(57)【要約】【課題】実装ヘッドの傾きを考慮して実装位置のずれを補正することができる部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。【解決手段】部品供給部から部品をピックアップして基板に実装する実装ヘッドと、実装ヘッドを移動させるヘッド移動機構とを備える部品実装装置によって部品を基板に実装する部品実装方法であって、部品実装装置は、中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象を含む基準部と、実装ヘッドに設けられ、実装ヘッドが基準位置に位置したときに基台側に設けられた基準部を撮像するカメラとを備え、カメラにより撮像された基準部の画像を画像処理することにより、基準位置に位置した実装ヘッドの基台に対する傾きを算出する傾き算出工程（ＳＴ２）と、算出された傾きに基づいて実装ヘッドの位置補正を行う工程（ＳＴ３）とを含み、傾き算出工程は、撮像対象の中心位置のずれ量に基づいて傾きを算出する。【選択図】図７
2017045913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に対して相対的に水平移動可能に設けられ、基台側に設けられた部品供給部から部品をピックアップして基板に実装する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、
前記実装ヘッドに設けられ、前記実装ヘッドが基準位置に位置したときに前記基台側に設けられた基準部を撮像するカメラと、
前記カメラにより撮像された前記基準部の画像を画像処理することにより、前記基準位置に位置した前記実装ヘッドの前記基台に対する傾きを算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記傾きに基づいて前記実装ヘッドの位置補正を行う補正部とを備え、
前記基準部は、中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象を含み、
前記算出部は、前記撮像対象の中心位置のずれ量に基づいて前記傾きを算出することを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
前記撮像対象は、第１の穴と前記第１の穴の下方に形成された前記第１の穴より小さい第２の穴から成る段付き穴であることを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記撮像対象は、前記カメラの被写界深度内であることを特徴とする請求項１又は２記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記算出部は、前記基準位置に位置した前記実装ヘッドの前記基準部に対する水平方向の位置ずれ量をさらに算出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の部品実装装置。
【請求項５】
基台に対して相対的に水平移動可能に設けられ、基台側に設けられた部品供給部から部品をピックアップして基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動させるヘッド移動機構とを備える部品実装装置によって部品を基板に実装する部品実装方法であって、
前記部品実装装置は、
中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象を含む基準部と、
前記実装ヘッドに設けられ、前記実装ヘッドが基準位置に位置したときに前記基台側に設けられた前記基準部を撮像するカメラとを備え、
前記カメラにより撮像された前記基準部の画像を画像処理することにより、前記基準位置に位置した前記実装ヘッドの前記基台に対する傾きを算出する傾き算出工程と、
前記算出された前記傾きに基づいて前記実装ヘッドの位置補正を行う工程とを含み、
前記傾き算出工程は、前記撮像対象の中心位置のずれ量に基づいて前記傾きを算出することを特徴とする部品実装方法。
【請求項６】
