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技術 部品実装機、部品実装方法

出願人 ヤマハ発動機株式会社
発明者 伊藤恒太
出願日 2018年9月18日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-173281
公開日 2020年3月26日 (8ヶ月経過) 公開番号 2020-047689
状態 未査定
技術分野
  • -
主要キーワード 合格範囲 インラインタイプ 各押圧部材 軸モーター 部分平面 ノズル対 円周軌道 昇降シャフト
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

基板実装される前の部品ノズルによる保持状態を、部品の厚みの公差によらず適切に判定することを可能とする技術の提供を目的とする。

解決手段

部品供給箇所23からノズルNにより取り出された部品Eを側方から撮像することで、取出後画像Iaが取得される(ステップS105)。さらに、基板Bに部品Eを実装する前のノズルNにより保持される部品Eを側方から撮像することで実装前画像Ibが取得される(ステップS111)。そして、取出後画像Iaから求めた部品Eの下端Eadの高さに対して、実装前画像Ibから求めた部品Eの下端Ebdの高さが所定の実装前許容範囲Ab以内であるかを判定することで、実装前検査(ステップS112、S113)が実行される。

概要

背景

フィーダーにより部品供給箇所に供給された部品ノズルにより取り出して、所定の作業位置に支持される基板に移載することで、基板に部品を実装する部品実装機が広く用いられている。かかる部品実装機では、ノズルにより保持された部品を部品供給箇所から基板へ運搬する途中で、部品がノズルから落下したり、ノズルに対して傾いたりする異常が発生したために、部品を基板に適切に実装できない場合がある。そこで、ノズルにより保持される部品を側方から撮像した画像に基づき、かかる異常の発生を確認する技術が用いられている。

例えば、特許文献1では、部品を吸着する前のノズルを側方から撮像した画像と、部品を吸着した後のノズルを側方から撮像した画像とが撮像される。そして、前者の画像から求められるノズルの下端に対して、後者の画像から求められる部品の下端が所定の許容範囲合格範囲)に収まっているかを確認した結果に基づき、異常の有無が判定される。

概要

基板に実装される前の部品のノズルによる保持状態を、部品の厚みの公差によらず適切に判定することを可能とする技術の提供を目的とする。部品供給箇所23からノズルNにより取り出された部品Eを側方から撮像することで、取出後画像Iaが取得される(ステップS105)。さらに、基板Bに部品Eを実装する前のノズルNにより保持される部品Eを側方から撮像することで実装前画像Ibが取得される(ステップS111)。そして、取出後画像Iaから求めた部品Eの下端Eadの高さに対して、実装前画像Ibから求めた部品Eの下端Ebdの高さが所定の実装前許容範囲Ab以内であるかを判定することで、実装前検査(ステップS112、S113)が実行される。

目的

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板に実装される前の部品のノズルによる保持状態を、部品の厚みの公差によらず適切に判定することを可能とする技術の提供を目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

所定の作業位置に基板搬入する搬入部と、部品供給箇所部品を供給するフィーダーと、前記部品供給箇所からノズルにより取り出した前記部品を前記ノズルにより保持しつつ前記作業位置の前記基板の上方まで運搬して前記基板に実装する実装部と、前記ノズルにより保持された前記部品を検知する検知部と、前記部品供給箇所から前記ノズルにより取り出された前記部品を前記検知部により検知することで取出後検知結果を取得し、前記取出後検知結果を取得した後であって前記部品が前記ノズルにより前記基板に実装される前に前記部品を前記検知部により検知することで実装前検知結果を取得する制御部とを備え、前記制御部は、前記取出後検知結果から求めた前記部品の下端の高さに対して、前記実装前検知結果から求めた前記部品の下端の高さが所定の実装前許容範囲以内であるかを判定する実装前検査を実行する部品実装機

請求項2

前記制御部は、前記取出後検知結果から求めた前記部品の下端の高さが所定の取出後許容範囲以内であるかを判定する取出後検査を実行する請求項1に記載の部品実装機。

請求項3

前記実装前許容範囲は、前記取出後許容範囲より狭い請求項2に記載の部品実装機。

請求項4

フィーダーが部品を供給する部品供給箇所からノズルにより前記部品を取り出す工程と、前記部品供給箇所から前記ノズルにより取り出された部品を検知部により検知することで取出後検知結果を取得する工程と、前記取出後検知結果を取得した後であって、前記部品が所定の作業位置に支持される基板に前記ノズルにより実装される前に前記部品を前記検知部により検知することで実装前検知結果を取得する工程と、前記取出後検知結果から求めた前記部品の下端の高さに対して、前記実装前検知結果から求めた前記部品の下端の高さが所定の実装前許容範囲以内であるかを判定する実装前検査を実行する工程とを備える部品実装方法

