JPH11225000A - 電子部品装着方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 認識治具を電子回路基板に装着することな
く、基板カメラ部によって直接認識することで、高精度
なカメラキャリブレーションを行ない、高精度な電子部
品の実装を可能にする。 【解決手段】 実装ヘッド部４の周縁に設けられた複数
のノズル部３が間欠循環移動し、部品の供給部より所定
の電子部品を吸着するとともに、その吸着した電子部品
の吸着姿勢を部品認識部が認識し、そして、基板位置決
め部５により位置決めされた電子回路基板１の所定の位
置にノズル部が吸着した電子部品を順次装着する電子部
品装着装置において、ノズル部３が吸着した認識治具８
を基板位置決め部５に設けた光学系９を通して、基板位
置決め部の上に配設された基板カメラ部１０により直接
認識し、カメラキャリブレーションを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を電子回
路基板に実装する電子部品装着方法及びその装置に関
し、特に、電子部品を高精度に装着するためのカメラキ
ャリブレーションに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４，図５を参照しながら従来の電子部
品装着装置の一例について説明する。図４において、１
１は電子回路基板、１２は電子部品を供給する部品供給
部、１３は、電子部品を部品供給部１２で吸着し、電子
回路基板１１に装着するノズル部、１４は、その周縁に
複数個のノズル部１３を保持し、間欠回転をするヘッド
部、１５は電子回路基板１１を保持し装着位置に位置決
めする基板位置決め部、１６はノズル部１３が吸着した
電子部品の吸着姿勢を認識する部品認識部、１７は電子
部品装着装置を制御する制御部である。また図５におい
て、１８はノズル部１３が保持しているキャリブレーシ
ョン用の認識治具、１９は基板位置決め部１５の上に配
設され電子回路基板１１の基板マークを認識する基板カ
メラ部である。

【０００３】次に、上記電子部品装着装置の動作につい
て説明するが、まずカメラキャリブレーションの方法に
ついて説明する。なお、ここでカメラキャリブレーショ
ンとは、カメラスケール、カメラ傾き及びカメラオフセ
ットの登録のことをいう。ノズル部１３は認識治具１８
を保持し、ヘッド部１４の間欠回転動作によって部品認
識部１６上に位置決めされる。部品認識部１６は認識治
具１８を認識し、部品認識部１６のカメラキャリブレー
ションを行う。

【０００４】部品認識部１６のカメラキャリブレーショ
ン終了後、ヘッド部１４の間欠回転動作によってノズル
部１３は装着位置へ位置決めされる。同時に基板位置決
め部１５が所定の位置に電子回路基板１１を位置決めす
る。次いで、ノズル部１３の昇降動作によって認識治具
１８を電子回路基板１１上に装着する。認識治具１８の
装着後、基板位置決め部１５は認識治具１８を基板カメ
ラ部１９の真下に位置させ、基板カメラ部１９が認識治
具１８を認識してカメラキャリブレーションを行う。以
上のような動作を行うことで電子部品装着装置のカメラ
キャリブレーションが終了する。

【０００５】次に、電子部品装着動作について説明す
る。ノズル部１３がヘッド部１４の間欠回転動作によっ
て部品吸着位置に位置決めされる。同時に、部品供給部
１２も電子部品供給位置に位置決めされる。位置決め
後、ノズル部１３は昇降動作を行い、電子部品を部品供
給部１２から吸着、保持する。次いで、ヘッド部１４の
間欠回転動作によりノズル１３が部品認識部１６上に位
置決めされ、部品認識部１６が電子部品の吸着姿勢を認
識する。さらに、ヘッド部１４の間欠回転動作によって
ノズル部１３が装着位置に位置決めされ、同時に電子回
路基板１１も、基板位置決め部１５により装着位置に位
置決めされる。ノズル部１３の昇降動作により電子部品
を電子回路基板１１上に装着する。部品装着後のノズル
部１３は、次の実装に必要な電子部品吸着のためにヘッ
ド部１４の間欠回転動作によって部品吸着位置に位置決
めされる。上記のような動作をヘッド部１４の周縁に取
り付けられた複数個のノズル部１３が繰り返し行うこと
で電子部品を順次電子回路基板上に実装していく。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、基板カメラ部のカメラキャリブレーションを
行う際に、ノズル部の昇降動作によって認識治具を電子
回路基板上に装着することから装着時に認識治具のずれ
が発生する。このことは現在求められている高精度の電
子部品の実装に対して高精度なカメラキャリブレーショ
ンが行えないため、電子部品の高精度実装が行えないと
いう問題があった。

