(57)【要約】【課題】部品認識装置において、光学系やレンズを小さくして撮像手段の視野を狭くしたり、レンズの明るさを暗くするなどの性能劣化を招くことなく、通常の大きさのレンズを採用しながらヘッドユニットの高さを低くして装置全体をコンパクトにし、装置の省スペース化を図る。【解決手段】吸着ノズル６ａから下方に向かう光の方向を吸着ノズル６ａの下方から側方に向かう方向に変更する第１光路変更部８ｃと、この側方に向かう光の方向をさらに変更して、水平面８ｈに対して所定の仰角で上方に向かうように光の方向を変更する第２光路変更部８ｄと、撮像手段８ｈとを備えている【選択図】図３
2008166552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットに設けられ、ヘッドユニットが吸着ノズルに吸着された電子部品を部品供給部から目的位置まで搬送している間に、吸着ノズルにおける電子部品の吸着状態を撮像して画像認識する部品認識装置であって、
撮像時、上記吸着ノズルの下方に位置し、吸着ノズルから下方に向かう光の方向を吸着ノズルの下方から側方に向かう方向に変更する第１光路変更部と、
この側方に向かう光の方向をさらに変更して、水平面に対して所定の仰角で上方に向かうように光の方向を変更する第２光路変更部と、
この第２光路変更部により変更された光の方向に配置され、第１光路変更部と第２光路変更部とを介して吸着ノズルに吸着された電子部品の下面を撮像する撮像手段と、
を備えていることを特徴とする部品認識装置。
【請求項２】
上記第１光路変更部は、吸着ノズルから下方に向かう光の方向を略水平側方に約９０度変更することを特徴とする請求項１に記載の部品認識装置。
【請求項３】
上記第１光路変更部は、鏡もしくはプリズムで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の部品認識装置。
【請求項４】
上記第２光路変更部は、鏡もしくはプリズムで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の部品認識装置。
【請求項５】
上記ヘッドユニットは、複数の吸着ノズルを列状に備え
上記第１光路変更部と、第２光路変更部と、撮像手段とは、吸着ノズル列と概ね平行に移動可能に設けられたスキャンユニットに一体に設けられ、
このスキャンユニットが、吸着ノズル列に沿って移動することにより、スキャンユニットに設けられた撮像手段が、照明された電子部品の下面を撮像するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の部品認識装置。
【請求項６】
上記撮像手段は、ラインセンサで構成され、
このラインセンサの撮像素子は、スキャンユニットの吸着ノズル列に沿った移動にともなって撮像素子上において上記電子部品の像が移動する移動方向に対して略直交する方向になるように水平方向に対して傾いて配列されていることを特徴とする請求項５に記載の部品認識装置。
【請求項７】
電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットを備え、吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してから、この電子部品を基板上に実装する表面実装機であって、
吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の部品認識装置を備えていることを特徴とする表面実装機。
【請求項８】
電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットを備え、吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してから、この電子部品を検査手段に移載して各種検査を行う部品試験装置であって、
吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の部品認識装置を備えていることを特徴とする部品試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の吸着ノズルによる吸着状態を画像認識する部品認識装置と、このような部品認識装置を備えた表面実装機および部品試験装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子部品の表面実装機あるいは部品試験装置は、移動可能なヘッドユニットに搭載された吸着ノズルにより電子部品を吸着して目的位置まで搬送するように構成されているが、このような表面実装機あるいは部品試験装置として、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する部品認識装置がヘッドユニットに搭載されているものが従来知られている。
