(57)【要約】【課題】ヘッドユニットの中心位置と部品認識カメラの基準位置との間に生じるずれを容易かつ適正に検出することによって、部品の実装精度を向上させる部品実装装置を提供する。【解決手段】吸着ノズルにより部品を吸着し、吸着した部品を基板３の所定位置まで移動して装着するヘッドユニット１と、吸着した部品を撮像することにより部品のずれを認識する部品認識カメラ５とを備え、前記ずれを考慮した部品の装着を行うように構成された部品実装装置において、ヘッドユニット１に取付けられたマークを部品認識カメラ５で撮像し、この撮像したデータとあらかじめ測定しておいた基準データとを比較することで、基準位置と前記吸着ノズルの中心位置のずれ量を検出し、このずれ量を用いて部品の装着位置を補正する。【選択図】　図１
2004071891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着ノズルにより部品を吸着し、吸着した部品を基板の所定位置まで移動して装着するヘッドユニットと、吸着した部品を撮像することにより部品のずれを認識する部品認識カメラとを備え、前記ずれを考慮した部品の装着を行うように構成された部品実装装置において、前記ヘッドユニットに取付けられたマークを前記部品認識カメラで撮像し、この撮像したデータとあらかじめ測定しておいた基準データとを比較することで、基準位置と前記吸着ノズルの中心位置とのずれ量を検出し、このずれ量を用いて部品の装着位置を補正することを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
ヘッドユニットの両端間に複数の吸着ノズルが設けられると共に、ヘッドユニットの両端にマークが取付けられ、部品認識カメラで撮像したデータとあらかじめ測定しておいた基準データとを比較するときに、両端それぞれのマークのずれ量を求め、このずれ量を用いて個々の吸着ノズル間の距離の変化を検出し、この変化から部品の装着位置を補正する請求項１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】
本発明は電子部品をはじめとする部品を吸着する吸着ノズルを備えたヘッドユニットを用いて部品をプリント基板等の基板に装着する部品実装装置において、部品認識カメラの基準位置と吸着ノズルの中心位置とのずれ量を検出する部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、装置上方に部品を吸着する吸着ノズルを有した移動可能なヘッドユニットを配置し、部品供給部から部品を吸着した後、ヘッドユニットを装置上に配置している部品認識カメラ上に移動させ、この部品認識カメラにより吸着ノズルに吸着された部品を撮像し、吸着された部品のずれ量を検出し、その後ヘッドユニットを基板上へ移動させて検出した部品のずれ量を考慮して、部品の装着を行うように構成された部品実装装置が一般的に知られている。
【０００３】
このような部品実装装置では、部品認識を行うときのヘッドユニットと部品認識カメラとの位置関係を正しく設定することが実装精度を向上させる面からも不可欠である。このため従来からヘッドユニットと部品認識カメラとの位置関係を正しく設定するために試験的に部品を基板に実装し、この基板を検査して前記位置関係を求めて調整するということが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来の部品実装装置では、試験的に部品を基板に実装し検査を行い、ヘッドユニットと部品認識カメラとの位置ずれなどを目視で検出することは容易でなく、検査に関しても熟練を要するという問題がある。また、実装装置本体を移動し、別の場所に設置した場合や、環境温度の変化、経年変化等により、部品認識を行うときのヘッドユニットと部品認識カメラとの位置関係にずれが生じた場合でもこれを容易に検出し、再調整を行うことができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、ヘッドユニットのノズル中心位置と部品認識カメラの基準位置との間に生じるずれを容易かつ適正に検出することによって、部品の実装精度を向上させる部品実装装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために本発明の部品実装装置は、吸着ノズルにより部品を吸着し、吸着した部品を基板の所定位置まで移動して装着するヘッドユニットと、吸着した部品を撮像することにより部品のずれを認識する部品認識カメラとを備え、前記ずれを考慮した部品の装着を行うように構成された部品実装装置において、前記ヘッドユニットに取付けられたマークを前記部品認識カメラで撮像し、この撮像したデータとあらかじめ測定しておいた基準データとを比較することで、基準位置と前記吸着ノズルの中心位置とのずれ量を検出し、このずれ量を用いて部品の装着位置を補正するものである。
【０００７】
上記構成によると、ヘッドユニットに取付けられたマークを部品認識カメラで撮像し、得られたデータとあらかじめ測定しておいた基準データを比較することで、部品認識を行うときのヘッドユニットと部品認識カメラとの位置関係のずれを、熟練を要することなく、環境温度の変化等に起因した吸着ノズルの中心位置と部品認識カメラの基準位置のずれ量を容易かつ適正に検出し、部品の装着位置を補正して、精度良く部品の実装を行うことができる。
【０００８】
また、上記発明のヘッドユニットにおいて、ヘッドユニットの両端間に複数の吸着ノズルが設けられると共に、ヘッドユニットの両端にマークが取付けられ、部品認識カメラで撮像したデータとあらかじめ測定しておいた基準データとを比較するときに、両端それぞれのマークのずれ量を求め、このずれ量を用いて個々の吸着ノズル間の距離の変化を検出し、この変化から部品の装着位置を補正するように構成すれば、たとえば、両端のマークのずれ量から一次の近似式を求めることによって、容易に吸着ノズルの中心位置のずれ量を検出し、部品の装着位置を補正して、精度良く部品の実装を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１〜図４を参照して具体的に説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態の部品実装装置の全体構造を概略して示す平面図である。図１において、装置上部にＹ軸方向に動作し、基板３を保持するＹテーブル２やテープフィーダ４ａを備えた部品供給部４や部品認識カメラ５が配置され、装置上部にＸ軸方向に動作し、電子部品等の部品を吸着する吸着ノズル７を有するヘッドユニット１が装備されている。ヘッドユニット１およびＹテーブル２はサーボモータ（図示せず）により回転駆動されるボールねじ６により、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動できるようになっている。
【００１１】
図２は、ヘッドユニット１の構造を示す斜視図である。このヘッドユニット１は、部品を吸着する吸着ノズル７と、吸着ノズル７を回転方向に駆動するサーボモータ８とサーボモータ８に直結したラックピニオン９と、吸着ノズル７を上下方向に駆動するサーボーモータ１０と、サーボモータ１０に直結したボールねじ１１と、部品認識カメラ５で撮像および判別が可能なマークが貼り付けられたマーク部１２とにより構成されている。
【００１２】
上記のように構成された本実施形態の部品実装装置において、ヘッドユニット１のノズル中心位置と部品認識カメラ５の基準位置の間のずれ量を検出する際の制御動作を、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００１３】
上記制御動作がスタートしたとき、ヘッドユニット１の取付けられているボールねじ１１をＸ軸方向に動作させ、ヘッドユニット１に取付けられたマーク部１２を部品認識カメラ５上に移動させ、マーク部１２下面のマークを部品認識カメラ５で撮像し（ステップＳ１）、部品実装装置の制御部に内蔵されているデータ記憶部（図示せず）に既に基準データが記憶されているかを判別し（ステップＳ２）、データが記憶されていなければステップＳ１で撮像したマーク画像の認識を行い、その結果をデータ記憶部に基準データとして保存し（ステップＳ５）、終了する。
【００１４】
基準データが記憶されていれば、ステップＳ１で撮像したマーク画像の認識を行い、その結果をデータ記憶部に保存した後（ステップＳ３）、データ記憶部内の基準データとマーク画像の認識によるデータ結果とを比較し、ずれ量を算出し（ステップＳ４）、終了する。
【００１５】
このように、ヘッドユニット１の吸着ノズル７に吸着された部品を装置本体に取り付けられた部品認識カメラ５で撮像することにより、部品のずれを認識し、このずれを考慮した部品の装着を行うように構成された部品実装装置において、部品認識カメラ５で撮像および判別が可能なマークが貼り付けられたマーク部１２を、部品認識カメラ５で撮像できる位置に移動させ、部品認識カメラ５で前記マークを撮像および認識を行い、撮像データとあらかじめ記憶している基準データとを比較することで、ヘッドユニット１の吸着ノズル７の中心位置と部品認識カメラ５の認識部の基準位置の間のずれ量を検出するように構成したため、環境温度の変化や経年変化や装置の移動に伴う本体の歪み、ずれに起因したヘッドユニット１のノズル中心位置と部品認識カメラ５の基準位置の間のずれ量を熟練度を要することなく、容易かつ適正に検出することができ、前記ずれ量を用いて部品の装着位置を補正することができる。
【００１６】
また、前記マーク部１２がヘッドユニット１の両端に取り付けられている場合、両端２箇所のマークをそれぞれ、部品認識カメラ５上に移動させ、撮像および認識を行い、データ記憶部に保存し、あらかじめ記憶している２箇所の基準データと比較（ステップＳ４）するときに同時にそれぞれのマークのずれ量１３ａ、１３ｂを求め、そして、２箇所のマークから算出されたずれ量をもとに一次の近似式を想定し、ヘッドユニット１の個々の吸着ノズル７の中心位置のずれ量１５とその距離の変化を求めることが可能である（図４）。尚、左端のマークのずれ量１３ａと右端のマークのずれ量１３ｂとを結ぶ破線１４は、近似式の傾きを示している。そしてこの距離の変化からも、部品装着位置を補正することが可能になる。
【００１７】
本実施形態によれば、ヘッドユニット１の両端に取付けられたマーク部１２のマークを認識し、ずれ量を求めることで、環境温度変化などに起因するボールねじ６の伸縮のため、本来のヘッドユニット１の吸着ノズル７の目標位置と実際に移動したときの絶対位置が生じてしまう場合、このずれ量を容易に算出し、補正を行いヘッドユニット１の前記目標位置に精度よく位置決めさせることが可能となる。また、これらの処理は実装機が生産状態にあるときに基板の搬送動作を行っている状態、すなわち、電子部品を装着することなく、ヘッドユニット１が待機の状態にあるときに、実行可能であるので生産を中断し、操作者が余分な操作を行うことなく、しかも短時間に実行することができる。
【００１８】
尚、上記実施形態では、ヘッドユニット１がＸ軸方向にＹテーブル２がＹ軸方向に移動する構成としたが、Ｙテーブル２が固定で、ヘッドユニット１がＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動する構成であっても良い。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の部品実装装置によれば、熟練度を要することなく、環境温度の変化等に起因したノズル中心位置と部品認識カメラの基準位置のずれ量を、容易かつ適正に検出し、生産を中断することなく短時間に部品の装着位置を補正して、実装精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の部品実装装置の概略構成を示す平面図。
【図２】同実施形態のヘッドユニットの構成を示す斜視図。
【図３】同実施形態におけるずれ量を検出する際の制御動作を示すフロー図。
【図４】同実施形態のヘッドユニットにおけるマークずれ量と各ノズルのずれ量を説明する相関図。
【符号の説明】
１　ヘッドユニット
３　基板
５　　部品認識カメラ
７　吸着ノズル
１２　マーク部
１３ａ、１３ｂ　マーク位置のずれ量
１４　ヘッドの両端のマークのずれ量から求まる近似式の傾き
１５　各吸着ノズルの中心位置でのずれ量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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