JP7524127B2 - Component Mounting Equipment - Google Patents
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Description
この発明は、部品実装装置に関し、特に、傾斜した光軸を有する撮像部を備える部品実装装置に関する。 This invention relates to a component mounting device, and in particular to a component mounting device equipped with an imaging unit having an inclined optical axis.
従来、傾斜した光軸を有する撮像部を備える部品実装装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, component mounting devices equipped with an imaging unit having an inclined optical axis are known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、基板に対して部品を実装する実装ヘッドと、実装ヘッドの下方を撮像するように傾斜した光軸を有する撮像部とを備える部品実装装置が開示されている。この特許文献1の部品実装装置では、撮像部は、被写体とレンズと結像面とがシャインプルーフの条件を満たすように構成されている。
The above-mentioned
上記特許文献1の部品実装装置では、撮像部は、被写体とレンズと結像面とがシャインプルーフの条件を満たすように構成されているため、傾斜した光軸の撮像部により撮像した場合でも水平方向に沿って焦点が合うように構成されている。しかしながら、撮像部が傾斜した方向から撮像を行うため、被写体の上下方向の位置がずれる場合には、上下方向(鉛直方向)から撮像を行う場合に比べて、撮像部の画角に被写体が入らなくなったり、焦点が合いにくくなる。このため、撮像部により傾斜した方向から撮像する場合に、被写体全体を鮮明に撮像することができない場合がある。
In the component mounting device of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、撮像部により傾斜した方向から撮像する場合にも、被写体全体を鮮明に撮像することが可能な部品実装装置を提供することである。 This invention was made to solve the above problems, and one objective of the invention is to provide a component mounting device that can capture a clear image of the entire subject even when the imaging unit captures the image from an inclined direction.
この発明の第1の局面による部品実装装置は、基板に対して部品を実装する実装ヘッドと、実装ヘッドの下方を撮像するように光軸が傾斜するように配置され、光学部材と、光学部材を介して被写体の像が結像する像面を有する撮像素子と、を含み、光学部材または撮像素子の像面が光軸に対して傾斜して配置されており、光学部材、像面および被写体面がシャインプルーフの条件を満たすように配置された撮像部と、を備え、撮像部は、撮像高さ位置を上下方向に移動させる上下移動部を含み、互いに異なる複数の上下方向の撮像高さ位置から被写体を撮像可能に構成され、上下移動部の移動の制御を行う制御部と、実装ヘッドに対して部品を供給する部品供給部と、をさらに備え、制御部は、撮像部により部品供給部の撮像を行う場合に、部品供給部の部品の供給位置の高さに基づいて設定された上下方向の部品供給撮像高さ位置に撮像部を移動させるように構成されている。 A component mounting device according to a first aspect of the present invention comprises: a mounting head which mounts components on a board; an imaging unit which includes an optical element and an imaging element arranged so that its optical axis is inclined to image an area below the mounting head, and which includes an optical element and an imaging element having an image surface on which an image of a subject is formed via the optical element, and which is arranged so that the image surface of the optical element or the imaging element is inclined with respect to the optical axis, and which is arranged so that the optical element, the image surface and the subject surface satisfy the Scheimpflug condition, and the imaging unit includes a vertical movement unit which moves the imaging height position in the vertical direction and is configured to be able to image the subject from a plurality of mutually different imaging height positions in the vertical direction , and further comprises a control unit which controls the movement of the vertical movement unit, and a component supply unit which supplies components to the mounting head, and the control unit is configured to move the imaging unit to a component supply imaging height position in the vertical direction which is set based on the height of the component supply position of the component supply unit when imaging the component supply unit with the imaging unit .
この発明の第1の局面による部品実装装置では、上記のように、光学部材と、被写体の像が結像する像面と、被写体面とがシャインプルーフの条件を満たすように配置された撮像部により、傾斜した方向から撮像する場合でも、水平方向に延びる基板などの被写体全体に焦点を合わせることができる。また、撮像部は、互いに異なる複数の上下方向の撮像高さ位置から被写体を撮像可能に構成されている。これにより、被写体の上下方向の位置が一定ではない場合でも、被写体の上下方向の位置に合わせて撮像部の撮像高さ位置を調整することができるので、傾斜した方向から撮像する場合でも被写体が撮像部の画角からはみ出るのを抑制することができる。また、上下方向の焦点位置を合わせることができるので、被写体を鮮明に撮像することができる。これらの結果、撮像部により傾斜した方向から撮像する場合にも、被写体全体を鮮明に撮像することができる。その結果、部品実装装置において、部品や部品の実装位置などの被写体を撮像部により撮像して状態を判断する際に、被写体の状態を精度よく判断することができる。また、被写体が画角からはみ出るのを抑制するために画角を大きくする必要がないので、同じ大きさの撮像範囲に対して画質が低下するのを抑制することができる。また、焦点の上下方向の範囲(被写界深度)を大きくするために、絞り値を大きくする(絞る)必要がないので、撮像画像が暗くなるのを抑制することができる。 In the component mounting device according to the first aspect of the present invention, as described above, the imaging unit is arranged so that the optical member, the image plane on which the image of the subject is formed, and the subject plane satisfy the Scheimpflug condition, so that the entire subject, such as a horizontally extending board, can be focused on even when imaging from an inclined direction. In addition, the imaging unit is configured to be able to image the subject from a plurality of different imaging height positions in the vertical direction. As a result, even if the vertical position of the subject is not constant, the imaging height position of the imaging unit can be adjusted to match the vertical position of the subject, so that the subject can be prevented from going out of the angle of view of the imaging unit even when imaging from an inclined direction. In addition, since the focal position in the vertical direction can be adjusted, the subject can be clearly imaged. As a result, even when imaging from an inclined direction by the imaging unit, the entire subject can be clearly imaged. As a result, in the component mounting device, when the imaging unit images a subject, such as a component or a mounting position of the component, to determine the state of the subject, the state of the subject can be accurately determined. In addition, since there is no need to increase the angle of view to prevent the subject from going out of the angle of view, it is possible to prevent the image quality from deteriorating for an imaging range of the same size. Furthermore, since there is no need to increase (narrow) the aperture value in order to increase the vertical range of the focus (depth of field), it is possible to prevent the captured image from becoming dark.
この発明の第2の局面による部品実装装置は、基板に対して部品を実装する実装ヘッドと、実装ヘッドの下方を撮像するように光軸が傾斜するように配置され、光学部材と、光学部材を介して被写体の像が結像する像面を有する撮像素子と、を含み、光学部材または撮像素子の像面が光軸に対して傾斜して配置されており、光学部材、像面および被写体面がシャインプルーフの条件を満たすように配置された撮像部と、を備え、撮像部は、撮像高さ位置を上下方向に移動させる上下移動部を含み、互いに異なる複数の上下方向の撮像高さ位置から被写体を撮像可能に構成され、上下移動部の移動の制御を行う制御部をさらに備え、制御部は、撮像部により基板に対する部品の実装位置の撮像を行う場合に、実装位置の高さおよび部品の大きさに基づいて設定された上下方向の部品実装撮像高さ位置に撮像部を移動させるように構成されている。A component mounting device according to a second aspect of the present invention comprises: a mounting head which mounts components on a board; an imaging unit which includes an optical element and an imaging element arranged so that its optical axis is inclined to image an area below the mounting head, and which includes an image plane on which an image of a subject is formed via the optical element, and which is arranged so that the image plane of the optical element or the imaging element is inclined with respect to the optical axis, and which is arranged so that the optical element, the image plane and the subject plane satisfy the Scheimpflug condition, wherein the imaging unit includes a vertical movement unit which moves the imaging height position in the vertical direction and is configured to be able to image the subject from a plurality of mutually different imaging height positions in the vertical direction, and further comprises a control unit which controls the movement of the vertical movement unit, and the control unit is configured to move the imaging unit to a component mounting imaging height position in the vertical direction which is set based on the height of the mounting position and the size of the component when imaging the mounting position of the component on the board with the imaging unit.
