JP2015119135A - 部品実装方法及び部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像手段の撮像視野に収まりきらない部品の実装ミスが検出された場合でも、一方の実装ヘッドと一体となって移動する撮像手段を用いた部品の撮像時に他方の実装ヘッドによる実装動作を継続させて生産性の低下を防止することができる部品実装方法等を提供する。
【解決手段】２つの実装作業部で実装ターンを独立して実行する過程で、第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドのうち何れか一方の実装ヘッドによる実装動作後になお部品が吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスが検出されたとき、実装ミス確認作業部はその部品が一方の実装ヘッドと一体となって移動する基板認識カメラの撮像視野に収まるか判断する。撮像視野に収まらない場合、実装ミス確認作業部は基板認識カメラを移動させながら実装位置を複数回に分割して撮像する。この間、他方の実装ヘッドは一方の実装ヘッドとの干渉を回避しながら実装動作を継続する。
【選択図】図６

Description

本発明は、基板に部品を実装する部品実装方法及び部品実装装置に関するものである。

電子部品実装分野においては、部品供給部から供給された電子部品（以下、「部品」と称する）を実装ヘッドに備えられた吸着ノズルによって保持し、所定の実装作業位置に位置決めされた基板に実装して実装基板を製造する部品実装装置が広く知られている。吸着ノズルによる部品の保持・保持解除は、吸着ノズルの下端に設けられた吸着孔を部品の上面に当接させた状態で真空吸引をオン・オフすることにより行われる。

このような吸着ノズルを備えた部品実装装置では、部品を保持した吸着ノズルを基板に対して昇降させることにより基板に部品を搭載する搭載動作後に、基板に部品が確実に搭載されたか否かを検出する実装ミスの検出が行われる（例えば特許文献１参照）。特許文献１に示す例では、まず、実装後に、真空吸引回路の流量センサ等に基づいて吸着ノズルの下端部に部品が存在するか（保持されたままか）否かを検出する。そして部品の存在が検出された場合には、誤検出でないか確認するため、基板上における実装位置を実装ヘッドに備えられたカメラ（撮像手段）によって撮像し、取得した画像を認識することによって基板に部品が搭載されているか否かを確認する。

近年では生産性向上の観点から、基板を搬送して所定の実装作業位置に位置決めする基板搬送機構、実装対象となる部品を供給する部品供給部、前述した実装ヘッドから構成される実装作業部をそれぞれ２つ備え、各実装作業部が各部品供給部から部品を吸着して、各基板搬送機構によって個別に搬送・位置決めされた基板に対して部品を独立して実装する、いわゆるデュアル独立実装方式の部品実装装置が用いられている。このようなデュアル独立実装方式の部品実装装置では、基台の中央に２つの基板搬送機構が隣接した状態で配設されるため、それぞれの実装作業位置に位置決めされた基板上には双方の実装ヘッドが干渉する干渉領域が存在し得る。したがって、実装基板の生産においては双方の実装ヘッドが干渉領域内で干渉しないように各実装ヘッドの水平方向への移動が制御される。

特開２００４−１０３８９４号公報

しかしながら、デュアル独立実装方式の部品実装装置での実装ミスの検出においては次のような問題があった。すなわち、実装ヘッドに備えられたカメラは撮像視野が固定されているため、実装ミスの対象となった部品がカメラの撮像視野に収まりきらない大型部品である場合、オペレータがタッチパネル等の操作・入力部を介してカメラを手動でインチング操作することによって基板上の実装位置を撮像していた。

このようなオペレータによる手動でのインチング操作は、カメラを備えた実装ヘッドがどのように移動するか分からない。そのため、大型部品の実装ミスが検出されてからオペレータがインチング操作により基板上の実装位置を撮像して部品が実装されているか否かを確認するまでの間は、双方の実装ヘッドの干渉を防止するため、当該実装ミスが検出された側の実装作業部での生産を停止するだけでなく、実装ミスが検出されていない側の実装作業部での生産も停止せざるを得なかった。このように従来技術においては、デュアル独立実装方式の部品実装装置によって生産性の向上を図っているにもかかわらず、実装ミスが検出されたときにオペレータが手動でカメラをインチング操作して基板上の実装位置を撮像することに起因して生産性の向上が阻害されるという問題があった。

そこで本発明は、実装ミスの検出対象となった部品が一方の実装ヘッドと一体となって移動する撮像手段の撮像視野に収まりきらない大型部品であっても、一方の実装ヘッドに備えられた撮像手段を用いた部品の撮像時に、他方の実装ヘッドによる実装動作を継続させて生産性の低下を防止することができる部品実装方法及び部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の部品実装方法は、基板搬送方向に基板を搬送して第１の実装作業位置に位置決めする第１の基板搬送機構と、前記第１の基板搬送機構の側方に設けられ、前記第１の実装作業位置に位置決めされた基板に実装される部品を供給する第１の部品供給部と、前記第１の部品供給部より供給される部品を吸着ノズルにより吸着し、前記第１の実装作業位置に位置決めされた基板に実装する第１の実装ヘッドと、前記第１の基板搬送機構に並行して設けられ、前記基板搬送方向に基板を搬送して第２の実装作業位置に位置決めする第２の基板搬送機構と、前記第２の基板搬送機構の側方に設けられ、前記第２の実装作業位置に位置決めされた基板に実装される部品を供給する第２の部品供給部と、前記第２の部品供給部より供給される部品を吸着ノズルにより吸着し、前記第２の部品実装位置に位置決めされた基板に実装する第２の実装ヘッドとを備えた部品実装装置において、前記第１の部品供給部より供給される部品を前記第１の実装ヘッドが有する吸着ノズルにより吸着して前記第１の実装作業位置に位置決めされた基板に実装する実装動作と、前記第２の部品供給部より供給される部品を前記第２の実装ヘッドが有する吸着ノズルにより吸着して前記第２の実装作業位置に位置決めされた基板に実装する実装動作とを並行して行う部品実装方法であって、前記第１の実装ヘッドと前記第２の実装ヘッドのうち何れか一方の実装ヘッドによる実装動作後になお部品が前記吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出工程と、実装ミスの検出対象となった部品の前記基板上における実装位置を前記一方の実装ヘッドと一体となって移動する撮像手段によって撮像する実装位置撮像工程とを含み、前記実装位置撮像工程において、実装ミスの検出対象となった部品が前記撮像手段の撮像視野に収まらない場合は、当該部品のサイズに基づいて前記実装位置を複数回に分割して撮像する一方、他方の実装ヘッドは前記一方の実装ヘッドとの干渉を回避して実装動作を継続する。

