(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個の生産担体（３）上に、生産構成要素（３０）を配置する方法であって、以下のステップ、すなわち、
−担体位置決め手段（５０）の制御により構成要素配置機械内に前記生産担体を送り込むステップと、
−この構成要素配置機械の配置ヘッド（２８）によって生産構成要素（３０）を摘まみ上げた後、構成要素位置決め手段（２６，２７；４０）により前記配置ヘッドに対し前記生産構成要素を位置決めするステップと、
−前記生産構成要素を前記生産担体上に配置するステップと
を含む配置操作を行い、
さらに、前記生産構成要素の実際の配置操作に先立って、使用される前記構成要素配置機械の配置精度をチェックする較正操作を行い、この較正操作は、以下のステップ、すなわち、
−最初に、前記担体位置決め手段（５０）の制御を受けて、較正担体（６０，６５）を前記構成要素配置機械内に移送するステップと、
−前記構成要素位置決め手段（２６，２７；４０）の制御の下に、前記較正担体上に較正構成要素（３０）を配置するステップと、
−較正検出装置によって、前記較正担体上に配置された較正構成要素の位置を検出するステップと
よりなる前記較正操作を行う該担体上に構成要素を配置する方法において、
前記検出ステップは、前記較正担体を前記構成要素配置機械に再び移送し、また前記担体位置決め手段（５０）を、前記構成要素配置機械の一部をなす較正検出装置として使用し、較正構成要素の位置検出を行うものとした
ことを特徴とする担体上に構成要素を配置する方法。
【請求項２】
較正構成要素（３０）の数、及びこれ等構成要素を較正担体（６０，６５）上に配置する位置の数を、生産構成要素の数、及びこれ等生産構成要素を生産担体（３）上に配置する位置の数と無関係とし、前記配置ヘッド（２８）の座標系を、前記担体（３，３０）を前記構成要素配置機械に移送する移送システム（２，２０）の座標系に合致させるため、較正データを使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
生産配置作用仕様に従って較正構成要素（３０）を較正担体（６０，６５）上に配置し、得られた較正データを記憶し、生産担体上に生産構成要素を配置中、生産構成要素毎の配置位置を修正するため前記較正データを使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
生産配置操作は、生産配置作用仕様に従って較正担体（６０，６５）上に構成要素（３０）を配置し、これ等配置された構成要素の位置を較正検出装置によって検出し、得られた位置データを生産配置操作の次の部分において位置修正のため使用する修正ステップを含むものとしたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
較正操作中、生産担体の形状の較正担体（６０）を使用し、較正構成要素３０を保持するためこの較正担体（６０）の一方の側面に接着性層（６５）を設け、配置された構成要素の検出のためこの較正担体（６０，６５）に斜めに入射する照射ビームを使用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
較正操作中、生産担体の形状の較正担体（６０）を使用し、較正構成要素（３０）を保持するためこの較正担体の一方の側面に接着性層（６５）を設け、前記較正構成要素に光学的に検出可能なマークを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
較正操作中、生産担体の形状の較正担体（６０）を使用し、較正構成要素（３０）を保持するためこの較正担体の一方の側面に接着性層（６５）を設け、前記較正構成要素を、照射されると前記較正担体の表面よりも高い反射性を示す特殊な構成要素としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
較正操作中、構成要素を配置しなければならない担体（３；６０，６５）の部分が前記構成要素より一層高い反射性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
較正操作中、生産担体を使用し、較正構成要素を配置しなければならないこの生産担体の全区域をこの生産担体から遠い側が接着性である反射箔（６５，６６）によって覆うことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
較正操作中、較正担体（６０，６５）上に配置された較正構成要素（３０）を検出するため、最大で３０度程度の口径角を有する放射ビームにより前記較正担体を照射することを特徴とする請求項１〜４、及び６〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
フレーム（１）と、
少なくとも１個のロボット（２６）と、
担体を移送する移送システム（２，２０）と、
この移送システムに対し生産担体（３）を位置決めする担体位置決め手段（３３，３４；５５）であって、生産担体（３）上の整列マーク（３５）を検出するための生産担体検出装置（５０）を有する該担体位置決め手段（３３，３４；５５）と、
生産担体に生産構成要素（３０）を配置するため前記ロボット毎にロボット（２６）のアーム（２７）に取り付けられた配置ヘッド（２８）と、
ロボット（２６）に関連する前記配置ヘッド（２８）によって保持される構成要素を位置決めするため前記ロボット毎に設けた構成要素位置決め手段（４０；４５）とを具える構成要素配置機械において、
較正操作中、較正担体（６０，６５）上に配置された較正構成要素（３０）を検出するための少なくとも１個の較正担体検出装置を設け、前記較正担体検出装置を、生産担体検出装置（５０）によって構成したことを特徴とする請求項１に記載の方法を実施するのに適する構成要素配置機械。
【請求項１２】
各前記配置ヘッド（２８）に光学的較正担体検出装置（３１）を設けたことを特徴とする請求項１１に記載の構成要素配置機械。
【請求項１３】
前記較正担体検出装置（３１；５５）が光学的高さ測定システムを具えることを特徴とする請求項１１または１２に記載の構成要素配置機械。
【請求項１４】
配置された構成要素（３０）の影像を記録するカメラ（８０）を前記較正担体検出装置（３１；５５）が具えたことを特徴とする請求項１１〜１３のうちいずれか一項に記載の構成要素配置機械。
【請求項１５】
主要な光線が較正担体（６０，６５）上にほぼ垂直に入射する照射ビームであって最大で３０度程度の口径角を有する該照射ビーム（ｂ）を供給する照射システム（７０）を前記較正担体検出装置が具え、更に前記較正担体の照射される部分がカメラ（８０）内の放射光線受感検出器（８１）に結像する撮像システム（８３，８４，８５，８６）を具えることを特徴とする請求項１４に記載の構成要素配置機械。
