JP4494922B2 - Method and apparatus for detecting mounting error of electronic component mounting apparatus - Google Patents

Method and apparatus for detecting mounting error of electronic component mounting apparatus Download PDF

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本発明は、電子部品を基板上に搭載する電子部品実装装置の部品搭載誤差を検出する搭載誤差検出方法及びその装置に関するものである。   The present invention relates to a mounting error detection method and apparatus for detecting a component mounting error of an electronic component mounting apparatus for mounting electronic components on a substrate.

従来、電子部品実装装置では、これを構成する各機械部品の寸法誤差あるいは経時変化等により、基板上で搭載しようとする部品の目標搭載位置に対する搭載誤差が存在するため、この誤差量を予め計測して搭載誤差の補正値のパラメータとして登録し、実装時に補正を実施していた。   Conventionally, in an electronic component mounting apparatus, there is a mounting error with respect to a target mounting position of a component to be mounted on a board due to a dimensional error of each mechanical component constituting the electronic component or a change over time. Then, it was registered as a parameter for the mounting error correction value, and correction was performed at the time of mounting.

補正値の取得方法としては、例えば、目標搭載位置となる複数の部品位置決めマークを形成した基準基板(治具)上の各マークの位置に部品を搭載し、3次元計測器等の精密に位置を計測できる測定器により、搭載された部品の中心位置と傾きを計測し、本来搭載されるべき目標搭載位置との誤差を求め、全ての搭載位置の誤差の平均値を仮の補正値として求めている。そして、この仮の補正値を電子部品実装装置に入力し、その補正値で搭載誤差を補正するようにして、再び基準基板上の各マークの位置に部品を搭載した後、目標搭載位置との誤差を求め、その誤差が電子部品実装装置の許容値である事を確認したら、前記補正値を正規の補正値として設定していた。   As a correction value acquisition method, for example, a component is mounted at the position of each mark on a reference board (jig) on which a plurality of component positioning marks serving as target mounting positions are formed, and a precise position such as a three-dimensional measuring instrument is used. Measure the center position and inclination of the mounted component with a measuring instrument that can measure the error, determine the error from the target mounting position that should be mounted, and determine the average value of all mounting position errors as a temporary correction value. ing. Then, the provisional correction value is input to the electronic component mounting apparatus, and the mounting error is corrected with the correction value. After mounting the component at each mark position on the reference board again, When an error is obtained and it is confirmed that the error is an allowable value of the electronic component mounting apparatus, the correction value is set as a normal correction value.

しかしながら、このような方式で電子部品実装装置の搭載誤差を計測して補正値を設定する場合、電子部品実装装置で部品を搭載した基準基板を3次元計測器等の計測器へ人間が運搬して計測するため、非常に手間と時間がかかっていた。また、搭載した部品は計測が終了した時点で不要になるため、個々の部品を取り外さなければならず、この作業にも手間と時間がかかっていた。また搭載誤差の仮の補正値を電子部品実装装置に入力する際に入力ミスが発生した場合、搭載確認が正常にできず、再び搭載、測定を実施し、搭載誤差の設定をしなければならないという問題点があった。   However, when measuring a mounting error of an electronic component mounting apparatus by this method and setting a correction value, a person carries a reference board on which the electronic component mounting apparatus is mounted to a measuring instrument such as a three-dimensional measuring instrument. It took a lot of work and time to measure. In addition, since the mounted parts are no longer necessary when the measurement is completed, it is necessary to remove individual parts, and this work also takes time and effort. Also, if an input error occurs when inputting a temporary correction value for mounting error to the electronic component mounting device, mounting confirmation cannot be performed properly, and mounting and measurement must be performed again to set the mounting error. There was a problem.

また、顧客先における電子部品実装装置のメンテナンスで搭載精度の再確認が必要な場合、3次元測定器等の精密な計測器がない場合は、部品を搭載した基準基板を計測器がある場所へ輸送してデータを収集し、搭載誤差を設定しなければならず、メンテナンスに多大な手間と時間を費やさなければならないという問題があった。   In addition, when it is necessary to recheck the mounting accuracy during maintenance of the electronic component mounting device at the customer site, if there is no precise measuring instrument such as a three-dimensional measuring instrument, the reference board on which the component is mounted is moved to the place where the measuring instrument is located. There was a problem in that data had to be collected by transportation, mounting errors had to be set, and much labor and time had to be spent on maintenance.

