JP2006515117A - 担体上に部品を配置するのに適した機械及びその方法 - Google Patents

Abstract

機械は、映像装置（６）に接続された配置素子（７）を含み、映像装置（６）を用いて配置素子（７）に対する部品（１６）の位置を検知するための光学システム（４）を含む。光学システム（４）は、少なくとも１つのマーキング素子（１１）を含む。マーキング素子（１１）及び部品（１６）は、映像装置（６）を用いて作成されるべき映像（１７）内に、光学システム（４）を用いて同時に表示され得る。

Description

本発明は、部品を基板上に配置するのに適した機械に関し、この機械は、映像装置と、映像装置に接続された配置素子と、映像装置を用いて、配置素子によって支持された部品の位置を検知するための光学システムとを含む。

本発明は、機械を用いて基板上に部品を配置するための方法に関し、部品は配置素子によって持ち上げられ、次に、映像装置及び光学システムを用いて、配置素子によって持ち上げられた部品で形成される映像が作成され、然る後に、部品が基板上に配置される。

国際公開第ＷＯ９７／２２２３７号から既知のそのような機械及び方法において、部品が配置素子によって持ち上げられ、次に、光学システムの上方に位置付けられた位置に運ばれる。光学システムを用いて、部品は配置素子に接続された映像装置に表示される。映像装置を用いて生成された映像から、配置機械に対する部品の位置が決定され、然る後、部品は基板上の所望位置に配置される。

既知の機械の欠点は、配置素子に対する部品の位置を正確に決定し得るために、配置素子及び配置装置に接続された映像装置が光学システムに対して正確に位置付けられなければならないことである。

加えて、この方法では、固定世界に接続された光学システムに対する部品の位置を正確に決定し得ない。

部品の位置を正確且つ比較的剛的に決定し得る機械を提供することが本発明の目的である。

光学システムは少なくともマーキング素子を含み、動作中、マーキング素子及び部品は、映像装置を用いて作成されるべき映像内に、光学システムを用いて同時に表示され得るという点で、この目的は本発明に従った機械によって達成される。

部品と光学システムに接続されたマーキング素子との双方は映像内で可視的であり、光学システムに対するマーキング素子の位置は正確に識別されるので、映像が作成されるとき、光学システムに対する部品の位置は映像から正確に決定され得る。加えて、もし映像が作成されるときの配置素子の位置も識別されるならば、配置素子に対する部品の位置も決定され得る。

さらに、映像装置を用いて、担体上での部品の所望位置決め地点を決定するよう、担体の部分の映像を生成することが可能である。

２つの映像から部品及び担体の相対位置が一旦識別されると、部品は担体上の所望地点に配置され得る。

本発明に従った機械の実施態様は、機械が少なくとも較正マーキング手段を含み、マーキング素子が第一集束面に位置するのに対し、較正マーキング素子は第二集束面に位置し、動作中、マーキング素子は、映像装置を用いて作成されるべき映像内に同時に表示され得ることを特徴とする。

映像が作成されるとき、較正マーキング素子は、光学システムに対する所定位置に位置する。これに基づいて、マーキング素子と較正マーキング素子との間の特定の相互位置が映像内に予測される。もしその場合に偏差が生じれば、光学システム及び映像装置がチェックされ、映像内の較正マーキング素子がマーキング素子に対する予測位置を有するまで補正されなければならない。代替的に、部品が担体上に配置されるとき、構築された偏差を考慮することも可能である。

本発明に従った機械の追加的な実施態様は、配置素子が、配置素子に接続されたマーキング素子を含み、動作中、マーキング素子が、映像装置を用いて作成される映像内に、部品と共に同時に表示され得ることを特徴とする。

部品の映像が映像装置を用いて作成されるとき、配置素子の位置は識別される必要がない。配置素子、接続されたマーキング素子及び映像装置は相互接続されているので、配置素子に接続されたマーキング素子は、映像装置に対する所定の固定位置に位置する。映像装置によって作成された映像から、マーキング素子、部品及び配置素子に接続されたマーキング素子が映像内に同時に表示されることが可能であり、光学システムに対する部品の位置及び光学システムに対する配置素子の位置が正確に決定され得る。よって、このようにして、「固定世界」に対する部品の位置及び配置素子に対する部品の位置の双方が決定され得る。

本発明に従った機械の追加的な実施態様は、配置素子に接続されたマーキング素子が、動作中に部品が存在する平面に光学的に表示され得ることを特徴とする。

このようにして、配置素子に接続されたマーキング素子は、部品が位置する平面に物理的に存在せず、よって、部品が担体上に位置するときに、マーキング素子は担体と衝突しない。マーキング素子は正にこの平面に光学的に表示され得るので、部品及びマーキング素子の双方は映像内で明瞭に可視的である。

本発明に従った機械のさらに追加的な実施態様は、映像装置が、映像装置に接続されたマーキング素子を含み、動作中、マーキング素子は、映像装置を用いて作成される映像内に、光学システムに接続されたマーキング素子と共に同時に表示され得ることを特徴とする。

映像装置に接続されたマーキング素子は、映像内に所定位置を有する。しかしながら、もし幾分の偏差が生じるならば、これは、映像装置が正しく動作しておらず、映像装置がチェックされるべきであることの印である。

本発明は、機械を用いて担体上に部品を配置するための方法にも関する。この方法を用いることで、簡易且つ比較的迅速な方法で、配置素子に対する部品の位置を決定し得る。

光学システムに接続されたマーキング素子及び部品が映像内に表示され、然る後に、光学システムに対する部品の位置がマーキング素子を用いて決定されるという点で、この目的は本発明に従った方法によって達成される。

従って、マーキング素子に対する部品の位置、よって、光学システムに対する部品の位置が、映像から正確且つ迅速に決定され得る。

本発明に従った方法の実施態様は、映像装置を用いて追加映像が作成され、担体上での部品の所望位置がこの追加映像から決定され、然る後に、部品は所望位置に配置されることを特徴とする。

映像装置に対する担体の位置はこの追加映像から決定される。担体に対する部品の位置が２つの映像から決定され、然る後に、部品は配置素子を用いて担体上の所望位置に配置される。

本発明のこれらの及び他の特徴は本明細書に記載の実施態様を参照することで明瞭に解明されよう。

図における同等部材は同等参照符号を有する。

図１は本発明に従った機械を示しており、フレーム２と、フレーム２によって支持された輸送レール３と、輸送レール３の側部に位置付けられた光学システム４と、輸送レール及び光学システム４上を移動可能なユニット５と、可動ユニット５に共に接続された映像装置６及び配置素子７とを含む。ユニット５はスライド８に対して矢印Ｘによって示される方向及びその逆方向に移動し得る。スライド８はＵ字形状フレーム９に対して矢印Ｙ方向及びその逆方向に移動し得る。Ｕ字形状フレーム９は２つの脚部１０でフレーム２上に位置している。

ここまで記載された機械それ自体は、例えば、冒頭パラグラフに記載された国際公開第ＷＯ９７／２２２３７号から既知である。

本発明に従った機械１の光学システム４は、マーキング素子１１を備えたマーキング板１２（図２，４，６，１０を参照）を含む。マーキング板１２はガラス製であるのが好ましい。マーキング板内には、例えば、四角形のマーキング素子１１が設けられている。

マーキング板１２はＸ，Ｙ平面と平行に延びている。垂直線に対して４５％の角度で配置された第一反射素子１３がマーキング板１２の下方に位置している。光学システム４は、垂直線に対して４５％の角度で囲む第二反射素子１４をさらに含む。レンズ１５が第一及び第二反射素子１３，１４の間に挿入されている。

図２が示すように、第一集束点ｆ１は、映像装置６が光学システム４に対して図２に示される位置を有するときに、マーキング板１２を通じて延びる第一収束面Ｖ１に位置している。レンズ１５は、第一収束面Ｖ１と平行に延びる第二収束面Ｖ２に位置付けられた第二収束点ｆ２をもたらす。図２に示されるように、部品１６が配置素子７に取り付けられ、且つ、映像装置６の位置が配置素子７内に示された状態で、配置素子７は、第二収束面Ｖ２が部品１６を通じて延びるよう位置付けられている。

もし映像が映像装置６を用いて作成されるならば、マーキング素子１１及び部品１６の双方が同時に可視的である図３に示される映像１７が得られる。光学システム４に対するマーキング素子１１の位置、従って、フレーム２に対するマーキング素子１１の位置が識別されるので、マーキング素子１１に対する部品６の位置、従って、フレーム２に対する部品６の位置を、図３に示される映像から決定し得る。ユニット５は駆動ユニット（図示せず）によって駆動され、駆動ユニットを用いて、フレーム２の実際位置、従って、フレームに対する配置素子７の実際位置が随時識別され、よって、映像１７が形成されるときにも識別される。従って、配置素子７に対する部品１６の相互位置は、フレーム２に対する配置素子７の位置及びフレーム２に対する部品１６の位置から導き出され得る。

カメラ６を用いて、輸送レール（図１）によって支持されている担体１８からも映像を形成し得る。２つの映像から、配置素子７によって支持されている部品１６を担体１８上の所望位置１９に配置し得るために、ユニット５がどのように駆動されるべきかを次に決定し得る。

図４は、本発明に従った機械１の第二実施態様を示している。第二実施態様は、図２に示されている構成部品に加え、較正マーキング素子２１を含む較正マーキング板２０を含む。較正マーキング板２０はガラス製であるのが好ましい。較正マーキング板２０は支持ブロック２２によって光学システム４上に取り外し可能に位置付けられており、第二集束面Ｖ２は較正マーキング板２０を通じて延びている。配置素子７と較正マーキング板２０との間の衝突を回避するために、配置素子７は矢印Ｚによって示される上方向に移動される。

もし映像が映像装置６を用いて作成されるならば、マーキング素子１１及び較正マーキング素子２１が同時に可視的な図５に示される映像２３が得られる。マーキング素子１１及び較正マーキング素子２１の双方が光学システム４及びフレーム２に対する所定位置を有するので、マーキング素子１１及び較正マーキング素子２１の予測及び実際の相互位置間の映像に偏差がある場合、映像装置６及び／又は光学システム４が最善に機能せず、従って、映像装置６及び／又は光学システム４がチェックされるべきことが導き出され得る。

代わりに、部品が担体上に配置されるときに、検出された差を考慮することも代替的に可能である。

従って、第一集束面Ｖ１に位置する第一集束点ｆ１及び第二集束面Ｖ２に位置する第二集束点ｆ２の相互位置は較正素子を用いて決定され且つチェックされる。

一旦較正マーキング素子２１及びマーキング素子１１が映像２３内に相互の所望位置を有すると、支持ブロック２２及び支持ブロックに接続されている較正マーキング板２０を除去し得る。較正は使用者によって望まれる任意の時点に再度遂行され得る。

図６は、本発明に従った機械１の第三実施態様を示している。第三実施態様は、図２に示されている素子に加えて、配置素子７と平行に延びる２つのピン２４を含む。ピン２４は一端でユニット５に接続され、ユニット５と反対方向の端部が第二集束面Ｖ２に位置付けられている。

もし映像が映像装置６を用いて作成されるならば、図７に示される映像２５が得られる。映像２５においては、マーキング素子１１と、部品１６と、ユニット５に接続されたピン２４とが同時に可視的である。従って、映像２５から、マーキング素子１１に対する部品１６の位置、よって、フレーム２に対する部品１６の位置を導き出し得るのみならず、加えて、ユニット５と接続された配置素子７との位置を、マーキング素子１１に対するピン２４の位置から導き出し得る。このようにして、ユニット５の位置は映像が作成されるときに独立して測定される必要はないが、映像２５から直接的に導き出され得る。

図８は、本発明に従った機械１の第四実施態様を示している。ピン２４の代わりに、レンズ２７を介してマーキング素子２６'として第二集束面Ｖ２に表示される２つの印２６を用いている点で、この機械１は図６に示される機械から区別される。映像装置６によって映像７が作成されるとき、図９に示される映像２８が得られる。映像２８内では、マーキング素子１１、部品２６及び仮想マーキング素子２６'が同時に可視的である。映像２８から、フレーム２に対する部品１６の位置並びにフレーム２に対するユニット５及び接続された配置素子７の位置の双方が導き出され得る。部品１６が担体１８上に配置されるときに、マーキング素子２６が担体１８又は担体上に既に配置された部品と衝突し得ないという点で、図８に示される機械は有利である。この危険性は図６に示されるピン２４を備える機械では生じる。部品１６が担体上に配置されているときに、もし部品１６がピン２４に対して下方向に移動されるならば、この危険も回避し得る。

図１０は、本発明に従った追加的な実施態様を示している。この実施態様は、図６又は８に存在する素子に加えて、映像装置６に接続されたマーキング板２９を含み、マーキング板はマーキング素子３０を含む。マーキング板２９はガラス製であるのが好ましい。映像が映像装置６によって作成されるとき、図１１に示される映像３１が得られる。この映像３１内では、マーキング素子１１、部品１６、マーキング素子２４，２６'及びマーキング素子３０が可視的である。この映像３１から、フレーム２に対する部品１６の位置及びフレーム２に対するユニット５の位置の双方をチェックし得るのに加え、映像装置６が正しく機能していることを、マーキング素子３０及びマーキング素子１１の相互位置から導き出し得る。これらのマーキング素子１１，３０は相互に対する所定相互位置有するべきである。もし偏差が発生するならば、これは映像装置６における偏差を指し示し、然る後に、映像装置６がチェックされるべきであり、或いは、ユニット５が駆動されるときに、これが考慮されるべきである。

