JPS62143497A

JPS62143497A - 電子部品の自動組み込み装置

Info

Publication number: JPS62143497A
Application number: JP60284984A
Authority: JP
Inventors: 真柄　雅利; 功高橋; 古川　達夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-12-18
Filing date: 1985-12-18
Publication date: 1987-06-26
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPH071840B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、プリント板への各種電子部品の自動組み込み
を行う装置に係り、特に本体部分とＩＪ−ドとの位置関
係にバラツキの多い部品や取付穴の加工精度の低いプリ
ント板を用いる場合に好適な自動組み込み装置に関する
。

〔従来の技術〕

プリント板に各種電子部品（ＩＣ，コンデンサ。

抵抗器等）を自動的にロボット等を用いて組み込む場合
、各電子部品のリードの位置とプリント板の取付穴との
相対的な位置の対応関係が問題となる。この位置の補正
を行う従来装置の第１の従来例として、プリント板の背
面側にホトアレイからなるホトセンサを配置し、一方、
プリント板の表面側に反射ミラーを配置し、プリント板
の取付穴を通過した光をホトセンサにより受光し、受光
位置のホトダイオードの信号を論理″１”として単なる
スルーホールとリード用ホールを区別するようにしたも
のが知られている（特公昭５５−３８０７（１号公報参
照）。

また、第２の従来例として３個または４個の光ファイバ
束の受光端をプリント板の取付穴に面して配置し、プリ
ント板の穴の中心位置を検出するようにしたものが知ら
れている（特開昭５７−１８３９２号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に、プリント板への電子部品の実装に当って自動組
み込みロボットを用いる場合、第７図に示すように、挿
入ヘッド１４により電子部品１５の本体部１５ａを挾持
し、リード１５ｂをプリント板１９の取付穴１９ａに挿
入して行われる。ここで、問題となるのは、挿入ヘッド
１．４の位置とプリント板１９の取付穴１９ａの位置と
が制御動作上一致していたとしても、実際の電子部品の
リードの位置が個々の部品によって区々である場合が多
いという点である。その結果、リードと取付穴とが対応
せず、その都度位置合せを余儀なくされるという問題が
起こる。この点に関し、上記第１、第２の従来例はいず
れも何ら配慮していない。

また、使用量が比較的少ないＤＩＰ、ＳＩＰ型部品以外
の複数（３個以上）のリードを持つ部品は組込工程の終
りでプリント板上に実装されるため、挿入ヘッドによる
部品リードチャックは既に実装された他部品と挿入ヘッ
ドの干渉が問題となり１部品リード先端の矯正は不可能
となる。このため、部品挿入時点での部品のリード位置
補正が必要である。

そこで１本発明は、寸法精度の悪い電子部品であっても
プリント板の取付穴との相対位置のずれを正確に修正可
能な自動組み込み装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明は、リードを有す
る電子部品をプリント板の所定位置に自動的に組み込む
装置において、前記電子部品をチャックして前記プリン
ト板の指定穴位置にリードを挿入する挿入ヘッドと、前
記プリント板を支持しその平面方向に移動可能々テーブ
ルと、前記テーブルと挿入ヘッドにチャックされた電子
部品との間に出入り可能で前記リードの先端画像をその
先端側からリードの軸方向に指向して光学的に認識し、
かつ、対応するプリント板の指定穴画像をその貫通方向
に指向して光学的に認識する光学系と、この光学系から
の各画像情報を電気信号に変換する光電変換装置と、前
記光電変換装置からの各画像情報から前記リード穴との
相対的位置誤差を算出し、その誤差を修正する補正を指
令を前記挿入ヘッドまたはテーブルに与える制御装置を
備えたことを特徴とするものである。

〔作用〕

上記本発明の構成によれば、光学系が電子部品のリード
とプリント板の取付穴との間に介在し、同一位置にてリ
ードの先端画像と取付穴画像を光学的Ｋｇ識し、その画
像情報から相互の位置ずれをとらえ、そのずれ分だけ挿
入ヘッドあるいはテーブルの位置を修正するものである
から、容易かつ正確に位置合わせを行うととができる。

