JP2024025014A - 部品搭載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品搭載装置のタクトを向上させる。【解決手段】部品搭載装置１０は、基板Ｂを固定する固定機構と、固定機構に固定された基板Ｂに部品Ｅを搭載するヘッドユニット３０と、基板Ｂを撮像する撮像部２１と、制御部１１０と、を備え、固定機構は、基板Ｂを仮固定する仮固定部５０と、仮固定部５０に仮固定された基板Ｂを本固定する本固定部４０と、を有し、制御部１１０は、基板Ｂの仮固定後から基板Ｂの本固定までの間において、仮固定部５０に仮固定された基板Ｂの状態を認識するために、仮固定部５０に仮固定された基板Ｂに設けられている所定の認識マークを撮像部２１により撮像する制御を行う。【選択図】図７

Description

この発明は、基板を固定する固定機構を有する部品搭載装置に関する。

部品実装前のプリント基板の前処理段階に費やす時間を最小限に短縮することができる部品実装方法および部品実装装置（部品搭載装置）が公知である。特許文献１は、他の基板における部品の実装中に、予めローダ部分に待機中の基板上に設けられたマーク（認識マーク）を、ローダ部分の基板上面にあるカメラ（撮像部）によって撮影しておくことで、実装前処理時間を削減することができる技術が開示されている。

特開２００３－０６９２８８号公報

基板に部品を搭載する前に、撮像部が認識マークを撮像し、基板の位置などを認識する。従来は、部品搭載装置に対して基板の固定が完了した後に、認識マークを撮像していた。この場合、基板の固定が完了するまで撮像を開始しない場合、撮像部の待ち時間が長くなり、タクトの低下につながっていた。

部品搭載装置は、基板を固定する固定機構と、前記固定機構に固定された前記基板に部品を搭載するヘッドユニットと、前記基板を撮像する撮像部と、制御部と、を備え、前記固定機構は、前記基板を仮固定する仮固定部と、前記仮固定部に仮固定された前記基板を本固定する本固定部と、を有し、前記制御部は、前記基板の仮固定後から前記基板の本固定までの間において、前記仮固定部に仮固定された前記基板の状態を認識するために、前記仮固定部に仮固定された前記基板に設けられている所定の認識マークを前記撮像部により撮像する制御を行う。

仮固定後、本固定までの間に認識マークを撮像するため、撮像を早期に開始して基板の状態を認識でき、部品搭載装置のタクトを向上させることができる。

部品搭載装置の平面図 部品搭載装置の正面図 エアシリンダクランプによる仮固定動作を説明するための側面模式図 エアシリンダクランプを用いた搭載準備動作を説明するための側面模式図 複数個取り基板に付されたバッドマークを示す平面図 部品搭載装置の電気的構成を示すブロック図 実施形態１に係る構成の搭載準備動作を示すタイムチャート 実施形態１に係る構成の搭載準備動作を示すフローチャート ＰＵ連動式クランプを用いた搭載準備動作を説明するための側面模式図 実施形態２に係る構成の搭載準備動作を示すタイムチャート

＜実施形態１＞
本開示の部品搭載装置１０の具体例を説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。実施形態１は、図１に示すように、部品Ｅをプリント基板等の基板Ｂ上に搭載する部品搭載装置１０を例示している。

＜部品搭載装置の全体構成＞
部品搭載装置１０は、図１および図２に示すように、平面視略矩形状の基台１１と、基板Ｂを搬送する搬送装置１２と、基板Ｂ上に部品Ｅを搭載する部品搭載ユニット２０と、部品搭載ユニット２０に部品Ｅを供給するための部品供給装置１３と、基板Ｂを下方から支持するためのプッシュアップ装置（以下「ＰＵ装置」と表記する）４０と、を備えて構成されている。

