JP4416899B2 - 部品の実装位置補正方法および表面実装機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、IC等の部品をプリント基板に装着するように構成された表面実装機の実装位置補正方法および同補正方法を実施可能な表面実装機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、部品吸着用のヘッドを有するヘッドユニットによりIC等の電子部品を部品供給部から吸着し、この部品を所定の作業用位置に位置決めされているプリント基板上に移送して装着するようにした表面実装機は一般に知られている。
【0003】
この種の表面実装機(以下、実装機という)では、構成がシンプルで信頼性が高く、しかも位置決めが独立した直線移動の組合わせによるため制御が容易であるといった理由から、ヘッドユニットの駆動手段として主にXYテーブルが採用されている。
【0004】
XYテーブルは、例えば基台上にY軸方向に延びる一対のレールが設けられ、これらレールにヘッドユニット支持部材が移動可能に装着されるとともに、このヘッドユニット支持部材にX軸方向に延びるレールが設けられ、このレールにヘッドユニットが移動可能に装着されている。そして、上記ヘッドユニット支持部材およびヘッドユニットがそれぞれ上記各レールに沿って駆動されることにより、ヘッドユニットがプリント基板の上方で平面的に移動するように構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような実装機では、XYテーブルの駆動誤差、該テーブルを構成する部材の熱膨張、経年劣化、あるいはヘッドユニット移動に伴う荷重位置の変動等が実装精度に影響を及ぼすことが知られている。
【0006】
そのため、これに対処すべく例えば基台上の特定位置にキャリブレーション用のマークを設け、これをヘットユニットに搭載したプリント基板認識用のカメラにより撮像、認識することにより、上記マークの位置(画像上での位置)と理論上(設計上)の位置とのずれ(誤差)を求め、この誤差を加味して部品実装時のヘッドユニットによる部品の実装位置(即ち、ヘッドユニットの移動目標位置)を補正するものが考えられている。
【0007】
しかし、XYテーブル各部の変形やその変形量は場所によって異なり、また、ヘッドユニットの移動による荷重位置の変動によっても変形位置等が異なるため、従来のように特定の一点で求めた誤差を加味して部品の実装位置を補正するだけでは部品を高精度で実装することは難しい。特に、上記のようなキャリブレーション用のマークは、通常、作業用位置とは別の場所に設けられるため、作業用位置に位置決めされているプリント基板上での部品の実装位置補正を正確に行うことは難しいという問題がある。そのため、この点の改善が望まれている。
【0008】
なお、XYテーブルの各構成部材の剛性を高めて部材の変形等を抑え、これにより上記誤差を軽減することも考えられるが、この場合には、装置が大型化したりコスト高を招く等の弊害があり望ましくない。
【0009】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ヘッドユニットによる部品実装位置の補正をより正確に行うことにより、基板に対してより高い精度で部品を実装できるようにすることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、X−Y平面上に移動可能に支持される部品装着用のヘッドユニットにより部品供給部から電子部品を取出し、この部品を所定の作業用位置に位置決めされた基板上に実装する際の実装位置の補正方法であって、通常の実装動作に先立ち、X−Y平面上での位置が既知である複数のマークをX軸方向およびY軸方向にそれぞれ延びるライン上に一定の間隔で記したダミー基板を作業用位置に位置決めし、この状態で、ヘッドユニットに搭載した撮像手段によりX軸方向およびY軸方向のそれぞれ一ライン上の各マークを撮像してその位置を検出するとともに、その検出位置とマークの理論上の位置との誤差を求め、X軸方向ライン上の複数位置についてそれぞれ上記誤差に対応する補正量を求めたXライン補正データと、Y軸方向ライン上の複数位置についてそれぞれ上記誤差に対応する補正量を求めたYライン補正データとを作成し、ヘッドユニットによる実装動作時には、上記Xライン補正データおよびYライン補正データに基づいてヘッドユニットによる部品の実装位置を補正するようにしたものである(請求項1)。
【0011】
この方法によると、ヘッドユニットの移動時に生じる誤差を複数の箇所で、しかも被実装基板を位置決めする作業用位置において求め、これらの誤差に基づいてヘッドユニットによる部品の実装位置を補正するため、該補正の信頼性が向上する。
【0012】
