JP2011035067A - 電子部品実装装置に利用可能な部品搭載機構の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品搭載面（Ｘ−Ｙ平面）に対して垂直になるべき、部品搭載機構のＺ軸や、θ軸の回転軸の傾きによって生じる、部品搭載時の位置ずれを精度よく補正する。
【解決手段】各行は、Ｚ方向の平行移動量であり、各列は、θの回転角度のデータテーブルである。シャフト先端での電子部品の吸着、シャフト軸心の方向であるＺ方向への平行移動動作、及びシャフト軸の回転動作が可能で、吸着した電子部品を基板に搭載していく電子部品実装装置に利用可能な部品搭載機構の制御方法において、上記のデータテーブルのように、複数の平行移動量Ｚ、及び回転角度θの組み合わせにおける、シャフトの軸心の、Ｘ方向及びＹ方向の位置ずれ量を予め測定しておく。又、該位置ずれ量により、部品搭載時の位置補正を行うことで、部品搭載機構の位置決めを高精度に制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、シャフト先端での電子部品の保持、シャフト軸心の方向であるＺ方向への平行移動動作、及びシャフト軸の回転動作が可能で、保持した電子部品を基板に搭載していく電子部品実装装置に利用可能な部品搭載機構の制御方法、該制御方法を行う制御装置を備えた電子部品実装装置、これらで用いることができる測定用治具、及び、部品搭載機構の位置測定方法に係り、特に、部品搭載面（Ｘ−Ｙ平面）に対して垂直になるべき、部品搭載機構のＺ軸や、回転軸（θ軸）の傾きによって生じる、部品搭載時の位置ずれを精度よく補正することができる電子部品実装装置に利用可能な部品搭載機構の制御方法に関する。

一般的に、電子部品実装装置等に用いられる部品搭載機は、電子部品をピックアップ（例えば吸着）し、部品搭載平面に対して平行な互いに直行するＸ軸及びＹ軸、又垂直なＺ軸、更には、Ｚ軸方向を回転軸とするθ軸の各方向に移動可能な構造となっている。又、中心軸がＺ軸方向のシャフトの下端には、部品吸着ノズル等の部品保持部が取り付けられている。

このような部品搭載機構では、部品供給位置にＸ軸及びＹ軸を移動させ、Ｚ軸を下降させてノズル先端で電子部品を吸着する。続いて、基板上など電子部品を搭載する位置（以下、部品搭載位置と呼ぶ）までＸ軸及びＹ軸を移動させ、θ軸を回転させて部品姿勢を調整し、Ｚ軸を下降させて吸着されている電子部品を搭載する。

ここで、上記の吸着から搭載までの間において、一旦、部品位置ずれ認識装置の位置までＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を移動させ、該装置により、吸着した電子部品の位置ずれ測定する。又、上記の搭載時には、該測定結果により、搭載位置を補正することも行われている。なお、上記の位置ずれ測定を行う位置を、以下、位置ずれ認識位置と呼ぶ。

ここで、特許文献１では、その第３図に示されるように、ノズルユニットの傾きΔａによって、電子部品の実装精度が低下するという問題が指摘されている。このため、特許文献１では、部品搭載時の高さを含む、異なる高さ（Ｚ軸位置）でノズル位置を認識し、これらのノズル位置から傾きΔａを算出し、部品実装時の補正を行うようにしている。

特許２７９７０１７号公報（第３図）

しかしながら、ノズルユニットの傾きΔａは、厳密には、Ｚ軸位置の移動によって変化し、線形な補正では不十分であった。Ｚ軸機構部の案内機構にゆがみがあれば、Ｚ方向の移動にともなって、傾きΔａは変化することになる。

更には、θ軸には少なからず偏心や傾きが生じるため、ノズルユニットの傾きΔａは、θ軸の回転位置によっても変化し、このため、より高精度に電子部品を搭載するには、軸の回転方向によって補正量を変化させる必要があった。

