JPH1174700A

JPH1174700A - 部品撮像装置

Info

Publication number: JPH1174700A
Application number: JP10167935A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Honda; 弘本田; Yutaka Ogura; 豊小倉; Koji Hiraoka; 浩次平岡; Hiroshi Anzai; 洋安西
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 1999-03-16
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: JP4197764B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、複数の吸着ノズルに吸着され
た各部品を高精度でしかも高速に撮像できる部品撮像装
置を提供する。【解決手段】複数の吸着ノズル１４ａ〜１４ｄにより
吸着されたそれぞれの部品の吸着状態が，各吸着ノズル
に対応して設けられる撮像手段により撮像される。吸着
ノズルで吸着された部品の像は、走査ミラー５により撮
像手段の方向に導かれる。走査ミラーはミラー移動機構
１２、１３により各吸着ノズルで吸着された部品位置に
順次進入させる。このとき、走査ミラーは撮像手段に撮
像される部品の映像が静止画像となるように移動され
る。走査ミラーが各吸着ノズルで吸着された部品の下部
に順次進入して、各部品の静止像が関連する撮像手段で
撮像されるので、高精度及び高速な撮像が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品撮像装置、更
に詳細には、電子部品を基板へ自動装着する装置に使用
され、電子部品を吸着する吸着ノズルに吸着された電子
部品の吸着状態を撮像する部品撮像装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を基板へ自動装着する装置（マ
ウンタ）では、電子部品供給部から供給される電子部品
は、移載ヘッドに設けられた吸着ノズルによりピックア
ップされ、その後移載ヘッドが基板方向にＸＹ移動して
電子部品が基板に搭載される。従来では、基板に向かう
途中に電子部品を撮像する部品認識用カメラが本体側に
配置されており、移載ヘッドはＸＹ移動するとき一旦こ
の部品認識用カメラのところに停止あるいは所定速度で
通過し、電子部品の撮像が行なわれる。この撮像結果が
画像処理装置で処理され、部品の姿勢（傾き）及び重心
位置が算出され、その値から装着する基板に対し所定の
姿勢と位置になるように補正が行なわれ、移載ヘッドが
基板へＸＹ移動して、電子部品が正しく基板上に装着さ
れる。

【０００３】しかしながら、前述した方法では必ず電子
部品を撮像する部品認識用カメラの設置した場所に、移
載ヘッドがＸＹ移動して一旦停止あるいは所定速度で通
過しなければならないので、電子部品の基板に対する装
着速度は低下してしまうという問題があった。

【０００４】そこで上記問題を解決する方法として、特
開平３−２６５１９８、特開平４−１０７９８６及び特
開平６−１２０６９４などでは、移載ヘッド自体に部品
認識用カメラを搭載する構成が提案されている。これら
の構成では、吸着ノズルに吸着された電子部品の真下の
位置に、電子部品の映像を部品認識用カメラに導くミラ
ーが傾斜配置されている。このミラーは、吸着ノズルが
電子部品供給部から供給される電子部品を吸着すると
き、もしくは基板上に電子部品を装着するときには、吸
着ノズル下方位置より外れた退避位置をとるような構造
となっており、移載ヘッドが基板へ移動中に、吸着ノズ
ルで吸着された電子部品の映像が撮像できるので、電子
部品の基板への装着速度を向上させることができる。

【０００５】また、特開平３−２９３８００では、複数
の吸着ノズルを搭載した移載ヘッドと、吸着ノズルに吸
着された電子部品の真下の位置に傾斜配置されたミラー
並びに電子部品の映像を部品認識用カメラに導く光学系
を部品認識用カメラと一体化した認識ユニットが設けら
れ、この認識ユニットが、順次吸着ノズルのところに移
動して、複数の吸着ノズルで吸着された電子部品の映像
を順次認識可能としている。この方法は、上記方法と同
様に移載ヘッドが基板へ移動中に吸着ノズルで吸着され
た電子部品の映像を撮像できる構造となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、装着速
度を上げるために、電子部品供給部から複数の電子部品
を同時に又は、１個ずつ吸着するには、１直線上に複数
の吸着ノズルを移載ヘッドに設置しなければならない。

