JPH08148888A

JPH08148888A - 部品実装装置

Info

Publication number: JPH08148888A
Application number: JP6283903A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Hirate; 利昌平手; Fumiaki Takeuchi; 文章竹内; Kazuhide Inoue; 和英井上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-11-18
Filing date: 1994-11-18
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】部品供給部にて取得した部品の画像を取込む
ようにしたものにあって、部品の大きさに関わらず正確
な部品認識を行う。【構成】実装ヘッド２５に回転部２７を設けると共
に、その回転部２７の先端部に吸装着ノズル２８，２９
を設ける。吸装着ノズル２８の途中部に透過光源３０を
設け、吸装着ノズル２９の途中部に反射板３１を設け
る。実装ヘッド２５の側方に、ラインセンサ３２，レン
ズ系３３，ミラー３４及び反射光源３５，ビームスプリ
ッタ３６を有する撮像装置２６を一体に設ける。ライン
センサ３２は、部品Ｐを取得した吸装着ノズル２８，２
９が矢印ａ方向に回転移動されている途中において、部
品ＰのＸ軸方向に細長い切断画像を、所定間隔で連続的
に取込み、ビジョンコントローラは、その画像データに
基づいて部品Ｐの位置を検出する。部品Ｐのサイズに応
じて透過光源３０と反射光源３５とを使い分ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品等の部品を基
板に自動的に装着する部品実装装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の部品実装装置を上面か
ら見た図を概略的に示している。ここで、ベース１上に
は、左右方向（Ｘ軸方向）に延びて基板搬送路２が設け
られ、その中央部に、基板３が停止される基板バックア
ップ部が設けられている。また、基板搬送路２の近傍に
は、複数個のテープフィーダ４（２個のみ図示）をＸ軸
方向に並んで有する部品供給部５が設けられている。

【０００３】さらに、前記基板バックアップ部と部品供
給部５との間には、図１１にも示すように、ＣＣＤカメ
ラ等のエリアセンサ６が設けられている。一方、図１１
に示すように、ベース１の上方には、吸装着ノズル７に
より部品Ｐを吸着して搬送するための実装ヘッド８が設
けられている。また、この実装ヘッド８には、吸着した
部品Ｐに上方から投光するための、透過光源としてのリ
ング照明９が設けられている。この実装ヘッド８は、図
示しないＸＹロボットにより、Ｘ軸及びＹ軸方向に自在
に移動されるようになっている。

【０００４】上記した各機構は、図示しない制御装置に
より実装プログラム等に基づいて制御され、これにて、
実装ヘッド８は、所定のテープフィーダ４から部品Ｐを
吸着により取得し、これを基板３まで搬送してその所定
の部品装着点に装着する作業を繰返し実行するようにな
っている。

【０００５】このとき、実装ヘッド８は、部品Ｐの搬送
途中において、前記エリアセンサ６の上方で停止し、こ
こで吸装着ノズル７による部品Ｐの取得状態が撮影され
る。図１３には、この際の撮影画像Ｖの例を示してお
り、部品Ｐ部分が暗部（便宜上ハッチングを付して示
す）とされるようになっている。そして、その画像情報
に基づいて部品吸着位置のＸ，Ｙ，θ（回転）方向の位
置ずれ量が検出され、もって、基板３への部品装着時の
位置補正が行われて高精度な装着作業が行われるように
なっている。尚、部品Ｐの撮影のための光源としては、
図１２に示すような反射光源１０もあるが、このような
反射照明系は、反射面の状態によって光量が変化するな
どの事情があって画像処理に手間がかかるため、上述の
ような透過照明系の方が画像処理の速度の面で有利であ
り、透過照明系を用いることが一般的に行われていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
技術の進歩に伴って部品Ｐも極めて小形化してきてお
り、吸装着ノズル７による吸着時に、吸装着ノズル７の
一部が部品Ｐの外形からはみ出してしまうほど小形の部
品Ｐも存在する。ところが、このように吸装着ノズル７
の一部が部品Ｐの外形からはみ出した場合、エリアセン
サ６による撮影画像Ｖが、図１４に示すように、部品Ｐ
からはみ出した吸装着ノズル７の影が余分に付加された
ものとなってしまい、正確に部品認識ができなくなって
しまう虞があった。

