基板识别方法及元件安装系统的制作方法

文档序号:8199938
专利名称:基板识别方法及元件安装系统的制作方法
技术领域
本发明涉及一种串联设置有焊料印刷装置、分配器、安装装置、回焊炉及各种检查装置等多个装置的元件安装系统,特别涉及能够合理地对该元件安装系统进行基板识别的方法和装置。
背景技术
作为以往的安装装置,排列设置有多台安装机(称为单位安装机),并对电路基板分散进行元件的安装。
在这种安装装置中,其中各个装置,在通过定位装置将电路基板定位于规定位置的状态下进行安装处理。但此时,由于存在电路基板相对于装置主体的位置偏差、电路基板中印刷布线图形的相对位置偏差,因而出现电路基板上的安装点(被操作部分)稍微偏离标准位置的现象。因此,一直采用如下方法,即预先在电路基板上附上安装点等各部分的识别用标志(局部基准标志),在安装元件之前,通过检查整个电路基板的位置和倾斜度来识别基板姿势的同时,用移动式摄相机拍摄上述标志并检测出各个标志的位置,基于这些结果检测出安装点等的位置偏差并求出相应的补正量(补正数据)。
但是,在以往的安装装置中,为在全部单位安装机中确保安装精度,在每个单位安装机上分别进行了如上所述的标志的拍摄和基于此的补正量的计算,因此,不仅浪费很多的操作时间,而且成为谋求缩短生产节奏的很大障碍。
于是,本申请人对于由多数单位安装机构成的上述安装装置,提出了如同专利文献1(日本专利公开公报特开2002-9494号)所公开的基板识别方法(装置)。此方法中,在构成安装装置的单位安装机中,在前头的单位安装机中识别电路基板上的标志的同时,通过检查整个基板的位置及倾斜度来识别基板的姿势,并根据这些识别结果,生成与前头的单位安装机所承担的安装点(安装元件的点)的位置偏差对应的补正数据,同时生成对应于上述标志与电路基板上的安装点(被处理部分)之间的相对位置关系的调整数据。而后续单位安装机中只进行基板姿势的识别,并根据其识别结果和上述调整数据,生成与下工序的单位安装机所承担的安装点对应的补正数据。即,使用前头的单位安装机所求出的调整数据,在后续单位安装机中生成安装点的补正数据,由此可省略后续单位安装机中的标志识别,其结果是,在整个安装装置可以缩短基板识别操作所需要的时间。
但是,为了在由多数单位安装机组成的安装装置中有效地进行元件的安装处理,有必要减轻单位安装机的处理负担来缩短生产节奏,但另一方面,更重要的是平均分配每个单位安装机的处理负担。即,如果处理负担的不均使某个装置(工序)的处理时间过长,则整个安装装置的生产节奏就依赖于该安装机的处理时间(必要的该安装机成为控制安装装置生产节奏速度的装置),从而阻碍顺利的安装处理。关于这一点,根据专利文献1的方法(装置),可以缩短整个安装装置进行基板识别操作的所需时间,但容易增加前头的单位安装机的处理负担,因此,为了顺利地进行安装处理,有必要改善这一点。
这种情况不只限于如上所述的安装装置,例如,将印刷装置、分配器、安装装置等处理内容不同的装置排列成一列的同时,对于下游侧配置有检查装置的元件安装线也是同样的。即,对这种元件安装线,由于多是在每个装置中分别进行如上所述的标志拍摄和据此计算补正数据,所以要求合理进行上述操作来缩短生产节奏。

发明内容
本发明,鉴于上述问题而作,其目的在于,在一边向多个装置依次搬送电路基板,一边在各个装置中对电路基板进行规定操作而构成的元件安装系统中,可以更加顺利地生产电路基板。
为解决上述问题,本发明涉及一种基板识别方法,是元件安装系统的基板识别方法,该元件安装系统由多台系统结构装置构成,且该系统结构装置包括多台确定装置,该确定装置使搬送装置所搬送的基板停止在规定位置,在此状态下向该基板分别进行规定操作,并在上述操作之前,对基板上的标志进行图像识别,根据识别结果求出对应于被操作部分的偏差的补正数据,上述基板识别方法的特征在于在使用上述标志的确定装置中分别进行上述标志的图像识别操作时,比较各系统结构装置的生产节奏,以此确定生产节奏最慢的系统结构装置,当该系统结构装置为上述确定装置时,将该确定装置中需进行图像识别的标志的部分或全部图像识别操作,分配至使用该确定装置的工序之前的工序中所使用的一个或多个确定装置中并予以执行,同时在各个确定装置的生产节奏不慢于确定装置以外的系统结构装置的生产节奏的范围内,进行上述分配。(技术方案1)根据此方法,当存在生产节奏极慢的确定装置时,该确定装置所用标志的图像识别操作,分配在之前工序的其他确定装置中进行,并根据在之前工序中进行的标志图像识别结果,在上述确定装置中生成补正数据。这时,在各个确定装置的生产节奏不慢于确定装置以外的系统结构装置的范围内进行上述分配,由此可缩短和均化各系统结构装置的生产节奏。
上述方法,具体而言,当上述生产节奏最慢的系统结构装置为确定装置,且将此确定装置作为第一确定装置时,将该第一确定装置中需进行图像识别的标志的部分或全部图像识别操作,分配至使用该确定装置的工序之前的工序中所使用的第二确定装置中,并比较各系统结构装置的生产节奏,同时确定生产节奏最慢的系统结构装置;当该系统结构装置为上述第二确定装置时,将分配至第二确定装置的标志的部分或全部图像识别操作,再分配至使用上述第一确定装置的工序之前,使用上述第二确定装置的工序之后的工序中所使用的确定装置中,并将该确定装置作为新的第二确定装置,之后同样地进行生产节奏的比较和分配,由此将上述第一确定装置中需进行图像识别的标志的部分或全部图像识别操作,分配至使用上述第一确定装置的工序之前的工序中所使用的确定装置中。(技术方案2)根据此方法,可以有效地分配标志图像识别操作,减轻分配操作的操作负担。
这时,将上述元件安装系统所包含的确定装置中,在最初的工序所使用的确定装置作为最初的第二确定装置来进行上述分配。(技术方案3)这样,配置在第一确定装置之前工序的全部确定装置则成为分配对象,因此提高了该分配的自由度。
另一方面,涉及本发明的元件安装系统,是由多台系统结构装置构成,且该系统结构装置包括多台确定装置,该确定装置使搬送装置所搬送的基板停止在规定位置,在此状态下向该基板分别进行规定操作,并在上述操作之前,对基板上的标志进行图像识别,根据识别结果求出对应于被操作部分的偏差的补正数据,该元件安装系统,包括在使用上述标志的确定装置中分别进行标志的图像识别操作时,比较各个系统结构装置的生产节奏,以此确定生产节奏最慢的系统结构装置的确定单元;生成用于在上述确定单元所确定的系统结构装置为上述确定装置时,将该确定装置中所使用的标志的部分或全部图像识别操作,分配至使用该确定装置的工序之前的工序中所使用的一个或多个确定装置中并予以执行的分配数据的分配数据生成单元;上述数据生成单元,在各个确定装置的生产节奏不慢于确定装置以外的系统结构装置的生产节奏的范围内进行上述分配,上述各个确定装置,根据上述分配数据生成单元所生成的分配数据进行标志的图像识别操作。
(技术方案4)根据该元件安装系统,有效地实施涉及技术方案1~3的方法。
根据技术方案1~3所涉及的基板识别方法及技术方案4所涉及的元件安装系统,可以合理地缩短各个确定装置生产节奏,且可谋求统一各个确定装置生产节奏。因此,可以合理地进行包含在元件安装系统的各个确定装置中所用基板上标志的图像识别处理,同时也可以更顺利地生产电路基板。


图1是涉及本发明的元件安装生产线的模式图。(图1(a)是工序图、图1(b)是表示每个工序生产节奏的例图)。
图2是表示组装在元件安装生产线的安装装置的结构的简略平面图。
图3是表示组装在元件安装生产线的涂敷检查装置的结构的简略平面图。
图4是表示中央管理装置的结构的框图。
图5是说明中央管理装置的控制部主体所包括的功能结构的框图。
图6是表示分配器、涂敷检查装置、第一安装装置、第二安装装置及安装检查装置的各控制装置的功能结构的框图。
图7是表示设置在电路基板上的标志的种类的电路基板平面模式图。
图8是表示通过中央管理装置(控制部主体)进行基板识别处理控制例的流程图。
具体实施例方式
下面,参照附图,说明本发明的实施例。
图1(a)简略表示了涉及本发明元件安装系统的元件安装生产线(涉及本发明的进行基板识别的元件安装系统)。该生产线,是在装载机和卸载机(都省略图示)之间,串联排列作为系统(生产线)结构装置的分配器1、涂敷检查装置2、第一安装装置3、第二安装装置4、安装检查装置5及硬化装置6而构成的。而且,其结构如下一边搬送电路基板(以下简称为基板)一边依次涂敷焊膏、进行元件安装及焊膏硬化等各种处理,同时利用印刷检查装置2检查进行焊膏涂敷处理的基板,并利用安装检查装置5检查安装处理后的基板。在本实施例中,分配器1至安装检查装置5相当于本发明的确定装置。
各装置1至6是各自具有控制装置的自律型装置,而且各装置1至6的操作是通过各自的控制装置1A至6A(参照图4)个别进行驱动控制。但是,在该元件安装生产线中,对于各装置1至6中还设置以联机方式连接的中央管理装置8,在该中央管理装置8内的存储装置中存储分配器1、两个安装装置3、4及硬化装置6的生产(处理)信息等各种相关信息,并在该中央处理装置8和各装置1至6之间接发必要的信息。
下面,说明构成该元件安装生产线的分配器1、安装装置3、4、硬化装置6及检查装置2、5的结构。因第一安装装置3和第二安装装置4,涂敷检查装置2和安装检查装置5的结构彼此相同;分配器1与安装装置3、4的结构互相类似,所以以下只说明第一安装装置3、安装检查装置5及硬化装置6的结构,而对分配器1及第二安装装置4,只说明与第一安装装置3等的不同之处。
图2用平面图简略表示第一安装装置3的结构。
如图2所示,在第一安装装置3的基台10上配置有印刷基板搬送用的传送带11,由传送带11搬送基板p,并停止在规定的安装操作位置上。在安装操作位置中,虽无图示但设有基板p的定位机构,其构成为当基板p沿着传送带11传入时,该定位机构工作,以使基板p定位在上述安装操作位置上。
在传送带11的两侧配置有元件供给部12,在这些供给器12上配置了可供给IC、晶体管、电容器等小片状的芯片元件的多列带状供料器12a。
在上述基台10的上方安装了安装元件用的头部单元15,该头部单元15可以在元件供给部12和安装操作位置上的基板p之间移动,而且也可以向X轴方向(与传送带11平行的方向)及Y轴方向(与传送带11垂直相交的方向)移动。
即,在上述基台10上设置有Y轴方向的固定轨道16和由Y轴伺服电机13进行旋转驱动的滚珠丝杠轴17,在上述固定轨道16上配置头部单元支撑构件14(以下简称支撑构件14),而设置在该支撑构件14上的螺母部分(省略图示)与滚珠丝杠轴17螺合。而且,在上述支撑构件14上,设置X轴方向的导向构件(省略图示)和由X轴伺服电机20进行驱动的滚珠丝杠轴19,在上述导向构件上可移动地保持头部单元15,安装在该头部单元15上的螺母部分(无图示)与滚珠丝杠轴19螺合。然后,通过Y轴伺服电机13的工作,使上述支撑构件14向Y轴方向移动,同时通过X轴伺服电机20的工作,使头部单元15相对于支撑构件14向X轴方向移动。
在头部单元15上装载有安装元件用的多个安装用头部21,本实施例中的3个安装用头部21以沿X轴方向等间距地排成一列的状态进行装载。各安装用头部21,可相对于头部单元15的框架向Z轴方向移动以及绕R轴(吸嘴中心轴)周围旋转,并通过以伺服电机为驱动源的升降驱动装置及旋转驱动装置进行驱动。各安装用头部21,在其前端(下端)安装有吸嘴,通过从图外的负压供给装置向吸嘴前端供给负压来吸附保持元件。
在头部单元15上,还装载了基板识别用摄像设备23。该摄像设备23一体设有内置CCD区域传感器等固体摄像元件的照相机及照明装置,并朝下固定在头部单元15上,随着头部单元15的移动而拍摄定位在上述安装操作位置中的基板P上的后述标志,并将该图像数据输出到第1安装装置3的控制装置3A中。
而基台10上,两个元件供给部12和传送带11之间,分别设置有与该摄像设备23具有相同构造的摄像设备22。这些摄像设备22,朝上固定在基台10上,且是从下侧拍摄吸附在头部单元15的各个安装用头部21上的元件,并将该图像数据输出到控制装置3A中的结构。
根据以上结构,在第一安装装置3中,可进行如下的元件安装处理。首先,在元件安装动作开始之前,头部单元15移动到安装操作位置,来拍摄标在基板P上的后述主标志M1、M2及局部标志m1、m2中的规定标志,由此求出元件安装点相对于安装装置主体的位置偏差,同时求出对应于该位置偏差的补正数据(补正量)。对此,后作详述。
其次,将头部单元15移到元件供给部12中,进行以各安装用头部21吸附元件的操作。具体而言,安装用头部21移到相应的带式供料器12a的上方后,随着安装用头部21的升降动作,用吸嘴吸出带中的元件。
然后,头部单元15从元件供给部12移到基板P上,同时在此移动过程中经过摄像设备22的上方,从而对吸附在各安装用头部21(吸嘴)上的元件分别进行拍摄,并根据其图像检查各安装用头部21的元件吸附状态(吸附偏差)。
当头部单元15到达安装操作位置的基板P上时,随着安装用头部21的升降,在基板P中安装最初元件。之后,头部单元15间歇地移到安装点,并依次将剩下的吸附元件安装到基板P上。此时,对应于上述补正数据及元件吸附偏差对头部单元15进行驱动控制,由此能针对各个安装点更为精确地安装元件。
下面,参照图7说明设置在基板P上的标志以及上述摄像设备23对该标志的识别处理。
如图7所示,基板P的对角线上设置了基准标志M1、M2(称为主标志M1、M2),在标志识别处理中,通过移动摄像设备23来拍摄这些主标志MI、M2,由此根据其图像数据求出相当于各元件安装点相对于第一安装装置3装置主体的位置偏差的基板P的位置偏差ΔP(Xp、Yp、θp),并求出对应于该位置偏差ΔP的补正数据。即,检查在X轴方向、Y轴方向中,两个标志M1、M2的连接线的中心相对于预先规定的标准位置产生多大程度的偏差,并检查该连接线对于标准线(图像中心的连接线,同图中用虚线表示)产生多大程度的偏差。
如图所示,在基板P上,特别是对于要求安装精确度的元件安装点,个别设有基准标志m1、m2(称为局部标志m1、m2),在标志识别处理中,这些标志m1、m2进一步被摄像设备23拍摄,如同主标志M1、M2,根据其图像数据求出该元件安装点相对于第一安装装置3装置主体的位置偏差ΔF(Xf、Yf、θf),并分别求出对应于位置偏差ΔF的补正数据。
在以下说明中,将元件安装点称为安装点,若有必要特作区别时,将基于局部标志m1、m2的图像识别求出补正数据的上述安装点称为确定点,其余的称为普通点。
以上是第一安装装置3的结构,而如上所述,第二安装装置4也与第一安装装置3具有基本相同的结构。
下面,参照图3说明安装检查装置5的结构。
图3用平面图简略表示了安装检查装置5的结构。如图所示,在安装检查装置4的基台30上设置传送带32,并从装置左侧传入基板P,而且在大致设置于基台30中央的检查操作位置(图示位置)上进行检查处理之后,从装置右侧传出到下一个工序。上述传送带32搬送基板P的搬送方向,与安装装置3相同,也设定为X轴方向。
传送带32的一部分,具体而言,对应于检查操作位置的部分(以下称为可动部32a)可与其他传送带分开,并可独立地向Y轴方向移动。即,在基台30上设置向Y轴方向延伸的一对固定轨道33,以及由伺服电机34进行旋转驱动的滚珠丝杠轴35,在上述固定轨道33上设置工作台36,同时设置在该工作台33的螺母部分(省略图示)与滚珠丝杠轴35螺合。然后,在该工作台36上装载传送带32的上述可动部32a,通过伺服电机34的工作来旋转驱动上述滚珠丝杠轴35,可动部32a则随其旋转与工作台36一体向Y轴方向移动。
在工作台36中,虽无图示却设有基板P的定位机构,其结构为当基板P沿着传送带传入时,该定位机构工作,以使该基板P定位固定在上述检查操作位置上。
在基台30上,还直立设置门式支撑台40。该支撑台40,设置在基台30前后方向(图3中的上下方向)中心部位置稍微靠后的位置上,而且由从左右方向的两端分别立起的脚柱部41以及横跨该脚柱部41上端之间的粱部42构成。
支撑台40的粱部42中,配置了用于拍摄基板P的摄像设备45,该摄像设备45可沿着梁部42向X轴方向移动。即,在粱部42的上面部,设有连接于伺服电机47的输出轴且向左右方向延伸的滚珠丝杠轴48,以及与该滚珠丝杠轴48平行地设置在粱部42上的一对固定轨道49。在固定轨道49上配置摄像设备45,同时设在该摄像设备45的框架50上的螺母部分与该滚珠丝杠轴48螺合。由此,通过滚珠丝杠轴48的旋转驱动,摄像设备45可沿着梁部42向X轴方向移动。
摄像设备45,一体具备了内置CCD区域传感器等固体摄像元件的照相机及照明装置,而且从其上侧拍摄工作台36(可动部32a)上的基板P,并将其图像数据输出到控制装置5A(如图4所示)中。
在以上结构中,利用安装检查装置5如下检查基板P。首先,通过传送带32工作而传入基板P,并在可动部32a的规定位置上定位固定基板P。此时,工作台36设定在初始位置,即可动部32a与传送带32的其他部分并排的位置上,由此可向可动部32a传入基板P。
在基板P定位固定在工作台36的状态下,在检查元件安装状态之前,进行基板P的识别操作。具体而言,通过伺服电机34、47等工作,使摄像设备拍摄基板P上的上述主标志M1、M2,如同上述第一安装装置3那样,基于其图像数据可求出上述补正数据。
如此,一旦求出补正数据,摄像设备45相对于基板P发生相对移动,并依次拍摄基板P中的安装点,基于其拍摄结果检查出各安装点的元件安装状态。此时,基于上述补正数据可以驱动控制摄像设备45或工作台36,所以能更精确地检查元件安装状态。
虽然省略了图示,但硬化装置具有基板搬送用传送带及热风机等,其构成为通过对安装元件后的基板P进行热处理而硬化焊膏,并使元件坚固地固定在基板P上。
如上所述,分配器1具有类似于第1安装装置3的结构。具体而言,其构成为在头部单元中装载了分配器头部,以此代替第1安装装置3的安装用头部21。然后,一边使头部单元15相对于基板P进行相对移动,一边将焊膏挤出到在该分配器头部的吸嘴前端并将其涂敷在基板P上。
在该分配器1的头部单元中,也与第1安装装置3相同,装载了标志识别用的摄像设备,而且在进行焊膏涂敷操作之前,拍摄基板P上的主标志M1、M2及局部标志m1、m2,求出安装点(涂敷位置)相对于装置主体的位置偏差,求出对应于该位置偏差的补正数据。然后,在进行焊膏涂敷操作时,通过基于该补正数据驱动控制头部单元,可在基板P上精确地涂敷焊膏。显而易见,在分配器1的基台上,未设置如第一安装装置3那样的元件供给部12、识别吸附元件用的摄像设备22等。
下面,说明如上构成的元件安装生产线的控制系统。
图4用框图表示统一监控该元件安装生产线的上述中央处理装置8的结构。如图所示,中央处理装置8具有控制该动作的控制部主体60。该控制部主体60,是由进行逻辑运算的CPU61、预先存储控制该CPU61的各种程序等的ROM62、在装置动作过程中暂时存储各种数据的RAM63、存储各种应用软件用程序的HDD64、I/O控制器(IOC)65等构成,是以内部总线互相连接这些CPU61等的结构。
在IOC65上,连接键盘及鼠标等输入装置67,以及由CRT监视器及LCD监视器构成的显示装置的同时,分别连接上述各装置1至6的控制装置1A至6A。因此,控制部主体60,接收对应输入装置67的操作而输入的规定指令信息及来自各装置1至6(控制装置1A至6A)的各种信号,从而统一进行控制,以便对整个元件安装系统进行监控等。
在控制部主体60中,设有光磁盘等外部存储装置66,在该外部存储装置66上存储上述各装置1至6操作所需的各种数据,例如与元件相关的数据、与基板P相关的数据等。
如图5的框图所示,控制部主体60,包含主控制部601、分配数据生成部602、数据通信部603等作为其功能结构。
主控制部601,按照规定程序对各装置1至6的各动作进行监控的同时,进行必要的运算处理等。特别是,切换生产基板P的种类时,根据从各装置1至6发送的生产节奏数据,控制元件安装生产线的生产节奏速度(生产线生产节奏),即确定各装置1至6中最需要操作时间的装置(根据需要称为控速装置)等。在本实施例中,该主控制部601相当于本发明的确定装置。
分配数据生成部602(相当于本发明的分配数据生成装置),在主控制部601中确定的控速装置为涂敷检查装置2、安装装置3、4、安装检查装置5中的任意一种装置时,在该控速装置中的标志识别操作的一部分,具体而言,生成用于利用处于该装置之前工序的装置实施局部标志m1、m2识别操作的部分或全部的数据,因此,上述主控制部601,一旦生成该分配数据,则按照该数据向各装置1至6发出指令信号,以便生产基板P。
数据通信部603,在控制部主体60和各装置1至6之间进行各种数据的接发。
图6用框图表示了各装置1至6的控制装置1A至6A的功能结构。该图表示,在各控制装置1A至6A中,只抽出与本发明相关的功能结构部分。
如图6所示,各控制装置1A至6A,具有主控制部701、程序存储部702、摄像设备驱动控制部703、图像处理部704、补正数据生成部705、数据通信部706等(对于硬化装置6的控制装置6A,因不进行主标志M1、M2等的识别处理,所以未设置以虚线包围的符号703至705表示的功能结构),以此分别作为其功能结构。
主控制部701,由CPU、ROM、RAM等构成,并按照规定程序实施各装置1至6的动作控制,同时进行与该动作相关的各种运算处理。特别是当切换生产基板P的种类时,根据生产程序及基板数据等计算种类切换后的初期生产节奏数据,并通过数据通信部706将其结果送到中央处理装置8。在此,初期生产节奏数据,是指按照预先规定程序进行操作时的生产节奏,而且对于在进行该操作时必须生成基于局部标志m1、m2的补正数据的装置(称为使用局部标志m1、m2的装置),是指在使用局部标志m1、m2的该装置中进行局部标志m1、m2识别操作时的生产节奏。
程序存储部702,用于存储各装置1至5的各种处理程序及与元件及基板相关的各种数据。
摄像设备驱动控制部703,控制分别装载于各装置1至5的摄像设备23等的驱动,图像处理部704,对由摄像设备输出的图像数据实行规定的处理。
补正数据生成部705,根据在图像处理部704中处理后的主标志M1、M2以及局部标志m1、m2的图像数据,生成对应于安装点偏差的补正数据。即,根据主标志M1、M2的识别,求出相当于安装点相对于装置主体的位置偏差的基板P的上述位置偏差ΔP(Xp、Yp、θp),同时根据局部标志m1、m2的识别及其结果,求出确定点相对于装置主体的上述位置偏差ΔF(Xf、Yf、θf),并生成对应于这些位置偏差ΔP、ΔF的补正数据。
通过后述的标志识别操作分配,当需要进行识别的局部标志m1、m2的数量增加(追加)时,补正数据生成部705根据追加的局部标志m1、m2的识别结果,求出与该局部标志m1、m2相关的确定点的位置偏差ΔF(Xf、Yf、θf),再根据该位置偏差ΔF和基板P的上述偏差ΔP,通过一下公式求出该确定点相对于基板P的相对位置偏差ΔG(Xg、Yg、θg)。
Xg=Xf-Xp、Yg=Yf-Yp、θg=θf-θp即,根据基板P的局部标志m1、m2的识别而求出的确定点的位置偏差ΔF(Xf、Yf、θf),包含定位状态中基板P的位置偏差,从而,通过确定点的位置偏差ΔF(Xf、Yf、θf)减去基板P的上述位置偏差ΔP(Xp、Yp、θp),可求出确定点相对于基板P的相对位置偏差ΔG(Xg、Yg、θg)。在以下说明中,根据需要将其位置偏差ΔG称为相对位置数据(ΔG)。
通过如上所述的标志识别操作分配,相反当局部标志m1、m2的识别操作被省略时,补正数据生成部705,从之前工序的装置读取上述相对位置数据(ΔG),并根据该相对位置数据(ΔG)和上述位置偏差ΔP,通过下述公式求出确定点相对于装置主体的偏差ΔF(Xf、Yf、θf)。
Xf=Xg+Xp、Yf=Yg+Yp、θf=θg+θp即,基板P相对于装置主体的位置偏差ΔP,在每个装置中都有变化,但是,确定点相对于基板P的相对位置偏差ΔG(Xg、Yg、θg),只在每个基板P上发生变化,而在每个装置中并没有变化。因此,根据在之前工序的装置中求出的相对位置数据(ΔG)(Xg、Yg、θg)和基板P的位置偏差ΔP(Xp、Yp、θp),可以求出确定点相对于基板P的位置偏差ΔG(Xg、Yg、θg)。
数据通信部706,在各装置1至6(控制装置1A至6A)和中央处理装置8之间进行各种数据的接发。
下面,用图8的流程图及图1(b),说明根据中央处理装置8(控制部主体60)的基板识别处理控制。图1(b)表示各装置1至6的生产节奏,并对应于图1(a)。下面,就第一安装装置3和第二安装装置4中,使用互不相同的局部标志(m1、m2,m1′、m2′)的例子进行说明。
该流程图,例如在元件安装生产线中进行生产基板P的种类切换时开始启动。控制部主体60,首先对各装置1至6发送生产节奏数据的要求信号,直到由各装置1至6发送的生产节奏数据送完为止(步骤S1、S2)。这里的生产节奏数据,是指上述初期生产节奏数据,即在第一安装装置3中进行局部标志m1、m2识别操作的同时,在第二安装装置4中进行局部标志m1′、m2′的识别操作时的生产节奏数据,图1(b)的上列是表示该初期生产节奏数据的例子。
集中所有的初期生产节奏数据,在主控制部601中比较这些数据,在上述装置1至6中确定用于控制生产线生产节奏速度的控速装置,并判断该控速装置是否是使用局部标志的装置,即判断第一安装装置3或第二安装装置4是否控制了生产线生产节奏的速度(步骤S3)。此时,是否控制速度,是以硬化装置6的生产节奏为准、是否超过该生产节奏来判断。这是因为,在本实施例中,由于硬化装置6的生产节奏是固定值,因此如果在该生产节奏以下,则生产线生产节奏必然取决于硬化装置6的生产节奏。
例如,在图1(b)上列的例子中,要控制慢于硬化装置6的生产节奏的安装装置3、4的生产节奏速度,因此,在这种情况下,步骤S3中应判断为YES。
在步骤S3中判断为YES时,在分配数据生成部602中生成局部标志识别操作的分配数据。
具体而言,首先,在前头的机器中进行全部的局部标志m1、m2和m1′、m2′的识别操作,即生成在分配器1中进行分配时的分配数据,进一步计算基于该数据的各装置1至6的生产节奏,并判断分配器1是否属于控制生产线生产节奏速度的装置。(步骤S4、S5)图1(b)的中列,表示将用于第一安装装置3的局部标志m1、m2及用于第二安装装置4的局部标志m1′、m2′的识别操作(各操作时间为3sec),全部分配给分配器1时的各装置1至6的生产节奏。这时,因为分配器1控制生产线生产节奏的速度,所以在步骤S5中应判断为YES;而当在步骤S5中判断为NO时,则移到步骤S8。
在步骤S5中判断为YES时,根据基于分配数据求出的各装置1至6的生产节奏数据,在分配器1以及在步骤S3中确定为控速装置的第一安装装置3之间选定有充足生产节奏的装置,也就是即使充分实施标志识别操作也不会控制生产节奏速度的装置,将在步骤S4中分配给分配器1的部分标志识别操作分配到该装置,并生成分配数据。
图1(b)的中列的例子中,涂敷检查装置2的生产节奏有充足时间,如图1(b)的下列所示,即使将分配给分配器1的部分识别操作(安装装置3、4的任何局部标志的识别操作)分配给涂敷检查装置2,也不会控速生产线生产节奏。因此,在这种情况下,生成将用于第一安装装置3的局部标志m1、m2,以及将用于第二安装装置4的局部标志m1′、m2′的识别操作,分别分配给分配器1及涂敷检查装置2的数据。
其次,在分配数据生成部602中,根据上述分配数据,计算各装置1至6的生产节奏,根据其生产节奏数据和步骤S2的初期生产节奏数据,来判断随分配数据的生产线生产节奏是否慢于初期生产线生产节奏(步骤S8)。在此,判断为NO时,则移到步骤S10并清除分配数据,而且将局部标志识别操作的分配,复原到程序最初的初期状态(图1(b)上列状态)。
然后,在步骤S9中,由中央处理装置8向各装置1至6发送指令信号,并使各装置1至6工作。在此,当生成分配数据时(步骤S8中判断为YES),为了根据该数据进行标志识别操作而向各装置1至6发送指令信号;当未生成分配数据时,即步骤S3中判断为NO时,或者在步骤S10中已清除了分配数据时,为了按照最初程序进行局部标志的识别操作而向各装置1至6发送指令信号,以此完成该流程。
下面,说明生成了如图1(b)下列所示的数据作为分配数据时,分配器1至第二安装装置4的动作。
生成了上述分配数据时,例如,在分配器1中对第一安装装置3使用的局部标志m1、m2进行识别操作,在涂敷检查装置2中对第二安装装置4使用的局部标志m1′、m2′进行识别操作。
