JP2002509366A - 部品配置システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 配置システム１は、それぞれに６個の配置ヘッド２０と反対側にカメラ３０とを支持する一対のガントリビーム１２を有する。各配置ヘッドは、リニアモータにより独立して駆動される。これら６個の配置ヘッドは、プログラムされた取出コンフィギュレーションに従って同時に６個の部品を取り出す。各ビーム１２は、連結器１１によって固定レール８に連結され、かつ該ビームを斜めにするようにリニアモータが制御される。これによりヘッドは、多数同時配置のために相互に関して２次元的に動くことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、自動製造工程において部品を配置するための手段に関する。その一
例は、表面実装技術（ＳＭＴ）工程における電子部品の配置である。

【０００２】

【従来の技術】

近年、プリント配線基板のような基板上に部品を取出て配置するために行われ
るヘッドのコンピュータ制御が大きな進歩を遂げている。しかしながら、既存の
部品配置システムに関する問題は、多くのＳＭＴ工程における場合のように、多
数の部品を基板上に配置しなければならない場合に製造時間が非常に長いことで
ある。これは、ヘッドがフィーダに移動し、部品を取出、該部品を基板へと搬送
し、基板上の目標位置に正確に位置し、かつ該部品をその位置で基板上に配置し
なければならないからである。このサイクルは、各供給位置毎に繰り返される。
改善策には、多数のノズルを有するヘッドの使用があり、部品はバッチで順次取
り出され、かつ順次配置される。このようなヘッドは、一般的に回転式のもので
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

本発明は、従来行われているよりも効率的に作動する部品配置システムを提供
することを目的とする。 本発明の別の目的は、より広範囲の様々な部品の供給及び配置コンフィギュレ
ーションを扱うことができることによって、より大きな融通性が得られることで
ある。 別の目的は、正確度を向上させることである。

【０００４】

【発明の要旨】

本発明によれば、部品フィーダと、部品搬送ヘッドと、前記ヘッドを取出位置
と配置位置間で動かすための駆動手段と、前記ヘッドにより部品の取り出し及び
配置を制御するための手段からなるコントローラとを有し、前記システムが複数
のフィーダと、複数の独立したヘッドとを有し、前記コントローラが、同時に複
数の部品を取り出すように駆動手段及びヘッドを制御するための手段を有する部
品配置システムが提供される。

【０００５】 複数の独立したヘッドを設けることによって、前記システムは、様々な目的で
様々な取出構成に従って取り出すことに適合させることができる。例えば、フィ
ーダ列を設け、かつ後のバッチについてそれぞれ異なる小集合のフィーダ列が要
求される場合がある。ヘッドが独立であることから、各フィーダ列の小集合から
同時に取出を行うことができる。

【０００６】 或る実施例では、前記駆動手段が、少なくとも２個のヘッドを２次元平面で相
互に関して動かすため、及び２次元平面の異なる位置で少なくとも２つの部品の
同時配置を制御するための手段を有する。 別の実施例では、前記駆動手段が、キャリッジにおいてヘッドを設けたビーム
を有するガントリシステムを備える。 好適には、前記ガントリシステムが、ビームに並進運動及び回転運動の両方を
生じさせ、それによりヘッドを２次元平面で相互に関して動かすための手段を有
する。

【０００７】 或る実施例では、前記ガントリシステムが、ガントリビームの軸線方向と異な
る方向にヘッドを独立して動かすための手段を有する。 別の実施例では、前記駆動手段が、ガントリビーム上でキャリッジに関してヘ
ッドを運動させるように設けられたリニアモータを有する。 更に別の実施例では、前記ガントリビームが少なくとも２つの駆動レールを有
し、交互にヘッドのキャリッジがビームの軸線方向に重なって、運動の自由度を
付加し得るように、異なるレール上にある。 理想的には、前記駆動レールがリニアモータ用磁気レールであり、各ビームが
、或るビームの全ヘッドについて共通の符号化ストリップを有する。

【０００８】 或る実施例では、前記システムが、カメラ及び関連するコントローラを有する
検査システムと、部品が配置位置に搬送されている際に部品の検査のためにヘッ
ドに追従するようにカメラを動かすためのカメラ駆動手段と、イメージプロセッ
サとを更に有する。 別の実施例では、前記カメラ及びヘッドが共通のガントリビーム上に設けられ
る。 好適には、前記カメラがヘッドにガントリビームの反対側に設けられ、前記検
査システムが、ビームの下側に部品からカメラへの光路を提供する光ガイドを更
に有する。 或る実施例では、前記光ガイドが、ヘッド上又はヘッドの下側の基板上の部品
をカメラが見ることができるように設けたビームスプリッタを有する。

