JPH05315795A - 部品搭載位置ずれ修正方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 試しに部品を所定の角度及び配置で搭載し、
そのときの位置と実際に搭載すべき所定の搭載位置との
ずれ量を測定することで、吸着した部品をプリント基板
の所定の位置に正確に搭載できる部品搭載位置ずれ修正
方式を得る。 【構成】 部品試搭載手段１１で、あらかじめ試しにプ
リント基板上に部品を搭載し、これにより実際に搭載す
べき所定の位置に対してどのくらいずれて搭載されてい
るかを搭載位置ずれ割出し手段１２により測定する。そ
して、搭載位置ずれ割出し手段１２により測定された部
品の位置ずれに基づき、搭載位置補正手段１３により、
現在の部品の位置をどのくらいずらせば正しく所定の搭
載位置に搭載し直せるかの値を求め、この値に従い、部
品搭載手段１４により正しい搭載位置へ部品を搭載し直
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば部品を搭載す
るプリント基板上の所定の位置に部品を搭載する部品搭
載機において、部品を搭載した時の位置と所定の位置と
のずれ量を修正する方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、部品搭載機における搭載ずれの修
正の仕方について説明する。プリント基板の所定位置に
部品を搭載する場合の部品の搭載位置ずれを修正する方
法としては、画像処理方式とメカニカル（機械的）方式
の二通りがある。画像処理方式は、部品を搭載するため
の吸着ノズルにより吸着された部品を、ディスプレイ装
置などを利用して画像により位置ずれを認知し、そのず
れを測定して搭載ずれを修正する。この方法の場合に
は、部品の搭載速度は遅くなる。この方法は、リードを
有する表面実装部品の装着機に適用されている。これに
対して、メカニカル方式では、吸着ノズルにより吸着さ
れた部品の吸着ずれを修正するための部品規正爪を用い
て、吸着ノズルの中心と規正爪の中心とを一致させるこ
とで、機械的に部品の吸着を修正する。この場合、部品
を搭載する吸着ノズルの数は１０〜２０本と多いので、
一つの吸着ノズルと部品規正爪の中心が常に合うよう
に、定期的に調整をしておく。この方法は、リードのな
いチップ部品の装着機に適用されている。本件において
は、上述のうちのメカニカル方式について述べる。

【０００３】従来例について、図を用いて説明する。図
８は従来の部品搭載機を示す図である。図８において１
は部品を吸着する吸着ノズル、２は吸着ノズル１により
吸着される部品、３は部品２を吸着ノズル１の中心に吸
着させるための部品規正爪、４はプリント基板、５は吸
着ノズル１の動作を制御する吸着ノズル制御部、６は部
品規正爪３の爪を開閉する部品規正爪開閉制御部、７は
プリント基板４をＹ軸方向に移動させるＹ軸駆動モー
タ、８はプリント基板４をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆
動モータ、９はＹ軸駆動モータ７とＸ軸駆動モータ８を
駆動させプリント基板４を移動させるＸＹテーブル制御
部、１０はプリント基板４の移動位置を数値で制御する
数値制御部である。なお、図中のＡは吸着ノズル１によ
り部品２を吸着する部品吸着位置、Ｂは吸着ノズル１に
吸着された部品２を部品規正爪３により正しく吸着させ
る部品規正位置、Ｃはプリント基板４に部品２を搭載す
る部品搭載位置を示す。

【０００４】次に動作について説明する。部品吸着位置
Ａで吸着ノズル１により吸着された部品２は、部品規正
位置Ｂで吸着ノズルにより吸着されたまま、部品規正爪
開閉制御部６の指示により開閉される部品規正爪３によ
り、吸着ずれを補正する。この時、図９に示すように、
吸着ノズル１の中心軸（中心線Ａ）と部品規正爪３の中
心軸（中心線Ｂ）が一致することで部品２を吸着ノズル
１の中心に吸着することができる（吸着ノズル１の中心
と部品２の中心が一致する）。そして、吸着ノズル１は
部品搭載位置Ｃで、プリント基板４の所定の位置に部品
２を搭載する。このとき、ＸＹテーブル制御部９が、部
品搭載位置の指示データであり数値制御部１０に記録さ
れているＮＣデータに従って、Ｘ軸駆動モータ８、Ｙ軸
駆動モータ７を駆動することで、プリント基板４の所定
の位置に部品２を搭載できる。なお、部品２を吸着して
プリント基板４に部品２を搭載する一連のシーケンス
（Ａ〜Ｂ〜Ｃの動作）を制御する吸着ノズル制御部５
は、ＮＣデータの数値に従って、吸着ノズル１を０゜、
９０゜、１８０゜、２７０゜に回転させ、部品搭載方向
を決め、プリント基板４上に部品２を搭載することがで
きる。

