JP2007201310A

JP2007201310A - 電子部品装着方法

Info

Publication number: JP2007201310A
Application number: JP2006020119A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hayashi; 憲一林; Manabu Okamoto; 学岡本
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2026-01-30
Also published as: JP4695991B2

Abstract

【課題】装着ヘッドの回転中心をコストが安く、極めて簡単に求めることができる電子部品装着装置を提供すること。
【解決手段】回転テーブルを回転させて測定すべき装着ヘッドがａの位置に来たときに停止させ、部品認識カメラで撮像できる範囲ＳＨ内で当該装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度毎に回転させては吸着ノズルを撮像することを５回行なう。この動作を装着ヘッドがｂ及びｃの位置に来たときに、同様に繰り返す。そして、吸着ノズルの原点位置の座標が重なるように装着ヘッドの各停止位置ａ、ｂ、ｃで撮像されて認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を平行移動し、各停止位置ａ、ｂ、ｃでの吸着ノズルの各位置を平均して装着ヘッドの回転毎の当該吸着ノズルの各座標を求め、この各点を通る円の中心座標を求めて装着ヘッドの回転中心とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法に関する。

この種の電子部品装着方法は、特許文献１にて開示されている。一般に、部品認識カメラにより吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像して認識処理した認識処理結果に基づき、角度方向のズレ量を装着ヘッドを回転させることにより補正する場合において、この装着ヘッドの回転中心に設計値とズレがある場合には、電子部品のプリント基板への装着精度が高められない。

このため、装着ヘッドの回転中心を求めて前記ズレ量を把握し、このデータを前記補正時に利用する必要がある。この場合、従来は、部品認識カメラのスコープ軸（例えば、Ｘ及びＹの２軸）を装着ヘッドを１回転させた時の吸着ノズルが部品認識カメラの撮像範囲の中心に来るように動作させて、複数回吸着ノズルを撮像して、装着ヘッドの回転中心を求めていた。
特開２００１−５３４９２号公報

しかしながら、部品認識カメラを移動させるための２軸の駆動源が必要であり、コスト高であり、またこれらの駆動源によるスコープ軸合せのための誤差があるのでオフセット値で補正する必要があった。

そこで本発明は、装着ヘッドの回転中心をコストが安く、極めて簡単に求めることができる電子部品装着装置を提供することを目的とする。

このため第１の発明は、部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、この撮像された画像を前記認識処理装置で認識処理して、この認識処理結果に基づいて当該装着ヘッドの回転中心を求めることを特徴とする。

第２の発明は、部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの吸着ノズルの原点位置の座標が重なるように当該装着ヘッドの各停止位置で撮像されて前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を平行移動し、
当該装着ヘッドの各停止位置での吸着ノズルの各位置を各停止位置毎に重み付けした状態で平均して当該装着ヘッドの回転毎の当該吸着ノズルの各座標を求め、
この各点或いは各点の近傍を通る円の中心座標を求めて当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする。

第３の発明は、部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの吸着ノズルの原点位置の座標が重なるように当該装着ヘッドの各停止位置で撮像されて前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を平行移動し、
当該装着ヘッドの各停止位置での吸着ノズルの各位置を平均して当該装着ヘッドの回転毎の当該吸着ノズルの各座標を求め、
この各点を通る円の中心座標を求めて当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする。

第４の発明は、部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの各停止位置で撮像されて前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を各停止位置毎に重み付けした状態で平均して当該装着ヘッドの回転毎の当該吸着ノズルの各座標を求め、
この各点を通る円の中心座標を求めて当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする。

第５の発明は、部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの各停止位置で撮像されて前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を平均して当該装着ヘッドの回転毎の当該吸着ノズルの各座標を求め、
この各点を通る円の中心座標を求めて当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする。

第６の発明は、部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの吸着ノズルの原点位置の座標が重なるように当該装着ヘッドの各停止位置で撮像されて前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を平行移動し、
当該装着ヘッドの各停止位置毎に前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を通る円の中心座標を求め、
当該装着ヘッドの各停止位置毎の中心座標を各停止位置毎に重み付けした状態で平均して当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする。

