JPH1093293A - 電子部品実装機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各作業ヘッドの原点となるセンサ等を正確に
取り付けることをせずに、短時間で正確な作業ヘッドの
原点位置を求めることができる電子部品実装機を提供す
ること。 【解決手段】 各作業ヘッド１１の原点復帰をする前
に、各作業ヘッド１１が原点にあることをタッチセンサ
１４により検出し、ＲＡＭ１７に記憶された前記原点か
ら、前記基台２３上に配置された認識カメラ５までの移
動量分、各作業ヘッド１１を移動させ、各作業ヘッド１
１に設けられたノズルセンターを、前記基台２３上に配
置された認識カメラ５により認識し、各作業ヘッド１１
のノズルセンター位置と、認識カメラ５のセンター位置
との差分を算出し（Ｓ２０６）、ＲＡＭ１７に記憶され
た移動量と前記差分とに基づいて、各作業ヘッド１１の
正確な原点を求める（Ｓ２１０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の作業ヘッド
により、電子部品をプリント配線基板等に移載する電子
部品実装機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、作業ヘッドが１つの電子部品実装
機の場合、原点位置を決定するために、まず始めに、作
業ヘッドを図５に示すようなタッチセンサ１４で構成さ
れた原点アングル１５へ手動で移動させ、タッチセンサ
１４に接触させていた。次に、基板（ワーク）上の原点
マーク位置へ作業ヘッドを移動させ、作業ヘッドに備え
られたカメラによって、前記原点マークを認識させて、
その位置を原点として記憶していた。

【０００３】また、複数の作業ヘッドを有する電子部品
実装機の場合、各作業ヘッドの衝突を防止するために、
各作業ヘッドの絶対的な位置関係を認識しておく必要が
あった。

【０００４】そこで、各作業ヘッドの各原点となるセン
サ等を絶対座標系に対し正確に取り付けるか、もしくは
原点復帰の際、各作業ヘッドを順にカメラ位置へ移動さ
せ、各作業ヘッドの絶対的な位置を認識することで対応
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各作業
ヘッドの原点となるセンサ等を正確に取り付けるのは困
難であり、多大な時間を要していた。

【０００６】また、各作業ヘッドをカメラ位置に順に移
動させるのは原点復帰の時間を増大させていた。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、各作業ヘッドの原点となるセン
サ等を正確に取り付けることをせずに、短時間で正確な
作業ヘッドの原点位置を求めることができる電子部品実
装機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】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の電子部品実装機は、電子部
品を吸着した作業ヘッドをアクチュエータによりプラテ
ン上を移動させて、基台上に載置された基板上の所定位
置に電子部品を実装するものを対象とし、特に、基準マ
ークを有した作業ヘッドを複数個設け、前記基台上に配
置されかつ前記各作業ヘッドの基準マークを認識する認
識カメラと、前記各作業ヘッドの原点位置を検出する各
々の検出手段と、前記各原点位置から前記認識カメラま
での各作業ヘッドの移動量を予め記憶した移動量記憶手
段と、前記各検出手段によって検出された各原点位置か
ら、前記移動量記憶手段に記憶された移動量分移動させ
たときの、前記各作業ヘッドの基準マークの位置と、前
記認識カメラのセンター位置との差分を計算する差分計
算手段と、前記移動量記憶手段に記憶された移動量と、
前記差分計算手段により求められた差分とを用いて、認
識カメラに対する各原点位置を計算する原点補正手段と
を備えている。

【０００９】従って、前記各作業ヘッドの原点復帰をす
る前に、各作業ヘッドが原点にあることを前記検出手段
により検出し、前記移動量記憶手段が予め記憶している
前記原点から、前記基台上に配置された認識カメラまで
の移動量分、各作業ヘッドを移動させ、各作業ヘッドに
有した基準マークを、前記基台上に配置された認識カメ
ラにより認識し、前記各作業ヘッドの基準マークの位置
と、前記認識カメラのセンター位置との差分を差分計算
手段により算出し、前記移動量記憶手段に記憶された移
動量と、前記差分計算手段により算出された差分とに基
づいて、原点補正手段により各作業ヘッドの正確な原点
を求める。

