JP2005338030A - Component recognition device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a component recognition device capable of emitting illumination light properly in response to a kind of a component. <P>SOLUTION: This component recognition device provided with a camera 22 for imaging an electronic component sucked with a suction nozzle, and for recognizing a positional shift between the electronic component 32 sucked with the suction nozzle and the suction nozzle 9 is provided with a lens 26 movable from an action position positioned on an optical path between an illumination 24 and a half-mirror 25 to an evacuation position, and movable vice versa, and a control means 38 for moving the lens to the action position or the evacuation position in response to the kind of the electronic component to control an irradiation range of the illumination for the electronic component. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子部品をプリント配線基板上に装着する電子部品装着機に備えつけられ、吸着ノズルに吸着された電子部品の位置検出等を行う部品認識装置に関するものである。   The present invention relates to a component recognition apparatus that is provided in an electronic component mounting machine that mounts an electronic component on a printed wiring board and detects the position of the electronic component sucked by a suction nozzle.

従来から、電子部品装着機に備えつけられた部品認識装置として、特開平１１−３４０７００号の装置が提案されている。この装置は、部品の種類に応じて、照明の光量を変化させて、電子部品の画像の明るさを調整するものである。   Conventionally, a device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-340700 has been proposed as a component recognition device provided in an electronic component mounting machine. This apparatus adjusts the brightness of an image of an electronic component by changing the amount of illumination according to the type of the component.

特開平１１−３４０７００（図５）JP-A-11-340700 (FIG. 5)

しかしながら、上記部品認識装置の電子部品への照射範囲は、大型電子部品に合せて一定である。このため、小型電子部品の照明時、小型電子部品の外形より大きな範囲に、余分な照明光を照射する無駄や、余分な照明光がノイズとして画像に取り込まれて認識精度が悪化してしまうという問題があった。   However, the irradiation range of the component recognition apparatus to the electronic component is constant according to the large electronic component. For this reason, when illuminating a small electronic component, it is unnecessary to irradiate extra illumination light in a range larger than the outer shape of the small electronic component, or extra illumination light is captured as an image in the image and recognition accuracy deteriorates. There was a problem.

この発明は上記問題を解決するためになされたものであって、部品種類に応じて、より適正に照明光を照射することができる部品認識装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a component recognition device that can irradiate illumination light more appropriately according to the component type.

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、
電子部品を吸着可能な吸着ノズル（９）と、
前記電子部品に光を照射可能な照明（２４）と、
前記照明からの光を反射して、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品に向けて、光を照射するハーフミラー（２５）と、
前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品を撮像する撮像手段（２２）とを備え、
前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品と、前記吸着ノズルとの位置ずれを認識する部品認識装置において、
前記照明とハーフミラーとの間の光経路上に位置する作用位置と、前記作用位置から離間した退避位置とに移動可能なレンズ（２６、４６）を備え、
前記電子部品の種類に応じて、前記レンズを作用位置または退避位置に移動させて、前記電子部品に対する前記照明の照射範囲を制御する制御手段（３８）を備える構成とした。 In order to solve the above problem, the invention according to claim 1
A suction nozzle (9) capable of sucking electronic components;
Illumination (24) capable of irradiating the electronic component with light;
A half mirror (25) that reflects light from the illumination and emits light toward the electronic component sucked by the suction nozzle;
Imaging means (22) for imaging the electronic component sucked by the suction nozzle,
In the component recognition device for recognizing a positional deviation between the electronic component sucked by the suction nozzle and the suction nozzle,
A lens (26, 46) movable to a working position located on an optical path between the illumination and the half mirror and a retracted position separated from the working position;
According to the type of the electronic component, the lens is moved to the working position or the retracted position, and control means (38) for controlling the illumination range of the electronic component is provided.

請求項１のレンズには、集光レンズや散光レンズとして、フルネルレンズや凹レンズ、凸レンズ、アクロマティックレンズ等が用いられる。集光レンズは、照明からの光を集光して、光の照射範囲を小さくし、散光レンズは光を散光する。   In the lens according to the first aspect, a fullnel lens, a concave lens, a convex lens, an achromatic lens, or the like is used as a condenser lens or a diffuser lens. The condensing lens condenses light from the illumination to reduce the light irradiation range, and the diffuser lens diffuses the light.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の部品認識装置において、
前記レンズは、照明からの光を散光する散光レンズ（４６）であり、前記散光レンズを通過した光は、前記電子部品の端子部に向けて光を照射する構成とした。 The invention according to claim 2 is the component recognition apparatus according to claim 1,
The lens is a diffused lens (46) that diffuses light from illumination, and the light that has passed through the diffused lens irradiates light toward the terminal portion of the electronic component.

請求項３記載の発明は、請求項１、２記載の部品認識装置において、
前記レンズを複数枚用意し、前記電子部品の種類に応じて、前記レンズを選択し、作用位置または退避位置に移動させて、前記照明の照射範囲を制御する制御手段を備える構成とした。 A third aspect of the present invention provides the component recognition apparatus according to the first or second aspect,
A plurality of the lenses are prepared, and control means is provided for controlling the illumination range of the illumination by selecting the lens according to the type of the electronic component and moving the lens to an operating position or a retracted position.

請求項１記載の発明によれば、電子部品の種類に応じて照明の照射範囲を制御するので、部品サイズや部品形状に合せて、適切に照明の照射範囲が制御される。このため、部品認識精度が向上し、部品認識時間が短縮される。   According to the first aspect of the present invention, since the illumination irradiation range is controlled according to the type of electronic component, the illumination irradiation range is appropriately controlled according to the component size and the component shape. For this reason, the component recognition accuracy is improved and the component recognition time is shortened.

