(57)【要約】【課題】  回路基板の位置決め停止時の衝撃に伴う障害を排除し、かつ正確な回路基板の停止位置特定と基板認識位置の制御を可能とする基板認識システムを提供する。【解決手段】  回路基板１４を強制的に停止させて位置決めするストッパ１６を廃し、ラインセンサ４１又はＣＣＤカメラ５１などの認識装置を使用して、搬送され自然停止する回路基板１４の位置を正確に認識し、その結果に基づいて基板認識装置１５による回路基板１４の認識位置を制御する。制御部９は、前記認識装置４１，５１が視野内の予め定められた位置に回路基板１４を検出した際に回路基板１４の搬送動作の停止指令を発し、これにより自然停止した回路基板１４の停止位置を前記認識装置４１，５１で認識し、正確な停止位置を特定、その結果に基づいて基板認識装置１５を取り付けた実装ヘッド４の動きを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板を搬送して部品実装位置に保持する基板保持装置と、
前記保持された回路基板の位置と傾きを認識する第１の基板認識装置と、
前記第１の基板認識装置が回路基板を認識する際の認識位置を制御する制御部とを含む基板認識システムにおいて、
前記基板搬送装置により搬送される回路基板を認識する第２の基板認識装置を回路基板の停止位置近傍にさらに備え、
前記制御部は、前記第２の基板認識装置が視野内の予め定められた位置に前記回路基板を検出した際に前記基板搬送装置の搬送動作停止を指令し、これにより自然停止した回路基板の停止位置を前記第２の基板認識装置が認識した認識結果に基づき、前記第１の基板認識装置による回路基板の認識位置を制御することを特徴とする基板認識システム。
【請求項２】
前記第２の認識装置が、回路基板の搬送方向に沿って配置されたラインセンサであることを特徴とする、請求項１に記載の基板認識システム。
【請求項３】
前記第２の認識装置が、ＣＣＤカメラであることを特徴とする、請求項１に記載の基板認識システム。
【請求項４】
前記ＣＣＤカメラが、前記自然停止した回路基板の傾きをさらに認識し、
前記制御部が、前記ＣＣＤカメラによる回路基板の停止位置と傾きの認識結果に基づき、前記第１の基板認識装置の認識位置を制御することを特徴とする、請求項３に記載の基板認識システム。
【請求項５】
前記制御部が回路基板ごとの形態に係る情報を予め記憶し、
前記制御部が、前記ＣＣＤカメラによる回路基板の形態に係る認識結果に基づき、当該回路基板が加工対象となる所定の回路基板であるか否かの判断をさらに行うことを特徴とする、請求項３に記載の基板認識システム。
【請求項６】
前記形態に係る情報が、回路基板の色、回路基板に設けられた貫通穴、切り欠き、特異形態のいずれかであることを特徴とする、請求項５に記載の基板認識システム。
【請求項７】
前記第２の基板認識装置が、回路基板の搬送方向、当該搬送方向と直交する方向、回路基板の平面に垂直な方向のいずれかの方向に移動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の基板認識システム。
【請求項８】
前記第２の基板認識装置が、回路基板の直下、または回路基板の搬送方向に対して横方向下方のいずれかの位置に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の基板認識システム。
【請求項９】
回路基板を所定の実装位置まで搬入した後に停止して保持し、当該保持された回路基板の位置、傾きを認識して部品実装動作を制御する実装制御方法において、
回路基板を搬送する搬送動作を停止することにより回路基板を前記実装位置近傍に自然停止させ、
前記自然停止した回路基板を認識して当該回路基板の停止位置を特定し、
前記特定された回路基板の停止位置情報を基に前記回路基板の位置・傾きを認識するための認識位置を制御することを特徴とする実装制御方法。
【請求項１０】
前記自然停止した回路基板の傾きを併せて特定し、
前記特定された回路基板の傾き情報を加えて前記回路基板の位置・傾きを認識するための認識位置を制御することを特徴とする、請求項９に記載の実装制御方法。
【請求項１１】
前記自然停止した回路基板の形態を併せて特定し、
前記特定された回路基板の形態を基に当該回路基板が所定の回路基板であるか否かの判断をさらに行うことを特徴とする、請求項９に記載の実装制御方法。
【請求項１２】
前記回路基板を搬送する搬送動作を停止する際、搬送される回路基板を認識装置で捉え、前記認識装置の視野内の予め定められた位置に回路基板が到達したときに搬送動作を停止し、または停止に至る減速を行うことを特徴とする、請求項９に記載の実装制御方法。
【請求項１３】
前記回路基板の位置・傾きを認識するための認識位置を制御する際、基板認識装置を取り付けた実装ヘッドの移動方向と移動量を制御することを特徴とする、請求項９に記載の実装制御方法。