前記撮像対象は、第１の穴と前記第１の穴の下方に形成された前記第１の穴より小さい第２の穴から成る段付き穴であることを特徴とする請求項５に記載の部品実装方法。
【請求項７】
前記撮像対象は、前記実装ヘッドが前記基台に対して傾いている状態で前記カメラの被写界深度内であることを特徴とする請求項５又は６記載の部品実装方法。
【請求項８】
前記基準位置に位置した前記実装ヘッドの前記基準部に対する水平方向の位置ずれ量を算出する位置ずれ算出工程をさらに含むことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装ヘッドにより部品をピックアップして基板に実装する部品実装装置および部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、実装ヘッドにより部品供給部から部品をピックアップし、基板等の実装対象の所定の実装位置に実装する部品実装装置が知られている。実装ヘッドは、部品実装装置に水平移動自在に備えられており、部品供給部と基板との間を移動して部品のピックアップおよび実装を連続して行う。実装ヘッドと部品供給部の部品供給位置および基板の停止位置との位置合わせは、実装ヘッドに備えられたカメラ等の撮像手段により部品供給部の部品および基板を撮像した画像の画像処理結果に基づいて実装ヘッドのＸＹ位置を補正する移動制御を行うことにより行われる。
【０００３】
実装ヘッドを水平移動させるヘッド移動機構は、ＸＹビームを備えており、実装動作を連続して行う過程において発生する熱に起因する変形が経時的に生じる。そのため、初期段階で適正に位置補正がされたとしても、経時変化に起因する実装ヘッドの位置ずれにより、実装品質の低下をきたしていた。このような問題を解決するため、基台に設けられた複数の認識マークを所定のタイミングで撮像して水平方向のずれ量を求め、このずれ量に基づいて実装ヘッドのＸＹ位置を補正することにより経時変化による影響を回避する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３５０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１を含む従来技術では、実装ヘッドが装着されるビームのねじれに起因して実装ヘッドが垂直方向から傾くことで生ずる実装位置のずれを考慮した補正はされておらず、実装精度の更なる向上が求められていた。
【０００６】
そこで本発明は、経時変化に起因する実装ヘッドの傾きを考慮して実装位置のずれを補正することができる部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の部品実装装置は、基台に対して相対的に水平移動可能に設けられ、基台側に設けられた部品供給部から部品をピックアップして基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、前記実装ヘッドに設けられ、前記実装ヘッドが基準位置に位置したときに前記基台側に設けられた基準部を撮像するカメラと、前記カメラにより撮像された前記基準部の画像を画像処理することにより、前記基準位置に位置した前記実装ヘッドの前記基台に対する傾きを算出する算出部と、前記算出部により算出された前記傾きに基づいて前記実装ヘッドの位置補正を行う補正部とを備え、前記基準部は、中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象を含み、前記算出部は、前記撮像対象の中心位置のずれ量に基づいて前記傾きを算出することを特徴とする。
【０００８】
本発明の部品実装方法は、基台に対して相対的に水平移動可能に設けられ、基台側に設けられた部品供給部から部品をピックアップして基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動させるヘッド移動機構とを備える部品実装装置によって部品を基板に実装する部品実装方法であって、前記部品実装装置は、中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象を含む基準部と、前記実装ヘッドに設けられ、前記実装ヘッドが基準位置に位置したときに前記基台側に設けられた前記基準