請求項２記載の発明によれば、散光レンズを使用して、電子部品の端子部やその周辺を効率よく照射することができるので、より確実に電子部品の端子部を認識することができる。   According to the second aspect of the present invention, since the diffuser lens can be used to efficiently irradiate the terminal part of the electronic component and its periphery, the terminal part of the electronic component can be recognized more reliably.

請求項３記載の発明によれば、部品種に応じて、複数のレンズから最適なレンズを選択できるので、より最適な光の照射範囲を電子部品に与えることができる。   According to the third aspect of the present invention, since an optimal lens can be selected from a plurality of lenses according to the component type, a more optimal light irradiation range can be given to the electronic component.

この発明の第１実施形態を図１から図７に基いて説明する。
図１は電子部品装着機の斜視図である。図２は部品認識装置の詳細図である。図３は電子部品に対する照射範囲の変化を説明するための図である。図４はレンズ移動機構の詳細図である。図５は電子部品装着機の制御系の構成を示すブロック図である。図６はレンズが退避位置にある際の部品認識装置の詳細図である。図７はレンズが作用位置にある際の部品認識装置の詳細図である。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view of an electronic component mounting machine. FIG. 2 is a detailed view of the component recognition apparatus. FIG. 3 is a diagram for explaining the change of the irradiation range for the electronic component. FIG. 4 is a detailed view of the lens moving mechanism. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the control system of the electronic component mounting machine. FIG. 6 is a detailed view of the component recognition apparatus when the lens is in the retracted position. FIG. 7 is a detailed view of the component recognition apparatus when the lens is in the operating position.

電子部品装着機１は、その底面に板状の台座２が設置されている。台座２は、図示省略の機枠に固定され、床面より立ち上がっている。台座２には、図１の右側から左側に向けて（図示Ｘ方向）、一対の基板搬送レール３、３が配置されている。基板搬送レール３、３は、その上部に不図示の搬送ベルトが装備されている。この搬送ベルトの駆動により、Ｘ方向に沿って、基板４が移動する。   As for the electronic component mounting machine 1, the plate-shaped base 2 is installed in the bottom face. The pedestal 2 is fixed to a machine frame (not shown) and stands up from the floor. A pair of substrate transport rails 3 and 3 are arranged on the base 2 from the right side to the left side in FIG. The substrate transport rails 3 and 3 are equipped with a transport belt (not shown) at the top thereof. By driving the transport belt, the substrate 4 moves along the X direction.

また、台座２には、基板搬送レール３、３をまたぐように、図示右側と左側に、一対のＹフレーム５、５が配置されている。Ｙフレーム５、５はＸ方向と直交するＹ方向に沿って配置されている。Ｙフレーム５、５の上部には、それぞれ、ガイドレール６、６が固定されている。   In addition, a pair of Y frames 5 and 5 are disposed on the pedestal 2 on the right and left sides in the figure so as to straddle the substrate transport rails 3 and 3. The Y frames 5 and 5 are arranged along the Y direction orthogonal to the X direction. Guide rails 6 and 6 are fixed to the upper portions of the Y frames 5 and 5, respectively.

ガイドレール６、６上部には、Ｘフレーム７が、Ｘ方向に沿って配置されている。Ｘフレーム７は、細長い板状部材である。Ｘフレーム７の両端部には、下方のガイドレール６、６に向けて、それぞれ伸びる、脚部７ａ、７ａを備えている。脚部７ａ、７ａの底面には、不図示のベアリング付き直動ガイドが装着されている。この直動ガイドは、内面側に複数のボールを回動可能に支持している。これらボールが各ガイドレール６、６に係合する。そして、Ｘフレーム７は、直動ガイド（ナット）とガイドレール（レール）６、６により、Ｙ方向に沿って移動自在に支持されている。   An X frame 7 is disposed on the guide rails 6 and 6 along the X direction. The X frame 7 is an elongated plate-like member. Both ends of the X frame 7 are provided with leg portions 7a and 7a extending toward the lower guide rails 6 and 6, respectively. A linear guide with a bearing (not shown) is mounted on the bottom surface of the legs 7a, 7a. This linear motion guide rotatably supports a plurality of balls on the inner surface side. These balls engage with the guide rails 6, 6. The X frame 7 is supported by a linear motion guide (nut) and guide rails (rails) 6 and 6 so as to be movable along the Y direction.

Ｙフレーム５、５の両端部には、それぞれ、一対のプーリ１６、１７、１６、１７が配置されている。これら、プーリ１６、１７、１６、１７は、図示省略したが、それぞれ、Ｙフレーム５、５に回動可能に支持されている。両プーリ１６、１７には、それぞれ、ベルト１８、１８が巻き掛けられる。また、ベルト１８、１８は、Ｘフレームの脚部７ａ、７ａに個別に固定され、連結されている。   A pair of pulleys 16, 17, 16, and 17 are disposed at both ends of the Y frames 5 and 5, respectively. Although not shown, these pulleys 16, 17, 16, and 17 are rotatably supported by the Y frames 5 and 5, respectively. Belts 18 and 18 are wound around the pulleys 16 and 17, respectively. The belts 18 and 18 are individually fixed and connected to the leg portions 7a and 7a of the X frame.

