JPH0369200A - 電子部品自動装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ〉産業上の利用分野 本発明は、認識手段で取出ノズルに保持されたチップ状
電子部品の良否判定及び部品位置を認識しその認識結果
を基に補正を施す電子部品自動装着装置に関する。

（ロ）従来の技術 一般に、この種の電子部品自動装着装置では、認識手段
で各部品を認識するために予め各部品に対する最適なサ
ーチエリアを設定していた。この場合、認識処理時間を
短縮するため最少サーチエリアを設定するのが普通であ
る。このような技術は特開昭６３−２９２３０３号公報
に開示されている。

然し、取出ノズルで部品を取り出した時の衝撃により、
また部品をテープ内に収納して順次供給するものに於い
ては収納凹部内での部品の片寄り等により部品を予想外
の位置で保持してしまう場合があり、前述の最適サーチ
エリアではそのサーチエリア内からはみ出してしまうと
か、部品の角々を認識するような場合ではその角から外
れてしまうとかにより認識できず、そのため認識不可能
によりその部品が例え良品であったとしても不良品と判
断して排出してしまっていた。

（ハ）発明が解決しようとする課題 従って、認識不可能によると判断される良品部品の排出
を減少させることである。

（ニ）課題を解決するための手段 そこで本発明は、認識手段で取出ノズルに保持されたチ
ップ状電子部品の位置を認識しその認識結果を基に補正
を施す電子部品自動装着装置に於いて、撮像エリアにお
ける前記認識手段の認識処理のためのサーチエリアデー
タを複数個記憶する記憶装置と、前記認識手段により認
識可能か不可能かを判断する判断手段と、該判断手段に
より認識不可能と判断された部品の数を計数すると共に
認識可能と判断された場合にその計数をリセットする計
数手段と、該計数手段による計数が設定回数となったら
前記サーチエリアを変更するように前記認識手段を制御
する制御装置とを設けたものである。

〈ネ〉作用 以上の構成から、判断手段により認識可能か不可能かが
判断され、該判断手段により認識不可能と判断された部
品の数が計数手段により計数されると共に認識可能と判
断された場合にはその計数がリセットされる。そして、
計数手段による計数が設定回数となったら、制御装置に
より記憶装置に記憶されたサーチエリアデータ内から所
望のサーチエリアが選択され、認識手段のサーチエリア
が変更される。

（へ）実施例 以下、本発明の実施例について、図面に基づき詳述する
。

（１）は本発明を適用した電子部品自動装着装置の種々
の構成装置が載置されると共に種々の制御系が内蔵され
る基台である。

（２〉はＸ軸サーボモータ〈３）及びＹ軸サーボモータ
（４〉の駆動によりＸ方向及びＹ方向に移動されるＸＹ
テーブルで、チップ状電子部品（Ｗ）（以下チップ部品
（Ｗ）という。）が装着されるプリント基板（Ｐ）が載
置される。

（５）はチップ部品供給装置としてのテープ送出装置（
６）が多数並設される部品供給台で、部品供給部サーボ
モータ（７〉の駆動によるボールネジ（８〉の回動によ
り、Ｘ方向に移動される。

（９）は供給コンベア（１０）により搬送されて来たプ
リント基板（Ｐ）を前記ＸＹテーブル（２）上へ、ＸＹ
テーブル（２）上の部品装着終了後のプリント基板（Ｐ
）を排出コンベア（１１〉へ載せ換える搬送装置である
。

（１２〉は下面に前記チップ部品（Ｗ）を前記テープ送
出装置（６〉より取り出し搬送する取出具としての吸着
ノズル（１３）が複数設けられた吸着ヘッド部（１４）
が多数設置される回転盤で、回転盤サーボモータ（１５
）の回動により間欠回転される。この回動は、回転盤エ
ンコーダ（１６）で検知されている。

（Ｉ＞はチップ部品（ｗ）をテープ送出装置（６）より
取り出す吸着ステーションである。

（Ｉｆ）は吸着ノズル（１３〉に吸着されているチップ
部品（Ｗ）の状態を認識する認識ステーションである。

（ＩＩＩ）は前記認識ステーション（ＩＩ）で認識した
チップ部品（Ｗ）の角度補正を行なうノズル回転規制ス
テーションで、チップ部品（Ｗ）を吸着したノズル（１
３〉外径部まで図示しない駆動系により移動されて来て
、ノズル（１３）に当接したら回動されるノズル回転手
段のノズル回動部サーボモータ（１７）の回動によりノ
ズルク１３）を回転させて、プリント基板（Ｐ）上の適
正位置にチップ部品（賀）が装着されるように回転位置
決めを行なう。

