DE602005000512T2

DE602005000512T2 - Verfahren und vorrichtung zum montieren von bauelementen

Info

Publication number: DE602005000512T2
Application number: DE602005000512T
Authority: DE
Inventors: Osamu c/oMatsushita El. Ind.Co.Ltd.I Chuo-ku Osaka-shi OKUDA; Takeyuki c/oMatsushita El. Ind. Co.L Chuo-ku Osaka-shi KAWASE; Kazuyuki c/o Matsushita Electr.Ind.C Chuo-ku Osaka-shi YOSHIDOMI
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2025-06-03
Also published as: JP2005347555A; WO2005120147A1; CN1860837A; EP1671525B1; CN100589688C; EP1671525A1; DE602005000512D1; JP4128156B2; US20080250636A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bauteilmontagevorrichtung und ein Verfahren zum Platzieren von Bauteilen auf einer Leiterplatte mit hoher Genauigkeit.
Stand der Technik
Obwohl ein Bauteilmontageprozess, der das Ansaugen eines Bauteils mittels der Saugdüse eines Bauteilansaugkopfes, das Erkennen des angesaugten Bauteils mittels der Kamera und dessen Montage auf der Leiterplatte enthält, durch Bewegen des Bauteilansaugkopfes in X- und Y-Richtungen durch Ansteuern eines X-Y-Roboters ausgeführt worden ist, war dieser aufgrund einer Verformung der Bauteilmontagevorrichtung selbst nicht fähig, eine hohe Montagegenauigkeit zu erreichen, unabhängig davon, wie die Bauteilerkennungsgenauigkeit verbessert wurde. Die Verformung der Bauteilmontagevorrichtung selbst wird einer schlechten Bearbeitungsgenauigkeit oder einer schlechten Fügegenauigkeit des X-Y-Roboters der Bauteilmontagevorrichtung zugeschrieben.
Die Unmöglichkeit einer hochgenauen Bauteilplatzierung auf der Leiterplatte während des Platzierungsprozesses aufgrund der Verformung des X-Y-Roboters, die den Faktoren der Bearbeitungsgenauigkeit und dergleichen zugeschrieben wird, wie oben beschrieben worden ist, wird im Folgenden konkreter analysiert. Verschiebungen in X- und Y-Richtungen werden hervorgerufen durch Gieren (Rollen in Richtung senkrecht zu einer Fahrrichtung der Kopfbewegung am X-Y-Roboter), Nicken (schlechte Linearität in einer Verbringungsbahn des Kopfes) und Rollen (Nicken in einer Richtung in einem Winkel von 90° verschieden vom obenerwähnten Rollen) und dergleichen der Führungselemente des X-Y-Roboters.
Dementsprechend wurde die Bauteilmontage herkömmlicherweise genau ge macht, indem eine Kamerakalibrierung, eine Erkennung einer Referenzmarke einer Referenzleiterplatte mittels einer Leiterplattenerkennungskamera, die am X-Y-Roboter befestigt ist, Berechnen eines Verschiebungsmaßes zwischen einer Sollposition, wo die Referenzmarke sich in angemessener Weise befinden sollte, und einer Istposition der Referenzmarke, und Ausführen einer Korrektur durch Addieren des berechneten Verschiebungsmaßes als Platzierungspositionsversatzwert zu jeder Position ausgeführt wurden (siehe z. B. ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. H06-126671 ).
In diesem Fall besteht die Kamerakalibrierung der Leiterplattenerkennungskamera darin, die Leiterplattenerkennungskamera eine Aufspannvorrichtung erkennen zu lassen, deren Positionskoordinaten im Voraus bekannt sind, um irgendeinen Installationsfehler der Leiterplattenerkennungskamera zu erfassen, den Installationsfehler der Leiterplattenerkennungskamera zu berechnen mittels einer Differenz zwischen der Positionskoordinate, die auf der Grundlage des Erkennungsergebnisses berechnet worden ist, und der vorher bekannten Positionskoordinate, und Ausführen einer Positionskorrektur. Während der Kamerakalibrierung werden nicht nur die Positionskorrektur der Leiterplattenerkennungskamera, sondern auch die Positionskorrektur der Bauteilerkennungskamera und der Düse zusätzlich ausgeführt.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß dem Verfahren zur Ausführung der Korrektur in jeder der Positionen ist es jedoch möglich, dass die Position der Referenzleiterplatte z. B. um nahezu 1 mm zwischen der ersten Positionierung und der zweiten Positionierung der Referenzleiterplatte verschoben ist. Ferner ist die Referenzleiterplatte sehr teuer, da die Referenzleiterplatte eine sehr hohe Genauigkeit aufweisen muss, wobei deren Positionierung erreicht wird durch Stoppen der Referenzleiterplatte an einer ungefähren X-Richtung-Position ohne Verwendung eines Leiterplattenanschlags hinsichtlich einer Beschädigungsvermeidung. Ferner weist daher eine Leiterplattenbeförderungseinrichtung, die einen Spalt etwas kleiner als 1 mm auch in Y-Richtung für die Beförderung aufweist, keine Reproduzierbarkeit der Positionierung der Referenzleiterplatte im Leiterplattenhalteabschnitt der Bauteilmontagevorrichtung auf, wobei dies zu einem Faktor wird, der die Montagegenauigkeit herabsetzt.
Wie oben beschrieben worden ist, werden die Maße der relativen Verschiebung zwischen den individuellen Positionen des Roboters bestimmt, indem die Referenzleiterplatte an einer ungefähren Position positioniert wird und anschließend die Referenzmarke der Referenzleiterplatte erkannt wird, wobei sich die Maße der Verschiebung in den Platzierungspositionsdaten der Montageleiterplatte während des Montageprozesses niederschlagen. Dies ist daher ein Faktor, der die Montagegenauigkeit reduziert.
Andrerseits ist es in einem Fall, in dem die Korrektur ausgeführt wird durch Erkennen einer Glas-Referenzleiterplatte, die mit einem Gitter in Matrixform versehen ist, denkbar, das Gitter der Referenzleiterplatte unter der Annahme zu vermessen, dass die Referenzleiterplatte genau positioniert ist, und anschließend die gemessenen Daten als Korrekturwert ohne Modifikation zu verwenden.
Es ist jedoch sehr schwierig, die Referenzleiterplatte in der Größenordnung von Mikrometern im Leiterplattenhalteabschnitt wie oben beschrieben genau zu halten, wobei eine spezielle Positionierungsvorrichtung zum genauen Halten der Leiterplatte im Leiterplattenhalteabschnitt der Bauteilmontagevorrichtung notwendig ist. Wenn schließlich die gemessenen Daten direkt als Korrekturwert verwendet werden, ist es unmöglich, den X-Y-Roboter genau zu korrigieren, solange nicht die Referenzleiterplatte mit hoher Reproduzierbarkeit genau positioniert wird.
Wenn der Bauteilplatzierungsbereich der Bauteilmontagevorrichtung vollständig berücksichtigt wird, besteht das Problem, dass die Montagegenauigkeit nicht sichergestellt werden kann, aufgrund einer unzureichenden Korrektur nur durch die herkömmliche Kamerakalibrierung und den Platzierungspositionsversatzwert aufgrund der Tatsache, dass die Verzerrung der Kopfoperation aufgrund der Verformung des X-Y-Roboters sich in Abhängigkeit von der Position ändert, wo die Positionierung ausgeführt wird.
Selbst wenn die Referenzleiterplatte, auf der eine Vielzahl von Referenzmarken in gleichmäßigen Intervallen in einer Gitterform angeordnet sind, selbst mit hoher Genauigkeit hergestellt wird, ist es unmöglich, eine absolute Parallelität zwischen dem X-Y-Roboter und der Referenzleiterplatte zu bewirken. Ferner ist das abso lute Lot des X-Y-Roboters selbst nicht garantiert, so dass es keine Referenz gibt. Da deshalb der X-Y-Roboter, auf dem der Kopf mit der Leiterplattenerkennungskamera zum Erkennen der im Bauteilplatzierungsbereich der Bauteilmontagevorrichtung platzierten Referenzleiterplatte unterstützt ist, verformt wird, war es unmöglich, die von der Referenzleiterplatte erhaltene Position als Referenz zu verwenden, wobei es erfolglos war, die Platzierungsgenauigkeit zu verbessern (z. B., um die Robotergenauigkeit auf etwa ±2 μm zu erhöhen oder die Gesamtgenauigkeit der Montagevorrichtung auf etwa ±20 μm zu erhöhen).
Dementsprechend wird die vorliegende Erfindung gemacht, um die obenerwähnten Probleme zu lösen, wobei sie die Aufgabe hat, ein Bauteilmontageverfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die fähig sind, die Montagegenauigkeit zu verbessern, indem ein optimaler Versatzwert entsprechend der Größe der Leiterplatte erhalten wird.
Um die obige Aufgabe zu lösen, hat die vorliegende Erfindung folgenden Aufbau.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteilmontageverfahren geschaffen zum Platzieren eines Bauteils, das von einem Bauteilhalteelement gehalten wird, dass in einem Bauteilplatzierungskopf enthalten ist, welcher relativ zu einer Leiterplattenhaltevorrichtung beweglich ist, auf einer Bauteilplatzierungsposition der Bauteilmontageleiterplatte, die von der Leiterplattenhaltevorrichtung gehalten wird, wobei das Verfahren umfasst:
Erkennen entsprechender Referenzmarken, die in spezifizierten Intervallen auf einer Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte angeordnet sind, mittels einer ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, die im Bauteilplatzierungskopf enthalten ist, wobei die Referenzleiterplatte auf der Leiterplattenhaltevorrichtung gehalten und in einem Bauteilplatzierungsbereich positioniert ist, und Erkennen entsprechender andersartiger Referenzmarken, die jeweils entsprechend von den jeweiligen vorangehenden Referenzmarken verschieden sind und individuell innerhalb eines Sichtfeldes einer zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung positioniert sind, die an einer Position verschieden von einer Position der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung vorgesehen ist, durch die zweite Leiterplattenerkennungsvorrichtung während des Erkennens der Referenzmarken mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, und anschließendes Bestimmen von Positionskoordinaten der Referenzmarken bzw. der andersarti gen Referenzmarken;
Berechnen der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes bezüglich einer Richtung für die Bewegung des Kopfes an jeder Erkennungsposition für die Referenzmarken und die andersartigen Referenzmarken durch Verwenden der individuellen Positionskoordinaten der von der ersten Platinenerkennungsvorrichtung erkannten Referenzmarken und der individuellen Positionskoordinaten der von der zweiten Platinenerkennungsvorrichtung erkannten andersartigen Referenzmarken;
Bestimmen eines Positionskorrekturwertes des Bauteilhalteelements aus der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes; und
Ausführen einer Korrektur einer Bewegungsposition des Bauteilhalteelements in Richtung zur Bauteilplatzierungsposition unter Verwendung des Positionskorrekturwertes, und anschließendes Platzieren des Bauteils auf der Bauteilplatzierungsposition bei der korrigierten Bewegungsposition.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteilmontageverfahren wie im ersten Aspekt definiert geschaffen, ferner umfassend:
Erkennen von wenigstens zwei der Referenzmarken auf der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung nach dem Positionieren der Referenzleiterplatte im Bauteilplatzierungsbereich, und anschließendes Bestimmen von Positionskoordinaten der zwei Referenzmarken; und
Berechnen einer Neigung einer Positionierungslage für die Referenzleiterplatte mittels NC-Koordinaten der zwei Referenzmarken und der Positionskoordinaten;
wobei im Schritt der Berechnung der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes die Neigung des Kopfes bei jeder Erkennungsposition berechnet wird unter Verwendung der individuellen Positionskoordinaten der von der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten Referenzmarken, der individuellen Positionskoordinaten der von der zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten andersartigen Referenzmarken, sowie der Neigung der Positionierungslage der Referenzleiterplatte.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteilmontageverfahren wie im ersten Aspekt definiert geschaffen, ferner umfassend:
Bestimmen der Differenzen zwischen den Positionskoordinaten der von der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten individuellen Referenzmarken und den individuellen NC-Koordinaten als Korrekturwerte;
Erhalten entsprechender NC-Koordinaten von wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken der Bauteilmontageleiterplatte;
Auswählen entsprechender Referenzmarken, die nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, aus den erkannten Referenzmarken;
Bestimmen entsprechender Versatzwerte an den individuellen ausgewählten Referenzmarken durch Ausführen einer Koordinatentransformation der ausgewählten Positionskoordinaten der Referenzmarken, so dass die Korrekturwerte für die ausgewählten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden;
Erkennen von wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken auf der Bauteilmontageleiterplatte mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, und anschließendes Bestimmen entsprechender Positionskoordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken in einem Zustand, in dem die Bauteilmontageplatine anstelle der Referenzmarkierungserkennungs-Referenzplatine auf der Bauteilhaltevorrichtung gehalten wird und im Bauteilplatzierungsbereich positioniert ist;
Korrigieren der NC-Koordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken auf der Grundlage der Positionskoordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken; und
Korrigieren der Positionskoordinaten der Bauteilplatzierungsposition auf der Grundlage des Versatzwertes der Referenzmarke, die der ersten Bauteilerkennungsvorrichtung am nächsten liegt, und des Positionskorrekturwertes des Bauteilhalteelements, der aus der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes an der Position der relevanten Referenzmarke hergeleitet wird, wenn das vom Bauteilhalteelement des Bauteilplatzierungskopfes gehaltene Bauteil über der jeweiligen Bauteilplatzierungsposition der Bauteilmontageplatine positioniert ist, und anschließendes Durchführen der Platzierung des Bauteils an der jeweiligen Bauteilplatzierungsposition auf der Grundlage der korrigierten Positionskoordinaten der Bauteilplatzierungsposition.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteilmontageverfahren wie im dritten Aspekt definiert geschaffen, wobei
im Schritt des Bestimmens der Versatzwerte an den individuellen aus gewählten Referenzmarken, die nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, durch Ausführen der Koordinatentransformation der Positionskoordinaten der ausgewählten Referenzmarken, so dass die Korrekturwerte der ausgewählten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden,
die Versatzwerte an den individuellen ausgewählten Referenzmarken, die nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, bestimmt werden durch Ausführen einer Koordinatentransformation der Positionskoordinaten der ausgewählten Referenzmarken durch Rotieren und Verschieben eines Graphen, der aus einer Verbindung der ausgewählten Referenzmarken hergeleitet wird, so dass die Korrekturwerte für die ausgewählten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteilmontageverfahren wie im dritten Aspekt definiert geschaffen, wobei
im Schritt des Bestimmens der Versatzwerte an den individuellen ausgewählten Referenzmarken, die nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, durch Ausführen der Koordinatentransformation der Positionskoordinaten der ausgewählten Referenzmarken, so dass die Korrekturwerte der ausgewählten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden,
die Versatzwerte an den individuellen ausgewählten Referenzmarken, die nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, bestimmt werden durch Berechnen von Korrekturwerten von wenigstens einer Richtung aus einer X-Richtung und einer Y-Richtung orthogonal zur X-Richtung der Leiterplattenhaltevorrichtung aus den ausgewählten Referenzmarken, durch Bestimmen einer Neigung der Referenzleiterplatte, und durch Ausführen einer Koordinatentransformation der Positionskoordinaten der ausgewählten Referenzmarken, so dass die Korrekturwerte für die ausgewählten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteilmontageverfahren wie in irgendeinem der ersten bis fünften Aspekte definiert geschaffen, ferner umfassend:
Erkennen von wenigstens zwei der Referenzmarken der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte mittels der ersten Leiterplattenerkennungs vorrichtung nach dem Positionieren der Referenzleiterplatte auf der Leiterplattenhaltevorrichtung, und anschließendes Bestimmen von Positionskoordinaten der zwei Referenzmarken,
Bestimmen von Differenzen zwischen NC-Koordinaten der zwei Referenzmarken und den Positionskoordinaten derselben, und Ausführen einer Koordinatentransformation der NC-Koordinaten der individuellen Referenzmarken auf der Referenzleiterplatte durch Rotieren oder Verschieben eines Graphen, der aus der Verbindung der zwei Referenzmarken hergeleitet wird, so dass die individuellen Differenzen gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden;
anschließendes Ausführen einer Ausrichtung zwischen der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung und den individuellen Referenzmarken auf der Grundlage der koordinatentransformierten NC-Koordinaten der individuellen Referenzmarken, und anschließendes Bestimmen von Positionskoordinaten der individuellen Referenzmarken und der individuellen andersartigen Referenzmarken durch Ausführen einer Erkennung der individuelle Marken; und
Bestimmen einer Neigung des Bauteilplatzierungskopfes bei jeder Erkennungsposition mit Bezug auf die Bewegungsrichtung durch Berechnen von Differenzen zwischen den Positionskoordinaten der individuellen Referenzmarken und der individuellen andersartigen Referenzmarken.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bauteilmontagevorrichtung geschaffen zur Montage eines Bauteils, das von einem Bauteilhalteelement gehalten wird, das in einem Bauteilplatzierungskopf enthalten ist, welcher relativ zu einer Leiterplattenhaltevorrichtung beweglich ist, auf einer Bauteilplatzierungsposition einer Bauteilmontageleiterplatte, die von der Leiterplattenhaltevorrichtung gehalten wird, wobei die Vorrichtung umfasst:
eine erste Leiterplattenerkennungsvorrichtung und eine zweite Leiterplattenerkennungsvorrichtung, die beide im Bauteilplatzierungskopf enthalten sind und beide dazu dienen, mit einer Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte, die auf der Leiterplattenhaltevorrichtung gehalten wird und in einem Bauteilplatzierungsbereich positioniert ist, die Positionskoordinaten von Referenzmarken, die in spezifischen Intervallen auf der Referenzleiterplatte angeordnet sind, zu erkennen; und
eine Steuereinheit zum Bestimmen von Positionskoordinaten der von der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten Referenzmarken aus den Erkennungsergebnissen der Referenzmarken, Bestimmen von Positionsko ordinaten der von der zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten jeweiligen andersartigen Referenzmarken aus den Erkennungsergebnissen der andersartigen Referenzmarken an Positionen des Bauteilplatzierungskopfes, wo die Erkennung der Referenzmarken mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung durchgeführt wird, Berechnen der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes bezüglich einer Richtung der Bewegung des Kopfes bei jeder Erkennungsposition unter Verwendung der individuellen Positionskoordinaten der von der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten Referenzmarken und der individuellen Positionskoordinaten der von der zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten andersartigen Referenzmarken, Bestimmen eines Positionskorrekturwertes des Bauteilhalteelements, das im Kopf enthalten ist, aus der berechneten Neigung des Kopfes, Ausführen einer Korrektur einer Bewegungsposition des Bauteilhalteelements zu der Bauteilplatzierungsposition unter Verwendung des bestimmten Positionskorrekturwertes, und anschließendes Platzieren des Bauteils auf der Bauteilplatzierungsposition an der korrigierten Bewegungsposition.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bauteilmontagevorrichtung wie im siebten Aspekt definiert geschaffen, wobei der Bauteilplatzierungskopf mehrere Bauteilhalteelemente enthält, die zwischen der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung und der zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung angeordnet sind.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bauteilmontagevorrichtung wie im achten Aspekt definiert geschaffen, wobei
die erste Leiterplattenerkennungsvorrichtung und die zweite Leiterplattenerkennungsvorrichtung so betreibbar sind, dass sie Bildaufnahmen der Referenzmarken auf der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte längs deren optischer Achsen erhält, so dass Positionskoordinaten der Referenzmarken erkannt werden können, und
im Bauteilplatzierungskopf die optische Achse der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, die optische Achse der zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung und Aufwärts/Abwärts-Optikachsen der individuellen Bauteilhalteelemente auf einer im Allgemeinen identischen geraden Linie angeordnet sind.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bauteilmon tagevorrichtung wie im siebten Aspekt definiert geschaffen, ferner umfassend:
einen X-Y-Roboter zum Bewegen des Bauteilplatzierungskopfes rückwärts und vorwärts längs einer X-Achsen-Richtung oder einer Y-Achsen-Richtung, wobei diese Richtungen diejenigen sind, die sich grob längs einer Oberfläche der vom Bauteilhalteelement gehaltenen Bauteilmontageplatine erstrecken und im Allgemeinen senkrecht zueinander sind,
wobei eine Neigung des Bauteilplatzierungskopfes eine Neigung der Lage des Bauteilplatzierungskopfes bezüglich der X-Achsen-Richtung oder der Y-Achsen-Richtung enthält, die durch eine Bewegung des Bauteilplatzierungskopfes längs der X-Achsen-Richtung oder der Y-Achsen-Richtung mittels des X-Y-Roboters hervorgerufen wird.
Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bauteilmontagevorrichtung wie im siebten Aspekt definiert geschaffen, wobei
nach dem Positionieren der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte an der Leiterplattenhaltevorrichtung die Steuereinheit so betreibbar ist, dass sie Operationen durchführt zum Erkennen wenigstens von zwei der Referenzmarken der Referenzleiterplatte mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, um Positionskoordinaten der zwei Referenzmarken zu bestimmen, Berechnen einer Neigung der Positionierungslage der Referenzleiterplatte mittels NC-Koordinaten der zwei Referenzmarken und der Positionskoordinaten, und Berechnen der Neigung des Kopfes an jeder Erkennungsposition unter Verwendung der individuellen Positionskoordinaten der von der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten Referenzmarken, der individuellen Positionskoordinaten der von der zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten andersartigen Referenzmarken, sowie der Neigung der Positionierungslage der Referenzleiterplatte.
Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bauteilmontagevorrichtung wie im siebten Aspekt definiert geschaffen, wobei
die Steuereinheit so betreibbar ist, dass sie Operationen durchführt zum Bestimmen von Differenzen zwischen Positionskoordinaten der individuellen Referenzmarken, die von der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannt worden sind, und der individuellen NC-Koordinaten als Korrekturwerte, Erhalten von NC-Koordinaten von wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken der Bauteilmontageleiterplatte; Auswählen von Referenz marken, die nahe dem zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, aus den erkannten Referenzmarken, Bestimmen entsprechender Versatzwerte an den individuell ausgewählten Referenzmarken durch Ausführen einer Koordinatentransformation der Positionskoordinaten der ausgewählten Referenzmarken, so dass die Korrekturwerte für die ausgewählten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden; Erkennen von wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken der Bauteilmontageleiterplatte mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, um entsprechende Positionskoordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken zu bestimmen, in einem Zustand, in dem die Bauteilmontageleiterplatte anstelle der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte auf der Leiterplattenhaltevorrichtung gehalten wird und im Bauteilplatzierungsbereich positioniert ist, Korrigieren der NC-Koordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken auf der Grundlage der Positionskoordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken, und Korrigieren der Positionskoordinaten der Bauteilplatzierungsposition auf der Grundlage des Versatzwertes der Referenzmarke, die der ersten Bauteilerkennungsvorrichtung am nächsten ist, und des Positionskorrekturwertes des Bauteilhalteelements, der aus der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes an der Position der relevanten Referenzmarke hergeleitet wird, wenn das vom Bauteilhalteelement des Bauteilplatzierungskopfes gehaltene Bauteil über der jeweiligen Bauteilmontageposition der Bauteilmontageleiterplatte positioniert ist, und anschließendes Ausführen der Platzierung des Bauteils an der Bauteilplatzierungsposition auf der Grundlage der korrigierten Positionskoordinaten der Bauteilplatzierungsposition.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bauteilmontagevorrichtung wie in irgendeinem der siebten bis zwölften Aspekte definiert geschaffen, wobei
die Steuereinheit so betreibbar ist, dass sie Operationen ausführt zum Erkennen von wenigstens zwei der Referenzmarken der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, um Positionskoordinaten der zwei Referenzmarken nach dem Positionieren der Referenzleiterplatte auf der Leiterplattenhaltevorrichtung zu bestimmen, Bestimmen von Differenzen zwischen NC-Koordinaten der zwei Referenzmarken und ihrer Positionskoordinaten, Ausführen einer Koordinatentransformation der NC-Koordinaten der individuellen Referenzmarken auf der Referenzleiterplatte durch Rotieren oder Verschieben des Graphen, der aus einer Verbindung der zwei Referenzmarken hergeleitet wird, so dass die individuellen Differenzen gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden, Ausführen einer Ausrichtung zwischen der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung und den individuellen Referenzmarken auf der Grundlage der koordinatentransformierten NC-Koordinaten der individuellen Referenzmarken, und Ausführen einer Erkennung der individuellen Referenzmarken und ihrer entsprechenden andersartigen Referenzmarken, um deren Positionskoordinaten zu bestimmen, und Bestimmen von Differenzen zwischen den Positionskoordinaten der individuellen Referenzmarken und der entsprechenden andersartigen Referenzmarken, um somit eine Neigung des Bauteilplatzierungskopfes an jeder der Erkennungspositionen bezüglich der Bewegungsrichtung zu berechnen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Verschiebung des Bauteilhalteelements aufgrund einer Neigung des Bauteilplatzierungskopfes die Positionskoordinaten einer Referenzmarke und einer weiteren Referenzmarke (abweichende Referenzmarke, die entsprechend von der vorangehenden Referenzmarke verschieden ist) auf der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte unter Verwendung von zwei Erkennungsvorrichtungen erkannt, wobei die erste Leiterplattenerkennungsvorrichtung und die zweite Leiterplattenerkennungsvorrichtung es ermöglichen, unter Verwendung des kalkulierten Neigungsmaßes ein Neigungsmaß des Bauteilplatzierungskopfes zu berechnen und die Verschiebung zu korrigieren. Die Korrekturoperation für die Verschiebung aufgrund einer Neigung des Bauteilplatzierungskopfes kann somit so ausgeführt werden, dass eine hochgenaue Bauteilmontage erreicht werden kann.