本発明の部品実装装置は、基板搬送方向に基板を搬送して第１の実装作業位置に位置決めする第１の基板搬送機構と、前記第１の基板搬送機構の側方に設けられ、前記第１の実装作業位置に位置決めされた基板に実装される部品を供給する第１の部品供給部と、前記第１の部品供給部より供給される部品を吸着ノズルにより吸着し、前記第１の実装作業位置に位置決めされた基板に部品を実装する第１の実装ヘッドと、前記第１の基板搬送機構と並行して設けられ、前記基板搬送方向に基板を搬送して第２の実装作業位置に位置決めする第２の基板搬送機構と、前記第２の基板搬送機構の側方に設けられ、前記第２の実装作業位置に位置決めされた基板に実装される部品を供給する第２の部品供給部と、前記第２の部品供給部より供給される部品を吸着ノズルにより吸着し、前記第２の部品実装位置に位置決めされた基板に部品を実装する第２の実装ヘッドとを備え、前記第１の部品供給部から供給された部品を前記第１の実装ヘッドが有する吸着ノズルによって吸着して前記第１の実装作業位置に位置決めされた基板に実装する実装動作と、前記第２の部品供給部から供給された部品を前記第２の実装ヘッドが有する吸着ノズルによって吸着して前記第２の実装作業位置に位置決めされた基板に実装する実装動作とを並行して行う部品実装装置であって、前記第１の実装ヘッドと前記第２の実装ヘッドのうち何れか一方の実装ヘッドによる実装動作後になお部品が吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出手段と、前記一方の実装ヘッドと一体となって移動し、実装ミスの検出対象となった部品の前記基板上における実装位置を撮像する撮像手段とを備え、実装ミスの検出対象となった部品が前記撮像手段の撮像視野に収まらない場合は、当該部品のサイズに基づいて前記実装位置を複数回に分割して撮像する一方、他方の実装ヘッドは前記一方の実装ヘッドとの干渉を回避して実装動作を継続する。

本発明によれば、実装ミスの検出対象となった部品が一方の実装ヘッドに備えられた撮像手段の撮像視野に収まりきらない大型部品であっても、一方の実装ヘッドに備えられた撮像手段を用いた部品の撮像時に、他方の実装ヘッドによる実装動作を継続させて生産性の低下を防止することができる。

本発明の一実施の形態における部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置の正面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置に備えられた吸着ノズルの真空吸引系の構成図 本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態における部品実装装置に配置されたモニタに表示される画面を示す説明図 本発明の一実施の形態における実装基板を生産するための工程を示すフローチャート （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の一実施の形態における実装ミス検出処理時の動作説明図 本発明の一実施の形態における実装ミス検出処理時の動作説明図ス検出時処理の動作説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の一実施の形態における実装ミス検出処理時の動作説明図

まず図１を参照して、本発明の実施の形態における部品実装装置の構成について説明する。部品実装装置１は基板２に部品Ｐを実装して実装基板を生産する機能を有するものである。基台１ａの中央部には第１の基板搬送機構３Ａと第２の基板搬送機構３Ｂが並行して隣接した状態で設けられている。第１の基板搬送機構３Ａは、上流側装置から受け渡された基板２ＡをＸ方向（基板搬送方向）に搬送して部品実装作業を行うための第１の実装作業位置（図１に示す基板２Ａの位置）に位置決めする。第２の基板搬送機構３Ｂは、同様に上流側装置から受け渡された基板２ＢをＸ方向に搬送して第２の実装作業位置（図１に示す基板２Ｂの位置）に位置決めする。

第１の基板搬送機構３Ａ、第２の基板搬送機構３Ｂのそれぞれの側方には、第１の部品供給部４Ａ、第２の部品供給部４Ｂが設けられている。第１の部品供給部４Ａにはトレイフィーダ５が装着されている。第２の部品供給部４Ｂには、複数のテープフィーダ７が配置された台車（図示せず）が装着されている。

トレイフィーダ５は複数のトレイ５ａを収納するためのトレイマガジンを有している。トレイ５ａには基板２Ａに実装される部品ＰＡが格納されている。部品ＰＡとしては、ＢＧＡやＣＳＰ等の大型部品が挙げられる。トレイフィーダ５は、トレイマガジンから所望のトレイ５ａを取り出して所定の部品供給位置に移送することにより、後述する第１の実装ヘッド１３Ａに部品ＰＡを供給する。すなわち第１の部品供給部４Ａは、第１の基板搬送機構３Ａの側方に設けられ、第１の実装作業位置に位置決めされた基板２Ａに実装される部品ＰＡを供給する。

