JPS62143497A - Automatic fitting apparatus for electronic parts - Google Patents
Automatic fitting apparatus for electronic partsInfo
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- JPS62143497A JPS62143497A JP60284984A JP28498485A JPS62143497A JP S62143497 A JPS62143497 A JP S62143497A JP 60284984 A JP60284984 A JP 60284984A JP 28498485 A JP28498485 A JP 28498485A JP S62143497 A JPS62143497 A JP S62143497A
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- lead
- printed board
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- electronic component
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- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、プリント板への各種電子部品の自動組み込み
を行う装置に係り、特に本体部分とＩＪ−ドとの位置関
係にバラツキの多い部品や取付穴の加工精度の低いプリ
ント板を用いる場合に好適な自動組み込み装置に関する
。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an apparatus for automatically assembling various electronic components onto a printed circuit board, and in particular, the present invention relates to a device for automatically assembling various electronic components onto a printed circuit board, and particularly for components whose positional relationship between the main body portion and the IJ-board varies widely. The present invention relates to an automatic assembly device suitable for use when using printed boards with low machining accuracy of mounting holes.
プリント板に各種電子部品（ＩＣ，コンデンサ。 Various electronic components (IC, capacitors) on the printed board.
抵抗器等）を自動的にロボット等を用いて組み込む場合
、各電子部品のリードの位置とプリント板の取付穴との
相対的な位置の対応関係が問題となる。この位置の補正
を行う従来装置の第１の従来例として、プリント板の背
面側にホトアレイからなるホトセンサを配置し、一方、
プリント板の表面側に反射ミラーを配置し、プリント板
の取付穴を通過した光をホトセンサにより受光し、受光
位置のホトダイオードの信号を論理″１”として単なる
スルーホールとリード用ホールを区別するようにしたも
のが知られている（特公昭５５−３８０７（１号公報参
照）。When automatically assembling resistors (resistors, etc.) using a robot or the like, a problem arises in the relative positional relationship between the lead positions of each electronic component and the mounting holes of the printed circuit board. As a first conventional example of a conventional device that corrects this position, a photo sensor consisting of a photo array is placed on the back side of a printed board;
A reflective mirror is placed on the front side of the printed board, and the light that passes through the mounting hole of the printed board is received by a photo sensor, and the signal from the photodiode at the light receiving position is set to logic "1" to distinguish between a simple through hole and a lead hole. (See Japanese Patent Publication No. 55-3807 (Japanese Patent Publication No. 1)).
また、第２の従来例として３個または４個の光ファイバ
束の受光端をプリント板の取付穴に面して配置し、プリ
ント板の穴の中心位置を検出するようにしたものが知ら
れている（特開昭５７−１８３９２号公報）。A second conventional example is one in which the light-receiving ends of a bundle of three or four optical fibers are arranged facing a mounting hole in a printed board, and the center position of the hole in the printed board is detected. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 18392/1983).
一般に、プリント板への電子部品の実装に当って自動組
み込みロボットを用いる場合、第７図に示すように、挿
入ヘッド１４により電子部品１５の本体部１５ａを挾持
し、リード１５ｂをプリント板１９の取付穴１９ａに挿
入して行われる。ここで、問題となるのは、挿入ヘッド
１．４の位置とプリント板１９の取付穴１９ａの位置と
が制御動作上一致していたとしても、実際の電子部品の
リードの位置が個々の部品によって区々である場合が多
いという点である。その結果、リードと取付穴とが対応
せず、その都度位置合せを余儀なくされるという問題が
起こる。この点に関し、上記第１、第２の従来例はいず
れも何ら配慮していない。Generally, when an automatic assembly robot is used to mount electronic components on a printed circuit board, as shown in FIG. This is done by inserting it into the mounting hole 19a. The problem here is that even if the position of the insertion head 1.4 and the position of the mounting hole 19a of the printed circuit board 19 match for control operation, the actual position of the lead of the electronic component is different from that of the individual component. The point is that there are often differences depending on the situation. As a result, a problem arises in that the leads and the mounting holes do not correspond to each other, and the positioning must be performed each time. Regarding this point, neither the first nor the second conventional example takes any consideration at all.
また、使用量が比較的少ないＤＩＰ、ＳＩＰ型部品以外
の複数（３個以上）のリードを持つ部品は組込工程の終
りでプリント板上に実装されるため、挿入ヘッドによる
部品リードチャックは既に実装された他部品と挿入ヘッ
ドの干渉が問題となり１部品リード先端の矯正は不可能
となる。このため、部品挿入時点での部品のリード位置
補正が必要である。In addition, components with multiple leads (3 or more) other than DIP and SIP type components, which are used in relatively small amounts, are mounted on the printed board at the end of the assembly process, so component lead chucks using the insertion head have already been used. Interference between other mounted components and the insertion head becomes a problem, making it impossible to correct the tip of a single component lead. Therefore, it is necessary to correct the lead position of the component at the time of component insertion.
そこで１本発明は、寸法精度の悪い電子部品であっても
プリント板の取付穴との相対位置のずれを正確に修正可
能な自動組み込み装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an automatic assembly device capable of accurately correcting the relative positional deviation of an electronic component with a mounting hole of a printed circuit board even if the electronic component has poor dimensional accuracy.
上記問題点を解決するために、本発明は、リードを有す
る電子部品をプリント板の所定位置に自動的に組み込む
装置において、前記電子部品をチャックして前記プリン
ト板の指定穴位置にリードを挿入する挿入ヘッドと、前
記プリント板を支持しその平面方向に移動可能々テーブ
ルと、前記テーブルと挿入ヘッドにチャックされた電子
部品との間に出入り可能で前記リードの先端画像をその
先端側からリードの軸方向に指向して光学的に認識し、
かつ、対応するプリント板の指定穴画像をその貫通方向
に指向して光学的に認識する光学系と、この光学系から
の各画像情報を電気信号に変換する光電変換装置と、前
記光電変換装置からの各画像情報から前記リード穴との
相対的位置誤差を算出し、その誤差を修正する補正を指
令を前記挿入ヘッドまたはテーブルに与える制御装置を
備えたことを特徴とするものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an apparatus for automatically assembling electronic components having leads into predetermined positions on a printed board, which chucks the electronic components and inserts the leads into specified hole positions of the printed board. an insertion head that supports the printed circuit board and is movable in the plane thereof, and a table that can move in and out between the table and the electronic components chucked to the insertion head and reads the image of the tip of the lead from the tip side. optically recognized by pointing in the axial direction of
and an optical system that optically recognizes a designated hole image of a corresponding printed board by directing it in its penetration direction, a photoelectric conversion device that converts each image information from this optical system into an electrical signal, and the photoelectric conversion device The present invention is characterized by comprising a control device that calculates a relative positional error with respect to the lead hole from each image information and gives a correction instruction to the insertion head or table to correct the error.
上記本発明の構成によれば、光学系が電子部品のリード
とプリント板の取付穴との間に介在し、同一位置にてリ
ードの先端画像と取付穴画像を光学的Ｋｇ識し、その画
像情報から相互の位置ずれをとらえ、そのずれ分だけ挿
入ヘッドあるいはテーブルの位置を修正するものである
から、容易かつ正確に位置合わせを行うととができる。According to the above configuration of the present invention, the optical system is interposed between the lead of the electronic component and the mounting hole of the printed board, and optically recognizes the image of the tip of the lead and the image of the mounting hole at the same position. Since the mutual positional deviation is determined from the information and the position of the insertion head or table is corrected by the amount of the deviation, positioning can be easily and accurately performed.
したがって、リード位置の寸法精度の悪い電子部品であ
っても１個別的に位置決めが可能となり、正確な取付は
作業が可能となる。Therefore, even if electronic components have poor dimensional accuracy in lead position, they can be individually positioned and can be mounted accurately.
以下１本発明の一実施例を第１図〜第６図によシ説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6.
第１図に本発明に係る自動組み込み装置の構成をブロッ
ク図で示し、第２図に全体構造図を示す。FIG. 1 shows a block diagram of the configuration of an automatic installation device according to the present invention, and FIG. 2 shows an overall structural diagram.
制御装置１は各装置全体を管理するものであり、入力装
置２を介してあらかじめ管理に必要な制御情報が制御装
置１内の記憶部に入力されている。The control device 1 manages each device as a whole, and control information necessary for management is input in advance to a storage section within the control device 1 via an input device 2.
また、出力装置３により制御装置１による各装置の管理
状態を把握することができる。制御装置１による制御対
象は五つの部分に分けられる。それらはロボット５およ
びその駆動装置４、ロボットアームに取付けられた光学
装置６、プリント板位置決め装置７１部品供給装置２２
、そしてプリズム１６を含む画像処理装置８である。゛
第３図は前述した装置の動作フローチャートであシ、第
４図の本発明による２画像取込み機構図と合わせて説明
する。Furthermore, the management status of each device by the control device 1 can be grasped through the output device 3. The object controlled by the control device 1 is divided into five parts. They are a robot 5 and its drive device 4, an optical device 6 attached to the robot arm, a printed board positioning device 71, a parts supply device 22
, and an image processing device 8 including a prism 16. 3 is a flowchart of the operation of the above-mentioned apparatus, and will be explained together with FIG. 4, which is a diagram of a mechanism for capturing two images according to the present invention.
プリント板１９が位置決めされると（ステップ１００）
、挿入ヘッド１４によシ部品１５がチャックされ（ステ
ップ１０１）、プリント板１９の挿入穴１９ａ位置まで
移動される（ステップ１０２）。Once the printed board 19 is positioned (step 100)
The component 15 is chucked by the insertion head 14 (step 101) and moved to the insertion hole 19a position of the printed board 19 (step 102).
次いで、まず部品１５のリード１５ｂの先端からその軸
方向に指向した画像をプリズム１６を介してＩＴＶカメ
ラ、１８によシ取込む（ステップ１０３）。Next, first, an image directed in the axial direction from the tip of the lead 15b of the component 15 is captured by the ITV camera 18 via the prism 16 (step 103).
取込まれたリード画像１２（第６図）は画像処理装置８
に送られる。一方、プリズム１６はその位置で反転され
（ステップ１０４）、プリン）［１９の挿入穴をその貫
通方向に指向した画像をＩＴＶカメラ１８に取込む（ス
テップ１０５）。The captured lead image 12 (FIG. 6) is processed by the image processing device 8.
sent to. On the other hand, the prism 16 is inverted at that position (step 104), and an image oriented in the direction of the insertion hole of the prism 19 is captured by the ITV camera 18 (step 105).
取込まれた挿入穴画像１３（第６図）は画像処理装置８
に送られる。The captured insertion hole image 13 (FIG. 6) is processed by the image processing device 8.
sent to.
画像処理については第５図を用いて後述するが、（ステ
ップ１０６）では取込まれた二つの画像に基づいて、部
品１５のリード先端とプリント板１９の挿入穴１９ａと
の相対位置誤差δｙ（または、δＸ）を計算し、挿入ヘ
ッド１４の位置（すなわち、部品１５のリード１５ｂの
先端位置）を挿入穴１９ａに一致させるべく、挿入ヘッ
ド１４の移動方向、移動量を決定する（ステップ１ｏ７
）。Image processing will be described later using FIG. 5, but in step 106, the relative position error δy( Alternatively, δX) is calculated, and the direction and amount of movement of the insertion head 14 is determined in order to align the position of the insertion head 14 (that is, the position of the tip of the lead 15b of the component 15) with the insertion hole 19a (step 1o7).
).
決定された補正量は挿入ヘッド１４のロボット駆動装置
４に与えられ、挿入ヘッド１４が目的位置まで移動され
る（ステップ１０８）。次いで１部品１５とプリント板
１９との間にあるプリズム１６を移動させ（ステップ１
０９）、その後部品１５のリード１５ｂを挿入穴１９
ａ Ｋ挿入すべく下降させ（ステップ１１０）、挿入動
作を終了する（ステップ１１１）。The determined correction amount is applied to the robot drive device 4 of the insertion head 14, and the insertion head 14 is moved to the target position (step 108). Next, move the prism 16 between the part 15 and the printed board 19 (step 1).
09), then insert the lead 15b of the component 15 into the hole 19.
a K is lowered to be inserted (step 110), and the insertion operation is completed (step 111).
次に、二つの画像（リード画像１２および挿入穴画像１
３）の画像処理アルゴリズムについて第５図により説明
する。すなわち、プリズム１６を介してＩＴＶカメラ１
０により取込まれた二つの画像が入力されると（ステッ
プ２００．２０１）。Next, two images (lead image 12 and insertion hole image 1
The image processing algorithm 3) will be explained with reference to FIG. That is, the ITV camera 1 through the prism 16
When the two images captured by 0 are input (steps 200 and 201).
それぞれアナログ信号から２値信号に変換され（ステッ
プ２０２，２０３）、次いで、雑音除去のためにフィル
タにかけられる（ステップ２０４゜２０５）。次いで、
各画像についての特徴量の抽出処理（ステップ２０６，
２０７）され、各特徴量により相互の画像間演算が施さ
れる（ステップ２０８）。この演算結果は、第６図に示
すように、リード画像１２と挿入穴画像１３とが同一モ
ニタ画面上に重ねて表示され、その誤差を視認すること
ができる。ちなみに、第６図はリード位置と挿入穴位置
とが互にずれている状態を示している。Each is converted from an analog signal to a binary signal (steps 202, 203) and then filtered for noise removal (steps 204 and 205). Then,
Feature amount extraction processing for each image (step 206,
207), and mutual inter-image calculations are performed using each feature amount (step 208). As a result of this calculation, as shown in FIG. 6, the lead image 12 and the insertion hole image 13 are displayed superimposed on the same monitor screen, so that the error can be visually recognized. Incidentally, FIG. 6 shows a state in which the lead position and the insertion hole position are shifted from each other.
１１はＣＲＴモニタの背景部を示しており、目視しやす
いように背景を暗くするとともに、はみ出たリード画像
１２の部分を百色で表示し、挿入穴画像１３と重なる部
分については黒く表示しである。ただし、表示の方法は
これにこだわるものではない。次いで、二つの画像を重
畳した場合の特徴量の抽出が行われ（ステップ２１０）
、これに基づきリード１５ｂの位置と挿入穴１９ａの位
置との相対的誤差が計算され（ステップ２１１）、補正
量が算出され（ステップ２１２）、その後は第３図の（
ステップ１０８）にもどって位置修正が実行される。Reference numeral 11 shows the background of the CRT monitor. The background is darkened to make it easier to see, and the protruding portion of the lead image 12 is displayed in a hundred colors, and the portion that overlaps with the insertion hole image 13 is displayed in black. . However, the display method is not limited to this. Next, features are extracted when the two images are superimposed (step 210).
, Based on this, the relative error between the position of the lead 15b and the position of the insertion hole 19a is calculated (step 211), the amount of correction is calculated (step 212), and then the process shown in FIG.
Returning to step 108), position correction is performed.
このように、複数（３以上）のリードを持つ低精度部品
１５や第７図で示されるように部品のボディ中心とリー
ド中心に位置ずれがある部品をプリント板に自動組み込
みする装置において、挿入穴と部品リードの相互位置誤
差を両者を相対した状態で検出し、一方を他方に合致す
るよう補正させるため、安定した部品自動組み込みが可
能となる。In this way, in a device that automatically assembles a low-precision component 15 with multiple (three or more) leads or a component whose center of the body of the component is misaligned with the center of the lead as shown in FIG. Since the mutual positional error between the hole and the component lead is detected while they are facing each other, and one is corrected to match the other, stable automatic component assembly is possible.
また、ロボットアームに挿入ヘッドと光学装置を取付け
たことにより、挿入ヘッドの停止した任意位置で部品リ
ード先端とプリント板挿入穴の両者を１台のＩＴＶカメ
ラで画像認識でき、装置構成が単純なものとなる。In addition, by attaching the insertion head and optical device to the robot arm, it is possible to image recognize both the component lead tip and the printed board insertion hole with a single ITV camera at any position where the insertion head is stopped, resulting in a simple device configuration. Become something.
以上に述べたように、光学系が電子部品のＩＪ−ドとプ
リント板の取付穴との間に介在し、同一位置にてリード
の先端画像と取付穴画像を光学的に認識し、その画像情
報から相互の位置ずれをとらえてずれ分だけ修正するも
のであるから容易に、かつ、正確に位置合せを行うこと
ができるうそれＫよってリード位置の寸法精度の悪い電
子部品であっても個々の部分について個別的に位置修正
でき、正確な取付作業が可能となる。As described above, the optical system is interposed between the IJ-domain of the electronic component and the mounting hole of the printed board, and optically recognizes the image of the tip of the lead and the image of the mounting hole at the same position. Since the mutual positional deviation is detected from the information and the deviation is corrected, alignment can be easily and accurately performed. The positions of the parts can be adjusted individually, allowing for accurate installation work.
第１図は本発明に係る実施例を示すブロック図。
第２図は本発明による装置概略図、第３図は本発明によ
る装置動作フローチャート、第４図は本発明による２画
像取込み機構図、第５図は本発明による画像処理フロー
チャート、第６図は本発明による画像処理内容説明図、
第７図は部品ボディとリードの位置関係図である。
１・・・制御装置、２・・・入力装置、３・・・出力装
置、４・・・ロボット駆動装置、５・・・ロボット、６
・・・光学装置、７・・・プリント板位置決め装置、８
・・・画像処理装置、 ９−ＣＲ，Ｔ （モ＝ｐ−）
、１Ｏ−ＩＴＶカメラ、１１・・・ＣＲＴ背景画像、１
２・・・部品リード先端画像、１３・・・プリント板挿
入穴画像、１４・・・挿入ヘッド、１５・・・部品、１
６・・・プリズム、１７・・・プリズム反転機構、１８
・・・ＩＴＶカメラ、１９・・・プリント板、２０・・
・照明灯、２１・・・ＣＲＴ（モニター）、２２・・・
部品供給装置。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment according to the present invention. 2 is a schematic diagram of the device according to the present invention, FIG. 3 is a flowchart of the operation of the device according to the present invention, FIG. 4 is a diagram of the two-image capture mechanism according to the present invention, FIG. 5 is a flowchart of image processing according to the present invention, and FIG. An explanatory diagram of image processing contents according to the present invention,
FIG. 7 is a diagram showing the positional relationship between the component body and the leads. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Control device, 2... Input device, 3... Output device, 4... Robot drive device, 5... Robot, 6
...Optical device, 7... Printed board positioning device, 8
...Image processing device, 9-CR,T (mo=p-)
, 1O-ITV camera, 11...CRT background image, 1
2... Component lead tip image, 13... Printed board insertion hole image, 14... Insertion head, 15... Component, 1
6... Prism, 17... Prism reversal mechanism, 18
...ITV camera, 19...Printed board, 20...
・Lighting light, 21...CRT (monitor), 22...
Parts supply device.
Claims (1)
自動的に組み込む装置において、 前記電子部品をチェックして前記プリント板の指定穴位
置にリードを挿入する挿入ヘッドと、前記プリント板を
支持しその平面方向に移動可能なテーブルと、前記テー
ブルと挿入ヘッドにチャックされた電子部品との間に出
入可能で前記リードの先端画像をその先端側からリード
の軸方向に指向して光学的に認識し、かつ、対応するプ
リント板の指定穴画像をその貫通方向に指向して光学的
に認識する光学系と、この光学系からの各画像情報を電
気信号に変換する光電変換装置と、前記光電変換装置か
らの各画像情報から前記リードと穴との相対的位置誤差
を算出し、その誤差を修正する補正指令を前記挿入ヘッ
ドまたはテーブルに与える制御装置を備えたことを特徴
とする電子部品の自動組み込み装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記光
学系は光の入射方向をリード側およびプリント板側のそ
れぞれに転動可能に支持されたプリズムであることを特
徴とする電子部品の自動組み込み装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記光
電変換装置はテレビジョンカメラであることを特徴とす
る電子部品の自動組み込み装置。[Scope of Claims] 1. An apparatus for automatically assembling an electronic component having a lead into a predetermined position on a printed board, comprising: an insertion head that checks the electronic component and inserts a lead into a designated hole position of the printed board; A table that supports the printed board and is movable in the plane thereof, and a table that can be moved in and out between the table and the electronic component chucked to the insertion head, and that directs the image of the tip of the lead from the tip side in the axial direction of the lead. an optical system that optically recognizes the designated hole image of the corresponding printed board by directing it in the penetrating direction; and a photoelectric system that converts each image information from this optical system into an electrical signal. A conversion device and a control device that calculates a relative positional error between the lead and the hole from each image information from the photoelectric conversion device and gives a correction command to the insertion head or table to correct the error. Features: Automatic assembly equipment for electronic components. 2. The electronic component according to claim 1, wherein the optical system is a prism that is rotatably supported on a lead side and a printed board side, respectively, with the direction of incidence of light. Automatic installation equipment. 3. An apparatus for automatically assembling electronic components according to claim 1, wherein the photoelectric conversion device is a television camera.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60284984A JPH071840B2 (en) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | Electronic component automatic assembly device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP60284984A JPH071840B2 (en) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | Electronic component automatic assembly device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62143497A true JPS62143497A (en) | 1987-06-26 |
| JPH071840B2 JPH071840B2 (en) | 1995-01-11 |
Family
ID=17685626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60284984A Expired - Lifetime JPH071840B2 (en) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | Electronic component automatic assembly device |
Country Status (1)
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