JP4449186B2 - 部品検出方法及び部品実装機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品挿入実装機などの部品実装機において、部品供給部から実装部に部品を受け渡す際に部品の有無を含めてテーピング状態の不良を検出するのに適用される部品検出方法及び部品実装機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電子部品挿入実装機における部品有無検出装置の一例について、図3及び図21〜図24を参照して説明する。
【0003】
図3において、1はテーピング部品で、多数の部品5のリードの両端部をテープ1aで保持して構成されており、図3はテーピング部品1をセットした部品供給手段4から各部品5を順次実装手段6に受け渡す工程を示している。図3(a)に示すように、部品供給手段4にセットされているテーピング部品1のテープ1a及び部品5のリード線を、図3(b)に示すように、実装手段6のチャック6aにより掴んだ後、チャック6aを前後動作させることによってテーピング部品1を1ピッチ分引き出し、その後、図3(c)に示すように、テープ1aをテープカッター7にて切断することで、実装手段6に部品5が受け渡される。
【0004】
従来は、この工程において、図21に示すように、テープカッタユニット21に部品5の有無を検出するために投光器と受光器から成るセンサユニット22を配設し、図22、図23に示すように、チャック6aにより部品5を引張り出す前の部品5の本体部のみを認識することで部品5の有無を判定していた。図22は、部品有りの状態を示し、図23は部品切れが発生した状態を示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、部品5の供給が正常に行われたのか、異常が発生したのか、又は部品切れが発生したのかの相違を検出することができないという問題があった。例えば、部品5のリードが斜めになった状態でテーピングされていた場合でも、図24に示すように、センサユニット22が部品5を検出して部品有りと判定されるが、部品5の適正な受け渡しが行われない場合が発生するという問題があった。
【0006】
そのため、実際には部品切れが発生していないにも関わらず部品切れを誤検出してしまったり、テーピング状態の不良によって無駄な実装不良が発生したり、部品5の受け渡しを異常な状態のまま行うことによりメカニカルな機構の破損を発生させてしまうなどの問題があった。
【0007】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、テーピング部品の各部品の有無を含めてテーピング状態の不良を検出できる部品検出方法及び部品実装機を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品検出方法は、多数の部品のリードの両端部をテープで保持して成るテーピング部品の各部品の有無を含めてテーピング状態の不良を検出する部品検出方法であって、投光器ユニットと受光器ユニットから成り、広角範囲を検出可能な広角センサによりテーピング部品の各部品の全体像を検出するものであって、前記投光器ユニットから発せられる複数の光軸が前記部品やそのリード線により遮断されることによって、前記受光器ユニットが受け取る受光量は、リード線を含めた部品全体で遮断された場合、部品のみやリード線のみで遮断された場合、遮断されなかった場合で、それぞれ受光量が小、中、大と変化することで前記部品の供給状態を判定することにより、部品の全体像を検出するものであり、テーピングに固定されている部品の状態を正確に識別できるので、テーピング状態の不良により発生する無駄な部品交換作業や実装不良、実装機構部の破損などの発生を防止できる。
【0009】
また、本発明の部品実装機は、部品供給部に搭載されているテーピング部品の各部品を実装部に受け渡して実装する部品実装機において、部品供給部に搭載されているテーピング部品の各部品の全体像を検知する全体像検知手段を備えたものであり、全体像検知手段にて部品の全体像を検出するので、テーピングに固定されている部品の状態を正確に識別でき、部品の有無を含めてテーピング状態に不良が発生していた場合、部品を実装工程に移動させる前に部品の状態を判定して実装を停止することができ、テーピング状態の不良により発生する無駄な部品交換作業や実装不良、実装機構部の破損などの発生を防止できる。
【0010】
また、その全体像検知手段は、広角センサから成り、またこの広角センサは投光器ユニットと受光器ユニットから成り、前記投光器ユニットから発せられる複数の光軸が部品やそのリード線により遮断されることによって、前記受光器ユニットが受け取る受光量は、リード線を含めた部品全体で遮断された場合、部品のみやリード線のみで遮断された場合、遮断されなかった場合で、それぞれ受光量が小、中、大と変化することで前記部品の供給状態を判定するように構成したものとすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態の部品挿入実装機について、図1〜図8を参照して説明する。
【0012】
