JP6108414B2

JP6108414B2 - 部品実装機

Info

Publication number: JP6108414B2
Application number: JP2014550828A
Authority: JP
Inventors: 識西山
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2032-12-04
Also published as: JPWO2014087480A1; WO2014087480A1

Description

本発明は、吸着装置に吸着された小型部品を側方から撮像する撮像装置を備えた部品実装機に関する発明である。

部品実装機においては、特許文献１（特開２００８−３１１４７６号公報）に記載されているように、フィーダから供給される部品を吸着装置に吸着して回路基板に実装する際に、吸着装置に吸着した部品の吸着姿勢や部品の有無を側方から画像認識するために、吸着装置の側方に撮像装置（プリズムや照明光源等を内蔵した光学系ユニットとカメラ）を配置して、吸着装置に吸着した部品の側面画像を光学系ユニットを介してカメラで撮像するようにしたものがある。

特開２００８−３１１４７６号公報

ところで、吸着装置に吸着する部品を、小型部品から大型部品まで幅広くカバーする部品実装機においては、吸着する部品のサイズに応じて、小型部品用の吸着装置と大型部品用の吸着装置とを交換するようにしている。この種の部品実装機では、吸着装置の側方に撮像装置を配置した構成にすると、大型部品を吸着する場合に、大型部品が撮像装置の光学系ユニットに干渉する可能性があった。そのため、吸着可能な大型部品のサイズが撮像装置に干渉しない範囲内に制限されてしまうという欠点があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、吸着する部品のサイズに応じて小型部品用吸着装置と大型部品用吸着装置とを交換するように構成された部品実装機において、大型部品用吸着装置に吸着した大型部品がその側面を撮像する撮像装置と干渉することを防止できる部品実装機を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、吸着する部品のサイズに応じて小型部品用吸着装置と大型部品用吸着装置とを交換して取り付けるように構成され、前記小型部品用吸着装置に吸着された小型部品を側方から撮像する撮像装置を備えた部品実装機において、前記撮像装置は、前記小型部品用吸着装置に吸着された小型部品の側方に位置して該小型部品の側面を視野内に収める光学系ユニットと、該光学系ユニットを通して該小型部品の側面を撮像するカメラとから構成され、前記撮像装置のうちの前記大型部品用吸着装置に吸着された大型部品と干渉する可能性のある部分である前記光学系ユニットを該大型部品と干渉しない退避位置と前記小型部品用吸着装置に吸着された小型部品を撮像する撮像位置との間で移動させる位置切換装置を備え、前記位置切換装置は、前記小型部品用吸着装置が取り付けられている場合は前記光学系ユニットを前記撮像位置へ移動させ、前記大型部品用吸着装置が取り付けられている場合は前記光学系ユニットを前記退避位置へ移動させることを特徴とするものである。

一般に、小型部品は吸着姿勢が異常（斜め吸着、立ち吸着等）になる可能性があるため、小型部品の吸着姿勢を画像認識する必要があるが、大型部品は安定して吸着されると考えられるため、大型部品の吸着姿勢を画像認識する必要が少ない。

この点を考慮して、本発明では、小型部品用吸着装置に吸着した小型部品を側方から撮像装置で撮像する構成において、大型部品用吸着装置に大型部品を吸着する場合は、撮像装置のうちの大型部品用吸着装置に吸着された大型部品と干渉する可能性のある部分である光学系ユニットを該大型部品と干渉しない退避位置へ移動させるようにしたものである。このようにすれば、大型部品用吸着装置に吸着した大型部品がその側面を撮像する撮像装置の光学系ユニットと干渉することを防止でき、吸着可能な大型部品のサイズを拡大することができる。しかも、撮像装置のうちの光学系ユニットのみを大型部品と干渉しない退避位置へ移動させるようにしているため、カメラを移動させる必要がなく、撮像装置を小型・軽量化することができる。

本発明は、前記小型部品用吸着装置を、複数本の小型部品用吸着ノズルと、各小型部品用吸着ノズルを着脱可能に保持する装着ヘッドとから構成し、前記大型部品用吸着装置を、１本の大型部品用吸着ノズルと、該大型部品用吸着ノズルの上部に設けられたホルダ部とから構成し、該ホルダ部は、ヘッド移動装置に対する取付構造を装着ヘッドと共通化した構成としても良い。

或は、小型部品用吸着装置は、小型部品を吸着する小型部品用吸着ノズルから成り、大型部品用吸着装置は、大型部品を吸着する大型部品用吸着ノズルから成り、ヘッド移動装置に取り付けられた装着ヘッドに、吸着する部品のサイズに応じて前記小型部品用吸着ノズルと前記大型部品用吸着ノズルとを交換して取り付けるように構成しても良い。要するに、吸着する部品のサイズに応じて吸着ノズルのみを交換するように構成しても良い。