部を撮像するカメラとを備え、前記カメラにより撮像された前記基準部の画像を画像処理することにより、前記基準位置に位置した前記実装ヘッドの前記基台に対する傾きを算出する傾き算出工程と、前記算出された前記傾きに基づいて前記実装ヘッドの位置補正を行う工程とを含み、前記傾き算出工程は、前記撮像対象の中心位置のずれ量に基づいて前記傾きを算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、経時変化に起因する実装ヘッドの傾きを考慮して実装位置のずれを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分断面図
【図３】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態の部品実装装置における撮像対象の説明図
【図４】本発明の一実施の形態の部品実装装置において傾いた状態の基板認識カメラによる撮像対象の撮像を説明する図
【図５】本発明の一実施の形態の部品実装装置において（ａ）理想状態の基板認識カメラが撮像した撮像対象の撮像画像を示す図（ｂ）傾いた状態の基板認識カメラが撮像した撮像対象の撮像画像を示す図
【図６】本発明の一実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図７】本発明の一実施の形態の部品実装装置における部品実装方法のフロー図
【図８】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態の部品実装装置におけるその他の撮像対象の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２を参照して、基板に部品を実装する部品実装装置１の構成を説明する。部品実装装置１は、部品を基板に実装する機能を有するものである。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。以下、基板搬送方向（図１の紙面の左右方向）をＸ方向、Ｘ方向と水平面内において直交する方向（図１の紙面の上下方向）をＹ方向、水平面と直交する高さ方向（図２の紙面の上下方向）をＺ方向と定義する。
【００１２】
図１において基台１ａの中央にはＸ方向に基板搬送機構２が配設されている。基板搬送機構２は並行に配設された２条の搬送レール２ａを含んで構成され、上流側から搬入された基板３を搬送し、部品実装作業を実行するために設定された実装ステージに位置決めして保持する。基板搬送機構２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には複数のテープフィーダ５が並列に装着されている。テープフィーダ５は、部品を収納したキャリアテープを部品供給部４の外側から基板搬送機構２に向かう方向（テープ送り方向）にピッチ送りすることにより、以下に説明する実装ヘッドによる部品吸着位置に部品を供給する。
【００１３】
基台１ａ上面においてＸ方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸ビーム６が配設されており、Ｙ軸ビーム６には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸ビーム７が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。２基のＸ軸ビーム７には、それぞれ実装ヘッド８がＸ方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド８は複数の保持ヘッドを備えた多連型ヘッドであり、それぞれの保持ヘッドの下端部には、図２に示すように、部品Ｄを吸着して保持し個別に昇降可能な吸着ノズル８ａが装着されている。
【００１４】
Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７を駆動することにより、実装ヘッド８はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの実装ヘッド８は、それぞれ対応した部品供給部４のテープフィーダ５の部品吸着位置から部品Ｄを吸着ノズル８ａによって取り出して、基板搬送機構２に位置決めされた基板３の実装点に移送搭載する。Ｙ軸ビーム６およびＸ軸ビーム７は、実装ヘッド８を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させるヘッド移動機構９を構成する。このように実装ヘッド８は、基台１ａに対して相対的に水平移動可能に設けられ、基台１ａ側に設けられた部品供給部４から部品Ｄをピックアップして基板３に実装する。
【００１５】
部品供給部４と基板搬送機構２との間には、部品認識カメラ１０が配設されている。部品供給部４から部品Ｄを取り出した実装ヘッド８が部品認識カメラ１０の上方を移動する際に、部品認識カメラ１０は実装ヘッド８に保持された状態の部品Ｄを撮像して認識する。実装ヘッド８にはＸ軸ビーム７の下面側に位置して、それぞれ実装ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ１１が装着されている。実装ヘッド８が移動することにより、基板認識カメラ１１は基板搬送機構２に位置決めされた基板３の上方に移動し、基板３を撮像して認識する。実装ヘッド８による基板３への部品実装動作においては、部品認識カメラ１０による部品Ｄの認識結果と、基板認識カメラ１１による基板認識結果とを加味して実装位置補正が行われる。
【００１６】
実装ヘッド８をヘッド移動機構９によって移動させ、部品Ｄを部品供給部４から取り出して基板３に移送搭載する部品実装作業では、実装ヘッド８を部品供給部４と基板３との間で反復して移動させる実装ターンが高頻度で実行される。この反復動作によって、ヘッド移動機構９を構成するＹ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７のリニア駆動機構や摺動部から熱が発生し、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７が熱膨張して曲がったりねじれたりする熱変形が生じる。この熱変形は、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７の温度に依存するため経時的に変化する。
【００１７】
Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７が熱変形すると、実際に吸着ノズル８ａが部品Ｄを基板３に搭載する実装位置と、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７に熱変形などが発生していない理想状態の実装位置（以下「理想実装位置」と称する。）との間に位置ずれが生じる。この位置ずれなどを検出するために、基板搬送機構２の周辺に複数の位置基準ポスト１２と基準部１３が設けられている。なお、位置基準ポスト１２と基準部１３は、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７の熱変形による経時的なずれの他、部品実装装置１の組み立て誤差や実装ヘッド８のＸ軸ビーム７への装着ずれの測定にも使用できる。
【００１８】
基台１ａの上面には、基板搬送機構２に位置決めされた状態の基板３を周囲から囲む配置で、４つの位置基準ポスト１２が立設されている。位置基準ポスト１２は、実装ヘッド８の水平方向の位置ずれを検出するためのものである。位置基準ポスト１２には、時計回りに（１）〜（４）の番号が付番されており、それぞれを個別に特定できるようになっている。実装ヘッド８とともに移動する基板認識カメラ１１によって位置基準ポスト１２（１）〜１２（４）のマークを認識し、理想状態の位置との比較を行うことにより、実装ヘッド８の水平方向の位置ずれを検出できるようになっている。
【００１９】
搬送レール２ａの上面には、基板搬送機構２に位置決めされた状態の基板３を周囲から囲む配置で、６つの基準部１３が設けられている。各基準部１３には、実装ヘッド８のＺ方向（垂直方向）からの傾きを検出するための撮像マーク２０が配置されている。基準部１３には、時計回りに（１）〜（６）の番号が付番されており、それぞれを個別に特定できるようになっている。基板認識カメラ１１が基準部１３（１）〜１３（４）の撮像マーク２０を撮像し、認識処理された画像を後述する算出部３０ｂ（図６参照）によって画像処理することにより実装ヘッド８のＺ方向からの傾きが算出される。
