JP3500124B2 - 電気的な構成群の製作装置に設けられた保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正するための方法及び装置並びに校正基板 - Google Patents

電気的な構成群の製作装置に設けられた保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正するための方法及び装置並びに校正基板

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    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/089—Calibration, teaching or correction of mechanical systems, e.g. of the mounting head

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、請求項１，６又は９の上位概念
に記載の、電気的な構成群の製作装置、特に構成素子を
プリント配線板に実装するための装置に設けられた保持
装置の移動距離及び／又は角度位置を校正するための方
法及び装置並びに構成基板に関する。
【０００２】従来、電気的な構成群の製作装置に設けら
れた保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正する
ためには、例えばプリント配線板の形式の校正基板の規
定された載置箇所に、構成素子の薄板状のモデルが装着
される。この場合、これらのモデルは保持装置におい
て、構成素子の、供給ユニットからプリント配線板の載
置箇所までの搬送と同様に、マガジンから校正基板まで
搬送される。この場合、校正基板としてプリント配線板
に類似した、角隅域にセンタリングマークを有するガラ
スプレートを使用するのが一般的である。両面接着シー
ト又は吹付用接着剤の付与されたガラスプレートは、例
えば自動実装機として形成された装置に挿入され、これ
に基づいて前記センタリングマークの位置が、自動実装
機の局所解析型のプリント配線板カメラによって検出さ
れる。次いで、校正基板の、センタリングマークに対し
て相対的に規定された位置に、構成素子のモデルが装着
される。
【０００３】この場合、装着されたガラスプレートは、
様々な形式で測定され得る。例えば米国特許第５５３７
２０４号明細書又はドイツ連邦共和国特許第４２２７６
６７号明細書に基づき公知の第１の方法では、装着され
たガラスプレートが光学測定器に挿入される。前記ガラ
スプレートは、それぞれ規定されたマーキングを有して
おり、これらのマーキングの、ガラスプレートのセンタ
リングマークに対して相対的な位置が、前記測定器にお
いて検出される。目標とされる理想位置からの位置偏差
に基づき、座標方向で且つ回転位置に関して修正値が求
められる。これらの修正値は、修正パラメータとして自
動実装機に入力され、この自動実装機は、後で構成素子
をプリント配線板に実装する際に前記偏差を考慮する。
【０００４】比較的古いドイツ連邦共和国特許出願第１
９７１１４７６．８号明細書（国際公開第９８／４２１
７１号パンフレットとして公開）では既に別の方法が提
案されており、この場合、装着されたガラスプレート
が、自動実装機内でプリント配線板カメラによって測定
される。このためには、このプリント配線板カメラはそ
の視野内で、ガラスプレート上の局所的な基準マーク
を、ガラスプレートの規定されたマーキングと一緒に撮
影し、規定されたマーキングと基準マークとの相対的な
位置に基づいて適当な修正値を求める。これらの修正値
は、引き続き構成素子をプリント配線板に実装する際に
考慮される。
【０００５】但し、前記プリント配線板カメラは、ショ
ートフォーカスレンズにおいて特に顕著に示される、個
体に関連したカメラひずみを有している。この事情か
ら、自動実装機による測定時及びこの場合の前記の光学
センサユニットの多重使用に際しては、±１５μｍの範
囲でシステムエラーが発生する。
【０００６】本発明の課題は、電気的な構成群の製作装
置に設けられた保持装置の移動距離及び／又は角度位置
を校正することができ、この場合、前記製作装置に設け
られた光学センサ装置を使用する、改良された方法及び
装置を提供することである。
【０００７】この課題は、本発明では、請求項１の特徴
部に記載の方法及び請求項６の特徴部に記載の装置並び
に請求項９の特徴部に記載の校正基板によって解決され
る。
【０００８】本発明による方法では、本発明による装置
並びに本発明による校正基板を用いて、有利な形式で光
学センサにより、まず校正基板（ガラスプレート）に規
定された定格距離で付与された第１の修正マークと第２
の修正マークとの間の距離を測定する。検出された距離
を定格距離と比較することにより、校正基板上の個々の
モデルの位置決めに際して考慮されるセンサ修正ファク
