JP2014086687A - 部品装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動機構が有する誤差要素を考慮してキャリブレーションを行う。
【解決手段】 この部品装着装置では、装着ヘッドを第１カメラに対して位置決めし、ノズルに保持された冶具部品を前記第１カメラで撮影する。次に、装着ヘッドを載置体に対して位置決めし、ノズルに保持された部品冶具を載置体に装着し、載置体に装着された部品冶具を第２カメラで撮影する。そして、少なくとも第２カメラで撮影された冶具部品の画像から、キャリブレーションデータを算出する。この際、ｘ方向とｙ方向のそれぞれについて、装着ヘッドを第１カメラに対して位置決めする際の移動機構の駆動方向と、装着ヘッドを載置体に対して位置決めする際の移動機構の駆動方向とを同一とする。
【選択図】図２３

Description

本明細書に開示する技術は、基板に部品を装着する部品装着装置に関する。

基板に部品を装着する精度を向上するために、装着後の部品の位置のずれ量を測定し、そのずれ量により部品の装着位置の補正量を取得するキャリブレーション技術が開発されている（例えば、特許文献１〜３）。

特開平３−１１９７９９号公報 特開平１１−９７８９７号公報 特開平１０−７５０９９号公報

部品装着装置では、装着ヘッドをＸ方向に移動させると共にＹ方向に移動させることで、基板に対して位置決めを行う。装着ヘッドをＸ方向に移動させる移動機構と、装着ヘッドをＹ方向に移動させる移動機構は、通常、バックラッシュやロストモーション等の誤差要素を有している。従来の技術では、これら移動機構が有する誤差要素を考慮することなくキャリブレーションを行っているため、部品装着精度を向上する余地がある。

本明細書が開示する部品装着装置は、装着ヘッドをＸ方向に移動させるＸ方向移動機構と、装着ヘッドをＹ方向に移動させるＹ方向移動機構と、これらの移動機構を駆動する制御装置を有している。１つのキャリブレーションデータを作成する際に行う複数回の位置決め動作のそれぞれは、Ｘ方向移動機構の駆動方向と、Ｙ方向移動機構の駆動方向が一致するように、制御装置はＸ方向移動機構及びＹ方向移動機構を駆動する。

この部品装着装置では、１つのキャリブレーションデータを作成する際に行う位置決め動作のそれぞれは、Ｘ方向及びＹ方向移動機構の駆動方向が同一となるように制御される。このため、Ｘ方向移動機構及びＹ方向移動機構が一方向に、いわゆるガタ寄せされた状態で位置決めが行われる。したがって、移動機構が有する誤差要素を考慮してキャリブレーションデータが作成されるため、部品装着精度をより向上することができる。ここで、「位置決めする際の駆動方向」とは、装着ヘッドを位置決め位置で停止する直前の駆動方向を意味している。したがって、装着ヘッドを位置決めする過程の途中においては、各移動機構の駆動方向が相違していてもよい。

実施例の部品装着システムの平面図。 図１の部品装着システムに装備される部品供給装置の概略構成を説明するための図。 ウエハシート補給部の取付面に設けられた取付構造を示す図。 ウエハシート搬送部の取付面に設けられた取付構造を示す図。 図４のＶ−Ｖ線断面においてウエハシート補給部とウエハシート搬送部の取付構造を示す図。 図３のＶＩ−ＶＩ線断面においてウエハシート補給部とウエハシート搬送部の取付構造を示す図。 移動テーブルの構造を模式的に示す正面図。 ウエハテーブルの平面図。 ウエハテーブルの回転前の状態と、回転後の状態を併せて示す図。 フェイスダウン供給時における移動テーブルと吸着ヘッドと装着ヘッドの関係を模式的に示す図。 吸着ヘッドの側面図（ノズルが吸着位置に位置決めされた状態）。 吸着ヘッドの側面図（ノズルが受渡し位置に位置決めされた状態）。 吸着ヘッドのノズルを反転させる機構を示す図（ノズルが吸着位置に位置決めされた状態）。 吸着ヘッドのノズルを反転させる機構を示す図（ノズルが受渡し位置に位置決めされた状態）。 カムフォロワの軌跡を示す図。 吸着ヘッドの軸部の構成を示す図。 実装機のキャリブレーション動作に関連する部分を抽出して示す図。 キャリブレーション動作をする際の部品冶具の動きを説明するための図。 キャリブレーション動作をする際の部品冶具の他の動きを説明するための図。 ウエハシートの平面図。 キャリブレーション動作に関連する各部の制御構成を示すブロック図。 ウエハシート上の部品を基板に実装する際の部品装着装置の動作を示すフローチャート。 キャリブレーション動作を行うときの制御装置の処理手順を示すフローチャート。

本明細書に開示する技術の一実施形態に係る部品装着装置は、部品を保持及び開放可能なノズルを有する装着ヘッドと、装着ヘッドをＸ方向に移動させるＸ方向移動機構と、装着ヘッドをＹ方向に移動させるＹ方向移動機構と、装着ヘッドに保持された部品を撮影可能な第１カメラと、較正用の部品冶具と、較正用の部品冶具が装着される載置体と、載置体に装着された冶具部品を撮影可能な第２カメラと、第１カメラ、第２カメラ、Ｘ方向移動機構及びＹ方向移動機構を制御する制御装置と、を有していてもよい。制御装置は、装着ヘッドのノズルに部品冶具を保持した状態で、Ｘ方向移動機構とＹ方向移動機構を駆動して装着ヘッドを第１カメラに対して位置決めし、ノズルに保持された冶具部品を第１カメラで撮影する第１ステップと、第１ステップ後に、装着ヘッドのノズルに部品治具を保持した状態で、Ｘ方向移動機構とＹ方向移動機構を駆動して装着ヘッドを載置体に対して位置決めしてノズルに保持された部品冶具を載置体に装着し、載置体に装着された部品冶具を第２カメラで撮影する第２ステップと、第２ステップ後に、少なくとも第２カメラで撮影された冶具部品の画像から、キャリブレーションデータを算出する第３ステップと、を実行可能となっていてもよい。制御装置は、さらに、装着ヘッドを第１カメラに対して位置決めする際のＸ方向移動機構の駆動方向と、装着ヘッドを載置体に対して位置決めする際のＸ方向移動機構の駆動方向とを同一とし、装着ヘッドを第１カメラに対して位置決めする際のＹ方向移動機構の駆動方向と、装着ヘッドを載置体に対して位置決めする際のＹ方向移動機構の駆動方向とを同一としてもよい。

この部品装着装置では、まず、装着ヘッドのノズルに部品治具を吸着し、その状態で各移動機構を駆動して装着ヘッドを第１カメラに対して位置決めし、部品治具を第１カメラで撮影する。これによって、装着ヘッドのノズルに対する部品治具の位置を特定することができる。次いで、部品治具を保持した状態で各移動機構を駆動して、装着ヘッドを載置体に対して位置決めし、ノズルに保持された部品冶具を載置体に装着する。そして、載置体に装着された部品冶具を第２カメラで撮影する。第２カメラの画像から載置体に対する部品治具の位置が分かるため、部品治具が実際に装着された位置を特定することができる。したがって、第１カメラでの部品治具の撮影と、第２カメラでの部品治具の撮影を行うことで、制御装置による位置決め位置と実際の位置決め位置とのずれ量を測定し、そのずれ量をキャリブレーションデータとすることができる。ここで、装着ヘッドを第１カメラに位置決めするときの各移動機構の駆動方向と、装着ヘッドを載置体に位置決めするときの各移動機構の駆動方向とが同一となるように、各移動機構が駆動される。このため、各移動機構が同一の方向にガタ寄せをされた状態で、第１カメラへの位置決め及び載置体への位置決めが行われる。したがって、各移動機構の誤差要素（バックラッシュ、ロストモーション等）がキャンセルされた状態でキャリブレーションデータを得るため、部品装着精度をより向上することができる。

上記の一実施形態に係る部品装着装置は、部品が実装される基板をＸ方向に搬送する基板搬送部をさらに有していてもよい。装着ヘッドは、部品供給位置で部品を吸着し、部品供給位置から基板搬送部に向かって移動し、前記基板上に部品を装着するものであってもよい。そして、部品供給位置は、前記基板搬送部に対してＹ方向が負となる方向に位置していてもよい。この場合に、制御装置は、装着ヘッドを第１カメラ及び載置体に対して位置決めする際のＸ方向移動機構の駆動方向が正となり、かつ、Ｙ方向移動機構の駆動方向が正となる状態でキャリブレーション動作を実行することで得られた正方向キャリブレーションデータと、装着ヘッドを第１カメラ及び載置体に対して位置決めする際のＸ方向移動機構の駆動方向が負となり、かつ、Ｙ方向移動機構の駆動方向が正となる状態でキャリブレーション動作を実行することで得られた負方向キャリブレーションデータと、を少なくとも取得するようにしてもよい。