【０００７】従って、前述した３件の公開公報に記載の
構成では、複数の吸着ノズルに吸着された電子部品を移
載ヘッドに配置した部品認識用カメラで認識するために
は、吸着ノズルに吸着された電子部品の真下の位置の傾
斜配置されたミラーを複数配置しなければならない。実
装密度の高い基板などは吸着ノズルピッチを短くした方
が速く電子部品が実装できるので、移載ヘッドに吸着ノ
ズルを複数設ける場合は、吸着ノズルの取り付けピッチ
は小さくされており、特開平３−２６５１９８あるいは
特開平６−１２０６９４などでは、吸着ノズルピッチを
短くするとミラーの退避スペースが確保できなくなる、
という問題がある。

【０００８】尚、特開平４−１０７９８６についても、
吸着された電子部品の真下の位置に傾斜配置されたミラ
ーを、部品認識時又は部品吸着、装着時に電子部品の真
下の位置に高精度で進退させなければならず、時間がか
かる、という欠点がある。

【０００９】又、特開平３−２９３８００については、
光軸が移動するので、電子部品の映像を部品認識用カメ
ラに導く光学系と部品認識用カメラ１体のユニットを毎
回高精度に位置決めする必要がある。また、部品認識用
カメラ１体のユニット移動中に吸着ノズルに吸着された
電子部品の端子面の映像を撮像する場合についても、非
常に短時間に部品を照明しなければならない。例えば、
部品認識用カメラ１体のユニットの移動速度を５００ｍ
ｍ／ｓとすると、少なくとも数μｓ以下でないと認識精
度が出ない。これは、電子シャッターを採用しても、同
様である。あるいは、部品認識用カメラ１体のユニット
を遅い速度で移動させなければならず、前者ではストロ
ボなど非常に明るい特別な照明装置を各吸着ノズルに対
して設置しなければならないので移載ヘッドに組み込む
にはスペース的に困難であり、かつかなりのコスト及び
重量アップになってしまう、という欠点があり、又、後
者では装着速度が低下する虞がある。

【００１０】従って、本発明は、このような問題点を解
決するためになされたもので、簡単な構成で、複数の吸
着ノズルに吸着された各部品を高精度でしかも高速で静
止画像を撮像できる部品撮像装置を提供することを課題
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために、複数の吸着ノズルにより吸着されたそれ
ぞれの部品の吸着状態を撮像する部品撮像装置におい
て、各吸着ノズルに対応して設けられる撮像手段と、吸
着ノズルで吸着された部品の像を撮像手段に偏向させる
偏向部材と、前記偏向部材を各吸着ノズルで吸着された
部品位置に順次進入させる偏向部材移動機構とを備え、
前記偏向部材移動機構は、前記偏向部材を介して撮像手
段に撮像される部品の映像が静止画像となるように偏向
部材を移動させる構成を採用している。

【００１２】このような構成では、偏向部材が各吸着ノ
ズルで吸着された部品位置に順次進入し、各部品の静止
像が関連する撮像手段で撮像されるようになるので、高
精度及び高速な撮像が可能となる。

【００１３】撮像手段は、各吸着ノズルに対してそれぞ
れに、あるいは共通に設けるようにする。また、各撮像
手段は、部品の種類（大きさ）に応じて異る視野で撮像
できるように、異る視野の撮像装置（大視野、小視野の
ＣＣＤカメラ）を有し、それぞれシャッタ機構を有する
ように構成される。

【００１４】偏向部材が各吸着ノズルで吸着された部品
位置に移動したときに、該部品がそれぞれ所定時間反射
照明あるいは透過照明され、撮像装置に撮像される。こ
のときシャッターをきって静止画像を撮像するようにす
る。

【００１５】吸着ノズルは偏向部材の移動に応じて待機
位置と認識位置間を移動し、認識位置から待機位置に戻
るタイミングが吸着された部品の寸法に応じて変化され
る。このように構成することにより、例えば、部品の寸
法が所定寸法より小さい場合には、認識位置から待機位
置への下降タイミングを早めることができ、搭載タクト
を向上させることができる。

【００１６】また、部品の撮像時に撮像光軸と吸着ノズ
ル軸間にずれが検出された場合該ずれを補正する手段が
設けられる。この補正手段により、装置になんらかの加
速度が発生した場合、静止時に比較して撮像光軸と吸着
ノズル軸間がずれた場合でも、そのずれを補正でき、正
確な部品搭載が可能になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下図面に示す実施の形態に基づ
き、本発明を詳細に説明する。

