JP2022050932A - 対基板作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】目標停止位置での基板の停止を精度良く行うことが可能な対基板作業機を提供すること。【解決手段】対基板作業機は、基板を搬送路に沿って目標停止位置まで搬送して所定作業を行う。対基板作業機は、基板に付された検出対象物を撮像するカメラと、基板の搬送中に、カメラの焦点を基板が搬送路に沿って搬送される第一高さ位置に合わせる焦点調整部と、カメラの焦点が第一高さ位置に合わされた状態でカメラにより撮像される撮像画像に基づいて、目標停止位置までの基板の搬送を制御する搬送制御部と、を備える。【選択図】図３

Description

本明細書は、対基板作業機に関する。

従来、基板を搬送路に沿って目標停止位置まで搬送する対基板作業機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この対基板作業機は、基板が目標停止位置に停止された後、カメラでその基板に付された基準マークなどの検出対象物を読み取って目標停止位置に対する基板停止位置の位置ズレを求める。そして、位置ズレに応じて基板に対する修正移動或いは位置補正などが実行される。その後、基板が載置された台座が上昇されて、基板がクランプ位置に固定される。

特開２００９－２７２０２号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の対基板作業機では、カメラによる基板の検出対象物の読み取りが基板の搬送停止後の目標停止位置で実行される。この構成では、基板の搬送がエンコーダなどを用いて実施されることになるが、基板の停止位置が実際には目標停止位置からズレていることがある。この位置ズレ量が大きくなっていると、基板の停止位置でカメラの視野内に検出対象物が入らないことが起こり得、検出対象物の読み取りエラーが発生して、装置自体の停止が余儀なくされる。

本明細書は、目標停止位置での基板の停止を精度良く行うことが可能な対基板作業機を提供することを目的とする。

本明細書は、基板を搬送路に沿って目標停止位置まで搬送して所定作業を行う対基板作業機であって、前記基板に付された検出対象物を撮像するカメラと、前記基板の搬送中に、前記カメラの焦点を前記基板が前記搬送路に沿って搬送される第一高さ位置に合わせる焦点調整部と、前記焦点が前記第一高さ位置に合わされた状態で前記カメラにより撮像される撮像画像に基づいて、前記目標停止位置までの前記基板の搬送を制御する搬送制御部と、を備える、対基板作業機を開示する。

本開示によれば、基板の搬送中においてカメラの焦点をその基板の搬送高さ位置である第一高さ位置に合わせることができるので、基板の搬送中におけるカメラを用いた検出対象物の認識にピンボケに起因した異常が生じるのを抑えることができ、これにより、目標停止位置での基板の停止を精度良く行うことができる。

一実施形態に係る対基板作業機を上方から見た構成図である。 実施形態の対基板作業機における基板搬送とカメラとの関係を表した斜視図である。 実施形態の対基板作業機の基板搬送中における基板とクランプ装置との位置関係を表した図である。 実施形態の対基板作業機のクランプ位置における基板とクランプ装置との位置関係を表した図である。 実施形態の対基板作業機のブロック構成図である。 カメラ視野内への基準マークの進入が開始された際のカメラ視野を表した図である。 カメラ視野の中央に基準マークが到達した際のカメラ視野を表した図である。 実施形態の対基板作業機において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。

以下、本開示に係る対基板作業機の実施形態について説明する。

１．対基板作業機の構成
対基板作業機１は、電子基板などの基板２に対して所定作業を行う装置である。対基板作業機１は、例えば、基板２に対して部品を装着する部品装着機、基板２に対してはんだ印刷を行う印刷機などである。以下、対基板作業機１は、図１に示す如く、基板２に対して部品を装着する部品装着機であるものとする。

基板２は、配線パターンが形成された板状の部材であって、部品が装着される部材である。基板２には、図２に示す如く、基準マーク２ａが付されている。基準マーク２ａは、基板２に部品を装着するうえで必要な位置座標を定義するための検出対象物である。基準マーク２ａは、基板２の表面に貼付され或いは加工された丸形や四角形状などの所定の形状を有する目印のことである。基準マーク２ａは、例えば０．５ミリメートル～２ミリメートルの大きさを有している。

基板２には、基準マーク２ａが複数（本実施形態では二つ）設けられている。各基準マーク２ａはそれぞれ、基板２の表面上において予め定めた位置に配置されている。また、基準マーク２ａ同士は、基板２の表面上で互いに異なる位置に形成されており、互いに予め定めた所定距離離間して所定位置関係にあるように配置されている。

