JPH05283898A - 部品の認識及び実装装置 - Google Patents

部品の認識及び実装装置

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JPH05283898A
JPH05283898A JP4079883A JP7988392A JPH05283898A JP H05283898 A JPH05283898 A JP H05283898A JP 4079883 A JP4079883 A JP 4079883A JP 7988392 A JP7988392 A JP 7988392A JP H05283898 A JPH05283898 A JP H05283898A
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JP
Japan
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mounting
electronic component
component
head
recognizing
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JP4079883A
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Yukihiro Azuma
幸弘 東
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TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 装着ヘッドが電子部品を保持してからプリン
ト板上の所定位置に実装するまで時間を短縮し、しかも
正確な位置決め実装のできる電子部品の認識及び実装装
置を提供する。 【構成】 複数の電子部品を配列収容している部品供給
部と、こゝに収容されている所定の電子部品をピックア
ップして、プリント板上の所定位置まで移動させて該プ
リント板上に実装するヘッドと、該ヘッドに保持されて
いる電子部品の姿勢を光学的に認識する手段をもち、該
ヘッドはプリント板の面と平行な第1の平面上を略直線
状に移動するように構成し、また光学的認識手段も前記
プリント板の面と平行な第2の平面上を直線的に移動す
るように構成し、且つ前記ヘッド及び光学的認識手段の
移動直線は、前記第1及び第2の平面の投影面に関して
交差するよう構成し、該光学的に認識した部品保持位置
とあらかじめ定められた部品保持位置との間のズレを修
正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品をヘッドによ
り保持しプリント板上に移載し実装する装置に関する。
更に詳しくは、複数の電子部品を配列し且つ収容してい
る部品供給部と、この部品供給部に収容されている所定
の電子部品をピックアップし且つ該電子部品をプリント
板上の所定位置まで移動させて該プリント板上に実装す
るヘッドと、該ヘッドが前記電子部品をピックアップし
てからプリント板上の実装位置まで移動する間に、該ヘ
ッドに保持されている電子部品の姿勢を光学的に認識す
る手段と、該光学的に認識した部品保持位置とあらかじ
め定められた部品保持位置との間のズレを修正する手段
とを含む電子部品の認識及び実装装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特公平3−22720号公報には、部品
供給部より供給された電子部品を装着ヘッドにより吸着
し、位置決めされたプリント基板上に実装する装置が開
示され、この装置は、装着ヘッドに保持された電子部品
を認識し装着ヘッドに対する電子部品の位置及び水平面
内の回転角に関するデータを得る第1の認識部と、位置
決めされたプリント基板上の実装部品のパターンを認識
してその位置及び水平面内の回転角に関するデータを得
る第2の認識部と、装着ヘッドとプリント基板とを相対
的に移転・回転させる駆動部で得られたデータに基づい
て前記駆動部を駆動するように構成された認識付電子部
品実装装置が開示されている。
【0003】この装置によると、プリント基板での電子
部品のパターンのズレ、装着ヘッドに保持された電子部
品のズレ等があったとしても、プリント基板上への電子
部品の正確な位置決め実装が可能となり、正確でしかも
高密度に電子部品を実装することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特公平3−22720号公報に記載された電子部品実装
