JP2017045913A - Component mounting device and component mounting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、実装ヘッドにより部品をピックアップして基板に実装する部品実装装置および部品実装方法に関するものである。 The present invention relates to a component mounting apparatus and a component mounting method for picking up a component by a mounting head and mounting the component on a substrate.
従来、実装ヘッドにより部品供給部から部品をピックアップし、基板等の実装対象の所定の実装位置に実装する部品実装装置が知られている。実装ヘッドは、部品実装装置に水平移動自在に備えられており、部品供給部と基板との間を移動して部品のピックアップおよび実装を連続して行う。実装ヘッドと部品供給部の部品供給位置および基板の停止位置との位置合わせは、実装ヘッドに備えられたカメラ等の撮像手段により部品供給部の部品および基板を撮像した画像の画像処理結果に基づいて実装ヘッドのXY位置を補正する移動制御を行うことにより行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a component mounting apparatus that picks up a component from a component supply unit by a mounting head and mounts the component at a predetermined mounting position on a mounting target such as a substrate is known. The mounting head is provided in the component mounting apparatus so as to be horizontally movable, and moves between the component supply unit and the substrate to continuously pick up and mount the components. The alignment of the mounting head with the component supply position of the component supply unit and the stop position of the substrate is based on the image processing result of the image obtained by imaging the component and the substrate of the component supply unit by the imaging means such as a camera provided in the mounting head. This is done by performing movement control for correcting the XY position of the mounting head.
実装ヘッドを水平移動させるヘッド移動機構は、XYビームを備えており、実装動作を連続して行う過程において発生する熱に起因する変形が経時的に生じる。そのため、初期段階で適正に位置補正がされたとしても、経時変化に起因する実装ヘッドの位置ずれにより、実装品質の低下をきたしていた。このような問題を解決するため、基台に設けられた複数の認識マークを所定のタイミングで撮像して水平方向のずれ量を求め、このずれ量に基づいて実装ヘッドのXY位置を補正することにより経時変化による影響を回避する方法が提案されている(特許文献1参照)。 The head moving mechanism that horizontally moves the mounting head includes an XY beam, and deformation due to heat generated in the process of continuously performing the mounting operation occurs over time. For this reason, even if the position is properly corrected in the initial stage, the mounting quality is deteriorated due to the displacement of the mounting head due to the change over time. In order to solve such a problem, a plurality of recognition marks provided on the base are imaged at a predetermined timing to obtain a horizontal shift amount, and the XY position of the mounting head is corrected based on the shift amount. Has proposed a method for avoiding the influence of changes over time (see Patent Document 1).
しかしながら特許文献1を含む従来技術では、実装ヘッドが装着されるビームのねじれに起因して実装ヘッドが垂直方向から傾くことで生ずる実装位置のずれを考慮した補正はされておらず、実装精度の更なる向上が求められていた。
However, in the prior art including
そこで本発明は、経時変化に起因する実装ヘッドの傾きを考慮して実装位置のずれを補正することができる部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a component mounting apparatus and a component mounting method capable of correcting a shift of a mounting position in consideration of a tilt of a mounting head caused by a change with time.
本発明の部品実装装置は、基台に対して相対的に水平移動可能に設けられ、基台側に設けられた部品供給部から部品をピックアップして基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、前記実装ヘッドに設けられ、前記実装ヘッドが基準位置に位置したときに前記基台側に設けられた基準部を撮像するカメラと、前記カメラにより撮像された前記基準部の画像を画像処理することにより、前記基準位置に位置した前記実装ヘッドの前記基台に対する傾きを算出する算出部と、前記算出部により算出された前記傾きに基づいて前記実装ヘッドの位置補正を行う補正部とを備え、前記基準部は、中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象を含み、前記算出部は、前記撮像対象の中心位置のずれ量に基づいて前記傾きを算出することを特徴とする。 A component mounting apparatus according to the present invention is provided so as to be horizontally movable relative to a base, a mounting head for picking up a component from a component supply unit provided on the base and mounting the component on a substrate, and the mounting head A head moving mechanism that moves the camera, a camera that is provided on the mounting head and that images a reference portion provided on the base side when the mounting head is located at a reference position, and the reference imaged by the camera A calculation unit that calculates an inclination of the mounting head located at the reference position with respect to the base by performing image processing on an image of the unit, and a position correction of the mounting head based on the inclination calculated by the calculation unit The reference unit includes imaging targets having the same center position and different sizes, and the calculation unit is configured to calculate the tilt based on a deviation amount of the center position of the imaging target. Calculation, characterized in that.
