JP2015018888A - ピッチの誤差を補正する方法、部品実装装置及び部品実装システム - Google Patents

Abstract

【課題】トレイのキャビティ内から部品を取り出す処理においてピッチの誤差を補正することで精度よく部品が取り出せ、且つ取り出し作業に際して保有すべきデータ量の削減を図ることができるピッチの誤差を補正する方法を提供すること。【解決手段】コントローラ８６は、１番目の電子部品Ｐを取り出して補正した位置情報Ｓｘ，Ｓｙと、初期値が設定されたピッチＰｘ，Ｐｙとを用いて２番目に取り出す電子部品Ｐの位置を演算手段９２により演算し、演算結果に基づいて２番目の電子部品Ｐを取り出す制御を実行する（ステップＳ３）。また、演算手段９２は、吸着ノズル４０が２番目の電子部品Ｐを吸着した状態をパーツカメラ８２が撮像した画像データからずれ量を演算する。コントローラ８６の補正手段９３は、演算手段９２が検出したずれ量を用いてピッチＰｙを補正する（ステップＳ４）。【選択図】図８

Description

本発明は、所定のピッチで配設されるキャビティに部品が収容されたトレイから任意の部品を取り出す処理におけるピッチの誤差を補正する方法、そのピッチの誤差を補正する方法を用いて部品を取り出す部品実装装置及び部品実装システムに関するものである。

従来、部品実装装置に部品を供給するフィーダとして、テープフィーダ、トレイフィーダやバルクフィーダ等が知られている。このうち、例えばトレイフィーダが有するトレイは、平面視が矩形状のトレイ内にキャビティが所定のピッチでマトリックス状（碁盤目状）に形成され、各キャビティ内にＱＦＰ（Quad Flatpack Package）等のパッケージ型の電子部品を収容したものがある（例えば、特許文献１など）。特許文献１に開示される部品実装装置は、吸着ノズルを有するヘッドを移動させキャビティ内の電子部品を吸着ノズルにより吸着して取り出し、回路基板の所定の座標位置まで搬送して実装する。

ここで、トレイフィーダが有するトレイは、製造工程における精度等に起因してキャビティがトレイ上を占める領域の全体的な位置やキャビティのピッチ等がバラつく場合がある。そのため、部品実装装置は、トレイの型番などに応じて予め設定された位置情報に基づいて処理を実施したとしても吸着ノズルが電子部品を吸着する位置が大きくずれることがあり、吸着不良等の不具合が生じる。このような不具合に対し、特許文献１に開示される部品実装装置では、ヘッドを制御するコントローラが予めトレイ内の各キャビティの位置情報（文献では、部品配置情報）を備えており、ヘッドによりトレイから電子部品を吸着した後に、パーツカメラにより撮像した電子部品の吸着状態から吸着位置のずれ量を検出し、そのずれ量に応じて他のキャビティの位置情報を補正するようにしている。

特開２００８−１０５９４号公報（図５）

しかしながら、特許文献１に開示される部品実装装置は、キャビティの位置情報を補正するために、トレイ内のキャビティの各々についてＸ軸方向及びＹ軸方向の座標位置に対応付けてずれ量などの各種データを保有する必要がある。このため、部品実装装置は、トレイ内に収容される電子部品の個数や取り扱うトレイの種類等が増加するのにともなってキャビティの位置情報を補正する処理にあたって保有すべきデータ量が増大することが問題となる。

本発明は、上記した課題を鑑みてなされたものであり、トレイのキャビティ内から部品を取り出す処理においてピッチの誤差を補正することで精度よく部品が取り出せ、且つ取り出し作業に際して保有すべきデータ量の削減を図ることができるピッチの誤差を補正する方法、部品実装装置及び部品実装システムを提供することを目的とする。

本願に開示される技術に係るピッチの誤差を補正する方法は、第１方向に沿って所定のピッチでキャビティが配設されるトレイのキャビティから順次部品を取出装置により取り出す処理においてピッチの誤差を補正する方法であって、ｎ番目（ｎ≧２の整数）に取り出す部品をキャビティから取り出し、取り出した部品の取出装置における第１方向でのずれ量をピッチずれ量として検出する工程と、（ｎ＋１）番目の部品を取り出すにあたり、ピッチずれ量に基づいてピッチを補正する工程と、を有することを特徴とする。

また、本願に開示される技術に係る部品実装装置は、第１方向に沿って所定のピッチでキャビティが配設されるトレイのキャビティから順次部品を取り出し回路基板に実装する取出装置と、ｎ番目（ｎ≧２の整数）に取り出す部品をキャビティから取り出し、取り出した部品の取出装置における第１方向でのずれ量をピッチずれ量として検出する検出手段と、（ｎ＋１）番目の部品を取り出すにあたり、ピッチずれ量に基づいてピッチを補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

また、本願に開示される技術に係る部品実装システムは、部品実装装置が複数接続される。この部品実装装置は、第１方向に沿って所定のピッチでキャビティが配設されるトレイのキャビティから順次部品を取り出し回路基板に実装する取出装置と、ｎ番目（ｎ≧２の整数）に取り出す部品をキャビティから取り出し、取り出した部品の取出装置における第１方向でのずれ量をピッチずれ量として検出する検出手段と、（ｎ＋１）番目の部品を取り出すにあたり、ピッチずれ量に基づいてピッチを補正する補正手段と、を有する。そして、当該部品実装システムは、ピッチに拘わるデータをトレイの種類に応じて保存し、部品実装装置の各々に対しピッチに拘わるデータを送信する統括制御装置を備えることを特徴とする。

本願に開示される技術によれば、トレイのキャビティ内から部品を取り出す処理においてピッチの誤差を補正することで精度よく部品が取り出せ、且つ取り出し作業に際して保有すべきデータ量の削減を図ることができるピッチの誤差を補正する方法、部品実装装置及び部品実装システムが提供できる。

