JP2000236200A - 電子部品実装装置における部品認識ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】照明制御装置の光量テーブルの電流指令値を装
置の外部からの操作により可変制御して電子部品に適切
な照明光になるよう調節することのできる電子部品実装
装置の部品認識ユニットの提供。 【解決手段】照明光が主制御部３１の制御データ信号Ｓ
１によって予め設定したものにならない場合に、所要の
光量テーブル調整信号Ｓ５をこれに対応する制御データ
信号Ｓ１と共に照明制御装置３２に入力して、制御デー
タ信号Ｓ１を変換して得たアドレス信号Ｓ２によって指
定された光量テーブルにおけるアドレスに格納されてい
る電流指令値を読み出すとともに、その読み出した電流
指令値をバッファメモリ３４に一時記憶している光量テ
ーブル調整信号Ｓ５に応じて変更し、その変更した電流
指令値を元のアドレスに更新して記憶登録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チップ部品や半導
体素子などの種々の電子部品を吸着保持して回路基板の
所定の部品装着部に自動的に実装する電子部品実装装置
において、電子部品を照明装置の照明光で照射しながら
認識カメラで撮像して得た画像データにより電子部品を
認識する部品認識ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な電子部品実装装置は、部
品供給手段により部品供給位置に供給された電子部品
を、実装ヘッドの吸着ノズルが上下動して吸着保持し、
その吸着ノズルと回路基板とを相対移動させることによ
り、電子部品と回路基板の所要の部品装着部とが合致す
るよう位置決めしたのちに、吸着ノズルが上下動して電
子部品を回路基板の部品装着部に実装するようになって
いる。電子部品と回路基板の所要の部品装着部との位置
決めに際して、実装ヘッドがロータリ方式のものである
場合には、回路基板がＸ−Ｙテーブルにより移動されて
所要の部品装着部が部品実装位置の吸着ノズルに対し真
下で対向するよう位置決め制御され、一方、実装ヘッド
が移動機構により互いに直交するＸ方向およびＹ方向に
それぞれ移動される方式では、吸着ノズルで吸着保持し
た電子部品が回路基板の所要の部品装着部の真上で対向
するよう実装ヘッドが位置決め制御される。

【０００３】上述の何れの方式においても、実装ヘッド
の移動経路中における電子部品を吸着ノズルで吸着する
部品供給位置と電子部品を回路基板に実装する部品実装
位置との中間位置には、部品認識位置が設定されてお
り、この部品認識位置には、認識カメラ、照明装置およ
び照明制御装置などを備えた部品認識ユニットが配置さ
れている。部品認識ユニットでは、吸着ノズルに吸着保
持されている電子部品を照明装置の照明光で照射しなが
ら認識カメラで撮像して、その画像データに基づいて、
電子部品の吸着ノズルに対する吸着姿勢や電子部品の形
状などを画像認識し、吸着ノズルの中央部に対する電子
部品の位置ずれ量の算出や電子部品の種別或いは良否の
判別などが行われる。上記照明制御装置は、電子部品の
種別の相違に拘わらず認識カメラで電子部品を常に確実
に撮像できるように、電子部品の種別による形状の相違
に応じた拡がりと十分な照度とを有する照明光を電子部
品に対し照射できるよう制御する。

【０００４】従来の照明制御装置は図４のブロック構成
図に示すような構成になっており、その動作について、
以下に説明する。認識カメラおよび照明制御装置２と共
に部品認識ユニットを構成する照明装置３は、例えば発
光ダイオードなどの多数個の光源を所定の配置で組み合
わせた構成になっている。現在の照明装置３の一例で
は、計120 個の光源を上段、中段および下段にそれぞれ
40個ずつ配列して組み合わせた構成になっており、この
照明装置３から出射される照明光は、点灯する光源の選
択と選択した光源への電流値との組み合わせにより、20
種類に可変制御できるようになっている。したがって、
照明制御装置２は、多数個の光源のうちの実装すべき電
子部品の形状に対応する所要のものを選択し、且つ選択
した各光源に対し個々に所要値の電流を供給して点灯さ
せることにより、照明装置３の照明光を電子部品の撮像
に最適なものになるよう制御する。なお、照明装置３に
組み合わされるレンズなどの光学系としては、微小部品
から大型部品までの全ての電子部品に対し照明光を照射
できる視野を有したものが用いられている。

