JP2008091695A - Surface mounting equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICチップ等の電子部品をプリント基板等に搭載するための表面実装機に関するものである。 The present invention relates to a surface mounter for mounting an electronic component such as an IC chip on a printed circuit board or the like.
一般に、吸着ノズルを有するヘッドユニットが、電子部品の供給部とプリント基板との間で駆動することにより、供給ユニットで吸着された電子部品をプリント基板上に搬送して実装する表面実装機が知られている。 In general, a surface mounting machine is known in which a head unit having a suction nozzle is driven between an electronic component supply unit and a printed circuit board to transport and mount the electronic component sucked by the supply unit onto the printed circuit board. It has been.
この種の表面実装機では、上記ヘッドユニットの駆動の目標となる上記供給部やプリント基板等(以下、駆動目標物と称す)に設けられたマークを認識することにより、当該駆動目標物に対するヘッドユニットの駆動位置を補正することが行われている。 In this type of surface mounter, the head for the driving target is recognized by recognizing a mark provided on the supply unit or printed circuit board (hereinafter referred to as a driving target) that is a target of driving the head unit. The drive position of the unit is corrected.
例えば、ヘッドユニットとプリント基板との位置関係を特定する場合には、当該プリント基板に設けられた上記マークとしてのフィデューシャルマークを認識する。具体的に、上記ヘッドユニットに設けられたカメラによって上記フィデューシャルマークを撮像することにより、想定されたフィデューシャルマークと実際に撮像されたフィデューシャルマークとの位置ずれを特定することができる。 For example, when the positional relationship between the head unit and the printed board is specified, a fiducial mark as the mark provided on the printed board is recognized. Specifically, the positional deviation between the assumed fiducial mark and the actually captured fiducial mark can be specified by imaging the fiducial mark with a camera provided in the head unit. it can.
なお、通常、プリント基板には複数のマークが付され、例えば、フィデューシャルマークは2箇所以上に付されており、また、一つの基板内に多数の単位基板が設けられている多面取り基板の場合は、各単位基板にフィデューシャルマークや、不良品識別のためのバッドマークが付されるようになっている。 In general, a printed board is provided with a plurality of marks, for example, fiducial marks are provided at two or more locations, and a multi-cavity board in which a large number of unit boards are provided in one board. In this case, a fiducial mark or a bad mark for identifying defective products is attached to each unit substrate.
このような位置関係の特定を高速化するために、例えば特許文献1では、吸着ヘッドに設けられた1台の認識カメラが、基板に設けられた複数のマークの全てを通過する経路を予め求めておき、これらの経路の中から吸着ヘッドの移動距離が最小となる経路を採用することが行われている。
しかしながら、上記特許文献1の技術では、1台の認識カメラで複数のマークを認識することにしているので、現在位置からマークの認識位置までのヘッドユニットの移動距離を最小とするためには、認識カメラとマークとを結ぶ直線距離の一つに限られてしまい、それ以上の距離の短縮はできなかった。
However, since the technique of
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、撮像対象を認識するためのヘッドユニットの移動距離又は移動時間の短縮を、より有効に図ることができる表面実装機を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a surface mounter that can more effectively reduce the moving distance or moving time of the head unit for recognizing an imaging target. It is said.
上記課題を解決するために、本発明は、電子部品を吸着する吸着ノズルを有するヘッドユニットと、プリント基板が載置される実装機本体とを有し、上記ヘッドユニットが実装機本体に対して相対変位することにより上記吸着ノズルに吸着された電子部品をプリント基板上に実装可能な表面実装機であって、二次元の座標で規定される平面に沿って上記ヘッドユニットを上記実装機本体に対して駆動するための駆動機構と、上記ヘッドユニットに設けられ、それぞれ異なる座標位置に配設された複数の撮像手段と、上記プリント基板、実装機本体の少なくとも一方に設けられた撮像対象の位置と上記ヘッドユニットの位置とに基づき、上記各撮像手段のうち上記撮像対象から最も近い座標位置若しくは最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段が当該撮像対象を撮像可能となるように、前記駆動機構を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする表面実装機を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a head unit having a suction nozzle that sucks an electronic component, and a mounting machine body on which a printed board is placed, and the head unit is attached to the mounting machine body. A surface mounter capable of mounting an electronic component sucked by the suction nozzle by relative displacement on a printed circuit board, wherein the head unit is mounted on the mounter body along a plane defined by two-dimensional coordinates. And a position of an imaging target provided on at least one of the printed circuit board and the mounting machine main body, a driving mechanism for driving the head unit, a plurality of imaging means provided in the head unit and arranged at different coordinate positions, respectively. Based on the position of the head unit and the position of the head unit, it is at the coordinate position closest to the imaging target or the coordinate position that can be moved in the shortest time among the imaging means. So that the image unit is possible imaging the imaging object, to provide a surface mounting apparatus which is characterized in that a control means for controlling the drive mechanism.
本発明によれば、複数設けられた撮像手段のうち、撮像対象から最も近い座標位置若しくは最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段を選択することができるので、撮像手段が1台の場合のように撮像対象を撮像するためのヘッドユニットの移動最短距離又は移動最短時間が当該撮像手段と撮像対象とを結ぶ直線距離又はこれを移動する時間の一つに限られてしまう場合と異なり、複数の撮像手段から撮像対象までのそれぞれの距離又は移動時間のうち最短の距離又は移動時間を選択することができる。 According to the present invention, it is possible to select an imaging unit at a coordinate position closest to the imaging target or a coordinate position that can be moved in the shortest time from among a plurality of imaging units provided. Unlike the case where the shortest moving distance or the shortest moving time of the head unit for picking up the image pickup object is limited to one of the linear distance connecting the image pickup means and the image pickup object or the time for moving the same. The shortest distance or moving time can be selected from the distances or moving times from the plurality of imaging means to the imaging target.
したがって、本発明によれば、撮像対象を認識するためのヘッドユニットの移動距離又は移動時間の短縮を、より有効に図ることができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to more effectively reduce the moving distance or moving time of the head unit for recognizing the imaging target.
上記表面実装機において、上記撮像対象がプリント基板に付されたマークであることが好ましい(請求項2)。 In the surface mounter, the imaging object is preferably a mark attached to a printed board.
この構成によれば、プリント基板に付されたマークを認識することにより、当該プリント基板自体の位置や、プリント基板上に設定された部品実装位置等を撮像手段によって認識することができる。 According to this configuration, by recognizing the mark attached to the printed circuit board, the position of the printed circuit board itself, the component mounting position set on the printed circuit board, and the like can be recognized by the imaging unit.
上記表面実装機において、上記各撮像手段の座標位置をそれぞれ特定する座標位置特定手段をさらに備え、上記制御手段は、上記マークの配設位置として設定された座標位置が予め記憶された記憶手段と、上記各撮像手段の座標位置とマークの座標位置とに基づいて、上記マークの座標位置から最も近い座標位置若しくは最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段を特定する演算手段とを備えていることが好ましい(請求項3)。 The surface mounter further includes coordinate position specifying means for specifying the coordinate position of each of the imaging means, and the control means includes storage means in which a coordinate position set as an arrangement position of the mark is stored in advance. And an arithmetic means for specifying an imaging means at a coordinate position closest to the coordinate position of the mark or a coordinate position movable in the shortest time based on the coordinate position of each imaging means and the coordinate position of the mark. (Claim 3).
この構成によれば、座標位置特定手段により各撮像手段の座標位置が特定された時点において、マークから最も近い座標位置若しくは最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段を特定することができる。 According to this configuration, when the coordinate position of each imaging unit is specified by the coordinate position specifying unit, it is possible to specify the imaging unit located at the closest coordinate position or the coordinate position that can be moved in the shortest time from the mark. .
上記表面実装機において、上記記憶手段には、複数設けられた上記マークについて予め設定された撮像順序と、各マークそれぞれの配設位置として設定された座標位置とが予め記憶され、上記演算手段は、特定のマークの座標位置を撮像した時点において、上記記憶手段に記憶された次の撮像対象となるマークの座標位置に基づいて、当該次の撮像対象となるマークの座標位置から最も近い座標位置若しくは最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段を特定することが好ましい(請求項4)。 In the surface mounter, the storage means stores in advance an imaging order preset for a plurality of the marks provided, and a coordinate position set as an arrangement position of each mark, and the calculation means The coordinate position closest to the coordinate position of the next imaging target mark based on the coordinate position of the next imaging target mark stored in the storage unit when the coordinate position of the specific mark is captured Alternatively, it is preferable to specify the imaging means at the coordinate position that can be moved in the shortest time.
この構成によれば、予め設定された撮像順序に従いマークを撮像するのに際し、特定のマークの撮像をした時点において、次の撮像対象となるマークを撮像すべき撮像手段を特定することができる。 According to this configuration, when a mark is imaged in accordance with a preset imaging sequence, it is possible to specify an imaging unit that should image the next mark to be imaged when a specific mark is imaged.
上記表面実装機において、上記制御手段は、複数設けられた上記マークについて予め設定された撮像順序及び、この撮像順序に含まれる各マークの座標位置をそれぞれ撮像するための撮像手段であって、各撮像手段のうち、直前にマークの座標位置を撮像した時点において次に撮像するマークの座標位置に対し最も近い座標位置若しくは最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段が当該次に撮像するマークの座標位置を撮像するものとして設定されている撮像手段識別情報が予め記憶された記憶手段を備え、上記撮像順序に従い撮像手段識別情報に設定された撮像手段で上記マークの座標位置を順次撮像するように駆動機構を制御することが好ましい(請求項5)。 In the surface mounter, the control means is an imaging means for imaging a preset imaging order for a plurality of the marks provided and a coordinate position of each mark included in the imaging order. Among the image pickup means, the image pickup means at the closest coordinate position to the next coordinate position of the mark to be imaged or the coordinate position that can be moved in the shortest time immediately after the image of the coordinate position of the mark is imaged next. A storage unit that stores in advance imaging unit identification information that is set to capture the coordinate position of the mark is provided, and the coordinate position of the mark is sequentially captured by the imaging unit that is set in the imaging unit identification information according to the imaging sequence. It is preferable to control the drive mechanism in such a manner.
この構成によれば、予め設定された撮像順序に従いマークを撮像するのに際し、この撮像順序に含まれるマークを撮像するための撮像手段も予め記憶されているので、動作のたびに適当な撮像手段を特定する場合と比較して、より短時間でマークの撮像を行うことができる。 According to this configuration, when the marks are imaged in accordance with the preset imaging order, the imaging means for imaging the marks included in the imaging order is also stored in advance. The mark can be imaged in a shorter time as compared with the case of specifying.
上記表面実装機において、上記撮像順序は、特定のマークの座標位置を撮像した時点において未だ撮像されていないマークの座標位置のうち、上記特定のマークの座標位置を撮像した時点における各撮像手段との関係で最も近い座標位置若しくは最も短時間で移動可能な座標位置にあるマークを次の撮像対象となるマークとして設定した順序であることが好ましい(請求項6)。 In the surface mounter, the imaging order includes the imaging means at the time of imaging the coordinate position of the specific mark among the coordinate positions of the mark that have not yet been imaged at the time of imaging the coordinate position of the specific mark. In this order, it is preferable that the mark at the closest coordinate position or the coordinate position that can be moved in the shortest time is set as the next image pickup target mark.
この構成によれば、マークを撮像する順序自体がヘッドユニットの移動距離又は移動時間を短縮すべく設定されているので、上述した制御手段による駆動機構の駆動と相俟って、より有効にヘッドユニットの移動距離の短縮を図ることができる。 According to this configuration, since the order of imaging the mark itself is set to shorten the moving distance or moving time of the head unit, the head is more effectively combined with the driving of the driving mechanism by the control means described above. The moving distance of the unit can be shortened.
上記表面実装機において、上記制御手段は、複数設けられた上記マークの座標位置を撮像するとともにプリント基板上に複数の電子部品を実装するための上記ヘッドユニットの動作順序及び、この動作順序に含まれる各マークの座標位置をそれぞれ撮像するための撮像手段であって、各撮像手段のうち、直前にマークの座標位置を撮像した時点又は直前に電子部品を実装した時点において次に撮像するマークの座標位置に対し最も近い座標位置若しくは最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段が当該次に撮像するマークの座標位置を撮像するものとして設定されている撮像手段識別情報が予め記憶された記憶手段を備え、上記動作順序に従い撮像手段識別情報に設定された撮像手段で上記マークの座標位置を順次撮像するように駆動機構の駆動を制御することが好ましい(請求項7)。 In the surface mounter, the control means includes an operation sequence of the head unit for imaging the coordinate positions of the plurality of marks provided and mounting a plurality of electronic components on a printed circuit board, and the operation sequence. Image pickup means for picking up the coordinate position of each mark, and of each of the image pickup means, the image of the mark to be picked up next when the mark coordinate position is picked up immediately before or the electronic component is mounted immediately before Imaging means identification information set in advance so that the imaging means at the closest coordinate position to the coordinate position or the coordinate position that can be moved in the shortest time captures the coordinate position of the mark to be imaged next is stored in advance. It is provided with storage means and is driven so that the coordinate positions of the marks are sequentially picked up by the image pickup means set in the image pickup means identification information in accordance with the operation sequence. It is preferable to control the driving of the structure (claim 7).
この構成によれば、予め設定された動作順序に従いマークの撮像又は電子部品の実装を行うのに際し、この動作順序に含まれるマークを撮像するための撮像手段も予め記憶されているので、動作のたびに適当な撮像手段を特定する場合と比較して、より短時間でマークの撮像を行うことができる。 According to this configuration, when performing imaging of the mark or mounting of the electronic component according to a preset operation sequence, the imaging means for imaging the mark included in this operation sequence is also stored in advance. The mark can be imaged in a shorter time as compared with the case where an appropriate imaging means is specified each time.
上記表面実装機において、上記動作順序は、特定のマークの座標位置を撮像した時点又は特定の電子部品を実装した時点において未だ撮像されていないマークの座標位置のうち、上記特定のマークの座標位置を撮像した時点又は特定の電子部品を実装した時点における各撮像手段との関係で最も近い座標位置若しくは最も短時間で移動可能な座標位置にあるマークを次の撮像対象となるマークとして設定した順序であることが好ましい(請求項8)。 In the surface mounter, the operation order is determined as follows: the coordinate position of the specific mark among the coordinate positions of the mark that has not yet been captured when the coordinate position of the specific mark is imaged or the specific electronic component is mounted. The order in which the mark at the closest coordinate position or the coordinate position that can be moved in the shortest time is set as the next imaging target mark in relation to each imaging means at the time of imaging or when a specific electronic component is mounted (Claim 8).
この構成によれば、動作順序自体がヘッドユニットの移動距離又は移動時間を短縮すべく設定されているので、上述した制御手段による駆動機構の駆動と相俟って、より有効にヘッドユニットの移動距離又は移動時間の短縮を図ることができる。 According to this configuration, since the operation sequence itself is set to shorten the moving distance or moving time of the head unit, the head unit can be moved more effectively in combination with the driving of the driving mechanism by the control means described above. The distance or travel time can be shortened.
本発明によれば、複数設けられた撮像手段のうち、撮像対象から最も近い座標位置若しくは最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段を選択することができるので、撮像手段が1台の場合のように撮像対象を撮像するためのヘッドユニットの移動最短距離又は移動最短時間が当該撮像手段と撮像対象とを結ぶ直線距離又はこれを移動する時間の一つに限られてしまう場合と異なり、複数の撮像手段から撮像対象までのそれぞれの距離又は移動時間のうち最短の距離又は移動時間を選択することができる。 According to the present invention, it is possible to select an imaging unit at a coordinate position closest to the imaging target or a coordinate position that can be moved in the shortest time from among a plurality of imaging units provided. Unlike the case where the shortest moving distance or the shortest moving time of the head unit for picking up the image pickup object is limited to one of the linear distance connecting the image pickup means and the image pickup object or the time for moving the same. The shortest distance or moving time can be selected from the distances or moving times from the plurality of imaging means to the imaging target.
