JP2009206382A

JP2009206382A - 電子部品装着装置

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Publication number: JP2009206382A
Application number: JP2008049007A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ikeda; 善紀池田; Kunimune Komaike; 国宗駒池
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-02-29
Also published as: JP4989518B2

Abstract

【課題】吸着ノズルによる電子部品吸着から部品認識カメラによる電子部品の撮像を経て装着されるまでの経路を極力短縮し、部品装着タクトを極力短くすること。
【解決手段】装置基準部材２６、２２６はそれぞれの部品撮像装置１００、１１０の前後、即ち、ビーム４Ａ、４Ｂの移動方向での外側（部品供給装置３Ｂ、３３Ｂに近い側）と内側（基板位置決め部２Ａに近い側）とに、装置本体１１に沿いそれぞれ配設され、基板認識カメラ２０によって撮像される。
【選択図】図６

Description

本発明は、部品供給装置より供給された電子部品を装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより取り出し、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像するようにした電子部品装着装置に関する。

この種の電子部品装着装置は、例えば、特許文献１などに開示されている。一般に、電子部品を供給する部品供給装置はプリント基板を搬送する搬送装置の両外方にそれぞれ設けられ、装着ヘッドを備えたビームは前記各部品供給装置に対応して一対設けられる。即ち、各ビームと各部品供給装置は対応しており、一方のビームの装着ヘッドは対応する部品供給装置のみから電子部品を取出してプリント基板上に装着するのが一般的である。
特開２００６−２８６７０７号公報

しかし、ときに部品供給装置を使用する電子部品の種類や設置スペースの関係から必ずしも、基板位置決め部の両外方にそれぞれ設ける必要もない場合がある。また、搬送装置の両外方に部品供給装置を設けた場合、特に一方の部品供給装置としてトレイ上に電子部品を載置して吸着ノズルにより取出せるようにするトレイフィーダを使用する場合にあっては、このトレイフィーダから電子部品を取出す頻度が低い場合には、対応するビームの稼動状況が悪くなり、生産効率が悪いものとなっていた。

また、吸着ノズルによって吸着された電子部品は部品認識カメラによって撮像され認識され、プリント基板に装着されるときの吸着ノズル、即ち、装着ヘッドの移動経路が長くなると、部品装着タクトが長くなるという問題が発生する。

そこで、本発明は使用する電子部品の種類や設置スペースの関係から部品供給装置を搬送装置の両外方にそれぞれ設ける必要もない場合に対処でき、またビームの稼動状況を向上させて生産効率の向上を図り、且つ、吸着ノズルによる電子部品吸着から部品認識カメラによる電子部品の撮像を経て装着されるまでの経路を極力短縮し、部品装着タクトを極力短くすることを目的とする。

このため第１の発明は、部品供給部からプリント基板に移動するものであってその移動方向の手前側に設けられた手前側ビーム及び奥側に設けられた奥側ビームと、当該手前側ビームに沿って移動する装着ヘッドの手前側に設けられプリント基板上の位置決めマークを撮像する手前側基板認識カメラと、当該奥側ビームに沿って移動する装着ヘッドの奥側に設けられプリント基板上の位置決めマークを撮像する奥側基板認識カメラと、駆動源により移動する前記各ビーム及び前記各装着ヘッドの吸着ノズルに吸着保持された電子部品を移動させながら撮像する部品認識カメラとを備え、前記基板認識カメラ及び前記部品認識カメラの撮像結果に基づいて認識処理装置で認識処理してプリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置の認識方法において、
前記部品認識カメラの前記ビームの移動方向の両側にマークを付し、前記部品認識カメラの上方に前記装着ヘッドの吸着ノズルを位置させた状態で前記基板認識カメラにより前記マークのうち当該基板認識カメラの下方の前記マークを撮像して前記認識処理装置で認識処理して当該マークの位置を把握し、前記吸着ノズルが電子部品を保持した状態の装着ヘッドを前記部品認識カメラ上方を通過させることによる装着ヘッド検知センサからの装着ヘッド検出信号を受けた前記認識処理装置が前記部品認識カメラ及び基板認識カメラに撮像開始信号を出力して露光を開始させ、前記装着ヘッド検出信号が出力されてから所定時間経過後に前記認識処理装置が照明点灯信号を照明点灯回路に出力して照明灯を点灯させて前記吸着ノズルに保持された電子部品を照明し、前記部品認識カメラから出力される吸着ノズルに保持された電子部品についての露光された撮像画像及び基板認識カメラから出力される前記マークについての露光された撮像画像を前記認識処理装置に取り込ませ、前記認識処理装置で前記両撮像画像を認識処理して前記電子部品及びマークの位置を把握し、前記認識処理装置の認識処理による前記マークの位置のズレ量を同じく認識処理装置の認識処理による電子部品の位置の補正に加味することを特徴とする。