このような構成によると、部品供給位置から部品を装着する位置までは、装着ヘッドをＹ方向については＋方向（正方向）に駆動することとなる。したがって、装着ヘッドをＸ方向（＋方向）で、かつ、Ｙ方向（＋方向）に駆動して位置決めする場合と、装着ヘッドをＸ方向（−方向（負方向））で、かつ、Ｙ方向（＋方向）に駆動して位置決めする場合の両者についてキャリブレーションデータを取得すれば、装着ヘッドの位置決め位置を適切に補正することができる。

また、上記の一実施形態に係る部品装着装置では、制御装置は、正方向キャリブレーションデータと負方向キャリブレーションデータの中間値を用いて、基板に部品を装着するときの装着ヘッドの位置決め位置を修正してもよい。このような構成によると、簡易にキャリブレーションデータに基づく補正を行うことができる。

あるいは、上記の一実施形態に係る部品供給装置では、制御装置は、基板に部品を装着する場合において、装着ヘッドを基板に対して位置決めする際のＸ方向移動機構の駆動方向が正となり、かつ、Ｙ方向移動機構の駆動方向が正となるときは、正方向キャリブレーションデータを用いて位置決め位置を修正してもよい。また、制御装置は、基板に部品を装着する場合において、装着ヘッドを基板に対して位置決めする際のＸ方向移動機構の駆動方向が負となり、かつ、Ｙ方向移動機構の駆動方向が正となるときは、負方向キャリブレーションデータを用いて位置決め位置を修正してもよい。このような構成によると、部品を基板に対して装着する際の駆動方向に応じて適切なキャリブレーションデータが用いられるため、装着ヘッドの位置決め精度を向上することができる。

また、本明細書に開示する技術の他の実施形態に係る部品装着装置は、部品を保持及び開放可能なノズルを有する装着ヘッドと、装着ヘッドをＸ方向に移動させるＸ方向移動機構と、装着ヘッドをＹ方向に移動させるＹ方向移動機構と、装着ヘッドに保持された前記部品を撮影可能な第１カメラと、較正用の部品冶具と、較正用の部品冶具が装着される載置体と、載置体に装着された冶具部品を撮影可能な第２カメラと、第１カメラ、第２カメラ、Ｘ方向移動機構及びＹ方向移動機構を制御する制御装置と、を有している。そして、制御装置は、Ｘ方向移動機構の駆動方向とＹ方向移動機構の駆動方向の少なくとも一方に関して、装着ヘッドを第１カメラに対して位置決めする際の駆動方向と装着ヘッドを載置体に対して位置決めする際の駆動方向とを同一とする。

この部品装着装置では、装着ヘッドを第１カメラに対して位置決めする場合（すなわち、装着ヘッドのノズルに対する部品治具の位置を特定する場合）と、装着ヘッドを載置体に対して位置決めする場合（すなわち、部品治具が載置体上に実際に装着された位置を特定する場合）とで、Ｘ方向移動機構の駆動方向とＹ方向移動機構の駆動方向の少なくとも一方が同一とされている。このため、Ｘ方向移動機構とＹ方向移動機構の少なくとも一方について、各移動機構の誤差要素（バックラッシュ、ロストモーション等）がキャンセルされた状態でキャリブレーションデータを得ることができるため、部品装着精度を向上することができる。なお、他方の移動機構については、誤差要素（バックラッシュ、ロストモーション等）の小さな機構（例えば、リニアモータ等）を採用することで、誤差要素の影響を問題のない程度とすることができる。

実施例に係る部品装着システム１０について、図面を参照して説明する。図１に示すように、部品装着システム１０は、部品供給装置（６０，１６０）と、部品供給装置（６０，１６０）に隣接して配置された実装機２０と、部品供給装置（６０，１６０）と実装機２０とを制御する制御装置２００を有している。まず、図１に基づいて、部品装着システム１０の全体の概略構成について説明する。

部品供給装置（６０，１６０）は、ウエハシート補給部１６０と、ウエハシート搬送部６０を有している。ウエハシート補給部１６０には、オペレータによってウエハシートＷ２が補給される。ウエハシートＷ２の補給は、ウエハシート搬送部６０が設けられた方向と反対側の側面１６２ｂから行われる。ウエハシート搬送部６０は、オペレータによって補給されたウエハシートＷ２をウエハシート補給部１６０から搬出する。

図１７に示すように、ウエハシートＷ２は、シート１９２上に配置された複数の部品Ｗ１を備えている。複数の部品Ｗ１は、特定のパターン、すなわち、本実施例では、ｘ方向及びｙ方向に互いに間隔を空けて配置されている。したがって、ｙ方向に配列された複数の部品Ｗ１の中心（例えば、Ｃ１，Ｃ３）を結ぶ直線Ｌ１はｙ方向に伸び、また、ｘ方向に配列された複数の部品Ｗ１の中心（例えば、Ｃ１，Ｃ２）を結ぶ直線Ｌ２はｘ方向に伸びている。これらの直線Ｌ１，Ｌ２は、ウエハシートＷ２の傾きを算出する際に利用される。

図１に戻って、ウエハシート搬送部６０は、ウエハシート補給部１６０の実装機側の側面１６２ａに隣接して配置されている。後述するように、ウエハシート補給部１６０は、ウエハシート搬送部６０の側面６２ｂに対してスライド可能に取付けられている。ウエハシート搬送部６０は、ウエハシート補給部１６０から搬出されるウエハシートＷ２を、実装機２０の近傍の部品供給位置（実装機２０の近傍の位置）に搬送する。

実装機２０は、ウエハシート搬送部６０の側面６２ａ（すなわち、ウエハシート補給部１６０側と反対側の側面）に隣接して配置される。具体的には、実装機２０のウエハシート搬送部６０側の面には凹部２６が設けられ、この凹部２６内にウエハシート搬送部６０が収容される。そして、ウエハシート搬送部６０の側面６２ａが実装機２０の凹部２６の底面に当接するように、ウエハシート搬送部６０に対して実装機２０が配置される。なお、ウエハシート搬送部６０に対して実装機２０が配置されると、ウエハシート搬送部６０の右側方にスペースが形成される。このスペースには、図示しない他の部品供給装置（例えば、フィーダ）等を載置する載置台（例えば、フィーダデバイス台）が設置される。実装機２０は、基板を搬送する基板搬送部２２ａ，２２ｂを有している。実装機２０の左側面２４ａには、上流側の部品装着システムが配置される。実装機２０の右側面２４ｂには、下流側の部品装着システムが配置される。基板搬送部２２ａ，２２ｂには、上流側の部品装着システムで部品が装着された基板が供給される。基板搬送部２２ａ，２２ｂに供給された基板は、実装機２０の中央に送られる。実装機２０の装着ヘッド３０は、ウエハシート搬送部６０によって部品供給位置に搬送されたウエハシートＷ２上の部品Ｗ１を吸着し、吸着した部品Ｗ１を基板搬送部２２ａ，２２ｂ上の基板に装着する。部品Ｗ１が装着された基板は、基板搬送部２２ａ，２２ｂによって下流側の部品装着システムに送られる。基板が複数の部品装着システムを通過することで、基板に必要な部品が取付けられてゆく。なお、実装機２０の右側面２４ｂに上流側の部品装着システムが配置され、実装機２０の左側面２４ａに下流側の部品装着システムが配置されてもよい。この場合は、実装機２０の右側面２４ｂ側から左側面２４ａ側に基板が搬送される。

（ウエハシート補給部１６０）
次に、部品装着システム１０の各部について詳細に説明する。まず、ウエハシート補給部１６０について説明する。図２に示すように、ウエハシート補給部１６０は、ハウジング１６２と、マガジン１７０と、昇降機構１６８を備えている。

ハウジング１６２は、マガジン１７０と昇降機構１６８を収容する。ハウジング１６２のウエハ搬送部６０側の側面１６２ａには、ウエハシートＷ２を搬出する搬出口１７４が形成されている。また、ハウジング１６２の側面１６２ａとウエハシート搬送部６０の側面６２ｂの間には、ウエハシート搬送部６０に対してウエハシート補給部１６０をスライドさせるためのスライド機構（後述）が設けられている。

