(57)【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、部品を吸着したままで、その吸着姿勢を部品認識部において画像認識し、認識結果に基づき部品の吸着姿勢を補正し、この部品を、位置決め保持された基板上に実装する部品実装装置であって、
部品認識部に、画像認識位置に移動されてきた吸着ノズルに対して側方からそれぞれ出退自在とされ、吸着ノズルに吸着された部品の上方位置で吸着ノズルおよび部品の周囲を上方から覆う閉状態と側方に分割されて待避する開状態とにわたって開閉自在とされた複数のシャッタ部と、
各シャッタ部の内側面において認識位置の吸着ノズルを囲むように複数方向に配設されており、部品下面に突出した電極部を備えた部品に対しては、各シャッタ部を閉じた状態で、電極部の側方下側から電極部の側面に向けて照明光を照射する複数の側面照射用光源と、
吸着ノズルに吸着された部品をその下側位置から上向きに撮像するように部品の画像を認識する認識カメラと、
部品がその下面に突出した電極部を備えている部品である場合には、各シャッタ部を閉じるとともに側面照射用光源を点灯させ、認識カメラの撮影画像から電極部の欠落の有無を判別する制御手段と
を備え、
斜め下側または下側になる位置に配置され、吸着ノズルにより吸着された状態で認識位置に移動されてきた部品に対して、部品の下面に向けて照明光を照射する複数の下面照射用光源を備え、制御手段は、部品がその側方に突出するリードを有する部品である場合には、各シャッタ部を開けるとともに下面照射用光源を点灯させて、認識カメラにて部品認識をさせる部品実装装置。
【請求項２】
吸着ノズルにより部品を吸着し、部品を吸着したままで、その吸着姿勢を画像認識し、認識結果に基づき部品の吸着姿勢を補正し、この部品を、位置決め保持された基板上に実装する部品実装方法であって、
部品がその下面に突出した電極部を備えた部品である際に、画像認識位置に移動されてきた吸着ノズルに対して側方からそれぞれ出退自在とされている複数のシャッタ部を閉じて、これらのシャッタ部により、吸着ノズルに吸着された部品の上方位置で吸着ノズルおよび部品の周囲を上方から覆い、
各シャッタ部の内側面において認識位置の吸着ノズルを囲むように複数方向に配設されている側面照射用光源を点灯させることで、電極部の側方下側から電極部の側面に向けて照明光を照射し、
この状態で認識カメラにより、吸着ノズルに吸着された部品をその下側位置から上向きに撮像して部品を認識させ、あらかじめ設定された部品データと認識画像とを比較することにより、電極部の欠落を判別し、
吸着された部品の種類に応じて部品認識方法を切り替え、部品がその側方に突出するリードを有する部品である際には、各シャッタ部を開けて部品を覆わない姿勢とするとともに、
斜め下側または下側になる位置に配置された複数の下面照射用光源を点灯させることにより、認識位置に移動されてきた部品に対して、部品の下面に向けて照明光を照射し、認識カメラにて部品認識をさせる部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品、光学部品等の部品を実装する部品実装装置及び部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、多種多様な形式をとる部品の表面実装化技術が進み、部品認識方法を含めて様々な部品実装方式が現出している。そのうち、シャッタ部に光源を備える部品認識方法の従来技術として、例えば図６に示すような部品認識装置が知られている。
【０００３】
図６に示すように、この部品認識装置は、吸着ノズル２１により吸着された部品２２に対して斜め下方または下方から部品２２の下面に向けて光を照射する第１光源２３と、吸着ノズル２１に対して両側方から出退し、吸着ノズル２１に吸着された部品２２の上方位置で吸着ノズル２１および部品２２の周囲を覆うように開閉可能な第１、第２のシャッタ部２４、２５と、各シャッタ部２４、２５にそれぞれ内蔵され、各シャッタ部２４、２５の下面側から発光させるための第２光源２６と、図外の認識カメラとを備えている。
【０００４】
