JP2595995B2 - 組立装置 - Google Patents
組立装置Info
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- JP2595995B2 JP2595995B2 JP62256026A JP25602687A JP2595995B2 JP 2595995 B2 JP2595995 B2 JP 2595995B2 JP 62256026 A JP62256026 A JP 62256026A JP 25602687 A JP25602687 A JP 25602687A JP 2595995 B2 JP2595995 B2 JP 2595995B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- adjustment
- mounting table
- optical microscope
- assembling apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば第1部品を第2部品に載せるような複
数の部品の組立を行う組立装置に関し、特に、位置検出
手段を備え、精度の高い位置決めを行う組立装置に関す
る。
数の部品の組立を行う組立装置に関し、特に、位置検出
手段を備え、精度の高い位置決めを行う組立装置に関す
る。
光学顕微鏡等の位置検出手段を用いて、電気部品,電
子部品等の部品の高精度の位置決めを行う組立装置が知
られている。
子部品等の部品の高精度の位置決めを行う組立装置が知
られている。
第9図は、従来の組立装置の一例を示す図であり、そ
の組立装置は、第10図に示すような第2部品22上に第1
部品21を正確に位置決めして載置する作業を行う。上記
組立装置は、上記第1部品21を支持するコレット23と、
調整用テーブル25,26および移動用テーブル27によりそ
の位置が制御され第2部品22を載置させる載置台24と、
第1部品21の位置を検出する光学顕微鏡28および第2部
品22の位置を検出する光学顕微鏡29とから概ね構成され
ている。
の組立装置は、第10図に示すような第2部品22上に第1
部品21を正確に位置決めして載置する作業を行う。上記
組立装置は、上記第1部品21を支持するコレット23と、
調整用テーブル25,26および移動用テーブル27によりそ
の位置が制御され第2部品22を載置させる載置台24と、
第1部品21の位置を検出する光学顕微鏡28および第2部
品22の位置を検出する光学顕微鏡29とから概ね構成され
ている。
組立作業は、まず、光学顕微鏡28および光学顕微鏡29
を用いて、それぞれ第1部品21および第2部品22の位置
が検出される。これらの位置の検出後、第1部品21に対
する第2部品22の位置関係が計算される。次に、その計
算結果を利用して上記調整用テーブル26により図中Y方
向の位置が調整され、上記調整用テーブル25により図中
X方向の位置が調整される。この調整位置は、位置検出
された第1部品21から一定距離lだけ離れた位置であ
る。そして、その調整位置から一定距離lだけ載置台24
を移動させる機能を持つ移動用テーブル27の動作から、
上記第2部品22を載置台24ごと一定距離lだけ移動させ
る。すると、既に調整用テーブル25,26により第2部品2
2の位置が調整されているために、第2部品22は第1部
品21の直下に移送される。最後に、コレット23を載置台
24に対して垂直に降下させ、第1部品21を第2部品22上
に載置させることができる。
を用いて、それぞれ第1部品21および第2部品22の位置
が検出される。これらの位置の検出後、第1部品21に対
する第2部品22の位置関係が計算される。次に、その計
算結果を利用して上記調整用テーブル26により図中Y方
向の位置が調整され、上記調整用テーブル25により図中
X方向の位置が調整される。この調整位置は、位置検出
された第1部品21から一定距離lだけ離れた位置であ
る。そして、その調整位置から一定距離lだけ載置台24
を移動させる機能を持つ移動用テーブル27の動作から、
上記第2部品22を載置台24ごと一定距離lだけ移動させ
る。すると、既に調整用テーブル25,26により第2部品2
2の位置が調整されているために、第2部品22は第1部
品21の直下に移送される。最後に、コレット23を載置台
24に対して垂直に降下させ、第1部品21を第2部品22上
に載置させることができる。
上述のような先行技術においては、光学顕微鏡28,29
による位置検出が正確に行われた場合であっても、高精
度の組立が行われない場合がある。
による位置検出が正確に行われた場合であっても、高精
度の組立が行われない場合がある。
すなわち、本来、上記光学顕微鏡28,29の各位置は一
定であって、それらの間隔Lも一定であるはずである。
しかし、当該組立装置が設置される場合の室温の変化や
装置内部の温度上昇等によって、光学顕微鏡28,29の間
隔Lが変化する。すると、計算され且つ調整用テーブル
25,26の動作により調整される調整位置も上記間隔Lの
変化に従って変化する。この結果、正確な組立が不能と
なる。
定であって、それらの間隔Lも一定であるはずである。
しかし、当該組立装置が設置される場合の室温の変化や
装置内部の温度上昇等によって、光学顕微鏡28,29の間
隔Lが変化する。すると、計算され且つ調整用テーブル
25,26の動作により調整される調整位置も上記間隔Lの
変化に従って変化する。この結果、正確な組立が不能と
なる。
また、上記光学顕微鏡28,29の間隔Lのみならず一定
距離lだけ載置台24を移動させる移動用テーブル27につ
いても同様である。すなわち、機械温度の上昇からネジ
のピッチの変化等が生じ、載置台24の移動する距離が上
記一定距離lと異なる距離となってしまうことになる。
距離lだけ載置台24を移動させる移動用テーブル27につ
いても同様である。すなわち、機械温度の上昇からネジ
のピッチの変化等が生じ、載置台24の移動する距離が上
