JP4757963B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定の部品供給ユニットより部品吸着位置に供給された各電子部品を装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルにより吸着して取出し、これらの吸着ノズルに吸着保持された複数の電子部品を部品認識カメラが一括して撮像して認識処理装置で認識処理する電子部品装着装置に関する。

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が撮像して異常と判断した場合、例えば電子部品のリード曲りや、いわゆる立ち吸着等により認識不良（姿勢不良や吸着異常を含む）とされたときには、部品回収箱に回収している（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−６９２８７号公報

しかし複数の吸着ノズルに吸着保持された複数の電子部品を部品認識カメラが一括して撮像して認識処理するが、異常であるとされた電子部品を含む画像を表示装置に後に表示しても管理者がどの電子部品が認識異常なのかがわかりずらい。

そこで本発明は、複数の吸着ノズルに吸着保持された複数の電子部品を部品認識カメラが一括して撮像して認識処理して、いずれかの電子部品が認識異常である場合に記憶装置に格納された画像に基づき、どの電子部品が認識異常であるかがわかるように表示することを目的とする。

このため第１の発明は、 所定の部品供給ユニットより部品吸着位置に供給された各電子部品を装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルにより吸着して取出し、これらの吸着ノズルに吸着保持された複数の電子部品を部品認識カメラが一括して撮像して認識処理装置で認識処理する電子部品装着装置において、前記認識処理装置が認識処理した結果が認識異常か否かを判断する判断装置と、この判断装置でいずれかの電子部品が認識異常であると判断した場合には前記部品認識カメラが一括して撮像した複数の電子部品の画像を格納する記憶装置と、認識異常であると判断された電子部品の表示対象座標位置を前記記憶装置に格納された画像に基づき算出する算出装置と、この算出装置により算出された表示対象座標位置の電子部品の画像を拡大表示する表示装置とを設けたことを特徴とする。

第２の発明は、所定の部品供給ユニットより部品吸着位置に供給された各電子部品を装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルにより吸着して取出し、これらの吸着ノズルに吸着保持された複数の電子部品を部品認識カメラが一括して撮像して認識処理装置で認識処理する電子部品装着装置において、前記認識処理装置が認識処理した結果が認識異常か否かを判断する判断装置と、この判断装置でいずれかの電子部品が認識異常であると判断した場合には前記撮像された画像を格納する記憶装置と、認識異常であると判断された電子部品の表示対象座標位置を前記記憶装置に格納された画像に基づき算出する算出装置と、前記部品認識カメラが一括して撮像した複数の電子部品の画像を表示すると共に、前記算出装置により算出された表示対象座標位置の電子部品の画像を囲むように表示する表示装置とを設けたことを特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記表示装置が表示するのは、設定装置により設定された吸着ノズルに係るものであることを特徴とする。

第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記表示装置が表示するのは、設定装置により設定された部品供給ユニットに係るものであることを特徴とする。

本発明は、電子部品を吸着した複数の吸着ノズルのうち認識異常が発生した吸着ノズル或いは設定された吸着ノズルの表示対象座標位置の電子部品の画像を拡大表示したり、前記部品認識カメラが一括して撮像した複数の電子部品の画像を表示しながら前記表示対象座標位置の電子部品の画像を囲むように特定表示させることができるから、作業者は電子部品の認識異常の解析をし、また特定の吸着ノズルの吸着状態や特定電子部品の吸着状態の監視（管理）を行なうのに最適で作業効率を大幅に向上させることできる。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図で、該装置１の基台２上には種々の電子部品を夫々その部品取出位置（部品吸着位置）に１個ずつ供給する部品供給ユニット３が複数並設されている。対向する供給ユニット３群の間には供給コンベア４、位置決め部５及び排出コンベア６が設けられている。前記供給コンベア４は上流側装置より受けたプリント基板Ｐを前記位置決め部５に搬送し、この位置決め部５で位置決め機構（図示せず）により位置決めされた該基板Ｐ上に電子部品が装着された後、排出コンベア６に搬送され、下流側装置に搬送される。

８はＸ方向に長い一対のビームであり、Ｙ軸駆動モータ９の駆動によりネジ軸１０を回転させ、左右一対のガイド１１に沿ってプリント基板Ｐや部品供給ユニット３の部品取出部（部品吸着位置）上方を個別にＹ方向に移動する。