技術分野

0001

この発明は、ノズルにより保持される部品を検知した結果に基づき、基板への部品の実装を制御する部品実装技術に関するものである。

背景技術

0002

フィーダーにより部品供給箇所に供給された部品をノズルにより取り出して、所定の作業位置に支持される基板に移載することで、基板に部品を実装する部品実装機が広く用いられている。かかる部品実装機では、ノズルにより保持された部品を部品供給箇所から基板へ運搬する途中で、部品がノズルから落下したり、ノズルに対して傾いたりする異常が発生したために、部品を基板に適切に実装できない場合がある。そこで、ノズルにより保持される部品を側方から撮像した画像に基づき、かかる異常の発生を確認する技術が用いられている。

0003

例えば、特許文献1では、部品を吸着する前のノズルを側方から撮像した画像と、部品を吸着した後のノズルを側方から撮像した画像とが撮像される。そして、前者の画像から求められるノズルの下端に対して、後者の画像から求められる部品の下端が所定の許容範囲合格範囲)に収まっているかを確認した結果に基づき、異常の有無が判定される。

先行技術

0004

特開2017−73431号公報

発明が解決しようとする課題

0005

つまり、ノズルにより部品を基板に実装する前に、特許文献1の技術を実行することで、部品がノズルから落下したり、ノズルに対して傾いたりする異常の有無を判定できると期待できる。しかしながら、部品の厚みは、公差の範囲でばらつく。そのため、ノズルによる部品の保持状態が良好であっても、ノズルに保持される部品の下端とノズルの下端との距離は部品の厚みの公差の範囲でばらつく。

0006

そのため、ノズルの下端に対して部品の下端が許容範囲に収まるかを確認する特許文献1の技術では、部品の保持状態を適切に判定することが難しかった。つまり、公差の範囲でばらつく部品の厚みに十分に対応できるように許容範囲を広げると、厚みの大きい部品については、保持状態が良好であるにも拘らず不良と誤判定する状況は抑制できる一方、厚みの小さい部品については、部品が傾いているにも拘らず保持状態が良好であると誤判定するおそれが高くなる。一方、これに対応するために許容範囲を狭めると、厚みの小さい部品については、部品が傾いているにも拘らず保持状態が良好であると誤判定する状況は抑制できる一方、厚みの大きい部品については、保持状態が良好であるにも拘らず不良と誤判定するおそれが高くなる。

0007

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板に実装される前の部品のノズルによる保持状態を、部品の厚みの公差によらず適切に判定することを可能とする技術の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明に係る部品実装機は、所定の作業位置に基板を搬入する搬入部と、部品供給箇所に部品を供給するフィーダーと、部品供給箇所からノズルにより取り出した部品をノズルにより保持しつつ作業位置の基板の上方まで運搬して基板に実装する実装部と、ノズルにより保持された部品を検知する検知部と、部品供給箇所からノズルにより取り出された部品を検知部により検知することで取出後検知結果を取得し、取出後検知結果を取得した後であって部品がノズルにより基板に実装される前に部品を検知部により検知することで実装前検知結果を取得する制御部とを備え、制御部は、取出後検知結果から求めた部品の下端の高さに対して、実装前検知結果から求めた部品の下端の高さが所定の実装前許容範囲以内であるかを判定する実装前検査を実行する。

0009

本発明に係る部品実装方法は、フィーダーが部品を供給する部品供給箇所からノズルにより部品を取り出す工程と、部品供給箇所からノズルにより取り出された部品を検知部により検知することで取出後検知結果を取得する工程と、取出後検知結果を取得した後であって、部品が所定の作業位置に支持される基板にノズルにより実装される前に部品を検知部により検知することで実装前検知結果を取得する工程と、取出後検知結果から求めた部品の下端の高さに対して、実装前検知結果から求めた部品の下端の高さが所定の実装前許容範囲以内であるかを判定する実装前検査を実行する工程とを備える。

