JP5260435B2 - Electronic component mounting method and electronic component mounting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転可能な装着ヘッドに設けられた保持手段に保持された電子部品を部品認識カメラで撮像し、プリント基板に付された認識マークを基板認識カメラで撮像し、これら撮像された両画像を認識処理した結果に基づいてプリント基板上に電子部品を装着する電子部品の装着方法及び電子部品の装着装置に関する。 According to the present invention, an electronic component held by a holding means provided on a rotatable mounting head is imaged by a component recognition camera, and a recognition mark attached to a printed circuit board is imaged by a board recognition camera. The present invention relates to an electronic component mounting method and an electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component on a printed circuit board based on a result of recognition processing of an image.
この種の部品認識処理を行う電子部品装着方法は、例えば特許文献1などに開示されている。この電子部品の認識処理結果に基づいて、精度良く、プリント基板上に電子部品を装着している。 An electronic component mounting method for performing this type of component recognition processing is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707. Based on the recognition processing result of the electronic component, the electronic component is mounted on the printed circuit board with high accuracy.
しかし、電子部品装着装置の装着運転を継続することによる電子部品装着装置の温度上昇に伴って、装着ヘッドなどの位置関係にズレが生じる。このため、電子部品装着装置の調整時に行った教示結果を基にしたヘッド回転中心の予め設定されている位置(設計位置)からのズレであるオフセット値(固定値)では、変化する装置温度に対応できず、電子部品の装着精度が安定しない。 However, as the temperature of the electronic component mounting apparatus rises as a result of continuing the mounting operation of the electronic component mounting apparatus, the positional relationship of the mounting head and the like is shifted. For this reason, an offset value (fixed value) that is a deviation from a preset position (design position) of the center of rotation of the head based on a teaching result performed at the time of adjustment of the electronic component mounting apparatus causes the apparatus temperature to change. It cannot be supported and the mounting accuracy of electronic components is not stable.
そこで本発明は、変化する装置温度に対応して、電子部品の装着精度の向上を図ることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the mounting accuracy of electronic components in response to changing device temperatures.
このため第1の発明は、回転可能な装着ヘッドに設けられた保持手段に保持された電子部品を部品認識カメラで撮像し、プリント基板に付された認識マークを前記装着ヘッドに設けられた基板認識カメラで撮像し、これら撮像された両画像を認識処理した結果に基づいて前記装着ヘッドを移動させプリント基板上に電子部品を装着する電子部品の装着方法において、
前記プリント基板の生産運転開始前に、前記部品認識カメラで前記装着ヘッドを撮像して得た前記装着ヘッドの回転中心の設計上の前記装着ヘッドの回転中心に対する第1のオフセット値を求めて格納し、
前記プリント基板の生産運転開始前に、前記基板認識カメラで装置基準マークを撮像して前記基板認識カメラの第2のオフセット値を求めて格納し、
前記プリント基板の生産運転開始後に、前記部品認識カメラで前記装着ヘッドを撮像して前記装着ヘッドの回転中心を求めて前記第1のオフセット値とのズレ量を格納し、
前記プリント基板の生産運転開始後に、前記基板認識カメラで前記装置基準マークを撮像して前記基板認識カメラのオフセット値を求めて前記第2のオフセット値とのズレ量を格納し、
前記格納した前記第1のオフセット値とのズレ量及び前記第2のオフセット値とのズレ量に基づいて、前記基板認識カメラの光軸を基準とした前記装着ヘッドの回転中心のズレ量を求め、このズレ量に基づいて以後の電子部品の認識処理した結果を補正してプリント基板上に装着する
ことを特徴とする。
For this reason, according to the first aspect of the present invention, the electronic component held by the holding means provided in the rotatable mounting head is imaged by the component recognition camera, and the recognition mark attached to the printed circuit board is provided on the mounting head. In the mounting method of the electronic component, the image is picked up by the recognition camera, and the mounting head is moved based on the result of the recognition processing of both the captured images, and the electronic component is mounted on the printed circuit board.
Before starting the production operation of the printed circuit board, a first offset value with respect to the rotation center of the mounting head on the design of the rotation center of the mounting head obtained by imaging the mounting head with the component recognition camera is obtained and stored. And
Before starting the production operation of the printed circuit board , the device recognition mark is imaged by the substrate recognition camera to obtain and store a second offset value of the substrate recognition camera,
After starting the production operation of the printed circuit board, the mounting head is imaged with the component recognition camera to determine the rotation center of the mounting head, and the amount of deviation from the first offset value is stored.
After starting the production operation of the printed board, the device reference mark is imaged by the board recognition camera to obtain an offset value of the board recognition camera, and a deviation amount from the second offset value is stored.
Based on the amount of deviation from the stored first offset value and the amount of deviation from the second offset value, the amount of deviation of the rotation center of the mounting head based on the optical axis of the substrate recognition camera is obtained. Based on the amount of deviation, the result of subsequent recognition processing of the electronic component is corrected and mounted on the printed circuit board.
