JP3523480B2 - カメラ位置の補正装置 - Google Patents

カメラ位置の補正装置

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JP3523480B2
JP3523480B2 JP02933998A JP2933998A JP3523480B2 JP 3523480 B2 JP3523480 B2 JP 3523480B2 JP 02933998 A JP02933998 A JP 02933998A JP 2933998 A JP2933998 A JP 2933998A JP 3523480 B2 JP3523480 B2 JP 3523480B2
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0818Setup of monitoring devices prior to starting mounting operations; Teaching of monitoring devices for specific products; Compensation of drifts during operation, e.g. due to temperature shifts

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  • Operations Research (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品装着装置
などにおいて、部品認識カメラの座標系と基板認識カメ
ラの座標系との相互間における偏差を補正するカメラ位
置の偏差補正方法およびその装置、並びにカメラ位置補
正用のダミー部品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子部品装着装置では、装置本体に導入
した基板のマークを基板認識カメラで撮像して基板の位
置認識を行うと共に、基板に装着する電子部品を部品認
識カメラで撮像して位置認識を行い、これらの認識結果
に基づいて、電子部品の位置補正を行った後これを基板
に装着するようにしている。この場合、部品認識カメラ
の座標系と基板認識カメラの座標系とが、X・Y方向お
よび角度θ(以下「θ」を「Z」として表現する)にお
いて完全に一致していないと、たとえ補正を行っても基
板に電子部品を正確に装着することはできない。
【0003】このため、従来の電子部品装着装置では、
装置を設置したとき或いは温度変化等を考慮して定期的
(装置稼働時等)に、部品認識カメラの座標系と基板認
識カメラの座標系との相互間の偏差を補正するようにし
ている。具体的には、装置本体に導入したダミー基板
に、実際の電子部品を上記の手順で装着し、ダミー基板
上における設計上の装着位置と実際の装着位置とのずれ
量を、別途用意した計測装置で計測し、この計測結果を
電子部品装着装置に入力して、部品認識カメラの座標系
および基板認識カメラの座標系の偏差の補正を行うよう
にしている(同時に装置本体の絶対基準座標系に対する
補正も行う)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の電子
部品装置では、両カメラの座標系を補正するのに、計測
装置が必要となると共に、ダミー基板の移送や計測等、
その補正作業が煩雑かつ時間がかかるものとなってい
た。しかも、実際の電子部品を用いるため、電子部品の
製造上の誤差を考慮する必要があり、複数の電子部品を
用いて上記の装着および計測を複数回行い、ずれ量の平
均値を出す必要があった。
【0005】本発明は、部品認識カメラの座標系と基板
認識カメラの座標系との相互間における偏差を、簡単か
つ迅速に補正することができると共に、精度良く補正す
ることができるカメラ位置の偏差補正方法およびその装
置、並びにカメラ位置補正用のダミー部品を提供するこ
とをその目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】基板を位置認識する基板
認識カメラの座標系と、基板に装着する電子部品を位置
認識する部品認識カメラの座標系との相互間の偏差を補
正するカメラ位置の偏差補正装置において、前記部品認
識カメラは、装置本体の絶対基準座標系に基づいて当該
装置本体に固定的に設けられ、前記基板認識カメラは、
当該装置本体の絶対基準座標系に基づいて当該装置本体
に可動的に設けられており、撮像することにより各認識
カメラの認識中心に対する部品中心の座標系上のずれ量