【０００３】
このような表面実装機あるいは部品試験装置は、一般に、部品認識装置として撮像手段と、照明手段と、鏡などの光路変更手段とが一体に設けられ、ヘッドユニットに対して相対移動可能に構成されたスキャンユニットを備えており、このスキャンユニットが、吸着ノズル列に沿って概ね平行に移動することにより、光路変更手段を介してスキャンユニットに設けられた撮像手段が、電子部品の下面を撮像するように構成されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、吸着ノズルから下方に向かう光の方向を吸着ノズルの下方から側方に向かう方向に変更する第１光路変更部と、この側方に向かう光の方向をさらに変更する第２光路変更部とを備え、第１光路変更部の下方に照明手段を設けて、撮像手段で吸着ノズルに吸着された電子部品の下面を撮像するように構成された実装機における部品認識装置の技術が開示されている。
【０００５】
このような部品認識装置は、部品吸着位置から装着位置へのＸＹ移動と同時に部品認識が行えるので、実装時間短縮に有利な機構である。
【特許文献１】特開平８−３２２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の実装機における部品認識装置の技術では、吸着ノズルの下方に、照明手段と、鏡などの光路変更手段とを設けなければならず、ヘッドユニットの位置を高くする必要があった。そのため部品実装装置全体が大型化してしまうという不具合があった。
【０００７】
また、この問題を解決するために、光学系やレンズを小さくして、吸着ノズルの下方の光学系と照明手段との部分を薄くしようとすると、撮像手段の視野が狭くなったり、レンズの明るさが暗くなるなどの性能劣化を招くという問題があった。
【０００８】
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、光学系やレンズを小さくして撮像手段の視野を狭くしたり、レンズの明るさを暗くするなどの性能劣化を招くことなく、スキャンカメラの吸着ノズル下方の部分を薄くして、ヘッドユニットの高さを低く、装置全体をコンパクトにすることができる部品認識装置、表面実装機および部品試験装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明にかかる部品認識装置は、電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットに設けられ、ヘッドユニットが吸着ノズルに吸着された電子部品を部品供給部から目的位置まで搬送している間に、吸着ノズルにおける電子部品の吸着状態を撮像して画像認識する部品認識装置であって、撮像時、上記吸着ノズルの下方に位置し、吸着ノズルから下方に向かう光の方向を吸着ノズルの下方から側方に向かう方向に変更する第１光路変更部と、この側方に向かう光の方向をさらに変更して、水平面に対して所定の仰角で上方に向かうように光の方向を変更する第２光路変更部と、この第２光路変更部により変更された光の方向に配置され、第１光路変更部と第２光路変更部とを介して吸着ノズルに吸着された電子部品の下面を撮像する撮像手段と、を備えていることを特徴とする部品認識装置である。
【００１０】
本発明の部品認識装置によれば、第２光路変更部により水平面に対して所定の仰角で上方に向かうように変更された光の方向に撮像手段が配置されるので、撮像手段を、第２光路変更部よりも下方に延設することが避けられる。その結果、光学系やレンズを小さくして撮像手段の視野を狭くしたり、レンズの明るさを暗くするなどの性能劣化を招くことなく、通常の大きさのレンズを採用した状態で、ヘッドユニットの高さを低くして装置全体をコンパクトにし、装置の省スペース化を図ることができるようになる。
【００１１】
ここで、上記第１光路変更部は、吸着ノズルから下方に向かう光の方向を略水平側方に約９０度変更し、上記第２光路変更部は、第１光路変更部からの光の方向をさらに約９０度変更することが好ましい。
