JP2006084390A

JP2006084390A - 装置の部品積層精度評価方法

Info

Publication number: JP2006084390A
Application number: JP2004271284A
Authority: JP
Inventors: Mitsuji Matsumoto; 満次松本; Yasunori Yatsuyama; 康範八山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2006-03-30

Abstract

【課題】装置の部品積層精度評価方法に関し、部品自体の誤差を排除し、装置の積層精度を高めることを目的とする。
【解決手段】部品受け部１上に保持される被積層側部品上に積層側部品を積層して接合する装置における部品積層精度を評価するに際し、
被積層側部品に代えて、被積層側部品上に設定した寸法基準面２に位置表示マーク３を付した被積層側部品モデル４を部品受け部１に保持した後、
積層側部品に代えて、前記寸法基準面２との重合面に位置表示マーク３を付した積層側部品モデル５を前記被積層側部品モデル４上に積層し、
次いで、前記寸法基準面２を透視可能に形成された一方の部品モデル４、５側から重合面における位置表示マーク３の相対位置を観察し、
観察結果により装置の部品積層精度を評価する。
【選択図】図３

Description

本発明は、装置の部品積層精度評価方法に関するものである。

一般に、２個の部品を高い精度で積層状に接合する際には、被積層側および積層側の部品を適宜の位置決め手段を利用して組立装置上で積層し、ハンダ接合部、あるいは溶接部で両者を接合することが行われる。そして、例えば、段取り、あるいは性能評価に際しての組立装置の接合精度に対する評価は、実際に２個の部品を接合し、工具顕微鏡などの測定機器を使用した評価測定を実施することにより行われる。

しかし、この手法による組立装置の精度評価は、接合した部品の再利用ができない上に、評価結果に部品自体の誤差成分を包含するために、装置の積層精度を正確に評価することができないという欠点を有するものであった。

また、積層、未接合状態で部品の相対位置を測定し、部品の再利用を図ることも可能であるが、この場合には、測定箇所が多岐に渡るために、都度、測定器の調整が必要となり、測定効率、ひいては評価効率の低下をもたらす上に、部品自体の誤差排斥は相変わらず不可能であるために、評価精度も高くないという欠点を有する。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、部品自体の誤差を排除し、装置の積層精度を高めることのできる装置の部品積層精度評価方法を提供することを目的とする。

部品位置決め精度を評価するに際し、先ず、被積層側部品モデル４を装置の部品受け部１上にセットし、次いで、この上に積層側部品モデル５を積層する。被積層側部品モデル４は、被積層側部品をモデル化したもので、被積層側部品そのものの形状であっても、あるいは位置決め等に必要な面を対応位置に配置した多面体として構成し、製作を簡単にしたものであってもよい。

また、被積層側部品には、積層側部品に対して面接触する寸法基準面２が設定され、部品モデルに反映される。寸法基準面２は、積層側部品に設定され、積層側部品モデル５に反映される寸法基準面２に面接触する部位であれば適宜箇所に設定可能であるが、接合面に設定すると、より直接的な寸法評価を行うことができる。

以上のようにして積層側部品モデル５を積層した後、上記寸法基準面２を光学機器により観察する。積層後に外表面に露出しない寸法基準面２を観察するために、少なくとも一方の部品モデル４、５は外表面から寸法基準面２を観察可能なように、透明に形成される。透明領域は、光学機器による寸法基準面２の観察が可能であれば足りるが、部品モデル４、５全体を例えば透明の合成樹脂等により形成することもできる。また、透明領域は、一方の部品モデル４、５に形成しておけば足りるが、双方の部品モデル４、５に形成すると、測定方向の自由度が高まる上に、寸法基準面２の明るさも高まり、測定精度が向上する。

装置の積層精度に対する評価は、上記両部品モデル４、５の寸法基準面２に表示された位置表示マーク３間の相対位置を適宜の光学的観察手段により計測して行われる。位置表示マーク３は、測定効率を高めるために、一方に主尺となる目盛を、他方に副尺となる目盛を設けておくことができる。副尺は、設計値通りに部品モデル４、５が重合した場合に主尺の原点に一致する副尺原点と、主尺目盛間隔をさらに細分した副尺目盛とを有しており、観察時に一致している主尺目盛と副尺目盛から直ちにずれ量を知ることができる。

装置の評価は、望ましくは以上の手順を複数回繰り返し、各回の測定結果に好適な統計処理を施すことにより行われる。この場合、各回の測定に対して同一部品モデル４、５を使用すると、部品モデル４、５の誤差成分を実質的に排除することが可能になるために、より評価精度を高めることができる。

したがってこの発明において、実際の部品を接合することなく被積層側部品と積層側部品の積層精度を正確に評価することができる。このため、装置調整時の部品のむだがなくなる上に、例えば、正確にセットされた被積層側部品モデル４上に装置を構成するハンドリング手段を利用して積層側部品モデル５を積層し、この状態を計測してハンドリング手段、あるいは位置決め手段の精度を個別に評価するなど、種々の応用が可能である。