本発明は、変化する装置温度に対応して、電子部品の装着精度の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the mounting accuracy of an electronic component in response to a changing device temperature.
以下図1に基づき、プリント基板P上に電子部品を装着する電子部品装着装置1についての実施の形態を説明する。電子部品装着装置1には、プリント基板Pを搬送する搬送装置2と、電子部品を供給する部品供給装置3と、Y軸モータ42により一方向(Y方向)に移動可能な一対のビーム4A、4Bと、それぞれ吸着ノズル5を備えて前記各ビーム4A、4Bに沿った方向(X方向)にX軸モータ43により移動可能で且つ回転可能な装着ヘッド6とが設けられている。
Hereinafter, an embodiment of an electronic component mounting apparatus 1 for mounting electronic components on a printed circuit board P will be described with reference to FIG. The electronic component mounting apparatus 1 includes a
即ち、前記ビーム4A、4Bに配設される前記装着ヘッド6は、高速型装着ヘッドと呼ばれ、装着ヘッド6には各バネにより下方へ付勢されている、例えば12本の保持手段である吸着ノズル5が円周上に所定間隔を存して配設されている。
That is, the
そして、吸着ノズル5は駆動回路45を介して上下軸モータ46が駆動することにより昇降可能であり、また装着ヘッド6は駆動回路47を介してθ軸モータ48が駆動することにより鉛直軸周りに回転させることにより、結果として各装着ヘッド6の各吸着ノズル5はX方向及びY方向に移動可能であり、垂直線回りに回転可能で、且つ上下動可能となっている。
The
前記搬送装置2は電子部品装着装置1の前後の中間部に配設され、上流側装置(図1の左方に位置する)からプリント基板Pを受け継ぐ基板供給部と、前記各装着ヘッド6の吸着ノズル5に吸着保持された電子部品を装着するために基板供給部から供給されたプリント基板Pを位置決め固定する基板位置決め部と、この位置決め部で電子部品が装着されたプリント基板Pを受け継いで下流側装置(図1の右方に位置する)に搬送する基板排出部とから構成される。
The
前記部品供給装置3は前記搬送装置2の手前側と奥側との両外側にそれぞれ配設され、電子部品装着装置1の装置本体に取り付けられるフィーダベース3Aと、このフィーダベース3A上に複数並設され種々の電子部品を1個ずつ夫々その部品吸着取出位置に供給する部品供給ユニット3B群とから構成される。
The component supply device 3 is disposed on both the front side and the rear side of the
そして、X方向に長い前後一対の前記ビーム4A、4Bは、Y軸モータ42の駆動により左右一対の前後に延びたガイドに沿って前記各ビーム4A、4Bに固定されたスライダが摺動して個別にY方向に移動する。前記Y軸モータ42は、左右一対の基体1A、1Bに沿って固定された上下一対の固定子と、前記ビーム4A、4Bの両端部に設けられた取付板の下部に固定された可動子42Aとから成るリニアモータから構成される。
Then, the pair of front and
また、前記ビーム4A、4Bにはその長手方向(X方向)にX軸モータ43によりガイドに沿って移動する前記装着ヘッド6が夫々内側に設けられており、前記X軸モータ43は各ビーム4A、4Bに固定された前後一対の固定子と、各固定子の間に位置して前記装着ヘッド6に設けられた可動子とから成るリニアモーから構成される。
The
従って、各装着ヘッド6は向き合うように各ビーム4A、4Bの内側に設けられ、前記搬送装置2の位置決め部上のプリント基板Pや部品供給ユニット3Bの部品吸着取出位置上方を移動する。
Accordingly, the
また、各装着ヘッド6には基板認識カメラ8が設けられ、位置決めされているプリント基板Pに付された位置決めマークを撮像する。この基板認識カメラ8により撮像された位置決めマークの位置に基づき、プリント基板の基準位置を把握して電子部品の装着データで示される装着位置が把握されることとなる。そして、装着ヘッド6の回転中心と基板認識カメラ8の中心とがY軸方向が一致するように、基板認識カメラ8は装着ヘッド6の前部に配設するが、装着ヘッド6の後部に配設してもよい。10は電子部品装着装置1に4個設けられる照明ユニットで、各吸着ノズル5に吸着保持された電子部品に照明光を照射する。
In addition, each
次に、図2乃至図4に基づいて、前記照明ユニット10について詳述する。照明ユニット10の装置本体11は、外形が直方体形状を呈し、その中央部に平面視円形を呈すると共に下方に行くに従って径が小さくなるような貫通孔12が形成されている。そして、この貫通孔12の内周面の上部には、前記吸着ノズル5に吸着保持された電子部品DがBGA(Ball Grid Array)であったときに、その部品に向けて傾斜した状態で照明光を照射する複数のBGA反射照明灯であるBGA照明用LED(Light Emitting Diode)15を前記内周面の全周に沿って横方向の列の複数列、例えば4列に亘って並設する。即ち、断面がL字形状の最上部の取付部13Aに下方に行くに従って中心に近くなるように傾斜させた状態で環状のプリント基板14Aを取り付け、このプリント基板14A上には横方向の列の複数列、例えば横方向(水平方向)の4列(上下方向の4列)に亘ってBGA照明用LED15が所定間隔を存して複数並設されている。