【０００９】 好適には、前記検査システムが、ヘッドを検出する近接センサを更に有し、か
つ前記コントローラが、ヘッドを検出した時にイメージの入手をトリガするため
の手段を有する。

【００１０】 別の実施例では、前記システムが、作業空間を横断して直線方向に光の平行ビ
ームを照射するための手段を有するマッピング手段を更に有し、 前記コントローラが、カメラによるビームの検出をモニタするため、及びカメ
ラによるビームの検出位置の偏差に従って作業空間をマッピングするための手段
を有する。

【００１１】 或る実施例では、前記検査システムが、部品検査のために部品に光を当てるよ
うに向けられた複数の光源を有し、前記光源が異なる波長の光を発生し、その１
つがヘッドの表面により反射され、かつその他が該表面により反射されずに、光
源の選択により背面光又は正面光の検査が行われるようにした。 後者の実施例では、前記表面が赤以外の色を有し、１つの光源が反射される赤
外光を発し、かつ別の光源が反射されない赤色光を発する。

【００１２】 別の実施例では、前記検査システムが、配置後の部品の位置及び配向を決定す
る部品の局部基準を検査するための手段を有する。

【００１３】 更に別の実施例では、前記イメージプロセッサが、捉えたイメージをバックグ
ラウンドとして提供するため、及び部品の表示を重ねて基板上の部品の実際のイ
メージをエミュレートするための手段を有する。

【００１４】 好適には、前記コントローラが、取り出す準備のできた部品の位置を感知する
ため、及び取り出す前に部品の位置を調整して取出の正確度を改善する調整手段
を制御するための手段を有する。前記カメラを用いて、部品の位置を感知するこ
とができる。 好適には、各フィーダが、そのシステムにおける物理的位置を検出するため、
及び位置情報を前記システムのコントローラに信号送信するための手段を有する
。 後者の実施例では、前記位置識別手段が、前記フィーダを横切って延長する電
圧ラダー上の電圧レベルを検出するための手段を有する。

【００１５】 或る実施例では、前記コントローラが、部品ノズル内の圧力及び配置力をリア
ルタイムで感知し、取出し及び配置のための制御を行う手段を有する。 好適には、前記ヘッドが、オーバヘッドキャリッジ上を滑動してケーブルの緊
張を回避するケーブルによって前記コントローラに電気的に接続されている。 別の実施例では、一群のケーブルが、その開閉を可能にする細長いファスナを
有するスリーブ内に結束されている。

【００１６】 或る実施例では、前記システムが電子部品配置システムである。

【００１７】 別の実施例では、前記システムが、基板搬送方向の両方の横側に部品フィーダ
列を有し、前記ガントリシステムが各フィーダに関連するビームを有し、前記シ
ステムが実質的に前記基盤搬送方向に関して対称をなす。 好適には、前記コントローラが、１つのビームのヘッドを、他のビームのヘッ
ドを配置すると同時に取り出すように向けるための手段を有する。

【００１８】 本発明の別の側面によれば、部品フィーダと、部品搬送ヘッドと、前記ヘッド
を取出位置と配置位置間で動かすための駆動手段と、前記ヘッドにより部品の取
り出し及び配置を制御するための手段からなるコントローラとを有する部品配置
システムであって、前記システムが、カメラ及び関連するコントローラを有する
検査システムと、前記部品が配置位置に搬送されている際に部品の検査のために
ヘッドに追従するようにカメラを動かすためのカメラ駆動手段と、イメージプロ
セッサとを更に有する部品配置システムが提供される。

【００１９】 好適には、前記カメラ及びヘッドが共通のガントリビーム上に設けられる。 或る実施例では、前記カメラがヘッドにガントリビームの反対側に設けられ、
前記検査システムが、ビームの下側に部品からカメラへの光路を提供する光ガイ
ドを更に有する。 好適には、前記光ガイドが、前記ヘッド上の部品又は基板上の前記ヘッドの下
側の部品をカメラが見ることができるように設けられたビームスプリッタを有す
る。

【００２０】 或る実施例では、前記検査システムが、部品検査のために部品に光を当てるよ
うに向けられた複数の光源を有し、前記光源が異なる波長の光を発生し、その１
つがヘッドの表面により反射され、かつその他が該表面により反射されずに、光
源の選択により背面光又は正面光の検査が行われるようにした。 好適には、前記ヘッドが赤色以外の色を有する表面を有し、１つの光源が、背
面光部品照明のために反射される赤外光を発し、他の光源が、正面光部品照明の
ために反射されない赤色光を発する。

【００２１】 本発明の別の側面によれば、部品フィーダと、部品搬送ヘッドと、前記ヘッド
を取出位置と配置位置間で動かすための駆動手段と、前記ヘッドにより部品の取
り出し及び配置を制御するための手段からなるコントローラと、イメージプロセ
ッサとを有し、前記イメージプロセッサが、捉えたイメージをバックグラウンド
として提供するため、及び部品の表示を重ねて基板上の部品の実際のイメージを
エミュレートするための手段を有する部品配置システムが提供される。