以下の説明において、左右方向とは図１における左右方向（基台１１の長辺方向）を基準とする。前後方向とは図１における上下方向（基台１１の短辺方向）を基準として、図１においては図示下側を前側、図示上側を後側として説明する。上下方向とは、図における紙面に垂直な方向として説明する。

＜基台＞
基台１１は、図１に示すように、左右方向に横長な平面視略矩形状をなし、基台１１上には、左右方向に延びる搬送装置１２、部品搭載ユニット２０などが配置されている。

＜搬送装置＞
搬送装置１２は、図２に示すように、左右方向に循環駆動する前後一対のコンベアベルト１４を有しており、基板Ｂは、図１に示すように、上流側（左右方向の左側）からコンベアベルト１４によってＰＵ装置４０上の搭載位置Ｐに搬入され、搭載位置Ｐにおいて部品Ｅの搭載作業が行われた後、コンベアベルト１４によって下流（左右方向の右側）の部品搭載装置１０に向かって搬出される。

＜部品供給装置＞
部品供給装置１３は、図１に示すように、フィーダ型とされ、搬送装置１２の前後方向両側において左右方向に２つずつ並べることで、合計４箇所に配されている。これらの部品供給装置１３には、複数のフィーダ１６が左右方向に整列した状態で取り付けられている。各フィーダ１６は、複数の部品Ｅが収容された部品供給テープをリールから引き出す図示しない電動式の送出装置などを備えており、搬送装置１２側の端部から部品Ｅを一つずつ供給する。

＜部品搭載ユニット＞
部品搭載ユニット２０は、部品供給装置１３から供給される部品Ｅを取り出して基板Ｂ上に搭載するものであって、図１に示すように、基台１１の左右方向の両側に配される一対のＹ軸フレーム２３と、一対のＹ軸フレーム２３に架設されたＸ軸フレーム２６と、Ｘ軸フレーム２６に移動可能に取り付けられたヘッドユニット３０と、を備えて構成されている。

一対のＹ軸フレーム２３には、Ｙ軸フレーム２３に沿って配されたＹ軸ガイドレール２４と、Ｙ軸サーボモータ２５と、が設けられており、Ｙ軸サーボモータ２５が通電制御されると、Ｘ軸フレーム２６と、Ｘ軸フレーム２６に取り付けられたヘッドユニット３０と、がＹ軸ガイドレール２４に沿って前後方向に移動するようになっている。

Ｘ軸フレーム２６は左右方向に延びた形態とされ、Ｘ軸フレーム２６には、図２に示すように、Ｘ軸フレーム２６に沿って配されたＸ軸ガイドレール２７と、Ｘ軸サーボモータ２８と、が設けられており、Ｘ軸サーボモータ２８が通電制御されると、ヘッドユニット３０がＸ軸ガイドレール２７に沿って左右方向に移動するようになっている。

＜ヘッドユニット＞
ヘッドユニット３０は、図１および図２に示すように、箱形状をなすヘッドユニット本体３１と、部品Ｅの搭載動作を行う複数のヘッド３２と、を有している。

複数のヘッド３２は、ヘッドユニット本体３１から下方に突出した形態で左右方向に並んで配列されており、各ヘッド３２は、上下方向に延びるシャフト３３と、シャフト３３の先端である下端部に着脱可能な吸着ノズル３４と、を有している。

シャフト３３には、ヘッドユニット本体３１内に設けられたＺ軸サーボモータ３５およびＲ軸サーボモータ３６が取り付けられている。シャフト３３は、Ｚ軸サーボモータ３５によって上下方向に昇降可能とされ、Ｒ軸サーボモータ３６によって軸回りに回転可能とされている。

吸着ノズル３４は、図２に示すように、上下方向に延びる略筒状をなしている。吸着ノズル３４は、シャフト３３の下端部に設けられた図示しない保持部によって上端部が保持されることで、シャフト３３の下端部に保持されている。また、各ヘッド３２にはエア供給装置５１から負圧が供給されるようになっており、吸着ノズル３４の先端に吸引力が生じるようになっている。