本発明の実施例である実装作業機を含む電子部品実装システムの電子回路組立ラインを示す模式図。 図１に示す実装作業機を上方からの視点において示す図。 図１に示す実装作業機の側面断面図。 図１に示す電子部品実装システムのブロック図。 支持板上に載置された部品トレイを示す図。 コントローラのメモリに記憶される位置情報データを示す図。 部品トレイのキャビティ及び電子部品の配列を説明するための模式図。 画像処理部による位置情報データの補正処理を説明するためのフローチャート。 キャビティ内の電子部品の位置と吸着位置とを比較するための模式図。

図１に、本発明の実施例の電子部品実装システム（以下、「実装システム」と略す場合がある）１０を示す。実装システム１０は、複数の実装作業機１２が相互に駆動連結された電子回路組立ラインを備え、実装作業機１２の各々は個別制御装置１４を備える。実装システム１０は、各実装作業機１２の個別制御装置１４と、それら個別制御装置１４を統括して制御する統括制御装置１６とを含む制御システムにより制御される。実装作業機１２の各々は、個別制御装置１４が通信ケーブル２０を介して統括制御装置１６に接続されており、統括制御装置１６との間で情報、指令等を送受信可能とされている。

実装作業機１２の各々は、回路基板２２に対して電子部品Ｐ（図５参照）の実装作業を行うものであり、図２に示すように、搬送装置２４と、作業ヘッド２６と、移動装置２８と、１対の供給装置３０，３２とを備えている。搬送装置２４は、ベース３３上に平行に並んで設けられた１対のガイドレール３４を有しており、それら１対のガイドレール３４の側方に張架されたコンベアベルト（図示略）を周回させることでガイドレール３４に支持される回路基板２２を搬送する構造とされている。また、搬送装置２４は、所定の位置に昇降台３９が設けられており、昇降台３９をエアシリンダによって上昇させることで、昇降台３９と１対のガイドレール３４の各々の上方に設けられた鍔部（図示省略）との間に回路基板２２を挟み込んで固定する構造とされている。なお、本実施例では、搬送装置２４による回路基板２２の搬送方向（図２における左右方向）をＸ軸方向とし、搬送される回路基板２２の基板平面に平行でＸ軸方向に直角な方向をＹ軸方向と称し、説明を行う。

作業ヘッド２６は、搬送装置２４によって保持された回路基板２２に対して電子部品Ｐ（図５参照）を実装するものであり、下面に電子部品Ｐを吸着する吸着ノズル４０を有する。吸着ノズル４０は、正負圧供給装置４２（図４参照）の電磁制御弁を介して負圧エア，正圧エア通路に通じており、負圧にて電子部品Ｐを吸着保持し、僅かな正圧が供給されることで保持した電子部品Ｐを離脱する構造とされている。また、作業ヘッド２６は、吸着ノズル４０を昇降させるノズル昇降装置４４（図４参照）及び吸着ノズル４０をそれの軸心回りに自転させるノズル自転装置４６（図４参照）を有しており、保持する電子部品Ｐの上下方向の位置及び電子部品Ｐの保持姿勢を変更することが可能とされている。

また、作業ヘッド２６は、ベース３３上の任意の位置に移動装置２８によって移動可能とされている。詳述すると、移動装置２８は、作業ヘッド２６をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸方向スライド機構５０と、作業ヘッド２６をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸方向スライド機構５２とを備えている。Ｘ軸方向スライド機構５０は、Ｘ軸方向に移動可能にベース３３上に設けられたＸ軸スライダ５４と、電磁モータ５６（図４参照）とを有しており、電磁モータ５６によってＸ軸スライダ５４がＸ軸方向の任意の位置に移動可能とされている。また、Ｙ軸方向スライド機構５２は、Ｙ軸方向に移動可能に設けられたＹ軸スライダ５８と、電磁モータ６０（図４参照）とを有している。Ｙ軸スライダ５８は、Ｘ軸スライダ５４の側面に設けられた一対のガイドレール５９に取り付けられ、電磁モータ６０が駆動することによってＹ軸方向の任意の位置に移動する。そして、Ｙ軸スライダ５８に作業ヘッド２６が取り付けられることで、作業ヘッド２６は、移動装置２８によってベース３３上の任意の位置に移動可能とされている。

供給装置３０，３２は、ベース３３のＹ軸方向における両側部に搬送装置２４を挟むようにして接続されている。供給装置３０は、テープフィーダ型の供給装置であり、テーピング化された電子部品Ｐを１つずつ送り出すテープフィーダ７０を複数有しており、作業ヘッド２６への供給位置に電子部品Ｐを供給する構造とされている。供給装置３２は、トレイフィーダ型の供給装置であり、Ｙ軸方向に沿って設けられた一対のガイドレール７２に嵌合されたスライダ（図示略）により支持板７４が着脱可能に支持され、その支持板７４により複数の部品トレイ７６を支持する構造とされている。部品トレイ７６の各々は、複数の電子部品Ｐが収容されている。供給装置３２は、スライダ駆動部７８（図４参照）を駆動してスライダをＹ軸方向に沿って移動させることによって、スライダに装着された支持板７４を電子部品Ｐの供給位置あるいは退避位置に移動させる。なお、供給装置３２の構成は一例であり、支持板７４を複数備えて昇降装置等により使用する支持板７４（部品トレイ７６）を切り替える構成でもよい。

また、実装作業機１２は、マークカメラ８０及びパーツカメラ８２（図３参照）が設けられている。マークカメラ８０は、下方を向いた状態でＹ軸スライダ５８の下面に固定されており、移動装置２８によって移動させられることで、回路基板２２の表面を任意の位置において撮像することが可能となっている。

また、Ｘ軸スライダ５４には、図２及び図３に示すように反射鏡８３Ａ，８３Ｂが図示しないケーシングにより固定されている。反射鏡８３Ａは、作業ヘッド２６のＹ軸方向の移動経路の真下において、吸着ノズル４０の中心線を含む垂直面に対して約４５度傾斜させられ、Ｘ軸スライダ５４に近い側の端部が下方に位置する反射面を有する。また、反射鏡８３Ｂは、Ｘ軸スライダ５４を挟んだ反対側に、反射鏡８３Ａの反射面と垂直面に対して対称に傾斜し、Ｘ軸スライダ５４から近い側の端部が下方に位置する反射面を有する。これら反射鏡８３Ａ，８３Ｂは、Ｘ軸スライダ５４を移動させるボールねじ８１の上方の位置であって、供給装置３０と回路基板２２との間及び供給装置３２と回路基板２２との間の位置に設けられている。反射鏡８３Ａの反射面の外面には、ハーフミラー処理が施され、作業ヘッド２６側から照射される光の大半を反射する一方、下方から照射された光を透過させるようになっている。

