技術 電子部品実装機

0001

本発明は、回路基板上の所定位置に電子部品を搭載する電子部品実装機に関するものである。

0002

図９にはこの種従来の実装機の概略構成を示してある。同図において、２１はＸ−Ｙ−θ軸方向の変位を可能とした基板移動用のテ−ブル、２２は部品搭載用の吸着ヘッド、２３，２４は基板位置検査用の高倍率の第１，第２カメラ、２５は実装状態検査用の低倍率の第３カメラ、Ｋは角部３箇所に位置決め用のマ−クＫａを設けられた回路基板である。

0003

基板位置検査用の第１，第２カメラ２３，２４は、テ−ブル上方に配置された支持部材２６に、回路基板Ｋの対角線方向の２つのマ−クＫａが同時に捕えられるように下向きに固定配置されている。一方、実装状態検査用の第３カメラ２５は同支持部材２６に、回路基板Ｋの中央に対向するように下向きで固定配置されている。

0004

ここで、上述の実装機の動作を図１０を参照して説明する。実装対象となる回路基板Ｋが図示省略の基板搬入機からテ−ブル２１上に搬入されると、テ−ブル２１が搬入位置からＸ軸を所定方向に移動し、回路基板Ｋの対角線方向の２つのマ−クＫａが第１，第２カメラ２３，２４の真下にくる位置で停止する。テ−ブル停止後は第１，第２カメラ２３，２４が作動して、対角線方向の２つのマ−クＫａ及びその近傍部分が撮像される。

0005

対角線方向の２つのマ−クＫａの撮像が終わると、テ−ブル２１がさらに同方向に移動し、回路基板Ｋの残りのマ−クＫａが第１カメラ２３の真下にくる位置で停止する。テ−ブル停止後は第１カメラ２３が作動して、残りのマ−クＫａ及びその近傍部分が撮像される。

0006

３つのマ−クＫａの撮像が完了すると、夫々で得られた撮像デ−タに基づいて回路基板Ｋの位置ずれ検出とその補正が行なわれる。詳しくは、撮像デ−タから得られる対角線方向の２つのマ−クＫａの位置デ−タ（輝度デ−タ）と予め記憶されている基準位置デ−タとの比較によって回路基板ＫのＸ，Ｙ軸方向夫々の偏差が求められ、また撮像デ−タから得られるＸ軸方向の２つのマ−クＫａの位置デ−タと予め記憶されている基準位置デ−タとの比較によって回路基板Ｋのθ軸方向の偏差が求められる。夫々の偏差（ずれ量）が許容範囲を越える場合にはその補正に必要な量だけテ−ブル２１がＸ−Ｙ−θ軸方向に移動される。

0007

回路基板Ｋの位置補正が終わると、テ−ブル２１がさらに同方向に移動して実装位置で停止する。テ−ブル停止後は吸着ヘッド２２が降下して、該ヘッド２２に吸着されている電子部品が回路基板Ｋ上の所定位置に一括搭載される。図示を省略したが、吸着ヘッド２２は上記の撮像過程においてテンプレ−ト上に供給された電子部品を一括で吸着する。

0008

回路基板Ｋへの部品搭載が終わると、テ−ブル２１がＸ軸を逆方向に移動し、同時にＹ軸方向に移動して、回路基板Ｋの一角部が第３カメラの真下にくる位置で停止する。テ−ブル停止後は第３カメラ２３が作動して回路基板Ｋの同部分が撮像され、続いてテ−ブル２１がＸ，Ｙ軸方向に順次移動，停止して第３カメラ２３によりその上面全体が撮像される。

0009

実装後の回路基板Ｋの撮像が完了すると、該撮像デ−タに基づいて実装状態の良否判別が行なわれる。詳しくは、撮像デ−タから得られる各電子部品の位置デ−タ（輝度デ−タ）と予め記憶されている基準位置デ−タとの比較によって部品の位置ずれや抜け等が検出され実装良否が判別される。判別の結果はＣＲＴ等に出力され、実装不良と判別された回路基板は検査後に排除される。

0010

ところで、上述の実装機では、基板位置検査用の第１，第２カメラ２３，２４と実装状態検査用の第３カメラ２５を、回路基板Ｋの移動方向（Ｘ軸方向）に分散配置しているため、これらを配置するためのスペ−スが同方向に必要となり、実装機が大型になる難点がある。

0011

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、実装機をコンパクト化できる電子部品実装機を提供することにある。

0012

上記目的を達成するため本発明では、基板移動用のテ−ブルと、基板位置検査用のカメラと、テ−ブル上の回路基板に電子部品を搭載する部品実装手段と、実装状態検査用のカメラとを具備した電子部品実装機において、回路基板移動方向と交差する方向に移動可能なスライダを備えた移動機構を配置すると共に、該スライダに基板位置検査用のカメラと実装状態検査用のカメラを取付けている。

0013

本発明に係る電子部品実装機では、基板位置検査用のカメラと実装状態検査用のカメラを移動機構のスライダに取付けているので、夫々のカメラを回路基板の移動方向に分散配置する場合に比べてその配置スペ−スを減少できる。

0014

図１乃至図９は本発明の一実施例を示すもので、図１は実装機の概略構成図、図２は移動機構の断面図、図３は電気系回路のブロック図、図４は動作制御のフロ−チャ−ト、図５乃至図８は動作説明図である。

0015

図１において、１はＸ−Ｙ−θ軸方向の変位を可能とした基板移動用のテ−ブル、２は部品搭載用の吸着ヘッド、３は基板位置検査用の高倍率の第１カメラ、４は実装状態検査用の低倍率の第２カメラ、５はカメラ用の移動機構、Ｋは角部３箇所に位置決め用のマ−クＫａを設けられた回路基板である。テ−ブル１，吸着ヘッド２及び回路基板Ｋは従来例のものと同様である。

0016

基板位置検査用の第１カメラ３と実装状態検査用の第２カメラ４は、撮像時に使用される照明器３ａ，４ａを夫々下端部に一体に備えている。この第１，第２カメラ３，４は後述するスライダ５ｅにＹ軸方向に間隔をおいて下向きに並設されている。

0017

移動機構５は図２にも示すように、テ−ブル上方にＹ軸方向に延設された断面略コ字形のガイドレ−ル５ａと、ガイドレ−ル５ａの開口部に設けられたスライドブッシュ５ｂと、ガイドレ−ル５ａ内に挿通されたボ−ルネジ５ｃと、ボ−ルネジ５ｃに螺合されたナット５ｄと、ナット５ｄを内装し、且つ一部をスライドブッシュ５ｂから外部に露出したスライダ５ｅと、ボ−ルネジ５ｃを正逆回転させる図示省略の減速機付きモ−タとから構成されており、ボ−ルネジ５ｃの正逆回転によってスライダ５ｅをスライドブッシュ５ｂに沿ってＹ軸方向に移動できるようになっている。

0018

図３において、１１はＣＰＵから成る主制御部、１２はＲＯＭ及びＲＡＭから成るメモリ、１３はキ−ボ−ド、１４はＣＲＴ，１５は基板搬入機駆動部、１６はテ−ブル駆動部、１７は吸着ヘッド駆動部、１８は移動機構駆動部、３，４は先に述べた第１，第２カメラである。

0019

主制御部１１は、予めメモリ１２に記憶されたプログラムに基づいて各駆動部の制御を行なう。また、メモリ１２には基板位置検査及び実装状態検査に使用される基準デ−タが記憶されている。この基準位置デ−タは、回路基板及び実装部品に合わせてキ−ボ−ドから入力される。

0020

第１，第２カメラ３，４は主制御部１１からの制御信号に基づいて撮像を行ない、該撮像デ−タは随時メモリ１２に取込まれる。基板搬入機駆動部１５は主制御部１１からの制御信号に基づいて図示省略の基板搬入機を作動させ、回路基板Ｋを１枚づつテ−ブル１上に搬入する。テ−ブル駆動部１６は主制御部１１からの制御信号に基づいてテ−ブル１をＸ−Ｙ−θ軸方向に夫々変位させ、回路基板２１の位置補正や移動を行なう。吸着ヘッド駆動部１７は主制御部１１からの制御信号に基づいて吸着ヘッド２を昇降させ、部品吸着及び回路基板への部品搭載を一括或いは分割で行なう。移動機構駆動部１８は主制御部１１からの制御信号に基づいて移動機構５を作動させ、第１，第２カメラ３，４を所定位置に移動させる。

0021

ここで、図４乃至図８を参照して上述の実装機の動作を説明する。実装対象となる回路基板Ｋが基板搬入機からテ−ブル１上に搬入されると、図５に示すようにテ−ブル１が搬入位置からＸ軸を所定方向に移動し、回路基板Ｋの１つのマ−クＫａ（図５の左下のマ−ク）がカメラ移動方向と合致する位置で停止する。続いて、移動機構５のスライダ５ｅがＹ軸を所定方向に移動し、第１カメラ３が上記マ−クＫａの真上にきた位置で停止する。テ−ブル停止後は第１カメラ３が作動して、同マ−クＫａ及びその近傍部分が撮像される（Ｓ１乃至Ｓ４）。