各ビーム８にはその長手方向、即ちＸ方向にＸ軸駆動モータ１５によりガイドに沿って移動するヘッド取付体１２が設けられ、装着ヘッド７の底面図である図７に示すように、該取付体１２には複数本の吸着ノズル１３を有する装着ヘッド７が設けられる。そして、前記装着ヘッド７には前記吸着ノズル１３を上下動させるための上下軸駆動モータ１６が搭載され、また鉛直軸周りに回転させるためのθ軸駆動モータ１７が搭載されている。したがって、装着ヘッド７の吸着ノズル１３はＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、鉛直軸回りに回転可能で、かつ上下動可能となっている。

１８は部品認識カメラで、電子部品Ｄが吸着ノズル１３に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき、位置認識するために電子部品Ｄを撮像する。

次に、図２は本電子部品装着装置１の制御ブロック図である。３０は本装着装置の装着に係る動作を統括制御する制御部としてのＣＰＵ、３１は電子部品の装着順序毎（ステップ番号毎）にプリント基板Ｐ内でのＸ方向（Ｘで示す）、Ｙ方向（Ｙで示す）、角度（Ｚで示す）の位置情報及び各部品供給ユニット３の配置番号情報及び装着ヘッドでの使用する吸着ノズルの位置を示すノズル位置情報から成る装着データ（図３参照）や、前記各部品供給ユニット３の配置番号に対応した各電子部品の種類（部品ＩＤ）及びどんな吸着ノズル（ノズルＩＤ）を使用するかを示す部品配置データ（図４参照）や、どの装着ヘッド７（ヘッド１は手前の装着ヘッド、ヘッド２は奥方）のどの位置（ノズル番号で示す）にどんな吸着ノズル（ノズルＩＤ）が装着されているかを示すノズル配置データ（図５参照）や、電子部品毎の電子部品のサイズ等から成るパーツライブラリデータ等を格納するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、３２はプログラムを格納するＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）である。

そして、ＣＰＵ３０は前記ＲＡＭ３１に記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭ３２に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置の部品装着動作に係る動作を統括制御する。即ち、ＣＰＵ３０は、駆動回路３３を介して前記Ｘ軸駆動モータ１５、前記Ｙ軸駆動モータ９、前記上下軸駆動モータ１６及び前記θ軸駆動モータ１７の駆動を制御する。

３４はインターフェース３５を介して前記ＣＰＵ３０に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ１８により撮像して取込まれた画像の認識処理が該認識処理装置３４にて行われ、ＣＰＵ３０に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ３０は、前記部品認識カメラ１８により撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出など）するように指示を認識処理装置３４に出力すると共に、認識処理結果を認識処理装置３４から受取るものである。

即ち、前記認識処理装置３４の認識処理により電子部品Ｄの位置ずれ量が把握されると、その結果がＣＰＵ３０に送られ、ＣＰＵ３０は電子部品Ｄの位置ずれを補正すべく、前記ビーム８をＹ軸駆動モータ９の駆動によりＹ方向に、装着ヘッド７をＸ軸駆動モータ１５の駆動によりＸ方向に移動させることにより、またθ軸駆動モータ１７によりθ回転させ、Ｘ、Ｙ方向及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなされるものである。

尚、前記部品認識カメラ１８より撮像された画像は表示装置としてのモニター３６に表示される。そして、前記モニター３６には種々のタッチパネルスイッチ３７が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ３７を操作することにより、図６に示すような画像の保存条件の設定を含む種々の設定を行うことができる。即ち、画像の保存条件はタッチパネルスイッチ３７の所定のスイッチ部を押圧操作することにより設定でき、図６に示すように、画像処理結果がＯＫ時（認識良好）や、ＮＧ時（認識異常）や、ＯＫ時及びＮＧ時のいずれの時にも画像をＲＡＭ３１に格納保存するように設定でき、また保存する対象を設定するために数字のスイッチ部を押圧操作することにより吸着ノズル番号を指定したり、部品供給ユニットのフィーダ番号（部品供給ユニットの配置番号）を指定することができる。ここでは、画像処理結果が例えば電子部品のリード曲りや、いわゆる立ち吸着等により認識不良（姿勢不良や吸着異常を含む）とされた時のＮＧ時（認識異常）のみその画像を格納するように、また吸着ノズル番号は「１」の吸着ノズルを指定するものとする。