また、この方法によると、ヘッドユニットの移動時の誤差を少ないマークで広範囲に亘って求めることが可能となり、実装位置の補正を合理的に行うことができる。
【0013】
また、請求項1記載の部品の実装位置補正方法においては、X軸方向に配列されるマークのうち部品実装位置のX軸方向の位置に対応するマーク又はその近傍のマークにおける誤差と、Y軸方向に配列されるマークのうち部品実装位置のY軸方向の位置に対応するマーク又はその近傍のマークにおける誤差とに基づいてヘッドユニットによる部品の実装位置を補正するのが望ましい(請求項2)。
【0014】
このようにすれば、部品実装位置において現実に生じているヘッドユニットの移動誤差に近い誤差に基づいて部品の実装位置を補正することができるため、該補正の信頼性がさらに向上する。
【0015】
一方、本発明に係る表面実装機は、X−Y平面上に移動可能に支持される部品装着用のヘッドユニットにより部品供給部から電子部品を吸着し、所定の作業用位置に位置決めされた基板上に実装する表面実装機において、ヘッドユニットに搭載され、作業用位置に位置決めされている基板を撮像可能な撮像手段と、ヘッドユニットを駆動する駆動手段と、X−Y平面上での位置が既知である複数のマークをX軸方向およびY軸方向にそれぞれ延びるライン上に一定の間隔で記したダミー基板を作業用位置に位置決めした状態で、ヘッドユニットを移動させて撮像手段によりX軸方向およびY軸方向のそれぞれ一ライン上の各マークを撮像する準備動作と通常の実装動作とを選択的に実行すべく駆動手段を制御する制御手段と、準備動作において撮像手段により撮像されるマークの位置とそのマークの理論上の位置との誤差を求め、X軸方向のライン上に配列された複数のマークと、Y軸方向のライン上に配列された複数のマークとについてそれぞれ上記誤差に基づき補正量を演算する演算手段と、X軸方向のライン上に配列された複数のマークについての補正量であるXライン補正データとY軸方向のライン上に配列された複数のマークについての補正量であるYライン補正データとを記憶する記憶手段とを備え、制御手段が、通常の実装動作を実行するときには、上記記憶手段に記憶されているXライン補正データおよびYライン補正データに基づいてヘッドユニットによる部品の実装位置を補正するように構成されているものである(請求項3)。
【0016】
この表面実装機によると、準備動作時には、作業用位置にダミー基板が位置決めされた状態でヘッドユニットが移動し、撮像手段によるダミー基板上の各マークの撮像と、演算手段による誤差および補正量の演算と、記憶手段による補正データの記憶とが自動的に行われる。そして、通常の実装動作時には、上記補正データに基づいてヘッドユニットによる部品の実装位置が補正される。つまり、制御手段による制御の下、請求項1又は2に記載の方法が自動的に実行される。
【0017】
なお、請求項3記載の表面実装機において、ヘッドユニットに電子部品を実装するための上記基板に記される基板認識用のマークを撮像する基板認識用カメラが搭載される場合には、上記撮像手段として、この基板認識用カメラを兼用し(請求項4)、これにより構成を合理化するのが好ましい。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0019】
図1は参考例の表面実装機(以下、実装機と略す)の一例を概略的に示している。この図において、基台1上には、搬送ラインを構成するコンベア2が配置され、プリント基板3が上記コンベア2上を搬送されて所定の作業用位置で位置決めされた状態で停止されるようになっている。
【0020】
上記コンベア2の側方には、部品供給部4が配置されている。この部品供給部4は、例えば、多数列のテープフィーダー4aを備えており、各テープフィーダー4aは、それぞれIC、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されるとともに、テープ送り出し端には送り機構が具備され、後述のヘッドユニット5により部品がピックアップされるにつれてテープが間欠的に送り出されるようになっている。
【0021】
また、上記基台1の上方には、電子部品搭載用のヘッドユニット5が装備されている。このヘッドユニット5は、部品供給部4と上記作業用位置に位置決めされたプリント基板3とにわたって移動可能とされ、当参考例ではX軸方向(コンベア2の方向)およびY軸方向(水平面上でX軸と直交する方向)に移動することができるようになっている。
【0022】
