(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給ユニット上の電子部品をノズル先端に吸着し、位置決め機構に保持された基盤上に前記電子部品を装着する装着機であって画像センサを有するものと、これらを制御するコンピュータなどからなる装着機において、前記コンピュータに以下のステップを実行させるプログラムであって、
予め、電子部品の部品厚さのデータの入力を受け入れ、これを部品データとして記録するステップと、
電子部品を吸着させずに装着機を運転し、ノズル先端部の画像（以下単に「ノズル計測画」という。）を撮り込み、前記ノズル計測画からノズル先端位置を検索し、検索したノズル先端位置のデータをノズルデータとして記録するステップ（以下単に「ノズル先端測定ステップ」という。）と、
装着機により電子部品を基盤上に装着している間（以下単に「電子部品装着中」という。）には、基盤上に装着する電子部品について、電子部品とこれを吸着するノズル先端部の側面画像（以下単に「計測画」という。）を前記画像センサにより撮り込み、前記計測画を検索するステップであって、
下面認識、上面認識、部品厚さ算定、厚さ照合、の各手順とからなるステップ（以下単に「厚さ計測ステップ」という。）であって、前記下面認識と前記上面認識の手順はいずれを先に行ってもよいものとし、
前記下面認識は、計測画の最下端のデータを電子部品の下面として認識して、下面データとしてこれを記録する手順とし、
前記上面認識は、まず当該ノズルのノズルデータを入手し、入手したノズル先端位置を中心として上下それぞれαｍｍ範囲を計測画において境界追跡して、ノズルと電子部品の交点を検出し、２つの交点を検出したときはその平均値を電子部品の上面として認識して、これを上面データとして記録する手段と、
２つの交点を検出しないときは、予め記録した当該ノズルのノズルデータを電子部品の上面として認識して、上面データとする手段とからなる手順とし、
前記部品厚さ算定は、前記下面データと前記上面データの差を求め、検出データとして記録する手順とし、
前記厚さ照合は、当該電子部品の前記部品データと前記検出データとを照合する手順とし、
厚さ計測ステップの結果、前記検出データが前記部品データの部品厚さの許容公差に収まる場合は当該電子部品を基盤上に装着するよう指示するステップと、
前記検出データが前記部品データの部品厚さの許容公差に収まらないときは当該電子部品を廃却するよう指示するステップとを有することを特徴する電子部品の厚さチェックプログラム。
【請求項２】
請求項１に記載した発明において、上面認識における境界追跡によりノズルと電子部品の２つの交点を検出した場合に、前記２つの交点の平均値をノズル先端位置と認識し、これを新たなノズルデータとして古いノズルデータを消去して記録するステップを有することを特徴とする電子部品の厚さチェックプログラム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載した発明において、基盤を交換するときに、部品の写っていない背景画を画像センサにより撮り込み、画像に対するゴミ付着の有無を確認するステップ（以下単に「ゴミ確認ステップ」という。）を有し、ゴミの付着を認めた場合にゴミ検出警告を出すよう指示するステップを有することを特徴とする、電子部品の厚さチェックプログラム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載したプログラムであって、ノズル先端測定ステップによるノズル先端位置のノズルデータを入手したときに、古いデータを消去して新たに入手したノズルデータを記録するステップと、
厚さ計測ステップにおける境界追跡の結果ノズルと電子部品の２つの交点を検出したときは、前記２つの交点の平均値をノズル先端位置と認識して、これを新しいノズルデータとして古いデータを消去し記録するステップと、