マガジン１７０は、ウエハシートＷ２を収容する複数のウエハシート収容部１７２を備えている。複数のウエハシート収容部１７２は、高さ方向（ｚ方向）に積層されている。各ウエハシート収容部１７２には、ウエハシートＷ２が収容されている。マガジン１７０は、ｘ−ｚ断面が矩形となる筒状に形成されている。すなわち、マガジン１７０の後端（ウエハシート搬送部６０と反対側の端部）と、マガジン１７０の前端（ウエハシート搬送部６０側の端部）は開放されている。このため、オペレータはマガジン１７０の後端よりウエハシート収容部１７２にウエハシートＷ２を補給することができる。一方、ウエハシート収容部１７２に収容されているウエハシートＷ２は、マガジン１７０の前端よりウエハシート搬送部６０に搬出することができる。

昇降機構１６８は、ボールねじ１６６と、ボールねじ１６６を回転させるモータ１６４を有している。ボールねじ１６６と係合するナット（図示しない）は、マガジン１７０に固定されている。このため、モータ１６４によりボールねじ１６６を回転させると、マガジン１７０がハウジング１６２内を上下方向に移動する。マガジン１７０を上下方向に移動させることで、マガジン１７０の任意のウエハシート収容部１７２を、ハウジング１６２の搬出口１７４の高さに一致させることができる。これによって、ウエハシート収容部１７２から搬出口１７４を通ってウエハ搬送部６０にウエハシートＷ２を搬出することができる。なお、ウエハシート収容部１７２からウエハ搬送部６０へのウエハシートＷ２の搬送は、図示しないロボットによって行われる。

ここで、ウエハシート搬送部６０に対してウエハシート補給部１６０をスライドさせるためのスライド機構について説明する。スライド機構は、ウエハシート補給部１６０の側面１６２ａに設けられたスライドブロック１７８，１８６等と、ウエハシート搬送部６０の側面６２ｂに形成された係合溝１３８ａ、１３８ｂ等を有している。

図３に示すように、ウエハシート補給部１６０の側面１６２ａ（すなわち、ハウジング１６２の側面１６２ａ）には、ｘ方向に伸びる第１スライドブロック１７８と、第１スライドブロック１８８に対してｚ方向に間隔を空けて配置された複数の第２スライドブロック１７８が設けられている。

第１スライドブロック１７８には、ガイドローラ１８２を収容する複数の凹部１７８ａと、ガイドローラ１８４を収容する複数の凹部１７８ｂが形成されている。ガイドローラ１８２は、ｙ軸（紙面に直交する軸）と平行となる回転軸周りに回転可能となっている。ガイドローラ１８４は、ｚ軸と平行となる回転軸周りに回転可能となっている。第１スライドブロック１７８は、ベースブロック１８０（図５参照）を介してハウジング１６２の側面１６２ａに固定されている。

複数の第２スライドブロック１８６は、互いにｘ方向に間隔を空けて配置されている。複数の第２スライドブロック１８６が配置される方向は、第１スライドブロック１７８が伸びる方向と平行となっている。複数の第２スライドブロック１８６も、図示しないベースブロックによってハウジング１６２の側面１６２ａに固定されている。第２スライドブロック１８６のそれぞれには、ガイドローラ１８８を収容する凹部１８６ａが形成されている。ガイドローラ１８８は、ｚ軸と平行となる回転軸周りに回転可能となっている。隣接する第２スライドブロック１８６の間にはガイドローラ１９０が配置されている。ガイドローラ１９０は、ｙ軸（紙面に直交する軸）と平行となる回転軸周りに回転可能となっている。

第１スライドブロック１７８と第２スライドブロック群１８６の高さ方向の中間位置には、係合ブロック１７６が配置されている。係合ブロック１７６は、ハウジング１６２の側面１６２ａに固定されている。係合ブロック１７６は、その中央部に凹溝１７６ａが形成されている（図６参照）。凹溝１７６ａは、ウエハシート搬送部６０側からウエハシート補給部１６０側に凹となっている。

図４に示すように、ウエハシート搬送部６０の側面６２ｂには、第１スライドブロック１７８が収容される第１係合溝１３８ｂと、第２スライドブロック群１８６が収容される第２係合溝１３８ａが形成されている。第１係合溝１３８ｂ及び第２係合溝１３８ａは、ｘ方向に伸びている。図５に示すように、第１係合溝１３８ｂは、第１フレーム部材１４８と、第１フレーム部材１４８の上端に取付けられた第２フレーム部材１５０によって構成されている。第１フレーム部材１４８と第２フレーム部材１５０によって囲まれた空間内に、第１スライドブロック１７８及びガイドローラ１８２，１８４が収容される。ガイドローラ１８２は、第１フレーム部材１４８のｙ方向に伸びる面１４８ｂに接触している。このため、ガイドローラ１８２と第１フレーム部材１４８の間にはｚ方向の力が作用する。上述したようにガイドローラ１８２は、ｙ軸と平行となる回転軸周りに回転可能となっている。このため、ウエハシート補給部１６０は、ガイドローラ１８２によって、ウエハシート搬送部６０に対してｘ方向（紙面に直交する方向）のスライド移動を可能としながら、ｚ方向に支持される。ガイドローラ１８４は、第１フレーム部材１４８のｚ方向に伸びる面１４８ａに接触すると共に、第２フレーム部材１５０の突片１５０ａに接触する。このため、ガイドローラ１８４とフレーム部材１４８，１５０の間には、ｙ方向の力が作用する。上述したようにガイドローラ１８４は、ｚ軸と平行となる回転軸周りに回転可能となっている。このため、ウエハシート補給部１６０は、ガイドローラ１８４によって、ウエハシート搬送部６０に対してｘ方向のスライド移動を可能としながら、ｙ方向に支持される。なお、図５において、ガイドローラ１８２とガイドローラ１８４を図示しているが、実際には、図３に示すように、ガイドローラ１８２とガイドローラ１８４のｘ方向の位置は同一とはならない。図５では、説明の便宜上、ガイドローラ１８２とガイドローラ１８４を同一図面に図示していることに留意されたい。

第２係合溝１３８ａも、第１係合溝１３８ｂと同様に構成されている。すなわち、第２係合溝１３８ａ内に第２スライドブロック群１８６及びガイドローラ１８８，１９０が収容され、ガイドローラ１８８，１９０が第２係合溝１３８ａの内面に接触している。ガイドローラ１８８，１９０によって、ウエハシート補給部１６０は、ウエハシート搬送部６０に対してｙ方向及びｚ方向に支持される。

図４に示すように、ウエハシート搬送部６０の側面６２ｂには、案内溝１４２が形成されている。案内溝１４２は、第１係合溝１３８ｂと第２係合溝１３８ａの間に位置し、ｘ方向に伸びている。案内溝１４２内には、ロックピン１４６が配置されている。ロックピン１４６は、リンク部材１４４の一端に連結されている。リンク部材１４４の他端は、解除ボタン１４０に連結されている。ロックピン１４６は、図示しない付勢手段（例えば、ばね）によって図６の実線で示す位置に付勢されている。オペレータが解除ボタン１４０を操作すると、ロックピン１４６は図６の点線で示す位置に後退する。

上述した案内溝１４２内には、ウエハシート補給部１６０の係合ブロック１７６が配置される。係合ブロック１７６が案内溝１４２内に配置されることで、ウエハシート搬送部６０に対するウエハシート補給部１６０のスライド可能な範囲が規制される。これによって、ウエハシート補給部１６０側の機器とウエハシート搬送部６０側の機器とを接続する配線が外れてしまうことが防止される。

また、案内溝１４２内に配置された係合ブロック１７６の凹溝１７６ａには、ロックピン１４６が係合可能となっている。係合ブロック１７６の凹溝１７６ａにロックピン１４６が係合することで、ウエハシート搬送部６０に対してウエハシート補給部１６０がスライド不能な状態となる。本実施例では、ウエハシート搬送部６０に対してウエハシート補給部１６０がスライド不能な状態とされたときにのみ、ウエハシート補給部１６０からウエハシート搬送部６０にウエハシートＷ２の搬出が可能となっている。これによって、誤った位置でウエハシート補給部１６０からウエハ搬送部６０にウエハシートＷ２が搬出されることを防止することができる。

一方、オペレータが解除ボタン１４０を操作すると、係合ブロック１７６の凹溝１７６ａからロックピン１４６が外れる（ロックピン１４６が図６の点線で示す位置に後退する）。これによって、ウエハシート搬送部６０に対してウエハシート補給部１６０がスライド可能となる。したがって、ウエハシート補給部１６０をスライドさせるときは、オペレータは、解除ボタン１４０を操作し、ウエハシート補給部１６０をスライド方向に押せばよい。

