JP6159800B2

JP6159800B2 - フィーダ調整装置

Info

Publication number: JP6159800B2
Application number: JP2015524919A
Authority: JP
Inventors: 秋彦鈴木
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-07-01
Also published as: WO2015001599A1; JPWO2015001599A1

Description

本発明は、部品実装機から取り外されているフィーダを作業者が調整する際に使用するフィーダ調整装置に関する発明である。

部品実装機は、フィーダ（例えばテープフィーダ、バルクフィーダ、スティックフィーダ等）で供給される部品を吸着ノズルで吸着して回路基板に実装するようにしているため、フィーダで供給される実際の部品の位置（部品供給位置）と吸着ノズルの部品吸着位置とがずれていると、部品吸着ミスが発生する可能性がある。このような部品吸着ミスを防止するには、フィーダの部品供給位置を吸着ノズルの部品吸着位置と一致させるようにフィーダを調整する必要があり、この調整作業を行う際にフィーダ調整装置が使用される。

従来のフィーダ調整装置としては、特許文献１（特開２００９−１２３８９５号公報）の図１、要約等に示すように、部品実装機とは別に設けられたフィーダ載置台にフィーダを載置すると共に、フィーダの部品供給位置と吸着ノズルの部品吸着位置を上方からカメラで撮像して表示装置に表示し、作業者が表示装置の表示を見て、フィーダの部品供給位置と吸着ノズルの部品吸着位置とのずれの有無を判断して、フィーダを調整するようにしたものがある。

特開２００９−１２３８９５号公報

一般に、フィーダの上端面には、部品供給位置（部品吸着位置）の近くに基準マークが設けられ、この基準マークの位置を基準にして部品供給位置が部品吸着位置と一致するようにフィーダを調整するようにしているが、フィーダの種類毎に基準マークの位置が異なるため、カメラの位置をフィーダの種類毎に変更する必要がある。

上記特許文献１のフィーダ調整装置では、コンピュータによって制御される移動テーブルにカメラを取り付けて、カメラの位置を移動テーブルによって移動させるようになっているが、作業者がフィーダの種類に応じてカメラを移動させる撮像位置の情報（基準マークの位置の情報）を入力する必要があり、面倒であると共に、間違った位置情報を入力してしまう人為的ミスが発生する可能性がある。しかも、カメラで撮像した画像を表示装置に表示するだけであるため、作業者が表示装置の表示画像を見てフィーダの調整状態の良否を目視判断しなければならず、面倒であると共に、目視判断を間違えてしまう人為的ミスが発生する可能性がある。

上記課題を解決するために、本発明は、部品実装機から取り外されているフィーダを作業者が調整する際に使用するフィーダ調整装置において、前記部品実装機から取り外されている前記フィーダを載置するフィーダ載置台と、前記フィーダ載置台に載置した前記フィーダの上端面側に設けられた基準マークをその上方から撮像するカメラと、前記カメラをＸＹ方向に移動させるＸＹ移動装置と、前記フィーダの識別情報を取得する識別情報取得手段と、前記識別情報取得手段で取得した前記フィーダの識別情報に基づいて前記ＸＹ移動装置を駆動して前記カメラを前記フィーダの基準マークを視野に収める所定の撮像位置へ移動させて該カメラで該基準マークを撮像する制御手段と、前記カメラで撮像した画像を処理して前記基準マークを認識して該基準マークの位置を検出する画像処理手段と、前記画像処理手段で検出した前記基準マークの位置に基づいて前記フィーダの調整状態の良否を判定する検査手段と、前記検査手段が前記フィーダの調整状態が良くないと判定したときに前記フィーダの調整が必要であることを報知する報知手段とを備えた構成としたものである。