本発明の部品実装方法は、基台に対して相対的に水平移動可能に設けられ、基台側に設けられた部品供給部から部品をピックアップして基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動させるヘッド移動機構とを備える部品実装装置によって部品を基板に実装する部品実装方法であって、前記部品実装装置は、中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象を含む基準部と、前記実装ヘッドに設けられ、前記実装ヘッドが基準位置に位置したときに前記基台側に設けられた前記基準部を撮像するカメラとを備え、前記カメラにより撮像された前記基準部の画像を画像処理することにより、前記基準位置に位置した前記実装ヘッドの前記基台に対する傾きを算出する傾き算出工程と、前記算出された前記傾きに基づいて前記実装ヘッドの位置補正を行う工程とを含み、前記傾き算出工程は、前記撮像対象の中心位置のずれ量に基づいて前記傾きを算出することを特徴とする。 A component mounting method according to the present invention includes a mounting head that is provided so as to be horizontally movable relative to a base, picks up a component from a component supply unit provided on the base side, and mounts the component on a substrate, and the mounting head A component mounting method for mounting a component on a board by a component mounting apparatus including a head moving mechanism for moving the component, wherein the component mounting apparatus includes a reference unit including an imaging target having the same center position and different sizes, and the mounting And a camera that images the reference portion provided on the base side when the mounting head is positioned at a reference position, and performs image processing on the image of the reference portion captured by the camera Accordingly, an inclination calculating step for calculating an inclination of the mounting head at the reference position with respect to the base, and a position correction of the mounting head based on the calculated inclination. And a step of performing, the inclination calculation step, and calculates the slope based on the shift of the center position of the imaging target.
本発明によれば、経時変化に起因する実装ヘッドの傾きを考慮して実装位置のずれを補正することができる。 According to the present invention, it is possible to correct the displacement of the mounting position in consideration of the inclination of the mounting head due to the change over time.
次に本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。まず図1、図2を参照して、基板に部品を実装する部品実装装置1の構成を説明する。部品実装装置1は、部品を基板に実装する機能を有するものである。図2は、図1におけるA−A断面を部分的に示している。以下、基板搬送方向(図1の紙面の左右方向)をX方向、X方向と水平面内において直交する方向(図1の紙面の上下方向)をY方向、水平面と直交する高さ方向(図2の紙面の上下方向)をZ方向と定義する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of a
図1において基台1aの中央にはX方向に基板搬送機構2が配設されている。基板搬送機構2は並行に配設された2条の搬送レール2aを含んで構成され、上流側から搬入された基板3を搬送し、部品実装作業を実行するために設定された実装ステージに位置決めして保持する。基板搬送機構2の両側方には、部品供給部4が配置されており、それぞれの部品供給部4には複数のテープフィーダ5が並列に装着されている。テープフィーダ5は、部品を収納したキャリアテープを部品供給部4の外側から基板搬送機構2に向かう方向(テープ送り方向)にピッチ送りすることにより、以下に説明する実装ヘッドによる部品吸着位置に部品を供給する。
In FIG. 1, a
基台1a上面においてX方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたY軸ビーム6が配設されており、Y軸ビーム6には、同様にリニア駆動機構を備えた2基のX軸ビーム7が、Y方向に移動自在に結合されている。2基のX軸ビーム7には、それぞれ実装ヘッド8がX方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド8は複数の保持ヘッドを備えた多連型ヘッドであり、それぞれの保持ヘッドの下端部には、図2に示すように、部品Dを吸着して保持し個別に昇降可能な吸着ノズル8aが装着されている。
A Y-
Y軸ビーム6、X軸ビーム7を駆動することにより、実装ヘッド8はX方向、Y方向に移動する。これにより2つの実装ヘッド8は、それぞれ対応した部品供給部4のテープフィーダ5の部品吸着位置から部品Dを吸着ノズル8aによって取り出して、基板搬送機構2に位置決めされた基板3の実装点に移送搭載する。Y軸ビーム6およびX軸ビーム7は、実装ヘッド8を水平方向(X方向、Y方向)に移動させるヘッド移動機構9を構成する。このように実装ヘッド8は、基台1aに対して相対的に水平移動可能に設けられ、基台1a側に設けられた部品供給部4から部品Dをピックアップして基板3に実装する。
By driving the Y-
部品供給部4と基板搬送機構2との間には、部品認識カメラ10が配設されている。部品供給部4から部品Dを取り出した実装ヘッド8が部品認識カメラ10の上方を移動する際に、部品認識カメラ10は実装ヘッド8に保持された状態の部品Dを撮像して認識する。実装ヘッド8にはX軸ビーム7の下面側に位置して、それぞれ実装ヘッド8と一体的に移動する基板認識カメラ11が装着されている。実装ヘッド8が移動することにより、基板認識カメラ11は基板搬送機構2に位置決めされた基板3の上方に移動し、基板3を撮像して認識する。実装ヘッド8による基板3への部品実装動作においては、部品認識カメラ10による部品Dの認識結果と、基板認識カメラ11による基板認識結果とを加味して実装位置補正が行われる。
A
実装ヘッド8をヘッド移動機構9によって移動させ、部品Dを部品供給部4から取り出して基板3に移送搭載する部品実装作業では、実装ヘッド8を部品供給部4と基板3との間で反復して移動させる実装ターンが高頻度で実行される。この反復動作によって、ヘッド移動機構9を構成するY軸ビーム6、X軸ビーム7のリニア駆動機構や摺動部から熱が発生し、Y軸ビーム6、X軸ビーム7が熱膨張して曲がったりねじれたりする熱変形が生じる。この熱変形は、Y軸ビーム6、X軸ビーム7の温度に依存するため経時的に変化する。
In the component mounting operation in which the
Y軸ビーム6、X軸ビーム7が熱変形すると、実際に吸着ノズル8aが部品Dを基板3に搭載する実装位置と、Y軸ビーム6、X軸ビーム7に熱変形などが発生していない理想状態の実装位置(以下「理想実装位置」と称する。)との間に位置ずれが生じる。この位置ずれなどを検出するために、基板搬送機構2の周辺に複数の位置基準ポスト12と基準部13が設けられている。なお、位置基準ポスト12と基準部13は、Y軸ビーム6、X軸ビーム7の熱変形による経時的なずれの他、部品実装装置1の組み立て誤差や実装ヘッド8のX軸ビーム7への装着ずれの測定にも使用できる。
When the Y-
基台1aの上面には、基板搬送機構2に位置決めされた状態の基板3を周囲から囲む配置で、4つの位置基準ポスト12が立設されている。位置基準ポスト12は、実装ヘッド8の水平方向の位置ずれを検出するためのものである。位置基準ポスト12には、時計回りに(1)〜(4)の番号が付番されており、それぞれを個別に特定できるようになっている。実装ヘッド8とともに移動する基板認識カメラ11によって位置基準ポスト12(1)〜12(4)のマークを認識し、理想状態の位置との比較を行うことにより、実装ヘッド8の水平方向の位置ずれを検出できるようになっている。
Four
搬送レール2aの上面には、基板搬送機構2に位置決めされた状態の基板3を周囲から囲む配置で、6つの基準部13が設けられている。各基準部13には、実装ヘッド8のZ方向(垂直方向)からの傾きを検出するための撮像マーク20が配置されている。基準部13には、時計回りに(1)〜(6)の番号が付番されており、それぞれを個別に特定できるようになっている。基板認識カメラ11が基準部13(1)〜13(4)の撮像マーク20を撮像し、認識処理された画像を後述する算出部30b(図6参照)によって画像処理することにより実装ヘッド8のZ方向からの傾きが算出される。
On the upper surface of the
図2において、実線で示すX軸ビーム7は、点線で示す理想状態のX軸ビーム7が発熱などによりねじれている状態を示している。理想状態では、吸着ノズル8aが下降して保持された部品Dが基板3と当接する実装高さ3aでの位置が理想実装位置14となる。すなわち、吸着ノズル8aの中心を貫く実装軸8bが基板3の上面と交差する位置が理想実装位置14となる。これに対し、X軸ビーム7にねじれが発生してX軸ビーム7に装着された実装ヘッド8がZ方向からY方向に傾きθyだけ傾くと、基板3上の部品Dの実装位置14*が理想実装位置14からY方向の位置ずれ量ΔY*だけ位置ずれする。
In FIG. 2, an
基板認識カメラ11はその光軸11aが実装軸8bと並行になるように実装ヘッド8に装着されており、基板認識カメラ11の光軸11aもZ方向から実装軸8bと同じ傾きθyだけ傾いている。そのため、基板認識カメラ11により撮像された撮像マーク20の画像から算出される基板認識カメラ11の傾きθyが、実装ヘッド8のZ方向からの傾きθy(実装ヘッド8の基台1aに対する傾きθy)となる。
The
次に図3(a),(b)を参照し、撮像マーク20の構造について説明する。撮像マーク20は、搬送レール2aの上部に形成された深さh1の第1の穴21と、第1の穴21の下方に形成された第1の穴21と中心Cの位置が同一でサイズが小さい第2の穴22から構成される段付き穴である。傾きθyを算出する際は、基板認識カメラ11による撮像画像から第1の穴21の上部の周縁m1(以下「上部マークm1」と称す。)と第2の穴22の上部の周縁m2(以下「下部マークm2」と称す。)が認識される。すなわち、上部マークm1と下部マークm2が、基板認識カメラ11による撮像対象Tとなる。
Next, the structure of the
このように、基準部13は、中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象Tを含み、撮像対象Tは、第1の穴21と第1の穴21の下方に形成された第1の穴21より小さい第2の穴22から成る段付き穴の周縁である。なお、基準部13における撮像マーク20は、搬送レール2aの上部に直接形成する構成に限定されず、段付き穴を形成した撮像マーク20を搬送レール2aの上面に配置するようにしても良い。また撮像マーク20は、搬送レール2a以外の位置に配置してもよい。
As described above, the
傾きθyは、基板認識カメラ11による撮像画像において認識された上部マークm1の中心C1と下部マークm2の中心C2のずれ量Δyから算出される(図5(b)参照)。そのため、上部マークm1と下部マークm2の両方に同時にピントが合った撮像画像が必要で、撮像時に上部マークm1と下部マークm2の両方が基板認識カメラ11の被写界深度R内に収まっている必要がある。つまり、撮像対象T(上部マークm1、下部マークm2)は、基板認識カメラ11(カメラ)の被写界深度R内である。
The inclination θy is calculated from a shift amount Δy between the center C1 of the upper mark m1 and the center C2 of the lower mark m2 recognized in the image captured by the board recognition camera 11 (see FIG. 5B). Therefore, a captured image in which both the upper mark m1 and the lower mark m2 are simultaneously focused is necessary, and both the upper mark m1 and the lower mark m2 are within the depth of field R of the
一方、傾きθyが同じ場合、上部マークm1と下部マークm2の高さの差である第1の穴21の深さh1が大きくなると撮像画像におけるずれ量Δyが大きくなって、傾きθyの測定精度が向上する。そこで第1の穴21の深さh1は、光軸11aが傾いても上部マークm1と下部マークm2の両方が基板認識カメラ11の被写界深度R内となる範囲で、できるだけ大きくなるように設定される。
