JPH0563398A - 部品実装方法及び部品実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】部品位置認識時に、移動ヘッドのノズルを正確
に位置決めする必要がなく、しかも移動中のノズルに吸
着した部品を停止することなく認識可能にし、その部品
のノズルからの位置ズレを補正することで、より高速に
部品の実装を可能にする部品実装方法及び部品実装装置
を提供する。 【構成】部品実装装置は、ノズル４によって部品２を吸
着して移動する移動ヘッド３と、この移動ヘッド３に設
けられた基準マーク８と、ノズル４で部品２を吸着して
移動する移動ヘッド３及び基準マーク８を撮影するカメ
ラ５と、このカメラ５の撮影情報から移動ヘッド３に設
けられた基準マーク８からの部品２の吸着位置を検出
し、予め定められた基準マーク８とノズル４との相対位
置と検出した部品２の吸着位置とからズレ量を計算する
画像処理手段１２と、このズレ量を補正すべく移動ヘッ
ド３の位置を調整して位置決めされた所定位置に搭載す
る制御手段１０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動ヘッド上に設け
られた基準マークを用いて吸着された部品の位置補正を
行ない所定位置に部品を実装する部品実装方法及び部品
実装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばプリント基板上に電子部品を実装
する技術が特開平２−２７５７００号公報に開示されて
おり、このものは一度部品をステージ上に置き、カメラ
によって部品の位置を認識した後に、部品とノズルの中
心とを一致させて吸着し、プリント基板上に電子部品を
実装する。

【０００３】また、特開平２−５０５００号公報に開示
されている技術では、直接ノズルとカメラの相対位置を
予め記憶手段に取り込んで、その後ノズルに吸着した部
品の位置を検出し、予め記憶していた情報とを比較し、
位置補正を行ない部品を実装する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前者は、カ
メラによって部品の位置認識した後に、ノズルによって
部品を吸着するので、吸着時の位置ズレを起こしやす
い。

【０００５】また、後者は、直接ノズルとカメラの相対
位置を予め記憶手段に取り込んでいるが、通常ノズルと
カメラの相対位置間には、ノズル駆動系による位置決め
装置が必要で精度に疑問がある。さらに、カメラ上に
て、部品を位置認識させる時点で、ノズルの位置を正確
に位置決めする必要があり、ノズルの移動中にカメラの
上空で位置認識させることは、一度カメラ上で止める必
要があり、部品吸着から実装までに時間がかかる。

【０００６】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、部品位置認識時に、移動ヘッドのノズルを正確に
位置決めする必要がなく、しかも移動中のノズルに吸着
した部品を停止することなく認識可能にし、その部品の
ノズルからの位置ズレを補正することで、より高速に部
品の実装を可能にする部品実装方法及び部品実装装置を
提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１記載の部品実装方法の発明は、移動ヘッド
のノズルによって部品を吸着してカメラ上を移動させ、
この移動ヘッドに設けられた基準マークとノズルに吸着
された部品をカメラで撮影し、この撮影された基準マー
クから部品の吸着位置を検出し、予め定められた前記基
準マークとノズルとの相対位置と、前記検出した部品の
吸着位置とからズレ量を計算し、このズレ量を補正すべ
く前記移動ヘッドの位置を調整して位置決めされた所定
位置に搭載することを特徴としている。

【０００８】また、請求項２記載の部品実装装置の発明
は、ノズルによって部品を吸着して移動する移動ヘッド
と、この移動ヘッドに設けられた基準マークと、前記ノ
ズルで部品を吸着して移動する移動ヘッド及び前記基準
マークを撮影するカメラと、このカメラの撮影情報から
前記移動ヘッドに設けられた基準マークからの部品の吸
着位置を検出し、予め定められた前記基準マークとノズ
ルとの相対位置と前記検出した部品の吸着位置とからズ
レ量を計算する画像処理手段と、このズレ量を補正すべ
く前記移動ヘッドの位置を調整して位置決めされた所定
位置に搭載する制御手段とを有することを特徴としてい
る。

【０００９】

【作用】請求項１及び請求項２記載の発明では、移動ヘ
ッドのノズルによって部品を吸着してカメラ上を移動
し、このカメラで移動ヘッドに設けられた基準マークと
部品とを撮影し、この撮影情報に基づき基準マークから
の部品の吸着位置を検出し、予め定められた基準マーク
とノズルとの相対位置と、前記検出した部品の吸着位置
とからズレ量を計算し、このズレ量を補正するように移
動ヘッドの位置を調整し、位置決めされた所定位置に搭
載する。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の部品実装方法及び実装装置
の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は
部品実装装置の概略構成を示す側面図、図２は部品実装
装置の概略構成を示す平面図である。

