JP2001028497A - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性のある位置補正データに基づいて精度
よく電子部品を実装できる電子部品実装装置および電子
部品実装方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 ロータリヘッドの複数の移載ヘッドによ
って電子部品を各インデックス位置を順次移動させて基
板に実装する電子部品実装装置において、主軸部をイン
デックス回転させるインデックス機構部や移載ヘッドの
昇降駆動手段などの機構部の温度を調整する温度調整部
４６を備え、機構部の温度が所定温度条件である状態で
取得された位置補正データを位置補正データ記憶部４２
に記憶させておき、機構部の温度が前記所定温度条件と
なるように温度調整部４６を制御する。この状態で実装
動作を行うことにより、機構部の熱変形に起因する位置
補正データの変動を排除して位置補正データの信頼性を
向上させ、実装精度を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に
実装する電子部品実装装置および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の種類として、複数
の吸着ノズルが装着された多数の移載ヘッドをインデッ
クス回転させて連続的に実装を行うロータリ式の実装装
置が知られている。このロータリ式では、多数の移載ヘ
ッドにより電子部品を順次ピックアップし実装を行うた
め高速実装が行えるという利点を有している。このロー
タリ式の電子部品実装装置は、インデックス回転を行う
主軸部の外周にそれぞれ昇降機構を備えた複数の移載ヘ
ッドを備え、これらの移載ヘッドを主軸廻りに公転させ
ることにより順次移動させるものである。各移載ヘッド
は移載ヘッドの自転軸廻りに回転移動する複数の吸着ノ
ズルを備えており、この吸着ノズルを回転させて各吸着
ノズルに保持された電子部品を順次基板に実装する。

【０００３】このように、ロータリ式の電子部品実装装
置は移載ヘッドの公転と自転を組み合わせた搬送機構を
備えており、電子部品は供給部から取り出されて位置決
め部に位置決めされた基板に実装されるまで、多くの機
構部の動作が複雑に組み合わされた一連の実装動作を経
る。この一連の実装動作によって高位置精度の実装を実
現するためには、各機構部において、または機構部相互
の間で種々の要因によって発生する位置誤差を補正する
必要がある。

【０００４】このため、電子部品実装装置の立ち上げ時
には、これら各機構部の位置誤差や電子部品を光学的に
認識する認識手段の光学座標系の機械原点に対する相対
位置を、制御データ上の数値データとして検出し、これ
らの数値データを位置補正データとして記憶部に記憶さ
せる位置ティーチが行われる。そして各機構部の駆動制
御においては、この位置補正データに基づいて各機構部
の駆動軸が駆動される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子部品の
少サイズ化に伴い、実装時の位置精度は益々高精度が求
められるようになって来ている。例えば、既にサイズが
０．６ｍｍ程度のものが実用化されており、このような
微小部品を吸着ノズルによってピックアップするために
は０．１ｍｍ程度の位置ずれも安定した吸着に悪影響を
及ぼす。このため、前述の位置ティーチを高精度で行う
必要がある。

【０００６】ところが、前述の位置ティーチの精度は種
々の要因に依存しており、位置ティーチによって得られ
た位置補正データによって電子部品の実装位置精度が確
保されるとは限らず、数十μｍのオーダーでのばらつき
を示す場合がある。前述のように微小部品を実装対象と
する場合にはこのばらつきが吸着不具合や実装不良に及
ぼす影響は無視できない。しかしながら従来のロータリ
式の電子部品実装装置においては、信頼性のある位置補
正データを取得して高精度の実装を実現する手法が確立
されておらず、実装精度の更なる向上が困難であるとい
う問題点があった。

【０００７】そこで本発明は、信頼性のある位置補正デ
ータに基づいて精度よく電子部品を実装できる電子部品
実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電子部品
実装装置は、ロータリヘッドの主軸部の外側面に装着さ
れた複数の移載ヘッドによって電子部品の供給部から電
子部品をピックアップし、前記移載ヘッドを各インデッ
クス位置を順次移動させて電子部品を基板に実装する電
子部品実装装置であって、前記主軸部をインデックス回
転させるインデックス機構部と、このインデックス機構
部を支持する支持部と、前記複数の移載ヘッドを昇降さ
せる昇降駆動手段と、前記インデックス機構部およびま
たは前記昇降駆動手段の温度を調整する温度調整部と、
前記インデックス機構部、支持部、および昇降駆動手段
のうちのいずれかに設定される温度検出点の温度を検出
する温度検出手段と、前記温度検出点の温度が所定温度
条件である状態で取得され、実装動作を行う機構部の位
置誤差を補正するための位置補正データを記憶する位置
補正データ記憶部と、前記温度検出点の温度が前記所定
温度条件となるように前記温度調整部を制御する制御手
段とを備えた。