そして、この部品認識装置により、以下のような第１、第２の部品認識方法を行う。第１の部品認識方法は、各シャッタ部２４、２５を閉めた状態で第１の光源２３を点灯させ、吸着ノズル２１に吸着された部品２２の下面に向けて第１光源２３にて斜め下方または下方から光を照射し、部品２２の下面からの反射光を認識カメラにて受光して認識させる。第２の部品認識方法は、各シャッタ部２４、２５を閉めた状態で第２光源２６を点灯させて各シャッタ部２４、２５の下面側から発光させることで、吸着ノズル２１に吸着された部品２２のシルエット像を認識カメラにて認識させる。吸着された部品２２の種類に応じて上記第１及び第２の部品認識方法を切り替える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の第１の部品認識方法は、反射認識方式を採用しているが、下面に突出したボール半田等の電極部を備えたＢＧＡ・ＣＳＰのような部品２２であって、その下面に回路パターン、模様等を有する部品２２については、上記部品２２に斜め下側または下側から第１光源２３により部品２２の下面に向けて照明光を照射すると、この部品２２の電極部だけではなく、部品下面に形成された回路パターン、模様等をも認識してしまい、受光した画像から、電極部と回路パターン、模様等の区別が困難であるため、電極部の正確な位置の把握ができず、部品姿勢補正量の検出が困難となっていた。さらに、上記電極部の欠落部に照明光を反射するパターンがあった場合や、電極の残骸が残ったりしていた場合に、電極欠落部も照明光を反射してしまい、不良部品として認識できず、この電極部を欠落した不良部品も基板に装着してしまい、実装品質を低下させる原因となっていた。
【０００６】
また、上記従来の第２の部品認識方法においては、吸着ノズル２１に吸着した部品２２の背後から第２光源２６により照明光を照射する透過認識方式を採用しているため、側面からリードが外側に突出した部品２２または、その外形から位置決め認識を行う部品２２に対しては、有効であるが、その下面に電極部を持つような部品２２では、電極の位置をまったく認識できない。そのため、電極部の欠落判定は勿論、部品姿勢補正量も検出できなかった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、特に下面に突出した電極部を備えた部品に対して、全電極の位置を認識できて、電極部の欠落判定を行うことのできる部品実装装置及び部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、吸着ノズルに吸着した部品を上方および側方からシャッタ部で覆った状態で、部品の電極部側方下側位置から電極部側面に向けて照明光を照射することにより、部品下面に突出した電極部側面のみの反射光を受光して認識するものである。
【０００９】
この構成により、特に下面に突出した電極部を備えた部品に対して、全電極の位置を認識できて、電極部の欠落判定を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、吸着ノズルにより部品を吸着し、部品を吸着したままで、その吸着姿勢を部品認識部において画像認識し、認識結果に基づき部品の吸着姿勢を補正し、この部品を、位置決め保持された基板上に実装する部品実装装置であって、部品認識部に、画像認識位置に移動されてきた吸着ノズルに対して側方からそれぞれ出退自在とされ、吸着ノズルに吸着された部品の上方位置で吸着ノズルおよび部品の周囲を上方から覆う閉状態と側方に分割されて待避する開状態とにわたって開閉自在とされた複数のシャッタ部と、各シャッタ部の内側面において認識位置の吸着ノズルを囲むように複数方向に配設されており、部品下面に突出した電極部を備えた部品に対しては、各シャッタ部を閉じた状態で、電極部の側方下側から電極部の側面に向けて照明光を照射する複数の側面照射用光源と、吸着ノズルに吸着された部品をその下側位置から上向きに撮像するように部品の画像を認識する認識カメラと、部品がその下面に突出した電極部を備えている部品である場合には、各シャッタ部を閉じるとともに側面照射用光源を点灯させ、認識カメラの撮影画像から電極部の欠落の有無を判別する制御手段とを備え、斜め下側または下側になる位置に配置され、吸着ノズルにより吸着された状態で認識位置に移動されてきた部品に対して、部品の下面に向けて照明光を照射する複数の下面照射用光源を備え、制御手段は、部品がその側方に突出するリードを有する部品である場合には、各シャッタ部を開けるとともに下面照射用光源を点灯させて、認識カメラにて部品認識をさせることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、吸着ノズルにより部品を吸着し、部品を吸着したままで、その吸着姿勢を画像認識し、認識結果に基づき部品の吸着姿勢を補正し、この部品を、位置決め保持された基板上に実装する部品実装方法であって、部品がその下面に突出した電極部を備えた部品である際に、画像認識位置に移動されてきた吸着ノズルに対して側方からそれぞれ出退自在とされている複数のシャッタ部を閉じて、これらのシャッタ部により、吸着ノズルに吸着された部品の上方位置で吸着ノズルおよび部品の周囲を上方から覆い、各シャッタ部の内側面において認識位置の吸着ノズルを囲むように複数方向に配設されている側面照射用光源を点灯させることで、電極部の側方下側から電極部の側面に向けて照明光を照射し、この状態で認識カメラにより、吸着ノズルに吸着された部品をその下側位置から上向きに撮像して部品を認識させ、あらかじめ設定された部品データと認識画像とを比較することにより、電極部の欠落を判別し、吸着された部品の種類に応じて部品認識方法を切り替え、部品がその側方に突出するリードを有する部品である際には、各シャッタ部を開けて部品を覆わない姿勢とするとともに、斜め下側または下側になる位置に配置された複数の下面照射用光源を点灯させることにより、認識位置に移動されてきた部品に対して、部品の下面に向けて照明光を照射し、認識カメラにて部品認識をさせることを特徴とする。
【００１４】
上記請求項１記載の部品実装装置ならびに請求項２記載の部品実装方法によれば、部品がその下面に突出した電極部を備えた部品である場合に、電極部の欠落を正確に判別することができ、さらに、部品がその下面に突出した電極部を備えた部品である場合に、電極部の欠落を正確に判別することができるだけでなく、部品がその側方に突出するリードを有する部品である場合でも、部品認識を良好に行うことができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態にかかる部品実装装置および部品実装方法について図１から図５を用いて説明する。
図１、図２に示すように、部品実装装置は、収容した複数種類の部品１の中から必要な部品１を供給する部品供給装置２と、実装対象となる基板を移動テーブル３上まで搬送する搬送部４と、複数の吸着ノズル５を有して、部品供給装置２から供給された部品１を基板上に実装する移載ヘッド６と、基板を載せた状態で実装動作に対応させて移動させる移動テーブル７と、実装動作に先立って部品の吸着姿勢を認識する部品認識部１０と、図示しない制御手段とを備えている。
【００１６】
また、図２や図３（ｂ）に示すように、部品１Ａには、その下面に複数の電極部８が突出して設けられており、部品１Ｂには、側面からリード９が外側に突出して設けられている。これらの部品１（１Ａ，１Ｂ）は、移載ヘッド６に備えられた吸着ノズル５により吸着され、吸着されたままその吸着姿勢を部品認識部１０において画像認識される。そして、認識結果に基づいて部品吸着姿勢を補正して、移動テーブル７上に位置決め保持された基板上に実装される。
【００１７】
図２に示すように、部品認識部１０は、吸着ノズル５により吸着された状態で認識位置に移動されてきた部品１に対して、斜め下側または下側になる位置に配置された下面照射用光源としての複数の第１光源１１と、吸着ノズル５に対して両側方から出退自在とされ、吸着ノズル５に吸着された部品１の上方位置で吸着ノズル５および部品１の周囲を上方から覆うように開閉自在とされ、それぞれ底のない箱型を２分割した形状である第１、第２のシャッタ部１２、１３と、各シャッタ部１２、１３の内側面において吸着ノズル５を囲むように複数方向に配設されており、部品下面に突出した電極部８を備えた部品１Ａに対しては、各シャッタ部１２、１３を当接させて閉じた状態で、電極部８の側方下側から電極部８の側面に照明光を照射する側面照射用光源としての複数の第２光源１４と、吸着ノズル５を下側から上向きに見るように部品１の画像を認識する認識カメラ１５とから構成されている。
【００１８】
そして、制御手段は、吸着ノズル５にて吸着された部品１（１Ａ，１Ｂ）の種類に応じて、以下に述べる第１及び第２の部品認識方法を切り替えて使用するように制御する。
第１の部品認識方法は、図３（ａ）に示すように、第１、第２のシャッタ部１２、１３を開けた状態で第１光源１１を点灯させ、吸着ノズル５に吸着されたリード９を有する部品１Ｂの下面に向けて照明光を斜め下方または下方から照射することにより、部品１Ｂの下面からの反射光を認識カメラ１５により受光して認識させる。これにより、リード９を有する部品１Ｂに対しての部品認識を良好に行うことができる。
【００１９】
第２の部品認識方法は、図３（ｂ）に示すように、第１、第２のシャッタ部１２、１３を閉めた状態で第２光源１４を点灯させ、吸着ノズル５に吸着され、下面に突出した電極部８を有する部品１Ａに対して、電極部８の側方下側位置から電極部８の側面に向けて照明光を照射することにより行われる。この結果、認識カメラ１５は部品１Ａの本体部部分より下方に突出した電極部８の反射光Ｌのみを認識することになる。これに対して、部品１Ａの電極部８に欠落部１６を生じていた場合や、部品１Ａの下面に回路パターン、模様等の、光に対して反射する部分が形成されていた場合には、照明光の反射光Ｌは、部品１Ａの下側へは反射されないため、認識カメラ１５には認識されない。これにより、電極部８と、部品下面に形成された回路パターン、模様等との判別を実現する。
