電子部品実装装置
【課題】 電子部品の吸着ノズルの中心線に対する芯ずれ量を検出する際に、芯ずれ量の誤検出を防止することができる電子部品実装装置を提供する。
【解決手段】吸着ノズル９６ａの位置を特定する基準マーク６３ｂがマーク面６３ａに形成された基準マーク部材６０が、装着ヘッド９５の軸支部９５ａに揺動可能に取り付けられ、この基準マーク部材６０が、アクチュエータ６５によって、マーク面６３ａが水平となる測定位置と、基準マーク６３ｂが撮像装置によって撮像されない退避位置との間で揺動する。このため、基準マーク６３ｂを用いないで電子部品Ｐ２の芯ずれ量を検出する場合において、基準マーク部材６０を退避位置に退避させると、撮像装置によって基準マーク６３ｂが電子部品Ｐ２とともに撮像されず、基準マーク６３ｂが電子部品Ｐ２の一部と認識されることが無く、電子部品Ｐ２の芯ずれ量の誤検出が防止される。
【解決手段】吸着ノズル９６ａの位置を特定する基準マーク６３ｂがマーク面６３ａに形成された基準マーク部材６０が、装着ヘッド９５の軸支部９５ａに揺動可能に取り付けられ、この基準マーク部材６０が、アクチュエータ６５によって、マーク面６３ａが水平となる測定位置と、基準マーク６３ｂが撮像装置によって撮像されない退避位置との間で揺動する。このため、基準マーク６３ｂを用いないで電子部品Ｐ２の芯ずれ量を検出する場合において、基準マーク部材６０を退避位置に退避させると、撮像装置によって基準マーク６３ｂが電子部品Ｐ２とともに撮像されず、基準マーク６３ｂが電子部品Ｐ２の一部と認識されることが無く、電子部品Ｐ２の芯ずれ量の誤検出が防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をプリント基板に実装する電子部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に示されるように、吸着ノズルで電子部品を吸着してプリント基板に実装する電子部品実装装置が知られている。このような電子部品実装装置では、吸着ノズルの先端に吸着した電子部品をプリント基板上の指定された座標位置に移動する途中に、吸着ノズルを撮像装置上で一旦停止させ、吸着された電子部品の吸着ノズルの中心線に対する芯ずれ量を撮像装置により検出している。そして、この芯ずれ量に基づき、吸着ノズルの移動量を補正して、電子部品をプリント基板上の指定された座標位置に正確に装着するようになっている。
【０００３】
特許文献１に示されるような電子部品実装装置では、芯ずれ量の検出のために、電子部品を吸着した吸着ノズルを撮像装置上で一旦停止させる必要があるため、電子部品のプリント基板への装着のタクトタイムが長くなってしまう。そこで、特許文献２に示されるように、吸着ヘッドに隣接して、下端に基準マークが形成された基準マーク部材を昇降可能に設け、電子部品を吸着した吸着ノズルが撮像装置上を通過する際に、撮像装置で、吸着ノズルで吸着された電子部品とともに基準マークを撮像し、撮像された画像中の基準マークの位置から電子部品の吸着ノズルに対する芯ずれ量を求める電子部品実装装置が提案されている。このような電子部品実装装置では、吸着ノズルを撮像装置上で一旦停止させることなく、芯ずれ量を検出することができるので（オン・ザ・フライ検出）、電子部品のプリント基板への装着のタクトタイムを短縮することができる。なお、このような基準マークは、吸着ノズルの位置補正にも用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７９６３６号公報（第１４頁、図１）
【特許文献２】特開２００５−２２２９７６号公報（第５、６頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、基準マーク部材は、吸着ノズルに隣接して設けられているため、大型の電子部品を吸着ノズルで吸着する場合には、吸着ノズルで吸着した電子部品に基準マーク部材が干渉してしまう。特許文献２に示される電子部品実装装置では、大型の電子部品を吸着ノズルで吸着する場合に、基準マーク部材を上方に移動させて電子部品に干渉しない位置に退避させ、上述のように吸着ノズルを撮像装置上で一旦停止させて、電子部品の芯ずれ量を検出することも考えられる。しかしながら、この場合には、基準マークが吸着ノズルで吸着された電子部品とともに撮像されてしまう場合もあり、基準マークが電子部品の一部と認識されることにより、電子部品の芯ずれ量が誤検出されてしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電子部品の吸着ノズルの中心線に対する芯ずれ量を検出する際に、芯ずれ量の誤検出を防止することができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するためになされた、請求項１に係る電子部品実装装置は、基台と、基台に対して水平方向に移動可能に装架された装着ヘッドと、装着ヘッドに設けられ、下端に水平方向に延在する吸着部が形成され、電子部品を吸着部において吸着し、当該電子部品をプリント基板上に装着する吸着ノズルと、基台に設けられ、吸着ノズルの下方から撮像する撮像装置と、撮像装置によって撮像された画像に基づき、吸着ノズルで吸着されている電子部品の吸着ノズルに対する吸着位置を特定する位置特定手段を備えた電子部品実装装置であって、先端面に基準マークが設けられ、装着ヘッドに水平方向に設けられた軸支部に揺動可能に取り付けられ、先端面が水平となる測定位置と、基準マークが撮像装置によって撮像されない退避位置との間で揺動する基準マーク部材と、基準マーク部材を、測定位置と退避位置との間で揺動させる揺動手段と、揺動手段によって基準マーク部材を測定位置に位置させ、撮像装置によって撮像された基準マークを含む画像に基づき、吸着ノズルの位置を特定するノズル位置特定手段と、を設けた。
【０００８】
請求項２に係る電子部品実装装置は、請求項１において、基準マーク部材が測定位置に揺動された際に、揺動手段によって基準マーク部材が押圧されて、基準マーク部材を測定位置に位置決めする位置決め部材を設けた。
【０００９】
請求項３に係る電子部品実装装置は、請求項２において、位置決め部材には、第１面及び当該第１面に対して異なる方向に延在する第２面が形成され、基準マーク部材は揺動部材によって第１面及び第２面に押圧される。
【００１０】
請求項４に係る電子部品実装装置は、請求項１乃至請求項３において、位置特定手段は、基準マーク部材が測定位置にある状態で撮像装置によって撮像された基準マーク及び吸着ノズルで吸着された電子部品を含む画像に基づき、吸着ノズルに対する電子部品の位置を特定する。
【００１１】
請求項５に係る電子部品実装装置は、請求項４において、基準マーク部材が測定位置にある状態において、基準マーク及び吸着ノズルによって吸着されている電子部品は、撮像装置が撮像することができる範囲の被写界深度内に位置するように構成されていることである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る電子部品実装装置によれば、先端面に基準マークが形成された基準マーク部材が、装着ヘッドに水平方向に設けられた軸支部に揺動可能に取り付けられ、この基準マーク部材が、揺動手段によって、先端面が水平となる測定位置と、基準マークが撮像装置によって撮像されない退避位置との間で揺動する。このため、基準マーク部材が測定位置にある場合には、撮像装置によって撮像された基準マークの画像に基づいて、吸着ノズルの位置を特定することができる。一方で、基準マークを用いないで電子部品の芯ずれ量を検出する場合において、基準マーク部材を退避位置に退避させると、撮像装置によって基準マークが撮像されず、基準マークが電子部品とともに写らないので、基準マークが電子部品の一部と認識されることが無く、電子部品の芯ずれ量の誤検出が防止される。
【００１３】
請求項２に係る電子部品実装装置によれば、基準マーク部材が測定位置に揺動された際には、基準マーク部材が揺動手段によって位置決め部材に押圧される。これにより、基準マーク部材の揺動が、位置決め部材に押圧されることによって規制されるので、精度高く位置決め部材が測定位置に位置決めされ、この結果、精度高く吸着ノズルの位置を特定することができる。