Next, the
また、前記最上部の取付部13Aの下方には、取付部13Aより直径が小さい取付部13Bが形成され、この取付部13Bに下方に行くに従って中心に近くなるように且つ前記プリント基板14Aよりも15度程度寝かせた角度に傾斜させた状態で環状のプリント基板14Bを取り付け、このプリント基板14B上には横方向の列の複数列、例えば横方向(水平方向)の3列(上下方向の3列)に亘って一般反射照明灯である一般反射照明用LED16が所定間隔を存して複数並設されている。
An attachment portion 13B having a diameter smaller than that of the
また、前記取付部13Bの下方には、取付部13Bよりさらに直径が小さい取付部13Cが形成され、この取付部13Cに下方に行くに従って中心に近くなるように且つ前記プリント基板14Bよりも15度程度寝かせた角度に傾斜させた状態で環状のプリント基板14Cを取り付け、このプリント基板14C上には横方向の列の複数列、例えば横方向(水平方向)の3列(上下方向の3列)に亘って一般反射照明用LED16が所定間隔を存して複数並設されている。
A mounting portion 13C having a smaller diameter than the mounting portion 13B is formed below the mounting portion 13B. The mounting portion 13C is closer to the center as it goes downward and is 15 degrees from the printed
更に、前記取付部13Cの下方には、取付部13Cよりさらに直径が小さい取付部13Dが形成され、この取付部13Dに下方に行くに従って中心に近くなるように且つ前記プリント基板14Cよりも15度程度寝かせた角度に傾斜させた状態で環状のプリント基板14Dを取り付け、このプリント基板14C上には横方向の列の複数列、例えば横方向(水平方向)の3列(上下方向の3列)に亘って一般反射照明用LED16が所定間隔を存して複数並設されている。
Further, an
17は前記BGA照明用LED15の外方の直方体形状を呈する装置本体11の4隅に形成された取付空間内にそれぞれ配設されたプリント基板14E上に取付けられた透過照明用LEDで、装置本体11の天面11Aに開設された各開口部18を介して前記吸着ノズル5に固定された拡散板に向けて光を照射し、その反射光が吸着ノズル5に吸着保持された電子部品Dに上方から照射される構成である。
また、前記照明ユニット10の中央部の下方に部品認識カメラ20が配設され、この部品認識カメラ20の上方位置にはレンズ21、ハーフミラー22及びレンズ23が配設され、このレンズ23は照明ユニット10の装置本体11の貫通孔12に面するように配置される。そして、プリント基板14Fに取り付けられた同軸照明用LED25から照射された光は前記ハーフミラー22により半分の量が透過して半分の量が反射して上昇して、レンズ23を介して吸着ノズル5に吸着保持された電子部品Dに照射され、その反射像がレンズ21、ハーフミラー22及びレンズ23を介して部品認識カメラ20により撮像される構成である。
A
また、26、26はガラス板に透明な装置基準マーク27を除いて黒く塗料を蒸着させて形成した電子部品装着装置1の装置基準部材であり、前記照明装置10の前後にそれぞれ配設される。そして、下方より一方の基準マーク照明用LED28の光が対応する装置基準部材26に照射され、装置基準マーク27の透過像が基板認識カメラ8により撮像される構成である。そして、前後いずれの部品認識カメラ20でも前後いずれのビーム4A、4Bに設けられた装着ヘッド6の吸着ノズル5に吸着保持された電子部品を撮像でき、奥側の装置基準部材26の装置基準マーク27は手前側のビーム4Bに設けられた基板認識カメラ8が撮像し、手前側の装置基準部材26の装置基準マーク27は奥側のビーム4Aに設けられた基板認識カメラ8が撮像する構成である。
従って、後述するように、前記各装着ヘッド6の吸着ノズル5に吸着保持された電子部品に照明ユニット10が照明光を照射して、各部品認識カメラ20で撮像し、認識処理されて、吸着ノズル5の回転中心に対する位置ズレが把握される。
Therefore, as will be described later, the
次に、電子部品の撮像制御に係る制御ブロック図である図5に基づき、以下説明する。先ず、30は電子部品装着装置1におけるプリント基板P上に電子部品を装着する部品装着動作に係る動作等を統括制御する制御装置としての制御用マイクロコンピュータ(以下、「制御マイコン」という。)で、CPU(セントラル・プロセッシング・ユニット)、ROM(リ−ド・オンリー・メモリ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)を備え、CPUがRAMに記憶されたデータに基づき、前記ROMに格納されたプログラムに従い、部品装着に係る動作の制御を行う。前記RAMには、装着順序毎にプリント基板Pへの電子部品の装着座標を示すNCデータ(装着データ)や、電子部品の特徴である部品ライブラリデータや、前記NCデータに基づいて生産性向上のために最適化された装着順データである最適化データ等が格納されている。
