(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板の寸法誤差および位置決め誤差に応じて電気部品を装着すべき装着位置を補正する装着位置補正方法であって、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想相対位置取得工程と、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板における前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出工程と、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出工程と、
その実分割点位置算出工程において位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出工程と
を含む電気部品装着位置補正方法。
【請求項２】
前記実装着位置算出工程が、前記実基準線の前記理想基準線に対する傾きに基づいて、前記実際のプリント配線板の上面に平行な平面内における電気部品の装着角を補正する装着角補正工程を含む請求項１に記載の電気部品装着位置補正方法。
【請求項３】
電気部品を、プリント配線板の電気部品を装着すべき装着位置に装着するマウント装置と、
そのマウント装置を制御する制御装置と、
前記電気部品が装着されるべきプリント配線板を撮像する撮像装置と、
を含む電気部品装着装置において、
前記制御装置が、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想相対位置取得手段と、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板の、前記撮像装置により取得される画像情報に基づいて、前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出手段と、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出手段と、
その実分割点位置算出工程において位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出手段と
を含むことを特徴とする電気部品装着装置。
【請求項４】
プリント配線板の寸法誤差および位置決め誤差に応じて、電気部品を装着すべき装着位置を補正するための装着位置補正データを取得するために、コンピュータにより実行されるプログラムであって、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想相対位置取得ステップと、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板における前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出ステップと、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出ステップと、
その実分割点位置算出ステップにおいて位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出ステップとを含む装着位置補正プログラムがコンピュータにより読み取り可能に記録された記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板に電気部品を装着する装着方法に関し、特に、プリント配線板の寸法・位置決め誤差に対する装着位置の補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板が理想的な形状である場合の電気部品の装着位置は予め定めることができるが、プリント配線板が電気部品を装着する装着工程以前の工程において、製造誤差や熱等によるゆがみ等によって寸法誤差が生じている場合には、装着位置を補正することが必要になる。プリント配線板には、各電気部品を装着すべき位置に導体パターン（ランド，パッド）が形成されているが、プリント配線板に寸法誤差や位置決め誤差が生じれば、当然導体パターンの位置にも誤差が生じ、それに応じて装着位置を補正しなければ、電気部品の電極が導体パターンからずれてしまうからである。このプリント配線板の寸法誤差に応じた電気部品の装着位置の補正の一例が、特開平８−２３６９９７号公報に記載されている。この方法においては、４つの基準点を頂点とする四辺形の４辺のうち互いに対向する２組の対辺をそれぞれ同じ分割比で分割し、かつ、装着位置を通過する２本の直線を算出し、それら２直線により４辺が分割される場合の分割比と４つの基準点の実際の位置とに基づいて装着位置を補正する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および発明の効果】