【００１４】
請求項３に係る電子部品実装装置によれば、基準マーク部材は揺動部材によって第１面及びこれと異なる方向に延在する第２面に押圧される。これにより、基準マーク部材は、第１面及び第２面に点接触した状態で押圧されるので、基準マーク部材の水平方向位置が規制される。このため、より精度高く、位置決め部材が測定位置に位置決めされる。
【００１５】
請求項４に係る電子部品実装装置によれば、位置特定手段は、基準マーク部材が測定位置にある状態で撮像装置によって撮像された基準マーク及び吸着ノズルで吸着された電子部品を含む画像に基づき、吸着ノズルに対する電子部品の位置を特定する。これにより、基準マーク部材及び電子部品を吸着した吸着ノズルを撮像装置の上方において通過させて、撮像装置で基準マーク部材及び吸着ノズルで吸着された電子部品を撮像させることにより、吸着ノズルの中心線に対する電子部品の芯ずれ量を検出することができる。このため、電子部品を吸着した吸着ノズルを撮像装置上で停止させること無く電子部品の芯ずれ量を検出するオン・ザ・フライ検出を行うことができ、プリント基板実装のタクトタイムを短縮することができる。
【００１６】
請求項５に係る電子部品実装装置によれば、基準マーク部材が測定位置にある状態において、基準マーク及び吸着ノズルによって吸着されている電子部品は、撮像装置が撮像することができる範囲の被写界深度内に位置するように構成されている。このため、撮像装置のレンズ絞りを開放することにより、撮像装置での露光時間を短縮したとしても、基準マークが撮像装置によって明瞭に撮像されるので、撮像装置上を通過する吸着ノズルの移動速度を高め、プリント基板実装のタクトタイムを短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電子部品実装装置の斜視図である。
【図２】装着ヘッドの側面図であり、（Ａ）は基準マーク部材が測定位置にある状態を表した図であり、（Ｂ）は基準マーク部材が退避位置にある状態を表した図である。
【図３】装着ヘッドの下面図であり、（Ａ）は基準マーク部材が測定位置にある状態を表した図であり、（Ｂ）は基準マーク部材が退避位置にある状態を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（電子部品実装装置の説明）
本発明に係る電子部品実装装置の実施形態を、図面に基づいて以下に説明する。図１に示すように、電子部品実装装置１００は、電子部品供給装置１０、基板搬送装置８０、及び、移載装置９０を備えている。なお、電子部品実装装置１００の幅方向をＸ軸方向とし、電子部品実装装置１００の前後方向をＹ軸方向とし、電子部品実装装置１００の上下方向をＺ軸方向とする。
【００１９】
電子部品供給装置１０は、電子部品実装装置１００の基台８３の端部に設けられている。電子部品供給装置１０は、複数のカセット式のフィーダ１１と、このフィーダ１１が１つずつ装着される複数のフィーダ装着部１２とから構成されている。フィーダ装着部１２は、基台８３の端部に複数並設されている。そして、各フィーダ１１は、フィーダ装着部１２に着脱可能に装着される本体１３と、この本体１３の後部に着脱可能に装着された複数の供給リール１４と、本体１３の先端に設けられた供給部１５を備えている。
【００２０】
各供給リール１４には、所定個数の電子部品Ｐを一定のピッチ間隔で保持したキャリアテープが巻回されている。フィーダ１１は、供給リール１４に巻回されたキャリアテープを１ピッチずつ送り出して、電子部品Ｐを供給部１５に１個ずつ移送する移送機構（図示省略）を備えている。
【００２１】
各電子部品実装装置１００の基台８３上には、プリント基板７５をＹ軸方向に搬送する基板搬送装置８０が設けられている。基板搬送装置８０は、基台８３上に一対のガイドレール８４ａ、８４ｂを互い平行に対向させてそれぞれ水平に並設し、このガイドレール８４ａ、８４ｂによりそれぞれ案内されるプリント基板７５を支持して搬送する一対のコンベアベルト（図示省略）を互いに対向させて並設して構成されたものである。図示は省略したが、各電子部品実装装置１００は、基板搬送装置８０がＸ方向に連続されるように互いに隣接して配置されて、電子部品実装ラインが構成されている。そして、各電子部品実装装置１００の基板搬送装置８０は互いに連動して作動され、各プリント基板７５を隣の基板搬送装置８０上に順次送り込んで、所定位置に位置決め保持するようになっている。
【００２２】
移載装置９０はＸＹロボットタイプのものであり、基台８３上に装架されて基板搬送装置８０及び電子部品供給装置１０の上方に配設され、ガイドレール９２に沿ってＹ軸方向に移動可能なＹ軸スライド９３を備えている。Ｙ軸スライド９３は、Ｙ軸サーボモータ９１の出力軸に連結されたボールねじ９１ａを有するボールねじ機構によってＹ軸方向に移動される。Ｙ軸スライド９３には、Ｘ軸スライド９４がＹ軸方向と直交するＸ軸方向に移動可能に案内されている。Ｙ軸スライド９３にはＸ軸サーボモータ９７が設置され、このＸ軸サーボモータ９７の出力軸に連結された図略のボールねじ機構によってＸ軸スライド９４がＸ軸方向に移動される。
【００２３】
Ｘ軸スライド９４には、装着ヘッド９５が取り付けられている。このような構造により、装着ヘッド９５は、基台８３に水平方向移動可能に装架されている。後述するように装着ヘッド９５は、吸着ノズル９６ａを有していて、この吸着ノズル９６ａで、供給部１５にある電子部品Ｐを負圧により吸着してプリント基板７５に装着する。
【００２４】
電子部品供給装置１０と基板搬送装置８０との間には、撮像装置７０と照明装置（図示省略）が設けられている。撮像装置７０は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子と、この撮像素子に被写像を結像するレンズを有していて、装着ヘッド９５の下方から装着ヘッド９５の下端部を撮像する。照明装置は、装着ヘッド９５の下端を下方から照明する。
【００２５】
制御部５０は、電子部品実装装置１００の統括制御を行うものであり、電子部品供給装置１０、基板搬送装置８０、及び、移載装置９０の各サーボモータや後述のアクチュエータ６５に指令を出力することにより、これらを制御する。また、制御部５０は、撮像装置７０で撮像された画像データが入力される。制御部５０は、各種プログラムが実行されるＣＰＵ５０ａ、及び、ＣＰＵ５０ａで実行されるプログラムや各種設定値が記憶される記憶部５０ｂを有している。記憶部５０ｂには、撮像装置７０によって撮像された画像に基づき、吸着ノズル９６ａで吸着されている電子部品Ｐの吸着ノズル９６ａに対する吸着位置を特定する位置特定プログラムが記憶されている。また、記憶部５０ｂには、後述するように、アクチュエータ６５に基準マーク部材６０を「測定位置」に位置させる指令を出力し、撮像装置７０によって撮像された基準マーク６３ｂを含む画像に基づき、吸着ノズル９６ａの位置を特定するノズル位置特定手段プログラムが記憶されている。なお、制御部５０が、特許請求の範囲に記載の「位置特定手段」、「ノズル位置特定手段」に相当し得る。
【００２６】
（装着ヘッドの説明）
以下に、図２及び図３を用いて、装着ヘッド９５の説明をする。図２及び図３に示すように、装着ヘッド９５には、吸着ヘッド９６、サーボモータ９８、基準マーク部材６０、アクチュエータ６５、位置決め部材６４が設けられている。吸着ヘッド９６は、Ｚ軸方向に昇降可能に、装着ヘッド９５に案内支持され、ボールねじを介してサーボモータ９８により昇降が制御される。吸着ヘッド９６には、下方に突出した円筒状の吸着ノズル９６ａが設けられている。吸着ノズル９６ａの下端には、水平方向に延在する吸着部９６ｂが形成され、この吸着部９６ｂにおいて電子部品Ｐを吸着する。
【００２７】
基準マーク部材６０は、基部６１、当接部６２、基準マーク部６３とから構成されている。基部６１は、本実施形態では板状であり、図２の（Ａ）において、その上端に軸着部６１ａが形成されている。この軸着部６１ａが装着ヘッド９５に設けられた軸支部９５ａに軸支され、基部６１が装着ヘッド９５に揺動可能に取り付けられている。なお、軸着部６１ａの軸方向は、水平方向であり、図２の（Ａ）に示すように、装着ヘッド９５の下端よりも上方に位置している。当接部６２は、扁平な円柱形状であり、図２の（Ａ）において、基部６１の下端に取り付けられている。