【０００７】また、別の問題点として、上記のようなエ
リアセンサ６を用いたものでは、部品Ｐの画像の取込み
のために、エリアセンサ６の上方で部品Ｐを一旦停止さ
せなければならないため、部品Ｐの搬送に要する時間が
長くなり、ひいては部品装着作業時間が長くなる不具合
があった。尚、部品Ｐには各種のサイズのものがあるの
で、それに対応するために予め視野の大きなエリアセン
サを使用しており（図１３，図１４参照）、このため、
不必要な画像領域が大きくなってデータ転送や画像処理
のデータ量が多くなってしまい処理効率が悪くなる事情
もあった。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、部品供給部にて取得した部品の画像を
取込むようにしたものにあって、部品の大きさに関わら
ず正確な部品認識を行うことができる部品実装装置を提
供するにある。また、本発明の別の目的は、それに加え
て、部品認識に要する時間の短縮化を図ることができる
部品実装装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の部品
実装装置は、電子部品等の部品の吸装着を行う吸装着ノ
ズルを有する実装ヘッドを、部品供給部と装着対象物と
の間を自在に移動させながら、前記部品を前記装着対象
物に装着する作業を実行するものであって、前記吸装着
ノズルの先端に吸着された部品の画像を取込む撮像装置
と、この撮像装置の画像取込み時に前記部品を前記吸装
着ノズル側から照明するための透過光源と、前記撮像装
置の画像取込み時に前記部品を前記吸装着ノズルとは反
対側から照明するための反射光源と、前記撮像装置から
の画像データに基づいて前記吸装着ノズルに対する部品
位置を検出する位置検出手段とを具備するところに特徴
を有する。

【００１０】この場合、前記透過光源と反射光源とを、
部品サイズに応じて使い分けるように構成すれば効果的
である（請求項２の発明）。また、前記透過光源を基端
側に有する吸装着ノズルと、前記反射光源の光を反射す
る反射板を基端側に有する吸装着ノズルとを、前記実装
ヘッドに対して交換可能に取付けるように構成しても良
い（請求項３の発明）。

【００１１】そして、前記実装ヘッドを、回転駆動機構
によって水平軸を中心に回転する回転部に、複数個の吸
装着ノズルを放射方向に並んで備えて構成すると共に、
前記撮像装置を、前記実装ヘッドの側方に一体的に設け
ることができる（請求項４の発明）。

【００１２】この場合、前記撮像装置を、前記吸装着ノ
ズルが取得している部品の切断画像を取込むラインセン
サを備えて構成し、前記吸装着ノズルの回転移動中にお
いてその移動方向に複数回の画像の取込みを行うように
すれば、より一層効果的であり（請求項５の発明）、さ
らには、前記吸装着ノズルの回転角度と、その吸装着ノ
ズルが取得している部品の形状サイズとから、ラインセ
ンサによる画像取込みの開始及び終了のタイミングを決
定する手段を設けることもできる（請求項６の発明）。

【００１３】

【作用】吸装着ノズルにより吸着された部品を撮影する
場合の照明としては、透過照明系と反射照明系とが考え
られ、このうち透過照明系の方が反射照明系よりも画像
処理速度の面で有利な事情がある。ところが、吸装着ノ
ズルが部品の外形からはみ出るような場合において、透
過照明系を用いると撮影画像に余分な影が生ずる欠点が
ある。これに対し、反射照明系を用いれば、吸装着ノズ
ルが部品の外形からはみ出した場合でも、部品と吸装着
ノズルのはみ出し部分との反射光の光量は顕著に異なっ
てくるため、部品のみを識別することが容易となる。

【００１４】本発明の請求項１の部品実装装置によれ
ば、撮像装置の画像取込み時に部品を吸装着ノズル側か
ら照明するための透過光源と、撮像装置の画像取込み時
に部品を吸装着ノズルとは反対側から照明するための反
射光源とを具備するので、透過光源と反射光源とを必要
に応じて使い分けることが可能となる。

【００１５】この場合、吸装着ノズルが部品の外形から
はみ出す虞があるのは、部品サイズが小さい場合なの
で、前記透過光源と反射光源とを、部品サイズに応じて
使い分けるように構成すれば（請求項２の発明）、吸装
着ノズルが部品の外形からはみ出す虞がないようなサイ
ズの部品に関しては透過光源を用い、小さいサイズの部
品に関しては反射光源を用いることにより、画像処理の
速度面での有利さを享受しつつ、吸装着ノズルのはみ出
しにも対応することができる。

【００１６】また、透過光源を基端側に有する吸装着ノ
ズルと、前記反射光源の光を反射する反射板を基端側に
有する吸装着ノズルとを、前記実装ヘッドに対して交換
可能に取付けるように構成すれば（請求項３の発明）、
透過光源と反射光源との使い分けを簡単に行うことがで
きる。

【００１７】そして、請求項４の部品実装装置によれ
ば、吸装着ノズルは、実装ヘッドに対して回転されると
共に、撮像装置は、実装ヘッドの側方に一体的に設けら
れているので、撮像装置により、実装ヘッドに対して相
対速度が零の状態で、吸装着ノズルが側方を向いた状態
における部品の画像取込みを行うことができる。従っ
て、撮像装置により、実装ヘッドの移動速度や位置に関
係なく、必要な画像取込みを行うことができるようにな
る。また、複数個の吸装着ノズルが実装ヘッドに設けら
れているので、１個の実装ヘッドにあっても各種の吸装
着ノズルを備えたり、一度に複数個の部品を搬送するこ
とができる。

