JPH05218696A - 部品実装機における装着位置制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品実装機の設置時に部材実装に先立って行
われる作業を簡略化するとともに従来の計測用具を不要
とし得る部品実装機における装着位置制御方法を提供す
る。 【構成】 ＸＹテーブル１上に計測用のマークＭを記
し、第１の部材に第２の部材を装着する装着目標位置の
座標データと、前記ＸＹテーブル１を装着目標位置まで
実際に移動させたときに認識手段６で認識された前記マ
ークＭの座標データとから前記装着目標位置に対する実
際の移動位置のズレ量を算出し、この演算結果と前記Ｘ
Ｙテーブル１に対する認識手段６の座標上の傾きの演算
結果とから補正量を算出して前記ＸＹテーブル１の移動
量を決定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を回路基板に
実装する部品実装機における装着位置制御方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】部品実装機、例えば、電子部品をプリン
ト基板（以下、単に基板と略称する）に実装する電子部
品実装機においては、基板を載置するＸＹテーブルを電
子部品の吸着された吸着ヘッド側に移動させて実装する
のが一般である。

【０００３】この種の電子部品実装機の一例として、図
８および図９に示すものが知られている。この電子部品
実装機は、第１の部材である図示しない基板をＸＹテー
ブル１上に載置し、第２の部材である電子部品を吸着す
る吸着ヘッド５側に移動させるようになっている。な
お、この吸着ヘッド５は、図９に示すように、回転テー
ブル４に等間隔で配設され、吸着位置で電子部品を吸着
した後、この回転テーブル４が回転し装着位置で停止し
たときＸＹテーブル１上の基板に電子部品を装着する構
成となっている。

【０００４】前記ＸＹテーブル１は矩形状で、図示しな
いガイド機構の可動部に取り付けられている。この可動
部には、図８に示す如く移動手段１０である２台のパル
スモータ１０ａ，１０ｂのシャフトが連結され、ＸＹテ
ーブル１をＸ方向とＹ方向とに移動自在となしている。

【０００５】また、このＸＹテーブル１の上面には、基
板を保持する基板ガイド２が配設されている。この基板
ガイド２は、それぞれが断面コ字状の固定ガイド２ａと
可動ガイド２ｂとからなり、固定ガイド２ａがＸＹテー
ブル１の一側部に固定され、可動ガイド２ｂが他側部に
載置されている。この可動ガイド２ｂは、ボールネジの
回動によって進退し、固定ガイド２ａとの間に基板およ
び治具３を挟持するようになっている。この治具３は、
基板と略同一に形成されており、基板を載置するととも
に電子部品実装機を設置した後の各部の位置補正に用い
られ、中央には計測用のマークＭが記されている。

【０００６】さらに、前記ＸＹテーブル１上には、基板
の載置状態を認識する認識手段として工業用カメラ６が
取り付けられている。この工業用カメラ６には、撮影画
像を画素上における座標データに変換しデジタル信号と
して演算手段８に出力する画像処理手段７が接続されて
いる。。

【０００７】この演算手段８は、前記ＸＹテーブル１を
任意に移動させるときの座標データと工業用カメラ６に
て撮像され画像処理手段７より送出されてくる座標デー
タとからＸＹテーブル１に対する工業用カメラ６の座標
上の傾きを算出する。そして、この傾き角度を基礎デー
タに前記ＸＹテーブル１を装着位置まで移動させるとき
の補正計算を行って移動量を決め、このＮＣデータを制
御手段９に与えるものである。

【０００８】この制御手段９は、前記基板に電子部品を
実装する装着目標位置のデータや前記ＮＣデータに基づ
いてパルスモータ１０ａ，１０ｂに駆動信号を送出しＸ
Ｙテーブル１を目標位置に移動させる制御を行うように
なっている。これにより、電子部品実装機を運転開始す
ると、電子部品の実装作業を連続的に行わせることがで
きるものである。

【０００９】ところで、この種の電子部品実装機は、工
業用カメラ６とＸＹテーブル１との間に相対的な位置ズ
レが生じていると、このＸＹテーブル１を所定の装着目
標位置に移動させたとき、誤差のない適正な実装を行う
ことができないことから、現場設置後は補正を行ってお
く必要がある。

【００１０】この位置補正においては、計測用マークＭ
を記した前記治具が用いられる。この補正作業を行う場
合、まず、前記ＸＹテーブル１のガイド間に治具を挟持
しておく。そして、計測用マークＭを含む治具３を工業
用カメラ６の撮像視野内に入れる。

【００１１】つぎに、この治具３が保持されたＸＹテー
ブル１をＸ方向に一定距離移動させ、続いてＹ方向にも
一定距離移動させる。このときの移動位置の座標データ
と工業用カメラ６で撮像されることによって画像処理手
段７の画素上に現れる計測用マークＭの座標データとか
らＸＹテーブル１に対する工業用カメラ６の設置状態の
傾きを求める。

【００１２】続いて、この傾きを補正するための計算を
行ってカメラスケール、つまりＸＹテーブル１を部材供
給部から装着位置まで実際に移動させて電子部品を実装
するときの適正位置に対する換算値を求める。

【００１３】この後、基板に電子部品を装着する目標位
置のデータを制御手段９に与えて、ＸＹテーブル１を移
動させる。このとき、目標位置の座標データとＸＹテー
ブル１が実際に移動した位置の座標とから、位置ズレを
検出してこのズレ量を算出する。そして、この算出値と
前記カメラスケールとに基づいて、位置ズレを補正する
ための補正量を演算する。

【００１４】この演算結果によるＮＣデータを制御手段
９に送出すると、工業用カメラ６およびＸＹテーブル１
の相対的な位置の補正がなされた制御を行うことができ
るから、以後、基板に部品を実装する際の適正な位置決
めができるものである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装着位置制御方法は、計測用マークＭを記した治具
３にて工業用カメラ６の傾きを補正し、カメラスケール
を求めるようになっていることから、治具３を用意する
必要があるうえ、この治具３を用いた作業は面倒なもの
であり、電子部品実装機の設置時における調整作業が長
時間になるという欠点があった。

【００１６】本発明は、上記課題を解決することを目的
としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
目的を達成するため、第１の部材を載置するＸＹテーブ
ルと、第２の部材を前記第１の部材に装着する装着ヘッ
ドと、前記ＸＹテーブルを部材供給部より部材装着位置
まで移動させる移動手段と、前記ＸＹテーブルの位置を
認識する認識手段と、前記ＸＹテーブルを任意の位置に
移動させたときの座標データと前記認識手段にて得られ
た座標データとからＸＹテーブルに対する認識手段の座
標上の傾きを算出するとともに、この傾きに応じた補正
量を算出する演算手段と、この演算手段からのＮＣデー
タに基づいて前記移動手段に駆動信号を送出し前記ＸＹ
テーブルを部材供給部より部材装着位置に移動させる制
御を行う制御手段とを備えた部品実装機における装着位
置制御方法において、前記ＸＹテーブル上に計測用のマ
ークを記し、前記第１の部材に第２の部材を装着する装
着目標位置の座標データと、前記ＸＹテーブルを装着目
標位置まで実際に移動させたときに前記認識手段で認識
された前記マークの座標データとから前記装着目標位置
に対する実際の移動位置のズレ量を算出し、この演算結
果と前記ＸＹテーブルに対する認識手段の座標上の傾き
の演算結果とから補正量を算出して前記ＸＹテーブルの
移動量を決定することを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明は、計測用のマークが記されたＸＹテー
ブルを、第１の部材に第２の部材を装着する装着目標位
置まで移動させる。このときの装着目標位置の座標デー
タと実際にＸＹテーブルを移動させたときに認識手段が
認識した前記マークの座標データとから装着目標位置に
対する実際の移動位置のズレ量を算出する。