を認識可能なダミー部品と、前記ダミー部品の姿勢を保
持した状態で且つそれぞれの既座標系上で、当該ダミー
部品を前記基板認識カメラおよび前記部品認識カメラで
それぞれ撮像する撮像制御手段と、前記撮像制御手段で
撮像した撮像結果から、前記ダミー部品の部品中心と、
前記基板認識カメラおよび前記部品認識カメラの認識中
心とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、前記ずれ量
算出手段で算出したずれ量に基づいて、前記基板認識カ
メラの座標系に対する前記部品認識カメラの座標系の偏
差を補正する補正手段と、前記装置本体に前記絶対基準
座標系に基づいて導入可能なダミー基板と、前記基板認
識カメラの座標系と前記部品認識カメラの座標系との前
記補正手段による相互間の偏差の補正に先立ち、導入し
た前記ダミー基板を介して前記絶対基準座標系に対する
前記基板認識カメラの座標系の偏差の補正を行う絶対補
正手段とを、更に備えたことを特徴とする。
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】この構成によれば、絶対補正手段により、
ダミー基板を介して、絶対基準座標系に対する基板認識
カメラの座標系の偏差の補正することができ、且つその
後の基板認識カメラの座標系と部品認識カメラの座標系
との相互間の偏差の補正により、絶対基準座標系に対す
る両認識カメラの座標系の補正を行うことができる。す
なわち、電子部品の基板への装着を、装置本体の絶対基
準座標系に基づいて行うことができる。
【0014】請求項1の偏差補正装置において、基板認
識カメラの座標系、部品認識カメラの座標系および装置
本体の絶対基準座標系には、水平面内における回転角度
が含まれていることが、好ましい。
【0015】この構成によれば、装置本体の絶対基準座
標系に対し、水平面内における基板認識カメラの取付角
度および部品認識カメラの取付角度の誤差に基づく偏差
をも補正することができる。
【0016】請求項1または2の偏差補正装置におい
て、基板認識カメラをXY方向に移動させるXY移動手
段を、更に備えており、絶対補正手段は、絶対基準座標
系に対する基板認識カメラの座標系の偏差の補正を行う
と同時に、導入したダミー基板を介して絶対基準座標系
に対するXY移動手段の移動座標系の角度偏差の補正を
行うことが、好ましい。
【0017】この構成によれば、絶対基準座標系に対す
るXXY移動手段の移動座標系の角度偏差の補正を行う
ことで、XY移動手段により移動する基板認識カメラの
移動誤差を補正することができる。
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一実施形態に係るカメラ位置の偏差補正方法および
その装置、並びにカメラ位置補正用のダミー部品を適用
した電子部品装着装置について説明する。この電子部品
装着装置は、いわゆる多機能チップマウンタであり、チ
ップコンデンサやチップ抵抗などの表面実装部品、およ
びフラットパックICなどの多リード部品などの各種の
電子部品を実装可能に構成されている。図1は電子部品
装着装置の平面図であり、同図に示すように、電子部品
装着装置1は、機台2と、機台2の中央部に左右方向に
延在するコンベア部3と、機台2の前部(図示の下側)
に配設した第1部品供給部4aと、機台2の後部(図示
の上側)に配設した第2部品供給部4bと、機台2の前
部に移動自在に配設した第1XYステージ6aと、機台
2の後部に移動自在に配設した第2XYステージ6bと
を備えている。
【0035】第1XYステージ6aには、電子部品を吸
着および装置するための第1ヘッドユニット8aが、同
様に第2XYステージ6bには、第2ヘッドユニット8
bがそれぞれ搭載されている。各ヘッドユニット8a,
8bには、支持部材10に取り付けるようにして、1台
の基板認識カメラ11と2台の装着ヘッド12,12と
が搭載されている。また、機台2上には、コンベア部3
を挟んで、各一対2組の部品認識カメラ13,13,1
3,13と、2台のノズルストッカ14,14とが、そ
れぞれ配設されている。この場合、前部に位置する両部
品認識カメラ13,13およびノズルストッカ14は第
1ヘッドユニット8aに対応し、後部に位置する両部品
認識カメラ13,13およびノズルストッカ14は第2
ヘッドユニット8bに対応している。また、前部のノズ
ルストッカ14の近傍には、後述するダミー部品40を
収容する治具ユニット15が配設されている。
【0036】この電子部品装着装置1では、表面実装部
