JPS62113206A

JPS62113206A - 位置補正方法

Info

Publication number: JPS62113206A
Application number: JP25200385A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kanehara; 金原　博志
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-11-12
Filing date: 1985-11-12
Publication date: 1987-05-25

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】〔発明の技術分野〕この発明は、例えば印刷配線基板に部品を装着または挿
入する際、裁板の変形、伸縮などによる部品装着挿入位
置のずれを正確に補正して、部品を正確確実に装着また
は挿入できる位置補正方法に関する。

〔発明の技術的背景とその間屈点〕

各種電子機器に用いられる回路基板は、所要の配線パタ
ーンが形成された印刷配線基板に各種部品を装着または
挿入して仮固定したのち、これらをはんだ付けして得ら
れる。　・この印刷配線基板への部品の装着挿入は、電子機器の高
度化、小型軽量化にともなって、主として自動機でおこ
なわれている。その一つは、印刷配線基板をＸＹテーブ
ルに位置決め搭載し、このＸＹテーブルの移動を制御す
るテーブルコントローラに組み込まれたプログラムにし
たがってＸＹテーブルを動かし１部品装着機または挿入
機で自動的に装着または挿入する方法、他の一つは、印
刷配線基板をテーブルに位置決め搭載し、自在に動くロ
ボットをロボットコント・ローラに組み込まれあるいは
あらかじめティーチングされ登録されたプログラムにし
たがって動かし、部品を装着または挿入する方法でおこ
なわれる。

しかし、このような方法により部品を自動的に装着また
は挿入するためには、テーブルに位置決め搭載された印
刷配線基板の位置ずれを検出し、その位置ずれ量に応じ
て、ＸＹテーブルやロボットの動きを補正する必要があ
る。従来よりこの位置ずれ検出としては、パターンマツ
チング法が広く知られており、たとえば第６図に示すよ
うに、矩形状印刷配線基板（υの相対向する対角部に一
対の基準マーク（２ａ）、　（２ｂ）を設定し、この一
対の基準マーク（２ａ）、　（２ｂ）をパターンマツチ
ング法で検出してその位置ずれ量を求め、これら一対の
基準マーク（２ａ）、　（２ｂ）の位置ずれ量から、部
品を装着または挿入する位置座標を算出し、それにより
ＸＹテーブルやロボットの動きを補正している。

しかし、上記のように一対の基準点の位置ずれ量から印
刷配線基板（υ全面の部品取付けを補正しようとすると
、複数個の部品の装着または挿入過程で、印刷配線基板
■に第７図に示すように反りや伸縮あるいは局部的な変
形などが発生すると、以後の部品の装着、挿入が不可能
となる。

たとえば両面配線基板において、一方の面に部品を装着
してはんだ付けしたのち、他方の面に部品を自動装着し
ようとすると１紙をベースとしたホルマール樹脂からな
る薄手の基板などでは、上記はんだ何時の加熱により基
板が大きく変形し、以後自動装着機による部品の装着が
できず、手作業で部品を取り付けなければならなかった
。

〔発明の目的〕

この発明は、ワークに反りや伸縮あるいは局部的な変形
などが発生しても、ワークの各点の座標を高精度に補正
することができるようにすることにある。

〔発明の概要〕

この発明は、ワークの各点の座標を補正する方法におい
て、ワークに３個以上の複数個の基準点を設け、ワーク
を上記複数個の基準点から選択された３個の基準点を含
む１個または複数個の領域に分割し、上記３個の基準点
の座標からこれら基準点を含む領域の各点の座標を算出
することにより、ワークの各点の座標を高精度に補正で
きるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下１図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第１図は、印刷配線基板に部品を装着または挿入する場
合の位置補正装置の図である。この位置補正装置は、印
刷配線基板（１０）を位置決めして搭載し、駆動装置（
１１）の駆動により平面上を任意方向に移動できるＸＹ
テーブル（１２）と、このＸＹテーブル（１２）上に設
置された撮像カメラなどからなる視覚装置（１３）と、
上記ＸＹテーブル（１２）の駆動を制御するテーブルコ
ントローラ（１４）と、上記視覚装置から得られる画像
情報を演算処理する演算処理装置（１５）とからなり、
演算処理装置（１５）は、その演算処理結果をテーブル
コントローラ（１４）に出力する。