Next, a description will be given below based on FIG. 5 which is a control block diagram related to imaging control of an electronic component. First,
31は作業者の操作用マイクロコンピュータ(以下、「操作マイコン」という。)であり、CPU、ROM、RAMを備え、前述したNCデータや、部品ライブラリデータや、最適化データ等が格納されており、この操作マイコン31には操作モニタ32や、このモニタ32に表示されるタッチパネルスイッチ、キーボード、マウス等の入力装置33が接続されている。
35は画像処理装置としての画像処理マイクロコンピュータ(以下、「画像処理マイコン」という。)であり、CPU、ROM、RAMを備え、前述した部品ライブラリデータや、画像を取込むときの基板認識カメラ8の位置データ(画像取込タイミングを決める基板認識カメラ8の位置データ)等が格納されている。
なお、前記制御マイコン30、操作マイコン31及び画像処理マイコン35は、必ずしも個別のものである必要もなく、1つの、或いは2つのマイクロコンピュータでこれら制御マイコン30、操作マイコン31及び画像処理マイコン35の機能を果たすようにしてもよい。
The
そして、前記制御マイコン30、操作マイコン31及び画像処理マイコン35は、LAN回線36及びハブ37を介して接続されている。また、前記制御マイコン30には、X軸モータ43用のX軸用サーボアンプ38や、Y軸モータ42用のY軸用サーボアンプ39が接続されている。
The
40は記憶手段を備えた位置監視回路で、駆動する前記X軸モータ43、Y軸モータ42(共にエンコーダー機能を備えている。)から移動距離に相当するパルス信号が入力されて基板認識カメラ8の位置データ(画像を取込むときの基板認識カメラ8の位置データで、画像処理マイコン35に格納されている。)と一致すると、画像取込回路41に位置一致信号を発する。位置一致信号を受けた画像取込回路41は画像取込信号を基板認識カメラ8及び部品認識カメラ20に出力して露光させると共に照明ユニット10の一方の基準マーク照明用LED28及び各種照明用LEDを所定パターンで点灯させ、設置基準マーク27及び装着ヘッド6(電子部品)の画像を取り込む(撮像する。)。
そして、後述するように、基板認識カメラ8、部品認識カメラ20で撮像された画像の画像データは画像取込回路41を介して画像処理マイコン35に送られ、認識処理され、吸着ノズル5に対する位置ズレが把握されることとなる。
Then, as will be described later, the image data of the images captured by the
ここで、電子部品装着装置1のプリント基板の生産工場において又は電子部品装着装置1の製造工場において、プリント基板の生産開始前の調整時に行われる装着ヘッド6の回転中心の教示(事前教示)について、以下図6及び図10に基づいて説明する。初めに、作業管理者が、調整して部品認識カメラ20の光軸と基板認識カメラ8の光軸を一致させる。即ち、基板認識カメラ8の光軸に対する部品認識カメラ20の光軸の設計値からのズレ量分補正して両光軸のX、Y方向の基準位置(原点位置)を一致させる。
Here, teaching (pre-teaching) of the center of rotation of the mounting
次に、作業管理者が入力装置33を操作して、設計上の装着ヘッド6の回転中心と部品認識カメラ20の中心とが一致するように、装着ヘッド6を移動させる。従って、設計上の装着ヘッド6の回転中心(設計値)と部品認識カメラ20の中心とが一致した位置で、装着ヘッド6の位置が固定される(装着ヘッド6を停止させる)。
Next, the work manager operates the
この装着ヘッド6が固定された位置で、作業管理者が前記入力装置33を操作して、駆動回路47を介してθ軸モータ48を駆動させることにより、認識マークが付されたガラス治具を複数の吸着ノズル5が吸着させた状態の装着ヘッド6を所定角度ずつ回転させては、部品認識カメラ20で前記ガラス治具の認識マークを撮像することを複数回繰り返し、これらの撮像した画像を画像処理マイコン35が認識処理して、その認識処理結果に基づいて、制御マイコン30が装着ヘッド6の回転中心(事前教示)を求めて自己の記憶手段に格納する。
At a position where the mounting
この求められて格納された装着ヘッド6の回転中心は、装着ヘッド6の設計上の回転中心からの水平面内X、Y方向へのズレ量(装着ヘッド6の回転中心のオフセット値)である。
The obtained rotation center of the mounting
一方、同じくプリント基板の生産開始前の調整時に行われる装置基準マーク27の位置の教示について、以下図7及び図10に基づいて説明する。初めに、操作モニタ32に表示された画面に基づいて、作業管理者が調整して、実際の装着ヘッド6の回転中心と部品認識カメラ20の中心とを一致させる。即ち、入力装置33の操作に基づいて、X軸モータ43及びY軸モータ42を操作マイコン31が制御マイコン30を介して制御して部品認識カメラ20の中心上に図6の操作により求められた実際の装着ヘッド6の回転中心が来るように、装着ヘッド6を移動させた後に、調整して実際の装着ヘッド6の回転中心と部品認識カメラ20の中心とを一致させる。