Da es ferner möglich wird, irgendeine Verschiebung aufgrund einer solchen Neigung des Bauteilplatzierungskopfes, z. B. eine Neigung aufgrund der Bearbeitungsgenauigkeit des Unterstützungsführungselements (z. B. Linearführung) einer Kopfbewegungsvorrichtung (des X-Y-Roboters) zum Bewegen des Bauteilplatzierungskopfes, zu korrigieren, kann eine hohe Montagepositionsgenauigkeit bei der Bauteilmontage erreicht werden, ohne die Bearbeitungsgenauigkeit solcher Unterstützungsführungselemente zu erhöhen. Somit können die Herstellungskosten der Bauteilmontagevorrichtung, die zum Erreichen einer hohen Montagepositionsgenauigkeit fähig ist, reduziert werden, so dass gleichzeitig niedrige Kosten und eine hohe Genauigkeit erreicht werden können.
Ferner kann im Prozess der Berechnung der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes aus dem Ergebnis der allgemeinen gleichzeitigen Erkennung der Positionskoordinaten der Referenzmarke und der anderen Referenzmarke durch die erste Leiterplattenerkennungsvorrichtung und die zweite Leiterplattenerkennungsvorrichtung, wie oben beschrieben worden ist, eine aktuelle Neigung des Bauteilplatzierungskopfes zuverlässig berechnet werden, ohne eine Verschiebung, die bei der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte auftritt, indem die Verschiebung (parallele Abweichung und Neigung) der Position für die Positionierung der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte, auf der die individuellen Referenzmarken ausgebildet sind, berücksichtigt wird.
Durch Ausführen der Korrektur eines Verschiebungsmaßes aufgrund der Verzerrung der Operation des X-Y-Roboters zusätzlich zur obenbeschriebenen Korrektur eines Verschiebungsmaßes aufgrund einer Neigung des Bauteilplatzierungskopfes kann ferner die Positionierung mit noch höherer Genauigkeit erreicht werden. Das heißt, in einem Zustand, in dem die Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte auf der Leiterplattenhaltevorrichtung gehalten und im Bauteilplatzierungsbereich platziert wird, werden die Positionskoordinaten der Referenzmarken, die in regelmäßigen Intervallen auf der von der Leiterplattenhaltevorrichtung gehaltenen Referenzleiterplatte angeordnet sind, um die Positionskoordinaten der erkannten Referenzmarken zu erhalten, und die Differenzen zwischen den NC-Koordinaten und den Positionskoordinaten der Referenzmarken als Korrekturwerte erhalten. Die NC-Koordinaten (NC = numerische Steuerung) der Positionskoordinaten von wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken der Bauteilmontageleiterplatte werden erhalten, wobei die Referenzmarken, die nahe den zwei Leiterplattenreferenzpositions-Berechnungsmarken angeordnet sind, aus den erkannten Referenzmarken extrahiert werden. Die Positionskoordinaten der extrahierten Referenzmarken werden einer Koordinatentransformation unterworfen, so dass die Korrekturwerte der extrahierten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden, wobei die Versatzwerte der entsprechenden Referenzmarken erhalten werden. Folglich werden in dem Zustand, in dem die Bauteilmontageleiterplatte von der Bauteilmontagehaltevorrichtung gehalten und im Bauteilplatzierungsbereich anstelle der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte positioniert wird, wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken der von der Lei terplattenhaltevorrichtung gehaltenen Bauteilmontageleiterplatte erkannt, um die Positionskoordinaten der erkannten zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken zu erhalten, wobei die NC-Koordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken auf der Grundlage der Positionskoordinaten der erhaltenen zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken korrigiert werden. Wenn das vom Bauteilplatzierungskopf gehaltene Bauteil oberhalb jeder Bauteilplatzierungsposition der Bauteilmontageleiterplatte positioniert wird, wird die Positionskoordinate der Bauteilplatzierungsposition auf der Grundlage des Versatzwertes der Referenzmarke korrigiert, die der Erkennungsvorrichtung am nächsten liegt, die für den Bauteilplatzierungskopf vorgesehen ist, woraufhin das Bauteil an der Bauteilplatzierungsposition auf der Grundlage der Positionskoordinate der korrigierten Bauteilplatzierungsposition platziert wird. Folglich werden die Referenzmarken, die in regelmäßigen Intervallen auf der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte angeordnet sind, erkannt, wobei numerische Werte für die Korrektur der Positionskoordinaten jedes Bereiches, der der Leiterplattengröße entspricht, als Versatzwerte auf der Grundlage der Erkennungsergebnisse bestimmt werden. Die entsprechenden Versatzwerte der Bewegungspositionen des Bauteilplatzierungskopfes werden während der Platzierungspositionskorrektur, während der Markierungserkennung und Korrektur, während der Platzierungspositionsversatzwert-Messoperation oder während irgendeiner dieser Operationen verwendet. Als Ergebnis wird der Abweichungsfaktor aufgrund der Verzerrung der X-Y-Roboteroperation absorbiert, wobei die optimalen Versatzwerte entsprechend der Größe der Leiterplatte erhalten werden, was eine sehr genaue Platzierung erlaubt (z. B. eine Platzierung unter den Bedingungen der Positionierungsgenauigkeit in der Größenordung von ±0,005 mm in der Montagestufe).
Durch das Niederschlagen der entsprechenden Versatzwerte der Bewegungspositionen des Bauteilplatzierungskopfes als numerische Werte für die Korrektur auch bei der Erkennung der Referenzmarke, wird außerdem der Abweichungsfaktor aufgrund der Verzerrung der X-Y-Roboteroperation absorbiert, wobei die optimalen Versatzwerte entsprechend der Größe der Leiterplatte erhalten werden, was eine Platzierung mit hoher Genauigkeit erlaubt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, sowie mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlich, in welchen:
1 eine Draufsicht einer Bauteilmontagevorrichtung zum Implementieren eines Bauteilmontagekopfes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Vorderansicht der in 1 gezeigten Bauteilmontagevorrichtung ist;
3 eine rechte Seitenansicht der in 1 gezeigten Bauteilmontagevorrichtung ist;
4 ein Konzeptdiagramm eines Gestells und eines X-Y-Roboters ist, die in der in 1 gezeigten Bauteilmontagevorrichtung enthalten sind;
5 eine Vorderansicht eines Bauteilplatzierungskopfes des X-Achsen-Roboters ist, der in der in 1 gezeigten Bauteilmontagevorrichtung enthalten ist;
6 ein Blockdiagramm ist, das die Beziehung zwischen den Bestandteilen der in 1 gezeigten Bauteilmontagevorrichtung und einer Steuereinheit zeigt;
7 eine erläuternde Ansicht ist, die die Beziehung zwischen der Verformung des X-Achsen-Roboters und dem Bauteilplatzierungskopf zeigt, um die Tatsache zu erläutern, dass die Positionierungsgenauigkeit des Bauteilplatzierungskopfes durch die Verformung des X-Y-Roboters stark beeinflusst wird;
8 eine erläuternde Ansicht ist, die die Beziehung zwischen der Verformung des Y-Achsen-Roboters und dem Bauteilplatzierungskopf zeigt, um die Tatsache zu erläutern, dass die Positionierungsgenauigkeit des Bauteilplatzierungskopfes durch die Verformung des X-Y-Roboters stark beeinflusst wird;
9 eine erläuternde Ansicht zur Erläuterung des Konzepts eines Versatzwertes des Bauteilmontageverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung ist;
10 eine Draufsicht ist, die ein konkretes Beispiel einer Glasleiterplatte zeigt, die in dem Bauteilmontageverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
11 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur zum Erhalten und Verwenden des Versatzwertes des Bauteilmontageverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 eine Draufsicht ist, die Referenzmarken auf der Glasleiterplatte zeigt, die im Bauteilmontageverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
13 eine erläuternde Ansicht ist, die erläutert, wie die Referenzmarken auf der Glasleiterplatte erkannt werden, die in dem Bauteilmontageverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
14 eine erläuternde Ansicht ist, die die Tatsache zeigt, dass Referenzmarken an Positionen erkannt werden, die aus Mittenpositionen O₁, O₂ in einem Sichtfeld einer Leiterplattenerkennungskamera im Bauteilmontageverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verschoben sind;
15 eine erläuternde Ansicht ist, die Ergebnisse zeigt, wenn zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken in dem Bauteilmontageverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erkannt werden;
16 ein Graph ist, in welchem die vertikale Achse das Verschiebungsmaß repräsentiert und die horizontale Achse die Position in X-Richtung repräsentiert, wobei die obere graphische Linie ΔX repräsentiert, d. h. eine Verschiebung in X-Richtung, und die untere graphische Linie ΔY repräsentiert, d. h. eine Verschiebung in Y-Richtung;
17 eine erläuternde Ansicht ist, die einen Zustand zeigt, in welchem die Referenzmarkesposition in X-Richtung und in Y-Richtung aus der Mittenposition eines rechteckigen Sichtfeldbereiches, der an der richtigen Position angeordnet ist, verschoben ist;
18 ein Graph ist, der einen Zustand zeigt, in welchem eine Platzierungsposition durch Koordinatentransformation relokalisiert wird, indem der Graph so gedreht und verschoben wird, dass die Korrekturwerte der Referenzmarken, die in der Umgebung von zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken auf einer der Montage zu unterziehenden relativ kleinen Leiterplatte angeordnet sind, gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden;
19 eine Draufsicht ist, die die zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken auf der vergleichsweise kleinen Leiterplatte, die der Montage der 18 unterworfen werden soll, zeigt;
20 ein Graph ist, der einen Zustand zeigt, in dem die Platzierungsposition durch eine Koordinatentransformation relokalisiert ist, indem der Graph so gedreht und verschoben ist, dass die Korrekturwerte der Referenzmarken, die in der Nähe von zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken auf einer vergleichsweise großen Leiterplatte angeordnet sind, die der Montage zu unterwerfen ist, gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden;
21 eine Draufsicht ist, die die zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken auf der vergleichsweise großen Leiterplatte der 20 zeigt, die der Montage unterworfen werden soll;
22 eine erläuternde Ansicht ist, die Referenzmarken auf der Glasleiterplatte zeigt, wobei die Marken am nächsten zu den Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken der der Montage zu unterwerfenden Leiterplatte angeordnet sind;
23 eine erläuternde Ansicht ist, die einen Zustand zeigt, indem ein Bereich P, der von vier Referenzmarken umgeben ist, als ein Bereich zugewiesen wird, wenn Referenzmarken von M-Spalten in vertikaler Richtung und N-Reihen in horizontaler Richtung auf der der Montage zu unterwerfenden Leiterplatte vorhanden sind;
24 ein Flussdiagramm für eine Referenzmarkenerkennungsoperation in ei fern konkreteren Beispiel des Bauteilmontageverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform ist;
25 ein Flussdiagramm für die Typauswahloperation in einem konkreteren Beispiel des Bauteilmontageverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform ist;
26 ein Flussdiagramm für eine Referenzmarkenerkennungsoperation und eine Bauteilplatzierungsoperation in einem konkreteren Beispiel des Bauteilmontageverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform ist;
27 eine erläuternde Ansicht in einem Fall ist, in dem Daten (1) für die Positionskoordinaten der Referenzmarken, die an der normalen Position der Leiterplatte gemessen worden sind, und Daten (2) für die Positionskoordinaten der Referenzmarken, die in der um 350 mm nach links bewegten Position gemessen worden sind, miteinander kombiniert werden;
28 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen der Position in X-Richtung und dem Verschiebungsmaß in X-Richtung zeigt, wenn der Kopf sich mit Schritten von 10 mm in X-Richtung über die Leiterplatte der 27 bewegt;
29 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen der Position der Y-Richtung und dem Verschiebungsmaß in Y-Richtung zeigt, wenn der Kopf sich in Schritten von 10 mm in Y-Richtung über die Leiterplatte der 27 bewegt;
30 ein Graph ist, der die Platzierungsgenauigkeit zeigt, wenn 400 Keramikkondensatoren von Chipbauteilen mit einer Größe von 1,6 mm × 0,8 mm auf einer Leiterplatte mit einer Größe von 428 mm × 250 mm platziert werden, wobei der Versatzwert entsprechend der ersten Ausführungsform nicht angewendet wird, und wobei die vertikale Achse das Maß der Platzierungsverschiebung in Y-Richtung repräsentiert und die horizontale Achse das Maß der Platzierungsverschiebung in X-Richtung repräsentiert;
31 ein Graph ist, der die Platzierungsgenauigkeit zeigt, wenn 400 Keramikkondensatoren von Chipkomponenten mit einer Größe von 1,6 mm × 0,8 mm auf einer Leiterplatte mit einer Größe von 428 mm × 250 mm montiert werden, wobei der Versatzwert gemäß der ersten Ausführungsform angewendet wird, und wobei die vertikale Achse das Maß der Platzierungsverschiebung in Y-Richtung repräsentiert und die horizontale Achse das Maß der Platzierungsverschiebung in X-Richtung repräsentiert;
32 ein Graph ist, der die Platzierungsgenauigkeit zeigt, wenn mehrere der QFP-Komponenten auf einer Leiterplatte mit einer Größe von 428 mm × 250 mm montiert werden und der Versatzwert gemäß der ersten Ausführungsform nicht angewendet wird, wobei die vertikale Achse das Maß der Platzierungsverschiebungen in Y-Richtung repräsentiert und die horizontale Achse das Maß der Platzierungsverschiebung in X-Richtung repräsentiert;
33 ein Graph ist, der die Platzierungsgenauigkeit zeigt, wenn mehrere der QFP-Komponenten auf einer Leiterplatte mit einer Größe von 428 mm × 250 mm montiert werden und der Versatzwert gemäß der ersten Ausführungsform angewendet wird, wobei die vertikale Achse das Maß der Platzierungsverschiebung in Y-Richtung repräsentiert und die horizontale Achse das Maß der Platzierungsverschiebung in X-Richtung repräsentiert;
34 eine erläuternde Ansicht ist, die das Maß der Verschiebung einer Referenzmarke in X-Richtung und in Y-Richtung vom Zentrum des Sichtfeldes der Leiterplattenerkennungskamera zeigt;
35 ein Flussdiagramm ist, das die Operation für das Niederschlagen eines Versatzwertes des enthaltenen Bereiches aufgrund der Verzerrung der X-Y-Roboter-Operation in einem Düsenabstand und einem Leiterplattenkameraversatzwert als ein Anwendungsbeispiel der ersten Ausführungsform zeigt;
36 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zum Ausführen der Bauteilplatzierungsoperation durch das Niederschlagen des Bereichsversatzwertes in der Messposition des Düsenabstands zeigt;
37A, 37B und 37C Ansichten sind, die die Positionsbeziehung zwischen der Düse, der Bauteilerkennungskamera und der Leiterplattenerkennungskamera während der Messung zeigen, wobei 37A einen Zustand zeigt, in dem die Positionsmessung der ersten Düse im Gange ist, 37B einen Zustand zeigt, in dem die Positionsmessung der n-ten Düse im Gange ist, und 37C einen Zu stand zeigt, in dem die Positionsmessung der Leiterplattenkamera im Gange ist;
38 eine Draufsicht zur Erläuterung des Versatzwertes der Leiterplattenkamera und des Düsenabstands ist;
39 eine schematische erläuternde Ansicht ist, die eine Bewegungshaltung des Bauteilplatzierungskopfes in der Bauteilmontagevorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt, wenn der Bauteilplatzierungskopf keine Neigung aufweist;
40 eine schematisch erläuternde Ansicht ist, die eine Bewegungshaltung des Bauteilplatzierungskopfes zeigt, wenn der Bauteilplatzierungskopf eine Neigung aufweist;
41 eine schematische Ansicht ist, die die Konstruktion der Bauteilmontagevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
42 eine Seitenansicht des Bauteilplatzierungskopfes ist, der in der Bauteilmontagevorrichtung der 41 enthalten ist;
43 ein Steuerblockdiagramm ist, das die Konstruktion der Steuereinheit zeigt, die in der Bauteilmontagevorrichtung der 41 enthalten ist;
44 eine schematische Draufsicht einer Glasleiterplatte ist, die im Korrekturverfahren der zweiten Ausführungsform zu verwenden ist;
45 eine schematische erläuternde Ansicht zur Erläuterung der Operation des Korrigierens eines Verschiebungsmaßes aufgrund einer Neigung des Bauteilplatzierungskopfes im Korrekturverfahren der zweiten Ausführungsform ist;
46 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur für einen Kalibrierungsprozess zeigt;
47 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur für einen Produktionsvorbereitungsprozess zeigt;
48 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur für einen Produktionsprozess zeigt; und
49 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur für einen Kalibrierungsprozess gemäß einem Modifikationsbeispiel der zweiten Ausführungsform zeigt.
Bester Modus zur Ausführung der Erfindung
Vor einer weiteren Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist zu beachten, dass ähnliche Teile in allen beigefügten Zeichnungen mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
(Erste Ausführungsform)
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben.
Wie in den 1 bis 4 gezeigt ist, enthält eine Bauteilmontagevorrichtung 100, die zum Ausführen des Bauteilmontageverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform fähig ist, ein Gestell 110, einen X-Y-Roboter 120, eine Leiterplattenerkennungskamera 140, die ein Beispiel einer Leiterplattenerkennungsvorrichtung zum Erkennen eines Erkennungsobjekts auf einer Leiterplatte ist, eine Bauteilerkennungskamera 150, eine Steuereinheit 170, Bauteilzuführungseinheiten 180, und eine Leiterplattenbeförderungseinheit 190 als Grundbauelemente.
Das Gestell 110 ist eine Basis, auf der der X-Y-Roboter 120, die Bauteilerkennungskamera 150, die Steuereinheit 170, die Bauteilzuführungseinheit 180 und die Leiterplattenbeförderungseinheit 190 installiert sind, und ist aus einem rechteckigen quaderförmigen Basisabschnitt 111 und Y-Achse-Roboter-Beinabschnitten 112 konstruiert. Der Basisabschnitt 111 und die Y-Achse-Roboter-Beinabschnitte 112, d. h. das Gestell 110, ist mittels Gießen zu einer integrierten Struktur geformt. Die Y-Achse-Roboter-Beinabschnitte 112 ragen vom Basisabschnitt 111 an beiden Endabschnitten des Basisabschnitts 111 in X-Achse-Richtung 51 hervor und erstrecken sich längs der Y-Achse-Richtung 52 senkrecht zur X-Achse-Richtung 51. Auf jedem der Y-Achse-Roboter-Beinabschnitte 112 ist eine Linearführung 123 oder dergleichen am Y-Achse-Roboter 121 installiert, der den X-Y-Roboter 120 bildet, wie später genauer be schrieben wird. Jede Linearführung 123 die als Führungsunterstützungselement des Mutternabschnitts 126 der 4 dient, ist auf dem Y-Achse-Roboter-Beinabschnitt 112 längs einer Linearführungsinstallationsoberfläche 123a installiert, die an jedem Y-Achse-Roboter-Beinabschnitt 112 längs der Y-Achse-Richtung 52 ausgebildet ist, wobei wie oben beschrieben die Y-Achse-Roboter-Beinabschnitte 112 mittels Gießen in eine mit dem Basisabschnitt 111 integrierte Struktur gegossen werden.
Der X-Y-Roboter 120 weist zwei Y-Achse-Roboter 121 auf, die parallel längs der Y-Achse-Richtung 52 angeordnet sind, und einen X-Achse-Roboter 131, der auf den zwei Y-Achse-Robotern 121 längs der X-Achse-Richtung 51 senkrecht zur Y-Achse-Richtung 52 auf dem Y-Achse-Roboter-Beinabschnitten 112 angeordnet ist, d. h. auf dem Gestell 110, das durch Gießen zu der integrierten Struktur geformt ist.
Jeder der Y-Achse-Roboter 121 weist eine Y-Achse-Kugelgewindestruktur 122 und eine Linearführung 123 auf. Die Y-Achse-Kugelgewindestruktur 122 expandiert und kontrahiert linear nur in der Y-Achse-Richtung 52 aufgrund von Wärme, wobei ihr eines Ende 122a als festes Ende dient und das andere Ende 122b als Unterstützungsende dient, und bewegt den X-Achse-Roboter 131 in Y-Achse-Richtung 52. Bei einer genaueren Beschreibung, wie in den 1 und 4 gezeigt ist, ist ein Motor 124, der am Y-Achse-Roboter-Beinabschnitt 112 befestigt ist und als Antriebsquelle des Kugelgewindes 125 dient, an einem Ende 122a der Y-Achse-Kugelgewindestruktur 122 vorgesehen und mit dem Kugelgewinde 125 verbunden. Das andere Ende 122b unterstützt das Kugelgewinde 125 drehbar in dessen Umfangsrichtung und ausfahrbar in Axialrichtung, d. h. in der Y-Achse-Richtung 52, und ist am Y-Achse-Roboter-Beinabschnitt 112 befestigt.
Wenn der Y-Achse-Roboter 121, der wie oben konstruiert ist, kontinuierlich betrieben wird, sind die Abschnitte, die Wärme erzeugen, das Kugelgewinde 125 und der Motor 124, wobei das andere Ende 122b die Expansion und Kontraktion des Kugelgewindes 125 in Y-Achse-Richtung 52 aufgrund von Wärme erlaubt. Da außerdem der Motor 124 am Gestell 110 der integrierten Struktur befestigt ist, wie oben beschrieben worden ist, kann die Expansion und Kontraktion jedes Y-Achse-Roboters 121 aufgrund von Wärme, d. h. die Wärmeexpansion und Wärmekontraktion, nur in Y-Achse-Richtung 52 linear gemacht werden. Da außer dem die zwei Y-Achse-Roboter 121 gleich arbeiten, werden die Größen der Wärmeausdehnung und der Wärmekontraktion der Y-Achse-Roboter 121 in Y-Achse-Richtung 52 ausgeglichen.
Außerdem ist ein Mutternabschnitt 126 um das Kugelgewinde 125 jedes Y-Achse-Roboters 121 angebracht, wie in 4 gezeigt ist, wobei die Mutternabschnitte 126 sich in Y-Achse-Richtung 52 mittels Rotation der jeweiligen Kugelgewinde 125 bewegen. Der X-Achse-Roboter 131, der den X-Y-Roboter 120 bildet, ist zwischen den Mutternabschnitten 126 längs der X-Achse-Richtung 51 angeordnet. Da die Größen der Expansion und Kontraktion der Y-Achse-Roboter 121 im Y-Achse-Richtung 52 wie oben beschrieben gleich sind, kann der zwischen den Mutternabschnitten 126 angeordnete X-Achse-Roboter 131 parallel zur X-Achse in Y-Achse-Richtung 52 bewegt werden.
Es ist zu beachten, dass 4 eine Ansicht ist, die konzeptartig die Strukturen des Gestells 110 und der X-Y-Roboter 120 zeigt, wobei der später beschriebene Bauteilplatzierungskopf nicht gezeigt ist. Außerdem sind die Bauteilzuführungseinheiten 180 in den 2 bis 4 nicht gezeigt.
Der X-Achse-Roboter 131 weist einen X-Achse-Rahmen 132 und eine X-Kugelgewindestruktur 133 auf. Der X-Achse-Rahmen 132 ist mit seinen beiden Enden an den Mutternabschnitten 126 der jeweiligen Kugelgewindestrukturen 122 der Y-Achse-Roboter 121 befestigt und erstreckt sich in X-Achse-Richtung 51, wie oben beschrieben worden ist. Die X-Kugelgewindestruktur 133 ist auf dem X-Achse-Rahmen 132 ausgebildet und expandiert und kontrahiert linear nur in X-Achse-Richtung 51 aufgrund von Wärme, wobei sein eines Ende 133a als festes Ende dient und das andere Ende 133b als Unterstützungsende dient. Ein Bauteilplatzierungskopf 136, der als ein Beispiel des Bauteilplatzierungskopfes dient, ist ferner angebracht, um den Bauteilplatzierungskopf 136 in X-Achse-Richtung 51 zu bewegen.
Der X-Achse-Rahmen 132 ist ein Element, das aus Aluminium in einer nahezu quadratischen Säulenkonfiguration gefertigt ist, wobei beide Enden an den Mutternabschnitten 126 befestigt sind, wie oben beschrieben worden ist. Ein Motor 135, der als Antriebsquelle des Kugelgewindes 134 dient und wie in 4 und dergleichen gezeigt am X-Achse-Rahmen 132 befestigt ist, ist an dem einen En de 133a der X-Kugelgewindestruktur 133 vorgesehen, das auf einer Seitenoberfläche des X-Achse-Rahmens 132 ausgebildet ist, und mit dem Kugelgewinde 134 verbunden. Das andere Ende 133b ist am X-Achse-Rahmen 132 befestigt, während es das Kugelgewinde 134 in dessen Umfangsrichtung drehbar und in dessen Axialrichtung verschiebbar, d. h. in X-Achsen-Richtung 51, unterstützt. Wenn der X-Achse-Roboter 131 kontinuierlich betrieben wird, sind die Abschnitte, die Wärme erzeugen, das Kugelgewinde 134 und der Motor 135, wobei das andere Ende 133b die Expansion und Kontraktion des Kugelgewindes 134 in X-Achse-Richtung 51 aufgrund von Wärme erlaubt.
Wie in 1 gezeigt ist, ist außerdem ein Mutternabschnitt 134a zum Befestigen des Bauteilplatzierungskopfes 136 um das Kugelgewinde 134 angebracht, wobei der Mutternabschnitt 134a, d. h. der Bauteilplatzierungskopf 136, sich durch die Rotation des Kugelgewindes 134 in X-Achse-Richtung 51 bewegt.
Der Bauteilplatzierungskopf 136 weist Bauteilsaugdüsen 1361 als ein Beispiel auf, die die Funktion der Bauteilhalteelemente zum Halten elektronischer Bauteile 62 bewerkstelligen, sowie eine Leiterplattenerkennungskamera 140 für die Bildaufnahme von Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 201-1 und 201-2, die auf der Leiterplatte 61 angeordnet sind, um die Verschiebung einer geladenen und platzierten Leiterplatte 61 bestätigen, sowie Bildaufnahmereferenzmarken 201, die in spezifizierten Intervallen angeordnet sind, auf einer Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte 200, die später in der ersten Ausführungsform beschrieben wird. Wie in 5 genauer gezeigt ist, sind mit Bezug auf die Bauteilsaugdüsen 1361 acht Bauteilsaugdüsen 1361 in einer geraden Linie längs der X-Achse-Richtung 51 in der ersten Ausführungsform vorgesehen. Es ist zu beachten, dass das elektronische Bauteil 62 ein kleines Bauteil eines Chip-Bauteils oder dergleichen, oder ein großes Bauteil einer QFP oder dergleichen ist. Die Bauteilsaugdüsen 1361 mit optimalen Abmessungen und Konfigurationen sind daher entsprechend den verschiedenen Bauteilen angebracht, die anzusaugen sind. Wie oben beschrieben worden ist, ist die Leiterplattenerkennungskamera 140 so angeordnet, dass das Bildaufnahmezentrum der Leiterplattenerkennungskamera 140 koaxial mit einer geraden Linie angeordnet ist, die sich durch die Mitte der Bauteilsaugdüsen 1361 erstreckt, die längs der X-Achse-Richtung 51 angeordnet sind. Außerdem ist für den Bauteilplatzierungskopf 136 ferner ein Rotationsmotor 1361 zum Drehen jeder der Bauteilsaugdüsen 1361 in Umfangs richtung ihrer Achse vorgesehen.
Jede der Bauteilsaugdüsen 1361 muss sich in Axialrichtung der Bauteilsaugdüse 1361, d. h. längs der Z-Achse-Richtung 53, bewegen, um das elektronische Bauteil 62 von der Bauteilzuführungseinheit 180 anzusaugen und das angesaugte elektronische Bauteil 62 auf der Leiterplatte 61 zu montieren, die als ein Beispiel der Bauteilmontageleiterplatte dient. In der ersten Ausführungsform ist ein Bewegungsmotor 1362, der als ein Beispiel dient und als Antriebsquelle zum Bewegen des Bauteilhalteelements dient, für jede Bauteilsaugdüse 1361 vorgesehen, um die Bauteilsaugdüse 1361, die als ein Beispiel des Bauteilhalteelements am Bauteilplatzierungskopf 136 dient, zu bewegen. Es kann daher ein Motor mit geringer Leistung verwendet werden, wobei das Maß der Wärmeerzeugung vom Motor im Vergleich zum herkömmlichen Fall verringert werden kann, in welchem alle mehreren Bauteilsaugdüsen mittels eines Hochleistungsmotors angetrieben wurden. Als ein Arbeitsbeispiel weist der Bewegungsmotor 1362 eine Ausgangsleistung von 20 W auf, wobei vom Bewegungsmotor 1362 kaum Wärme erzeugt wird. Im herkömmlichen Fall, in dem der Hochleistungsmotor mit einer großen Menge an Wärmeerzeugung einmalig vorgesehen ist, tritt ein Temperaturgradient entsprechend dem Abstand vom Hochleistungsmotor im herkömmlichen Bauteilplatzierungskopf auf, wobei die Abstände zwischen den Bauteilsaugdüsen in Richtung der Anordnung aufgrund der Differenz der Wärmeausdehnung und Wärmekontraktion nachteilig variiert werden. Im Gegensatz hierzu wird durch das Vorsehen des Bewegungsmotors 1362 für jede der Bauteilsaugdüsen 1361 in der Ausführungsform von jedem Bewegungsmotor 1362 kaum Wärme erzeugt, wobei dann, wenn eine Wärmeerzeugung stattfindet, diese keinen solchen Temperaturgradienten hervorruft, der Einfluss auf die Bauteilmontagegenauigkeit am Bauteilplatzierungskopf 136 ausübt. Selbst wenn daher der Bauteilplatzierungskopf 136 kontinuierlich betrieben wird, können die Abstände zwischen den Bauteilsaugdüsen 1361 gleich oder nahezu gleich in X-Achse-Richtung 51 gehalten werden. Es ist zu beachten, dass die Aussage "nahezu gleich" das Ausmaß bedeutet, bei dem kein Einfluss auf die Bauteilmontagegenauigkeit ausgeübt wird.