対基板作業機１は、図１に示す如く、基板搬送装置２０と、部品供給装置３０と、部品移載装置４０と、を備えている。基板搬送装置２０、部品供給装置３０、及び部品移載装置４０はそれぞれ、対基板作業機１の基台である本体部１０に取り付けられて装着される。

基板搬送装置２０は、基板２を搬送方向Ｘに搬送する装置である。基板搬送装置２０は、図１、図２、図３、及び図４に示す如く、一対のガイドレール２１，２２と、コンベアベルト（図示せず）と、クランプ装置２４と、を有している。ガイドレール２１，２２、コンベアベルト、及びクランプ装置２４は、搬送する基板２の種類やサイズ，形状等に応じて適宜交換可能である。

ガイドレール２１，２２は、搬送方向Ｘに搬送される基板２を案内する搬送路を構成するレール部材である。一対のガイドレール２１，２２は、互いに平行に延びると共に、搬送方向Ｘに直交する方向（直交方向Ｙ）に間隔を空けて配置されている。コンベアベルトは、基板２を載置するベルト部材である。コンベアベルトは、電動モータなどによって輪転可能に設けられている。基板２は、一対のガイドレール２１，２２により案内されつつコンベアベルトに載置された状態で、コンベアベルトの輪転によりガイドレール２１，２２による搬送路に沿って搬送方向Ｘに向けて搬送される。尚、基板２の搬送速度は、例えば１００ミリセンチメートル／秒である。

クランプ装置２４は、目標停止位置に搬送された基板２を押し上げて位置決めする装置である。クランプ装置２４は、基板２の目標停止位置に対応して配設されている。クランプ装置２４は、台座２４ａと、支持ピン２４ｂと、を有している。台座２４ａは、シリンダなどにより上下動可能に設けられている。支持ピン２４ｂは、台座２４ａの上面に立設されている。支持ピン２４ｂは、複数設けられており、基板２に合わせて適宜配置されている。

クランプ装置２４は、基板２がコンベアベルトにより目標停止位置まで搬送された場合に、台座２４ａが上昇して支持ピン２４ｂの先端が基板２を押し上げることでガイドレール２１，２２の係合凸部２１ａ，２２ａとの間で基板２をクランプして位置決めする。位置決めされた基板２には、部品移載装置４０により部品が移載されて装着される。また、クランプ装置２４は、基板２への部品装着後、台座２４ａが下降することで基板２の位置決めを解除して基板２をコンベアベルト上に載置する。基板２は、コンベアベルト上に載置された後、搬送方向Ｘに沿って搬出される。

部品供給装置３０は、基板２に装着する部品をピックアップ位置Ｌに供給する装置である。部品供給装置３０は、パーツフィーダ３１を有している。パーツフィーダ３１は、対基板作業機１の本体部１０に設けられたスロットに着脱可能かつ交換可能に保持される。パーツフィーダ３１は、例えばキャリアテープに収容された部品をそのキャリアテープの回転により一つずつピックアップ位置Ｌに供給する。

部品移載装置４０は、部品供給装置３０によりピックアップ位置Ｌに供給された部品を、基板搬送装置２０により目標停止位置に位置決めされている基板２に向けて移載する装置である。部品移載装置４０は、Ｙ軸スライド装置４１と、Ｘ軸スライド装置４２と、ヘッド昇降装置４３と、装着ヘッド４４と、を有している。

Ｙ軸スライド装置４１は、装着ヘッド４４を対基板作業機１の本体部１０に対して直交方向Ｙに向けて移動させる装置である。Ｙ軸スライド装置４１は、電動モータの駆動により装着ヘッド４４を直交方向Ｙへ移動させる。Ｘ軸スライド装置４２は、装着ヘッド４４を対基板作業機１の本体部１０に対して搬送方向Ｘに向けて移動させる装置である。Ｘ軸スライド装置４２は、電動モータの駆動により装着ヘッド４４を搬送方向Ｘへ移動させる。Ｘ軸スライド装置４２は、Ｙ軸スライド装置４１に搬送方向Ｘへ移動が可能となるように取り付けられており、Ｙ軸スライド装置４１の直交方向Ｙへの移動に伴ってそのＹ軸スライド装置４１に一体でその直交方向Ｙへ位置移動される。