また、第２の発明は、一方向に移動する複数のビームにそれぞれ設けられて各ビームに沿って移動する装着ヘッドと、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより部品供給装置から取り出され保持された電子部品を撮像する部品認識カメラとを備え、前記部品認識カメラによる前記電子部品の撮像後、前記電子部品を位置決め部に位置した基板に装着する電子部品装着装置において、前記部品供給装置は前記位置決め部の一方の側にのみ設けられ、前記ビームに設けられたそれぞれのヘッドは共に前記部品供給装置の上方に移動し前記電子部品を取り出し可能に設けられると共に、各装着ヘッドの前記ビーム移動方向外側に設けられた基板認識カメラと、前記ビームの移動方向において前記部品認識カメラの前後に設けられた装置基準部材と、前記ビーム及び前記装着ヘッドの移動によって前記基板認識カメラがいずれか一方の前記装置基準部材の上方に到達すると共に前記電子部品が前記部品認識カメラの上方に到達したときに、前記基板認識カメラが前記装置基準部材を撮像するように前記基板認識カメラを制御し、撮像結果を認識処理しヘッド位置を求めると共に、前記部品認識カメラが前記吸着ノズルに保持されている電子部品を撮像し、撮像結果を認識処理して前記吸着保持された電子部品の位置を求め、前記ヘッド位置に基づいて電子部品の位置を補正する制御装置とを備えたことを特徴とする。

第３の発明は、一方向に移動する複数のビームにそれぞれ設けられて各ビームに沿って移動する装着ヘッドと、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより部品供給装置から取り出され保持された電子部品を撮像する部品認識カメラとを備え、前記部品認識カメラによる前記電子部品の撮像後、前記電子部品を位置決め部に位置した基板に装着する電子部品装着装置において、前記部品供給装置は前記位置決め部の前記ビームの移動方向両側に設けられ、前記ビームに設けられたそれぞれのヘッドは共に前記両部品供給装置の上方に移動し前記両部品供給装置から前記電子部品を取り出し可能に設けられると共に、各装着ヘッドの前記ビーム移動方向外側に設けられた基板認識カメラと、前記ビームの移動方向において前記部品認識カメラの前後に設けられた装置基準部材と、前記ビーム及び前記装着ヘッドの移動によって前記基板認識カメラがいずれか一方の前記装置基準部材の上方に到達すると共に前記電子部品が前記部品認識カメラの上方に到達したときに、前記基板認識カメラが前記装置基準部材を撮像するように前記基板認識カメラを制御し、撮像結果を認識処理しヘッド位置を求めると共に、前記部品認識カメラが前記吸着ノズルに保持されている電子部品を撮像し、撮像結果を認識処理して前記吸着保持された電子部品の位置を求め、前記ヘッド位置に基づいて電子部品の位置を補正する制御装置とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、。

以下図１に基づき、プリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置についての実施の形態を説明する。電子部品装着装置１には、プリント基板Ｐを搬送する搬送装置２と、電子部品を供給する部品供給装置３と、駆動源により一方向（Ｙ方向）に移動可能な一対の奥側ビーム４Ａ及び手前側４Ｂと、それぞれ複数の吸着ノズル５を備えて前記各ビーム４Ａ、４Ｂに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッド６、６６とが設けられている。

前記搬送装置２は電子部品装着装置１の中間部に配設され、上流側装置からプリント基板Ｐを受け継ぐ基板供給部と、前記各装着ヘッド６、６６の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品を装着するために基板供給部から供給されたプリント基板Ｐを位置決め固定する基板位置決め部と、この位置決め部で電子部品が装着されたプリント基板Ｐを受け継いで下流側装置に搬送する基板排出部とから構成される。

前記部品供給装置３は前記搬送装置２の手前側と奥側との両外側にそれぞれ配設され、電子部品装着装置１の装置本体に取り付けられるフィーダベース３Ａと、このフィーダベース３Ａ上に複数並設され種々の電子部品を夫々その部品取出し部（部品吸着位置）に１個ずつ供給する奥側の部品供給ユニット３Ｂ群及び手前側の部品供給ユニット３３Ｂとから構成される。