品などの小さい電子部品は、第1部品供給部4aおよび
第2部品供給部4bから供給され、多リード部品など大
きい電子部品は、図示しないトレイ形式の部品供給部か
ら供給される。また、基板は、コンベア部3により左方
から供給されて機台2中央に不動にセットされ、右方に
排出される。例えば、第1XYステージ6aを用いる電
子部品の実装では、第1XYステージ6aにより、第1
ヘッドユニット8aを第1部品供給部(他の部品供給部
でも可)4aに臨ませ、所望の電子部品を吸着し、次に
この電子部品を部品認識カメラ13に臨ませて位置認識
し、更に第1ヘッドユニット8aを基板の所定の位置ま
で移動させて、基板認識カメラ11で基板位置を認識し
た後、電子部品を基板に装着する。その際、部品認識カ
メラ13の認識結果に基づいて、設計値(装着ヘッドの
ノズル位置)と吸着した電子部品との間の位置補正が行
われ、基板認識カメラ11の認識結果に基づいて、設計
値と基板の実装位置との間の位置補正が行われる。な
お、通常、第1XYステージ6aと第2XYステージ6
bとは交互運転となる。
【0037】コンベア部3は、中央のセットテーブル1
6と、左側の搬入搬送路17と、右側の搬出搬送路18
とを有している。基板は、搬入搬送路17からセットテ
ーブル16に供給され、セットテーブル16で電子部品
の装着を受けるべく不動にかつ所定の高さにセットされ
る。そして、電子部品の装着が完了した基板は、セット
テーブル16から搬出搬送路18を介して排出される。
この場合、搬入搬送路17には供給待機状態の基板が有
り、また搬出搬送路18には排出待機状態の基板が有り
(図示では省略)、これら基板は順送りで搬送される。
なお、詳細は後述するが、セットテーブル16における
基板の突当端が装置全体の絶対基準座標系の原点とな
る。
【0038】第1部品供給部4aおよび第2部品供給部
4bは、いずれも多数のテープカセット19を横並びに
配設したものである。各テープカセット19には、キャ
リアテープ(図示では省略)に装填された状態で電子部
品が収容され、電子部品はテープカセット19の先端か
ら1つずつ供給される。通常の運転において、第1ヘッ
ドユニット8aが装着動作している場合には、第2部品
供給部4bでテープカセット19の交換作業が行われ、
第2ヘッドユニット8bが装着動作している場合には、
第1部品供給部4aでテープカセット19の交換作業が
行われる。
【0039】第1XYステージ6aおよび第2XYステ
ージ6bは、機台2の左右両端部に配設した一対のY軸
ガイドレール21,21に案内されて、前後方向(Y軸
方向)に移動するY動ビーム22,22を、それぞれ有
している。第1XYステージ6aのY動ビーム22は、
左部のボールねじおよびこれを回転させるY軸モータ
(いずれも図示省略)により、Y軸方向(前後方向)に
進退する。同様に、第2XYステージ6bのY動ビーム
22は、右部のボールねじおよびこれを回転させるY軸
モータ(いずれも図示省略)により、Y軸方向に進退す
る。
【0040】一方、両Y動ビーム22,22は全く同一
のものであり、それぞれX軸ガイドレール23を有し、
上記の駆動系と同様に、ボールねじおよびX軸モータ
(いずれも図示省略)の構成で、上記の各ヘッドユニッ
ト8a,8bをX軸方向(左右方向)に進退させる。こ
のように、各ヘッドユニット8a,8bは、X軸方向お
よびY軸方向、すなわち水平面内において移動自在とな
っている。
【0041】各ヘッドユニット8a,8bは、Y動ビー
ム22によりX軸方向に移動する支持部材10と、支持
部材10に取り付けられた2個の装着ヘッド12,12
および両装着ヘッド12,12間に配置した1個の基板
認識カメラ11とを備えている。基板認識カメラ11
は、各基板の基準マークを認識するものであり、基準マ
ークが電子部品の装着位置の基準となる。そして、各装
着ヘッド12の下端部には、図外の真空吸引装置に接続
された吸着ノズル25が着脱自在に取り付けられてい
る。なお、各装着ヘッド12には、吸着ノズル25を介
して電子部品を水平面内で回転させるモータ(図示省
略)が組み込まれている。
【0042】治具ユニット15は、ダミー部品40をス
トックするダミーストッカ31と、ダミー部品40を撮
像するための撮像テーブル32とで構成されている。ダ
ミーストッカ31の表面には、ダミー部品40が嵌り込
む浅い溝が形成され、浅い溝にダミー部品40が載置さ
れている。撮像テーブル32は、光を拡散透過可能な載
置台33と、載置台33の下側に配設したLEDアレイ
などから成るバックライト34とで構成されている。詳
