comprising: a reference point extracting unit that specifies the position of the storage unit; and a nozzle position storage unit that can store position coordinate data of each of the storage units based on a coordinate system created by the reference points. apparatus.

前記動作制御手段は、前記撮像手段による撮像データから前記各収容部の位置座標データを算出し前記ノズル位置記憶部に記憶する位置算出部を備えることを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。The electronic component mounting according to claim 1, wherein the operation control unit includes a position calculation unit that calculates position coordinate data of each of the storage units from image data obtained by the imaging unit and stores the position coordinate data in the nozzle position storage unit. apparatus.

前記ノズルホルダのヘッド対向面上に前記撮像手段の撮像により前記各基準点を認識させるマーキングを付したことを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品搭載装置。3. The electronic component mounting apparatus according to claim 1, wherein a marking for recognizing each of the reference points is provided on the head-facing surface of the nozzle holder by imaging by the imaging unit.