したがって、本発明によれば、撮像対象を認識するためのヘッドユニットの移動距離又は移動時間の短縮を、より有効に図ることができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to more effectively reduce the moving distance or moving time of the head unit for recognizing the imaging target.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2は、本発明に係る表面実装機を概略的に示している。同図に示すように、表面実装機は、実装機本体と、この実装機本体の上方に設けられ、当該実装機本体に対し相対変位可能な部品装着用のヘッドユニット6とを備えている。
1 and 2 schematically show a surface mounter according to the present invention. As shown in the figure, the surface mounter includes a mounter main body and a component
上記実装機本体は、基台1と、この基台1に設けられた部品供給部4、4とを備えている。
The mounting machine body includes a
上記基台1上には、プリント基板搬送用のコンベア2が配置され、プリント基板3がこのコンベア2上を搬送されて所定の装着作業位置で停止されるようになっている。なお、プリント基板3上には、図5に示すように、基台1に対する当該プリント基板3の位置を特定するためのフィデューシャルマークFa、Fbと、電子部品の実装位置を特定するためのローカルフィデューシャルマークFc、Fdが形成されている(以下、マークFa〜Fdと称す)。
A printed circuit
上記コンベア2の両側には、部品供給部4、4が配置されている。これらの部品供給部4、4には、多数列のテープフィーダー4aが設けられている。各テープフィーダー4aは、各々、IC、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、後述のヘッドユニット6により電子部品が間欠的に取り出されるようになっている。
On both sides of the
上記ヘッドユニット6は、部品供給部4、4とプリント基板3が位置する部品装着部とにわたって移動可能とされ、X軸方向(コンベア2の方向)及びY軸方向(水平面上でX軸と直交する方向)に移動することができるようになっている。
The
すなわち、基台1上には、Y軸方向の固定レール7と、Y軸サーボモータ9により回転駆動されるボールねじ軸8とが配設され、上記固定レール7上にヘッドユニット支持部材11が配置されて、このヘッドユニット支持部材11に設けられたナット部分12が上記ボールねじ軸8に螺合している。また、上記ヘッドユニット支持部材11には、X軸方向のガイド部材13と、X軸サーボモータ14により駆動されるボールねじ軸10とが配設され、上記ガイド部材13にヘッドユニット6が移動可能に保持され、このヘッドユニット6に設けられたナット部分(図示せず)が上記ボールねじ軸10に螺合している。そして、Y軸サーボモータ9の作動により上記ヘッドユニット支持部材11がY軸方向に移動するとともに、X軸サーボモータ14の作動によりヘッドユニット6がヘッドユニット支持部材11に対してX軸方向に移動するようになっている。すなわち、本実施形態では、符号7〜14に示す部材が駆動機構を構成している。
That is, a fixed
上記ヘッドユニット6には、部品吸着用のノズル16aを先端に備えた複数の実装用ヘッド16が設けられている。この実装用ヘッド16は、ヘッドユニット6のフレームに対して昇降(Z軸方向の移動)及びノズル中心軸(R軸)回りの回転が可能とされ、図外のZ軸サーボモータ等の昇降駆動手段及びR軸サーボモータ等の回転駆動手段により作動されるようになっている。なお、本実施形態では、8本のノズル16aがX方向に一列に並んで配設された構成を示している。
The
さらに、上記ヘッドユニット6には、X軸方向において上記各実装用ヘッド16の外側位置に第一カメラ17及び第二カメラ18が1本ずつ設けられている。これらカメラ17、18は、それぞれエリアセンサからなる撮像手段であり、上記マークFa〜Fdを撮像するために上記基台1側へ撮像範囲を向けて配置されている。
Further, the
そして、上記表面実装機には、制御部19が設けられている。図3は、図1の表面実装機に設けられた制御部の電気的構成を示すブロック図である。
The surface mounter is provided with a
制御部19は、論理演算を実行する周知のCPU、初期設定等を記憶しているROM、装置動作中の様々なデータを一時的に記憶するRAM等から構成されている。
The
具体的に、制御部19は、演算処理部(演算手段)20と、この演算処理部20に接続された記憶部21、駆動制御部22、インタフェース23、画像処理部24とを備えている。
Specifically, the
記憶部21は、プリント基板3の種類ごとに設定された初期動作、電子部品の吸着位置、電子部品の実装位置(XY座標)、その実装順序、及びマークFa〜Fd(図5参照)のXY座標等の情報を予め記憶しており、これら各情報を必要に応じて上記演算処理部20に出力するようになっている。
The
また、記憶部21には、上記各カメラ17、18それぞれの原点位置(図示せず)のXY座標が予め設定されている。この原点位置に基づいて、後述する演算処理部20によって各カメラ17、18の現在位置が算出される。
The
駆動制御部22は、上記記憶部21に記憶された情報に基づいて上記Y軸サーボモータ9、X軸サーボモータ14、及び図外のZ軸サーボモータ、R軸サーボモータを駆動するようになっている。
The
インタフェース23は、上記Y軸サーボモータ9及びX軸サーボモータ14にそれぞれ設けられたエンコーダ26に接続されている。このエンコーダ26は、予め設定された原点位置に対するヘッドユニット6(各カメラ17、18)の移動距離を検出し、これを上記インタフェース23に出力する。
The
画像処理部24は、上記第一カメラ17及び第二カメラ18から撮像データが入力され、後述する演算処理部20が処理を行うために必要な画像処理を適宜行うようになっている。
The
演算処理部20は、記憶部21、駆動制御部22、インタフェース23及び画像処理部24から供給された情報に基づいて各種演算処理を行い、必要に応じて表示ユニット25に対し所定の情報を表示させるための信号を出力する。
The
具体的に、演算処理部20は、上記記憶部21に記憶された情報に基づいて、各カメラ17、18によるマークFa〜Fdの撮像、又は電子部品の実装動作を行うべくヘッドユニット6を駆動するために上記駆動制御部22を制御する。
Specifically, the
また、演算処理部20は、上記各カメラ17、18により撮像されたマークFa〜Fdの画像データと、上記記憶部21に記憶されたマークFa〜FdのXY座標とに基づいて、想定されたXY座標と実際のXY座標との位置ずれ量を算出し、これを用いてヘッドユニット6の駆動の補正を行うようになっている。