細は後述するが、ダミー部品40を基板認識カメラ11
で撮像する場合には、載置台33上に載置したダミー部
品40をバックライト34で照明し、これを上側から撮
像する。
【0043】このダミー部品40および治具ユニット1
5は、基板を位置認識する基板認識カメラ11の座標系
と、電子部品を位置認識する部品認識カメラ13の座標
系との相互間の偏差を補正するためのものであり、この
補正は、装着ヘッド12で移送したダミー部品40を、
それぞれ基板認識カメラ11および部品認識カメラ13
で撮像し、これを認識することにより行われる。また、
この補正に先立ち、ダミー基板50をセットテーブル1
6に導入し、ダミー基板50の所定の部位を基板認識カ
メラ11で認識して、機台2の絶対基準座標系に対する
基板認識カメラ11の座標系の偏差を補正するようにし
ている。
【0044】ダミー部品40は、図2に示すように、隅
部を面取りした方形のベース41と、ベース41の裏面
に描いた被撮像パターン42とで構成されている。ベー
ス41は、剛性を考慮して1〜2mm厚程度のガラスで
構成され、被撮像パターン42は、このベース41に酸
化クロムを蒸着して構成されている。被撮像パターン4
2は、中心を同一とする大パターン部43と、大パター
ン部43の中抜き部分に描いた小パターン部44とで構
成されている。大小両パターン部43,44は、リード
部品に似せた図柄となっており、外周部にリードに相当
する方形の多数のパターン要素45を等間隔に並べ、全
体として方形の輪郭を有している。
【0045】ところで、この種の電子部品装着装置1で
は、装着する電子部品により、部品認識カメラ13の撮
像倍率を変えている。例えば、多リードの電子部品を扱
う場合には、その解像度を高めるべく部品認識カメラ1
3の撮像倍率を大きくしている。かかる場合には、部品
認識カメラ13の視野に被撮像パターン42が適切に納
まるように小パターン部44を撮像対象とし、また逆の
場合には、大パターン部43を撮像対象とする。これに
より、各認識カメラ11,13の解像度に合わせたパタ
ーン認識が可能になる。また、各パターン部43,44
を方形のパターン要素45を並べて構成することによ
り、各パターン要素45を用いて、単一のパターン部4
3,44に対し複数の認識が可能になる。このため、複
数の認識結果を平均化することにより、より正確なパタ
ーン認識が可能になる。なお、ダミー部品40は、その
被撮像パターン42が下側になるようにしてストックさ
れると共に、この姿勢で吸着され且つ撮像される。
【0046】ダミー基板50は、図3に示すように方形
に形成され、基板として平均的な大きさを有している。
ダミー基板50の表面には、その中央に上記の小パター
ン部44と同様な認識パターン51が描かれ、また長手
方向に離れて一対の認識マーク52,52が描かれてい
る。一方、セットテーブル16に導入したダミー基板5
0の搬送方向の先端は、セットテーブル16のストッパ
(図示省略)に突き当てられ、機台2の絶対基準座標系
上でセットされている。したがって、基板認識カメラ1
1で上記の認識パターン51を認識することにより、絶
対基準座標系に対する基板認識カメラ11の座標系の補
正が可能になり、また左右方向に離間した一対の認識マ
ーク52,52をそれぞれ認識することにより、各XY
ステージ6の移動角度ずれに基づく基板認識カメラ11
の座標系の補正が可能になる。
【0047】次に、ダミー部品40およびダミー基板5
0を用いた上記の補正方法を説明する前に、図4を参照
して、この電子部品装着装置1の制御装置100につい
て簡単に説明する。なお、この説明では第1XYステー
ジ6a側についてのみ説明する。同図に示すように、制
御装置100には、XYステージ6を介してヘッドユニ
ット8をXY方向に移動させるXモータ101およびY
モータ102と、装着ヘッド12に搭載したZモータ
(回転)103とが接続されている。Xモータ101、
Yモータ102およびZモータ103は、それぞれXモ
ータドライバ104、Yモータドライバ105およびZ
モータドライバ106を介して、これらを統括制御する
CPU107に接続されている。同様に、基板認識カメ
ラ11および部品認識カメラ13は、それぞれ基板画像
処理部108および部品画像処理部109を介して、C
PU107に接続されている。なお、図示では省略した
が、CPU107には、ドライバを介してバックライト
34も接続されている。
【0048】また、CPU107にはメモリ110が接
続されており、メモリ110には、これらモータ10