【請求項１６】
複数個の放射光線放出ダイオード（７２）の形の放射光線源（７１）と、少なくとも１個の拡散体（７３，７６）とを前記照射システム（７０）が具えることを特徴とする請求項１５に記載の構成要素配置機械。
【請求項１７】
前記照射システム（７０）が部分透明鏡層（７９）を具え、この部分透明鏡層から来る照射ビーム（ｂ）の主要な光線が較正担体（６０，６５）にほぼ垂直に入射する角度にこの部分透明鏡層を配置したことを特徴とする請求項１５、又は１６に記載の構成要素配置機械。
【請求項１８】
前記撮像システム（８３，８４，８５，８６）が前記担体の側でテレセントリック系であることを特徴とする請求項１５〜１７のうちいずれか１項に記載の構成要素配置機械。
【発明の詳細な説明】
本発明は担体位置決め手段の制御により構成要素配置機械内に担体を送り込み、この構成要素配置機械の配置ヘッドによって構成要素を摘まみ上げた後、構成要素位置決め手段により配置ヘッドに対し構成要素を位置決めし、その後、構成要素の実際の配置操作に先立って、使用される構成要素配置機械の配置精度をチェックする少なくとも１回の較正操作により、構成要素の最終位置をも決定しながら構成要素を担体上に配置して、少なくとも１個の担体上に構成要素を配置する方法に関するものである。
また本発明は上述の方法を実施するのに適する構成要素配置機械、この構成要素配置機械に使用する較正担体検出装置、及びこの較正担体検出装置の一部を形成する光学検出装置に関するものである。
上述の較正操作は、所定の配置作用仕様に従って配置機械によって構成要素を配置し、次にこの配置された構成要素の位置を測定し、その測定された位置をこれ等構成要素の希望する位置と比較し、実際の、即ち生産配置操作中、この比較した結果を使用して、希望する位置にできるだけ正確に構成要素の配置を実現する。
上述の方法を使用する構成要素配置機械はFCM（Fast Component Mounter）の形式の名で、数年間にわたりフィリップス社によって製作されており、特に、それぞれ１９９６年１月、及び１９９６年７月に発行された「Philips Electronic Manufacturing Technology」の「Fast Component Mounter」、及び「Fast Component Mounter-（laser）Specifications」の両冊子に記載されている。担体と構成要素とは別々に配置機械に送られる。例えば１６のような最大多数の個数まで選択される多数の配置ステーションに連続して担体を移送する移送システムをこの配置機械に設け、この配置ステーションで担体上に構成要素を配置する。この移送システムは多数の移送板を具え、この各移送板は１個、又はそれ以上の担体を摘まみ上げ、配置機械の全長の一部の上に案内レールに沿ってこれ等担体を移送する。更にこの配置機械は配置ステーションの数に合致する数の多数の配置ヘッドを具える。各移送板は、明確な長さの段歩的移動で、配置ヘッドのせいぜい数個に沿って担体、例えばプリント配線板を動かす。このような移送工程を「割出し」とも称する。移送板のこれ等の割出しの合計、即ち移送の段歩的移動の合計はこの移送板の長さに等しい。第１移送板がその通路の終わりに到着すると、この第１移送板上の担体は第２移送板によって取り上げられ、第２移送板は次の少数の配置ヘッドに沿って、この担体を動かす。
配置すべき構成要素を配置機械内に送り込む少なくとも１個のフィーダ、即ち送り装置を各配置ヘッドに関連させる。別個のロボットによって制御される各配置ヘッドは関連するフィーダの１個から構成要素を毎回摘まみ上げ、この構成要素を配置すべき担体上の位置まで、各配置ヘッドは構成要素を移送する。各配置ヘッドは一定作業範囲、即ち配置ヘッドが横切って動くことができ、構成要素を配置し得る範囲を有する。連続する移送の段歩的移動において、各時間に、担体の異なる部分を１個の同一の配置ヘッドの作業範囲内にもたらす。
ロボットの軸線に対し構成要素を位置決めし、指向させる手段を各ロボットに設ける。この位置決めは、種々の方向に、限定された距離を作動し得る機械的調整手段の助けを借りて、構成要素を位置決めすることにより機械的に実現することができる。また、この構成要素位置決め手段は、例えば構成要素の影の影像を検出器、例えばCCDセンサに形成するレーザ照準システム（LAS）の形状の光学構成要素検出装置を具えることができる。代案として、この光学構成要素検出装置をカメラによって構成してもよく、このカメラにより構成要素を観察し、これにより例えば構成要素のタグの位置を検出する。ロボットに関連する信号処理ユニットにこの位置データを加え、このユニット内で位置データを基準データと比較する。これにより、配置ステーションに構成要素を移送中、例えば、ＸＹＺシステムの座標のＸ方向、及びＹ方向の修正移動により、及び／又はＺ方向に延びる配置ヘッドの軸線ヘッドの軸線の周りの修正回転により、位置の修正を行うことができる。構成要素検出装置は構成要素を確認し、この品質をチェックする。この種の全ての測定は構成要素の検出の項目の範囲内にあるものと考えられる。
構成要素を担体上に正確に配置するため、生産担体上の導電トラックパターンを機械の基準に対して配列すべきである。この目的のため、機械に担体位置決め手段を設ける。機械の移送板にピンを設け、このピンを収容する孔を担体に設けることによって、純粋に機械的に担体の位置決めを実現することができる。更に、機械の送込み部にトラックパターンを配列するため、担体検出装置を設ける。この担体検出装置はロボットと、ボードビジョンモジュール（BVM）として知られる光学担体検出装置と、カメラとを有する。この装置により、担体上にある２個、又はそれ以上の配列マーク（基準線）の写真を撮る。構成要素をこれ等のマークに対して配置すべき担体上の相対位置は前もって知られている。担体検出装置によって供給されたマークの位置についてのデータをこの検出装置に関連する影像プロセッサに加え、この影像プロセッサ内でこの加えられた位置のデータをこのプロセッサに記憶されているデータに比較する。次にこの比較で判明した偏差を計算する。このようにして得られた情報、及び構成要素検出装置によって供給された情報によって、配置ヘッドを担体上の希望する位置の上方に正確に位置決めすると共に、この配置ヘッドによって保持される構成要素を希望する位置に配置し、固着することができる。
FCM機械によって非常に正確に、早い速度で構成要素を配置することができる。この精度は長時間にわたり維持される。しかし、この機械を作動させた時、及び例えば３０００時間のような非常に長い作動時間後、この機械の正しい設定を保証し、長時間の使用後、変化している機械の設定を修正するため、この機械を較正する必要がある。例えば配置ヘッド、ロボットモータ、又は駆動ベルトの交換後、及び担体の形式を他の形式に変えた時、用途と、使用者の希望とに応じて、このような較正を周期的に行うようにする。この機械に補充された別個の較正装置によってこの較正を行ってもよい。この別個の較正装置は照射モジュール、カメラ、及び撮影処理ユニット、又はビジョンモジュールから成り、この別個の較正装置は較正操作中のみ、機械に接続される。この較正装置の助けを借りて、移送板、及び案内レールによって構成されたこの機械の移送の座標系に、各移送板の割出し毎に、各配置ロボットの座標系を結合させることができる。この目的のため、２個、又はそれ以上の配列マークを移送板毎に、割出し毎に、各配列ヘッドについて較正カメラによって検出し、この較正データを較正ビジョンモジュールによって処理する。この目的のため、割出しの数にそれぞれ対応する少なくとも２個の配列マークの多数の組を較正担体に設ける。
各配置ヘッド毎に別個の較正を行う。カメラを第１ロボットに配置し、第１較正操作を行い、次にカメラを第２ロボットに配置し、第２較正操作を行う等のように操作を続ける。配置マークとして機能する孔を設けた特殊な較正板を使用する。較正操作後、機械内に送られる生産担体の形状、寸法に、較正板の形状、寸法を対応させるから、種々の形式の較正担体を使用しなければならない。
本発明は構成要素配置方法、及び新規な較正態様を使用する機械を提供する。この新規な較正態様によって一層正確に、一層迅速に較正を行うことができ、これにより配置機械に既にある検出手段、及び関連する信号処理手段を使用することができる。この新規な較正態様を使用する方法は請求の範囲の請求項１に記載されている。
各配置ヘッドが構成要素を配置する担体の部分は分かっているから、本発明は配置された構成要素の全部の検出を行うことによって、全ての配置ヘッド、及び関連するロボットの精度を１工程で検出することができること、及び修正を行わなければならないか否かを決定し得ると言う着想に基づいている。従って、短時間に較正を行うことができる。全部の配置ヘッドをチェックするため、固定検出装置を使用するから、全部の配置ヘッドに連続して配置する必要がある別個のカメラで較正を行う場合よりも、較正は一層正確であり、一層信頼性がある。ここでは、一種類の形式の較正担体を使用することができる。
本発明方法は２つのカテゴリーに分割し得る種々の実施例を有する。第１のカテゴリーは構成要素の数、及び較正操作中、これ等構成要素を配置する位置の数に関するものであり、較正操作中に得られるデータの使用に関するものである。
第１のカテゴリーの第１実施例は構成要素の数、及びこれ等構成要素を較正担体上に配置する位置の数は構成要素の数、及びこれ等構成要素を生産担体上に配置する位置の数と無関係であり、配置ヘッドの座標系を移送システムの座標系に合致させるため較正データを使用することを特徴とする。
この適用は移送板毎、及び移送板の割出し毎の各配置ヘッドについて実現する。次に、移送板のピン、及び較正担体の孔によって機械的にのみこの較正担体を配列し、較正配置作用仕様に従って、構成要素を較正担体上に配置する。
構成要素を生産担体上に配置する生産段階の前に、配置機械のコンピュータは生産担体の形式に基づいて、いずれの配置ヘッドがいずれの構成要素をいずれの位置に配置するかを計算する。種々の配置ヘッドによって遂行すべき作用に関してこのようにして得られた処方を生産配置作用仕様と称する。また、較正操作においても、所定の仕様に従って構成要素を配置する。これを較正配置作用仕様と称する。
第１のカテゴリーの第２の実施例は生産配置作用仕様に従って構成要素を較正担体上に配置し、較正データを記憶し、生産担体上に構成要素を配置中、構成要素毎の配置位置を修正するためこの較正データを使用することを特徴とする。
この場合、較正担体上に配置された構成要素の数は後の段階で同一位置において生産担体に配置される構成要素の数と同一であると共に、較正担体上に配置された構成要素は生産担体上に配置される構成要素と同一であるか、またはそれより一層安価である。
この第２の実施例の更に特徴がある要旨によれば、生産配置作用仕様に従って担体に構成部分を設けるべきである場合、及び配置された構成要素の位置を検出する場合、較正工程を生産配置操作に組み入れてもよい。希望する配置位置と、実現された配置位置との間の測定された差を、生産配置操作の次の部分における修正のため次に使用することができる。
この方法の第２のカテゴリーの実施例は構成要素の検出を向上させることに関する。
第２のカテゴリーの第１の実施例は生産担体の形状の較正担体を使用し、構成要素を保持するためこの較正担体の一側面に接着性層を設け、配置された構成要素の検出のためにこの較正担体に斜めに入射するビームを使用することを特徴とする。
例えば接着層、又は速乾性ラッカー層であるこの層は反射の性質に関し選択されたものであり、即ち満足に反射する性質のもの、又は反対に、あまり反射しない性質のものでもよく、即ちこの層は接着性の機能と共に光学的機能をも有するものである。
較正操作のため、較正配置作用仕様により、又は生産配置作用仕様に従って構成要素をこの担体上に配置し、次に較正検出装置によって検出されるように、この担体を再び機械内に送り込む。次に、生産担体は配置された生産構成要素よりも一層多く反射すること、及び斜めに入射した照射ビームの光は配置された構成要素によって反射するよりも一層少ない量の光を担体によって反射し、この反射した光は較正担体検出装置のカメラに向かう事実を使用する。この場合、このような構成要素は一層暗い背景に対して一層明るい素子として観察される。
第２のカテゴリーの第２の実施例は、生産担体の形状の較正担体を使用し、構成要素を保持するためこの較正担体の一側面に接着剤層を設け、構成要素に光学的に検出可能なマークを設けたことを特徴とする。
これ等のマークは例えば十字形、方形等の種々の形状を有し、検出中、配置された構成要素の希望する位置に対し、マークの位置を決定する。
第２のカテゴリーの第３の実施例は生産担体の形状の較正担体を使用し、構成要素を保持するためこの較正担体の一側面に接着性層を設け、構成要素が照射されると較正担体の表面よりも一層多くの放射光線を反射する特殊な構成要素であることを特徴とする。
これ等の構成要素を満足に反射する構成要素、即ち蛍光構成要素、又は燐光構成要素にすることができる。
これにより、あまり反射しない担体の表面によって構成される背景に対して、検出すべき構成要素を明瞭に区別することができる。
第２のカテゴリーの第４の実施例は、上述の実施例より好適であり、較正操作中、構成要素を配置しなければならない担体の部分が構成要素より一層高い反射性を有することを特徴とする。