しかし、従来の方法においては、そのような分割比で４辺を分割する２直線を求める計算が複雑となり、１回の処理にかかる時間が長くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、以上の事情を背景とし、プリント配線板の変形と位置ずれとの両方に対する装着位置の補正を一挙にかつ簡単に行い得るようにすることを課題として為されたものであり、本発明によって、下記各態様の装着位置補正方法が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴やそれらの組合せが以下の態様に限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、常にそれら事項をすべて一緒に採用しなければならないわけではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
（１）プリント配線板の寸法誤差および位置決め誤差に応じて電気部品を装着すべき装着位置を補正する装着位置補正方法であって、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想装着位置取得工程と、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板における前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出工程と、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出工程と、
その実分割点位置算出工程において位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出工程と
を含む電気部品装着位置補正方法（請求項１）。
本項に記載の方法においては、２本の基準線を４つの基準点の位置とは無関係に設定するとともに、それら基準線と４辺との交点により４辺を分割する際の分割比を各辺について求めることとした。これにより、前述の方法に比較して計算が単純になった。さらに、理想基準線を座標軸と平行に設定することにより、理想基準線と４辺との交点のＸ−Ｙ座標の少なくとも一方が理想装着位置の座標と同一となり、それに基づいて他方の座標も容易に求めることができる。
なお、分割比は内側分割比であっても外側分割比であってもよい。換言すれば、理想装着位置が、４つの基準点を頂点とした四辺形の内側にあっても外側にあっても、同様に分割比を取得すれば実分割点位置を算出し、実基準線の交点を実装着位置として算出することができるのである。ただし、理想装着位置が４つの基準点を頂点とした四辺形の外側にある場合は、「四辺形の４つの辺」は各辺の延長線を含むものとする。ここで、内側分割比とは、辺をそれの間の点において分割して２つの辺要素とした場合に、それら辺要素同士の長さの比であるいわゆる内分比と、２つの辺要素のうちの一方である辺要素と辺全体との長さの比である内側辺要素比とを包含するものとする。同様に、外側分割比は、辺の延長線上に分割点をとる場合に、辺の一方の端から分割点までの距離と分割点から辺の他方の端までの距離との比であるいわゆる外分比と、分割点から辺の一方の端までの距離と辺全体の長さとの比である外側辺要素比とを包含するものとする。なお、分割比が外側分割比である場合は、その値が正であるか負であるかにより、分割点が辺のいずれの側に位置するかを取得する。
また、分割比は、予め各装着位置について算出され、記憶手段に記憶されている値を読み出して取得することとしたり、１回の実行ごとに演算により取得することとしたり、または、同じ装着位置について最初の実行において取得した値を記憶手段に記憶させ、２回目以降の実行においてはその記憶値を使用したりすることができる。
（２）前記実装着位置算出工程が、前記実装着位置の前記理想装着位置からのずれを装着位置補正量として算出する装着位置補正量算出工程を含む (1)項に記載の電気部品装着位置補正方法。
装着位置補正量を算出すれば、予め定められて装着プログラムに組み込まれている理想装着位置のデータあるいは装着ヘッドの移動量のデータに、装着位置補正量を加算することによって、電気部品をプリント配線板の導体パターン上に正確に装着することができる。
（３）前記実装着位置算出工程が、前記実基準線の前記理想基準線に対する傾きに基づいて、前記実際のプリント配線板の上面に平行な平面内における電気部品の装着角を補正する装着角補正工程を含む (1)項または (2)項に記載の電気部品装着位置補正方法。（請求項２）。
本項に記載の方法においては、装着位置だけでなく装着角をも補正することができるので、寸法・位置決め誤差に一層精密に対処することができる。装着角の補正は、例えば、予め選択されたいずれか一方の実基準線の、それに対応する理想基準線に対する傾きに基づいて補正してもよいし、例えば次項におけるように、両方の傾きに基づいて補正してもよい。
（４）前記装着角補正工程が、前記２本の実基準線の前記理想基準線に対するそれぞれの傾き角の平均値を補正角として算出し、その補正角だけ前記装着角を補正する (3)項に記載の電気部品装着位置補正方法。
（５）前記実基準点位置検出工程が、
前記実基準点位置の前記理想基準点位置に対する位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出工程を含み、前記実基準点位置が、前記理想基準点位置と位置ずれ量との和として検出される (1)項ないし (4)項に記載の装着位置補正方法。