前記ノズルデータの値を、吸着ステーションにおける電子部品を吸着する場合における、ノズル先端の下降量に反映させるステップを有することを特徴とする、電子部品厚さチェックプログラム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４に記載したプログラムであって、厚さ計測ステップの下面認識手順により得られた下面データの値を、装着ステーションにおける基盤上に電子部品を装着する場合の、ノズルの下降量に反映させるステップを有することを特徴とする、電子部品の厚さチェックプログラム。
【請求項６】
部品供給ユニットと、複数の停止ステーションを有するインデックス装置と、前記インデックス装置に保持される複数の装着ユニットであって、それぞれノズルを有し前記ノズルを垂直方向に昇降させる機能とノズル中心を通る垂直軸であるＱ軸回りに前記ノズルを旋回させる機能とを有する装着ユニットと、コンベアと、位置決め機構とこれらを制御するコンピュータとからなる装着機であって、
前記複数の停止ステーションは少なくとも吸着ステーション、Ｑ軸大旋回ステーション、平面画像撮影ステーション、Ｑ軸補正ステーション、装着ステーション、部品廃却ステーションを有し、
前記吸着ステーションにおいてノズルを下降させ、当該ノズル先端を部品供給ユニット上の電子部品に接触させて吸着し、当該電子部品を吸着した状態でノズルを上昇させ、前記Ｑ軸大旋回ステーションにおいて大まかなＱ軸調整を行い、前記平面画像撮影ステーションにおいて電子部品の平面視画像を撮り込み、前記Ｑ軸補正ステーションにおいてＱ軸最終調整を行い、装着ステーションにおいて装着すべき電子部品を基盤上に装着し、前記部品廃却ステーションにおいて廃却すべき電子部品を廃却し、さらに前記吸着ステーションから始まる次の工程にすすむようにした装着機において、
前記Ｑ軸大旋回ステーションと前記Ｑ軸補正ステーションの間のいずれかの停止ステーションに、投光部と受光部とを有する画像センサであって電子部品とノズルの先端部の側面画像を撮り込む機能を有するものを取り付け、これを側面画像撮影ステーションとし、
さらに、前記コンピュータの主記憶装置に記録したプログラムであって請求項１乃至請求項５に記載したプログラムの内のいずれかのプログラムとからなる装着機。
【請求項７】
請求項６に記載した装着機であって、さらに、インデックス装置の部品廃棄ステーションの後にノズル種切替ステーション、ノズル種確認ステーションを有し、
前記ノズル種切替ステーションにおいて次ぎに使用するノズルの選択を行い、ノズル種確認ステーションにおいて選択したノズルの確認を行い、さらに吸着ステーションから始まる次の工程にすすむようにしたことを特徴とした装着機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータのメイン基板や、家庭で使用する電化製品から工場における製造プラントに至る機器の電子制御に使用される制御基板や、ケーム機のゲーム基板など、いわゆる電子基板を製造するラインに使用する装着機であって、電子部品の厚さをチェックして、当該電子部品について装着するのか又は廃棄するのかについて判断をする機能を有する装着機に関する。
基盤に装着する電子部品についてその厚さを測定して、所定の許容交差に収まるものであって正しい姿勢でノズルに吸着している電子部品のみ基盤に装着することにより、不良な電子部品を装着した基盤や電子部品の位置のずれた基盤などの装着不良の基盤の発生を排除するためである。
電子基板を製造するラインでは、予めクリーム半田や接着剤などを基盤上に塗布し、その後に装着機により電子部品を基盤上に装着し、さらに加熱炉などにより半田を融解させその後凝固させたり接着剤を硬化させている。
装着機は基板にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、抵抗、コンデンサ、各種ＩＣなどの電子部品を装着する装置であって、本発明に係る装着機はインデックス装置、複数の装着ユニット、部品供給ユニット、コンベア、位置決め機構、などからなっている。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の装着機において電子部品の厚みを検出する発明としては、特開平６−３０２９９３号と特開平９−２１４１８４号とがある。
特開平特開平６−３０２９９３号の発明は、部品厚み検出部にて電子部品の厚みを検出し、電子部品の厚みが許容範囲外の場合や正常な姿勢で吸着していない場合は警告を発し、電子部品の厚みの変動に応じて許容厚み範囲を自動的に変更する発明である。