又、特許文献１では、前述のように、少なくとも、部品搭載時の高さでノズル位置を認識するものとしている。しかしながら、一般的に、位置ずれを測定するための認識装置は、認識可能な高さの範囲が限られており、このため、実際の部品搭載時の高さでは、ノズル位置や、吸着部品の位置ずれ量を認識できない場合がある。

例えば、このように、実際の部品搭載時の高さでは認識できない場合に、この部品搭載位置と位置ずれ認識位置において、互いに、位置ずれ量が異なると、位置ずれ認識位置において認識された値に基づいて、実際の部品搭載時の高さにおける位置ずれ量を正しく求めることができなくなり、このため、ノズルの位置の補正値を正確に求めることができないという問題がある。

本発明は、前記従来の問題点を解決するためのもので、部品搭載面（Ｘ−Ｙ平面）に対する、部品搭載機構のＺ軸や、θ軸の傾きによって生じる、部品搭載時の位置ずれを精度よく補正することができる電子部品実装装置に利用可能な部品搭載機構の制御方法、該制御方法を行う制御装置を備えた電子部品実装装置、これらで用いることができる測定用治具、及び、部品搭載機構の位置測定方法を提供することを課題とする。

本発明は、シャフト先端での電子部品の保持、シャフト軸心の方向であるＺ方向への平行移動動作、及びシャフト軸心を回転軸とするθ方向の回転動作が可能で、保持した電子部品を基板に搭載していく電子部品実装装置に利用可能な部品搭載機構の制御方法において、複数の平行移動量Ｚ及び回転角度θの組み合わせにおける、部品搭載位置の、Ｘ方向及びＹ方向の位置ずれ量を予め測定し、該位置ずれ量により、部品搭載時の位置補正を行うことで、前記課題を解決したものである。

ここで、電子部品実装装置において、上記の部品搭載機構の制御方法を行う制御装置を備えることができる。

又、本発明は、シャフト先端での電子部品の保持、シャフト軸心の方向であるＺ方向への平行移動動作、及びシャフト軸心を回転軸とするθ方向の回転動作が可能で、保持した電子部品を基板に搭載していく電子部品実装装置に利用可能な部品搭載機構の、部品搭載時の位置補正を行うための補正値を測定する際に用いる測定用治具であって、前記シャフトに対して、３次元方向に円滑に回動可能に接合させる自在継手部と、該自在継手部によって接合され、前記シャフト軸心の傾きに拘わらず、自重によって垂直方向に懸垂する位置測定用部材と、を備えたことにより、前記課題を解決したものである。

ここで、前記位置測定用部材の外形形状の少なくとも一部に、前記自在継手部の接合における自在の回転の中心を通過する垂線を中心とする、回転対称の外形形状を備えることができる。

次に、本発明は、シャフト先端での電子部品の保持、シャフト軸心の方向であるＺ方向への平行移動動作、及びシャフト軸心を回転軸とするθ方向の回転動作が可能で、保持した電子部品を基板に搭載していく電子部品実装装置に利用可能な部品搭載機構の、シャフトの軸心の、Ｘ方向及びＹ方向の位置ずれ量を予め測定する際に、Ｘ方向及びＹ方向の位置ずれ量の少なくとも一方を測定する、複数の認識装置を用いて、これら認識装置による測定を並行して行うようにして、前記課題を解決したものである。

なお、上記の部品搭載機構の位置測定方法において、異なる認識装置による測定結果を照合することにより、補正値の異常値の検出又は補完を行うことも可能である。

本発明によれば、電子部品の厚みや搭載高さが異なる場合など、位置ずれ認識位置や部品搭載位置が変化したり変動し、部品搭載機構の電子部品の位置ずれを認識する姿勢と電子部品を搭載する姿勢の関係が異なっても、高精度に部品搭載機構の位置制御を行うことができる。又、予め、本発明を適用した補正値の測定を行っておくことで、装置によって部品搭載機構の組み付け精度にばらつきがあっても、各装置に固有な位置ずれを個別に補正することができ、高精度に部品搭載機構の位置制御を行うことができる。