【０００５】このメカニカル方式において、搭載ずれを
起こす場合とは以下のような場合である。図１０のよう
に、吸着ノズル１の中心軸（中心線Ａ）と部品規正爪３
の中心軸（中心線Ｂ）が合わないことがある。メカニカ
ル方式における部品搭載では、最大０．２５秒／個の速
さで部品搭載が行われるために、吸着ノズル１の中心軸
と部品規正爪３の中心軸が合うように調整をしておいて
も、このようにずれが生じてくる。このような時には、
吸着ノズル１には部品２がずれたまま吸着されて搭載さ
れるので、搭載ずれを起こすことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の部品搭載位置ず
れ修正方式は以上のように、吸着ノズルと部品規正爪の
中心軸が合うようにして、吸着ノズルの吸着ずれを補正
することで部品の搭載ずれを修正するように構成されて
いるので、吸着ノズルの中心軸と部品規正爪の中心軸が
機械的に一致するようにあらかじめ調整しておく必要が
あった。しかし、吸着ノズルの数が多いため調整が容易
でなく、また、調整をしても激しい動作によりすぐにず
れが生じるため、この調整が頻繁に行われる必要があっ
た。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、部品を所定の位置に正確に搭載
することができる部品搭載位置ずれ修正方式を得ること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る部品搭載
位置ずれ修正方式は、試しに部品を所定の角度及び配置
でそのときの位置と実際に搭載すべき所定の搭載位置と
のずれ量を測定して、そのずれ量を基に搭載位置データ
を補正するようにしたものであり、所定の搭載位置デー
タに基づいて部品を所定搭載位置へ搭載する部品搭載手
段と、所定搭載位置へ所定の異なる角度及び所定の配列
で部品を搭載する部品試搭載手段と、所定の異なる角度
及び所定の配列で搭載された部品の位置と所定の搭載位
置との差異を割出す搭載位置ずれ割出し手段と、その割
出された差異に基づき搭載位置データを補正する搭載位
置補正手段とを備えたものである。

【０００９】

【作用】この発明における部品搭載位置ずれ修正方式
は、所定の搭載位置データに基づいて部品を所定搭載位
置へ搭載する部品搭載手段と、所定搭載位置へ所定の異
なる角度及び所定の配列で部品を搭載する部品試搭載手
段と、部品試搭載手段により搭載された部品の位置と所
定の搭載位置との差異を割出す搭載位置ずれ割出し手段
と、搭載位置ずれ割出し手段により割出された差異に基
づき搭載位置データを補正する搭載位置補正手段とを備
えたことにより、吸着ノズルの中心軸が部品規正爪の中
心軸と一致するように調整されていなくても、部品搭載
時におけるずれ量に基づいて搭載位置データを補正する
ようにしたので、搭載位置ずれを容易に修正し、部品を
プリント基板の所定の位置へ精度よく搭載できる。更
に、部品搭載機の調整の時間が短縮もしくは削除され、
調整の頻度が減少する。

【００１０】

【実施例】実施例１．この発明の一実施例を図を用いて
説明する。最初に、図１について説明する。図１は、こ
の発明の部品搭載位置ずれ修正方式の一実施例における
手順を説明するフロー図である。本発明における部品搭
載位置ずれ修正方式は、この図の手順で実行される。ま
ず、部品試搭載手段１１で、あらかじめ試しにプリント
基板４上に部品２を搭載する。ここで、部品試搭載手段
１１は、部品搭載手段１４に基づいて行われるものであ
る。次に、部品試搭載手段１１により搭載された部品２
が、実際に搭載すべき所定の位置に対して、どのくらい
ずれて搭載されているかを搭載位置ずれ割出し手段１２
により測定する。そして、搭載位置ずれ割出し手段１２
により測定された部品の位置ずれに基づき、搭載位置補
正手段１３により、現在の部品の位置をどのくらいずら
せば正しく所定の搭載位置に搭載し直せるかの値をを求
める。この搭載位置補正手段１３により求められた値に
従い、部品搭載手段１４により、正しい搭載位置へ部品
を搭載する。部品搭載手段１４とは、吸着ノズル１を用
いて部品２を吸着し、数値制御部１０に記録されている
ＮＣデータに従い、所定の部品搭載位置へ部品２を搭載
する手段である。