テープフィーダ７には、基板２Ｂに実装される部品ＰＢを収納したキャリアテープが装着されている。部品ＰＢとしては、いわゆる０４０２や０６０３等の小型部品が挙げられる。テープフィーダ７は、キャリアテープをピッチ送りすることにより後述する第２の実装ヘッド１３Ｂによる部品取り出し位置まで部品ＰＢを供給する。すなわち第２の部品供給部４Ｂは、第２の基板搬送機構３Ｂの側方に設けられ、第２の実装作業位置に位置決めされた基板２Ｂに実装される部品ＰＢを供給する。

基台１ａのＸ方向の一端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸テーブル１０がＸ方向と水平面内で直交するＹ方向に水平に配設されている。Ｙ軸テーブル１０には、同様にリニア駆動機構を備えた第１のＸ軸テーブル１１Ａ、第２のＸ軸テーブル１１Ｂがブラケット１２Ａ，１２Ｂを介してＹ方向にスライド自在に結合されている。第１のＸ軸テーブル１１Ａ、第２のＸ軸テーブル１１Ｂにはそれぞれ第１の実装ヘッド１３Ａ、第２の実装ヘッド１３Ｂがブラケット１４Ａ，１４Ｂを介してＸ方向にスライド自在に装着されている。

Ｙ軸テーブル１０及び第１のＸ軸テーブル１１Ａを駆動することにより、第１の実装ヘッド１３ＡはＸＹ方向に移動する。同様に、Ｙ軸テーブル１０及び第１のＸ軸テーブル１１Ｂを駆動することにより、第２の実装ヘッド１３ＢはＸＹ方向に移動する。Ｙ軸テーブル１０及び第１のＸ軸テーブル１１Ａは、第１の実装ヘッド１３Ａを水平移動させる第１のヘッド移動機構１５Ａを構成する。また、Ｙ軸テーブル１０及び第２のＸ軸テーブル１１Ｂは、第２の実装ヘッド１３Ｂを水平移動させる第２のヘッド移動機構１５Ｂを構成する。

第１の実装ヘッド１３Ａ、第２の実装ヘッド１３Ｂは、それぞれ複数の単位実装ヘッド１３ａを備えている。図３において、単位実装ヘッド１３ａは下端部に部品ＰＡ，ＰＢを吸着する吸着ノズル１３ｃを備えており、吸着ノズル１３ｃは個別に昇降動作が可能となっている。第１の実装ヘッド１３Ａは、第１の部品供給部４Ａより供給される部品ＰＡを吸着ノズル１３ｃにより吸着し、第１の実装作業位置に位置決めされた基板２Ａに実装する。第２の実装ヘッド１３Ｂは、第２の部品供給部４Ｂより供給される部品ＰＢを吸着ノズル１３ｃにより吸着し、第２の実装作業位置に位置決めされた基板２Ｂに実装する。

これまで説明したように、第１の基板搬送機構３Ａ、第１の部品供給部４Ａ、第１の実装ヘッド１３Ａ及び第１のヘッド移動機構１５Ａは、基板２Ａに部品ＰＡを実装する第１の実装作業部を構成する。また、第２の基板搬送機構３Ｂ、第２の部品供給部４Ｂ、第２の実装ヘッド１３Ｂ及び第２のヘッド移動機構１５Ｂは、基板２Ｂに部品ＰＢを実装する第２の実装作業部を構成する。そして部品実装装置１は、独立して実装動作を行う２つの実装作業部を備えたデュアル独立実装方式の構造となっている。

すなわち部品実装装置１は、第１の部品供給部４Ａより供給される部品ＰＡを第１の実装ヘッド１３Ａが有する吸着ノズル１３ｃにより吸着して第１の実装作業位置に位置決めされた基板２Ａに実装する実装動作と、第２の部品供給部４Ｂより供給される部品ＰＢを第２の実装ヘッド１３Ｂが有する吸着ノズル１３ｃにより吸着して第２の実装作業位置に位置決めされた基板２Ｂに実装する実装動作とを並行して行う。

次に図３を参照して、吸着ノズル１３ｃから真空吸引するための構成について説明する。単位実装ヘッド１３ａにおいて、吸着ノズル１３ｃが装着される装着部１３ｂには真空バルブ１６が接続されている。真空バルブ１６は真空吸引源である真空ポンプ１８に接続されている。装着部１３ｂに吸着ノズル１３ｃが装着された状態で真空ポンプ１８を駆動し、さらに真空バルブ１６を開状態にすることで、吸着ノズル１３ｃの下端部の吸着面に設けられた吸着孔１３ｄからエアが吸引される。

真空バルブ１６と真空ポンプ１８の間の真空吸引回路には、流量センサ１７が配設されている。流量センサ１７は、真空ポンプ１８の駆動を介して吸着孔１３ｄから吸引されるエアの流量を計測する。ここでは流量が小さいほど吸着孔１３ｄからのエアの流入が小さく、真空吸引回路内の絶対圧力が低くて真空度が高いことを示している。流量センサ１７の計測結果は、後述する制御部３０が備える実装ミス検出部３３（図４）に送られる。なお、流量センサ１７に替えて、真空センサで真空吸引回路内の真空度を測定し、測定した真空度に基づいて実装ミスを検出する方法を採用してもよい。

図１において、ブラケット１４Ａ，１４Ｂにはそれぞれ第１の基板認識カメラ２０Ａ、第２の基板認識カメラ２０Ｂが取り付けられている（図７も併せて参照）。第１の基板認識カメラ２０Ａは第１の実装ヘッド１３Ａと一体となって移動し、基板２Ａに設けられた位置認識用の認識マーク２Ａａを撮像する。同様に、第２の基板認識カメラ２０Ｂは第２の実装ヘッド１３Ｂと一体となって移動し、基板２Ｂに設けられた位置認識用の認識マーク２Ｂａを撮像する。

