(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の実装位置情報に基づき、前記電子部品を保持したヘッド部を移動して前記電子部品を基板に実装する電子部品実装装置のキャリブレーション方法において、
前記ヘッド部に位置検出用の基準表示部を有する治具を装着し、前記ヘッド部により前記治具を実装位置上に移動し、該実装位置の近傍に予め固定した撮像部により前記治具の基準表示部を撮像し、撮像された前記基準表示部の画像から検出される前記治具の位置に基づいて前記実装位置情報の補正をする電子部品実装装置のキャリブレーション方法であって、
前記電子部品実装装置を構成する複数ユニットの基準位置であるメカ原点を基準として少なくとも一つの第一ユニット群を位置調整した後に、前記メカ原点と前記撮像部の固定位置とのオフセット量を、前記撮像部により撮像した前記ヘッド部に装着した前記治具の基準表示部の画像より求めて、前記撮像部に関する前記実装位置情報を補正することを特徴とする電子部品実装装置のキャリブレーション方法。
【請求項２】
前記撮像部で複数回にわたり前記治具の基準表示部を撮像し、該複数の撮像画像より前記治具の平均中心位置を求め、前記平均中心位置に基づいて前記実装位置情報を補正することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置のキャリブレーション方法。
【請求項３】
前記撮像部は、前記基板を設置するサポート上における任意の位置に固定可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子部品実装装置のキャリブレーション方法。
【請求項４】
前記撮像部は、前記基板を設置するサポートより下方に固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子部品実装装置のキャリブレーション方法。
【請求項５】
前記実装位置情報の補正をするタイミングは、前記電子部品実装装置の温度が、予め設定した設定温度より高いときに行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の電子部品実装装置のキャリブレーション方法。
【請求項６】
前記実装位置情報の補正をするタイミングは、前記電子部品実装装置の稼働時間が、予め設定した設定稼働時間を越えたときに行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の電子部品実装装置のキャリブレーション方法。
【請求項７】
電子部品の実装位置情報に基づき、前記電子部品を保持したヘッド部を移動して前記電子部品を基板に実装する電子部品実装装置のキャリブレーション装置において、
位置検出用の基準表示部を有する治具と、前記治具を装着して実装位置上に移動する前記ヘッド部と、前記実装位置の近傍に予め固定され前記治具の基準表示部を撮像する撮像部と、撮像された前記基準表示部の画像から検出される前記治具の位置に基づいて前記実装位置情報を補正する補正手段を備え、
前記補正手段は、前記電子部品実装装置を構成する複数ユニットの基準位置であるメカ原点を基準として少なくとも一つの第一ユニット群を位置調整した後に、前記メカ原点と前記撮像部の固定位置とのオフセット量を、前記撮像部により撮像した前記ヘッド部に装着した前記治具の基準表示部の画像より求めて、前記撮像部に関する前記実装位置情報を補正することを特徴とする電子部品実装装置のキャリブレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品を基板上に実装する部品実装装置に関して、電子部品を高精度に装着するための電子部品実装装置のキャリブレーション方法及びキャリブレーション装置、並びに速度設定方法及び速度設定装置についての技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子部品実装装置に対するキャリブレーションは例えば次のように行っている。
図１３は従来の電子部品実装装置１１０の斜視図である。
【０００３】
まず、電子部品実装装置１１０における実装動作について説明する。ＸＹロボット１３４により吸着ノズル１３３を装着したヘッド部１３０が部品供給カセット１４０のある吸着位置に移動し、ヘッド部１３０の吸着ノズル１３３により、手動又は制御部１２０により自動的に設置されている部品供給カセット１４０から電子部品１１２を吸着し、電子部品１１２を吸着した吸着ノズル１３３を有するヘッド部１３０はＸＹロボット１３４によって姿勢撮像位置に移動させられる。
【０００４】
姿勢撮像位置には、吸着ノズル１３３に吸着している電子部品１１２の姿勢を認識するための姿勢撮像部１５０が、吸着している電子部品１１２を撮像するように固定されており、ヘッド部１３０は該姿勢撮像部１５０に対して一時停止又は所定速度にて移動しながら、吸着された電子部品１１２は姿勢撮像部１５０によって撮像される。この撮像された電子部品１１２の画像は、制御部１２０により電子部品１１２の姿勢が認識され、基板１１４に対する実装姿勢が補正される。
【０００５】
この実装姿勢の補正はより詳細には、撮像された電子部品１１２の画像により吸着ノズル１３３における電子部品１１２の吸着位置や吸着傾き等を認識し、この電子部品１１２における基板１１４上の実装位置情報に関するＮＣデータを参照することにより、実装姿勢の補正値が求められる。この補正値により、吸着ノズル１３３が基板１１４に対して相対的に回転することで傾き補正され、ヘッド部１３０が位置補正される。
