JP2013211310A - 電子部品の装着方法及び電子部品の装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装着ヘッドの回転中心のオフセット値に係る教示の回数を極力増加させることなく、電子部品の装着精度の向上を図ること。
【解決手段】プリント基板Ｐの生産運転開始時に運転中教示動作モードを決定して、この決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で装着ヘッド６の回転中心に対するオフセット値を求めて制御マイコン３０の記憶装置に格納する教示を行い、前記教示が複数回連続で要求精度を満足した場合に前記運転中教示動作モードに応じた前記間隔より長い間隔で前記教示を行うように制御マイコン３０が制御し、前記間隔より長い間隔で前記教示を行っても要求精度を満足しない場合には前記決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記教示を行うように制御マイコン３０が制御する。
【選択図】図６

Description

本発明は、回転可能な装着ヘッドに設けられた保持手段に保持された電子部品を部品認識カメラで撮像し、その撮像された画像を認識処理した結果に基づいて基板上に電子部品を装着する電子部品の装着方法及び電子部品の装着装置に関する。

この種の部品認識処理を行う電子部品装着方法は、例えば特許文献１などに開示されている。この電子部品の認識処理結果に基づいて、精度良く、プリント基板上に電子部品を装着している。更には、前記装着ヘッドの回転中心に対するオフセット値を予め教示して記憶装置に格納して、プリント基板上に電子部品を装着する際に、前記電子部品の認識処理結果に前記オフセット値を加味して、装着するのが一般的である。

しかし、電子部品装着装置の装着運転を継続することによる電子部品装着装置の温度上昇に伴って、装着ヘッドなどの位置関係にズレが生じる。このため、電子部品装着装置の調整時に行った教示結果を基にした装着ヘッドの回転中心の予め設定されている位置（設計位置）からのズレである単一のオフセット値（固定値）を求めておいて、電子部品の装着時に加味するのでは、変化する装置温度に対応できず、電子部品の装着精度が安定しない。

特開２００５−１５９２０９公報

しかしながら、単一のオフセット値ではなく、教示の回数を増加させてオフセット値を更新するようにすると、装着精度が高まるが、教示回数の増加に伴って基板の生産時間も長くなり、生産効率上好ましくない。

そこで本発明は、装着ヘッドの回転中心のオフセット値に係る教示の回数を極力増加させることなく、電子部品の装着精度の向上を図ることを目的とする。

このため第１の発明は、回転可能な装着ヘッドに設けられた保持手段に保持された電子部品を部品認識カメラで撮像し、その撮像された画像を認識処理した結果に基づいて基板上に電子部品を装着する電子部品の装着方法において、
前記基板の生産運転開始時に運転中教示動作モードを決定し、
この決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記装着ヘッドの回転中心に対するオフセット値を求めて記憶装置に格納する教示を行い、
前記教示が複数回連続で要求精度を満足した場合に前記運転中教示動作モードに応じた前記間隔より長い間隔で前記教示を行う
ことを特徴とする。

第２の発明は、回転可能な装着ヘッドに設けられた保持手段に保持された電子部品を部品認識カメラで撮像し、その撮像された画像を認識処理した結果に基づいて基板上に電子部品を装着する電子部品の装着方法において、
前記基板の生産運転開始時に運転中教示動作モードを決定し、
この決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記装着ヘッドの回転中心に対するオフセット値を求めて記憶装置に格納する教示を行い、
前記教示が複数回連続で要求精度を満足した場合に前記運転中教示動作モードに応じた前記間隔より長い間隔で前記教示を行い、
前記間隔より長い間隔で前記教示を行っても要求精度を満足しない場合には前記決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記教示を行う
ことを特徴とする。

また第３の発明は、回転可能な装着ヘッドに設けられた保持手段に保持された電子部品を部品認識カメラで撮像し、その撮像された画像を認識処理した結果に基づいて基板上に電子部品を装着する電子部品の装着装置において、
前記基板の生産運転開始時に運転中教示動作モードを決定する決定手段と、
この決定手段により決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記装着ヘッドの回転中心に対するオフセット値を求めて記憶装置に格納して教示を行うように制御する第１制御装置と、
前記教示が複数回連続で要求精度を満足した場合に前記運転中教示動作モードに応じた前記間隔より長い間隔で前記教示を行うように制御する第２制御装置とを
設けたことを特徴とする。

第４の発明は、回転可能な装着ヘッドに設けられた保持手段に保持された電子部品を部品認識カメラで撮像し、その撮像された画像を認識処理した結果に基づいて基板上に電子部品を装着する電子部品の装着装置において、
前記基板の生産運転開始時に運転中教示動作モードを決定する決定手段と、
この決定手段により決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記装着ヘッドの回転中心に対するオフセット値を求めて記憶装置に格納して教示を行うように制御する第１制御装置と、
前記教示が複数回連続で要求精度を満足した場合に前記運転中教示動作モードに応じた前記間隔より長い間隔で前記教示を行うように制御する第２制御装置と、
前記間隔より長い間隔で前記教示を行っても要求精度を満足しない場合には前記決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記教示を行うように制御する第３制御装置とを
設けたことを特徴とする電子部品の装着装置。