装置では、電子部品を保持する装着ヘッドの位置と、装
着ヘッドに保持された電子部品を認識する位置と、電子
部品をプリント基板に実装する位置との間が必ずしも直
線状でないために、電子部品を保持してから実装するま
での装着ヘッドの動作が複雑で時間を要するものとなっ
ていた。
【0005】そこで、本発明では、装着ヘッドが電子部
品を保持してからプリント板上の所定位置に実装するま
で時間を短縮し、しかも正確な位置決め実装のできる電
子部品の認識及び実装装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明によれば、複数の電子部品を配列し且
つ収容している部品供給部と、この部品供給部に収容さ
れている所定の電子部品をピックアップし且つ該電子部
品をプリント板上の所定位置まで移動させて該プリント
板上に実装するヘッドと、該ヘッドが前記電子部品をピ
ックアップしてからプリント板上の実装位置まで移動す
る間に、該ヘッドに保持されている電子部品の姿勢を光
学的に認識する手段と、該光学的に認識した部品保持位
置とあらかじめ定められた部品保持位置との間のズレを
修正する手段とを含む電子部品の認識及び実装装置にお
いて、前記ヘッドは任意の部品供給位置からプリント板
上の任意の実装位置まで、該プリント板の面と平行な第
1の平面上を略直線状に移動するように構成し、且つ光
学的認識手段も前記プリント板の面と平行な第2の平面
上を直線的に移動するように構成し、且つ部品供給位置
から部品実装位置までの前記ヘッドの移動直線と前記光
学的認識手段の移動直線とは、前記第1及び第2の平面
の投影面に関して交差することを特徴とする電子部品の
認識及び実装装置が提供される。
【0007】また本発明によれば、上記において、光学
的認識手段は固定案内軸線に沿って移動するように構成
される電子部品の認識及び実装装置が提供される。更に
本発明によれば、ヘッドの前記移動直線と光学的認識手
段の前記固定案内軸線との前記投影面における交点を求
める手段と、光学的認識手段を任意の位置から該交点に
対応する位置まで移動させるように制御する手段を含む
請求項2に記載の電子部品の認識及び実装装置が提供さ
れる。
【0008】更にまた本発明によれば、ヘッドが任意の
電子部品についての動作を開始する初期位置から電子部
品をピックアップする位置を経て、前記交点に対応する
位置に至るまでの時間を求める手段と、少なくともこの
時間以内に、前記光学的認識手段を前記動作開始時点に
おける位置から前記交差位置に対応する位置まで移動す
るように前記光学的認識手段の移動手段を制御すること
を特徴とする請求項3に記載の電子部品の認識及び実装
装置が提供される。
【0009】
【作用】本発明によれば、前記ヘッドは任意の部品供給
位置からプリント板上の任意の実装位置まで略直線状に
移動するようにしたので、ヘッドが電子部品を保持して
からプリント板上の所定位置に実装するまで時間が短縮
される。また、ヘッドの移動直線と光学的認識手段の固
定案内軸線との前記投影面における交点を求める手段
と、光学的認識手段を任意の位置から該交点に対応する
位置まで移動させるように制御する手段を含むので、光
学的認識手段の動作が装着ヘッドの動作に対して影響を
与えることは少なくなり、迅速な姿勢認識及び実装が可
能となる。
【0010】
【実施例】図1〜図4は本発明の電子部品の認識及び実
装装置の平面図であって、図1はプリント板への電子部
品の実装が完了した状態で装着ヘッドが初期位置にある
状態、図2は装着ヘッドがトレイの中の電子部品をピッ
クアップする部品供給位置にある状態、図3は装着ヘッ
ドに保持された電子部品の姿勢を認識する画像認識状
態、図4は装着ヘッドがプリント板上に電子部品を実装
する位置にある状態をそれぞれ示す。
【0011】これらの図において、X方向テーブル10
は装着ヘッド11を搭載したブロック12より成り、こ
のブロックは平行な2本の案内レール13,14にX方
向に案内され、これらの案内レールと平行なボールねじ
軸15により同方向に駆動される。2本の案内レール1
3,14の両端はブロック16,17に固定されてお
り、一方のブロックにはボールねじ軸を回転させるサー
ボモータ18が搭載されている。
【0012】ブロック16,17はY方向に設置された
2つのボールねじ軸19,20にそれぞれ案内され、サ
ーボモータ21によりY方向テーブルを構成するこれら