【０００６】
次にヘッド部１３０は実装位置に移動する。実装位置には、制御部１２０によってＸＹ平面内にて移動駆動されるＸＹテーブル１３６に実装対象となる基板１１４が搬送され、ストッパー１３８により仮に位置決めされる。
【０００７】
そして、複数のサポートピン１６２が上方向（基板方向）に向かって立設しているサポート１６０が、電子部品実装装置１１０の下方向より基板１１４に向かって上昇し、基板１１４にサポートピン１６２が当接することにより、基板１１４が正規の位置に位置決めされる。なお、サポート１６０はＺ軸方向（上下方向）において移動可能となっている。
【０００８】
上記のように正規の位置に位置決めされた基板１１４に対して、ヘッド部１３０はＮＣデータにより設定された基板１１４上の所定位置に移動し、吸着ノズル１３３によって吸着している電子部品１１２を設置して実装を行う。
【０００９】
そして、ヘッド部１３０は再び吸着位置に移動し、その他の実装する電子部品１１２について、前記同様に吸着し、姿勢認識され、基板１１４への実装が行われ、電子部品１１２の実装が続いていく。
【００１０】
次に電子部品実装装置１１０におけるキャリブレーション方法について説明する。尚、キャリブレーションは、規定された実装精度を保つために行う校正であり、電子部品実装装置１１０の完成後の調整時や、実際に実装動作を行う場所においての電子部品実装装置１１０のセットアップ時や、使用者の要望がある時などに行われる。
【００１１】
電子部品実装装置１１０においてキャリブレーションの対象となるユニットの一例として、上述のＸＹロボット１３４、ヘッド部１３０、吸着ノズル１３３、姿勢撮像部１５０、サポート１６０や、後述する確認カメラ１７０等がある。また、これらの各ユニットの取り付け位置は、メカ原点と呼ばれる電子部品実装装置内の基準点によって定められ、キャリブレーションの際はこのメカ原点を基準に調整される。
【００１２】
これらのユニットのうちＸＹロボット１３４、ヘッド部１３０、サポート１６０の各ユニットに対するキャリブレーションは、メカ原点を基準として設計した位置となるように、各ユニットが位置調整されていく。
【００１３】
また、吸着ノズル１３３、姿勢撮像部１５０、確認カメラ１７０の各ユニットのキャリブレーションについては、ヘッド部１３０を基準として行うので、ＸＹロボット１３４、ヘッド部１３０に関するキャリブレーションの後に行い、ヘッド部１３０に装着した治具１８０（後述）によりヘッド部１３０との相対的な位置や傾きの差を各ユニット毎に求め、その各々の差をオフセット量としてＮＣデータに保持させる。
【００１４】
以上の各ユニットに対するキャリブレーションによって、基板１１４上において電子部品１１２が正規の位置に実装するように、ＮＣプログラムが電子部品実装装置１１０を制御（補正）する。
【００１５】
一例として姿勢撮像部１５０のキャリブレーションについて説明するが、前記のようにＸＹロボット１３４やヘッド部１３０はメカ原点を基準としてキャリブレーション済みである。まずヘッド部１３０がＸＹロボット１３４により治具装着位置に移動される。治具装着位置には、各種の治具１８０や吸着ノズル１３３が所定位置に設置されているノズルステーション１９０があり、移動してきたヘッド部１３０が所定の治具１８０を装着する。
【００１６】
次に、治具１８０を保持したヘッド部１３０は姿勢撮像位置に移動する。該姿勢撮像位置には、キャリブレーション対象である姿勢撮像部１５０が固定されており、該姿勢撮像部１５０によって治具１８０が撮像される。撮像された画像は制御部１２０において画像認識され、画像上においての治具１８０の中心座標が得られるので、治具１８０の中心座標と姿勢撮像部１５０の中心座標との位置に関するオフセット量が算出される。
【００１７】
また、画像上の治具１８０と姿勢撮像部１５０のＸ軸又はＹ軸とにより傾きが求められ、傾きに関するオフセット量が算出される。これら姿勢撮像部１５０の中心位置と傾きに関するオフセット量はＮＣデータに保存されることにより、姿勢撮像部１５０のキャリブレーションが完了する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、吸着ノズル１３３、姿勢撮像部１５０、確認カメラ１７０の各ユニットのキャリブレーションは、ヘッド部１３０を基準として治具１８０を用いて、その各ユニットのオフセット量をＮＣデータに保持することで、キャリブレーションすることができる。
【００１９】
しかし、ＸＹロボット１３４やヘッド部１３０等のメカ原点を基準として位置調整するユニットについては、ユニット毎に位置調整をするものの組み立てばらつきが積み重なってしまうので、最終的な基板１１４上の実装する位置に対して誤差が発生していた。
【００２０】
また、電子部品実装装置１１０全体のキャリブレーションを実行する場合は、全てのユニットに対してキャリブレーションを行うこととなり、ＸＹロボット１３４やヘッド部１３０等のユニットについては、メカ原点を基準として設計した位置となるように順次位置調整を行った後に、姿勢撮像部１５０や確認カメラ１７０等のユニットについてキャリブレーションを行うので、キャリブレーションの実行時間が全体として長時間となってしまった。
【００２１】
また、いったん電子部品実装装置１１０全体にキャリブレーションを行っても、温度変化、経年変化などによって各ユニットに対するオフセット値が変化してしまい、再度キャリブレーションが必要となるので、キャリブレーションにかかる時間は短くする必要がある。
【００２２】