プーリ１６、１６には、Ｙ軸駆動モータ１９，１９が個別に連結されている。Ｙ軸駆動モータ１９、１９を同期して回動すると、第２ベルト１８、１８を介して、Ｘフレーム７がＹ方向に移動する。Ｘフレーム７には、装着ヘッド８が装備されている。このため、Ｙ軸駆動モータ１９、１９が駆動すると、装着ヘッド８をＹ方向に移動する。   Y-axis drive motors 19 and 19 are individually connected to the pulleys 16 and 16. When the Y-axis drive motors 19 and 19 are rotated in synchronization, the X frame 7 moves in the Y direction via the second belts 18 and 18. The X frame 7 is equipped with a mounting head 8. For this reason, when the Y-axis drive motors 19 are driven, the mounting head 8 is moved in the Y direction.

Ｘフレーム７の一側面には、不図示のガイドレールが固定されている。このガイドレールの一部を覆うように、装着ヘッド８が配置されている。装着ヘッド８は、その裏面側に不図示のベアリング付き直動ガイドが装着されている。この直動ガイドは、内面側に複数のボールを回動可能に支持している。これらボールがガイドレールに係合する。そして、装着ヘッド８は、上記直動ガイドとガイドレールにより、Ｘ方向に沿って移動自在に支持されている。   A guide rail (not shown) is fixed to one side surface of the X frame 7. The mounting head 8 is disposed so as to cover a part of the guide rail. The mounting head 8 is mounted with a linear motion guide with a bearing (not shown) on the back side thereof. This linear motion guide rotatably supports a plurality of balls on the inner surface side. These balls engage with the guide rail. The mounting head 8 is supported by the linear motion guide and the guide rail so as to be movable along the X direction.

Ｘフレーム７の両端部には、プーリ１１、１２が配置されている。プーリ１１、１２は、図示省略したが、Ｘフレーム７により回動可能に支持されている。両プーリ１１、１２には、第１ベルト１３が巻き掛けられる。第１ベルト１３は、両プーリ１１、１２に巻き掛けられた後、不図示の保持板と装着ヘッド８によりその両端部を固定される。そして、一方のプーリ１２には、Ｘ軸駆動モータ１５が連結されている。Ｘ軸駆動モータ１５が回動すると、第１ベルト１３を介して、装着ヘッド８がＸ方向に移動する。   Pulleys 11 and 12 are disposed at both ends of the X frame 7. Although not shown, the pulleys 11 and 12 are rotatably supported by the X frame 7. A first belt 13 is wound around the pulleys 11 and 12. After the first belt 13 is wound around the pulleys 11 and 12, both ends thereof are fixed by a holding plate (not shown) and the mounting head 8. An X-axis drive motor 15 is connected to one pulley 12. When the X-axis drive motor 15 rotates, the mounting head 8 moves in the X direction via the first belt 13.

装着ヘッド８は、Ｙフレーム５、５、Ｘフレーム７、等により、Ｘ方向、Ｙ方向、すなわち、水平方向に移動可能に支持されている。そして、装着ヘッド８は、移動手段の駆動により水平方向に移動される。この移動手段は、Ｙ軸駆動モータ１９、１９、プーリ１６、１７、１６、１７、第２ベルト１８、１８、Ｘ軸駆動モータ１５、プーリ１１、１２、第１ベルト１３、等から構成される。   The mounting head 8 is supported by the Y frames 5, 5 and the X frame 7 so as to be movable in the X direction, the Y direction, that is, the horizontal direction. The mounting head 8 is moved in the horizontal direction by driving the moving means. This moving means is composed of Y-axis drive motors 19, 19, pulleys 16, 17, 16, 17, second belts 18, 18, X-axis drive motor 15, pulleys 11, 12, first belt 13, and the like. .

装着ヘッド８には、Ｘ方向に沿って４個の吸着ノズル９が配置されている。吸着ノズル９には、個別に、不図示のθ軸モータが取り付けられており、吸着ノズル９を個別にノズル中心軸を中心に回動させる。また、吸着ノズル９には、個別に、不図示のＺ軸モータが取り付けられており、吸着ノズル９を個別に上下動させる。さらに、吸着ノズル９は、不図示のバキューム機構に連通されて、吸着ノズルの先端で電子部品を吸着、脱着することができる。   Four suction nozzles 9 are arranged in the mounting head 8 along the X direction. A θ-axis motor (not shown) is individually attached to the suction nozzle 9 and individually rotates the suction nozzle 9 about the nozzle central axis. Further, a Z-axis motor (not shown) is individually attached to the suction nozzle 9, and the suction nozzle 9 is individually moved up and down. Further, the suction nozzle 9 communicates with a vacuum mechanism (not shown) and can suck and desorb electronic components at the tip of the suction nozzle.

台座２の一端側には、テープフィーダ２１が、複数、並列的に配置されている。テープフィーダ２１は、テープ収納部に格納された電子部品を、開口部に順次送るものである。   A plurality of tape feeders 21 are arranged in parallel on one end side of the base 2. The tape feeder 21 sequentially sends electronic components stored in the tape storage unit to the opening.

テープフィーダ２１の開口部側近くには、部品認識装置２０が配置されている。図２に示すように、部品認識装置２０は、下方から順に、撮像手段２２と照明装置２３が配置されている。照明装置２３の鉛直上面には、装着ヘッド８の移動により、吸着ノズル９に吸着された電子部品３３が配置されている。   Near the opening side of the tape feeder 21, a component recognition device 20 is arranged. As shown in FIG. 2, in the component recognition device 20, an imaging unit 22 and a lighting device 23 are arranged in order from the bottom. On the vertical upper surface of the illuminating device 23, an electronic component 33 sucked by the suction nozzle 9 by the movement of the mounting head 8 is arranged.