従来の生産構成要素は、又は一層安価な構成要素をこの担体上に配置してもよい。これ等の構成要素は反射が少なく、反射層よりも一般に光を一層拡散するから、構成要素を設けた担体を照射する時、これ等構成要素の背景を照射することになり、これ等構成要素をその色、又は形状に関係なく容易に確認することができる。検出中、担体にほぼ垂直に入射するか、又は斜めに入射する照射ビームを使用することができる。後者の斜めの入射の場合、比較的満足に反射する担体の表面は斜めに入射するビームを較正担体検出装置のカメラの範囲を越える方向に反射すると共に、構成要素の拡散するように反射する性質に起因し、これ等の構成要素は放射光線をこのカメラに向け反射し、この場合も、構成要素は一層暗い背景に対して一層明るい素子として見える。
第２のカテゴリーの第５の実施例は最も好適なもので、この実施例は較正操作中、生産担体を使用し、一部に構成要素を配置しなければならない担体の全区域をこの担体から遠い側が接着性である反射箔によって覆うことを特徴とする。
この方法では、種々の性質の最適の組合せを有する新規で発明性がある較正担体を使用する。即ち配置された構成要素を検出するのに顕著に適しており、箔、及び担体が安価であるためこの担体は安価であると共に、この担体を生産担体にすることができるから、較正操作後、構成要素を配置しなけらばならない生産担体にこの担体を自動的に適応させることができる。これ等の構成要素は生産工程におけるように、はんだペースト、又は接着剤によってその位置に保持する必要はなく、接着性箔によって保持される。
配置された構成要素を明るい背景に対して暗い物体として検出装置により観察するため、好適なことにこの方法は較正操作中、担体上に配置された構成要素を検出する時、最大で３０度程度の口径角でビームにより担体を照射することを特徴とする。
更にこの新規な較正担体は好適なことに、箔が接着性層によって担体に取り付けられていることを特徴とする。
この取付け方法は安価であり、迅速で十分に信頼性がある。
通常使用されている生産担体と同様、機械の基準に対して全体として較正担体を配列するための多数の明瞭な配列マークをこれ等較正担体、及び他の較正担体に設けてもよい。しかし、較正担体が光学的に検出し得るストリップの２次元パターンの形状の基準構造を有する特徴を有することができる。
配列された構成要素を検出する際、検出すべき構成要素の付近のこのパターンの一部をこの構成要素と同時に観察することができる。これにより、配置された構成要素の位置のための絶対的基準を提供し、機械のサーボシステムの精度と無関係に較正を行うことができる。
更に本発明は構成要素配置機械に関するもので、この構成要素配置機械は、少なくとも１個のロボットと、
担体を移送する移送システムと、
この移送システムに対し担体を位置決めする担体位置決め手段と、
担体に構成要素を配置するためロボット毎にロボットのアームに取り付けられた配置ヘッドと、
ロボットに関連する配置ヘッドによって保持される構成要素を位置決めするためロボット毎に設けた構成要素位置決め手段とを具える構成要素配置機械において、
較正操作中、較正担体上に配置された構成要素を検出するための少なくとも１個の較正担体検出装置を設けたことを特徴とする。
ここで、この機械によって製作される製品をチェックするため、この機械の一部を使用するから、このチェックを正確な、信頼性ある、しかも単純な方法で遂行することができる。
更に、本発明は配置機械内に組み込むべき、新規な較正要旨に基づく較正担体検出装置に関するものである。この装置はＸ−Ｙロボットと、このロボットに取り付けられた光学較正担体検出装置とを具えることを特徴とする。
この較正担体検出装置の第１実施例はこの光学較正担体検出装置が光学高さ測定システムを具えることを特徴とする。
このような高さ測定システムは米国特許第4808003号、及び4874246号に記載されている。較正担体上に配置された構成要素はこの担体の表面から突出しているから、高さ計の助けを借りて、担体上の区域に構成要素が存在しているか、どこに存在しているかを見出すことができる。
しかして、この較正担体検出装置の好適な実施例は、配置された構成要素の影像を記録するカメラを光学較正担体検出装置が具えることを特徴とする。
原理的に、このような光学較正担体検出装置は高さ測定システムを具える装置より一層単純である。
更に、本発明は最後に述べた較正担体検出装置に使用する光学検出装置に関するものである。この光学検出装置は主要な光線が担体上にほぼ垂直に入射する照射ビームを最大で３０度程度の口径角で供給する照射システムを光学検出装置が具え、更に担体の照射される部分がカメラ内の放射光線受感検出器に結像する撮像システムを具えることを特徴とする。
光学検出装置の一実施例は複数個の放射光線放出ダイオードの形の放射光線源と、少なくとも１個の拡散体とを照射システムが具えることを特徴とする。
更に光学検出装置は照射システムが部分透明鏡層を具え、この部分透明鏡層から来る照射ビームの主要な光線が担体にほぼ垂直に入射する角度にこの部分透明鏡層を配置したことを特徴とする。
また、光学検出装置はこの撮像システムが担体の側でテレセントリック系である特徴を有するのが好適である。
これにより、検出器上に担体の一部を結像するため、主要な光線が担体に垂直であるビームの部分のみを使用することができる。その効果は、カメラの検出器上の光学軸線に垂直な平面に構成部分の輪郭を結像すること、及び担体の湾曲に起因する倍率の変化がこの影像に発生しないことである。
この担体位置決め手段は移送板上のピンと担体の孔とを具えると共に、この担体上の配列マークを検出する生産担体検出装置を具えることができる。このような検出装置を具える配置機械は、生産担体検出装置によって較正担体検出装置を構成することを特徴とする。
次に記載する本発明の実施例を参照すれば本発明のこれ等の要旨、及びその他の要旨は明らかである。
図面中、図１は本発明配置機械の一実施例の斜視図である。
図２はこの配置機械の縦断面図である。
図３はこの配置機械の配置ユニット、及び移送システムの第１実施例を示す。
図４はこの配置ユニットの第２実施例を示す。
図５は本発明較正担体の一部の斜視図である。
図６は構成要素を設けたこの担体の一部の平面図である。
図７は基準パターンを設けた較正担体を示す。
図８は光学検出装置の一実施例を示す。
図９は担体の表面に垂直な照射光線を示す。
図１０は担体の表面に鋭角をなす照射光線を示す。
