JPH04322924A - parts mounting device - Google Patents

parts mounting device

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JPH04322924A
JPH04322924A JP3115538A JP11553891A JPH04322924A JP H04322924 A JPH04322924 A JP H04322924A JP 3115538 A JP3115538 A JP 3115538A JP 11553891 A JP11553891 A JP 11553891A JP H04322924 A JPH04322924 A JP H04322924A
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JP
Japan
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nozzle
component
light beam
parallel light
nozzle head
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3115538A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Uchiumi
典之 内海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Tokico Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、電子回路基板の製造工
程において、半導体チップ等の電子部品を基板に取付け
るのに用いられる部品取付装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a component mounting device used for mounting electronic components such as semiconductor chips to a circuit board in the manufacturing process of electronic circuit boards.

【0002】0002

【従来の技術】一般に、電子回路基板の製造工程におい
ては、基板上に半導体チップ等の電子部品を位置決めて
取付ける装置として、部品を真空吸着するノズルと、こ
のノズルヘッドを自転自在かつ上下動自在に支持するノ
ズルヘッドとを有し、前記ノズルを上下させかつ自転さ
せるとともに、前記ノズルヘッドを前後左右に移動させ
ることにより、部品を位置決めて取付ける部品取付装置
が知られている。
[Background Art] Generally, in the manufacturing process of electronic circuit boards, as a device for positioning and mounting electronic components such as semiconductor chips on the board, a nozzle that vacuum-chucks the components and a nozzle head that is rotatable and movable up and down are used. 2. Description of the Related Art A component mounting device is known that positions and mounts components by moving the nozzle head up and down and rotating on its own axis, and moving the nozzle head back and forth and left and right.

【0003】そして、従来、この種の装置にあっては、
吸着時における電子部品のノズルに対する位置ずれ対策
として、以下のような構成を採っていた。すなわち、例
えば特公昭62−10793号公報に見られるように、
ノズルヘッドに設けられた2対の位置規制爪によってノ
ズルに吸着した電子部品のセンタリング(ノズルに対す
る位置決め)を行って、位置がずれた状態でノズルに電
子部品が吸着されることを防止していた。あるいは、吸
着した電子部品を下方からITVカメラでとらえること
によりノズルに対する吸着ずれ量を画像処理によって求
め、このずれ量に応じて部品の搭載位置に対する前記ノ
ズルヘッドの移動量およびノズルの回転角度を補正して
対処していた。
[0003] Conventionally, in this type of device,
As a countermeasure against misalignment of electronic components with respect to the nozzle during suction, the following configuration was adopted. That is, as seen in Japanese Patent Publication No. 62-10793, for example,
Two pairs of position regulating claws provided on the nozzle head center the electronic components attracted to the nozzle (positioning them relative to the nozzle) to prevent the electronic components from being attracted to the nozzle if they are misaligned. . Alternatively, the amount of adsorption deviation with respect to the nozzle is determined by image processing by capturing the adsorbed electronic component from below with an ITV camera, and the amount of movement of the nozzle head and the rotation angle of the nozzle relative to the mounting position of the component are corrected according to this amount of deviation. I was dealing with it.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】ところが、位置規制爪
による位置補正では以下のような問題点があった。 (1)電子部品に衝撃的な力が加わり部品の信頼性が低
下する。 (2)爪の加工精度・組立精度により補正精度が決まっ
てしまう。 (3)長期間使用すると軸受けの摩耗等により補正精度
が低下する。
However, the position correction using the position regulating claw has the following problems. (1) Shocking force is applied to electronic components, reducing the reliability of the components. (2) Correction accuracy is determined by the machining accuracy and assembly accuracy of the claws. (3) If used for a long period of time, the correction accuracy will decrease due to bearing wear, etc.

【0005】一方、ITVカメラによる位置補正では以
下のような問題があった。 (4)画像処理に時間がかかり爪式より搭載速度が遅い
。 (5)高価なITVカメラ画像処理装置が必要で爪式よ
りコストが高い。
On the other hand, position correction using an ITV camera has the following problems. (4) Image processing takes time and loading speed is slower than the claw type. (5) An expensive ITV camera image processing device is required and the cost is higher than that of the claw type.

【0006】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たもので、部品の吸着ずれ補正を部品にダメージを与え
ることなく正確かつ信頼性高く行うことができ、しかも
搭載速度が早くかつ安価な部品取付装置を提供すること
を目的としている。
The present invention has been developed in view of the above-mentioned conventional problems, and is capable of accurately and reliably correcting misalignment of components without damaging the components, and moreover, is fast in mounting speed and inexpensive. The purpose is to provide a parts mounting device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の部品取付装置は
、部品を鉛直下方の吸着部で着脱自在に保持するノズル
を回転自在かつ上下動自在に支持するノズルヘッドを有
し、前記ノズルを上下動させかつ回転させるとともに、
前記ノズルヘッドを水平方向に移動させることにより、
部品を位置決めして取付ける部品取付装置において、前
記ノズルに保持された部品が上下動する領域の一側にお
いてこの領域に水平方向の平行光束を発する投光部と、
この投光部に対して前記領域の反対側において前記平行
光束を受光し受光位置に対応して光の明暗を電気信号に
変換する受光部とを前記ノズルヘッドに設けたことを特
徴としている。
[Means for Solving the Problems] The component mounting device of the present invention has a nozzle head that rotatably and vertically movably supports a nozzle for removably holding a component with a suction section vertically below the nozzle. Along with moving it up and down and rotating it,
By moving the nozzle head in the horizontal direction,
In a component mounting device for positioning and mounting components, a light projecting unit that emits a horizontal parallel light beam to this region on one side of the region in which the component held by the nozzle moves up and down;
The nozzle head is characterized in that the nozzle head is provided with a light receiving part that receives the parallel light flux on the opposite side of the area with respect to the light projecting part and converts the brightness and darkness of the light into an electrical signal in accordance with the light receiving position.

