(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に実装する部品の高さを測定する測定装置であって、
前記部品を吸着する吸着ノズルと、
前記吸着ノズルの側面に形成されている目印と、
前記部品を吸着している前記吸着ノズルの側方から前記部品と前記吸着ノズルを撮像する撮像部と、
記憶部と、
制御部と、を備え、
前記撮像部は、前記吸着ノズルの側方で前記吸着ノズルに対向する位置に固定されており、
前記制御部は、前記吸着ノズルの下端部に前記部品の上端部が吸着されているときに前記撮像部が撮像した前記部品と前記吸着ノズルの画像において、前記画像の上端部と前記目印と前記部品の下端部の位置を特定し、特定した前記画像の上端部と前記目印の間の距離、および、前記画像の上端部と前記部品の下端部の間の距離に基づいて、前記目印と前記部品の下端部の間の距離を算出し、算出した前記目印と前記部品の下端部の間の距離、および、前記記憶部が予め記憶している前記目印と前記吸着ノズルの下端部の間の距離に基づいて、前記部品の上端部と下端部の間の距離を算出する測定装置。
【請求項２】
前記目印が前記吸着ノズルの下端部より上に形成されている請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記吸着ノズルの側面に貼り付けられているシールを更に備えており、
前記目印が前記シールの一部によって形成されている請求項１又は２に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、部品の高さを測定する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（日本国特開平１０−１６３６９０号公報）には、部品の上端部を吸着して部品を保持する吸着ノズルが開示されている。吸着ノズルによって部品を保持してその部品を基板に実装する。特許文献１の吸着ノズルの側面には凹溝が形成されている。特許文献１ではこの凹溝を目印にして吸着ノズルの種類を識別している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
吸着ノズルによって保持した部品を基板に実装する際に、部品の高さを測定することがある。部品を基板に正確に実装するためである。このとき、部品の高さを正確に測定することができないと、部品を基板に正確に実装できないことがある。例えば、吸着ノズルによって保持した部品を基板に実装する際に、部品の高さを測定し、その高さに基づいて吸着ノズルの位置を制御することがある。部品の高さを正確に測定することができないと、部品を基板に実装するときに吸着ノズルを基板に対して近付け過ぎてしまい、部品を基板に対して強く押し付けてしまうことがある。あるいは、吸着ノズルを基板に対して十分に近付けることができず、部品を基板に届かせることができないことがある。このような場合には、部品を基板に正確に実装することができない。そこで本明細書は、部品の高さを正確に測定することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書に開示する測定装置は、基板に実装する部品の高さを測定する装置である。この測定装置は、部品を吸着する吸着ノズルと、吸着ノズルの側面に形成されている目印と、部品を吸着している吸着ノズルの側方から部品と吸着ノズルを撮像する撮像部と、記憶部と、制御部と、を備えている。制御部は、吸着ノズルの下端部に部品の上端部が吸着されているときに撮像部が撮像した部品と吸着ノズルの画像において、目印と部品の下端部の位置を特定し、特定した目印と部品の下端部の間の距離、および、記憶部が予め記憶している目印と吸着ノズルの下端部の間の距離に基づいて、部品の上端部と下端部の間の距離を算出する。【０００５】
このような構成では、撮像部が部品と吸着ノズルを撮像する。撮像部が撮像した部品と吸着ノズルの画像において、目印の位置と部品の下端部の位置は、他の部分と比較して正確に特定できる部分である。例えば、部品の上端部の位置は、部品の幅と吸着ノズルの幅が同じ幅である場合には、吸着ノズルの下端部の位置と区別することが難しく、正確に特定できない場合がある。また、部品の幅が吸着ノズルの幅より狭い場合も同様である。上記の構成によれば、撮像部が撮像した画像において正確に特定できる位置（目印の位置と部品の下端部の位置）に基づいて部品の高さを測定している。具体的には、制御部が、目印と部品の下端部の間の距離、および、記憶部が予め記憶している目印と吸着ノズルの下端部の間の距離に基づいて、部品の上端部と下端部の間の距離（部品の高さ）を算出している。このように、正確に特定できる位置に基づいて部品の高さを測定しているので、部品の高さを正確に測定することができる。【０００６】
仮に部品の上端部の位置を正確に特定できれば、部品の上端部の位置と下端部の位置に基づいて部品の高さを正確に測定することができるが、上記のように、部品の上端部の位置は正確に特定できない場合がある。そこで、上記の構成によれば、正確に特定できる目印の位置と部品の下端部の位置に基づいて部品の高さを測定することによって、部品の高さを正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例の測定装置（部品実装装置）の構成を模式的に示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】実施例の測定装置の構成の一部を模式的に示す側面図である（図１の要部ＩＩＩを拡大して示す図である。）。
【図４】撮像装置が撮像した画像の一例を示す図である。
【図５】測定装置のブロック図である。
【図６】他の実施例の吸着ノズルの側面図である。
【図７】更に他の実施例の吸着ノズルの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。
【０００９】
（特徴１）本明細書に開示する測定装置では、目印が吸着ノズルの下端部より上に形成されていてもよい。
【００１０】
このような構成によれば、目印の位置が吸着ノズルの下端部の位置から離間しているので、目印の位置を吸着ノズルの下端部の位置から明確に分けることができる。これによって、目印の位置をより正確に特定することができ、部品の高さをより正確に測定することができる。
【００１１】
（特徴２）測定装置が、吸着ノズルの側面に貼り付けられているシールを備えていてもよい。目印がシールの一部によって形成されていてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、吸着ノズルの側面にシールを貼り付けるだけで目印を形成することができるので、目印を容易に形成することができる。
【００１３】
以下、実施例について添付図面を参照して説明する。実施例の測定装置は、電子部品の高さを測定する装置である。また、測定装置は、電子部品を回路基板に実装する装置である。実施例の測定装置を部品実装装置という場合もある。測定装置（部品実装装置）は、チップマウンタとも称される。通常、測定装置（部品実装装置）は、はんだ印刷機及び基板検査機といった他の基板作業機と共に併設され、一連の実装ラインを構成する。
【００１４】
図１、図２に示すように、測定装置１０（部品実装装置）は、複数の部品フィーダ１２と、フィーダ保持部１４と、装着ヘッド１６及びヘッド移動装置１８から構成されるヘッドユニット１５と、撮像装置３０（撮像部の一例）と、基板コンベア２０と、制御装置２２（制御部の一例）と、タッチパネル２４を備える。測定装置１０（部品実装装置）の外部には、測定装置１０と通信可能に構成されたＰＣ２６が配置されている。各々の部品フィーダ１２は、複数の電子部品４を収容している。部品フィーダ１２は、フィーダ保持部１４に着脱可能に取り付けられ、装着ヘッド１６へ電子部品４を供給する。部品フィーダ１２の具体的な構成は特に限定されない。各々の部品フィーダ１２は、例えば、巻テープ上に複数の電子部品４を収容するテープ式フィーダ、トレイ上に複数の電子部品４を収容するトレイ式フィーダ、又は、容器内に複数の電子部品４をランダムに収容するバルク式フィーダの何れであってもよい。また、フィーダ保持部１４は、測定装置１０において固定されたものであってもよいし、測定装置１０に対して着脱可能なものであってもよい。
【００１５】
