JP3160074B2 - ディスペンス装置付き部品搭載装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディスペンス装置付
き部品搭載装置に関し、さらに詳しくは、チップ状電子
部品をプリント基板に装着する前段の接着剤または半田
の塗布を位置補正しながら行うデスペンス装置を一体に
備えた部品搭載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、図８に示す基板供給
装置、ディスペンサ、チップ部品搭載装置、リフロー
炉、基板収納装置等で構築される基板部品製造ラインが
知られている。このような基板部品製造ラインの中で
も、プリント基板上に接着剤又はペースト状の半田を自
動塗布するディスペンサや、プリント基板上にＩＣ、抵
抗、コンデンサなど多数のチップ状電子部品を自動搭載
するチップ部品搭載装置は、精密な作業を行う装置とし
てよく知られている。

【０００３】ディスペンサは、自動搬入されて正確な位
置決めの行われたプリント基板上の所定位置に、平面を
たてよこ２次元にわたって自在に移動可能に支持された
塗布ヘッドにより接着剤または半田（以下単に、接着剤
と言う）を自動的かつ迅速に塗布する。このとき、ディ
スペンサは、基板上の塗布位置を設計データとして予め
記憶しており、その記憶している設計データに基づいて
基板上の所定位置へ塗布ヘッドを自動的に移動させ、塗
布ヘッドに把持される接着剤収納容器の先端に取り付け
られている塗布針（ニードル）により塗布を行ってい
た。

【０００４】また、チップ部品搭載装置も、平面をたて
よこ２次元にわたって自在に移動可能に支持された部品
搭載ヘッドを有しており、ディスペンサにより接着剤が
塗布されたのち搬入されてくるプリント基板の所定位置
に、部品搭載ヘッドにより所定のチップ部品を搭載す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、チッ
プ製造技術が向上し、チップの設計寸法が微細化されて
きている。チップ・サイズは小さいものでは０．５ｍｍ
×１．０ｍｍのものがあり、また、サイズが例えば２ｃ
ｍ角と大きな場合でも、そのチップから出る多数のリー
ド線相互間の間隔が百ミクロン単位であって極めて狭
い。

【０００６】このように、搭載チップのサイズやリード
線間隔の設計寸法が年々微細化されるに伴って、それら
のチップを基板に搭載する際の前段に行われる接着剤の
塗布作業においても、その作業の位置決めには設計寸法
の微細化に対応する高度な精度が必要とされるようにな
ってきている。

【０００７】ところが、ディスペンサの塗布ヘッドに把
持される接着剤の収納容器先端のニードル位置が、正し
く塗布ヘッドの把持位置の中心に位置していないことが
ある。このようにニードルの把持位置が正しくないと、
折角塗布ヘッドを基板上の所定の位置へ移動させても接
着剤が正しい位置に塗布されないという問題がしばしば
発生する。これを、たとえ作業開始時の点検等により把
持位置のねじれや基板に対する塗布ヘッドの位置補正を
行うことによって解決しても、作業中に接着剤の収納容
器の交換が行われると、ふたたび塗布針の位置ズレが生
じて、接着剤が正しい位置に塗布されないという問題が
発生した。

【０００８】また、このような塗布針の位置ズレは、接
着剤収納容器の交換時のみでなく、温度変化によっても
発生し、またニードルの疲労（へたり）によっても発生
する。

【０００９】さらに、ディスペンサは、図８に示すよう
に、基板部品製造ラインにおいて接着剤の塗布のみを行
う専用装置であり極めて高価である。また、そればかり
でなく、ディスペンサによる基板の位置決め、塗布位置
（チップ部品搭載位置でもある）への作業ヘッドの移動
等の処理動作が、チップ部品搭載装置の処理動作と多く
の点において重複しており、作業時間の効率向上の観点
から改善が要望されていた。

