JP4456738B2

JP4456738B2 - Electrical component mounting position correction method and apparatus

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Publication number: JP4456738B2
Application number: JP2000242714A
Authority: JP
Inventors: 淳飯阪
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 1999-08-18
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: JP2001127497A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板に電気部品を装着する装着方法に関し、特に、プリント配線板の寸法・位置決め誤差に対する装着位置の補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板が理想的な形状である場合の電気部品の装着位置は予め定めることができるが、プリント配線板が電気部品を装着する装着工程以前の工程において、製造誤差や熱等によるゆがみ等によって寸法誤差が生じている場合には、装着位置を補正することが必要になる。プリント配線板には、各電気部品を装着すべき位置に導体パターン（ランド，パッド）が形成されているが、プリント配線板に寸法誤差や位置決め誤差が生じれば、当然導体パターンの位置にも誤差が生じ、それに応じて装着位置を補正しなければ、電気部品の電極が導体パターンからずれてしまうからである。このプリント配線板の寸法誤差に応じた電気部品の装着位置の補正の一例が、特開平８−２３６９９７号公報に記載されている。この方法においては、４つの基準点を頂点とする四辺形の４辺のうち互いに対向する２組の対辺をそれぞれ同じ分割比で分割し、かつ、装着位置を通過する２本の直線を算出し、それら２直線により４辺が分割される場合の分割比と４つの基準点の実際の位置とに基づいて装着位置を補正する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および発明の効果】
しかし、従来の方法においては、そのような分割比で４辺を分割する２直線を求める計算が複雑となり、１回の処理にかかる時間が長くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、以上の事情を背景とし、プリント配線板の変形と位置ずれとの両方に対する装着位置の補正を一挙にかつ簡単に行い得るようにすることを課題として為されたものであり、本発明によって、下記各態様の装着位置補正方法が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴やそれらの組合せが以下の態様に限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、常にそれら事項をすべて一緒に採用しなければならないわけではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
（１）プリント配線板の寸法誤差および位置決め誤差に応じて電気部品を装着すべき装着位置を補正する装着位置補正方法であって、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想装着位置取得工程と、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板における前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出工程と、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出工程と、
その実分割点位置算出工程において位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出工程と
を含む電気部品装着位置補正方法（請求項１）。
本項に記載の方法においては、２本の基準線を４つの基準点の位置とは無関係に設定するとともに、それら基準線と４辺との交点により４辺を分割する際の分割比を各辺について求めることとした。これにより、前述の方法に比較して計算が単純になった。さらに、理想基準線を座標軸と平行に設定することにより、理想基準線と４辺との交点のＸ−Ｙ座標の少なくとも一方が理想装着位置の座標と同一となり、それに基づいて他方の座標も容易に求めることができる。
なお、分割比は内側分割比であっても外側分割比であってもよい。換言すれば、理想装着位置が、４つの基準点を頂点とした四辺形の内側にあっても外側にあっても、同様に分割比を取得すれば実分割点位置を算出し、実基準線の交点を実装着位置として算出することができるのである。ただし、理想装着位置が４つの基準点を頂点とした四辺形の外側にある場合は、「四辺形の４つの辺」は各辺の延長線を含むものとする。ここで、内側分割比とは、辺をそれの間の点において分割して２つの辺要素とした場合に、それら辺要素同士の長さの比であるいわゆる内分比と、２つの辺要素のうちの一方である辺要素と辺全体との長さの比である内側辺要素比とを包含するものとする。同様に、外側分割比は、辺の延長線上に分割点をとる場合に、辺の一方の端から分割点までの距離と分割点から辺の他方の端までの距離との比であるいわゆる外分比と、分割点から辺の一方の端までの距離と辺全体の長さとの比である外側辺要素比とを包含するものとする。なお、分割比が外側分割比である場合は、その値が正であるか負であるかにより、分割点が辺のいずれの側に位置するかを取得する。
また、分割比は、予め各装着位置について算出され、記憶手段に記憶されている値を読み出して取得することとしたり、１回の実行ごとに演算により取得することとしたり、または、同じ装着位置について最初の実行において取得した値を記憶手段に記憶させ、２回目以降の実行においてはその記憶値を使用したりすることができる。
（２）前記実装着位置算出工程が、前記実装着位置の前記理想装着位置からのずれを装着位置補正量として算出する装着位置補正量算出工程を含む (1)項に記載の電気部品装着位置補正方法。
装着位置補正量を算出すれば、予め定められて装着プログラムに組み込まれている理想装着位置のデータあるいは装着ヘッドの移動量のデータに、装着位置補正量を加算することによって、電気部品をプリント配線板の導体パターン上に正確に装着することができる。
（３）前記実装着位置算出工程が、前記実基準線の前記理想基準線に対する傾きに基づいて、前記実際のプリント配線板の上面に平行な平面内における電気部品の装着角を補正する装着角補正工程を含む (1)項または (2)項に記載の電気部品装着位置補正方法。（請求項２）。
本項に記載の方法においては、装着位置だけでなく装着角をも補正することができるので、寸法・位置決め誤差に一層精密に対処することができる。装着角の補正は、例えば、予め選択されたいずれか一方の実基準線の、それに対応する理想基準線に対する傾きに基づいて補正してもよいし、例えば次項におけるように、両方の傾きに基づいて補正してもよい。
（４）前記装着角補正工程が、前記２本の実基準線の前記理想基準線に対するそれぞれの傾き角の平均値を補正角として算出し、その補正角だけ前記装着角を補正する (3)項に記載の電気部品装着位置補正方法。
（５）前記実基準点位置検出工程が、
前記実基準点位置の前記理想基準点位置に対する位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出工程を含み、前記実基準点位置が、前記理想基準点位置と位置ずれ量との和として検出される (1)項ないし (4)項に記載の装着位置補正方法。
実基準点の位置を理想基準点位置に対するずれとして認識するのではなく、単なる座標として認識してもよい。
（６）電気部品を、プリント配線板の電気部品を装着すべき装着位置に装着するマウント装置と、
そのマウント装置を制御する制御装置と、
前記電気部品が装着されるべきプリント配線板を撮像する撮像装置と、
を含む電気部品装着装置において、
前記制御装置が、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想相対位置取得手段と、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板の、前記撮像装置により取得される画像情報に基づいて、前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出手段と、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出手段と、
その実分割点位置算出工程において位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出手段と
を含むことを特徴とする電気部品装着装置。（請求項３）。
本項に記載の電気部品装着装置においては、 (2)項〜 (5)項に記載の特徴のうち少なくとも１つを適用することができる。
（７）プリント配線板の寸法・位置決め誤差に応じて電気部品を装着すべき装着位置を補正する装着位置補正装置であって、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想相対位置取得手段と、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板の、前記撮像装置により取得される画像情報に基づいて、前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出手段と、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出手段と、
その実分割点位置算出工程において位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出手段と
を含むことを特徴とする電気部品装着装置。
（８）プリント配線板の寸法・位置決め誤差に応じて電気部品を装着すべき装着位置を補正する装着位置補正装置であって、