Da außerdem kein solcher Temperaturgradient auftritt, der Einfluss auf die Bauteilmontagegenauigkeit beim Bauteilplatzierungskopf 136 ausübt, wie oben beschrieben worden ist, kann die relative Position zwischen jeder der Bauteilsaugdüsen 1361 und der Leiterplattenerkennungskamera 140, d. h. der Abstand zwi schen jeder der Bauteilsaugdüsen 1361 und der Leiterplattenerkennungskamera 140, unbeweglich gemacht werden. In diesem Fall bedeutet der obenerwähnte Ausdruck "unbeweglich", dass die Expansion und Kontraktion bis zu dem Ausmaß, dass Einfluss auf die Bauteilmontagegenauigkeit ausgeübt wird, durch Wärme nicht hervorgerufen wird in Bezug auf den Abstand zwischen jeder der Bauteilsaugdüsen 1361 und der Leiterplattenerkennungskamera 140.
Die Bauteilzuführungseinheit 180 ist eine sogenannte Kassettentyp-Bauteilzuführungseinheit, die mehrere Haspeln aufweist, um die die elektronischen Bauteile 62 aufnehmenden Bänder gewickelt sind, wobei zwei Sätze von Einheiten vorgesehen sind, die auf der Vorderseite 100a und der Rückseite 100b in der Bauteilmontagevorrichtung 100 der ersten Ausführungsform angeordnet sind.
Die Leiterplattenbeförderungseinheit 190 ist eine Einheit, die das Laden, das Ansaugen und Halten sowie das Entladen der Leiterplatte 61 an der Platzierungsposition der Leiterplatte 61 im Bauteilplatzierungsbereich in der Bauteilmontagevorrichtung 100 durchführt, wobei, wie in 1 und anderen Figuren gezeigt ist, die Einheit längs der X-Achse-Richtung 51 an einer näherungsweise mittleren Position der Bauteilmontagevorrichtung 100 angeordnet ist. Die Leiterplattenbeförderungseinheit 190 weist einen Beförderungstisch 165 auf, der als ein Beispiel der Leiterplattenhaltevorrichtung in der Platzierungsposition dient, was erlaubt, die geladene Leiterplatte 61 anzusaugen und zu halten, und was erlaubt, die Leiterplatte 61 durch Aufheben der Ansaugung und des Haltens zu entladen.
Wie in 6 gezeigt ist, ist die Steuereinheit 170 mit dem X-Y-Roboter 120, der Leiterplattenerkennungskamera 140, der Bauteilerkennungskamera 150, den Bauteilzuführungseinheiten 180 und der Leiterplattenbeförderungseinheit 190 verbunden, welches die obenbeschriebenen Bestandteile sind, und steuert die Montageoperation der elektronischen Bauteile 62 auf der Leiterplatte 61 durch Steuern der Operation derselben. Die Steuereinheit 170 enthält einen Speicherabschnitt 173 zum Speichern von Montageinformationen, wie z. B. Programmen und Montagedaten (wie z. B. entsprechende Bewegungspositionskoordinatendaten des Bauteilplatzierungskopfes 136 während der Montageoperation, Platzierungspositionskoordinatendaten der Bauteile, Daten von Beziehungsinformationen zwischen den Bewegungspositionen des Bauteilplatzierungskopfes 136 und den Platzierungspositionen der Bauteile, und dergleichen, Daten über die Größe der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte und Positionskoordinatendaten der Referenzmarken, Daten über die Größe der Leiterplatte, die der Montage unterworfen werden soll, und Positionskoordinatendaten der Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken, Daten über die Bauteile, Daten über die Düsengröße, und dergleichen, Bauteilzuführungsdaten der Bauteilzuführungseinheiten 180 und dergleichen); Erkennungsinformationen mittels der Leiterplattenerkennungskamera 140; Berechnungsergebnisse im Berechnungsabschnitt 171, der später beschrieben wird; und dergleichen, und enthält den Berechnungsabschnitt 171 zum Ausführen verschiedener Operationen z. B. der Berechnung einer Parallelabweichung, einer Neigung, einer Expansionsrate und dergleichen auf der Grundlage der Erkennungsinformationen (z. B. Erkennungsinformationen der Referenzmarken 201a und 201b mittels der Leiterplattenerkennungskamera 140, Erkennungsinformationen der Referenzmarken 201 mittels der Leiterplattenerkennungskamera 140, und Erkennungsinformationen der Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 201-1 und 201-2 mittels der Leiterplattenerkennungskamera 140, und dergleichen) mittels der Leiterplattenerkennungskamera 140 und Erhalten eines Fehlers bei jeder Platzierungsposition mittels Berechnung auf der Grundlage der Erkennungsinformationen und der Platzierungspositionsdaten der im Speicherabschnitt 173 gespeicherten Montageinformationen. Die Steuereinheit 170 dient dazu, die Bauteilmontageoperation auf der Grundlage der Daten und Informationen auszuführen, die im Speicherabschnitt 173 gespeichert sind. Die Bauteilmontageoperation mittels der wie oben konstruierten Steuereinheit 170, und insbesondere die Korrekturoperation werden im Folgenden genauer beschrieben.
Die Operation der Bauteilmontagevorrichtung 100, die wie oben beschrieben konstruiert ist, d. h. das Bauteilmontageverfahren, das von der Bauteilmontagevorrichtung 100 ausgeführt wird, wird nun genauer beschrieben. Die Beförderungsoperation der Leiterplatte 61 mittels der Leiterplattenbeförderungseinheit 190 sowie Operationen vom Bauteilansaugen von den Bauteilzuführungseinheiten 180 bis zur Bauteilmontage auf der Leiterplatte 61 mittels des X-Y-Roboters 120, der den Bauteilplatzierungskopf 136 enthält, bilden grundsätzlich die Operation, die in der herkömmlichen Bauteilmontagevorrichtung ausgeführt wird, weshalb die Operationen im Folgenden einfach beschrieben werden.
Das heißt, der Bauteilplatzierungskopf 136 wird zur Bauteilzuführungseinheit 180 mittels des X-Y-Roboters 120 bewegt. Als Nächstes werden ein oder mehrere der elektronischen Bauteile 62 von der Bauteilzuführungseinheit 180 mittels einer oder mehrerer Bauteilsaugdüsen 1361 des Bauteilplatzierungskopfes 136 angesaugt und gehalten. Als Nächstes wird der Bauteilplatzierungskopf 136 über die Bauteilerkennungskamera 150 mittels des X-Y-Roboters 120 bewegt, um die Lage und dergleichen der elektronischen Bauteile 62, die von den Düsen 1361 gehalten werden, mittels der Bauteilerkennungskamera 150 zu erkennen, woraufhin der Kopf zu den Platzierungspositionen der Leiterplatte 61 bewegt wird. Das elektronische Bauteil 62, das von einer Düse 1361 des Bauteilplatzierungskopfes 136 angesaugt und gehalten wird, wird über der entsprechenden Platzierungsposition mittels des X-Y-Roboters 120 platziert, woraufhin die Düse 1361 nach unten bewegt wird, um das elektronische Bauteil 62 an der Platzierungsposition zu platzieren. Zu diesem Zeitpunkt wird die Montageoperation ausgeführt durch Drehen der Düse 1361 um ihre Achse und dergleichen auf der Grundlage des Bauteillageerkennungsergebnisses mittels der Bauteilerkennungskamera 150, Korrigieren der Position des Bauteilplatzierungskopfes 136 unter Berücksichtigung eines später beschriebenen Versatzwertes, und anschließendes Ausführen der Platzierungsoperation. Alle Bauteile 62, die auf der Leiterplatte 61 zu montieren sind, werden der Serie der Montageoperation unterworfen.
Das Bauteilmontageverfahren gemäß der ersten Ausführungsform ist gekennzeichnet durch die Positionskorrekturoperation des Bauteilplatzierungskopfes 136 während der Montageoperation unter Berücksichtigung des Versatzwertes, wobei dies im Folgenden mit Bezug auf 11 genauer beschrieben wird.
Das heißt, das Bauteilmontageverfahren der Ausführungsform erkennt die Referenzmarken 201, die in spezifizierten Intervallen auf einer Glasleiterplatte 200 angeordnet sind, die als ein Beispiel der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte dient, erlangt die Positionskoordinaten (Koordinaten, die aus einem X-Koordinatenwert in X-Richtung und einem Y-Koordinatenwert in Y-Richtung senkrecht zur X-Richtung in der Ebene der Glasleiterplatte 200 gebildet werden, um die Position der Referenzmarke anzuzeigen) der Referenzmarken, die wie oben erkannt werden, erlangt eine Differenz zwischen den NC-Koordinaten (vorausbestimmte numerische Gestaltungspositionskoordinaten der Referenzmarken) jeder der Referenzmarken und der Positionskoordinaten als Korrekturwert, erlangt die NC-Koordinaten der Positionskoordinaten von wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken der Bauteilmontageleiterplatte, extrahiert Referenzmarken, die jeweils neben den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, unter den erkannten Referenzmarken, und erlangt Versatzwerte der Referenzmarken durch jeweiliges Unterwerfen der Positionskoordinaten der extrahierten Referenzmarken der Koordinatentransformation, so dass ein Korrekturwert der extrahierten Referenzmarken 0 oder im Wesentlichen 0 wird. Anschließend werden wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken der von der Leiterplattenhaltevorrichtung gehaltenen Bauteilmontageleiterplatte jeweils in einem Zustand erkannt, in dem die Bauteilmontageleiterplatte von der Leiterplattenhaltevorrichtung gehalten und in Bauteilplatzierungsbereich positioniert wird, anstelle der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte, wobei die Positionskoordinaten der erkannten zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken erlangt werden, und wobei die NC-Koordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken jeweils auf der Grundlage der Positionskoordinaten der erhaltenen zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken korrigiert werden. Wenn jeder Bauteilplatzierungskopf 136 zu jeder der Bewegungspositionen während der Platzierungspositionskorrektur, der Markierungserkennung und der Korrektur, und der Platzierungspositionsversatzmessung oder irgendeiner der anderen Operation bewegt wird, werden die Positionskoordinaten der Bewegungsposition auf der Grundlage des Versatzwertes der Referenzmarke korrigiert, die am nächsten zur Erkennungsvorrichtung angeordnet ist, die für den Bauteilplatzierungskopf vorgesehen ist, was erlaubt, eine hochgenaue Platzierung zu erzielen.
In diesem Fall bezeichnet der Versatzwert einen numerischen Wert zum Korrigieren der Positionskoordinaten der Referenzmarke, die erhalten werden durch Unterwerfen der extrahierten Positionskoordinaten der Referenzmarke einer Koordinatentransformation, so dass die Korrekturwerte der Referenzmarken, die als die Referenzmarken extrahiert worden sind, die jeweils nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken der Bauteilmontageleiterplatte angeordnet sind, gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden, wie später beschrieben wird.
Außerdem bezeichnet der Korrekturwert eine Differenz zwischen den NC- Koordinaten jeder der Referenzmarken, die in spezifischen Intervallen auf der Referenzleiterplatte angeordnet sind, und der erkannten Positionskoordinaten.
Zuerst wird ein Überblick über ein Verfahren zum Erlangen des Versatzwertes beschrieben.
Die Positionierungsgenauigkeit des Bauteilplatzierungskopfes 136 wird durch die Verformung des X-Y-Roboters 120 (siehe 7 und 3) stark beeinflusst, wobei ein Positionierungsfehler erzeugt wird. Zum Beispiel ist 7 eine Ansicht, die die Beziehung zwischen der Verformung des X-Achse-Roboters und dem Bauteilplatzierungskopf 136 zeigt, während 8 eine Ansicht ist, die die Beziehung zwischen der Verformung des Y-Achse-Roboters und dem Bauteilplatzierungskopf 136 zeigt. Dieser Positionierungsfehler wird durch die Position verändert, in der sich der Bauteilplatzierungskopf 136 bewegt, und übt Einfluss auf die Platzierungsgenauigkeit aus. Wie in 9 gezeigt ist, wird dementsprechend dann, wenn der X-Y-Roboter 120 den Kopf 136 zu einer beliebigen NC-Koordinatenposition bewegt, der Versatzwert (mit anderen Worten der Versatzwert zum Korrigieren des Bereiches, wo sich die NC-Koordinatenposition befindet) in der Referenzmarkesposition, die der NC-Koordinatenposition am nächsten ist, als ein numerischer Wert für die Korrektur verwendet, um den Fehler der Positionierung des X-Y-Roboters 120 und dergleichen, der durch die obige Bewegung erzeugt wird, zu beseitigen. Das heißt, der Versatzwert, der als numerischer Wert für die Korrektur zum Korrigieren des Fehlers der Positionierung und dergleichen verwendet wird, wird erlangt durch Verwenden der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte innerhalb eines maximalen Bauteilplatzierungsbereiches (eines Bereiches, der die herzustellenden Leiterplatten umfasst, wobei die Leiterplatten z. B. eine XL-Größe von 510 mm × 460 mm und eine M-Größe von 330 mm × 250 mm aufweisen) verwendet wird.
Genauer wird zuerst im Schritt S1 der 11 eine Glasleiterplatte 200, die als ein Beispiel der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte dient, vom Beförderungstisch 165 gehalten, der als ein Beispiel der Leiterplattenhaltevorrichtung dient, und im Bauteilplatzierungsbereich positioniert.
Als Nächstes werden im Schritt S2 der 11 die Positionskoordinaten aller Referenzmarken 201, die in spezifischen Intervallen auf der Glasleiterplatte 200 angeordnet sind, die vom Beförderungstisch 165 gehalten wird, mittels der Leiterplattenerkennungskamera 140 des Bauteilplatzierungskopfes 136 erkannt. Genauer wird die Erkennung der Referenzmarken für die Messung des Korrekturwertes wie folgt ausgeführt. Während der Messung des Korrekturwertes wird eine spezielle Glasleiterplatte (im Folgendes als Glasleiterplatte bezeichnet), auf der die Referenzmarken (Kreise mit einem Durchmesser von 1 mm) in einer Gitterform als Aufdruck oder in ähnlicher Weise ausgebildet sind, für die Glasleiterplatte 200 der XL-Größe von 510 mm × 460 mm (M-Größe: 330 mm × 250 mm) verwendet, die als ein Beispiel der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte der Messleiterplatte dient. Das heißt, als Beispiel der Glasleiterplatte 200, wie in 10 gezeigt ist, wird für die XL-Größe eine Leiterplatte verwendet, auf der kreisförmige Referenzmarken (mit einem Durchmesser von 1 mm) 201 bestehend aus 44 Reihen in Y-Richtung und 49 Spalten in X-Richtung angeordnet mit Abständen von 10 mm auf einer Glasplatte der Größe 510 mm × 460 mm aufgedruckt sind. Die für die Messung verwendeten Referenzmarken sind daher an 2.156 Punkten angeordnet. Für die Messung der M-Größe wird eine Leiterplatte verwendet, auf der die kreisförmigen Referenzmarken (mit einem Durchmesser von 1 mm) 201 bestehend aus 22 Reihen in Y-Richtung und 39 Spalten in X-Richtung mit Abständen von 10 mm auf einer Glasplatte der Größe 410 mm × 240 mm aufgedruckt sind. Die für die Messung verwendeten Referenzmarken sind daher an 858 Punkten angeordnet.
Die Größe der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte kann prinzipiell eine beliebige Größe sein, solange die Größe größer ist als der maximale Bauteilplatzierungsbereich der Bauteilmontagevorrichtung. Wie später beschrieben wird, kann jedoch in dem Fall einer Größe kleiner als der maximale Bauteilplatzierungsbereich die Größe virtuell größer gemacht werden als die Größe des maximalen Bauteilplatzierungsbereiches, indem ein Syntheseverfahren verwendet wird. Obwohl die Genauigkeit erhöht wird, wenn die Intervalle zwischen den Referenzmarken kleiner gemacht werden, wird eine Datenerlangungszeitspanne lang und die Menge an Speicherdaten nimmt zu. Dementsprechend ist es wirtschaftlich ausreichend, den Abstand auf etwa 1/4 bis 1/5 der Steigung des Kugelgewindes der Kugelgewindestruktur des X-Y-Roboters festzulegen. Als konkretes Beispiel kann der Referenzmarkesabstand auf 10 mm mit Bezug auf eine Steigung von 40 mm festgelegt werden.
Als Nächstes werden in Schritt S3 der 11 die Positionskoordinaten der erkannten Referenzmarken 201 von der Operationseinheit 171 auf der Grundlage der Erkennungsergebnisse erlangt und anschließend im Speicherabschnitt 173 gespeichert. Das heißt, wie z. B. in 13 gezeigt ist, es werden alle Referenzmarken 201 erkannt durch Bewegen der Leiterplattenerkennungskamera 140 des Kopfes 136 von der Referenzmarke 201 am linken Ende der untersten Reihe bis zur Referenzmarke 201 am rechten Ende der gleichen Reihe parallel zur Leiterplattenbeförderungsrichtung der Leiterplattenbeförderungseinheit 190, um die Verschiebung zu reduzieren und um sequentiell alle Referenzmarken 201 der Reihe zu erkennen, Erlangen der Positionskoordinaten mittels der Operationseinheit 171 auf der Grundlage der Erkennungsergebnisse, und Speichern der Ergebnisse im Speicherabschnitt 173. Als Nächstes, nachdem die Kamera schräg nach links zurückbewegt worden ist, wird die Leiterplattenerkennungskamera 140 des Kopfes 136 von der Referenzmarke 201 am linken Ende der Reihe, die als Nächstes oberhalb der untersten Reihe angeordnet ist, zur Referenzmarke 201 am rechten Ende der gleichen Reihe bewegt, um sequentiell alle Referenzmarken 201 der Reihe zu erkennen, wobei die Positionskoordinaten von der Operationseinheit 171 auf der Grundlage der Erkennungsergebnisse erlangt werden und die Ergebnisse im Speicherabschnitt 173 gespeichert werden. Als Nächstes, nachdem die Kamera schräg nach links zurückbewegt worden ist, wird die Leiterplattenerkennungskamera 140 des Kopfes 136 von der Referenzmarke 201 am linken Ende der Reihe, die zwei Reihen über der untersten Reihe liegt, zur Referenzmarke 201 am rechten Ende derselben Reihe bewegt, um sequentiell alle Referenzmarken 201 der Reihe zu erfassen, wobei die Positionskoordinaten von der Operationseinheit 171 auf der Grundlage der Erkennungsergebnisse erlangt werden, und wobei die Ergebnisse im Speicherabschnitt 173 gespeichert werden. Die Referenzmarken 201 aller Reihen werden entsprechend der obigen Reihenfolge erkannt, wobei die Positionskoordinaten von der Operationseinheit 171 auf der Grundlage der Erkennungsergebnisse erlangt werden und die Ergebnisse im Speicherabschnitt 173 gespeichert werden. Es ist zu beachten, dass die Unterseite der Glasleiterplatte 200 der 13 der Vorderseite der Bauteilmontagevorrichtung entspricht, d. h. dieser Seite des Operators.
Um die Erkennungsgenauigkeit der Referenzmarken 201 zu verbessern, kann die Erkennungsverarbeitung der Referenzmarken 201 mehrmals wiederholt ausgeführt werden. Im obigen Fall werden die Mittelwerte der Positionskoordinaten, die mittels der Erkennungsergebnisse mit der entsprechenden Häufigkeit erlangt worden sind, von der Operationseinheit 171 berechnet und als Positionskoordinaten der entsprechenden Referenzmarken 201 im Speicherabschnitt 173 gespeichert. Die Häufigkeit ist vorzugsweise beliebig änderbar auf dem Operationsbildschirm der Bauteilmontagevorrichtung.
Wie oben beschrieben worden ist, werden die Positionskoordinaten aller Referenzmarken 201 im Speicherabschnitt 173 gespeichert.
Als Nächstes werden im Schritt S4 der 11 die Differenzen zwischen den NC-Koordinaten der Referenzmarken 201 und den jeweiligen Positionskoordinaten als Korrekturwerte von der Operationseinheit 171 erlangt und anschließend im Speicherabschnitt 173 gespeichert. Die Korrekturwerte sind numerische Werte zum Korrigieren der Abweichung beim Halten der Glasleiterplatte 200 während des Ansaugens und Haltens der Glasleiterplatte 200 mittels des Beförderungstisches 165, der Abweichung während der Erkennung, des Positionsfehlers des X-Y-Roboters und dergleichen.
Als Nächstes werden im Schritt S5 der 11 die NC-Koordinaten der Positionskoordinaten von wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 der Bauteilmontageleiterplatte 61 von der Operationseinheit 171 erlangt.
Als Nächstes werden im Schritt S6 der 11 auf der Grundlage der zwei NC-Koordinaten der Positionskoordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 die Referenzmarken 201, die jeweils neben den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 der Bauteilmontageleiterplatte 61 angeordnet sind, von der Operationseinheit 171 unter den erkannten Referenzmarken 201 der Glasleiterplatte 200 extrahiert. Genauer werden in 12 die Referenzmarken 201A und 201B an den zwei Punkten, die diagonal oben rechts und unten links angeordnet sind, als Beispiele auf der Glasleiterplatte 200 nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 von der Leiterplattenerkennungskamera 140 erkannt, während der Kopf 136 mittels des X-Y-Roboters 120 bewegt wird. Das heißt, es ist schwierig, die Glasleiterplatte 200 mittels des Beförderungstisches 165 vollständig parallel zur Leiterplattenbeförderungsrichtung der Leiter plattenbeförderungseinheit 190 zu halten, wobei eine Verschiebung auftritt. Um die Verschiebung zu korrigieren, wenn diese Glasleiterplatte gehalten wird, werden die Referenzmarken 201, die an der unteren linken Ecke und an der oberen rechten Ecke der Glasleiterplatte 200 angeordnet sind, zuerst als Referenzmarken 201A und 201B erkannt.
Als Nächstes werden im Schritt S7 der 11 die Positionskoordinaten der extrahierten Referenzmarken 201A und 201B der Koordinatentransformation unterworfen (Koordinatentransformation unter Berücksichtigung der Parallelabweichung, der Neigung und der Expansions/Kontraktionsrate), so dass die Korrekturwerte der extrahierten Referenzmarken 201A und 201B gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden, wobei die Versatzwerte an den Referenzmarken 201A und 201B erhalten werden. Das heißt, die Parallelabweichung und die Neigung der Glasleiterplatte 200 werden von der Operationseinheit 171 aus den Positionskoordinaten der Erkennungsergebnisse der Referenzmarken 201A und 201B an den zwei in Schritt S3 der 11 erhaltenen zwei Punkten erlangt. Gleichungen zum Erlangen der Parallelabweichung und der Neigung werden später beschrieben. Die Parallelabweichung bezeichnet die Verschiebung in X-Richtung und/oder Y-Richtung. Die Neigung bezeichnet die Rotationsabweichung als eine Folge der Rotation der Leiterplatte in X-Richtung und Y-Richtung der Richtung senkrecht zur X-Richtung, wenn die Leiterplatte durch den Leiterplattenanschlag in der Platzierungsposition des Beförderungstisches 165 gestoppt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Expansions/Kontraktionsrate erhalten, da es erforderlich ist, die Expansion und Kontraktion der Leiterplatte aufgrund von Wärme zu berücksichtigen. In diesem Fall bezeichnet die Expansions/Kontraktionsrate das Verhältnis von Expansion und Kontraktion der Leiterplatte selbst aufgrund von Wärme.
Als Nächstes wird eine Graphiklinie zum Verbinden der Referenzmarken 201A und 201B an den zwei Punkten für eine Koordinatentransformation auf der Grundlage des Korrekturwertes (Parallelabweichung und Neigung), der von der Operationseinheit 171 erhalten worden ist, gedreht und verschoben, so dass die Korrekturwerte der Referenzmarken 201A und 201B an den zwei Punkten gleich 0 werden (mit anderen Worten, so dass sie mit den Daten der NC-Koordinaten der Referenzmarken 201A und 201B an den zwei Punkten in Übereinstimmung gebracht werden) oder im Wesentlichen gleich 0 werden (z. B. innerhalb eines Bereiches von ±5 μm liegen). Anschließend werden die Versatzwerte an den Positionskoordinaten aller Referenzmarken 201 erlangt und im Speicherabschnitt 173 gespeichert. Als Ergebnis kann der Versatzwert eines jeden Bereiches (rechteckiger Bereich, der durch Unterteilen der Referenzleiterplatte erhalten wird, wobei jeder Einheitsbereich auf den Referenzmarken beruht (z. B. umgeben von Referenzmarken an vier Punkten)) entsprechend der Größe der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte bestimmt werden. Durch Ausführen der Positionskorrektur unter Verwendung der Versatzwerte eines jeden Bereiches als numerische Werte für die Korrektur der Bewegungsposition des Bauteilplatzierungskopfes, die in jedem Bereich enthalten sind, während der Erkennungsoperation der Referenzmarken der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte, der Bauteilmontageoperation auf der der Platzierung zu unterwerfenden Leiterplatte und dergleichen, kann die Montagegenauigkeit verbessert werden.
Der Positionierungsfehler und dergleichen, der dem X-Y-Roboter 120 eigen ist, kann als relative Verschiebung zwischen den Platzierungspositionen um die Versatzwerte, die durch die Schritte S1 bis S7 der 11 in den Prozessen erhalten werden, wahrgenommen werden. Außerdem kann durch Verwendung der so erhaltenen Versatzwerte als numerische Werte für die Korrektur der Positionskoordinaten im der Kopfpositionierungspositionsberechnung während der Referenzmarkenerkennungsoperation, der Bauteilplatzierungsoperation, der Platzierungsversatzwertmessoperation oder irgendeiner dieser Operationen der Abweichungsfaktor aufgrund der Verzerrung der X-Y-Roboteroperation absorbiert werden, wobei die Platzierungsgenauigkeit verbessert werden kann.
In diesem Fall besteht der Grund, warum die Korrektur auf der Grundlage der Abweichung der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte zu den Positionskoordinaten aller Referenzmarken 201 addiert wird, darin, dass der Positionierungsfehler des X-Y-Roboters 120 vorteilhaft während der Referenzmarkenerkennung in der Korrekturwertmessung enthalten ist. Ein Fehler ist ursprünglich in jeder Positionierungsoperation des X-Y-Roboters 120 enthalten, wobei selbst dann, wenn die Glasleiterplatte 200 mit der gewünschten hohen Genauigkeit produziert werden kann, eine genaue Positionierung an der Platzierungsposition der Bauteilmontagevorrichtung nicht erreicht werden kann. Da anschließend keine absolute Referenz existiert, ist es unmöglich, den Positionierungsfehler des X- Y-Roboters 120 genau zu messen.
Hier wird angenommen, dass 14, die die Tatsache zeigt, dass die Referenzmarken 201A und 201B in den Positionen erkannt werden, die von den Sichtfeldzentralpositionen O₁ und O₂ der Leiterplattenerkennungskamera 140 verschoben sind, die Erkennungsergebnisse der Referenzmarken 201A und 201B während der Referenzmarkenerkennung darstellt, können anschließend die Positionskoordinatenabweichungen (ΔX₁, ΔY₁), die aus dem Erkennungsergebnis der Referenzmarke 201A am ersten Punkt erhalten werden, und die Positionskoordinatenabweichungen (ΔX₂, ΔY₂), die aus dem Erkennungsergebnis der Referenzmarke 201B am zweiten Punkt erhalten werden, als Positionskoordinatenabweichungen erhalten werden, die aus den Referenzmarkenerkennungsergebnissen erhalten werden.
Es ist selbstverständlich ideal, dass der Abweichungsfaktor, der in den Positionskoordinatenabweichungen enthalten ist, die aus den Erkennungsergebnissen erhalten werden, nur zur Größe der Parallelabweichung wird, wenn die Glasleiterplatte 200 vom Beförderungstisch 165 gehalten wird. Der Erkennungsprozessfehler und der Positionierungsfehler des X-Y-Roboters 120 sind jedoch in Wirklichkeit enthalten. Daher werden die Positionskoordinatenabweichungen, die aus den Erkennungsergebnissen der Referenzmarken 201A und 201B erhalten werden, wie folgt: (Positionskoordinatenabweichung der Erkennungsergebnisse) = (Abweichung beim Halten der Leiterplatte) + (Abweichung in der Erkennung) + (X-Y-Roboter-Positionierungsfehler),wobei unter der Annahme, dass die Größe der Leiterplattenparallelabweichungen der Referenzmarken 201A und 201B gleich (X_pcb1, Y_pcb1) und (X_pcb2, Y_pcb2) sind, die Erkennungsfehler der Referenzmarken 201A und 201B gleich (X_rec1, Y_rec1) und (X_rec2, Y_rec2) sind, und die Größen der Positionierungsfehler des X-Y-Roboters 120 an den Referenzmarken 201A und 201B gleich (X_e1, Y_e1) und (X_e2, Y_e2) sind, dann werden die Positionskoordinatenabweichungen (ΔX₁, ΔY₁) und (ΔX₂, ΔY₂), die aus den Erkennungsergebnissen erhalten werden, durch die folgenden Gleichungen (1) ausgedrückt.
Gl. (1):