【００１０】本発明の課題は、塗布ヘッドによる基準把
持位置に対するニードルの位置変化を自動的に検出して
補正するようにして、これにより設計寸法が微細化され
た基板に対しても正確に接着剤を塗布できるようにし、
また、これと共にチップ部品の搭載をも行うようにし
て、作業時間の効率向上を実現できるようにすることで
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の手段は次の通
りである。本発明のディスペンス装置付き部品搭載装置
は、回路基板の位置決めを含むインライン式の基板搬送
型の部品搭載装置におけるディスペンス装置付き部品搭
載装置であって、上記プリント基板を搬送するコンベア
の搬送方向に平行な平面内を移動する作業ヘッドに配設
され、各部品供給部からチップ状電子部品を吸着して取
り出す部品吸着手段と、該部品吸着手段と共に上記作業
ヘッドに一体に設けられ、上記チップ状電子部品を搭載
するためのプリント基板上の所定位置に接着剤または半
田を塗布するニードルを備えた塗布手段と、該塗布手段
のニードル先端の画像を取り込み、この取り込んだ画像
に基づいてニードル先端の位置を認識して、該ニードル
先端による上記接着剤または半田による塗布位置が上記
所定位置と一致するよう補正する塗布位置補正手段と、
該部品吸着手段により取り出された上記チップ状電子部
品の位置および向きを画像認識により補正する部品位置
補正手段と、該部品位置補正手段により補正された上記
部品吸着手段に吸着された上記チップ状電子部品を上記
プリント基板の上記所定位置へ移送して該所定位置に搭
載する移送・搭載手段と、を備えて構成される。

【００１２】

【００１３】

【作用】この発明の手段の作用は次の通りである。本発
明のディスペンス装置付き部品搭載装置では、部品吸着
手段は、上記プリント基板を搬送するコンベアの搬送方
向に平行な平面内を移動する作業ヘッドに配設され、各
部品供給部からチップ状電子部品を吸着して取り出す。
そして、塗布手段は、上記部品吸着手段と共に上記作業
ヘッドに一体に設けられ、上記チップ状電子部品を搭載
するためのプリント基板上の所定位置に接着剤または半
田を塗布するニードルを備えている。塗布位置補正手段
は、上記塗布手段のニードル先端の画像を取り込み、こ
の取り込んだ画像に基づいてニードル先端の位置を認識
して、該ニードル先端による上記接着剤または半田によ
る塗布位置が上記所定位置と一致するよう補正し、移送
・搭載手段は、上記部品吸着手段により取り出された上
記チップ状電子部品の位置および向きを画像認識により
補正する部品位置補正手段と、該部品位置補正手段によ
り補正された上記部品吸着手段に吸着された上記チップ
状電子部品を上記プリント基板の上記所定位置へ移送し
て該所定位置に搭載する

【００１４】

【００１５】これにより、回路基板の位置決めを含むイ
ンライン式基板搬送型の小型の部品搭載装置の作業ヘッ
ドにディスペンサーヘッドを組み合わせ、そのニードル
先端を画像認識して位置補正するので、接着剤又は半田
を塗布するディスペンス装置をチップ部品の位置や向き
を補正しながらそのチップ部品を上記の塗布位置に搭載
する部品搭載装置に一体に備えることができると共に、
設計寸法が微細化された基板に対しても正確に接着剤を
塗布してその位置にチップ部品を正確且つ迅速に搭載す
ることができ、これにより、少スペース且つ小投資でデ
ィスペンス付き部品搭載装置が実現され、作業時間の能
率向上が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例について説
明する。図１は、本発明の一実施例に係わるディスペン
ス装置付き部品搭載装置１０の平面図であり、図２はそ
の正面図である。

【００１７】図１及び図２において、ディスペンス装置
付き部品搭載装置（以下、本体装置と言う）１０は、装
置基台１１上の手前及び奥の図中横方向（以下、Ｘ方向
と言う）には、テープ状に収納されたチップ状電子部品
（以下単に、部品と言う）を１づつ繰り出して、後述す
る搭載装置に供給する部品毎のカセットが装着される部
品供給カセットコーナ１８が設けられ、また、装置基台
１１上の中央には、プリント基板（以下単に、基板と言
う）１７を搬送する２本の平行するベルトコンベア１１
ａ、１１ａ′を備えている。ベルトコンベア１１ａ、１
１ａ′は、Ｘ方向に水平に延在させて設けられた一対の
レール上に搬送ベルトを走行可能に張設して成る。これ
らベルトコンベア１１ａ、１１ａ′は、特には図示しな
い基板搬送モータにより駆動される。部品が搭載される
基板１７は、両側部をそれぞれベルトコンベア１１ａ、
１１ａ′に支持され、ベルトコンベア１１ａ、１１ａ′
の回転と共に図中右側から左側へと矢印Ａ方向に搬送さ
れてくる。