【００１１】以下、図１における各手段それぞれについ
て説明する。最初に、部品試搭載手段１１について説明
する。この手段は、吸着ノズル１を用いてプリント基板
４に部品２をあらかじめ試しに搭載してみるものであ
る。この手段では、部品を搭載するときに、図２、図３
に示すように、部品の一つ一つを１８０゜づつ回転させ
ながら一定方向へ搭載する方法を用いる。図２は、部品
搭載時にＸ軸方向を固定とし、Ｙ軸方向に部品を搭載す
る場合を示したものである。図３は、部品搭載時にＹ軸
方向を固定とし、Ｘ軸方向に部品を搭載する場合を示し
たものである。図２、図３において、プリント基板４上
の所定の位置に部品２が正しく搭載されている場合を
「正常」、搭載位置がずれている場合を「異常」として
いる。

【００１２】ここで、「正常」である場合と「異常」で
ある場合の、具体的な例を図４を用いて説明する。「正
常」である場合とは、吸着ノズル１の中心軸と部品規正
爪３の中心軸が一致している場合で、このとき、吸着ノ
ズル１を１８０゜回転させて部品２を搭載しても、搭載
位置ずれは起こらない。しかし、「異常」の場合は、吸
着ノズル１の中心軸と部品規正爪３の中心軸が一致しな
いので、吸着ノズル１を１８０゜回転させて部品２を搭
載すると、所定の部品搭載位置に対して搭載位置ずれを
起こすことになる。

【００１３】次に、搭載位置ずれ割出し手段１２につい
て説明する。上述した部品試搭載手段１１により搭載さ
れた部品２の搭載位置が「異常」である場合に、その搭
載位置に基づき、どのくらい所定の搭載位置に対してず
れているかを測定する。図５は図２のようにＸ軸方向を
固定してＹ軸方向に部品２を搭載した場合、図６は図３
のようにＹ軸方向を固定してＸ軸方向に部品２を搭載し
た場合それぞれの拡大図である。このときに、部品試搭
載手段１１により部品の搭載は１８０゜づつ回転して行
われるので、点対称の考えを用いることができる。図５
において、Ｘ軸固定のときの部品搭載が「異常」の場合
には、部品２の中心と所定の搭載位置とのずれ量をｘ、
部品２の横幅を２ａ、１８０゜回転させて搭載された２
つの部品２同士のＸ軸方向のずれ量をｂとすると、次の
式が成立する。 ２ａ ＋ ｂ ＝ ２ｘ ＋ ２ａ ２ｘ ＝ ｂ ∴ ｘ ＝ ｂ／２ 従って、Ｘ軸固定のときには、１８０゜回転させて搭載
された２つの部品同士のずれ量ｂを測定するだけで、部
品２の中心と所定の搭載位置とのずれ量を求めることが
できる。同様に図６において、Ｙ軸固定のときの部品搭
載が「異常」の場合には、部品２の中心と所定の搭載位
置とのずれ量をｙ、部品の縦幅を２ｃ、１８０゜回転さ
せて搭載された２つの部品２同士のＹ軸方向のずれ量を
ｄとすると、次の式が成立する。 ２ｃ ＋ ｄ ＝ ２ｙ ＋ ２ｃ ２ｙ ＝ ｄ ∴ ｙ ＝ ｄ／２ 従って、Ｙ軸固定のときには、１８０゜回転させて搭載
された２つの部品同士のずれ量ｄを測定するだけで、部
品２の中心と所定の搭載位置とのずれ量を求めることが
できる。これらのことより、Ｘ軸固定の場合もＹ軸固定
の場合も、どちらも１８０゜回転させて搭載された２つ
の部品同士のずれ量を測定するだけで、部品２の中心と
所定の搭載位置とのずれ量を割出すことが可能である。
つまり、１８０゜回転させて搭載された２つの部品同士
のずれ量をαとし、部品２の中心と所定の搭載位置との
ずれ量をＳとすると、 Ｓ ＝ α／２ という式が成立する。