【0008】[0008]

【作用】上記構成であると、半導体チップ等の電子部品
の側面から前記平行光束を照射して、この電子部品の外
形を水平方向に投影した部分が受光装置において暗とな
って表れるようにすることができる。すなわち、部品を
水平状態に吸着したノズルを上下動させて投光部が平行
光束を発する領域に部品を位置させれば、この部品によ
って平行光束の一部が遮られ、部品の外形を側方に投影
した範囲が受光部において暗となって検出される。
[Operation] With the above configuration, the parallel light beam is irradiated from the side surface of an electronic component such as a semiconductor chip, so that the portion of the external shape of the electronic component projected in the horizontal direction appears dark on the light receiving device. be able to. In other words, if the part is placed in the area where the light emitting part emits a parallel beam by moving the nozzle that has attracted the part horizontally up and down, this part will block a part of the parallel beam, and the outer shape of the part will be changed to the side. The projected area is detected as dark on the light receiving section.

【0009】そして、この状態で、ノズルを回転させる
ことにより部品を水平回転させながら、前記平行光束に
直交する方向における前記暗となる範囲の両端位置を、
そのときの部品(ノズル)の回転角度とともに逐次記憶
してゆき、少なくとも部品が180度以上回転するまで
これらデータを適度な間隔で採取すれば、これらデータ
から部品のノズル中心に対する位置ずれ量あるいは回転
ずれ量(基準軸に対する部品の傾き)を演算処理により
求めることができる。
In this state, while horizontally rotating the component by rotating the nozzle, the positions of both ends of the dark range in the direction orthogonal to the parallel light beam are
By sequentially storing the rotation angle of the part (nozzle) at that time and collecting this data at appropriate intervals until the part has rotated at least 180 degrees, this data can be used to determine the amount of positional deviation or rotation of the part with respect to the nozzle center. The amount of deviation (the inclination of the component with respect to the reference axis) can be determined through calculation processing.

【0010】すなわち、半導体チップ等の部品は、平面
形状が矩形をなし、これを180度以上水平回転させれ
ば、いずれかの回転角度で各側面(長辺側と短辺側)が
前記平行光束に平行になるとき(すなわち、部品の縦方
向又は横方向が平行光束と平行になるとき)が少なくと
もそれぞれ一回ある。そして、横軸を部品の回転量とし
縦軸を前記平行光束に直交する方向における基準位置か
ら前記暗となる範囲の端までの距離とするグラフを描く
とすると、前記電子部品の側面が平行光束と平行になる
回転量におけるこのグラフ上の点は、そのグラフの線の
傾きが不連続な変曲点となる。
That is, a component such as a semiconductor chip has a rectangular planar shape, and if it is horizontally rotated by 180 degrees or more, each side surface (long side and short side) becomes parallel to the above at any rotation angle. There is at least one time in each case when the parallel light beam becomes parallel to the parallel light beam (that is, when the vertical or horizontal direction of the component becomes parallel to the parallel light beam). Then, if a graph is drawn in which the horizontal axis is the rotation amount of the component and the vertical axis is the distance from the reference position to the edge of the dark range in the direction orthogonal to the parallel light beam, the side surface of the electronic component is the parallel light beam. A point on this graph at an amount of rotation that is parallel to , becomes an inflection point where the slope of the line on the graph is discontinuous.

【0011】このため、前記データを例えばマイクロコ
ンピュータを備えるコントローラによって処理判断して
、部品が前記平行光束に平行になったときに前記受光部
において暗となる範囲の両端の位置とそこまでの回転量
を判定し、この回転量から逆算して電子部品の吸着回転
ずれ量を求め、また、前記両端の位置から電子部品の中
心の位置ずれを2方向とも求めることができる。なぜな
ら、例えば前記平行光束の方向を基準軸(ノズルヘッド
の移動方向)と一致させておけば、部品が平行光束に平
行になったときの前記回転量は前記基準軸に対する部品
の吸着時の傾きに他ならないからである。また、前記平
行光束に直交する方向におけるノズル中心の位置は予め
明らかであるから、例えば部品の縦方向が平行光束に平
行になったときの、前記暗となる範囲の中心位置と前記
ノズル中心位置との距離は部品の縦方向の吸着位置ずれ
量に他ならないからである。
[0011] For this reason, the data is processed and determined by, for example, a controller equipped with a microcomputer, and the position of both ends of the range in which the light receiving section becomes dark when the part becomes parallel to the parallel light beam and the rotation thereof are determined. It is possible to determine the amount of rotation, and calculate backward from this amount of rotation to determine the amount of rotational deviation between suction and rotation of the electronic component, and also to determine the positional deviation of the center of the electronic component in both directions from the positions of both ends. This is because, for example, if the direction of the parallel light beam is made to match the reference axis (direction of movement of the nozzle head), the amount of rotation when the component becomes parallel to the parallel light beam is the inclination of the component when it is picked up with respect to the reference axis. This is because there is nothing else. Further, since the position of the nozzle center in the direction orthogonal to the parallel light beam is known in advance, for example, when the longitudinal direction of the component becomes parallel to the parallel light beam, the center position of the dark range and the nozzle center position This is because the distance between the two is nothing but the amount of deviation in the suction position of the component in the vertical direction.