【０００７】そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、認
識治具を電子回路基板に装着することなく基板カメラ部
によって直接認識することで、高精度なカメラキャリブ
レーションを行うようにして高精度な電子部品の実装を
可能にする電子部品装着方法及びその装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、実装ヘッド部の周縁に設けられた複数のノ
ズル部が間欠循環移動し、部品の供給部より所定の電子
部品を吸着する工程と、ノズル部が吸着した電子部品の
吸着姿勢を部品認識部が認識する工程と、基板位置決め
部により位置決めされた電子回路基板の所定の位置にノ
ズル部が吸着した電子部品を順次装着する工程とを有す
る電子部品実装方法において、ノズル部が吸着した認識
治具を基板位置決め部に設けられた光学系を通して、基
板位置決め部の上に配設された基板カメラ部により直接
認識し、カメラキャリブレーションを行う工程を設けた
ことを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明は、それぞれ複数個の電子部
品を収納した複数個の部品供給部と、制御部の判断によ
り間欠回転する実装ヘッド部の周縁に設けられた複数個
のノズル部と、ノズル部が部品供給部より吸着した所定
の電子部品の吸着姿勢を認識する部品認識部と、電子回
路基板を装着位置に位置決めする基板位置決め部と、基
板位置決め部の上に配置された基板カメラ部とを備え、
位置決めされた電子回路基板の所定の位置にノズル部が
吸着した電子部品を順次装着する電子部品実装装置にお
いて、カメラキャリブレーション用の認識治具及び基板
位置決め部に設けられた光学系を有し、ノズル部が吸着
した認識治具を光学系を通して基板カメラ部によって直
接認識し、カメラキャリブレーションを行うことを特徴
とするものである。

【００１０】上記方法又は装置によれば、基板カメラ部
のカメラキャリブレーション時に認識治具を電子回路基
板に装着することなく、光学系を通して基板カメラ部に
よって直接認識することでカメラキャリブレーションの
精度が向上し、電子部品実装精度を大幅に向上するもの
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図１，図２，図３を参照しながら詳細に説明す
る。まず、図１は電子部品装着装置の全体構成を示した
もので、１は電子回路基板、２は電子部品を収納し供給
する部品供給部、３は、電子部品を部品供給部２から吸
着し、電子回路基板１に装着するノズル部、４は、複数
個のノズル部３を周縁に保持し、間欠回転するヘッド
部、５は電子回路基板１を保持し装着位置に位置決めす
る基板位置決め部、６は電子部品吸着姿勢を認識する部
品認識部、７はこの電子部品装着装置を制御する制御部
である。また図２は、要部の詳細を示したもので、８は
ノズル部３が有する認識治具、９は基板位置決め部５に
設けた光学系、１０は電子回路基板１上のマークを認識
する基板カメラ部である。

【００１２】次に、本実施の形態における動作を説明す
る。まず、カメラキャリブレーションの動作を説明す
る。なお、ここでカメラキャリブレーションとは、カメ
ラスケール、カメラ傾き及びカメラオフセットの登録の
ことをいう。

【００１３】ノズル部３は認識治具８を保持し、ヘッド
部４の間欠回転動作によって部品認識部６上に位置決め
される。部品認識部６は認識治具８を認識し、部品認識
部６のカメラキャリブレーションを行う。

【００１４】部品認識部６のカメラキャリブレーション
終了後、ヘッド部４の間欠回転動作によって認識治具８
を保持したノズル部３は装着位置に位置決めされる。同
時に基板位置決め部５が有する光学系９の一端が認識治
具８の真下に位置するように基板位置決め部５が移動
し、次いで、ノズル部３の昇降動作によって認識治具８
を装着高さに位置決めする。そして、基板カメラ部１０
によりノズル部３が有する認識治具８を直接認識しカメ
ラキャリブレーションを行う。以上の動作により電子部
品装着装置のカメラキャリブレーションが終了する。

【００１５】またさらに、図３のフローチャートを用い
てカメラキャリブレーション動作を説明する。図３のス
テップ１においてＳＴ１のノズル部３に認識治具８を保
持させる。ステップ２で、ヘッド部４の間欠回転動作に
よりノズル部３をＳＴ４の部品認識位置に位置決めす
る。ステップ３では、部品認識部６のカメラにて認識治
具８を認識する。認識後ステップ４において、部品カメ
ラのカメラスケール、カメラ傾きを計算し登録する。さ
らに、ステップ５において、ヘッド部４の間欠回転動作
によってノズル部３をＳＴ７の装着位置に位置決めす
る。ステップ６では、光学系９の一端がノズル部３の真
下に位置するように基板位置決め部５が移動し、ステッ
プ７において、ノズル部３の昇降動作により認識治具８
を装着高さに位置決めする。さらに、ステップ８におい
て、基板カメラ部１０によって認識治具８を直接認識す
る。認識後、ステップ９では、基板カメラ部１０のカメ
ラスケール、カメラ傾きを計算し登録する。登録後ステ
ップ１０で、部品認識部及び基板カメラ部のカメラオフ
セットを計算し登録する。以上の工程を行うことで電子
部品装着装置の高精度なカメラキャリブレーションを行
うことができる。