【００１８】図１は、本発明の部品撮像装置を搭載した
移載ヘッド部の全体の構成を示す概略構成図であって、
１はＸ軸フレーム、２はＸ軸移動用レール、３はＸ軸ス
ライドガイド、４はヘッドブラケットであって、ヘッド
ブラケット４は、不図示の機構によりＸ軸スライドガイ
ド３を介してＸ軸移動用レール２に沿ってＸ軸フレーム
１を移動するように構成される。

【００１９】このヘッドブラケット４には、駆動モータ
１２を取り付けるためのブラケット１１が固定されてお
り、駆動モータ１２は、ベルト伝達機構１３を介してガ
イド９に固定された支持ステー８をレール１０に沿って
移動させる。支持ステー８には、走査ミラーブラケット
６が固定されるので、駆動モータ１２により走査ミラー
ブラケット６をレール１０に沿って往復移動させること
ができる。走査ミラーブラケット６内には、走査ミラー
５が、吸着ノズルにより吸着された部品の下部像を後述
する部品認識カメラに投光できるような角度で傾斜配置
されている。また、走査ミラーブラケット６の走査ミラ
ー５の光の出入り口には、カバーガラス７ａ、７ｂが取
付けられている。

【００２０】また、ヘッドブラケット４には、ノズルブ
ラケット１６ａ〜１６ｄが固定され、各ノズルブラケッ
トには、吸着ノズル１４ａ〜１４ｄが取り付けられてい
る。各吸着ノズルは中空構造となっており、正圧負圧供
給継手１５ａ〜１５ｄから正圧負圧手段（図示せず）に
よって正圧負圧が印加され、それにより部品供給部（不
図示）から供給される電子部品を吸着ノズル先端で吸着
し、一方基板上で吸着ノズルから部品を離脱できるよう
になっている。

【００２１】更に、吸着ノズル１４ａ〜１４ｄは、ノズ
ルブラケット１６ａ〜１６ｄに吸着ノズル軸芯に対して
回転自在に支持され、θ軸カップリング１７ａ〜１７ｄ
を介してθ軸駆動モータ１８ａ〜１８ｄによりθ回転駆
動される構造となっており、吸着ノズルで吸着された部
品の吸着姿勢（角度）を変化できるようになっている。

【００２２】そしてノズルブラケット１６ａ〜１６ｄ
は、Ｚ軸スライドガイド１９に固定され、Ｚ軸レール２
０上を自由に昇降可能となっている。Ｚ軸スライドガイ
ド１９は、Ｚ軸カップリング２１ａ〜２１ｄを介してＺ
軸駆動モータ２２ａ〜２２ｄにより、ボールねじのネジ
部２３ａ〜２３ｄを回転させることでＺ軸レール２０に
沿って昇降して、最終的に吸着ノズル１４ａ〜１４ｄが
昇降する構造となっている。

【００２３】尚、図１から明らかなように、吸着ノズル
先端（軸心）は電子部品供給部から電子部品を同時に吸
着出来るように、同一直線（平面）上に配列される構成
となっている。

【００２４】また、ヘッドブラケット４に配置される要
素全体により移載ヘッド部３０が構成される。この移載
ヘッド部３０は、Ｘ軸方向に移動できると共に、不図示
の機構によりＹ軸方向にも移動して基板上に移動するこ
とができるように構成される。

【００２５】図２は、本発明の図１の裏に配置されてい
る部品撮像部であって、各吸着ノズル１４ａ〜１４ｄに
対応して、反射照明部２４ａ〜２４ｄ、ハーフミラー２
５ａ〜２５ｄ、反射ミラー２６ａ〜２６ｄ、小視野部品
認識カメラ（レンズ内蔵のＣＣＤカメラ）２７ａ〜２７
ｄ、大視野部品認識カメラ（レンズ内蔵のＣＣＤカメ
ラ）２８ａ〜２８ｄがそれぞれ設けられている。各部品
認識カメラにより吸着ノズルで吸着された部品を撮像す
る撮像手段が構成される。また、前記各照明部、各部品
認識カメラ、及び各ミラーは各吸着ノズルに対してユニ
ット化され認識ブラケット（不図示）に固定されてい
て、この認識ブラケットがヘッドブラケット４に固定さ
れている。又、２９ａ〜２９ｄは電子部品の背後を照ら
して影の映像を得る透過照明部である。図の繁雑さを避
けるために、別に吸着ノズルとともに示されている。