【００１２】
このようにすれば、第１光路変更部と、第２光路変更部とが光の方向を約９０度変更するので、適度な角度の光路変更と適度な大きさの視野とが得られる。
【００１３】
また、上記第１光路変更部は、鏡もしくはプリズムで構成されていることが好ましい。
【００１４】
このようにすれば、第１光路変更部が、鏡もしくはプリズムで構成されているので、第１光路変更部について安価な光学系を実現することができる。
【００１５】
また、上記第２光路変更部も、鏡もしくはプリズムで構成されていることが好ましい。
【００１６】
このようにすれば、第２光路変更部が、鏡もしくはプリズムで構成されているので、第２光路変更部についても安価な光学系を実現することができる。
【００１７】
さらに、上記ヘッドユニットは、複数の吸着ノズルを列状に備え、上記第１光路変更部と、第２光路変更部と、撮像手段と、照明手段とは、吸着ノズル列と概ね平行に移動可能に設けられたスキャンユニットに一体に設けられ、このスキャンユニットが、吸着ノズル列に沿って移動することにより、スキャンユニットに設けられた照明手段が、それぞれの吸着ノズルに吸着された電子部品の下面を照明するとともに、スキャンユニットに設けられた撮像手段が、照明された電子部品の下面を撮像するように構成されていることが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、上述の第１光路変更部と、第２光路変更部と、撮像手段と、照明手段とがスキャンユニットに一体に設けられ、このスキャンユニットが吸着ノズル列と概ね平行に移動することができるので、列状の複数の吸着ノズルを撮像可能な部品認識装置において、光学系やレンズを小さくすることなく、ヘッドユニットの高さを低くして装置全体をコンパクトにし、装置の省スペース化を図ることができるようになる。
【００１９】
また、上記撮像手段は、ラインセンサで構成され、このラインセンサの撮像素子は、スキャンユニットの吸着ノズル列に沿った移動にともなって撮像素子上において上記電子部品の像が移動する移動方向に対して略直交する方向になるように水平方向に対して傾いて配列されていることが好ましい。
【００２０】
このようにすれば、ラインセンサの撮像素子が、スキャンユニットの吸着ノズル列に沿った移動にともなって撮像素子上において電子部品の像が移動する移動方向に対して略直交する方向になるように水平方向に対して傾いて配列されているので、取り込んだ画像が歪みのない画像になる。その結果、取り込んだ画像に対して時間をかけて画像処理をする必要がなくなるので、実装効率が低下しない。
【００２１】
また、上記課題を解決するための本発明にかかる表面実装機は、電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットを備え、吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してから、この電子部品を基板上に実装する表面実装機であって、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えていることを特徴とする表面実装機である。
【００２２】
本発明の表面実装機によれば、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えているので、光学系やレンズを小さくすることなく、ヘッドユニットの高さを低くして表面実装機全体をコンパクトにし、表面実装機の省スペース化を図ることができるようになる。
【００２３】
また、上記課題を解決するための本発明にかかる部品試験装置は、電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットを備え、吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してから、この電子部品を検査手段に移載して各種検査を行う部品試験装置であって、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えていることを特徴とする部品試験装置である。
【００２４】