ところが部品厚み検出部については、ＣＣＤカメラで撮影し画像処理により検出すると記載されているだけで、画像処理による電子部品の厚みを検出する具体的な方法については記載されていない。また、検出した電子部品の厚みデータは電子部品の許容範囲に入るか否かの判断のみに使用していた。
特開平９−２１４１８４号の発明は、部品厚みが異なるときに、部品供給形状と部品厚みを検出し実装する発明である。しかし、部品厚み検出部についての記載はされているが、具体的な構成やどのようにして部品厚みを検出するのかについて記載されていない。
【０００３】
電子部品の厚さをチェックするために、試験的に電子部品とノズルの先端部の側面画像を画像センサで撮り込んだところ、図３の（ａ）〜（ｆ）に例示したような画像を検出できたが、従来技術ではこれらの全ての場合に適切な厚さ計測を可能とする方法がなかった。
また、画像センサの受光部などにゴミが付着した場合は、ゴミの映像と部品やノズルの映像と区別できず測定精度を害する問題を有していた。
電子部品をノズル先端に吸着するときは、ノズルを下降させ電子部品の上面にノズル先端を押し付け、バネにより一定の押し付け力を発生させた状態でノズルを真空にして、電子部品をノズル先端に吸着させている。しかし、従来ではノズル先端位置が変化すると共に、吸着に成功する確率が低下する問題があった。
また、基盤上にはすでに溶融半田や接着剤が塗布されており、電子部品を基盤上に押し込み過ぎた場合は横滑りしやすい。従来技術では、電子部品を基盤上に押し込みすぎてその位置がずれて装着不良の基盤を発生する問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためなされたもので、電子部品とノズルの先端部の側面画像を撮り込み、全ての撮り込んだ画像に対し適切な厚さの計測を可能としたプログラムとそのようなプログラムを有する装着機を提供することにある。
また、画像センサの受光部などにゴミが付着したばあいは、生産効率を阻害しない範囲でいち早くこれを見つけ、ゴミ検出警告を出して作業者に知らせるプログラムとそのようなプログラムを有する装着機を提供することにある。
また、ノズル先端位置を常に検出しノズルデータを更新することにより、ノズルデータを吸着ステーションにおけるノズル下降位置の制御にフィードバックして、常に一定の条件で電子部品を吸着するようにして、吸着の確率を高い値に維持し、廃棄する部品を減らすことにより部品コストの低減を図ることにある。
さらに、下面認識手順によって得られた下面データの値を装着ステーションにおけるノズル下降位置の制御にフィードバックして、常に一定の条件で電子部品を基盤上に押し込むことにより、装着不良の基盤の発生を防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、装着機を制御するコンピュータに以下のステップを実行させるためのプログラムであって、
予め、装着する電子部品の部品厚さのデータをそれぞれの許容交差のデータを含め、部品データとして入力を受け入れこれを記録するステップと、
電子部品を吸着させずに装着機を運転し、全てのノズルのノズル計測画を撮り込み、ノズル計測画からノズル先端位置を検索し、ノズル最下端のデータ又はノズル先端にある２つの角の平均値を算出したデータをノズルデータとして記録するノズル先端測定ステップと、
電子部品の装着中には、基盤上に装着する全ての電子部品について、電子部品とこれを吸着するノズル先端部の側面画像を画像センサにより撮り込み、計測画を検索するステップであって、下面認識、上面認識、部品厚さ算定、厚さ照合の各手順とからなる厚さ計測ステップであって、下面認識と上面認識の手順はいずれを先に行ってもよいものとし、
下面認識は、計測画の最下端のデータを電子部品の下面として認識して、下面データとしてこれを記録する手順とし、
上面認識は、まず当該ノズルのノズルデータを入手してノズル先端位置を中心として上下それぞれαｍｍ範囲を計測画において境界追跡して、ノズルと電子部品との交点を２つ検出し、２つの交点を検出したときはその平均値を電子部品の上面として認識して、これを上面データとして記録する手段と、