【0012】したがって、これら求められた位置ずれデ
ータに基づき、部品を搭載する(取付ける)際のノズル
の回転量あるいはノズルヘッドの移動量を補正すれば、
吸着時にノズルに対する部品の位置がずれており又はそ
の向き傾いていても、高精度に部品を位置決めて電子回
路基板等に搭載することができる。
[0012] Therefore, if the amount of rotation of the nozzle or the amount of movement of the nozzle head when mounting (attaching) parts is corrected based on the obtained positional deviation data,
Even if the component is misaligned or tilted relative to the nozzle during suction, the component can be positioned with high precision and mounted on an electronic circuit board or the like.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図8に基づ
いて説明する。図1は部品取付装置の斜視図であり、同
図中符号1は基台、符号2は各部の動作を制御するコン
トローラ、符号3は部品を着脱自在に保持して鉛直軸(
θ軸)回りに回転させるとともに上下方向(Z方向)に
移動させるノズルヘッド、符号4はノズルヘッド3をX
Y方向(前後・左右方向)に移動させるXYロボットを
示している。また、符号4aはXYロボット4のX軸移
動機構、符号5はX軸移動機構4とともにノズルヘッド
3をY方向に移動させるためのXYロボット4のY軸モ
ータ、符号6はノズルヘッド3をX方向に移動させるた
めのXYロボットのX軸モータ、符号7はノズルヘッド
3に吸着した部品を回転させるためのθ軸モータ、符号
8は操作盤、符号9は半導体チップ等の部品を供給する
ためのテープフィーダを示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. 1 is a perspective view of a component mounting device. In the figure, numeral 1 is a base, numeral 2 is a controller that controls the operation of each part, and numeral 3 is a vertical axis (
The nozzle head is rotated around the θ axis) and moved in the vertical direction (Z direction).
It shows an XY robot that moves in the Y direction (back and forth and left and right directions). Further, reference numeral 4a is an X-axis moving mechanism of the XY robot 4, reference numeral 5 is a Y-axis motor of the XY robot 4 for moving the nozzle head 3 in the Y direction together with the X-axis moving mechanism 4, and reference numeral 6 is a Y-axis motor of the XY robot 4 for moving the nozzle head 3 in the The X-axis motor of the XY robot is used to move the robot in the directions; 7 is the θ-axis motor that rotates the parts attracted to the nozzle head 3; 8 is the operation panel; 9 is used to supply parts such as semiconductor chips. A tape feeder is shown.

【0014】図2はノズルヘッド3の縦断面図である。 図2において符号10で示すものは、ノズルヘッド3の
外枠を構成する角柱状のボディ3a内に上下方向(Z軸
方向)に配設された中空のノズルシャフトで、この下端
にはノズル11が設けられ、部品はこのノズル11の先
端に吸着される。符号12はノズルガイドを示し、これ
はノズルシャフト10を回転させずに上下方向に移動さ
せるためのガイドである。すなわち、このノズルガイド
12はボディ3a内に軸受17によって取付けられてノ
ズルシャフト10と同じ軸を中心として回転自在とされ
ている。なお、前記ノズルシャフト10は、このノズル
ガイド12内の軸線上に摺動自在に挿入されているが、
ノズルガイド12に取付けられてノズルシャフト10の
外周の溝10aに係合する転動体18により、ノズルガ
イド12に対する回転を妨げられている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the nozzle head 3. In FIG. 2, the reference numeral 10 denotes a hollow nozzle shaft disposed in the vertical direction (Z-axis direction) within a prismatic body 3a constituting the outer frame of the nozzle head 3. is provided, and the parts are attracted to the tip of this nozzle 11. Reference numeral 12 indicates a nozzle guide, which is a guide for moving the nozzle shaft 10 in the vertical direction without rotating it. That is, the nozzle guide 12 is mounted within the body 3a by a bearing 17 and is rotatable about the same axis as the nozzle shaft 10. Note that the nozzle shaft 10 is slidably inserted on the axis within the nozzle guide 12;
Rotation with respect to the nozzle guide 12 is prevented by a rolling element 18 that is attached to the nozzle guide 12 and engages with a groove 10a on the outer periphery of the nozzle shaft 10.

【0015】また、符号13はプーリを示しており、こ
れはノズルガイド12の上端に固定され、θ軸モータ7
の回転をタイミングベルトでノズルガイド12に伝える
ためのものである。符号14はノズル上下シリンダを示
し、これは、ボディ3a内に形成された作動室3bにそ
のピストン14aが嵌入され、このピストン14aの上
端から伸びるロッド14bの先端が連結板19を介して
ノズルシャフト10の上端に連結されているものである
。すなわち、このシリンダ14の作動により、ノズルシ
ャフト10がノズルガイド12に対して摺動しつつ上下
(Z軸方向)に移動する構成となっている。なお、ノズ
ル上下シリンダ14は、例えば空気圧によって動作させ
ることができる。また、この場合、このシリンダ14に
よりノズルシャフト10が上昇すると、ノズル11に吸
着された部品16は後述の平行光束15cが照射される
領域に位置する構成となっている。
Further, reference numeral 13 indicates a pulley, which is fixed to the upper end of the nozzle guide 12 and is connected to the θ-axis motor 7.
The timing belt is used to transmit the rotation of the nozzle guide 12 to the nozzle guide 12. Reference numeral 14 indicates a nozzle upper and lower cylinder, in which a piston 14a thereof is fitted into a working chamber 3b formed in a body 3a, and the tip of a rod 14b extending from the upper end of this piston 14a is connected to a nozzle shaft via a connecting plate 19. It is connected to the upper end of 10. That is, the nozzle shaft 10 is configured to move up and down (in the Z-axis direction) while sliding with respect to the nozzle guide 12 by the operation of the cylinder 14. Note that the nozzle upper and lower cylinders 14 can be operated, for example, by air pressure. Further, in this case, when the nozzle shaft 10 is raised by the cylinder 14, the component 16 attracted to the nozzle 11 is located in a region irradiated with a parallel light beam 15c, which will be described later.