また、基板認識カメラ２０Ａ，２０Ｂは、実装動作において発生する実装ミスが検出された後に行われる実装ミス検出結果の成否確認のために、基板２Ａ，２Ｂに設定された実装位置を撮像する。ここでいう実装ミスとは、吸着ノズル１３ｃが基板２Ａ，２Ｂに対して上下動して実装動作を行った後に部品ＰＡ，ＰＢが吸着ノズル１３ｃに保持されたままとなっている状態をさす。このように基板認識カメラ２０Ａ，２０Ｂは、実装ヘッド１３Ａ，１３Ｂと一体となって移動し、実装ミスの検出対象となった部品ＰＡ，ＰＡの基板２Ａ，２Ｂ上における実装位置を撮像する撮像手段となっている。なお、基板認識カメラ２０Ａ，２０Ｂの撮像視野は固定されており、部品ＰＡ，ＰＢのサイズによってはその全体を撮像視野に収めることができない場合がある。

第１の基板搬送機構３Ａと第１の部品供給部４Ａ、第２の基板搬送機構３Ｂと第２の部品供給部４Ｂとの間には、それぞれ部品認識カメラ２１が配設されている。部品認識カメラ２１は、部品供給部４Ａ，４Ｂから部品ＰＡ，ＰＢを取り出した実装ヘッド１３Ａ，１３Ｂが部品認識カメラ２１の上方を通過する際、実装ヘッド１３Ａ，１３Ｂに保持された部品ＰＡ，ＰＢを撮像する。

部品認識カメラ２１のＸ方向における両側の位置には、ノズルストッカ２２と廃棄ボックス２３がそれぞれ設けられている。ノズルストッカ２２には実装対象となる部品ＰＡ，ＰＢの種類に応じて複数の吸着ノズル１３ｃが収納されている。実装ヘッド１３Ａ，１３Ｂがノズルストッカ２２に対してアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、実装ヘッド１３Ａ，１３Ｂの各単位実装ヘッド１３ａにおいて吸着ノズル１３ｃを部品ＰＡ，ＰＢの種類に応じて交換することができる。廃棄ボックス２３は、部品認識カメラ２１による認識の結果、実装ヘッド１３Ａ，１３Ｂに保持された部品ＰＡ，Ｐｂが不良であった場合に当該部品ＰＡ，ＰＢを廃棄するためのものである。

図１及び図２において、オペレータが部品実装装置１にアクセスする側の面であって、部品供給部４Ａ，４Ｂの側方の位置にはタッチパネル２４が配置されている。タッチパネル２４は、装置稼働中にオペレータが参照する各種の案内画面を表示する表示機能を備えている。また、タッチパネル２４は、オペレータが案内画面にしたがって後述する制御部３０（図４）への操作入力を行う操作機能も備えている。

部品実装装置１の上部カバーには、報知手段としてのシグナルタワー２６が突設されている。シグナルタワー２６は部品切れやマシン動作異常など、オペレータの処置を必要とする場合に、所定の表示パターンで信号灯を点灯することにより、オペレータにその旨を報知する。報知手段としては、ブザーや回転灯等を用いてもよい。

次に図４を参照して、部品実装装置１の制御系の構成について説明する。部品実装装置１に備えられた制御部３０は、記憶部３１、機構制御部３２、実装ミス検出部３３、実装ミス確認作業部３４及び認識処理部３５を含んで構成される。また、制御部３０は第１の基板搬送機構３Ａ、第１の部品供給部４Ａ、第１の実装ヘッド１３Ａ、第１のヘッド移動機構１５Ａ、第２の基板搬送機構３Ｂ、第２の部品供給部４Ｂ、第２の実装ヘッド１３Ｂ、真空バルブ１６、流量センサ１７、真空ポンプ１８、第１の基板認識カメラ２０Ａ、第２の基板認識カメラ２０Ｂ、部品認識カメラ２１、タッチパネル２４及びシグナルタワー２６と接続されている。

記憶部３１は、実装データ３１ａ、撮像視野データ３１ｂ、流量データ３１ｃ及び実装ミスデータ３１ｄを記憶する。実装データ３１ａは、第１の実装作業部、第２の実装作業部において基板２Ａ，２Ｂにそれぞれ部品ＰＡ，ＰＢを実装するための実装データである。この実装データ３１ａには、基板２Ａ，２Ｂ上における部品ＰＡ，ＰＢの実装位置、部品ＰＡ，ＰＢの種類、サイズに関する情報が含まれる。撮像視野データ３１ｂには、基板認識カメラ２０Ａ，２０Ｂの撮像視野のサイズに関する情報が含まれている。

流量データ３１ｃは、吸着ノズル１３ｃが部品ＰＡ，ＰＢを正常に吸着した状態におけるエア流量の閾値に関する情報を記録したデータである。実装ミスデータ３１ｄは、実装ミスと検出された部品ＰＡ，ＰＢのサイズや実装位置等の各種情報を記録したデータである。

機構制御部３２は、実装データ３１ａに基づいて第１の実装作業部を構成する各機構を制御することにより、トレイフィーダ５から部品ＰＡを取り出して基板２Ａに実装するための動作を実行する。同様に、機構制御部３２は実装データ３１ａに基づいて第２の実装作業部を構成する各機構を制御することにより、テープフィーダ７から部品ＰＢを取り出して基板２Ｂに実装するための動作を実行する。第１の実装作業部と第２の実装作業部は、第１の実装ヘッド１３Ａと第２の実装ヘッド１３Ｂが干渉しないよう機構制御部３２によって制御される。