ところで、従来ヘッド部１３０により確認カメラ１７０の設置位置において実際に実装される位置を確認し、正規の実装位置との位置ずれがある場合は、そのずれ量をオフセット値としてＮＣデータに保存し、ＮＣプログラムによりヘッド部１３０が正規の実装位置に来るように補正する事が行われていた。
【００２３】
具体的には、ヘッド部１３０に治具１８０を装着し、ヘッド部１３０を確認カメラ１７０設置位置に移動し、確認カメラ１７０にて治具１８０を撮像して画像認識することにより、治具１８０の中心位置と確認カメラ１７０の中心位置のオフセット量を求め、この確認カメラ１７０設置位置でのオフセット量に、確認カメラ１７０設置位置から実装位置までにヘッド部１３０がＸＹロボット１３４にて移動する一定の距離（座標）を加算することで、実装位置におけるオフセット量を求めていた。
【００２４】
しかし、確認カメラ１７０の設置されている位置が実装位置と異なっているので、実際にヘッド部１３０が実装位置に移動した時には、ＸＹロボット１３４の相対的な伸縮度の影響を受け、前記加算する一定の移動距離とは異なった移動距離となってしまい、正規の実装位置に対して位置ずれが生じていた。
【００２５】
次に、ヘッド部１３０が実装位置に向かう際の移動速度設定についてである。電子部品実装装置１１０としては可能な限り移動速度を早くして実装時間を短くした方が時間あたりの実装効率が高くなるが、実装される電子部品１１２は形や大きさ、重量等は様々であるので、電子部品１１２によっては移動速度が速すぎるために、移動時に電子部品１１２への慣性力などにより実装位置において位置ずれが発生してしまうことがあった。
【００２６】
よって電子部品１１２毎に適切なヘッド部の移動速度を設定しておけば、実装位置においての所定の実装位置精度を満足することが可能となるが、従来この速度設定は、使用者の経験等によって設定されていたり、使用者の求める実装位置精度となるように設定されていた。
【００２７】
しかし、使用者の経験等によって速度設定すると、使用者によって設定値が変化する場合があり、適切な速度が設定されないことも考えられる。また、多種多様な電子部品に対して実装位置精度を満足した上で、可能な限り高速にするように全部品に対して速度設定するには多大な時間がかかっていた。
【００２８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、電子部品実装装置に関して実装位置精度を高精度にし、キャリブレーション実行時間をも短縮するキャリブレーション方法と、ヘッド部の移動速度の設定を自動的に行う速度設定方法を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に係るキャリブレーション方法では、電子部品の実装位置情報に基づき、前記電子部品を保持したヘッド部を移動して前記電子部品を基板に実装する電子部品実装装置のキャリブレーション方法において、前記ヘッド部に位置検出用の基準表示部を有する治具を装着し、前記ヘッド部により前記治具を実装位置上に移動し、該実装位置の近傍に予め固定した撮像部により前記治具の基準表示部を撮像し、撮像された前記基準表示部の画像から検出される前記治具の位置に基づいて前記実装位置情報の補正をする電子部品実装装置のキャリブレーション方法であって、前記電子部品実装装置を構成する複数ユニットの基準位置であるメカ原点を基準として少なくとも一つの第一ユニット群を位置調整した後に、前記メカ原点と前記撮像部の固定位置とのオフセット量を、前記撮像部により撮像した前記ヘッド部に装着した前記治具の基準表示部の画像より求めて、前記撮像部に関する前記実装位置情報を補正することを特徴とする。
【００３０】
このキャリブレーション方法によれば、撮像部によって撮像された治具の基準表示部を画像認識することにより、電子部品実装装置のキャリブレーションを行うので、メカ原点からの位置調整が必要なユニットの誤差と、その他のユニットのオフセット量とを含めた電子部品実装装置全体のオフセット量が求められて、実装位置情報を補正することでキャリブレーションされる。
【００３１】
よって、メカ原点からの位置調整が必要なユニットとその他のユニットのキャリブレーションと一括に行うことができるので、メカ原点からの位置調整が必要なユニットの位置を調整することが不要となり、電子部品実装装置全体のキャリブレーション時間が短縮される。
【００３２】
また、ヘッド部が実装位置に移動したときに移動距離のばらつき等があったとしても撮像部はヘッド部の移動先である実装位置に治具を撮影するように固定され、実装位置で撮影した画像によりキャリブレーションしているので、実装位置において正確なキャリブレーションが行える。
【００３４】
このキャリブレーション方法によれば、キャリブレーションの基準となる撮像部を電子部品実装装置の固定に関して、メカ原点を基準として第一ユニット群を位置調整してから、治具の基準表示部を撮像し撮像画像から撮像部の固定位置に関するオフセット量を求めて実装位置情報を補正しているので、撮像部の固定位置にずれがあってもキャリブレーションの際に補正されるので、キャリブレーションの精度が向上する。
【００３５】
請求項２記載のキャリブレーション方法では、前記撮像部で複数回にわたり前記治具の基準表示部を撮像し、該複数の撮像画像より前記治具の平均中心位置を求め、前記平均中心位置に基づいて前記実装位置情報を補正することを特徴とする。
【００３６】
このキャリブレーション方法によれば、治具の中心位置の撮像を複数回行っているので、補正の基準となる治具の中心位置の平均位置を求めることができ、中心位置の位置精度を高くすることができる。
