(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を保持するノズルと、前記ノズルに保持された部品の姿勢を認識する認識カメラと、部品の認識カメラで撮像可能な面を照明する照明手段と、前記認識カメラにて撮像可能な面上の認識カメラの視野内において、ノズルに保持された部品の移動経路の両側の位置に固定して配設された反射板と、反射板の照度を認識カメラで測定する測定手段と、照度の測定結果と予め設定された照度範囲とを比較する手段とを備えたことを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
照明手段で照明された部品の画像と反射板による反射光を同時に認識カメラで取り込み、部品の姿勢を認識するとともに照度の測定結果と予め設定された照度範囲とを比較す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】
測定手段による照度の測定結果が所定の範囲外であるときに警告を発生する警告手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の部品実装装置。
【請求項４】
測定手段による照度の測定結果が所定値となるように照明手段の輝度を補正する手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の部品実装装置。
【請求項５】
照明手段の輝度を補正しても測定結果が所定値とならないときに警告を発生する警告手段を備えた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】
照明手段の輝度の補正量が予め設定された値を越えたときに警告を発生する警告手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の部品実装装置。
【請求項７】
反射板の少なくとも２角を認識カメラの視野内に存在させ、認識カメラから得られる画像上の２角の距離を測定する距離測定手段と、距離測定手段から得られた値と予め登録されている反射板のサイズから認識カメラの倍率のキャリブレーションを行うキャリブレーション手段を設けたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品などの部品を基板上に実装する部品実装方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子回路基板の高密度化、高機能化、集積回路電子部品の大型化が進み、それに伴い電子部品実装装置の高精度化が求められている。このため、電子部品の実装に際して電子部品の高精度の認識、補正が必要となり、そのために電子部品を照明する照度を定められた値に設定すること、及び認識カメラの倍率を正確に測定し記憶しておくことが必要である。
【０００３】
従来の電子部品実装装置の概略構成を示す図１０において、図中Ａ方向に回転する回転テーブル２１の周囲に取付けられたノズル２２は、認識カメラ２３位置で停止するように構成されている。その認識カメラ２３部の詳細を示す図１１において、認識カメラ２３位置で停止したノズル２２の先端に治具２４を吸着させ、認識カメラ２３により得られる治具２４の画像から認識カメラ２３の倍率を求め、カメラ倍率記憶部２５に記憶させている。また、治具２４の照度を照度測定部２６により測定し、予め定められた値となるように輝度コントロール部２７で照明手段２８の輝度を設定している。
【０００４】
なお、図１０において、３１、３２はＺ軸方向に移動可能な部品供給テーブルで、それぞれに複数の部品供給ユニット３３が搭載され、任意の電子部品をノズル２２に供給できるように構成されている。また、３４は電子部品を実装する基板、３５は基板３４を実装位置に位置決めするＸＹテーブルである。また、図１１において、３６は、一対のミラー３６ａ、３６ｂを備えた鏡構造体であり、ノズル２２に吸着された電子部品や治具２４の画像を認識カメラ２３に入力させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では予め認識カメラ２３の倍率を測定して記憶し、また電子部品を照明する照明手段２８の輝度を予め定められた値に設定しているが、周囲の温度変化や経時的な変化により認識カメラ２３の倍率や照明手段２８の輝度が変化し、正確な認識が行えなくなるという問題がある。
【０００６】
また、照明手段２８は一般的に徐々に輝度が低下し、最終的には発光が停止するという特徴があり、一旦発光が停止したときには設備の稼働率が低下してしまい、また再測定を行うには設備を一旦停止させ、ノズル２２の先端に治具２４を吸着させる必要があり、設備の稼働率の低下を招くという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ノズルの先端に治具を吸着させることなく、設備の稼働率の低下を防ぎながら、照明手段の輝度を測定でき、また認識カメラの倍率を測定して所定値に設定できる部品実装装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品実装装置は、部品を保持するノズルと、前記ノズルに保持された部品の姿勢を認識する認識カメラと、部品の認識カメラで撮像可能な面を照明する照明手段と、前記認識カメラにて撮像可能な面上の認識カメラの視野内において、ノズルに保持された部品の移動経路の両側の位置に固定して配設された反射板と、反射板の照度を認識カメラで測定する測定手段と、照度の測定結果と予め設定された照度範囲とを比較する手段とを備えたものであり、反射板の照度を認識カメラで測定することにより、ノズルの先端に治具を吸着させることなく照明手段の輝度を測定して予め設定された照度範囲と比較することができ、照明が停止する前に照度低下を知ることができるので、設備の稼働率を低下させることなく適切に照明手段のメンテナンスを行うことができる。