JP2020136382A - 部品装着装置および部品装着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリアテープの停止位置が良好でない部品供給ユニットの使用を許容しつつ部品の装着位置の精度を確保することができる部品装着装置および部品装着方法を提供することを目的とする。【解決手段】部品取出し位置に送られたキャリアテープに収納された部品を装着ヘッドの部品保持ノズルで取出し、装着ヘッドを部品供給ユニットと基板との間で一往復させる実装ターンを繰り返し実行して基板に部品を装着する部品装着において、部品認識において検出され記憶された複数の部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙより推定された部品供給ユニットにおけるキャリアテープの停止位置の周期的な変動より、停止位置の変動幅Ｖｘ、Ｖｙを求めて許容振れ幅Ｔｘ、Ｔｙと比較し、この結果に基づき、一回の実装ターンで同一の部品供給ユニットから取出し可能な部品の数を制限し、制限された数以下の部品を取出して基板に装着する。【選択図】図１３

Description

本発明は基板に部品を装着する部品装着装置および部品装着方法に関する。

部品装着装置に部品を供給する部品供給ユニットとして、部品が収納されたキャリアテープをテープ送り機構によってピッチ送りすることにより、部品装着機構による部品取出し位置に部品を位置させるテープフィーダが多用されている。ここで用いられるテープ送り機構としては、キャリアテープに定ピッチで設けられた送り穴に係合する送りピンを外周に有するスプロケットを回転駆動する構成が一般に用いられる。このような構成のテープ送り機構では、送りピンのピッチ誤差など個別のテープフィーダ毎の器差や使用による機構部品の損耗などの機構誤差に起因するキャリアテープの停止位置のばらつきが避けがたく、この結果テープフィーダから取出された部品を基板に装着する際の装着位置の精度低下を招く。このような不具合を防止するため、従来よりこのような構成のテープ送り機構における停止位置のばらつきを抑制するための各種の対処策が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

特許文献１に示す先行技術では、部品装着装置から取り外された状態のテープフィーダを対象として、テープ送り機構のスプロケットにおける送りピンのピッチ誤差を計測するフィーダ調整装置の例が記載されている。ここでは、計測結果に基づいて、テープフィーダの停止位置の位置ずれを補正するための補正データを作成するようにしている。また特許文献２に示す先行技術では、テープフィーダのテープ送りガイドに形成された基準マークとテープ送りされるキャリアテープの送り穴とを同一視野内で撮像することにより送り穴の位置ずれを取得して記憶する機能を備えた部品実装装置の例が記載されている。ここでは、スプロケットの複数周分の位置ずれのデータにより、テープ送りにおける位置ずれの周期性の有無を判定し、周期性が検出された場合にはこの周期性に基づいてテープフィーダによるテープ送りの停止位置または部品実装装置による部品ピックアップ位置の補正を行うようにしている。

特開２００７−２２７４９１号公報 特開２０１７−６３１１６号公報

基板に複数の部品を装着して実装基板を製造する部品装着作業においては、複数の部品供給ユニットであるテープフィーダから複数の吸着ノズルを備えた装着ヘッドによって複数の部品を連続的に取出して装着する。この部品装着作業では、装着ヘッドを部品供給装置と基板との間を往復させて複数の吸着ノズルのそれぞれに保持した部品を基板に装着する実装ターンが反復して実行される。この部品装着作業において、複数の同一の部品を連続的に装着する場合には、同一の実装ターンにおいて同一のテープフィーダから複数の部品を連続的に取出すように装着作業シーケンスが設定される。

この装着作業シーケンスにおいて、複数の部品を取出す対象となるテープフィーダにおけるキャリアテープの停止位置が正規位置から位置ずれしている場合には、同一の実装ターンにおいて同一のテープフィーダから取出される複数の部品は、いずれも位置ずれ状態で吸着ノズルによって取出される。このため、上述の先行技術に示すようなキャリアテープの停止位置の補正機能を具備せず停止位置が良好でないテープフィーダを使用する場合には、複数の部品が同様に位置ずれした状態で取出されることから、装着位置の精度低下が避けられなかった。しかしながら生産現場における部品装着作業の態様によっては、停止位置が良好でないテープフィーダを使用することが要請される場合が有る。このため、停止位置が良好でないテープフィーダ（部品供給ユニット）の使用を許容しつつ部品の装着位置の精度を確保することが求められていた。

そこで本発明は、キャリアテープの停止位置が良好でない部品供給ユニットの使用を許容しつつ部品の装着位置の精度を確保することができる部品装着装置および部品装着方法を提供することを目的とする。

本発明の部品装着装置は、部品供給ユニットによって部品取出し位置に送られたキャリアテープに収納された部品を部品保持ノズルで取出して基板に装着する部品装着装置であって、複数の前記部品保持ノズルを有する装着ヘッドを装着ヘッド移動機構によって前記部品供給ユニットと基板との間を一往復させる実装ターンを繰返し実行する部品装着処理部と、前記部品保持ノズルに保持された部品の前記部品保持ノズルに対する位置ずれを示す部品位置ずれ量を検出する部品位置ずれ検出部と、前記部品位置ずれ検出部で検出した複数の前記部品位置ずれ量を記憶する部品位置ずれ情報記憶部と、前記部品位置ずれ情報記憶部に記憶された複数の部品位置ずれ量より、前記部品供給ユニットにおけるキャリアテープの停止位置の周期的な変動を推定する周期変動分析部と、前記周期的な変動に基づいて、一回の実装ターンで同一の部品供給ユニットから取出し可能な部品の数を制限する制限部と、を備え、前記部品装着処理部は実装ターンで同一の部品供給ユニットから取出し可能な部品の数が制限された場合は、制限された数以下の部品を前記部品供給ユニットから取出して前記基板に装着する。

本発明の部品装着方法は、部品供給ユニットによって部品取出し位置に送られたキャリアテープに収納された部品を装着ヘッドの複数の部品保持ノズルで取出し、前記装着ヘッドを前記部品供給ユニットと基板との間で一往復させる実装ターンを繰返し実行することにより基板に部品を装着する部品装着方法であって、前記部品保持ノズルに保持された部品の前記部品保持ノズルに対する位置ずれを示す部品位置ずれ量を検出して部品位置ずれ情報記憶部に記憶する部品位置ずれ情報記憶部ステップと、前記部品位置ずれ情報記憶部に記憶された複数の部品位置ずれ量より、前記部品供給ユニットにおけるキャリアテープの停止位置の周期的な変動を推定する周期変動分析ステップと、前記周期的な変動に基づいて、一回の実装ターンで同一の部品供給ユニットから取出し可能な部品の数を制限する制限ステップ、とを含み、制限された数以下の部品を前記部品供給ユニットから取出して前記基板に装着する。

本発明によれば、キャリアテープの停止位置が良好でない部品供給ユニットの使用を許容しつつ部品の装着位置の精度を確保することができる。

本発明の一実施の形態の部品装着装置が配置された実装基板製造システムの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品装着装置の平面図 本発明の一実施の形態の部品装着装置の側面図 本発明の一実施の形態の部品装着装置の部品装着機能の説明図 本発明の一実施の形態の部品装着装置におけるカバーテープ剥離機能の説明図 本発明の一実施の形態の部品装着装置に用いられる部品供給ユニットにおけるキャリアテープの停止位置の説明図 本発明の一実施の形態の部品装着装置に用いられる部品供給ユニットにおける部品位置ずれ量の説明図 本発明の一実施の形態の部品装着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の部品装着装置における生産プログラムのデータ構成の説明図 本発明の一実施の形態の部品装着装置による生産作業のフロー図 本発明の一実施の形態の部品装着装置による生産作業における実装ターンの動作ステップを示すフロー図 本発明の一実施の形態の部品装着装置におけるキャリアテープの停止値の周期変動を分析するための周期変動分析情報の説明図 本発明の一実施の形態の部品装着装置において実行される部品数制限処理の説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態の部品装着装置が配置された実装基板製造システム１の構成について説明する。図１において、実装基板製造システム１は、実装基板製造ライン１ａを構成する各装置を通信ネットワーク２を介してホストコンピュータである情報処理装置３に接続した構成となっている。