ここで、実装ヘッド１３Ａ，１３Ｂの干渉について説明する。第１の基板搬送機構３Ａと第２の基板搬送機構３Ｂは基台１ａの中央で隣接して並行に配設されているため、基板２Ａ，２Ｂをそれぞれ所定の実装作業位置に位置決めしたとき、基板２Ａ，２Ｂの距離は近いものとなる。このため、第１の基板搬送機構３Ａ、第２の基板搬送機構３Ｂの所定の実装作業位置に位置決めされた基板２Ａ，２Ｂ上に対して第１の実装ヘッド１３Ａと第２の実装ヘッド１３Ｂが同じタイミングで実装動作を行うとき、両者が干渉する事態が生じ得る。このように、基板２Ａ，２Ｂを所定の実装作業位置にそれぞれ位置決めした状態において、基板２Ａ，２Ｂの一部には、第１の実装ヘッド１３Ａと第２の実装ヘッド１３Ｂが干渉し得る干渉領域ＥＸ（図１）が存在する。この干渉領域ＥＸでの干渉を防止するため、一方の実装ヘッドが干渉領域ＥＸに存在する場合は、他方の実装ヘッドは基板２Ｂに進入しないよう機構制御部３２によってシーケンス制御される。

実装ミス検出部３３は、流量センサ１７によって計測されたエア流量値を流量データ３１ｃに含まれる閾値と比較することにより、吸着ノズル１３ｃによる部品ＰＡ，ＰＢの吸着の有無を判定する。この判定結果に基づき、実装ミス検出部３３は実装動作後になお部品ＰＡ，ＰＢが吸着ノズル１３ｃに保持された状態で存在する実装ミスを検出する。流量センサ１７及び実装ミス検出部３３は、第１の実装ヘッド１３Ａと第２の実装ヘッド１３Ｂのうち何れか一方の実装ヘッドによる実装動作後になお部品ＰＡ，ＰＢが吸着ノズル１３ｃに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出手段となっている。

また実装ミス検出部３３は、実装ミスが検出された部品ＰＡ，ＰＢのサイズや実装位置等の情報を含む実装ミスデータ３１ｄを作成する。作成した実装ミスデータ３１ｄは記憶部３１に記憶される。

実装ミス確認作業部３４は、実装ミス検出部３３によって実装ミスが検出された実装作業部の運転（部品実装作業）を中断させ、実装ミスの検出が正しいかを確認するための作業を実行する。この実装ミス確認作業部３４は、分割撮像判断部３４ａ、実装位置撮像実行部３４ｂ、合成画像作成部３４ｃ、実装ミス確認画面表示処理部３４ｄから構成される。

分割撮像判断部３４ａは、実装データ３１ａと撮像視野データ３１ｂと実装ミスデータ３１ｄを参照することにより、基板認識カメラ２０Ａ，２０Ｂの撮像視野に部品ＰＡ，ＰＢの全体が収まるかを判断する。撮像視野に収まらないと判断した場合、分割撮像判断部３４ａは部品ＰＡ，ＰＢのサイズと撮像視野のサイズに基づき、実装位置を分割して撮像する回数を算出する。これに加え、分割撮像判断部３４ａは部品実装位置の上方で分割して撮像を行う際の基板認識カメラ２０Ａ，２０Ｂの位置（ＸＹ座標）も算出し、これらの算出結果を含む分割撮像実行データを作成する。

実装位置撮像実行部３４ｂは、実装ミスの検出対象となった基板２Ａ，２Ｂ上の実装位置を撮像するための動作を実行する。実装位置を分割して撮像しない場合、実装位置撮像実行部３４ｂは実装位置が撮像されるよう基板認識カメラ２０Ａ，２０Ｂの移動を制御する。実装位置を分割して撮像する場合、分割撮像判断部３４ａによって作成された分割撮像実行データに基づいて基板認識カメラ２０Ａ，２０Ｂを移動させる。これにより、基板認識カメラ２０Ａ，２０Ｂによって実装位置の分割撮像が行われる。このとき、実装位置撮像実行部３４ｂは分割撮像によって取得される各画像に実装位置の一部が含まれるよう基板認識カメラ２０Ａ，２０Ｂを移動させる。

合成画像作成部３４ｃは、分割撮像によって得られた複数の画像を合成した合成画像を作成する。実装ミス確認画面表示処理部３４ｄは、実装位置の合成画像又は単一画像を含む実装ミス確認画面４０（図５）をタッチパネル２４に表示する。

ここで図５を参照して、実装ミス確認画面４０について説明する。実装ミス確認画面４０は、実装ミスが実際に発生しているか否かをオペレータに確認させるための案内画面であり、「実装位置画像」４１、「有り」４２、「無し」４３、「運転再開」４４が表示される。

「実装位置画像」４１は、基板認識カメラ２０Ａ，２０Ｂで撮像した実装位置の画像を表示する。実装位置を分割して撮像しなかった場合、「実装位置画像」４１には実装位置の単一画像が表示される。実装位置を分割して撮像した場合、「実装位置画像」４１には合成画像作成部３４ｃによって作成された実装位置の合成画像が表示される。図５は、実装位置を４つに分割した分割画像４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄを合成した合成画像４５を示している。オペレータは「実装位置画像」４１を確認することにより、実装位置における部品ＰＡ，ＰＢの有無を明確に判断することができる。図５では、合成画像に部品ＰＡを含んだ例を示している。このように、タッチパネル２４は実装位置を撮像することによって取得した画像を表示する画像表示手段となっている。

「有り」４２及び「無し」４３は、部品ＰＡ，ＰＢの有無確認を行うための操作スイッチである。「実装位置画像」４１に部品ＰＡ，ＰＢの画像が表示されているとき、すなわち実装位置に部品ＰＡ，ＰＢがあることが確認されたときには、オペレータはタッチパネル２４を介して「有り」４２を入力（操作）する。「実装位置画像」４１に部品ＰＡ，ＰＢの画像が表示されていないとき、すなわち実装位置に部品ＰＡ，ＰＢがないことが確認されたときには、オペレータは「無し」４３を入力する。「運転再開」４４は、実装ミスが検出された実装作業部での運転を再開するための操作スイッチである。