第７の発明は、部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの各停止位置毎に前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を通る円の中心座標を求め、
当該装着ヘッドの吸着ノズルの原点位置の座標が重なるように当該装着ヘッドの各停止位置毎の前記中心座標を平行移動し、
当該装着ヘッドの各停止位置毎の中心座標を各停止位置毎に重み付けした状態で平均して当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする。

第８の発明は、部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの吸着ノズルの原点位置の座標が重なるように当該装着ヘッドの各停止位置で撮像されて前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を平行移動し、
当該装着ヘッドの各停止位置毎に前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を通る円の中心座標を求め、
当該装着ヘッドの各停止位置毎の中心座標を平均して当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする。

第９の発明は、部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの各停止位置毎に前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を通る円の中心座標を求め、
当該装着ヘッドの各停止位置毎の中心座標を各停止位置毎に重み付けした状態で平均して当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする。

第１０の発明は、部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの各停止位置毎に前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を通る円の中心座標を求め、
当該装着ヘッドの各停止位置毎の中心座標を平均して当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする。

本発明によれば、認識カメラを移動させる必要がないから、装着ヘッドの回転中心をコストが安く、極めて簡単に求めることができる電子部品装着装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る装着ヘッドを搭載した電子部品装着装置について説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図であり、この電子部品装着装置１は、装置本体２を挟んで相互に平行に、電子部品を供給する供給系３と、電子部品をプリント基板Ｐに装着する装着系４とを配して構成されている。前記装置本体２には、駆動系の主体を為すインデックスユニットと、これに連結された回転テーブル１２と、回転テーブル１２の外周部に搭載した複数個（例えば１２個）の装着ヘッド１０とが設けられており、前記回転テーブル１２はインデックスユニットにより、装着ヘッド１０の個数に対応する間欠ピッチで間欠回転される。そして、回転テーブル１２が間欠回転すると、各装着ヘッド１０に搭載した複数の吸着ノズル１１のうちの所定の吸着ノズル１１が供給系３および装着系４に適宜臨み、供給系３から供給された電子部品を吸着した後、装着系４に回転搬送して装着系４に導入したプリント基板Ｐにこれを装着する。

前記供給系３はプリント基板Ｐに装着する電子部品の種類に応じた数の部品供給ユニット５を有し、部品供給ユニット５は一対のガイドレール６にスライド自在に案内された供給台７に、横並びに着脱自在に取り付けられている。前記供給台７には、そのスライド方向にボールねじ８が螺合しており、供給台７はボールねじ８の一方の端に連結した送りモータ９の正逆回転により進退され、装着ヘッド１０の吸着位置に所望の部品供給ユニット５を選択的に臨ませる。各部品供給ユニット５には所定のピッチで電子部品が装填されたキャリアテープがテープリールに巻き出された状態で搭載されており、電子部品はテープリールから巻き出されたキャリアテープから随時、吸着ノズル１１により吸着されてゆく。

前記装着系４は、載置したプリント基板ＰをＸ軸駆動モータ１５Ｘ及びＹ軸駆動モータ１５ＹによりＸ方向及びＹ方向に移動させるＸＹテーブル１５と、ＸＹテーブル１５の前後に配設した搬入コンベア１６および搬出コンベア１７と、搬入コンベア１６上のプリント基板ＰをＸＹテーブル１５に、同時にＸＹテーブル１５上のプリント基板Ｐを搬出コンベア１７に移送する基板移送装置１８とで構成されている。

そして、搬入コンベア１６の下流端まで送られてきたプリント基板Ｐは、基板移送装置１８によりＸＹテーブル１５上に移送され、同時に電子部品の装着が完了したＸＹテーブル１５上のプリント基板Ｐは、この基板移送装置１８により搬出コンベア１７に移送される。前記ＸＹテーブル１５上に導入されたプリント基板Ｐは、ＸＹテーブル１５により適宜平面方向に移動され、各装着ヘッド１０により次々と送られてくる電子部品に対応して、その部品装着部位を装着位置に臨ませ、各吸着ノズル１１から電子部品の装着を受ける。

前記装置本体２は、支持台上に駆動系の主体を為すインデックスユニットを有しており、インデックスユニットは回転テーブル１２を間欠回転させると共に、回転テーブル１２の間欠周期に同期（連動）させ、装置本体２の各種の装置を作動させる。