ΔX1 = Xpcb1 + Xrec1 + Xe1 ΔY1 = Ypcb1 + Yrec1 + Ye1 ΔX2 = Xpcb2 + Xrec2 + Xe2 ΔY2 = Ypcb2 + Yrec2 + Ye2

Das heißt, die Positionskoordinaten der Referenzmarken, deren Positionskoordinatenabweichungen der Glasleiterplatte 200 mit Bezug auf die Positionskoordinaten der Referenzmarken 201 unter Verwendung der Erkennungsergebnisse korrigiert werden, werden nicht die Koordinaten, wo die Referenzmarken 201 wirklich vorhanden sind. Dies kommt daher, dass der Abweichungsfaktor aufgrund des Positionierungsfehlers des X-Y-Roboters 120 ungünstiger Weise in den Positionskoordinaten der korrigierten Referenzmarken enthalten war.
Wenn festgestellt wird, dass die Erkennungsfehler (X_rec1, Y_rec1) und (X_rec2, Y_rec2) der Referenzmarken 201A und 201B gleich 0 sind, unter der Annahme, dass die NC-Koordinate der Referenzmarke 201, die durch Korrektur erhalten wird, gleich (X_mnc, Y_mnc) ist und die NC-Koordinaten der Referenzmarken 201A und 201B gleich (X_nc1, Y_nc1) und (X_nc2, Y_nc2) sind, dann werden die Positionskoordinaten (X_m, Y_m) der durch die Korrektur erhaltenen Referenzmarke durch die folgenden Gleichungen (2) und (3) ausgedrückt.
Gl. (2):

Xm = (Xmnc – Xnc1)cosΔθ – (Ymnc – Ync1)sinΔθ + ΔX2 = (Xmnc – Xnc1)cosΔθ – (Ymnc – Ync1)sinΔθ + Xpcb1 + Xe1 [1]

Gl. (3):

Ym = (Xmnc – Xnc1)sinΔθ – (Ymnc – Ync1)cosθ + ΔY2 = (Xmnc – Xnc1)sinΔθ – (Ymnc – Ync1)cosθ + Ypcb1 + Ye1 [2]

Mit Bezug hierauf gelten unter der Annahme, dass die Positionskoordinaten, wo die wirkliche Referenzmarke 201 existiert, gleich (X_t, Y_t) sind, die folgenden Gleichungen (4).
Gl. (4):

Xt = (Xmnc – Xnc1)cosΔθ – (Ymnc – Ync1)sinΔθ + Xpcb1 Yt = (Xmnc – Xnc1)sinΔθ – (Ymnc – Ync1)cosθ + Ypcb1.

In diesem Fall müssen die NC-Koordinaten als Ergebnisse der Korrektur in geeigneter Weise den Positionskoordinaten der wirklichen Referenzmarken entsprechen ([1] = [1]', [2] = [2]'). Wenn jedoch die obigen Gleichungen verglichen werden, gelten die folgenden Gleichungen (5).
Gl. (5):

Xm – Xt = Xe1 ≠ 0 Ym – Yt = Ye1 ≠ 0

In den Gleichungen entsprechen die NC-Koordinaten als Ergebnisse der Korrektur nicht den Positionskoordinaten der wirklichen Referenzmarke. Aus dem Grund, dass der Kopf 136 nicht an den Positionskoordinaten der wirklichen Referenzmarke platziert werden kann, kann die Positionskoordinatenabweichung, die aus den Erkennungsergebnissen erhalten wird, nicht für die Positionskorrektur verwendet werden, da sie ungünstiger Weise zu einem Korrekturwert führt, der einen Positionierungsfehler enthält.
Wie oben beschrieben worden ist, ist der Positionierungsfehler immer in der X-Y-Roboteroperation der Bauteilmontagevorrichtung enthalten. Wenn der Korrekturwert auf der Grundlage der Glasleiterplatte 200 gemessen wird, wird er nicht zu einem wahren Wert, weshalb keine absolute Referenz vorliegt.
Um dementsprechend diesen Fehler unbegrenzt auf 0 anzupassen (mit anderen Worten), um die Daten der Positionskoordinaten der Referenzmarke 201 mit den Daten der NC-Koordinaten in Übereinstimmung zu bringen), wird der oben erhaltene Korrekturwert der folgenden Verarbeitung unterworfen.
Während der wirklichen Bauteilmontageoperation in der Bauteilmontagevorrichtung erkennt die Bauteilmontagevorrichtung alle Referenzmarken, wie oben beschrieben worden ist, um die Abweichung des Haltens der zu produzierenden Leiterplatte (der der Montage zu unterwerfenden Leiterplatte) auf dem Beförde rungstisch 165 zu korrigieren, und korrigiert jede Platzierungsposition mittels der Ergebnisse. Die Ergebnisse der Erkennung der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 zu diesem Zeitpunkt werden wie in 15 gezeigt ist. In diesem Fall sind die Positionierungsfehler in den Positionen der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 in der Positionskoordinatenabweichung enthalten, die von den Erkennungsergebnissen der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 erhalten werden, zusätzlich zur Abweichung des Haltens.
Beim wirklichen Platzieren des Bauteils 62 an der Montageposition 205 der Leiterplatte 61, die der Montage zu unterwerfen ist, werden die Parallelabweichung, die Neigung und die Expansions/Kontraktionsrate aus den Erkennungsergebnissen der Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken erhalten, wobei jede Platzierungsposition 205 mittels des erhaltenen Ergebnisses für den Gebrauch korrigiert wird. Genauer wird die Korrektur ausgeführt, indem alle Platzierungspositionen 205 relokalisiert werden, so dass die Abweichungsmaße (Abweichung des Haltens + Positionsfehler) in den Positionen der Referenzmarken nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 gleich 0 werden (mit anderen Worten, die Positionskoordinatendaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 werden mit den Daten der NC-Koordinaten in Übereinstimmung gebracht).
Wie in 16 gezeigt ist, ist genauer die Position der Referenzmarke der ursprünglichen Daten des Korrekturwertes ungleich 0, da die Position von der geeigneten Position (der Zentralposition des rechteckigen Sichtfeldbereiches in 17) in X-Richtung und Y-Richtung verschoben ist, wie in 17 gezeigt ist. In 16 repräsentiert die vertikale Achse das Verschiebungsmaß, während die horizontale Achse die Position in X-Richtung repräsentiert. Die obere Graphiklinie zeigt ΔX, d. h. die Verschiebung in X-Richtung, während die untere Graphiklinie ΔY zeigt, d. h. die Verschiebung in Y-Richtung.
Wie in den 18 und 19 gezeigt ist, werden dementsprechend alle Platzierungspositionen durch Koordinatentransformation relokalisiert, indem die Graphiklinie, die die Leiterplattenreferenzmarken 201a und 201b an zwei Punkten verbindet, gedreht und verschoben wird, so dass die Korrekturwerte der Referenzmarken 201a und 201b in der Umgebung der zwei Marken 202-1 und 202-2 einer vergleichsweise kleinen Leiterplatte 61S, die der Montage zu unterwerfen ist, gleich 0 oder im wesentlichen gleich 0 werden (z. B. innerhalb des Bereiches von ±5 μm liegen). Obwohl im Graphen in 18 die Referenzmarken 201-1 und 202-2 (diagonal angeordnet) auf dem gleichen Graphen gezeichnet sind, werden die Daten selbst durch Messen der X-Koordinate in Intervallen von 10 mm mit konstant gemachter Y-Koordinate erhalten. Die Daten, die auf dem Graphen als "202-2" gezeigt sind, sind daher die Daten der Referenzmarke, deren Y-Koordinantendaten identisch mit denjenigen der Referenzmarke 202-1 sind, und deren X-Koordinatendaten identisch mit denjenigen der Referenzmarke 202-2 sind. Dies trifft auch in 20 zu.
Wie jedoch in den 20 und 21 gezeigt ist, werden alle Platzierungspositionen durch Koordinatentransformation relokalisiert, indem die Graphiklinie gedreht und verschoben wird, so dass die Korrekturwerte der Referenzmarken 201 in der Umgebung der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 einer vergleichsweise großen Leiterplatte 61L, die der Montage zu unterwerfen ist, gleich 0 oder im wesentlichen gleich 0 werden (z. B. innerhalb eines Bereiches von ±5 μm liegen). Wie oben beschrieben worden ist, unterscheiden sich die Daten, die wirklich für die Korrekturwerte verwendet werden, stark in Abhängigkeit von der der Montage zu unterwerfenden Leiterplatte.
Da keine absolute Referenz durch die Prozesse des Erlangens des X-Y-Roboter-Positionierungsfehlers vorhanden ist, stimmen die Größe der X-Y-Roboter-Positionierungsfehler jedes Messbereiches mit der der Montage zu unterwerfenden Leiterplatte 61 während der Fertigung nur in den Positionen der zwei Markierungsleiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-2 und 202-2 der der Montage zu unterwerfenden Leiterplatte 61 überein. Durch Verwendung der Korrekturwerte der Referenzmarken nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 der herzustellenden Leiterplatte 61 wird dementsprechend eine Relokalisierung erreicht durch Ausführen der Koordinatentransformation, so dass die Korrekturwerte der zwei Punkte gleich Null oder im wesentlichen gleich Null werden (z. B. innerhalb des Bereiches von ±5 μm liegen). Bei der Verarbeitung zu diesem Zeitpunkt werden die Parallelabweichung, die Neigung, die Expansions/Kontraktionsrate und dergleichen erhalten, wobei alle Platzierungspositionen 205 mittels der Ergebnisse relokalisiert werden, ähnlich der Korrekturoperation der zwei Leiterplattenreferenzposition- Berechnungsmarken 202-1 und 202-2.
In 22 werden auf der Grundlage der Größe der X-Y-Roboter-Positionierungsfehler an den Referenzmarken 201a und 201b auf der Glasleiterplatte 200, die am nächsten zu den Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 der zu produzierenden Leiterplatte 61 angeordnet sind, die Größen der X-Y-Roboterpositionierungsfehler an allen Referenzmarkespositionen der Koordinatentransformation (Koordinatentransformation unter Berücksichtigung der Parallelabweichung, der Neigung und der Expansions/Kontraktionsrate) in der Operationseinheit 171 unterworfen und anschließend im Speicherabschnitt 173 gespeichert.
Die Koordinatentransformation wird ausgeführt, wenn die Leiterplattentypen ausgewählt werden, wobei die durch die Transformation erhaltenen Versatzwerte als numerische Werte für die Korrektur der entsprechenden Bewegungspositionen während der Markierungserkennungsoperation, der Bauteilplatzierungsoperation und der Platzierungsversatzmessoperation von der Steuereinheit 170 addiert werden. Durch diese Verwendung der Versatzwerte können die dem Roboter eigenen Fehler als relative Verschiebungen zwischen den Positionen wahrgenommen werden.
Als nächstes sind die nachfolgenden Schritte, d. h. die Schritte S8 bis S12 der 11, die Prozesse zum Korrigieren der Position, der Neigung und der Kontraktion der Bauteilmontageleiterplatte 61 während der Montage. Das heißt die folgenden Prozesse werden ausgeführt, um die Position, die Neigung und die Kontraktion der Bauteilmontageleiterplatte 61 während der Montage zu korrigieren.
Genauer wird im Schritt S8 der 11 die Bauteilmontageleiterplatte 61 vom Beförderungstisch 165 gehalten und im Bauteilplatzierungsbereich positioniert.
Als nächstes werden im Schritt S9 der 11 wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 der vom Beförderungstisch 165 gehaltenen Bauteilmontageleiterplatte 61 erkannt, wobei die Positionskoordinaten der erkannten zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 erhalten werden.
Als nächstes werden im Schritt S10 der 11 auf der Grundlage der Positionskoordinaten der erhaltenen zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 die NC-Koordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 korrigiert. Das heißt, auf der Grundlage einer Differenz zwischen den Positionskoordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 und der NC-Koordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 werden die NC-Koordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 auf die Positionskoordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 korrigiert.
Wenn als nächstes im Schritt S11 der 11 das vom Bauteilplatzierungskopf 136 gehaltene Bauteil 62 über der jeweiligen Bauteilplatzierungsposition 205 der Bauteilmontageleiterplatte 61 positioniert wird, wird die Bauteilplatzierungsposition 205 auf der Grundlage des Versatzwertes der Referenzmarke 201 korrigiert, die am nächsten zur Leiterplattenerkennungskamera 140 angeordnet ist, die als ein Beispiel der Erkennungskamera dient, die für den Bauteilplatzierungskopf 136 vorgesehen ist (mit anderen Worten, der Versatzwert des Bereiches, der die Referenzmarke 201 enthält, die am nächsten zur Leiterplattenerkennungskamera 140 angeordnet ist). Genauer wird eine Düse 1361 (z. B. die am linken Ende der 5 angeordnete Düse), die die Referenz der mehreren Düsen 1361 des Kopfes 136 wird, bei den NC-Koordinaten jeder Referenzmarke 201 auf der Glasleiterplatte 200 positioniert, die als ein Beispiel der Referenzmarkenerkennung-Referenzleiterplatte dient. Der Versatzwert der Referenzmarke 201, die am nächsten zur Leiterplattenerkennungskamera 140 angeordnet ist, die am Kopf 136 befestigt ist, wird aus dem Speicherabschnitt 173 unter Verwendung der Kamera 140 gelesen, wobei die Bauteilplatzierungsposition 205 auf der Grundlage des gelesenen Versatzwertes korrigiert wird.
Als nächstes wird im Schritt S12 der 11 die Platzierung des Bauteils 62 an der korrigierten Bauteilplatzierungsposition 205 ausgeführt.
Obwohl der Versatzwert im Schritt S11 entsprechend der obigen Beschreibung verwendet worden ist, ist es annehmbar, die Leiterplattenerkennungskamera zu bewegen durch Addieren des Versatzwertes zu den NC-Koordinatendaten der Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarke im Schritt S9 und Erhalten der Position abgesetzt vom Sichtfeldzentrum der Erkennungskamera.
Das Obige ist ein Überblick über die Platzierungspositionskorrekturoperation auf der Grundlage der Messung und der Messergebnisse der Korrekturwerte zum Erlangen des Versatzwertes eines jeden Bereiches.
Ein genaueres Beispiel des Bauteilmontageverfahrens gemäß der Ausführungsform wird im Folgenden mit Bezug auf die 24 bis 26 beschrieben.