図１は斜視図で構成要素配置機械の一実施例を示す。この実施例は機械フレーム１上に設置された１６個の配置ユニット４を具える。配置すべき構成要素を例えば１個、又はそれ以上のベルトによって各配置ユニットに別々に送る。このベルトは構成要素を運び、このベルトから構成要素を容易に除去することができる。これ等のベルトはベルトの数に等しい多数のロールフィーダシステムによって運ばれ、また、これ等システムはベルトから１個づつ構成要素を除去する。簡明のため、図１は配置ユニット毎に唯１個のロールフィーダ５を示す。実際には、配置ユニット当たり、多数の、例えば５個のフィーダを設けることができる。ロールフィーダシステムによって送る代わりに、ばら積みフィーダシステムによって構成要素を送ってもよい。
構成要素を設けるべき担体、即ちプリント配線板は、この配置機械の左側にある送込み部６を通じてこの配置機械内に送られる。この部分の破線２は案内レールを示し、破線３はプリント配線板を示す。構成要素を設けたプリント配線板は配置機械の右側にある送出し部（図１に図示せず）を通じて配置機械から送り出される。右側には操作ユニット１０もある。この操作ユニットはコンピュータ（図示せず）と、指令を入力するキーボード１２と、入力された指令を表示しデータを処理するモニタ１３とを具える。このモニタは配置機械のコンピュータのモニタによって構成され、上記指令はモニタ映像の一部のみを占める。第２モニタ１５は配置機械の左側に位置して、較正装置の一部を形成しており、この第２モニタによって、較正操作中に較正カメラによって観察された配置された構成要素を機械操作者に見得るようにする。
この配置機械は非常にコンパクトで、例えば長さ約３ｍ、奥ゆき約２ｍ、高さ約１ｍである。
図２は縦断面でこの配置機械を示す。この図面では、配置ユニット４を再び示している。多数の移送板２０を具えるこの機械の移送システムはこれ等配置ユニットの下に存在する。これ等の移送板のおのおのは図１に符号２によって示す案内レール２の下を移動し、１個のプリント配線板、又は複数個のプリント配線板３を摘まみ上げてこの機械の縦方向に案内レール間に動かす。図２に示す実施例では、各移送板は限定されたストロークを有し、即ち、少数の配置ユニットに沿って担体を動かすことができる。このことは、所定の移送板について、矢印２２を有するループ２１、出発点Ａ、終点Ｂによって図２に象徴的に示されている。終点Ｂに到達すると、移送板はその上に設けられた単数、又は複数の担体と共に下方に移動し、下部案内レール上に静止するに到る。次に、移送板は位置Ｃから左に戻り、位置Ｄに動き、次に再び上に位置Ａに動き、この位置で次の担体（単数、又は複数）を摘まみ上げる。位置Ｃにある担体（単数、又は複数）は一層右の方の位置から位置Ｃに向け復帰する移送板によって一層移送されるため、摘まみ上げられる。位置Ａから位置Ｂまでの移送板の移動は多数の移送の段歩移動、即ちインデックスに分割される。これ等全ての移送の段歩移動は異なる長さの限定された長さを有する。更に、図２に送込み機構１７、送出し機構１８、及び移送棒機構１９を示す。
図３は特に配置ユニットを詳細に示す。この図面では、フレームを破線１によって線図的に示す。このフレームは移送レール２と移送板２０とを有する移送システムを支持する。３個を示した多数の構成要素配置ユニット４は移送システムの上にある。各配置ユニットはＸ−Ｙ−Ｚロボット２６を取り付けたＵ字状フレーム２５によって構成されている。このロボットのＸ、Ｙ、及びＺ方向の運動は矢印によって表されている。またこのロボットはＺ軸線の周りに或る回転成分だけ回転することができ、この回転成分を矢印φで示す。構成要素を担体上に配置することができる配置ヘッド２８をロボットのアーム２７に取り付ける。この配置ヘッド２８に吸引ピペット２９を設け、この吸引ピペットによって構成要素３０をフィーダシステム（図示せず）から摘まみ上げて担体３の上に配置することができる。
米国特許第5084959号に記載されているのと同様に、配置ヘッドの下に配置ヘッドに一線にこの配置機械にカメラ４０を取り付ける。このカメラは構成要素位置決め手段の一部を形成する。このカメラ４０は小形で比較的安価な利点がある普通に使用されているCCDカメラであるのが好適である。このカメラは配置ヘッドによって摘まみ上げられた構成要素３０の位置、即ちＸ、Ｙ方向、方位、及びピペットの軸線に平行なＺ軸線の周りの回転角を検出することができる。ロボットに関連して静止影像プロセッサの形である信号処理ユニット３７に上記の位置データを加え、このプロセッサ内で、このプロセッサ内に記憶されたモデル影像のデータにこれ等位置データを比較する。比較されて得た偏差を計算し、構成要素が担体上にあれば、これ等の偏差を考慮に入れる。これ等の計算の結果によって、例えば担体へ構成要素を移送中であれば、Ｘ方向、及び／又はＹ方向、及び／又はＺ軸線の周りの回転に関してロボットに修正移動を行わせることにより、位置を修正することができる。フィーダ素子から担体への構成要素の移送中にこの修正（「インフライト」チェックと称する）を行うことによって、時間を節約し、担体の通過速度を増大することができる。
CCDカメラの代わりに、構成要素位置決め手段はピペットに対する構成要素の位置を検出するレーザアラインメントシステム（LAS）を具えていてもよい。このようなシステムは米国特許第5278634号に記載されている。LASの利点は小形、軽量であり、従って配置ヘッドに取り付けて配置ヘッドと共に動かすことができることである。図４は配置機械の一実施例の一部を示し、配置ヘッド２８の下側にLAS ４５を取り付けている。配置ヘッド２８のピペットによって保持される構成要素をまずLAS ４５内に送り、構成要素の位置と方位とを測定し、次にこの構成要素を担体に向け動かし、必要ならこの移動中、位置の修正を行う。
代案として、配置ヘッド２８に取り付けられた機械的調整手段によって、ピペットに対する構成要素の位置決めを実現してもよく、この機械的調整手段によって、Ｘ方向、及びＹ方向の明確な力を使用し、ピペットの摩擦を介して構成要素を正しい位置に押圧する。
また、構成要素を担体上に正確に配置するため、構成要素を担体上に配置する位置３２の正確な位置は移送システムに対し、特にこの担体を配置する移送板に対し決定する必要がある。このことは担体位置決め手段によって実現することができる。このような手段は、移送板２０上のピン３３、及びこれ等のピンを収容するための担体の端縁の孔３４の形の機械的手段であってよい。孔とピンとは非常に正確に設けられており、孔は摩擦抵抗が大きいから、各担体を移送板に対して常に正しく位置決めすることができる。更に、構成要素を配置すべき位置３２の孔３４に対する相対位置は常に予め知られており、移送板は明確な運動を行うから、構成要素が所定の配置ヘッドによって、まさに配置されようとする位置は配置ヘッドに関連するロボットの軸線に対して明確である。