記一定距離lと異なる距離となってしまうことになる。
このような技術的課題への対策としては、当該組立装
置が設置される場所の室温管理や、移動用テーブル27を
クローズドループ制御とすること或いは光学顕微鏡28,2
9の剛性を強くする等の方法がある。しかし、室温管理
の場合、本装置での組立作業に要求される±5μm以下
の合わせ精度には、例えば室温を±0.5℃以内に制御す
る必要があり、仮にその室温制御を行うならば、製品価
格の著しい上昇を伴うことになる。また、予測できない
外乱等に対しては、剛性等を強くしても十分に対処でき
ない。
置が設置される場所の室温管理や、移動用テーブル27を
クローズドループ制御とすること或いは光学顕微鏡28,2
9の剛性を強くする等の方法がある。しかし、室温管理
の場合、本装置での組立作業に要求される±5μm以下
の合わせ精度には、例えば室温を±0.5℃以内に制御す
る必要があり、仮にその室温制御を行うならば、製品価
格の著しい上昇を伴うことになる。また、予測できない
外乱等に対しては、剛性等を強くしても十分に対処でき
ない。
そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、高精度の組立
を容易に実現する組立装置の提供を目的とする。
を容易に実現する組立装置の提供を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係る組立装置は、上述のような課題を解決す
るため、第1部品の支持手段を有し、第1部品の位置検
出手段と第2部品の位置検出手段がほぼ所定の間隔で配
置され、上記第1部品の位置検出手段および上記第2部
品の位置検出手段からの各位置情報に基づいて部品の位
置が調整された後、上記第2部品の載置台がほぼ一定距
離移動され、上記第1部品と上記第2部品の組立を行う
組立装置において、上記第2部品の載置台近傍に1つの
位置基準マークが設けられ、上記位置基準マークを第1
部品の位置検出手段および第2部品の位置検出手段でそ
れぞれ参照して、上記第1部品の位置検出手段および第
2部品の位置検出手段によってそれぞれ得られる上記位
置基準マークの参照情報に基づいて部品の調整位置を補
正する補正手段を備える。
るため、第1部品の支持手段を有し、第1部品の位置検
出手段と第2部品の位置検出手段がほぼ所定の間隔で配
置され、上記第1部品の位置検出手段および上記第2部
品の位置検出手段からの各位置情報に基づいて部品の位
置が調整された後、上記第2部品の載置台がほぼ一定距
離移動され、上記第1部品と上記第2部品の組立を行う
組立装置において、上記第2部品の載置台近傍に1つの
位置基準マークが設けられ、上記位置基準マークを第1
部品の位置検出手段および第2部品の位置検出手段でそ
れぞれ参照して、上記第1部品の位置検出手段および第
2部品の位置検出手段によってそれぞれ得られる上記位
置基準マークの参照情報に基づいて部品の調整位置を補
正する補正手段を備える。
ここで、上記支持手段は、第1部品を支持するもので
あり、その移動方向は問わない。また、上記支持手段
は、第1部品を保持するのみであっても良い。位置検出
手段は、光学顕微鏡、イメージセンサ等の各部品の位置
を検出するものが用いられる。各位置情報に基づく位置
の調整は、第2部品に限られず第1部品に関して行う構
成であっても良い。上記位置調整は、2次元のみならず
3次元や極座標等を用いた調整であってもよい。第2部
品の載置台は、一定距離だけ移動されるが、この一定距
離は、平行移動に限定されるものではなく回転移動であ
ってもよい。
あり、その移動方向は問わない。また、上記支持手段
は、第1部品を保持するのみであっても良い。位置検出
手段は、光学顕微鏡、イメージセンサ等の各部品の位置
を検出するものが用いられる。各位置情報に基づく位置
の調整は、第2部品に限られず第1部品に関して行う構
成であっても良い。上記位置調整は、2次元のみならず
3次元や極座標等を用いた調整であってもよい。第2部
品の載置台は、一定距離だけ移動されるが、この一定距
離は、平行移動に限定されるものではなく回転移動であ
ってもよい。
また、位置基準マークは、上記位置検出手段にその位
置が正確に検出され得る目印であれば良く、その方法
は、光学的であるか電気的であるかを問わない。
置が正確に検出され得る目印であれば良く、その方法
は、光学的であるか電気的であるかを問わない。
なお、ここで、組立とは、部品の装着、接着、挿入等
の種々の実装作業を含むのは勿論である。
の種々の実装作業を含むのは勿論である。
本発明に係る組立装置は、上記位置基準マークを上記
第2部品の載置台近傍に設け、上記第1部品の位置検出
手段および第2部品の位置検出手段で参照することによ
り位置基準マークの参照情報が求められる。この位置基
準マークの参照情報には、載置台の移動距離に関する誤
差や、各位置検出手段の間隔に関する誤差が含まれる。
そして、これらの誤差から、逆に組立作業の補正値を求
め、その補正値により部品の調整位置を補正しながら組
立を行うことで、正確な組立が行われる。また、この
際、位置基準マークは、1つのみ設けられていることか
ら、作業空間の環境の変化に伴う基準のズレが無く、各
位置検出手段が正確に参照情報を得ることができる。す
なわち、組立装置は、例えば作業空間の温度変化等の作
業環境の変化により微妙に変形された場合においても、
正確に参照情報を得られる。さらには、組立装置は、例
えば温度センサ等の作業環境検出手段と組み合わせるこ
とにより、この作業環境検出手段が一定基準より作業環
境が変化したことを検出した場合には、作業環境の変化
に伴う装置の変形を考慮した参照情報を得るようにして
も良い。
第2部品の載置台近傍に設け、上記第1部品の位置検出
手段および第2部品の位置検出手段で参照することによ
り位置基準マークの参照情報が求められる。この位置基
準マークの参照情報には、載置台の移動距離に関する誤
差や、各位置検出手段の間隔に関する誤差が含まれる。
そして、これらの誤差から、逆に組立作業の補正値を求
め、その補正値により部品の調整位置を補正しながら組