本発明は、装着ヘッドの回転中心のオフセット値に係る教示の回数を極力増加させることなく、電子部品の装着精度の向上を図ることができる。

電子部品装着装置の概略平面図である。 照明装置の概略縦断面図である。 照明装置の平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 制御ブロック図である。 プリント基板生産係るフローチャートを示す図である。 運転中教示動作モード決定処理に係るフローチャート図である。 要求精度決定に係るフローチャートを示す図である。 運転中教示動作モード決定に係るフローチャートを示す図である。 教示実行判定に係るフローチャートを示す図である。 教示実行ステータス更新に係るフローチャートを示す図である。 部品配置番号毎の実装有無、サイズ、部品種別に種別データを示す図である。 部品種別毎の要求精度に係るデータを示す図である。

以下図１に基づき、プリント基板Ｐ上に電子部品を装着する電子部品装着装置１についての実施の形態を説明する。電子部品装着装置１には、プリント基板Ｐを搬送する搬送装置２と、電子部品を供給する部品供給装置３と、Ｙ軸モータ４２により一方向（Ｙ方向）に移動可能な一対のビーム４Ａ、４Ｂと、それぞれ吸着ノズル５を備えて前記各ビーム４Ａ、４Ｂに沿った方向（Ｘ方向）にＸ軸モータ４３により移動可能で且つ回転可能な装着ヘッド６とが設けられている。

即ち、前記ビーム４Ａ、４Ｂに配設される前記装着ヘッド６には各バネにより下方へ付勢されている、例えば１２本の保持手段である吸着ノズル５が円周上に所定間隔を存して配設されている。

そして、吸着ノズル５は駆動回路４５を介して上下軸モータ４６が駆動することにより昇降可能であり、また装着ヘッド６は駆動回路４５を介してθ軸モータ４８が駆動することにより鉛直軸周りに回転させることにより、結果として各装着ヘッド６の各吸着ノズル５はＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、垂直線回りに回転可能で、且つ上下動可能となっている。

前記搬送装置２は電子部品装着装置１の前後の中間部に配設され、上流側装置（図１の左方に位置する）からプリント基板Ｐを受け継ぐ基板供給部と、前記各装着ヘッド６の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品を装着するために基板供給部から供給されたプリント基板Ｐを位置決め固定する基板位置決め部と、この基板位置決め部で電子部品が装着されたプリント基板Ｐを受け継いで下流側装置（図１の右方に位置する）に搬送する基板排出部とから構成される。

前記部品供給装置３は前記搬送装置２の手前側と奥側との両外側にそれぞれ配設され、電子部品装着装置１の装置本体に取り付けられるフィーダベース３Ａと、このフィーダベース３Ａ上に複数並設され種々の電子部品を１個ずつ夫々その部品吸着取出位置に供給する部品供給ユニット３Ｂ群とから構成される。

そして、Ｘ方向に長い前後一対の前記ビーム４Ａ、４Ｂは、Ｙ軸モータ４２の駆動により左右一対の前後に延びたガイドに沿って前記各ビーム４Ａ、４Ｂに固定されたスライダが摺動して個別にＹ方向に移動する。前記Ｙ軸モータ４２は、左右一対の基体１Ａ、１Ｂに沿って固定された上下一対の固定子と、前記ビーム４Ａ、４Ｂの両端部に設けられた取付板の下部に固定された可動子４２Ａとから成るリニアモータから構成される。

また、前記ビーム４Ａ、４Ｂにはその長手方向（Ｘ方向）にＸ軸モータ４３によりガイドに沿って移動する前記装着ヘッド６が夫々内側に設けられており、前記Ｘ軸モータ４３は各ビーム４Ａ、４Ｂに固定された前後一対の固定子と、各固定子の間に位置して前記装着ヘッド６に設けられた可動子とから成るリニアモーから構成される。

従って、各装着ヘッド６は向き合うように各ビーム４Ａ、４Ｂの内側に設けられ、前記搬送装置２の基板位置決め部上のプリント基板Ｐや部品供給ユニット３Ｂの部品吸着取出位置上方を移動する。

また、各装着ヘッド６には基板認識カメラ８が設けられ、位置決めされているプリント基板Ｐに付された位置決めマークを撮像する。この基板認識カメラ８により撮像された位置決めマークの位置に基づき、プリント基板の基準位置を把握して電子部品の装着データで示される装着位置が把握されることとなる。そして、装着ヘッド６の回転中心と基板認識カメラ８の中心とがＹ軸方向が一致するように、基板認識カメラ８は装着ヘッド６の前部に配設するが、装着ヘッド６の後部に配設してもよい。１０は電子部品装着装置１に４個設けられる照明ユニットで、各吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に照明光を照射する。

次に、図２乃至図４に基づいて、前記照明ユニット１０について詳述する。照明ユニット１０の装置本体１１は、外形が直方体形状を呈し、その中央部に平面視円形を呈すると共に下方に行くに従って径が小さくなるような貫通孔１２が形成されている。そして、この貫通孔１２の内周面の上部には、前記吸着ノズル５に吸着保持された電子部品ＤがＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）であったときに、その部品に向けて傾斜した状態で照明光を照射する複数のＢＧＡ反射照明灯であるＢＧＡ照明用ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１５を前記内周面の全周に沿って横方向の列の複数列、例えば４列に亘って並設する。即ち、断面がＬ字形状の最上部の取付部１３Ａに下方に行くに従って中心に近くなるように傾斜させた状態で環状のプリント基板１４Ａを取り付け、このプリント基板１４Ａ上には横方向の列の複数列、例えば横方向（水平方向）の４列（上下方向の４列）に亘ってＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５が所定間隔を存して複数並設されている。