本発明の部品試験装置によれば、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えているので、光学系やレンズを小さくすることなく、ヘッドユニットの高さを低くして部品試験装置全体をコンパクトにし、部品試験装置の省スペース化を図ることができるようになる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、第２光路変更部により水平面に対して所定の仰角で上方に向かうように変更された光の方向に撮像手段が配置されるので、撮像手段を、第２光路変更部よりも下方に延設することが避けられる。その結果、光学系やレンズを小さくして撮像手段の視野を狭くしたり、レンズの明るさを暗くするなどの性能劣化を招くことなく、通常の大きさのレンズを採用した状態で、ヘッドユニットの高さを低くして装置全体をコンパクトにし、装置の省スペース化を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。図１は、本発明の実施の形態に係る表面実装機１の概略の構成を示す平面図であり、図２は、表面実装機１の概略の構成を示す側面図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係る部品認識装置８の構成を示す側面図であり、図４は、部品認識装置８の構成を示す正面図である。また、図５は、部品認識装置８の構成を示す平面図である。
【００２７】
図１と図２とに示すように、本発明の実施の形態に係る表面実装機１は、電子部品２を基板３に実装する装置であって、基台１ａ上に配置されて基板３を搬送する基板搬送手段４と、この基板搬送手段４の両側に配置され、複数の電子部品２を供給する部品供給部５と、この部品供給部５から電子部品２を吸着することが可能な吸着ノズル６ａを有する実装用ヘッド６を担持して部品供給部５と基板３との間を移動可能なヘッドユニット７と、実装用ヘッド６の吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２の吸着状態を画像認識する手段としての部品認識装置８（図３）とを備えている。
【００２８】
上記基板搬送手段４は、基台１ａ上において基板３を図１の右側から左側へ搬送する一対のコンベア４ａ、４ａを有しており、このコンベア４ａ、４ａにより搬入された基板３は、所定の実装作業位置（同図に示す基板３の位置）で一旦停止させられ、ここで電子部品２が基板３に実装される。
【００２９】
上記部品供給部５は、基板搬送手段４の両側に配列された多数のテープフィーダ５ａを備えている。このテープフィーダ５ａは、詳しくは図示しないが、各々ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ電子部品２を所定間隔おきに収納、保持したテープが巻回されたリールを有しており、このリールから電子部品２を間欠的に繰り出してヘッドユニット７の吸着ノズル６ａによりピックアップさせるように構成されている。
【００３０】
上記基板搬送手段４は、基台１ａ上において基板３を搬送する一対のコンベア４ａ、４ａを有しており、このコンベア４ａ、４ａにより搬入された基板３は、所定の実装作業位置（同図に示す基板３の位置）で一旦停止させられ、ここで電子部品２が基板３に実装される。
【００３１】
上記ヘッドユニット７は、これらテープフィーダ５ａからの電子部品２を吸着ノズル６ａにより吸着保持して基板３に搬送するものであり、本実施形態では、このヘッドユニット７にそれぞれ吸着ノズル６ａを備えた６本の実装用ヘッド６がＸ軸方向（基板搬送手段４の搬送方向）に等間隔で列状に設けられている。
【００３２】
なお、吸着ノズル６ａは、図略の負圧発生装置に接続されることにより、ノズル先端に負圧状態を発生させ、この負圧吸着力により、電子部品２を着脱可能に吸着保持し得るように構成されている。
【００３３】
また、吸着ノズル６ａは、それぞれ、ヘッドユニット７に対して図略のノズル昇降駆動手段により昇降（Ｚ軸方向の移動）が可能に、かつ図略のノズル回転駆動手段によりノズル中心軸回りの回転（Ｒ軸回りの回転）が可能に構成されている。
【００３４】
ここで、ノズル昇降駆動手段は、吸着もしくは装着を行う時の下降位置と、搬送や撮像を行う時の上昇位置との間で吸着ノズル６ａを昇降させるものであり、ノズル回転駆動手段は、吸着ノズル６ａを必要に応じて回転させて、電子部品２の姿勢を調整するものである。これらノズル昇降駆動手段とノズル回転駆動手段は、それぞれサーボモータと所定の動力伝達機構で構成されている。
【００３５】
