JP2003309400A - 電子部品の組付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像処理技術を利用して電子部品をリードフ
レームに正確に組付けできるようにする。 【解決手段】 電子部品の組付け装置１において、画像
処理で電子部品（コンデンサー素子６）の位置を測定
し、電子部品（コンデンサー素子６）の位置と電子回路
８の所定の組付け位置とのずれに基づいて、電子回路８
の位置を補正を行う際に、電子部品（コンデンサー素子
６）の搬送系や割り出し系に発生する固有の機械的誤差
の補正を行うことにより、電子部品（コンデンサー素子
６）を電子回路８に正確に組付けられるようにしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明が属する技術分野】本発明は、画像処理技術を利
用して、電子部品を電子回路に正確に位置決めしながら
組付ける装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の電子部品の組付け装置は、電子部
品例えばコンデンサー素子をリードフレームなどの電子
回路に組付ける過程で、カメラや画像処理装置でコンデ
ンサー素子の位置を測定し、コンデンサー素子の位置ず
れ量に基づいて、リードフレームのＸＹ方向の位置を補
正してから、コンデンサー素子をリードフレームに組付
けていた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような位置ずれの補正しても、コンデンサー素子の搬送
系や割り出し系自体に機械的な誤差があるために、コン
デンサー素子をリードフレームに正確に組付けることが
できなかった。 【０００４】したがって、本発明の目的は、電子部品の
組付け装置において、画像処理で電子部品の位置を測定
し、電子部品の位置とリードフレームなどの電子回路の
所定の組付け位置とのずれに基づいて、リードフレーム
のＸＹ方向の位置を補正を行う際に、電子部品の搬送系
や割り出し系に発生する固有の機械的誤差の補正を行う
ことで、電子部品の搬送系や割り出し系に発生する固有
の機械的誤差にかかわらず、電子部品を電子回路に正確
に組付けられるようにすることである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的のもとに、本発
明は、電子部品の位置検出ステーションおよび電子部品
の組付けステーションごとに割り出し可能な回転テーブ
ルと、回転テーブルの外周上に設けられ電子部品を把持
する機能および電子部品を電子回路に組付ける機能を有
する複数の把持ヘッドと、電子回路を電子部品の組付け
ステーションに搬送する搬送装置と、電子部品の組付け
ステーションで搬送装置により搬送されてきた電子回路
のＸＹ方向の位置を補正するＸＹ補正機構とを有する電
子部品の組付け装置を前提としている。 【０００６】そして、本発明は、電子部品の組付け装置
において、特徴的な事項として、把持ヘッドの番号を読
み取るヘッド番号読取装置と、位置検出ステーションか
ら電子部品の組付けステーションへの把持ヘッドの割り
出し時に発生する各把持ヘッドに固有な機械的誤差を計
測しておき、計測した機械的誤差をヘッド番号読取装置
により読み取った把持ヘッドの番号に対応させて記憶す
る記憶装置と、把持ヘッドに把持された電子部品を位置
検出ステーションにおいて撮像するカメラと、カメラに
より撮像した画像から把持ヘッドに把持された電子部品
の位置ずれ量を検出する画像処理装置と、組付けステー
ションに割り出された把持ヘッドのヘッド番号をヘッド
番号読取装置により読み取るとともに、読み取ったヘッ
ド番号に対応する把持ヘッドに固有な機械的誤差を記憶
装置から読み出し、読み出した機械的誤差、および画像
処理装置で検出した電子部品の位置ずれ量からＸ方向の
補正量およびＹ方向の補正量を算出し、算出した補正量
