JP2000101298A - 部品位置整合装置及びこれを用いた部品位置整合方法 - Google Patents
部品位置整合装置及びこれを用いた部品位置整合方法Info
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Abstract
置整合方法を提供する。 【解決手段】 光源と、前記光源から放射された光を
部品の側面に向けて散乱させる散乱板と、前記部品を経
由した散乱光を結像する結像レンズと、前記結像レンズ
により結像された光を受光して前記部品の側面映像を検
出する光検出器とを含む。放射される光を散乱させて部
品の側面映像を検出し、これにより部品の位置座標及び
角度座標が求められる。従って、部品装着のための正確
な情報が得られる。
Description
により電子部品をピックアップしてプリント回路基板に
装着することにおいて、前記部品をプリント回路基板に
対して正確に整合させる部品位置整合装置とこれを用い
た部品位置整合方法に関する。
は、小型の部品をプリント回路基板に実装する装置であ
る。一般に電子部品実装機は部品が吸着される吸着部
と、前記吸着部を支持しこれを回転及び昇降運動させる
ヘッダ部と、前記ヘッダ部をX軸及び/またはY軸に移動
させる移送部とを含む。
品は吸着部によりピックアップされた後、移送部によっ
て装着地点まで移動される。次いで、吸着部が回転及び
昇降運動して部品をプリント回路基板上に実装する。
りも部品をプリント回路基板の装着部に対して正確に装
着させることが必要である。このような部品の位置整合
はビジョンシステム(vision system)ま
たは光回折を用いて遂行される。
で部品を撮影してその映像をコンピュータに入力する。
そして、モニターにディスプレーされる前記部品の中心
点と、予め設定されたテンプレートパターンの中心点と
を比較してX、Y座標値及び回転角度の誤差を検出して
これを修正した後、前記プリント回路基板に部品を実装
する。ところが、このような方式では、吸着部により部
品をピックアップしてビジョンシステムが位置する領域
に移動させる必要があり、例えば、半導体チップのよう
な部品の場合、リードが移動中損傷される恐れがある。
装置の吸着部によりピックアップされた部品に光を照射
して直接的に部品の位置の誤差を検出する方法が米国特
許5,559,727号に示されている。即ち、部品の側
面に光を照射し、それによって生成される部品の影を電
荷結合素子(CCD、ChArge-CoupleD DeviCe)と
して検出する。この時、ピックアップ装置の動作に従っ
て部品の影幅が変化するので、この影幅の変化を検出す
ることによって部品の位置と角度が把握できる。
の側面に照射される光は完全な平行光になるべきであ
り、そうでない場合には部品の影幅の変化が正確に検出
できない。従って、この方法は平行光を作る装置が必須
であり、これは装置の構造を複雑にする。
問題点を解決するために創案されたことであって、ピッ
クアップ装置により電子部品をピックアップした後、部
品の位置と角度を測定することによって正確な位置での
装着が可能になった部品位置整合装置と、これを用いた
部品位置整合方法とを提供することにその目的がある。
するために本発明に係る部品位置整合装置は、光源と、
前記光源から放射された光を部品の側面に向けて散乱さ
せる散乱板と、前記部品を経由した散乱光を結像する結
像レンズと、前記結像レンズにより結像された光を受光
して前記部品の側面映像を検出する光検出器とを含む。
側に設けられ、前記結像レンズと光検出器は前記部品の
他側に設けられる。
前記部品の一側に設けられた第1光源及び第2光源を含
み、前記散乱板は前記部品と第1光源との間に設けられ
た第1散乱板及び前記部品と第2光源との間に設けられ
た第2散乱板を含み、前記結像レンズと光検出器は前記
部品を中心とする前記第1光源及び第2光源を結ぶ線に
対して垂直線を成すように配置される。
光源、散乱板、結像レンズ及び光検出器が前記部品の一
側に全て配置される。
アップする段階と、光源から放射された光を散乱板で散
