JP3634053B2 - Component mounting method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板(プリント基板)などに電子部品を挿入・装着する電子部品実装機における、部品実装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子部品実装においては、製品の軽薄短小化、及び部品の小型化に伴い、電子部品の吸着・装着時における位置決めに、より一層の高精度化が求められている。また同時に、生産性の向上も望まれている。以下、図2・図4を参照しながら、従来の部品実装方法について説明する。
【0003】
図2(a)は、電子部品実装機の概観図である。
図において、1は実装手段で、部品を吸着・装着する。2は搬送部で、回路基板6を搬入・搬出する。3は部品供給部で、実装手段1へ部品を供給する。4はロボット部で、実装手段1を移動・位置決めする。5は操作盤(制御部)で、電子部品実装機全体の制御を行い、作業者により操作される。6は回路基板で、実装手段1により部品が装着される。
【0004】
図2(b)は、ロボット部4の詳細図である。実装手段1は、モータ7とボールネジ8により、移動・位置決めされる。この際、リニアスケール9により位置検出を行い、正確な位置決めを行うように構成されている。
以上のように構成された電子部品実装機における部品実装方法について、以下、図4のフローチャートを用いて説明する。
【0005】
最初の判断処理として、前回の実装時との温度差が一定値以下であれば、#31以下の実装工程を行う(#30)。すなわち、回路基板6を搬送し(#31)、吸着位置を計算し(#32)、実装手段1を吸着位置に移動し(#33)、実装手段1が部品供給部3より部品を吸着する(#34)。次に、装着位置を計算し(#35)、実装手段1を装着位置に移動し(#36)、実装手段1が回路基板6へ部品を装着する(#37)。回路基板1枚のEOPでなければ、実装を繰り返し(#38)、生産終了でなければ、最初から処理を繰り返す(#39)。
【0006】
ところで、上記の実装方法においては、部品実装時における温度変化により、ロボット部4のボールネジ8が伸縮するだけでなく、位置の検出に用いられるリニアスケール9自身も伸縮し、実装精度低下の要因となっている。これを防ぐために、制御部5に温度検出素子を接続し、電子部品実装機の設置雰囲気温度を検出し、図4に示す#30,#40の工程を設けている。
【0007】
すなわち、前回との温度差が一定値以下でなければ(#30)、マシンキャリブレーションを行うというものである(#40)。ここで、マシンキャリブレーションとは、各種カメラ・センサーなどを用いて、実装手段1を位置決めした際、どれだけの位置ずれがあるかを検出し、これをオフセット値として記憶するものである。
【0008】
このオフセット値は、実装手段1の吸着位置・装着位置の計算時(#32・#35)に加算され、これにより吸着位置・装着位置への移動が正確に精度良く位置決めされるようになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
この部品実装方法には、高精度の位置決め・実装はもちろんのこと、高生産性が要求されている。
しかしながら、従来の部品実装方法では、マシンキャリブレーションによる稼働低下が避けられず、生産性を向上するには、#30における温度差の判断値を大きくして、マシンキャリブレーションの回数を減少するか、または、電子部品実装機を恒温室などに設置する必要があった。しかし、前者の場合は実装精度が低下し、後者の場合は設備投資が増大するという課題があった。
【0010】
本発明は、正確な位置決めによる実装の高精度化と、同時に高生産性を実現することができる実装方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、リニアスケールなどによる位置検出手段を有する電子部品実装機における部品実装方法であって、熱膨張係数の異なる2種のリニアスケールを用い、両リニアスケール間の検出位置の差分を検出することにより、位置決めするためのオフセット値を算出することを特徴とする部品実装方法である。
【0012】
これにより、電子部品実装機の設置雰囲気温度の変化によらず、正確な位置決めによる高精度な実装と、同時に高生産性を実現できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に係る発明は、リニアスケールによる位置検出手段によって検出された位置情報により実装手段の位置補正を行う部品実装方法であって、前記リニアスケールは熱膨張係数の異なる2種の素材を用い、且つ、各リニアスケールは熱による伸縮の際、共通位置の固定された原点位置を中心に伸縮し、この伸縮した両リニアスケールを共通位置の検出位置で検出し、この両リニアスケールの検出情報の差分を求め、この差分から原点位置からの距離に比例して各位置のオフセット値を算出し、このオフセット値を実装手段の位置決めに用いることを特徴とする部品実装方法であり、請求項2に係る発明は、部品吸着及び部品装着の位置決め毎にオフセット値を算出し、このオフセット値の平均を算出し、実装手段の位置決めに用いる部品実装方法であり、また、請求項3に係る発明は、熱膨張係数の異なる2種のリニアスケールを用い、実装手段の部品吸着・装着時における位置補