| 【発明の名称】 |
電子部品実装機における電子部品の吸着位置補正装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小倉 豊
【住所又は居所】東京都調布市国領町８丁目２番地の１ ジューキ株式会社内
【氏名】大橋 隆弘
【住所又は居所】東京都調布市国領町８丁目２番地の１ ジューキ株式会社内
|
| 【要約】 |
【課題】テープフィーダ等により順次送り出される電子部品を適正位置で吸着するための電子部品実装機における電子部品吸着補正装置を提供する。
【解決手段】テープの部品収納穴に収納された電子部品をピッチ送りするテープフィーダ１０と、搭載ヘッド６に設けられ、前記テープの部品収納穴を認識するカメラ８と、予め記憶されたテープの部品収納穴の中心基準位置と前記カメラ８による検出画像から求めた部品収納穴の中心位置との位置ずれを算出するＣＰＵと、部品収納穴の中心基準位置と部品収納穴の撮像画像を表示する表示装置１２とからなり,表示装置１２における中心基準位置と部品収納穴の中心位置の表示結果に基づいて、電子部品の吸着位置の補正を可能にした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープの部品収納穴に収納された電子部品をピッチ送りするテープフィーダと、
前記電子部品を吸着し、基板上へ搭載する複数の吸着ノズルを備えた吸着ヘッドと、
吸着ヘッドに設けられ、前記テープの部品収納穴を認識するカメラと、
予め記憶されたテープの部品収納穴の中心基準位置と前記カメラによる部品収納穴の検出画像とを表示する表示装置と
前記カメラによる部品収納穴の検出画像から部品収納穴の中心位置を求めると共に前記部品収納穴の中心基準位置と部品収納穴の中心位置との位置ズレを算出しこの位置ズレの算出結果に基づいて吸着ノズルの吸着位置座標を変更するＣＰＵと、
位置ズレ量を記憶するメモリを備えたことを特徴とする電子部品実装機における電子部品の吸着位置補正装置。
【請求項２】
前期ＣＰＵによる吸着ノズルの吸着位置座標を変更する指令を入力するスイッチ手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装機における電子部品の吸着位置補正装置
【請求項３】
部品収納穴の中心位置を部品収納穴のエッジから検出することを特徴と
する請求項１、２に記載の電子部品実装機における電子部品の吸着位置補正装置。
【請求項４】
部品収納穴の中心位置を予め撮像しておいた画像データからパターンマッチングにより中心位置を検出することを特徴とする請求項１、２に記載の電子部品実装機における電子部品の吸着位置補正装置。
【請求項５】
テープの部品収納穴に収納された電子部品をテープ送り方向にピッチ送りするテープ送りモータ部品吸着位置近傍のテープをテープ送り方向と直交する方向に移動するテープガイドを備えたテープフィーダと、
前記電子部品を吸着し、基板上へ搭載する複数の吸着ノズルを備えた吸着ヘッドと、
吸着ヘッドに設けられ、前記テープの部品収納穴を認識するカメラと、
予め記憶されたテープの部品収納穴の中心基準位置と前記カメラによる部品収納穴の検出画像から部品収納穴の中心位置を求めると共に、前記部品収納穴の中心基準位置と部品収納穴の中心位置との位置ズレを算出し、この位置ズレの算出結果に基づいてテープフィーダのピッチ送りモータ及びテープガイドを駆動するテープ送り直交モータの少なくとも一つを制御する制御部と、
位置ズレ量を記憶する記憶装置を備えたことを特徴とする電子部品実装機における電子部品の吸着位置補正装置。
|
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、テープフィーダ等により順次送り出される電子部品を適正位置で吸着する
ための電子部品実装機における電子部品吸着補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品を基板に実装する装置として、部品供給部としてのテープフィーダ
により供給される電子部品を、搭載ヘッドに備えられた吸着ノズルにより吸着して、基板
に移送し、搭載する電子部品実装機において、テープフィーダにおけるテープ収納穴内の
電子部品を認識し、電子部品の重心位置で吸着する電子部品実装機が知られている。
【特許文献１】特開平１−１５５６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１の場合、電子部品の中心位置を認識し、吸着位置を補正