【００３７】
請求項３記載のキャリブレーション方法では、前記撮像部は、前記基板を設置するサポート上における任意の位置に固定可能であることを特徴とする。
【００３８】
このキャリブレーション方法によれば、撮像部がサポート上に固定され、固定位置も任意の位置にできるので、キャリブレーションの中心となる位置、すなわち基板実装の時に最も実装精度の高い位置を任意に設定することができる。
【００３９】
請求項４記載のキャリブレーション方法では、前記撮像部は、前記基板を設置するサポートより下方に固定されることを特徴とする。
【００４０】
このキャリブレーション方法によれば、撮像部はサポートより下に固定されるので固定位置の変動が少ないキャリブレーションの精度が向上する。
【００４１】
請求項５記載のキャリブレーション方法では、前記実装位置情報の補正をするタイミングは、前記電子部品実装装置の温度が、予め設定した設定温度より高いときに行うことを特徴とする。
【００４２】
このキャリブレーション方法によれば、電子部品実装装置の温度が設定温度より高いときに補正を行うので、温度によりオフセット値が変化しても補正するので、電子部品実装装置の実装精度が向上する。
【００４３】
請求項６記載のキャリブレーション方法では、前記実装位置情報の補正をするタイミングは、前記電子部品実装装置の稼働時間が、予め設定した設定稼働時間を越えたときに行うことを特徴とする。
【００４４】
このキャリブレーション方法によれば、電子部品実装装置の稼働時間が設定稼働時間を越えたときに補正を行うので、稼働した時間によってオフセット値が変化しても補正するので、電子部品実装装置の実装精度が向上する。
【００５１】
請求項７記載のキャリブレーション装置では、電子部品の実装位置情報に基づき、前記電子部品を保持したヘッド部を移動して前記電子部品を基板に実装する電子部品実装装置のキャリブレーション装置において、位置検出用の基準表示部を有する治具と、前記治具を装着して実装位置上に移動する前記ヘッド部と、前記実装位置の近傍に予め固定され前記治具の基準表示部を撮像する撮像部と、撮像された前記基準表示部の画像から検出される前記治具の位置に基づいて前記実装位置情報を補正する補正手段を備え、前記補正手段は、前記電子部品実装装置を構成する複数ユニットの基準位置であるメカ原点を基準として少なくとも一つの第一ユニット群を位置調整した後に、前記メカ原点と前記撮像部の固定位置とのオフセット量を、前記撮像部により撮像した前記ヘッド部に装着した前記治具の基準表示部の画像より求めて、前記撮像部に関する前記実装位置情報を補正することを特徴とする。
【００５２】
このキャリブレーション装置によれば、メカ原点からの位置調整が必要なユニットとその他のユニットのキャリブレーションと一括に行うことができるので、メカ原点からの位置調整が必要なユニットの位置を調整することが不要となり、電子部品実装装置全体のキャリブレーション時間が短縮される。
また、ヘッド部が実装位置に移動したときに移動距離のばらつき等があったとしても撮像部はヘッド部の移動先である実装位置に治具を撮影するように固定され、実装位置で撮影した画像によりキャリブレーションしているので、実装位置において正確なキャリブレーションが行える。
【００５７】
【発明の実施の形態】
図１は、電子部品実装装置全体を示す斜視図、図２は電子部品実装装置の要部を示す拡大斜視図、図３は治具を示し、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は下面図、図３（ｃ）は斜視図である。
【００５８】
電子部品実装装置１０の実装動作について説明する。制御部２０は以下に説明する電子部品実装装置１０の各ユニットの制御、プログラムの制御など部品実装装置１０全体の制御を行っていたり、撮像された画像の認識をしたり、補正手段として、後述する治具８０を撮像した画像により実装位置情報を補正したりする。
【００５９】
また、制御部２０には個々の電子部品１２に関する形状、材質、実装速度などの各種データが収納されている部品ライブラリや、実装基板１４に対する電子部品１２の実装位置情報などを含むＮＣデータや、該ＮＣデータに関連させて基板への実装手順・方法を表すＮＣプログラムなどが記憶保持されている。
【００６０】
ヘッド部３０は回転可能な軸を持ち、この回転可能な軸と吸着ノズル３３は着脱可能になっている。同ヘッド部３０はＸＹロボット３４によりＸＹ平面内にて、電子部品１２を吸着する吸着位置、吸着した電子部品１２の姿勢（吸着位置ずれ、吸着傾き等）を認識する姿勢撮像位置、吸着した電子部品１２を基板１４に実装する実装位置などに移動することができる。また、吸着位置、姿勢撮像位置、実装位置は異なる位置である。
【００６１】
以下、本発明のキャリブレーション方法について説明する。
電子部品実装装置１０においてキャリブレーションの対象となるユニットには、メカ原点から機械的に位置調整される第一ユニット群と、該第一ユニット群の位置調整後に治具８０によりキャリブレーションされる第二ユニット群がある。
例えば、第一ユニット群としてはＸＹロボット３４、ヘッド部３０、サポート６０があり、第二ユニット群としては姿勢撮像部５０、確認カメラ７０や後に詳述する撮像部１００がある。
【００６２】
また、図３（ｂ）に示すように治具８０にはマーキング等の基準表示部８２があり、ここでは一例として治具の下面（ヘッド部３０と接合する面と反対の面）に基準表示部８２がある。また、該基準表示部８２はキャリブレーションすることのできる形状、配置、精度であればよい。