認識処理部３５は、基板認識カメラ２０Ａ，２０Ｂによって取得した画像を認識処理することにより、認識マーク２Ａａ，２Ｂａの検出及び実装位置の検出を行う。また、認識処理部３５は、部品認識カメラ２１によって取得した画像を認識処理することにより、実装ヘッド１３Ａ，１３Ｂに保持された状態の部品ＰＡ，ＰＢの位置ずれの検出を行う。

本発明の部品実装装置１は以上のような構成から成り、次に図６のフローチャートを参照しながら実装基板を生産するための工程について説明する。以下に説明する動作は、第１の実装作業部、第２の実装作業部ごとに独立して行われる。まず、各実装作業部は実装データ３１ａに基づき実装ターンをそれぞれ独立して実行する（ＳＴ１：実装ターン実行工程）。ここでいう実装ターンとは、第１の実装作業部においては、第１の実装ヘッド１３Ａによってトレイフィーダ５から部品ＰＡを取り出して基板２Ａに実装するまでの一連の動作をさす。第２の実装作業部においては、第２の実装ヘッド１３Ｂによってテープフィーダ７から部品ＰＢを取り出して基板２Ｂに実装するまでの一連の動作をさす。

図７（ａ），（ｂ）を参照して、第１の実装作業部を例に挙げて実装ターンの詳細を説明する。図７（ａ）は、トレイフィーダ５から各単位実装ヘッド１３ａの吸着ノズル１３ｃによって部品ＰＡを取り出した第１の実装ヘッド１３Ａが、基板２Ａ上に移動した状態を示している。この後、１つの単位実装ヘッド１３ａに保持した部品ＰＡを実装位置に位置合わせする。次いで図７（ｂ）に示すように、部品ＰＡを保持した吸着ノズル１３ｃを基板２Ａに対して上下動させて、部品ＰＡを基板２Ａに実装する実装動作を行う。各単位実装ヘッド１３ａが実装動作を順次行うことにより１回の実装ターンが終了する。第２の実装作業部においても同様である。

このとき、実装ミス検出部３３が流量センサ１７でエアの流量を計測することにより、図７（ｃ）に示すように、第１の実装ヘッド１３Ａと第２の実装ヘッド１３Ｂのうち何れか一方の実装ヘッドによる実装動作後になお部品ＰＡ，ＰＢが吸着ノズル１３ｃに保持された状態で存在する実装ミスを検出したか判断する（ＳＴ２：実装ミス検出工程）。

実装ミスが検出されなかった場合、各実装作業部は次の実装ターンを実行する（ＳＴ１）。その一方で実装ミスが検出された場合、実装ミス検出部３３は部品ＰＡ，ＰＢのサイズと実装位置を示す情報を含む実装ミスデータ３１ｄを作成し、記憶部３１に記憶させる（ＳＴ３：実装ミスデータ記憶工程）。そして、実装ミス確認作業部３４は実装ミスが検出された実装作業部の運転を中断させる。以後、第１の実装作業部で実装ミスが検出されたものと仮定したうえで説明する。

次いで、実装ミス確認作業部３４は実装ミスが検出された部品ＰＡが第１の基板認識カメラ２０Ａの撮像視野に収まるかを判断する（ＳＴ４：撮像視野判断工程）。撮像視野に収まると判断した場合、図７（ｄ）に示すように、実装ミス確認作業部３４は部品ＰＡの実装位置に第１の基板認識カメラ２０Ａを移動させ、部品ＰＡの有無確認のための撮像を行う。すなわち、実装ミスの検出対象となった部品ＰＡの基板２Ａ上における実装位置を第１の実装ヘッド（一方の実装ヘッド）１３Ａと一体となって移動する撮像手段によって撮像する（ＳＴ５：実装位置撮像工程）。

その一方で撮像視野に収まらないと判断した場合、実装ミス確認作業部３４は実装ミスデータ３１ｄに基づいて第１の基板認識カメラ２０Ａを移動させながら、実装位置を複数回に分割して撮像する（ＳＴ６：実装位置分割撮像工程）。本実施の形態では、実装位置を分割して撮像する各動作も実装位置撮像工程（ＳＴ５）に含まれる。すなわち、実装位置分割撮像工程は実装位置撮像工程を複数回に亘って実行したことと同じである。

第１の実装作業部で分割撮像が行われている間、第２の実装ヘッド１３Ｂは第１の実装ヘッド１３Ａとの干渉を回避しながら実装動作を継続する。より具体的には、第１の実装作業部で分割撮像が行われている間は、図８に示すように、第２の実装ヘッド１３Ｂを基板２Ｂの上方に進入させずに、所定の待機位置［Ｔ］で一時的に待機させる。そして、第１の実装作業部における分割撮像が完了したら、自動的に、第２の実装ヘッド１３Ｂを基板２Ｂの上方に進入させ、実装動作を継続する。

このように、第１の実装ヘッド１３Ａ側で検出された実装ミスに起因して実装位置の分割撮像が行われている間は、第２の実装ヘッド１３Ｂを基板２Ｂに進入させずに待機させることにより第１の実装ヘッド１３Ａとの干渉を回避して実装動作を継続させることによって、生産性の低下を防止することができる。