なお、図１に示すように、ウエハシート補給部１６０は、ウエハシート搬送部６０に対してｘ方向（すなわち、ウエハシートＷ２を供給する方向（ｙ方向）に直交する方向）にスライド可能となる。そして、本実施例においてウエハシート補給部１６０がスライド移動できる範囲は、図１の実線に示す位置から一点鎖線で示す位置までの範囲とされ、実装機２０のｘ方向の幅内とされている。このため、ウエハシート補給部１６０をスライド移動させても、ウエハシート補給部１６０が上流側の部品装着システムと干渉することはなく、また、下流側の部品装着システムと干渉することはない。また、図１より明らかなように、ウエハシート補給部１６０を左方向にスライドさせた一点鎖線で示す位置では、ウエハ搬送部６０の側面６２ｂが大きく開放される。このため、実装機２０に不具合等が発生した場合は、オペレータは解除ボタン１４０を操作してウエハシート補給部１６０をスライドさせ、実装機２０へのアクセスするための空間を充分に確保することができる。実装機２０にアクセスするためのスペースを事前に設けておく必要がないため、部品装着システム１０のコンパクト化を図ることができる。

（ウエハシート搬送部６０）
次に、ウエハシート搬送部６０について説明する。図２に示すように、ウエハシート搬送部６０は、移動テーブル６２と、移動テーブル６２を昇降するテーブル昇降機構１１０と、移動テーブル６２に対してｘｙ方向に移動可能とされた吸着ヘッド１００と、移動テーブル６２に載置されたウエハシートＷ２を撮影するカメラ１０４を有している。

図７に示すように、移動テーブル６２は、ベース６４と、ベース６４に対してスライド移動するスライダ７８と、スライダ７８に対して回転移動するウエハテーブル８８を有している。ベース６４は、テーブル昇降機構１１０によって上下方向に移動可能となっている。すなわち、図２に示すように、テーブル昇降機構１１０は、ボールねじ１０６と、ボールねじ１０６を回転させるモータ１０８を有している。ボールねじ１０８と係合するナット（図示しない）は、ベース６４に固定されている。このため、モータ１０８によりボールねじ１０６を回転させると、ベース６４が上下方向に移動する。ベース６４が上下方向に移動することで、ウエハテーブル８８も上下方向に移動する。

スライダ７８は、ベース６４に対してｙ方向にスライド可能に支持されている。具体的には、ベース６４の上面にはガイド７２が設けられている。ガイド７２にはスライダ７８の案内部７４が係合している。このため、スライダ７８は、ベース６４に対してｙ方向に移動可能に支持されている。スライダ７８の移動は、図示しないボールねじ機構と、ボールねじ機構を回転駆動するモータによって行われる。

図７，８に示すように、スライダ７８には、ｚ方向に伸びる回転軸（以下、θ軸（具体的には、図９に示すＣ点を通過してｚ方向に伸びる軸）という）の周りに回動可能にウエハテーブル８８が支持されている。具体的には、スライダ７８の実装機２０側の辺縁にはＲガイド８２が設けられている。ウエハテーブル８８の下面にはスライダ８４が取付けられ、スライダ８４はＲガイド８２によって案内されている。また、スライダ７８の左右の辺縁にはクロスガイド８０ａ，８０ｂが設けられている。ウエハテーブル８８の下面に設定された支持点８６ａ、８６ｂは、クロスガイド８０ａ，８０ｂ（詳細には、クロスガイド８０ａ，８０ｂの玉軸受）によって支持される。したがって、ウエハテーブル８８は、スライダ８４が設けられる位置と、支持点８６ａ，８６ｂの３点で、スライダ７８に支持されている。

ここで、スライダ８４と支持点８６ａ，８６ｂが設けられる３点は、図９に示すＣ点を中心とする同一の円の円周上となるように設定されている。すなわち、ウエハテーブル８８は、Ｃ点（θ軸）を中心とする同一円周上の３点で支持されている。また、このＣ点（θ軸）を中心とする同一の円の円周上をスライダ８４が移動するように、Ｒガイド８２の曲率が設定されている。このため、スライダ８４がＲガイド８２に案内されてθ軸周りに円弧運動をすると、支持点８６ａ，８６ｂもクロスガイド８０ａ，８０ｂに案内されてθ軸周りに円弧運動する。その結果、ウエハテーブル８８がθ軸周りに回転することとなる。

本実施例では、ウエハテーブル８８をθ軸周りに回転させるために、ボールねじ機構（９４，８５）が採用されている。すなわち、図８に示すように、ボールねじ９４は、スライダ７８の実装機２０側の辺縁に回転可能に支持されている。ボールねじ９４の一端にはモータ９２の出力軸が固定され、モータ９２によってボールねじ９４は回転駆動される。ボールねじ９４は、ｘ方向に伸びており、ナット部材８５が係合している。ナット部材８５とスライダ８４とは、ｘ方向については一体で移動し、ｙ方向については相対変位可能に連結されている。したがって、モータ９２によってボールねじ９４を回転駆動すると、ナット部材８５がボールねじ９４に沿ってｘ方向に移動する。ナット部材８５のｘ方向の移動に応じて、スライダ８４がＲガイド８２に案内されながらｘ方向に移動する。これによって、図９に示すように、ウエハテーブル８８がθ軸周りに回転する。

上記ウエハテーブル８８には、ウエハシートＷ２が載置される載置面が形成されている。図８に示すように、ウエハテーブル８８の載置面の中央には開口８８ａが形成されている。載置面の中央に開口８８ａを形成することで、ウエハシートＷ２の下面側にウエハシートＷ２を突き上げる機構を配置することができる。ウエハシートＷ２を下面から突き上げることで、ウエハシートＷ２から部品Ｗ１を容易に吸着することができる。なお、ウエハテーブル８８に載置されたウエハシートＷ２は、移動機構１０２に固定されたカメラ１０４で撮影することができる。

また、図７，８に示すように、ウエハテーブル８８の左右の辺縁にはｙ方向に伸びるクランプ取付部８９ａ，８９ｂが設けられている。クランプ取付部８９ａ，８９ｂには、ウエハクランプ９０ａ，９０ｂが取付けられる。ウエハクランプ９０ａ，９０ｂによって、ウエハシートＷ２がクランプされ、ウエハテーブル８８にウエハシートＷ２が保持される。

次に、吸着ヘッド１００について説明する。図１１，１２に示すように、吸着ヘッド１００は、第１ハウジング１１１と、第１ハウジング１１１に対して回転可能に支持された回転軸１１６と、回転軸１１６に固定された第２ハウジング１１２を有している。第２ハウジング１１２には、複数の吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂが取付けられている。複数の吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂの配置は、実装機２０の装着ヘッド３０に装備される複数の吸着ノズル３２の配置と対応している。複数の吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂが第２ハウジング１１２に取付けられているため、第２ハウジング１１２が回転軸１１６と共に回転すると、吸着ノズル１１４ａ、１１４ｂは、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂの先端が下方を向く吸着位置（図１１の状態）と、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂの先端が上方を向く受渡し位置（図１２の状態）とに移動する。

図１３，１４に示すように、吸着ヘッド１００は、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂを吸着位置と受渡し位置に切り換える機構（１１８，１２０等）を備えている。すなわち、第１ハウジング１１０には、上下方向に移動可能にラック１１８が取付けられている。ラック１１８には、ピニオンギア１２０が噛合っている。ピニオンギア１２０は回転軸１１６に固定されている。したがって、ラック１１８が上下方向に移動することで、ピニオンギア１２０及び回転軸１１６が回転し、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂも吸着位置と受渡し位置の間を移動する。

上記ラック１１８の上下方向の移動は、回動部材１２６が支持軸１２８周りに回転することで実施される。すなわち、ラック１１８の上端には、カムフォロワ１２２が取付けられている。カムフォロワ１２２には、案内溝１２４が形成されている。カムフォロワ１２２の案内溝１２４にはピン１３０が係合しており、ピン１３０は回動部材（カム部材）１２６の一端に固定されている。このため、図示しないアクチュエータ（例えば、エアシリンダ）で回動部材１２６を支持軸１２８周りに回転させると、回動部材１２６の回転に応じてピン１３０も回転する。これによって、ピン１３０と係合するカムフォロワ１２２も上下方向に移動し、ラック１１８が上下方向に移動する。