【００２８】
基準マーク部６３は、縦長の円柱形状であり、図２の（Ａ）において、当接部６２の下端に取り付けられている。基準マーク部６３の先端には、基準マーク部６３の軸線方向と直交するマーク面６３ａ（先端面）が形成されている。図３の（Ａ）に示すように、マーク面６３ａには、印刷やシールの貼付等により基準マーク６３ｂが設けられている。マーク面６３ａにおいて、基準マーク６３ｂと、他の部分とは光の反射率が大きく異なっている。この基準マーク６３ｂは、後述するように、吸着ノズル９６ａの位置を特定するためのものである。
【００２９】
アクチュエータ６５は、サーボモータ（不図示）を備えていて、ボールねじ等を介してサーボモータにより、Ｚ軸方向の昇降が制御される移動軸６５ａ（移動部材）を備えている。図２の（Ａ）において、移動軸６５ａの下端は、基部６１の軸着部６１ａの斜め下方位置に形成された連結部６１ｂに連結されている。
【００３０】
図２の（Ａ）に示すように、アクチュエータ６５の移動軸６５ａが下方に降下した状態では、基準マーク部６３の軸心がＺ軸方向（鉛直方向）となり、基準マーク部６３が、装着ヘッド９５の下端から下方に突出した状態となる。この状態では、基準マーク部６３のマーク面６３ａが水平方向となり、撮像装置７０によって基準マーク６３ｂを撮像することができる。図２の（Ａ）に示すように、マーク面６３ａが水平方向となる基準マーク部材６０の位置を「測定位置」とする。
【００３１】
図２の（Ｂ）に示すように、アクチュエータ６５の移動軸６５ａが上方に移動すると、基準マーク部材６０は、「測定位置」から９０°揺動し、基準マーク部６３の軸心が水平方向となり、基準マーク部材６０が装着ヘッド９５の下端から上方に退避した状態となる。この状態では、マーク面６３ａが鉛直方向となり、基準マーク６３ｂが撮像装置７０によって撮像できなくなる。図２の（Ｂ）に示すように、基準マーク部材６０が装着ヘッド９５の下端から上方に退避した基準マーク部材６０の位置を「退避位置」とする。このように、アクチュエータ６５により、基準マーク部材６０は、「測定位置」（図２の（Ａ））と、「退避位置」（図２の（Ｂ））の間で揺動する。
【００３２】
図２に示すように、装着ヘッド９５の下端部には、ブロック状の位置決め部材６４が設けられている。図３に示すように、位置決め部材６４には、略Ｖ字形状に凹陥した位置決め凹部６４ａが形成されている。位置決め凹部６４ａには、鉛直方向に延在する面である第１面６４ｂ及び第２面６４ｃが形成されている。第２面６４ｃは第１面６４ｂに対して異なる方向に延在し、第１面６４ｂと第２面６４ｃはＶ字状に公差している。
【００３３】
図２の（Ａ）や図３の（Ａ）に示すように、基準マーク部材６０が「測定位置」に揺動された際には、アクチュエータ６５によって基準マーク部材６０の当接部６２が位置決め部材６４の位置決め凹部６４ａに押圧されて、基準マーク部材６０が「測定位置」に位置決めされる。この状態では、図３の（Ａ）に示すように、円柱形状の当接部６２は、位置決め凹部６４ａの第１面６４ｂ及び第２面６４ｃに点接触した状態で押圧されているので、当接部６２の水平方向位置が規制され、この結果、基準マーク部材６０の水平方向位置が規制される。また、基準マーク部材６０は、軸支部９５ａに軸着されているので、基準マーク部材６０の水平方向位置が規制されると、基準マーク部材６０の鉛直方向位置が規制される。このため、基準マーク部材６０が、精度高く「測定位置」に位置決めされ、この結果、基準マーク６３ｂが精度高く「測定位置」に位置決めされる。
【００３４】
（吸着ノズルの位置補正の説明）
電子部品実装装置１００では、温度変化等により、制御部５０が指令する指令位置に対する吸着ノズル９６ａの位置ズレが生じてしまう。この場合に、吸着ノズル９６ａの位置補正を実行する。まず、制御部５０は、アクチュエータ６５に指令を出力し、基準マーク部材６０を「測定位置」に移動させ位置させる。次に、制御部５０は、Ｘ軸サーボモータ９７やＹ軸サーボモータ９１に移動指令を出力することにより、電子部品Ｐを吸着していない吸着ノズル９６ａを撮像装置７０上の指令位置に移動させ、撮像装置７０で基準マーク６３ｂを撮像させる。次に、制御部５０は、撮像装置７０で撮像された基準マーク６３ｂの画像から基準マーク６３ｂの中心位置を認識し、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの基台８３に対する水平方向座標（以下、単に水平方向座標とする）を算出する。つまり、制御部５０は、基準マーク６３ｂの中心と吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの水平方向の相対位置を把握しているので、基準マーク６３ｂの中心位置に基づき、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの水平方向座標を算出することができる。そして、制御部５０は、算出された吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの水平方向座標に基づき、移動指令の水平方向座標と吸着ノズル９６ａの水平方向座標を一致させる。
【００３５】
（オン・ザ・フライ補正の説明）
以下に、吸着ノズル９６ａを撮像装置７０上で停止させること無く、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃに対する電子部品Ｐ１の芯ずれ量を検出するオン・ザ・フライ検出について説明する。制御部５０は、Ｘ軸サーボモータ９７やＹ軸サーボモータ９１に移動指令を出力することにより、電子部品Ｐ１を吸着している吸着ノズル９６ａを撮像装置７０上において通過させ、撮像装置７０で基準マーク６３ｂ及び電子部品Ｐ１を撮像させる。この際には、図２の（Ａ）に示すように、基準マーク部材６０は、「測定位置」に位置している。次に、制御部５０は、撮像された基準マーク６３ｂの画像に基づき、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの水平方向座標を算出するとともに、撮像された電子部品Ｐ１の画像に基づき、電子部品Ｐ１の水平方向座標を算出し、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃに対する電子部品Ｐ１の芯ずれ量を算出する。
【００３６】
オン・ザ・フライ検出においては、基準マーク部材６０が他の部材に干渉しない場合には、基準マーク部材６０を常時「測定位置」に位置させていても差し支え無い。一方で、基準マーク部材６０が他の部材に干渉する場合には、撮像装置７０で基準マーク６３ｂを撮像する際に基準マーク部材６０を「測定位置」に位置させ、それ以外の場合には基準マーク部材６０を「退避位置」に退避させる。
【００３７】
オン・ザ・フライ検出において、プリント基板実装のタクトタイムを短縮するためには、撮像装置７０のレンズ絞りを開放することにより、撮像装置７０での露光時間を短縮して、撮像装置７０上を通過する吸着ノズル９６ａの移動速度を高める必要がある。ところが、撮像装置７０のレンズ絞りを開放させると、撮像装置７０の被写界深度が狭くなる。
【００３８】
本実施形態では、図２の（Ａ）に示すように、基準マーク部材６０が「測定位置」にある状態では、基準マーク６３ｂが設けられている基準マーク部６３下端は、装着ヘッド９５の下端から下方に突出している。また、吸着ノズル９６ａの吸着部９６ｂは、サーボモータ９８によって、装着ヘッド９５の下端から下方に鉛直方向移動可能に突出させることができる。このため、基準マーク６３ｂ及び吸着ノズル９６ａによって吸着されている電子部品Ｐ１を、撮像装置７０が撮像することができる範囲の被写界深度内（図２の（Ａ）において２点鎖線で示す範囲）に位置させることができる。これにより、撮像装置７０のレンズ絞りを開放することにより、撮像装置７０での露光時間を短縮させたとしても、基準マーク６３ｂが撮像装置７０によって明瞭に撮像されるので、撮像装置７０上を通過する吸着ノズル９６ａの移動速度を高め、プリント基板実装のタクトタイムを短縮させることができる。
【００３９】