本発明が適用された実施形態の電子部品実装装置全体を斜め上方より見た斜視図 上記電子部品実装装置が備える部品搭載機構周辺の斜視図 前記電子部品実装装置が備える位置認識装置の平面図 前記実施形態の制御関係のハードウェア構成を示すブロック図 前記実施形態においてＺ方向の平行移動量及びθ方向の回転角度の組み合わせに応じた位置ずれ量の補正値を格納したデータテーブルを示す線図 前記実施形態においてデータテーブル形式の位置ずれ量の補正値を求めるための処理を示すフローチャート 本発明が適用された第１実施例の測定用治具を示す斜視図 上記第１実施例の測定用治具の作用を示す、シャフト軸が鉛直時の側面図 前記第１実施例の測定用治具の作用を示す、シャフト軸が傾斜時の側面図 前記第１実施例の測定用治具を用いて従来法の位置ずれ測定を行った場合の測定誤差を示す側面図 本発明が適用された第２実施例の測定用治具を示す斜視図 本発明が適用された第３実施例の測定用治具を示す斜視図

以下、図を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明が適用された実施形態の電子部品実装装置１０全体を斜め上方より見た斜視図である。図２及び図３は、この電子部品実装装置１０が備える認識検出部３４周辺の、それぞれ、斜視図及び平面図である。又、図４は、本実施形態の制御関係のハードウェア構成を示すブロック図である。

本実施形態の電子部品実装装置１０では、図１に示すように、プリント基板１９を中央に配置し、図中において左下側に部品供給装置１４が配置されている。又、該部品供給装置１４では、符号１８の位置において、部品搭載ヘッド１１の部品保持部５に取り付けられた電子部品吸着ノズルが、電子部品１を吸着する。

この部品搭載ヘッド１１は、図２に示す部品搭載機構３を４つ備え、プリント基板１９に対して相対的に移動し、プリント基板１９の任意の位置に部品搭載機構３を位置決め可能にする。この、部品搭載ヘッド１１に設けられる部品搭載機構３の数は限定されるものではない。又、部品搭載機構３は、図２に示すシャフト軸４の下方先端の部品保持部５に取り付けられた電子部品吸着ノズルで、電子部品をシャフト先端に吸着する。

又、図１に示されるＸ軸機構部１５、Ｙ軸機構部１３、及びＺ軸機構部１２により、図１において矢印で示されるＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に、部品搭載ヘッド１１が移動可能になっている。Ｚ方向は、シャフト軸４の軸心の方向であり、又、図示されないθ軸機構部によって、このシャフト軸心を回転軸とした、θ方向の回転動作が可能となっている。

これらＸ軸機構部１５、Ｙ軸機構部１３、Ｚ軸機構部１２、及びθ軸機構部は、それぞれ、図１及び図４に示されるＸ軸モータ２１、Ｙ軸モータ２２、Ｚ軸モータ２３、又図４に示されるθ軸モータ２４により駆動される。

ここで、装着ヘッド１１には、図２に示すように、部品位置ずれを検出するための認識検出部３４が取り付けられている。該認識検出部３４は、図２及び図３に示されるように、投光部３２及び受光部３３を備える。又、図４に示すレーザ認識装置３６は、図２において破線矢印で図示されるように、投光部３２から受光部３３に向けて照射するレーザ光を水平に走査させながら、受光部３３でレーザ光の受光を検知し、レーザ光を遮ることで生じる影から、θ軸に直交する特定方向の、電子部品１の位置や長さ（断面長さ）を測定することができる（レーザ計測：レーザ走査計測）。

