JP2003101297A - 電子部品実装装置におけるオフセット補正方法 - Google Patents

電子部品実装装置におけるオフセット補正方法

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JP2003101297A
JP2003101297A JP2001288684A JP2001288684A JP2003101297A JP 2003101297 A JP2003101297 A JP 2003101297A JP 2001288684 A JP2001288684 A JP 2001288684A JP 2001288684 A JP2001288684 A JP 2001288684A JP 2003101297 A JP2003101297 A JP 2003101297A
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electronic component
amount
mounting head
mounting
robot
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JP2001288684A
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Yoshihiko Oda
義彦 小田
Naoto Mimura
直人 三村
Hiroshi Uchiyama
宏 内山
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品実装装置における機械的動作の原点
座標と画像認識の座標原点とのオフセットを補正するオ
フセット方法を提供する。 【解決手段】 位置ずれ検出用の実装動作により、回路
基板をセットして電子部品を装着したとき、装着された
電子部品の所定位置からの位置ずれ量を検出し、位置ず
れ量だけ装着ヘッド20を移動させたときの装着ヘッド
20の移動量をX軸エンコーダ13及びY軸エンコーダ
14で測定し、この移動量により画像認識の座標原点を
補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を回路基
板に実装する電子部品実装装置における機械的動作の座
標原点と位置認識のカメラの座標原点との間のオフセッ
トを補正するオフセット補正方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は、電子部品実装装置の一例を示す
もので、X軸テーブル11とY軸テーブル12とを備え
たXYロボット21によってX−Y平面を自在移動する
装着ヘッド20により、部品供給部であるパーツトレー
23またはパーツカセット24から保持した電子部品を
回路基板22の所定位置に装着できるように構成されて
いる。前記装着ヘッド20は、図7に示すように、複数
の吸着ノズル27と基板認識カメラ26とを備えて構成
されており、各吸着ノズル27は昇降機構及び回転機構
によって昇降及び回転の動作を行うことができる。装着
ヘッド20がパーツトレー23またはパーツカセット2
4に移動したときには、吸着ノズル27は下降して電子
部品を吸着保持する。吸着保持された電子部品は、装着
ヘッド20を部品認識カメラ25上に移動させることに
よって、保持位置の所定位置からの位置ずれ量が検出さ
れる。この装置においては部品認識カメラ25は3台設
置されており、電子部品のサイズや種類に応じて、認識
に適したものが使用される。電子部品を回路基板22に
装着するときには、部品認識カメラ25によって検出さ
れたX−Y方向の位置ずれは、XYロボット21による
装着ヘッド20のX−Y方向への移動動作によって補正
され、回転方向の位置ずれは吸着ノズル27の回転動作
によって補正される。また、回路基板22は装置内に搬
入されて所定位置に位置決め固定されるが、そのときの
所定位置からの位置ずれは回路基板22に設けられた基
板マークを装着ヘッド20に搭載された基板認識カメラ
26で認識して位置ずれ量が検出され、電子部品の装着
時の装着位置補正に反映される。
【0003】電子部品の装着精度を向上させるには、前
記XYロボット21による装着ヘッド20の位置決めの
座標と、前記部品認識カメラ25及び基板認識カメラ2
6による位置認識の座標との間のオフセットを補正する
必要がある。装置は自動的にオフセット補正するキャリ
ブレーション動作を実施することができるが、回路基板
22はその機種によってサイズや形状が異なるため、そ
の固定位置も変わり、実際に実装動作を行うときとは微
妙に異なった状態となる。そこで、キャリブレーション
動作の後、オペレータによるオフセット補正のための実
装動作がなされる。このオフセット補正は、図8(a)