そして、Ｘ軸スライダ５４には、作業ヘッド２６の反対側であって反射鏡８３Ｂの上方の位置において、作業ヘッド２６に保持された電子部品Ｐを撮像するパーツカメラ８２が固定されている。パーツカメラ８２は、例えばＣＣＤカメラであり、反射鏡８３Ａ，８３Ｂで反射した電子部品Ｐを撮像する。なお、作業ヘッド２６は、吸着ノズル４０に吸着保持された電子部品Ｐの明るい背景を形成するバックライト８５Ａが取り付けられている。また、Ｘ軸スライダ５４は、反射鏡８３Ａの下側に、電子部品Ｐの表面像を撮像する際に使用されるフロントライト８５Ｂが取り付けられている。バックライト８５Ａを明るい背景とする電子部品Ｐのシルエット像を形成する光、あるいはフロントライト８５Ｂに照らされた電子部品Ｐの表面の像を形成する光は、反射鏡８３Ａ，８３Ｂに反射された後、パーツカメラ８２に向かって上方へ反射する。

図４に示すように、実装作業機１２の個別制御装置１４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体とするコントローラ８６と、搬送装置２４、上記電磁モータ５６，６０、正負圧供給装置４２、ノズル昇降装置４４、ノズル自転装置４６、テープフィーダ７０、スライダ駆動部７８の各々に対応する複数の駆動回路８８とを備えている。コントローラ８６は、各駆動回路８８を介して搬送装置２４、移動装置２８等の動作を制御することが可能とされている。また、コントローラ８６は、マークカメラ８０及びパーツカメラ８２が撮像した画像データを処理する画像処理部８４を備える。画像処理部８４は、マークカメラ８０によって得られた画像データを処理して回路基板２２に関する情報を検出する。また、画像処理部８４は、パーツカメラ８２によって得られた画像データの処理結果と、メモリ９０に保存された位置情報データとに基づいて吸着ノズル４０による電子部品Ｐの保持位置の誤差等の検出、補正等を実施する。また、コントローラ８６は、統括制御装置１６に接続されており、統括制御装置１６との間で検出結果や指令等が送受信される。統括制御装置１６は、タッチパネル等の表示装置８９を備えており、各種情報を表示して作業者が確認することが可能とされている。

上記した構成の実装作業機１２は、搬送装置２４により保持された回路基板２２に対して作業ヘッド２６によって電子部品Ｐの実装作業を行う。具体的には、まず、実装作業機１２の各々の個別制御装置１４は、コントローラ８６が駆動回路８８を介して搬送装置２４を駆動制御し回路基板２２を装着作業位置まで搬送させるとともに、その位置において回路基板２２を固定的に保持する。次に、コントローラ８６は、駆動回路８８を介して移動装置２８を駆動し、作業ヘッド２６を回路基板２２上に移動させマークカメラ８０によって回路基板２２を撮像する。画像処理部８４は、マークカメラ８０が撮像した画像データから回路基板２２の種類や搬送装置２４による回路基板２２の保持位置誤差を検出する。コントローラ８６は、画像処理部８４が検出した回路基板２２の種類に応じた電子部品Ｐを有する供給装置３０，３２を駆動し、その電子部品Ｐの供給位置に作業ヘッド２６をさせる。作業ヘッド２６は、コントローラ８６からの制御に基づいて吸着ノズル４０の上下位置等を変更して吸着ノズル４０によって電子部品Ｐを吸着保持する。コントローラ８６は、電子部品Ｐを保持した状態の作業ヘッド２６を移動装置２８によって電子部品Ｐの供給位置から電子部品Ｐを実装する回路基板２２の実装位置まで移動させる。この際、作業ヘッド２６は、供給位置と実装位置との間の位置に設けられた反射鏡８３Ａ（図２及び図３参照）の上方を通過することとなる。コントローラ８６は、作業ヘッド２６が反射鏡８３Ａ上を通過する際に、反射鏡８３Ｂ上に固定されたパーツカメラ８２によって電子部品Ｐを撮像する。画像処理部８４は、パーツカメラ８２が撮像した画像データから電子部品Ｐの保持位置の誤差を検出する。そして、コントローラ８６は、作業ヘッド２６を回路基板２２上の実装位置に移動させ回路基板２２及び電子部品Ｐの保持位置の誤差に基づいて吸着ノズル４０を自転等させた後に、電子部品Ｐを回路基板２２に実装させる。

ここで、本実施例の画像処理部８４は、パーツカメラ８２の画像データから検出した電子部品Ｐの保持位置の誤差に基づいて、次回以降に取り出す電子部品Ｐの位置情報データを補正する処理を実行する。以下に、画像処理部８４によるトレイ型供給装置３２が供給する電子部品Ｐの位置情報データを補正する処理について説明する。