に基づいてＸＹ補正機構を動作させる制御装置とを付加
している。 【０００７】 【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明による
電子部品の組付け装置１を示している。電子部品の組付
け装置１は、前提となる構成として、回転テーブル２、
複数の把持ヘッド３、搬送装置４、ＸＹ補正機構５を有
する。 【０００８】回転テーブル２は、電子部品、例えばコン
デンサー素子６の位置検出ステーションＳ３、組付けス
テーションＳ４のほか、供給ステーションＳ１、リード
線切断ステーションＳ２、不良品排出ステーションＳ５
ごとに回転割り出し可能であり、ゼネバストップ機構な
どの割り出し機構７により、ステーション数に対応して
４５°の回転角度ごとに間欠的に駆動される。 【０００９】また、複数一例として４つの把持ヘッド３
は、回転テーブル２の外周上に中心角４５°で設けら
れ、供給ステーションＳ１でエアチャック等の把持機能
によりコンデンサー素子６を把持し、組付けステーショ
ンＳ４でコンデンサー素子６をリードフレーム、プリン
ト基板、集積回路などの電子回路８に組付ける。なお、
エアチャックは、その溝の内部でコンデンサー素子６を
吸着するが、その溝は、チャッキングの容易化のため
に、コンデンサー素子６の外形寸法よりもやや大きく形
成されている。このため、コンデンサー素子６の把持位
置は、必ずしも溝の基準位置に収まらず、基準位置に対
し位置ずれを生じている。この位置ずれの発生のため
に、組付けステーションＳ４でコンデンサー素子６の位
置補正が必要とされる。 【００１０】一方、搬送装置４は、搬送体９上に電子回
路８を一定のピッチごとに保持しており、図示しない間
欠送り機構により電子回路８を組付けステーションＳ４
に搬送する。また、ＸＹ補正機構５は、組付けステーシ
ョンＳ４に設置されており、ＸＹテーブル１０上で搬送
体９を案内するとともに、補正時にＸＹテーブル１０を
ＸＹ方向に駆動することにより電子回路８の位置を補正
する。なお、搬送体９は、図示しないが、搬送体９に形
成されている位置決め穴と、ＸＹ補正機構５側に設けら
れているテーパー状の位置決めピンとのはまりあいによ
って、組付けステーションＳ４で正確に位置決めされ、
ＸＹ補正機構５のＸＹテーブル１０と一体化する。 【００１１】そして、本発明の電子部品の組付け装置１
は、特徴的な構成として、ヘッド番号読取装置１１、記
憶装置１２、カメラ１３、画像処理装置１４、および制
御装置１５を有している。 【００１２】ヘッド番号読取装置１１は、把持ヘッド３
のヘッド番号を読み取るためのセンサー１６を有してお
り、そのセンサー１６によって回転テーブル２に取り付
けられた把持ヘッド３のヘッド番号を読み取り、ヘッド
番号を制御装置１５に送る。このヘッド番号は、各把持
ヘッド３に番号を付しておき、それを直接に読み取る
か、または回転テーブル２に取り付けられたデジタルス
イッチあるいは回転テーブル２の軸に取り付けられた角
度検出器の角度から読み取られる。 【００１３】また、記憶装置１２は、位置検出ステーシ
ョンＳ３から組付けステーションＳ４への把持ヘッド３
の割り出し時に発生する各把持ヘッド３に固有な機械的
誤差をヘッド番号読取装置１１により読み取った把持ヘ
ッド３のヘッド番号に対応させて記憶している。なお、
機械的誤差は、回転テーブル２の割り出し誤差、および
把持ヘッド３の取りつけ誤差を原因とするものであり、
それぞれの把持ヘッド３ごとにあらかじめ計測され、設
定器１７から各把持ヘッド３のヘッド番号に対応させて
記憶装置１２に入力され、記憶される。 【００１４】一方、カメラ１３は、回転テーブル２の把
持ヘッド３に把持されたコンデンサー素子６を位置検出
ステーションＳ３において撮像する。なお、本例におい
て、回転テーブル２は、０．４秒ごとに位置決めされて
おり、位置検出ステーションＳ３でのコンデンサー素子
６の停止時間は、０．０８秒しかなく、通常のＴＶカメ