【0016】ノズルシャフト10の上端は、例えば真空
ポンプ等よりなる吸気装置あるいは圧縮空気源に択一的
に接続される構成とされ、この切替により、ノズルシャ
フト10内が真空引きされれば、図2に示す如く部品1
6が吸着され、また、逆に圧縮空気が供給されると、部
品16はノズル11から離れるようになっている。
The upper end of the nozzle shaft 10 is configured to be alternatively connected to an intake device such as a vacuum pump or a compressed air source, and by this switching, if the inside of the nozzle shaft 10 is evacuated, as shown in FIG. Part 1 as shown in 2
6 is attracted, and conversely, when compressed air is supplied, the component 16 is separated from the nozzle 11.

【0017】そして、図2において符号15で示すもの
はボディ3aの下面に設けられた測長ユニットである。 この測長ユニット15は、平行光束15cを発する投光
部15aと、この平行光束を受光し受光位置に対応して
電気信号に変換する受光部15bとからなり、これら投
光部15a,15bがノズル11が上下する領域をはさ
んで対向するように配置されている。
In FIG. 2, the reference numeral 15 indicates a length measuring unit provided on the lower surface of the body 3a. This length measuring unit 15 consists of a light projecting section 15a that emits a parallel light beam 15c, and a light receiving section 15b that receives this parallel light beam and converts it into an electrical signal in accordance with the light receiving position. The nozzles 11 are arranged to face each other across the vertical region.

【0018】なお、投光部15aが発する平行光束15
cは、図3に示す如く、ノズル11の中心軸(Z軸)に
直交する平面(すなわち、水平面)に平行なものとされ
、その向きはこの場合Y軸方向とされている。この平行
光束15cの水平方向の幅は、少なくとも部品16の外
形よりも大きく設定されている。また、平行光束15c
の上下方向(Z軸方向)の厚さは、部品16の厚さより
も薄く設定され、部品16を吸着したノズル11を上端
まで上昇させると部品16により平行光束15cの一部
がさえぎられる構成となっている。
Note that the parallel light beam 15 emitted by the light projecting section 15a
As shown in FIG. 3, c is parallel to a plane (that is, a horizontal plane) orthogonal to the central axis (Z-axis) of the nozzle 11, and its direction is in the Y-axis direction in this case. The width of the parallel light beam 15c in the horizontal direction is set to be larger than at least the outer shape of the component 16. In addition, the parallel light beam 15c
The thickness in the vertical direction (Z-axis direction) is set to be thinner than the thickness of the component 16, and when the nozzle 11 that has absorbed the component 16 is raised to the upper end, a part of the parallel light beam 15c is blocked by the component 16. It has become.

【0019】そして、図3に示すように部品16を吸着
したノズル11を上端まで上昇させ、発光部15aから
発した平行光束15cが部品16によりさえぎられて表
れる距離S1とS2は、受光部15bの出力信号に基づ
いて、コントローラ2内の測長ユニットコントローラ2
0により求められるようになっている。ここで、距離S
1とS2とは、図4に示す如く、平行光束15cがさえ
ぎられて受光部15bにおいて暗となる領域の水平方向
の端の位置を表す値であり、この場合、図4において平
行光束15cの下端から前記暗となる領域の下端までの
距離をS1とし、同様に平行光束15cの下端から前記
暗となる領域の上端までの距離をS2としている。なお
、図4における符号S0は、この図において平行光束1
5cの下端からノズル11の軸線までの距離を示してお
り、この値は部品16の寸法あるいは吸着位置ずれによ
らず、測長ユニット15とノズル11の相対位置関係等
により予め決る一定値である。
Then, as shown in FIG. 3, when the nozzle 11 that has picked up the component 16 is raised to the upper end, the distances S1 and S2 at which the parallel light beam 15c emitted from the light emitting section 15a is blocked by the component 16 are determined by the distances S1 and S2 from the light receiving section 15b. Based on the output signal of the length measuring unit controller 2 in the controller 2
It is determined by 0. Here, the distance S
As shown in FIG. 4, 1 and S2 are values representing the positions of the horizontal ends of the dark area in the light receiving section 15b when the parallel light beam 15c is blocked, and in this case, in FIG. The distance from the lower end to the lower end of the dark region is S1, and similarly the distance from the lower end of the parallel light beam 15c to the upper end of the dark region is S2. Note that the symbol S0 in FIG. 4 indicates the parallel light beam 1 in this figure.
5c to the axis of the nozzle 11, and this value is a constant value that is determined in advance based on the relative positional relationship between the length measuring unit 15 and the nozzle 11, regardless of the dimensions of the component 16 or the deviation of the suction position. .

【0020】図5は、コントローラ2の構成を示してい
る。コントローラ2は、操作盤8に接続され装置全体の
動作を制御する動作制御部17,XYロボット制御部1
8,ノズルヘッド制御部19,測長ユニットコントロー
ラ20,メモリ21とよりなるものである。
FIG. 5 shows the configuration of the controller 2. The controller 2 includes an operation control section 17 that is connected to the operation panel 8 and controls the operation of the entire device, and an XY robot control section 1.
8, a nozzle head control section 19, a length measurement unit controller 20, and a memory 21.