【００１６】続いて、電子部品装着動作についての説明
をする。ノズル部３がヘッド部４の間欠回転動作によっ
て吸着位置に位置決めされる。同時に、部品供給部２も
電子部品供給位置に位置決めされる。次に、ノズル部３
が昇降して電子部品を部品供給部２から吸着，保持す
る。電子部品吸着後、ヘッド部４の間欠回転動作によっ
てノズル部３が部品認識部６上に位置決めされ、部品認
識部６は電子部品の吸着姿勢を認識する。さらに、ヘッ
ド部４の間欠回転動作によってノズル部３が装着位置に
位置決めされる。同時に基板位置決め部５も保持した電
子回路基板１を装着位置に位置決めし、ノズル部３の昇
降により電子部品を電子回路基板１上に装着する。部品
装着後のノズル部３は、ヘッド部４の間欠回転動作によ
り次の実装に必要な電子部品吸着のために吸着位置に位
置決めされる。上記のような動作をヘッド部４の周縁に
取り付けられた複数個のノズル部３が繰り返し行うこと
で電子部品を順次電子回路基板上に実装していく。

【００１７】なお、ヘッド部４の周縁に取り付けられた
複数個のノズル部３の１つに認識治具８を常時保持させ
ておくことでオートキャリブレーションや温度変化によ
るキャリブレーションが可能になり、電子部品実装精度
の維持が可能になる。

【００１８】また、ノズル部３と基板カメラ部１０の間
に認識カメラ２０を設け、まず光学系９を通して認識カ
メラ２０で治具を認識し、そして基板カメラ部１０で治
具を認識する。続けて基板位置決め部５を移動させ光学
系９を通してノズル部３が保持している治具を基板カメ
ラ部１０で認識する。それぞれの認識結果から互いの位
置関係を計測することによって基板カメラ部１０のキャ
リブレーションを行う方法もある（図６）。

【００１９】また、基板位置決め部５に認識カメラ２１
を設け、まず治具をこの認識カメラ２１と基板カメラ部
１０で認識し、続けて基板位置決め部５を移動させ認識
カメラ２１によりノズル部３が保持している治具を認識
する。それぞれの認識結果から互いの位置関係を計測す
ることによって基板カメラ部１０のキャリブレーション
を行う方法もある（図７）。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子部品
装着方法及びその装置によれば、基板位置決め部に光学
系を設け、基板カメラ部のカメラキャリブレーション時
に認識治具を電子回路基板に装着することなく、光学系
を通して基板カメラ部によって直接認識することでカメ
ラキャリブレーションの精度を向上させ、電子部品実装
精度を大幅に向上することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における電子部品装着装
置の全体構成図

【図２】本発明の一実施の形態の電子部品装着装置の要
部の詳細図

【図３】本発明の一実施の形態の電子部品装着装置の動
作フローチャート

【図４】従来例の電子部品装着装置の全体構成図

【図５】従来例の電子部品装着装置の要部の詳細図

【図６】本発明の他のキャリブレーション方法を示す図

【図７】本発明のさらに他のキャリブレーション方法を
示す図

【符号の説明】

１ 電子回路基板 ２ 電子部品供給部 ３ ノズル部 ４ ヘッド部 ５ 基板位置決め部 ６ 部品認識部 ７ 制御部 ８ 認識治具 ９ 光学系 １０ 基板カメラ部 ２０，２１ 認識カメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大田 博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 茂木 誠一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装ヘッド部の周縁に設けられた複数の
   ノズル部が間欠循環移動し、部品の供給部より所定の電
   子部品を吸着する工程と、前記ノズル部が吸着した電子
   部品の吸着姿勢を部品認識部が認識する工程と、基板位
   置決め部により位置決めされた電子回路基板の所定の位
   置に前記ノズル部が吸着した電子部品を順次装着する工
   程とを有する電子部品装着方法において、前記ノズル部
   が吸着した認識治具を前記基板位置決め部に設けられた
   光学系を通して前記基板位置決め部の上に配設された基
   板カメラ部により直接認識し、カメラキャリブレーショ
   ンを行う工程を設けたことを特徴とする電子部品装着方
   法。
2. 【請求項２】 それぞれ複数個の電子部品を収納した複
   数個の部品供給部と、制御部の判断により間欠回転する
   実装ヘッド部の周縁に設けられた複数個のノズル部と、
   前記ノズル部が前記部品供給部より吸着した所定の電子
   部品の吸着姿勢を認識する部品認識部と、電子回路基板
   を装着位置に位置決めする基板位置決め部と、前記基板
   位置決め部の上に配置された基板カメラ部とを備え、位
   置決めされた電子回路基板の所定の位置に前記ノズル部
   が吸着した電子部品を順次装着する電子部品実装装置に
   おいて、カメラキャリブレーション用の認識治具及び前
   記基板位置決め部に設けられた光学系を有し、前記ノズ
   ル部が吸着した前記認識治具を前記光学系を通して前記
   基板カメラ部によって直接認識し、カメラキャリブレー
   ションを行うことを特徴とする電子部品装着装置。