実基準点の位置を理想基準点位置に対するずれとして認識するのではなく、単なる座標として認識してもよい。
（６）電気部品を、プリント配線板の電気部品を装着すべき装着位置に装着するマウント装置と、
そのマウント装置を制御する制御装置と、
前記電気部品が装着されるべきプリント配線板を撮像する撮像装置と、
を含む電気部品装着装置において、
前記制御装置が、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想相対位置取得手段と、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板の、前記撮像装置により取得される画像情報に基づいて、前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出手段と、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出手段と、
その実分割点位置算出工程において位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出手段と
を含むことを特徴とする電気部品装着装置。（請求項３）。
本項に記載の電気部品装着装置においては、 (2)項〜 (5)項に記載の特徴のうち少なくとも１つを適用することができる。
（７）プリント配線板の寸法・位置決め誤差に応じて電気部品を装着すべき装着位置を補正する装着位置補正装置であって、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想相対位置取得手段と、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板の、前記撮像装置により取得される画像情報に基づいて、前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出手段と、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出手段と、
その実分割点位置算出工程において位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出手段と
を含むことを特徴とする電気部品装着装置。
（８）プリント配線板の寸法・位置決め誤差に応じて電気部品を装着すべき装着位置を補正する装着位置補正装置であって、
プリント配線板を撮像する撮像装置と、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想相対位置取得手段と、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板の、前記撮像装置により取得される画像情報に基づいて、前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出手段と、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出手段と、
その実分割点位置算出工程において位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出手段と
を含むことを特徴とする電気部品装着装置。
（９）プリント配線板の寸法誤差および位置決め誤差に応じて、電気部品を装着すべき装着位置を補正するための装着位置補正データを取得するために、コンピュータにより実行されるプログラムであって、
理想的な形状のプリント配線板上における前記装着位置である理想装着位置の、予めプリント配線板に設定された４つの基準点の理想的な位置である理想基準点位置に対する相対位置である理想相対位置を、前記４つの理想基準点を頂点とする四辺形の４辺を、それら４辺と前記理想装着位置から座標軸に平行な２方向にそれぞれ延び出す２本の理想基準線との交点において分割する場合の分割比に基づいて取得する理想相対位置取得ステップと、
電気部品が装着されるべき実際のプリント配線板における前記４つの基準点の実際の位置である実基準点位置を検出する実基準点位置検出ステップと、
前記実基準点位置と前記分割比とに基づいて実際の分割点の位置である実分割点位置を算出する実分割点位置算出ステップと、
その実分割点位置算出工程において位置が算出された４つの実分割点のうち互いに対向する２組の対辺上に位置する２つずつの実分割点をそれぞれ通過する２本の実基準線の交点を実装着位置として算出する実装着位置算出ステップと
を含む装着位置補正プログラムがコンピュータにより読み取り可能に記録された記録媒体（請求項４）。
本項に記載の装着位置補正プログラムにおいては、 (2)項〜 (5)項に記載の特徴のうち少なくとも１つを適用することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の１つである電気部品装着装置１０を図１および図２に基づいて説明する。