【請求項１４】
部品を連続的に供給する部品供給部と、前記部品供給部から部品を取り出して回路基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを搬送するロボットとを備え、前記実装ヘッドに装着されたノズルを利用して前記部品供給部から部品を取り出し、基板保持装置に保持された回路基板の実装位置に前記部品を実装する部品実装装置において、
請求項１から請求項８のいずれか一に記載の基板認識システムを備えていることを特徴とする部品実装装置。
【請求項１５】
部品供給部に供給される部品を吸着ノズルにより取り出し、前記部品を搬送して回路基板の実装位置に実装する部品実装方法において、
請求項９から請求項１３のいずれか一に記載の実装制御方法を利用することを特徴とする部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に部品を実装する部品実装装置、及び部品実装方法に関する。より具体的に、本発明は、部品実装装置内に搬入された回路基板を所定実装位置に位置決めして認識する基板認識システム、及び当該基板認識システムを利用して部品実装動作を制御する実装制御方法、ならびに前記システム及び方法を利用する部品実装装置及び部品実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品実装装置の１例を図６に示している。図において部品実装装置１は、実装すべき部品を供給する部品供給部２と、部品供給部２から吸着ノズル３を利用して部品を取り出し、回路基板１４に実装する実装ヘッド４と、実装ヘッド４を所定位置に搬送するロボット５と、吸着ノズル３に保持された部品を撮像して位置と角度のずれを認識する部品認識装置６と、回路基板１４を搬入して保持する基板保持装置７と、全体の動作を制御する制御部９とを備えている。
【０００３】
以上のように構成された部品実装装置１の動作時、実装ヘッド４がロボット５の搬送で部品供給部２に搭載された部品供給装置８に対向する位置に移動し、吸着ノズル３を利用して部品供給装置８から部品を取り出す。その後、実装ヘッド４の移動により吸着ノズル３が部品認識装置６に対向する位置まで移動し、吸着された部品の位置、角度のずれを含む部品の保持状態を認識する。
【０００４】
この間、回路基板１４が部品実装装置１内に搬入され、基板保持装置７により所定の実装位置に規制して保持される。吸着ノズル３に部品を保持した実装ヘッド４は、ロボット５の搬送によって回路基板１４に対向する位置まで移動する。実装ヘッド４に取り付けられた基板認識装置１５が回路基板１４を撮像してその位置、角度のずれを認識し、その認識結果を制御部９に送信する。制御部９には、あらかじめ回路基板１４に実装される各部品の実装位置を記録したＮＣデータが読み込まれている。部品認識装置６から入力される部品の状態と、基板認識装置１５から入力される回路基板１４の状態とに基づき、制御部９が吸着ノズル３の位置と角度についての必要な補正を指令する。
【０００５】
実装ヘッド４は、前記指令に基づいて部品１３の位置、角度に補正を加え、ノズル３を利用して部品１３を回路基板１４の所定実装位置に実装する。部品実装を終えた実装ヘッド４は、再度ロボット５の搬送によって部品供給装置８に対向する位置に移動し、以下、これまでの動作を反復する。所定の全部品の実装を終えた回路基板１４は基板保持装置７により部品実装装置１外に搬出され、その後、次の回路基板１４が搬入されてこれまでの動作が繰り返される。
【０００６】
予めクリーム半田層が印刷された回路基板１４への部品実装である場合、回路基板１４はその後リフロー装置へ搬送され、クリーム半田層が溶融、冷却されることによって各部品が回路基板１４に半田接合される。また、予め接着剤層が塗布された回路基板１４への部品実装である場合、回路基板１４はその後加熱装置へ搬送され、熱硬化型接着剤が硬化されることによって各部品が回路基板１４に固着される。
【０００７】
図７は、回路基板１４を実装位置にて保持する基板保持装置７を示しており、図では手前側の一部を切断している。図において、回路基板１４は、Ｘ方向に延在して対向する一対のレールユニット２１により保持されている。各レールユニット２１には溝部２２が互いに対向する向きに設けられ、溝部２２に沿って平ベルト２３が移動可能に張設されている。２段に描かれた平ベルト２３は、図示しないＸ方向両端側でつながって無端状になり、モータなどの駆動源に係合している。回路基板１４は、対向する一対の溝部２２にその両縁部が嵌り、一対の平ベルト２３上に搭載されて図のＸ方向に搬送移動可能である。
【０００８】