上記印刷配線基板（１０）には、この配線基板（１０）
に形成された配線パターンから選択された容易に認識し
うるパターン、またはこの配線基板（ｌＯ）に特別に形
成されたマークなどからなる３個以上の複数個の基準点
（１７）を有する１図示例では、７個の基準点（１７ａ
）〜（１７ｇ）を設けたものが示されている。

この印刷配線基板（１０）’の各点の座標の補正は、第
２図に破線で結んで示すように、上記印刷配線基板（１
０）に設けられた複数個（７個）の基準点（１７ａ）〜
（１７ｇ）から各３個の基準点を選択し、基板（１０）
全面をこれら各３個の基準点を含む複数個（３個）の領
域（１８ａ）〜（１８ｃ）に分割しておこなわれる。

補正操作は、まず印刷配線基板（１０）を定位置に停止
しているＸＹテーブル（１２）に位置決め搭載し、第３
図に簡略化して３個の基準点について示したように、テ
ーブルコントローラ（１４）に組み込まれたプログラム
にしたがってＸＹテーブル（１２）を動かし、順次複数
個の基準点（１７ａ）〜（１７ｇ）を視覚装置（１３）
の視野内に停止させ、演算処理袋［ｉ２　（１５）にお
いて、この視覚装［（１３）から得られる画像情報をパ
ターンマツチング法により処理して基準点を検出し、そ
の座標を演算する。そして各３個の基準点（１７ａ、　
１７ｂ、　１７ｅ）、（１７ｂ、　１７ｃ、　１７ｆ）
、（１７ｃ、１７ｄ。

１７ｇ）の座標から、それぞれこれら各３個の基準点を
含む領域（１８ａ）〜（１８ｃ）内の部品装着位置座標
を補正するパラメータを算出する。

すなわち第４図に示すように、一点鎖線で示す正しい印
刷配線基板位置に対して、印刷配線基板（１０）がＸＹ
方向にそれぞれＳＸ、Ｓ、伸縮し、かつＸＹ方向にｄＸ
、ｄＹずれ、角度θ回転しているとすると、任意基準点
（１７ｎ）の座標ｘＭ、、　ｙＭ、は、伸縮などのない
正しい印刷配線基板（ｌＯ）が正しい位置にあるときの
基準点（１７ｎ）の座標をＸＮｏ、ＹＮ。

とするとき、次式で表わされる。

ＸＭＴ＝　Ｓ　ＣＸＨｃ−ｃｏｓθ−ｓＹ”ｙＮｃ”ｓ
ｉｎ　Ｏ＋ｄＸＹＭＴ＝　５ｘ−ＸＮ（−ｓｉｎθ−８
Ｙ−ＹＮｃ−ｃｏｓθ十ｄＹしたがって、任意領域につ
いてＸ　Ｎｃｒ　Ｙ　ＮＣを設計値より、またその領域
内の３つの基準点について、視覚装置！（１３）から得
られる画像情報を処理する演算処理装置（１５）により
ＸＭＴｔ　ＹＭＴを求めれば、それからＳＸ、ＳＹ、ｄ
Ｘ、ｄＹ、θなど部品装着位置座標を補正するパラメー
タを算出することができる。

そこでコントローラ（１４）は、各３個の基準点の座標
から算出されたパラメータにより、各３個の基準点を含
む領域（１８ａ）〜（１８ｃ）内の部品装着位置座標を
算出し、このテーブルコントローラ（１４）に組み込ま
れたプログラムにしたがって、上記算出された部品装着
位置座標が図示しない自動部品装着機下に位置するよう
にＸＹテーブル（１２）の駆動を制御する。

上記のように印刷配線基板（１０）に複数個の基準点（
１７）を設け、この複数個の基準点（１７）から選択さ
れた３個の基準点を一組として含む複数個の領域に分割
し、各領域ごとにその中に含まれる３個の基準点の座標
から、その領域内の部品装着位置座標を算出すると、基
板（１０）を複数個に細分割し。

各分割領域ごとに部品装着位置座標を補正するので、基
板（１０）に反りや伸縮などの変形あるいは局部的な変
形を生じても、部品を所定の部品装着位置に正確、確実
に装着することができる。また、一つの領域内の各点の
座標を３個の基準点の座標から算出するので、従来のよ
うに２個の基準点の座標から決める方法にくらべて、各
点の座標を正確に決めることができる。

