JP2021153199A - System and method for component mounting, and correction value calculation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に実装された部品の位置ずれ量に基づいて算出されたフィードバック補正値を用いて基板に部品を実装する部品実装システムおよび部品実装方法ならびにフィードバック補正値を算出する補正値算出装置に関するものである。 The present invention relates to a component mounting system for mounting components on a board using a feedback correction value calculated based on the amount of misalignment of components mounted on the board, a component mounting method, and a correction value calculation device for calculating the feedback correction value. It is about.
部品実装装置は、Ｘ軸ビームおよびＹ軸ビームよりなるＸＹビームによって水平方向に移動する実装ヘッドが備える吸着ノズルによって、部品供給装置が供給する部品を取り出して基板に実装している。従来、基板に部品を実装する実装精度を向上させるため、基板上に実装された部品の正規位置からの実装位置ずれを検査装置等で検査し、実装位置ずれ量を基に算出されたフィードバック補正値を用いて部品実装装置の実装動作を補正することが行われている（例えば、特許文献１参照）。 The component mounting device takes out the components supplied by the component supply device and mounts them on the substrate by the suction nozzle provided in the mounting head that moves horizontally by the XY beam including the X-axis beam and the Y-axis beam. Conventionally, in order to improve the mounting accuracy of mounting parts on the board, the mounting position deviation of the parts mounted on the board from the normal position is inspected by an inspection device or the like, and the feedback correction calculated based on the mounting position deviation amount. The mounting operation of the component mounting device is corrected by using the value (see, for example, Patent Document 1).
特許文献１の部品実装システムでは、部品実装装置の下流に配置された検査装置によって基板上に実装された部品毎に実装位置ずれ量を検出し、部品毎に算出されたフィードバック補正値を用いて部品実装装置における実装動作を補正している。
In the component mounting system of
しかしながら、特許文献１を含む従来技術では、基板上に実装される部品毎に実装位置ずれをフィードバックしているが、部品の実装位置ずれが発生する要因はＸＹビームの歪みなど部品実装装置の構成要素の種々の変動による部分が大きく、実装精度を向上させるためにはさらなる改善の余地があるという課題があった。
However, in the prior art including
そこで本発明は、装置変動の影響による部品の実装位置ずれを精度良く補正することができる部品実装システムおよび部品実装方法ならびに補正値算出装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a component mounting system, a component mounting method, and a correction value calculation device capable of accurately correcting a component mounting position deviation due to the influence of device fluctuation.
本発明の部品実装システムは、 基板に部品を実装する部品実装手段と、前記部品実装手段による基板に部品を実装する実装動作を制御する実装制御手段と、前記部品実装手段により基板に実装された部品の正規位置からの位置ずれ量を取得する位置ずれ量取得手段と、前記位置ずれ量取得手段により取得された部品毎の前記位置ずれ量に基づき、前記部品実装手段の実装動作を補正するフィードバック補正値を部品毎に算出する補正値算出手段と、前記フィードバック補正値の算出に利用する前記部品を選択する部品選択手段と、を備え、前記補正値算出手段は、前記位置ずれ量のばらつきが大きいという理由で前記部品選択手段によって選択されなかった部品の位置ずれ量を除外して、前記フィードバック補正値を算出し、前記実装制御手段は、前記フィードバック補正値を用いて前記部品実装手段による前記実装動作を補正する。 The component mounting system of the present invention is mounted on a board by a component mounting means for mounting a component on a board, a mounting control means for controlling a mounting operation of mounting a component on a board by the component mounting means, and the component mounting means. Feedback that corrects the mounting operation of the component mounting means based on the misalignment amount acquisition means for acquiring the misalignment amount from the normal position of the component and the misalignment amount for each component acquired by the misalignment amount acquisition means. The correction value calculating means for calculating the correction value for each component and the component selecting means for selecting the component to be used for calculating the feedback correction value are provided, and the correction value calculating means has a variation in the amount of misalignment. The feedback correction value is calculated by excluding the amount of misalignment of the component that is not selected by the component selection means because it is large, and the mounting control means uses the feedback correction value to obtain the above by the component mounting means. Correct the mounting operation.
本発明の部品実装方法は、基板に部品を実装する部品実装工程と、前記部品実装工程において基板に実装された部品の正規位置からの位置ずれ量を取得する位置ずれ量取得工程と、前記位置ずれ量取得工程において取得された部品毎の前記位置ずれ量に基づき、前記部品実装工程における実装動作を補正するフィードバック補正値を部品毎に算出する補正値算出工程と、前記フィードバック補正値の算出に利用する前記部品を選択する部品選択工程と、を含み、前記補正値算出工程において、前記位置ずれ量のばらつきが大きいという理由で前記部品選択工程において選択されなかった部品の位置ずれ量を除外して、前記フィードバック補正値が算出され、前記部品実装工程において、前記フィードバック補正値を用いて実装動作が補正される。 The component mounting method of the present invention includes a component mounting step of mounting a component on a board, a misalignment amount acquisition step of acquiring a misalignment amount of a component mounted on a board from a normal position in the component mounting process, and the position. In the correction value calculation step of calculating the feedback correction value for correcting the mounting operation in the component mounting process for each component and the calculation of the feedback correction value based on the positional deviation amount of each component acquired in the deviation amount acquisition process. Including the component selection step of selecting the component to be used, in the correction value calculation step, the displacement amount of the component not selected in the component selection step because the variation of the displacement amount is large is excluded. Then, the feedback correction value is calculated, and the mounting operation is corrected by using the feedback correction value in the component mounting process.
本発明の補正値算出装置は、部品実装手段により基板に実装された部品の正規位置からの位置ずれ量のうち、位置ずれ量のばらつきが大きいという理由で部品選択手段によって選択されなかった部品の位置ずれ量を除外して、前記部品実装手段の実装動作を補正するフィードバック補正値を算出する補正値算出部を備える。 In the correction value calculation device of the present invention, among the displacement amounts of the components mounted on the board by the component mounting means from the normal position, the components that are not selected by the component selection means because the displacement amount varies widely. A correction value calculation unit for calculating a feedback correction value for correcting the mounting operation of the component mounting means by excluding the amount of misalignment is provided.
本発明によれば、装置変動の影響による部品の実装位置ずれを精度良く補正することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately correct the mounting position deviation of the component due to the influence of the device fluctuation.
以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装システム、部品実装装置、検査装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図２、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する２軸方向として、基板搬送方向のＸ方向（図２における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ方向（図２における上下方向）が示される。図３、及び後述する一部では、水平面と直交する高さ方向としてＺ方向（図３における上下方向）が示される。Ｚ方向は、部品実装装置が水平面上に設置された場合の上下方向である。図４、及び後述する一部では、Ｚ方向の軸（Ｚ軸）を回転軸とする回転の方向であるθ方向が示される。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The configurations, shapes, and the like described below are examples for explanation, and can be appropriately changed according to the specifications of the component mounting system, the component mounting device, and the inspection device. In the following, the corresponding elements are designated by the same reference numerals in all the drawings, and duplicate description will be omitted. In FIG. 2 and a part described later, the two axial directions orthogonal to each other in the horizontal plane are the X direction of the substrate transport direction (horizontal direction in FIG. 2) and the Y direction orthogonal to the substrate transport direction (vertical direction in FIG. 2). Is shown. In FIG. 3 and a part described later, the Z direction (vertical direction in FIG. 3) is shown as a height direction orthogonal to the horizontal plane. The Z direction is the vertical direction when the component mounting device is installed on a horizontal plane. In FIG. 4 and a part described later, the θ direction, which is the direction of rotation with the axis in the Z direction (Z axis) as the rotation axis, is shown.
まず図１を参照して、部品実装システム１の構成を説明する。部品実装システム１は、基板に部品を実装して実装基板を製造する機能を有するものであり、半田印刷装置Ｍ１、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３および検査装置Ｍ４を備えている。これらの装置は通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３に接続されている。なお、部品実装システム１が備える部品実装装置Ｍ２，Ｍ３は２台に限定されることはなく、１台でも３台以上でも良い。
First, the configuration of the
半田印刷装置Ｍ１は、実装対象の基板に部品接合用のクリーム半田をスクリーン印刷する。部品実装装置Ｍ２，Ｍ３は、部品実装部１２（図２参照）によって部品接合用のクリーム半田が印刷された基板に部品供給部から取り出した部品を移送搭載する部品実装動作を行う。検査装置Ｍ４は、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３によって部品が実装された基板における部品の実装状態を検査して、部品の正規位置からの位置ずれ状態などを検出する。管理コンピュータ３は、ライン管理機能と、検査装置Ｍ４によって取得された部品の位置ずれ量を含む検査情報に基づいて、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３にフィードバックする実装動作を補正するフィードバック補正値Ｖｃを算出する機能を併せて有している。
The solder printing apparatus M1 screen-prints cream solder for joining parts on a substrate to be mounted. The component mounting devices M2 and M3 perform a component mounting operation of transferring and mounting the components taken out from the component supply unit on the board on which the cream solder for component joining is printed by the component mounting unit 12 (see FIG. 2). The inspection device M4 inspects the mounting state of the component on the board on which the component is mounted by the component mounting devices M2 and M3, and detects a misaligned state of the component from the normal position. The
次に図２、図３を参照して、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３の構成を説明する。なお図３は、図２におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。部品実装装置Ｍ２，Ｍ３は、部品供給部から供給された部品を基板に実装する実装動作を実行する機能を有する。図２において、基台４の中央には、基板搬送機構５がＸ方向に配設されている。基板搬送機構５は、上流側から搬送された基板６を、実装作業位置に搬入して位置決め保持する。また、基板搬送機構５は、部品実装作業が完了した基板６を下流側に搬出する。
