JPH04144300A

JPH04144300A - 位置補正装置及び位置補正方法

Info

Publication number: JPH04144300A
Application number: JP2267594A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Shimizu; 清水　利通
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1990-10-05
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1992-05-18

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】［産業上の分野］本発明は、部品を自動的に搭載装着するマウンター等に
おいて、回路基板と部品装着用加工ヘッドの間の位置ず
れを補正する位置補正装置に関し、さらに、前記位置補
正装置を用いた位置補正方法に関する。

［従来の技術］回路基板上に部品を自動搭載するためのマウンターにお
いては、部品装着用加工ヘッドと回路基板との位置ずれ
の補正に画像処理装置を用いた補正法が使用されている
。この従来の画像処理装置を用いた回路基板の位置補正
法の過程の一例を、第６図により説明する。

表面上に少な（とも２つの検査マーキングＡ１Ａを形成
した回路基板１を用意する。コンベアベルト２上に搬送
されるこの回路基板１は、加工ヘッド３の下方の定位置
に停止され、ここでその表面がＩＴＶカメラ等の撮像部
材４で撮像され、このデータが２値化された後、図示さ
れない画像処理装置に取り込まれる。

この画像処理装置においては、メモリ上の基準マーキン
グを前記回路基板ｌの画像に合成し、前記回路基板１の
画像中の検査マーキングＡ１Ａの基準マーキングに対す
るＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθ（回転）方向の位置ずれを
求める。そして、この得られたデータに従い、前記加工
ヘッド３をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθ方向に移動可能な
支持ステージ５で移動させ、前記回路基板１の位置ずれ
が補正される。例えば、図示の加工ヘッドは、その先端
に部品を単品毎に保持するタイプであることから、回路
基板をＩＴＶカメラ等の撮像部材で撮像しながら、部品
の位はずれが補正される。

［発明が解決しようとしている問題点１個々の部品を１
つずつ取り扱う第６図で示すような加工ヘッドと異なり
、例えば第７図に示す様に、その下面に複数の部品を一
度に保持し、複数の部品を回路基板１上に同時に搭載す
る形式の加工ヘッド６は、垂直方向にのみ移動可能であ
り、かつ、回路基板に対向した平面（下面）で部品を保
持する。このため、部品の正確な搭載を行うためには、
この加工ヘッド６の加工面である下面を前記回路基板表
面に正確に位置合わせを行う必要がある。

しかし、前記第７図の加工ヘッド６を用いる場合、加工
ヘッド６そのものが邪魔になって、撮像部材の面域に回
路基板を収めることが出来ない。そこで従来は、前記加
工ヘッドの回路基板進行方向とは逆方向側の回路基板上
方にｍ像部材を設け、それから得た回路基板の画像から
該回路基板の位置を求め、最初に設定した前記撮像部材
と加工ヘッドとの間の位置関係から補正データを得てい
た。しかし、配置された加工ヘッドと回路基板との位置
合わせの調整は、予め長時間かけて、繰り返し慎重に行
わなければならない。また、−度位置合わせしても、作
業時の振動等で調整に誤差が出て（ることかあり、高度
な精度を必要とする加工に不適当であるという問題点が
あった。

そこで、本発明は、前記の従来技術の問題に鑑み、複数
の部品を一度に保持搭載する加工ヘッドの様−に、その
加工表面を回路基板に対して平面的に配置する場合も、
正確にその位置合せが可能な位置補正装置及び位置補正
方法を提供することをその目的とする。

ｃ問題点を解決する手段］すなわち、前記目的を達成するため本発明で採用された
第一の手段の要旨は、回路基板を載せた基板搬送台上か
ら、上記回路基板の表面上に設けられた位置合せマーキ
ングと上記基板搬送台上に設けられた第一の基準マーキ
ングとを撮像する第一のカメラと、加工ヘッド近傍に設
けられ、上記基板搬送台上に設けられた第一の基準マー
キングを撮像する第二のカメラと、上記第一及び第二の
カメラによって得られた画像信号によって得られる位置
データから上記加工ヘッドの加工面の位置と上記基板搬
送台上の上記回路基板の位置の誤差を求め、この求めら
れた位置の誤差に基づいて上記基板搬送台と上記加工ヘ
ッドとの相対的位置を補正する補正信号を発生する制御
部と、上記制御部からの補正信号に応じて上記基板搬送
台と上記加工ヘッドとの相対的位置を補正する位置補正
機構とを備えた位置補正装置において、第二の基準マー
キングが設けられた透明な第二基準位置部材を加工ヘッ
ドに取り付け、且つこれを第二のカメラと基板搬送台上
に設けられた第一の基準マーキングとの間に配置したこ
とを特徴とする位置補正装置である。