（支持板７４及び部品トレイ７６の構造について）
図２に示すように、トレイ型供給装置３２の支持板７４は、Ｘ軸方向が長手方向となる平面視が長方形状をなし、支持板７４上には大小様々な部品トレイ７６が水平な状態で載置されている。図５に示すように、支持板７４は、四辺がガイドバー１００により囲われ、そのガイドバー１００の内側に複数の部品トレイ７６がＸ軸方向に沿って配設されている。図５は、支持板７４上に載置された部品トレイ７６を示す図であり、図中の上側がベース３３（図２参照）に接続される本体側となっている。部品トレイ７６は、平面視において矩形状をなし、収容する電子部品Ｐの個数等に応じた大きさで形成されている。部品トレイ７６は、支持板７４上に設けられたＬ形位置決め部材１０２により位置決めされている。支持板７４は、例えば部品トレイ７６を載置する支持面を含む表層部分が磁性材料から形成されており、永久磁石が埋設されたＬ形位置決め部材１０２が任意の位置に着脱可能に固定される。Ｌ形位置決め部材１０２は、支持板７４上におけるＹ軸方向に対して一方側（図示例では上側）のガイドバー１００に当該Ｌ形位置決め部材１０２の一辺を密着させた状態で位置決めされている。また、図５における上側（本体側）のガイドバー１００にはＸ軸方向に沿って目盛１０４が設けられている。作業者は、例えば実装作業機１２から指示等された数値を目盛１０４で確認しながらＸ軸方向における位置を決定し、Ｌ形位置決め部材１０２を取り付ける。また、作業者は、支持板７４にＬ形位置決め部材１０２を取り付けた後に、部品トレイ７６を支持板７４に支持させる。作業者は、部品トレイ７６の互いに直交する２辺をＬ形位置決め部材１０２に当てて位置決めし、永久磁石が埋設された拘束部材１０７によって部品トレイ７６の他の辺を位置決めして固定する。

部品トレイ７６は、凹設された複数のキャビティ２０１がＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って所定のピッチで形成され、キャビティ２０１がマトリックス状に形成されている。キャビティ２０１の各々は、電子部品Ｐが収容され、収容された電子部品Ｐが部品トレイ７６により同一平面上に並んだ状態で支持されている。部品トレイ７６の形状、寸法、収容可能な電子部品Ｐの個数等は適宜変更される。電子部品Ｐは、例えば電子回路を形成する部品であり、ＱＦＰ（Quad Flatpack Package）等のパッケージ型の電子部品等である。

（画像処理部８４について）
図４に示すように、画像処理部８４は、演算手段９２と補正手段９３とを有する。演算手段９２は、作業ヘッド２６の吸着ノズル４０が電子部品Ｐを吸着した後にパーツカメラ８２により撮像された画像データから電子部品Ｐの保持位置の誤差を演算する。補正手段９３は、演算手段９２の演算結果に基づいてメモリ９０に保存された位置情報データを補正する。演算手段９２及び補正手段９３は、例えば、画像処理部８４が有するＣＰＵ上で実行されるプログラムなどのソフトウェアで実現してもよく、あるいは専用の処理回路としてハードウェアで構成してもよい。メモリ９０は、電子部品Ｐに係る位置情報データが記憶されており、例えば図６に示す位置情報データ３００がＸ軸方向及びＹ軸方向の各々について記憶されている。位置情報Ｓｘ，Ｓｙは、部品トレイ７６内から１番目に取り出す電子部品Ｐのキャビティ２０１に係る位置情報である。座標位置Ｎｘ，Ｎｙは、次に取り出す電子部品Ｐのキャビティ２０１のＸ軸方向及びＹ軸方向における座標位置である。ピッチＰｘ，Ｐｙは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各々において隣り合うキャビティ２０１の中心間の距離である。部品個数Ｅｘ，Ｅｙは、部品トレイ７６のＸ軸方向及びＹ軸方向の各々に沿って一列に収容される電子部品Ｐ（キャビティ２０１）の個数である。この位置情報データ３００は、例えば図７に示すように、部品トレイ７６のキャビティ２０１及びキャビティ２０１に収容される電子部品ＰがＸ軸方向に沿ってピッチＰｘでＥｘ個、Ｙ軸方向に沿ってピッチＰｙでＥｙ個だけ並んでいることを表している。

（補正処理について）
次に、画像処理部８４による位置情報データの補正処理について説明する。
まず、図７に示すように、部品トレイ７６は、図中における左上の角部を含む２辺がＬ形位置決め部材１０２により位置決めされている。実装作業機１２のコントローラ８６は、図７に示す電子部品Ｐを図中の上から下（（１，１）〜（１，Ｅｙ））に向かって、順番に取り出すように作業ヘッド２６を制御する。また、コントローラ８６は、Ｙ軸方向に沿った１列が終了するとＸ軸方向で隣り合う他の列の電子部品Ｐを同様の順番で取り出すように制御し、図中の左から右（（１，１）〜（Ｅｘ，１））に向かって取り出す列を変更しながら作業を実施する。Ｌ形位置決め部材１０２は、Ｌ字状の２辺が交差する角部に第１基準マーク１０９が形成され、Ｙ軸方向に沿った辺の先端部に第２基準マーク１１０が形成されている。作業者は、実装作業機１２から指示等された数値に基づいてＬ形位置決め部材１０２を取り付けた後に、実際に取り付けた位置の目盛１０４（図５参照）の値を実装作業機１２の操作手段（図示略）によって入力する。コントローラ８６は、実装作業が開始して第１基準マーク１０９を検出する際に、作業者から入力されたＬ形位置決め部材１０２の取付け位置の情報に基づいてマークカメラ８０により第１基準マーク１０９を撮像する。また、コントローラ８６は、作業者から入力された取付け位置の情報と、Ｌ形位置決め部材１０２の設計上の寸法とから得られる位置に基づいて第２基準マーク１１０を撮像する。画像処理部８４の演算手段９２は、マークカメラ８０により撮像された第１及び第２基準マーク１０９，１１０の画像データから各マークの位置を検出する。なお、複数の部品トレイ７６（Ｌ形位置決め部材１０２）がある場合には、実装作業機１２は、Ｌ形位置決め部材１０２の各々について第１及び第２基準マーク１０９，１１０を撮像する。