しているため、電子部品全てを撮像し補正しなければならず、搭載に時間がかかり、生産
量の低下につながるという問題があった。
【０００４】
この発明の課題は、テープフィーダに取り付けるテープに設けられた送り穴間のピッチのバラツキ、送り穴と部品収納穴との間の距離のバラツキ等により生じる電子部品の吸着位置のずれがあっても、部品収納穴の中心で電子部品を安定して吸着できる電子部品の吸着位置補正装置を提供することにある。
この発明の更なる課題は、上記した従来のものに比してすべての電子部品の撮像補正を不要として、短時間に効率的に電子部品の吸着位置を正確にできる電子部品の吸着位置補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、テープの部品収納穴に収納された
電子部品をピッチ送りするテープフィーダと、
前記電子部品を吸着し、基板上へ搭載する複数の吸着ノズルを備えた吸着ヘッドと、
吸着ヘッドに設けられ、前記テープの部品収納穴を認識する認識カメラと、
前記カメラによる部品収納穴の検出画像から部品収納穴の中心位置を求めるとともに,
前記部品収納穴の中心基準位置と部品収納穴の中心位置との位置ズレを算出し,この位置
ズレの算出結果に基づいて吸着ノズルの吸着位置座標を変更する制御部と、
位置ズレ量を記憶する記憶装置を備えている。
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、予め記憶されたテープの部品収納穴の中心基準位置と前記カメラによる部品収納穴の検出画像とを表示する表示装置と、制御部による吸着ノズルの吸着位置座標を変更する指令を入力するスイッチ手段を備えている。
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、部品収納穴の中心位置を
エッジから検出するものである。
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、部品収納穴の中心位置を
予め撮像しておいて画像データからパターンマッチングにより中心位置を検出するもので
ある。
請求項５記載の発明によれば、吸着ノズルによる吸着位置の補正に代えて、テープフィーダ
のテープを移動補正することにより、吸着位置の補正を行わずに部品を正確に吸着することができるものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１から請求項５記載の発明によれば、テープ部品の架け替えの際に、電子部品の
実装機においてテープの部品収納穴の中心位置をカメラにより認識しテープの中心基準位
置とのズレを算出し補正することにより、テープ毎の停止位置にバラツキがあっても短時間に且つ効率的に電子部品をテープの部品収納穴の中心で保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施の形態を図１から図５に基づいて説明する。
図１は、この発明の吸着位置補正装置を備えた電子部品実装機の概略図であり、電子部
品実装機１は、中央部に左右方向に伸びる基板搬送路３と、電子部品実装機１の前部に配
置した部品供給部２と、電子部品実装機１に基板搬送路３を跨いで配置したＸＹ移送部５
を備えている。
【０００８】
このＸＹ移送部５には、電子部品Ｃを吸着及び基板Ｐに搭載するための吸着ヘッド６が
搭載され、吸着ヘッド６には、上下方向に移動可能で、軸方向に回転可能な複数の吸着ノ
ズル７が設けられている。
さらに、この吸着ヘッド６には、基板搬送路３上を移動する基板Ｐに設けた基板マーク
（不図示）を上方から認識する認識カメラ８が搭載されている。
また、部品供給部２の脇部の位置には電子部品Ｃを下方から認識する部品認識カメラ９
が配置されている。そして、電子部品実装機１の下方周辺部に制御部１９が配置されている。
【０００９】
この電子部品実装機１では、ＸＹ移送部５により、吸着ヘッド６がＸ−Ｙ方向に移動し、
吸着ヘッド６を部品供給部２に装着した複数のテープフィーダ１０のテープ１０Ａ（図
２参照）の電子部品収納穴１１から所望の電子部品１１Ｃを吸着する。
次にこの電子部品１１Ｃを部品認識カメラ９の位置まで移送して位置認識し、更に吸着ヘッド６を基板Ｐの所定位置まで移送し、認識カメラ８で基板Ｐに設けた基板マーク（不図示
）を認識し基板位置を求めた後電子部品を基板Ｐに装着するものである。
【００１０】
次に、この発明の電子部品の吸着位置補正装置について説明する。
