JP4459924B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品をプリント基板に実装する電子部品実装装置に関するものである。

一般に、電子部品をプリント基板に実装する電子部品実装装置としては、プリント基板を搬送するプリント基板搬送手段と、電子部品の供給部とプリント基板の設置位置とにわたって移動可能なヘッドユニットとを備えたものが知られている。

このような、電子部品実装装置では、この移動可能なヘッドユニットには、電子部品を保持する部品装着用ヘッドが設けられ、このヘッドユニットの部品装着用ヘッドに電子部品を保持した状態でヘッドユニットが電子部品の供給部からプリント基板の設置位置まで移動して、電子部品をプリント基板に実装するようになっている。

また、最近の電子部品実装装置の多くは、さらに電子部品を撮像する撮像手段を有しており、部品装着用ヘッドに保持された電子部品をこの撮像手段で撮像して電子部品を検査することができるようになっている。

例えば、特許文献１には、ヘッドユニットをＸ軸方向に移動させるＸ軸スライドにパーツカメラと反射装置とを備え、ヘッドユニットの吸着ノズルに保持された電子部品を撮像する電気部品装着システムの技術が開示されている。
特開２００２−１００８９５

しかしながら、上述の特許文献に開示された電気部品装着システムの技術では、部品装着用ヘッドに保持された電子部品を一つの撮像手段で、撮像して検査するだけであり、供給部にある電子部品やプリント基板の実装位置にある電子部品の姿勢を撮像して検査することができないという問題があった。

すなわち、上述の特許文献に開示された電気部品装着システムの技術では、供給部にある電子部品の状態が正常かどうか（例えば、電子部品のリード曲がり等が無いかどうか）、供給部にある電子部品の位置が正しいかどうか（例えば、電子部品の供給機のずれ等が無いかどうか）、正しい姿勢で供給されているかどうか（例えば、供給機の中で裏返ったり飛び出したりしていないか）、供給された部品が正しい物かどうか（例えば、部品品種の掛け違いをしていないか）などは、確認することができなかった。

このため、不良な電子部品を吸着した場合、実装位置まで搬送した後、または搬送の途中での吸着部品の検査段階で不良に気がついて、そこから不良品を廃棄位置まで搬送し、また新たな部品を吸着しに行かなければならないという無駄な動作をしていた。

また、悪い供給状態で電子部品を吸着すると、部品装着用ヘッドにおける電子部品の保持状態が悪くなり（例えば部品の角を保持することとなり）、そのままで実装すると実装動作が安定せず、電子部品実装時に位置ずれを起す事があった。

さらに、供給部において電子部品の位置が高くなってしまった場合などは、電子部品と部品装着用ヘッドとが干渉し、電子部品だけではなく部品装着用ヘッドや装置自身をも破損してしまう恐れがあった。

一方、プリント基板に実装した後の電子部品についても、上述の特許文献に開示された電気部品装着システムの技術では、同じ撮像手段では検査することができないので、電子部品の位置ずれや欠品が発生したままプリント基板を生産してしまう恐れがあった。

また、このような問題の対策として、これらの複数の位置にある電子部品をそれぞれ別個の撮像手段で撮像して検査しようとすると、撮像手段の数が多くなり、高価な電子部品実装装置になってしまうという問題があった。

なお、従来の電子部品装着装置には基板のフイデューシャルマークを認識するために、ヘッドユニットに下向きに固定されたカメラを備えたものがあるが、このカメラを利用して、電子部品の供給状態や装着後の状態を検査する方法は、ヘッドユニットの移動に時間がかかるという問題がある。すなわち、このカメラは、部品装着用ヘッドとは異なる位置に取り付けられているので、カメラで撮像後に部品装着用ヘッドを吸着位置までＸＹ軸方向に移動したり、逆に部品装着用ヘッドからプリント基板に実装した後に、カメラを実装位置までＸＹ軸方向に移動しなければならないなど、これらのヘッドユニットの移動時間がタクトロスになることが避けられない。