On the other hand, teaching of the position of the
この実際の装着ヘッド6の回転中心と部品認識カメラ20の中心とを一致させた状態で、基板認識カメラ8が装置基準部材26に設けた装置基準マーク27を撮像し、この撮像された装置基準マーク27を画像処理マイコン35が認識処理し、その認識処理結果に基づいて、制御マイコン30が装置基準マーク27の基板認識カメラ8の撮像画面上での画面中心を原点とした位置を求め、自己の記憶手段に格納する。
In a state where the actual center of rotation of the mounting
この認識処理結果である装置基準マーク27の位置(事前教示)は、基板認識カメラ8の中心からのズレ量となる、即ちこの位置ズレ量は装置基準マーク27を基準とした基板認識カメラ8のオフセット値である。
The position (pre-teaching) of the
以上の教示をプリント基板Pの生産開始前の調整時に行った後のプリント基板P上への電子部品の装着運転について、説明する。先ず、制御マイコン30はそのRAMに格納されたプリント基板Pの生産運転に必要なNCデータ(装着データ)や最適化データ等を読み込み取得する。そして、生産運転を開始し、プリント基板Pが上流側装置(図示せず)より受継がれて搬送装置2の基板供給部上に存在すると、この基板供給部上のプリント基板Pを基板位置決め部へ移動させ、このプリント基板Pを位置決めして固定する。
The mounting operation of the electronic component on the printed circuit board P after the above teaching is performed at the time of adjustment before starting the production of the printed circuit board P will be described. First, the
そして、プリント基板Pの位置決めがされると、NCデータ(装着データ)に従い、例えば奥側のビーム4AがY軸モータ42の駆動によりY方向に移動すると共にX軸モータ43により装着ヘッド6がX方向に移動し、NCデータのステップ番号0001の電子部品を供給する部品供給ユニット3Bの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータの駆動により吸着ノズル5を下降させて部品供給ユニット3Bから電子部品を取出す。この場合、装着ヘッド6をX方向に移動させると共に回転させ、更に各吸着ノズル5を昇降させることにより、複数の吸着ノズル5が次々と部品供給ユニット3Bから電子部品を最大12個まで取出すことができる。
When the printed circuit board P is positioned, according to the NC data (mounting data), for example, the
また、奥側の装着ヘッド6の吸着ノズル5による電子部品の取出しの後、或いは取出しているときに、手前側のビーム4BがY軸モータ42の駆動によりY方向に移動すると共にX軸モータ43により手前側の装着ヘッド6がX方向に移動し、対応する部品供給ユニット3Bの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータの駆動により吸着ノズル5を下降させて部品供給ユニット3Bから電子部品を取出すことができる。
Further, after or after taking out the electronic component by the
そして、取出した後は両装着ヘッド6の吸着ノズル5を上昇させて、部品認識カメラ20による画像の取り込みが開始されることとなる。この場合、制御マイコン30は前記NCデータに基づいて生産性向上のために最適化された装着順データである最適化データを作成する。
And after taking out, the
この場合、撮像すべき電子部品を吸着保持している吸着ノズル5が移動しながら撮像するフライ撮像の場合、制御マイコン30は撮像すべき装着ヘッド6のX方向における位置を部品認識カメラ20のX方向における位置に合わせるべく、X軸用サーボアンプ38を介してX軸モータ43を制御して当該装着ヘッド6をX方向に移動させて、当該装着ヘッド6の回転中心と部品認識カメラ20の中心とを同じY軸線上に配置させる。
In this case, in the case of fly imaging in which the
この配置後に、制御マイコン30は画像処理マイコン35に画像取込に係る命令を出力する。そして、フライ撮像認識が行われることとなるが、部品認識カメラ20やビーム4A又は4Bが指定され、指定されたビーム4A又4Bの装着ヘッド6のY方向における位置が監視される。
After this arrangement, the
即ち、奥側の装着ヘッド6又は手前側の装着ヘッド6がビーム4A又は4BのY軸モータ42の駆動により奥側又は手前側の部品認識カメラ20の上方を通過するが、その通過する前に、この奥側又は手前側の基板認識カメラ8のY方向における位置と奥側又は手前側の装着ヘッド6のY方向における位置とを合わせるので、位置監視回路40がY軸モータ42からの移動した距離を表すパルス信号を入力して基板認識カメラ8の位置データ(基板認識カメラ8の設定された位置に調整時の基板認識カメラ8の前記オフセット値を加味した位置データ)と一致すると、画像取込回路41に位置一致信号を発し、この位置一致信号を受けた画像取込回路41は画像取込信号を基板認識カメラ8及び部品認識カメラ20に出力して露光させると共に照明ユニット10の一方の基準マーク照明用LED28及び各種照明用LEDを同時に点灯させる。