プリント配線板を撮像する撮像装置と、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想相対位置取得手段と、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板の、前記撮像装置により取得される画像情報に基づいて、前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出手段と、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出手段と、
その実分割点位置算出工程において位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出手段と
を含むことを特徴とする電気部品装着装置。
（９）プリント配線板の寸法誤差および位置決め誤差に応じて、電気部品を装着すべき装着位置を補正するための装着位置補正データを取得するために、コンピュータにより実行されるプログラムであって、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想相対位置取得ステップと、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板における前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出ステップと、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出ステップと、
その実分割点位置算出工程において位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出ステップと
を含む装着位置補正プログラムがコンピュータにより読み取り可能に記録された記録媒体（請求項４）。
本項に記載の装着位置補正プログラムにおいては、 (2)項〜 (5)項に記載の特徴のうち少なくとも１つを適用することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の１つである電気部品装着装置１０を図１および図２に基づいて説明する。
図２は、本電気部品装着装置１０の概略的な構成を示す図である。電気部品装着装置１０は、装着されるべき電気部品１２を吸着して、部品装着位置に移動させる装着ヘッド１４を有する。電気部品装着装置１０は、それの各アクチュエータを駆動する複数の駆動回路を備えた駆動装置１６に接続され、その駆動装置１６は、それを制御して電気部品装着装置１０の動作を制御する制御装置１８に接続されている。制御装置１８は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたコンピュータ２０を主体として構成されている。駆動装置１６は、さらに、プリント配線板２２を水平方向に移動させるともに、設定位置に位置決めする配線板支持装置２４の各アクチュエータに接続されている。設定位置は、プリント配線板２２上の電気部品１２を装着すべき位置である装着位置が、電気部品１２を保持して一定の部品装着位置にある装着ヘッド１４の真下に位置する結果となる位置である。配線板支持装置２４に支持されたプリント配線板２２を撮像する撮像装置としてのカメラ２６が設けられている。カメラ２６は、配線板支持装置２４の上方に図示しない固定部材により固定的に設けられている。カメラ２６は制御装置１８に接続され、プリント配線板２２を撮像して得られた画像情報を制御装置１８に伝達する。
なお、プリント配線板２２がほぼ一定の設定位置に位置決めされ、装着ヘッド１４がそのプリント配線板２２の表面に平行な平面内において予め定められた複数の部品装着位置へ移動させられるタイプの電気部品装着装置においては、カメラ２６を、装着ヘッド１４と一体的に移動可能に設けてもよい。
【０００６】
さらに具体的に説明する。本電気部品装着装置１０は、図２に示すように、垂直軸線まわりに間欠回転するインデックステーブル２８を備える、いわゆる間欠回転盤式である。間欠回転盤式の電気部品装着装置は、例えば、特願平１０−３０７６に記載されているように、一般に良く知られているので、以下に簡単に説明する。
【０００７】
インデックステーブル２８は、負圧により電気部品１２を吸着し、保持する複数の吸着ヘッド１４を等角度間隔に有する。吸着ヘッド１４は装着ヘッドの一種である。インデックステーブル２８は、図示しないカム，カムフォロワ，回転軸およびカムを回転させるインデックス用サーボモータ等により構成される間欠回転装置により間欠回転させられ、吸着ヘッド１４が順次部品吸着位置（部品取出位置），部品姿勢検出位置，部品姿勢修正位置，部品装着位置等の作動位置へ移動させられる。複数の吸着ヘッド１４は順次作動位置に位置決めされて、電気部品１２のプリント配線板２２への装着等を行う。部品吸着位置および部品装着位置には、それぞれ吸着ヘッド１４を昇降させるヘッド昇降装置（図示省略）が設けられている。インデックス用サーボモータの回転が図示しないカム，カムフォロワ等により構成される運動変換機構により昇降部材（図示省略）の昇降運動に変換され、昇降部材の昇降により吸着ヘッド１４が昇降させられる。さらに、部品装着位置には、吸着ヘッド１４を軸線まわりに回転させるヘッド回転装置（図示省略）が設けられている。
【０００８】
なお、電気部品装着装置は、例えば、特願平８−３３８１５１号（特開平９─２３７９９７号）に記載されているような、軸受により、各々一対ずつ固定軸の軸線まわりに回動可能に取り付けられている回動板を有する回動板式であってもよい。さらに、電気部品装着装置は、特願平１１−９５２５６号に記載されているような、吸着ヘッドを有し、垂直軸線まわりに回転可能な回転体を備え、その回転体が水平面内において基台上の任意の位置に移動可能とされている回転体移動式の電気部品装着装置であっても良い。
【０００９】
インデックステーブル２８の部品吸着位置側に、電気部品装着装置１０に電気部品１２を供給する電気部品供給装置３０が設けられている。電気部品供給装置３０は、フィーダ支持台３２上に搭載された複数個の電気部品フィーダ３４を有する。複数個の電気部品フィーダ３４は、各部品供給部が水平面内の１本の直線（この直線の方向をＸ方向とする）に沿って並ぶ状態でフィーダ支持台３２に支持されている。フィーダ支持台３２は、ボールねじ３６がＸ軸サーボモータ３８によって回転させられることにより、一対のガイドレール４０に沿ってＸ方向に移動させられ、それによって、電気部品フィーダ３４の部品供給部が部品供給位置へ択一的に移動させられる。これらボールねじ３６およびＸ軸サーボモータ３８等が支持台移動装置４２を構成している。電気部品フィーダ３４は、本実施形態では、フィーダ本体部に設けられた部品送り部の一種であるテープ送り部および部品保持部の一種であるリール保持部を有し、電気部品１２をテープ化電気部品の形態で供給するものとされている。
【００１０】
プリント配線板２２は、ＸＹテーブル４４を備えた配線板支持装置２４に支持され、ＸＹ平面内の任意の位置へ移動させられる。電気部品１２の装着時には、プリント配線板２２はＸＹテーブル４４により移動させられ、前述の設定位置に配置させられる。プリント配線板支持装置２４は、前記電気部品装着装置１０および電気部品供給装置３０と共に基台４６上に設けられており、図示しない搬入装置によりプリント配線板２２が搬入され、図示しない搬出装置により搬出される。これら搬入装置および搬出装置はそれぞれ、ベルトコンベアを備えており、プリント配線板２２をＸ方向に搬送する。ＸＹテーブル４４は、図２に示すように、基台４６に設けられたボールねじ４８がＸ軸サーボモータ５０によって回転させられることにより、一対のガイドレール５２に沿ってＸ方向へ直線移動させられるＸテーブル５４と、そのＸテーブル５４上に設けられ、ボールねじ５６がＹ軸サーボモータ５８によって回転させられることにより、一対のガイドレール６０に沿ってＹ軸方向へ直線移動させられるＹテーブル６２とを備えている。サーボモータは、駆動原である電動モータの一種であって、回転角度の精度の良い制御が可能な電動回転モータであり、サーボモータに代えてステップモータを用いてもよい。また、電動回転モータに代えてリニアモータを用いてもよい。
【００１１】
プリント配線板２２を撮像するカメラ２６が、図示しない固定部材により基台４６に固定的に設けられている。カメラ２６は、インデックステーブル２８のＹ軸方向へ突出した突出端部であって、Ｘ軸方向における位置が吸着ヘッド１４の部品装着位置と一致する位置に下向きに設けられている。カメラ２６は、今回電気部品１２を装着すべきプリント配線板２２が設定位置に配置された際に、そのプリント配線板２２の表面を撮像する。
【００１２】
次に、電気部品装着装置１０の作動と装着位置の補正とについて説明する。
図３にフローチャートで示す装着位置補正プログラムが、制御装置１８のコンピュータ２０のＲＯＭに格納されている。図示しない操作装置により、電気部品１２を装着することが指示されると、プリント配線板２２が、配線板支持装置２４に支持され、装着位置補正プログラムが実行される。
【００１３】
まず、予め記憶された今回装着すべき電気部品１２の一つの装着位置と４点のフィデューシャルマーク（以下、単にＦマークと称する）とに基づいて相対位置が算出される。Ｆマークは、プリント配線板２２上の任意の位置に設定されている。例えば、プリント配線板２２の中心を原点とした座標系において、各象限内に１つずつ設けられることが望ましく、本実施形態においては、図４に示す位置に設けられている。図４には、プリント配線板２２が装着工程以前の工程において寸法誤差が生ぜず、かつ、プリント配線板２２が一つの電気部品１２の装着位置と一致する設定位置に配置されたと仮定した場合の理想装着位置ＰＬとＦマークの位置である理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとが示されている。図４に示すそれら理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと電気部品の理想装着位置ＰＬとの座標が、制御装置１８のＲＯＭに記憶されており、それらの値がＲＯＭから読み出されて、相対位置が算出される。
【００１４】
上記のようにプリント配線板２２が配線板支持装置２４に支持された後に、プリント配線板２２が配線板支持装置２４により移動させられつつそれの表面がカメラ２６により撮像され、その画像情報が制御装置１８に伝達される。画像情報に基づいて、図５に破線で示されるＦマークの実際の位置である実マーク位置Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’が取得され、それら実マーク位置Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’に基づいて実際の装着位置である実装着位置ｐｌが算出される。予めＲＯＭに記憶されている理想装着位置ＰＬと実装着位置ｐｌとのずれが補正量として算出され、その補正量に基づいてプリント配線板２２の位置が補正され、電気部品１２が装着される。