On the other hand, when the inclination θy is the same, as the depth h1 of the
次に図4、図5を参照して、基板認識カメラ11による基準部13に設けられた撮像対象Tの撮像について説明する。基準部13を撮像する際は、Y軸ビーム6、X軸ビーム7に熱変形がない状態で実装ヘッド8に設けられた基板認識カメラ11の光軸11aが撮像対象Tの中心Cを貫く基準位置に実装ヘッド8を移動させる。すなわち基板認識カメラ11は、実装ヘッド8に設けられ、実装ヘッド8が基準位置に位置したときに基台1a側に設けられた基準部13を撮像するカメラとなる。
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the imaging of the imaging target T provided in the
図5(a)に、理想状態において、実装ヘッド8が基準位置に位置したときに、基板認識カメラ11が基準部13の撮像対象T(上部マークm1、下部マークm2)を撮像した撮像画面11bを示す。この状態で、撮像された上部マークm1の中心C1および下部マークm2の中心C2は、撮像画面11bの中央(2本の1点鎖線が十字に交わる点)と一致する。
5A, in the ideal state, when the mounting
図4は、Y軸ビーム6、X軸ビーム7が熱変形している状態において、実装ヘッド8が基準位置に位置したときの基板認識カメラ11を示している。この時、基板認識カメラ11の光軸11aはZ方向からY方向に傾きθyだけ傾き、基板認識カメラ11の位置Pは撮像対象Tの中心CからY方向に位置ずれしている。この状態で、撮像対象Tは、光軸11aに直交するX−Yt平面(傾きθyだけ傾いたXY平面に相当する)に転写された写像として基板認識カメラ11に撮像される。
FIG. 4 shows the
図5(b)に、図4の状態で基板認識カメラ11が撮像した撮像対象Tの撮像画面11bを示す。基板認識カメラ11の水平面内の位置ずれに起因して、上部マークm1の中心C1が、撮像画面11bの中央からX方向にΔX、Y方向にΔYだけ位置ずれしている。また基板認識カメラ11のZ方向からのY方向の傾きθyに起因して、下部マークm2の中心C2が、上部マークm1の中心C1からY方向に位置ずれ量Δyだけ位置ずれしている。なお、上部マークm1と下部マークm2の間の円弧は、第1の穴21の下部の周縁m1*の一部が光軸11aの傾きによって見えたものである。
FIG. 5B shows an
図5(b)において、上部マークm1の中心C1と下部マークm2の中心C2の位置ずれ量Δyと、上部マークm1と下部マークm2の高さ方向の差である第1の穴21の深さh1を基に所定の演算をすることで、基板認識カメラ11の傾きθy、すなわち実装ヘッド8の傾きθyが算出される。また、算出された傾きθyと、上部マークm1の中心C1の撮像画面11bの中央からの位置ずれ(ΔX,ΔY)を基に所定の演算をすることで、実装ヘッド8の水平方向の理想状態からの位置ずれ量(ΔX*,ΔY*)が算出される。
In FIG. 5B, the positional deviation amount Δy between the center C1 of the upper mark m1 and the center C2 of the lower mark m2 and the depth of the
次に図6を参照して、部品実装装置1の制御系の構成について説明する。制御部30は部品実装装置1の全体制御装置であり、制御部30が記憶部31に記憶された処理プログラムを実行して部品実装装置1の基板搬送機構2、部品供給部4、実装ヘッド8、ヘッド移動機構9、表示部33の各部を制御する。表示部33は、部品認識カメラ10、基板認識カメラ11の撮像画面を含む各種情報を表示する液晶ディスプレーなどである。
Next, the configuration of the control system of the
記憶部31には、実装データ31a、傾きデータ31b、位置ずれ量データ31c、補正量データ31dなどの部品実装作業に使用される各種データが記憶されている。実装データ31aは、実装される部品Dの部品種や実装位置、実装高さ3aなどのデータであり、生産対象の基板種ごとに記憶される。
The
制御部30は、内部制御機能として認識処理部32、実装制御部30a、算出部30b、補正部30cを備えている。認識処理部32は、部品認識カメラ10、基板認識カメラ11による撮像結果を認識処理する。部品実装動作では、部品、基板、位置基準ポスト12、基準部13の認識結果を加味して実装位置補正が行われる。実装制御部30aは、基板搬送機構2、部品供給部4、実装ヘッド8、ヘッド移動機構9の各部を制御することにより、部品Dを部品供給部4から取り出して基板3に移送搭載する部品実装作業を実行させる。
The
算出部30bは、基板認識カメラ11(カメラ)により撮像された基準部13の撮像対象Tの画像を画像処理することにより、基準位置に位置した実装ヘッド8の基台1aに対するZ方向からの傾きθyを算出する。この際、算出部30bは、画像処理により得られた撮像対象T(上部マークm1、下部マークm2)の中心位値(中心C1、中心C2)のずれ量Δyと、撮像対象Tの高低差(第1の穴21の深さh1)に基づいて傾きθyを算出する。算出された傾きθyは、傾きデータ31bとして記憶部31に記憶される。
The calculating
また算出部30bは、傾きθyと画像処理で得られた上部マークm1の中心C1の撮像画面11bの中央からの位置ずれ量(ΔX,ΔY)に基づいて、基準位置に位置した実装ヘッド8の基準部13に対する水平方向の位置ずれ量(ΔX*,ΔY*)をさらに算出する。算出された実装位置14*の水平方向の位置ずれ量(ΔX*,ΔY*)は、位置ずれ量データ31cとして記憶部31に記憶される。
The
補正部30cは、算出された傾きθy、撮像対象Tの高さ位置13a(図2参照)、部品Dの実装高さ3aを基に、位置ずれ量(ΔX*,ΔY*)を補正するための補正量Δy*を算出する。補正量Δy*は、部品Dの実装高さ3aが撮像対象Tの高さ位置13aと異なる場合に、傾きθyによって生じる位置ずれを補正するためのものである。算出された補正量Δy*は、補正量データ31dとして記憶部31に記憶される。部品実装作業の際に、実装制御部30aは、記憶された位置ずれ量データ31c、補正量データ31dを加味して実装位置補正を行う。すなわち、補正部30cは、算出部30bにより算出された傾きθyに基づいて実装ヘッド8の位置補正を行う。
The
なお、実装位置補正の際に加味される水平方向の位置ずれ量(ΔX*,ΔY*)は、位置基準ポスト12の認識結果を基に得られた位置ずれ量(ΔX*,ΔY*)を用いても、基準部13の認識結果を基に算出部30bが算出する位置ずれ量(ΔX*,ΔY*)を用いてもよい。また、撮像マーク20を位置基準ポスト12の上面に配置させて、位置基準ポスト12を傾きθyを算出するための基準部13と兼用させてもよい。兼用させることで認識点数が削減でき、撮像時間を削減できるため生産性が向上する。以下に説明する部品実装方法では、基準部13の認識結果を基に算出された水平方向の位置ずれ量(ΔX*,ΔY*)を加味して実装位置補正を行う場合を例に説明する。
It should be noted that the amount of horizontal displacement (ΔX *, ΔY *) taken into account when correcting the mounting position is the amount of displacement (ΔX *, ΔY *) obtained based on the recognition result of the
次に図7のフローに則して、部品実装装置1によって部品Dを基板3に実装する部品実装方法について説明する。まず実装制御部30aは、ヘッド移動機構9を制御して実装ヘッド8を基準位置に移動させ、基板認識カメラ11によって基準部13を撮像させる(ST1:基準部撮像工程)。次いで認識処理部32は、撮像された基準部13の撮像対象Tを認識処理する。次いで算出部30bは、認識処理された画像を画像処理することより実装ヘッド8のZ方向からの傾きθyを算出する(ST2:傾き算出工程)。
Next, a component mounting method for mounting the component D on the
すなわち傾き算出工程(ST2)において、基板認識カメラ11(カメラ)により撮像された基準部13の画像を画像処理することにより、基準位置に位置した実装ヘッド8の基台1aに対する傾きθyが算出される。傾き算出工程(ST2)では、撮像対象Tの中心位置(上部マークm1の中心C1と下部マークm2の中心C2)のずれ量に基づいて傾きθyが算出される。算出された傾きθyは、傾きデータ31bとして記憶部31に記憶される。
That is, in the tilt calculation step (ST2), the tilt θy of the mounting
次いで算出部30bは、傾きθyと撮像対象Tの画像を基に、基準位置に位置した実装ヘッド8の基準部13に対する水平方向の位置ずれ量(ΔX*,ΔY*)を算出する(ST3:位置ずれ算出工程)。算出された位置ずれ量(ΔX*,ΔY*)は、位置ずれ量データ31cとして記憶部31に記憶される。次いで補正部30cは、算出された傾きθy、撮像対象Tの高さ位置13a、部品Dの実装高さ3aを基に、位置ずれ量(ΔX*,ΔY*)を補正するための補正量Δy*を算出する(ST4:補正量算出工程)。算出された補正量Δy*は、補正量データ31dとして記憶部31に記憶される。
Next, the
次いで実装制御部30aは、実装ヘッド8によって部品Dを部品供給部4から取り出して基板3に移送搭載する部品搭載作業を実行させる(ST5:部品搭載工程)。部品搭載作業では、記憶された位置ずれ量データ31cの位置ずれ量(ΔX*,ΔY*)、補正量データ31dの補正量Δy*などを加味して実装位置14*の位置補正が行われる。すなわち、位置ずれ算出工程(ST3)、補正量算出工程(ST4)、部品搭載工程(ST5)は、算出された傾きθyに基づいて実装ヘッド8の位置補正を行う工程となる。
Next, the mounting
次いで実装制御部30aは、所定の部品搭載作業が完了したかを判断する(ST6)。実装制御部30aは、所定の部品搭載作業が完了していない場合(ST6においてNo)は部品搭載工程(ST5)を繰り返し実行し、所定の部品搭載作業が完了(ST6においてYes)すると、部品実装済みの実装基板を搬出させて次に部品実装する基板3を搬入させる。
Next, the mounting
ST1〜ST6は所定枚数の実装基板の生産が完了するまで繰り返し実行されるが、新たな実装基板の部品搭載が行われる毎に、基準部撮像工程(ST1)、傾き算出工程(ST2)、位置ずれ算出工程(ST3)、補正量算出工程(ST4)を実行する必要はない。すなわちST1〜ST4は、Y軸ビーム6、X軸ビーム7の熱変形の時間変動(経時変動)を考慮して、所定の頻度で実行すればよい。
ST1 to ST6 are repeatedly executed until the production of a predetermined number of mounting boards is completed, but each time a new mounting board is mounted, the reference portion imaging step (ST1), the tilt calculation step (ST2), and the position It is not necessary to execute the deviation calculation step (ST3) and the correction amount calculation step (ST4). That is, ST1 to ST4 may be executed at a predetermined frequency in consideration of temporal variation (temporal variation) of thermal deformation of the Y-
なお、上記では実装ヘッド8の傾きはY方向のみのである例を説明したが、実装ヘッド8はX方向にも傾くことがある。その場合は、撮像対象Tの上部マークm1の中心C1と下部マークm2の中心C2のX方向のずれ量などに基づいて、傾きθx、実装位置14*のX方向の位置ずれ量ΔX*を補正するための補正量Δx*を算出すればよい。
Although the example in which the mounting
次に図8を参照し、撮像対象Tのその他の実施例について説明する。撮像マーク40は、厚さh2の第1の円板41が、円板41より大きな第2の円板42の上面に中心Cを同一にして設けられた構成をしている。撮像マーク40において、第1の円板41の上面の周縁は上部マークm3、第2の円板42の上面の周縁は下部マークm4となり、上部マークm3と下部マークm4が基板認識カメラ11による撮像対象T2となる。すなわち、撮像対象T2は、中心位置が同じでサイズが異なる上部マークm3と下部マークm4を含む。そして、第1の円板の厚さh2は、光軸11aが傾いても上部マークm3と下部マークm4の両方が基板認識カメラ11の被写界深度R内となるように設定される。
Next, another embodiment of the imaging target T will be described with reference to FIG. The
なお、撮像対象は図3に示す撮像対象T、図8に示す撮像対象T2に限定されることなく、中心位置が同一でサイズが異なるものを含んでおり、それらが基板認識カメラ11の被写界深度R内であればばよい。例えば、撮像対象はサイズが異なる矩形であってもよい。 The imaging targets are not limited to the imaging target T shown in FIG. 3 and the imaging target T2 shown in FIG. 8, but include those having the same center position and different sizes. It suffices if it is within the depth of field R. For example, the imaging target may be a rectangle having a different size.