ヘッド昇降装置４３は、装着ヘッド４４を対基板作業機１の本体部１０に対して搬送方向Ｘ及び直交方向Ｙの双方に直交する方向（以下、上下方向Ｚと称す。）に向けて移動させる装置である。ヘッド昇降装置４３は、装着ヘッド４４が取り付けられるＺ軸テーブル４３ａを有している。Ｚ軸テーブル４３ａは、Ｘ軸スライド装置４２に上下方向Ｚへの移動が可能となるように取り付けられている。ヘッド昇降装置４３は、電動モータの駆動により、Ｘ軸スライド装置４２に対してＺ軸テーブル４３ａひいては装着ヘッド４４を上下方向Ｚへ移動させる。

ヘッド昇降装置４３は、装着ヘッド４４を上昇端と下降端との間で位置移動させることが可能である。ヘッド昇降装置４３は、装着ヘッド４４に装着される後述の吸着ノズル４４ｂの上下方向Ｚのストローク範囲を広げるために設けられている。部品のピックアップ位置Ｌと基板２の装着位置との間の部品移載は、基板２上の部品などとの干渉を生じさせることなく広範囲な部品高さに対応して実現することが可能である。例えば、部品高さが高い部品の移載は、装着ヘッド４４が上昇端に位置した状態で行われ、また、部品高さが低い部品の移載は、装着ヘッド４４が下降端に位置した状態で行われる。

装着ヘッド４４は、Ｚ軸テーブル４３ａと一体で、本体部１０に対して、Ｘ軸スライド装置４２により搬送方向Ｘへ移動し、Ｙ軸スライド装置４１により直交方向Ｙへ移動し、ヘッド昇降装置４３により上下方向Ｚへ移動する。装着ヘッド４４は、ヘッド本体４４ａと、吸着ノズル４４ｂと、ノズル昇降回転機構（図示せず）と、を有している。

ヘッド本体４４ａは、Ｚ軸テーブル４３ａに固定されており、Ｚ軸テーブル４３ａの上下方向Ｚへの移動に伴って昇降する。吸着ノズル４４ｂは、負圧などの導入によりノズル先端である下端部に部品を吸着して保持するノズルである。吸着ノズル４４ｂは、部品供給装置３０のピックアップ位置Ｌに供給された部品を負圧などを用いて吸着すると共に、その吸着した部品を吸着解除により基板２上の装着位置に載置する。尚、吸着ノズル４４ｂは、吸着する部品のサイズや種類に合わせて複数種類設けられてよい。

尚、ヘッド本体４４ａは、複数の吸着ノズル４４ｂを同時に保持可能であってもよい。また、装着ヘッド４４は、部品を吸着する吸着ノズル４４ｂに代えて或いはその吸着ノズル４４ｂと共に、部品を把持して保持する把持チャックを有するものであってもよい。

ノズル昇降回転機構は、吸着ノズル４４ｂをヘッド本体４４ａに対して上下方向Ｚに移動させると共に上下方向Ｚの軸線回りに回転させる機構である。吸着ノズル４４ｂは、ノズル昇降回転機構の昇降軸先端側（すなわち下端側）に装着されており、その昇降軸の移動に伴ってヘッド本体４４ａに対して昇降すると共に軸線回りに回転する。尚、吸着ノズル４４ｂは、ヘッド本体４４ａの移動に伴って本体部１０に対して搬送方向Ｘ、直交方向Ｙ、及び上下方向Ｚの何れにも位置移動することが可能である。吸着ノズル４４ｂは、ノズル昇降回転機構の昇降軸に着脱可能かつ交換可能に装着される。

Ｚ軸テーブル４３ａには、カメラ５０が取り付けられている。カメラ５０は、装着ヘッド４４のヘッド本体４４ａと一体で移動する。カメラ５０は、基板２に付された基準マーク２ａなどを上方から撮像するためのカメラである。カメラ５０は、Ｚ軸テーブル４３ａにその光軸が下方に向くように配置されている。カメラ５０の撮像画像は、基板２の位置情報の取得に用いられる。この取得した位置情報は、基板搬送装置２０による基板２の搬送制御、及び、部品移載装置４０による吸着ノズル４４ｂの部品装着時における位置制御や姿勢制御に用いられる。以下、カメラ５０をマークカメラ５０と称す。

