JPH04322924A - 部品取付装置 - Google Patents
部品取付装置Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- component
- light beam
- parallel light
- nozzle head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
、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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
。
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
。
【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。
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。
【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
。
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
。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【0028】[ステップS6]変数iを0に初期化する
。
。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ローラ20から、前述した図4に示す距離S1,S2を
読み込む。
【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。
S2(i)=S2としてメモリ21へ書き込む。
【0033】[ステップS7−4]変数iを値1だけ増
加させる。
加させる。
【0034】[ステップS8]n=i−1とする。
【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。)
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。)
【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)
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)
【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)
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)
【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)
[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)
【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。
−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。
【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)
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)
【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。
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。
【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。
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。
【0043】[ステップS11−6]エラーフラグをセ
ットする。
ットする。
【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。
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。
【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
。
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
。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図1】部品取付装置の斜視図である。
【図2】ノズルヘッドの断面図である。
【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。
部分側面図である。
【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。
下面図である。
【図5】コントローラの構成を示すブロック図である。
【図6】コントローラの動作手順を示すPAD図である
。
。
【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。
説明するための図である。
【図8】部品の吸着ずれ量を説明するための図である。
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
Claims (1)
- 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115538A JPH04322924A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 部品取付装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115538A JPH04322924A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 部品取付装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322924A true JPH04322924A (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=14665014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3115538A Withdrawn JPH04322924A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 部品取付装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04322924A (ja) |
Cited By (4)
| 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 (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Yamatake Corp | チップ部品の吸着姿勢判定方法および装置 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3115538A patent/JPH04322924A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE38025E1 (en) | 1991-02-22 | 2003-03-11 | Cyberoptics Corporation | High precision component alignment sensor system |
| EP0833555A3 (en) * | 1993-12-27 | 1998-05-27 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Method and mounting device for mounting a component at a specific position |
| EP0664666A1 (en) * | 1994-01-21 | 1995-07-26 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Method and mounting device for mounting components at specific positions |
| JP2010092902A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Yamatake Corp | チップ部品の吸着姿勢判定方法および装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980711 |