JP2008516453A - 改良された部品ピックアップ検査を有するピックアンドプレース機械 - Google Patents
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Abstract
Description
ピックアンドプレース機械は、一般的に電子回路基板を製造するために用いられる。通常、未加工のプリント回路基板がピックアンドプレース機械に供給され、次にこの機械は部品供給部から電子部品を取り、その部品を基板上に取り付ける。部品は、半田ペーストが溶けるかまたは接着剤が十分に硬化するその後のステップまで、半田ペーストまたは接着剤により、基板上に一時的に保持される。
ピックアンドプレース機械の動作は興味深い。機械速度がスループットに対応するため、ピックアンドプレース機械が高速で動くほど、製造された基板はより安価になる。加えて、取り付け精度はきわめて重要である。多くの電気部品、たとえばチップコンデンサおよびチップ抵抗器は比較的小さく、一様に小さな取り付け位置上に正確に取り付けなければならない。その他の部品は、より大きめのものでも、互いに比較的ファインピッチで間隔を置いた相当数のリード線または導体を有する。このような部品もまた、各リード線が適切なパッド上に取り付けられることを確実にするために、正確に取り付けなければならない。このように、機械がきわめて高速で動作しなければならないだけでなく、部品もきわめて正確に取り付けなければならない。
本発明の実施態様は、ピックアンドプレース機械により行われる部品レベル検査を改良する。そのような改良は、機械内部のピッキングイベントの画像を収集することと、発生したときにエラーを識別することにより、ピックアンドプレース機械のピッキング動作を検査することを含む。機械上でこの情報が発生したときにこれを検出して表示することにより、オペレータまたは機械は、すみやかかつ効果的な修正措置を取ることができる。
図1は、本発明の実施形態が適用可能である代表的なカーテシアンピックアンドプレース機械201の線図である。ピックアンドプレース機械201は、搬送システムまたはコンベア202を介して工作物、たとえば回路基板203を受け取る。その後、取り付けヘッド206は部品供給部(図示せず)から、工作物203上に装着される1個以上の電気部品を得て、x、yおよびzの方向へ移動して工作物203上の適切な方向の適切な位置に部品を取り付ける。取り付けヘッド206は、取り付けヘッド206が部品をピックアップ位置から取り付け位置へ移動させるとき、ノズル208、210、212に保持された部品の下を通ることができるアライメントセンサ200を含むことができる。センサ200はプレース機械201がノズル208、210、212に保持された部品の下面を見ることを可能にし、部品が部品ピックアップ位置から取り付け位置へ移動されている間、部品の向きおよび、ある程度の部品検査を実施することができるようになされている。その他のピックアンドプレース機械は、部品を撮像するための固定カメラの上を移動する取り付けヘッドを使用することができる。また、取り付けヘッド206は、下向きのカメラ209を含むことができ、これを用いて一般的には工作物203上に基準マークを位置付け、工作物203に対する取り付けヘッド206の相対位置を容易に算出することができるようになされている。
・ 部品のタイプ
・ 部品を取り扱うために必要とされる供給部のタイプ
・ ピックアンドプレース機械内部の供給部の位置
・ 部品取り付けの順序および位置を含むシーケンスプログラム
・ 各部品のために必要とされるノズルタイプ
・ 工作物のサイズおよび設計
・ 工作物上の基準の位置およびタイプ
・ 各タイプの部品向けの取り付け速度
・ 各タイプの部品向けの吸引圧
・ ノズルの垂直ストローク
・ 工作物支持ピンの取り付けと選定
・ 工作物の向き
・ 部品アライメントのための視覚パラメータ、および
・ 部品アライメントのための照明パラメータ
ピックアンドプレース機械のセットアップの間、オペレータは通常、供給部を正しい位置に装備し、ノズルをカセット内に装備し、適した取り付けプログラムを用いていくつかの工作物を組み立てる手順に従う。最初の工作物または工作物群が組み立てられた後、オペレータは各工作物を目視して検査するか、または自動光学検査システムを用いる。エラーが発見された場合、エラーの原因が調査されて修正措置が遂行される。ピックアンドプレース機械のこの初期セットアップの一環として、供給部の位置、供給部内の部品位置、部品をピックアップするために用いられる吸引量、吸引がかけられたときの部品上でのノズルの高さ、および部品の向きと極性が調べられて、すべての部品に適切なピックアップが行われているか否かが判断される。修正措置が遂行された後、別の工作物群が組み立てられて検査される。組立、検査および修正措置というこのサイクルは、ピックアンドプレース機械が最適化されているかまたは生産用に正しく設定されているとオペレータが判断するまで繰り返される。