【００１８】すなわち本発明のディスペンス装置付き部
品搭載装置１０は、回路基板の位置決めを含むインライ
ン式の基板搬送型の部品搭載装置におけるディスペンス
装置付き部品搭載装置である。ベルトコンベア１１ａ′
の外側部に沿って、位置決めピン１６、１６′がそれぞ
れ装置基台１１に回動自在に支持されている。位置決め
ピン１６、１６′は、例えばエアシリンダ等の駆動装置
により回動されて先端部を基板搬送経路中に進出させ、
ベルトコンベア１１ａ、１１ａ′により搬送されてくる
基板１７を停止させ、基板１７のＸ方向の位置決めを行
う。

【００１９】上記のベルトコンベア１１ａ′の外側部に
沿い、位置決めピン１６、１６′から装置基台１１の外
方にやや離れて、２台の画像認識用カメラ１５、１５
と、吸着ノズル交換器１６がＸ方向に一体移動可能に配
設されている。

【００２０】２台の画像認識用カメラ１５、１５は、い
ずれか一方が、後述する作業ヘッド１４のディスペンス
装置１４ａが把持する塗布針（ニードル）を下方から撮
像し、また、２台の画像認識用カメラ１５、１５それぞ
れが、これも後述する作業ヘッド１４の、搭載装置１４
ｂの２つの吸着ノズルがそれぞれ吸着してピックアップ
した部品を下方から撮像する。撮像された画像データは
特には図示しない本体装置１０の中央制御部に送られ
る。中央制御部では、入力された画像データが演算処理
されて画像の位置ズレが検出される。この検出データ
は、基板１７に接着剤を塗布する際、あるいは部品を搭
載する際の位置補正に用いられる。

【００２１】吸着ノズル交換器１６には、多数の収納ピ
ットが形成されており、それら収納ピットには部品を吸
着してピックアップするための多種類の吸着ノズルが挿
脱自在に保持されて交換に備えている。

【００２２】そしてまた、装置基台１１上には、ベルト
コンベア１１ａ、１１ａ′を跨いで、基板搬送方向（Ｘ
方向）と直角の方向（以下、Ｙ方向と言う）に平行に延
在する左右一対の固定台１２、１２′が配設されてい
る。これら固定台１２、１２′上には、レール１２ｅ、
１２ｅ′が敷設されている。

【００２３】レール１２ｅ、１２ｅ′上には、長尺状の
移動台１３が、その長手方向両端にそれぞれ有する不図
示のボールベアリングによりＹ方向へ摺動自在に支持さ
れており、その移動台１３には、基板１７に接着剤を塗
布したり部品を搭載するための作業ヘッド１４が懸架さ
れている。

【００２４】また、固定台１２には移動台１３をＹ方向
へ駆動するＹ軸駆動サーボモータ１２ａが配置され、さ
らに固定台１２、１２′には、それぞれ移動台１３にサ
ーボモータ１２ａの駆動を伝達するＹ軸駆動ボールネジ
１２ｃ及びＹ軸従動ボールネジ１２ｃ′が配置されてい
る。

【００２５】Ｙ軸駆動ボールネジ１２ｃの一端は、サー
ボモータ１２ａの駆動軸とカップリング１２ｂを介して
連結され、Ｙ軸駆動ボールネジ１２ｃの他端は歯付きプ
ーリ１２ｄ、その歯付きプーリ１２ｄに一方のループが
巻架される不図示の歯付きベルト、その歯付きベルトの
他方のループが巻架される歯付きプーリ１２ｄ′を介し
てＹ軸従動ボールネジ１２ｃ′の一端と同期回転可能に
連結されている。

【００２６】Ｙ軸駆動ボールネジ１２ｃ及びＹ軸従動ボ
ールネジ１２ｃ′は、それぞれのボールネジに螺合させ
た不図示のナット部材を介して移動台１３の長手方向両
端とそれぞれ連結されている。

【００２７】したがって、Ｙ軸駆動ボールネジ１２ｃに
連結したＹ軸駆動サーボモータ１２ａを作動させれば、
歯付きプーリ１２ｄ、１２ｄ′及び歯付きベルトで連結
されたＹ軸駆動ボールネジ１２ｃとＹ軸従動ボールネジ
１２ｃ′が同期回転し、これによって作業ヘッド１４を
懸架した移動台１３が、レール１２ｅ、１２ｅ′に沿っ
たＹ方向に移動する。

【００２８】上述の移動台１３には、その長手方向（Ｘ
方向）に作業ヘッドをＸ方向に駆動するＸ軸駆動ボール
ネジ１３及びＸ軸駆動サーボモータ１３ａが配設されて
いる。Ｘ軸駆動ボールネジ１３は、図中右方の一端がカ
ップリング１３ｂを介してＸ軸駆動サーボモータ１３ａ
の駆動軸と連結され、他端が軸受１３ｅに支持され、そ
のボールネジに螺合するナット部材１３ｄを介して作業
ヘッド１４と連結されている。