つぎに他の実施例について述べる。

上記実施例では、印刷配線基板に設けられた複数個の基
準点の各座標を算出したのち、複数個の基準点から選択
された各３個の基準点から各３個の基準点を含む領域内
の各点の座標を算出したが、この位置補正方法は、複数
個の基準点から選択された３個の基準点の座標を算出し
てこの３個の基準点の座標からこれら基準点を含む領域
内の部品装着位置座標を算出して部品を装着し、つぎに
別の領域についてこれを繰返すようにしてもよい。

また上記実施例では、印刷配線基板を各３個の基準点を
含む３つの領域に分割したが、この領域の分割は、第５
図に示すように最も大きく変形する部分を、３個の基準
点（１７ｂ、１７ｅ、１７ｆ）、　　（１７ｃ。

１７ｆ、　１７ｇ）を含む領域（１８ｄ）、　（１８ｅ
）に分割して、各領域（１８ｄ）、　（１８ｅ）内の各
点の座標を各領域（１８ｄ）。

（１８ｅ）に含まれる３個の基準点の座標から算出し、
あまり大きな変形を生じない他の領域（１８ｆ）、　（
１８ｇ）については、テーブルコントローラに組み込ま
れたプログラムにしたがってＸＹテーブルを動かすか、
あるいはこれら領域（１８ｆ）、　（１８ｇ）に含まれ
る各２つの基準点（１７ａ、　１７ｅ）、（１７ｄ、　
１７ｇ）の座標から、従来方法により各領域（１８ｆ）
、　（１８ｇ）内の各点の座標を算出するようにしても
よい。

なお、この領域の分割方法は、上記各実施例に限定され
るものではない。

また上記実施例では、基準点の検出をパターンマツチン
グ法でおこなったが、この基準点の検出は１間違いなく
所定の基準点を検出できればよく。

特徴抽出法など他の方法でもよい。

また上記実施例では、ＸＹテーブルを動かして印刷配線
基板に部品を装着する場合について述べたが、この発明
は、ＸＹテーブルのがわりにロボットを動かして部品を
装着または挿入する場合にも適用できる。

なおこの発明は、印刷配線基板における部品の装着、挿
入ばかりでなく、組立作業などにおける他のワークの位
置補正にも適用できる。

〔発明の効果〕

ワークに３個以上の複数個の基準点を設けて。

ワークをこの複数個の基準点から選択された３個の基準
点を含む１個または複数個の領域に分割し、視覚装置に
より検出された上記３個の基準点の座標から、これら３
個の基準点を含む領域の各点の座標を算出するようにし
たので、ワークの各点の座標を高精度に補正することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る印刷配線基板に部品を装着また
は挿入する場合の位置補正装置の図、第２図は印刷配線
基板に設けられた複数個の基準点と分割された領域との
関係を示す図、第３図は印刷配線基板における部品装着
位置補正方法を示すフローチャート、第４図は部品装着
位置座標を算出する方法の説明図、第５図は印刷配線基
板に設けられた複数個の基準点と第２図とは異なる分割
領域との関係を示す図、第６図は印刷配線基板における
従来の位置補正方法説明図、第７図は印刷配線基板の変
形を示す斜視図である。（ｌＯ）・・・印刷配線基板　（１２）・・・ＸＹテー
ブル（１３）・・・視覚袋！！　（１４）・・・テーブ
ルコントローラ（１５）・・・演算処理部　　（１７ａ
）〜（１７ｇ）・・・基準点（１８ａ）〜（１８ｇ）・
・・領域代理人　　弁理士　　井　上　−男第５図

Claims

【特許請求の範囲】

ワークに３個以上の複数個の基準点を設けて上記ワーク
を上記複数個の基準点から選択された３個の基準点を含
む１個または複数個の領域に分割し、この１個または複
数個の領域中に含まれる各３個の基準点の座標を検出し
、上記検出された各３個の基準点の座標を演算装置のメ
モリに記憶された上記複数個の基準点の標準座標から選
択された対応する基準点の標準座標と比較演算して上記
３個の基準点の座標を算出しこの算出された３個の基準
点の座標に基づいて上記各３個の基準点を含む領域中の
各点の座標を算出することを特徴とする位置補正方法。