【００２２】 本発明の別の側面によれば、複数の部品フィーダと、部品搬送ヘッドと、前記
ヘッドを取出位置と配置位置間で動かすための駆動手段と、前記ヘッドにより部
品の取り出し及び配置を制御するための手段からなるコントローラとを有し、各
フィーダが、その前記システムにおける物理的位置を検出するため、及び位置情
報を前記システムのコントローラに信号送信するための手段を有する部品配置シ
ステムが提供される。 好適には、前記検出手段が、前記フィーダを横切って延長する電圧ラダー上の
位置を検出するための手段を有する。

【００２３】

【発明の実施の形態】

本発明は、添付図面を参照しつつ、その単なる例示として以下に記載されたい
くつかの実施例の説明からより明確に理解することができる。

【００２４】 添付図面に関して、先ず図１及び図２には、部品配置システム１が示されてい
る。図１に明確に示すように、システム１は、その上に部品をシステム１により
配置する基板のための長手方向の搬送路（該図面の紙面を貫通する）に関して概
ね対称をなす。本実施例では、システム１はプリント配線基板上に表面実装部品
を配置するためのものである。システム１は、前記搬送方向に関して概ね対称を
なすフレーム２を有する。プリント配線基板の前記通路は符号３で示され、配線
基板をシステム１内に搬送し、それを或る所要時間停止させ、その後にはんだリ
フロー用オーブンに移動させるように制御されるコンベアを有する。システム１
は、部品を前記基板上に配置し、かつ制限されたインライン品質制御を実行する
ように作動する。

【００２５】 より詳細には、図２乃至図６に関連して、フレーム２は、ラック載架式回路を
有するシステムコントローラ５の上に設けられたベーステーブル４を支持する。
コントローラ５は表示用端末装置６を有する。部品搬送ヘッドを動かすための駆
動手段は、本明細書においてＹ方向とされる前記回路の搬送方向に直角に延長す
る一対の固定レール８を有するガントリシステム７を備える。各固定レール８は
、連結器１１によりそれぞれガントリビーム１２に連結された２つのリニアモー
タキャリッジがその上を走行するリニアモータトラック９を有する。連結器１１
により、それと前記ビームとの間における枢軸の回転及び横方向の運動が可能に
なる。これは、前記ビームを斜めにすることができるようにして、ヘッドが、相
互に関してＸ方向（前記ビームの方向）とＹ方向（前記固定レールの方向）とで
形成される２次元平面内で動くことができるようにするためである。

【００２６】 ２つのビーム１２が設けられ、システムコントローラ５は、一方のビーム上の
ヘッドを制御して部品を取り出し、同時に他方のビーム上のヘッドを制御して部
品を配置し、高い効率を実現する。

【００２７】 前記ヘッドは符号１５で示され、それぞれに部品の取出し及び配置のための真
空管路を有するノズル１６を備える。又、各ヘッド１５は、ベース１７と、コン
トローラの信号を復号するための回路を有するケーシング１８とを備える。各ヘ
ッド１５は、ビーム１２上のリニアモータトラック２０上を走行するリニアモー
タ１９により駆動される。ヘッド１５は、レール２２に係合する一対のリニア軸
受２１上を走行する。コントローラ５からの信号がモータ１９を制御し、かつ符
号化ストリップ２４上を走行するエンコーダヘッド２３が、位置的情報をコント
ローラにフィードバックして、位置制御ループを完成させる。

【００２８】 各ビーム１２は、上下に一対の平行なリニアモータトラック２０を有する。添
付図面から明らかなように、交互のヘッド１５が異なるトラック上にモータ１９
を有する。これにより、モータ１９は図５に示すように重なることができ、それ
により各ヘッドの動作により大きな自由度が得られ、かつヘッドの最小ピッチが
そうでない場合よりも大幅に小さくなる。異なるトラック上にヘッドを交互に設
けたことに拘らず、各ヘッドのエンコーダヘッド２３は、前記ビームの共通の符
号化ストリップ２４に係合する。これにより、２つのモータトラックが存在する
ということに拘らず、比較的簡単な制御信号構成を用いることができる。

【００２９】 ヘッド１５は、ケーブルルーム２８によりコントローラ５に接続されている。
ルーム２８は、オーバヘッドレール上を走行してケーブルの緊張を回避するキャ
リッジ２９に接続されている。各ケーブルの束は、その長さ方向に延長して、ケ
ーブルの追加、交換又は修理のために簡単に開け閉めできるようにしたジップフ
ァスナを有するスリーブにより、一体に保持されている。