図１は本発明の一実施例における小型部品用吸着ノズルに吸着した小型部品と撮像装置の光学系ユニットとの位置関係を説明する図である。図２は大型部品用吸着ノズルに吸着した大型部品と撮像装置の光学系ユニットとの位置関係を説明する図である。図３は撮像装置の光学系ユニットを撮像位置に下降させた状態を示す撮像装置全体の外観斜視図である。図４は撮像装置の光学系ユニットを退避位置に上昇させた状態を示す撮像装置全体の外観斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
図１、図２に示すように、部品実装機のヘッド移動装置１１に、吸着する部品Ａ，Ｂのサイズに応じて小型部品用吸着装置１２と大型部品用吸着装置１３とを交換して取り付けるように構成されている。小型部品用吸着装置１２は、小型部品Ａを吸着する複数本の小型部品用吸着ノズル１４を装着ヘッド１５に着脱可能に保持するように構成され、該装着ヘッド１５がヘッド移動装置１１に着脱可能に保持される。

一方、大型部品用吸着装置１３は、大型部品Ｂを吸着する１本の大型部品用吸着ノズル１６と、該大型部品用吸着ノズル１６の上部に設けられたホルダ部１７とから構成され、該ホルダ部１７は、ヘッド移動装置１１に小型部品用吸着装置１２の装着ヘッド１５と交換して着脱可能に保持するように構成され、ヘッド移動装置１１に対する取付構造が小型部品用吸着装置１２の装着ヘッド１５と共通化されている。部品実装機の稼働中は、部品供給装置（図示せず）により供給される小型部品Ａ又は大型部品Ｂを小型部品用吸着ノズル１４又は大型部品用吸着ノズル１６に吸着して回路基板に実装する。

ヘッド移動装置１１には、小型部品用吸着ノズル１４に吸着された小型部品Ａを側方から撮像する撮像装置１８が取り付けられ、該撮像装置１８が小型部品用吸着装置１２と一体的に移動するように構成されている。図３、図４に示すように、撮像装置１８は、カメラ１９と、プリズムや照明光源等を内蔵した光学系ユニット２０と、この光学系ユニット２０を上下動させるエアシリンダ２１（位置切換装置）を備えた構成となっている。

光学系ユニット２０は、小型部品用吸着ノズル１４に吸着された小型部品Ａの側方に位置して該小型部品Ａの側面を視野内に収めるように配置され（図１参照）、該光学系ユニット２０の基端側と先端側が支持フレーム２２と支持シャフト２３に取り付けられている。支持フレーム２２は、エアシリンダ２１のロッド２１ａに連結され、該ロッド２１ａの上下動により光学系ユニット２０がリニアガイド２４に案内されて上下動するように構成されている。光学系ユニット２０の先端側を支持する支持シャフト２３は、部品実装機側に固定されたガイド２５に上下動可能に挿通され、該光学系ユニット２０が上下動する時の光学系ユニット２０の振れが支持シャフト２３によって抑えられるようになっている。

カメラ１９は、レンズ側を下向きにした状態でヘッド移動装置１１側に撮像装置１８の本体フレーム２６を介して固定され、光学系ユニット２０を通して小型部品Ａの側面を撮像する。本体フレーム２６には、エアシリンダ２１とリニアガイド２４も固定され、カメラ１９とエアシリンダ２１を本体フレーム２６に固定した状態で該エアシリンダ２１のロッド２１ａの上下動により光学系ユニット２０のみが上下動するようになっている。

ヘッド移動装置１１に小型部品用吸着装置１２が保持されている場合は、図１、図３に示すように、エアシリンダ２１のロッド２１ａを下降させることで、光学系ユニット２０を小型部品用吸着装置１２に吸着された小型部品Ａの側方の撮像位置まで下降させた状態にする。

一方、ヘッド移動装置１１に大型部品用吸着装置１３が保持されている場合は、図２、図４に示すように、エアシリンダ２１のロッド２１ａを上昇させることで、撮像装置１８のうちの大型部品用吸着装置１３に吸着された大型部品Ｂと干渉する可能性のある部分である光学系ユニット２０を該大型部品Ｂと干渉しない退避位置まで上昇させた状態にする。

一般に、小型部品Ａは吸着姿勢が異常（斜め吸着、立ち吸着等）になる可能性があるため、小型部品Ａの吸着姿勢を画像認識する必要があるが、大型部品Ｂは安定して吸着されると考えられるため、大型部品Ｂの吸着姿勢を画像認識する必要が少ない。

