JPH04167600A - 位置補正装置及び位置補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の分野】

本発明は、部品を自動的に搭載装着するマウンター等に
おいて、回路基板と部品装着用加工ヘッドの間の位置ず
れを補正する位置補正装置に関し、さらに、上記位置補
正装置を用いた位置補正方法に関する。

【従来の技術】

回路基板上に部品を自動搭載するためのマウンターにお
いては、部品装着用加工ヘッドと回路基板との位置ずれ
の補正に画像処理装置を用いた補正法が使用されている
。この従来の画像処理装置を用いた回路基板の位置補正
法の過程の一例を、第６図により説明する。 表面上に少なくとも２つの検査マーキングＡ１Ａを形成
した回路基板Ｉを用意する。コンベアベルト２上に搬送
されるこの回路基板ｌは、加工ヘッド３の下方の定位置
に停止され、ここでその表面がＩＴＶカメラ等の撮像部
材４で撮像され、このデータが２値化された後、図示さ
れない画像処理装置に取り込まれる。 この画像処理装置においては、メモリ上の基準マーキン
グを上記回路基板１の１ｒｒｅに合成し、上記回路基板
１の画像中の検査マーキングＡ１人の基準マーキングに
対するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθ（回転）方向の位置ず
れを求める。そして、この得られたデータに従い、上記
加工ヘッド３をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθ方向に移動可
能な支持ステージ５で移動させ、上記回路基板Ｉの位置
ずれが補正される。例えば、図示の加工ヘッドは、その
先端に部品を単品毎に保持するタイプであることから、
回路基板をＩＴＶカメラ等の撮像部材で撮像しながら、
部品の位置ずれが補正される。

【発明が解決しようとしているＲ題】

個々の部品を１つずつ取り扱う第６図で示すような加工
ヘッドと異なり、例えば第７図に示す様に、その下面に
複数の部品を一度に保持し、複数の部品を回路基板１上
に同時に搭載する形式の加工ヘッド６は、垂直方向にの
み移動可能であり、かつ、回路基板に対向した平面（下
面）で部品を保持する。このため、部品の正確な搭載を
行うためには、この加工ヘッド６の加工面である下面を
上記回路基板表面に正確に位置合わせを行う必要がある
。 しかし、上記第７図の加工ヘッド６を用いる場合、加工
ヘッド６そのものが邪魔になって、撮像部材の面域に回
路基板を収めることが出来ない。そこで従来は、上記加
工ヘッドの回Ｗ！基板進行方向とは逆方向側の回路基板
１上に撮像部材を設け、それがら得た回路基板の画像が
ら該回路基板の位置を求め、最初に設定した上記撮像部
材と加工ヘッドとの間の位置関係から補正データを得て
いた。しかし、配置された加工ヘッドと回路基板との位
置合わせのＩＩ！Ｉは、予め長時間かけて、繰り返し慎
重に行わなければならない。また、−度位置合わせして
も、作業時の振動等で調整に誤差が出てくることがあり
、高度な精度を必要とする加工に不適当であるという問
題点があった。 そこで本発明は、上記の従来技術の問題に鑑み、複数の
部品を一度に保持搭載する加工ヘッドの様に、その加工
表面を回路基板に対して平面的に配置する場合も、正確
にその位置合せが可能な位置補正装置及び位置補正方法
を提供することをその目的とする。

【！！題を解決する手段】

すなわち、上記目的を達成するため本発明で採用された
手段の要旨は、回路基板を載せた基板搬送台上から、上
記回路基板の表面上に設けられた位置合せマークを撮像
する第１のカメラと、上記基板搬送台の下部に設けられ
、加工ヘッドの加工面に設けられた位置合せマークを撮
像するた第２のカメラと、上記第１及び第２のカメラに
よって得られた画像信号によって得られる位置データか
ら上記加工ヘッドの加工面の位置と上記基板搬送台上の
上記回路基板の位置との誤差を求め、この求められた位
置の誤差に基づいて上記基板搬送台と上記加工ヘッドと
の相対的位置を補正する補正信号を発生する制御部と、
上記制御部からの補正信号に応じて上記基板搬送台と上
記加工ヘッドとの相対的位置を補正する位置補正機構と
を備えた位ｌｌ１Ｍ正装置において、上記回路基板の位
置合せマークに隣接した位置に貫通孔を形成し、小径マ
ークを施した透明フィルムをこの貫通孔に張り付けたこ
とを特徴とする位置補正装置である。 さらに、上記目的を達成するため本発明で採用された他
の手段の要旨は、回路基板を載せた基板搬送台上から、
上記回路基板の表面上に設けられた位置合せマークを第
１のカメラで撮像し、加工ヘッドの加工面に設けられた
位置合わせマークを上記基板搬送台下部に設けた第２の
カメラによって撮像し、上記第１及び第２のカメラによ
って得られた画像信号によって得られる位置データから
上記加工ヘッドの加工面の位置と上記基板搬送台上の上
記回路基板の位置との誤差を求め、この求められた位置
の誤差に基づいて上記基板搬送台と上記加工ヘッドとの
相対的位置を補正する補正信号を発生し、この補正信号
に応じて上記基板搬送台と上記加工ヘッドとの相対的位
置を補正する位置補正方法において、上記回ｗ１基板の
位置合せマークに隣接して形成された貫通孔に、小径マ
ークを施した透明フィルムを張り付け、上記第２のカメ
ラで上記加工ヘッドの加工面に設けられた位置合せマー
クを撮像する際、上記基板搬送台上に載せられた回路基
板の上記貫通孔を介して撮像することを特徴とする位置
補正方法位置補正方法である。