そして、ヘッドユニット７は、これらの吸着ノズル６ａで吸着された複数の電子部品２を部品供給部５と基板３との間で搬送し、基板３に実装する。そのため、このヘッドユニット７は、基台１ａの所定範囲にわたりＸ軸方向及びＹ軸方向（Ｘ軸方向と直交する方向）に移動可能となっている。
【００３６】
すなわち、ヘッドユニット７は、Ｘ軸方向に延びる実装用ヘッド支持部材７ａに対してＸ軸に沿って移動可能に支持されている。また、実装用ヘッド支持部材７ａは、両端部がＹ軸方向の固定レール９に支持され、この固定レール９に沿ってＹ軸方向に移動可能になっている。そして、このヘッドユニット７は、Ｘ軸サーボモータ１１によりボールねじ１２を介してＸ軸方向に駆動され、実装用ヘッド支持部材７ａは、Ｙ軸サーボモータ１３によりボールねじ１４を介してＹ軸方向へ駆動される。
【００３７】
上記部品認識装置８は、ヘッドユニット７が吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２を部品供給部５から目的位置まで搬送している間に、吸着ノズル６ａにおける電子部品２の吸着状態を順次撮像して画像認識するためにヘッドユニット７に設けられた装置であり、図３〜図５に示すように、スキャンユニット８ａと、このスキャンユニット８ａに一体に設けられた画像取り込み部８ｂと、第１光路変更部８ｃと、第２光路変更部８ｄと、照明手段８ｅと、画像取り込み部８ｂで取り込まれた電子部品２の下面の画像を撮像する撮像手段８ｆとを備えている。
【００３８】
スキャンユニット８ａは、ヘッドユニット７に設けられた図略のサーボモータによりボールねじ８ｊを介して吸着ノズル６ａの列と概ね平行に移動可能に設けられた部材であり、このスキャンユニット８ａが、吸着ノズル６ａ列に沿って移動することにより、スキャンユニット８ａの適当な位置に設けられた照明手段８ｅが、それぞれの吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２の下面を照明するとともに、スキャンユニット８ａに設けられた撮像手段８ｆが、照明された電子部品２の下面を撮像するように構成されている。
【００３９】
画像取り込み部８ｂは、スキャンユニット８ａの移動時に吸着ノズル６ａの下方を通過することにより吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２の下面の画像を取り込み可能な部分である。この画像取り込み部８ｂは、本実施形態では、撮像手段８ｆに対して外乱光が入射されることを避けるように光の通過範囲を制限するために吸着ノズル６ａと第１光路変更部８ｃとの間に設けられた縦長矩形のスリットで構成されている。
【００４０】
第１光路変更部８ｃは、撮像時、吸着ノズル６ａの下方に位置し、吸着ノズル６ａから下方に向かう光の方向を略水平側方に約９０度変更して、吸着ノズル６ａの下から側方に向かう方向に変更する。この第１光路変更部８ｃは、本実施形態では、反射プリズムで構成されている。
【００４１】
第２光路変更部８ｄは、第１光路変更部８ｃから吸着ノズル６ａの側方に向かう光の方向をさらに変更して、水平面８ｈに対して所定の仰角で上方に向かうように光の方向を変更する光学装置であり、本実施形態では、光路変更面８ｋが水平面８ｈに対して傾斜するように形成された反射プリズムで構成されている。
【００４２】
照明手段８ｅは、それぞれの吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２の下面を照明する装置であり、本実施形態では、複数の発光ダイオードが採用され、これら複数の発光ダイオードは、第２光路変更部８ｄの後方に配置され、第１光路変更部８ｃを介して電子部品２の下面を照明するように構成されている。
【００４３】
撮像手段８ｆは、吸着ノズル６ａに吸着されて、照明手段８ｅで照明された電子部品２の下面を、第１光路変更部８ｃと第２光路変更部８ｄとを介して個々に撮像するように構成されたカメラであり、例えばＣＣＤラインセンサカメラで構成されている。この撮像手段８ｆは、第２光路変更部８ｄにより光路が変更された光の方向に向くように撮像方向を傾斜させてスキャンユニット８ａに配置されている。
【００４４】
