(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部品装着部及び第２の部品装着部を備え、所定の順番に電子部品を基板に装着する電子部品装着装置の電子部品装着方法において、
上記第１の部品装着部によって、装着すべき領域の基板の高さを計測し、計測した高さに基づいて部品装着ストロークを決定し、決定したストロークで電子部品を装着し、装着後に上記第２の部品装着部が装着すべき領域の基板の高さを計測し、
上記第２の部品装着部によって、上記第１の部品装着部が計測した基板の高さに基づいて部品装着ストロークを決定し、決定したストロークで電子部品を装着することを特徴とする電子部品装着方法。
【請求項２】
第１の部品装着部及び第２の部品装着部を備え、所定の順番に電子部品を基板に装着する電子部品装着装置において、
上記第１の部品装着部は、第１の部品装着部自身が装着すべき領域の基板の高さと上記第２の部品装着部が装着すべき領域の基板の高さを計測する基板高さ計測センサを備え、基板高さ計測センサによって計測された高さに基づいて部品装着ストロークを決定し、決定したストロークで電子部品を装着し、
上記第２の部品装着部は、上記基板高さ計測センサが計測した基板の高さに基づいて部品装着ストロークを決定し、決定したストロークで電子部品を装着することを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項３】
請求項２記載の電子部品装着装置において、上記第１の部品装着部による電子部品の装着と、上記第２の部品装着部による電子部品の装着とを交互に実行することを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項４】
基板に部品を装着する部品装着装置において、
前記基板に部品を装着する第１の部品装着部と、
前記基板に部品を装着する第２の部品装着部と、を有し、
前記第１の部品装着部は、前記基板の高さを得る計測部を有し、
前記計測部は、前記第２の部品装着部が部品吸着動作を行う間に、前記基板の高さを得て、
前記第２の部品装着部は、前記計測部が得た高さに基づいて部品装着動作を行うことを特徴とする部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着方法及び電子部品装着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子部品装着技術としては、特許文献１若しくは特許文献２に記載された例が知られている。
このうち、特許文献１の第１の実施例には、プリント基板の傾き及び凹凸をレーザ変位計により測定し、測定結果に基づいて、電子部品の装着高さを補正し、この補正した装着高さで電子部品を実装する方法が開示されている。
また、特許文献１の第２の実施例と特許文献２には、プリント基板がＸＹテーブルに搬入されるまでの搬入待機時にプリント基板の反り量を反り検出器で検出し、この反り量に応じて装着ヘッドによるプリント基板への部品装着高さを規定の装着ヘッド−基板間の距離を設定する方法が開示されている。
【０００３】
従来の電子部品装着の手順について、更に説明する。
先ず、電子部品を装着する製品又はプリント基板毎に、プリント基板のデータと装着する電子部品の装着データを、電子部品装着装置内の記憶装置に記憶する。装着データとは、電子部品装着装置が装着する電子部品について、プリント基板名、装着位置、装着順序、装着する電子部品の種類、及び供給ユニットの配置、等である。通常、装着する電子部品は、部品毎の高さ等のサイズや装着のために必要なすべてのデータが、電子部品装着装置の記憶装置にあらかじめ登録され管理されている。従って、製品毎に作成する装着データには、装着する部品そのものを特定するためのデータがあれば良い。
【０００４】
次に、対象製品の装着データが記憶又は登録された電子部品装着装置での、装着手順を説明する。
今、電子部品装着装置の装着位置に、電子部品が実装されるプリント基板（以下、基板と称する）が搬入されている。この時、電子部品装着装置の吸着ノズルを備えた装着ヘッドは、装着データの順番通りに、電子部品を吸着して基板上面を移動して、装着データに示す基板の位置に装着する。
【０００５】
この場合、装着される電子部品は、上述のようにその種類毎にサイズが登録されている。電子部品の厚さ（装着部品の高さ（Ｚ軸方向）方向のサイズ）が異なる場合には、吸着ノズルの下降量を常に同じにしておいたのでは確実な部品装着が行うことができないので、電子部品の種類毎に、吸着ノズルの下降すべき距離に関するデータとしての部品厚データ（部品高さデータ）、あるいは部品供給部から部品を吸着した後の部品下面の計測データなど記憶されており、これらのデータに基づき吸着ノズルの下降が制御されている。勿論、実際には、吸着ノズルの内径、吸引力、等別の設定要素もあるが本願発明には関係ないところは極力省略する。
【０００６】
一方、基板に電子部品を装着する際に、基板に凹凸があると電子部品の装着ミスが発生する場合がある。例えば、基板が基準とする基板高さより下側に凸になっているときには、予め印刷されている半田若しくは導電性接着剤に電子部品からの十分な押付力が加わらないため、装着の位置ズレ誤差、部品倒れなどの装着のミスが発生する。逆に、基板が基準とする基板高さより上側に凸になっているときには、電子部品からの押付力が過大となって部品を損傷するか、又は、半田若しくは導電性接着剤が周辺に広がって隣接部と接触するなどの装着ミスが発生する。
【０００７】
特許文献１の第１の実施例に示された例は、電子部品を吸着するステップと、部品管理プログラムで取り出した電子部品の厚みを参照するステップと、実際の電子部品の厚みを計測するステップと、装着指定位置の傾きと凹凸を装着基板測定するステップと計測厚みと部品厚みデータを比較して基板の傾き及び凹凸の測定結果を反映させて補正するステップとを設け、補正された装着高さで電子部品を装着する方法である。
この方法は、基板装着部の凹凸を計測するためにまず基板の装着位置に電子部品を吸着した吸着ノズルを移動する必要がある。吸着ノズルを装着位置に移動させる前に吸着した電子部品の高さ方向の厚みを計測し、その後、装着位置に吸着ノズル若しくは基板を移動させて基板の傾きと凹凸の計測を行う。その結果から下降ストロークの目標値が決定され吸着ノズルの下降動作を行うことになる。すなわち、吸着ノズルを基板の装着位置に位置決め制御する通常手順の他に、基板の変位を計測する手順がその都度発生するために、部品実装速度があまり上がらないといった課題がある。
【０００８】
また、特許文献１の第２の実施例と特許文献２に示された例は、電子部品装着装置が電子部品装着作業を行うＸＹテーブルに基板搬入されるまでの搬入待機時に基板の反り量を反り検出器で検出し、この反り量に応じて装着ヘッドによる基板への部品装着高さを規定の装着ヘッド−基板間距離を設定する方法である。ただし、特許文献１の第２の実施例では、基板を２枚搬入し、上流側で基板の傾きや凹凸を計測し、下流側で電子部品の装着を行っている。
