JP2957761B2

JP2957761B2 - 照明付き装着ヘッド

Info

Publication number: JP2957761B2
Application number: JP3173114A
Authority: JP
Inventors: 俊一花房
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1991-06-18
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH04369900A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チップ部品や面装着Ｉ
Ｃ等の面実装電子部品をプリント基板に装着するための
電子部品装着機において、吸着ノズルが吸着保持した電
子部品を撮像するための照明具を一体化した照明付き装
着ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、吸着ノズルで吸着されたチップ部
品や面装着ＩＣ等の電子部品の姿勢を画像処理装置に取
り込むために、画像処理装置の画像入力装置（ＴＶカメ
ラ等）に対向する電子部品の装着面の反対側を明るくす
ることが行なわれ、これによって電子部品の輪郭の映像
を取り込み、部品の輪郭を確実に把握しようとするよう
になってきている。

【０００３】このように電子部品の装着面の反対側を明
るくする手段としては、特開昭６１−２８７１９５号等
のように照明具をカメラ側に設け、反射板を装着ヘッド
側に設ける構成が知られている。この場合の照明具は、
ハロゲンランプのように連続発光するものであっても良
いが、ストロボランプ（キセノンランプ）のように瞬間
的に発光するものである方が、カメラ側のシャッターを
不要にでき、しかも高速度撮影が可能な点で望ましいと
言える。

【０００４】さて、ストロボランプを利用することによ
って瞬間的な発光が可能な照明具の一例として、図３及
び図４に示すようなリング照明具が知られている。この
リング照明具３は、光源の光を２万本ぐらいの光ファイ
バー５０の束を用いて円環照射端面５４に誘導し被照射
体に照射するものである。当該リング照明具３は、光フ
ァイバー５０の束の一方を広げて円筒部５３内に導き、
光ファイバー５０の各先端面を円筒部５３の円環照射端
面５４に円環状に並べ、さらに前記光ファイバー５０の
束の他端を入射端面５５とし、その入射端面５５をラン
プハウス５６内に導入固定した構成としている。前記ラ
ンプハウス５６内には、光源のストロボランプ(キセノ
ンランプ)５７とその光線を集束する集光レンズ５８と
が配設され、光ファイバー５０の束の入射端面５５が前
記集光レンズ５８の焦点位置に配置されている。前記ス
トロボランプ５７を出射した光線は集光レンズ５８によ
り光ファイバー５０の束の入射端面５５に集束されて各
光ファイバー５０に入射し、光ファイバー５０に内を進
行して円環照射端面５４から所定の広がりをもって出射
する。

【０００５】図５は、吸着ノズルで吸着保持された電子
部品を画像入力装置としてのＴＶカメラで撮像するため
に、上記図３及び図４に示したリング照明具３をカメラ
側に配置した従来構成を示す。この図において、装着ヘ
ッド５９は電子部品６１を吸着保持した吸着ノズル６０
の背後(上方)に反射板６２を有し、前記吸着ノズル６０
の下方には、吸着された電子部品６１を撮像するＴＶカ
メラ６４と前記リング照明具３が配設されている。前記
カメラ６４はリング照明具３の円筒部内周側に配設され
ており、リング照明具３は撮像時にカメラ６４の周囲か
ら前記反射板６２に向けて光を照射するようになってい
る。そして、リング照明具３の照射端面５４からの光が
前記反射板６２を照射することにより電子部品６１の背
後を明るく照らし、これによって電子部品６１の輪郭の
影像をカメラ６４に取り込み、電子部品６１の姿勢の識
別を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
のようにリング照明具３を吸着ノズル６０下方のＴＶカ
メラ６４側に配設する構成の場合、カメラ６４の周囲に
リング照明具３を取り付けるスペースが必要となり、そ
のスペースが確保できない場合実現できない。

【０００７】また、電子部品装着機によっては、面装着
ＩＣ等の高精度の装着が必要な電子部品を撮像するＴＶ
カメラと、その他の電子部品を撮像するＴＶカメラとを
異なる位置にそれぞれ配置するものがあるが、カメラを
複数個設ける構成の場合、そのカメラごとにリング照明
具を設ける必要があり、コストがかかるとともに前記取
り付けスペースの確保の問題がある。