すなわち、上記基台1上には、Y軸方向に延びる一対の固定レール7と、Y軸サーボモータ9により回転駆動されるボールねじ軸8とが配設され、上記固定レール7上にヘッドユニット支持部材11が配置されて、この支持部材11に設けられたナット部分12が上記ボールねじ軸8に螺合している。また、上記支持部材11には、X軸方向に延びるガイド部材13と、X軸サーボモータ15により駆動されるボールねじ軸14とが配設され、上記ガイド部材13にヘッドユニット5が移動可能に保持され、このヘッドユニット5に設けられたナット部分(図示せず)が上記ボールねじ軸14に螺合している。そして、Y軸サーボモータ9の作動によりボールねじ軸8が回転して上記支持部材11がY軸方向に移動するとともに、X軸サーボモータ15の作動によりボールねじ軸14が回転してヘッドユニット5が支持部材11に対してX軸方向に移動するようになっている。これによりヘッドユニット5がX−Y平面上で移動可能となっている。
【0023】
なお、上記Y軸サーボモータ9及びX軸サーボモータ15には、それぞれエンコーダからなる位置検出手段10,16が設けられており、これによってヘッドユニット5の作動位置検出が行われるようになっている。
【0024】
上記基台1には、さらにヘッドユニット5により吸着された部品の吸着状態を認識するための部品認識カメラ17が設けられ、部品吸着後、ヘッドユニット5がこの部品認識カメラ17の上方に移動することにより吸着部品が撮像されて部品の吸着状態が調べられるようになっている。
【0025】
上記ヘッドユニット5には、図示を省略しているが部品吸着用のノズルを先端に備えた吸着ヘッドが設けられている。この吸着ヘッドは、ヘッドユニット5のフレームに対してZ軸方向(上下方向)の移動及びR軸(ノズル中心軸)回りの回転が可能とされ、図外のZ軸サーボモータ及びR軸サーボモータにより駆動されるようになっている。また、上記ノズルは、バルブ等を介して負圧供給手段に接続されており、必要時には、部品吸着用の負圧がノズル先端に供給されるようになっている。
【0026】
さらに、上記ヘッドユニット5の側方部には基板認識カメラ18(撮像手段)が取付けられている。この基板認識カメラ18は、実装動作時にプリント基板3の表面に付されたフィデューシャルマークを撮像するもので、このマークの検出に基づいてヘッドユニット5とプリント基板3の相対位置が検知されるようになっている。また、通常の実装動作に先立って行われる後記準備処理(準備動作)において、ダミー基板30上に記されるマーク32を撮像するようになっている。
【0027】
図2は、上記実装機の制御系をブロック図で示している。
【0028】
上記実装機は、論理演算を実行する周知のCPU、そのCPUを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するROMおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するRAM等から構成される制御装置20を有している。
【0029】
この制御装置20は、主制御手段21、ドライバ22、画像処理手段23、演算手段24および記憶手段25等を含んでいる。
【0030】
主制御手段21は、実装機の動作を統括的に制御するもので、予め記憶されたプログラムに従って通常の実装動作を実行すべくヘッドユニット5等の駆動を制御するとともに、この実装動作を開始するに先立って後述する準備処理を行うべく上記ヘッドユニット5等の駆動を制御するものである。特に、実装動作時には、準備処理において求められる補正量Δに基づいてヘッドユニット5による部品装着位置の補正を行うべくヘッドユニット5を駆動制御する。
【0031】
上記ドライバ22は、ヘッドユニット5の駆動を制御するもので、上記X軸、Y軸等の各サーボモータ15,9やそれらの位置検出手段16、10等がこのドライバ22に接続されている。そして、実装動作時やその準備処理時には、このドライバ22を介して上記サーボモータ15等の駆動が上記主制御手段21により統括的に制御されるようになっている。
【0032】
上記画像処理手段23は、部品認識カメラ17(図2では示さず)および基板認識カメラ18から出力される画像信号に所定の画像処理を施すものである。
【0033】
上記演算手段24は、準備処理時において基板認識カメラ18により撮像される後記ダミー基板30上のマーク32の画像上での位置を求め、このマーク位置と理論上のマーク32の位置とのずれ(誤差)を演算するとともに、この誤差に基づいて該マーク位置における部品実装時の補正量Δ(即ち、該マーク位置に部品を実装する場合のヘッドユニット5による移動目標位置に対する補正量)を演算するものである。
【0034】
上記記憶手段25は、上記ダミー基板30の各マーク32について演算手段24で求められた補正量Δを記憶するもので、各マーク32に対応付けて上記補正量Δを記憶するように構成されている。
【0035】
ここで、上記実装機において行う実装前の準備処理について説明する。
【0036】