上記の説明から明らかなように、カムフォロワ１２２（すなわち、ラック１１８）の上下方向の移動速度は、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂが吸着位置と受渡し位置の近傍にあるときは遅く、吸着位置と受渡し位置の中間にあるときは速い。すなわち、図１５に示すように、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂが吸着位置と受渡し位置の近傍にあるときは、ピン１３０の回転角度の変化に対して上下方向の移動量Ｓ１は小さい。一方、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂが吸着位置と受渡し位置の中間にあるときは、ピン１３０の回転角度の変化に対して上下方向の移動量Ｓ２は大きい。このため、上記のカム機構（１２２，１２６，１３０）を用いることで、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂが吸着位置と受渡し位置の近傍にあるときの第２ハウジング１１２の回転速度を低くすることができる。これによって、第２ハウジング１１２の回転が停止する際の衝撃を抑制することができる。

なお、吸着ヘッド１００の回転軸１１６には、図１６に示すように、吸気通路１３２が形成されている。回転軸１１６の外周面には溝１１６ａが形成され、溝１１６ａの底面に吸気通路１３２の一端が接続している。また、回転軸１１６の溝１１６ａには、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂの吸気通路が連通している。したがって、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂは、溝１１６ａ及び吸気通路１３２を介して吸引装置に接続されている。回転軸１１６内に吸気通路１３２を設けることで、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂへの吸気配管を不要とすることができる。

また、吸着ヘッド１００及びカメラ１０４は、移動テーブル６２に取付けられた移動機構１０２によって、移動テーブル６２に対してｘｙ方向に移動可能となっている。これによって、ウエハシートＷ２上の任意の位置に載置されている部品Ｗ１を吸着ヘッド１００で吸着し、また、カメラ１０４で撮影することができる。移動機構１０２には、公知の機構（例えば、ボールねじ機構等）を用いることができる。なお、上述の説明から明らかなように、吸着ヘッド１００及びカメラ１０４は、移動機構１０２を介して移動テーブル６２に取付けられている。このため、移動テーブル６２がテーブル昇降機構１１０によって上下方向に移動すると、それに応じて吸着ヘッド１００及びカメラ１０４も上下方向に移動する。

（実装機２０）
次に、実装機２０について説明する。なお、本実施例の実装機２０は、キャリブレーション動作に特徴があり、その他の点については従来公知の実装機と同様の構成とすることができる。このため、実装機２０については、キャリブレーション動作に関連する構成について主に説明し、その他の点については適宜説明を省略する。

図２に示すように、実装機２０は、基板搬送部２２ａ，２２ｂと、装着ヘッド３０と、部品カメラ２８を有している。基板搬送部２２ａ，２２ｂは、コンベアベルトを回転させることで、コンベアベルト上に載置された基板を搬送する。装着ヘッド３０は、部品Ｗ１を吸着するための複数の吸着ノズル３２と、ウエハシートＷ２のフィデューシャルマーク等を読み取るためのマークカメラ３４を備えている。上述したように、装着ヘッド３０の吸着ノズル３２の配置は、吸着ヘッド１００の吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂの配置に対応している。すなわち、装着ヘッド３０は、吸着ヘッド１００の吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂに保持された複数の部品Ｗ１を同時に受取ることができる。部品カメラ２８は、装着ヘッド３０に吸着された部品Ｗ１の読み取り等を行う。

図１７に示すように、装着ヘッド３０は、ｙ方向スライダ４２に対して、ｘ方向にスライド可能に取り付けられている。具体的には、ｙ方向スライダ４２には、ｘ方向に伸びるｘ方向ガイド４４が設けられている。装着ヘッド３０は、ｘ方向ガイド４４に係合する係合部（図示省略）を有しており、ｘ方向ガイド４４に案内されてｘ方向にスライド可能となっている。装着ヘッド３０のｘ方向への移動は、図示しないボールねじ機構と、ボールねじ機構を駆動するモータ４５（図２１に図示）によって行われる。装着ヘッド３０のｘ方向への移動にボールねじ機構を用いるため、装着ヘッド３０のｘ方向への位置決めには、ボールねじ機構のバックラッシュやロストモーション等の誤差要素が含まれる。また、ｙ方向スライダ４２は、ｙ方向ガイド３８にスライド可能に取り付けられている。ｙ方向スライダ４２のｙ方向への移動は、装着ヘッド３０のｘ方向への移動と同様、図示しないボールねじ機構と、ボールねじ機構を駆動するモータ３５（図２１に図示）によって行われる。ｙ方向スライダ４２のｙ方向への移動にボールねじ機構を用いるため、ｙ方向スライダ４２のｙ方向への位置決めには、ボールねじ機構のバックラッシュやロストモーション等の誤差要素が含まれる。なお、装着ヘッド３０の吸着ノズル３２は、装着ヘッド本体に対してｚ方向に移動可能となっている。ただし、吸着ノズル３２のｚ方向の移動は、基板に対する部品の位置精度への影響が少ないため、本実施例では、装着ヘッド３０のｘ方向及びｙ方向の誤差のみを考慮している。

また、実装機２０では、部品カメラ２８の近傍に冶具台４６が配置されている。冶具台４６には部品冶具４８が載置されている。部品冶具４８は、後述するキャリブレーション動作時に使用される、また、冶具台４６には、キャリブレーション動作時に部品冶具４８を装着するための載置面５０（図１８，１９に図示）が設けられている。

実装機２０のキャリブレーション動作は、制御装置２００が実装機２０の各部を制御することで実行される。すなわち、図２１に示すように、制御装置２００には、装着ヘッド２０をｘ方向に移動させるモータ４５と、ｙ方向スライダ４２をｙ方向に移動させるモータ３５と、部品カメラ２８と、マークカメラ３４が接続されている。また、制御装置２００には、モータ４５の回転角を検出するエンコーダ４７と、モータ３５の回転角を検出するエンコーダ３７が接続されている。制御装置２００は、エンコーダ４７，３７から入力される信号に基づいてモータ４５，３５を駆動することで装着ヘッド３０をｘｙ方向に位置決めし、また、部品カメラ２８やマークカメラ３４で撮影された画像から部品冶具４８の位置を算出する。

まず、上述の部品装着システム１０において、部品を基板に装着する際の動作について、図２２を参照して説明する。図２２に示すように、まず、ウエハシート補給部１６０からウエハシートＷ２を搬送する（Ｓ１０）。具体的には、制御装置２００は、昇降機構１６８を駆動して、ウエハシート収容部１７２の１つを搬出口１７４の高さに位置決めする。また、制御装置２００は、移動テーブル６２を駆動して、ウエハテーブル８８をウエハシート載置位置（ウエハシート補給部１６０の近傍）に位置決めする。ウエハシート載置位置とは、ウエハシート補給部１６０の搬出口１７４からウエハシートＷ２が搬出される位置であり、ウエハシート補給部１６０の搬出口１７４の近傍に設定される。次に、制御装置２００は、ロボットを駆動してウエハ収容部１７２に収容されたウエハシートＷ２を、ウエハテーブル８８の載置面に載置する。

ウエハテーブル８８上にウエハシートＷ２が載置されると、制御装置２００は、移動テーブル６２を駆動して、ウエハテーブル８８を部品供給位置（実装機２０の近傍の位置）に位置決めする（Ｓ１２）。部品供給位置は、実装機２０の近傍に設定され、ウエハシートＷ２から装着ヘッド３０へ部品Ｗ１の供給を行う位置である。

次に、制御装置２００は、カメラ１０４によってウエハテーブル８８上に載置されたウエハシートＷ２を撮影する（Ｓ１４）。ウエハシートＷ２の画像が撮影されると、制御装置２００は、その撮影された画像から、ウエハシートＷ２のθ方向のずれ量を算出する。すなわち、ウエハシート収容部１７２へのウエハシートＷ２の補給はオペレータによって行われ、ウエハシート収容部１７２からウエハテーブル８８へのウエハシートＷ２の載置はロボットによって行われる。したがって、ウエハシートＷ２がウエハテーブル８８上に予め定められた設定角度で載置されていないことが生じ得る。このため、カメラ１０４によって、ウエハテーブル８８上のウエハシートＷ２を撮影し、ウエハシートＷ２のずれ量（θ方向のずれ（角度ずれ））を算出する。なお、ウエハシートＷ２のθ方向のずれは、例えば、下記の手順で算出することができる。すなわち、カメラ１０４で撮影された画像から、図１７に示すように、複数の部品Ｗ１の中心点Ｃ１〜Ｃ３を算出する。そして、中心点Ｃ１と中心点Ｃ２を結んだ直線Ｌ２と、中心点Ｃ１と中心点Ｃ３を結んだ直線Ｌ１の傾きから、ウエハシートＷ２のθ方向のずれ（角度ずれ）を算出する。