（基準マーク部材が退避位置にある状態における芯ずれ量算出の説明）
以下に、基準マーク部材６０が「退避位置」にある状態における芯ずれ量算出を説明する。吸着ノズル９６ａで吸着すると基準マーク部材６０に干渉してしまう大型の電子部品Ｐ２（図２の（Ｂ）に示す）をプリント基板７５に実装する場合には、制御部５０は、アクチュエータ６５に指令を出力することにより、基準マーク部材６０を「退避位置」に退避させる。図２の（Ｂ）に示すように、電子部品Ｐ２が基準マーク部材６０に干渉すること無く、電子部品Ｐ２を吸着ノズル９６ａで吸着することができる。
【００４０】
次に、制御部５０は、Ｘ軸サーボモータ９７やＹ軸サーボモータ９１に移動指令を出力することにより、電子部品Ｐ２を吸着した吸着ノズル９６ａを撮像装置７０上の指令位置で一旦停止させ、撮像装置７０で電子部品Ｐ２を撮像させる。そして、制御部５０は、撮像された電子部品Ｐ２の画像に基づき、電子部品Ｐ２の水平方向座標を算出する。なお、上述した吸着ノズルの位置補正によって、移動指令の水平方向座標と吸着ノズル９６ａの水平方向座標は一致しているので、制御部５０は、撮像装置７０上の指令位置にある吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの水平方向座標を認識している。そして、制御部５０は、撮像装置７０上の指令位置にある吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの水平方向座標と、電子部品Ｐ２の水平方向座標から、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃに対する電子部品Ｐ１の芯ずれ量を算出する。
【００４１】
以上説明した実施形態では、図２に示すように、マーク面６３ａに基準マーク６３ｂが設けられた基準マーク部材６０が、装着ヘッド９５に水平方向に設けられた軸支部９５ａに揺動可能に取り付けられている。そして、基準マーク部材６０が、アクチュエータ６５（揺動手段）によって、マーク面６３ａが水平となる「測定位置」と（図２の（Ａ））、基準マーク６３ｂが撮像装置７０によって撮像されない「退避位置」（図２の（Ｂ）、図３の（Ｂ））との間で揺動する。このため、基準マーク部材６０が「測定位置」にある場合には、撮像装置７０によって撮像された基準マーク６３ｂの画像に基づいて、吸着ノズル９６ａの位置を特定することができる。一方で、基準マーク６３ｂを用いないで電子部品Ｐ２の芯ずれ量を検出する場合において、基準マーク部材６０を退避位置に退避させると、撮像装置７０によって基準マーク６３ｂが撮像されず、基準マーク６３ｂが電子部品Ｐ２とともに写らないので、基準マーク６３ｂが電子部品Ｐ２の一部と認識されることが無く、電子部品Ｐ２の芯ずれ量の誤検出が防止される。
【００４２】
また、図２の（Ａ）に示すように、基準マーク部材６０が「測定位置」に揺動された際には、基準マーク部材６０がアクチュエータ６５によって位置決め部材６４に押圧される。これにより、基準マーク部材６０の揺動が、位置決め部材６４に押圧されることによって規制されるので、精度高く基準マーク部材６０が「測定位置」に位置決めされ、この結果、精度高く基準マーク６３ｂが位置決めされることにより精度高く吸着ノズル９６ａの水平方向位置を特定することができる。
【００４３】
また、図３の（Ａ）に示すように、基準マーク部材６０はアクチュエータ６５によって第１面６４ｂ及びこれと異なる方向に延在する第２面６４ｃに押圧される。これにより、基準マーク部材６０は、第１面６４ｂ及び第２面６４ｃに点接触した状態で押圧されるので、基準マーク部材６０の水平方向位置が規制される。このため、より精度高く、基準マーク部材６０が「測定位置」に位置決めされる。
【００４４】
また、図２の（Ａ）に示すように、制御部５０（位置特定手段）は、基準マーク部材６０が「測定位置」にある際に、撮像装置７０によって撮像された基準マーク６３ｂ及び吸着ノズル９６ａで吸着された電子部品Ｐ１を含む画像に基づき、吸着ノズル９６ａに対する電子部品Ｐ１の位置を特定する。これにより、基準マーク部材６０及び電子部品Ｐ１を吸着した吸着ノズル９６ａを撮像装置７０の上方において通過させて、撮像装置７０で基準マーク部材６０及び吸着ノズル９６ａで吸着された電子部品Ｐ１を撮像させることにより、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃに対する電子部品Ｐ１の芯ずれ量を検出することができる。このため、電子部品Ｐ１を吸着した吸着ノズル９６ａを撮像装置７０上で停止させること無く電子部品Ｐ１の芯ずれ量を検出するオン・ザ・フライ検出を行うことができ、プリント基板７５の実装のタクトタイムを短縮することができる。
【００４５】
また、図２の（Ａ）に示すように、基準マーク部材６０が「測定位置」にある状態において、基準マーク６３ｂ及び吸着ノズル９６ａによって吸着されている電子部品Ｐ１は、撮像装置７０が撮像することができる範囲の被写界深度内（図２の（Ａ）において２点鎖線で示す範囲）に位置している。このため、撮像装置７０のレンズ絞りを開放することにより、撮像装置７０での露光時間を短縮したとしても、基準マーク６３ｂが撮像装置７０によって明瞭に撮像されるので、撮像装置７０上を通過する吸着ノズル９６ａの移動速度を高め、プリント基板７５の実装のタクトタイムを短縮させることができる。
【００４６】
上記説明した実施形態では、吸着ノズル９６ａが装着ヘッド９５に対して鉛直方向に昇降可能に設けられているが、装着ヘッド９５が基台８３に対して鉛直方向に移動可能に装架されることにより、吸着ノズル９６ａが鉛直方向に昇降する実施形態であっても差し支え無い。
【符号の説明】
【００４７】
５０…制御部（位置特定手段、ノズル位置特定手段）、 ６０…基準マーク部材、 ６３ａ…マーク面（先端面）、 ６３ｂ…基準マーク、 ６４…位置決め部材、 ６５…アクチュエータ（揺動手段）、 ７０…撮像装置、 ９５…装着ヘッド、 ９５ａ…軸支部、 ９６…吸着ヘッド、 ９６ａ…吸着ノズル、 ９６ｂ…吸着部、 ８３…基台、 １００…電子部品実装装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をプリント基板に実装する電子部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に示されるように、吸着ノズルで電子部品を吸着してプリント基板に実装する電子部品実装装置が知られている。このような電子部品実装装置では、吸着ノズルの先端に吸着した電子部品をプリント基板上の指定された座標位置に移動する途中に、吸着ノズルを撮像装置上で一旦停止させ、吸着された電子部品の吸着ノズルの中心線に対する芯ずれ量を撮像装置により検出している。そして、この芯ずれ量に基づき、吸着ノズルの移動量を補正して、電子部品をプリント基板上の指定された座標位置に正確に装着するようになっている。
【０００３】
特許文献１に示されるような電子部品実装装置では、芯ずれ量の検出のために、電子部品を吸着した吸着ノズルを撮像装置上で一旦停止させる必要があるため、電子部品のプリント基板への装着のタクトタイムが長くなってしまう。そこで、特許文献２に示されるように、吸着ヘッドに隣接して、下端に基準マークが形成された基準マーク部材を昇降可能に設け、電子部品を吸着した吸着ノズルが撮像装置上を通過する際に、撮像装置で、吸着ノズルで吸着された電子部品とともに基準マークを撮像し、撮像された画像中の基準マークの位置から電子部品の吸着ノズルに対する芯ずれ量を求める電子部品実装装置が提案されている。このような電子部品実装装置では、吸着ノズルを撮像装置上で一旦停止させることなく、芯ずれ量を検出することができるので（オン・ザ・フライ検出）、電子部品のプリント基板への装着のタクトタイムを短縮することができる。なお、このような基準マークは、吸着ノズルの位置補正にも用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７９６３６号公報（第１４頁、図１）
【特許文献２】特開２００５−２２２９７６号公報（第５、６頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、基準マーク部材は、吸着ノズルに隣接して設けられているため、大型の電子部品を吸着ノズルで吸着する場合には、吸着ノズルで吸着した電子部品に基準マーク部材が干渉してしまう。特許文献２に示される電子部品実装装置では、大型の電子部品を吸着ノズルで吸着する場合に、基準マーク部材を上方に移動させて電子部品に干渉しない位置に退避させ、上述のように吸着ノズルを撮像装置上で一旦停止させて、電子部品の芯ずれ量を検出することも考えられる。しかしながら、この場合には、基準マークが吸着ノズルで吸着された電子部品とともに撮像されてしまう場合もあり、基準マークが電子部品の一部と認識されることにより、電子部品の芯ずれ量が誤検出されてしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電子部品の吸着ノズルの中心線に対する芯ずれ量を検出する際に、芯ずれ量の誤検出を防止することができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するためになされた、請求項１に係る電子部品実装装置は、基台と、基台に対して水平方向に移動可能に装架された装着ヘッドと、装着ヘッドに設けられ、下端に水平方向に延在する吸着部が形成され、電子部品を吸着部において吸着し、当該電子部品をプリント基板上に装着する吸着ノズルと、基台に設けられ、吸着ノズルの下方から撮像する撮像装置と、撮像装置によって撮像された画像に基づき、吸着ノズルで吸着されている電子部品の吸着ノズルに対する吸着位置を特定する位置特定手段を備えた電子部品実装装置であって、先端面に基準マークが設けられ、装着ヘッドに水平方向に設けられた軸支部に揺動可能に取り付けられ、先端面が水平となる測定位置と、基準マークが撮像装置によって撮像されない退避位置との間で揺動する基準マーク部材と、基準マーク部材を、測定位置と退避位置との間で揺動させる揺動手段と、揺動手段によって基準マーク部材を測定位置に位置させ、撮像装置によって撮像された基準マークを含む画像に基づき、吸着ノズルの位置を特定するノズル位置特定手段と、を設けた。
【０００８】
請求項２に係る電子部品実装装置は、請求項１において、基準マーク部材が測定位置に揺動された際に、揺動手段によって基準マーク部材が押圧されて、基準マーク部材を測定位置に位置決めする位置決め部材を設けた。
【０００９】
請求項３に係る電子部品実装装置は、請求項２において、位置決め部材には、第１面及び当該第１面に対して異なる方向に延在する第２面が形成され、基準マーク部材は揺動部材によって第１面及び第２面に押圧される。
【００１０】
請求項４に係る電子部品実装装置は、請求項１乃至請求項３において、位置特定手段は、基準マーク部材が測定位置にある状態で撮像装置によって撮像された基準マーク及び吸着ノズルで吸着された電子部品を含む画像に基づき、吸着ノズルに対する電子部品の位置を特定する。
【００１１】
請求項５に係る電子部品実装装置は、請求項４において、基準マーク部材が測定位置にある状態において、基準マーク及び吸着ノズルによって吸着されている電子部品は、撮像装置が撮像することができる範囲の被写界深度内に位置するように構成されていることである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る電子部品実装装置によれば、先端面に基準マークが形成された基準マーク部材が、装着ヘッドに水平方向に設けられた軸支部に揺動可能に取り付けられ、この基準マーク部材が、揺動手段によって、先端面が水平となる測定位置と、基準マークが撮像装置によって撮像されない退避位置との間で揺動する。このため、基準マーク部材が測定位置にある場合には、撮像装置によって撮像された基準マークの画像に基づいて、吸着ノズルの位置を特定することができる。一方で、基準マークを用いないで電子部品の芯ずれ量を検出する場合において、基準マーク部材を退避位置に退避させると、撮像装置によって基準マークが撮像されず、基準マークが電子部品とともに写らないので、基準マークが電子部品の一部と認識されることが無く、電子部品の芯ずれ量の誤検出が防止される。
【００１３】
請求項２に係る電子部品実装装置によれば、基準マーク部材が測定位置に揺動された際には、基準マーク部材が揺動手段によって位置決め部材に押圧される。これにより、基準マーク部材の揺動が、位置決め部材に押圧されることによって規制されるので、精度高く位置決め部材が測定位置に位置決めされ、この結果、精度高く吸着ノズルの位置を特定することができる。
【００１４】
請求項３に係る電子部品実装装置によれば、基準マーク部材は揺動部材によって第１面及びこれと異なる方向に延在する第２面に押圧される。これにより、基準マーク部材は、第１面及び第２面に点接触した状態で押圧されるので、基準マーク部材の水平方向位置が規制される。このため、より精度高く、位置決め部材が測定位置に位置決めされる。
【００１５】
請求項４に係る電子部品実装装置によれば、位置特定手段は、基準マーク部材が測定位置にある状態で撮像装置によって撮像された基準マーク及び吸着ノズルで吸着された電子部品を含む画像に基づき、吸着ノズルに対する電子部品の位置を特定する。これにより、基準マーク部材及び電子部品を吸着した吸着ノズルを撮像装置の上方において通過させて、撮像装置で基準マーク部材及び吸着ノズルで吸着された電子部品を撮像させることにより、吸着ノズルの中心線に対する電子部品の芯ずれ量を検出することができる。このため、電子部品を吸着した吸着ノズルを撮像装置上で停止させること無く電子部品の芯ずれ量を検出するオン・ザ・フライ検出を行うことができ、プリント基板実装のタクトタイムを短縮することができる。
【００１６】
請求項５に係る電子部品実装装置によれば、基準マーク部材が測定位置にある状態において、基準マーク及び吸着ノズルによって吸着されている電子部品は、撮像装置が撮像することができる範囲の被写界深度内に位置するように構成されている。このため、撮像装置のレンズ絞りを開放することにより、撮像装置での露光時間を短縮したとしても、基準マークが撮像装置によって明瞭に撮像されるので、撮像装置上を通過する吸着ノズルの移動速度を高め、プリント基板実装のタクトタイムを短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電子部品実装装置の斜視図である。
【図２】装着ヘッドの側面図であり、（Ａ）は基準マーク部材が測定位置にある状態を表した図であり、（Ｂ）は基準マーク部材が退避位置にある状態を表した図である。
【図３】装着ヘッドの下面図であり、（Ａ）は基準マーク部材が測定位置にある状態を表した図であり、（Ｂ）は基準マーク部材が退避位置にある状態を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（電子部品実装装置の説明）
本発明に係る電子部品実装装置の実施形態を、図面に基づいて以下に説明する。図１に示すように、電子部品実装装置１００は、電子部品供給装置１０、基板搬送装置８０、及び、移載装置９０を備えている。なお、電子部品実装装置１００の幅方向をＸ軸方向とし、電子部品実装装置１００の前後方向をＹ軸方向とし、電子部品実装装置１００の上下方向をＺ軸方向とする。
【００１９】
電子部品供給装置１０は、電子部品実装装置１００の基台８３の端部に設けられている。電子部品供給装置１０は、複数のカセット式のフィーダ１１と、このフィーダ１１が１つずつ装着される複数のフィーダ装着部１２とから構成されている。フィーダ装着部１２は、基台８３の端部に複数並設されている。そして、各フィーダ１１は、フィーダ装着部１２に着脱可能に装着される本体１３と、この本体１３の後部に着脱可能に装着された複数の供給リール１４と、本体１３の先端に設けられた供給部１５を備えている。
【００２０】
各供給リール１４には、所定個数の電子部品Ｐを一定のピッチ間隔で保持したキャリアテープが巻回されている。フィーダ１１は、供給リール１４に巻回されたキャリアテープを１ピッチずつ送り出して、電子部品Ｐを供給部１５に１個ずつ移送する移送機構（図示省略）を備えている。
【００２１】
各電子部品実装装置１００の基台８３上には、プリント基板７５をＹ軸方向に搬送する基板搬送装置８０が設けられている。基板搬送装置８０は、基台８３上に一対のガイドレール８４ａ、８４ｂを互い平行に対向させてそれぞれ水平に並設し、このガイドレール８４ａ、８４ｂによりそれぞれ案内されるプリント基板７５を支持して搬送する一対のコンベアベルト（図示省略）を互いに対向させて並設して構成されたものである。図示は省略したが、各電子部品実装装置１００は、基板搬送装置８０がＸ方向に連続されるように互いに隣接して配置されて、電子部品実装ラインが構成されている。そして、各電子部品実装装置１００の基板搬送装置８０は互いに連動して作動され、各プリント基板７５を隣の基板搬送装置８０上に順次送り込んで、所定位置に位置決め保持するようになっている。
【００２２】
移載装置９０はＸＹロボットタイプのものであり、基台８３上に装架されて基板搬送装置８０及び電子部品供給装置１０の上方に配設され、ガイドレール９２に沿ってＹ軸方向に移動可能なＹ軸スライド９３を備えている。Ｙ軸スライド９３は、Ｙ軸サーボモータ９１の出力軸に連結されたボールねじ９１ａを有するボールねじ機構によってＹ軸方向に移動される。Ｙ軸スライド９３には、Ｘ軸スライド９４がＹ軸方向と直交するＸ軸方向に移動可能に案内されている。Ｙ軸スライド９３にはＸ軸サーボモータ９７が設置され、このＸ軸サーボモータ９７の出力軸に連結された図略のボールねじ機構によってＸ軸スライド９４がＸ軸方向に移動される。
【００２３】
Ｘ軸スライド９４には、装着ヘッド９５が取り付けられている。このような構造により、装着ヘッド９５は、基台８３に水平方向移動可能に装架されている。後述するように装着ヘッド９５は、吸着ノズル９６ａを有していて、この吸着ノズル９６ａで、供給部１５にある電子部品Ｐを負圧により吸着してプリント基板７５に装着する。
【００２４】
電子部品供給装置１０と基板搬送装置８０との間には、撮像装置７０と照明装置（図示省略）が設けられている。撮像装置７０は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子と、この撮像素子に被写像を結像するレンズを有していて、装着ヘッド９５の下方から装着ヘッド９５の下端部を撮像する。照明装置は、装着ヘッド９５の下端を下方から照明する。
【００２５】
制御部５０は、電子部品実装装置１００の統括制御を行うものであり、電子部品供給装置１０、基板搬送装置８０、及び、移載装置９０の各サーボモータや後述のアクチュエータ６５に指令を出力することにより、これらを制御する。また、制御部５０は、撮像装置７０で撮像された画像データが入力される。制御部５０は、各種プログラムが実行されるＣＰＵ５０ａ、及び、ＣＰＵ５０ａで実行されるプログラムや各種設定値が記憶される記憶部５０ｂを有している。記憶部５０ｂには、撮像装置７０によって撮像された画像に基づき、吸着ノズル９６ａで吸着されている電子部品Ｐの吸着ノズル９６ａに対する吸着位置を特定する位置特定プログラムが記憶されている。また、記憶部５０ｂには、後述するように、アクチュエータ６５に基準マーク部材６０を「測定位置」に位置させる指令を出力し、撮像装置７０によって撮像された基準マーク６３ｂを含む画像に基づき、吸着ノズル９６ａの位置を特定するノズル位置特定手段プログラムが記憶されている。なお、制御部５０が、特許請求の範囲に記載の「位置特定手段」、「ノズル位置特定手段」に相当し得る。
【００２６】
（装着ヘッドの説明）
以下に、図２及び図３を用いて、装着ヘッド９５の説明をする。図２及び図３に示すように、装着ヘッド９５には、吸着ヘッド９６、サーボモータ９８、基準マーク部材６０、アクチュエータ６５、位置決め部材６４が設けられている。吸着ヘッド９６は、Ｚ軸方向に昇降可能に、装着ヘッド９５に案内支持され、ボールねじを介してサーボモータ９８により昇降が制御される。吸着ヘッド９６には、下方に突出した円筒状の吸着ノズル９６ａが設けられている。吸着ノズル９６ａの下端には、水平方向に延在する吸着部９６ｂが形成され、この吸着部９６ｂにおいて電子部品Ｐを吸着する。
【００２７】
基準マーク部材６０は、基部６１、当接部６２、基準マーク部６３とから構成されている。基部６１は、本実施形態では板状であり、図２の（Ａ）において、その上端に軸着部６１ａが形成されている。この軸着部６１ａが装着ヘッド９５に設けられた軸支部９５ａに軸支され、基部６１が装着ヘッド９５に揺動可能に取り付けられている。なお、軸着部６１ａの軸方向は、水平方向であり、図２の（Ａ）に示すように、装着ヘッド９５の下端よりも上方に位置している。当接部６２は、扁平な円柱形状であり、図２の（Ａ）において、基部６１の下端に取り付けられている。
【００２８】
基準マーク部６３は、縦長の円柱形状であり、図２の（Ａ）において、当接部６２の下端に取り付けられている。基準マーク部６３の先端には、基準マーク部６３の軸線方向と直交するマーク面６３ａ（先端面）が形成されている。図３の（Ａ）に示すように、マーク面６３ａには、印刷やシールの貼付等により基準マーク６３ｂが設けられている。マーク面６３ａにおいて、基準マーク６３ｂと、他の部分とは光の反射率が大きく異なっている。この基準マーク６３ｂは、後述するように、吸着ノズル９６ａの位置を特定するためのものである。
【００２９】
アクチュエータ６５は、サーボモータ（不図示）を備えていて、ボールねじ等を介してサーボモータにより、Ｚ軸方向の昇降が制御される移動軸６５ａ（移動部材）を備えている。図２の（Ａ）において、移動軸６５ａの下端は、基部６１の軸着部６１ａの斜め下方位置に形成された連結部６１ｂに連結されている。
【００３０】
図２の（Ａ）に示すように、アクチュエータ６５の移動軸６５ａが下方に降下した状態では、基準マーク部６３の軸心がＺ軸方向（鉛直方向）となり、基準マーク部６３が、装着ヘッド９５の下端から下方に突出した状態となる。この状態では、基準マーク部６３のマーク面６３ａが水平方向となり、撮像装置７０によって基準マーク６３ｂを撮像することができる。図２の（Ａ）に示すように、マーク面６３ａが水平方向となる基準マーク部材６０の位置を「測定位置」とする。
【００３１】
図２の（Ｂ）に示すように、アクチュエータ６５の移動軸６５ａが上方に移動すると、基準マーク部材６０は、「測定位置」から９０°揺動し、基準マーク部６３の軸心が水平方向となり、基準マーク部材６０が装着ヘッド９５の下端から上方に退避した状態となる。この状態では、マーク面６３ａが鉛直方向となり、基準マーク６３ｂが撮像装置７０によって撮像できなくなる。図２の（Ｂ）に示すように、基準マーク部材６０が装着ヘッド９５の下端から上方に退避した基準マーク部材６０の位置を「退避位置」とする。このように、アクチュエータ６５により、基準マーク部材６０は、「測定位置」（図２の（Ａ））と、「退避位置」（図２の（Ｂ））の間で揺動する。
【００３２】
図２に示すように、装着ヘッド９５の下端部には、ブロック状の位置決め部材６４が設けられている。図３に示すように、位置決め部材６４には、略Ｖ字形状に凹陥した位置決め凹部６４ａが形成されている。位置決め凹部６４ａには、鉛直方向に延在する面である第１面６４ｂ及び第２面６４ｃが形成されている。第２面６４ｃは第１面６４ｂに対して異なる方向に延在し、第１面６４ｂと第２面６４ｃはＶ字状に公差している。
【００３３】
図２の（Ａ）や図３の（Ａ）に示すように、基準マーク部材６０が「測定位置」に揺動された際には、アクチュエータ６５によって基準マーク部材６０の当接部６２が位置決め部材６４の位置決め凹部６４ａに押圧されて、基準マーク部材６０が「測定位置」に位置決めされる。この状態では、図３の（Ａ）に示すように、円柱形状の当接部６２は、位置決め凹部６４ａの第１面６４ｂ及び第２面６４ｃに点接触した状態で押圧されているので、当接部６２の水平方向位置が規制され、この結果、基準マーク部材６０の水平方向位置が規制される。また、基準マーク部材６０は、軸支部９５ａに軸着されているので、基準マーク部材６０の水平方向位置が規制されると、基準マーク部材６０の鉛直方向位置が規制される。このため、基準マーク部材６０が、精度高く「測定位置」に位置決めされ、この結果、基準マーク６３ｂが精度高く「測定位置」に位置決めされる。
【００３４】
（吸着ノズルの位置補正の説明）