Ｘ方向に長い前記ビーム４Ａ、４Ｂは、Ｙ方向リニアモータの駆動により左右一対の前後に延びたガイドに沿って前記各ビーム４Ａ、４Ｂに固定されたスライダが摺動して個別にＹ方向に移動する。前記Ｙ方向リニアモータは、左右一対の基体１Ａ、１Ｂに沿って固定された上下一対の固定子と、前記ビーム４Ａ、４Ｂの両端部に設けられた取付板の下部に固定された可動子９Ａとから構成される。

また、前記ビーム４Ａ、４Ｂにはその長手方向（Ｘ方向）にＸ方向リニアモータによりガイドに沿って移動する前記装着ヘッド６、６６が夫々内側に設けられており、前記Ｘ方向リニアモータは各ビーム４Ａ、４Ｂに固定された前後一対の固定子と、各固定子の間に位置して前記装着ヘッド６、６６に設けられた可動子とから構成される。

従って、各装着ヘッド６、６６は向き合うように各ビーム４Ａ、４Ｂの内側に設けられ、前記搬送装置２の中央の位置決め部２Ａ上のプリント基板Ｐや部品供給ユニット３Ｂの部品取出し位置上方を移動する。

そして、各装着ヘッド６、６６には各バネにより下方へ付勢されている１２本の吸着ノズル５が円周上に所定間隔を存して配設されており、各装着ヘッド６、６６の３時と９時の位置に位置する吸着ノズル５により並設された複数の部品供給ユニット３Ｂから電子部品を同時に取出しすることも可能である。この吸着ノズル５は上下軸モータにより昇降可能であり、またθ軸モータにより装着ヘッド６を鉛直軸周りに回転させることにより、結果として各装着ヘッド６、６６の各吸着ノズル５はＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、垂直線回りに回転可能で、且つ上下動可能となっている。

また、各装着ヘッド６、６６には各ビーム４Ａ、４Ｂの移動方向での各ヘッドの外側、即ち、ビーム側に基板認識カメラ８、８８が設けられ、位置決めされているプリント基板Ｐに付された位置決めマークを撮像する。１００及び１１０は後述する部品撮像装置で、各部品撮像装置１００、１１０は後述する照明装置１０と部品認識カメラ２０とを備え、照明装置１０は、各吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に照明光を照射する。

次に、図２乃至図４に基づいて、前記照明装置１０について詳述する。照明装置１０の装置本体１１は、外形が直方体形状を呈し、その中央部に平面視円形を呈すると共に下方に行くに従って径が小さくなるような貫通孔１２が形成されている。この貫通孔１２は、平面視円形に限らず、例えば８角形などの多角形でもよい。そして、この貫通孔１２の内周面の上部には、前記吸着ノズル５に吸着保持された電子部品ＤがＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）であったときに、その部品に向けて傾斜した状態で照明光を照射する複数のＢＧＡ反射照明灯であるＢＧＡ照明用ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）１５を前記内周面の全周に沿って横方向の列の複数列、例えば４列に亘って並設する。即ち、断面がＬ字形状の最上部の取付部１３Ａに下方に行くに従って中心に近くなるように傾斜させた状態で環状のプリント基板１４Ａを取り付け、このプリント基板１４Ａ上には横方向の列の複数列、例えば横方向（水平方向）の４列（上下方向の４列）に亘ってＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５が所定間隔を存して複数並設されている。このように、横方向（水平方向）の４列に亘ってＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５を所定間隔を存して複数並設したから、吸着ノズル５に吸着保持された電子部品であるＢＧＡ５０が大きくてもＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５より遠い部位にも光を明るく照射でき、また複数の吸着ノズル５に保持されている複数のＢＧＡ５０に対しても光を明るく照射できる。

また、前記最上部の取付部１３Ａの下方には、取付部１３Ａより直径が小さい取付部１３Ｂが形成され、この取付部１３Ｂに下方に行くに従って中心に近くなるように且つ前記プリント基板１４Ａよりも１５度程度寝かせた角度に傾斜させた状態で環状のプリント基板１４Ｂを取り付け、このプリント基板１４Ｂ上には横方向の列の複数列、例えば横方向（水平方向）の３列（上下方向の３列）に亘って一般反射照明灯である一般反射照明用ＬＥＤ１６が所定間隔を存して複数並設されている。

また、前記取付部１３Ｂの下方には、取付部１３Ｂよりさらに直径が小さい取付部１３Ｃが形成され、この取付部１３Ｃに下方に行くに従って中心に近くなるように且つ前記プリント基板１４Ｂよりも１５度程度寝かせた角度に傾斜させた状態で環状のプリント基板１４Ｃを取り付け、このプリント基板１４Ｃ上には横方向の列の複数列、例えば横方向（水平方向）の３列（上下方向の３列）に亘って一般反射照明用ＬＥＤ１６が所定間隔を存して複数並設されている。