0010

このように構成された本発明(部品実装機および部品実装方法)では、部品供給箇所からノズルにより取り出された部品を検知することで、取出後検知結果が取得される。さらに、基板に部品を実装する前のノズルにより保持される部品を検知することで実装前検知結果が取得される。そして、取出後検知結果から求めた部品の下端の高さに対して、実装前検知結果から求めた部品の下端の高さが所定の実装前許容範囲以内であるかを判定することで、実装前検査が実行される。つまり、ノズルの下端ではなく、予め取得した取出後検知結果から求めた部品の下端を基準にして、実装前検知結果から求めた部品の下端の高さが実装前許容範囲以内であるかが判定される。したがって、基板に実装される前の部品のノズルによる保持状態を、部品の厚みの公差によらず適切に判定することが可能となっている。

0011

また、制御部は、取出後検知結果から求めた部品の下端の高さが所定の取出後許容範囲以内であるかを判定する取出後検査を実行するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、部品供給箇所からり取り出された部品のノズルによる保持状態を取出後検査により適切に判定することができる。

0012

また、実装前許容範囲は、取出後許容範囲より狭いように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、基板に実装される前の部品のノズルによる保持状態を、より厳格に判定することが可能となる。

発明の効果

0013

以上のように、本発明によれば、基板に実装される前の部品のノズルによる保持状態を、部品の厚みの公差によらず適切に判定することが可能となる。

図面の簡単な説明

0014

図1は本発明に係る部品実装機の一例の構成を模式的に示す平面図。
図1の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図。
実装ヘッドの一例の下端部近傍を模式的に示す部分正面図。
図3の実装ヘッドの底部を模式的に示す部分平面図。
撮像ユニット外観を模式的に示す部分斜視図。
部品実装機が実行する部品実装の一例を示すフローチャート
図6のフローチャートに従って実行される部品の保持状態の検査の一例を模式的に示す図。
実装前許容範囲の設定方法の一例を示すフローチャート。

実施例

0015

図1は本発明に係る部品実装機の一例の構成を模式的に示す平面図である。図2図1の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図である。図1および以下の図では、Z方向が鉛直方向であり、X方向およびY方向がそれぞれ水平方向であるXYZ直交座標軸を適宜示す。

0016

図2に示すように、部品実装機1は、装置全体を統括的に制御するコントローラー100を備える。コントローラー100は、CPU(Central Processing Unit)やRAM(Random Access Memory)で構成されたプロセッサーである演算処理部110およびHDD(Hard Disk Drive)で構成された記憶部120を有する。さらに、コントローラー100は、部品実装機1の駆動系を制御する駆動制御部130と、後に詳述するノズルN(図3図4)の撮像を制御する撮像制御部140とを有する。

0017

そして、演算処理部110は記憶部120に記憶されるプログラムに従って駆動制御部130を制御することで、プログラムが規定する手順で部品実装を実行する。この際、演算処理部110は撮像制御部140がカメラ60により撮像した画像に基づき、部品実装を制御する。また、部品実装機1には、表示/操作ユニット150が設けられており、演算処理部110は、部品実装機1の稼働状況を表示/操作ユニット150に表示したり、表示/操作ユニット150に入力された作業者からの指示を受け付けたりする。

0018

図1に示すように、部品実装機1は、基板BをX方向(基板搬送方向)に搬送する搬送部12を備える。この搬送部12は、X方向に並列に配置された一対のコンベア121を基台11上に有し、コンベア121によって基板BをX方向に搬送する。これらコンベア121の間隔は、X方向に直交するY方向(幅方向)に変更可能であり、搬送部12は、搬送する基板Bの幅に応じてコンベア121の間隔を調整する。この搬送部12は、基板搬送方向であるX方向の上流側から所定の作業位置123に搬入するとともに、作業位置123で部品Eが実装された基板Bを作業位置123からX方向の下流側に搬出する。

0019

搬送部12のY方向の両側それぞれでは2つの部品供給部21がX方向に並んでおり、各部品供給部21では、複数のテープフィーダー22がX方向に並ぶ。部品供給部21では、X方向に並ぶ複数の部品供給箇所23が設けられており、各部品供給箇所23に供給すべき部品Eを供給するテープフィーダー22が、各部品供給箇所23に対応付けられて着脱可能に装着される。つまり、各テープフィーダー22に対しては、集積回路トランジスターコンデンサー等の小片状の部品Eを所定間隔おきに収容したキャリアテープ巻き付けられた部品供給リールが配置されており、各テープフィーダー22は部品供給リールから引き出されたキャリアテープを間欠的に送り出すことで、その先端部の部品供給箇所23に部品Eを供給する。

0020

また、部品実装機1では、Y方向に延びる一対のY軸レール31と、Y方向に延びるY軸ボールネジ32と、Y軸ボールネジ32を回転駆動するY軸モーターMyとが設けられ、支持ビーム34が一対のY軸レール31にY方向に移動可能に支持された状態でY軸ボールネジ32のナットに固定されている。支持ビーム34には、X方向に延びるX軸ボールネジ35と、X軸ボールネジ35を回転駆動するX軸モーターMxとが取り付けられており、ヘッドユニット40が支持ビーム34にX方向に移動可能に支持された状態でX軸ボールネジ35のナットに固定されている。したがって、駆動制御部130は、Y軸モーターMyによりY軸ボールネジ32を回転させてヘッドユニット40をY方向に移動させ、あるいはX軸モーターMxによりX軸ボールネジ35を回転させてヘッドユニット40をX方向に移動させることができる。

0021

ヘッドユニット40は、X方向に直線状に並ぶ複数(3本)の実装ヘッド4を有する。実装ヘッド4は、図3および図4を用いて次に説明する構成を備え、その下端に取り付けられたノズルNにより、部品Eの吸着・実装を行う。

0022

図3は実装ヘッドの一例の下端部近傍を模式的に示す部分正面図であり、図4図3の実装ヘッドの底部を模式的に示す部分平面図である。図3および図4に示すように、各実装ヘッド4は、複数のノズルNを円周状に配列したロータリーヘッドである。続いては、図3および図4を併用しつつ実装ヘッド4の構成について説明する。なお、3本の実装ヘッド4の構成は共通するため、ここでは1本の実装ヘッド4について説明する。

0023

実装ヘッド4はZ方向に延びるメインシャフト41と、メインシャフト41の下端に支持されたノズルホルダー42とを有する。ノズルホルダー42は、Z方向に平行な回転軸C(仮想軸)を中心とする回転方向Rに回転可能に支持されており、実装ヘッド4の上端部に設けられたR軸モーターMr(図2)の駆動力を受けて回転する。また、ノズルホルダー42は、回転軸Cを中心とする円周状に等角度θを空けて配列された複数(8本)の昇降シャフト43を支持する。

0024

各昇降シャフト43は昇降可能に支持されており、図略の付勢部材により上方へ付勢されている。各昇降シャフト43の下端にはノズルNが着脱可能に装着される。これによって、ノズルホルダー42は、回転軸Cを中心とする円周状に等角度θを空けて配列された複数のノズルNを支持する。したがって、駆動制御部130がR軸モーターMrに回転指令を出力すると、R軸モーターMrからの駆動力を受けて回転するノズルホルダー42に伴って、複数のノズルNが一体的に回転軸Cを中心とする円周軌道Oに沿って回転する。

0025

また、メインシャフト41は、複数の昇降シャフト43の上方にノズル昇降機構44を支持する。ノズル昇降機構44は、回転軸Cを中心として180度の角度を空けて配置された2本の押圧部材441を有する。各押圧部材441は、ノズル昇降機構44に内蔵されたZ軸モーターMz(図2)の駆動力を受けて、互いに独立して昇降する。したがって、駆動制御部130がZ軸モーターMzに下降指令を出力すると、Z軸モーターMzからの駆動力を受けて押圧部材441が下降する。これにより、押圧部材441は、複数の昇降シャフト43のうち直下に位置する一の昇降シャフト43を当該昇降シャフト43に働く付勢力に抗して下降させ、部品Eの吸着あるいは実装を行う下降位置ZdまでノズルNを下降させる。一方、駆動制御部130がZ軸モーターMzに上昇指令を出力すると、Z軸モーターMzからの駆動力を受けて押圧部材441が上昇する。これにより、押圧部材441に押下されていた一の昇降シャフト43が、ノズルNを伴いつつ付勢力に従って上昇し、ノズルNが上昇位置Zuまで上昇する。なお、図3においては、ノズルNの下端に対して下降位置Zdおよび上昇位置Zuがそれぞれ示されている。