4,105,106や認識カメラ11,13を制御する
ための設計値データやその他の各種データが記憶される
と共に、後述するオフセットデータが記憶されるように
なっている。オフセットデータは、後述する偏位の算出
作業により更新され、CPU107は設計値データをオ
フセットデータで補正して、これらモータ104,10
5,106や認識カメラ11,13を制御する。なお、
各認識カメラ(CCDカメラ)11,13による撮像対
象物の認識は、撮像結果を各画像処理部108,109
で二値化等の処理を行った後、これをCPU107で演
算処理することで、行われる。
【0049】次に、基板認識カメラ11および部品認識
カメラ13の偏差補正方法について、説明する。この偏
差補正方法では、先ず図3に示すダミー基板50を用い
て、絶対基準座標系に対する基板認識カメラ11の座標
系の偏位の補正が行われると共に、絶対基準座標系に対
するY動ビーム22の移動座標系の角度偏差の補正が行
われる。その後図2に示すダミー部品40を用いて、基
板認識カメラ11の座標系に対する部品認識カメラ13
の座標系の偏位の補正が行われる。
【0050】絶対基準座標系に対する基板認識カメラ1
1の座標系の補正において、XYステージ6の移動に基
づく偏位(角度ずれ)を考慮しない状態では、基板認識
カメラ11で撮像したダミー基板50の認識パターン5
1をCPU107で認識すれば、この認識結果と設計値
とのずれ量(オフセットデータ)を持って、簡単に補正
が可能になる。したがって、ここでは、絶対基準座標系
に対するXYステージ6の移動角度ずれ、すなわち絶対
基準座標系に対するY動ビーム22の移動座標系に基づ
くもののみ説明する。同様に、実際の座標系の補正で
は、吸着ノズル25の中心位置の補正も行われるが、こ
の場合も部品認識カメラ13で、装着ヘッド12に装着
した吸着ノズル25を下側から撮像すればよく、この説
明も省略する。
【0051】図5は、移動角度ずれのあるXYステージ
6と、セットテーブル16にセットされたダミー基板5
0とを表したイメージ図であり、ダミー基板50は、絶
対基準座標系(基板位置決め座標系)上で正確に位置決
めされている。この場合、基板位置決めXY座標(PL-X
Y:原点P0 )からみたY動ビーム22の駆動XY座標(Be
amA-XY)の設計寸法に対する位置ずれおよび角度ずれを
調整するためのオフセットデータを求め、このオフセッ
トデータに基づいて、PL-XY 座標系を基準として補正を
行う。なお、Y動ビーム(すなわちヘッドユニット8)
22に搭載された基板認識カメラ11の走査座標センタ
ーが、Y動ビーム(すなわちヘッドユニット8)22の
駆動XY座標の原点と一致する。
【0052】具体的には、ダミー基板50を基板位置決
めXY座標上に位置決めし、図6の動作フローでオフセッ
トデータを求める。同図に示すように、先ずY動ビーム
22に搭載された基板認識カメラ11を、そのセンター
位置(視野中心)が一方(右側)の認識マーク52位置
に合致するように、設計値に従って移動させる(S
1)。ここで、基板認識カメラ11により認識マーク5
2を撮像して、その認識を行う(S2)。そして、この
認識結果(基板認識カメラ11の走査座標でのカメラセ
ンターからみたマークセンター位置座標)をメモリ11
0に 「dx1,dy1」として、一時保存する(S3)。
【0053】次に、基板認識カメラ11を、そのセンタ
ー位置(視野中心)が他方(左側)の認識マーク52位
置に合致するように、設計値に従って移動させる(S
4)。ここで、基板認識カメラ11により認識マーク5
2の認識を行う(S5)と共に、この認識結果(基板認
識カメラ11の走査座標でのカメラセンターからみたマ
ークセンター位置座標)をメモリ110に 「dx2,dy2」
として、一時保存する(S6)。
【0054】ここで、以下の計算式によりオフセットデ
ータ(オフセット量)を求める(S7)。 Y動ビームのX(横)、Y(縦)オフセットを下記
計算式で求める。 dx1'= dx1 * COS(-(CAMA3 角度オフセット:基板認
識カメラ)-dy1 * SIN(-(CAMA3 角度オフセット:基板
認識カメラ) dy1'= dy1 * COS(-(CAMA3 角度オフセット:基板認
識カメラ)+dy1 * SIN(-(CAMA3 角度オフセット:基板
認識カメラ) 認識マークの1点目と2点目とのX方向ピッチをP
として(Y方向はゼロ)、Y動ビームの角度オフセット
を以下の計算式により求める。 dz= tan-1 { P * (dy1'-dy2')/P * ( P + (dx1'-dx