【００１１】部品実装装置の部品供給部１には部品２が
順次供給され、この部品供給部１の部品２は移動ヘッド
３のノズル４で吸着される。この移動ヘッド３はそのノ
ズル４で部品を吸着し、移動ヘッド３はこの状態でカメ
ラ５上を移動して基板６の位置決めされた所定位置に搭
載する。基板６は固定部７にセットされている。

【００１２】移動ヘッド３の所定位置には基準マーク８
が設けられ、この基準マーク８はカメラ５から明確に認
識できるものであれば、丸でも角でもよい。

【００１３】移動ヘッド３は駆動手段９によって駆動さ
れ、駆動手段９は制御手段１０からの制御信号で制御さ
れる。この移動ヘッド３のノズル４によって部品２が吸
着されてカメラ５上を移動するとき、位置検出センサ１
１で移動ヘッド３の位置を検出する。

【００１４】また、位置検出センサ１１の代りに制御手
段１０自身が有するソフトウエアによって移動ヘッド３
が所定の位置にきたことを検出してもよい。制御手段１
０ではこの位置検出情報を直ちに画像処理手段１２に出
力し、この画像処理手段１２は所定時間後に部品２がカ
メラ５上空を通過するタイミングでフラッシャ１３を発
光して、基準マーク８及びノズル４で吸着された部品２
を撮影する。

【００１５】このカメラ５は例えばＣＣＤカメラで構成
され、このカメラ５で得られる撮影情報は画像処理手段
１２に入力され、この撮影情報から基準マーク８、ノズ
ル４及び部品２の位置を検出し、この移動ヘッド３に設
けられた基準マーク８からの部品２の吸着位置を検出
し、予め定められた基準マーク８とノズル４との相対位
置と、この検出した基準マーク８からの部品２の吸着位
置とからズレ量を計算し、この得られたズレ量を制御手
段１０へ出力する。

【００１６】制御手段１０では画像処理手段１２からの
情報に基づき制御信号を駆動手段９へ出力し、駆動手段
９ではズレ量を補正すべく移動ヘッド３の位置を調整し
て、基板６の位置決めされた所定位置に部品２を搭載す
る。

【００１７】また、画像処理手段１２にはモニタテレビ
１４が接続されており、このモニタテレビ１４にカメラ
５での撮影状態が映し出され、直接確認することができ
るようになっている。

【００１８】また、制御手段１０にはキーボードやスイ
ッチ等の操作手段１５が接続され、この操作手段１５に
より作動が開始される。また、制御手段１０にはＣＲＴ
等の表示手段１６が接続され、この表示手段１６でも部
品の吸着状態等を表示することができるようになってい
る。

【００１９】次に、移動ヘッドのノズルと基準マークと
の相対位置検出について説明する。図３はカメラの撮影
原理図、図４は相対位置検出の原理図である。

【００２０】図３で移動ヘッド３の近傍には基準マーク
８が設けられており、この基準マーク８はノズル４と相
互位置関係が固定になっている。

【００２１】従って、ノズル４と基準マーク８の位置が
設計上決っている場合には、カメラ５のレンズと基準マ
ーク８との同一面との距離をＬ、ノズル４に吸着された
部品２と基準マーク８との同一面との距離をｈとする
と、 Ｌ：ＣＱ１＝（Ｌ−ｈ）：ＣＱ２ ＣＱ１＝｛Ｌ／（Ｌ−ｈ）｝ＣＱ２ ＣＱ２＝｛（Ｌ−ｈ）／Ｌ｝ＣＱ１ もし、仮に、ＣＱ１の長さが設計上分っていると、移動
ヘッド３のノズル４と基準マーク８との相対位置ＣＱ２
は計算が可能である。

【００２２】また、予め移動ヘッド３のノズル４と基準
マーク８とを測定して求めることができる。この場合、
ノズル４に吸着された部品２と基準マーク８との同一面
との距離をｈとすると、ｈ＞レンズの被写界深度内で固
定の条件下でカメラ５で撮影することで、予め基準マー
ク８とノズル４の相対位置をカメラ５によって知ること
ができる。