図２は、本電気部品装着装置１０の概略的な構成を示す図である。電気部品装着装置１０は、装着されるべき電気部品１２を吸着して、部品装着位置に移動させる装着ヘッド１４を有する。電気部品装着装置１０は、それの各アクチュエータを駆動する複数の駆動回路を備えた駆動装置１６に接続され、その駆動装置１６は、それを制御して電気部品装着装置１０の動作を制御する制御装置１８に接続されている。制御装置１８は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたコンピュータ２０を主体として構成されている。駆動装置１６は、さらに、プリント配線板２２を水平方向に移動させるともに、設定位置に位置決めする配線板支持装置２４の各アクチュエータに接続されている。設定位置は、プリント配線板２２上の電気部品１２を装着すべき位置である装着位置が、電気部品１２を保持して一定の部品装着位置にある装着ヘッド１４の真下に位置する結果となる位置である。配線板支持装置２４に支持されたプリント配線板２２を撮像する撮像装置としてのカメラ２６が設けられている。カメラ２６は、配線板支持装置２４の上方に図示しない固定部材により固定的に設けられている。カメラ２６は制御装置１８に接続され、プリント配線板２２を撮像して得られた画像情報を制御装置１８に伝達する。
なお、プリント配線板２２がほぼ一定の設定位置に位置決めされ、装着ヘッド１４がそのプリント配線板２２の表面に平行な平面内において予め定められた複数の部品装着位置へ移動させられるタイプの電気部品装着装置においては、カメラ２６を、装着ヘッド１４と一体的に移動可能に設けてもよい。
【０００６】
さらに具体的に説明する。本電気部品装着装置１０は、図２に示すように、垂直軸線まわりに間欠回転するインデックステーブル２８を備える、いわゆる間欠回転盤式である。間欠回転盤式の電気部品装着装置は、例えば、特願平１０−３０７６に記載されているように、一般に良く知られているので、以下に簡単に説明する。
【０００７】
インデックステーブル２８は、負圧により電気部品１２を吸着し、保持する複数の吸着ヘッド１４を等角度間隔に有する。吸着ヘッド１４は装着ヘッドの一種である。インデックステーブル２８は、図示しないカム，カムフォロワ，回転軸およびカムを回転させるインデックス用サーボモータ等により構成される間欠回転装置により間欠回転させられ、吸着ヘッド１４が順次部品吸着位置（部品取出位置），部品姿勢検出位置，部品姿勢修正位置，部品装着位置等の作動位置へ移動させられる。複数の吸着ヘッド１４は順次作動位置に位置決めされて、電気部品１２のプリント配線板２２への装着等を行う。部品吸着位置および部品装着位置には、それぞれ吸着ヘッド１４を昇降させるヘッド昇降装置（図示省略）が設けられている。インデックス用サーボモータの回転が図示しないカム，カムフォロワ等により構成される運動変換機構により昇降部材（図示省略）の昇降運動に変換され、昇降部材の昇降により吸着ヘッド１４が昇降させられる。さらに、部品装着位置には、吸着ヘッド１４を軸線まわりに回転させるヘッド回転装置（図示省略）が設けられている。
【０００８】
なお、電気部品装着装置は、例えば、特願平８−３３８１５１号（特開平９─２３７９９７号）に記載されているような、軸受により、各々一対ずつ固定軸の軸線まわりに回動可能に取り付けられている回動板を有する回動板式であってもよい。さらに、電気部品装着装置は、特願平１１−９５２５６号に記載されているような、吸着ヘッドを有し、垂直軸線まわりに回転可能な回転体を備え、その回転体が水平面内において基台上の任意の位置に移動可能とされている回転体移動式の電気部品装着装置であっても良い。
【０００９】
インデックステーブル２８の部品吸着位置側に、電気部品装着装置１０に電気部品１２を供給する電気部品供給装置３０が設けられている。電気部品供給装置３０は、フィーダ支持台３２上に搭載された複数個の電気部品フィーダ３４を有する。複数個の電気部品フィーダ３４は、各部品供給部が水平面内の１本の直線（この直線の方向をＸ方向とする）に沿って並ぶ状態でフィーダ支持台３２に支持されている。フィーダ支持台３２は、ボールねじ３６がＸ軸サーボモータ３８によって回転させられることにより、一対のガイドレール４０に沿ってＸ方向に移動させられ、それによって、電気部品フィーダ３４の部品供給部が部品供給位置へ択一的に移動させられる。これらボールねじ３６およびＸ軸サーボモータ３８等が支持台移動装置４２を構成している。電気部品フィーダ３４は、本実施形態では、フィーダ本体部に設けられた部品送り部の一種であるテープ送り部および部品保持部の一種であるリール保持部を有し、電気部品１２をテープ化電気部品の形態で供給するものとされている。
【００１０】
プリント配線板２２は、ＸＹテーブル４４を備えた配線板支持装置２４に支持され、ＸＹ平面内の任意の位置へ移動させられる。電気部品１２の装着時には、プリント配線板２２はＸＹテーブル４４により移動させられ、前述の設定位置に配置させられる。プリント配線板支持装置２４は、前記電気部品装着装置１０および電気部品供給装置３０と共に基台４６上に設けられており、図示しない搬入装置によりプリント配線板２２が搬入され、図示しない搬出装置により搬出される。これら搬入装置および搬出装置はそれぞれ、ベルトコンベアを備えており、プリント配線板２２をＸ方向に搬送する。ＸＹテーブル４４は、図２に示すように、基台４６に設けられたボールねじ４８がＸ軸サーボモータ５０によって回転させられることにより、一対のガイドレール５２に沿ってＸ方向へ直線移動させられるＸテーブル５４と、そのＸテーブル５４上に設けられ、ボールねじ５６がＹ軸サーボモータ５８によって回転させられることにより、一対のガイドレール６０に沿ってＹ軸方向へ直線移動させられるＹテーブル６２とを備えている。サーボモータは、駆動原である電動モータの一種であって、回転角度の精度の良い制御が可能な電動回転モータであり、サーボモータに代えてステップモータを用いてもよい。また、電動回転モータに代えてリニアモータを用いてもよい。