撮像手段２２は、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ等からなるカメラである。カメラ２２は、鉛直方向に沿って、そのレンズ２２ａが上方に向くように固定されている。   The imaging means 22 is a camera composed of a CCD camera, a CMOS camera, or the like. The camera 22 is fixed so that its lens 22a faces upward along the vertical direction.

また、照明装置２３は、照明２４と、ハーフミラー２５と、レンズ２６と、レンズ移動手段３２から構成されている。照明２４は、円盤状の基板２４ｂの表面に複数のＬＥＤ２４ａを貼り付けたものである。照明２４は、カメラ２２の中心軸線２２ｂより所定量離間して、鉛直方向に沿って、縦向きに配置されている。   The illumination device 23 includes an illumination 24, a half mirror 25, a lens 26, and a lens moving unit 32. The illumination 24 is obtained by attaching a plurality of LEDs 24a to the surface of a disk-shaped substrate 24b. The illumination 24 is arranged in a vertical direction along the vertical direction at a predetermined distance from the central axis 22 b of the camera 22.

照明２４と対向するカメラ中心軸線２２ｂ付近には、その軸線と交差するようにハーフミラー２５が配置されている。ハーフミラー２５は、水平方向に４５度傾斜しており、照明２４からの光の５０パーセントを透過するとともに、残り５０パーセントを鉛直上方の電子部品３３に向けて反射する。   In the vicinity of the camera center axis 22b facing the illumination 24, a half mirror 25 is disposed so as to intersect the axis. The half mirror 25 is inclined 45 degrees in the horizontal direction, transmits 50 percent of the light from the illumination 24, and reflects the remaining 50 percent toward the electronic component 33 vertically above.

また、照明２４の上方には、鉛直方向に沿ってレンズ２６が配置されている。レンズ２６は、円盤状であり、その外周は照明２４より、やや大きい。レンズ２６には、その表面に円状のスリットが切られており、光を集光するフレネルレンズである。このレンズ２６は、鉛直方向に沿って移動可能に支持されており、照明上方の退避位置と、退避位置下方の作用位置に移動できる。退避位置に位置するレンズ２６は、不図示の収納室に収納されている。   A lens 26 is disposed above the illumination 24 along the vertical direction. The lens 26 has a disk shape, and its outer periphery is slightly larger than the illumination 24. The lens 26 is a Fresnel lens in which a circular slit is cut on the surface and collects light. The lens 26 is supported so as to be movable along the vertical direction, and can move to a retracted position above the illumination and an operating position below the retracted position. The lens 26 positioned at the retracted position is stored in a storage chamber (not shown).

作用位置に位置するレンズ２６は、レンズ２６が照明２４を覆う状態となる。この状態をレンズ２６が、光経路３４上に位置すると規定する。そして、光経路３４上に位置したレンズ２６は、照明２４からの光を集光するように屈折させて、ハーフミラー２５に送る。ハーフミラーに送られた光は、５０％反射されて電子部品に向けて照射される。このため、レンズ２６を作用位置に位置させると、照明２４の照射範囲が、退避位置に比べて小さくなる。   The lens 26 located at the operating position is in a state where the lens 26 covers the illumination 24. This state is defined as that the lens 26 is positioned on the optical path 34. Then, the lens 26 positioned on the optical path 34 refracts the light from the illumination 24 so as to collect it and sends it to the half mirror 25. The light sent to the half mirror is reflected by 50% and irradiated toward the electronic component. For this reason, when the lens 26 is positioned at the operating position, the irradiation range of the illumination 24 becomes smaller than the retracted position.

図３に基き、照明２４の照射範囲の変化を説明する。大型の電子部品３３の場合、レンズ２６を退避位置に移動させる。そして、大型部品用照射範囲４４に光を照射して、大型電子部品３３の視野サイズ全体に均一に光が当たるようにする。一方、小型の電子部品４３の場合、レンズ２６を作用位置に移動させて、照明２４の光を集光させて、小型部品用照射範囲４５に光を照射する。   Based on FIG. 3, the change of the irradiation range of the illumination 24 will be described. In the case of a large electronic component 33, the lens 26 is moved to the retracted position. Then, light is irradiated onto the large component irradiation range 44 so that the entire visual field size of the large electronic component 33 is uniformly irradiated. On the other hand, in the case of the small electronic component 43, the lens 26 is moved to the working position, the light of the illumination 24 is condensed, and the small component irradiation range 45 is irradiated with the light.

図４に基き、レンズ２６を作用位置と退避位置に移動させる、レンズ移動手段３２について説明する。このレンズ移動手段は、レンズ駆動モータ３４、ベルト３５、プーリ３６、３６、ステイ３７から構成される。   The lens moving means 32 that moves the lens 26 to the operating position and the retracted position will be described with reference to FIG. The lens moving means includes a lens driving motor 34, a belt 35, pulleys 36 and 36, and a stay 37.

支持軸としてのステイ３７は、左端側３７ａにレンズ２６が固定されている。ステイ３７の右端部３７ｂは、鉛直方向に形成された不図示のフレーム溝に摺動可能に支持されている。   The stay 37 as a support shaft has a lens 26 fixed to the left end side 37a. The right end 37b of the stay 37 is slidably supported in a frame groove (not shown) formed in the vertical direction.