ここで、図７は、ラインセンサの撮像素子８ｆの配列と電子部品２の像との関係を示す説明図であり、（ａ）は、本実施形態による撮像素子８ｆの配列方向と、レンズ８ｘ（図５）を介して撮像素子８ｆ上に得られた電子部品２の像２ｃ（左右反転した鏡像）の移動方向とが略直交するように、水平方向に対して傾いた方向に撮像素子８ｆが配列されている場合を、（ｂ）は、取り込まれた画像２ｄが歪みのない画像になっていることをそれぞれ示している。また、図８は、ラインセンサの撮像素子８ｆが水平方向に配列されている場合の説明図であり、（ａ）は、水平方向に配列されている撮像素子８ｆの方向と、レンズ８ｘを介して撮像素子８ｆ上に得られた電子部品２の像の移動方向とが傾いている場合を、（ｂ）は、取り込まれた画像２ｅが歪んだ画像になっていることをそれぞれ示している。
【００４５】
すなち、本実施形態では、電子部品２の像２ｃが水平方向に対して傾いていることにともない、図７（ａ）に示すように、スキャンユニット８ａの吸着ノズル列に沿った移動にともなって撮像素子８ｔ上において電子部品２の像２ｃが移動する移動方向に対して略直交する方向に撮像素子８ｆが並ぶように、撮像素子８ｆの配列方向が水平方向に対して傾いている。このため、ラインセンサの撮像素子８ｔの方向が水平になるような場合（図８（ａ））は、取り込んだ画像が画像２ｅのように歪む（図８（ｂ））が、本実施形態では、図７（ｂ）の画像２ｄのように歪みのない画像にすることができる。
【００４６】
この撮像手段８ｆは、電子部品２が、各部品供給部５において吸着ノズル６ａに吸着されると、各部品供給部５から基板３に移送される間に吸着ノズル６ａの下方から電子部品２を撮像し、この撮像された画像は、制御装置２０（図６）に備えられた画像処理部２５により画像処理される。
【００４７】
次に、図６を参照して表面実装機１の制御装置２０について説明する。図６は、表面実装機１の制御装置２０の概略の構成を示すブロック図である。
【００４８】
図６に示すように、制御装置２０は、機能構成として主制御部２１、軸制御部２２、照明制御部２３、カメラ制御部２４、画像処理部２５を備えている。
【００４９】
上記主制御部２１は、実装機の動作を統括的に制御するもので、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成される。この主制御部２１は、予め記憶されているプログラムに従って、基板搬送手段４、部品供給部５、実装用ヘッド６、ヘッドユニット７、部品認識装置８など各機器を制御する。
【００５０】
上記軸制御部２２は、主制御部２１と制御信号を授受しながら、Ｘ軸サーボモータ１１、Ｙ軸サーボモータ１３、スキャンユニット８ａのサーボモータなどの各種サーボモータ３１の駆動を制御する。なお各種サーボモータ３１には、それぞれエンコーダ３２が設けられており、これにより各部の移動位置が検出されて、制御信号として軸制御部２２にフィードバックされる。
【００５１】
上記照明制御部２３は、主制御部２１と制御信号を授受しながら、撮像手段８ｆによる電子部品２の撮像に合わせて撮像手段８ｆの照明手段８ｅを制御するものである。
【００５２】
上記カメラ制御部２４は、主制御部２１と制御信号を授受しながら、部品認識装置８の撮像手段８ｆを制御する。
【００５３】
上記画像処理部２５は、撮像手段８ｆから出力される画像信号に所定の処理を施すことにより部品認識に適した画像データを生成して主制御部２１に出力する。そして、主制御部２１は、画像処理部２５より出力された画像データに基づいて吸着ズレ量（吸着誤差）を算出するなどの演算を行う。
【００５４】
次に図１〜図６を参照して、本発明の実施の形態に係る表面実装機１の作用について説明する。
【００５５】
本発明の実施の形態に係る表面実装機１においては、制御装置２０が、実装機の各部の動作を統括的に制御する。
【００５６】
まず、図１に示すように、基板搬送手段４の一対のコンベア４ａ、４ａが、基板３を基台１ａ上において所定の実装作業位置（同図に示す基板３の位置）に搬入する。ここで基板３は、一旦停止させられる。
【００５７】
また、ヘッドユニット７は、吸着ノズル６ａが、部品供給部５から供給される電子部品２を吸着保持した状態で部品供給部５から基板３へと移動し、電子部品２を基板３に実装する。
【００５８】
この時、ヘッドユニット７が吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２を部品供給部５から目的位置まで搬送している間に、部品認識装置８のスキャンユニット８ａが、吸着ノズル６ａ列に沿って移動し、撮像手段８ｆが吸着ノズル６ａにおける電子部品２の吸着状態を順次撮像して画像認識する。
【００５９】
撮像手段８ｆの撮像する要領は以下の通りである。
