JPH06302990A

JPH06302990A - 位置指示装置

Info

Publication number: JPH06302990A
Application number: JP5086290A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Maeda; 芳男前田; Mitsuo Fujii; 満雄藤井; Mitsuhiro Nagatani; 光弘永谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1993-04-13
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【構成】光指示装置３には、ビーム光源６をＸ軸方向
に移動させるＸ軸駆動装置７と、ビーム光源６からの光
ビーム４をプリント基板１に向かって反射するミラー９
と、このミラー９の回転角を制御する回転軸駆動装置１
６が設けられている。そして、部品挿入位置を示す座標
を基に、ビーム光源６のＸ軸方向の移動量及びミラー９
の回転角を算出する制御装置が、上記Ｘ軸駆動装置７お
よび回転軸駆動装置１６をそれぞれ駆動するパルスモー
タ８・１７を駆動することにより、スポット光５がプリ
ント基板１上における部品挿入位置に照射される。【効果】装置の小型化および軽量化を図ることがで
き、また、制御系の構成も簡素化されるので、コストダ
ウンを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばプリント基板に
人手により部品を挿入する手挿入を行う際に用いられ、
スポット光を照射することにより部品の挿入位置を順次
指示して、挿入作業を容易にし、かつ誤りを少なくする
ための位置指示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スポット光を照射することによ
り、プリント基板等の部品挿入位置を指示する位置指示
装置においては、例えば図６に示すように、ビーム光源
３６を備えたＸ−Ｙ駆動装置３１を用いて、図示しない
プリント基板上に照射されるスポット光３５の位置をＸ
軸方向及びＹ軸方向に調整するようになっている。

【０００３】このＸ−Ｙ駆動装置３１では、予め入力さ
れた所定のプログラムに従って、光ビーム３４を発生す
るビーム光源３６を、パルスモータ３７で駆動されるＹ
軸駆動装置３３によりＹ軸方向に移動させると共に、パ
ルスモータ３８で駆動されるＸ軸駆動装置３２によりＸ
軸方向に移動させ、プリント基板上における部品を挿入
すべき位置をスポット光３５により指し示すようになっ
ている。

【０００４】しかしながら、上記Ｘ−Ｙ駆動装置３１で
は、ビーム光源３６が、Ｙ軸駆動装置３３に設置されて
おり、さらにこのＹ軸駆動装置３３が、Ｘ軸駆動装置３
２に搭載されているため、Ｘ軸駆動装置３２は、ビーム
光源３６だけでなく、上記Ｙ軸駆動装置３３をも駆動す
る必要がある。したがって、上記Ｘ軸駆動装置３２の負
荷が大きくなり、これを駆動するためのパルスモータ３
８や、図示しない制御装置等が大きくなり、重量化され
るため、装置全体としても、大型で高価なものになると
いう問題が生じている。

【０００５】そこで、上記の問題を解決するものとし
て、例えば特開昭６２−２０８８３８号公報には、相互
に回転軸が直交する２個のミラーに光ビームを導いて、
各ミラーの回転角を制御することにより、基板上のスポ
ット光を移動させる装置が開示されている。このよう
に、ミラーの回転角を制御することでスポット光の位置
を調整することにより、前記したＸ−Ｙ駆動装置３１を
用いる場合と比較して、装置を小型化することが可能に
なる。

【０００６】ところが、上記ミラーを用いてスポット光
の照射位置を制御する装置では、ミラーの回転角とプリ
ント基板上のスポット光の移動量との関係が直線的では
ないため、基板の周辺部に達するにつれて歪みが大きく
なる傾向にあり、ＣＡＤ(Computer-Aided Design）デー
タを利用してのプログラム作成が困難になる。したがっ
て、この場合には、基板上での学習処理等の複雑な工数
を経て、ミラーの回転を制御するためのプログラムを作
成している。

【０００７】これに対し、特開平３−４５９１９号公報
には、上記と同様にミラーを利用してスポット光を所望
の位置に照射する装置が開示されており、この場合に
は、所定の関係式に基づいて、ミラーの回転角が求めら
れるので、多大な工数を要することなく、プログラムが
作成できるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−４５９１９号公報に開示されている装置では、ミラ
ーの回転角を算出する際に、所定の関係式に基づいて複
雑な演算を行う必要があるので、装置に設けられる制御
系が複雑な構成となり、装置のコストアップを招来する
という問題が生じている。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、基板上の所定の位置をスポット光によ
り指示する位置指示装置において、装置の大型化、重量
化を回避すると共に、制御系の構成を簡素化すること
で、コストダウンを図ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の位置指示装置
は、上記の課題を解決するために、光源から光を照射す
ることにより、基板上の位置を指示する位置指示装置に
おいて、基板面に平行な面上でＸ軸方向に光源を移動さ
せるＸ軸駆動手段と、光源から出射された光の光路上に
設けられ、Ｘ軸と平行な軸を中心に回転可能であり、光
源からの光を反射して基板上に照射する反射手段と、反
射手段の回転角度を調整することにより、基板上に照射
する光の位置をＹ軸方向に移動させる回転軸駆動手段
と、指示する位置の座標が入力されることにより、その
座標に応じて光源の移動量と反射手段の回転角度を設定
し、各設定値に基づいてＸ軸駆動手段及び回転軸駆動手
段をそれぞれ制御する制御手段とが備えられていること
を特徴としている。