実装基板製造ライン１ａは、基板供給装置Ｍ１、スクリーン印刷装置Ｍ２、印刷はんだ検査装置Ｍ３、部品装着装置Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、部品装着状態検査装置Ｍ７、リフロー装置Ｍ８、実装基板検査装置Ｍ９、実装基板回収装置Ｍ１０を直列に配置して構成されている。これらの各装置は基板搬送コンベアによって連結されており、上流側の基板供給装置Ｍ１から下流側の実装基板回収装置Ｍ１０まで、作業対象の基板１３（図２参照）を各装置に順次搬送できるようになっている。

基板供給装置Ｍ１は、部品装着前の基板１３を下流側装置に供給する。スクリーン印刷装置Ｍ２は、供給された基板１３に部品接合用のはんだをスクリーン印刷する。印刷はんだ検査装置Ｍ３は、印刷されたはんだの印刷状態の良否を光学的に検査する。部品装着装置Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６は、はんだが印刷された基板１３に部品を装着する。部品装着状態検査装置Ｍ７は部品が装着された基板１３における部品装着状態の良否を検査する。リフロー装置Ｍ８は、部品が装着された基板１３をリフロー炉によって加熱することにより、はんだを溶融固化させて部品を基板１３にはんだ接合する。実装基板検査装置Ｍ９は、はんだ接合後の基板１３の部品実装状態を光学的に検査する。実装基板回収装置Ｍ１０は、部品が実装された実装基板を回収する。

次に図２、図３を参照して、部品装着装置Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６の構成を説明する。図２において、基台１１の上面には、基板搬送コンベア１２がＸ方向（基板搬送方向）に配列されている。基板搬送コンベア１２は上流側から受け渡された基板１３を搬送して、基板搬送コンベア１２における装着作業位置に設けられた基板支持部１２ａ（図３参照）に位置決めして保持する。基板搬送コンベア１２の前方側（Ｆ側：図２において下側）および後方側（Ｒ側：図２において上側）には、それぞれ部品供給部（Ｆ）１４Ｆ、部品供給部（Ｒ）１４Ｒが配置されている。なお、以下の記載において、上述の前方側（Ｆ側）および後方側（Ｒ側）に配置されている同一機能の構成要素については、名称にそれぞれ（Ｆ）、（Ｒ）を付して区別している。

図３に示すように、部品供給部（Ｆ）１４Ｆ、部品供給部（Ｒ）１４Ｒには、リールストック部２１ａが装備されたフィーダカート２１がセットされている。リールストック部２１ａには、装着対象の部品を収納したキャリアテープ２３を卷回状態で収納する供給リール２２が保持されている。さらにフィーダカート２１の上部に設けられたフィーダベース１４ａには、複数の部品供給ユニット１５（テープフィーダ）が並列に装着されている。

供給リール２２から引き出されたキャリアテープ２３は、部品供給ユニット１５に取り込まれる。キャリアテープ２３は、部品供給ユニット１５においてスプロケット２５（図５参照）を有するテープ送り機構によってピッチ送りされる。これにより、キャリアテープ２３に収納された部品は、以下に説明する装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒによる部品取出し位置である開口部１９（図２参照）に送られる。

図２に示すように、基台１１の上面においてＸ方向の両端部近傍には、それぞれＹ軸テーブル１６がＹ方向に配列されている。２つのＹ軸テーブル１６には、１対のＸ軸テーブル（Ｆ）１７Ｆ、Ｘ軸テーブル（Ｒ）１７ＲがＹ方向に移動自在に架設されている。Ｘ軸テーブル（Ｆ）１７Ｆ、Ｘ軸テーブル（Ｒ）１７Ｒには、それぞれ下端部に部品保持ノズル１８ａを有する装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８ＲがＸ方向に移動自在に装着されている。

Ｙ軸テーブル１６、Ｘ軸テーブル（Ｆ）１７Ｆを駆動することにより、装着ヘッド（Ｆ）１８ＦはＸ方向、Ｙ方向に移動する。同様にＹ軸テーブル１６、Ｘ軸テーブル（Ｒ）１７Ｒを駆動することにより、装着ヘッド（Ｒ）１８ＲはＸ方向、Ｙ方向に移動する。すなわち、Ｙ軸テーブル１６、Ｘ軸テーブル（Ｆ）１７Ｆの組み合わせ、Ｙ軸テーブル１６、Ｘ軸テーブル（Ｒ）１７Ｒの組み合わせは、それぞれ部品保持ノズル１８ａを有する装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒを移動させる装着ヘッド移動機構となっている。

図３に示すように、装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒは下端部に複数の部品保持ノズル１８ａを備えている。部品保持ノズル１８ａは装着対象の部品を真空吸着により保持する。また装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒには、一体的に移動する基板認識カメラ１８ｂが設けられている。装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒを装着ヘッド移動機構によって基板１３の上方に移動させることにより、基板認識カメラ１８ｂは基板１３の位置認識マークや部品の装着位置を撮像する。これらの基板認識カメラ１８ｂによって取得された画像を画像認識部３５（図８）によって認識処理することにより、被装着物である基板１３や基板１３における部品の装着位置の位置認識が行われる。

Ｙ軸テーブル１６、Ｘ軸テーブル（Ｆ）１７Ｆを駆動することにより、装着ヘッド（Ｆ）１８ＦはＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより、装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆは部品供給部（Ｆ）１４Ｆの開口部１９から部品保持ノズル１８ａにより部品を吸着保持して取出し、基板搬送コンベア１２の基板支持部１２ａに位置決め保持された基板１３に移送して所定の装着位置に装着する。同様にＹ軸テーブル１６、Ｘ軸テーブル（Ｒ）１７Ｒを駆動することにより、装着ヘッド（Ｒ）１８ＲはＸ方向、Ｙ方向に移動する。

これにより、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒは部品供給部（Ｒ）１４Ｒの開口部１９から部品保持ノズル１８ａにより部品を吸着保持して取出し、基板搬送コンベア１２の基板支持部１２ａに位置決め保持された基板１３に移送して所定の装着位置に装着する。すなわち、本実施の形態に示す部品装着装置Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６は、部品供給ユニット１５によって開口部１９に送られたキャリアテープ２３に収納された部品Ｐを、部品保持ノズル１８ａによって取出して基板１３に装着する機能を有している。

図２、図３に示すように、部品供給部（Ｆ）１４Ｆ、部品供給部（Ｒ）１４Ｒと基板搬送コンベア１２との間には、それぞれ部品認識カメラ（Ｆ）２０Ｆ、部品認識カメラ（Ｒ）２０Ｒが配置されている。開口部１９から部品Ｐを取出した装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒを、それぞれ部品認識カメラ（Ｆ）２０Ｆ、部品認識カメラ（Ｒ）２０Ｒの上方に位置させて撮像することにより、装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒに保持された状態の部品Ｐの画像を取得することができる。

取得された画像を画像認識部３５（図８参照）によって認識処理することにより、装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒにおける部品Ｐの部品保持ノズル１８ａに対する位置ずれを検出することができる。本実施の形態においては、このようにして検出された位置ずれを示す部品位置ずれ量に基づいて、基板１３への部品装着時の装着動作の補正を行う。

さらに本実施の形態においては、この装着動作の補正とともにこれらの部品位置ずれ量を複数集約した部品位置ずれ情報３２（図８参照）から、部品供給ユニット１５で開口部１９に送られたキャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動を推定するようにしている。そしてこのようにして推定されたキャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動を利用して、後述する制限部３８（図８参照）により、部品保持ノズル１８ａを部品取出し位置である開口部１９に位置させる際の補正値を求めるとともに、一回の実装ターンにおいて取出し対象とする部品数を適正数に制限する部品数制限処理を実行するようにしている。

