(57)【要約】  【課題】  本発明は、生産前の精度調整では調整しきれない電子部品の装着ズレを解消し、電子部品の装着精度を向上した電子部品装着装置又は電子部品装着方法を提供することである。  【解決手段】  本発明は、基板を所定の位置に搬送し、搬送されてきた前記基板に装着ヘッドで電子部品を装着する電子部品装着装置又は電子部品装着方法において、前記基板に装着された装着電子部品を撮像する撮像し、前記撮像結果に基づいて撮像された前記装着電子部品の装着されるべき所定の装着位置・姿勢からの装着ズレを検出し、前記検出結果に基づいて前記装着電子部品を有する前記基板とは異なる他の前記基板の前記装着電子部品と同じ前記所定の装着位置・姿勢で装着される電子部品の装着位置・姿勢を補正することを特徴とする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を所定の位置に搬送する搬送装置と、搬送されてきた前記基板に電子部品を装着する装着ヘッドと、前記搬送装置と前記装着ヘッドを制御する制御装置とを有する電子部品装着装置において、
前記基板に装着された装着電子部品を撮像する撮像手段と、前記撮像結果に基づいて撮像された前記装着電子部品の装着されるべき所定の装着位置・姿勢からの装着ズレを検出する検出手段と、前記装着ズレに基づいて前記装着電子部品を有する前記基板とは異なる他の前記基板の前記装着電子部品と同じ前記所定の装着位置・姿勢で装着される電子部品の装着位置・姿勢を補正する補正手段とを有することを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項２】
前記撮像手段は前記装着ヘッドに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
【請求項３】
前記撮像手段は前記基板の基準点を撮像する基板認識カメラであることを特徴とする請求項２に記載の電子部品装着装置。
【請求項４】
前記撮像手段は前記搬送装置の上部に設けられ、前記基板を下流側装置に搬送中に前記装着電子部品を撮像することを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
【請求項５】
前記撮像手段は１台又は複数台のラインセンサカメラであることを特徴とする請求項４に記載の電子部品装着装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記所定の枚数毎に前記補正を行なうことを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
【請求項７】
基板を所定の位置に搬送し、搬送されてきた前記基板に装着ヘッドで電子部品を装着する電子部品装着方法において、
前記基板に装着された装着電子部品を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップの結果に基づいて撮像された前記装着電子部品の装着されるべき所定の装着位置・姿勢からの装着ズレを検出する検出ステップと、前記検出結果に基づいて前記装着電子部品を有する前記基板とは異なる他の前記基板の前記装着電子部品と同じ前記所定の装着位置・姿勢で装着される電子部品の装着位置・姿勢を補正する補正ステップとを有することを特徴とする電子部品装着方法。
【請求項８】
前記撮像ステップは、前記撮像を前記装着ヘッドが前記装着電子部品を装着後、前記基板から離間する間に行なうことを特徴とする請求項７に記載の電子部品装着方法。
【請求項９】
前記撮像ステップは、前記基板を下流側装置に搬送中に前記装着電子部品を撮像することを特徴とする請求項７に記載の電子部品装着方法。
【請求項１０】
前記補正ステップは、前記所定の枚数毎に前記補正を行なうことを特徴とする請求項７に記載の電子部品装着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品供給装置から電子部品を取り出し、該電子部品をプリント基板などの基板に装着する電子部品装着装置及び電子部品装着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品装着装置は、例えば、複数のノズルを有する装着ヘッドによって、部品供給装置から電子部品を吸着して取り出し、プリント基板などの基板に装着する装置である。
電子装置（電子機器）は多機能化しており、基板に装着されて電子装置に組み込まれる電子部品の数も増加している。そのために、電子部品装着装置は高い電子部品の装着精度が要求されている。
【０００３】
特許文献1に開示されている従来装置では、生産運転前にオフセット教示や精度追込みを行い、装置固有の電子部品の装着ズレを解消している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２００４−１２８００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の装置では、電子部品の装着精度の追込みは、特定パターン（２ｍｍピッチ或いは１０ｍｍピッチ）の動作で行うため、実生産のように電子部品の数も増加し多様化した複雑なパターンの装着動作においては必ずしも電子部品の装着ズレを解消できるとは限らない。