部品挿入実装機における部品供給手段を示す図1、図2において、1は多数の部品5のリードの両端部をテープ1aで保持して成るテーピング部品、2はテーピング部品1を収納した部品ボックス、3は部品ボックス2の支持部と引き出したテーピング部品1の供給ガイドを備えたカートリッジである。4は部品供給手段で、図2に示すように、テーピング部品1がセットされている。
【0013】
図3は、テーピング部品1をセットした部品供給手段4から実装手段6のチャック6aに部品5を受け渡す工程を示す。7はテープカッターである。チャック6aにより部品供給手段4にセットされているテーピング部品1のテープ1a及び部品5のリード線を掴んでチャック6aを前後動作させることによって1ピッチ分部品5を引っ張り出す。その後、テープカッター7にてテープ1aを切断することによって、部品5が実装手段6に受け渡される。
【0014】
本実施形態では、チャック6aにより部品5を引っ張り出す前に、リード付きの状態を含めて部品5の全体像を検出し、部品5の有無を含めて部品5のテーピング状態を検出する。
【0015】
図4は、投光器ユニット8と受光器ユニット9から成り、広角範囲を検出可能な広角センサとしてのセンサユニット10によって、部品5のテーピング状態を検出するようにしたものであり、投光器ユニット8、受光器ユニット9内にはそれぞれ複数の投光器8と受光器9が一列状に互いに対向するように内蔵されている。
【0016】
図4に示す正常な状態においては、センサユニット10の投光器ユニット8から発せられる複数の光軸が部品5及びそのリード線によって遮断され、受光器ユニット9の受け取る受光量が僅かになる。このように投光器ユニット8から発せられる複数の光軸が部品5やそのリード線により遮断されることによって、受光器ユニット9が受け取る受光量は、リード線を含めた部品5全体で遮断された場合、部品のみやリード線のみで遮断された場合、遮断されなかった場合で、それぞれ受光量が小、中、大と変化する。従って、それを利用することで部品5の供給状態を判定することができる。
【0017】
図5は電子部品のテーピング状態に不良が発生した場合を示し、リード線が斜めになっているため、図4に示す部品供給が正常に行われている場合より投光器ユニット8の光軸が部品5のリード線により遮断しきれないため、受光器ユニット9の受光量が少し増加し、受光量が中になる。
【0018】
図6は部品5の部品切れが発生した場合を示し、投光器ユニット8の光軸を遮断する部品が存在しないために受光器ユニット9の受光量が最も増加し、受光量が大になる。
【0019】
図7に、センサユニット10による部品の供給状態を判定する部品検出装置のハード構成を示す。11はメインコントローラであり、入力部12と制御部13を備えている。センサユニット10は、検出した受光量の差異により、受光量中の場合は信号a、受光量大の場合は信号bとして切り分けてメインコントローラ11の入力部12へ送信する。また、受光量小の場合はセンサユニット10で検出無しと判定してメインコントローラ11への信号は送信されない。そして、受信した信号がaかbかにより、制御部13で次工程の装置の動作を決定する。
【0020】
図8は、センサユニット10から入力される信号による装置の動作の制御方法を示す。まず、センサユニット10から信号が入力されたか否かを確認し、入力が無い場合はそのまま実装を継続させる。入力があった場合、受光量に応じ、受光量が中である信号aのときは、電子部品の供給状態の異常と判断し、実装動作を停止して電子部品供給部に異常が発生していることを警告メッセージにより表示させ、作業者に対してテーピング部品1の修復を促す。受光量が大である信号bのときは、部品切れと判定し、実装動作を停止し、部品供給部を部品交換位置まで動作させ、部品切れが発生していることを警告メッセージにより表示させ、作業者に対して部品交換を促す。
【0021】
本実施形態の説明では、センサユニット10を、投光器ユニット8と受光器ユニット9から成る透過式センサで構成した例を示したが、反射式センサ、その他のセンサを用いた場合も同様に実施可能である。
【0022】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態の部品挿入実装機について、図9〜図13を参照して説明する。
【0023】
図9において、14は認識カメラ、15は認識カメラ用投光器であり、正常に電子部品5が供給されている状態を示している。図10に認識カメラ14による部品検出装置の構成を示す。16は認識コントローラであり、メインコントローラ11には入出力部17と、記憶部18と、制御部13を備えている。
【0024】
以上の構成において、部品実装を行う前の事前準備として、実装する全部品を順次認識カメラ14で撮像する。撮像した部品の形状は認識コントローラ16に画像データとして取り込まれる。取り込まれた画像データを2値化し、部品形状の上リード部、部品、下リード部の各ポイントの2値化データを、メインコントローラ11内の記憶部18に、2値化データチェックポイントのパーツデータとして部品毎に保存しておく。
【0025】
実際の実装時には、認識カメラ14にて部品を撮像し、撮像された部品の画像データと記憶部18にある部品毎のパーツデータとを比較し、2値化レベルが合致するか否かを各2値化データチェックポイントでそれぞれ判別し、全チェックポイントに対して合致したチェックポイントの割合により部品の有無を含む部品のテーピング状態の判定を行う。
【0026】