上記第1または第2の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、撮像部の撮像範囲内に被写体が含まれ、かつ、被写体面に撮像部の焦点が合うように、撮像部の上下方向の撮像高さ位置を調整するように、撮像部を移動させる。このように構成すれば、撮像部により傾斜した方向から撮像する場合にも、より確実に被写体全体を鮮明に撮像することができる。 In the component mounting device according to the first or second aspect, preferably , the control unit moves the imaging unit so as to adjust the imaging height position in the up-down direction of the imaging unit so that the subject is included within the imaging range of the imaging unit and the imaging unit is focused on the subject surface. With this configuration, even when imaging from an inclined direction by the imaging unit, it is possible to more reliably capture a clear image of the entire subject.
上記部品実装撮像高さ位置に撮像部を移動させるように構成の部品実装装置において、好ましくは、実装ヘッドに対して部品を供給する部品供給部をさらに備え、制御部は、撮像部により部品供給部の撮像を行う場合に、部品供給部の部品の供給位置の高さに基づいて設定された上下方向の部品供給撮像高さ位置に撮像部を移動させるように構成されている。このように構成すれば、部品供給部の高さ位置や部品の厚みなどの変化に応じて、撮像高さ位置を部品供給部の部品の供給位置の高さに基づいて設定された部品供給撮像高さ位置に移動させて撮像を行うことができるので、部品供給部の状態を撮像部により精度よく撮像することができる。 In the component mounting device configured to move the imaging unit to the component mounting imaging height position , preferably , a component supply unit that supplies components to the mounting head is further provided, and the control unit is configured to move the imaging unit to a component supply imaging height position in the vertical direction set based on the height of the component supply position of the component supply unit when imaging the component supply unit with the imaging unit. With this configuration, imaging can be performed by moving the imaging height position to the component supply imaging height position set based on the height of the component supply position of the component supply unit in response to changes in the height position of the component supply unit and the thickness of the components, so that the state of the component supply unit can be accurately imaged by the imaging unit.
上記部品供給部を備える構成の部品実装装置において、好ましくは、制御部は、吸着する部品が決定されるタイミングより後で、かつ、実装ヘッドが部品を吸着する水平方向の位置に移動完了する前のタイミングにおいて、撮像部を上下方向の部品供給撮像高さ位置に移動させるように構成されている。このように構成すれば、撮像部の高さ位置の調整を部品の吸着前に完了することができるので、撮像部の上下方向の移動が完了するまでに待ち時間が生じるのを抑制することができる。 In the component mounting device having the component supply unit, the control unit is preferably configured to move the imaging unit to the component supply imaging height position in the vertical direction after the timing at which the component to be picked up is determined and before the mounting head completes moving to the horizontal position at which the component is picked up. With this configuration, adjustment of the height position of the imaging unit can be completed before the component is picked up, thereby suppressing the occurrence of a waiting time until the vertical movement of the imaging unit is completed.
上記第1の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、撮像部により基板に対する部品の実装位置の撮像を行う場合に、実装位置の高さおよび部品の大きさに基づいて設定された上下方向の部品実装撮像高さ位置に撮像部を移動させるように構成されている。このように構成すれば、部品の実装位置の高さおよび部品の大きさなどの変化に応じて、撮像高さ位置を実装位置の高さおよび部品の大きさに基づいて設定された部品実装撮像高さ位置に移動させて撮像を行うことができるので、部品の実装位置の状態を撮像部により精度よく撮像することができる。 In the component mounting device according to the first aspect , the control unit is preferably configured to move the imaging unit to a component mounting imaging height position in the vertical direction set based on the height of the mounting position and the size of the component when imaging the mounting position of the component on the board with the imaging unit. With this configuration, the imaging height position can be moved to the component mounting imaging height position set based on the height of the mounting position and the size of the component in response to changes in the height of the mounting position of the component, the size of the component, etc. , to perform imaging, so that the state of the mounting position of the component can be accurately imaged by the imaging unit.
上記部品実装撮像高さ位置に撮像部を移動させる構成の部品実装装置において、好ましくは、制御部は、実装位置に実装ヘッドが移動する移動指令が出たタイミングより後で、かつ、実装ヘッドが部品を実装する水平方向の位置に移動完了する前のタイミングにおいて、撮像部を上下方向の部品実装撮像高さ位置に移動させるように構成されている。このように構成すれば、撮像部の高さ位置の調整を部品の実装前に完了することができるので、撮像部の上下方向の移動が完了するまでに待ち時間が生じるのを抑制することができる。 In the component mounting device configured to move the imaging unit to the component mounting imaging height position, the control unit is preferably configured to move the imaging unit to the component mounting imaging height position in the vertical direction after a movement command for moving the mounting head to the mounting position is issued and before the mounting head has completed moving to the horizontal position where the component is mounted. With this configuration, adjustment of the height position of the imaging unit can be completed before the component is mounted, thereby suppressing the occurrence of a waiting time until the vertical movement of the imaging unit is completed.
上記第1または第2の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、実装ヘッドにより移送される部品の撮像を行う場合に、実装ヘッドの移送高さに基づいて設定された上下方向の移送撮像高さ位置に撮像部を移動させるように構成されている。このように構成すれば、撮像部を設定された移送撮像高さ位置に移動させることができるので、部品の吸着位置および実装位置に対して上方に位置する移送位置の撮像を、吸着位置および実装位置の撮像を行う共通の撮像部を用いて撮像することができる。 In the component mounting device according to the first or second aspect, the control unit is preferably configured to move the imaging unit to a vertical transfer imaging height position set based on the transfer height of the mounting head when imaging the component transferred by the mounting head. With this configuration, the imaging unit can be moved to the set transfer imaging height position, so that imaging of the transfer position located above the component suction position and mounting position can be performed using a common imaging unit that images the suction position and mounting position.
この場合、好ましくは、制御部は、実装ヘッドにより部品を吸着したタイミングより後で、かつ、実装ヘッドが移送高さ位置に上昇完了する前のタイミングにおいて、撮像部を上下方向の移送撮像高さ位置に移動させるように構成されている。このように構成すれば、撮像部の高さ位置の調整を実装ヘッドの移送前に完了することができるので、撮像部の上下方向の移動が完了するまでに待ち時間が生じるのを抑制することができる。 In this case, the control unit is preferably configured to move the imaging unit in the vertical direction to the transfer imaging height position after the mounting head has picked up the component and before the mounting head has completed rising to the transfer height position. With this configuration, the adjustment of the height position of the imaging unit can be completed before the mounting head is transferred, thereby reducing the wait time until the vertical movement of the imaging unit is completed.
上記第1または第2の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、実装ヘッドの移動に同期させることなく先行させて、撮像部を撮像高さ位置に移動させるように構成されている。このように構成すれば、撮像部の上下方向の移動を先行させて行うので、撮像部の上下方向の移動を完了するまでに待ち時間が生じるのを効果的に抑制することができる。また、実装ヘッドの移動とは独立して撮像部が上下方向に移動するので、実装ヘッドの動作とは関連していない被写体の撮像を実装ヘッドの移動と並行して撮像部により行うことができる。 In the component mounting device according to the first or second aspect , the control unit is preferably configured to move the imaging unit to the imaging height position prior to, and not in synchronization with, the movement of the mounting head. With this configuration, the vertical movement of the imaging unit is performed prior to the movement of the mounting head, so that it is possible to effectively suppress the occurrence of a waiting time until the vertical movement of the imaging unit is completed. In addition, since the imaging unit moves in the vertical direction independently of the movement of the mounting head, the imaging unit can capture an image of a subject that is not related to the operation of the mounting head in parallel with the movement of the mounting head.