【００１１】
プリント配線板２２を撮像するカメラ２６が、図示しない固定部材により基台４６に固定的に設けられている。カメラ２６は、インデックステーブル２８のＹ軸方向へ突出した突出端部であって、Ｘ軸方向における位置が吸着ヘッド１４の部品装着位置と一致する位置に下向きに設けられている。カメラ２６は、今回電気部品１２を装着すべきプリント配線板２２が設定位置に配置された際に、そのプリント配線板２２の表面を撮像する。
【００１２】
次に、電気部品装着装置１０の作動と装着位置の補正とについて説明する。
図３にフローチャートで示す装着位置補正プログラムが、制御装置１８のコンピュータ２０のＲＯＭに格納されている。図示しない操作装置により、電気部品１２を装着することが指示されると、プリント配線板２２が、配線板支持装置２４に支持され、装着位置補正プログラムが実行される。
【００１３】
まず、予め記憶された今回装着すべき電気部品１２の一つの装着位置と４点のフィデューシャルマーク（以下、単にＦマークと称する）とに基づいて相対位置が算出される。Ｆマークは、プリント配線板２２上の任意の位置に設定されている。例えば、プリント配線板２２の中心を原点とした座標系において、各象限内に１つずつ設けられることが望ましく、本実施形態においては、図４に示す位置に設けられている。図４には、プリント配線板２２が装着工程以前の工程において寸法誤差が生ぜず、かつ、プリント配線板２２が一つの電気部品１２の装着位置と一致する設定位置に配置されたと仮定した場合の理想装着位置ＰＬとＦマークの位置である理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとが示されている。図４に示すそれら理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと電気部品の理想装着位置ＰＬとの座標が、制御装置１８のＲＯＭに記憶されており、それらの値がＲＯＭから読み出されて、相対位置が算出される。
【００１４】
上記のようにプリント配線板２２が配線板支持装置２４に支持された後に、プリント配線板２２が配線板支持装置２４により移動させられつつそれの表面がカメラ２６により撮像され、その画像情報が制御装置１８に伝達される。画像情報に基づいて、図５に破線で示されるＦマークの実際の位置である実マーク位置Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’が取得され、それら実マーク位置Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’に基づいて実際の装着位置である実装着位置ｐｌが算出される。予めＲＯＭに記憶されている理想装着位置ＰＬと実装着位置ｐｌとのずれが補正量として算出され、その補正量に基づいてプリント配線板２２の位置が補正され、電気部品１２が装着される。
【００１５】
次に、装着補正プログラムについて、図３のフローチャートに基づき、符号と式とを用いてさらに詳細に説明する。
【００１６】
まず、ステップＳ１（以下単にＳ１と称する。他のステップについても同じ）において、制御装置１８においてＲＯＭに格納されたデータの中から今回電気部品１２を装着すべきプリント配線板２２上における４つのＦマークの理想的な位置である理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標と、装着すべき電気部品１２の理想的な装着位置である理想装着位置ＰＬの座標とが読み出される。ここでは、理想装着位置ＰＬの座標を（ｐｘ，ｐｙ）とし、理想マーク位置の座標をＡ（ｍｘ，ｍｙ），Ｂ（ｓ１ｘ，ｓ１ｙ），Ｃ（ｓ２ｘ，ｓ２ｙ），Ｄ（ｓ３ｘ，ｓ３ｙ）とする（図４参照）。
【００１７】
次に、Ｓ２において、前述の理想装着位置ＰＬの理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対する相対位置が算出される。具体的には、理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを頂点とする四辺形ＡＢＣＤの４辺と、装着位置を通って座標軸に平行な２方向に延びる２本の理想基準線Ｌ１，Ｌ２との交点により、４辺が分割される場合の分割比がそれぞれ算出される。本実施形態においては、分割比は前述した内側辺要素比または外側辺要素比として得られる。