更に、前記取付部１３Ｃの下方には、取付部１３Ｃよりさらに直径が小さい取付部１３Ｄが形成され、この取付部１３Ｄに下方に行くに従って中心に近くなるように且つ前記プリント基板１４Ｃよりも１５度程度寝かせた角度に傾斜させた状態で環状のプリント基板１４Ｄを取り付け、このプリント基板１４Ｃ上には横方向の列の複数列、例えば横方向（水平方向）の３列（上下方向の３列）に亘って一般反射照明用ＬＥＤ１６が所定間隔を存して複数並設されている。
なお、プリント基板１４Ａの下端部よりも次段のプリント基板１４Ｂの上端部が外方に位置し、プリント基板１４Ｂの下端部よりも次段のプリント基板１４Ｃの上端部が外方に位置し、プリント基板１４Ｃの下端部よりも次段のプリント基板１４Ｄの上端部が外方に位置するように配設すると共に、各プリント基板の配置角度がより下段に行くに従って順次寝かせた状態となるように（より水平に近くなるように）配設される。このように、各ＬＥＤを取り付けた各プリント基板を配設することにより、特に水平方向の寸法を抑え、その照明量を保ちつつ、照明装置１０をコンパクトに構成する。

以上のように、前記ＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５の下方の前記装置本体１１の内周面に下段に向かうに従って前記ＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５の並設角度より順次より寝かせた配置角度となるように前記吸着ノズル５に吸着保持された電子部品Ｄに向けて照明光を照射する複数の一般反射照明用ＬＥＤ１６を３段並設する。

１７は前記ＢＧＡ反射照明灯の外方の直方体形状を呈する装置本体１１の４隅に形成された取付空間内にそれぞれ配設されたプリント基板１４Ｅ上に取付けられた透過照明用ＬＥＤで、装置本体１１の天面１１Ａに開設された各開口部１８を介して前記吸着ノズル５に固定された拡散板１９に向けて光を照射し、その反射光が吸着ノズル５に吸着保持された電子部品Ｄに上方から照射される構成である。

図３に示す直方体形状の装置本体１１の一辺はＸ方向（ビーム４Ａ、４Ｂの長手方向）に向き、もう一辺はＹ方向（ビーム４Ａ、４Ｂの移動方向）に向き、Ｘ方向は図１に示すように、フィーダ３の並び方向で基板Ｐの搬送方向であり、ＬＥＤ１７は電子部品装着装置１の水平面スペースの空きスペースに配置されている。

また、前記照明装置１０の中央部の下方に部品認識カメラ２０が配設され、この部品認識カメラ２０の上方位置にはレンズ２１、ハーフミラー２２及びレンズ２３が配設され、このレンズ２３は照明装置１０の装置本体１１の貫通孔１２に面するように配置される。そして、プリント基板１４Ｆに取り付けられた同軸照明用ＬＥＤ２５から照射された光は前記ハーフミラー２２により半分の量が透過して半分の量が反射して上昇して、レンズ２３を介して吸着ノズル５に吸着保持された電子部品Ｄに照射され、その反射像がレンズ２１、ハーフミラー２２及びレンズ２３を介して部品認識カメラ２０により撮像される構成である。

また、２６、２２６はガラス板に透明な装置基準マーク２７、２２７を除いて黒く塗料を蒸着させて形成した電子部品装着装置１の装置基準部材である。装置基準部材２６、２２６はそれぞれの部品撮像装置１００、１１０の前後、即ち、ビーム４Ａ、４Ｂの移動方向での外側（部品供給装置３Ｂ、３３Ｂに近い側）と内側（基板位置決め部２Ａに近い側）に装置本体１１に沿いそれぞれ配設される。そして、下方より一方の基準マーク照明用ＬＥＤ２８、２２８の光が対応する装置基準部材２６、２２６に照射され、装置基準マーク２７の透過像が基板認識カメラ８、８８により撮像される構成である。そして、前後いずれかの部品認識カメラ２０でいずれかのビーム４Ａ、４Ｂに設けられた装着ヘッド６、６６の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品を撮像する。そして、例えば、奥側のビーム４Ａの装着ヘッド６の外側に設けられた基板認識カメラ８と、手前側のビーム４Ｂの装着ヘッド６６の外側に設けられた基板認識カメラ８８との双方が外側の装置基準部材２６の装置基準マーク２７及び内側の装置基準部材２２６の装置基準マーク２２７を撮像可能なように、予め吸着ノズル５と基板認識カメラ８、８８との間の寸法が決められている。