この構成では、識別情報取得手段で取得したフィーダの識別情報に基づいてＸＹ移動装置を駆動してカメラをフィーダの基準マークを視野に収める所定の撮像位置へ移動させて該カメラで該基準マークを撮像するようにしたので、作業者がフィーダの種類に応じてカメラを移動させる撮像位置の情報（基準マークの位置の情報）を入力する作業が不要となり、準備作業を簡単化できると共に、作業者が間違った位置情報を入力する人為的ミスの発生を防止できる。しかも、画像処理手段によってカメラの撮像画像を処理して基準マークの位置を検出し、検出した基準マークの位置に基づいてフィーダの調整状態の良否を検査手段により判定するようにしたので、作業者が表示装置の表示画像を見てフィーダの調整状態の良否を目視判断する作業を行う必要がなくなり、フィーダの調整状態の検査作業を自動化できると共に、目視判断を間違える人為的ミスの発生を防止できる。

本発明は、フィーダ載置台にフィーダを１台のみ載置する構成としても良いが、フィーダ載置台に、フィーダを支持するフィーダ支持部を複数設けて、該フィーダ載置台に複数のフィーダを載置できるように構成しても良い。このように、フィーダ載置台に複数のフィーダを載置するようにすれば、各フィーダの基準マークを撮像する位置にカメラを順番に移動させて複数のフィーダの調整状態を能率良く自動検査することができる。

尚、フィーダ載置台に載置するフィーダは、テープフィーダ、バルクフィーダ、スティックフィーダ等のいずれのフィーダであっても良いが、本発明をテープフィーダの調整装置に適用する場合は、フィーダ載置台に載置したテープフィーダに、部品実装機の吸着ノズルの部品吸着位置を示す吸着点マークが設けられた検査用テープをセットしてテープ送りした状態で、前記制御手段によって、前記ＸＹ移動装置を駆動して前記カメラを該テープフィーダの基準マークと該検査用テープの吸着点マークを視野に収める所定の撮像位置へ移動させて該カメラで該基準マークと該吸着点マークを撮像し、前記画像処理手段によって、前記カメラで撮像した画像を処理して前記基準マークと前記吸着点マークを認識して該基準マークの位置と該吸着点マークの位置を検出し、前記検査手段によって、前記画像処理手段で検出した前記基準マークの位置と前記吸着点マークの位置がそれぞれ位置ずれの許容範囲内に収まっているか否かで前記フィーダの調整状態の良否を判定するようにしても良い。このようにすれば、テープフィーダの基準マークの位置と検査用テープの吸着点マークの位置を画像認識してフィーダの調整状態を精度良く自動検査することができる。

図１は本発明の一実施例におけるフィーダ調整装置にテープフィーダを載置する作業を説明する斜視図である。図２はフィーダ調整装置のシステム構成を示すブロック図である。図３は検査用テープの一部分を示す平面図である。図４はテープフィーダの基準マークと検査用テープの吸着点マークをカメラで撮像した画像の表示例を示す図である。

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。
まず、図１及び図２に基づいてフィーダ調整装置１１の構成を説明する。このフィーダ調整装置１１は、図１に示すように、部品実装機（図示せず）とは別に設けられ、部品実装機（図示せず）から取り外されているテープフィーダ１３を作業者が調整する際に使用する装置である。
フィーダ調整装置１１のベース台１２の上面には、部品実装機から取り外されている複数のテープフィーダ１３を載置するフィーダ載置台１４が設けられている。フィーダ載置台１４の上面には、複数のテープフィーダ１３を縦置き支持するための複数の断面逆Ｔ字溝形のガイド溝１５（フィーダ支持部）が設けられ、テープフィーダ１３の下面側に設けられた断面逆Ｔ字形のガイドレール（図示せず）を手前側からガイド溝１５に差し込むことで、フィーダ載置台１４上にテープフィーダ１３が縦置き状態に支持され、テープフィーダ１３の先端面の上下２本の位置決めピン２０がフィーダ載置台１４の上下２箇所の位置決め穴２１に差し込まれることで、フィーダ載置台１４上でテープフィーダ１３の取付位置が位置決めされると共に、テープフィーダ１３の先端面のコネクタ２２がフィーダ載置台１４のコネクタ１８に差し込み接続されることで、テープフィーダ１３に電源が供給されると共に、後述する検査用コンピュータ３１（図２参照）と該テープフィーダ１３の制御部（図示せず）との間で通信可能な状態となる。これにより、作業者が検査用コンピュータ３１の入力装置３２を操作することで、テープフィーダ１３のテープ送り動作を操作できるようになっている。尚、テープフィーダ１３のテープ送り動作の操作は、テープフィーダ１３の操作パネル（図示せず）のテープ送りボタンの操作によって行うようにしても良い。