前記回転テーブル１２は、インデックスユニットにより回転する軸筒（図示せず）に固定され、平面視時計廻りに間欠回転する。そして、回転テーブル１２の外周部には、各リニアブロックに沿って周方向に等間隔に設けられた１２個の各装着ヘッド１０がリニアレールを介して上下動自在に取り付けられている。そして、前記軸筒の上部を囲うように中空円筒状の回転テーブル案内用の円筒カム部材の下端周縁部に略全周に亘って形成されたカムの上面及び下面に押し付けられながら両カムフォロアが回転し、前記カムの形状通りに、各装着ヘッド１０は前述の如く各リニアブロックに沿って上下しながら回転テーブル１２と共に回転する。

この場合、回転テーブル１２の間欠回転は、装着ヘッド１０の数に合わせて１回転に対して１２間欠周期となっており、この間欠回転により公転する各装着ヘッド１０は１２箇所の停止位置にそれぞれ停止する。そして、１２箇所の停止位置には、電子部品を吸着する吸着位置及び装着する装着位置の他、吸着した電子部品の部品認識カメラ１３による撮像および位置補正を行う位置や、装着ヘッド１０におけるノズル切替（交換）を行う位置等が含まれている。

前記各装着ヘッド１０は、各ヘッド回転駆動モータ１４により回転可能であり、各装着ヘッド１０は周方向に等間隔に配設した、例えば５本の吸着ノズル１１をそれぞれ出没可能に支持する。従って、このヘッド回転駆動モータ１４の駆動により、装着ヘッド１０が回転し、複数本の吸着ノズル１１が装着ヘッド１０の軸線廻りに公転する。

そして、装着ヘッド１０の吸着ノズル１１が部品供給ユニット５から取り出して吸着保持している電子部品を部品認識カメラ１３が撮像して、認識処理装置２４が認識処理した認識処理結果に基づき、統括制御装置であるＣＰＵ２０が吸着ノズル１１に対する電子部品のズレ量を補正すべく、角度方向（θ）に関しては装着ヘッド１０を回転させる各ヘッド回転駆動モータ１４を、またＸ及びＹ方向に関してはＸＹテーブル１５をＸ方向及びＹ方向に移動させるＸ軸駆動モータ１５Ｘ及びＹ軸駆動モータ１５Ｙを移動制御する。

次に、この角度方向（θ）に関して装着ヘッド１０を回転させる各ヘッド回転駆動モータ１４を制御する場合に、この装着ヘッド１０の回転中心に関して設計値とズレがある場合には、電子部品のプリント基板Ｐへの装着精度が高められないので、装着ヘッド１０の回転中心を求めて、この回転中心の設計値とのズレ量を把握して、これをオフセット値として、ＲＡＭ２１に格納して、前述の補正の際にこれを利用する。

次に、図２の制御ブロック図に基づいて、説明する。２０は本装着装置の装着に係る動作を統括制御する制御部としてのＣＰＵ、２１は電子部品の装着順序毎（ステップ番号毎）にプリント基板Ｐ内でのＸ方向、Ｙ方向、角度の位置情報及び各部品供給ユニット３の配置番号情報及び装着ヘッドでの使用する吸着ノズルの位置を示すノズル位置情報から成る装着データや、前記各部品供給ユニット３の配置番号に対応した各電子部品の種類（部品ＩＤ）及びどんな吸着ノズル（ノズルＩＤ）を使用するかを示す部品配置データや、電子部品毎の電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータや、各種オフセット値等を格納するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、２２はプログラムを格納するＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）である。

そして、ＣＰＵ２０は前記ＲＡＭ２１に記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭ２１に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置の部品装着動作に係る動作を統括制御する。即ち、ＣＰＵ２０は、駆動回路２３を介して前記Ｘ軸駆動モータ１５Ｘ、Ｙ軸駆動モータ１５Ｙ、ヘッド回転駆動モータ１４、吸着ノズル１１を昇降させる上下軸駆動モータ１９の駆動を制御する。

２４はインターフェース２５を介して前記ＣＰＵ２０に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ１３により撮像して取込まれた画像の認識処理が該認識処理装置２４にて行われ、ＣＰＵ２０に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ２０は、前記部品認識カメラ１８により撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出など）するように指示を認識処理装置２４に出力すると共に、認識処理結果を認識処理装置２４から受取るものである。

即ち、前記認識処理装置２４の認識処理により電子部品の位置ずれ量が把握されると、その結果がＣＰＵ２０に送られ、ＣＰＵ２０は吸着ノズル１１に吸着保持された電子部品の位置ずれを補正すべく、前記ＸＹテーブル１５をＸ軸駆動モータ１５Ｘ及びＹ軸駆動モータ１５の駆動によりＸＹ方向に、装着ヘッド１０をヘッド回転駆動モータ１４の駆動によりθ回転させ、Ｘ、Ｙ方向及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなされるものである。

尚、前記部品認識カメラ１３より撮像された画像は表示装置としてのモニター２６に表示される。そして、前記モニター２６には種々のタッチパネルスイッチ２７が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ２７を操作することにより、種々の設定を行うことができる。

次に、この装着ヘッド１０の回転中心を求める方法の第１の実施形態について、図２乃至図４に基づいて、以下説明する。先ず、図３に示すように、作業者がモニター２６に表示された装着ヘッド１０の回転中心のオフセット教示に関するタッチパネルスイッチ２７を押圧操作すると、ＣＰＵ２０は前記回転テーブル１２をインデックスユニットにより平面視時計廻りに回転（移動）させ、測定すべき装着ヘッド１０がａの位置に来たときに、前記回転テーブル１２を停止させて、部品認識カメラ１３で撮像できる範囲ＳＨ内で、当該装着ヘッド１０のヘッド回転駆動モータ１４を例えば所定角度毎に回転させては停止させ、この回転停止位置にて吸着ノズル１１を撮像することを５回行なわせる。但し、装着ヘッド１０の回転を停止させずに所定角度毎に撮像させてもよい。

次に、前述と同様に、前記回転テーブル１２を時計廻りに回転させて当該装着ヘッド１０がｂの位置に来たときに前記回転テーブル１２を停止させて、部品認識カメラ１３で撮像できる範囲ＳＨ内で、当該装着ヘッド１０のヘッド回転駆動モータ１４を例えば前記所定角度毎に回転させては吸着ノズル１１を撮像することを例えば５回行なう。また、同様に、当該装着ヘッド１０がｃの位置に来たときに前記回転テーブル１２を停止させて、部品認識カメラ１３で撮像できる範囲ＳＨ内で、当該装着ヘッド１０のヘッド回転駆動モータ１４を例えば前記所定角度毎に回転させては吸着ノズル１１を撮像することを例えば５回行なう。なお、好ましくは、ａ、ｂ、ｃの位置は略等間隔とするのがよく、また、装着ヘッド１０がｂの位置での吸着ノズル１１の原点位置は、好ましくは、画面である撮像範囲ＳＨの中心となるようにすることがよい。

なお、前記部品認識カメラ１３が吸着ノズル１１を撮像した画像は認識処理装置２４により認識処理され、ＣＰＵ２０によりＲＡＭ２１内に当該吸着ノズル１１の位置データとして格納されるが、前記撮像する度にＲＡＭ２１内に格納される。

そして、吸着ノズル１１の原点位置、即ち前記装着ヘッド１０を回転させて３回目に撮像した吸着ノズル１１の位置（言い換えれば、装着ヘッド１０の回転原点位置での吸着ノズル１１の位置である。）の座標が重なるように、当該装着ヘッド１０の各停止位置ａ、ｂ、ｃでの吸着ノズル１１の各位置を平行移動し、即ち位置ａ３及びｃ３をｂ３に重なるように平行移動して、吸着ノズル１１の同じ回転角度の座標を用いて画面の位置による見え方のクセを少なくする。図４に示すように、こうして修正した各吸着ノズル１１の座標（Ｘｓ１、Ｙｓ１）、（Ｘｓ２、Ｙｓ２）、（Ｘｓ３、Ｙｓ３）、（Ｘｓ４、Ｙｓ４）、（Ｘｓ５、Ｙｓ５）（５点サンプルの例）を通る円の中心座標を求めて回転中心とする。