【００６３】
ここで本実施形態のキャリブレーション方法の概略を説明する。
まず、第一段階として第一ユニット群についてメカ原点を基準として位置調整し、第二段階では第二ユニット群について個別に、治具８０を用いてキャリブレーションする。この段階を完了すると、電子部品実装装置１０の各ユニットについてのキャリブレーションはひとまず完了する。
【００６４】
次に、第三段階として、所定の温度や稼働時間に達した時や使用者の要請があった時等に、治具８０を撮像部１００に撮像し画像認識させて、電子部品１２が正規の実装位置に来るようにキャリブレーションさせる。
【００６５】
以下、キャリブレーション方法の各段階について詳細に説明する。第一段階において、最初にメカ原点を基準として電子部品実装装置１０内におけるＸＹロボット３４の取り付け位置の調整を行う。この位置調整は例えば調整螺旋等によって電子部品実装装置１０の基体であるベースフレーム１６に対してＸＹＺ方向に位置が可変できるような機械的な調整である。
【００６６】
次に、ＸＹロボット３４によってＸＹ平面に移動可能であるヘッド部３０の位置調整であり、基本的にはＸＹロボット３４と同様にメカ原点を基準にして位置調整を行うが、ヘッド部３０はＸＹロボット３４上に搭載されているので位置調整順序としては、ＸＹロボット３４が先に位置調整される。
【００６７】
また、本実施形態では基板の位置決めを行うサポート６０の位置調整もメカ原点を基準として位置調整されるが、その他のユニットでメカ原点を基準として位置調整が必要なユニットがある場合はそのユニットに対しても位置調整される。
【００６８】
第二段階では、第二ユニット群である姿勢撮像部５０、確認カメラ７０や撮像部１００のキャリブレーションが治具８０を用いて行われるが、第一段階においてＸＹテーブル３４とヘッド部３０は位置調整されているので、第二段階でのキャリブレーションは、ヘッド部３０との相対的な位置の差をオフセット量として、実装位置情報であるＮＣデータに保存している。
【００６９】
すなわち、メカ原点からの第二段階の各ユニットの絶対的な位置（座標）は、ヘッド部３０の位置（座標）とヘッド部３０からの位置（座標）とを加算したものとなる。
【００７０】
まず、ヘッド部３０が治具装着位置に移動し、治具装着位置にあるノズルステーション９０に置いてある所定の治具８０を装着してから、キャリブレーション対象となっているユニットに向かって移動する。治具８０はヘッド部３０の軸に対して着脱自在であるが、治具８０のＸＹ平面における中心位置とこの軸の中心軸の位置は互いに高精度に一致した状態で装着されている。
【００７１】
姿勢撮像部５０をキャリブレーションする場合は、ヘッド部３０は姿勢撮像位置に移動し、姿勢撮像部５０によって治具８０の基準表示部８２が撮像される。ここで、例えば姿勢撮像部５０として、２次元画像を撮像するデバイスとしては、ＣＣＤ等の個体撮像素子製の２次元エリアセンサやラインセンサ（走査が必要）等があり、３次元像を撮像する場合はレーザー等による走査がある。
【００７２】
撮像は所定回数繰り返して行われ、制御部２０において画像認識させ治具８０の平均中心位置を求められて、治具８０の平均中心位置と姿勢撮像部５０の中心位置との比較が行われ姿勢撮像部５０のオフセット量が求められる。このオフセット量を図４に示す。
治具８０の中心位置とヘッド部３０の軸の中心位置は一致しているので、この姿勢撮像部５０のオフセット量はヘッド部３０とのオフセット量でもある。
【００７３】
オフセット量の算出方法についてより詳細には、本願出願人による特許公開公報平１０−３０８５９８を参照されたい。
求められた姿勢撮像部５０のオフセット量は、ＮＣデータに姿勢撮像部のオフセット量として保存されると、姿勢撮像部５０に関するキャリブレーションが完了する。
【００７４】
同様に確認カメラ７０や撮像部１００においてもオフセット量が求められ、キャリブレーションが行われるが、この場合、キャリブレーション対象のユニットの性質（撮像面積、取付精度等）に応じて、ノズルステーション９０に置いてある他の治具８０に交換してキャリブレーションをしても良い。
【００７５】
次に、ヘッド部３０が複数個あり第一段階におけるヘッド部３０の位置調整が任意の一つのヘッド部３０に対して行われた場合は、第二段階においてはノズル間ピッチに対するキャリブレーションが更に必要となる。ここで言うノズル間ピッチとは、位置調整されたヘッド部３０ａの軸の中心位置と、その他のヘッド部３０ｂの軸の中心位置との位置（座標）の差である。尚、ヘッド部３０ａ、３０ｂは共にＸＹロボット３４でＸＹ平面移動する。
【００７６】
ノズル間ピッチのキャリブレーション方法は、第二段階において少なくとも姿勢撮像部５０、確認カメラ７０、撮像部１００のいずれかがキャリブレーションされた後に、このキャリブレーションされたユニットを利用して行う。
【００７７】
具体的には、例えば位置調整されたヘッド部３０ａに治具８０を装着し、このヘッド部３０ａに装着した治具８０を撮像することにより、確認カメラ７０がキャリブレーションされた後に、ヘッド部３０ａ、３０ｂを治具装着位置に移動させてヘッド部３０ａの治具８０を外し、ヘッド部３０ｂに治具８０を装着してヘッド部３０ｂを確認カメラ７０設置位置に移動させる。
【００７８】
この時、ＸＹロボット３４によりヘッド部３０ｂに装着した治具８０のおよその中心位置が確認カメラ７０の中心に来るように移動させ、認識カメラ７０により撮像し画像認識されて、確認カメラ７０の中心位置とヘッド部３０ｂの治具８０の実際の中心位置とのオフセット量が測定され、ＮＣデータにヘッド部３０ａとヘッド部３０ｂのヘッド間ピッチのオフセット量として保存されて、ヘッド部３０ａ、３０ｂ間のヘッド間ピッチのキャリブレーションが完了する。
