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JP2012059735A - Component mounting method and component mounting apparatus - Google Patents

Component mounting method and component mounting apparatus Download PDF

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JP2012059735A
JP2012059735A JP2010198367A JP2010198367A JP2012059735A JP 2012059735 A JP2012059735 A JP 2012059735A JP 2010198367 A JP2010198367 A JP 2010198367A JP 2010198367 A JP2010198367 A JP 2010198367A JP 2012059735 A JP2012059735 A JP 2012059735A
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JP
Japan
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component
nozzle
dark color
color region
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010198367A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Ikeda
政典 池田
Michinori Tomomatsu
道範 友松
Satoshi Furuichi
聖 古市
Masahiro Taniguchi
昌弘 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
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Publication of JP2012059735A publication Critical patent/JP2012059735A/en
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  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

【課題】ノズルによって部品を正確な位置で吸着保持し、装着する。
【解決手段】ヘッド102に複数本マトリクス状に配置され、内方が負圧となる吸着孔123を有するノズル121の先端面124を部品に当接させて部品200を吸着保持し、保持状態の部品200を基板300に装着して実装する部品実装方法であって、部品200を保持していないノズル121の先端面124を含む二次元領域を撮像手段106が撮像し、得られる画像データ400から、先端面124に配置される吸着孔123の開口部125に対応する暗色領域212を画像処理により特定し、特定された暗色領域212に基づきノズル121が部品を吸着する際の位置上の基準となるノズル121の吸着点B(121B)を導出する。
【選択図】図6
A component is sucked and held at an accurate position by a nozzle and mounted.
A plurality of nozzles arranged in a matrix in a head and having a suction hole 123 having a negative pressure on the inside are brought into contact with the component to suck and hold the component, thereby holding the component in a holding state. A component mounting method in which the component 200 is mounted on the substrate 300 and mounted, and the imaging means 106 images a two-dimensional region including the tip surface 124 of the nozzle 121 that does not hold the component 200, and the obtained image data 400 is used. A dark color region 212 corresponding to the opening 125 of the suction hole 123 arranged on the front end surface 124 is specified by image processing, and the position reference when the nozzle 121 sucks a component based on the specified dark color region 212 is used. A suction point B (121B) of the nozzle 121 is derived.
[Selection] Figure 6

Description

本願発明は、部品を部品供給部から複数のノズルを備えるヘッドによって吸着保持し、保持された部品を基板上方まで搬送し、前記部品を基板に装着して実装する部品実装機、および、当該部品実装機によって実現される部品実装方法に関し、特に両端に電極を備えた微小部品を実装する部品実装機、及び、当該部品実装機によって実現される部品実装方法に関する。   The present invention relates to a component mounter that sucks and holds a component from a component supply unit by a head including a plurality of nozzles, conveys the held component to the upper side of the substrate, and mounts the component on the substrate, and the component The present invention relates to a component mounting method realized by a mounting machine, and more particularly, to a component mounting machine for mounting a micro component having electrodes at both ends, and a component mounting method realized by the component mounting machine.

従来、部品供給部に供給される部品をノズルにより吸着保持し、基板上方まで部品を搬送し、部品を降下させて基板に取り付ける部品実装機がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a component mounting machine in which a component supplied to a component supply unit is sucked and held by a nozzle, the component is transported to the upper part of the substrate, and the component is lowered and attached to the substrate.

近年において、電子機器の小型化に伴い、電子部品の小型化が進められている。例えば、小型の電子部品、例えば、1005、0603、0402等と称されるような1辺の長さが1mmにも満たない電子部品が登場している。従って、小型の電子部品を吸着するためのノズルの先端部も径が小さくなり、高い位置精度でノズルを位置決めして小型の電子部品を吸着する必要が生じている。   In recent years, electronic components have been downsized along with downsizing of electronic devices. For example, small electronic parts, for example, electronic parts whose side length is less than 1 mm, such as 1005, 0603, 0402, and the like, have appeared. Accordingly, the diameter of the tip of the nozzle for sucking the small electronic component is also reduced, and it is necessary to position the nozzle with high positional accuracy to suck the small electronic component.

例えば、特許文献1に記載の発明は、電子部品を保持したノズルを電子部品側からノズルの回転軸方向に撮像し、画像解析することにより、ノズルの回転軸に対する傾きなどを把握している。これにより、ノズルと電子部品との位置ずれによるピックアップミスなどの発生を抑制している。   For example, the invention described in Patent Document 1 captures the inclination of the nozzle relative to the rotation axis by capturing an image of the nozzle holding the electronic component from the electronic component side in the direction of the rotation axis of the nozzle and analyzing the image. As a result, the occurrence of pick-up mistakes due to misalignment between the nozzle and the electronic component is suppressed.

また、特許文献2に記載の発明は、直接ノズルの先端部を撮像し、画像解析することにより、ノズルの回転軸に対する傾き等を把握している。   In the invention described in Patent Document 2, the inclination of the nozzle with respect to the rotation axis is grasped by directly imaging the tip of the nozzle and analyzing the image.

さらに、特許文献3に記載の発明は、ノズルの位置を認識するためのフランジをノズルの先端近傍に設け、当該フランジを撮像することで、ノズルの回転軸とノズルの先端部との位置関係を把握している。   Furthermore, in the invention described in Patent Document 3, a flange for recognizing the position of the nozzle is provided in the vicinity of the tip of the nozzle, and by imaging the flange, the positional relationship between the rotation axis of the nozzle and the tip of the nozzle is obtained. I know.

これらの技術により、ノズルの先端部の位置を正確に把握することができ、小型の電子部品の高い位置精度で吸着保持し、実装できるとしている。   With these technologies, the position of the tip of the nozzle can be accurately grasped, and it is said that it can be sucked and held and mounted with high positional accuracy of a small electronic component.

特開2002−57496号公報JP 2002-57496 A 特開平6−232599号公報JP-A-6-232599 特開2003−124696号公報JP 2003-124696 A

ところが、最近の部品実装機は、高い生産性を確保するため、複数本のノズルがマトリクス状に配置されるヘッドを備える場合が多い。このようなヘッドに備えられるノズルの先端を撮像する場合、高い照度で照明すればより高速にノズルの先端部を撮像することができるが、他のノズルによる反射光などによってハレーションが発生し、ノズルの先端部の輪郭を正確に撮像することが困難となる。一方、ハレーションを抑制するために照度を落とすと、撮像に時間がかかり、画像に多くのノイズが発生するため画像解析にも時間がかかるなど、部品実装機の生産性に影響をおよぼす。   However, recent component mounters often include a head in which a plurality of nozzles are arranged in a matrix in order to ensure high productivity. When imaging the tip of a nozzle provided in such a head, it is possible to image the tip of the nozzle at a higher speed if illuminated with high illuminance, but halation occurs due to reflected light from other nozzles, and the nozzle It becomes difficult to accurately image the contour of the tip of the. On the other hand, if the illuminance is reduced to suppress halation, it takes time for imaging, and a lot of noise is generated in the image, so that it takes time to analyze the image.

さらに、小型の電子部品を吸着保持する為、ノズルは、先端に向かって細くなるテーパ部分を先端部に有する場合があり、撮像のための照明の照度や照射角度によっては、テーパ面の影響によりノズル先端面の輪郭を正確に把握することが困難な場合もある。   Furthermore, in order to attract and hold small electronic components, the nozzle may have a tapered portion at the tip that narrows toward the tip. Depending on the illumination intensity and irradiation angle for imaging, the nozzle may be affected by the taper surface. It may be difficult to accurately grasp the contour of the nozzle tip surface.

このように、ノズル先端面の位置を部品実装機が正確に把握していない状態で、部品を吸着保持したり装着したりする場合、図11に示すように、電子部品に対しノズルが偏った荷重をかけることとなり、電子部品の欠損や破損が発生する場合がある。   In this manner, when the component mounting machine does not accurately grasp the position of the nozzle front end surface and the component is sucked and held or mounted, the nozzle is biased with respect to the electronic component as shown in FIG. A load is applied, and electronic components may be damaged or broken.