更に、本実施形態の電子部品実装装置においては、部品保持部５に取り付けられた電子部品吸着ノズルに吸着されている電子部品１を、下方から撮影し認識する部品認識用カメラ１６が、部品搭載ヘッド１１の移動範囲に設けられ、又、基板の基準マークを上方から撮像し認識する基板認識用カメラ１７が、部品搭載ヘッド１１に設けられている。これら部品認識用カメラ１６及び基板認識用カメラ１７は、図４の画像認識装置２７により、このような認識を行うものである。又、これら部品認識用カメラ１６及び基板認識用カメラ１７は、これに限定されるものではないが、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを用いることができ、撮影時に被写体を照らすための照明手段が備えられている。

次に、図４に示す制御関係のハードウェア構成を示すブロック図において、まず、コントローラ２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを内蔵し、キーボード２８、マウス２９、画面表示装置２６が接続されている。該画面表示装置２６は、画像認識装置２７にも接続されている。又、該コントローラ２０は、前述したＸ軸モータ２１、Ｙ軸モータ２２、Ｚ軸モータ２３、θ軸モータ２４、レーザ認識装置３６、記憶装置２５が接続されている。該コントローラ２０は、電子部品実装装置の実装動作の全体的な制御を行う。

次に、前述した部品認識用カメラ１６及び基板認識用カメラ１７は、ＣＰＵ２７ｃ及びメモリ２７ｂを有する画像認識装置２７が内蔵する、Ａ／Ｄ変換器２７ａに接続されている。又、該画像認識装置２７は、上述したコントローラ２０からの指示を、記憶装置２５を介して受ける。

まず、該画像認識装置２７は、部品認識用カメラ１６が撮像した画像を認識するもので、部品認識用カメラ１６で撮像された画像の画像信号を、Ａ／Ｄ変換器２７ａによりデジタル信号に変換してメモリ２７ｂに格納し、ＣＰＵ２７ｃが処理することで、吸着ノズルに吸着した電子部品１の吸着ずれを測定して、回路基板１９に搭載時の位置補正を行う。該画像認識装置２７では、電子部品１の中心位置と吸着角度を演算し、電子部品１の吸着姿勢、又吸着ずれを測定して、このような位置補正を行う。

又、該画像認識装置２７は、基板認識用カメラ１７が撮像した画像を認識するもので、基板認識用カメラ１７で撮像された画像の画像信号を、同様に、Ａ／Ｄ変換器２７ａによりデジタル信号に変換してメモリ２７ｂに格納し、ＣＰＵ２７ｃが処理することで、回路基板１９の基準マークや、装着ヘッド部原点基準の原点マークの位置を正確に把握し、これにより、回路基板１９の搬入位置や、部品搭載ヘッド１１の原点位置を正確に把握し、設定するようになっている。

更に、画像認識装置２７は、以上のように把握された、吸着ノズルに吸着した電子部品１の吸着姿勢、又吸着ずれ、回路基板１９の搬入位置や、部品搭載ヘッド１１の原点位置といった処理結果から、電子部品１を回路基板１９に搭載する際の搭載位置の補正データを求める。更に、この補正データは、画像認識装置２７からコントローラ２０へ転送され、該補正データにより、回路基板１９に搭載時の電子部品１の位置補正が行われる。

ここで、図４において、キーボード２８とマウス２９は、電子部品１のデータ（部品データと呼ぶ）などのデータを入力するために用いられる。又、記憶装置２５は、フラッシュメモリなどで構成され、キーボード２８とマウス２９により入力された部品データ、及び不図示のホストコンピュータから供給される部品データなどを格納するのに用いられる。表示装置（モニタ）２６は、部品データ、演算データ、及び部品認識用カメラ１６で撮像した電子部品１の画像などを、その表示面２６ａに表示する。

図５は、本実施形態においてＺ方向の平行移動量及びθ方向の回転角度の組み合わせに応じた位置ずれ量の補正値を格納したデータテーブルを示す線図である。又、図６は、本実施形態において、このようなデータテーブル形式の位置ずれ量の補正値を求めるための処理を示すフローチャートである。