正を行う電子部品の実装方法において、回路基板を搬送する工程と、部品の吸着位置を計算する工程と、実装手段を吸着位置に移動する工程と、実装手段で部品供給部より部品を吸着し、同時に検出位置における2種のリニアスケール間の差分を検出し、差分により位置決めするためのオフセット値を算出・記憶する工程と、オフセット値に基づき、装着位置を計算する工程と、実装手段を装着位置に移動する工程と、実装手段で回路基板に部品を装着し、同時に予め定めた検出位置における2種のリニアスケール間の差分を検出し、差分により位置決めするためのオフセット値を算出・記憶する工程からなり、オフセット値により実装手段の位置補正を行うことを特徴とする電子部品の実装方法であり、電子部品実装機の設置雰囲気温度がそれぞれ別々の伸縮量となるという作用を有し、その差分を検出することによりオフセット値を正確に算出することを可能としたものである。
【0014】
また、前記2種のリニアスケールの別々の伸縮量を計測することで、ロボット部の伸縮による位置ずれの無い正確な位置決めを行うことができ、また生産性を低下することなく実装を行うことが可能となる。
【0015】
以下、本発明の実施の形態について、図1・図2・図3を用いて説明する。
(実施の形態1)
図2は、電子部品実装機の概観図で、従来例における説明を援用する。ただし、図2(b)においては、リニアスケール9は、1つしか示されていないが、本実施例においては、1つのロボット部4には、2つのリニアスケールが設けられている。この詳細説明は、図3にて後述する。
【0016】
図1は、本実施例のフローチャートである。図1を用いて、本実施例を説明する。
まず、回路基板6を搬送し(#11)、吸着位置を計算し(#12)、実装手段1を吸着位置に移動し(#13)、実装手段1が部品供給部3より部品を吸着する(#14)。このとき、同時にリニアスケールの計測を行い、オフセット値を算出・記憶する(#20)。この処理については、図3を用いて後述する。
【0017】
ついで、装着位置を計算し(#15)、実装手段1を装着位置に移動し(#16)、実装手段1が回路基板6へ部品を装着する(#17)。このとき、同時にリニアスケールの計測を行い、オフセット値を算出・記憶する(#20′)。この処理については、図3を用いて後述する。回路基板1枚のEOPでなければ、実装を繰り返し(#18)、生産終了でなければ、最初から処理を繰り返す(#19)。
【0018】
すなわち、従来例のようにマシンキャリブレーションを実装工程とは別工程として行うことなく、吸着・装着時に、同時並行してリニアスケールの計測を行い、オフセット値を算出・記憶するため、正確な位置決めとが可能となり、生産性を低下することなく正確に実装を行うことが可能となる。
ここで、図3を用いて、本実施例におけるオフセット値算出の原理を説明する。
【0019】
図3に示すように、ロボット部4には、2個のリニアスケール(9a,9b)が設けられている。各リニアスケールは、熱膨張係数が異なる素材で形成されている。また、原点位置は、熱による伸縮時にずれることがないように固定されている。各リニアスケールは、熱による伸縮の際、固定された原点を中心に伸縮する。以下、原点位置と1000mm位置に着目して説明する。
【0020】
図3(a)に基準温度での状態を示す。基準温度では、各リニアスケールの1000mm検出位置は、実際の1000mm位置を示している。
図3(b)に+10度Cでの状態を示す。
この状態においては、各リニアスケールは、それぞれ異なった伸長を示す。ここでは、リニアスケール9bの方が熱膨張係数が大きい。このとき、各リニアスケールの1000mm検出位置は、実際の1000mm位置よりも大きい位置となる。通常実装手段1の位置決めは、一方のリニアスケールに基づいて行われるが、本実施例においては、位置決め時に他方のリニアスケールの検出位置の検出ズレを計測する。この検出ズレは、基準温度より温度が高くなればより拡大し、基準温度より温度が低くなれば、逆方向により拡大する。すなわち、リニアスケールの検出位置の差分(検出ズレ)を検出することにより、実際の正確な位置に位置決めするためのオフセット値を算出することができる。
【0021】
また、リニアスケールの伸縮は原点位置を中心として、原点位置からの距離に比例するため、得られたオフセット値から、別の位置に位置決めする際のオフセット値を算出することも可能である。従って、図1のリニアスケールの計測工程(#20,#20′)において、毎回色々な位置において、リニアスケールの差分(検出ズレ)を検出することにより、各位置に対するオフセット値を算出することができる。このオフセット値は、原点位置からの距離に比例するため、オフセット値をそれぞれの位置に応じて換算し、各位置への位置決めに用いる。(#12,#15)
また、毎回の吸着・装着の位置決め毎にオフセット値を算出できるため、それらの平均を算出することにより、計測の誤差や、1回毎の位置決めのわずかな誤差によるリニアスケール検出ズレ誤差の影響を無くし、実装の精度を一層向上することができる。
【0022】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、熱膨張係数の異なる2種のリニアスケールを用い、別々の伸縮量を検出することにより、位置決めのためのオフセット値を算出するので、ロボット部において伸縮による位置ずれのない正確な位置決めを行うことができるなど、高精度な実装を可能とし、同時にオフセット算出のための余分な工程を必要としないため、高生産性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態による部品実装方法を示すフローチャートである。