本発明によれば、部品自体の誤差を排除し、装置の積層精度を高めることができる。

部品組立装置を例にとって本発明の実施の形態を説明する。本発明はその性質上、部品組立装置の種類を問わず、被積層側部品上に積層側部品を位置決めして積層する工程を実施する手段を備えるものであれば、種々の装置に適用可能であるが、ここでは、微細スケールの下で積層動作が行われるディスクヘッドの組立装置を例にとる。

図１は組立装置における接合部ユニット（Ａ）を示すもので、評価に際して、該接合部ユニット（Ａ）は図外の３次元測定機内に動作可能状態で配置される。接合部ユニット（Ａ）における被積層側部品は磁気ディスクヘッドのサスペンション、積層側部品は磁気ヘッドスライダであり、接合部ユニット（Ａ）には、被積層側部品を載置するための部品受け部１が設けられる。

この実施の形態において、積層側部品は接合部ユニットに形成されたパーツ受け部６に載せられた後、積層側部品上に積層される。実際の工程においては、積層動作時に例えば紫外線硬化型等の接着剤が接合界面に供給されて後工程で固化されるが、評価用として使用する場合には、接着剤供給工程が省かれ、積層状態で観察工程が実施される。

また、上記接合部ユニット（Ａ）における積層精度を評価するために、積層工程においては、被積層側部品をモデル化した被積層側部品モデル４と、積層側部品をモデル化した積層側部品モデル５が使用される。これら両部品モデル４、５は、ガラス、あるいは透明合成樹脂材等により形成された多面体で、接合部ユニットへの搭載時における位置決め部がいずれかの側壁部により代替される。図２は、両部品モデル４、５が直方体によりモデル化された場合を示し、隣接２面が位置決め部をモデリングする。

さらに、上記各部品モデル４、５には、接合面をモデル化した寸法基準面２（２-４、２-５）が形成され、各寸法基準面２-４、２-５に実装姿勢確認用のアイマーク７と、積層精度確認用の位置表示マーク３（３-４、３-５）とが形成される。これらマーク３、７は、エッチング等の適宜手段により形成される。図２において寸法基準面２は接合面に一致するように設定され、被積層側部品モデル４の上面と積層側部品モデル５の底面に設定されているが、接触する被接合面に設定することもできる。

図３（ａ）（ｂ）に各基準面の位置表示マーク３を示す。この実施の形態において、被積層側部品モデル４の位置表示マーク３-４は格子形状をなすとともに、積層側部品モデル５には、図３（ｂ）に示すように複数の「＋」形状の位置表示マーク３-５が付される。これら位置表示マーク３は、積層状態においては、図３（ｃ）に示すように重なり合い、「＋」マーク３-５の格子マーク３-４に対する相対位置により積層位置のずれが測定される。

２種類の位置表示マーク３を使用したずれ量の測定は、周知の手法を利用可能であり、例えば、図３（ｃ）において、「＋」マーク３-５と格子マーク３-４間の間隔を後述するスコープ側のスケールで読み取る以外に、「＋」マーク３-５を格子マーク３-４間隔に対する副尺として形成し、格子マーク３-４に縦横線の端点、あるいは交差点が重合する「＋」マーク３-５からずれ量を知るように構成することができる。

以上のようにして積層された部品モデル４、５の位置表示マーク３は、３次元測定装置に取り付けられたスコープにより観察される。観察は、好ましくは複数回行われ、必要に応じてこれら計測値に対する統計的処理がなされて装置に対する精度評価がなされる。

部品組立装置の接合部ユニットを示す斜視図である。部品モデルを示す図で、（ａ）は積層前を示す図、（ｂ）は積層状態を示す図である。測定方法を示す説明図で、（ａ）は被積層側部品モデルの位置表示マークを示す図、（ｂ）は積層側部品モデルの位置表示マークを示す図、（ｃ）は観測状態を示す図である。

符号の説明

１部品受け部
２寸法基準面
３位置表示マーク
４被積層側部品モデル
５積層側部品モデル

Claims

部品受け部上に保持される被積層側部品上に積層側部品を積層して接合する装置における部品積層精度を評価するに際し、
被積層側部品に代えて、被積層側部品上に設定した寸法基準面に位置表示マークを付した被積層側部品モデルを部品受け部に保持した後、
積層側部品に代えて、前記寸法基準面との重合面に位置表示マークを付した積層側部品モデルを前記被積層側部品モデル上に積層し、
次いで、前記寸法基準面を透視可能に形成された一方の部品モデル側から重合面における位置表示マークの相対位置を観察し、
観察結果により装置の部品積層精度を評価する装置の部品積層精度評価方法。
前記両部品モデルが透明材料により形成される請求項１記載の装置の部品積層精度評価方法。
前記各部品モデルが、積層操作時のハンドリング面、位置決め基準、あるいは寸法基準面がモデリングされた多面体である請求項１または２記載の装置の部品積層精度評価方法。
前記被積層側部品モデルの寸法基準面が接合対象面である請求項１、２または３記載の装置の部品積層精度評価方法。
前記一対の位置表示マークが主尺と副尺との関係にある請求項１から４のいずれかに記載の装置の部品積層精度評価方法。