レールユニット２１の一方（例えば図の右側）は、他方のレールユニット２１（同、左側）に対して対向する向き（Ｙ方向）に移動可能であり、この移動によって各種幅寸法の回路基板１４を搬送、保持することができる。各レールユニット２１の上面には、Ｌ字状断面の基準レール２４がメインレール２５に固定ピン２６によって固定されている。このＬ字状の基準レール２４の回路基板１４に対向する側の面（下面）は、回路基板１４の上方向への移動を規制し、部品実装時においては回路基板１４のＺ方向の基準面を形成する。
【０００９】
両レールユニット２１の下部にはサポートテーブル２７が位置し、サポートテーブル２７には回路基板１４のサイズに応じた必要数のサポートピン２８が立設されている。サポートピン２８は、後述するように回路基板１４の裏面に当接することによって部品実装時に回路基板１４を裏側から支持することが可能である。
【００１０】
以上のように構成された基板保持装置７の動作は以下のようである。まず回路基板１４が図示しないローダにより部品実装装置１内に搬入されると、前記ローダに同期して回転する基板保持装置７の無端状の平ベルト２３が回路基板１４を搭載して実装位置に向けて搬送する。所定の実装位置には引き込み式のストッパ１６が回路基板１４の進路をさえぎるように突出している。搬送された回路基板１４がストッパ１６に突き当たることによって回路基板１４が所定位置に位置決めされ、同時に平ベルト２３も停止する。
【００１１】
次に、サポートテーブル２７の下側に位置する図示しないシリンダの伸張によってサポートテーブル２７が上昇し、平ベルト２３を収納した保持レール２９と共に回路基板１４を上方へ押し上げる。これにより、回路基板１４の上面が基準レール２４の下面である前記基準面に密着し、回路基板１４がＺ方向に位置決めされる。同時に、サポートテーブル２７に立設された複数のサポートピン２８が、回路基板１４の裏面に当接してこれを裏側から支持し、部品実装時の荷重、振動に耐えるよう回路基板１４を支える。
【００１２】
部品実装を終えた後の基板保持装置７の動作は、上述したものとは逆に、サポートテーブル２７が下降することによって平ベルト２３による回路基板１４の上方への押圧力が解除され、同時にサポートピン２８による回路基板１４の裏側からの支持が解放される。次に平ベルト２３が再駆動されて回路基板１４をさらに図の奥方へと移動させ、同期して駆動する図示しないアンローダに載置されて部品実装装置１外へ搬出される。同時に次の回路基板１４が平ベルト２３に搭載されて所定位置まで搬入される。回路基板１４の搬出時には、ストッパ１６は一旦下方へ退避して回路基板１４の移動を許容し、搬出後には次の回路基板１４に対向して再び定位置に向けて突出する。
【００１３】
ところで、部品実装の高速化に伴って以上の構成にかかる基板保持装置７による回路基板１４の搬送に問題が生じている。高速化の一環として回路基板１４の搬送スピードも当然高速化されており、この結果、回路基板１４がストッパ１６に衝突する際の衝撃が必然的に大きくなって弊害が生じている。すなわち、既に前工程で部品実装が一部行われた回路基板１４が搬入された場合、未だ半田接合、又は接着が完了していない部品１３が衝突時の衝撃によって位置ずれを起こし、極端には脱落する。昨今の電子機器の小型化、多機能化によって回路基板１４への部品実装密度も高くなっていることから、部品１３に僅かな位置ずれが生じても次工程における実装動作の障害となり得る。あるいは半田接合、又は接着時に部品がずれたまま接合、固定されることによって回路基板１４が機能障害を起こし得る。
【００１４】
さらに、衝突時の衝撃で回路基板１４がストッパ１６に跳ね返されることがあり、本来、ストッパによって所定位置に停止するはずの回路基板１４自身が位置ずれを起こす虞がある。また、衝突時の衝撃によって回路基板１４の後端部が慣性のために搬送方向の左右いずれかに傾く尻振り現象を起こし易い。上述したように、回路基板１４が所定実装位置に搬入された後には、実装ヘッド４に取り付けられた基板認識装置１５（図６参照）が回路基板１４を撮像してその位置、角度のずれを認識して部品実装動作の制御に利用している。この認識動作は通常、回路基板１４の４隅に設けられた識別マークの少なくとも２つを基板認識装置１５で捉えることによって行う。しかしながら、前記衝撃による回路基板１４の位置ずれや傾きが極端になった場合（例えば0.5mm超のずれとなった場合）、基板認識装置１５がその視野内に回路基板１４上の識別マークを捉えることができなくなり、認識不良となったり、あるいは視野を再調整して認識を繰り返したりするなどの不都合が発生する。
【００１５】