【００３０】 図７に示すように、システム１は、各ビーム上に設けられたカメラ３０と、光
路を介して前記カメラに光を向けるための光ガイド３１と、カメラ３０により捉
えたイメージを処理するためのシステムコントローラに接続されたイメージプロ
セッサとを有する検査システムを更に備える。光ガイド３１は、水平に対して４
５度の角度をなすヘッドミラー３２と、同様に水平に対して４５度をなすカメラ
ミラー３２と、前記ヘッドミラー及びカメラミラー間のビームスプリッタ３４と
を有する。ヘッドミラー３３は、同じビーム上のノズル１６の移動線の下側に配
置されている。カメラ３０は、その一方がビーム１２の下側に位置する一対のリ
ニア軸受２１上に設けられている。これは、ヘッド１５と同様にしてリニアモー
タ１９により駆動される。これによりカメラ３０は、配置位置に移動する際に各
ノズル上の部品を検査することができる。これは、部品検査のオンザフライを可
能にし、それにより検査のために必要な時間が、同時に実行されることから最小
になるので、非常に重要である。必要なことは、検査戦略に従って各部品の検査
を行うために、前記コントローラがカメラを駆動して、選択されたヘッドの下側
のミラー３２を通過させることである。また、ビームスプリッタ３４により、前
記カメラは基板の上のような光路の下側にある部品を検査することができる。こ
れにより、優れた融通性が得られる。

【００３１】 前記検査システムの別の重要な側面は、前記光路が、検査の際にノズルを照明
する２つの光源を有することである。各ノズル１６は、吸引管路３７の上方に平
坦な円板状のベース３６を有する。ベース３６は、赤色光ではなく赤外光を反射
する吸収性の緑色被膜を有する。前記光ガイドはヘッドミラー３２の両側にガイ
ド３１の斜面上に一対のＩＲ（赤外）光源３９を有する。また、前記光路の両側
に配置されて、ミラー３２を介して部品に赤色光を照射する赤色光源４０を有す
る。また、ガイド３１は、ビームスプリッタ３４のための白色光源４１を有する
。光源３９が起動すると、ベース３６が明るくなるので背面光照明が行われるの
に対し、赤色光源４０が起動すると、ベース３６は暗くなるので正面光照明が行
われる。これにより、優れた柔軟性が得られる。図９は部品４２についての正面
光照明を示し、図１０は背面光照明を示している。

【００３２】 カメラ３０によるイメージの入手は、カメラ３０に取り付けられて、目標とす
るヘッドの突出する舌片を検出する近接センサ４３によりトリガされる。このセ
ンサは前記カメラ及び光コントローラに接続されて、該カメラにイメージを捕捉
させる。これは、計算用のリソースを用いる必要がなくなるので、イメージの入
手をトリガするための非常に簡単な構成である。このイメージの入手は、前記カ
メラ及びヘッドが互いに関連して動く際に行われる。

【００３３】 図１１乃至図１３に関して、部品は、それぞれ供給機構４７によってリール４
６から部品を供給するテープフィーダ４５により供給される。前記システムコン
トローラは、１ステップの範囲内での精密調整を実行して、取り出す前の部品の
位置を調整するようにプログラムされている。カメラ３０が、取り出す前の供給
機構４７における部品の位置を検出し、それに応じて前記コントローラが前記調
整機構を制御して、全部品が確実に正しい位置にあるようにする。これによって
より早い取り出しが行われ、かつ前記ノズルに関する部品の位置を確実により予
測可能にするのに役立つ。別の大きな特徴は、非常に小さな部品（０．５×０．
２５ｍｍ〜２．０×２．０ｍｍの範囲内）を正確に取り出すことができることで
ある。また、より大きな部品については、配置の品質が向上する。

【００３４】 フィーダ４５の別の側面は、システム１の所定位置にある時にレジスタラダー
と係合する電気的接点を有することである。フィーダ４５のコントローラは、前
記接点の電圧レベルをモニタし、感知した電圧に応答してその位置を示す信号を
システムコントローラ５に送る。各フィーダの位置は、前記レジスタラダー上で
特異な電圧レベルを有し、これにより各フィーダの位置の自動的な通知が可能に
なる。これは、制御のために非常に重要である。電圧検出器が、供給機構４７の
正面に設けられている。

【００３５】 システム１のセットアップはヘッド１５により変更されて、コンベアの通路３
に沿って設けられたラック５０から所望のノズル１６を自動的に取り出す。これ
は、単にノズル連結器を下方に、溝３８において所望のノズル１６とスナップ係
合するまで移動させることにより実行される。前記ノズルの配置は、図６、図１
５及び図１６に明確に示されている。これは、ビームをラック５０上に整列させ
ることによって、１つの効率的なサイクルで実行することができる。