本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、供給部、部品装着用ヘッド、プリント基板など、複数の位置における電子部品の姿勢を一つの撮像手段で、敏速に撮像して検査することができ、効率的かつ経済的で、信頼性が高い電子部品実装装置を提供することを目的する。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、電子部品を保持する複数の部品装着用ヘッドが一定方向に並設されて、上記電子部品の供給部とプリント基板の設置位置とにわたり移動可能なヘッドユニットを備え、このヘッドユニットにより電子部品をプリント基板に実装するようにした電子部品実装装置において、上記ヘッドユニットに、部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像する撮像ユニットが上記ヘッドユニットに対して上記一定方向に移動するように設けられ、上記撮像ユニットは、電子部品を撮像する一つの撮像手段と、この撮像手段の光軸の方向を変更可能な光軸変更手段とを有し、この光軸変更手段により、ヘッドユニットが上記供給部上に位置するときに撮像手段の光軸の方向を供給部側に向けることによって供給部にある電子部品を撮像可能とし、一方、撮像手段の光軸の方向を部品装着用ヘッドに向けることによって部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像可能とするものであり、かつ、上記供給部にある複数の電子部品の撮像を行うときには、上記撮像手段の光軸の方向を供給部側に向けるように設定された後に、上記撮像ユニットが移動して上記供給部に配置された複数の電子部品を撮像し、一方、上記複数の部品装着用ヘッドにより保持された電子部品の撮像を行うときには、上記撮像手段の光軸の方向を上記部品装着用ヘッド側に向けるように設定された後に、上記撮像ユニットが上記一定方向に移動して、上記複数の部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像するように構成されており、上記光軸変更手段は、一つのアクチュエータによって撮像手段の光軸に直交する方向に進退移動するように設けられ、互いに異なる方向に傾斜し、該進退移動の方向に並べられた一対のミラーを有し、このミラーを同一方向に同時移動して交互に撮像手段の光軸上に進入させることにより、撮像手段の光軸の方向を変更するものであることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、電子部品を保持する複数の部品装着用ヘッドが一定方向に並設されて、上記電子部品の供給部とプリント基板の設置位置とにわたり移動可能なヘッドユニットを備え、このヘッドユニットにより電子部品をプリント基板に実装するようにした電子部品実装装置において、上記ヘッドユニットに、部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像する撮像ユニットが上記ヘッドユニットに対して上記一定方向に移動するように設けられ、上記撮像ユニットは、電子部品を撮像する一つの撮像手段と、この撮像手段の光軸の方向を変更可能な光軸変更手段とを有し、この光軸変更手段により、ヘッドユニットが上記供給部上に位置するときに撮像手段の光軸の方向を供給部側に向けることによって供給部にある電子部品を撮像可能とし、一方、撮像手段の光軸の方向を部品装着用ヘッドに向けることによって部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像可能とするものであり、かつ、上記供給部にある複数の電子部品の撮像を行うときには、上記撮像手段の光軸の方向を供給部側に向けるように設定された後に、上記撮像ユニットが移動して上記供給部に配置された複数の電子部品を撮像し、一方、上記複数の部品装着用ヘッドにより保持された電子部品の撮像を行うときには、上記撮像手段の光軸の方向を上記部品装着用ヘッド側に向けるように設定された後に、上記撮像ユニットが上記一定方向に移動して、上記複数の部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像するように構成されており、上記光軸変更手段は、一つのアクチュエータによって撮像手段の光軸に直交する方向に進退移動するように設けられ、互いに異なる方向に傾斜し、該進退移動の方向に並べられた一対の光学プリズムを有し、この光学プリズムを同一方向に同時移動して交互に撮像手段の光軸上に進入させることにより、撮像手段の光軸の方向を変更するものであることを特徴とする。

請求項１または２の構成によれば、光軸変更手段により、撮像手段の光軸の方向を供給部側に向けることにより、供給部にある電子部品を撮像することができ、また、撮像手段の光軸の方向を部品装着用ヘッドに向けることにより、部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像することができるので、一つの撮像手段で、供給部および部品装着用ヘッドの両方の位置にある電子部品を敏速に撮像して検査することができる結果、効率が良く、経済的で、信頼性が高い電子部品実装装置とすることができる。

しかも、互いに異なる方向に向けられた一対のミラーもしくは光学プリズムを交互に撮像手段の光軸上に進入させるという簡単な構成により、撮像手段の光軸の方向を変更することができるので、安価に効果的な光軸変更手段を実現することができる。

また、上記撮像手段は、上記光軸変更手段により、ヘッドユニットがプリント基板上に位置するときに光軸の方向をプリント基板側に向けることにより、プリント基板に実装された電子部品を撮像可能とするものであること（請求項３）が好ましい。

このようにすれば、光軸変更手段により光軸の方向をプリント基板側に向けることにより、同じ撮像ユニットを用いて、プリント基板に実装された電子部品も撮像することができるので、撮像手段を追加することなくプリント基板に実装された電子部品を撮像することができる結果、さらに効率が良く、経済的で、信頼性が高い電子部品実装装置とすることができる。

