(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸フレームが、平行に配設されたＹＬ軸フレーム及びＹＲ軸フレーム上を、対応するＹＬ軸モータ及びＹＲ軸モータによりそれぞれＹ軸方向に移動可能であると共に、基板上に部品を実装するためのヘッドユニットが、Ｘ軸方向に移動可能に前記Ｘ軸フレームに搭載され、且つ、前記ＹＬ軸フレーム及びＹＲ軸フレームに、前記Ｘ軸フレームとの間でＸ軸とＹ軸との直角度を規定するＹＬ軸原点センサ及びＹＲ軸原点センサが、Ｙ軸方向に所定の位置関係で、それぞれ設置されているＸＹステージを備えた部品実装装置において、
前記ＹＬ軸フレーム及びＹＲ軸フレームの間の所定位置に、直角基準マークが設置され、
前記ＹＬ軸原点センサ及びＹＲ軸原点センサの少なくとも一方により、前記ＹＬ軸フレーム及びＹＲ軸フレームとの間で直角度が確保されているＸ軸フレームが検知されたときに、前記直角基準マークを認識するマーク認識手段が、前記Ｘ軸フレームに設置されていることを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
前記マーク認識手段が、前記ヘッドユニットに搭載されているＣＣＤカメラ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】
前記直角基準マークが、ＹＬ軸フレームとＹＲ軸フレームの間の略中心に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装装置、特にＸ軸フレームと２つのＹ軸フレームを有するＸＹステージを備えた部品実装装置において、Ｘ軸フレームとＹ軸フレームの直角度を調整する際に適用して好適な部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、特許文献１に開示されている電子部品を配線基板に実装する部品実装装置が備えているＸＹステージを抽出して示す概略斜視図である。
【０００３】
このＸＹステージでは、Ｘ軸フレーム１０が左側のＹＬ軸フレーム１２及び右側のＹＲ軸フレーム１４上をボールねじやベルトと組合せたモータ、若しくはリニアモータ等（いずれも図示せず）で駆動されるようになっている。又、このＸ軸フレーム１０には、電子部品を基板に実装するヘッドユニット１６が、該Ｘ軸フレームに沿って移動可能に設置されていると共に、Ｘ軸フレーム１０と一体でＹＬ軸フレーム１２、ＹＲ軸フレーム１４上をＹ軸方向に移動可能に設置されている。
【０００４】
Ｘ軸フレーム１０の左右両端部は互いに独立したモータでそれぞれ駆動され、Ｙ軸方向の位置はＹＬ位置センサ１８及びＹＲ位置センサ２０によりそれぞれ検出される。同様にヘッドユニット１６は、Ｘ位置センサ２２により検出される。これらの位置センサ１８、２０、２２には、それぞれ対応する軸に平行に設置されているリニアエンコーダを用いることができる。
【０００５】
一般に、部品実装装置（半導体製造装置）では、電子部品を実装する際に前記Ｘ軸フレーム１０とＹＬ軸フレーム１２及びＹＲ軸フレーム１４との間の直角度、即ちＸ軸と左右のＹ軸が直交している状態を精度良く保つ必要があり、ＸＹ軸の直角度が崩れた場合には、その調整が必要となる。
【０００６】
そのため、従来の部品実装装置には、Ｘ軸と左右のＹ軸の直角度を調整するために、直角度が確定している状態のＸ軸フレーム１０であれば検知することが可能な原点センサ２４、２８をＹＬ、ＹＲの各軸フレーム１２、１４上にそれぞれに設置し、該センサ２４、２８に一致する位置にＸ軸フレーム１０を移動させることにより、自動的に直角度が再現されるようにしていた。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１３８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＹＬ、ＹＲの各軸フレーム１２、１４上に設置された原点センサ２４、２８をＹ軸方向の基準座標として利用する方法は、この基準となるセンサ２４、２８を交換する等によりその位置がずれたりすると、直角度の再現が不可能となることから、改めて定規等を用いて機械的に直角度を調整し直す必要があった。特に、基準座標となる左右の原点センサ２４、２８が、位置座標を測定するためのリニアスケールと一体化され、スケール情報と共にシリアルデータを出力する構成の場合には、リニアスケールを交換すると、リニアスケール上の原点センサも交換されることになり、基準となる位置が変更されてしまうことになるため、必然的に機械的な直角度の調整が必要になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、左右の原点センサのいずれか一方の位置がずれた場合でも、Ｘ軸フレーム、Ｙ軸フレームの直角度を自動的に再現することができる部品実装装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、Ｘ軸フレームが、平行に配設されたＹＬ軸フレーム及びＹＲ軸フレーム上を、対応するＹＬ軸モータ及びＹＲ軸モータによりそれぞれＹ軸方向に移動可能であると共に、基板上に部品を実装するためのヘッドユニットが、Ｘ軸方向に移動可能に前記Ｘ軸フレームに搭載され、且つ、前記ＹＬ軸フレーム及びＹＲ軸フレームに、前記Ｘ軸フレームとの間でＸ軸とＹ軸との直角度を規定するＹＬ軸原点センサ及びＹＲ軸原点センサが、Ｙ軸方向に所定の位置関係で、それぞれ設置されているＸＹステージを備えた部品実装装置において、前記ＹＬ軸フレーム及びＹＲ軸フレームの間の所定位置に、直角基準マークが設置され、前記ＹＬ軸原点センサ及びＹＲ軸原点センサの少なくとも一方により、前記ＹＬ軸フレーム及びＹＲ軸フレームとの間で直角度が確保されているＸ軸フレームが検知されたときに、前記直角基準マークを認識するマーク認識手段が、前記Ｘ軸フレームに設置されているようにしたことにより、前記課題を解決したものである。
【００１１】
本発明においては、前記マーク認識手段が、前記ヘッドユニットに搭載されているＣＣＤカメラであるようにしてもよい。又、前記直角基準マークが、ＹＬ軸フレームとＹＲ軸フレームの間の略中心に設置されているようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＹＬ軸フレーム１２とＹＲ軸フレーム１４の間の所定位置に、第３の基準となる直角基準マークを設置すると共に、直角度が確定しているＸ軸フレームの検出位置が、左右の原点センサ２４、２８の少なくとも一方により検知されているときに、前記直角基準マークを認識するマーク認識手段をＸ軸フレーム上に設置するようにしたので、いずれか一方のＹ軸フレーム上の原点センサによりＸ軸フレーム１０を検知している状態で、他方のＹ軸フレーム側のＸ軸フレームを、前記直角基準マークをマーク認識手段により認識できる位置まで移動させることにより、自動的に直角度を再現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図２は、本発明に係る一実施形態の部品実装装置が備えているＸＹステージの要部を抽出して模式的に示す、前記図１に相当する斜視図である。
【００１５】
本実施形態のＸＹステージは、従来の部品実装装置と同様に、ＹＬ軸フレーム１２にはＹＬ軸原点センサ２４が、ＹＲ軸フレーム１４にはＹＲ軸原点センサ２８がそれぞれ設置されている。又、ＹＬ軸フレーム１２とＹＲ軸フレーム１４の間に位置する装置本体の所定位置には、直角基準マーク３０が設置されている。
【００１６】
更に、Ｘ軸フレーム１０上を移動するヘッドユニット１６には、マーク認識手段としてのＣＣＤカメラ３２（図２では明示せず）が搭載されており、電子部品を搭載する基板のマークを認識することができると共に、前記直角基準マーク３０を認識できるようになっている。それ以外の基本的な構成は、実質的に前記図１に示した部品実装装置と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００１７】
本実施形態においては、前記左右の原点センサ２４、２８の位置関係は、図３（Ａ）に示すように、Ｘ軸フレーム１０と両Ｙ軸フレーム１２、１４の直角度が出た状態で、ＹＬ軸原点センサ２４にＸ軸フレーム１０の図中下側端辺が検知されていると、ＹＲ軸原点センサ２８は該端辺からＹ軸方向にａのオフセットを持つように設定され、しかも前記直角基準マーク３０はＸ座標ｃの位置で、Ｙ方向にｂのオフセット量を持つように設定され、ａ、ｂ、ｃはパラメータとして記憶されている。なお、ａは０であってもよいことはいうまでもない。
【００１８】
従って、直角度調整前のＸ軸フレーム１０と両Ｙ軸フレーム１２、１４の位置関係が図３（Ｂ）のようであったとすると、ＹＬ軸原点センサ２４にＸ軸フレーム１０の下側端辺が検知された状態で、ＹＲ軸側のＸ軸フレーム１０を（ａ’−ａ）移動させると同図（Ａ）に示した直角度状態が再現されることになるが、このとき直角基準マーク３０に対してはＸ軸フレーム１０の下側端辺はＹ軸方向に（ｂ’−ｂ）移動されることを示している。
【００１９】
図４には、本実施形態の部品実装装置が備えている制御装置の概要を示す。
【００２０】
この制御装置３４は、ＣＰＵ等からなるコントローラ３６により、図示しないＲＯＭやＲＡＭ等から入力されるデータに基づいて実装装置全体を制御する従来の制御機能に加えて、以下に説明する直角度再現機能を備えている。
【００２１】
この直角度再現機能は、上記コントローラ３６等により実現されており、前記ＹＬ位置センサ１８、ＹＲ位置センサ２０、Ｘ位置センサ２２から入力される各位置データや、前記ＣＣＤカメラ３２から入力される画像データに基づいて、図示しないモータドライバを介して、例えばパルスモータからなるＹＬ軸モータ３８、ＹＲ軸モータ４０及びＸ軸モータ４１をそれぞれ駆動制御すると共に、取得されるデータ等の情報を記憶部４２に保存することが可能になっている。
【００２２】
次に本実施形態における動作を図５のフローチャートを用いて説明する。
【００２３】
直角度を再現するための原点復帰動作に入ると、左右のＹ軸モータ３８、４０の電源をＯＮし（ステップ１）、左右のＹ軸原点センサ２４、２８がいずれか一方でもＯＮしている状態のときは、Ｙ軸モータ３８、４０を動かしてＸ軸フレーム１０を移動させて、両Ｙ軸原点センサがＯＦＦする位置まで移動させる（ステップ２、３）。
【００２４】
その後、左右のＹ軸モータ３８、４０を動かして、Ｘ軸フレーム１０をＹ軸方向の状態を維持したまま原点センサがある方向へ低速で移動させ（ステップ４）、左右の原点センサ２４、２８がＯＮ（検知）した位置を左右それぞれＬon、Ｒonとして記録する（ステップ５）。左右両方の原点センサ２４、２８の位置座標を取得すると（ステップ６）、その差からそのオフセット分を引いたｄ＝｛（Ｌon−Ｒon）−ａ｝を計算し（ステップ７）、この計算結果ｄをＹＲ軸モータ４０による移動量とする。そして、ＹＬ軸モータ３８を固定した状態でＹＲ軸モータ４０により距離ｄ移動させ、左右のＹ軸とＸ軸の各フレームの直角度状態を再現する（ステップ８）。
【００２５】
ここまでの基本的な再現動作は、前記特許文献１にも説明されている直角度調整方法である。ところが、何らかの事情により、いずれか一方の原点センサを交換し、その位置が変わってしまった場合には、同様の方法で直角度の調整を行なうことができない。
【００２６】
そこで、このような場合に、本実施形態では、図６に示したフローチャートに従って、直角度の自動調整を行なう。ここでは、便宜上、ＹＲ軸原点センサ２８を交換した場合を例に説明する。
【００２７】
ＹＲ軸原点センサ２８を交換したことによりその位置が変動したために、ＹＲ軸原点センサ２８を使用できない。そこで、その代わりにヘッドユニット１６上に設置されたＣＣＤカメラ３２を用いて、直角基準マーク３０を画像認識することにより直角度の調整を行なう。
【００２８】
まずは、従来と同様に左右のＹ軸モータ３８、４０のみの電源をＯＮし（ステップ１１）、その後、Ｘ軸モータ４１もＯＮし（ステップ１２）、ＣＣＤカメラ３２のＸ座標を、前記図３に示した所定の位置ｃに移動する（ステップ１３）。ＹＬ軸原点センサ２４がＯＮ状態でないことを確認してから（ステップ１４、１５）、左右のＹ軸モータ３８を動かしてＸ軸フレーム１０をＹ軸方向の状態を維持したまま原点センサがある方向へ移動させ（ステップ１６）、ＹＬ軸原点センサ２４がＯＮした位置：Ｌonを記録する（ステップ１７）。この状態のイメージ（Ｘ軸フレーム１０の下側端辺）を図７に上側の実線Ａで示す。
【００２９】
更に、Ｘ軸フレーム１０をＹ軸方向の状態を維持したまま移動させ、ＹＬ軸原点センサ２４の位置から距離ｂの位置（図７の下側の実線Ｂ）でＹＬ側を停止させて固定し（ステップ１８）、ＹＲ軸モータ４０のみを一定幅で動かし、図７の下側の一点鎖線Ｃの状態にする（ステップ１９）。このとき、直角基準マーク３０がどちらの方向にあるか分からないため、ＹＲ軸モータ４０を動かす幅を徐々に大きくして基準マーク３０を検出し（ステップ２０、２１）、このときの座標Ｙｍを記録する（ステップ２２）。この状態で、直角度状態が再現されたことになる。
【００３０】
更に、この直角度状態を保ってＸ軸フレーム１０を移動させ（ステップ２３）、新設のＹＲ軸原点センサ２８を検出して、そのときのＹＲの原点センサの座標とＹＬ座標との差を計算し、これを新たな右原点センサ２８′のオフセット量ａとして記憶し（ステップ２５）、以降の直角度調整時に使用できるようにする。
【００３１】
以上詳述したように、本実施形態によれば、ＹＬ軸フレーム１２、ＹＲ軸フレーム１４上の原点とこれら両Ｙ軸フレーム上以外の位置に置かれた直角基準マーク３０の位置関係を記憶しておくことにより、ＹＬ軸フレーム１２、ＹＲ軸フレーム１４のどちらかの原点が交換されて位置が変更されたとしても、直角度を再現することができる。
【００３２】
又、これらの３点の位置関係の確定後に、この関係をチェックすることにより、原点センサの位置ずれや、フレームの変形等が発生した場合に、これらを異常として検出する保守に利用することができ、部品搭載の位置ずれを未然に防ぐことができるようになる。
【００３３】
なお、前記実施形態では、直角基準マーク３０を認識するマーク認識手段として、既設のＣＣＤカメラ３２を利用する場合を示したが、これに限定されず、Ｘ軸フレーム１０の所定位置に専用のマーク認識手段を設置するようにしても良い。
【００３４】
又、直角基準マーク３０は、ＹＬ軸フレーム１２とＹＲ軸フレーム１４の間の略中心に設置することが、左右の原点センサ２４、２８のいずれの変更にも同等の精度で対応できることから好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の部品実装装置の要部を模式的に示す概略斜視図
【図２】本発明に係る一実施形態の要部を模式的に示す図１相当の概略斜視図
【図３】本実施形態に採用される原点センサ、直角基準マークの位置関係を示す模式図
【図４】本実施形態の部品実装装置が備えている制御装置の特徴を示すブロック図
【図５】従来の直角度の再現方法を示すフローチャート
【図６】本実施形態の直角度の再現方法を示すフローチャート
【図７】本実施形態の作用を示す説明図
【符号の説明】
【００３６】
１０…Ｘ軸フレーム
１２…ＹＬ軸フレーム
１４…ＹＲ軸フレーム
１６…ヘッドユニット
１８…ＹＬ位置センサ
２０…ＹＲ位置センサ
２２…Ｘ位置センサ
２４…ＹＬ軸原点センサ
２６…Ｘ軸原点センサ
２８…ＹＲ軸原点センサ
３０…直角基準マーク
３２…ＣＣＤカメラ
３４…制御装置
３６…コントローラ（ＣＰＵ）
３８…ＹＬ軸モータ
４０…ＹＲ軸モータ
４２…記憶部
【図１】
0004864843.tif 000002
【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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