これらの不都合を回避するための対応策が、従来技術においても考えられていた。図８はその概要を示したもので、図は、実装ヘッド４に装着されたノズル３に対向して基板保持装置７に位置決め保持された回路基板１４を側面から見ている。図の右側には部品実装装置内に回路基板１４を搬入するローダ１１、左側には同じく回路基板１４を搬出するアンローダ１２が示されている。図において、基板保持装置７で搬送される回路基板１４がストッパ１６に突き当たる位置の直前に、センサ３１が設けられている。搬送されて来る回路基板１４をこのセンサ３１で検出し、検出結果を制御部９に送信する。制御部９は、この信号受信と同時に回路基板１４を搬送する平ベルト２３の搬送速度を減速する指令を発し、これによって回路基板１４がストッパ１６に突き当たる直前の速度を低く抑え、衝突時の衝撃を和らげるようにするものである（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開平９−２５５２１４号公報
【特許文献２】特開２０００−１３８４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述した回路基板１４がストッパ１６に突き当たる際の衝撃を緩和する従来技術による対応策には未だ問題があった。これら従来技術による対応では、回路基板１４の搬送速度を減速はするものの、最終的に回路基板１４を実装位置に位置決めする手段はストッパ１６への突き当たりに頼っていた。このため、突き当り時の衝撃が低減はされても全くゼロにすることはできない。上述したような実装密度の高まりと部品の微細化のため、このような僅かな衝撃によっても実装動作に支障をきたすほどの部品の位置ずれ、これによる実装不具合が起こり易くなっている。さらに、僅かな衝撃によっても回路基板１４が跳ね返り、あるいは傾くことによって基板認識装置１５による基板認識を困難にすることがあり得た。これらの不具合を回避するため、ストッパ１６への衝突速度をさらに低く抑えようとすれば、回路基板１４の搬送時間が増し、高速稼動への障害となった。
【００１７】
加えて、従来技術において使用されている回路基板１４の搬入を検出するためのセンサ３１は光学センサが主流であり、回路基板１４に貫通穴や切り欠きなどがある場合、あるいは回路基板１４の先端部分が曲線を含む特異な形態をしている場合、この部分においてセンサ３１による回路基板１４の正しい位置検出が困難となって、衝突直前の搬送速度の確実な減速が行えないなどの不具合を生じ得た。これを回避しようにも、貫通穴や切り欠き、あるいは前記曲線部の位置や形状が回路基板１４ごとに異なり、センサ３１の取り付け位置が固定されていることもあって個々の回路基板１４への対応が困難であった。また、従来の光学センサでは、回路基板自身の色によっても認識不具合を生ずることもあった。
【００１８】
以上より、本発明は上述した従来技術による問題点を解消し、回路基板１４の位置決め停止時における衝撃をなくして部品のずれや脱落による不具合の発生、あるいは回路基板１４自身の位置ずれ、傾きによって生じる識別マークの認識障害を回避し、安定した回路基板１４の搬送、位置決めと認識動作とを可能とする基板認識システム及び実装制御方法、並びに当該システム、方法を利用した部品実装装置、部品実装方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、回路基板１４を強制的に停止させて位置決めするストッパ１６の類を使用することなく、ＣＣＤカメラもしくはラインセンサなどの認識装置を使用して搬送されてくる回路基板１４を捉えて停止させること、または停止のために搬送速度を減速すること、そして、これによって生ずる停止位置のばらつきを同じ認識装置を利用して正確に特定し、その結果に基づいて部品実装動作を制御することにより上述した問題を解消するもので、具体的には以下の内容を含む。
【００２０】
すなわち、本発明にかかる１つの態様は、回路基板を搬送して部品実装位置に保持する基板保持装置と、前記保持された回路基板の位置と傾きを認識する第１の基板認識装置と、前記第１の基板認識装置による回路基板の認識位置を制御する制御部とを含む基板認識システムであって、前記基板搬送装置により搬送され、停止する回路基板を認識する第２の基板認識装置を回路基板の停止位置近傍にさらに備え、前記制御部は、前記第２の基板認識装置が視野内の予め定められた位置に前記回路基板を検出した際に前記基板搬送装置の搬送動作停止を指令し、これにより自然停止した回路基板の停止位置を前記第２の基板認識装置が認識した認識結果に基づき、前記第１の基板認識装置による回路基板の認識位置を制御することを特徴とする基板認識システムに関する。
【００２１】
前記第２の認識装置は、ＣＣＤカメラ、又は回路基板の搬送方向に沿って配置されたラインセンサとすることができる。ＣＣＤカメラを使用した場合、前記自然停止した回路基板の傾きをさらに認識して、回路基板の停止位置と傾きの両認識結果に基づいて制御部が前記第１の基板認識装置の認識位置を制御することが可能になる。さらには、前記制御部が回路基板ごとの形態に係る情報を予め記憶し、ＣＣＤカメラによる回路基板の形態に係る認識結果に基づいて当該回路基板が加工対象となる所定の回路基板であるか否かの判断を行うことが可能になる。前記形態に係る情報には、回路基板の色、回路基板に設けられた貫通穴、切り欠き、特異形態などが含まれ得る。