のブロック14,15がY方向に駆動される。図1にお
いて、符号30は位置決めされたプリント板であり、装
着ヘッド11を搭載したブロック12はプリント板30
の上側にありプリント板30の面に対して平行にX方向
及びY方向に移動する。図1では装着ヘッド11により
プリント板30への電子部品(図示せず)の実装が完了
した状態を示し、装着ヘッド11はプリント板30の初
期位置A(図示の実施例ではこの初期位置はプリント板
30の略中央の位置である)にある。
【0013】電子部品供給部40は多数の電子部品41
を規則的に配列・収容したトレイ42から成る。これら
の実施例では電子部品41を規則的に配列するための碁
盤目の枠43の内部に個々の電子部品が収容される。こ
のトレイ42内の電子部品41は、装着ヘッド11のX
Y移動面に対して平行な面に配列されている。次の工程
でどのトレイ41内のどの電子部品42をプリント板3
0上のどの位置に実装するかはあらかじめ分かってい
る。その電子部品42の位置をB、プリント板30上の
実装位置をCとする。
【0014】この場合、サーボモータ18,21は所定
のスタート信号を受けて駆動が開始され、装着ヘッド1
1がAの位置からBの位置へ移動する。この場合におい
て、図示のようにA位置からB位置まで直線Lに沿って
装着ヘッド11を移動させることが、装着ヘッド11
(即ちブロック12)にとって最も距離が短く、迅速な
移動が可能となる。従って、図示しない制御機構におい
てA位置とB位置との情報により装着ヘッド11がほぼ
直線Lに沿って移動するようにサーボモータ18,21
の回転駆動がパルス制御される。これにより、ブロック
12はX方向に移動し、ブロック16,17はY方向に
移動して装着ヘッド11がほぼ直線Lに沿って短時間に
A位置からB位置への移動を完了する。
【0015】図2は装置ヘッドがB位置(部品供給位
置)まで来た状態を示し、装着ヘッド11はトレイ41
の上側にある。この位置において後述するように装着ヘ
ッド11が電子部品42を吸着保持する。図2におい
て、装着ヘッド11が電子部品42を吸着保持した後、
プリント板30上の実装位置Cへ移動する場合、前述と
同様に、図2に示すようにB位置からC位置まで直線M
に沿って装着ヘッド11を移動させることが、装着ヘッ
ド11(即ちブロック12)にとって最も距離が短く、
迅速な移動が可能となる。従って、前述と同様、図示し
ない制御機構においてB位置とC位置との情報により装
着ヘッド11がほぼ直線Mに沿って移動するようにサー
ボモータ18,21の回転駆動がパルス制御される。こ
れにより、ブロック12はX’方向に移動し、ブロック
16,17はY’方向に移動して装着ヘッド11がほぼ
直線Mに沿って短時間にB位置からC位置への移動を完
了する。
【0016】しかしながら、本発明では、装着ヘッド1
1がほぼ直線Mに沿ってB位置からC位置への移動する
間に、画像認識位置D(図3)を通過する。画像認識装
置50は、部品供給部40(トレイ41)と位置決めさ
れたプリント板30との間に配置され、カメラ51を搭
載したブロック52が、サーボモータ54により駆動さ
れるボールねじ軸53によりX方向に移動される。ブロ
ック52に案内機構は図示省略している。
【0017】本発明では、カメラ51は所定の直線N上
をX方向に移動することから、装着ヘッド11の移動直
線Mとこのカメラ51の移動軌跡Nとの交点、即ち画像
認識位置Dはあらかじめ分かっている。従って、図示し
ない制御機構において画像認識位置Dを求め、その位置
情報に基づいてサーボモータ54を制御する。従って、
少なくとも装着ヘッド11が直線M上を移動して画像認
識位置D(図3)を通過する以前に、カメラ51をその
初期位置(図1)から画像認識位置Dまで移動させてお
く。これにより、後述のように、画像認識位置Dにおい
て電子部品の姿勢をカメラ画像により認識することがで
きる。この画像認識位置Dにおいてはカメラ51は装着
ヘッド11に保持された電子部品(図示せず)の下側に
位置するし、電子部品の姿勢を下側よりカメラ画像によ
り認識することができる。
【0018】図4は装着ヘッド11が画像認識位置Cに
到達した状態を示す。ここで後述のようにプリント板3
0上への電子部品の実装が行われるが、本発明では、電
子部品が実装される前に電子部品の姿勢ないし位置が所
定の位置になるように位置制御される。図5は、図2に
おけるV−V断面図で、装着ヘッド11がトレイ41の
中の所定の電子部品42を吸着保持する状態を示す。即