タが求められる。この方法により、光学センサはその視
野の限定された範囲内で正確に校正される（パーシャル
マッピング）。
【０００９】光学的な各構造特徴部が、それぞれ相対的
に同じ位置（ポジション及び距離）を有している請求項
２に記載の有利な構成では、光学センサが、この光学セ
ンサ用に正確に測定された範囲内でしか使用されないと
いうことが保証されている。
【００１０】請求項３に記載の方法は、光学的な各構造
特徴部が同じ若しくは類似の形状を有していると、特に
正確に作用する。
【００１１】請求項４に記載の方法は、定格距離が光学
センサの視野よりも小さく選択され、その結果、第１の
修正マークと第２の修正マーク並びに局所的な基準マー
クと光学的な構造特徴部が同時に光学センサによって撮
影されると、特に簡単且つ迅速になる。
【００１２】精度の更なる改良は、請求項５に基づき、
局所的な基準マークが光学センサの視野の、第１の修正
マークと少なくともほぼ同じ位置で撮影されることによ
って得られる。これにより、測定のためには光学センサ
の、既に校正された常に同じ範囲が使用されるというこ
とが保証されている。
【００１３】請求項８に記載の方法を実施するための有
利な装置では、局所的な基準マークと構造特徴部との間
の仮想結合ラインがモデルの縁部に対して垂直方向で延
びており、これにより、測定は、モデルの別の縁部にお
ける付加的な反射によっては困難にされない。
【００１４】以下に、本発明の実施例を図面につき詳し
く説明する。
【００１５】図１には校正基板１が示されており、この
校正基板１は、電気的な構成素子のための自動実装機内
で、規定された位置に前記のような構成素子の複数のモ
デル２が装着された。このためには、これらのモデル２
はマガジン（図示せず）から取り出されて、保持装置
（図示せず）において校正基板１まで搬送され、当該モ
デルのために規定された位置で、構成素子の、供給装置
からプリント配線板上の載置位置までの搬送と同様に降
ろされる。前記モデル２は小さなガラスプレートから成
っており、これらのガラスプレートは、それぞれ互いに
対角線上で向かい合う２つの角隅部に光学的な構造特徴
部としてのマーキング４を十字線の形式で有している。
校正基板１の前記位置には、マーキング４に対して小さ
な間隔をあけて局所的な基準マーク３が設けられてお
り、これらの基準マーク３は高い位置精度を以て付与さ
れている。
【００１６】前記マーキング４と基準マーク３とは、構
成素子用の実装ヘッドに固定された局所解析型の光学セ
ンサの視野７に適合するように密に隣接している。前記
装着ヘッドは、センサがマーキングされた全ての角隅域
にわたって位置決め可能であるように移動することがで
きる。
【００１７】前記の局所解析型のセンサは、各基準マー
ク３に対するマーキング４の相対的な位置を、センサが
移動される必要無しに検出する評価電子機器に接続され
ている。実装装置の制御装置（図示せず）は、基準マー
ク３からのマーキング４の個々の偏差を機械に関する修
正パラメータに処理する評価モジュールを有している。
前記修正パラメータは、自動的に制御装置によって引き
継がれる。
【００１８】光学センサの正確な校正のためには、予め
しっかりと規定された定格距離ａで、第１の修正マーク
５及び第２の修正マーク６が校正基板１に付与されてい
る。この場合、光学センサはまず、第１の修正マーク５
と第２の修正マーク６との間隔を測定し、これに基づき
定格距離ａとの比較において、モデル２の位置決めに際
して考慮されるセンサ修正ファクタが検出される。次い
で光学センサはマーキング４に対する局所的な基準マー
ク３の相対位置を測定し、この場合に第１の修正マーク
５及び第２の修正マーク６の測定時と同じ視野７の範囲
が使用されると、センサ修正ファクタを考慮して、マー
キング４と局所的な基準マーク３との相対位置の正確な
規定を行うことができる。最高精度は、第１の修正マー
ク５が測定された視野７内の位置が、局所的な基準マー
ク３が測定される視野７内の位置と合致することによっ
て得られる。この場合、マーキング４はほぼ、視野７内
の、第２の修正マーク６があった位置に位置している。
これに基づき、光学センサの、前にセンサ修正ファクタ
を規定する際に使用された視野７の範囲が使用されるの
で、自動実装機の測定において所望の精度が得られる。
【００１９】この場合、マーキング４は局所的な基準マ
ーク３に対して相対的に、これらのマーキング４と基準
マーク３との仮想結合ラインがモデルの縁部に対して垂
直方向で位置するように配置されている。これにより、
マーキング相互の相対位置の測定に対する不都合な反射
の影響が最小限にされる。 ［図面の簡単な説明］
【図１】構成素子モデルが載置された校正基板の平面図
である。
【図２】図１に示した校正基板を第１及び第２の修正マ
ークと一緒に示した部分拡大図である。
【符号の説明】
１ 校正基板、 ２ モデル、 ３ 基準マーク、 ４
マーキング、 ５，６ 修正マーク、 ７ 視野、
ａ 定格距離