【０００８】一方、特公昭６２−１３１５２号では、反
射板を用いずに、装着ヘッドが持つ吸着ノズルの周囲を
透明材料で構成し、装着ヘッドの後方(上方)から前記吸
着ノズルの周辺を透視できるようにした構成が提案され
ている。しかし、吸着ノズルを交換自在にする場合に
は、その交換機構が吸着ノズル周辺に存在することにな
り、装着ヘッドの上方からＴＶカメラで吸着ノズルによ
って吸着されている電子部品を撮像するのは困難であ
る。

【０００９】本発明は、上記の点に鑑み、画像入力装置
側に照明具を配置することなく吸着ノズルの背後を一様
に明るく照らすことが可能で、吸着ノズルで吸着保持さ
れた電子部品の輪郭を画像入力装置側にて明確に撮像可
能にするとともに、吸着ノズルの交換を行う構造にも対
応可能な照明付き装着ヘッドを提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の照明付き装着ヘッドは、本体ブロックに対
して昇降する昇降軸の下端側に、電子部品を吸着保持す
る吸着ノズルを配し、光を下方に出射するリング照明具
を前記吸着ノズルを囲む如く配設するとともに、該リン
グ照明具から下方に出射した光を前記吸着ノズルの背後
の反射板に向けて反射する円錐状反射面を備えた反射リ
ングを前記リング照明具の下方に配置した構成としてい
る。

【００１１】

【作用】本発明の照明付き装着ヘッドは、吸着ノズルを
囲むように、光を下方に出射するリング照明具を配設す
るとともに、該リング照明具から下方に出射した光を反
射リングの円錐状反射面で反射して前記吸着ノズル背後
の反射板を一様に照らすことができ、電子部品の吸着ノ
ズルに保持されている姿勢を撮像する場合、画像入力装
置としてのカメラを吸着ノズルの下方に配設するだけで
電子部品の輪郭の撮像を良好に実施でき、従来のように
カメラ側に照明具を取り付けるスペースを必要とせず、
複数のカメラを使用する場合も１個の照明具ですむので
構成の簡略化やコスト低減が図れる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る照明付き装着ヘッドの実
施例を図面に従って説明する。

【００１３】図１及び図２において、１は装着ヘッドで
あり、該装着ヘッドの本体ブロック１０は支持部材１１
に固定されており、本体ブロック１０はその支持部材１
１を介して図示しないＸ−Ｙテーブルヘッド(又はＸテ
ーブルヘッドもしくはＹテーブルヘッド)に取り付けら
れて水平面内で移動できるようになっている。装着ヘッ
ド１は、本体ブロック１０に回転自在に軸支されている
回転筒体１３と、その回転筒体１３に対して昇降自在で
かつ一体となって回転する如く挿入、支持された昇降軸
１４とを備えている。また、昇降軸１４の中心軸には真
空吸引路２１が形成されている。従って、この昇降軸１
４は、本体ブロック１０に対して回転自在かつ昇降自在
であって、方向転換機能と昇降機能と真空吸引機能とを
持ち、実際に部品を吸着するための吸着ノズル部品２を
交換自在に保持するための保持手段を下端部に備えてい
る。この吸着ノズル部品２の保持手段は、昇降軸１４の
下端部に例えば１２０度間隔で係止レバー１８をピン１
９によってそれぞれ枢着し、各係止レバー１８を圧縮ば
ね２０で吸着ノズル部品２の装着凸部２５を挟み込む向
きに付勢する構成になっており、前記吸着ノズル部品２
を着脱自在に挟持可能となっている。なお、前記回転筒
体１３は図示しない回転駆動機構により本体ブロック１
０に対して所定角度だけ回転することで、昇降軸１４下
端の吸着ノズル部品２に吸着されている電子部品５の水
平面内の向きを自在に変えることができる。また、昇降
軸１４の昇降は、カム機構やエアーシリンダを用いた図
示しない昇降駆動機構で実行される。