この実装機では、通常の実装動作を開始するに先立ち、準備処理として、複数のマークを表面に記したダミー基板をコンベア2の上記作業用位置に位置決めし、この状態でヘッドユニット5を移動させて各マークを基板認識カメラ18により撮像して認識することにより、ヘッドユニット5による部品実装位置を補正するためのデータ(補正量Δ)を求める処理を行う。以下、詳述する。
【0037】
図3に示すように上記ダミー基板30は、例えば当実装機において対象となる最大サイズのプリント基板3と同サイズおよび同形状のガラス基板からなり、その表面には、同図に示すように全面に亘って多数のマーク32がマトリクス状に記されている。具体的には、ダミー基板30をコンベア2の上記作業用位置に位置決めした状態で、Y軸方向にN行、X軸方向にM列のマーク32がX軸、Y軸方向に一定間隔で基板表面に記されており、準備処理では、このダミー基板30を通常のプリント基板3と同様に上記作業用位置に位置決めした状態で、各マーク32を順次基板認識カメラ18により撮像し、上記画像処理手段23においてその画像データに所定の処理を施して各マークを認識する。そして、上記演算手段24においてマーク32の画像上の位置(X−Y座標上での位置;以下、撮像位置という)と各マークの理論(設計)上の位置(X−Y座標上での位置;以下、理論位置という)とのずれ、つまり該マーク位置におけるヘッドユニット5の移動誤差を求めるとともに、この誤差に基づいて実装時の補正量、すなわち該マーク位置に部品を実装するとした場合のX−Y座標上におけるヘッドユニット5の移動目標位置に対する補正量Δを求め、この補正量Δを各マーク32に対応付けて記憶手段25に記憶するようにしている。
【0038】
上述のような準備処理は、主制御手段21による制御の下、例えば図4に示すフローチャートに従って自動的に行われる。
【0039】
すなわち、ダミー基板30を作業用位置に位置決めした状態でオペレータが図外の入力手段を操作すると、準備処理の開始信号が上記主制御手段21に入力され、この信号入力に基づいて最初の認識マーク位置を指示するマトリクスデータ(n,m)に初期値n=1,m=1がセットされる(ステップS1)。
【0040】
初期値がセットされると、最初のマーク32、すなわち第1行第1列目のマーク32の上方に基板認識カメラ18が配置されるようにヘッドユニット5が移動して該マーク32が撮像・認識されるとともに、このマーク32の撮像位置と理論位置との誤差が求められ、この誤差に基づいて該マーク位置における補正量Δ(ΔX11,ΔY11)が求められる(ステップS2,S3)。
【0041】
次いで、m=Mか否か、すなわちダミー基板30に記された第1行の全てのマーク32の認識および補正量Δの演算が完了したか否かが判断され、ここで完了していないと判断された場合には、マトリクスデータ(n,m)のうち列に関するデータがインクリメントされてステップS2にリターンされる(ステップS7)。これにより次列のマーク32(すなわち、第1行、第2列に位置するマーク32)の認識および補正量Δ(ΔX12,ΔY12)の演算が行われる。
【0042】
こうしてステップS2〜S4およびステップS7の処理が繰り返されることにより、ダミー基板30のマーク32のうち、第1行目の残りの各マーク32の撮像・認識が順次行われるとともに、これらのマーク32に基づく補正量Δの演算が順次行われる。
【0043】
第1行目の全てのマーク32についての補正量Δの演算が完了すると(ステップS4でYES)、次いで、n=Nか否か、すなわち第N行目の全てのマーク32についてその認識および補正量Δの演算が完了したか否かが判断され、ここで完了していないと判断された場合には、マトリクスデータ(n,m)のうち行に関するデータがインクリメントされるとともに列に関するデータに初期値m=1がセットされてステップS2にリターンされる(ステップS5,S6)。これによりダミー基板30に記されたマーク32のうち、第2行目の各マーク32の撮像・認識が順次行われるとともに、各マーク32に基づく補正量Δの演算が順次行われる。
【0044】
こうしてステップS2〜ステップS6及びステップS7の処理が繰り返されて最終的に第N行の全てのマーク32の認識および補正量Δの演算が完了すると(ステップS5でYES)、ステップS8に移行され、ステップS3で求められた各補正量Δと対応する各マーク32とが例えば図5に示すようなテーブルデータとして上記記憶手段25に記憶される(ステップS8)。
【0045】
これにより準備処理が完了し、ダミー基板30がコンベア2から取り除かれることにより通常の実装動作が可能な状態となる。
【0046】
次に、以上のように構成された実装機の通常の実装動作について説明する。
【0047】
上記実装機おいて実装動作が開始されると、まず、プリント基板3がコンベア2に沿って搬入され、上記作業用位置に位置決めされる。そして、これと略同時に、ヘッドユニット5が部品供給部4の上方に配置され、吸着ヘッドの昇降動作に伴いテープフィーダー4aから実装部品が吸着されて取出される。