ラでは安定してコンデンサー素子６の停止画像を撮像で
きない。このため、カメラ１３にはフレームシャッター
カメラを使用し、割り出し機構７から取り出した電気的
な位置決め（停止）信号をシャッター信号として利用す
ることにより、コンデンサー素子６の停止画像を高速で
撮像する。撮像したコンデンサー素子６の停止画像は、
画像データとして画像処理装置１４に送信される。 【００１５】さらに、画像処理装置１４は、カメラ１３
により撮像した画像から、把持ヘッド３に把持されたコ
ンデンサー素子６の基準位置つまりカメラ１３の画像上
の基準位置に対する位置ずれ量を画像処理によって検出
し、この位置ずれ量を制御装置１５に送信する。 【００１６】そこで、制御装置１５は、組付けステーシ
ョンＳ４に割り出された把持ヘッド３のヘッド番号をヘ
ッド番号読取装置１１により読み取るとともに、読み取
ったッド番号に対応する把持ヘッド３に固有な機械的誤
差を記憶装置１２から読み出し、読み出した機械的誤
差、および画像処理装置１４で検出した電子部品として
のコンデンサー素子６の位置ずれ量からＸ方向の補正量
およびＹ方向の補正量を算出し、算出した補正量に基づ
いてＸＹ補正機構５を動作させる。 【００１７】つぎに、本発明の一連の動作について説明
する。回転テーブル２上の把持ヘッド３は、供給ステー
ションＳ１でコンデンサー素子６を受け取り、把持ヘッ
ド３の溝内でコンデンサー素子６を吸着して把持する。
既述のように、コンデンサー素子６の把持位置は、必ず
しも溝の基準位置に収まらず、通常、基準位置に対し位
置ずれを生じている。 【００１８】把持ヘッド３の溝内で把持されたコンデン
サー素子６は、リード線切断ステーションＳ２でリード
線１８を適切な長さに切断され、位置検出ステーション
Ｓ３において把持ヘッド３に把持された状態で、カメラ
１３により撮像された後、組付けステーションＳ４に搬
送される。 【００１９】図３は、コンデンサー素子６の外観を示し
ている。また、図４は、カメラ１３によって撮像され画
像処理装置１４に取り込まれたコンデンサー素子６の画
像および各部の寸法を示している。通常、コンデンサー
素子６は、長辺が５ｍｍ程度の直方体で、短辺より＋極
のリード線１８が出た形状を有しているが、直方体の各
辺は、正確には直線ではない。 【００２０】そこで、画像処理装置１４は、画像処理に
よってコンデンサー素子６の位置を認識する際に、Ｘ方
向ではコンデンサー素子６の短辺の中心を検出し、Ｙ方
向ではリード線１８の先端Ｙ１、またはコンデンサー素
子６の後端Ｙ２を位置データとして認識し、それらの位
置データ（実測値）と、基準位置とを比較して位置ずれ
量を求め、制御装置１５に送信する。ここで、基準位置
は、設計上のコンデンサー素子６の把持ヘッド３におけ
る把持位置に対応しており、カメラ１３の設定位置によ
り定まり、画像上で与えられる。 【００２１】画像処理装置１４から位置ずれ量を受信し
た制御装置１５は、一方で、ヘッド番号読取装置１１か
ら、撮像されたコンデンサー素子６を把持している把持
ヘッド３、すなわち組付けを行う把持ヘッド３のヘッド
番号を取得しており、当該ヘッド番号に対応する機械的
誤差を記憶装置１２から呼び出し、受信した位置ずれ量
にその機械的誤差を加減算することで、ＸＹテーブル１
０のＸ方向の正確な補正量およびＹ方向の正確な補正量
を算出し、それらの補正量をＸＹ補正機構５に送信す
る。 【００２２】補正量を受信したＸＹ補正機構５は、それ
らの補正量に応じてＸＹテーブル１０を移動させること
によって、組付けステーションＳ４で電子回路８の位置
を補正する。電子回路８のＸＹ方向の補正が完了した
ら、コンデンサー素子６のリード線１８を、図示しない
溶接装置によって電子回路８の所定の部分に溶接する。
一体となった完成品は、搬送装置４により次の工程に搬
送される。 【００２３】なお、画像処理装置１５は、コンデンサー