【００３６】 図１４、図１５及び図１６は、ヘッド１５が選択した供給機構４７から一度に
最大６個の部品を同時に取り出すことができる様子を示している。また、図１５
及び図１６に示すようにビーム１２を斜めにすることによって同時配置が実行さ
れる。ビーム１２と固定レール間の連結器１１により、前記レールに関するビー
ムの回転及び滑りが可能になり、それによって前記ヘッドは相互に関してＸ方向
（前記ビームの軸線）及びこれに直交するＹ方向に移動することができる。前記
ヘッド上の回転モータが、前記ビームが斜めになった場合に部品を正しく配向す
るようにノズルを回転させる。これは、斜めにすることの影響を補償し、かつ基
板上の部品の正しい配列を達成することから重要である。ビーム１２を図１５又
は図１６に示すように斜めにすることによって、本発明によれば、単に同時取出
しだけでなく、２つ又はそれ以上の部品の同時配置を実現できることが分かる。

【００３７】 また、各ヘッドを個々の駆動手段を介してキャリッジ上に、Ｙ成分を有する方
向に運動するように設けることによって、２次元的な関連動作を実現することが
できる。この駆動手段は、各ヘッドに動作方向を追加するように制御される。こ
のような構成は、前記ビームを斜めにすることに代えて又はこれに追加して、多
数同時配置を実現することができる。

【００３８】 より詳細には、前記駆動手段はリニアモータ駆動装置である。また、これは、
前記ヘッドがノズル１６及び関連する結合具のみからなり、かつケーシング２２
のようなケーシングに関連して動くように結合される。別の実施例では、前記ビ
ームが２つの分離された平行なレールを有し、駆動手段がそれらを連結しかつ前
記レール上のキャリッジ上を移動する。前記ヘッドは前記ドライブ上に取り付け
られる。

【００３９】 一般に、この方向に要求される自由度は３０ｍｍ以下である。制御の性質、即
ちモータの動作及び位置制御ループを形成するフィードバックの符号化が類似し
ているにも関わらず、ヘッドの動作を制御する追加のプログラミングが必要なこ
とは明らかである。

【００４０】 前記システムは、配置作業空間を自動的にマッピングすることができる。これ
は、作業空間を横切る直線方向に平行ビームを照射するように設けられたレーザ
光源によって行われる。４５度のミラーがカメラ３０の下側に設けられる。カメ
ラ３０が或る点を連続的に見るように、前記コントローラはカメラを直線方向に
移動させる。この点の位置の偏差は前記コントローラによりモニタされ、前記作
業空間をマップするのに用いられる。これらの偏差は、軸受、ビーム、一般的な
配置の機械的な不一致から生じる。４５度のミラーを用いる代わりに、目標物を
用いることができる。この目標物を見るのは前記カメラである。

【００４１】 前記コントローラは、選択した部品の配置後の位置にカメラ３０を移動させ、
同じ視野に部品及び基板双方の局部基準を含むイメージを把えることによって、
自動的に品質制御を実行する。次に前記コントローラは、基準位置に関するＸ、
Ｙ及び配向のずれを計算する。図１７は、部品６０、局部基準６１及び該部品の
基準位置６２を示している。このずれのデータを用いることによって、前記コン
トローラは、システム全体について及び各ヘッダ１５について各方向の標準偏差
及びＣＰＫを含む統計的パラメータを計算する。

【００４２】 前記システムの別の側面は、実際に捕捉されるイメージに似た完全なＰＣＢの
改良された現実のイメージを生成することである。これによりユーザは、製品を
製造することなく製品、部品の配置、部品値マーク及び極性マークをチェックす
ることができる。また、これによりユーザは、イメージがオフラインで生成され
るので、システムを停止させることなく、製造された製品の無作為検査を実行す
ることができる。

【００４３】 或る側面では、部品の配向及び位置を検査する方法が提供される。これにより
プログラマは、プログラムが生成されている際にプログラムのデータが正しいか
どうかを決定することができる。ＰＣＢのイメージは、カメラ３０がイメージを
把え、コントローラがそれを強化することにより、又はスキャニングを行うなど
によって得られる。前記イメージは或る大きさに作られ、プログラミング環境の
ためのバックグラウンドとして使用される。部品データが入力されると、該部品
を表わすアイコンが、プログラムされた位置及び配向でイメージの上に重ねられ
る。図１８に一例７０が示されている。別の実施例では、前記システムは前記フ
ィーダ又はどこかから部品の実際のイメージを捕捉し、これをその表示の代わり
に用いることができる。この場合には、生成される最終イメージは、所望の位置
、配向、極性及び値にプログラムされた部品のイメージを有するＰＣＢのもので
あり、従って生産を開始する前にプロトタイプを検査するために、又は製造がマ
スタ文書に従って製品を製造し続けていることを検査するために用いることがで
きる。