対基板作業機１の本体部１０には、カメラ６０が取り付けられている。カメラ６０は、吸着ノズル４４ｂに吸着されている部品を下方から撮像するためのカメラである。カメラ６０は、本体部１０にその光軸が上方に向くように配置されている。カメラ６０の撮像画像は、吸着ノズル４４ｂに対する吸着部品の位置情報の取得に用いられる。この取得した位置情報は、吸着ノズル４４ｂの部品吸着時や部品装着時における位置制御や姿勢制御に用いられる。以下、カメラ６０を部品カメラ６０と称す。

部品移載装置４０において、各モータの駆動により装着ヘッド４４のヘッド本体４４ａが搬送方向Ｘ、直交方向Ｙ、及び上下方向Ｚに移動されると共に、ノズル昇降回転機構の昇降軸の昇降及び回転により装着ヘッド４４の吸着ノズル４４ｂが上下方向Ｚに昇降されかつその昇降軸の軸回りに回転する。

対基板作業機１は、また、図５に示す如き制御装置７０を備えている。制御装置７０は、基板搬送装置２０、部品供給装置３０、及び部品移載装置４０を制御する装置である。制御装置７０は、ＣＰＵや入出力部，記憶部などにより構成されている。制御装置７０は、各種のセンサ入力やカメラ５０，６０の撮像画像に基づいて、基板搬送装置２０による基板搬送、部品供給装置３０による部品供給、部品移載装置４０による部品移載などの制御を行う。

制御装置７０は、焦点調整部７０ａと、搬送制御部７０ｂと、作業実行部７０ｃと、識別部７０ｄと、を有している。焦点調整部７０ａは、マークカメラ５０の焦点を基板２の高さ位置に合わせる部位である。搬送制御部７０ｂは、基板２の搬送路に沿った搬送を制御する部位である。作業実行部７０ｃは、クランプ位置に到達した基板２に対して行う作業として部品装着を行う部位である。識別部７０ｄは、マークカメラ５０による撮像画像内で認識される基準マーク２ａの正誤を識別する部位である。

２．対基板作業機の動作
対基板作業機１において、制御装置７０の搬送制御部７０ｂは、基板２が本体部１０に搬入されて基板搬送装置２０のコンベアベルトに載置されると、そのコンベアベルトの輪転により基板２をガイドレール２１，２２による搬送路に沿って搬送方向Ｘに向けて目標停止位置まで搬送させる。基板２は、本体部１０に搬入されると、コンベアベルトに載置された状態で搬送されて、基板２内の所定部位が搬送路上の所定位置に位置するように目標停止位置に位置決め停止される。

尚、上記した基板２内の「所定部位」は、部品が装着される主装着箇所の中央部や基板２の搬送方向中央部などである。また、搬送路上の「所定位置」は、装着ヘッド４４が各種の部品を搬送路上の基板２に装着するのに適した位置である。例えば、この「所定位置」は、搬送路上で基板２の前端縁を検出するセンサに整列する位置、搬送路上で部品カメラ６０に整列する位置、搬送路上で基板搬送装置２０の搬送方向中央部に整列する位置、搬送路上で部品供給装置３０の主要使用部に整列する位置などである。また、「目標停止位置」は、搬送される基板２の種類に応じて任意の搬送方向位置であってよい。

制御装置７０は、上記の如く基板２が目標停止位置まで搬送される前、マークカメラ５０が取り付けられた装着ヘッド４４を移動させることによりマークカメラ５０を基板２の目標停止位置に合わせて移動させる（ステップＳ１００）。この装着ヘッド４４の移動は、例えば、マークカメラ５０により撮像される撮像画像の中央（すなわち、カメラ視野Ｖの中央Ｖｃ）が、図７に示す如く、基板２が目標停止位置に停止されるものとした状態での基準マーク２ａの位置に重なるように行われる。

また、制御装置７０の焦点調整部７０ａは、マークカメラ５０が上記の如く移動される場合、マークカメラ５０が搬送中の基板２の基準マーク２ａを明瞭に撮像できるようにマークカメラ５０の高さ位置を調整する（ステップＳ１１０）。この際、マークカメラ５０の高さ位置は、図３に示す如く、そのマークカメラ５０の焦点が、基板２が搬送路に沿って搬送される際の基板２の搬送高さ位置（以下、第一高さ位置Ｈ１と称す。）に合うような高さ位置Ｐｄに調整される。このマークカメラ５０の高さ位置の調整は、ヘッド昇降装置４３による装着ヘッド４４の上下方向Ｚへの移動により実現される。