したがって、リード位置の寸法精度の悪い電子部品であ
っても１個別的に位置決めが可能となり、正確な取付は
作業が可能となる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図〜第６図によシ説明す
る。

第１図に本発明に係る自動組み込み装置の構成をブロッ
ク図で示し、第２図に全体構造図を示す。

制御装置１は各装置全体を管理するものであり、入力装
置２を介してあらかじめ管理に必要な制御情報が制御装
置１内の記憶部に入力されている。

また、出力装置３により制御装置１による各装置の管理
状態を把握することができる。制御装置１による制御対
象は五つの部分に分けられる。それらはロボット５およ
びその駆動装置４、ロボットアームに取付けられた光学
装置６、プリント板位置決め装置７１部品供給装置２２
、そしてプリズム１６を含む画像処理装置８である。゛
第３図は前述した装置の動作フローチャートであシ、第
４図の本発明による２画像取込み機構図と合わせて説明
する。

プリント板１９が位置決めされると（ステップ１００）
、挿入ヘッド１４によシ部品１５がチャックされ（ステ
ップ１０１）、プリント板１９の挿入穴１９ａ位置まで
移動される（ステップ１０２）。

次いで、まず部品１５のリード１５ｂの先端からその軸
方向に指向した画像をプリズム１６を介してＩＴＶカメ
ラ、１８によシ取込む（ステップ１０３）。

取込まれたリード画像１２（第６図）は画像処理装置８
に送られる。一方、プリズム１６はその位置で反転され
（ステップ１０４）、プリン）［１９の挿入穴をその貫
通方向に指向した画像をＩＴＶカメラ１８に取込む（ス
テップ１０５）。

取込まれた挿入穴画像１３（第６図）は画像処理装置８
に送られる。

画像処理については第５図を用いて後述するが、（ステ
ップ１０６）では取込まれた二つの画像に基づいて、部
品１５のリード先端とプリント板１９の挿入穴１９ａと
の相対位置誤差δｙ（または、δＸ）を計算し、挿入ヘ
ッド１４の位置（すなわち、部品１５のリード１５ｂの
先端位置）を挿入穴１９ａに一致させるべく、挿入ヘッ
ド１４の移動方向、移動量を決定する（ステップ１ｏ７
）。

決定された補正量は挿入ヘッド１４のロボット駆動装置
４に与えられ、挿入ヘッド１４が目的位置まで移動され
る（ステップ１０８）。次いで１部品１５とプリント板
１９との間にあるプリズム１６を移動させ（ステップ１
０９）、その後部品１５のリード１５ｂを挿入穴１９　
ａ　Ｋ挿入すべく下降させ（ステップ１１０）、挿入動
作を終了する（ステップ１１１）。

次に、二つの画像（リード画像１２および挿入穴画像１
３）の画像処理アルゴリズムについて第５図により説明
する。すなわち、プリズム１６を介してＩＴＶカメラ１
０により取込まれた二つの画像が入力されると（ステッ
プ２００．２０１）。

それぞれアナログ信号から２値信号に変換され（ステッ
プ２０２，２０３）、次いで、雑音除去のためにフィル
タにかけられる（ステップ２０４゜２０５）。次いで、
各画像についての特徴量の抽出処理（ステップ２０６，
２０７）され、各特徴量により相互の画像間演算が施さ
れる（ステップ２０８）。この演算結果は、第６図に示
すように、リード画像１２と挿入穴画像１３とが同一モ
ニタ画面上に重ねて表示され、その誤差を視認すること
ができる。ちなみに、第６図はリード位置と挿入穴位置
とが互にずれている状態を示している。

