JP4871234B2 - 部品実装装置の異常検出方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、同一対象物の同一対象を複数の装置で認識する際の異常検出方法及び装置に係り、特に、電子部品を基板上に搭載する電子部品実装装置に用いるのに好適な、通常の基板生産動作で、正常値が不明であっても、装置の異常を検出することが可能な異常検出方法及び装置に関する。

図１に例示する如く、ＸＹＺ方向に移動可能なヘッド１２を用いて、テープフィーダなどの部品供給装置１４から電子部品を吸着して、プリント基板６や液晶基板などの基板に搭載するための電子部品実装装置（マウンタとも称する）１０が知られている。

図において、１６は、基板６を図に示すＸ方向に搬送するための基板搬送装置、１８は、ヘッド１２をＸ方向に移動するためのＸ軸移動機構、２０は、該Ｘ軸移動機構１８と共に前記ヘッド１２をＹ方向に移動するためのＹ軸移動機構である。

このような電子部品実装装置１０においては、基板６に電子部品を搭載するにあたり、図２に例示する如く基板６に形成された基板位置決めマーク（基板マークとも称する）６Ａを、ヘッド１２に下向きに固定された、ヘッド１２と共に移動可能な基板認識カメラ２２で撮像認識することで基板６の姿勢を認識し、搭載部品の吸着位置ずれを、装置本体に上向きに固定された部品認識カメラ２４等で撮像認識することで、基板上に電子部品を位置決めして搭載していた。図２において、６Ｂは、部品の搭載位置を補正するため等に使用する部品マーク、６Ｃは、ＩＣ等の電極パッドである。

しかしながら、経時的な変化等により、認識カメラ２２、２４の照明の明るさ変化や、機械構成部品の調整に狂いが生じる場合があり、部品の搭載精度が悪化するといった影響が現われる場合がある。

このような装置の異常を検出するものとして、特許文献１に、検査用チップをカメラにより撮像して、吸着ノズルとカメラとの相対位置ずれを検出することが記載されている。

又、特許文献２には、画像取込み装置からの部品画像の基準位置からのずれを検出して、ずれ量に応じて良品／警告／不良を判断し、不良になる前にオペレータに通知することが記載されている。

特開２００１−２２３５００号公報 特開２００５−２２８９４９号公報

しかしながら、特許文献１の記載の技術は、異常検出用の検査用チップや治具が必要なだけでなく、生産工程とは別の検査工程が必要である。

又、特許文献１、２に記載の技術は、いずれも、異常の判断が各装置毎に単独で行なわれていた。従って、各装置で基板マークが認識できてしまえば、その結果を基準にして部品の搭載を行うため、実装装置の経時的な変化等による装置の異常を、通常の基板生産過程で検出することはできなかった。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、通常の基板生産動作で、正常値が不明であっても、装置の異常を検出可能とすることを課題とする。

本発明は、同一基板の同一対象を複数の部品実装装置で認識する際に、前記部品実装装置間の認識結果の差が大であるときに、警告を表示したり、生産を停止するようにして前記課題を解決したものである。

なお、前記部品実装装置が３台以上ある場合、更に、突出して認識結果の差の大きい部品実装装置があれば、その部品実装装置を、異常がある可能性の高い部品実装装置と判定し、全部品実装装置の認識結果の差が小さければ、全ての部品実装装置が正常と判定することができる。

本発明は、又、同一基板の同一対象を複数の部品実装装置で認識する際に、前記部品実装装置間の認識結果の差が大であるときに、警告を表示したり、生産を停止する手段を備えたことを特徴とする部品実装装置の異常検出装置を提供するものである。

更に、前記部品実装装置が３台以上ある場合、突出して認識結果の差の大きい部品実装装置があれば、その部品実装装置を、異常がある可能性の高い部品実装装置と判定し、全部品実装装置間の認識結果の差が小さければ、全ての部品実装装置が正常と判定する手段を更に備えることができる。