Next, the configurations of the component mounting devices M2 and M3 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. Note that FIG. 3 partially shows the AA cross section in FIG. The component mounting devices M2 and M3 have a function of executing a mounting operation of mounting the components supplied from the component supply unit on the board. In FIG. 2, a
基板搬送機構５の両側方（フロント側、リア側）には、部品供給部７が配置されている。それぞれの部品供給部７には、複数のテープフィーダ８が並列に装着されている。テープフィーダ８は、部品を収納するポケットが形成されたキャリヤテープを部品供給部７の外側から基板搬送機構５に向かう方向（テープ送り方向）にピッチ送りすることにより、部品実装部１２の実装ヘッドが部品を吸着する部品吸着位置に部品を供給する。
基台４上面においてＸ方向の両端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸ビーム９がＹ方向に沿って配設されている。Ｙ軸ビーム９には、同様にリニア駆動機構を備えた２基（フロント側、リア側）のＸ軸ビーム１０が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。Ｘ軸ビーム１０はＸ方向に沿って配設されている。２基のＸ軸ビーム１０には、それぞれ実装ヘッド１１がＸ方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド１１は、部品を吸着保持して昇降可能な複数の吸着ユニット１１ａを備える。吸着ユニット１１ａのそれぞれの下端部には、部品を吸着保持する吸着ノズル１１ｂ（図３参照）が装着されている。
On the upper surface of the
図２において、Ｙ軸ビーム９、Ｘ軸ビーム１０を駆動することにより、実装ヘッド１１はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの実装ヘッド１１は、それぞれ対応した部品供給部７に配置されたテープフィーダ８の部品吸着位置から部品を吸着ノズル１１ｂによって吸着して取り出して、基板搬送機構５に位置決めされた基板６の実装点に装着する。すなわち、Ｙ軸ビーム９、Ｘ軸ビーム１０および実装ヘッド１１は、部品を基板６に実装する部品実装部１２を構成する。このように、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３は、フロント側とリア側の２基の部品実装部１２を備えている。
In FIG. 2, the mounting
部品供給部７と基板搬送機構５との間には、部品認識カメラ１３が配設されている。部品供給部７から部品を取り出した実装ヘッド１１が部品認識カメラ１３の上方を移動する際に、部品認識カメラ１３は実装ヘッド１１に保持された状態の部品を撮像して部品の保持姿勢を認識する。実装ヘッド１１が取り付けられたプレート１０ａには基板認識カメラ１４が取り付けられている。基板認識カメラ１４は、実装ヘッド１１と一体的に移動する。
A
実装ヘッド１１が移動することにより、基板認識カメラ１４は基板搬送機構５に位置決めされた基板６の上方に移動し、基板６に設けられた基板マーク（図示せず）を撮像して基板６の位置を認識する。また、基板認識カメラ１４はテープフィーダ８の部品吸着位置の上方に移動し、部品吸着位置付近のキャリヤテープの状態を認識する。実装ヘッド１１による基板６への部品実装動作においては、部品認識カメラ１３による部品の認識結果と、基板認識カメラ１４による基板位置の認識結果とを加味して実装位置の補正が行われる。
When the mounting
図３に示すように、部品供給部７にはフィーダベース１５ａに予め複数のテープフィーダ８が装着された状態の台車１５がセットされる。基台４に設けられた固定ベース（図示省略）に対して、フィーダベース１５ａをクランプ機構１５ｂによってクランプすることにより、部品供給部７において台車１５の位置が固定される。台車１５には、部品Ｄを保持したキャリヤテープ１６を巻回状態で収納するテープリール１７が保持されている。テープリール１７から引き出されたキャリヤテープ１６は、テープフィーダ８によって吸着ノズル１１ｂによる部品吸着位置までピッチ送りされる。
As shown in FIG. 3, a
次に図４を参照して、実装ヘッド１１の構成を説明する。実装ヘッド１１は複数の吸着ユニット１１ａを備えており、各吸着ユニット１１ａは駆動機構を備えている。駆動機構を駆動することにより、各吸着ユニット１１ａの下端部に装着された吸着ノズル１１ｂを昇降させる（矢印ｂ）とともに、ノズル軸ＡＮを回転軸として吸着ノズル１１ｂをθ方向に回転させる（矢印ｃ）ことが可能となっている。
Next, the configuration of the mounting
すなわち、実装ヘッド１１は、部品Ｄを吸着し、部品Ｄを基板６の実装面と平行な回転方向（θ方向）に所定の角度で回転させて、部品Ｄを実装する部品吸着部となる。そして、部品実装部１２は、部品吸着部を含み、基板６に部品Ｄを実装する部品実装手段となる。
That is, the mounting
次に図５を参照して、部品実装システム１の制御系の構成を説明する。管理コンピュータ３、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３および検査装置Ｍ４は、通信ネットワーク２を介して接続されている。部品実装装置Ｍ２、Ｍ３は、実装制御部２０、実装記憶部２１、部品実装部１２、表示部２２、実装入力部２３、認識処理部２４、通信部２５を備えている。実装記憶部２１には前述の部品実装作業を実行するための実装プログラムの他、実装データ２１ａ、補正値データ２１ｂが記憶されている。
Next, the configuration of the control system of the
実装データ２１ａには、部品Ｄを基板６に実装する際に参照されるデータであって、基板６における部品Ｄの実装位置（正規位置）の座標、実装する際の部品Ｄの回転角度、実装される部品Ｄの種類などの情報が含まれている。補正値データ２１ｂには、後述する管理コンピュータ３から送信されたフィードバック補正値Ｖｃが含まれる。
The mounting
実装制御部２０はＣＰＵなどの演算装置であり、実装記憶部２１に記憶されたプログラムやデータに基づいて各部を制御することにより、部品実装部１２による基板６に部品Ｄを実装する実装動作を制御する。認識処理部２４は、基板認識カメラ１４による撮像結果を認識処理することにより、基板６の位置を検出する。また、認識処理部２４は、部品認識カメラ１３による撮像結果を認識処理することにより、実装ヘッド１１に保持された状態における部品Ｄの位置を検出する。
The mounting
そして、実装制御部２０は、実装データ２１ａ、補正値データ２１ｂ、基板６の位置、部品実装部１２に保持された部品Ｄの位置、フィードバック補正値Ｖｃに基づいて、部品実装部１２による実装動作を補正して基板６に部品Ｄを実装する。また、実装制御部２０は、実装ヘッド１１（部品吸着部）が保持する部品Ｄを実装データ２１ａにおいて指定された回転角度だけ回転させて基板６に実装する。このように、実装制御部２０は、部品実装部１２（部品実装手段）による基板６に部品Ｄを実装する実装動作を制御する実装制御手段となる。
Then, the mounting