上記第1または第2の局面による部品実装装置において、好ましくは、撮像部の撮像高さ位置と、被写体の高さとに基づいて、被写体の水平方向の位置および姿勢が計測される。このように構成すれば、被写体全体が鮮明に撮像された画像に基づいて、被写体の水平方向の位置および姿勢をより精度よく計測することができる。 In the component mounting device according to the first or second aspect, the horizontal position and orientation of the subject are preferably measured based on the imaging height position of the imaging unit and the height of the subject. With this configuration, the horizontal position and orientation of the subject can be measured with higher accuracy based on an image in which the entire subject is clearly captured.
上記第1または第2の局面による部品実装装置において、好ましくは、所定の高さ位置に配置され、撮像部により撮像される基準校正部材をさらに備え、撮像部により基準校正部材を撮像した撮像結果に基づいて、撮像部の撮像範囲、スケール、焦点の合う高さ位置の校正が行われる。このように構成すれば、経年変化や熱膨張などにより撮像部の上下方向の高さ位置が変化する場合でも、基準校正部材の撮像により、撮像部の高さ位置を、撮像部の撮像範囲、スケール、焦点の合う適切な位置に校正することができる。 In the component mounting device according to the first or second aspect, preferably, the device further comprises a reference calibration member disposed at a predetermined height position and imaged by the imaging unit, and the imaging range, scale, and height position at which the imaging unit is in focus are calibrated based on the imaging result of imaging the reference calibration member by the imaging unit. With this configuration, even if the vertical height position of the imaging unit changes due to aging, thermal expansion, or the like, the height position of the imaging unit can be calibrated to an appropriate position at which the imaging range, scale, and focus of the imaging unit are achieved by imaging the reference calibration member.
本発明によれば、上記のように、撮像部により傾斜した方向から撮像する場合にも、被写体全体を鮮明に撮像することができる。 According to the present invention, as described above, the entire subject can be captured clearly even when the imaging unit captures images from an inclined direction.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
(部品実装装置の構成)
図1~図9を参照して、本発明の実施形態による部品実装装置100の構成について説明する。
(Configuration of component mounting device)
The configuration of a
図1に示すように、部品実装装置100は、一対のコンベア2により基板PをX方向に搬送し、実装作業位置Mにおいて基板Pに部品31を実装する部品実装装置である。
As shown in FIG. 1, the
部品実装装置100は、基台1と、一対のコンベア2と、部品供給部3と、ヘッドユニット4と、支持部5と、一対のレール部6と、部品認識カメラ7とを備えている。また、図3に示すように、部品実装装置100は、制御的な構成として、CPU(中央演算処理装置)81と、記憶装置82と、メモリ83と、表示部84と、入力装置85と、モータコントローラ86と、カメラI/F87と、照明コントローラ88と、レーザ変位計コントローラ89と、モータアンプ90と、モータ91とを備えている。なお、CPU81は、特許請求の範囲の「制御部」の一例である。
The
図1に示すように、一対のコンベア2は、基台1上に設置され、基板PをX方向に搬送するように構成されている。また、一対のコンベア2には、搬送中の基板Pを実装作業位置Mで停止させた状態で保持する保持機構が設けられている。また、一対のコンベア2は、基板Pの寸法に合わせてY方向の間隔を調整可能に構成されている。また、基台1上には、各種カメラ(状態監視カメラ43および基板認識カメラ45)の校正を行うための基準校正部材11が設けられている。
As shown in FIG. 1, the pair of
部品供給部3は、一対のコンベア2の外側(Y1側およびY2側)に配置されている。また、部品供給部3には、複数のテープフィーダ3aが配置されている。また、部品供給部3には、トレイ30bにより部品31を供給するトレイ装置3bが配置されている。部品供給部3は、後述する実装ヘッド42に対して部品31を供給するように構成されている。
The
テープフィーダ3aは、複数の部品31を所定の間隔を隔てて保持したテープ30a(図5参照)が巻き付けられたリール(図示せず)を保持している。テープフィーダ3aは、部品31を保持するテープ30aを送出することによりリールを回転させて、テープフィーダ3aの先端から部品31を供給するように構成されている。ここで、部品31は、IC、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗などの電子部品を含む。テープ30aには、実装ヘッド42に供給される部品31が収容される収容部(キャリアポケット)が複数設けられている。
The
トレイ装置3bは、複数の部品31が載置されたトレイ30bを部品供給位置に供給するように構成されている。トレイ装置3bは、トレイ30bを交換することにより、新たな部品31を部品供給位置に供給するように構成されている。
The
図1に示すように、ヘッドユニット4は、一対のコンベア2および部品供給部3の上方位置に配置されており、ノズル41(図2参照)が下端に取り付けられた実装ヘッド42と、状態監視カメラ43と、レーザ変位計44と、基板認識カメラ45と、を含んでいる。状態監視カメラ43、レーザ変位計44および基板認識カメラ45は、実装ヘッド42とともに水平方向(XY方向)に移動されるように構成されている。なお、状態監視カメラ43は、特許請求の範囲の「撮像部」の一例である。
As shown in FIG. 1, the
実装ヘッド42は、基板Pに対して部品31を実装するように構成されている。具体的には、実装ヘッド42は、部品供給部3により供給される部品31を吸着して、実装作業位置Mに配置された基板Pに対して吸着した部品31を実装(装着)するように構成されている。また、実装ヘッド42は、昇降可能(Z方向に移動可能)に構成され、負圧発生機(図示せず)によりノズル41の先端部に発生された負圧によって、テープフィーダ3aまたはトレイ装置3bから供給される部品31を吸着して保持し、基板Pにおける実装位置に部品31を装着するように構成されている。
The mounting
状態監視カメラ43は、部品供給位置の状態、基板P上の状態、実装ヘッド42による部品移送中の部品31の状態などを監視するための撮像を行うように構成されている。また、状態監視カメラ43の近傍には、照明431(図3参照)が設けられている。照明431は、状態監視カメラ43の撮像時に可視光を被写体Oに照射するように構成されている。これにより、状態監視カメラ43により被写体Oを鮮明に撮像することが可能である。なお、照明431は、状態監視カメラ43の光軸に沿って光を照射してもよいし、実装ヘッド42の移動する上下方向(鉛直方向)に沿って光を照射してもよい。
The
また、状態監視カメラ43は、図4に示すように、被写体Oの像が結像する像面432aが配置される撮像素子432と、撮像素子432に光を結像させる光学部材433と、を含んでいる。撮像素子432は、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどのイメージセンサを含んでいる。光学部材433は、レンズを含んでいる。ここで、本実施形態では、図2に示すように、状態監視カメラ43は、実装ヘッド42の下方を撮像するように光軸が傾斜するように配置されている。また、光学部材433は、状態監視カメラ43の光軸に対して傾斜して(直交しないように)配置されている。また、図4に示すように、状態監視カメラ43は、光学部材433と、被写体Oの像が結像する像面432aと、被写体面とがシャインプルーフの条件を満たすように配置されている。つまり、状態監視カメラ43は、被写体面、光学部材433のレンズ主面および像面432aを各々延長した面が1つの箇所Aにおいて交わっており、像面全体において焦点が合うように構成されている。また、状態監視カメラ43は、シャインプルーフの原理によりアオリ撮像可能に構成されている。