【0048】
次いで、ヘッドユニット5の移動に伴い吸着部品が部品認識カメラ17の上方に配置され、部品認識カメラ17により吸着部品の撮像が行われるとともにその画像データに基づいて部品の吸着状態が調べられる。
【0049】
そして、ヘッドユニット5の移動に伴い吸着部品がプリント基板3の所定実装位置上方に配置され、上記吸着ヘッドが昇降駆動されることにより吸着部品がプリント基板3上に実装されることとなる。
【0050】
このような実装動作において、吸着部品が所定実装位置上方に配置される際には、主制御手段21において、部品の実装位置(X−Y座標上での位置)と上記準備処理におけるマーク32の位置(X−Y座標上での理論位置)とが比較され、部品の実装位置に対応する(一致する)マーク32が存在するか否かが調べられ、一致するマーク32が存在する場合には、記憶手段25に記憶されている上記テーブルデータから該マーク32における上記補正量Δが主制御手段21に読み出され、この補正量Δと部品の吸着状態等とに基づいてヘッドユニット5の移動目標位置が補正される。一方、部品の実装位置に対応するマーク32が存在しない場合には、部品の実装位置に最も近いマーク32が選択され、そのマーク32における補正量Δが主制御手段21に読み出され、この補正量Δと部品の吸着状態等とに基づいてヘッドユニット5の移動目標位置が補正される。
【0051】
なお、実装位置に近い複数のマークにおける補正量Δから補間演算で実装位置に対する補正量を求めてもよい。
【0052】
該部品の実装が完了すると、次の部品を実装すべくヘッドユニット5が部品供給部4に移動し、これによりヘッドユニット5による部品実装動作の1サイクルが終了する。
【0053】
以上のような実装機によれば、上述のようにダミー基板30を用いて作業用位置における複数箇所でのヘッドユニット5の移動誤差を調べるとともにその位置における補正量Δを予め求めておき、通常の実装動作時には、上記複数箇所のうち部品実装位置に対応するマーク32又はその近傍のマーク32における補正量Δに基づいてヘッドユニット5による部品の実装位置を補正するので、部品実装位置で現実に生じている移動誤差又はそれに極めて近い誤差に基づいて部品実装位置の補正が行われることとなる。そのため、ヘッドユニット5の移動による荷重位置の変動や、固定レール7等の構成部材の場所による変形量の違いが十分に加味される。従って、作業用位置とは別の箇所に設けた一のキャリブレーション用のマークの認識に基づいてヘッドユニットによる部品実装位置を補正していた従来の実装機に比べると、部品実装位置の補正についての信頼性が高く、実装精度をより高めることができるという効果がある。
【0054】
また、上記実装機では、最大サイズのプリント基板3と同サイズ、同形状で、その全面に亘って多数のマーク32を記したダミー基板30を用いて準備処理を行うようにしているので、該実装機において対象となる全サイズのプリント基板3について部品実装位置の補正を正確に行うことができるという効果がある。
【0055】
さらに、ダミー基板30上にマーク32が規則的(マトリクス状)に記されていて、例えば各マーク32に関する誤差の傾向(規則性)を容易に調べることが可能なので、このような誤差の傾向を調べて部品の実装位置を補正することにより、例えば部品の実装位置とマーク32の位置とが一致しない場合でも部品実装位置の補正を正確に行うことが可能になるという効果がある。
【0056】
次に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0057】
この実施の形態に係る実装機は、準備処理の内容およびヘッドユニット5による部品実装位置の補正方法が上記参考例の実装機と相違している。
【0058】
すなわち、本実施の形態では、準備処理におけるマーク32の認識および補正量Δの演算はダミー基板30の各マーク32のうち第1行の各マーク32と第1列の各マーク32についてのみ行われ、また、ヘッドユニット5による部品実装位置の補正もこれら一部のマーク32についての補正量Δに基づいて行われるようになっている。以下、本実施の形態に係る準備処理および実装動作について詳述する。
【0059】
この実施の形態では、主制御手段21による制御の下、例えば図6に示すフローチャートに従って準備処理が自動的に行われる。
【0060】
すなわち、ダミー基板30が作業用位置に位置決めされてオペレータの操作により準備処理の開始信号が上記制御装置20に入力されると、最初の認識マーク位置を指示するマトリクスデータ(n,m)に初期値n=1,m=1がセットされる(ステップS11)。
【0061】