一般的に、基板への部品装着時は、位置決めテーブル上で装着対象の基板の位置を確定させるために、基板の縦横高さ方向の３軸（ＸＹＺ）方向より拘束力を与える。しかし、基板に対する外力によっては、基板の反り状態が変化することが考えられる。従って、基板の搬入待機時に、基板の反り量を反り検出器で検出したとしても、異なる位置決めＸＹテーブル上に置かれた基板では反り量が変化してしまうことがあるため、高品質の部品装着が困難になるといった課題がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平０７―０２２８００号公報
【特許文献２】特開平２００４―０７１６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の従来技術では、特許文献１の第１の実施例に関しては、吸着ノズルを基板の装着位置に位置決め制御する通常手順の他に、基板の変位を計測する手順がその都度発生する。このために、部品実装速度があまり上がらないといった課題がある。
また、特許文献１の第２の実施例と特許文献２の場合には、一般的に、基板への部品装着時は、位置決めテーブル上で装着対象の基板の位置を確定させるために、基板の縦横高さ方向の３軸（ＸＹＺ）方向より拘束力を与える。しかし、基板に対する外力によっては、基板の反り状態が変化することが考えられる。従って、基板の搬入待機時に、基板の反り量を反り検出器で検出したとしても、異なる位置決めＸＹテーブル上に置かれた基板では反り量が変化してしまうことがあるため、高品質の部品装着が困難になるといった課題がある。
本発明は、上記問題を有利に解決するもので、基板の反りを装着前に計測し、この計測情報で基板上に電子部品を装着する高さを自動的に制御して装着する電子部品装着装置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】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の電子部品装着装置及び電子部品装着方法は、第１の部品装着部及び第２の部品装着部を備え、所定の順番に電子部品を基板に装着する電子部品装着装置において、第１の部品装着部は、第１の部品装着部自身が装着すべき領域の基板の高さと第２の部品装着部が装着すべき領域の基板の高さを計測する基板高さ計測センサを備え、基板高さ計測センサによって計測された高さに基づいて部品装着ストロークを決定し、決定したストロークで電子部品を装着し、第２の部品装着部は、基板高さ計測センサが計測した基板の高さに基づいて部品装着ストロークを決定し、決定したストロークで電子部品を装着するものである。
また、本発明の電子部品装着装置及び電子部品装着方法において、好ましくは、第１の部品装着部は、電子部品を装着後に第２の部品装着部が装着すべき領域の基板の高さを計測するものである。
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明の他の電子部品装着装置及び電子部品装着方法は、第１の部品装着部及び第２の部品装着部を備え、所定の順番に電子部品を基板に装着する電子部品装着装置において、第１の部品装着部は、第１の部品装着部自身が装着すべき領域の基板の高さを計測する第１の基板高さ計測センサを備え、第１の基板高さ計測センサによって計測された高さに基づいて部品装着ストロークを決定し、決定したストロークで電子部品を装着し、第２の部品装着部は、第２の部品装着部自身が装着すべき領域の基板の高さを計測する第２の基板高さ計測センサを備え、第２の基板高さ計測センサによって計測された基板の高さに基づいて部品装着ストロークを決定し、決定したストロークで電子部品を装着するものである。
【００１３】
また好ましくは、本発明の電子部品装着装置は、第１の部品装着部による電子部品の装着と、第２の部品装着部による電子部品の装着とを交互に実行するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板の装着面の高さを計測して装着時の吸着ノズルのストロークを最適化するので、基板の反りに大きさに影響されずに、安定した部品の装着が可能となる。また、本発明によれば、基板装着面の高さ計測は、予め装着基板の高さを計測及び教示し、電子部品の装着時には最小限の計測時間で実施する方法を採用しているため装着スループットに影響せず高速装着が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の実施形態について、図１〜図１３を参照して説明する。
図１は、本発明の電子部品装着装置の一実施例の概略平面図である。また図２は、図１の電子部品装着装置１の制御ブロック図である。図２では、便宜上、Ｘ軸モータ１２、Ｙ軸モータ９、θ軸モータ１５及び上下軸モータ１４等は、各１個のみ図示している。更に、図１では、図２の制御ブロック図が示す構成要素をほとんど省略しているが、インターフェース３４によって電子部品装着装置１の各構成要素と結合している。またインターフェース３４は、外部のホストコンピュータにも結合し、データや信号の送受信を行っている。また図３（ａ）は可動ヘッド７とその周辺機器を示し、図３（ｂ）は可動ヘッドの吸着ノズル１７と吸着された電子部品Ａ及び部品位置認識部１６の側面図を模式的断面で示した図である。図３に示すように、上部の可動ヘッド７の吸着ノズル１７に吸着された電子部品Ａを下部から部品認識部１６が認識するような構成である。
【００１６】
電子部品装着装置１の装置本体２上には、種々の電子部品を供給する部品供給ユニット３が、複数並設されている。併設され対向する部品供給ユニット３群の間には、供給コンベア４、位置決め部５及び排出コンベア６が設けられている。供給コンベア４は、上流より受けた基板Ｐを位置決め部５に搬入する。基板Ｐは、位置決め部５で図示しない位置決め機構により位置決めされ、電子部品が装着された後、排出コンベア６によって搬出される。
部品供給ユニット３の夫々には、所定の部品が配置されており、配置番号等によってＣＰＵ３１等が認識できる。部品供給ユニット３では、その部品取り出し部（電子部品吸着位置）に１個ずつ、夫々の電子部品を供給し、吸着ノズル１７が、装着データで指定された電子部品を、電子部品吸着位置で吸着していく。
【００１７】
Ｘ方向に長いビーム８−１と８−２は、対向して一対のビーム８を形成しており、夫々、Ｙ軸モータ９の駆動によりネジ軸１０を回転させ、左右一対のガイド１１に沿って基板Ｐや部品供給ユニット３の電子部品吸着位置上方を個別にＹ方向に移動する。
ビーム８−１、８−２夫々には、その長手方向、すなわちＸ方向にＸ軸モータ１２により、図示しないガイドに沿って移動する可動ヘッド７が夫々設けられている。
可動ヘッド７は、吸着ノズル１７を備えた装着ヘッド１３を上下（Ｚ軸）方向に移動させるための上下軸モータ１４と鉛直軸（Ｚ軸）周りに回転させるためのθ軸モータ１５を搭載している。従って、２個の装着ヘッド１３の各吸着ノズル１７はＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、垂直線回り（角θ）に回転可能で、かつ上下動（Ｚ軸方向移動）可能となっている。
【００１８】
部品位置認識部１６は、光源２４ａとファイバケーブル２４ｂとリングライト照明部２４ｃとから成る照明用のストロボ発光部２４、並びに、部品認識カメラ２０で構成されている。部品位置認識部１６は、各吸着ノズル１７に対応してそれぞれ１式設けられ、電子部品がＸＹ方向とノズル軸に対する回転のズレ量がどれだだけ生じて吸着保持されているかを認識するために電子部品Ａを下方から撮像する。
ノズルストッカ１８−１と１８−２は、種々の吸着ノズルを複数本収納している。
基板認識カメラ１９は、２つの可動ヘッド７にそれぞれ設けられ、基板Ｐに付されたマークＭ１の位置を認識するためにマークＭ１の近傍の基板Ｐ表面を上方から撮像する。また、電子部品装着装置１の装置本体２にマーク形成体Ｍ２を設け、このマーク形成体Ｍ２を基板認識カメラ１９で撮像可能としている。なお、マークＭ１は、基板Ｐによって位置、サイズ、若しくはパターンが異なることがある。
一方、部品認識カメラ２０の観測光学軸とマーク形成体Ｍ２の中心軸は、Ｘ方向にほぼ同じ位置に配置され、実際の取り付け位置が予め計測及び校正され、既知のデータとしてＣＰＵ３１内に記憶されている。更に図３に示すように、吸着ノズル１７の軸中心と基板認識カメラ１９の観測光学軸は、ＸＹ方向で部品認識カメラ２０の観測光学軸とマーク形成体Ｍ２の中心軸とほぼ同じ位置に配置している。
なお、図示しないが、基板認識カメラ１９及び部品認識カメラ２０は、夫々、焦点位置を調節するための合焦点機構を備えている。
【００１９】
次に、図２に示した制御ブロック構成と基本的動作を概略説明する。
電子部品装着装置１は、電子部品装着装置１の構成要素とインターフェース３４等を介して相互にアクセスして電子部品装着に関わる動作を統括制御する制御部としてのＣＰＵ３１、記憶装置としてのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３２及びＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）３３などから構成されている。ＲＡＭ３２には、電子部品の装着順序毎に基板Ｐ内でのＸ方向、Ｙ方向、及び角度位置（θ回転角）情報や、各部品供給ユニット３の配置番号情報等から成る装着データや基板Ｐに付されたマークＭ１の位置などが格納されている。
そして、ＣＰＵ３１はＲＡＭ３２に記憶されたデータに基づき、ＲＯＭ３３に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置１の部品装着動作に関わる動作を統括制御する。即ち、ＣＰＵ３１は、駆動制御回路２６を介してＸ軸モータ１２の駆動を、駆動制御回路２７を介してＹ軸モータ９の駆動を、また駆動制御回路２８を介してθ軸モータ１５の駆動を制御し、更に駆動制御回路２９を介して上下軸モータ１４の駆動を制御している。
【００２０】
画像認識処理部３０は、インターフェース３４を介してＣＰＵ３１に結合している。ＣＰＵ３１が主局、画像認識処理部３０が従局の関係にある。
すなわち、ＣＰＵ３１は、基板認識カメラ１９及び部品認識カメラ２０への撮像と撮像した画像を認識処理（位置ズレ量の算出など）するように、画像認識処理部３０に指示を出力し、認識処理結果を受け取る。逆に、画像認識処理部３０は、ＣＰＵ３１から指示された処理を実行して、その処理結果をＣＰＵ３１に出力する。
【００２１】
例えば、画像認識処理部３０は、基板認識カメラ１９に指示を出し、基板Ｐ上のマークＭ１の画像と前述した電子部品装着装置１の装置本体２上のマーク形成体Ｍ２を撮像するように指示する。基板認識カメラ１９は、基板Ｐ上のマークＭ１の画像と前述した電子部品装着装置１の装置本体２上のマーク形成体Ｍ２を撮像し、撮像した画像を画像認識処理部３０に出力する。
また例えば、画像認識処理部３０は、部品認識カメラ２０に指示を出し、吸着ノズル１７が吸着している電子部品Ａを撮像するように指示する。部品認識カメラ２０は、吸着されている電子部品Ａを撮像し、撮像した画像を画像認識処理部３０に出力する。
画像認識処理部３０は、基板認識カメラ１９が撮像したマークＭ１の画像から、基板ＰのＸＹ方向の位置ズレ量や回転ズレ量を算出する。また、マーク形成体Ｍ２の画像から、部品認識カメラ２０の光軸に対する基板認識カメラ１９の光軸の相対的位置ズレ量を算出する。
また画像認識処理部３０は、部品認識カメラ２０が撮像した電子部品Ａの画像から、電子部品ＡのＸＹ方向の位置ズレ量や回転ズレ量を画像認識処理部３０によって算出する。
【００２２】
上述のように、認識処理部３０は、認識処理によりこれらの位置ズレ量を把握し、その結果をＣＰＵ３１に送る。ＣＰＵ３１は受け取った結果から補正すべき情報を導き出し、導き出した補正情報に基づいて、実際の基板上の装着すべき位置に電子部品を装着するために対応する構成要素に指示を出す。
例えば、ＣＰＵ３１は、駆動制御回路２７に指示を出し、駆動制御回路２７はＹ軸モータ９を制御して、ビーム８（ビーム８−１若しくはビーム８−２）をＹ方向に移動させる。これによってＹ方向の位置補正なされる。
また例えば、ＣＰＵ３１は、駆動制御回路２６に指示を出し、駆動制御回路２６はＸ軸モータ１２を制御して、可動ヘッド７をＸ方向に移動させる。これによってＸ方向の位置補正がなされる。
また例えば、ＣＰＵ３１は、駆動制御回路２８に指示を出し、駆動制御回路２８はθ軸モータ１５を制御して、可動ヘッド７をθ回転させる。これによって、鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなされる。
【００２３】
なお、上述のうち基板認識処理動作は、夫々のビーム８−１、８−２による最初の電子部品装着前に限り実行される。それは、基板Ｐの特性ばかりか、各ビーム、各装着ヘッドなどの特性を部品装着の位置補正に反映するためである。
なお、図２において、３５は装置の外部よりオペレータが入力操作するキーボードであり、３６は装置内に組み込まれた各種の装着データ、実装条件データ、又は、認識部品画像の入力画像若しくは処理結果等を表示するモニタである。
【００２４】
図４は、基板の高さを計測する基板高さ計測センサの一例と計測位置校正方法を説明するための図である。２１は基板高さ計測センサ、２３は電子部品装着装置１の装置本体２に取り付けた校正用ブロックである。基板高さ計測センサ２１は、例えば、ビーム状のレーザ光（Ｉ）を基板Ｐ表面に照射し、その際の基板からの散乱像（Ｒ）を受光し、三角測量の原理から高さを計測する光学式の基板高さ計測センサである。
図４において、可動ヘッド７は、その移動によって、基板高さ計測センサ２１と校正用ブロック２３が、基板Ｐの電子部品の装着位置全面について走査できるようにＸＹ座標上を移動する。