【作　　　用】

上記本発明による位置補正装置及び位置補正方法によれ
ば、まず、回路基板が基板搬送台上に載せられて固定さ
れた状態で第１のカメラにて撮像することにより、位置
合せマークと上記位置合せマークに隣接して形成された
貫通孔表面に施された透明フィルムの小径マークとの位
置関係が画像処理によって求められる。 次に、上記基板搬送台の下側に設けられた第２のカメラ
により、上記回路基板の位置合せマークに隣接して形成
された上記貫通孔を通して加工ヘッドの加工面に設けら
れた位置合せマークを撮像する。この時、上記第２のカ
メラの撮像画像には、上記貫通孔の表面に施された透明
フィルムの小径マークも撮像されるため、上記小径マー
クと上記加工ヘッド加工面の位置合せマークとの位ｆ！
ｆＩＭＩ係を求めることが出来る。そこで、上記透明フ
ィルムの小径マークを基準として上記加工ヘッドと回路
基板との位置関係が正確に求められることとなり、上記
基板搬送台と上記加工ヘッドとの相対的位置を、位置補
正機構を介して、正確に補正することが可能になり、上
記回路基板と上記加工ヘッドとの正確な位置合わせが可
能になる。

【実　施　例】 以下、本発明の実施例について、図面に基づきながら詳
細に説明する。 第１図に本発明の一実施例による位置補正装置を備えた
電子部品のマウンターの要部が示されている。同図には
示されていないが、加工ヘッド１０の下面１１には、回
路基板ｌ０００表面上に配置される電子部品を保持する
ためのサクシリンヘッドを複数形成した加工面が備えら
れており、これらサクシぢンヘッドには真空圧が導かれ
、その先端に複数の部品を同時に吸着保持することが可
能である。この加工ヘッド１０の下側加工面１１の下方
には、その上に搭載する回路基板１００をＸ軸方向に移
動可能なＸ軸可動テーブル２０、Ｙ軸方向に移動可能な
Ｙ軸可動テーブル２１が各々配置され、これらのＸ軸可
動テーブル２０及びＹ軸可動テーブル２１の上方には、
さらに基板搬送台３０が配設されている。この基板搬送
台３０は、可動部３１と、固定部３２と、そして、基板
サポート板３４とから構成されている。また、図中、上
記基板搬送台３００基板サポート板３４と可動部３■と
の間には、さらに符号３６で示す様に、回転方向に移動
可能なテーブルであるθ可動テーブルが設けられている
。そして、上記基板搬送台３０の基板サポート板３４の
表面３４１には開口部３４２が形成されている。 次に、上記Ｘ軸可動テーブル２ｏは図示されないベルト
コンベヤ装置の方向（図中の矢印の方向）に延長されて
いる。また、第１図に示すように、上記矢印で示す回！
８基板１００の進行方向上手（すなわち、上記加工ヘッ
ド１ｏの右方）には、第１のカメラ（ｒＴＶカメラ）Ｈ
Ｃが配置され、これは上記基板搬送台３ｏ上の回路基板
１００の表面を撮像し、２値化した画像信号を出力する
ためのものである。この第１のカメラＨＣは、例えば第
２図に示す様に、逆「Ｌ」字状の外形を有するＹ軸可動
ステージ５゜の上に取り付けられている。 そして、上記第１図に戻り、本発明によれば、第２のＩ
ＴＶカメラＬＣが上記基板搬送台３゜の内部に取り付け
られており、上記基板サポート板３４の表面３４１に形
成された開口部３４２を通して上方に向かって配置され
ている。また、上記基板搬送台３０上に載せられる回路
基板■００の表面には、上記第２図に示される様に、例
えばｆＲ箔や塗料等によって位置合せマークＭｌが形成
され、さらに、上記位置合せマークＭｌに隣接した位置
には、いわゆる貫通孔１１０が形成されている。そして
、この貫通孔１１０の表面には、第３図にも示される様
に、その略中央部に小径マークｍを印刷等によて施した
透明フィルム１２０が接着されることとなる。 また、上記加工ヘッド１０の下側の加工面１１０表面に
は、添付の第４図に示すように、第２の位置合せマーク
Ｍ２が施されている。 第５図には、上記装置の制御回路部を含めた全体構成が
示されている。この図において、基板搬送台３０の上方
に設けられた第１のカメラＨＣ，及び、上記基板搬送台