（ＩＶ）は前記ノズル回転規制ステーション（Ｉ［）で
の作業終了後のチップ部品（ｗ）をプリント基板（Ｐ）
上へ装着する装着ステーションである。

（Ｖ）は前記認識ステーション（Ｉ［）で装着してはい
けないと判断されたチップ部品（Ｗ）を排出する排出ス
テーションである。

（Ｖｌ）は前記吸着ステーション（Ｉ）で吸着するチッ
プ部品（Ｗ）に対応する吸着ノズル（１３〉を選択する
ノズル選択ステーションで、吸着ヘッド部（１４〉外径
部に設けられているギア（図示せず）に図示しない駆動
系により移動されて来て前記ギアに噛合した後回動され
る駆動ギアサーボモータ（１８）の回動によるノズル選
択手段としての駆動ギア（１９〉の回動により所望の吸
着ノズル（１３）が選択される。

（２６Ａ＞（２６Ｂ）は互いに対向する左右一対のフレ
ームで、テープ送出装置（６）はこのフレーム（２６Ａ
）（２６Ｂ）間に軸支された従動スプロケット（図示せ
ず）と駆動スプロケット（２７〉とにより、チップ部品
（Ｗ）が等間隔を存して収納されかつ、その表面がカバ
ーテープ（２８〉で密封されて成るテープ＜２９〉の送
り孔（３０〉にピン（２７Ａ）を噛み合わせ、前記駆動
スプロケット（２７〉の駆動によりテープ（２９）を部
品取り出し手段である吸着ノズル（１３〉に向け１ピツ
チずつ間欠的に繰り出し送出させるようになっている。

尚、（３１）は前記駆動スプロケット（２７）の逆回転
を防止するワンウェイクラッチである。

また、前記駆動スプロケット（２７）の回転軸（３２）
には、第１の伝動ギア（３３〉が同期回転自在に取り付
けられている。また、該第１の伝動ギア（３３）とでラ
チェット機構を構成する送りギア（３４）が自由回転自
在に回転軸（３４Ａ）に軸支されている。この送りギア
（３４）は、回転軸（３４Ａ）に固定した揺動レバー（
３５〉に連結ビン（３６）を介して連結させた送り爪（
３７）の押し込み動作に連動させてなるもので、この送
り爪〈３７〉は、スプリング（３８〉の付勢力により前
記送りギア（３４）に噛み合わせてなると共に、前記揺
動レバー（３５〉を、第４図２点破線で示すように、第
２図に示す図示しない駆動源によるカム（３９〉の回動
により送りレバー（４０）を往復回動させることにより
前記送りギア（３４）をラチェット式に回動させ、第１
の伝動ギア（３３〉を回動させて駆動スプロケット（２
７）を１ピツチずつ間欠的に回転させることにより、テ
ープ（２９）を１ピツチずつ送り出す。

（４１〉は前記揺動しバー（３５）の揺動範囲を規制す
る規制手段としてのストッパーネジで、該ネジ（４１）
に取り付けられた従動プーリ（４２）にストッパーネジ
部サーボモータ（４３）の回動が伝えられる駆動プーリ
（４４〉の回動をベルト（４５）を介して伝えられるこ
とによって回動され、水平移動される。

以下、前記認識ステーション（ＩＩ）の認識手段として
の認識装置く４６〉について第５図に基づき説明する。

（４７〉はチップ部品（Ｗ）が吸着ノズル（１３）に吸
着された状態を認識するＣＯＤカメラで、認識ステーシ
ョン（ＩＦ）まで搬送されて来るチップ部品（賀）の下
方に待機されたボックス（４８〉内に取り付けられた鏡
（４９）（５０）の反射を利用して得られた像がレンズ
（５１）を通して撮像される。

第６図の（５２）はインターフェースで、前記ＸＹテー
ブル（２〉、部品供給台（５）、回転盤（１２〉、回動
盤エンコーダ（１６〉、駆動ギア（１９〉及び認識装置
（４６〉等が接続されている一方、これらの各々の制御
要素は制御装置としてのＣＰＵ（５３）でプログラム制
御される。

（５４）は第８図に示すような各チップ部品（Ｗ）に対
するサーチエリアに関するデータを記憶する記憶装置と
してのＲＡＭで、各吸着ノズル（１３〉のセンター位置
データ、認識袋ｆｉ（４６）によるチップ部品（Ｗ）の
認識値データ及び各チップ部品（Ｗ）のプリント基板（
Ｐ）上の装着位置データ（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）等
も夫々所定エリアに記憶する。