【００６０】
すなわち、照明制御部２３により制御された照明手段８ｅが、吸着ノズル６ａに吸着された電子部品２の下面を照明する。
【００６１】
そして、撮像時、吸着ノズル６ａの下方に位置した第１光路変更部８ｃが、吸着ノズル６ａから下方に向かう光の方向を略水平側方に約９０度変更して、吸着ノズル６ａの下から側方に向かう方向に変更する。
【００６２】
また、第２光路変更部８ｄが、第１光路変更部８ｃから吸着ノズル６ａの側方に向かう光の方向をさらに変更して、水平面８ｈに対して所定の仰角で上方に向かうように光の方向を変更する。
【００６３】
そして、スキャンユニット８ａに設けられ、カメラ制御部２４に制御された撮像手段８ｆが、この光を受け入れ、電子部品２の下面を撮像する。
【００６４】
このように、撮像手段８ｆは、第１光路変更部８ｃと第２光路変更部８ｄとを介して、吸着ノズル６ａに吸着され照明手段８ｅで照明された電子部品２の下面を撮像するように構成されている。
【００６５】
そして、この撮像された画像は、制御装置２０に備えられた画像処理部２５（図３）により画像処理され、部品認識に適した画像データを生成する。そして、主制御部２１が、画像処理部２５より出力された画像データに基づいて吸着ズレ量（吸着誤差）を算出するなどの演算を行う。
【００６６】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る部品認識装置８によれば、第２光路変更部により水平面８ｈに対して所定の仰角で上方に向かうように変更された光の方向に撮像手段が配置されるので、撮像手段を、第２光路変更部よりも下方に延設することが避けられる。その結果、光学系やレンズを小さくして撮像手段の視野を狭くしたり、レンズの明るさを暗くするなどの性能劣化を招くことなく、通常の大きさのレンズを採用した状態で、ヘッドユニットの高さを低くして装置全体をコンパクトにし、装置の省スペース化を図ることができるようになる。
【００６７】
特に本実施形態では、上述の第１光路変更部と、第２光路変更部と、撮像手段と、照明手段８ｅとがスキャンユニットに一体に設けられ、このスキャンユニットが吸着ノズル列と概ね平行に移動することができるので、列状の複数の吸着ノズルを撮像可能な部品認識装置において、光学系やレンズを小さくすることなく、ヘッドユニットの高さを低くして装置全体をコンパクトにし、装置の省スペース化を図ることができるようになる。
【００６８】
また、第１光路変更部と、第２光路変更部とが光の方向を約９０度変更するので、適度な角度の光路変更と適度な大きさの視野とが得られる。
【００６９】
さらに、第１光路変更部が、プリズムで構成されているので、第１光路変更部について安価な光学系を実現することができる。
【００７０】
また、第２光路変更部も、プリズムで構成されているので、第２光路変更部についても安価な光学系を実現することができる。
【００７１】
また、撮像手段８ｆのラインセンサの撮像素子８ｔが、スキャンユニット８ａの吸着ノズル列に沿った移動にともなって撮像素子８ｔ上において電子部品２の像２ｃが移動する移動方向に対して略直交する方向になるように水平方向に対して傾いて配列されているので、取り込んだ画像２ｄが歪みのない画像になる。その結果、取り込んだ画像２ｄに対して時間をかけて画像処理をする必要がなくなるので、実装効率が低下しない。
【００７２】
上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。
【００７３】
例えば、基板搬送手段４、部品供給部５、実装用ヘッド６、ヘッドユニット７のＸ軸Ｙ軸駆動機構、などの構成は、本発明を限定するものではなく、種々の設計変更が可能である。
【００７４】
また、第１光路変更部８ｃ、第２光路変更部８ｄは、必ずしも光の方向を略水平側方に約９０度に変更するものに限定されない。撮像時、吸着ノズル６ａの下方に位置し、吸着ノズル６ａから下方に向かう光の方向を変更して吸着ノズル６ａの下から側方に向かう方向に変更するものであれば種々の光路変更が可能である。
【００７５】
また、第１光路変更部８ｃは、必ずしも反射プリズムで構成されたものに限定されない。反射鏡を用いて構成することが可能である。このようにしても第１光路変更部について安価な光学系を実現することができる。
【００７６】