また、請求項４に係る発明は、電子部品を保持する複数の部品装着用ヘッドが一定方向に並設されて、上記電子部品の供給部とプリント基板の設置位置とにわたり移動可能なヘッドユニットを備え、このヘッドユニットにより電子部品をプリント基板に実装するようにした電子部品実装装置において、上記ヘッドユニットに、部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像する撮像ユニットが上記ヘッドユニットに対して上記一定方向に移動するように設けられ、上記撮像ユニットは、電子部品を撮像する一つの撮像手段と、この撮像手段の光軸の方向を変更可能な光軸変更手段とを有し、上記光軸変更手段は、一つのアクチュエータによって撮像手段の光軸に直交する方向に進退移動するように設けられ、互いに異なる方向に傾斜し、該進退移動の方向に並べられた一対のミラーまたは一対の光学プリズムを有し、このミラーまたは光学プリズムを同一方向に同時移動して交互に撮像手段の光軸上に進入させることにより、撮像手段の光軸の方向を部品装着用ヘッドに向ける状態とこれとは逆方向に向ける状態とに変更可能となっており、上記撮像ユニットが上記複数の部品装着用ヘッドにより保持された電子部品の撮像を行うときには、撮像手段の光軸の方向を部品装着用ヘッドに向ける状態に設定された後に、上記撮像ユニットが上記一定方向に移動して、上記複数の部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像するように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、光軸変更手段により、撮像手段の光軸の方向を部品装着用ヘッドに向けることにより、部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像することができ、また、撮像手段の光軸の方向を部品装着用ヘッドの方向とは逆方向に向けることにより、供給部にある電子部品またはプリント基板に実装された電子部品を撮像することができる。

上記撮像手段は、光軸変更手段と撮像手段との間の光軸上にテレセントリックレンズを有し、前記供給部上における前記光軸変更手段から前記供給部の電子部品までの距離と、前記プリント基板上における前記光軸変更手段からプリント基板に実装された電子部品までの距離とが相違していること（請求項５）が好ましい。

このようにすれば、光軸変更手段と撮像手段との間の光軸上に配置したテレセントリックレンズにより、焦点合わせが不完全な場合でも倍率誤差を生じることが避けられるため、ヘッドに吸着された電子部品を撮像するときと、部品供給部の電子部品またはプリント基板上の電子部品を撮像するときとで光路長が相違する場合でも、良好な撮像が可能となる。

本発明の実装装置は、ヘッドユニットに装備した撮像ユニットに、撮像手段の光軸に進退自在で互いに異なる方向に向けられた一対のミラーまたは一対の光学プリズムを有する光軸変更手段を設けているため、供給部、部品装着用ヘッド、プリント基板など、複数の位置における電子部品の姿勢を一つの撮像手段で、敏速に撮像して検査することができ、効率を大幅に高めることができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。図１は本発明の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す平面図、図２は上記実装装置のヘッドユニット５の構成を示す立面図である。また、図３は光軸変更手段９の構成の参考例を示す概念図であって、（ａ）は光軸変更手段９が撮像手段８の光軸８ａを部品装着用ヘッド６に保持された電子部品１ａ、１ｂに向けている状態を示し、（ｂ）は（ａ）の平面図であり、（ｃ）は光軸変更手段９が撮像手段８の光軸８ａを供給部３ａ、３ｂ（図１）もしくは、プリント基板２に実装された電子部品１ａ、１ｂに向けている状態を示している。

図１に示す電子部品実装装置は、電子部品１ａ、１ｂをプリント基板２に実装するものであって、電子部品１ａ、１ｂの供給部３ａ、３ｂからプリント基板２の設置位置まで移動可能なヘッドユニット５を備え、このヘッドユニット５には電子部品１ａ、１ｂを保持する部品装着用ヘッド６と、撮像ユニット７とが設けられ、撮像ユニット７は撮像手段８及び光軸変更手段９を有している。

上記プリント基板２は、図１において左右に延びる基板搬送用コンベア１１により、実装装置に搬入され、電子部品１ａ、１ｂが装着された後、実装装置の外部に搬出される。以下、コンベア１１の方向をＸ軸方向、水平面上で上記Ｘ軸と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸と直交する垂直方向をＺ軸方向と呼ぶ。

上記供給部３ａ，３ｂは上記コンベア１１のＹ軸方向両側に配設されている。一部の供給部３ａは、比較的大型の電子部品１ａを供給するためのパレットを配備しており、電子部品１ａはパレット１２にマトリックス状に並べられた状態で供給される。

また、他の供給部３ｂは、比較的小型の電子部品１ｂを供給するためのテープフィーダー１３を多数列配備している。このテープフィーダー１３は、電子部品１ｂを所定間隔おきに多数収納、保持した部品テープを巻回した図略のリールから電子部品１ｂを順次取り出して供給するようにしたものである。

上記ヘッドユニット５は、当実施形態では複数の部品装着用ヘッド６を備え、各部品装着用ヘッド６によりパレット１２またはテープフィーダー１３から電子部品１ａ、１ｂを吸着し、その電子部品１ａ、１ｂを部品装着用ヘッド６に保持した状態で移動して、プリント基板２の設置位置に電子部品１ａ、１ｂを実装するようになっている。