初期値がセットされると、最初のマーク32、すなわち第1行第1列目のマーク32の上方に基板認識カメラ18が配置されるようにヘッドユニット5が移動して該マーク32が撮像・認識される(ステップS12)。そして、このマーク32の撮像位置と理論位置との誤差が求められ、この誤差に基づいて補正量Δ(ΔX11,ΔY11)が求められる(ステップS13)。
【0062】
次いで、m=Mか否か、すなわちダミー基板30に記された第1行の全てのマーク32の認識および補正量Δの演算が完了したか否かが判断され、ここで完了していないと判断された場合には、マトリクスデータ(n,m)のうち列に関するデータがインクリメントされてステップS12にリターンされる(ステップS14,S20)。これにより次列のマーク32(すなわち、第1行第2列に位置するマーク32)の認識および補正量Δ(ΔX12,ΔY12)の演算が行われる。
【0063】
そして、ステップS12〜S14およびステップS20の処理が繰り返されることにより、ダミー基板30のマーク32のうち、第1行目の他のマーク32の撮像・認識が順次行われるとともに、これらのマーク32に基づく補正量Δの演算が順次行われる。
【0064】
第1行目の全てのマーク32についての補正量Δの演算が完了すると(ステップS14でYES)、次いで、マトリクスデータ(n,m)のうち行に関するデータがインクリメントされるとともに列に関するデータに初期値m=1がセットされる(ステップS15)。
【0065】
これにより第2行第1列目のマーク32の上方に基板認識カメラ18が配置されて該マーク32が撮像・認識されるとともに補正量Δ(ΔX21,ΔY21)の演算が行われる(ステップS16,S17)。
【0066】
次いで、n=Nか否かが判断され、すなわちダミー基板30に記された第N行第1列のマーク32の認識および補正量Δの演算が完了したか否かが判断され、ここで完了していないと判断された場合にはステップS15にリターンされる(ステップS18)。これにより次行のマーク32(すなわち、第3行第1列に位置するマーク32)の認識および補正量Δ(ΔX31,ΔY31)の演算が行われる。
【0067】
こうしてステップS15〜ステップS18の処理が繰り返し行われて最終的に第N行第1列のマーク32の認識および補正量Δの演算が完了すると(ステップS18でYES)、ステップS19に移行され、ステップS13およびステップS17において求められた各補正量Δとこれに対応する各マーク32とが例えば図7に示すようなテーブルデータとして上記記憶手段25に記憶される。つまり、X軸方向ライン上(1行目のマークが配列されたライン上)の複数の位置(M個の位置)についてそれぞれ誤差に対応する補正量を求めたXライン補正データ(図7の上段側の補正データ)と、Y軸方向ライン上(1列目のマークが配列されたライン上)の複数の位置(N個の位置)についてそれぞれ誤差に対応する補正量を求めたYライン補正データ(図7の下段側の補正データ)とが記憶される。
【0068】
これにより準備処理が完了し、ダミー基板30がコンベア2から取り除かれることにより通常の実装動作が可能な状態となる。
【0069】
一方、この実施の形態に係る実装機の通常の実装動作は、基本的には参考例の実装動作と共通しているが、ヘッドユニット5による部品の実装位置の補正が次のように行われる点で相違している。
【0070】
すなわち、ヘッドユニット5による部品吸着後、主制御手段21において、部品の実装位置の座標が調べられる。そして、上記Xライン補正データの中から実装位置のX座標に対応する位置についての補正量Δが読み出されるとともに、上記Yライン補正データの中から実装位置のY座標に対応する位置についての補正量Δが読み出され、これらが加え合わされることで実装位置に対する補正量Δが求められる。例えば、実装位置の座標が(Xm,Yn)であれば(図3参照)、Xライン補正データの中から補正量Δ(ΔX1m,ΔY1m)が、またYライン補正データの中から補正量Δ(ΔXn1,ΔYn1)がそれぞれ読み出されて実装位置に対する補正量Δnm(ΔX,ΔY)が次の式から求められる。
【0071】
ΔX=ΔX1m+ΔXn1
ΔY=ΔY1m+ΔYn1
つまり、ヘッドユニット5の移動はX軸方向の直線移動とY軸方向の直線移動の組合わせによるものであるため、準備処理で認識したマーク32(図3中の破線で囲んだ部分のマーク)以外のマーク位置における移動誤差(補正量Δ)については、準備処理で求めた第1行の各マーク32のうち部品装着位置のX軸方向の位置に対応するマーク32の補正量Δと、第1列の各マーク32のうち部品装着位置のY軸方向の位置に対応するマーク32の補正量Δとに基づいて該マーク位置の補正量Δを近似することが可能である。従って、この実施の形態では、準備処理で認識したマーク32以外のマークに対応する位置については、上記の式により補正量Δを求めている。
【0072】