さらに第二の手段の要旨は、回路基板を載せた基板搬送
台上から、上記回路基板の表面上に設けられた位置合せ
マーキングと上記基板搬送台上に設けられた第一の基準
マーキングとを第一のカメラで撮像し、加工ヘッド近傍
に設けられた第二のカメラによって上記基板搬送台上に
設けられた第一の基準マーキングを撮像し、上記第一及
び第二のカメラによって得られた画像信号によって得ら
れる位置データから上記加工ヘッドの加工面の位置と上
記基板搬送台上の上記回路基板の位置の誤差を求め、こ
の求められた位置の誤差に基づいて上記基板搬送台と上
記加工ヘッドとの相対的位置を補正する補正信号を発生
し、この補正信号に応じて上記基板搬送台と上記加工ヘ
ッドとの相対的位置を補正する位置補正方法において、
上記第二のカメラから加工ヘッドに取り付けられた透明
な第二基準位置部材の第二の基準マーキングを撮像する
と共に、同第二基準位置部材を通して上記基板搬送台上
の第一の基準マーキングを同一視野で撮像し、これらマ
ーキングを基準として上記基板搬送台と上記加工ヘッド
との相対的位置を補正することを特徴とする位置補正方
法である。

［作　　　用コ前記本発明による位置補正装置及び位置補正方法によれ
ば、まず、回路基板が基板搬送台上に載せられて固定さ
れた状態の位置関係が、第一のカメラによって、上記回
路基板の表面上に設けられた位置合せマーキングと上記
基板搬送台上に設けられた基準マーキングを撮像し、こ
れらの位置関係を画像処理によって計測することによっ
て求められる。次に、加工ヘッド近傍に設けられた第二
のカメラにより、上記基板搬送台上に設けられた第一の
基準マーキングを撮像して上記加工ヘッドと上記基板搬
送台との位置関係を計測する。この時、上記第二のカメ
ラと基板搬送台上に設けられた第一の基準マーキングと
の間に、第二の基準マーキングを設けた透明な第二基準
位置部材があり、これが加工ヘッドに設けられているた
め、第二のカメラから上記加工ヘッドの基準位置合わせ
マークとなる第二の基準マーキングが撮像できると同時
に、透明な第二基準位置部材を通して上記基板搬送台の
基準位置合わせマークとなる第一の基準マーキングが同
一視野で同時に撮像できる。これにより、加工ヘッドと
基板搬送台との位置のズレが同一視野上でとらえること
ができ、それらの正確な位置合わせが可能になる。

［実　　施　　例コ以下、本発明の実施例について、図面に基づきながら詳
細に説明する。

第１図に本発明の一実施例による位置補正装置を備えた
電子部品のマウンターの要部が示されている。同図には
示されていないが、加工ヘッド１０の下面１１には、回
路基板１００の表面上に配置される電子部品を保持する
ためのサクシぢンヘッドを複数形成した加工面が備えら
れており、これらサクシ式ンヘッドには真空圧が導かれ
、その先端に複数の部品を同時に吸着保持することが可
能である。この加工ヘッドＩＯの下側加工面１１の下方
には、その上に搭載する回路基板１００をＸ軸方向に移
動可能なＸ軸可動テーブル２０、Ｙ軸方向に移動可能な
Ｙ軸可動テーブル２１が各々配置され、これらのＸ軸可
動テーブル２０及びＹ軸可動テーブル２１の上方には、
さらに基板搬送台３０が配設されている。この基板搬送
台３０は、可動部３１と、固定部３２と、上記可動部３
１を上昇あるいは下降させるためのエアシリンダー３３
と、そして基板サポート板３４とから構成されている。

また、図中、前記基板搬送台３０の基板サポート板３４
と可動部３１との間には、さらに符号３６で示す様に、
回転方向に移動可能なテーブルであるθ可動テーブルが
設けられている。

そして、前記基板搬送台３０の基板サポート板３４の表
面３４１には第一の基準位置合わせ用マーキングＭ１が
施されている。

また、前記基板搬送台３０と前記加工ヘッド１０との間
にはベルトコンベヤ装＠４０．４０・・・が複数配置さ
れており、このベルトコンベヤ装置２０にそのシリンダ
ーを伸長させて回路基板を停止するためのエアシリンダ
ー４１が設けられている。このため、このベルトコンベ
ヤ装置４０上に搬送される回路基板１００は、前記エア
シリンダー４１の働きによって停止させられる。

前記Ｘ軸可動テーブル２０はベルトコンベヤ装置４０の
進行方向（図中、矢印で示す）の上手側ζこ延長されて
いる。また、第１図に示すように、前記回路基板１００
の進行方向の前記加工ヘッド１０よりも上手の上方には
、第一のカメラ（ＩＴＶカメラ）ＨＣが配置され、これ
は前記回路基板１００の表面を撮像し、２硝化した画像
信号を出力するためのものである。この第一のカメラＨ
Ｃは、例えば第２図に示す様に、逆ｒＬＪ字状の外形を
存するＹ軸可動ステージ５０の上に移動可能に取り付け
られ、かつ測長器に接続されたカメラ移動機構５１上に
固定されて、Ｙ軸方向に移動可能に構成されている。