そこで、このような問題を解決するため、電子部品実装装置において、自動的に部品の搭載誤差を検出する機能を備えた構成が例えば下記の特許文献1などにより知られている。この構成では、上述した基準基板のような検査用の基板上の多数の目標搭載位置の全てに検査用の部品(チップ)を搭載した後、搭載された各部品の画像をテレビカメラにより撮像し、その画像データに基づいて部品の搭載誤差を演算している。
特許第3015144号公報
In order to solve such a problem, a configuration having a function of automatically detecting a component mounting error in an electronic component mounting apparatus is known, for example, from Patent Document 1 below. In this configuration, inspection components (chips) are mounted on all of the target mounting positions on the inspection substrate such as the reference substrate described above, and then images of the mounted components are captured by the television camera. The component mounting error is calculated based on the image data.
Japanese Patent No. 3015144

しかしながら、上記の特許文献1のような構成では、検査用の基板上の多数の目標搭載位置の全てに検査用の部品(チップ)を搭載した後、搭載された各部品の画像をテレビカメラにより撮像し、その画像データに基づいて部品の搭載誤差を演算している。従って、画像撮像のためのカメラ移動時に移動誤差が発生し、部品中心の目標搭載位置からのずれの測定に誤差が発生し、正確な搭載誤差を求めることができない、という問題がある。   However, in the configuration as described in Patent Document 1 described above, after mounting inspection components (chips) at all of a large number of target mounting positions on the inspection substrate, images of the mounted components are captured by a television camera. Images are taken and component mounting errors are calculated based on the image data. Therefore, there is a problem that a movement error occurs when the camera is moved for image capturing, an error occurs in the measurement of the deviation of the center of the component from the target mounting position, and an accurate mounting error cannot be obtained.

そこで本発明は、このような問題を解決し、電子部品実装装置における搭載誤差検出を正確に行い、しかも簡単に搭載誤差検出を実施できるようにすることを課題とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve such problems, to accurately detect mounting errors in an electronic component mounting apparatus, and to easily perform mounting error detection.

上記の課題を解決する本発明(請求項1)は、
電子部品を基板上に搭載する電子部品実装装置の搭載誤差を検出する方法であって、
吸着ヘッドを部品が搭載されるべき目標搭載位置を示すマーク上に移動させ、該マークを検出して該マークの正規位置からの位置ずれ量を求め、
部品供給装置から吸着ヘッドにより部品を吸着し、前記位置ずれ量を補正して部品をマーク位置に搭載し、
前記搭載された部品を撮像し、その撮像された部品の画像に基づき部品のマーク位置からの位置ずれ量を求め、
前記両位置ずれ量から前記目標搭載位置での搭載誤差を求めることを特徴とする。
The present invention for solving the above problems (Claim 1)
A method for detecting mounting errors of an electronic component mounting apparatus for mounting electronic components on a substrate,
Move the suction head onto the mark indicating the target mounting position where the component is to be mounted, detect the mark, and determine the amount of positional deviation from the normal position of the mark,
The component is picked up by the suction head from the component supply device, the amount of positional deviation is corrected, and the component is mounted at the mark position.
Image the mounted component, determine the amount of displacement from the mark position of the component based on the image of the captured component,
A mounting error at the target mounting position is obtained from the amount of both positional deviations.

また、本発明(請求項4)は、
電子部品を基板上に搭載する電子部品実装装置の搭載誤差を検出する装置であって、
目標搭載位置を示すマークが形成された基準基板と、
吸着ヘッドに搭載された撮像手段と、
吸着ヘッドを部品が搭載されるべき目標搭載位置を示すマーク上に移動させる移動手段と、
前記移動後、前記撮像手段で撮像されたマーク画像を処理し、前記マークの正規位置からの位置ずれ量を演算する演算手段と、
前記移動手段を制御し、部品供給装置から吸着ヘッドにより部品を吸着して、前記位置ずれ量を補正してマーク位置への部品搭載を制御する搭載制御手段と、
前記撮像手段で撮像された搭載部品の画像に基づき部品のマーク位置からの位置ずれ量を演算する演算手段とを有し、
前記両位置ずれ量から目標搭載位置での搭載誤差を求めることを特徴とする。
The present invention (Claim 4)
A device for detecting mounting errors of an electronic component mounting apparatus for mounting electronic components on a substrate,
A reference board on which a mark indicating a target mounting position is formed;
Imaging means mounted on the suction head;
Moving means for moving the suction head onto a mark indicating a target mounting position on which a part is to be mounted;
After the moving, and calculating means for processing the mark image captured by the imaging means, calculates the amount of positional deviation from the normal position of the mark,
A mounting control unit that controls the moving unit, sucks a component with a suction head from a component supply device, corrects the positional deviation amount, and controls component mounting at a mark position;
Calculating means for calculating the amount of positional deviation from the mark position of the component based on the image of the mounted component imaged by the imaging means;
A mounting error at the target mounting position is obtained from the amount of both positional deviations.

本発明によれば、吸着ヘッドが目標搭載位置を示すマークへ移動後、そのマークの正規位置からの位置ずれ量を求め、その位置ずれを補正して部品搭載を行い、搭載部品のマーク位置からのずれ量を求めて、搭載誤差を検出するようにしているので、正確な搭載誤差を求めることができる、という優れた効果が得られる。   According to the present invention, after the suction head moves to the mark indicating the target mounting position, the amount of positional deviation from the normal position of the mark is obtained, and the component is mounted by correcting the positional deviation. Since the mounting error is detected by obtaining the amount of deviation, an excellent effect that the accurate mounting error can be obtained can be obtained.