この発明の電子部品の吸着位置補正装置は、前記テープ１０Ａの部品収納穴１１に収納
された電子部品１１Ｃをピッチ送りする前記テープフィーダ１０と、電子部品１１Ｃを吸着し、基板Ｐ上へ搭載する複数の吸着ノズル７を備えた吸着ヘッド６と、吸着ヘッド６に設けられ前記テープ１０Ａの部品収納穴１１を認識する認識カメラ８と、ＣＲＴ等の表示装置１２に予め記憶されたテープ１０Ａの電子部品収納穴１１の中心基準位置１１Ａの位置をマーク表示すると共に,認識カメラ８による電子部品収納穴１１の撮像画像を表示する。そして、予め記憶されたテープ１０Ａの電子部品収納穴１１の中心基準位置１１Ａ（図４参照）と前記認識カメラ８による検出画像から求めた電子部品収納穴１１の中心位置１１Ｂとの位置ずれを算出する。続いて、前記電子部品収納穴１１の中心基準位置１１Ａの座標を変更補正する指令を出力する制御部１９（図５参照）と、この位置ずれ量を記憶する記憶装置２９（図５参照）と、前記制御部１９による吸着ノズルの吸着位置座標を変更する指令を入力するスイッチ手段１３とから構成される。
【００１１】
尚,認識カメラ８は基板認識用のカメラを用いたが,部品収納穴専用に撮像する認識カメ
ラを吸着ヘッド６に設けてもよい。
又、スイッチ手段１３としては、専用の釦スイッチに代えて、キーボード２０で併用してもよい。
又、スイッチ手段１３による吸着位置座標の変更指令に代えて、制御部１９からのプログラムにより位置ズレがある場合に自動的に変更指令を出力し、自動更新するようにしてもよ
い。
【００１２】
次に作用を図３のフローチャートで説明する。
テープ部品の架け替えのために部品供給部２にテープフィーダ１０を取り付ける（ステップ１）。テープ１０Ａを取り替えると図４示すようなテープフィーダ１０では、予め記憶されたテープ１０Ａの部品収納穴１１の中心基準位置１１Ａと実際の部品収納穴１１の中心位置１１Ｂとの間で,位置ズレが生じている場合がある。
【００１３】
このため、まず、吸着ヘッド６に設けた認識カメラ８がテープ１０Ａの予め記憶された部品収納穴１１の中心基準位置に移動する（ステップ２）。次に認識カメラ８に設けた照明装置が点灯（ステップ３）、部品収納穴１１を撮像する（ステップ４）。このときの照明は、予め設定された最適な照明（不図示）により、部品収納穴１１のエッジ部が最も強調される照明パターンで照明される。次に部品収納穴１１が認識カメラ８により撮像され、この撮像画面がＣＲＴ画面に表示されると共に予め記憶されている部品収納穴１１の中心基準位置１１Ａが表示される（ステップ５）。
【００１４】
ここで、作業者が目視により部品収納穴１１の中心基準位置１１Ａを示すマークが部品収納穴１１の撮像画面における部品収納穴１１の中心位置１１Ｂと一致しているかどうかを判断する。一致していれば,予め記憶された中心基準位置１１Ａが吸着位置１１Ｂとみなされ通常の吸着動作手順に移行する（ステップ６にてＮＯ）。
一致していなければ、作業者は,スイッチ手段１３を押す（ステップ６にてＹＥＳ）。
ＣＰＵは、この部品収納穴１１の検出画像から、部品収納穴１１の中心位置１１Ｂを算出し、その中心位置をＣＲＴに追加表示する（ステップ７）。
【００１５】
この部品収納穴１１の中心位置１１Ｂの検出は、部品収納穴１１の各辺の濃淡からエッジを検出し、各辺のエッジ位置から各辺の最小二乗法による直線を求め４交点を算出し、４点
の平均から部品収納穴１１の中心位置１１Ｂを求める検出方法により行う。また、この検出方法に代えて、エッジデータから部品収納穴１１の面積に基づく重心演算により部品収納穴
１１の中心を求める検出方法。或いは部品収納穴１１のサイズが予め既知である場合には、部品収納穴１１のパターンデータを登録し、パターンマッチングにより部品収納穴１１の中心位置１１Ｂを求める検出方法。を採用してもよい。
【００１６】
次に、制御部１９は、前記予め記憶された部品収納穴１１の基準中心位置１１Ａと認識カメラ８により撮像された部品収納穴１１の検出画像から検出した部品収納穴１１の中心位置１１Ｂとの位置ズレを算出する。
制御部１９は、吸着位置座標としての基準中心位置１１Ａの座標の変更を行う（ステップ８）。制御部１９は認識カメラ８を部品収納穴１１の上方から退避させた後、吸着ヘッド６を移動し吸着ノズルを電子部品の上方に移動する。
その後、実装機の動作指令を行えば,制御部１９から吸着ヘッド６に対して、先に算出した位置ズレ量に基づく吸着位置補正座標としての基準中心位置１１Ａの座標に基づいて吸着ノズル７は、テープの部品収納穴１１の基準中心位置１１Ａ上方に配置され、その後吸着ノズル７がＺ軸モータ２１により下降し、部品Ｃを吸着した後、上昇して電子部品を部品収納穴１１から取り出す。