【0021】ここで、XYロボット制御部18は、動作
制御部17の指令を受けてXYロボット4を制御しノズ
ル11(ノズルヘッド3)の位置を任意のXY座標へ移
動させる機能を有する。ノズルヘッド制御部19は、θ
軸モータ7,ノズル上下シリンダ14の動作、あるいは
ノズルシャフト10の圧縮空気源への接続切替等の制御
を行い、ノズル11の上下位置と回転角度(θ)とを指
令どおりに設定するとともに、ノズル11への部品16
の吸着あるいは離脱を制御するものである。メモリ21
は、ノズル11を部品16の取付け位置あるいはその供
給位置に移動させるためのデータ、すなわちノズル11
が移動すべき位置のXY座標及びノズル11の回転角度
を、あるいは、測長ユニットコントローラ20からの出
力などを記憶するものである。
The XY robot control section 18 has a function of controlling the XY robot 4 in response to commands from the motion control section 17 and moving the position of the nozzle 11 (nozzle head 3) to an arbitrary XY coordinate. The nozzle head control unit 19 controls θ
It controls the operation of the shaft motor 7, the nozzle upper and lower cylinders 14, or the switching of the connection of the nozzle shaft 10 to the compressed air source, sets the vertical position and rotation angle (θ) of the nozzle 11 as instructed, and also controls the nozzle Parts 16 to 11
It controls the adsorption or desorption of. memory 21
is the data for moving the nozzle 11 to the mounting position of the component 16 or its supply position, that is, the nozzle 11
It stores the XY coordinates of the position to be moved and the rotation angle of the nozzle 11, or the output from the length measuring unit controller 20.

【0022】次に、上記のように構成された部品取付装
置の動作を図6〜図8により説明する。図6は、吸着し
た電子部品のノズル11に対する位置ずれを検知し、そ
のずれ量を補正するためのコントローラ2の動作を表す
PAD図である。以下、これを、ステップ毎に説明する
Next, the operation of the component mounting apparatus constructed as described above will be explained with reference to FIGS. 6 to 8. FIG. 6 is a PAD diagram showing the operation of the controller 2 for detecting the positional deviation of the sucked electronic component with respect to the nozzle 11 and correcting the amount of deviation. This will be explained step by step below.

【0023】[ステップS1]部品16の供給を受ける
ためにノズル11が移動すべき位置(この場合、例えば
テープフィーダ9の位置)の座標(X1,Y1)を、メ
モリ21から読出す。
[Step S1] The coordinates (X1, Y1) of the position to which the nozzle 11 should move to receive the component 16 (in this case, for example, the position of the tape feeder 9) are read from the memory 21.

【0024】[ステップS2]ステップS1で読み出し
た座標(X1,Y1)をXYロボット制御部18へ送り
、ノズル11を座標(X1,Y1)の位置へ移動させる
[Step S2] The coordinates (X1, Y1) read in step S1 are sent to the XY robot control section 18, and the nozzle 11 is moved to the position of the coordinates (X1, Y1).

【0025】[ステップS3]ノズルヘッド制御部19
へノズル下降信号を送り、ノズル上下シリンダ14によ
りノズル11を供給位置にある部品16の上面まで下降
させる。
[Step S3] Nozzle head control section 19
A nozzle lowering signal is sent to the upper and lower nozzle cylinders 14 to lower the nozzle 11 to the upper surface of the component 16 at the supply position.

【0026】[ステップS4]ノズルヘッド制御部19
へ部品吸着信号を送り電子部品16をノズル11に吸着
させる。
[Step S4] Nozzle head control section 19
A component suction signal is sent to the electronic component 16 to cause the nozzle 11 to suction the electronic component 16.

【0027】[ステップS5]ノズルヘッド制御部19
へノズル上昇信号を送りノズル上下シリンダ14により
ノズル11を上昇させる。
[Step S5] Nozzle head control section 19
A nozzle raising signal is sent to the nozzle up/down cylinder 14 to raise the nozzle 11.

【0028】[ステップS6]変数iを0に初期化する
[Step S6] A variable i is initialized to 0.

【0029】[ステップS7]ノズルヘッド制御部19
に信号を送りθ軸モータ7を作動させてノズル11を回
転させ、ノズル11の回転角度θをθ1からθ2までの
間△θずつ増加させながら、ステップS7−1からS7
−4までの動作を行う。すなわち、まずθ=θ1としス
テップS7−1からS7−4までの動作を行い、次にθ
=θ1+△θとし同様にステップS7−1からS7−4
の動作を行う。そして、以下θを△θずつ増加させθ=
θ2になるまで繰り返す。なお、θ1,θ2,△θはあ
らかじめメモリ21に記憶さている定数であり、例えば
θ1=−30°,θ2=120°,△θ=0.05°程
度に設定すればよい。
[Step S7] Nozzle head control section 19
The rotation angle θ of the nozzle 11 is increased by Δθ from θ1 to θ2, and steps S7-1 to S7 are performed.
- Perform operations up to 4. That is, first set θ=θ1 and perform the operations from steps S7-1 to S7-4, then θ
=θ1+△θ and similarly steps S7-1 to S7-4
perform the following actions. Then, increase θ by △θ and θ=
Repeat until θ2. Note that θ1, θ2, and Δθ are constants stored in advance in the memory 21, and may be set to, for example, θ1=−30°, θ2=120°, and Δθ=0.05°.

【0030】[ステップS7−1]ノズル11の回転角
度θをノズルヘッド制御部19へ送り、θ軸モータ7を
作動させてノズル11を角度θまで回転させる。
[Step S7-1] The rotation angle θ of the nozzle 11 is sent to the nozzle head control section 19, and the θ-axis motor 7 is operated to rotate the nozzle 11 to the angle θ.