【００４４】 システム１の別の特徴は、コントローラ５が、部品を保持するためのノズルの
真空圧力、及び配置のためにノズルを下向きに移動させて実時間で配置制御の改
善を実施するリニアモータの駆動電流をモニタすることである。この工程は、次
のように、 部品の高さを用いて計算した、配置位置より僅かに上に部品を配置し、 この部品に必要な配置力を実時間力測定が示すまで継続し、 真空のスイッチをオフにしかつ放風をオンにし、 真空センサを用いてノズル先端の真空をモニタし、かつ 圧力が大気圧以上に上昇した時に前記ノズルを引き抜くものである。

【００４５】 また、コントローラ５は、配置力及びノズル先端における真空の実時間測定を
用いて、フィーダから部品の正確な取出を確実にするための制御方法を実行する
。これは、次のように、 フィーダにおける取出位置の上にノズルを配置し、 前記ノズルが部品に接触していることを実時間力測定が示すまで継続し、 真空のスイッチをオンにし、かつノズル先端における真空値をモニタし、所定
の値に達すると、前記ノズルを部品と共に引き出す工程である。

【００４６】 後者の値は、より大きな部品についてはより大きな値が要求されるので、部品
に依存する。

【００４７】 従って、前記システムは、部品のタイプ、その仕様からの変化、基板の高さ及
び反りとは無関係であるので、より改善された配置を行うことができる。また、
部品毎に正しい真空値に達した後に次の工程に進む。また、前記システムは、フ
ィーダの位置、高さ、テープの位置及びテープの変化に適用するので、より改善
された取出を行うことができる。また、部品毎に正しい真空値に達した後に次の
工程に進むことが確保される。

【００４８】 本発明は、上述した実施例に限定されるものでなく、その技術的範囲内におい
てその構成及び細部を様々に変化させることができる。例えば、同時の取出し又
は配置を犠牲にしないでビーム毎に単一のヘッドを有することができる。しかし
ながら、オンザフライ検査、背面光／正面光照明の切替え、フィーダ位置の検出
、及び改善された現実のイメージの処理などの利点は依然として達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の部品配置システムの正面図である。

【図２】 前記システムの側面図である。

【図３】 前記配置システムのガントリシステムを示す斜視図である。

【図４】 ヘッドの部分がガントリビームに連結された状態を示す斜視図である。

【図５】 一対のヘッドの運動を示してその自由度を説明する図である。

【図６】 ガントリシステムの平面図である。

【図７】 カメラがオンザフライ部品検査のためにガントリビームに結合された状態を示
すビームの概略断面側面図である。

【図８】 ヘッドノズルの下側を示す斜視図及び平面図である。

【図９】 部品の正面光照明を示す概略図である。

【図１０】 部品の背面光照明を示す概略図である。

【図１１】 部品フィーダの斜視図である。

【図１２】 部品供給の微小調整を示す概略側面図である。

【図１３】 微小調整機構をより詳細に示す斜視図である。

【図１４】 ガントリビームの回転動作及び滑動動作を可能にするビーム連結器を詳細に示
す平面図である。

【図１５】 ２次元的配置を示す平面図である。

【図１６】 ２次元的配置を示す平面図である。

【図１７】 部品位置の検査を示す平面図である。

【図１８】 現実性を高めた部品を示すＰＣＢ（プリント配線基板）の図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ディガン，ウィリアム アイルランド国，カウンティ・ダブリン， ドナベイト，プライオリ・ウッド・64 (72)発明者 オケリー，ジェームズ アイルランド国，カウンティ・ダブリン， ルーカン，フィンズタウン，フィンズコー ト・12 (72)発明者 オハロラン，ジョン アイルランド国，カウンティ・ダブリン， ソーズ，アッシュデイル・ロード・35 Ｆターム(参考） 5E313 AA02 CC01 CD04 DD12 EE01 EE02 EE03 EE24 EE37

