KR0151979B1

KR0151979B1 - 부품 장착 위치 보정방법

Info

Publication number: KR0151979B1
Application number: KR1019950007130A
Authority: KR
Inventors: 김성운
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR960036892A

Abstract

본 발명은 화상 인식부의 인식 카메라 좌표계와 XY 이동테이블의 좌표계 원점이 서로 어긋나고 좌표축도 평행이 아닐지라도 노즐중심과 노즐 회전중심의 불일치에 의한 오차를 인식 카메라 좌표계에서 얻어지는 보정값을 XY 이동테이블 좌표계의 좌표값으로 변환시킨 후, 상기 변환값을 이용하여 XY 이동테이블을 이동시키므로서 보상할 수 있는 방법이다.

Description

부품 장착 위치 보정방법

제1도는 노즐 회전시 부품의 장착 위치 편차 설명도.

제2도는 노즐 회전 중심산출의 설명도.

제3도는 종래의 노즐회전시 부품의 중심 장착 편차 산출의 설명도.

제4도는 본 발명에 의한 부품의 장착 위치 편차 보정의 설명도.

제5도는 칩마운터의 장치 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 제어부 20 : 메모리부

30 : 노즐 회전 구동부 40 : XY 이동 테이블

50 : 회상인식부

본 발명은 부품 장착 위치 보정방법에 관한 것으로서, 특히, 전자부품등의 각종 부품을 흡착 노즐로 흡착하고, 화상 인식장치로 부품의 흡착위치를 검출하여, 상기 흡착위치의 편심량을 보정하여 부품을 기판의 소정위치에 정확하게 장착하기 위한 부품 장착위치 보정 방법에 관한 것이다.

칩마운터(chip mounter)의 부품 장착 장치 구성도를 제5도에 도시하였다. 제5도를 참고로 칩마운터의 전자부품등, 부품 장착방법에 대해 설명한다.

장착 헤드에 설치된 흡착노즐로 부품 공급부(도시생략)에서 공급되는 부품을 흡착하여 장착 스테이션으로 이동하고 상기 동작과 동시에 기판이 설치된 X-Y 이동테이블(40)이 장착 스테이션으로 이동하면 상기 장착헤드가 하강하여 부품을 장착함으로서 장착동작이 수행된다. 장착헤드에는 보통 한 개 이상의 노즐이 장치되어 있고, 각각의 노즐이 회전 가능하도록 상기 장착헤드에 노즐 회전 구동부(30)가 장치되어 있다. 상기 장착헤드에 회전 가능하게 설치된 흡착노즐로 부품을 흡착하고, 흡착한 부품의 위치를 인식 카메라로 이루어진 화상 인식부(50)에서 검지하여 제어부(10)로 상기 흡착노즐의 중심위치를 입력한다. 상기 제어부(10)에서는 상기 입력된 흡착 노즐의 중심위치등을 메모리부(20)에 저장하며 부품의 장착 위치등을 산출하여 장착헤드를 기판의 소정위치에 대향 위치시키도록 상기 노즐 회전구동부(30)에 제어신호를 출력하여 장착헤드를 이동조정하고 기판이 설치된 XY 이동테이블(40)을 제어하여 소정의 위치로 이동시킨다.

상기의 동작후 부품을 흡착노즐로 흡착한 장착헤드가 기판의 소정위치에 상기 부품을 장착하게 된다.

장착헤드에는 여러개의 노즐이 장착되어 있고 각각의 노즐은 회전 가능하도록 설계되어 부품의 장착각도에 따라 노즐을 회전시켜 흡착된 부품을 여러 각도로 장착하는 것이 가능하다.

그러나, 노즐을 노즐의 중심과 노즐 회전중심이 일치하도록 장착헤드에 조립되는 것이 불가능하다. 그러므로 노즐은 회전시에 노즐을 중심으로 회전하는 것이 아니라 편심이 되어 회전하게 된다. 상기의 편심 현상은 부품의 장착위치에 영향을 주게 되어 있다.

상기의 편심으로 인해 노즐 회전중심과 노즐 중심이 일치하지 않았을 경우에 발생되는 부품 장착시의 장착하고자 하는 소정 위치와의 위치편차를 설명하기 위해 제1도를 도시하였다.

제1도를 참고로 노즐회전 중심(No)과 노즐 중심(A1, A2)이 일치하지 않은 경우에 대해 설명한다. θ만큼 노즐을 회전시 노즐 중심(A1, A2)이 δx, δy만큼 편차된다.

즉 δx, δy만큼 편차되는 것은 노즐중심(A1, A2)이 옮겨감(A1→A2)에 따라 부품(A)의 위치도 변하는 것을 의미한다. 부품(A)을 기판위에 장착시에도 상기 설명된 바와같이 장착된 위치가 빗나감으로써 정확한 장착이 이루어지지 않는 문제점이 있다. 상기 문제점은 인식 카메라로 이루어진 화상 인식부를 구비한 칩마운터 장치에 의해 상기 문제점인 회전 중심 편차에 대한 오차를 보정하므로서 해결한다.

화상인식부(50)를 구비한 칩마운터 장치는 화상인식부(50)를 이용하여 노즐에 흡착된 부품 위치를 검지하여 제어부(10)에서 상기의 검지된 부품 위치 데이터를 이용노즐의 회전 중심을 구한 다음에 노즐 회전시 발생하는 편차만큼 XY 이동테이블(40)의 이동거리를 보정함으로서 상기의 문제점을 해결한다.

제2도에 상기 설명에 의한 노즐 회전 중심을 산출하는 방법을 도시하였다. 노즐의 회전중심(No)은 화상인식부(50)에 의해 2점 이상의 노즐 중심위치를 구한 다음에 노즐 중심값들의 평균값을 계산하므로서 구할 수 있는데 제2도에는 4개의 노즐 중심위치(A₀,A₉₀,A₁₈₀,A₂₇₀)을 이용하여 산출한 노즐 회전중심(No)을 도시하였다. 노즐 회전중심(No)은 하기식(1)에 의해 구해진다.

여기서, No는 노즐 회전 중심 좌표,

A₀,A₉₀,A₁₈₀,A₂₇₀은 4개의 노즐 중심 위치 좌표이다.

제3도에는 노즐의 회전중심을 이용하여 회전시의 부품 중심 편차(△x, △y)를 구하는 것이 도시된다. 회전시의 부품중심 편차, 즉 XY 이동테이블(40)의 이동할 거리량(△x, △y)는 하기에 설명되어지는 방법으로 구해진다. 화상인식부(50)의 인식 카메라 중심을 Oc라 하고 노즐의 회전중심을 No, 노즐의 회전중심(No)과 노즐의 중심위치(A₃,A₄) 사이의 길이를 R이라 하면 인식카메라 중심(Oc)와 XY 이동테이블(40)의 원점이 일치되고 또한 좌표축이 일치될 때 θ만큼 노즐을 회전시에 XY 이동테이블(40)에 의해 이동할 편차량(△x, △y)는 하기식(2)에 설명한다.

여기서, xo, yo는 인식카메라 중심(Oc)에 대한 노즐의 회전 중심(No)의 좌표량, Xd, Yd는 노즐의 회전중심(No)에 대한 회전하기 전의 부품 중심 좌표량, θ는 노즐에 흡착된 부품의 회전 각도량이다.

제3도에 회전하기 전의 부품(A30)의 중심좌표(A3)와 θ만큼 회전한 후의 부품(A40)의 중심좌표(A4)가 도시된다.

상기의 편차량(△x, △y)을 이용하여 장착위치를 보정하게 되면 노즐의 중심과 노즐회전 중심이 일치하지 않는 경우에도 소정의 장착 위치와 장착각도로 정확히 부품을 장착할 수 있게 된다.

그러나, 상기된 종래의 방법은 화상인식부에서 인식한 노즐 회전 중심 및 부품중심위치를 이용하여 장착위치를 보정하기 위해서는 인식카메라의 좌표계와 XY 이동테이블의 좌표계의 원점위치가 서로 일치하고 좌표축이 서로 평행이어야 한다는 문제점이 있다. 상기 문제를 해결하기 위해 장비 조립용 치구를 사용하므로서 상기 두개의 좌표계를 일치되게 화상 인식카메라를 칩마운터 장치에 조립하지만 상기 조립방법은 항상 오차의 소지를 가지며 조립정도에 따라 오차의 크기도 가변되고 많은 작업시간이 필요하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 흡착노즐의 회전중심의 편심에 의한 부품 장착위치의 오차를 보정할 수 있는 부품장착 위치 보정방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 인식카메라 좌표계에서 구해지는 보정편차량(△x,△y)를 한번 더 XY 이동테이블 좌표계의 좌표값으로 변환시킨 후에 상기 변환된 값을 이용하여 XY 이동테이블의 이동거리를 보상하여 줌으로써 기판상의 소정위치에 정확한 각도로 부품을 장착한다.