また、前記最上部の取付部１３Ａの下方には、取付部１３Ａより直径が小さい取付部１３Ｂが形成され、この取付部１３Ｂに下方に行くに従って中心に近くなるように且つ前記プリント基板１４Ａよりも１５度程度寝かせた角度に傾斜させた状態で環状のプリント基板１４Ｂを取り付け、このプリント基板１４Ｂ上には横方向の列の複数列、例えば横方向（水平方向）の３列（上下方向の３列）に亘って一般反射照明灯である一般反射照明用ＬＥＤ１６が所定間隔を存して複数並設されている。

また、前記取付部１３Ｂの下方には、取付部１３Ｂよりさらに直径が小さい取付部１３Ｃが形成され、この取付部１３Ｃに下方に行くに従って中心に近くなるように且つ前記プリント基板１４Ｂよりも１５度程度寝かせた角度に傾斜させた状態で環状のプリント基板１４Ｃを取り付け、このプリント基板１４Ｃ上には横方向の列の複数列、例えば横方向（水平方向）の３列（上下方向の３列）に亘って一般反射照明用ＬＥＤ１６が所定間隔を存して複数並設されている。

更に、前記取付部１３Ｃの下方には、取付部１３Ｃよりさらに直径が小さい取付部１３Ｄが形成され、この取付部１３Ｄに下方に行くに従って中心に近くなるように且つ前記プリント基板１４Ｃよりも１５度程度寝かせた角度に傾斜させた状態で環状のプリント基板１４Ｄを取り付け、このプリント基板１４Ｃ上には横方向の列の複数列、例えば横方向（水平方向）の３列（上下方向の３列）に亘って一般反射照明用ＬＥＤ１６が所定間隔を存して複数並設されている。

１７は前記ＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５の外方の直方体形状を呈する装置本体１１の４隅に形成された取付空間内にそれぞれ配設されたプリント基板１４Ｅ上に取付けられた透過照明用ＬＥＤで、装置本体１１の天面１１Ａに開設された各開口部１８を介して前記吸着ノズル５に固定された拡散板に向けて光を照射し、その反射光が吸着ノズル５に吸着保持された電子部品Ｄに上方から照射される構成である。

また、前記照明ユニット１０の中央部の下方に部品認識カメラ２０が配設され、この部品認識カメラ２０の上方位置にはレンズ２１、ハーフミラー２２及びレンズ２３が配設され、このレンズ２３は照明ユニット１０の装置本体１１の貫通孔１２に面するように配置される。そして、プリント基板１４Ｆに取り付けられた同軸照明用ＬＥＤ２５から照射された光は前記ハーフミラー２２により半分の量が透過して半分の量が反射して上昇して、レンズ２３を介して吸着ノズル５に吸着保持された電子部品Ｄに照射され、その反射像がレンズ２１、ハーフミラー２２及びレンズ２３を介して部品認識カメラ２０により撮像される構成である。

また、２６、２６はガラス板に透明な装置基準マーク２７を除いて黒く塗料を蒸着させて形成した電子部品装着装置１の装置基準部材であり、前記照明装置１０の前後にそれぞれ配設される。そして、下方より一方の基準マーク照明用ＬＥＤ２８の光が対応する装置基準部材２６に照射され、装置基準マーク２７の透過像が基板認識カメラ８により撮像される構成である。そして、前後いずれの部品認識カメラ２０でも前後いずれのビーム４Ａ、４Ｂに設けられた装着ヘッド６の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品を撮像でき、奥側の装置基準部材２６の装置基準マーク２７は手前側のビーム４Ｂに設けられた基板認識カメラ８が撮像し、手前側の装置基準部材２６の装置基準マーク２７は奥側のビーム４Ａに設けられた基板認識カメラ８が撮像する構成である。

従って、後述するように、前記各装着ヘッド６の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品に照明ユニット１０が照明光を照射して、各部品認識カメラ２０で撮像し、認識処理されて、吸着ノズル５の回転中心に対する位置ズレが把握される。

次に、電子部品の撮像制御に係る制御ブロック図である図５に基づき、以下説明する。先ず、３０は電子部品装着装置１におけるプリント基板Ｐ上に電子部品を装着する部品装着動作に係る動作等を統括制御する制御装置としての制御用マイクロコンピュータ（以下、「制御マイコン」という。）で、制御装置、判定装置、比較装置等としてのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）、ＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）、記憶装置としてのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を備え、ＣＰＵがＲＡＭに記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、部品装着に係る動作の制御を行う。なお、この制御マイコン３０で、タイマやカウンタを構成してもよい。前記ＲＡＭには、装着順序毎にプリント基板Ｐへの電子部品の装着座標、装着角度や部品供給ユニット３Ａの部品配置番号等を示す装着データや、電子部品の特徴である部品ライブラリデータや、前記フィーダベース３Ａ上に設置される各部品供給ユニット８の部品配置位置を示す部品配置番号毎の部品ＩＤに係る部品配置データ、部品配置番号毎の実装有無、サイズ、部品種別に種別データ、部品種別毎の要求精度に係るデータ等が格納されている。