【００１０】また、本発明の請求項２記載の電子部品実
装機は、原点補正手段によって求められた各作業ヘッド
の原点位置を記憶する原点位置記憶手段を備えている。

【００１１】従って、各検出手段の正確な位置が原点位
置記憶手段に記憶されているため、各作業ヘッドを各検
出手段の位置まで手動等により移動させることにより、
各作業ヘッドの認識カメラに対する位置が確定できる。

【００１２】また、各作業ヘッドを認識カメラまで移動
させる必要がなくなるため、同時に複数の作業ヘッドの
原点復帰を行うことができ、原点復帰時間を短縮させる
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電子部品実装機の
一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は
電子部品実装装置の外観図である。

【００１４】図１に示すように、装置本体６は、基台２
３と、前記基台２３の４隅に設けられた４本の支柱２１
と、前記４本の支柱２１に支えられた天板部２２とから
構成されている。

【００１５】前記基台２３上には、基板７を搬送するた
めのコンベア２４と、前記コンベア２４の図１において
手前側に配置された部品供給部８とが設置されている。

【００１６】前記天板部２２の下面には、プラテン２が
前記コンベア２４と向かい合うように取り付けられてい
る。前記プラテン２には、前記プラテン２と磁気的に結
合されたアクチュエータとしての２個の平面リニアモー
タ１が設置されており、前記プラテン２内を自在に動き
回ることができる。

【００１７】前記平面リニアモータ１には、ノズル回転
用モータ３が設置されている。前記ノズル回転用モータ
３は、その先端に吸着ノズル４が取り付けらている。そ
のため、吸着ノズル４は、ノズル回転用モータ３により
θ方向に回転可能である。従って、吸着ノズル４に吸着
された電子部品９もθ方向の姿勢を修正できる。平面リ
ニアモータ１と、吸着ノズル４と、ノズル回転用モータ
３とで作業ヘッド１１を構成している。図１において
は、作業ヘッド１１が２つ設けられている。尚、前記吸
着ノズル４を１つの作業ヘッド１１に複数有してもよ
い。また、前記ノズル回転用モータ３の代わりに、エア
シリンダを用いてもよい。

【００１８】一方、前記プラテン２の４隅付近には、各
作業ヘッド１１に対応した原点を検出する検出手段とし
てのタッチセンサ１４が設置されている。前記タッチセ
ンサ１４は、ＸＹ軸方向の位置を確定するために、互い
に垂直にかつ前記プラテン２の角部と一致するように配
置されている。尚、タッチセンサ１４は、変位計（例え
ばレーザ変位計）でもよい。

【００１９】以下に、電子部品実装機の一動作を説明す
る。

【００２０】部品供給部８上の電子部品９を基板７に実
装する際、平面リニアモータ１によって、作業ヘッド１
１を部品供給部８へ移動させ、吸着ノズル４によって、
電子部品９を吸着する。このとき、吸着ノズル４に吸着
された電子部品９は、必要があればノズル回転用モータ
３によって、θ方向の姿勢が変更される。その吸着され
た電子部品９の姿勢を、基台２３に固定された認識カメ
ラ５（例えば、ＣＣＤ）により撮像し、基台２３内に設
置された制御装置により確認し、コンベア２４により搬
送された基板７上に実装できるように、姿勢を修正後、
実装する。尚、前記認識カメラ５を作業ヘッド１１上に
取り付けてもよい。

