JPS6375503A - Positioning device for parts with lead - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To position a parts with a lead with high accuracy by calculating a reference line in the projection direction of the lead from an image signal obtained by picking up the image of the parts with the lead and calculating the positional relation of the parts from the intersection position of the reference line. CONSTITUTION:A four-directional flat package IC(QFP) 5 supplied from a supply part 4 is picked up by a pickup head 6 and an X-Y-Q table 7 which carries it is moved to the position where its image can be picked up by an ITV camera 9. Then the image of the QFP 5 is picked up and the output signal of the camera 9 is converted 10 into a binary image signal, which is stored in a memory 11. Then an arithmetic part 12 calculates the reference line of each projection direction of a lead of the QFP 5 from the data in the memory 11 and then calculates intersections of reference lines to find the center position and rotational quantity of the QFP 5. Then, the value of a table 7 for placing the QFP 5 at a mount position on a substrate 3 is calculated from the center position and rotational quantity and control signals SX, SY, and Stheta are impressed to the table 7 through a controller 13 to position the QFP 5 at the specific position of the substrate 3; and then the pickup is released and the QFP is mounted on the substrate 3.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、リードを有する電子部品を基板上に装着する
装置に係り、特にその電子部品の位置決めを行うリード
付部品位置決め装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an apparatus for mounting an electronic component having leads on a board, and in particular to a device for positioning the electronic component. Regarding equipment.

（従来の技術） 従来、リードを有する電子部品、例えば４方向フラツト
パツケージ（以下、ＱＦＰとよぶ。）を基板に装着する
際の位置決め方法として以下のようなものがあった。(Prior Art) Conventionally, the following methods have been used for positioning an electronic component having leads, such as a four-way flat package (hereinafter referred to as QFP), on a board.

■電子部品を基準面におしあてて、位置決めを行い、基
板上に装着する方法。■Method of placing electronic components on a reference surface, positioning them, and mounting them on the board.

■電子部品を装着する際に、そのリードと基板上のパタ
ーンをＴＶカメラで撮影し、そのずれを計算して位置決
めを行う方法。■When installing electronic components, a method of photographing the leads and patterns on the board with a TV camera, calculating the deviation, and determining the position.

■パターンマツチング法を用いて、電子部品のコーナー
やリードを検出し、その位置から基板に装着するときの
位置を求める方法。■A method that uses pattern matching to detect the corners and leads of electronic components, and determine the position when mounting them on the board from these positions.

しかるに、上記■の電子部品を基準面に押しあて位置決
めを行う方法では、精度のよい位置決めができない。ま
た、上記■の電子部品のリードと基板上のパターンのず
れから位置決めを行う方法は、電子部品を基板上に運ぶ
ピックアップヘッドまわりの構造が複雑となる。さらに
、上記■のパターン・マツチング法を用いた方法では、
コーナーのぼりや欠け、リードの曲がりなどにより、誤
検出をしたり、検出できないことがある。However, the above method (2) of positioning the electronic component by pressing it against the reference surface does not allow accurate positioning. Further, in the method (2) above, in which positioning is performed based on the misalignment between the leads of the electronic component and the pattern on the board, the structure around the pickup head that carries the electronic component onto the board becomes complicated. Furthermore, in the method using the pattern matching method described in ■ above,
Erroneous detection or failure to detect may occur due to corner edges, chipping, bent leads, etc.

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記■、■、■の有する技術的問題点を参酌
してなされたもので、基板上のパターンを参照せずに、
リードを有する電子部品の位置決めが正確に行えるリー
ド付部品位置決め装置を提供することを目的とする。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in consideration of the technical problems of (1), (2), and (3) above.
It is an object of the present invention to provide a leaded component positioning device that can accurately position electronic components having leads.

少なくとも２方向に突設されたリードを有する部品を着
脱自在に支持して位置決めする位置決め手段と、この位
置決め手段により支持されている部品を撮像する撮像手
段と、この撮像手段から出力された画像信号を入力して
上記リードの突設方向の基準線を算出したのちこれら基
準線の交点位置を算出するとともにこれら交点位置に基
づいて位置決め位置に対する部品の位置関係を演算し演
算結果に基づいて位置決め手段に必要な制御信号を印加
する演算制御手段を有し、リード付電子部品の高精度位
置決めを可能にしたものである。a positioning means for removably supporting and positioning a component having leads protruding in at least two directions; an imaging means for imaging the component supported by the positioning means; and an image signal output from the imaging means. is input to calculate a reference line in the protruding direction of the lead, and then calculates the intersection position of these reference lines, calculates the positional relationship of the component with respect to the positioning position based on these intersection positions, and uses the positioning means based on the calculation result. It has an arithmetic control means that applies necessary control signals to enable highly accurate positioning of electronic components with leads.

（実施例） 以下、本発明の一実施例として４方向フラツトパツケー
ジＩＣ（以下、ＱＦＰ　（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃ
ｋａｐｅ）と略称する。〉の位置決めを行うリード付部
品位置決め装置について、図面を参照して説明する。(Example) As an example of the present invention, a four-way flat package IC (hereinafter referred to as QFP) will be described below.
It is abbreviated as "kape". A leaded component positioning device that performs positioning will be described with reference to the drawings.

第１図はこの装置の構成を示す。この装置は大別すると
、供給されたＱＦ’Ｐをつまみ上げ基板上に装着するマ
ウンタ部（１）と、つまみ上げたＱＦＰの状態を検出す
る検出部（２）とからなる。しかして、上記マウンタ部
（１）は、図示せぬ位置決め治具で所定位置に固定され
た基板（３）に装着させるために供給部（４）から供給
されるＱＦＰ　（５１を着脱自在につまみあげるピック
アップヘッド（６）と、このピックアップヘッド（６）
につまみあげられたＱＦＰ（５）を基板（３）まで運ぶ
Ｘ−Ｙ−θテーブル（力とから成る。一方、検出部（２
）は、ピックアップヘッド（６）につまみあげられたＱ
ＦＰを照らす照明装！（８）と、照明装置（８）により
照らし出されたＱＦＰを撮影するＩＴＶ　（Ｉｎｄｕｓ
ｔｒｉａｌＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ　）−ｔｙメジ（９）
と、このＩＴＶカメラ（９）　ｔり出力信号を二値化す
る二値化回路００１と、この二値化回路（ＩＩＫより二
値化された画像信号を記憶する画像メモリ圓と、画像メ
モリ圓内のデータからＱＦＰのビンを検出してＱＦＰの
位置を求める例えばマイクロコンピュータなどの演算部
（１２１と、演算部ａ功の演算結果にもとすいてＸ−Ｙ
−θテーブル（力をコントウールするテーブルコントロ
ー２０段とから成る。FIG. 1 shows the configuration of this device. This device is roughly divided into a mounter section (1) that picks up the supplied QF'P and mounts it on a substrate, and a detection section (2) that detects the state of the picked up QFP. Therefore, the mounter section (1) removably holds the QFP (51) supplied from the supply section (4) in order to mount it on the board (3) which is fixed in a predetermined position with a positioning jig (not shown). Pickup head (6) and this pickup head (6)
The QFP (5) picked up by the
) is the Q picked up by the pickup head (6).
Lighting equipment to illuminate the FP! (8) and ITV (Indus
trialTelevision)-ty Meji (9)
, a binarization circuit 001 that binarizes the output signal of this ITV camera (9), an image memory circle that stores the binarized image signal from this binarization circuit (IIK), and an image memory circle that stores the binarized image signal from this binarization circuit (IIK). The position of the QFP is determined by detecting the QFP bin from the data in the arithmetic unit (121) of a microcomputer, for example, and the arithmetic result of the arithmetic unit a.
-Theta table (consists of 20 stages of table controllers that control force).

つぎに、上記構成のリード付部品位置決め装置の作動に
ついて説明する。Next, the operation of the leaded component positioning device having the above configuration will be explained.

供給部（４）より供給されたＱＦ　Ｐ　（５）をピック
アップヘッド（６）でつまみあげる。そしてピックアッ
プさ・れたＱＦＰ（５１が、ＩＴ■カメラ（９）で撮影
できる位置までＸ−Ｙ−θテーブル（７）を移動させる
。このときのＱＦＰ　（５）の像をＩＴＶカメラ（９）
で撮影する。ところで、照明方式については、照明装置
（８）の位置により、反射照明、透過照明の二種類に分
けられる。反射照明の場合には、ＱＦＰ　（５）が周囲
より明るく、透過照明の場合には、ＱＦＰ　（５）は周
囲より暗くみえる。The QF P (5) supplied from the supply section (4) is picked up by the pickup head (6). Then, the picked up QFP (51) moves the X-Y-θ table (7) to a position where it can be photographed by the IT camera (9).The image of the QFP (5) at this time is taken by the ITV camera (9).
Take a photo with By the way, the illumination method can be divided into two types, reflected illumination and transmitted illumination, depending on the position of the illumination device (8). In the case of reflected illumination, the QFP (5) appears brighter than the surroundings, and in the case of transmitted illumination, the QFP (5) appears darker than the surroundings.

以下、透過照明の場合について述べる。ＩＴＶカメラ（
９）で取り込んだＱＦＰ（５）の画像信号を二値化回路
−で、ＱＦＰ　（５１がローレベル（黒、第２図斜線部
分）、それ以外はハイレベル（白）となるように二値化
して、画像メモリ０υに記憶させる。しかして、この画
像メモリαυに格納された画像データに基づいて、演算
部＠にては次の演算が行われる。第２図の左上を拡大し
たものを第３図に示す。まず、リードＰ、の長手方向の
直線Ｌ１を検出する。このために、画像メモリ０υの内
容をＸ方向に調べてゆき、Ｐ、の左側のエッヂを複数個
（ｘｌ、ｘ、　、ｘ３．、、、　、　ｘｎ　）検出し、
最小二乗法を用いて直ＭＬ＋を計算する。つぎに、リー
ドＰ、の長手方向の直ＨＬ２を検出する。The case of transmitted illumination will be described below. ITV camera (
The QFP (5) image signal captured in step 9) is converted to a binary value by a binarization circuit so that QFP (51) is at low level (black, shaded area in Figure 2) and the rest are at high level (white). The image data is stored in the image memory 0υ.Based on the image data stored in the image memory αυ, the calculation unit @ performs the following calculation. As shown in Fig. 3, first, a straight line L1 in the longitudinal direction of the lead P is detected.For this purpose, the contents of the image memory 0υ are examined in the X direction, and a plurality of left edges (xl, x, , x3., , , xn) is detected,
Calculate the direct ML+ using the least squares method. Next, the longitudinal direction HL2 of the lead P is detected.

そうして、画像メモリθ℃の内容をＸ方向に調べてゆき
、ｐ、の上側のエッヂを複数個（Ｙ＋、Ｙａ、Ｙａ、・
・・Ｙｎ）検出し、最小二乗法を用いて直線Ｌ２を計算
する。Then, the contents of the image memory θ℃ are examined in the X direction, and multiple upper edges of p (Y+, Ya, Ya, .
...Yn) is detected, and the straight line L2 is calculated using the least squares method.

そして、この２つの直ｆｔｊｉｊ、　Ｌ＋　、　Ｌｔの
交点（ＣＩ　ｘ＋　ＣＩｙ）を計算する。ここで、第２
図の右下を拡大したものを第４回に示す。先はどと同様
に、リードＰＺ　＋Ｐ４の長手方向の直線り、　、　Ｌ
、を求め、その交点（Ｃｔｘ。Then, the intersection (CI x+ CIy) of these two orthogons ftjij, L+, and Lt is calculated. Here, the second
An enlarged view of the lower right part of the figure is shown in Part 4. The tip is straight in the longitudinal direction of lead PZ +P4, , L
, and find their intersection (Ctx.

Ｃ１，）を計算する。つまり、画像メモリ０１）の内容
を−Ｘ方向に調べてゆき、Ｐ、の右側エッヂを複数個（
Ｑｌ、Ｑｌ、Ｑ８．・・・Ｑ、）検出し、最小二乗法を
用いて直線Ｌｓを計算する。つぎに、−ｙ方向に調べて
ゆき、Ｐ、の下側エッヂを複数個（Ｒ１、Ｒｔ　、　Ｒ
ｓ　、・・・几ｎ）検出し、直線玩を計算する。この２
本の直線り、、Ｌ、の交点（Ｃ！”　＋　Ｃｔｙ　）を
計算する。かくして、（Ｃ１０［、Ｃ＋ｙ　）　＋（Ｃ
ｔｘ、０２Ｍ）の位置がわかれば、ＱＦＰ　（５）の中
心位置（ＯＱＸ　、　ＯＱＹ　）と、回転量ＯＩとが次
式■、■、■により求まる。C1,) is calculated. In other words, the contents of image memory 01) are examined in the -X direction, and the right edge of P is searched for multiple pieces (
Ql, Ql, Q8. ...Q,) is detected, and the straight line Ls is calculated using the least squares method. Next, we investigate in the -y direction and find multiple lower edges of P (R1, Rt, R
s,...几n) is detected and the straight line is calculated. This 2
Calculate the intersection (C!” + Cty ) of the straight lines of the book, ,L. Thus, (C10[,C+y) + (C
tx, 02M), the center position (OQX, OQY) of QFP (5) and the rotation amount OI can be found using the following equations (2), (2), and (2).