【００２３】次に、部品のズレ量を求める構成について
説明する。図５はカメラの撮影状態を示す概略図、図６
は部品のズレ量を求める説明図である。

【００２４】前記したようにカメラ５でノズル４で吸着
された部品２と基準マーク８を撮影し、この撮影情報か
ら画像処理手段１２での画像処理により部品２の中心位
置を求め、この検出部品位置をＶｃとし、基準マーク８
の位置をＶｍ及びノズル４の位置をＶｎとする。

【００２５】これにより、基準マーク８からノズル４の
位置はＶｎ−Ｖｍであり、基準マーク８から部品２の位
置はＶｃ−Ｖｍである。

【００２６】従って、部品２のズレ量は（Ｖｃ−Ｖｍ）
−（Ｖｎ−Ｖｍ）＝Ｖｃ−Ｖｎである。

【００２７】なお、構造的には、基準マーク８が部品認
識面と同じであるのが望ましいが、必ずしも同一平面上
にある必要なく、レンズの被写界深度内であれば、ノズ
ル４との相対位置情報は得られる。

【００２８】このようにして、画像処理手段１２では予
め定められた基準マーク８とノズル４との相対位置と、
検出した部品２の吸着位置とから部品２のズレ量を計算
し、このズレ量を補正するように制御手段１０で駆動手
段９を制御し、駆動手段９でズレ量を補正すべく移動ヘ
ッド３の位置を調整して位置決めされた所定位置に部品
２を搭載する。

【００２９】図７は部品実装装置の作動フローチャート
である。

【００３０】まず、操作手段１５の実装開始スイッチが
ＯＮされると（ステップａ）、移動ヘッド３のノズル４
と、基準マーク８の相対位置情報が記憶されているかを
判断し（ステップｂ）、記憶されていない場合にはステ
ップｃへ移行してノズル４と基準マーク８との相対位置
検出を行なう。

【００３１】ステップｂで移動ヘッド３のノズル４と基
準マーク８の相対位置情報が記憶されている場合には、
各種のセンサ等の情報から実装状態が良好か否かを判断
し（ステップｄ）、或いはノズル交換等の後（ステップ
ｅ）、アドレスカウンタをクリアにして基板搬入と部品
実装の位置決めを行なう（ステップｆ，ｇ）。

【００３２】そして、移動ヘッド３のノズル４を部品供
給部１へ移動し、ノズル４で部品２を吸着する（ステッ
プｈ）。この移動ヘッド３がカメラ５上空を通り、アド
レスカウンタの示すポイントの座標の部品実装位置へ移
動開始する（ステップｉ）。

【００３３】ついで、カメラ５上空に近づいたことを示
すトリガを画像処理手段１２へ出力し（ステップｊ）、
フラッシュ１３を発光してカメラ５で撮影し、この撮影
情報から画像処理を行ない部品２とノズル４のズレ量を
求める（ステップｋ）。制御手段１０でこのズレ量の情
報が受信されると（ステップｌ）、移動ヘッド３の目標
位置をノズル４からの部品２のズレ量を加味した位置へ
と補正し、これに基づいて移動ヘッド３を移動させて調
整して実装する（ステップｍ）。

【００３４】部品２の実装が終了すると（ステップ
ｎ）、アドレスカウンタを１繰り上げて（ステップ
ｏ）、さらに実装が行なわれる場合にはステップｈへ移
行し（ステップｐ）、実装が終了すると、基板６を搬出
して部品の実装が終了する（ステップｑ，ｒ）。

【００３５】この実装のフローチャートにおいて、ステ
ップｉからステップｎまで、移動ヘッド３は正確な位置
決めが必要ではなく、しかも１回の作動で部品２を吸着
して位置補正を行ない、実装が終了する。

【００３６】図８は移動ヘッドのノズルと基準マークと
の相対位置検出のフローチャートである。プログラムが
開始されると（ステップａ）、カメラ位置へ移動ヘッド
３を移動させ（ステップｂ）、カメラ５の撮影によって
ノズル４と基準マーク８の両者の位置を検出し（ステッ
プｃ）、ついでこのノズル４と基準マーク８の相対位置
を算出し（ステップｄ）、この両者の相対位置を記憶す
る（ステップｅ）。

【００３７】図９は部品とノズルとのズレ量検出のフロ
ーチャートである。カメラ５上空に移動ヘッド３が近づ
いたことを示すトリガを画像処理手段１２で受信し（ス
テップａ）、ノズル４がカメラ５近くのある点からノズ
ル４がカメラ５の直上にくるまでの概算時間をタイマで
調整し（ステップｂ）、フラッシュ１３を発光させる
（ステップｃ）。