プーリ３６、３６は、一鉛直方向に沿って離間して配置されている。一方のプーリ３６はフレームに回動可能に支持され、他方のプーリ３６はレンズ駆動モータ３４に連結されている。
このプーリ３６、３６には、ベルト３５が掛け渡されている。ベルト３５の一端部には、ステイ３６の右端側が固定されている。そして、レンズ駆動モータ３４を駆動すると、レンズ２６は、作用位置と退避位置の間を上下動する。 The pulleys 36 and 36 are spaced apart along one vertical direction. One pulley 36 is rotatably supported by the frame, and the other pulley 36 is connected to the lens driving motor 34.
A belt 35 is stretched around the pulleys 36 and 36. The right end side of the stay 36 is fixed to one end portion of the belt 35. When the lens driving motor 34 is driven, the lens 26 moves up and down between the operating position and the retracted position.

図５は電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図である。
３８はコントローラ（制御手段）であり、装置全体を制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、並びにＲＡＭ，ＲＯＭなどからなる。コントローラ３８には、以下の構成が接続され、それぞれを制御する。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the control system of the electronic component mounting apparatus.
Reference numeral 38 denotes a controller (control means) which comprises a microcomputer (CPU) for controlling the entire apparatus, RAM, ROM, and the like. The controller 38 is connected to the following components and controls them.

Ｘ軸駆動モータ１５は、第１ベルト１３を介して、装着ヘッド８をＸ方向に移動させる。
Ｙ軸駆動モータ１９，１９は、第２ベルト１８、１８を介して、装着ヘッド８をＹ方向に移動させる。Ｚ軸モータ３９は、吸着ノズル９を上下動させる。また、θ軸モータ４０は、吸着ノズル９をそのノズル中心軸を中心に回転させる。バキューム機構４１は真空を発生し、吸着ノズル９に吸引力を与える。さらに、レンズ駆動モータ４２は、レンズ２６を作用位置と退避位置とに移動させる。 The X-axis drive motor 15 moves the mounting head 8 in the X direction via the first belt 13.
The Y-axis drive motors 19 and 19 move the mounting head 8 in the Y direction via the second belts 18 and 18. The Z-axis motor 39 moves the suction nozzle 9 up and down. The θ-axis motor 40 rotates the suction nozzle 9 around the nozzle central axis. The vacuum mechanism 41 generates a vacuum and applies a suction force to the suction nozzle 9. Further, the lens driving motor 42 moves the lens 26 to the operating position and the retracted position.

なお、図４では、Ｚ軸モータ３９とθ軸モータ４０とバキューム機構４１は、一個しか図示されていないが、装着される吸着ノズル９の数だけ、個別に設けられる。   In FIG. 4, only one Z-axis motor 39, θ-axis motor 40, and vacuum mechanism 41 are illustrated, but the same number of suction nozzles 9 are provided.

画像認識装置２７は、吸着ノズル９のそれぞれに吸着された電子部品３３、４３の画像認識を行うものである。画像認識装置２７は、Ａ／Ｄ変換器２７ａ、メモリ２７ｂ及びＣＰＵ２７ｃから構成される。そして、吸着した電子部品３３を撮像したカメラ２２から出力されるアナログの画像信号をＡ／Ｄ変換器２７ａにより画像データのデジタル信号に変換してメモリ２７ｂに格納する。そして、ＣＰＵ２７ｃがそのデータに基いて、吸着された電子部品３２の吸着位置のずれ量と吸着角度ずれを算出する。   The image recognition device 27 performs image recognition of the electronic components 33 and 43 sucked by the suction nozzle 9. The image recognition device 27 includes an A / D converter 27a, a memory 27b, and a CPU 27c. Then, an analog image signal output from the camera 22 that images the picked-up electronic component 33 is converted into a digital signal of image data by the A / D converter 27a and stored in the memory 27b. Then, based on the data, the CPU 27c calculates a displacement amount and a suction angle shift of the suction position of the sucked electronic component 32.

入力手段としてのキーボード２８とマウス２９は、部品データなどのデータを入力するために用いられる。部品データは、搭載部品の種類毎に、外形寸法等の部品サイズ、リード端子情報から構成される。リード端子情報は、リード端子の幅、長さ、ピッチ、端子数からなる。   A keyboard 28 and a mouse 29 as input means are used for inputting data such as component data. The component data is composed of component size such as outer dimensions and lead terminal information for each type of mounted component. The lead terminal information includes the lead terminal width, length, pitch, and number of terminals.

記憶装置３０は、フラッシュメモリなどで構成され、キーボード２８とマウス２９により入力された部品データ、あるいは不図示のホストコンピュータ（入力手段）から供給される部品データを格納するのに用いられる。
モニタ（表示装置）３１は、部品データ、演算データ、及び吸着した電子部品３２の投影図の画像データなどを表示する。 The storage device 30 is configured by a flash memory or the like, and is used for storing component data input by a keyboard 28 and a mouse 29 or component data supplied from a host computer (input means) (not shown).
The monitor (display device) 31 displays component data, calculation data, image data of a projection view of the sucked electronic component 32, and the like.

第１実施形態の動作について説明する。
生産開始前に、入力手段としてのキーボード２８を用いて、搭載部品の種類毎に、部品サイズやリード端子情報等の部品データを入力する。なお、以下の動作は制御手段としてのコントローラ３８により実行される。また、説明は、一個の吸着ノズル９を使用した場合で行うが、複数個の吸着ノズル９を使用する場合、複数個毎に、吸着動作が終了したら、次に認識動作、次に搭載動作の順に実行する。 The operation of the first embodiment will be described.
Prior to the start of production, component data such as component size and lead terminal information is input for each type of mounted component using a keyboard 28 as input means. The following operations are executed by the controller 38 as control means. The description will be made when one suction nozzle 9 is used. When a plurality of suction nozzles 9 are used, when the suction operation is completed for each of the plurality of suction nozzles 9, the recognition operation and the mounting operation are performed next. Run in order.