乱させて前記部品の側面に照射する段階と、前記散乱光
による前記部品の側面映像をレンズで結像させて光検出
器で検出する段階とを含む部品位置整合方法が提供され
る。
発明の望ましい実施例について詳細に説明する。
参照すれば、部品位置整合装置はフレーム100に設け
られる。吸着部11はヘッダ部(図示せず)に昇降及び回
転運動が可能となるように結合されて部品12を負圧に
よって吸着する。前記フレーム100には通孔110が
形成されるが、この通孔110は前記吸着部11により
ピックアップされた部品12がプリント回路基板上に移
動する前に、その位置を検査するために部品12を部品
位置整合装置に配置すべく、通路を提供する。
の端部に吸着された部品12に光13Aを放射する光源
13が設けられる。前記光源13としてレーザーダイオ
ードまたは発光ダイオードが採用されたり、またはこれ
らと光ファイバをカップリングすることによって構成す
ることも可能である。
光源13から放射された光13Aを部品12側に散乱さ
せる散乱板14が配置される。前記散乱板14は光13
Aが透過されうる透過型散乱板であることが望ましい。
向側には入射光を結像するレンズ15が設けられ、前記
レンズ15により結像された光を検出する光検出器1
6、望ましくは電荷結合素子(CCD、ChArge-Coupl
eD DeviCe)がフレーム100の他側に結合される。
前記光検出器16から検出された光信号は制御器(図示
せず)に転送される。
置整合装置の動作を説明する。
態でフレーム100の通孔110を通って部品位置整合
装置に位置すれば、前記光源13から散乱板14に光1
3Aが放射される。前記散乱板14は透明な高分子材料
よりなっていて、前記光13Aを部品12方向に散乱透
過させる。
12を過ぎてレンズ15によって結像された後、光検出
器16により検出される。光検出器16から検出された
光信号は制御器に転送されて信号処理される。
報は、部品12を吸着した吸着部11が回転する時、吸
着部11を駆動させるモータ(図示せず)に装着されたエ
ンコーダから部品12の回転角θの値を得、このθ値と
前記光検出器16の映像信号を同期させることによって
求められる。
情報は吸着部11の中心の基準座標値と部品12の中心
座標値の差により求められる。即ち、前記部品12をピ
ックアップする前に前記吸着部11の映像を光検出器1
6に検出して吸着部11の中心座標を求める。次に、吸
着部11に転置された部品12の中心座標を求める。こ
のように得られた前記座標値を比較して部品12の位置
に対する情報が得られる。
記散乱板14によって散乱された光13Aの強度分布と
同じパターンを有する。
に対する情報は図7に示したグラフを用いて分析でき
る。ここで、グラフの横軸は光検出器16の画素位置を
示し、縦軸は散乱された光強度を示す。
が照射される時、散乱現象によって光の強度は顕著に低
下することが分かる。即ち、強度の所定の閾値より低い
強度値を有する領域Aが示され、この領域Aは部品12
の側面に散乱された光により形成される部品12の映像
幅に当る。
12の映像サイズが変化するが、このような部品のサイ
ズ変化が図8に示されている。
あり、縦軸は画素の位置を示す。グラフに示されたよう
に、光検出器16から検出される信号波形の幅が部品1
2の回転に応じて変化する。
の一方の側面に沿って変化する部品12の側面映像の幅
変化であり、波形72は前記部品12の他方の側面に沿
って変化する部品12の側面映像の幅変化である。
73Aと点73Bとの距離Bは部品12の短辺の長さで
あり、点74Aと点74Bとの距離Cは部品12の長辺
の長さを示す。そして、点75Aと点75Bとの距離D
は部品12の対角線の長さを示す。
二曲線間の距離が前記光検出器16から検出された部品
12の側面映像の大きさとして測定される。従って、部
品12の幅がBまたはCである時の中心点の座標と回転
角度を求めることによって、前記部品12のX、Y座標
値と回転角θ値を求め基準点と比較して誤差が検出でき
る。
多様に配置されうるが、このような実施例が図3乃至図