〈５５〉はＲＯＭで、各種の動作プログラムが記憶され
ている。

尚、前記吸着ノズル（１３）センターの設定位置が温度
変化、経時変化等によりズレる可能性があるため、ある
設定温度を越えたら、またはある時間経過したらチップ
部品（Ｗ）を吸着しない状態の各吸着ノズル（１３〉を
認識装置（４６）で認識して吸着ノズル（１３〉センタ
ーのズレ量を算出してそのズレ量をＲＡ　Ｍ　（５４）
に記憶し直しても良いし、そのズレ量分を前記吸着ノズ
ル（１３〉センター位置データに加味しても良い。

また、前記ＣＰ　Ｕ（５３）には駆動回路（５６）が接
続され、該駆動回路（５６）には前記したＸ軸サーボモ
ータ（３〉、Ｙ軸サーボモータ（４〉、部品供給部サー
ボモータ（７〉、回転盤サーボモータ（１５〉、ノズル
回動部サーボモータ（１７）、駆動ギアサーボモータ（
１８）及びストッパーネジ部サーボモータ（４３）等が
接続されている。

以下、動作について図面に基づき詳述する。

先ず、装着動作を行なう前に認識装置（４６〉で各吸着
ノズル（１３）のセンター位置（前記ＣＣＤカメラ（４
７）の画像センター等の基準点を基準とする）を認識し
、そのセンター位置データをＲＡＭ（５４）に記憶して
おく。

尚、前記吸着ノズル（Ｉ３）のセンター位置認識作業は
作業者が、治具及び拡大鏡を使用して行ない、前記ＲＡ
　Ｍ　（５４）に入力装置を用いて入力しても良い。

更に、実際にチップ部品（Ｗ）の試し打ちを装着角度を
変えながら行なって装着位置と各吸着ノズル〈１３〉の
センターとのズレ量を測定し、その値を入力装置により
ＲＡＭ（５４）に入力しても良い。

そして、部品供給部サーボモータ（７）の駆動により部
品供給台（５）が移動され部品取り出し位置に所望のテ
ープ送出装置（６）が待機される。

回転盤サーボモータ（１５）の駆動により回転盤（１２
）が間欠回転され、先ず、ノズル選択ステーション（Ｖ
Ｉ）で前記テープ送出装置（６）から供給されるチップ
部品（Ｗ）に対応した吸着ノズル（１３〉を、前記した
駆動ギア（１９）が吸着ヘッド部（１４）外径部のギア
（図示せず）に噛合した後回動されるに伴って前記ヘッ
ド部（１４）が回動されて所望の吸着ノズル（１３）が
選択され、再び回転が開始される。

次の吸着ステーション（Ｉ）で吸着ノズル（１３）は待
機中の前記テープ送出装置（６〉に収納されたチップ部
品（Ｗ）上方に移動されて来て、吸着ノズル（１３）は
チップ部品（賀）上に下降されてチップ部品（賢〉を真
空吸着した後、再び上昇されて回転盤（１２）の回転が
開始される。

次に、認識ステーション（ＩＩ）で認識装置り４６）に
より前記吸着ノズル（１３）でのチップ部品（Ｗ）の吸
着状態を認識し、その認識値データ（ｘ　ｒ　、　ｙ　
１゜θ、）をＲＡＭ（５４）に記憶する。そして、その
認識値データ（ＸＩ、Ｙｌ、θ１）と前記ＲＡＭ（５４
）内に記憶されている吸着ノズル（１３）のセンター位
置データ（ｘｅ　、　Ｙｏ　、θ。）とを図示しない比
較装置で比較し、ズレ量があった場合にはそのズレ量（
ΔＸ　＊−Ｘ　Ｉ−ΔＹ、−Ｙ、、Δθ。−〇、）を図
示しない計算装置で計算し、そのズレ量（Δｘ６−ＸＩ
、ΔＹ、−Ｙ、、Δθ。−θＩ）を前記ＲＡＭ（５４）
に記憶した後、回転盤（１２）は再び回転される。