３１は作業者の操作用マイクロコンピュータ（以下、「操作マイコン」という。）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備え、前述したＮＣデータや、部品ライブラリデータや、最適化データ等が格納されており、この操作マイコン３１には操作モニタ３２や、このモニタ３２に表示されるタッチパネルスイッチ、キーボード、マウス等の入力装置３３が接続されている。

３５は画像処理装置としての画像処理マイクロコンピュータ（以下、「画像処理マイコン」という。）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備え、前述した部品ライブラリデータや、画像を取込むときの基板認識カメラ８の位置データ（画像取込タイミングを決める基板認識カメラ８の位置データ）等が格納されている。

なお、前記制御マイコン３０、操作マイコン３１及び画像処理マイコン３５は、必ずしも個別のものである必要もなく、１つの、或いは２つのマイクロコンピュータでこれら制御マイコン３０、操作マイコン３１及び画像処理マイコン３５の機能を果たすようにしてもよい。

そして、前記制御マイコン３０、操作マイコン３１及び画像処理マイコン３５は、ＬＡＮ回線３６及びハブ３７を介して接続されている。また、前記制御マイコン３０には、Ｘ軸モータ４３用のＸ軸用サーボアンプ３８や、Ｙ軸モータ４２用のＹ軸用サーボアンプ３９が接続されている。

４０は記憶装置を備えた位置監視回路で、駆動する前記Ｘ軸モータ４３、Ｙ軸モータ４２（共にエンコーダー機能を備えている。）から移動距離に相当するパルス信号が入力されて基板認識カメラ８の位置データ（画像を取込むときの基板認識カメラ８の位置データで、画像処理マイコン３５に格納されている。）と一致すると、画像取込回路４１に位置一致信号を発する。位置一致信号を受けた画像取込回路４１は画像取込信号を基板認識カメラ８及び部品認識カメラ２０に出力して露光させると共に照明ユニット１０の一方の基準マーク照明用ＬＥＤ２８及び各種照明用ＬＥＤを所定パターンで点灯させ、設置基準マーク２７及び装着ヘッド６（電子部品）の画像を取り込む（撮像する。）。

そして、後述するように、基板認識カメラ８、部品認識カメラ２０で撮像された画像の画像データは画像取込回路４１を介して画像処理マイコン３５に送られ、認識処理され、吸着ノズル５に対する位置ズレが把握されることとなる。

ここで、電子部品装着装置１のプリント基板の生産工場において又は電子部品装着装置１の製造工場において、プリント基板Ｐの生産開始前の調整時に行われる装着ヘッド６の回転中心の教示について、以下図６及び図１０に基づいて説明する。初めに、作業管理者が、調整して部品認識カメラ２０の光軸と基板認識カメラ８の光軸を一致させる。即ち、基板認識カメラ８の光軸に対する部品認識カメラ２０の光軸の設計値からのズレ量分補正して両光軸のＸ、Ｙ方向の基準位置（原点位置）を一致させる。

次に、作業管理者が入力装置３３を操作して、設計上の装着ヘッド６の回転中心と部品認識カメラ２０の中心とが一致するように、装着ヘッド６を移動させる。従って、設計上の装着ヘッド６の回転中心（設計値）と部品認識カメラ２０の中心とが一致した位置で、装着ヘッド６の位置が固定される（装着ヘッド６を停止させる）。

この装着ヘッド６が固定された位置で、作業管理者が前記入力装置３３を操作して、駆動回路４７を介してθ軸モータ４８を駆動させることにより、認識マークが付されたガラス治具を複数の吸着ノズル５が吸着させた状態の装着ヘッド６を所定角度ずつ回転させては、部品認識カメラ２０で前記ガラス治具の認識マークを撮像することを複数回繰り返し、これらの撮像した画像を画像処理マイコン３５が認識処理して、その認識処理結果に基づいて、制御マイコン３０が装着ヘッド６の回転中心（事前教示）を求めて自己の記憶装置に格納する。

この求められて格納された装着ヘッド６の回転中心は、装着ヘッド６の設計上の回転中心からの水平面内Ｘ、Ｙ方向へのズレ量（装着ヘッド６の回転中心のオフセット値）である。

一方、同じくプリント基板の生産開始前の調整時に行われる装置基準マーク２７の位置の教示について、以下図７及び図１０に基づいて説明する。初めに、操作モニタ３２に表示された画面に基づいて、作業管理者が調整して、実際の装着ヘッド６の回転中心と部品認識カメラ２０の中心とを一致させる。即ち、入力装置３３の操作に基づいて、Ｘ軸モータ４３及びＹ軸モータ４２を操作マイコン３１が制御マイコン３０を介して制御して部品認識カメラ２０の中心上に図６の操作により求められた実際の装着ヘッド６の回転中心が来るように、装着ヘッド６を移動させた後に、調整して実際の装着ヘッド６の回転中心と部品認識カメラ２０の中心とを一致させる。

この実際の装着ヘッド６の回転中心と部品認識カメラ２０の中心とを一致させた状態で、基板認識カメラ８が装置基準部材２６に設けた装置基準マーク２７を撮像し、この撮像された装置基準マーク２７を画像処理マイコン３５が認識処理し、その認識処理結果に基づいて、制御マイコン３０が装置基準マーク２７の基板認識カメラ８の撮像画面上での画面中心を原点とした位置を求め、自己の記憶装置に格納する。

