(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品装着機のノズルに吸着された電子部品が平行光束を横切るように前記ノズルを移動させて、前記電子部品によって遮光された影を一次元イメージセンサで撮像し、撮像データを演算処理することにより、前記ノズルに吸着された電子部品の厚みを算出する電子部品厚み測定装置を用いた電子部品の傾き吸着を検出する電子部品傾き吸着検出方法であって、
予め、前記ノズルによる正常吸着状態の電子部品が前記平行光束内を横切るように移動する間に、前記電子部品の厚みを複数回測定し、その測定値を積算することにより前記電子部品の断面積を求め、前記電子部品の断面積を基準値として記憶しておき、
その後、前記電子部品装着機のノズルで前記予め記憶しておいた電子部品と同じ部品厚みを有する電子部品を吸着し装着する場合に、前記吸着した電子部品が前記平行光束内を横切るように移動する間に、前記予め記憶しておいた電子部品の場合と同様にして前記吸着した電子部品の断面積を求め、
前記吸着した電子部品の断面積と前記予め記憶しておいた電子部品の断面積の基準値との比較を行うことで前記吸着した電子部品の傾き吸着を検出する電子部品傾き吸着検出方法。
【請求項２】
前記吸着した電子部品の断面積と前記予め記憶しておいた電子部品の断面積の基準値とが異なる場合に、前記ノズルにより吸着された電子部品を異常吸着と判定することを特徴とする請求項１に記載の電子部品傾き吸着検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルに吸着された電子部品の姿勢が、傾いているかどうかを検出することにより、電子部品の装着の可否を判定し、電子部品の装着ミスの低減を図った電子部品傾き吸着検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テクノロジーの発展とともに、電子機器のモバイル化が進み、さらなる電子機器の小型化・軽量化が望まれている。それら電子機器の小型化を実現するために、様々な形状をした微小な電子部品の開発が推し進められている。これら多種にわたる電子部品を、電子部品装着機で装着するためには、吸着した電子部品毎に部品厚みを測定し、ノズル下降距離を算出して制御することで、基板に対する押し付け量を一定にして、装着ミスを低減する必要がある。
【０００３】
電子部品の厚みを測定して、ノズル下降距離を算出する装置としては、一次元イメージセンサを用いた電子部品厚み測定装置が知られている。
一次元イメージセンサを用いた電子部品厚み測定装置について、図１を参照して説明する。
電子部品装着機において、電子部品厚み測定装置１は電子部品２を吸着したノズル３が吸着位置から装着位置に移動するまでの間に配設される。この電子部品厚み測定装置１は、ノズル３に吸着された電子部品２に対して平行光束４を照射する投光部５と、電子部品２に遮られた影６を一次元イメージセンサにより撮像する受光部７と、投光部５と受光部７を制御する投光器制御部８と受光器制御部９と、受光部７で撮像された撮像データを演算処理するデータ処理部１０と、電子部品種別により異なる部品厚みを記憶する記憶部１１と、基板への装着時にノズル下降距離を制御するノズル制御部１２で構成されている。
【０００４】
以上の構成による電子部品厚み測定装置１の従来の測定動作を、図１，図４及び図５を参照して説明する。
まず、図４（ａ）に示すように平行光束４を横切るようにノズル３を移動させて、吸着された電子部品２を平行移動させる。
それにより、平行光束４の一部が電子部品２及びノズル３により遮光され、遮光された影６を受光部７の一次元イメージセンサが撮像する。
【０００５】
撮像された撮像データをデータ処理部１０に入力し、演算処理することによって、一次元イメージセンサ原点２１から電子部品下面２２までの距離が算出される。
そして、電子部品２が平行光束４内を平行移動する間に、前記測定を連続して行い（図４（ｂ））、それら測定値から最大値Ｈmaxを算出することで、一次元イメージセンサ原点２１から電子部品最下点２２までの距離が算出される。
【０００６】
この時、最大値Ｈmaxと、予め記憶部１１に記憶されたノズル高さデータ２３との差分をとる事で、部品厚み２４が求められる。
そして、最大値Ｈmaxと、予め部品ライブラリとして入力された電子部品データの部品厚みとノズル高さとの合計αを比較して、一致すれば正しい電子部品が正しい姿勢で吸着されていると判断し、装着位置での部品装着を行う。
【０００７】
部品装着を行う際のノズル下降距離２５は、一次元イメージセンサ原点２１から電子部品最下点２２までの距離と、一次元イメージセンサ原点２１から基板上面２６までの予め記憶された距離データとの差分で算出される。