2'))} このようにして求めた「」および「」のオフセット
量をオフセットデータとしてメモリ110に記憶してお
き、このオフセットデータに基づいて設計値が補正され
る。
【0055】次に、基板認識カメラ11の座標系に対す
る部品認識カメラ13の座標系の補正について説明す
る。この場合には、ダミー部品40をダミーストッカ3
1から吸着した後、Y動ビーム22を上記のビームオフ
セット[X(横)、Y(縦)、角度]を考慮して、PL-X
Y 座標系でみた部品認識カメラ13の設計位置に移動さ
せて認識を行う。そして、この時の認識結果を[Prec_
1x, Prec_1y, Prec_1z]とする。次に、ダミー部品4
0の吸着姿勢をそのままのに状態に保ち、Y動ビーム2
2を撮像テーブル(バックライトプレート)32の設計
位置(オフセットなし)に移動(ビームオフセット考
慮)させ、ダミー部品40を撮像テーブル32に載置
(装着)する。次に、Y動ビーム22により基板認識カ
メラ11を撮像テーブル32の設計位置に移動(ビーム
オフセット考慮)させ、ダミー部品40を認識する。そ
して、この時の認識結果を[Prec_2x, Prec_2y, Prec
_2z]とする。
【0056】具体的には、図7の動作フローに従ってオ
フセットデータを求める。なお、図7の動作フローの説
明に用いるデータは次の通りである(これらは全て基板
位置決めXY座標系上の値)。 ・ Bmoff_x : ビームオフセットX、Bmoff_y : ビー
ムオフセットY、Bmoff_z : ビームオフセット角度 ・ STK_X : ダミーストッカ設計位置X、 STK_Y : ダ
ミーストッカ設計位置Y ・ CAM_X : 部品認識カメラ設計位置X、 CAM_Y : 部
品認識カメラ設計位置Y ・ BLT_X : バックライトプレート設計位置X、 BLT_
Y : バックライトプレート設計位置Y ・ BM_X : ビーム原点設計位置X、 BM_Y : ビーム
原点設計位置Y ・ HD_X : ビームピボット点A0からのヘッド設計位置
X、 HD_Y : ビームピボット点A0からのヘッド設計位
置Y
【0057】図7を参照して説明すると、先ずY動ビー
ム22により装着ヘッド12をダミーストッカ31の位
置まで移動させ(S11)、ダミー部品40をダミース
トッカ31から吸着する(S12)。この場合のY動ビ
ーム22の移動目的値(X、Y)は次のようになる。 X = (STK_X - (BM_X + HD_X + Bmoff_x)) * COS(Bm
off_z)-(STK_Y - (BM_Y + HD_Y + Bmoff_y)) * SI
N(Bmoff_z) Y = (STK_Y - (BM_Y + HD_Y + Bmoff_y)) * COS(Bm
off_z)-(STK_X - (BM_X + HD_X + Bmoff_x)) * SI
N(Bmoff_z)
【0058】次に、ダミー部品40をダミーストッカ3
1の位置から部品認識カメラ13の位置に移動させ(S
13)、これを部品認識カメラ13で認識する(S1
4)。この場合のY動ビーム22の移動目的値(X、
Y)は次のようになる。 X = (CAM_X - (BM_X + HD_X + Bmoff_x)) * COS(Bm
off_z)-(CAM_Y - (BM_Y + HD_Y + Bmoff_y)) * SI
N(Bmoff_z) Y = (CAM_Y - (BM_Y + HD_Y + Bmoff_y)) * COS(Bm
off_z)-(CAM_X - (BM_X + HD_X + Bmoff_x)) * SI
N(Bmoff_z) そして、この認識結果(部品認識カメラ13の走査座標
でのカメラセンターからみた部品センター位置座標)を
[Prec_1x, Prec_1y, Prec_1z]として、一時保存す
る(S15)。
【0059】次に、ダミー部品40を吸着した装着ヘッ
ド12を撮像テーブル(バックライトプレート)32の
位置に移動させ(S16)、ダミー部品40を撮像テー
ブル32に載置する(S17)。この場合のY動ビーム
22の移動目的値(X、Y)は次のようになる。 X = (BLT_X - (BM_X + HD_X + Bmoff_x)) * COS(Bm
off_z)-(BLT_Y - (BM_Y + HD_Y + Bmoff_y)) * SI
N(Bmoff_z) Y = (BLT_Y - (BM_Y + HD_Y + Bmoff_y)) * COS(Bm
off_z)-(BLT_X - (BM_X + HD_X + Bmoff_x)) * SI