本発明によれば、通常の生産過程において、正常値が不明であっても、照明や機構部品等の搭載精度に影響するような部分の経時変化等による異常を検出できる。又、装置の異常を検出した場合に生産を停止することで、搭載精度の不良に起因する不良品の発生を事前に防止することができる。更に、認識結果の履歴を記録して、過去の装置の異常を追跡することもできる。

特に、３台以上の装置がある場合には、認識結果の誤差の分布から、異常がある可能性の高い装置を推定できる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本発明の第１実施形態は、本発明を、図２に示した基板６上の部品マーク６Ｂの認識に適用したものである。

本実施形態においては、図３に示すような、例えば３台の実装装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを備えた生産ラインにおいて、図４に手順を示す如く、先ず１台目の実装装置１０Ａで、図１に示したように、プリント基板６を基板搬送装置１６を用いて実装装置１０内に搬入し、プリント基板６を固定する。次に、プリント基板６に対して相対的に可動なヘッド１２に取り付けられた基板認識カメラ２２によって、プリント基板６の図２に示したような基板マーク６Ａを認識し、基板６の姿勢を検出する。

続いて、部品の搭載位置を補正するため等に使用する部品マーク６Ｂの位置を、先ほど検出した基板６の姿勢からから算出し、基板認識カメラ２２を用いて、部品マーク６Ｂの実際の位置を認識する（図４のステップ１００）。

このとき、基板マーク６Ａから算出された、部品マーク６Ｂが本来あるべき位置と、基板認識カメラ２２で実際に認識して検出した位置との誤差を記憶する（ステップ１１０）。

その後、電子部品の搭載を行い、通常の基板生産を実施する（ステップ１２０）。

次に、先ほど認識したものと同一の基板６を、図３に示した如く、１台目の実装装置１０Ａと共に生産ラインを構成する２台目の実装装置１０Ｂに搬入し、１台目の実装装置１０Ａの場合と同様に、基板マーク６Ａの認識結果から算出した、本来部品マーク６Ｂがあるべき位置と、実際の部品マーク６Ｂの位置の誤差を認識し（ステップ１３０）、その結果を記憶する（ステップ１４０）。

このようにして得られた同一基板６の同一部品マーク６Ｂを認識した結果の誤差を、実装装置間の通信機能を利用して、実装装置間で比較し（ステップ１５０）、誤差が大きい場合は、警告を表示したり、生産を停止する（ステップ１６０）。

生産停止でない場合は、電子部品の搭載を行う（ステップ１７０）。

同様にして、３台目以降も、部品マーク６Ｂの位置を認識して（ステップ１８０）、記憶し（ステップ１９０）、装置間で比較を行なう（ステップ２００）。

３台以上のデータが得られる場合は、誤差の分布状況から、例えば突出して誤差の大きい装置がある場合等、異常のある可能性が高い装置を推測することができる（ステップ２１０）。一方、３台間の誤差が小さい場合は、３台共正常と判定する（ステップ２２０）。

更に、過去の結果の履歴を参照することで、過去の装置の異常を追跡することも可能である。

次に、本発明の第２実施形態を詳細に説明する。

本実施形態は、本発明を、プリント基板に印刷されたはんだペーストの認識に適用したものである。

はんだペーストの認識機能は、図２に示した基板マーク６Ａの認識後に、図１のヘッド１２に取り付けられた基板認識カメラ２２を用いて、図５に示すような、プリント基板６のチップ搭載位置（電極パッド６Ｃ）に印刷されたはんだペースト８を認識し、基板マーク６Ａから算出された、本来はんだペースト８が印刷されているべき位置とのずれ（印刷ずれ）ｄを検出する機能である。

図４に示した第１実施形態の場合と同様に、初めに、はんだペースト８を印刷したプリント基板６を１台目の装置１０Ａに搬入し、基板認識カメラ２２で基板マーク６Ａを認識する。基板マーク６Ａの認識結果から、基板クランプ時の位置ずれを算出する。算出したクランプ時の位置ずれ量を基に、チップを搭載するはんだペースト８の位置を算出し、基板認識カメラ２２をはんだペースト８の認識座標に移動させる。そこで、はんだペーストの認識パラメータを用いて、はんだペースト８の位置ずれｄを検出する。