また、本実施例の実装システム１０では、統括制御装置１６（図１及び図４参照）が図６に示す位置情報データ３００の初期値を、部品トレイ７６の型番、ＩＤ、電子部品Ｐの種類等に対応して保有しており、各実装作業機１２で必要となる位置情報データ３００を集中して管理している。統括制御装置１６は、例えば、異なる基板種の回路基板２２の生産を生産ジョブごとに管理し、各生産ジョブに応じて実装作業機１２の各々に位置情報データ３００を送信する。各実装作業機１２のコントローラ８６は、統括制御装置１６から受信した位置情報データ３００をメモリ９０に記憶する。コントローラ８６は、第１及び第２基準マーク１０９，１１０の撮像にともなってマークカメラ８０により部品トレイ７６を撮像する。コントローラ８６の画像処理部８４は、マークカメラ８０が撮像した部品トレイ７６の画像データに基づいて部品トレイ７６の型番等を検出する。コントローラ８６は、画像処理部８４が検出した型番等の情報と、メモリ９０に記憶された位置情報データ３００の整合性を判定する。コントローラ８６は、型番等が一致すると、メモリ９０に記憶された位置情報データ３００を参照及び補正しながら実装作業を実施する。また、統括制御装置１６は、例えば、各実装作業機１２が実装作業にて補正した位置情報データ３００を受信し、保有する位置情報データ３００を部品トレイ７６の型番ごとに更新する。なお、コントローラ８６は、画像処理部８４が検出した型番等の情報と位置情報データ３００が一致しない場合に、例えば作業者にエラーを報知して確認作業を促す設定でもよい。また、部品トレイ７６の型番等の情報は、作業者が実装作業機１２などから予め入力する構成でもよい。

図８に示すステップＳ１において、コントローラ８６は、画像処理部８４の演算手段９２が検出した第１及び第２基準マーク１０９，１１０の位置を基準として位置情報データ３００（図６参照）の位置情報Ｓｘ，Ｓｙに基づいて１番目のキャビティ２０１（図７の（１，１））の電子部品Ｐを取り出すように作業ヘッド２６及び吸着ノズル４０の動作を制御する。

ステップ２において、コントローラ８６は、作業ヘッド２６を１番目のキャビティ２０１の位置から回路基板２２の実装位置まで移動させる際に反射鏡８３Ａ上を通過するとき、吸着ノズル４０に吸着保持された電子部品Ｐをパーツカメラ８２により撮像する。演算手段９２は、パーツカメラ８２が撮像した画像データから吸着ノズル４０の中心に対する電子部品Ｐの中心のずれ量をＸ軸方向及びＹ軸方向の各々について演算する。補正手段９３は、演算手段９２が検出した保持位置のずれ量（ΔＸ，ΔＹ）に基づいて位置情報Ｓｘ，Ｓｙを補正してデータを更新する。

ここで、部品トレイ７６は、製造工程での精度等に起因してキャビティ２０１の全体的な位置やピッチＰｘ，Ｐｙが部品トレイ７６ごとにバラつく場合がある。例えば、図９に示す部品トレイ７６Ａ，７６Ｂは、平面視における外形の大きさ及び形成されているキャビティ２０１の数が同一である。しかしながら、部品トレイ７６Ａは、部品トレイ７６Ｂに比べてキャビティ２０１が形成された領域がＹ軸方向の両側（図中の上下）に広がっている。このため、Ｙ軸方向の最も外側（図中の上下方向の最も外側に位置する）のキャビティ２０１と各部品トレイ７６Ａ，７６ＢのＹ軸方向の端部との距離Ｌｙは、部品トレイ７６Ｂに比べて部品トレイ７６Ａが短い。また、Ｙ軸方向における各キャビティ２０１の端部間の距離Ｌ２ｙは、部品トレイ７６Ｂに比べて部品トレイ７６Ａが長い。このため、部品トレイ７６Ａのキャビティ２０１のピッチＰｙは、部品トレイ７６Ｂに比べて大きい。同様に、Ｘ軸方向においても最も外側のキャビティ２０１と端部との距離Ｌｘは、部品トレイ７６Ｂに比べて部品トレイ７６Ａが短い。また、各キャビティ２０１の端部間の距離Ｌ２ｘ（ピッチＰｘ）は、部品トレイ７６Ｂに比べて部品トレイ７６Ａが長い。このような距離Ｌｘ，Ｌｙ及び距離Ｌ２ｘ，Ｌ２ｙ（ピッチＰｘ，Ｐｙ）の差異は、外形の大きさ及び形成されるキャビティ２０１の数が同一となる規格に適合した部品トレイ７６Ａ，７６Ｂであっても製造メーカなどが異なることで差異が生じる場合がある。そのため、実装作業機１２は、仮に部品トレイ７６Ａ，７６Ｂの型番などに応じて予め設定されたピッチＰｘ，Ｐｙに基づいて処理を実施したとしても吸着ノズル４０が電子部品Ｐを吸着する位置がずれる場合がある。

図９中の黒丸「●」は、吸着ノズル４０が電子部品Ｐを吸着する位置を示しており、一点鎖線は、部品トレイ７６Ｂの電子部品Ｐを吸着する位置を示している。部品トレイ７６Ｂの電子部品Ｐを取り出す位置を補正せずにそのまま利用して部品トレイ７６Ａの電子部品Ｐを取り出した場合には、一点鎖線で比較して示すようにＹ軸方向に沿って（図中の上から下に向かって）順番に電子部品Ｐを取り出す位置が徐々にずれていき電子部品Ｐを吸着できない不具合が生じる。そのため、本実施例のコントローラ８６は、まず１番目の電子部品Ｐを吸着して検出したずれ量を用いて位置情報Ｓｘ，Ｓｙを補正することで、部品トレイ７６内の電子部品Ｐが占める領域の全体的な位置のずれを補正する。

コントローラ８６は、次の電子部品Ｐの供給が実施される際に、２番目の電子部品Ｐ（図７に示す（１，２）の部品）を取り出す処理を行う。図８のステップＳ３において、画像処理部８４の演算手段９２は、ステップＳ２において１番目に取り出した電子部品Ｐのずれ量により補正した位置情報Ｓｘ，Ｓｙと、予め部品トレイ７６の型番等に応じて設定されたピッチＰｘ，Ｐｙとを用いて次式（１），（２）により２番目以降に取り出す電子部品ＰのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報Ｘ，Ｙを演算する。
位置情報Ｘ＝Ｓｘ＋Ｐｘ×（Ｎｘ−１）・・・・（式１）
位置情報Ｙ＝Ｓｙ＋Ｐｙ×（Ｎｙ−１）・・・・（式２）
図６に示す座標位置Ｎｘ，Ｎｙは初期値として（１，２）が設定されているものとする。また、演算手段９２は、統括制御装置１６から受信した位置情報データ３００のピッチＰｘ，Ｐｙの初期値をメモリ９０から読み出して処理する。コントローラ８６は、演算手段９２の演算結果に基づいて２番目の電子部品Ｐを取り出すように作業ヘッド２６を制御する。また、演算手段９２は、座標位置Ｎｙをインクリメントし、座標位置Ｎｘ，ＮｙをＹ軸方向に１個分だけ進んだ値（１，３）に更新する。

