JP3634053B2

JP3634053B2 - 部品実装方法

Info

Publication number: JP3634053B2
Application number: JP05737896A
Authority: JP
Inventors: 和男長江
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2016-03-14
Also published as: JPH09246792A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板（プリント基板）などに電子部品を挿入・装着する電子部品実装機における、部品実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装においては、製品の軽薄短小化、及び部品の小型化に伴い、電子部品の吸着・装着時における位置決めに、より一層の高精度化が求められている。また同時に、生産性の向上も望まれている。以下、図２・図４を参照しながら、従来の部品実装方法について説明する。
【０００３】
図２（ａ）は、電子部品実装機の概観図である。
図において、１は実装手段で、部品を吸着・装着する。２は搬送部で、回路基板６を搬入・搬出する。３は部品供給部で、実装手段１へ部品を供給する。４はロボット部で、実装手段１を移動・位置決めする。５は操作盤（制御部）で、電子部品実装機全体の制御を行い、作業者により操作される。６は回路基板で、実装手段１により部品が装着される。
【０００４】
図２（ｂ）は、ロボット部４の詳細図である。実装手段１は、モータ７とボールネジ８により、移動・位置決めされる。この際、リニアスケール９により位置検出を行い、正確な位置決めを行うように構成されている。
以上のように構成された電子部品実装機における部品実装方法について、以下、図４のフローチャートを用いて説明する。
【０００５】
最初の判断処理として、前回の実装時との温度差が一定値以下であれば、＃３１以下の実装工程を行う（＃３０）。すなわち、回路基板６を搬送し（＃３１）、吸着位置を計算し（＃３２）、実装手段１を吸着位置に移動し（＃３３）、実装手段１が部品供給部３より部品を吸着する（＃３４）。次に、装着位置を計算し（＃３５）、実装手段１を装着位置に移動し（＃３６）、実装手段１が回路基板６へ部品を装着する（＃３７）。回路基板１枚のＥＯＰでなければ、実装を繰り返し（＃３８）、生産終了でなければ、最初から処理を繰り返す（＃３９）。
【０００６】
ところで、上記の実装方法においては、部品実装時における温度変化により、ロボット部４のボールネジ８が伸縮するだけでなく、位置の検出に用いられるリニアスケール９自身も伸縮し、実装精度低下の要因となっている。これを防ぐために、制御部５に温度検出素子を接続し、電子部品実装機の設置雰囲気温度を検出し、図４に示す＃３０，＃４０の工程を設けている。
【０００７】
すなわち、前回との温度差が一定値以下でなければ（＃３０）、マシンキャリブレーションを行うというものである（＃４０）。ここで、マシンキャリブレーションとは、各種カメラ・センサーなどを用いて、実装手段１を位置決めした際、どれだけの位置ずれがあるかを検出し、これをオフセット値として記憶するものである。
【０００８】
このオフセット値は、実装手段１の吸着位置・装着位置の計算時（＃３２・＃３５）に加算され、これにより吸着位置・装着位置への移動が正確に精度良く位置決めされるようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この部品実装方法には、高精度の位置決め・実装はもちろんのこと、高生産性が要求されている。
しかしながら、従来の部品実装方法では、マシンキャリブレーションによる稼働低下が避けられず、生産性を向上するには、＃３０における温度差の判断値を大きくして、マシンキャリブレーションの回数を減少するか、または、電子部品実装機を恒温室などに設置する必要があった。しかし、前者の場合は実装精度が低下し、後者の場合は設備投資が増大するという課題があった。
【００１０】
本発明は、正確な位置決めによる実装の高精度化と、同時に高生産性を実現することができる実装方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、リニアスケールなどによる位置検出手段を有する電子部品実装機における部品実装方法であって、熱膨張係数の異なる２種のリニアスケールを用い、両リニアスケール間の検出位置の差分を検出することにより、位置決めするためのオフセット値を算出することを特徴とする部品実装方法である。
【００１２】
これにより、電子部品実装機の設置雰囲気温度の変化によらず、正確な位置決めによる高精度な実装と、同時に高生産性を実現できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に係る発明は、リニアスケールによる位置検出手段によって検出された位置情報により実装手段の位置補正を行う部品実装方法であって、前記リニアスケールは熱膨張係数の異なる２種の素材を用い、且つ、各リニアスケールは熱による伸縮の際、共通位置の固定された原点位置を中心に伸縮し、この伸縮した両リニアスケールを共通位置の検出位置で検出し、この両リニアスケールの検出情報の差分を求め、この差分から原点位置からの距離に比例して各位置のオフセット値を算出し、このオフセット値を実装手段の位置決めに用いることを特徴とする部品実装方法であり、請求項２に係る発明は、部品吸着及び部品装着の位置決め毎にオフセット値を算出し、このオフセット値の平均を算出し、実装手段の位置決めに用いる部品実装方法であり、また、請求項３に係る発明は、熱膨張係数の異なる２種のリニアスケールを用い、実装手段の部品吸着・装着時における位置補正を行う電子部品の実装方法において、回路基板を搬送する工程と、部品の吸着位置を計算する工程と、実装手段を吸着位置に移動する工程と、実装手段で部品供給部より部品を吸着し、同時に検出位置における２種のリニアスケール間の差分を検出し、差分により位置決めするためのオフセット値を算出・記憶する工程と、オフセット値に基づき、装着位置を計算する工程と、実装手段を装着位置に移動する工程と、実装手段で回路基板に部品を装着し、同時に予め定めた検出位置における２種のリニアスケール間の差分を検出し、差分により位置決めするためのオフセット値を算出・記憶する工程からなり、オフセット値により実装手段の位置補正を行うことを特徴とする電子部品の実装方法であり、電子部品実装機の設置雰囲気温度がそれぞれ別々の伸縮量となるという作用を有し、その差分を検出することによりオフセット値を正確に算出することを可能としたものである。