The
さらに、演算処理部20は、上記エンコーダ26により検出されたヘッドユニット6(各カメラ17、18)の移動距離と、上記記憶部21に記憶された各カメラ17、18の原点位置(XY座標)とに基づいて、現時点における各カメラ17、18のXY座標を算出する。すなわち、上記演算処理部20、エンコーダ26及び記憶部21が本実施形態の座標位置特定手段を構成している。
Further, the
そして、本実施形態において演算処理部20は、上記記憶部21に記憶されたマークFa〜FdのXY座標と、上記のように特定された各カメラ17、18のXY座標との位置関係に基づいて、各マークFa〜Fdのそれぞれから各カメラ17、18のそれぞれを結ぶ全ての経路のうち最短距離となる経路、及びこの経路を構成するマークとカメラとの組み合わせを特定し、当該カメラを用いて当該マークを撮像するように上記駆動制御部22を制御することが可能とされている。
In this embodiment, the
なお、上記記憶部21には、ヘッドユニット6のX軸及びY軸方向の駆動速度について、加速度、最高速度及び減速度が予め記憶されている。これらの速度は、原則として、ヘッドユニット6の移動範囲内のどの位置でも同一に設定されている。このように各速度が同一に設定されている場合、上記演算処理部20は、上述したように、各マークFa〜Fdのそれぞれから各カメラ17、18までの最短距離を特定するようになっている。
The
一方、ヘッドユニット6の移動範囲内の特定の範囲において上記各速度が個別に設定され、これらの速度が上記記憶部21に記憶されている場合がある。このように各速度が個別に設定されている場合、上記演算処理部20は、各マークFa〜FdのXY座標と、各カメラ17、18のXY座標と、ヘッドユニット6の加減速度及び最高速度とに基づいて、各カメラ17、18のそれぞれがマークFa〜Fdのそれぞれまで移動するための移動時間のうち最も短時間となるもの、及びこの移動時間に対応するマークとカメラとの組み合わせを特定し、当該カメラを用いて当該マークを撮像するように上記駆動制御部22を制御することが可能とされている。
On the other hand, the respective speeds may be individually set in a specific range within the movement range of the
以下、図4〜図6を参照して、上記制御部19により実行される処理について説明する。
Hereinafter, processing executed by the
制御部19の処理が実行されると、まず、上記プリント基板3が基台1上に搬入されたか否かが判定される(ステップS1)。この判定処理は、上記制御部19に接続された図外の基板検出センサにより基台1の規定位置にプリント基板3が位置しているか否かによって判定される。
When the process of the
このステップS1において、プリント基板3が基台1上に搬入されたと判定されると(ステップS1でYES)、プリント基板3の位置を認識する処理が行われる。
If it is determined in step S1 that the printed
すなわち、上記記憶部21からフィデューシャルマークFa、FbのXY座標に関する情報が読み出されるとともに(ステップS2)、マークFa、Fbを撮像するための時間が最も短くなるマークとカメラとの組み合わせを特定する(ステップS3)。 That is, the information regarding the XY coordinates of the fiducial marks Fa and Fb is read from the storage unit 21 (step S2), and the combination of the mark and the camera that takes the shortest time to image the marks Fa and Fb is specified. (Step S3).
具体的に、このステップS3では、上記ヘッドユニット6の加減速度及び最高速が当該ヘッドユニット6の移動範囲の全てについて同一に設定されている場合には、マークFa、FbのXY座標と上記センサ26により検出されたヘッドユニット6の現在位置(XY座標)とに基づいて、ヘッドユニット6の現在位置において、マークFa、Fbのそれぞれとカメラ17、18のそれぞれとを結ぶ全ての経路のうち最短距離となる経路を特定し、この経路を構成するマークとカメラの組み合わせを特定する。
Specifically, in step S3, when the acceleration / deceleration speed and the maximum speed of the
一方、上記ヘッドユニット6の加減速度及び最高速度がヘッドユニット6の移動範囲内で個別に設定されている場合には、マークFa、FbのXY座標とヘッドユニット6の現在位置(XY座標)とヘッドユニット6の加減速度及び最高速度とに基づいて、各カメラ17、18のそれぞれがマークFa、Fbのそれぞれまで移動するための移動時間のうち最も短時間となるものを特定し、この移動時間に対応するマークとカメラとの組み合わせを特定する。
On the other hand, when the acceleration / deceleration speed and the maximum speed of the
このステップS3では、マークFaに対するカメラの組み合わせと、マークFbに対するカメラの組み合わせとをそれぞれ特定する。例えば、マークFaについては第二カメラ18が、マークFbについては第一カメラ17が特定された場合には、続くステップS4において、まず、マークFaを第二カメラ18で撮像し(図5(a))、マークFbをカメラ17で撮像する(図5(b))。なお、従来のように、第二カメラ18に相当するカメラが一台だけ設けられている場合には、当該第二カメラ18をプリント基板3の対角線に沿って移動させるための移動距離が必要となるため、本実施形態のように移動させることによりヘッドユニット6の移動距離を短縮することができる。
In step S3, the camera combination for the mark Fa and the camera combination for the mark Fb are specified. For example, when the
なお、上記ステップS4では、さらに撮像データの画像処理を行い、ステップS5において、上記画像データに基づいてヘッドユニット6の駆動の補正が行われる。
In step S4, image processing of the captured data is further performed. In step S5, the driving of the