【００１１】

【作用】上記の構成によれば、光源から発せられた光
は、光路上に設けられた反射手段を介して基板上に導か
れるようになっており、基板上に照射される光は、制御
手段において設定された移動量に基づいてＸ軸駆動手段
が光源を移動させることにより、Ｘ軸方向の位置が制御
される一方、制御手段において設定された回転角度に基
づいて回転軸駆動手段が上記反射手段を回転させること
により、Ｙ軸方向の位置が制御されるようになってい
る。すなわち、本位置指示装置では、Ｘ軸駆動手段は光
源のみを、軸駆動手段は反射手段のみを駆動するように
構成されているので、前記した従来のＸ−Ｙ駆動装置に
より光源を移動させていた場合と比較して、装置の小型
化および軽量化を図ることが可能になる。

【００１２】さらに、上記制御手段では、指示する位置
の座標が入力されると、そのＸ座標を光源の移動量に設
定すると共に、例えば反射手段における光の反射位置か
ら基板に下ろした垂線と、上記反射位置および基板上の
光の照射位置を結ぶ直線とがなす角度を演算し、この角
度を基に反射手段の回転角度を設定するようになってい
る。したがって、例えばＣＡＤデータ等を利用して容易
にプログラムデータを作成することができるので、制御
系の構成の複雑化も回避される。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図５に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１４】本実施例の光指示装置（位置指示装置）
は、例えばプリント基板（基板）上に手作業により部品
を挿入する際等に挿入位置を的確に指示することによ
り、作業性の向上を図ると共に、誤りを低減するために
用いられるものであり、図２に示すような作業台２０に
備えられている。

【００１５】この作業台２０には、プリント基板１が所
定位置にセットされる基板載置台１０が設けられてい
る。この基板載置台１０には、プリント基板１に挿入す
る部品を収納する部品箱２…が、セットされたプリント
基板１の周辺部に設けられている。基板載置台１０の背
面側には、アーム１１の一端部が固定されており、この
アーム１１は、その他端部に光指示装置３を備えてい
る。すなわち、光指示装置３は、上記プリント基板１の
上方に、プリント基板１と略平行に位置するように、ア
ーム１１により支持されている。また、上記アーム１１
には、表示部１３ａと入力キー群１３ｂを備えた操作パ
ネル１３が設けられている。

【００１６】上記光指示装置３内には、図１に示すよう
に、一辺がＸ軸駆動装置（Ｘ軸駆動手段）７により構成
される方形状の枠１５が設けられおり、この枠１５は、
プリント基板１に対して平行に位置している。この枠１
５の一辺をなすＸ軸駆動装置７には、ビーム光源（光
源）６が設置されている。尚、このビーム光源６は、レ
ーザ光源、あるいはランプと、光学レンズ等との組み合
わせにより構成されている。Ｘ軸駆動装置７の一端部に
は、Ｘ座標調整用パルスモータ（Ｘ軸駆動手段）８が設
けられており、このＸ座標調整用パルスモータ８が図示
しないタイミングベルトを駆動することで、ビーム光源
６がＸ軸方向に移動するようになっている。ビーム光源
６から発せられる光ビーム４の光路上には、上記Ｘ軸駆
動装置７と平行に位置するミラー（反射手段）９が配設
されている。このミラー９の反射面とは反対側の面に
は、回転軸９ａが設けられ、この回転軸９ａの一端部
は、上記枠１５に回転自在に軸着されている。また、こ
の回転軸９ａの他端部には、Ｙ座標調整用パルスモータ
（回転軸駆動手段）１７と図示しない減速装置を備えた
回転軸駆動装置（回転軸駆動手段）１６が接続されてい
る。