この点を考慮して、本実施例では、小型部品用吸着装置１２に吸着した小型部品Ａを側方から撮像装置１８で撮像する構成において、大型部品用吸着装置１６に大型部品Ｂを吸着する場合は、撮像装置１８のうちの大型部品用吸着装置１３に吸着された大型部品Ｂと干渉する可能性のある部分である光学系ユニット２０を該大型部品Ｂと干渉しない退避位置へ移動させるようにしたものである。このようにすれば、大型部品用吸着装置１３に吸着した大型部品Ｂがその側面を撮像する撮像装置１８と干渉することを防止でき、吸着可能な大型部品Ｂのサイズを拡大することができる。

また、本実施例のように、撮像装置１８のうちの大型部品用吸着装置１３に吸着された大型部品Ｂと干渉する可能性のある部分である光学系ユニット２０のみを該大型部品Ｂと干渉しない退避位置へ移動させるようにすれば、カメラ１９を移動させる必要がなく、撮像装置１８の可動部分を小型・軽量化できる利点がある。

また、上記実施例では、小型部品用吸着装置１２を、複数本の小型部品用吸着ノズル１４と、各小型部品用吸着ノズル１４を着脱可能に保持する装着ヘッド１５とから構成し、部品実装機のヘッド移動装置１１に対して、複数本の小型部品用吸着ノズル１４と装着ヘッド１５とを一体的に着脱するように構成したが、ヘッド移動装置に取り付けられた装着ヘッドに、吸着する部品のサイズに応じて小型部品用吸着ノズルと大型部品用吸着ノズルとを交換して保持するように構成しても良い。要するに、吸着する部品のサイズに応じて吸着ノズルのみを交換するように構成しても良い。

その他、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、撮像装置１８の構成を適宜変更しても良く、また、撮像装置１８の光学系ユニット２０を撮像位置と退避位置との間で移動させる位置切換装置も、エアシリンダ２１に限定されず、モータ等の他のアクチュエータを用いても良く、また、撮像装置１８の光学系ユニット２０の移動方向も上下方向に限定されず、斜め上下方向や水平方向であっても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…ヘッド移動装置、１２…小型部品用吸着装置、１３…大型部品用吸着装置、１４…小型部品用吸着ノズル、１５…装着ヘッド、１６…大型部品用吸着ノズル、１７…ホルダ部、１８…撮像装置、１９…カメラ、２０…光学系ユニット、２１…エアシリンダ（位置切換装置）、Ａ…小型部品、Ｂ…大型部品、Ｃ…回路基板

Claims

吸着する部品のサイズに応じて小型部品用吸着装置と大型部品用吸着装置とを交換して取り付けるように構成され、前記小型部品用吸着装置に吸着された小型部品を側方から撮像する撮像装置を備えた部品実装機において、
前記撮像装置は、前記小型部品用吸着装置に吸着された小型部品の側方に位置して該小型部品の側面を視野内に収める光学系ユニットと、該光学系ユニットを通して該小型部品の側面を撮像するカメラとから構成され、
前記撮像装置のうちの前記大型部品用吸着装置に吸着された大型部品と干渉する可能性のある部分である前記光学系ユニットを該大型部品と干渉しない退避位置と前記小型部品用吸着装置に吸着された小型部品を撮像する撮像位置との間で移動させる位置切換装置を備え、
前記位置切換装置は、前記小型部品用吸着装置が取り付けられている場合は前記光学系ユニットを前記撮像位置へ移動させ、前記大型部品用吸着装置が取り付けられている場合は前記光学系ユニットを前記退避位置へ移動させることを特徴とする部品実装機。
前記小型部品用吸着装置は、複数本の小型部品用吸着ノズルと、各小型部品用吸着ノズルを着脱可能に保持する装着ヘッドとから成り、
前記大型部品用吸着装置は、１本の大型部品用吸着ノズルと、該大型部品用吸着ノズルの上部に設けられたホルダ部とから成り、該ホルダ部はヘッド移動装置に対する取付構造が前記装着ヘッドと共通化されていることを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。
前記小型部品用吸着装置は、小型部品を吸着する小型部品用吸着ノズルから成り、
前記大型部品用吸着装置は、大型部品を吸着する大型部品用吸着ノズルから成り、
ヘッド移動装置に取り付けられた装着ヘッドに、吸着する部品のサイズに応じて前記小型部品用吸着ノズルと前記大型部品用吸着ノズルとを交換して取り付けるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。