ノズルと電子部品との２つの交点を検出しないときは、予め記録した当該ノズルのノズルデータを電子部品の上面として認識して、上面データとする手段からなる手順とし、
部品厚さ算定は、当該電子部品の下面データと上面データの差を求め、検出データとして記録する手順とし、
厚さ照合は、当該電子部品の部品データと検出データとを照合する手順とし、
厚さ計測ステップの結果、検出データが部品データの部品厚さの許容公差に収まる場合は当該電子部品を基盤上に装着するよう指示するステップと、
検出データが部品データの部品厚さの許容公差に収まらないときは当該電子部品を廃却するよう指示するステップとを有することを特徴するプログラムとする。
【０００６】
請求項２の発明は請求項１に記載した発明に対し、上面認識における境界追跡によりノズルと電子部品との２つの交点を検出した場合に、その平均値をノズル先端位置として認識し、これを新しいノズルデータとして古いノズルデータを消去して記録するステップを追加した。
請求項３の発明は請求項１又は請求項２に記載した発明に対し、基盤を交換するときに、部品の写っていない背景画を画像センサにより撮り込み、画像に対するゴミ付着の有無を確認するゴミ確認ステップを有し、ゴミの付着を認めた場合にゴミ検出警告を出すステップを追加した。
請求項４の発明は請求項１乃至請求項３に記載した発明に対し、ノズル先端測定ステップによるノズルデータを入手したときに、古いデータを消去して新たに入手したノズルデータを記録するステップと、
厚さ計測ステップにおける境界追跡の結果、ノズルと電子部品の２つの交点を検出したときは、その平均値をノズル先端位置として認識して、これを新しいノズルデータとして古いデータを消去し記録するステップと、
前記ノズルデータの値を、部品供給ユニット上で電子部品を吸着する場合の、ノズル先端の下降量に反映させるステップとを追加した。
請求項５の発明は請求項１乃至請求項４に記載した発明に対し、厚さ計測ステップの下面認識手順により得られた下面データの値を、基盤上に電子部品を装着する場合の、ノズル先端の下降量に反映させるステップを追加した。
【０００７】
請求項６の発明は、部品供給ユニットと、複数の停止ステーションを有するインデックス装置と、前記インデックス装置に保持される複数の装着ユニットであって、それぞれノズルを有し前記ノズルを垂直方向に昇降させる機能とノズル中心を通る垂直軸であるＱ軸回りにノズルを旋回させる機能とを有する装着ユニットと、コンベアと、位置決め機構とこれらを制御するコンピュータとからなる装着機であって、
複数の停止ステーションは少なくとも吸着ステーション、Ｑ軸大旋回ステーション、平面画像撮影ステーション、Ｑ軸補正ステーション、装着ステーション、部品廃却ステーションを有し、
吸着ステーションにおいてノズルを下降させ、当該ノズル先端を部品供給ユニット上の電子部品に接触させて吸着し、当該電子部品を吸着した状態でノズルを上昇させ、Ｑ軸大旋回ステーションにおいて大まかなＱ軸調整を行い、
また、平面画像撮影ステーションにおいて電子部品の平面視画像を撮り込み、Ｑ軸補正ステーションにおいてＱ軸最終調整を行い、装着ステーションにおいて装着すべき電子部品を基盤上に装着し、
また、部品廃却ステーションにおいて廃却すべき電子部品を廃却し、さらに吸着ステーションから始まる次の工程にすすむようにした装着機において、
Ｑ軸大旋回ステーションとＱ軸補正ステーションの間のいずれかの停止ステーションに投光部と受光部とを有する画像センサであって、電子部品とノズルの先端部の側面画像を撮り込む機能を有するものを取り付け、これを側面画像撮影ステーションとし、
さらに、そのコンピュータの主記憶装置に記録したプログラムであって上記したプログラムの内のいずれかのプログラムとからなる装着機とした。
一方、請求項７の発明は、請求項６の発明に対し、停止ステーションとしてノズル種切替ステーションとノズル種確認ステーションを追加し、