次に、奥側の照明装置１０に対応する各種照明の制御装置に係る制御ブロック図である図５に基づいて、以下説明する。なお、手前側の照明装置１１０に対応する各種照明の制御装置も同様に構成されている。

制御装置１１１は電子部品装着装置１の電子部品装着に係る動作を統括制御する制御部としてのＣＰＵ、記憶装置としてのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）及びＲＯＭなどから構成されている。前記ＲＡＭには、電子部品の装着順序毎にプリント基板Ｐ内でのＸ方向、Ｙ方向及び角度位置情報や、ＦＤＲ番号（各部品供給ユニットの配置番号）情報等から成る装着データやプリント基板Ｐに付されたマークの位置などが格納されている。

そして、前記ＣＰＵは前記ＲＡＭに記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置１の部品装着動作に係る動作を統括制御する。

また、３０は制御装置１１１に設けられた照明制御装置で、奥側のビーム４Ａに対応するリニアスケール読取ヘッド（図示せず）から装着ヘッド位置信号が入力されるカウンター回路３１と、部品認識すべき位置を格納している比較レジスタ３２と、この比較レジスタ３２が格納している部品認識すべき位置とカウンター回路３１の装着ヘッド位置とが一致するか否かを比較すると共に一致すると一致信号を出力する比較回路３３とを備えている。

３５は露光タイミング回路で、奥側のビーム４の移動により部品認識カメラ２０の上方位置に装着ヘッド６が移動して来て前記比較回路３３から一致信号が入力されると、画像取込信号を部品認識カメラ２０及び基板認識カメラ８に出力して露光させると共にその後にＬＥＤコントロール・駆動回路３６にフラッシュ点灯信号を出力する。前記ＬＥＤコントロール・駆動回路３６は、吸着ノズル５に吸着保持されている電子部品の種類に応じて照度とどのＬＥＤを１回だけフラッシュ点灯させるかが格納されており、この電子部品を保持した吸着ノズル５を備えたが移動しながら部品認識カメラ２０が電子部品を撮像するフライ認識が行われる。

即ち、電子部品がＢＧＡである場合にはＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５をフラッシュ点灯させ、円筒形状の電子部品やＰＬＣＣ（ＰｌａｓｔｉｃＬｅａｄｅｄＣｈｉｐＣａｒｒｉｅｒ）である場合にはＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５、一般反射照明用ＬＥＤ１６及び同軸照明用ＬＥＤ２５をフラッシュ点灯させ、通常の反射照明が必要な電子部品である場合には一般反射照明用ＬＥＤ１６及び同軸照明用ＬＥＤ２５をフラッシュ点灯させ、透過照明が必要な電子部品である場合には透過照明用ＬＥＤ１７をフラッシュ点灯させるように、前記ＬＥＤコントロール・駆動回路３６は制御する。

なお、以上のいずれの前記ＬＥＤをフラッシュ点灯させる場合においても、基準マーク照明用ＬＥＤ２８は必ず点灯させる構成であり、これら全てのＬＥＤは光照射量が多く、種々の色の電子部品にも対応できる白色ＬＥＤであって、フライ認識における装着ヘッド６が高速移動する場合に好適である。

そして、前記部品認識カメラ２０及び奥側の基板認識カメラ８の露光が終了すると、両カメラよりビデオ信号が画像入力部３８に入力され、そのフレームメモリ３９に各撮像画像を格納し、ＣＰＵ（認識処理装置）４０が認識処理する構成である。

以上の構成により、以下装着動作について説明する。先ず、プリント基板Ｐが上流側装置（図示せず）より受継がれて搬送装置２の基板供給部上に存在すると、この基板供給部上のプリント基板Ｐを基板位置決め部へ移動させ、このプリント基板Ｐを位置決めして固定する。

そして、位置決め部２Ａでプリント基板Ｐの位置決めがされると、奥側のビーム４がＹ方向リニアモータの駆動により前後に延びたガイドに沿ってスライダが摺動してＹ方向に移動すると共にＸ方向リニアモータにより装着ヘッド６がＸ方向に移動し、対応する部品供給ユニット３Ｂの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータの駆動により吸着ノズル５を下降させて部品供給ユニット３Ｂから電子部品を取出す。この場合、装着ヘッド６をＸ方向に移動させると共に回転させ、更に吸着ノズル５を昇降させることにより、複数の吸着ノズル５が次々と部品供給ユニット３Ｂから電子部品を取出すことができる。