電子部品実装装置１００では、温度変化等により、制御部５０が指令する指令位置に対する吸着ノズル９６ａの位置ズレが生じてしまう。この場合に、吸着ノズル９６ａの位置補正を実行する。まず、制御部５０は、アクチュエータ６５に指令を出力し、基準マーク部材６０を「測定位置」に移動させ位置させる。次に、制御部５０は、Ｘ軸サーボモータ９７やＹ軸サーボモータ９１に移動指令を出力することにより、電子部品Ｐを吸着していない吸着ノズル９６ａを撮像装置７０上の指令位置に移動させ、撮像装置７０で基準マーク６３ｂを撮像させる。次に、制御部５０は、撮像装置７０で撮像された基準マーク６３ｂの画像から基準マーク６３ｂの中心位置を認識し、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの基台８３に対する水平方向座標（以下、単に水平方向座標とする）を算出する。つまり、制御部５０は、基準マーク６３ｂの中心と吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの水平方向の相対位置を把握しているので、基準マーク６３ｂの中心位置に基づき、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの水平方向座標を算出することができる。そして、制御部５０は、算出された吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの水平方向座標に基づき、移動指令の水平方向座標と吸着ノズル９６ａの水平方向座標を一致させる。
【００３５】
（オン・ザ・フライ補正の説明）
以下に、吸着ノズル９６ａを撮像装置７０上で停止させること無く、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃに対する電子部品Ｐ１の芯ずれ量を検出するオン・ザ・フライ検出について説明する。制御部５０は、Ｘ軸サーボモータ９７やＹ軸サーボモータ９１に移動指令を出力することにより、電子部品Ｐ１を吸着している吸着ノズル９６ａを撮像装置７０上において通過させ、撮像装置７０で基準マーク６３ｂ及び電子部品Ｐ１を撮像させる。この際には、図２の（Ａ）に示すように、基準マーク部材６０は、「測定位置」に位置している。次に、制御部５０は、撮像された基準マーク６３ｂの画像に基づき、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの水平方向座標を算出するとともに、撮像された電子部品Ｐ１の画像に基づき、電子部品Ｐ１の水平方向座標を算出し、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃに対する電子部品Ｐ１の芯ずれ量を算出する。
【００３６】
オン・ザ・フライ検出においては、基準マーク部材６０が他の部材に干渉しない場合には、基準マーク部材６０を常時「測定位置」に位置させていても差し支え無い。一方で、基準マーク部材６０が他の部材に干渉する場合には、撮像装置７０で基準マーク６３ｂを撮像する際に基準マーク部材６０を「測定位置」に位置させ、それ以外の場合には基準マーク部材６０を「退避位置」に退避させる。
【００３７】
オン・ザ・フライ検出において、プリント基板実装のタクトタイムを短縮するためには、撮像装置７０のレンズ絞りを開放することにより、撮像装置７０での露光時間を短縮して、撮像装置７０上を通過する吸着ノズル９６ａの移動速度を高める必要がある。ところが、撮像装置７０のレンズ絞りを開放させると、撮像装置７０の被写界深度が狭くなる。
【００３８】
本実施形態では、図２の（Ａ）に示すように、基準マーク部材６０が「測定位置」にある状態では、基準マーク６３ｂが設けられている基準マーク部６３下端は、装着ヘッド９５の下端から下方に突出している。また、吸着ノズル９６ａの吸着部９６ｂは、サーボモータ９８によって、装着ヘッド９５の下端から下方に鉛直方向移動可能に突出させることができる。このため、基準マーク６３ｂ及び吸着ノズル９６ａによって吸着されている電子部品Ｐ１を、撮像装置７０が撮像することができる範囲の被写界深度内（図２の（Ａ）において２点鎖線で示す範囲）に位置させることができる。これにより、撮像装置７０のレンズ絞りを開放することにより、撮像装置７０での露光時間を短縮させたとしても、基準マーク６３ｂが撮像装置７０によって明瞭に撮像されるので、撮像装置７０上を通過する吸着ノズル９６ａの移動速度を高め、プリント基板実装のタクトタイムを短縮させることができる。
【００３９】
（基準マーク部材が退避位置にある状態における芯ずれ量算出の説明）
以下に、基準マーク部材６０が「退避位置」にある状態における芯ずれ量算出を説明する。吸着ノズル９６ａで吸着すると基準マーク部材６０に干渉してしまう大型の電子部品Ｐ２（図２の（Ｂ）に示す）をプリント基板７５に実装する場合には、制御部５０は、アクチュエータ６５に指令を出力することにより、基準マーク部材６０を「退避位置」に退避させる。図２の（Ｂ）に示すように、電子部品Ｐ２が基準マーク部材６０に干渉すること無く、電子部品Ｐ２を吸着ノズル９６ａで吸着することができる。
【００４０】
次に、制御部５０は、Ｘ軸サーボモータ９７やＹ軸サーボモータ９１に移動指令を出力することにより、電子部品Ｐ２を吸着した吸着ノズル９６ａを撮像装置７０上の指令位置で一旦停止させ、撮像装置７０で電子部品Ｐ２を撮像させる。そして、制御部５０は、撮像された電子部品Ｐ２の画像に基づき、電子部品Ｐ２の水平方向座標を算出する。なお、上述した吸着ノズルの位置補正によって、移動指令の水平方向座標と吸着ノズル９６ａの水平方向座標は一致しているので、制御部５０は、撮像装置７０上の指令位置にある吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの水平方向座標を認識している。そして、制御部５０は、撮像装置７０上の指令位置にある吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃの水平方向座標と、電子部品Ｐ２の水平方向座標から、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃに対する電子部品Ｐ１の芯ずれ量を算出する。
【００４１】
以上説明した実施形態では、図２に示すように、マーク面６３ａに基準マーク６３ｂが設けられた基準マーク部材６０が、装着ヘッド９５に水平方向に設けられた軸支部９５ａに揺動可能に取り付けられている。そして、基準マーク部材６０が、アクチュエータ６５（揺動手段）によって、マーク面６３ａが水平となる「測定位置」と（図２の（Ａ））、基準マーク６３ｂが撮像装置７０によって撮像されない「退避位置」（図２の（Ｂ）、図３の（Ｂ））との間で揺動する。このため、基準マーク部材６０が「測定位置」にある場合には、撮像装置７０によって撮像された基準マーク６３ｂの画像に基づいて、吸着ノズル９６ａの位置を特定することができる。一方で、基準マーク６３ｂを用いないで電子部品Ｐ２の芯ずれ量を検出する場合において、基準マーク部材６０を退避位置に退避させると、撮像装置７０によって基準マーク６３ｂが撮像されず、基準マーク６３ｂが電子部品Ｐ２とともに写らないので、基準マーク６３ｂが電子部品Ｐ２の一部と認識されることが無く、電子部品Ｐ２の芯ずれ量の誤検出が防止される。
【００４２】
また、図２の（Ａ）に示すように、基準マーク部材６０が「測定位置」に揺動された際には、基準マーク部材６０がアクチュエータ６５によって位置決め部材６４に押圧される。これにより、基準マーク部材６０の揺動が、位置決め部材６４に押圧されることによって規制されるので、精度高く基準マーク部材６０が「測定位置」に位置決めされ、この結果、精度高く基準マーク６３ｂが位置決めされることにより精度高く吸着ノズル９６ａの水平方向位置を特定することができる。
【００４３】
また、図３の（Ａ）に示すように、基準マーク部材６０はアクチュエータ６５によって第１面６４ｂ及びこれと異なる方向に延在する第２面６４ｃに押圧される。これにより、基準マーク部材６０は、第１面６４ｂ及び第２面６４ｃに点接触した状態で押圧されるので、基準マーク部材６０の水平方向位置が規制される。このため、より精度高く、基準マーク部材６０が「測定位置」に位置決めされる。