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気的な構成群の製作装置に設けられた
    保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正するため
    の方法であって、前記製作装置を用いて、プリント配線
    板の形式の校正基板（１）の規定された載置箇所に、薄
    板状の構成素子モデル（２）を装着し、校正基板（１）
    の局所的な基準マーク（３）に対するモデル（２）の相
    対的な位置を、これらのモデル（２）の位置規定された
    光学的な構造特徴部（例：４）に基づき、局所解析型の
    光学センサを用いて検出する形式のものにおいて、 光学センサが、校正基板（１）上に予め規定された定格
    距離（ａ）で付与された第１の修正マーク（５）と第２
    の修正マーク（６）との間の距離を測定し、この場合、
    局所的な基準マーク（３）を、光学センサの視野（７）
    の、第１の修正マーク（５）と少なくともほぼ同じ位置
    で撮影し、測定した距離を前記定格距離（ａ）と比較す
    ることにより、前記モデル（２）の位置決め時に光学的
    なひずみを補償するために考慮されるセンサ修正ファク
    タを求めることを特徴とする、電気的な構成群の製作装
    置に設けられた保持装置の移動距離及び／又は角度位置
    を校正するための方法。
  2. 【請求項２】 光学的な構造特徴部（例：４）に対する
    局所的な基準マーク（３）の距離を、定格距離（ａ）と
    ほぼ等しく選択し、局所的な基準マーク（３）に対する
    光学的な構造特徴部（４）の相対位置を、第１の修正マ
    ーク（５）に対する第２の修正マークの相対位置に対応
    させる、請求項１記載の保持装置の移動距離及び／又は
    角度位置を校正するための方法。
  3. 【請求項３】 局所的な基準マーク（３）及び光学的な
    構造特徴部（４）の形状を、それぞれ第１の修正マーク
    （５）及び第２の修正マーク（６）の形状に対応させ
    る、請求項２記載の保持装置の移動距離及び／又は角度
    位置を校正するための方法。
  4. 【請求項４】 定格距離（ａ）を、光学センサの視野
    （７）よりも小さく選択し、第１の修正マーク（５）及
    び第２の修正マーク（６）を同時に光学センサによって
    撮影する、請求項１から３までのいずれか１項記載の保
    持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正するための
    方法。
  5. 【請求項５】 局所的な基準マーク（３）を、光学セン
    サの視野（７）の、第１の修正マーク（５）と少なくと
    もほぼ同じ位置で撮影する、請求項１から４までのいず
    れか１項記載の保持装置の移動距離及び／又は角度位置
    を校正するための方法。
  6. 【請求項６】 請求項１から５までのいずれか１項記載
    の、保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正する
    ための方法を実施するための装置であって、前記製作装
    置により、プリント配線板の形式の校正基板（１）の規
    定された載置箇所に構成素子モデル（２）が装着されて
    おり、校正基板（１）の局所的な基準マーク（３）に対
    するモデル（２）の相対的な位置が、これらのモデル
    （２）の位置規定された光学的な構造特徴部（例：４）
    に基づき光学センサによって検出可能であり、予め規定
    された理想位置からの、前記構造特徴部（例：４）の位
    置の求められた偏差から、構成群の製作装置の制御装置
    のための少なくとも１つの修正パラメータが算出可能で
    ある形式のものにおいて、 第１の修正マーク（５）及び第２の修正マーク（６）の
    予め規定された定格距離（ａ）が、局所的な基準マーク
    （３）と構造特徴部（例：４）との間の距離に少なくと
    もほぼ対応しており、第１の修正マーク（５）及び第２
    の修正マーク（６）の相対位置が、構造特徴部（例：
    ４）に対する局所的な基準マーク（３）の相対位置に対
    応しているように第１の修正マーク（５）及び第２の修
    正マーク（６）が校正基板（１）に付与されていること
    を特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載
    の、保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正する
    ための方法を実施するための装置。
  7. 【請求項７】 修正マーク（５，６）、局所的な基準マ
    ーク（３）及び構造特徴部（例：４）が十字として形成
    されている、請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 局所的な基準マーク（３）と構造特徴部
    （４）との間の仮想結合ラインが、モデル（２）の縁部
    に対して少なくともほぼ垂直方向で延びている請求項６
    又は７記載の装置。
  9. 【請求項９】 請求項１から５までのいずれか１項記載
    の、保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正する
    ための方法を実施するための校正基板（１）であって、
    局所的な基準マーク（３）と一緒に、これらの基準マー
    クの近くに対応配置された電気的な構成素子モデル
    （２）の光学的な構造特徴部（４）が、校正基板（１）
    の規定された位置に前記モデルが装着された後で見出さ
    れる形式のものにおいて、 第１の修正マーク（５）及び第２の修正マーク（６）
    が、予め規定された定格距離（ａ）で互いに隔てられて
    校正基板（１）に付与されており、前記定格距離が、局
    所的な基準マーク（３）と対応配置された光学的な構造
    特徴部（４）との間の間隔と少なくともほぼ等しいこと
    を特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載
    の、保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正する
    ための方法を実施するための校正基板（１）。
JP2000569621A 1998-09-02 1999-09-01 電気的な構成群の製作装置に設けられた保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正するための方法及び装置並びに校正基板 Expired - Fee Related JP3500124B2 (ja)

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