【００２９】したがって、Ｘ軸駆動ボールネジ１３に連
結したＸ軸駆動サーボモータ１３ａを作動させれば、Ｘ
軸駆動ボールネジ１３が回転して作業ヘッド１４がＸ方
向に移動する。

【００３０】即ち、前述のＹ軸駆動サーボモータ１２ａ
を正逆両方向に回転させることにより、移動台１３を作
業ヘッド１４と共にＹ方向に往復直進移動させることが
でき、且つ上記のＸ軸駆動サーボモータ１３ａを正逆両
方向に回転させることにより、作業ヘッド１４をＸ方向
に往復直進移動させることができる。また、ボールネジ
は、ネジとナット間の摩擦抵抗が小さく、且つバックラ
ッシュを容易に除去できる特性を備えている。したがっ
て、作業ヘッド１４の高速移動及び高精度な位置決めが
可能である。

【００３１】作業ヘッド１４は、可撓性の帯状コード１
３ｆの連結により、本体装置１０の中央制御部と接続さ
れる。作業ヘッド１４は、帯状コード１３ｆを介して中
央制御部からは電力及び制御信号を供給され、また中央
制御部へは後述する基板上の作業すべき位置を示す画像
データを送信する。

【００３２】その作業ヘッド１４には、接着剤を基板１
７に塗布するディスペンス装置１４ａ、部品テープ又は
部品トレーから部品をピックアップして基板に搭載する
ための２個の吸着ノズルを備えた搭載装置１４ｂ、及び
基板１７の接着剤塗布位置や部品搭載位置の位置補正を
するための画像認識用カメラ１４ｃが配設されている。

【００３３】図３は、上記作業ヘッド１４に配設される
ディスペンス装置１４ａの部分断面図である。同図にお
いて、作業ヘッド１４の取り付けベース３１には、パル
スモータ３２が配置され、また上下一対の回転軸受３１
ａ、３１ｂを介して中間支持部材である円筒状のロータ
３３が支持される。

【００３４】パルスモータ３２の回転シャフト３２ａに
は、歯付きプーリ３２ｂが固着され、歯付きベルト３２
ｃの一方のループが巻架される。このパルスモータ３２
は、作業ヘッド１４及び帯状コード１３ｆを介して中央
制御装置に接続される。

【００３５】一方、ロータ３３の上端部には歯付きプー
リ３３ｃが固着され、その歯付きプーリ３３ｃに歯付き
ベルト３２ｃの他方のループが巻架される。これによ
り、パルスモータ３２の回転が、歯付きプーリ３２ｂ、
歯付きベルト３２ｃ及び歯付きプーリ３３ｃを介してロ
ータ３３に伝達される。そのロータ３３の円筒状内部に
は、上下一対のスプライン軸受３３ａ、３３ｂを介して
スプラインシャフト３４が一体回転可能且つ軸方向に摺
動自在に支持される。

【００３６】したがって、パルスモータ３２を作動させ
れば、３６０度任意の角度にスプラインシャフト３４を
回転させて、そのスプラインシャフト３４の下端に固着
された後述する塗布ヘッド３６における注出ノズル３６
ｃの基準位置に対する角度の位置決め又は補正を行うこ
とができる。

【００３７】上記のスプラインシャフト３４の周面には
その軸方向に沿って複数の摺動溝３４ａが延在形成さ
れ、また、スプラインシャフト３４の上端には円板３５
が固着され、下端にはホルダ３６ａ、そのホルダ３６ａ
に把持される接着剤貯留タンク３６ｂ、及びその接着剤
貯留タンク３６ｂの先端に連結された注出ノズル３６ｃ
から成る塗布ヘッド３６のホルダ３６ａが固着される。

【００３８】円板３５と歯付きプーリ３３ｃ間には、引
張りバネ３７が張設され、こにより、円板３５を介して
スプラインシャフト３４が下方に付勢される。また、ス
プラインシャフト３４の図中右側の取り付けベース３１
の先端部には、エアシリンダ３８ａ、そのエアシリンダ
３８ａに下方を支持され上下に直線駆動されるピストン
ロッド３８ｂ、そのピストンロッド３８ｂの上端部に固
着された中間支持部材３８ｃ、及びその中間支持部材３
８ｃの先端に回転自在に支持されるコロ部材３８ｄから
成る直線駆動機構３８が固設されいる。