マークカメラ５０の高さ位置が高さ位置Ｐｄに調整された状態で基板２の搬送路に沿った搬送が開始されると（ステップＳ１２０）、マークカメラ５０のカメラ焦点がその第一高さ位置Ｈ１にある基板２に合った状態でそのマークカメラ５０を用いた撮像が開始され、その撮像画像内での基準マーク２ａの認識処理が開始される（ステップＳ１３０）。これらの撮像と認識処理とは、基板２が目標停止位置に到達するまで繰り返し実行され、所定周期（例えば２５ミリ秒）で行われる。例えば、マークカメラ５０による撮像は、所定の露光時間（例えば５ミリ秒）でかつ所定の取込時間（例えば１０ミリ秒）で行われる。また、基準マーク２ａの認識処理は、所定の認識時間（例えば１０ミリ秒）で行われる。

基板２が目標停止位置に達する直前、図６に示す如く、マークカメラ５０のカメラ視野Ｖに基板２の基準マーク２ａが進入する。カメラ視野Ｖに基準マーク２ａが進入すると、制御装置７０は、そのマークカメラ５０による撮像画像内に映し出されている基準マーク２ａを認識して、その撮像画像上での基準マーク２ａの位置を検出する。

制御装置７０は、撮像画像上における基準マーク２ａの位置を検出すると、その基準マーク２ａの位置とその撮像画像の中央（すなわち、カメラ視野Ｖの中央Ｖｃ）との位置ズレ量（距離）を算出する（ステップＳ１４０）。この位置ズレ量の算出は、基準マーク２ａの位置が検出されるごとに行われる。制御装置７０の搬送制御部７０ｂは、上記の如く算出した位置ズレ量に基づいて、マークカメラ５０の撮像画像上での基準マーク２ａの位置がカメラ視野Ｖの中央Ｖｃに一致するように基板搬送装置２０による基板２の搬送を制御する。すなわち、マークカメラ５０の撮像画像上での基準マーク２ａの位置がカメラ視野Ｖの中央Ｖｃに一致するタイミングで基板２が停止されるように基板搬送装置２０による基板２の搬送を制御する。尚、上記の「一致」とは、完全一致に限らず、一定範囲内にある場合を含む概念であってよい。

マークカメラ５０のカメラ視野Ｖの中央Ｖｃは、基板２の搬送中において、基板２が目標停止位置に停止されるものとした状態での基準マーク２ａの位置に重なるように設定されている。このため、マークカメラ５０の撮像画像上で基準マーク２ａの位置がカメラ視野Ｖの中央Ｖｃに一致すれば、基板２が目標停止位置に到達した状態になる。制御装置７０は、基板２が目標停止位置に到達した状態になると（ステップＳ１５０における肯定判定時）、その基板の搬送を停止する（ステップＳ１６０）。そしてその後、クランプ装置２４により基板２を押し上げてクランプ位置に位置決めする（ステップＳ１７０）。

また、制御装置７０の焦点調整部７０ａは、基板２が上記の如く位置決めされる際、マークカメラ５０がその基板２の基準マーク２ａを明瞭に撮像できるようにマークカメラ５０の高さ位置を調整する（ステップＳ１８０）。この際、マークカメラ５０の高さ位置は、図４に示す如く、そのマークカメラ５０の焦点が、基板２がクランプ位置に位置決めされて部品装着される際の基板２のクランプ高さ位置（以下、第二高さ位置Ｈ２と称す。）に合うような高さ位置Ｐｕに調整される。このマークカメラ５０の高さ位置の調整は、ヘッド昇降装置４３による装着ヘッド４４の上下方向Ｚへの移動により実現される。

マークカメラ５０の高さ位置が高さ位置Ｐｕに調整されると、マークカメラ５０のカメラ焦点が第二高さ位置Ｈ２にある基板２に合った状態でその撮像が行われ、その撮像画像内での基準マーク２ａの認識処理が実行される。制御装置７０は、マークカメラ５０による撮像画像内に映し出されている基準マーク２ａを認識して、その基準マーク２ａを起点として基板２のクランプ位置での位置や姿勢を検出する。そして、その基板２の位置や姿勢を用いて部品移載装置４０による部品移載制御（具体的には、基板２への吸着ノズル４４ｂの部品装着時における位置制御や姿勢制御）を行う（ステップＳ１９０）。