【０００５】主制御部（コンピュータ）１からは、実装
すべき電子部品の種別に応じて予め設定された制御デー
タ信号Ｓ１が照明制御装置２に対し送信される。この制
御データ信号Ｓ１は、パラレルインターフェース４を介
してプラグラムロジック部７に受信される。プラグラム
ロジック部７は、照明装置３における点灯すべき光源を
選択する点灯制御回路を備えており、受信した制御デー
タ信号Ｓ１を点灯すべき光源のアドレス信号Ｓ２に変換
してフラッシュメモリ８に対し出力する。

【０００６】フラッシュメモリ８は、各光源毎に個々に
割り付けたアドレスにそれぞれ予め設定された電流指令
値を格納した光量テーブルを備えており、受信したアド
レス信号Ｓ２により指定された光量テーブルにおけるア
ドレスに格納されている電流指令値を読み出して電流指
令値信号Ｓ３を出力する。デジタル信号である上記電流
指令値信号Ｓ３は、Ｄ／Ａ変換器９でアナログ信号であ
る点灯信号Ｓ４に変換されたのちに、スイッチング素子
１０を介して照明装置３における選択した各光源に対し
供給される。それにより、照明装置３では、制御データ
信号Ｓ１によってそれぞれ選択された各光源に対し電流
指令値信号Ｓ３に対応する電流値の点灯信号Ｓ４が供給
されて、主制御部１の制御データ信号Ｓ１に対応する照
明光を電子部品に対し照射する。

【０００７】ところで、照明装置３を構成している多数
個の光源は、それら個々の特性の相違から、光度にばら
つきがあるため、この光源を複数個組み合わせて点灯さ
れた照明光の電子部品での照度には相当に大きなばらつ
きが生じることになり、主制御部１の制御データ信号Ｓ
１により予め設定した照明光とならないことが多い。

【０００８】そこで、部品認識ユニットを備えた電子部
品実装装置では、その組立過程において、実装すべき各
種の電子部品を実際に吸着ノズルに吸着させて部品認識
位置に順次位置決め停止させ、それらの電子部品に対応
する制御データ信号Ｓ１を主制御部１からそれぞれ出力
させて、そのときの照明装置３から出射される照明光が
電子部品の正確な画像データを得ることのできる適切な
ものであるか否かの判別が行われる。その照明光が適切
なものでない場合には、作業員がボリューム１１の手動
操作によりフラッシュメモリ８から出力される電流指令
値信号Ｓ３を変更しながら適切な照明光となるまで調節
を繰り返す。このボリューム１１には、光量テーブルの
各アドレスの電流指令値をそれぞれ補正して適切な電流
指令値信号Ｓ３とするための抵抗値が設定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記照
明制御装置２における照明光の補正手段では、ボリュー
ム１１の操作により光量テーブルの電流指令値信号Ｓ３
を変更するだけであるから、照明光による電子部品での
照度の微調整に限度がある。そのため、従来の照明制御
装置２では各電子部品にそれぞれ要求される所要の照明
光を正確に得るよう制御するのが困難であり、種々の電
子部品の全てに対し的確な画像データを得にくい問題が
ある。しかも、光量テーブルの電流指令値信号Ｓ３の変
更は、認識カメラと共に部品認識ユニットに組み込まれ
る照明制御装置２に内蔵のボリューム１１により行うよ
うになっているため、電子部品実装装置としての組み立
てが完了してしまうと、その装置の外部から光量テーブ
ルの電流指令値信号の変更による照明光の調節が行えな
いので、光源の経年劣化などに伴い変化する照明光の照
度の補正を行うことができず、メンテナンス性が非常に
悪い欠点がある。