ヘッドユニット本体３１の側面には、図２に示すように、基板カメラ（「撮像部」の一例）２１が設けられており、基板カメラ２１が基板Ｂのフィデューシャルマーク（「認識マーク」および「位置認識マーク」の一例）ＦＭやバッドマーク（「認識マーク」および「良否認識マーク」の一例）ＢＭを撮像して、基板Ｂを画像認識するようになっている。一方、基台１１上における搭載位置Ｐの前後方向の両側には、図１に示すように、一対の部品カメラ１５が設置されており、各部品カメラ１５は、ヘッドユニット３０のヘッド３２に吸着保持された部品Ｅを撮像するようになっている。

＜エアシリンダクランプ（仮固定部）＞
図２に示すように、エアシリンダクランプ５０は、係止片４６、クランププレート４７、カム４８、エアシリンダ４９を有している。後述するように、エアシリンダクランプ５０は基板Ｂを挟み込んで仮固定することができる。エアシリンダクランプ５０は、「仮固定部」の一例である。エアシリンダ４９は、「クランプ駆動部」の一例である。クランププレート４７は、「第１クランプ部」の一例である。

図３に示すように、基台１１における搬送装置１２の前後両側には、一対の側壁体４５が設けられている。一対の係止片４６は、一対の側壁体４５の上部で互いに対向する側に張り出す形態で設けられている。

側壁体４５とコンベアベルト１４との間には、クランププレート４７が設けられている。クランププレート４７は、板面を前後方向に向け、上下方向に短く左右方向に長い略矩形板状であり、側壁体４５に対して上下方向に変位可能に取り付けられている。クランププレート４７は、係止片４６が側壁体４５から張り出している部分の下方に位置している。

図２に示すように、クランププレート４７の下辺には、略三角形のカム４８が摺動可能に当接している。カム４８は、エアシリンダ４９のシャフトと連結されている。エア供給装置５１からエアシリンダ４９に正圧又は負圧のエアが供給されると、シャフトの変位に伴ってカム４８が回動し、カム４８に押されたクランププレート４７が上下方向に変位する。

図３（ａ）は、シャフトが縮み、クランププレート４７が下方に変位した状態を示している。図３（ａ）に示すクランププレート４７の位置をアンクランプ位置とする。クランププレート４７がアンクランプ位置にあるときは、基板Ｂはコンベアベルト１４で支持されている。

図３（ｂ）は、エアシリンダ４９のシャフトが伸び、クランププレート４７が上方に変位した状態（図２参照）を示している。図３（ｂ）に示すクランププレート４７の位置をクランプ位置とする。クランププレート４７がアンクランプ位置からクランプ位置に変位する過程では、クランププレート４７の上辺が基板Ｂの下面に当接して基板Ｂを持ち上げる。クランププレート４７がクランプ位置まで変位すると、基板Ｂはクランププレート４７と係止片４６との間で挟み付けられ、仮固定される。

＜プッシュアップ装置（本固定部）＞
ＰＵ装置４０は、基台１１上における搭載位置Ｐの下方に取り付けられており、図２に示すように、複数個のプッシュアップピン（以下、「ＰＵピン」と表記する）４１を起立状態に保持したプッシュアッププレート（以下「ＰＵプレート」と表記する）４２と、ＰＵプレート４２を昇降させる昇降軸４３を備えた第１昇降駆動部４４と、から構成されている。ＰＵピン４１は、ＰＵプレート４２と一体的に昇降する。ＰＵピン４１とＰＵプレート４２とで、「第１支持部」を構成している。

第１昇降駆動部４４は、エンコーダを備えたモータを有しており、昇降軸４３の上下方向の変位量を制御部１１０（後述）に送信する。ＰＵ装置４０は、基板Ｂを本固定する装置であり、「本固定部」の一例である。