ウエハシートＷ２のずれ量が算出されると、制御装置２００は、移動テーブル６２を駆動して、θ軸周りの位置ずれを補正する（Ｓ１８）。これによって、ウエハシートＷ１が予め定められた姿勢（角度）で位置決めされる。

次に、制御装置２００は、ウエハシートＷ２上の部品Ｗ１を装着ヘッド３０で直接吸着するか否かを判断する（Ｓ２０）。すなわち、制御装置２００は、ウエハシートＷ２の部品Ｗ１をフェイスアップ供給するか、フェイスダウン供給するかを判断する。装着ヘッド３０で直接吸着する場合（Ｓ２０でＹＥＳ）は、ステップＳ２２，２４をスキップして、ステップＳ２６に進む。

一方、ウエハシートＷ２上の部品Ｗ１を装着ヘッド３０で直接吸着しない場合（Ｓ２０でＮＯ）は、制御装置２００は、吸着ヘッド１００を駆動して、ウエハシートＷ２上の部品Ｗ１を吸着ヘッド１００に吸着する（Ｓ２２）。吸着ヘッド１００は複数の吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂを有しているため、吸着ヘッド１００には複数の部品Ｗ１が吸着される。次いで、制御装置２００は、第２ハウジング１１２を回転させることで、吸着ヘッド１００の吸着ノズル１１４ａ、１１４ｂを吸着位置から受渡し位置に移動させる。また、制御装置２００は、テーブル昇降機構１１０を駆動して、移動テーブル６２を下降させる。すなわち、図２，１０から明らかなように、吸着ヘッド１００は、移動テーブル６２（詳細には、ウエハテーブル８８）よりも上方に位置している。このため、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂの先端が基準面Ａ（図１０に示す）の高さとなるように、移動テーブル６２を下降させる。移動テーブル６２と吸着ヘッド１００は移動機構１０２を介して接続されているため、移動テーブル６２を下降させれば、吸着ヘッド１００も下降させることができる。ここで、基準面Ａは、装着ヘッド３０でウエハシートＷ２上の部品Ｗ１を直接吸着するときのウエハテーブル８８の位置（高さ）である。本実施例では、吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂが基準面Ａに位置決めされるため、装着ヘッド３０が部品Ｗ１を吸着する高さは、フェイスアップ供給でもフェイスダウン供給でも変わらないこととなる。このため、装着ヘッド３０への部品Ｗ１の吸着を容易に行うことができる。

次に、制御装置２００は、装着ヘッド３０に部品Ｗ２を吸着する（Ｓ２６）。すなわち、ウエハシートＷ２上の部品Ｗ１を装着ヘッド３０に直接吸着する場合は、ウエハテーブル８８上のウエハシートＷ２から部品Ｗ１を吸着する。一方、吸着ヘッド１００の吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂから部品Ｗ１を吸着する場合は、吸着ヘッド１００の吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂから部品Ｗ１を吸着する。この際、吸着ヘッド１００の吸着ノズル１１４ａ，１１４ｂの配置と、装着ヘッド３０の吸着ノズル３２の配置とが対応するため、吸着ヘッド１００から装着ヘッド３０に複数の部品Ｗ１を同時に受け渡すことができる。なお、吸着ヘッド１００に設けられた吸着ノズルと、装着ヘッド３０に設けられた吸着ノズルとは、その一部が対応し、複数の部品Ｗ１が同時に受渡し可能となっていればよい。例えば、吸着ヘッド１００の吸着ノズルが２行×２列に配置（すなわち、ｘ方向に２個、ｙ方向に２個並んだ配置）され、装着ヘッド３０の吸着ノズルが１行×２列に配置され、吸着ヘッド１００から装着ヘッドに２個の部品Ｗ１が同時に受渡されるものであってもよい。あるいは、吸着ヘッド１００の吸着ノズルが１行×２列に配置され、装着ヘッド３０の吸着ノズルが２行×２列に配置され、吸着ヘッド１００から装着ヘッドに２個の部品Ｗ１が同時に受渡されるものであってもよい。さらには、吸着ヘッド１００の吸着ノズルが４行×２列に配置され、装着ヘッド３０の吸着ノズルが２行×４列に配置され、吸着ヘッド１００から装着ヘッドに４個の部品Ｗ１が同時に受渡されるものであってもよい。

装着ヘッド３０に部品Ｗ１が吸着されると、制御装置２００は、モータ３５，４５を駆動して装着ヘッド３０を所定の位置に位置決めし、装着ヘッド３０に吸着した部品Ｗ１を、基板搬送部２２ａ，２２ｂ上の基板に装着する（Ｓ２８）。具体的には、まず、装着ヘッド３０を部品カメラ２８に対して位置決めし、部品カメラ２８で吸着ノズル３２に吸着された部品Ｗ１を撮影する。次いで、撮影した画像から特定される吸着ノズル３２に対する部品Ｗ１の位置と、後述するキャリブレーションデータを用いて部品装着位置を補正し、その補正した部品装着位置に部品Ｗ１を装着する。これによって、基板上の所望の位置に部品Ｗ１が装着される。なお、上述した説明から明らかなように、装着ヘッド３０の吸着ノズル３２に部品Ｗ１を吸着する位置はウエハシート搬送部６０内となるため、部品Ｗ１を基板に向かって搬送する方向は常にｙ方向（正）となる。

次に、制御装置２００によるキャリブレーション動作について、図２３を参照して説明する。図２３に示すように、制御装置２００は、まず、モータ３５，４５を駆動して装着ヘッド３０を冶具台４６上の部品冶具４８の上方に位置決めし、装着ヘッド３０の吸着ノズル３２で部品冶具４８を吸着する（Ｓ３０）。通常、冶具台４６上の予め定められた位置に部品冶具４８は載置されているが、部品冶具４８を冶具台４６にオペレータが載置する際の誤差等によって部品冶具４８の位置がずれる場合がある。かかる場合は、吸着ノズル３２の軸線からずれた位置に部品冶具４８が吸着されることとなる。

次に、制御装置２００は、モータ３５，４５を駆動して装着ヘッド３０を部品カメラ２８に対して位置決めし、部品カメラ２８で吸着ノズル３２に吸着された部品冶具４８を撮影する（Ｓ３２）。装着ヘッド３０を部品カメラ２８に対して位置決めする位置は既知である。このため、吸着ノズル３２に対して正しい位置に部品冶具４８が吸着されているときは、画像内の所定の位置に部品冶具４８が撮影される。一方、吸着ノズル３２に対して正しい位置に部品冶具４８が吸着されていないときは、画像内の所定の位置からずれた位置に部品冶具４８が撮影されることとなる。

なお、Ｓ３２で部品カメラ２８に対して装着ヘッド３０を位置決めする際は、装着ヘッド３０を位置決め位置に停止させる直前の装着ヘッド３０のｘ方向及びｙ方向への移動の正負が予め定められた状態となるように装着ヘッド３０が駆動される。例えば、図１８に示すように、装着ヘッド３０を部品カメラ２８に対して位置決めする際の装着ヘッド３０のｘ方向の移動が正（＋）で、かつ、ｙ方向の移動が正（＋）となる場合は、まず、装着ヘッド３０を部品カメラ２８の位置よりもｘ方向に小さな座標値となり、かつ、ｙ方向に小さな座標値となる位置まで移動させ（矢印ａ）、次いで、部品カメラ２８に対して装着ヘッド３０を位置決めする（矢印ｂ）。これによって、位置決め時の装着ヘッド３０のｘ方向の移動が正（＋）で、かつ、ｙ方向の移動が正（＋）となる。一方、装着ヘッド３０を部品カメラ２８に対して位置決めする際の装着ヘッド３０のｘ方向の移動が負（−）で、かつ、ｙ方向の移動が正（＋）の場合は、まず、装着ヘッド３０を部品カメラ２８の位置よりもｘ方向に大きな座標値となり、かつ、ｙ方向に小さな座標値となる位置まで移動させ（矢印ａ’）、次いで、部品カメラ２８に対して装着ヘッド３０を位置決めする（矢印ｂ’）。これによって、装着ヘッド３０を部品カメラ２８に対して位置決めする際の移動方向が、ｘ方向が負（−）で、かつ、ｙ方向が正（＋）となる。

次いで、制御装置２００は、部品カメラ２８で撮影した画像を処理し、吸着ノズル３２に対する部品冶具４８のずれ量を算出する（Ｓ３４）。上述したように、吸着ノズル３２の正しい位置に部品冶具４８が吸着されていないときは、画像内の所定の位置からずれた位置に部品冶具４８が撮影される。このため、制御装置２００は、画像内の部品冶具４８の位置から、部品冶具４８の正規の位置からのずれ量を算出する。