部品5が正常に供給されている図9の状態では、チェックポイントがほぼ完全に合致する。図11は部品5のテーピング状態に異常が発生した場合を示し、リードが斜めになっているため、2値化データチェックポイントの内、パーツデータの2値化レベルと30%しか合致していない。図12は部品切れが発生した場合を示し、部品が存在しないため、パーツデータの2値化レベルと全く合致しておらず、同一の割合も0%になる。
【0027】
かくして、チェックポイントの合致率が90%以上同一の場合は、認識コントローラ16からメインコントローラ11へは信号を送信せず、そのまま実装を継続する。10%〜90%未満同一の場合は、認識コントローラ16からメインコントローラ11へ部品供給部の異常として信号Aを送信する。10%未満の場合は、部品切れとして信号Bを送信する。
【0028】
図13は認識コントローラ16からの入力信号による装置の動作制御方法を示す。まず、認識コントローラ16から信号が入力されたか否かを確認し、入力がない場合はそのそまま実装を継続させる。入力があった場合は、2値化レベルのチェックポイントの同一の割合が10%〜90%未満である信号Aの場合は、実装動作の停止と部品供給部に異常が発生していることを警告メッセージにより表示し、作業者に対してテーピング部品1の修復を促す。同一の割合が10%未満である信号Bの場合は、部品切れと判断し、実装動作を停止し、部品供給部を部品交換位置まで動作させ、部品切れが発生していることを警告メッセージにより表示し、作業者に対して部品交換を促す。
【0029】
本実施形態の例では、パーツデータと実装中の画像データとの2値化レベル比較を、それぞれ90%以上、10%〜90%未満、10%未満として判定例を示したが、この判定基準は変更設定可能である。
【0030】
また、以上の説明では、認識カメラ14のデータを2値化レベルに変換した例で説明したが、その他の判断処理を用いた場合にも同様に実施可能である。
【0031】
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態の部品挿入実装機について、図14〜図20を参照して説明する。
【0032】
図14は単体の投光器8aと受光器9aから成るセンサユニット10aを複数使用した部品検出装置の構成を示し、正常に部品5が供給されている状態を示している。センサユニット10aは、部品の形状をテーピング部品1の真横から確認するために、部品検出用と、部品より上のリード検出用と、部品より下のリード検出用とに上下に複数設置され、さらに部品の形状をテーピング部品1の真上から部品がテープ上のラインからはみ出していないかを確認するために、テープ左側検出用、テープ右側検出用に両側に一対設置されている。なお、両側の一対のセンサユニット10aからは反転信号を出力するように構成されている。
【0033】
実装中にこれらセンサユニット10aのすべてが部品5を検出した場合は実装を継続させるが、各センサユニット10aの内、何れか1つのセンサユニット10aが未検出になった場合は部品5の供給状態の不良と判断し、実装動作を停止させ、テープの修復を実施する。センサユニット10aの全てが未検出の場合は部品切れと判断し、実装停止と部品交換作業を実施する。
【0034】
図15に複数のセンサユニット10aによる立体的な部品検出装置の構成を示す。複数のセンサユニット(1〜n)10の各々で検出した結果は、メインコントローラ11の入力部12に送信される。入力部12から制御部13へそのまま信号は送信され、制御部13で複数のセンサユニットの内、いくつのセンサユニット10aが検出されたのかを確認し、その結果により次工程の装置の動作を決定する。
【0035】
図16〜図18は電子部品のテーピング状態に不良が発生した場合を示す。図16はリードが斜めになっているため、部品検出用センサが未検出となっている。図17はリードがテープ上のラインからはみ出したために、テープ左側検出用センサが未検出となっている。図18は図17のA矢視図であり、19はテープ左側検出センサ範囲、20はテープ右側検出センサ範囲であり、図18(a)の正常時は検出範囲に部品が遮っておらず、図18(b)の異常時にテープ左側検出範囲を部品が遮る。図19は、部品切れが発生した場合を示し、センサユニット10aの全てが未検出の状態となる。
【0036】
図20は複数のセンサユニット10aの入力信号の結果による装置の動作の制御方法を示す。まず、複数のセンサユニット10aが全て検出されたか否かを確認し、全て検出された場合は、実装を継続させる。未検出がある場合は、全てのセンサユニット10aが未検出であるか否かで判断を行う。全てのセンサユニット10aが未検出の場合は部品切れと判断し、実装動作を停止し、部品供給部を部品交換位置まで動作させ、かつ部品切れが発生していることを警告メッセージにより表示させ、作業者に対して部品交換を促す。
【0037】
全てが未検出でない場合は、部品5の供給状態の異常と判断し、実装動作の停止と部品供給部に異常が発生していることを警告メッセージにより表示させ、作業者に対するテーピング部品1の修復を促す。
【0038】
なお、本実施形態の説明では、センサユニット10aを透過式センサで構成した例を示したが、反射式センサ、その他のセンサを用いた場合も同様に実施可能である。
【0039】
【発明の効果】