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品フィーダと、部品搬送ヘッドと、前記ヘッドを取出位置
   と配置位置間で動かすための駆動手段と、前記ヘッドにより部品の取り出し及び
   配置を制御するための手段からなるコントローラとを有し、前記システムが複数
   のフィーダと、複数の独立したヘッドとを有し、前記コントローラが、同時に複
   数の部品を取り出すようにヘッドを制御するための手段を有することを特徴とす
   る部品配置システム。
2. 【請求項２】 前記駆動手段が、少なくとも２個のヘッドを２次元平面で相
   互に関して動かすため、及び前記２次元平面の異なる位置で少なくとも２つの部
   品の同時配置を制御するための手段を有することを特徴とする請求項１に記載の
   システム。
3. 【請求項３】 前記駆動手段が、キャリッジに前記ヘッドを設けたビームを
   有するガントリシステムを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシス
   テム。
4. 【請求項４】 前記ガントリシステムが、前記ビームに並進運動及び回転運
   動の両方を生じさせ、それにより前記ヘッドを２次元平面で相互に関して動かす
   ための手段を有することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
5. 【請求項５】 前記ガントリシステムが、前記ガントリビームの軸線方向と
   異なる方向にヘッドを独立して動かすための手段を有することを特徴とする請求
   項３に記載のシステム。
6. 【請求項６】 前記駆動手段が、前記ガントリビーム上でキャリッジに関し
   てヘッドを運動させるように設けられたリニアモータを有することを特徴とする
   請求項５に記載のシステム。
7. 【請求項７】 前記ガントリビームが少なくとも２つの駆動レールを有し、
   交互にヘッドのキャリッジがビームの軸線方向に重なって、運動の自由度を付加
   し得るように、異なるレール上にあることを特徴とする請求項３乃至６のいずれ
   かに記載のシステム。
8. 【請求項８】 前記駆動レールがリニアモータ用磁気レールであり、かつ前
   記ビームが１つのビーム上の前ヘッドについて共通の符号化ストリップを有する
   ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. 【請求項９】 カメラ及び関連するコントローラを有する検査システムと、
   前記部品が配置位置に搬送されている際に部品の検査のためにヘッドに追従する
   ようにカメラを動かすためのカメラ駆動手段と、イメージプロセッサとを更に有
   することを特徴とする請求項３乃至８のいずれかに記載のシステム。
10. 【請求項１０】 前記カメラ及び前記ヘッドが共通のガントリビーム上に設
    けられていることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 【請求項１１】 前記カメラが前記ヘッドに前記ガントリビームの反対側に
    設けられ、前記検査システムが、前記ビームの下側に部品から前記カメラへの光
    路を提供する光ガイドを更に有することを特徴とする請求項１０に記載のシステ
    ム。
12. 【請求項１２】 前記光ガイドが、前記ヘッド上の部品又は基板上の前記ヘ
    ッドの下側の部品をカメラが見ることができるように設けられたビームスプリッ
    タを有することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. 【請求項１３】 前記検査システムが、前記ヘッドを検出する近接センサを
    更に有し、かつ前記コントローラが、前記ヘッドを検出した時に前記カメラによ
    るイメージの入手をトリガするための手段を有することを特徴とする請求項９乃
    至１２のいずれかに記載のシステム。
14. 【請求項１４】 作業空間を横断して直線方向に光の平行ビームを照射する
    ための手段を有するマッピング手段を更に有し、 前記コントローラが、前記カメラによる前記ビームの検出をモニタするため、
    及び前記カメラによる前記ビームの検出位置の偏差に従って前記作業空間をマッ
    ピングするための手段を有することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか
    に記載のシステム。
15. 【請求項１５】 前記検査システムが、部品検査のために部品に光を当てる
    ように向けられた複数の光源を有し、前記光源が異なる波長の光を発生し、その
    １つが前記ヘッドの表面により反射され、かつその他が前記表面により反射され
    ずに、光源の選択により背面光又は正面光の検査が行われるようにしたことを特
    徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載のシステム。
16. 【請求項１６】 前記表面が赤以外の色を有し、１つの光源が反射される赤
    外光を発し、かつ別の光源が反射されない赤色光を発することを特徴とする請求
    項１５に記載のシステム。
17. 【請求項１７】 前記検査システムが、配置後の部品の位置及び配向を決定
    する部品の局部基準を検査するための手段を有することを特徴とする請求項９乃
    至１６のいずれかに記載のシステム。
18. 【請求項１８】 前記イメージプロセッサが、捉えたイメージをバックグラ
    ウンドとして提供するため、及び部品の表示を重ねて基板上の部品の実際のイメ
    ージをエミュレートするための手段を有することを特徴とする請求項９乃至１７
    のいずれかに記載のシステム。
19. 【請求項１９】 前記コントローラが、取り出す準備のできた部品の位置を