図４は、部品装着装置Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６における装着ヘッド（ここでは装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ）の、部品取出しから部品装着に至る動作を示している。すなわち、装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆは、まず部品供給部（Ｆ）１４Ｆにアクセスして、生産プログラムにより部品取出し対象として指定された部品供給ユニット１５の開口部１９から部品保持ノズル１８ａによって部品Ｐを取出す（矢印ａ）。

次いで装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆを移動させて、部品Ｐを保持した部品保持ノズル１８ａを部品認識カメラ（Ｆ）２０Ｆの上方に移動させ（矢印ｂ）、部品認識カメラ（Ｆ）２０Ｆによって部品Ｐを撮像する（矢印ｃ）。そしてこの撮像によって取得された画像を画像認識部３５（図８参照）によって認識処理することにより、部品保持ノズル１８ａに保持された部品Ｐの部品保持ノズル１８ａに対する位置ずれを示す部品位置ずれ量（図７に示すΔＰｘ、ΔＰｙ参照）を検出することができる。

次いで部品保持ノズル１８ａによって部品Ｐを保持した装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆを基板１３の上方に移動させ（矢印ｄ）、ここで部品装着動作を行わせる。すなわち、部品保持ノズル１８ａを下降させて（矢印ｆ）、保持した部品Ｐを生産プログラムによって指定された装着位置に装着する。このとき、上述の部品位置ずれ量を考慮した装着動作の補正、すなわち装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆや装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒの停止位置の補正が行われる。上述の装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒによる部品装着動作や、基板認識カメラ１８ｂ、部品認識カメラ（Ｆ）２０Ｆ、部品認識カメラ（Ｒ）２０Ｒによって取得された画像の認識処理などの制御処理は、基台１１に内蔵された部品装着装置制御部１０（図８参照）によって実行される。

次に上述の部品装着動作における部品Ｐの部品供給ユニット１５からの取出しについて、図５を参照して説明する。図５に示すように、部品供給ユニット１５は、部品Ｐを収納するキャリアテープ２３に形成された送り孔２３ｃ（図６（ａ）参照）に係合して回転するスプロケット２５を有している。スプロケット２５は、複数段の減速ギアよりなるギア機構２５ａを介してキャリアテープ送りモータ２６によって回転駆動される。

スプロケット２５の上方にはキャリアテープ２３がスプロケット２５から外れないようにするためのテープ押さえ１５ａが配置されている。テープ押さえ１５ａの部品取出し位置に対応する部分には、開口部１９が形成されている。ユニット制御部２７によってキャリアテープ送りモータ２６を制御することにより、部品供給ユニット１５に取り込まれたキャリアテープ２３は、テープフィーダ１５に形成されたテープ搬送経路を通って部品取出し位置である開口部１９に送られる。そしてここでカバーテープ２３ａが剥離されて開放された部品ポケット２３ｂから、部品Ｐが部品保持ノズル１８ａによって取出される。

開口部１９にてキャリアテープ２３から剥離された（矢印ｇ）カバーテープ２３ａは、テンション付与機構２８を介してカバーテープ巻き取り機構２９によって巻き取られ、カバーテープ回収部（図示省略）に回収される（矢印ｈ）。カバーテープ巻き取り機構２９は、カバーテープ２３ａを挟み込んだ１対の巻き取りローラ２９ａを巻き取りモータ２９ｂによって駆動する構成となっている。またテンション付与機構２８は、ガイドローラ２８ａと巻き取りローラ２９ａとの間において、テンション付与弾性体２８ｄの引張り力を、レバー部材２８ｃの端部に設けられたテンションローラ２８ｂを介して、カバーテープ２３ａを押し下げる方向に作用させる構成となっている。

この構成では、剥離されたカバーテープ２３ａが弛んで張力が低下するとテンションローラ２８ｂが下方に変位するとともに、レバー部材２８ｃの下端部が横方向に変位する。この変位を光学センサを用いた弛み検出センサ２８ｅによって検知することにより、カバーテープ２３ａの弛み状態が検知される。そしてこの検知結果を受けたユニット制御部２７が巻き取りモータ２９ｂを制御することにより、剥離されたカバーテープ２３ａの張力を所定範囲に維持して弛み状態を調整しながら、カバーテープ２３ａのキャリアテープ２３からの引き取りを制御することが可能となっている。

次に図６を参照して、部品供給ユニット１５におけるキャリアテープ２３のテープ送りおよび開口部１９におけるキャリアテープ２３の停止位置について説明する。図６（ａ）に示すように、部品供給ユニット１５では、キャリアテープ２３の送り孔２３ｃに送りピンを係合させたスプロケット２５を間欠回転させることにより、キャリアテープ２３をテープ送り方向（矢印ｉ）にピッチ送りする。これにより、キャリアテープ２３に定ピッチで形成された部品ポケット２３ｂは、内部に収納した部品Ｐとともに、部品供給ユニット１５に設けられた部品取出し位置である開口部１９に順次送られる。

このテープ送りにおいては、部品ポケット２３ｂの中心に位置する部品Ｐの中心Ｐｃが、予めティーチングにより設定された部品取出し目標位置１９ａに到達して停止するように、部品供給ユニット１５におけるキャリアテープ２３のテープ送りパラメータが設定されている。ここに示す例では、部品取出し目標位置１９ａは開口部１９の中心位置に設定されている。

図６（ｂ）は、キャリアテープ２３のテープ送りにおいて、テープ送りされたキャリアテープ２３が実際に停止した状態を示している。ここで破線で示す部品ポケット２３ｂは、位置ずれした状態で停止した部品ポケット２３ｂを示している。部品供給ユニット１５におけるテープ送りでは、部品ポケット２３ｂの中心２３ｄは予め設定された部品取出し目標位置１９ａとは必ずしも一致せず、Ｘ方向、Ｙ方向に位置ずれしている場合が多い。ここに示す例では、部品ポケット２３ｂの中心２３ｄはそれぞれテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹだけ位置ずれしている。このため、開口部１９からの部品取出しにおいて、部品保持ノズル１８ａを部品取出し目標位置１９ａに対してそのまま位置合わせしたのでは、部品ポケット２３ｂに収納された部品Ｐを部品保持ノズル１８ａによって正しく保持して取出すことができない。

ここに示すテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹのような位置ずれは、図５に示す部品供給ユニット１５のテープ送り機構の構成要素、例えばスプロケット２５の送りピンのピッチ誤差や、ギア機構２５ａなどの機構誤差に起因して発生する。このため、開口部１９に順次送られるキャリアテープ２３におけるテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹの大きさは、個別のピッチ送り動作毎に異なっている。

したがって部品保持ノズル１８ａによって開口部１９から部品Ｐを精度よく取出すには、個別の部品取出しステップにおいて部品保持ノズル１８ａを移動させる目標位置である部品取出し目標位置１９ａを位置ずれに応じて補正する必要がある。すなわち、部品保持ノズル１８ａを開口部１９に移動させる際に、上述のテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹに相当する補正量を加味して部品保持ノズル１８ａを移動させることにより、位置ずれした状態で停止した部品ポケット２３ｂの中心２３ｄに部品保持ノズル１８ａを位置合わせすることができる。

上述の部品取出しにおける部品保持ノズル１８ａの位置補正では、テープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを精度よく且つ簡便な方法で取得することが求められる。このため、本実施の形態に示す部品装着装置および部品装着方法においては、以下に説明するように、部品供給ユニット１５から装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ，装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒによって取出された状態の部品Ｐの位置ずれを示す部品位置ずれ量に基づいて、テープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを求めるようにしている。