ここでは辺ＡＢを、辺ＡＢと理想基準線Ｌ２との交点で分割した際の分割比を求める場合を例として説明する。分割比は、各辺の両端の点である２つのＦマークと分割点との３点のＸ座標またはＹ座標が判れば算出できる。４辺と理想基準線Ｌ１，Ｌ２との４つの交点は全て、Ｘ座標とＹ座標とのいずれか一方の座標が、理想装着位置ＰＬの座標と同一であるので、交点の他方の座標を求めなくても、その一方の座標に基づいて分割比を容易に求めることができる。辺ＡＢと交差する理想基準線Ｌ２はＸ軸に平行であるので、交点のＹ座標は理想装着位置ＰＬのＹ座標と等しいｐｙである。辺ＡＢの分割比たる内側辺要素比は、「基準点ＡのＹ座標と交点のＹ座標との差」と「基準点ＡのＹ座標と基準点ＢのＹ座標との差」との比と等しく、（ｐｙ−ｍｙ）／（ｓ１ｙ−ｍｙ）である。なお、理想装着位置ＰＬが四辺形ＡＢＣＤの外側にある場合は、分割比が外側辺要素比となるが同様に求めることができる。以下、他の３辺について同様に分割比を取得すれば、
辺ＢＣ：（ｐｘ−ｓ１ｘ）／（ｓ２ｘ−ｓ１ｘ）
辺ＤＣ：（ｐｙ−ｓ３ｙ）／（ｓ２ｙ−ｓ３ｙ）
辺ＡＤ：（ｐｘ−ｍｘ）／（ｓ３ｘ−ｍｘ）
となる。
【００１８】
次にＳ３において、カメラ２６により取得された画像情報に基づいて、今回電気部品１２を装着すべきプリント配線板２２の４つのＦマークの実際の位置である実マーク位置Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’が取得される。図５に、今回のプリント配線板２２の理想的な形状と理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとが実線で示され、カメラ２６により取得された実際の形状と実マーク位置Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’とが破線で示されている。ここで、各Ｆマークのずれ量を、Ａのずれ量（ｍｒｘ，ｍｒｙ），Ｂのずれ量（ｓ１ｒｘ，ｓ１ｒｙ），Ｃのずれ量（ｓ２ｒｘ，ｓ２ｒｙ），Ｄのずれ量（ｓ３ｒｘ，ｓ３ｒｙ）で示すこととすると、実マーク位置Ａ’等の座標は、
Ａ’（ｍｘ＋ｍｒｘ，ｍｙ＋ｍｒｙ）
Ｂ’（ｓ１ｘ＋ｓ１ｒｘ，ｓ１ｙ＋ｓ１ｒｙ）
Ｃ’（ｓ２ｘ＋ｓ２ｒｘ，ｓ２ｙ＋ｓ２ｒｙ）
Ｄ’（ｓ３ｘ＋ｓ３ｒｘ，ｓ３ｙ＋ｓ３ｒｙ）となる。
【００１９】
なお、実マーク位置Ａ’等の座標は、理想マーク位置Ａ等の座標に係わらず独立した座標として取得してもよい。
【００２０】
次にＳ４において、実マーク位置Ａ’等を頂点とする四辺形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’の４辺を前述の分割比により分割する分割点の位置である実分割点位置Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈが算出される。
ここでは、辺Ａ’Ｂ’を分割する分割点Ｅを例として説明する。例えば、分割点ＥのＸ座標であるｘ１は、ＦマークＡ’のＸ座標（ｍｘ＋ｍｒｘ）と、ＦマークＡ’とＢ’とのＸ座標の差に辺ＡＢの分割比を掛けたものとの和となる。同様に計算して、実分割点位置の座標Ｅ（ｘ１，ｙ１），Ｆ（ｘ２，ｙ２），Ｇ（ｘ３，ｙ３），Ｈ（ｘ４，ｙ４）は、以下の式で表すことができる。
ｘ１＝ｍｘ＋ｍｒｘ＋（ｓ１ｘ＋ｓ１ｒｘ−（ｍｘ＋ｍｒｘ））×（ｐｙ−ｍｙ）／（ｓ１ｙ−ｍｙ）
ｙ１＝ｍｙ＋ｍｒｙ＋（ｓ１ｙ＋ｓ１ｒｙ−（ｍｙ＋ｍｒｙ））×（ｐｙ−ｍｙ）／（ｓ１ｙ−ｍｙ）
ｘ２＝ｓ１ｘ＋ｓ１ｒｘ＋（ｓ２ｘ＋ｓ２ｒｘ−（ｓ１ｘ＋ｓ１ｒｘ））×（ｐｘ−ｓ１ｘ）／（ｓ２ｘ−ｓ１ｘ）
ｙ２＝ｓ１ｙ＋ｓ１ｒｙ＋（ｓ２ｙ＋ｓ２ｒｙ−（ｓ１ｙ＋ｓ１ｒｙ））×（ｐｘ−ｓ１ｘ）／（ｓ２ｘ−ｓ１ｘ）
ｘ３＝ｓ３ｘ＋ｓ３ｒｘ＋（ｓ２ｘ＋ｓ２ｒｘ−（ｓ３ｘ＋ｓ３ｒｘ））×（ｐｙ−ｓ３ｙ）／（ｓ２ｙ−ｓ３ｙ）
ｙ３＝ｓ３ｙ＋ｓ３ｒｙ＋（ｓ２ｙ＋ｓ２ｒｙ−（ｓ３ｙ＋ｓ３ｒｙ））×（ｐｙ−ｓ３ｙ）／（ｓ２ｙ−ｓ３ｙ）
ｘ４＝ｍｘ＋ｍｒｘ＋（ｓ３ｘ＋ｓ３ｒｘ−（ｍｘ＋ｍｒｘ））×（ｐｘ−ｍｘ）／（ｓ３ｘ−ｍｘ）
ｙ４＝ｍｙ＋ｍｒｙ＋（ｓ３ｙ＋ｓ３ｒｙ−（ｍｙ＋ｍｒｙ））×（ｐｘ−ｍｘ）／（ｓ３ｘ−ｍｘ）
【００２１】
次に、Ｓ５において、先に求めた４点の実分割点のうち互いに対向する２対の辺上の点Ｅ，ＧおよびＦ，Ｈを結ぶ２本の直線である実基準線Ｌ１’，Ｌ２’を算出する。ここで、２点Ｆ，Ｈを結ぶ実基準線Ｌ１’の式は、
Ｌ１’：Ｙ＝ａ２×Ｘ＋ｂ２
となり、２点Ｅ，Ｇを結ぶ実基準線Ｌ２’の式は、
Ｌ２’：Ｙ＝ａ１×Ｘ＋ｂ１
と表すことができる。ここで、ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２は
ａ１＝（ｙ３−ｙ１）／（ｘ３−ｘ１）
ａ２＝（ｙ４−ｙ２）／（ｘ４−ｘ２）
ｂ１＝ｙ１−ａ１×ｘ１
ｂ２＝ｙ２−ａ２×ｘ２である。
ただし、ａ１，ａ２が無限大、即ち、実基準線Ｌ１’，Ｌ２’がＹ軸と平行である場合は、実基準線Ｌ１’，Ｌ２’の式と係数は以下のようになる。
〔ａ１が無限大のとき、即ち、ｘ３＝ｘ１のとき〕
Ｘ＝ｂ１，ｂ１＝ｘ１
〔ａ２が無限大のとき、即ち、ｘ４＝ｘ２のとき〕
Ｘ＝ｂ２，ｂ２＝ｘ２
【００２２】
次にＳ６において、今回電気部品１２を装着されるべきプリント配線板２２の装着位置である実装着位置ｐｌが算出される。実装着位置ｐｌは、２本の実基準線Ｌ１’，Ｌ２’の交点として算出される。従って、今回電気部品１２を装着すべき実装着位置ｐｌの座標（Ｘ，Ｙ）は、
ａ１が無限大のとき：Ｘ＝ｂ１，Ｙ＝ａ２×ｂ１＋ｂ２
ａ２が無限大のとき：Ｘ＝ｂ２，Ｙ＝ａ１×ｂ２＋ｂ１
となり、
ａ１，ａ２が共に無限大ではないときは、