【００１４】
また、前記２種のリニアスケールの別々の伸縮量を計測することで、ロボット部の伸縮による位置ずれの無い正確な位置決めを行うことができ、また生産性を低下することなく実装を行うことが可能となる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図１・図２・図３を用いて説明する。
（実施の形態１）
図２は、電子部品実装機の概観図で、従来例における説明を援用する。ただし、図２（ｂ）においては、リニアスケール９は、１つしか示されていないが、本実施例においては、１つのロボット部４には、２つのリニアスケールが設けられている。この詳細説明は、図３にて後述する。
【００１６】
図１は、本実施例のフローチャートである。図１を用いて、本実施例を説明する。
まず、回路基板６を搬送し（＃１１）、吸着位置を計算し（＃１２）、実装手段１を吸着位置に移動し（＃１３）、実装手段１が部品供給部３より部品を吸着する（＃１４）。このとき、同時にリニアスケールの計測を行い、オフセット値を算出・記憶する（＃２０）。この処理については、図３を用いて後述する。
【００１７】
ついで、装着位置を計算し（＃１５）、実装手段１を装着位置に移動し（＃１６）、実装手段１が回路基板６へ部品を装着する（＃１７）。このとき、同時にリニアスケールの計測を行い、オフセット値を算出・記憶する（＃２０′）。この処理については、図３を用いて後述する。回路基板１枚のＥＯＰでなければ、実装を繰り返し（＃１８）、生産終了でなければ、最初から処理を繰り返す（＃１９）。
【００１８】
すなわち、従来例のようにマシンキャリブレーションを実装工程とは別工程として行うことなく、吸着・装着時に、同時並行してリニアスケールの計測を行い、オフセット値を算出・記憶するため、正確な位置決めとが可能となり、生産性を低下することなく正確に実装を行うことが可能となる。
ここで、図３を用いて、本実施例におけるオフセット値算出の原理を説明する。
【００１９】
図３に示すように、ロボット部４には、２個のリニアスケール（９ａ，９ｂ）が設けられている。各リニアスケールは、熱膨張係数が異なる素材で形成されている。また、原点位置は、熱による伸縮時にずれることがないように固定されている。各リニアスケールは、熱による伸縮の際、固定された原点を中心に伸縮する。以下、原点位置と１０００ｍｍ位置に着目して説明する。
【００２０】
図３（ａ）に基準温度での状態を示す。基準温度では、各リニアスケールの１０００ｍｍ検出位置は、実際の１０００ｍｍ位置を示している。
図３（ｂ）に＋１０度Ｃでの状態を示す。
この状態においては、各リニアスケールは、それぞれ異なった伸長を示す。ここでは、リニアスケール９ｂの方が熱膨張係数が大きい。このとき、各リニアスケールの１０００ｍｍ検出位置は、実際の１０００ｍｍ位置よりも大きい位置となる。通常実装手段１の位置決めは、一方のリニアスケールに基づいて行われるが、本実施例においては、位置決め時に他方のリニアスケールの検出位置の検出ズレを計測する。この検出ズレは、基準温度より温度が高くなればより拡大し、基準温度より温度が低くなれば、逆方向により拡大する。すなわち、リニアスケールの検出位置の差分（検出ズレ）を検出することにより、実際の正確な位置に位置決めするためのオフセット値を算出することができる。
【００２１】
また、リニアスケールの伸縮は原点位置を中心として、原点位置からの距離に比例するため、得られたオフセット値から、別の位置に位置決めする際のオフセット値を算出することも可能である。従って、図１のリニアスケールの計測工程（＃２０，＃２０′）において、毎回色々な位置において、リニアスケールの差分（検出ズレ）を検出することにより、各位置に対するオフセット値を算出することができる。このオフセット値は、原点位置からの距離に比例するため、オフセット値をそれぞれの位置に応じて換算し、各位置への位置決めに用いる。（＃１２，＃１５）
また、毎回の吸着・装着の位置決め毎にオフセット値を算出できるため、それらの平均を算出することにより、計測の誤差や、１回毎の位置決めのわずかな誤差によるリニアスケール検出ズレ誤差の影響を無くし、実装の精度を一層向上することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、熱膨張係数の異なる２種のリニアスケールを用い、別々の伸縮量を検出することにより、位置決めのためのオフセット値を算出するので、ロボット部において伸縮による位置ずれのない正確な位置決めを行うことができるなど、高精度な実装を可能とし、同時にオフセット算出のための余分な工程を必要としないため、高生産性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態による部品実装方法を示すフローチャートである。
【図２】（ａ）は電子部品実装機の概観図であり、（ｂ）はロボット部の詳細図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の一実施の形態によるオフセット値算出の原理図である。
【図４】従来例の部品実装方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
＃１２吸着位置計算工程
＃１３実装手段移動工程
＃１４部品吸着工程
＃１５装着位置計算工程
＃１６実装手段移動工程
＃１７部品装着工程
＃２０リニアスケール計測工程
＃２０′ リニアスケール計測工程