제4도는 인식카메라의 좌표계와 XY 이동테이블의 좌표계의 원점과 좌표축이 서로 일치하지 않은 경우에 부품 장착 위치편차의 보정방법을 설명한 도면이다.

제4도를 참고로 본 발명에 대해 이하 설명한다.

인식카메라 좌표계의 원점은 0c,

XY 이동테이블 좌표계의 원점은 0,

상기 두 좌표축의 비뚤어진 각도를 θ로 제4도에 표기하였다.

부품의 중심위치(Po)는 종래의 방법에 의해 구한 노즐의 회전중심(No, 제2도 참조)을 이용하여 부품이 흡착된 노즐을 장착에 필요한 보정각(θ1)만큼 회전시켰을 때 이동한 위치이다.

인식카메라 중심(0c) 위치에서 부품의 중심위치(Po)까지의 편차량(△x, △y)만을 이용하여 종래의 방법에서와 같이 장착위치를 보정하게 되면 장착위치는 제4도에 도시된 바와같이, x1, y1 이상의 차이가 나고 장착각도는 상기 두 좌표축의 비뚤어진 각(θ)만큼 차이가 난다. 정확한 장착각도와 장착위치를 구하기 위해 종래의 방법에 더하여 아래의 절차가 수행되어야 한다.

첫째로 인식 카메라를 구비한 화상인식장치에서 인식한 부품의 각도를 보정시 인식카메라 좌표계와 XY 이동테이블 좌표계의 비뚤어진 각(θ)을 추가하여 장착각도를 보정한다. 상기 비뚤어진 각(θ)을 이용하여 장착각도를 보정하였을 때 부품의 중심이 이동하게 되는 위치를 Po로 재정의하고 제4도에 도시된 바와같이 재정의하면, 상기의 절차가 완료되고 장착위치를 보정하기 위한 편차량(△xm, △ym)을 구하는 절차를 수행해야 한다.

상기 편차량(△xm, △ym)을 구하는 방법은 식(3)에 하기된다.

여기서, X1, Y1은 XY 이동테이블 원점(0)에 대한 인식카메라 좌표계의 원점(0c)의 좌표값, R은 상기 첫 번 절차에 의해 각도가 보정된 부품 중심위치(Po)와 인식카메라 좌표계 원점(0c)과의 거리량,

△X, △Y는 종래의 방법에 의한 위치 보정량이다.

상기 식(3)을 이용하여 장착위치를 보정하기 위한 편차량(△xm, △ym)을 구한다.

상기 편차량 만큼 XY 이동테이블을 이동하여 보정한다.

이상 설명한 본 발명의 부품 장착 위치 보정방법을 이용하여 인식 카메라의 좌표계가 XY 이동테이블의 좌표계와 제4도에 도시된 바와같이 비뚤어진 경우에도 노즐중심과 노즐 회전중심의 불일치에 의한 오차를 보상하여 각도로 부품을 XY 이동테이블의 기판위에 장착할 수 있는 효과가 있다.

또한 상기한 장비 조립용 치구를 사용할 필요가 없어지며 그에 따른 장비 제조공정을 줄이는 효과가 있다.

Claims

부품의 장착에 앞서 흡착노즐을 회전시켜, 2점 이상의 회전각 위치에서의 흡착노즐 단면부의 중심위치로부터 흡착노즐의 회전중심 위치를 구하고, 상기 회전 중심위치와 노즐중심과의 편차에 대한 부품의 장착위치의 오차를 보정하는 부품 장착위치 보정방법에 있어서, 인식카메라 좌표계와 XY 이동테이블의 좌표계 사이의 비뚤어진 각을 부품의 장착각도 보정시에 추가하고; 상기 인식 카메라 좌표계의 원점과 상기 XY 이동테이블 좌표계의 원점 사이의 위치 차이가 있으므로 상기 XY 이동테이블 좌표계의 원점과 상기의 장착각도 보정 후의 부품 중심 위치 사이의 편차량을 산출하고; 상기 산출된 편차량을 이용하여 XY 이동테이블을 이동 조정하여 보정을 행한 후 부품을 장착하게 하는 것을 특징으로 하는 부품 장착위치 보정방법.