【００２６】図３は、使用される電気回路ブロック図を
示すもので、Ｚ軸コントロール部４０ａ〜４０ｄは、そ
れぞれＺ軸駆動モータ２２ａ〜２２ｄを駆動して吸着ノ
ズル１４ａ〜１４ｄのＺ軸移動を制御する。また、θ軸
コントロール部４１ａ〜４１ｄは、それぞれθ軸駆動モ
ータ１８ａ〜１８ｄを駆動して吸着ノズル１４ａ〜１４
ｄのθ軸回転を制御する。

【００２７】更に、走査ミラー駆動コントロール部４２
が設けられ、このコントロール部は、走査ミラー駆動モ
ータドライバ４３を介して走査ミラー駆動モータ１２を
駆動し、走査ミラー５をＸ軸方向に往復移動させ、吸着
ノズル１４ａ〜１４ｄで吸着された部品の下部を通過さ
せる。このとき、走査ミラーの位置がそれぞれ吸着ノズ
ル１４ａ〜１４ｄに対応して設けられた走査ミラー位置
検出センサ４４ａ〜４４ｄで検出される。

【００２８】例えば、走査ミラー５が吸着ノズル１４ａ
（１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）に対応した位置検出センサ
４４ａ（４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ）で検出されると、こ
の情報が画像取り込み部４５に入力され、それにより画
像取り込み部４５はカメラ切替え手段４６を介して小視
野部品認識カメラ２７ａ（２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ）あ
るいは大視野部品認識カメラ２８ａ（２８ｂ、２８ｃ、
２８ｄ）に切り替えるとともに、照明切替え及び点灯手
段４７を介して反射照明部２４ａ（２４ｂ、２４ｃ、２
４ｄ）あるいは透過照明部２９ａ（２９ｂ、２９ｃ、２
９ｄ）に切り替える。小視野部品認識カメラと大視野部
品認識カメラのいずれを使用するか、あるいは反射照明
部と透過照明部のいずれを使用するかは、吸着される部
品の種類に応じて定められる。

【００２９】走査ミラーの大きさ及びその走査速度は、
走査ミラーが次の位置検出センサにより検出されて次の
認識カメラと照明部に切り替えられたときには、それま
で有効であった照明部により照明された吸着ノズルの部
品の像がそれに関連する認識カメラにより静止画像とし
て撮像できるとともに、走査ミラーがそれまで有効であ
った撮像光学系の光路から離脱し、次の撮像光学系の光
路に進入するように、設定される。

【００３０】このようにして、走査ミラー５の移動とと
もに順次関連する照明部により照明された各吸着ノズル
１４ａ〜１４ｄの吸着部品は、関連する認識カメラ２７
ａ〜２７ｄあるいは２８ａ〜２８ｄにより順次静止画像
として撮像され、画像取り込み部４５に取り込まれて、
画像認識処理部４８で画像処理され、吸着ノズルで吸着
された部品の吸着姿勢（吸着中心と部品中心のずれ、傾
き等）が検出される。

【００３１】以上の構成において、図４の動作フローに
従って動作を説明する。

【００３２】図１の移載ヘッド部３０がＸＹ駆動機構
（図示せず）により電子部品供給部（図示せず）に移動
する。ステップＳ１において、部品データを取得した
後、吸着ノズル１４ａ〜１４ｄを選択し（ステップＳ
２）、Ｚ軸コントロール部４０ａ〜４０ｄにより各Ｚ軸
駆動モータ２２ａ〜２２ｄを駆動し各カップリング２１
ａ〜２１ｄを介して選択された各吸着ノズル１４ａ〜１
４ｄが各電子部品吸着位置まで下降し、各正圧負圧供給
継手１５ａ〜１５ｂへ負圧が印加され、各電子部品を吸
着する。これは総ての吸着ノズルにより吸着動作が終了
するまで継続される（ステップＳ３、Ｓ４）。

【００３３】総てのＺ軸吸着動作が終了すると、ステッ
プＳ５において、各吸着ノズルを各Ｚ軸駆動モータ２２
ａ〜２２ｄにより各々の吸着した電子部品に対応した認
識位置まで上昇させる。このとき電子部品吸着位置及び
認識位置の高さは、ステップＳ１で予め各々の吸着した
電子部品データが取得されているので、各々吸着した電
子部品の厚み分補正をかけたものである。