【００４４】
また、図２の（Ａ）に示すように、制御部５０（位置特定手段）は、基準マーク部材６０が「測定位置」にある際に、撮像装置７０によって撮像された基準マーク６３ｂ及び吸着ノズル９６ａで吸着された電子部品Ｐ１を含む画像に基づき、吸着ノズル９６ａに対する電子部品Ｐ１の位置を特定する。これにより、基準マーク部材６０及び電子部品Ｐ１を吸着した吸着ノズル９６ａを撮像装置７０の上方において通過させて、撮像装置７０で基準マーク部材６０及び吸着ノズル９６ａで吸着された電子部品Ｐ１を撮像させることにより、吸着ノズル９６ａの中心線９６ｃに対する電子部品Ｐ１の芯ずれ量を検出することができる。このため、電子部品Ｐ１を吸着した吸着ノズル９６ａを撮像装置７０上で停止させること無く電子部品Ｐ１の芯ずれ量を検出するオン・ザ・フライ検出を行うことができ、プリント基板７５の実装のタクトタイムを短縮することができる。
【００４５】
また、図２の（Ａ）に示すように、基準マーク部材６０が「測定位置」にある状態において、基準マーク６３ｂ及び吸着ノズル９６ａによって吸着されている電子部品Ｐ１は、撮像装置７０が撮像することができる範囲の被写界深度内（図２の（Ａ）において２点鎖線で示す範囲）に位置している。このため、撮像装置７０のレンズ絞りを開放することにより、撮像装置７０での露光時間を短縮したとしても、基準マーク６３ｂが撮像装置７０によって明瞭に撮像されるので、撮像装置７０上を通過する吸着ノズル９６ａの移動速度を高め、プリント基板７５の実装のタクトタイムを短縮させることができる。
【００４６】
上記説明した実施形態では、吸着ノズル９６ａが装着ヘッド９５に対して鉛直方向に昇降可能に設けられているが、装着ヘッド９５が基台８３に対して鉛直方向に移動可能に装架されることにより、吸着ノズル９６ａが鉛直方向に昇降する実施形態であっても差し支え無い。
【符号の説明】
【００４７】
５０…制御部（位置特定手段、ノズル位置特定手段）、 ６０…基準マーク部材、 ６３ａ…マーク面（先端面）、 ６３ｂ…基準マーク、 ６４…位置決め部材、 ６５…アクチュエータ（揺動手段）、 ７０…撮像装置、 ９５…装着ヘッド、 ９５ａ…軸支部、 ９６…吸着ヘッド、 ９６ａ…吸着ノズル、 ９６ｂ…吸着部、 ８３…基台、 １００…電子部品実装装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に対して水平方向に移動可能に装架された装着ヘッドと、
前記装着ヘッドに設けられ、下端に水平方向に延在する吸着部が形成され、電子部品を前記吸着部において吸着し、当該電子部品をプリント基板上に装着する吸着ノズルと、
前記基台に設けられ、前記吸着ノズルの下方から撮像する撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された画像に基づき、前記吸着ノズルで吸着されている電子部品の前記吸着ノズルに対する吸着位置を特定する位置特定手段を備えた電子部品実装装置であって、
先端面に基準マークが設けられ、前記装着ヘッドに水平方向に設けられた軸支部に揺動可能に取り付けられ、前記先端面が水平となる測定位置と、前記基準マークが前記撮像装置によって撮像されない退避位置との間で揺動する基準マーク部材と、
前記基準マーク部材を、前記測定位置と前記退避位置との間で揺動させる揺動手段と、
前記揺動手段によって前記基準マーク部材を前記測定位置に位置させ、前記撮像装置によって撮像された前記基準マークを含む画像に基づき、前記吸着ノズルの位置を特定するノズル位置特定手段と、を設けた電子部品実装装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記基準マーク部材が前記測定位置に揺動された際に、前記揺動手段によって前記基準マーク部材が押圧されて、前記基準マーク部材を前記測定位置に位置決めする位置決め部材を設けた電子部品実装装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記位置決め部材には、第１面及び当該第１面に対して異なる方向に延在する第２面が形成され、前記基準マーク部材は前記揺動部材によって前記第１面及び前記第２面に押圧される電子部品実装装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかにおいて、
前記位置特定手段は、前記基準マーク部材が前記測定位置にある状態で前記撮像装置によって撮像された前記基準マーク及び前記吸着ノズルで吸着された電子部品を含む画像に基づき、前記吸着ノズルに対する前記電子部品の位置を特定する電子部品実装装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記基準マーク部材が前記測定位置にある状態において、
前記基準マーク及び前記吸着ノズルによって吸着されている前記電子部品は、前記撮像装置が撮像することができる範囲の被写界深度内に位置するように構成されている電子部品実装装置。
【請求項１】
基台と、
前記基台に対して水平方向に移動可能に装架された装着ヘッドと、
前記装着ヘッドに設けられ、下端に水平方向に延在する吸着部が形成され、電子部品を前記吸着部において吸着し、当該電子部品をプリント基板上に装着する吸着ノズルと、
前記基台に設けられ、前記吸着ノズルの下方から撮像する撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された画像に基づき、前記吸着ノズルで吸着されている電子部品の前記吸着ノズルに対する吸着位置を特定する位置特定手段を備えた電子部品実装装置であって、
先端面に基準マークが設けられ、前記装着ヘッドに水平方向に設けられた軸支部に揺動可能に取り付けられ、前記先端面が水平となる測定位置と、前記基準マークが前記撮像装置によって撮像されない退避位置との間で揺動する基準マーク部材と、
前記基準マーク部材を、前記測定位置と前記退避位置との間で揺動させる揺動手段と、
前記揺動手段によって前記基準マーク部材を前記測定位置に位置させ、前記撮像装置によって撮像された前記基準マークを含む画像に基づき、前記吸着ノズルの位置を特定するノズル位置特定手段と、を設けた電子部品実装装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記基準マーク部材が前記測定位置に揺動された際に、前記揺動手段によって前記基準マーク部材が押圧されて、前記基準マーク部材を前記測定位置に位置決めする位置決め部材を設けた電子部品実装装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記位置決め部材には、第１面及び当該第１面に対して異なる方向に延在する第２面が形成され、前記基準マーク部材は前記揺動部材によって前記第１面及び前記第２面に押圧される電子部品実装装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかにおいて、
前記位置特定手段は、前記基準マーク部材が前記測定位置にある状態で前記撮像装置によって撮像された前記基準マーク及び前記吸着ノズルで吸着された電子部品を含む画像に基づき、前記吸着ノズルに対する前記電子部品の位置を特定する電子部品実装装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記基準マーク部材が前記測定位置にある状態において、
前記基準マーク及び前記吸着ノズルによって吸着されている前記電子部品は、前記撮像装置が撮像することができる範囲の被写界深度内に位置するように構成されている電子部品実装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１１５３８３（Ｐ２０１３−１１５３８３Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２９４７（Ｐ２０１１−２６２９４７）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
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