【００１８】この場合、前記撮像装置を、吸装着ノズル
が取得している部品の切断画像を取込むラインセンサを
備えると共に、前記吸装着ノズルの回転移動中において
その移動方向に複数回の画像の取込みを行うように構成
すれば（請求項５の発明）、吸装着ノズルを停止させな
くてもその回転移動中に画像取込みを行うことができ
る。また、ラインセンサにより、切断画像方向に高分解
での画像取込みが可能となる。

【００１９】さらに、このとき、吸装着ノズルの回転角
度と、その吸装着ノズルが取得している部品の形状サイ
ズとから、ラインセンサによる画像取込みの開始及び終
了のタイミングを決定する手段を設けるようにすれば
（請求項６の発明）、切断方向とは直交する方向に関す
る画像取込みの範囲を、部品の形状サイズに対応した小
さいものとすることができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例（請求項１〜６
に対応）について、図１乃至図７を参照しながら説明す
る。まず、図６及び図７は本実施例に係る部品実装装置
１１の外観構成を示している。この部品実装装置１１
は、ベース１２上に、装着対象物である図示しない基板
を搬送するための基板搬送路１３、電子部品Ｐ（図３参
照）を供給するための部品供給部１４、前記基板に対す
る部品Ｐの装着作業を行う部品装着機構１５を備えて構
成されていると共に、それら各機構を制御するマイコン
などからなる制御装置１６（図２にのみ図示）を備えて
いる。

【００２１】そのうち基板搬送路１３は、ベース１２上
を左右方向（Ｘ軸方向）に延びて設けられ、図示しない
ベルトコンベア機構を有して構成されている。このベル
トコンベア機構により、基板は、基板搬送路１３の右端
部の搬入位置から左端部の搬出位置まで搬送されるよう
になっている。そして、図示はしないが、この基板搬送
路１３の途中（中央）部位には、基板が停止されると共
にその底面が下方から支持される基板バックアップ部が
設けられている。この基板バックアップ部により基板に
対する部品装着作業が可能となり、従って、この基板バ
ックアップ部が装着作業部として機能するようになって
いる。

【００２２】一方、前記部品供給部１４は、前記基板搬
送路１３の手前側に位置して設けられ、左右方向（Ｘ軸
方向）に延びる取付ベース１４ａに、部品種類の異なる
複数個の部品供給装置例えばテープフィーダ１７を着脱
可能に備えて構成されている。周知のように、このテー
プフィーダ１７は、多数個のチップ形の電子部品Ｐを長
尺なテープに保持してなり、その電子部品Ｐを１個ずつ
先端部（基板搬送路１３側）の部品供給位置に供給する
ようになっている。

【００２３】そして、前記部品装着機構１５は、後述す
る移動体１８を、ＸＹ移動機構（ＸＹロボット）１９に
よりベース１２の上方をＸ軸，Ｙ軸方向に自在に移動さ
せるように構成されている。周知のように、ＸＹ移動機
構１９は、前記移動体１８をＸ軸ＬＭガイド２０に沿っ
て自在に移動させるＸ軸移動ユニット２１を、Ｙ軸ＬＭ
ガイド２２に沿って自在に移動させるように構成されて
いる。尚、部品実装装置１１の前面部には、操作パネル
２３やモニタ２４等が設けられている。

【００２４】さて、前記移動体１８について、図１乃至
図３も参照して述べる。この移動体１８は、フレーム１
８ａ内に、実装ヘッド２５及び撮像装置２６を備えて構
成されている。このうち実装ヘッド２５は、図１及び図
２に示すように、前記フレーム１８ａに支持された上下
に延びるヘッド基部２５ａの下部に、側部に突出する回
転部２７を有すると共に、この回転部２７の先端部に、
この場合上方及び下方に指向する２個の吸装着ノズル２
８，２９を有して構成されている。

【００２５】前記回転部２７は、例えばヘッド基部２５
ａ内に設けられた図示しない回転駆動機構により、前記
ヘッド基部２５ａに対して、水平方向（Ｘ軸方向）に延
びる回転軸Ｏを中心に矢印ａ方向に自在に回転するよう
になっている。そして、前記吸装着ノズル２８，２９
は、図示しない昇降機構により、前記回転部２７に対し
て上下動されるようになっていると共に、図示しない圧
力調整機構に接続されている。

【００２６】これにて、前記各吸装着ノズル２８，２９
は、回転軸Ｏを中心にして相互に１８０度の間隔を存し
て放射方向に指向し、回転部２７の回転に伴ってＹＺ平
面に沿って矢印ａ方向に回転されるようになっている。
そして、吸装着ノズル２８，２９の下向きの状態で、そ
の先端部にて、前記部品供給部１４における部品Ｐの吸
着、及び、前記装着作業部（基板）における部品Ｐの装
着が行われるようになっているのである。

