(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品をピックアップして移載する第１の搭載ヘッドと第２の搭載ヘッド及び電子部品が実装される基板を認識する基板認識用の第１のカメラと第２のカメラをそれぞれ備えた第１の移動テーブルと第２の移動テーブルを用いて単一の基板に電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、位置較正用の基準マークが設けられた較正用基板を前記第１のカメラと第２のカメラによって撮像することにより当該カメラを備えた移動テーブルに固有の位置較正データを取得する工程と、電子部品の実装に先立って前記第１のカメラと第２のカメラのうちいずれか一方のカメラのみによって前記基板を撮像することにより前記基板の位置を認識する工程と、前記第１の移動テーブルと第２の移動テーブルの第１の搭載ヘッドと第２の搭載ヘッドによって電子部品をピックアップして前記基板に実装する工程とを含み、この実装工程において前記一方のカメラのみによる撮像で求められた前記基板の位置認識結果および当該移動テーブルにそれぞれ固有の位置較正データに基づいて当該移動テーブルの位置制御を行うことを特徴とする電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の実装装置では、電子部品供給部から電子部品をピックアップした搭載ヘッドを実装対象の基板上まで移動させるための移動テーブルを備えている。この移動テーブルとしてＸＹＺ方向に直線動作を行う直交座標系のテーブルが多用される。この移動テーブルは一般に搭載ヘッドと共に移動する基板認識用のカメラを備えており、このカメラによって基板を撮像することにより基板の位置を検出し、位置検出結果に基づいて電子部品実装時の位置合わせが行われる。
【０００３】
ところで電子部品の実装装置によっては、実装効率向上を目的として複数（２台）の移動テーブルを備え、同一基板に対して複数（２台）の搭載ヘッドを用いて同時並行的に電子部品を実装する場合がある。このような実装装置では、各移動テーブル毎に基板認識用のカメラが設けられており、電子部品の実装に先立って各移動テーブルのカメラによって実装対象の基板を認識するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法によれば、同一の基板に対して複数回の基板認識を行うことにより、カメラを基板上の認識点まで移動させる時間を重複して要するため実装工程全体のタクトタイムが長くなり、生産性が低下するという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、タクトタイムを短縮し生産性を向上させることができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品実装方法は、電子部品をピックアップして移載する第１の搭載ヘッドと第２の搭載ヘッド及び電子部品が実装される基板を認識する基板認識用の第１のカメラと第２のカメラをそれぞれ備えた第１の移動テーブルと第２の移動テーブルを用いて単一の基板に電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、位置較正用の基準マークが設けられた較正用基板を前記第１のカメラと第２のカメラによって撮像することにより当該カメラを備えた移動テーブルに固有の位置較正データを取得する工程と、電子部品の実装に先立って前記第１のカメラと第２のカメラのうちいずれか１方のカメラのみによって前記基板を撮像することにより前記基板の位置を認識する工程と、前記第１の移動テーブルと第２の移動テーブルの第１の搭載ヘッドと第２の搭載ヘッドによって電子部品をピックアップして前記基板に実装する工程とを含み、この実装工程において前記一方のカメラのみによる撮像で求められた前記基板の位置認識結果および当該移動テーブルにそれぞれ固有の位置較正データに基づいて当該移動テーブルの位置制御を行うようにした。
【０００７】
本発明によれば、第１の移動テーブルと第２の移動テーブルの第１の搭載ヘッドと第２の搭載ヘッドによって基板に電子部品を実装する工程に先立って行われるカメラによる基板認識において、第１の移動テーブルと第２の移動テーブルのカメラのうちいずれか一方のカメラのみで基板認識を行い、この認識結果に基づいて第１の搭載ヘッドと第２の搭載ヘッドの位置合わせを行うことにより、基板認識時間を短縮することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１、図２（ａ）は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２（ｂ）は同電子部品実装装置の基板認識用画像図、図３は同電子部品実装処理のフロー図である。
【０００９】
まず図１を参照して電子部品実装装置の構造を説明する。図１において、基台１上には搬送路２が設けられており、搬送路２は前工程より搬入される基板３を搬送し電子部品実装位置に位置決めする。搬送路２の両側にはそれぞれ同様の構成を有する第１の移動テーブル４Ａ、第２の移動テーブル４Ｂが配設されている。第１の移動テーブル４Ａ、第２の移動テーブル４ＢはそれぞれＹテーブル５Ａ，５ＢとＸテーブル６Ａ，６Ｂとを組合せて構成されており、Ｘテーブル６Ａ，６Ｂにはそれぞれ第１の搭載ヘッド７Ａ、第２の搭載ヘッド７Ｂが装着されている。第１の移動テーブル４Ａ、第２の移動テーブル４Ｂを駆動することにより、第１の搭載ヘッド７Ａおよび第２の搭載ヘッド７Ｂは水平移動し、図外の電子部品供給部から電子部品をピックアップし基板３上に搭載して実装する。
【００１０】
Ｘテーブル６Ａ，６Ｂにはそれぞれ第１のカメラ８Ａ、第２のカメラ８Ｂが装着されており、第１のカメラ８Ａ、第２のカメラ８Ｂはそれぞれ第１の搭載ヘッド７Ａ、第２の搭載ヘッド７Ｂと一体的に移動する。第１の移動テーブル４Ａ、第２の移動テーブル４Ｂを駆動して第１のカメラ８Ａ、第２のカメラ８Ｂを基板３上に移動させ、基板３の各対角位置に設けられた認識マーク３ａを第１のカメラ８Ａ、第２のカメラ８Ｂによって撮像することにより、基板３の位置が認識される。そしてこの位置認識結果に基づいて基板３の位置ずれが検出され、電子部品の搭載時にはこの位置ずれを補正して第１の移動テーブル４Ａ、第２の移動テーブル４Ｂを駆動する。
【００１１】
次に図２を参照して、第１の移動テーブル４Ａ、第２の移動テーブル４Ｂの固有の位置決め誤差を補正するために行われるキャリブレーションについて説明する。図２（ａ）に示すように、第１の移動テーブル４Ａ、第２の移動テーブル４Ｂはそれぞれ固有の直交座標系Ｘ１−Ｙ１，Ｘ２−Ｙ２を有している。ところがＸテーブル６Ａ，６ＢとＹテーブル５Ａ，５Ｂの結合状態における機械的誤差により、ＸＹ各軸の交角θ１，θ２は完全な直角とはならない。またそれぞれのＸテーブル６Ａ，６Ｂ，Ｙテーブル５Ａ，５Ｂもボールねじのピッチ誤差やガイド部の直線度のばらつきを有している。
【００１２】
このため、制御データ上で指示される位置と、実際に搭載ヘッドが移動テーブルによって駆動されて移動する位置とは必ずしも一致せず、電子部品搭載時の搭載位置とデータ上の実装点との間に位置ずれを生じる。そしてこの位置ずれは一定でなく、移動テーブルの移動範囲内の各位置によって異なったものとなる。したがって、複数の移動テーブルによって搭載ヘッドを移動させて基板上に電子部品を搭載する場合には、各移動テーブル毎に基板上の各位置に応じて固有の位置ずれが発生する。
【００１３】
そこでこれらの位置ずれを補正するためのキャリブレーションを行う。このキャリブレーションには、位置決め誤差を生じないように形状寸法が基準値通りに製作され、図２（ａ）に示すように表面に基準マークとしての認識マーク３ｂが所定精度で格子状に設けられたキャリブレーション基板（位置較正基板）３’を用いる。まず第１の移動テーブル４Ａを駆動して、第１のカメラ８Ａを所定位置に位置決めされたキャリブレーション基板３’上に移動させ、認識マーク３ｂを順次撮像して認識マーク３ｂの位置を認識する。
【００１４】
この時、第１のカメラ８Ａの移動は制御データ上では光学座標系の原点０が認識マーク３ｂの中心に一致するように制御されるが、カメラによる位置認識結果では、第１の移動テーブル４Ａの機械誤差のため、原点０は必ずしも認識マーク３ｂの中心とは一致しない。図２（ｂ）は、キャリブレーション基板３’の認識マーク３ｂｎを対象として位置認識を行った場合の画像図を示している。ここでは位置認識により認識マーク３ｂｎ（機械座標系での中心座標（Ｘｎ，Ｙｎ））について、光学座標系の原点０に対してΔｘｎ，Δｙｎの位置ずれが検出されている。
【００１５】
すなわち、機械座標系での座標（Ｘｎ，Ｙｎ）の近傍に電子部品を搭載する場合には、第１のカメラ８Ａによって認識された基板位置に対して更にΔｘｎ，Δｙｎの補正を加えなければならない。したがって、電子部品実装装置の組立完了の立ち上げ時において、前記位置ずれ量を全ての認識マーク３ｂについて求めておくことにより、第１の移動テーブル４Ａの座標系Ｘ１−Ｙ１に固有の位置ずれを較正するための位置較正データを得ることができる。そして、このようなキャリブレーションは、第２の移動テーブル４Ｂについても同様に行われる。
【００１６】
ここで、前記キャリブレーションと同時に行われる初期状態での基準位置取り込みについて説明する。図２（ａ）において、基台１上の固定位置には、基準位置としての認識マークＭが第１の移動テーブル４Ａ、第２の移動テーブル４Ｂのそれぞれに２点づつ設けられている。これらの認識マークＭは、実装装置の運転開始後の温度変化による熱変形に起因する位置ずれ状態の経時変化を較正するためのものである。
【００１７】
これらの認識マークＭは、それぞれの移動テーブルについてのキャリブレーション時に当該移動テーブルのカメラにより認識され、この認識結果は基準位置として記憶される。そして運転開始後には、所定インターバルにてこれらの認識マークＭの位置を再認識し、得られた位置認識結果を記憶された基準位置と比較する。これにより、運転後の経時変化による位置ずれ状態の変化、すなわち図２（ａ）に示す交角θ１，θ２や機構各部の熱変形による変位状態を検出することができる。そしてこの検出結果を前記キャリブレーションによる位置較正データに加味することにより、経時変化に伴う位置ずれ状態の変化をその都度補正することができる。
【００１８】
次に図３のフローを参照して、電子部品実装処理について説明する。まず図１において、基板３が前工程より搬入され、搬送路２上の電子部品実装位置に位置決めされる（ＳＴ１）。次に第１の移動テーブル４Ａを駆動して、第１のカメラ８Ａを基板３の認識マーク３ａ上に位置させ、順次認識マーク３ａの位置を認識する（ＳＴ２）。これにより、基板３の位置が認識される。次いで第１の移動テーブル４Ａを駆動して第１の搭載ヘッド７Ａを図外の供給部へ移動させ、そこで電子部品をピックアップした後、第１の搭載ヘッド７Ａを基板３上へ移動させて電子部品を基板３上に実装する（ＳＴ３）。この搭載動作において、ＳＴ２の基板３の位置認識結果および前述のキャリブレーションで求めた第１の移動テーブル４Ａに固有の位置較正データに基づいて第１の移動テーブル４Ａが駆動される。
【００１９】
この後、第２の搭載ヘッド４Ｂによって基板３への電子部品の実装が行われる（ＳＴ４）。このとき、第２のカメラ８Ｂによる基板３の位置認識は再度行わず、ＳＴ２において第１のカメラ８Ａによる撮像で求められた位置認識結果および第２の移動テーブル４Ｂに固有の位置較正データを用いて、同様に第２の移動テーブル４Ｂの駆動を補正する。すなわち、基板３の位置認識は一方のカメラ（第１のカメラ８Ａ）のみにより行い、他方のカメラ（第２のカメラ８Ｂ）では行わない。これにより、従来複数（２台）の移動テーブルを用いて電子部品を実装する場合に行っていた各移動テーブル毎の基板位置認識を省略して、トータルの実装時間を短縮することができる。この後、第１の搭載ヘッド７Ａ、第２の搭載ヘッド７Ｂにより、所定数の電子部品を基板３に実装し（ＳＴ５）、実装処理を終了する。
【００２０】
このように、複数の移動テーブルによって電子部品の実装を行う場合において、複数のカメラのうちの１つによる撮像で求められた位置認識結果に基づいて実装時の位置ずれ補正を行うことにより、実装時間を短縮して生産性を向上させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の移動テーブルと第２の移動テーブルの第１の搭載ヘッドと第２の搭載ヘッドによって基板に電子部品を実装する工程に先立って行われるカメラによる基板認識において、第１の移動テーブルと第２の移動テーブルのカメラのうちいずれか一方のカメラのみで基板認識を行い、この認識結果に基づいて第１の搭載ヘッドと第２の搭載ヘッドの位置合わせを行うようにしたので、基板認識時間を短縮して生産性を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の基板認識用画像図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装処理のフロー図
【符号の説明】
３  基板
３’  キャリブレーション基板
３ａ  認識マーク
３ｂ  認識マーク
４Ａ  第１の移動テーブル
４Ｂ  第２の移動テーブル
７Ａ  第１の搭載ヘッド
７Ｂ  第２の搭載ヘッド
８Ａ  第１のカメラ
８Ｂ  第２のカメラ
【図１】
0003744251.tif 000002
【図２】
0003744251.tif 000003
【図３】
0003744251.tif 000004