【００２１】次に、本実施の形態の電子部品実装機６の
電気的回路構成について、図２に基いて説明する。

【００２２】本実施の形態の電子部品実装機６の電気回
路は、平面リニアモータ１の動きを制御するプログラム
等が記憶されたＲＯＭ１８と、認識カメラ５によって撮
像された画像を記憶するＲＡＭ１７と、入出力のインタ
ーフェースとしてのインターフェース２０と、前記各構
成要素を接続するためのシステムバス１９と、電子部品
実装機を前記ＲＯＭ１８に記憶されたプログラムにした
がって制御するＣＰＵ２１とで構成されている。また、
前記インターフェース２０には、前記平面リニアモータ
１と、ノズル回転部２４を駆動する回転駆動部３と、モ
ニタテレビ２７と、各種データ設定用のキー２３、スタ
ートスイッチ２６、原点認識スイッチ２５等を含む入力
装置としてのキーボード２２と、タッチセンサ１４と、
認識カメラ５が接続されている画像処理装置１６とが接
続されている。

【００２３】前記ＲＡＭ１７には、各タッチセンサ１４
から認識カメラ５までのおおよその移動距離が記憶され
ている。従って、前記ＲＡＭ１７は、移動量記憶手段と
しても機能する。ここで、前記タッチセンサ１４と接触
状態にある作業ヘッド１１を前記ＲＡＭ１７に記憶され
ている前記移動距離だけ移動させることにより、作業ヘ
ッド１１を認識カメラ５の撮像範囲に移動させることが
できる。更に、認識カメラ５によって撮像されている作
業ヘッド１１の基準マーク（例えば、吸着ノズル４の中
心）と、認識カメラ５のセンター位置との差分を差分計
算手段としてのＣＰＵ２１により算出する。前記ＲＡＭ
１７に記憶されている移動距離と、前記ＣＰＵ２１によ
り算出した前記差分とに基づき、認識カメラセンター位
置に対する正確な各ヘッドの原点位置を補正する原点補
正手段としてのＣＰＵ２１により算出し、原点位置記憶
手段としてのＲＡＭ１７に格納させる。

【００２４】以下、電子部品実装機６の動作について図
３のフロチャートを用いて詳細に説明する。

【００２５】まず始めに、各作業ヘッド１１をタッチセ
ンサ１４位置へ手動で位置決めさせる。次に、実装した
い電子部品９の識別番号をキーボード３１より入力した
後、スタートスイッチ２６を押下すると（ステップ１０
０でＯＮ、以下ステップをＳで表す）電子部品実装機６
は、電子部品の実装を始める。さらに、ヘッド原点認識
スイッチを押下すると（Ｓ１０２でＹＥＳ）、ヘッド原
点認識処理をコールする（Ｓ１２０）。ヘッド原点認識
スイッチが押下されていないとき（Ｓ１０２でＮＯ）、
作業ヘッド１１が部品供給部８へ移動し、電子部品をノ
ズル４によって吸着する（Ｓ１０４）。その後、電子部
品を吸着した作業ヘッド１１を認識カメラ５の上方へ移
動させる（Ｓ１０６）。

【００２６】次に、前記識別番号に対応する倍率をＲＡ
Ｍ１７から読み出し、その倍率になるように認識カメラ
５の倍率を変更する（Ｓ１０８）。前記倍率は、前記電
子部品９の画像がモニタテレビ２７の画面に対して十分
な大きさ（例えば、７０％〜９０％）となるように設定
されている。

【００２７】前記Ｓ１０８の処理工程で調整された倍率
によって得られた電子部品９の画像は、ＣＰＵ２３に入
力される。

【００２８】ＣＰＵ２３は、前記キーボード３１から入
力された電子部品の識別符号に対応する電子部品基準画
像データをＲＡＭ１７から取り出し、認識カメラ５によ
って得られた電子部品の画像と電子部品基準画像データ
とを比較すると共にモニタテレビ２７に表示させる。Ｃ
ＰＵ２３は、例えば、リードピンの本数、間隔等を比較
し、吸着された電子部品９が正常か否かを判断する（Ｓ
１１０）。ここで、異常と判断された場合は（Ｓ１１０
でＮＯ）、吸着した電子部品９が不良品であるか否かを
判断する（Ｓ１１２）。電子部品９が不良であると判断
した場合（Ｓ１１２でＹＥＳ）、電子部品９を交換する
ようにアラーム出力を行い（Ｓ１１４）、処理を前記Ｓ
１０４の工程へ移行させる。一方、電子部品９の不良で
はないと判断した場合（Ｓ１１２でＮＯ）、作業ヘッド
１１に対して電子部品９の向きの補正指示を出力する
（Ｓ１１６）。