このようにプリント基板3の位置の認識が終了すると、次に、電子部品の実装動作が行われる。すなわち、上記記憶部21から実装対象となる電子部品の種類、実装位置(XY座標)等の部品情報を読み出し(ステップS6)、読み出された電子部品の実装に当たりローカルフィデューシャルマークFc、Fdの認識が必要であるか否かを判定する(ステップS7)。必要ではないと判定されたときは、後述するステップS10を実行する。
When the recognition of the position of the printed
一方、マークFc、Fdの認識が必要であると判定されると(ステップS7でYES)、上記ステップS3と同様に、マークFc、Fdとカメラ17、18との間で最短距離となる若しくは最短時間で移動できる組み合わせを特定する(ステップS8)。
On the other hand, if it is determined that the marks Fc and Fd need to be recognized (YES in step S7), the shortest distance or the shortest distance between the marks Fc and Fd and the
図6には、既に特定のノズル16Aを用いて実装動作が完了したヘッドユニット6の現在位置において、上記組み合わせを特定する場合を示している。この場合、図6の(a)に示すように、第二カメラ18に比べて第一カメラ17の方が両マークFc、Fdに近接した位置にあり、かつ、両マークFc、Fdのうち第一カメラ17に対してはマークFcの方が近接した位置にある。したがって、同図に示す場合には、まず、第一カメラ17とマークFcの組み合わせが特定される。また、このように特定された組み合わせでマークFcを撮像した図6の(b)に示すヘッドユニット6の現在位置においては、残るマークFdに対し明らかに第一カメラ17が近接した位置となるため、同図に示す場合には、第一カメラ17とマークFdの組み合わせが特定される。
FIG. 6 shows a case where the combination is specified at the current position of the
このように、ステップS8で各マークFc、Fdについてのカメラ17、18の組み合わせが特定されると、この組み合わせに従い、マークFc、Fdを順次撮像するとともに、この撮像データに基づいて対象となる電子部品の装着位置の補正が行われる(ステップS9)。
As described above, when the combination of the
次いで、テープフィーダー4aから電子部品を吸着するとともに当該電子部品をプリント基板3上に実装し(ステップS10)、予め設定された実装順序のうち未実装の電子部品が存在するか否かを判定し(ステップS11)、存在する場合には上記ステップS6を繰り返し行い、存在しない場合には当該処理を終了する。
Next, the electronic component is sucked from the
以上説明したように、上記実施形態によれば、複数設けられたカメラ17、18のうち、マークFa〜Fdから最も近い座標位置にあるカメラ17、18、若しくはマークFa〜Fdに最も短時間で移動することができるカメラ17、18を選択することができるので、カメラが1台の場合のようにマークFa〜Fdを撮像するためのヘッドユニット6の移動最短距離又は移動最短時間が当該カメラとマークFa〜Fdとを結ぶ直線距離又はこれを移動する時間の一つに限られてしまう場合と異なり、複数のカメラ17、18からマークFa〜Fdまでのそれぞれの距離又は移動時間のうち最短の距離又は移動時間を選択することができる。
As described above, according to the above-described embodiment, among the plurality of
したがって、上記実施形態によれば、マークFa〜Fdを認識するためのヘッドユニット6の移動距離又は移動時間の短縮を、より有効に図ることができる。
Therefore, according to the embodiment, it is possible to more effectively reduce the moving distance or moving time of the
なお、上記実施形態では、ヘッドユニット6の現在位置に応じてリアルタイムにマークFc、Fdとカメラ17、18との組み合わせを特定するようにしているが、複数あるマークの認識順序を予め設定しておき、この認識順序に従い認識する過程で対象となるマークを撮像すべきカメラ17、18を特定するように構成することもできる。例えば、図8に示すように、多数のマークを有する多面取り基板30については、このような処理が有効となる。
In the above-described embodiment, the combination of the marks Fc and Fd and the
多面取り基板30は、例えば、同一回路が形成された複数のエリア30a(図では9個のエリアを示している)を含むもので、一枚の基板としてペーストの印刷を及び部品の実装処理を施した後、各エリア30aをそれぞれ切り離して個別に使用される構造となっている。この多面取り基板30には、その位置を認識するための一対のフィデューシャルマークFe、Ff(上記フィデューシャルマークFa、Fbに相当)が形成され、また、各エリア30aには、表面実装機による実装制度を高めるためのフィデューシャルマークFg、Fhが個別に設定されている(以下、マークFe〜Fhと称する)。さらに、各エリア30aには、回路に損傷がある等、実装処理を行えない重度の欠陥があるエリア30aを特定するための情報を付したバッドマークが付される箇所M1が形成されている。
The
このような多面取り基板30において、本実施形態では、各エリア30aに形成されたフィデューシャルマークFg、Fhを撮像するための撮像順序P1〜P17が設定されている。この撮像順序P1〜P17は、各エリア30aの最も左の列の下側から撮像を開始し、この列の上側から右隣の列に移り、この列を上から下に撮像した後、さらに右隣の列に移り、この最も右側の列を下から上に撮像するように設定されている。
In such a
そして、本実施形態において、上記記憶部21には、上記撮像順序P1〜P17が予め記憶されている。以下、本実施形態における上記制御部19の処理を図7〜図9を参照して説明する。なお、図7のフローチャートのうち前半のステップS1〜S5は上記図4のものと同様であるため、説明を省略する。
In the present embodiment, the
上記ステップS5の処理が終了すると、上記撮像順序P1〜P17のうち次の認識対象となるマークFg、Fhに関する情報(XY座標を含む)を記憶部21から読み出す(ステップT1)。 When the process of step S5 is completed, information (including XY coordinates) regarding the marks Fg and Fh to be recognized next in the imaging order P1 to P17 is read from the storage unit 21 (step T1).
次いで、次の撮像対象となるマークFg、Fhを撮像するための時間が最も短くなるマークとカメラとの組み合わせを特定する(ステップT2)。つまり、このステップT2では、上記実施形態と同様に、ヘッドユニット6の現在位置におけるカメラ17、18のXY座標と次の撮像対象となるマークFg、FhのXY座標とに基づいて、各カメラ17、18のうち撮像対象となるマークから最も近い位置にあるカメラを特定すること、若しくは、上記カメラ17、18のXY座標と次の撮像対象となるマークFg、FhのXY座標と上記ヘッドユニット6の加減速度及び最高速度とに基づいて、各カメラ17、18のうち撮像対象となるマークに対し最も短時間で移動することができるカメラを特定することができる。
Next, the combination of the mark and the camera that takes the shortest time for imaging the next marks Fg and Fh to be imaged is specified (step T2). That is, in this step T2, as in the above embodiment, each
例えば、図9の(a)に示すように、左下のエリア30aのマークFgを第二カメラ18で撮像した時点におけるヘッドユニット6の現在位置においては、次の撮像対象となるマークFhに対して第一カメラ17が第二カメラ18よりも近い位置にある。したがって、図9の(a)に示すヘッドユニット6の現在位置においては、第一カメラ17をマークFhを撮像するためのカメラとして特定することができる。
For example, as shown in FIG. 9A, at the current position of the
次いで、ステップT2で特定されたカメラ(図9(a)では第一カメラ17)によって次の撮像対象となるマーク(図9(a)ではマークFh)を撮像して、当該マークのXY座標を認識する(ステップT3)。このようにすることにより、図9の(a)の状態から第二カメラ18でマークFhを撮像する場合と比較して、ヘッドユニット6の移動距離又は移動時間をより短くすることができる。
Next, the next target imaging target mark (the mark Fh in FIG. 9A) is captured by the camera specified in step T2 (the
そして、前記撮像順序P1〜P17に含まれるマークFg、Fhのうち未だ撮像されていないマークが存在するか否かを判定し(ステップT4)、存在する場合には上記ステップT1を繰り返し実行する一方、存在しないと判定された場合には当該処理を終了する。 Then, it is determined whether or not there is a mark that has not yet been captured among the marks Fg and Fh included in the imaging order P1 to P17 (step T4). If it is determined that it does not exist, the process ends.
この実施形態によれば、予め設定された撮像順序P1〜P17に従いマークFg、Fhを撮像するのに際し、特定のマークの撮像をした時点において、次の撮像対象となるマークを撮像すべきカメラを特定することができる。 According to this embodiment, when the marks Fg and Fh are imaged in accordance with the imaging sequence P1 to P17 set in advance, the camera that should image the next imaging target mark at the time of imaging the specific mark. Can be identified.
なお、上記実施形態では、撮像対象となるマークFg、Fhに対し最も近いカメラ、又はマークFg、Fhへの移動時間が最も短いカメラを特定する処理を行うこことしているが、上記撮像順序P1〜P17と、この撮像順序P1〜P17に含まれる各マークFg、Fhのそれぞれを撮像するためのカメラとを予め記憶部21に記憶しておけば、上記特定に要する処理を省略することができ、処理時間の短縮を図ることができる。
In the above embodiment, the process of specifying the camera closest to the marks Fg and Fh to be imaged or the camera having the shortest movement time to the marks Fg and Fh is performed here. If P17 and a camera for imaging each of the marks Fg and Fh included in the imaging order P1 to P17 are stored in the
つまり、以下説明する実施形態では、各カメラ17、18のうち、直前にマークを撮像した時点において次に撮像するマークに対し最も近い位置にあるカメラ又は次に撮像するマークへ最も短時間で移動することができるカメラが当該次に撮像するマークを撮像するものとして設定されているカメラ識別情報(撮像手段識別情報)が、前記記憶部21に予め記憶されており、上記撮像順序P1〜P17に従いカメラ識別情報に設定されたカメラで上記各マークFg、Fhを順次撮像するようになっている。以下、図10を参照して、本実施形態の制御部19により実行される処理を説明する。なお、同図において前半のステップS1〜S5については、上記各実施形態と同様であり、その説明を省略する。
In other words, in the embodiment described below, the
上記ステップS5が終了すると、まず、上記撮像順序P1〜P17及びカメラ識別情報を上記記憶部21から読み出し(ステップU1)、次いで、図9の(a)及び(b)に示すように、撮像順序P1〜P17に従いカメラ識別情報に設定されたカメラで上記マークFg、Fhを順次実行して、当該マークFg、FhのXY座標を認識する(ステップU2)。 When step S5 is completed, first, the imaging order P1 to P17 and the camera identification information are read from the storage unit 21 (step U1), and then the imaging order as shown in FIGS. 9A and 9B. The marks Fg and Fh are sequentially executed by the cameras set in the camera identification information according to P1 to P17, and the XY coordinates of the marks Fg and Fh are recognized (step U2).
なお、上記撮像順序P1〜P17は、上記各実施形態のように2台のカメラ17、18を有することを前提として設定されたものではないが、この撮像順序は、特定のマークを撮像した時点において未だ撮像されていないマークのうち、上記特定のマークを撮像した時点における各カメラ17、18との関係で最も近いXY座標位置にあるマーク、又は各カメラ17、18が最も短時間で移動することができるマークを次の撮像対象となるマークとして設定したものであることが好ましい。
Note that the imaging order P1 to P17 is not set on the assumption that the two
このようにすれば、マークFg、Fhを撮像する順序自体がヘッドユニット6の移動距離又は移動時間を短縮すべく設定されているので、上述した制御部19によるヘッドユニット6の駆動制御と相俟って、より有効にヘッドユニット6の移動距離又は移動時間の短縮を図ることができる。
In this way, the order of imaging the marks Fg and Fh is set to shorten the moving distance or moving time of the
また、上記実施形態では、フィデューシャルマークの撮像について示しているが、フィデューシャルマークFg、Fhと、バッドマークが付される箇所M1とを撮像する場合、これらを含めて撮像順序を設定することもできる。 In the above embodiment, the fiducial mark imaging is shown. However, when imaging the fiducial marks Fg and Fh and the location M1 to which the bad mark is added, the imaging order including these is set. You can also
さらに、上記実施形態では、マークFg、Fhの撮像のみについての順序(撮像順序P1〜P17)を記憶部21に記憶させた構成について説明しているが、当該撮像順序と電子部品の実装順序とを交えた動作順序を記憶部21に記憶させるようにすれば、例えば図6の(a)に示すように実装の途中段階にあるヘッドユニット6の現在位置から最も近いマークを撮像するといった動作が可能となるため、より処理時間の短縮を図ることができる。
Furthermore, although the said embodiment demonstrated the structure which memorize | stored the order about only imaging of the marks Fg and Fh (imaging order P1-P17) in the memory |