【００１９】そして、この演算結果と予め算出してある
前記ＸＹテーブルに対する認識手段の座標上の傾きの演
算結果とから補正量を算出する。この補正量に基づき移
動量を決定してＸＹテーブルを部材装着位置に移動させ
ると、ＸＹテーブルに対する認識手段の傾きが補正され
るとともに、前記装着目標位置に対する実際の移動位置
のズレが補正された最終の装着目標位置にＸＹテーブル
を移動させて位置決めすることができる。

【００２０】このように、装着目標位置に対する実際の
移動位置のズレ補正は、ＸＹテーブルに計測用のマーク
を記しておくだけでよいから、認識手段、ＸＹテーブル
および移動手段等を設置した後、これらの相対的な位置
関係より部材実装作業に先立って行われる補正量および
移動量の決定作業が簡単となる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００２２】図１は本実施例に係る電子部品実装機の概
略構成図である。

【００２３】この電子部品実装機は、図８および図９に
示す従来例と基本的構成が略同一であり、同一部分には
同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【００２４】本実施例の電子部品実装機における装着位
置制御方法は、従来、ＸＹテーブル１上の基板ガイド２
に設けられていた治具３を使用せず、ＸＹテーブル１の
上面に計測用のマークＭを記しておいて電子部品実装機
を設置した後の補正作業を行うものである。

【００２５】まず、電子部品実装機を構成する各部の位
置ズレを想定した補正を行うために、図１および図２に
示す如く予めＸＹテーブル１の上面に計測用マークＭを
直接記しておく。このマークＭは中央でもよいが、ＸＹ
テーブル１の移動時に生じるＸＹ方向の振れをより正確
に認識するため、コーナに記すのが好ましい。

【００２６】そして、図３に示すように、ＸＹテーブル
１を任意の起点（Ｘ0 ，Ｙ0 ）からＸ方向にＸ1 だけ移
動させ、続いてＹ方向にもＹ1 だけ移動させる。ここ
で、工業用カメラ６がＸＹテーブル１に対しＸＹ軸上に
おいて傾いた状態で設置されていると、図４に示される
ように、工業用カメラ６で撮像され画像処理手段７で画
像処理された計測用マークＭの画素上における座標（ｘ
2 ，ｙ2 ）と、ＸＹテーブル１の移動位置の座標（Ｘ1
，Ｙ1 ）とが異なってくることから、工業用カメラ６
はＸＹ軸上で傾きθｃを有している。

【００２７】この傾きθｃは下式で求められる。

【００２８】

【数１】

【００２９】つぎに、この傾きを補正してカメラスケー
ルを算出する。このカメラスケールは、ＸＹテーブル１
を実際に移動させて電子部品を適正位置に実装するため
の換算値であって、Ｘ方向のカメラスケールＳｘおよび
Ｙ方向のカメラスケールＳｙは下式で求める。

【００３０】

【数２】

【００３１】続いて、基板に電子部品を装着する目標位
置とＸＹテーブル１が実際に移動するときの位置とのズ
レを想定した補正を行う。

【００３２】このときは、電子部品を供給する位置を起
点とし、実装位置を目標位置としたＮＣデータを制御手
段９に与えて、ＸＹテーブル１を移動させる。

【００３３】すると、図５に示すように、起点（Ｘ0 ，
Ｙ0 ）に対する目標位置ａの座標（Ｘ3 ，Ｙ3 ）と、計
測用マークＭの実際の移動位置ｂの座標（Ｘ3 ’，Ｙ3
’）とが異なって位置ズレが生じる。この位置ズレ
は、前記工業用カメラ６で撮像され画像処理されたと
き、図６に示す画素上において目標位置ａを中心にする
と、計測用マークＭの移動位置ｂの座標は（ｘ3 ，ｙ3
）となり、傾きθｃを有している。

【００３４】これを補正するための座標は、図７に示す
画素上において（ｘ3 ’，ｙ3 ’）であって、この補正
計算は下式で求められる。

【００３５】

【数３】

【００３６】この後、起点（Ｘ0 ，Ｙ0 ）に対する実際
の移動位置の座標（Ｘ3 ’，Ｙ3 ’）を、目標位置ａの
座標（Ｘ3 ，Ｙ3 ）、カメラスケール（Ｓｘ，Ｓｙ）お
よび前記計算結果に基づき下式にて求める。

【００３７】

【数４】

【００３８】この演算結果は、目標位置ａの座標（Ｘ3
，Ｙ3 ）と実際の移動位置ｂの座標（Ｘ3 ’，Ｙ3
’）とが一致することを示すものであるから、このＮ
Ｃデータを用いると、ＸＹテーブル１を適正位置に移動
させて位置決めすることが可能となる。

【００３９】従って、電子部品実装機を設置した後に行
われる装着位置の補正は、ＸＹテーブル１の一部にマー
クＭを直接記しておくだけでよいから、作業の簡略化と
時間短縮が図れることになる。

【００４０】なお、計測用マークＭは、ＸＹテーブル１
の一方のコーナに記したが、他方のコーナに記してもよ
いし、ガイド２上に記してもよいことは、勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、装着目標
位置に対する実際の移動位置のズレ補正を行う場合、Ｘ
Ｙテーブルに計測用のマークを記しておくだけでよいか
ら、認識手段、ＸＹテーブルおよび移動手段等を設置し
た後、これらの相対的な位置関係より部材実装に先立っ
て行われる補正作業が簡単となる。また、部品実装機の
設置時に用いられていた従来の計測用具が不要となり、
作業時間も大幅に短縮される効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電子部品実装機の概要構
成図である。

【図２】電子部品実装機および装着ヘッドの平面図であ
る。

【図３】ＸＹテーブルを移動させたときの座標である。

【図４】ＸＹテーブルに対する認識手段の傾きを示す座
標である。

【図５】装着目標位置に対する実際の移動位置の関係を
示す説明図である。

【図６】認識手段の傾き補正前を示す座標である。

【図７】補正後の装着目標位置を示す座標である。

【図８】従来の電子部品実装機の概要構成図である。

【図９】従来の電子部品実装機および装着ヘッドの平面
図である。

【符号の説明】

１ ＸＹテーブル ５ 認識手段 ６ 認識手段 ８ 演算手段 ９ 制御手段 １０ 移動手段 Ｍ 計測用のマーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高市 進 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の部材を載置するＸＹテーブルと、
   第２の部材を前記第１の部材に装着する装着ヘッドと、
   前記ＸＹテーブルを部材供給部より部材装着位置まで移
   動させる移動手段と、前記ＸＹテーブルの位置を認識す
   る認識手段と、前記ＸＹテーブルを任意の位置に移動さ
   せたときの座標データと前記認識手段にて得られた座標
   データとからＸＹテーブルに対する認識手段の座標上の
   傾きを算出するとともに、この傾きに応じた補正量を算
   出する演算手段と、この演算手段からのＮＣデータに基
   づいて前記移動手段に駆動信号を送出し前記ＸＹテーブ
   ルを部材供給部より部材装着位置に移動させる制御を行
   う制御手段とを備えた部品実装機における装着位置制御
   方法において、 前記ＸＹテーブル上に計測用のマークを記し、前記第１
   の部材に第２の部材を装着する装着目標位置の座標デー
   タと、前記ＸＹテーブルを装着目標位置まで実際に移動
   させたときに前記認識手段で認識された前記マークの座
   標データとから前記装着目標位置に対する実際の移動位
   置のズレ量を算出し、この演算結果と前記ＸＹテーブル
   に対する認識手段の座標上の傾きの演算結果とから補正
   量を算出して前記ＸＹテーブルの移動量を決定すること
   を特徴とする部品実装機における装着位置制御方法。