JPH0541598A - 部品実装位置補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル位置ずれの影響を受けることがなく、
実装精度を向上できる部品実装位置補正方法を提供す
る。 【構成】 回転中心Ｏを検出するため、マーク６_a1，６
_a2を押したプレート５を部品吸着ノズル４に取付ける。
そして電子部品撮影時に電子部品１と同時にマーク
６_a1，６_a2を撮影し、マーク６_a1，６_a2から回転中心Ｏ
を、電子部品像から部品中点Ｏ_Bと部品傾きθを算出
し、回転中心Ｏと部品中点Ｏ_B間のＸ方向距離Ｘｏ，Ｙ
方向距離Ｙｏ、回転中心Ｏと部品中点Ｏ_Bを結ぶ直線と
水平線がなす角αを求める。これらを次式に代入し、位
置補正量を求める。 そして部品吸着ノズル４を回転補正値θ回転補正後、位
置補正値Ｘｃ，Ｙｃ位置補正をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品吸着ノズルで吸着
された電子部品等の部品を回路基板等の所定の実装位置
に精度良く実装するため、吸着された部品をカメラ等で
撮影して画像処理により補正値を算出し、実装位置を補
正する部品実装位置補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の部品実装方法としては、図７に示
すように部品供給部から供給された電子部品１の外周部
を搭載ヘッドに設けたノズル２の先端の爪３でクランプ
して、搭載ヘッドの先端部に電子部品１を固定してい
た。

【０００３】しかし、爪方式では、多品種の電子部品に
対応することができないので、ノズル吸着方式が用いら
れている。これは、搭載ヘッドに設けた部品吸着ノズル
により電子部品を真空吸着する方式である。この方式に
より、搭載ヘッドの先端部に電子部品を取着して、搭載
ヘッドの下方に位置する回路基板上の所定の実装位置に
面付けして電子部品を実装している。

【０００４】従って、電子部品を回路基板の実装位置に
精度良く面付するためには、搭載ヘッドの先端の部品吸
着ノズルに電子部品を吸着させた場合に、電子部品の所
定位置を部品吸着ノズルで精度良く吸着する必要があ
る。そのため、部品吸着ノズルが電子部品を吸着する位
置精度を向上させ、実際に生じる吸着位置の誤差を無視
して部品吸着ノズルで電子部品を回路基板に実装してい
る。しかし、電子部品を吸着する位置精度にも限度が有
り、さらに繰り返して部品吸着ノズルで電子部品の同じ
位置を吸着するという再現性にも限度がある。

【０００５】そこで、部品吸着ノズルに吸着された電子
部品をカメラにより撮影して画像処理により搭載ヘッド
に対する相対的位置および方向ずれを求める。そして、
このずれを搭載ヘッドまたは回路基板を搭載しているテ
ーブルを移動することで、補正している。

【０００６】この従来の部品実装位置補正方法は、カメ
ラにより撮影された部品吸着ノズルに吸着された電子部
品の撮影画像を示す図８により説明する。図８において
Ｏは回転中心（ノズル中心）であり、部品吸着ノズルの
軸センタである。Ｏ_Bは部品中点であり、電子部品の中
心である。Ｏ_Gは設定中心であり、電子部品を撮影した
画像において、画像処理する際に軸センタ（回転中心
Ｏ）の位置であると仮定されてる中心である。これは電
子部品を撮影した画像からは、電子部品により吸着ノズ
ルが隠れてしまうので直接実際の軸センタの位置（回転
中心Ｏ）を認識することはできないからである。位置ず
れのない理想的な場合には、この設定中心Ｏ_Gと回転中
心Ｏは一致する。電子部品を撮影して画像処理により計
測可能な値は、電子部品の中心線と基準線の傾きである
部品傾き（回転方向のずれ量）θと、部品中点Ｏ_Bと設
定中心Ｏ_G間のＸ方向位置ずれ量Ｘ，Ｙ方向位置ずれ量
Ｙである。