【００３４】図５に吸着ノズル１４ａ〜１４ｄの認識位
置と、待機位置が図示されており、認識位置は、この位
置にある電子部品の映像がレンズを内蔵した部品認識カ
メラ２７ａ〜２７ｄ、２８ａ〜２８ｄに正確に撮像され
る位置である。その際、所定の場所に位置決めされてい
る基板３１に装着される電子部品の高さを逃げる位置
（移載ヘッド部３０がＸＹ移動可能な位置）に設定され
る待機位置が定められており、ステップＳ６でこの待機
位置より、Ｚ軸（吸着ノズル）が高く上昇したと判断さ
れた場合には、移載ヘッド部３０が所定の場所に位置決
めされている基板３１に向かってＸＹ移動を開始させ
（ステップＳ７）、その間認識位置へのＺ軸上昇を総て
完了させる（ステップＳ８）。

【００３５】そして、移載ヘッド３０がＸＹ移動中に走
査ミラー駆動モータ１２により走査ミラー５が、図１及
び図２から右から左（ミラーが左にある時は、左から
右）に移動を始める（ステップＳ９）。

【００３６】走査ミラー５が吸着ノズル１４ａ（１４
ｂ、１４ｃ、１４ｄ）の下方（この場合は、右から左へ
順次）に対応した位置にある走査ミラー位置検出センサ
４４ａ（４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ）により検出されると
（ステップＳ１０）、吸着部品に適した反射照明部２４
ａ（２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）あるいは透過照明部２９
ａ（２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ）が照明切替え及び点灯手
段４７により駆動される。

【００３７】このように駆動された照明部により照明さ
れる電子部品の静止画像が、走査ミラー５が移動中に、
ハーフミラー２５ａ（２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）及び反
射ミラー２６ａ（２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ）を介し、電
子部品の大きさに対応して選択される小視野部品認識カ
メラ２７ａ（２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ）あるいは大視野
部品認識カメラ２８ａ（２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ）で撮
像される。このとき、順次照明された電子部品の端子面
は、その反射光あるいは投影の画像となり、各吸着ノズ
ルに吸着された電子部品の精度の良い画像（クリアな画
像）を得ることができる。

【００３８】このようにして、各電子部品の映像を対応
する認識カメラで順次取り終える。このとき、走査ミラ
ーが走査ミラー位置検出センサにより次の吸着ノズルに
移動したことが確認されたら、Ｚ軸駆動モータにより前
の吸着ノズルを図５に示す待機位置まで下降させる（ス
テップＳ１１）。続いて、ステップＳ１２、Ｓ１３で総
ての吸着部品撮像が終了するまで、上記の動作を繰り返
す。

【００３９】各吸着ノズルを順次下降する間に各電子部
品の映像が順次画像取り込み部４５を介して取り込ま
れ、画像認識処理部４８で画像処理され、電子部品の吸
着姿勢（傾き）及び位置ずれが順次計算される（ステッ
プＳ１４）。

【００４０】ステップＳ１５で認識処理が完了したと判
断されると、ステップＳ１６、Ｓ１７で補正動作が開始
される。この補正動作は、次のようにして行なわれる。
上記計算結果により各θ軸駆動モータ１８ａ〜１８ｄに
より各θ軸カップリング１７ａ〜１７ｂを介して、順次
所定の方向に各吸着ノズル１４ａ〜１４ｂをθ回転させ
て傾き補正が行なわれる。そして、移載ヘッド３０が、
ＸＹ移動機構のＸＹ軸のモータにより基板３１に移動す
る間に吸着中心と部品中心の位置ずれが補正される。こ
の間、各吸着ノズルは、Ｚ軸駆動モータ２２ａ〜２２ｄ
により装着位置まで下降し正圧負圧供給継手１５へ正圧
が印加され、各吸着ノズルに吸着された電子部品は、そ
れに対応した基板の各所定の場所に順次位置決めされ
て、基板上に装着される（ステップＳ１８）。この動作
は、総ての吸着ノズルについて完了するまで継続される
（ステップＳ１９、Ｓ２０）。

【００４１】尚、この時電子部品装着位置（高さ）は、
予め各々の吸着した電子部品データが取得されているの
で、各々吸着した電子部品の厚み分補正をかけたもので
ある。