に示すように、装置に回路基板22をセットし、電子部
品18を回路基板22上の所定の実装位置に装着したと
き、図8(b)に示すように、回路基板22上に装着さ
れた電子部品18のリードピン7と、このリードピン7
が結合されるランド6との位置ずれ量sをカメラによる
撮像画像もしくは直接に測定治具によって測定し、これ
を位置認識のオフセット補正量として装置の制御部に入
力する。このオフセット補正量の入力によって装置は位
置決め動作を補正するので、位置ずれのない電子部品装
着がなされることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
位置ずれ量の検出は人により検出量のばらつきが生じや
すい問題点があり、実装密度の高い回路基板のように微
小な位置ずれも問題になるような場合に適当でない。
【0005】本発明の目的とするところは、オフセット
補正を正確に且つ自動的に行い得るようにしたオフセッ
ト補正方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、XYロボットにより装着ヘッドを移動さ
せ、装着ヘッドにより部品供給部から電子部品を保持
し、保持された電子部品の所定保持位置からの位置ずれ
量を部品認識カメラによって認識し、回路基板の所定固
定位置からの位置ずれ量を基板認識カメラによって認識
して、回路基板上に移動させた装着ヘッドの位置を電子
部品の位置ずれ量と回路基板の位置ずれ量とにより補正
した後、装着ヘッドにより回路基板に電子部品を装着す
る電子部品実装装置における前記XYロボットの機械的
移動の座標原点と、前記部品認識カメラ及び基板認識カ
メラによる画像認識の座標原点との間のオフセットを補
正するオフセット補正方法において、前記電子部品実装
装置により位置ずれ検出用の電子部品実装動作を実行し
て、回路基板上の所定位置と電子部品の所定位置との間
の位置ずれ量を測定し、位置ずれ量だけ前記XYロボッ
トによって装着ヘッドを移動させ、この装着ヘッドの移
動量を移動量検出手段によって検出し、検出された装着
ヘッドの移動量により、部品認識カメラ及び基板認識カ
メラの画像認識の座標原点を補正することを特徴とす
る。
【0007】上記オフセット補正方法によれば、位置ず
れ検出用の実装動作によって実際に装着された電子部品
の位置ずれ量だけ装着ヘッドを移動させたときの移動量
が移動量検出手段によって検出されるので、この移動量
によって画像認識の座標原点のオフセットを補正する
と、オフセットによる装着位置のずれがなくなり、正確
な電子部品実装がなされる。またこのオフセット補正
は、位置ずれ検出用の実装動作を実行することで自動的
になされるので、人が位置ずれを測定することによる測
定値のばらつきがなく、効率的に補正作業を行うことが
できる。
【0008】上記オフセット補正方法において、移動量
検出手段は、XYロボットに設けられたエンコーダによ
って装着ヘッドのオフセット補正のための移動量を検出
することができる。
【0009】また、移動量検出手段は、XYロボットに
設けられたリニアスケールによって移動量を求めること
もできる。
【0010】また、移動量検出手段は、XYロボットに
設けられたレーザー変位計によって移動量を求めること
もできる。
【0011】また、移動量検出手段は、オフセット検出
位置を撮像した画像の位置ずれ距離間の画素数から移動
量を検出することもできる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
【0013】図6に示したように、XYロボット21に
よって装着ヘッド20をX−Y方向に移動させて回路基
板22に電子部品を装着する電子部品実装装置の動作
は、図2に示すように、制御部に設けられたメインマシ
ンコントローラ(以下、MMCと記載する)1によって
制御される。このMMC1から出力される動作信号によ
ってニューメリカルコントローラ(以下、NCと記載す
る)2は、例えば、装着ヘッド20を移動させるときに
は、NCプログラムに設定された装着ヘッド20のX軸
方向及びY軸方向の移動量の値をX軸サーボドライバ3
及びY軸サーボドライバ4に出力して、前記XYロボッ
ト21のX軸及びY軸それぞれに設けられたX軸サーボ
モータ13、Y軸サーボモータ14の駆動を制御する。
【0014】図1は、電子部品実装装置を模式的に示す
もので、図6に示した構成の要部のみを抽出したもので
ある。XYロボット21を構成するY軸テーブル12に
は前記Y軸サーボモータ14が設けられており、X軸テ
ーブル11をY軸テーブル12上をY軸方向に移動させ
る。また、X軸テーブル11には装着ヘッド2が搭載さ
れており、X軸テーブル11に設けられた前記X軸サー
ボモータ13によって装着ヘッド20をX軸テーブル1
1上をX軸方向に移動させる。このX軸サーボモータ1