即ち、各停止位置ａ、ｂ、ｃの各点を（Ｘａｎ，Ｙａｎ）、（Ｘｂｎ，Ｙｂｎ）、（Ｘｃｎ，Ｙｃｎ）としたとき（ｎ＝１、２、３、４、５）、停止位置ａの各点の移動距離は、Ｘ方向は（Ｘｂｃ−Ｘａｃ）、Ｙ方向は（Ｙｂｃ−Ｙａｃ）であって、停止位置ｃの各点の移動距離は、Ｘ方向は（Ｘｂｃ−Ｘｃｃ）、Ｙ方向は（Ｙｂｃ−Ｙｃｃ）となる。従って、修正した各吸着ノズル１１の各座標（Ｘｓｎ、Ｙｓｎ）（ｎは、１、２、３、４、５）は、Ｘｓｎ＝（α（Ｘａｎ＋（Ｘｂｃ−Ｘａｃ））＋βＸｂｎ＋α（Ｘｃｎ＋（Ｘｂｃ−Ｘｃｃ）））／（２α＋β）であり、Ｙｓｎ＝（α（Ｙａｎ＋（Ｙｂｃ−Ｙａｃ））＋βＹｂｎ＋α（Ｙｃｎ＋（Ｙｂｃ−Ｙｃｃ）））／（２α＋β）から修正した各吸着ノズル１１の各座標を求める。但し、各停止位置ａ、ｂ、ｃでの前記吸着ノズル１１の各位置を各停止位置毎に重み付けした状態で、即ち重み付けして前記α及びβの値を定めて、平均して前記吸着ノズル１１の各座標を求める。なお、停止位置ｂの各点を算出するためのデータとして使用しない場合は、β＝０である。このように修正した吸着ノズル１１の５点の座標から、この５点を通る円或いはこの５点の近傍を通る円の中心座標を求める方法は、以下に示すように、公知の最小自乗法による円近似を用いる。

即ち、例えば、（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘｎ，Ｙｎ）の複数点を通る円の中心座標を求める方法には、最小自乗法による円近似を用いる。円の方程式は、中心座標を（ｘｒ，ｙｒ）、半径をＲとすると、（Ｘ−ｘｒ）²＋（Ｙ−ｙｒ）²＝Ｒ²となり、この式はＸ²−２ａＸ＋Ｙ²−２ｂＹ−ｃ＝０（式（1））とできるので、この式を用いて、（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘｎ，Ｙｎ）の各点に対して式（１）が最も近い位置を通るようにａ、ｂ、ｃの値を求める。ａ＝ｘｒ、ｂ＝ｙｒであるから、この時の（ａ，ｂ）を中心座標とする。ここで、（Ｘｉ，Ｙｉ）（ｉ＝１〜ｎ）を式(1)に代入すると、２ａＸｉ＋２ｂｉ＋ｃ＝Ｘｉ²＋Ｙｉ²、また（２ｘｉ）ａ＋（２Ｙｉ）ｂ＋ｃ＝（ｘｉ²＋Ｙｉ²）となる。

この式がn個できるわけであるが、このn個の式を測定方程式という。上記の式から（ａ，ｂ）を求めるわけだが、１〜ｎの測定点は全て円上に乗っているとは限らないので、最も信頼し得る値（ａ０，ｂ０）を近似的に求めることになる。ａｉ＝２Ｘｉ，ｂｉ＝２ｙｉ，（ｃｉ＝１），（Ｘｉ²＋Ｙｉ²）＝Ｍｉとおくと、（ａ０，ｂ０）について、（Ｘｉ²＋Ｙｉ²）−（２Ｘｉ）ａ０＋（２Ｙｉ）ｂ０＋ｃ０＝ｖｉという式が得られる。このｖｉはａ０，ｂ０が近似値であるゆえの残差である。この残差ｖｉの自乗和Σ（ｖｉ²）を最小にするａ０，ｂ０について、最小自乗法の理論により、
ΣＸｉ²・ａ０＋Σ（ｂｉ・ａｉ）・ｂ０＋Σ（１・ａｉ）・ｃ０＝Σ（ａｉ・Ｍｉ）
Σ（ａｉ・ｂｉ）・ａ０＋Σ（ｂｉ²）・ｂ０＋Σ（１・ｂｉ）・ｃ０＝Σ（ｂｉ・Ｍｉ）
Σ（ａｉ・ｃｉ）・ａ０＋Σ（ｂｉ・ｃｉ）・ｂ０＋Σ（１²）・ｃ０＝Σ（ｃｉ・Ｍｉ）、
という規準方程式が得られる。この式を解いて得られた（ａ０．ｂ０）を円の中心の値とする。