そして、そのズレ量（ΔＸａ　　Ｘｌ、ΔＹ、−Ｙ１、
Δθ。−θ１）の内、設定角度位置データ（θ。）のズ
レ量（Δθ。−〇、）分にＲＡＭ（２７）内に記憶され
た装着位置データ（Ｘ方向、Ｘ方向、θ方向）内の角度
位置データ（θ方向）を加味した角度位置となるように
、次のノズル回転規制ステーション（Ｉ［［）で前記し
たノズル回転手段が吸着ノズル（１３）に当接した後回
動されるに伴って吸着ノズル（１３）が回転されること
によってチップ部品（Ｗ＞の位置合わせが行なわれる。

その後、回転盤（１２〉は再び回転される。

次の装着ステーション（ＩＶ）では、Ｘ軸サーボモータ
（３〉及びＹ軸サーボモータ（４）の回動によりＸＹテ
ーブル（２）を移動させることにより、プリント基板（
Ｐ）上の装着位置データ（Ｘ方向、Ｘ方向）位置にチッ
プ部品（Ｗ）が装着される。

また、前記認識ステーション（Ｉｆ）で認識不可能トカ
、ノズル回転規制ステーション（ＩＩＩ）で回転補正不
可能とか、別のチップ部品（Ｗ）が吸着されている等判
断されたチップ部品（Ｗ）は次の排出ステーション（Ｖ
）で排出される。

そして、回転盤（１２）の回転が続けられ前記ノズル選
択ステーション（ＶＩ）で前述と同様に次に吸着される
チップ部品＜Ｗ＞に対応した吸着ノズル（１３〉が選択
される。

以下、前記認識装置（４６〉での認識結果を基に吸着時
の吸着ミスを防止するための吸着ステーション（１）で
のＸ補正、Ｙ補正について説明する。

前記認識装置（４６）で認識した前記ズレ量（ΔＸｓ　
　ｘ、、ΔＹ、−Ｙ、、Δθ。−θ１）の内、Ｘ方向、
Ｘ方向のズレ量（ΔＸ、−Ｘ、、△Ｙ、−Ｙ、）を予め
補正してから吸着するようにする。即ち、前記吸着ノズ
ル（１３）のセンターとチップ部品（Ｗ）のセンターと
が一致するようにチップ部品（Ｗ）の供給位置をＸ方向
、Ｘ方向に調整する。

先ず、Ｘ方向のズレ量（ΔＸｓ　　ｘ＋）の補正移動は
部品供給部サーボモーフ〈７〉の回動によるボールネジ
（８）の回動を制御して行なう。またＹ方向のズレ量（
Δｙ＝　　ｙ＋）の補正移動はストッパーネジ部サーボ
モータ（４３）の回動によりストッパーネジ（４１）が
回動され、所定位置で停止される。そして、駆動源によ
るカム（３９）の回動により送りレバー（４０）が駆動
され、該駆動により揺動レバー（３５〉が揺動され、送
りギア（３４）が回動され駆動スプロケット（２７）が
回動されてテープ（２９〉が送り出される際、前記揺動
レバー（３５）が前記スト・７バーネジ（４１）に当接
されて、それ以上の揺動が規制されることにより行なう
。

以下、同様にして装着動作が続けられる。

ここで、装着動作にかかる全作業時間の短縮を計かるた
め、認識ステーション（ＩＩ）での認識時間を短縮する
場合があり、この場合ＣＣＤカメラ〈４７）の撮像エリ
アにおける認識処理のためのエリア（以下サーチエリア
と称す。）を縮少していた。

そのため、吸着ノズル（１３）にチップ部品（Ｗ）が予
想以上にずれて吸着されていると、サーチエリア内から
チップ部品（Ｗ）の像がはみ出してしまい認識不可能と
なる場合があった。そこで、第７図に示すように同一の
テープ送出装置（６）より供給されたチップ部品（Ｗ）
が続けて複数回（Ｌ回）排出された場合には自動的に前
記サーチエリアを広げて認識不可能による排出を抑える
ようにする。この時、予め設定しておいた今までのサー
チエリアより広いサーチエリアに変更する。即ち、ＣＰ
Ｕ（５３）はＲＡＭ（５４）に記憶されている第８図に
示すデータに基づいて、例えば、部品名Ｒ１のチップ部
品（Ｗ）であれば部品サイズ＋α、から部品サイズ＋β
１ヘサーチエリアを広げるように認識装置（４６）を制
御する。従って認識装置（４６〉は広いサーチエリアで
認識処理し、その認識結果を基に前述と同様に装着動作
を行なう。

また、第９図に示すようにＴＯＴＡＬカウンタに対する
ＮＧカウンタの割合を計算装置により計算し、比較装置
によりその計算値と設定値Ｑとを比較し、計算値が設定
値Ｑより小さければサーチエリアはこのままの状態で認
識作業は□続けられ、設定値Ｑより大きければ広いサー
チエリアに変更するようにしても良い。当然のことなが
ら、広いサーチエリアに変更した後次回計算値が設定値
Ｑより大きければサーチエリアはこのままの状態で認識
作業が行なわれ、設定値Ｑより小さければ通常のサーチ
エリアに戻される。

更に、第１０図に示すように各テープ送出装置く６〉別
にズレ量（ΔＸ、−Ｘ、、ΔＹ　ｏ　−Ｙ　ｌ）をＲＡ
Ｍ（５４）に記憶して行き、ＣＰ　Ｕ（５３）内の認識
回数カウンタにより同じテープ送出装置（６）をＭ回認
識したら、そのＭ個のズレ量（ΔＸ、−Ｘ、、ΔＹ、−
Ｙ、）を計算装置により計算し、その平均ズレ量を基に
Ｘ補正、Ｙ補正を行なうようにしても良い。即ち、Ｍ＋
１回目から２Ｍ回目までのチップ部品（Ｗ）の供給位置
を前記平均ズレ量分だけ補正した位置とし、補正動作が
伴ったＭ回分のチップ部品（Ｗ）の供給が終了したら再
び次のＭ回分のズし量を求め、その平均を算出し、それ
以降のチップ部品＜Ｗ）の供給にはその新しい平均ズレ
量を使用するようにしても良い。

この時、第１１図に示すようにＴＯＴＡＬカウンタ内に
Ｍ回が設定された後、装着動作が行なわれてＴＯＴＡＬ
カウンタの内容がＭ回に達した時にそれまでの認識不可
能による排出回数をＮＧカウンタにより計数しておき、
この数値をＲＡＭ（５４）に記憶しておく。そして、Ｍ
回目以降は該ＲＡＭ（５４）に記憶された数値を使用し
てサーチエリアを変更するか否かの判断を行なう。即ち
、Ｍ回目まで（士通常のサーチエリアを使用して認識作
業を行ない、Ｍ＋１回目からは順次ＴＯＴＡＬカウンタ
の数値に対するＮＧカウンクの数値（ＲＡＭ（５４）に
記憶しておいた数値を含めた値）の割合を計算して、比
較装置によりその値が設定値Ｑ以下であればサーチエリ
アはこのままの状態で認識作業を行ない、チップ部品（
Ｗ）の装着動作が行なわれる。また、その値が設定値Ｑ
以上であれば前述と同様第８図のデータを基に広いサー
チエリアに変更され、そのサーチエリアを使用してチッ
プ部品（Ｗ＞の認識を行ない、良品であれば装着動作が
行なわれる。

また、前述のＭ回分のＴＯＴＡＬカウンクの数値とＮＧ
カウンタの数値を基にその時の割合を計算し、Ｍ＋１回
目から２Ｍ回目までの認識時はその値から選択されたサ
ーチエリアを使用し、再び次の２Ｍ＋１回目から３Ｍ回
目までのＭ回分の割合を計算し、３Ｍ＋１から４Ｍ回目
までの認識時はその値から選択されたサーチエリアを使
用するようにしても良い。

（ト）発明の効果 以上の構成により、認識不可能であるために良品の部品
を排出してしまうということがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図及び第６図は本発明の実施例を適用し
た電子部品自動装着装置の概略的平面図及び側面図及び
構成回路図、第３図及び第４図はテープ送出装置の概略
的平面図及び側面図、第５図は認識装置の原理を示す断
面図、第７図及び第９図及び第１１図は装着動作を示す
流れ図、第８図は各部品に対するサーチエリアに関する
データを示す図、第１０図はＸ補正、Ｙ補正動作を示す
流れ図である。 （４６〉・・・認識装置、　（５３）・・・ＣＰＵ、　
（５４〉・・・ＲＡＭ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　認識手段で取出ノズルに保持されたチップ状電
   子部品の位置を認識しその認識結果を基に補正を施す電
   子部品自動装着装置に於いて、撮像エリアにおける前記
   認識手段の認識処理のためのサーチエリアデータを複数
   個記憶する記憶装置と、前記認識手段により認識可能か
   不可能かを判断する判断手段と、該判断手段により認識
   不可能と判断された部品の数を計数すると共に認識可能
   と判断された場合にその計数をリセットする計数手段と
   、該計数手段による計数が設定回数となったら前記サー
   チエリアを変更するように前記認識手段を制御する制御
   装置とを設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置
   。