なお、干渉領域ＥＸ以外において第１の実装作業部で分割撮像が行われている場合は、第２の実装ヘッド１３Ｂは、その間、基板２Ｂへの実装動作だけでなく、第２の部品供給部４Ｂからの部品ＰＢの取り出し動作、第２の実装ヘッド１３Ｂに保持された部品ＰＢを部品認識カメラ２１によって撮像するための撮像動作などの他の動作を実行しても良い。これらの動作は干渉領域ＥＸへの進入を必要としないので、第１の実装ヘッド１３Ａとの干渉を考慮せずに実行できる。これにより、実装位置の分割撮像が行われている間の時間を有効活用して生産性の低下を抑制することができる。

第１の実装作業部において分割撮像が完了したならば、合成画像作成部３４ｃによって合成画像を作成する（ＳＴ７：合成画像作成工程）。また、分割撮像が完了したタイミングで、第２の実装ヘッド１３Ｂは待機状態を解除して基板２Ｂの上方に移動し、部品ＰＢを基板２Ｂに実装する。これにより、分割撮像が完了した後に第２の実装ヘッド１３Ｂによる部品ＰＢの実装を速やかに行わせて生産性の低下を防止することができる。

（ＳＴ５）において実装位置を撮像した後、若しくは（ＳＴ７）において合成画像を作成した後、実装ミス確認作業部３４はタッチパネル２４に実装位置の単一画像又は合成画像４５を含む実装ミス確認画面４０を表示する（図５）。すなわち、実装位置撮像工程において実装位置を撮像することによって取得した画像を表示する（ＳＴ８：画像表示工程）。また、実装位置を複数回に分割して撮像した場合、画像表示工程において複数回に分割して撮像することによって取得した複数の画像（分割画像４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ）を合成した合成画像４５を表示する。そして、シグナルタワー２６を点灯させることによってオペレータを呼び出す（ＳＴ９：オペレータ呼び出し工程）。

次いで、実装ミス確認作業部３４は実装ミス確認画面４０を通じてオペレータに部品有無の入力を要求する。オペレータは、「実装位置画像」４１に表示されている実装位置の画像を目視し、部品ＰＡの有無を判定する。そして、オペレータは部品ＰＡの画像が表示さている場合には「有り」４２を入力し、部品ＰＡの画像が表示されていない場合には「無し」４３を入力する。

図９は、実装ミス検出結果が正しくない場合の例を示している。すなわち、図７（ａ）、（ｂ）と同様に、部品ＰＡを保持した吸着ノズル１３ｃを基板２Ａに対して上下動させた後に、図９（ｃ）に示すように部品ＰＡが正しく基板２Ａに搭載されているにもかかわらず（部品有り）、流量センサ１７による流量計測結果によれば吸着ノズル１３ｃに部品ＰＡが保持された状態であるとの誤った実装ミス検出結果が出力される場合がある。

このような場合においても、図９（ｄ）に示すように、第１の基板認識カメラ２０Ａを部品ＰＡの実装位置に移動させて撮像し、取得した画像を実装ミス確認画面４０で表示することにより、オペレータによって部品ＰＡの存在が確認され、この結果、実装ミス検出結果が誤りであることが正しく判定される。

オペレータが「有り」４３を操作したとき、実装ミス確認作業部３４は実装ミスデータ３１ｄ上でリカバリ実装完了のフラグを立てる処理を行う（ＳＴ１１：フラグ立設工程）。これは、実装位置に部品ＰＡが実装されていることから、実装ミス検出部３３による実装ミスの検出が誤りであったことを意味する。これにより、全ての実装ターンを実行した後に行われる予定のリカバリ実装において、誤って実装ミスと検出された部品ＰＡについてはリカバリ実装対象から除外される。

（ＳＴ１０）においてオペレータが「無し」４２を入力した後、若しくは（ＳＴ８）においてリカバリ実装完了のフラグが立てられた後、実装ミス確認作業部３４は実装ミス確認画面４０を通じて「運転再開」４３の入力を要求する（ＳＴ１２：運転再開入力要求工程）。オペレータが「運転再開」４３を入力した場合、制御部３０は第１の実装作業部での運転を再開する（ＳＴ１３：運転再開工程）。そして、制御部３０は１枚の基板２Ａに対して全ての実装ターンを実行したかを判断する（ＳＴ１４：実装ターン実行判断工程）。

全ての実装ターンを実行したと判断した場合、第１の実装作業部においてリカバリ実装を行う。リカバリ実装とは、実装ミスの確認作業の結果、部品ＰＡ，ＰＢが実装されていないことが確認された基板２Ａ，２Ｂ上の実装位置に対して部品ＰＡ，ＰＢを実装する動作をいう。まず、制御部３０は実装ミスデータ３１ｄを参照してリカバリ実装完了のフラグがあるかを確認する（ＳＴ１５：フラグ有無確認工程）。フラグ無しの場合はリカバリ実装を行う（ＳＴ１６：リカバリ実装工程）。すなわち、第１の実装ヘッド１３Ａはトレイフィーダ５から部品ＰＡを取り出し、リカバリ実装の対象となる実装位置に実装する。リカバリ実装を必要とする全ての実装位置に対する部品ＰＡの実装が完了したならば、制御部３０は実装ミスデータ３１ｄ上でリカバリ実装完了のフラグを立てる（ＳＴ１７：フラグ立設工程）。これにより、実装基板の生産は終了する。同様に、第２の実装作業部においてもリカバリ実装を行う。

以上説明したように、本実施の形態における部品実装装置によれば、実装ミスが検出されたことによって実装位置を撮像する際、実装ミスの検出対象となった部品が撮像手段の撮像視野に収まらない場合は、当該部品のサイズに基づいて実装位置を複数回に分割して撮像する一方、他方の実装ヘッドは一方の実装ヘッドとの干渉を回避して実装動作を継続するようにしている。これにより、実装ミスの検出対象となった部品が撮像手段の撮像視野に収まりきらない大型部品であっても、一方の実装ヘッドと一体となって移動する撮像手段を用いた部品の撮像時に、他方の実装ヘッドによる実装動作を継続させて生産性の低下を防止することができる。