この認識処理結果である装置基準マーク２７の位置（事前教示）は、基板認識カメラ８の中心からのズレ量となる、即ちこの位置ズレ量は装置基準マーク２７を基準とした基板認識カメラ８のオフセット値である。

以上の教示をプリント基板Ｐの生産開始前の調整時に行った後のプリント基板Ｐ上への電子部品の装着運転について、説明する。初めに、図６に示すように、生産運転スイッチの操作に基づいて生産運転が開始されると、制御マイコン３０は運転中教示動作モードを決定する（ステップＳ０１）。即ち、制御マイコン３０は、この決定に係るフローチャートである図７に示すような教示動作モード決定処理をするように制御する。

即ち、初めに部品供給ユニット３Ｂの部品配置番号「１０１」を設定し（ステップＳ２１）、この「１０１」の部品供給ユニット３Ｂの電子部品は実装する電子部品かどうかを装着データに基づいて判定し（ステップＳ２２）、実装しない未使用電子部品なら要求精度を「０」に設定して（ステップＳ２３）、次の部品配置番号「１０２」を設定する（ステップＳ２７）。また、この「１０１」の部品供給ユニット３Ｂの電子部品は実装する電子部品であると判定した場合には、装着データから部品配置番号「１０１」の部品供給ユニット３Ｂの電子部品のＸ方向及びＹ方向のサイズを取得し（ステップＳ２４）、図１２からこの「１０１」の電子部品の種別を取得し（ステップＳ２５）、部品種別毎の要求精度に係るデータを示す図１３からこの電子部品の要求精度を決定し（ステップＳ２６）、次の部品配置番号「１０２」を設定する（ステップＳ２７）。

この要求精度決定については、図８のフローチャートに従う。即ち、初めに、図１２の表に基づいて、部品配置番号「１０１」の電子部品が角チップか否かが判定され（ステップＳ３１）、角チップでない場合には要求精度は４０μｍに決定されるが、部品配置番号「１０１」の電子部品は角チップであるので、次にＸ方向のサイズが０．５ｍｍ以下か否かが判定される（ステップＳ３２）。

部品配置番号「１０１」の電子部品のＸ方向のサイズは０．６ｍｍなので、ステップＳ３３へと進み、Ｙ方向のサイズが０．５ｍｍ以下か否かが判定され（ステップＳ３３）、０．５ｍｍ以下であるので、要求精度は４０μｍに決定される。なお、Ｙ方向のサイズが０．５ｍｍ以下でなければ、要求精度は６０μｍに決定される（ステップＳ３５）。

このようにして、電子部品の要求精度が決定されると、図７に戻って、次の部品配置番号「１０２」を設定し（ステップＳ２７）、部品配置番号が最終となるまで（ステップＳ２８）、ステップＳ２２に戻る処理を繰り返し、最終の部品配置番号になると、制御マイコン３０は運転中教示動作モードを決定する（ステップＳ２９）。

この運転中教示動作モードの決定については、図９のフローチャートに従う。即ち、制御マイコン３０はフィーダベース３Ａへの設置の部品配置番号が最終の「９９９」にセットし（ステップＳ４１）、次いで「１０１」にセットする（ステップＳ４２）。この部品配置番号「１０１」の部品供給ユニット３Ｂは装着データに基づいて実装するものか否かを判定し（ステップＳ４３）、実装しない電子部品であれば部品配置番号「１０１」に「１］を加えた「１０２」とするが（ステップＳ４６）、実装する電子部品であれば、その電子部品は要求精度が最少値（４０μｍ）以下であるかが判定される（ステップＳ４４）。

この場合、部品配置番号が「１０１」で実装される電子部品は、図１３によると要求精度が４０μｍであるので、制御マイコン３０は要求精度を最少値（４０μｍ）にセットし（ステップＳ４５）、部品配置番号「１０１」に「１］を加えた「１０２」とする（ステップＳ４６）。

次いで、部品配置番号が最終か否かが判定され（ステップＳ４７）、最終でなければステップＳ４３に戻って最終となるまで繰り返し、最終となればこのプリント基板Ｐ上に実装される全て電子部品において要求精度が４０μｍ以下であるかが判定され（ステップＳ４８）、４０μｍ以下でなければ要求精度が低精度のｍｏｄｅ「２」とし（ステップＳ４９）、４０μｍ以下であれば要求精度が高精度のｍｏｄｅ「１」とする（ステップＳ５０）。

そして、図６に戻って、制御マイコン３０は運転中教示動作モードを決定すると（ステップＳ０１）、前記基板位置決め部にプリント基板Ｐがあるか否かを判定し（ステップＳ０２）、有ればプリント基板Ｐ上に電子部品の実装する動作を開始し（ステップＳ０４）、無ければ前記プリント基板Ｐを基板位置決め部に搬入すると（ステップＳ０３）共に電子部品の実装する動作を開始する（ステップＳ０４）。

次いで、制御マイコン３０は装着ヘッド６の回転中心のオフセット教示を実行し（ステップＳ０５）、教示実施時刻及びオフセット値を記憶装置としてのＲＡＭに格納する（ステップＳ０６）。