機械的位置決め手段３３、３４の代わりに、又は機械的位置決め手段３３、３４に更に追加するのが好適であるが、配置機械の担体位置決め手段に、モジュール５５と、影像センサ、及び照射システムを含む光学担体検出ユニットとを設けてもよい。この影像センサは、ここでもCCDカメラであるのが好適で、通常、担体の表面の周縁部にある所定のマーク（基準線）３５を記録する。モジュール５５は担体検出ユニット５０の一部を形成しており、この担体検出ユニット５０はモジュール５５を取り付けたＸ−Ｙロボット５１と、影像プロセッサの形状の信号処理ユニット５６とを具える。Ｘ−Ｙロボットの助けを借りて、担体の表面の全体を横切ってカメラを動かすことができ、この全体の表面を記録することができる。このモジュール５５はボードビジョンモジュール（Board Vision Module）として知られている。構成要素を担体上に配置しなければならない位置３２の基準線３５に対する相対位置は予め知られている。配置機械の基準に対する基準線の位置に関して、モジュール５５の影像センサによって供給されたデータは電気信号の形で処理ユニット５６に加えられ、この処理ユニットで予め記憶された基準データに比較される。次に、この比較で求めた偏差を計算する。構成要素の位置についてのデータがあればLASモジュール４５によって、又はカメラ４０によって供給されたデータと組み合わせて、構成要素を配置すべき担体上の位置まで配置ヘッドを正確に動かすことができる。
図１、及び図２に示すような実施例の配置機械はFCM（Fast Component Mounter）の名で数年間、フィリップス社によって製作されている。別個の較正装置をこの配置機械に設ける。この較正装置は特に別個の較正カメラ、照射光学モジュール、及び影像プロセッサを具え、例えば第１形式のプリント配線板から他の形式のプリント配線板への移行の後に、又は配置ヘッド、又はロボットモータ、又は駆動ベルトを交換した後に、必要な較正を別個の較正板によって遂行する。この較正を一層迅速に、一層正確に遂行し得るようにするため、較正担体上に配置された構成要素を検出するため、本発明較正担体検出装置を配置機械に内蔵させ、正規の生産プリント配線板を較正担体として好適に使用する。配置機械が生産担体上の配列マークを検出する機能を遂行する必要がある場合には、別個の検出装置により、この機能と、較正担体上に配置された構成要素を検出する機能との両方の機能を遂行させてもよい。その場合、図３に示す検出装置５０によって、この較正担体検出装置を構成する。
送込み部、又は送出し部に配置された単一較正担体検出装置を使用する代わりに、別個のカメラを各配置ヘッドに取り付けることにより、較正担体に配置された構成要素を代わりに検出してもよい。このようなカメラは図３に符号３１にて示されている。このカメラを影像処理ユニットに接続し、このカメラによって観察された設置された構成要素の位置を希望する位置と比較する。各配置ヘッドにそれ自身の較正カメラを設けるから、配置ヘッドと中心較正担体検出装置との間のインタフェースは較正のために必要でなく、従って、較正の精度を向上させることができる。
生産担体上の配列マーク、又は配列構造を検出するため、第１の実施例で較正のために意図した個々のカメラ３１を代わり使用して、図３の生産担体検出装置を省略することもでき、中心較正担体検出装置の代わりに配置ヘッド毎にそのような装置を設けることによって得られる利益と同じ利益が得られる。
図５は本発明較正担体の小部分の斜視図である。この担体は伝導トラック６１を有するプリント配線板６０を具える。この配線板６０は孔３４、及び／又は配列マーク（又は基準線）３５を有する。本発明によれば、反射上面を有する箔６５を板６０上に設ける。種々の素子が異なる反射係数を有するはんだパッドと、伝導トラックとの構造はこれ等の素子によって覆われており、配線板は均一で高い反射性を有する。上記孔、及び／又は基準線を覆わないような箔の寸法、及び／又は幾何学的形状を有する。構成要素を保持するようにするため、図５に（接着性）層６６によって線図的に示すように、箔６５の上側を接着性にする。図５に（接着性）層６７によって示すように、箔６５の下側も接着性にし、この反射箔を取り付ける最も簡単な方法として箔６５をプリント配線板に付着させることができる。しかし、代案としてこれと異なる取付け技術を使用してもよい。
反射接着箔で覆われたプリント配線板を配置機械内で移送板２０上に配置すると共に、プリント配線板の孔３４、及び移送板２０のピン３３によって担体を移送板に対し、従って移送システムに対し自動的に配列する。この担体に基準線があれば、これ等基準線の位置を検出装置５０によって検出する。ここで、機械操作者は配置すべき較正構成要素のための較正配置仕様を導入することができる。配置仕様は配置ヘッドによって構成要素を担体上に配置する位置を特定する配置機械のためのプログラムである。較正配置仕様は生産配置仕様より著しく簡単である。これは各配置ヘッドは少なくとも２個の少数の構成要素を配置するだけで較正は十分であるからである。
次に、全ての配置ユニット４を通じて較正担体を通し、関連する配置ユニットのため確保されたプリント配線板の区域に各配置ユニットは構成要素を配置する。各配置ヘッドは生産工程中と同一の方法で、即ち構成要素位置決め手段を使用して構成要素を位置決めする。生産工程と唯一の相違点は、配置された構成要素がはんだペースト、又は接着剤によって保持されておらず、接着性箔によって保持されていることである。
較正担体が最後の配置ユニットを通過した後は、較正担体には全ての必要な構成要素が設けられている。図６は較正担体の小部分に設けられた少数のこれ等構成要素３０を示す。この較正担体を再び配置機械内に送り込み、配置された構成要素の位置を測定する。この目的のため、較正担体検出装置５０のカメラがＸ方向、及びＹ方向に較正担体の全体の表面を走査する。実際上、このカメラは通常、例えば１０×１０ｍｍのような小さな影像面を有する。配置機械の基準点に対し、配置される構成要素の呼称位置の上方にカメラを持ってくるように較正検出装置のロボット５１を制御し、その後、影像処理によって、カメラの影像面内のこの構成要素の実際の位置を測定する。次に、モジュール５５のカメラを次の構成要素の称呼位置の上方にもたす等のように操作を続ける。このようにして、構成要素が配置された位置でのみ測定を行う。
非常に多くの構成要素を較正担体上に配置する場合、例えば、生産配置仕様に等しい較正配置仕様を使用した場合、即ち生産配置中に、構成要素について修正のため後の段階で較正データを使用できる場合、一層多くの構成要素の一部をカメラの影像面内の探索範囲内にすることができる。このようにして、較正検出装置によって、唯１個の構成要素を完全に影像面内にし、この構成要素のみを測定する。この探索範囲は較正検出装置５０が構成要素を探索するカメラ影像面の一部である。