素子６の位置を認識する際に、これと同時に求められる
コンデンサー素子６の幅寸法のデータにより電子回路８
への搭載の可否を判定し、搭載不可と判定したときに、
制御装置１５に排出信号を送信する。制御装置１５は、
そのときのコンデンサー素子６を不良品として電子回路
８に搭載することなく、不良品排出ステーションＳ５か
ら排出する。 【００２４】また、本例では、電子部品の組付け装置１
は、５つの作業ステーションから構成されているが、組
付ける電子部品の種類、あるいは加工の態様に応じて作
業ステーションの数は増減する。 【００２５】 【発明の効果】本発明によれば、電子部品の組付け装置
において、画像処理で電子部品の位置ずれ量を測定し、
電子部品の位置と電子回路の所定の組付け位置とのずれ
に基づいて、電子回路の位置を補正を行う際に、電子部
品の搬送系や割り出し系に発生する固有の機械的誤差の
補正を行っているので、電子部品を搬送する搬送系の有
する機械的誤差にかかわらず、電子部品を電子回路の所
定の位置へ正確に組付けることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の電子部品の組付け装置１の上面図であ
る。 【図２】本発明の電子部品の組付け装置１の概略図であ
る。 【図３】コンデンサー素子６の外観図である。 【図４】カメラ１３によって撮像されたコンデンサー素
子６の画像および寸法データである。 【符号の説明】 １ 電子部品の組付け装置 ２ 回転テーブル ３ 把持ヘッド ４ 搬送装置 ５ ＸＹ補正機構 ６ 電子部品としてのコンデンサー素子 ７ 割り出し機構 ８ 電子回路 ９ 搬送体 １０ ＸＹテーブル １１ ヘッド番号読取装置 １２ 記憶装置 １３ カメラ １４ 画像処理装置 １５ 制御装置 １６ センサー １７ 設定器 １８ リード線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 炭谷 孝 富山県東砺波郡福野町野尻662番地の１ 株式会社ロゼフテクノロジー Ｆターム(参考） 5E313 AA06 AA11 CC03 CC04 CD06 CE02 CE06 DD02 DD03 EE02 EE03 EE24 FF24 FF26 FF29 FF33 FF34 FG01

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 電子部品の位置検出ステーションおよび
   電子部品の組付けステーションごとに割り出し可能な回
   転テーブルと、 回転テーブルの外周上に設けられ電子部品を把持する機
   能および電子部品を電子回路に組付ける機能を有する複
   数の把持ヘッドと、 電子回路を組付けステーションに搬送する搬送装置と、 組付けステーションで搬送装置により搬送されてきた電
   子回路のＸＹ方向の位置を補正するＸＹ補正機構と、 把持ヘッドの番号を読み取るヘッド番号読取装置と、 位置検出ステーションから組付けステーションへの把持
   ヘッドの割り出し時に発生する各把持ヘッドに固有な機
   械的誤差を計測し、ヘッド番号読取装置により読み取っ
   た把持ヘッドの番号に対応させて記憶する記憶装置と、 把持ヘッドに把持された電子部品を位置検出ステーショ
   ンにおいて撮像するカメラと、 カメラにより撮像した画像から把持ヘッドに把持された
   電子部品の位置ずれ量を検出する画像処理装置と、 組付けステーションに割り出された把持ヘッドのヘッド
   番号をヘッド番号読取装置により読み取るとともに、読
   み取ったヘッド番号に対応する把持ヘッドに固有な機械
   的誤差を記憶装置から読み出し、読み出した機械的誤
   差、および画像処理装置で検出した電子部品の位置ずれ
   量からＸ方向の補正量およびＹ方向の補正量を算出し、
   算出した補正量に基づいてＸＹ補正機構を動作させる制
   御装置とから構成されていることを特徴とする電子部品
   の組付け装置。