(1) Zuerst wird z. B. die Referenzmarkenerkennungsoperation ausgeführt, bevor die Bauteilmontagevorrichtung von der Bauteilmontagevorrichtung-Herstellungsfabrik an den Benutzer ausgeliefert wird. Es ist zu beachten, dass die folgende Referenzmarkenerkennungsoperation in ähnlicher Weise zum Zeitpunkt einer Überholung ausgeführt wird, nachdem die Vorrichtung an den Benutzer übergeben worden ist.

Das heißt, wie in 24 gezeigt ist, die Bedienungsperson ist gezwungen, das Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplattentyp-Programm für die Korrekturwertmessung auszuwählen, um den Versatzwert jedes Bereiches des Operationsbildschirms der Bauteilmontagevorrichtung im Schritt S13A der 24 zu erhalten. Das Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplattentyp-Programm ist dem Typ und der Größe der Glasleiterplatte 200 zugeordnet, die als ein Beispiel der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte dient, sowie den Daten der NC-Koordinaten der Position einer jeden Referenzmarke 201 auf der Glasleiterplatte 200. Durch Auswählen des Leiterplattentyps wird die Glasleiterplatte 200 spezifiziert, wobei die Daten der NC-Koordinate an der Position einer jeden Referenzmarke 200 auf der Glasleiterplatte 200 aus dem Speicherabschnitt 173 zur Steuereinheit 170 übertragen wird.
Als ein genaueres Beispiel, wenn 858 Referenzmarken bestehend aus 22 longitudinalen Reihen mal 39 transversalen Spalten, longitudinal und transversal in Intervallen von 10 mm auf einer Glasleiterplatte einer Größe von 410 mm × 240 mm angeordnet sind, sind die Koordinaten der ersten Referenzmarke (10, 10), die Koordinaten der zweiten Referenzmarke (20, 10), wobei diese Koordinatenaufzeichnung fortgesetzt wird bis zu den Koordinaten (390, 220) der 858. Referenzmarke. Als weiteres konkretes Beispiel, wenn 2.156 Referenz marken bestehend aus 44 longitudinalen Reihen mal 49 transversalen Spalten longitudinal und transversal in Intervallen von 10 mm auf einer Glasleiterplatte einer Größe von 510 mm mal 460 mm angeordnet sind, sind die Koordinaten der ersten Referenzmarke (10, 10), die Koordinaten der zweiten Referenzmarke (20, 10), wobei diese Koordinatenaufzeichnung fortgesetzt wird bis zur Koordinate (490, 440) der 2.156. Referenzmarke. Dies sind Beispiele für die Daten der NC-Koordinaten.
Als nächstes, während oder nach der Übertragung der Daten der NC-Koordinaten aus dem Speicherabschnitt 173 zur Steuereinheit 170, wird die Glasleiterplatte 200, auf der die Referenzmarke 201 in gleichmäßigen Intervallen in einer Gitterform angeordnet sind, wie in 10 gezeigt ist, im Bauteilplatzierungsbereich mittels des Beförderungstisches 165 der Leiterplattenbeförderungseinheit 190 im Schritt S13B der 24 positioniert (siehe Schritt S1 der 11).
Als nächstes, nachdem die Glasleiterplatte 200 im Bauteilplatzierungsbereich positioniert worden ist, wird der X-Y-Roboter 120 angetrieben, um den Kopf 136 im Schritt S13C der 24 auf der Grundlage der Daten der NC-Koordinaten an die Positionen der Referenzmarken 201 zu bewegen, die aus dem Speicherabschnitt 173 übertragen worden sind, und anschließend die Leiterplattenerkennungskamera 140 zu den Positionen der Referenzmarken 201 zu bewegen, um alle Referenzmarken 201 auf der Glasleiterplatte 200 zu erkennen (siehe Schritt S2 der 11). Die Positionskoordinatenabweichung (ΔX, ΔY), die aus jedem Erkennungsergebnis aller Referenzmarken 201 erhalten worden sind, oder die Positionskoordinaten (X + ΔX, Y + ΔY), die die Abweichung enthalten, werden im Speicherabschnitt 173 gespeichert (siehe Schritt S3 der 11). Zu diesem Zeitpunkt ist es akzeptabel, die Koordinaten der Position jeder Referenzmarke 201 mit höherer Genauigkeit zu erlangen, in dem die Positionskoordinaten jeder Referenzmarke 201 mehrmals den Erkennungsprozess unterworfen werden.
Die jeweiligen Positionen der Referenzmarken 201 werden im Speicherabschnitt 173 gespeichert und als jeweilige Bewegungspositionen des Bauteilplatzierungskopfes 136 verwaltet. Gemäß der Positionierungsposition des Bauteilplatzierungskopfes 136 während der Referenzmarkenerkennungsoperation, der Bauteilplatzierungsoperation, der Platzierungsversatzwertmessoperation (insbeson dere der Platzierungsversatzwertmessoperation während der Platzierung eines Chip-Bauteils oder eines QFP-Bauteils) oder irgendeiner dieser Operationen in der Bauteilmontagefertigung, wird von der Steuereinheit 170 bestimmt, welcher Ersatzwert eines Bereiches sich niederschlägt. Zum Beispiel weist eine konkrete Praxis die Prozesse des Zuordnens eines Bereiches, der von Referenzmarken 201 an vier Punkten umgeben ist, als ein Bereich, das Annehmen des Versatzwertes der Position irgendeiner Referenzmarke 201 unter den Referenzmarken 201 an den vier Punkten als Bereichsversatzwert der Platzierungsposition des innerhalb des Bereiches zu montierenden Bauteils 62, und des Addierens des Versatzwertes als Bereichsversatzwert des Bereiches zu den Positionskoordinaten der Platzierungsposition auf, um die Korrektur auszuführen.
Im Fall der Glasleiterplatte mit der Größe 410 mm × 440 mm des konkreten Beispiels wird die Positionskoordinatenabweichung (–0,132, –0,051), die aus dem Erkennungsergebnis der ersten Referenzmarke erhalten wird, oder die Positionskoordinate (10-0,132, 10-0,051), die die Abweichung enthält, im Speicherabschnitt 173 gespeichert. Außerdem wird die Positionskoordinatenabweichung (–0,139, –0,050), die aus dem Erkennungsergebnis der dritten Referenzmarke erhalten wird, oder die Positionskoordinate (20-0,139, 20-0,050), die die Abweichung enthält, im Speicherabschnitt 173 gespeichert. Außerdem wird die Positionskoordinatenabweichung (–0,139, –0,049), die aus dem Erkennungsergebnis der vierten Referenzmarke erhalten wird, oder die Positionskoordinate (10-0,139, 20-0,050), die die Abweichung enthält, im Speicherabschnitt 173 gespeichert. Die Positionskoordinatenabweichung (–0,132, –0,051) der ersten Referenzmarke wird als Bereichsversatzwert angenommen. Als ein weiteres Beispiel wird außerdem die Positionskoordinatenabweichung (–0,132, –0,051), die aus dem Erkennungsergebnis der 51. Referenzmarke erhalten wird, oder die Positionskoordinate (210-0,132, 100-0,051), die die Abweichung enthält, im Speicherabschnitt 173 gespeichert. Außerdem wird die Positionskoordinatenabweichung (–0,130, –0,067), die aus dem Erkennungsergebnis der 52. Referenzmarke erhalten wird, oder die Positionskoordinate (220-0,130, 100-0,067), die die Abweichung enthält, im Speicherabschnitt 173 gespeichert. Außerdem wird die Positionskoordinatenabweichung (–0,139, –0,050) die aus dem Erkennungsergebnis der 53. Referenzmarke erhalten wird, oder die Positionskoordinate (220-0,139, 110-0,050), die die Abweichung enthält, im Speicherabschnitt 173 gespeichert. Außerdem wird die Positionskoordinatenabweichung (–0,139, –0,049), die aus dem Erken nungsergebnis der 54. Referenzmarke erhalten wird, oder die Positionskoordinate (210-0,139, 110-0,050), die die Abweichung enthält, im Speicherabschnitt 173 gespeichert. Die Positionskoordinatenabweichung (–0,132, –0,051) der 51. Referenzmarke wird als Bereichsversatzwert angenommen. Die Operation wird in ähnlicher Weise für andere Referenzmarken ausgeführt.

(2) Als nächstes wird der Produktionsleiterplattentyp ausgewählt.

Wie in 25 gezeigt ist, wird zuerst im Schritt S21 das Leiterplattentypauswahlprogramm aus dem Speicherabschnitt 173 zur Steuereinheit 170 übertragen, was den Operator zwingt, den Leiterplattentyp der zu produzierenden (der Montage zu unterwerfenden) Leiterplatte auf dem Operationsbildschirm der Bauteilmontagevorrichtung auszuwählen. Wenn der Leiterplattentyp vom Operator ausgewählt worden ist, werden anschließend von der Steuereinheit 170 die Daten der Größe der ausgewählten Leiterplatte und die NC-Koordinaten der Positionskoordinaten der Referenzmarken 201 aus dem Speicherabschnitt 173 gelesen.
Als nächstes werden im Schritt S22 die Positionskoordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 der Leiterplatte 61 des ausgewählten Leiterplattentyps aus den Daten der NC-Koordinaten extrahiert, die entsprechend dem ausgewählten Leiterplattentyp von der Steuereinheit 170 gelesen worden sind.
Im Fall der Glasleiterplatte mit der Größe 410 mm × 240 mm des konkreten Beispiels werden (15, 18) und (215, 111) als Positionskoordinaten der Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 extrahiert.
Als nächstes werden durch die Operation mittels der Operationseinheit 171 auf der Grundlage der im Speicherabschnitt 173 gespeicherten Daten die Referenzmarken 201 auf der Glasleiterplatte 200, die am nächsten zu den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1 und 202-2 angeordnet sind, jeweils einzeln extrahiert. Zum Beispiel wird in 22 die erste Referenzmarke 201a, die unten links angeordnet ist, für die erste Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarke 202-1 extrahiert, während die 52. Referenzmarke 201b, die unten rechts angeordnet ist, für die zweite Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarke 202-2 extrahiert wird.
Im Fall der Glasleiterplatte mit der Größe 410 mm × 240 mm des konkreten Beispiels wird die Positionskoordinate (10, 10) der ersten Referenzmarke 201a unten links für die Positionskoordinate (15, 18) der ersten Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarke 202-1 extrahiert, während die Positionskoordinate (210, 110) der 52. Referenzmarke 201b unten rechts für die Positionskoordinate (215, 111) der zweiten Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarke 202-2 extrahiert wird.
Als nächstes werden im Schritt S24 die Parallelabweichung, die Neigung und die Expansions/Kontraktionsrate durch die Operation mittels der Operationseinheit 171 aus den Erkennungsergebnissen der ersten Referenzmarke 201a und der 52. Referenzmarke 201b der extrahierten zwei Punkte erhalten.
Genauer wird unter der ersten Referenzmarke 201a und der 52. Referenzmarke 201b der zwei Punkte die Parallelabweichung mit der als Referenz dienenden ersten Referenzmarke 201a berücksichtigt.
Unter der Annahme, dass der Versatzwert der ersten Referenzmarke 201a gleich (ΔX_a, ΔY_a) ist, kann daher anschließend das Maß der Parallelabweichung (ΔX_ab, ΔY_ab) durch die folgenden Gleichungen (6) ausgedrückt werden.
Gl. (6):

ΔXab = ΔXa ΔYab = ΔYa

Im Fall der Glasleiterplatte mit der Größe 410 mm × 240 mm des konkreten Beispiels wird unter der Annahme, dass der Bereichsversatzwert der ersten Referenzmarke 201a gleich (–0,132, –0,051) ist, das Maß der Parallelabweichung gleich (–0,132, –0,051) entsprechend den Gleichungen (6).
Andererseits wird die Neigung der Glasleiterplatte 200 durch einen Winkel ausgedrückt, der zwischen der Geraden, die die NC-Koordinaten der ersten Referenzmarke 201a und der 52. Referenzmarke 201b verbindet, und einer Geraden, die die Koordinaten verbindet, die durch Addieren der jeweiligen Versatzwerte erhalten werden, gebildet wird, zu den NC-Koordinaten der ersten Referenzmarke 201a und der 52. Referenzmarke 201b addiert.
Unter der Annahme, dass die NC-Koordinaten der ersten Referenzmarke 201a und der 52. Referenzmarke 201b (X_a, Y_a) und (X_b, Y_b) sind, und die Versatzwerte der ersten Referenzmarke 201a und der 52. Referenzmarke 201b (ΔX_a, ΔX_a) bzw. (ΔX_b, ΔY_b) sind, kann eine Neigung Δθ_ab der ersten Referenzmarke 201a und der 52. Referenzmarke 201b durch die folgenden Gleichungen (7) ausgedrückt werden.
Gl. (7):

Δθab = tan–1{(Yb – Ya)/(Xb – Xa)} – tan–1[{(Yb + ΔYb) – (Ya + ΔYa)}/{(Xb + ΔXb) – (Xa + ΔXa)}]

Im Fall der Glasleiterplatte der Größe 410 mm × 240 mm des konkreten Beispiels wird unter der Annahme, dass die NC-Koordinaten der ersten Referenzmarke 201a und der 52. Referenzmarke 201b (10, 10) und (210, 110) sind, und die Versatzwerte der ersten Referenzmarke 201a und der 52. Referenzmarke 201b (–0,132, –0,051) und (–0,130, –0,067) sind, entsprechend den Gleichungen (7) die Neigung Δθ_ab der ersten Referenzmarke 201a und der 52. Referenzmarke 201b durch die folgenden Gleichungen (8) ausgedrückt.
Gl. (8):

Δθab = tan–1{(110 – 10)/(210 – 10)} – tan–1[{(110 – 0,067) – (10 – 0,051)}/{(210 – 0,130) – (10 – 0,132)}] = –0,004125°

Als nächstes werden im Schritt S25 die Positionskoordinaten der Positionen aller Referenzmarken 201, die im Schritt S3 der 11 gespeichert worden sind und den Bereichen der Leiterplatte 61 entsprechen, die der Montage unterworfen werden sollen, durch Berechnung mittels der Parallelabweichung und der Neigung (und der Expansions/Kontraktionsrate) in der Operationseinheit 171 korrigiert, wobei die Positionskoordinaten der Referenzmarken 201 nach der Korrektur im Speicherabschnitt 173 gespeichert werden. Genauer müssen die Korrekturwerte der Referenzmarken 201 unter Berücksichtigung der Parallelabweichungen, der Neigung der Expansions/Kontraktionsrate der ersten Referenzmarke 201a und der 52. Referenzmarke 201b korrigiert werden und anschließend als Versatzwerte im Speicherabschnitt 173 gespeichert werden. Hierbei sei angenommen, dass die Parallelabweichung gleich (ΔX_ab, ΔY_ab) ist, die Neigung gleich Δθ_ab ist, die Expansions/Kontraktionsrate gleich E ist, die NC-Koordinate der ersten Referenzmarke 201a gleich (X_a, Y_a ist, die NC-Koordinate einer beliebigen Referenzmarke 201 des Objekts, die zu korrigieren ist, gleich (X_nc, Y_nc) ist und der Versatzwert gleich (ΔX_R, ΔY_R) ist, wobei dann der Versatzwert (ΔX_off, ΔY_off) jeder Referenzmarke 201 nach der Korrektur durch die folgenden Gleichungen (9) ausgedrückt werden kann.
Gl. (9):

Xoff = E{((Xnc + ΔXR) – Xa)}cosΔθab – ((Ync + ΔYR) – Ya)}sinΔθab} – (Xnc – Xa) + ΔXab Yoff = E{((Xnc + ΔXR) – Xa)}sinΔθab – ((Ync + ΔYR) – Ya)}cosΔθab} – (Ync – Ya) + ΔYab

Im Fall der Glasleiterplatte der Größe 410 mm × 240 mm des konkreten Beispiels wird unter der Annahme, dass die Parallelabweichung gleich (–0,132, –0,050) ist, die Neigung (Δθ_ab gleich 0,004125° ist, die Expansions/Kontraktionsrate E gleich 1,000026 ist, die NC-Koordinate der ersten Referenzmarke 201a gleich (10, 10) ist und der Versatzwert (–0,132, 0,050) ist, der Versatzwert (ΔX_off, ΔY_off) der ersten Referenzmarke 201 nach der Korrektur gleich (0, 0). In ähnlicher Weise wird unter der Annahme, dass die NC-Koordinate der Referenzmarke 201 der 15.
Reihe und der 8. Spalte des Objekts, die zu korrigieren ist, gleich (150, 80) ist und der Versatzwert gleich (–0,132, –0,060) ist, der Versatzwert (ΔX_off, ΔY_off) der Referenzmarke 201 nach der Korrektur gleich (–0,001, –0,015).

(3) Als nächstes werden die Referenzmarkenerkennung und die Bauteilplatzierungsoperation ausgeführt.

Wie in 26 gezeigt ist, liest im Schritt S31 die Steuereinheit 170 zuerst die Position, zu der sich der Kopf 136 für die Referenzmarkenerkennungsoperation oder die Bauteilplatzierungsoperation oder die Platzierungsversatzwertmessoperation bewegen soll, aus dem Montagedaten im Speicherabschnitt 173 und erlangt die Erkennungsposition oder die Platzierungsposition.
Zu diesem Zeitpunkt, z. B. während der Bauteilplatzierungsoperation, wird dann, wenn der Kopf 136 mittels des X-Y-Roboters 120 bewegt wird und an einer bestimmten Bewegungsposition gestoppt wird und ein bestimmtes Bauteil 62 mittels einer bestimmten Düse 1361 des Kopfes 136 angesaugt und gehalten und über der Platzierungsposition positioniert wird, nachdem die Korrektur des Bauteils 62 auf der Leiterplatte 61 für die Platzierungsoperation abgeschlossen ist, die Referenzmarke 201, die am nächsten zum Sichtfeldzentrum der Leiterplattenerkennungskamera 140 des Kopfes 136 angeordnet ist, als Referenzmarke 201 für das Bauteil 62 betrachtet.
In ähnlicher Weise wird während der Referenzmarkenerkennungsoperation, wenn der Kopf 136 mittels des X-Y-Roboters 120 bewegt und an einer bestimmten Bewegungsposition gestoppt wird und eine bestimmte Düse 1361 des Kopfes 136 über einer bestimmten Referenzmarke 201 positioniert wird, nachdem die Korrektur der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte 200 abgeschlossen ist, die Referenzmarke 201, die am nächsten zum Sichtfeldzentrum der Leiterplattenerkennungskamera 140 des Kopfes 136 zu diesem Zeitpunkt angeordnet ist, als Referenzmarke 201 für die bestimmte Referenzmarke 201 betrachtet.
Außerdem wird in ähnlicher Weise während der Platzierungsversatzwertmessoperation, wenn der Kopf 136 mittels des X-Y-Roboters 120 bewegt wird und an einer bestimmten Bewegungsposition gestoppt wird und eine bestimmte Düse 1361 des Kopfes 136 über einer bestimmten Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarke 202-1 oder 202-2 positioniert wird, nachdem die Korrektur der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte 200 abgeschlossen worden ist, die Referenzmarke 201, die am nächsten zum Sichtfeldzentrum der Leiterplattenerkennungskamera 140 des Kopfes 136 zu diesem Zeitpunkt angeordnet ist, als die Referenzmarke 201 für die Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarke 202-1 oder 202-2 betrachtet.
Als nächstes wird im Schritt S32 der Versatzwert des Bereiches, der der Bewegungsposition des Kopfes 136 im Schritt S31 entspricht, zur Positionskoordinate der Bewegungsposition des Kopfes 136 mittels der Operationseinheit 171 addiert. Genauer, wie in 23 gezeigt ist, wenn Referenzmarken 201 vorhanden sind, die aus M Reihen in Longitudinalrichtung mal N Spalten in Transversalrichtung der der Montage zu unterwerfenden Leiterplatte 61 bestehen (entsprechend insgesamt M × N Referenzmarken 201), wird ein Bereich (der mit P in 23 gezeigte Bereich), der von den Referenzmarken 201 an vier Punkten umgeben ist, als ein Bereich zugeordnet. Es wird eine Korrektur ausgeführt durch Annehmen des Versatzwertes von irgendeiner der Referenzmarken 201 an den vier Punkten, oder z. B. der Position einer Referenzmarke 201c, die unten links angeordnet ist, als Bereichsversatzwert für die Positionskoordinate in der Platzierungsposition des Bauteils 62, das in dem Bereich montiert werden soll (oder die Positionskoordinate einer individuellen Markierung, die ein Kriterium für die Platzierungsposition wird), und Addieren des Versatzwertes als Bereichsversatzwert zu der Positionskoordinate in der Montageposition (oder der Positionskoordinate der individuellen Markierung, die das Kriterium für die Platzierungsposition wird).
Als nächstes kann durch Bewegen des Kopfes 136 zu den korrigierten Positionskoordinaten eine hochgenaue Positionierung sichergestellt werden, wobei die Referenzmarkenerkennungsoperation oder die Bauteilplatzierungsoperation oder die Platzierungsversatzwertmessoperation mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden können. Insbesondere während der Bauteilplatzierungsoperation können die Bereichsversatzwerte als numerische Werte zum Korrigieren individueller Marken für diskrete Bauteile verwendet werden, wie z. B. IC-Bauteile (BGA-Bauteile und dergleichen), die eine hohe Platzierungsgenauigkeit erfordern (z. B. beträgt die X-Y-Roboter-Positionierungsgenauigkeit etwa ±2 μm und die Gesamtgenauigkeit der Montagevorrichtung etwa ±20 μm.
Wenn die Positionskoordinate (Positionskoordinate) der erkannten Referenzmarke 201 im Speicherabschnitt 173 im Schritt S3 der 11 gespeichert werden, können die folgenden Korrekturen weiter hinzugefügt werden. Das heißt, die Positionskoordinate jeder Referenzmarke 201 wird berechnet durch Erkennen der Referenzmarken 201A und 201B an zwei Punkten, die unten links und oben rechts auf der Glasleiterplatte 200 angeordnet sind, wie in 12 gezeigt ist, erlangen der Parallelabweichung und der Neigung der Glasleiterplatte 200 bezüglich des Beförderungstisches 165, und Berechnen der Erkennungspositionen aller Referenzmarken 201, die zu vermessen sind, in der Operationseinheit 171 unter Berücksichtigung der erhaltenen Korrekturwerte. Ferner wird angenommen, dass die Expansions/Kontraktionsrate E für solche Berechnungen der Erkennungspositionen der individuellen Referenzmarken 201 unter Berücksichtigung der Parallelabweichung und der Neigung der Glasleiterplatte 200 dient.
Die Parallelabweichung der Glasleiterplatte 200 wird auf der Grundlage der Referenzmarke 201A, die als Referenz unter den Referenzmarken 201A und 201B an den zwei Punkten verwendet wird, berücksichtigt. Die Mitte der Leiterplattener kennungskamera 140 wird außerdem zu der Position der Referenzmarke 201 in den NC-Koordinaten bewegt, wenn die Referenzmarken 201A und 201B erkannt werden. Daher wird das Maß der Parallelabweichung (ΔX, ΔY) gleich der Positionskoordinatenabweichung (dem Maß der Abweichung von der Mitte des Erkennungssichtfeldes der Leiterplattenerkennungskamera 140), die aus den Erkennungsergebnissen der Referenzmarkenerkennung erhalten wird.
Unter der Annahme, dass die Positionskoordinatenabweichung, die aus dem Erkennungsergebnis der Referenzmarke 201A erhalten wird, gleich (ΔX_A, ΔY_A) ist (siehe 34), kann daher das Maß der Parallelabweichung (ΔX_g, ΔY_g) der Glasleiterplatte 200 durch die folgenden Gleichungen (10) ausgedrückt werden.
Gl. (10):

ΔXg = ΔXA ΔYg = ΔYA

Es ist zu beachten, dass eine Koordinatentransformation von dem Positionskoordinatensystem zum NC-Koordinatensystem ausgeführt wird.
Außerdem wird angenommen, dass die Neigung der Glasleiterplatte 200 einen Winkel Δθ aufweist, der zwischen einer geraden Linie, die die Referenzmarke 201A und die Referenzmarke 201B in den NC-Koordinaten verbindet, und einer geraden Linie, die die erkannte Referenzmarke 201A' und die Referenzmarke 201B' verbindet, gebildet wird.
Das heißt, unter der Annahme, dass die NC-Koordinaten der Referenzmarken 201A und 201B gleich (X_A, Y_A) und (X_B, Y_B) sind und die Positionskoordinatenabweichungen (die Abweichungsmaße vom Sichtfeldzentrum), die aus den Erkennungsergebnissen erhalten werden, wenn die Referenzmarken 201A und 201B erkannt werden, gleich (ΔX_A, ΔY_A) und (ΔX_B, ΔY_B) sind, dann kann die Leiterplattenneigung Δθ_g durch die folgenden Gleichungen (11) ausgedrückt werden.
Gl. (11):

Δθg = tan–1{(YB – YA)/(XB – XA)} – tan–1[{(YB + (–ΔYB)) – (YA + (–ΔYA))}/{(XB + ΔXB) – (XA + ΔXA)}] = tan–1{(YB – YA)/(XB – XA)} – tan–1[{(YB – ΔYB) – (YA – ΔYA)}/{(XB + ΔXB) – (XA + ΔXA)}]

Es ist zu beachten, dass eine Koordinatendeformation vom Positionskoordinatensystem zum NC-Koordinatensystem ausgeführt wird.
Die Positionskoordinaten jeder erkannten Referenzmarke 201 werden somit von der Operationseinheit 171 unter Berücksichtigung der Parallelabweichung und der Neigung der Glasleiterplatte 200 berechnet. Unter der Annahme, dass die Parallelabweichung gleich (ΔX_g, ΔY_g) ist, die Neigung gleich Δθ_g ist, die NC-Koordinate der Referenzmarke 201A gleich (X_A, Y_A) ist und die NC-Koordinate der Referenzmarke N, die einer beliebigen Position auf der Glasleiterplatte 200 angeordnet ist, gleich (X_N, Y_N) ist, wird in diesem Fall die Erkennungsposition (X_RN, Y_RN) der Referenzmarke N in einer beliebigen Position durch die Gleichungen (12) ausgedrückt.
Gl. (12):

XRN = (Xn – XA)cosθ – (Ym – YA)sinθ + ΔXg YRN = (Xn – XA)sinθ – (Ym – YA)cosθ + ΔYg
Die Erkennungsposition der so erhaltenen Referenzmarke N kann daher als Positionskoordinate (Positionskoordinate) der erkannten Referenzmarke 201 im Schritt S3 der 11 im Speicherabschnitt 173 gespeichert werden. Durch Ausführen eines solchen Prozesses zum Erlangen der Erkennungsposition jeder Referenzmarke unter Berücksichtigung der Parallelabweichung und der Neigung der Glasleiterplatte 200, d. h. des Koordinatentransformationsprozesses, wie oben gezeigt ist, kann jede Referenzmarke zuverlässig innerhalb des Sichtfeldes der Leiterplattenerkennungskamera positioniert werden, so dass das Auftreten von Erkennungsfehlern im voraus verhindert werden kann.