このヘッドユニット５は、電子部品実装装置の所定範囲にわたりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能となっている。すなわち、Ｘ軸方向に延びるヘッドユニット支持部材１４がＹ軸方向に延びるＹ軸ガイドレール１５に支持され、このＹ軸ガイドレール１５に沿ってヘッドユニット支持部材１４が移動可能とされるとともに、このヘッドユニット支持部材１４に対してヘッドユニット５がＸ軸に沿って移動可能に支持されている。

そして、Ｘ軸サーボモータ１６によりボールねじ１７を介してヘッドユニット５のＸ軸方向の駆動が行われるとともに、Ｙ軸サーボモータ１８によりボールねじ１９を介してヘッドユニット支持部材１４のＹ軸方向の駆動が行われる。

上記部品装着用ヘッド６は、図２に示すように、部品を吸着するためのノズル６ａを備えている。また、図示しないが、ヘッド６をＺ軸方向に昇降させるＺ軸駆動手段及びヘッド６を回転させる回転駆動手段がヘッドユニット設けられるとともに、ノズル６ａに対して部品吸着のための負圧が供給可能になっている。

上記撮像ユニット７は、図１及び図２に示すように、ヘッドユニット５に設けられた撮像ユニットガイドレール７ａに支持され、この撮像ユニットガイドレール７ａに沿って撮像ユニットサーボモータ７ｂとボールねじ７ｃとにより駆動されることにより、Ｘ軸方向に移動して部品装着用ヘッド６に対して進退自在に設けられている。

この撮像ユニット７は、また、図３に示すように、部品装着用ヘッド６に吸着された電子部品１ａ、１ｂを照明する照明手段７ｄを有しており、撮像ユニット７が撮像ユニットガイドレール７ａに沿って駆動され、部品装着用ヘッド６を通る時に、この照明手段７ｄを点灯して撮像手段８により、電子部品１ａ、１ｂの画像を得るように構成されている。上記撮像手段８は、例えばＣＣＤカメラ（あるいはＣＭＯＳセンサ）からなるものである。この撮像手段８からの画像データは、実装装置の図略の制御装置に入力され、この制御装置は、撮像手段８で得られた電子部品１ａ、１ｂの画像を認識処理して電子部品１ａ、１ｂの位置ずれを検査するようになっている。

上記光軸変更手段９は、図３に示す参考例では、回動可能なミラー９ａを撮像手段８の光軸８ａ上に有しており、このミラー９ａをモータ９ｂで回動させることにより、撮像手段８の光軸８ａの方向を変更することができるように構成されている。そして、ヘッドユニット５が供給部３ａ，３ｂ上に位置するときに、撮像手段８が、光軸８ａの方向を下側に向けることにより（図３（ｃ））、供給部３ａ、３ｂにある電子部品１ａ、１ｂを撮像することができるようになっている。また、光軸８ａの方向を部品装着用ヘッド６に向けることにより（図３（ａ））、撮像手段８が、部品装着用ヘッド６に保持された電子部品１ａ、１ｂを撮像することができるようになっている。

さらに、この光軸変更手段９は、ヘッドユニット５がプリント基板２上に位置するときに光軸８ａの方向を下側に向けることにより（図３（ｃ））、撮像手段８が、プリント基板２に実装された電子部品１ａ、１ｂを撮像することができるようになっている。

なお、光軸変更手段９としては、ミラー９ａの代わりに光学プリズムを設け、この光学プリズムを異なる方向に回動させることにより、撮像手段８の光軸８ａの方向を変更するように構成することも可能である。

また、図４に示すように、撮像手段８と光軸変更手段９との間の光軸８ａ上にテレセントリックレンズ８ｂを配置しておくことが好ましい。このテレセントリックレンズ８ｂは、焦点合わせが不完全な場合でも、倍率誤差を生じさせないようになっているものであり、これを設けることにより、図４（ａ）のようにヘッド６に吸着された電子部品を撮像するときと、図４（ｂ）のように部品供給部３ａ，３ｂの電子部品またはプリント基板２上の電子部品を撮像するときとで光路長が相違する場合でも、良好な撮像が可能となる。

次に図５〜図８を参照しつつ、電子部品実装装置の作用について説明する。図５は、電子部品実装装置のヘッドユニット５に設けられた部品装着用ヘッド６および撮像ユニット７の作用を示す側面図であり、（ａ）は、撮像手段８が供給部３ａ、３ｂ（図１）にある電子部品１ａ、１ｂを撮像する状態を、（ｂ）は、撮像手段８が部品装着用ヘッド６に保持された電子部品１ａ、１ｂを、（ｃ）は、撮像手段８がプリント基板２に実装された電子部品１ａ、１ｂを撮像する状態をそれぞれ示している。また、図６〜図８は、実装装置の動作の手順を示すフローチャートである。

供給部３ａ、３ｂにある電子部品１ａ、１ｂを撮像する手順としては、図６に示すように、まず、ステップＳ１で、ヘッドユニット５が電子部品１ａ、１ｂの供給部３ａ、３ｂ上に移動する。

次に、ステップＳ２で、光軸変更手段９により撮像手段８の光軸８ａの方向を下側に向ける。

また、ステップＳ３で、ヘッドユニット５の撮像ユニット７が退避の状態から所定の撮像用位置へ前進する。

そして、ステップＳ４で、撮像手段８が供給部３ａ、３ｂにある電子部品１ａ、１ｂを撮像し（図５（ａ）参照）、ステップＳ５で、撮像した画像に基づいて、電子部品１ａ、１ｂを検査する。

ここで、ステップＳ６で、検査結果が正常かどうかが判断され、ＮＯの場合すなわち正しく供給されていないと判断された場合は、ステップＳ７で、次の新しい電子部品１ａ、１ｂを供給する。また、ＹＥＳの場合、すなわち正しく供給されたと判断された場合は、ステップＳ８で、ヘッドユニット５の撮像ユニット７が退避の状態に後退する。

次に、部品装着用ヘッド６に保持された電子部品１ａ、１ｂを撮像する手順は図７に示す通りである。すなわち、ステップＳ９で、部品装着用ヘッド６をＺ軸移動させて部品装着用ヘッド６に供給部３ａ、３ｂにある電子部品１ａ、１ｂを吸着保持させる。

また、ステップＳ１０で、光軸変更手段９により撮像手段８の光軸８ａの方向を部品装着用ヘッド６に向ける。

そして、ステップＳ１１で、ヘッドユニット５の撮像ユニット７が退避の状態から部品装着用ヘッド６に対して前進する。

この状態で、ステップＳ１２で、撮像手段８が、部品装着用ヘッド６に保持された電子部品１ａ、１ｂを撮像し（図５（ｂ）参照）、ステップＳ１３で、ヘッドユニット５の撮像ユニット７が退避の状態に後退する。

そして、ステップＳ１４で、撮像した画像に基づいて、電子部品１ａ、１ｂが検査され、プリント基板２における設置位置の補正量が算出される。

ここで、ステップＳ１５で、電子部品１ａ、１ｂの状態や保持状態は正常だったかどうかが判断され、ＮＯの場合すなわち正しく保持されていないと判断された場合は、ステップＳ１６で、電子部品１ａ、１ｂは供給部３ａ、３ｂに戻されるか、あるいは廃棄位置に捨てられる。

また、ＹＥＳの場合、すなわち正しく保持されたと判断された場合は、ステップＳ１７で、プリント基板２上の補正された実装位置に移動し、ステップＳ１８で、部品装着用ヘッド６をＺ軸移動させてプリント基板２に電子部品１ａ、１ｂを実装する。

さらに、プリント基板２に実装された電子部品１ａ、１ｂを撮像する手順は図８に示す通りである。すなわち、ステップＳ１９で、光軸変更手段９により撮像手段８の光軸８ａの方向をプリント基板２側に向ける。

また、ステップＳ２０で、ヘッドユニット５の撮像ユニット７が退避の状態から所定の撮像位置へ前進する。

そして、ステップＳ２１で、撮像手段８が、プリント基板２に実装された電子部品１ａ、１ｂを撮像し、ステップＳ２２で、撮像した画像に基づいて、電子部品１ａ、１ｂが検査される。

ここで、ステップＳ２３で、検査結果が正常かどうかどうかが判断され、ＮＯの場合すなわち正しく実装されていないと判断された場合は、ステップＳ２４で、アラームを鳴らしてオペレータコールする。

また、ＹＥＳの場合、すなわち正しく実装されたと判断された場合は、ステップＳ２５で、撮像ユニット７が退避の状態に後退する。そして、一回の実装の工程を終了する。

以上説明したように、この電子部品実装装置によれば、撮像ユニット７に光軸変更手段９を備えているため、撮像手段８の光軸８ａの方向を部品装着用ヘッド６に向けることにより、部品装着用ヘッド６に保持された電子部品１ａ、１ｂを撮像することができるだけでなく、ヘッドユニット５が部品供給部３ａ，３ｂ上にあるときに光軸８ａの方向を下側に向けることにより、供給部３ａ、３ｂにある電子部品１ａ、１ｂを撮像することができる。このように一つの撮像手段８で、供給部３ａ、３ｂと部品装着用ヘッド６との両方の位置にある電子部品１ａ、１ｂを撮像することができる結果、効率が良く、経済的で、信頼性が高い電子部品実装装置とすることができる。

さらに、ヘッドユニット５がプリント基板２上にあるときに光軸８ａの方向を下側に向けることにより、同じ撮像ユニット７を用いて、プリント基板２に実装された電子部品１ａ、１ｂも撮像することができるので、撮像手段８を追加することなくプリント基板２に実装された電子部品１ａ、１ｂを撮像することができる結果、より一層効率が良く、経済的で、信頼性が高い電子部品実装装置とすることができる。