３０の内部に配置された第二のカメラＬＣから得られる
２Ｍ化された画像信号は、画像処理装置６０に入力され
ている。この画像処理装置６０では、所定の画像処理を
行い、その出力をモニター６１及び制御装置６２へ出力
する。一方、制御装置６２は、インターフェイス装置６
３を介して、前述のＸ軸可動テーブル２０、Ｙ軸可動テ
ーブル２１゜さらにはθ可動テーブル３６の移動量を制
御する構成となっている。 以上に述べた本発明の構成社よる位置補正装置を備えた
電子部品のマウンターの位置補正の動作について以下に
説明する。また、第３図にも示す様に、上記回路基板１
００の表面上の位置合せマークＭｌに隣接して形成され
ている貫通孔１１０の表面には、事前に、上記小径マー
クｍを施した透明フィルム１２０が張り付けられる。 まず、第２ＦｆｌＪに示す様に、ベルトコンベヤ装置上
に搬送された回路基板１００が基板搬送台３０上に載せ
られる。この状態で、上記第１のカメラＨＣによって、
上記回路基板１０００表面の合せマークＭ１及び上記透
明フィルム１２０の上記小径マークｍを同一画域内に撮
像し、これから２値化された画像信号を画像処理装置６
０（第５図参照）に取り込む。そして、上記位置合せマ
ークＭｌ及び小径マークｍの面域内における座標を取り
込み、これらマーク間の重心点間の距離を算出し、これ
らを制御装置６２に出力する。すなわち、第１のカメラ
ＨＣにより回路基板１００表面上の位置合せマークＭｌ
と小径マークｍｔ？撮像することにより、回路基板１０
０の基板搬送台３０に対する位置ずれ等を測定すること
が出来る。 次に、上記第４図に示す様に、Ｘ軸可動テーブル２０に
よって上記基板搬送台３０を水平に移動し、加工ヘッド
１０の下方に位置させて停止させ、加工ヘッド１０を所
定の位置まで下降させる。その後、上記基板搬送台３０
内に設けられた第２のカメラＬＣにより、下方から回路
基板Ｉ００の貫通孔１１０を通して、上記加工ヘッド１
０の加工面上の位置合せマーキングＭ２を撮像する。こ
の時、上記第２のカメラＬＣは、同時に回路基板１００
に形成された貫通孔１１０の表面に張り付けられた透明
フィルム１２０の小径マークｍをも同−画像内に撮像す
る。 これにより、上記位置合せマークＭ１及び小径マークｍ
の面域内における座標を取り込み、これらマーク間の重
心点間の距離を算出し、これらを制御装置６２に出力す
る。これにより、この小径マークｍと上記加工ヘッド１
０との位置関係を計測することが出来ることとなる。そ
のため、上記透明フィルム１２０の上記小径マークｍを
基準として、上記回路基板１００の位置を上記加工ヘッ
ド１０の加工面に対して位置合わせすることが可能にな
る。 すなわち、上記制御装置６０は、上記第１のカメラＨＣ
及び第２のカメラＬＣの両者によって上下方向から撮像
される共通の位置マーク、すなわち小径マークｍを基準
とし、上記基板搬送台３０上の回路基板１００の位置と
上記加工ヘッド１０の位置を測定し、それらの座標位置
情報により、回路基板１００の基板搬送台３゜上での位
置ずれが補正値として求められる。そして、上記基板搬
送台３０の位置を修正しながら上記回路基板１００を上
記加工ヘッド１０に対して適当な位置に配置する。すな
わち、Ｘ軸方向の補正量、Ｙ軸方向の補正量、さらには
回転方向の補正角θに従い、上記Ｘ軸可動テーブル２０
、Ｙ軸可動テーブル２１．　　そして、θ可動テーブル
３６を回転駆動させ、固定された上記加工ヘッド１０と
上記基板１００との間の位置ずれを補正することとなる
。 この様に、上記本発明になる位置補正装置の構造によれ
ば、上記透明フィルムの小径マークを直接基準位置とし
て使用して、回路基板と加工ヘッド間の位置合わせを可
能にするため、回路基板の加工ヘッドに対する正確な位
置合せが可能になると共に、従来の位置補正方法や装置
では必要であった、−旦基準位置合せを行った後の回路
基板の位置を計算するための移動量を測定する測長器（
リニアスケール）も不要となり、構成的にも比較的簡素
化することが可能になる。