【００１４】上記で、所定の搭載位置と、Ｘ軸固定、Ｙ
軸固定の場合の部品試搭載手段１１による搭載位置との
ずれ量がα／２という式で求められることを述べた。し
かし、実際の部品搭載位置ずれは、Ｘ軸Ｙ軸の固定に係
わらず生じる。そこで、所定の搭載位置を原点と考え、
上記の式で求めたずれ量に基づき、部品試搭載手段１１
により搭載された部品２が、その原点に対しどの方向に
搭載されたかということを座標として考える。図７は、
部品試搭載手段１１により搭載された部品２が、所定の
部品搭載位置である原点に対して、どの方向に搭載され
ているかという搭載位置を座標で示した図である。原点
は、吸着ノズル１の中心軸と部品規正爪３の中心軸が一
致しており、かつ、部品２の搭載方向が０゜に一致する
点を示す。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、部品搭載方向が０゜〜、
９０゜〜、１８０゜〜、２７０゜〜の時の搭載位置の原
点に対するずれ量を座標で表す点である。Ｘ軸方向のず
れ量をｄｘ、Ｙ軸方向のずれ量をｄｙとし、搭載方向に
従い搭載位置を座標で表すと、 搭載方向が ０゜以上 ９０゜未満の時 Ａ：（ｄ
ｘ、ｄｙ） 搭載方向が ９０゜以上１８０゜未満の時 Ｂ：（ｄ
ｘ、−ｄｙ） 搭載方向が１８０゜以上２７０゜未満の時 Ｃ：（−ｄ
ｘ、−ｄｙ） 搭載方向が２７０゜以上３６０゜未満の時 Ｄ：（−ｄ
ｘ、ｄｙ） となる。これが，試搭載手段１１により生じた搭載位置
のずれ量と言うことになる。

【００１５】続いて、搭載位置補正手段１３について述
べる。搭載位置補正手段１３は、搭載位置ずれ割出し手
段１２で求められた部品搭載位置のずれ量の座標をもと
に、原点に対する搭載方向に従って、部品試搭載手段１
１による試搭載の位置ずれを修正するものである。上記
搭載位置ずれ割出し手段１２により求められたずれ量の
座標と搭載方向に従い、数値制御部１０に記録されてい
るＮＣデータ（ｘｉ，ｙｉ，Ａｉ）［Ａｉは原点に対す
る搭載方向の角度を示す］を補正する。その補正方法は
以下のようになる。 Ａｉ＝ ０゜以上 ９０゜未満の時 （ｘｉ−ｄ
ｘ，ｙｉ−ｄｙ） Ａｉ＝ ９０゜以上１８０゜未満の時 （ｘｉ−ｄ
ｘ，ｙｉ＋ｄｙ） Ａｉ＝ １８０゜以上２７０゜未満の時 （ｘｉ＋ｄ
ｘ，ｙｉ＋ｄｙ） Ａｉ＝ ２７０゜以上３６０゜未満の時 （ｘｉ＋ｄ
ｘ，ｙｉ−ｄｙ） ［ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ；ただしｎ＝搭載部品
数］この規則に従い、ＮＣデータを補正する。これによ
り、搭載位置ずれが補正され、所定の搭載位置が決定す
る。

【００１６】上記、搭載位置ずれ補正手段１３によりＮ
Ｃデータの補正が行われると、部品２は補正されたＮＣ
データに従い、部品搭載手段１４により所定の搭載位置
へ搭載される。

【００１７】実施例２．実施例１では、搭載位置補正手
段１３によりＮＣデータを修正して書き換える場合を述
べたが、このＮＣデータを書き換えずに、搭載位置ずれ
割出し手段１２により求められた搭載位置ずれの座標の
値を、所定の搭載位置の情報から逐次処理的に差し引く
ことで搭載位置ずれを修正してもよい。

【００１８】実施例３．実施例１では、プリント基板上
に部品を搭載する例を挙げているが、この部品は、本発
明では、所定の物を構成する一部分であれば、その種類
は問わない。