【0031】[ステップS7−2]測長ユニットコント
ローラ20から、前述した図4に示す距離S1,S2を
読み込む。
[Step S7-2] The distances S1 and S2 shown in FIG. 4 described above are read from the length measuring unit controller 20.

【0032】[ステップS7−3]S1(i)=S1,
S2(i)=S2としてメモリ21へ書き込む。
[Step S7-3] S1(i)=S1,
Write to the memory 21 as S2(i)=S2.

【0033】[ステップS7−4]変数iを値1だけ増
加させる。
[Step S7-4] Increase the variable i by the value 1.

【0034】[ステップS8]n=i−1とする。[Step S8] Set n=i-1.

【0035】[ステップS9]メモリ21に格納された
測定データS1(i)=S1(0)〜S1(n)から、
横軸をi(あるいはθ)とし縦軸をS1としたグラフに
おいて変曲点となる部分を与えるiの値i1,i2を求
める。すなわち、電子部品16を上昇させたまま(測長
ユニット15の平行光束照射位置に維持したまま)回転
させた際に測長ユニットコントローラ20から得られる
距離S1又はS2の値は、図7に示すように、二つの変
曲点P1,Q1(この場合凸状になっている部分)又は
変曲点P2,Q2(この場合凹状になっている部分)を
それぞれ有するθ(又はi)の関数となるので、これら
変曲点P1,Q1又はP2,Q2を与えるθの値に対応
するiの値を求める。(なお、変曲点P1とP2あるい
は変曲点Q1とQ2とを与えるθの値は等しい。)
[Step S9] From the measurement data S1(i)=S1(0) to S1(n) stored in the memory 21,
In a graph in which the horizontal axis is i (or θ) and the vertical axis is S1, the values i1 and i2 of i that give points of inflection are determined. That is, the value of the distance S1 or S2 obtained from the length measurement unit controller 20 when the electronic component 16 is rotated while being raised (maintained at the parallel beam irradiation position of the length measurement unit 15) is shown in FIG. As shown in FIG. Therefore, the value of i corresponding to the value of θ that gives these inflection points P1, Q1 or P2, Q2 is determined. (Note that the values of θ giving the inflection points P1 and P2 or the inflection points Q1 and Q2 are equal.)

【0036】[ステップS10]下記式(1),(2)
により部品16の縦横の長さD,Wを算出する。なお、
これらの式で部品16の寸法が計算できるのは、前記変
曲点P1,P2を与える回転角度θcでは電子部品16
の縦方向(D方向)が平行光束15cと直交しているか
らで、また、変曲点Q1,Q2を与える角度θc+90
°では部品16の横方向(W方向)と平行光束15cが
直交することになるからである。 D=S2(i1)−S1(i1)   ……(1)W=
S2(i2)−S1(i2)   ……(2)
[Step S10] The following formulas (1) and (2)
The vertical and horizontal lengths D and W of the component 16 are calculated by: In addition,
The dimensions of the component 16 can be calculated using these formulas because the electronic component 16 can be calculated at the rotation angle θc giving the inflection points P1 and P2.
This is because the longitudinal direction (D direction) of
This is because the horizontal direction (W direction) of the component 16 and the parallel light beam 15c are perpendicular to each other at .degree. D=S2(i1)-S1(i1)...(1)W=
S2(i2)-S1(i2)...(2)

【003
7】[ステップS11]メモリ21に予め格納された部
品16の縦,横の長さの公称値Dn,Wnとその許容値
△Da,△Waを読み出し、下記式(3),(4)を満
足するか否か判定する。そして、両式とも満足している
ときはステップS11−1からS11−5を実行し、そ
れ以外ではステップS11−6を実行する。 Dn−△Da≦D≦Dn+△Da  ……(3)Wn−
△Wa≦W≦Wn+△Wn  ……(4)
003
7] [Step S11] Read out the nominal values Dn and Wn of the vertical and horizontal lengths of the component 16 and their allowable values △Da and △Wa stored in advance in the memory 21, and calculate the following equations (3) and (4). Determine whether or not you are satisfied. Then, when both equations are satisfied, steps S11-1 to S11-5 are executed, and otherwise, step S11-6 is executed. Dn-△Da≦D≦Dn+△Da ... (3) Wn-
△Wa≦W≦Wn+△Wn……(4)

