(57)【要約】【課題】基板上のマーク又はノズル吸着された部品を画像認識する際の所要時間を短縮することができる撮像可能タイミングを自動的に検索設定できるようにする。【解決手段】装着ヘッドに搭載されている基板認識カメラを基板上の基板マーク上方に移動させて、該マークを撮像して基板認識を行なう際、前記カメラによる撮像所要時間を基に決定される撮像可能時間Ｔｄと、該カメラによる撮像中に前記搭載ヘッドに許容される許容移動距離Ｅｄとを予め設定し（ステップ１）、装着ヘッドを、初期位置から指令位置Ｄに移動開始させた後（ステップ２、３）、前記カメラによる撮像可能時間内に、装着ヘッドの移動量が前記許容移動距離以下になる撮像可能タイミングＴｎを検索する（ステップ４〜６）と共に、装着ヘッドを、初期位置から指令位置に移動を開始させた後、前記撮像可能タイミングに到達した時点で、前記カメラにより基板マークを撮像する。【選択図】図７
2008108961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を所定位置の基板に装着する装着ヘッドを、Ｘ駆動手段及びＹ駆動手段により、初期位置から指令位置に移動させ、該装着ヘッドに搭載されている基板認識カメラを基板上の基板マーク上方に移動させて、該カメラにより基板マークを撮像して基板認識を行なう電子部品実装装置において、
前記カメラによる撮像所要時間を基に決定される撮像可能時間と、該カメラによる撮像中に前記搭載ヘッドに許容される許容移動距離とを予め設定する手段と、
前記装着ヘッドを、前記初期位置から指令位置に移動を開始させた後、前記撮像可能時間内に、該装着ヘッドの移動量が前記許容移動距離以下になる撮像可能タイミングを検索する検索手段を備えていると共に、
前記装着ヘッドを、前記初期位置から指令位置に移動を開始させた後、検索された撮像可能タイミングに到達した時点で、前記カメラにより基板マークを撮像する制御手段を備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
電子部品を所定位置の基板に装着する装着ヘッドを、Ｘ駆動手段及びＹ駆動手段により、初期位置から指令位置に移動させ、該装着ヘッドに搭載されている吸着ノズルに保持されている電子部品を部品認識カメラ上方に移動させて、該カメラにより電子部品を撮像して部品認識を行なう電子部品実装装置において、
前記カメラによる撮像所要時間を基に決定される撮像可能時間と、該カメラによる撮像中に前記搭載ヘッドに許容される許容移動距離とを予め設定する手段と、
前記装着ヘッドを、前記初期位置から指令位置に移動を開始させた後、前記撮像可能時間内に、該装着ヘッドの移動量が前記許容移動距離以下になる撮像可能タイミングを検索する検索手段を備えていると共に、
前記装着ヘッドを、前記初期位置から指令位置に移動を開始させた後、検索された撮像可能タイミングに到達した時点で、前記カメラにより電子部品を撮像する制御手段を備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項３】
前記検索手段により、前記装着ヘッドの移動開始時点から最短の第１タイミングを含む２以上の撮像可能タイミングを順次検索しておき、前記カメラによる任意の撮像可能タイミングでの撮像にエラーが発生した場合、次の撮像可能タイミングでの撮像を実行させることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品実装装置。
【請求項４】
前記装着ヘッドの移動量を、前記Ｘ駆動手段及びＹ駆動手段に内蔵されているエンコーダの出力に基づいて求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装装置、特にカメラによる画像認識に要する時間を短縮することができる電子部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子部品実装装置では、装着ヘッドに搭載されている吸着ノズルに吸着保持した電子部品を、所定位置に固定されている基板上の決められた位置に正確に装着する必要がある。
【０００３】
そのため、部品を装着する前に、部品供給装置からノズルで吸着した部品の目標吸着位置からのずれや、位置決め固定されている基板の規準位置からのずれを、カメラで撮像した画像に基づいて補正する、画像認識による位置補正が行なわれている。
【０００４】
一般に装着ヘッドは、Ｘ軸フレーム（Ｘ駆動手段）によりＸ方向に移動されると共に、該Ｘ軸フレームと一体でＹ軸フレーム（Ｙ駆動手段）によりＹ方向に移動され、平面方向の任意の位置へ移動可能になっている。
【０００５】
従って、部品の位置補正を行なう際の画像認識では、装着ヘッドをＸ軸フレームとＹ軸フレームにより移動し、所定位置に設置されている固定カメラ上にノズルに吸着保持された部品を移動させた後、ＸＹの各軸フレームにより移動される装着ヘッドが指令座標に到達し、停止するまでの整定時間を待ち合わせた後、該カメラによる撮像を開始していた。