【００１９】実施例４．実施例１では、部品を搭載する
装置の１つとして、部品規正爪を有する例を挙げている
が、本発明では特にこれを有する必要はなく、吸着ノズ
ルでの部品搭載時に部品規正爪による吸着時の補正が無
いまま、部品は搭載されてよい。

【００２０】実施例５．実施例１では、部品を搭載する
ために吸着ノズルを使用しているが、本発明では、部品
を搭載する機能を有するものであればよく、特に吸着ノ
ズルに限るものではない。同様に、プリント基板に関し
ても、本発明では、部品をその上に搭載可能なものであ
ればよく、特にプリント基板に限るものではない。

【００２１】実施例６．実施例１は、平面であるプリン
ト基板上に部品を搭載するという、二次元における搭載
位置ずれ修正について述べているが、例えば、三次元の
空間に部品を設置するような場合にも本発明は利用可能
である。

【００２２】実施例７．実施例１では、ずれ量を示すた
めにＸＹ座標を用いているが、ＸＹ座標ではなく、原点
とそれを通る半直線の距離とそれらの成す角度による極
座標を用いてずれ量を示してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、所定
の搭載位置データに基づいて部品を所定搭載位置へ搭載
する部品搭載手段と、所定搭載位置へ所定の異なる角度
及び所定の配列で部品を搭載する部品試搭載手段と、部
品試搭載手段により搭載された部品の位置と所定の搭載
位置との差異を割出す搭載位置ずれ割出し手段と、搭載
位置ずれ割出し手段により割出された差異に基づき搭載
位置データを補正する搭載位置補正手段手段とを備えた
ことにより、部品の搭載位置ずれを容易に修正でき、部
品を所定の搭載位置に正確に搭載することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部品搭載位置ずれ修正方式の実施例１
における手順を説明するフロー図である。

【図２】実施例１において、部品搭載時にＸ軸方向を固
定とし、Ｙ軸方向に部品を搭載する場合を示した図であ
る。

【図３】実施例１において、部品搭載時にＹ軸方向を固
定とし、Ｘ軸方向に部品を搭載する場合を示した図であ
る。

【図４】実施例１において、部品搭載時に「正常」であ
る場合と「異常」である場合の具体的な例を示す図であ
る。

【図５】実施例１において、図２のようにＸ軸方向を固
定してＹ軸方向に部品を搭載した場合の例を示す拡大図
である。

【図６】実施例１において、図３のようにＹ軸方向を固
定してＸ軸方向に部品を搭載した場合の例を示す拡大図
である。

【図７】実施例１において、部品試搭載手段により搭載
された部品が、所定の部品搭載位置である原点に対し
て、どの方向に搭載されているかという搭載位置を座標
で示した図である。

【図８】従来の部品搭載機を示す図である。

【図９】従来例において、吸着ノズルの中心軸と部品規
正爪の中心軸が一致する場合を示す図である。

【図１０】従来例において、吸着ノズルの中心軸と部品
規正爪の中心軸が一致しない場合を示す図である。

【符号の説明】

１ 吸着ノズル ２ 部品 ３ 部品規正爪 ４ プリント基板 ５ 吸着ノズル制御部 ６ 部品規正爪開閉制御部 ７ Ｙ軸駆動モータ ８ Ｘ軸駆動モータ ９ ＸＹテーブル制御部 １０ 数値制御部 １１ 部品試搭載手段 １２ 搭載位置ずれ割出し手段 １３ 搭載位置補正手段 １４ 部品搭載手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品の搭載位置ずれを修正する部品搭載
   位置ずれ修正方式において、以下の要素を有する部品搭
   載位置ずれ修正方式 （ａ）所定の搭載位置データに基づいて、所定搭載位置
   に部品を搭載する部品搭載手段、 （ｂ）部品搭載手段を回転させながら、部品を所定の異
   なる角度及び所定の配列で搭載する部品試搭載手段、 （ｃ）部品試搭載手段により搭載された部品の搭載位置
   を測定し、部品の所定搭載位置との差異を割出す搭載位
   置ずれ割出し手段、 （ｄ）搭載位置ずれ割出し手段により割出された差異の
   値に基づき、上記部品搭載手段の使用する搭載位置デー
   タを補正する搭載位置補正手段。