装着ステーションにおいて装着すべき電子部品を基盤上に装着し、部品廃却ステーションにおいて廃却すべき電子部品を廃却した後に、ノズル種切替ステーションにおいて次ぎに使用するノズルの選択を行い、またノズル種確認ステーションにおいて選択したノズルの確認を行い、さらに吸着ステーションから始まる次の工程にすすむようにした装着機とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の１実施例を図面に示し説明する。本発明に係る装着機２１は、部品供給ユニット３１と、インデックス装置２２と、インデックス装置２２に保持される１６個の装着ユニット２３と、コンベア４２と、位置決め機構４３などとこれらを制御するコンピュータとからなる装着機２１である。
部品供給ユニット３１は、それぞれ異なる電子部品をＹ軸方向吸着ステーション１に向かって送る複数のフィーダ３２からなっている。また、部品供給ユニット３１はＸ軸移動機構３３によりＸ軸方向に移動可能な状態で支持した。
インデックス装置２２は、１６個の停止ステーション（１〜１６）を有し、インデックス旋回２６方向に２２．５度ずつ旋回して停止する工程を繰り返す構成とした。このため、１６個の装着ユニット２３は次々と各停止ステーション（１〜１６）に停止したり移動したりする。
１６個の停止ステーションは、吸着ステーション１、Ｑ軸大旋回ステーション３、平面画像撮影ステーション５、側面画像撮影ステーション６、Ｑ軸補正ステーション８、装着ステーション９、Ｑ軸原位置戻しステーション１０、部品廃棄ステーション１３、ノズル種切替ステーション１４、ノズル種確認ステーション１５、などからなるものとした。
装着ユニット２３は、それぞれ上下昇降機構とＱ軸旋回２７機構を有し、下端にはブラケット２４を有している。ブラケット２４には回転軸２８を回転可能に取り付け、回転軸２８にはブロック２９を、ブロック２９には６本のノズル２５を取り付けた。
従って、本実施例に係る装着機２１は合計９６本のノズル２５を持っている。各ノズル２５をブロック２９によりスライド可能に保持し、バネにより押し出す方向に力を加えた、そして各ノズル２５をそれぞれバルブを介して真空装置に配管接続した。
平面画像撮影ステーション５には平面画像センサ４５を取り付け、側面画像撮影ステーション６にはＬＥＤ投光素子の投光部５３とＣＣＤ受光素子の受光部５４とからなる画像センサ５１を取り付けた。画像センサ５１はノズル先端２５ａ部の一部と電子部品１８の側面の全てを撮り込むように設置した。
受光部５４は縦６５９画素×横４９４画素を有し上下方向の分解能力は１２．３μｍのものを使用した。投光部５３により投光された光を受光部５４の受光素子で検出し電圧に変換し出力する。各画素の中に光と陰の境があった場合は明るさを段階的に分解し電圧の値を変えて出力するので検出精度は±１０μｍの性能を有している。
コンベア４２は、電子部品の装着を完了した基盤４１を位置決め機構４３から搬出すると共に、次ぎに電子部品を装着する基盤４１を位置決め機構４３に搬入する構成とした。
位置決め機構４３は、基盤４１を保持してＸ軸、Ｙ軸及び上下方向のＺ軸方向に移動し停止する機能を有する構成とした。
【０００９】
次ぎに本発明に係る各機構の動作について説明する。複数の電子部品はそれぞれ個別のフィーダ３２によりＹ軸上を吸着ステーション１に向かって送られる。部品供給ユニット３１はＸ軸移動機構３３により移動し、次に吸着すべき電子部品を吸着ステーション１の真下に位置するようにする。
吸着ステーション１で装着ユニット２３はブラケット２４を押し下げ、ノズルの先端２５ａを電子部品１８の上面に触れさせバネにより適当な力で押す状態にして、当該ノズルと真空装置とをバルブを切り替えて連結する。このようにすると電子部品１８はノズル２５に吸着される。その後ブラケット２４を押し上げると電子部品はノズル２５に吸着した状態で、当該装着ユニット２３の移動と共に移動する。
Ｑ軸大旋回ステーション３で、装着ユニット２３はＱ軸旋回２７をして大まかな平面視の角度調整を行う。その後、平面画像撮影ステーション５において平面画像センサ４５により平面画像を撮り込み、その画像データを分析して平面寸度の不良な電子部品の廃却や、Ｑ軸補正ステーション８における電子部品の最終補正にフィードバックする。