【図2】(a)は電子部品実装機の概観図であり、(b)はロボット部の詳細図である。
【図3】(a)(b)は本発明の一実施の形態によるオフセット値算出の原理図である。
【図4】従来例の部品実装方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
#12 吸着位置計算工程
#13 実装手段移動工程
#14 部品吸着工程
#15 装着位置計算工程
#16 実装手段移動工程
#17 部品装着工程
#20 リニアスケール計測工程
#20′ リニアスケール計測工程[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a component mounting method in an electronic component mounter for inserting and mounting an electronic component on a circuit board (printed circuit board) or the like.
[0002]
[Prior art]
In electronic component mounting, as products become lighter, thinner and smaller and components become smaller, there is a need for higher precision in the positioning of electronic components when they are picked up and mounted. At the same time, improvement in productivity is also desired. Hereinafter, a conventional component mounting method will be described with reference to FIGS.
[0003]
FIG. 2A is an overview of the electronic component mounting machine.
In the figure,
[0004]
FIG. 2B is a detailed view of the robot unit 4. The mounting means 1 is moved and positioned by a
A component mounting method in the electronic component mounter configured as described above will be described below with reference to the flowchart of FIG.
[0005]
As a first determination process, if the temperature difference from the previous mounting is equal to or less than a certain value, the mounting process from # 31 is performed (# 30). That is, the
[0006]
By the way, in the above mounting method, not only the
[0007]
That is, if the temperature difference from the previous time is not less than a certain value (# 30), machine calibration is performed (# 40). Here, the machine calibration is to detect how much misalignment occurs when the mounting means 1 is positioned using various cameras and sensors, and store this as an offset value.
[0008]
This offset value is added when the suction position / mounting position of the mounting means 1 is calculated (# 32 / # 35), so that the movement to the suction position / mounting position is accurately and accurately positioned.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
This component mounting method requires high productivity as well as highly accurate positioning and mounting.