【０００７】電子部品の実装位置の補正を行うには、部
品吸着ヘッド又は実装対象である回路基板を搭載するＸ
Ｙテーブルを回転させることで、電子部品の傾きを部品
傾きθだけ回転補正し、その後、Ｘ方向位置ずれ量Ｘ，
Ｙ方向位置ずれ量Ｙ移動させて位置補正する。このよう
に、従来は部品吸着ノズル，電子部品の設定の位置精度
や再現性を向上させることで、部品吸着ノズルの軸セン
タである回転中心Ｏと設定中心Ｏ_Gが一致してると仮定
して位置補正を行っていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図８に示すように回転
中心Ｏと設定中心Ｏ_Gが一致していない場合において、
図９に示すように正しい姿勢に電子部品を補正するに
は、電子部品を回転補正値（部品傾き）θだけ回転補正
した後、位置補正値Ｘｃ，Ｙｃだけ位置補正すればよ
い。ここで、位置補正値Ｘｃ，Ｙｃは例えば以下の計算
で求めることができる。図１において、回転中心Ｏと部
品中点Ｏ_B間の距離Ｌは部品吸着ノズルの設定位置のず
れを示す回転中心Ｏと設定中心Ｏ_GのＸ方向位置ずれ量
△Ｘ，Ｙ方向位置ずれ量△Ｙとすると次式で表すことが
できる。 ここで Ｘ_o＝Ｘ−△Ｘ Ｙ_o＝Ｙ−△Ｙ よって、部品吸着ノズルを回転補正値θ回転して回転補
正した後にＸ方向，Ｙ方向に位置補正する値Ｘｃ，Ｙｃ
は

【０００９】ここで、α＝回転中心Ｏと部品中点Ｏ_Bを
結ぶ直線と水平線がなす角である。

【００１０】ところが、電子部品の撮影による画像処理
で計測できる値は先に述べたように部品傾きθと、位置
ずれ量Ｘ，Ｙであり、正しい姿勢にするには、α，△
Ｘ，△Ｙが既値でないので、位置補正値Ｘｃ，Ｙｃを求
めることができないという問題があった。そのため軸セ
ンタである回転中心Ｏと設定中心Ｏ_Gの位置ずれを無視
して、位置ずれ補正を行い電子部品を回路基板に実装し
ていたので、電子部品の実装位置に誤差が生じるという
問題点があった。

【００１１】そこで本発明の目的は回転中心Ｏと設定中
心Ｏ_Gの位置ずれの影響により電子部品の実装位置に誤
差の生じることのない部品実装位置補正方法を提供する
ことを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】以上の目的を
達成するために本発明においては、部品吸着ノズルの先
端で吸着している部品の吸着面側に設けたプレート面上
に部品吸着ノズルの軸センタを検出するために付けたマ
ークと部品を部品実装面側から撮影し、このカメラで撮
影した部品とマークの画像より、部品の傾き、部品の中
点、部品吸着ノズルの軸センターを求め、これらの値か
ら部品の回転補正値および位置補正値を算出し、この算
出した部品の回転補正値および位置補正値に応じて、実
装位置に対して部品を回転補正および位置補正を行い、
部品の実装位置を補正することを特徴とするものであ
る。

【００１３】

【実施例】本発明による実施例である部品実装装置のノ
ズル部を図面によって説明する。

【００１４】図２において、４は図示しない搭載ヘッド
の先端に設けられた部品吸着ノズルであり、電子部品１
を真空吸着する。５は拡散板であるプレートであり、そ
の表面が白色であり、部品吸着ノズル４の中段にノズル
面に対して平行に取り付けられている。図１は図２に示
した電子部品１を吸着した部品吸着ノズル４を下方から
見た図である。６_a1，６_a2はプレート５上に黒色で配色
されたマークであり、回転中心Ｏから等距離で、かつ回
転中心Ｏを通る同一直線上に付けられている。

【００１５】このように構成された部品実装装置の動作
を図３により説明する。Ａは電子部品の吸着工程であ
り、部品供給部７であるテープに収納された電子部品１
を部品吸着ノズル４で吸着する。

【００１６】Ｂは電子部品の撮影工程であり、部品吸着
ノズル４に吸着された電子部品１を、電子部品１下方側
に設けられたカメラ８により撮影する。この時電子部品
１のシルエットと共にその背景にあるプレート５のマー
ク６_a1，６_a2も撮影される。

【００１７】Ｃは電子部品の姿勢補正工程であり、カメ
ラ８が撮影した画像を図示しない画像処理装置で画像処
理することで、マーク６_a1，６_a2の位置を検出し、その
両地点の中点を部品吸着ノズルの軸センタである回転中
心Ｏとして算出する。また、電子部品の像から部品中点
Ｏ_Bと部品傾きθを検出する。回転中心Ｏと部品中点Ｏ_B
より、両位置のＸ方向Ｙ方向の差Ｘｏ，Ｙｏを求める。
また、Ｘｏ，Ｙｏおよびθの値を次式に代入して、βを
求める。 そして、得られたβの値をさらに（２），（３）式に代
入して、Ｘｃ，Ｙｃの値を求める。