【００１７】すなわち、上記のミラー９は、Ｙ座標調整
用パルスモータ１７の回転駆動力が上記軸駆動装置１６
を介して回転軸９ａに伝達されることにより回転し、ビ
ーム光源６からの光ビーム４を反射させ、下方に設けら
れたプリント基板１の所望の位置にスポット光５を照射
するようになっている。尚、上記ミラー９の長さは、Ｘ
軸駆動装置７によるビーム光源６の移動スパンよりも長
く形成されており、ビーム光源６が移動可能な範囲の最
端部まで移動したときでも、光ビーム４をプリント基板
１に向かって反射できるようになっている。

【００１８】さらに、本位置指示装置は、図３に示すよ
うに、ＣＡＤ１８からＣＡＤデータとして取り込んだ部
品挿入位置を示す座標から、ビーム光源６のＸ軸方向へ
の移動量およびミラー９の回転角を演算し、Ｘ座標調整
用パルスモータ８及びＹ座標調整用パルスモータ１７を
駆動するためのプログラムを作成する制御装置１９を備
えている。

【００１９】また、プリント基板１上の位置は、図４に
示すように座標によって設定されている。すなわち、ビ
ーム光源６が移動可能な範囲内で最左端に位置してお
り、ミラー９からプリント基板１に対して垂直に光ビー
ムが入射されたときのスポット光５の位置が原点Ｏにな
る。また、ミラー９からプリント基板１への光ビーム４
の反射の角度は、ビーム光源６からミラー９への光ビー
ム４の入射角と等しくなる。したがって、図５（ａ）に
示すように、プリント基板１と平行な面上でビーム光源
６からミラー９に向かって光ビーム４が照射され、ミラ
ー９がプリント基板１と平行な面に対して反時計回りの
方向に４５°傾斜して設けられている場合に、ミラー９
で反射された光ビーム４は、プリント基板１に対して垂
直に入射されることになる。つまり、この状態でＹ＝０
の位置にスポット光５が照射されるので、このときのミ
ラー９の角度が基準角度になる。

【００２０】ここで、図４に示すように、部品挿入位置
Ｐの座標を（ｘ₁，ｙ₁）とし、この部品挿入位置Ｐに
スポット光５を照射するための、原点Ｏからのビーム光
源６のＸ軸方向への移動量をｘとすると、ｘ＝ｘ₁とな
る。したがって、制御装置１９は、ＣＡＤデータとして
Ｘ座標が入力されると、座標値を原点からの移動量とし
てビーム光源６を移動させるように、Ｘ座標調整用パル
スモータ８に駆動信号を出力する。

【００２１】また、上記ミラー９における光ビーム４の
反射位置からプリント基板１に下ろした垂線の長さを
Ｌ、この垂線と、部品挿入位置Ｐ及びミラー９における
光ビーム４の反射位置を結ぶ直線とのなす角をθとする
と、ｙ₁＝Ｌｔａｎθ （１）の関係が成り立つ。上記Ｌは一定なので、Ｙ座標が入力
されれば、上記θの値を簡単に算出することができる。
制御装置１９は、入力されたＹ座標を上記式（１）に代
入することによりθを算出し、このθに基づいて、上記
基準角度（４５°）からのミラー９の回転角θ／２を算
出する。

【００２２】つまり、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すよう
に、ビーム光源６からの光ビーム４の入射方向は常に一
定であるので、ミラー９の回転角が変化すると、ミラー
９における光ビーム４の入射角および反射角が変化す
る。算出された角度θは、入射角及び反射角の変化量を
合計した角度に相当するものとなるので、ミラー９を基
準角度（図中一点鎖線で示す）から、さらにθ／２回転
させることにより、Ｙ＝ｙ₁の位置にスポット光５を照
射することができる。

【００２３】具体的に説明すると、同図（ｂ）に示すよ
うに、部品挿入指示位置のＹ座標が正の値である場合に
は、角度θが正の値となり、入射角および反射角の変化
量も正の値になるので、入射角および反射角をθ／２ず
つ大きくするように、すなわちミラー９を基準角度から
反時計方向に角度θ／２回転させる。

【００２４】一方、同図（ｃ）に示すように、部品挿入
指示位置のＹ座標が負の値である場合には、角度θが負
の値となり、入射角および反射角の変化量も負の値にな
るので、入射角および反射角をθ／２ずつ小さくするよ
うに、すなわちミラー９を基準角度から時計方向に角度
θ／２回転させる。

【００２５】このように、制御装置１９では、入力した
Ｙ座標を基にミラー９の回転角を算出し、これに基づい
てミラー９の回転角を制御するように、Ｙ座標調整用パ
ルスモータ１７に駆動信号を出力するようになってい
る。

【００２６】上記の構成において、ＣＡＤデータとして
部品挿入位置を示す座標が取り込まれると、制御装置１
９で上述の演算が行われ、ビーム光源６のＸ軸方向への
移動量およびミラー９の回転角がプログラムデータとし
て作成される。そして、このプログラムデータによりＸ
座標調整用およびＹ座標調整用のパルスモータ８・１７
がそれぞれ駆動され、さらにＸ軸駆動装置７及び回転軸
駆動装置１６が駆動されることにより、ビーム光源６が
Ｘ軸方向に移動すると共に、ミラー９が回転し、プリン
ト基板１上の部品挿入位置にスポット光５が順次照射さ
れる。

【００２７】このように、本実施例の位置指示装置で
は、ビーム光源６をＸ軸駆動装置７に搭載して、Ｘ軸方
向のスポット光の位置を調整すると共に、ビーム光源６
からの光ビーム４をプリント基板１に向かって反射する
ミラー９の回転角を制御してＹ軸方向のスポット光の位
置を調整するようになっている。したがって、Ｘ軸駆動
装置７はビーム光源６だけを駆動すればよく、また回転
軸駆動装置１６はミラー９のみを駆動すればよいので、
各々のパルスモータ８・１７の負荷も小さく、前記した
従来のように、Ｘ−Ｙ駆動装置を用いてビーム光源を移
動させていた場合と比較して、装置の小型化および軽量
化を図ることが可能になる。

【００２８】さらに、ＣＡＤデータを利用して、簡単な
演算を行うだけで、容易にプログラムデータを作成する
ことができるので、制御装置１９の構成を簡略化するこ
とが可能になり、大幅なコストダウンを実現することが
可能になる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の位置指示装置は、以上のよう
に、基板面に平行な面上でＸ軸方向に光源を移動させる
Ｘ軸駆動手段と、光源から出射された光の光路上に設け
られ、Ｘ軸と平行な軸を中心に回転可能であり、光源か
らの光を反射して基板上に照射する反射手段と、反射手
段の回転角度を調整することにより、基板上に照射する
光の位置をＹ軸方向に移動させる回転軸駆動手段と、指
示する位置の座標が入力されることにより、その座標に
応じて光源の移動量と反射手段の回転角度を設定し、各
設定値に基づいてＸ軸駆動手段及び回転軸駆動手段をそ
れぞれ制御する制御手段とが備えられている構成であ
る。

【００３０】それゆえ、光源をＸ軸方向に移動させるＸ
軸駆動手段で基板上の光の位置をＸ軸方向に移動させる
と共に、反射手段を回転させる軸駆動手段でＹ軸方向の
光の位置を移動させることができるので、装置の小型
化、軽量化を図ることが可能になり、さらに制御系の構
成を簡素化することで、大幅なコストダウンを実現でき
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光指示装置を示す斜
視図である。

【図２】上記光指示装置を備えた作業台を示す斜視図で
ある。

【図３】上記光指示装置の制御系の構成を示すブロック
図である。

【図４】上記光指示装置に備えられたビーム光源からミ
ラーを介してプリント基板に照射されるスポット光の光
路および照射位置を説明するための模式図である。

【図５】上記光指示装置におけるミラーの角度とスポッ
ト光の照射位置との関係を示すものであって、（ａ）は
Ｙ座標が０の位置に、（ｂ）はＹ座標が正の値を示す位
置に、（ｃ）はＹ座標が負の値を示す位置に、それぞれ
スポット光を照射する場合のミラーの角度を示す模式図
である。

【図６】従来の位置指示装置を示す模式図である。

【符号の説明】

１プリント基板（基板）３光指示装置（位置指示装置）４光ビーム５スポット光６ビーム光源（光源）７Ｘ軸駆動装置（Ｘ軸駆動手段）８Ｘ軸調整用パルスモータ（Ｘ軸駆動手段）９ミラー（反射手段）１６回転軸駆動装置（回転軸駆動手段）１７Ｙ軸調整用パルスモータ（回転軸駆動手段）１９制御装置（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から光を照射することにより、基板上
の位置を指示する位置指示装置において、基板面に平行な面上でＸ軸方向に光源を移動させるＸ軸
駆動手段と、光源から出射された光の光路上に設けられ、Ｘ軸と平行
な軸を中心に回転可能であり、光源からの光を反射して
基板上に照射する反射手段と、反射手段の回転角度を調整することにより、基板上に照
射する光の位置をＹ軸方向に移動させる回転軸駆動手段
と、指示する位置の座標が入力されることにより、その座標
に応じて光源の移動量と反射手段の回転角度を設定し、
各設定値に基づいてＸ軸駆動手段及び回転軸駆動手段を
それぞれ制御する制御手段とが備えられていることを特
徴とする位置指示装置。