【００２７】そして、本実施例では、一方の吸装着ノズ
ル２８の途中部には、先端部側に向けて投光を行うため
の、例えばＬＥＤをリング状に有してなり透過照明系を
構成する透過光源３０が設けられている。また、他方の
吸装着ノズル２９の途中部には、後述する反射光源等と
共に反射照明系を構成する反射板３１が設けられてい
る。この場合、透過光源３０を有する吸装着ノズル２８
と、反射板３１を有する吸装着ノズル２９とは、回転部
２７に対して着脱可能に取付けられており、取外して自
在に交換できるように構成されている。

【００２８】一方、前記撮像装置２６は、前記吸装着ノ
ズル２８，２９に対して図１で左側に並ぶように位置さ
れ、下向きに設けられたラインセンサ３２、レンズ系３
３およびミラー３４を備えると共に、その右側に位置し
てランプ等の反射光源３５及びその下方にビームスプリ
ッタ３６を備えて構成されている。

【００２９】このうちビームスプリッタ３６は、回転部
２７の先端側部分の後方（図１で左側）に位置して、斜
め４５度の角度で設けられており、前記反射光源３５か
ら発せられた光を図１で右方に向けて反射すると共に、
図１で右方からの反射光あるいは透過光を透過するよう
になっている。そして、前記ミラー３４は、前記ビーム
スプリッタ３６を透過した反射光あるいは透過光を、上
方に向けて９０度の角度で折返すようになっている。

【００３０】この場合、後述するように、ラインセンサ
３２は、部品Ｐを取得した吸装着ノズル２８，２９が矢
印ａ方向に回転移動されている途中の側方（図１で左
方）を向いている状態で、部品ＰのＸ軸方向に細長い切
断画像（主走査画像データ）を、副走査方向に所定間隔
で連続的に取込むようになっている。そして、このライ
ンセンサ３２の取込んだ画像データは、図２に示すよう
に、位置検出手段としてのビジョンコントローラ３７に
入力され、もって部品Ｐの位置（吸装着ノズル２８，２
９の正規の位置に対する部品ＰのＸ軸，Ｙ軸，θ（回
転）方向の位置ずれ量）が検出されるようになっている
のである。

【００３１】以上の構成において、前記制御装置１６
は、予め入力される基板上の部品装着位置及び部品供給
部１４の部品供給位置のデータや、制御プログラムなど
に従って、実装ヘッド２５により、部品供給部１４の所
定の部品Ｐを吸装着ノズル２８，２９の吸着により取得
し、これを基板バックアップ部上にセットされている基
板まで搬送し、その基板の所定の部品装着位置に装着す
る作業を繰返し実行するようになっている。

【００３２】このとき、本実施例では、実装ヘッド２５
は、部品Ｐを取得するにあたって、部品Ｐのサイズに応
じて前記吸装着ノズル２８，２９を使い分けるようにな
っている。即ち、部品Ｐのサイズが所定の大きさ以上の
ものに対しては、透過光源３０を有する吸装着ノズル２
８を使用し、それより小さなものに対しては、反射板３
１を有する吸装着ノズル２９を使用するようになってい
る。

【００３３】そして、後の作用説明でも述べるように、
吸装着ノズル２８，２９が部品Ｐを取得して矢印ａ方向
に１８０度回転する際に、撮像装置２６によりその部品
Ｐの画像取込みが行われるのであるが、このとき、吸装
着ノズル２８を使用した場合（部品Ｐが比較的大きいサ
イズの場合）には、透過光源３０が点灯され、吸装着ノ
ズル２９を使用した場合（部品Ｐが比較的小さいサイズ
の場合）には、反射光源３５が点灯されるようになって
いる。

【００３４】このように撮像装置２６による部品Ｐの画
像取込みが行われてビジョンコントローラ３７による部
品Ｐの位置検出が行われると、前記制御装置１６は、検
出された部品Ｐの位置（Ｘ軸，Ｙ軸，θ方向の位置ずれ
量）に基づいて、基板に対するその部品Ｐの装着位置を
補正するように構成されている。さらに、本実施例で
は、撮像装置２６（ラインセンサ３２）による画像取込
みの開始及び終了のタイミングが、吸装着ノズル２８，
２９の回転角度と、制御装置１６に記憶された部品Ｐの
形状サイズとに基づいて算出されるようになっている。
尚、２個の吸装着ノズル２８，２９を用いて順次部品Ｐ
を吸着し、それらを２個の部品Ｐを一度に搬送すること
も可能である。

【００３５】次に、上記構成の作用について述べる。図
３（ａ）〜（ｆ）は、吸装着ノズル２８よる部品Ｐ（こ
の場合比較的大きいサイズの部品Ｐ）の取得及びその際
の撮像装置２６による画像取込みの様子を順に示すもの
である。まず、実装ヘッド２５（移動体１８）がＸＹ移
動機構１９により移動されて、下向き姿勢で停止された
吸装着ノズル２８が部品供給位置の上方に停止すると
（図３（ａ））、昇降機構により、その吸装着ノズル２
８が下降され（図３（ａ）に二点鎖線で示す）、部品Ｐ
を吸着した後再び元の位置まで上昇する（図３
（ｂ））。

