JP2653093B2 - チッププレーサーの部品高さ情報入力方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電気部品等の自動マウントを行うチッププ
レーサーにおいて、装着ヘッドの部品保持姿勢の良否判
定に用いる部品高さ情報を少ない手間で正しく入力でき
るようにした部品高さ情報の入力方法に関するものであ
る。

［発明の概要］ 本発明は、装着ヘッドの部品保持姿勢の良否を判定し
て自動マウントするチッププレーサーにおける上記の判
定の基準となる部品高さ情報の入力方法において、 最初にテストマウントを行い、このときに部品高さを
測定し、同一高さの部品があるときは一定数以上の同一
とみなせる測定値を部品高さ情報として登録し、同一と
みなせる測定値がないときまたは同一高さの部品がない
ときは当該測定値を部品高さ情報として登録するか否か
の判定を求めることにより、 部品高さ情報の手間を軽減するとともに、その入力ミ
スを防止したものである。

［従来の技術］ 従来より、表面実装タイプの電気部品等を回路基板に
自動マウントする装置としてチッププレーサーが知られ
ている。一般的なチッププレーサーは、装着ヘッドとし
て吸着ノズルを備え、部品供給部から部品を吸着して保
持し、回路基板上の所定位置に移動してその部品をマウ
ントする。このとき、吸着ノズルに正しく電気部品等が
吸着されないと正しいマウントが行われない。第５図
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は吸着ノズルに電気部
品が吸着された状態の説明図であり、（ａ）は部品１の
外観図、（ｂ）は吸着ノズル２に何らかの原因で部品が
吸着されなかった不良状態を示す図、（ｃ）は吸着ノズ
ル２に部品１が斜めに吸着（立ち吸着）された不良状態
を示す図、（ｄ）は正しい保持状態を示す図である。従
来のチッププレーサーでは、これらの部品の吸着状態を
種々のセンサにて検出し、（ｄ）に示す正常な吸着状態
の場合のみ部品１を基板上にマウントしている。

上記の場合でのセンサによる部品の吸着状態の検出方
法としては、例えば、以下のようにして行われていた。
まず、吸着ノズルが部品の吸着動作を行った後に、セン
サ部の所定位置に停止する。センサ部では、第５図
（ｂ），（ｃ），（ｄ）の横方向から光を当て、この時
に影になった部分をラインセンサ等で検出し、その長さ
により部品の吸着状態を検出する。即ち、あらかじめ正
常に吸着されたときの部品高さ情報をチッププレーサー
のメモリ内に入力して記憶させておき、このデータとラ
インセンサで検出して得た測定データとを以下のように
比較することにより、第５図（ｂ），（ｃ），（ｄ）の
どの吸着状態であるかを検出する。

（測定データ）＜（メモリ内のデータ）…部品が吸着さ
れていない（ｂ）。

（測定データ）＝（メモリ内のデータ）…部品が正常な
状態で吸着されている（ｄ）。

（測定データ）＞（メモリ内のデータ）…部品が斜めに
吸着されている（ｃ）。

これに類した従来の技術としては、実開昭60−121671
号公報，特開昭61−64200号公報，特開昭62−165995号
公報，特開昭62−209900号公報があげられる。

以上に述べた従来の技術における装着ヘッドの部品保
持状態の良否を判定する際に、比較基準となる正しい部
品高さ情報を予め入力する入力方法は、オペレータがチ
ッププレーサーを動かすために回路基板に対応したプロ
グラムを作成するとき、スケールにより部品高さを測定
し、キーインにより入力する方法が一般的であった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の技術におけるチッププレー
サーの部品高さ情報の入力方法では、データの入力ミス
を無くすことと、オペレータの入力の手間を軽減するこ
とが解決すべき課題となっていた。即ち、チッププレー
サーは１枚の回路基板に数百個（多いときには800個程
度）の種々（高さも異なる）の部品をマウントするた
め、部品高さ情報の入力数が多く、その入力の手間が多
くかかり、また入手でデータ入力を行うためにデータの
入力ミスも生じやすい。

本発明は、上記課題を解決するために創案されたもの
で、装着ヘッドの部品保持状態を判定する際の比較基準
となる部品高さ情報の入力の手間を軽減するとともに、
入力ミスを防止することができるチッププレーサーの部
品高さ情報入力方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための本発明のチッププレーサ
ーの部品高さ情報入力方法の構成は、 部品を装着ヘッドに保持してその部品高さを測定しこ
の測定値を予め登録した部品高さ情報と比較して保持状
態の良否を判定した後上記部品を回路基板へマウントす
るチッププレーサーの上記部品高さ情報の入力方法であ
って、 部品を装着ヘッドに保持してテストマウントする際に
部品高さを測定する過程と、 同一高さの部品が複数個使われているときは一定数以
上の同一とみなせる上記測定の測定値を部品高さ情報と
して登録する過程と、 ある高さの部品が１個だけしか使われていないときま
たは上記一定数以上の同一とみなせる測定値がなかった
とき当該測定値を部品高さ情報として登録するか否かの
判定を求める過程とを有することを特徴とする。