【００７９】
勿論、その他のヘッド部３０に関しても、ヘッド部３０ａを基準としたヘッド間ピッチが求められ、キャリブレーションが行える。以上で第二段階が完了し、電子部品実装装置１０の各ユニットについての初期のキャリブレーションは完了する。
【００８０】
前記第一段階と第二段階は、電子部品実装装置１０の各ユニット一つずつに対して行われるキャリブレーションであり、電子部品実装装置１０の最初のセットアップ時には必ず行われるものである。よって第一段階と第二段階のキャリブレーションが完了すれば、電子部品実装装置１０は正確な実装が可能となる。
【００８１】
しかし、温度変化や稼働時間による経時変化などにより、再度キャリブレーションが必要となることがある。この時、上記に説明したように再度第一段階を実施後に第二段階の実施してキャリブレーションを行っても良いし、以下に説明する第三段階のキャリブレーションを行っても良い。
【００８２】
この第三段階のキャリブレーション方法は第一段階や第二段階とは異なったキャリブレーション方法である。第三段階においては、各ユニットに対して一つずつキャリブレーションを行わずに、実装位置に固定した撮像部１００によりオフセット量を求めることのみでキャリブレーションを行っていく。
【００８３】
また、図６に示すように撮像部１００は実装位置において、サポート６０に正確に固定されているが、電子部品実装時にはサポートピン６２が基板に当接して基板を位置決めするので、撮像部１００はサポート６０上においてサポートピン６２よりも低い位置に設置されており、電子部品実装時には撮像部１００は基板と接触しない様になっている。また、この固定位置はサポート６０上において任意の位置に固定することもできる。
更に、図７に示すように撮像部１００をサポート６０より下の位置のベースフレーム１６等の部材に固定することもできる。
【００８４】
次に、第三段階としてのキャリブレーション方法を図５のフローチャートを参照して詳細に説明する。使用者によって第三段階が開始される指示がされると（ｓｔ１）、ヘッド部３０がＸＹロボット３４にて治具装着位置に移動し、ノズルステーション９０に置いてある治具８０を装着する（ｓｔ２）。
【００８５】
この後にヘッド部３０は姿勢確認位置に移動し、姿勢確認位置において姿勢撮像部５０により画像取り込みして（ｓｔ３）、この画像により治具８０の姿勢（角度）をヘッド部３０で制御し、位置のずれはＸＹロボット３４によりヘッド部３０を制御して補正する（ｓｔ４）。
【００８６】
次に、ヘッド部３０は撮像部１００がある実装位置に移動して、撮像部１００上で実装動作を擬似的に行い、治具８０の中心位置を撮像部１００で撮像した画像により認識する（ｓｔ５）。
【００８７】
以下、ヘッド部３０を姿勢確認位置に戻してｓｔ３からｓｔ５迄のステップを所定回数Ｎだけ繰り返す（ｓｔ６）。このＮ回の撮像により、治具８０の中心位置の平均位置を得て、撮像部１００の中心位置とのオフセット量が求められ、このオフセット量がＮＣデータに保存される（ｓｔ７）。尚、回数Ｎは使用者によって例えば操作卓２２等から予め入力されている。
【００８８】
また、ｓｔ１において使用者により第三段階を開始させているが、これに換えて電子部品実装装置１０の温度を検知して、予め設定してある設定温度と比較して自動的に第三段階を開始させても良いし、または開始を促す指示を表示や音によって使用者に知らせても良い。
【００８９】
尚、温度の検知は一つ又は複数のユニットの近傍に設けた温度センサから温度情報を検知しても良いし、温度影響の大きいユニットの温度センサからの温度情報を優先的に検知するようにしても良い。
【００９０】
また、ｓｔ１において、電子部品実装装置１０の稼働時間を例えば制御部２０に積算させ、予め設定してある設定稼働時間と比較して自動的に第三段階を開始させても良いし、または開始を促す指示を表示や音によって使用者に知らせても良い。
【００９１】
また、上記ｓｔ１の変形例における温度や稼働時間による第三段階の自動開始は、実際の電子部品実装中の任意の時間に開始することもできるが、実装中の基板の実装が完了してから開始させても良い。尚、自動開始のタイミングは使用者により予め任意に設定しておくこともできる。
【００９２】
このように第三段階のキャリブレーションでは、第一ユニット群に対する位置調整や、第二ユニット群の個々のユニットに対する治具８０を用いたキャリブレーションをしなくても、撮像部１００を基準としてヘッド部３０が正規の実装位置にくるように正規の実装位置とのオフセット量を求めてキャリブレーションしているので、第一ユニット群の位置調整が不要となり電子部品実装装置１０全体のキャリブレーション時間が短縮される。
【００９３】
また、実装位置にある撮像部１００によってキャリブレーションされるので、従来の確認カメラ７０による実装位置のキャリブレーションのように、ＸＹロボット３４の相対的な伸縮度の影響を受けないので、正規の実装位置に対して位置ずれが発生しない。以上が本実施形態のキャリブレーション方法である。
【００９４】
次に、図８のフローチャートで本実施形態におけるヘッド部３０が実装位置に移動する際の速度設定について説明する。尚、電子部品実装装置１０において、ヘッド部３０の移動する速度は、電子部品１２の種類毎の速度データとして部品ライブラリに保存されている。部品ライブラリには、電子部品１２の形状、質量等に関するデータも保存されており、実装時にＮＣプログラムにより参照され、制御部２０に保存されている。