N(Bmoff_z)
【0060】次に、基板認識カメラ11を撮像テーブル
32の位置に移動させ(S18)、基板認識カメラ11
でダミー部品40を認識する(S19)。その際、バッ
クライト34を点灯しダミー部品40を照明する。この
場合のY動ビーム22の移動目的値(X、Y)は次のよ
うになる。 X = (BLT_X - (BM_X + Bmoff_x)) * COS(Bmoff_z)-
(BLT_Y - (BM_Y + Bmoff_y)) * SIN(Bmoff_z) Y = (BLT_Y - (BM_Y + Bmoff_y)) * COS(Bmoff_z)-
(BLT_X - (BM_X + Bmoff_x)) * SIN(Bmoff_z) そして、この認識結果(基板認識カメラ11の走査座標
でのカメラセンターからみた部品センター位置座標)を
[Prec_2x, Prec_2y, Prec_2z]として、一時保存す
る(S20)。
【0061】次に、以下の計算式によりオフセットデー
タ(オフセット量)を求める(S21)。 部品認識カメラのX(横)、Y(縦)、角度を下記
計算式で求める。 Θ' = Prec_2z - Prec_1z + CAMA3 Z(角度) :基板認
識カメラのオフセットとすると Rcnv_1x = Prec_1x * COS(-Θ' ) - Prec_1y * SIN
(-Θ' ) Rcnv_1y = Prec_1y * COS(-Θ' ) + Prec_1x * SIN
(-Θ' ) Rcnv_2x = Prec_2x * COS(-CAMA3 Z) - Prec_2y * S
IN(-CAMA3 Z) Rcnv_2y = Prec_2y * COS(-CAMA3 Z) + Prec_2x * S
IN(-CAMA3 Z) 求める部品認識カメラのオフセットX(横)、Y
(縦)、角度は、 Cmoff_x = Rcnv_2x - Rcnv_1x Cmoff_y = Rcnv_2y - Rcnv_1y Cmoff_z = Θ' = Prec_2z - Prec_1z + CAMA3 Z(角
度) このようにして求めたオフセット量をオフセットデータ
としてメモリ110に記憶しておき、このオフセットデ
ータに基づいて設計値が補正される。
【0062】オフセットデータを求めるたら次に、装着
ヘッド12を撮像テーブル32の位置に移動させ(S2
2)、装着ヘッド12によりダミー部品40を吸着する
(S23)。続いて、装着ヘッド12を撮像テーブル3
2からダミーストッカ31の位置に移動させ(S2
4)、ダミー部品40をダミーストッカ31に収容する
(S25)。このようにして、ダミー部品40が元の位
置に戻され、一連の補正作業が終了する。
【0063】以上のように、本実施形態によれば、ダミ
ー基板50を用いて、絶対基準座標系に対する基板認識
カメラ11の座標系の偏位およびXYステージ6の角度
偏位(基板認識カメラ11のカメラ中心の軌跡)の補正
が行われ、その後ダミー部品40を用いて、基板認識カ
メラ11の座標系に対する部品認識カメラ13の座標系
の偏位の補正が行われるため、基板認識カメラ11の座
標系と部品認識カメラ13との間の偏位、およびこれら
認識カメラ11,13の座標系と絶対基準座標系との間
の偏位を、極めて正確に補正することができる。
【0064】特に、基板認識カメラ11の座標系と部品
認識カメラ13との間の偏位は、ダミー部品40をそれ
ぞれの認識カメラ11,13で認識することで検出可能
となるため、簡単かつ迅速に補正することができる。ま
た、専用のダミー部品40を用い、且つこれを照明して
撮像するようにしているので、ダミー部品40の認識も
正確に行われ、全体として補正を精度良く行うことがで
きる。したがって、電子部品を基板に高精度で且つ安定
して実装することができる。
【0065】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、両認識カ
メラのそれぞれの既座標系(設計上の座標系)を、両認
識カメラによりダミー部品をそれぞれ認識することで補
正することができるため、基板認識カメラの座標系に対
する部品認識カメラの座標系の偏差を、簡単かつ迅速に
補正することができると共に、精度良く補正することが
できる。したがって、電子部品を基板に高精度で且つ安
定して装着することができ、装置の信頼性を高めること
ができるのはもちろん、絶対補正手段により、ダミー基
板を介して、絶対基準座標系に対する基板認識カメラの
座標系の偏差の補正することができ、且つその後の補正