【００１０】そこで本発明は、上記従来の課題に鑑みて
なされたもので、照明制御装置の光量テーブルの電流指
令値を装置の外部操作により可変制御して電子部品に適
切な照明光になるよう調節することのできる電子部品実
装装置における部品認識ユニットを提供することを目的
とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、部品供給位置に供給された電子部品を保
持して回路基板の部品装着部に対向する部品実装位置ま
で移送する実装ヘッドの前記部品供給位置から前記部品
実装位置までの移動経路中に配置され、前記実装ヘッド
に保持している電子部品に対し照明光を照射しながら認
識カメラで撮像して部品認識用の画像データを得る電子
部品実装装置における部品認識ユニットにおいて、前記
認識カメラと、複数個の光源を所定配置に配設してなる
照明装置と、電子部品毎に設定された複数の前記光源を
選択して、その各光源に対し個々に設定した電流を供給
することにより、電子部品に適応する照明光に制御する
照明制御装置とを備えてなり、前記照明制御装置は、主
制御部から外部入力される制御データ信号をアドレス信
号に変換する信号変換部と、前記各光源にそれぞれ供給
する電流の指令値が各光源毎に割り付けたアドレスに個
々に設定登録された光量テーブルを有し、前記アドレス
信号により指定されたアドレスの電流指令値を読み出し
て前記照明装置の対応する前記各光源に対し供給する光
量テーブル記憶メモリと、前記光量テーブルの電流指令
値を変更するための光量テーブル調整信号を一時記憶す
るバッファメモリとを有し、前記光量テーブル調整信号
の入力時、前記光量テーブル記憶メモリが、光量テーブ
ルにおける前記制御データ信号によって指定されたアド
レスに格納されている電流指令値を読み出すとともに、
その読み出した電流指令値を前記バッファメモリに一時
記憶している光量テーブル調整信号に応じて変更し、そ
の変更した電流指令値を元のアドレスに更新して登録す
るよう構成されている。

【００１２】この電子部品実装装置における部品認識ユ
ニットでは、照明光が主制御部の制御データ信号によっ
て予め設定したものにならない場合に、所要の光量テー
ブル調整信号をこれに対応する制御データ信号と共に照
明制御装置に入力して、制御データ信号を変換して得た
アドレス信号によって指定された光量テーブルにおける
アドレスに格納されている電流指令値を読み出すととも
に、その読み出した電流指令値を、バッファメモリに一
時記憶している光量テーブル調整信号に応じて変更し、
その変更した電流指令値を元のアドレスに更新して記憶
登録できる。このように、照明光の調整は、光量テーブ
ルの所要のアドレスの電流指令値を変更しながら行うの
で、従来のように光量テーブルに固定的に設定登録され
た電流指令値による電流指令値信号をボリュームの抵抗
値により変更する調整手段と異なり、光量テーブル自体
の電流指令値を直接変更することによって照度の微調整
を行うことが可能となり、各種の電子部品にそれぞれ要
求される所要の照明光を正確に得ることができる。

【００１３】上記発明において、光量テーブル調整信号
が、制御データ信号と共に主制御部から外部入力される
よう構成することか好ましい。

【００１４】これにより、光量テーブルの電流指令値の
変更は、主制御部から光量テーブル調整信号を出力させ
ながら行えるので、電子部品実装装置としての組み立て
が完了したのちにおいても、その装置の外部から照明光
の調節が行うことができ、光源の経年劣化などに伴う照
明光の照度の変化を容易に補正することができ、メンテ
ナンス性が格段に向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明
の一実施の形態に係る部品認識ユニットを適用できる電
子部品実装装置の全体の外観を示す斜視図である。この
電子部品実装装置では、実装すべき電子部品１２が、部
品供給テーブル１３上に配列されて部品供給位置に供給
されるとともに、矢印で示すように装置本体に並列状態
に装着されるパーツカセット１４を介して供給されるよ
うになっている。パーツカセット１４は、周知のもので
あるから簡単に説明すると、同一種の電子部品がキャリ
アテープ（図示せず）に等間隔の配置でテーピング手段
により収容されてカバーテープ（図示せず）に覆われた
状態でリール（図示）に巻回されており、装置本体の駆
動機構によってキャリアテープがリールから繰り出され
て電子部品１２の収納間隔に等しいピッチで送られ、各
電子部品が部品取出口に順次送られるようになってい
る。