実装入力部２３は、キーボード、タッチパネル、マウスなどの入力装置であり、操作コマンドやデータ入力時などに用いられる。表示部２２は液晶パネルなどの表示装置であり、実装入力部２３による操作のための操作画面などの各種画面などの各種情報を表示する。通信部２５は通信インターフェースであり、通信ネットワーク２を介して他の部品実装装置Ｍ２，Ｍ３、管理コンピュータ３、検査装置Ｍ４との間で信号、データの授受を行う。
The mounting
図５において、検査装置Ｍ４は、検査制御部３０、検査記憶部３１、検査用カメラ３２、表示部３３、検査入力部３４、通信部３５を備えている。検査制御部３０はＣＰＵなどの演算装置であり、内部処理機能として位置ずれ量算出部３０ａを備えている。検査記憶部３１は記憶装置であり、実装データ３１ａ、位置ずれ量データ３１ｂ、などを記憶する。実装データ３１ａには、部品Ｄが実装された基板６に関するデータであって、基板６における部品Ｄの実装位置（正規位置）の座標、実装する際の部品Ｄの回転角度、実装された部品Ｄの種類などの情報が含まれている。
In FIG. 5, the inspection device M4 includes an
検査入力部３４は、キーボード、タッチパネル、マウスなどの入力装置であり、操作コマンドやデータ入力時などに用いられる。表示部３３は液晶パネルなどの表示装置であり、検査入力部３４による操作のための操作画面などの各種画面などの各種情報を表示する。通信部３５は通信インターフェースであり、通信ネットワーク２を介して部品実装装置Ｍ２，Ｍ３、管理コンピュータ３との間で信号、データの授受を行う。
The
検査用カメラ３２は、基板６に実装された部品Ｄを上方から撮像する。位置ずれ量算出部３０ａは、検査用カメラ３２により撮像された画像から、基板６に実装された部品Ｄの正規位置Ｎからの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθ（図６参照）を算出する位置ずれ量算出処理を実行する。算出された位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθは、位置ずれ量データ３１ｂとして検査記憶部３１に記憶されるとともに、通信部３５を介して管理コンピュータ３に送信される。
The
このように、検査装置Ｍ４は、部品Ｄを撮像する検査用カメラ３２（撮像部）と、検査用カメラ３２により撮像された画像から部品Ｄの正規位置Ｎからの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθを算出する位置ずれ量算出部３０ａとを備え、部品実装部１２（部品実装手段）により基板６に実装された部品Ｄの正規位置Ｎからの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθを取得する位置ずれ量取得手段となる。
As described above, in the inspection device M4, the inspection camera 32 (imaging unit) that images the component D and the amount of misalignment of the component D from the normal position N from the image captured by the
ここで図６を参照して、位置ずれ量データ３１ｂに含まれる、基板６に実装された部品Ｄの正規位置Ｎからの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθの一例について説明する。部品実装部１２による実装動作では、部品供給部７のテープフィーダ８から実装ヘッド１１の吸着ノズル１１ｂによって取り出された部品Ｄが、基板６に設定された実装位置である正規位置Ｎを目標として移送搭載される。このとき部品Ｄの部品中心Ｃが必ずしも正規位置Ｎに対して正しく一致するとは限らず、Ｘ方向に位置ずれ量ΔＸ，Ｙ方向に位置ずれ量ΔＹ、θ方向（実装面と平行な回転方向）に位置ずれ量Δθだけ位置ずれした状態にある。
Here, with reference to FIG. 6, an example of the displacement amounts ΔX, ΔY, Δθ from the normal position N of the component D mounted on the
この位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθは、基板６に実装された部品Ｄを検査用カメラ３２によって撮像した結果を位置ずれ量算出部３０ａによって位置ずれ量算出処理することにより取得される。位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθは、１つの基板６に実装される複数の部品Ｄについてそれぞれ取得されて位置ずれ量データ３１ｂとして記憶される。
The misalignment amounts ΔX, ΔY, and Δθ are obtained by performing a misalignment amount calculation process by the misalignment
図５において、管理コンピュータ３は、管理制御部４０、管理記憶部４１、表示部４２、管理入力部４３、通信部４４を備えている。管理入力部４３は、キーボード、タッチパネル、マウスなどの入力装置であり、操作コマンドやデータ入力時などに用いられる。表示部４２は液晶パネルなどの表示装置であり、管理入力部４３による操作のための操作画面などの各種画面などの各種情報を表示する。通信部４４は通信インターフェースであり、通信ネットワーク２を介して部品実装装置Ｍ２，Ｍ３、検査装置Ｍ４との間で信号、データの授受を行う。
In FIG. 5, the
管理制御部４０はＣＰＵなどの演算装置であり、内部処理機能として補正値算出部４０ａ、補正値送信部４０ｂ、部品選択部４０ｃ、選択支援部４０ｄを備えている。管理記憶部４１は記憶装置であり、実装データ４１ａ、部品情報４１ｂ、位置ずれ量データ４１ｃ、補正値データ４１ｄなどを記憶する。
The
実装データ４１ａには、部品Ｄを基板６に実装する際に参照されるデータであって、基板６における部品Ｄの実装位置（正規位置）の座標、実装する際の部品Ｄの回転角度、実装される部品Ｄの種類などの情報が含まれている。部品情報４１ｂには、基板６に実装される部品Ｄの形状、サイズ、部品Ｄが格納されるキャリヤテープ１６のポケット１６ｂと格納される部品ＤとのギャップＧｘ，Ｇｙ（図８参照）などの情報が、部品Ｄの種類に紐付けられて記憶されている。
The mounting
ここで図７を参照して、部品情報４１ｂに含まれる部品Ｄの形状について説明する。２種類の部品Ｄ（１）、部品Ｄ（２）の平面図を図７（ａ）に、側面図を図７（ｂ）に示す。部品Ｄ（１）と部品Ｄ（２）は、本体部ＤａのＸ方向の両端に電極Ｄｂを有する抵抗、コンデンサなどの２端子素子である。部品Ｄ（１）と部品Ｄ（２）は、平面視したＸ方向、Ｙ方向のサイズは同じであるが、電極Ｄｂの間隔が部品Ｄ（１）の方が広い形状をしている。そのため、部品Ｄ（１）の方が、吸着ノズル１１ｂの下端が当接する吸着面Ｄｃ（本体部ＤａのＸＹ面）が広く、部品吸着時に吸着ノズル１１ｂと部品Ｄの位置がずれた場合でも正常に吸着可能な吸着位置ずれに対する許容範囲が広い。
Here, the shape of the component D included in the
また、吸着面Ｄｃと電極Ｄｂ上面の段差Ｄｈは、部品Ｄ（２）の方が大きい形状をしている。そのため、吸着ずれにより吸着ノズル１１ｂが本体部Ｄａと電極Ｄｂの境界を含んで吸着した場合の吸着姿勢の傾き（水平面に対する部品の傾き）は、部品Ｄ（２）の方が大きい。これらの理由により、部品Ｄ（２）は、部品Ｄ（１）とサイズは同じであるが、吸着ばらつきに起因する実装位置のばらつき（位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθ）が部品Ｄ（１）よりも大きくなる。