側面画像撮影ステーション６では、ノズル先端２５ａ部や電子部品１８が投光部５３と受光部５４の間にあって光を遮る。光が遮られた部分の受光素子は光を受けず電圧を出力しないため、図３に示したような計測画やノズル計測画をデータとして撮り込むことができる。
Ｑ軸補正ステーション８で、装着ユニット２３は平面画像データの分析結果をフィードバックして、Ｑ軸旋回２７をして基盤上に精度正しく装着できるように最終的な角度補正を行う。
装着ステーション９において、当該電子部品１８を装着するときは、位置決め機構４３は基盤４１を保持してＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動し次ぎの電子部品１８を装着すべき位置に基盤を移動させ停止する。
その後、装着ユニット２３はブラケット２４を押し下げ、電子部品１８を基盤４１上に載せバネにより適当な力で押す状態にして、当該ノズルのバルブを切り替えて大気に解放する。このようにすると電子部品１８はノズル２５から離れる。その後装着ユニット２３はブラケット２４を押し上げる。
一方、当該電子部品１８を装着しない場合は、ノズル２５に電子部品１８を吸着したまま次のステーションに移動する。
Ｑ軸原位置戻しステーション１０で、装着ユニット２３はＱ軸旋回２７をして予め定めた原位置に戻る。
部品廃棄ステーション１３において、装着ユニット２３が平面寸度の不良な電子部品１８や、側面許容公差に収まらない電子部品１８を有する場合には、バルブを切り替えて当該ノズルを大気に解放して電子部品１８を廃棄する。
ノズル種切り替えステーション１４で、装着ユニット２３はノズル種切り替え指令に基づきブロック２９を回転させ、次ぎに使用するノズル２５を最下端位置に切り替える。
ノズル種確認ステーション１５では、実際に最下端位置にあるノズル２５と次ぎに使用するノズル２５の種類が同じか否か確認する。
【００１０】
本発明に係る装着機２１のコンピュータの主記憶装置に記録した電子部品厚さチェックプログラムは装着機２１のコンピュータに以下のステップを実行させる。
予め、電子部品の部品厚さのデータをそれぞれの許容交差のデータも含め、部品データとして入力を受け入れこれを記録するステップと、各ノズル２５毎にノズル径Ｄのデータの入力を受け入れこれを記録するステップ。
電子部品１８を吸着させずに装着機を運転し、図３（ｇ）に示したような全てのノズル２５のノズル計測画を撮り込み、ノズル計測画からノズル最下端５５ｆを検索し、検索したノズル最下端５５ｆのデータをノズルデータとして記録するノズル先端測定ステップ。
なを、本実施例ではノズル最下端５５ｆをノズル先端位置と判断したが、２つのノズルの角５５ｇの平均値をノズル先端位置として判断する方法もあり上記した実施例にこだわるものではない。
ノズル先端測定ステップについて、作業者の入力操作により行う方法と、一定時間を経過する毎に自動的に行う方法と、一定量の基盤への装着を行った度に自動的に行う方法など考えられるが、本実施例では作業者の入力操作により行う方法を採用し、毎日始業時に行うことを奨励するようにした。
それぞれの客先における生産量、生産効率、不良基盤の発生率、廃棄する部品の発生数などのデータをフィードバックして、適宜ノズル先端測定ステップを実施するのが好ましいからである。
【００１１】
電子部品装着中には、側面画像撮影ステーション６において画像センサ５１により撮り込んだ計測画を検索する厚さ計測ステップであって、下面認識、上面認識、部品厚さ算定、厚さ照合、の各手順とからなるステップを実行させる。なを、本実施例では下面認識を上面認識より先に行うものとした。
下面認識は、図３（ａ）〜（ｆ）に示したような計測画の最下端５５ｅのデータを電子部品の下面として認識して、下面データとしてこれを記録する手順とした。
上面認識は、まず当該ノズルのノズルデータを入手してそのノズル先端位置を中心として上下それぞれ０．２ｍｍ範囲を計測画において境界追跡して、ノズル画像５５ａと部品画像５５ｂとの２つの交点５５ｃを検出する。
このときノズル径Ｄのデータも入手して、ノズル画像のデータから図３（ｈ）に示したように、Ｄ寸法離れた２本の垂線の最下点において、互いに内側に曲がる２つの角の形状に近いデータをノズルの角５５ｇと判断して、ノズル画像５５ａと部品画像５５ｂの交点から除外するようにした。