As shown in FIG. 4, the
また、本実施形態では、図2に示すように、状態監視カメラ43は、互いに異なる複数の上下方向の撮像高さ位置から被写体Oを撮像可能に構成されている。具体的には、状態監視カメラ43は、撮像高さ位置を上下方向に移動させる上下移動部43aを含んでいる。上下移動部43aは、モータとボールネジ機構とを有し、状態監視カメラ43を上下方向(Z方向)に移動させて、状態監視カメラ43の光軸を上下方向に移動させる。この上下移動の際に、状態監視カメラ43の光軸の傾斜角度は略一定である。
In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the
レーザ変位計44は、各部の高さを計測するように構成されている。具体的には、レーザ変位計44は、基板Pの表面の高さを計測するように構成されている。また、レーザ変位計44は、部品供給位置における部品31やテープ30aの高さを計測するように構成されている。また、レーザ変位計44は、基板Pに実装された部品31の高さや基板Pの上面高さを計測するように構成されている。
The
基板認識カメラ45は、基板Pの位置および姿勢を認識するために、基板PのフィデューシャルマークFを撮像するように構成されている。そして、フィデューシャルマークFの位置を撮像して認識することにより、基板Pにおける部品31の実装位置を正確に取得することが可能である。また、基板認識カメラ45は、基板Pの各部を撮像可能に構成されている。具体的には、基板認識カメラ45は、基板Pの部品31の実装位置を撮像するように構成されている。また、基板認識カメラ45の近傍には、照明451(図3参照)が設けられている。照明451は、基板認識カメラ45の撮像時に可視光を撮像対象に照射するように構成されている。これにより、基板認識カメラ45により撮像対象を鮮明に撮像することが可能である。
The
支持部5は、モータ51を含んでいる。支持部5は、モータ51を駆動させることにより、支持部5に沿ってヘッドユニット4をX方向に移動させるように構成されている。支持部5は、両端部が一対のレール部6により支持されている。
The
一対のレール部6は、基台1上に固定されている。X1側のレール部6は、モータ61を含んでいる。レール部6は、モータ61を駆動させることにより、支持部5を一対のレール部6に沿ってX方向と直交するY方向に移動させるように構成されている。ヘッドユニット4が支持部5に沿ってX方向に移動可能であるとともに、支持部5がレール部6に沿ってY方向に移動可能であることによって、ヘッドユニット4は水平方向(XY方向)に移動可能である。
The pair of
部品認識カメラ7は、基台1の上面上に固定されている。部品認識カメラ7は、一対のコンベア2の外側(Y1側およびY2側)に配置されている。部品認識カメラ7は、部品31の実装に先立って部品31の吸着状態(吸着姿勢)を認識するために、実装ヘッド42のノズル41に吸着された部品31を下側(Z2側)から撮像するように構成されている。これにより、実装ヘッド42のノズル41に吸着された部品31の吸着状態をCPU81により取得することが可能である。また、部品認識カメラ7の近傍には、照明71(図3参照)が設けられている。照明71は、部品認識カメラ7の撮像時に可視光をノズル41に吸着された部品31に照射するように構成されている。これにより、部品認識カメラ7によりノズル41に吸着された部品31を鮮明に撮像することが可能である。
The
CPU81は、実装ヘッド42による部品実装動作を制御するように構成されている。具体的には、CPU81は、一対のコンベア2による基板Pの搬送動作、ヘッドユニット4による実装動作、状態監視カメラ43、基板認識カメラ45、部品認識カメラ7による撮像動作、レーザ変位計44による高さ計測動作および3次元形状計測動作などの部品実装装置100の全体の動作を制御するように構成されている。
The
記憶装置82は、基板Pの情報、部品31の情報、実装動作を行うプログラムなどが格納されている。記憶装置82は、たとえば、HDD(ハードディスクドライブ)や、SSD(ソリッドステートドライブ)などを含んでいる。
The
メモリ83は、CPU81の動作の際に情報が記憶されるように構成されている。表示部84は、部品実装装置100の状態や、生産している基板Pの情報などが表示されるように構成されている。入力装置85は、ユーザの部品実装装置100に対する操作が入力されるように構成されている。入力装置85は、たとえば、マウス、キーボード、スイッチ、タッチパネルなどが含まれる。
The
モータコントローラ86は、CPU81の制御によりモータアンプ90を介して各種モータ91(モータ51、モータ61、実装ヘッド42の昇降モータ(Z軸モータ)、実装ヘッド42の回転モータ(R軸モータ)など)を駆動させるように構成されている。カメラI/F(インターフェース)87は、部品認識カメラ7、状態監視カメラ43および基板認識カメラ45が接続されている。また、カメラI/F87は、CPU81に接続されている。これにより、CPU81と、部品認識カメラ7、状態監視カメラ43および基板認識カメラ45とをそれぞれ接続するように構成されている。
The
照明コントローラ88は、CPU81の制御により照明71、431および451を駆動させるように構成されている。レーザ変位計コントローラ89は、CPU81に対して、入力および出力される信号を制御するように構成されている。レーザ変位計コントローラ89は、レーザ変位計44が接続されている。これにより、CPU81と、レーザ変位計44とを接続するように構成されている。
The
レーザ変位計44は、X方向に沿ってレーザをスキャンすることにより、3次元形状を計測するように構成されている。また、レーザ変位計44は、線状にレーザを照射し、反射光に基づいて、線状のレーザ光が反射された各々の高さを計測する。
The
ここで、本実施形態では、CPU81は、上下移動部43aの移動の制御を行うように構成されている。また、CPU81は、状態監視カメラ43の撮像範囲内に被写体Oが含まれ、かつ、被写体面に状態監視カメラ43の焦点が合うように、状態監視カメラ43の上下方向の撮像高さ位置を調整するように、状態監視カメラ43を移動させるように構成されている。
In this embodiment, the
また、CPU81は、状態監視カメラ43の撮像高さ位置と、被写体Oの高さとに基づいて、被写体Oの水平方向の位置および姿勢を計測する。
The
また、CPU81は、図5に示すように、状態監視カメラ43により部品供給部3の撮像を行う場合に、部品供給部3の部品31の供給位置の高さに基づいて設定された上下方向の第1撮像高さ位置H11、H12に状態監視カメラ43を移動させるように構成されている。なお、第1撮像高さ位置H11、H12は、特許請求の範囲の「部品供給撮像高さ位置」の一例である。
5, when the
具体的には、CPU81は、部品吸着時の撮像高さを、記憶装置82に予め記憶されている部品吸着高さ位置に基づいて設定する。CPU81は、状態監視カメラ43の焦点が部品31に合うように、状態監視カメラ43の高さを調整する。CPU81は、たとえば、部品31の上面高さ(部品吸着高さ)、部品31の下面高さ、または、部品31の中間高さなどの高さを、状態監視カメラ43の焦点高さの中心とするように、状態監視カメラ43の高さを調整する。なお、これらの部品31の高さは、部品吸着高さおよび部品31の厚みから算出される。
Specifically, the
図5(A)に示すように、テープ30aから供給される部品31を撮像する場合、部品吸着高さは、予め測定されて記憶されたテープフィーダ3a共通の部品吸着高さが用いられる。部品吸着高さは、ヘッドユニット4のレーザ変位計44により、部品供給バンクの基準高さが測定されて算出される。そして、CPU81は、状態監視カメラ43によりテープ30aの部品供給位置の撮像を行う場合に、第1撮像高さ位置H11に状態監視カメラ43を移動させる。
As shown in FIG. 5(A), when imaging the
図5(B)に示すように、トレイ30bから供給される部品31を撮像する場合、部品吸着高さは、予め測定されて記憶された部品種類ごとに異なる部品吸着高さが用いられる。部品吸着高さは、トレイ装置3bのパレット高さとトレイ厚みと部品厚みとから計算された部品吸着高さが用いられる。または、ヘッドユニット4のレーザ変位計44により、部品31の上面高さが計測されて算出される。そして、CPU81は、状態監視カメラ43によりトレイ30bの部品供給位置の撮像を行う場合に、第1撮像高さ位置H12に状態監視カメラ43を移動させる。
As shown in FIG. 5(B), when imaging the
また、CPU81は、吸着する部品31が決定されるタイミングより後で、かつ、実装ヘッド42が部品31を吸着する水平方向の位置に移動完了する前のタイミングにおいて、状態監視カメラ43を上下方向の第1撮像高さ位置H11、H12に移動させるように構成されている。
The
部品供給部3の部品供給位置(部品吸着位置)の撮像では、部品供給位置の部品31の撮像(部品供給位置の計測、部品供給姿勢の判定、部品種類の判定)と、ノズル41を下降して部品31を吸着するときの部品姿勢の撮像(部品吸着時姿勢の判定)と、部品吸着後にノズル41を上昇し始めた時の部品31の撮像(部品吸着後姿勢の判定)と、部品吸着後の空いた部品供給位置の撮像(部品供給後の状態の判定)とのうち、少なくとも1つの撮像が行われる。
When imaging the component supply position (component suction position) of the
また、部品吸着時の撮像タイミングは、部品供給完了の後で部品吸着完了の前までのいずれかのタイミングである。また、このうちの複数のタイミングに撮像してもよい。たとえば、部品供給位置の部品31の撮像は、部品供給が完了し、実装ヘッド42(ノズル41)が下降するまでの間のタイミングで行われる。また、ノズル41を下降して部品31を吸着するときの部品姿勢の撮像は、実装ヘッド42(ノズル41)が吸着高さに下降した時のタイミングで行われる。また、部品吸着後の空いた部品供給位置の撮像は、実装ヘッド42(ノズル41)が上昇し部品供給位置が見える状態になったタイミングで行われる。
The timing of imaging when a component is picked up is any timing after the completion of component supply and before the completion of component pickup. Also, imaging may be performed at more than one of these timings. For example, imaging of the
また、CPU81は、図6に示すように、状態監視カメラ43により基板Pに対する部品31の実装位置の撮像を行う場合に、実装位置の高さおよび部品31の大きさに基づいて設定された上下方向の第2撮像高さ位置H21、H22に状態監視カメラ43を移動させるように構成されている。なお、第2撮像高さ位置H21、H22は、特許請求の範囲の「実装位置撮像高さ位置」の一例である。
6, when the
具体的には、CPU81は、部品実装時(部品装着時)の撮像高さを、記憶装置82に予め記憶されている部品実装高さ位置に基づいて設定する。CPU81は、状態監視カメラ43の焦点が実装された部品31に合うように、状態監視カメラ43の高さを調整する。CPU81は、たとえば、部品31の上面高さ、部品31の下面高さ(部品実装高さ)、または、部品31の中間高さなどの高さを、状態監視カメラ43の焦点高さの中心とするように、状態監視カメラ43の高さを調整する。なお、これらの部品31の高さは、部品実装高さおよび部品31の厚みから算出される。
Specifically, the
また、部品実装高さは、予め記憶されているコンベア2の高さや基板Pの厚みから計算される。また、図6(B)に示すように、基板Pに反りが発生する場合には、部品実装前に、ヘッドユニット4のレーザ変位計44により基板Pの反りが計測されて、実装高さ位置が算出される。
The component mounting height is calculated from the height of the
図6(A)に示すように、基板Pの反りの影響がない場合、CPU81は、状態監視カメラ43により基板Pに対する部品31の実装位置の撮像を行う場合に、第2撮像高さ位置H21に状態監視カメラ43を移動させる。また、図6(B)に示すように、基板Pの反りの影響がある場合、CPU81は、状態監視カメラ43により基板Pに対する部品31の実装位置の撮像を行う場合に、第2撮像高さ位置H22に状態監視カメラ43を移動させる。
As shown in FIG. 6(A), when there is no effect of warping of the substrate P, the
また、CPU81は、実装位置に実装ヘッド42が移動する移動指令が出たタイミングより後で、かつ、実装ヘッド42が部品31を実装する水平方向の位置に移動完了する前のタイミングにおいて、状態監視カメラ43を上下方向の第2撮像高さ位置H21、H22に移動させるように構成されている。
The
基板Pの部品実装位置(部品装着位置)の撮像では、部品実装前の基板Pの撮像(部品実装前の異物の有無、半田状態の判定)と、部品実装時の部品31の撮像(部品実装時の姿勢判定)と、実装後の部品31の撮像(部品実装後の姿勢判定)と、部品実装後のノズル41の先端の撮像(部品31切り離し時の部品状態判定、部品持ち帰り有無判定)と、部品実装後の基板Pと部品31との撮像(実装部品状態の判定)とのうち、少なくとも1つの撮像が行われる。
When imaging the component mounting position (component attachment position) on the board P, at least one of the following images is taken: imaging the board P before components are mounted (determining the presence or absence of foreign matter before components are mounted, and the solder state), imaging the
また、部品実装時の撮像タイミングは、部品実装直前の後で部品実装時を経て部品実装直後の前までのいずれかのタイミングである。また、このうちの複数のタイミングに撮像してもよい。たとえば、部品実装前の基板Pの撮像は、実装ヘッド42が部品実装位置(XY位置)に到達した時から実装ヘッド(ノズル41)が下降するまでの間のタイミングで行われる。また、部品実装時の部品31の撮像は、実装ヘッド42(ノズル41)が実装高さ(Z位置)に下降した時のタイミングで行われる。また、実装後の部品31の撮像は、実装ヘッド42(ノズル41)が上昇し始めた時のタイミングで行われる。また、部品実装後の基板Pと部品31との撮像は、実装ヘッド42(ノズル41)が上昇し部品実装位置が見える状態になったタイミングで行われる。
The timing of imaging during component mounting is any timing between immediately after component mounting, through component mounting, and immediately before component mounting. Imaging may also be performed at multiple of these timings. For example, imaging of the board P before component mounting is performed between the time when the mounting
また、CPU81は、図7に示すように、実装ヘッド42により移送される部品31の撮像を行う場合に、実装ヘッド42の移送高さに基づいて設定された上下方向の第3撮像高さ位置H31、H32に状態監視カメラ43を移動させるように構成されている。なお、第3撮像高さ位置H31、H32は、特許請求の範囲の「移送撮像高さ位置」の一例である。
7, when capturing an image of the
具体的には、CPU81は、移送される部品31の撮像高さを、実装ヘッド42のXY移動中の高さに基づいて設定する。CPU81は、状態監視カメラ43の焦点が移送される部品31に合うように、状態監視カメラ43の高さを調整する。CPU81は、たとえば、部品31の上面高さ、部品31の下面高さ、または、部品31の中間高さなどの高さを、状態監視カメラ43の焦点高さの中心とするように、状態監視カメラ43の高さを調整する。なお、これらの部品31の高さは、実装ヘッド42のXY移動中の高さおよび部品31の厚みから算出される。
Specifically, the
また、実装ヘッド42のXY移動中の高さは、実装ヘッド42が部品吸着位置から部品実装位置にXY軸移動(水平移動)して部品移送する際に、部品認識カメラ7の上方や基板Pの上方、または、他の領域において、実装ヘッド42および実装ヘッド42の先端に吸着された部品31が他の構成(搬送装置、各種カメラ、基板P、実装済み部品31など)に干渉しない高さである。また、実装ヘッド42のXY移動中の高さは、干渉高さおよび部品厚みから計算される。
The height of the mounting
図7(A)に示すように、干渉高さが低い場合、CPU81は、状態監視カメラ43により実装ヘッド42により移送される部品31の撮像を行う場合に、第3撮像高さ位置H31に状態監視カメラ43を移動させる。また、図7(B)に示すように、干渉高さが高い場合、CPU81は、状態監視カメラ43により実装ヘッド42により移送される部品31の撮像を行う場合に、第3撮像高さ位置H32に状態監視カメラ43を移動させる。
As shown in FIG. 7(A), when the interference height is low, the
また、CPU81は、実装ヘッド42により部品31を吸着したタイミングより後で、かつ、実装ヘッド42が移送高さ位置に上昇完了する前のタイミングにおいて、状態監視カメラ43を上下方向の第3撮像高さ位置H31、H32に移動させるように構成されている。
The
移送される部品31の撮像では、部品31が吸着されてから部品認識カメラ7により撮像されるまでの間の移送中の部品31の撮像(移送中の部品31の有無の判定、移送中の部品31の吸着姿勢の判定)と、部品31が部品認識カメラ7により撮像されてから部品実装までの間の移送中の部品31の撮像(移送中の部品31の有無の判定、移送中の部品31の吸着姿勢の判定)とのうち、少なくとも1つの撮像が行われる。
When imaging the
また、移送される部品31の撮像タイミングは、部品吸着の後で部品実装の前までのいずれかのタイミングである。また、このうちの複数のタイミングに撮像してもよい。たとえば、部品31が吸着されてから部品認識カメラ7により撮像されるまでの間の移送中の部品31の撮像は、実装ヘッド42(ノズル41)に保持された部品31が認識可能な高さになった時から部品認識カメラ7により撮像するまでの間のタイミングで行われる。また、部品31が部品認識カメラ7により撮像されてから部品実装までの間の移送中の部品31の撮像は、実装ヘッド42(ノズル41)に保持された部品31がXY移動高さになった時から部品実装位置(XY位置)に到達するまでの間のタイミングで行われる。
The timing for imaging the
また、CPU81は、実装ヘッド42の移動に同期させることなく先行させて、状態監視カメラ43を撮像高さ位置に移動させるように構成されている。
The
部品吸着時の撮像の状態監視カメラ43の上下方向の移動は、次に吸着する部品31が決定するタイミング(たとえば、前の部品実装が完了したタイミング、フィデューシャルマークFを認識しているタイミング)以降に移動開始し、実装ヘッド42が部品吸着位置にXY軸移動完了する前までに移動完了することが好ましい。
The vertical movement of the
部品実装時の撮像の状態監視カメラ43の上下方向の移動は、部品31の移送中の撮像が終わった直後から移動開始し、実装ヘッド42が部品実装位置にXY軸移動完了する前までに移動完了することが好ましい。
The vertical movement of the
移送される部品31の撮像時の状態監視カメラ43の上下方向の移動は、部品吸着時の撮像が終わった直後から移動開始し、部品移送中の撮像に間に合うタイミングまでに移動完了することが好ましい。
When imaging the
また、CPU81は、状態監視カメラ43により基準校正部材11を撮像した撮像結果に基づいて、状態監視カメラ43の撮像範囲、スケール、焦点の合う高さ位置の校正を行うように構成されている。基準校正部材11は、所定の高さ位置に配置され、状態監視カメラ43により撮像される。基準校正部材11は、上面に基準位置を示す所定の形状を表示している。CPU81は、状態監視カメラ43により、基準校正部材11の上面の形状を撮像して、撮像結果に基づいて、状態監視カメラ43の撮像範囲、スケール、焦点が合うように、状態監視カメラ43の高さ位置の基準位置を調整する。そして、CPU81は、調整された基準位置を更新して記憶する。
The
(部品実装処理)
次に、図8および図9を参照して、部品実装装置100のCPU81による部品31の基板Pへの実装処理について説明する。
(Component mounting process)
Next, the mounting process of the
図8のステップS1において、実装プログラムに基づいて次に吸着される部品31が決定される。ステップS2において、実装ヘッド42が部品供給位置にXY移動(水平方向に移動)される。また、状態監視カメラ43が第1撮像高さにZ移動(上下方向に移動)される。
In step S1 of FIG. 8, the
ステップS3において、状態監視カメラ43により部品供給位置の撮像が行われる。ステップS4において、部品供給位置の判定がOKか否かが判断される。たとえば、部品供給位置の計測や部品供給姿勢の判定や部品種類が正常であるか否かが判断される。また、部品吸着時の部品31の姿勢が正常であるか否かが判断される。また、部品吸着後の部品31の姿勢が正常であるか否かが判断される。また、部品供給後の部品供給位置の状態が正常であるか否かが判断される。部品吸着位置の判定がOKであれば、ステップS5に進み、OKでなければ(NGであれば)ステップS11に進む。
In step S3, the
ステップS5において、実装ヘッド42が部品認識位置(部品認識カメラ7の上方)にXY移動される。また、状態監視カメラ43が第3撮像高さにZ移動(上下方向に移動)される。ステップS6において、状態監視カメラ43により、実装ヘッド42により部品供給位置から部品認識位置に移送される部品31の撮像が行われる。
In step S5, the mounting
ステップS7において、部品移送中の判定がOKか否かが判断される。たとえば、移送中の部品31の有無が判断される。また、移送中の部品31の吸着姿勢が正常であるか否かが判断される。部品移送中の判定がOKであれば、ステップS8に進み、OKでなければ(NGであれば)ステップS11に進む。
In step S7, it is determined whether the judgment during part transfer is OK or not. For example, it is determined whether or not there is a
ステップS8において、実装ヘッド42が部品実装位置にXY移動される。また、状態監視カメラ43が第3撮像高さにZ移動(上下方向に移動)される。ステップS9において、状態監視カメラ43により、実装ヘッド42により部品認識位置から部品実装位置に移送される部品31の撮像が行われる。
In step S8, the mounting
ステップS10において、部品移送中の判定がOKか否かが判断される。たとえば、移送中の部品31の有無が判断される。また、移送中の部品31の吸着姿勢が正常であるか否かが判断される。部品移送中の判定がOKであれば、図9のステップS12に進み、OKでなければ(NGであれば)ステップS11に進む。ステップS11において、実装ヘッド42を部品廃棄位置にXY移動し、部品31が廃棄される。
In step S10, it is determined whether the judgment during component transfer is OK or not. For example, it is determined whether or not a
図9のステップS12において、実装ヘッド42が部品実装位置にXY移動される。また、状態監視カメラ43が第2撮像高さにZ移動(上下方向に移動)される。ステップS13において、状態監視カメラ43により部品実装前の部品実装位置の撮像が行われる。
In step S12 of FIG. 9, the mounting
ステップS14において、部品実装位置の部品実装前の判定がOKか否かが判断される。たとえば、部品実装前の部品実装位置の異物の有無が判断される。また、部品実装前の部品実装位置の半田状態が正常であるか否かが判断される。部品実装位置の部品実装前の判定がOKであれば、ステップS15に進み、OKでなければ(NGであれば)ステップS19に進む。 In step S14, it is determined whether the pre-component mounting judgment of the component mounting position is OK or not. For example, it is determined whether there is any foreign matter at the component mounting position before the component mounting. It is also determined whether the solder condition at the component mounting position before the component mounting is normal or not. If the pre-component mounting judgment of the component mounting position is OK, proceed to step S15, and if not OK (NG), proceed to step S19.
ステップS15において、実装ヘッド42が部品実装位置にZ移動(下降)される。そして、実装ヘッド42により部品実装位置に部品31が実装(装着)される。ステップS16において、状態監視カメラ43により部品実装後の部品実装位置の撮像が行われる。
In step S15, the mounting
ステップS17において、部品実装位置の部品実装後の判定がOKか否かが判断される。たとえば、部品実装時の部品31の姿勢が正常であるか否かが判断される。また、部品実装後の部品31の実装状態が正常であるか否かが判断される。また、部品実装後の部品31の持ち帰りの有無が判断される。部品実装位置の部品実装後の判定がOKであれば、ステップS18に進み、OKでなければ(NGであれば)ステップS19に進む。
In step S17, it is determined whether the post-component mounting judgment at the component mounting position is OK or not. For example, it is determined whether the posture of the
ステップS18において、正常に部品実装処理が行われたので、次の部品実装プログラムのステップが実行される。 In step S18, the component mounting process was performed successfully, so the next step of the component mounting program is executed.
ステップS19において、異常を通知して、マシン動作が停止される。または、エラーを記録して、動作が継続される。 In step S19, the abnormality is reported and the machine operation is stopped, or the error is recorded and operation continues.
(実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effects of the embodiment)
In this embodiment, the following effects can be obtained.
本実施形態では、上記のように、光学部材433と、被写体Oの像が結像する像面432aと、被写体面とがシャインプルーフの条件を満たすように配置された状態監視カメラ43により、傾斜した方向から撮像する場合でも、水平方向に延びる基板Pなどの被写体O全体に焦点を合わせることができる。また、状態監視カメラ43は、互いに異なる複数の上下方向の撮像高さ位置から被写体Oを撮像可能に構成されている。これにより、被写体Oの上下方向の位置が一定ではない場合でも、被写体Oの上下方向の位置に合わせて状態監視カメラ43の撮像高さ位置を調整することができるので、傾斜した方向から撮像する場合でも被写体Oが状態監視カメラ43の画角からはみ出るのを抑制することができる。また、上下方向の焦点位置を合わせることができるので、被写体Oを鮮明に撮像することができる。これらの結果、状態監視カメラ43により傾斜した方向から撮像する場合にも、被写体O全体を鮮明に撮像することができる。その結果、部品実装装置100において、部品31や部品31の実装位置などの被写体Oを状態監視カメラ43により撮像して状態を判断する際に、被写体Oの状態を精度よく判断することができる。また、被写体Oが画角からはみ出るのを抑制するために画角を大きくする必要がないので、同じ大きさの撮像範囲に対して画質が低下するのを抑制することができる。また、焦点の上下方向の範囲(被写界深度)を大きくするために、絞り値を大きくする(絞る)必要がないので、撮像画像が暗くなるのを抑制することができる。
In this embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、状態監視カメラ43は、撮像高さ位置を上下方向に移動させる上下移動部43aを含む。これにより、撮像高さ位置を上下方向に移動させる上下移動部43aを設けることにより、状態監視カメラ43の高さ位置を上下方向に容易に変化させることができる。
In addition, in this embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、上下移動部43aの移動の制御を行うCPU81を設ける。また、CPU81は、状態監視カメラ43の撮像範囲内に被写体Oが含まれ、かつ、被写体面に状態監視カメラ43の焦点が合うように、状態監視カメラ43の上下方向の撮像高さ位置を調整するように、状態監視カメラ43を移動させるように構成されている。これにより、状態監視カメラ43により傾斜した方向から撮像する場合にも、より確実に被写体O全体を鮮明に撮像することができる。
In addition, in this embodiment, as described above, a
また、本実施形態では、上記のように、CPU81は、状態監視カメラ43により部品供給部3の撮像を行う場合に、部品供給部3の部品31の供給位置の高さに基づいて設定された上下方向の第1撮像高さ位置H11、H12に状態監視カメラ43を移動させるように構成されている。これにより、部品供給部3の高さ位置や部品31の厚みなどの変化に応じて、撮像高さ位置を部品供給部3の部品31の供給位置の高さに基づいて設定された第1撮像高さ位置H11、H12に移動させて撮像を行うことができるので、部品供給部3の状態を状態監視カメラ43により精度よく撮像することができる。
In addition, in this embodiment, as described above, when the
また、本実施形態では、上記のように、CPU81は、吸着する部品31が決定されるタイミングより後で、かつ、実装ヘッド42が部品31を吸着する水平方向の位置に移動完了する前のタイミングにおいて、状態監視カメラ43を上下方向の第1撮像高さ位置H11、H12に移動させるように構成されている。これにより、状態監視カメラ43の高さ位置の調整を部品31の吸着前に完了することができるので、状態監視カメラ43の上下方向の移動が完了するまでに待ち時間が生じるのを抑制することができる。
In addition, in this embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、CPU81は、状態監視カメラ43により基板Pに対する部品31の実装位置の撮像を行う場合に、実装位置の高さおよび部品31の大きさに基づいて設定された上下方向の第2撮像高さ位置H21、H22に状態監視カメラ43を移動させるように構成されている。これにより、部品31の実装位置の高さおよび部品31の大きさなどの変化に応じて、撮像高さ位置を実装位置の高さおよび部品31の大きさに基づいて設定された第2撮像高さ位置H21、H22に移動させて撮像を行うことができるので、部品31の実装位置の状態を状態監視カメラ43により精度よく撮像することができる。
In addition, in this embodiment, as described above, when the
また、本実施形態では、上記のように、CPU81は、実装位置に実装ヘッド42が移動する移動指令が出たタイミングより後で、かつ、実装ヘッド42が部品31を実装する水平方向の位置に移動完了する前のタイミングにおいて、状態監視カメラ43を上下方向の第2撮像高さ位置H21、H22に移動させるように構成されている。これにより、状態監視カメラ43の高さ位置の調整を部品31の実装前に完了することができるので、状態監視カメラ43の上下方向の移動が完了するまでに待ち時間が生じるのを抑制することができる。
In addition, in this embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、CPU81は、実装ヘッド42により移送される部品31の撮像を行う場合に、実装ヘッド42の移送高さに基づいて設定された上下方向の第3撮像高さ位置H31、H32に状態監視カメラ43を移動させるように構成されている。これにより、状態監視カメラ43を設定された第3撮像高さ位置H31、H32に移動させることができるので、部品31の吸着位置および実装位置に対して上方に位置する移送位置の撮像を、吸着位置および実装位置の撮像を行う共通の状態監視カメラ43を用いて撮像することができる。
In addition, in this embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、CPU81は、実装ヘッド42により部品31を吸着したタイミングより後で、かつ、実装ヘッド42が移送高さ位置に上昇完了する前のタイミングにおいて、状態監視カメラ43を上下方向の第3撮像高さ位置H31、H32に移動させるように構成されている。これにより、状態監視カメラ43の高さ位置の調整を実装ヘッド42の移送前に完了することができるので、状態監視カメラ43の上下方向の移動が完了するまでに待ち時間が生じるのを抑制することができる。
In addition, in this embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、CPU81は、実装ヘッド42の移動に同期させることなく先行させて、状態監視カメラ43を撮像高さ位置に移動させるように構成されている。これにより、状態監視カメラ43の上下方向の移動を先行させて行うので、状態監視カメラ43の上下方向の移動を完了するまでに待ち時間が生じるのを効果的に抑制することができる。また、実装ヘッド42の移動とは独立して状態監視カメラ43が上下方向に移動するので、実装ヘッド42の動作とは関連していない被写体Oの撮像を実装ヘッド42の移動と並行して状態監視カメラ43により行うことができる。
In addition, in this embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、状態監視カメラ43の撮像高さ位置と、被写体Oの高さとに基づいて、被写体Oの水平方向の位置および姿勢が計測される。これにより、被写体O全体が鮮明に撮像された画像に基づいて、被写体Oの水平方向の位置および姿勢をより精度よく計測することができる。
Furthermore, in this embodiment, as described above, the horizontal position and orientation of subject O are measured based on the imaging height position of the
また、本実施形態では、上記のように、所定の高さ位置に配置され、状態監視カメラ43により撮像される基準校正部材11を設ける。また、状態監視カメラ43により基準校正部材11を撮像した撮像結果に基づいて、状態監視カメラ43の撮像範囲、スケール、焦点の合う高さ位置の校正が行われる。これにより、経年変化や熱膨張などにより状態監視カメラ43の上下方向の高さ位置が変化する場合でも、基準校正部材11の撮像により、状態監視カメラ43の高さ位置を、状態監視カメラ43の撮像範囲、スケール、焦点の合う適切な位置に校正することができる。
In addition, in this embodiment, as described above, a
(変形例)
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
(Modification)
It should be noted that the embodiments disclosed herein are illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims, not by the description of the embodiments above, and further includes all modifications (variations) within the meaning and scope of the claims.
たとえば、上記実施形態では、撮像部が撮像高さ位置を上下方向に移動させる上下移動部を含み、上下移動部の移動により撮像部の撮像高さ位置を変更させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図10に示す変形例のように、撮像部が、互いに異なる複数の上下方向の撮像高さ位置に配置された複数の撮像部43bを含んでいてもよい。この場合、制御部は、複数の撮像部の撮像を切り替える制御を行うように構成されている。また、制御部は、撮像部の撮像範囲内に被写体が含まれ、かつ、被写体面に撮像部の焦点が合うように、複数の撮像部の撮像を切り替えるように構成されている。
For example, in the above embodiment, an example of a configuration was shown in which the imaging unit includes a vertical movement unit that moves the imaging height position in the vertical direction, and the imaging height position of the imaging unit is changed by moving the vertical movement unit, but the present invention is not limited to this. In the present invention, as in the modified example shown in FIG. 10, the imaging unit may include
また、上記実施形態では、光学部材が撮像部の光軸に対して傾斜している(直交していない)構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図11に示す変形例のように、撮像部43cは、撮像素子432の像面432aが光軸に対して傾斜していてもよい。
In addition, in the above embodiment, an example of a configuration in which the optical member is inclined (not perpendicular) to the optical axis of the imaging unit is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the
また、上記実施形態では、ヘッドユニットに1つの実装ヘッドが設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ヘッドユニットに複数の実装ヘッドが設けられていてもよい。この場合、複数の実装ヘッドは直線状に配置されたいわゆるインライン式のヘッドユニットにしてもよいし、複数の実装ヘッドが円周状に複数設けられたいわゆるロータリー式のヘッドユニットにしてもよい。 In the above embodiment, an example of a configuration in which one mounting head is provided on the head unit is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, multiple mounting heads may be provided on the head unit. In this case, the multiple mounting heads may be arranged in a straight line, which is called an inline type head unit, or multiple mounting heads may be arranged in a circular pattern, which is called a rotary type head unit.
また、上記実施形態では、ヘッドユニットが1つ設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ヘッドユニットを複数設けてもよい。 In addition, in the above embodiment, an example of a configuration in which one head unit is provided is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, multiple head units may be provided.
また、上記実施形態では、基板を搬送するコンベアが一対設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基板を搬送するコンベアが複数対設けられていてもよい。たとえば、並行して基板を搬送可能であり、並行して基板に部品を実装可能な部品実装装置に本発明を適用してもよい。 In addition, in the above embodiment, an example of a configuration in which a pair of conveyors are provided to transport the boards is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, multiple pairs of conveyors for transporting the boards may be provided. For example, the present invention may be applied to a component mounting device that can transport boards in parallel and mount components on the boards in parallel.
また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御部としてのCPU(制御部)の制御処理を、処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の制御処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型(イベントドリブン型)の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。 In the above embodiment, for convenience of explanation, an example was shown in which the control processing of the CPU (control unit) as the control unit was explained using a flow-driven flowchart in which processing is performed in sequence according to a processing flow, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the control processing of the control unit may be performed by event-driven processing in which processing is performed on an event-by-event basis. In this case, the control processing may be performed completely event-driven, or event-driven and flow-driven may be combined.
3 部品供給部
11 基準校正部材
31 部品
42 実装ヘッド
43 状態監視カメラ(撮像部)
43a 上下移動部
43b、43c 撮像部
81 CPU(制御部)
100 部品実装装置
433 撮像素子
432a 像面
433 光学部材
O 被写体
P 基板
3
43a: Up-down moving
100
Claims (12)
前記実装ヘッドの下方を撮像するように光軸が傾斜するように配置され、光学部材と、前記光学部材を介して被写体の像が結像する像面を有する撮像素子と、を含み、前記光学部材または前記撮像素子の前記像面が前記光軸に対して傾斜して配置されており、前記光学部材、前記像面および被写体面がシャインプルーフの条件を満たすように配置された撮像部と、を備え、
前記撮像部は、撮像高さ位置を上下方向に移動させる上下移動部を含み、互いに異なる複数の上下方向の撮像高さ位置から前記被写体を撮像可能に構成され、
前記上下移動部の移動の制御を行う制御部と、
前記実装ヘッドに対して部品を供給する部品供給部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記撮像部により前記部品供給部の撮像を行う場合に、前記部品供給部の部品の供給位置の高さに基づいて設定された上下方向の部品供給撮像高さ位置に前記撮像部を移動させるように構成されている、部品実装装置。 a mounting head that mounts components on a board;
an imaging unit including an optical element and an imaging element having an image surface on which an image of a subject is formed via the optical element, the image surface of the optical element or the imaging element being arranged at an angle with respect to the optical axis, and the optical element, the image surface and the subject surface being arranged so as to satisfy the Scheimpflug condition;
the imaging unit includes a vertical movement unit that moves an imaging height position in a vertical direction, and is configured to be able to image the subject from a plurality of imaging height positions in the vertical direction that are different from each other ;
A control unit that controls the movement of the vertical movement unit;
a component supply unit that supplies components to the mounting head,
The control unit of the component mounting device is configured to move the imaging unit to a component supply imaging height position in the vertical direction that is set based on the height of the component supply position of the component supply unit when imaging the component supply unit with the imaging unit .
前記実装ヘッドの下方を撮像するように光軸が傾斜するように配置され、光学部材と、前記光学部材を介して被写体の像が結像する像面を有する撮像素子と、を含み、前記光学部材または前記撮像素子の前記像面が前記光軸に対して傾斜して配置されており、前記光学部材、前記像面および被写体面がシャインプルーフの条件を満たすように配置された撮像部と、を備え、an imaging unit including an optical element and an imaging element having an image surface on which an image of a subject is formed via the optical element, the image surface of the optical element or the imaging element being arranged at an angle with respect to the optical axis, and the optical element, the image surface and the subject surface being arranged so as to satisfy the Scheimpflug condition;
前記撮像部は、撮像高さ位置を上下方向に移動させる上下移動部を含み、互いに異なる複数の上下方向の撮像高さ位置から前記被写体を撮像可能に構成され、the imaging unit includes a vertical movement unit that moves an imaging height position in a vertical direction, and is configured to be able to image the subject from a plurality of imaging height positions in the vertical direction that are different from each other;
前記上下移動部の移動の制御を行う制御部をさらに備え、A control unit that controls the movement of the vertical movement unit is further provided.
前記制御部は、前記撮像部により基板に対する部品の実装位置の撮像を行う場合に、前記実装位置の高さおよび部品の大きさに基づいて設定された上下方向の部品実装撮像高さ位置に前記撮像部を移動させるように構成されている、部品実装装置。the control unit is configured to move the imaging unit to a component mounting imaging height position in the vertical direction that is set based on the height of the mounting position and the size of the component when imaging the mounting position of the component on the board using the imaging unit.
前記制御部は、前記撮像部により前記部品供給部の撮像を行う場合に、前記部品供給部の部品の供給位置の高さに基づいて設定された上下方向の部品供給撮像高さ位置に前記撮像部を移動させるように構成されている、請求項2に記載の部品実装装置。 a component supply unit that supplies components to the mounting head,
3. The component mounting device according to claim 2, wherein the control unit is configured to move the imaging unit to a component supply imaging height position in the vertical direction that is set based on the height of a component supply position of the component supply unit when imaging the component supply unit with the imaging unit.
前記撮像部により前記基準校正部材を撮像した撮像結果に基づいて、前記撮像部の撮像範囲、スケール、焦点の合う高さ位置の校正が行われる、請求項1~11のいずれか1項に記載の部品実装装置。 a reference calibration member that is arranged at a predetermined height and is imaged by the imaging unit;
The component mounting device according to any one of claims 1 to 11, wherein the imaging range, scale, and focal height position of the imaging unit are calibrated based on an imaging result of imaging the reference calibration member by the imaging unit.
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