［作用］ 本発明は、最初のテストマウントのときに部品高さの
測定を行い、この測定値をデータ処理により可能な限り
部品高さ情報として自動的に登録し、それが不可能なと
きには当該測定値を部品高さ情報として登録するか否か
の判定を求めて、オペレータ等のデータ入力の手間を軽
減する一方、人手によるデータ入力の機会を可能な限り
無くすことでデータの入力ミスを防止する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を適用するチッププレーサ
ーのブロック図である。チッププレーサー３は、回路基
板を固定して位置決めするＸ−Ｙテーブル駆動部４と、
部品を供給するカートリッジ駆動部５と、カートリッジ
駆動部５のカートリッジから部品を保持し回路基板のマ
ウント位置に移動してその部品をマウントする装着ヘッ
ダー駆動部６等の各部駆動ブロックを備え、また、通常
は装着ヘッダー駆動部６の装着ヘッドの部品保持状態の
良否を検出し、最初のテストマウント時には保持した部
品の高さを測定するための部品高さ検出センサ７を備え
る。CPU8は、各部駆動ブロック4,5,6,…を制御して部品
を回路基板へマウントするものであるが、テストマウン
ト時には部品高さ検出センサ７からの入力によりマウン
トする部品高さの測定を行い、その測定値を後記するデ
ータ処理によって可能な限り部品高さ情報として自動的
に登録する一方、通常のマウント時には上記の部品高さ
情報を比較基準として部品高さ検出センサ７からの入力
を比較し、装着ヘッドの部品の保持状態の良否を検出し
てマウントする。９はCPU8のバスに結合されたメモリで
あり、各部駆動ブロックの制御の手順や測定，検出，デ
ータ処理の手順等が記憶されるとともに、上記測定値や
部品高さ情報等が記憶され、登録される。10は、回路基
板に対応した上記制御手順や測定，検出，データ処理等
の手順のプログラムを入力するためのプログラム入力装
置であり、例えばフロッピーディスク等を用いることが
できる。11は、マウント状態の良否を判定するチップ部
品装着検査機で、必ずしも必要なものではないが、１枚
の回路基板にマウントするある高さの部品が１個しかな
く、その測定値に正しい部品高さ情報として登録するに
は判定が必要な場合に、オンラインでそのマウント状態
の判定結果を利用すれば、上記の場合の登録も自動化さ
れ好適である。なお、当然のことながらCPU8は、オペレ
ータと対話するためのCRTやキーボード等の入出力装置
を備えている。

第２図は、上記チッププレーサーの概略構成を示す斜
視図である。４はＸ−Ｙテーブル駆動部で、テーブル面
には回路基板12が固定され、装着ヘッドのマウント位置
に位置決めを行う。５は、複数の部品別のカートリッジ
13を装着し、装着ヘッドの部品供給位置に指定部品のカ
ートリッジを位置決めするカートリッジ駆動部である。
６は、複数の装着ヘッド14を部品供給位置とマウント位
置との間を回動可能に円周上に配設した装着ヘッダー駆
動部である。各装着ヘッド14は、上下動可能になってお
り、吸着ノズル等で部品を保持する。15は、部品高さ検
出センサを備えるセンサ部であり、上記回動の途中位置
に設けられる。16は部品の平面方向の位置ズレを補正す
るためのカメラである。

第３図はセンサ部の一例を示す構成図である。１はマ
ウントする部品、２は部品１を真空吸着により保持する
装着ヘッドの吸着ノズルである。センサ部15は、コの字
形に形成されて、上記保持された部品１と吸着ノズル２
がこのコの字形の空間内を通過するように配置され、こ
の部品１等に対して横方向から光を当てる投光器15a
と、その光による部品１等の影の長さを検出する部品高
さ検出センサ７を備える。部品高さ検出センサ７として
はCCD等の固体撮像素子を用いたラインセンサなどが使
用できる。

次に上記構成のチッププレーサーにおける部品高さ情
報の入力方法を述べる。第４図はその入力方法の一実施
例を示すフローチャートである。本実施例はテストマウ
ント時に第３図に示したセンサ部15から得たデータの処
理に工夫をこらして可能な限り部品高さ情報の自動入力
を可能にするもので、部品の高さを測定する過程と、デ
ータ処理の過程から成る。

部品の高さ測定は、テストマウントの際に以下の順序
で行われる。テストマウントは、一般にプログラムの確
認のために行われているが、本実施例では、部品高さ情
報が入力されていない状態で、従って装置ヘッドの部品
保持状態の良否判定をパスして、マウントを行う。

（１）部品を吸着しない状態で吸着ノズルを第３図のセ
ンサ部に停止させ、吸着ノズルの高さを測定する。

（２）吸着ノズルに当該部品を吸着させ、これを第３図
のセンサ部に移動させる。この時の吸着ノズルの動作ス
ピードは、部品吸着ミスを発生しにくくするため、通常
の部品マウントの時よりも遅くするのが好適である。