【００３６】１個の部品Ｐの取得が終了すると、実装ヘ
ッド２５（撮像装置２６を含む移動体１８）が、前記部
品Ｐの装着位置へ移動されあるいは次の部品Ｐを取得す
べく部品供給位置へ移動され、これと共に、回転駆動機
構により回転部２７が矢印ａ方向に１８０度回転され
る。そして、この吸装着ノズル２８の回転移動中（図３
（ｃ），（ｄ），（ｅ）参照）に、撮像装置２６による
吸装着ノズル２８が取得している部品Ｐの画像取込みが
行われる。

【００３７】この画像取込みを行うにあたっては、吸装
着ノズル２８に設けられている透過光源３０が点灯され
ると共に、吸着されている部品Ｐが、ビームスプリッタ
３６の側方を通る際に、ラインセンサ３２が、吸装着ノ
ズル２８の回転角度に対応した同期信号に従って複数回
動作され、もって、部品ＰのＸ軸方向に延びる切断画像
が、部品Ｐに対する位置を所定間隔で変化させながら連
続的に複数回取込まれるのである。この際の画像取込み
の開始及び終了のタイミングは、吸装着ノズル２８の回
転角度と予め判明している部品Ｐの形状サイズ（長さ寸
法）とに基づいて決定される。つまり、トータルで部品
Ｐ全体の画像を取込むことができ、しかも副走査方向に
最小範囲にて画像の取込みが行われるのである。

【００３８】ラインセンサ３２により得られた画像デー
タは、ビジョンコントローラ３７に送られて、フレーム
メモリ内に書込まれる。図４（ａ）は、このときのフレ
ームメモリ内の画像Ｖのイメージを模式的に示したもの
で、副走査方向に狭い範囲の画像データが得られ、部品
Ｐに対応した部分が暗部（便宜上ハッチングを付して示
す）として検出されるようになる。また、図４（ｂ）に
は、図４（ａ）のｂ−ｂ線に沿う画素における位置と照
度との関係を示している。

【００３９】ビジョンコントローラ３７は、この画像デ
ータから画像処理を行い、吸装着ノズル２８の正規の位
置に対する部品ＰのＸ軸，Ｙ軸，θ方向の位置ずれ量を
検出するのである。尚、引続いて吸装着ノズル２９によ
る部品Ｐの取得を行う場合には、図３（ｆ）に示すよう
に、他方の吸装着ノズル２９が下向き姿勢で停止し、こ
の状態から、次の部品Ｐの吸着が同様に行われる。

【００４０】ところで、部品Ｐが極めて小さなものであ
る場合、上述のような透過光源３０を用いると、吸装着
ノズルの一部が部品Ｐの外形からはみ出してしまい、正
確に部品認識ができなくなってしまう虞がある（図１４
参照）。これに対し、反射照明系を用いれば、吸装着ノ
ズルが部品Ｐの外形からはみ出した場合でも、部品Ｐと
吸装着ノズルのはみ出し部分との反射光の光量は顕著に
異なってくるため、部品Ｐのみを識別することが容易と
なる。

【００４１】そこで、本実施例では、部品Ｐのサイズが
小形の場合には、吸装着ノズル２９を用いて部品Ｐの取
得が行われると共に、部品Ｐの画像取込み時に、反射光
源３５が点灯されるようになっている。この画像取込み
も、回転部２７の回転中に同様に行われるのであるが、
ラインセンサ３２により得られた画像データは、図５
（ａ）に示すようになり、部品Ｐの下面に対応した部分
が明部として検出されるようになる。また、図５（ｂ）
には、図５（ａ）のｃ−ｃ線に沿う画素における位置と
照度との関係を示しており、ここでは、部品Ｐの下面の
うち電極の部分（図５（ａ）に破線で示す）の明度がよ
り高くなっている。

【００４２】ビジョンコントローラ３７は、今度は明度
が高い部分を部品Ｐの画像として画像処理（エッジ検
出）を行い、部品Ｐの位置を認識する。このときには、
透過照明系の場合と異なり、図５（ｂ）のように反射度
合のばらつきが生じてしまうので、予め各部品Ｐの下面
の状態による反射度合のばらつきを記憶し、これを考慮
して部品Ｐの位置認識を行うようになっているのであ
る。

【００４３】このような本実施例によれば、透過光源３
０と反射光源３５との双方を具備すると共に、それらを
部品Ｐのサイズに応じて使い分けるように構成したの
で、吸装着ノズル２９が部品Ｐからはみ出す事情があっ
ても、吸装着ノズル２９のはみ出しに対応して正確な部
品Ｐの位置認識を行うことができる。この結果、部品Ｐ
の大きさに関わらず正確な部品認識を行うことができる
ものである。比較的大きいサイズの部品Ｐに関しては透
過光源３０を用いるので、画像処理の速度面での有利さ
を享受することができる。