【００３８】このとき、カメラ５の撮影によって画像の
取り込みを行なう。移動ヘッド３は移動中であるが、画
像はフラッシュ１３によって移動中のノズル４上の部品
２と基準マーク８が止まって見える。このようにして得
た画像情報の処理を行ない、部品２の位置と基準マーク
８の位置を求める（ステップｄ）。

【００３９】そして、部品２と基準マーク８の相対位置
を検出し（ステップｅ）、予め記憶されているノズル４
と基準マーク８の相対位置と、ステップｄで得られた部
品２の位置と基準マーク８の相対位置とから、部品２と
ノズル４とのズレ量を算出し（ステップｅ）、この部品
２とノズル４のズレ量を制御手段１０へ送信し、この制
御手段１０で駆動手段９を駆動される。

【００４０】このように、この実施例では、ノズル４の
近傍で移動ヘッド３上に基準マーク８を設置し、まず予
め基準マーク８とノズル４との相対位置を部品認識用カ
メラによって検出する。なお、カメラ５による検出以外
にも、他の測定による検出も可能である。そして、実際
にくり返し、部品２を搭載するのは以後の手段のくり返
しで行なう。

【００４１】まず、移動ヘッド３上のノズル４によって
部品２を吸着し、カメラ５上空で基準マーク８と部品２
の両方が認識可能なおおよその位置に移動ヘッド３がき
たら、部品位置認識を行なう。この時、移動ヘッド３、
即ち、ノズル４、部品２、基準マーク８がが移動中であ
るならば、フラッシュ１３又は電子シャッターを用いて
像を止め、認識を可能とすればよい。この認識によって
得られた部品２と基準マーク８との相対位置と、予め検
出された基準マーク８とノズル４との相対位置の比較
し、基板６上の目標となる位置へノズル４を移動する際
に、その分加味して位置決めを行ない、部品２を搭載し
ている。

【００４２】

【発明の効果】前記したように、この請求項１及び請求
項２記載の発明では、移動ヘッドのノズルによって部品
を吸着してカメラ上を移動し、このカメラで移動ヘッド
に設けられた基準マークからの部品の吸着位置を検出
し、予め定められた基準マークとノズルとの相対位置
と、検出した部品の吸着位置とからズレ量を計算し、こ
のズレ量を補正するように移動ヘッドの位置を調整し、
位置決めされた所定位置に搭載するから、カメラの位置
ズレに対して実装精度の影響が少なくなり、又移動中の
ノズルに吸着された部品を認識できるので、実装サイク
ルタイムの向上が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】部品実装装置の概略構成を示す側面図である。

【図２】部品実装装置の概略構成を示す平面図である。

【図３】カメラの撮影原理図である。

【図４】相対位置検出の原理図である。

【図５】カメラの撮影状態を示す概略図である。

【図６】カメラの撮影状態を示す概略図である。

【図７】部品実装装置の作動フローチャートである。

【図８】移動ヘッドのノズルと基準マークとの相対位置
検出のフローチャートである。

【図９】部品とノズルとのズレ量検出のフローチャート
である。

【符号の説明】 １ 部品供給部 ２ 部品 ３ 移動ヘッド ４ ノズル ５ カメラ ６ 基板 ９ 駆動手段 １０ 制御手段 １２ 画像処理手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動ヘッドのノズルによって部品を吸着
   してカメラ上を移動させ、この移動ヘッドに設けられた
   基準マークとノズルに吸着された部品をカメラで撮影
   し、この撮影された基準マークから部品の吸着位置を検
   出し、予め定められた前記基準マークとノズルとの相対
   位置と、前記検出した部品の吸着位置とからズレ量を計
   算し、このズレ量を補正すべく前記移動ヘッドの位置を
   調整して位置決めされた所定位置に搭載することを特徴
   とする部品実装方法。
2. 【請求項２】 ノズルによって部品を吸着して移動する
   移動ヘッドと、この移動ヘッドに設けられた基準マーク
   と、前記ノズルで部品を吸着して移動する移動ヘッド及
   び前記基準マークを撮影するカメラと、このカメラの撮
   影情報から前記移動ヘッドに設けられた基準マークから
   の部品の吸着位置を検出し、予め定められた前記基準マ
   ークとノズルとの相対位置と前記検出した部品の吸着位
   置とからズレ量を計算する画像処理手段と、このズレ量
   を補正すべく前記移動ヘッドの位置を調整して位置決め
   された所定位置に搭載する制御手段とを有することを特
   徴とする部品実装装置。