ＰＵプレート４２は、第１昇降駆動部４４を動作させることで、図４（ａ）に示す下降位置と、図４（ｃ）に示す上昇位置と、の間で変位可能になっている。図４（ｂ）は、ＰＵプレート４２が下降位置と上昇位置の間にある状態を示している。

ＰＵプレート４２が図４（ａ）に示す下降位置にある場合、各ＰＵピン４１は、基板Ｂに当接せず、基板Ｂから所定距離だけ下方に離れている。

第１昇降駆動部４４を動作させ、ＰＵプレート４２を図４（ｃ）に示す上昇位置に変位させると、ＰＵピン４１が基板Ｂの下面に下方から当接し、基板Ｂを下方から支持する。基板Ｂは係止片４６によって上方への変位が規制されているため、基板Ｂは係止片４６とＰＵピン４１とで上下から挟み付けられて本固定される。上述したエアシリンダクランプ５０およびＰＵ装置４０は、併せて「固定機構」の一例である。

本固定部のＰＵプレート４２は、仮固定部のクランププレート４７と比べて変位量が大きく、変位する際の速度が小さい。そのため、本固定に要する時間は、仮固定に要する時間と比べて長くなる。

＜基板＞
図５は、部品搭載装置１０に搬入される基板Ｂの平面図である。基板Ｂは、複数（本実施形態では３個）の単位基板Ｂ１～Ｂ３を含む複数個取り基板である。基板Ｂは矩形板状であり、四隅にはフィデューシャルマークＦＭが設けられている。部品搭載装置１０は、基板カメラ２１で各フィデューシャルマークＦＭを撮像した画像から、基板Ｂの状態（正確な位置や姿勢などの位置情報）を認識することができる。

基板Ｂに含まれる単位基板Ｂ１～Ｂ３には、基板カメラ２１により撮像されるバッドマークＢＭが付される場合がある。バッドマークＢＭは、前工程において行われた検査により不良である（欠陥がある）と判断された単位基板に付されるマークである。

バッドマークＢＭは、前工程の検査装置によって自動的に付されるか、または前工程の作業者により手動で付される。図５では、３つの単位基板Ｂ１～Ｂ３のうち、単位基板Ｂ２にバッドマークＢＭが付されている。バッドマークＢＭが付される際、バッドマークＢＭは、予め決められたバッドマークＢＭの付与予定位置（図５の単位基板Ｂ２では、単位基板Ｂ２の左端）に付される。したがって、バッドマークＢＭの付与予定位置を基板カメラ２１で撮像することにより、バッドマークＢＭの撮像が可能である。

基板カメラ２１は、単位基板Ｂ１～Ｂ３におけるバッドマークＢＭの付与予定位置をそれぞれ撮像する。撮像した画像のうち、単位基板Ｂ２の付与予定位置のみからバッドマークＢＭが認識されると、単位基板Ｂ２の領域には部品Ｅは搭載されず、単位基板Ｂ１、Ｂ３の領域には部品Ｅが搭載される。部品搭載装置１０は、バッドマークＢＭを撮像した画像から、基板Ｂの状態（単位基板の良否情報）を認識することができる。

基板カメラ２１は、付与予定位置におけるバッドマークＢＭの有無のみを認識できればよく、また、バッドマークＢＭはフィデューシャルマークＦＭよりも一般的にサイズが大きい。そのため、バッドマークＢＭの撮像時における認識精度は、フィデューシャルマークＦＭの撮像時と比べて低くてもよい。

＜部品搭載装置の電気的構成＞
次に、部品搭載装置１０の電気的構成を、図６を参照して説明する。部品搭載装置１０は、制御部１１０によって全体が統括制御されており、制御部１１０は、ＣＰＵなどにより構成される演算処理部１１１を備えている。演算処理部１１１には、モータ制御部１１２、記憶部１１３、画像処理部１１４、外部入出力部１１５、部品供給装置通信部１１６、計時部１１７、操作部１１８などが接続されている。