まず、基板Ｐ上のセンサ計測点を校正用ブロック２３のＸ方向幅の中心Ｘ座標Ｘｓに位置決めした後、Ｙ方向に移動させて連続的な高さ情報を取得する。ついで、同様にセンサ計測点を校正用ブロックのＹ方向幅の中心Ｙ座標Ｙｓに位置決めした後、Ｘ方向に移動させて連続的な高さ情報を取得する。こうして得た高さ情報から、校正用ブロック２３のエッジ部分の座標位置を演算により取り出し、校正用ブロック２３のコーナ位置の座標Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ）とし、ＲＡＭ３２に記憶する。更に、可動ヘッド７を所定量だけ移動させ、基板認識カメラ１９で校正用ブロックのコーナ部近傍を撮像し、画像認識部３０によりコーナ部の位置を認識する。
【００２５】
図５は、基板認識カメラ１９で撮像した校正用ブロック２３の画像例である。図５の画像は、例えばモニタ３６に表示される。
図５において、３６’は基板認識カメラ１９が撮像した画像、２３’は校正用ブロック２３の像（校正用ブロック像：斜線部）、２’は装置本体２の背景像である。画像認識処理部３０は、画像３６’の映像信号の輝度データを画像処理することによって、基板認識カメラ１９の中心から校正用ブロック像２３’のコーナ部２３ａの画面上での位置ズレ量（△ｘ，△ｙ）を認識し、更に、カメラ座標を加味して、電子部品装着装置１の装置本体２の座標系での位置ズレ量（△Ｘ，△Ｙ）に変換する。
基板認識カメラ１９では、予め基板Ｐ上のマークＭ１の撮像画像の認識処理により、基板Ｐの位置ズレ量や回転ズレ量を求めているので、上述の位置ズレ量（△ｘ，△ｙ）から基板高さ計測センサ２１で基板が実際に置かれている状態での正確な位置での高さ計測動作が可能となる。
【００２６】
なお、校正用ブロック２３の表面と校正用ブロック２３が取り付く装置本体２の表面は、互いに反射率が異なる材質又は表面形状とし、外部照射光源を別に設ける構成としても良い。また、Ｘ軸若しくはＹ軸方向への可動ヘッド７の移動時の移動量若しくは座標値については、図示しないモータに直結したエンコーダから、あるいは磁気性スケールロッドと検出ヘッド（スライダ）によるマグネスケールから読み取っても良く、本発明では特に限定するものでない。
また、基板高さ計測の方式は、レーザ変位計による方式だけに限らず、例えば、静電容量式、光ファイバ式、等他の方式でも良いことは言うまでもない。
【００２７】
以上の構成により、図６、図１、及び図２に基づき本発明の電子部品装着装置１の動作について説明する。本装置の運転は、初期の確認運転動作、高さ教示運転動作、及び部品実装動作に大別される。図６は、本発明の電子部品装着装置１の運転動作の一実施例を説明するためのフローチャートである。
図６における運転動作は、ＣＰＵ３１が主導する（図２参照）。以下の処理ステップでは、外部信号やタイマ等による各動作の開始される場合にはその方法を記述する。しかし、それ以外の動作の開始は通常のＣＰＵ３１からの指令によって処理が実行されるが、ＣＰＵ３１の指示については省略して説明する。
以下、動作例について説明する。
【００２８】
ステップ６０１では、ＣＰＵ３１は、駆動制御回路２６若しくは２７を介してＸ軸モータ１２若しくはＹ軸モータ９を駆動させて、可動ヘッド７を部品位置認識部１６上方へ移動させ、図３に示すように、吸着ノズル１７の回転中心軸を部品認識部１６の例えば部品認識カメラ２０の中心軸上方に位置決めする。
次にステップ６０２では、部品位置認識部１６を構成する部品認識カメラ２０とストロボ発光部２４を稼動させて吸着ノズル１７先端を下方から撮像する。これによって、吸着ノズル１７先端の電子部品の画像を取得する。
そして同時に、基板認識カメラ１９の光軸との間の距離で配設されたマーク形成体Ｍ２を基板認識カメラ１９が撮像する。
すなわち、電子部品装着装置１は、平面（ＸＹ）座標上、可動ヘッド７の吸着ノズル１７の回転中心軸が、部品認識カメラ２０の光軸と一致した位置にある時、マーク形成体Ｍ２の中心位置と可動ヘッド７の基板認識カメラ１９の光軸とが一致するように構成している。これによって、基板認識カメラ１９と部品認識カメラ２０は、同時に、夫々の目的物を撮像することができる。
ステップ６０３では、両方の画像を画像認識処理部３０で認識処理することによって、吸着ノズル１７の軸中心とマーク形成体Ｍ２の位置、換言すれば吸着ノズル１７の軸中心と基板認識カメラ１９の観測光学軸中心の相対的位置を算出し、この情報をＲＡＭ３２に記憶する。
【００２９】
次に、ステップ６０４では、Ｘ軸モータ１２若しくはＹ軸モータ９の少なくともいずれか１つを駆動させて、可動ヘッド７と一体に配設した基板高さ計測センサ２１を、図４に示すように校正用ブロック２３のＸ方向若しくはＹ方向の少なくとも一方に移動させて連続的な高さ方向を計測し、校正用ブロック２３のコーナ位置の座標Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出し、この結果をＲＡＭ３２に記憶する。
ついで、ステップ６０５において、基板認識カメラ１９の光軸が校正用ブロック２３のコーナ位置となるように、予め定めた距離だけＸ軸モータ１２若しくはＹ軸モータ９の少なくとも１つを駆動させて位置決めし、基板認識カメラ１９で校正用ブロック２３のコーナ部近傍を撮像し、画像認識部３０によりコーナ部の位置を認識し、認識結果から校正用ブロックの角部のＸ軸座標とＹ軸座標をＲＡＭ３２に記憶する。
更にステップ６０６では、ステップ６０４で得た基板高さ計測センサ２１の計測ポイントと、ステップ６０５で得た情報と、基板認識カメラ１９による校正用ブロックのコーナ部のＸ軸座標とＹ軸座標の記憶結果から、基板高さ計測センサ２１の計測位置のＸＹ座標と基板認識カメラ１９の観測光軸のＸＹ座標との相対的な位置関係をＲＡＭ３２に記憶する。
【００３０】
以上のステップ６０１〜６０６は、初期の確認運転動作である。このようにした状態で、ステップ６０７に進み、ステップ６０７以降、生産運転が開始されることとなる。
ステップ６０８では、供給コンベア４から供給される基板Ｐが、基板の高さを教示する対象のものか、あるいは電子部品の吸着動作と装着動作を行う対象かを判定する。すなわち、装置側から見れば、次の運転動作が基板高さ計測と教示を行なうモード（基板高さ教示運転モード：ステップ６０９）なのか、あるいは電子部品の吸着動作と装着動作を行なうモード（実装運転モード：ステップ６１１）なのかを判定する。ここで、前者（基板高さ教示運転モード）であればステップ６０９に進み、ステップ６０９において基板高さを計測して教示する動作を行い、後者（実装運転モード）であればステップ６１１に進み、ステップ６１１において電子部品の吸着動作と装着動作を行う。
ステップ６０９若しくはステップ６１１の動作終了後は、ステップ６１０において、実装作業終了かどうかを判定し、実装作業すべき基板が有る場合にはステップ６０７から以降のステップを上記同様に繰り返し、実装作業すべきプリント基板が無い場合には装置の運転を終了する。