以下、添付した図面に基づいて本発明の実施例を説明する。ここでは、搭載誤差検出装置としての機能を備えた電子部品実装装置における実施例を示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, an embodiment in an electronic component mounting apparatus having a function as a mounting error detection apparatus will be described.

図1は、電子部品実装装置の全体構成の概略図であり、同図に示すように、電子部品実装装置1は、その前部(図示の左下側)に配設され回路基板(以下、単に基板という)40に搭載される電子部品(以下、単に部品という)を供給する部品供給装置12と、中央部から少し後方で左右方向に延在する基板搬送路15と、これらの上方に配設されたX軸移動機構2及びY軸移動機構3(XY軸移動手段)を備えている。X軸移動機構2は、部品を吸着する吸着ノズル13aを備えた吸着ヘッド13をX軸方向に移動させ、またY軸移動機構3はX軸移動機構2並びに吸着ヘッド13をY軸方向に移動させる。   FIG. 1 is a schematic diagram of the overall configuration of an electronic component mounting apparatus. As shown in FIG. 1, the electronic component mounting apparatus 1 is disposed on the front portion (lower left side in the figure) and is a circuit board (hereinafter simply referred to as “circuit board”). A component supply device 12 for supplying electronic components (hereinafter simply referred to as components) mounted on a substrate 40, a substrate transport path 15 extending in the left-right direction slightly behind the central portion, and disposed above them. The X-axis moving mechanism 2 and the Y-axis moving mechanism 3 (XY-axis moving means) are provided. The X-axis moving mechanism 2 moves the suction head 13 having a suction nozzle 13a for sucking parts in the X-axis direction, and the Y-axis moving mechanism 3 moves the X-axis moving mechanism 2 and the suction head 13 in the Y-axis direction. Let

また、図示していないが、吸着ヘッド13は、吸着ノズル13aを垂直方向(Z軸方向)に昇降させるZ軸移動機構、並びに吸着ノズル13aをノズル軸(θ軸)を中心に回転させるθ軸回転機構を備えている。   Although not shown, the suction head 13 includes a Z-axis moving mechanism that moves the suction nozzle 13a up and down in the vertical direction (Z-axis direction), and a θ-axis that rotates the suction nozzle 13a around the nozzle axis (θ-axis). A rotation mechanism is provided.

また、吸着ヘッド13の一方の側面には、基板認識カメラ(撮像手段)17が取り付けられており、後述のように基板の基板位置決めマークの撮像や基板上に搭載された部品の撮像に用いられる。また、部品供給装置12の脇に部品認識カメラ16が配設されており、後述のように吸着ヘッド13の吸着ノズル13aに吸着された部品28(図2参照)の撮像に用いられる。   Further, a substrate recognition camera (imaging means) 17 is attached to one side surface of the suction head 13 and is used for imaging a substrate positioning mark on the substrate and imaging components mounted on the substrate as will be described later. . Further, a component recognition camera 16 is disposed beside the component supply device 12 and is used for imaging the component 28 (see FIG. 2) sucked by the suction nozzle 13a of the suction head 13 as described later.

また、電子部品実装装置1の上部には、オペレータに報知する各種情報を表示するモニター18が配置され、下部には、装置全体を制御する制御部(搭載制御手段)19が配置されている。この制御部19は、本発明による搭載誤差の検出並びにその補正を含め部品搭載に必要な全ての制御を司る。   In addition, a monitor 18 for displaying various information to be notified to the operator is disposed at the upper part of the electronic component mounting apparatus 1, and a control unit (mounting control means) 19 for controlling the entire apparatus is disposed at the lower part. The control unit 19 manages all control necessary for component mounting, including mounting error detection and correction according to the present invention.

なお、後述する搭載誤差の検出時には、基板として図3に示す基準基板20が用いられる。この基準基板20は、実際の基板40と同様な形状、大きさに形成され、基準基板には、長方形の上面の三方の角部に基準基板20の位置を検出するための基板位置決めマーク21が形成されると共に、それぞれ多数の部品位置決めマーク22がマトリクス状の配列で印刷などにより形成されている。各部品位置決めマーク22はそれぞれ部品が搭載されるべき目標搭載位置を示すマークとなっており、制御部19は、搭載誤差検出のために、部品を、各部品位置決めマーク位置、すなわち、目標搭載位置に搭載するように制御を行う。   Note that a reference substrate 20 shown in FIG. 3 is used as a substrate when detecting a mounting error described later. The reference substrate 20 is formed in the same shape and size as the actual substrate 40. The reference substrate has substrate positioning marks 21 for detecting the position of the reference substrate 20 at the three corners of the rectangular upper surface. At the same time, a large number of component positioning marks 22 are formed by printing or the like in a matrix arrangement. Each component positioning mark 22 is a mark indicating a target mounting position at which the component is to be mounted, and the control unit 19 detects the component as a component mounting mark position, that is, a target mounting position, for mounting error detection. Control to be mounted on.