【００４４】また、透過光源３０を有する吸装着ノズル
２８と、反射板３１を有する吸装着ノズル２９とを、実
装ヘッド２５に対して交換可能に取付けるように構成し
たので、装着すべき部品Ｐの種類など必要に応じて透過
光源３０と反射光源３５との使い分けを簡単に行うこと
ができるといった利点を得ることができる。

【００４５】そして、本実施例では、吸装着ノズル２
８，２９をヘッド基部２５ａに対して回転させるように
設けると共に、撮像装置２６を実装ヘッド２５の側方に
一体的に設けるようにしたので、撮像装置２６により、
実装ヘッド２５に対して相対速度が零の状態で、部品Ｐ
の画像取込みを行うことができるようになった。従っ
て、従来のような部品Ｐの移動中にエリアセンサ６の上
方で部品Ｐを一旦停止させなければならなかったものと
異なり、実装ヘッド２５の移動速度や位置に関係なく、
実装ヘッド２５の移動中であっても撮像装置２６により
必要な画像取込みを行うことができるようになった。こ
の結果、部品認識に要する時間が短縮化され、部品Ｐの
搬送に要する時間ひいては部品装着作業時間を大幅に短
縮することができるものである。

【００４６】さらに、本実施例では、撮像装置２６を部
品Ｐの切断画像を取込むラインセンサ３２等から構成し
たので、吸装着ノズル２８，２９を例えば横方向９０度
の位置に停止させなくても、その回転移動中に画像取込
みを行うことができ、より効率的に画像取込みを行うこ
とができる。また、ラインセンサ３２は、ＣＣＤカメラ
等のエリアセンサと比べて一方向（切断画像方向）の画
素数が遥かに多いので、高分解での画像取込みが可能と
なり、位置検出精度ひいては実装精度を向上することが
できる。

【００４７】このとき、ラインセンサ３２による画像取
込みの開始及び終了のタイミングを、吸装着ノズル２
８，２９の回転角度と、その吸装着ノズル２８，２９が
取得している部品Ｐの形状サイズとから決定するように
したので、不必要な部分の画像取込みを極力少なくする
ことができて、画像データの量を少なく済ませることが
でき、画像処理時間の短縮化も図ることができるもので
ある。

【００４８】尚、上記実施例においては、吸装着ノズル
２８，２９が９０度真横（図３（ｄ）の状態）に来たと
きに、部品Ｐとの焦点が合うようにラインセンサ３２の
光学系が調整されるのであるが、このとき、ほとんどの
場合問題はないが、特に大きな部品の場合には、部品の
端部では画像のぼけが生ずる虞もある。このようなぼけ
が生ずる虞のある場合には、吸装着ノズル２８の回転時
に吸装着ノズル２８を回転部２７に対して上下動（出没
方向の移動）させるように構成すれば、常に焦点の合っ
た画像取込みを行うことができる。

【００４９】図８及び図９は本発明の第２の実施例を示
すものである。この実施例においては、実装ヘッドに回
転自在に設けられた回転部４１に、４個の吸装着ノズル
４２（Ａ），４２（Ｂ），４２（Ｃ），４２（Ｄ）が放
射状に９０度間隔で設けられている。各吸装着ノズル４
２には、リング照明からなる透過光源４３が夫々設けら
れている。さらに、４個の吸装着ノズル４２を含む回転
部４１全体が、実装ヘッドのヘッド主部に対して、昇降
機構により上下動されるように設けられているのであ
る。

【００５０】一方、撮像装置２６は、上記第１の実施例
と同様に、下向きに設けられたラインセンサ３２、レン
ズ系３３およびミラー３４を備えると共に、その右側に
位置してランプ等の反射光源３５及びその下方にビーム
スプリッタ３６を備えて構成され、実装ヘッドの側方に
一体的に設けられているのである。

【００５１】この実施例においては、４個の吸装着ノズ
ル４２により順次連続的に部品Ｐを取得するようにして
おり、その間に、ラインセンサ３２により各吸装着ノズ
ル４２の取得している部品Ｐの画像取込みを行うように
している。即ち、まず回転部４１全体が吸装着ノズル４
２（Ａ）の下向き状態で下降して所定の部品Ｐを取得す
ると、回転部４１の上昇後、矢印ａ方向に９０度回転す
る。これにて、図８に示すように吸装着ノズル４２
（Ａ）は左真横を向くと共に、次の吸装着ノズル４２
（Ｂ）が下向き状態となる。

【００５２】次に、回転部４１が下降して吸装着ノズル
４２（Ｂ）により次の部品Ｐを取得するのであるが、そ
の上下動の間に、図９に示すように、ラインセンサ３２
により吸装着ノズル４２（Ａ）の取得している部品Ｐの
画像取込みが行われるのである。この動作を順次繰返す
ことにより、各吸装着ノズル４２（Ａ），４２（Ｂ），
４２（Ｃ），４２（Ｄ）による部品Ｐの取得が、連続的
に行われると共に、各吸装着ノズル４２（Ａ），４２
（Ｂ），４２（Ｃ）が取得した部品Ｐの画像取込みが順
に行われるのである。