部品装着動作では部品保持ノズル１８ａによって部品Ｐを吸着して取出す部品取出しステップの後に、部品保持ノズル１８ａに保持された状態における部品Ｐの部品保持ノズル１８ａに対する位置ずれを示す部品位置ずれ量を画像認識により検出する部品認識が従来より行われている。本実施の形態においては、この部品認識によって得られた部品位置ずれ量を利用して、テープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹの推定値を求めるようにしている。そしてこのようにして推定されたテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹが、部品取出しステップにおいて部品保持ノズル１８ａを開口部１９に移動させる際の補正値として用いられる。

図７に示す画像２０ａは、部品Ｐを部品保持ノズル１８ａによって保持した装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒを、部品認識カメラ（Ｆ）２０Ｆ、部品認識カメラ（Ｒ）２０Ｒによって下方から撮像した画像を示している。この画像２０ａを画像認識部３５（図８参照）によって認識処理することにより、部品Ｐの部品保持ノズル１８ａに対する位置ずれを示す部品位置ずれ量が検出される。部品位置ずれ量は、部品保持ノズル１８ａの中心と部品Ｐの部品中心Ｐｃとの、Ｘ方向、Ｙ方向のそれぞれの隔たりを示す部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙによって表される。部品認識カメラ（Ｆ）２０Ｆ、部品認識カメラ（Ｒ）２０Ｒおよび画像認識部３５は、部品保持ノズル１８ａに保持された部品Ｐの部品保持ノズル１８ａに対する位置ずれを示す部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙを検出する部品位置ずれ検出部を構成している。

部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙの発生要因について考察する。これらの部品位置ずれ量は、部品Ｐを保持する際の装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒの機械的な誤差要因による部品保持ノズル１８ａの位置ずれと、部品ポケット２３ｂ内における部品Ｐの位置ずれに加えて、キャリアテープ２３の停止位置の位置ずれが加味されたものと考えることができる。ここで、キャリアテープ２３の停止位置の位置ずれは、部品供給ユニット１５が備えたテープ送り機構の特性に応じて周期的に変動する性質を有している。すなわち、キャリアテープ２３の停止位置の位置ずれであるテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹは、部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙに周期的な変動成分として含まれている。

ここでテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹと部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙとの関係について経験則に基づき簡略化して考察すると、部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙの大きさを規定する主成分はテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹであるとみなして差し支えない。換言すればテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹと部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙとは略比例関係にあり、実用的には部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙに経験値によって規定される係数を乗じることにより、テープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを妥当な精度範囲で推定することができる。なお、部品保持ノズル１８ａで開口部１９から部品を保持する際に補正値算出部３６で算出した補正値を加味して装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒの停止位置を補正した場合は、部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙにその補正値を加えてテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを推定する。

次に図８を参照して、部品装着装置Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６の制御系の構成について説明する。図８において、部品装着装置制御部１０は、記憶部３０および内部処理機能である部品装着処理部３４、画像認識部３５、補正値算出部３６および周期変動分析部３７、制限部３８を備えている。また部品装着装置制御部１０には、装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒおよびこれらに付属して設けられた基板認識カメラ１８ｂ、Ｘ軸テーブル（Ｆ）１７Ｆ、Ｘ軸テーブル（Ｒ）１７Ｒ、Ｙ軸テーブル１６、基板搬送コンベア１２、部品供給ユニット１５、部品認識カメラ（Ｆ）２０Ｆ、部品認識カメラ（Ｒ）２０Ｒが接続されている。

部品装着装置制御部１０に内蔵された記憶部３０には、生産プログラム３１、部品位置ずれ情報３２、周期変動分析情報３３が記憶されている。生産プログラム３１は、基板１３に部品Ｐを装着する部品装着作業において実行される作業動作の動作プログラムや、作業動作において参照される生産データを含む。図９に示すように、生産プログラム３１には「装着点番号」３１ａ、「部品」３１ｂ、「供給位置」３１ｃおよび「装着位置」３１ｄが含まれている。

「装着点番号」３１ａは、基板１３において部品Ｐが装着される装着点を特定する１連番号である。「部品」３１ｂは、部品名や部品ＩＤなど各「装着点番号」３１ａに装着される部品Ｐを特定する識別情報である。「供給位置」３１ｃは、当該「装着点番号」３１ａに装着される部品Ｐを供給する部品供給ユニット１５の部品供給部（Ｆ）１４Ｆ、部品供給部（Ｒ）１４Ｒにおける位置を示す情報である。「装着位置」３１ｄは、当該部品Ｐが装着される装着点の基板１３における位置座標（Ｘ、Ｙ、Θ）を示す装着座標情報である。

部品装着処理部３４は、生産プログラム３１にしたがって部品装着機構を制御して部品装着動作を実行させる処理を行う。本実施の形態では、部品装着処理部３４は、複数の部品保持ノズル１８ａを有する装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒを、前述の装着ヘッド移動機構によって部品供給ユニット１５と基板１３との間を一往復させる実装ターンを繰り返し実行する。この実装ターンでは、装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒが有する複数の部品保持ノズル１８ａのそれぞれに部品Ｐを保持して基板１３に装着する。

画像認識部３５は、装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒに付属して設けられた基板認識カメラ１８ｂ、部品認識カメラ（Ｆ）２０Ｆ、部品認識カメラ（Ｒ）２０Ｒによって撮像された画像を認識処理する。前述のように、部品認識カメラ（Ｆ）２０Ｆ、部品認識カメラ（Ｒ）２０Ｒおよび画像認識部３５は、部品保持ノズル１８ａに保持された部品Ｐの部品保持ノズル１８ａに対する位置ずれを示す部品位置ずれ量を検出する部品位置ずれ検出部を構成する。この部品位置ずれ検出部で複数の部品Ｐについて順次検出された複数の部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙ（図７参照）は、記憶部３０に部品位置ずれ情報３２として記憶される。したがって記憶部３０は、部品位置ずれ検出部で検出した複数の部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙを記憶する部品位置ずれ情報記憶部となっている。

ここでは、この部品位置ずれ情報記憶部は、装着対象となって部品供給ユニット１５から取出される全ての部品Ｐについての部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙを、各部品供給ユニット１５毎に取出される順番で記憶する。すなわち部品位置ずれ情報記憶部は、複数の部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙを、少なくともその部品Ｐが取出された部品供給ユニット１５に関連付けるとともに、時系列的に記憶するようになっている。そして以下に説明する周期変動分析部３７による処理では、部品供給ユニット１５別に部品取出し位置におけるキャリアテープ２３の周期的な変動を推定する。

補正値算出部３６は、部品位置ずれ情報記憶部である記憶部３０に記憶された複数の部品位置ずれ量である部品位置ずれ情報３２、もしくは部品位置ずれ情報３２から推定されたキャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動から、部品供給ユニット１５において部品保持ノズル１８ａを部品取出し位置である開口部１９に位置させる際の補正値を求める処理を行う。ここで云う補正値は、部品保持ノズル１８ａを移動させる目標位置を補正する補正値である（図１３に示す補正値Ｃｘ、Ｃｙ参照）。

部品装着処理部３４による制御処理では、開口部１９から部品を取出す部品取出しステップにおいて開口部１９に部品保持ノズル１８ａを移動させる場合は、補正値算出部３６で算出した補正値を利用して装着ヘッド移動機構を制御する。なお、この補正値の算出に際しては、部品位置ずれ情報３２、もしくは部品位置ずれ情報３２から推定されたキャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動のいずれを用いてもよい。

周期変動分析部３７は、記憶部３０に記憶された複数の部品位置ずれ量である部品位置ずれ情報３２より、部品供給ユニット１５におけるキャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動を推定する処理を行う。周期変動分析部３７により推定された停止位置の周期的な変動のデータは、記憶部３０に周期変動分析情報３３として記憶される。周期変動分析部３７による停止位置の周期的な変動の推定は以下のように行われる。