なお、実装位置のX座標がXライン補正データの中のいずれの位置とも合致しない場合は、同ライン中で実装位置のX座標に近い位置の補正量Δを読み出し、あるいは補間演算で補正量Δを求めるようにすればよく、実装位置のY座標がYライン補正データの中のいずれの位置とも合致しない場合も同様にすればよい。
【0073】
このような実施の形態の実装機の場合によると、一部のマーク32の認識に基づいて他のマークに対応する位置における補正量Δを近似するため、準備処理において認識するマーク32の数が少なくて済む。従って、広い範囲に亘って上記補正量Δを求めるようにしながらも、準備処理に要する時間を短縮することができるという効果がある。
【0074】
なお、この例では、説明の便宜上、参考例のダミー基板30をそのまま使用しているが、当例では上述のように実際に認識するマーク32は第1行の各マーク32と第1列の各マーク32だけなので、ダミー基板30としては、準備処理で認識するマーク32以外のマーク32を省略したダミー基板30を用いるようにしてもよい。
【0075】
また、この例では、実装動作に上記各式に基づいて補正量Δを求めるようにしているが、例えば、準備処理の段階で予め全てのマーク32における補正量Δを求めて例えば図5に示すようなテーブルデータとして記憶手段25に記憶しておき、部品の実装位置に基づいて該データを主制御手段21に読み出すように構成してもよい。
【0076】
ところで、以上説明した実施の形態の実装機は、本発明に係る表面実装機の一部の例であって、部品実装位置の具体的な補正方法や、実装機の具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【0077】
例えば、上記実施の形態では、準備動作において、ダミー基板30の各マーク位置における補正量Δを求めてその値を記憶手段25に記憶するようにしているが、勿論、各マーク位置におけるヘッドユニット5の移動誤差を記憶しておき、通常の実装時には、逐次この誤差に基づいて補正量Δを演算するようにしてもよい。
【0078】
また、上記実施の形態では、最大サイズのプリント基板に対応する一枚のダミー基板30を用いて準備処理を行っているが、小サイズのダミー基板30を用い、該ダミー基板30の位置を移動させながら複数回の準備処理を実行するようにしてもよい。例えば、図8(a)に示すような範囲41内で補正量Δを求める場合には、同図(b)に示すような小サイズの2枚の単位基板40a,40bを組合わせたダミー基板40を構成し、同図の実線に示す位置と一点鎖線に示す位置とにダミー基板40の位置を変えて準備処理を行い、各準備処理においてダミー基板40の重複する部分の各マーク32における誤差に基づいて上記範囲41の全体について上記補正量Δを求めるようにしてもよい。このようにすれば、小サイズのダミー基板で広い範囲に亘って上記補正量Δを求めることができ合理的であるとともに、ダミー基板の製作性が向上するという効果がある。
【0079】
また、上記実施の形態では、ダミー基板30の各マーク32を撮像する手段として、プリント基板3上のフィデューシャルマークを撮像する基板認識カメラ18を兼用しているが、別途、専用の撮像手段を設けるようにしてもよい。この場合、例えば、2つのカメラでそれぞれマーク32を撮像するようにすれば、ヘッドユニット5の傾き(R軸回りの傾き)を検知することが可能となるため、この傾きをさらに考慮して部品の実装位置を補正することでより正確な部品装着位置の補正が可能となる。
【0080】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の実装位置の補正方法によると、ヘッドユニットの移動時に生じる誤差を複数の箇所で、しかも電子部品を実装するための基板を位置決めする作業用位置において求め、これらの誤差に基づいてヘッドユニットによる部品の実装位置を補正するようにしたので、作業用位置から離れた位置に設けられる一のマークに基づいてヘッドユニットの移動時の誤差を求め、この誤差に基づいて部品の実装位置を補正する従来の方法に比べると該補正の信頼性が著しく向上する。従って、基板に対してより高い精度で部品を実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例の表面実装機を示す平面略図である。
【図2】 表面実装機の制御系を示すブロック図である。
【図3】 ダミー基板を示す平面略図である。
【図4】 準備処理の制御を示すフローチャートである。
【図5】 テーブルデータを示す図(表)である。
【図6】 本発明の実施の形態に係る表面実装機の準備処理の制御を示すフローチャートである。
【図7】 テーブルデータを示す図(表)である。
【図8】 準備処理の他の方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
2 コンベア
3 プリント基板