Ｘ＝（ｂ２−ｂ１）／（ａ１−ａ２），Ｙ＝ａ１×Ｘ＋ｂ１
となる。
このようにして取得された実装着位置ｐｌ（Ｘ，Ｙ）の座標から、理想装着位置ＰＬ（ｐｘ，ｐｙ）の座標を引いて装着位置の補正量ＦＸ，ＦＹが求められる。
Ｘ軸方向補正量：ＦＸ＝Ｘ−ｐｘ
Ｙ軸方向補正量：ＦＹ＝Ｙ−ｐｙ
【００２３】
Ｓ７において、先に求めた２本の実基準線の傾きに基づいて実装着位置ｐｌにおける装着角の補正量ＦＱが求められる。具体的には、装着角補正量ＦＱは、理想基準線Ｌ１に対する実基準線Ｌ１’の傾きと、理想基準線Ｌ２に対する実基準線Ｌ２’の傾きとの平均値として取得される。なお、理想基準線Ｌ１，Ｌ２の傾きは座標軸に平行であり、理想基準線Ｌ１はＹ軸に平行であるが、計算の都合により、実基準線Ｌ１’の傾きＱｔ１が０より大きい場合は９０度とし、０より小さい場合は−９０度として角度差を計算する。以下に、理想基準線Ｌ１，Ｌ２および実基準線Ｌ１’，Ｌ２’の傾きを式で示す。
理想基準線Ｌ１の傾き：Ｑｐ１＝９０ｏｒ−９０（Ｑｔ１＞０の時は９０，Ｑｔ１＜０の時は−９０）
実基準線Ｌ１’の傾き：Ｑｔ１＝ｔａｎ-1（（ｙ４−ｙ２）／（ｘ４−ｘ２））Ｌ１とＬ１’との角度差：Ｑ１＝Ｑｔ１−Ｑｐ１
理想基準線Ｌ２の傾き：Ｑｐ２＝０
実基準線Ｌ２’の傾き：Ｑｔ２＝ｔａｎ-1（（ｙ３−ｙ１）／（ｘ３−ｘ１））Ｌ２とＬ２’との角度差：Ｑ２＝Ｑｔ２−Ｑｐ２
【００２４】
以上の説明から明らかなように、装着角の補正量ＦＱが求められる。
装着角補正量：ＦＱ＝（Ｑ１＋Ｑ２）／２
【００２５】
前述の装着位置の補正量ＦＸ，ＦＹに基づいて、配線板支持装置２４が補正前の理想位置から今回のプリント配線板２２に適した位置に移動させられ、吸着ヘッド１４が装着角補正量ＦＱだけ回転させられて、電気部品１２が装着される。以上で、装着位置補正プログラムの１回の実行が終了する。
【００２６】
以上の説明から明らかなように、コンピュータ２０のＲＯＭに記憶された装着位置補正プログラムのうち、Ｓ１およびＳ２を実行する工程が「理想相対位置取得工程」を構成し、Ｓ３を実行する工程部分が「実基準点位置検出工程」を構成し、Ｓ４ないしＳ７を実行する工程が「実装着位置算出工程」を構成している。
【００２７】
なお、本実施形態においては、電気部品１２の装着位置を補正する際に、ＲＯＭに格納された理想マーク位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと理想装着位置ＰＬとから、４辺の分割比が算出される。このため、ＲＯＭの容量が比較的小さくて済むという利点があるが、これに対して、ＲＯＭの容量に余裕がある場合は、分割比は、予め算出されてＲＯＭに格納され電気部品１２の装着位置を補正する際にＲＯＭから読み出されることとしてもよい。
【００２８】
さらに、相対位置は、最初に相対位置を取得する際に算出されるとともにＲＡＭに記憶され、以後は、その装着位置についての相対位置は、最初に算出された値を取得することとしても良い。
【００２９】
さらに、実マーク位置Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’を毎回検出して、各プリント配線板２２について実装着位置ｐｌを決定することとしても良いし、実マーク位置Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’を一定回数ごとに取得して、それに基づいて、プリント配線板２２の実装着位置ｐｌを決定することとしても良い。
【００３０】
本実施形態においては、分割比として内側辺要素比または外側辺要素比が求められるが、分割比として内分比または外分比を求めてもよい。
【００３１】
ここで、前述の特開平８−２３６９９７号公報に記載の相対位置算出方法について説明する。
その相対位置算出方法においては、図６に示すように、各Ｆマークの理論位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと理想装着位置ＰＬとの間の相対位置を求める際に、理想装着位置ＰＬを通り、辺ＡＢと辺ＣＤ，辺ＢＣと辺ＡＤとをそれぞれ同じ分割比で分割する２本の直線である理想基準線Ｋ１，Ｋ２を求めることとされている。前述の公報には、具体的な計算方法が示されていないので、以下、本発明者らの算出した計算方法について、辺ＡＢと辺ＣＤとをそれぞれα：１−αに分割する理想基準線Ｋ２とパラメータαとを求める場合を例として説明する。
【００３２】
まず、４つのＦマークの理想的な位置である理論位置の座標をＡ（ｘａ，ｙａ），Ｂ（ｘｂ，ｙｂ），Ｃ（ｘｃ，ｙｃ），Ｄ（ｘｄ，ｙｄ）とし、理想装着位置ＰＬの座標をＰＬ（ｘｐ，ｙｐ）と仮定する。理想基準線Ｋ２が、それと辺ＢＣと辺ＡＤとの交点において、それら辺ＢＣと辺ＡＤとをそれぞれα：１−αに分割する直線であると仮定し、そのパラメータαを以下の手順に基づいて算出する。
(I)   辺ＢＣをα：１−αに分割する分割点Ｆの座標（ｘｆ，ｙｆ）をαとＦマークＢ，Ｃの座標とで表すと、
Ｆ（ｘｆ，ｙｆ）＝（ｘｂ＋α（ｘｃ−ｘｂ），ｙｂ＋α（ｙｃ−ｙｂ））となる。
ここで、（ｘｃ−ｘｂ）＝Ｃｂｘ，（ｙｃ−ｙｂ）＝Ｃｂｙと仮定すると、
Ｆ（ｘｆ，ｙｆ）＝（ｘｂ＋αＣｂｘ，ｙｂ＋αＣｂｙ）と表すことができる。