前述のように、本実施の形態では、図７に示す部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙに経験値によって求められた所定の係数を乗じて、キャリアテープ２３の停止位置の位置ずれを推定し、テープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹとして求めるようにしている。そして求められたテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを時系列的に配列した位置ずれ変動パターンに基づいて、停止位置の周期的な変動を推定する。すなわち推定した複数のテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹより、周期的な変動を推定する。

図１２は、このようにして作成された周期変動分析情報３３の例を示している。図１２において、部品送り番号Ｎは上述の周期的な変動を示す位置ずれ変動パターンにおける部品送りの順番であり、ここでは変動の周期が２４である場合の例を示している。すなわち部品送りを２４回反復する度に、キャリアテープ２３の停止位置の変動が同様のパターンで発生する。

周期変動分析情報３３の作成において、周期変動分析部３７は記憶部３０に記憶された部品位置ずれ情報３２から、各部品送り番号Ｎ毎に複数の部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙを読み出す。そしてこれらの部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙに所定の係数を乗じて、テープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを求め、対応する部品送り番号Ｎ毎にプロットする。これにより、各部品送り番号Ｎについて、それぞれに異なる分布幅Ａｘ、Ａｙで分布する複数のテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹのデータ点がプロットされたグラフが得られる。図１２では、プロットされた複数のデータ点を、簡略化して太線で図示している。そしてこれらの複数のデータ点から、各部品送り番号Ｎにおけるデータ点の代表値（例えば平均値）を、周期変動分析の対象となるテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹとして求める。

制限部３８は、周期変動分析部３７で推定された停止位置の周期的な変動に基づいて、一回の実装ターンで同一の部品供給ユニット１５から取出し可能な部品の数を制限する部品数制限処理を行う。この部品数制限処理は、生産プログラム３１に規定された数の部品Ｐを一回の実装ターンにて取出し対象とすれば、部品保持ノズル１８ａと部品Ｐとの位置ずれが予め規定された許容振れ幅を超えてしまう事態が予想されるような、テープ送り精度が良好ではない部品供給ユニット１５を使用する場合に適用される。そして部品装着処理部３４は、実装ターンで同一の部品供給ユニット１５から取出し可能な部品Ｐの数が制限された場合には、制限された数以下の部品Ｐを部品供給ユニット１５から取出して基板１３に装着する。

図１３は、図１２に示す周期変動分析情報３３に基づいて実行される部品数制限処理を示している。図１３において、各部品送り番号Ｎに対応した縦線には、各部品送り番号Ｎに対応して実行される部品送りにおけるＸ方向、Ｙ方向のテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹが、使用される部品供給ユニット１５のテープ送り特性に対応した位置ずれ変動パターンで示されている。これらの位置ずれ変動パターン上に設定された破線枠（ＭＴ）は、部品数制限の対象となる実装ターン（ＭＴ）にて実行予定の部品取出しステップの範囲（ここでは、部品送り番号Ｎが８〜１７の部品取出しステップ）を示している。またテープ停止位置ずれ量ΔＸ、ΔＹのそれぞれについて設定された許容振れ幅Ｔｘ、Ｔｙは、部品保持ノズル１８ａによって部品Ｐを保持する際に許容される振れ幅（部品保持ノズル１８ａと部品Ｐとのずれ量）を示している。

部品数制限処理では、これら実行予定の部品取出しステップを、部品保持ノズル１８ａと部品Ｐとの位置ずれが過大となることなく実行可能か否かが判定される。すなわち周期変動分析情報３３を参照することにより、当該実装ターン（ＭＴ）において予想されるＸ方向、Ｙ方向の停止位置の変動幅Ｖｘ、Ｖｙを求めることができる。そしてこれら変動幅Ｖｘ、Ｖｙを予め記憶部３０に記憶された許容振れ幅Ｔｘ、Ｔｙと比較し、変動幅Ｖｘ、Ｖｙが許容振れ幅Ｔｘ、Ｔｙの範囲内に収まるような部品取出し動作が可能であれば、複数回のテープ送りで部品取出し位置に送られる複数の部品Ｐを、一回の実装ターンにおいて取出すことが可能であると判定する。

図１３に示す例では、Ｘ方向については変動幅Ｖｘは許容振れ幅Ｔｘの範囲内に収まるものの、Ｙ方向については変動幅Ｖｙは許容振れ幅Ｔｙからはみ出している。したがって、実装ターン（ＭＴ）においては実行予定の部品取出しステップ全てを同一の実装ターンで実行することはできないと判定される。そしてこの場合には、許容振れ幅Ｔｙからはみ出して実行することはできないと判定された部品取出しステップ（破線枠ＳＴ＊で示す２つの部品取出しステップ）については実行をスキップして、取出し回数を当初予定の複数回から減らした回数に制限する。

この部品取出し動作においては、部品保持ノズル１８ａを部品取出し位置に位置させる際の補正値Ｃｘ、Ｃｙが適用される。補正値Ｃｘ、Ｃｙの設定においては、変動幅Ｖｘ、Ｖｙが極力許容振れ幅Ｔｘ、Ｔｙの範囲内に収まるようにする。図１３に示す例では、Ｘ方向の補正値Ｃｘは、変動幅Ｖｘの中心が許容振れ幅Ｔｘの中心と一致するように設定されている。またＹ方向の補正値Ｃｙは、当初の変動幅Ｖｙから実行をスキップした部品取出しステップに相当する変動範囲を除外した変動幅、すなわち許容振れ幅Ｔｙの中心と一致するように設定されている。これらの補正値Ｃｘ、Ｃｙは、部品位置ずれ情報記憶部である記憶部３０に記憶された複数の部品位置ずれ量である部品位置ずれ情報３２、もしくは部品位置ずれ情報３２から推定されたキャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動から、補正値算出部３６により算出される。

すなわち制限部３８は、一回の実装ターンで同一の部品供給ユニット１５から部品Ｐの取出しが複数回予定されている場合、周期変動分析部３７によって推定された部品供給ユニット１５のキャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動より、予定されている複数回の部品Ｐの取出しが可能であるかを判断する。そして、取出しが可能でない場合には、部品Ｐの取出し回数を予定されている複数回から減らした回数に制限するようにしている。

これにより、使用される部品供給ユニット１５のテープ送り精度が良好でなく、キャリアテープ２３の停止位置が許容振れ幅Ｔｘ、Ｔｙを超えて変動している場合にあっても、許容振れ幅Ｔｘ、Ｔｙの範囲内に収まる部品Ｐのみを取出し対象とすることができる。したがって停止位置が許容振れ幅Ｔｘ、Ｔｙを超えて変動している状態で、部品Ｐを部品保持ノズル１８ａによって保持して取出すことに起因する不具合、例えば隣接する部品の間隔が狭い狭隣接実装において隣接する部品が相互に干渉する不具合などを防止することができる。

さらに本実施の形態においては、記憶部３０に記憶された部品位置ずれ情報３２もしくは周期変動分析部３７で推定された周期的な変動から部品保持ノズル１８ａを部品取出し位置に位置させる際の補正値Ｃｘ、Ｃｙを求める補正値算出部３６を備えている。ここでは制限部３８は、補正値Ｃｘ、Ｃｙを適用した一回の実装ターンで同一の部品供給ユニット１５から部品の取出しが複数回予定されている場合、周期変動分析部３７によって推定された部品供給ユニット１５の周期的な変動より求めた複数回のキャリアテープ２３の停止位置の変動幅より、予定された複数回の部品Ｐの取出しが可能かを判断し、可能でない場合は部品Ｐの取出し回数を複数回から減らした回数に制限する。