フィーダ調整装置１１は、フィーダ載置台１４に載置したテープフィーダ１３の基準マーク２４をその上方から視野に収めて撮像するカメラ２５を備えている。このカメラ２５は、部品実装機に搭載されたマーク撮像用のカメラと同じ性能のものが使用されている。テープフィーダ１３の基準マーク２４は、テープフィーダ１３の上端面側の基準位置を示すマークであり、テープフィーダ１３の上端面に設けられたテープ押さえ部材２６の上面に基準マーク２４が設けられている。テープ押さえ部材２６は、テープフィーダ１３にセットした部品供給テープ（図示せず）のうちの部品吸着位置の前後両側を押さえて当該部品供給テープの浮き上がりを防止するものである。

フィーダ調整装置１１には、カメラ２５をＸＹ方向（前後左右方向）に移動させるＸＹ移動装置２７が設けられている。このＸＹ移動装置２７は、カメラ２５を下向きに取り付けたＸＹスライド機構２８と、該ＸＹスライド機構２８をＸ方向に駆動するＸ軸モータ２９と、該ＸＹスライド機構２８をＹ方向に駆動するＹ軸モータ３０とから構成されている。

カメラ２５で撮像した画像データは、検査用コンピュータ３１（図２参照）に転送されて画像処理される。この検査用コンピュータ３１には、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置３２と、各種情報を表示する表示装置３３と、各種プログラムやデータを記憶する記憶装置３４と、テープフィーダ１３に貼着されたバーコードラベル３５（フィーダ識別情報記録部）のバーコードを読み取るバーコードリーダ３６（識別情報取得手段）等が接続されている。テープフィーダ１３のバーコードラベル３５には、該テープフィーダ１３を識別するフィーダ識別情報（以下「フィーダＩＤ」と表記する）がバーコードで記録されている。フィーダＩＤの記録方法は、バーコードに限定されず、２次元コード等で記録しても良い。或は、フィーダＩＤのデータを記憶した電子タグ（ＲＦタグ、ＩＣタグ、電波タグ、無線タグとも呼ばれる）を用いても良い。電子タグを用いる場合は、電子タグと通信可能なリーダを識別情報取得手段として用いれば良い。

或は、テープフィーダ１３の制御部の不揮発性メモリにフィーダＩＤを記憶させておき、フィーダ載置台１４上にテープフィーダ１３を載置して該テープフィーダ１３のコネクタ２２をフィーダ載置台１４のコネクタ１８に差し込み接続することで、該テープフィーダ１３の制御部からフィーダＩＤを検査用コンピュータ３１へ転送して該検査用コンピュータ３１がフィーダＩＤを取得するようにしても良い。

フィーダ調整装置１１でテープフィーダ１３の調整状態を検査する場合は、該テープフィーダ１３の仕様（テープ幅、送りピッチ）に適合する検査用テープ４１（図３参照）を該テープフィーダ１３にセットする。この検査用テープ４１には、テープフィーダ１３にセットする部品供給テープと同様に、該テープフィーダ１３のスプロケット（図示せず）の歯に嵌まり込むスプロケット孔４２が所定ピッチで一列に形成されていると共に、部品実装機の吸着ノズル（図示せず）の部品吸着位置を示す吸着点マーク４３が所定ピッチで一列に形成されている。テープフィーダ１３の部品供給位置と部品吸着位置とのずれが無ければ、吸着点マーク４３の位置がテープフィーダ１３にセットした部品供給テープに収容された部品の中心と一致するように設定されている。