However, in the conventional component mounting method, a decrease in operation due to machine calibration is unavoidable, and in order to improve productivity, is it necessary to increase the temperature difference judgment value in # 30 and reduce the number of machine calibrations? Or, it was necessary to install an electronic component mounting machine in a temperature-controlled room. However, in the former case, the mounting accuracy is lowered, and in the latter case, there is a problem that capital investment increases.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a mounting method capable of realizing high accuracy of mounting by accurate positioning and at the same time high productivity.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention is a component mounting method in an electronic component mounting machine having a position detecting means such as a linear scale, and uses two types of linear scales having different thermal expansion coefficients, and between the two linear scales. The component mounting method is characterized in that an offset value for positioning is calculated by detecting a difference between detection positions.
[0012]
As a result, high-precision mounting by accurate positioning and high productivity can be realized at the same time regardless of changes in the installation atmosphere temperature of the electronic component mounting machine.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to
[0014]
In addition, by measuring the separate expansion / contraction amounts of the two types of linear scales, it is possible to perform accurate positioning without displacement due to expansion / contraction of the robot unit, and to perform mounting without reducing productivity. It becomes possible.
[0015]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3.
(Embodiment 1)
FIG. 2 is an overview of the electronic component mounting machine, and the description in the conventional example is cited. However, in FIG. 2B, only one
[0016]
FIG. 1 is a flowchart of this embodiment. The present embodiment will be described with reference to FIG.
First, the
[0017]
Next, the mounting position is calculated (# 15), the mounting means 1 is moved to the mounting position (# 16), and the mounting means 1 mounts a component on the circuit board 6 (# 17). At this time, the linear scale is simultaneously measured, and the offset value is calculated and stored (# 20 '). This process will be described later with reference to FIG. If it is not the EOP of one circuit board, the mounting is repeated (# 18). If the production is not finished, the process is repeated from the beginning (# 19).
[0018]
In other words, without performing machine calibration as a separate process from the mounting process as in the conventional example, the linear scale measurement is performed in parallel at the time of suction and mounting, and the offset value is calculated and stored. Therefore, it is possible to perform mounting accurately without reducing productivity.
Here, the principle of offset value calculation in the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0019]
As shown in FIG. 3, the robot unit 4 is provided with two linear scales (9a, 9b). Each linear scale is formed of materials having different thermal expansion coefficients. The origin position is fixed so that it does not shift during expansion and contraction due to heat. Each linear scale expands and contracts around a fixed origin when expanding and contracting by heat. Hereinafter, the description will be made focusing on the origin position and the 1000 mm position.
[0020]
FIG. 3A shows a state at the reference temperature. At the reference temperature, the 1000 mm detection position of each linear scale indicates the actual 1000 mm position.
FIG. 3B shows a state at +10 degrees C.
In this state, each linear scale exhibits a different extension. Here, the
[0021]
In addition, since the expansion and contraction of the linear scale is proportional to the distance from the origin position with the origin position as the center, it is also possible to calculate the offset value when positioning to another position from the obtained offset value. Therefore, in the linear scale measurement process (# 20, # 20 ′) in FIG. 1, the offset value for each position can be calculated by detecting the difference (detection deviation) of the linear scale at various positions each time. it can. Since the offset value is proportional to the distance from the origin position, the offset value is converted according to each position and used for positioning at each position. (# 12, # 15)
In addition, since the offset value can be calculated for each suction / mounting positioning, the average of these values can be used to measure the effects of measurement errors and linear scale detection error due to slight positioning errors. The mounting accuracy can be further improved.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the offset value for positioning is calculated by detecting separate expansion amounts using two types of linear scales having different thermal expansion coefficients. High-precision mounting is possible, for example, accurate positioning without misalignment is possible, and at the same time, an extra step for offset calculation is not required, so that high productivity can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a component mounting method according to an embodiment of the present invention.
2A is a schematic view of an electronic component mounting machine, and FIG. 2B is a detailed view of a robot unit.
3A and 3B are diagrams illustrating the principle of offset value calculation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a conventional component mounting method.
[Explanation of symbols]
# 12 Suction position
Claims (3)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05737896A JP3634053B2 (en) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | Component mounting method |
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JPH09246792A JPH09246792A (en) | 1997-09-19 |
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