【００１５】
次に、装着補正プログラムについて、図３のフローチャートに基づき、符号と式とを用いてさらに詳細に説明する。
【００１６】
まず、ステップＳ１（以下単にＳ１と称する。他のステップについても同じ）において、制御装置１８においてＲＯＭに格納されたデータの中から今回電気部品１２を装着すべきプリント配線板２２上における４つのＦマークの理想的な位置である理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標と、装着すべき電気部品１２の理想的な装着位置である理想装着位置ＰＬの座標とが読み出される。ここでは、理想装着位置ＰＬの座標を（ｐｘ，ｐｙ）とし、理想マーク位置の座標をＡ（ｍｘ，ｍｙ），Ｂ（ｓ１ｘ，ｓ１ｙ），Ｃ（ｓ２ｘ，ｓ２ｙ），Ｄ（ｓ３ｘ，ｓ３ｙ）とする（図４参照）。
【００１７】
次に、Ｓ２において、前述の理想装着位置ＰＬの理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対する相対位置が算出される。具体的には、理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを頂点とする四辺形ＡＢＣＤの４辺と、装着位置を通って座標軸に平行な２方向に延びる２本の理想基準線Ｌ１，Ｌ２との交点により、４辺が分割される場合の分割比がそれぞれ算出される。本実施形態においては、分割比は前述した内側辺要素比または外側辺要素比として得られる。
ここでは辺ＡＢを、辺ＡＢと理想基準線Ｌ２との交点で分割した際の分割比を求める場合を例として説明する。分割比は、各辺の両端の点である２つのＦマークと分割点との３点のＸ座標またはＹ座標が判れば算出できる。４辺と理想基準線Ｌ１，Ｌ２との４つの交点は全て、Ｘ座標とＹ座標とのいずれか一方の座標が、理想装着位置ＰＬの座標と同一であるので、交点の他方の座標を求めなくても、その一方の座標に基づいて分割比を容易に求めることができる。辺ＡＢと交差する理想基準線Ｌ２はＸ軸に平行であるので、交点のＹ座標は理想装着位置ＰＬのＹ座標と等しいｐｙである。辺ＡＢの分割比たる内側辺要素比は、「基準点ＡのＹ座標と交点のＹ座標との差」と「基準点ＡのＹ座標と基準点ＢのＹ座標との差」との比と等しく、（ｐｙ−ｍｙ）／（ｓ１ｙ−ｍｙ）である。なお、理想装着位置ＰＬが四辺形ＡＢＣＤの外側にある場合は、分割比が外側辺要素比となるが同様に求めることができる。以下、他の３辺について同様に分割比を取得すれば、
辺ＢＣ：（ｐｘ−ｓ１ｘ）／（ｓ２ｘ−ｓ１ｘ）
辺ＤＣ：（ｐｙ−ｓ３ｙ）／（ｓ２ｙ−ｓ３ｙ）
辺ＡＤ：（ｐｘ−ｍｘ）／（ｓ３ｘ−ｍｘ）
となる。
【００１８】
次にＳ３において、カメラ２６により取得された画像情報に基づいて、今回電気部品１２を装着すべきプリント配線板２２の４つのＦマークの実際の位置である実マーク位置Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’が取得される。図５に、今回のプリント配線板２２の理想的な形状と理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとが実線で示され、カメラ２６により取得された実際の形状と実マーク位置Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’とが破線で示されている。ここで、各Ｆマークのずれ量を、Ａのずれ量（ｍｒｘ，ｍｒｙ），Ｂのずれ量（ｓ１ｒｘ，ｓ１ｒｙ），Ｃのずれ量（ｓ２ｒｘ，ｓ２ｒｙ），Ｄのずれ量（ｓ３ｒｘ，ｓ３ｒｙ）で示すこととすると、実マーク位置Ａ’等の座標は、
Ａ’（ｍｘ＋ｍｒｘ，ｍｙ＋ｍｒｙ）
Ｂ’（ｓ１ｘ＋ｓ１ｒｘ，ｓ１ｙ＋ｓ１ｒｙ）
Ｃ’（ｓ２ｘ＋ｓ２ｒｘ，ｓ２ｙ＋ｓ２ｒｙ）
Ｄ’（ｓ３ｘ＋ｓ３ｒｘ，ｓ３ｙ＋ｓ３ｒｙ）となる。
【００１９】
なお、実マーク位置Ａ’等の座標は、理想マーク位置Ａ等の座標に係わらず独立した座標として取得してもよい。
【００２０】
次にＳ４において、実マーク位置Ａ’等を頂点とする四辺形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’の４辺を前述の分割比により分割する分割点の位置である実分割点位置Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈが算出される。
ここでは、辺Ａ’Ｂ’を分割する分割点Ｅを例として説明する。例えば、分割点ＥのＸ座標であるｘ１は、ＦマークＡ’のＸ座標（ｍｘ＋ｍｒｘ）と、ＦマークＡ’とＢ’とのＸ座標の差に辺ＡＢの分割比を掛けたものとの和となる。同様に計算して、実分割点位置の座標Ｅ（ｘ１，ｙ１），Ｆ（ｘ２，ｙ２），Ｇ（ｘ３，ｙ３），Ｈ（ｘ４，ｙ４）は、以下の式で表すことができる。
ｘ１＝ｍｘ＋ｍｒｘ＋（ｓ１ｘ＋ｓ１ｒｘ−（ｍｘ＋ｍｒｘ））×（ｐｙ−ｍｙ）／（ｓ１ｙ−ｍｙ）
ｙ１＝ｍｙ＋ｍｒｙ＋（ｓ１ｙ＋ｓ１ｒｙ−（ｍｙ＋ｍｒｙ））×（ｐｙ−ｍｙ）／（ｓ１ｙ−ｍｙ）
ｘ２＝ｓ１ｘ＋ｓ１ｒｘ＋（ｓ２ｘ＋ｓ２ｒｘ−（ｓ１ｘ＋ｓ１ｒｘ））×（ｐｘ−ｓ１ｘ）／（ｓ２ｘ−ｓ１ｘ）
ｙ２＝ｓ１ｙ＋ｓ１ｒｙ＋（ｓ２ｙ＋ｓ２ｒｙ−（ｓ１ｙ＋ｓ１ｒｙ））×（ｐｘ−ｓ１ｘ）／（ｓ２ｘ−ｓ１ｘ）
ｘ３＝ｓ３ｘ＋ｓ３ｒｘ＋（ｓ２ｘ＋ｓ２ｒｘ−（ｓ３ｘ＋ｓ３ｒｘ））×（ｐｙ−ｓ３ｙ）／（ｓ２ｙ−ｓ３ｙ）
ｙ３＝ｓ３ｙ＋ｓ３ｒｙ＋（ｓ２ｙ＋ｓ２ｒｙ−（ｓ３ｙ＋ｓ３ｒｙ））×（ｐｙ−ｓ３ｙ）／（ｓ２ｙ−ｓ３ｙ）
ｘ４＝ｍｘ＋ｍｒｘ＋（ｓ３ｘ＋ｓ３ｒｘ−（ｍｘ＋ｍｒｘ））×（ｐｘ−ｍｘ）／（ｓ３ｘ−ｍｘ）
ｙ４＝ｍｙ＋ｍｒｙ＋（ｓ３ｙ＋ｓ３ｒｙ−（ｍｙ＋ｍｒｙ））×（ｐｘ−ｍｘ）／（ｓ３ｘ−ｍｘ）
【００２１】
次に、Ｓ５において、先に求めた４点の実分割点のうち互いに対向する２対の辺上の点Ｅ，ＧおよびＦ，Ｈを結ぶ２本の直線である実基準線Ｌ１’，Ｌ２’を算出する。ここで、２点Ｆ，Ｈを結ぶ実基準線Ｌ１’の式は、
Ｌ１’：Ｙ＝ａ２×Ｘ＋ｂ２
となり、２点Ｅ，Ｇを結ぶ実基準線Ｌ２’の式は、
Ｌ２’：Ｙ＝ａ１×Ｘ＋ｂ１
と表すことができる。ここで、ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２は
ａ１＝（ｙ３−ｙ１）／（ｘ３−ｘ１）
ａ２＝（ｙ４−ｙ２）／（ｘ４−ｘ２）
ｂ１＝ｙ１−ａ１×ｘ１
ｂ２＝ｙ２−ａ２×ｘ２である。
ただし、ａ１，ａ２が無限大、即ち、実基準線Ｌ１’，Ｌ２’がＹ軸と平行である場合は、実基準線Ｌ１’，Ｌ２’の式と係数は以下のようになる。
〔ａ１が無限大のとき、即ち、ｘ３＝ｘ１のとき〕
Ｘ＝ｂ１，ｂ１＝ｘ１
〔ａ２が無限大のとき、即ち、ｘ４＝ｘ２のとき〕
Ｘ＝ｂ２，ｂ２＝ｘ２
【００２２】
次にＳ６において、今回電気部品１２を装着されるべきプリント配線板２２の装着位置である実装着位置ｐｌが算出される。実装着位置ｐｌは、２本の実基準線Ｌ１’，Ｌ２’の交点として算出される。従って、今回電気部品１２を装着すべき実装着位置ｐｌの座標（Ｘ，Ｙ）は、
ａ１が無限大のとき：Ｘ＝ｂ１，Ｙ＝ａ２×ｂ１＋ｂ２
ａ２が無限大のとき：Ｘ＝ｂ２，Ｙ＝ａ１×ｂ２＋ｂ１
となり、
ａ１，ａ２が共に無限大ではないときは、
Ｘ＝（ｂ２−ｂ１）／（ａ１−ａ２），Ｙ＝ａ１×Ｘ＋ｂ１
となる。
このようにして取得された実装着位置ｐｌ（Ｘ，Ｙ）の座標から、理想装着位置ＰＬ（ｐｘ，ｐｙ）の座標を引いて装着位置の補正量ＦＸ，ＦＹが求められる。
Ｘ軸方向補正量：ＦＸ＝Ｘ−ｐｘ
Ｙ軸方向補正量：ＦＹ＝Ｙ−ｐｙ
【００２３】
Ｓ７において、先に求めた２本の実基準線の傾きに基づいて実装着位置ｐｌにおける装着角の補正量ＦＱが求められる。具体的には、装着角補正量ＦＱは、理想基準線Ｌ１に対する実基準線Ｌ１’の傾きと、理想基準線Ｌ２に対する実基準線Ｌ２’の傾きとの平均値として取得される。なお、理想基準線Ｌ１，Ｌ２の傾きは座標軸に平行であり、理想基準線Ｌ１はＹ軸に平行であるが、計算の都合により、実基準線Ｌ１’の傾きＱｔ１が０より大きい場合は９０度とし、０より小さい場合は−９０度として角度差を計算する。以下に、理想基準線Ｌ１，Ｌ２および実基準線Ｌ１’，Ｌ２’の傾きを式で示す。
理想基準線Ｌ１の傾き：Ｑｐ１＝９０ｏｒ−９０（Ｑｔ１＞０の時は９０，Ｑｔ１＜０の時は−９０）
実基準線Ｌ１’の傾き：Ｑｔ１＝ｔａｎ^-1（（ｙ４−ｙ２）／（ｘ４−ｘ２））Ｌ１とＬ１’との角度差：Ｑ１＝Ｑｔ１−Ｑｐ１
理想基準線Ｌ２の傾き：Ｑｐ２＝０
実基準線Ｌ２’の傾き：Ｑｔ２＝ｔａｎ^-1（（ｙ３−ｙ１）／（ｘ３−ｘ１））Ｌ２とＬ２’との角度差：Ｑ２＝Ｑｔ２−Ｑｐ２
【００２４】
以上の説明から明らかなように、装着角の補正量ＦＱが求められる。
装着角補正量：ＦＱ＝（Ｑ１＋Ｑ２）／２
【００２５】
前述の装着位置の補正量ＦＸ，ＦＹに基づいて、配線板支持装置２４が補正前の理想位置から今回のプリント配線板２２に適した位置に移動させられ、吸着ヘッド１４が装着角補正量ＦＱだけ回転させられて、電気部品１２が装着される。以上で、装着位置補正プログラムの１回の実行が終了する。
【００２６】
以上の説明から明らかなように、コンピュータ２０のＲＯＭに記憶された装着位置補正プログラムのうち、Ｓ１およびＳ２を実行する工程が「理想相対位置取得工程」を構成し、Ｓ３を実行する工程部分が「実基準点位置検出工程」を構成し、Ｓ４ないしＳ７を実行する工程が「実装着位置算出工程」を構成している。
【００２７】
なお、本実施形態においては、電気部品１２の装着位置を補正する際に、ＲＯＭに格納された理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと理想装着位置ＰＬとから、４辺の分割比が算出される。このため、ＲＯＭの容量が比較的小さくて済むという利点があるが、これに対して、ＲＯＭの容量に余裕がある場合は、分割比は、予め算出されてＲＯＭに格納され電気部品１２の装着位置を補正する際にＲＯＭから読み出されることとしてもよい。
【００２８】
さらに、相対位置は、最初に相対位置を取得する際に算出されるとともにＲＡＭに記憶され、以後は、その装着位置についての相対位置は、最初に算出された値を取得することとしても良い。
【００２９】
さらに、実マーク位置Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’を毎回検出して、各プリント配線板２２について実装着位置ｐｌを決定することとしても良いし、実マーク位置Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’を一定回数ごとに取得して、それに基づいて、プリント配線板２２の実装着位置ｐｌを決定することとしても良い。