この状態で、認識カメラ９にて部品Ｃの位置認識をし（既知の方法にて実施）、実装する基板上まで移送し、電子部品の装着動作を行う。
【００１７】
（実施形態２）
次に請求項５に記載の発明の実施の形態について説明する。
この請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４に記載の発明が、制御部により算出さ
れた前記予め記憶された部品収納穴の基準中心位置と認識カメラ８により撮像された部品収納
穴の検出画像から検出した部品収納穴の中心位置との位置ズレ量を吸着ノズルの移動補正に用
いるのに代えて、この位置ズレ量をテープフィーダにおける吸着部近傍のテープの移動補正に
用いる発明である。
このため、請求項５に記載の発明の構成は、請求項１から４記載の発明の構成に比べてに
テープフィーダ及び前記位置ずれ量に応じて吸着ノズルを制御する部分の構成が異なり、その
他の構成は同じなのでその詳細な説明は省略する。
【００１８】
図６は、この発明の実施の形態のテープフィーダ４６の先端部分を示す要部斜視図である。
（このフィーダは制御信号用端子４５側を図１の電子部品実装機１の基板搬送路３側に配置する）
図６において、３４はテープフィーダの先端部分の基台、３５は基台３４上に設けたテー
プガイドで、基台３４上にテープの送り方向に直交する方向に移動可能に支持されている。
この基台３４上にはテープ送り直交モータ３６が設置され、このテープ送り直交モータ３６
にはボールネジ３７が設けられている。
このボールネジ３７にボールネジナット３８が嵌合されており、ボールネジナット３８は
前記テープガイド３５の下面に固定されている。
３９はテープピッチ送りモータで、テープガイド３５の下面に設けらている。このテープ
ピッチ送りモータ３９にはスプロケット４０が設けてあり、一部がテープガイド３５のガイ
ド面に表出するように構成されている。
４１は電子部品の収納する部品収納穴４２を形成した電子部品テープで、側方にはスプロ
ケット４０の送りピン４３と噛み合う孔４４が形成されている。
４５は装着装置側の制御部からの制御信号を受信する制御信号用端子である。
図８は図５「この発明の実施形態の制御ブロック図」にテープ送り直交モータ３６とテープピッチ
送りモータ３９と制御信号用端子４５が付加された制御ブロック図である。
【００１９】
次に請求項５記載の発明の実施の形態の作用を説明する。
作用の説明は図７「この発明の他の実施形態に係る吸着位置補正のフローチャート」により行う。
テープ部品の架け替えのために部品供給部にテープフィーダを取り付ける（ステップ１１）。
テープフィーダには,予め記憶されたテープの部品収納穴４２の中心基準位置と実際の部品収納穴
４２の中心位置との間で,位置ズレが生じている場合がある。
【００２０】
このため、まず、吸着ヘッド６に設けた認識カメラ８がテープ４１の予め記憶された部品収
納穴４２の中心基準位置に移動する（ステップ１２）。次に認識カメラ８に設けた照明装置が点灯
（ステップ１３）し、部品収納穴４２を照射する。このときの照明は、予め設定された照明の組合
せにより、部品収納４２のエッジ部が最も強調される照明パターンで照明される。次に部品収納穴４２
が認識カメラ８により撮像され（ステップ１４）、この撮像画面がＣＲＴ画面に表示されると共に予め記憶されている部品収納穴４２の中心基準位置４２Ｃ（図４の１１Ａ位置に相当）が合成され表示される。
【００２１】
制御部は、この部品収納穴４２の検出画像から、部品収納穴４２の中心位置４２Ｄ（図４の１１Ｂ位置に相当）を算出し、その中心位置をＣＲＴ１２に表示する。（ステップ１５）
ここで、中心基準位置４２Ｃと中心位置４２Ｄとが一致しているかどうか判断する（ステップ
１６）。一致していれば（ステップ１６のＮｏ）、吸着位置の補正はないとして終了する。
一致していなければ、吸着位置の補正ありとされ（ステップ１６のＹｅｓ）、中心基準位置Ｄの座標が計算され、記憶装置２９に格納され、そしてＣＲＴ１２に表示される（ステップ１７）。
この部品収納穴４２の中心位置４２Ｄの検出は、部品収納穴４２の各辺の濃淡からエッジを検出し、
各辺のエッジ位置から各辺の最小二乗法による直線を求め４交点を算出し、４点の平均から部
品収納穴２２の中心位置を求める検出方法により行う。また、この検出方法に代えて、エッジデ
ータから部品収納穴４２の面積に基づく重心演算により部品収納穴４２の中心を求める検出方