立を行うことで、正確な組立が行われる。また、この
際、位置基準マークは、1つのみ設けられていることか
ら、作業空間の環境の変化に伴う基準のズレが無く、各
位置検出手段が正確に参照情報を得ることができる。す
なわち、組立装置は、例えば作業空間の温度変化等の作
業環境の変化により微妙に変形された場合においても、
正確に参照情報を得られる。さらには、組立装置は、例
えば温度センサ等の作業環境検出手段と組み合わせるこ
とにより、この作業環境検出手段が一定基準より作業環
境が変化したことを検出した場合には、作業環境の変化
に伴う装置の変形を考慮した参照情報を得るようにして
も良い。
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明す
る。
る。
まず、本実施例の組立装置の機械的な構造について第
1図を参照しながら説明する。
1図を参照しながら説明する。
本実施例の組立装置は、第1部品1を支持する支持手
段としてのコレット9と、第2部品2を載置させる載置
台10と、その載置台10に接続され図中X,Y方向の位置の
調整を行う調整用テーブル6,7および組立時に一定距離
lだけ移動する移動用テーブル8と、第1部品1の位置
を検出する位置検出手段としての光学顕微鏡3と、第2
部品2の位置を検出する位置検出手段としての光学顕微
鏡4と、上記載置台10に配設された位置基準マーク5と
から概ね構成されている。
段としてのコレット9と、第2部品2を載置させる載置
台10と、その載置台10に接続され図中X,Y方向の位置の
調整を行う調整用テーブル6,7および組立時に一定距離
lだけ移動する移動用テーブル8と、第1部品1の位置
を検出する位置検出手段としての光学顕微鏡3と、第2
部品2の位置を検出する位置検出手段としての光学顕微
鏡4と、上記載置台10に配設された位置基準マーク5と
から概ね構成されている。
上記第1部品1を支持するコレット9は、第1部品1
を鉛直方向すなわち図中Z方向に移動させるものであ
る。このコレット9は第1部品1の一主面から当該第1
部品1を支持する機構を有している。
を鉛直方向すなわち図中Z方向に移動させるものであ
る。このコレット9は第1部品1の一主面から当該第1
部品1を支持する機構を有している。
上記載置台10は、上記第2部品2を載置させ所定の厚
みを有した円板状の台である。上記第2部品2はその底
面が載置台10の表面に載置される。載置台10には、後述
するような位置基準マーク5が配設される。この位置基
準マーク5は、光学顕微鏡3と光学顕微鏡4の双方に参
照される必要があるため、図のような光学顕微鏡3の配
置からは、少なくとも載置台10の位置基準マーク5の裏
面は切り欠かれ若しくは透明体とされている。この載置
台10の底部はアーム部材11に支持されている。アーム部
材11は、載置台10と調整用テーブル6,7および移動用テ
ーブル8を連動させるための部材である。このアーム部
材11は、図中X方向に延在された上端部に上記載置台10
が配設されて固定され、その基端側の底部で調整用テー
ブル6に固定されている。これら載置台10およびアーム
部材11は、所要の剛性を有してなる。
みを有した円板状の台である。上記第2部品2はその底
面が載置台10の表面に載置される。載置台10には、後述
するような位置基準マーク5が配設される。この位置基
準マーク5は、光学顕微鏡3と光学顕微鏡4の双方に参
照される必要があるため、図のような光学顕微鏡3の配
置からは、少なくとも載置台10の位置基準マーク5の裏
面は切り欠かれ若しくは透明体とされている。この載置
台10の底部はアーム部材11に支持されている。アーム部
材11は、載置台10と調整用テーブル6,7および移動用テ
ーブル8を連動させるための部材である。このアーム部
材11は、図中X方向に延在された上端部に上記載置台10
が配設されて固定され、その基端側の底部で調整用テー
ブル6に固定されている。これら載置台10およびアーム
部材11は、所要の剛性を有してなる。
上記アーム11を介して載置台10に接続する調整用テー
ブルは、図中X方向での載置台10の位置を調整するため
の調整用テーブル6と、図中Y方向での載置台10の位置
を調整するための調整用テーブル7とからなっている。
X方向を調整方向とする調整用テーブル6は上記アーム
部材11の底部に接続され、その下にY方向を調整方向と
する調整用テーブル7が設けられている。これら各調整
用テーブル6,7は、単軸テーブルであって、各ネジ棒に
沿ってそれぞれボールネジのパルスモーター駆動による
制御が可能である。
ブルは、図中X方向での載置台10の位置を調整するため
の調整用テーブル6と、図中Y方向での載置台10の位置
を調整するための調整用テーブル7とからなっている。
X方向を調整方向とする調整用テーブル6は上記アーム
部材11の底部に接続され、その下にY方向を調整方向と
する調整用テーブル7が設けられている。これら各調整
用テーブル6,7は、単軸テーブルであって、各ネジ棒に
沿ってそれぞれボールネジのパルスモーター駆動による
制御が可能である。
これら調整用テーブル6,7に接続する移動用テーブル
8は、第2部品2の調整位置から図中X方向へ一定距離
lだけ載置台10を移動させる。移動用テーブル8は、ボ
ールネジのDCサーボモーター駆動による短軸テーブルで
ある。なお、移動用テーブル8をボールネジのパルスモ
ーター駆動による制御としても良く、エアシリンダーと
メカストッパーによる構成とすることもできる。
8は、第2部品2の調整位置から図中X方向へ一定距離
lだけ載置台10を移動させる。移動用テーブル8は、ボ
ールネジのDCサーボモーター駆動による短軸テーブルで
ある。なお、移動用テーブル8をボールネジのパルスモ
ーター駆動による制御としても良く、エアシリンダーと
メカストッパーによる構成とすることもできる。
上記光学顕微鏡3は、第1部品1の位置検出手段であ
る。この光学顕微鏡3には、画像を採り込むためのカメ
ラが接続され、第1部品1の位置が検出される。光学顕
微鏡3は、コレット9の下方に設けられ、その光軸が上
記コレット9の軸と略同軸に設けられている。上記載置
台10が移動用テーブル8の作動によって一定距離lだけ
動いた時では、光学顕微鏡3とコレット9に支持された
第1部品1の間の空隙に載置台10が位置する。この光学
顕微鏡3の取り付け場所は、上記コレット9の支持方法
によって変えることができ、第1部品1の形状により側
面からのチャッキングができるならば、光学顕微鏡3を
上側に設けることもできる。
る。この光学顕微鏡3には、画像を採り込むためのカメ
ラが接続され、第1部品1の位置が検出される。光学顕
微鏡3は、コレット9の下方に設けられ、その光軸が上
記コレット9の軸と略同軸に設けられている。上記載置
台10が移動用テーブル8の作動によって一定距離lだけ
動いた時では、光学顕微鏡3とコレット9に支持された
第1部品1の間の空隙に載置台10が位置する。この光学
顕微鏡3の取り付け場所は、上記コレット9の支持方法
によって変えることができ、第1部品1の形状により側
面からのチャッキングができるならば、光学顕微鏡3を
上側に設けることもできる。
上記光学顕微鏡4は、第2部品の位置検出手段であ
る。この光学顕微鏡4にも同様に、画像を採り込むため
のカメラが接続され、載置台10上の第2部品2の位置が
検出される。光学顕微鏡4は、載置台10の表面から離間
されて、その光軸方向は載置台10の略法線方向である。
そして、この光学顕微鏡4と上記光学顕微鏡3は、各光
軸が平行線であって、その間隔が一定の間隔Lとされて
いる。
る。この光学顕微鏡4にも同様に、画像を採り込むため
のカメラが接続され、載置台10上の第2部品2の位置が
検出される。光学顕微鏡4は、載置台10の表面から離間
されて、その光軸方向は載置台10の略法線方向である。
そして、この光学顕微鏡4と上記光学顕微鏡3は、各光
軸が平行線であって、その間隔が一定の間隔Lとされて
いる。
上記載置台10に配設された位置基準マーク5は、光学
顕微鏡3,4にそれぞれ参照され、組立作業の補正値を算
出するための目印である。この位置基準マーク5は、一
例として透明体に不透明な十字状の模様を配したものと
される。このような透明体にマークを設けることで、下
方から光学顕微鏡3,上方から光学顕微鏡4を用いてそれ
ぞれマークの参照を行なえる。また、位置基準マーク5
を不透明な下地に透明なマークを設ける様にすることも
できる。
顕微鏡3,4にそれぞれ参照され、組立作業の補正値を算
出するための目印である。この位置基準マーク5は、一
例として透明体に不透明な十字状の模様を配したものと
される。このような透明体にマークを設けることで、下
方から光学顕微鏡3,上方から光学顕微鏡4を用いてそれ
ぞれマークの参照を行なえる。また、位置基準マーク5
を不透明な下地に透明なマークを設ける様にすることも
できる。
次に、概ね上述の如き機械的構造を有する本実施例の
組立装置の作動状態について説明する。
組立装置の作動状態について説明する。
まず初めに、第2図を参照して、通常の組立作業Aに
ついて簡単に説明すると、開始後、参照作業でない側
(NO側)へ進み、第1部品1がコレット9で支持され、
第2部品2が上記載置第10の表面に載置される(O
D1)。次に、上記光学顕微鏡3で上記第1部品1の位置
が検出され、上記光学顕微鏡4で上記第2部品2の位置
が検出される(OD2)。この検出されたデータを利用
し、さらに後述するような参照作業Bによって補正値が
有るときはその補正値も用いて、第1部品1に対する第
2部品2の位置関係を明らかにし、検出されたデータと
補正値に基づく調整値を計算する(OD3)。第3図は、
光学顕微鏡3の光軸O3,光学顕微鏡4の光軸O4の位置関
係を示している。その間隔Lは、移動用テーブル8の一
定距離lの移動方向すなわち図中X方向に対して微小な
角度を持つものと仮定され、間隔LのX成分はXLとさ
れ、間隔LのY成分はYLとされる。そして、調整値は、
この第3図に示す位置関係を基に算出される。補正値が
ない場合については(補正値が有る場合については後述
する。)、例えば光学顕微鏡3の光軸O3からの第1部品
1の座標が(x1,y1)とされ、光学顕微鏡4の光軸O4か
らの第2部品2の座標が(x2,y2)とされるときに、調
整値(Xa,Ya)は、 (Xa,Ya)=(l+x1−XL−x2,y1−YL−y2) と表される。
ついて簡単に説明すると、開始後、参照作業でない側
(NO側)へ進み、第1部品1がコレット9で支持され、
第2部品2が上記載置第10の表面に載置される(O
D1)。次に、上記光学顕微鏡3で上記第1部品1の位置
が検出され、上記光学顕微鏡4で上記第2部品2の位置
が検出される(OD2)。この検出されたデータを利用
し、さらに後述するような参照作業Bによって補正値が
有るときはその補正値も用いて、第1部品1に対する第
2部品2の位置関係を明らかにし、検出されたデータと
補正値に基づく調整値を計算する(OD3)。第3図は、
光学顕微鏡3の光軸O3,光学顕微鏡4の光軸O4の位置関
係を示している。その間隔Lは、移動用テーブル8の一
定距離lの移動方向すなわち図中X方向に対して微小な
角度を持つものと仮定され、間隔LのX成分はXLとさ
れ、間隔LのY成分はYLとされる。そして、調整値は、
この第3図に示す位置関係を基に算出される。補正値が
ない場合については(補正値が有る場合については後述
する。)、例えば光学顕微鏡3の光軸O3からの第1部品
1の座標が(x1,y1)とされ、光学顕微鏡4の光軸O4か
らの第2部品2の座標が(x2,y2)とされるときに、調
整値(Xa,Ya)は、 (Xa,Ya)=(l+x1−XL−x2,y1−YL−y2) と表される。
このような調整値に基づき載置台10上に載置された第
2部品2の位置を調整する(OD4)。
2部品2の位置を調整する(OD4)。
この調整は、調整用テーブル6,7を用いて行われる。
調整用テーブル6により第1図中X方向の調整が行わ
れ、調整用テーブル7から第1図中Y方向の調整が行わ
れる。すなわち、上記調整値(補正値なし)では、(X
a,Ya)だけ動かせば良い。このように調整用テーブル6,
7を用いて第2部品2が調整位置にセットされた後、上
記移動用テーブル8が作動して第2部品2が載置台10ご
と第1図中X方向に一定距離lだけ移動する(OD5)。
すると、既に調整がなされているために、コレット9を
下降させ、第2部品2上に第1部品1を組み立てること
ができる。そして、上記移動用テーブル8の作動により
載置台10を戻すと共に組立てられた部品を取り外す(OD
6)。以後、終了か否かを判断し(OD7)、終了若しくは
継続の状態に移る。継続の場合では、再び参照作業の時
刻か否かが判断される(OD0)。
調整用テーブル6により第1図中X方向の調整が行わ
れ、調整用テーブル7から第1図中Y方向の調整が行わ
れる。すなわち、上記調整値(補正値なし)では、(X
a,Ya)だけ動かせば良い。このように調整用テーブル6,
7を用いて第2部品2が調整位置にセットされた後、上
記移動用テーブル8が作動して第2部品2が載置台10ご
と第1図中X方向に一定距離lだけ移動する(OD5)。
すると、既に調整がなされているために、コレット9を
下降させ、第2部品2上に第1部品1を組み立てること
ができる。そして、上記移動用テーブル8の作動により
載置台10を戻すと共に組立てられた部品を取り外す(OD
6)。以後、終了か否かを判断し(OD7)、終了若しくは
継続の状態に移る。継続の場合では、再び参照作業の時
刻か否かが判断される(OD0)。
次に、参照作業Bについて説明する。通常の組立作業
Aから参照作業Bに移行する場合、参照作業に移行する
時刻か否かで判断される(OD0)。参照作業を行う時刻
であるとき(YES)では、参照作業Bの流れに移る。な
お、必ずしも所要の時刻を基準として参照作業に移るの
ではなく、機械装置温度や室温の変化を検出し、ある温
度で参照作業Bに移るようにすることもできる。また、
その他の作業環境の変化に対して参照作業Bのループに
進むようにすることも可能である。
Aから参照作業Bに移行する場合、参照作業に移行する
時刻か否かで判断される(OD0)。参照作業を行う時刻
であるとき(YES)では、参照作業Bの流れに移る。な
お、必ずしも所要の時刻を基準として参照作業に移るの
ではなく、機械装置温度や室温の変化を検出し、ある温
度で参照作業Bに移るようにすることもできる。また、
その他の作業環境の変化に対して参照作業Bのループに
進むようにすることも可能である。
参照作業Bは次のように進められる。まず、載置台10
に配設された位置基準マーク5を、第2部品2の光学顕
微鏡4の視野内に入れ、その焦点を合わせる(RF1)。
次に、第2部品2の光学顕微鏡4で位置基準マーク5の
交点の座標(x4,y4)を検出し、その位置の座標を記憶
する(RF2)。続いて移動用テーブル8を作動させ、載
置台10を一定距離lだけ移動させる(RF3)。その移動
後、上記位置基準マーク5を、第1部品1の光学顕微鏡
3の視野内に入れ、その焦点を合わせる(RF4)。次
に、第1部品1の光学顕微鏡3で位置基準マーク5の交
点の座標(x3,y3)を検出し、その位置の座標を記憶す
る(RF5)。このようなRF1〜RF5の動作から、光学顕微
鏡4の光軸O4からの交点の座標(x4,y4)と、光学顕微
鏡3の光軸O3からの交点の座標(x3,y3)とが求められ
る。
に配設された位置基準マーク5を、第2部品2の光学顕
微鏡4の視野内に入れ、その焦点を合わせる(RF1)。
次に、第2部品2の光学顕微鏡4で位置基準マーク5の
交点の座標(x4,y4)を検出し、その位置の座標を記憶
する(RF2)。続いて移動用テーブル8を作動させ、載
置台10を一定距離lだけ移動させる(RF3)。その移動
後、上記位置基準マーク5を、第1部品1の光学顕微鏡
3の視野内に入れ、その焦点を合わせる(RF4)。次
に、第1部品1の光学顕微鏡3で位置基準マーク5の交
点の座標(x3,y3)を検出し、その位置の座標を記憶す
る(RF5)。このようなRF1〜RF5の動作から、光学顕微
鏡4の光軸O4からの交点の座標(x4,y4)と、光学顕微
鏡3の光軸O3からの交点の座標(x3,y3)とが求められ
る。
次に、第1回目の参照作業か否かが判断される(R
F6)。第1回目の参照作業である場合(YES)では、初
期相対距離値(Xi,Yi)が求められる(RF7)。この初期
相対距離値(Xi,Yi)は、光軸間の間隔Lや移動テーブ
ル8の移動距離lが変化しない時点で求められ、上記座
標(x3,y3),座標(x4,y4)の記憶から、一例として初
期相対距離値(Xi,Yi)=(x3+x4,y3+y4)〔但し、座
標の採り方は、光軸O3を中心とする。〕である。そし
て、このとき初期相対距離値(Xi,Yi)は、(l−XL,
YL)と等しいものとなる。また、初期相対距離値(Xi,Y
i)として、単に各座標値を記憶し保持するだけでも良
い。このような初期相対距離値(Xi,Yi)は、次に説明
する補正値を算出するための基礎データとして用いられ
るものである。従って、第4図に示すように、光軸間の
間隔Lや移動テーブル8の移動距離lが変化していない
状態で求められる。なお、初期相対距離値として、補正
の必要のない状態での調整値をそのまま用いるようにし
ても良い。なお、第4図中、矩形3a,4aは、それぞれ各
光学顕微鏡3,4に接続されるカメラのモニター画面を示
している。
F6)。第1回目の参照作業である場合(YES)では、初
期相対距離値(Xi,Yi)が求められる(RF7)。この初期
相対距離値(Xi,Yi)は、光軸間の間隔Lや移動テーブ
ル8の移動距離lが変化しない時点で求められ、上記座
標(x3,y3),座標(x4,y4)の記憶から、一例として初
期相対距離値(Xi,Yi)=(x3+x4,y3+y4)〔但し、座
標の採り方は、光軸O3を中心とする。〕である。そし
て、このとき初期相対距離値(Xi,Yi)は、(l−XL,
YL)と等しいものとなる。また、初期相対距離値(Xi,Y
i)として、単に各座標値を記憶し保持するだけでも良