【００１６】一方、電子部品１２を実装すべき回路基板
（図示せず）は、基板供給手段２３により供給されて装
置本体の前方側に設けられた基板位置決めテーブル（図
示せず）上に保持される。また、実装ヘッド１７は、電
子部品１２を吸着保持するための吸着ノズル１８を下端
部に備え、Ｘ方向ガイドレール１９に沿って移動するよ
うになっている。Ｘ方向ガイドレール１９は二つのＹ方
向ガイドレール２１に沿ってＸ方向２０に直交するＹ方
向２２に移動されるようになっている。したがって、実
装ヘッド１７は、Ｘ方向２０およびＹ方向２２に所定距
離だけ移動制御されることにより、部品供給テーブル１
３上の所要位置の電子部品１２または所要のパーツカセ
ット１４の部品取出口の何れかの真上に吸着ノズル１８
が位置するよう位置決め制御される。実装ヘッド１７が
位置決めされると、吸着ノズル１８が上下動して電子部
品１２を吸着保持する。

【００１７】実装ヘッド１７は、回路基板の上方位置に
移動するのに先立って、吸着ノズル１８に吸着保持して
いる電子部品１２が部品認識ユニット２４の上方位置を
通過するよう移動制御される。部品認識ユニット２４
は、その斜視図を示す図２のように、認識カメラ２７
と、発光ダイオードなどの多数個の光源２８が所定の配
列で配置されてなる照明装置３と、後述の照明制御装置
と、図示しない画像認識部とがケース２９内に収納され
た構成になっている。

【００１８】上記部品認識ユニット２４は、照明装置３
からの照明光Ｌを照射した電子部品１２を認識カメラ２
７で撮像して、それにより得られた画像データを画像認
識部に送って、画像データに基づいて電子部品１２の吸
着ノズル１８に対する吸着姿勢や電子部品１２の種別ま
たは良否の判別などの画像認識を行うものである。画像
認識された電子部品１２は、認識に基づき位置補正など
を行われたのちに、実装ヘッド１７の移動制御により回
路基板の所要の部品装着部の真上に位置決め停止された
のちに、吸着ノズル１８の上下動により回路基板の部品
装着部に実装される。全ての電子部品１２が実装済みの
回路基板は基板排出手段３０により排出される。

【００１９】図３は上記部品認識ユニット２４における
照明制御装置３２を示すブロック構成図であり、同図に
おいて、図４と同一若しくは同等のものには同一の符号
を付して、その説明を省略し、つぎに、相違する構成に
ついてのみ説明する。主制御部３１は、既存の主制御部
１と同様に、通常の電子部品１２の認識動作時にパラレ
ルインターフェース４を介してプログラムロジック部７
に対し制御データ信号Ｓ１を出力する他に、必要に応じ
てフラッシュメモリ８の光量テーブルの指令電流値を変
更するための光量テーブル調整信号Ｓ５を、上述の制御
データ信号Ｓ１と同時に出力できるようになっている。
上記光量テーブル調整信号Ｓ５は、ローカルバスインタ
ーフェース３３を介してバッファメモリ３４に一時記憶
されるとともに、フラッシュメモリ８に入力される。

【００２０】この照明制御装置３２は、電子部品１２の
通常の実装動作時において、図４に示した既存の照明制
御装置２と同様に動作する。すなわち、主制御部３１か
らは、実装すべき電子部品１２の種別に応じて予め設定
された制御データ信号Ｓ１が照明制御装置３２のパラレ
ルインターフェース４を介してプラグラムロジック部７
に対し出力され、プラグラムロジック部７は、受信した
制御データ信号Ｓ１を点灯すべき各光源２８のアドレス
信号Ｓ２に変換してフラッシュメモリ８に対し出力す
る。フラッシュメモリ８は、受信したアドレス信号Ｓ２
により指定された光量テーブルにおけるアドレスに格納
されている電流指令値を読み出して電流指令値信号Ｓ３
を出力する。