このように、本実施形態の対基板作業機１においては、基板２が搬送路に沿って搬送方向Ｘに向けて目標停止位置まで搬送される際、基板２が目標停止位置に到達する前から、装着ヘッド４４に取り付けられたマークカメラ５０を用いてその基板２の基準マーク２ａが認識されることで、目標停止位置までの基板２の搬送が制御される。具体的には、マークカメラ５０の撮像画像上で認識された基準マーク２ａの位置とその撮像画像の中央との位置ズレ量が算出され、その位置ズレ量に基づいてマークカメラ５０の撮像画像上での基準マーク２ａの位置がカメラ視野Ｖの中央Ｖｃに一致するタイミングで基板２が停止されるように基板搬送装置２０による基板２の搬送が制御される。

基板２の搬送中において、マークカメラ５０の高さ位置は、その焦点がその基板２の搬送高さ位置である第一高さ位置Ｈ１に合うような高さ位置Ｐｄに調整される。この構成によれば、基板２の搬送中においてマークカメラ５０の焦点を第一高さ位置Ｈ１の基板２に合わせることができる。従って、基板２の搬送中におけるマークカメラ５０を用いた基準マーク２ａの認識にピンボケに起因した異常が生じるのを抑えることができ、これにより、基板２の搬送制御を適切に行って、目標停止位置での基板２の停止を精度良く行うことができる。

尚、基板２を目標停止位置に停止させるうえでは、基板２のエッジをセンサで捉えることが考えられるが、この構成では、基板２のエッジに設けられる切込みや切欠け等の存在に起因して基板２の停止位置が目標停止位置からズレる場合があり、正しい基板停止を実現できない場合がある。

これに対して、本実施形態の構成によれば、基板２に付される基準マーク２ａをマークカメラ５０で認識して、目標停止位置までの基板２の搬送制御を実行するので、基板２のエッジに設けられる切込み等の存在の影響を受けることなく、基板２を目標停止位置に正しく停止させることができる。

また、上記の構成によれば、基板２の搬送中にリアルタイムに基準マーク２ａを認識してその基準マーク２ａの位置に基づいて目標停止位置までの基板２の搬送制御を行うので、目標停止位置での基板２の停止を搬送スピードのロスを最小限に抑えつつ精度良く行うことができる。

特に、基板２が、基板裏面に部品が既に装着された状態で搬送路に沿って搬送方向Ｘに搬送される場合は、その基板２の目標停止位置での停止を、基板裏面の部品にクランプ装置２４の支持ピン２４ｂが干渉しないように高精度に行うことが求められる。そこで、目標停止位置までの基板２の搬送制御を、上記の如く基板搬送中における基準マーク２ａの認識結果に基づいて行うと共に、更に、基板２に装着された部品の状態を検査するためのカメラやＡＯＩ装置を用いて基板２への部品の装着位置を検出し或いは支持ピン２４ｂの位置を検出したうえで、その検出結果に基づいて支持ピン２４ｂと部品とが干渉しないように正確に基板２を停止させることとしてもよい。

尚、基板２が搬送停止後にクランプ位置に位置決めされる前のアンクランプ状態で、再びマークカメラ５０により撮像される撮像画像を用いて基準マーク２ａの位置を認識することにより、基板２の停止位置を補正することとしてもよい。この構成によれば、目標停止位置での基板２の停止を更に精度良く行うことができる。

また、本実施形態の対基板作業機１においては、基板２が目標停止位置に到達した後、その基板２が押し上げられてクランプ位置に位置決めされると共に、マークカメラ５０の高さ位置が、上記の第一高さ位置Ｈ１から変更されて、その焦点がその基板２のクランプ高さ位置である第二高さ位置Ｈ２に合うような高さ位置Ｐｕに調整される。そして、その状態でそのマークカメラ５０により撮像される撮像画像を用いてその基板２の基準マーク２ａが認識され、その基準マーク２ａに基づく基板２のクランプ位置での位置や姿勢に基づいて部品移載制御が行われる。

この構成によれば、基板２のクランプ位置でマークカメラ５０の焦点を第二高さ位置Ｈ２の基板２に合わせることができる。従って、基板２のクランプ位置でのマークカメラ５０を用いた基準マーク２ａの認識にピンボケに起因した異常が生じるのを抑えることができ、これにより、部品移載制御を適切に行って、基板２への部品の移載を精度良く行うことができる。