い。このような初期相対距離値(Xi,Yi)は、次に説明
する補正値を算出するための基礎データとして用いられ
るものである。従って、第4図に示すように、光軸間の
間隔Lや移動テーブル8の移動距離lが変化していない
状態で求められる。なお、初期相対距離値として、補正
の必要のない状態での調整値をそのまま用いるようにし
ても良い。なお、第4図中、矩形3a,4aは、それぞれ各
光学顕微鏡3,4に接続されるカメラのモニター画面を示
している。
次に、第1回目の参照作業でない場合すなわち補正値
を位置基準マークの参照情報に基づいて計算する場合に
ついて説明する。まず、例えば第n回目(n≠1,nは自
然数)の参照作業において、判断RF6ではNO側に進み、
相対距離値(Xn,Yn)を求める。これを第5図を参照し
ながら説明すると、補正値を算出する前提として、移動
用テーブル8の一定距離lに誤差Δlが生じ、光軸O3,O
4間の間隔Lに誤差が生じてそのX成分が(XL+ΔXL)
とされ且つそのY成分が(YL+ΔYL)とされたものとす
る。作業要素RF1〜RF5を経ることで、第n回目の参照作
業時の座標データが検出されており、その座標をここで
座標(x3n,y3n),座標(x4n,y4n)とする。そして、こ
れらの座標値から求められる相対距離値(Xn,Yn)は、
(Xn,Yn)=(x3n+x4n,y3n+y4n)となる。この相対距
離値(Xn,Yn)は、第5図からも明らかなように、(l
+Δl−XL−ΔXL,Δm−YL−ΔYL)〔なお、ΔYLの絶
対値は第5図中マイナス値である。〕と等しい。
を位置基準マークの参照情報に基づいて計算する場合に
ついて説明する。まず、例えば第n回目(n≠1,nは自
然数)の参照作業において、判断RF6ではNO側に進み、
相対距離値(Xn,Yn)を求める。これを第5図を参照し
ながら説明すると、補正値を算出する前提として、移動
用テーブル8の一定距離lに誤差Δlが生じ、光軸O3,O
4間の間隔Lに誤差が生じてそのX成分が(XL+ΔXL)
とされ且つそのY成分が(YL+ΔYL)とされたものとす
る。作業要素RF1〜RF5を経ることで、第n回目の参照作
業時の座標データが検出されており、その座標をここで
座標(x3n,y3n),座標(x4n,y4n)とする。そして、こ
れらの座標値から求められる相対距離値(Xn,Yn)は、
(Xn,Yn)=(x3n+x4n,y3n+y4n)となる。この相対距
離値(Xn,Yn)は、第5図からも明らかなように、(l
+Δl−XL−ΔXL,Δm−YL−ΔYL)〔なお、ΔYLの絶
対値は第5図中マイナス値である。〕と等しい。
次に、このようにして求められた相対距離値(Xn,Y
n)と初期相対距離値(Xi,Yi)から補正値(ΔX,ΔY)
を求めてみる(RF10)。まず。初期相対距離値は、 (Xi,Yi)=(x3+x4,y3+y4) =(l−XL,YL) …… 次に、相対距離値は、 (Xn,Yn)=(x3n+x4n,y3n+y4n) =(l+Δl−XL−ΔXL,Δm−YL−ΔYL) …… である。ここで、これら式−式の辺々減算を考えて
みると、 (Xi,Yi)−(Xn,Yn) =(x3n+x4n−x3−x4,y3n+y4n−y3−y4) =(Δl−ΔXL,Δm−ΔYL) …… となる。すなわち、式より相対距離値から初期相対距
離値を差し引いた値は、(Δl−ΔXL,Δm−ΔYL)で
あって、それぞれ生じた誤差を相対量として示すものと
なる。そこで、相対距離値から初期相対距離値を差し引
いた値〔(Xi,Yi)−(Xn,Yn)〕を補正値(ΔX,ΔY)
とすることで、一定の移動距離lや光軸間の間隔Lに生
じた誤差を総合的に数値化できることになる。
n)と初期相対距離値(Xi,Yi)から補正値(ΔX,ΔY)
を求めてみる(RF10)。まず。初期相対距離値は、 (Xi,Yi)=(x3+x4,y3+y4) =(l−XL,YL) …… 次に、相対距離値は、 (Xn,Yn)=(x3n+x4n,y3n+y4n) =(l+Δl−XL−ΔXL,Δm−YL−ΔYL) …… である。ここで、これら式−式の辺々減算を考えて
みると、 (Xi,Yi)−(Xn,Yn) =(x3n+x4n−x3−x4,y3n+y4n−y3−y4) =(Δl−ΔXL,Δm−ΔYL) …… となる。すなわち、式より相対距離値から初期相対距
離値を差し引いた値は、(Δl−ΔXL,Δm−ΔYL)で
あって、それぞれ生じた誤差を相対量として示すものと
なる。そこで、相対距離値から初期相対距離値を差し引
いた値〔(Xi,Yi)−(Xn,Yn)〕を補正値(ΔX,ΔY)
とすることで、一定の移動距離lや光軸間の間隔Lに生
じた誤差を総合的に数値化できることになる。
このような初期相対距離値や相対距離値を求めた後、
移動用テーブル8を戻し、載置台10を当初の位置に戻す
(RF8)。以下、通常の組立作業に戻り、判断OD7等を経
て、上述の組立作業が行われる。特に作業OD3では、参
照作業Bによって求められた補正値(ΔX,ΔY)が検出
データに加えられ、一定の移動距離lや光軸間の間隔L
に生じた誤差を含んだ形で調整値(Xa,Ya)が算出され
ることになる。このため、本実施例の組立装置では、参
照作業Bを行った後では、一定の移動距離lや光軸間の
間隔Lの誤差を組立作業に反映させることなく組立作業
が行われることになる。
移動用テーブル8を戻し、載置台10を当初の位置に戻す
(RF8)。以下、通常の組立作業に戻り、判断OD7等を経
て、上述の組立作業が行われる。特に作業OD3では、参
照作業Bによって求められた補正値(ΔX,ΔY)が検出
データに加えられ、一定の移動距離lや光軸間の間隔L
に生じた誤差を含んだ形で調整値(Xa,Ya)が算出され
ることになる。このため、本実施例の組立装置では、参
照作業Bを行った後では、一定の移動距離lや光軸間の
間隔Lの誤差を組立作業に反映させることなく組立作業
が行われることになる。
次に、本実施例の組立装置の有効性を示す実験例I,II
について、第6図〜第8図を参照しながら説明する。
について、第6図〜第8図を参照しながら説明する。