【００９５】
まず速度設定にあたり、ヘッド部３０はＸＹロボット３４によってノズルステーション９０に移動して速度設定を行う電子部品１２に応じた吸着ノズル３３を装着する（ｓｔ１０）。そして、ヘッド部３０は吸着位置に移動し、吸着位置にて速度設定を行う電子部品１２を部品供給カセット４０から吸着する（ｓｔ１１）。次に、ヘッド部３０は姿勢撮像位置に移動して姿勢撮像部５０で電子部品１２の姿勢を画像認識し、姿勢が補正される（ｓｔ１２）。
【００９６】
次に、ヘッド部３０が実装位置に移動する前に吸着した電子部品１２に応じて部品ライブラリの速度データを参照し、制御部２０により速度データに基づいた速度でヘッド部３０を実装位置に移動させる（ｓｔ１３）。実装位置においては、撮像部１００が例えば図６に示すようにサポート６０上の所定位置にヘッド部３０に吸着された電子部品１２を撮像できるように固定されている。
【００９７】
移動してきたヘッド部３０は実装位置で停止し、撮像部１００によって電子部品１２を撮像して画像認識する（ｓｔ１４）。この認識画像により電子部品１２のＸＹ平面における中心位置と、正規の実装位置との位置の差を求める（ｓｔ１５）。
【００９８】
そして再度ヘッド部３０を姿勢撮像位置に移動し、同電子部品１２についてｓｔ１２〜ｓｔ１５のステップを所定回数Ｍ繰り返して（ｓｔ１６）、位置の差のばらつきを求める（ｓｔ１７）。
図９にこの時の電子部品１２の中心位置のばらつきを示す。尚、回数Ｎは使用者によって例えば操作卓２２等から予め入力されている。
【００９９】
次に、この求めたばらつきに対して予め制御部２０に設定されている工程能力指数（以下ＣＰ値）の範囲と比較し（ｓｔ１８）、このＣＰ値の範囲内であればこの時の速度データのままの設定となるが（ｓｔ２０）、仮にＣＰ値範囲外であると速度データを変更させて、再度ｓｔ１２〜ｓｔ１７のステップを繰り返す（ｓｔ１９）。
【０１００】
ここで、ＣＰ値とはある工程が持つ品質又は規格のばらつき度合いを表す値であり、両側規格の場合に工程がもつ品質の分布に対する標準偏差をσ、求めらる品質の範囲である上限規格値をＡ、下限規格値をＢとすると、以下の式（１）で表される。
【０１０１】
【式１】
0004408515.tif 000002
【０１０２】
式（１）によると、例えばある工程の品質が高品質である時は、ＣＰ値は大きくなり、逆に品質が低いとＣＰ値は低くなる。例えば、ある工程によって１０００個のサンプルのうち３個が許容品質外であったとすると、上限値Ａと下限値Ｂの差の絶対値は約８σとなり、ＣＰ値は約１．３３となる。
【０１０３】
電子部品実装装置１０では、ＣＰ値を使用者が予め決定することにより実装精度を任意に設定することができるが、例えば本実施形態においてＣＰ値は１．００以上としている。
【０１０４】
よって、ｓｔ１９で求めたばらつきがＣＰ値で１．００未満であったとすると、設定されたＣＰ値を満足しないので、ｓｔ１８において、実装位置でのヘッド部３０の停止精度をより高精度にするために、ヘッド部３０の移動する速度を遅くさせるように速度データを変更する。
【０１０５】
そして、再度ｓｔ１２〜ｓｔ１７のステップを繰り返し、設定されたＣＰ値を満足すると、ｓｔ２０にてその変更された速度データが部品ライブラリに保存される。
図１０にＣＰ値を満足した時の電子部品１２の中心位置のばらつきを示す。
【０１０６】
尚、ここでは速度データをより低速の速度データに変更したが、設定されたＣＰ値を満足する範囲において、より高速の速度データに変更して実装精度を保った上で、電子部品実装装置１０の実装速度を最速にすることが望ましい。以上が本実施形態の速度設定方法である。
【０１０７】
次は、電子部品実装装置１０のユニット毎の温度を検出して、複数ユニットのうちキャリブレーションが必要であるユニットを特定するキャリブレーション方法を説明する。電子部品実装装置１０を構成するユニットは温度によってオフセット量が変化するが、ユニット毎に温度に対する影響度合が異なっており、ユニット毎に変化するオフセット量も異なる。
【０１０８】
例えば、撮像部１００は温度に対する影響度は小さいが、姿勢撮像部５０（特に２次元センサ）は温度に対する影響度は大きいので、両方のユニットが同じある温度になったとしても撮像部１００のオフセット量の変化は小さいのでキャリブレーションの必要は無いが、姿勢撮像部５０のオフセット量の変化は大きいのでキャリブレーションの必要が生ずる場合がある。
【０１０９】
尚、このキャリブレーションが必要なユニットの特定は、予め設定済みのＣＰ値の範囲によって制御部により特定される。設定されたＣＰ値の範囲によっては、温度に対する影響度が小さくオフセット量の変化は小さくても、キャリブレーションが必要なユニットもある。
【０１１０】
図１１は各ユニット毎の温度センサ１０２の配置を模式的に示し、図１２はユニット毎の温度に対する影響度合を示す図である。各ユニット毎に温度センサ１０２を設置して個別に各ユニットの温度を検出し、設定されたＣＰ値の範囲によってキャリブレーションが必要であるユニットを特定している。
尚、特定されたユニットについては操作卓２２等に表示したり、音等により知らせたりしてキャリブレーションの実施を促すようにしても良い。
【０１１１】
【発明の効果】