上記した基板２の搬送中における基準マーク２ａの認識と基板２のクランプ位置での基準マーク２ａの認識とは、カメラ焦点が基板２に合うようにマークカメラ５０の高さ位置が高さ位置Ｐｄと高さ位置Ｐｕとに変更されることにより共通のマークカメラ５０を用いて行われる。このため、基板２の搬送中とクランプ時とで別々のカメラを用いて基準マーク２ａの認識を行うことは不要であり、双方のタイミングでの基準マーク２ａの認識をカメラ数を増やすことなく簡素な構成で実現することができ、マークカメラ５０の使用の効率化を図ることができる。

尚、上記の実施形態においては、基準マーク２ａが特許請求の範囲に記載された「検出対象物」に、マークカメラ５０が特許請求の範囲に記載された「カメラ」に、それぞれ相当している。

３．変形形態
ところで、上記の実施形態においては、基板２の搬送中にマークカメラ５０の焦点が第一高さ位置Ｈ１の基板２に合わされた状態でマークカメラ５０による撮像画像内で基準マーク２ａが認識された後、その基板２が目標停止位置まで搬送される。この基準マーク２ａの認識後における基板２の目標停止位置までの搬送は、その基準マーク２ａの認識前における搬送に比べて搬送速度が減速されるものではない。しかし、本開示は、これに限定されるものではなく、基板２の搬送中に基準マーク２ａが認識された後、その認識前に比べて基板２の搬送速度を減速させることとしてもよい。

この変形形態の構成によれば、基板２の搬送中における基準マーク２ａの認識前後で基板２の搬送速度が変わらない構成に比べて、マークカメラ５０による撮像画像上での基準マーク２ａの位置検出を行ううえでの精度を向上させることができると共に、基板２を目標停止位置に停止させ易くすることができる。

また、上記の実施形態においては、基板２の搬送中にマークカメラ５０を用いてその基板２に付された基準マーク２ａを検出することとしている。一方、基板２には、マークカメラ５０の撮像画像上で検出対象である基準マーク２ａ以外に、その基準マーク２ａの形状に類似した形状を有するスルーホールなどが設けられることがある。この場合、そのスルーホールなどが基準マーク２ａとして検出されると、その誤検出に起因して、基準マーク２ａに基づく基板２の搬送制御が適切に行われなくなってしまう。

そこで、制御装置７０の識別部７０ｄが、マークカメラ５０による撮像画像内で認識される基準マーク２ａが正しいか否かの正誤を識別することとしてもよい。基板２に付される基準マーク２ａは、予め所定の形状や大きさに形成されると共に一般的に銅箔やメッキで形成される目印である。一方、基板２のスルーホールは、丸孔である。この点、基準マーク２ａとスルーホールとでは、形状が異なることがあり、更に、色或いは明るさが互いに異なる。基準マーク２ａは比較的明るく、スルーホールは比較的暗い。そこで、識別部７０ｄは、具体的には、カラー画像を取り込み可能なマークカメラ５０の撮像画像に対して形状判定と共に色判定を行うことにより、或いは、形状判定と共に明るさ判定を行うことにより、基準マーク２ａの正誤を識別することとしてもよい。

また、基準マーク２ａは、基板２に複数設けられている。これらの基準マーク２ａ同士は、互いに予め定めた所定距離離間して所定位置関係にあるように配置されている。そこで、識別部７０ｄは、具体的には、マークカメラ５０の撮像画像上に基準マーク２ａとして認識可能な検出物があった場合、その検出物が基準マーク２ａであるものとしたときの他の基準マーク２ａとの距離や位置関係が正しいか否かを判定することにより、上記の検出物が基準マーク２ａであるか否かの正誤を識別することとしてもよい。

この変形形態の構成によれば、マークカメラ５０により撮像される撮像画像内に含まれる基準マーク２ａの形状に類似したスルーホールなどを基準マーク２ａとして誤検出するのを防止することができ、基準マーク２ａに基づく基板２の搬送制御を適切に行うことができ、基板２を目標停止位置で正しく停止させることができる。

尚、制御装置７０は、基準マーク２ａとして認識可能な検出物が基準マーク２ａでないと識別されたときは、基板２の搬送を継続させて、基板２の搬送中におけるマークカメラ５０を用いた撮像とその撮像画像内での基準マーク２ａの認識処理とを繰り返し実行する。