ここで、図２に示すように、部品搭載機構３に限定すると、電子部品を位置決めする動作は、Ｚ軸方向、及びθ軸方向に限られ、自由度は２となる。Ｚ軸方向は、シャフト軸４の中心軸の方向の平行移動であり、θ軸方向は、シャフト軸４の中心軸を回転軸とする回転動作である。又、例えば、平行移動量を表すパラメータをＺとし、回転動作のパラメータをθとして、これら２つのパラメータで部品搭載機構３の挙動を表すことができる。

そこで、例えば図５に示すような、Ｚ及びθの組み合わせで表される、部品搭載機構の挙動に応じた、プリント基板面に対する平行移動方向のＸ方向及びＹ方向の位置ずれ量（オフセット値）を予め測定しておく。又、電子部品１の搭載時には、このように予め取得した位置ずれ量を参照して、搭載位置を補正することで、高精度に電子部品を搭載することができる。

なお、図６に示される、データテーブル形式の位置ずれ量の補正値を求めるための処理では、後出第１〜第３実施例の測定用治具４０のいずれかを用いて行う。図７〜図９に示される第１実施例の測定用治具４０を用いる場合、レーザ認識装置３６により位置認識を行う。あるいは、図１１に示される第２実施例、又は図１２に示される第３の実施例の測定用治具４０を用いる場合、部品認識用カメラ１６により位置認識を行う。

図６のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１１０では、後述するような本願発明が適用された第１〜第３実施例の測定用治具４０を、シャフト軸４の部品保持部５に取り付ける。ステップＳ１１２では、部品搭載ヘッド１１のＸ−Ｙ位置を、位置ずれ量の測定位置まで移動する。又、Ｚ位置を、測定開始の初期位置に移動する。更に、ステップＳ１１６では、特定のＺ位置において、θ位置を、測定開始の初期位置に移動する。

この後には、Ｚ方向に所定間隔で移動させつつ、又、Ｚ方向の各位置においてθ方向に所定角度で移動させつつ、Ｚ方向の平行移動量及びθ方向の回転角度の組み合わせの、位置ずれ量の補正値を測定していく。ここで、ステップＳ１２０では、測定毎にθを所定の角度だけ回転させ、ステップＳ１２２は、このような回転の繰り返しによって一周３６０°の回転が完了したか判定する。又、ステップＳ１２４では、一周３６０°の測定の完了毎にＺを所定の高さだけ移動させ、ステップＳ１２６は、このような移動の繰り返しによってＺ測定範囲の移動が完了したか判定する。

ここで、以上のようにして補正値を求める際に、測定された補正値を用いて電子部品を搭載する部品搭載位置に対して、位置ずれ認識位置が異なると、測定された補正値には誤差が生じることになる。

このため、本実施形態では、データテーブル形式の位置ずれ量の補正値を求めるための、本願発明が適用された第１〜第３実施例の測定用治具４０のいずれかを用いるようにしている。

図７は、前記第１実施例の測定用治具４０を示す斜視図であり、図８及び図９は、この第１実施例の測定用治具４０の作用を示す、それぞれシャフト軸４が鉛直時あるいは傾斜時の側面図である。図１０は、この第１実施例の測定用治具４０を用いて従来法の位置ずれ測定を行った場合の測定誤差を示す側面図である。又、図１１及び図１２は、それぞれ、第２実施例、第３実施例の測定用治具４０を示す斜視図である。

これら実施例の測定用治具４０は、いずれも、シャフト軸４に対して、３次元方向に円滑に回動可能に接合させる自在継手部４４と、該自在継手部４４によってシャフト軸４に接合され、このシャフト軸４の傾きに拘わらず、自重によって垂直方向に懸垂する位置測定用部材４６と、を備えている。又、自在継手部４４は、図８に詳細に示す如く、取付け部４３により部品保持部５に取付けられる。

又、これら実施例の位置測定用部材４６の外形形状は、少なくとも一部に、自在継手部４４の接合における回転の中心を通過する垂線を中心とする、回転対称の外形形状を備えている。このような回転対称の外形形状によって、認識検出部３４やレーザ認識装置３６による認識や、部品認識用カメラ１６による認識による、該垂線のＸ方向又Ｙ方向の位置が認識し易くなる。この垂線の位置から、部品保持部５の位置や、部品搭載位置などを求めることができる。