【0038】
[ステップS11−1]図7,図8に示す吸着回転ずれ
量θc、吸着位置ずれ量Dc,Wcを算出する。ここで
、角度θcは部品16の縦方向とXYロボット4のX軸
方向とのなす角度である。また、吸着位置ずれ量Dcは
、部品16の中心位置Ocとノズル11の軸中心Oとの
ずれ距離であって、部品16の縦方向に沿う距離であり
、吸着位置ずれ量Wcは同様に部品16の横方向に沿う
距離である。吸着回転ずれ量θcは、ステップS7−1
からS7−4においてS1(i),S2(i)のデータ
を採取するために部品16を回転させた際に、部品16
の縦方向が平行光束15aに直交するまでの回転角度に
等しく、下記式(5)より求められる。また、吸着位置
ずれ量Dc,Wcは、下記式(6),(7)によりそれ
ぞれ求められる。これらの式(6),(7)によりDc
,Wcが求まるのは、S1(i1),S2(i1)は部
品16の縦方向が平行光束15cと直交しているときの
前記距離S1,S2の値であり、S1(i2),S2(
i2)は部品16の横方向が平行光束15cと直交して
いるときの前記距離S1,S2の値であるからである。          θc=△θ・i1+θ1     
                      ……(
5)        Dc=(S1(i1)+S2(i
1))/2−S。      ……(6)      
  Wc=(S1(i2)+S2(i2))/2−S。       ……(7)
[0038]
[Step S11-1] Calculate the suction rotational deviation amount θc and the suction position deviation amounts Dc and Wc shown in FIGS. 7 and 8. Here, the angle θc is the angle between the vertical direction of the component 16 and the X-axis direction of the XY robot 4. Further, the suction position deviation amount Dc is the deviation distance between the center position Oc of the component 16 and the axial center O of the nozzle 11, and is the distance along the vertical direction of the component 16, and the suction position deviation amount Wc is the deviation distance between the center position Oc of the component 16 and the axial center O of the nozzle 11. 16 along the lateral direction. The suction rotation deviation amount θc is determined in step S7-1.
When the part 16 is rotated to collect the data of S1(i) and S2(i) in S7-4, the part 16
It is equal to the rotation angle until the longitudinal direction of is perpendicular to the parallel light beam 15a, and is determined from the following equation (5). In addition, the adsorption position deviation amounts Dc and Wc are determined by the following equations (6) and (7), respectively. By these equations (6) and (7), Dc
, Wc are determined because S1(i1) and S2(i1) are the values of the distances S1 and S2 when the longitudinal direction of the component 16 is orthogonal to the parallel light beam 15c, and S1(i2) and S2(
This is because i2) is the value of the distances S1 and S2 when the lateral direction of the component 16 is orthogonal to the parallel light beam 15c. θc=△θ・i1+θ1
...(
5) Dc=(S1(i1)+S2(i
1))/2-S. ...(6)
Wc=(S1(i2)+S2(i2))/2−S. ...(7)

【0039】[ステップS11
−2]メモリ21より部品16の搭載姿勢(回転角度θ
r)を読み出す。
[Step S11
-2] From the memory 21, the mounting posture of the component 16 (rotation angle θ
r).

【0040】[ステップS11−3]部品16の吸着回
転ずれを考慮して部品16を搭載のための適正な向きに
するための回転角度φと、部品16の吸着位置ずれ量D
c,Wcに応じてXYロボット4により部品16を適正
な搭載位置に移動させるための座標データの補正量△x
,△yとを求める。回転角度φは、前記搭載姿勢θrと
吸着回転ずれ角度θcとの和であるから、下記式(8)
により求められ、また、部品16の吸着位置ずれ量Dc
,WcとXYロボット4のX,Y軸方向とは、図8に示
す関係であるので、補正量△x,△yは下記式(9),
(10)により求められる。 φ=θc+θr                  
        ……(8)△x=Wc・sinφ+D
c・cosφ   ……(9)△y=Wc・cosφ+
Dc・sinφ   ……(10)
[Step S11-3] Considering the suction rotation deviation of the component 16, determine the rotation angle φ to orient the component 16 in an appropriate direction for mounting, and the suction position deviation amount D of the component 16.
Correction amount △x of the coordinate data for moving the component 16 to the appropriate mounting position by the XY robot 4 according to c, Wc
, △y. Since the rotation angle φ is the sum of the mounting attitude θr and the suction rotation deviation angle θc, the following formula (8) is obtained.
Also, the suction position deviation amount Dc of the component 16
, Wc and the X and Y axis directions of the XY robot 4 have the relationship shown in FIG.
It is determined by (10). φ=θc+θr
...(8)△x=Wc・sinφ+D
c・cosφ...(9)△y=Wc・cosφ+
Dc・sinφ...(10)

【0041】[ステ
ップS11−4]ノズル回転角度φをノズルヘッド制御
部19へ送りノズル11を角度φへ回転させる。
[Step S11-4] The nozzle rotation angle φ is sent to the nozzle head control section 19, and the nozzle 11 is rotated to the angle φ.

【0042】[ステップS11−5]X軸及びY軸方向
に(−△x,−△y)だけノズル11を移動させる指令
をXYロボット制御部18へ送り、XYロボット4を現
在位置からX軸,Y軸方向にそれぞれ−△x,−△yだ
け移動させる。
[Step S11-5] A command to move the nozzle 11 by (-△x, -△y) in the X-axis and Y-axis directions is sent to the XY robot control unit 18, and the XY robot 4 is moved from the current position to the X-axis. , -Δx and -Δy in the Y-axis direction, respectively.

【0043】[ステップS11−6]エラーフラグをセ
ットする。
[Step S11-6] An error flag is set.

【0044】このように、本実施例の部品取付装置であ
ると、投光部と受光部とよりなる簡単な構成の測長ユニ
ット15からの信号により、テレビカメラを用いたとき
の画像処理に比べ極めて簡単な上述したような処理によ
って、また、部品16に爪等を当接させることなく、部
品16の吸着時の位置あるいは向きのずれについての補
正量θc,△x,△yを求めることができ、この補正量
に基づく補正を行って吸着時のずれにかかわらず部品1
6を所望の位置に正確に位置決めて電子回路基板等に搭
載することができる。
As described above, the component mounting device of this embodiment can perform image processing when using a television camera by the signal from the length measuring unit 15, which has a simple structure consisting of a light projecting section and a light receiving section. By the process described above, which is extremely simple in comparison, and without bringing a claw or the like into contact with the component 16, the correction amounts θc, Δx, and Δy for the deviation in position or orientation of the component 16 when it is picked up can be determined. By making corrections based on this correction amount, part 1 can be fixed regardless of the deviation during suction.
6 can be accurately positioned at a desired position and mounted on an electronic circuit board or the like.