上記したように、キャビティ２０１の位置は、部品トレイ７６の各々で全体的な位置が異なるだけでなくピッチＰｘ，Ｐｙも異なる。このため、コントローラ８６は、２番目以降の電子部品Ｐを吸着して検出したずれ量を用いてピッチＰｘ，Ｐｙを補正する。
ステップＳ４において、演算手段９２は、吸着ノズル４０が２番目の電子部品Ｐを吸着した状態をパーツカメラ８２が撮像した画像データから吸着ノズル４０の中心に対する電子部品Ｐの中心のＹ軸方向におけるずれ量を演算する。補正手段９３は、演算手段９２が検出した保持位置のずれ量、この場合Ｙ軸方向におけるずれ量（ΔＹ）を用いて、次式（４）によりピッチＰｙを補正する。なお、Ｘ軸方向における式（３）については後述する。
補正後のピッチＰｘ＝補正前のピッチＰｘ＋（ずれ量（ΔＸ）／（Ｎｘ−１））・・・・（式３）
補正後のピッチＰｙ＝補正前のピッチＰｙ＋（ずれ量（ΔＹ）／（Ｎｙ−１））・・・・（式４）
画像処理部８４は、１番目の電子部品Ｐを取り出して補正した位置情報Ｓｘ，Ｓｙに基づいて２番目の電子部品Ｐを取り出し、２番目以降の電子部品Ｐから検出したずれ量を用いてピッチＰｙを補正する。従って、図９の部品トレイ７６Ａに黒丸「●」で示すように、３番目以降に取り出される電子部品Ｐを吸着ノズル４０が吸着する位置の誤差が補正されて電子部品Ｐを正確に吸着させることができる。

次に、ステップＳ５において、演算手段９２は、座標位置Ｎｙと（部品個数Ｅｙ＋１）の値との大小を比較し、座標位置Ｎｙが小さい場合にはステップＳ３，ステップＳ４の処理を繰り返し実行する。演算手段９２及び補正手段９３は、電子部品Ｐを取り出すごとに検出されたずれ量（ΔＹ）を用いて上記式（４）によりピッチＰｙを補正する。

上記したように、演算手段９２は、上記式（１），（２）に示すように、位置情報Ｓｘ，Ｓｙ、ピッチＰｘ，Ｐｙ及び座標位置Ｎｘ，Ｎｙを用いて次に取り出す電子部品Ｐの位置を演算する。その一方で、補正手段９３は、上記（３），（４）に示すように、検出されたずれ量（ΔＸ，ΔＹ）と座標位置Ｎｘ，Ｎｙを用いてピッチＰｘ，Ｐｙを補正する。その結果、演算手段９２による取出位置の演算処理及び補正手段９３によるピッチＰｘ，Ｐｙの補正処理の両方を可能としながら、上記した特許文献１に開示されるような技術に比べてメモリ９０に保存すべき必要なデータ量が大幅に削減されている（図６参照）。

ここで、図７に示すように、キャビティ２０１の内壁と電子部品Ｐの外周部分との間には、吸着ノズル４０による電子部品Ｐの取り出しの容易化を図るなどの理由により、極めて小さい隙間２０３が設けられている。このため、電子部品Ｐの中心の位置は、キャビティ２０１の中心の位置から隙間２０３の大きさ分だけずれる可能性があり、各キャビティ２０１内の電子部品Ｐの位置が互いに異なってくる。この隙間２０３により生じるずれ量は、取り出した電子部品Ｐと吸着ノズル４０とのずれ量（ΔＸ，ΔＹ）に含まれ、補正後のピッチＰｘ，Ｐｙに含まれることとなる。そして、比較的小さい電子部品Ｐを取り扱う場合には、電子部品Ｐに対して隙間２０３が相対的に大きくなり隙間２０３により生じるピッチＰｘ，Ｐｙの誤差の影響が大きくなるため、このようなずれを適切に処理することが好ましい。このため、補正手段９３は、電子部品Ｐを取り出す毎にピッチＰｘ，Ｐｙを補正することで、隙間２０３によるずれの平均化を図っている。

詳述すると、演算手段９２は、上記式（１），（２）に示すように、次に取り出す電子部品Ｐの位置を、ピッチＰｘと座標位置Ｎｘ、あるいはピッチＰｙと座標位置Ｎｙとの乗算により演算する。つまり、演算手段９２は、隙間２０３により生じるずれ量を含むピッチＰｘ，Ｐｙを乗算する処理を実行する。その一方で、補正手段９３は、上記式（４）に示すように、検出されたずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を座標位置Ｎｘ，Ｎｙで除算した値を用いてピッチＰｘ，Ｐｙを補正する。これにより、部品トレイ７６のＹ軸方向に沿って配設される電子部品Ｐの各々のずれ量を用いてピッチＰｙを補正することによって、同一列に配設された電子部品Ｐの隙間２０３によるずれ量を平均化してピッチＰｙに反映することが可能となる。つまり、上記式（１），（２），（４）を用いてＹ軸方向に沿った任意の列に対し補正処理を繰り返しながら同列の電子部品Ｐのすべてを取り出した後のピッチＰｙは、隙間２０３によるずれ量が平均化された値となる。従って、画像処理部８４は、図７に示す部品トレイ７６の１列目（（１，１）から（１，Ｅｘ）の部品）を取り出して平均化したピッチＰｙを、他のＹ軸方向に沿った列（（２，１）から（Ｅｘ，１）の各Ｙ軸方向に沿った列など）の電子部品Ｐの取り出しに適用することで、２列目以降の処理において補正処理を繰り返し実施することなく電子部品Ｐを正確に吸着させることができる。この場合、後述するＸ軸方向における２列目以降の処理では、ステップＳ４のピッチＰｙを補正する処理を省略する。