【００４２】又、走査ミラー５を右から左に走査して、
走査ミラーが最左端に待機している場合、１番右の吸着
ノズルから次の電子部品を吸着させる場合には、移載ヘ
ッド部が次の電子部品を吸着するために電子部品供給部
へＸＹ移動する間に、走査ミラーは最左端位置から最右
端位置へ移動させて装着速度の低下を防止するようにす
る。また、移載ヘッド部が、所定の場所に位置決めされ
ている基板へＸＹ移動している間に、前述した各吸着ノ
ズルのθ回転動作、退避位置下降動作及び各吸着ノズル
に吸着されている電子部品の位置ずれの計算を終了させ
るようにすると、各吸着ノズルはランダムに電子部品を
基板に装着できるので、装着速度を低下させることなく
効率的な装着が可能となる。

【００４３】上記例において、各反射照明部２４ａ〜２
４ｄあるいは各透過照明部２９ａ〜２９ｄは、好ましく
は、走査ミラーが吸着部品位置にきたとき所定時間点灯
されるが、各部品認識用カメラ２７、２８にシャッター
機能をもたせれば、同様に吸着ノズルに吸着している電
子部品の静止画像を撮像することができる。

【００４４】図６は、本発明の他の実施形態を示すもの
で、２つ吸着ノズルで吸着される各電子部品を両吸着ノ
ズルに関連する１つの（大視野あるいは小視野の）部品
認識カメラで撮像する光学系を示す。５０、５１、５
２、５５は反射ミラー、５３、５４はハーフミラーで、
一つの吸着ノズル１４ａで吸着された電子部品は、走査
ミラー５がその電子部品を走査しているとき、反射ミラ
ー５０、ハーフミラー５３、５４を介して小視野の部品
認識カメラ５７に、あるいは反射ミラー５５を介して大
視野の部品認識カメラ５８に撮像される。

【００４５】一方、走査ミラー５が点線の位置に移動し
たとき、吸着ノズル１４ｂに吸着されている電子部品
が、反射ミラー５２、５１で反射された後、上記と同一
の光学系を介して小視野の部品認識カメラ５７、あるい
は大視野の部品認識カメラ５８に撮像される。

【００４６】この構成においては、反射ミラー５０、５
１、５２とハーフミラー５３の構成を採用し、２つの吸
着ノズルに吸着されている電子部品と小視野部品認識カ
メラ（レンズ内蔵）５７と大視野部品認識カメラ（レン
ズ内蔵）５８の両方に対して物像間距離を合わせれば、
部品認識カメラを両吸着ノズルに対して共通にすること
ができその数を減らすことが可能になる。

【００４７】又、図７にも、２つ吸着ノズルにより吸着
される電子部品を１つの（大視野あるいは小視野の）部
品認識カメラで撮像する光学系の他の実施形態が図示さ
れている。図６の実施形態と比較して、部品認識カメラ
５７あるいは５８への分岐が共通のハーフミラー５９を
介して行なわれ、部品認識カメラが平面上に配置される
ところが相違するだけで同様な機能を有する。

【００４８】図６あるいは図７に示す実施形態では、部
品認識カメラが共通になり、またミラー等の光学素子を
減らすことができるので、安価な構成となるとともに、
移載ヘッドが軽量になり、高速な部品搭載が可能にな
る。

【００４９】又、電子部品の大きさに従って電子部品を
認識位置から待機位置に下降させるタイミングを変える
ことにより搭載タクトを向上させることができる。この
実施形態が図８に図示されている。同図において、各吸
着ノズル１４ａ〜１４ｄはぞれぞれノズル外径Ｗを有し
ており、例えば、吸着ノズル１４ａ〜１４ｄは外形寸法
Ａ〜Ｄの電子部品７０ａ〜７０ｄを吸着しているものと
する。

【００５０】吸着ノズル１４ａに吸着された電子部品７
０ａの外形寸法Ａ（吸着誤差ΔＸを含む）は、ノズル外
径Ｗより小さいので、クリアランスＦを含めて走査ミラ
ー５が位置Ｐ１に移動したタイミングで吸着ノズル１４
ａを認識位置Ｍから待機位置Ｎに下降させる。また、吸
着ノズル１４ｂ〜１４ｄに吸着された電子部品７０ｂ〜
７０ｄの外形寸法Ｂ〜Ｄ（吸着誤差ΔＸを含む）は、ノ
ズル外径Ｗより大きいので、クリアランスＦ（吸着誤差
ΔＸを含む）を含めて走査ミラー５が位置Ｐ２〜Ｐ４に
移動したタイミングで各吸着ノズル１４ｂ〜１４ｄを認
識位置Ｍから待機位置Ｎに下降させる。走査ミラー５が
位置Ｐ１〜Ｐ４に移動したときの各吸着ノズル１４ａ〜
１４ｄの軸と走査ミラー５の端部までの距離は、それぞ
れＬ１〜Ｌ４となっており、Ｌ１が最小になっている。

【００５１】このように、電子部品の寸法が所定寸法よ
り小さい場合には、Ｌ１の距離で吸着ノズルを認識位置
から待機位置へ下降させることができ、下降タイミング
が早まることにより搭載タクトを向上させることができ
る。

【００５２】また、本装置になんらかの加速度が発生し
た場合、静止時に比較して撮像光軸と吸着ノズル軸間が
ずれてしまう、という現象が発生する。特に、撮像時に
加速度が発生すると、画像認識に誤差が発生する。すな
わち、静止時には、撮像光軸と吸着ノズルの軸は一致す
るように調節されているので、図９（Ａ）に示すよう
に、吸着ノズルの映像８１は認識カメラの画像入力画面
８０の中央に位置している。しかし、装置になんらかの
加速度が発生すると、撮像光軸と吸着ノズル軸間がずれ
てしまう場合があり、その場合には、図９（Ｂ）に示し
たように、画面８０内のノズルの映像８１の中心が静止
時に比較してずれてしまう。吸着ノズルの中心が画面内
において常に一定であれば、部品の映像８２は画面内で
正しく画像認識されるので、部品の吸着ずれを補正し正
確に部品を搭載することが可能となる。しかし、吸着ノ
ズルの中心にずれが発生するとこのずれ量が搭載誤差に
なってしまう。

【００５３】これを解決するために、光軸のずれ量を検
出する手段として、映像入力時、すなわち撮像時に、図
９（Ｂ）に示される吸着ノズルの映像エッジを検出し、
外形から吸着ノズルの中心を検出することにより画面内
における吸着ノズルのずれ量を計算する。このように、
映像入力と同時にエッジを検出する手段は、たとえば、
特公平７ー１１３９７５号公報から公知であり、以下の
手順により行われる。

【００５４】まず、静止状態にて吸着ノズル映像８１の
画面８０内における中心位置Ｏを予め計測し、この中心
位置を原点として登録しておく。またノズル映像８１の
半径を計測して記憶しておく。次に、生産が開始された
時、吸着ノズルの画像を撮像すると同時に吸着ノズルの
映像８１からノズルの観察できる全てのエッジを検出
し、検出できたエッジ座標からノズル中心位置Ｏ’を計
測する。そして、静止画像におけるノズル中心位置Ｏと
の差を部品認識した結果に加算する。このようにして、
画像を入力する度にノズル中心Ｏ’を計算することによ
り、画面内における光軸のずれの影響を補正することが
でき、加速度が発生してずれが起きるような場合でも正
確な部品の搭載が保証される。

【００５５】尚、ノズルの中心を求める方法として上記
説明においてはノズルのエッジを検出することで実現可
能としたが、その他の方法として、ノズルに特定のマー
クなどを設けこれを認識することよりノズルの中心ずれ
量を計算することも可能となる。また、ノズル自身の映
像を記憶しパターンマッチングによりノズルのずれ量を
計算することも可能である。

【００５６】なお、各実施形態において、走査ミラーを
移動方向に長くすることにより、部品認識用カメラのシ
ャッター速度を遅くあるいは照明照射時間を長くするこ
とが可能であるので、部品認識用照明用に特別なもの、
例えばストロボランプ、キセノンやハロゲンランプなど
を用いなくてもよく、一般的に用いられている安価なＬ
ＥＤ光源で良好な撮像ができ、安価な構成とすることが
できる。

【００５７】また、図１の実施形態において、カバーガ
ラス７ａをつけなければ、吸着ノズルを部品認識位置か
ら下降させ走査ミラーブラケット内部に進入させること
により電子部品の側面まで認識できるので、各電子部品
の高さを検出して、装着時の吸着ノズル下降量の制御に
生かせ、かつ吸着ノズルの種類も判別することができる
ようになる。

【００５８】また、各実施形態において、走査ミラーが
次の吸着ノズルの電子部品の下方に到達したら、すなわ
ち、次の電子部品の認識を始めたら、直前に撮像を終了
した電子部品を吸着した吸着ノズルを予め待機位置まで
下降させるようにしているので、基板に吸着ノズルが装
着する時間を短くすることができる。

【００５９】また、各実施形態では、大視野あるいは小
視野の部品認識カメラが用意されるので、吸着する電子
部品の大きさに応じて、最適な視野で電子部品映像が撮
像でき、種々の大きさの電子部品でも認識精度が落ちる
ことがない。各実施形態では、２種類の認識カメラを使
用したが、それ以上の数の認識カメラを設けるようにし
てもよく、また一種類のカメラで、視野を可変にするよ
うにしてもよい。

【００６０】また、各実施形態で、各吸着ノズルは独立
してＺ軸制御可能な構成、すなわち各吸着ノズルのＺ軸
制御に独立して駆動モータを有する構成となっているの
で、各吸着ノズルで厚みの異なった電子部品を吸着した
場合でも、走査ミラーの１回の走査（移動）で全ての吸
着ノズルで吸着した電子部品の画像を部品認識カメラで
撮像できる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の部品認識
装置では、吸着ノズルが部品供給部から供給される部品
を吸着して基板に移送中に電子部品を認識できるので、
部品の装着速度を向上させることができる。その場合、
走査ミラー（偏向部材）が各吸着ノズルで吸着された部
品の下部に順次進入して各部品の静止像が関連する撮像
手段で撮像されるので、高精度及び高速な撮像が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】部品撮像装置を搭載した移載ヘッドの全体構成
を示す斜視図である。

【図２】部品撮像装置の光学系の構成を示す斜視図であ
る。

【図３】部品撮像装置の電気系の回路構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】動作の流れを示すフローチャート図である。

【図５】基板に対する吸着ノズルの認識位置と待機位置
の関係を示す側面図である。

【図６】２つの吸着ノズルと１つの認識カメラを備えた
部品撮像装置の光学構成を示す構成図である。

【図７】２つの吸着ノズルと１つの認識カメラを備えた
部品撮像装置の他の光学構成を示す構成図である。

【図８】吸着部品の大きさに応じて吸着ノズルを認識位
置から待機位置に下降させるタイミングを変化させる状
態を説明した説明図である。

【図９】静止状態での認識カメラの映像画面と、加速度
が発生して吸着ノズル軸が撮像光軸とずれた場合の映像
画面とを示した説明図である。

【符号の説明】

５走査ミラー１２走査ミラー駆動モータ１４ａ〜１４ｄ吸着ノズル１８ａ〜１８ｄ θ軸駆動モータ２２ａ〜２２ｄＺ軸駆動モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安西洋東京都調布市国領町８丁目２番地の１ジューキ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の吸着ノズルにより吸着されたそれ
ぞれの部品の吸着状態を撮像する部品撮像装置におい
て、各吸着ノズルに対応して設けられる撮像手段と、吸着ノズルで吸着された部品の像を撮像手段に偏向させ
る偏向部材と、前記偏向部材を各吸着ノズルで吸着された部品位置に順
次進入させる偏向部材移動機構とを備え、前記偏向部材移動機構は、前記偏向部材を介して撮像手
段に撮像される部品の映像が静止画像となるように偏向
部材を移動させることを特徴とする部品撮像装置。
【請求項２】各吸着ノズルに対応してそれぞれにある
いは共通に撮像手段が設けられることを特徴とする請求
項１に記載の部品撮像装置。
【請求項３】撮像手段が異る視野の撮像装置から構成
されることを特徴とする請求項１または２に記載の部品
撮像装置。
【請求項４】前記撮像手段にシャッタ機構が設けられ
ることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項
に記載の部品撮像装置。
【請求項５】前記偏向部材が各吸着ノズルで吸着され
た部品位置に移動したときに、該部品がそれぞれ所定時
間反射照明あるいは透過照明されることを特徴とする請
求項１から４までのいずれか１項に記載の部品撮像装
置。
【請求項６】前記吸着ノズルは偏向部材の移動に応じ
て待機位置と認識位置間を移動し、認識位置から待機位
置に戻るタイミングを吸着された部品の寸法に応じて変
化させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１
項に記載の部品撮像装置。
【請求項７】前記部品の撮像時に撮像光軸と吸着ノズ
ル軸間にずれが検出された場合該ずれを補正する手段を
設けることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項
に記載の部品撮像装置。