（３）センサ部により、部品が吸着された状態の吸着ノ
ズルと部品による影の部分を計測する。

（４）部品が吸着されていない場合は、再度部品を吸着
しに行く。この場合、センサ部ではノズル高さそのもの
が検出され、既に測定済であるノズル高さから求める部
品高さは「ゼロ」となるので、部品が吸着されていない
と判断できる。

（５）（１）で測定した吸着ノズルの高さと（３）で求
めたデータとから部品高さを導き出して、その部品高さ
の測定値をメモリー内に格納する。

（６）部品高さ測定の終わった部品は、基板上の所定の
位置にマウントする。以上の動作を基板にマウントされ
る部品全てについて繰り返して行う。

続いて、上記測定値を実際のマウント時の部品保持状
態の比較基準として登録するデータ処理を以下に示す。
基本的には、上述の部品高さの測定値をそのまま採用す
ることもできるが、たとえ吸着ノズルの動作スピードを
遅くしても、ある確率（本チッププレーサーでは0.1〜
0.005％）で部品吸着ミスが起こるため、これだけでは
部品が正常に吸着されていない可能性もあって正しい部
品高さ情報として登録することができない。そこで、 （７）予め、同一種類の部品が複数個使われている（複
数個使いと記す）か、１個しか使われていない（単数個
使いと記す）かの情報を入力しておき、その情報を判別
して次の処理を行う。

（８）複数個使いの場合、ある一定数（例えば２個）以
上の部品の測定値が誤差やバラツキを考慮して同一とみ
なせる場合には、その測定値を正しい部品高さ情報とし
てメモリに登録する。

（９）単数個使いの場合、または（８）において同一と
みなせる測定値がなかった場合、その測定値を正しい部
品高さ情報として登録するか否かのａ）〜ｃ）のいずれ
かによる判定を求め、その判定の入力により登録を行
う。

ａ）測定値をCRT等に表示し、オペレータに判定を求め
る。オペレータは基板にマウントされた部品の状態から
その測定値が正しいか判断し、正しいときはそのまま登
録を指示し、間違っていれば正しい値をキーイン入力す
る。

ｂ）上記により部品がマウントされた基板をチップ部品
装着検査機（例えば松下電器産業製NW−2650）にかけ、
部品のマウント良否判定結果を上記判定の入力としてチ
ッププレーサーにフィドバックする。上記検査機では、
立ち吸着状態で部品マウントが行われると部品マウント
ミスとなりエラーとして検出され、エラーがない場合に
は正常な吸着状態で部品がマウントされたとみなせるの
で、判定が良の場合には測定値を部品高さ情報として登
録する。

ｃ）複数枚の基板について（１）〜（６）の測定を繰り
返し、同一種類の部品数（データ数）を増やして、
（８）の方法により判定を行う。

先に述べたように、吸着ノズルにおいて部品の保持状
態が部品立ち吸着となる確率は0.1〜0.005％以下であ
り、これに対して回路基板にマウントされる部品数は50
〜800点程度であるから、基板１枚当たりでの部品マウ
ントミスは全くないか極くわずかであるため、測定され
た部品高さの測定値はほとんどそのまま部品高さ情報と
して使えることになる。このため、入手による入力がな
くなり、入力ミスが防止されるとともに、オペレータの
入力の手間が大幅に軽減される。

なお、部品高さの測定方法は実施例に限るものではな
く、種々の公知の方法を使用することができる。このよ
うに、本発明はその主旨に沿って種々に応用され種々の
実施態様を取り得るものである。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明のチップレーサ
ーの部品高さ情報入力方法によれば、装着ヘッドの部品
保持状態の良否を判定する際に比較基準となる部品高さ
情報の自動作成が可能になり、そのデータ入力が省力化
され、入力ミスが激減されるとともに、回路基板に対応
した自動マウント用のプログラム作成が簡略になりプロ
グラム作成ミスが減少される効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を適用するチッププレーサー
のブロック図、第２図はチッププレーサーの概略構成を
示す斜視図、第３図はセンサ部の一例を示す構成図、第
４図は本発明の一実施例を示すフローチャート、第５図
は（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は吸着ノズルの部品
吸着状態の説明図である。 １……部品、３……チッププレーサー、６……装着ヘッ
ダー駆動部、７……部品高さ検出センサ、８……CPU、
９……メモリ、12……回路基板、15……センサ部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】部品を装着ヘッドに保持してその部品高さ
   を測定しこの測定値を予め登録した部品高さ情報と比較
   して保持状態の良否を判定した後上記部品を回路基板へ
   マウントするチッププレーサーの上記部品高さ情報の入
   力方法であって、 部品を装着ヘッドに保持してテストマウントする際に部
   品高さを測定する過程と、 同一高さの部品が複数個使われているときは一定数以上
   の同一とみなせる上記測定の測定値を部品高さ情報とし
   て登録する過程と、 ある高さの部品が１個だけしか使われていないときまた
   は上記一定数以上の同一とみなせる測定値がなかったと
   き当該測定値を部品高さ情報として登録するか否かの判
   定を求める過程とを有することを特徴とするチッププレ
   ーサーの部品高さ情報入力方法。