即ち、電子部品の装着運転を継続することによる電子部品装着装置１の温度上昇に伴って、装着ヘッド６やリニアスケール等の装置各部が熱膨張して装着ヘッド６などの位置関係にズレが生じるため、電子部品装着装置１のプリント基板Ｐの生産開始前の調整時に行った教示結果を基にした装着ヘッド６の回転中心のオフセット値では、変化する装置温度に対応できず、電子部品の装着精度が安定しない。

そこで、電子部品装着装置１のプリント基板Ｐの生産運転中に温度補償のための装着ヘッド６の回転中心のオフセット教示が自動的に行われる。初めに、装着ヘッド６を移動させて、部品認識カメラ２０の中心とプリント基板の生産開始前の調整時に行った教示により求めた装着ヘッド６の回転中心とを一致させる。

次に、駆動回路４７を介してθ軸モータ４８を駆動させることにより、この装着ヘッド６を所定角度ずつ回転させては、部品認識カメラ２０で吸着ノズル５を撮像することを複数回繰り返し、これらの撮像した画像を画像処理マイコン３５が認識処理して、その認識処理結果に基づいて、制御マイコン３０が装着ヘッド６の回転中心を求めて、今回の温度補償教示で求めた装着ヘッド６の回転中心の生産開始前の調整時に行った教示により求めた装着ヘッド６の回転中心に対するズレ量（装着ヘッドの回転中心差分△）を求めて、自己の記憶装置に格納する。

また、電子部品１のプリント基板の生産開始前の調整時に行った教示により求めた装着ヘッド６の回転中心と部品認識カメラ２０の中心とを一致させた状態で、温度補償教示を行う。即ち、装置基準部材２６に設けた装置基準マーク２７を基板認識カメラ８が撮像し、この撮像された装置基準マーク２７を画像処理マイコン３５が認識処理し、その認識処理結果に基づいて装置基準マーク２７の位置を制御マイコン３０が求め自己の記憶装置に格納する。

そして、今回の温度補償教示で求めた装置基準マーク２７の位置の生産運転開始前の教示で求めた装置基準マーク２７の位置に対するズレ量（装置基準マーク位置差分△）を、制御マイコン３０が求めて自己の記憶装置に格納する。

従って、以上の温度補償教示により求められた装着ヘッド６の回転中心のズレ量と装置基準マーク２７の位置のズレ量とから、制御マイコン３０が基板認識カメラ８の光軸を基準とした装着ヘッド６の回転中心のズレ量（温度補償教示結果）を求めて自己の記憶装置に格納し、この格納したズレ量である教示結果を以後の電子部品の装着の際の部品認識処理に活用する。しかも、この温度補償教示を必要に応じて行い、以後の電子部品の装着の際になされる部品認識処理においては、最新の温度補償教示結果で求められた装着ヘッド６の回転中心に基づき電子部品の装着ヘッド６に対する位置ずれ（装着すべき位置に対する位置すれ）が算出される。この認識処理結果の装着ヘッド６に対する位置ずれが補正され、電子部品の装着が装着すべき位置に行なわれる。このため、変化する装置温度に適切に対応して、電子部品の装着精度の向上を図ることができる。

そして、装着ヘッド６の回転中心のオフセット教示が実行されると（ステップＳ０５）、前記装着データに従い、例えば奥側のビーム４ＡがＹ軸モータ４２の駆動によりＹ方向に移動すると共にＸ軸モータ４３により装着ヘッド６がＸ方向に移動し、装着データのステップ番号０００１の電子部品を供給する部品供給ユニット３Ｂの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータ４６の駆動により吸着ノズル５を下降させて部品供給ユニット３Ｂから電子部品を取出す（ステップＳ０７）。この場合、装着ヘッド６をＸ方向に移動させると共に回転させ、更に各吸着ノズル５を昇降させることにより、装着データを連鎖吸着のために切出して、複数の吸着ノズル５が次々と部品供給ユニット３Ｂから電子部品を最大１２個まで取出す連鎖吸着をすることができる。

また、奥側の装着ヘッド６の吸着ノズル５による電子部品の取出しの後、或いは取出しているときに、同様に、手前側のビーム４Ｂの装着ヘッド６の吸着ノズル５が部品供給ユニット３Ｂから電子部品を取出すことができる。

そして、取出した後は両装着ヘッド６の吸着ノズル５を上昇させて、部品認識カメラ２０による画像の取り込みが開始されることとなる。この場合、撮像すべき電子部品を吸着保持している吸着ノズル５が移動しながらフライ撮像をし、制御マイコン３０は撮像すべき装着ヘッド６のＸ方向における位置を部品認識カメラ２０のＸ方向における位置に合わせるべく、Ｘ軸用サーボアンプ３８を介してＸ軸モータ４３を制御して当該装着ヘッド６をＸ方向に移動させて、当該装着ヘッド６の回転中心と部品認識カメラ２０の中心とを同じＹ軸線上に配置させる。

この配置後に、制御マイコン３０は画像処理マイコン３５に画像取込に係る命令を出力する。そして、フライ撮像認識が行われることとなるが、部品認識カメラ２０やビーム４Ａ又は４Ｂが指定され、指定されたビーム４Ａ又４Ｂの装着ヘッド６のＹ方向における位置が監視される。