検査用コンピュータ３１の記憶装置３４には、各テープフィーダ１３の基準マーク２４の位置の情報がフィーダＩＤと関連付けられて登録されている。尚、基準マーク２４の位置の情報をテープフィーダ１３のバーコードラベル３５（又は電子タグ）に記録して、バーコードラベル３５（又は電子タグ）から基準マーク２４の位置の情報を読み取るようにしても良い。或は、テープフィーダ１３の制御部の不揮発性メモリに基準マーク２４の位置の情報を記憶させておき、フィーダ載置台１４上にテープフィーダ１３を載置して該テープフィーダ１３のコネクタ２２をフィーダ載置台１４のコネクタ１８に差し込み接続することで、該テープフィーダ１３の制御部から基準マーク２４の位置の情報を検査用コンピュータ３１へ転送するようにしても良い。以下の説明では、テープフィーダ１３のバーコードラベル３５にフィーダＩＤが記録され、検査用コンピュータ３１の記憶装置３４に、各テープフィーダ１３の基準マーク２４の位置の情報がフィーダＩＤと関連付けられて登録されている場合について説明する。

検査用コンピュータ３１は、検査するテープフィーダ１３のバーコードラベル３５から読み込んだフィーダＩＤと関連付けられた基準マーク２４の位置の登録情報を記憶装置３４から取得して、ＸＹ移動装置２７を駆動してカメラ２５をテープフィーダ１３の基準マーク２４を視野に収める所定の撮像位置へ移動させて該カメラ２５で該基準マーク２４を撮像する制御手段として機能すると共に、カメラ２５で撮像した画像を処理して基準マーク２４を認識して該基準マーク２４の位置を検出する画像処理手段としても機能し、更に、画像認識した基準マーク２４の位置に基づいてテープフィーダ１３の調整状態の良否を自動判定する検査手段としても機能すると共に、テープフィーダ１３の調整状態が良くないと判定したときにテープフィーダ１３の調整が必要であることを報知する報知手段としても機能する。

次に、フィーダ調整装置１１でテープフィーダ１３の調整状態を検査する手順を説明する。まず、検査するテープフィーダ１３のバーコードラベル３５からフィーダＩＤをバーコードリーダ３６で読み取って、該フィーダＩＤを検査用コンピュータ３１へ転送すると共に、該テープフィーダ１３をフィーダ載置台１４に載置して、該テープフィーダ１３のコネクタ２２をフィーダ載置台１４のコネクタ１８に差し込み接続する。この後、テープフィーダ１３に検査用テープ４１をセットして、該検査用テープ４１のスプロケット孔４２をテープフィーダ１３のスプロケットの歯に嵌め込み、該テープフィーダ１３をテープ送り動作させて該検査用テープ４１の先端を該テープフィーダ１３の先端まで送る。フィーダ載置台１４に複数のテープフィーダ１３を載置する場合は、各テープフィーダ１３毎に上述した一連の作業を行う。

一方、検査用コンピュータ３１は、バーコードリーダ３６から転送されてくるフィーダＩＤと関連付けられた基準マーク２４の位置の登録情報を記憶装置３４から読み込む。これにより、検査用コンピュータ３１は、フィーダ載置台１４に載置されたテープフィーダ１３に関する基準マーク２４の正確な位置情報を取得する。その後、検査用コンピュータ３１は、ＸＹ移動装置２７を駆動してカメラ２５をフィーダ載置台１４上のテープフィーダ１３の基準マーク２４と検査用テープ４１の吸着点マーク４３を視野に収める所定の撮像位置へ移動させて該カメラ２５で該基準マーク２４と該吸着点マーク４３を撮像して、図４に示すように、撮像画像を表示装置３３の画面に表示する。表示装置３３の画面には、基準マーク２４と吸着点マーク４３の位置ずれの許容範囲を○印Ａ，Ｂで表示する。これにより、表示装置３３の画面に表示された基準マーク２４と吸着点マーク４３の位置がそれぞれ位置ずれの許容範囲を示す○印Ａ，Ｂ内に収まっているか否かを作業者が目視でも確認できるようになっており、表示装置３３の表示画像からテープフィーダ１３の調整状態の良否を目視でも確認できるようになっている。