【０００６】
又、基板の位置補正のために装着ヘッドに搭載されている基板認識用のカメラで基板上の基準マークを撮像する場合も同様に、ＸＹの各軸フレームにより移動される装着ヘッドがマーク認識のための指令座標に到達した後、該指令座標に停止するまでの整定時間を待ち合わせた後、該カメラによる撮像を開始していた。なお、ここで使用する整定時間は、例えば特許文献１に開示されている実装動作の所要時間の場合と同様に実測により求めていた。
【０００７】
装着ヘッドがＸ方向、Ｙ方向の各指令座標に停止するまでの整定時間は、厳密にはＸ軸フレーム、Ｙ軸フレームによる装着ヘッドの移動距離、速度、加減速度等のプロファイルの違い等により異なるため、これらの組合せに適合した整定時間を個々に設定するべきであるが、全ての組合せを網羅することは現実的ではない。そこで、従来は最悪のケースを想定した長い整定時間を常に待つようにしていた。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１７８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、整定時間を最悪のケースに合わせて設定する従来の方法は、最悪のケース自体の組合せの検証が難しく、殆どの場合装着ヘッドが既に指令位置（座標）に停止しているにも拘らず、無駄な時間を待っていることが多かった。
【００１０】
又、仮に実際の整定時間が想定した最悪のケースよりも長い場合があったとすると、指令位置で停止していないのに撮像することになるために、指令位置と実際の位置との偏差分の認識誤差が発生してしまうことになる。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、画像認識用のカメラにより、所定位置に位置決めされている基板上のマーク、又は、吸着ノズルに保持されている部品を撮像し、画像認識する際の所要時間を短縮することができ、しかもその際に撮像を実行する撮像可能タイミングを自動的に設定することができる電子部品実装装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、電子部品を所定位置の基板に装着する装着ヘッドを、Ｘ駆動手段及びＹ駆動手段により、初期位置から指令位置に移動させ、該装着ヘッドに搭載されている基板認識カメラを基板上の基板マーク上方に移動させて、該カメラにより基板マークを撮像して基板認識を行なう電子部品実装装置において、前記カメラによる撮像所要時間を基に決定される撮像可能時間と、該カメラによる撮像中に前記搭載ヘッドに許容される許容移動距離とを予め設定する手段と、前記装着ヘッドを、前記初期位置から指令位置に移動を開始させた後、前記撮像可能時間内に、該装着ヘッドの移動量が前記許容移動距離以下になる撮像可能タイミングを検索する検索手段を備えていると共に、前記装着ヘッドを、前記初期位置から指令位置に移動を開始させた後、検索された撮像可能タイミングに到達した時点で、前記カメラにより基板マークを撮像する制御手段を備えたことにより、前記課題を解決したものである。
【００１３】
本発明は、又、電子部品を所定位置の基板に装着する装着ヘッドを、Ｘ駆動手段及びＹ駆動手段により、初期位置から指令位置に移動させ、該装着ヘッドに搭載されている吸着ノズルに保持されている電子部品を部品認識カメラ上方に移動させて、該カメラにより電子部品を撮像して部品認識を行なう電子部品実装装置において、前記カメラによる撮像所要時間を基に決定される撮像可能時間と、該カメラによる撮像中に前記搭載ヘッドに許容される許容移動距離とを予め設定する手段と、前記装着ヘッドを、前記初期位置から指令位置に移動を開始させた後、前記撮像可能時間内に、該装着ヘッドの移動量が前記許容移動距離以下になる撮像可能タイミングを検索する検索手段を備えていると共に、前記装着ヘッドを、前記初期位置から指令位置に移動を開始させた後、検索された撮像可能タイミングに到達した時点で、前記カメラにより電子部品を撮像する制御手段を備えたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００１４】
本発明においては、前記検索手段により、前記装着ヘッドの移動開始時点から最短の第１タイミングを含む２以上の撮像可能タイミングを順次検索しておき、前記カメラによる任意の撮像可能タイミングでの撮像にエラーが発生した場合、次の撮像可能タイミングでの撮像を実行させるようにしてもよい。
【００１５】
本発明においては、又、前記装着ヘッドの移動量を、前記Ｘ駆動手段及びＹ駆動手段に内蔵されているエンコーダの出力に基づいて求めるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
画像認識用のカメラで吸着ノズルに保持されている部品や、位置決めされている基板上のマークを撮像できる条件として、装着ヘッドが指令座標（指令位置）に完全に停止していることが絶対的ではなく、カメラの露光時間の間だけ装着ヘッドが実質的に一定の座標に停止していればよいと考えられる。