操作者は測定される構成要素を見ることができ、図１に示すモニタ１５上にこの構成要素の状態を見ることができる。
較正配置仕様により、いずれの配置ヘッドが各較正構成要素を設置したかが知られるから、構成要素が正しくない位置に配置されたこと、及び正しくない方位に配置されたことが発見されれば、単数、又は複数の配置ユニットが正しくセットされないか、又は正しくセットされなかったことを決定することができる。次に、生産配置を開始する前に、このような配置ユニットを修正することができる。較正操作の段階では、生産配置中と同数の構成要素を同一位置に配置することができる。この場合、較正配置仕様は生産配置仕様と同一である。較正操作で得られたデータは次の生産配置において、構成要素毎の配置位置を修正するために使用することができる。較正構成要素によって覆われていない反射箔の部分はこれ等構成要素のための満足に反射する背景を構成している。通常の構成要素、及びそのはんだパッド（図示せず）は反射する程度が低いことが多く、いずれの場合でもこの箔より一層拡散するから、構成要素の背景の照射は担体を照射することになり、即ち構成要素は明るい背景に対して暗い素子のように見える。この場合、担体上に原理的に垂直に入射する照射光線ビームを使用するのが好適であり、明るい構成要素、及びその状態をカメラの検出器上に撮像するために、主な光線が較正担体上に垂直に入射する光ビームの部分のみを使用するように撮像光学装置を適合させる。これにより、構成要素の輪郭を光学軸線に垂直な平面内にカメラ検出器上に撮像することができる。このことは、湾曲し、又は波形の較正担体に発生する倍率誤差に検出が無関係である利点がある。また、この場合、検出は構成要素の色や、構成要素の起こり得る湾曲と無関係になっている。
この較正方法は、生産担体、又はプリント配線板の第１形式から他の形式に変更した場合、生産配置仕様の随伴する変更の場合、及び構成要素を取り換えた場合に、配置機械の普通のチェックに使用されるだけでなく、診断の目的で、即ち配置機械の誤差を追跡するために使用される。配置ヘッドを作動させる精度、移送板の移動の精度、及び移送板に対して配置ヘッドを配列し得る精度、即ち移送板の割出し毎の精度を測定することができる。また、この較正方法は製造業者が引渡し前に配置機械の最終チェックをするために使用することができる。
この配置機械の信頼性を一層高めるため、構成要素を設けた配置機械に一層多くの較正担体を通すことができ、較正操作を行い、配置機械を較正した後に、設置された構成要素を検出することができるようにする。ここで、これ等構成要素の位置の偏差は課される最少の要件を満足させる。
反射箔で覆われた生産担体の代わりに、特殊な較正担体を使用することができ、この特殊な較正担体とはこの配置機械が構成要素を設けることができるあらゆる形式の生産担体としての標準担体である。実際上、較正配置仕様をこの形式の生産担体に適合させてもよい。この標準較正担体に満足に反射する表面を設けてもよい。代わりに、反射しない標準較正担体に、又は満足に反射しない標準較正担体に反射箔を設けることもできる。使用後、較正操作中に、この箔を再び除去し、この較正担体を再び使用し得るように新たな箔を設けてもよい。
配置された構成要素を検出するための上述の背景照射の代わりに、前景照射を使用してもよい。その場合に、特殊な較正構成部分を使用すべきで、照射した時、この較正構成要素は、それを設けた担体よりも一層多くの光を反射する。このような構成要素は満足に反射する構成要素、又は蛍光構成要素、又は燐光構成要素にすることができる。代わりに、光学的に検出し得る、例えば十字形マーク、又は四辺形マークを設けた構成要素を使用することができる。較正検出する際、マークを設けた構成要素の希望する位置に対するこのようなマークの位置を決定する。上記の特殊な較正構成要素よりも、低い、変化する反射を有する正規の生産担体、又は標準較正担体に特殊な較正構成要素を配置してもよい。
代案として、光学的に良く検出し得る狭いストリップの２次元ネットワークの形の基準構造を反射箔付きの較正担体上に、又はそれ自身満足な反射性の較正担体上に設けてもよい。図７はストリップ６８、６９から成るこのような構造の一部を示す。４個のストリップによって構成される四辺形内に各構成要素が配置されるように、較正配置作用仕様にこのストリップ構造を適合させる。この構成要素を検出すると、構成要素と同時に、これ等基準ストリップを観察する。次に、配置された構成要素の位置のための絶対的基準が得られ、この機械のサーボシステムの精度とは別個に較正を行うことができる。
図８は本発明光学較正検出装置の光学モジュールの一実施例を示す。このモジュールの照射システム７０は、例えばマトリックスの形状に配置された多数の発光ダイオード（LEDs）７２の形状の放射光線源７１を具える。これ等発光ダイオードは小形で十分な放射光線を供給し、寿命が長く、満足に制御し得る利点がある。放射光線源、及び拡散体を収容するハウジング７４の窓７５に通る照射光線ビームｂが箔、又は反射較正担体の表面６６上に原理的に均一な強さに分散し、しかも原理的に平行なビームになるように、放射光線を拡散する拡散体７３の先にこの放射光線源を配置する。所要に応じ、第２拡散体７６をハウジング７４内に収容してもよい。
窓７５から出る照射光線ビームｂは部分反射面、例えば５０％の反射面７９を有するプリズム７８に入射する。このプリズム７８は構成要素を設けた較正担体６０、６５に向けこのビームの一部を反射する。照射光線ビームｂが較正担体に垂直に入射するように、窓７５から出るビームの主要光線に対し、及び較正担体に対して角度をなすように表面７９を配置する。プリズム７８の代わりに、部分的に透明な鏡を使用してもよい。直線偏向光線を供給する放射光線源を使用すれば、プリズム７８の代わりに、偏向分割プリズムと１／４波長板との組合せを使用することができる。原則として、このような組合せは放射光線を較正担体に向け反射し、この較正担体によって反射された放射光線を放射光線損失無くカメラに向け通す。
較正担体の照射される部分を放射光線検出器８１に、例えばカメラ８０のCCDセンサ上に結像させるため、この検出装置は例えば２個のレンズ８３、８４と、その間に配置され孔８６を有するダイアフラム８５とから成る撮像システムを具える。レンズ８３の倍率、及びこのレンズとダイアフラム８５との間の距離は、このレンズの撮像焦点がダイアフラム８５の平面内にあるように選択する。従って、この撮像システムは較正担体の側ではテレセントリック光学系であり、即ち、較正担体で反射し、この担体の表面６６に垂直な方向にこの表面を去りプリズム７８に通る光のみがこの撮像システムに通る。従って、測定高さｄはセンサ上の影像の寸法に影響を及ぼさず、従って較正担体が或る程度、凹形、凸形、又は波形であっても良好な検出が可能である。この撮像システムにはシステムの高さを減らすため、たたみ鏡８８を設けてもよい。検出器８１上の影像の寸法はレンズ８３、８４の焦点長さ間の比によって決定される。図８に示す素子８３、８４、８５から成り、対物側でテレセントリック系である撮像システムの代わりに、較正担体の側の開口絞りが物体焦点面内にある複合レンズで構成してもよい。このテレセントリック撮像システムをその他種々の形式に構成してもよい。