【００５３】最後に、吸装着ノズル４２（Ｄ）による部
品Ｐの取得が行われると、回転部４１が９０度回転した
状態（吸装着ノズル４２（Ａ）の下向き状態）で実装ヘ
ッドは装着作業部に移動され、吸装着ノズル４２（Ａ）
から順に部品装着作業が行われるのであるが、この吸装
着ノズル４２（Ａ）による部品装着時（下降時）におい
て、前記吸装着ノズル４２（Ｄ）が取得している部品Ｐ
の画像取込みが行われるのである。

【００５４】そして、このような画像取込みの際に、部
品Ｐのサイズに応じて、吸装着ノズル４２が部品Ｐの外
形からはみ出す虞がないようなサイズの部品）に関して
は透過光源４３が用いられ、吸装着ノズル４２がはみ出
す虞のあるような小さいサイズの部品Ｐに関しては反射
光源３５が用いられるというように、透過光源４３と反
射光源３５とが使い分けられるのである。

【００５５】かかる第２の実施例においても、上記第１
の実施例と同様に、透過光源３０と反射光源３５との双
方を部品Ｐのサイズに応じて使い分けるように構成した
ので、部品Ｐの大きさに関わらず正確な部品認識を行う
ことができるものである。そして、実装ヘッドの移動速
度や位置に関係なく、ラインセンサ３２により必要な画
像取込みを行うことができるようになり、部品Ｐの認識
に要する時間ひいては部品装着作業時間の大幅な短縮化
の効果を得ることができる。さらに、部品Ｐの装着作業
部に向けての搬送を一度に４個ずつ行うことができると
共に、その間の部品Ｐの取得，装着の作業の間に無駄時
間なく効率的に画像取込みを行うことができ、部品搬送
時間のより一層の短縮化を図ることができるものであ
る。

【００５６】尚、上記各実施例においては、吸装着ノズ
ルを複数個設けるようにしたが、本発明は吸装着ノズル
が１個の場合にも適用することが可能であり、また、吸
装着ノズルを複数個設ける場合でも、必ずしも一度に全
ての吸装着ノズルを使用しなくても良い。

【００５７】そして、上記各実施例では、撮像装置にラ
インセンサを採用するようにしたが、ＣＣＤカメラ等の
エリアセンサを採用することも可能である。この場合、
部品をエリアセンサに対して停止させる必要があるが、
エリアセンサと部品との相対速度を零とすることができ
るから、部品の搬送中（実装ヘッドの移動中）に画像取
込みを行うことができ、やはり作業時間の短縮化を図る
ことができる。

【００５８】その他、部品供給手段としてはテープフィ
ーダに限らず、スティックフィーダやトレイを採用して
も良く、さらには、基板搬送路により基板を搬送するも
のに限らず、基板を１枚ずつ装着作業部にセットするよ
うに構成しても良いなど、本発明は要旨を逸脱しない範
囲内で適宜変更して実施し得るものである。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
によれば次のような優れた効果を奏するものである。即
ち、請求項１の部品実装装置によれば、部品供給部にて
取得した部品の画像を取込むようにしたものにあって、
撮像装置の画像取込み時に部品を吸装着ノズル側から照
明するための透過光源と、撮像装置の画像取込み時に部
品を吸装着ノズルとは反対側から照明するための反射光
源とを具備したので、透過光源と反射光源とを必要に応
じて使い分けることが可能となり、その結果、部品の大
きさに関わらず正確な部品認識を行うことができるもの
である。

【００６０】この場合、吸装着ノズルが部品の外形から
はみ出す虞があるのは、部品サイズが小さい場合なの
で、前記透過光源と反射光源とを、部品サイズに応じて
使い分けるように構成すれば（請求項２の部品実装装
置）、吸装着ノズルが部品の外形からはみ出す虞がない
ようなサイズの部品に関しては透過光源を用い、小さい
サイズの部品に関しては反射光源を用いることにより、
画像処理の速度面での有利さを享受しつつ、吸装着ノズ
ルのはみ出しにも対応することができる。

【００６１】また、透過光源を基端側に有する吸装着ノ
ズルと、前記反射光源の光を反射する反射板を基端側に
有する吸装着ノズルとを、前記実装ヘッドに対して交換
可能に取付けるように構成すれば（請求項３の部品実装
装置）、透過光源と反射光源との使い分けを簡単に行う
ことができ、より使い勝手に優れるものとなる。

【００６２】そして、請求項４の部品実装装置によれ
ば、それに加えて、吸装着ノズルは、実装ヘッドに対し
て回転されると共に、撮像装置は、実装ヘッドの側方に
一体的に設けられているので、撮像装置により、実装ヘ
ッドに対して相対速度が零の状態で、吸装着ノズルが側
方を向いた状態における部品の画像取込みを行うことが
できる。従って、撮像装置により、実装ヘッドの移動速
度や位置に関係なく、必要な画像取込みを行うことがで
きるようになり、部品認識に要する時間の短縮化を図る
ことができる。また、複数個の吸装着ノズルが実装ヘッ
ドに設けられているので、１個の実装ヘッドにあっても
各種の吸装着ノズルを備えたり、一度に複数個の部品を
搬送することができる。

