JPH09246792A

JPH09246792A - 部品実装方法

Info

Publication number: JPH09246792A
Application number: JP8057378A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Nagae; 和男長江
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 1997-09-19
Anticipated expiration: 2016-03-14
Also published as: JP3634053B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電子部品実装機において、高精度な実装と同
時に、高生産性を実現する部品実装方法を提供するこ
と。【解決手段】部品吸着工程＃１４・部品装着工程＃１
７と同時に、リニアスケール計測工程＃２０・＃２０′
を行う。熱膨張係数が異なる２種のリニアスケールの伸
縮の差を検出し、正確なオフセット値を算出する。これ
を基に、吸着位置計算工程＃１２・装着位置計算工程＃
１５で各位置に応じたオフセット値を加算することによ
り、正確な位置決めを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板（プリン
ト基板）などに電子部品を挿入・装着する電子部品実装
機における、部品実装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品実装においては、製品の軽薄短
小化、及び部品の小型化に伴い、電子部品の吸着・装着
時における位置決めに、より一層の高精度化が求められ
ている。また同時に、生産性の向上も望まれている。以
下、図２・図４を参照しながら、従来の部品実装方法に
ついて説明する。

【０００３】図２（ａ）は、電子部品実装機の概観図で
ある。図において、１は実装手段で、部品を吸着・装着
する。２は搬送部で、回路基板６を搬入・搬出する。３
は部品供給部で、実装手段１へ部品を供給する。４はロ
ボット部で、実装手段１を移動・位置決めする。５は操
作盤（制御部）で、電子部品実装機全体の制御を行い、
作業者により操作される。６は回路基板で、実装手段１
により部品が装着される。

【０００４】図２（ｂ）は、ロボット部４の詳細図であ
る。実装手段１は、モータ７とボールネジ８により、移
動・位置決めされる。この際、リニアスケール９により
位置検出を行い、正確な位置決めを行うように構成され
ている。以上のように構成された電子部品実装機におけ
る部品実装方法について、以下、図４のフローチャート
を用いて説明する。

【０００５】最初の判断処理として、前回の実装時との
温度差が一定値以下であれば、＃３１以下の実装工程を
行う（＃３０）。すなわち、回路基板６を搬送し（＃３
１）、吸着位置を計算し（＃３２）、実装手段１を吸着
位置に移動し（＃３３）、実装手段１が部品供給部３よ
り部品を吸着する（＃３４）。次に、装着位置を計算し
（＃３５）、実装手段１を装着位置に移動し（＃３
６）、実装手段１が回路基板６へ部品を装着する（＃３
７）。回路基板１枚のＥＯＰでなければ、実装を繰り返
し（＃３８）、生産終了でなければ、最初から処理を繰
り返す（＃３９）。

【０００６】ところで、上記の実装方法においては、部
品実装時における温度変化により、ロボット部４のボー
ルネジ８が伸縮するだけでなく、位置の検出に用いられ
るリニアスケール９自身も伸縮し、実装精度低下の要因
となっている。これを防ぐために、制御部５に温度検出
素子を接続し、電子部品実装機の設置雰囲気温度を検出
し、図４に示す＃３０，＃４０の工程を設けている。

【０００７】すなわち、前回との温度差が一定値以下で
なければ（＃３０）、マシンキャリブレーションを行う
というものである（＃４０）。ここで、マシンキャリブ
レーションとは、各種カメラ・センサーなどを用いて、
実装手段１を位置決めした際、どれだけの位置ずれがあ
るかを検出し、これをオフセット値として記憶するもの
である。

【０００８】このオフセット値は、実装手段１の吸着位
置・装着位置の計算時（＃３２・＃３５）に加算され、
これにより吸着位置・装着位置への移動が正確に精度良
く位置決めされるようになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この部品実装方法に
は、高精度の位置決め・実装はもちろんのこと、高生産
性が要求されている。しかしながら、従来の部品実装方
法では、マシンキャリブレーションによる稼働低下が避
けられず、生産性を向上するには、＃３０における温度
差の判断値を大きくして、マシンキャリブレーションの
回数を減少するか、または、電子部品実装機を恒温室な
どに設置する必要があった。しかし、前者の場合は実装
精度が低下し、後者の場合は設備投資が増大するという
課題があった。

【００１０】本発明は、正確な位置決めによる実装の高
精度化と、同時に高生産性を実現することができる実装
方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、リニアスケールなどによる位置検出手段を
有する電子部品実装機における部品実装方法であって、
熱膨張係数の異なる２種のリニアスケールを用い、両リ
ニアスケール間の検出位置の差分を検出することによ
り、位置決めするためのオフセット値を算出することを
特徴とする部品実装方法である。

【００１２】これにより、電子部品実装機の設置雰囲気
温度の変化によらず、正確な位置決めによる高精度な実
装と、同時に高生産性を実現できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、リニアスケールなどによる位置検出手段を有する電
子部品実装機における部品実装方法であって、熱膨張係
数の異なる２種のリニアスケールを用い、両リニアスケ
ール間の検出位置の差分を検出することにより、位置決
めするためのオフセット値を算出する部品実装方法であ
り、電子部品実装機の設置雰囲気温度が変化することに
よって、ロボット部が伸縮しても、２種のリニアスケー
ルがそれぞれ別々の伸縮量となるという作用を有し、そ
の差分を検出することによりオフセット値を正確に算出
することを可能としたものである。

【００１４】請求項２に記載の発明は、部品吸着工程と
部品装着工程にそれぞれリニアスケールの位置検出手段
を設け、部品吸着および部品装着工程に並行してリニア
スケールの計測を行う請求項１記載の部品実装方法であ
り、前記２種のリニアスケールの別々の伸縮量を計測す
ることで、ロボット部の伸縮による位置ずれの無い正確
な位置決めを行うことができ、また生産性を低下するこ
となく実装を行うことが可能となる。

【００１５】以下、本発明の実施の形態について、図１
・図２・図３を用いて説明する。（実施の形態１）図２は、電子部品実装機の概観図で、
従来例における説明を援用する。ただし、図２（ｂ）に
おいては、リニアスケール９は、１つしか示されていな
いが、本実施例においては、１つのロボット部４には、
２つのリニアスケールが設けられている。この詳細説明
は、図３にて後述する。

【００１６】図１は、本実施例のフローチャートであ
る。図１を用いて、本実施例を説明する。まず、回路基
板６を搬送し（＃１１）、吸着位置を計算し（＃１
２）、実装手段１を吸着位置に移動し（＃１３）、実装
手段１が部品供給部３より部品を吸着する（＃１４）。
このとき、同時にリニアスケールの計測を行い、オフセ
ット値を算出・記憶する（＃２０）。この処理について
は、図３を用いて後述する。

【００１７】ついで、装着位置を計算し（＃１５）、実
装手段１を装着位置に移動し（＃１６）、実装手段１が
回路基板６へ部品を装着する（＃１７）。このとき、同
時にリニアスケールの計測を行い、オフセット値を算出
・記憶する（＃２０′）。この処理については、図３を
用いて後述する。回路基板１枚のＥＯＰでなければ、実
装を繰り返し（＃１８）、生産終了でなければ、最初か
ら処理を繰り返す（＃１９）。

【００１８】すなわち、従来例のようにマシンキャリブ
レーションを実装工程とは別工程として行うことなく、
吸着・装着時に、同時並行してリニアスケールの計測を
行い、オフセット値を算出・記憶するため、正確な位置
決めとが可能となり、生産性を低下することなく正確に
実装を行うことが可能となる。ここで、図３を用いて、
本実施例におけるオフセット値算出の原理を説明する。

【００１９】図３に示すように、ロボット部４には、２
個のリニアスケール（９ａ，９ｂ）が設けられている。
各リニアスケールは、熱膨張係数が異なる素材で形成さ
れている。また、原点位置は、熱による伸縮時にずれる
ことがないように固定されている。各リニアスケール
は、熱による伸縮の際、固定された原点を中心に伸縮す
る。以下、原点位置と１０００ｍｍ位置に着目して説明
する。

【００２０】図３（ａ）に基準温度での状態を示す。基
準温度では、各リニアスケールの１０００ｍｍ検出位置
は、実際の１０００ｍｍ位置を示している。図３（ｂ）
に＋１０度Ｃでの状態を示す。この状態においては、各
リニアスケールは、それぞれ異なった伸長を示す。ここ
では、リニアスケール９ｂの方が熱膨張係数が大きい。
このとき、各リニアスケールの１０００ｍｍ検出位置
は、実際の１０００ｍｍ位置よりも大きい位置となる。
通常実装手段１の位置決めは、一方のリニアスケールに
基づいて行われるが、本実施例においては、位置決め時
に他方のリニアスケールの検出位置の検出ズレを計測す
る。この検出ズレは、基準温度より温度が高くなればよ
り拡大し、基準温度より温度が低くなれば、逆方向によ
り拡大する。すなわち、リニアスケールの検出位置の差
分（検出ズレ）を検出することにより、実際の正確な位
置に位置決めするためのオフセット値を算出することが
できる。

【００２１】また、リニアスケールの伸縮は原点位置を
中心として、原点位置からの距離に比例するため、得ら
れたオフセット値から、別の位置に位置決めする際のオ
フセット値を算出することも可能である。従って、図１
のリニアスケールの計測工程（＃２０，＃２０′）にお
いて、毎回色々な位置において、リニアスケールの差分
（検出ズレ）を検出することにより、各位置に対するオ
フセット値を算出することができる。このオフセット値
は、原点位置からの距離に比例するため、オフセット値
をそれぞれの位置に応じて換算し、各位置への位置決め
に用いる。（＃１２，＃１５）また、毎回の吸着・装着の位置決め毎にオフセット値を
算出できるため、それらの平均を算出することにより、
計測の誤差や、１回毎の位置決めのわずかな誤差による
リニアスケール検出ズレ誤差の影響を無くし、実装の精
度を一層向上することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、熱膨張
係数の異なる２種のリニアスケールを用い、別々の伸縮
量を検出することにより、位置決めのためのオフセット
値を算出するので、ロボット部において伸縮による位置
ずれのない正確な位置決めを行うことができるなど、高
精度な実装を可能とし、同時にオフセット算出のための
余分な工程を必要としないため、高生産性を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態による部品実装方法を
示すフローチャートである。

【図２】（ａ）は電子部品実装機の概観図であり、
（ｂ）はロボット部の詳細図である。

【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の一実施の形態によるオ
フセット値算出の原理図である。

【図４】従来例の部品実装方法を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

＃１２吸着位置計算工程＃１３実装手段移動工程＃１４部品吸着工程＃１５装着位置計算工程＃１６実装手段移動工程＃１７部品装着工程＃２０リニアスケール計測工程＃２０′ リニアスケール計測工程

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リニアスケールなどによる位置検出手段
を有する電子部品実装機における部品実装方法であっ
て、熱膨張係数の異なる２種のリニアスケールを用い、
両リニアスケール間の検出位置の差分を検出することに
より、位置決めするためのオフセット値を算出すること
を特徴とする部品実装方法。
【請求項２】部品吸着工程と部品装着工程にそれぞれ
リニアスケールの位置検出手段を設け、部品吸着および
部品装着工程に並行してリニアスケールの計測を行うこ
とを特徴とする請求項１記載の部品実装方法。