本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数本のノズルが配置されるヘッドを備えながら、ノズル先端部の撮像と画像解析とにより、小型の電子部品を高い精度で吸着保持し実装することのできる部品実装機、および、部品実装方法の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a head in which a plurality of nozzles are arranged, and picks up and holds small electronic components with high accuracy by mounting and imaging the nozzle tip. An object of the present invention is to provide a component mounting machine and a component mounting method that can be used.

上記目的を達成するために、本願発明にかかる部品実装方法は、ヘッドに複数本マトリクス状に配置され、内方が負圧となる吸着孔を有するノズルの先端面を部品に当接させて部品を吸着保持し、保持状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装方法であって、前記部品を保持していない前記ノズルの先端面を含む二次元領域を撮像手段が撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップにより得られる画像データから、前記先端面に配置される前記吸着孔の開口部に対応する暗色領域を画像処理により特定する暗色領域特定ステップと、前記暗色領域特定ステップにより特定された暗色領域に基づき前記ノズルが前記部品を吸着する際の位置上の基準となる吸着点を導出する吸着点導出ステップとを含むことを特徴としている。   In order to achieve the above object, a component mounting method according to the present invention is a component mounting method in which a plurality of nozzles are arranged in a matrix on a head and a tip end surface of a nozzle having a suction hole with a negative pressure inside is brought into contact with the component. An imaging step in which an imaging unit images a two-dimensional region including a tip end surface of the nozzle that does not hold the component. And a dark color region specifying step for specifying a dark color region corresponding to the opening of the suction hole arranged on the tip surface by image processing from the image data obtained by the imaging step, and a dark color region specifying step. And a suction point deriving step for deriving a suction point as a reference on the position when the nozzle sucks the component based on the dark color area.

これにより、開口部の内側と開口部の外周縁に該当するノズルの先端面との間の高いコントラストに基づき画像処理を行うことができるため、高い精度でノズルの吸着点を特定することが可能となる。従って小型の部品を正確な位置で吸着することができ、正確な位置に装着することが可能となる。また例えば、両端に電極が設けられる小型の部品の場合、両端の電極に均等にノズルの端面を当接させることができ、小型の部品を均等な荷重で吸着保持し、また、基板に装着することができるため、吸着や装着の際に偏荷重による部品の欠損を回避することができる。   As a result, image processing can be performed based on the high contrast between the inside of the opening and the tip surface of the nozzle corresponding to the outer peripheral edge of the opening, so that the suction point of the nozzle can be specified with high accuracy. It becomes. Therefore, a small component can be adsorbed at an accurate position and can be mounted at an accurate position. Further, for example, in the case of a small component provided with electrodes at both ends, the end face of the nozzle can be brought into contact with the electrodes at both ends evenly, and the small component is sucked and held with an equal load and mounted on the substrate. Therefore, it is possible to avoid the loss of parts due to an unbalanced load during suction or mounting.

さらに、前記撮像ステップを実行するに際し、当該部品実装機が備える照明手段の最大輝度の40%以上で前記ノズルの先端を照明する照明ステップを含んでもよい。   Furthermore, when performing the said imaging step, you may include the illumination step which illuminates the front-end | tip of the said nozzle by 40% or more of the maximum brightness | luminance of the illumination means with which the said component mounting machine is equipped.

これによれば、開口部外周縁に当たるノズルの先端面を高い輝度で撮像することができるため、高速で撮像処理を行うことができる。従って、部品実装の生産効率の向上に寄与することが可能となる。一方、高い輝度でノズルの先端部を照明した場合、ハレーションが発生したり、他のノズルからの反射により撮像により得られる画像データにノイズや乱れ等の画像の不具合が発生する可能性もあるが、本発明の場合、暗色領域に対して画像処理を行うため、高輝度の照明による上記画像データの不具合を無視して画像処理を行うことができ、高い精度で吸着点を導出することができる。   According to this, since the front end surface of the nozzle that hits the outer peripheral edge of the opening can be imaged with high luminance, the imaging process can be performed at high speed. Therefore, it becomes possible to contribute to the improvement of the production efficiency of component mounting. On the other hand, when the tip of the nozzle is illuminated with high brightness, halation may occur, or image defects such as noise and disturbance may occur in image data obtained by imaging due to reflection from other nozzles. In the case of the present invention, since the image processing is performed on the dark color region, the image processing can be performed ignoring the defect of the image data due to the high-luminance illumination, and the suction point can be derived with high accuracy. .

さらに、前記ノズルの回転中心と、前記撮像ステップ中の前記ノズルの回転位相と、前記吸着点とに基づき、前記回転位相における前記吸着点の前記回転中心からのずれである偏心値を算出する偏心値算出ステップと、前記ノズルの回転位相に基づき前記偏心値で部品の装着位置を補正する補正ステップとを含んでもよい。   Further, based on the rotation center of the nozzle, the rotation phase of the nozzle during the imaging step, and the suction point, an eccentricity that calculates an eccentric value that is a deviation of the suction point from the rotation center in the rotation phase. A value calculating step and a correcting step of correcting the mounting position of the component with the eccentric value based on the rotational phase of the nozzle.

これにより、吸着状態から所定の角度部品を回転させて基板に装着する場合でも、偏心値に基づく補正によって、正確な位置に部品を装着することが可能となる。   Thus, even when a component having a predetermined angle is rotated from the suction state and mounted on the substrate, the component can be mounted at an accurate position by correction based on the eccentricity value.

さらに、前記暗色領域特定ステップで特定された前記暗色領域の形状に関する情報である暗色形状を特定する暗色形状特定ステップと、前記開口部の形状に関する情報である開口形状を取得する開口形状取得ステップと、前記暗色形状と前記開口形状とを比較して判断することにより、前記ノズルが実装に適用できるか否かに関する情報である適否情報を作成する適否判断ステップとを含んでもよい。   Furthermore, a dark color shape specifying step that specifies a dark color shape that is information related to the shape of the dark color region specified in the dark color region specifying step, and an opening shape acquisition step that acquires an opening shape that is information related to the shape of the opening. A suitability determining step of creating suitability information, which is information regarding whether or not the nozzle can be applied to mounting, by comparing the dark color shape with the opening shape, may be included.

これによれば、暗色領域の形状に基づき、開口部の目詰まりやノズル先端面の欠損などのノズルが実装に適用できるか否かに関する情報である適否情報を正確に作成することができ、ノズルの自動交換やメンテナンスを行うか否かの判断を正確に行うことが可能となる。   According to this, on the basis of the shape of the dark color region, it is possible to accurately create suitability information, which is information on whether or not the nozzle can be applied to mounting, such as clogging of the opening portion or chipping of the nozzle tip surface. It is possible to accurately determine whether or not automatic replacement or maintenance is to be performed.

また、上記目的を達成するために、本願発明にかかる部品実装機は、内方が負圧となる吸着孔を有するノズルと、前記ノズルが複数本マトリクス状に配置されるヘッドとを備え、前記ノズルの先端面を部品に当接させて部品を吸着保持し、保持状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装機であって、前記部品を保持していない前記ノズルの先端面を含む二次元領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により得られる画像データから、前記先端面に配置される前記吸着孔の開口部に対応する暗色領域を画像処理により特定する暗色領域特定部と、前記暗色領域特定部により特定された暗色領域に基づき前記ノズルが前記部品を吸着する際の位置上の基準となる吸着点を導出する吸着点導出部とを備えることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a component mounting machine according to the present invention includes a nozzle having suction holes that have negative pressure inside, and a head in which a plurality of the nozzles are arranged in a matrix. A component mounting machine that abuts the tip surface of a nozzle against a component to suck and hold the component, and mounts and mounts the held component on a substrate, the tip surface of the nozzle not holding the component An imaging unit that captures a two-dimensional area including the image, and a dark color region specifying unit that specifies, from the image data obtained by the imaging unit, a dark color region corresponding to the opening of the suction hole disposed on the tip surface by image processing And an adsorption point deriving unit for deriving an adsorption point serving as a reference on the position when the nozzle adsorbs the component based on the dark color region specified by the dark color region specifying unit.

