JP4128156B2 - 部品実装方法及び装置 - Google Patents
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Description
基準マーク認識用基板を上記基板保持装置に保持して部品装着領域に位置決めした状態で、当該基準基板の所定間隔毎に配置された基準マークを、上記部品装着ヘッドに備えられた第1の基板認識装置により認識するとともに、当該それぞれの基準マークの認識の際に、上記部品装着ヘッドにおいて上記第1の基板認識装置とは異なる位置に備えられた第2の基板認識装置により、当該第2の基板認識装置の視野に位置された別の上記基準マークを認識して、上記それぞれの基準マーク及び別の基準マークの位置座標を求め、
上記第1の基板認識装置により認識された上記それぞれの基準マークの位置座標と、上記第2の基板認識装置により認識された上記それぞれの別の基準マークの位置座標により、当該それぞれの認識の位置における上記部品装着ヘッドの上記移動方向に対する当該部品装着ヘッドの傾きを算出し、
上記部品装着ヘッドの傾きより当該部品装着ヘッドが備える上記部品保持部材の位置補正値を求め、当該位置補正値を用いて上記部品装着位置への上記部品保持部材の移動位置の補正を行い、上記部品の装着を行うことを特徴とする部品実装方法を提供する。
上記2つの基準マークのNC座標と上記位置座標とにより、上記基準基板の位置決め姿勢の傾きを算出し、
上記第1の基板認識装置により認識された上記それぞれの基準マークの位置座標と、上記第2の基板認識装置により認識された上記それぞれの別の基準マークの位置座標と、上記基準基板の位置決め姿勢の傾きとにより、上記それぞれの認識の位置における上記部品装着ヘッドの傾きの算出を行う第1態様に記載の部品実装方法を提供する。
上記部品実装用基板の少なくとも2つの基板基準位置算出用マークの位置座標のNC座標をそれぞれ取得し、
上記認識された基準マークの中から、上記2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い基準マークをそれぞれ選択し、
当該選択されたそれぞれの基準マークの上記補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記選択された基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの基準マークでのオフセット値を求め、
上記基準マーク認識用基準基板に代えて上記部品実装用基板を上記基板保持装置に保持して上記部品装着領域に位置決めした状態で、当該部品実装用基板の上記少なくとも2つの基板基準位置算出用マークを上記第1の基板認識装置によりそれぞれ認識して、当該2つの基板基準位置算出用マークの位置座標をそれぞれ求め、
上記2つの基板基準位置算出用マークの位置座標に基づき、当該2つの基板基準位置算出用マークの上記NC座標をそれぞれ補正し、
上記部品実装用基板の各部品装着位置の上方に上記部品保持ヘッドの上記部品保持部材により保持された上記部品が位置したときに、上記第1の部品認識装置に最も近い上記基準マークのオフセット値と、当該基準マークの位置における上記部品装着ヘッドの傾きによる当該部品保持部材の位置補正値とに基づいて、上記部品装着位置の位置座標の補正を行った後、上記補正された部品装着位置の位置座標を基に上記部品の上記部品装着位置への装着を行う第1態様又は第2態様に記載の部品実装方法を提供する。
上記2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い上記選択された基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記選択された基準マークを結ぶグラフを回転及び移動させて座標変換させることにより、上記選択された基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの基準マークでのオフセット値を求めるようにした第3態様に記載の部品実装方法を提供する。
上記選択された基準マークから、上記基板保持装置のX方向と該X方向と直交するY方向とのうち少なくとも1つの方向における補正値を算出するとともに、上記基準基板の傾きを求め、上記選択された基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記選択された基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの基準マークでのオフセット値を求めるようにした第3態様又は第4態様に記載の部品実装方法を提供する。
上記2つの基準マークのNC座標と上記位置座標との差をそれぞれ求め、上記それぞれの差がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記2つの基準マークを結ぶグラフを回転又は移動させて座標変換させることにより、上記基準基板におけるそれぞれの上記基準マークのNC座標の座標変換を行い、
その後、当該座標変換されたそれぞれの基準マークのNC座標に基づいて、上記第1の基板認識装置と上記それぞれの基準マークとの位置合わせを行い、上記それぞれの基準マーク及び別の基準マークの認識を行って上記それぞれの位置座標を求め、
上記それぞれの基準マークの位置座標と上記それぞれの別の基準マークの位置座標との差を求めることで、当該それぞれの認識の位置における上記部品装着ヘッドの上記移動方向に対する当該部品装着ヘッドの傾きの算出を行う第1態様から第5態様のいずれか1つに記載の部品実装方法を提供する。
上記部品装着ヘッドに備えられ、かつ、基準マーク認識用基準基板を上記基板保持装置に保持して上記部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記基準基板の所定間隔毎に配置された基準マークの位置座標を認識する第1の基板認識装置及び第2の基板認識装置と、
上記第1の基板認識装置により認識した上記基準マークの認識結果より上記基準マークの位置座標を求めるとともに、上記第1の基板認識装置による当該基準マークの認識が行われる上記部品装着ヘッドの位置において、上記第2の基板認識装置により認識された別の上記基準マークの認識結果より当該別の基準マークの位置座標を求めて、上記第1の基板認識装置により認識された上記それぞれの基準マークの位置座標と、上記第2の基板認識装置により認識された上記それぞれの別の基準マークの位置座標により、当該それぞれの認識の位置における上記部品装着ヘッドの上記移動方向に対する当該部品装着ヘッドの傾きを算出し、上記部品装着ヘッドの傾きより当該部品装着ヘッドが備える上記部品保持部材の位置補正値を求め、当該位置補正値を用いて上記部品装着位置への上記部品保持部材の移動位置の補正を行い、上記部品の装着を行う制御装置とを備えることを特徴とする部品実装装置を提供する。
上記部品装着ヘッドにおいて、上記第1の基板認識装置の上記光軸、上記第2の基板認識装置の上記光軸、及び上記それぞれの部品保持部材の昇降動作軸は、略同一直線上に配列されている第8態様に記載の部品実装装置を提供する。
上記部品装着ヘッドの傾きは、上記XYロボットによる上記X軸方向又は上記Y軸方向への上記部品装着ヘッドの移動により生じる当該X軸方向又はY軸方向に対する上記部品装着ヘッドの姿勢の傾きを含む第7態様から第9態様のいずれか1つに記載の部品実装装置を提供する。
以下に、本発明にかかる第1の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(認識結果の位置座標ズレ)=(基板の保持ズレ)+(認識ズレ)+(XYロボット位置決め誤差)
となり、それぞれ基準マーク201A,201Bの基板平行ズレ量を(Xpcb1,Ypcb1)、(Xpcb2,Ypcb2)、基準マーク201A,201Bの認識誤差を(Xrec1,Yrec1)、(Xrec2,Yrec2)、基準マーク201A,201BでのXYロボット120の位置決め誤差量を(Xe1,Ye1)、(Xe2,Ye2)とすると、上記認識結果から求められた位置座標ズレ(ΔX1,ΔY1)、(ΔX2,ΔY2)は、
[数1]
ΔX1=Xpcb1+Xrec1+Xe1
ΔY1=Ypcb1+Yrec1+Ye1
ΔX2=Xpcb2+Xrec2+Xe2
ΔY2=Ypcb2+Yrec2+Ye2
となる。
[数2]
Xm=(Xmnc−Xnc1)cosΔθ−(Ymnc−Ync1)sinΔθ+ΔX1
=(Xmnc−Xnc1)cosΔθ−(Ymnc−Ync1)sinΔθ+Xpcb1+Xe1 ・・・[1]
[数3]
Ym=(Xmnc−Xnc1)sinΔθ+(Ymnc−Ync1)cosθ+ΔY1
=(Xmnc−Xnc1)sinΔθ+(Ymnc−Ync1)cosθ+Ypcb1+Ye1 ・・・[2]
となる。
[数4]
Xt=(Xmnc−Xnc1)cosΔθ−(Ymnc−Ync1)sinΔθ+Xpcb1 ・・・[1]´
Yt=(Xmnc−Xnc1)sinΔθ+(Ymnc−Ync1)cosθ+Ypcb1 ・・・[2]´
となる。
[数5]
Xm−Xt=Xe1≠0
Ym−Yt=Ye1≠0
となり、補正した結果のNC座標が、実際の基準マークの位置座標と一致しない。実際の基準マークの位置座標にヘッド136を位置決めできないということは、そこで得られた認識結果から求められた位置座標ズレは、位置決め誤差を含んだ補正値となってしまい、位置補正のためには使用できない。
[数6]
ΔXab=ΔXa
ΔYab=ΔYa
上記具体的な例の上記410mm×240mmのガラス基板においては、第1基準マーク201aのエリアオフセット値を(−0.132,−0.051)とすると、平行ズレ量は上記数6の式より、(−0.132,−0.051)となる。
[数7]
Δθab=tan−1{(Yb−Ya)/(Xb−Xa)}−tan−1[{(Yb+ΔYb)−(Ya+ΔYa)}/{(Xb+ΔXb)−(Xa+ΔXa)}]
上記具体的な例の上記410mm×240mmのガラス基板においては、第1基準マーク201aと第52基準マーク201bのNC座標を(10,10)、(210,110)とし、第1基準マーク201aと第52基準マーク201bのオフセット値を、それぞれ、(−0.132,−0.051)と(−0.130,−0.067)とすると、第1基準マーク201aと第52基準マーク201bとの傾きΔθabは、上記数7の式より、
[数8]
Δθab=tan−1{(110−10)/(210−10)}−tan−1[{(110−0.067)−(10−0.051)}/{(210−0.130)−(10−0.132)}]
=−0.004125°
となる。
[数9]
Xoff=E{((Xnc+ΔXR)−Xa)}cosΔθab−((Ync+ΔYR)−Ya)sinΔθab}−(Xnc−Xa)+ΔXab
Yoff=E{((Xnc+ΔXR)−Xa)}sinΔθab+((Ync+ΔYR)−Ya)cosΔθab}−(Ync−Ya)+ΔYab
となる。
[数10]
ΔXg=ΔXA
ΔYg=ΔYA
なお、位置座標系からNC座標系に座標変換している。
[数11]
Δθg=tan−1{(YB−YA)/(XB−XA)}−tan−1[{(YB+(−ΔYB))−(YA+(−ΔYA))}/{(XB+ΔXB)−(XA+ΔXA)}]
=tan−1{(YB−YA)/(XB−XA)}−tan−1[{(YB−ΔYB)−(YA−ΔYA)}/{(XB+ΔXB)−(XA+ΔXA)}]
なお、位置座標系からNC座標系に座標変換している。
[数12]
XRN=(Xn−XA)cosθ−(Ym−YA)sinθ+ΔXg
YRN=(Xn−XA)sinθ+(Ym−YA)cosθ+ΔYg
となる。
上記第1の実施形態にかかる各エリアのオフセット値を適用しない場合と適用する場合との間でのズレ量の変化及び部品装着精度の変化についての実例を示す。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。本発明の第2の実施形態にかかる部品実装方法及び装置について以下に説明する。
まず、キャリブレーション工程について、図46のフローチャートを参照しながら説明する。
[数13]
Δθn=θn−θA
次に、部品実装装置500における生産準備工程について、図47のフローチャートを参照しながら説明する。
次に、生産工程(本生産工程)について、図48のフローチャートを用いて説明する。
[数14]
ΔM=Δθn×L1/L2
Claims (4)
- 基板保持装置に保持された部品実装用基板の部品装着位置に、上記基板保持装置に対して少なくともX軸方向に移動可能な部品装着ヘッドが備える部品保持部材に保持された部品を装着する部品実装方法において、
基準マーク認識用基準基板を上記基板保持装置に保持して部品装着領域に位置決めした状態で、当該基準マーク認識用基準基板の所定間隔毎に配置された基準マークを、上記部品装着ヘッドに固定された第1の基板認識装置により順次認識するとともに、当該それぞれの基準マークの認識の際に、上記部品装着ヘッドにおいて上記第1の基板認識装置とは異なる位置に固定された第2の基板認識装置により、当該第2の基板認識装置の視野に位置された基準マークを別の基準マークとして順次認識して、上記部品装着ヘッドのそれぞれの移動位置における上記基準マーク及び別の基準マークの位置座標を求め、
上記第1の基板認識装置により認識された上記基準マークの位置座標と、上記第2の基板認識装置により認識された上記別の基準マークの位置座標により、上記それぞれの移動位置における上記部品装着ヘッドの上記X軸方向に対する当該部品装着ヘッドの傾きを順次算出し、
上記部品装着ヘッドの上記それぞれの移動位置の中から上記部品実装用基板の上記部品装着位置に近い上記移動位置を選択し、選択された上記移動位置における上記部品装着ヘッドの傾きと、上記第1の基板認識装置と上記第2の基板認識装置との配置関係と、上記部品保持部材と上記第1の基板認識装置との配置関係とを用いて、上記部品装着位置における当該部品装着ヘッドが備える上記部品保持部材の位置補正値を求め、当該位置補正値を用いて上記部品装着位置への上記部品保持部材の移動位置の補正を行い、上記基板保持装置に保持された上記部品実装用基板の上記部品装着位置に上記部品を装着することを特徴とする部品実装方法。 - 基板保持装置に保持された部品実装用基板の部品装着位置に、上記基板保持装置に対して少なくともX軸方向に移動可能な部品装着ヘッドが備える部品保持部材に保持された部品を装着する部品実装装置において、
上記部品装着ヘッドに固定され、かつ、基準マーク認識用基準基板を上記基板保持装置に保持して上記部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記基準マーク認識用基準基板の所定間隔毎に配置された基準マークの位置座標を認識する第1の基板認識装置及び第2の基板認識装置と、
上記第1の基板認識装置によりそれぞれの上記基準マークが順次認識されるそれぞれの移動位置に上記部品装着ヘッドの移動を行って、上記第1および第2の基板認識装置による上記基準マークおよび別の上記基準マークの認識を順次行い、上記第1の基板認識装置により認識した上記基準マークの認識結果より上記基準マークの位置座標を求めるとともに、上記第1の基板認識装置による当該基準マークの認識が行われる上記部品装着ヘッドの上記それぞれの移動位置において、上記第2の基板認識装置により認識された別の上記基準マークの認識結果より当該別の基準マークの位置座標を求めて、上記第1の基板認識装置により認識された上記基準マークの位置座標と、上記第2の基板認識装置により認識された上記別の基準マークの位置座標により、上記それぞれの移動位置における上記部品装着ヘッドの上記X軸方向に対する当該部品装着ヘッドの傾きを順次算出し、上記部品装着ヘッドの上記それぞれの移動位置の中から上記部品実装用基板の上記部品装着位置に近い上記移動位置を選択し、選択された上記移動位置における上記部品装着ヘッドの傾きと、上記第1の基板認識装置と上記第2の基板認識装置との配置関係と、上記部品保持部材と上記第1の基板認識装置との配置関係とを用いて、上記部品装着位置における当該部品装着ヘッドが備える上記部品保持部材の位置補正値を求め、当該位置補正値を用いて上記部品装着位置への上記部品保持部材の移動位置の補正を行い、上記基板保持装置に保持された上記部品実装用基板の上記部品装着位置に上記部品の装着を行う制御装置とを備えることを特徴とする部品実装装置。 - 上記部品装着ヘッドは、上記第1の基板認識装置と上記第2の基板認識装置との間に複数の上記部品保持部材を配置して備える請求項2に記載の部品実装装置。
- 上記第1の基板認識装置及び上記第2の基板認識装置は、上記基準マークの位置座標を認識可能に、各々の光軸に沿って上記基準基板上の当該基準マークの画像を取得が可能であって、
上記部品装着ヘッドにおいて、上記第1の基板認識装置の上記光軸、上記第2の基板認識装置の上記光軸、及び上記それぞれの部品保持部材の昇降動作軸は、略同一直線上に配列されている請求項3に記載の部品実装装置。
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