即ち、奥側の装着ヘッド６又は手前側の装着ヘッド６がビーム４Ａ又は４ＢのＹ軸モータ４２の駆動により奥側又は手前側の部品認識カメラ２０の上方を通過するが、その通過する前に、この奥側又は手前側の基板認識カメラ８のＹ方向における位置と奥側又は手前側の装着ヘッド６のＹ方向における位置とを合わせるので、位置監視回路４０がＹ軸モータ４２からの移動した距離を表すパルス信号を入力して基板認識カメラ８の位置データ（基板認識カメラ８の設定された位置に調整時の基板認識カメラ８の前記オフセット値を加味した位置データ）と一致すると、画像取込回路４１に位置一致信号を発し、この位置一致信号を受けた画像取込回路４１は画像取込信号を基板認識カメラ８及び部品認識カメラ２０に出力して露光させると共に照明ユニット１０の一方の基準マーク照明用ＬＥＤ２８及び各種照明用ＬＥＤを同時に点灯させる。

この場合、照明ユニット１０は一方の基準マーク照明用ＬＥＤ２８の点灯と同時に、ＢＧＡ照明用ＬＥＤ１５、一般反射照明用ＬＥＤ１６、透過照明用ＬＥＤ１７、同軸照明用ＬＥＤ２５は所定の照明パターンで点灯される。

従って、同時に装置基準マーク２７及び電子部品の画像取込がなされて、撮像された画像に係る画像データが画像取込回路４１から画像処理マイコン３５に送られ、装置基準マーク２７及び電子部品の認識処理がなされ（ステップＳ０８）、画像処理マイコン３５から制御マイコン３０に認識処理結果が送られる。

この場合、設置基準マーク２７を位置認識して設置基準マーク２７の位置を把握することにより、装着ヘッド６の回転中心と基板認識カメラ８の中心との距離は定まっているため把握されているので装着ヘッド６の設計上の回転中心からのズレ量（前述した調整時の装着ヘッド６の回転中心のオフセット値）を加味して、装着ヘッド６の位置を把握することができ、電子部品を認識処理することにより結果として装着ヘッド６（吸着ノズル５）に対する電子部品の位置を把握することができる。

このため、制御マイコン３０はＮＣデータの電子部品の装着座標に各電子部品の位置認識結果を加味して、吸着ノズル５が位置ズレを補正しつつ、それぞれ電子部品をプリント基板Ｐ上に装着する（ステップＳ０９）。即ち、Ｘ及びＹ方向については各ビーム４Ａ又は４Ｂに対応するＹ軸モータ４２、Ｘ軸モータ４３により、装着角度についてはθ軸モータにより、結果として各装着ヘッド６の各吸着ノズル５はＸ・Ｙ方向及び装着角度が補正され、吸着ノズル５が位置ズレを補正しつつ、各電子部品をプリント基板Ｐ上に装着する（ステップＳ０９）。

そして、制御マイコン３０は教示の実行判定をするために（ステップＳ１０）、図１０に係る教示実行判定に係るフローチャートに移る。即ち、教示ステータスを判定し（ステップＳ５１）、「１」でないなら（長時間モードの教示間隔）教示間隔を３０分とするように制御する（ステップＳ５３）。

また、教示ステータスが「１」であると判定すると、次に教示動作モードを判定し（ステップＳ２２）、教示動作モードがｍｏｄｅｌ「２」と判定すると教示間隔を２分とするように制御し（ステップＳ５５）、教示動作モードがｍｏｄｅｌ「１」であると判定すると教示間隔を１分とするように制御する（ステップＳ５４）。

そして、制御マイコン３０は現在時刻から前回の教示実行時刻を引いて、その差が前述した各教示間隔（１分、２分、３０分）を超えると（ステップＳ５６）、前述した教示を実行するように制御する。

そして、制御マイコン３０が教示の実行判定をし（ステップＳ１０）、実行判定をしないと判定するとステップＳ１３に進み、実行判定をすると判定すると、制御マイコン３０は前述したような装着ヘッド６の回転中心のオフセット教示を実行し（ステップＳ１１）、教示実施時刻及びオフセット値を記憶装置としてのＲＡＭに格納すると共に教示実行ステータスを更新して（ステップＳ１２）、図１１に係る教示実行ステータス更新のフローチャートに移る。

即ち、制御マイコン３０は教示動作モードが何かを判定し（ステップＳ６１）、この教示動作モードがｍｏｄｅ「１」でなければ要求精度を１０μｍと（ステップＳ６３）、ｍｏｄｅ「１」であれば同じく５μｍと設定する（ステップＳ６２）。

次に、制御マイコン３０は教示動作ステータスが何であるかを判定し（ステップＳ６４）、教示動作ステータスがＳＴＡＴＵＳ「１」でなければ教示結果が前述した１０μｍ又は５μｍ以下であるか否かを判定し（ステップＳ６６）、教示結果が前述した１０μｍ又は５μｍ以下であればステップＳ７１へと進み、又は前述した１０μｍ又は５μｍ以下でなければステップＳ６７へと進んで実行回数「１」と設定し、教示動作ステータスをＳＴＡＴＵＳ「１」と設定する（ステップＳ６８）。