まず、実験例Iは、どの程度の誤差が生じるかを実証
するための実験例である。この実験例Iの仕様は、光学
顕微鏡3,4として20倍の対物レンズを使用し、CCD(電荷
結合素子)カメラにより画像処理を行っている。データ
は、第2部品2にかかる光学顕微鏡4における位置基準
マーク5の座標を原点(0,0)とし、移動用テーブル8
を作動させ、今度は第1部品にかかる光学顕微鏡3での
位置基準マーク5の位置をX成分(第6図中△印で示
す。),Y成分(第図中○印で示す。)で表示したもので
ある。なお、第6図にはデータと同時にその作業温度に
ついて×印で示している。
するための実験例である。この実験例Iの仕様は、光学
顕微鏡3,4として20倍の対物レンズを使用し、CCD(電荷
結合素子)カメラにより画像処理を行っている。データ
は、第2部品2にかかる光学顕微鏡4における位置基準
マーク5の座標を原点(0,0)とし、移動用テーブル8
を作動させ、今度は第1部品にかかる光学顕微鏡3での
位置基準マーク5の位置をX成分(第6図中△印で示
す。),Y成分(第図中○印で示す。)で表示したもので
ある。なお、第6図にはデータと同時にその作業温度に
ついて×印で示している。
このような実験例Iの結果を第6図に示す。図からも
明らかなように、経時的に位置基準マーク5の座標が光
学顕微鏡3において変化していることが分る。Y成分で
は、開始時に画素293の位置であったものが、最終的
(約9時間後)に画素284の位置までずれている。Y方
向の1画素は0.67μmであり、9画素分のずれであるか
ら結局およそ6μmずれている。X成分では、開始時に
画素240の位置であったものが、最終的に画素274の位置
までずれている。X方向の1画素は0.8μmであり、34
画素分のずれであるから結局およそ28μmもずれてい
る。
明らかなように、経時的に位置基準マーク5の座標が光
学顕微鏡3において変化していることが分る。Y成分で
は、開始時に画素293の位置であったものが、最終的
(約9時間後)に画素284の位置までずれている。Y方
向の1画素は0.67μmであり、9画素分のずれであるか
ら結局およそ6μmずれている。X成分では、開始時に
画素240の位置であったものが、最終的に画素274の位置
までずれている。X方向の1画素は0.8μmであり、34
画素分のずれであるから結局およそ28μmもずれてい
る。
以上の実験例Iは、位置基準マークの参照情報によっ
て部品の調整位置を補正しない例であるが、実験例IIで
は、参照作業における参照情報によって部品の調整位置
を補正している。その結果は、第7図および第8図に示
す通りである。
て部品の調整位置を補正しない例であるが、実験例IIで
は、参照作業における参照情報によって部品の調整位置
を補正している。その結果は、第7図および第8図に示
す通りである。
第7図に示す結果からは、X方向のデータとして、35
9〜360μmをピークとする分布が得られ、そのばらつき
は8μm以下(6σ=10.4)となっている。また、第8
図に示す結果からは、X方向のデータとして、87〜88μ
mをピークとする分布が得られ、そのばらつきは同様に
8μm以下(6σ=10.6)となっている。このように補
正値(ΔX,ΔY)を調整値(Xa,Ya)に加えていくこと
で、位置決めのばらつきは大幅に低減されていくことに
なる。ここで、実験例のサンプル数は50であり、ばらつ
きの中には他のプロセス的な要因も含まれている。
9〜360μmをピークとする分布が得られ、そのばらつき
は8μm以下(6σ=10.4)となっている。また、第8
図に示す結果からは、X方向のデータとして、87〜88μ
mをピークとする分布が得られ、そのばらつきは同様に
8μm以下(6σ=10.6)となっている。このように補
正値(ΔX,ΔY)を調整値(Xa,Ya)に加えていくこと
で、位置決めのばらつきは大幅に低減されていくことに
なる。ここで、実験例のサンプル数は50であり、ばらつ
きの中には他のプロセス的な要因も含まれている。
なお、上述の実施例は、好適な一例を示したものであ
り、本発明の組立装置は、その要旨を逸脱しない範囲で
の種々の変更が可能であることは言うまでもない。
り、本発明の組立装置は、その要旨を逸脱しない範囲で
の種々の変更が可能であることは言うまでもない。
本発明の組立装置は、上述のように、通常の組立作業
に加えて、位置基準マークの参照情報をもって部品の調
整位置を補正するために、高精度の位置決めが可能であ
り、μmレベルでの組立が実現される。そして、本発明
の組立装置では、作業温度の制御のための装置等も不要
となる。また、本発明はその補正を行うために特別に機
械的に複雑な機構を設けるものでもなく、従って、安価
で且つメンテナンスも容易である。また、画像処理シス
テムとの組み合わせによる自動化を図ることや、温度セ
ンサー等との組合せによる制御も容易となる。
に加えて、位置基準マークの参照情報をもって部品の調
整位置を補正するために、高精度の位置決めが可能であ
り、μmレベルでの組立が実現される。そして、本発明
の組立装置では、作業温度の制御のための装置等も不要
となる。また、本発明はその補正を行うために特別に機
械的に複雑な機構を設けるものでもなく、従って、安価
で且つメンテナンスも容易である。また、画像処理シス
テムとの組み合わせによる自動化を図ることや、温度セ
ンサー等との組合せによる制御も容易となる。
本発明に係る組立装置によれば、位置基準マークは、
1つのみ設けられていることから、作業空間の環境の変
化に伴うマークのズレが無く、各位置検出手段が正確に
参照情報を得ることができ、例えば組立装置が作業空間
の温度変化等の作業環境の変化により微妙に変形された
場合においても、正確に参照情報を得ることができる。
1つのみ設けられていることから、作業空間の環境の変
化に伴うマークのズレが無く、各位置検出手段が正確に
参照情報を得ることができ、例えば組立装置が作業空間
の温度変化等の作業環境の変化により微妙に変形された
場合においても、正確に参照情報を得ることができる。