Further, the step Dh between the suction surface Dc and the upper surface of the electrode Db has a shape larger than that of the component D (2). Therefore, the inclination of the adsorption posture (inclination of the component with respect to the horizontal plane) when the
ここで図８を参照して、部品情報４１ｂに含まれるキャリヤテープ１６のポケット１６ｂと格納される部品ＤとのギャップＧｘ，Ｇｙについて説明する。図８（ａ）において、キャリヤテープ１６（１）のベーステープ１６ａには、部品Ｄ（３）を収納する凹形状のポケット１６ｂと、キャリヤテープ１６（１）をピッチ送りするテープフィーダ８のスプロケット（図示省略）が係合する送り穴１６ｃが等間隔に形成されている。部品Ｄ（３）を収納したポケット１６ｂの上面には、カバーテープ１６ｄが貼着されている。
Here, with reference to FIG. 8, the gaps Gx and Gy between the
ポケット１６ｂに収納された部品Ｄ（３）とポケット１６ｂの内壁の間には、Ｘ方向にギャップＧｘ１，Ｇｘ２、Ｙ方向にギャップＧｙ１，Ｇｙ２が発生している。これらのギャップＧによって、ピッチ送り中に部品Ｄ（３）がポケット１６ｂ内を不規則に移動して、吸着ノズル１１ｂが部品Ｄ（３）を吸着する際の吸着位置がばらつく。そのため、部品Ｄ（３）を基板６に実装する際の実装位置がばらつく。
Gap Gx1, Gx2 in the X direction and gaps Gy1 and Gy2 in the Y direction are generated between the component D (3) housed in the
図８（ｂ）において、キャリヤテープ１６（２）のポケット１６ｂには、部品Ｄ（３）とサイズが同じ部品Ｄ（４）が収納されている。部品Ｄ（４）とポケット１６ｂの内壁の間には、Ｘ方向にギャップＧｘ３，Ｇｘ４、Ｙ方向にギャップＧｙ３，Ｇｙ４が発生している。キャリヤテープ１６（２）のポケット１６ｂは、キャリヤテープ１６（１）のポケット１６ｂより大きく、キャリヤテープ１６（２）に発生するギャップＧ（Ｇｘ３＋Ｇｘ４，Ｇｙ３＋Ｇｙ４）は、キャリヤテープ１６（１）に発生するギャップＧ（Ｇｘ１＋Ｇｘ２，Ｇｙ１＋Ｇｙ２）よりも大きい。そのため、部品Ｄ（４）は、部品Ｄ（３）とサイズは同じであるが、基板６に実装した際の実装位置のばらつきが部品Ｄ（３）より大きくなる。
In FIG. 8B, the
図５において、位置ずれ量データ４１ｃには、実装基板の生産中に継続して検査装置Ｍ４において取得される位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθを含む位置ずれ量データ３１ｂが、検査装置Ｍ４から逐次送信されて記憶されている。すなわち、位置ずれ量データ４１ｃを記憶する管理記憶部４１は、位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθを生産中に継続して記憶する位置ずれ量記憶部となる。
In FIG. 5, the
補正値算出部４０ａは、検査装置Ｍ４（位置ずれ量取得手段）により取得されて位置ずれ量データ４１ｃに記憶されている基板６に実装された部品Ｄの正規位置ＮからのＸ方向の位置ずれ量ΔＸとＹ方向の位置ずれ量ΔＹ（以下、単に「位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ」と称す）に基づき、部品実装部１２（部品実装手段）の実装動作を補正するフィードバック補正値Ｖｃを算出する。
The correction
また、補正値算出部４０ａは、フィードバック補正値Ｖｃを統計処理により算出する。統計処理としては、例えば、外れ値を除いた所定数の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹの平均値の算出が用いられる。その際の所定数は、統計処理によって算出されるフィードバック補正値Ｖｃの許容誤差などに基づいて決められる。これによって、適正な精度のフィードバック補正値Ｖｃを算出することができる。補正値算出部４０ａによって算出されたフィードバック補正値Ｖｃは、補正値データ４１ｄとして管理記憶部４１に記憶される。
Further, the correction
算出されたフィードバック補正値Ｖｃは、部品実装部１２によって実装される部品Ｄの実装動作の補正に使用される。補正値送信部４０ｂは、基板６に実装される部品Ｄに対応するフィードバック補正値Ｖｃを紐付して、その部品Ｄを実装する部品実装装置Ｍ２，Ｍ３に送信する。送信されたフィードバック補正値Ｖｃは、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３の実装記憶部２１に補正値データ２１ｂとして記憶される。これによって、部品Ｄの実装位置ずれを精度良く補正することができる。
The calculated feedback correction value Vc is used to correct the mounting operation of the component D mounted by the
図５において、部品選択部４０ｃは、実装データ４１ａ、部品情報４１ｂに含まれる部品Ｄの形状と部品Ｄのサイズとのいずれか、目標となる実装精度に基づいて、フィードバック補正値Ｖｃの算出に利用する部品Ｄを選択する。そして、補正値算出部４０ａは、部品選択部４０ｃにより選択された部品Ｄの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹから、フィードバック補正値Ｖｃを算出する。例えば、部品選択部４０ｃは、部品Ｄを選択するにあたり、基板６に実装した際の実装位置のばらつきが大きな、図７に示す部品Ｄ（２）、図８に示す部品Ｄ（４）を選択対象から除外する。これによって、部品Ｄの実装位置ずれを精度良く補正することができる。
In FIG. 5, the
このように、部品選択部４０ｃを備える管理コンピュータ３は、フィードバック補正値Ｖｃの算出に利用する部品Ｄを選択する部品選択手段となり、補正値算出部４０ａ（補正値算出手段）は、部品選択手段により選択された部品Ｄの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹからフィードバック補正値Ｖｃを算出する。そして、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３において、実装制御部２０（実装制御手段）は、フィードバック補正値Ｖｃを用いて部品実装部１２（部品実装手段）による実装動作を補正する。
In this way, the
図５において、選択支援部４０ｄは、作業者が管理入力部４３を操作して、フィードバック補正値Ｖｃの算出に利用する部品Ｄを選択することを支援する。具体的には、選択支援部４０ｄは、実装データ４１ａ、部品情報４１ｂに基づいて、生産対象の実装基板においてフィードバック補正値Ｖｃの算出に利用する部品Ｄの作業者による選択操作を支援するため、部品Ｄの種類の情報を含む補正値算出部品選択画面を表示部４２に表示する。
In FIG. 5, the
そして、選択支援部４０ｄは、作業者が管理入力部４３を操作して補正値算出部品選択画面より入力された情報に基づいて、算出に利用する部品Ｄを選択する。すなわち、管理コンピュータ３（部品選択手段）は、部品Ｄの種類毎にフィードバック補正値Ｖｃの算出に利用するか否かを作業者により選択可能な管理入力部４３（入力部）を備えている。これにより、作業者がフィードバック補正値Ｖｃを算出に利用する部品Ｄを選択できるようになり、実装ばらつきの大きな部品Ｄを利用対象から除外して、部品Ｄの実装位置ずれを精度良く補正することができる。
Then, the
ここで図９を参照して、表示部４２に表示される補正値算出部品選択画面４２ａの一例について説明する。補正値算出部品選択画面４２ａの上方には、タイトル５０として「補正値算出部品選択」が表示されている。「基板名」欄５１には、実装基板を特定する情報が表示されている。「部品名」欄５２には、部品Ｄの種類を特定する情報が表示される。「サイズ」欄５３には、部品Ｄのサイズ（０４０２部品、０６０３部品など）が表示される。「ばらつき」欄５４には、部品Ｄの形状、サイズ、収納されるキャリヤテープ１６のポケット１６ｂとのギャップＧｘ，Ｇｙなどに起因する、その部品Ｄを基板６に実装した際のばらつき易さ（位置ずれ量ΔＸ，ΔＹのばらつき幅）が大中小の３段階で表示される。
Here, an example of the correction value calculation
「使用数」欄５５には、生産される実装基板にその部品Ｄが実装される数が表示される。「選択」欄５６には、その部品Ｄをフィードバック補正値Ｖｃの算出に利用する部品Ｄとして選択するか「○」、選択しないか「―」が表示される。補正値算出部品選択画面４２ａに表示される各情報は、「ばらつき」欄５４が大から順にソートされている。作業者は、表示される各部品Ｄの情報を考慮して、管理入力部４３を操作して、「選択」欄５６において選択「○」または非選択「―」を入力する。
In the "number of used"
ここで図１０を参照して、補正値算出部４０ａによるフィードバック補正値Ｖｃの算出の具体例について説明する。図１０（ａ）には、基板６上に実装された１０個の部品Ｄ１＊〜Ｄ６＊，Ｄ７〜Ｄ１０（実線で表示）とその部品中心Ｃ１〜Ｃ１０（黒丸で表示、Ｃ７〜Ｃ１０は符号省略）、実装目標である正規位置Ｎ１〜Ｎ１０（白丸で表示、Ｎ７〜Ｎ１０は符号省略）、正規位置Ｎに実装された場合の部品Ｄの位置（破線で表示）が表示されている。
Here, a specific example of calculating the feedback correction value Vc by the correction
部品選択手段（部品選択部４０ｃまたは選択支援部４０ｄ）よって、６個の部品Ｄ１＊〜Ｄ６＊はフィードバック補正値Ｖｃの算出に利用する部品Ｄとして選択され、実装ばらつきが大きな傾向がある４個の部品Ｄ７〜Ｄ１０はフィードバック補正値Ｖｃの算出対象から除外されている。すなわち、この例では補正値算出部４０ａは、基板６に実装される部品Ｄ１＊〜Ｄ６＊の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹからフィードバック補正値Ｖｃを算出するとする。
The six parts D1 * to D6 * are selected as the parts D used for calculating the feedback correction value Vc by the parts selection means (
図１２（ｂ）には、検査装置Ｍ４によって取得された部品Ｄ１＊の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹが、ＸＹグラフで示されている。補正値算出部４０ａは、部品Ｄ１＊の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹを統計処理（ここでは平均値を算出）することにより、Ｘ方向のフィードバック補正値Ｖｃｘ、Ｙ方向のフィードバック補正値Ｖｃｙをそれぞれ算出する。
In FIG. 12B, the displacement amounts ΔX and ΔY of the component D1 * acquired by the inspection device M4 are shown in an XY graph. The correction
また、補正値算出部４０ａは、その部品Ｄを実装する吸着ノズル１１ｂや部品実装部１２、実装位置、回転角度、部品Ｄの形状、サイズなどに基づいて、算出対象から除外された部品Ｄ７〜Ｄ１０のフィードバック補正値Ｖｃを算出（流用）する。例えば、部品Ｄ７は実装位置が近い部品Ｄ４＊の、部品Ｄ８は回転角度が同じ部品Ｄ６＊の、部品Ｄ９は同じ吸着ノズル１１ｂで実装される部品Ｄ１＊の、部品Ｄ１０はサイズが同じ部品Ｄ５＊のフィードバック補正値Ｖｃが、それぞれのフィードバック補正値Ｖｃとして流用される。なお、算出対象から除外された部品Ｄ７〜Ｄ１０のフィードバック補正値Ｖｃは、選択された部品Ｄ１＊〜Ｄ６＊のフィードバック補正値Ｖｃを統計処理や、補間して算出するようにしてもよい。
Further, the correction
上記説明したように、補正値算出部４０ａは、部品実装手段（部品実装部１２）により基板６に実装された部品Ｄの正規位置Ｎからの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹのうち、選択された部品Ｄの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹに基づき、部品実装手段の実装動作を補正するフィードバック補正値Ｖｃを算出する補正値算出手段となる。
As described above, the correction
また、補正値算出部４０ａを備える管理コンピュータ３は、補正値算出装置となる。なお、補正値算出装置、部品選択手段は、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３、検査装置Ｍ４と通信ネットワーク２に接続される管理コンピュータ３に限定されることはない。補正値算出装置は、補正値算出部４０ａを備えるコンピュータであればよく、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３、検査装置Ｍ４と接続されていなくてもよい。
Further, the
次に図１１、図１２のフローに沿って、部品Ｄの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹから算出されるフィードバック補正値Ｖｃを用いて実装動作を補正する部品実装方法について説明する。図１１において、まず、管理コンピュータ３（部品選択手段）は、フィードバック補正値Ｖｃの算出に利用する部品Ｄを選択する（ＳＴ１：部品選択工程）。 Next, a component mounting method for correcting the mounting operation using the feedback correction values Vc calculated from the displacement amounts ΔX and ΔY of the component D will be described along the flow of FIGS. 11 and 12. In FIG. 11, first, the management computer 3 (part selection means) selects the component D to be used for calculating the feedback correction value Vc (ST1: component selection step).