ち、詳しくは図示していないがブロック12に対して装
着ヘッド11を上下方向に移動する機構と、装着ヘッド
11を回転させるサーボモータ23が設けられている。
従って、装着ヘッド11がトレイ41の中の所定の電子
部品42の上に来た時、装着ヘッド11はブロック12
から下降し、吸着動作が開始され、該当の電子部品42
を吸着保持した後、装着ヘッド11がブロック12から
上昇する。
【0019】図6(a)は図3におけるVI−VI断面
図で、装着ヘッド11に保持された所定の電子部品42
の姿勢をカメラ51で撮像し、当該電子部品42の所定
位置からズレを画像認識している状態を示し、図6
(b)は認識した電子部品42が所定の位置42’(破
線で示す)からズレている状態を示す。即ち、装着ヘッ
ド11で保持している電子部品42はX方向にΔx,Y
方向にΔy変位しており、また回転方向にθ変位してい
る。回転角θの修正は、ブロック12に搭載しているサ
ーボモータ23により装着ヘッド11を回転させること
により修正される。また、Δx及びΔy変位は、装着ヘ
ッド11を搭載しているブロック12のX,Yテーブル
により、即ち、即ち画像認識位置Dから実装位置Cまで
の間のサーボモータ18によるX方向の移動及びサーボ
モータ21によるY方向の移動の中で修正される。
【0020】図7は図4におけるVII−VII断面図
で、装着ヘッド11がプリント板30の所定の実装位置
に当該電子部品42を実装している状態を示す。即ち、
電子部品42が姿勢制御された後、装着ヘッド11はブ
ロック12から下降し、プリント板11上への実装作業
が行われ、実装完了後、装着ヘッド11がブロック12
から上昇する。
【0021】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明を適用できる電子部品42としてはリード線付電
子部品、チップ部品等種々のものがあり、またIC,L
SI等各種の電子部品や半導体部品に適用出来る。ま
た、実装作業の形態としては、リードの基板孔への挿
入、チップ部品のプリント板パターン半田付け等種々の
ものに適用可能である。
【0022】また部品供給部はトレイによる装置に限ら
ず、テープフィーダー、スティックフィーダー、バルク
フィーダー、あるいは特開平3−14487に開示され
る部品収納ケースを用いる供給装置の供給手段に替える
ことあるいは混合して構成することも可能である。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、前記ヘッドは任意の部
品供給位置からプリント板上の任意の実装位置まで略直
線状に移動するようにしたので、ヘッドが電子部品を保
持してからプリント板上の所定位置に実装するまで時間
が短縮される。また、ヘッドの移動直線と光学的認識手
段の固定案内軸線との前記投影面における交点を求める
手段と、光学的認識手段を任意の位置から該交点に対応
する位置まで移動させるように制御する手段を含むの
で、光学的認識手段の動作が装着ヘッドの動作に対して
影響を与えることは少なくなり、迅速な姿勢認識及び実
装が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品の認識及び実装装置の平面図
で、プリント板への電子部品の実装が完了した状態で装
着ヘッドが初期位置にある状態を示す。
【図2】図1と同様の平面図であるが、装着ヘッドがト
レイの中の電子部品をピックアップする部品供給位置に
ある状態を示す。
【図3】図1と同様の平面図であるが、装着ヘッドに保
持された電子部品の姿勢を認識する画像認識状態を示
す。
【図4】図1と同様の平面図であるが、装着ヘッドがプ
リント板上に電子部品を実装する位置にある状態を示
す。
【図5】図2におけるV−V断面図で、装着ヘッドがト
レイの中の電子部品をピックアップする状態を示す。
【図6】(a)は図3におけるVI−VI断面図で、装
着ヘッドに保持された電子部品の姿勢を認識する画像認
識状態を示し、(b)は認識した電子部品が所定の位置
からズレている状態を示す。
【図7】図4におけるVII−VII断面図で、装着ヘ
ッドがプリント板上に電子部品を実装する状態を示す。
【符号の説明】
11…装着ヘッド 30…プリント板 40…部品供給部 41…トレイ 42…電子部品 51…光学的認識手段(カメラ) 18,21,23,54…サーボモータ A…初期位置 B…部品供給位置 C…部品実装位置 D…画像認識位置 L…初期位置から部品供給位置までの移動直線 M…部品供給位置から実装位置までの移動直線 N…光学的認識手段の移動直線