このため本発明の組立装置を製造ラインで用いること
で、信頼性の高い組立作業が行われ、製造コストの低減
も図ることができる。
で、信頼性の高い組立作業が行われ、製造コストの低減
も図ることができる。
第1図は本発明の組立装置の一例を示す要部斜視図、第
2図は本発明の組立装置にかかる組立作業の一例のフロ
ーチャート、第3図は本発明の組立装置にかかる位置検
出手段の光軸の位置関係を示す平面図、第4図は本発明
の組立装置の一例の外乱等のない状態における位置基準
マークの座標を説明するための平面図、第5図は本発明
の組立装置の一例の外乱等の有る状態における位置基準
マークの座標を説明するための平面図、第6図は実施例
に説明する実験例Iの実験結果を示す図、第7図は実施
例に説明する実験例IIのX方向にかかる実験結果を示す
図、第8図は実施例に説明する実験例IIのY方向にかか
る実験結果を示す図である。 また、第9図は従来の組立装置の一例を示す斜視図、第
10図は組立作業の概念を示す模式図である。 1……第1部品 2……第2部品 3,4……光学顕微鏡 5……位置基準マーク 6……調整用テーブル 7……調整用テーブル 8……移動用テーブル 9……コレット 10……載置台
2図は本発明の組立装置にかかる組立作業の一例のフロ
ーチャート、第3図は本発明の組立装置にかかる位置検
出手段の光軸の位置関係を示す平面図、第4図は本発明
の組立装置の一例の外乱等のない状態における位置基準
マークの座標を説明するための平面図、第5図は本発明
の組立装置の一例の外乱等の有る状態における位置基準
マークの座標を説明するための平面図、第6図は実施例
に説明する実験例Iの実験結果を示す図、第7図は実施
例に説明する実験例IIのX方向にかかる実験結果を示す
図、第8図は実施例に説明する実験例IIのY方向にかか
る実験結果を示す図である。 また、第9図は従来の組立装置の一例を示す斜視図、第
10図は組立作業の概念を示す模式図である。 1……第1部品 2……第2部品 3,4……光学顕微鏡 5……位置基準マーク 6……調整用テーブル 7……調整用テーブル 8……移動用テーブル 9……コレット 10……載置台
Claims (1)
- 【請求項1】第1部品の支持手段を有し、第1部品の位
置検出手段と第2部品の位置検出手段がほぼ所定の間隔
で配置され、上記第1部品の位置検出手段および上記第
2部品の位置検出手段からの各位置情報に基づいて部品
の位置が調整された後、上記第2部品の載置台がほぼ一
定距離移動され、上記第1部品と上記第2部品の組立を
行う組立装置において、 上記第2部品の載置台近傍に1つの位置基準マークが設
けられ、上記位置基準マークを第1部品の位置検出手段
および第2部品の位置検出手段でそれぞれ参照して、上
記第1部品の位置検出手段および第2部品の位置検出手
段によってそれぞれ得られる上記位置基準マークの参照
情報に基づいて部品の調整位置を補正する補正手段を備
える組立装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62256026A JP2595995B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 組立装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62256026A JP2595995B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 組立装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0198003A JPH0198003A (ja) | 1989-04-17 |
JP2595995B2 true JP2595995B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=17286884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62256026A Expired - Lifetime JP2595995B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 組立装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2595995B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010245508A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-10-28 | Micronics Japan Co Ltd | ウェハアライメント装置及びウェハアライメント方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61120209A (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-07 | Ono Sokki Co Ltd | 整合方法 |
JPS61220008A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-30 | Kyoei Seigyo Kiki Kk | 位置決め方式 |
JP2596913B2 (ja) * | 1985-06-21 | 1997-04-02 | シャープ株式会社 | 半導体ペレットの位置決め装置 |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP62256026A patent/JP2595995B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0198003A (ja) | 1989-04-17 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |