JP6446282B2 - Component mounting apparatus and component mounting method - Google Patents
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Description
本発明は、基板等に部品を実装する部品実装装置、及び部品実装方法に関する。 The present invention relates to a component mounting apparatus and a component mounting method for mounting components on a substrate or the like.
従来、基板に電子部品を実装する部品実装装置が多く用いられている。例えば特許文献1には、部品を吸着する吸着ノズルを有し2軸方向に移動可能なヘッドユニットを備えた部品実装装置について記載されている。 Conventionally, many component mounting apparatuses for mounting electronic components on a substrate have been used. For example, Patent Document 1 describes a component mounting apparatus including a head unit that has a suction nozzle that sucks a component and is movable in two axial directions.
この部品実装装置では、吸着された部品を撮像することで部品のずれを認識する部品認識カメラにより、ヘッドユニットに取付けられたマークが撮影される。その撮影データと予め測定されている基準データとが比較され、ヘッドユニットの位置と部品認識カメラの撮影基準位置とのずれ量が検出される。このずれ量をもとに部品の実装位置を補正することで部品の実装精度の向上が図られている(特許文献1の明細書段落[0015]等)。 In this component mounting apparatus, a mark attached to the head unit is photographed by a component recognition camera that recognizes a component shift by capturing an image of the sucked component. The photographing data and reference data measured in advance are compared, and a deviation amount between the position of the head unit and the photographing reference position of the component recognition camera is detected. The mounting accuracy of the component is improved by correcting the mounting position of the component based on the amount of deviation (for example, paragraph [0015] in the specification of Patent Document 1).
上記のように吸着された部品が撮影される際には、ヘッド部の停止位置の精度が重要となり、簡単に精度よくヘッド部を停止させることが可能な技術が求められている。 When the picked-up part is photographed as described above, the accuracy of the stop position of the head part is important, and a technique capable of easily and accurately stopping the head part is required.
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、簡単に精度よくヘッド部を所定の位置に停止させることが可能となる部品実装装置、及び部品実装方法を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a component mounting apparatus and a component mounting method capable of easily and accurately stopping a head unit at a predetermined position.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る部品実装装置は、ヘッド部と、第1の撮像部と、移動機構と、補正部とを具備する。
前記ヘッド部は、複数の部品を保持する保持部と貫通孔とを有する。
前記第1の撮像部は、所定の位置に配置された被写体を撮影可能である。
前記移動機構は、前記ヘッド部を前記所定の位置に移動させて停止させる。
前記補正部は、前記撮像部により撮影された前記貫通孔の画像をもとに、前記移動機構により移動される前記ヘッド部の停止位置を補正する。
In order to achieve the above object, a component mounting apparatus according to an aspect of the present invention includes a head unit, a first imaging unit, a moving mechanism, and a correction unit.
The head portion includes a holding portion that holds a plurality of components and a through hole.
The first imaging unit can photograph a subject arranged at a predetermined position.
The moving mechanism moves the head unit to the predetermined position and stops it.
The correction unit corrects the stop position of the head unit moved by the moving mechanism based on the image of the through-hole photographed by the imaging unit.
この部品実装装置ではヘッド部の貫通孔が撮影され、その撮影画像をもとにヘッド部の停止位置が補正される。これにより簡単に精度よくヘッド部を所定の位置に移動させて停止させることができる。 In this component mounting apparatus, the through hole of the head portion is photographed, and the stop position of the head portion is corrected based on the photographed image. Thereby, the head part can be moved to a predetermined position and stopped easily with high accuracy.
前記移動機構は、前記保持部により保持された前記複数の部品が撮影される第1の位置に前記ヘッド部を停止させてもよい。この場合、前記補正部は、前記第1の位置に停止された前記ヘッド部の停止位置を補正してもよい。
ヘッド部の停止位置が補正されるので、複数の部品の保持位置のずれ等を高い精度で検出することができる。これにより実装精度を向上させることができる。
The moving mechanism may stop the head unit at a first position where the plurality of parts held by the holding unit are photographed. In this case, the correction unit may correct the stop position of the head unit stopped at the first position.
Since the stop position of the head portion is corrected, it is possible to detect a shift in the holding position of a plurality of components with high accuracy. Thereby, mounting accuracy can be improved.
前記移動機構は、前記貫通孔が撮影される第2の位置に前記ヘッド部を停止させてもよい。この場合、前記補正部は、前記貫通孔の画像をもとに前記ヘッド部の停止位置の誤差を算出し、前記算出された誤差を補正するための補正値を算出してもよい。
第2の位置にヘッド部が停止されて撮影された画像をもとに補正値が算出される。当該補正値を用いて高い精度でヘッド部の停止位置を補正することができる。
The moving mechanism may stop the head unit at a second position where the through hole is photographed. In this case, the correction unit may calculate an error of the stop position of the head unit based on the image of the through hole, and calculate a correction value for correcting the calculated error.
A correction value is calculated based on an image captured with the head portion stopped at the second position. The stop position of the head unit can be corrected with high accuracy using the correction value.
前記補正部は、前記貫通孔の画像に含まれる前記貫通孔の縁部をもとに前記停止位置の誤差を算出してもよい。
これにより高い精度で停止位置の誤差を算出することが可能である。
The correction unit may calculate an error of the stop position based on an edge of the through hole included in the image of the through hole.
This makes it possible to calculate the stop position error with high accuracy.
前記ヘッド部は、カメラと前記貫通孔が形成された部材とを含む第2の撮像部を有してもよい。この場合、前記部材は、前記貫通孔が前記カメラの光軸上に位置するように配置されてもよい。
第2の撮像部により、部品が実装される基板等の位置を認識することが可能となり部品の実装精度を向上させることができる。その第2の撮影部内に形成された貫通孔を用いて簡単に精度よくヘッド部の停止位置を補正することができる。
The head unit may include a second imaging unit including a camera and a member in which the through hole is formed. In this case, the member may be arranged such that the through hole is located on the optical axis of the camera.
The second imaging unit can recognize the position of the board or the like on which the component is mounted, and the mounting accuracy of the component can be improved. The stop position of the head portion can be easily and accurately corrected using the through hole formed in the second imaging portion.
前記ヘッド部は、前記部材の前記カメラに対向する側の反対側で前記貫通孔の周囲に配置された照明用の1以上の光源を有してもよい。
貫通孔の周囲に照明用の光源が配置されるので、基板等の画像を鮮明に撮影することができる。この結果、実装精度を向上させることができる。
The head portion may include one or more light sources for illumination arranged around the through hole on the opposite side of the member to the side facing the camera.
Since the light source for illumination is arranged around the through hole, an image of the substrate or the like can be taken clearly. As a result, the mounting accuracy can be improved.
前記貫通孔は、前記ヘッド部が前記第2の位置に停止された場合に、前記保持部により保持された前記複数の部品が撮影されない位置に形成されてもよい。
これにより貫通孔の画像をもとに高い精度で停止位置の補正を実行することができる。
The through hole may be formed at a position where the plurality of parts held by the holding unit are not photographed when the head unit is stopped at the second position.
As a result, the stop position can be corrected with high accuracy based on the image of the through hole.
前記貫通孔は、前記ヘッド部が前記第2の位置に停止された場合に、前記保持部により保持された前記複数の部品が撮影される位置に形成されてもよい。この場合、前記第1及び前記第2の位置は、互いに同じ位置に設定されてもよい。また前記補正部は、前記第2の位置に停止された前記ヘッド部の停止位置を補正してもよい。
例えば吸着する部品のサイズや貫通孔の形状等によっては、複数の部品と貫通孔とが同時に撮影された画像をもとに、停止位置の補正を実行することが可能である。この結果、同じ画像をもとに部品のずれの検出と停止位置の補正とが可能となり、処理の簡素化を図ることができる。
The through hole may be formed at a position where the plurality of parts held by the holding portion are photographed when the head portion is stopped at the second position. In this case, the first and second positions may be set at the same position. The correction unit may correct the stop position of the head unit stopped at the second position.
For example, depending on the size of the component to be sucked, the shape of the through hole, etc., it is possible to execute the correction of the stop position based on an image in which a plurality of components and the through hole are simultaneously captured. As a result, it is possible to detect the component shift and correct the stop position based on the same image, thereby simplifying the processing.
本発明の一形態に係る部品実装方法は、複数の部品を保持するヘッド部を所定の位置に移動させて停止させることを含む。
撮像部により前記所定の位置に停止されたヘッド部が有する貫通孔の画像が撮影される。
前記撮影された貫通孔の画像をもとに、前記ヘッド部の停止位置を補正するための補正値が算出される。
これにより簡単に精度よくヘッド部の停止位置を補正することができる。
A component mounting method according to an aspect of the present invention includes moving and stopping a head unit that holds a plurality of components to a predetermined position.
An image of the through hole of the head unit stopped at the predetermined position is taken by the imaging unit.
A correction value for correcting the stop position of the head unit is calculated based on the photographed image of the through hole.
Thereby, the stop position of the head part can be corrected easily and accurately.
前記部品実装方法は、さらに、補正工程と、検出工程と、実装工程とを含んでもよい。
前記補正工程は、前記ヘッド部に保持された複数の部品を撮影する位置に停止された前記ヘッド部の停止位置を、前記補正値を用いて補正する。
前記検出工程は、前記撮像部により前記ヘッド部に保持された複数の部品を撮影し、当該撮影された画像をもとに前記部品の保持位置のずれを検出する。
前記実装工程は、前記検出された保持位置のずれに基づいて前記複数の部品を実装対象物に実装する。
これにより高い精度で実装対象物に部品を実装することができる。
The component mounting method may further include a correction step, a detection step, and a mounting step.
In the correcting step, the stop position of the head unit stopped at a position where a plurality of parts held by the head unit are photographed is corrected using the correction value.
In the detecting step, a plurality of parts held by the head unit are photographed by the imaging unit, and a shift in the holding position of the parts is detected based on the photographed image.
The mounting step mounts the plurality of components on a mounting target based on the detected displacement of the holding position.
Thereby, it is possible to mount the component on the mounting object with high accuracy.
以上のように、本発明によれば、簡単に精度よくヘッド部を所定の位置に停止させることが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily and accurately stop the head unit at a predetermined position. Note that the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[部品実装装置の構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る部品実装装置の構成例を示す模式的な正面図である。図2は、図1に示す部品実装装置100の平面図であり、図3はその側面図である。
[Configuration of component mounting equipment]
FIG. 1 is a schematic front view showing a configuration example of a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a plan view of the
部品実装装置100は、フレーム10と、図示しない電子部品を保持しこれを実装対象物である回路基板(以下、単に基板という)Wに実装する実装ヘッド20と、テープフィーダ35が装着される装着部40と、基板Wを保持して搬送するための搬送ユニット50と、部品カメラ60とを有する。実装ヘッド20は、本実施系形態に係るヘッド部に相当する。
The
フレーム10は、底部に設けられたベース11と、ベース11に固定された複数の支柱12とを有する。複数の支柱12の上部には、図中X軸に沿って架け渡された例えば2本のXビーム13が設けられている。
The
例えば2本のXビーム13の間には、Y軸に沿ってYビーム14が架け渡され、このYビーム14に実装ヘッド20が接続されている。Xビーム13及びYビーム14には、図示しないX軸移動機構及びY軸移動機構が備え付けられ、これらが動作することで実装ヘッド20がX軸及びY軸に沿って移動可能となっている。
For example, a
実装ヘッド20、X軸移動機構、及びY軸移動機構は、実装ユニット65として動作する。このうちX軸及びY軸の各移動機構は、本実施形態に係る移動機構を構成する。X軸及びY軸の各移動機構は、典型的にはボールネジ駆動機構により構成されるが、ベルト駆動機構等の他の機構であってもよい。
The mounting
本実施形態では、Xビーム13の間に2本のYビーム14が架け渡され、各Yビーム14に実装ヘッド20が1つずつ接続される。このように2つの実装ヘッド20が設けられることで、生産性を向上させることが可能となる。2つの実装ヘッド20は、互いに独立してX軸及びY軸方向に沿って駆動される。なお実装ヘッド20の数は限定されない。
In the present embodiment, two Y beams 14 are bridged between the X beams 13, and one mounting
図中のY軸方向を部品実装装置100の前後方向とすると、装着部40は、部品実装装置100の前部側(図2中下側)に配置される。装着部40には、X軸方向に沿ってテープフィーダ35が複数配列されて装着される。例えば40〜70個のテープフィーダ35がこの装着部40に装着可能である。1つのテープフィーダ35は、例えば100〜10000個程度の電子部品を収容可能である。
Assuming that the Y-axis direction in the drawing is the front-rear direction of the
テープフィーダ35は、カセットタイプのフィーダであり、キャリアテープがリールに巻き付けられている。キャリアテープには、コンデンサ、抵抗、LED、ICパッケージング等の電子部品が収納されている。キャリアテープがステップ送りで送り出されることで、供給窓36を介して電子部品が1つずつ供給される。複数のテープフィーダ35により、基板に実装される複数の電子部品が供給される。
The
図3に示すように、搬送ユニット50は、フレーム10に固定された支持台15上に配置される。搬送ユニット50は、複数のテープフィーダ35の配列方向であるX軸方向に沿って延在する、2つのガイドレール51及び52を有する。ガイドレール51により基板W1が搬送され、ガイドレール52により基板W2が搬送される。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、搬送ユニット50のY軸方向における右側の領域Rの所定の位置に2つの基板W1及びW2が搬送され、実装ヘッド20Rにより電子部品の実装が行われる。また搬送ユニット50の左側の領域Lにおいても、所定の位置に2つの基板W1及びW2が搬送され、もう一方の実装ヘッド20Lにより実装が行われる。
As shown in FIG. 2, the two substrates W1 and W2 are transported to a predetermined position in the right region R of the
図4は、実装ヘッド20の構成例を示す模式図である。図4Aは実装ヘッド20の側面図であり、図4Bは実装ヘッド20を下方から見た図である。図5は、実装ヘッド20の具体的な構成例を示す斜視図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the mounting
実装ヘッド20は、複数の部品を保持する保持ユニット21と、カメラユニット26とを有する。本実施形態では、Yビーム14にカメラユニット26が固定され、当該カメラユニット26に対して、保持ユニット21が着脱可能に取り付けられる。部品実装の動作時には、カメラユニット26及び保持ユニット21は一体的に移動する。
The mounting
保持ユニット21は、基体部22と、回転駆動部23と、ターレット24とを有する。基体部22は、カメラユニット26に取り付けられる部分であり、下方側で回転駆動部23を保持する。回転駆動部23は、下端に接続されたターレット24を回転させる。例えば回転駆動部23内に設けられた回転軸がモータ等により回転され、その回転力がターレット24に伝達される。その他、ターレット24を回転させるための任意の構成が用いられてよい。
The holding
ターレット24は、下方から見た形状が略円形状であり、Z軸方向に延びる軸を回転の中心軸として回転(自転する)。ターレット24には、その周方向に沿って、複数の吸着ノズル25が配置される。吸着ノズル25は、長さ方向がZ軸方向に沿うように、ターレット24に取り付けられる。ターレット24は本実施形態において保持部に相当する。
The
吸着ノズル25は、真空吸着の作用によりキャリアテープから電子部品を取り出して保持する。吸着ノズル25は、電子部品を吸着するために、また電子部品を基板W(W1及びW2)に実装するために上下に駆動可能となっている。本実施形態では、8本の吸着ノズル25が配置されるが、吸着ノズル25の数は限定されない。
The
ターレット24が回転することで、1つの吸着ノズル25がテープフィーダ35の供給窓36の上方に配置される。その状態で吸着ノズル25は下降して供給窓36にアクセスし、電子部品を吸着する。ターレット24を順に回転させることで、1工程で連続して、複数の吸着ノズル25の各々に電子部品を吸着させることができる。
As the
基板への実装時には、実装ヘッド20が基板W(W1及びW2)上に移動され、吸着ノズル25が下降することで実装が行われる。この際にも、ターレット24を順に回転させることで、1工程で連続して、複数の電子部品を実装することができる。
At the time of mounting on the substrate, the mounting
カメラユニット26は、基板カメラ27と、基板カメラ27を保持する基体部28と、照明部29と、基体部28及び照明部29を接続する接続部30とを有する。基体部28は、保持ユニット21の基体部22と接続される。基板カメラ27は、撮影光軸LがZ軸方向に沿うように配置される。
The
カメラユニット26は、本実施形態において第2の撮像部に相当する。基板カメラ27としては、例えばCCDカメラやCMOSカメラ等のデジタルカメラが用いられる。
The
接続部30は、基体部28の下方に接続され、撮影光軸Lを囲むように配置される。図5に示す例では、接続部30にも、保持ユニット21と接続される部分が構成されている。基体部28及び接続部30の構成は限定されず、これらが一体的に構成されてもよい。
The connecting
照明部29は、接続部30の下端に接続される。照明部29は、貫通孔31が形成されたLED基板32を有する。LED基板32の下面側には、貫通孔31の周囲に照明用の1以上の光源として複数のLED33が配置される。LED基板32は、本実施形態において、貫通孔が形成された部材に相当する。またLED基板32の下面側は、基板カメラ27に対向する側(=上面側)の反対側に相当する。
The
なおLED基板32を保持する保持部材に貫通孔が形成され、当該貫通孔の位置とLED基板32の貫通孔31の位置が合わせられる場合には、当該保持部材及びLED基板32により、本発明の一実施形態に係る部材が構成され得る。
When a through hole is formed in the holding member that holds the
図4B及び図5に示すように、照明部29は、貫通孔31が撮影光軸L上に配置されるように接続部30に取り付けられる。すなわち撮影光軸Lが貫通孔31を通るように、基板カメラ27とLED基板32との互いの位置関係が設定されている。
As shown in FIGS. 4B and 5, the
貫通孔31のZ軸方向から見た形状は、撮影光軸Lの位置を中心とする略円形状となる。貫通孔31のサイズ(径)は、基板カメラ27の撮影領域(撮影視野)に、貫通孔31の縁部(エッジ)34が含まれないサイズに設定される。従って貫通孔31の下方の領域であり、貫通孔31の内部に含まれる領域の画像が、基板カメラ27により撮影される。
The shape of the through
カメラユニット26は、基板Wの位置を検出するために用いられる。保持ヘッド20が搬送ユニット50の上方に配置され、基板カメラ27により、上方側から基板Wの画像が撮影される。これにより基板Wに設けられたアライメントマークが撮影され、その撮影画像内のアライメントマークの位置をもとに、基板Wの位置が検出される。基板Wの位置が検出されることで、高い精度で電子部品を基板Wに実装することができる。
The
複数のLED33は、アライメントマークの撮影時に照明光を出射する。本実施形態では、略円形状の貫通孔31の周囲に複数のLED33が配置されるので、基板Wにむらなく照明光を照射することができる。この結果、アライメントマークの画像を鮮明に撮影することができ、部品の実装精度を向上させることができる。なお貫通孔31の形状やサイズは限定されず、適宜設計されてよい。
The plurality of
図2に戻り、部品カメラ60は、搬送ユニット50と装着部40との間に配置される。部品カメラ60は、左右の領域R及びLの各々に1つずつ配置され、実装ヘッド20R及び20Lをそれぞれ撮影する。2つの部品カメラ60の構成及び動作は互いに略等しい。
Returning to FIG. 2, the
部品カメラ60は、電子部品を吸着した吸着ノズル25を下方側から撮影する。例えば吸着ノズル25により電子部品が吸着されると、実装ヘッド20が移動され、吸着ノズル25が部品カメラ60の上方に運ばれる。そして部品カメラ60により吸着ノズル25に保持された電子部品が下方側から撮影される。
The
部品カメラ60としては、例えばCCDカメラやCMOSカメラ等のデジタルカメラが用いられる。部品カメラ60は、所定の位置に配置された被写体を撮影可能な第1の撮像部として機能する。本実施形態では、所定の位置とは、部品カメラ60の上方に設定される撮影領域(撮影視野)内の位置である。
As the
図6は、部品実装装置100の制御システムの構成を示すブロック図である。この制御システムはメインコントローラ5(あるいはホストコンピュータ)を有している。メインコントローラ5には、装着部40、テープフィーダ35、基板カメラ27、部品カメラ60、搬送ユニット50、実装ユニット65、入力部6及び表示部7がそれぞれ電気的に接続されている。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the control system of the
メインコントローラ5は、例えばCPU、RAM及びROM等のコンピュータの機能を有し、部品実装装置100の各ブロックの動作を制御する制御ユニットとして機能する。メインコントローラ5は、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のPLD(Programmable Logic Device)、その他ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のデバイスにより実現されてもよい。
The
実装ユニット65の、各移動機構及び実装ヘッド20には、これらに搭載された図示しないモータ、また、これらのモータをそれぞれ駆動するドライバが設けられている。メインコントローラ5はこれらのドライバに制御信号を出力することにより、ドライバがその制御信号に従って各移動機構及び実装ヘッド20を駆動する。
Each moving mechanism and the mounting
例えばX軸及びY軸の各移動機構には、リニアスケール等の位置決め機構が設けられている。メインコントローラ5は、X軸及びY軸における位置情報(例えば座標値等)をX軸及びY軸の各移動機構に出力する。各移動機構は、受け取った位置情報をもとに、実装ヘッド20を所定の位置に移動させて停止させる。
For example, each X-axis and Y-axis moving mechanism is provided with a positioning mechanism such as a linear scale. The
部品カメラ60及び基板カメラ27の撮影動作も、メインコントローラ5により制御される。メインコントローラ5は、撮影された画像をもとに、吸着された電子部品の吸着位置(保持位置)のずれ、及び実装対象となる基板Wの位置等を検出する。また本実施形態では、部品カメラ60により撮影された画像をもとに、実装ヘッド20の停止位置が補正される。この際には、メインコントーラ5は、本実施形態に係る補正部として機能する。
The photographing operations of the
入力部6は、例えばオペレータが、実装処理に必要な情報をメインコントローラ5に入力するために、オペレータにより操作される機器である。表示部7は、例えばオペレータにより入力部6を介して入力された情報、その入力の操作に必要な情報、その他必要な情報を表示する機器である。
The
[実装ヘッドの停止位置の補正]
部品実装装置100の動作として、主に実装ヘッドの停止位置の補正を説明する。そのためにまず電子部品の吸着位置のずれの検出について説明する。図7は、その説明のための図であり、部品カメラ60の上方に配置された実装ヘッド20を示す模式的な図である。図7では、図示を簡略化するために、保持ユニット21の基体部22、ターレット24及び吸着ノズル25と、カメラユニット26の照明部29及び貫通孔31とが図示されている。後に参照する図9及び図10についても同様である。
[Correction of stop position of mounting head]
As the operation of the
電子部品の吸着位置のずれの検出が実行される際には、部品カメラ60の上方の所定の位置である第1の位置に、実装ヘッド20が移動されて停止される。第1の位置は、予め定められた位置であり、部品カメラ60の撮影領域にターレット24の全体が含まれる位置である。本実施形態では、図7に示す略円形状の領域が撮影領域Pとなり、当該撮影領域Pの中心の位置にターレット24の中心が合わせられる。
When the detection of the displacement of the electronic component suction position is executed, the mounting
実装ヘッド20が第1の位置に停止している状態で、部品カメラ60により吸着ノズル25に吸着された複数の電子部品が撮影される。当該撮影された画像をもとに、電子部品の吸着位置のずれが検出される。なお撮影画像をもとにして吸着位置のずれを検出するための方法等は限定されず、例えばエッジ検出等の任意の画像処理技術が用いられる。
While the mounting
実装ヘッド20を第1の位置に停止させる際には、メインコントローラ5より第1の位置に対応する位置情報が出力される。当該位置情報をもとにX軸及びY軸の各移動機構により実装ヘッド20が移動される。この際に、実装ヘッド20が第1の位置からずれた位置に停止されてしまう場合が起こり得る。例えば経年劣化や熱膨張等により、各移動機構に設けられたリニアスケール等が変形してしまう場合に、そのような問題が発生する。
When the mounting
実装ヘッド20の停止位置がずれてしまうと、吸着位置のずれを適正に検出することが難しくなる。電子部品の実装は、検出された吸着位置のずれに基づいて実行されるので、吸着位置のずれが適正に検出されていないと、部品実装の精度が低下してしまう。そこで本実施形態では、以下に説明する停止位置の補正が実行される。
If the stop position of the mounting
図8は、停止位置の補正の処理例を示すフローチャートである。図9は、停止位置の補正が実行される際の実装ヘッド20の停止位置を示す模式図である。まず実装ヘッド20が、部品カメラ60の上方の所定の位置である第2の位置に移動される(ステップ101)。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of processing for correcting the stop position. FIG. 9 is a schematic diagram showing the stop position of the mounting
第2の位置は、予め定められた位置であり、部品カメラ60の撮影領域Pに照明部29の貫通孔31が含まれる位置である。図9に示すように本実施形態では、撮影領域Pの中心の位置に貫通孔31の中心が合わせられる。貫通孔31が撮影可能であるのならば、他の位置が第2の位置として設定されてもよい。
The second position is a predetermined position, and is a position where the through
部品カメラ60により照明部29の貫通孔31が撮影される(ステップ102)。撮影された貫通孔31の画像において、貫通孔31の外部、すなわち複数のLED33等が配置される領域は、略白色に撮影される。貫通孔31の内部、すなわち基板カメラ27が位置する領域は、略黒色に撮影される。当該略白色の部分と略黒色の部分の境目(境界)が、貫通孔31の縁部となる。
The through-
貫通孔31の画像と、基準画像との間で、パターンマッチングが実行される(ステップ103)。基準画像は、キャリブレーション等により予め撮影された画像であり、実装ヘッド20が適正に第2の位置に停止された状態で部品カメラ60により撮影された画像である。キャリブレーションは例えば部品実装装置100の工場出荷時等に実行され、撮影された基準画像はメインコントローラ5内の図示しないメモリ等に記憶される。
Pattern matching is executed between the image of the through
基準画像内の貫通孔31の縁部と、撮影された画像内の貫通孔31の縁部とのずれが、停止位置の誤差として算出され、当該停止位置の誤差を補正するための補正値が算出される(ステップ104)。補正値は、X軸及びY軸の各々について算出される。なおパターンマッチングの具体的なアルゴリズム等は限定されない。
A deviation between the edge of the through
撮影された貫通孔31の画像をもとに補正値を算出する方法は限定されず、例えばパターンマッチング以外の方法が実行されてもよい。また基準画像が用いられる場合にも限定されない。例えば画像内における貫通孔31の縁部の位置の情報が算出され、基準となる縁部の位置の情報と比較される。これにより補正値が算出されてもよい。
The method for calculating the correction value based on the photographed image of the through
図7に示す第1の位置に実装ヘッド20を移動させる場合には、第1の位置に対応する位置情報に補正値を加えた位置情報が出力される。これにより実装ヘッド20を適正に第1の位置に停止させることができる。これにより高い精度で吸着位置のずれを検出することができ、電子部品の実装精度を向上させることが可能となる。
When the mounting
このように本実施形態では、実装ヘッド20に予め設けられている、照明部29のLED基板32の貫通孔31が撮影される。そして撮影された貫通孔31の画像をもとに、実装ヘッド20の停止位置が補正される。この結果、簡単に精度よく実装ヘッド20を所定の位置(第1の位置等)に移動させて停止させることができる。
As described above, in the present embodiment, the through
例えば実装ヘッドの停止位置を補正するために、実装ヘッドや部品カメラ側にアライメントマーク等を形成する場合には、所定の位置にアライメントマークが形成された部材等が必要となりコストがかかってしまう。 For example, when an alignment mark or the like is formed on the mounting head or the component camera in order to correct the mounting position of the mounting head, a member or the like in which the alignment mark is formed at a predetermined position is required, which increases costs.
これに対して本実施形態では、LED基板32の貫通孔31が利用されるので、コストアップを防ぐことができる。またキャリブレーション等が行われる場合には、貫通孔31の形成位置の精度に左右されずに、高い精度で停止位置を補正することができる。
On the other hand, in this embodiment, since the through-
また本実施形態では、XY平面方向において、ターレット24と貫通孔31とが互いに離間して配置される。従って図7に示すように、実装ヘッド20が第1の位置にて撮影される場合には、貫通孔31は撮影されない。一方図9に示すように、実装ヘッド20が第2の位置にて撮影される場合には、ターレット24は撮影されない。すなわち本実施形態では、貫通孔は、実装ヘッド20が第2の位置に停止された場合に、吸着ノズル25に吸着された複数の電子部品が撮影されない位置に形成される。
In the present embodiment, the
これにより例えばサイズの大きい電子部品や、配線やリード等が延びている電子部品等が吸着される場合においても、当該電子部品の一部が貫通孔31と重なってしまうことを十分に防止することができる。この結果、貫通孔31の画像をもとに高い精度で補正値を算出することが可能である。
As a result, for example, even when a large electronic component or an electronic component with an extended wiring or lead is adsorbed, it is possible to sufficiently prevent a part of the electronic component from overlapping the through
<その他の実施形態>
本発明は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiment described above, and other various embodiments can be realized.
図10は、他の実施形態に係る実装ヘッドの構成例を示す模式図である。この実装ヘッド120では、ターレット124の近傍に形成された貫通孔131が利用される。すなわち本実施形態では、貫通孔131は、実装ヘッド120が停止位置の補正のための第2の位置に停止された場合に、吸着された複数の電子部品が撮影される位置に形成される。従って第2の位置にて実装ヘッド120が撮影される際には、貫通孔131と複数の電子部品とがともに撮影される。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a mounting head according to another embodiment. In the mounting
例えば画像内の貫通孔131の縁部をもとにパターンマッチング等が実行される場合には、電子部品の配線等が若干重なる場合でも、縁部の他の部分を基準に補正値を適正に算出することが可能な場合がある。従って吸着される電子部品のサイズ、種類、配線等の有無、配線等の長さ等がわかっており、仮に重なりが生じたとしてもそれが補正値の算出において許容範囲である場合には、ターレット124の近傍に貫通孔131が形成されてもよい。なお貫通孔131の形状を適宜設定することで電子部品の重なりの影響を抑えることも可能である。
For example, when pattern matching or the like is performed based on the edge of the through-
ターレット124の近傍に貫通孔131が形成される場合、第2の位置にて撮影された画像を、実装ヘッド部120の停止位置を補正するための画像のみならず、電子部品の吸着位置のずれを検出するための画像として利用可能である。すなわち本実施形態では、第1及び第2の位置として互いに等しい位置を設定することができる。
When the through-
これにより吸着位置のずれの検出、及び停止位置の補正値の算出を、実装ヘッド120を動かすことなく同時に実行することができる。すなわち同じ画像をもとに、部品のずれの検出と停止位置の補正とが可能となる。この結果、部品実装の工程を削減することができ、処理時間を短縮することができる。なおアライメントマークが用いられる場合、配線等が少しでも重なるとマークの認識は非常に難しい。
Thereby, the detection of the displacement of the suction position and the calculation of the correction value of the stop position can be executed simultaneously without moving the mounting
上記では、LED基板の貫通孔が停止位置の補正のために利用された。これに限定されず、実装ヘッド内に形成されている他の貫通孔が利用されてもよい。例えば空気を吹き付けるための貫通孔や、照明光を導くための貫通孔等の、他の用途に用いられる貫通孔を適宜利用することが可能である。 In the above, the through hole of the LED board was used for correcting the stop position. However, the present invention is not limited to this, and other through holes formed in the mounting head may be used. For example, through holes used for other purposes such as a through hole for blowing air and a through hole for guiding illumination light can be used as appropriate.
また停止位置の補正のために、貫通孔が形成されてもよい。この場合でも上記したように、アライメントマークが用いられる場合と比べて、配線等の若干の重なりを許容する点等の効果を発揮することができる。なお一部が欠けている切り欠き状の貫通孔を利用することも可能である。 A through hole may be formed for correcting the stop position. Even in this case, as described above, it is possible to exhibit the effect of allowing a slight overlap of wirings and the like as compared with the case where the alignment mark is used. It is also possible to use a notch-shaped through hole partially cut away.
以上説明した本発明に係る特徴部分のうち、少なくとも2つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。 Of the characteristic parts according to the present invention described above, it is possible to combine at least two characteristic parts. That is, the various characteristic parts described in each embodiment may be arbitrarily combined without distinction between the embodiments. The various effects described above are merely examples and are not limited, and other effects may be exhibited.
L…撮影光軸
W…回路基板
5…メインコントローラ
20、120…実装ヘッド
24、124…ターレット
25…吸着ノズル
27…基板カメラ
29…照明部
31、131…貫通孔
32…LED基板
33…LED
60…部品カメラ
65…実装ユニット
100…部品実装装置
L ... Optical axis W ...
60 ...
Claims (9)
所定の位置に配置された被写体を撮影可能な第1の撮像部と、
前記ヘッド部を前記所定の位置に移動させて停止させる移動機構と、
前記第1の撮像部により撮影された前記貫通孔の画像をもとに、前記移動機構により移動される前記ヘッド部の停止位置を補正する補正部と
を具備し、
前記ヘッド部は、カメラと前記貫通孔が形成された部材とを含む第2の撮像部を有し、
前記部材は、前記貫通孔が前記カメラの光軸上に位置するように配置される
部品実装装置。 A head portion having a holding portion and a through hole for holding a plurality of components;
A first imaging unit capable of photographing a subject arranged at a predetermined position;
A moving mechanism for moving the head portion to the predetermined position and stopping it;
A correction unit that corrects the stop position of the head unit moved by the moving mechanism based on the image of the through-hole photographed by the first imaging unit ;
The head unit has a second imaging unit including a camera and a member in which the through hole is formed,
The member is arranged so that the through hole is located on the optical axis of the camera.
Component mounting equipment.
前記移動機構は、前記保持部により保持された前記複数の部品が撮影される第1の位置に前記ヘッド部を停止させ、
前記補正部は、前記第1の位置に停止された前記ヘッド部の停止位置を補正する
部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 1,
The moving mechanism stops the head unit at a first position where the plurality of parts held by the holding unit are photographed,
The correction unit corrects a stop position of the head unit stopped at the first position.
前記移動機構は、前記貫通孔が撮影される第2の位置に前記ヘッド部を停止させ、
前記補正部は、前記貫通孔の画像をもとに前記ヘッド部の停止位置の誤差を算出し、前記算出された誤差を補正するための補正値を算出する
部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 2,
The moving mechanism stops the head unit at a second position where the through-hole is photographed,
The correction unit calculates an error of a stop position of the head unit based on an image of the through hole, and calculates a correction value for correcting the calculated error.
前記補正部は、前記貫通孔の画像に含まれる前記貫通孔の縁部をもとに前記停止位置の誤差を算出する
部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 3,
The correction unit calculates an error of the stop position based on an edge of the through hole included in the image of the through hole.
前記ヘッド部は、前記部材の前記カメラに対向する側の反対側で前記貫通孔の周囲に配置された照明用の1以上の光源を有する
部品実装装置。 The component mounting apparatus according to any one of claims 1 to 4 ,
The said head part has one or more light sources for illumination arrange | positioned around the said through-hole on the opposite side of the side which opposes the said camera of the said member.
前記貫通孔は、前記ヘッド部が前記第2の位置に停止された場合に、前記保持部により保持された前記複数の部品が撮影されない位置に形成される
部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 3,
The through hole is formed at a position where the plurality of components held by the holding unit are not photographed when the head unit is stopped at the second position.
前記貫通孔は、前記ヘッド部が前記第2の位置に停止された場合に、前記保持部により保持された前記複数の部品が撮影される位置に形成され、
前記第1及び前記第2の位置は、互いに同じ位置に設定され、
前記補正部は、前記第2の位置に停止された前記ヘッド部の停止位置を補正する
部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 3,
The through hole is formed at a position where the plurality of parts held by the holding portion are photographed when the head portion is stopped at the second position.
The first and second positions are set at the same position;
The correction unit corrects the stop position of the head unit stopped at the second position.
Component mounting equipment.
撮像部により前記所定の位置に停止されたヘッド部が有する貫通孔の画像を撮影し、
前記撮影された貫通孔の画像をもとに、前記ヘッド部の停止位置を補正するための補正値を算出する
部品実装方法。 A head unit that holds a plurality of components, the head unit including a camera and a member in which a through hole is formed, and configured so that the through hole of the member is positioned on the optical axis of the camera. Move to the position to stop,
Taking an image of the through hole of the head unit stopped at the predetermined position by the imaging unit,
A component mounting method for calculating a correction value for correcting the stop position of the head unit based on the photographed image of the through hole.
前記ヘッド部に保持された複数の部品を撮影する位置に停止された前記ヘッド部の停止位置を、前記補正値を用いて補正し、
前記撮像部により前記ヘッド部に保持された複数の部品を撮影し、当該撮影された画像をもとに前記部品の保持位置のずれを検出し、
前記検出された保持位置のずれに基づいて前記複数の部品を実装対象物に実装する
部品実装方法。 The component mounting method according to claim 8 , further comprising:
Using the correction value to correct the stop position of the head unit stopped at a position where a plurality of parts held by the head unit are photographed;
Photographing a plurality of components held by the head unit by the imaging unit, detecting a shift in the holding position of the components based on the captured image,
A component mounting method for mounting the plurality of components on a mounting object based on the detected displacement of the holding position.
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