Claims

リニアスケールによる位置検出手段によって検出された位置情報により実装手段の位置補正を行う部品実装方法であって、前記リニアスケールは熱膨張係数の異なる２種の素材を用い、且つ、各リニアスケールは熱による伸縮の際、共通位置の固定された原点位置を中心に伸縮し、この伸縮した両リニアスケールを共通位置の検出位置で検出し、この両リニアスケールの検出情報の差分を求め、この差分から原点位置からの距離に比例して各位置のオフセット値を算出し、このオフセット値を実装手段の位置決めに用いることを特徴とする部品実装方法。
部品吸着及び部品装着の位置決め毎にオフセット値を算出し、このオフセット値の平均を算出し、実装手段の位置決めに用いる請求項１記載の部品実装方法。
熱膨張係数の異なる２種のリニアスケールを用い、実装手段の部品吸着・装着時における位置補正を行う電子部品の実装方法において、回路基板を搬送する工程と、部品の吸着位置を計算する工程と、実装手段を吸着位置に移動する工程と、実装手段で部品供給部より部品を吸着し、同時に検出位置における２種のリニアスケール間の差分を検出し、差分により位置決めするためのオフセット値を算出・記憶する工程と、オフセット値に基づき、装着位置を計算する工程と、実装手段を装着位置に移動する工程と、実装手段で回路基板に部品を装着し、同時に予め定めた検出位置における２種のリニアスケール間の差分を検出し、差分により位置決めするためのオフセット値を算出・記憶する工程からなり、オフセット値により実装手段の位置補正を行うことを特徴とする電子部品の実装方法。