演算処理部１１１は、基板カメラ２１で撮像した画像に基づいて、基板Ｂの実際の停止位置や、基板Ｂの伸縮量、水平面内における回転角度等を算出する。また、演算処理部１１１は、これらの算出結果に基づいて、ヘッドユニット３０による部品Ｅの搭載目標位置を補正する。

モータ制御部１１２は、演算処理部１１１の指令により、記憶部１１３に記憶されている搭載プログラムに基づいて、Ｙ軸サーボモータ２５、Ｘ軸サーボモータ２８、Ｚ軸サーボモータ３５、Ｒ軸サーボモータ３６、第１昇降駆動部４４、搬送装置１２などを制御して、基板Ｂの本固定や、部品Ｅの搭載を行う。

記憶部１１３には、基板Ｂに部品Ｅを連続的に搭載するための連続搭載シーケンスなどの各種搭載プログラム、各種データなどが記憶されている。各種データには、生産が予定されている基板Ｂの生産計画や、部品Ｅの搭載目標位置、基板Ｂの種類、ヘッドユニット３０に装着されているシャフト３３や吸着ノズル３４の識別情報などが含まれている。基板Ｂの生産計画には、基板Ｂの種類に関する情報が含まれる。基板Ｂの種類については後述する。

画像処理部１１４は、基板カメラ２１や部品カメラ１５から出力される画像信号が取り込まれるようになっており、取り込んだ画像信号に基づいて、基板Ｂの画像のデータを生成する。

外部入出力部１１５は、いわゆるインターフェースである。演算処理部１１１は、外部入出力部１１５を通じてエア供給装置５１との制御信号の受け渡しを行う。演算処理部１１１からエア供給装置５１に制御信号を送信することで、吸着ノズル３４による部品Ｅの吸着や、エアシリンダ４９に連結されたクランププレート４７による基板Ｂの仮固定を制御できる。

上述したように、本固定を行うＰＵ装置４０は、第１昇降駆動部４４のモータにより駆動される。一方、仮固定を行うエアシリンダクランプ５０は、エア供給装置５１から供給されるエアにより駆動される。ＰＵ装置４０とエアシリンダクランプ５０の駆動源がそれぞれ異なるため、制御部１１０は、本固定の動作と仮固定の動作を個別に制御して、任意のタイミングで実行できる。例えば、本固定完了後に仮固定を開始したり、逆に仮固定完了後に本固定を開始したりできる。また、本固定の動作中に仮固定を開始したり、仮固定の動作中に本固定を開始したりできる。

部品供給装置通信部１１６は、部品供給装置１３に接続されており、部品供給装置１３を統括して制御する。計時部１１７は、第１昇降駆動部４４に内蔵されたモータが動作している動作時間を計測して計測結果を演算処理部１１１に送信する。演算処理部１１１は、第１昇降駆動部４４の動作時間に基づき、第１支持部（ＰＵプレート４２及びＰＵピン４１）の変位量を算出する。

操作部１１８は、液晶モニタなどの図示しない表示装置、キーボードやマウスなどの図示しない入力装置などを備えており、作業者からの入力の受付や作業者への出力を行う。

＜基板の種類について＞
仮固定のみ行った基板Ｂと、仮固定後さらに本固定を行った基板Ｂとでは、前者は後者ほど強く固定されていない。フィデューシャルマークＦＭの撮像においては、前者の基板Ｂは後者の基板Ｂよりも認識精度が得られにくい。仮固定後、本固定の前に、フィデューシャルマークＦＭを認識可能な認識精度が得られない基板を、特定の種類の基板ＢＸとする。特定の種類の基板ＢＸではない種類の基板は、基板ＢＹとされる。基板ＢＹは仮固定後、本固定の前であっても、フィデューシャルマークＦＭの認識が可能な認識精度が得られる基板である。