次いで、制御装置２００は、モータ３５，４５を駆動して装着ヘッド３０を冶具台４６に対して位置決めし、冶具台４６の載置面５０に吸着ノズル３２に吸着された部品冶具４８を装着する（Ｓ３６）。ここで、部品カメラ２８と冶具台４６の位置関係は既知であるため、装着ヘッド３０を予め定められた位置に移動させれば、装着ヘッド３０を冶具部品４６の載置面５０に対して正しい位置に位置決めすることができるはずである。したがって、吸着ノズル３２に対して部品冶具４８が正しく吸着されていれば、部品冶具４８を載置面５０の正しい位置に載置することができる。一方、吸着ノズル３２に対する部品冶具４８の位置が正規の位置からずれている場合は、部品冶具４８は載置面５０に対して正規の位置からずれた位置に装着される。このため、制御装置２００は、Ｓ３４でずれ量が算出されている場合、そのずれ量によりモータ３５，４５の駆動量を補正する。これによって、部品冶具４８を載置面５０の正しい位置に装着されることとなる。

また、Ｓ３６で冶具台４６に対して装着ヘッド３０を位置決めする際は、着ヘッド３０を位置決め位置に停止させる直前の装着ヘッド３０のｘ方向及びｙ方向への移動の正負が、Ｓ３２の装着ヘッド３０のｘ方向及びｙ方向への移動の正負と一致するように駆動する。例えば、図１８に示すように、装着ヘッド３０を部品カメラ２８に対して位置決めする際のｘ方向の移動が正（＋）で、かつ、ｙ方向の移動が正（＋）の場合（Ｓ３２で矢印ａ→ｂと駆動した場合）は、装着ヘッド３０を冶具台４６の載置面５０に対してそのまま位置決めする（矢印ｃ）。これによって、Ｓ３２における装着ヘッド３０のｘ方向及びｙ方向への移動の正負が、Ｓ３６における装着ヘッド３０のｘ方向及びｙ方向への移動の正負と一致する。一方、装着ヘッド３０を部品カメラ２８に対して位置決めする際のｘ方向の移動が負（−）で、かつ、ｙ方向の移動が正（＋）の場合（Ｓ３２で矢印ａ’→ｂ’と駆動した場合）は、冶具台４６の位置よりもｘ方向に大きな座標値となり、かつ、ｙ方向に小さな座標値となる位置まで移動させ（矢印ｃ’）、次いで、冶具台４６に対して装着ヘッド３０を位置決めする（矢印ｄ’）。これによって、Ｓ３２における装着ヘッド３０のｘ方向及びｙ方向への移動の正負が、Ｓ３６における装着ヘッド３０のｘ方向及びｙ方向への移動の正負と一致する。

次に、制御装置２００は、装着ヘッド３０のマークカメラ３４により載置面５０に装着された部品冶具４８を撮影し、部品冶具４８の位置を測定（算出）する（Ｓ３８）。そして、制御装置２００は、Ｓ３８で測定された部品冶具４８の位置から、キャリブレーションデータを作成する（Ｓ４０）。すなわち、装着ヘッド３０の位置決め機構（移動機構）は誤差要素（バックラッシュ等）を含んでいる。このため、Ｓ３８で測定された部品冶具４８の位置と正規の位置とのずれは誤差要素によるずれであり、このずれ量の分だけモータ３５，４５の駆動量を補正すれば、基板に対する部品Ｗ１の装着位置精度を向上することができる。したがって、制御装置２００は、Ｓ３８で測定された部品冶具４８の位置からキャリブレーションデータを作成する。なお、冶具台４６に基準マークを設け、マークカメラ３４によって部品治具４８と基準マークを同一視野内に映るように撮影してもよい。このように構成すれば、装着ヘッド３０の移動方向に関わらず、位置決め機構（移動機構）の誤差要素（バックラッシュ等）をキャンセルした状態で、治具台４６に対する部品治具４８の装着位置を測定することができる。すなわち、基準マーク撮影時の装着ヘッド３０の駆動方向と、部品撮影時の装着ヘッドの駆動方向が同一となるため、位置決め機構（移動機構）の誤差要素をキャンセルすることができる。

なお、Ｓ４０で作成されたキャリブレーションデータは、基板に部品Ｗ１を装着する際に用いられる。すなわち、制御装置２００は、作成したキャリブレーションデータで部品装着位置を補正し、補正した部品装着位置に部品Ｗ１が装着されるようモータ３５，４５を駆動し、装着ヘッド３０を位置決めする。これによって、装着ヘッド３０が誤差要素が考慮された位置に位置決めされ、基板への部品Ｗ１の装着位置精度を向上することができる。

上述した説明から明らかなように、本実施例のキャリブレーション動作では、Ｓ３２の装着ヘッド３０の部品カメラ２８に対する位置決めと、Ｓ３６の装着ヘッド３０の冶具台４６に対する位置決めは、装着ヘッド３０のｘ方向及びｙ方向への移動の正負が同一の状態（いわゆる、がた寄せした状態が同一の状態）で行われる。このため、装着ヘッド３０を移動させる移動機構が有する誤差要素（バックラッシュやロストモーション等）の影響が相殺された状態で、Ｓ３２とＳ３６の装着ヘッド３０の位置決めとが行われる。したがって、正確なキャリブレーションデータを作成することができる。

なお、装着ヘッド３０を移動させる移動機構が有する誤差要素（バックラッシュやロストモーション等）は、装着ヘッド３０を駆動する際のｘ方向及びｙ方向の移動の正負によって変化する。このため、本実施例のキャリブレーション動作は、装着ヘッド３０のｘ方向及びｙ方向への移動の正負を種々に変えて（例えば、図１９に示すａ→ｂ→ｃ等）、複数のキャリブレーションデータを作成する。そして、これら複数のキャリブレーションデータを用いて、基板に対する部品Ｗ１の部品装着位置を補正する。例えば、装着ヘッド３０をｘ方向が正で、かつ、ｙ方向が正となるように移動させてキャリブレーションデータを作成し、また、装着ヘッド３０をｘ方向が負で、かつ、ｙ方向が負となるように移動させてキャリブレーションデータを作成し、これら２つのキャリブレーションデータの中間値（平均値）を用いて、部品装着位置を補正する。あるいは、（１）装着ヘッド３０をｘ方向が正で、かつ、ｙ方向が正となるときのキャリブレーションデータと、（２）装着ヘッド３０をｘ方向が正で、かつ、ｙ方向が負となるときのキャリブレーションデータと、（３）装着ヘッド３０をｘ方向が負で、かつ、ｙ方向が正となるときのキャリブレーションデータと、（４）装着ヘッド３０をｘ方向が負で、かつ、ｙ方向が負となるときのキャリブレーションデータと、を取得し、これら４つのデータの中間値（平均値）を用いてもよい。中間値を用いることで、簡易に部品装着位置を補正することができる。

あるいは、装着ヘッド３０を位置決めする際のｘ方向及びｙ方向への移動の正負と同一の状態で得られたキャリブレーションデータを補正に使用してもよい。例えば、位置決め時の装着ヘッド３０のｘ方向の移動が正（＋）で、かつ、ｙ方向の移動が正（＋）の場合、位置決め時の装着ヘッド３０のｘ方向の移動が正（＋）で、かつ、ｙ方向の移動が負（＋）としたときに得られたキャリブレーションデータを用いて部品装着位置を補正する。このような構成によると、装着ヘッド３０の駆動態様に対応するキャリブレーションデータが用いられるため、基板に対する部品の装着位置精度をより向上することができる。

なお、このような構成を採る場合は、図１８に示すように、装着ヘッド３０のｘ方向の移動が正（＋）で、かつ、ｙ方向の移動が正（＋）の場合（矢印ａ→ｂ→ｃと駆動した場合）のキャリブレーションデータと、装着ヘッド３０のｘ方向の移動が負（−）で、かつ、ｙ方向の移動が正（＋）の場合（矢印ａ’→ｂ’→ｃ’→ｄ’と駆動した場合）のキャリブレーションデータを少なくとも取得することが好ましい。本実施例では、ウエハシート搬送部６０から部品Ｗ１を吸着し、基板搬送部２２ａ，２２ｂ上の基板に部品Ｗ１を装着する。このため、基板へ部品Ｗ１を装着する際の装着ヘッド３０の動きは、ｙ方向については必ず正（＋）となる。したがって、上述した２つのキャリブレーションデータを取得すれば、基板へ部品を装着する際の部品装着位置の補正を適切に行うことができる。