【００１７】
そこで、本発明者が種々検討した結果、以下の知見が得られた。
【００１８】
Ｘ軸フレーム、Ｙ軸フレームにより装着ヘッドを初期位置から指令位置に移動させ停止させた際の、指令位置からの距離の偏差を図１に概念的に示すように、通常、指令位置Ｄに到達して偏差０になった後、オーバーシュートしてマイナス偏差になり、その後偏差０方向に戻され、再びプラス方向にオーバーシュートするという指令位置の前後で振動する動作を繰返し、最終的に図中Ｅで示す位置に完全停止する。
【００１９】
従来は、この完全停止までの所要時間を前記整定時間として設定していたが、この図から分かるように、最初のオーバーシュート後に指令位置Ｄ方向に戻るＡからＢのタイミングに実質上停止した状態が存在することから、これを画像認識のための撮像タイミングに利用できれば極めて有効である。
【００２０】
即ち、装着ヘッドが一定の座標に実質的に停止している上記の状態は、装着ヘッドが指令座標に完全に停止するＥの状態より当然早く到達するため、この実質的に停止した撮像可能な状態を撮像可能タイミングＴとして利用することにより、従来より短時間でカメラの撮像を開始できることになる。
【００２１】
しかも、本発明によれば、画像認識カメラにより対象物を撮像するために必要な撮像所要時間（露光時間）から決定される撮像可能時間と、撮像中に装着ヘッド（カメラ又は吸着ノズル）に対して許容される許容移動距離とを予め設定しておき、実際に装着ヘッドを初期位置から移動開始させた後、エンコーダ出力を基に管理される装着ヘッドの位置座標の経時変化から、前記撮像可能時間内に前記許容移動距離以下になるタイミングを検索することにより、前記撮像可能タイミングを自動的に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２３】
図２は、本発明に係る第１実施形態の電子部品実装装置の概要を、一部破断して示す斜視図である。
【００２４】
この電子部品実装装置では、装着ヘッド１０が、Ｘ軸フレーム（Ｘ駆動手段）１２によりＸ方向に移動されると共に、該Ｘ軸フレーム１２と一体でＹ軸フレーム（Ｙ駆動手段）１４によりＹ方向に移動され、搭載されている吸着ノズル１０Ａにより部品（図示せず）を吸着保持して、位置決めされている基板Ｓ上に装着することが可能になっている。
【００２５】
この電子部品実装装置では、搬送装置１６により搬送され、所定位置に位置決めされている基板Ｓの基準位置からのずれを画像認識により補正するために、基板Ｓ上の所定位置に付されている基板マークを撮像する基板認識カメラ１８が、前記装着ヘッド１０に搭載されている。
【００２６】
又、部品供給装置２０に設置されているテープフィーダ２０Ａにより、所定位置に供給される電子部品（明示せず）を、前記吸着ノズル１０Ａにより吸着した後、該部品の目標吸着位置（通常、部品中心）からのずれを画像認識により補正するために、部品認識カメラ２２が装着ヘッド１０（吸着ノズル１０Ａ）が移動可能な範囲の所定位置に固定されている。
【００２７】
図３には、本実施形態の電子部品実装装置の制御系の概要を示す。
【００２８】
この制御系には、制御装置３０に制御される、前記Ｘ軸フレーム１２を駆動するＸモータ３２と、前記Ｙ軸フレーム１４を駆動するＹモータ３４と、吸着した部品の回転角を補正するために前記吸着ノズル１０Ａを軸を中心に回転駆動するθモータ３６と共に、前記基板認識カメラ１８と部品認識カメラ２２とが含まれている。
【００２９】
そして、制御装置３０は、上記Ｘモータ３２、Ｙモータ３４及びθモータ３６にそれぞれ駆動信号を出力するＸモータドライバ３８、Ｙモータドライバ４０、θモータドライバ４２と共に、前記基板認識カメラ１８及び部品認識カメラ２２からの撮像データをそれぞれ画像処理する基板映像処理部４４及び部品映像処理部４６を有しており、これら各ドライバ及び画像処理部は、メモリ４８に保存されている制御プログラムにより各種演算を実行するＣＰＵ５０により管理されている。又、基板Ｓに部品を装着する実装動作を制御する生産プログラムや、装置の調整値、稼動情報等が、２次記憶装置４９に格納されている。
【００３０】
又、Ｘモータ３２及びＹモータ３４により駆動される前記Ｘ軸フレーム１２及びＹ軸フレーム１４の移動量は、それぞれＸモータドライバ３８、Ｙモータドライバ４０が有するエンコーダカウンタから出力されるカウント値を元に上記ＣＰＵ５０により演算されるようになっている。
【００３１】
本実施形態においては、又、電子部品実装装置１の所定位置に基板Ｓが搬入され、位置決め固定されると、前記Ｘモータ３２及びＹモータ３４により前記Ｘ軸フレーム１２及びＹ軸フレーム１４をそれぞれ駆動して、それまで待機していた初期位置の装着ヘッド１０を、該ヘッド１０に搭載されている基板認識カメラ１８により撮像する際の基準とする指令座標（指令位置）に一致させるべく、Ｘ・Ｙ平面方向に移動させ、後に詳述する自動設定された撮像可能タイミングで、該カメラ１８により基板Ｓ上のマークを撮像した画像に基づいて基板の位置補正演算を行なう。