(II)  分割点Ｆ（ｘｆ，ｙｆ）と装着位置ＰＬ（ｘｐ，ｙｐ）とを通る理想基準線Ｋ２の式を求める。
理想基準線Ｋ２の式を、Ｙ＝ａ１×Ｘ＋ｂ１とすると、分割点Ｆおよび装着位置ＰＬは理想基準線Ｋ２上の点であるので、
ｙｆ＝ａ１×ｘｆ＋ｂ１・・・(i)
ｙｐ＝ａ１×ｘｐ＋ｂ１・・・(ii)となる。
これら式(i),(ii)より係数ａ１，ｂ１は
ａ１＝（ｙｐ−ｙｆ）／（ｘｐ−ｘｆ）
ｂ１＝ｙｆ−（ｙｐ−ｙｆ）／（ｘｐ−ｘｆ）×ｘｆとなる。
ここで、(I) より、
ａ１＝（ｙｐ−ｙｂ−αＣｂｙ）／（ｘｐ−ｘｂ−αＣｂｘ）
ｂ１＝ｙｂ＋αＣｂｙ−｛（ｙｐ−ｙｂ−αＣｂｙ）／（ｘｐ−ｘｂ−αＣｂｘ）｝×（ｘｂ＋αＣｂｘ）と表すことができる。
(III) ＦマークＡ，Ｄを通る直線ＡＤの式を求める。
(II)と同様に直線ＡＤの式をＹ＝ａ２×Ｘ＋ｂ２とすると、
ａ２＝（ｙｄ−ｙａ）／（ｘｄ−ｘａ）
ｂ２＝ｙａ−（ｙｄ−ｙａ）／（ｘｄ−ｘａ）×ｘａとなる。
(IV)  (II)と(III) とによって得られた２本の直線Ｋ２および直線ＡＤの交点Ｈ（ｘｈ，ｙｈ）を求める。
理想基準線Ｋ２より、ｙｈ＝ａ１×ｘｈ＋ｂ１となり、
直線ＡＤより、ｙｈ＝ａ２×ｘｈ＋ｂ２となる。
したがって、
ｘｈ＝（ｂ２−ｂ１）／（ａ１−ａ２）
ｙｈ＝ａ１×（ｂ２−ｂ１）／（ａ１−ａ２）＋ｂ１となる。
(V)   交点Ｈ（ｘｈ，ｙｈ）をαとＦマークＡ，Ｄの座標とで表す。
Ｈ（ｘｈ，ｙｈ）＝（ｘａ＋α（ｘｄ−ｘａ），ｙａ＋α（ｙｄ−ｙａ））
ここで、（ｘｄ−ｘａ）＝Ｄａｘ，（ｙｄ−ｙａ）＝Ｄａｙとすると、
Ｈ（ｘｈ，ｙｈ）＝（ｘａ＋αＤａｘ，ｙａ＋αＤａｙ）
(VI)  (IV)と(V) との式からαと既知のＦマークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと装着位置ＰＬとの式を作成する。
ｘａ＋αＤａｘ＝（ｂ２−ｂ１）／（ａ１−ａ２）・・・(iii)
式(iii) をαについてまとめると、
ａα2 ＋ｂα＋ｃ＝０となる。
ここで、係数ａ，ｂ，ｃは、
ａ＝−Ｄａｘ×Ｃｂｙ＋ａ２×Ｄａｘ×Ｃｂｙ
ｂ＝（ｙｐ−ｙｂ）×Ｄａｘ−ａ２×（ｘｐ−ｘｂ）×Ｄａｘ＋（ａ２×ｘａ−ｙｐ＋ｂ２）×Ｃｂｘ＋（ｘｐ−ｘａ）×Ｃｂｙ
ｃ＝−ｂ２×（ｘｐ−ｘｂ）＋ｙｂ×ｘｐ−ｙｐ×ｘｂ＋ｘａ×（ｙｐ−ｙｂ−ａ２×（ｘｐ−ｘｂ））である。
(VII) (VI)の式（２次式）から解の公式を用いてαを算出する。
解の公式α＝（−ｂ±（ｂ2 −４ａｃ）1/2 ）／２ａを用いる。
(VIII)(VII) の解の一方が正しい解となる（以下省略）。
分割比αと同様に、辺ＡＢと辺ＣＤを分割する分割比が算出されれば、それら分割比と実マーク位置とに基づいて、本実施形態と同様に装着位置を補正することができる。
【００３３】
このように、従来の方法においては、分割比を求めるために、未知のパラメータα等を用いて、それらの２次式とその解を算出することとなり、その際、平方根等を用いるので計算が煩雑となる。さらに、２本の理想基準線Ｋ１，Ｋ２は、各装着位置について傾きが異なるため、それらの傾きを三角関数を用いて装着位置毎に求めることとなる。このような計算負荷が生産時間を伸ばす原因となる。
【００３４】
これに対して、本実施形態の電気部品装着位置補正方法によれば、理想基準線Ｌ１，Ｌ２が座標軸に平行であるので、分割比を求めることが容易となり、さらに、２本の理想基準線Ｌ１，Ｌ２の傾きが予め判明しているので、それらを求める計算を省くことができる。
【００３５】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これは例示であり、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および発明の効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を施した形態で実施することができる。
【００３６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である電気部品装着装置の電気的な構成について示した図である。
【図２】本実施形態である電気部品装着装置の機械的な構成について示した図である。
【図３】本実施形態における装着位置補正プログラムを示すフローチャートである。
【図４】本実施形態におけるプリント配線板のＦマークの理想マーク位置を示した図である。
【図５】図３のプリント配線板の実際の形状と実際のＦマーク位置の一例を示した図である。
【図６】本発明の完成以前に考案された装着位置補正方法における相対位置算出方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０：電気部品装着装置    １２：電気部品    １４：吸着ヘッド    １８：制御装置    ２２：プリント配線板    ２４：配線板支持装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004456738.tif 000004
【図４】
0004456738.tif 000005
【図５】
0004456738.tif 000006
【図６】
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