最後に、上述した実施例と請求項との対応関係を説明しておく。実装機２０が請求項でいう「部品装着装置」の一例であり、モータ４５によって駆動されるボールねじ機構が請求項でいう「Ｘ方向移動機構」の一例であり、モータ３５によって駆動されるボールねじ機構が請求項でいう「Ｙ方向移動機構」の一例であり、部品カメラ２８が請求項でいう「第１カメラ」の一例であり、冶具台４６が「載置体」の一例であり、マークカメラ３４が「第２カメラ」の一例である。

以上、本実施例について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。

例えば、上記の実施例では、実装機２０に設けられた冶具台４６に部品冶具４８を装着するようにしたが、冶具台ではなく基板搬送部２２ａ又は２２ｂに載置した検査用基板を利用してキャリブレーションデータを作成してもよい。検査用基板を用いる場合は、まず、装着ヘッド３０のマークカメラ３４で検査用基板のフィデューシャルマークを読取り、検査用基板の位置を測定する。そして、その測定した位置に基づいて、部品カメラによる部品冶具の撮影と、検査用基板への部品冶具の装着、検査用基板に装着した部品冶具の撮影を行えばよい。なお、検査用基板を用いる場合は、フィデューシャルマークを読み取る際の装着ヘッド３０の駆動方向を、部品カメラに対する装着ヘッド３０の位置決め時の駆動方向と一致させることが好ましい。フィデューシャルマークの読取り時の駆動方向を一致させることで、キャリブレーションデータを適切に取得することができる。

また、上述した実施例では、装着ヘッド３０を駆動するためにボールねじ機構を用いたが、装着ヘッドを駆動する機構には、公知の他の機構を用いて駆動してもよい。いずれの機構を用いても、移動機構にはガタやロストモーションや剛性不足等によって誤差要素が存在するため、本明細書に開示の技術を用いることで、適切にキャリブレーションデータを取得することができる。

なお、バックラッシュ等を考慮してキャリブレーションを行う方法としては、上述した実施例の方法に限られず、例えば、装着ヘッドを所定の位置に位置決めする際に複数方向から位置決めし、各方向について位置決めしたときの装着ヘッドの位置を固定カメラで測定するようにしてもよい。このような方法によっても、バックラッシュ等を考慮したキャリブレーションデータを得ることができる。あるいは、装着ヘッドを複数の方向から所定の位置に位置決めし、各方向について装着ヘッドのマークカメラで装置内の固定マークを撮影することで、装着ヘッドの位置を測定するようにしてもよい。

また、上述した実施例では、Ｓ３２で得られた部品冶具のずれ量から冶具台へ移動する際のモータ駆動量を補正したが、キャリブレーションデータの算出は、このような例に限らない。例えば、Ｓ３２で得られたずれ量でモータ駆動量を補正することなく、装着ヘッドを冶具台に位置決めし、冶具台の載置面に部品冶具を装着してもよい。この場合、冶具台に対する部品冶具の装着位置は、ノズルに対する部品冶具のずれ量と、バックラッシュ等によるずれ量が重畳したものとなっている。このため、Ｓ３２で得られる画像から算出したずれ量と、Ｓ３８で得られる画像から算出したずれ量の両者から、キャリブレーションデータを作成してもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０ 部品装着システム
２０ 実装機
６０ ウエハシート搬送部
１６０ ウエハシート補給部
２００ 制御装置
Ｗ１ 部品
Ｗ２ ウエハシート

Claims (5)

1. 部品を保持及び開放可能なノズルを有する装着ヘッドと、
   前記装着ヘッドをＸ方向に移動させるＸ方向移動機構と、
   前記装着ヘッドをＹ方向に移動させるＹ方向移動機構と、
   前記装着ヘッドに保持された前記部品を撮影可能な第１カメラと、
   較正用の部品冶具と、
   前記較正用の部品冶具が装着される載置体と、
   前記載置体に装着された冶具部品を撮影可能な第２カメラと、
   前記第１カメラ、前記第２カメラ、前記Ｘ方向移動機構及び前記Ｙ方向移動機構を制御する制御装置と、を有しており、
   前記制御装置は、
   前記装着ヘッドのノズルに前記部品冶具を保持した状態で、前記Ｘ方向移動機構と前記Ｙ方向移動機構を駆動して前記装着ヘッドを前記第１カメラに対して位置決めし、前記ノズルに保持された前記冶具部品を前記第１カメラで撮影する第１ステップと、
   前記第１ステップ後に、前記装着ヘッドのノズルに前記部品冶具を保持した状態で、前記Ｘ方向移動機構と前記Ｙ方向移動機構を駆動して前記装着ヘッドを前記載置体に対して位置決めして前記ノズルに保持された前記部品冶具を前記載置体に装着し、前記載置体に装着された前記部品冶具を前記第２カメラで撮影する第２ステップと、
   前記第２ステップ後に、少なくとも前記第２カメラで撮影された冶具部品の画像から、キャリブレーションデータを算出する第３ステップと、を実行可能となっており、
   前記制御装置は、さらに、
   前記装着ヘッドを前記第１カメラに対して位置決めする際の前記Ｘ方向移動機構の駆動方向と、前記装着ヘッドを前記載置体に対して位置決めする際の前記Ｘ方向移動機構の駆動方向とを同一とし、
   前記装着ヘッドを前記第１カメラに対して位置決めする際の前記Ｙ方向移動機構の駆動方向と、前記装着ヘッドを前記載置体に対して位置決めする際の前記Ｙ方向移動機構の駆動方向とを同一とする、部品装着装置。
2. 前記部品が実装される基板をＸ方向に搬送する基板搬送部と、をさらに有しており、
   前記装着ヘッドは、部品供給位置で部品を吸着し、部品供給位置から前記基板搬送部に向かって移動し、前記基板上に部品を装着するものであり、
   前記部品供給位置は、前記基板搬送部に対してＹ方向が負となる方向に位置しており、
   前記制御装置は、
   前記装着ヘッドを前記第１カメラ及び前記載置体に対して位置決めする際の前記Ｘ方向移動機構の駆動方向が正となり、かつ、前記Ｙ方向移動機構の駆動方向が正となる状態でキャリブレーション動作を実行することで得られた正方向キャリブレーションデータと、
   前記装着ヘッドを前記第１カメラ及び前記載置体に対して位置決めする際の前記Ｘ方向移動機構の駆動方向が負となり、かつ、前記Ｙ方向移動機構の駆動方向が正となる状態でキャリブレーション動作を実行することで得られた負方向キャリブレーションデータと、
   を少なくとも取得する、請求項１に記載の部品装着装置。
3. 前記制御装置は、前記正方向キャリブレーションデータと前記負方向キャリブレーションデータの中間値を用いて、前記基板に前記部品を装着するときの前記装着ヘッドの位置決め位置を修正する、請求項２に記載の部品装着装置。
4. 前記制御装置は、
   前記基板に前記部品を装着する場合において、前記装着ヘッドを前記基板に対して位置決めする際の前記Ｘ方向移動機構の駆動方向が正となり、かつ、前記Ｙ方向移動機構の駆動方向が正となるときは、前記正方向キャリブレーションデータを用いて位置決め位置を修正し、
   前記基板に前記部品を装着する場合において、前記装着ヘッドを前記基板に対して位置決めする際の前記Ｘ方向移動機構の駆動方向が負となり、かつ、前記Ｙ方向移動機構の駆動方向が正となるときは、前記負方向キャリブレーションデータを用いて位置決め位置を修正する、請求項２に記載の部品装着装置。
5. 部品を保持及び開放可能なノズルを有する装着ヘッドと、
   前記装着ヘッドをＸ方向に移動させるＸ方向移動機構と、
   前記装着ヘッドをＹ方向に移動させるＹ方向移動機構と、
   前記装着ヘッドに保持された前記部品を撮影可能な第１カメラと、
   較正用の部品冶具と、
   前記較正用の部品冶具が装着される載置体と、
   前記載置体に装着された冶具部品を撮影可能な第２カメラと、
   前記第１カメラ、前記第２カメラ、前記Ｘ方向移動機構及び前記Ｙ方向移動機構を制御する制御装置と、を有しており、
   前記制御装置は、前記Ｘ方向移動機構の駆動方向と前記Ｙ方向移動機構の駆動方向の少なくとも一方に関して、前記装着ヘッドを前記第１カメラに対して位置決めする際の駆動方向と前記装着ヘッドを前記載置体に対して位置決めする際の駆動方向とを同一とする、部品装着装置。
   

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