3及びY軸サーボモータ14の回転駆動によって、装着
ヘッド20をX−Y軸方向に自在移動させることができ
る。装着ヘッド20の移動は前記NC2からX軸及びY
軸の各ドライバ3、4に出力される値によって駆動され
るので、例えば、装着ヘッド20によって電子部品を回
路基板22上の実装位置に装着するときには、現在位置
の座標から実装位置の座標までのX軸方向及びY軸方向
の移動距離となる値がX軸サーボドライバ3及びY軸サ
ーボドライバ4に出力される。
【0015】この装着ヘッド20を移動させて、図示し
ない部品供給部23、24(図6参照)から吸着ノズル
27に電子部品を吸着保持させ、部品認識カメラ25上
に移動させることにより、部品認識カメラ25により電
子部品が撮像され、吸着ノズル27に吸着保持された電
子部品のX−Y軸方向の所定位置からの位置ずれが検出
される。次いで装着ヘッド20を図示しない回路基板2
2(図6参照)上に移動させ、装着ヘッド20に搭載さ
れた基板認識カメラ26によって回路基板22に設けら
れた基板マークを撮像することにより、回路基板22の
所定位置からの位置ずれを検出する。部品認識カメラ2
5及び基板認識カメラ26によって検出された位置ずれ
量は、MMC1に入力され、MMC1はNC2から前記
位置ずれ量に基づく補正値を出力させるので、装着ヘッ
ド20はX軸サーボモータ13及びY軸サーボモータ1
4によって実装位置を補正するX−Y軸方向の移動を行
うので、電子部品は回路基板22上の所定の実装位置に
装着される。
【0016】上記実装動作により電子部品を回路基板2
2の所定位置に装着するには、XYロボット21により
装着ヘッド20を移動させる機械的動作の座標原点と、
部品認識カメラ25及び基板認識カメラ26によるカメ
ラ認識の座標原点との間のオフセットを補正しておく必
要がある。電子部品実装装置は前記オフセットをキャリ
ブレーションの機能により自動補正することができる
が、回路基板22の形状サイズによって固定位置が異な
り、温度条件等によって変化するので、実際に位置ずれ
量の測定用に回路基板22をセットして1個の電子部品
を装着し、装着位置の位置ずれを測定して、その位置ず
れ量によってオフセットを補正する。
【0017】図3は、測定用の回路基板22上に測定用
の電子部品を装着したときのランド6部分の撮像画像を
示すもので、ここからランド6上に配置された電子部品
のリードピン7の位置ずれ状態、即ち、機械的動作の座
標原点とカメラ認識の座標原点との間のオフセット量が
検出される。同図に示す例では、ランド6の中心軸とリ
ードピン7の中心軸との間のY軸方向の位置ずれが検出
されており、X軸方向の位置ずれについても同様に検出
する。ここから得られたX軸方向及びY軸方向の位置ず
れ量だけ装着ヘッド20を移動させ、ランド6の中心軸
とリードピン7の中心軸とを一致させる。
【0018】この位置ずれ量だけ装着ヘッド20を移動
させた移動量は、X軸サーボモータ13及びY軸サーボ
モータ14に結合されたX軸エンコーダ15及びY軸エ
ンコーダ16で検出される。ここで検出された移動量を
補正量として部品認識カメラ25及び基板認識カメラ2
6の原点座標を補正する。部品認識カメラ25の座標原
点は一般的に撮像画像の中心座標としているので、中心
座標が(X、Y)であるとき、補正量が(Ax、Ay)
と検出されたときには、部品認識カメラ25の中心座標
は(X+Ax、Y+Ay)に補正される。
【0019】このオフセット補正は、測定用の回路基板
22を装置内に搬入して、測定用の電子部品を実際に装
着する動作を行わせることによって自動補正されるの
で、生産する機種変更のときや、装置の温度変化や繰り
返し動作による装着位置の位置ずれ等を随時補正するこ
とができ、精度の高い電子部品実装を実現することがで
きる。
【0020】上記構成では位置ずれ量の測定をエンコー
ダによって行っているが、以下に示す構成によって位置
ずれ量を測定することもできる。
【0021】図4は、X軸テーブル11及びY軸テーブ
ル12にそれぞれ設けられたX軸リニアスケール28及
びY軸リニアスケール29によって装着ヘッド20のX
軸方向及びY軸方向の移動量を測定するように構成され
たものである。
【0022】また、図5は、X軸テーブル11の端部と
装着ヘッド20との間の距離を測定するX軸レーザー変
位計30、Y軸テーブル12の端部とX軸テーブル11
との間の距離を測定するY軸レーザー変位計31を設け
た構成で、装着ヘッド20のX軸方向及びY軸方向の移
動量を測定するように構成されたものである。
【0023】また、図3に示した画像から、ランド6の
中心軸とリードピン7の中心軸との間の画素数を検出
し、画素の幅は既知なので、(画素幅×画素数)から位
置ずれ量を検出することもできる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、電子