基板ＢＸは、「特定の種類の基板」の一例である。基板Ｂの種類が基板ＢＸか基板ＢＹかは、記憶部１１３に記憶されている生産計画の情報に予め含まれている。

仮固定後、本固定前におけるフィデューシャルマークＦＭの認識精度は、基板寸法、基板反り量、基板厚み、基板の材質等によって判断できる。例えば、基板寸法が大きい場合は、基板寸法が小さい場合と比べて基板Ｂの撓みや伸縮が大きくなるため、フィデューシャルマークＦＭの認識精度は低くなる。

なお、上述したように、バッドマークＢＭは、フィデューシャルマークＦＭより低い認識精度でも認識可能である。そのため、基板Ｂが特定の種類の基板ＢＸであるか、その他の基板ＢＹであるかにかかわらず、仮固定後、本固定の前に、基板カメラ２１によるバッドマークＢＭの認識は可能である。

＜搭載準備動作＞
次に、搭載準備動作について説明する。搭載準備動作とは、基板Ｂが部品搭載装置１０の上流側から搭載位置Ｐに搬入された後、部品Ｅの搭載を開始する前に行われる動作である。搭載準備動作には、固定機構（ＰＵ装置４０およびエアシリンダクランプ５０）による基板Ｂの固定と、基板カメラ２１によるマーク（フィデューシャルマークＦＭおよびバッドマークＢＭ）の撮像と、フィデューシャルマークＦＭの画像に基づく搭載目標位置の補正（以下、補正処理ともいう）と、バッドマークＢＭの有無に基づく部品搭載可否の決定と、が含まれる。

図４は、搭載準備動作における固定機構の動作を説明する模式図である。図４（ａ）は、搬送装置１２のコンベアベルト１４により、基板Ｂが搭載位置Ｐに搬入されて停止したときの固定機構の状態を示している。このとき、エアシリンダクランプ５０のクランププレート４７はアンクランプ位置にあり、ＰＵプレート４２は下降位置にある。基板Ｂは仮固定も本固定もされておらず、コンベアベルト１４上に載置されている。

基板Ｂの停止後、制御部１１０からの指示により、搭載準備動作が開始される。最初に、ＰＵ装置４０による基板Ｂの本固定と、エアシリンダクランプ５０による仮固定が略同時に開始される。なお、本実施形態では、本固定と仮固定が略同時に開始される場合を説明するが、どちらかが先に開始されてもよい。

図４（ｂ）は、クランププレート４７がクランプ位置にあり、仮固定が完了しているのに対し、ＰＵプレート４２が上昇途中で本固定はまだ完了していない状態を示している。仮固定の開始から所定時間経過すると、制御部１１０は基板カメラ２１に対し、認識マーク（フィデューシャルマークＦＭおよびバッドマークＢＭ）の撮像を開始する指示を出す。所定時間は、エアシリンダクランプ５０の動作開始から動作完了（仮固定の完了）までの時間よりも長くなるように設定される。

基板カメラ２１は、本固定が完了するのを待たず、仮固定のみが完了した状態で、認識マークの撮像を行う。認識マークの撮像中もＰＵプレート４２は上昇を続け、ＰＵプレート４２が上限位置まで上昇すると、本固定が完了する。図４（ｃ）は、認識マークの撮像と基板Ｂの本固定の両方が完了した状態を示す。

＜タイムチャート＞
搭載準備動作中の各部の動作についてのタイムチャートを図７に示す。基板情報の読み込みと、基板Ｂが特定の種類の基板ＢＸであるか否かの判断は、後述するフローチャートの説明と併せて説明する。

時刻Ｔ１０において、搬入された基板Ｂに対して、ＰＵ装置４０による本固定と、エアシリンダクランプ５０による仮固定が開始される。時刻Ｔ１１において仮固定が先に完了する。

仮固定の開始後、所定時間経過した時刻Ｔ１２に、基板カメラ２１による認識マークの撮像が開始される。所定時間の経過は計時部１１７によって検出される。認識マークには、フィデューシャルマークＦＭと、バッドマークＢＭとが含まれる。所定時間は、仮固定に要する時間（時刻Ｔ１０～Ｔ１１間）よりも長く設定される。したがって、仮固定の完了後に、基板カメラ２１による認識マークの撮像が開始される。