図2は電子部品実装装置1の制御系の構成を示している。同図に示すように、上述した装置全体を制御する制御部19は、CPU、RAM、ROMなどからなるマイクロコンピュータから構成され、X軸とY軸の移動機構2,3及びZ軸移動機構とθ軸回転機構のそれぞれの駆動源であるX軸、Y軸、Z軸及びθ軸の各モータ24,25,26,27の駆動を制御し、吸着ヘッド13と基板認識カメラ17のX軸方向及びY軸方向への移動と、吸着ノズル13aの昇降及び回転を制御する。また、吸着ヘッド13の吸着ノズル13aに真空の負圧を印加する不図示のバキューム機構を制御して吸着ノズル13aによる部品の吸着、解放を制御する。   FIG. 2 shows the configuration of the control system of the electronic component mounting apparatus 1. As shown in the figure, the control unit 19 for controlling the entire apparatus described above is composed of a microcomputer comprising a CPU, RAM, ROM, etc., and includes X-axis and Y-axis moving mechanisms 2, 3 and a Z-axis moving mechanism. The X-axis direction of the suction head 13 and the substrate recognition camera 17 is controlled by controlling the driving of the motors 24, 25, 26, and 27 of the X-axis, Y-axis, Z-axis, and θ-axis that are the respective drive sources of the θ-axis rotation mechanism. And the movement in the Y-axis direction and the raising and lowering and rotation of the suction nozzle 13a. Further, a suction mechanism (not shown) that applies a vacuum negative pressure to the suction nozzle 13a of the suction head 13 is controlled to control suction and release of components by the suction nozzle 13a.

また、制御部19には、部品認識カメラ16と基板認識カメラ17から入力される画像信号を処理する画像処理装置30が接続されている。画像処理装置30は、カメラ16ないし17から入力されるアナログの画像信号を画像データのデジタル信号に変換するA/D変換器30aと、これにより変換された画像データを格納する画像メモリ30bと、これに格納された画像データを処理するCPU(演算手段)30cから構成されている。CPU30cは、基板認識カメラ17並びに部品認識カメラ16からの部品画像データに基づいて、搭載部品並びに吸着部品の中心位置、並びに傾きを演算する。また、CPU30cは、基板認識カメラ17からのマーク21、22の画像データに基づいて、基板の基準位置に対する位置ずれ量、部品位置決めマーク22の正規位置からの位置ずれ量、並びに搭載された部品の部品位置決めマーク22からの位置ずれ量などを演算する。   The control unit 19 is connected to an image processing device 30 that processes image signals input from the component recognition camera 16 and the board recognition camera 17. The image processing apparatus 30 includes an A / D converter 30a that converts an analog image signal input from the cameras 16 to 17 into a digital signal of image data, an image memory 30b that stores the image data converted thereby, It comprises a CPU (calculation means) 30c for processing the image data stored therein. Based on the component image data from the board recognition camera 17 and the component recognition camera 16, the CPU 30c calculates the center position and the inclination of the mounted component and the suction component. Further, based on the image data of the marks 21 and 22 from the board recognition camera 17, the CPU 30 c has a positional deviation amount with respect to the reference position of the board, a positional deviation amount from the normal position of the component positioning mark 22, and a mounted component. The amount of displacement from the component positioning mark 22 is calculated.

また、制御部19には、部品データ等を入力するためのキーボード32やマウス33が接続されており、これらにより部品データが入力され、さらに制御部19に接続されたハードディスク、フラッシュメモリなどで構成される記憶装置29に格納できるようになっている。また、この記憶装置29には、搭載誤差など、種々の取得したデータなども格納される。   In addition, a keyboard 32 and a mouse 33 for inputting component data and the like are connected to the control unit 19, and component data is input by these components, and further includes a hard disk, a flash memory, and the like connected to the control unit 19. It can be stored in the storage device 29. The storage device 29 also stores various acquired data such as mounting errors.

さらに、制御部19には、モニター18が接続されており、これにより上記の部品データや、カメラ16ないし17で撮像された部品や基板の画像、ないしは画像処理装置30のCPU30cの演算結果のデータなどが表示されるようになっている。   Further, a monitor 18 is connected to the control unit 19, whereby the above-described component data, images of components and boards captured by the cameras 16 to 17, or calculation result data of the CPU 30 c of the image processing device 30 are obtained. Etc. are displayed.

次に、以上の構成において、基準基板20を用いて、部品の搭載誤差を検出して搭載誤差の補正値を設定、格納する動作を以下に説明する。   Next, an operation of detecting a component mounting error and setting and storing a mounting error correction value using the reference board 20 in the above configuration will be described below.