そして部品装着処理部３４は、補正値Ｃｘ、Ｃｙに基づいて装着ヘッド移動機構による装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒの停止位置を補正する。補正値Ｃｘ、Ｃｙは、変動幅Ｖｘ、Ｖｙが極力許容振れ幅Ｔｘ、Ｔｙの範囲内に収まるように設定されることから、制限される部品Ｐの取出し回数を極力少なくすることが可能となっている。これにより、テープ送り精度が良好でない部品供給ユニット１５を用いる場合において、作業効率の低下を最小限に抑制することができる。

なお、周期変動分析部３７による停止位置の周期的な変動の推定においては、対象となる部品供給ユニット１５が備えたテープ送り機構の構成によってテープ送りにおける変動の周期が定まる。すなわち、キャリアテープ２３に係合して回転するスプロケット２５の送りピンの数や、スプロケット２５を回転駆動する複数の歯車の歯数が与えられれば、テープ送り動作における停止位置の変動の全体周期が定まる。

この全体周期には、停止位置の変動において位置ずれによる影響の度合いが大きい主変動が反復される主変動周期が含まれている。実際のテープ送りにおける停止位置の変動を対象とする場合には、この主変動周期を対象とすればよい。この主変動周期は、対象となる部品供給ユニット１５が有するスプロケット２５若しくはスプロケット２５を回転させるための少なくとも１つの歯車が、ｎ周（ｎは１以上の整数）する周期に相当する。

すなわち周期変動分析部３７は、対象となる部品供給ユニット１５が有するスプロケット２５若しくはスプロケット２５を回転させるための少なくとも１つの歯車が、ｎ周（ｎは１以上の整数）する間に、開口部１９に送られる部品Ｐの数によって定まる周期（主変動周期）に基づいて、キャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動を推定する。なお、上述の主変動周期は、使用する部品供給ユニット１５の種類と対象となるキャリアテープ２３との組み合わせが特定されれば一意的に定まる場合が多い。すなわちこのような場合には、周期変動分析部３７は部品供給ユニット１５の種類と部品供給ユニット１５にセットされるキャリアテープ２３の種類によって定まる周期に基づいて、キャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動を推定する。

上述のように、本実施の形態に示す部品装着装置Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６は、まず部品供給ユニット１５によって開口部１９に送られたキャリアテープ２３に収納された部品Ｐを装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒの部品保持ノズル１８ａで取出す。そして装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒを部品供給ユニット１５と基板１３との間で一往復させる実装ターンを繰り返し実行することにより、基板１３に部品Ｐを装着する機能を有している。

次に図１０のフローを参照して、部品装着装置Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６の上述機能により実行される部品装着方法について説明する。この部品装着方法による生産作業では、図１に示す実装基板製造ライン１ａにおいて、スクリーン印刷装置Ｍ２によってはんだが印刷され、次いで印刷はんだ検査装置Ｍ３によって印刷はんだ検査が実行された基板１３を対象として部品装着動作が実行される。

図１０において、まず基板搬入が実行される（ＳＴ１）。すなわち印刷はんだ検査が実行された後の基板１３は、上流側から基板搬送コンベア１２に搬入される。次いで基板保持が行われる（ＳＴ２）。ここでは基板１３を基板搬送コンベア１２によって装着作業位置に搬送し、基板支持部１２ａ（図３参照）によって保持する。

次にこの状態で基板認識を行う（ＳＴ３）。すなわち、装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆまたは装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒを移動させて、基板認識カメラ１８ｂを基板１３の上方に位置させる。次いで基板１３の基板認識マークや基板１３に設定された部品装着点を基板認識カメラ１８ｂによって撮像する。そしてこの撮像で取得された画像を画像認識部３５によって認識処理することにより、基板１３の位置または部品装着点の位置を認識する。

次にこの基板認識結果に基づき、部品装着作業を実行する。ここでは、装着作業対象の複数の部品Ｐを装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆまたは装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒに保持させ、これらの装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆまたは装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒを部品供給部（Ｆ）１４Ｆ、部品供給部（Ｒ）１４Ｒと基板１３との間で往復させる実装ターンを複数回実行する。すなわち１つの実装ターンを実行し（ＳＴ４）、次いで次の実装ターンの有無を判断する（ＳＴ５）。ここで次の実装ターンが有る場合には、（ＳＴ４）に戻って再度実行ターンを実行する。

（ＳＴ５）にて次の実装ターンが無いことが確認されたならば、当該基板１３についての部品装着作業が完了したと判断して、当該基板１３を下流側へ搬出する（ＳＴ６）。次いで生産予定の予定数の基板１３について上述の生産作業が完了したか否かを確認する。ここで予定数についての生産が未完了であれば、（ＳＴ１）に戻って以降の作業処理を反復実行する。そして（ＳＴ７）にて予定数の生産が終了したことを確認して、生産を終了する。

次に上述のフローにおける（ＳＴ４）の実装ターンで実行される処理の詳細について、図１１を参照して説明する。まず、１つの実装ターンの開始に際して、対象となる１実装ターン分のデータを取得する（ＳＴ２０）。ここでは、当該実装ターンにおいて対象となる部品Ｐの装着作業を実行する際に参照されるデータを、部品装着装置制御部１０の記憶部３０から読み取って取得する。これらのデータには、部品種類や装着動作パラメータ、装着位置座標などが含まれる。

次いで部品取出しステップにおける補正値を計算する（ＳＴ２１）。ここでは、過去の部品位置ずれ量とキャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動より部品取出しステップにおける補正値（図１３に示す補正値Ｃｘ、Ｃｙ参照）を、補正値算出部３６の処理機能により計算する。次に、同一の部品供給ユニット１５からの部品取出し数の制限についての判定を行う（ＳＴ２２）。この判定では、制限部３８による取出す部品Ｐの数の制限の有無を判断する（ＳＴ２３）。ここで制限有りの場合には、部品取出しをスキップする部品保持ノズル１８ａを設定する（ＳＴ２４）。

そしてこの後、部品取出しステップが、装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒが備えた複数の部品保持ノズル１８ａ毎に実行される。はじめに各部品保持ノズル１８ａに対応するカウント値Ｋを、Ｋ＝１とする（ＳＴ２５）。これにより、（１）番部品保持ノズル１８ａを対象とした部品取出しステップが開始され、この後（Ｋ）番部品保持ノズル１８ａを対象とした部品取出しステップが、カウント値Ｋを順次歩進させながら実行される。

部品取出しステップの開始に際しては、当該部品保持ノズル１８ａが部品取出しをスキップするノズルに該当するか否かを判断する（ＳＴ２６）。ここでスキップしない場合には、（Ｋ）番部品保持ノズル１８ａを生産プログラム３１により指定された部品供給ユニット１５の部品取出し位置である開口部１９へ移動させ（ＳＴ２７）、部品保持ノズル１８ａを部品取出し目標位置１９ａに位置決めする。

次いで（Ｋ）番部品保持ノズル１８ａで部品Ｐを吸着保持して開口部１９から取出す（ＳＴ２８）。これらの部品取出しステップにおいて開口部１９に部品保持ノズル１８ａを移動させる場合は、（ＳＴ２１）の補正値算出ステップで算出した補正値Ｃｘ、Ｃｙを利用して、装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒを位置決めする。

次に（ＳＴ２８）の後、または（ＳＴ２６）にてスキップに指定されている場合には、全ステップ完了か否か、すなわち実行予定の全ての部品取出しステップが実行済みか否かを確認する（ＳＴ２９）。ここで未完了であればカウント値を歩進させて、Ｋ＝Ｋ＋１と置き換え（ＳＴ３０）、（ＳＴ２６）に戻って以降のステップを反復実行する。そして（ＳＴ２９）にて全ての部品取出しステップ完了が確認されたならば、取出した部品Ｐについての部品位置ずれ検出ステップが実行される。