既に述べたように、照射ビームの光線は原則的に較正担体表面６６の垂線に平行である。このことは、担体が満足に水平に位置していれば、即ち図９に示すようにこの担体の垂線がレンズ系８３、８４の光学軸線ＯＯ′に平行であれば理想的状態である。この図面は照射光線ビームの周縁光線ｂ1、ｂ2、及び中心光線ｂ3のみを示している。構成要素３０の傍らに入射する光線ｂ1、ｂ2はｂ1′、ｂ2′に示すように表面６６の垂線に向け反射し、このレンズ系によって検出器８１に向け通過する。構成要素に入射する中心光線ｂ3はｂ3′によって示すようにこの構成要素によって拡散するように反射し、構成要素に入射した放射光線の小部分のみがこのレンズ系によって検出器８１に向け通過する。
担体の表面６６の照射される部分が僅かに傾いても、即ち湾曲した、又は波形の較正担体の場合でも、十分な放射光線が検出器８１に達し得るようにするため、モジュール５０の素子の寸法、及びこれ等素子の間の距離を選択することにより、また拡散体７３（７６）を使用することにより、図８に線図的に既に示し、図１０に一層詳細に示すように、照射ビームの光線が較正担体上に小さな角度βで入射するようにする。この場合、斜めに入射する光線は担体の斜めの部分で反射し、レンズ系８３、８４、８５を通過する。最大傾斜角αが６°であるとすると、大部分の斜めの光線、即ち照射ビームの周縁の光線は光学軸線ＯＯ′に対し１２°の角度βで延びる。この場合、構成要素３０の外側で担体に入射する光ｂ1、ｂ2は反射し、これ等反射した光ｂ1′、ｂ2′はレンズ系８３、８４、８５に通ることができる。構成要素３０に入射する放射光線は再び拡散して反射し、大部分の光線がレンズ系のダイアフラムの孔８６の外側に入射する。構成要素３０がその周囲、箔、又は較正担体表面に対し十分に暗いままであるためには、角度βがあまり大きくならないようにすべきである。これは、そうしないと、構成要素によって拡散反射した放射光線の余りにも大きな部分がレンズ系８３、８４、８５に通過し、検出器８１に達してしまうからである。図示の実施例では、角度βは最大で１２°である。
反射箔を設けた較正担体を使用することと、反射箔を垂直に照射することとを組み合わせることにより、即ち主要な光線が箔に垂直である照射ビームを使用し、３０°より小さい口径角を使用することにより、最適な検出を実現する。満足に反射する蛍光、又は燐光構成要素を配置した正規の生産担体を較正のために使用する場合でも、この垂直照射は最も良好である。
図８を参照して説明した垂直照射の代わりに、或る場合には、傾斜する照射を使用することができ、即ち照射ビームの主要光線が較正担体の垂線に対し０°からずれた角度に延びていてもよい。較正担体それ自身が満足に反射する場合、又は反射箔と正規の構成要素を設けた較正担体の場合にはこの傾斜照射を使用することができる。この場合、担体、又は箔によって鏡面のように反射した放射光線はレンズ系８３、８４、８５を通過せず、配置された構成要素によって拡散反射した放射光線はこのレンズ系を通過する。この場合、配置された構成要素は一層暗い背景に対し、一層明るい素子として観察される。
標準の構成要素を配置する較正担体として、生産担体、又は満足に反射しない担体を使用する場合には、傾斜照射を使用するのが好適である。これ等の標準の構成要素は較正担体より一層拡散するように反射をするから、配置された構成要素の検出をする時、カメラは担体からの放射光線よりも構成要素からの放射光線を一層多く受け、従ってこれ等の構成要素は一層暗いバックグラウンドに対し一層明るい素子として観察される。
マーク、即ち基準線を設けた特殊な較正構成要素を使用する時、配置された構成要素の検出は原則として較正担体の反射の性質とは無関係である。従って、構成要素本体に対してこのような基準線が満足に見えるように照射を選択する必要がある。
既に説明したように、配置機械の送込み部には光学担体検出装置を設け、生産配置操作中、構成要素を設けるべき生産担体上に特殊な配列マークを検出するようにし、構成要素を配置しなければならないこの担体上の位置を移送システムに対して決定し得るようにする。一層進んだ配置機械においては、生産担体上の伝導トラック、及びはんだパッドの構造を検出するため、代わりにこの光学担体検出装置を使用し、構成要素を配置しなければならない担体上の位置を決定するため、アートワーク構造と称するこの構造を使用することができる。上記の光学担体検出装置を設けた配置機械に本発明を使用する時、この装置を較正検出装置として使用することができ、較正のための余分な光学手段は必要がない。この較正検出装置を較正の目的のみに使用する場合には、代わりにこの装置を配置機械の送出し部に配置することができる。
配置された較正構成要素の全部を検出するための光学検出装置を有する中心較正担体検出装置の代わりに、配置ヘッド毎の別個の較正検出装置をこの配置機械に設けることができる。この場合、CCDカメラを具えるのが好適な光学検出装置を各配置ヘッドに取り付け、この光学検出装置のための影像処理ユニットを各配置ユニットに設ける。この光学検出装置に関連する配置ヘッドによって配置される構成要素を各光学検出装置によって検出することができる。配置ヘッドと較正担体検出装置との間のインタフェースは、も早、必要がない。生産担体上の配列マーク、又はアートワーク構造を検出するため、配置ヘッドに取り付けられた光学較正検出装置を代わりに使用することができる。
図８に示す光学検出装置に代わり、例えば、米国特許第4808603号、及び第4874246号に記載された高さ測定システムの１つである光学高さ測定システムを較正検出装置に設けてもよい。構成要素がこの担体の表面から突出しているから、担体上の区域に構成要素が存在するか否か、及び何処に存在するかをこのような高さ測定システムによって検出することができる。
配置機械の特定の実施例を説明したが、本発明はこれ等の実施例に限定されない。少数から多数にわたる多数の配置ユニットを具え、種々の形式の担体、及び構成要素位置決め手段を有する種々の形式の配置機械に本発明を使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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