例えば、第１実施例の位置測定用部材４６は、該垂線を中心とする円筒形状である。第２実施例は、該垂線を中心とする径の異なる円筒形状を３つ積み重ねた階段形状であり、個々の円筒形状の下端面の輪郭４６ａはいずれも下方から見ると円形である。第３実施例は、該垂線を中心とする円錐形状であり、この円錐形状には、頂点から等間隔で同心円状の複数の円形の描画４６ｂが描かれている。又、自在継手部４４から下方において、位置測定用部材４６が自重で懸垂すると、これら円形の輪郭４６ａや描画４６ｂは水平になる。

ここで、例えば第１実施例の場合、シャフト軸４が垂直であれば、図８に示すように、一点鎖線で示されるシャフト軸４の中心軸上に、自在継手部４４の３次元方向の回動の中心点、位置測定用部材４６の円筒形状の回転対称の中心軸、該位置測定用部材４６の重心が存在することになる。又、位置測定用部材４６は、自重によって垂直方向に懸垂する。

これに対して、シャフト軸４が、例えば図９では角度Ａで右に傾いているように、いずれかの方向に傾いた場合にも、位置測定用部材４６は、自重によって垂直方向に懸垂する。例えば図９の場合、一点鎖線で示されるシャフト軸４の中心軸は傾いているのに対し、二点鎖線で示す、自在継手部４４の３次元方向の回動の中心点を通過する垂線上に、位置測定用部材４６の円筒形状の回転対称の中心軸、該位置測定用部材４６の重心が存在することになる。

ここで、図７において、部品保持部５の先端位置Ｐ１の位置を、認識検出部３４及びレーザ認識装置３６により認識する場合、測定用治具４０を用いない従来法であれば、この先端位置Ｐ１が、図中の位置Ｐ２になるまで、この図７に示される状態から、シャフト軸４を下降させて、認識するようにしている。

これに対して、第１実施例の場合、部品保持部５の先端位置Ｐ１の位置は、常に、位置測定用部材４６の円筒形状の中心軸上にあり、該位置測定用部材４６の重心を通る垂線上にある。従って、シャフト軸４を下降させることなく、この図７に示される状態のまま、位置測定用部材４６の円筒形状の中心軸を、認識検出部３４及びレーザ認識装置３６により認識すれば、この時に認識されたＸ方向の位置及びＹ方向の位置は、先端位置Ｐ１の位置となる。

ここで、図１０に示すように、第１実施例の測定用治具４０Ａにおいて、高さはＺ３である部品搭載位置Ｐ３のＸ方向の位置ずれを、位置ずれ認識位置の高さがＺ４の、認識検出部３４及びレーザ認識装置３６により測定する場合を考える。この場合、位置測定用部材４６の下端は、位置ずれ認識位置の高さＺ４より上であり、従って、本発明を適用し、シャフト軸４を下降させることなく、認識検出部３４及びレーザ認識装置３６により位置ずれを測定することができる。

しかしながら、敢えて本発明を適用しない場合、即ち、従来法による場合、部品搭載位置Ｐ３を、位置ずれ認識位置の高さＺ４まで下降させる必要があり、このため、シャフト軸４を下降させる必要がある。図１０において、シャフト軸４は角度Ａで傾いているため、該シャフト軸４を上述のように高さＺ４まで下降させると、測定用治具４０Ａは測定用治具４０Ｂの位置となる。従って、従来法による場合、シャフト軸４を下降させることで、部品搭載位置Ｐ３は位置Ｐ４となり、図１０ではＸａで示される距離だけ左方に移動することになり、該Ｘａは、Ｘ方向の位置ずれ測定の誤差となる。