6に示されている。この図面で先に示した図1及び図2
と同じ参照符号は同じ部材を示す。
及び図4を参照すれば、部品12の上部に光源33が配
置され、吸着部11の一側に散乱板34が設けられる。
前記散乱板34は光源33から放射された光33Aが乱
反射されて部品12に入射されるように反射型散乱板で
あることが望ましい。
反対側には光33Aを結像するレンズ35とこれを検出
する光検出器36とが配置される。
整合装置を示したものである。
た部品12の一側に光源53と、レンズ55及び光検出
器56が全て配置される。前記部品12と光源53との
間には光53Aが透過されうる透過型散乱板54が配置
される。
乱板54を透過して部品12に入射される。前記光53
Aは再び部品12で反射されて結像レンズ55で結像さ
れた後、光検出器56から検出される。
整合装置を示したものである。
に対向する位置に第1光源63A及び第2光源63Bが
配され、透過型第1散乱板64A及び第2散乱板64B
が図のように配置される。また、前記部品12を中心と
して前記第1、2光源63A、63Bと垂直になるよう
に結像レンズ65と光検出器66が配置される。
4実施例に係る部品位置整合装置の動作は、前述した第
1実施例と同一であるので具体的な説明は省略する。
によれば、照射される光を散乱させて部品の側面映像を
検出し、これより部品の位置座標及び角度座標を求めら
れる。従って、部品位置整合のための正確な情報を得ら
れる。
構成を示す断面図。
正面図。
平面図。
平面図。
の映像幅を示すグラフ。
に対する角度変化に従う映像幅を示すグラフ。
て変化する点 73B,74B,75B 部品12の他方の側面に沿っ
て変化する点 100 フレーム 110 通孔 B 部品12の短辺の長さ C 部品12の長辺の長さ D 部品12の対角線の長さ
Claims (9)
- 【請求項1】 光源と、 前記光源から放射された光を部品の側面に向けて散乱さ
せる散乱板と、 前記部品を経由した散乱光を結像する結像レンズと、 前記結像レンズにより結像された光を受光して前記部品
の側面映像を検出する光検出器とを含む部品位置整合装
置。 - 【請求項2】 前記光源と散乱板は前記部品の一側に
設けられ、 前記結像レンズと光検出器は前記部品の他側に設けられ
たことを特徴とする請求項1に記載の部品位置整合装
置。 - 【請求項3】 前記散乱板は前記光源から放射された
光を前記部品の側面に透過させることを特徴とする請求
項2に記載の部品位置整合装置。 - 【請求項4】 前記散乱板、光源、結像レンズ及び光
検出器が前記部品の一側に全て配置されたことを特徴と
する請求項1に記載の部品位置整合装置。 - 【請求項5】 前記光源は前記部品の一側に設けられ
た第1光源及び第2光源を含み、 前記散乱板は前記部品と第1光源との間に設けられた第
1散乱板及び前記部品と第2光源との間に設けられた第
2散乱板を含み、 前記結像レンズと光検出器は前記部品を中心とする前記
第1光源及び第2光源とを結ぶ線に対して、垂直線を成
すように配置されたことを特徴とする請求項1に記載の
部品位置整合装置。 - 【請求項6】 前記散乱板は前記光源から放射された
光を前記部品の側面に透過させることを特徴とする請求
項5に記載の部品位置整合装置。 - 【請求項7】 前記光源は前記部品の上部に設けら
れ、 前記散乱板は前記部品の一側に設けられ、 前記結像レンズと光検出器は前記部品の他側に設けられ
たことを特徴とする請求項1に記載の部品位置整合装
置。 - 【請求項8】 前記散乱板は前記光源から放射された
光を前記部品の側面に反射させることを特徴とする請求
項7に記載の部品位置整合装置。 - 【請求項9】 部品をピックアップする段階と、光源
から放射された光を散乱板で散乱させて前記部品の側面
に照射する段階と、 前記散乱光による前記部品の側面映像を結像するために
前記部品を任意の角度で回転させながら側面映像をレン
ズで結像させて光検出器に検出する段階とを含む部品位
置整合方法。
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