最大値Ｈmaxと電子部品データの部品厚みとノズル高さとの合計αを比較し、一致しなければ正常に電子部品が吸着されていないと判断して、電子部品の装着は行わない。図５は前記の正常吸着と異常吸着を判定するフローを示す。
【０００８】
しかし一般に、電子部品が微小化されるにしたがって、電子部品３１の大きさがノズルよりも小さくなり、図６（ａ）に示すような正常吸着時の電子部品３１とノズル穴３２の関係の場合は問題はないが、図６（ｂ）に示すような傾き吸着時の電子部品３１とノズル穴３２の関係の場合は、電子部品３１の一部がノズル穴３２に入り込むことによって、電子部品３１の傾き吸着が生じ、装着ミスが発生し装着率が低下するという問題のあることが知られている。
【０００９】
この問題に対して、図４（ｂ）のような傾き吸着状態の場合、図６（ｂ−３）に示すような傾き吸着状態の部品最下点Ｈ’maxが図６（ａ−３）に示すような正常吸着状態の部品最下点Ｈmaxと同じであるために、装着可能であると判断されてしまい、装着ミスが発生する。
この問題に対する従来の解決手段を、図７（ａ）（ｂ）を参照して説明する。
【００１０】
電子部品厚み測定装置で取得された、一次元イメージセンサ原点から電子部品下面までの距離を用いて、その差分を算出する。
ｈ＝Ｈ（ｎ）−Ｈ（ｎ−１）
ｈ＝０である場合、電子部品の下面が平行であり、電子部品が正常に吸着されていると判断して装着を行う。
【００１１】
また、ｈ≠０である場合、電子部品の下面が平行でなく、電子部品が傾き吸着であると判断して装着を行わない。
前記の手段により、電子部品の傾き吸着を検出して装着の可否を判定し、電子部品厚みに合わせたノズル下降距離の制御を行って、装着ミスが少なく、生産性の高い電子部品実装機を実現している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一次元イメージセンサを用いた電子部品厚み測定装置で、従来の電子部品傾き吸着検出方法を行った場合、図５（ｃ）のように下面が複雑で平らでない電子部品では、図７（ｄ）のように、下式が成立する。
ｈ＝Ｈ（ｎ）−Ｈ（ｎ−１）≠０
このため、電子部品が正常に吸着されているにもかかわらず、電子部品が傾いて吸着されていると誤判定してしまうため、下面が平らでない電子部品には電子部品傾き吸着検出方法を使用できないという問題点があった。
または、下面が平らである部分を選定し、傾き吸着の算出をしなければならないという問題点があった。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、下面が平らでないような複雑な形状をした電子部品であっても、さらに傾き吸着状態で電子部品最下点が正常吸着時と同じ場合であっても、傾き吸着を正しく判定でき、ノズル下降距離を正しく算出できるような電子部品傾き吸着検出方法を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子部品装着機のノズルに吸着された電子部品が平行光束を横切るように前記ノズルを移動させて、前記電子部品によって遮光された影を一次元イメージセンサで撮像し、撮像データを演算処理することにより、前記ノズルに吸着された電子部品の厚みを算出する電子部品厚み測定装置を用いた電子部品の傾き吸着を検出する電子部品傾き吸着検出方法であって、予め、前記ノズルによる正常吸着状態の電子部品が前記平行光束内を横切るように移動する間に、前記電子部品の厚みを複数回測定し、その測定値を積算することにより前記電子部品の断面積を求め、前記電子部品の断面積を基準値として記憶しておき、その後、前記電子部品装着機のノズルで前記予め記憶しておいた電子部品と同じ部品厚みを有する電子部品を吸着し装着する場合に、前記吸着した電子部品が前記平行光束内を横切るように移動する間に、前記予め記憶しておいた電子部品の場合と同様にして前記吸着した電子部品の断面積を求め、前記吸着した電子部品の断面積と前記予め記憶しておいた電子部品の断面積の基準値との比較を行うことで前記吸着した電子部品の傾き吸着を検出するものである。また、前記吸着した電子部品の断面積と前記予め記憶しておいた電子部品の断面積の基準値とが異なる場合に、前記ノズルにより吸着された電子部品を異常吸着と判定するものである。
即ち、正常吸着状態における、平行光束の光軸方向から見た電子部品の断面積を基準値とし、前記基準値と吸着毎に測定し算出される電子部品の断面積とを比較して、異なることを検出することで、電子部品傾き吸着と判断する。
【００１５】
これにより、正常吸着状態の電子部品のみ装着を行うことが可能となり、電子部品の装着ミスの低減を図り、生産性を向上することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子部品傾き吸着検出方法を具体的な実施の形態に基づいて図１〜図３を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す。