まず、電子部品実装装置1により基板に部品を搭載して基板を生産する場合と同様に、部品搭載プログラムを設定(作成)する。このプログラムには、部品を搭載する基準基板20の情報(外形寸法、基板位置決めマーク21と部品位置決めマーク22の位置等)、搭載する部品の情報(部品サイズなど)、及び部品の吸着位置、搭載位置情報などが含まれる。このプログラムの設定後、基準基板20を基板搬送路15にセットし、搭載すべき部品を部品供給装置12にセットする。なお、基準基板20に搭載される部品は、実際の基板生産時に搭載される部品とすることができ、そのなかでも、比較的高精度で生産された実部品とするのが好ましい。あるいは、高精度で製造された検査用の部品を用いることもできる。   First, the component mounting program is set (created) in the same manner as when the electronic component mounting apparatus 1 mounts components on a substrate to produce a substrate. This program includes information on the reference board 20 on which the parts are mounted (external dimensions, positions of the board positioning marks 21 and the part positioning marks 22), information on the parts to be mounted (part sizes, etc.), and the suction position and mounting of the parts. Includes location information. After setting this program, the reference board 20 is set in the board conveyance path 15 and the parts to be mounted are set in the parts supply apparatus 12. The component mounted on the reference substrate 20 can be a component mounted at the time of actual substrate production, and among them, it is preferable that the component is an actual component produced with relatively high accuracy. Alternatively, an inspection part manufactured with high accuracy can be used.

続いて、制御部19が図5のフローチャートに示す制御手順で搭載誤差検出動作を開始し、基準基板20を基板搬送路15上で部品を搭載すべき所定位置へ移送する(ステップS10)。   Subsequently, the control unit 19 starts a mounting error detection operation in accordance with the control procedure shown in the flowchart of FIG. 5, and transfers the reference substrate 20 to a predetermined position on the substrate transport path 15 where the component is to be mounted (step S10).

次に、基板認識カメラ17を吸着ヘッド13と共に基準基板20の基板位置決めマーク21のそれぞれの上の位置に移動し、各マーク21を撮像する。画像処理装置30のCPU30cは、この撮像された画像を画像メモリ30bに取り込み、マーク21の画像位置に基づいて基準基板20の基準位置に対するずれ量を演算し(ステップS11)、そのずれ量を元に全ての部品位置決めマーク22の位置を補正する(ステップS12)。   Next, the substrate recognition camera 17 is moved together with the suction head 13 to positions above the substrate positioning marks 21 of the reference substrate 20 to image each mark 21. The CPU 30c of the image processing apparatus 30 captures the captured image into the image memory 30b, calculates the amount of deviation from the reference position of the reference substrate 20 based on the image position of the mark 21 (step S11), and based on the amount of deviation. Next, the positions of all the component positioning marks 22 are corrected (step S12).

続いて、基板上の部品位置決めマーク22の位置を検出し、そのマークの正規位置からの位置ずれ量を求め、それを格納する(ステップS13)。今、図3に示したように、基準基板20上には、m*n(図示の例ではm=8、n=6)の部品位置決めマーク22が形成されており、部品位置決めマークP(xj、yk)の位置を検出する場合、吸着ヘッド13を吸着位置Qから部品位置決めマークP(xj、yk)へ移動させ、基板認識カメラ17で該マークを撮像し、その位置を検出する。   Subsequently, the position of the component positioning mark 22 on the board is detected, the amount of positional deviation from the normal position of the mark is obtained, and stored (step S13). As shown in FIG. 3, component positioning marks 22 of m * n (m = 8, n = 6 in the illustrated example) are formed on the reference substrate 20, and the component positioning marks P (xj , Yk), the suction head 13 is moved from the suction position Q to the component positioning mark P (xj, yk), the mark is picked up by the board recognition camera 17, and the position is detected.

この状態が、図4(A)に示されており、吸着ヘッド13は、基板認識カメラ17の撮像領域17aの撮像中心(撮像軸)17bが部品位置決めマークP(xj、yk)の正規位置P’(xj、yk)に移動するように、制御される。ここで、正規位置P’(xj、yk)は、ステップS12で位置補正されたマーク位置である。しかし、XY移動機構2、3に送り誤差があるので、撮像中心17bは、部品位置決めマークP(xj、yk)の位置とはならず、Δjkの位置ずれ量が発生する。この位置ずれ量は、撮像されたマークを画像処理装置30で画像処理することにより、そのマーク位置(中心位置)を求めることにより、求めることができる。そして、そのずれ量を誤差ΔjkとしてマークP(xj、yk)の位置に関連して記憶装置29に格納する。   This state is shown in FIG. 4A, and the suction head 13 is configured such that the imaging center (imaging axis) 17b of the imaging area 17a of the board recognition camera 17 is the normal position P of the component positioning mark P (xj, yk). It is controlled to move to '(xj, yk). Here, the normal position P ′ (xj, yk) is the mark position whose position has been corrected in step S12. However, since there is a feed error in the XY moving mechanisms 2 and 3, the imaging center 17b does not become the position of the component positioning mark P (xj, yk), and a positional deviation amount of Δjk occurs. This amount of positional deviation can be obtained by image processing the imaged mark with the image processing device 30 to obtain the mark position (center position). The deviation amount is stored in the storage device 29 as an error Δjk in relation to the position of the mark P (xj, yk).

このようなマーク22の位置検出処理では、各マーク22の位置検出ごとに吸着ヘッド13を、吸着位置Qから当該マーク22の位置に移動させ、そのマークの位置ずれ量を求め、それを誤差として格納することが行われる(ステップS13とS14)。この状態が、図6に示されており、各部品位置決めマークごとにそのマークの位置ずれ量Δが格納される。   In such a mark 22 position detection process, each time the position of each mark 22 is detected, the suction head 13 is moved from the suction position Q to the position of the mark 22 to determine the positional deviation amount of the mark, and this is used as an error. Storage is performed (steps S13 and S14). This state is shown in FIG. 6, and the positional deviation amount Δ of each mark is stored for each component positioning mark.

すべてのマーク22の位置検出が終了したら、吸着ヘッド13を部品供給装置12に移動させて、部品を吸着し、続いて吸着ヘッドを、上記位置ずれ量Δ補正された部品位置決めマーク22の位置に移動させて部品を搭載する(ステップS15)。なお、各部品位置決めマーク22の位置に部品を搭載する際、部品吸着時の誤差を補正しておく。すなわち、吸着ノズル13aで部品を部品供給装置13から吸着した後、吸着ヘッド13を部品認識カメラ16上の位置へ移動して、吸着部品を撮像し、画像処理装置30において部品の中心位置と吸着位置のずれと吸着傾きを演算し、これを補正して部品を各部品位置決めマーク22の位置に搭載する。このように、部品位置決めマークP(xj、yk)の位置に部品を搭載する場合には、吸着補正のための部品撮像が行われるので、吸着ヘッド13は、図3に示されたように、吸着位置Qから部品認識カメラ16が設置されている位置Rを経てマークP(xj、yk)に至る経路をたどる。   When the position detection of all the marks 22 is completed, the suction head 13 is moved to the component supply device 12 to suck the components, and then the suction head is moved to the position of the component positioning mark 22 corrected by the positional deviation amount Δ. The component is moved and mounted (step S15). In addition, when mounting a component at the position of each component positioning mark 22, an error at the time of component suction is corrected. That is, after the component is sucked from the component supply device 13 by the suction nozzle 13a, the suction head 13 is moved to a position on the component recognition camera 16, and the sucked component is imaged. The position deviation and the suction inclination are calculated and corrected to mount the component at the position of each component positioning mark 22. Thus, when a component is mounted at the position of the component positioning mark P (xj, yk), component imaging for suction correction is performed, so the suction head 13 is configured as shown in FIG. The route from the suction position Q to the mark P (xj, yk) via the position R where the component recognition camera 16 is installed is followed.

続いて、部品の搭載が終了したら、この部品を基板認識カメラ17で撮像し、部品の搭載位置を検出する。画像処理装置30のCPU30cは、部品の画像に基づいて、部品位置決めマーク22の位置での部品中心位置と傾きを演算し(ステップS16)、部品位置決めマーク22の位置での搭載部品の位置ずれ量(部品中心のずれ(オフセット誤差)並びに傾きのずれ(両ずれを、部品位置のずれ量とする)を演算し、この位置ずれ量をマーク22の位置に関連して格納する(ステップS17)。この処理を、すべての部品位置決めマーク位置に関して行う(ステップS18、S19)。   Subsequently, when the mounting of the component is completed, the component is imaged by the board recognition camera 17, and the mounting position of the component is detected. The CPU 30c of the image processing device 30 calculates the component center position and inclination at the position of the component positioning mark 22 based on the component image (step S16), and the amount of displacement of the mounted component at the position of the component positioning mark 22 (A component center shift (offset error) and a tilt shift (both shifts are referred to as component position shift amounts)) are calculated and stored in relation to the position of the mark 22 (step S17). This process is performed for all component positioning mark positions (steps S18 and S19).

上述の処理で、部品位置決めマークP(xj、yk)への部品搭載時の位置ずれ量が図4(B)に図示されている。吸着ヘッド13は、ステップS13の処理により、部品位置決めマークP(xj、yk)へ移動するとき、Δjkの誤差が発生することが検出されているので、この誤差が補償されて移動される。従って、搭載部品を基板認識カメラ17で撮像するとき、その撮像中心17bは、部品位置決めマークP(xj、yk)の中心位置と一致するようになる。一方、搭載部品28の中心28aが、P”(xj、yk)と検出されると、部品位置決めマークP(xj、yk)から、Δ’jkの位置ずれ量が発生して部品搭載が行われたことが検出される。この位置ずれは、吸着ヘッド13が部品認識位置Rを経由して搭載位置に移動し、その移動時の送り誤差が、経由しないときの送り誤差と異なること、また、部品搭載には、吸着ヘッドのZ軸方向の移動を伴うので、そのZ軸移動によりXY方向の移動誤差(着地誤差)が発生すること、その他、搭載制御全体に伴う搭載誤差などに起因する。そこで、この位置ずれ量Δ’jkがステップS17の処理で求められ、これが、マーク位置に関連付けて、図6に示したように記憶装置29に格納される。   FIG. 4B shows the amount of displacement when the component is mounted on the component positioning mark P (xj, yk) in the above-described processing. When the suction head 13 is moved to the component positioning mark P (xj, yk) by the process of step S13, it is detected that an error of Δjk is generated, and the error is compensated and moved. Therefore, when the mounted component is imaged by the board recognition camera 17, the imaging center 17b coincides with the center position of the component positioning mark P (xj, yk). On the other hand, when the center 28a of the mounted component 28 is detected as P ″ (xj, yk), a component displacement is generated by Δ′jk from the component positioning mark P (xj, yk). This misalignment is detected when the suction head 13 moves to the mounting position via the component recognition position R, and the feed error when moving is different from the feed error when not passing, Since component mounting involves movement of the suction head in the Z-axis direction, movement of the Z-axis causes a movement error (landing error) in the XY direction, and other reasons include mounting errors associated with the entire mounting control. Therefore, the positional deviation amount Δ′jk is obtained in the process of step S17, and this is associated with the mark position and stored in the storage device 29 as shown in FIG.

実際の部品搭載誤差は、ΔjkとΔ’jkの加算誤差となるので、これを補償して部品を搭載するようにする。すなわち、部品位置決めマークP(xj、yk)の位置に部品を搭載する場合には(j=1〜m;k=1〜n)、Δjk+Δ’jkの位置ずれ量を補正して搭載を行う。なお、実際の部品搭載位置が、部品位置決めマーク22間にある場合には、その両隣にある部品位置決めマークとの距離に基づき、各位置ずれ量ΔjkとΔ’jkを補間処理して、位置ずれ量を求める。   Since the actual component mounting error is an addition error of Δjk and Δ′jk, the component is mounted after compensating for this. That is, when a component is mounted at the position of the component positioning mark P (xj, yk) (j = 1 to m; k = 1 to n), the mounting is performed by correcting the positional deviation amount of Δjk + Δ′jk. If the actual component mounting position is between the component positioning marks 22, the positional deviation amounts Δjk and Δ′jk are interpolated based on the distance from the adjacent component positioning marks to obtain the positional deviation. Find the amount.

また、上述したように、個々の部品位置決めマークごとに位置ずれ量を持たせるのではなく、基板を複数の領域に分割し、分割された領域にある各部品位置決めマーク位置での搭載誤差の平均値を、その分割領域にある各部品位置決めマーク位置での搭載誤差とすることもできる。この場合には、実際の部品搭載位置が、基板のどの領域にあるかが判別され、その領域で求められている平均搭載誤差で搭載誤差が補償されて部品搭載が行われる。   In addition, as described above, instead of giving each component positioning mark a positional deviation amount, the substrate is divided into a plurality of areas, and the average of mounting errors at each component positioning mark position in the divided area The value can also be a mounting error at each component positioning mark position in the divided area. In this case, it is determined in which region of the board the actual component mounting position is, and the component mounting is performed with the mounting error compensated by the average mounting error obtained in that region.

本発明の実施例の搭載誤差検出機能を備えた電子部品実装装置の全体構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the whole structure of the electronic component mounting apparatus provided with the mounting error detection function of the Example of this invention. 同装置の制御系の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the control system of the apparatus. 部品搭載誤差を検出する状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state which detects component mounting error. 部品搭載時の位置ずれを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the position shift at the time of component mounting. 搭載誤差検出の制御手順を示したフローチャート図である。It is the flowchart figure which showed the control procedure of mounting error detection. 検出された位置ずれ量を格納する状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state which stores the detected positional offset amount.

