JP4449186B2 - 部品検出方法及び部品実装機 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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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