本発明によれば、実装ミスの検出対象となった部品が一方の実装ヘッドに備えられた撮像手段の撮像視野に収まりきらない大型部品であっても、一方の実装ヘッドに備えられた撮像手段を用いた部品の撮像時に、他方の実装ヘッドによる実装動作を継続させて生産性の低下を防止することができ、電子部品実装分野において有用である。

１ 部品実装装置
２Ａ，２Ｂ 基板
３Ａ 第１の基板搬送機構
３Ｂ 第２の基板搬送機構
４Ａ 第１の部品供給部
４Ｂ 第２の部品供給部
１３Ａ 第１の実装ヘッド
１３Ｂ 第２の実装ヘッド
１３ｃ 吸着ノズル
１７ 流量センサ
３３ 実装ミス検出部
２０Ａ 第１の基板認識カメラ
２０Ｂ 第２の基板認識カメラ
２４ タッチパネル
ＰＡ，ＰＢ 部品

Claims (4)

1. 基板搬送方向に基板を搬送して第１の実装作業位置に位置決めする第１の基板搬送機構と、前記第１の基板搬送機構の側方に設けられ、前記第１の実装作業位置に位置決めされた基板に実装される部品を供給する第１の部品供給部と、前記第１の部品供給部より供給される部品を吸着ノズルにより吸着し、前記第１の実装作業位置に位置決めされた基板に実装する第１の実装ヘッドと、
   前記第１の基板搬送機構に並行して設けられ、前記基板搬送方向に基板を搬送して第２の実装作業位置に位置決めする第２の基板搬送機構と、前記第２の基板搬送機構の側方に設けられ、前記第２の実装作業位置に位置決めされた基板に実装される部品を供給する第２の部品供給部と、前記第２の部品供給部より供給される部品を吸着ノズルにより吸着し、前記第２の部品実装位置に位置決めされた基板に実装する第２の実装ヘッドとを備えた部品実装装置において、
   前記第１の部品供給部より供給される部品を前記第１の実装ヘッドが有する吸着ノズルにより吸着して前記第１の実装作業位置に位置決めされた基板に実装する実装動作と、前記第２の部品供給部より供給される部品を前記第２の実装ヘッドが有する吸着ノズルにより吸着して前記第２の実装作業位置に位置決めされた基板に実装する実装動作とを並行して行う部品実装方法であって、
   前記第１の実装ヘッドと前記第２の実装ヘッドのうち何れか一方の実装ヘッドによる実装動作後になお部品が前記吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出工程と、
   実装ミスの検出対象となった部品の前記基板上における実装位置を前記一方の実装ヘッドと一体となって移動する撮像手段によって撮像する実装位置撮像工程とを含み、
   前記実装位置撮像工程において、実装ミスの検出対象となった部品が前記撮像手段の撮像視野に収まらない場合は、当該部品のサイズに基づいて前記実装位置を複数回に分割して撮像する一方、他方の実装ヘッドは前記一方の実装ヘッドとの干渉を回避して実装動作を継続することを特徴とする部品実装方法。
2. 前記実装位置撮像工程において前記実装位置を撮像することによって取得した画像を表示する画像表示工程をさらに含み、
   前記画像表示工程において複数回に分割して撮像することによって取得した複数の画像を合成した合成画像を表示することを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
3. 基板搬送方向に基板を搬送して第１の実装作業位置に位置決めする第１の基板搬送機構と、前記第１の基板搬送機構の側方に設けられ、前記第１の実装作業位置に位置決めされた基板に実装される部品を供給する第１の部品供給部と、前記第１の部品供給部より供給される部品を吸着ノズルにより吸着し、前記第１の実装作業位置に位置決めされた基板に部品を実装する第１の実装ヘッドと、
   前記第１の基板搬送機構と並行して設けられ、前記基板搬送方向に基板を搬送して第２の実装作業位置に位置決めする第２の基板搬送機構と、前記第２の基板搬送機構の側方に設けられ、前記第２の実装作業位置に位置決めされた基板に実装される部品を供給する第２の部品供給部と、前記第２の部品供給部より供給される部品を吸着ノズルにより吸着し、前記第２の部品実装位置に位置決めされた基板に部品を実装する第２の実装ヘッドとを備え、
   前記第１の部品供給部から供給された部品を前記第１の実装ヘッドが有する吸着ノズルによって吸着して前記第１の実装作業位置に位置決めされた基板に実装する実装動作と、前記第２の部品供給部から供給された部品を前記第２の実装ヘッドが有する吸着ノズルによって吸着して前記第２の実装作業位置に位置決めされた基板に実装する実装動作とを並行して行う部品実装装置であって、
   前記第１の実装ヘッドと前記第２の実装ヘッドのうち何れか一方の実装ヘッドによる実装動作後になお部品が吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出手段と、
   前記一方の実装ヘッドと一体となって移動し、実装ミスの検出対象となった部品の前記基板上における実装位置を撮像する撮像手段とを備え、
   実装ミスの検出対象となった部品が前記撮像手段の撮像視野に収まらない場合は、当該部品のサイズに基づいて前記実装位置を複数回に分割して撮像する一方、他方の実装ヘッドは前記一方の実装ヘッドとの干渉を回避して実装動作を継続することを特徴とする部品実装装置。
4. 前記実装位置を撮像することによって取得した画像を表示する画像表示手段をさらに備え、
   複数回に分割して撮像することによって取得した複数の画像を合成した合成画像を前記画像表示手段に表示することを特徴とする請求項３に記載の部品実装装置。

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