すなわち複数の部品保持ノズル１８ａのそれぞれに部品Ｐを保持した装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒを移動させて、部品認識カメラ（Ｆ）２０Ｆ、部品認識カメラ（Ｒ）２０Ｒの上方を通過させる（ＳＴ３１）。これにより、部品認識カメラ（Ｆ）２０Ｆ、部品認識カメラ（Ｒ）２０Ｒによって複数の部品保持ノズル１８ａに保持された部品Ｐを撮像する。この撮像によって取得された画像を画像認識部３５によって認識処理することにより、図７に示す部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙが検出される（ＳＴ３２）。

検出された部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙは、その部品Ｐが取出された部品供給ユニット１５毎に、取出された順番に関連付けたデータ様式で、部品位置ずれ情報記憶部である記憶部３０に部品位置ずれ情報３２として記憶される（ＳＴ３３）。（ＳＴ３２）および（ＳＴ３３）は、部品保持ノズル１８ａに保持された部品Ｐの部品保持ノズル１８ａに対する位置ずれを示す部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙを検出して部品位置ずれ情報記憶部に記憶する部品位置ずれ情報記憶ステップに該当する。この部品位置ずれ情報記憶ステップにおいては、部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙに少なくともその部品Ｐが取出された部品供給ユニット１５を関連付けるとともに、これらの部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙを時系列的に記憶する。

そして上述の部品位置ずれ情報記憶部に記憶された複数の部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙより、周期変動分析部３７の処理機能によって部品供給ユニット１５におけるキャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動を推定する（周期変動分析ステップ）。この周期変動分析ステップにおいては、部品供給ユニット１５別に、キャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動を推定する。（ＳＴ２１）における補正値の計算は、このようにして求められて記憶部３０に記憶された周期変動分析情報３３に基づいて行われる。

さらに制限部３８は、周期変動分析情報３３に示される周期的な変動に基づいて、一回の実装ターンで同一の部品供給ユニット１５から取出し可能な部品の数を制限する（制限ステップ）。この制限ステップにおいて、一回の実装ターンで同一の部品供給ユニット１５から部品Ｐの取出しが複数回予定されている場合、部品供給ユニット１５の周期的な変動より求めた複数回のキャリアテープ２３の停止位置の変動幅より、複数回の部品Ｐの取出しが可能かを判断する。ここで可能でない場合は、部品Ｐの取出し回数を複数回から減らした回数に制限する。

また本実施の形態では、記憶部３０に記憶された部品位置ずれ情報３２もしくは周期変動分析部３７で推定された周期的な変動から部品保持ノズル１８ａを部品取出し位置に位置させる際の補正値Ｃｘ、Ｃｙを求めるようにしている（補正値算出ステップ）。ここで上述の制限ステップにおいて、補正値Ｃｘ、Ｃｙを適用した一回の実装ターンで同一の部品供給ユニット１５から部品Ｐの取出しが複数回予定されている場合、部品供給ユニット１５の周期的な変動より求めた複数回のキャリアテープ２３の停止位置の変動幅より、複数回の部品Ｐの取出しが可能かを判断する。そして可能でない場合は、部品Ｐの取出し回数を予定された複数回から減らした回数に制限する。

前述の部品位置ずれ情報記憶ステップは連続して実行される実装ターンについて順次実行され、その都度新たに部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙのデータが部品位置ずれ情報３２に追加される。そして周期変動分析部３７は、新たに追加されたデータを含む部品位置ずれ情報３２に基づいて、周期変動分析情報３３を更新または新規作成する周期変動分析ステップが反復実行される。この周期変動分析ステップでは、記憶部３０に部品位置ずれ情報３２として記憶された複数の部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙより、部品供給ユニット１５におけるキャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動を推定する。

さらに周期変動分析ステップでは、対象となる部品供給ユニット１５が有するスプロケット２５若しくはスプロケット２５を回転させるための少なくとも１つの歯車が、ｎ周（ｎは１以上の整数）する間に、開口部１９に送られる部品Ｐの数によって定まる周期（主変動周期）に基づいてキャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動を推定する。そして補正値算出ステップにおいて、この主変動周期で繰返される部品取出しステップ毎の補正値、すなわち部品保持ノズル１８ａを移動させる目標位置を補正する補正値を算出するようにしている。

なお、上述の主変動周期は、使用する部品供給ユニット１５の種類と対象となるキャリアテープ２３との組み合わせが特定されれば一意的に定まる場合が多い。すなわちこのような場合には、周期変動分析ステップにおいて、部品供給ユニット１５の種類と部品供給ユニット１５にセットされるキャリアテープ２３の種類によって定まる周期に基づいて、キャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動を推定する。

（ＳＴ３３）の部品位置ずれ情報記憶ステップの後には、各部品保持ノズル１８ａに保持された複数の部品Ｐを基板１３の所定の装着位置に装着する部品装着ステップが順次実行される。はじめに各部品保持ノズル１８ａに対応するカウント値Ｋを、Ｋ＝１とする（ＳＴ３４）。これにより、（１）番部品保持ノズル１８ａを対象とした部品装着ステップが開始され、この後（Ｋ）番部品保持ノズル１８ａを対象とした部品装着ステップが、カウント値Ｋを順次歩進させながら実行される。

部品装着ステップの開始に際しては、当該部品保持ノズル１８ａが部品装着をスキップするノズルに該当するか否かを判断する（ＳＴ３５）。ここでスキップしない場合には、（Ｋ）番部品保持ノズル１８ａを生産プログラム３１により指定された基板１３の装着点へ移動させ（ＳＴ３６）、次いで（Ｋ）番部品保持ノズル１８ａで保持した部品Ｐを基板１３の装着点に装着する（ＳＴ３７）。

次に（ＳＴ３７）の後、または（ＳＴ３５）にてスキップに指定されている場合には、全ステップ完了か否か、すなわち実行予定の全ての部品装着ステップが実行済みか否かを確認する（ＳＴ３８）。ここで未完了であればカウント値を歩進させて、Ｋ＝Ｋ＋１と置き換え（ＳＴ３９）、（ＳＴ３５）に戻って以降のステップを反復実行する。そして（ＳＴ３８）にて全ての部品装着ステップ完了が確認されることにより、当該実装ターンの作業を終了し、図１０のメインフローに戻る。

上述の実装ターンにおける部品取出しステップおよび部品装着ステップでは、制限ステップにおける部品数制限によりスキップされた部品取出しおよび部品装着については作業対象から除外され、それ以外の部品Ｐのみが作業対象となる。すなわち本実施の形態では、制限ステップにおいて制限された数以下の部品Ｐを部品供給ユニット１５から取出して基板１３に装着するようになっている。

上記説明したように、本実施の形態に示す部品装着装置および部品装着方法では、部品供給ユニット１５によって部品取出し位置である開口部１９に送られたキャリアテープ２３に収納された部品Ｐを装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒの部品保持ノズル１８ａで取出し、装着ヘッド（Ｆ）１８Ｆ、装着ヘッド（Ｒ）１８Ｒを部品供給ユニット１５と基板１３との間で一往復させる実装ターンを繰り返し実行することにより基板１３に部品Ｐを装着する部品装着において、部品保持ノズル１８ａに保持された部品Ｐの部品保持ノズル１８ａに対する位置ずれを示す部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙを検出して部品位置ずれ情報記憶部に記憶し、記憶された複数の部品位置ずれ量ΔＰｘ、ΔＰｙより部品供給ユニット１５におけるキャリアテープ２３の停止位置の周期的な変動を推定し、推定された周期的な変動に基づいて一回の実装ターンで同一の部品供給ユニット１５から取出し可能な部品Ｐの数を制限し、制限された数以下の部品を部品供給ユニット１５から取出して基板１３に装着するようにしている。

これにより、テープ送り精度に難があってキャリアテープ２３の停止位置が良好でない部品供給ユニット１５であっても、部品取出し精度が確保できる範囲で使用することが可能となっている。すなわち本実施の形態においては、キャリアテープ２３の停止位置が良好でない部品供給ユニット１５の使用を許容しつつ、部品の装着位置の精度を確保することができる。