本実施例では、テープフィーダ１３の調整状態の検査を自動化するために、検査用コンピュータ３１は、カメラ２５で撮像した画像を処理して、基準マーク２４と吸着点マーク４３を認識して基準マーク２４の位置（基準マーク２４の中心の座標）と吸着点マーク４３の位置（吸着点マーク４３の中心の座標）を検出し、検出した基準マーク２４の位置と吸着点マーク４３の位置がそれぞれ位置ずれの許容範囲内に収まっているか否かでテープフィーダ１３の調整状態の良否を判定する。その結果、検査用コンピュータ３１は、検出した基準マーク２４の位置が位置ずれの許容範囲内に収まっていないと判定すれば、基準マーク２４の位置を調整する必要があると判断して、基準マーク２４の位置ずれの調整が必要であることを、表示装置３３の画面に警告表示したり、音声で警告し、作業者に基準マーク２４の位置を調整するように促す。この際、基準マーク２４の位置ずれ量とずれ方向を表示や音声で作業者に知らせるようにしても良い。この警告があったときには、作業者は、テープフィーダ１３の位置決めピン２０の位置を調整することで、該位置決めピン２０で位置決めされるテープフィーダ１３の位置を調整して基準マーク２４の位置を調整し、再度、上述した手順でテープフィーダ１３の調整状態を自動検査する。

また、検査用コンピュータ３１は、検出した吸着点マーク４３の位置が位置ずれの許容範囲内に収まっていないと判定すれば、吸着点マーク４３の位置を調整する必要があると判断して、吸着点マーク４３の位置ずれの調整が必要であることを、表示装置３３の画面に警告表示したり、音声で警告し、作業者に吸着点マーク４３の位置を調整するように促す。この際、吸着点マーク４３の位置ずれ量とずれ方向を表示や音声で作業者に知らせるようにしても良い。この警告があったときには、作業者は、テープフィーダ１３の１回のピッチ送り動作のテープ送り量を調整したり、或は、テープフィーダ１３のテープ送り機構（図示せず）の取付位置を調整することで、ピッチ送り動作の吸着点マーク４３の停止位置を調整し、再度、前述した手順でテープフィーダ１３の調整状態を自動検査する。

以上説明した本実施例によれば、検査用コンピュータ３１は、テープフィーダ１３のバーコードラベル３５から読み取ったフィーダＩＤと関連付けられた基準マーク２４の位置の登録情報を記憶装置３４から取得して、ＸＹ移動装置２７を駆動してカメラ２５をテープフィーダ１３の基準マーク２４を視野に収める所定の撮像位置へ移動させて該カメラ２５で該基準マーク２４を撮像するようにしたので、作業者がテープフィーダ１３の種類に応じてカメラ２５を移動させる撮像位置の情報（基準マーク２４の位置の情報）を入力する作業が不要となり、準備作業を簡単化できると共に、作業者が間違った位置情報を入力する人為的ミスの発生を防止できる。しかも、検査用コンピュータ３１によってカメラ２５の撮像画像を処理して基準マーク２４の位置を検出し、検出した基準マーク２４の位置に基づいてテープフィーダ１３の調整状態の良否を自動判定するようにしたので、テープフィーダ１３の調整状態の検査作業を自動化できると共に、目視判断を間違える人為的ミスの発生を防止できる。

しかも、本実施例では、フィーダ載置台１４に複数のフィーダを載置できるように構成したので、各テープフィーダ１３の基準マーク２４を撮像する位置にカメラ２５を順番に移動させて複数のテープフィーダ１３の調整状態を能率良く自動検査することができる。但し、本発明は、フィーダ載置台１４にテープフィーダ１３を１台のみ載置する構成としても良いことは言うまでもない。

また、本実施例では、フィーダ載置台１４に載置したテープフィーダ１３に、吸着点マーク４３が設けられた検査用テープ４１をセットしてテープ送りした状態で、検査用コンピュータ３１によって、ＸＹ移動装置２７を駆動してカメラ２５を該テープフィーダ１３の基準マーク２４と該検査用テープ４１の吸着点マーク４３を視野に収める所定の撮像位置へ移動させて該カメラ２５で該基準マーク２４と該吸着点マーク４３を撮像し、その画像を処理して基準マーク２４と吸着点マーク４３を認識して該基準マーク２４の位置と該吸着点マーク４３の位置を検出し、検出した基準マーク２４の位置と吸着点マーク４３の位置がそれぞれ位置ずれの許容範囲内に収まっているか否かでテープフィーダ１３の調整状態の良否を自動判定するようにしたので、テープフィーダ１３の基準マーク２４の位置と検査用テープ４１の吸着点マーク４３の位置を画像認識してテープフィーダ１３の調整状態を精度良く自動検査することができる。