【００６３】この場合、前記撮像装置を、吸装着ノズル
が取得している部品の切断画像を取込むラインセンサを
備えると共に、前記吸装着ノズルの回転移動中において
その移動方向に複数回の画像の取込みを行うように構成
すれば（請求項５の部品実装装置）、吸装着ノズルを停
止させなくてもその回転移動中に画像取込みを行うこと
ができる。また、ラインセンサにより、切断画像方向に
高分解での画像取込みが可能となり、短時間で高精度の
部品認識が可能となる。

【００６４】さらに、このとき、吸装着ノズルの回転角
度と、その吸装着ノズルが取得している部品の形状サイ
ズとから、ラインセンサによる画像取込みの開始及び終
了のタイミングを決定する手段を設けるようにすれば
（請求項６の部品実装装置）、切断方向とは直交する方
向に関する画像取込みの範囲を、部品の形状サイズに対
応した小さいものとすることができ、より一層の部品認
識に要する時間の短縮化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、実装ヘッ
ドの要部部分を示す側面図

【図２】実装ヘッド部分及び関連部分の構成を概略的に
示す図

【図３】部品取得時の吸装着ノズルの動作を順に示す概
略的側面図

【図４】透過光源を用いた場合のフレームメモリ内の画
像のイメージを模式的に示す図（ａ）とそのｂ−ｂ線に
沿う画素における位置と照度との関係を示す図（ｂ）

【図５】反射光源を用いた場合のフレームメモリ内の画
像のイメージを模式的に示す図（ａ）とそのｃ−ｃ線に
沿う画素における位置と照度との関係を示す図（ｂ）

【図６】部品実装装置の概略的側面図

【図７】部品実装装置の概略的正面図

【図８】本発明の第２の実施例を示す要部の側面図

【図９】画像取込み時の様子を示す要部の側面図

【図１０】従来例を示すもので、部品実装装置の概略的
平面図

【図１１】透過照明系を示す概略的正面図

【図１２】反射照明系を示す概略的正面図

【図１３】撮影画像のイメージを模式的に示す図

【図１４】吸装着ノズルのはみ出しがある場合の撮影画
像のイメージを模式的に示す図

【符号の説明】

図面中、１１は部品実装装置、１２はベース、１３は基
板搬送路、１４は部品供給部、１５は部品装着機構、１
６は制御装置、１８は移動体、１９はＸＹ移動機構、２
５は実装ヘッド、２５ａはヘッド基部、２６は撮像装
置、２７，４１は回転部、２８，２９，４２は吸装着ノ
ズル、３０，４３は透過光源、３１は反射板、３２はラ
インセンサ、３４はミラー、３５は反射光源、３６はビ
ームスプリッタ、３７はビジョンコントローラ（位置検
出手段）、Ｐは電子部品を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品等の部品の吸装着を行う吸装着
ノズルを有する実装ヘッドを、部品供給部と装着対象物
との間を自在に移動させながら、前記部品を前記装着対
象物に装着する作業を実行する部品実装装置において、前記吸装着ノズルの先端に吸着された部品の画像を取込
む撮像装置と、この撮像装置の画像取込み時に前記部品を前記吸装着ノ
ズル側から照明するための透過光源と、前記撮像装置の画像取込み時に前記部品を前記吸装着ノ
ズルとは反対側から照明するための反射光源と、前記撮像装置からの画像データに基づいて前記吸装着ノ
ズルに対する部品位置を検出する位置検出手段とを具備
することを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】前記透過光源と反射光源とは、部品サイ
ズに応じて使い分けられるように構成されていることを
特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
【請求項３】前記吸装着ノズルは、前記透過光源を基
端側に有するものと、前記反射光源の光を反射する反射
板を基端側に有するものとがあり、前記実装ヘッドに対
して交換可能に取付けられるように構成されていること
を特徴とする請求項１または２記載の部品実装装置。
【請求項４】前記実装ヘッドは、回転駆動機構によっ
て水平軸を中心に回転する回転部に、複数個の吸装着ノ
ズルを放射方向に並んで備えていると共に、前記撮像装
置は、前記実装ヘッドの側方に一体的に設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
部品実装装置。
【請求項５】前記撮像装置は、前記吸装着ノズルが取
得している部品の切断画像を取込むラインセンサを備え
てなり、前記吸装着ノズルの回転移動中においてその移
動方向に複数回の画像の取込みを行うように構成されて
いることを特徴とする請求項４記載の部品実装装置。
【請求項６】前記吸装着ノズルの回転角度と、その吸
装着ノズルが取得している部品の形状サイズとから、ラ
インセンサによる画像取込みの開始及び終了のタイミン
グを決定する手段を具備することを特徴とする請求項５
記載の部品実装装置。