なお、図７の場合、認識検出部３４において、投光部３２から受光部３３に向けて照射するレーザ光は、Ｙ方向に水平にスィープされ、レーザ認識装置３６は、このようなレーザ光の遮蔽の有無により位置認識を行う。このため、Ｙ方向の位置認識が可能になる。

Ｘ方向の位置認識については、Ｘ−Ｙ平面上で９０°回転させた位置に設ける、別の認識検出部３４を用いて行うこともできる。あるいは、θ軸を回転させた時のシャフト軸４が描く軌跡が円であるとすれば、簡易的に、θ軸を９０°回転させることでレーザ認識装置３６によりＸ方向の位置認識を行うことができる。

次に、第２実施例及び第３実施例の場合、部品保持部５の先端位置Ｐ１の位置の認識は、部品認識用カメラ１６によって行う。部品認識用カメラ１６の撮像が固定焦点であって、焦点位置が、図１１又図１２の位置Ｐ２であるとする。この場合、位置認識する箇所は、焦点位置である位置Ｐ２の高さ、及び、焦点の被写界深度の範囲の高さとなる。

測定用治具４０を用いない従来法であれば、この先端位置Ｐ１が、位置Ｐ２になるまで、シャフト軸４を下降させて認識する必要がある。

これに対して、第２実施例や第３実施例の場合、部品保持部５の先端位置Ｐ１の位置は、常に、位置測定用部材４６の回転対称形状の中心軸上にあり、該位置測定用部材４６の重心を通る垂線上にある。又、位置Ｐ２に対応する範囲に、位置測定用部材４６の外形において、焦点位置に存在する部位があり、部品認識用カメラ１６により撮像し、位置認識することができる。従って、シャフト軸４を下降させることなく、位置Ｐ２のＸ方向及びＹ方向の位置認識し、これを位置Ｐ１の位置とすることができる。

例えば、第２実施例では、図１１の位置測定用部材４６が、複数の円筒形状の階段形状があるため、部品認識用カメラ１６から異なる距離の位置に、いずれかの円筒形状の下端円形輪郭４６ａが存在するため、シャフト軸４を下降させることなく、いずれか被写界深度にあるものの影像に基づいて、画像認識装置２７の画像処理により、位置測定用部材４６の回転対称の中心のＸ方向及びＹ方向の位置、即ち位置Ｐ２の位置を求めることができる。又、この位置Ｐ２のＸ方向及びＹ方向の位置を、位置Ｐ１の位置とすることができる。

又、第３実施例では、図１２の位置測定用部材４６が、頂点から等間隔で同心円状の円が描かれた円錐形状であるため、部品認識用カメラ１６から異なる距離の位置に、いずれかの円描画４６ｂが存在するため、シャフト軸４を下降させることなく、いずれか被写界深度にあるものの影像に基づいて、画像認識装置２７の画像処理により、位置測定用部材４６の回転対称の中心のＸ方向及びＹ方向の位置、即ち位置Ｐ２の位置を求めることができる。又、この位置Ｐ２のＸ方向及びＹ方向の位置を、位置Ｐ１の位置とすることができる。

なお、第１実施例の測定用治具４０において、位置測定用部材４６の円筒形状の中心軸の位置を、部品認識用カメラ１６により下方から撮像し、認識する場合も考えられる。このため、この位置測定用部材４６の円形下面の中心に、その中心を示すマークを設けるようにしてもよい。

なお、第２実施例における階段形状の高さや段差は、部品認識用カメラ１６の被写界深度や、図５のデータテーブルに格納する補正値を測定する際の、Ｚ方向の測定位置や、その平行移動量の間隔に応じて定めるようにしてもよい。

なお、図５のデータテーブルに格納する補正値を測定する際、レーザ認識装置３６を用いる測定方法と、部品認識用カメラ１６を用いる測定方法とを併用し、これらによる測定を並行して行うようにしてもよい。複数のレーザ認識装置３６を備えて、これらによる測定を並行して行うようにしてもよい。