部品実装装置における機械的動作の座標原点と画像認識
の座標原点との間のオフセットを自動的に補正できるの
で、人による補正作業のばらつきがなく、正確で効率的
なオフセット補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る電子部品実装装置の構成を示す
模式図。
【図2】電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロッ
ク図。
【図3】位置ずれ状態の例を示す画像図。
【図4】リニアスケールを設けた電子部品実装装置の構
成を示す模式図。
【図5】レーザー変位計を設けた電子部品実装装置の構
成を示す模式図。
【図6】電子部品実装装置の構成を示す斜視図。
【図7】装着ヘッドの構成を示す斜視図。
【図8】従来技術になるオフセット補正の方法を示す模
式図。
【符号の説明】
15 X軸エンコーダ 16 Y軸エンコーダ 18 電子部品 20 装着ヘッド 21 XYロボット 22 回路基板 25 部品認識カメラ 26 基板認識カメラ 28 X軸リニアスケール 29 Y軸リニアスケール 30 X軸レーザー変位計 31 Y軸レーザー変位計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5E313 AA02 AA11 AA15 CC03 CC04 DD02 DD03 DD12 DD13 EE02 EE03 EE05 EE24 EE33 EE35 FF24 FF26 FF28 FF33 FF34 FF40

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 XYロボットにより装着ヘッドを移動さ
    せ、装着ヘッドにより部品供給部から電子部品を保持
    し、保持された電子部品の所定保持位置からの位置ずれ
    量を部品認識カメラによって認識し、回路基板の所定固
    定位置からの位置ずれ量を基板認識カメラによって認識
    して、回路基板上に移動させた装着ヘッドの位置を電子
    部品の位置ずれ量と回路基板の位置ずれ量とにより補正
    した後、装着ヘッドにより回路基板に電子部品を装着す
    る電子部品実装装置における前記XYロボットの機械的
    移動の座標原点と、前記部品認識カメラ及び基板認識カ
    メラによる画像認識の座標原点との間のオフセットを補
    正するオフセット補正方法において、 前記電子部品実装装置により位置ずれ検出用の電子部品
    実装動作を実行して、回路基板上の所定位置と電子部品
    の所定位置との間の位置ずれ量を測定し、位置ずれ量だ
    け前記XYロボットによって装着ヘッドを移動させ、こ
    の装着ヘッドの移動量を移動量検出手段によって検出
    し、検出された装着ヘッドの移動量により、部品認識カ
    メラ及び基板認識カメラの画像認識の座標原点を補正す
    ることを特徴とする電子部品実装機におけるオフセット
    補正方法。
  2. 【請求項2】 移動量検出手段が、XYロボットに設け
    られたエンコーダである請求項1記載の電子部品実装機
    におけるオフセット補正方法。
  3. 【請求項3】 移動量検出手段が、XYロボットに設け
    られたリニアスケールである請求項1記載の電子部品実
    装機におけるオフセット補正方法。
  4. 【請求項4】 移動量検出手段が、XYロボットに設け
    られたレーザー変位計である請求項1記載の電子部品実
    装機におけるオフセット補正方法。
  5. 【請求項5】 移動量検出手段が、オフセット検出位置
    を撮像した画像の位置ずれ距離間の画素数から移動量を
    検出するように構成されてなる電子部品実装機における
    オフセット補正方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015056592A (ja) * 2013-09-13 2015-03-23 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ ダイボンダ及びダイボンディング方法
KR101575279B1 (ko) 2009-03-19 2015-12-10 한화테크윈 주식회사 부품실장기의 레이저 변위센서가 구비된 헤드 어셈블리 및 그 좌표 교정방법
CN115038328A (zh) * 2022-06-24 2022-09-09 东莞市南部佳永电子有限公司 一种插件机的标定方法
KR20230079740A (ko) 2021-11-29 2023-06-07 한화정밀기계 주식회사 부품 실장 장치

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