次に、図５に示す装着ヘッド１０の回転中心を求める方法の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同様に、各停止位置ａ、ｂ、ｃにおいて、前記回転テーブル１２を時計廻りに所定角度回転させては停止させて、部品認識カメラ１３で撮像できる範囲ＳＨ内で、当該装着ヘッド１０のヘッド回転駆動モータ１４を前記所定角度毎に回転させては吸着ノズル１１を撮像することを５回行なわせる。

そして、同じ吸着ノズル１１の回転角度の座標を用いて、画面の位置による見え方のクセを少なくする。前記回転テーブル１２の停止位置ａ、ｂ、ｃの各座標はそのまま使用する。こうして修正した各吸着ノズル１１の座標（Ｘｓ１、Ｙｓ１）、（Ｘｓ２、Ｙｓ２）、（Ｘｓ３、Ｙｓ３）、（Ｘｓ４、Ｙｓ４）、（Ｘｓ５、Ｙｓ５）（５点サンプルの例）を通る円の中心座標を求めて回転中心とする。

即ち、停止位置ａ、ｂ、ｃの各点を（Ｘａｎ，Ｙａｎ）、（Ｘｂｎ，Ｙｂｎ）、（Ｘｃｎ，Ｙｃｎ）としたときｎ＝1、2、3、4、5）、Ｘｓｎ＝（αＸａｎ＋βＸｂｎ＋αＸｃｎ）／（２α＋β）であり、Ｙｓｎ＝（αＹａｎ＋βＹｂｎ＋αＹｃｎ）／（２α＋β）として求める。但し、各停止位置ａ、ｂ、ｃでの前記吸着ノズル１１の各位置を各停止位置毎に重み付けした状態で、即ち重み付けして前記α及びβの値を定めて、平均して前記吸着ノズル１１の各座標を求める。なお、停止位置ｂの各点を算出するためのデータとして使用しない場合は、β＝０である。このように修正した吸着ノズル１１の５点の座標から、この５点を通る円の中心座標を求める方法は、前述したように、公知の最小自乗法による円近似を用いる。

次に、図６に示す装着ヘッド１０の回転中心を求める方法の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態と同様に、各停止位置ａ、ｂ、ｃにおいて、前記回転テーブル１２を時計廻りに所定角度回転させては停止させて、部品認識カメラ１３で撮像できる範囲ＳＨ内で、当該装着ヘッド１０のヘッド回転駆動モータ１４を前記所定角度毎に回転させては吸着ノズル１１を撮像することを５回行なわせる。

そして、停止位置ａ、ｂ、ｃのそれぞれの円弧について、最小自乗法の円近似で求めた中心座標（Ｘｒａ，Ｙｒａ）、（Ｘｒｂ，Ｙｒｂ）、（Ｘｒｃ，Ｙｒｃ）を吸着ノズル１１の原点位置の座標が重なるように移動させて、回転中心（Ｘｒ，Ｙｒ）を求める。

即ち、停止位置ａの原点位置の移動距離は、Ｘ方向は（Ｘｂｃ−Ｘａｃ）、Ｙ方向は（Ｙｂｃ−Ｙａｃ）であって、停止位置ｃの原点位置の移動距離は、Ｘ方向は（Ｘｂｃ−Ｘｃｃ）、Ｙ方向は（Ｙｂｃ−Ｙｃｃ）となり、Ｘｒ＝（α（Ｘｒａ＋（Ｘｂｃ−Ｘａｃ））＋βＸｒｂ＋α（Ｘｒｃ＋（Ｘｂｃ−Ｘｃｃ））／（２α＋β）、またＹｒ＝（α（Ｙｒａ＋（Ｙｂｃ−Ｙａｃ））＋βＹｒｂ＋α（Ｙｒｃ＋（Ｙｂｃ−Ｙｃｃ））／（２α＋β）から、装着ヘッド１０の回転中心を求める。但し、各停止位置ａ、ｂ、ｃでの前記吸着ノズル１１の各位置を各停止位置毎に重み付けした状態で、即ち重み付けして前記α及びβの値を定めて、平均して前記吸着ノズル１１の各座標を求める。なお、停止位置ｂの各点を算出するためのデータとして使用しない場合は、β＝０である。

また、吸着ノズル１１の原点位置の座標が重なるように、前記回転テーブル１２の停止位置ａ、ｂ、ｃの各点での座標を平行移動した後、停止位置ａ、ｂ、ｃのそれぞれの円弧について、最小自乗法の円近似で求めた中心座標（Ｘｒａ，Ｙｒａ）、（Ｘｒｂ，Ｙｒｂ）、（Ｘｒｃ，Ｙｒｃ）から回転中心（Ｘｒ，Ｙｒ）を求めてもよい。

この場合、Ｘｒ＝（αＸｒａ＋βＸｒｂ＋αＸｒｃ）／（２α＋β）、またＹｒ＝（αＹｒａ＋βＹｒｂ＋αＹｒｃ）／（２α＋β）から、装着ヘッド１０の回転中心を求める。

次に、図７に示す装着ヘッド１０の回転中心を求める方法の第４の実施形態について説明する。第１の実施形態と同様に、前記回転テーブル１２の各停止位置ａ、ｂ、ｃにおいて、前記回転テーブル１２を時計廻りに所定角度回転させては停止させて、部品認識カメラ１３で撮像できる範囲ＳＨ内で、当該装着ヘッド１０のヘッド回転駆動モータ１４を前記所定角度毎に回転させては吸着ノズル１１を撮像することを５回行なわせる。

そして、停止位置ａ、ｂ、ｃの円弧の座標を平行移動せずに、それぞれそのまま最小自乗法の円近似で求めた中心座標（Ｘｒａ，Ｙｒａ）、（Ｘｒｂ，Ｙｒｂ）、（Ｘｒｃ，Ｙｒｃ）から回転中心（Ｘｒ，Ｙｒ）を求める。即ち、
Ｘｒ＝（αＸｒａ＋βＸｒｂ＋αＸｒｃ）／（２α＋β）
Ｙｒ＝（αＹｒａ＋βＹｒａ＋αＹｒｃ）／（２α＋β）
から、装着ヘッド１０の回転中心を求める。但し、各停止位置ａ、ｂ、ｃでの前記吸着ノズル１１の各位置を各停止位置毎に重み付けした状態で、即ち重み付けして前記α及びβの値を定めて、平均して前記吸着ノズル１１の各座標を求める。なお、停止位置ｂの各点を算出するためのデータとして使用しない場合は、β＝０である。

以上のように、第１乃至第４の実施形態において、部品認識カメラ１３による撮像範囲ＳＨの周辺部での画面のくせや、レンズ周差比等による誤差発生を極力回避して装着ヘッド１０の回転中心を求めたが、この回転中心の設計値とのズレ量をＣＰＵ２０が算出して、これをオフセット値としてＲＡＭ２１に格納しておき、装着ヘッド１０の吸着ノズル１１が部品供給ユニット５から取り出して吸着保持している電子部品を部品認識カメラ１３が撮像して、認識処理装置２４が認識処理した認識処理結果に基づき、ＣＰＵ２０が吸着ノズル１１に対する電子部品のズレ量を補正すべく、角度方向（θ）に関しては装着ヘッド１０を回転させる各ヘッド回転駆動モータ１４を移動制御する際にこのオフセット値を利用する。そして、このようなオフセット教示は、経時変化に対応すべく、運転時間の例えば２時間毎に行なう。

なお、以上の第１乃至第４の実施形態において、前記α及びβの値をそれぞれ「１」とすると、前記重み付けは均等となり、各算出値は平均値となる。また、回転テーブル１２の停止位置をａ、ｂ、ｃの３つとしたが、これに限らず２以上、例えば５つとしてもよく、各停止位置での吸着ノズル１１の撮像回数も５回に限らない。

更には、本実施形態が回転テーブルを用いた高速型の電子部品装着装置を例としたが、これに限らず、吸着ノズルに吸着保持された電子部品の角度方向のズレ量を装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着するものであれば、ＸＹロボ型の多機能型電子部品装着装置に適用できる。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

電子部品装着装置の平面図である。制御ブロック図である。吸着ノズルの部品認識カメラによる撮像動作を示すための概念図である。装着ヘッドの回転中心の求め方の第１の実施形態を説明するための概念図である。ある。装着ヘッドの回転中心の求め方の第２の実施形態を説明するための概念図である。装着ヘッドの回転中心の求め方の第３の実施形態を説明するための概念図である。装着ヘッドの回転中心の求め方の第４の実施形態を説明するための概念図である。

符号の説明

１電子部品装着装置
５部品供給ユニット
１０装着ヘッド
１１吸着ノズル
１２回転テーブル
１３部品認識カメラ
１４ヘッド回転駆動モータ
２０ＣＰＵ
２１ＲＡＭ
ＳＨ部品認識カメラで撮像できる範囲

Claims

部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、この撮像された画像を前記認識処理装置で認識処理して、この認識処理結果に基づいて当該装着ヘッドの回転中心を求めることを特徴とする電子部品装着方法。
部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの吸着ノズルの原点位置の座標が重なるように当該装着ヘッドの各停止位置で撮像されて前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を平行移動し、
当該装着ヘッドの各停止位置での吸着ノズルの各位置を各停止位置毎に重み付けした状態で平均して当該装着ヘッドの回転毎の当該吸着ノズルの各座標を求め、
この各点或いは各点の近傍を通る円の中心座標を求めて当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする電子部品装着方法。
部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの吸着ノズルの原点位置の座標が重なるように当該装着ヘッドの各停止位置で撮像されて前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を平行移動し、
当該装着ヘッドの各停止位置での吸着ノズルの各位置を平均して当該装着ヘッドの回転毎の当該吸着ノズルの各座標を求め、
この各点を通る円の中心座標を求めて当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする電子部品装着方法。
部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの各停止位置で撮像されて前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を各停止位置毎に重み付けした状態で平均して当該装着ヘッドの回転毎の当該吸着ノズルの各座標を求め、
この各点を通る円の中心座標を求めて当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする電子部品装着方法。
部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの各停止位置で撮像されて前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を平均して当該装着ヘッドの回転毎の当該吸着ノズルの各座標を求め、
この各点を通る円の中心座標を求めて当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする電子部品装着方法。
部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの吸着ノズルの原点位置の座標が重なるように当該装着ヘッドの各停止位置で撮像されて前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を平行移動し、
当該装着ヘッドの各停止位置毎に前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を通る円の中心座標を求め、
当該装着ヘッドの各停止位置毎の中心座標を各停止位置毎に重み付けした状態で平均して当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする電子部品装着方法。
部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの各停止位置毎に前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を通る円の中心座標を求め、
当該装着ヘッドの吸着ノズルの原点位置の座標が重なるように当該装着ヘッドの各停止位置毎の前記中心座標を平行移動し、
当該装着ヘッドの各停止位置毎の中心座標を各停止位置毎に重み付けした状態で平均して当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする電子部品装着方法。
部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの吸着ノズルの原点位置の座標が重なるように当該装着ヘッドの各停止位置で撮像されて前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を平行移動し、
当該装着ヘッドの各停止位置毎に前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を通る円の中心座標を求め、
当該装着ヘッドの各停止位置毎の中心座標を平均して当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする電子部品装着方法。
部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの各停止位置毎に前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を通る円の中心座標を求め、
当該装着ヘッドの各停止位置毎の中心座標を各停止位置毎に重み付けした状態で平均して当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする電子部品装着方法。
部品取出位置から部品装着位置まで移動可能な装着ヘッドに複数本の吸着ノズルを備えて、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品を部品認識カメラで撮像して認識処理装置で認識処理した結果に基づき、角度方向のズレ量を前記装着ヘッドを回転させることにより補正してプリント基板に装着する電子部品装着方法において、
前記部品認識カメラで撮像できる範囲内で前記装着ヘッドのヘッド回転駆動モータを所定角度に回転させては前記吸着ノズルを撮像することを複数回行なうことを当該装着ヘッドを移動させては必要な数だけ繰り返し、
当該装着ヘッドの各停止位置毎に前記認識処理装置で認識処理された吸着ノズルの各位置を通る円の中心座標を求め、
当該装着ヘッドの各停止位置毎の中心座標を平均して当該装着ヘッドの回転中心と
することを特徴とする電子部品装着方法。