一方、Ｄ寸法離れた２本の垂線の最下点において互いに外側に曲がる２つの角の形状に近いデータについては、ノズル画像５５ａと部品画像５５ｂの交点として判断するようにした。その結果、２つの交点５５ｃを検出したときは２つの交点５５ｃの平均値を電子部品の上面として認識して、これを上面データとして記録する手段とした。
境界追跡は影の部分の画素を１背景部分の画素を０として最も外側にある外周境界を抽出することにより行うものとした。α値を０．２として、上下それぞれ０．２ｍｍ範囲を境界追跡するようにしたのは、ノズル先端位置は大きくずれることはなくこの範囲を境界追跡すれば十分と考えられるからである。また、境界追跡を行う範囲を限定することにより、素早い検索と判断を可能とすると共にコンピュータの負担を小さくするためである。
さらに、図３（ｅ）、（ｆ）に示したように、境界追跡の結果２つの交点５５ｃを検出しないときは、予め記録した当該ノズルのノズルデータを電子部品の上面として認識して、上面データとする手段とからなる手順とした。
部品厚さ算定は、下面データと上面データの差を求め、検出データとして記録する手順とし、厚さ照合は、当該電子部品の部品データと検出データとを照合する手順とした。
厚さ計測ステップの結果、部品厚さの許容公差に収まる場合は当該電子部品を基盤上に装着するよう指示するステップを実行させ、許容公差に収まらないときは当該電子部品を廃却するよう指示するステップを実行させるようにした。
このようにすると、ノズル２５に電子部品１８を傾斜した状態で吸着した場合は、実際の厚さは許容範囲に収まる電子部品１８であっても廃却することになるが、傾斜した状態で吸着した電子部品１８を基盤上に装着すると、装着位置がずれて装着不良を起こしやすいので、むしろ廃却した方が装着不良の基盤の発生を防止する観点から好ましい。
【００１２】
また、上面認識における境界追跡によりノズルと電子部品の２つの交点５５ｃを検出した場合に、その交点５５ｃの平均値をノズル先端位置として認識し、新たなノズルデータとして古いノズルデータを消去して記録するステップを実行させるようにした。
また、基盤４１を交換するときに、電子部品１８の写っていない背景画を画像センサ５１により撮り込み、ゴミ付着の有無を確認するゴミ確認ステップを実行させ、ゴミの付着を認めた場合にゴミ検出警告を出すステップを実行させるようにした。
ゴミの付着は常に起こるものではなくまた、ゴミが付着したからといってただちに厚さ計測不良を起こすものでもない。本実施例では生産効率を下げずにゴミの付着による影響を除くことを提案するものである。
電子部品装着中にはゴミの付着を検出する余裕はない。一方、基盤４１に装着する最後の電子部品については平面画像撮影ステーション５と側面画像撮影ステーション６において画像を撮影した後でなければ基盤４１に装着するのか廃棄するのか決定しない。
本実施例では厚さ計測ステップを行い、部品厚さの許容公差に収まることを確認してからでなければ基盤４１を交換できないことになる。また、基盤４１を交換することになってから、次の基盤４１に装着する電子部品を吸着することが可能となる。
従って、本実施例では基盤交換時において、平面画像撮影ステーション５からＱ軸大旋回ステーション３、吸着ステーション１、ノズル種確認ステーション１５を含むノズル種切り替えステーション１４までの８個の装着ユニット２３には電子部品を吸着できないことになる。
本発明に係るゴミ確認ステップは、上記のように基盤４１を交換するときに必ず発生する電子部品を保持しない状態の背景画を取得してゴミを確認するので、基盤の生産効率を全く阻害することはない。
また、ノズル先端測定ステップによるノズル先端位置の最新のノズルデータを入手したときに、古いデータを消去して新たに入手したノズルデータを記録するステップを実行させるようにした。
さらに、厚さ計測ステップにおける境界追跡の結果ノズル画像５５ａと部品画像５５ｂとの２つの交点５５ｃを検出したときは、２つの交点５５ｃの平均値をノズル先端位置のデータとして認識して、これを新しいノズルデータとして古いデータを消去し記録するステップを実行させるようにした。
そして、これらのノズルデータの値を、吸着ステーション１における電子部品１８を吸着する場合の、ノズル２５の下降量に反映させるステップを実行させるようにした。