また、上記の実施形態においては、基板２に付される検出対象物が、丸形や四角形状などの基準マーク２ａである。しかし、本開示は、これに限定されるものではなく、基板２のエッジ、基板２に形成された配線パターン、基板２の表面に付された１次元や２次元のコードなどであってもよい。

また、上記の実施形態においては、マークカメラ５０の焦点を基板２に合わせるために、焦点調整部７０ａがマークカメラ５０の高さ位置を調整することとし、具体的には、ヘッド昇降装置４３によりマークカメラ５０が取り付けられた装着ヘッド４４を上下方向Ｚに移動（昇降）させることとしている。しかし、本開示は、これに限定されるものではなく、マークカメラ５０の焦点合わせのために、焦点調整部７０ａがマークカメラ５０の有するレンズをカメラ本体に対して移動させ又はマークカメラ５０の被写界深度を変更することとしてもよい。

この変形形態の構成においても、マークカメラ５０のレンズ移動又は被写界深度の変更によりマークカメラ５０の焦点を搬送中の基板２やクランプ位置での基板２に合わせることができるので、上記の実施形態の効果と同様の効果を得ることが可能である。

尚、本開示は、上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。

１：対基板作業機、２：基板、２ａ：基準マーク、１０：本体部、２０：基板搬送装置、２４：クランプ装置、３０：部品供給装置、４０：部品移載装置、４３：ヘッド昇降装置、４４：装着ヘッド、５０：マークカメラ、６０：部品カメラ、７０：制御装置、７０ａ：焦点調整部、７０ｂ：搬送制御部、７０ｃ：作業実行部、７０ｄ：識別部。

Claims (8)

1. 基板を搬送路に沿って目標停止位置まで搬送して所定作業を行う対基板作業機であって、
   前記基板に付された検出対象物を撮像するカメラと、
   前記基板の搬送中に、前記カメラの焦点を前記基板が前記搬送路に沿って搬送される第一高さ位置に合わせる焦点調整部と、
   前記焦点が前記第一高さ位置に合わされた状態で前記カメラにより撮像される撮像画像に基づいて、前記目標停止位置までの前記基板の搬送を制御する搬送制御部と、
   を備える、対基板作業機。
2. 前記焦点調整部は、前記焦点を、前記基板の搬送中は前記第一高さ位置に合わせると共に、前記基板の前記目標停止位置の到達後は前記第一高さ位置とは異なる第二高さ位置に合わせ、
   前記第二高さ位置は、前記基板の前記目標停止位置の到達後にクランプ位置に上昇又は下降された前記基板に対して前記所定作業が行われる高さ位置であり、
   前記対基板作業機は、前記焦点が前記第二高さ位置に合わされた状態で前記カメラにより撮像される撮像画像に基づいて、前記基板に対して前記所定作業を実行する作業実行部を備える、請求項１に記載された対基板作業機。
3. 前記カメラによる撮像と撮像画像内での前記検出対象物の認識処理とは、前記基板が前記目標停止位置に到達するまで繰り返し実行され、
   前記搬送制御部は、前記認識処理により得られる撮像画像上での前記検出対象物の位置が前記基板の前記目標停止位置に対応する対応位置に一致するように前記基板を前記目標停止位置まで搬送させる、請求項１又は２に記載された対基板作業機。
4. 前記搬送制御部は、前記撮像画像上での前記検出対象物の実位置から前記対応位置までの距離に基づいて、前記基板を前記目標停止位置まで搬送させる、請求項３に記載された対基板作業機。
5. 前記搬送制御部は、前記焦点が前記第一高さ位置に合わされた状態での前記カメラによる撮像画像内での前記検出対象物の認識後、該認識前に比べて前記基板を搬送する搬送速度を減速させる、請求項１乃至４の何れか一項に記載された対基板作業機。
6. 前記対基板作業機は、前記焦点が前記第一高さ位置に合わされた状態での前記カメラによる撮像画像内で認識される前記検出対象物の正誤を識別する識別部を備える、請求項１乃至５の何れか一項に記載された対基板作業機。
7. 前記識別部は、前記カメラによる撮像画像内で前記検出対象物として認識されるものの明るさ又は形状に基づいて前記正誤を識別する、請求項６に記載された対基板作業機。
8. 前記焦点調整部は、前記カメラが取り付けられたヘッドの昇降、前記カメラが有するレンズの移動、又は前記カメラの被写界深度の変更により、前記カメラの焦点合わせを行う、請求項１乃至７の何れか一項に記載された対基板作業機。

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