【００３２】
この基板Ｓの位置補正演算が完了し、基板Ｓ上の部品装着位置が確定すると、Ｘ軸フレーム１２、Ｙ軸フレーム１４により装着ヘッド１０を部品供給装置２０のピックアップ位置（初期位置）へ移動させ、吸着ノズル１０Ａにより部品を吸着する。その後、部品を吸着しているノズル１０Ａを、部品認識カメラ２２の撮像中心に一致させるべく、該ヘッド１０を部品認識カメラ２２の上方に設定されている指令座標に向かって速やかに移動させ、同様に後述する自動設定された撮像可能タイミングで撮像した画像に基づいて、例えばノズル中心からの部品の吸着ずれを補正する補正演算を行なう。
【００３３】
次に、画像認識による位置補正の原理を、基板マークを撮像する基板認識を例に説明する。但し、以下には、制御上の装着ヘッド１０に対する指令座標を、画像上では基板認識カメラ１８に対する指令座標として説明する。
【００３４】
いま、装着ヘッド１０を基板Ｓ上に移動させ、指令座標に停止させた後に基板認識カメラ１８により撮像して得られた画像が、図４にイメージを示すようであったとする。この図で外側の実線の矩形は入力画像Ｇであり、Ｇｃが画像中心である。
【００３５】
この図には、画像認識補正を行なう場合に使用するオフセットの概念が示され、○中プラス印の中心Ｄは、画像認識カメラ１８が本来到達するべき指令座標であり、◎は基板マークＭの中心Ｍｃを表わしている。
【００３６】
通常、画像認識で基板マークＭを撮像する場合、カメラの基準位置が画像中心Ｇｃであるとすると、画像中心Ｇｃが指令座標に一致するように、前記制御装置３０によりＸ軸フレーム１２、Ｙ軸フレーム１４を制御して装着ヘッド１０を移動させる。
【００３７】
従って、指令座標Ｄ（ＸCOM，ＹCOM）は、本来画像中心（カメラ中心）Ｇｃと一致するべきであるが、ここではそれがずれてしまっていることが示されている。図示されているこのずれ量は、Ｘ軸フレーム１２、Ｙ軸フレーム１４による送り偏差（ＤＸ，ＤＹ）として、前記Ｘモータドライバ３８、Ｙモータドライバ４０のエンコーダカウンタの読みから計算される。又、この例では、カメラの画像中心Ｇｃとマーク中心Ｍｃとの間に（ＣＸ，ＣＹ）のずれが生じていることが示されている。
【００３８】
従って、基板Ｓの補正量は、指令座標Ｄからのマーク中心Ｍｃのずれということになるため、（ＤＸ，ＤＹ）と（ＣＸ，ＣＹ）の和で与えられる。
【００３９】
本実施形態では、次に説明する撮像可能タイミングを待った後に撮像するが、その場合のカメラが本来到達するべき指令座標Ｄ（ＸCOM，ＹCOM）と、撮像前後の実際のカメラ位置を表わすエンコーダ値の関係を図５に示す。なお、以下の説明ではＸ軸フレーム、Ｙ軸フレーム、又はその駆動系を“ＸＹ軸”と略記するところもある。
【００４０】
この図５で、（Ｘ1，Ｙ1）は撮像可能タイミングに到達した撮像直前のＸＹエンコーダ座標、（Ｘ2，Ｙ2）は撮像可能タイミングが終了した撮像完了直後のＸＹエンコーダ座標であり、その中間に示されている（Ｘ0，Ｙ0）は、撮像時（露光中）の基板認識カメラ１８のＸＹ推定座標である。なお、この図には前記図３に示したＸ軸フレーム１２、Ｙ軸フレーム１４による送り偏差（ＤＸ，ＤＹ）も矢印で示してある。
【００４１】
本実施形態においては、以上の画像認識による補正処理を行なう際に前記基板認識カメラ１８により実際に撮像する撮像可能タイミングの自動設定を、前記制御装置３０により行なう。
【００４２】
そのために、前記メモリ４８には、前記基板撮像カメラ１８による撮像所要時間を基に決定される撮像可能時間Ｔｄと、該カメラによる撮像中に前記搭載ヘッド１０、即ち該カメラ１８に許容される許容移動距離Ｅｄとが、予め設定され保存されている。
【００４３】
又、前記装着ヘッド１０を、前記初期位置から指令位置Ｄに移動を開始させた後、前記撮像可能時間内に、該装着ヘッド１０の移動量が前記許容移動距離以下になる撮像可能タイミングを検索する検索手段と共に、前記装着ヘッド１０を、前記初期位置から指令位置Ｄに移動を開始させた後、検索された前記撮像可能タイミングに到達した時点で、前記カメラ１８により基板マークを撮像する制御手段とが、前記ＣＰＵ５０等により実現されている。
【００４４】
図６には、装着ヘッド１０を初期位置から撮像指令位置Ｄに向かって移動させた際の該指令位置Ｄからのカメラ（ヘッド）の経時的偏差と、本実施形態で自動設定する撮像可能タイミングＴ１〜Ｔ３の関係のイメージを示す。
【００４５】
基板搬入待ちの初期位置（明示せず）から移動を開始したカメラ１８は、撮像指令位置Ｄを目指し移動するが、前記図１で説明したように、一旦指令位置Ｄを行き過ぎてから行き戻りを繰返しつつ収束的に指令位置Ｄに辿り着き、Ｔ４の位置で整定する。
【００４６】
この過程でカメラ１８が実質的に停止した状態になる撮像可能な区間として、撮像可能タイミングＴ１〜Ｔ３が存在する。但し、いずれの撮像タイミングで撮像したとしても指令位置Ｄから特定の偏差があるので、その分の位置補正は必要である。