That is, the mounting
この場合、照明ユニット10は一方の基準マーク照明用LED28の点灯と同時に、BGA照明用LED15、一般反射照明用LED16、透過照明用LED17、同軸照明用LED25は所定の照明パターンで点灯される。
In this case, in the
従って、同時に装置基準マーク27及び電子部品の画像取込がなされて、撮像された画像に係る画像データが画像取込回路41から画像処理マイコン35に送られ、装置基準マーク27及び電子部品の認識処理がなされ、画像処理マイコン35から制御マイコン30に認識処理結果が送られる。
Accordingly, the image of the
この場合、設置基準マーク27を位置認識して設置基準マーク27の位置を把握することにより、装着ヘッド6の回転中心と基板認識カメラ8の中心との距離は定まっているため把握されているので装着ヘッド6の設計上の回転中心からのズレ量(前述した調整時の装着ヘッド6の回転中心のオフセット値)を加味して、装着ヘッド6の位置を把握することができ、電子部品を認識処理することにより結果として装着ヘッド6(吸着ノズル5)に対する電子部品の位置を把握することができる。
In this case, since the distance between the rotation center of the mounting
このため、制御マイコン30はNCデータの電子部品の装着座標に各電子部品の位置認識結果を加味して、吸着ノズル5が位置ズレを補正しつつ、それぞれ電子部品をプリント基板P上に装着する。即ち、X及びY方向については各ビーム4A又は4Bに対応するY軸モータ42、X軸モータ43により、装着角度についてはθ軸モータにより、結果として各装着ヘッド6の各吸着ノズル5はX・Y方向及び装着角度が補正され、吸着ノズル5が位置ズレを補正しつつ、各電子部品をプリント基板P上に装着する。
For this reason, the
ところが、電子部品装着装置1の装着運転を継続することによる電子部品装着装置1の温度上昇に伴って、装着ヘッド6やリニアスケール等の装置各部が熱膨張して装着ヘッド6などの位置関係にズレが生じるため、電子部品装着装置1のプリント基板の生産開始前の調整時に行った教示結果を基にした装着ヘッド6の回転中心のオフセット値では、変化する装置温度に対応できず、電子部品の装着精度が安定しない。
However, as the temperature of the electronic component mounting apparatus 1 is increased by continuing the mounting operation of the electronic component mounting apparatus 1, each part of the apparatus such as the mounting
そこで、図8及び図10に示すような、電子部品装着装置のプリント基板の生産運転中に温度補償のための教示が自動的に行われる。初めに、装着ヘッド6を移動させて、部品認識カメラ20の中心とプリント基板の生産開始前の調整時に行った教示により求めた装着ヘッド6の回転中心とを一致させる。
Therefore, as shown in FIGS. 8 and 10, teaching for temperature compensation is automatically performed during the production operation of the printed circuit board of the electronic component mounting apparatus. First, the mounting
次に、駆動回路47を介してθ軸モータ48を駆動させることにより、この装着ヘッド6を所定角度ずつ回転させては、部品認識カメラ20で吸着ノズル5を撮像することを複数回繰り返し、これらの撮像した画像を画像処理マイコン35が認識処理して、その認識処理結果に基づいて、制御マイコン30が装着ヘッド6の回転中心を求めて、今回の温度補償教示で求めた装着ヘッド6の回転中心の生産開始前の調整時に行った教示により求めた装着ヘッド6の回転中心に対するズレ量(装着ヘッドの回転中心差分△)を求めて、自己の記憶手段に格納する。
Next, the mounting
また、電子部品1のプリント基板の生産開始前の調整時に行った教示により求めた装着ヘッド6の回転中心と部品認識カメラ20の中心とを一致させた状態で、温度補償教示を行う。即ち、装置基準部材26に設けた装置基準マーク27を基板認識カメラ8が撮像し、この撮像された装置基準マーク27を画像処理マイコン35が認識処理し、その認識処理結果に基づいて装置基準マーク27の位置を制御マイコン30が求め自己の記憶手段に格納する。
Further, temperature compensation teaching is performed in a state in which the center of rotation of the mounting
そして、今回の温度補償教示で求めた装置基準マーク27の位置の生産運転開始前の教示で求めた装置基準マーク27の位置に対するズレ量(装置基準マーク位置差分△)を、制御マイコン30が求めて自己の記憶手段に格納する。
Then, the
従って、以上の温度補償教示により求められた装着ヘッド6の回転中心のズレ量と装置基準マーク27の位置のズレ量とから、制御マイコン30が基板認識カメラ8の光軸を基準とした装着ヘッド6の回転中心のズレ量(温度補償教示結果)を求めて自己の記憶手段に格納し、この格納したズレ量である教示結果を以後の電子部品の装着の際の部品認識処理に活用する。しかも、この温度補償教示を必要に応じて行い、以後の電子部品の装着の際になされる部品認識処理においては、最新の温度補償教示結果で求められた装着ヘッド6の回転中心に基づき電子部品の装着ヘッド6に対する位置ずれ(装着すべき位置に対する位置すれ)が算出される。この認識処理結果の装着ヘッド6に対する位置ずれが補正され、電子部品の装着が装着すべき位置に行なわれる。このため、変化する装置温度に適切に対応して、電子部品の装着精度の向上を図ることができる。
Therefore, the mounting head based on the optical axis of the
次に、図9のフローチャートに基づいて、前述した温度補償教示を行うタイミングについて説明する。先ず、作業管理者によりモニタ35に表示されたタッチパネルスイッチ36である運転開始スイッチ部が押圧操作されて生産運転が開始されると、温度補償のための教示条件1が満たされたか否かが操作マイコン31により判定される。この場合、教示条件1である教示を行う間隔設定時間は最初は未設定であるが、間隔設定時間を越えていると、操作マイコン31により判定される。
Next, the timing at which the above-described temperature compensation teaching is performed will be described based on the flowchart of FIG. First, when the operation start switch portion which is the
従って、前述した温度補償教示を実行するように、操作マイコン31により制御される。この温度補償教示により求められた装着ヘッド6の回転中心のズレ量と装置基準マーク27の位置のズレ量とから、基板認識カメラ8の光軸を基準とした装着ヘッド6の回転中心のズレ量を制御マイコン30が求めて自己の記憶手段に格納し、この教示結果を以後の電子部品の装着の際の部品認識処理に活用する。
Accordingly, the
次に教示条件2が満たされたか否かが操作マイコン31により判定される。即ち、教示条件2である生産運転が5分間以上停止したか否かが、又は電子部品を装着すべきプリント基板Pを待っている状態である待機時間が5分間以上経過したか否かが操作マイコン31により判定される。
Next, the
この場合、例えば5分間以上停止又は5分間以上プリント基板を待機していなければ、操作マイコン31は設定変更2を行うように制御する。即ち、最新の温度補償教示により求められた装着ヘッド6の回転中心のズレ量と前回、即ち生産運転開始前の教示で求めた装着ヘッド6の回転中心のズレ量との差が予め設定された判定基準である50μmより大きくなければ、特にせず、50μmより大きければ、履歴をクリアすると共に教示間隔を1分間に変更する。
In this case, for example, if the printed circuit board has not been stopped for 5 minutes or more or has not waited for 5 minutes or more, the
次に、この設定変更2を行うように制御した後に、設定変更3を行うように制御する。即ち、最新の温度補償教示により求められた装着ヘッド6の回転中心のズレ量と教示の履歴、即ち最新の温度補償教示を除く、最新の過去、例えば5回の温度補償教示における装着ヘッド6の回転中心のズレ量の平均値との差が予め設定された判定基準である20μmより大きい、もしくは履歴が5回に満たないと操作マイコン31により判定された場合には、設定変更はしない。また、最新の温度補償教示により求められた装着ヘッド6の回転中心のズレ量と教示の履歴、即ち最新の温度補償教示を除く、最新の過去、例えば5回の温度補償教示における装着ヘッド6の回転中心のズレ量の平均値との差が20μmより小さく、予め設定された判定基準である10μmより大きいと操作マイコン31により判定された場合には、教示間隔を5分間に変更し、教示の間隔をあける。更には、最新の温度補償教示により求められた装着ヘッド6の回転中心のズレ量と教示の履歴における装着ヘッド6の回転中心のズレ量の平均値との差が10μmより小さいと操作マイコン31により判定された場合には教示間隔を30分間に変更し、教示の間隔を更にあける。
Next, after performing control to perform this setting
なお、以上の各判定基準及び教示間隔は要求される電子部品の装着精度によって異なり、任意に選択して設定することができる。 Note that each of the above determination criteria and teaching intervals differ depending on the required mounting accuracy of the electronic component, and can be arbitrarily selected and set.