【0045】また、部品16が水平に吸着されなかった
場合には、ステップS11による判定で、異常と判断さ
れステップS11−6でエラーとされるので、部品の形
状が不良であった場合も含めて、部品が正常でない状態
のまま吸着されて補正され搭載されてしまうことはない
Furthermore, if the component 16 is not picked up horizontally, it is determined in step S11 that it is abnormal and an error is determined in step S11-6. This prevents parts from being picked up, corrected, and mounted in an abnormal state.

【0046】なお、上記実施例では測長ユニットを1つ
としたが互いに直交させてもう一つ追加して設けてもよ
い。
In the above embodiment, one length measuring unit is used, but another length measuring unit may be provided orthogonally to each other.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の部品取付装置であると、投光部と受光部とよりなる簡
単な構成により得られるデータに基づき、画像処理に比
べ極めて簡単な処理によって、しかも部品に爪等を当接
させることなく、部品の吸着時の位置あるいは向きのず
れについての補正量を求めることができ、この補正量に
基づく補正を行って吸着時のずれにかかわらず部品を所
望の位置に正確に位置決めて電子回路基板等に搭載する
ことができる。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, the component mounting device of the present invention is based on data obtained from a simple configuration consisting of a light emitter and a light receiver, and is extremely simple compared to image processing. Through processing, it is possible to determine the amount of correction for the deviation in the position or orientation of the part when it is picked up, without touching the part with a nail or the like, and by performing correction based on this amount of correction, it is possible to correct the deviation in the position or orientation of the part when it is picked up. Components can be accurately positioned at desired positions and mounted on electronic circuit boards, etc.

【0048】したがって、以下のような各種の効果が奏
される。 (1)非接触方式であるので電子部品にダメージを与え
ない。 (2)検出できる部品の大きさは平行光束の幅によって
決められるので、検出部品の大きさの制約が少ない。 (3)部品形状の不良や吸着ミス(チップ立ち)をも検
出できる。 (4)装置が小形であり、ノズルヘッドがコンパクトに
なるので、ノズルヘッドの移動範囲が拡大でき、しかも
吸着・搭載時の動作への制約がない。 (5)信号処理が簡単であるので、メモリ容量等が少な
くてすみ装置が安価になるとともに、処理速度が速くな
り、これにより搭載タクトも短縮できる。 (6)ミラーやプリズムなどの光学系が不要であるので
、信頼性が高く、高精度でしかも調整やメンテナンスが
不要である。
[0048] Therefore, the following various effects can be achieved. (1) Since it is a non-contact method, it does not cause damage to electronic components. (2) Since the size of the part that can be detected is determined by the width of the parallel light beam, there are few restrictions on the size of the part to be detected. (3) It is also possible to detect defective component shapes and suction errors (chip standing). (4) Since the device is small and the nozzle head is compact, the movement range of the nozzle head can be expanded, and there are no restrictions on the operation during suction and mounting. (5) Since signal processing is simple, the memory capacity and the like are small, making the device less expensive and processing speed faster, thereby shortening the mounting takt time. (6) Since optical systems such as mirrors and prisms are not required, the system is highly reliable and accurate, and requires no adjustment or maintenance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】部品取付装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a component mounting device.

【図2】ノズルヘッドの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a nozzle head.

【図3】測長ユニットを説明するためのノズルヘッドの
部分側面図である。
FIG. 3 is a partial side view of the nozzle head for explaining the length measuring unit.

【図4】測長ユニットを説明するためのノズルヘッドの
下面図である。
FIG. 4 is a bottom view of the nozzle head for explaining the length measuring unit.

【図5】コントローラの構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a controller.

【図6】コントローラの動作手順を示すPAD図である
FIG. 6 is a PAD diagram showing the operation procedure of the controller.

【図7】部品の回転と受光部が出力する信号との関係を
説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the rotation of parts and the signal output by the light receiving section.

【図8】部品の吸着ずれ量を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the amount of adsorption deviation of parts.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3  ノズルヘッド 11  ノズル 15a  投光部 15b  受光部 15c  平行光束 16  部品 3 Nozzle head 11 Nozzle 15a Light projection part 15b Light receiving part 15c Parallel light beam 16 Parts

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  部品を鉛直下方の吸着部で着脱自在に
保持するノズルを回転自在かつ上下動自在に支持するノ
ズルヘッドを有し、前記ノズルを上下動させかつ回転さ
せるとともに、前記ノズルヘッドを水平方向に移動させ
ることにより、部品を位置決めして取付ける部品取付装
置において、前記ノズルに保持された部品が上下動する
領域の一側においてこの領域に水平方向の平行光束を発
する投光部と、この投光部に対して前記領域の反対側に
おいて前記平行光束を受光し受光位置に対応して光の明
暗を電気信号に変換する受光部とを前記ノズルヘッドに
設けたことを特徴とする部品取付装置。
1. A nozzle head for rotatably and vertically movably supporting a nozzle that removably holds a component with a suction section vertically downward; In a component mounting device that positions and attaches a component by moving it in the horizontal direction, a light projecting unit that emits a parallel light beam in the horizontal direction on one side of an area in which the component held by the nozzle moves up and down; A component characterized in that the nozzle head is provided with a light receiving part that receives the parallel light beam on the opposite side of the area with respect to the light projecting part and converts the brightness and darkness of the light into an electrical signal in accordance with the light receiving position. Mounting device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0664666A1 (en) * 1994-01-21 1995-07-26 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Method and mounting device for mounting components at specific positions
EP0833555A3 (en) * 1993-12-27 1998-05-27 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Method and mounting device for mounting a component at a specific position
USRE38025E1 (en) 1991-02-22 2003-03-11 Cyberoptics Corporation High precision component alignment sensor system
JP2010092902A (en) * 2008-10-03 2010-04-22 Yamatake Corp Method and device for determining suction posture of chip component

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