また、奥側の装着ヘッド６の吸着ノズル５による電子部品の取出しの後、或いは取出しているときに、手前側のビーム４ＢがＹ方向リニアモータの駆動によりＹ方向に移動すると共にＸ方向リニアモータにより手前側の装着ヘッド６６がＸ方向に移動し、対応する手前側部品供給ユニット３３Ｂの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータの駆動により吸着ノズル５を下降させて部品供給ユニット３３Ｂから電子部品を取出すことができる。但し、奥側及び手前側のビーム４Ａ、４Ｂの吸着ノズル５が併行して取出し動作をする場合には、両ビーム４Ａ、４Ｂの装着ヘッド６、６６が衝突しないように対応するＹ方向リニアモータ及びＸ方向リニアモータが制御される。

そして、取出した後は両装着ヘッド６、６６の吸着ノズル５を上昇させて、両ビーム４の装着ヘッド６を各部品撮像装置１００の各部品認識カメラ２０の上方を通過させ、この移動中に両装着ヘッド６の吸着ノズル５に吸着保持された複数の電子部品を一括して撮像して、この撮像された画像を認識処理装置が認識処理して吸着ノズル５に対する位置ズレを把握することができる（フライ認識）。

この場合、例えば奥側のビーム４Ａに対応する装着ヘッド６の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品の撮像及び認識処理について、以下説明する。奥側の装着ヘッド６の吸着ノズル５による電子部品の取出しの後、奥側の装着ヘッド６がビーム４のＸ方向リニアモータ及びＹ方向リニアモータの駆動により奥側の部品認識カメラ２０の上方を通過するが、その通過する前に、この奥側の部品認識カメラ２０のＸ方向における位置と装着ヘッド６のＸ方向における位置とを合わせる。そして、このＸ方向の位置合わせをした後に、更にこの装着ヘッド６がＹ方向に移動すると、その移動中にビーム４に対応するリニアスケール読取ヘッドから装着ヘッド位置信号がカウンター回路３１に出力されるので、比較レジスタ３２が格納している部品認識すべき位置とカウンター回路３１の装着ヘッド位置とが一致したときに比較回路３３が一致信号を出力する。

このように、比較回路３３からの一致信号を入力すると、露光タイミング回路３５は画像取込信号を部品認識カメラ２０及び基板認識カメラ８に出力して露光させると共にその後にＬＥＤコントロール・駆動回路３６にフラッシュ点灯信号を出力する。このフラッシュ点灯信号を入力したＬＥＤコントロール・駆動回路３６は、吸着ノズル５に吸着保持されている電子部品の種類に応じて照度とどのＬＥＤを１回だけフラッシュ点灯させるかが格納されているので、必要なＬＥＤをフラッシュ点灯させる。

また、いずれの前記ＬＥＤをフラッシュ点灯させる場合においても、基準マーク照明用ＬＥＤ２８はＬＥＤコントロール・駆動回路３６により必ず点灯され、前記部品認識カメラ２０及び基板認識カメラ８の露光が終了すると、両カメラより装置基準マーク２７に係るビデオ信号及び電子部品に係るビデオ信号が画像入力部３８に入力され、そのフレームメモリ３９に各撮像画像が格納される。ＣＰＵ４０は各撮像画像を認識処理し、装着ヘッド６の装置基準に対する位置及び各電子部品の吸着ノズル５に対する位置が把握される。

このとき、奥側の部品供給ユニット３Ｂから奥側装着ヘッド６が電子部品を保持してプリント基板に装着するときには、図６に示したように、基準マーク照明用ＬＥＤ２８は点灯し、奥側基板認識カメラ８が部品撮像装置１００の外側装置基準マーク２７を撮像し、この基準マーク２７が認識される。

また、手前側部品供給ユニット３３Ｂ群から手前側装着ヘッド６６が電子部品を保持してプリント基板に装着するときには、同じく図６に示したように、基準マーク照明用ＬＥＤ２８は点灯し、手前側基板認識カメラ８８が部品撮像装置１１０の外側装置基準マーク２７を撮像し、この基準マーク２７が認識される。

更に、奥側の部品供給ユニット３Ｂからも電子部品を取り出すことが可能な手前側装着ヘッド６６が奥側の部品供給ユニット３Ｂから電子部品を取り出し保持してプリント基板に装着するときには、電子部品を取り出した後、手前側装着ヘッド６６は移動し、内側基準マーク照明用ＬＥＤ２２８は点灯し、図７に示したように手前側基板認識カメラ８８が奥側の部品供給ユニット３Ｂとの距離の短い部品撮像装置１００の内側装置基準マーク２２７を撮像し、この基準マーク２２７が認識される。