Gemäß der ersten Ausführungsform wird durch Erkennen der Referenzmarken 201, die in spezifischen Intervallen auf der Glasleiterplatte 200 angeordnet sind, die als ein Beispiel der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte dient, Bestimmen des Versatzwertes jedes Bereiches entsprechend der Leiterplattengröße als den Bereichsversatzwert aus den Erkennungsergebnissen, und Niederschlagen der entsprechenden Bereichsversatzwerte der Bewegungspositio nen des Bauteilplattenplatzierungskopfes 136 als numerische Werte zum Korrigieren während der Platzierungspositionskorrektur, Markierungserkennung und Korrektur, und der Platzierungspositionsversatzwert-Messoperation, oder irgendeiner dieser Operationen, der Abweichungsfaktor aufgrund der Verzerrung der X-Y-Roboter-Operation absorbiert, wobei optimale Versatzwerte entsprechend der Leiterplattengröße erhalten werden, was erlaubt, eine Platzierung mit hoher Genauigkeit zu erreichen.
Durch das Niederschlagen der Bereichsversatzwerte entsprechend dem Bewegungspositionen des Bauteilplatzierungskopfes 136 als numerische Werte für die Korrektur, auch wenn die Referenzmarke erkannt wird, wird außerdem der Abweichungsfaktor aufgrund der Verzerrung der X-Y-Roboteroperation absorbiert, wobei optimale Versatzwerte entsprechend der Leiterplattengröße erhalten werden, was erlaubt, eine Platzierung mit hoher Genauigkeit zu erreichen.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt ist, sondern in verschiedenen Formen implementiert werden kann.
Zum Beispiel müssen die zwei ersten und 52. Referenzmarken 201a und 201b oder 201A und 201B oder 202-1 und 202-2 lediglich an unterschiedlichen Positionen angeordnet sein, die auf der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte oder der Montage zu unterwerfenden Leiterplatte diagonal getrennt angeordnet sind, oder an unterschiedlichen Positionen längs entweder einer X-Richtung oder Y-Richtung, oder mit anderen Worten an zwei beliebigen unterschiedlichen Punkten, die nicht identisch sind.
Wenn außerdem die Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte 200 kleiner ist als die der Montage zu unterwerfenden Leiterplatte 61, ist es angemessen, die Daten mittels Erkennung und Erlangen der Positionskoordinaten der Referenzmarken 201 in einem Zustand zu verwalten, in dem die Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte 200 in entweder einem Ende des Bauteilplatzierungsbereiches der der Montage zu unterwerfenden Leiterplatte 61 angeordnet ist, woraufhin erneut die Positionskoordinaten der Referenzmarken 201 erkannt und erhalten werden durch Bewegen der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte 200 zum anderen Ende des Bauteilplatzierungsbereiches der der Montage zu unterwerfenden Leiterplatte 61, und Erkennen und Erlangen der Positionskoordinaten der Referenzmarken 201 mittels einer großen virtuellen Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte 200, als ob gemeinsame Abschnitte überlappen würden. Wie z. B. konkret in 27 gezeigt ist, werden Daten (1) der Positionskoordinaten der Referenzmarken 201, die in der normalen Position der Leiterplatte gemessen werden, und Daten (2) der Positionskoordinaten der Referenzmarken 201, die in einer um 350 mm nach links bewegten Position gemessen werden, miteinander kombiniert. Die Daten (1) und die Daten (2) werden nur Rotations- und Verschiebungskorrekturen unterworfen, so dass sie gemeinsame Abschnitte aufweisen, die miteinander übereinstimmen. Da die gemeinsamen Abschnitte nicht miteinander übereinstimmen, wenn die Expansions/Kontraktionsrate hinzugefügt wird, wird diese Rate nicht berücksichtigt.
(Arbeitsbeispiele)
Es sind Beispiele einer Änderung des Abweichungsmaßes und einer Änderung der Bauteilplatzierungsgenauigkeit gezeigt, wenn die Versatzwerte der Bereiche entsprechend der ersten Ausführungsform nicht beeinflusst sind, und wenn die Werte beeinflusst sind.
Die Versatzwerte der Bereiche wurden unter Verwendung der Referenzmarken 201 der Leiterplatte mit einer Größe von 428 mm × 250 mm gemessen, die in 27 gezeigt ist.
Wenn in 27 die Referenzmarken 201 erkannt werden, ist das Sichtfeldzentrum der Leiterplattenerkennungskamera 140 an einer Position 60 mm abgesetzt vom Zentrum der Düse 1361, wie am rechten Ende der X-Richtung (d. h. rechts in 27) bezüglich der Anordnung des Kopfes 136 angeordnet. Um somit allen Düsen 1361 einschließlich der am linken Ende angeordneten Düse und der am rechten Ende angeordneten Düse zu ermöglichen, in jedem Bereich der Leiterplatte 61 positioniert zu werden, muss die Leiterplattenerkennungskamera 140 in X-Richtung (d. h. in 27 nach rechts) um 720, 5 mm (XL = Leiterplattenbreite 510 mm + 60 mm + Abstand 150, 5 mm zwischen beiden Enddüsen) ausgehend von der Position des Leiterplattenanschlags, der mit dem linken Ende der Leiterplatte 61 in Kontakt gebracht wird, und den Positionen der Leiterplatte 61 in der Platzierungsposition des Beförderungstisches 165 bewegt werden.
In dem Fall, in dem die Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte, die beim Erkennen der Referenzmarke 201 verwendet wird, innerhalb eines Bereiches von 410 mm in X-Richtung ausgehend von der Position des Leiterplattenanschlags angeordnet ist, kann außerdem die Reichweite des gesamten Bereiches (0 mm bis 720, 5 mm) der Leiterplatte 61 durch zweifaches Erkennen der Referenzmarken 201 mit der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte in X-Richtung verschoben abgedeckt werden.
In den in den 28 und 29 gezeigten Graphen sind die Ausgangsdaten der Positionskoordinatenabweichung aufgezeichnet, die aus den Erkennungsergebnissen erhalten werden, wenn die Versatzwerte der Bereiche verwendet werden. Die zwei Graphiklinien der 28 zeigen die Beziehung zwischen der Position X-Richtung und dem Abweichungsmaß in X-Richtung, wenn der Kopf 136 in X-Richtung in Schritten von 10 mm bewegt wird. Die Graphiklinie (1) zeigt die Beziehung vor der Verwendung der Versatzwerte des Bereiches, während die Linie (2) die Beziehung nach der Verwendung der Versatzwerte der Bereiche zeigt. Die zwei Graphiklinien der 29 zeigen die Beziehung zwischen der Position in Y-Richtung und dem Abweichungsmaß in Y-Richtung, wenn der Kopf 136 in Y-Richtung in Schritten von 10 mm bewegt wird. Die Graphiklinie (1) zeigt die Beziehung vor der Verwendung der Versatzwerte der Bereiche, und die Linie (2) zeigt die Beziehung nach der Verwendung der Versatzwerte der Bereiche.
Wie in 28 mit Bezug auf die Graphiklinie (1) gezeigt ist, tritt in X-Richtung vor der Verwendung der Versatzwerte der Bereiche ein Maximum von 20 μm an Fehler in der Position auf, wo der Leiterplattenanschlag um 200 mm bewegt wird und eine nach oben hervorstehende Konfiguration aufweist, bevor die Versatzwerte der Bereiche verwendet werden. Im Gegensatz hierzu weist die Graphiklinie (2) nach der Korrektur einen Übergang nahezu auf Null-Niveau auf.
Gemäß dem Graphen der 29 in Y-Richtung weist die Graphiklinie (1) der Beziehung vor der Verwendung der Versatzwerte der Bereiche einen Übergang mit leichten Neigungen auf, während die Graphiklinie (2) nach Verwendung der Versatzwerte der Bereiche einen Übergang nahezu auf Null-Niveau aufweist, ähnlich der X-Richtung.
Die Graphiklinien (2) nach Verwendung der Versatzwerte der Bereiche in den 28 und 29 weisen Fehler auf, die in einen Bereich von ±5 μm in jeweils X-Richtung und Y-Richtung fallen.
Als nächstes zeigt 30 mit Bezug auf eine Änderung in der Bauteilplatzierungsgenauigkeit die Platzierungsgenauigkeit in einem Fall, in dem die Versatzwerte der Bereiche entsprechend der Ausführungsform nicht verwendet werden, wenn 400 Keramikkondensatoren, von denen jeder ein Chip-Bauteil mit einer Größe von 1,6 mm × 0,8 mm ist, auf einer Leiterplatte mit einer Größe von 428 mm × 250 mm platziert werden, während 31 die Platzierungsgenauigkeit in einem Fall zeigt, in dem die Versatzwerte der Bereiche der Ausführungsform gemäß der Ausführungsform verwendet werden. Außerdem zeigt 32 in einem Fall, in dem eine Vielzahl von QFP-Bauteilen auf einer Leiterplatte platziert wird, die Platzierungsgenauigkeit, wenn die Versatzwerte der Bereiche gemäß der Ausführungsform nicht verwendet werden, während 33 die Montagegenauigkeit zeigt, wenn die Versatzwerte der Bereiche gemäß der Ausführungsform verwendet werden. Die Abmessungswerte liegen in den Figuren jeweils in der Größenordnung von Millimetern.
Gemäß den obigen Ergebnissen wurde eine Tendenz der Verbesserung der Platzierungsgenauigkeit in X-Richtung und in Y-Richtung beobachtet, wie in den 31 und 33 gezeigt ist. Das heißt, es kann angenommen werden, dass das Abweichungsmaß zwischen den korrigierten Platzierungspositionsdaten und den wahren Platzierungspositionsdaten auch im Vergleich zu den Fall numerisch reduziert wird, in dem die Versatzwerte der Bereiche gemäß der Ausführungsform nicht verwendet werden.
Als ein konkreter numerischer Wert in einem Beispiel beträgt der Korrekturwert etwa 10 μm bis 30 μm. Wenn eine Leiterplatte von 400 mm × 250 mm, die als ein Beispiel der kleinen Leiterplatte dient, der Koordinatentransformation unterworfen wird, beträgt die Expansions/Kontraktionsrate etwa 1,000025. Wenn eine Leiterplatte von 600 mm × 250 mm, die als ein Beispiel der großen Leiterplatte dient, der Koordinatentransformation unterworfen wird, beträgt die Expansions/Kontraktionsrate etwa 1,00005. Neben diesen Leiterplatten ist dieses Verfahren auch für eine kleine Leiterplatte mit einer Größe von 100 × 100 mm effektiv.
Die vorliegende Erfindung ist auf die Montage nahezu aller elektronischer Bautei le, die platziert werden sollen, anwendbar, und z. B. auf rechteckige Chip-Kondensatoren, rechteckige Chip-Widerstände, kleine Bauteile, wie z. B. Transistoren, ICs der Zielsetzungen einer Kleinabstandsmontage, wie z. B. QFP oder BGA, anwendbar.
Es ist ebenfalls möglich, die Bewegungsposition des Leiterplattenkameraabschnitts mittels einer Laser-Skala (Laser-Messinstrument) zu messen, statt die Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte mittels der Kamera zu messen (in diesem Fall wird die Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte unnötig).
Zusätzlich zu Korrektur mittels der Bereichsversatzwerte kann die Genauigkeit weiter verbessert werden, indem die Bereichsversatzwerte in den Messpositionen des "Leiterplattenkameraversatzwertes" und des "Düsenabstands" während der Kamerakalibrierung auf den "Leiterplattenkameraversatzwert" und den "Düsenabstand", die für die Kopfbewegungspositionsberechnung während der Operationen der Markierungserkennungsoperation (Leiterplattenmarkierungserkennung, individuelle Markierungserkennung entsprechend den IC-Bauteilen, Erkennung von Mustermarkierungen, die auf den individuellen Leiterplatten mehrfach bedruckter Leiterplatten angegeben sind, Erkennung von Gruppen von Marken, die auf jeder Bauteilgruppe angegeben sind, Erkennung einer schlechten Markierung, die einen Defekt anzeigt), Bauteilplatzierungsoperation, Platzierungsversatzwertmessoperation und Referenzmarkenerkennung verwendet werden.
Obwohl die Versatzwerte der Leiterplattenerkennungskamera 140 und der Düsenabstand (Abstand zwischen den Düsen von mehreren Düsen) während der Kamerakalibrierung erhalten werden, werden die Korrekturwerte jedes Bereiches zum Korrigieren der Verformung des X-Y-Roboters sich nicht im Prozess der Erlangung derselben niedergeschlagen. Durch das Niederschlagen der Korrekturwerte in den Versatzwerten der Leiterplattenerkennungskamera 140 und des Düsenabstands, die beim Erlangen der Kopfbewegungsposition während der Markierungserkennung und der Bauteilplatzierungsoperation und/oder der Platzierungsversatzwertmessoperation verwendet werden, kann eine Platzierung mit höherer Genauigkeit erreicht werden. Die Versatzwerte der Leiterplattenerkennungskamera 140 und des Düsenabstands sind als Abstände von der ersten Düse 1361-1 gegeben. Wenn sich daher die Korrekturwerte in den Versatzwer ten der Leiterplattenerkennungskamera 140 und des Düsenabstands niederschlagen, die beim Erlangen der Kopfbewegungsposition während der Markierungserkennung und der Bauteilplatzierungsoperation und/oder der Platzierungsversatzwertmessoperation verwendet werden, werden die Differenzen zwischen den Leiterplattenkameraversatzwerten oder den Bereichsversatzwerten während der Düsenabstandsmessung und den Bereichsversatzwerten während der Messung der Position der ersten Düse 1361-1 in jeder Operation wiedergegeben.
Im Folgenden wird auf die 37A, 37B und 37C Bezug genommen, die die Positionsbeziehung zwischen der Düse, der Bauteilerkennungskamera 150 und der Leiterplattenerkennungskamera während der Messung zeigen.
Wenn die Position der ersten Düse (die als Referenzdüse angenommen wird) 1361-1 gemessen wird, wie in 37A gezeigt ist, ist die erste Düse 1361-1 über der Bauteilerkennungskamera 150 positioniert, wobei die Position der ersten Düse 1361-1 gemessen wird. Der Wert der Position der ersten Düse 1361-1, der durch Messung in diesem Zustand erhalten wird, wird als Bereichsversatzwert (X1, Y1) angenommen.
Wenn anschließend der Düsenabstand bis zur n-ten Düse 1361-n gemessen wird, wie in 37B gezeigt ist, wird die n-te Düse 1361-n über der Bauteilerkennungskamera 150 positioniert, wobei die Position der n-ten Düse 1361-n gemessen wird. Der Wert der Position der n-ten Düse 1361-n, die in diesem Zustand gemessen wird, wird als ein Bereichsversatzwert (Xn, Yn) angenommen. Der in den 37A bis 37C gezeigte Kopf weist insgesamt acht Düsen auf, weshalb die Messung schrittweise für die Anzahl n von zwei bis acht ausgeführt wird, wobei die Ergebnisse als Bereichsversatzwerte der ersten Düse 1361-1 gesetzt werden.
Wenn anschließend die Leiterplattenkamera 140 vermessen wird, wie in 37C gezeigt ist, wird die Leiterplattenkamera 140 über der Bauteilerkennungskamera 150 positioniert, wobei die Position der Leiterplattenkamera 140 gemessen wird. Der Wert der Position der Leiterplattenkamera 140, der durch die Messungen in diesem Zustand erhalten wird, wird als ein Bereichsversatzwert (Xp, Yp) angenommen.
Wie in 38 gezeigt ist, sind der Versatzwert der Leiterplattenkamera und der Düsenabstand als Abstände von der ersten Düse 1361-1 gegeben. Wenn daher der Bereichsversatzwert wiedergegeben wird, werden die Differenz zwischen dem Leiterplattenkameraversatzwert oder den Bereichsversatzwert während der Düsenabstandmessung und der Bereichsversatzwert während der Messung der Position der ersten Düse 1361-1 in jeder Operation wiedergegeben.
Zum Beispiel wird auf 38 Bezug genommen, unter der Annahme, dass der Bereichsversatzwert während der Messung der Position der ersten Düse 1361-1 in der Kamerakalibrierungsphase gleich (X1, Y1) ist, der Bereichsversatzwert während der Düsenabstandsmessung der n-ten Düse 1361-n in der Kamerakalibrierungsphase gleich (Xn, Yn) ist, und der Bereichsversatzwert während der Leiterplattenkameraversatzwertmessung in der Kamerakalibrierungsphase gleich (Xp, Yp) ist, dann wird der Bereichsversatzwert, der sich im "Leiterplattenkameraversatzwert" in jeder Operation niederschlagen soll, gleich (Xp-X1, Yp-Y1). Ferner werden die Bereichsversatzwerte, die sich im "Düsenabstand" der n-ten Düse 1361-n während der Bauteilplatzierungsoperation niederschlagen, gleich (Xn-X1, Yn-Y1).
Wie im Flussdiagramm der 35 gezeigt ist, wird ein Bereichsversatzwert, der der Positionsmessposition der ersten Düse 1361-1 in der Kamerakalibrierungsphase entspricht, im Schritt S51 während der Referenzmarkenerkennungsoperation erhalten.
Ferner wird ein Bereichsversatzwert, der der Leiterplattenkameraversatzwertmessposition in der Kamerakalibrierungsphase entspricht, im Schritt S52 erhalten.
Als nächstes, wenn der Bereichsversatzwert sich im Leiterplattenkameraversatz im Schritt S53 niederschlägt, wird anschließend die Bewegungsposition des Kopfes 136 erhalten, wobei der Bereichsversatzwert, der der Bewegungsposition des Kopfes 136 entspricht, im Schritt S22 erhalten wird (25). Ferner wird ein Bereichsversatzwert, der der Position entspricht, in der die erste Düse 1361-1 (die Düse, deren Position die Referenzposition des Düsenabstands und des Leiterplattenkameraversatzwertes wird) über der Erkennungskamera angeordnet ist, im Schritt S23 (25) erhalten, wobei ein Bereichsversatzwert, der der Position entspricht, in der die Leiterplattenkamera 140 über der Erkennungskamera angeordnet ist, im Schritt S24 (25) erhalten wird. Der Bereichsversatzwert, der im Schritt S22 während der Referenzmarkenoperation erhalten wird, schlägt sich im Schritt S25 nieder, wobei die Differenz zwischen dem im Schritt S23 erhaltenen Bereichsversatzwert und dem im Schritt S24 erhaltenen Bereichsversatzwert (Bereichsversatzwert, der durch Subtrahieren des im Schritt S23 erhaltenen Bereichsversatzwertes von dem im Schritt S24 erhaltenen Bereichsversatzwert erhalten wird) sich im Schritt S54 niederschlägt. Genauer wird die Differenz zwischen dem im Schritt S52 erhaltenen Bereichsversatzwert und dem im Schritt S53 erhaltenen Bereichsversatzwert (Bereichsversatzwert, der durch Subtrahieren der Bereichsversatzwerte des Schritts S52 von den Bereichsversatzwert des Schritts S53 erhalten wird) zum Leiterplattenkameraversatzwert im Schritt S54 addiert. Als nächstes wird die Leiterplattenmarkenerkennungs-Bewegungsposition im Schritt S55 unter Verwendung des Leiterplattenkameraversatzwertes des Schritts S54 erhalten. Als nächstes wird ein Bereichsversatzwert entsprechend der im Schritt S55 erhaltenen Bewegungsposition im Schritt S56 erhalten. Als nächstes wird ein Bereichsversatzwert entsprechend der im Schritt S56 erhaltenen Bewegungsposition im Schritt S57 addiert. Als nächstes wird die Leiterplattenkamera im Schritt S58 zu der im Schritt S57 erhaltenen Bewegungsposition bewegt.
Mit dieser Anordnung kann sich der Bereichsversatzwert aufgrund der Verzerrung der X-Y-Roboter-Operation, der im Düsenabstand und im Leiterplattenkameraversatzwert enthalten ist, niederschlagen, was erlaubt, eine Platzierung mit höherer Genauigkeit zu erreichen.
Das Flussdiagramm der 36 zeigt ein Prozedur zum Ausführen der Bauteilplatzierungsoperation durch das Niederschlagung des Bereichsversatzwertes in der Düsenabstandsmessposition.
Zuerst werden die Bereichsversatzwerte der ersten Düse und der n-ten Düse in der Kamerakalibrierungsphase wie oben beschrieben in den Schritten S62 und S63 erhalten. Das heißt, ein Bereichsversatzwert des Bereiches, der der Positionsmessposition der ersten Düse in der Kamerakalibrierungsphase entspricht, wird im Schritt S62 erhalten. Als nächstes wird ein Bereichsversatzwert, der den Bereich der n-ten Düsenabstandsmessposition in der Kamerakalibrierungsphase entspricht, im Schritt S63 erhalten.
Als nächstes wird die Differenz zwischen den in den Schritten S62 und S63 erhaltenen Bereichsversatzwerten (Bereichsversatzwert der erhalten wird durch Subtrahieren des Bereichsversatzwertes des Schritts S62 vom Bereichsversatzwert des Schritts S63) zum n-ten Düsenabstand im Schritt S64 addiert.
Als nächstes wird die Bauteilplatzierungsposition im Schritt S65 unter Verwendung des Düsenabstands des Schritts S64 erhalten.
Als nächstes wird ein Bereichsversatzwert entsprechend der im Schritt S65 erhaltenen Bewegungsposition im Schritt S66 erhalten.
Als nächstes wird ein Bereichsversatzwert des Bereiches, der der im Schritt S66 erhaltenen Bewegungsposition entspricht, im Schritt S67 addiert.
Als nächstes wird die Düse im Schritt S58 zu der im Schritt S67 erhaltenen Bewegungsposition bewegt.
(Zweite Ausführungsform)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obenbeschriebene Ausführungsform beschränkt und kann in anderen verschiedenartigen Formen ausgeführt werden. Ein Bauteilmontageverfahren und eine Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben.
In dem Bauteilplatzierungsposition-Korrekturverfahren für die Bauteilmontage, das in der vorangehenden ersten Ausführungsform beschrieben worden ist, wird angenommen, dass die Lage des Bauteilplatzierungskopfes 136 sich während der Bewegung mittels des X-Y-Roboters 120 nicht ändert. Genauer wird z. B. in dem Fall, in dem der Bauteilplatzierungskopf 136, der durch den X-Achse-Roboter 131 unterstützt ist, von der Position A zur Position B längs der X-Achse-Richtung, wie in der Figur gezeigt, mittels des X-Achse-Roboters 131 bewegt wird, wie in der schematischen Draufsicht der Bauteilmontagevorrichtung 100 der 39 gezeigt ist, angenommen, dass der Bauteilplatzierungskopf 136 bewegt wird, während er konstant in seiner Lage im allgemeinen parallel zum X-Achse- Rahmen 132 des X-Achse-Roboters 131 gehalten wird.