Claims (17)
- 工作物を組み立てるためのピックアンドプレース機械であって、
部品を着脱可能にピックアップして保持するための少なくとも1つのノズルを有する取り付けヘッドと、
取り付けヘッドと工作物との間の相対運動を発生させるためのロボットシステムと、
部品ピックアップ位置の少なくとも1つの画像を得るために配設された画像取得デバイスと、
画像取得デバイスにより発生した少なくとも1つの画像を分析して、部品ピックアッププロセスの少なくとも1つの特性を判断するための画像処理デバイスと、
を含むピックアンドプレース機械。 - 少なくとも1つの特性が、適切なピッキング位置に、ピッキングされる部品がないことを含む、請求項1記載のピックアンドプレース機械。
- 少なくとも1つの特性が、ピッキング後の少なくとも1つのノズル上に、部品がないことを含む、請求項1記載のピックアンドプレース機械。
- 少なくとも1つの特性が、ピックアップ前の部品の正しい方向を含む、請求項1記載のピックアンドプレース機械。
- 少なくとも1つの特性が、ピックアップ前の部品の極性を含む、請求項1記載のピックアンドプレース機械。
- 少なくとも1つの特性が、ピッキング後のノズル上の部品の正しい位置を含む、請求項1記載のピックアンドプレース機械。
- 少なくとも1つの特性が、ノズルの状態を含む、請求項1記載のピックアンドプレース機械。
- 少なくとも1つの特性が、部品ピックアップ時のノズルの高さを含む、請求項1記載のピックアンドプレース機械。
- 少なくとも1つの特性が、部品を収容しているピッキング動作中の供給部の状態を含む、請求項1記載のピックアンドプレース機械。
- 少なくとも1つの特性が、部品を収容しているピッキング動作中の供給部の動きを含む、請求項1記載のピックアンドプレース機械。
- 部品のピックアップ前の部品ピックアップ位置の前画像を得るために、および部品のピックアップ後の部品ピックアップ位置の後画像を得るために、画像取得デバイスが配設され、
画像処理デバイスが、画像取得デバイスにより得られた2つの画像を比較し、
画像処理デバイスが、比較にもとづいて、部品ピックアッププロセスの少なくとも1つの特性を判断する、請求項1記載のピックアンドプレース機械。 - 工作物の組立のためのピックアンドプレース機械であって、
部品を着脱可能に保持するための少なくとも1つのノズルを有する取り付けヘッドと、
取り付けヘッドと工作物との間の相対運動を発生させるためのロボットシステムと、
部品のピックアップ位置の画像を得るために配設された画像取得システムと、
ピックアップサイクル中の取り付けヘッドの位置を検出するために配設されたトリガ機構とを含み、
ピックアップサイクルの一連の画像を発生させるために、画像取得システムが選定された間隔でトリガされる、ピックアンドプレース機械。 - 単一の部品のピックアップ中に画像が取得される、請求項12記載のシステム。
- 数個の部品のピッキング中に画像が取得される、請求項12記載のシステム。
- ピックアンドプレース動作中に部品をピックアップする方法であって、
ピックアンドプレース機械によりピックアップされる前に、部品の画像を取得することと、
部品がピックアップされた後に、部品の画像を少なくとも一度取得することと、
ピックアップ前に取得された画像と、ピックアップ後に取得された画像とを比較して、ピックアップ動作の特性を判断することと、
比較にもとづいてピッキング表示を発生させることと、
を含む方法。 - 少なくとも1つの画像の動きぶれを感知することと、
感知されたぶれから動き量を検出することと、
をさらに含む、請求項15記載の方法。 - 工作物を組み立てるためにピックアンドプレース機械をプログラミングするための方法であって、
部品ピックアップ動作の少なくとも1つの画像を取得することと、
部品ピックアップ動作の少なくとも1つの画像を表示することと、
表示された画像を用いて、ピックアンドプレースプログラムの少なくとも1つのパラメータを調整することと、
を含む方法。
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