そして、この設定変更3の制御を行った後、最初に戻る。この場合、教示間隔設定時間は未設定のままか、教示の履歴をクリアすると共に教示間隔設定時間を1分間か、5分間か、30分間かに設定されているので、未設定のままであれば2回目の温度補償教示が実行され、教示条件2を満たさない限り、前述したような設定変更2及び3が行われる。また、教示間隔設定時間を1分間か、5分間か、30分間かに設定された場合にはこの教示間隔設定時間の経過毎に温度補償教示が実行され、教示条件2を満たさない限り、前述したような設定変更2及び3が行われる。
Then, after this setting change 3 is controlled, the process returns to the beginning. In this case, the teaching interval setting time is left unset, or the teaching history is cleared and the teaching interval setting time is set to 1 minute, 5 minutes, or 30 minutes. For example, the second temperature compensation teaching is executed, and the setting changes 2 and 3 as described above are performed unless the
このようにして、温度補償教示が実行されると、最新の温度補償教示により求められた装着ヘッド6の回転中心のズレ量と教示の履歴における装着ヘッド6の回転中心のズレ量の平均値との差が小さくなり、教示間隔設定時間は徐々に長くなってくる。
In this way, when the temperature compensation teaching is executed, the deviation amount of the rotation center of the mounting
なお、教示条件2を満たすと判定されると、即ち電子部品装着装置1の部品装着運転が5分間以上停止するか、又はプリント基板を待機している時間(プリント基板があるならば電子部品の装着が行えるが、プリント基板が無いために待機している時間)が5分間経過すると、前述したような温度補償教示が実行される。
If it is determined that the
そして、この実行の後に、設定変更1、即ち実行の履歴をクリアすると共に教示間隔設定時間を1分間に変更する。従って、最新の温度補償教示により求められた装着ヘッド6の回転中心のズレ量と教示の履歴における装着ヘッド6の回転中心のズレ量の平均値との差が小さい場合は別として、大きな場合は温度補償教示が頻繁に実行されて、短時間で迅速に前記差が小さくなって、教示間隔設定時間が長い時間に変更されることとなる。
After this execution, the setting change 1, that is, the execution history is cleared and the teaching interval setting time is changed to 1 minute. Therefore, apart from when the difference between the deviation amount of the rotation center of the mounting
以上のように本発明は、変化する装置温度に対応して、温度補償教示を実行することにより電子部品の装着精度の向上を図ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to improve the mounting accuracy of the electronic component by executing the temperature compensation teaching corresponding to the changing device temperature.
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various alternatives, modifications, and variations can be made by those skilled in the art based on the above description, and the present invention is not limited to the various embodiments described above without departing from the spirit of the present invention. It encompasses alternatives, modifications or variations.
1 電子部品装着装置
2 搬送装置
3 部品供給装置
3B 部品供給ユニット
4 ビーム
5 吸着ノズル
6 装着ヘッド
8 基板認識カメラ
20 部品認識カメラ
26 装置基準部材
27 装置基準マーク
30 制御マイコン
31 操作マイコン
35 画像処理マイコン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic
Claims (1)
前記プリント基板の生産運転開始前に、前記部品認識カメラで前記装着ヘッドを撮像して得た前記装着ヘッドの回転中心の設計上の前記装着ヘッドの回転中心に対する第1のオフセット値を求めて格納し、
前記プリント基板の生産運転開始前に、前記基板認識カメラで装置基準マークを撮像して前記基板認識カメラの第2のオフセット値を求めて格納し、
前記プリント基板の生産運転開始後に、前記部品認識カメラで前記装着ヘッドを撮像して前記装着ヘッドの回転中心を求めて前記第1のオフセット値とのズレ量を格納し、
前記プリント基板の生産運転開始後に、前記基板認識カメラで前記装置基準マークを撮像して前記基板認識カメラのオフセット値を求めて前記第2のオフセット値とのズレ量を格納し、
前記格納した前記第1のオフセット値とのズレ量及び前記第2のオフセット値とのズレ量に基づいて、前記基板認識カメラの光軸を基準とした前記装着ヘッドの回転中心のズレ量を求め、このズレ量に基づいて以後の電子部品の認識処理した結果を補正してプリント基板上に装着することを特徴とする電子部品の装着方法。 The electronic component held by the holding means provided on the rotatable mounting head is imaged by the component recognition camera, and the recognition mark attached to the printed circuit board is imaged by the board recognition camera provided on the mounting head. In the mounting method of the electronic component that moves the mounting head based on the result of the recognition processing of both images and mounts the electronic component on the printed circuit board,
Before starting the production operation of the printed circuit board, a first offset value with respect to the rotation center of the mounting head on the design of the rotation center of the mounting head obtained by imaging the mounting head with the component recognition camera is obtained and stored. And
Before starting the production operation of the printed circuit board , the device recognition mark is imaged by the substrate recognition camera to obtain and store a second offset value of the substrate recognition camera,
After starting the production operation of the printed circuit board, the mounting head is imaged with the component recognition camera to determine the rotation center of the mounting head, and the amount of deviation from the first offset value is stored.
After starting the production operation of the printed board, the device reference mark is imaged by the board recognition camera to obtain an offset value of the board recognition camera, and a deviation amount from the second offset value is stored.
Based on the amount of deviation from the stored first offset value and the amount of deviation from the second offset value, the amount of deviation of the rotation center of the mounting head based on the optical axis of the substrate recognition camera is obtained. An electronic component mounting method comprising correcting a result of subsequent electronic component recognition processing based on the amount of deviation and mounting the electronic component on a printed circuit board.
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