符号の説明Explanation of symbols

1 電子部品実装装置
2 X軸移動機構
3 Y軸移動機構
12 部品供給装置
13 吸着ヘッド
13a 吸着ノズル
15 基板搬送路
16 部品認識カメラ
17 基板認識カメラ
18 モニター
19 制御部
20 基準基板
22 部品位置決めマーク
28 部品
30 画像処理装置
32 キーボード
33 マウス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic component mounting apparatus 2 X-axis moving mechanism 3 Y-axis moving mechanism 12 Component supply apparatus 13 Suction head 13a Suction nozzle 15 Substrate conveyance path 16 Component recognition camera 17 Substrate recognition camera 18 Monitor 19 Control unit 20 Reference substrate 22 Component positioning mark 28 Component 30 Image processing device 32 Keyboard 33 Mouse

Claims (6)

電子部品を基板上に搭載する電子部品実装装置の搭載誤差を検出する方法であって、
吸着ヘッドを部品が搭載されるべき目標搭載位置を示すマーク上に移動させ、該マークを検出して該マークの正規位置からの位置ずれ量を求め、
部品供給装置から吸着ヘッドにより部品を吸着し、前記位置ずれ量を補正して部品をマーク位置に搭載し、
前記搭載された部品を撮像し、その撮像された部品の画像に基づき部品のマーク位置からの位置ずれ量を求め、
前記両位置ずれ量から前記目標搭載位置での搭載誤差を求めることを特徴とする電子部品実装装置の搭載誤差検出方法。
A method for detecting mounting errors of an electronic component mounting apparatus for mounting electronic components on a substrate,
Move the suction head onto the mark indicating the target mounting position where the component is to be mounted, detect the mark, and determine the amount of positional deviation from the normal position of the mark,
The component is picked up by the suction head from the component supply device, the amount of positional deviation is corrected, and the component is mounted at the mark position.
Image the mounted component, determine the amount of displacement from the mark position of the component based on the image of the captured component,
A mounting error detection method for an electronic component mounting apparatus, wherein a mounting error at the target mounting position is obtained from the amount of positional deviation.
基板上に複数の目標搭載位置を示すマークを形成し、各目標搭載位置ごとに搭載誤差を演算することを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装装置の搭載誤差検出方法。   2. The mounting error detection method for an electronic component mounting apparatus according to claim 1, wherein marks indicating a plurality of target mounting positions are formed on the substrate, and a mounting error is calculated for each target mounting position. 基板を複数の領域に分割し、分割された領域にある各目標搭載位置の搭載誤差の平均値を、その分割領域にある各目標搭載位置での搭載誤差とすることを特徴とする請求項2に記載の電子部品実装装置の搭載誤差検出方法。   3. The board is divided into a plurality of areas, and an average value of mounting errors at each target mounting position in the divided area is set as a mounting error at each target mounting position in the divided area. The mounting error detection method of the electronic component mounting apparatus described in 1. 電子部品を基板上に搭載する電子部品実装装置の搭載誤差を検出する装置であって、
目標搭載位置を示すマークが形成された基準基板と、
吸着ヘッドに搭載された撮像手段と、
吸着ヘッドを部品が搭載されるべき目標搭載位置を示すマーク上に移動させる移動手段と、
前記移動後、前記撮像手段で撮像されたマーク画像を処理し、前記マークの正規位置からの位置ずれ量を演算する演算手段と、
前記移動手段を制御し、部品供給装置から吸着ヘッドにより部品を吸着して、前記位置ずれ量を補正してマーク位置への部品搭載を制御する搭載制御手段と、
前記撮像手段で撮像された搭載部品の画像に基づき部品のマーク位置からの位置ずれ量を演算する演算手段とを有し、
前記両位置ずれ量から目標搭載位置での搭載誤差を求めることを特徴とする電子部品実装装置の搭載誤差検出装置。
A device for detecting mounting errors of an electronic component mounting apparatus for mounting electronic components on a substrate,
A reference board on which a mark indicating a target mounting position is formed;
Imaging means mounted on the suction head;
Moving means for moving the suction head onto a mark indicating a target mounting position on which a part is to be mounted;
After the moving, and calculating means for processing the mark image captured by the imaging means, calculates the amount of positional deviation from the normal position of the mark,
A mounting control unit that controls the moving unit, sucks a component with a suction head from a component supply device, corrects the positional deviation amount, and controls component mounting at a mark position;
Calculating means for calculating the amount of positional deviation from the mark position of the component based on the image of the mounted component imaged by the imaging means;
A mounting error detection device for an electronic component mounting device, wherein a mounting error at a target mounting position is obtained from the amount of positional deviation.
前記基準基板上に複数の目標搭載位置を示すマークを形成し、各目標搭載位置ごとに搭載誤差を演算することを特徴とする請求項4に記載の電子部品実装装置の搭載誤差検出装置。 5. The mounting error detecting apparatus for an electronic component mounting apparatus according to claim 4, wherein marks indicating a plurality of target mounting positions are formed on the reference substrate, and mounting errors are calculated for each target mounting position. 前記基準基板を複数の領域に分割し、分割された領域にある各目標搭載位置の搭載誤差の平均値を、その分割領域にある各目標搭載位置での搭載誤差とすることを特徴とする請求項5に記載の電子部品実装装置の搭載誤差検出装置。 The reference board is divided into a plurality of areas, and an average value of mounting errors at each target mounting position in the divided area is set as a mounting error at each target mounting position in the divided area. Item 6. An electronic component mounting apparatus mounting error detection device according to Item 5.
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