(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を吸着搬送する吸着ノズルを、所定の位置で停止させた状態で、上下方向に延在する前記吸着ノズルの先端部分の位置を確認する吸着ノズルの位置確認治具において、
前記吸着ノズルの先端部分を照明する光源部と、
前記吸着ノズルの吸着面から下方に離間して位置し、前記吸着ノズルの前記吸着面を下から撮像させる第１の撮像窓部と、
前記吸着ノズルの前記吸着面から側方に離間して位置し、前記吸着ノズルの前記吸着面を含む部分を横から撮像させる第２の撮像窓部と、
前記第１の撮像窓部を通る吸着ノズル底面像の第１光路と前記第２の撮像窓部を通る吸着ノズル側面像の第２光路との合流位置に設けた光路合成素子と、
前記光路合成素子から延びる第３光路上に設けた撮像素子と、
前記光路の途中に配置させて可動部材に取り付けられた反射ミラーと、
前記光路合成素子と前記撮像素子と前記可動部材とを収容するハウジングと、
前記反射ミラーの調整方向において、雄ネジ部を前記可動部材に一方向から螺着させ、ヘッド部の底面と頂面とが、前記ハウジングに形成されたヘッド収容空間の壁面で挟み込まれるように支持された調整ネジと、を備えたことを特徴とする吸着ノズルの位置確認治具。
【請求項２】
前記可動部材を、前記調整方向に直線的に案内するガイド手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の吸着ノズルの位置確認治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着ノズルの位置確認治具に係り、特に、吸着ノズルで電子部品を吸着する際に、吸着ノズルの先端が、予定された位置にあるか否かを認識するための吸着ノズルの位置確認治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特開平１１−２３０７１７号公報がある。この公報に記載された位置確認治具は、電子部品実装機に設けられた吸着ノズルが、電子部品を吸着する際に所望の位置で停止しているか否かを視認するための治具である。そして、この治具は、光源部により吸着ノズルの先端部分を照らし出し、吸着ノズルを下方からと側方からとの両方から撮像することによって、吸着ノズルの位置を正確に認識させるものである。この場合の位置確認治具においては、筺体内の光路を反射ミラーで変更させながらＣＣＤまで光を導くように構成され、この反射ミラーは、ＣＣＤ上の結像位置がずれないように、正確な位置調整が必要であり、図４に示すような微調整機構を有している。この機構において、反射ミラー１００は、可動部材１０１に固着させた状態でフレーム１０５内に収容させている。また、２本の調整ネジ１０２，１０３は、一直線状に整列させた状態でフレーム１０５に装着され、各雄ネジ１０２ａ，１０３ａは可動部材１０１の両側（二方向）から螺着させるようにしている。これにより、ネジ１０２，１０３の送りピッチを利用した反射ミラー１００の直線的な微調整を達成させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の吸着ノズルの位置確認治具が備えている反射ミラー１００の微調整機構は、２本の調整ネジ１０２，１０３の協働によって直線的な微調整を達成させるものである。すなわち、反射ミラー１００の微調整が必要な場合、可動部材１０１を送り出すように、２本の調整ネジ１０２，１０３のいずれか一方を所定の量だけ回転させて、反射ミラー１００を所望の量だけ移動させた後、他方の調整ネジを締め込むように回すことで、反射ミラー１００をフレーム１０５に対して所定の調整位置にしっかり固定させる。しかしながら、このような微調整機構は、２本の調整ネジ１０２，１０３の協働によって達成されるものであり、微調整を行い難いものしている。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、反射ミラーの微調整作業を容易にした吸着ノズルの位置確認治具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子部品を吸着搬送する吸着ノズルを、所定の位置で停止させた状態で、上下方向に延在する吸着ノズルの先端部分の位置を確認する吸着ノズルの位置確認治具において、
吸着ノズルの先端部分を照明する光源部と、