この様に、第一のカメラをＹ軸方向に移動可能とするこ
とにより、ＩＴＶカメラＨＣＯ画域面域張し、大面積の
回路基板にも対応させることが可能となる。

そして、本発明によれば、第二のＩＴＶカメラＬＣが前
記加工ヘッドＩＯの側面に、下方に向けられて取り付け
られており、この第二のカメラの下側には、透明なフィ
ルムあるいはガラス１１０が取り付けられており、その
表面上には第二の基準位百合わせ用マーキングＭ２が施
されている。

第３図には、前記装置の制御回路部を含めた構成が示さ
れている。この図において、加工ヘッドＩＯの側面に配
置された第二のカメラＬＣ及び上方に配置された第一の
カメラＨＣがら得られる２値化された画像信号は、画像
処理装置６０に入力されている。このａＴｌ処理装ｆｆ
１６０では、所定の画像処理を行い、その出力をモニタ
ー６１及び制御装置６２へ出力する。制御袋＠６２は、
インターフェイス装＠６３を介して、前述のＸ軸可動テ
ーブル２０％　Ｙ軸可動テーブル２１、さらにはθ可動
テーブル３６の移動量を制御すると共に、このインター
フェイス装置６３を介して前記Ｘ軸可動テーブル２ｏ及
びＹ軸可動テーブル２１内に設けられた測長器（リニア
スケール）６４からの出力信号が入力される。また、カ
メラ移動装置６５は、前記第２図に示したカメラ移動機
構５１により、前記第二のカメラＨＣのＹ軸方向の移動
を制御する。

以上に述べた本発明による位置補正装置を備えた電子部
品のマウンターの位置補正の動作について以下に説明す
る。また、第２図にも示す様に、前記回路基板１００の
表面上には、位置合わせ用のマーキングｍＸ　ｍが、例
えば銅箔等で形成されている。

まず、第４図に示す様に、ベルトコンベヤ装置４０上の
回路基板１００が基板搬送台３０上に載せられる。この
状態で、前記第一のカメラＬＣによって、前記基板搬送
台３０の表面の基準位置マーキングＭ１及び、前記回路
基板１００表面上の位置合わせマーキングｒｒｈ　　ｍ
を撮像し、これから２値化された画像信号を画像処理装
置６０（第３図参照）に取り込む。そして、前記基準位
置マーキングＭ１及び位置合わせマ−キングｆｆｈ　　
ｍの、面域内における座標を得て、これらのマーキング
の位置関係を計測し、これらを制御装＠６２に出力する
。すなわち、第一のカメラＨＣにより回路基板１００表
面上の位置合わせマーキングｆｆｈ　　ｍを撮像するこ
とにより、回路基板１００の基板搬送台３０に対する位
置ずれ及び回路基板１００の変形等を測定することが出
来る。

次に第５図に示す様に、Ｘ軸可動テーブル２０によって
前記基板搬送台３０を水平に移動し、加工ヘッド１０の
下方に位置させて停止させる。

このとき、前記リニアスケールで基板搬送台３０の移動
量を測定し、前記の制御装置６２に出力する。同時に、
前記加工ヘッド１０の側面に取り付けられた第二のカメ
ラＬＣにより前記基板搬送台３０上の基準位置マーキン
グＭ１を撮像する。この時、前記第二のカメラＬＣは、
同時に、前記加工ヘッド１０の側面に取り付けられた透
明なフィルムあるいはガラス１１０の表面に施された第
二の基準位置合わせ用マーキングＭ２をも撮像し、その
位置座標を画像処理装置６０を介して制御装置６２に送
る。これにより、前記制御装置６０は、前記基板搬送台
３０上の第一基準位置マーキングＭｌと前記透明フィル
ム１１０表面の第二基準位置マーキングＭ２とが一致す
るように基板搬送台３０の位置を移動しながらそれらの
機械的な位置を合わせが行われる。

その後、上記で得た基板搬送台３０表面上の第一の基準
位置マーキングＭｌと、回路基板１００表面上の位置合
わせマーキングｍｓ　　ｍとの計測された座標位置情報
により、回路基板１００の基板搬送台３０上での位置ず
れが補正値として求められ、前記基板搬送台３０の位置
を修正しながら前記回路基板１００を前記加工ヘッド１
０に対して適当な位置に配置する。

すなわち、Ｘ軸方向の補正量、Ｙ軸方向の補正量、さら
には回転方向の補正角θに従い、前記Ｘ軸可動テーブル
２０、Ｙ軸可動テーブル２１、そして、θ可動テーブル
３６を回転駆動させ、固定された前記加工ヘッド１０と
前記基板１００との間の位置ずれを補正する。

Ｃ発明の効果コ以上の説明からも明らかな様に、本発明による位置補正
装置及び位置補正方法によれば、回路基板とこれに対向
する加工面を育する加工ヘッドとを位置決めする場合、
前記加工ヘッドと回路基板との相互間の平面的な位置ず
れを正確かつ自動的に補正することが可能であることか
ら、作動前の微妙な調整が不要になり、稼の時に生じる
位置ずれも補正することが出来る。このため、この本発
明による位置補正装置及び位置補正方法を、例えばマウ
ンターに採用した場合、製品の歩留まりが向上し、部品
の配置精度の正確なマウンターとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による位置補正装置の要部の
構成を示す側面図、第２図は前記位置補正装置の第一の
カメラの取り付は構造を示す斜視図、第３図は前記位置
補正装置の制御回路部を含むブロック図、第４図及び第
５図は前記位置補正装置の動作を説明する斜視図、そし
て、第６図及び第７図は、従来技術、及び本発明が適用
されるマウンターに用いられる加工ヘッドの外観例を示
す斜視図である。ＩＯ・・・加工ヘッド　１１・・・下面　１００・・・
回路基板　２０・・・Ｘ軸可動テーブル　２１・・・Ｙ
軸可動テーブル　３０・・・基板搬送台　４ｏ・・・ベ
ルトコンベヤ装置　Ｍｌ・・・第一の基準位置合わせ用
マーキング　Ｍ２・・・第二の基準位置合わせ用マーキ
ング　ｍｚ　　ｍ・・・位置合わせ用のマーキングＨＣ
・・・第一のカメラ　ＬＣ・・・第二のカメラ６０・・
・画像処理装置　６２・・・制御装置　６４・・・測長
器（リニアスケール）　　１１０・・・透明フィルム特許出願人　太ＦＩｉＪ誘電株式会社代　理　人　弁理士北條和由ｌ　　　　　　　　　　　　　ン手続補正書平成−２年１１月２４日平成−２年特許願第２６７５９４号２、発明の名称位置補正装置及び位置補正方法３、補正をする者氏　　名　　　太　　陽　　誘　　電　　株　　式　　
会　　社５、補正命令の日付　　　　（自　　発）６、
補正の対象纂６圓１　　　　　　　　　ど

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回路基板を載せた基板搬送台上から、上記回路基
板の表面上に設けられた位置合せマーキングと上記基板
搬送台上に設けられた第一の基準マーキングとを撮像す
る第一のカメラと、加工ヘッド近傍に設けられ、上記基
板搬送台上に設けられた第一の基準マーキングを撮像す
る第二のカメラと、上記第一及び第二のカメラによって
得られた画像信号によって得られる位置データから上記
加工ヘッドの加工面の位置と上記基板搬送台上の上記回
路基板の位置の誤差を求め、この求められた位置の誤差
に基づいて上記基板搬送台と上記加工ヘッドとの相対的
位置を補正する補正信号を発生する制御部と、上記制御
部からの補正信号に応じて上記基板搬送台と上記加工ヘ
ッドとの相対的位置を補正する位置補正機構とを備えた
位置補正装置において、第二の基準マーキングが設けら
れた透明な第二基準位置部材を加工ヘッドに取り付け、
且つこれを第二のカメラと基板搬送台上に設けられた第
一の基準マーキングとの間に配置したことを特徴とする
位置補正装置。
（２）回路基板を載せた基板搬送台上から、上記回路基
板の表面上に設けられた位置合せマーキングと上記基板
搬送台上に設けられた第一の基準マーキングとを第一の
カメラで撮像し、加工ヘッド近傍に設けられた第二のカ
メラによって上記基板搬送台上に設けられた第一の基準
マーキングを撮像し、上記第一及び第二のカメラによっ
て得られた画像信号によって得られる位置データから上
記加工ヘッドの加工面の位置と上記基板搬送台上の上記
回路基板の位置の誤差を求め、この求められた位置の誤
差に基づいて上記基板搬送台と上記加工ヘッドとの相対
的位置を補正する補正信号を発生し、この、補正信号に
応じて上記基板搬送台と上記加工ヘッドとの相対的位置
を補正する位置補正方法において、上記第二のカメラか
ら加工ヘッドに取り付けられた第二基準位置部材の第二
の基準マーキングを撮像すると共に、同第二基準位置部
材を通して上記基板搬送台上の第一の基準マーキングを
同一視野で撮像し、これらマーキングを基準として上記
基板搬送台と上記加工ヘッドとの相対的位置を補正する
ことを特徴とする位置補正方法。