上記キャリブレーション方法によれば、撮像部によって撮像された治具の基準表示部を画像認識することにより、電子部品実装装置のキャリブレーションを行うので、メカ原点からの位置調整が必要なユニットの誤差と、その他のユニットのオフセット量とを含めた電子部品実装装置全体のオフセット量が求められて、実装位置情報を補正することでキャリブレーションされる。
【０１１２】
よって、メカ原点からの位置調整が必要なユニットとその他のユニットのキャリブレーションと一括に行うことができるので、メカ原点からの位置調整が必要なユニットの位置を調整することが不要となり、電子部品実装装置全体のキャリブレーション時間が短縮される。
【０１１３】
また、ヘッド部が実装位置に移動したときに移動距離のばらつき等があったとしても撮像部はヘッド部の移動先である実装位置に治具を撮影するように固定され、実装位置で撮影した画像によりキャリブレーションしているので、実装位置において正確なキャリブレーションが行える。
【０１１４】
また、キャリブレーションの基準となる撮像部を電子部品実装装置の固定に関して、メカ原点を基準として第一ユニット群を位置調整してから、治具の基準表示部を撮像し撮像画像から撮像部の固定位置に関するオフセット量を求めて実装位置情報を補正しているので、撮像部の固定位置にずれがあってもキャリブレーションの際に補正されるので、キャリブレーションの精度が向上する。
【０１１５】
また、撮像部がサポート上に固定され、固定位置も任意の位置にできるので、キャリブレーションの中心となる位置、すなわち基板実装の時に最も実装精度の高い位置を任意に設定することができる。
【０１１６】
また、撮像部はサポートより下に固定されるので固定位置の変動が少ないキャリブレーションの精度が向上する。
【０１１７】
また、電子部品実装装置の温度が設定温度より高いときに補正を行うので、温度によりオフセット値が変化しても補正するので、電子部品実装装置の実装精度が向上する。
【０１１８】
また、電子部品実装装置の稼働時間が設定稼働時間を越えたときに補正を行うので、稼働した時間によってオフセット値が変化しても補正するので、電子部品実装装置の実装精度が向上する。
【０１１９】
また、治具の中心位置の撮像を複数回行っているので、補正の基準となる治具の中心位置の平均位置を求めることができ、中心位置の位置精度を高くすることができる。
【０１２０】
また、第一ユニット群を位置調整した後に第二ユニット群のオフセット量を求め補正をするキャリブレーション方法と、請求項１〜請求項７のキャリブレーション方法を切り換えできるので、キャリブレーション方法を選択できることができる。
【０１２１】
上記速度設定方法によれば、設定された工程能力指数範囲において各電子部品毎に適した最も高速な速度が部品ライブラリに設定されるので、使用者の経験によることなく、実装精度を保った上で電子部品実装装置の実装速度を最速にすることができ、また、速度の入力が簡略化され、速度設定する時間も短縮される。
【０１２２】
また、設定された工程能力指数範囲と各ユニットの温度によりキャリブレーションを行うユニットを特定するので、各ユニットに応じたキャリブレーションの実行の判断が容易に行える。
【０１２３】
【図面の簡単な説明】
【図１】電子部品実装装置１０の外観を示す斜視図である。
【図２】電子部品実装装置１０の要部を示す拡大斜視図である。
【図３】治具８０を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は斜視図である。
【図４】姿勢撮像部５０による認識画像を示す図である。
【図５】第三段階のキャリブレーションの手順を表すフローチャートである。
【図６】サポート６０に固定されている撮像部１００の斜視図である。
【図７】ベースフレームに固定されている撮像部１００の斜視図である。
【図８】速度設定の手順を表すフローチャートである。
【図９】電子部品の中心位置ばらつきを示す模式図である。
【図１０】ＣＰ値を満足した時の電子部品の中心位置ばらつきを示す模式図である。
【図１１】ユニット毎の温度センサ１０２の配置を示した模式図である。
【図１２】ユニット毎の温度に対する影響度合を示した図である。
【図１３】従来の電子部品実装装置１１０の要部を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１０    電子部品実装装置
１２    電子部品
１４    基板
１６    ベースフレーム
２０    制御部
２２    操作卓
３０、３０（ａ）、３０（ｂ）    ヘッド部
３３    吸着ノズル
３４    ＸＹロボット
３６    ＸＹテーブル
３８    ストッパ
４０    部品供給カセット
５０    姿勢撮像部
６０    サポート
７０    確認カメラ
８０    治具
８２    基準表示部
９０    ノズルステーション
１００    撮像部
１０２    温度センサ
【図１】
0004408515.tif 000003
【図２】
0004408515.tif 000004
【図３】
0004408515.tif 000005
【図４】
0004408515.tif 000006
【図５】
0004408515.tif 000007
【図６】
0004408515.tif 000008
【図７】
0004408515.tif 000009
【図８】
0004408515.tif 000010
【図９】
0004408515.tif 000011
【図１０】
0004408515.tif 000012
【図１１】
0004408515.tif 000013
【図１２】
0004408515.tif 000014
【図１３】
0004408515.tif 000015