また、撮像手段８の光軸８ａ上に異なる方向に回動可能なミラー９ａもしくは光学プリズムを設け、このミラー９ａもしくは光学プリズムを回動させるという簡単な構成により、撮像手段８の光軸８ａの方向を変更することができるので、安価に効果的な光軸変更手段９を実現することができる。

さらに、光軸変更手段９と撮像手段８との間の光軸８ａ上にテレセントリックレンズ８ｂを配置しておけば、ヘッド６に吸着された電子部品を撮像するときと、部品供給部３ａ，３ｂの電子部品またはプリント基板２上の電子部品を撮像するときとで光路長が相違する場合でも、良好な撮像が可能となるため、供給部３ａ、３ｂ、プリント基板２の設置位置、部品装着用ヘッド６などの配置上の制約が少なくなり、電子部品実装装置の設計の自由度が増すという利点がある。

図９は本発明の実施の形態に係る電子部品実装装置の光軸変更手段２９の一例を示す概念図であり、（ａ）は、変形例に係る光軸変更手段２９のミラー２９ａにより撮像手段８の光軸８ａの方向を上方の部品装着用ヘッド６に向けた状態を示す側面図である。また、（ｂ）は、（ａ）の平面図である。そして、（ｃ）は、光軸変更手段２９のミラー２９ｂを撮像手段８の光軸８ａに進入させ、光軸８ａの方向を下方の供給部３ａ、３ｂもしくは、プリント基板２側に向けた状態を示している。

これらの図に示すように、当実施形態においては、光軸変更手段２９は、撮像手段８の光軸８ａに進退自在に設けられ、互いに異なる方向に向けられた一対のミラー２９ａ、２９ｂを有し、このミラー２９ａ、２９ｂをアクチュエータ２９ｃで駆動して交互に撮像手段８の光軸８ａ上に進入させることにより、撮像手段８の光軸８ａの方向を変更するように構成されている。

すなわち、一対のミラー２９ａ、２９ｂは、光軸８ａと直交する方向（図９（ａ）において紙面と直交する方向）に移動自在であって、その移動方向に並んで配置されることにより、移動に応じて一方のミラー２９ａが光軸８ａ上に位置する状態と他方のミラー２９ｂが光軸８ａ上に位置する状態とに変更可能とされている。そして、一方のミラー２９ａが光軸８ａ上に位置する状態では光軸８ａが部品装着用ヘッド６の方向（上方）に向けられ、他方のミラー２９ｂが光軸８ａ上に位置する状態では光軸８ａが部品装着用ヘッド６とは逆方向（下方）に向けられるように、各ミラー２９ａ，２９ｂが互いに異なる方向に傾斜している。

なお、この光軸変更手段２９としては、ミラー２９ａ、２９ｂの代わりに光学プリズムを設け、この光学プリズムを交互に撮像手段８の光軸８ａ上に進入させることにより、撮像手段８の光軸８ａの方向を変更するように構成することも可能である。

当実施形態の光軸変更手段２９を有する撮像ユニットを備えた実装装置によっても、前述の参考例の光軸変更手段９におけるミラー９ａ（もしくは光学プリズム）の回動に代えて、一対のミラー２９ａ、２９ｂ（もしくは一対の光学プリズム）を進退移動させる点を除けば、参考例と同様に、図６〜図８のフローチャートに示す動作により、供給部にある電子部品の撮像、部品装着用ヘッドに吸着された電子部品の撮像、プリント基板に実装された電子部品の撮像等を行うことができる。

そして、当実施形態の光軸変更手段２９によれば、互いに異なる方向に向けられた一対のミラー２９ａ、２９ｂもしくは一対の光学プリズムを交互に撮像手段８の光軸８ａ上に進入させるという簡単な構成により、撮像手段８の光軸８ａの方向を変更することができるので、安価に効果的な光軸変更手段２９を実現することができるという利点がある。

上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。

例えば、電子部品実装装置としては、必ずしも図示のような大型の電子部品１ａと、小型の電子部品１ｂとを取り扱うものに限定するものではなく、各種フィーダーを採用し得る。

なお、パレット１２の電子部品１ａを連続して複数の部品装着用ヘッド６にそれぞれ吸着させる場合におけるパレット１２上の複数の電子部品１ａの撮像は、ヘッドユニット５を所定のＸ−Ｙ位置に停止した状態で撮像ユニット７をＸ方向に移動しつつ実施するか、撮像ユニット７をヘッドユニット５に対して停止した状態でヘッドユニット５を所定の方向に移動しつつ実施するか、あるいは、ヘッドユニット５を所定の方向に、撮像ユニット７をヘッドユニット５に対してＸ方向に、それぞれ移動しつつ実施して、複数部品の撮像を短時間で完了させることができる。この後、各ヘッド６で所定位置の電子部品１ａを吸着し、さらにその後プリント基板２の方向へのヘッドユニット５の移動中、撮像ユニット７をヘッドユニット５に対して移動しつつ各ヘッド６に吸着された部品の撮像を実施する。これらの移動しつつの撮像は、撮像ユニット７をＣＣＤカメラで構成する場合には、撮像の瞬間撮像ユニット７を電子部品１ａの下方で電子部品１ａに対して相対的に停止させ、撮像ユニット７をラインセンサで構成する場合には，停止することなく撮像させる。