これにより、開口部の内側と開口部の外周縁に該当するノズルの先端面との間の高いコントラストに基づき画像処理を行うことができるため、高い精度でノズルの吸着点を特定することが可能となる。従って小型の部品を正確な位置で吸着することができ、正確な位置に装着することが可能となる。また例えば、両端に電極が設けられる小型の部品の場合、両端の電極に均等にノズルの端面を当接させることができ、小型の部品を均等な荷重で吸着保持し、また、基板に装着することができるため、吸着や装着の際に偏荷重による部品の欠損を回避することができる。   As a result, image processing can be performed based on the high contrast between the inside of the opening and the tip surface of the nozzle corresponding to the outer peripheral edge of the opening, so that the suction point of the nozzle can be specified with high accuracy. It becomes. Therefore, a small component can be adsorbed at an accurate position and can be mounted at an accurate position. Further, for example, in the case of a small component provided with electrodes at both ends, the end face of the nozzle can be brought into contact with the electrodes at both ends evenly, and the small component is sucked and held with an equal load and mounted on the substrate. Therefore, it is possible to avoid the loss of parts due to an unbalanced load during suction or mounting.

なお、前記部品実装方法が含む各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを実施することも本願発明の実施に該当する。無論、そのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本願発明の実施に該当する。   Note that executing a program for causing a computer to execute each process included in the component mounting method also corresponds to the implementation of the present invention. Of course, implementing the recording medium in which the program is recorded also corresponds to the implementation of the present invention.

本願発明によれば、高速かつ正確にノズルの吸着点を導出することができるため、部品の吸着時や装着時に発生する衝撃荷重の偏りを抑制して、小型の部品の欠損や破損を回避することが可能となる。   According to the present invention, since the suction point of the nozzle can be derived at high speed and accurately, the bias of the impact load generated at the time of suction or mounting of the component is suppressed, and the loss or damage of the small component is avoided. It becomes possible.

図1は、部品実装機を模式的に示す斜示図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a component mounting machine. 図2は、ヘッドおよび撮像手段などを示す斜示図である。FIG. 2 is a perspective view showing a head, imaging means, and the like. 図3は、ヘッドおよび撮像手段などを正面(Y軸方向)から示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the head, the imaging unit, and the like from the front (Y-axis direction). 図4は、XZ平面で仮想的に切断されたノズルを示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing the nozzle virtually cut in the XZ plane. 図5は、ノズルを下方から示す底面図である。FIG. 5 is a bottom view showing the nozzle from below. 図6は、部品実装機の機能部を機構部と共に示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing the functional unit of the component mounting machine together with the mechanism unit. 図7は、画像処理手段内の各機能部を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing each functional unit in the image processing means. 図8は、撮像手段により撮像された画像データを視覚的に示す図である。FIG. 8 is a diagram visually showing image data picked up by the image pickup means. 図9は、部品実装方法の流れを示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the component mounting method. 図10は、ノズルが部品を吸着する直前の状態を側面から一部を切り欠いて示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state immediately before the nozzle picks up the component with a part cut away from the side surface. 図11は、回転中心軸の位置情報に基づき部品を吸着する直前の状態を側面から一部を切り欠いて示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a state immediately before adsorbing a component based on the positional information of the rotation center axis, with a part cut away from the side surface. 図12は、ノズルの適否判断の流れを示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing a flow of determining whether or not a nozzle is appropriate. 図13は、画像データを視覚的に示した図である。FIG. 13 is a diagram visually showing image data. 図14は、部品回転による補正の流れを示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing a flow of correction by component rotation. 図15は、画像データにおいて回転中心と吸着点とを視覚的に示す図である。FIG. 15 is a diagram visually showing the rotation center and the suction point in the image data. 図16は、部品を吸着した状態のノズルを下方から示し、仮想的に吸着点と回転中心とを付記した図である。FIG. 16 is a diagram showing the nozzle in a state where the component is sucked from below, with the suction point and the rotation center virtually added. 図17は、図16は、部品を吸着した状態のノズルを下方から示し、仮想的に吸着点と回転中心とを付記した図であって、90度回転させた状態を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating the nozzle in a state where the component is sucked from below, and is a diagram in which the suction point and the rotation center are virtually added, and illustrates a state where the nozzle is rotated by 90 degrees.

次に本願発明にかかる部品実装機の実施の形態を説明し、当該部品実装機を用いた部品実装方法の実施の形態を説明する。   Next, an embodiment of a component mounting machine according to the present invention will be described, and an embodiment of a component mounting method using the component mounting machine will be described.

図1は、部品実装機を模式的に示す斜示図である。
同図に示すように、本実施の形態にかかる部品実装機100は、ノズル121の先端面を部品200に当接させて部品を吸着保持し、保持状態の部品200を基板300に装着して実装する装置であって、ノズル121と、ヘッド102と、撮像手段106と、照明手段107とを備えている。さらに部品実装機100は、部品供給部101と、ヘッド102をX軸方向に案内するXビーム103と、Xビーム103をY軸方向に案内するYビーム104と、部品実装機100の基礎となる基台105とを備えている。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a component mounting machine.
As shown in the figure, the component mounter 100 according to the present embodiment causes the tip surface of the nozzle 121 to abut against the component 200 to suck and hold the component, and mounts the held component 200 on the substrate 300. A device to be mounted, which includes a nozzle 121, a head 102, an imaging unit 106, and an illumination unit 107. Further, the component mounter 100 is the basis of the component mounter 100, the X beam 103 that guides the head 102 in the X-axis direction, the Y beam 104 that guides the X beam 103 in the Y-axis direction, and the component mounter 100. And a base 105.

部品供給部101には、テープフィーダ110が多数並んで配置されている。テープフィーダ110は、それぞれ部品実装機100に対し、着脱可能に取り付けられている。テープフィーダ110には、リール112に巻き付けられた状態で供給されるキャリアテープ111が取り付けられている。   A number of tape feeders 110 are arranged in the component supply unit 101 side by side. The tape feeder 110 is detachably attached to the component mounter 100, respectively. A carrier tape 111 that is supplied while being wound around a reel 112 is attached to the tape feeder 110.

図2は、ヘッドおよび撮像手段などを示す斜示図である。
図3は、ヘッドおよび撮像手段などを正面(Y軸方向)から示す図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a head, imaging means, and the like.
FIG. 3 is a diagram illustrating the head, the imaging unit, and the like from the front (Y-axis direction).

ヘッド102は、XY平面内を自在に移動し、部品供給部101から部品200を吸着保持し、搬送し、部品200を基板に装着するための装置であり、複数本のノズル121と、各ノズル121をZ軸方向に独立して往復動させる駆動手段122とを備えている。また、ヘッド102は、ノズル121をθ方向(図2参照)に回転させる第二駆動手段(図示せず)も備えている。   The head 102 is an apparatus for freely moving in the XY plane, sucking and holding the component 200 from the component supply unit 101, transporting it, and mounting the component 200 on the substrate. And driving means 122 that reciprocates independently in the Z-axis direction. The head 102 also includes second drive means (not shown) that rotates the nozzle 121 in the θ direction (see FIG. 2).

図4は、XZ平面で仮想的に切断されたノズルを示す側面図である。
図5は、ノズルを下方から示す底面図である。
FIG. 4 is a side view showing the nozzle virtually cut in the XZ plane.
FIG. 5 is a bottom view showing the nozzle from below.

ノズル121は、内方が負圧となる吸着孔123を有する部材であり、ノズル121の先端面124を部品に当接させて部品を吸着保持し部品200を直接保持する筒状の部材である。本実施の形態の場合、ノズル121の先端部は、先に向かって縮径するテーパ形状となっている。これは、ノズル121によって、小型の部品200(例えば1005、0603、0402と称される電子部品)を吸着するためである。ノズル121は、図4に示す回転中心軸Aを中心として第二駆動手段(図示せず)によりθ方向に回転する。なお、図4においては、回転中心軸Aは、ノズル121の中心を通るように記載されているが、ノズル121は、回転中心軸Aに対して偏心した吸着孔123を備える場合や、ノズル121自体が回転中心軸Aに対して傾いている場合など不確定である。   The nozzle 121 is a member having a suction hole 123 in which the inner pressure is negative. The nozzle 121 is a cylindrical member that holds the component 200 directly by holding the component by sucking and holding the tip surface 124 of the nozzle 121 to the component. . In the case of the present embodiment, the tip of the nozzle 121 has a tapered shape whose diameter is reduced toward the tip. This is because the small component 200 (for example, an electronic component called 1005, 0603, 0402) is sucked by the nozzle 121. The nozzle 121 is rotated in the θ direction by the second driving means (not shown) around the rotation center axis A shown in FIG. In FIG. 4, the rotation center axis A is described so as to pass through the center of the nozzle 121, but the nozzle 121 includes a suction hole 123 that is eccentric with respect to the rotation center axis A, or the nozzle 121. It is uncertain, for example, when it is inclined with respect to the rotation center axis A.