【００３１】
ステップ６１１の実装運転モードの動作は、例えば、所望の電子部品を吸着後に図６のステップ６０１、６０２、及び６０３で示された動作を行う。この場合、吸着ノズル１７の先端に電子部品が吸着されているので、電子部品の中心位置からの位置ズレ量及び回転ズレ量、並びに基板認識カメラ１９の観測光学軸中心の相対的位置を算出し、この情報をＲＡＭ３２に記憶することになる。
【００３２】
次に、ステップ６０９の基板高さ教示運転モードの動作と、ステップ６１１の電子部品の吸着動作と装着動作（実装運転モードの動作）の一実施例について、図７と図８に基づいて説明する。図７は、実際の基板Ｐの高さ（反り）の様子について模式的に示した図である。また図８は、基板Ｐ面上で不連続な凹凸形状となる場合を説明するための模式図である。
【００３３】
ステップ６０９に示す本発明の基板高さ教示運転動作は、大きく２種類の基板凹凸計測方法に大別される。その第１の教示運転は、例えば図７に示すように実際に計測された凹凸形態を成す基板の場合である。図７において、基板表面の凹凸はＸ方向あるいはＹ方向に連続的変化している。
このような基板に対し、本発明での基板高さの計測は、全ての部品装着部の高さを計測するのではなく、基板全面の中で任意のＸ方向及びＹ方向で計測ラインが格子状となるように且つ連続的な高さ情報として計測する。Ｘ、Ｙ方向各計測ラインの位置や間隔（ピッチ）は計測条件データとして予めＲＡＭ３２に記憶されている。
【００３４】
第２の教示運転は、第１の教示運転方法のＸ方向及びＹ方向で計測ラインを連続的な高さ情報として計測する点は同じである。しかし、一様ピッチの格子状でなく、且つ計測ラインの長さも不等である。この場合には、Ｘ−Ｙ方向の計測ラインを基板の形状や部品実装状態から、前もって決めておいたランダムな計測ラインに沿って基板高さ計測を実施する。
この第２の教示運転は、例えば図８の基板模式図に示す如く場所によって不連続な凹凸形状を成す形態の基板Ｐ（基板Ｐは、基板Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、及びＰ４から成る）に対して実施する。
図８において、基板Ｐ１’は、基板Ｐ全面の１／４面の部分である基板Ｐ１を拡大して表示したものであり、残りの基板Ｐ２〜Ｐ４も基板Ｐ１’と同じパターンである。
【００３５】
図８に示すように、基板Ｐには、合計４個の同一パターンがある。基板Ｐ’において、４０はエポキシ材等の樹脂基板で、４１と４２はエポキシ材等の樹脂を基材とする電子部品装着領域、４３は端子領域、４４は電気配線が内部に埋め込まれ剛性が比較的小さい（例えば、樹脂基板４０より剛性が小さい）フレキシブル基板、４５は樹脂基板４０とフレキシブル基板４４との間に合計６個設けられた切り離し部材である。
図８の基板Ｐは、電子部品装着領域４１と４２に所望の各種部品を装着した後、切り離し部材４５をカッティングすることで、電子部品装着領域４１、４２、端子領域４３、フレキシブル基板４４、及び装着された部品が一体となって樹脂基板４０から取り出される。
【００３６】
この様な基板Ｐに対し、電子部品装着領域４１と４２での基板高さの情報を用いて、電子部品を装着可能とするために、本発明では、電子部品装着領域４１と４２の高さを計測し教示する方法（高さの計測・教示方法、すなわち、基板高さ教示運転モード動作方法）を用いる。以下、高さの計測・教示方法について説明する。
【００３７】
ここでは、部品実装を行う電子部品装着領域４２の領域を例に、高さの計測・教示方法を概略説明する。基板高さ教示運転モード動作では、図８に示す各水平ラインＬ１、Ｌ２に沿って基板高さ計測センサ２１を矢印方向に走査させながら、連続的に高さを計測する。そして、連続的に計測されたデータの中から、例えば電子部品装着領域４２においては、予め決定しておいたポイントｄ１、ｄ２、及びｄ３各々のＸＹ位置座標での高さ計測データを取り出す。更に、ポイントｄ１、ｄ２、及びｄ３で定まる平面式を求め記憶する。一般に、ポイントｄ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、ｄ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、ｄ３（ｘ３，ｙ３，ｚ３）の３点を通る平面は、次の式（１）式で表わされる。
【００３８】
【数１】
0004912246.tif 000002
ここで、各係数Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは、次の式（２）〜（５）でそれぞれ与えられる。
【００３９】
【数２】
0004912246.tif 000003
【００４０】
【数３】
0004912246.tif 000004
【００４１】
【数４】
0004912246.tif 000005
【００４２】
【数５】
0004912246.tif 000006
【００４３】
このようにして、基板Ｐの全面における各電子部品装着領域４１と４２の平面式を求め記憶する。可動ヘッド７のＸ方向移動量及びＹ方向移動量、並びに、基板高さ計測センサ２１と装着ヘッドの相対位置関係が既知であるので、基板高さ計測位置（ＸＹ）と基板高さ位置（Ｚ）の関係として記憶しておく。ここで、任意の点の位置座標（ｘ'，ｙ'，ｚ'）から、上記式（１）に示した垂線距離Ｌは、次式で表される。
【００４４】
【数６】
0004912246.tif 000007
なお、式（６）での、Ａｘ’、Ｂｙ’、及びＣｚ’は、式（１）での、例えば（Ａ×ｘ）と同様に、Ａｘ’＝Ａ×ｘ’、Ｂｘ’＝Ｂ×ｙ’、及びＣｚ’＝Ｃ×ｚ’である。
【００４５】
本発明では、高さ計測・教示方法により、まず各小領域（例えば、電子部品装着領域４２）での基板の平面式を求める。ついで、実際に電子部品を吸着して基板へ装着する時には、装着部位の基板表面で平面式を求めた小領域中の任意の座標（ｘ’，ｙ’）で１点の基板高さ（ｚ’）を計測し、式（１）と式（６）から所望とする位置での基板高さを推定する。換言すれば、１点の高さ計測データから、基板高さ計測・教示方法により得た平面式を平行移動させて平面内の各点の高さを求める。すなわち、本発明では、小領域中の任意の座標（ｘ’，ｙ’）で１点の基板高さ（ｚ’）を計測した後には、同じ小領域での高さ計測を行わないで計算により算出した高さ情報を使用する。
【００４６】
図８のような基板での小領域での決定は、上述した実施例のように行なう。
なお、図７のような基板では、格子状に区切られた各領域において、４つの節点データから任意の３点の（ｘ，ｙ，ｚ）座標を抽出して平面式を算出するようにしても良い。
【００４７】
次に、ステップ６１１の電子部品の吸着動作及び装着動作について説明する。
図６のステップ６０８からステップ６０９の基板高さ教示運転動作後にステップ６０７に戻り、ステップ６１１に移行する場合で説明する。
このときには、基板Ｐが既に位置決め部５に搬入され、位置決め機構により位置決め固定された（クランプされた）状態である。先ず、ＲＡＭ３２に格納された基板Ｐの装着すべき場所のＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び各部品供給ユニット３の配置番号等が指定された装着データに従い、電子部品の種類に対応した吸着ノズル１７が装着すべき電子部品を所定の部品供給ユニット３から吸着して取り出す。
すなわち、装着ヘッド１３の吸着ノズル１７は、装着データに従い、部品供給ユニット３の指定された配置番号にある、装着すべき電子部品を収納する位置上方に移動する。この場合、Ｙ方向は、駆動回路２７によりＹ軸モータ９が駆動して一対のガイド１１に沿ってビーム８（ビーム８−１若しくはビーム８−２）が移動し、Ｘ方向は、駆動回路２６によりＸ軸モータ１２が駆動して可動ヘッド７が移動する。この時、既に供給ユニット３の所定の配置番号では、部品吸着位置にて部品が取り出し可能状態にある。したがって、吸着ノズル１７は、駆動回路２９により上下軸モータ１４が駆動することによって下降し、電子部品を吸着することができ、その後もとの高さに上昇することによって電子部品が供給ユニット３より取り出される。
【００４８】
次にＣＰＵ３１は、電子部品を吸着保持した吸着ノズル１７を備えた装着ヘッド７が、部品認識カメラ１６の上方を一定速度で通過するように制御する。
この通過の際に同時に、部品認識カメラ１６の中心位置と同一線上（Ｙ方向）のビーム８（ビーム８−１若しくはビーム８−２）の所定位置に取り付けられた図示しないヘッド検知センサから発せられる検出信号を元に、部品認識カメラ２０は吸着ノズル１７が吸着保持している電子部品を撮像し、且つ基板認識カメラ１９はマーク形成体Ｍ２を撮像する。そして、撮像された両画像を画像認識処理部３０が画像認識処理する。
【００４９】
すなわち、画像認識処理部３０は、画像認識処理により、マーク形成体Ｍ２の位置のズレ量（△ｘ，△ｙ）を算出してＲＡＭ３２に格納する。これを使用して部品認識位置を補正する。即ち、図６のステップ５で把握したマーク形成体Ｍ２の位置のズレ量とここで認識したマーク形成体Ｍ２の位置のズレ量を電子部品の位置認識した認識結果（ＲＡＭ３２に格納されている）に加味して、当該電子部品を基板Ｐ上に装着する。すなわち、その加味された結果により、ビーム８がＹ軸モータ９の駆動によりＹ方向に、装着ヘッド７がＸ軸モータ１２の駆動によりＸ方向に移動されることにより、またθ軸モータ１５によりθ回転され、Ｘ、Ｙ方向及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなされて装着される。
【００５０】
本発明の一実施例では、部品吸着動作と部品装着動作においては、上述のマーク形成体Ｍ２の認識処理後の装着動作前と後で、もう２つの動作が発生する。その第１の動作は、基板高さ計測センサ２１が装着すべき位置（基板の電子部品装着領域）を通過するようにＸ軸、Ｙ軸移動経路を通り、且つ移動中に基板高さを計測する。第２の動作は、部品実装終了後に戻る際に、対向している装着ヘッド１３が次に装着すべき装着位置を基板高さ計測センサ２１が通過するようにＸ軸、Ｙ軸移動経路を通り、同様に移動中に次の装着部の基板高さを計測する。
【００５１】
上述の動作を、図９に示す動作タイミングチャートの模式図で更に説明する。ここで、図１の電子部品装着装置において、基板高さ計測センサ２１を備えた側を第１の可動ヘッド、対向する側を第２の可動ヘッドと称する。第１の可動ヘッドと第２の可動ヘッドは、独立したＸビームに搭載しているが、互いのヘッドが基板Ｐの上方で干渉しないように動作させる必要がある。なお、基板高さ計測センサ２１は、第１の可動ヘッドだけが搭載し、第２の可動ヘッドは基板高さ計測センサを搭載していない。
そこで、図９に示すように、第１の可動ヘッドが部品吸着、基板高さ計測・部品装着の流れで動作する間、第２の可動ヘッドは反対の動作、すなわち部品装着と部品吸着動作を行うことになる。一方、基板高さ計測センサ２１は第１の可動ヘッドにのみ搭載していることから、第１の可動ヘッドは部品装着前に自身が装着すべき基板の高さを前もって計測し、この情報で装着終了後の戻る動作中に対向する第２の可動ヘッドが次に装着する基板の高さ計測を実施する。
図９において、ｔw1とｔw2は、基板Ｐの上方で第１の可動ヘッドと第２の可動ヘッドが干渉しないように、互いに対向する可動ヘッドの動作が終了するまで、次の動作を開始するまでの待ち時間である。この待ち時間は、相対する側の可動ヘッドの動作終了時間によって決定される。例えば、待ち時間ｔw2は、部品装着時間ｔH1-2と吸着・部品認識時間ｔH2-1の差に高さ計測時間ｔm1とｔm2を加えた時間となる。
【００５２】
次に、本発明の教示運転時の基板高さ計測、あるいは装着動作前の基板高さ計測において、計測データから異常データを排除して基板高さデータを獲得する方法について、図１０を参照して説明する。図１０の高さ計測は、基板高さ計測センサ２１を一定速度に移動させながら計測する。図１０は、本発明一実施例の、小領域での高さ計測データを模式的に示した図である。
基板高さ計測センサ２１は、高さ計測サンプリング速度とセンサ移動速度に関連して、所定間隔毎に基板高さ計測データを取得する。エポキシ材等でできている基板は、剛体であるため、極部的に見れば表面が平面である。このため。横方向に僅かに走査して計測される高さは、基板の電子部品装着面と基板高さ計測センサ２１が走査するラインによって基板高さが多少傾斜するものの急激な値の変化は生じない。
これに対し、図１０に示すような基板高さ計測データ例では、ポイント数Ｎが１０個のデータ（ｋ＝１〜Ｎ、Ｎ＝１０）のうち、ポイント６（ｋ＝６）の基板高さ計測データは、明らかに計測ミスと判断されるデータである。また、ポイント７（ｋ＝７）の基板高さ計測データは、計測ミスと判断されるか否か微妙なデータであり、使用しない方が良いと判断されるデータである。
【００５３】
図１１に本発明の計測データから異常データと思われるデータを排除する手順をフローチャートで示す。各手順の内容を以下に示す。
（１）複数点の位置ズレ量計測データの獲得（ステップＦ１）
電子部品装着装置が計測したデータをＲＡＭ３２から取り出す。
（２）上限リミッタ、下限リミッタ設定（ステップＦ２）
基板高さ計測データの異常値を判定し除外するための範囲（リミッタ）すなわち高さ上限値、高さ下限値を設け、この範囲を越える基板高さ計測データを異常値とし除外する。
なお、高さ上限値、高さ下限値は、予めＲＡＭ３２に記憶しておく。
【００５４】
（３）最小２乗法による直線近似式計算（ステップＦ３）
ステップＦ２で計測データの異常値を除外した９個の計測データを使用し、最小２乗法による直線の近似式を計算する。最小２乗法は、偏差の２乗を最小にする方法である。直線は、横軸の計測座標値をＸ、基板高さ計測センサ２１で計測される高さ計測値をＹとすると次式となる。
【００５５】