【００３９】コロ部材３８ｄは、円板３５の下側面３５
ａに当接され、円板３５の回転を妨げることなく、その
円板３５を介してピストンロッド３８ｂの上昇駆動をス
プラインシャフト３４に伝達し、またピストンロッド３
８ｂの下降時には、引張りバネ３７の付勢力に抗して円
板３５を下支えしながら下降する。

【００４０】したがって、エアシリンダ３８ａを作動さ
せることにより、スプラインシャフト３４を任意に上下
させることができ、接着剤の塗布時には、そのスプライ
ンシャフト３４を下降させ、その下端に固着された塗布
ヘッド３６の注出ノズル３６ｃを基板に近接させて、接
着剤の塗布を正確に行うことができる。

【００４１】注出ノズル３６ｃは、図４に示すように、
接着剤を注出塗布するための２本のニードル３６ｃ−
１、３６ｃ−１′（又は１本ニードルの場合もある）と
２本のストッパ３６ｃ−２（同図では２重になるため見
えない）から成り、詳しくは後述するが、画像認識用カ
メラ１５により位置の状態を下方から撮像され、位置に
狂いがあれば補正される。

【００４２】ここで、本実施例における画像認識につい
て、図５(a),(b) により概略を説明する。同図(a),(b)
は、注出ノズル３６ｃの先端の位置状態が、画像認識用
カメラ１５により下方から撮像され、その画像データが
中央制御部に送信されて、中央制御部により、上記画像
データに基づいて不図示の画像メモリ内に形成される画
像を示したものである。同図(a) は２本ニードル３６ｃ
−１、３６ｃ−１′の場合の画像、同図(b) は１本ニー
ドル３６ｃ−１″の場合の画像である。２本ニードル３
６ｃ−１、３６ｃ−１′間の間隔は、通常１ｍｍ前後で
ある（同図では説明上、相対的に大きく示している）。

【００４３】これらの画像は、本体装置１０の正面に設
けられた不図示のディスプレイ装置にも投影され、オペ
レータはこれを観察することができる。同図(a),(b) の
画像視野１５ａは図中横方向（Ｘ方向）にほぼ４０ｍ
ｍ、縦方向（Ｙ方向）にほぼ２０ｍｍである。また、画
面構成はＸ方向に９００画素、Ｙ方向に５００画素であ
る。したがって分解能はほぼ４０ミクロン（４／１００
ｍｍ）である。

【００４４】画像視野１５ａ内の窓（ウインド）１５ｂ
または１５ｂ′は、オペレータにより画像視野中心部に
設定される。また、部品に対する画像認識の際は、作業
対象となる部品サイズが大きい場合はウインドは設定さ
れない。中央制御部では、ウインド１５ｂまたは１５
ｂ′内の画像のみを認識して制御する。同図(a),(b) の
ウインド１５ｂ、１５ｂ′は、認識不用な２個のストッ
パ３６ｃ−２、３６ｃ−２を除外することにより、ニー
ドルとストッパとの認識の混同あるいは錯誤の生じるこ
とを防止するためと、かつ、画像走査範囲をウインド内
に限定することにより、認識作業の能率を上げるために
設定される。

【００４５】次に上述した構成の本実施例における動作
の基本的なパターンを、図６に示す処理フローチャート
を用いて、以下に説明する。なお、この処理は、図１及
び図２に示す本体装置１０に電源が投入された後、搬入
される基板１７が、位置決めピン１６、１６′により所
定位置に正しく固定される毎に、本体装置１０の中央制
御部により開始される。

【００４６】また、作業ヘッド１４の図３に示すディス
ペンス装置１４ａには、接着剤貯留タンク３６ｂが、先
端を注出ノズル３６ｃに連結されて、塗布ヘッド３６の
ホルダ３６ａに予め把持されていることを前提とする。
また、ここに説明する注出ノズル３６ｃは、図５(a) に
示す２本ニードル３６ｃ−１、３６ｃ−１′の構成とす
る。