吸着ノズルの吸着面から下方に離間して位置し、吸着ノズルの吸着面を下から撮像させる第１の撮像窓部と、
吸着ノズルの吸着面から側方に離間して位置し、吸着ノズルの吸着面を含む部分を横から撮像させる第２の撮像窓部と、
第１の撮像窓部を通る吸着ノズル底面像の第１光路と第２の撮像窓部を通る吸着ノズル側面像の第２光路との合流位置に設けた光路合成素子と、
光路合成素子から延びる第３光路上に設けた撮像素子と、
光路の途中に配置させて可動部材に取り付けられた反射ミラーと、
光路合成素子と撮像素子と可動部材とを収容するハウジングと、
反射ミラーの調整方向において、雄ネジ部を可動部材に一方向から螺着させ、ヘッド部の底面と頂面とが、ハウジングに形成されたヘッド収容空間の壁面で挟み込まれるように支持された調整ネジと、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
この吸着ノズルの位置確認治具は、一旦停止させた吸着ノズルの位置を視認するための治具である。この位置認識治具に設けられた光源部により、吸着ノズルの先端部分を照らし出し、吸着ノズルからの反射光を積極的に作り出す。そして、位置認識治具は、上下方向に延びる吸着ノズルの下端に形成した吸着面で反射した光を受け入れる第１の撮像窓部を有し、更に、吸着ノズルの先端部分の側面で反射した光を受け入れる第２の撮像窓部を有している。したがって、第１の撮像窓部から取り込まれる底面像によって、吸着面の状態を撮像すると、その撮像結果に基づいて、吸着面の水平方向の位置を映像として認識することができる。同様に、第２の撮像窓部から取り込まれる側面像によって、吸着面の高さ方向の位置を映像として認識することができる。このように、吸着ノズルの吸着面の位置を非接触で検査することが可能となり、吸着ノズルの位置確認作業の迅速化と簡易化を図ることができる。更に、光路の途中に反射ミラーを配置させることによって、治具の形状に合わせるような光路を治具内で作り出すことが可能となる。そして、この反射ミラーは、撮像素子上で結像位置がずれないような正確な位置調整を必要とする。そこで、反射ミラーの調整方向において、調整ネジは、その雄ネジ部を可動部材に対して一方向から螺着させ、そのヘッド部の底面と頂面とが、ハウジングに形成されたヘッド収容空間の壁面で挟み込まれるように支持されている。したがって、調整ネジの正転又は逆転に追従するように、反射ミラーを調整方向に簡単に直線的進退運動させることができ、反射ミラーの微調整作業が極めて容易なものとなる。
【０００７】
また、可動部材を、調整方向に直線的に案内するガイド手段を備えると好適である。ガイド手段の採用により、調整方向以外への変位を可能な限り少なくすることができ、これによって、反射ミラーの安定した位置調整を可能にする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による吸着ノズルの位置確認治具の好適な実施形態について詳細に説明する。
【０００９】
図１に示す本発明に係る吸着ノズルの位置確認治具１は、部品実装機のステージ上に並べられるようにして設置させる部品供給装置（「パーツカセット」ともいう）に代えて利用されるものであり、パーツカセットと吸着ノズル３との相対的な位置関係を把握する作業に利用される。
【００１０】
このような作業を必要とする理由は、吸着ノズル３によってパーツカセットから電子部品をピックアップする際、吸着ノズル３の先端が所定のピックアップ位置にあるか否かが電子部品の実装精度に大きな影響を与えるからである。すなわち、吸着ノズル３のピックアップ位置（電子部品吸着位置）がずれると、電子部品の中央を吸着ノズル３で吸着させることができなくなり、電子部品の吸着不良や吸着位置のばらつきが発生するからである。よって、パーツカセットと吸着ノズル３との相対的な位置関係を治具１により把握し、撮像結果に基づいて、実装機のステージを上下左右方向に移動調整させながらステージ側でピックアップ位置の調整を行う。すなわち、治具１は、ステージに対して相対的な位置ずれを起こしていた吸着ノズル３の先端をピックアップ位置に正確に位置させようとするものである。
【００１１】
そこで、このような調整に利用される位置確認治具１は、金属製のハウジング４を有し、このハウジング４は、実装機のステージ上に密に並設させるパーツカセットの幅と同じ薄型になっている。図２及び図３に示すように、治具１において、ハウジング４の先端部には、パーツカセットのピックアップ位置（電子部品吸着位置）に対応する吸着ノズル導入領域Ｓが設けられている。この吸着ノズル導入領域ＳはＬ字状に切欠かれ、この吸着ノズル導入領域Ｓの下部には、吸着ノズル３の吸着面３ａから下方に離間した位置で第１の撮像窓部Ａが設けられ、吸着ノズル導入領域Ｓの立ち上げ部には、吸着ノズル３の吸着面３ａから側方に離間した位置で第２の撮像窓部Ｂが設けられている。
【００１２】
また、第１の撮像窓部Ａには、吸着ノズル３の吸着面３ａを照らし出す第１の光源部Ａ１が設けられ、第２の撮像窓部Ｂにもノズル３の先端部の側面を照らし出す第２の光源部Ｂ１が設けられている。従って、第１及び第２の光源部Ａ１，Ｂ１を同時点灯させた状態で、第１の撮像窓部Ａを利用すると、吸着面３ａの状態を真下から確実に視認することができ、第２の撮像窓部Ｂを利用した場合には、吸着面３ａの状態を真横から確実に視認することができる。
【００１３】
この第１の撮像窓部Ａにおいて、ハウジング４にはガラス製の防塵用窓板１１が嵌め込まれている。また、第１の光源部Ａ１を構成する８個の発光体（例えばＬＥＤ）１２が配置され、これら発光体１２は窓板１１の内側に設置される。従って、吸着ノズル３は窓板１１を介して確実に照明され、吸着ノズル３の吸着面３ａで反射した光は、略鉛直に延びる第１光路Ｌ１に沿って撮像窓部Ａ内に確実に入射することになる。
【００１４】
同様に、第２の撮像窓部Ｂにおいて、ハウジング４にはガラス製の防塵用窓板２１が嵌め込まれている。また、覗き窓２０の周囲には、第２の光源部Ｂ１を構成する４個の発光体（例えばＬＥＤ）２２が配置され、これら発光体２２は窓板２１の内側に設置される。従って、吸着ノズル３は窓板２１を介して確実に照明され、吸着ノズル３の先端部で反射した光は、水平方向に第２光路Ｌ２に沿って撮像窓部Ｂ内に確実に入射することになる。
【００１５】
また、窓板１１の真下には、第１光路Ｌ１上に位置するようにしてハウジング４内に収容させた反射ミラー２６が設置され、この反射ミラー２６により、第１光路Ｌ１を、直角に曲げて、鉛直な光路を水平な光路に変換している。同様に、窓板２１の真横には、第２光路Ｌ２上に位置するようにしてハウジング４内に収容させた反射ミラー２７が設置され、この反射ミラー２７により、第２光路Ｌ２を、直角に曲げて、水平な光路を鉛直な光路に変換している。
【００１６】
そして、光路長の略等しい第１光路Ｌ１と第２光路Ｌ２との合流位置には、光路合成素子（例えばハーフミラー内蔵形プリズム）２８がハウジング４に固定され、この光路合成素子２８により、第１光路Ｌ１と第２光路Ｌ２とを合流させて第３光路Ｌ３を作り出している。その結果、第３の光路Ｌ３上に撮像素子（例えばＣＣＤ）２４を配置させると、一個の撮像素子２４で二種類の像を撮像させることが可能になる。
【００１７】
このような光路合成素子２８の採用により、各光路Ｌ１，Ｌ２に対応させた撮像素子２４を個別的に設ける必要がなく、撮像素子２４の個数を減らすことができると同時に、撮像系の構成も簡単になる。なお、光路合成素子２８と撮像素子２４との間の第３光路Ｌ３上には、ユニット化した結像レンズ２９がハウジング４内に設置され、この結像レンズ２９を通過した光は、反射ミラー３０を介して撮像素子２４に入射させる構成を採用している。
【００１８】
さらに、ハウジング４内には、光路合成素子２８に達する第１光路Ｌ１と第２光路Ｌ２とを、光路合成素子２８の前方で適切に切り替えるための回動自在なシャッタ（図示せず）が設けられている。このシャッタは、駆動モータの動作に基づいて、シャッタによる第１及び第２光路Ｌ１及びＬ２の選択的な開閉を可能にしている。
【００１９】
ここで、図３に示すように、反射ミラー２６は、上下に往復運動する可動部材４０に接着固定され、この可動部材４０には、調整方向に延在させた１本の調整ネジ４１の雄ネジ部４２が一方向から螺着されている。具体的に、調整ネジ４１の雄ネジ部４２は、ハウジング４に形成した貫通孔４３内に下から差し込まれている。そして、この貫通孔４３に連通するようにハウジング４に形成したヘッド収容空間４４内に、調整ネジ４１のヘッド部４５を収容させることで、ヘッド部４５の底面４５ａと頂面４５ｂとをヘッド収容空間４４の壁面で支持させる。これによって、調整ネジ４１の抜け止めを防止すると共に、１本の調整ネジ４１で反射ミラー２６の微調整を可能にしている。