【０００９】請求項２記載の電子部品実装装置は、請求
項１記載の電子部品実装装置であって、前記温度調整部
は、インデックス機構部の潤滑油の温度を調整する油温
調整器、移載ヘッドを昇降させるリブカムの温度を調整
する温度調整装置のいずれかを含む。

【００１０】請求項３記載の電子部品実装装置は、請求
項１記載の電子部品実装装置であって、前記制御手段は
前記温度検出手段の検出結果を監視し、検出温度が前記
所定温度条件になったならば、実装動作を開始する。

【００１１】請求項４記載の電子部品実装装置は、請求
項１記載の電子部品実装装置であって、前記位置補正デ
ータ記憶部は異なる温度条件で取得された複数種類の位
置補正データを記憶し、前記制御手段は実装動作実行時
の環境温度に基づいて前記位置補正データを選択するデ
ータ選択手段を備えた。

【００１２】請求項５記載の電子部品実装方法は、ロー
タリヘッドの主軸部の外側面に装着された複数の移載ヘ
ッドによって電子部品の供給部から電子部品をピックア
ップし、前記移載ヘッドを各インデックス位置を順次移
動させて電子部品を基板に実装する電子部品実装方法で
あって、前記主軸部をインデックス回転させるインデッ
クス機構部、このインデックス機構部を支持する支持
部、および前記複数の移載ヘッドを昇降させる昇降駆動
手段のうちのいずれかに設定される温度検出点の温度が
所定温度条件である状態で位置補正データを取得して位
置補正データ記憶部に記憶させておき、前記温度検出点
の温度が前記所定温度条件である状態で実装動作を行
う。

【００１３】請求項６記載の電子部品実装方法は、請求
項５記載の電子部品実装方法であって、前記代表温度検
出点の温度が所定温度条件になるように温度調整部によ
り温度調整を行う。

【００１４】請求項７記載の電子部品実装方法は、請求
項５記載の電子部品実装方法であって、前記温度調整手
段は、インデックス機構部の潤滑油の温度を調整する油
温調整器、移載ヘッドを昇降させるリブカムの温度を調
整する温度調整装置のいずれかを含むである。

【００１５】請求項８記載の電子部品実装方法は、請求
項５記載の電子部品実装方法であって、前記制御手段は
前記温度検出手段の検出結果を監視し、検出温度が前記
所定温度条件になったならば、実装動作を開始する。

【００１６】請求項９記載の電子部品実装方法は、請求
項５記載の電子部品実装方法であって、前記位置補正デ
ータ記憶部は異なる温度条件で取得された複数種類の位
置補正データを記憶し、前記制御手段は実装動作時の環
境温度に基づいて前記位置補正データを選択する。

【００１７】本発明によれば、機構部に設定される温度
検出点の温度が所定温度条件である状態で位置補正デー
タを取得して位置補正データ記憶部に記憶させておき、
前記温度検出点の温度が所定温度条件である状態で実装
動作を行うことにより、機構部の熱変形に起因する位置
補正データの変動を排除して位置補正データの信頼性を
向上させ、実装精度を確保することができる。

【００１８】

【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ロ
ータリヘッドの平面図、図３は同電子部品実装装置の部
分断面図、図４は同電子部品実装装置のロータリヘッド
の部分拡大図、図５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６，７は同電子部品実装装置の
部分断面図、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は同電子部品
実装装置の温度検出点の温度変化を示すグラフ、図９は
同電子部品実装装置の位置補正データのデータ様式を示
す図である。

【００１９】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、電子部品の供給部１には
電子部品を供給するパーツフィーダ２が多数個並設され
ている。パーツフィーダ２は図外のフィーダベースに装
着され、送りねじ３を回転駆動することにより横方向へ
移動する。

【００２０】供給部１の手前側にはロータリヘッド４が
配設されている。ロータリヘッド４は主軸Ｏの廻りでイ
ンデックス回転し、その円周上には複数基の移載ヘッド
５が備えられている。ロータリヘッド４の特定のインデ
ックス位置は作業ステーションとなっており、以下に説
明するピックアップステーションＳ１、高さ計測ステー
ションＳ２、部品認識ステーションＳ３および実装ステ
ーションＳ４が設けられている。

【００２１】移載ヘッド５は複数の吸着ノズル６を備え
ており、ピックアップステーションＳ１に位置している
状態で移載ヘッド５が昇降動作を行うことにより、パー
ツフィーダ２から電子部品をピックアップする。このと
き、送りねじ３によってパーツフィーダ２を横移動させ
ることにより、所望の電子部品をピックアップすること
ができる。

【００２２】ピックアップ位置でピックアップされた電
子部品７は、ロータリーヘッド４のインデックス回転に
より矢印ａ方向に順次移動する。移動途中には高さ計測
ステーションＳ２が設けられている。高さ計測ステーシ
ョンＳ２には、高さ検出部８が設けられており、高さ検
出部８は透過照明された電子部品７を側方からＣＣＤカ
メラ８ａで撮像することにより、吸着ノズル６に保持さ
れた状態の電子部品７の下端部の高さを検出する。

【００２３】高さ計測ステーションＳ２に隣接して部品
認識ステーションＳ３が設けられており、吸着ノズル６
に保持された電子部品７が部品認識ステーションＳ３の
カメラ９の上方に位置している状態で、電子部品７はカ
メラ９より下方から撮像される。ここでは、移載ヘッド
５の回転中心に対する電子部品７の位置ずれが検出され
る。

【００２４】部品認識ステーションＳ３の次は実装ステ
ーションＳ４となっている。ロータリーヘッド４の手前
側には基板１２を位置決めする可動テーブル１１が配設
されており、認識ステーションＳ３から移動した移載ヘ
ッド５が基板１２上の実装位置Ｍに到達し、そこで昇降
動作を行うことにより、電子部品７を基板１２に実装す
る。

【００２５】図２に示すように、移載ヘッド５はロータ
リーヘッド４の主軸Ｏを中心とする半径Ｒの円周上に配
設されている。移載ヘッド５はヘッド回転モータ１０に
よってそのヘッド回転中心（自転軸）Ｈｏを中心として
回転し、円周上に設けられた複数（本例では４本）の吸
着ノズル６の選択や、吸着ノズル６の下端部に真空吸着
された電子部品の水平回転方向の角度補正を行う。この
角度補正を精度よく行うためには、移載ヘッド５がヘッ
ド回転中心Ｈｏ廻りに回転する回転角度にずれがないこ
とが必要である。この回転角度の原位置に対するずれ角
度αは後述するように吸着ノズル６の下端部を下方から
カメラで認識することにより検出される。

【００２６】次に図３を参照して電子部品実装装置の駆
動系について説明する。図３は図２のＢＯＡ断面を示し
ており、図３において架台１８上には天板１９が水平に
架設されている。天板１９の中央部には、取付座２０を
介してインデックス機構部２１が配設されている。イン
デックス機構部２１は、モータの回転を間欠回転に変換
する機構を内蔵しており、この機構を連続駆動すると摩
擦熱により昇温するため、機構内部を潤滑する潤滑油を
温度調整を行いながら循環させる油温調整器３０を備え
ている。油温調整器３０の内部には第１の温度検出点が
設定されており、第１の温度検出点には第１の温度検出
手段である油温計３１を備えている。油温調整器３０は
温度調整機能を備えており、油温計３１によって検出さ
れた検出温度に基づいてインデックス機構２１内を循環
する潤滑油の温度を調節する。なお油温調整器３０は、
通常は摩擦熱によって昇温した潤滑油を冷却するが、低
温状態の潤滑油を所定の温度まで短時間で昇温させるた
めに加熱を行うこともある。

【００２７】また、インデックス機構部２１を支持する
支持部である天板１９の取付座２０の周囲には第２の温
度検出点が設定されており、第２の温度検出点には第２
の温度検出手段である温度センサＴＳ１が装着されてい
る。温度センサＴＳ１は、インデックス機構部２１を連
続して駆動することにより発生した熱が、天板１９に伝
達された結果昇温するインデックス機構部２１の周囲温
度を検出する。

【００２８】インデックス機構部２１の下方には、ロー
タリヘッド４の主軸部４ａが連結されている。主軸部４
ａは取付座２０に対して固定された固定部２２および固
定部２２に対して相対的にインデックス回転動作を行う
回転駆動部２４が設けられている。固定部２２の外周に
は移載ヘッドの昇降用駆動手段であるリブカム２３が設
けられている。図４に示すように、固定部２２内部のリ
ブカム２３の内側に相当する位置には、リブカム２３の
温度調整用熱倍を循環させる内孔が設けられたウオータ
ジャケット３２が装着されており、ウオータジャケット
３２の内孔は配管を介して温度調整装置３３と接続され
ている。

【００２９】温度調整装置３３を駆動することにより、
ウオータジャケット３２内部には熱媒が循環しリブカム
２３の温度を調整する。この温度調整は、前述の油温調
整器３０と同様に、加熱・冷却のいずれにも用いられ
る。またリブカム２３の所定位置は第３の温度検出点が
設定されており、第３の温度検出点には第３の温度検出
手段である温度センサＴＳ２が埋め込まれている。温度
センサＴＳ２はリブカム２３の温度を検出する。

【００３０】リブカム２３にはカムフォロア２７が上下
両方向から挟み込む形で当接している。カムフォロア２
７は連結部材２６に結合されており、連結部材２６は回
転駆動部２４に対してスライダ２５ａおよびガイドレー
ル２５よりなるスライド手段によって上下方向にスライ
ド自在となっている。連結部材２６の下部には移載ヘッ
ド５が装着されている。回転駆動部２４がインデックス
回転することにより、カムフォロア２７はリブカム２３
に沿って転動し、これにより連結部材２６はリブカム２
３のカム曲線に従って上下動を行う。したがって、イン
デックス機構部２１を駆動して回転駆動部２４がインデ
ックス回転を行うことにより、移載ヘッド５は所定のイ
ンデックス位置にて所定タイミングで上下動作を行う。

【００３１】図３の断面に示す認識ステーションＳ３に
は、撮像手段であるカメラ９を移動させるカメラ移動テ
ーブル２８が装着されており、カメラ９ａは認識ステー
ション９において移載ヘッド５を下方から認識する。こ
こでカメラ９はカメラ移動テーブル２８に結合された連
結部材２９を介して天板１９と結合されている。このた
め、天板１９の変形はカメラ移動テーブル２８の変位を
発生させる。

【００３２】次に、図５を参照して制御系の構成を説明
する。ＣＰＵ４０は制御手段としての全体制御部であ
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４１は、実装動作や位置補正データ演算などの
処理に必要なプログラムを記憶する。位置補正データ記
憶部４２は、位置ティーチによって求められた位置補正
用のデータを記憶する。機構駆動部４３は、インデック
ス機構部２１のインデックスモータ２１ａや、ヘッド回
転モータ１０などの機構部を駆動する。

【００３３】認識処理部４４は、高さ検出用のＣＣＤカ
メラ８ａや部品認識カメラ９のデータを処理して電子部
品の高さや位置を検出するとともに、後述する位置ティ
ーチ用に使用される撮像ユニットのカメラの撮像データ
を処理して吸着ノズル６の位置を検出する。

【００３４】温度検出部４５は、第１の温度検出点の油
温計３１、第２の温度検出点の温度センサＴＳ１、第３
の温度検出点の温度センサＴＳ２および環境温度検出点
に設けられた温度計３４からの信号を受け各温度検出点
の温度を検出する。ＣＰＵ４０は温度検出部４５からの
信号に基づき、検出温度がティーチ温度として設定され
た所定温度に到達したことを確認して位置ティーチ作業
の開始指令を出力する。さらに検出温度が、取得済みの
位置補正データのティーチ温度に対応した実装稼働温度
に到達したことを確認した時点で実装動作開始指令を出
力する。

【００３５】温度調整部４６はＣＰＵ４０によって制御
され、ＣＰＵ４０から指示される温調目標温度に基づい
て温度検出部４５から送られる検出温度値をフィードバ
ックデータとして油温調整器３０およびリブカム２３用
の温度調整装置３３の駆動制御を行う。これにより、イ
ンデックス機構２１内を循環する潤滑油の温度やリブカ
ム２３の温度は所定温度条件に調整される。入力部４７
は、キーボードやマウスなどであり、制御コマンドの入
力や、ティーチ温度、温調目標温度などの各種データ入
力を行う。

【００３６】この電子部品実装装置は上記のように構成
されており、以下実装動作の開始に先だって行われる位
置ティーチの例について説明する。この位置ティーチは
電子部品実装装置の各機構部において、または機構部相
互の間で種々の要因によって発生する位置誤差の補正
や、電子部品を光学的に認識する認識手段に設定される
光学座標系の機械原点に対する相対位置を、制御データ
上の数値データとして検出し、これらの数値データを位
置補正データとして記憶させるものである。