代替的に、プラスチック透明材料のマーキング板を製造することも可能である。

１つのレンズ１５の代わりに、多数のレンズを用いることも可能である。レンズはマーキング板と反射素子との間に位置付けられてもよい。反射素子の角度は４５％よりも大きくても小さくてもよい。角度は全体として９０％であるのが好ましい。集束面Ｖ１，Ｖ２は担体と同一レベルであるのが好ましい。

本発明に従った機械を示す斜視図である。 図１に示された機械の第一実施態様の一部を図式的に示す側面図である。 図２に示された装置を用いて生成された映像を示す概略図である。 図１に示された機械の第二実施態様の一部を図式的に示す側面図である。 図４に示された本発明に従った機械を用いて生成された映像を示す概略図である。 図１に示された機械の第三実施態様の一部を図式的に示す側面図である。 図６に示された装置を用いて作成された映像を示す概略図である。 図１に示された機械の第四実施態様の一部を図式的に示す側面図である。 図８に示された装置を用いて生成された映像を示す概略図である。 図１に示された機械の第五実施態様の一部を図式的に示す側面図である。 図１０に示された装置を用いて作成された映像を示す概略図である。

Claims (10)

1. 映像装置と、
   該映像装置に接続された配置素子と、
   該配置素子によって支持された部品の位置を、前記映像装置を用いて検知するための光学システムとを有する、担体上に部品を配置するのに適した機械であって、
   前記光学システムは、少なくともマーキング素子を有し、動作中、該マーキング素子及び前記部品は、前記映像装置を用いて作成されるべき映像内に、前記光学システムによって同時に表示されることを特徴とする機械。
2. 当該機械は、少なくとも較正マーキング素子を有し、前記マーキング素子は第一集束面に位置するのに対し、前記較正マーキング素子は第二集束面に位置し、動作中、前記マーキング素子は、前記映像装置によって作成されるべき映像内に、前記部品と共に同時に表示され得ることを特徴とする請求項１に記載の機械。
3. 前記配置素子は、前記配置素子に接続されたマーキング素子を有し、動作中、前記マーキング素子は、前記映像装置によって作成される映像内に、前記部品と共に同時に表示され得ることを特徴とする上記請求項のうちいずれか１項に記載の機械。
4. 前記位置素子に接続された前記マーキング素子は、動作中、前記部品が存在する平面に光学的に表示され得ることを特徴とする請求項３に記載の機械。
5. 前記映像装置は、前記映像装置に接続されたマーキング素子を有し、動作中、前記マーキング素子は、前記映像装置によって作成される映像内に、前記光学システムに接続された前記マーキング素子と共に同時に表示され得ることを特徴とする上記請求項のうちいずれか１項に記載の機械。
6. 配置素子を用いて、部品を持ち上げるステップと、
   映像装置及び光学システムを用いて、前記配置素子によって持ち上げられた前部部品で形成される映像を作成するステップと、
   担体上に前記部品を配置するステップとを有する、機械を用いて担体上に部品を配置するための方法であって、
   前記光学システムに接続されたマーキング素子及び前記部品を、前記映像内に表示するステップと、
   前記光学システムに対する前記部品の位置を、前記マーキング素子を用いて決定するステップとをさらに有することを特徴とする方法。
7. 前記映像装置を用いて追加映像を作成するステップと、前記担体上の前記部品の所望位置を、前記追加映像から決定するステップと、前記部品を前記所望位置に配置するステップと、をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記機械は較正マーキング素子を有し、前記マーキング素子は第一集束面に位置するのに対し、前記較正マーキング素子は第二集束面に位置し、動作中、前記マーキング素子は、前記映像装置を用いて作成されるべき映像内に同時に表示され得ることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記配置素子は、前記配置素子に剛的に接続されたマーキング素子を有し、動作中、該マーキング素子は、前記映像装置を用いて作成された映像内に、前記部品と共に同時に表示され得ることを特徴とする上記請求項６乃至８のうちいずれか１項に記載の方法。
10. 前記映像装置は、前記映像装置に接続されたマーキング素子を有し、動作中、該マーキング素子は、前記映像装置を用いて作成された映像内に、前記光学システムに接続された前記マーキング素子と共に同時に表示され得ることを特徴とする上記請求項６乃至９のうちいずれか１項に記載の方法。

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