【００２０】
また、ハウジング４には、外部とヘッド収容空間４４との間を連通させる工具差し込み穴４６が形成され、ヘッド部４５にはレンチ用の六角穴４７が設けられている。そして、この工具差し込み穴４８に外部から挿入させた六角レンチ４９によって、ヘッド部４５を所定方向に回転させるようにしている。そこで、反射ミラー２６を上下に微調整させるにあたって、六角レンチ４９を一方向に回しながら調整ネジ４１を所望の方向に回転させることで、可動部材４０は雄ネジ部４２のピッチによって徐々に上昇又は下降する。
【００２１】
更に、可動部材４０を直線的に案内するガイド手段５０が設けられ、このガイド手段５０は、可動部材４０に螺着させて、調整方向に対して直交する方向に延在する２本のガイドネジ５１を有している。各ガイドネジ５１の雄ネジ部５４は、調整方向に延在するようにハウジング４に形成した各長穴５３を貫通し、各ガイドネジ５１のヘッド部５２は、ハウジング４の外部に露出させている。そして、反射ミラー２６の微調整時において、長穴５３に沿ってガイドネジ５１が摺動するので、調整方向以外への変位が可能な限り少なくなり、これによって、反射ミラー２６の安定した位置調整が可能になる。また、調整ネジ４１による反射ミラー２６の調整作業完了後において、ヘッド収容空間５８の壁面にヘッド部５２を押し当てるように、各ガイドネジ５１を可動部材４０に対しネジ込むことで、可動部材４０は、調整後の位置でしっかりと固定されることになる。
【００２２】
本発明に係る吸着ノズルの位置確認治具は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、前述した微調整機構は、反射ミラー２６に限らず、反射ミラー２７，３０に適用させてもよい。また、反射ミラー２６の上下方向の微調整について説明したが、調整ネジ４１を左右方向（水平方向）に延在させて、反射ミラー２６を左右に微調整させることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明による吸着ノズルの位置確認治具は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、電子部品を吸着搬送する吸着ノズルを、所定の位置で停止させた状態で、上下方向に延在する吸着ノズルの先端部分の位置を確認する吸着ノズルの位置確認治具において、吸着ノズルの先端部分を照明する光源部と、吸着ノズルの吸着面から下方に離間して位置し、吸着ノズルの吸着面を下から撮像させる第１の撮像窓部と、吸着ノズルの吸着面から側方に離間して位置し、吸着ノズルの吸着面を含む部分を横から撮像させる第２の撮像窓部と、第１の撮像窓部を通る吸着ノズル底面像の第１光路と第２の撮像窓部を通る吸着ノズル側面像の第２光路との合流位置に設けた光路合成素子と、光路合成素子から延びる第３光路上に設けた撮像素子と、光路の途中に配置させて可動部材に取り付けられた反射ミラーと、光路合成素子と撮像素子と可動部材とを収容するハウジングと、反射ミラーの調整方向において、雄ネジ部を可動部材に一方向から螺着させ、ヘッド部の底面と頂面とが、ハウジングに形成されたヘッド収容空間の壁面で挟み込まれるように支持された調整ネジと、を備えたことにより、反射ミラーの微調整作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る吸着ノズルの位置確認治具の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示した治具の要部拡大斜視図である。
【図３】図１に示した治具の要部拡大断面図である。
【図４】従来の吸着ノズル用の位置確認治具に適用させた反射ミラー調整機構を示す断面図である。
【符号の説明】
１…位置確認治具、３…吸着ノズル、３ａ…吸着面、２４…撮像素子、２６…反射ミラー、２８…光路合成素子、４０…可動部材、４１…調整ネジ、４２…雄ネジ部、４５…ヘッド部、４５ａ…ヘッド部の底面、４５ｂ…ヘッド部の頂面、５０…ガイド手段、Ａ１，Ｂ１…光源部、Ａ…第１の撮像窓部、Ｂ…第２の撮像窓部、Ｌ１…第１光路、Ｌ２…第２光路、Ｌ３…第３光路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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