１１はＣＲＴモニタの背景部を示しており、目視しやす
いように背景を暗くするとともに、はみ出たリード画像
１２の部分を百色で表示し、挿入穴画像１３と重なる部
分については黒く表示しである。ただし、表示の方法は
これにこだわるものではない。次いで、二つの画像を重
畳した場合の特徴量の抽出が行われ（ステップ２１０）
、これに基づきリード１５ｂの位置と挿入穴１９ａの位
置との相対的誤差が計算され（ステップ２１１）、補正
量が算出され（ステップ２１２）、その後は第３図の（
ステップ１０８）にもどって位置修正が実行される。

このように、複数（３以上）のリードを持つ低精度部品
１５や第７図で示されるように部品のボディ中心とリー
ド中心に位置ずれがある部品をプリント板に自動組み込
みする装置において、挿入穴と部品リードの相互位置誤
差を両者を相対した状態で検出し、一方を他方に合致す
るよう補正させるため、安定した部品自動組み込みが可
能となる。

また、ロボットアームに挿入ヘッドと光学装置を取付け
たことにより、挿入ヘッドの停止した任意位置で部品リ
ード先端とプリント板挿入穴の両者を１台のＩＴＶカメ
ラで画像認識でき、装置構成が単純なものとなる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、光学系が電子部品のＩＪ−ドとプ
リント板の取付穴との間に介在し、同一位置にてリード
の先端画像と取付穴画像を光学的に認識し、その画像情
報から相互の位置ずれをとらえてずれ分だけ修正するも
のであるから容易に、かつ、正確に位置合せを行うこと
ができるうそれＫよってリード位置の寸法精度の悪い電
子部品であっても個々の部分について個別的に位置修正
でき、正確な取付作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例を示すブロック図。第２図は本発明による装置概略図、第３図は本発明によ
る装置動作フローチャート、第４図は本発明による２画
像取込み機構図、第５図は本発明による画像処理フロー
チャート、第６図は本発明による画像処理内容説明図、
第７図は部品ボディとリードの位置関係図である。１・・・制御装置、２・・・入力装置、３・・・出力装
置、４・・・ロボット駆動装置、５・・・ロボット、６
・・・光学装置、７・・・プリント板位置決め装置、８
・・・画像処理装置、　　９−ＣＲ，Ｔ　（モ＝ｐ−）
、１Ｏ−ＩＴＶカメラ、１１・・・ＣＲＴ背景画像、１
２・・・部品リード先端画像、１３・・・プリント板挿
入穴画像、１４・・・挿入ヘッド、１５・・・部品、１
６・・・プリズム、１７・・・プリズム反転機構、１８
・・・ＩＴＶカメラ、１９・・・プリント板、２０・・
・照明灯、２１・・・ＣＲＴ（モニター）、２２・・・
部品供給装置。

Claims

【特許請求の範囲】１、リードを有する電子部品をプリント板の所定位置に
自動的に組み込む装置において、前記電子部品をチェックして前記プリント板の指定穴位
置にリードを挿入する挿入ヘッドと、前記プリント板を
支持しその平面方向に移動可能なテーブルと、前記テー
ブルと挿入ヘッドにチャックされた電子部品との間に出
入可能で前記リードの先端画像をその先端側からリード
の軸方向に指向して光学的に認識し、かつ、対応するプ
リント板の指定穴画像をその貫通方向に指向して光学的
に認識する光学系と、この光学系からの各画像情報を電
気信号に変換する光電変換装置と、前記光電変換装置か
らの各画像情報から前記リードと穴との相対的位置誤差
を算出し、その誤差を修正する補正指令を前記挿入ヘッ
ドまたはテーブルに与える制御装置を備えたことを特徴
とする電子部品の自動組み込み装置。２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記光
学系は光の入射方向をリード側およびプリント板側のそ
れぞれに転動可能に支持されたプリズムであることを特
徴とする電子部品の自動組み込み装置。３、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記光
電変換装置はテレビジョンカメラであることを特徴とす
る電子部品の自動組み込み装置。