本発明の部品装着装置および部品装着方法は、キャリアテープの停止位置が良好でない部品供給ユニットの使用を許容しつつ部品の装着位置の精度を確保することができるという効果を有し、部品供給装置によって供給された部品を基板に装着する技術分野において有用である。

１ 実装基板製造システム
１ａ 実装基板製造ライン
３ 情報処理装置
１３ 基板
１８Ｆ 装着ヘッド（Ｆ）
１８Ｒ 装着ヘッド（Ｒ）
１８ａ 部品保持ノズル
１９ 開口部
１９ａ 部品取出し目標位置
２３ キャリアテープ
２３ｂ 部品ポケット
Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６ 部品装着装置
Ｐ 部品
ΔＰｘ、ΔＰｙ 部品位置ずれ量
ΔＸ、ΔＹ テープ停止位置ずれ量
Ｖｘ、Ｖｙ 変動幅
Ｔｘ、Ｔｙ 許容振れ幅
Ｃｘ、Ｃｙ 補正値

Claims (12)

1. 部品供給ユニットによって部品取出し位置に送られたキャリアテープに収納された部品を部品保持ノズルで取出して基板に装着する部品装着装置であって、
   複数の前記部品保持ノズルを有する装着ヘッドを装着ヘッド移動機構によって前記部品供給ユニットと基板との間を一往復させる実装ターンを繰返し実行する部品装着処理部と、
   前記部品保持ノズルに保持された部品の前記部品保持ノズルに対する位置ずれを示す部品位置ずれ量を検出する部品位置ずれ検出部と、
   前記部品位置ずれ検出部で検出した複数の前記部品位置ずれ量を記憶する部品位置ずれ情報記憶部と、
   前記部品位置ずれ情報記憶部に記憶された複数の部品位置ずれ量より、前記部品供給ユニットにおけるキャリアテープの停止位置の周期的な変動を推定する周期変動分析部と、
   前記周期的な変動に基づいて、一回の実装ターンで同一の部品供給ユニットから取出し可能な部品の数を制限する制限部と、を備え、
   前記部品装着処理部は実装ターンで同一の部品供給ユニットから取出し可能な部品の数が制限された場合は、制限された数以下の部品を前記部品供給ユニットから取出して前記基板に装着する、部品装着装置。
2. 前記部品位置ずれ情報記憶部は、前記複数の部品位置ずれ量を、少なくともその部品が取出された前記部品供給ユニットに関連付けるとともに時系列的に記憶し、
   前記周期変動分析部は、前記部品供給ユニット別に前記キャリアテープの停止位置の周期的な変動を推定する、請求項１記載の部品装着装置。
3. 前記制限部は、一回の実装ターンで同一の部品供給ユニットから部品の取出しが複数回予定されている場合、前記周期変動分析部によって推定された前記部品供給ユニットの前記周期的な変動より求めた前記複数回のキャリアテープの停止位置の変動幅より、前記複数回の部品の取出しが可能かを判断し、可能でない場合は部品の取出し回数を前記複数回から減らした回数に制限する、請求項１に記載の部品装着装置。
4. さらに、前記部品位置ずれ情報記憶部に記憶された部品位置ずれ情報もしくは前記周期変動分析部で推定された周期的な変動から前記部品保持ノズルを前記部品取出し位置に位置させる際の補正値を求める補正値算出部を備え、
   前記制限部は、前記補正値を適用した一回の実装ターンで同一の部品供給ユニットから部品の取出しが複数回予定されている場合、前記周期変動分析部によって推定された前記部品供給ユニットの前記周期的な変動より求めた前記複数回のキャリアテープの停止位置の変動幅より、前記複数回の部品の取出しが可能かを判断し、可能でない場合は部品の取出し回数を前記複数回から減らした回数に制限し、
   前記部品装着処理部は、前記補正値に基づいて前記装着ヘッド移動機構による前記装着ヘッドの停止位置を補正する、請求項１に記載の部品装着装置。
5. 前記部品供給ユニットは前記キャリアテープに係合して回転するスプロケットを有し、
   前記周期変動分析部は、前記スプロケット若しくは前記スプロケットを回転させるための少なくとも１つの歯車がｎ周（ｎは１以上の整数）する間に前記部品取出し位置に送られる部品の数によって定まる周期に基づいて前記周期的な変動を推定する、請求項１に記載の部品装着装置。
6. 前記周期変動分析部は、前記部品供給ユニットの種類と前記部品供給ユニットにセットされるキャリアテープの種類によって定まる周期に基づいて前記周期的な変動を推定する、請求項１に記載の部品装着装置。
7. 部品供給ユニットによって部品取出し位置に送られたキャリアテープに収納された部品を装着ヘッドの複数の部品保持ノズルで取出し、前記装着ヘッドを前記部品供給ユニットと基板との間で一往復させる実装ターンを繰返し実行することにより基板に部品を装着する部品装着方法であって、
   前記部品保持ノズルに保持された部品の前記部品保持ノズルに対する位置ずれを示す部品位置ずれ量を検出して部品位置ずれ情報記憶部に記憶する部品位置ずれ情報記憶ステップと、
   前記部品位置ずれ情報記憶部に記憶された複数の部品位置ずれ量より、前記部品供給ユニットにおけるキャリアテープの停止位置の周期的な変動を推定する周期変動分析ステップと、
   前記周期的な変動に基づいて、一回の実装ターンで同一の部品供給ユニットから取出し可能な部品の数を制限する制限ステップとを含み、
   制限された数以下の部品を前記部品供給ユニットから取出して前記基板に装着する、部品装着方法。
8. 前記部品位置ずれ情報記憶ステップにおいて、前記複数の部品位置ずれ量を少なくともその部品が取出された前記部品供給ユニットに関連付けるとともに時系列的に前記位置ずれ情報記憶部に記憶し、
   前記周期変動分析ステップにおいて、前記部品供給ユニット別に前記キャリアテープの停止位置の周期的な変動を推定する、請求項７に記載の部品装着方法。
9. 前記制限ステップにおいて、一回の実装ターンで同一の部品供給ユニットから部品の取出しが複数回予定されている場合、前記部品供給ユニットの前記周期的な変動より求めた前記複数回のキャリアテープの停止位置の変動幅より、前記複数回の部品の取出しが可能かを判断し、可能でない場合は部品の取出し回数を前記複数回から減らした回数に制限する、請求項７に記載の部品装着方法。
10. さらに、部品位置ずれ情報記憶部に記憶された部品位置ずれ情報もしくは前記周期変動分析部で推定された周期的な変動から前記部品保持ノズルを前記部品取出し位置に位置させる際の補正値を求める補正値算出ステップを含み、
    前記制限ステップにおいて、前記補正値を適用した一回の実装ターンで同一の部品供給ユニットから部品の取出しが複数回予定されている場合、前記部品供給ユニットの前記周期的な変動より求めた前記複数回のキャリアテープの停止位置の変動幅より、前記複数回の部品の取出しが可能かを判断し、可能でない場合は部品の取出し回数を前記複数回から減らした回数に制限する、請求項７に記載の部品装着方法。
11. 前記部品供給ユニットは前記キャリアテープに係合して回転するスプロケットを有し、
    前記周期変動分析ステップにおいて、前記スプロケット若しくは前記スプロケットを回転させるための少なくとも１つの歯車がｎ周（ｎは１以上の整数）する間に前記部品取出し位置に送られる部品の数で定まる周期に基づいて前記周期的な変動を推定する、請求項７に記載の部品装着方法。
12. 前記周期変動分析ステップは、前記部品供給ユニットの種類と前記部品供給ユニットにセットされるキャリアテープの種類によって定まる周期に基づいて前記周期的な変動を推定する、請求項７に記載の部品装着方法。

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