【００４７】まず、中央制御部は、注出ノズル３６ｃの
ニードル位置ズレを検出するために、Ｙ軸駆動サーボモ
ータ１２ａとＸ軸駆動サーボモータ１３ａを作動させ、
作業ヘッド１４をＹ方向に移動させつつＸ方向にも移動
させて画像認識用カメラ１５、１５上方に停止させる。
次に、作業ヘッド１４を下降させて、画像認識用カメラ
１５、１５のいずれか一方により、注出ノズル３６ｃの
ニードル位置の状態を下方から撮像して、そのニードル
位置状態の画像認識を行い、ニードル位置０度の検出を
行う（ステップＳ６１）。

【００４８】この処理では、図７(a) に示すように、ま
ず、ウインド１５ｂが走査され２本のニードル３６ｃ−
１、３６ｃ−１′の画像が認識され、その画像の主軸
（２本のニードル３６ｃ−１、３６ｃ−１′の中心を結
ぶ直線）と基準軸（ウインド１５ｂまたは視野１５ａの
Ｘ方向枠）との傾き角θが算出される。次に、図３に示
すパルスモータ３２が駆動制御されてスプラインシャフ
ト３４が図７中反時計回りに上記算出された角θ分回転
させられる。即ちその下端の塗布ヘッド３６に装着され
ている注出ノズル３６ｃが回転させられ、図７(b) に示
すように傾き角θが０度となって、ニードル位置０度の
検出がなされる。

【００４９】このように、２本のニードル３６ｃ−１、
３６ｃ−１′のよじれ、へたり等による基準位置に対す
る主軸の傾きが補正される。そして、このときの主軸の
中心座標（ｘ1 ，ｙ1 ）が演算により求められ、中央制
御部内のレジスタ等に記憶される。

【００５０】続いて、中央制御部は、さらにニードル位
置状態の画像認識により、ニードル位置１８０度の検出
を行う（ステップＳ６２）。この処理では、さらにパル
スモータ３２が駆動され、スプラインシャフト３４、即
ち注出ノズル３６ｃが、正逆いずれかの方向へ１８０回
転させられる。これにより、注出ノズル３６ｃ先端の２
本のニードル３６ｃ−１、３６ｃ−１′の位置画像は、
基準点であるスプラインシャフト３４の軸心を中心とし
て、ウインド１５ｂ内で水平に１８０度回転し、図７
(c) に示すように、画像の主軸が傾き角θ＝０度の状態
を保ったまま、ニードル３６ｃ−１、３６ｃ−１′の位
置が入れ代る。ふたたびこのときの主軸の中心座標（ｘ
2 ，ｙ2 ）が演算により求められ、中央制御部内の他の
レジスタに記憶される。

【００５１】上記２回の演算により２つのレジスタに求
められている座標（ｘ1 ，ｙ1 ）及び（ｘ2 ，ｙ2 ）の
値が等しければ、基準点を画像主軸の中心位置として回
転したものであり、したがって、２本のニードル３６ｃ
−１、３６ｃ−１′の位置に偏心はなく、２つの座標い
ずれも基準点である。

【００５２】一方、２つの座標の値が異なれば、基準点
を中心として画像主軸の中心位置が１８０度入れ代った
のであり、したがって２本のニードル３６ｃ−１、３６
ｃ−１′の位置が偏心しており、２つの座標の中心が基
準点である。

【００５３】次に、中央制御部は、上述の画像認識に基
づいて、２本のニードル３６ｃ−１、３６ｃ−１′の回
転センター（基準点）の座標（ｘ，ｙ）を、（ｘ，ｙ）
＝（（（ｘ1 ＋ｘ2 ）／２），（（ｙ1 ＋ｙ2 ）／
２））により算出する（ステップＳ６３）。

【００５４】続いて、その算出した基準点座標（ｘ，
ｙ）に基づいてＸ方向及びＹ方向の位置補正を行う（ス
テップＳ６４）。この処理では、まず上記演算で算出さ
れた基準点座標（ｘ，ｙ）と図７(c) に示す２本のニー
ドル３６ｃ−１、３６ｃ−１′の最終位置座標（ｘ2 ，
ｙ2 ）との偏差「ｘ2 −ｘ」及び「ｙ2 −ｙ」が求めら
れる。つぎに設計データに基づいて予め中央制御部に記
憶されている基板上の接着剤塗装位置の座標（ｘ0 ，ｙ
0）が読み出され、ｘ0 ，ｙ0 の値にそれぞれ偏差「ｘ2
−ｘ」及び「ｙ2 −ｙ」が加算されることにより位置
補正が行われる。