前記タッチパネルスイッチ３７はガラス基板の表面全体に透明導電膜がコーティングされ、四辺に電極が印刷されている。そのため、タッチパネルスイッチ３７の表面に極微小電流を流し、作業者がタッチすると四辺の電極に電流変化を起こし、電極と接続した回路基板によりタッチした座標値が計算される。従って、その座標値がある作業を行わせるスイッチ部として予め後述するＲＡＭ３１に記憶された座標値群の中の座標値と一致すれば、当該作業が行なわれることとなる。

以上の構成により、作業者は始動スイッチ（図示せず）を押圧することにより部品装着装置の自動運転を行なうことができる。先ず、プリント基板Ｐが上流装置より供給コンベア４を介して位置決め部５に搬送され、図示しない位置決め機構により位置決め固定される。

次いで、ＲＡＭ３１に格納されたプリント基板の装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び各部品供給ユニット３の配置番号等が指定された装着データに従い、次々に装着ヘッド７が移動して電子部品の部品種に対応した吸着ノズル１３が装着すべき電子部品を所定の部品供給ユニット３から吸着して取出す。

詳述すると、装着ヘッド７の吸着ノズル１３はステップ番号０００１の装着すべき電子部品を収納する部品供給ユニット３上方に位置するよう移動するが、Ｙ方向は駆動回路３３によりＹ軸駆動モータ９が駆動して一対のガイド１１に沿ってビーム８が移動し、Ｘ方向は駆動回路３３によりＸ軸駆動モータ１５が駆動して装着ヘッド７が移動し、既に所定の部品供給ユニット３は駆動されて部品吸着位置にて部品が取出し可能状態にあるため、上下軸駆動モータ１６が駆動回路３３により駆動して前記ノズル１３が下降して電子部品を吸着して取出し、次に装着ヘッド７は上昇し、ステップ番号０００２の装着すべき電子部品を収納する部品供給ユニット３上方に移動し、下降して取出すというように、ステップ番号００１２までの電子部品を取出す。

そして、吸着ノズル１３は位置決め部５にて位置決めされたプリント基板Ｐ上の所定位置に電子部品を装着するように移動するが、この装着ヘッド７の移動途中において、装着ヘッド７が移動しながら部品認識カメラ１８の上方位置を通過する際に１２本の吸着ノズル１３に吸着保持された電子部品が部品認識カメラ１８により一括して撮像される（フライ認識）。そして、図８に示すように、ＣＰＵ３０により部品認識実行命令がなされると、部品認識処理装置３４に画像を取込ませ、電子部品Ｄが当該吸着ノズル１３に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき認識処理装置３４により認識処理させる。そして、この電子部品の認識処理結果及び前述したプリント基板の認識処理結果に基づいて補正され、ＣＰＵ３０によりＹ軸駆動モータ９、Ｘ軸駆動モータ１５及びθ軸駆動モータ１７が制御され、次々にプリント基板Ｐの所定位置に装着されることとなる。

ここで、各電子部品Ｄが吸着ノズル１３に吸着保持された状態で部品認識カメラ１８により撮像されて認識処理装置３４により認識処理された場合に、例えば電子部品Ｄのリード曲りや所謂立ち吸着等により認識不良（姿勢不良や吸着異常を含む）とされたときには、以下のように処理される。

即ち、認識処理装置３４が認識処理し、その結果が画像保存条件に合致するか否かがＣＰＵ３０により判断されて、合致していると（認識異常であると）ＣＰＵ３０が判断すると、部品認識カメラ１８により撮像された画像がＲＡＭ３１に格納される。この場合、どの吸着ノズル１３に吸着された電子部品が認識異常であるかが、装着データ（図３参照）、部品配置データ（図４参照）、ノズル配置データ（図５参照）からＣＰＵ３０は判断できるため、認識異常の電子部品がどの装着ヘッド７のどの吸着ノズル１３に係るものであるかもＲＡＭ３１に格納される。

以下同様に、電子部品の装着動作が行われ、認識異常である場合には部品認識カメラ１８により撮像された画像はＲＡＭ３１に格納されることとなる。そして、作業者は電子部品の認識異常の解析をし、特定の吸着ノズル１３の吸着状態や特定電子部品の吸着状態の監視（管理）を行なう際に、タッチパネルスイッチ３７の表示スイッチ部を押圧操作し、前述の画像を表示させて、この表示させた画面においてどの電子部品が認識異常であるかを特定表示させる動作について説明する。