投光部５は、ノズル３に吸着された電子部品２に対して平行光束４を照射する。受光部７は、電子部品２に遮られた影６を一次元イメージセンサにより撮像する。投光部制御部８と受光部制御部９は、それぞれ前記投光部５と受光部７を制御する。データ処理部１０は、受光部７で撮像された撮像データの演算処理を行いノズル下降距離を算出する。また、従来のものとは異なり電子部品厚みを測定毎に算出して、その合計、即ち平行光束の光軸方向から見た電子部品の断面積を算出する（図２（ａ）（ｂ）の（ａ−３），（ｂ−３））。記憶部１１は、部品ライブラリとして予め入力された電子部品厚みを記憶するとともに、正常吸着した状態での電子部品の断面積を記憶している。
【００１７】
図３は、データ処理部１０で算出される部品厚みＨ（ｉ）の取得から、電子部品の断面積を算出し、正常吸着で有るか、傾き吸着であるかを判断するまでを表したフローである。
（Ｓ１１）では、データ処理部１０で算出された部品厚みＨ（ｉ）を取得する。ｉは平行光束が電子部品に対して照射された回数である。即ち、部品厚みの測定回数である。（Ｓ１２）（Ｓ１３）では、部品厚みの測定回数だけ部品厚みＨ（ｉ）を積算することで電子部品の断面積Ｓｎを算出する。（Ｓ１４）におけるβは、予め記憶部１１に記憶されている正常吸着時の電子部品の断面積であり、基準値である。（Ｓ１４）では、測定結果である電子部品の断面積Ｓｎと基準値であるβを比較する。この時、Ｓｎ≠βであれば、即ち、正常吸着状態の断面積と、測定による電子部品の断面積が異なる場合には、（Ｓ１５）の傾き吸着として部品装着を行わない。また、Ｓｎ＝βであれば、即ち、正常吸着状態の断面積と、測定による電子部品の断面積が等しい場合には、（Ｓ１６）の正常吸着状態であると判断して、ノズル下降距離だけノズル制御部１２で制御を行い、電子部品の基板上への装着を行う。
【００１８】
以上により、電子部品の断面積を算出することで、電子部品の傾き吸着を検出して、装着ミスを削減し、さらに正常吸着状態の場合には、ノズル下降距離を算出することで、基板への実装を行うものである。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電子部品の下面が平らでないような複雑な形状をした電子部品であっても、さらに、傾き吸着状態で電子部品最下点が正常吸着時と同じ位置であっても、傾き吸着検出を行うための位置の指定及び部品の形状にとらわれず、傾き吸着を正しく判定でき、ノズル下降距離を正しく算出できるような電子部品傾き吸着検出方法が実現できる。これにより、ノズルに吸着された電子部品の姿勢が、傾いているかどうかを検出することが可能となり、電子部品の装着の可否を判定し、電子部品の装着ミスの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品傾き吸着検出方法を実行する電子部品厚み測定装置及び電子部品傾き吸着検出装置の構成図
【図２】（ａ）は正常吸着時の電子部品と断面積の関係を示し、（ｂ）は傾き吸着時の電子部品と断面積の関係図
【図３】電子部品の断面積より装着の可否を判定するフロー図
【図４】（ａ）は平行光束内におけるノズル・電子部品・基板の位置関係を示し、（ｂ）は平行光束内を部品が通過することによって得られる部品外形を説明する図
【図５】電子部品厚みより装着の可否を判定するフロー図
【図６】（ａ）は正常吸着時の電子部品とノズル穴の関係図で、（ｂ）は傾き吸着時の電子部品とノズル穴の関係図
【図７】（ａ）は底面の平らな電子部品が傾き吸着をおこした場合を示し、（ｂ）は上記状態における特定位置の高さ測定値を示し、（ｃ）は底面の複雑な電子部品が正常吸着されている場合を示し、（ｄ）は上記状態における特定位置の高さ測定値を示す図
【符号の説明】
１  電子部品厚み測定装置
２  電子部品
３  ノズル
４  平行光束
５  投光部
６  ノズルと電子部品の影
７  受光部
８  投光器制御部
９  受光器制御部
１０  データ処理部
１１  記憶部
１２  ノズル制御部
２１  一次元イメージセンサ原点
２２  電子部品最下点
２３  ノズル高さ
２４  電子部品厚み
２５  ノズル下降距離
２６  基板上面
３１  電子部品
３２  ノズル穴
【図１】
0004306866.tif 000002
【図２】
0004306866.tif 000003
【図３】
0004306866.tif 000004
【図４】
0004306866.tif 000005
【図５】
0004306866.tif 000006
【図６】
0004306866.tif 000007
【図７】
0004306866.tif 000008