手段による基板認識カメラの座標系に対する部品認識カ
メラの座標系の偏差の補正により、絶対基準座標系に対
する両認識カメラの座標系の補正を行うことができる。
すなわち、電子部品の基板への装着を、装置本体の絶対
基準座標系に基づいて行うことができる。
【0066】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るカメラ位置の偏差補
正方法およびその装置、並びにカメラ位置補正用のダミ
ー部品を適用した電子部品装着装置の平面図である。
【図2】実施形態の偏差補正方法に用いるダミー部品の
平面図である。
【図3】実施形態の偏差補正方法に用いるダミー基板の
平面図である。
【図4】電子部品装着装置の制御系を表したブロック図
である。
【図5】移動角度ずれのあるXYステージと、セットテ
ーブルにセットされたダミー基板とを表したイメージ図
である。
【図6】XYステージの移動角度ずれに基づく、基板認
識カメラの座標系の偏位を求める動作フロー図である。
【図7】絶対基準座標系とXYステージの移動角度ずれ
とを考慮した状態で、基板認識カメラの座標系および部
品認識カメラの座標系の偏位を求める動作フロー図であ
る。
【符号の説明】
1 電子部品装着装置 2 機台 6a 第1XYステージ 6b 第2XYステージ 8a 第1ヘッドユニット 8b 第2ヘッドユニット 10 支持部材 11 基板認識カメラ 12 装着ヘッド 13 部品認識カメラ 15 治具ユニット 16 セットテーブル 22 Y動ビーム 25 吸着ノズル 31 ダミーストッカ 32 撮像テーブル 33 載置台 34 バックライト 40 ダミー部品 41 ベース 42 被撮像パターン 43 大パターン部 44 小パターン部 45 パターン要素 50 ダミー基板
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 13/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板を位置認識する基板認識カメラの座
    標系と、基板に装着する電子部品を位置認識する部品認
    識カメラの座標系との相互間の偏差を補正するカメラ位
    置の偏差補正装置において、 前記部品認識カメラは、装置本体の絶対基準座標系に基
    づいて当該装置本体に固定的に設けられ、前記基板認識
    カメラは、当該装置本体の絶対基準座標系に基づいて当
    該装置本体に可動的に設けられており、 撮像することにより各認識カメラの認識中心に対する部
    品中心の座標系上のずれ量を認識可能なダミー部品と、 前記ダミー部品の姿勢を保持した状態で且つそれぞれの
    既座標系上で、当該ダミー部品を前記基板認識カメラお
    よび前記部品認識カメラでそれぞれ撮像する撮像制御手
    段と、 前記撮像制御手段で撮像した撮像結果から、前記ダミー
    部品の部品中心と、前記基板認識カメラおよび前記部品
    認識カメラの認識中心とのずれ量を算出するずれ量算出
    手段と、 前記ずれ量算出手段で算出したずれ量に基づいて、前記
    基板認識カメラの座標系に対する前記部品認識カメラの
    座標系の偏差を補正する補正手段と、 前記装置本体に前記絶対基準座標系に基づいて導入可能
    なダミー基板と、 前記基板認識カメラの座標系と前記部品認識カメラの座
    標系との前記補正手段による相互間の偏差の補正に先立
    ち、導入した前記ダミー基板を介して前記絶対基準座標
    系に対する前記基板認識カメラの座標系の偏差の補正を
    行う絶対補正手段とを、更に備えたことを特徴とするカ
    メラ位置の偏差補正装置。
  2. 【請求項2】 前記基板認識カメラの座標系、前記部品
    認識カメラの座標系および前記装置本体の絶対基準座標
    系には、水平面内における回転角度が含まれていること
    を特徴とする請求項1に記載のカメラ位置の偏差補正装
    置。
  3. 【請求項3】 前記基板認識カメラをXY方向に移動さ
    せるXY移動手段を、更に備えており、 前記絶対補正手段は、前記絶対基準座標系に対する前記
    基板認識カメラの座標系の偏差の補正を行うと同時に、
    導入した前記ダミー基板を介して前記絶対基準座標系に
    対するXY移動手段の移動座標系の角度偏差の補正を行
    うことを特徴とする請求項1または2に記載のカメラ位
    置の偏差補正装置。
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