【００１４】前記吸着ノズル部品２は、吸着ノズル２２
と、この背後の反射円板２６と、この上面側の装着凸部
２５とを一体に形成したもので、ノズル２２の先端(下
端)から装着凸部２５上端に貫通する如く形成された真
空吸引穴２７を有している。吸着ノズル２２は真空吸引
穴２７の下端開口面にてチップ部品、面装着ＩＣ等の電
子部品５を吸着するものであり、ノズル２２の背後の反
射円板２６は例えば金属、樹脂、又は金属や樹脂等に反
射用の塗装をしたもの等であり、反射面２８(乱反射面
を含む)を構成できるものであれば良い。なお、反射円
板２６は、吸着する電子部品５の最大のものに対しても
吸着ノズル周囲に反射面２８の欠けが生じない所要の径
を有するように設定されている。また、吸着対象範囲内
の外形寸法を持つ部品の輪郭の最小幅よりも前記ノズル
２２の口径は小さく設定されている。これは、ノズル２
２先端が電子部品５の外形からはみ出すことで部品の輪
郭が誤認されるのを防止するためである。前記装着凸部
２５の外周には前記係止レバー１８の下端部に係合する
係止凹部２４が形成されているとともに上端周縁に面取
り２９が施されている。この結果、吸着ノズル部品２に
対して昇降軸１４を押し下げて嵌め込むことで吸着ノズ
ル部品２を昇降軸１４下端に装着でき、吸着ノズル部品
２を押えた状態で昇降軸１４を上昇させることで係止レ
バー１８と係止凹部２４との係合を外して吸着ノズル部
品２を解放できる。吸着ノズル部品２の装着の際は、装
着凸部２５上面と昇降軸１４下端面が密着され、真空吸
引路２１と真空吸引穴２７が実質的に気密に連通され
る。

【００１５】リング照明具３は、図３及び図４に示した
構造を持ち、円環状に並べられた各光ファイバー５０の
先端面からの光が出射する円環照射端面５４を下向きと
し、かつ吸着ノズル２２を囲む配置となる如く前記本体
ブロック１０に取付具３０を介して固定されている。リ
ング照明具３の光ファイバー５０が埋設された円筒部５
３の内周側には穴あき反射円板３１が固定されている。
この穴あき反射円板３１は例えば金属、樹脂、又は金属
や樹脂等に反射用の塗装をしたもの等であり、反射面３
４（乱反射面を含む）を構成できるものであれば良い。
前記昇降軸１４が上昇位置となった電子部品５の撮像状
態では、図１及び図２の通り前記穴あき反射円板３１の
反射面３４と、吸着ノズル部品側反射円板２６の反射面
２８とが同一平面の反射面を構成するようになってい
る。そして、前記円筒部５３の下方には前記円環照射端
而５４に対向する円錐状反射面４１を備えた反射リング
４０が設けられている。すなわち、円筒部５３の外縁部
に反射リング４０の上端面が固着一体化されている。こ
の反射リング４０の円錐状反射面４１は例えば鉄等の金
属にクロム等の光沢のある金属めっきを施し鏡面に仕上
げたものであり、円環状照射端面５４から出射した光を
前記反射面２８，３４側に向けて反射する機能を持つ。
なお、図１では光ファイバー５０の入射端面側は図示し
ていないが、前述の図３及び図４と同様にストロボラン
プ（キセノンランプ）及び集光レンズを有するランプハ
ウス内に引き込まれている。なお、環状照射端面５４の
内周寄り部分はテーパー面５４Ａとなっている（反射面
４１からの反射光をさえぎらないため）。

【００１６】一方、画像処理装置の画像入力装置として
のＴＶカメラ(例えばＣＣＤカメラ)４は吸着ノズル部品
２の下面に対向する如く電子部品装着機の基台側に固定
されている。

【００１７】なお、前記吸着ノズル部品２は、電子部品
５を前記ＴＶカメラ４で撮像する場合は、穴あき反射円
板３１と反射円板２６との反射面が同一平面なるように
昇降軸１４によって上昇位置に引き上げられた状態にあ
り、電子部品５をプリント基板に装着する場合は、電子
部品５をプリント基板上に載置するために昇降軸１４の
下降に伴って下がる。

【００１８】以上の実施例の構成において、吸着ノズル
部品２の真空吸引穴２７及び昇降軸１４の真空吸引路２
１の経路による真空吸引力で吸着ノズル２２の先端面に
電子部品５を吸着保持して装着ヘッド１が移動し、ＴＶ
カメラ４の正面に吸着ノズル２２が到着すると、リング
照明具３の光ファイバー５０の束の入射端面側にてスト
ロボランプが瞬間的に光る。ストロボランプからの入射
光は光ファイバー５０内を通過してリング照明具３の円
環照射端面５４に達し、ここから所定の角度の広がりで
（例えば図２の光線ａ乃至ｂの範囲）出射する。光ファ
イバー５０から出た光は、対面する円錐状反射面４１に
より反射円板２６及び穴あき反射円板３１の反射面２
８，３２に向けて矢印ｃ乃至ｄの如く反射され、該反射
面２８，３２のほぼ全域を一様に明るく照らすことにな
る。すなわち、電子部品５の背後が明るく光ることにな
り、この結果、ＴＶカメラ４には電子部品５の背景が明
部となり、電子部品５の外形が暗部となった画像が取り
込まれる。なお、この光の照射は、ストロボランプのス
トロボ発光によって瞬間的に（約１０μ秒）行われるの
で、ＴＶカメラ４側にはシャッターが不要であり、例え
ばＴＶ画像を得るために１秒間に６０回の照射を行うこ
とも可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の照明付き
装着ヘッドによれば、次のような効果を得る。（１）複数台のＴＶカメラを使用する場合、従来のカ
メラごとにリング照明具を設ける構成では、コスト高と
なり、またカメラの周囲に照明具の取り付けスペースが
多く必要であったが、装着ヘッド側にリング照明具を設
けることによって、複数台のカメラを使用する場合でも
照明具が１個ですみ、コスト低減と省スペース化が図
れ、構成の簡略化が実現できる。（２）単にリング照明具のみを装着ヘッドに設けたの
では電子部品の背後の反射面を一様に照らすことはでき
ないが、リング照明具と、円錐状反射面を備えた反射リ
ングとを組み合わせることで、吸着ノズル背後の反射面
を一様にかつ広範囲に照射でき、電子部品の背景を明
部、電子部品の輪郭を暗部として電子部品の吸着姿勢を
確実に撮像することができ、しかもストロボ発光を利用
して画像入力装置側のシャッターを省略した構成を採用
可能である。（３）多様な外形の電子部品を吸着するために吸着ノ
ズルを交換自在とした構造も対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る照明付き装着ヘッドの実施例を示
す要部正断面図である。

【図２】実施例の要部拡大断面図である。

【図３】従来のリング照明具を示す平面図である。

【図４】同断面図である。

【図５】従来のリング照明具の配置を示す正断面図であ
る。

【符号の説明】

１装着ヘッド２吸着ノズル部品３リング照明具４ＴＶカメラ５電子部品１０本体ブロック１４昇降軸２２吸着ノズル２５装着凸部２６反射円板２８，３４反射面３１穴あき反射円板４０反射リング４１円錐状反射面５０光ファイバー５４円環照射端面５７ストロボランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 13/00 - 13/04 H05K 13/08 G01B 11/00 G06F 15/62 405

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】本体ブロックに対して昇降する昇降軸の
下端側に、電子部品を吸着保持する吸着ノズルを配し、
光を下方に出射するリング照明具を前記吸着ノズルを囲
む如く配設するとともに、該リング照明具から下方に出
射した光を前記吸着ノズルの背後の反射板に向けて反射
する円錐状反射面を備えた反射リングを前記リング照明
具の下方に配置したことを特徴とする照明付装着ヘッ
ド。
【請求項２】前記吸着ノズルが前記昇降軸に対して着
脱自在となっている請求項１記載の照明付き装着ヘッ
ド。