【００３０】
本実施形態においては、分割比として内側辺要素比または外側辺要素比が求められるが、分割比として内分比または外分比を求めてもよい。
【００３１】
ここで、前述の特開平８−２３６９９７号公報に記載の相対位置算出方法について説明する。
その相対位置算出方法においては、図６に示すように、各Ｆマークの理論位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと理想装着位置ＰＬとの間の相対位置を求める際に、理想装着位置ＰＬを通り、辺ＡＢと辺ＣＤ，辺ＢＣと辺ＡＤとをそれぞれ同じ分割比で分割する２本の直線である理想基準線Ｋ１，Ｋ２を求めることとされている。前述の公報には、具体的な計算方法が示されていないので、以下、本発明者らの算出した計算方法について、辺ＡＢと辺ＣＤとをそれぞれα：１−αに分割する理想基準線Ｋ２とパラメータαとを求める場合を例として説明する。
【００３２】
まず、４つのＦマークの理想的な位置である理論位置の座標をＡ（ｘａ，ｙａ），Ｂ（ｘｂ，ｙｂ），Ｃ（ｘｃ，ｙｃ），Ｄ（ｘｄ，ｙｄ）とし、理想装着位置ＰＬの座標をＰＬ（ｘｐ，ｙｐ）と仮定する。理想基準線Ｋ２が、それと辺ＢＣと辺ＡＤとの交点において、それら辺ＢＣと辺ＡＤとをそれぞれα：１−αに分割する直線であると仮定し、そのパラメータαを以下の手順に基づいて算出する。
(I) 辺ＢＣをα：１−αに分割する分割点Ｆの座標（ｘｆ，ｙｆ）をαとＦマークＢ，Ｃの座標とで表すと、
Ｆ（ｘｆ，ｙｆ）＝（ｘｂ＋α（ｘｃ−ｘｂ），ｙｂ＋α（ｙｃ−ｙｂ））となる。
ここで、（ｘｃ−ｘｂ）＝Ｃｂｘ，（ｙｃ−ｙｂ）＝Ｃｂｙと仮定すると、
Ｆ（ｘｆ，ｙｆ）＝（ｘｂ＋αＣｂｘ，ｙｂ＋αＣｂｙ）と表すことができる。
(II) 分割点Ｆ（ｘｆ，ｙｆ）と装着位置ＰＬ（ｘｐ，ｙｐ）とを通る理想基準線Ｋ２の式を求める。
理想基準線Ｋ２の式を、Ｙ＝ａ１×Ｘ＋ｂ１とすると、分割点Ｆおよび装着位置ＰＬは理想基準線Ｋ２上の点であるので、
ｙｆ＝ａ１×ｘｆ＋ｂ１・・・(i)
ｙｐ＝ａ１×ｘｐ＋ｂ１・・・(ii)となる。
これら式(i),(ii)より係数ａ１，ｂ１は
ａ１＝（ｙｐ−ｙｆ）／（ｘｐ−ｘｆ）
ｂ１＝ｙｆ−（ｙｐ−ｙｆ）／（ｘｐ−ｘｆ）×ｘｆとなる。
ここで、(I) より、
ａ１＝（ｙｐ−ｙｂ−αＣｂｙ）／（ｘｐ−ｘｂ−αＣｂｘ）
ｂ１＝ｙｂ＋αＣｂｙ−｛（ｙｐ−ｙｂ−αＣｂｙ）／（ｘｐ−ｘｂ−αＣｂｘ）｝×（ｘｂ＋αＣｂｘ）と表すことができる。
(III) ＦマークＡ，Ｄを通る直線ＡＤの式を求める。
(II)と同様に直線ＡＤの式をＹ＝ａ２×Ｘ＋ｂ２とすると、
ａ２＝（ｙｄ−ｙａ）／（ｘｄ−ｘａ）
ｂ２＝ｙａ−（ｙｄ−ｙａ）／（ｘｄ−ｘａ）×ｘａとなる。
(IV) (II)と(III) とによって得られた２本の直線Ｋ２および直線ＡＤの交点Ｈ（ｘｈ，ｙｈ）を求める。
理想基準線Ｋ２より、ｙｈ＝ａ１×ｘｈ＋ｂ１となり、
直線ＡＤより、ｙｈ＝ａ２×ｘｈ＋ｂ２となる。
したがって、
ｘｈ＝（ｂ２−ｂ１）／（ａ１−ａ２）
ｙｈ＝ａ１×（ｂ２−ｂ１）／（ａ１−ａ２）＋ｂ１となる。
(V) 交点Ｈ（ｘｈ，ｙｈ）をαとＦマークＡ，Ｄの座標とで表す。
Ｈ（ｘｈ，ｙｈ）＝（ｘａ＋α（ｘｄ−ｘａ），ｙａ＋α（ｙｄ−ｙａ））
ここで、（ｘｄ−ｘａ）＝Ｄａｘ，（ｙｄ−ｙａ）＝Ｄａｙとすると、
Ｈ（ｘｈ，ｙｈ）＝（ｘａ＋αＤａｘ，ｙａ＋αＤａｙ）
(VI) (IV)と(V) との式からαと既知のＦマークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと装着位置ＰＬとの式を作成する。
ｘａ＋αＤａｘ＝（ｂ２−ｂ１）／（ａ１−ａ２）・・・(iii)
式(iii) をαについてまとめると、
ａα²＋ｂα＋ｃ＝０となる。
ここで、係数ａ，ｂ，ｃは、
ａ＝−Ｄａｘ×Ｃｂｙ＋ａ２×Ｄａｘ×Ｃｂｙ
ｂ＝（ｙｐ−ｙｂ）×Ｄａｘ−ａ２×（ｘｐ−ｘｂ）×Ｄａｘ＋（ａ２×ｘａ−ｙｐ＋ｂ２）×Ｃｂｘ＋（ｘｐ−ｘａ）×Ｃｂｙ
ｃ＝−ｂ２×（ｘｐ−ｘｂ）＋ｙｂ×ｘｐ−ｙｐ×ｘｂ＋ｘａ×（ｙｐ−ｙｂ−ａ２×（ｘｐ−ｘｂ））である。
(VII) (VI)の式（２次式）から解の公式を用いてαを算出する。
解の公式α＝（−ｂ±（ｂ²−４ａｃ）^1/2）／２ａを用いる。
(VIII)(VII) の解の一方が正しい解となる（以下省略）。
分割比αと同様に、辺ＡＢと辺ＣＤを分割する分割比が算出されれば、それら分割比と実マーク位置とに基づいて、本実施形態と同様に装着位置を補正することができる。
【００３３】
このように、従来の方法においては、分割比を求めるために、未知のパラメータα等を用いて、それらの２次式とその解を算出することとなり、その際、平方根等を用いるので計算が煩雑となる。さらに、２本の理想基準線Ｋ１，Ｋ２は、各装着位置について傾きが異なるため、それらの傾きを三角関数を用いて装着位置毎に求めることとなる。このような計算負荷が生産時間を伸ばす原因となる。
【００３４】
これに対して、本実施形態の電気部品装着位置補正方法によれば、理想基準線Ｌ１，Ｌ２が座標軸に平行であるので、分割比を求めることが容易となり、さらに、２本の理想基準線Ｌ１，Ｌ２の傾きが予め判明しているので、それらを求める計算を省くことができる。
【００３５】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これは例示であり、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および発明の効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を施した形態で実施することができる。
【００３６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である電気部品装着装置の電気的な構成について示した図である。
【図２】本実施形態である電気部品装着装置の機械的な構成について示した図である。
【図３】本実施形態における装着位置補正プログラムを示すフローチャートである。
【図４】本実施形態におけるプリント配線板のＦマークの理想マーク位置を示した図である。
【図５】図３のプリント配線板の実際の形状と実際のＦマーク位置の一例を示した図である。
【図６】本発明の完成以前に考案された装着位置補正方法における相対位置算出方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０：電気部品装着装置１２：電気部品１４：吸着ヘッド１８：制御装置２２：プリント配線板２４：配線板支持装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting method for mounting an electrical component on a printed wiring board, and more particularly to a mounting position correction method for a size / positioning error of a printed wiring board.
[0002]
[Prior art]
The mounting position of the electrical component when the printed wiring board has an ideal shape can be determined in advance, but due to manufacturing errors, distortion due to heat, etc. in the process before the mounting process where the printed wiring board mounts the electrical component. When a dimensional error has occurred, it is necessary to correct the mounting position. Conductive patterns (lands, pads) are formed on the printed wiring board at the positions where each electrical component is to be mounted. However, if a dimensional error or positioning error occurs on the printed wiring board, naturally the position of the conductive pattern is also present. This is because an error occurs, and the electrode of the electrical component will deviate from the conductor pattern unless the mounting position is corrected accordingly. An example of correction of the mounting position of the electrical component in accordance with the dimensional error of the printed wiring board is described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-236997. In this method, two pairs of opposite sides facing each other out of four sides of a quadrilateral having four reference points as vertices are divided at the same division ratio, and two straight lines passing through the mounting position are calculated. The mounting position is corrected based on the division ratio when the four sides are divided by these two straight lines and the actual positions of the four reference points.