【００５５】このように、主軸の傾きθと共にＸ，Ｙ方
向の偏差「ｘ2 −ｘ」及び「ｙ2 −ｙ」が、いずれも補
正されて、正しい塗布位置の座標データが設定される。
次に、中央制御部は、その補正された座標データに基づ
く基板の正しい塗布位置に作業ヘッド１４のディスペン
ス装置１４ａを停止させ、接着剤の塗布作業を開始する
（ステップＳ６５）。

【００５６】この塗布作業処理には、部品搭載作業も含
まれている。即ち、中央制御部は、ここでもＹ軸駆動サ
ーボモータ１２ａとＸ軸駆動サーボモータ１３ａを作動
させ、作業ヘッド１４をＹ方向に移動させつつＸ方向に
も移動させて、作業ヘッド１４を部品供給カセットコー
ナ１８のピックアップすべき部品のピックアップ位置上
方に停止させる。次に、作業ヘッド１４を下降させて、
搭載装置１４ｂの２個の吸着ノズルにより、基板１７に
搭載する２個の目的部品を同時吸着させた後上昇させ
る。なお、部品供給カセットの配列関係等から、２個の
目的部品を同時吸着できない場合は、作業ヘッド１４を
例えばＸ方向に移動させて１個づつ吸着する。

【００５７】次に、吸着部品の吸着位置ズレを検出する
ために、作業ヘッド１４を画像認識用カメラ１５、１５
上方に移動させ、画像認識用カメラ１５、１５により搭
載装置１４ｂの２個の吸着ノズルによる部品の吸着状態
を下方から撮像して部品吸着状態の画像認識を行う。

【００５８】この画像認識とその画像認識に基づく部品
位置の補正処理は、上述した塗布ニードル位置の補正と
同様である。即ち、まず画像認識用カメラ１５、１５に
より撮像された部品吸着状態の画像データは中央制御部
に送られる。中央制御部では、この画像データを処理し
て搭載装置１４ｂの基準位置に対する部品吸着位置のズ
レを、Ｘ方向、Ｙ方向、及び回転角度に分解して算出す
る。このようにして検出された吸着位置ズレのデータに
基づいて吸着ノズルの軸心を回転させて角度を補正し、
さらに予め記憶している作業ヘッド１４の停止位置のＸ
方向、Ｙ方向の値をそれぞれ補正する。

【００５９】これによって、部品搭載位置の真上に吸着
部品が位置するように、吸着位置ズレ量を見込んだ適性
補正位置へ作業ヘッド１４、即ち搭載装置１４ｂを停止
させ、ディスペンス装置１４ａにより接着剤の塗布され
ている基板１７の所定位置に正しく吸着部品を搭載す
る。

【００６０】続いて、中央制御部は、ディスペンス装置
１４ａの、接着剤貯留タンク３６ｂに貯留されている接
着剤の残量を検出し、その残量が規定量に不足している
か否か判別し、不足していなければ、ステップＳ６５の
接着剤の塗布と部品搭載の処理を繰り返す。

【００６１】上記ステップＳ６６の判別で、検出した接
着剤貯留タンク３６ｂの接着剤残量が規定量に不足した
ときは、塗布作業及び部品搭載作業を中止し（ステップ
Ｓ６７）、接着剤貯留タンク３６ｂに接着剤の充填を行
い（ステップＳ６８）、前記ステップＳ６１の、塗布ニ
ードル位置の偏差検出とその補正の処理に戻る。

【００６２】以上説明したように、本実施例によれば、
ディスペンス装置１４ａの基準把持位置に対するニード
ル３６ｃ−１、３６ｃ−１′の位置変化を自動的に検出
して補正するようにしているので、設計寸法が微細化さ
れた基板に対しても正確に接着剤を塗布できるようにな
る。また、これと共に搭載装置１４ｂによりチップ部品
の搭載をも平行して行うようにしているので、作業時間
の効率向上が実現できるようになる。

【００６３】なお、本実施例では、接着剤貯留タンク３
６ｂに接着剤の充填を行ったときのみ、ステップＳ６１
の塗布ニードル位置の偏差検出とその補正の処理に戻っ
ているが、これに限ることなく、ステップＳ６６では、
接着剤貯留タンク３６ｂの接着剤残量判別のみでなく、
一定時間の経過をも判別するようにして、その一定時間
経過毎にステップＳ６１に戻って、塗布ニードル位置の
偏差検出とその補正の処理を行うようにすれば、継続作
業に基づく塗布ニードルのへたりに起因する位置の変動
を補正することができる。またさらに、ステップＳ６６
で、温度変化を検出するようにし、一定範囲の温度変化
があった場合ステップＳ６１に戻るようにすれば、温度
変化に起因する塗布ニードルの位置変化を補正すること
ができる。