【００２９】前記Ｓ１１０の処理工程において電子部品
９が正常と判断された場合（Ｓ１１０でＹＥＳ）、また
は前記Ｓ１１６の処理工程を経た場合、吸着された電子
部品９を基板７の所望の位置へ装着する（Ｓ１１８）。
その後、次の電子部品９を装着するために、処理を前記
Ｓ１０４へ移行させる。

【００３０】次に、ヘッド原点を認識するサブルーチン
について図４を用いて説明する。

【００３１】原点認識スイッチ２５を押下すると、電子
部品実装機６は、ヘッド原点認識を始める。まず始め
に、作業ヘッド１１がタッチセンサ１４に触れているか
否かをチェックする（Ｓ２０２）。タッチセンサ１４に
触れていなければ（Ｓ２０２でＮＯ）、エラー音を鳴動
させ作業者に知らせる（Ｓ２１４）。作業ヘッド１１
が、前記タッチセンサ１４に触れていることにより、作
業ヘッド１１が仮の原点に位置決めされている。

【００３２】次に、ＲＡＭ１７に記憶されている前記位
置決めされた作業ヘッド１１の仮の原点位置（粗原点）
から、認識カメラ５の位置までの距離（ｌｘ、ｌｙ）を
移動させることにより、認識カメラ５の中心（例えば、
ここを絶対原点とする）位置に近い位置に移動すること
ができる（Ｓ２０４）。次に、認識カメラ５により、作
業ヘッド１１の基準マーク（例えば、吸着ノズルの中
心）を撮像する。前記画像から、画像処理装置１６によ
り、認識カメラ５の中心を基準として作業ヘッド１１の
基準マークとの差分（Ｓｘ、Ｓｙ）を得る（Ｓ２０
６）。その後、前記差分をＲＡＭ１７に記憶する（Ｓ２
０８）。

【００３３】次に、ＲＡＭ１７が記憶している各作業ヘ
ッド１１の粗原点から認識カメラ５までの移動距離（ｌ
ｘ、ｌｙ）と、Ｓ２０６の処理工程によって得られた差
分（Ｓｘ、Ｓｙ）とに基づき、正確なヘッド原点位置
（Ｈｘ、Ｈｙ）を算出し、ＲＡＭ１７に記憶する（Ｓ２
１０）。以上の動作によって、粗原点は、正確な原点と
して認識される。

【００３４】前記正確な原点位置の計算式は、（１）式
に示すようになる。

【００３５】 （Ｈｘ、Ｈｙ）＝（Ｓｘ＋ｌｘ、Ｓｙ＋ｌｙ）…（１） 前記ＲＡＭ１７の記憶する正確な原点位置（Ｈｘ、Ｈ
ｙ）へ作業ヘッド１１を移動させる（Ｓ２１２）。以上
の動作を各作業ヘッド１１の数だけ行う。

【００３６】次に、電源をＯＦＦした後の各作業ヘッド
１１の原点復帰は以下のように行われる。

【００３７】前記認識カメラ５に対する、各作業ヘッド
１１のタッチセンサ１４の正確な位置は、前述したＳ２
１０の処理工程によってＲＡＭ１７に記憶されている。
そのため、各作業ヘッド１１を各タッチセンサ１４の位
置まで手動等により移動させることにより、各作業ヘッ
ド１１の認識カメラ５に対する位置が確定する。前記各
作業ヘッド１１を各タッチセンサ１４の置まで移動させ
る動作により原点復帰が行われたことになる。