[0003]
[Problems to be solved by the invention, problem-solving means, and effects of the invention]
However, the conventional method has a problem in that the calculation for obtaining two straight lines that divide the four sides with such a division ratio is complicated, and the time required for one process is increased.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been made as an object to be able to easily and easily correct the mounting position with respect to both deformation and displacement of the printed wiring board. According to the invention, the following mounting position correction method can be obtained. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is merely for the purpose of facilitating the understanding of the present invention, and the technical features and combinations thereof described in the present specification should not be construed as being limited to the following modes. In addition, when a plurality of items are described in one section, it is not always necessary to adopt all the items together, and it is possible to take out only some items and adopt them.
(1) A mounting position correction method for correcting a mounting position where an electrical component is to be mounted according to a dimensional error and a positioning error of a printed wiring board,
Ideal relative which is a relative position of an ideal mounting position, which is the mounting position on the printed wiring board having an ideal shape, with respect to an ideal reference point position which is an ideal position of four reference points set in advance on the printed wiring board. The position is divided into four sides of a quadrilateral having the four ideal reference points as vertices at the intersections between the four ideal reference lines and the two ideal reference lines extending in two directions parallel to the coordinate axis from the ideal mounting position. An ideal mounting position acquisition step of acquiring based on the division ratio when
An actual reference point position detecting step for detecting an actual reference point position, which is an actual position of the four reference points on an actual printed wiring board on which an electrical component is to be mounted;
The actual standard point An actual dividing point position calculating step of calculating an actual dividing point position that is an actual dividing point position based on the position and the dividing ratio;
Of the four real division points whose positions have been calculated in the actual division point position calculation step, the intersection of two real reference lines that respectively pass through two real division points located on two opposite sides opposite to each other. Mounting position calculation process for calculating the actual mounting position;
An electric component mounting position correction method including: (Claim 1).
In the method described in this section, the two reference lines are set independently of the positions of the four reference points, and the division ratio when dividing the four sides by the intersection of the reference lines and the four sides is set to each. I decided to ask for the side. This made the calculation simpler than the method described above. Furthermore, by setting the ideal reference line parallel to the coordinate axis, at least one of the XY coordinates of the intersection of the ideal reference line and the four sides is the same as the coordinate of the ideal mounting position, and the other coordinate is also easy based on this. Can be requested.
The division ratio may be an inner division ratio or an outer division ratio. In other words, whether the ideal mounting position is inside or outside the quadrilateral with the four reference points as vertices, the actual division point position is calculated by obtaining the division ratio in the same manner, and the actual reference line It is possible to calculate the intersection point as the mounting position. However, when the ideal mounting position is outside the quadrilateral with the four reference points as vertices, the “four sides of the quadrilateral” include the extension lines of the respective sides. Here, the inner division ratio refers to a so-called internal division ratio that is a ratio of lengths of two side elements and two side elements when the side is divided into two side elements at a point between them. And the inner side element ratio which is the ratio of the length of the side element which is one of the side elements and the entire side. Similarly, the outer division ratio is a ratio between the distance from one end of a side to the division point and the distance from the division point to the other end of the side when taking a division point on the extension line of the side. It is assumed to include a split ratio and an outer side element ratio that is a ratio of the distance from the dividing point to one end of the side and the length of the entire side. When the division ratio is the outer division ratio, the side on which the division point is located is acquired depending on whether the value is positive or negative.
In addition, the division ratio is calculated in advance for each mounting position, and the value stored in the storage unit is read and acquired, or is acquired by calculation for each execution, or the same mounting position The value acquired in the first execution can be stored in the storage means, and the stored value can be used in the second and subsequent executions.
(2) The mounting position correction amount calculating step of calculating a mounting position correction amount calculating step for calculating a shift of the mounting position from the ideal mounting position as a mounting position correction amount. Correction method.
Once the mounting position correction amount is calculated, the electrical components can be printed by adding the mounting position correction amount to the data of the ideal mounting position or the movement amount of the mounting head that is predetermined and incorporated in the mounting program. It can be accurately mounted on the conductor pattern of the plate.
(3) The mounting angle for correcting the mounting angle of the electrical component in a plane parallel to the upper surface of the actual printed wiring board, based on the inclination of the actual reference line with respect to the ideal reference line. The electrical component mounting position correction method according to item (1) or (2), including a correction step. (Claim 2).
In the method described in this section, not only the mounting position but also the mounting angle can be corrected, so that it is possible to deal with the dimension / positioning error more precisely. The mounting angle may be corrected based on, for example, the inclination of one of the preselected real reference lines with respect to the ideal reference line corresponding thereto, for example, based on both inclinations as in the next section. May be corrected.
(4) In the mounting angle correction step, an average value of inclination angles of the two actual reference lines with respect to the ideal reference line is calculated as a correction angle, and the mounting angle is corrected by the correction angle. The electrical component mounting position correction method according to the item.
(5) The actual reference point position detecting step includes
A misregistration amount detecting step of detecting a misregistration amount of the actual reference point position with respect to the ideal reference point position, and the actual reference point position is detected as a sum of the ideal reference point position and the misregistration amount. The mounting position correction method according to any one of items 1) to (4).
The position of the actual reference point may not be recognized as a deviation from the ideal reference point position, but may be recognized as simple coordinates.
(6) a mounting device for mounting the electrical component at a mounting position where the electrical component of the printed wiring board is to be mounted;
A control device for controlling the mounting device;
An imaging device for imaging a printed wiring board on which the electrical component is to be mounted;
In the electrical component mounting apparatus including
The control device is
Ideal relative which is a relative position of an ideal mounting position, which is the mounting position on the printed wiring board having an ideal shape, with respect to an ideal reference point position which is an ideal position of four reference points set in advance on the printed wiring board. The position is divided into four sides of a quadrilateral having the four ideal reference points as vertices at the intersections between the four ideal reference lines and the two ideal reference lines extending in two directions parallel to the coordinate axis from the ideal mounting position. Ideal relative position acquisition means for acquiring based on the division ratio when
Real reference point position detection for detecting actual reference point positions, which are actual positions of the four reference points, based on image information acquired by the imaging device of an actual printed wiring board on which an electrical component is to be mounted Means,
The actual standard point An actual dividing point position calculating means for calculating an actual dividing point position which is an actual dividing point position based on the position and the dividing ratio;
Of the four real division points whose positions have been calculated in the actual division point position calculation step, the intersection of two real reference lines that respectively pass through two real division points located on two opposite sides opposite to each other. Mounting position calculation means for calculating the actual mounting position;
An electrical component mounting apparatus comprising: (Claim 3).
In the electrical component mounting apparatus described in this section, at least one of the characteristics described in the sections (2) to (5) can be applied.
(7) A mounting position correction device that corrects a mounting position where an electrical component is to be mounted in accordance with a size / positioning error of a printed wiring board,
Ideal relative which is a relative position of an ideal mounting position, which is the mounting position on the printed wiring board having an ideal shape, with respect to an ideal reference point position which is an ideal position of four reference points set in advance on the printed wiring board. The position is divided into four sides of a quadrilateral having the four ideal reference points as vertices at the intersections between the four ideal reference lines and the two ideal reference lines extending in two directions parallel to the coordinate axis from the ideal mounting position. Ideal relative position acquisition means for acquiring based on the division ratio when
Real reference point position detection for detecting actual reference point positions, which are actual positions of the four reference points, based on image information acquired by the imaging device of an actual printed wiring board on which an electrical component is to be mounted Means,
The actual standard point An actual dividing point position calculating means for calculating an actual dividing point position which is an actual dividing point position based on the position and the dividing ratio;
Of the four real division points whose positions have been calculated in the actual division point position calculation step, the intersection of two real reference lines that respectively pass through two real division points located on two opposite sides opposite to each other. Mounting position calculation means for calculating the actual mounting position;
An electrical component mounting apparatus comprising:
(8) A mounting position correction device that corrects a mounting position where an electrical component is to be mounted in accordance with a size / positioning error of a printed wiring board,
An imaging device for imaging a printed wiring board;
Ideal relative which is a relative position of an ideal mounting position, which is the mounting position on the printed wiring board having an ideal shape, with respect to an ideal reference point position which is an ideal position of four reference points set in advance on the printed wiring board. The position is divided into four sides of a quadrilateral having the four ideal reference points as vertices at the intersections between the four ideal reference lines and the two ideal reference lines extending in two directions parallel to the coordinate axis from the ideal mounting position. Ideal relative position acquisition means for acquiring based on the division ratio when
Real reference point position detection for detecting actual reference point positions, which are actual positions of the four reference points, based on image information acquired by the imaging device of an actual printed wiring board on which an electrical component is to be mounted Means,
The actual standard point An actual dividing point position calculating means for calculating an actual dividing point position which is an actual dividing point position based on the position and the dividing ratio;
Of the four real division points whose positions have been calculated in the actual division point position calculation step, the intersection of two real reference lines that respectively pass through two real division points located on two opposite sides opposite to each other. Mounting position calculation means for calculating the actual mounting position;
An electrical component mounting apparatus comprising:
(9) A program executed by a computer to acquire mounting position correction data for correcting a mounting position where an electrical component is to be mounted in accordance with a dimensional error and a positioning error of a printed wiring board,
Ideal relative which is a relative position of an ideal mounting position, which is the mounting position on the printed wiring board having an ideal shape, with respect to an ideal reference point position which is an ideal position of four reference points set in advance on the printed wiring board. The position is divided into four sides of a quadrilateral having the four ideal reference points as vertices at the intersections between the four ideal reference lines and the two ideal reference lines extending in two directions parallel to the coordinate axis from the ideal mounting position. An ideal relative position acquisition step to acquire based on the division ratio when
An actual reference point position detecting step of detecting an actual reference point position which is an actual position of the four reference points on an actual printed wiring board to which an electrical component is to be mounted;
The actual standard point An actual dividing point position calculating step for calculating an actual dividing point position that is an actual dividing point position based on the position and the dividing ratio;
Of the four real division points whose positions have been calculated in the actual division point position calculation step, the intersection of two real reference lines that respectively pass through two real division points located on two opposite sides opposite to each other. A mounting position calculation step for calculating the actual mounting position;
A recording medium in which a mounting position correction program including the computer program is recorded so as to be readable by a computer.
In the mounting position correction program described in this section, at least one of the features described in the sections (2) to (5) can be applied.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An electrical component mounting apparatus 10 that is one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the electrical component mounting apparatus 10. The electrical component mounting apparatus 10 includes a mounting head 14 that sucks the electrical component 12 to be mounted and moves it to the component mounting position. The electrical component mounting device 10 is connected to a drive device 16 having a plurality of drive circuits that drive each actuator of the electrical component mounting device 10, and the drive device 16 controls the operation of the electrical component mounting device 10 by controlling it. Connected to device 18. The control device 18 is mainly configured by a computer 20 having a CPU, a ROM, and a RAM. The driving device 16 is further connected to each actuator of the wiring board support device 24 that moves the printed wiring board 22 in the horizontal direction and positions the printed wiring board 22 at a set position. The setting position is a position that results in that the mounting position where the electrical component 12 is to be mounted on the printed wiring board 22 is located directly below the mounting head 14 that holds the electrical component 12 and is at a certain component mounting position. It is. A camera 26 is provided as an imaging device that images the printed wiring board 22 supported by the wiring board support device 24. The camera 26 is fixedly provided above the wiring board support device 24 by a fixing member (not shown). The camera 26 is connected to the control device 18 and transmits image information obtained by imaging the printed wiring board 22 to the control device 18.
The printed wiring board 22 is positioned at a substantially constant set position, and the mounting head 14 is moved to a plurality of predetermined component mounting positions in a plane parallel to the surface of the printed wiring board 22. In the mounting apparatus, the camera 26 may be provided so as to be movable integrally with the mounting head 14.
[0006]
This will be described more specifically. As shown in FIG. 2, the electrical component mounting apparatus 10 is a so-called intermittent rotating disk type including an index table 28 that intermittently rotates around a vertical axis. An intermittent rotating disk type electric component mounting apparatus is generally well known as described in, for example, Japanese Patent Application No. 10-3076, and will be briefly described below.
[0007]
The index table 28 has a plurality of suction heads 14 that suck and hold the electrical component 12 by negative pressure at equal angular intervals. The suction head 14 is a kind of mounting head. The index table 28 is intermittently rotated by an intermittent rotation device including an unillustrated cam, cam follower, rotating shaft, and index servomotor for rotating the cam, and the suction head 14 is sequentially moved to a component suction position (component extraction position). It is moved to an operation position such as a component posture detection position, a component posture correction position, or a component mounting position. The plurality of suction heads 14 are sequentially positioned at the operation position, and the electric component 12 is mounted on the printed wiring board 22. A head lifting device (not shown) that lifts and lowers the suction head 14 is provided at each of the component suction position and the component mounting position. The rotation of the index servo motor is converted into a lifting motion of a lifting member (not shown) by a motion conversion mechanism including a cam, a cam follower and the like (not shown), and the suction head 14 is lifted and lowered by the lifting and lowering of the lifting member. Further, a head rotating device (not shown) that rotates the suction head 14 around the axis is provided at the component mounting position.
[0008]
The electrical component mounting device is mounted so as to be rotatable around the axis of the fixed shaft by a pair of bearings as described in, for example, Japanese Patent Application No. 8-338151 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-237997). It may be a rotating plate type having a rotating plate. Further, the electric component mounting apparatus includes a rotating body having a suction head and rotatable around a vertical axis as described in Japanese Patent Application No. 11-95256, and the rotating body is a base in a horizontal plane. It may be a rotating body moving type electric component mounting apparatus which can be moved to any upper position.
[0009]
An electrical component supply device 30 that supplies the electrical component 12 to the electrical component mounting device 10 is provided on the component suction position side of the index table 28. The electrical component supply device 30 includes a plurality of electrical component feeders 34 mounted on a feeder support base 32. The plurality of electrical component feeders 34 are supported by the feeder support base 32 in a state in which each component supply unit is aligned along one straight line in the horizontal plane (the direction of the straight line is defined as the X direction). The feeder support base 32 is moved in the X direction along the pair of guide rails 40 when the ball screw 36 is rotated by the X-axis servomotor 38, whereby the component supply unit of the electrical component feeder 34 is moved to the component. Alternatively moved to the supply position. The ball screw 36, the X-axis servo motor 38 and the like constitute a support base moving device 42. In this embodiment, the electrical component feeder 34 has a tape feeding portion which is a kind of component feeding portion provided in the feeder main body portion and a reel holding portion which is a kind of component holding portion, and the electrical component 12 is converted into a tape-like electricity. It is supposed to be supplied in the form of parts.
[0010]
The printed wiring board 22 is supported by a wiring board support device 24 having an XY table 44 and is moved to an arbitrary position in the XY plane. When the electrical component 12 is mounted, the printed wiring board 22 is moved by the XY table 44 and placed at the set position described above. The printed wiring board support device 24 is provided on the base 46 together with the electrical component mounting device 10 and the electrical component supply device 30, and the printed wiring board 22 is carried in by a carry-in device (not shown) and carried out by a carry-out device (not shown). Is done. Each of these carry-in devices and carry-out devices includes a belt conveyor, and conveys the printed wiring board 22 in the X direction. As shown in FIG. 2, the XY table 44 is linearly moved in the X direction along the pair of guide rails 52 when the ball screw 48 provided on the base 46 is rotated by the X-axis servomotor 50. An X table 54, and a Y table 62 provided on the X table 54 and linearly moved in the Y axis direction along a pair of guide rails 60 when the ball screw 56 is rotated by a Y axis servomotor 58. It has. The servo motor is a kind of electric motor as a driving source, and is an electric rotary motor capable of controlling the rotation angle with high accuracy. A step motor may be used instead of the servo motor. A linear motor may be used instead of the electric rotary motor.
[0011]
A camera 26 that images the printed wiring board 22 is fixedly provided on the base 46 by a fixing member (not shown). The camera 26 is a protruding end portion that protrudes in the Y-axis direction of the index table 28, and is provided downward at a position where the position in the X-axis direction coincides with the component mounting position of the suction head 14. The camera 26 images the surface of the printed wiring board 22 when the printed wiring board 22 to which the electrical component 12 is to be mounted is placed at the set position.
[0012]
Next, the operation of the electrical component mounting apparatus 10 and the correction of the mounting position will be described.
The mounting position correction program shown in the flowchart of FIG. 3 is stored in the ROM of the computer 20 of the control device 18. When it is instructed to mount the electrical component 12 by an operation device (not shown), the printed wiring board 22 is supported by the wiring board support device 24, and the mounting position correction program is executed.
[0013]
First, the relative position is calculated on the basis of one mounting position of the electrical component 12 to be mounted this time and four fiducial marks (hereinafter simply referred to as F marks) stored in advance. The F mark is set at an arbitrary position on the printed wiring board 22. For example, in the coordinate system with the center of the printed wiring board 22 as the origin, it is desirable to provide one in each quadrant, and in the present embodiment, it is provided at the position shown in FIG. In FIG. 4, it is assumed that the printed wiring board 22 does not cause a dimensional error in the process before the mounting process, and that the printed wiring board 22 is disposed at a set position that matches the mounting position of one electrical component 12. An ideal mounting position PL and ideal mark positions A, B, C, and D, which are positions of the F mark, are shown. The coordinates of the ideal mark positions A, B, C, D shown in FIG. 4 and the ideal mounting position PL of the electrical component are stored in the ROM of the control device 18, and these values are read from the ROM, The relative position is calculated.
[0014]
After the printed wiring board 22 is supported by the wiring board support device 24 as described above, the surface of the printed wiring board 22 is moved by the wiring board support device 24 while being imaged by the camera 26, and the image information is controlled. Is transmitted to the device 18. Based on the image information, actual mark positions A ′, B ′, C ′, and D ′, which are actual positions of the F mark indicated by a broken line in FIG. 5, are acquired, and these actual mark positions A ′, B ′, and C ′ are acquired. Based on ', D', a mounting position pl that is an actual mounting position is calculated. A deviation between the ideal mounting position PL stored in advance in the ROM and the mounting mounting position pl is calculated as a correction amount, the position of the printed wiring board 22 is corrected based on the correction amount, and the electrical component 12 is mounted.
[0015]
Next, the mounting correction program will be described in more detail using symbols and formulas based on the flowchart of FIG.
[0016]
First, in step S1 (hereinafter simply referred to as S1. The same applies to other steps), four Fs on the printed wiring board 22 to which the electrical component 12 is to be mounted this time are selected from the data stored in the ROM in the control device 18. The coordinates of ideal mark positions A, B, C, D, which are ideal positions of the mark, and the coordinates of ideal mounting position PL, which is the ideal mounting position of the electrical component 12 to be mounted, are read. Here, the coordinates of the ideal mounting position PL are (px, py), and the coordinates of the ideal mark position are A (mx, my), B (s1x, s1y), C (s2x, s2y), D (s3x, s3y). (See FIG. 4).
[0017]
Next, in S2, the relative position of the ideal mounting position PL with respect to the ideal mark positions A, B, C, and D is calculated. Specifically, four sides of a quadrilateral ABCD having apexes at ideal mark positions A, B, C, and D, and two ideal reference lines L1 and L2 extending in two directions parallel to the coordinate axis through the mounting position The division ratio in the case where the four sides are divided is calculated based on the intersection points. In the present embodiment, the division ratio is obtained as the aforementioned inner side element ratio or outer side element ratio.
Here, a case where the division ratio when the side AB is divided at the intersection of the side AB and the ideal reference line L2 is obtained will be described as an example. The division ratio can be calculated if the X coordinate or the Y coordinate of the three points of the two F marks that are the points at both ends of each side and the division point are known. Since all four intersections of the four sides and the ideal reference lines L1 and L2 have the same coordinates as the coordinates of the ideal mounting position PL, the coordinates of the other of the intersections are obtained. Even if it is not, the division ratio can be easily obtained based on one of the coordinates. Since the ideal reference line L2 that intersects the side AB is parallel to the X axis, the Y coordinate of the intersection is py equal to the Y coordinate of the ideal mounting position PL. The inner side element ratio, which is the division ratio of side AB, is the ratio of “difference between Y coordinate of reference point A and Y coordinate of intersection” and “difference between Y coordinate of reference point A and Y coordinate of reference point B”. And (py-my) / (s1y-my). In addition, when the ideal mounting position PL is outside the quadrilateral ABCD, the division ratio becomes the outer side element ratio, but it can be obtained similarly. Hereinafter, if the division ratio is obtained in the same manner for the other three sides,
Side BC: (px-s1x) / (s2x-s1x)
Side DC: (py-s3y) / (s2y-s3y)
Side AD: (px-mx) / (s3x-mx)
It becomes.
[0018]
Next, in S3, based on the image information acquired by the camera 26, actual mark positions A ′, B ′, C, which are actual positions of the four F marks on the printed wiring board 22 to which the electrical component 12 is to be mounted this time. ', D' is acquired. In FIG. 5, the ideal shape and ideal mark positions A, B, C, and D of the printed wiring board 22 of this time are indicated by solid lines, and the actual shape and actual mark positions A ′ and B acquired by the camera 26 are shown. ', C' and D 'are indicated by broken lines. Here, the deviation amount of each F mark is defined as A deviation amount (mrx, mry), B deviation amount (s1rx, s1ry), C deviation amount (s2rx, s2ry), D deviation amount (s3rx, s3ry). The coordinates of the actual mark position A ′ and the like are
A ′ (mx + mrx, my + mry)
B ′ (s1x + s1rx, s1y + s1ry)
C ′ (s2x + s2rx, s2y + s2ry)
D ′ (s3x + s3rx, s3y + s3ry).
[0019]
Note that the coordinates such as the actual mark position A ′ may be acquired as independent coordinates regardless of the coordinates such as the ideal mark position A.
[0020]
Next, in S4, the actual dividing point positions E, F, which are the positions of the dividing points for dividing the four sides of the quadrilateral A′B′C′D ′ having the actual mark position A ′ and the like as vertices according to the above-described dividing ratio. G and H are calculated.
Here, the division point E that divides the side A′B ′ will be described as an example. For example, x1 which is the X coordinate of the dividing point E is the X coordinate (mx + mrx) of the F mark A ′ and the difference between the X coordinates of the F marks A ′ and B ′ multiplied by the division ratio of the side AB. Become sum. The coordinates E (x1, y1), F (x2, y2), G (x3, y3), and H (x4, y4) at the actual dividing point position can be expressed by the following equations.
x1 = mx + mrx + (s1x + s1rx− (mx + mrx)) × (py−my) / (s1y−my)
y1 = my + my + (s1y + s1ry− (my + mry)) × (py−my) / (s1y−my)
x2 = s1x + s1rx + (s2x + s2rx− (s1x + s1rx)) × (px−s1x) / (s2x−s1x)
y2 = s1y + s1ry + (s2y + s2ry− (s1y + s1ry)) × (px−s1x) / (s2x−s1x)
x3 = s3x + s3rx + (s2x + s2rx− (s3x + s3rx)) × (py−s3y) / (s2y−s3y)
y3 = s3y + s3ry + (s2y + s2ry− (s3y + s3ry)) × (py−s3y) / (s2y−s3y)
x4 = mx + mrx + (s3x + s3rx− (mx + mrx)) × (px−mx) / (s3x−mx)
y4 = my + mry + (s3y + s3ry− (my + mry)) × (px−mx) / (s3x−mx)
[0021]
Next, in S5, real reference lines L1 ′ and L2 which are two straight lines connecting the points E, G and F, H on the two pairs of opposite sides among the four real division points obtained previously. 'Is calculated. Here, the equation of the real reference line L1 ′ connecting the two points F and H is
L1 ′: Y = a2 × X + b2
And the formula of the actual reference line L2 ′ connecting the two points E and G is
L2 ′: Y = a1 × X + b1
It can be expressed as. Where a1, a2, b1, b2 are
a1 = (y3-y1) / (x3-x1)
a2 = (y4-y2) / (x4-x2)
b1 = y1-a1 * x1
b2 = y2-a2 * x2.
However, when a1 and a2 are infinite, that is, when the actual reference lines L1 ′ and L2 ′ are parallel to the Y axis, the equations and coefficients of the actual reference lines L1 ′ and L2 ′ are as follows.
[When a1 is infinite, that is, when x3 = x1]
X = b1, b1 = x1
[When a2 is infinite, that is, when x4 = x2]
X = b2, b2 = x2
[0022]
Next, in S6, a mounting position pl that is the mounting position of the printed wiring board 22 to which the electrical component 12 is to be mounted this time is calculated. The actual mounting position pl is calculated as the intersection of two actual reference lines L1 ′ and L2 ′. Therefore, the coordinates (X, Y) of the mounting position pl where the electrical component 12 should be mounted this time are:
When a1 is infinite: X = b1, Y = a2 × b1 + b2
When a2 is infinite: X = b2, Y = a1 × b2 + b1
And
When both a1 and a2 are not infinite,
X = (b2-b1) / (a1-a2), Y = a1 * X + b1
It becomes.
By subtracting the coordinates of the ideal mounting position PL (px, py) from the coordinates of the mounting position pl (X, Y) acquired in this way, the correction amounts FX, FY of the mounting position are obtained.
X-axis direction correction amount: FX = X−px
Y-axis direction correction amount: FY = Y-py
[0023]
In S7, the mounting angle correction amount FQ at the mounting position pl is determined based on the inclinations of the two actual reference lines previously determined. Specifically, the mounting angle correction amount FQ is acquired as an average value of the inclination of the actual reference line L1 ′ with respect to the ideal reference line L1 and the inclination of the actual reference line L2 ′ with respect to the ideal reference line L2. It should be noted that the inclinations of the ideal reference lines L1 and L2 are parallel to the coordinate axis, and the ideal reference line L1 is parallel to the Y axis. However, if the inclination Qt1 of the actual reference line L1 ′ is greater than 0 for convenience of calculation, the inclination is 90. If the angle is less than 0, the angle difference is calculated as -90 degrees. In the following, the slopes of the ideal reference lines L1 and L2 and the actual reference lines L1 ′ and L2 ′ are shown by equations.
Inclination of ideal reference line L1: Qp1 = 90 or −90 (90 when Qt1> 0, −90 when Qt1 <0)
Slope of actual reference line L1 ′: Qt1 = tan ^-1 ((Y4-y2) / (x4-x2)) Angle difference between L1 and L1 ′: Q1 = Qt1−Qp1
Inclination of ideal reference line L2: Qp2 = 0
Slope of actual reference line L2 ′: Qt2 = tan ^-1 ((Y3−y1) / (x3−x1)) Angle difference between L2 and L2 ′: Q2 = Qt2−Qp2
[0024]
As is apparent from the above description, the mounting angle correction amount FQ is obtained.
Mounting angle correction amount: FQ = (Q1 + Q2) / 2
[0025]
Based on the mounting position correction amounts FX and FY, the wiring board support device 24 is moved from the ideal position before correction to a position suitable for the printed wiring board 22 this time, and the suction head 14 is mounted angle correction amount FQ. The electrical component 12 is mounted by being rotated only by the rotation. Thus, one execution of the mounting position correction program is completed.
[0026]
As is clear from the above description, in the mounting position correction program stored in the ROM of the computer 20, the step of executing S1 and S2 constitutes an “ideal relative position acquisition step”, and the step of executing S3 includes "Actual standards point The “position detection process” is configured, and the processes of executing S4 to S7 form the “mounting position calculation process”.
[0027]
In the present embodiment, when correcting the mounting position of the electrical component 12, the division ratio of the four sides is calculated from the ideal mark positions A, B, C, D and the ideal mounting position PL stored in the ROM. Is done. For this reason, there is an advantage that the capacity of the ROM is relatively small. On the other hand, when the ROM capacity is sufficient, the division ratio is calculated in advance and stored in the ROM, and the electrical component 12 is mounted. When the position is corrected, it may be read from the ROM.
[0028]
Furthermore, the relative position may be calculated when the relative position is first acquired and stored in the RAM, and thereafter, the relative position with respect to the mounting position may be acquired as the first calculated value.
[0029]
Further, the actual mark positions A ′, B ′, C ′, D ′ may be detected every time to determine the mounting position pl for each printed wiring board 22, or the actual mark positions A ′, B ′, C ′ and D ′ may be acquired every predetermined number of times, and the mounting position pl of the printed wiring board 22 may be determined based on the acquired C ′ and D ′.
[0030]
In the present embodiment, the inner side element ratio or the outer side element ratio is obtained as the division ratio, but the internal division ratio or the outer division ratio may be obtained as the division ratio.
[0031]
Here, the relative position calculation method described in the above-mentioned JP-A-8-236997 will be described.
In the relative position calculation method, as shown in FIG. 6, when the relative position between the theoretical positions A, B, C, and D of each F mark and the ideal mounting position PL is obtained, it passes through the ideal mounting position PL. The ideal reference lines K1 and K2, which are two straight lines that divide the side AB and the side CD and the side BC and the side AD at the same division ratio, are obtained. Since the above-mentioned publication does not show a specific calculation method, the following is an ideal reference line for dividing the side AB and the side CD into α: 1−α for the calculation method calculated by the present inventors. A case where K2 and parameter α are obtained will be described as an example.
[0032]
First, the coordinates of the theoretical position, which is the ideal position of the four F marks, are A (xa, ya), B (xb, yb), C (xc, yc), D (xd, yd), and the ideal mounting position. Assume that the coordinates of PL are PL (xp, yp). It is assumed that the ideal reference line K2 is a straight line that divides the side BC and the side AD into α: 1−α at the intersection of the side BC and the side AD, and the parameter α is based on the following procedure. To calculate.
(I) When the coordinates (xf, yf) of the division point F that divides the side BC into α: 1−α are represented by α and the coordinates of the F marks B, C,
F (xf, yf) = (xb + α (xc−xb), yb + α (yc−yb)).
Here, assuming (xc−xb) = Cbx, (yc−yb) = Cby,
F (xf, yf) = (xb + αCbx, yb + αCby).
(II) An equation of an ideal reference line K2 passing through the dividing point F (xf, yf) and the mounting position PL (xp, yp) is obtained.
If the equation of the ideal reference line K2 is Y = a1 × X + b1, the dividing point F and the mounting position PL are points on the ideal reference line K2.
yf = a1 * xf + b1 (i)
yp = a1 × xp + b1 (ii)
From these equations (i) and (ii), the coefficients a1 and b1 are
a1 = (yp−yf) / (xp−xf)
b1 = yf− (yp−yf) / (xp−xf) × xf.
Where (I)
a1 = (yp−yb−αCby) / (xp−xb−αCbx)
b1 = yb + αCby − {(yp−yb−αCby) / (xp−xb−αCbx)} × (xb + αCbx).
(III) An equation of a straight line AD passing through the F marks A and D is obtained.
Similarly to (II), if the equation of the straight line AD is Y = a2 × X + b2,
a2 = (yd−ya) / (xd−xa)
b2 = ya− (yd−ya) / (xd−xa) × xa.
(IV) The intersection H (xh, yh) of the two straight lines K2 and AD obtained by (II) and (III) is obtained.
From the ideal reference line K2, yh = a1 × xh + b1,
From the straight line AD, yh = a2 × xh + b2.
Therefore,
xh = (b2-b1) / (a1-a2)
yh = a1 * (b2-b1) / (a1-a2) + b1.
(V) The intersection H (xh, yh) is represented by α and the coordinates of the F marks A and D.
H (xh, yh) = (xa + α (xd−xa), ya + α (yd−ya))
Here, if (xd−xa) = Dax, (yd−ya) = Day,
H (xh, yh) = (xa + αDax, ya + αDay)
(VI) Formulas of α, known F marks A, B, C, and D and mounting positions PL are created from the formulas of (IV) and (V).
xa + αDax = (b2-b1) / (a1-a2) (iii)
Summarizing equation (iii) for α:
aα ² + Bα + c = 0.
Here, the coefficients a, b, and c are
a = −Dax × Cby + a2 × Dax × Cby
b = (yp−yb) × Dax−a2 × (xp−xb) × Dax + (a2 × xa−yp + b2) × Cbx + (xp−xa) × Cby
c = -b2 * (xp-xb) + yb * xp-yp * xb + xa * (yp-yb-a2 * (xp-xb)).
(VII) α is calculated from the formula (secondary formula) of (VI) using the solution formula.
Solution formula α = (− b ± (b ² -4ac) ^1/2 ) / 2a is used.
One of the solutions of (VIII) and (VII) is the correct solution (omitted below).
Similar to the division ratio α, if the division ratio for dividing the side AB and the side CD is calculated, the mounting position can be corrected based on the division ratio and the actual mark position as in the present embodiment.
[0033]
As described above, in the conventional method, in order to obtain the division ratio, the quadratic equation and its solution are calculated using the unknown parameter α and the like. In this case, the calculation is performed because the square root is used. It becomes complicated. Furthermore, since the inclinations of the two ideal reference lines K1 and K2 are different for each attachment position, the inclinations are obtained for each attachment position using a trigonometric function. Such a calculation load increases the production time.
[0034]
On the other hand, according to the electric component mounting position correction method of the present embodiment, the ideal reference lines L1 and L2 are parallel to the coordinate axis, so that it is easy to obtain the division ratio, and two ideal reference lines. Since the slopes of L1 and L2 are known in advance, the calculation for obtaining them can be omitted.
[0035]
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described in detail, this is an illustration and this invention is described in the above-mentioned section of [the subject which invention intends to solve, a problem-solving means, and the effect of invention]. The present invention can be implemented in various forms including various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
[0036]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an electrical configuration of an electrical component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a mechanical configuration of the electrical component mounting apparatus according to the present embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing a mounting position correction program in the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an ideal mark position of an F mark on a printed wiring board in the present embodiment.
5 is a diagram showing an example of the actual shape and actual F mark position of the printed wiring board of FIG. 3; FIG.
FIG. 6 is a diagram for explaining a relative position calculation method in a mounting position correction method devised before completion of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Electrical component mounting apparatus 12: Electrical component 14: Adsorption head 18: Control apparatus 22: Printed wiring board 24: Wiring board support apparatus

Claims

A mounting position correction method for correcting a mounting position where an electrical component should be mounted according to a dimensional error and a positioning error of a printed wiring board,
Ideal relative which is a relative position of an ideal mounting position, which is the mounting position on the printed wiring board having an ideal shape, with respect to an ideal reference point position which is an ideal position of four reference points set in advance on the printed wiring board. The position is divided into four sides of a quadrilateral having the four ideal reference points as vertices at the intersections between the four ideal reference lines and the two ideal reference lines extending in two directions parallel to the coordinate axis from the ideal mounting position. An ideal relative position acquisition step to acquire based on the division ratio when
An actual reference point position detecting step for detecting an actual reference point position, which is an actual position of the four reference points on an actual printed wiring board on which an electrical component is to be mounted;
An actual dividing point position calculating step of calculating an actual dividing point position that is an actual dividing point position based on the actual reference point position and the dividing ratio;
Of the four real division points whose positions have been calculated in the actual division point position calculation step, the intersection of two real reference lines that respectively pass through two real division points located on two opposite sides opposite to each other. An electrical component mounting position correction method including a mounting position calculation step of calculating as an actual mounting position.

The mounting landing position calculating step includes a mounting angle correction step of correcting a mounting angle of an electrical component in a plane parallel to the upper surface of the actual printed wiring board based on an inclination of the actual reference line with respect to the ideal reference line. The electric component mounting position correction method according to claim 1, further comprising:

A mounting device for mounting the electrical component at a mounting position where the electrical component of the printed wiring board is to be mounted;
A control device for controlling the mounting device;
An imaging device for imaging a printed wiring board on which the electrical component is to be mounted;
In the electrical component mounting apparatus including
The control device is
Ideal relative which is a relative position of an ideal mounting position, which is the mounting position on the printed wiring board having an ideal shape, with respect to an ideal reference point position which is an ideal position of four reference points set in advance on the printed wiring board. The position is divided into four sides of a quadrilateral having the four ideal reference points as vertices at the intersections between the four ideal reference lines and the two ideal reference lines extending in two directions parallel to the coordinate axis from the ideal mounting position. Ideal relative position acquisition means for acquiring based on the division ratio when
Real reference point position detection for detecting actual reference point positions, which are actual positions of the four reference points, based on image information acquired by the imaging device of an actual printed wiring board on which an electrical component is to be mounted Means,
An actual dividing point position calculating means for calculating an actual dividing point position which is an actual dividing point position based on the actual reference point position and the dividing ratio;
Of the four real division points whose positions have been calculated in the actual division point position calculation step, the intersection of two real reference lines that respectively pass through two real division points located on two opposite sides opposite to each other. An electrical component mounting apparatus comprising: mounting position calculation means for calculating the actual mounting position.

A program executed by a computer to acquire mounting position correction data for correcting a mounting position where an electrical component is to be mounted in accordance with a dimensional error and a positioning error of a printed wiring board,
Ideal relative which is a relative position of an ideal mounting position, which is the mounting position on the printed wiring board having an ideal shape, with respect to an ideal reference point position which is an ideal position of four reference points set in advance on the printed wiring board. The position is divided into four sides of a quadrilateral having the four ideal reference points as vertices at the intersections between the four ideal reference lines and the two ideal reference lines extending in two directions parallel to the coordinate axis from the ideal mounting position. An ideal relative position acquisition step to acquire based on the division ratio when
An actual reference point position detecting step of detecting an actual reference point position which is an actual position of the four reference points on an actual printed wiring board to which an electrical component is to be mounted;
An actual dividing point position calculating step for calculating an actual dividing point position which is an actual dividing point position based on the actual reference point position and the dividing ratio;
Of the four actual division points whose positions have been calculated in the actual division point position calculating step, the intersection of two real reference lines respectively passing through two actual division points located on the opposite sides of the two opposite sides A recording medium on which a mounting position correction program including a mounting position calculation step for calculating as an actual mounting position is recorded so as to be readable by a computer.