【０００６】
従って、本発明の目的は、生産前の精度調整では調整しきれない電子部品の装着ズレを解消し、電子部品の装着精度を向上した電子部品装着装置又は電子部品装着方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、基板を所定の位置に搬送する搬送装置と、搬送されてきた前記基板に電子部品を装着する装着ヘッドと、前記搬送装置と前記装着ヘッドを制御する制御装置を有する電子部品装着装置において、前記基板に装着された装着電子部品を撮像手段と、前記撮像結果に基づいて撮像された前記装着電子部品の装着されるべき所定の装着位置・姿勢からの装着ズレを検出する検出手段と、前記装着ズレに基づいて前記装着電子部品を有する前記基板とは異なる他の前記基板の前記装着電子部品と同じ前記所定の装着位置・姿勢で装着される電子部品の装着位置・姿勢を補正する補正手段と、を有することを第１の特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、基板を所定の位置に搬送し、搬送されてきた前記基板に装着ヘッドで電子部品を装着する電子部品装着方法において、前記基板に装着された装着電子部品を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップの結果に基づいて撮像された前記装着電子部品の装着されるべき所定の装着位置・姿勢からの装着ズレを検出する検出ステップと、前記検出結果に基づいて前記装着電子部品を有する前記基板とは異なる他の前記基板の前記装着電子部品と同じ前記所定の装着位置・姿勢で装着される電子部品の装着位置・姿勢を補正する補正ステップと、を有することを第２の特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明は、前記撮像手段は前記装着ヘッドに設けられていることを第３の特徴とする。
また、本発明は、前記撮像手段は前記基板の基準点を撮像する基板認識カメラであることを第４の特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明は、前記基板を下流側装置に搬送中に前記装着電子部品を撮像することを第５の特徴とする。
また、本発明は、前記補正は、前記所定の枚数毎に行なうことを第６の特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、生産前の精度調整では調整しきれない電子部品の装着ズレを解消し、電子部品の装着精度を向上した電子部品装着装置又は電子部品装着方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における装着ヘッドの下部を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における装着された電子部品を撮像する状態を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態における電子部品の装着ズレを検出する検出原理を示す図である。
【図４】電子部品の装着位置を示す部品ライブラリデータと、電子部品の装着ズレの検出結果を示す表である。
【図５】本発明の第１の実施形態における装着ズレを補正する処理フローを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態である電子部品装着装置の概略平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態である電子部品装着装置の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態である電子部品装着装置５０の概略平面図である。電子部品装着装置５０の紙面の上下両側に、部品供給装置３が配置されている。部品供給装置３は、フィーダベース３Ａと複数の部品供給ユニット３Ｂとから構成されている。フィーダベース３Ａは電子部品装着装置５０の本体に取り付けられる。各部品供給ユニット３Ｂは、電子部品が収納された供給テープを有している。供給テープに収納された電子部品が装着ヘッド６の吸着ノズル５によって取り出されると供給テープがフィードされ、次の電子部品が取り出し可能となる。
【００１４】
装着ヘッド６には、電子部品を吸着するための吸着ノズル５が円周上に複数本、例えば６本取り付けられている。これらの吸着ノズル５はノズル回転モータによって回転し、各吸着ノズル５に目的とする電子部品を吸着する。
装着ヘッド６内には、基板認識カメラ８が設置され、装着ヘッド６が基板の上方に移動した時に基板Ｐの基準点を認識し、この基板Ｐの基準点を基に電子部品を基板Ｐに装着する位置が決められる。
【００１５】
電子部品装着装置５０は２個の装着ヘッド６が各々上側の部品供給ユニット３Ｂおよび下側の部品供給ユニット３Ｂからの電子部品を吸着する。
部品供給装置３と基板Ｐとの間には部品認識カメラ１０が設置されている。部品認識カメラ１０の撮像部は装着ヘッド６の下部又は横に取り付けられており、吸着ノズル５に吸着された電子部品の状態を認識する。例えば、電子部品のリードが必要数存在するとか、電子部品が吸着ノズルに対してどのような姿勢で吸着されているかを認識する。部品認識カメラ１０は、複数個の吸着ノズルに吸着された電子部品の状態を１度に認識することができる。電子部品の吸着状態に異常が存在したまま、その電子部品を基板Ｐに装着すると、装着不良が生じる。電子部品の吸着状態に異常の検出は、その一つの方法として部品ライブラリデータを参照して行われる。例えば、部品ライブラリデータのリード数またはリードピッチと比較して、電子部品のリード数が不足しているとか、リードのピッチが違う、即ち電子部品そのものが違うとかにより異常を検出する。なお、部品認識カメラ１０によって電子部品の状態の異常が発見された場合は、排出箱１２に電子部品を排出する。
【００１６】
電子部品装着装置５０の両側には、Ｙ方向に延びるＹビーム１Ａ、１Ｂが形成されている。左右のＹビーム１Ａ、１ＢにはＹ可動子９が設置されている。ここで、Ｙビーム１Ａ、１Ｂには、固定子が設置され、この固定子とＹ可動子９とでリニアモータが形成される。従って、このリニアモータによって、Ｙ可動子９はＹビーム１Ａ、１Ｂ上をＹ方向に自在に動くことができる。
左右のＹ可動子９には Ｘ方向に延びる Ｘビーム４Ａ、４Ｂの端部が設置されている。Ｘビーム４Ａ、４Ｂには、Ｘ可動子１１が設置されている。ここで、Ｘビーム４Ａ、４Ｂには、固定子が設置され、この固定子１１とでリニアモータが形成される。従って、このリニアモータによって、Ｘ可動子１１は Ｘビーム４Ａ、４Ｂ上を自在に動くことができる。Ｘ可動子１１には装着ヘッド６が取り付けられている。
【００１７】
Ｙ可動子９はＹビーム１Ａ、１Ｂ上をホストコンピュータからの指令によってリニアモータによって動く。また、 Ｘ可動子１１は Ｘビーム４Ａ，４Ｂ上をホストコンピュータからの指令によってリニアモータによって動く。Ｙ可動子９およびＸ可動子１１にはリニアエンコーダが取り付けられ、各可動子の位置情報をサーボ系にフィードバックする。
【００１８】
このようにして、装着ヘッド６は基板コンベア７を有する搬送装置２によって搬送されてきた基板Ｐに電子部品を装着する。電子部品の装着処理や基板搬送等の制御は制御装置２０によって行われる。
【００１９】
図１は、本実施形態における装着ヘッド６の下部の状態を示す概念図である。装着ヘッド６の下部には、本実施形態の特徴である電子部品Ｄの基板Ｐへの装着ズレを検出するために、基板Ｐに装着された装着電子部品を撮像する装着ズレ検出カメラ３０（撮像手段）と、周方向に等間隔に複数設けられた６本の吸着ノズル５とを有する。装着ズレ検出カメラ３０は、図２に示すように装着された装着電子部品Ｄｓを撮像する。吸着ノズル５は、装着ヘッド６の矢印６ｂに示すように下から見て反時計回りに周回転する回転部６ａに設けられている。また、吸着ノズル５は、前述したように部品供給ユニット３（図６参照）から電子部品Ｄを取出すために、複数の吸着ノズル５から１本が選択されて、上下軸駆動モータ（図示せず）により昇降可能に装着ヘッド６に設けられている。
【００２０】
また、図６に示す制御装置２０には、前記撮像結果を画像処理し装着ずれを検出するソフトウェアで構成された検出手段を有する。
【００２１】
以下、上述した構成を有する電子部品装着装置５０の特徴である電子部品の装着ズレを補正する装着ズレ補正方法を説明する。本実施形態では、装着面側が長方形の有する電子部品を例に、図３及び図４を用いて説明する。図３は電子部品の装着ズレの検出原理を示す図である。図４に示す部品ライブラリ装着データＬＰは、部品ライブラリを構成するデータの一つで各電子部品が装着されるべき装着位置とその姿勢（以下、両者を合わせて装着位置・姿勢という）を示している。また、以下の説明では、装着位置のずれと装着姿勢のずれを合わせて装着ズレという。
【００２２】
図３における長方形で示す実線は、装着ズレ検出カメラ３０で撮像され、画像処理して得られた装着された装着電子部品Ｄｓの輪郭を示す。また、２箇所の斜線部分は、電子部品Ｄのうち基板に接し装着されるランドの位置Ｒを示す。さらに、各電子部品の装着位置・姿勢を示す部品ライブラリ装着データＬＰは、装着されるべき電子部品の中心位置Ｒｃ（Ｘｒ、Ｙｒ）（例えば、２つのランドの中心位置）と電子部品の傾を示す装着姿勢θｒとを有する。装着位置は基板Ｐの基準点から位置を示し、装着姿勢は基板Ｐの所定の辺を基準とした傾斜角を示す。
【００２３】
本実施形態では、まず、長方形の輪郭の対角上にある２点Ｓａ（Ｘａ，Ｙａ）、Ｓｂ（ Ｘｂ，Ｙｂ）の位置を画像処理で検出し、その２点から装着電子部品Ｄｓの中心位置Ｓｃ（Ｘｓ，Ｙｓ）と装着姿勢θｓ、即ち装着電子部品Ｄｓの装着データ（Ｘｓ，Ｙｓ，θｓ）を求める。次に、部品ライブラリ装着データＬＰ（Ｘｒ，Ｙｒ，θｒ）と装着電子部品Ｄｓの装着データ（Ｘｓ，Ｙｓ，θｓ）との差から装着ズレ（ΔＸ，ΔＹ，Δθ）を求める。この装着ズレ（ΔＸ，ΔＹ，Δθ）から次の基板Ｐに装着する補正後の装着データを式（１）乃至式（３）から求める。
【００２４】
Ｘｓ＝Ｘｒ−ΔＸ                                  （１）
Ｙｓ＝Ｙｒ−ΔＹ                                  （２）
θｓ＝θｒ−Δθ                                  （３）
例えば寸法が大きく補正の必要ない電子部品を除いて、補正が必要な電子部品Ｄに対して上記処理を行う。勿論、全電子部品に実施してもよい。その結果を図４の右側表に示す。
【００２５】
以上の説明では、補正後の装着データを、部品ライブラリ装着データＬＰを基準に求めたが、２回目以降は前回の基板に対する装着データに対する補正後の装着データを求めてもよい。
また、以上の説明では、部品ライブラリ装着データＬＰを２つのランドの中心位置と電子部品の姿勢で構成したが、例えば電子部品上に任意の２点など他のデータ構成としてもよい。
【００２６】
図５は、図３及び図４で示した電子部品の装着ズレを補正する装着ズレ補正方法を含めた全体の処理フローを示した図である。
まず、搬送装置２によって基板Ｐを処理位置に搬送する（Ｓｔｅｐ１）。次に、装着ヘッド６により各部品供給ユニット３Ｂから電子部品Ｄを吸着し、基板Ｐに装着する（Ｓｔｅｐ２）。その後、装着ズレ検出カメラ３０で装着した装着電子部品を撮像する（Ｓｔｅｐ３）。次に、図３及び図４を用いて説明した電子部品の装着ズレの検出原理に基づいて、装着ズレ（ΔＸ，ΔＹ，Δθ）を求める（Ｓｔｅｐ４）。その後、式（１）乃至式（３）により、次の基板に対する装着データとなる補正後の装着データＳＰを求める（Ｓｔｅｐ５）。
【００２７】
次に、補正の必要な所定の電子部品に対して実施したかを判断する（Ｓｔｅｐ６）。実施していなければ、Ｓｔｅｐ２に戻り新たな電子部品に対して処理をする。実施しているならば当該基板を搬出する（Ｓｔｅｐ７）。最後に、所定の基板枚数を処理したかを判断する（Ｓｔｅｐ８）。していなければステップ１に戻り、新たな基板を搬入しＳｔｅｐ２からの処理を行い、していれば処理を終了させる。
【００２８】
以上の処理フローでは基板１枚ごと補正を掛ける場合を説明した。しかし必ずしも１枚毎に実施するする必要がなく、例えば、１００枚或いは１０００毎に実施してもよい。
また、以上の説明した実施形態では、装着ズレ検出するカメラとして専用の装着ズレ検出カメラ３０を用いたが、基板Ｐの基準点を認識する基板認識カメラ８を装着ズレ検出カメラ３０として用いてもよい。
【００２９】
さらに、以上説明した実施形態では、基板の基準点に対して電子部品の装着位置が検出され、比較対象となる部品ライブラリ装着データＬＰも前記基準点及び所定の辺に対して定められているので、処理すべき基板の種類（機種）が変わっても対処でき、また所定の精度で装着ズレを検出できる。
【００３０】
以上説明した実施形態によれば、電子部品装着装置、細かく言えば各装着ヘッド、各吸着ノズルが有する固有の“クセ”などの生産前の精度調整では調整しきれない電子部品の装着ズレを解消し、電子部品の装着精度を向上した電子部品装着装置又は電子部品装着方法を提供できる。
【００３１】
図７は、本発明の第２の実施形態である電子部品装着装置５０Ａを示す図である。第１の実施形態では、装着ズレ検出カメラ３０を装着ヘッド６に設け、装着後、或いは再び新たな電子部品を吸着するために基板Ｐから離間する間に電子部品を撮像したが、第２の実施形態では、装着ズレ検出カメラ３０Ａを搬送装置２の上部に設け、電子部品が装着された基板Ｐが下流側の電子部品装着装置に搬送されるときに装着電子部品を撮像する。第２の実施形態では、装着ズレ検出カメラ３０Ａとして、１台又は複数台のラインセンサを用い、基板Ｐを搬送中に一定間隔で得たライン画像から面画像を得てもよい。
【００３２】
また、第１、第２の実施形態における装着ズレ検出カメラ３０、３０Ａとして、複数台の撮像カメラを用いてもよいし、視野の広い撮像カメラを用いてもよい。撮像後の処理は基本的には、第１の実施形態と同様である。
【００３３】
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００３４】
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【符号の説明】
【００３５】
１Ａ・１Ｂ：Ｙビーム                ２：搬送装置
３：部品供給装置                    ３Ａ：フィーダベース
３Ｂ：部品供給ユニット              ５：吸着ノズル
６：装着ヘッド                      ８：基板認識カメラ
１０：部品認識カメラ                １１： Ｘ可動子
２０：制御装置                      ３０、３０Ａ：装着ズレ検出カメラ
Ｄ：電子部品                        Ｄｓ：装着電子部品
ＬＰ：部品ライブラリ装着データ      Ｒ：ランドの位置
Ｒｃ：ランドの中心位置              Ｐ：基板（基板）
Ｓｃ：装置電子部品の中心位置        ＳＰ：補正後の装着データ
【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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