また、その反射板がノズルに保持された部品の移動経路の両側に配設されているので、ノズルに保持された部品と干渉することなく、照明手段の輝度を測定することができる。そのため、照明手段で照明された部品の画像と反射板による反射光を同時に認識カメラで取り込み、部品の姿勢を認識するとともに照度の測定結果と予め設定された照度範囲とを比較することもできる。
【００１０】
また、測定手段による照度の測定結果が所定の範囲外であるときに警告を発生する警告手段とを備えると、照度が低下すると警告が発せられ、照明が停止する前に照度低下を知ることができ、設備の稼働率を低下させることなく適切に照明手段のメンテナンスを行うことができる。
【００１１】
また、上記測定手段の測定結果が所定値となるように照明手段の輝度を補正する手段を備えると、輝度を所定値に維持することができる。さらに、照明手段の輝度を補正しても測定結果が所定値とならないときに、または照明手段の輝度の補正量が予め設定された値を越えたときに、警告を発生する警告手段を備えると、輝度を所定値に維持しつつ適宜に設定された限界になると警告を発せられるので、適切にメンテナンスを行うことができる。
【００１２】
また、反射板の少なくとも２角を認識カメラの視野内に存在させ、認識カメラから得られる画像上の２角の距離を測定する距離測定手段と、距離測定手段から得られた値と予め登録されている反射板のサイズから認識カメラの倍率のキャリブレーションを行うキャリブレーション手段を設けると、倍率を常に精度良く所定値に維持することができ、高精度の認識ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の部品実装装置の各実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態を図１〜図３を参照して説明する。図１において、１は回転テーブル部であり、その外周部に配設されたノズル２を図中Ａ方向に間欠回転させるように構成されている。３は反射板であり、ノズル２に吸着された電子部品を認識する認識カメラ４の視野内に写る位置で、かつ認識カメラ４の視野中心から回転テーブル部１の回転方向とは直角方向に離れた位置に固定されており、回転テーブル部１が回転した場合でもノズル２と干渉しないように構成されている。また、図２に示すように、認識視野１６の短辺側に反射板３が位置するように構成することにより、実質的な認識視野サイズが減少しないようにすることができる。図２において、２０はノズル２にて吸着された電子部品の画像の例である。
【００１５】
５は照明手段であり、ノズル２に吸着された電子部品及び反射板３を下方から照明するように配設されている。照明手段５の例としては、ＬＥＤや光ファイバーで導かれたハロゲンランプ光があげられる。この照明手段５にて照明された電子部品及び反射板３の下方からの像が、一対のミラー１５ａ、１５ｂを有する鏡構造体１５を通って回転テーブル部１の側方に下向きに配設された認識カメラ４に入力するように構成されている。
【００１６】
認識カメラ４で得られた画像は画像処理装置６に送られ、反射板３の照度が測定される。画像処理装置６は、照度測定部７と、予め設定された必要な照度範囲を記憶する記憶部８と、測定結果と予め設定された照度範囲を比較して所定範囲内にないときに警告発生部１０に信号を出力するコントロール部９にて構成されている。かくして、図３に示すように、照度測定部７による測定結果が予め設定された範囲内にない時に、警告発生部１０より警告が発せられる。１１は照明手段５の輝度をコントロールする輝度コントロール部である。
【００１７】
以上の構成により、照明手段５の輝度変化を検出して警告を発することにより、不正確な電子部品認識を防止することができる。また、照度測定部７による測定は、認識カメラ４に取り入れられた部品の画像による部品姿勢の認識と同時に行うことができる。なお、照度測定は部品認識毎に行ってもよいが、適当な時間間隔毎に行うようにしてもよく、さらに部品の姿勢認識とは別に行うようにしてもよい。
【００１８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を図４〜図７を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００１９】
図４において、１２は照明手段５の輝度を補正する輝度補正部であり、コントロール部９から測定結果の照度値と予め設定された照度値の比較信号が入力され、輝度コントロール部１１に補正信号を出力する。
【００２０】