なおさらに、撮像ユニット７でパレット１２上の電子部品１ａを撮像中、昇降により撮像ユニット７と干渉をしない位置のヘッド６で別の電子部品１ａを吸着させるようにしても良い。これにより、実装効率を高めることができる。

同様にテープフィーダー１３の複数の電子部品１ｂを複数のヘッド６で吸着するに際し、ヘッドユニット５を所定のＸ−Ｙ位置に停止した状態で撮像ユニット７をＸ方向に移動しつつ実施するか、撮像ユニット７をヘッドユニット５に対して停止した状態でヘッドユニット５をＸ方向に移動しつつ実施するか、あるいは、ヘッドユニット５をＸ方向に、撮像ユニット７をヘッドユニット５に対してＸ方向にそれぞれ移動しつつ実施し、この後、各ヘッド６で所定位置の電子部品１ｂを吸着し，さらにその後、プリント基板２の方向へのへッドユニット５の移動中、撮像ユニット７をヘッドユニット５に対して移動しつつ各ヘッド６に吸着された部品の撮像を実施する。あるいは、撮像ユニット７でテープフィーダー１３の電子部品１ｂを撮像中、昇降により撮像ユニット７と干渉をしない位置のヘッド６で別の電子部品１ｂを吸着させるようにする。

本発明の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る電子部品実装装置のヘッドユニットの構成を示す立面図である。 参考例に係る光軸変更手段の構成を示す概念図であり、（ａ）は、光軸変更手段が撮像手段の光軸を部品装着用ヘッドに保持された電子部品に向けている状態を、（ｂ）は、（ａ）の平面図を、（ｃ）は、光軸変更手段が撮像手段の光軸を供給部もしくは、プリント基板に実装された電子部品に向けている状態をそれぞれ示している。 テレセントリックレンズを光軸上に配置した例を示す概念図であり、（ａ）は、撮像手段が部品装着用ヘッドに保持された電子部品を、（ｂ）は、撮像手段が供給部もしくは、プリント基板に実装された電子部品を撮像する状態をそれぞれ示している。 参考例に係る電子部品実装装置ヘッドユニットの作用を示す側面図であり、（ａ）は、撮像手段が供給部にある電子部品を撮像する状態を、（ｂ）は、撮像手段が部品装着用ヘッドに保持された電子部品を、（ｃ）は、撮像手段がプリント基板に実装された電子部品を撮像する状態をそれぞれ示している。 供給部にある電子部品を撮像する手順を示すフローチャートである。 部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像する手順を示すフローチャートである。 プリント基板に実装された電子部品を撮像する手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る電子部品実装装置の光軸変更手段の一例を示す概念図であり、（ａ）は、光軸変更手段のミラーにより撮像手段の光軸の方向を上方の部品装着用ヘッドに向けた状態を示す側面図である。また、（ｂ）は、（ａ）の平面図である。そして、（ｃ）は、光軸変更手段のミラーを撮像手段の光軸に進入させ、光軸の方向を下方の供給部もしくはプリント基板側に向けた状態を示している。

符号の説明

１ａ、１ｂ 電子部品
２ プリント基板
３ａ、３ｂ 供給部
５ ヘッドユニット
６ 部品装着用ヘッド
７ 撮像ユニット
８ 撮像手段
８ａ 光軸
８ｂ テレセントリックレンズ
２９ 光軸変更手段
２９ａ、２９ｂ ミラー

Claims (5)