0026

このような実装ヘッド4では、押圧部材441の直下がノズルNによる部品Eの吸着・実装を行う動作位置Poとなる。すなわち、上述した2個の押圧部材441の配置に対応して、実装ヘッド4では、2個の動作位置Po、Poが回転軸Cを中心に180度の角度を空けて設けられている。一方、図4に示すようにノズルホルダー42では、回転軸Cを中心に180度の間隔を空けて配置された2個のノズルN(回転軸Cを挟んで互いに逆側に位置する2個のノズルN)の対(ノズル対)が4対設けられて、2×4(=8)個のノズルNが円周軌道Oに沿って配列されている。こうして対を成す2個のノズルNは、一方のノズルNが一方の動作位置Poに位置すると同時に他方のノズルNが他方の動作位置Poに位置できる配置関係を満たす。したがって、駆動制御部130はR軸モーターMrにより複数のノズルNの回転角度を調整することで、4個のノズル対のうち任意の1個のノズル対を成す2個のノズルN、40のそれぞれを動作位置Po、Poに位置させて、部品Eの吸着・実装に用いることができる。

0027

例えば、動作位置Poで部品Eを吸着する場合は、実装ヘッド4を部品供給箇所23の上方へ移動させて動作位置Poを部品供給箇所23の直上に位置決めする。この状態で、部品Eを吸着しないノズルNを回転方向Rにおいて動作位置Poに停止させつつ、Z方向において上昇位置Zuから下降位置Zdへ下降させる。そして、ノズルNが部品供給箇所23に供給された部品Eに接したタイミングでノズルNに負圧を与えて、部品供給箇所23からノズルNに部品を吸着する。続いて、部品Eを吸着したノズルNをZ方向において下降位置Zdから上昇位置Zuまで上昇させることで、部品供給箇所23から部品Eを取り出す。

0028

あるいは、動作位置Poで部品を実装する場合は、作業位置123に支持される基板Bの上方へ実装ヘッド4を移動させて動作位置Poを基板Bの実装対象箇所の直上に位置決めする。この状態で、部品Eを吸着するノズルNを回転方向Rにおいて動作位置Poに停止させつつ、Z方向において上昇位置Zuから下降位置Zdへ下降させる。そして、部品Eが基板Bに接したタイミングでノズルNに大気圧あるいは正圧を与えて、ノズルNから基板Bへ部品Eを実装する。続いて、部品Eが離脱したノズルNをZ方向において下降位置Zdから上昇位置Zuまで上昇させる。

0029

また、実装ヘッド4のメインシャフト41の下端には、円柱形状の光拡散部材5が取り付けられており、複数のノズルNは光拡散部材5を囲むようにして配列されている。この光拡散部材5は例えば特開2012−238726号公報に記載の拡散部材と同様の構成を具備しており、後に詳述する撮像ユニット6(図5)によるノズルNのサイドビュー撮像に用いられる。

0030

つまり、この部品実装機1では、Z方向において上昇位置Zuの高さを移動中であって回転方向Rにおいて動作位置Poに位置するノズルNに保持される部品Eのサイドビュー(水平方向Xから見た部品Eの側面)が撮像ユニット6(図5)のカメラ60により撮像される。続いては、図5を併用しつつ撮像ユニット6の構成について説明する。

0031

図5は撮像ユニットの外観を模式的に示す部分斜視図である。なお、図5では実装ヘッド4との関係を示すために、実装ヘッド4の構成が部分的に示されている。撮像ユニット6が具備する筐体61は、X方向に延設された本体部611と、本体部611のX方向の両端からY方向に突出する2個のノズル対向部612、612とを有し、各ノズル対向部612にカメラ60(図2)を内蔵する。そして、撮像ユニット6は、2個のノズル対向部612、612により複数のノズルNをX方向から挟むように配置されて、実装ヘッド4のメインシャフト41に固定されている。こうして、撮像ユニット6は実装ヘッド4と一体的に構成され、実装ヘッド4に伴って移動可能である。

0032

各ノズル対向部612の内側壁には、実装ヘッド4の動作位置PoにX方向から対向する窓62が設けられている。そして、各カメラ60は窓62を介して動作位置PoにX方向から対向し、動作位置Poの画像を側方(X方向)から撮像する。なお、上述のとおり、押圧部材441の昇降に伴ってノズルNは上昇位置Zuと下降位置Zdとの間で昇降する。これに対して、各窓62は上昇位置Zuの高さに設けられており、各カメラ60は上昇位置Zuにおける動作位置Poの画像をX方向(水平方向)から撮像する。

0033

さらに、各ノズル対向部612の内側壁では、照明65が設けられている。各照明65は、窓62の両側にマトリックス状に配列された複数のLED(Light Emitting Diode)で構成され、動作位置Poへ向けて光を照射する。こうして、各窓62に対しては実装ヘッド4および光拡散部材5を挟んでそれぞれに対向する照明65が設けられており、各カメラ60は、照明65から射出され光拡散部材5で拡散された光により背面から照らされた動作位置Poのシルエット画像を撮像する。特に、部品実装機1のコントローラー100は、部品Eを撮像ユニット6により撮像することで取得した画像に基づき、部品実装を制御する。続いては、かかる部品実装について説明する。

0034

図6は部品実装機が実行する部品実装の一例を示すフローチャートであり、図7図6のフローチャートに従って実行される部品の保持状態の検査の一例を模式的に示す図である。図7では、厚みの異なる部品E(「厚み小」「厚み大」)に対して実行される各検査の内容が例示されている。

0035

テップS101では、部品供給箇所23の上方にノズルNが移動する。これによって、上昇位置Zuに位置するノズルNが部品供給箇所23に上方から対向する。ステップS102では、ノズルNが上昇位置Zuから下降位置Zdまで下降し、ノズルNが部品供給箇所23に供給された部品Eに接触する。続いて、ノズルNに負圧を発生させた状態で(ステップS103)、ノズルNを下降位置Zdから上昇位置Zuまで上昇させる(ステップS104)。これによって、ノズルNが部品供給箇所23から部品Eを取り出して、この部品Eを保持する。

0036

ステップS105では、撮像制御部140が上昇位置Zuで静止するノズルNに保持された部品Eをカメラ60により側方から撮像することで、取出後画像Ia(サイドビュー)を取得する。そして、ヘッドユニット40を水平方向に駆動することで、部品Eを保持するノズルNの水平移動が開始される(ステップS106)。また、この水平移動と並行して、撮像制御部140は、取出後画像Iaに対して特徴検出等の画像処理を実行することで、ノズルNに保持される部品Eの下端Eadの高さを算出する(ステップS107)。かかる部品Eの下端Eadの高さは、ノズルNの下端Ndの高さを基準に算出される。なお、ここでは、ノズルNが静止した状態で取出後画像Iaの撮像を実行する例を示したが、ノズルNが水平移動を開始してから取出後画像Iaの撮像を実行しても構わない。

0037

そして、撮像制御部140は、取出後画像Iaが示す部品Eの下端Eadの高さが、取出後許容範囲Aa以内であるかを判定する(ステップS108)。図7の「取出後検査(OK)」の行に属する「厚み小」および「厚み大」の各欄に示すように、取出後許容範囲Aaは、ノズルNの下端Ndを基準に設定されており、Z方向(鉛直方向)においてノズルNの下端Ndから下方に距離Aa1〜Aa2(Aa2>Aa1)の範囲が取出後許容範囲Aaとなる。

0038

Z方向において部品Eの下端Eadが取出後許容範囲Aa以内にない場合(ステップS108で「NO」の場合)には、ヘッドユニット40は、ノズルNに保持された部品Eを、図示を省略する廃棄ボックス廃棄してから(ステップS109)、ステップS101に戻る。

0039

一方、図7の「取出後検査(OK)」の行に属する「厚み小」および「厚み大」の各欄に示すように、Z方向において部品Eの下端Eadが取出後許容範囲Aa以内にある場合(ステップS108で「YES」の場合)には、ヘッドユニット40は、作業位置123に支持される基板Bの実装対象箇所の上方へ向けてノズルNの水平移動を継続する(S110)。

0040

そして、ノズルNが実装対象箇所の上方の近傍に到達すると、撮像制御部140が上昇位置Zuで水平移動するノズルNに保持された部品Eをカメラ60により側方から撮像することで、実装前画像Ib(サイドビュー)を取得する(ステップS111)。さらに、撮像制御部140は、実装前画像Ibに対して特徴検出等の画像処理を実行することで、ノズルNに保持される部品Eの下端Ebdの高さを算出する(ステップS112)。かかる部品Eの下端Ebdの高さは、取出後画像Iaが示す部品Eの下端Eadの高さを基準に算出される。