また、手前側の部品供給ユニット３３Ｂからも電子部品を取り出すことが可能な奥側装着ヘッド６が手前側部品供給ユニット３３Ｂ群から電子部品を取り出し保持してプリント基板に装着するときには、電子部品を取り出した後、奥側装着ヘッド６は移動し、内側基準マーク照明用ＬＥＤ２２８は点灯し、図８に示したように奥側基板認識カメラ８８が手前側の部品供給ユニット３３Ｂとの距離の短い部品撮像装置１１０の内側装置基準マーク２２７を撮像し、この基準マーク２２７が認識される。

このように、手前側装着ヘッド６６が奥側の部品供給ユニット３Ｂから電子部品を取り出し保持してプリント基板に装着するとき、或いは、奥側装着ヘッド６が手前側部品供給ユニット３３Ｂ群から電子部品を取り出し保持してプリント基板に装着するときには、電子部品を取り出した後、各装着ヘッド６６、６が近い側の部品撮像装置１００または部品撮像装置１１０の上方に到達したときに基準マーク照明用は点灯し、奥側基板認識カメラ８または手前側基板認識カメラ８８が部品撮像装置１００または部品撮像装置１１０の装置基準マーク２２７を撮像するので、手前側装着ヘッド６６と奥側装着ヘッド６が奥側の部品供給ユニット３Ｂあるいは手前側部品供給ユニット３３Ｂ群から電子部品を取り出し保持してプリント基板に装着するときのいずれのときにも、電子部品を取り出した後部品撮像装置に至り部品認識が実行されるまでの各装着ヘッドの移動距離を極力短くすることができ、この結果、部品装着タクトを極力短くすることができる。

その後、両ビーム４の基板認識カメラ８をプリント基板Ｐ上方へ移動させて、位置決めされているプリント基板Ｐに付された位置決めマークを撮像し、この撮像された画像を認識処理装置が認識処理してプリント基板Ｐの位置を把握する。そして、装着データの電子部品の装着座標にプリント基板Ｐの位置認識結果、各装置基準に対するヘッド位置認識結果及び各電子部品の位置認識結果を加味して、吸着ノズル５が位置ずれを補正しつつ、それぞれ電子部品をプリント基板Ｐ上に装着する。即ち、Ｘ及びＹ方向については各ビーム４に対応するＹ方向リニアモータ及びその装着ヘッド６に係るＸ方向リニアモータにより、装着角度についてはθ軸モータにより、結果として各装着ヘッド６の各吸着ノズル５はＸ・Ｙ方向及び装着角度が補正され、吸着ノズル５が位置ずれを補正しつつ、各電子部品をプリント基板Ｐ上に装着する。

このようにして、プリント基板Ｐ上に全ての電子部品の装着をしたら、このプリント基板Ｐを基板位置決め部から基板排出部を介して下流装置に受け渡す。

なお、奥側のビーム４Ａの装着ヘッド６の基板認識カメラ８を装着ヘッドの内側に設け、手前側のビーム４Ｂの装着ヘッド６６の基板認識カメラ８８を装着ヘッドの内側に設けてもよい。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

電子部品装着装置の概略平面図である。照明装置の概略縦断面図である。照明装置の平面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。各種照明の制御に係る制御ブロック図である。電子部品装着装置の要部概略縦断面図である。電子部品装着装置の要部概略縦断面図である。電子部品装着装置の要部概略縦断面図である。

符号の説明

１電子部品装着装置
２搬送装置
３部品供給装置
３Ｂ部品供給ユニット
４ビーム
５吸着ノズル
６装着ヘッド
２６装置基準部材
２２６装置基準部材
１００部品撮像装置
１１０部品撮像装置
１１１制御装置
１５ＢＧＡ照明用ＬＥＤ
１６一般反射照明用ＬＥＤ
１７透過照明用ＬＥＤ
２０部品認識カメラ
２５同軸照明用ＬＥＤ