先ず、タッチパネルスイッチ３７の表示スイッチ部を押圧操作すると、ＣＰＵ３０は認識異常に係る画像をモニター３６に表示（図１０左部）させると共にどの電子部品が認識異常であるかを特定表示させる。即ち、前記ＲＡＭ３１に格納された画像に基づいて、ＣＰＵ３０は現在の装着ヘッド７の回転位置角度と吸着ノズル１３の配置位置とがわかるので、図９のフローチャートに示すように、装着ヘッド７の回転位置角度と吸着ノズル配置位置より表示対象座標位置をＣＰＵ３０が算出し、次いでこの算出された表示対象座標位置がわかるようにＣＰＵ３０はモニター３６に表示させる。即ち、画面中心をスクロールして算出された表示対象座標位置を中心として拡大表示をするか（図１０右部参照）、円Ａで囲むように描画する（図１１参照）。

このように、認識異常に係る画像を表示させて、この表示させた画面においてどの電子部品が認識異常であるかを特定表示させることができるから、作業者は電子部品の認識異常の解析をすることができる。また、図６に示した設定画面において、画像処理結果が「ＯＫ時」又は「ＯＫ／ＮＧ時（ＯＫ時及びＮＧ時のいずれの時）」を指定し、更に吸着ノズルの番号を指定した場合には、作業者がタッチパネルスイッチ３７の表示スイッチ部を押圧操作すると、認識正常や異常にかかわらず、指定された吸着ノズルに係る画像（拡大画像又は位置を特定する描画）が表示される。このため、特定の吸着ノズル１３の吸着状態や特定電子部品の吸着状態の監視（管理）を行なうのに最適で作業効率を大幅に向上させることができる。

なお、モニター３６が表示するのは、設定装置により設定された吸着ノズル１３に係るものや、設定された部品供給ユニットに係るものとすることにより、表示が特に必要な場合に限るようにすることもできる。

以上本発明の実施形態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平面図である。 本電子部品装着装置の制御ブロック図である。 装着データを示す図である。 部品配置データを示す図である。 吸着ノズル配置データを示す図である。 画像保存条件の設定画面を示す図である。 装着ヘッドの底面を示す図である。 画像保存処理にフローチャートを示す図である。 保存画像の表示フローチャートを示す図である。 認識異常に係る画像及び認識異常に係る特定電子部品を示す図である。 認識異常に係る特定電子部品を表示する図である。

１ 電子部品装着装置
５ 部品供給部
６ 部品供給ユニット
１９ ユニットベース
２３ サプレッサ
６４ テープ通路
６５ 装填用開口
６６ 防止部材

Claims (4)

1. 所定の部品供給ユニットより部品吸着位置に供給された各電子部品を装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルにより吸着して取出し、これらの吸着ノズルに吸着保持された複数の電子部品を部品認識カメラが一括して撮像して認識処理装置で認識処理する電子部品装着装置において、前記認識処理装置が認識処理した結果が認識異常か否かを判断する判断装置と、この判断装置でいずれかの電子部品が認識異常であると判断した場合には前記部品認識カメラが一括して撮像した複数の電子部品の画像を格納する記憶装置と、認識異常であると判断された電子部品の表示対象座標位置を前記記憶装置に格納された画像に基づき算出する算出装置と、この算出装置により算出された表示対象座標位置の電子部品の画像を拡大表示する表示装置とを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 所定の部品供給ユニットより部品吸着位置に供給された各電子部品を装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルにより吸着して取出し、これらの吸着ノズルに吸着保持された複数の電子部品を部品認識カメラが一括して撮像して認識処理装置で認識処理する電子部品装着装置において、前記認識処理装置が認識処理した結果が認識異常か否かを判断する判断装置と、この判断装置でいずれかの電子部品が認識異常であると判断した場合には前記撮像された画像を格納する記憶装置と、認識異常であると判断された電子部品の表示対象座標位置を前記記憶装置に格納された画像に基づき算出する算出装置と、前記部品認識カメラが一括して撮像した複数の電子部品の画像を表示すると共に、前記算出装置により算出された表示対象座標位置の電子部品の画像を囲むように表示する表示装置とを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
3. 前記表示装置が表示するのは、設定装置により設定された吸着ノズルに係る電子部品の画像であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品装着装置。
4. 前記表示装置が表示するのは、設定装置により設定された部品供給ユニットに係る電子部品の画像であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品装着装置。

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