【００３８】尚、前記Ｓ２０６の処理工程は、差分計算
手段として機能し、前記Ｓ２１０の処理工程は、原点補
正手段として機能する。

【００３９】尚、本発明は上述した実施の形態に示した
ものに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲
内で種々の変更が可能である。例えば、本実施の形態の
電子部品実装機では、作業ヘッドに設けられた基準マー
クとして、ノズルのセンタ位置を利用しているが、他の
部品で構成してもよい。

【００４０】また、アクチュエータとして平面リニアモ
ータを用いているが、他の駆動手段、例えば、リニアモ
ータ等で構成してもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように請
求項１に記載の電子部品実装機は、各作業ヘッドの原点
復帰をする前に、各作業ヘッドが原点にあることを前記
検出手段により検出し、前記移動量記憶手段が予め記憶
している前記原点から、前記基台上に配置された認識カ
メラまでの移動量分、各作業ヘッドを移動させ、各作業
ヘッドに有した基準マークを、前記基台上に配置された
認識カメラにより認識し、前記各作業ヘッドの基準マー
クの位置と、前記認識カメラのセンター位置との差分を
差分計算手段により算出し、前記移動量記憶手段に記憶
された移動量と、前記差分計算手段により算出された差
分とに基づいて、原点補正手段により各作業ヘッドの正
確な原点を求めるため、検出手段を正確な位置に設置す
ることなしに、正確な原点復帰を行うことができる。

【００４２】また、本発明の請求項２記載の電子部品実
装機は、各検出手段の正確な位置が原点位置記憶手段に
記憶されているため、各作業ヘッドを各検出手段の位置
まで手動等により移動させることにより、各作業ヘッド
の認識カメラに対する位置が確定できる。

【００４３】また、各作業ヘッドを認識カメラまで移動
させる必要がなくなるため、同時に複数の作業ヘッドの
原点復帰を行うことができ、原点復帰時間を短縮させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子部品実装機の外観図である。

【図２】電子部品実装機の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】電子部品実装機の部品装着のフローチャートで
ある。

【図４】電子部品実装機のヘッド原点認識のフローチャ
ートである。

【図５】電子部品実装機の原点認識の構成要素配置図で
ある。

【符号の説明】

１ 平面リニアモータ ２ プラテン ３ ノズル回転モータ ４ 吸着ノズル ５ 認識カメラ ６ 電子部品実装機 ７ 基板 １１ 作業ヘッド １４ タッチセンサ １７ ＲＡＭ １８ ＲＯＭ ２１ ＣＰＵ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を吸着した作業ヘッドをアクチ
   ュエータによりプラテン上を移動させて、基台上に載置
   された基板上の所定位置に電子部品を実装する電子部品
   実装機において、 基準マークを有した作業ヘッドを複数個設け、 前記基台上に配置されかつ前記各作業ヘッドの基準マー
   クを認識する認識カメラと、 前記各作業ヘッドの原点位置を検出する各々の検出手段
   と、 前記各原点位置から前記認識カメラまでの各作業ヘッド
   の移動量を予め記憶した移動量記憶手段と、 前記各検出手段によって検出された各原点位置から、前
   記移動量記憶手段に記憶された移動量分移動させたとき
   の、前記各作業ヘッドの基準マークの位置と、前記認識
   カメラのセンター位置との差分を計算する差分計算手段
   と、 前記移動量記憶手段に記憶された移動量と、前記差分計
   算手段により求められた差分とを用いて、認識カメラに
   対する各原点位置を計算する原点補正手段とを備えたこ
   とを特徴とする電子部品実装機。
2. 【請求項２】 前記原点補正手段によって求められた各
   作業ヘッドの原点位置を記憶する原点位置記憶手段を備
   えたことを特徴とする請求項１の電子部品実装機。