JP2003168894A - 表面実装機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストをおさえた表面実装機を提供する。 【解決手段】 ヘッドユニット５における本来想定され
る位置からのずれ量、ヘッドユニット５に対する吸着ヘ
ッド１３のずれ量、及び吸着ヘッドに対する部品のずれ
量を算出することができるように基台１上に撮像装置１
５を設置することで、基台１に対するヘッドユニット５
の位置検出用であるＣＣＤエリアセンサ等のカメラが不
要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品供給部におい
て供給されるＩＣ等の電子部品をプリント基板上に搬送
して実装する表面実装機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、部品吸着用の吸着ヘッドを有
する移動可能なヘッドユニットによりＩＣ等の電子部品
を部品供給部から吸着し、この部品を所定の作業位置に
位置決めされているプリント基板上に搬送して実装する
ようにした表面実装機（以下、実装機と略す）は一般的
に知られている。

【０００３】この種の実装機には、例えば部品を供給す
る多数のフィーダーが並列に配置されており、吸着ヘッ
ドにより各フィーダーから部品が吸着された状態で取り
出されるように構成されている。この際、ヘッドユニッ
トの移動誤差等に起因して、各フィーダーの部品取り出
し位置に対して吸着ノズルが相対的にずれていると、吸
着位置のずれや吸着不能といった事態を招き、後の実装
動作に支障をきたすことになる。

【０００４】そこで、従来ではフィーダーの部品取り出
し位置近傍に基準マークを記しておき、そのマークをヘ
ッドユニットに搭載したＣＣＤエリアセンサ（以下ＣＣ
Ｄ）等からなるカメラにより撮影することによって、ヘ
ッドユニット等の位置補正を行なってから部品を吸着さ
せることにより吸着位置のずれ等の発生を防止するよう
にしている。

【０００５】ところが、この様にして吸着された部品で
あっても、吸着ノズルとの相対的なずれや、吸着姿勢の
不備等が発生することがあり、この不備によって、部品
と基板との相対的な位置ずれが生じ、実装位置のずれに
伴い実装後の基板が使用不能の不良品となってしまうこ
とがある。

【０００６】このような事態に対しては、従来では実装
機の基台に設けられたＣＣＤ等からなるカメラにより部
品吸着後の吸着ノズルを撮影することによって、ヘッド
ユニット等の位置補正を行なってから部品を装着させる
ことで対応してきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
実装機では、ヘッドユニットと基台の双方にＣＣＤ等か
らなるカメラが必要であるため、非常にコストがかかっ
てしまうという問題がある。

【０００８】本発明は以上のような問題を考慮してなさ
れたものであり、基台に設置される撮像手段のみを用い
てヘッドユニットの移動誤差に応じた補正及び、吸着ノ
ズルの部品吸着位置のずれに応じた補正を適正に行なう
ことができる実装機を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニ
ットが基台の部品供給部に配置されたフィーダーから電
子部品を吸着し、この部品を所定の作業位置にある基板
上に実装する表面実装機において、前記ヘッドユニット
を撮像可能な状態で基台に設置される撮像手段と、この
撮像手段の撮像データから前記ヘッドユニットの位置の
補正量を算出する演算手段と、前記ヘッドユニットを駆
動するとともにその位置を制御する制御手段とを備え、
前記ヘッドユニットがその外部表面に位置マークを備
え、前記演算手段は前記撮像手段による前記位置マーク
の撮像データによって基台に対する前記ヘッドユニット
の正規制御位置からのずれ量を求めて、このずれ量から
前記ヘッドユニットの位置の第一の補正量を算出すると
ともに、部品の撮像データによって吸着ノズルに対する
部品のずれ量を求めて、これらのずれ量に対応する前記
ヘッドユニットの位置の第二の補正量を算出し、前記制
御手段は、前記第一の補正量を少なくとも部品吸着時又
は部品実装時のいずれか一方においてヘッドユニットの
位置の制御に反映させ、かつ、前記第二の補正量を部品
実装時においてヘッドユニット位置の制御に反映させる
ことを特徴とする表面実装機である。

【００１０】この表面実装機によると、上記ヘッドユニ
ットに位置マーク、すなわち基準位置を設けている。そ
のため、上記位置マークと上記吸着ノズルと部品との撮
像データとによって、上記ヘッドユニットからヘッドユ
ニットの移動誤差分の補正量及び部品吸着位置のずれ量
に応じた補正が算出可能であるので、基台に設置された
撮像装置のみを使用して、上記２つの誤差要因に対する
補正を容易に行なうことができる。

【００１１】また、上記課題を解決するために本発明
は、吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユニットが基
台の部品供給部に配置されたフィーダーから電子部品を
吸着し、この部品を所定の作業位置にある基板上に実装
する表面実装機において、前記ヘッドユニットを撮像可
能な状態で基台に設置される撮像手段と、この撮像手段
の撮像データから前記ヘッドユニットの位置の補正量を
算出する演算手段と、前記ヘッドユニットを駆動すると
ともにその位置を制御する制御手段とを備え、前記演算
手段は、部品吸着前において前記撮像手段による前記吸
着ノズルの撮像データから基台に対する前記ヘッドユニ
ットの正規制御位置からのずれ量を求めて、このずれ量
から前記ヘッドユニットの位置の第一の補正量を算出す
るとともに、部品吸着後において前記撮像手段による部
品の撮像データから各吸着ノズルに対する部品のずれ量
を求めて、このずれ量に対応する前記ヘッドユニットの
位置の第二の補正量を算出し、前記制御手段は、前記第
一の補正量を少なくとも部品吸着時又は部品実装時のい
ずれか一方においてヘッドユニットの位置の制御に反映
させ、かつ、前記第二の補正量を部品実装時においてヘ
ッドユニットの位置の制御に反映させることを特徴とす
る表面実装機である。

【００１２】この表面実装機によると、部品吸着前の吸
着ノズルを撮像したデータによってヘッドユニットの移
動誤差分を補正できるとともに、部品吸着後の撮像デー
タを利用して吸着ノズルの部品吸着位置のずれに応じて
部品実装位置を補正することができるので、基台に設置
された撮像装置のみを使用して、上記の２つの誤差要因
に対する補正を容易に行なうことができる。

【００１３】本発明の請求項３は、請求項１又は２に記
載の表面実装機において、複数回の部品吸着動作後とな
る所定の実行条件が満たされた時に、上記演算手段が基
台に対する上記ヘッドユニットの正規制御位置からのず
れ量に対応する上記ヘッドユニットの位置の第一の補正
量を算出するよう設定されることを特徴とするものであ
る。

【００１４】この表面実装機によると、所定の実行条件
を満たした時にのみヘッドユニットの位置補正量を算出
するよう設定される。これは、通常、ヘッドユニットの
移動誤差が短時間で大幅に変動することは稀であるた
め、所定の実行条件下においてこの補正を行なえば充分
な精度を維持できるからである。

【００１５】本発明の請求項４は、請求項３記載の表面
実装機において、上記ヘッドユニットを駆動する機構部
分の温度を検出する温度センサと、起動時の温度を初期
値として前記温度センサによる検出温度を記憶する温度
記憶手段とをさらに備え、上記実行条件は所定のタイミ
ングで前記温度センサにより検出される温度と前記温度
記憶手段に記憶される温度との差が特定値以上になった
ときと設定される一方、前記温度記憶手段は記憶してい
る温度をこのときの検出温度に更新することを特徴とす
るものである。

【００１６】この表面実装機によると、機構部分の熱膨
張に起因したヘッドユニットの移動誤差を効果的に補正
することが可能となる。

【００１７】本発明の請求項５は、請求項３記載の表面
実装機において、上記実行条件が基板一枚毎、設定時間
の経過毎又は予め定められた部品数毎のいずれかである
ことを特徴とするものである。

【００１８】この表面実装機によると、ヘッドユニット
の移動誤差に応じた補正量が適当な期間をおいて更新さ
れ、補正の精度を維持することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明に係る実装
機の第一の実施例を概略的に示している。これらの図に
おいて、実装機本体の基台１上には、プリント基板搬送
用のコンベア２が配置され、プリント基板Ｐが上記コン
ベア２上を搬送されて所定の装着作業位置で停止される
ようになっている。上記コンベア２の前後方向（図１で
は上下方向）にはそれぞれ部品供給部３が配置されてい
る。この部品供給部３には、各種部品を供給するための
多数のフィーダーが配設され、図示の例では多数のテー
プフィーダー４が並列に、かつ各々位置決めされた状態
で固定されている。各テープフィーダー４は、それぞれ
ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品
を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導
出されるように構成されるとともに、テープ送り出し端
には送り機構が具備され、後記吸着ヘッド１３により部
品がピックアップされるにつれてテープが間欠的に送り
出されるようになっている。

【００２０】図３を用いてテープフィーダー４について
若干詳しく説明すると、テープフィーダー４は、その先
端（コンベア２側の端部）に部品取り出し部４１を有し
ており、テープフィーダー４後端部に回転自在に支持さ
れたリールからテープ４０を導出しながらこの部品取り
出し部４１に案内するように構成されている。

【００２１】テープ４０は、同図に示すようにテープ本
体４０ａとカバーテープ４０ｂとで構成されている。テ
ープ本体４０ａは、上方に開放した空洞上の部品収納部
４０ｃを所定間隔おきに有しており、各部品収納部４０
ｃに部品が収納されている。一方、カバーテープ４０ｂ
は、ビニールテープからなり、上記部品収納部４０ｃが
開口する部分を覆う状態でテープ本体４０ａの上面に接
着されている。

【００２２】テープフィーダー４の前記部品取り出し部
４１には、テープ保護部材４３により上部が覆われた通
路４２が形成されており、リールから導出されたテープ
４０がこのテープ保護部材４３の下側を通路４２に沿っ
て案内されるようになっている。そして、前記送り機構
の作動に応じてテープ４０が繰り出されつつ、テープ保
護部材４３に形成された係合部４４の位置でカバーテー
プ４０ｂが剥がされてから、前記部品収納部４０ｃが同
テープ保護部材４３に形成された開放部４５の位置まで
達すると、部品収納部４０ｃが上方に開放されて部品の
取り出しが可能となるように構成されている。

【００２３】なお、前記開放部４５の内後記吸着ヘッド
１３による部品取り出し位置（部品吸着位置）はスライ
ド可能なシャッター部材４６により開閉されるように構
成されており、前記送り機構に連動してこのシャッター
部材４６がスライドすることにより部品取り出し部４１
からの部品の取り出しが可能となるように構成されてい
る（同図は、シャッター部材４６が部品取り出し位置を
開放する位置にスライドした状態を示している）。

【００２４】上記基台１の上方には、図１及び図２に示
すように、部品装着用ヘッドユニット５が装備され、こ
のヘッドユニット５はＸ軸方向（コンベア２と平行な方
向）及びＹ軸方向（図１におけるコンベア２と直交する
方向）に移動することができるようになっている。

【００２５】すなわち、上記基台１には、ヘッドユニッ
ト５の支持部材６がＹ軸方向の固定レール７に移動可能
に配置され、支持部材６上にヘッドユニット５がＸ軸方
向のガイド部材８に沿って移動可能に支持されている。
そして、Ｙ軸サーボモータ９によりボールねじ１０を介
して支持部材６のＹ軸方向の移動が行なわれるととも
に、Ｘ軸サーボモータ１１によりボールねじ１２を介し
てヘッドユニット５のＸ軸方向の移動が行なわれるよう
になっている。

【００２６】上記ヘッドユニット５には部品装着用の複
数の吸着ヘッド１３が搭載されており、当実施形態では
６本の吸着ヘッド１３がＸ軸方向に一列に並べて配設さ
れている。また、ヘッドユニット５には位置マーク１７
が設けられ、例えばＸ軸方向の両端の２箇所に位置マー
ク１７が配設されている。吸着ヘッド１３は、それぞれ
ヘッドユニット５のフレームに対してＺ軸方向（図２）
の移動及びＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能とさ
れ、サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段及び回転
駆動手段により駆動されるようになっている。また、各
吸着ヘッド１３のＺ軸方向の下端（図２）には吸着ノズ
ル１４が設けられており、部品吸着時には図外の負圧供
給手段から吸着ノズル１４に負圧による吸引力で部品が
吸着されるようになっている。

【００２７】ヘッドユニット５には、さらにＣＣＤエリ
アセンサからなる移動カメラ１６が搭載されている。こ
の移動カメラ１６は上記装着作業位置に位置決めされた
プリント基板Ｐの基板マーク（フィデューシャルマー
ク）を撮像するもので、実装動作時には、その画像位置
に基づいてプリント基板Ｐの位置が認識され、正規の位
置からずれている場合には、それに応じて基板位置補正
値δ１が求められるようになっている。

【００２８】一方、ヘッドユニット５の可動エリア内で
あって基台１上の部品供給部３近傍でかつコンベア２に
対して線対称となる２箇所にはそれぞれラインセンサか
らなる吸着状態認識用の撮像手段１５が設けられてい
る。この撮像手段１５は、部品吸着後における位置マー
ク１７と部品を撮像し、撮像データ上の位置マーク１７
から各吸着ノズル１４中心のヘッド位置補正値δ２（第
一の補正値）が求められ、その後部品実装時にはその撮
像データに基づいて正常に部品が吸着されているかどう
かが調べられるとともに、正常に吸着されている場合に
各吸着ノズル１４中心に対する部品中心のずれが調べら
れ、それに応じて各吸着ノズルの位置補正値δ３（第二
の補正値）が求められるようになっている。

【００２９】図４は上記実装機の制御系統をブロック図
で示している。

【００３０】上記実装機は、論理演算を実行する周知の
ＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する様々のプログラムなどを
予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に様々のデータを
一時的に記憶するＲＡＭ等から構成される制御ユニット
３０を有している。

【００３１】この制御ユニット３０にはＹ軸サーボモー
タ９、Ｘ軸サーボモータ１１及びヘッドユニット５の各
吸着ヘッド１３に対する駆動手段（昇降駆動手段、回転
駆動手段等）が接続されるとともに、上記撮像手段１５
と移動カメラ１６が画像処理装置１８を介して接続され
ている。

【００３２】制御ユニット３０は、データ記憶手段３
１、未搭載部品データ記憶手段３２、実行条件記憶手段
３３、演算手段３４、作業手順記憶手段３５及び制御手
段３６を有している。

【００３３】上記データ記憶手段３１は、基板上に搭載
すべき部品のデータリストを記憶し、未搭載部品データ
記憶手段３２は、上記データリストの中から実搭載部品
のデータを抽出して記憶するものである。

【００３４】上記演算手段３４は、未搭載部品について
実装効率を高めるように実装作業における実装順序等の
作業手順を決定するとともに、上記撮像手段１５と移動
カメラ１６により撮像された画像に基づいて基板位置補
正値δ１、ヘッド位置補正値δ２、吸着ノズル位置補正
値δ３及び装着位置補正値δを演算するものであり、作
業手順記憶手段３５はその作業手順及び各補正値δ１〜
δ３、δを記憶するものである。

【００３５】上記実行条件記憶手段３３は、上記演算手
段３４がヘッド位置補正値δ２を算出するにいたる複数
の条件（実行条件）を記憶するもので、この条件は図外
の操作部（設定手段）を操作することにより選択的に設
定され、前記演算手段３４はこの撮像条件を加味した上
で前記作業手順を決定する。例えば当実施形態では、プ
リント基板一枚毎、設定時間の経過毎及び予め定められ
た部品数毎の３種類の実行条件を選択可能となってお
り、オペレーターによる前記操作部の操作により設定さ
れる。

【００３６】上記制御手段３６は、作業手順記憶手段３
５に記憶された作業手順に従って実装作業を実行すべく
上記各サーボモータ９、１１及びヘッドユニット５の各
吸着ヘッド１３等に対する駆動手段を制御する。

【００３７】次に制御ユニット３０の演算手段３４等に
より行なわれる処理を図５のフローチャートに基づいて
説明する。

【００３８】このフローチャートがスタートすると、ま
ずステップＳ１で部品搭載済みのプリント基板Ｐが搬出
されるとともに部品未搭載のプリント基板Ｐ（処理対象
基板）が搬入され、ステップＳ２で搭載済みリストが初
期化される。

【００３９】次に、ステップＳ３でヘッドユニット５が
プリント基板Ｐ上に移動して移動カメラ１６による基板
マーク（フィデューシャルマーク）の撮影が行なわれ
る。そして、ステップＳ４で所定の画像処理等に基づき
基板マークの位置が求められ、その位置と理論上のマー
ク位置とのずれが求められることによって基板位置補正
値δ１が求められて記憶される。

【００４０】ステップＳ５では未搭載データの有無が判
別され、未搭載データがある場合には、全ての搭載部品
のデータが検索されて実装順序等の作業手順が決定、記
憶され（ステップＳ６）、その後ステップＳ７に移行さ
れる。

【００４１】ステップＳ７では設定された実行条件デー
タが読み出され、この実行条件が成立するか否かを判断
される。ここで、実行条件が成立しないと判断された場
合には直ちにステップＳ１１に移行され、吸着ヘッド１
３によるテープフィーダー４からの部品の取り出しが行
なわれる。

【００４２】ステップ７では、データ記憶手段３１から
該当吸着ノズル１４に対応する吸着位置データと、作業
手順記憶手段３５からヘッド位置補正値δ２とが読み出
され、これに基づいてヘッドユニット５の吸着位置が補
正されてから部品吸着へと移行する（ステップＳ８）。
なお、本表面実装機の初回起動時においては予め作業手
順記憶手段３５に記憶されたヘッド位置補正値δ２の初
期値（例えば補正値＝０）が読み出される一方、複数回
使用後においては、後述する撮像データＡに基づき随時
更新されたヘッド位置補正値δ２が読み出される。

【００４３】部品吸着後、ステップ９において所定の吸
着ノズル１４の全てに対して部品が吸着されているかが
吸着回数等で判断される。ここで、全ての部品が吸着さ
れていないと判断されたときは、再びステップＳ７、ス
テップＳ８が実施され、所定の吸着ノズル１４の全てに
部品が吸着されるまでこの操作が繰り返し行なわれる。

【００４４】一方、全ての部品が吸着されたと判断され
ると、処理がステップＳ１０へ移行されて、撮像手段に
よって部品吸着状態が撮像される。つまり、図１におけ
るＬ２のように撮像手段１５上をヘッドユニット５が移
動し、その移動中においてステップＳ１１で位置マーク
１７及び吸着された部品が撮像される（撮像データ
Ａ）。

【００４５】ステップＳ１２では、ステップＳ１１での
撮像データＡに基づき部品の吸着状態が検出されるとと
もに、所定の画像処理等によって部品の中心位置が位置
マーク１７を基準として求められる。この部品の中心位
置と、予めデータ記憶手段３１に記憶された位置マーク
１７を基準とした各吸着ノズル１４の中心位置との比較
から、部品と各吸着ノズルとのずれ量が求められ、それ
に基づいて各吸着ノズルの位置補正値δ３が演算され
る。

【００４６】ステップＳ１３では、各吸着ノズル１４の
位置補正値δ３と先にプリント基板Ｐのマーク画像認識
により求められている補正値δ１及び各吸着ノズル１４
のヘッド位置補正値δ２によって、最終的な装着位置補
正値δ（Δｘ、Δｙ、Δｚ）が各吸着ノズル１４のそれ
ぞれに対して求められ、記憶される。

【００４７】そして、最終的な装着位置補正値δが求め
られると、各吸着ノズル１４に対応する補正値δが呼び
出され（ステップＳ１４）、吸着ヘッド１３の部品装着
位置が補正されてから吸着部品がプリント基板Ｐ上に実
装される（ステップＳ１５）。

【００４８】ステップＳ１６では設定された実行条件デ
ータが読み出され、この条件が成立するか否かが判断さ
れる。ここで、実行条件が成立すると判断された場合
は、撮像データに基づき各吸着ノズル１４に対応するヘ
ッド位置補正量δ２が求められる。撮像手段１５がライ
ンセンサの場合、ヘッドユニット５がデータ記憶手段３
１に記憶された所定のヘッド位置に到達してから撮像が
開始され、ヘッドユニット５を所定の移動速度で移動し
つつ撮像するので、撮像データ上の各ポイントとヘッド
位置の関係が求まる。この関係から位置マーク１７を撮
像装置１５の直上とするヘッド位置に対応するポイント
が撮像データ上に求まり、このポイントと撮像データ上
の実際の位置マーク１７の像とのずれ量が求まる。この
位置マーク１７に対応するヘッド位置のずれ量と、ヘッ
ドユニット５上の位置マーク１７と各吸着ノズル１４と
の相対的な位置関係から、各吸着ノズル１４に対応する
ヘッド位置のずれ量δ２（Ｘ方向補正値とＹ方向補正値
とを含む）がそれぞれ算出され、作業手順記憶手段３５
に記憶される。このとき、以前に行われた処理によって
既にヘッド位置補正値δ２が記憶されている場合は、そ
の値が更新され、ステップＳ１８が実行される。一方、
ステップＳ１６で実行条件が成立しないと判断される場
合には、直ちにステップＳ１８が実行される。

【００４９】このステップＳ１６、ステップＳ１７はヘ
ッドユニット５が装着位置に保持される基板Ｐ上方から
部品供給部３へ移動中に実施されるので、ヘッド位置補
正量δ２の算出が部品実装時間に影響することはない。

【００５０】ステップＳ１８では、各吸着ノズル１４に
吸着された部品がすべて実装されたかどうかを装着動作
回数等により判断され、未装着の部品があればステップ
Ｓ１４へ移行し、吸着ノズル１４毎に実装が行なわれ、
全ての部品が実装されると、ステップＳ５へとリターン
される。

【００５１】そして、ステップＳ５からステップＳ１８
の処理が繰り返し行なわれることにより実装すべき全て
の部品が実装されると（ステップＳ５でＮＯ）、本フロ
ーチャートが終了する。

【００５２】以上のような当実施形態の実装機では、部
品吸着後の位置マーク１７と各部品の吸着状態を、撮像
手段１５により撮像し、この撮像データから位置マーク
１７に対する各部品の中心位置のずれ量が算出され、位
置マーク１７に対する各吸着ノズル１４中心位置の関係
から、各吸着ノズル１４中心位置からの各部品の中心位
置のずれ量δ３が算出される。所定の実行条件が成立す
る場合には、同一撮像データを利用しヘッドユニット５
の移動誤差に対応する各吸着ノズル１４毎の吸着位置補
正値δ２が算出される。装着時には、毎回求められる位
置補正量δ３と、所定の実行条件が成立する場合に求め
られるヘッド位置補正量δ２と、新しい基板Ｐが装着位
置に保持される毎に求められる基板位置補正量δ１が積
算されて装着位置補正量δが算出され、この補正量δに
より部品装着位置が補正される。

【００５３】このように、基台１に設置された撮像装置
１５を利用して、部品吸着前においてはヘッドユニット
５の移動誤差に起因する部品吸着位置のずれを効果的に
減少させることができるとともに、部品装着時において
は、ヘッドユニット５の移動誤差に起因する部品吸着位
置のずれを防止しつつ実装位置のずれを防止することが
できるので、実装機の部品コストを抑えることができ
る。

【００５４】さらに、同一撮像データを重複して利用
し、各吸着ノズル１４中心位置からの各部品の中心位置
のずれ量δ３と、各吸着ノズル１４毎のヘッド位置補正
量δ２を求めることができるので、撮像を１回のみで済
ますことができ、また各吸着ノズル１４毎のヘッド位置
補正量δ２の算出をヘッドユニット５が基板Ｐ上方から
部品供給部３へ移動中に実施するようにしたので、作業
タクトへの影響を軽減することができる。

【００５５】次に本発明の第二の実施形態を図６によっ
て説明する。この実施形態では、位置マーク１７がヘッ
ドユニット５に存在しなくても、複数ある吸着ヘッド１
３の一つをマークとみなすことで、上記実施形態と同様
の効果を得ることができる。この場合の処理は図６のフ
ローチャートの通りである。この第二の実施形態では、
図５におけるステップＳ１〜ステップＳ６が終了した
後、ステップＳ１６と同一内容のステップＳ１０１が実
施される。所定の実行条件が成立する場合には、ヘッド
ユニット５が装着位置に保持される基板Ｐ上方から部品
供給部３へ移動中（図１のＬ１相当）に、撮像手段１５
上をヘッドユニット５が移動し（ステップＳ１０２）、
この間に撮像が行われる（ステップＳ１０３）。

【００５６】撮像手段１５がラインセンサの場合、ヘッ
ドユニット５がデータ記憶手段３１に記憶された所定の
ヘッド位置に到達してから撮像が開始され、ヘッドユニ
ット５を所定の移動速度で移動しつつ撮像するので、撮
像データ上の各ポイントとヘッド位置の関係が求まる。
この関係から所定の吸着ノズル１４の中心を撮像装置１
５の直上とするヘッド位置に対応するポイントが撮像デ
ータ上に求まり、このポイントと撮像データ上の実際の
吸着ノズル１４の中心とのずれ量が求まる。この所定の
吸着ノズル１４に対応するヘッド位置のずれ量と、ヘッ
ドユニット５上の所定の吸着ノズル１４と他の各吸着ノ
ズル１４との位置関係から、全ての各吸着ノズル１４に
対応するヘッド位置のずれ量δ２（Ｘ方向補正値とＹ方
向補正値とを含む）がそれぞれ算出され、作業手順記憶
手段３５に記憶される（ステップS１０４）。

【００５７】図５におけるステップＳ７〜ステップＳ９
が終了した後、ステップＳ１０５のヘッドユニット５の
移動が行われる。この移動中（図１のL２相当）、ヘッ
ドユニット５がデータ記憶手段３１に記憶されたステッ
プＳ１０３と同一の所定のヘッド位置に到達してから撮
像が開始され、ヘッドユニット５をステップＳ１０３と
同一の所定の移動速度で移動しつつ撮像する（ステップ
Ｓ１０６）ので、撮像データ２と撮像データ１は重ね合
わせることが可能となる。これにより、吸着ノズル１４
より大きい部品を吸着し吸着像から吸着ノズル中心が求
めることができない場合であろうとも、撮像データ１の
各吸着ノズル１４中心位置データと、撮像データ２の各
部品の中心位置データの比較から部品の傾き、各部品の
各ノズル１４からのずれ量を求めることができ、各ノズ
ル位置補正値δ３（△ｘ、△ｙ、△θ）を算出できる
（ステップＳ１０７）。

【００５８】この後図５におけるステップＳ１３〜ステ
ップＳ１５及びステップＳ１８が実施される。

【００５９】この実施形態においても、基台１に設置さ
れた撮像装置１５を利用して、ヘッドユニット５の移動
誤差に起因する部品吸着位置のずれを効果的に減少させ
ることができるとともに、部品装着時においては、ヘッ
ドユニット５の移動誤差に起因する部品吸着位置のずれ
を防止しつつ、実装位置のずれを防止することができ、
さらに、ヘッドユニット５の移動誤差を求めるに当た
り、位置決めした特別なマークを必要としないので、実
装機の部品コストを抑えることができる。撮像データ
１、撮像データ２の撮影はヘッドユニット５の基板Ｐ上
方からの部品供給部３への移動中、及び部品供給部３か
らの基板上方への移動中に実施するので、さらに、ヘッ
ドユニット５の移動誤差を求めるための撮像データ１を
有効に利用して、部品の吸着ずれを算出しているので、
作業タクトへの影響を軽減することができる。なお、こ
のような構成にした時においても、上記実行条件を準用
することが可能である。例えば、上記演算手段３４はプ
リント基板一枚毎、設定時間の経過毎、あるいは予め定
められた部品数毎の実行条件を満たした時に、上記撮像
データ３に基づいてヘッド位置補正値δ２を算出するよ
う設定される。

【００６０】なお、図７は、第一の実施形態における上
記撮像データＡの画像を示したものであり、Ｍは撮像デ
ータＡ上の位置マーク１７の像である。撮像装置１５が
ＣＣＤカメラの場合、予めデータ記憶手段３１に記憶さ
れた位置マーク１７が撮像装置１５の直上に来るとする
時のヘッド位置データＤＰｍに基づいて、ヘッドユニッ
ト５の位置決めを行った後撮像したときの撮像中心がＭ
０となる。撮像装置１５がラインセンサの場合も撮像開
始時における撮像データのスタート位置Ｓのヘッド位置
データＰｓと、このヘッド位置データＰｓとヘッド位置
データＤＰｍと、さらにヘッドユニット５の移動速度か
ら、画像データ上に位置マーク１７を仮想（これがＭ
０）可能となる。ＭとＭ０からヘッド位置のずれ量が求
まり、位置マーク１７の像Ｍから各吸着ノズル１４の中
心位置Ｐｎ１〜Ｐｎｎが撮像データ上に求まり、各部品
４０の像から撮像データ上に各部品の中心位置Ｐｐ１〜
Ｐｐｎ位置と傾き△θ１〜△θｎが求まり、各部品４０
の吸着ずれδ３１＝（△３ｘ１、△３ｙ１）〜δ３ｎ＝
（△３ｘｎ、△３ｙｎ）が求まる。

【００６１】部品吸着後の吸着ノズル１４の画像ではノ
ズルが部品で隠れてしまう場合でも、メモリ中の吸着ノ
ズル１４位置データを位置マーク１７を基準とするもの
にしておくことで、撮像データ中の位置マーク１７を仲
立ちとし、撮像データＡにおける位置マーク１７基準の
部品４０の位置データと、メモリ中の位置マーク１７基
準の吸着ノズル位置データとから吸着ノズル１４に対す
る部品４０の位置ずれ量を容易に求めることができる。

【００６２】図８は第２の実施形態における撮像データ
１、図９は第２の実施形態における撮像データ２をそれ
ぞれ示す図である。

【００６３】Ｂは撮像データ１を示し、この事例では予
めデータ記憶手段３１に記憶された２番目の吸着ノズル
１４ａが撮像装置１５の直上に来るとする時のヘッド位
置データＤｐ２に基づいて、ヘッドユニット５の位置決
めを行い撮像したときの撮像中心がＱとなる。各吸着ノ
ズル１４の像から各吸着ノズル１４の中心位置Ｐｎ１〜
Ｐｎｎが求められる。Ｑと２番目の吸着ノズルの中心位
置Ｐｎ２から位置ヘッドのずれ量が求まる。

【００６４】Ｃは撮像データ２を示し、撮像データ１と
同様予めデータ記憶手段３１に記憶された２番目の吸着
ノズル１４ａが撮像装置１５の直上に来るとする時のヘ
ッド位置データＤｐ２に基づいて、ヘッドユニット５の
位置決めを行い撮像したときの撮像中心がＱとなる。各
吸着ノズル１４は各部品の像に隠れて見えないが、撮像
条件が撮像データ１と同じであり、各吸着ノズル１４の
中心位置Ｐｎ１〜Ｐｎｎが定まる。各部品４０の像から
撮像データ上に各部品の中心位置Ｐｐ１〜Ｐｐｎ位置と
傾き△θ１〜△θｎが求まり、各吸着ノズル１４の中心
位置Ｐｎ１〜Ｐｎｎと各部品の中心位置Ｐｐ１〜Ｐｐｎ
位置から吸着ずれδ３１＝（△３ｘ１、△３ｙ１）〜δ
３ｎ＝（△３ｘｎ、△３ｙｎ）が求まる。

【００６５】すなわち、部品装着前と部品装着後のそれ
ぞれの撮影を、ヘッド位置が同じになるようにして実施
することにより、それぞれの撮像データ１及び２を重ね
ることが可能になり、撮像データにおける各ノズル位置
と各部品位置の比較から各部品４０の吸着ずれ量を求め
ることができる。

【００６６】ところで、本発明に係る表面実装機の具体
的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可
能である。その数例を以下に説明する。

【００６７】前記実施形態では、実行条件データとし
てプリント基板一枚毎、設定時間の経過毎、あるいは予
め定められた部品数毎の合計３種類の条件から実行条件
を選定できるようにしているが、勿論これ以外の実行条
件を設定できるように構成してもよい。例えば、特定種
類の部品毎、特定位置のフィーダー毎等の実行条件デー
タを設定可能にしてもよい。

【００６８】前記実施形態では、例えばオペレーター
が操作部をマニュアル操作することにより実行条件を選
定するように構成されているが、例えば、搭載部品リス
ト等に応じて最適な実行条件が自動的に選定されるよう
に構成してもよい。

【００６９】また、ヘッドユニット５を駆動する機構
部分、例えば支持部材６の温度を検出する温度センサを
設け、その検出温度に基づいて、ヘッド位置補正値δ２
を算出するように構成してもよい。例えば、温度センサ
による検出温度を記憶可能な温度記憶手段を制御ユニッ
ト３０に設け、実装機の起動時点の温度を温度記憶手段
に記憶しておくとともに、一定のタイミングで前記温度
センサにより検出される温度（実温度）と温度記憶手段
に記憶されている温度とを比較し、その差が一定値以上
になった時にヘッド位置補正値δ２を算出するととも
に、その時の検出温度（実温度）を温度記憶手段に更新
的に記憶するように構成してもよい。すなわち、ヘッド
ユニット５の機構部分（例えばＸ軸方向に移動させるた
めのボールネジ１２、Ｙ軸方向に移動させるためのボー
ルネジ１０）の温度変化が一定値以上の場合には、機構
部分の熱膨張等によりヘッドユニット５に移動誤差が生
じる可能性が高い。従って、そのような温度変化が生じ
た場合に上記撮像データ１の演算処理を実行して（各サ
ーボモータ９、１１のエンコーダが、それぞれ各サーボ
モータ９、１１側にある場合、撮像装置の真上に位置マ
ーク１７がデータ上あるとするときのボールネジ１０、
１２の各固定端から、それぞれガイド部材８、ヘッドユ
ニット５に設けられる不図示の各ボールナットまでの長
さと、撮像データ上の位置マーク１７のずれ量から、膨
張率あるいは収縮率が求まり、吸着ノズル１４毎のヘッ
ド位置補正値δ２が演算できる。）ヘッド位置補正値δ
２を更新するようにすれば、機構部分の熱膨張等に起因
した吸着位置のずれの発生を未然に防止することが可能
になる。なお、この場合、温度検出位置は支持部材６に
限られず、それ以外の場所であってもよいが、ヘッドユ
ニット５の移動誤差に影響を与える部分の温度を直接的
に検出できるのが望ましい。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明は、基台に設置された撮像装置からの撮像データ
によって、ヘッドユニットの移動誤差に応じた補正値と
吸着ヘッドに対する部品のずれ量に応じた補正値とを求
めることができる。従って、部品の吸着・装着位置の精
度を高めつつ、撮像手段等の構成を簡単にし、実装機の
部品コストを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される表面実装機の全体構造の
一例を示す平面図である。

【図２】 上記表面実装機のヘッドユニット５が支持さ
れている部分の正面図である。

【図３】 テープフィーダー４の部品取り出し位置近傍
を示す斜視外略図である。

【図４】 表面実装機の制御系統を示すブロック図であ
る。

【図５】 制御ユニットの演算手段等により行なわれる
処理を示すフローチャートである。

【図６】 第二の実施形態における制御ユニットの処理
を示すフローチャートである。

【図７】 第一の実施形態における撮像データＡを示し
たものである。

【図８】 第二の実施形態における撮像データ１を示し
たものである。

【図９】 第二の実施形態における撮像データ２を示し
たものである。

【符号の説明】

１ 基台 ４ テープフィーダー ５ ヘッドユニット １３ 吸着ヘッド １４ 吸着ノズル １５ 撮像手段 １７ 位置マーク ３３ 実行条件記憶手段 ３４ 演算手段 ３６ 制御手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユ
   ニットが基台の部品供給部に配置されたフィーダーから
   電子部品を吸着し、この部品を所定の作業位置にある基
   板上に実装する表面実装機において、前記ヘッドユニッ
   トを撮像可能な状態で基台に設置される撮像手段と、こ
   の撮像手段の撮像データから前記ヘッドユニットの位置
   の補正量を算出する演算手段と、前記ヘッドユニットを
   駆動するとともにその位置を制御する制御手段とを備
   え、前記ヘッドユニットがその外部表面に位置マークを
   備え、前記演算手段は前記撮像手段による前記位置マー
   クの撮像データによって基台に対する前記ヘッドユニッ
   トの正規制御位置からのずれ量を求めて、このずれ量か
   ら前記ヘッドユニットの位置の第一の補正量を算出する
   とともに、部品の撮像データによって吸着ノズルに対す
   る部品のずれ量を求めて、これらのずれ量に対応する前
   記ヘッドユニットの位置の第二の補正量を算出し、前記
   制御手段は、前記第一の補正量を少なくとも部品吸着時
   又は部品実装時のいずれか一方においてヘッドユニット
   の位置の制御に反映させ、かつ、前記第二の補正量を部
   品実装時においてヘッドユニット位置の制御に反映させ
   ることを特徴とする表面実装機。
2. 【請求項２】 吸着ノズルを有する移動可能なヘッドユ
   ニットが基台の部品供給部に配置されたフィーダーから
   電子部品を吸着し、この部品を所定の作業位置にある基
   板上に実装する表面実装機において、前記ヘッドユニッ
   トを撮像可能な状態で基台に設置される撮像手段と、こ
   の撮像手段の撮像データから前記ヘッドユニットの位置
   の補正量を算出する演算手段と、前記ヘッドユニットを
   駆動するとともにその位置を制御する制御手段とを備
   え、前記演算手段は、部品吸着前において前記撮像手段
   による前記吸着ノズルの撮像データから基台に対する前
   記ヘッドユニットの正規制御位置からのずれ量を求め
   て、このずれ量から前記ヘッドユニットの位置の第一の
   補正量を算出するとともに、部品吸着後において前記撮
   像手段による部品の撮像データから各吸着ノズルに対す
   る部品のずれ量を求めて、このずれ量に対応する前記ヘ
   ッドユニットの位置の第二の補正量を算出し、前記制御
   手段は、前記第一の補正量を少なくとも部品吸着時又は
   部品実装時のいずれか一方においてヘッドユニットの位
   置の制御に反映させ、かつ、前記第二の補正量を部品実
   装時においてヘッドユニットの位置の制御に反映させる
   ことを特徴とする表面実装機。
3. 【請求項３】 複数回の部品吸着動作後となる所定の実
   行条件が満たされた時に、上記演算手段が基台に対する
   上記ヘッドユニットの正規制御位置からのずれ量に対応
   する上記ヘッドユニットの位置の第一の補正量を算出す
   るよう設定されることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の表面実装機。
4. 【請求項４】 上記ヘッドユニットを駆動する機構部分
   の温度を検出する温度センサと、起動時の温度を初期値
   として前記温度センサによる検出温度を記憶する温度記
   憶手段とをさらに備え、上記実行条件は所定のタイミン
   グで前記温度センサにより検出される温度と前記温度記
   憶手段に記憶される温度との差が特定値以上になったと
   きと設定される一方、前記温度記憶手段は記憶している
   温度をこのときの検出温度に更新することを特徴とする
   請求項３記載の表面実装機。
5. 【請求項５】 上記実行条件が基板一枚毎、設定時間の
   経過毎又は予め定められた部品数毎のいずれかであるこ
   とを特徴とする請求項３記載の表面実装機。