法。或いは部品収納穴４２のサイズが予め既知である場合には、部品収納穴４２のパターンデ
ータを登録し、パターンマッチングにより部品収納穴４２の中心を求める検出方法を採用して
もよい。
【００２２】
ついで、テープフィーダ側の補正を行うか或いは吸着ヘッドの補正を行うかが判断される（ス
テップ１８）。吸着ヘッドの補正を行う場合（Ｎｏ）には、終了となり吸着ヘッドによる補正のルー
チンへ移行する。 そして、テープフィーダ側による補正が行われる場合に、制御部１９は、前記予め記憶部２９に記憶された部品収納穴４２の基準中心位置４２Ｃと認識カメラ８により撮像された部品収納穴４２の検出画像から検出した部品収納穴４２の中心位置４２Ｄとの位置ズレ量を算出し記憶装置２９へ格納する。
そして、制御部１９は、吸着位置座標としての基準中心位置の座標の変更を行う（ステップ１９）。
つまり、中心位置４２Ｄの座標を基準中心位置４２Ｃの座標に入れ替える。
【００２３】
その後、制御部１９からテープフィーダの制御信号用端子４５に対して、先に算出した位置ズレ量に基づく吸着位置座標としての基準中心位置の座標変更補正に基づいた補正信号が入力され、補正信号に基いて、テープ送り直交モーター３６及びテープピッチ送りモータ３９が駆動する。テープ送り直交モータの駆動によりボールネジ３７が回転しボールネジナット３８が位置ズレ量分テープ送り方向と直交する方向に補正送りされ、これによりテープガイド３５、テープ４１も位置ズレ量分テープ送り方向と直交する方向に補正送りされる。また、テープピッチ送りモータ３９の駆動により、スプロケット４０が回転しスプロケット４０を介してテープ４１が位置ズレ量分テープガイド３５上を補正ピッチ送りされる。
この実施の形態によれば、テープの部品収納穴４２２の中心で電子部品を吸着できるので、常に安定した位置で電子部品を吸着できる。
また、この補正は、テープフィーダの架け替え時に複数個のテープの部品収納穴４２２に関して行えばよいので、毎回電子部品の重心位置を認識し、補正する装置に比べて、電子部品
搭載時間の短縮が図れ、生産効率が向上する。
【００２４】
以上説明したように、請求項１から請求項４記載の発明によれば、テープ部品の架け替けかえの際に、テープ毎の位置決め誤差や、テープの送り穴の誤差によるテープの電子部品収納穴の
ズレがあっても、電子部品収納穴のズレを検出し、吸着ノズルが電子部品収納穴の中心位置
を確実に捉えることができるので、電子部品を安定して保持できるという効果がある。また、
請求項５記載の発明によれば電子部品収納穴位置を修正するため同時吸着が崩れないので吸着
効率を悪化させないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施形態に係る電子部品吸着位置補正装置を備えた電子部品実装機の概略斜視図
【図２】電子部品のテープへの収納状態を示す斜視図
【図３】この発明の実施形態に係る吸着位置補正方法のフローチャート
【図４】電子部品のテープへの収納状態を示す平面図
【図５】この発明の実施形態の制御ブロック図
【図６】この発明の他の実施形態に係るテープフィーダの要部斜視図
【図７】この発明の他の実施形態に係る吸着位置補正のフローチャート
【図８】この発明の他の実施形態の制御ブロック図
【符号の説明】
【００２６】
１０ テープフィーダ
１０Ａ テープ
１１ 部品収納穴
１１Ｃ 電子部品
１１Ａ（４２Ｃ） 部品収納穴の中心基準位置
１１Ｂ（４２Ｄ） 部品収納穴の中心位置
６ 吸着ヘッド
８ 認識カメラ
１２ 表示装置
１３ スイッチ手段
１９ 制御部
２９ 記憶装置
３６ テープ送り直交モータ
３９ テープピッチ送りモータ
４５ 制御信号用端子
４６ 他の実施形態のテープフィーダ
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３３９９
【氏名又は名称】ジューキ株式会社
【住所又は居所】東京都調布市国領町８丁目２番地の１
|
| 【出願日】 |
平成１６年８月３０日（２００４．８．３０） |
| 【代理人】 |
|
| 【公開番号】 |
特開２００５−１０１５８６（Ｐ２００５−１０１５８６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年４月１４日（２００５．４．１４） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−２４９９３２（Ｐ２００４−２４９９３２） |
|