吸着孔123は、部品実装機100が備える真空装置(図示せず)に真空経路を介して接続される孔であり、部品200を吸着し、保持する場合は、吸着孔123の内方は負圧(大気圧よりも低い圧力)に維持され、部品200を基板300に実装する際は、吸着孔123の内方は、負圧から切り替えられて正圧(大気圧よりも高い圧力)となる。本実施の形態の場合、図5に示すように、小型の部品200を効率よく吸着するためノズル121の先端面124に位置する吸着孔123の開口部125の形状は、円形と、当該円形の直径よりも幅が狭い長円とを組み合わせた形状となっている。   The suction hole 123 is a hole connected to a vacuum device (not shown) included in the component mounting machine 100 via a vacuum path. When the component 200 is sucked and held, the inside of the suction hole 123 is negative. When the component 200 is mounted on the substrate 300 while maintaining the pressure (pressure lower than atmospheric pressure), the inside of the suction hole 123 is switched from negative pressure to positive pressure (pressure higher than atmospheric pressure). . In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the shape of the opening 125 of the suction hole 123 located on the tip surface 124 of the nozzle 121 in order to efficiently suck the small component 200 is circular, The shape is a combination of an ellipse whose width is narrower than the diameter.

撮像手段106は、部品200を保持していない状態のノズル121の先端面124を含む二次元領域を撮像する装置である。具体的にはCCDカメラやCMOSカメラなど半導体素子アレイを用いて像をデジタルで得る装置である。本実施の形態の場合、撮像手段106は、ノズル121の下方からノズル121の先端面を撮像できるように、撮像方向を上方に向けて基台105の上面に取り付けられている。   The imaging unit 106 is an apparatus that captures an image of a two-dimensional region including the tip surface 124 of the nozzle 121 in a state where the component 200 is not held. Specifically, it is a device for digitally obtaining an image using a semiconductor element array such as a CCD camera or a CMOS camera. In the case of the present embodiment, the imaging means 106 is attached to the upper surface of the base 105 with the imaging direction facing upward so that the tip surface of the nozzle 121 can be imaged from below the nozzle 121.

照明手段107は、ノズル121の先端部に光を照射し、先端面124近傍を撮像可能な明るさとする装置である。本実施の形態の場合、照明手段107は、先端面124の下方から先端面124に向いた光軸を有するLEDを備えており、当該LEDは、撮像手段106の外周縁に円周上に並べて複数個設けられている。また、照明手段107は、輝度が可変であり、輝度が0の状態から最大輝度である255まで256段階で輝度を任意に設定できるものとなっている。   The illumination unit 107 is a device that irradiates light at the tip of the nozzle 121 and sets the brightness near the tip surface 124 so that it can be imaged. In the case of the present embodiment, the illumination unit 107 includes an LED having an optical axis from the lower side of the front end surface 124 toward the front end surface 124, and the LEDs are arranged on the circumference of the outer peripheral edge of the imaging unit 106. A plurality are provided. Further, the illumination means 107 is variable in luminance, and can arbitrarily set the luminance in 256 steps from the state where the luminance is 0 to the maximum luminance of 255.

本実施の形態の場合、部品実装機100は、一組の撮像手段106と、照明手段107を備え、1本ずつノズル121の先端面124を撮像するものとしているが、例えば、撮像手段106と、照明手段107とを複数組み備え、複数本のノズル121の先端面124を同時に撮像するものでもかまわない。   In the case of the present embodiment, the component mounter 100 includes a set of imaging means 106 and illumination means 107 and images the tip surface 124 of the nozzle 121 one by one. Alternatively, a plurality of sets of illumination means 107 may be provided, and the tip surfaces 124 of the plurality of nozzles 121 may be imaged simultaneously.

これによれば、複数のノズル121における各吸着点の導出作業を短縮化することができるため好ましい。   This is preferable because the operation of deriving each suction point in the plurality of nozzles 121 can be shortened.

図6は、部品実装機の機能部を機構部と共に示すブロック図である。
図7は、画像処理手段内の各機能部を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing the functional unit of the component mounting machine together with the mechanism unit.
FIG. 7 is a block diagram showing each functional unit in the image processing means.

図8は、撮像手段により撮像された画像データを視覚的に示す図である。
同図に示すように部品実装機100は、画像処理手段131と、制御手段132と、照度調整手段133と、保持手段134とを機能部として備えている。本実施の形態の場合、画像処理手段131と、制御手段132と、照度調整手段133とは、演算装置(コンピュータ)とプログラムとによって実現される処理部であり、データなどを保持する保持手段134は、ハードディスクなどの記憶装置である。なお、それぞれは独立した装置として存在するものでもかまわない。
FIG. 8 is a diagram visually showing image data picked up by the image pickup means.
As shown in the figure, the component mounter 100 includes an image processing unit 131, a control unit 132, an illuminance adjusting unit 133, and a holding unit 134 as functional units. In the case of the present embodiment, the image processing unit 131, the control unit 132, and the illuminance adjustment unit 133 are processing units realized by an arithmetic device (computer) and a program, and holding unit 134 that holds data and the like. Is a storage device such as a hard disk. In addition, each may exist as an independent apparatus.

画像処理手段131は、撮像手段106により得られる画像データ400に基づき種々の処理を行う処理部であり、本実施の形態の場合、図7に示すように、暗色領域特定部141と、吸着点導出部142と、偏心値算出部143と、補正指示部144と、暗色形状特定部145と、適否判断部146とを備えている。   The image processing unit 131 is a processing unit that performs various processing based on the image data 400 obtained by the imaging unit 106. In the case of the present embodiment, as shown in FIG. A derivation unit 142, an eccentricity value calculation unit 143, a correction instruction unit 144, a dark color shape identification unit 145, and a suitability determination unit 146 are provided.

暗色領域特定部141は、撮像手段106により得られる画像データ400から、先端面124に配置される開口部125に対応する暗色領域212を画像処理により特定する処理部である。暗色領域特定部141は、例えば、輝度に関する閾値を設定して画像データ400を2値化することにより暗色領域212を特定する。   The dark color area specifying unit 141 is a processing part that specifies, from the image data 400 obtained by the imaging unit 106, the dark color area 212 corresponding to the opening 125 arranged on the front end surface 124 by image processing. For example, the dark color area specifying unit 141 specifies a dark color area 212 by setting a threshold value related to luminance and binarizing the image data 400.

吸着点導出部142は、暗色領域特定部141により特定された暗色領域212に基づきノズル121が部品200を吸着する際の位置上の基準となる吸着点121B(図8において仮想的に白抜きの円で示す)を導出する。例えば、暗色領域212の重心や、図10に示す小型部品200のように両端(X軸方向)に電極203がある場合は、その両端電極方向(X軸方向)のノズル121の吸着点121Bの位置をノズル121の開口125の長手方向の長さF1の中心を部品200の両端電極方向(X軸方向)に対する中心とする吸着点121Bとすればよい。   The suction point deriving unit 142 is based on the dark color region 212 specified by the dark color region specifying unit 141, and serves as a reference for the position when the nozzle 121 picks up the component 200. Derived from circle). For example, when there are electrodes 203 at both ends (X-axis direction) as in the gravity center of the dark color region 212 or the small component 200 shown in FIG. 10, the suction points 121B of the nozzle 121 in the both-end electrode direction (X-axis direction) The position may be the suction point 121B having the center of the length F1 in the longitudinal direction of the opening 125 of the nozzle 121 as the center with respect to the both-end electrode direction (X-axis direction) of the component 200.