また、画像処理部８４は、上記したＹ軸方向における処理と同様の処理を、Ｘ軸方向においても実施する。演算手段９２は、ステップＳ５において、座標位置Ｎｙが（部品個数Ｅｙ＋１）に比べて大きい場合、即ち部品トレイ７６の１列目（（１，１）から（１，Ｅｘ）の部品）の電子部品Ｐの取り出しが終了した場合には、座標位置Ｎｙに「１」を設定し座標位置Ｎｘをインクリメントして、座標位置Ｎｘ，Ｎｙに次の列の１番目のキャビティ２０１の座標（この場合、（２，１））を設定する（ステップ６）。

次に、ステップＳ７において、演算手段９２は、上記式（１），（２）を用いて取り出す電子部品ＰのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報Ｘ，Ｙを演算する。コントローラ８６は、演算手段９２の演算結果に基づいて２列目の１番目のキャビティ２０１の電子部品Ｐを取り出すように作業ヘッド２６を制御する。また、演算手段９２は、座標位置Ｎｘ，ＮｙをＹ軸方向に１個分だけ進んだ値（２，２）に更新する。

また、ステップＳ７において、演算手段９２は、吸着ノズル４０が２列目の１番目（２，１）の電子部品Ｐを吸着した状態をパーツカメラ８２が撮像した画像データから吸着ノズル４０に対する電子部品ＰのＸ軸方向におけるずれ量（ΔＸ）を演算する。補正手段９３は、演算手段９２が演算したずれ量、この場合はＸ軸方向におけるずれ量（ΔＸ）と上記式（３）とを用いてピッチＰｘを補正する。ステップＳ７におけるピッチＰｘを補正する処理は、Ｙ軸方向に沿った各列の一番目のキャビティ２０１（（１，１）、（２，１）・・・・（Ｅｘ，１））内の電子部品Ｐを取り出すタイミングで実行される。

次に、ステップＳ８において、演算手段９２は、座標位置Ｎｘと（部品個数Ｅｘ＋１）との大小を比較し、座標位置Ｎｘが小さい場合には、ステップＳ３からステップＳ７の処理を繰り返し実行する。このようにして実装作業機１２は、ピッチＰｘ，Ｐｙを補正する処理を繰り返しながら座標（１，１）から（Ｅｘ，Ｅｙ）の電子部品Ｐを順番に取り出す処理を実行する。

以上、上記した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
＜効果１＞コントローラ８６が備える演算手段９２は、メモリ９０に保存される位置情報データ３００（位置情報Ｓｘ，Ｓｙ、ピッチＰｘ，Ｐｙ、座標位置Ｎｘ，Ｎｙ）を用いて次に取り出す電子部品Ｐの位置を演算する（式（１），（２）参照）。また、演算手段９２は、吸着ノズル４０が２番目以降の電子部品Ｐを吸着した状態をパーツカメラ８２が撮像した画像データから吸着ノズル４０の中心に対する電子部品Ｐの中心のＹ軸方向におけるずれ量を演算する。コントローラ８６の補正手段９３は、演算手段９２が検出したＹ軸方向におけるずれ量を用いてピッチＰｙを補正する（式（４）参照）。このような構成のコントローラ８６では、３番目以降に取り出される電子部品Ｐを吸着ノズル４０が吸着する位置の誤差が補正され電子部品Ｐを正確に吸着できるとともに、演算手段９２による取出位置の演算処理及び補正手段９３によるピッチＰｘ，Ｐｙの補正処理に必要なメモリ９０に保存すべき情報のデータ量が削減できる。

＜効果２＞コントローラ８６は、統括制御装置１６から部品トレイ７６の型番等に応じたピッチＰｘ，Ｐｙの初期値を受信しメモリ９０に保存する。演算手段９２は、このピッチＰｘ，Ｐｙの初期値をメモリ９０から読み出して処理することで、部品トレイ７６や電子部品Ｐの種類の変更に応じて２番目の電子部品Ｐの位置を精度良く演算できる。
＜効果３＞補正手段９３は、上記式（３），（４）を用いてピッチＰｘ，Ｐｙを補正する設定となっており、補正処理にあたり参照すべきデータ量の低減が図れる。

＜効果４＞演算手段９２は、次に取り出す電子部品Ｐの位置を、隙間２０３により生じるずれ量を含むピッチＰｘ，Ｐｙを用いて乗算により演算する（式（１），（２）参照）。その一方で、補正手段９３は、検出されたずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を座標位置Ｎｘ，Ｎｙで除算した値を用いてピッチＰｘ，Ｐｙを補正する。その結果、Ｙ軸方向に沿った任意の列において補正処理を繰り返しながら同列の電子部品Ｐのすべてを取り出した後のピッチＰｙは、隙間２０３によるずれ量が平均化された値となる。コントローラ８６は、図７に示す部品トレイ７６の１列目（（１，１）から（１，Ｅｘ）の部品）を取り出して平均化したピッチＰｙを、他のＹ軸方向に沿った列（（２，１）から（Ｅｘ，１）の各Ｙ軸方向に沿った列など）の電子部品Ｐの取り出しに適用することで、２列目以降の処理において補正処理を繰り返し実施することなく電子部品Ｐを正確に吸着させることができる。

＜効果５＞コントローラ８６は、部品トレイ７６内の１番目のキャビティ２０１の電子部品Ｐを吸着して検出したずれ量を用いて位置情報Ｓｘ，Ｓｙを補正することで、部品トレイ７６内のキャビティ２０１（電子部品Ｐ）が占める領域の全体的な位置のずれの補正を図ることができる。