上記説明したように、本実施の形態の部品実装装置1は、中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象Tを含む基準部13と、実装ヘッド8に設けられ、実装ヘッド8が基準位置に位置したときに基台1a側に設けられた基準部13を撮像する部品認識カメラ11(カメラ)とを備えている。そして、部品実装装置1において、基板認識カメラ11により撮像された基準部13の画像を画像処理することにより得られた撮像対象Tの中心位置のずれ量に基づいて、基準位置に位置した実装ヘッド8の基台1aに対する傾きθyを算出し、算出された傾きθyに基づいて実装ヘッド8の位置補正を行っている。これにより、実装ヘッド8の傾きθyを考慮して実装位置のずれを補正することができる。
As described above, the
本発明の部品実装装置および部品実装方法は、経時変化に起因する実装ヘッドの傾きを考慮して実装位置のずれを補正することができるという効果を有し、部品を基板に実装する部品実装分野において有用である。 The component mounting apparatus and the component mounting method of the present invention have the effect of being able to correct the displacement of the mounting position in consideration of the inclination of the mounting head caused by the change over time, and the component mounting field for mounting components on a substrate Useful in.
1 部品実装装置
1a 基台
3 基板
4 部品供給部
8 実装ヘッド
9 ヘッド移動機構
11 基板認識カメラ(カメラ)
13 基準部
20 撮像マーク(段付き穴)
21 第1の穴
22 第2の穴
D 部品
T 撮像対象
R 被写界深度
ΔY* Y方向の位置ずれ量
θy 傾き
DESCRIPTION OF
13
21
Claims (8)
前記実装ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、
前記実装ヘッドに設けられ、前記実装ヘッドが基準位置に位置したときに前記基台側に設けられた基準部を撮像するカメラと、
前記カメラにより撮像された前記基準部の画像を画像処理することにより、前記基準位置に位置した前記実装ヘッドの前記基台に対する傾きを算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記傾きに基づいて前記実装ヘッドの位置補正を行う補正部とを備え、
前記基準部は、中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象を含み、
前記算出部は、前記撮像対象の中心位置のずれ量に基づいて前記傾きを算出することを特徴とする部品実装装置。 A mounting head provided so as to be horizontally movable relative to the base, picking up components from a component supply unit provided on the base side and mounting them on a substrate;
A head moving mechanism for moving the mounting head;
A camera that is provided in the mounting head, and that images a reference portion provided on the base side when the mounting head is located at a reference position;
A calculation unit that calculates an inclination of the mounting head located at the reference position with respect to the base by performing image processing on the image of the reference unit captured by the camera;
A correction unit that corrects the position of the mounting head based on the inclination calculated by the calculation unit;
The reference unit includes imaging targets having the same center position and different sizes,
The component mounting apparatus, wherein the calculation unit calculates the inclination based on a deviation amount of a center position of the imaging target.
前記部品実装装置は、
中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象を含む基準部と、
前記実装ヘッドに設けられ、前記実装ヘッドが基準位置に位置したときに前記基台側に設けられた前記基準部を撮像するカメラとを備え、
前記カメラにより撮像された前記基準部の画像を画像処理することにより、前記基準位置に位置した前記実装ヘッドの前記基台に対する傾きを算出する傾き算出工程と、
前記算出された前記傾きに基づいて前記実装ヘッドの位置補正を行う工程とを含み、
前記傾き算出工程は、前記撮像対象の中心位置のずれ量に基づいて前記傾きを算出することを特徴とする部品実装方法。 A mounting head that is provided so as to be horizontally movable relative to the base, picks up a component from a component supply unit provided on the base side, and mounts it on a substrate; and a head moving mechanism that moves the mounting head A component mounting method for mounting a component on a board by a component mounting apparatus provided,
The component mounting apparatus includes:
A reference portion including imaging objects having the same center position and different sizes;
A camera that images the reference portion provided on the base when the mounting head is located at a reference position.
An inclination calculation step of calculating an inclination of the mounting head located at the reference position with respect to the base by performing image processing on the image of the reference portion captured by the camera;
Correcting the position of the mounting head based on the calculated inclination,
In the component mounting method, the tilt calculation step calculates the tilt based on a shift amount of a center position of the imaging target.
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