偏心値算出部143は、ノズル121の回転中心点121A(図4における回転中心軸Aと先端面124との交点)と、当該画像データ400を得た際のノズル121の回転位相とを保持手段134や制御手段132から取得し、吸着点導出部142で導出された吸着点121Bを取得して、回転位相にひもづけられた吸着点121Bの回転中心点121Aからのずれである偏心値を算出する処理部である。本実施の形態の場合、回転中心点121Aを原点としXY平面における吸着点121Bの座標と回転位相とをひもづけた情報が偏心値となる。   The eccentric value calculation unit 143 holds the rotation center point 121A of the nozzle 121 (the intersection of the rotation center axis A and the tip surface 124 in FIG. 4) and the rotation phase of the nozzle 121 when the image data 400 is obtained. 134 and the control means 132, the adsorption point 121B derived by the adsorption point deriving unit 142 is obtained, and an eccentricity value that is a deviation from the rotation center point 121A of the adsorption point 121B linked to the rotation phase is calculated. Is a processing unit. In the case of the present embodiment, the information obtained by associating the rotation center point 121A with the coordinates of the adsorption point 121B on the XY plane and the rotation phase is the eccentric value.

補正指示部144は、ノズル121にて吸着保持した部品200をノズル121を所定の角度回転させて装着する場合に、ノズル121の装着時の回転位相に基づき偏心値算出部143で算出された偏心値で部品の装着位置を補正する指示を制御手段132に与える処理部である。   When the component 200 sucked and held by the nozzle 121 is mounted by rotating the nozzle 121 by a predetermined angle, the correction instruction unit 144 calculates the eccentricity calculated by the eccentric value calculation unit 143 based on the rotation phase when the nozzle 121 is mounted. This is a processing unit that gives an instruction to the control means 132 to correct the mounting position of the component by value.

暗色形状特定部145は、暗色領域特定部141で特定された暗色領域212の形状に関する情報である暗色形状を特定する処理部である。ここで、暗色形状とは、例えば、特定された暗色領域212のX軸方向の長さやY軸方向の長さなどの一次元の情報等でもよく、暗色領域212の面積など二次元の情報などでもよい。また、暗色領域212の周縁の形状等でもかまわない。   The dark color shape specifying unit 145 is a processing unit that specifies a dark color shape that is information related to the shape of the dark color region 212 specified by the dark color region specifying unit 141. Here, the dark color shape may be, for example, one-dimensional information such as the length in the X-axis direction and the length in the Y-axis direction of the specified dark color region 212, or two-dimensional information such as the area of the dark color region 212. But you can. Further, the shape of the periphery of the dark color area 212 may be used.

適否判断部146は、暗色形状とあらかじめ基準として特定されている開口部125の形状を示す情報である開口形状とを比較して判断することにより、ノズル121が実装に適用できるか否かに関する情報である適否情報を作成する処理部である。本実施の形態の場合、適否判断部146は、否の情報が作成された場合にのみ当該情報を制御手段132に送信するものとなっている。また、否の情報が作成される場合とは、例えば、開口形状に対して暗色形状の面積が大きすぎる場合、ノズル121の先端が欠損していると考えられるため否の情報が作成される。一方、暗色形状の面積が小さすぎる場合、開口部125が目詰まりを起こしていると考えられるため、この場合も否の情報が作成される。   The suitability determination unit 146 compares the dark color shape with the opening shape that is information indicating the shape of the opening 125 that is specified in advance as a reference, thereby determining whether the nozzle 121 can be applied to mounting. It is a processing unit that creates suitability information. In the case of the present embodiment, the suitability determination unit 146 transmits the information to the control means 132 only when the information of rejection is created. In addition, when the information of “No” is created, for example, when the area of the dark color shape is too large with respect to the opening shape, it is considered that the tip of the nozzle 121 is missing, so the information of “No” is created. On the other hand, when the area of the dark color shape is too small, it is considered that the opening 125 is clogged.

制御手段132は、ヘッド102、ノズル121、Xビーム103、Yビーム104などの部品実装機100が備える機構部の位置を駆動手段122、第二駆動手段126等を制御することにより決定すると共に、各機構部の現在位置を把握することのできる処理部である。具体的には、駆動手段122、第二駆動手段126等や機構部に設けられたエンコーダから得られる情報に基づき機構部の位置を把握するものとなっている。また、制御手段132は、画像処理手段131から取得した吸着点に基づき部品200を吸着すべき位置C(図11参照)にノズル121を正確移動させることができるものとなっている。   The control unit 132 determines the position of the mechanism unit included in the component mounting machine 100 such as the head 102, the nozzle 121, the X beam 103, and the Y beam 104 by controlling the driving unit 122, the second driving unit 126, and the like. It is a processing unit that can grasp the current position of each mechanism unit. Specifically, the position of the mechanism unit is grasped based on information obtained from the drive unit 122, the second drive unit 126, and the like or an encoder provided in the mechanism unit. Further, the control unit 132 can accurately move the nozzle 121 to a position C (see FIG. 11) where the component 200 is to be sucked based on the suction point acquired from the image processing unit 131.

照度調整手段133は、照明手段107が放射する光の強度を変化させ、各強度において得られた画像データ400に基づき画像処理に適した光の強度を決定することができる処理部である。しかし、本実施の形態の場合、照度調整手段133はあらかじめ定められた値、例えば、100以上250以下の範囲から選定される値(220など)で発光するように照明手段107を制御する。   The illuminance adjusting unit 133 is a processing unit that can change the intensity of light emitted from the illumination unit 107 and determine the intensity of light suitable for image processing based on the image data 400 obtained at each intensity. However, in the case of the present embodiment, the illuminance adjusting unit 133 controls the illuminating unit 107 to emit light with a predetermined value, for example, a value selected from a range of 100 or more and 250 or less (220 or the like).

保持手段134は、各種情報が記憶されている装置である。保持手段134が記憶している情報としては、ノズル121の種類を示す情報であるノズル種とノズル121の開口部125の形状を示す開口形状とが対応づけられたノズル情報135等を例示できる。   The holding unit 134 is a device that stores various types of information. Examples of the information stored in the holding unit 134 include nozzle information 135 in which a nozzle type that is information indicating the type of the nozzle 121 and an opening shape that indicates the shape of the opening 125 of the nozzle 121 are associated with each other.

次に、上記部品実装機100を用いた部品実装方法を説明する。
図9は、部品実装方法の流れを示すフローチャートである。
Next, a component mounting method using the component mounter 100 will be described.
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the component mounting method.

まず、測定対象となるノズル121を撮像手段106の上方に移動させる(S101:移動ステップ)。   First, the nozzle 121 to be measured is moved above the imaging means 106 (S101: moving step).

次に、照度調整手段133は、照明手段107の光の輝度を照明手段107の最大輝度の40%以上(好ましくは、最大輝度の40%以上、98%以下、より好ましくは最大輝度の45%以上、93%以下)で前記ノズルの先端を照明する。この程度の輝度で照明すれば、良好な画像データ400を3msec程度で取得することが可能となる。これにより、撮像処理に要する時間を短縮することができ、部品実装機100の生産効率を向上させることが可能となる。   Next, the illuminance adjusting unit 133 sets the luminance of the light of the illuminating unit 107 to 40% or more of the maximum luminance of the illuminating unit 107 (preferably 40% to 98% of the maximum luminance, more preferably 45% of the maximum luminance). The tip of the nozzle is illuminated at 93% or less. If illumination is performed at such a brightness level, good image data 400 can be acquired in about 3 msec. Thereby, the time required for the imaging process can be shortened, and the production efficiency of the component mounting machine 100 can be improved.

本実施の形態の場合、最大輝度は255であるため、おおよそ100以上の値で照明すればよい。一方、輝度を250(最大輝度の98%)よりも大きく設定すると、光が、部品実装機100が備える他のカメラに進入する可能性が高くなるため好ましくない。具体的には輝度を220(最大輝度の88%)に固定して照明を行っている(S104:照明ステップ)。   In the case of the present embodiment, the maximum luminance is 255, and thus illumination may be performed with a value of approximately 100 or more. On the other hand, if the luminance is set to be larger than 250 (98% of the maximum luminance), the possibility that light will enter another camera included in the component mounter 100 is not preferable. Specifically, illumination is performed with the luminance fixed at 220 (88% of the maximum luminance) (S104: illumination step).