【００６４】

【発明の効果】この発明によれば、回路基板の位置決め
を含むインライン式基板搬送型の小型の部品搭載装置の
作業ヘッドにディスペンサーヘッドを組み合わせ、その
ニードル先端を画像認識して位置補正するので、接着剤
又は半田を塗布するディスペンス装置をチップ部品の位
置や向きを補正しながらそのチップ部品を上記の塗布位
置に搭載する部品搭載装置に一体に備えることができる
と共に、設計寸法が微細化された基板に対しても正確に
接着剤を塗布してその位置にチップ部品を正確且つ迅速
に搭載することができ、これにより、少スペース且つ小
投資でディスペンス付き部品搭載装置が実現され、作業
時間の能率向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わるディスペンス装置付
き部品搭載装置の平面図である。

【図２】図１のディスペンス装置付き部品搭載装置の正
面図である。

【図３】作業ヘッドに配設されるディスペンス装置の部
分断面図である。

【図４】接着剤塗布ニードルと画像認識用カメラの関係
を示す図である。

【図５】(a),(b) は画像認識の概略について説明する図
である。

【図６】動作の基本的なパターンを説明する処理フロー
チャートである。

【図７】画像認識と位置補正の関係を説明する図であ
る。

【図８】従来の基板部品製造ラインの構成を説明する図
である。

【符号の説明】

１０ ディスペンス装置付き部品搭載装置 １１ 装置基台 １１ａ、１１ａ′ ベルトコンベア １２、１２′ 固定台 １２ａ Ｙ軸駆動サーボモータ １２ｂ、１３ｂ カップリング １２ｃ、１３ｃ ボールネジ １２ｄ、１２ｄ′ 歯付きプーリ １３ 移動台 １３ａ Ｘ軸駆動サーボモータ １３ｄ ナット部材 １３ｆ 帯状コード １４ 作業ヘッド １４ａ ディスペンス装置 １４ｂ 搭載装置 １４ｃ、１５ 画像認識用カメラ １６、１６′ 位置決めピン １７ 基板 １８ 部品供給カセットコーナ ３１ 作業ヘッドの取り付けベース ３１ａ、３１ｂ 回転軸受 ３２ パルスモータ３２ ３２ａ 回転シャフト ３２ｂ、３３ｃ 歯付きプーリ ３２ｃ 歯付きベルト ３３ ロータ ３３ａ、３３ｂ スプライン軸受 ３４ スプラインシャフト ３４ａ 摺動溝 ３５ 円板 ３６ 塗布ヘッド ３６ａ ホルダ ３６ｂ 接着剤貯留タンク ３６ｃ 注出ノズル ３７ 引張りバネ ３８ 直線駆動機構 ３８ａ エアシリンダ ３８ｂ ピストンロッド ３８ｃ 中間支持部材 ３８ｄ コロ部材

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−37090（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−280590（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−22100（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−244258（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−329423（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−17499（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−310600（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05C 5/00 - 5/02 B05C 11/00 - 13/02 G06T 7/00 H05K 3/34 504 H05K 13/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板の位置決めを含むインライン式
   の基板搬送型の部品搭載装置におけるディスペンス装置
   付き部品搭載装置であって、 前記プリント基板を搬送するコンベアの搬送方向に平行
   な平面内を移動する作業ヘッドに配設され、各部品供給
   部からチップ状電子部品を吸着して取り出す部品吸着手
   段と、 該部品吸着手段と共に前記作業ヘッドに一体に設けら
   れ、前記チップ状電子部品を搭載するためのプリント基
   板上の所定位置に接着剤または半田を塗布するニードル
   を備えた塗布手段と、 該塗布手段のニードル先端の画像を取り込み、この取り
   込んだ画像に基づいてニードル先端の位置を認識して、
   該ニードル先端による前記接着剤または半田による塗布
   位置が前記所定位置と一致するよう補正する塗布位置補
   正手段と、 該部品吸着手段により取り出された前記チップ状電子部
   品の位置および向きを画像認識により補正する部品位置
   補正手段と、 該部品位置補正手段により補正された前記部品吸着手段
   に吸着された前記チップ状電子部品を前記プリント基板
   の前記所定位置へ移送して該所定位置に搭載する移送・
   搭載手段と、 を備えた ことを特徴とするディスペンス装置付き部品搭
   載装置。