【００２１】デジタル信号である上記電流指令値信号Ｓ
３は、Ｄ／Ａ変換器９でアナログ信号である点灯信号Ｓ
４に変換されたのちに、電子部品１２が部品認識ユニッ
ト２４の真上を通過するタイミングでオン状態となるス
イッチング素子１０を通じて照明装置３に対し供給され
る。それにより、照明装置３では、制御データ信号Ｓ１
によってそれぞれ選択された各光源２８に対し光量テー
ブルの電流指令値信号Ｓ３による指令値の電流が供給さ
れて、主制御部３１の制御データ信号Ｓ１に対応する照
明光Ｌを電子部品に対し照射する。認識カメラ２７は、
上述の照明光Ｌが電子部品１２に照射されたタイミング
で電子部品１２を撮像する。

【００２２】照明装置３を構成している多数個の光源２
８は、上述のように個々の特性の相違によってそれらの
光度にばらつきがあるので、選択した複数個の光源２８
の個々に所定の電流を流して得られる照明光Ｌは、主制
御部３１の制御データ信号Ｓ１によって予め設定したも
のにならないことが多い。そこで、上記照明制御装置３
２では、作業員が所要の光量テーブル調整信号Ｓ５を主
制御部３１から出力させるよう操作して照明光Ｌを補正
できるようになっている。このとき、主制御部３１から
は、光量テーブル調整信号Ｓ５と共にこれに対応する制
御データ信号Ｓ１が出力され、光量テーブル調整信号Ｓ
５は、ローカルバスインターフェース３３を介してバッ
ファメモリ３４に一時記憶される。一方、制御データ信
号Ｓ１は、プラグラムロジック部７でアドレス信号Ｓ２
に変換されたのちに、フラッシュメモリ８に入力され
る。

【００２３】フラッシュメモリ８では、光量テーブルに
おけるアドレス信号Ｓ２によって指定されたアドレスに
格納されている電流指令値を読み出すとともに、その読
み出した電流指令値をバッファメモリ３４に一時記憶し
ている光量テーブル調整信号Ｓ５に応じて変更し、その
変更した電流指令値を元のアドレスに更新して記憶登録
する。作業員は、フラッシュメモリ８の光量テーブルを
変更したのちに、照明装置３から照明光Ｌを電子部品１
２に対し照射させ、且つ認識カメラ２７で電子部品１２
を撮像して、所要の画像データが得られたか否かを判別
する。不具合がある場合には、主制御部３１の制御デー
タ信号Ｓ１により設定した所要の照明光Ｌが得られるま
で、上述と同様の光量テーブルの変更による照明光Ｌの
調整を繰り返す。

【００２４】上述の照明光Ｌの調整では、光量テーブル
の所要のアドレスの電流指令値を変更しながら行うの
で、従来のように光量テーブルに固定的に設定登録され
た電流指令値による信号をボリューム１１の抵抗値によ
り変更する調整手段と異なり、光量テーブル自体の変更
によって照度の微調整を行うことが可能であるから、各
種の電子部品１２にそれぞれ要求される所要の照明光Ｌ
を正確に得ることができる。しかも、光量テーブルの電
流指令値の変更は、主制御部３１から光量テーブル調整
信号Ｓ５を出力させながら行うので、電子部品実装装置
としての組み立てが完了したのちにおいても、その装置
の外部から照明光Ｌの調節が行うことができ、光源２８
の経年劣化などに伴う照明光Ｌの変化を補正することが
でき、メンテナンス性が格段に向上する。