【００３７】図６は図１のＡ−Ａ断面を示すものであ
り、図５において、ピックアップ位置Ｐに位置する移載
ヘッド５の下方に位置するパーツフィーダ２のフィーダ
ベース２ａ上には、撮像ユニット１３が装着されてい
る。撮像ユニット１３は光学系１４およびカメラ１５を
備えており、カメラ１５で撮像される視野の光学座標系
が実装装置の機械座標系上での機械原点と所定の位置関
係となるように位置出しされている。また、実装位置Ｍ
に位置する移載ヘッド５の下方の可動テーブル１１上に
は、同様の撮像ユニット１６が装着されている。撮像ユ
ニット１６の光学座標系も同様に機械原点と所定の位置
関係となるように位置出しされている。これらの撮像ユ
ニット１３，１６は以下に述べる位置ティーチ用に一時
的に装着されるものである。

【００３８】まず移載ヘッド５の回転中心廻りの回転角
度の原位置に対するずれ角度のティーチについて説明す
る。撮像ユニット１３，１６の光学座標系の機械原点に
対する相対位置が既知であることから、撮像ユニット１
３，１６で各移載ヘッド５の吸着ノズル６を撮像するこ
とにより、各吸着ノズル６の機械原点に対する相対位置
を求めることができる。これにより、各吸着ノズル６の
位置が検出され、移載ヘッド５の回転中心廻りの回転角
度の原位置に対するずれ角度αを求めることができる
（図２参照）。

【００３９】次に、移載ヘッド５のヘッド回転中心のテ
ィーチについて説明する。認識ステーションＳ３におい
ては各移載ヘッド５の回転中心位置は必ずしもロータリ
ーヘッド４の主軸から同一径の位置にあるとは限らな
い。図６に示すように、主軸が垂直方向に対してわずか
にθだけ傾いていたり、各部品の加工誤差や組立誤差な
ど種々の要因により図２に示すピックアップステーショ
ンＳ１、認識ステーションＳ３、実装ステーションＳ４
での公転半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はそれぞれ異なってお
り、数十μｍのオーダーで各移載ヘッドごとにばらつい
ている。このため認識ステーションＳ３において検出し
た位置ずれ量をそのまま用いてピックアップ位置Ｐにお
いて電子部品の吸着を行うと公転半径Ｒのばらつき分だ
け吸着時の吸着位置に誤差を生じ、また実装位置Ｍにお
いて電子部品の基板への搭載を行うと同様に搭載位置に
誤差を生じる。

【００４０】そこでこのばらつきを補正するため、移載
ヘッド５のヘッド回転中心のティーチが行われる。上述
のように、ピックアップ位置Ｐおよび実装位置Ｍにおけ
る移載ヘッド５の各吸着ノズル６を認識ユニット１３，
１６で撮像し、これらの吸着ノズル６の位置を認識す
る。そして、この認識結果より当該移載ヘッド５のヘッ
ド回転中心の機械原点に対する相対位置を求める。これ
により、ロータリヘッド４の主軸Ｏの機械原点に対する
相対位置は既知であることから、ピックアップ位置Ｐに
おける当該移載ヘッド５の公転半径Ｒ１および実装位置
Ｍにおける公転半径Ｒ３を求めることができ、したがっ
て正規の公転半径Ｒに対する偏差を示すオフセットが求
められる。

【００４１】次に、ロータリヘッド４をインデックス回
転させ、移動後にピックアップ位置Ｐおよび実装位置Ｍ
に位置する移載ヘッド５について同様の認識を行い、ヘ
ッド回転中心のオフセットを求める。以下、同様の手順
により全ての移載ヘッド５のピックアップ位置Ｐおよび
実装位置Ｍにおけるオフセットを求める。そしてこれら
のオフセットデータおよびずれ角度αは位置補正データ
として位置補正データ記憶部４２に記憶される。

【００４２】さらに、実装位置精度を向上させるために
は、上記の各機構部の位置誤差を排除することのほか
に、部品認識誤差をできるだけ排除することが必要であ
る。このため、位置ティーチの一環として、部品認識を
行う認識手段の光学座標系のキャリブレーションを行う
必要がある。すなわち、高さ検出ステーション８や、部
品認識ステーション９のカメラによって検出される位置
データの誤差を補正するために、これらのカメラの光学
座標系と機械原点との相対位置を検出する。このキャリ
ブレーションは、機械原点との相対位置関係が正しく再
現される基準治具を装着し、この基準治具を撮像するこ
とにより行われる。そして撮像結果に基づいて、光学座
標系の位置ずれ量が求められ、この位置ずれ量は位置補
正データとして位置補正データ記憶部４２に記憶され
る。

【００４３】次に図７を参照して、インデックス機構部
２１を駆動してロータリヘッド４を回転させ各移載ヘッ
ド５に実装動作を行わせたときの、各機構部の熱変形挙
動について説明する。インデックス機構部２１はモータ
２１ａ（図示せず）により回転駆動され、内蔵されたイ
ンデックス機構により回転駆動部２４を回転させる。こ
の動作によりインデックス機構部２１は各動作部分の摩
擦による発熱によって昇温する。そしてこの熱は取付座
２０を介して天板１９に伝達される。この熱影響により
天板１９は熱変形し、この変形は連結部材２９によって
結合された認識ステーションＳ３のカメラ移動テーブル
２８の位置を矢印ａ方向に変動させる。

【００４４】一方、ロータリヘッド４がインデックス回
転を繰り返すことにより、カムフォロア２７はリブカム
２３に沿って転動し、リブカム２３には摩擦熱が発生す
る。これによりリブカム２３は次第に昇温するが、この
昇温過程においてはリブカム２３の各部の昇温は均一で
はない。そしてある収束時間経過後に各部の温度が定常
温度に到達する。この昇温過程でのリブカム２３各部の
温度不均一に起因して、上部側のリブカム２３は矢印ｂ
方向に変位し、下部側のリブカム２３は矢印ｃ方向に変
位する。この結果、インデックス回転起動後ある時間ま
では、ロータリヘッド４の主軸Ｏが矢印ｄ方向にわずか
に傾く現象が発生する。このような各部の変形・変位
は、実機を用いて行った変位計測試験において確認され
ている。そしてこの変形は、前述のようにリブカム２３
とカムフォロア２７との摩擦熱による昇温が、周辺大気
へ放散する熱によって収束した時点で、ほぼ一定の定常
状態に収束する。

【００４５】この熱変形の収束は前述の天板１９の熱変
形についても同様であり、実装装置起動時の天板９の昇
温過程においては、カメラ９の絶対的位置は変動してい
る。すなわち、装置起動後各部の昇温が収束するまで
は、認識ステーションＳ３におけるカメラ９と移載ヘッ
ド５との相対的位置関係は熱影響によって変動してお
り、この結果カメラ９による認識結果にはばらつきが生
じる。

【００４６】この熱影響による変形は認識ステーション
Ｓ３のみならず、ピックアップステーションＳ１、高さ
検出ステーションＳ２、実装ステーションＳ４において
も発生し、それぞれ吸着位置不良、実装位置精度不良の
原因となるが、熱影響による変形が精度に及ぼす影響は
移載ヘッド５とカメラ９がともに変位する認識ステーシ
ョンＳ３において特に顕著である。しかも認識ステーシ
ョンＳ３における位置誤差は認識誤差として表れ、その
まま位置補正量の誤差となって吸着動作、実装動作に影
響を及ぼすため、極力排除することが必要である。この
ような位置補正誤差は、位置補正データを得るための位
置ティーチ時の機構部の温度が実際の装置稼働時の温度
と異なっていることにより生じるものである。

【００４７】そこで、このような熱変形に起因する位置
補正量の誤差を排除するため、本実施の形態では位置補
正データを求めるための位置ティーチを、以下に説明す
るようにティーチ実行時の温度条件と関連させた方法を
用いて行う。以下、図８を参照して説明する。図８は、
電子部品実装装置起動後の代表点温度の時間的変化を示
すものであり、代表点温度は前述の第１，第２，第３の
温度検出点のいずれかを選択して用いる。

【００４８】位置ティーチを行う前にはまず立ち上げ運
転を行う。この立ち上げ運転は、発熱を伴う部分を予め
所定温度まで昇温させるために行うものであり、インデ
ックス機構部２１を駆動してロータリヘッド４に主軸廻
りの回転を行わせるとともに、移載ヘッド５にリブカム
２３による昇降動作を行わせる。このとき、油温調整器
３０および温度調整装置３３は起動しておき、温調目標
温度を予め定められたティーチ温度に設定する。

【００４９】このティーチ温度は、単純なオンオフ制御
の場合には図８（ａ）に示すように温度変動の略平均温
度に、また正確な温調目標温度が設定可能な場合にあっ
ては、図８（ｂ）に示すようにその目標温度に設定され
る。そして立ち上げ運転時間が経過し、前述の代表温度
検出点の検出温度が環境温度Ｔ０から所定の設定温度
Ｔ、すなわちティーチ温度に基づいて設定される温度範
囲に到達したならば、ティーチ操作を開始する。この立
ち上げ運転時間の経過の判断は、例えば以下のように行
う。すなわち、検出温度の変動をＣＰＵ４０によって監
視し、図８（ａ）に示す例にあっては、温度変動の１周
期が過ぎてこの周期における平均温度が求められ、求め
られた平均温度が設定温度Ｔに基づいて設定される温度
範囲内であると確認された時点ｔ１を以て立ち上げ完了
とみなし、図８（ｂ）に示す例にあっては、検出温度が
設定温度Ｔを一旦超えてオーバーシュートした後に再び
設定温度Ｔに復帰した時点ｔ２を以て立ち上げ完了とみ
なす。

【００５０】そしてタイミングｔ１，ｔ２以降に前述の
位置ティーチが行われる。すなわち、ピックアップステ
ーションＳ１や実装ステーションＳ４に撮像ユニット１
３，１６を装着し、前述の位置検出を行う。そして求め
られた位置補正データは位置補正データ記憶部４２にテ
ィーチ温度と関連つけられて記憶される。この機構部の
位置補正データ検出とともに、位置ティーチ時には高さ
検出ステーションＳ２および部品認識ステーションＳ３
のカメラのキャリブレーションを行う。そして求められ
た位置ずれデータは同様に位置補正データ記憶部４２記
憶される。

【００５１】このようにして得られた位置補正データ
は、電子部品実装装置の各機構部の実際の稼働状態での
温度とほぼ等しい温度条件で求められたものであること
から、実装動作開始後に温度が大きく変動することはな
く、したがって位置補正データを求めた温度条件と稼働
温度とは常に近い温度となり、温度変動に起因する位置
補正誤差が発生しない。

【００５２】なお、本実施の形態では、予めティーチ温
度を設定しておき、代表点温度がティーチ温度に基づく
温度範囲に到達した時点でティーチを開始する例を示し
ているが、位置補正データ記憶部４２に異なる複数の代
表点温度値に関連づけて複数の位置補正データを記憶さ
せるようにしてもよい。図９はこのようにして入力され
る複数の位置補正データの入力例を示している。ここで
は、それぞれの位置補正データには、第１温度検出点、
第２温度検出点および第３温度検出点の各温度によって
構成される温度条件が対応しており、これらの温度条件
によって入力される補正データは異なったものとなる。

【００５３】そして実装動作開始に先だって温度検出部
４５によって検出された各温度検出点の検出温度に基づ
いて、ＣＰＵ４０に自動的に適切な位置補正データを選
択させる。これにより、その都度位置ティーチを行うこ
となく適切な位置補正データを用いて高精度の位置補正
を行うことが可能となる。また、温度検出部４５の検出
温度をＣＰＵ４０によって監視し、検出温度が既に取得
済みの位置補正データの取得時の所定温度条件に到達し
たことを確認し、その後に実装動作を開始させるように
してもよい。

【００５４】さらに、好ましくはティーチ温度や実際の
稼働温度を環境温度に基づいて設定するようにすれば、
すなわち電子部品実装装置の起動に先だって、周囲の環
境温度を温度検出部４５によって検出し、油温調整器３
０や温度調整装置３３の温調目標温度を検出された環境
温度に基づいて自動設定するようにすれば、環境温度そ
のものもしくは環境温度と大きな温度差のない温度がテ
ィーチ温度となり、図８（ｃ）に示すように立ち上げ開
始直後のタイミングｔ３から立ち上げ時間の経過を待つ
ことなく、位置ティーチを開始することができる。

【００５５】また、上記実施の形態では、各機構部の位
置誤差の例として、移載ヘッド５の回転中心廻りの回転
角度の原位置に対するずれ角度、移載ヘッド５の回転中
心の機械原点に対する位置ずれを説明し、認識手段の例
として移載ヘッド５のノズル６に吸着保持された電子部
品を下方より認識するカメラ９、移載ヘッド５のノズル
６に吸着保持された電子部品を側方より認識するＣＣＤ
カメラ８ａについて説明しているが、これ以外にもピッ
クアップステーションＳ１や実装ステーションＳ４にお
ける位置合わせの位置ずれ量や、ピックアップステーシ
ョンＳ１や実装ステーションＳ４における位置認識な
ど、熱変動によって位置補正量に誤差を生じる項目につ
いて位置ティーチを行う場合に対しても本発明を適用す
ることができる。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、機構部の代表点温度を
温度検出手段により検出し、この検出温度が予め設定さ
れた所定温度範囲内にある状態で各機構部の位置補正デ
ータを求めるようにしたので、機構部の熱変形に起因す
る位置ずれ状態の変動を排除して位置補正データの信頼
性を向上させて熱影響による位置補正誤差のない安定し
た実装を行うことができる。

【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ロ
ータリヘッドの平面図

【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部
分断面図

【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のロ
ータリヘッドの部分拡大図

【図５】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６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部
分断面図

【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部
分断面図

【図８】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装
置の温度検出点の温度変化を示すグラフ （ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の温度
検出点の温度変化を示すグラフ （ｃ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の温度
検出点の温度変化を示すグラフ

【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の位
置補正データのデータ様式を示す図

【符号の説明】

１ 供給部 ４ ロータリーヘッド ５ 移載ヘッド ６ ノズル ８ａ ＣＣＤカメラ ９ カメラ １２ 基板 １３，１６ 撮像ユニット ２１ インデックス機構部 ２３ リブカム ３０ 油温調整器 ３３ 温度調整装置 ４２ 位置補正データ記憶部 ４５ 温度検出部 ４６ 温度調整部 Ｓ１ ピックアップステーション Ｓ２ 高さ検出ステーション Ｓ３ 認識ステーション Ｓ４ 実装ステーション

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータリヘッドの主軸部の外側面に装着さ
   れた複数の移載ヘッドによって電子部品の供給部から電
   子部品をピックアップし、前記移載ヘッドを各インデッ
   クス位置を順次移動させて電子部品を基板に実装する電
   子部品実装装置であって、前記主軸部をインデックス回
   転させるインデックス機構部と、このインデックス機構
   部を支持する支持部と、前記複数の移載ヘッドを昇降さ
   せる昇降駆動手段と、前記インデックス機構部およびま
   たは前記昇降駆動手段の温度を調整する温度調整部と、
   前記インデックス機構部、支持部、および昇降駆動手段
   のうちのいずれかに設定される温度検出点の温度を検出
   する温度検出手段と、前記温度検出点の温度が所定温度
   条件である状態で取得され、実装動作を行う機構部の位
   置誤差を補正するための位置補正データを記憶する位置
   補正データ記憶部と、前記温度検出点の温度が前記所定
   温度条件となるように前記温度調整部を制御する制御手
   段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
2. 【請求項２】前記温度調整部は、インデックス機構部の
   潤滑油の温度を調整する油温調整器、移載ヘッドを昇降
   させるリブカムの温度を調整する温度調整装置のいずれ
   かを含むことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装
   装置。
3. 【請求項３】前記制御手段は前記温度検出手段の検出結
   果を監視し、検出温度が前記所定温度条件になったなら
   ば、実装動作を開始することを特徴とする請求項１記載
   の電子部品実装装置。
4. 【請求項４】前記位置補正データ記憶部は異なる温度条
   件で取得された複数種類の位置補正データを記憶し、前
   記制御手段は実装動作実行時の環境温度に基づいて前記
   位置補正データを選択することを特徴とする請求項１記
   載の電子部品実装装置。
5. 【請求項５】ロータリヘッドの主軸部の外側面に装着さ
   れた複数の移載ヘッドによって電子部品の供給部から電
   子部品をピックアップし、前記移載ヘッドを各インデッ
   クス位置を順次移動させて電子部品を基板に実装する電
   子部品実装方法であって、前記主軸部をインデックス回
   転させるインデックス機構部、このインデックス機構部
   を支持する支持部、および前記複数の移載ヘッドを昇降
   させる昇降駆動手段のうちのいずれかに設定される温度
   検出点の温度が所定温度条件である状態で位置補正デー
   タを取得して位置補正データ記憶部に記憶させておき、
   前記温度検出点の温度が前記所定温度条件である状態で
   実装動作を行うことを特徴とする電子部品実装方法。
6. 【請求項６】前記温度検出点の温度が所定温度条件にな
   るように前記温度調整部により温度調整を行うことを特
   徴とする請求項５記載の電子部品実装方法。
7. 【請求項７】前記温度調整部は、インデックス機構部の
   潤滑油の温度を調整する油温調整器であることを特徴と
   する請求項６記載の電子部品実装方法。
8. 【請求項８】前記制御手段は前記温度検出手段の検出結
   果を監視し、検出温度が前記所定温度条件になったなら
   ば、実装動作を開始することを特徴とする請求項５記載
   の電子部品実装方法。
9. 【請求項９】前記位置補正データ記憶部は異なる温度条
   件で取得された複数種類の位置補正データを記憶し、前
   記制御手段は実装動作実行時の環境温度に基づいて前記
   位置補正データを選択することを特徴とする請求項５記
   載の電子部品実装方法。