1. 電子部品を保持する複数の部品装着用ヘッドが一定方向に並設されて、上記電子部品の供給部とプリント基板の設置位置とにわたり移動可能なヘッドユニットを備え、このヘッドユニットにより電子部品をプリント基板に実装するようにした電子部品実装装置において、
   上記ヘッドユニットに、部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像する撮像ユニットが上記ヘッドユニットに対して上記一定方向に移動するように設けられ、
   上記撮像ユニットは、電子部品を撮像する一つの撮像手段と、この撮像手段の光軸の方向を変更可能な光軸変更手段とを有し、この光軸変更手段により、ヘッドユニットが上記供給部上に位置するときに撮像手段の光軸の方向を供給部側に向けることによって供給部にある電子部品を撮像可能とし、一方、撮像手段の光軸の方向を部品装着用ヘッドに向けることによって部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像可能とするものであり、かつ、上記供給部にある複数の電子部品の撮像を行うときには、上記撮像手段の光軸の方向を供給部側に向けるように設定された後に、上記撮像ユニットが移動して上記供給部に配置された複数の電子部品を撮像し、一方、上記複数の部品装着用ヘッドにより保持された電子部品の撮像を行うときには、上記撮像手段の光軸の方向を上記部品装着用ヘッド側に向けるように設定された後に、上記撮像ユニットが上記一定方向に移動して、上記複数の部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像するように構成されており、
   上記光軸変更手段は、一つのアクチュエータによって撮像手段の光軸に直交する方向に進退移動するように設けられ、互いに異なる方向に傾斜し、該進退移動の方向に並べられた一対のミラーを有し、このミラーを同一方向に同時移動して交互に撮像手段の光軸上に進入させることにより、撮像手段の光軸の方向を変更するものであることを特徴とする電子部品実装装置。
2. 電子部品を保持する複数の部品装着用ヘッドが一定方向に並設されて、上記電子部品の供給部とプリント基板の設置位置とにわたり移動可能なヘッドユニットを備え、このヘッドユニットにより電子部品をプリント基板に実装するようにした電子部品実装装置において、
   上記ヘッドユニットに、部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像する撮像ユニットが上記ヘッドユニットに対して上記一定方向に移動するように設けられ、
   上記撮像ユニットは、電子部品を撮像する一つの撮像手段と、この撮像手段の光軸の方向を変更可能な光軸変更手段とを有し、この光軸変更手段により、ヘッドユニットが上記供給部上に位置するときに撮像手段の光軸の方向を供給部側に向けることによって供給部にある電子部品を撮像可能とし、一方、撮像手段の光軸の方向を部品装着用ヘッドに向けることによって部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像可能とするものであり、かつ、上記供給部にある複数の電子部品の撮像を行うときには、上記撮像手段の光軸の方向を供給部側に向けるように設定された後に、上記撮像ユニットが移動して上記供給部に配置された複数の電子部品を撮像し、一方、上記複数の部品装着用ヘッドにより保持された電子部品の撮像を行うときには、上記撮像手段の光軸の方向を上記部品装着用ヘッド側に向けるように設定された後に、上記撮像ユニットが上記一定方向に移動して、上記複数の部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像するように構成されており、
   上記光軸変更手段は、一つのアクチュエータによって撮像手段の光軸に直交する方向に進退移動するように設けられ、互いに異なる方向に傾斜し、該進退移動の方向に並べられた一対の光学プリズムを有し、この光学プリズムを同一方向に同時移動して交互に撮像手段の光軸上に進入させることにより、撮像手段の光軸の方向を変更するものであることを特徴とする電子部品実装装置。
3. 上記撮像手段は、上記光軸変更手段により、ヘッドユニットがプリント基板上に位置するときに光軸の方向をプリント基板側に向けることにより、プリント基板に実装された電子部品を撮像可能とするものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品実装装置。
4. 電子部品を保持する複数の部品装着用ヘッドが一定方向に並設されて、上記電子部品の供給部とプリント基板の設置位置とにわたり移動可能なヘッドユニットを備え、このヘッドユニットにより電子部品をプリント基板に実装するようにした電子部品実装装置において、
   上記ヘッドユニットに、部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像する撮像ユニットが上記ヘッドユニットに対して上記一定方向に移動するように設けられ、
   上記撮像ユニットは、電子部品を撮像する一つの撮像手段と、この撮像手段の光軸の方向を変更可能な光軸変更手段とを有し、
   上記光軸変更手段は、一つのアクチュエータによって撮像手段の光軸に直交する方向に進退移動するように設けられ、互いに異なる方向に傾斜し、該進退移動の方向に並べられた一対のミラーまたは一対の光学プリズムを有し、このミラーまたは光学プリズムを同一方向に同時移動して交互に撮像手段の光軸上に進入させることにより、撮像手段の光軸の方向を部品装着用ヘッドに向ける状態とこれとは逆方向に向ける状態とに変更可能となっており、
   上記撮像ユニットが上記複数の部品装着用ヘッドにより保持された電子部品の撮像を行うときには、撮像手段の光軸の方向を部品装着用ヘッドに向ける状態に設定された後に、上記撮像ユニットが上記一定方向に移動して、上記複数の部品装着用ヘッドに保持された電子部品を撮像するように構成されていることを特徴とする電子部品実装装置。
5. 上記撮像ユニットは、光軸変更手段と撮像手段との間の上記光軸上にテレセントリックレンズを有し、前記供給部上における前記光軸変更手段から前記供給部の電子部品までの距離と、前記プリント基板上における前記光軸変更手段からプリント基板に実装された電子部品までの距離とが相違していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電子部品実装装置。

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