本発明の部品検出方法によれば、以上のようにテーピング部品の各部品の有無を含めてテーピング状態の不良を検出する部品検出方法において、広角センサによりテーピング部品の各部品の全体像を検出することにより、部品の全体像を検出するようにしているので、テープに固定されている部品の状態を正確に識別でき、テーピング状態の不良により発生する無駄な部品交換作業や実装不良、実装機構部の破損などの発生を防止できる。
【0040】
また、本発明の部品実装機は、部品供給部に搭載されているテーピング部品の各部品を実装部に受け渡して実装する部品実装機において、部品供給部に搭載されているテーピング部品の各部品の全体像を検知する全体像検知手段を備えているので、全体像検知手段にて部品の全体像を検出してテープに固定されている部品の状態を正確に識別でき、部品の有無を含めてテーピング状態に不良が発生していた場合、部品を実装工程に移動させる前に部品の状態を判定して実装を停止することができ、テーピング状態の不良により発生する無駄な部品交換作業や実装不良、実装機構部の破損などの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における部品実装機の部品供給部の全体斜視図とその部分詳細斜視図である。
【図2】同実施形態における部品供給手段の要部の詳細図である。
【図3】同実施形態における部品供給手段から実装手段への受け渡し工程の説明図である。
【図4】同実施形態の部品検出装置における正常時の検出状態の斜視図である。
【図5】同実施形態におけるテーピング状態異常時の検出状態の斜視図である。
【図6】同実施形態における部品切れ時の検出状態の斜視図である。
【図7】同実施形態における部品検出装置の構成図である。
【図8】同実施形態における部品検出に基づく装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図9】本発明の第2の実施形態の部品検出装置における正常時の検出状態の斜視図である。
【図10】同実施形態における部品検出装置の構成図である。
【図11】同実施形態におけるテーピング状態異常時の検出状態の斜視図である。
【図12】同実施形態における部品切れ時の検出状態の斜視図である。
【図13】同実施形態における部品検出に基づく装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図14】本発明の第3の実施形態の部品検出装置における正常時の検出状態の斜視図である。
【図15】同実施形態における部品検出装置の構成図である。
【図16】同実施形態におけるテーピング状態異常時の検出状態の斜視図である。
【図17】同実施形態における他のテーピング状態異常時の検出状態の斜視図である。
【図18】図17のA方向から見た時の正常時と異常時の状態の説明図である。
【図19】同実施形態における部品切れ時の検出状態の斜視図である。
【図20】同実施形態における部品検出に基づく装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図21】従来例における部品検出装置の配設状態とその要部の詳細を示す斜視図である。
【図22】同従来例における正常時の検出状態の斜視図である。
【図23】同従来例における部品切れ時の検出状態の斜視図である。
【図24】同従来例におけるテーピング状態異常時の未検出状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 テーピング部品
4 部品供給手段
5 部品
6 実装手段
10 センサユニット(広角センサ)
10a センサユニット
11 メインコントローラ
13 制御部
14 認識カメラ
16 認識コントローラ
18 記憶部
Claims (2)
- 多数の部品のリードの両端部をテープで保持して成るテーピング部品の各部品の有無を含めてテーピング状態の不良を検出する部品検出方法であって、投光器ユニットと受光器ユニットから成り、広角範囲を検出可能な広角センサによりテーピング部品の各部品の全体像を検出し、部品を固定している状態でその不良を検出するものであって、
前記投光器ユニットから発せられる複数の光軸が前記部品やそのリード線により遮断されることによって、前記受光器ユニットが受け取る受光量は、リード線を含めた部品全体で遮断された場合、部品のみやリード線のみで遮断された場合、遮断されなかった場合で、それぞれ受光量が小、中、大と変化することで前記部品の供給状態を判定することを特徴とする部品検出方法。 - 部品供給部に搭載されている多数の部品のリードの両端部をテープで保持して成るテーピング部品の各部品を実装部に受け渡して実装する部品実装機において、部品供給部に搭載されているテーピング部品の各部品の全体像を検知する全体像検知手段を備えるものであって、
前記全体像検知手段は、広角センサから成り、またこの広角センサは投光器ユニットと受光器ユニットから成り、前記投光器ユニットから発せられる複数の光軸が前記部品やそのリード線により遮断されることによって、前記受光器ユニットが受け取る受光量は、リード線を含めた部品全体で遮断された場合、部品のみやリード線のみで遮断された場合、遮断されなかった場合で、それぞれ受光量が小、中、大と変化することで前記部品の供給状態を判定することを特徴とする部品実装機。
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