また、厚さ計測ステップの下面認識手順により得られた下面データの値を、装着ステーション９における基盤４１上に電子部品１８を装着する場合の、ノズル２５の下降量に反映させるステップを実行させるようにした。
【００１３】
【発明の効果】
本発明により、電子部品とノズルの先端部の側面画像を撮り込み、計測画として入手した全ての画像データ対し、適切な厚さの計測を可能とした電子部品厚さチェックプログラムとそのようなプログラムを有する装着機を提供することができた。
また本発明により、画像センサの受光部などにゴミが付着した場合は、生産効率を阻害しない範囲でいち早くこれを見つけ、ゴミ検出警告を出して作業者に知らせるようにした。このためゴミの付着による測定不良の発生をなくした電子部品厚さチェックプログラムとそのようなプログラムを有する装着機を提供することができた。
また本発明により、ノズル先端位置を常に検出しノズルデータを更新して、最新のノズルデータを吸着ステーションにおけるノズル下降位置の制御にフィードバックさせ、常に一定の条件で電子部品を吸着するようにして、吸着の確率を高い値に維持して廃棄する部品を減らしたので、部品コストの低減を図ることができた。
さらに本発明により、厚さ測定ステップにより得られた下面データを装着ステーションにおけるノズル下降位置の制御にフィードバックして、常に一定の条件で電子部品を基盤上に押し込むようにしたので、装着不良の基盤の発生を防止することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る装着機の１実施例の構成を表す平面図である。
【図２】図１の装着機のノズルの取り付け状態を表す側面図である。
【図３】計測画やノズル計測画の代表的な画像を表した図である。
【図４】本発明に係る電子部品厚さチェックプログラムの１実施例の工程図である。
【図５】本発明に係るノズル先端測定ステップの１実施例の工程図である。
【図６】本発明に係るゴミ確認ステップの１実施例の工程図である。
【符号の説明】
１  ：吸着ステーション                ３  ：Ｑ軸大旋回ステーション
５  ：平面画像撮影ステーション        ６  ：側面画像撮影ステーション
８  ：Ｑ軸補正ステーション            ９  ：装着ステーション
１０  ：Ｑ軸原位置戻しステーション    １３  ：部品廃棄ステーション
１４  ：ノズル種切替ステーション      １５  ：ノズル種確認ステーション
１８  ：電子部品                      ２１  ：装着機
２２  ：インデックス装置              ２３  ：装着ユニット
２４  ：ブラケット                    ２５  ：ノズル
２５ａ：先端                          ２６  ：インデックス旋回
２７  ：Ｑ軸旋回                      ２８  ：回転軸
２９  ：ブロック                      ３１  ：部品供給ユニット
３２  ：フィーダ                      ３３  ：Ｘ軸移動機構
４１  ：基盤                          ４２  ：コンベア
４３  ：位置決め機構                  ４５  ：平面画像センサ
５１  ：画像センサ                    ５３  ：投光部
５４  ：受光部                        ５５ａ：ノズル画像
５５ｂ：部品画像                      ５５ｃ：交点
５５ｅ：最下端                        ５５ｆ：ノズル最下端
５５ｇ：ノズルの角
【図１】
0003996401.tif 000002
【図２】
0003996401.tif 000003
【図３】
0003996401.tif 000004
【図４】
0003996401.tif 000005
【図５】
0003996401.tif 000006
【図６】
0003996401.tif 000007