【００４７】
本実施形態では、このような複数の撮像可能タイミングＴｎ（ｎ＝１，２，…）を自動的に前もって探しておき、その後該撮像可能タイミングを基に撮像を実行する。
【００４８】
そこで、次に基板撮像カメラ１８により基板マークを撮像する撮像可能タイミングを、自動的に設定する検索方法を、図７のフローチャートに従って説明する。但し、以下では指令位置（座標）を、指定位置（座標）とも記す。
【００４９】
自動検索に先立ち、撮像時間内のカメラ（ヘッド）の許容移動距離Ｅｄ、撮像可能時間Ｔｄ、及び自動検索して結果を記録したいタイミング候補数ｎを、予め設定しておく（ステップ１）。
【００５０】
この許容移動距離Ｅｄは、画像認識に耐える画質の撮像画像が取得できる撮像中の変位距離、撮像可能時間Ｔｄは、シャッタースピードで決まる撮像所要時間と撮像のための余裕時間の和で与えられる。具体的には、トライアンドエラーで最適な条件を選択し、決定することになるが、例えばＥｄ＝０．０５０〜０．０１０ｍｍ、Ｔｄ＝３３〜１０ｍｓとすることができる。又、タイミング候補数ｎは任意であるが、ここではｎ＝３とする。
【００５１】
その後、基板認識カメラ１８を、初期位置から基板マーク上に移動させるために、装着ヘッド１０を撮像指定位置Ｄへ移動させる指令信号を、前記制御装置３０からＸモータ３２、Ｙモータ３４に出力し、Ｘ軸フレーム１２、Ｙ軸フレーム１４を駆動させることにより、指定位置Ｄへの移動を開始する（ステップ２）。
【００５２】
基板認識カメラ１８が撮像指定位置Ｄへ到達したら（ステップ３）、この到達時を起点に微小時間間隔（例えば、１ｍｓ）で該基板認識カメラ１８の移動距離（具体的にはＸ軸、Ｙ軸のエンコーダ変位量）を検出する、撮像可能タイミングの検索を開始する（ステップ４）。
【００５３】
そして、前記撮像可能時間Ｔｄの間における基板認識カメラ１８の移動距離が許容移動距離Ｅｄ以下となる撮像可能区間を、撮像可能タイミングＴｎとして検索する（ステップ５）。
【００５４】
ステップ５で、撮像可能タイミングＴｎが見つかったら、メモリ４８にタイミングＴｎとそのタイミングでの指定位置Ｄからのカメラ位置（中心）の偏差Ｌｎ（Ｌxn，Ｌyn）を記録する（ステップ６）。検索開始後、即ち最初に検索された撮像可能タイミングは、第１タイミングＴ１とし、偏差Ｌ１（Ｌx1，Ｌy1）と共に記録する。
【００５５】
この第１タイミングＴ１は、具体的には、前記ステップ５の条件を満足して初めて決定されるため、間隔Ｔ１の終点Ｔｅに到達した時点で、該終点Ｔｅと、それより撮像可能時間Ｔｄ分遡った始点Ｔｓとの間の時間として決定されることになる。これは、次の第２タイミングＴ２以降も同様である。
【００５６】
次のステップ７で自動検出データがタイミング候補数ｎ回分記録されたか否かを確認し、確認されていない場合は、所定時間経過後に自動検索を続行する。ここでは、次の撮像可能タイミングが検索されるまでに撮像可能時間Ｔｄを超える時間があるはずなので、ＣＰＵ５０による計算量を削減するために、その時間を待った後、ステップ５に戻って自動検索を続行している（ステップ７、８）。
【００５７】
これにより、第２タイミングＴ２、第３タイミングＴ３が検索されるため、同様に保存する。ステップ７でｎ＝３が終った場合は、従来と同様に整定時間の経過を待ってターミネータとして最終撮像タイミングＴn+1（ここではＴ４）と、カメラ位置の偏差Ｌn+1を記録する（ステップ９）。
【００５８】
以上のステップ２〜８の各工程からなる撮像可能タイミングの自動検索は、１サイクルに限らず、複数サイクル実行してその平均値を撮像可能タイミングとして記録し、設定するようにしても良い。
【００５９】
以上のように自動的に検索し、設定した撮像可能タイミングＴｎに基づいて実行する、基板マークの画像認識を図８のフローチャートに従って説明する。
【００６０】
まず、基板撮像カメラ１８（装着ヘッド１０）は、基板Ｓが位置決めされた後、初期位置から撮像指定位置Ｄに向けＸＹ軸による移動を開始する（ステップ１１）。カメラ１８が撮像指定位置Ｄに到達後、自動検索で得られた第１の撮像可能タイミングＴ１の始点Ｔｓへの到達（時間経過）を待つ（ステップ１２）。
【００６１】
この始点Ｔｓへの到達と同時に撮像を開始し、終点Ｔｅまでの撮像可能時間Ｔｄの間、即ち撮像時間中は移動距離Ｍをチェックしながら撮像を実施する（ステップ１３）。この移動距離Ｍは、前記図５における絶対値（｜Ｘ１−Ｘ２｜，｜Ｙ１−Ｙ２｜）に相当する。
【００６２】
このステップ１３でチェックした撮像時間中の移動距離Ｍが許容移動距離Ｅｄより大きい場合（ステップ１４でＮＯ）は異常であるとして、その移動距離Ｍ（Ｍｘ，Ｍｙ）をメモリに保存し（ステップ１５）、自動検出で得られた次の撮像可能タイミングＴnext（最初は第２タイミングＴ２）を待ち、再びステップ１３からの処理を行なうリトライ動作を実施する（ステップ１６）。
【００６３】