0041

ステップS113では、撮像制御部140は、実装前画像Ibが示す部品Eの下端Ebdの高さが、実装前許容範囲Ab以内であるかを判定する。図7の「実装前検査(OK)」および「実装前検査(NG)」の各行に属する「厚み小」および「厚み大」の各欄に示すように、実装前許容範囲Abは、取出後画像Iaが示す部品Eの下端Eadの高さを基準に設定されており、Z方向(鉛直方向)において当該下端Eadから上方に距離Ab1の位置と下方に距離Ab2の位置との間の範囲が実装前許容範囲Abとなる。特に、Z方向において、実装前許容範囲Abは取出後許容範囲Aaよりも狭い。

0042

図7の「実装前検査(NG)」の行に属する「厚み小」および「厚み大」の各欄に示すように、Z方向において部品Eの下端Ebdが実装前許容範囲Ab以内にない場合(ステップS113で「NO」の場合)には、ヘッドユニット40は、ノズルNに保持された部品Eを、廃棄ボックスに廃棄してから(ステップS109)、ステップS101に戻る。

0043

一方、図7の「実装前検査(OK)」の行に属する「厚み小」および「厚み大」の各欄に示すように、Z方向において部品Eの下端Ebdが実装前許容範囲Ab以内にある場合(ステップS113で「YES」の場合)には、ヘッドユニット40は、部品E保持するノズルNを基板Bの実装対象箇所の上方に移動させる(ステップS114)。

0044

ステップS115では、ノズルNが上昇位置Zuから下降位置Zdまで下降し、ノズルNに保持された部品Eが基板Bの実装対象箇所に接触する。ステップS116では、ノズルNに大気圧あるいは正圧を発生させることで、部品EをノズルNから離脱させて基板Bの実装対象箇所に実装する。そして、基板Bの全実装対象箇所への部品Eの実装が完了するまで(ステップS117で「YES」となるまで)、ステップS101〜S116が繰り返される。

0045

以上に説明した本実施形態では、部品供給箇所23からノズルNにより取り出された部品Eを側方から撮像することで、取出後画像Iaが取得される(ステップS105)。さらに、基板Bに部品Eを実装する前のノズルNにより保持される部品Eを側方から撮像することで実装前画像Ibが取得される(ステップS111)。そして、取出後画像Iaから求めた部品Eの下端Eadの高さに対して、実装前画像Ibから求めた部品Eの下端Ebdの高さが所定の実装前許容範囲Ab以内であるかを判定することで、実装前検査(ステップS112、S113)が実行される。つまり、ノズルNの下端Ndではなく、予め取得した取出後画像Iaから求めた部品Eの下端Eadを基準にして、実装前画像Ibから求めた部品Eの下端Ebdの高さが実装前許容範囲Ab以内であるかが判定される。したがって、基板Bに実装される前の部品EのノズルNによる保持状態を、部品Eの厚みの公差によらず適切に判定することが可能となっている。

0046

具体的に説明すると、ノズルNの下端に対して部品Eの下端が許容範囲に収まるかを確認する上記の特許文献1の技術では、許容範囲を広げると、厚みの小さい部品Eについて、部品Eが傾いているにも拘らず保持状態が良好であると誤判定するおそれが高くなる一方、許容範囲を狭めると、厚みの大きい部品Eについて、保持状態が良好であるにも拘らず不良と誤判定するおそれが高くなる。つまり、厚みの小さい部品Eと厚みの大きい部品Eの両方について誤判定を抑制することが難しかった。これに対して、本実施形態では、図7で例示するように、厚みの小さい部品Eが傾いて保持されている場合には保持状態が不良(NG)であると的確に判定しつつ、厚みの大きい部品Eが良好に保持されている場合には保持状態が良好(OK)であると的確に判定することができる。

0047

また、撮像制御部140は、取出後画像Iaから求めた部品Eの下端Eadの高さが取出後許容範囲Aa以内であるかを判定する取出後検査(ステップS107、S108)を実行する。したがって、部品供給箇所23からり取り出された部品EのノズルNによる保持状態を取出後画像Iaにより適切に判定することが可能となっている。

0048

また、実装前許容範囲Abが取出後許容範囲Aaより狭く設定されている。したがって、基板Bに実装される前の部品EのノズルNによる保持状態を、より厳格に判定することが可能となっている。