以上の構成において、図５に示すように、認識カメラ４で得られた画像は画像処理装置６へ送られ、照度測定部７にて反射板３の照度が測定される。その結果、予め定められた値より低い場合は輝度補正部１２により照明輝度を大きくする。また逆に予め定められた値より高い場合は輝度補正部１２により照明輝度を小さくする。また、好適には、図６に示すように、輝度補正部１２により補正を行っても予め定められた値に補正できない場合は警告発生部１０により警告を発生する。
【００２１】
以上のように、本実施形態では照明手段５の輝度が変化した場合に補正を行い、輝度を一定の値とすることにより電子部品の正確な認識が可能となり、補正できない場合は警告が発せられる。
【００２２】
また、図７に示すように、輝度補正部１２による補正量が予め定められた値以上になったとき、照明手段５の寿命警告として警告発生部１０より警告を発生するようにすることもできる。これにより、照明手段５の寿命の前に予め交換することが可能となり、設備稼働率の低下を防止することができる。
【００２３】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を図８、図９を参照して説明する。なお、第２の実施形態と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００２４】
図８において、画像処理装置６に、照度測定部７とともに認識カメラ４からの画像が入力される距離測定部１３が設けられている。本実施形態における反射板３は、図９に示すように、認識カメラ４の視野内に２角が写るように配置され、距離測定部１３は反射板３の２角の距離を測定するように構成されている。１４は認識カメラ４の倍率のキャリブレーション部で、距離測定部１３の測定結果と、記憶部８に予め登録されている反射板３の２角の間の距離値が入力され、距離の測定結果と予め登録されている距離値に応じて認識カメラ４の倍率のキャリブレーションを行うように構成されている。
【００２５】
本実施形態によれば、認識カメラ４の倍率を常に適正に維持することができ、正確な認識を確保することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の部品実装装置によれば、以上のように部品をノズルで保持し、保持した部品を認識し、補正を行って基板上に実装する部品実装において、認識カメラの視野内に反射板を固定してその照度を認識カメラで測定するようにしたので、ノズルの先端に治具を吸着させることなく、またその反射板がノズルに保持された部品の移動経路の両側に配設されているので、ノズルに保持された部品と干渉することなく、照明手段の輝度を測定することができ、照明が停止する前に照度低下を知ることができ、設備の稼働率を低下させることなく適切に照明手段のメンテナンスを行うことができる。また、照明手段で照明された部品の画像と反射板による反射光を同時に認識カメラで取り込むこともでき、部品の姿勢を認識するとともに照度の測定結果と予め設定された照度範囲とを比較することもできる。また、測定結果が所定の範囲外であるときに警告手段にて警告を発生するようにすると、照度低下を確実に知ることができる。
【００２７】
また、上記測定手段の測定結果が所定値となるように照明手段の輝度を補正する手段とを備えると、輝度を所定値に維持することができる。さらに、照明手段の輝度を補正しても測定結果が所定値とならないときに、または照明手段の輝度の補正量が予め設定された値を越えたときに、警告を発生する警告手段を備えると、輝度を所定値に維持しつつ適宜に設定された限界になると警告を発せられるので、適切にメンテナンスを行うことができる。
【００２８】
また、反射板の少なくとも２角を認識カメラの視野内に存在させ、認識カメラから得られる画像上の２角の距離を測定する距離測定手段と、距離測定手段から得られた値と予め登録されている反射板のサイズから認識カメラの倍率のキャリブレーションを行うキャリブレーション手段を設けると、倍率を常に精度良く所定値に維持することができ、高精度の認識ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部品実装装置の第１の実施形態の概略構成図である。
【図２】同実施形態における認識カメラ視野と反射板の位置関係の説明図である。
【図３】同実施形態における動作フロー図である。
【図４】本発明の部品実装装置の第２の実施形態の概略構成図である。
【図５】同実施形態における第１の動作フロー図である。
【図６】同実施形態における第２の動作フロー図である。
【図７】同実施形態における第３の動作フロー図である。
【図８】本発明の部品実装装置の第３の実施形態の概略構成図である。
【図９】同実施形態における認識カメラ視野と反射板の位置関係の説明図である。
【図１０】従来例の部品実装装置の全体概略構成を示す平面図である。
【図１１】同従来例の認識カメラ部の概略構成図である。
【符号の説明】
１  回転テーブル部
２  ノズル
３  反射板
４  認識カメラ
５  照明手段
１０  警告発生部
１１  輝度コントロール部
１３  距離測定部
１４  キャリブレーション部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003655750.tif 000009
【図９】
0003655750.tif 000010
【図１０】
0003655750.tif 000011
【図１１】
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