＜効果６＞統括制御装置１６は、位置情報データ３００の初期値を、部品トレイ７６の型番に対応して保有している。統括制御装置１６は、実装作業にともなって実装作業機１２の各々から受信した部品トレイ７６の型番に応じた位置情報データ３００を実装作業機１２の各々に送信する。実装作業機１２のコントローラ８６は、統括制御装置１６から受信した位置情報データ３００をメモリ９０に記憶し、この位置情報データ３００を参照及び補正しながら実装作業を実施する。また、統括制御装置１６は、各実装作業機１２が実装作業にて補正した位置情報データ３００を受信し、保有する位置情報データ３００を型番ごとに更新する。このような構成では、例えば、任意の実装作業機１２で使用した部品トレイ７６と同一又は対応する型番のものを他の実装作業機１２で使用する場合に、補正後の位置情報データ３００（ピッチＰｘ，Ｐｙ）を用いて処理を実施することができる。その結果、補正された位置情報データ３００を流用する実装作業機１２は、補正処理を実施することなく、適切に電子部品Ｐの取り出しを実施することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。
例えば、上記実施形態の補正手段９３の補正処理のタイミング、回数等は一例であり、適宜変更してもよい。例えば、補正手段９３は、Ｙ軸方向に沿って配設された電子部品Ｐを取り出すごとにピッチＰｙを補正する処理を実施したが、２番目（座標（１，２））のキャビティ２０１内の電子部品Ｐを取り出す際のみピッチＰｙを補正する設定でもよい。

上記実施形態では、統括制御装置１６が位置情報データ３００を集中して管理する構成としたが、実装作業機１２の各々が必要な位置情報データ３００を保有する構成でもよい。
上記実施形態では、位置情報データ３００を部品トレイ７６の型番に対応付ける構成としたが、他の情報（ＩＤ，電子部品Ｐの種類）と対応付ける構成でもよい。
上記実施形態において、実装作業機１２は、供給装置３２が備える部品トレイ７６の各々に対応する複数の位置情報データ３００をコントローラ８６のメモリ９０に記憶する構成でもよい。

また、上記実施形態では電子部品Ｐを回路基板２２に実装する実装システム１０について説明したが、本願はこれに限定されるものではなく、他の様々な製造ラインにおいて稼働する自動機などに適用することができる。例えば、二次電池（太陽電池や燃料電池など）等の組立て作業を実施する自動機において、各部品がトレイに規則的に配列された装置に適用してもよい。

なお、特許請求の範囲の用語との対応関係は以下の通りである。
実装システム１０は、部品実装システムの一例として、実装作業機１２は、部品実装装置の一例として、統括制御装置１６は、統括制御装置の一例として、回路基板２２は、回路基板の一例として、作業ヘッド２６及び吸着ノズル４０は、取出装置の一例として、部品トレイ７６，７６Ａ，７６Ｂは、トレイの一例として、パーツカメラ８２、画像処理部８４及び演算手段９２は、検出手段の一例として、補正手段９３は、補正手段の一例として、キャビティ２０１は、キャビティの一例として、ピッチＰｘ，Ｐｙを含む位置情報データ３００は、データの一例として、電子部品Ｐは、電子部品の一例として、ピッチＰｘ，Ｐｙは、ピッチの一例として、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、第１及び第２方向の一例として挙げられる。

１０ 実装システム、１２ 実装作業機、１６ 統括制御装置、２２ 回路基板、２６ 作業ヘッド、４０ 吸着ノズル、７６，７６Ａ，７６Ｂ 部品トレイ、８２ パーツカメラ、９２ 演算手段、９３ 補正手段、２０１ キャビティ、Ｐｘ，Ｐｙ ピッチ、３００ 位置情報データ、Ｐ 電子部品

Claims (6)

1. 第１方向に沿って所定のピッチでキャビティが配設されるトレイの前記キャビティから順次部品を取出装置により取り出す処理において前記ピッチの誤差を補正する方法であって、
   ｎ番目（ｎ≧２の整数）に取り出す前記部品を前記キャビティから取り出し、取り出した前記部品の前記取出装置における前記第１方向でのずれ量をピッチずれ量として検出する工程と、
   （ｎ＋１）番目の部品を取り出すにあたり、前記ピッチずれ量に基づいて前記ピッチを補正する工程と、
   を有することを特徴とするピッチの誤差を補正する方法。
2. 前記ピッチは、２番目の部品を取り出す処理に用いる初期値が、前記トレイの種類に応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載のピッチの誤差を補正する方法。
3. 前記ピッチを補正する工程は、
   （ｎ＋１）番目の部品を取り出すにあたり、ｎ番目に取り出した部品の前記ピッチずれ量を用いて補正後のピッチを次式、
   （補正後のピッチ）＝（補正前のピッチ）＋（ピッチずれ量／（ｎ−１））
   に基づいて演算することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のピッチの誤差を補正する方法。
4. 前記トレイは、前記第１方向に加えて前記第１方向と直交する第２方向に沿って所定のピッチでキャビティがマトリックス状に配設されるものであり、
   前記第１方向に沿って配設される任意の列の前記キャビティから前記部品を取り出し、前記ピッチずれ量を用いて補正した前記ピッチに基づいて、前記第１方向に沿って配設される他の列の前記キャビティから前記部品を取り出す工程を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のピッチの誤差を補正する方法。
5. 第１方向に沿って所定のピッチでキャビティが配設されるトレイの前記キャビティから順次部品を取り出し回路基板に実装する取出装置と、
   ｎ番目（ｎ≧２の整数）に取り出す前記部品を前記キャビティから取り出し、取り出した前記部品の前記取出装置における前記第１方向でのずれ量をピッチずれ量として検出する検出手段と、
   （ｎ＋１）番目の部品を取り出すにあたり、前記ピッチずれ量に基づいて前記ピッチを補正する補正手段と、
   を有することを特徴とする部品実装装置。
6. 請求項５に記載の前記部品実装装置が複数接続される部品実装システムであって、
   前記ピッチに拘わるデータを前記トレイの種類に応じて保存し、前記部品実装装置の各々に対し前記ピッチに拘わるデータを送信する統括制御装置を備えることを特徴とする部品実装システム。

Images