また、第２光路変更部８ｄも、反射プリズムで構成されたものに限定されない。第１光路変更部８ｃから吸着ノズル６ａの側方に向かう光の方向をさらに変更して、水平面８ｈに対して所定の仰角で上方に向かうように光の方向を変更するものであれば、水平面８ｈに対して傾斜するように配置された反射鏡も採用可能である。この場合も第２光路変更部についても安価な光学系を実現することができる。
【００７７】
また、照明手段８ｅも、発光ダイオードに限らない。従来のその他の照明手段８ｅが採用可能である。
【００７８】
また、撮像手段８ｆも、ＣＣＤカメラに限定されず、各種のカメラが採用可能である。
【００７９】
また、撮像方向も必ずしも図示のような向きに限定されない。周囲の装置との関係に応じて種々の向きに設計変更が可能である。
【００８０】
また、ヘッドユニット７の吸着ノズル６ａは、複数である必要はない。また、部品認識装置８は、必ずしも移動可能なスキャンユニット８ａを備えたものに限定されない。１つの吸着ノズル６ａをヘッドユニット７に固定された部品認識装置８で撮像することも採用可能である。
【００８１】
さらに、本発明にかかる部品認識装置は、電子部品２を基板３に実装する表面実装機に適用されるものに限定されない。電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットを備え、吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を吸着するとともに、この吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像して吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態を画像認識してから、この電子部品を検査手段に移載して各種検査を行う部品試験装置にも適用可能である。
【００８２】
このような部品試験装置によれば、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態を画像認識する手段として、上述の部品認識装置を備えているので、光学系やレンズを小さくすることなく、ヘッドユニットの高さを低くして部品試験装置全体をコンパクトにし、部品試験装置の省スペース化を図ることができるようになる。
【００８３】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態に係る表面実装機の概略の構成を示す平面図である。
【図２】表面実装機の概略の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る部品認識装置の構成を示す側面図である。
【図４】部品認識装置の構成を示す正面図である。
【図５】部品認識装置の構成を示す平面図である。
【図６】表面実装機の制御装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図７】ラインセンサの撮像素子の配列と電子部品の像との関係を示す説明図であり、（ａ）は、本実施形態による撮像素子の配列方向と、レンズを介して撮像素子上に得られた電子部品の像の移動方向とが略直交するように、水平方向に対して傾いた方向に撮像素子が配列されている場合を、（ｂ）は、取り込まれた画像が歪みのない画像になっていることをそれぞれ示している。
【図８】ラインセンサの撮像素子が水平方向に配列されている場合の説明図であり、（ａ）は、水平方向に配列されている撮像素子の方向と、レンズを介して撮像素子上に得られた電子部品の像の移動方向とが傾いている場合を、（ｂ）は、取り込まれた画像が歪んだ画像になっていることをそれぞれ示している。
【符号の説明】
【００８５】
１    表面実装機
２    電子部品
５    部品供給部
６ａ  吸着ノズル
７    ヘッドユニット
８    部品認識装置
８ａ  スキャンユニット
８ｂ  画像取り込み部（スリット）
８ｃ  第１光路変更部
８ｄ  第２光路変更部
８ｅ  照明手段
８ｆ  撮像手段
８ｈ  水平面
８ｋ  光路変更面
【図１】
2008166552.tif 000003
【図２】
2008166552.tif 000004
【図３】
2008166552.tif 000005
【図４】
2008166552.tif 000006
【図５】
2008166552.tif 000007
【図６】
2008166552.tif 000008
【図７】
2008166552.tif 000009
【図８】
2008166552.tif 000010