ここで図１２を参照して、部品選択工程（ＳＴ１）の詳細、すなわち、部品選択方法について説明する。まず、部品選択部４０ｃは、プログラムや管理入力部４３より入力される指示に従い、部品Ｄを作業者が選択するか否かを判断する（ＳＴ１１）。作業者が入力する場合（ＳＴ１１においてＹｅｓ）、選択支援部４０ｄは、表示部４２に補正値算出部品選択画面４２ａを表示して、作業者によって管理入力部４３（入力部）より対象となる部品Ｄが選択される（ＳＴ１２：入力工程）。すなわち、部品選択工程（ＳＴ１）は、部品Ｄの種類毎にフィードバック補正値Ｖｃの算出に利用するか否かを作業者により選択可能な入力工程（ＳＴ１２）を含む。
Here, with reference to FIG. 12, the details of the component selection step (ST1), that is, the component selection method will be described. First, the
作業者が入力しない場合（ＳＴ１１においてＮｏ）、部品選択部４０ｃは、自動でフィードバック補正値Ｖｃの算出に利用する部品Ｄを選択する（ＳＴ１３：自動選択工程）。すなわち、部品選択工程（ＳＴ１）において、部品Ｄの形状と部品Ｄのサイズとのいずれかに基づいてフィードバック補正値Ｖｃの算出に利用する部品Ｄが選択される。入力工程（ＳＴ１２）または自動選択工程（ＳＴ１３）において、フィードバック補正値Ｖｃの算出に利用する部品Ｄが選択されると、部品選択工程（ＳＴ１）が終了する。
When the operator does not input (No in ST11), the
図１１において、次いで実装制御部２０は、実装データ２１ａ、補正値データ２１ｂに基づいて、フィードバック補正値Ｖｃを用いて実装動作を補正して、基板６に部品Ｄを実装する（ＳＴ２：部品実装工程）。
In FIG. 11, the mounting
次いで検査用カメラ３２（撮像部）は、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３で部品Ｄが実装されて検査装置Ｍ４に搬送された基板６上の部品Ｄを撮像する（ＳＴ３：撮像工程）。次いで位置ずれ量算出部３０ａは、撮像工程（ＳＴ３）において撮像された画像から部品Ｄの正規位置Ｎからの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹを算出する（ＳＴ４：位置ずれ量算出工程）。このように、撮像工程（ＳＴ３）と位置ずれ量算出工程（ＳＴ４）は、部品実装工程（ＳＴ２）において基板６に実装された部品Ｄの正規位置Ｎからの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹを取得する位置ずれ量取得工程（ＳＴ１０）となる。
Next, the inspection camera 32 (imaging unit) images the component D on the
図１１において、次いで管理記憶部４１は、検査装置Ｍ４（位置ずれ量取得手段）より送信される位置ずれ量ΔＸ，ΔＹを生産中に継続して記憶する（ＳＴ５：位置ずれ量記憶工程）。次いで補正値算出部４０ａは、位置ずれ量取得工程（ＳＴ１０）において取得された位置ずれ量ΔＸ，ΔＹに基づき、部品選択工程（ＳＴ１）において選択された部品Ｄの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹから、部品実装工程（ＳＴ２）における実装動作を補正するフィードバック補正値Ｖｃを算出する（ＳＴ６：補正値算出工程）。
In FIG. 11, the
図１１において、次いで補正値送信部４０ｂは、基板６に実装される部品Ｄに対応するフィードバック補正値Ｖｃを紐付して、その部品Ｄを実装する部品実装装置Ｍ２，Ｍ３に送信する（ＳＴ７：補正値送信工程）。フィードバック補正値Ｖｃが送信されると部品実装工程（ＳＴ２）に戻り、新たに送信されて記憶された補正値データ２１ｂに含まれるフィードバック補正値Ｖｃに基づいて、基板６に部品Ｄが実装される。
In FIG. 11, the correction
このように、部品実装システム１では、実装基板の生産中に位置ずれ量ΔＸ，ΔＹが取得され、生産中に算出されたフィードバック補正値Ｖｃに基づいて、実装動作が補正される。すなわち、生産中に、位置ずれ量取得工程（ＳＴ１０）において検査装置Ｍ４（位置ずれ量取得手段）が位置ずれ量ΔＸ，ΔＹを取得し、生産中に、補正値算出工程（ＳＴ６）において補正値算出部４０ａ（補正値算出手段）がフィードバック補正値Ｖｃを算出する。
In this way, in the
上記説明したように、本実施の形態の部品実装システム１は、基板６に部品Ｄを実装する部品実装手段（部品実装部１２）と、部品実装手段による実装動作を制御する実装制御手段（実装制御部２０）と、基板６に実装された部品Ｄの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹを取得する位置ずれ量取得手段（検査装置Ｍ４）と、取得された位置ずれ量ΔＸ，ΔＹに基づき、実装動作を補正するフィードバック補正値Ｖｃを算出する補正値算出手段（補正値算出部４０ａ）と、フィードバック補正値Ｖｃの算出に利用する部品Ｄを選択する部品選択手段（部品選択部４０ｃ）を備えている。
As described above, in the
そして、補正値算出手段は、部品選択手段により選択された部品Ｄの位置ずれ量ΔＸ，ΔＹからフィードバック補正値Ｖｃを算出し、実装制御手段は、フィードバック補正値Ｖｃを用いて部品実装手段による実装動作を補正している。これによって、装置変動の影響による部品Ｄの実装位置ずれを精度良く補正することができる。 Then, the correction value calculation means calculates the feedback correction value Vc from the positional deviation amounts ΔX and ΔY of the component D selected by the component selection means, and the mounting control means mounts the feedback correction value Vc by the component mounting means. The operation is corrected. As a result, the mounting position deviation of the component D due to the influence of the device fluctuation can be corrected with high accuracy.