ただし、θｃｈ　ｉＪ　ＱＦＰ　（５）が回転していな
いときの角度で、設計値より求めることができる。ビッ
クアップサｎ　タＱＦＰ　（５）の位置情報を表わす０
Ｑ）ｌ　＋　ＯＱｙ　ｌ　Ｏｓがわかれば、このＱＦＰ
（５）を基板（３）の装着位置におくためのＸ−Ｙ−θ
テーブル（７）の値を計算により求めることができる。However, it is the angle when θch iJ QFP (5) is not rotating, and can be determined from the design value. 0 representing the location information of Big Up Santa QFP (5)
Q) If l + OQy l Os is known, this QFP
X-Y-θ for placing (5) in the mounting position of board (3)
The values in table (7) can be obtained by calculation.

ついで、演算部α１才、演算結果に基づいてテーブルコ
ントローラα３）ヲ介して制御信号ｓｘ、　ｓｙ、　ｓ
θをＸ−Ｙ−θテーブル（７）に印加し、ピックアップ
ヘッド（６）によりピックアップされたＱＦＰ　（５）
を基板（３）の所定位置に位置決めした後、ピックアッ
プを解除し、基板（３）上に装着する。Next, the calculation unit α1 outputs control signals sx, sy, s via the table controller α3) based on the calculation results.
θ is applied to the X-Y-θ table (7) and the QFP (5) is picked up by the pickup head (6).
After positioning the pickup at a predetermined position on the board (3), the pickup is released and mounted on the board (3).

本実施例のリード付部品位置決め装置は、リードを有す
る電子部品を基板上に高精度に位置決めできるようにな
る。また、ピックアップヘッドまわりの構造も簡単とな
る。とくに、パターン会マツチング法を用いた方式では
、電子部品が回転している場曾に、電子部品のコーナー
やリードが検出できないことがあるが、本実施例は、パ
ターン・マツチング法を用いないでリードを検出するた
め、回転し“Ｃいる場合にも問題はない。さらに、電子
部品のリードが何らかの影響で曲がった場合には（第５
図参照）、２本の直Ｍ　Ｌｌ　、Ｌｌのなす角αが９０
°とならないことから、リードの曲がりを検出すること
もできる格別の効果を奏する。The leaded component positioning device of this embodiment can position electronic components having leads on a board with high precision. Furthermore, the structure around the pickup head is also simplified. In particular, with the method using the pattern matching method, corners and leads of the electronic component may not be detected when the electronic component is rotating; however, in this embodiment, the pattern matching method is not used. There is no problem even if the lead is rotated to detect the lead.Furthermore, if the lead of an electronic component is bent for some reason (5th
), the angle α between the two straight lines M Ll and Ll is 90
Since the bending of the lead can be detected, it has a special effect.

なお、透過照明の場合のみに眠らず、反射照明の場合に
も応用できる。このとき、二値化後の画像は、電子部品
がハイレベル（白）に、それ以外はローレペ／Ｉ／憔）
となる。さらに、上記実施例においては、電子部品の左
上と右下のリードを検出しだが、右上と左下のリードを
検出して、電子部品の位置を計算してもよい。さらにま
た、上記実施例においては、リードの片側のエッヂを複
数個検、出してリードの長手方向の直線を最小二乗法を
用いて計算したが、第６図に示すように、リードの長手
方向と直角方向の中心点を複数個検出して、長手方向の
直線を最小二乗法を用いて計算してもよい。また、リー
ドは電子部品の外側に出ている必要はなく、第７図のよ
うに、リードＰ・・・が内側にあるものについて応用で
きる。さらに、上記実施例について、マウンタ部（１）
は、ピックアップへラド（６）側でなく基板（３）をＸ
−Ｙ−θテーブルにより移動させるようにしてもよい。Note that this method is not limited to transmitted illumination, but can also be applied to reflected illumination. At this time, in the image after binarization, the electronic components are at a high level (white), and the other parts are at a high level (white).
becomes. Further, in the above embodiment, the leads at the upper left and lower right of the electronic component are detected, but the position of the electronic component may be calculated by detecting the leads at the upper right and lower left. Furthermore, in the above embodiment, a plurality of edges on one side of the lead were detected and extracted, and a straight line in the longitudinal direction of the lead was calculated using the least squares method. It is also possible to detect a plurality of center points perpendicular to , and calculate a straight line in the longitudinal direction using the method of least squares. Further, the leads do not need to be exposed on the outside of the electronic component, and the present invention can be applied to devices where the leads P... are on the inside, as shown in FIG. Furthermore, regarding the above embodiment, the mounter section (1)
In this case, connect the board (3) to the pickup instead of the RAD (6) side.
-Y-θ table may be used for movement.

また、二値化処理は、画像メモリにいったん格納してか
ら行ってもよい。この場合は、画像メモリの前にアナロ
グ−ディジタル（Ａ／Ｄ　）変換器を設ける必要がある
。Further, the binarization process may be performed after the image is stored in the image memory. In this case, it is necessary to provide an analog-to-digital (A/D) converter before the image memory.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明により、リードを有する電子部品を基板上に高精
度に位置決めできるようになる。また、ピックアップヘ
ッドまわりの構造も簡単となる。According to the present invention, electronic components having leads can be positioned on a substrate with high precision. Furthermore, the structure around the pickup head is also simplified.

パターン・マツチング法を用いた方式では、電子部品が
回転している場合に、電子部品のコーナーやリードが検
出できないことがあるが、本発明は、パターン・マツチ
ング法を用いｌまいてリードを検出するため、回転して
いる場合にも位置決めを確実に行うことができる。さら
に、電子部品のＩＪ−ドの曲がりを検出することもでき
る格別の効果を有している。The method using the pattern matching method may not be able to detect the corners or leads of the electronic component when the electronic component is rotating, but the present invention detects the leads by rotating the electronic component using the pattern matching method. Therefore, positioning can be performed reliably even when rotating. Furthermore, it has a special effect in that it can also detect bending of the IJ-card of electronic components.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例のリード付部品位置決め装置
の構成図、第２図乃至第５図（ま同じく作動説明図、第
６図及び第７図は本発明の他の実施例における説明図で
ある。 （１）：マウンタ部（位置法め手段）、（５）　：　Ｑ
ＦＰ　＜部品）、 （９１：　ＩＴＶカメラ（撮像手段）、醤：演算部（第
１．第２．第３の演算手段）。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　竹　花　喜久男FIG. 1 is a block diagram of a leaded component positioning device according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 5 are diagrams for explaining the operation, and FIGS. It is an explanatory diagram. (1): Mounter part (positioning means), (5): Q
FP <parts), (91: ITV camera (imaging means), sauce: calculation section (1st, 2nd, 3rd calculation means). Agent: Patent attorney Noriyuki Noriyuki Yudo Takehana Kikuo

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 　少なくとも２方向にリードを有する部品を着脱自在に
支持して所定位置に位置決めする位置決め手段と、この
位置決め手段により支持されている上記部品を撮像して
画像信号に変換する撮像手段と、上記画像信号に基づい
て上記リードの突設方向ごとの基準線を算出する第１の
演算手段と、この第１の演算手段にて算出された基準線
の交点を算出しこの交点算出結果に基づき上記所定位置
に対する上記部品の位置関係を演算する第２の演算手段
と、この第２の演算手段における演算結果に基づき上記
位置決め手段に上記部品の位置決めを行わせる制御信号
を出力する位置決め制御手段とを具備することを特徴と
するリード付部品位置決め装置。a positioning means for removably supporting a component having leads in at least two directions and positioning it at a predetermined position; an imaging means for capturing an image of the component supported by the positioning means and converting the image into an image signal; a first calculating means for calculating a reference line for each protruding direction of the lead based on the above, and calculating an intersection point of the reference line calculated by the first calculating means, and based on the calculation result of the intersection point, the above predetermined position and a positioning control means that outputs a control signal to cause the positioning means to position the part based on the calculation result of the second calculation means. A leaded component positioning device characterized by: