專利名稱：電子部件安裝裝置校正方法和使用該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在電子部件安裝裝置等中，對(duì)部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系和基板識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系的相互間的偏差進(jìn)行校正的照相機(jī)位置偏差校正方法及其裝置，以及照相機(jī)位置校正用的夾具基板和夾具部件。
背景技術(shù)：
在電子部件安裝裝置中，使用基板識(shí)別照相機(jī)對(duì)搬入到裝置主體內(nèi)的基板上的基板標(biāo)記或IC標(biāo)記進(jìn)行攝像來對(duì)基板進(jìn)行位置識(shí)別。并且，使用部件識(shí)別照相機(jī)對(duì)安裝到基板上的電子部件進(jìn)行攝像來進(jìn)行位置識(shí)別，根據(jù)這些識(shí)別結(jié)果，對(duì)電子部件的位置進(jìn)行校正，之后將電子部件安裝到基板上。
在該情況下，如果部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系和基板識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系在X、Y方向和角度θ(以下表示為“θ”)上不完全一致，則即使進(jìn)行校正，也不能把電子部件正確安裝到基板上。
為此，正如在特開平5-10746的段落“0004”記載的那樣，在現(xiàn)有電子部件安裝裝置中，在設(shè)置了裝置時(shí)或者考慮到溫度變化等，定期(裝置工作時(shí)等)對(duì)部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系和基板識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系的相互間的偏差進(jìn)行校正。
具體地說，在搬入到裝置主體內(nèi)的夾具基板上按照上述步驟安裝夾具部件，使用另行準(zhǔn)備好的測量裝置對(duì)夾具基板上的設(shè)計(jì)上的安裝位置和實(shí)際安裝位置的偏差量進(jìn)行測量。然后，把該測量結(jié)果輸入到電子部件安裝裝置，對(duì)部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系和基板識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系的偏差進(jìn)行校正(同時(shí)也對(duì)裝置主體的絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系進(jìn)行校正)。

特開平5-10746這樣，在現(xiàn)有電子部件安裝裝置中，為了校正兩個(gè)識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系，需要測量裝置。并且，夾具基板的傳送和測量等，其校正作業(yè)繁雜且花時(shí)間。而且，有必要使用多個(gè)夾具部件多次進(jìn)行上述安裝和測量，求出偏差量的平均值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可對(duì)部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系和基板識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系的相互間的偏差進(jìn)行簡單和迅速校正。并且，本發(fā)明的目的是提供一種可高精度進(jìn)行校正的識(shí)別照相機(jī)位置偏差校正方法及其裝置，以及用于照相機(jī)的位置校正的夾具部件和夾具基板。
本發(fā)明的各照相機(jī)位置偏差校正方法對(duì)被搬入到圖1所示的電子部件安裝裝置1的基板固定部的夾具基板20上的標(biāo)記進(jìn)行位置識(shí)別。并且，在對(duì)其基板識(shí)別照相機(jī)17的坐標(biāo)系和用于對(duì)安裝到夾具基板20上的夾具部件30進(jìn)行位置識(shí)別的部件識(shí)別照相機(jī)16的坐標(biāo)系的相互間的偏差進(jìn)行校正的照相機(jī)位置偏差校正方法中，為了通過攝像求出相對(duì)各識(shí)別照相機(jī)的識(shí)別中心的部件中心的坐標(biāo)系上的偏差量，使用由各識(shí)別照相機(jī)可識(shí)別的夾具部件30。并且，該偏差校正方法具有在吸附了其夾具部件的狀態(tài)下，在原坐標(biāo)系上使用部件識(shí)別照相機(jī)16對(duì)夾具部件30進(jìn)行攝像的攝像步驟，以及根據(jù)在攝像步驟攝像的攝像結(jié)果求出夾具部件的部件中心的步驟。
并且，該偏差校正方法包括使用基板識(shí)別照相機(jī)17對(duì)夾具基板20上的各種標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別，并分別算出與夾具基板的基準(zhǔn)位置的偏差量和用于安裝夾具部件30的位置的偏差量算出步驟，以及根據(jù)在偏差量算出步驟算出的偏差量，把夾具部件30安裝到夾具基板20上的安裝步驟。并且，該偏差校正方法具有為了求出所安裝的夾具部件30和夾具基板20上的安裝偏差量，對(duì)使用基板識(shí)別照相機(jī)17對(duì)標(biāo)記進(jìn)行了攝像和識(shí)別的夾具基板20上的夾具部件的中心位置和根據(jù)夾具基板上的標(biāo)記求出的要安裝夾具部件的中心位置的偏差進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)該偏差量對(duì)基板識(shí)別照相機(jī)17和部件識(shí)別照相機(jī)16的坐標(biāo)系進(jìn)行校正的校正步驟。
根據(jù)該構(gòu)成，首先通過在各自的原坐標(biāo)系上，使用基板識(shí)別照相機(jī)17對(duì)夾具基板20被搬入到基板固定位置的夾具基板20上的標(biāo)記進(jìn)行攝像，對(duì)相對(duì)基板識(shí)別照相機(jī)17的識(shí)別中心的各標(biāo)記中心的坐標(biāo)系上的偏差量進(jìn)行識(shí)別。通過該攝像求出夾具基板的總偏差量和傾斜角。
然后，為了把夾具部件30安裝到夾具基板20的規(guī)定位置，吸附夾具部件30，根據(jù)由部件識(shí)別照相機(jī)16攝像的結(jié)果，求出夾具部件30的部件中心，根據(jù)該結(jié)果和夾具基板20的總偏差量和傾斜角，把夾具部件30安裝到夾具基板的規(guī)定位置。
接著，使用基板識(shí)別照相機(jī)17對(duì)附加給該安裝的夾具部件30的多個(gè)標(biāo)記進(jìn)行攝像，根據(jù)該結(jié)果，求出夾具基板20上的夾具部件30的中心位置。根據(jù)夾具基板20的標(biāo)記求出的夾具部件安裝中心位置和根據(jù)所安裝的夾具部件30求出的夾具基板20上的夾具部件中心位置的偏差量為各識(shí)別照相機(jī)相互間的偏位。
然后，根據(jù)該偏位對(duì)基板識(shí)別照相機(jī)17或部件識(shí)別照相機(jī)16的坐標(biāo)系進(jìn)行校正，基板識(shí)別照相機(jī)17的坐標(biāo)系和部件識(shí)別照相機(jī)16的坐標(biāo)系一致。即，可校正原坐標(biāo)系(設(shè)計(jì)上的坐標(biāo)系)的偏差，使用各識(shí)別照相機(jī)對(duì)夾具基板20和夾具部件30進(jìn)行識(shí)別，把夾具部件20安裝到夾具基板20上，而且，通過使用基板識(shí)別照相機(jī)17對(duì)所安裝的夾具部件30進(jìn)行識(shí)別，可對(duì)各坐標(biāo)系進(jìn)行校正。
根據(jù)該構(gòu)成，相對(duì)裝置主體的絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系，也能對(duì)基于水平面內(nèi)的基板識(shí)別照相機(jī)的安裝角度和部件識(shí)別照相機(jī)的安裝角度的誤差的偏差進(jìn)行校正。
并且，根據(jù)該構(gòu)成，由于安裝頭根據(jù)絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系被固定在支撐部件上，因而可更高精度地進(jìn)行電子部件的基板上的安裝。
在發(fā)明3的夾具部件中，優(yōu)選被攝像圖形由分別可被識(shí)別出上述偏差量且為同一中心的部件圖形部和部件標(biāo)記組構(gòu)成。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的電子部件安裝裝置的立體圖。
圖2是在實(shí)施本實(shí)施方式的偏差校正方法中使用的夾具部件的俯視圖。
圖3是在實(shí)施本實(shí)施方式的偏差校正方法使用的夾具基板的俯視圖。
圖4是表示電子部件安裝裝置的控制系統(tǒng)的方框圖。
圖5是表示在夾具基板上安裝夾具部件的狀態(tài)的示意圖。
圖6是在考慮了絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系的XY傳送部的移動(dòng)角度偏差的狀態(tài)下，求出基板識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系和部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系的偏位的動(dòng)作流程圖。
圖中1…電子部件安裝裝置；2…X軸；3…Y軸；11…卷軸；11a…送帶器；12…部件供給部；13…吸附頭部；13a…吸附嘴；14…XY傳送部；15…基板搬送路；16…部件識(shí)別照相機(jī)；17…基板識(shí)別照相機(jī)；20…夾具基板；20a…基板基準(zhǔn)標(biāo)記；20b，c…標(biāo)記；21a，b，c，d…安裝基準(zhǔn)標(biāo)記；30…夾具部件；32…被攝像圖形；33a，b，c，d…部件標(biāo)記組；34…部件圖形部具體實(shí)施方式
以下，參照附圖，對(duì)根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的識(shí)別照相機(jī)位置的偏差校正方法及其裝置，以及采用識(shí)別照相機(jī)位置校正用的夾具基板和夾具部件的電子部件安裝裝置進(jìn)行說明。
該電子部件安裝裝置1是一般所稱的多功能部件安裝機(jī)，構(gòu)成為可安裝片狀電容器和片狀電阻等的表面安裝部件、以及QFPIC等的多引線部件等的各種電子部件。
圖1是電子部件安裝裝置的概略圖，如該圖所示，電子部件安裝裝置1具有部件供給部12，從中央部稍微在后方左右方向延伸的基板搬送路15，配設(shè)在電子部件安裝裝置1的前部(圖示下側(cè))的部件供給部12，以及配設(shè)在電子部件安裝裝置1的前部且移動(dòng)自如的XY傳送部14。
在XY傳送部14，在用于吸附和安裝電子部件的吸附頭部13裝載有吸附嘴13a。吸附嘴13a具有在垂直方向可移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。并且，在吸附頭部13上將基板識(shí)別照相機(jī)17安裝到支撐部件上。在該裝置上，在部件供給部12的側(cè)部位置配設(shè)有部件識(shí)別照相機(jī)16。
在該電子部件安裝裝置1中，表面安裝部件等的小電子部件由部件供給部12供給，多引線部件等的大電子部件由未圖示的托盤形式的部件供給部供給。并且，基板通過基板搬送路15從左方被供給并被搬入到電子部件安裝裝置1的中央的基板固定部，從右方被排出。例如，在使用XY傳送部14的電子部件的安裝中，通過XY傳送部14，使吸附頭部13從部件供給部12吸附所需的電子部件，然后把該電子部件移送到部件識(shí)別照相機(jī)16的位置，進(jìn)行位置識(shí)別。然后，進(jìn)一步把吸附頭部13a傳送到基板的規(guī)定位置，使用基板識(shí)別照相機(jī)17對(duì)附加給基板的標(biāo)記等進(jìn)行識(shí)別，求出基板位置。之后，把電子部件安裝到基板上。
此時(shí)，根據(jù)部件識(shí)別照相機(jī)16的識(shí)別結(jié)果，進(jìn)行設(shè)計(jì)值A(chǔ)(吸附頭部的吸附嘴位置)和所吸附的電子部件之間的位置校正，根據(jù)基板識(shí)別照相機(jī)16的識(shí)別結(jié)果，進(jìn)行設(shè)計(jì)值B(距基板位置的位置)和基板的安裝位置之間的位置校正。
基板搬送路15具有中央的基板固定部，左側(cè)的搬入搬送路，以及右側(cè)的搬出搬送路(圖示省略)。基板通過基板搬送路15從左方被供給并被搬入到電子部件安裝裝置1的中央的基板固定部。然后，將完成電子部件的安裝的基板從基板固定部排出到右方。在該情況下，在基板搬送路15的搬入側(cè)具有呈等待供給狀態(tài)的基板，并且在基板搬送路15的排出側(cè)具有呈等待排出狀態(tài)的基板(圖示省略)，這些基板通過順次傳送被搬送。另外，當(dāng)在基板固定部的基板上安裝電子部件時(shí)，裝置整體的絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系的原點(diǎn)是在基板前端附近的突起部(圖示省略)。
部件供給部12橫排配設(shè)多個(gè)送帶器11a。在各送帶器11a上，收容有呈被裝填在傳送帶(圖示省略)上的狀態(tài)的電子部件，電子部件從送帶器11a的前端被逐一地供給。
XY傳送部14具有由配設(shè)在裝置1的左右兩端部的一對(duì)軸引導(dǎo)，并在前后方向(Y軸方向)移動(dòng)的Y軸3。使用XY傳送部14的軸右部的圓頭螺釘和使其旋轉(zhuǎn)的Y軸電動(dòng)機(jī)(全都圖示省略)，在Y軸方向(前后方向)進(jìn)退。
另一方面，具有X軸2，與上述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相同，采用圓頭螺釘和X軸電動(dòng)機(jī)(全都圖示省略)的構(gòu)成，使上述吸附頭部13在X軸方向(左右方向)進(jìn)退。這樣，吸附頭部13在X軸方向和Y軸方向，即在水平面內(nèi)移動(dòng)自如。
在吸附頭部13具有吸附嘴13a和基板識(shí)別照相機(jī)17。并且，吸附嘴13a具有在垂直方向可移動(dòng)的機(jī)構(gòu)?；遄R(shí)別照相機(jī)17對(duì)各基板的標(biāo)記等進(jìn)行識(shí)別，標(biāo)記等的特定部分為電子部件的安裝位置的基準(zhǔn)標(biāo)記。并且，在吸附頭部13的下端部安裝的吸附嘴13a與未圖示的真空吸引裝置連接。
另外，在吸附頭部13安裝有通過吸附嘴13a使電子部件在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)(圖示省略)。
圖2和圖3所示的夾具部件30和夾具基板20用于對(duì)基板位置識(shí)別用的基板識(shí)別照相機(jī)17的坐標(biāo)系和電子部件位置識(shí)別用的部件識(shí)別照相機(jī)16的坐標(biāo)系的相互間的偏差進(jìn)行校正。該校正使用部件識(shí)別照相機(jī)16對(duì)由吸附頭部13傳送的夾具部件30進(jìn)行攝像，并對(duì)其進(jìn)行識(shí)別。
接著，使用基板識(shí)別照相機(jī)17對(duì)搬入到基板固定部的夾具基板20的規(guī)定部位進(jìn)行識(shí)別，對(duì)相對(duì)電子部件安裝裝置1的絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系的基板識(shí)別照相機(jī)17的坐標(biāo)系的偏差進(jìn)行校正。然后，對(duì)夾具基板20的規(guī)定位置使用部件識(shí)別照相機(jī)16進(jìn)行攝像，安裝所識(shí)別的夾具部件30。
然后，使用基板識(shí)別照相機(jī)17對(duì)夾具基板20上安裝的夾具部件30進(jìn)行攝像，對(duì)夾具基板上的夾具部件的中心位置進(jìn)行識(shí)別。然后，求出上述所求出的位置和根據(jù)夾具基板上的基準(zhǔn)標(biāo)記求出的位置的相互間的偏差。
夾具部件30，如圖2所示，由在方形基板面上描繪的部件圖形34和部件標(biāo)記組33a、33b、33c、33d構(gòu)成。對(duì)于基板，考慮使其具有一定的剛性，采用厚度為1～2mm的玻璃構(gòu)成，部件圖形34是通過在該基板上蒸鍍氧化鉻而構(gòu)成。部件圖形34由把中心作為同一位置35的部件標(biāo)記組33a、33b、33c、33d和中空部分構(gòu)成。
部件標(biāo)記組33a、33b、33c、33d形成由基板識(shí)別照相機(jī)17容易識(shí)別的4個(gè)圓形的圖案。并且，部件圖形部34形成與由部件識(shí)別照相機(jī)16容易識(shí)別的引線部件近似的圖案，在外周部等間隔排列與引線相當(dāng)?shù)姆叫蔚亩鄠€(gè)圖形要素35，作為整體具有方形輪廓。
夾具基板20如圖3所示，形成為方形。
在夾具基板20上的表面，為了求出夾具基板固定時(shí)的傾斜角和與絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系的原點(diǎn)的校正量，如圖3所示，在3角描繪標(biāo)記20a、20b、20c，其中1個(gè)被描繪成夾具基板的基板基準(zhǔn)標(biāo)記20a。并且，描繪有用于在夾具基板20的中央附近安裝前期夾具基板30的安裝基準(zhǔn)標(biāo)記21a、21b、21c、21d。安裝基準(zhǔn)標(biāo)記21a、21b、21c、21d以基板基準(zhǔn)標(biāo)記20a為原點(diǎn)設(shè)定了各位置關(guān)系。
然后，對(duì)在使用夾具部件30和夾具基板20的上述校正方法進(jìn)行說明之前，參照?qǐng)D4，對(duì)該電子部件安裝裝置1的控制裝置100進(jìn)行簡單說明。
如該圖所示，控制裝置100與以下部分連接通過XY傳送部14使吸附頭部13在XY方向移動(dòng)的X電動(dòng)機(jī)101和Y電動(dòng)機(jī)102，以及裝載到吸附頭部13上的θ電動(dòng)機(jī)(旋轉(zhuǎn))103。X電動(dòng)機(jī)101、Y電動(dòng)機(jī)102和θ電動(dòng)機(jī)103各自通過X電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器104、Y電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器105和θ電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器106，與用于對(duì)各電動(dòng)機(jī)等進(jìn)行集中控制的CPU107連接。同樣，基板識(shí)別照相機(jī)16和部件識(shí)別照相機(jī)17各自通過基板圖像處理部108和部件圖像處理部109，與CPU107連接。
并且，CPU107與存儲(chǔ)器110連接，在存儲(chǔ)器110內(nèi)存儲(chǔ)有用于對(duì)電動(dòng)機(jī)104、105、106和識(shí)別照相機(jī)16、17進(jìn)行控制的設(shè)計(jì)值數(shù)據(jù)及其它各種數(shù)據(jù)，同時(shí)存儲(chǔ)有下述校正數(shù)據(jù)。
校正數(shù)據(jù)通過下述的位置偏差計(jì)算被更新，CPU107使用校正數(shù)據(jù)校正設(shè)計(jì)值數(shù)據(jù)，對(duì)這些電動(dòng)機(jī)104、105、106和識(shí)別照相機(jī)16、17進(jìn)行控制。另外，使用各識(shí)別照相機(jī)(CCD照相機(jī))16、17對(duì)攝像對(duì)象物的識(shí)別是在各圖像處理部108、109對(duì)攝像結(jié)果執(zhí)行了各種處理等之后，通過在CPU107進(jìn)行運(yùn)算處理來執(zhí)行。
下面，對(duì)基板識(shí)別照相機(jī)16和部件識(shí)別照相機(jī)17的偏差校正方法進(jìn)行說明。
在該偏差校正方法中，通過把圖2所示的夾具部件30安裝到圖3所示的夾具基板20上，求出夾具部件的安裝中心位置和夾具基板的規(guī)定安裝位置的偏差量，對(duì)相對(duì)絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系的基板識(shí)別照相機(jī)17的坐標(biāo)系的偏位進(jìn)行校正。
然后，也包含對(duì)相對(duì)絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系的XY傳送部14的移動(dòng)時(shí)的坐標(biāo)系的角度偏差進(jìn)行校正，還對(duì)相對(duì)基板識(shí)別照相機(jī)17的坐標(biāo)系的部件識(shí)別照相機(jī)16的坐標(biāo)系的偏位進(jìn)行校正。因此，同時(shí)，在實(shí)際坐標(biāo)系的校正時(shí)，也對(duì)吸附嘴13a的中心位置進(jìn)行校正。
圖5是在搬入到基板固定部的夾具基板20上安裝了夾具部件30的圖像圖，夾具基板20在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系(基板定位坐標(biāo)系)上定位。
在該情況下，求出用于對(duì)從基板定位XY坐標(biāo)看到的相對(duì)XY傳送部14的驅(qū)動(dòng)XY坐標(biāo)的設(shè)計(jì)尺寸的夾具部件30的位置偏差和角度偏差進(jìn)行調(diào)整的校正數(shù)據(jù)。然后，根據(jù)該校正數(shù)據(jù)，以XY坐標(biāo)系為基準(zhǔn)進(jìn)行校正。另外，裝載到XY傳送部14上的基板識(shí)別照相機(jī)17的掃描坐標(biāo)中心與XY傳送部14(即吸附頭部13)的驅(qū)動(dòng)XY坐標(biāo)的位置坐標(biāo)一致。
具體地說，把夾具基板20搬入到基板固定部，在圖6的動(dòng)作流程中求出校正數(shù)據(jù)。在圖6的步驟S1(夾具基板標(biāo)記識(shí)別)，使裝載到XY傳送部14上的基板識(shí)別照相機(jī)17按照設(shè)計(jì)值順次移動(dòng)，進(jìn)行攝像，對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，以使其中心位置與基板基準(zhǔn)標(biāo)記20a、標(biāo)記20b、20c的位置一致。然后，在圖6的步驟S2(基板誤差量“Δx1，Δy1，θ1”的算出)，把要臨時(shí)保存的該識(shí)別結(jié)果內(nèi)基板基準(zhǔn)標(biāo)記20a的偏差量和夾具基板20的傾斜角(從基板識(shí)別照相機(jī)17的掃描坐標(biāo)的照相機(jī)中心看到的標(biāo)記中心位置坐標(biāo)的差)作為“Δx1，Δy1，θ1”臨時(shí)保存在存儲(chǔ)器110內(nèi)。
“Δx1，Δy1，θ1”通過以下計(jì)算求出。
把標(biāo)記20a、20b、20c的邏輯坐標(biāo)各自設(shè)為A(Xa，Ya)、B(Xb，Yb)、C(Xc，Yc)，把各自坐標(biāo)的標(biāo)記識(shí)別結(jié)果(標(biāo)記偏差量)設(shè)為A1(Xa1，Ya1)、B1(Xb1，Yb1)、C1(Xc1，Yc1)。
絕對(duì)坐標(biāo)的XY軸為正交，基板識(shí)別照相機(jī)17的XY軸也為正交。假設(shè)基板識(shí)別照相機(jī)17相對(duì)于絕對(duì)坐標(biāo)的XY軸傾斜θ(C0)安裝，則A1、B1、C1以絕對(duì)坐標(biāo)的XY軸為基準(zhǔn)變換如下。
A2[Xa1*cos(C0)-Ya1*sin(C0)，Xa1*sin(C0)+Ya1*cos(C0)]B2[Xb1*cos(C0)-Yb1*sin(C0)，Xb1*sin(C0)+Yb1*cos(C0)]C2[Xc1*cos(C0)-Yc1*sin(C0)，Xc1*sin(C0)+Yc1*cos(C0)]由于計(jì)算式繁雜，因而把各自的變換結(jié)果設(shè)為A2(Xa2，Ya2)、B2(Xb2，Yb2)、C2(Xc2，Yc2)。
基板基準(zhǔn)標(biāo)記20a、標(biāo)記20b、20c的絕對(duì)坐標(biāo)A0、B0、C0各自如下所示。
A0(Xa+Xa2，Ya+Ya2)B0(Xb+Xb2，Yb+Yb2)C0(Xc+Xc2，Yc+Yc2)然后，邏輯坐標(biāo)和絕對(duì)坐標(biāo)的角度差，即，基板搬入角度θ1，可按以下求出。
從基板基準(zhǔn)標(biāo)記20a看到的標(biāo)記20c的邏輯坐標(biāo)的矢量是VL(Xc-Xa，Yc-Ya)，從基板基準(zhǔn)標(biāo)記20a看到的標(biāo)記20c的絕對(duì)坐標(biāo)的矢量是VR(Xc+Xc2-Xa-Xa2，Yc+Yc2-Ya-Ya2)。
各自的矢量角度θL、θR可通過以下的公式計(jì)算出。
θL＝tan-1[(Yc-Ya)/(Xc-Xa)]θR＝tan-1[(Yc+Yc2-Ya-Ya2)/(Xc+Xc2-Xa-Xa2)]由于邏輯坐標(biāo)和絕對(duì)坐標(biāo)的角度差θ1為θ1＝θR-θL以上，因而可算出“Δx1，Δy1，θ1”。
Δx1＝Xa1*cos(C0)-Ya1*sin(C0)Δy1＝Xa1*sin(C0)+Ya1*cos(C0)θ1＝θR-θL然后，在圖6的步驟S3(夾具部件識(shí)別準(zhǔn)備)，為了把夾具部件30安裝到夾具基板20上，使吸附頭部13移動(dòng)到部件供給部12。接著，用吸附頭部13上的吸附嘴13a吸附夾具部件30，為了使吸附嘴13a的位置與部件識(shí)別照相機(jī)16的中心位置(視野中心)一致，按照設(shè)計(jì)值來移動(dòng)。
此處，在圖6的步驟S4(夾具部件識(shí)別)，使用部件識(shí)別照相機(jī)16對(duì)夾具部件30進(jìn)行識(shí)別，在圖6的步驟S5(部件誤差量“Δx2，Δy2，θ2”的算出)，把該識(shí)別結(jié)果(從部件識(shí)別照相機(jī)16的掃描坐標(biāo)的照相機(jī)中心看到的夾具部件中心位置坐標(biāo)的差和傾斜角)作為“Δx2，Δy2，θ2”臨時(shí)保存在存儲(chǔ)器110內(nèi)。
誤差量“Δx2，Δy2，θ2”通過以下計(jì)算求出。絕對(duì)坐標(biāo)的XY軸為正交，部件識(shí)別照相機(jī)16的XY軸也為正交。假設(shè)部件識(shí)別照相機(jī)16相對(duì)于絕對(duì)坐標(biāo)的XY軸傾斜θ(C1)安裝，把部件識(shí)別結(jié)果(相對(duì)照相機(jī)中心的偏移量)設(shè)為R1(Xr，Yr，θr)，則R1以絕對(duì)坐標(biāo)的XY軸為基準(zhǔn)變換如下。
R2[Xr*cos(C1)-Yr*sin(C1)，Xr*sin(C1)+Yr*cos(C1)，θr+C1]因此，Δx2＝Xr*cos(C1)-Yr*sin(C1)Δy2＝Xr*sin(C1)+Yr*cos(C1)θ2＝θr+C1然后，在圖6的步驟S6(夾具基板上的夾具部件的安裝)，為了使部件安裝標(biāo)記位置與安裝在頭部13上的基板識(shí)別照相機(jī)17的中心位置(視野中心)一致，按照設(shè)計(jì)值來移動(dòng)。接著，進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)在步驟S5取得的結(jié)果(21a～21d)進(jìn)行運(yùn)算，使用在垂直方向可移動(dòng)的吸附嘴13a安裝夾具部件30(驅(qū)動(dòng)部作圖示)。
求出安裝位置的計(jì)算方法的一例如下所述。
對(duì)于用于識(shí)別21b的基板標(biāo)記的移動(dòng)目標(biāo)坐標(biāo)，把21b的邏輯坐標(biāo)設(shè)為D(Xd，Yd)，從20a看到的21b的邏輯坐標(biāo)的矢量VL1為VL1(Xd-Xa，Yd-Ya)。
由于在步驟S2驗(yàn)證為，基板相對(duì)于絕對(duì)坐標(biāo)的XY軸傾斜θ1，因而從20a看到的21b的絕對(duì)坐標(biāo)的矢量VR1相對(duì)于VL1旋轉(zhuǎn)θ1。
VR1[(Xd-Xa)*cos(θ1)-(Yd-Ya)*sin(θ1)，(Xd-Xa)*sin(θ1)+(Yd-Ya)*cos(θ1)]另一方面，由于20a的標(biāo)記相對(duì)于絕對(duì)坐標(biāo)形成偏移(Δx1，Δy1)，因而成為標(biāo)記移動(dòng)目標(biāo)的21b的絕對(duì)坐標(biāo)D0(Xd0，Yd0)如下所示。
Xd0＝(Xd-Xa)*cos(θ1)-(Yd-Ya)*sin(θ1)+Δx1Yd0＝(Xd-Xa)*sin(θ1)+(Yd-Ya)*cos(θ1)+Δy1把絕對(duì)坐標(biāo)D0(Xd0，Yd0)的標(biāo)記識(shí)別結(jié)果設(shè)為D01(Xd01，Yd01)。由于基板識(shí)別照相機(jī)17相對(duì)于絕對(duì)坐標(biāo)的XY軸傾斜θ(C0)安裝，因而D01以絕對(duì)坐標(biāo)的XY軸為基準(zhǔn)變換如下。
D02[Xd01*cos(C0)-Yd01*sin(C0)，Xd01*sin(C0)+Yd01*cos(C0)]最終的標(biāo)記的絕對(duì)坐標(biāo)D00(Xd00，Yd00)如下所示。
Xd00＝Xd0+Xd01*cos(C0)-Yd01*sin(C0)Yd00＝Y(jié)d0+Xd01*sin(C0)+Yd01*cos(C0)由于安裝坐標(biāo)和21b的標(biāo)記坐標(biāo)相同，因而位于吸附頭部13的吸附嘴13a的旋轉(zhuǎn)軸中心要移動(dòng)的最終裝載絕對(duì)坐標(biāo)P(Xp，Yp)可按如下計(jì)算。
從吸附嘴13a的旋轉(zhuǎn)軸中心看到的部件中心的絕對(duì)坐標(biāo)及其傾斜角用步驟S6求出為Δx2、Δy2、θ2。由于部件相對(duì)于絕對(duì)坐標(biāo)傾斜θ2，基板相對(duì)于絕對(duì)坐標(biāo)傾斜θ1，因而把安裝姿勢設(shè)為θP，把識(shí)別姿勢設(shè)為θR，最終要旋轉(zhuǎn)校正的角度θP0為θP0＝θP+θ1-θR-θ2，從旋轉(zhuǎn)校正后的吸附嘴13a的旋轉(zhuǎn)軸中心看到的部件中心的絕對(duì)坐標(biāo)如下所示。
Δx2z＝Δx2*cos(θP0)-Δy2*sin(θP0)Δy2z＝Δx2*sin(θP0)+Δy2*cos(θP0)最終的吸附嘴13a的旋轉(zhuǎn)中心的安裝目標(biāo)絕對(duì)坐標(biāo)如下所示。
Xp＝Xd00-Δx2zYp＝Y(jié)d00-Δy2z作為其它方法，也可以不識(shí)別安裝位置的標(biāo)記，而是根據(jù)在步驟S2取得的結(jié)果和步驟S5的結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算，使用在垂直方向可移動(dòng)的吸附嘴13a安裝夾具部件30。
然后，在圖6的步驟S7(使用基板識(shí)別照相機(jī)的IC位置識(shí)別)，為了使在夾具基板20上安裝的夾具部件30上描繪的IC標(biāo)記33a、33c的位置與在吸附頭部13上安裝的基板識(shí)別照相機(jī)17的中心位置(視野中心)一致，按照設(shè)計(jì)值順次移動(dòng)，進(jìn)行攝像，對(duì)其進(jìn)行識(shí)別。
計(jì)算方法的一例如下所示。
假設(shè)部件上的標(biāo)記33a、33c相對(duì)部件中心各自處于AA(Xaa，Yaa)、CC(Xcc，Ycc)的相對(duì)位置，當(dāng)基板和部件沒有偏差時(shí)，求出基板識(shí)別照相機(jī)17要移動(dòng)的目標(biāo)絕對(duì)坐標(biāo)AAC(Xaac，Yaac)、CCC(Xccc，Yccc)。
首先，由于基板相對(duì)于絕對(duì)坐標(biāo)傾斜θ1，因而AA(Xaa，Yaa)、CC(Xcc，Ycc)也旋轉(zhuǎn)θ1，進(jìn)行變換的結(jié)果AAz、CCz如下所示。
AAz[Xaa*cos(θ1)-Yaa*sin(θ1)，Xaa*sin(θ1)+Yaa*cos(θ1)]CCz[Xcc*cos(θ1)-Ycc*sin(θ1)，Xcc*sin(θ1)+Ycc*cos(θ1)]接著，基板上的部件中心位置是已在步驟S6求出的D00(Xd00，Yd00)，通過下式求出。
Xaac＝Xd00+Xaa*cos(θ1)-Yaa*sin(θ1)Yaac＝Y(jié)d00+Xaa*sin(θ1)+Yaa*cos(θ1)Xccc＝Xd00+Xcc*cos(θ1)-Ycc*sin(θ1)Yccc＝Y(jié)d00+Xcc*sin(θ1)+Ycc*cos(θ1)把AAC(Xaac，Yaac)、CCC(Xccc，Yccc)設(shè)為邏輯坐標(biāo)，執(zhí)行與步驟S2同樣的計(jì)算過程，求出部件上的標(biāo)記33a、33c的絕對(duì)坐標(biāo)。
也就是說，在圖6的步驟S8(各種安裝校正數(shù)據(jù)的算出)，在步驟S7求出的絕對(duì)坐標(biāo)系(基板定位坐標(biāo)系)上的定位中心位置和在步驟S6求出的部件安裝中心位置的差為相對(duì)基板識(shí)別照相機(jī)17的坐標(biāo)系的部件識(shí)別照相機(jī)16的XY坐標(biāo)系的安裝校正數(shù)據(jù)。然后，角度差為傾斜安裝校正數(shù)據(jù)。
以上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，使用夾具部件30和夾具基板20，對(duì)相對(duì)絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系的基板識(shí)別照相機(jī)17的坐標(biāo)系和部件識(shí)別照相機(jī)16的坐標(biāo)系的偏位進(jìn)行校正。因此，可對(duì)基板識(shí)別照相機(jī)17的坐標(biāo)系和部件識(shí)別照相機(jī)16的坐標(biāo)系之間的偏位，即這些識(shí)別照相機(jī)16、17的坐標(biāo)系和絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系之間的偏位進(jìn)行極正確地校正。
特別是，基板識(shí)別照相機(jī)17的坐標(biāo)系和部件識(shí)別照相機(jī)16之間的偏位可通過使用各自的識(shí)別照相機(jī)16、17識(shí)別夾具部件30來檢測。因此，可進(jìn)行簡單和迅速校正。另外，由于使用專用的夾具部件30和夾具基板20，并且制作成容易對(duì)其識(shí)別，因而可正確執(zhí)行。
而且，作為整體可高精度地進(jìn)行校正。因此，可高精度且穩(wěn)定地把電子部件安裝到基板上。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的照相機(jī)位置的偏差校正方法及其裝置，使用夾具部件和夾具基板，可對(duì)兩個(gè)識(shí)別照相機(jī)的各自的原坐標(biāo)系(設(shè)計(jì)上的坐標(biāo)系)進(jìn)行校正。該校正方法是使用各識(shí)別照相機(jī)對(duì)夾具部件和夾具基板進(jìn)行識(shí)別和安裝，并再次使用基板識(shí)別照相機(jī)進(jìn)行識(shí)別的方法，即使不給裝置附加額外機(jī)構(gòu)，也能求出部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系和基板識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系的相互間的偏差。
因此，即使是已出廠的裝置中，可簡單和迅速取得校正數(shù)據(jù)。這樣，可高精度進(jìn)行位置校正。因此，可高精度且穩(wěn)定地把電子部件安裝到基板上，可提高裝置的可靠性。
并且，本發(fā)明中由照相機(jī)位置校正用的夾具部件的厚度引起的影響可在現(xiàn)有技術(shù)中充分補(bǔ)償。也就是說，在本發(fā)明中，可正確進(jìn)行圖形識(shí)別，可提高電子部件等的位置校正等的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種照相機(jī)位置偏差校正方法，是一種對(duì)用于對(duì)夾具基板上的標(biāo)記進(jìn)行位置識(shí)別的基板識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系與用于對(duì)安裝到夾具基板上的夾具部件進(jìn)行位置識(shí)別的部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系的相互間的偏差進(jìn)行校正的位置偏差校正方法，其特征在于，包括攝像步驟，使用通過上述各識(shí)別照相機(jī)能夠識(shí)別夾具部件的中心位置在坐標(biāo)系上的偏差量的夾具部件，在保持上述夾具部件的姿勢的狀態(tài)下使用上述部件識(shí)別照相機(jī)對(duì)該夾具部件進(jìn)行攝像；攝像步驟，使用上述基板識(shí)別照相機(jī)對(duì)上述夾具基板上的標(biāo)記進(jìn)行攝像；安裝步驟，根據(jù)由兩個(gè)識(shí)別照相機(jī)攝像的攝像結(jié)果，把上述夾具部件安裝到上述夾具基板上；偏差量算出步驟，使用上述基板識(shí)別照相機(jī)對(duì)所安裝的夾具部件的標(biāo)記進(jìn)行攝像，算出所求出的識(shí)別中心位置與根據(jù)上述夾具基板的標(biāo)記由上述基板識(shí)別照相機(jī)求出的部件安裝中心位置的偏差量；以及校正步驟，根據(jù)在上述偏差量算出步驟算出的偏差量，對(duì)上述基板識(shí)別照相機(jī)或上述部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系進(jìn)行校正。
2.一種照相機(jī)位置偏差校正裝置，對(duì)用于對(duì)夾具基板上的標(biāo)記進(jìn)行位置識(shí)別的基板識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系和用于對(duì)安裝到夾具基板上的夾具部件進(jìn)行位置識(shí)別的部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系的相互間的偏差進(jìn)行校正，其特征在于，具有攝像單元，使用通過上述各識(shí)別照相機(jī)能夠識(shí)別夾具部件的中心位置的坐標(biāo)系上的偏差量的夾具部件，在保持上述夾具部件的姿勢的狀態(tài)下使用上述部件識(shí)別照相機(jī)對(duì)該夾具部件進(jìn)行攝像；攝像單元，使用上述基板識(shí)別照相機(jī)對(duì)上述夾具基板上的標(biāo)記進(jìn)行攝像；安裝單元，根據(jù)由兩個(gè)識(shí)別照相機(jī)攝像的攝像結(jié)果，把上述夾具部件安裝到上述夾具基板上；偏差量算出單元，使用上述基板識(shí)別照相機(jī)對(duì)所安裝的夾具部件的標(biāo)記進(jìn)行攝像，算出所求出的識(shí)別中心位置與根據(jù)上述夾具基板的標(biāo)記由上述基板識(shí)別照相機(jī)求出的部件安裝中心位置的偏差量；以及校正單元，根據(jù)由上述偏差量算出單元算出的偏差量，對(duì)上述基板識(shí)別照相機(jī)或上述部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系進(jìn)行校正。
3.一種照相機(jī)位置校正用夾具部件，其特征在于，使用權(quán)利要求1所述的位置偏差校正方法進(jìn)行位置偏差校正，并具有權(quán)利要求2所述的位置偏差校正裝置，上述夾具部件上的被攝像圖形由分別可被識(shí)別出上述偏差量且為同一中心的部件圖形部和部件標(biāo)記組構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電子部件安裝裝置校正方法和使用該方法的裝置。用于對(duì)基板識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系與部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系的相互間的偏差進(jìn)行校正，該方法包括使用部件識(shí)別照相機(jī)(16)對(duì)該夾具部件(30)進(jìn)行攝像的步驟，使用上述基板識(shí)別照相機(jī)(17)對(duì)上述夾具基板上的標(biāo)記進(jìn)行攝像的步驟；把上述夾具部件(30)安裝到上述夾具基板上的步驟；使用部件識(shí)別照相機(jī)(16)求出部件中心，計(jì)算出與根據(jù)上述夾具基板的標(biāo)記由上述基板識(shí)別照相機(jī)(17)求出的部件安裝中心位置的偏差量的偏差量算出步驟及根據(jù)在上述偏差量算出步驟算出的偏差量，對(duì)上述基板識(shí)別照相機(jī)或上述部件識(shí)別照相機(jī)的坐標(biāo)系進(jìn)行校正的校正步驟。
文檔編號(hào)G01B21/00GK1532520SQ200410029520
公開日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2004年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月20日
發(fā)明者師岡博明, 石澤勇治, 治 申請(qǐng)人:重機(jī)公司