具体而言,在分配器1中,基板P定位在规定安装操作位置之后,由摄像设备拍摄主标志M1、M2及局部标志m1′、m2′,基于主标志M1、M2的图像数据,可求出相当于安装点(涂敷点)的位置偏差的、基板P相对于装置主体的位置偏差ΔP,并通过求出对应于该位置偏差ΔP的补正数据,可以精确地进行涂敷焊膏的操作。
另外,根据局部标志m1、m2的图像数据,求出确定点相对于装置主体的位置偏差ΔF,根据该位置偏差ΔF和基板P的位置偏差ΔP,求出确定点相对于基板P的相对位置偏差ΔG,该相对位置偏差(ΔG)存储在控制装置1A内的、未图示的存储部中。
而且,在涂敷检查装置2中,拍摄主标志M1、M2及局部标志m1′、m2′,根据主标志M1、M2的图像数据,求出相当于检查点(安装点)相对于装置主体的位置偏差的、基板P的位置偏差ΔP,并通过求出对应于该位置偏差ΔP的补正数据,可以精确地对该检查点进行检查操作。并且,根据局部标志m1′、m2′的拍摄结果,求出确定点相对于装置主体的位置偏差ΔF,根据基板P的位置偏差ΔP和该确定点的位置偏差ΔF,求出确定点相对于基板P的相对位置偏差ΔG′,该相对位置偏差(ΔG′)存储在控制装置1A内的、未图示的存储部中。
然后,在第一安装装置3中,不进行局部标志m1、m2的识别,利用摄像设备23仅拍摄定位于规定安装点的基板P的主标志M1、M2,根据其拍摄结果,求出基板P相对于装置主体的偏差ΔP,即求出安装点中的普通点的位置偏差,并求出对应于该位置偏差ΔP的补正数据。而且,从分配器1读取上述相对位置数据(ΔG),根据上述位置偏差ΔP和该相对位置数据(ΔG),求出确定点相对于装置主体的位置偏差ΔF,并求出对应于该位置偏差的补正数据。从而,可以在第一安装装置3中对于各安装点精确地进行元件安装操作。
同样,在第二安装装置4中,不进行局部标志m1′、m2′的识别,利用摄像设备23仅拍摄定位于规定安装点的基板P的主标志M1、M2,根据其拍摄结果,求出基板P相对于装置主体的位置偏差ΔP,同时求出对应于该位置偏差ΔP的补正数据。并且,从涂敷检查装置2读取相对位置数据(ΔG′),根据该数据(ΔG)和上述位置偏差ΔP,求出确定点相对于装置主体的位置偏差ΔF,并通过求出对应于该位置偏差的补正数据,在第二安装装置4中对于各安装点精确地进行元件安装操作。
如上所述,在该元件安装生产线中,在构成该生产线的上述装置1至6中的、使用局部标志的装置(在图1(b)的例子中,为第一安装装置3及第二安装装置4),根据初期生产节奏数据控速生产线生产节奏时,由于将局部标志的识别操作分配给之前工序的装置并予以实施,所以通过缩短使用局部标志的该装置的生产节奏,能有效地提高生产线生产节奏。但是,当进行局部标志识别操作的分配时,为了使如上所述分配端的装置不控速生产线生产节奏,对有充足生产节奏的一个至多个装置进行分配,因此,可均化各装置1至6的生产节奏。
因此,与利用之前工序的确定装置(一台装置)简单地全部实施之后工序的标志识别操作的现有结构(方法)相比,可以对元件安装生产线所包含的各装置1至5中所用的局部标志合理地进行图像识别处理,并且可以更顺利地进行电路基板的生产。
以上说明的元件安装生产线,是涉及本发明的元件安装生产线(涉及本发明的基板识别方法的元件安装生产线)的一个实施例,其具体结构和方法,在不脱离本发明要点的范围内可以适当地变更。
(1)在实施例中,将第一安装装置3使用的局部标志m1、m2的识别操作分配给之前工序的分配器1时,求出并预先存储分配器1中确定点相对于基板P的相对位置偏差ΔG(Xg、Yg、θg),并通过由第一安装装置3读取该相对位置数据(ΔG),求出补正数据,但也可以由第一安装装置3读取分配器1中求出的基板P的位置偏差ΔP(Xp、Yp、θp)及确定点的位置偏差ΔF(Xf、Yf、θf)的各数据,根据这些数据,在第一安装装置3中求出上述相对位置偏差(ΔG)。另外,也可以由第一安装装置3读取在分配器1中获得的图像数据,在第一安装装置3中根据该图像数据求出上述位置偏差ΔP、ΔF,进一步求出相对位置偏差(ΔG)。
(2)在实施例中,分配局部标志的识别操作时,首先在前头的装置即分配器1中分配该识别操作,进行该分配之后,当分配器1的生产节奏控速生产线生产节奏时,将该部分识别操作进一步分配给涂敷检查装置2(图8中步骤S4至S6),但这只是有效地分配标志识别操作的一种方法(顺序),除了分配的具体方法之外,也可以使用其他方法。例如,也可以检查之前工序的、生产节奏最短的装置,并对该装置分配识别操作,当该装置的生产节奏控速生产线生产节奏时,将部分识别操作进而分配给其他装置。
在图8的说明中,由于涂敷检查装置2和第一安装装置3之间不存在任何装置,因而为了便于说明,当分配器1的生产节奏控速生产线生产节奏时,只说明了将该部分识别操作分配给涂敷检查装置2的阶段,但是,例如,当涂敷检查装置2和第一安装装置3之间有多个装置时,而且对涂敷检查装置2控速生产线生产节奏时,可以进一步对涂敷检查装置2的之后工序装置分配部分或全部标志识别操作,并一边反复进行比较生产节奏之类的相同处理,一边分配标志识别操作。
(3)上述实施例中,作为系统结构装置,以包含分配器1、涂敷检查装置2、第一安装装置3、第二安装装置4、安装检查装置5以及硬化装置6的元件安装系统(生产线)为例说明了本发明。但是,元件安装系统的具体结构也可以采用此外的其他结构。例如,替代分配器1或除了分配器1以外,也可以采用具备印刷焊料等的印刷装置的结构。
权利要求
1.一种基板识别方法,用于元件安装系统,该元件安装系统由多台系统结构装置构成,且该系统结构装置包括多台确定装置,该确定装置使搬送装置所搬送的基板停止在规定位置,在此状态下向该基板分别进行规定操作,并在上述操作之前,对基板上的标志进行图像识别,根据识别结果求出对应于被操作部分的偏差的补正数据,上述基板识别方法的特征在于在使用上述标志的确定装置中分别进行上述标志的图像识别操作时,比较各系统结构装置的生产节奏,以此确定生产节奏最慢的系统结构装置,当该系统结构装置为上述确定装置时,将该确定装置中需进行图像识别的标志的部分或全部图像识别操作,分配至使用该确定装置的工序之前的工序中所使用的一个或多个确定装置中并予以执行,同时在各个确定装置的生产节奏不慢于确定装置以外的系统结构装置的生产节奏的范围内,进行上述分配。
2.根据权利要求1所述的基板识别方法,其特征在于当上述生产节奏最慢的系统结构装置为确定装置,且将此确定装置作为第一确定装置时,将该第一确定装置中需进行图像识别的标志的部分或全部图像识别操作,分配至使用该确定装置的工序之前的工序中所使用的第二确定装置中,并比较各系统结构装置的生产节奏,同时确定生产节奏最慢的系统结构装置;当该系统结构装置为上述第二确定装置时,将分配至第二确定装置的标志的部分或全部图像识别操作,再分配至使用上述第一确定装置的工序之前,使用上述第二确定装置的工序之后的工序中所使用的确定装置中,并将该确定装置作为新的第二确定装置,之后同样地进行生产节奏的比较和分配,由此将上述第一确定装置中需进行图像识别的标志的部分或全部图像识别操作,分配至使用上述第一确定装置的工序之前的工序中所使用的确定装置中。
3.根据权利要求2所述的基板识别方法,其特征在于将上述元件安装系统所包含的确定装置中,在最初的工序所使用的确定装置作为最初的第二确定装置来进行上述分配。
4.一种元件安装系统,其特征在于由多台系统结构装置构成,且该系统结构装置包括多台确定装置,该确定装置使搬送装置所搬送的基板停止在规定位置,在此状态下向该基板分别进行规定操作,并在上述操作之前,对基板上的标志进行图像识别,根据识别结果求出对应于被操作部分的偏差的补正数据,该元件安装系统,包括在使用上述标志的确定装置中分别进行标志的图像识别操作时,比较各个系统结构装置的生产节奏,以此确定生产节奏最慢的系统结构装置的确定单元;生成用于在上述确定单元所确定的系统结构装置为上述确定装置时,将该确定装置中所使用的标志的部分或全部图像识别操作,分配至使用该确定装置的工序之前的工序中所使用的一个或多个确定装置中并予以执行的分配数据的分配数据生成单元;上述数据生成单元,在各个确定装置的生产节奏不慢于确定装置以外的系统结构装置的生产节奏的范围内进行上述分配,上述各个确定装置,根据上述分配数据生成单元所生成的分配数据进行标志的图像识别操作。
全文摘要
本发明的基板识别方法,能合理地进行元件安装生产线所包括的各个装置的基板识别处理,同时能顺利地生产电路基板。针对包括分配器(1)、涂敷检查装置(2)、第一安装装置(3)、第二安装装置(4)、安装检查装置(5)及硬化装置(6)的元件安装线的各个装置,比较各装置(1~6)的生产节奏,确定用于控制生产线生产节奏的速度的装置。当该装置是使用附在基板上的局部标志的装置,即对该标志进行图像识别而产生补正数据的装置时,将该装置中需进行图像识别的标志的部分或全部识别操作,分配至使用该装置的工序之前的工序中所使用的一个或多个装置中并予以执行,同时在各装置的生产节奏不慢于硬化装置的生产节奏的范围内,进行上述分配。
文档编号H05K13/04GK1849058SQ20061007190
公开日2006年10月18日 申请日期2006年4月3日 优先权日2005年4月1日
发明者太田裕之 申请人:雅马哈发动机株式会社
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