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の電子部品(42)を配列し且つ収
    容している部品供給部(40)と、この部品供給部に収
    容されている所定の電子部品をピックアップし且つ該電
    子部品をプリント板(30)上の所定位置まで移動させ
    て該プリント板上に実装するヘッド(11)と、該ヘッ
    ドが前記電子部品をピックアップしてからプリント板上
    の実装位置まで移動する間に、該ヘッドに保持されてい
    る電子部品の姿勢を光学的に認識する手段(51)と、
    該光学的に認識した部品保持位置とあらかじめ定められ
    た部品保持位置との間のズレを修正する手段(18,2
    1,23)とを含む電子部品の認識及び実装装置におい
    て、前記ヘッド(11)は任意の部品供給位置(B)か
    らプリント板上の任意の実装位置(C)まで、該プリン
    ト板の面と平行な第1の平面上を略直線状に移動するよ
    うに構成し、且つ光学的認識手段(51)も前記プリン
    ト板の面と平行な第2の平面上を直線的に移動するよう
    に構成し、且つ部品供給位置(B)から部品実装位置
    (C)までの前記ヘッドの移動直線(M)と前記光学的
    認識手段の移動直線(N)とは、前記第1及び第2の平
    面の投影面に関して交差(D)することを特徴とする電
    子部品の認識及び実装装置。
  2. 【請求項2】 光学的認識手段(51)は固定案内軸線
    (N)に沿って移動するように構成されている請求項1
    に記載の電子部品の認識及び実装装置。
  3. 【請求項3】 ヘッド(11)の前記移動直線(M)と
    光学的認識手段(51)の前記固定案内軸線(N)との
    前記投影面における交点(N)を求める手段と、光学的
    認識手段(51)を任意の位置から該交点に対応する位
    置(D)まで移動させるように制御する手段(54)を
    含む請求項2に記載の電子部品の認識及び実装装置。
  4. 【請求項4】 ヘッド(11)が任意の電子部品(4
    2)についての動作を開始する初期位置(A)から電子
    部品をピックアップする位置(B)を経て、前記交点
    (D)に対応する位置に至るまでの時間を求める手段
    と、少なくともこの時間以内に、前記光学的認識手段
    (51)を前記動作開始時点における位置から前記交差
    位置に対応する位置(N)まで移動するように前記光学
    的認識手段の移動手段(54)を制御することを特徴と
    する請求項3に記載の電子部品の認識及び実装装置。
  5. 【請求項5】 前記第2の平面は前記第1の平面に関し
    プリント板(30)と同じ側にあることを特徴とする請
    求項1に記載の電子部品の認識及び実装装置。
  6. 【請求項6】 電子部品(42)をピックアップする前
    記ヘッド(11)は、部品を吸着保持するように構成さ
    れていることを特徴とする請求項1に記載の電子部品の
    認識及び実装装置。
  7. 【請求項7】 部品供給部(40)がテープフィーダ
    ー、スティックフィーダー、バルクフィーダー、あるい
    は部品収納ケースを用いる供給装置の供給手段を含むあ
    るいは置き替えた構成を含む請求項1に記載の電子部品
    の認識及び実装装置。
JP4079883A 1992-04-01 1992-04-01 部品の認識及び実装装置 Withdrawn JPH05283898A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4937482B2 (ja) * 2000-05-22 2012-05-23 東レエンジニアリング株式会社 チップ実装装置およびその装置におけるアライメント方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4937482B2 (ja) * 2000-05-22 2012-05-23 東レエンジニアリング株式会社 チップ実装装置およびその装置におけるアライメント方法

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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990608