Claims

部品供給部からプリント基板に移動するものであってその移動方向の手前側に設けられた手前側ビーム及び奥側に設けられた奥側ビームと、当該手前側ビームに沿って移動する装着ヘッドの手前側に設けられプリント基板上の位置決めマークを撮像する手前側基板認識カメラと、当該奥側ビームに沿って移動する装着ヘッドの奥側に設けられプリント基板上の位置決めマークを撮像する奥側基板認識カメラと、駆動源により移動する前記各ビーム及び前記各装着ヘッドの吸着ノズルに吸着保持された電子部品を移動させながら撮像する部品認識カメラとを備え、前記基板認識カメラ及び前記部品認識カメラの撮像結果に基づいて認識処理装置で認識処理してプリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置の認識方法において、
前記部品認識カメラの前記ビームの移動方向の両側にマークを付し、
前記部品認識カメラの上方に前記装着ヘッドの吸着ノズルを位置させた状態で前記基板認識カメラにより前記マークのうち当該基板認識カメラの下方の前記マークを撮像して前記認識処理装置で認識処理して当該マークの位置を把握し、
前記吸着ノズルが電子部品を保持した状態の装着ヘッドを前記部品認識カメラ上方を通過させることによる装着ヘッド検知センサからの装着ヘッド検出信号を受けた前記認識処理装置が前記部品認識カメラ及び基板認識カメラに撮像開始信号を出力して露光を開始させ、
前記装着ヘッド検出信号が出力されてから所定時間経過後に前記認識処理装置が照明点灯信号を照明点灯回路に出力して照明灯を点灯させて前記吸着ノズルに保持された電子部品を照明し、
前記部品認識カメラから出力される吸着ノズルに保持された電子部品についての露光された撮像画像及び基板認識カメラから出力される前記マークについての露光された撮像画像を前記認識処理装置に取り込ませ、
前記認識処理装置で前記両撮像画像を認識処理して前記電子部品及びマークの位置を把握し、
前記認識処理装置の認識処理による前記マークの位置のズレ量を同じく認識処理装置の認識処理による電子部品の位置の補正に加味することを特徴とする電子部品装着装置の認識方法。
一方向に移動する複数のビームにそれぞれ設けられて各ビームに沿って移動する装着ヘッドと、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより部品供給装置から取り出され保持された電子部品を撮像する部品認識カメラとを備え、前記部品認識カメラによる前記電子部品の撮像後、前記電子部品を位置決め部に位置した基板に装着する電子部品装着装置において、前記部品供給装置は前記位置決め部の一方の側にのみ設けられ、前記ビームに設けられたそれぞれのヘッドは共に前記部品供給装置の上方に移動し前記電子部品を取り出し可能に設けられると共に、各装着ヘッドの前記ビーム移動方向外側に設けられた基板認識カメラと、前記ビームの移動方向において前記部品認識カメラの前後に設けられた装置基準部材と、前記ビーム及び前記装着ヘッドの移動によって前記基板認識カメラがいずれか一方の前記装置基準部材の上方に到達すると共に前記電子部品が前記部品認識カメラの上方に到達したときに、前記基板認識カメラが前記装置基準部材を撮像するように前記基板認識カメラを制御し、撮像結果を認識処理しヘッド位置を求めると共に、前記部品認識カメラが前記吸着ノズルに保持されている電子部品を撮像し、撮像結果を認識処理して前記吸着保持された電子部品の位置を求め、前記ヘッド位置に基づいて電子部品の位置を補正する制御装置とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置。
一方向に移動する複数のビームにそれぞれ設けられて各ビームに沿って移動する装着ヘッドと、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより部品供給装置から取り出され保持された電子部品を撮像する部品認識カメラとを備え、前記部品認識カメラによる前記電子部品の撮像後、前記電子部品を位置決め部に位置した基板に装着する電子部品装着装置において、前記部品供給装置は前記位置決め部の前記ビームの移動方向両側に設けられ、前記ビームに設けられたそれぞれのヘッドは共に前記両部品供給装置の上方に移動し前記両部品供給装置から前記電子部品を取り出し可能に設けられると共に、各装着ヘッドの前記ビーム移動方向外側に設けられた基板認識カメラと、前記ビームの移動方向において前記部品認識カメラの前後に設けられた装置基準部材と、前記ビーム及び前記装着ヘッドの移動によって前記基板認識カメラがいずれか一方の前記装置基準部材の上方に到達すると共に前記電子部品が前記部品認識カメラの上方に到達したときに、前記基板認識カメラが前記装置基準部材を撮像するように前記基板認識カメラを制御し、撮像結果を認識処理しヘッド位置を求めると共に、前記部品認識カメラが前記吸着ノズルに保持されている電子部品を撮像し、撮像結果を認識処理して前記吸着保持された電子部品の位置を求め、前記ヘッド位置に基づいて電子部品の位置を補正する制御装置とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置。