Der X-Achse-Rahmen 132, genauer die (nicht gezeigte) Linearführung, die ein am X-Achse-Rahmen 132 angebrachtes Führungselement zum Führen der Vor- und Rückbewegung des Bauteilplatzierungskopfes 136 auch in X-Achse-Richtung in der Figur ist, ist, obwohl mit hoher Genauigkeit geformt, so dass er zu einer linearen Bewegung fähig ist, derzeit immer noch kaum in einer perfekt linearen Form auszubilden. Genauer, wenn beide Endabschnitte als Bewegungsenden seitens des Y-Achse-Roboters 121 wie in X-Achse-Rahmen 132 dienen, wird die Linearführung schwieriger in linearer Form zu halten. Wie in 39 gezeigt ist, führt daher der Bewegungsort längs der X-Achse-Richtung, wie in der Figur gezeigt, des Bauteilplatzierungskopfes 136, der mittels der Linearführung des X-Achse-Rahmens 132 geführt wird, zu einer Ortskurve, die längs der linearen Führung nicht linear ist, sondern gekrümmt ist. Bei Berücksichtigung solcher Umstände beruht das Korrekturverfahren der ersten Ausführungsform auf der Annahme, dass selbst dann, wenn der Bauteilplatzierungskopf 136 so bewegt wird, dass er wie oben beschrieben eine gekrümmte Bahnkurve beschreibt, die Lage des Bauteilplatzierungskopfes 136 in der Figur an individuellen Bewegungspositionen parallel zur X-Achse-Richtung gehalten wird.
Wie jedoch in der schematischen Ansicht der Bauteilmontagevorrichtung der 40 gezeigt ist, veranlasst die gekrümmte Bewegungsortskurve des Bauteilplatzierungskopfes 136 den Bauteilplatzierungskopf 136 ebenfalls seine Lage an den individuellen Bewegungspositionen zu ändern. Das heißt, die Haltung (Neigung bezüglich der X-Achse-Richtung) des Bauteilplatzierungskopfes 136 ändert sich mit einer Bewegungsposition C und einer Bewegungsposition D, die beliebige Bewegungspositionen des Bauteilplatzierungskopfes 136 sind, so dass der Bauteilplatzierungskopf 136, während er seine Neigung ändert, längs der X-Achse-Richtung, in der Figur gesehen, mittels des X-Achse-Roboters 131 bewegt wird. Da die Neigung des Bauteilplatzierungskopfes 136 sich in Abhängigkeit von seinen Bewegungspositionen ändert, weist auch die Position jeder Bauteilsaugdüse 1361 eine Verschiebung auf. Eine solche Verschiebung zu beseitigen, ist Aufgabe des Bauteilmontageverfahrens dieser zweiten Ausführungsform, das im Folgenden genauer beschrieben wird. Das Bauteilmontageverfahren der zweiten Ausführungsform beruht auf den Bauteilmontageverfahren der vorangehenden ersten Ausführungsform, so dass seine überlappenden Teile in der Bearbei tungsoperation und Konstruktion in der Beschreibung weggelassen werden und mit Bezug auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verstanden werden können. In der Konstruktion der im Folgenden beschriebenen Bauteilmontagevorrichtung sind Bauteile und dergleichen, die die gleiche Konstruktion wie diejenigen der Bauteilmontagevorrichtung 100 der ersten Ausführungsform aufweisen, mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, um das Verständnis der Beschreibung zu erleichtern.
Zuerst ist in 41 eine schematische Draufsicht gezeigt, die einen schematischen Aufbau einer Bauteilmontagevorrichtung 500 der zweiten Ausführungsform zeigt. Wie in 41 gezeigt ist, unterscheidet sich die Bauteilmontagevorrichtung 500 von der Bauteilmontagevorrichtung 100 der ersten Ausführungsform, obwohl sie eine im Wesentlichen ähnliche Konstruktion aufweist, dadurch, dass ein Bauteilplatzierungskopf 236 zwei Kamera aufweist. Genauer weist der Bauteilplatzierungskopf 236 eine Leiterplattenerkennungskamera 240 auf, die ein Beispiel einer ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung zum Erkennen eines Erkennungsobjekts auf der Leiterplatte ist, und eine Korrekturkamera 241, die ein Beispiel einer zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung in ähnlicher Weise zum Erkennen eines Erkennungsobjekts auf der Leiterplatte ist.
Eine Seitenansicht des Bauteilplatzierungskopfes 236 ist in 42 gezeigt. Wie in 42 gezeigt ist, ist der Bauteilplatzierungskopf 236 im wesentlichen im Aufbau dem Bauteilplatzierungskopf 136 der ersten Ausführungsform ähnlich, mit der Ausnahme, dass zusätzlich die Korrekturkamera 241 vorgesehen ist. Der Bauteilplatzierungskopf 236 weist z. B. acht Bauteilsaugdüsen 2361 auf, die ein Beispiel des Bauteilhalteelements sind, wobei die Bauteilsaugdüsen 2361 mit ihren individuellen Aufwärts/Abwärts-Bewegungsachsen auf einer Linie angeordnet sind.
Im Bauteilplatzierungskopf 236 ist die Leiterplattenerkennungskamera 240 am rechten Ende in der Figur vorgesehen, wobei die Korrekturkamera 241 an einem linken Ende in der Figur vorgesehen ist. Eine optische Achse der Bildaufnahme für die Erkennung der Leiterplattenerkennungskamera 240 und eine optische Achse für die Bildaufnahme für die Erkennung der Korrekturkamera 241 sind auf einer identischen geraden Linie in der Linienanordnung der individuellen Bauteilsaugdüsen 2361 platziert.
Die Bauteilmontagevorrichtung 500 enthält eine Steuereinheit 270 zum Durchführen einer Operationssteuerung der individuellen Bestandsteile. Wie in 43 gezeigt ist, ist die Steuereinheit 270 mit dem X-Y-Roboter 120, der Korrekturkamera 241, der Bauteilerkennungskamera 150, der Bauteilzuführungseinheit 180 und der Bauteilbeförderungseinheit 190 verbunden und führt eine Operationssteuerung dieser Elemente durch, um die Montageoperation eines elektronischen Bauteils 62 auf der Leiterplatte 61 zu steuern. Die Steuereinheit 270 enthält einen Speicherabschnitt 273 zum Speichern von Programmen, die für die Montageoperationen und dergleichen erforderlich sind, Montagedaten, wie z. B. Montagedaten, Erkennungsinformationen seitens der Leiterplattenerkennungskamera 240 und der Korrekturkamera 241, Berechnungsergebnisse in einem später beschriebenen Berechnungsabschnitt 271 und dergleichen, und enthält den Berechnungsabschnitt 271 zum Ausführen einer Berechnung der Korrekturgrößen für die Bauteilmontagepositionen und dergleichen auf der Grundlage der Montageinformationen und der Erkennungsinformationen. Eine Korrekturoperation für die Bauteilplatzierungsposition, die von der Steuereinheit 270 auszuführen ist, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird im Folgenden genauer beschrieben.
Das Korrekturverfahren der zweiten Ausführungsform enthält die Inhalte der Operationen, die im Korrekturverfahren der ersten Ausführungsform ausgeführt werden, und zusätzlich hierzu Erkennungsoperationen mittels der Korrekturkamera 241, die zusätzlich im Bauteilplatzierungskopf 236 vorgesehen ist, und Berechnungsoperationen unter Verwendung der Erkennungsergebnisse. Zuerst ist in 44 eine schematische Draufsicht einer Glasleiterplatte 300 gezeigt, die ein Beispiel der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte ist, die in einem solchen Korrekturverfahren zu verwenden ist.
Wie in 44 gezeigt ist, sind auf der Glasleiterplatte 300 mehrere Referenzmarken 301 in einem Gitterzustand in spezifizierten Intervallen mit einem Abstand von z. B. 10 mm ausgebildet, wie auf der in der ersten Ausführungsform verwendeten Glasleiterplatte 200. Es besteht daher ein Unterschied gegenüber der Glasleiterplatte 200 der ersten Ausführungsform, da die Glasleiterplatte 300 in Links-Rechts-Richtung (d. h. X-Richtung) in der Figur länger ausgebildet ist als die Glasleiterplatte 200. Die Ausbildung der Glasleiterplatte 300, die in X-Richtung länger ist, wie oben gezeigt worden ist, soll bei der Erkennung der indi viduellen Referenzmarken 301, die innerhalb eines Bereiches entsprechend dem Bauteilplatzierungsbereich auf der Glasleiterplatte 300 positioniert sind, mittels der Leiterplattenerkennungskamera 240 bewirken, dass die Erkennung dieser Referenzmarken, die innerhalb des Sichtfeldes der Korrekturkamera 241 positioniert sind, welches eine weitere Kamera ist, mittels der Korrekturkamera 241 durchgeführt wird.
Das heißt, bei dem Korrekturverfahren der zweiten Ausführungsform wird zusätzlich zur Operation der Berechnung eines Versatzwertes (eines Bereichversatzwertes) durch Erkennung einer Referenzmarke 301, die mittels der Leiterplattenerkennungskamera 240 durchgeführt wird (d. h. entsprechend dem Korrekturverfahren der ersten Ausführungsform), eine weitere Referenzmarke 301 (die eine andersartige Referenzmarke 301 verschieden von der vorangehenden Referenzmarke 301 ist) mittels der Korrekturkamera 241 erkannt, während der Bauteilplatzierungskopf 236 bei der obigen Erkennung mittels der Leiterplattenerkennungskamera 240 platziert wird, womit ein Neigungsgrad (d. h. eine Neigung bezüglich der X-Richtung) des Bauteilplatzierungskopfes 236 entsprechend den Positionskoordinaten der gleichzeitig erkannten zwei Referenzmarken 301 berechnet wird, und woraufhin die Korrektur der Bauteilplatzierungsposition unter Verwendung des Berechnungsergebnisses und des Versatzwertes durchgeführt wird. Wie in 44 gezeigt ist, ist daher die Glasleiterplatte 300 so ausgebildet, dass in einer solchen Platzierung des Bauteilplatzierungskopfes 236, bei der die Bauteilsaugdüsen 2361 innerhalb des Bauteilplatzierungsbereiches R positioniert sind, wenn jede der Referenzmarken 301, die auf der Glasleiterplatte 300 positioniert sind, mittels der Leiterplattenerkennungskamera 240 erkannt wird, eine weitere Referenzmarke 301 gleichzeitig ebenfalls mittels der Korrekturkamera 241 erkannt werden kann. Es ist zu beachten, dass der Bauteilplatzierungsbereich R ein Bereich ist, in welchem die im Bauteilplatzierungskopf 236 enthaltenen Bauteilsaugdüsen 2361 positioniert werden können, und in welchem außerdem die Leiterplattenerkennungskamera 240 positioniert werden kann. Dementsprechend wird die Glasleiterplatte 300 in einer solchen Größe ausgebildet, dass z. B. dann, wenn eine am linken Ende des Bauteilplatzierungsbereiches R positionierte Referenzmarke 301, wie in der Figur gezeigt, mittels der Leiterplattenerkennungskamera 240 erkannt wird, die am linken Ende der Glasleiterplatte 300 positionierte Referenzmarke 301, wie in der Figur gezeigt ist, mittels der Korrekturkamera 241 erkannt werden kann, wobei außerdem dann, wenn eine am lin ken Ende des Bauteilplatzierungskopfes 236 positionierte Bauteilsaugdüse 2361, wie in der Figur gezeigt ist, am rechten Ende des Bauteilplatzierungsbereiches R positioniert ist, die Referenzmarke 301, die am rechten Ende der Glasleiterplatte 300 positioniert ist, wie in der Figur gezeigt ist, von der Leiterplattenerkennungskamera 240 erkannt werden kann.
Die Referenzmarkenerkennungsleiterplatte weist vorzugsweise eine solche Größe auf, wie oben grundsätzlich beschrieben worden ist. Wie ferner in der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist, ist es jedoch dann, wenn eine solche Größe nicht sichergestellt werden kann, möglich, ein Syntheseverfahren (Bildsyntheseverfahren) zu verwenden, um virtuell die Größe sicherzustellen.
Als Nächstes wird die Richtung der Korrektur in der zweiten Ausführungsform im Folgenden mit Bezug auf eine schematische erläuternde Ansicht zur Erläuterung einer Neigung des Bauteilplatzierungskopfes 236 anhand der Beziehung zwischen den individuellen Kameras 240, 241 und den Referenzmarken 301, die in 45 gezeigt sind, sowie anhand eines Flussdiagramms der Operationsprozeduren, das in den 46 bis 48 gezeigt ist, genauer beschrieben. Es ist zu beachten, dass die im Flussdiagramm der 46 gezeigte Prozedur ein Kalibrierungsprozess in der Korrekturoperationsprozedur ist, wobei die im Flussdiagramm der 47 gezeigte Prozedur ein Produktionsvorbereitungsprozess ist, und die im Flussdiagramm der 48 gezeigte Prozedur ein Produktionsprozess ist. Ferner wird die folgende Operationssteuerung in jeder Prozedur in jedem Flussdiagramm von der Steuereinheit 270 der Bauteilmontagevorrichtung 500 durchgeführt, wobei jede Berechnung vom Berechnungsabschnitt 271 der Steuereinheit 270 durchgeführt wird, und wobei die Informationen, die Berechnungsergebnisse, für die Berechnung zu verwendende NC-Koordinatendaten und dergleichen enthalten, lesbar im Speicherabschnitt 273 gespeichert sind.
(Kalibrierungsprozess)
Zuerst wird mit Bezug auf das Flussdiagramm der 46 der Kalibrierungsprozess erläutert.
Im Schritt S71 der 76 wird die Glasleiterplatte 300 vom Beförderungstisch 165 gehalten und im Bauteilplatzierungsbereich platziert. Diese Positionierung wird so durchgeführt, dass ein Abschnitt der Glassleiterplatte 300, der dem Bauteilplatzierungsbereich R entspricht, im Wesentlichen mit dem Bauteilplatzierungsbereich, wie in 44 gezeigt, übereinstimmt.
Als Nächstes werden im Schritt S72 der 46 Positionskoordinaten der Referenzmarken 301 von wenigstens zwei Punkten, z. B. zwei typischen Punkten, unter den Referenzmarken 301, die im Gitterzustand an spezifizierten Intervallen auf der vom Beförderungstisch 165 gehaltenen Glasleiterplatte 300 angeordnet sind, von der Leiterplattenerkennungskamera der 240 des Bauteilplatzierungskopfes 236 erkannt.
Es wird ein Vergleich angestellt zwischen den Positionskoordinaten der 2-Punkt-Referenzmarken 301, die auf diese Weise erkannt worden sind, und den NC-Koordinaten der 2-Punkt-Referenzmarken 301, die vorher in der Steuereinheit 270 gespeichert worden sind. Anhand eines Ergebnisses des Vergleichs wird ein Neigungsmaß θ_A der gesamten Glasleiterplatte 300 (d. h. ein Neigungsmaß der Positionierungslage der Glasleiterplatte 300) berechnet (Schritt S73). Die Berechnung eines solchen Neigungsmaßes θ_A wird durchgeführt, indem eine Differenz zwischen den Positionskoordinaten der erkannten 2-Punkt-Referenzmarken und ihren individuellen NC-Koordinaten bestimmt wird, und anschließend ein Rotationsmaß (Rotationswinkel) eines aus dem Schnittpunkt der zwei Referenzmarken 301 abgeleiteten Graphen, das erforderlich ist, um die individuellen Differenzen gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 zu machen (wobei der Graph durch ein gerades Liniensegment mit den zwei Referenzmarken 301 an seinen Endpunkten gegeben ist).
Als Nächstes wird im Schritt S74 der 46 auf der Grundlage der NC-Koordinaten der entsprechenden Referenzmarken 301 die Leiterplattenerkennungskamera 240 des Bauteilplatzierungskopfes 236 so bewegt, dass sie über den entsprechenden Referenzmarken 301 angeordnet ist, und dann, wenn sie über den jeweiligen Referenzmarken 301 angeordnet ist, die Positionskoordinaten der jeweiligen Referenzmarken 301 erkennt. Bei dieser Erkennung der Positionskoordinaten der individuellen Referenzmarken 301 mittels der Leiterplattenerkennungskamera 240 werden auch die Positionskoordinaten der individuellen Referenzmarken 301, die innerhalb des Sichtfeldes der Korrekturkamera 241 angeordnet sind, gleichzeitig von der Korrekturkamera 241 erkannt. Genauer, wie in 44 gezeigt ist, werden die Positionskoordinaten der individuellen Referenzmarken 301, die innerhalb des Bauteilplatzierungsbereichs R auf der Glasleiterplatte 300 angeordnet sind, schrittweise von der Leiterplattenerkennungskamera 240 erkannt, wobei die Positionskoordinaten jeder Referenzmarke 301, die unter (d. h. innerhalb des Sichtfeldes) der Korrekturkamera 241 positioniert sind, schrittweise von der Korrekturkamera 241 bei jeder Erkennung erkannt werden. Außerdem werden die Positionskoordinaten einer Referenzmarke 301, die von der Leiterplattenerkennungskamera 240 erkannt wird, und die Positionskoordinaten einer weiteren Referenzmarke 301, die von der Korrekturkamera 241 erkannt wird, im Wesentlichen gleichzeitig erkannt und gespeichert und in einem Zustand gehalten, in dem Daten dieser Erkennungsergebnisse einander zugeordnet sind.
Als Nächstes werden im Schritt S75 Unterschiede zwischen dem Positionskoordinatenerkennungsergebnis der individuellen Referenzmarken 301 mittels der Leiterplattenerkennungskamera 240 und den NC-Koordinaten der individuellen Referenzmarken 301 als Korrekturwerte ermittelt, wobei diese Korrekturwerte als Versatzwerte gespeichert und gehalten werden. Solche Versatzwerte können als Bereichsversatzwerte, die in der ersten Ausführungsform bestimmt worden sind, gespeichert und gehalten werden. Als Prozeduren für die Bestimmung der Bereichsversatzwerte, die hier gezeigt sind, können die in der ersten Ausführungsform verwendeten Prozeduren angewendet werden.
In diesem Schritt S75 macht es ferner die Verwendung der Positionskoordinaten der von der Leiterplattenerkennungskamera 240 erkannten Referenzmarke 301 und der Positionskoordinaten der von der Korrekturkamera 241 erkannten weiteren Referenzmarke 301 möglich, eine Neigung des Bauteilplatzierungskopfes 236, d. h. eine Winkelverschiebung (Gieren) der Haltung des Bauteilplatzierungskopfes 236 bezüglich der X-Achse-Richtung, zu bestimmen. Genauer, wie in der schematischen erläuternden Ansicht der 45 gezeigt ist, wird eine Differenz zwischen der Positionskoordinate einer von der Leiterplattenerkennungskamera 240 erkannten Referenzmarke 301-1 und der Positionskoordinate einer weiteren von der Korrekturkamera 241 gleichzeitig mit der vorangehenden Erkennung erkannten Referenzmarke 301-2 berechnet, mit der ein Neigungswinkel θ_n zwischen den zwei Positionen bezüglich der X-Achse-Richtung berechnet wird. Anschließend wird eine Differenz zwischen dem resultierenden Neigungswinkel θ_n und dem berechneten Neigungsmaß θ_A der Glasleiterplatte 300 ermit telt, mit der eine Neigung des Bauteilplatzierungskopfes 236 bezüglich der X-Achse-Richtung, d. h. ein Gierwert Δθ_n, bestimmt werden kann. Das heißt, der Gierwert Δθ_n wird mit Gleichung (13) berechnet: Δθn = θn – θA
Die berechneten individuellen Gierwerte Δθ_n, die zugeordnet zu den Versatzwerten ihrer entsprechenden Referenzmarken 301 zu speichern sind, werden zugeordnet zu ihren entsprechenden Bereichsversatzwerten in dieser zweiten Ausführungsform gespeichert. Der Kalibrierungsprozess ist somit abgeschlossen.
(Produktionsvorbereitungsprozess)
Als Nächstes wird mit Bezug auf das Flussdiagramm der 47 ein Produktionsvorbereitungsprozess in der Bauteilmontagevorrichtung 500 erläutert.
Im Schritt S81 der 47 werden NC-Koordinaten von wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1, 202-2 der Bauteilmontageleiterplatte 61, die in der Bauteilmontagevorrichtung 500 zu verwenden sind, in die Steuereinheit 270 eingelesen.
Anschließend werden im Schritt S82 Bereiche der Glasleiterplatte 300, in denen NC-Koordinaten dieser zwei (wenigstens zwei) Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1, 202-2 platziert sind, ausgewählt, wobei außerdem Bereichsversatzwerte für diese Bereiche ausgelesen werden.
Ferner werden im Schritt S83 diese Bereichsversatzwerte einer Koordinatentransformation unterworfen, so dass die erlangten Bereichsversatzwerte gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden. Es ist zu beachten, dass die Prozeduren der Schritte S81–S83 denjenigen der ersten Ausführung entsprechend ähneln. Der Produktionsvorbereitungsprozess ist somit abgeschlossen.
(Produktionsprozess)
Als Nächstes wird mit Bezug auf das Flussdiagramm der 48 der Produktionsprozess (endgültiger Produktionsprozess) erläutert.
Zuerst wird im Schritt S91 die Bauteilmontageleiterplatte 61 im Bauteilplatzierungsbereich der Leiterplattenbeförderungseinheit 190 positioniert und gehalten. Anschließend wird die Leiterplattenerkennungskamera 240 über die zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1, 202-2 der Leiterplatte 61 bewegt, wo die Positionskoordinaten aller Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1, 202-2 erkannt werden (Schritt S92).
Ferner werden anschließend die NC-Koordinaten der Bauteilmontageleiterplatte 61 einer Koordinatentransformation auf der Grundlage der Positionskoordinaten der erkannten zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken 202-1, 202-2 unterworfen (Schritt S93).
Als Nächstes werden die transformierten NC-Koordinaten als NC-Koordinaten einer Bauteilmontageposition, an der das Bauteil montiert werden soll, ausgelesen. In den Bereichen der Glasleiterplatte 300 wird ein Bereich, in dem die Bauteilplatzierungsposition angeordnet ist, ausgewählt, wobei ein Bereichsversatzwert, der der Koordinatentransformation unterworfen worden ist und diesem Bereich zugeordnet ist, sowie ein Gierwert ausgelesen werden (Schritt S94).
Anschließend wird mit dem ausgelesenen Bereichsversatzwert eine Korrektur der Positionskoordinaten der Bauteilplatzierungsposition durchgeführt (Schritt S95). Außerdem wird unter den Bauteilsaugdüsen 2361, die im Bauteilplatzierungskopf 236 enthalten sind, eine Bauteilsaugdüse 2361 zum Durchführen der Montageoperation des Bauteils auf der Bauteilplatzierungsposition einer Korrektur der Bewegungsposition unterworfen, d. h. es wird eine Verschiebungskorrektur der Bewegungsposition aufgrund einer Neigung des Bauteilplatzierungskopfes 236 auf der Grundlage des in der vorangehenden Korrektur erlangten Gierwertes Δθ_n durchgeführt.
Genauer, wie in 45 gezeigt ist, kann unter den individuellen Bauteilsaugdüsen 2361, die im Bauteilplatzierungskopf 236 enthalten sind, das Korrekturmaß ΔM der Verschiebung der Bewegungsposition durch die Gleichung (14) unter Verwendung eines Abstands L1 zwischen der axialen Mittenposition (Düsenmittenposition) der Bauteilsaugdüse 2361-1, die die Bauteilplatzierung durchführt, und einer optischen Achse V1 der Leiterplattenerkennungskamera 240, eines Abstands L2 zwischen der optischen Achse V1 der Leiterplattenerkennungska mera 240 und einer optischen Achse V2 der Korrekturkamera 241 und des Gierwinkels Δθ_n berechnet werden:
Gl. (14):