【００２０】
図２において、実線で示すＸ軸ビーム７は、点線で示す理想状態のＸ軸ビーム７が発熱などによりねじれている状態を示している。理想状態では、吸着ノズル８ａが下降して保持された部品Ｄが基板３と当接する実装高さ３ａでの位置が理想実装位置１４となる。すなわち、吸着ノズル８ａの中心を貫く実装軸８ｂが基板３の上面と交差する位置が理想実装位置１４となる。これに対し、Ｘ軸ビーム７にねじれが発生してＸ軸ビーム７に装着された実装ヘッド８がＺ方向からＹ方向に傾きθｙだけ傾くと、基板３上の部品Ｄの実装位置１４＊が理想実装位置１４からＹ方向の位置ずれ量ΔＹ＊だけ位置ずれする。
【００２１】
基板認識カメラ１１はその光軸１１ａが実装軸８ｂと並行になるように実装ヘッド８に装着されており、基板認識カメラ１１の光軸１１ａもＺ方向から実装軸８ｂと同じ傾きθｙだけ傾いている。そのため、基板認識カメラ１１により撮像された撮像マーク２０の画像から算出される基板認識カメラ１１の傾きθｙが、実装ヘッド８のＺ方向からの傾きθｙ（実装ヘッド８の基台１ａに対する傾きθｙ）となる。
【００２２】
次に図３（ａ），（ｂ）を参照し、撮像マーク２０の構造について説明する。撮像マーク２０は、搬送レール２ａの上部に形成された深さｈ１の第１の穴２１と、第１の穴２１の下方に形成された第１の穴２１と中心Ｃの位置が同一でサイズが小さい第２の穴２２から構成される段付き穴である。傾きθｙを算出する際は、基板認識カメラ１１による撮像画像から第１の穴２１の上部の周縁ｍ１（以下「上部マークｍ１」と称す。）と第２の穴２２の上部の周縁ｍ２（以下「下部マークｍ２」と称す。）が認識される。すなわち、上部マークｍ１と下部マークｍ２が、基板認識カメラ１１による撮像対象Ｔとなる。
【００２３】
このように、基準部１３は、中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象Ｔを含み、撮像対象Ｔは、第１の穴２１と第１の穴２１の下方に形成された第１の穴２１より小さい第２の穴２２から成る段付き穴の周縁である。なお、基準部１３における撮像マーク２０は、搬送レール２ａの上部に直接形成する構成に限定されず、段付き穴を形成した撮像マーク２０を搬送レール２ａの上面に配置するようにしても良い。また撮像マーク２０は、搬送レール２ａ以外の位置に配置してもよい。
【００２４】
傾きθｙは、基板認識カメラ１１による撮像画像において認識された上部マークｍ１の中心Ｃ１と下部マークｍ２の中心Ｃ２のずれ量Δｙから算出される（図５（ｂ）参照）。そのため、上部マークｍ１と下部マークｍ２の両方に同時にピントが合った撮像画像が必要で、撮像時に上部マークｍ１と下部マークｍ２の両方が基板認識カメラ１１の被写界深度Ｒ内に収まっている必要がある。つまり、撮像対象Ｔ（上部マークｍ１、下部マークｍ２）は、基板認識カメラ１１（カメラ）の被写界深度Ｒ内である。
【００２５】
一方、傾きθｙが同じ場合、上部マークｍ１と下部マークｍ２の高さの差である第１の穴２１の深さｈ１が大きくなると撮像画像におけるずれ量Δｙが大きくなって、傾きθｙの測定精度が向上する。そこで第１の穴２１の深さｈ１は、光軸１１ａが傾いても上部マークｍ１と下部マークｍ２の両方が基板認識カメラ１１の被写界深度Ｒ内となる範囲で、できるだけ大きくなるように設定される。
【００２６】
次に図４、図５を参照して、基板認識カメラ１１による基準部１３に設けられた撮像対象Ｔの撮像について説明する。基準部１３を撮像する際は、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７に熱変形がない状態で実装ヘッド８に設けられた基板認識カメラ１１の光軸１１ａが撮像対象Ｔの中心Ｃを貫く基準位置に実装ヘッド８を移動させる。すなわち基板認識カメラ１１は、実装ヘッド８に設けられ、実装ヘッド８が基準位置に位置したときに基台１ａ側に設けられた基準部１３を撮像するカメラとなる。
【００２７】