前記ステップ１４で正常と判定された場合は、撮像結果と指令位置Ｄからの偏差Ｌｎとから基板位置を補正する（ステップ１７）。この偏差Ｌｎとしては、前記ステップ１６の自動検出で予め得られている偏差Ｌｎ（Ｌxn，Ｌyn）を用いても、撮像時に記録し直した偏差を用いてもよい。なお、この基板位置補正については後に詳述する。
【００６４】
逆に、ステップ１４で最初の第１タイミングＴ１に基づいて正常な撮像ができなかった場合は、前記のようにステップ１６でリトライ動作を実行するが、異常の原因として装置の経時変化等の発生が考えられるので、再度前記ステップ２〜ステップ９の自動検索や修理を促すワーニング又はエラーメッセージを表示する（ステップ１８、１９）。
【００６５】
次に、正常に撮像された場合等の基板位置の補正方法と共に、前記ステップ１８、１９で行なった、第１タイミングＴ１で正常な撮像が完了しなかった場合の処理について、前記図４、図５をも参照して、図９〜図１１のフローチャートに従い説明する。
【００６６】
まず、基板認識カメラ１８を基板マーク上に移動させるために、装着ヘッド１０（カメラ１８）を指令位置Ｄへ移動させる指令信号を、前記制御装置３０からＸモータ３２、Ｙモータ３４に出力し、Ｘ軸フレーム１２、Ｙ軸フレーム１４を駆動させることにより、装着ヘッド１０のＸＹ移動を開始する（ステップ２１）。
【００６７】
装着ヘッド１０の指令位置Ｄへの到達完了を待ち（ステップ２２）、その到達時点から第１タイミングＴ１の始点Ｔｓの待ち合わせを行なう（ステップ２３）。このタイミング始点Ｔｓが到達した時点で、撮像直前のＸＹエンコーダ座標（Ｘ1，Ｙ1）を該当するモータドライバ３８、４０から読み出して記憶する（ステップ２４）と共に、基板マークの撮像を実行する（ステップ２５）。
【００６８】
撮像直後の終点Ｔｅに到達した時点でのＸＹエンコーダ座標（Ｘ2，Ｙ2）を同じくモータドライバ３８、４０から読み出して記憶する（ステップ２６）。
【００６９】
次いで、読み出した撮像前後のモータエンコーダ値の差の絶対値：DistXVal，DistYValを求める（ステップ２７）。
【００７０】
又、撮像可能タイミングを自動設定した直後のエンコーダ値の差から予め求めておいた、絶対値である初期設定値：DistX，DistYに乗率Ｃをかけて異常判定値：JudgeX，JudgeYを求める（ステップ２８）。この乗率Ｃとしては、明らかに異常と判定できる、例えば２とすることができる。
【００７１】
ステップ２７で求めたＸ方向、Ｙ方向の各絶対値が、それぞれの判定値より大きい場合（ステップ２９、３０でＹＥＳ）、第１タイミングＴ１では実質的にＸ軸、Ｙ軸が停止しなかった軸の整定不良と判断し、メッセージ等を表示して生産を中断するか継続するかを選択させる（ステップ３１、３２）。なお、この判定に際しては、警告用の判定値と、生産を中断させるための判定値の２つあるいはどちらかを設定できるようにしても良い。生産を中断させる判定値のみを設定する場合には、ユーザによる判断を省略することもできる。
【００７２】
ステップ２９〜３２の判定でいずれもＮＯである、正常判定又は生産継続の場合は、基板位置補正のために、カメラ露光中のＸＹ座標（Ｘ0，Ｙ0）を計算する（ステップ３３）。この露光中のＸＹ座標の推定値（Ｘ0，Ｙ0）は、前記図５に示したような基板認識カメラ１８に対する撮像指令を制御装置３０により発行（出力）する直前のエンコーダ値（Ｘ1，Ｙ1）と、撮像終了直後のエンコーダ値（Ｘ2，Ｙ2）の平均値とする。但し、いずれかのＸＹ座標のエンコーダ値そのものとしてもよく、又、露光中のＸＹ座標のエンコーダ値をサンプリングし、その平均値あるいは中央値等を露光中のＸＹ座標としてもよい。
【００７３】
次に、ＸＹ指令座標（ＸCOM，ＹCOM）とカメラ露光中のＸＹ座標の推定値（Ｘ0，Ｙ0）より、Ｘ軸フレーム１２、Ｙ軸フレーム１４による装着ヘッドの送り偏差（ＤＸ，ＤＹ）を計算する（ステップ３４）と共に、撮像した画像に基いて前記図４に示した画像中心Ｇｃと基板マークＭの中心Ｍｃのずれの認識結果（ＣＸ，ＣＹ）を引き取る（ステップ３５）。
【００７４】
その後、ＸＹ指令座標（ＸCOM，ＹCOM）に対する基板マークの中心Ｍｃのずれ量（δＸ，δＹ）を、上記装着ヘッド１０の送り偏差（ＤＸ，ＤＹ）と基板マークの認識結果（ＣＸ，ＣＹ）より計算する（ステップ３６）。
【００７５】
以上説明した前記図９〜図１１に示した処理においては、フローチャートは省略するが、前記ステップ２７で求めたＸ、Ｙ方向の絶対値：DistXVal，DistYValが、それまでの絶対値の最大値：XDistMax，YDistMaxより大きい場合に、それを新しい最大値に更新する処理を行ない、各方向の最大値を更新履歴として保存する処理を追加するようにしても良い。これらの履歴データは、装置上のメモリ４８や２次記憶装置４９等に、例えば生産終了時に順次記録されるようにする。
【００７６】
又、第１タイミングＴ１に異常が発生した場合に行なう、撮像可能タイミングを再取得する処理を図１２のフローチャートに従って説明する。
【００７７】