【数７】
0004912246.tif 000008
【００５６】
式（７）において、ａとｂは定数である。この未知数ａとｂは、以下に示す最小２乗の正規方程式を解くことにより求められる。
【００５７】
【数８】
0004912246.tif 000009
【００５８】
【数９】
0004912246.tif 000010
式（８）、式（９）において、Ｎは対象のポイント数であり、Ｎとｋは自然数である。式の算出は、ｋ＝１〜Ｎまでを求める。
【００５９】
図１０のポイント６を除いたポイント数Ｎ＝９での位置ズレ量データ群に最小２乗法を適用し、式（７）の近似直線を求めてグラフ化した結果を図１２に併示する。
（４）上限リミッタ、下限リミッタ設定（ステップＦ４）
近似直線を基準にしてセンサ計測値の異常値を判定し除外するための範囲を設定する。図１２に、この範囲（リミッタ）△Ｈの上限のライン（上側リミッタライン）と下限のライン（下側リミッタライン）を併示する。△Ｈの値は、予め全体制御装置内に記憶しておくものとする。
（５）計測誤差データの抽出と除外（ステップＦ５）
図１２のポイント（ｋ＝１〜１０のうち、ｋ＝６を除いたポイント）の各点において、基板高さ計測センサ２１で計測された基板高さの値が上限ライン又は下限ラインの範囲を越えているか否かをチェックする。上限ライン又は下限ライン範囲を越えている場合、すなわち、図１２の例においてポイント７（ｋ＝７）のデータが異常な計測データと判定され、記憶メモリから除外するか、あるいは、使用しないデータとしてマークしておく。
【００６０】
本発明での小領域は、基板高さが緩やかに変化している部分を選んで抽出する。基板を局部的に見れば、ほぼ平面と見なすことができる。従って、基板高さ計測センサによって計測される高さ情報は、ほぼ直線となるはずである。しかし、センサ自体の誤動作その他の原因でポイント６、７（ｋ＝６、７）の高さデータの如く、計測データに誤りが生じる、すなわち、誤計測データが発生する場合がある。本方法を用いれば、こういった誤計測データを採用しないで正確な高さ情報で電子部品を実装できるため、信頼性の高い実装が可能となる。
【００６１】
図１３に、本発明における電子部品自動装着装置内の装着部品データ格納の形式の一実施例を示す。図１３において、領域とは、図８の電子部品装着領域４１や４２で示される如く装着領域を示す。また、図１３における装着部品は、自動運転時に部品吸着時の取り出すべき部品データであり、この例ではＲ１、Ｒ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｌ１、Ｌ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５とした。
前述したように、プリント基板上に電子部品を装着する際、一般に全ての装着部品に対して基板上面高さを計測してその情報で部品装着高さの位置決めを行う必要はない。図１３では、Ｒ１若しくはＣ１で示す装着部品の場合は、実際の基板表面高さを計測してその情報で下降ストロークを決定し装着を実行する。Ｌ１の装着部品に対しては、基板表面高さを計測しないで予め決めておいた下降ストローク、すなわちストロークを修正しないで装着を実行する。
この結果、図１３に示したように、部品番号１〜１８のうち番号９、１０、１１、及び番号１２は表面高さを計測しない。
【００６２】
このように、本発明では、必要最小限の基板表面高さを計測することで計算処理時間を極力低減している。なお、部品装着時の下降すべきストロークは、部品種毎の部品厚のデータでなく、部品装着後において計測される部品下部の実際の高さと本発明の基板表面高さの実計測値から算出する。
また、図１３において、部品番号１〜３は、同一領域（ｆ１）の基板表面への部品実装となる。この図の高さ計測データＨｍ２、Ｈｍ３は、Ｈｍ１で取得したデータを元に計算により決定したものである。すなわち、本発明では、装着動作での高さ計測を必要最小限のみに実行し、装着運転時間の短縮を図るようにしている。
【００６３】
本発明の一実施例の特徴は、複数種の電子部品を供給する第１の部品供給部及び第２の部品供給部と、第１の部品供給部若しくは第２の部品供給部から電子部品を吸着すると共に吸着した電子部品を基板に交互に装着する第１の部品装着部及び第２の部品装着部と、第１の部品装着部及び第２の部品装着部を吸着位置と装着位置の間で移動若しくは停止位置決め制御し、高さ計測手段によりプリント基板高さを計測し、基板高さ計測情報を用いて部品装着部に配設したノズルの下降ストロークを決定し装着する電子部品装着装置であって、第１の部品装着部及び第２の部品装着部に基板の高さを計測する基板高さ計測手段を一体的に備え、最初に基板が搬入されるタイミングあるいは所望とする任意のタイミングで基板高さ計測手段により電子部品を装着する箇所の基板表面の高さを教示データとして計測しかつ記憶する基板高さ教示運転モードと、基板高さ計測手段により得た計測データ及び教示データから部品装着ストロークを決定して実装する実装運転モードを設けたことを特徴とする。
【００６４】
また、本発明の他の実施例の特徴は、上記実施例に加え、第１の部品装着部及び第２の部品装着部が第１の部品供給部若しくは第２の部品供給部から電子部品を吸着した後、まず部品を装着すべき基板上面を移動しながら基板高さ計測手段により基板高さを連続的に計測し、その後基板高さ計測データと計測し教示した教示データから電子部品を装着する基板高さを計算して、計算結果から部品装着ストロークを決定して電子部品を装着し、装着終了後に元の位置に移動する際に、対向する部品吸着部が装着すべき基板上面の基板高さを計測する経路を基板高さ計測手段が移動させながら基板表面の高さを計測しかつ記憶するように成したことを特徴とする。
【００６５】
基板をＸＹＺ方向にクランプ（基板固定）した後では、クランプ条件を変えない限り、基板の凹凸形状が変化しないことが判明している。上記２つの実施例によれば、予め実装基板の凹凸の基準となる教示データを求め、実装動作中には、基板高さ計測手段を走査しながら所望の高さを最小限に計測し、その後この高さ計測情報に基づいて部品実装を行い、実装終了後の戻り動作で対向する部品装着部が装着する予定の基板の表面を走査しながら基板高さを計測するため、基板高さの計測するためだけの動作を必要としないため、部品装着総時間に影響せずにノズル高さ位置決め制御を実現できる。
【００６６】
電子部品を装着する基板は、表面の凹凸がＸ方向若しくはＹ方向に連続的に変化しているもの、あるいは、場所によって不連続な凹凸形状を成す形態の基板など多様である。
そこで、本発明の別の実施例の電子部品装着装置は、基板高さ教示運転モードにおいて、基板全面の中で予め定めた任意のＸ方向及びＹ方向で計測ラインが格子状となるように且つ連続的な高さ情報として計測する教示運転と、予め決めておいたランダムな計測ラインに沿って基板高さ計測を実施する教示運転を設け、いずれの教示運転で実行するかを選択できるように成したことを成したことを特徴とする。
【００６７】
また、本発明の更に別の実施例である電子部品装着装置では、基板高さ教示運転モードにおいて、予め決めておいた格子状領域、若しくは任意の小領域内において、３箇所のＸＹ位置での高さ計測データで定まる平面式を演算及び記憶し、電子部品を吸着して基板の当該領域に装着する時には、この領域中の任意のＸＹ座標での１点の基板高さを計測し、基板高さの計測値と装着すべきＸＹ座標と平面式とから所望とする位置での基板高さを算出するように成したことを特徴とする。
上述の小領域で複数の装着部品があるときには、１回のみの基板高さ計測のみ実施することで、同一領域内の他の部品装着部の基板高さを算出することができるため、基板高さ計測に要する時間が短縮され、部品装着における時間が短縮できる。
【００６８】
一方、高さ計測手段の誤動作等により計測誤差が生じた場合、基板高さに応じた吸着ノズル高さ位置決め制御の信頼性が低下する。正確な基板高さ計測データを取得できない場合ある。
そこで、本発明の更に別の実施例である電子部品装着装置では、基板高さ計測センサにより計測された高さ計測データが予め決定及び記憶しておいた上限と下限のしきい値を越えているか否かを判定し、しきい値を越えている場合に異常データとみなし記憶メモリから排除し、正確な基板高さ計測データを取得するように成したことを特徴とする。
【００６９】
更に、本発明の更に別の実施例である電子部品装着装置では、上記実施例の手順から得られる高さ計測データ群を用い、計測データの近似直線式の演算を実施し、演算結果より得た近似直線式を基準にして上限ラインと下限ラインを設け、上限若しくは下限ラインから外れる位置ズレ量計測データを異常データとみなし記憶メモリから排除し、正確に計測できたデータのみを使用するように成したことを特徴とする。
これによって、基板高さ計測手段の誤動作など何らかの原因で計測誤差が生じた場合でも、誤った計測情報を除外して正しい基板高さ計測情報で基板高さの実装制御ができるので、高品質の電子部品実装が可能となる。
【００７０】
本発明の実施形態においては、基板高さセンサを第１の電子部品装着部（可動ヘッド７）にのみ備えた例で説明した。しかし、これ以外に、例えば、第２の電子部品装着部に備えて、高さ計測して、その後同様の手順で実施しても良いし、
第１の電子部品装着部と第２の電子部品装着部の両方に基板高さセンサを備え、交互または所定のプログラムに従って、高さ計測して及びその後同様の手順を実施しても良い。
また、本発明の実施形態においては、部品供給部や可動ヘッド等すべて２式（一対）で説明したが、２式である必然性は無く、また夫々、同数でもなく、任意の数であっても良い。
【００７１】
なお、本発明で、電子部品装着装置が基板に装着する部品を、電子部品と称しているが、一般的に電子部品と呼ぶもの以外も含み、電子部品装着装置と称する装着装置全般において、基板等の対象物に装着可能なすべての対象物を意味する。例えば、電子部品といえば、通常は能動素子部品が一般的だが、図１３で述べているような抵抗、コンデンサ、コイル、等の他、スイッチ類等の受動素子部品も含み、更に、スペーサ、アンテナ取り付け具、等の機械部品をも含む。
更に、プリント基板として樹脂基板を代表で説明したが、樹脂基板である必要も無く、そのほか、ガラス基板、半導体基板、等を含む。
また、更に、電子部品装着装置は、ダイボンダでも良く、また、電子部品装着機能以外の機能を有している装置でも良いことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の電子部品装着装置の一実施例の概略平面図。
【図２】本発明の電子部品装着装置の一実施例の制御ブロック図。
【図３】本発明の電子部品装着装置の一実施例の可動ヘッドとその周辺機器、及び部品位置認識部の側面を模式的に示した図。
【図４】基板の高さを計測する基板高さ計測センサの一例と計測位置校正方法を説明するための図。
【図５】基板認識カメラで撮像した校正用ブロックの画像例。
【図６】本発明の電子部品装着装置１の運転動作の一実施例を説明するためのフローチャート。
【図７】実際の基板Ｐの高さ（反り）の様子について模式的に示した図。
【図８】不連続な凹凸形状を成す形態の基板の一例を模式的に示した図。
【図９】２台の装着ヘッドの動作タイミングチャートの模式図。
【図１０】本発明の一実施例の小領域での基板高さ計測データを模式的に示した図。
【図１１】計測データから異常データを排除する手順を説明するためのフローチャート。
【図１２】図１０のデータから図１１の手順を使って作成したデータを示す図。
【図１３】電子部品装着装置内の装着部品データ格納の形式例を示す図。
【符号の説明】
【００７３】
１：電子部品装着装置、  ２：装置本体、  ２’：装置本体２の背景像、  ３：部品供給ユニット、  ４：供給コンベア、  ５：位置決め部、  ６：排出コンベア、  ７：可動ヘッド、  ８（８−１，８−２）：ビーム、  ９：Ｙ軸モータ、  １０：ネジ軸、  １１：ガイド、  １２：Ｘ軸モータ、  １３：装着ヘッド、  １４：上下軸モータ、  １５：θ軸モータ、  １６：部品位置認識部、  １７：吸着ノズル、  １８−１，１８−２：ノズルストッカ、  １９：基板認識カメラ、  ２０：部品認識カメラ、  ２１：基板高さ計測センサ、  ２３：校正用ブロック、  ２３’：校正用ブロック像、  ２４：ストロボ発光部、  ２６〜２９：駆動制御回路、  ３０：画像認識処理部、  ３１：ＣＰＵ、  ３２：ＲＡＭ、  ３３：ＲＯＭ、  ３４：インターフェース、  ３６：装着・実装条件データ、  ３６’：画像、  ４０：樹脂基板、  ４１，４２：電子部品装着領域、  ４３：端子領域、  ４４：フレキシブル基板、  ４５：切り離し部材、  ｄ１，ｄ２，ｄ３：ポイント、  Ｍ１：マーク、  Ｍ２：マーク形成体  Ｐ，Ｐ１，Ｐ１’，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４：プリント基板（基板）。
【図１】
0004912246.tif 000011
【図２】
0004912246.tif 000012
【図３】
0004912246.tif 000013
【図４】
0004912246.tif 000014
【図５】
0004912246.tif 000015
【図６】
0004912246.tif 000016
【図７】
0004912246.tif 000017
【図８】
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【図９】
0004912246.tif 000019
【図１０】
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【図１１】
0004912246.tif 000021
【図１２】
0004912246.tif 000022
【図１３】
0004912246.tif 000023