なお、部品実装システム１において、位置ずれ量取得手段は、検査装置Ｍ４に限定されることはない。例えば、位置ずれ量取得手段は、検査用カメラ３２と位置ずれ量算出部３０ａを備える部品実装装置Ｍ２，Ｍ３で構成してもよい。また、補正値算出手段は、管理コンピュータ３が備える補正値算出部４０ａに限定されることはない。例えば、補正値算出手段は、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３に補正値算出部４０ａを備えさせる構成でもよい。
In the
本発明の部品実装システムおよび部品実装方法ならびに補正値算出装置は、装置変動の影響による部品の実装位置ずれを精度良く補正することができるという効果を有し、部品を基板に実装する分野において有用である。 The component mounting system, the component mounting method, and the correction value calculation device of the present invention have the effect of being able to accurately correct the mounting position deviation of the component due to the influence of device fluctuation, and are useful in the field of mounting the component on a substrate. Is.
１ 部品実装システム
３ 管理コンピュータ（補正値算出装置、部品選択手段）
６ 基板
１２ 部品実装部（部品実装手段）
３２ 検査用カメラ（撮像部）
４３ 管理入力部（入力部）
Ｄ 部品
Ｍ４ 検査装置（位置ずれ量取得手段）
Ｎ 正規位置
ΔＸ，ΔＹ 位置ずれ量
1
6
32 Inspection camera (imaging unit)
43 Management input section (input section)
D parts M4 inspection device (positional deviation amount acquisition means)
N Normal position ΔX, ΔY Position deviation amount
Claims (15)
前記部品実装手段による基板に部品を実装する実装動作を制御する実装制御手段と、
前記部品実装手段により基板に実装された部品の正規位置からの位置ずれ量を取得する位置ずれ量取得手段と、
前記位置ずれ量取得手段により取得された部品毎の前記位置ずれ量に基づき、前記部品実装手段の実装動作を補正するフィードバック補正値を部品毎に算出する補正値算出手段と、
前記フィードバック補正値の算出に利用する前記部品を選択する部品選択手段と、を備え、
前記補正値算出手段は、前記位置ずれ量のばらつきが大きいという理由で前記部品選択手段によって選択されなかった部品の位置ずれ量を除外して、前記フィードバック補正値を算出し、
前記実装制御手段は、前記フィードバック補正値を用いて前記部品実装手段による前記実装動作を補正する、部品実装システム。 Component mounting means for mounting components on the board,
A mounting control means for controlling a mounting operation of mounting a component on a board by the component mounting means, and a mounting control means.
A position deviation amount acquisition means for acquiring a position deviation amount from a normal position of a component mounted on a board by the component mounting means, and a position deviation amount acquisition means.
A correction value calculating means for calculating a feedback correction value for each component that corrects the mounting operation of the component mounting means based on the misalignment amount for each component acquired by the misalignment amount acquiring means.
A component selection means for selecting the component to be used for calculating the feedback correction value is provided.
The correction value calculating means calculates the feedback correction value by excluding the misalignment amount of the component not selected by the component selection means because the variation of the misalignment amount is large.
The mounting control means is a component mounting system that uses the feedback correction value to correct the mounting operation by the component mounting means.
前記部品実装工程において基板に実装された部品の正規位置からの位置ずれ量を取得する位置ずれ量取得工程と、
前記位置ずれ量取得工程において取得された部品毎の前記位置ずれ量に基づき、前記部品実装工程における実装動作を補正するフィードバック補正値を部品毎に算出する補正値算出工程と、
前記フィードバック補正値の算出に利用する前記部品を選択する部品選択工程と、を含み、
前記補正値算出工程において、前記位置ずれ量のばらつきが大きいという理由で前記部品選択工程において選択されなかった部品の位置ずれ量を除外して、前記フィードバック補正値が算出され、
前記部品実装工程において、前記フィードバック補正値を用いて実装動作が補正される、部品実装方法。 The component mounting process for mounting components on the board and
In the component mounting process, a displacement amount acquisition step for acquiring the displacement amount from the normal position of the component mounted on the substrate, and a displacement amount acquisition step.
A correction value calculation step of calculating a feedback correction value for each component to correct the mounting operation in the component mounting process based on the displacement amount of each component acquired in the misalignment amount acquisition step.
Including a component selection step of selecting the component to be used for calculating the feedback correction value.
In the correction value calculation step, the feedback correction value is calculated by excluding the misalignment amount of the component that was not selected in the component selection step because the variation of the misalignment amount is large.
A component mounting method in which a mounting operation is corrected using the feedback correction value in the component mounting process.
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