前記ステップ２８で設定した異常判定値と同様に、Ｘ、Ｙ方向の各絶対値に乗率Ｃ０をかけて再設定のための更新判定値（同一記号で示す）をそれぞれ設定する（ステップ４１）と共に、生産開始時に該更新判定値と、最後に取得した履歴データにある、撮像前後のエンコーダ値の差の絶対値の最大値とを比較し（ステップ４２、４３）、ステップ４１で設定した更新判定値よりもこれら最大値が大きい場合（ステップ４２、４３がＹＥＳ）に、ＸＹ軸整定不良の警告を発すると共に（ステップ４４、４５）、撮像可能タイミングの再取得を促すメッセージ等を表示する。
【００７８】
ここで設定する更新判定値としては、前記異常判定値と同じでも良いし、それよりも小さい判定値を使っても良い。即ち、Ｃ０はＣ以下であれば良い。
【００７９】
ＸＹ軸整定の悪化を早期に見つけるためには、前記ステップ２８の異常判定値よりも小さい更新判定値を使用する方が望ましい。又、再設定のための更新判定値は、ここでは絶対値の初期設定値に乗率Ｃ０をかけて設定しているが、要求仕様から決められる絶対値（０．０１０ｍｍ等）を判定値としても構わない。
【００８０】
軸整定の判定を行なうために、ここでは最後に取得した履歴データ（絶対値の最大値）と更新判定値とを比較しているが、履歴データの時刻を基に一定期間の履歴データと更新判定値を比較することも可能であり、軸整定の判定をより正確に行なうことができる。
【００８１】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００８２】
（１）基板認識時に取得する画像の撮像品質を低下させることなく、装置毎の最適な撮像タイミングを自動的に設定することができ、その結果、部品実装の効率向上を図ることができる。
【００８３】
（２）自動設定した、例えば第１タイミングＴ１を履歴情報として保存しておくことにより、装置の状態をより正確に把握できるようになるため、メンテナンス性の向上を図ることもできる。
【００８４】
（３）カメラ１８の撮像前後に、ＸＹ軸のエンコーダポジションを読み取ることにより、撮像時にＸＹ軸の整定状態を診断でき、整定状態が良好な時にのみ生産を行なうことができるため、高精度な部品装着が可能となる。
【００８５】
（４）予め定められている撮像可能タイミングを待っても軸が実質的に整定しない場合には、警告を出して適切な撮像可能タイミングを自動的に再取得できる。
【００８６】
（５）設定した撮像可能タイミングを履歴に残すことにより、どの時点から撮像可能タイミングに変化が現われたかを後から解析することができる。
【００８７】
次に、装着ヘッド１０と共に吸着ノズル１０Ａを移動させ、部品認識カメラ２２により、該ノズル１０Ａに吸着された部品を撮像し、得られた画像に基づいて部品認識する第２実施形態について説明する。
【００８８】
なお、本実施形態は、基板認識カメラ１８を吸着ノズル１０Ａに、基板Ｓを部品認識カメラ２２と置き換える以外は、基本的な動作は第１実施形態と実質同一であるので、ここでは第１実施形態と共通の距離や時間等の概念については、同一の記号を使用する。
【００８９】
図１３に、装置上に固定されている部品認識カメラ２２でノズル１０Ａに吸着した部品（明示せず）を撮像する際の、前記図４に相当する座標系を示す。
【００９０】
本実施形態の部品撮像時には、ノズル１０Ａは、部品供給装置２０の吸着位置ＰＡで部品を吸着後、撮像可能位置（カメラ視野の境界）ＰＥを経て撮像指令位置（図中、撮像指定位置）Ｄに移動させる。
【００９１】
図１４は、部品を吸着したノズル１０Ａが撮像指令位置Ｄに向かう際の撮像センタＰＣからのノズル位置の経時的偏差を示す。この図には、カメラ２２が固定されているため、カメラ中心であるＰＣを原点（＝０）とし、ＰＣからＤ、ＰＥまでの距離をそれぞれＳｌ、Ｅｌで表わしてある。
【００９２】
初期位置である前記吸着位置ＰＡから移動を開始したノズル１０Ａ（ヘッド１０）は、撮像指令位置Ｄを目指し移動する。この図の例では、一旦ＰＣからＳｌ離れている指令位置Ｄを行き過ぎてから行き戻りを繰り返しつつ収束的に指令位置Ｄに辿り着くことが示している。
【００９３】
この過程でノズル１０Ａが実質的に停止した撮像可能な区間（撮像可能タイミング）（Ｔ１〜Ｔ３）が存在する。これらの撮像可能タイミングで撮像した場合は、撮像指令位置Ｄからそれぞれ特定の偏差があるので、偏差分の位置補正を行なう必要がある。
【００９４】
本実施形態でも、撮像可能タイミング（Ｔ１〜Ｔ３）を自動的に前もって探索しておき、そのタイミングで撮像を実施する。
【００９５】
図１５は、部品の撮像可能タイミングを自動検索するためのフローチャートである。このフローチャートは、基板認識カメラ１８を吸着ノズル１０Ａに、基板マークを部品認識カメラ２２に置き換えると共に、偏差の計算基準を撮像センタに、検索開始位置を撮像可能位置ＰＥとすると、前記図７と実質同一である。
【００９６】
ステップ５１では、自動検索に先立ち、前記ステップ１と同様に撮像時間内の部品（ノズル）、即ち装着ヘッド１０に対する許容移動距離Ｅｄ並びに撮像に要する時間と余裕時間の和である撮像可能時間Ｔｄ、タイミング候補数ｎを設定しておく。