はんだ印刷のずれと、マーク認識の誤差と、機構部品などの誤差が無ければ、はんだペースト８の認識誤差は０となる。一方、いずれかの値に誤差があれば、その誤差の和が検出される。なお、同一のはんだペースト８を認識している限り、印刷ずれ量ｄは、他の実装装置１０Ｂ、１０Ｃでも、ほぼ同じ値が検出されるはずである。この後、電子部品を搭載して、通常の基板生産を実施する。

次に、２台目の実装装置１０Ｂで、１台目の実装装置１０Ａと同様に、１台目で使用した基板６を搬入し、基板マーク６Ａを認識した後に、はんだペースト８を認識する。ここで、実装装置間で通信を行い、同一のはんだペーストの認識結果を比較して、誤差が大きい場合は、装置に何らかの異常があると考えられるので、メッセージを表示したり、生産を停止させる。

３台目以降も同様に、基板搬入後に基板マーク６Ａを認識し、はんだペースト８の位置ずれｄを認識する。同様に通信機能を用いて、他の実装装置との認識結果を比較する。実装装置が３台以上ある場合は、突出した結果の実装装置に異常がある可能性が高いことを推定できる。

又、過去の結果の履歴を参照することで、過去の実装装置の異常を追跡することが可能となる。

なお、前記実施形態においては、図３に示した如く、実装装置間で直接通信していたが、図６に示す変形例のように、ホストコンピュータ３０を介してデータを評価しても良い。実装装置の台数も３台に限定されず、２台又は４台以上であっても良い。

又、前記実施形態においては、部品マーク６Ｂとはんだペースト８を認識していたが、本発明の適用対象は、これらに限定されず、これら以外の、本来であれば実装装置による認識誤差が生じない同一の認識対象を使用して実装装置の異常を検出するようにしてもよい。検出対象も、実装装置に限定されない。

誤差認識対象も、検出位置と本来位置のずれに限定されず、２つのマーク間の距離や、３つ以上のマークの相対関係としても良い。

部品実装装置の一例の構成を示す斜視図 基板の一例を示す平面図 本発明の実施形態におけるシステム構成を示すブロック図 本発明の第１実施形態の処理手順を示す流れ図 本発明の第２実施形態の認識対象を示す平面図 本発明の変形例におけるシステム構成を示すブロック図

符号の説明

６…プリント基板
６Ａ…基板位置決めマーク
６Ｃ…電極パッド
８…はんだペースト
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…電子部品実装装置
１２…ヘッド
１４…部品供給装置
１６…基板搬送装置
１８…Ｘ軸移動機構
２０…Ｙ軸移動機構
２２…基板認識カメラ
２４…部品認識カメラ
３０…ホストコンピュータ

Claims (4)

1. 同一基板の同一対象を複数の部品実装装置で認識する際に、
   前記部品実装装置間の認識結果の差が大であるときに、警告を表示したり、生産を停止することを特徴とする部品実装装置の異常検出方法。
2. 前記部品実装装置が３台以上ある場合、更に、突出して認識結果の差の大きい部品実装装置があれば、その部品実装装置を、異常がある可能性の高い部品実装装置と判定し、全部品実装装置の認識結果の差が小さければ、全ての部品実装装置が正常と判定することを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置の異常検出方法。
3. 同一基板の同一対象を複数の部品実装装置で認識する際に、
   前記部品実装装置間の認識結果の差が大であるときに、警告を表示したり、生産を停止する手段を備えたことを特徴とする部品実装装置の異常検出装置。
4. 前記部品実装装置が３台以上ある場合、突出して認識結果の差の大きい部品実装装置があれば、その部品実装装置を、異常がある可能性の高い部品実装装置と判定し、全部品実装装置間の認識結果の差が小さければ、全ての部品実装装置が正常と判定する手段を、更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の部品実装装置の異常検出装置。

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