最初に、Ｘ軸駆動モータ１５、Ｙ軸駆動モータ１９を駆動して、装着ヘッド８を所定部品のテープフィーダ２１の開口部上に位置させる。次に、Ｚ軸モータ３９を駆動して、吸着ノズル９を下降させる。そして、バキューム機構４１から真空の負圧をかけて電子部品３３を吸着、保持させた後、吸着ノズル９を上昇させる。   First, the X-axis drive motor 15 and the Y-axis drive motor 19 are driven to place the mounting head 8 on the opening of the tape feeder 21 that is a predetermined part. Next, the Z-axis motor 39 is driven to lower the suction nozzle 9. Then, after applying vacuum negative pressure from the vacuum mechanism 41 to attract and hold the electronic component 33, the suction nozzle 9 is raised.

次に、Ｘ軸駆動モータ１５、Ｙ軸駆動モータ１９を駆動して、装着ヘッド８が部品認識装置２０上方を通過するように制御する。この通過中に電子部品３３または４３の部品認識を行う。   Next, the X-axis drive motor 15 and the Y-axis drive motor 19 are driven to control the mounting head 8 so as to pass above the component recognition device 20. During this passage, the electronic component 33 or 43 is recognized.

最初に、ＱＦＰなどの大型電子部品３３の部品認識を行う場合について説明する。なお、ＱＦＰなどの大型電子部品は、認識精度を高く要求される場合が多い。   First, the case of performing component recognition of a large electronic component 33 such as QFP will be described. Note that large electronic components such as QFP are often required to have high recognition accuracy.

そして、大型電子部品３３の場合、照明範囲が広範囲に必要なため、図５に示すように、フレネルレンズ２６を退避位置に移動させる。   In the case of the large electronic component 33, since a wide illumination range is required, the Fresnel lens 26 is moved to the retracted position as shown in FIG.

次に、装着ヘッド８を部品認識装置２０の右側から左側に移動させる。このときの移動速度は、ＱＦＰなどの大型で認識精度要求が高い電子部品３３の場合、２０ｍｍ／ｓｅｃ程度の低速度に設定する。そして、電子部品３３が部品認識装置２０の真上にきたとき、すなわち予め設定した、吸着ノズル９の中心とカメラ２２の中心とが一致した際、カメラ２２のシャッターを１０ｍｓｅｃ切り、電子部品３３を撮像する。   Next, the mounting head 8 is moved from the right side to the left side of the component recognition device 20. The moving speed at this time is set to a low speed of about 20 mm / sec in the case of a large electronic component 33 such as QFP that has a high recognition accuracy requirement. When the electronic component 33 comes directly above the component recognition device 20, that is, when the center of the suction nozzle 9 and the center of the camera 22 coincide with each other, the shutter of the camera 22 is turned off for 10 msec, and the electronic component 33 is Take an image.

このとき、フレネルレンズ２６は、退避位置に保持されている。そして、照明２４からの光は、直進して、ハーフミラー２５に５０％反射される。反射された光は、ハーフミラー２５上方の電子部品３３に向けて照射される。電子部品３３を広範囲に照射する。
また、低速度で電子部品３３を移動させつつ、撮像を行うので、シャッター時間が比較的長く取れ、光量も十分得られる。この結果、鮮明な画像データが得られる。 At this time, the Fresnel lens 26 is held at the retracted position. Then, the light from the illumination 24 travels straight and is reflected by the half mirror 25 by 50%. The reflected light is emitted toward the electronic component 33 above the half mirror 25. The electronic component 33 is irradiated over a wide area.
In addition, since imaging is performed while moving the electronic component 33 at a low speed, a relatively long shutter time can be obtained and a sufficient amount of light can be obtained. As a result, clear image data is obtained.

次に、チップなどの小型電子部品４３の部品認識を行う場合について説明する。チップ部品は、形状が単純なため、高度な認識精度が要求されない代わりに、基板への搭載個数が多いため、搭載タクトの短縮が要求される。   Next, a case where component recognition of a small electronic component 43 such as a chip is performed will be described. Since the chip parts are simple in shape, high recognition accuracy is not required. Instead, the number of chip parts mounted on the board is large, so that mounting tact time is required to be shortened.

小型電子部品４３の場合、照明範囲を部品サイズに合せて小さくすると良い。このため、図６に示すように、レンズ駆動モータ４２を駆動して、フレネルレンズ２６（以下、単にレンズと称する。）を下降させて、作用位置に移動する。   In the case of the small electronic component 43, the illumination range may be reduced according to the component size. For this reason, as shown in FIG. 6, the lens driving motor 42 is driven to lower the Fresnel lens 26 (hereinafter simply referred to as a lens) and move to the operating position.

次に、装着ヘッド８を部品認識装置２０の右側から左側に移動させる。このときの移動速度は、小型で、認識精度より搭載タクトが要求される小型電子部品４３の場合、２０００ｍｍ／ｓｅｃ程の高速度に設定する。そして、電子部品４３が部品認識装置２０の真上にきたとき、すなわち予め設定した、吸着ノズル９の中心とカメラ２２の中心とが一致した際、カメラ２２のシャッターを０．１ｍｓｅｃ切り、電子部品４３を撮像する。   Next, the mounting head 8 is moved from the right side to the left side of the component recognition device 20. In this case, the moving speed is set to a high speed of about 2000 mm / sec in the case of the small electronic component 43 that is small and requires mounting tact from the recognition accuracy. When the electronic component 43 comes right above the component recognition device 20, that is, when the center of the suction nozzle 9 and the center of the camera 22 coincide with each other, the shutter of the camera 22 is turned off for 0.1 msec. 43 is imaged.