【００９７】
その後、ノズル１０Ａは部品供給装置２０で部品を吸着した後、吸着位置ＰＡを初期位置として撮像指定位置Ｄに向け移動を開始する（ステップ５２）。
【００９８】
ノズルが撮像可能範囲ＰＥに入り、撮像センタからの距離がＥｌ以下になるのを待ち（ステップ５３）、ノズルが撮像可能範囲に入ったら、微小時間間隔でノズルの移動距離（具体的にはＸ軸、Ｙ軸のエンコーダ変位量）をサーチし始める（ステップ５４）。
【００９９】
そして、撮像可能タイミングとして、撮像可能区間（撮像に要する時間と余裕時間の和Ｔｄの間でのノズル移動距離が、実質上停止した整定状態にある許容移動距離Ｅｄ以下となる区間）を探す（ステップ５５）。撮像可能タイミングＴｎが見つかったら、メモリにタイミングＴｎとそのタイミングでの撮像センタＰＣからのノズル位置の偏差Ｌｎ（Ｌxn，Ｌyn）を記録する（ステップ５６）。
【０１００】
自動検出データが所定回数（候補数ｎ＝３）記録されたかを確認する。未達の場合（ステップ５７でＮＯ）は続行するために、次の自動検出を行なうまで所定時間、例えば撮像可能時間Ｔｄを待ち、ステップ５５に戻って自動検出を続行する（ステップ５８）。候補数分記録された場合（ステップ５７でＹＥＳ）は、自動検出を終了するために、ターミネータとして最終撮像タイミングＴn+1と、その時のノズル位置の偏差Ｌn+1を記録する（ステップ５９）。この場合も複数サイクル実施し、各サイクルの平均値を記録するようにしてもよい。
【０１０１】
以上のように撮像可能タイミングＴｎが自動設定されたら、詳細な説明は省略するが、前記図８のステップ１１でカメラをノズルに変更する以外は実質同一のフローチャートに従って、吸着部品の画像認識を実行する。
【０１０２】
以上詳述した本実施形態によれば、ノズル１０Ａに吸着された部品の画像認識において、基板の画像認識を行なった前記第１実施形態の場合と、実質上同一の効果を得ることができる。
【０１０３】
なお、前記実施形態では、撮像前後のＸＹ方向の座標値を、モータドライバのエンコーダカウンタにより読み取る場合を示したが、これに限定されず、エンコーダ信号を撮像信号に電気的に同期させて読み取るようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】画像認識で撮像する際の整定待ち時間を説明する線図
【図２】本発明に係る第１実施形態の電子部品実装装置の概要を示す斜視図
【図３】本実施形態の電子部品実装装置が備えている制御系の概要を示すブロック図
【図４】画像認識時に撮像した画像のイメージを示す説明図
【図５】撮像の前後におけるカメラ位置のイメージを示す説明図
【図６】本実施形態により自動設定される撮像可能タイミングのイメージを示す線図
【図７】本実施形態により撮像可能タイミングを自動設定する処理手順を示すフローチャート
【図８】自動設定された撮像可能タイミングを基に実行される基板マーク撮像の処理手順を示すフローチャート
【図９】本実施形態における画像認識と異常判定の手順を示す最初のフローチャート
【図１０】本実施形態における画像認識と異常判定の手順を示す次のフローチャート
【図１１】本実施形態における画像認識と異常判定の手順を示す最後のフローチャート
【図１２】撮像タイミングを自動的に再設定する手順を示すフローチャート
【図１３】固定カメラの撮像センターを原点とする座標系のイメージを示す説明図
【図１４】本発明に係る第２実施形態により設定される撮像可能タイミングのイメージを示す線図
【図１５】第２実施形態により撮像可能タイミングを自動設定する処理手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【０１０５】
１０…装着ヘッド
１０Ａ…吸着ノズル
１２…Ｘ軸フレーム
１４…Ｙ軸フレーム
１６…搬送装置
１８…基板認識カメラ
２０…部品供給装置
２２…部品認識カメラ
３０…制御装置
３２…Ｘモータ
３４…Ｙモータ
Ｓ…基板
Ｄ…指令位置（指定位置）
【図１】
2008108961.tif 000003
【図２】
2008108961.tif 000004
【図３】
2008108961.tif 000005
【図４】
2008108961.tif 000006
【図５】
2008108961.tif 000007
【図６】
2008108961.tif 000008
【図７】
2008108961.tif 000009
【図８】
2008108961.tif 000010
【図９】
2008108961.tif 000011
【図１０】
2008108961.tif 000012
【図１１】
2008108961.tif 000013
【図１２】
2008108961.tif 000014
【図１３】
2008108961.tif 000015
【図１４】
2008108961.tif 000016
【図１５】
2008108961.tif 000017