但し、本発明は、テープフィーダ１３に部品供給テープをセットして、該部品供給テープの部品の位置を画像認識して、部品供給位置が位置ずれの許容範囲内に収まっているか否かでテープフィーダ１３の調整状態の良否を自動判定するようにしても良い。

また、フィーダ載置台１４上に載置するフィーダは、テープフィーダに限定されず、バルクフィーダ、スティックフィーダ等であっても良い。
その他、本発明は、上記実施例の構成に限定されず、例えば、フィーダ調整装置１１の構成を適宜変更しても良い等、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…フィーダ調整装置、１３…テープフィーダ、１４…フィーダ載置台、１５…ガイド溝（フィーダ支持部）、１８…コネクタ、２０…位置決めピン、２１…位置決め穴、２２…コネクタ、２４…基準マーク、２５…カメラ、２６…テープ押さえ部材、２７…ＸＹ移動装置、２８…ＸＹスライド機構、２９…Ｘ軸モータ、３０…Ｙ軸モータ、３１…検査用コンピュータ（制御手段，画像処理手段，検査手段）、３２…入力装置、３３…表示装置、３４…記憶装置、３５…バーコードラベル（識別情報記録部）、３６…バーコードリーダ（識別情報取得手段）、４１…検査用テープ、４２…スプロケット孔、４３…吸着点マーク

Claims

部品実装機から取り外されているフィーダを作業者が調整する際に使用するフィーダ調整装置において、
前記部品実装機から取り外されている前記フィーダを載置するフィーダ載置台と、
前記フィーダ載置台に載置した前記フィーダの上端面側に設けられた基準マークをその上方から撮像するカメラと、
前記カメラをＸＹ方向に移動させるＸＹ移動装置と、
前記フィーダの識別情報を取得する識別情報取得手段と、
前記識別情報取得手段で取得した前記フィーダの識別情報に基づいて前記ＸＹ移動装置を駆動して前記カメラを前記フィーダの基準マークを視野に収める所定の撮像位置へ移動させて該カメラで該基準マークを撮像する制御手段と、
前記カメラで撮像した画像を処理して前記基準マークを認識して該基準マークの位置を検出する画像処理手段と、
前記画像処理手段で検出した前記基準マークの位置に基づいて前記フィーダの調整状態の良否を判定する検査手段と、
前記検査手段が前記フィーダの調整状態が良くないと判定したときに前記フィーダの調整が必要であることを報知する報知手段と
を備えていることを特徴とするフィーダ調整装置。
前記フィーダ載置台には、前記フィーダを支持するフィーダ支持部が複数設けられ、該フィーダ載置台に複数のフィーダを載置できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィーダ調整装置。
前記フィーダは、テープフィーダであり、前記フィーダ載置台に載置した前記テープフィーダに、前記部品実装機の吸着ノズルの部品吸着位置を示す吸着点マークが設けられた検査用テープをセットしてテープ送りした状態で、前記制御手段は、前記ＸＹ移動装置を駆動して前記カメラを該テープフィーダの基準マークと該検査用テープの吸着点マークを視野に収める所定の撮像位置へ移動させて該カメラで該基準マークと該吸着点マークを撮像し、
前記画像処理手段は、前記カメラで撮像した画像を処理して前記基準マークと前記吸着点マークを認識して該基準マークの位置と該吸着点マークの位置を検出し、
前記検査手段は、前記画像処理手段で検出した前記基準マークの位置と前記吸着点マークの位置がそれぞれ位置ずれの許容範囲内に収まっているか否かで前記フィーダの調整状態の良否を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のフィーダ調整装置。