図５（ａ）に、理想状態において、実装ヘッド８が基準位置に位置したときに、基板認識カメラ１１が基準部１３の撮像対象Ｔ（上部マークｍ１、下部マークｍ２）を撮像した撮像画面１１ｂを示す。この状態で、撮像された上部マークｍ１の中心Ｃ１および下部マークｍ２の中心Ｃ２は、撮像画面１１ｂの中央（２本の１点鎖線が十字に交わる点）と一致する。
【００２８】
図４は、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７が熱変形している状態において、実装ヘッド８が基準位置に位置したときの基板認識カメラ１１を示している。この時、基板認識カメラ１１の光軸１１ａはＺ方向からＹ方向に傾きθｙだけ傾き、基板認識カメラ１１の位置Ｐは撮像対象Ｔの中心ＣからＹ方向に位置ずれしている。この状態で、撮像対象Ｔは、光軸１１ａに直交するＸ−Ｙｔ平面（傾きθｙだけ傾いたＸＹ平面に相当する）に転写された写像として基板認識カメラ１１に撮像される。
【００２９】
図５（ｂ）に、図４の状態で基板認識カメラ１１が撮像した撮像対象Ｔの撮像画面１１ｂを示す。基板認識カメラ１１の水平面内の位置ずれに起因して、上部マークｍ１の中心Ｃ１が、撮像画面１１ｂの中央からＸ方向にΔＸ、Ｙ方向にΔＹだけ位置ずれしている。また基板認識カメラ１１のＺ方向からのＹ方向の傾きθｙに起因して、下部マークｍ２の中心Ｃ２が、上部マークｍ１の中心Ｃ１からＹ方向に位置ずれ量Δｙだけ位置ずれしている。なお、上部マークｍ１と下部マークｍ２の間の円弧は、第１の穴２１の下部の周縁ｍ１＊の一部が光軸１１ａの傾きによって見えたものである。
【００３０】
図５（ｂ）において、上部マークｍ１の中心Ｃ１と下部マークｍ２の中心Ｃ２の位置ずれ量Δｙと、上部マークｍ１と下部マークｍ２の高さ方向の差である第１の穴２１の深さｈ１を基に所定の演算をすることで、基板認識カメラ１１の傾きθｙ、すなわち実装ヘッド８の傾きθｙが算出される。また、算出された傾きθｙと、上部マークｍ１の中心Ｃ１の撮像画面１１ｂの中央からの位置ずれ（ΔＸ，ΔＹ）を基に所定の演算をすることで、実装ヘッド８の水平方向の理想状態からの位置ずれ量（ΔＸ＊，ΔＹ＊）が算出される。
【００３１】
次に図６を参照して、部品実装装置１の制御系の構成について説明する。制御部３０は部品実装装置１の全体制御装置であり、制御部３０が記憶部３１に記憶された処理プログラムを実行して部品実装装置１の基板搬送機構２、部品供給部４、実装ヘッド８、ヘッド移動機構９、表示部３３の各部を制御する。表示部３３は、部品認識カメラ１０、基板認識カメラ１１の撮像画面を含む各種情報を表示する液晶ディスプレーなどである。
【００３２】
記憶部３１には、実装データ３１ａ、傾きデータ３１ｂ、位置ずれ量データ３１ｃ、補正量データ３１ｄなどの部品実装作業に使用される各種データが記憶されている。実装データ３１ａは、実装される部品Ｄの部品種や実装位置、実装高さ３ａなどのデータであり、生産対象の基板種ごとに記憶される。
【００３３】
制御部３０は、内部制御機能として認識処理部３２、実装制御部３０ａ、算出部３０ｂ、補正部３０ｃを備えている。認識処理部３２は、部品認識カメラ１０、基板認識カメラ１１による撮像結果を認識処理する。部品実装動作では、部品、基板、位置基準ポスト１２、基準部１３の認識結果を加味して実装位置補正が行われる。実装制御部３０ａは、基板搬送機構２、部品供給部４、実装ヘッド８、ヘッド移動機構９の各部を制御することにより、部品Ｄを部品供給部４から取り出して基板３に移送搭載する部品実装作業を実行させる。
【００３４】
算出部３０ｂは、基板認識カメラ１１（カメラ）により撮像された基準部１３の撮像対象Ｔの画像を画像処理することにより、基準位置に位置した実装ヘッド８の基台１ａに対するＺ方向からの傾きθｙを算出する。この際、算出部３０ｂは、画像処理により得られた撮像対象Ｔ（上部マークｍ１、下部マークｍ２）の中心位値（中心Ｃ１、中心Ｃ２）のずれ量Δｙと、撮像対象Ｔの高低差（第１の穴２１の深さｈ１）に基づいて傾きθｙを算出する。算出された傾きθｙは、傾きデータ３１ｂとして記憶部３１に記憶される。
【００３５】
また算出部３０ｂは、傾きθｙと画像処理で得られた上部マークｍ１の中心Ｃ１の撮像画面１１ｂの中央からの位置ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）に基づいて、基準位置に位置した実装ヘッド８の基準部１３に対する水平方向の位置ずれ量（ΔＸ＊，ΔＹ＊）をさらに算出する。算出された実装位置１４＊の水平方向の位置ずれ量（ΔＸ＊，ΔＹ＊）は、位置ずれ量データ３１ｃとして記憶部３１に記憶される。
【００３６】
補正部３０ｃは、算出された傾きθｙ、撮像対象Ｔの高さ位置１３ａ（図２参照）、部品Ｄの実装高さ３ａを基に、位置ずれ量（ΔＸ＊，ΔＹ＊）を補正するための補正量Δｙ＊を算出する。補正量Δｙ＊は、部品Ｄの実装高さ３ａが撮像対象Ｔの高さ位置１３ａと異なる場合に、傾きθｙによって生じる位置ずれを補正するためのものである。算出された補正量Δｙ＊は、補正量データ３１ｄとして記憶部３１に記憶される。部品実装作業の際に、実装制御部３０ａは、記憶された位置ずれ量データ３１ｃ、補正量データ３１ｄを加味して実装位置補正を行う。すなわち、補正部３０ｃは、算出部３０ｂにより算出された傾きθｙに基づいて実装ヘッド８の位置補正を行う。
【００３７】
なお、実装位置補正の際に加味される水平方向の位置ずれ量（ΔＸ＊，ΔＹ＊）は、位置基準ポスト１２の認識結果を基に得られた位置ずれ量（ΔＸ＊，ΔＹ＊）を用いても、基準部１３の認識結果を基に算出部３０ｂが算出する位置ずれ量（ΔＸ＊，ΔＹ＊）を用いてもよい。また、撮像マーク２０を位置基準ポスト１２の上面に配置させて、位置基準ポスト１２を傾きθｙを算出するための基準部１３と兼用させてもよい。兼用させることで認識点数が削減でき、撮像時間を削減できるため生産性が向上する。以下に説明する部品実装方法では、基準部１３の認識結果を基に算出された水平方向の位置ずれ量（ΔＸ＊，ΔＹ＊）を加味して実装位置補正を行う場合を例に説明する。
【００３８】
次に図７のフローに則して、部品実装装置１によって部品Ｄを基板３に実装する部品実装方法について説明する。まず実装制御部３０ａは、ヘッド移動機構９を制御して実装ヘッド８を基準位置に移動させ、基板認識カメラ１１によって基準部１３を撮像させる（ＳＴ１：基準部撮像工程）。次いで認識処理部３２は、撮像された基準部１３の撮像対象Ｔを認識処理する。次いで算出部３０ｂは、認識処理された画像を画像処理することより実装ヘッド８のＺ方向からの傾きθｙを算出する（ＳＴ２：傾き算出工程）。
【００３９】
すなわち傾き算出工程（ＳＴ２）において、基板認識カメラ１１（カメラ）により撮像された基準部１３の画像を画像処理することにより、基準位置に位置した実装ヘッド８の基台１ａに対する傾きθｙが算出される。傾き算出工程（ＳＴ２）では、撮像対象Ｔの中心位置（上部マークｍ１の中心Ｃ１と下部マークｍ２の中心Ｃ２）のずれ量に基づいて傾きθｙが算出される。算出された傾きθｙは、傾きデータ３１ｂとして記憶部３１に記憶される。
【００４０】
次いで算出部３０ｂは、傾きθｙと撮像対象Ｔの画像を基に、基準位置に位置した実装ヘッド８の基準部１３に対する水平方向の位置ずれ量（ΔＸ＊，ΔＹ＊）を算出する（ＳＴ３：位置ずれ算出工程）。算出された位置ずれ量（ΔＸ＊，ΔＹ＊）は、位置ずれ量データ３１ｃとして記憶部３１に記憶される。次いで補正部３０ｃは、算出された傾きθｙ、撮像対象Ｔの高さ位置１３ａ、部品Ｄの実装高さ３ａを基に、位置ずれ量（ΔＸ＊，ΔＹ＊）を補正するための補正量Δｙ＊を算出する（ＳＴ４：補正量算出工程）。算出された補正量Δｙ＊は、補正量データ３１ｄとして記憶部３１に記憶される。
【００４１】
次いで実装制御部３０ａは、実装ヘッド８によって部品Ｄを部品供給部４から取り出して基板３に移送搭載する部品搭載作業を実行させる（ＳＴ５：部品搭載工程）。部品搭載作業では、記憶された位置ずれ量データ３１ｃの位置ずれ量（ΔＸ＊，ΔＹ＊）、補正量データ３１ｄの補正量Δｙ＊などを加味して実装位置１４＊の位置補正が行われる。すなわち、位置ずれ算出工程（ＳＴ３）、補正量算出工程（ＳＴ４）、部品搭載工程（ＳＴ５）は、算出された傾きθｙに基づいて実装ヘッド８の位置補正を行う工程となる。
【００４２】
次いで実装制御部３０ａは、所定の部品搭載作業が完了したかを判断する（ＳＴ６）。実装制御部３０ａは、所定の部品搭載作業が完了していない場合（ＳＴ６においてＮｏ）は部品搭載工程（ＳＴ５）を繰り返し実行し、所定の部品搭載作業が完了（ＳＴ６においてＹｅｓ）すると、部品実装済みの実装基板を搬出させて次に部品実装する基板３を搬入させる。
【００４３】
ＳＴ１〜ＳＴ６は所定枚数の実装基板の生産が完了するまで繰り返し実行されるが、新たな実装基板の部品搭載が行われる毎に、基準部撮像工程（ＳＴ１）、傾き算出工程（ＳＴ２）、位置ずれ算出工程（ＳＴ３）、補正量算出工程（ＳＴ４）を実行する必要はない。すなわちＳＴ１〜ＳＴ４は、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７の熱変形の時間変動（経時変動）を考慮して、所定の頻度で実行すればよい。
【００４４】
なお、上記では実装ヘッド８の傾きはＹ方向のみのである例を説明したが、実装ヘッド８はＸ方向にも傾くことがある。その場合は、撮像対象Ｔの上部マークｍ１の中心Ｃ１と下部マークｍ２の中心Ｃ２のＸ方向のずれ量などに基づいて、傾きθｘ、実装位置１４＊のＸ方向の位置ずれ量ΔＸ＊を補正するための補正量Δｘ＊を算出すればよい。
【００４５】
次に図８を参照し、撮像対象Ｔのその他の実施例について説明する。撮像マーク４０は、厚さｈ２の第１の円板４１が、円板４１より大きな第２の円板４２の上面に中心Ｃを同一にして設けられた構成をしている。撮像マーク４０において、第１の円板４１の上面の周縁は上部マークｍ３、第２の円板４２の上面の周縁は下部マークｍ４となり、上部マークｍ３と下部マークｍ４が基板認識カメラ１１による撮像対象Ｔ２となる。すなわち、撮像対象Ｔ２は、中心位置が同じでサイズが異なる上部マークｍ３と下部マークｍ４を含む。そして、第１の円板の厚さｈ２は、光軸１１ａが傾いても上部マークｍ３と下部マークｍ４の両方が基板認識カメラ１１の被写界深度Ｒ内となるように設定される。
【００４６】
なお、撮像対象は図３に示す撮像対象Ｔ、図８に示す撮像対象Ｔ２に限定されることなく、中心位置が同一でサイズが異なるものを含んでおり、それらが基板認識カメラ１１の被写界深度Ｒ内であればばよい。例えば、撮像対象はサイズが異なる矩形であってもよい。
【００４７】
上記説明したように、本実施の形態の部品実装装置１は、中心位置が同一でサイズが異なる撮像対象Ｔを含む基準部１３と、実装ヘッド８に設けられ、実装ヘッド８が基準位置に位置したときに基台１ａ側に設けられた基準部１３を撮像する部品認識カメラ１１（カメラ）とを備えている。そして、部品実装装置１において、基板認識カメラ１１により撮像された基準部１３の画像を画像処理することにより得られた撮像対象Ｔの中心位置のずれ量に基づいて、基準位置に位置した実装ヘッド８の基台１ａに対する傾きθｙを算出し、算出された傾きθｙに基づいて実装ヘッド８の位置補正を行っている。これにより、実装ヘッド８の傾きθｙを考慮して実装位置のずれを補正することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の部品実装装置および部品実装方法は、経時変化に起因する実装ヘッドの傾きを考慮して実装位置のずれを補正することができるという効果を有し、部品を基板に実装する部品実装分野において有用である。
【符号の説明】
【００４９】
１  部品実装装置
１ａ  基台
３  基板
４  部品供給部
８  実装ヘッド
９  ヘッド移動機構
１１  基板認識カメラ（カメラ）
１３  基準部
２０  撮像マーク（段付き穴）
２１  第１の穴
２２  第２の穴
Ｄ  部品
Ｔ  撮像対象
Ｒ  被写界深度
ΔＹ＊  Ｙ方向の位置ずれ量
θｙ  傾き
【図１】
2017045913.tif 000003
【図２】
2017045913.tif 000004
【図３】
2017045913.tif 000005
【図４】
2017045913.tif 000006
【図５】
2017045913.tif 000007
【図６】
2017045913.tif 000008
【図７】
2017045913.tif 000009
【図８】
2017045913.tif 000010