【００１８】回転補正値θ，位置補正値Ｘｃ，Ｙｃに応
じて、部品吸着ノズル４を回転補正値θだけ回転補正し
た後、位置補正値Ｘｃ，Ｙｃだけ部品吸着ノズル４をＸ
ほうこう、Ｙ方向へ移動して位置補正し、所定の姿勢に
電子部品１を補正する。

【００１９】Ｄは電子部品のマウント工程であり、電子
部品１をマウントする回路基板９上の実装位置へ部品吸
着ノズル４を下降させて、回路基板９に電子部品１をマ
ウントする。

【００２０】ＥおよびＦは部品吸着ノズルのもどり工程
であり、回路基板９に電子部品１をマウントした後、部
品吸着ノズル４が上昇し、電子部品の吸着工程Ａへ移行
する動作を行う。このようにして、電子部品１の取付姿
勢を補正して、電子部品を回路基板の実装位置に精度良
くマウントする。

【００２１】次に、プレートの第２の実施例としては、
図４に示すようにプレート１０に回転中心Ｏを中心とし
た半径Ｒの円周上に９０゜間隔で円形状のマーク１
１_a1、１１_b1、１１_a2、１１_b2を設けてもよい。

【００２２】本実施例によれば回転中心Ｏを隔てて設け
た２個１組（１１_a1、１１_a2と１１_b1、１１_b2）の各組
のマークから回転中心Ｏを算出可能であるので、１組の
マークが認識不可能な場合でも、他の１組のマークを認
識することで、回転中心Ｏを算出することができる。

【００２３】図５はプレートの第３の実施例を示すもの
であり、プレート１２に回転中心Ｏから距離Ｒ離れた位
置に回転中心Ｏの方向を示す三角形状のマーク１３を設
ける。本実施例によれば１つのマークに距離と方向の２
つの情報を与えているので、１つのマークにより回転中
心Ｏが算出可能である。

【００２４】図６はプレートの第４の実施例を示すもの
であり、プレート１４上に回転中心Ｏを通る垂線上に、
回転中心Ｏをはさんでノズル中心Ｏから等距離Ｒの位置
に矩形のマーク１５_a1，１５_a2が設けられている。先の
垂線に対して直角に交る水平線にそれぞれ各マーク１５
_a1，１５_a2の回転中心側の端面は、平行である。

【００２５】本実施例によれば、マーク１５_a1，１５_a2
の形状が矩形であるので、画像処理でプロフィール処理
を行った場合に、プロフィールの変化が顕著に表われる
のでマーク４の位置認識が明確に可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば吸着された部品の背後に
隠れてしまい、直接撮影し、検出することのできない吸
着ノズルの軸センタをプレート上の付けたマークを撮影
することで、間接的に算出することが可能である。この
算出された軸センタの位置に基づき正確な位置補正を行
うことができるので、精度の高い部品実装位置補正方法
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である部品実装装置のノズル部
を下方から見た図である。

【図２】本発明の実施例である部品実装装置のノズル部
を横から見た図である。

【図３】本発明の実施例である部品実装装置のマウンタ
サイクルを示す概念図。

【図４】回転中心を検出するためのプレート上に描くマ
ークの例を示す図。

【図５】回転中心を検出するためのプレート上に描くマ
ークの例を示す図。

【図６】回転中心を検出するためのプレート上に描くマ
ークの例を示す図。

【図７】爪方式で電子部品をクランプする概念図。

【図８】電子部品の撮影画像と補正値の関係を示す図。

【図９】補正後の電子部品の撮影画像と補正値の関係を
示す図。

【符号の説明】

１…電子部品、２…ノズル、３…爪、４…部品吸着ノズ
ル、５…プレート、６_a1，６_a2…マーク、７…部品供給
部、８…カメラ、９…回路基板、１０…プレート、１１
_a1、１１_b1、１１_a2、１１_b2…マーク、１２…プレー
ト、１３…マ−ク、１４…プレート、１５_a1，１５_a2…
マーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品吸着ノズルの先端で吸着している部
   品の吸着面側に設けたプレート面上に部品吸着ノズルの
   軸センタを検出するために付けたマークと部品を部品実
   装面側から撮影し、 このカメラで撮影した部品とマークの画像より、部品の
   傾き、部品の中点、部品吸着ノズルの軸センターを求
   め、これらの値から部品の回転補正値および位置補正値
   を算出し、 この算出した部品の回転補正値および位置補正値に応じ
   て、実装位置に対して部品を回転補正および位置補正を
   行い、部品の実装位置を補正する部品実装位置補正方
   法。