教示動作ステータスがＳＴＡＴＵＳ「１」であれば教示を実行結果が前述した１０μｍ又は５μｍ以下であるか否かを判定し（ステップＳ６５）、教示を実行した結果が前述した１０μｍ又は５μｍ以下でなければステップＳ６７へと進んで実行回数を「１」として、教示動作ステータスをＳＴＡＴＵＳ「１」と設定し、又は前述した１０μｍ又は５μｍ以下であればステップＳ６９へと進んで実行回数を「１」を加えて「２」とする。このように、、教示を実行した結果が連続して前述した１０μｍ又は５μｍ以下であれば実行回数を「１」ずつ加えることとなる。

次に、教示を実行した結果が連続して前述した１０μｍ又は５μｍ以下の実行回数が「５」より多いか否かが判定され（ステップＳ７０）、多ければ実行回数を「１」と設定し（ステップＳ７１）、教示動作ステータスをＳＴＡＴＵＳ「２」と設定する（ステップＳ７２）。従って、ＳＴＡＴＵＳ「２」と設定されると、図１０のステップＳ５１、Ｓ５３で示すように、教示間隔を３０分とするように制御することとなる。しかし、実行回数が「５」より小さいと、教示動作ステータスをＳＴＡＴＵＳ「１」と設定する（ステップＳ６８）。

以上のように、教示実行ステータスを更新して（ステップＳ１２）、次の連鎖吸着のための切出しを行い（ステップＳ１３）、次に停止しているかを判定し（ステップＳ１４）、停止していると判定すると停止するように制御し（ステップＳ１５）、停止していないと判定すると装着データにおける最終装着ステップ番号か否かが判定され（ステップＳ１６）、最終ステップ番号でなければステップＳ０７に戻る動作を繰り返し、最終ステップ番号であれば、プリント基板Ｐを基板位置決め部から排出すると共に基板供給部から基板位置決め部に搬入するように制御する（ステップＳ１７）。

以上のように本発明は、変化する装置温度に対応して、温度補償教示を実行することにより電子部品の装着精度の向上を図ることができる。しかも、教示が複数回連続で要求精度を満足した場合に運転中教示動作モードに応じた間隔より長い間隔で教示を行うようにしたから、装着ヘッドの回転中心のオフセット値に係る教示の回数を極力増加させることなく、電子部品の装着精度の向上を図ることができる。

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。

１ 電子部品装着装置
２ 搬送装置
３ 部品供給装置
３Ｂ 部品供給ユニット
４ ビーム
５ 吸着ノズル
６ 装着ヘッド
８ 基板認識カメラ
２０ 部品認識カメラ
３０ 制御マイコン

Claims (4)

1. 回転可能な装着ヘッドに設けられた保持手段に保持された電子部品を部品認識カメラで撮像し、その撮像された画像を認識処理した結果に基づいて基板上に電子部品を装着する電子部品の装着方法において、
   前記基板の生産運転開始時に運転中教示動作モードを決定し、
   この決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記装着ヘッドの回転中心に対するオフセット値を求めて記憶装置に格納する教示を行い、
   前記教示が複数回連続で要求精度を満足した場合に前記運転中教示動作モードに応じた前記間隔より長い間隔で前記教示を行う
   ことを特徴とする電子部品の装着方法。
2. 回転可能な装着ヘッドに設けられた保持手段に保持された電子部品を部品認識カメラで撮像し、その撮像された画像を認識処理した結果に基づいて基板上に電子部品を装着する電子部品の装着方法において、
   前記基板の生産運転開始時に運転中教示動作モードを決定し、
   この決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記装着ヘッドの回転中心に対するオフセット値を求めて記憶装置に格納する教示を行い、
   前記教示が複数回連続で要求精度を満足した場合に前記運転中教示動作モードに応じた前記間隔より長い間隔で前記教示を行い、
   前記間隔より長い間隔で前記教示を行っても要求精度を満足しない場合には前記決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記教示を行う
   ことを特徴とする電子部品の装着方法。
3. 回転可能な装着ヘッドに設けられた保持手段に保持された電子部品を部品認識カメラで撮像し、その撮像された画像を認識処理した結果に基づいて基板上に電子部品を装着する電子部品の装着装置において、
   前記基板の生産運転開始時に運転中教示動作モードを決定する決定手段と、
   この決定手段により決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記装着ヘッドの回転中心に対するオフセット値を求めて記憶装置に格納して教示を行うように制御する第１制御装置と、
   前記教示が複数回連続で要求精度を満足した場合に前記運転中教示動作モードに応じた前記間隔より長い間隔で前記教示を行うように制御する第２制御装置とを
   設けたことを特徴とする電子部品の装着装置。
4. 回転可能な装着ヘッドに設けられた保持手段に保持された電子部品を部品認識カメラで撮像し、その撮像された画像を認識処理した結果に基づいて基板上に電子部品を装着する電子部品の装着装置において、
   前記基板の生産運転開始時に運転中教示動作モードを決定する決定手段と、
   この決定手段により決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記装着ヘッドの回転中心に対するオフセット値を求めて記憶装置に格納して教示を行うように制御する第１制御装置と、
   前記教示が複数回連続で要求精度を満足した場合に前記運転中教示動作モードに応じた前記間隔より長い間隔で前記教示を行うように制御する第２制御装置と、
   前記間隔より長い間隔で前記教示を行っても要求精度を満足しない場合には前記決定された前記運転中教示動作モードに応じた間隔で前記教示を行うように制御する第３制御装置とを
   設けたことを特徴とする電子部品の装着装置。

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