【００２２】
前記第２の基板認識装置は、回路基板の搬送方向、当該搬送方向と直交する方向、回路基板の平面に垂直な方向のいずれかの方向に移動可能とすることができる。また、前記第２の基板認識装置は、回路基板の直下、または回路基板の搬送方向に対して横方向下方のいずれかの位置に配置することが可能である。
【００２３】
本発明にかかる他の態様は、回路基板を所定の実装位置まで搬入した後に停止して保持し、当該保持された回路基板の位置、傾きを認識して部品実装動作を制御する実装制御方法であって、回路基板を搬送する搬送動作を停止することにより回路基板を前記実装位置近傍に自然停止させ、前記自然停止した回路基板を認識して当該回路基板の停止位置を特定し、前記特定された回路基板の停止位置情報を基に前記回路基板の位置・傾きを認識するための認識位置を制御することを特徴とする実装制御方法に関する。
【００２４】
前記自然停止した回路基板の傾きを併せて特定し、前記特定された回路基板の傾き情報を加えて前記回路基板の位置・傾きを認識するための認識位置を制御することができる。さらに、前記自然停止した回路基板の形態を併せて特定し、前記特定された回路基板の形態を基に当該回路基板が所定の回路基板であるか否かの判断を行うことができる。
【００２５】
前記回路基板を搬送する搬送動作を停止する際は、搬送される回路基板を認識装置で捉え、前記認識装置の視野内の予め定められた位置に回路基板が達したときに回路基板を搬送する搬送動作を停止し、または停止に至る減速を行うことができる。
【００２６】
本発明にかかるさらに他の態様は、部品を連続的に供給する部品供給部と、前記部品供給部から部品を取り出して回路基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを搬送するロボットとを備え、前記実装ヘッドに装着されたノズルを利用して前記部品供給部から部品を取り出し、基板保持装置に保持された回路基板の実装位置に前記部品を実装する部品実装装置であって、上述したいずれか一の基板認識システムを備えていることを特徴とする部品実装装置に関する。
【００２７】
本発明にかかるさらに他の態様は、部品供給部に供給される部品を吸着ノズルにより取り出し、前記部品を搬送して回路基板の実装位置に実装する部品実装方法であって、上述したいずれか一の実装制御方法を利用することを特徴とする部品実装方法に関する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の実施により、回路基板は所定の実装位置に到達してストッパの類に突き当たることなく自然停止することになり、衝撃による実装済み部品のずれ、脱落、あるいは回路基板自身の位置ずれや傾きが生ずることなく、安定した部品実装を行うことができる。加えて、貫通穴や切り欠きなどを含んだ回路基板であっても、それぞれの回路基板の仕様に影響されることなく、回路基板の認識が可能であり、所定通りの位置決めが可能である。これにより、回路基板の不良率が低下し、基板認識障害が排除され、製品品質の安定化及び設備稼働率の向上をもたらすものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の第１の実施の形態にかかる基板認識システム、及び当該基板認識システムを利用した実装制御方法につき、図面を参照して説明する。なお、従来技術で説明したものと同一の構成要素に対しては同一の符号を使用するものとし、以下の説明では主に従来技術との相違点について言及するものとする。図１は、本実施の形態にかかる基板認識システムの概要を示す。図において本基板認識システムは、回路基板１４を搬送して保持する基板保持装置７と、回路基板１４の位置と傾きを認識するために実装ヘッド４に取り付けられた基板認識装置１５と、制御部９とを含み、加えてラインセンサ４１が新たに設けられる。
【００３０】
ラインセンサ４１は、一定方向に沿った１つのラインに多くの画素を配列して対象物を認識するセンサで、本実施の形態では、図１に示すようにその長手方向が回路基板１４の搬送方向（図のＸ方向）と略平行になるよう配置される。ラインセンサ４１は、従来の光学センサ３１が基本的にON−OFFの検出機能しか有していなかったことに対し、ラインの配置方向に沿った対象物の動きを検出することが可能となる。また、ラインセンサ４１の新設に伴い、回路基板１４を突き当てて所定位置に停止させていたストッパの類を一切廃止している。
【００３１】
以上のように構成された本実施の形態の基板位置決めシステムは、以下のように動作する。回路基板１４が、図の右側に位置するローダ１１から基板保持装置７の平ベルト２３上に搭載され、平ベルト２３の駆動によって図の右から左へ移動する。所定の実装位置近傍に至って回路基板１４の前進方向の先端部がラインセンサ４１の一端で検出される。この状況を図２（ａ）に示している。上側の図がラインセンサ４１の検出状況を示したもので、丸で示す複数の画素の内、黒く塗りつぶされた画素が回路基板１４を検出している。白丸で示す画素は、まだ回路基板１４を検出していない。下側の図に示す斜線部分が、前進してきた回路基板１４の先端部を模式的に示している。ラインセンサ４１による回路基板１４の検出結果は制御部９に送信される。
【００３２】
制御部９は、ラインセンサ４１からの信号によって前進する回路基板１４の移動位置を認識する。この回路基板１４の移動位置が、予め定められた位置（例えば、図２（ａ）に示す一端から距離ａの位置とする）に達した時、制御部９は、回路基板１４を搬送する平ベルト２３の搬送動作を停止する停止指令を発する。より具体的には、ベルト２３を駆動するモータなどの駆動源を停止する指令を発する。この指令によって平ベルト２３が停止し、同時に搭載された回路基板１４も自然停止する。そのときの状態を図２（ｂ）に示している。同じく、黒丸が回路基板１４を認識している画素、白丸が認識していない画素である。
【００３３】
停止指令が発せられてから実際に回路基板１４が停止する位置（図２（ｂ）に示す一端から距離ｂの位置）までの移動距離（ｂ−ａ）は、それまで搬送されていた回路基板１４の慣性、平ベルト２３とその駆動機構の慣性、さらには回路基板１４と平ベルト２３との摩擦力などの要因によって定まる。したがって制御部９は、各種条件に応じてこれらの要因による移動距離（ｂ−ａ）を予め見越した上で駆動動作の停止指令を発する。なお、ここで言う停止指令には、平ベルト２３を瞬時に停止させることのほか、平ベルト２３の搬送速度を直線的あるいは曲線的に減速しつつ停止させる場合をも含むものとする。また、本明細書において、従来技術にあるようなストッパ１６に突き当てることによる停止ではなく、回路基板１４を搬送する平ベルト２３（もしくはこれに準ずる搬送具）の搬送動作を停止させることにより停止する現象を「自然停止」と呼ぶものとする。
【００３４】
従来技術によるストッパ１６を利用した停止では、一面では回路基板１４が一定位置で確実に停止させられるため、跳ね返りを見越したとしても約0.5ｍｍほどの位置誤差範囲内の比較的安定した位置で停止させることが可能である。しかしながら、本実施の形態による自然停止では、停止に影響を及ぼす上述したような各種要因のほか、平ベルト２３又は回路基板１４の汚れなどによる一時的、局部的な表面状態の差異、あるいは作業環境における湿度、温度、振動などのその他要因による摩擦力への影響などが加わって、回路基板１４の停止位置のずれは0.5ｍｍから数ｍｍに及ぶものとなる。減速度を緩やかにすることでこの停止位置の精度を高めることは可能ではあるが、それでは実装速度の高速化に対する障害要因となる。
【００３５】
このような大きな位置ずれを放置した場合、次に回路基板１４の識別マークを認識して部品実装位置を制御する基板認識装置１５による認識動作に支障が生ずる。したがって本実施の形態にかかる基板認識システムでは、このように自然停止した回路基板１４の停止位置のばらつきによる悪影響を回避する対策を講じている。図２（ｂ）に示すように停止した回路基板１４を認識して正確な停止位置を特定し、そして当該認識結果の情報に基づいて、制御部９が基板認識装置１５による認識位置を制御するものとしている。より具体的に、制御部９は、前記回路基板１４の停止位置特定結果に基づき、基板認識装置１５を取り付けた実装ヘッド４の移動方向、移動量に補正を加え、停止位置のばらつきによる影響を排除するものとしている。このためラインセンサ４１は、停止指令信号の発生（図２（ａ）に示す距離ａ）から、回路基板１４の停止位置（図２（ｂ）に示す距離ｂ）までの認識が可能となる必要な長さの画素を配列したラインセンサでなければならない。
【００３６】
また、回路基板１４に貫通穴、切り欠き、曲線形状などがあったとしても、これらの情報を予め制御部９に記憶させておくことで、回路基板停止位置の認識障害を排除することができる。なぜなら、光学センサ３１のようなON−OFF方式の検出方法と異なり、ラインセンサ４１を用いることで前進する回路基板１４の先端部を常時検出することが可能となるからである。
【００３７】
このように、本実施の形態にかかる基板停止位置検出システムによれば、ストッパを使用することなく部品実装装置に搬送される回路基板を所定位置近傍に自然停止させることができる。これにより、ストッパ突き当たり時の衝撃にともなう各種の不具合を解消することが可能となる。加えて、前記自然停止に伴う回路基板の停止位置のばらつきは、回路基板の正確な停止位置を把握してこれを実装ヘッドの移動制御に使用することにより解消することができる。これにより、ストッパを利用しないことによる不具合が全て解消され、また回路基板の正確な停止位置を制御に使用することから、認識動作をより確実に実施することが可能となる。
【００３８】
次に、本発明にかかる第２の実施の形態の基板認識システムにつき、図面を参照して説明する。図３は、本実施の形態にかかる基板認識システムを示すもので、ここでは、先の実施の形態におけるラインセンサ４１に代え、認識装置としてＣＣＤカメラ５１を実装位置近傍に設けて移動する回路基板１４を検出するものとしている。その他の構成については、ストッパが不要であることを含めて先の実施の形態と同様である。
【００３９】
本実施の形態にかかる基板認識システムの動作は、基本的に先の実施の形態と同様である。図の右側から搬入された回路基板１４が平ベルト２３に載置されてＸ方向左側に搬送され、所定の部品実装位置近傍に達した回路基板１４がＣＣＤカメラ５１により検出される。その際の検出画像は、図２（ａ）の下側の図に示すようになる。画像内で予め定められた位置（例えば、図の距離ａ）に回路基板が達すると、制御部９が搬送動作の停止指令を発し、回路基板１４は、例えば図２（ｂ）の下側の図に示す位置（距離ｂ）で自然停止する。
【００４０】
停止指令の後、自然停止するまでに回路基板１４が移動する距離（ｂ−ａ）にばらつきが生ずるのは先の実施の形態で示すものと同様である。このばらつきによる実装精度への悪影響を除くため、本実施の形態では、図２（ｂ）の下側の図に示すＣＣＤカメラ５１が捉えた回路基板１４の停止状態の認識画像から停止位置を正確に特定し、この特定情報を基に実装ヘッド４の移動量を補正することで、基板認識装置１５による回路基板１４の認識位置を正確に制御することができる。
【００４１】
直線的な画像を捉えるラインセンサ４１を、平面的な画像を捉えるいわばエリアセンサともいうべきＣＣＤカメラ５１に置き換えることにより、本実施の形態にかかるシステムではさらに以下のような追加のメリットを得ることができる。まず、図４（ａ）に示すように、回路基板１４が破線で示す本来の停止線に対して角度θだけ傾いて停止することがあり得る。本発明では回路基板１４の停止時にストッパを使用しないために衝撃による回路基板１４の傾きは生じないが、設備の振動その他の何らかの要因によってこのような傾きが生じることも起こり得る。ＣＣＤカメラ５１を利用することにより、このような傾きθを検出した場合には制御部９がこれにともなう回路基板１４の認識位置のずれ量を演算することができる。その結果に基づいて実装ヘッド４の移動方向、移動量が制御され、基板認識装置１５を適切な認識位置に位置決めすることで正確な回路基板１４の位置、傾きの認識が可能になる。
【００４２】
また、図４（ｂ）に示す例では、搬入された回路基板１４に特異な貫通穴３２や切り欠き３３が設けられている。ＣＣＤカメラ５１を使用することでこれらの要因による停止位置認識への悪影響を排除できることのほか、より積極的な利用も可能となる。すなわち、回路基板１４固有のこれら特異形態に関する情報を予め制御部９が記憶させておき、搬送されてきた回路基板１４の画像を捉えることで、当該回路基板１４が当初予定されていたものであるか否かの判断をこれらの特異形態の画像を参照することによって判断することが可能となる。万一認識さたれ画像が予め記憶されたものと一致しない場合、当該回路基板１４への部品実装を回避することによって不良品の発生を未然に防ぐことができる。ON−OFFの識別機能しか有していない従来の光学センサではこのような成果を期待することができなった。
【００４３】
認識機能をさらに向上させるため、本実施の形態における他の態様では、ＣＣＤカメラ５１の視野を変化させること、あるいはＣＣＤカメラ５１の設置位置を移動させることが可能である。通常、ＣＣＤカメラ５１は視野32ｍｍ角のものが使用されるが、上述した画像認識機能向上のために必要であれば、この視野を変化させてもよい。一般に視野と解像度とはトレードオフの関係にあるため、この関係が許容できる限りにおいて視野の調整が可能である。また、回路基板１４に対するＣＣＤカメラ５１の距離を図の上下方向に調節することによっても視野の調整が可能となる。
【００４４】
加えてＣＣＤカメラ５１を保持する基台をスライド式又はリンク式としてＣＣＤカメラを図３の左右方向、あるいは図面に垂直な方向に移動させることも可能である。従来技術によれば、ストッパ１６との位置関係を保つためにセンサ３１を自由に移動させることには制約があった。本実施の形態ではＣＣＤカメラ５１が単独で設けている（ストッパ１６による制約がない）ことから自由度が増し、回路基板１４の仕様に応じて適切な配置位置、さらには回路基板１４の適切な停止位置を選択することが可能となっている。
【００４５】
図５はそのような対応の一つを示すもので、図は回路基板１４を搬送方向正面（図３のＸ方向）から見ている。図において、ＣＣＤカメラ５１は、回路基板１４の直下ではなく、回路基板１４の搬送方向に対して右側（左側であってもよい）に退避した位置に配置されている。
【００４６】
基板保持装置７には、回路基板１４を下から支持するためのサポートピン２８が多数立設されており、従来の光学センサ３１とは異なって大きなスペースを必要とするＣＣＤカメラ５１を回路基板１４の真下に配置することが困難となる場合もあり得る。図５に示すように、ＣＣＤカメラ５１を回路基板１４の真下ではなく、回路基板１４の搬送方向（図面に垂直な方向）に対して横方向にずらして配置することで、サポートピン２８ほかとの干渉が回避され、収納が容易となる。特に、既存の設備に対してＣＣＤカメラ５１を設置する場合には有利となる。回路基板１４を斜め位置から撮像することによって生ずる認識画像のひずみは、制御部９により容易に補正することができる。
【００４７】
本実施の形態にかかるＣＣＤカメラ５１と第１の実施の形態に示すラインセンサ４１とを比較した場合、ラインセンサ４１が細長い形状をしていることからサポートピン２８との干渉を回避して回路基板１４の直下に配置し易いことが理解できる。しかしながら、ラインセンサ４１であっても勿論、図５に示すＣＣＤカメラ５１と同様に回路基板１４の搬入方向に対して横方向にずれた位置に配置することは可能である。また、従来技術におけるストッパ１６とセンサ３１との組合せに比較して、ラインセンサ４１の位置を回路基板の搬送方向に対して前後、左右に移動させることが容易である点も本実施の形態にかかるＣＣＤカメラ５１と同様である。
【００４８】
以上、本発明にかかる各実施の形態の基板認識システムについて述べてきたが、本発明の適用は、これまで述べてきたものには限定されない。例えば、回路基板１４の前進、停止位置を認識するラインセンサ４１、ＣＣＤカメラ５１は、回路基板１４の先端部の移動、停止が認識できるものであればその他の装置（例えば、レーザ変移計、超音波センサなど）であっても良い。また、以上の説明では、回路基板１４を部品実装装置１内に搬入して位置決めする際の例を対象としているが、例えば回路基板の表面にクリーム半田、接着剤を印刷するためのクリーム半田塗布装置、接着剤塗布装置内に回路基板１４を搬入する場合であっても同様に適用が可能である。
【００４９】
また、これまでの説明では回路基板１４を自然停止させ、その停止位置を検出して基板認識装置１５の認識位置を制御する基板認識システムについて述べてきたが、本発明は、当該基板認識システムを利用する実装制御方法、さらには当該基板認識システム、実装制御方法を活用して正確、かつ効率的な部品実装を可能とする部品実装装置、及び部品実装方法をも包含している。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明にかかる基板認識システム、及び当該基板認識システムを利用する実装制御方法、部品実装装置、部品実装方法は、回路基板上に電子部品などの部品を実装する部品実装の産業分野において広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明にかかる実施の形態の基板認識システムの概要を示す側面図である。
【図２】本発明にかかる実施の形態の基板認識システムにおけるラインセンサ又はＣＣＤカメラを使用した回路基板の停止位置検出状況を示す説明図である。
【図３】本発明にかかる他の実施の形態の基板認識システムの概要を示す側面図である。
【図４】図３に示す基板認識システムにおけるＣＣＤカメラを使用した回路基板の検出状況を示す説明図である。
【図５】図３に示す基板認識システムの他の態様を示す正面図である。
【図６】本発明にかかる基板停止位置検出システムが適用可能な部品実装装置の斜視図である。
【図７】図６に示す部品実装装置に含まれる基板保持装置の詳細を示す斜視図である。
【図８】従来技術による基板認識システムの概要を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１．部品実装装置、  ２．部品供給部、  ３．吸着ノズル、  ４．実装ヘッド、  ７．基板保持装置、  ９．制御部、  １１．ローダ、  １２．アンローダ、  １３．部品、  １４．回路基板、  １５．基板認識装置、  １６．ストッパ、  ２３．平ベルト、  ２７．サポートテーブル、  ２８．サポートピン、  ４１．ラインセンサ、  ５１．ＣＣＤカメラ。
【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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