【発明の効果】

以上の説明からも明らかな様に、本発明による位置補正
装置及び位置補正方法によれば、回路基板とこれに対向
する加工面を有する加工ヘッドとを位置決めする場合、
測長器等も不要であることから、上記加工ヘッドと回路
基板との相互間の平面的な位置ずれを、比較的簡単な構
成で、正確かつ自動的に補正することが可能であること
から、作動前の微妙な調整が不要になり、稼働時に生じ
る位置ずれも補正することが出来る。このため、この本
発明による位置補正装置及び位置補正方法を、例えばマ
ウンターに採用した場合、製品の歩留まりが向上し、部
品の配置精度の正確なマウンターとすることができると
いう優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による位置補正装置の要部の
構成を示す側面図、第２図は上記位置補正装置の第１の
カメラの取り付は構造を示す斜視図、第３図は上記位置
補正装置によって位置ずれが補正される回路基板の一部
拡大図、第４図は上記位置補正装置の動作を説明するた
めの側面図、第５図は上記位置補正装置の制御回路部を
含むブロック図、第６図及び第７図は、従来技術、及び
本発明が適用されるマウンターに用いられる加工ヘッド
の外観例を示す斜視図である。 １０・・・加工ヘッド　１１・・・下面　１００・・・
回路基板　ｌｌＯ・・・貫通孔　１２０・・・透明フィ
ルム２０・・・Ｘ軸可動テーブル　２１・・・Ｙ軸可動
テーブル　３０・・・基板搬送台　ＭＬＭ２・・・位置
合わせ用マーク　ｍ・・・小径マーク　ＨＣ・・・第１
のカメラ　ＬＣ・・・第２のカメラ　６ｏ・・・画像処
理装＠　６２・・・制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回路基板を載せた基板搬送台上から、上記回路基
   板の表面上に設けられた位置合せマークを撮像する第１
   のカメラと、上記基板搬送台の下部に設けられ、加工ヘ
   ッドの加工面に設けられた位置合せマークを撮像するた
   めの第２のカメラと、上記第１及び第２のカメラによっ
   て得られた画像信号によって得られる位置データから上
   記加工ヘッドの加工面の位置と上記基板搬送台上の上記
   回路基板の位置との誤差を求め、この求められた位置の
   誤差に基づいて上記基板搬送台と上記加工ヘッドとの相
   対的位置を補正する補正信号を発生する制御部と、上記
   制御部からの補正信号に応じて上記基板搬送台と上記加
   工ヘッドとの相対的位置を補正する位置補正機構とを備
   えた位置補正装置において、上記回路基板の位置合せマ
   ークに隣接した位置に貫通孔を形成し、小径マークを施
   した透明フィルムを前記貫通孔に張り付けたことを特徴
   とする位置補正装置。
2. （２）回路基板を載せた基板搬送台上から、上記回路基
   板の表面上に設けられた位置合せマークを第１のカメラ
   で撮像し、加工ヘッドの加工面に設けられた位置合わせ
   マークを上記基板搬送台下部に設けた第２のカメラによ
   って撮像し、上記第１及び第２のカメラによって得られ
   た画像信号によって得られる位置データから上記加工ヘ
   ッドの加工面の位置と上記基板搬送台上の上記回路基板
   の位置との誤差を求め、この求められた位置の誤差に基
   づいて上記基板搬送台と上記加工ヘッドとの相対的位置
   を補正する補正信号を発生し、この補正信号に応じて上
   記基板搬送台と上記加工ヘッドとの相対的位置を補正す
   る位置補正方法において、上記回路基板の位置合せマー
   クに隣接して形成された貫通孔に、小径マークを施した
   透明フィルムを張り付け、上記第２のカメラで上記加工
   ヘッドの加工面に設けられた位置合せマークを撮像する
   際、上記基板搬送台上に載せられた回路基板の上記貫通
   孔を介して撮像することを特徴とする位置補正方法。