    感知するため、及び取り出す前に部品の位置を調整して取出の正確度を改善する
    調整手段を制御するための手段を有することを特徴とする請求項１乃至１８のい
    ずれかに記載のシステム。
20. 【請求項２０】 前記コントローラが、前記カメラを向けて部品の位置を感
    知する手段を有することを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
21. 【請求項２１】 前記各フィーダが、その前記システムにおける物理的位置
    を検出するため、及び位置情報を前記システムのコントローラに信号送信するた
    めの手段を有することを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載のシステ
    ム。
22. 【請求項２２】 前記位置識別手段が、前記フィーダを横切って延長する電
    圧ラダー上の電圧レベルを検出するための手段を有することを特徴とする請求項
    ２１に記載のシステム。
23. 【請求項２３】 前記コントローラが、部品ノズル内の圧力及び配置力をリ
    アルタイムで感知し、取出し及び配置のための制御を行う手段を有することを特
    徴とする請求項１乃至２２のいずれかに記載のシステム。
24. 【請求項２４】 前記ヘッドが、オーバヘッドキャリッジ上を滑動してケー
    ブルの緊張を回避するケーブルにより前記コントローラに電気的に接続されてい
    ることを特徴とする請求項１乃至２３のいずれかに記載のシステム。
25. 【請求項２５】 一群のケーブルが、その開閉を可能にする細長いファスナ
    を有するスリーブ内に結束されていることを特徴とする請求項２４に記載のシス
    テム。
26. 【請求項２６】 前記システムが電子部品配置システムであることを特徴と
    する請求項１乃至２５のいずれかに記載のシステム。
27. 【請求項２７】 前記システムが、基板搬送方向の両方の横側に部品フィー
    ダ列を有し、前記ガントリシステムが各フィーダに関連するビームを有し、前記
    システムが実質的に前記基盤搬送方向に関して対称をなすことを特徴とする請求
    項３乃至２６のいずれかに記載のシステム。
28. 【請求項２８】 前記コントローラが、１つのビームのヘッドを、他のビー
    ムのヘッドを配置すると同時に取り出すように向けるための手段を有することを
    特徴とする請求項２７に記載のシステム。
29. 【請求項２９】 部品フィーダと、部品搬送ヘッドと、前記ヘッドを取出位
    置と配置位置間で動かすための駆動手段と、前記ヘッドにより部品の取り出し及
    び配置を制御するための手段からなるコントローラとを有する部品配置システム
    であって、前記システムが、カメラ及び関連するコントローラを有する検査シス
    テムと、前記部品が配置位置に搬送されている際に部品の検査のためにヘッドに
    追従するようにカメラを動かすためのカメラ駆動手段と、イメージプロセッサと
    を更に有することを特徴とする部品配置システム。
30. 【請求項３０】 前記カメラ及び前記ヘッドが共通のガントリビーム上に設
    けられていることを特徴とする請求項２９に記載のシステム。
31. 【請求項３１】 前記カメラが前記ヘッドに前記ガントリビームの反対側に
    設けられ、前記検査システムが、前記ビームの下側に部品から前記カメラへの光
    路を提供する光ガイドを更に有することを特徴とする請求項３０に記載のシステ
    ム。
32. 【請求項３２】 前記光ガイドが、前記ヘッド上の部品又は基板上の前記ヘ
    ッドの下側の部品をカメラが見ることができるように設けられたビームスプリッ
    タを有することを特徴とする請求項３１に記載のシステム。
33. 【請求項３３】 前記検査システムが、部品検査のために部品に光を当てる
    ように向けられた複数の光源を有し、前記光源が異なる波長の光を発生し、その
    １つが前記ヘッドの表面により反射され、かつその他が前記表面により反射され
    ずに、光源の選択により背面光又は正面光の検査が行われるようにしたことを特
    徴とする請求項２９乃至３２のいずれかに記載のシステム。
34. 【請求項３４】 前記ヘッドが赤色以外の色を有する表面を有し、１つの光
    源が、背面光部品照明のために反射される赤外光を発し、他の光源が、正面光部
    品照明のために反射されない赤色光を発することを特徴とする請求項３３に記載
    の部品配置システム。
35. 【請求項３５】 部品フィーダと、部品搬送ヘッドと、前記ヘッドを取出位
    置と配置位置間で動かすための駆動手段と、前記ヘッドにより部品の取り出し及
    び配置を制御するための手段からなるコントローラと、イメージプロセッサとを
    有し、前記イメージプロセッサが、捉えたイメージをバックグラウンドとして提
    供するため、及び部品の表示を重ねて基板上の部品の実際のイメージをエミュレ
    ートするための手段を有することを特徴とする部品配置システム。
36. 【請求項３６】 複数の部品フィーダと、部品搬送ヘッドと、前記ヘッドを
    取出位置と配置位置間で動かすための駆動手段と、前記ヘッドにより部品の取り
    出し及び配置を制御するための手段からなるコントローラとを有し、各フィーダ
    が、その前記システムにおける物理的位置を検出するため、及び位置情報を前記
    システムのコントローラに信号送信するための手段を有することを特徴とする部
    品配置システム。
37. 【請求項３７】 前記検出手段が、前記フィーダを横切って延長する電圧ラ
    ダー上の電圧レベルを検出するための手段を有することを特徴とする請求項３６
    に記載の部品配置システム。
38. 【請求項３８】 実質的に添付図面に関連して記載されている部品配置シス
    テム。