4 部品供給部
5 ヘッドユニット
7 固定レール
8,14 ボールねじ軸
9 Y軸サーボモータ
10,16 位置検出手段
11 支持部材
13 ガイド部材
15 X軸サーボモータ
18 基板認識カメラ
20 制御装置
21 主制御手段
22 ドライバ
23 画像処理手段
24 演算手段
25 記憶手段
Claims (4)
- X−Y平面上に移動可能に支持される部品装着用のヘッドユニットにより部品供給部から電子部品を取出し、この部品を所定の作業用位置に位置決めされた基板上に実装する際の実装位置の補正方法であって、通常の実装動作に先立ち、上記X−Y平面上での位置が既知である複数のマークをX軸方向およびY軸方向にそれぞれ延びるライン上に一定の間隔で記したダミー基板を上記作業用位置に位置決めし、この状態で、上記ヘッドユニットに搭載した撮像手段によりX軸方向およびY軸方向のそれぞれ一ライン上の上記各マークを撮像してその位置を検出するとともに、その検出位置とマークの理論上の位置との誤差を求め、X軸方向ライン上の複数位置についてそれぞれ上記誤差に対応する補正量を求めたXライン補正データと、Y軸方向ライン上の複数位置についてそれぞれ上記誤差に対応する補正量を求めたYライン補正データとを作成し、上記ヘッドユニットによる実装動作時には、上記Xライン補正データおよびYライン補正データに基づいて上記ヘッドユニットによる部品の実装位置を補正することを特徴とする部品の実装位置補正方法。
- 請求項1記載の部品の実装位置補正方法において、X軸方向に配列される上記マークのうち部品実装位置のX軸方向の位置に対応するマーク又はその近傍のマークにおける上記誤差と、Y軸方向に配列される上記マークのうち部品実装位置のY軸方向の位置に対応するマーク又はその近傍のマークにおける上記誤差とに基づいて上記ヘッドユニットによる部品の実装位置を補正することを特徴とする部品の実装位置補正方法。
- X−Y平面上に移動可能に支持される部品装着用のヘッドユニットにより部品供給部から電子部品を吸着し、所定の作業用位置に位置決めされた基板上に実装する表面実装機において、上記ヘッドユニットに搭載され、上記作業用位置に位置決めされている基板を撮像可能な撮像手段と、上記ヘッドユニットを駆動する駆動手段と、上記X−Y平面上での位置が既知である複数のマークをX軸方向およびY軸方向にそれぞれ延びるライン上に一定の間隔で記したダミー基板を上記作業用位置に位置決めした状態で、上記ヘッドユニットを移動させて上記撮像手段によりX軸方向およびY軸方向のそれぞれ一ライン上の上記各マークを撮像する準備動作と通常の実装動作とを選択的に実行すべく上記駆動手段を制御する制御手段と、上記準備動作において上記撮像手段により撮像されるマークの位置とそのマークの理論上の位置との誤差を求め、X軸方向のライン上に配列された複数のマークと、Y軸方向のライン上に配列された複数のマークとについてそれぞれ上記誤差に基づき補正量を演算する演算手段と、X軸方向のライン上に配列された複数のマークについての補正量であるXライン補正データとY軸方向のライン上に配列された複数のマークについての補正量であるYライン補正データとを記憶する記憶手段とを備え、上記制御手段は、通常の実装動作を実行するときには、上記記憶手段に記憶されているXライン補正データおよびYライン補正データに基づいて上記ヘッドユニットによる部品の実装位置を補正することを特徴とする表面実装機。
- 請求項3記載の表面実装機において、上記撮像手段は、電子部品を実装するための上記基板に記される基板認識用のマークを撮像する基板認識用カメラであることを特徴とする表面実装機。
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JP7083966B2 (ja) * | 2019-05-30 | 2022-06-13 | ヤマハ発動機株式会社 | 部品実装管理装置、部品実装管理方法、部品実装管理プログラム、記録媒体 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10423128B2 (en) | 2012-05-14 | 2019-09-24 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Working apparatus for component or board and component mounting apparatus |
KR101472434B1 (ko) * | 2012-09-07 | 2014-12-12 | 야마하하쓰도키 가부시키가이샤 | 전자 부품 실장 장치 및 실장 위치 보정 데이터 작성 방법 |
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