装着ヘッド１６は、電子部品４を吸着する吸着ノズル６を有する。吸着ノズル６は、装着ヘッド１６に着脱可能に取り付けられている。装着ヘッド１６は、吸着ノズル６をＺ方向（ここでは鉛直方向）に移動可能であり、部品フィーダ１２や回路基板２に対して、吸着ノズル６を接近及び離反させる。装着ヘッド１６は、部品フィーダ１２から電子部品４を吸着ノズル６によって吸着すると共に、吸着ノズル６に吸着された電子部品４を回路基板２上に装着することができる。なお、装着ヘッド１６は、単一の吸着ノズル６を有するものに限られず、複数の吸着ノズル６を有するものであってもよい。
【００１６】
吸着ノズル６は、空気を吸引することによって、電子部品４を吸着して保持することができる。図３に示すように、吸着ノズル６は、電子部品４の上端部４５を吸着する。吸着ノズル６の下端部６２に電子部品４の上端部４５が密着する。吸着ノズル６の側面に蛍光シール７０が貼り付けられている。
【００１７】
蛍光シール７０は、帯状に形成されている。蛍光シール７０は、後述の紫外線照射装置６０によって紫外線が照射されると発光する。蛍光シール７０の下端部７２によって目印５０が形成されている。そのため、吸着ノズル６の側面に目印５０が形成されている。目印５０は、電子部品４の高さを測定するために用いられる。電子部品４の高さは、電子部品４の上端部４５と下端部４６の間の距離である。
【００１８】
図１、図２に示すように、ヘッド移動装置１８は、部品フィーダ１２と回路基板２との間で装着ヘッド１６及び固定部材２９を移動させる。一例ではあるが、本実施例のヘッド移動装置１８は、移動ベース１８ａをＸ方向及びＹ方向に移動させるＸＹロボットであり、移動ベース１８ａに対して装着ヘッド１６が固定されている。装着ヘッド１６とヘッド移動装置１８によりヘッドユニット１５が構成される。なお、装着ヘッド１６は、移動ベース１８ａに固定されるものに限られず、移動ベース１８ａに着脱可能に取り付けられるものであってもよい。
【００１９】
基板コンベア２０は、回路基板２の搬入、位置決め、及び搬出を行う装置である。一例ではあるが、本実施例の基板コンベア２０は、一対のベルトコンベアと、回路基板２を下方から支持する支持装置（図示省略）とを有する。
【００２０】
タッチパネル２４は、作業者に各種の情報を提供する表示装置であると共に、作業者からの指示や情報を受け付けるユーザインターフェースである。例えば、制御装置２２による判断結果を、作業者に対して表示することができる。
【００２１】
撮像装置３０は、固定部材２９により移動ベース１８ａに固定されており、移動ベース１８ａと一体的に移動する。撮像装置３０は、カメラ３２と、照明用光源（図示省略）と、プリズム（図示省略）を備える。カメラ３２は、吸着ノズル６に吸着された電子部品４の吸着姿勢を、吸着ノズル６の軸方向（即ち、Ｚ方向）全体が含まれるように水平方向（即ち、−Ｙ方向）から撮像する。カメラ３２には、例えばＣＣＤカメラが用いられる。照明用光源は、ＬＥＤにより構成されており、電子部品４の撮像面（本実施例ではＺＸ平面方向の側面）を照らす。プリズムは、カメラ３２の光軸を撮像対象に合わせる。照明用光源により電子部品４及び吸着ノズル６の軸方向全体が照らされ、その反射光がプリズムで反射してカメラ３２に導かれることで、カメラ３２は電子部品４及び吸着ノズル６を撮像する。カメラ３２によって撮像された画像の画像データは、後述のメモリ４０（記憶部の一例）に記憶される。
【００２２】
カメラ３２は、吸着ノズル６の側方に配置されている。吸着ノズル６が電子部品４を保持しているときは、電子部品４と吸着ノズル６の側方にカメラ３２が位置する。カメラ３２は、電子部品４を吸着している吸着ノズル６の側方から電子部品４と吸着ノズル６を撮像することがでる。本実施例の側方とは、電子部品４の高さ方向に直交する方向である。図４に示すように、カメラ３２は電子部品４と吸着ノズル６を撮像範囲に収めて画像を撮像することができる。カメラ３２が撮像した画像２００では、蛍光シール７０の部分が白く表示される。カメラ３２が撮像するときに、紫外線照射装置６０が照射した紫外線によって蛍光シール７０が発光することによって蛍光シール７０の部分が白く表示される。
【００２３】
図３に示すように、紫外線照射装置６０は、カメラ３２の上部に取り付けられている。紫外線照射装置６０は、吸着ノズル６の側方に配置されている。紫外線照射装置６０は、吸着ノズル６の側方から吸着ノズル６の側面に向けて紫外線を照射するように構成されている。紫外線が吸着ノズル６の側面の蛍光シール７０に照射されると蛍光シール７０が発光する。紫外線照射装置６０は、吸着ノズル６が保持している電子部品４に向けても紫外線を照射することができる。
【００２４】
図５に示すように、制御装置２２は、メモリ４０とＣＰＵ４１を含むコンピュータを用いて構成されている。メモリ４０には部品データ記憶部４４が設けられている。部品データ記憶部４４は、様々な種別の回路基板２に装着される全ての電子部品４に関する部品データを記憶している。具体的には、部品データ記憶部４４は、電子部品４のサイズを、回路基板２の種別、部品タイプ（チップ部品、リード部品等）、パッケージタイプ（ＱＦＰ、ＢＧＡ等）、ヘッドユニット１５によって移送される順番、及び回路基板２上の装着位置等と関連付けて記憶している。メモリ４０には演算プログラムが記憶されており、ＣＰＵ４１が当該演算プログラムを実行する。制御装置２２が実行する処理については後に詳細に説明する。
【００２５】
メモリ４０は、目印５０と吸着ノズル６の下端部６２の間の距離ａを予め記憶している。距離ａは、予め測定されている。
【００２６】
制御装置２２は、撮像装置３０のカメラ３２が撮像した画像２００とメモリ４０が記憶している情報に基づいて電子部品４の高さを算出することができる。図４に示すように、制御装置２２は、カメラ３２が撮像した電子部品４と吸着ノズル６の画像２００において、吸着ノズル６の側面に形成されている目印５０の位置を特定する。また、制御装置２２は、カメラ３２が撮像した画像２００において電子部品４の下端部４６の位置を特定する。また、制御装置２２は、特定した目印５０の位置を基準位置（０「ゼロ」）として、特定した目印５０の位置と電子部品４の下端部４６の位置との間の距離ｂを特定する。そして、制御装置２２は、電子部品４の高さを算出する。より詳細には、制御装置２２は、上記の目印５０の位置と電子部品４の下端部４６の位置との間の距離ｂ、および、メモリ４０が予め記憶している目印５０の位置と吸着ノズル６の下端部６２の位置との間の距離ａに基づいて、電子部品４の上端部４５と下端部４６の間の距離ｘ（すなわち電子部品４の高さｘ）を算出する。具体的には、電子部品４の高さｘ＝距離ｂ−距離ａである。このようにして、電子部品４の高さを測定することができる。
【００２７】
上記の説明から明らかなように、上記の測定装置１０では、撮像装置３０のカメラ３２が電子部品４と吸着ノズル６を撮像する。カメラ３２が撮像した電子部品４と吸着ノズル６の画像２００において、吸着ノズル６の側面に形成されている目印５０と、電子部品４の下端部４６は、他の部分と比較して正確な位置を特定し易い部分である。目印５０と電子部品４の下端部４６は、カメラ３２が撮像した画像２００において他の部分と明確に区別し易い部分だからである。そこで、上記の測定装置１０では、制御装置２２が、目印５０の位置と電子部品４の下端部４６の位置に基づいて電子部品４の高さｘを算出する。具体的には、上述したように、制御装置２２が、特定した目印５０と電子部品４の下端部４６の間の距離ｂ、および、メモリ４０が予め記憶している目印５０と吸着ノズル６の下端部６２の間の距離ａに基づいて電子部品４の高さを算出する。このように、上記の測定装置１０では、カメラ３２が撮像した画像２００において正確な位置を特定し易い部分（目印５０と電子部品４の下端部４６）に基づいて電子部品４の高さを算出するので、電子部品４の高さを正確に測定することができる。
【００２８】
また、上記の測定装置１０では、撮像装置３０のカメラ３２に対する吸着ノズル６の高さ位置がずれたとしても、カメラ３２が撮像した画像２００において目印５０の位置と電子部品４の下端部４６の位置を特定することができ、電子部品４の高さを正確に測定することができる。
【００２９】
また、上記の測定装置１０では、目印５０が吸着ノズル６の下端部６２より上に形成されている。このような構成によれば、目印５０を吸着ノズル６の下端部６２から明確に区別することができるので、カメラ３２が撮像した画像２００において目印５０の位置をより正確に特定することができる。これによって、電子部品４の高さをより正確に測定することができる。
【００３０】
また、上記の測定装置１０では、吸着ノズル６の側面に蛍光シール７０が貼り付けられており、蛍光シール７０の一部によって目印５０が形成されている。このような構成によれば、蛍光シール７０を吸着ノズル６の側面に貼り付けるだけで目印５０を形成することができるので、目印５０を容易に形成することができる。
【００３１】
以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上述の説明における構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
上記の実施例では、蛍光シール７０の下端部７２によって目印５０が形成されていたが、この構成に限定されるものではなく、蛍光シール７０の上端部によって目印５０が形成されていてもよい。
【００３３】
また、上記の実施例では、吸着ノズル６の側面に目印５０を形成するために蛍光シール７０を用いていたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、蛍光シール７０に代えて反射シールを用いてもよい。反射シールの下端部によって目印５０が形成される。反射シールは、撮像装置３０のカメラ３２が吸着ノズル６を撮像するときに光を反射する。これによって、カメラ３２が撮像した画像２００では、反射シールの部分が白く表示される。
【００３４】
また、更に他の実施例では、蛍光シール７０に代えて蛍光塗料を用いてもよい。吸着ノズル６の側面に蛍光塗料が塗り付けられている。蛍光塗料は、帯状に塗り付けられている。帯状に塗り付けられ蛍光塗料の下端部によって目印５０が形成されている。
【００３５】
また、更に他の実施例では、図６に示すように、蛍光シール７０に代えて吸着ノズル６の側面に凹部７６が形成されていてもよい。吸着ノズル６の側面が切り欠かれることによって凹部７６が形成されている。凹部７６の下端部によって目印５０が形成されている。
【００３６】
また、目印５０の構成は上記の構成に限定されるものではなく、図７に示すように、吸着ノズル６の側面に付された点７８によって目印５０が構成されていてもよい。
【００３７】
上記の実施例では、目印５０の位置を基準位置（０「ゼロ」）として、電子部品４の高さｘ（電子部品４の上端部４５と下端部４６の間の距離ｘ）を算出していたが、この構成に限定されるものではない。距離を算出するための基準位置（０「ゼロ」）は、特に限定されるものではない。例えば、撮像装置３０のカメラ３２が撮像した画像２００における上端部または下端部の位置を基準位置とすることができる。制御装置２２は、基準位置から目印５０までの距離、および、基準位置から電子部品４の下端部４６までの距離を特定し、それらに基づいて、目印５０と電子部品４の下端部４６の間の距離ｂを算出する。そして、制御装置２２は、算出した目印５０と電子部品４の下端部４６の間の距離ｂ、および、メモリ４０が予め記憶している目印５０と吸着ノズル６の下端部６２の間の距離ａに基づいて、電子部品４の上端部４５と下端部４６の間の距離ｘを算出する。このような構成によっても、電子部品４の高さを測定することができる。
【００３８】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３９】
２      ：回路基板
４      ：電子部品
６      ：吸着ノズル
１０    ：測定装置
１２    ：部品フィーダ
１４    ：フィーダ保持部
１５    ：ヘッドユニット
１６    ：装着ヘッド
１８    ：ヘッド移動装置
１８ａ  ：移動ベース
２０    ：基板コンベア
２２    ：制御装置
２４    ：タッチパネル
２９    ：固定部材
３０    ：撮像装置
３２    ：カメラ
４０    ：メモリ
４１    ：ＣＰＵ
４４    ：部品データ記憶部
４５    ：上端部
４６    ：下端部
５０    ：目印
６０    ：紫外線照射装置
６２    ：下端部
７０    ：蛍光シール
７２    ：下端部
７６    ：凹部
２００  ：画像
【図１】
0006770069.tif 000002
【図２】
0006770069.tif 000003
【図３】
0006770069.tif 000004
【図４】
0006770069.tif 000005
【図５】
0006770069.tif 000006
【図６】
0006770069.tif 000007
【図７】
0006770069.tif 000008