0049

このように上記実施形態では、部品実装機1が本発明の「部品実装機」の一例に相当し、搬送部12が本発明の「搬送部」の一例に相当し、作業位置123が本発明の「作業位置」の一例に相当し、テープフィーダー22が本発明の「フィーダー」の一例に相当し、部品供給箇所23が本発明の「部品供給箇所」の一例に相当し、ヘッドユニット40が本発明の「実装部」の一例に相当し、ノズルNが本発明の「ノズル」の一例に相当し、カメラ60が本発明の「検知部」の一例に相当し、撮像制御部140が本発明の「制御部」の一例に相当し、取出後画像Iaが本発明の「取出後検知結果」の一例に相当し、実装前画像Ibが本発明の「実装前検知結果」の一例に相当し、ステップS112、S113が本発明の「実装前検査」の一例に相当し、実装前許容範囲Abが本発明の「実装前許容範囲」の一例に相当し、部品Eが本発明の「部品」の一例に相当し、下端Eadが本発明の「取出後検知結果から求めた部品の下端」に相当し、下端Ebdが本発明の「実装前検知結果から求めた部品の下端」の一例に相当し、ステップS107、S108が本発明の「取出後検査」の一例に相当し、取出後許容範囲Aaが本発明の「取出後許容範囲」の一例に相当し、基板Bが本発明の「基板」の一例に相当する。

0050

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、実装ヘッド4が備えるノズルNの個数や配置を適宜変更できる。

0051

また、ヘッドユニット40の構成は上記のロータリータイプの実装ヘッド4を具備するものに限られない。したがって、ヘッドユニット40は、複数のノズルNがX方向に直線状に並ぶインラインタイプであっても良い。

0052

また、カメラ60の個数や配置を適宜変更しても良い。

0053

また、部品Eを供給するフィーダーのタイプは、テープフィーダーに限られず、スティックフィーダーや、トレイフィーダーでも構わない。

0054

また、部品Eを側方から検知する具体的手法は、カメラによる撮像に限られない。例えばレーザーによって部品Eを検知することで、部品Eの存在範囲を把握することができる。さらに、部品Eを検知する方向は、側方からに限られず、下方からでも良い。部品Eを下方から検知する場合には、レーザーにより部品Eまでの距離を計測しても良い。

0055

また、上述の取出後許容範囲Aaおよび実装前許容範囲Ab等の許容範囲を設定する方法は適宜考えられる。図8は実装前許容範囲の設定方法の一例を示すフローチャートである。図8のフローチャートは、部品実装の開始前の部品実装機1の較正一環として実行される。

0056

ステップS201では、上昇位置Zuに位置するノズルNに保持される部品Eの下端の高さが、作業者によってマイクロメータを用いて計測されて、撮像制御部140に入力される。そして、この高さの計測値に基づき、ステップS202〜S208が撮像制御部140により実行される。

0057

ステップS202では、試行回数カウント値Lがゼロにリセットされ、ステップS203では、カウント値Lがインクリメントされる。ステップS204では、上昇位置ZuのノズルNに保持される部品Eの画像を側方からカメラ60により撮像することで、実装前画像Ibに相当する画像が取得され、ステップS205では、実装前画像Ibから部品Eの下端の高さが算出される。そして、ステップS206では、ステップS201で取得された部品Eの下端の高さの計測値と、ステップS205で算出された部品Eの下端の高さの算出値との差が、高さの誤差Δとして算出される。

0058

そして、カウント値Lが値Lxとなるまで(ステップS207で「YES」となるまで)、ステップS203〜S206が繰り返されることで、Lx個の誤差Δが取得される。そして、誤差Δの分布に基づき取出後許容範囲Aaが設定される(ステップS208)。例えば、誤差Δが正規分布に従う場合には、誤差Δの平均値から3σ(=標準偏差)の範囲を、実装前許容範囲Abとして設定することができる。

0059

1…部品実装機
12…搬送部
123…作業位置
22…テープフィーダー(フィーダー)
23…部品供給箇所
40…ヘッドユニット(実装部)
60…カメラ
140…撮像制御部(制御部)
Aa…取出後許容範囲
Ab…実装前許容範囲
Ia…取出後画像(取出後検知結果)
Ib…実装前画像(取出前検知結果)
N…ノズル
E…部品
Ead…下端(取出後検知結果から求めた部品の下端)
Ebd…下端(実装前検知結果から求めた部品の下端)
B…基板
S107、S108…取出後検査
S112、S113…実装前検査

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