【００２５】なお、上記実施の形態では、電子部品１２
を吸着保持する実装ヘッド１７がＸ方向ガイドレール１
９およびＹ方向ガイドレール２１によって部品認識ユニ
ット２４の真上を通過したのちに回路基板上に移動され
る電子部品実装装置に適用した場合を例示して説明した
が、この発明の部品認識ユニット２４は、同一円上に配
設した複数の吸着ノズルを回動させるロータリ方式の実
装ヘッドを備えた電子部品実装装置にも適用できるのは
言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明の電子部品実装装
置の部品認識ユニットによれば、所要の光量テーブル調
整信号をこれに対応する制御データ信号と共に照明制御
装置に入力して、制御データ信号を変換して得たアドレ
ス信号によって指定された光量テーブルにおけるアドレ
スに格納されている電流指令値を読み出すとともに、そ
の読み出した電流指令値をバッファメモリに一時記憶し
ている光量テーブル調整信号に応じて変更し、その変更
した電流指令値を元のアドレスに更新して記憶登録でき
るようにしたので、従来のように光量テーブルに固定的
に設定登録された電流指令値による信号をボリュームの
抵抗値により変更する調整手段と異なり、光量テーブル
自体の変更によって照度の微調整を行うことが可能とな
り、各種の電子部品にそれぞれ要求される所要の照明光
を正確に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る部品認識ユニット
を適用できる電子部品実装装置の全体の外観を示す斜視
図。

【図２】同上部品認識ユニットを示す斜視図。

【図３】本発明の一実施の形態に係る部品認識ユニット
における照明制御装置を示すブロック構成図。

【図４】従来の電子部品実装装置の部品認識ユニットに
おける照明制御装置を示すブロック構成図。

【符号の説明】

３ 照明装置 ７ プログラムロジック部（信号変換部） ８ フラッシュメモリ（光量テーブル記憶メモリ） １２ 電子部品 １７ 実装ヘッド ２４ 部品認識ユニット ２７ 認識カメラ ２８ 光源 ３１ 主制御部 ３２ 照明制御装置 ３４ バッファメモリ Ｓ１ 制御データ信号 Ｓ２ アドレス信号 Ｓ５ 光量テーブル調整信号 Ｌ 照明光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA37 AA61 CC25 DD11 FF01 FF04 GG07 GG14 GG15 JJ03 JJ19 JJ26 NN02 PP11 QQ23 QQ31 UU01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品供給位置に供給された電子部品を保
   持して回路基板の部品装着部に対向する部品実装位置ま
   で移送する実装ヘッドの前記部品供給位置から前記部品
   実装位置までの移動経路中に配置され、前記実装ヘッド
   に保持している電子部品に対し照明光を照射しながら認
   識カメラで撮像して部品認識用の画像データを得る電子
   部品実装装置における部品認識ユニットにおいて、 前記認識カメラと、 複数個の光源を所定配置に配設してなる照明装置と、 電子部品毎に設定された複数の前記光源を選択して、そ
   の各光源に対し個々に設定した電流を供給することによ
   り、電子部品に適応する照明光に制御する照明制御装置
   とを備えてなり、 前記照明制御装置は、 主制御部から外部入力される制御データ信号をアドレス
   信号に変換する信号変換部と、 前記各光源にそれぞれ供給する電流の指令値が各光源毎
   に割り付けたアドレスに個々に設定登録された光量テー
   ブルを有し、前記アドレス信号により指定されたアドレ
   スの電流指令値を読み出して前記照明装置の対応する前
   記各光源に対し供給する光量テーブル記憶メモリと、 前記光量テーブルの電流指令値を変更するための光量テ
   ーブル調整信号を一時記憶するバッファメモリとを有す
   るとともに、 前記光量テーブル調整信号の入力時、前記光量テーブル
   記憶メモリが、光量テーブルにおける前記制御データ信
   号によって指定されたアドレスに格納されている電流指
   令値を読み出すとともに、その読み出した電流指令値を
   前記バッファメモリに一時記憶している光量テーブル調
   整信号に応じて変更し、その変更した電流指令値を元の
   アドレスに更新して登録するよう構成されていることを
   特徴とする電子部品実装装置の部品認識ユニット。
2. 【請求項２】 光量テーブル調整信号が、制御データ信
   号と共に主制御部から外部入力されるよう構成されてい
   る請求項１に記載の電子部品実装装置の部品認識ユニッ
   ト。