次に、照明ステップ(S104)においてあらかじめ定められた輝度(例えば220)で照明手段107がノズル121先端部を照明し、ノズル121の先端面124を含む二次元領域を撮像手段106が撮像する(S107:撮像ステップ)。   Next, the illumination unit 107 illuminates the tip of the nozzle 121 with a predetermined brightness (for example, 220) in the illumination step (S104), and the imaging unit 106 images a two-dimensional region including the tip surface 124 of the nozzle 121 ( S107: Imaging step).

図8において、暗色領域212は、開口部125を示す像であり、明色領域213は、開口部125以外の先端面124や、ノズル121のテーパ部分を示す像である。また、同図は画像データ400を線図により表しているため、境界が明確であるが、実際の画像データ400において、境界は不明確である。特に明色領域213は、テーパ部分を含んでいるため非常にぼやけた境界となる。   In FIG. 8, the dark color region 212 is an image showing the opening 125, and the light color region 213 is an image showing the tip surface 124 other than the opening 125 and the tapered portion of the nozzle 121. In addition, since the image data 400 is represented by a diagram in the figure, the boundary is clear, but in the actual image data 400, the boundary is unclear. In particular, the light color region 213 includes a tapered portion and thus becomes a very blurred boundary.

次に、撮像ステップS104により得られる画像データ400から、暗色領域特定部141が開口部125を示す領域である暗色領域212を画像処理により特定する(S110:暗色領域特定ステップ)。   Next, from the image data 400 obtained in the imaging step S104, the dark color area specifying unit 141 specifies the dark color area 212 that is an area indicating the opening 125 by image processing (S110: dark color area specifying step).

暗色領域212の特定において、得られる画像データ400のノズル121の先端部分のエッジなどの像は、ハレーションなどによりぼやけている可能性もあるが、Z軸方向に吸着孔123は細く長い孔(図3参照)であるため、照明手段107の輝度にあまり影響を受けることなく、開口部125の像は安定して暗色を呈している。従って、暗色領域212画像処理にシンプルな2値化の画像処理方法を採用したとしても、暗色領域212を抽出することにより、安定かつ正確に暗色領域212を特定することが可能となる。   In specifying the dark color region 212, an image such as the edge of the tip of the nozzle 121 of the obtained image data 400 may be blurred due to halation or the like, but the suction hole 123 is narrow and long in the Z-axis direction (see FIG. 3), the image of the opening 125 is stably dark with little influence on the luminance of the illumination means 107. Therefore, even if a simple binarized image processing method is adopted for the dark color area 212 image processing, the dark color area 212 can be specified stably and accurately by extracting the dark color area 212.

例えば、開口部125以外は比較的高い反射率であるため、得られる画像データ400は、暗色領域212以外は高い輝度となる。一方、開口部125は安定した暗色となる。従って、画像データ400を所定の輝度を閾値として2値化することにより、暗色領域212の探索及び特定は容易かつ正確に行うことが可能となる。   For example, since the non-opening portion 125 has a relatively high reflectance, the obtained image data 400 has a high luminance except for the dark color region 212. On the other hand, the opening 125 has a stable dark color. Therefore, by binarizing the image data 400 with a predetermined luminance as a threshold value, the dark color area 212 can be searched and specified easily and accurately.

次に、特定された暗色領域212に基づき、ノズル121が部品200を吸着し装着する際の位置的基準となる吸着点121Bを吸着点導出部142が導出する(S113:導出ステップ)。具体的には、吸着点導出部142が、画像データ400における暗色領域212の重心(または中心)を求める。一方、制御手段132から撮像時のノズル121の回転中心軸Aのノズル121の先端面124におけるXY平面上の位置情報(ノズル121の回転中心点121Aの位置情報)を取得する。そして、これら二つのデータから、ノズル121が部品200を吸着し装着する際のノズル121の先端面124におけるXY平面上の位置の基準となる吸着点121Bを導出する。   Next, based on the specified dark color region 212, the suction point deriving unit 142 derives a suction point 121B that serves as a positional reference when the nozzle 121 sucks and mounts the component 200 (S113: derivation step). Specifically, the suction point deriving unit 142 obtains the center of gravity (or center) of the dark color region 212 in the image data 400. On the other hand, position information (position information of the rotation center point 121A of the nozzle 121) on the XY plane of the tip surface 124 of the nozzle 121 of the rotation center axis A of the nozzle 121 at the time of imaging is acquired from the control unit 132. Then, from these two data, a suction point 121B serving as a reference for the position on the XY plane of the tip surface 124 of the nozzle 121 when the nozzle 121 sucks and mounts the component 200 is derived.

本実施の形態の場合、8本のノズル121に対し、それぞれ吸着点121Bが導出できるように前記処理を繰り返す。   In the case of the present embodiment, the above process is repeated so that the suction points 121B can be derived for the eight nozzles 121, respectively.

図10は、ノズルが部品を吸着する直前の状態を側面(Y軸方向)から一部を切り欠いて示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing a state immediately before the nozzle sucks a part, with a part cut away from the side surface (Y-axis direction).

図11は、回転中心軸の位置情報に基づき部品を吸着する直前の状態を側面(Y軸方向)から一部を切り欠いて示す図である。   FIG. 11 is a diagram showing a state immediately before adsorbing a component based on position information of the rotation center axis, with a part cut away from the side surface (Y-axis direction).

上記部品実装機100を用い上記部品実装方法を適用すれば、図10に示すように、ノズル121が傾いていたり曲がっていたりして回転中心軸Aと、吸着孔123の開口部125の重心である吸着点B(121B)とがずれた場合であっても、および/あるいは、加工時の不具合によりノズル121に対し吸着孔123が偏心した状態で設けられているため、回転中心軸Aと吸着点Bとがずれた場合であっても、部品実装機100は、吸着点B(121B)の位置を正確に把握しているため、部品200の中心位置Cと吸着点B(121B)とをXY平面において正確に一致させることが可能となる。従って、ノズル121が部品200に均等に荷重をかけることができ、部品200の欠損や破損を回避することが可能となる。   If the component mounting method is applied using the component mounting machine 100, the nozzle 121 is inclined or bent as shown in FIG. 10, so that the rotation center axis A and the center of gravity of the opening 125 of the suction hole 123 are Even when the suction point B (121B) is deviated and / or because the suction hole 123 is eccentric with respect to the nozzle 121 due to a malfunction during processing, the suction center B and the suction center B are attracted. Even when the point B is deviated, the component mounting machine 100 accurately grasps the position of the suction point B (121B), so the center position C and the suction point B (121B) of the component 200 are determined. It is possible to accurately match in the XY plane. Therefore, the nozzle 121 can apply a load evenly to the component 200, and it is possible to avoid the loss or breakage of the component 200.

具体的には、ノズル121の先端面124の径が0.3mmであり、部品200が1005と称される小型部品であった場合、本願発明を採用することなく前記ノズル121で前記部品200を吸着した場合、吸着点B(121B)が回転中心軸Aの回転中心点121A、および/あるいは、ノズル121の先端面124の中心(ノズル外形の中心)からずれることによって発生するミス(部品200の欠損や吸着ができない、立ち吸着など)の発生確率が0.02%であったのに対し、本願発明を採用することにより、10000個の部品200を吸着した結果ミスを確認することはできなかった。   Specifically, when the diameter of the tip surface 124 of the nozzle 121 is 0.3 mm and the component 200 is a small component referred to as 1005, the nozzle 200 is used to dispose the component 200 without adopting the present invention. When sucked, a mistake (of the component 200) occurs when the suction point B (121B) is deviated from the rotation center point 121A of the rotation center axis A and / or the center of the tip surface 124 of the nozzle 121 (center of the nozzle outer shape). The probability of occurrence of deficiency and adsorption, standing adsorption, etc.) was 0.02%, but by adopting the present invention, it is not possible to confirm a mistake as a result of adsorbing 10,000 parts 200 It was.