【００２０】
すなわち、吸着ノズル５に吸着された、電極部８を有する部品１Ａを、第２光源１４により電極部８の側方下側位置から、部品下面に突出した電極部８の側面に向けて照明光を照射した時に、認識カメラ１５により認識された画像データは、部品１Ａの電極部８が正常であり、欠落がない場合には、図５（ａ）に示すように、部品１Ａの外形の中に規則正しく整列した電極部８からの反射光が映し出される。
【００２１】
一方、部品１Ａの電極部８が１箇所欠落している場合には、図５（ｂ）に示すように、電極欠落部１６からの反射光は映し出されないので、あらかじめ設定された部品データの認識画像を参照することにより、電極部８が１箇所欠落していることを認識判別する。また、電極欠落部１６が複数箇所存在する場合についても同様である。このようにすることで、部品１Ａの全電極部８の位置を認識することができ、姿勢補正量を検出するだけでなく、部品下面に突出した電極部８においての欠落部１６の有無を確実に判別することができる。
【００２２】
この結果、部品下面に形成された回路パターン、模様等に関わらず全電極部８の位置を認識でき、部品姿勢補正量を検出するだけではなく、部品下面に突出した電極部８が正常に取り付けられているか、欠落しているかを判別することが可能となり、電極不良の部品の選別を良好に行うことができる。
また、移動自在なシャッタ部１２、１３に第２光源１４を配設し、第１光源１１によるリード９を有する部品１Ｂなどの大型部品を認識する時は、シャッタ部１２、１３を開けて行うため、シャッタ部１２、１３内に備えられた第２光源１４が、第１光源１１からの照射光を遮光したり、認識カメラ１５の視野に入ったりすることがないうえ、吸着ノズル５に吸着した部品１が第２光源１４と干渉することもなく、したがって部品サイズを制限することがない。
【００２３】
これにより、認識可能な部品範囲を幅広く確保しつつ、下面に突出した電極部をもつ部品においても信頼の高い実装品質が得られる。
なお、上記実施の形態においては、シャッタ部１２、１３が左右に２分割されている場合を述べたが、これに限るものではなく、３分割以上されていても同様に適用できることはいうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、幅広い認識可能部品レンジを確保しつつ、部品下面に突出した電極をもつ部品においても信頼の高い実装品質の向上という有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる部品実装装置を示す斜視図
【図２】同部品実装装置の部品認識部の構成を示す断面図
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態にかかる第１の部品認識方法を説明する断面図
（ｂ）は本発明の実施の形態にかかる第２の部品認識方法を説明する断面図
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態にかかる第２の部品認識方法において、欠落部のない部品の場合を示す断面図
（ｂ）は本発明の実施の形態にかかる第２の部品認識方法において、欠落部のある部品の場合を示す断面図
【図５】（ａ）は本発明の実施の形態にかかる第２の部品認識方法において、欠落部のない部品の場合を示す認識画像イメージの図
（ｂ）は本発明の実施の形態にかかる第２の部品認識方法において、欠落部のある部品の場合を示す認識画像イメージの図
【図６】従来の部品認識方法を示す断面図
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ    部品
５                吸着ノズル
６                移載ヘッド
８                電極部
９                リード
１０              部品認識部
１１              第１光源（下面照射用光源）
１２              第１のシャッタ部
１３              第２のシャッタ部
１４              第２光源（側面照射用光源）
１５              認識カメラ
１６              電極欠落部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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