(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移載ヘッドと電子部品が実装される基板を認識する基板認識用のカメラをそれぞれ備えた複数の移動テーブルを用いて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、前記各移動テーブルの動作負荷に基づいて前記複数のカメラの中から実際に基板認識動作を実行するカメラを決定することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項２】
前記各移動テーブルの動作負荷を、各移動テーブルの移載ヘッドごとの実装負荷および当該基板の撮像に要する基板認識動作負荷に基づいて求めることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装方法。
【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移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移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の移動テーブルを備え、同一実装ステージ上の基板に対して複数の移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これらのカメラのうちのいずれかによって実装対象の基板を撮像して認識し、得られた認識結果に基づいて各移載ヘッドを移動させて電子部品を実装するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、それぞれ固有の移動テーブルによって移動する複数の移載ヘッドで同一の基板に実装動作を行う場合、各移載ヘッドの実装負荷は必ずしも均等ではなく、どちらかの側の移載ヘッドにより大きな実装負荷が発生する場合がある。しかしながら、上記従来方法では、複数のカメラのうちの基板認識を行うカメラは最初の設定により特定されていたため、この基板認識を行う側の移載ヘッドによる実装負荷が反対側の実装負荷よりも大きい場合においても、実装負荷が大きい側の移動テーブルは基板認識動作を含めて移動動作を行わなければならず、これに対して反対側の移動テーブルには無駄な待機時間が発生して、２つの移動テーブルのタクトタイムにアンバランスを生じることとなっていた。この場合には、結局長い方のタクトタイムが全体の実装動作のタクトタイムとなるため、結果として全体の実装効率を低下させ生産性の向上を阻害することとなっていた。
【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】
請求項１記載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移載ヘッドと電子部品が実装される基板を認識する基板認識用のカメラをそれぞれ備えた複数の移動テーブルを用いて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、前記各移動テーブルの動作負荷に基づいて前記複数のカメラの中から実際に基板認識動作を実行するカメラを決定するようにした。
【０００７】
請求項２記載の電子部品実装方法は、請求項１記載の電子部品の実装方法であって、前記各移動テーブルの動作負荷を、各移動テーブルの移載ヘッドごとの実装負荷および当該基板の撮像に要する基板認識動作負荷に基づいて求めるようにした。
【０００８】
本発明によれば、複数の移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、カメラを移動させる移動テーブルの動作負荷に応じて複数のカメラの中から実際に基板認識動作を実行するカメラを決定することにより、各移動テーブルのタクトバランスを保つことができる。
【０００９】
【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は同電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図３は同電子部品実装装置の基板認識動作実行決定データを示す図である。
【００１０】
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の移載ヘッド７Ａ、第２の移載ヘッド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の移載ヘッド７Ａおよび第２の移載ヘッド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。
【００１１】
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の移載ヘッド７Ａ、第２の移載ヘッド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。
【００１２】
なおここでは認識マークとして基板３の各対角位置に設けられた例を示したが、認識マークが設けられる位置はこれに限定されず、同一基板内に設定されるブロックごとに認識マークが設けられる場合や、あるいは電子部品の実装点ごとに認識マークが設けられる例など、いくつかの種類がある。いずれの場合においても、これらの認識マークは当該ブロックまたは当該実装点への実装動作に先立って認識される必要がある。
【００１３】
前述のように、これらの認識マークは第１のカメラ８Ａまたは第２のカメラ８Ｂのいずれかによって撮像され、位置が認識される。ここで、認識結果にカメラによる器差が生じないよう、実際の認識に先だって同一位置の認識点を各カメラごとに撮像し、カメラごとの誤差を予め求める位置ティーチが行われるため、実装動作時においてはいずれのカメラを用いて撮像を行っても常に同一の認識結果を得られるようになっている。この位置ティーチは、固定位置に設けられた基準マークＭＡ、ＭＢのいずれかを第１のカメラ８Ａ、第２のカメラ８Ｂで撮像して各カメラごとのオフセットデータを求めることにより行われる。
【００１４】
次に図２を参照して電子部品実装装置の制御系の構成を説明する。図２において、制御部２０はＣＰＵであり、電子部品実装装置全体の動作を制御する。プログラム記憶部２１は実装動作などの各種動作に必要なプログラムを記憶する。実装データ記憶部２２は、基板３に実装される電子部品の種類や実装順序、実装座標などの実装データを記憶する。機構制御部２３は、第１の移動テーブル４Ａ、第２の移動テーブル４Ｂ、第１の移載ヘッド７Ａ、第２の移載ヘッド７Ｂの駆動制御を行う。
【００１５】
認識処理部２４は、第１のカメラ８Ａ、第２のカメラ８Ｂによって取り込まれた基板３の画像データに基づいて、基板３に設けられた認識マークの位置を認識する。操作・入力部２５はキーボードやタッチパネルなどであり、制御コマンドやデータ入力を行う。表示部２６はモニタであり、第１のカメラ８Ａ、第２のカメラ８Ｂによって取り込まれた画像の表示や操作画面の表示を行う。認識動作実行決定部２７は、実装データ記憶部２２に記憶された実装データに基づいて、基板認識動作を第１のカメラ８Ａ、第２のカメラ８Ｂのいずれのカメラを用いて実行するかを決定する。
【００１６】
次に図３を参照して、認識動作実行決定について説明する。図３は基板認識動作決定のデータ、すなわち同一の基板について第１の移動テーブル４Ａ、第２の移動テーブル４Ｂに発生する動作負荷を示すものである。第１の移動テーブル４Ａの動作負荷は、各実装ターン（基板と供給部との間の移載ヘッドの往復動作）ごとに発生する実装負荷Ａｉの総和と第１のカメラ８Ａを用いて行われる基板撮像のための認識動作負荷Ｄｉの総和とを加え合わせたものであり、同様に第２の移動テーブル４Ｂの動作負荷は、実装負荷Ｂｉの総和と第２のカメラ８Ｂを用いて行われる基板撮像のための認識動作負荷Ｅｉの総和とを加え合わせたものである。
【００１７】
ここで、実装負荷Ａｉ，Ｂｉは各移載ヘッド７Ａ，７Ｂが各実装ターンにおいて移動する距離で表されるものであり、実装データ中の実装シーケンスに基づいて算出することができる。なお実装負荷を表すパラメータとして、移動距離の代わりに移動距離に基づいて算出される移動時間を用いるようにしてもよい。このようにして求められる実装負荷は、第１の移載ヘッド７Ａ、第２の移載ヘッド７Ｂに対して必ずしも等分に割り振られているとは限らず、一般に移載ヘッド間でアンバランスが生じる。
【００１８】
そこで、認識動作実行決定においては、このアンバランスを勘案して基板を認識する動作を各移動テーブル４Ａ，４Ｂに備えられたカメラ８Ａ，８Ｂに割り振る。ここで認識動作負荷は、実装負荷のように各実装ターンごとに各移載ヘッドについて固有に発生するものではなく、基板全体として予め所定の認識点数が定められており、いわば各基板ごとの総負荷として与えられる。
【００１９】
すなわち、認識動作実行決定においては、実装データとして予め与えられる認識動作の総負荷Ｃを、２つのカメラに対して割り振る。この処理においては、対象となる認識マークを撮像するための認識動作を各移動テーブルの動作シーケンスに組み入れることで新たに発生する移動距離が算出され、この移動距離が認識動作負荷として求められる。この結果、第１のカメラ８Ａ、第２のカメラ８Ｂにはそれぞれ認識動作負荷Ｄｉ，Ｅｉが振り分けられる。このとき、実装負荷Ａｉの総和と認識動作負荷Ｄｉの総和を加え合わせた負荷、すなわち第１の移動テーブル４Ａの動作負荷と、実装負荷Ｂｉの総和と認識動作負荷Ｄｉの総和を加え合わせた負荷、すなわち第２の移動テーブル４Ｂの動作負荷とができるだけ均等になるように繰り返し計算により認識動作負荷の振り分けが行われる。
【００２０】
なお、認識動作の振り分けに際し、認識マークの種類によって認識を完了していなければならないタイミングが予め指定されているため、振り分けはこれらのタイミングを勘案して決定される。例えば、基板全体についての認識マークであれば全ての実装動作に優先して認識動作を行わなければならないが、前述のように同一基板内に設定されるブロックごとに認識マークが設けられる場合や、あるいは電子部品の実装点ごとに認識マークが設けられる場合などでは、これらの認識マークの認識タイミングは当該ブロックまたは当該実装点への実装動作以前であればよい。
【００２１】
以上述べた認識動作実行決定は、実装動作の開始に先立って実装データ記憶部２２に記憶された実装データに基づいて認識動作実行決定部２７によって予め行われる。このようにして求められた認識動作実行決定結果に基づいて各カメラに基板認識動作を行わせることにより、各移動テーブル間の動作負荷のアンバランスを是正することができる。なお上記例では、実装負荷や認識動作負荷を表すパラメータとして各移動テーブルが実際に移動する移動距離を用いた例を示したが、処理を簡単にするために、実装負荷として単に実装ターン数を用い、認識動作負荷として単に認識点数を用いるようにしてもよい。
【００２２】
次に、電子部品実装方法について説明する。まず実際の基板への実装動作に先だって、第１の移載ヘッド７Ａ、第２の移載ヘッド７Ｂによる実装位置の誤差を補正するためのティーチングが行われる。ここでは、図１に示すように、搬送路２の近傍の固定点に設定された基準マークＭＡ，ＭＢのいずれかを第１のカメラ８Ａ、第２のカメラ８Ｂの両方で撮像し、基準マークの位置座標を求めてオフセットデータとして記憶させる。そして、実際の基板への実装動作時には、これらのオフセットデータに基づいて位置補正が行われる。これにより、第１のカメラ８Ａ、第２のカメラ８Ｂのいずれのカメラによって基板を認識した場合においても、カメラ毎の固有の誤差をオフセットデータによって補正することができる。
【００２３】
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。次に認識動作実行決定の結果認識実行カメラとして選択された第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。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の移載ヘッド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の移載ヘッド７Ａを再び基板３上へ移動させて電子部品を基板３上に搭載する。
【００２４】
この搭載動作において、基板３の位置認識結果および前述のティーチングで求めた第１の移動テーブル４Ａに固有のオフセットデータに基づいて位置誤差を補正しながら第１の移動テーブル４Ａが駆動される。
【００２５】
この後、第２の移載ヘッド４Ｂによって基板３への電子部品の実装が行われる。このとき、基板３の位置認識は再度行わず、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に固有のオフセットデータを用いて、同様に位置誤差を補正しながら第２の移動テーブル４Ｂ駆動する。
【００２６】
このように、複数の移載ヘッド４Ａ，４Ｂを用いて順次電子部品を基板３へ実装してゆく。この実装動作の間には、基板に設定された各ブロックに設けられらた認識マークや、各実装点に設けられた認識マークの認識が所定のタイミングで行われる。この位置認識においては、前述の認識動作実行決定結果に基づいて基板認識のための撮像動作を実行するカメラが選択される。
【００２７】
この認識動作実行決定は、カメラを認識マーク上まで移動させる移動テーブルの動作負荷、すなわち実装動作時の各移動テーブルの動作負荷および認識動作時の動作負荷を合わせて勘案した上でなされているため、特定の移動テーブルに動作負荷が集中して動作状態のアンバランスを生じることがない。したがって、実装動作における無駄時間を排除して実装動作全体の効率を向上させることができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の移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、カメラを移動させる移動テーブルの動作負荷に応じて複数のカメラの中から実際に基板認識動作を行うカメラを決定するようにしたので、各移動テーブルの動作負荷を均等にしてタクトバランスを保つことができる。
【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】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の基板認識動作実行決定データを示す図
【符号の説明】
３  基板
３ａ  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の移載ヘッド
７Ｂ  第２の移載ヘッド
８Ａ  第１のカメラ
８Ｂ  第２のカメラ
２２  実装データ記憶部
２４  認識処理部
２７  認識動作実行決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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