ここで、このようにレーザ認識装置３６と併用する際、部品認識用カメラ１６は、認識する位置に、任意に焦点を合わせることができるものとすれば、測定用治具４０のＺ方向の位置（高さ）に拘わらず、測定用治具４０のＸ方向及びＹ方向の位置を認識することができる。

又、例えば、一方の測定方法では、Ｚ＝０ｍｍから１０ｍｍ間隔で測定しつつ、他方の測定方法では、Ｚ＝５ｍｍから１０ｍｍ間隔で並行して測定することで、短時間に５ｍｍ間隔の測定結果を得ることができる。又、例えば、一方の測定方法では、θ＝０°から１０°間隔で測定しつつ、他方の測定方法では、θ＝５°から１０°間隔で並行して測定することで、短時間に５°間隔の測定結果を得ることができる。

あるいは、複数の測定方法で、同じＺ位置やθ位置の測定を並行して行う場合、これらの測定結果を照合することで、測定値や、装置の異常を判定することもできる。

１…電子部品
３…部品搭載機構
４…シャフト軸
５…部品保持部
１０…電子部品実装装置
１１…部品搭載ヘッド
１２…Ｚ軸機構部
１３…Ｙ軸機構部
１５…Ｘ軸機構部
１６…部品認識用カメラ
１７…基板認識用カメラ
１９…基板
２０…コントローラ
２７…画像認識装置
３２…投光部
３３…受光部
３４…認識検出部
３６…レーザ認識装置
４０、４０Ａ、４０Ｂ…測定用治具
４３…取付け部
４４…自在継手部
４６…位置測定用部材

Claims (6)

1. シャフト先端での電子部品の保持、シャフト軸心の方向であるＺ方向への平行移動動作、及びシャフト軸心を回転軸とするθ方向の回転動作が可能で、保持した電子部品を基板に搭載していく電子部品実装装置に利用可能な部品搭載機構の制御方法において、
   複数の平行移動量Ｚ及び回転角度θの組み合わせにおける、部品搭載位置の、Ｘ方向及びＹ方向の位置ずれ量を予め測定し、
   該位置ずれ量により、部品搭載時の位置補正を行うことを特徴とする部品搭載機構の制御方法。
2. 請求項１に記載の部品搭載機構の制御方法を行う制御装置を備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
3. シャフト先端での電子部品の保持、シャフト軸心の方向であるＺ方向への平行移動動作、及びシャフト軸心を回転軸とするθ方向の回転動作が可能で、保持した電子部品を基板に搭載していく電子部品実装装置に利用可能な部品搭載機構の、部品搭載時の位置補正を行うための補正値を測定する際に用いる測定用治具であって、
   前記シャフトに対して、３次元方向に円滑に回動可能に接合させる自在継手部と、
   該自在継手部によって接合され、前記シャフト軸心の傾きに拘わらず、自重によって垂直方向に懸垂する位置測定用部材と、
   を備えたことを特徴とする測定用治具。
4. 請求項３に記載の測定用治具において、
   前記位置測定用部材の外形形状の少なくとも一部に、前記自在継手部の接合における自在の回転の中心を通過する垂線を中心とする、回転対称の外形形状を備えたことを特徴とする測定用治具。
5. シャフト先端での電子部品の保持、シャフト軸心の方向であるＺ方向への平行移動動作、及びシャフト軸心を回転軸とするθ方向の回転動作が可能で、保持した電子部品を基板に搭載していく電子部品実装装置に利用可能な部品搭載機構の、シャフトの軸心の、Ｘ方向及びＹ方向の位置ずれ量を予め測定する際に、
   Ｘ方向及びＹ方向の位置ずれ量の少なくとも一方を測定する、複数の認識装置を用いて、これら認識装置による測定を並行して行うことを特徴とする部品搭載機構の位置測定方法。
6. 請求項５に記載の部品搭載機構の位置測定方法において、
   異なる認識装置による測定結果を照合することにより、補正値の異常値の検出又は補完を行うことを特徴とする部品搭載機構の位置測定方法。

Images