つまり、以下説明する実施形態では、上記動作順序に加えて、この動作順序に含まれる各マークFg、Fhをそれぞれ撮像するためのカメラであって、各カメラ17、18のうち、直前にマークを撮像した時点又は電子部品を実装した時点において次に撮像するマークに対し最も近い座標にあるカメラ、又は次に撮像するマークへ最も短時間で移動することができるカメラが当該次に撮像するマークを撮像するものとして設定されているカメラ識別情報(撮像手段識別情報)が、前記記憶部21に予め記憶されている。以下、図11を参照して、本実施形態の制御部19により実行される処理を説明する。なお、同図において前半のステップS1〜S5については、上記各実施形態と同様であり、その説明を省略する。
That is, in the embodiment described below, in addition to the above-described operation order, the camera is for imaging each of the marks Fg and Fh included in this operation order. The camera that is closest to the next mark to be imaged at the time of image capture or electronic component mounting, or the camera that can move to the next image capture mark in the shortest time Camera identification information (imaging means identification information) set to be imaged is stored in the
上記ステップS5が終了すると、まず、上記動作順序及びカメラ識別情報を上記記憶部21から読み出し(ステップV1)、次いで、上記動作順序に従いカメラ識別情報に設定されたカメラで上記マークFg、Fhを順次撮像するとともに電子部品を多面取り基板30上に実装する自動動作処理を行う(ステップV2)。
When the step S5 is completed, first, the operation order and camera identification information are read from the storage unit 21 (step V1), and then the marks Fg and Fh are sequentially applied to the cameras set in the camera identification information according to the operation order. An automatic operation process for imaging and mounting electronic components on the
なお、上記動作順序は、上記各実施形態のように2台のカメラ17、18を有することを前提として設定されたものではないが、この撮像順序は、特定のマークを撮像した時点又は特定の電子部品を実装した時点において未だ撮像されていないマークのうち、上記特定のマークを撮像した時点又は特定の電子部品を実装した時点における各カメラ17、18との関係で最も近いXY座標位置にあるマーク、又は各カメラ17、18から最も短時間で移動することができるマークを次の撮像対象となるマークとして設定したものであることが好ましい。
Note that the operation order is not set on the assumption that the two
このようにすれば、動作順序自体がヘッドユニット6の移動距離又は移動時間を短縮すべく設定されているので、上述した制御部19によるヘッドユニット6の駆動と相俟って、より有効にヘッドユニット6の移動距離又は移動時間の短縮を図ることができる。
In this way, since the operation order itself is set to shorten the moving distance or moving time of the
なお、上記各実施形態では、撮像対象としてフィデューシャルマークを例示しているが、上記多面取り基板のバッドマークでもよく、さらに、プリント基板3、実装機本体の少なくとも一方に設けられたものであれば、上記各マークに限定されることはない。他の撮像対象としては、例えば、テープフィーダー4aの位置を認識するために部品供給部4に設けられたマークが挙げられる。
In each of the above embodiments, a fiducial mark is illustrated as an object to be imaged. However, it may be a bad mark of the multi-sided board, and is provided on at least one of the printed
1 基台(実装機本体)
3 プリント基板
4 部品供給部(実装機本体)
4a テープフィーダー
6 ヘッドユニット
7 固定レール(駆動機構)
8 ボールねじ軸(駆動機構)
9 Y軸サーボモータ(駆動機構)
10 ボールねじ軸(駆動機構)
11 ヘッドユニット支持部材(駆動機構)
12 ナット部分(駆動機構)
13 ガイド部材(駆動機構)
14 X軸サーボモータ(駆動機構)
16a ノズル(吸着ノズル)
17 第一カメラ(撮像手段)
18 第二カメラ(撮像手段)
19 制御部(制御手段)
20 演算処理部(演算手段)
21 記憶部(記憶手段)
30 多面取り基板
30a エリア
1 base (mounting machine body)
3 Printed
8 Ball screw shaft (drive mechanism)
9 Y-axis servo motor (drive mechanism)
10 Ball screw shaft (drive mechanism)
11 Head unit support member (drive mechanism)
12 Nut part (drive mechanism)
13 Guide member (drive mechanism)
14 X-axis servo motor (drive mechanism)
16a Nozzle (Suction nozzle)
17 First camera (imaging means)
18 Second camera (imaging means)
19 Control unit (control means)
20 Arithmetic processing part (calculation means)
21 Storage unit (storage means)
30
Claims (8)
二次元の座標で規定される平面に沿って上記ヘッドユニットを上記実装機本体に対して駆動するための駆動機構と、
上記ヘッドユニットに設けられ、それぞれ異なる座標位置に配設された複数の撮像手段と、
上記プリント基板、実装機本体の少なくとも一方に設けられた撮像対象の位置と上記ヘッドユニットの位置とに基づき、上記各撮像手段のうち上記撮像対象から最も近い座標位置若しくは最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段が当該撮像対象を撮像可能となるように、前記駆動機構を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする表面実装機。 A head unit having a suction nozzle for sucking electronic components and a mounting machine main body on which a printed circuit board is placed, and the head unit is sucked by the suction nozzle by relative displacement with respect to the mounting machine main body. A surface mounter capable of mounting electronic components on a printed circuit board,
A drive mechanism for driving the head unit with respect to the mounter body along a plane defined by two-dimensional coordinates;
A plurality of imaging means provided in the head unit and arranged at different coordinate positions;
Based on the position of the imaging target provided on at least one of the printed circuit board and the mounting machine main body and the position of the head unit, the coordinate position closest to the imaging target or the shortest time among the imaging means can be moved. A surface mounter comprising: control means for controlling the drive mechanism so that the image pickup means at the coordinate position can pick up an image of the image pickup target.
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