ΔM = Δθn × L2/L1

Es ist zu beachten, dass die Abstände L1 und L2 im Voraus gesetzt und extrahierbar in der Steuereinheit 270 gespeichert sind.
Eine solche Korrekturoperation wird iterativ für die individuellen Bauteilplatzierungspositionen durchgeführt, wobei Bauteile an ihren entsprechend korrigierten Bauteilplatzierungspositionen platziert werden.
Bezüglich der Platzierungsbeziehung zwischen der Leiterplattenerkennungskamera 240 und der Korrekturkamera 241, die im Bauteilplatzierungskopf 236 enthalten sind, ist zusätzlich der Abstand L2 zwischen deren optischen Achsen V1 und V2 vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches des Platzierungsabstands der Referenzmarken 301 der Glasleiterplatte 300. Mit einer solchen Festlegung kann dann, wenn die optische Achse V1 der Leiterplattenerkennungskamera 240 über eine Referenzmarke 301 platziert ist, eine weitere Referenzmarke 301 in der Nähe der optischen Achse V2 der Korrekturkamera 241 platziert werden, was es weniger wahrscheinlich macht, dass eine weitere Referenzmarke 301 außerhalb des Sichtfeldes der Korrekturkamera 241 platziert sein kann. In dem Fall, in dem entschieden wird, dass eine weitere Referenzmarke 301 nicht innerhalb des Sichtfeldes der Korrekturkamera 241 platziert ist, wird zusätzlich ein Alarm für Positionierungsanomalien der Glasleiterplatte 300 und dergleichen ausgegeben, wobei die Glasleiterplatte 300 erneut angeordnet wird und die Korrekturoperation durchgeführt wird.
Ferner muss der Bauteilplatzierungskopf 236 die Leiterplattenerkennungskamera 240 und die Korrekturkamera 241 für den Kalibrierungsprozess in der obenbeschriebenen Reihenfolge der Korrekturoperation enthalten. Für den Produktionsvorbereitungsprozess und den Produktionsprozess, die nach dem Kalibrierungsprozess durchzuführen sind, kann es jedoch der Fall sein, dass die Korrekturkamera 241 vom Bauteilplatzierungskopf 236 nach Abschluss des Kalibrierungsprozesses abgenommen wird, da die Korrekturkamera 241 nicht verwendet wird. In einem Fall, in dem der Kalibrierungsprozess für die Wartung der Bauteilmon tagevorrichtung 500 oder dergleichen erneut ausgeführt wird, kann außerdem die Korrekturkamera 241, die einmal abgenommen worden ist, für die Ausführung des Prozesses erneut angebracht werden, so dass die Neigung des Bauteilplatzierungskopfes 236 bestimmt werden kann. Ferner kann an der Stelle, wo die Korrekturkamera 241 vorgesehen ist, eine weitere Art von Leiterplattenerkennungskamera mit einem anderen Sichtfeld oder einer anderen Auflösung anstelle der Korrekturkamera 241 vorgesehen werden, um somit eine Ausführung der Bauteilmontage zu erlauben.
Der Kalibrierungsprozess wurde oben für den Fall beschrieben, in dem die individuellen Versatzwerte ohne Berücksichtigung irgendeiner Einstellpositionsverschiebung (Parallelverschiebung oder Winkelverschiebung) der Glasleiterplatte 300 berechnet werden. Es kann jedoch der Fall sein, dass eine solche Einstellpositionsverschiebung berücksichtigt wird. Mit einer solchen Berücksichtigung können selbst dann, wenn eine große Einstellpositionsverschiebung der Glasleiterplatte 300 vorliegt, die individuellen Referenzmarken 301 zuverlässig innerhalb des Sichtfeldes der Leiterplattenerkennungskamera 240 positioniert werden, so dass ein Auftreten von Erkennungsfehlern verhindert werden kann. Eine konkrete Prozedur für einen solchen Fall ist im Flussdiagramm der 49 als ein Modifikationsarbeitsbeispiel der zweiten Ausführungsform gezeigt.
Wie in 49 gezeigt ist, werden als Nächstes nach der Positionierung der Glasleiterplatte 300 im Schritt S101 die Positionskoordinaten der Referenzmarken 301 von wenigstens zwei Punkten, z. B. zwei typischen Punkten unter den Referenzmarken 301, die in einem Gitterzustand in spezifizierten Intervallen auf der vom Beförderungstisch 165 gehaltenen Glasleiterplatte angeordnet sind, mittels der Leiterplattenerkennungskamera 240 des Bauteilplatzierungskopfes 236 im Schritt S102 erkannt.
Es wird ein Vergleich angestellt zwischen den Positionskoordinaten der 2-Punkt-Referenzmarken 301, die auf diese Weise erkannt worden sind, und den NC-Koordinaten der 2-Punkt-Referenzmarken 301, die im Voraus in der Steuereinheit 270 gespeichert worden sind. Aus einem Ergebnis des Vergleiches werden die Verschiebungsmaße (d. h. Parallelverschiebung und Neigungsmaß θ_A) der Positionierung der Glasleiterplatte 300 berechnet (Schritt S103). Die Berechnung eines solchen Verschiebungsmaßes wird bewerkstelligt durch Bestimmen der Differenzen zwischen den Positionskoordinaten der zwei erkannten Referenzmarken und deren NC-Koordinaten. Ferner werden die NC-Koordinaten der individuellen Referenzmarken 301 auf der Glasleiterplatte 300 einer Koordinatentransformation mittels Rotieren oder Verschieben eines aus einem Schnittpunkt der zwei Referenzmarken 301 abgeleiteten Graphen unterworfen (wobei der Graph durch ein Liniensegment auf einer geraden Linie mit den zwei Referenzmarken 301 an ihren Endpunkten gegeben ist), so dass diese Differenzen gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden (Schritt S104). Da in diesem Fall die Glasleiterplatte 300 für alle Anforderungen herangezogen wird, wird die Expansions/Kontraktionsrate E mit 1 angenommen. Es ist zu beachten, dass eine solche Technik für die Koordinatentransformation derjenigen ähnlich ist, die in der ersten Ausführungsform genauer beschrieben worden ist.
Als Nächstes wird im Schritt S105 der 49 auf der Grundlage der NC-Koordinaten der Referenzmarken 301, die der Koordinatentransformation unterworfen worden sind, die Leiterplattenerkennungskamera des Bauteilplatzierungskopfes 236 bewegt, so dass sie über jeder der Referenzmarken 301 positioniert wird, wobei sie dann, wenn sie über der jeweiligen Referenzmarke 301 positioniert ist, die Erkennung der Positionskoordinate jeder Referenzmarke 301 durchführt, während die Erkennung jeweils einer weiteren Referenzmarke 301 von der Korrekturkamera 241 durchgeführt wird. Anschließend wird im Schritt S106 die Berechnung des Bereichsversatzes und des Gierwertes Δθ_n durchgeführt. Es ist zu beachten, dass das Verfahren der Berechnung dieses Gierwertes Δθ_n ähnlich demjenigen des obenbeschriebenen Schritts S75 der 46 ist. Der Kalibrierungsprozess ist somit abgeschlossen. Anschließend können der obenbeschriebene Produktionsvorbereitungsprozess und der Produktionsprozess ausgeführt werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann zusätzlich zu der Korrekturoperation für die Bauteilplatzierungsposition mit dem Bereichsversatzwert gemäß der ersten Ausführungsform irgendeine Verschiebung des Endabschnitts jeder Bauteilsaugdüse 2361 aufgrund einer Neigung des Bauteilplatzierungskopfes 236 selbst mit einem Gierwert korrigiert werden, der berechnet wird durch Ausführen der gleichzeitigen Erkennung der Positionskoordinaten der Referenzmarken 301 mit den zwei Kameras der Leiterplattenerkennungskamera 240 und der Korrekturkamera 241. Es kann damit eine Korrekturoperation mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden, so dass eine Bauteilmontage mit höherer Genauigkeit erreicht werden kann.
Als Ergebnis der Bewerkstelligung, dass eine solche Verschiebung aufgrund einer Neigung des Bauteilplatzierungskopfes 236, z. B. aufgrund einer Neigung, die durch eine Bearbeitungsgenauigkeit der Linearführung des X-Achse-Rahmens 132 hervorgerufen wird, korrigiert werden kann, kann eine hohe Montage-(Platzierungs)-Positionsgenauigkeit erreicht werden, ohne die Bearbeitungsgenauigkeit der Linearführung zu erhöhen. Die Bauteilmontagevorrichtung, die zum Erreichen einer hohen Montagepositionsgenauigkeit fähig ist, kann somit kostengünstiger hergestellt werden, was ermöglicht, sowohl geringe Kosten als auch eine hohe Genauigkeit zu erreichen.
Es ist zu beachten, dass durch geeignetes Kombinieren der beliebigen Ausführungsformen der obenerwähnten verschiedenen Ausführungsformen Effekte erzielt werden können, die diesen eigen sind.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für Fachleute offensichtlich sind. Solche Änderungen und Modifikationen sind als im Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, enthalten aufzufassen, sofern sie nicht hiervon abweichen.
Industrielle Anwendbarkeit
Im Bauteilmontageverfahren und in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Referenzmarken 201, die in spezifizierten Intervallen auf der Glasleiterplatte 200 angeordnet sind, erkannt, wobei aus deren Erkennungsergebnissen Versatzwerte für individuelle Bereiche, die zur Leiterplattengröße passen, als numerische Werte für die Korrekturanwendung bestimmt werden, und wobei ferner entsprechende Versatzwerte für individuelle Bewegungspositionen des Bauteilplatzierungskopfes 136 sich als numerische Werte für die Korrekturanwendung in der Operation der Montagepositionskorrektur, der Markenerkennungskorrektur, oder der Messung der Montagepositionsversatzwerte nieder schlagen. Das Bauteilmontageverfahren und die Vorrichtung sind daher fähig, die Montagegenauigkeit zu verbessern, wobei sie für die Bauteilmontage sehr nützlich sind.

Claims

Bauteilmontageverfahren zum Platzieren eines Bauteils, das von einem Bauteilhalteelement gehalten wird, dass in einem Bauteilplatzierungskopf enthalten ist, welcher relativ zu einer Leiterplattenhaltevorrichtung beweglich ist, auf einer Bauteilplatzierungsposition der Bauteilmontageleiterplatte, die von der Leiterplattenhaltevorrichtung gehalten wird, wobei das Verfahren umfasst: Erkennen entsprechender Referenzmarken, die in spezifizierten Intervallen auf einer Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte angeordnet sind, mittels einer ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, die im Bauteilplatzierungskopf enthalten ist, wobei die Referenzleiterplatte auf der Leiterplattenhaltevorrichtung gehalten und in einem Bauteilplatzierungsbereich positioniert ist, und Erkennen entsprechender andersartiger Referenzmarken, die jeweils entsprechend von den jeweiligen vorangehenden Referenzmarken verschieden sind und individuell innerhalb eines Sichtfeldes einer zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung positioniert sind, die an einer Position verschieden von einer Position der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung vorgesehen ist, durch die zweite Leiterplattenerkennungsvorrichtung während des Erkennens der Referenzmarken mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, und anschließendes Bestimmen von Positionskoordinaten der Referenzmarken bzw. der andersartigen Referenzmarken; Berechnen der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes bezüglich einer Richtung für die Bewegung des Kopfes an jeder Erkennungsposition für die Referenzmarken und die andersartigen Referenzmarken durch Verwenden der individuellen Positionskoordinaten der von der ersten Platinenerkennungsvorrichtung erkannten Referenzmarken und der individuellen Positionskoordinaten der von der zweiten Platinenerkennungsvorrichtung erkannten andersartigen Referenzmarken; Bestimmen eines Positionskorrekturwertes des Bauteilhalteelements aus der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes; und Ausführen einer Korrektur einer Bewegungsposition des Bauteilhalteelements in Richtung zur Bauteilplatzierungsposition unter Verwendung des Positionskorrekturwertes, und anschließendes Platzieren des Bauteils auf der Bauteilplatzierungsposition bei der korrigierten Bewegungsposition.
Bauteilmontageverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Erkennen von wenigstens zwei der Referenzmarken auf der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung nach dem Positionieren der Referenzleiterplatte im Bauteilplatzierungsbereich, und anschließendes Bestimmen von Positionskoordinaten der zwei Referenzmarken; und Berechnen einer Neigung einer Positionierungslage für die Referenzleiterplatte mittels NC-Koordinaten der zwei Referenzmarken und der Positionskoordinaten; wobei im Schritt der Berechnung der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes die Neigung des Kopfes bei jeder Erkennungsposition berechnet wird unter Verwendung der individuellen Positionskoordinaten der von der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten Referenzmarken, der individuellen Positionskoordinaten der von der zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten andersartigen Referenzmarken, sowie der Neigung der Positionierungslage der Referenzleiterplatte.
Bauteilmontageverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bestimmen der Differenzen zwischen den Positionskoordinaten der von der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten individuellen Referenzmarken und den individuellen NC-Koordinaten als Korrekturwerte; Erhalten entsprechender NC-Koordinaten von wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken der Bauteilmontageleiterplatte; Auswählen entsprechender Referenzmarken, die nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, aus den erkannten Referenzmarken; Bestimmen entsprechender Versatzwerte an den individuellen ausgewählten Referenzmarken durch Ausführen einer Koordinatentransformation der ausgewählten Positionskoordinaten der Referenzmarken, so dass die Korrekturwerte für die ausgewählten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden; Erkennen von wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken auf der Bauteilmontageleiterplatte mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, und anschließendes Bestimmen entsprechender Positionskoordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken in einem Zustand, in dem die Bauteilmontageplatine anstelle der Referenzmarkierungserkennungs-Referenzplatine auf der Bauteilhaltevorrichtung gehalten wird und im Bauteilplatzierungsbereich positioniert ist; Korrigieren der NC-Koordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken auf der Grundlage der Positionskoordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken; und Korrigieren der Positionskoordinaten der Bauteilplatzierungsposition auf der Grundlage des Versatzwertes der Referenzmarke, die der ersten Bauteilerkennungsvorrichtung am nächsten liegt, und des Positionskorrekturwertes des Bauteilhalteelements, der aus der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes an der Position der relevanten Referenzmarke hergeleitet wird, wenn das vom Bauteilhalteelement des Bauteilplatzierungskopfes gehaltene Bauteil über der jeweiligen Bauteilplatzierungsposition der Bauteilmontageplatine positioniert ist, und anschließendes Durchführen der Platzierung des Bauteils an der jeweiligen Bauteilplatzierungsposition auf der Grundlage der korrigierten Positi onskoordinaten der Bauteilplatzierungsposition.
Bauteilmontageverfahren nach Anspruch 3, wobei im Schritt des Bestimmens der Versatzwerte an den individuellen ausgewählten Referenzmarken, die nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, durch Ausführen der Koordinatentransformation der Positionskoordinaten der ausgewählten Referenzmarken, so dass die Korrekturwerte der ausgewählten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden, die Versatzwerte an den individuellen ausgewählten Referenzmarken, die nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, bestimmt werden durch Ausführen einer Koordinatentransformation der Positionskoordinaten der ausgewählten Referenzmarken durch Rotieren und Verschieben eines Graphen, der aus einer Verbindung der ausgewählten Referenzmarken hergeleitet wird, so dass die Korrekturwerte für die ausgewählten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden.
Bauteilmontageverfahren nach Anspruch 3, wobei im Schritt des Bestimmens der Versatzwerte an den individuellen ausgewählten Referenzmarken, die nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, durch Ausführen der Koordinatentransformation der Positionskoordinaten der ausgewählten Referenzmarken, so dass die Korrekturwerte der ausgewählten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden, die Versatzwerte an den individuellen ausgewählten Referenzmarken, die nahe den zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, bestimmt werden durch Berechnen von Korrekturwerten von wenigstens einer Richtung aus einer X-Richtung und einer Y-Richtung orthogonal zur X-Richtung der Leiterplattenhaltevorrichtung aus den ausgewählten Referenzmarken, durch Bestimmen einer Neigung der Referenzleiterplatte, und durch Ausführen einer Koordinatentransformation der Positionskoordinaten der ausgewählten Referenzmarken, so dass die Korrekturwerte für die ausgewählten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden.
Bauteilmontageverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend: Erkennen von wenigstens zwei der Referenzmarken der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung nach dem Positionieren der Referenzleiterplatte auf der Leiterplattenhaltevorrichtung, und anschließendes Bestimmen von Positionskoordinaten der zwei Referenzmarken, Bestimmen von Differenzen zwischen NC-Koordinaten der zwei Referenzmarken und den Positionskoordinaten derselben, und Ausführen einer Koordinatentransformation der NC-Koordinaten der individuellen Referenzmarken auf der Referenzleiterplatte durch Rotieren oder Verschieben eines Graphen, der aus der Verbindung der zwei Re ferenzmarken hergeleitet wird, so dass die individuellen Differenzen gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden; anschließendes Ausführen einer Ausrichtung zwischen der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung und den individuellen Referenzmarken auf der Grundlage der koordinatentransformierten NC-Koordinaten der individuellen Referenzmarken, und anschließendes Bestimmen von Positionskoordinaten der individuellen Referenzmarken und der individuellen andersartigen Referenzmarken durch Ausführen einer Erkennung der individuelle Marken; und Bestimmen einer Neigung des Bauteilplatzierungskopfes bei jeder Erkennungsposition mit Bezug auf die Bewegungsrichtung durch Berechnen von Differenzen zwischen den Positionskoordinaten der individuellen Referenzmarken und der individuellen andersartigen Referenzmarken.
Bauteilmontagevorrichtung zur Montage eines Bauteils, das von einem Bauteilhalteelement gehalten wird, das in einem Bauteilplatzierungskopf enthalten ist, welcher relativ zu einer Leiterplattenhaltevorrichtung beweglich ist, auf einer Bauteilplatzierungsposition einer Bauteilmontageleiterplatte, die von der Leiterplattenhaltevorrichtung gehalten wird, wobei die Vorrichtung umfasst: eine erste Leiterplattenerkennungsvorrichtung und eine zweite Leiterplattenerkennungsvorrichtung, die beide im Bauteilplatzierungskopf enthalten sind und beide dazu dienen, mit einer Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte, die auf der Leiterplattenhaltevorrichtung gehalten wird und in einem Bauteilplatzierungsbereich positioniert ist, die Positionskoordinaten von Referenzmarken, die in spezifischen Intervallen auf der Referenzleiterplatte angeordnet sind, zu erkennen; und eine Steuereinheit zum Bestimmen von Positionskoordinaten der von der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten Referenzmarken aus den Erkennungsergebnissen der Referenzmarken, Bestimmen von Positionskoordinaten der von der zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten jeweiligen andersartigen Referenzmarken aus den Erkennungsergebnissen der andersartigen Referenzmarken an Positionen des Bauteilplatzierungskopfes, wo die Erkennung der Referenzmarken mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung durchgeführt wird, Berechnen der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes bezüglich einer Richtung der Bewegung des Kopfes bei jeder Erkennungsposition unter Verwendung der individuellen Positionskoordinaten der von der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten Referenzmarken und der individuellen Positionskoordinaten der von der zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten andersartigen Referenzmarken, Bestimmen eines Positionskorrekturwertes des Bauteilhalteelements, das im Kopf enthalten ist, aus der berechneten Neigung des Kopfes, Ausführen einer Korrektur einer Bewegungsposition des Bauteilhalteelements zu der Bauteilplatzierungsposition unter Verwendung des bestimmten Positionskorrekturwertes, und anschließendes Platzieren des Bauteils auf der Bauteilplat zierungsposition an der korrigierten Bewegungsposition.
Bauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Bauteilplatzierungskopf mehrere Bauteilhalteelemente enthält, die zwischen der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung und der zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung angeordnet sind.
Bauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste Leiterplattenerkennungsvorrichtung und die zweite Leiterplattenerkennungsvorrichtung so betreibbar sind, dass sie Bildaufnahmen der Referenzmarken auf der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte längs deren optischer Achsen erhält, so dass Positionskoordinaten der Referenzmarken erkannt werden können, und im Bauteilplatzierungskopf die optische Achse der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, die optische Achse der zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung und Aufwärts/Abwärts-Optikachsen der individuellen Bauteilhalteelemente auf einer im Allgemeinen identischen geraden Linie angeordnet sind.
Bauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 7, ferner umfassend: einen X-Y-Roboter zum Bewegen des Bauteilplatzierungskopfes rückwärts und vorwärts längs einer X-Achsen-Richtung oder einer Y-Achsen-Richtung, wobei diese Richtungen diejenigen sind, die sich grob längs einer Oberfläche der vom Bauteilhalteelement gehaltenen Bauteilmontageplatine erstrecken und im Allgemeinen senkrecht zueinander sind, wobei eine Neigung des Bauteilplatzierungskopfes eine Neigung der Lage des Bauteilplatzierungskopfes bezüglich der X-Achsen-Richtung oder der Y-Achsen-Richtung enthält, die durch eine Bewegung des Bauteilplatzierungskopfes längs der X-Achsen-Richtung oder der Y-Achsen-Richtung mittels des X-Y-Roboters hervorgerufen wird.
Bauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 7, wobei nach dem Positionieren der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte an der Leiterplattenhaltevorrichtung die Steuereinheit so betreibbar ist, dass sie Operationen durchführt zum Erkennen wenigstens von zwei der Referenzmarken der Referenzleiterplatte mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, um Positionskoordinaten der zwei Referenzmarken zu bestimmen, Berechnen einer Neigung der Positionierungslage der Referenzleiterplatte mittels NC-Koordinaten der zwei Referenzmarken und der Positionskoordinaten, und Berechnen der Neigung des Kopfes an jeder Erkennungsposition unter Verwendung der individuellen Positionskoordinaten der von der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten Referenzmarken, der individuellen Positionskoordinaten der von der zweiten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannten andersartigen Referenzmarken, sowie der Neigung der Positionierungslage der Referenzleiterplatte.
Bauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit so betreibbar ist, dass sie Operationen durchführt zum Bestimmen von Differenzen zwischen Positionskoordinaten der individuellen Referenzmarken, die von der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung erkannt worden sind, und der individuellen NC-Koordinaten als Korrekturwerte, Erhalten von NC-Koordinaten von wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken der Bauteilmontageleiterplatte; Auswählen von Referenzmarken, die nahe dem zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken angeordnet sind, aus den erkannten Referenzmarken, Bestimmen entsprechender Versatzwerte an den individuell ausgewählten Referenzmarken durch Ausführen einer Koordinatentransformation der Positionskoordinaten der ausgewählten Referenzmarken, so dass die Korrekturwerte für die ausgewählten Referenzmarken gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden; Erkennen von wenigstens zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken der Bauteilmontageleiterplatte mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, um entsprechende Positionskoordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken zu bestimmen, in einem Zustand, in dem die Bauteilmontageleiterplatte anstelle der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte auf der Leiterplattenhaltevorrichtung gehalten wird und im Bauteilplatzierungsbereich positioniert ist, Korrigieren der NC-Koordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken auf der Grundlage der Positionskoordinaten der zwei Leiterplattenreferenzposition-Berechnungsmarken, und Korrigieren der Positionskoordinaten der Bauteilplatzierungsposition auf der Grundlage des Versatzwertes der Referenzmarke, die der ersten Bauteilerkennungsvorrichtung am nächsten ist, und des Positionskorrekturwertes des Bauteilhalteelements, der aus der Neigung des Bauteilplatzierungskopfes an der Position der relevanten Referenzmarke hergeleitet wird, wenn das vom Bauteilhalteelement des Bauteilplatzierungskopfes gehaltene Bauteil über der jeweiligen Bauteilmontageposition der Bauteilmontageleiterplatte positioniert ist, und anschließendes Ausführen der Platzierung des Bauteils an der Bauteilplatzierungsposition auf der Grundlage der korrigierten Positionskoordinaten der Bauteilplatzierungsposition.
Bauteilmontagevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die Steuereinheit so betreibbar ist, dass sie Operationen ausführt zum Erkennen von wenigstens zwei der Referenzmarken der Referenzmarkenerkennungs-Referenzleiterplatte mittels der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung, um Positionskoordinaten der zwei Referenzmarken nach dem Positionieren der Referenzleiterplatte auf der Leiterplattenhaltevorrichtung zu bestimmen, Bestimmen von Differenzen zwischen NC-Koordinaten der zwei Referenzmarken und ihrer Positionskoordinaten, Ausführen einer Koordinatentransformation der NC-Koordinaten der individuellen Referenzmarken auf der Referenzleiterplatte durch Rotieren oder Verschieben des Gra phen, der aus einer Verbindung der zwei Referenzmarken hergeleitet wird, so dass die individuellen Differenzen gleich 0 oder im Wesentlichen gleich 0 werden, Ausführen einer Ausrichtung zwischen der ersten Leiterplattenerkennungsvorrichtung und den individuellen Referenzmarken auf der Grundlage der koordinatentransformierten NC-Koordinaten der individuellen Referenzmarken, und Ausführen einer Erkennung der individuellen Referenzmarken und ihrer entsprechenden andersartigen Referenzmarken, um deren Positionskoordinaten zu bestimmen, und Bestimmen von Differenzen zwischen den Positionskoordinaten der individuellen Referenzmarken und der entsprechenden andersartigen Referenzmarken, um somit eine Neigung des Bauteilplatzierungskopfes an jeder der Erkennungspositionen bezüglich der Bewegungsrichtung zu berechnen.