次に、ノズル121が実装に適用できるか否かを判断するステップについて説明する。
図12は、ノズルの適否判断の流れを示すフローチャートである。
Next, the step of determining whether or not the nozzle 121 can be applied for mounting will be described.
FIG. 12 is a flowchart showing a flow of determining whether or not a nozzle is appropriate.

まず、暗色領域特定ステップ(S110)で特定された暗色領域212の形状に関する情報である暗色形状を暗色形状特定部145が特定する(S201:暗色形状特定ステップ)。   First, the dark color shape specifying unit 145 specifies a dark color shape, which is information regarding the shape of the dark color region 212 specified in the dark color region specifying step (S110) (S201: dark color shape specifying step).

ここで、暗色形状とは、例えば、図13に示すように、暗色領域212のX軸方向における最長の長さF1(長手方向の長さ)や、Y軸方向における最長の長さF2(短手方向の長さ)、暗色領域の面積S等である。また、これらの情報が組み合わされたものも暗色形状である。   Here, for example, as shown in FIG. 13, the dark color shape is the longest length F1 (longitudinal length) in the X-axis direction of the dark color region 212 or the longest length F2 (short) in the Y-axis direction. The length in the hand direction), the area S of the dark area, and the like. A combination of these pieces of information also has a dark color shape.

次に、適否判断部146は、保持手段134に保持されているノズル情報135から開口部125の形状に関する情報である開口形状を取得する(S204:開口形状取得ステップ)。   Next, the suitability determination unit 146 acquires an opening shape that is information related to the shape of the opening 125 from the nozzle information 135 held in the holding unit 134 (S204: opening shape acquisition step).

ここで、開口形状とは、ノズル121の開口部125の実際の形状であり、前記暗色形状であるX軸方向における最長の長さF1や、Y軸方向における最長の長さF2、面積S等に対応したデータである。なお、開口形状は設計値でもよく、また、実測値でもかまわない。   Here, the opening shape is the actual shape of the opening 125 of the nozzle 121, and is the longest length F1 in the X-axis direction, which is the dark color shape, the longest length F2 in the Y-axis direction, the area S, and the like. It is data corresponding to. The opening shape may be a design value or an actual measurement value.

次に、適否判断部146は、暗色形状を暗色形状特定部145から取得して開口形状と比較することによりノズル121が実装に適用できるか否かを判断する(S207:適否判断ステップ)。   Next, the suitability determination unit 146 determines whether the nozzle 121 can be applied to mounting by acquiring the dark color shape from the dark color shape specifying unit 145 and comparing it with the opening shape (S207: suitability determination step).

例えば、適否判断部146は、暗色領域212のX軸方向における最長の長さF1に基づき適否の判断を行う。すなわち、F1がこれに対応する開口形状よりも長い場合(画像解析により発生する誤差範囲よりも長い場合)は、ノズル121の先端に欠損や破損があるとして否と判断する。また、F1が所定の長さ(例えば開口形状の90%)より短い場合、ノズル121が許容範囲を超えて目詰まりしているとして否と判断する。   For example, the suitability determination unit 146 determines suitability based on the longest length F1 of the dark color region 212 in the X-axis direction. That is, when F1 is longer than the corresponding opening shape (when it is longer than the error range generated by image analysis), it is determined that the tip of the nozzle 121 is missing or damaged. When F1 is shorter than a predetermined length (for example, 90% of the opening shape), it is determined that the nozzle 121 is clogged beyond the allowable range.

なお、適否判断部146は、これらの判断をF2やSに関しても行い、総合的に適否を判断してもよい。   In addition, the suitability determination unit 146 may make these determinations regarding F2 and S, and may comprehensively determine suitability.

以上により、適否判断部146が否と判断した場合、否の旨を示す適否情報を作成する(S210:情報作成ステップ)。   As described above, when the suitability determination unit 146 determines NO, the suitability information indicating NO is created (S210: information creation step).

なお、本実施の形態では適否判断情報として否の情報のみ作成したが、適否判断情報として適の情報のみ作成してもよく、また、適か否かのいずれかの情報を判断に伴って作成してもかまわない。   Note that in this embodiment, only the information of “no” is created as the suitability judgment information, but only the appropriate information may be created as the suitability judgment information, and any information of suitability is created according to the judgment. It doesn't matter.

以上の適否情報を制御手段132が取得することにより、ノズル121の交換を行ったり、ノズル121に不具合が発生していることを報知することが可能となる。これにより、部品実装機100の不具合の発生を回避して、実装基板製造の歩留まりを向上させることが可能となる。   When the control unit 132 acquires the above suitability information, it is possible to replace the nozzle 121 or to notify that a problem has occurred in the nozzle 121. As a result, it is possible to avoid the occurrence of problems in the component mounting machine 100 and improve the yield of the mounting board manufacturing.

次に、吸着保持された部品200を所定の角度回転させた上で実装する場合の補正に関するステップについて説明する。   Next, a description will be given of steps relating to correction when the component 200 held by suction is mounted after being rotated by a predetermined angle.

図14は、部品回転による補正の流れを示すフローチャートである。
まず、偏心値算出部143は、回転中心軸AのXY平面上の位置である回転中心点A(121)と、撮像ステップ(S107)において撮像した際のノズル121の基準位置(例えばノズル121を回転させるためのサーボモータに定められる基準位置などであり、ヘッド102に対して任意に定める位置などである。具体的には、Xビーム103の長手方向(X軸方向)と吸着孔123の長手方向が平行となる位置などである。)からの回転角度を示す情報である回転位相とを制御手段132から取得する。また、偏心値算出部143は、吸着点B(121B)を吸着点導出部142から取得する(S301:取得ステップ)。そして偏心値算出部143は、取得した回転位相における吸着点B(121B)の回転中心Aからのずれである偏心値を算出する(S304:偏心値算出ステップ)。
FIG. 14 is a flowchart showing a flow of correction by component rotation.
First, the eccentricity value calculation unit 143 sets the rotation center point A (121), which is the position on the XY plane of the rotation center axis A, and the reference position (for example, the nozzle 121) of the nozzle 121 when imaged in the imaging step (S107). A reference position or the like determined by a servo motor for rotation, and a position arbitrarily determined with respect to the head 102. Specifically, the longitudinal direction (X-axis direction) of the X beam 103 and the longitudinal direction of the suction hole 123 The rotation phase, which is information indicating the rotation angle from the position where the directions are parallel, etc.) is acquired from the control means 132. Further, the eccentric value calculation unit 143 acquires the adsorption point B (121B) from the adsorption point deriving unit 142 (S301: acquisition step). And the eccentric value calculation part 143 calculates the eccentric value which is a shift | offset | difference from the rotation center A of the adsorption | suction point B (121B) in the acquired rotational phase (S304: Eccentric value calculation step).

次に、制御手段132は、部品200を吸着保持した際のノズル121の回転位相に対し、前記部品200を実装する際のノズル121の回転位相が異なる場合、偏心値算出部143で算出された偏心値に基づき部品の装着位置を補正する(S307:補正ステップ)。   Next, when the rotational phase of the nozzle 121 when mounting the component 200 is different from the rotational phase of the nozzle 121 when the component 200 is sucked and held, the control means 132 is calculated by the eccentricity value calculation unit 143. The component mounting position is corrected based on the eccentric value (S307: correction step).

具体的に例えば、偏心値算出部143は、図15に示すように、ノズル121の回転中心点A(121A)を原点とした極座標として補正値を算出する。そして部品実装機100は、図16に示すように部品200を部品供給部101にてノズル121で部品200を吸着保持し、図17に示すように、ノズル121に吸着保持された部品200を90度回転させて装着する場合、極座標で示された補正値を考慮した位置に基づき基板300に部品200を装着する。   Specifically, for example, as shown in FIG. 15, the eccentric value calculation unit 143 calculates the correction value as polar coordinates with the rotation center point A (121A) of the nozzle 121 as the origin. Then, the component mounting machine 100 sucks and holds the component 200 with the nozzle 121 by the component supply unit 101 as shown in FIG. 16, and the component 200 sucked and held by the nozzle 121 as shown in FIG. In the case of mounting with rotation, the component 200 is mounted on the board 300 based on the position in consideration of the correction value indicated by polar coordinates.