0022

１つ目のマ−ク撮像が終わると、図６に示すようにテ−ブル１がさらに同方向に移動し、隣接するマ−クＫａ（図６の右下のマ−ク）が第１カメラ３の真下にくる位置で停止する。テ−ブル停止後は第１カメラ３が再び作動して、同マ−クＫａ及びその近傍部分が撮像される。２つ目のマ−ク撮像が終わると、図７に示すように移動機構５のスライダ５ｅがＹ軸を逆方向に移動し、図５に示すように第１カメラ３が残りのマ−クＫａ（図７の右上のマ−ク）の真上にくる位置で停止する。テ−ブル停止後は第１カメラ３が作動して、同マ−クＫａ及びその近傍部分が撮像される。

0023

３つのマ−クＫａの撮像が完了すると、夫々で得られた撮像デ−タに基づいて回路基板Ｋの位置ずれ検出とその補正が行なわれる（Ｓ６，Ｓ７）。位置ずれ検出とその補正については従来例と同様であるためその説明を省略する。

0024

回路基板Ｋの位置補正が終わると、テ−ブル１がさらに同方向に移動して実装位置で停止する。テ−ブル停止後は吸着ヘッド２が降下して電子部品が回路基板Ｋ上の所定位置に搭載される（Ｓ８，Ｓ９）。

0025

回路基板Ｋへの部品搭載が終わると、図８に示すようにテ−ブル１がＸ軸を逆方向に移動し、回路基板Ｋの一角部がカメラ移動方向と合致する位置で停止する。続いて、移動機構５のスライダ５ｅがＹ軸を所定方向に移動し、第２カメラ４が回路基板Ｋの一角部真上にくる位置で停止する。テ−ブル停止後は第２カメラ４が作動して、回路基板Ｋの同部分が撮像される（Ｓ１０乃至Ｓ１２）。

0026

上記の撮像が終わると、テ−ブル１がカメラ視野分だけＸ軸を所定方向に順次移動，停止を繰り返し、停止の度に第２カメラ４が作動して隣接部分が撮像される。Ｘ軸方向の他方の角部まで撮像が終わると、移動機構５のスライダ５ｅがＹ軸をカメラ視野分だけ所定方向に移動して停止し、この後は上記と同様にテ−ブル１がカメラ視野分だけＸ軸を逆方向に順次移動，停止を繰り返し、停止の度に第２カメラ４が作動して上記隣接部分が撮像される。上記のようにして回路基板Ｋの上面全体が第２カメラ４によって撮像される。

0027

実装後の回路基板Ｋの撮像が完了すると、該撮像デ−タに基づいて実装状態の良否判別が行なわれる（Ｓ１３，Ｓ１４）。実装良否の判別については従来例と同様であるためその説明を省略する。判別の結果はＣＲＴ１４に出力され、実装不良と判別された回路基板Ｋは検査後に排除され、またテ−ブル１はこの後に初期位置に復帰する（Ｓ１５，Ｓ１６）。

0028

以上詳述したように上述の実装機によれば、基板位置検査用の第１カメラ３と実装状態検査用の第２カメラ４を移動機構５のスライダ５ｅに取付けてあるので、夫々のカメラを回路基板Ｋの移動方向に分散配置する場合に比べてその配置スペ−スを減少することができ、実装機をコンパクトに構成できる利点がある。

0029

また、基板位置検査用のカメラ３が１台で済むので、この点からも上記のコンパクト化に貢献できると共に、部品並びに製造コストを低減して実装機を安価に構成できる利点がある。

0030

尚、上記実施例で示した基板位置検査用の第１カメラは、実装状態検査用として用いることも可能である。つまり、実施例と同様に低倍率の第２カメラで回路基板の上面全体が撮像した後、実装不良が発見された部位或いは実装不良の疑義がある部位を高倍率の第１カメラで部分的に撮像し、該撮像デ−タに基づいて実装状態の良否判別を行なうようにすれば、該良否判別をより高精度に行なうことができる。また、実施例で示したカメラ用の移動機構は１自由度を有する他の機構で代用してもよい。

0031

以上詳述したように、本発明によれば、基板位置検査用のカメラと実装状態検査用のカメラを移動機構のスライダに取付けてあるので、夫々のカメラを回路基板の移動方向に分散配置する場合に比べてその配置スペ−スを減少することができ、実装機をコンパクトに構成できる。

0032

図１本発明の一実施例を示す実装機の概略構成図
図２移動機構の断面図
図３電気系回路のブロック図
図４動作制御のフロ−チャ−ト
図５動作説明図
図６動作説明図
図７動作説明図
図８動作説明図
図９従来例を示す実装機の概略構成図
図１０動作説明図

0033

１…テ−ブル、２…吸着ヘッド、３…第１カメラ、４…第２カメラ、５…移動機構、５ｅ…スライダ、Ｋ…回路基板。