このとき、レンズ２６は、作用位置に保持されている。そして、照明２４からの光は、レンズ２６により屈折されて集光する。集光された光は、ハーフミラー２５に５０％反射され、ハーフミラー２５上方の電子部品３３に向けて照射される。このように、レンズ２６により集光されて、照射範囲が小さくされた、強い照明光が、小型電子部品４３を照射する。
このため、高速度で電子部品３３を移動させても、シャッター時間が短いが、部品認識を行うのに、十分な光量が得られる。 At this time, the lens 26 is held in the operating position. The light from the illumination 24 is refracted by the lens 26 and collected. The condensed light is reflected by the half mirror 25 by 50% and irradiated toward the electronic component 33 above the half mirror 25. In this way, the strong illumination light condensed by the lens 26 and having a reduced irradiation range irradiates the small electronic component 43.
For this reason, even if the electronic component 33 is moved at a high speed, the shutter time is short, but a sufficient amount of light can be obtained for component recognition.

上記のように、レンズ２６は、大型電子部品の場合退避位置に、小型電子部品の場合作用位置に移動する。そして、カメラ２２が吸着ノズル９に吸着された電子部品３３、または４３を撮像し、画像データを得る。得られた画像データは、予め入力された部品データと比較され、電子部品の位置ずれや角度ずれを演算する。   As described above, the lens 26 moves to the retracted position in the case of a large electronic component and moves to the operating position in the case of a small electronic component. And the camera 22 images the electronic component 33 or 43 adsorbed by the adsorption nozzle 9, and obtains image data. The obtained image data is compared with component data input in advance, and the positional deviation and angular deviation of the electronic component are calculated.

次に、演算結果に基き、θ軸モータ４０、Ｘ軸駆動モータ１５、Ｙ軸駆動モータ１９を駆動して、電子部品３３または４３の位置ずれ、角度ずれを調整する。   Next, based on the calculation result, the θ-axis motor 40, the X-axis drive motor 15, and the Y-axis drive motor 19 are driven to adjust the positional deviation and angular deviation of the electronic component 33 or 43.

次に、電子部品３３または４３を回路基板４の搭載位置に移動させ、Ｚ軸モータ３９を駆動し、吸着ノズル９を下降させて、電子部品を回路基板４に搭載する。   Next, the electronic component 33 or 43 is moved to the mounting position of the circuit board 4, the Z-axis motor 39 is driven, the suction nozzle 9 is lowered, and the electronic component is mounted on the circuit board 4.

第１実施形態によれば、電子部品の種類に応じて、照明２４の照射範囲を制御するので、部品サイズや部品形状に合せて、適切に照明２４の照射範囲が制御される。   According to the first embodiment, since the irradiation range of the illumination 24 is controlled according to the type of electronic component, the irradiation range of the illumination 24 is appropriately controlled according to the component size and the component shape.

また、電子部品の種類に応じて、部品認識装置上を移動する電子部品の移動速度を制御している。すなわち、大型電子部品で高精度な画像データが必要な場合、部品認識時の移動速度を低速度に設定する。一方、小型電子部品で、高精度な画像データを必要としない代わりに、搭載タクトの短縮が必要な場合、部品認識時の移動速度を高速度に設定する。   Further, the moving speed of the electronic component moving on the component recognition device is controlled according to the type of the electronic component. That is, when high-precision image data is required for a large electronic component, the moving speed at the time of component recognition is set to a low speed. On the other hand, when a small tactile electronic component does not require high-precision image data and the mounting tact time must be shortened, the moving speed at the time of component recognition is set to a high speed.

この発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々変更可能である。
例えば、上記第１実施形態の集光するようにスリットが切られたレンズ２６に代えて、散光するようにスリットが切られたレンズ４６を用いることも容易に考えられる。
図８（ａ）は、散光するようにスリットが切られているレンズ４６の詳細図である。図９はレンズ４６が作用位置に移動した際の正面図である。 The present invention is not limited to the above embodiment and can be variously modified.
For example, instead of the lens 26 that is slit to collect light in the first embodiment, a lens 46 that is slit to scatter the light can be easily used.
FIG. 8A is a detailed view of the lens 46 in which a slit is cut so as to scatter light. FIG. 9 is a front view when the lens 46 is moved to the operating position.

散光タイプのレンズ４６は、円盤状で、表面に正方形状のスリット４６ａが形成されている、フレネルレンズである。散光タイプのレンズ４６外形は、照明２４の外形より小さく設定されている。そして、レンズ４６が作用位置に位置すると、レンズ４６は、照明２４の内周部を覆うようになる。この際、照明２４の外周部からの光は、レンズ４６を通過せず、直接電子部品に照射される。
一方、照明２４の内周部からの光は、レンズ４６により外側に屈折されて、中央部には光があたらない。この結果、照明２４からの光は、図８（ｂ）に示すように、中心部４７に光が当たらず、周辺部４８に光が集まる。
そして、大型電子部品のＱＦＰなどに、このレンズ４６を適用すると、電子部品本体部に光が当たらず、外周の端子部にのみ光を照射することができるので、省エネで、高精度な画像データを得ることができる。特に、本体部に付いた、ゴミや埃などに、光が当たって、ノイズとしてカメラに写ることがない。 The diffuse type lens 46 is a Fresnel lens having a disk shape and a square slit 46a formed on the surface thereof. The outer shape of the diffused lens 46 is set smaller than the outer shape of the illumination 24. When the lens 46 is located at the operating position, the lens 46 covers the inner peripheral portion of the illumination 24. At this time, light from the outer peripheral portion of the illumination 24 does not pass through the lens 46 and is directly applied to the electronic component.
On the other hand, the light from the inner peripheral part of the illumination 24 is refracted to the outside by the lens 46, and the light does not hit the central part. As a result, as shown in FIG. 8B, the light from the illumination 24 does not hit the central portion 47 and the light gathers at the peripheral portion 48.
When this lens 46 is applied to a QFP or the like of a large electronic component, the electronic component main body is not irradiated with light, and light can be irradiated only to the outer peripheral terminal portion. Can be obtained. In particular, light hits dust or dirt attached to the main body and does not appear as noise on the camera.

また、上記実施形態では、レンズ２６としてフレネルレンズを用いたが、これに代えて、凹レンズ、凸レンズ、シリンドリカルレンズ等を用いて、照明からの光を集光させたり、散光させたりすることも容易に考えられる。   In the above embodiment, a Fresnel lens is used as the lens 26. However, instead of this, a concave lens, a convex lens, a cylindrical lens, or the like can be used to easily collect or diffuse light from the illumination. Can be considered.

また、上記実施形態では、レンズを１枚用いたが、これに代えて、レンズを複数枚容易し、レンズ毎に駆動モータを具備させるようにすることも容易に考えられる。そして、部品種に応じて、複数のレンズの中から最適なレンズを選択できるので、より最適な光の照射範囲を電子部品に与えることができる。   In the above-described embodiment, one lens is used. However, instead of this, a plurality of lenses can be easily provided, and a driving motor can be easily provided for each lens. Since an optimum lens can be selected from a plurality of lenses according to the component type, a more optimum light irradiation range can be given to the electronic component.

電子部品装着機の斜視図である。It is a perspective view of an electronic component mounting machine. 電子部品装着機に備えつけられた部品認識装置の詳細図である。It is a detailed view of the component recognition apparatus with which the electronic component mounting machine was equipped. 電子部品に対する照射範囲の説明図である。It is explanatory drawing of the irradiation range with respect to an electronic component. レンズ移動機構の詳細図である。It is detail drawing of a lens moving mechanism. 電子部品装着機の制御系のブロック図である。It is a block diagram of the control system of an electronic component mounting machine. レンズが退避位置にある際の部品認識装置の詳細図である。It is detail drawing of the components recognition apparatus in case a lens exists in a retracted position. レンズが作用位置にある際の部品認識装置の詳細図である。It is detail drawing of the components recognition apparatus when a lens exists in an action position. 散光タイプのレンズを使用した場合の照射範囲の説明図である。It is explanatory drawing of the irradiation range at the time of using a diffused type lens. 散光タイプのレンズが作用位置にある場合の正面図である。It is a front view in case a diffused type lens exists in an action position.

符号の説明Explanation of symbols

９・・・吸着ノズル
２４・・照明
２５・・ハーフミラー
２２・・カメラ（撮像手段）
２６・・レンズ
３８・・コントローラ（制御手段）
9 ... Suction nozzle 24..Light 25..Half mirror 22..Camera (imaging means)
26..Lens 38..Controller (control means)

Claims (3)

電子部品を吸着可能な吸着ノズルと、
前記電子部品に光を照射可能な照明と、
前記照明からの光を反射して、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品に向けて、光を照射するハーフミラーと、
前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品を撮像する撮像手段とを備え、
前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品と、前記吸着ノズルとの位置ずれを認識する部品認識装置において、
前記照明とハーフミラーとの間の光経路上に位置する作用位置と、前記作用位置から離間した退避位置とに移動可能なレンズを備え、
前記電子部品の種類に応じて、前記レンズを作用位置または退避位置に移動させて、前記電子部品に対する前記照明の照射範囲を制御する制御手段を備えたことを特徴とする部品認識装置。 A suction nozzle that can pick up electronic components;
Illumination capable of irradiating the electronic component with light;
A half mirror that reflects light from the illumination and emits light toward the electronic component sucked by the suction nozzle;
Imaging means for imaging the electronic component sucked by the suction nozzle,
In the component recognition device for recognizing a positional shift between the electronic component sucked by the suction nozzle and the suction nozzle,
A working position located on the light path between the illumination and the half mirror, and a lens movable to a retracted position separated from the working position;
A component recognition apparatus, comprising: a control unit that controls the illumination range of the electronic component by moving the lens to an operating position or a retracted position according to the type of the electronic component. 請求項１記載の部品認識装置において、
前記レンズは、照明からの光を散光する散光レンズであり、前記散光レンズを通過した光は、前記電子部品の端子部に向けて光を照射することを特徴とする部品認識装置。 The component recognition apparatus according to claim 1,
The said lens is a diffused lens which diffuses the light from illumination, The light which passed the said diffused lens irradiates light toward the terminal part of the said electronic component, The component recognition apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１、２記載の部品認識装置において、
前記レンズを複数枚用意し、前記電子部品の種類に応じて、前記レンズを選択し、作用位置または退避位置に移動させて、前記照明の照射範囲を制御する制御手段を備えたことを特徴とする部品認識装置。
The component recognition apparatus according to claim 1 or 2,
A plurality of the lenses are prepared, and control means is provided for controlling the illumination range of the illumination by selecting the lens according to the type of the electronic component and moving the lens to an operating position or a retracted position. Parts recognition device.

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