以上の様に、偏心値を算出し、部品200の回転に対応した補正を行うことで、正確な位置に部品200を装着することが可能となる。   As described above, it is possible to mount the component 200 at an accurate position by calculating the eccentric value and performing correction corresponding to the rotation of the component 200.

なお、偏心値は、極座標に限定される訳ではなく、直交座標など任意の方法で表現することができる。   The eccentricity value is not limited to polar coordinates, and can be expressed by any method such as orthogonal coordinates.

また、ノズル121の吸着点121Bを導出する時は、部品供給部101より部品200を吸着する場合や基板300に部品200を装着(実装)する場合において、その吸着や装着の高さ、および/あるいは、その吸着や装着の姿勢で行ってもよい。これにより、ノズル121のずれなどにより回転中心点121Aと吸着点121Bとが異なる場合であっても、回転中心点121Aとの偏心値が考慮されたノズル121の吸着点121Bとして導出することが可能で、小型の電子部品を高い位置精度で吸着保持し実装することができる。   Further, when the suction point 121B of the nozzle 121 is derived, when the component 200 is sucked from the component supply unit 101 or when the component 200 is mounted (mounted) on the board 300, the suction and mounting heights, and / or Or you may carry out with the attitude | position of the adsorption | suction or mounting | wearing. As a result, even if the rotation center point 121A and the suction point 121B are different due to the displacement of the nozzle 121 or the like, it can be derived as the suction point 121B of the nozzle 121 in consideration of the eccentric value with respect to the rotation center point 121A. Therefore, it is possible to hold and mount a small electronic component with high positional accuracy.

また、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、特許請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を
施して得られる変形例も本願発明に含まれる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, another embodiment realized by arbitrarily combining the components described in this specification may be used as an embodiment of the present invention. In addition, the present invention also includes modifications obtained by making various modifications conceivable by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention, that is, the meanings indicated in the claims. included.

本願発明は、電子部品をプリント基板などに表面に実装して実装基板を製造する実装基板生産工程に適用することができる。   The present invention can be applied to a mounting board production process in which an electronic component is mounted on a surface of a printed board or the like to manufacture a mounting board.

100 部品実装機
101 部品供給部
102 ヘッド
103 Xビーム
104 Yビーム
105 基台
106 撮像手段
107 照明手段
110 テープフィーダ
111 キャリアテープ
112 リール
121 ノズル
121A 回転中心点
121B 吸着点(仮想)
122 駆動手段
123 吸着孔
124 先端面
125 開口部
126 第二駆動手段
131 画像処理手段
132 制御手段
133 照度調整手段
134 保持手段
135 ノズル情報
141 暗色領域特定部
142 吸着点導出部
143 偏心値算出部
144 補正指示部
145 暗色形状特定部
146 適否判断部
200 部品
212 暗色領域
213 明色領域
300 基板
400 画像データ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Component mounting machine 101 Component supply part 102 Head 103 X beam 104 Y beam 105 Base 106 Imaging means 107 Illumination means 110 Tape feeder 111 Carrier tape 112 Reel 121 Nozzle 121A Rotation center point 121B Adsorption point (virtual)
122 driving means 123 suction hole 124 tip surface 125 opening 126 second driving means 131 image processing means 132 control means 133 illuminance adjustment means 134 holding means 135 nozzle information 141 dark color area specifying part 142 suction point deriving part 143 eccentricity value calculating part 144 Correction instruction unit 145 Dark color shape specifying unit 146 Suitability determining unit 200 Parts 212 Dark color region 213 Light color region 300 Substrate 400 Image data

Claims (5)

ヘッドに複数本マトリクス状に配置され、内方が負圧となる吸着孔を有するノズルの先端面を部品に当接させて部品を吸着保持し、保持状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装方法であって、
前記部品を保持していない前記ノズルの先端面を含む二次元領域を撮像手段が撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにより得られる画像データから、前記先端面に配置される前記吸着孔の開口部に対応する暗色領域を画像処理により特定する暗色領域特定ステップと、
前記暗色領域特定ステップにより特定された前記暗色領域に基づき前記ノズルが前記部品を吸着する際の位置上の基準となる吸着点を導出する吸着点導出ステップと
を含む部品実装方法。
A plurality of nozzles are arranged in a matrix on the head, the tip of the nozzle having suction holes with negative pressure on the inside is brought into contact with the component to suck and hold the component, and the held component is mounted on the board and mounted A component mounting method for
An imaging step in which an imaging means images a two-dimensional region including the tip surface of the nozzle not holding the component;
From the image data obtained by the imaging step, a dark color region specifying step for specifying a dark color region corresponding to the opening of the suction hole arranged on the tip surface by image processing;
A component mounting method comprising: a suction point deriving step for deriving a suction point that serves as a reference on the position when the nozzle sucks the component based on the dark color region specified in the dark color region specifying step.
さらに、
前記撮像ステップを実行するに際し、当該部品実装機が備える照明手段の最大輝度の40%以上で前記ノズルの先端を照明する照明ステップ
を含む請求項1に記載の部品実装方法。
further,
The component mounting method according to claim 1, further comprising: an illuminating step of illuminating a tip of the nozzle with 40% or more of a maximum luminance of an illuminating unit included in the component mounting machine when performing the imaging step.
さらに、
前記ノズルの回転中心と、前記撮像ステップ中の前記ノズルの回転位相と、前記吸着点とに基づき、前記回転位相における前記吸着点の前記回転中心からのずれである偏心値を算出する偏心値算出ステップと、
前記ノズルの回転位相に基づき前記偏心値で前記部品の装着位置を補正する補正ステップと
を含む請求項1に記載の部品実装方法。
further,
Based on the rotation center of the nozzle, the rotation phase of the nozzle during the imaging step, and the suction point, an eccentric value calculation that calculates an eccentric value that is a deviation of the suction point from the rotation center in the rotation phase. Steps,
The component mounting method according to claim 1, further comprising: a correction step of correcting the mounting position of the component with the eccentric value based on the rotation phase of the nozzle.
さらに、
前記暗色領域特定ステップで特定された前記暗色領域の形状に関する情報である暗色形状を特定する暗色形状特定ステップと、
前記開口部の形状に関する情報である開口形状を取得する開口形状取得ステップと、
前記暗色形状と前記開口形状とを比較して判断することにより、前記ノズルが実装に適用できるか否かに関する情報である適否情報を作成する適否判断ステップと
を含む請求項1に記載の部品実装方法。
further,
A dark color shape specifying step for specifying a dark color shape which is information relating to the shape of the dark color region specified in the dark color region specifying step;
An opening shape obtaining step for obtaining an opening shape which is information on the shape of the opening;
The component mounting according to claim 1, further comprising: determining whether or not the nozzle is applicable to mounting by determining whether the nozzle is applicable for mounting by comparing and determining the dark color shape and the opening shape. Method.
内方が負圧となる吸着孔を有するノズルと、前記ノズルが複数本マトリクス状に配置されるヘッドとを備え、前記ノズルの先端面を部品に当接させて部品を吸着保持し、保持状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装機であって、
前記部品を保持していない前記ノズルの先端面を含む二次元領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られる画像データから、前記先端面に配置される前記吸着孔の開口部に対応する暗色領域を画像処理により特定する暗色領域特定部と、
前記暗色領域特定部により特定された暗色領域に基づき前記ノズルが前記部品を吸着する際の位置上の基準となる吸着点を導出する吸着点導出部と
を備える部品実装機。
A nozzle having a suction hole with a negative pressure inside, and a head in which a plurality of nozzles are arranged in a matrix, the tip surface of the nozzle is brought into contact with the component, and the component is sucked and held, and the holding state A component mounter for mounting and mounting the component on a board,
An imaging means for imaging a two-dimensional region including a tip surface of the nozzle not holding the component;
From the image data obtained by the imaging means, a dark color region specifying unit for specifying a dark color region corresponding to the opening of the suction hole arranged on the tip surface by image processing;
A component mounting machine comprising: a suction point deriving unit for deriving a suction point serving as a reference on the position when the nozzle sucks the component based on the dark color region specified by the dark color region specifying unit.
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