時刻Ｔ１３で基板カメラ２１による認識マークの撮像が完了すると、その後、制御部１１０において、フィデューシャルマークＦＭの画像に基づく部品Ｅの搭載目標位置の補正と、バッドマークＢＭの画像に基づく、単位基板Ｂ１～Ｂ３に対する部品Ｅの搭載可否の決定が行われる。補正処理および搭載可否の決定は、本固定が完了する時刻Ｔ１５よりも前に完了するように実行される。

本実施形態では、基板カメラ２１による撮像が完了した時刻Ｔ１３から補正処理及び搭載可否の決定を開始し、本固定の完了前である時刻Ｔ１４に完了する。その後本固定の完了を待って、ヘッド３２による部品Ｅの搭載が開始される。仮に時刻Ｔ１４において本固定がすでに完了していれば、補正処理及び搭載可否の決定を待って、ヘッド３２による部品Ｅの搭載が開始される。

本実施形態の部品搭載装置１０では、基板Ｂの仮固定後、本固定までの間に、基板カメラ２１による認識マークの撮像を行う。本固定の動作中に、並行して基板カメラ２１による撮像ができるため、本固定の完了後に認識マークの撮像を行う場合と比べて、早期に撮像を終えて、撮像した画像に基づいた基板Ｂの状態の認識が可能になる。これにより、部品搭載装置１０のタクトを向上させることができる。

本実施形態の部品搭載装置１０は、基板Ｂの仮固定後、本固定までの間に、基板カメラ２１で基板Ｂに設けられたフィデューシャルマークＦＭを撮像し、撮像した画像から基板Ｂの位置情報を取得して部品Ｅの搭載目標位置を補正する。本固定の動作と並行してフィデューシャルマークＦＭの撮像と、搭載目標位置の補正ができるため、本固定の完了後すぐに、補正された搭載目標位置へ部品Ｅの搭載を開始でき、部品搭載装置１０のタクトを向上させることができる。

本実施形態の部品搭載装置１０は、基板Ｂの仮固定後、本固定までの間に、基板カメラ２１で基板Ｂに設けられたバッドマークＢＭを撮像し、撮像した画像から単位基板Ｂ１～Ｂ３に対する部品Ｅの搭載可否を決定する。本固定の動作と並行して、バッドマークＢＭの撮像と、部品Ｅの搭載可否を決定できるため、部品Ｅを搭載する単位基板に対して、本固定の完了後すぐに部品Ｅを搭載できる。これにより、部品搭載装置１０のタクトを向上させることができる。

本実施形態の部品搭載装置１０では、基板Ｂの本固定が完了する前に、搭載目標位置の補正を行う。本固定が完了する前に補正をしておくことで、本固定の完了後はすぐに基板Ｂに対する部品Ｅの搭載が可能になる。これにより、部品Ｅの搭載を早期に開始できるため、部品搭載装置１０のタクトを向上させることができる。
＜フローチャート＞
次に、搭載準備動作を図８のフローチャートを用いて、基板Ｂの種類が特定の種類の基板ＢＸである場合と、他の種類の基板ＢＹである場合について説明する。上述したタイムチャート（図７参照）で説明した各部の動作は、基板Ｂが他の種類の基板ＢＹである場合の動作であり、図８のＳ３０～Ｓ７０に相当する部分である。なお、各部の動作は、上述したタイムチャートでは開始と完了の両方のタイミングを記載していたが、フローチャートでは完了時のみを記載している。

搭載準備動作は、基板Ｂが搭載位置Ｐに搬入されるとスタートする。まず、Ｓ１０において、演算処理部１１１は、記憶部１１３から基板Ｂの種類に関する情報を読み込む（Ｓ１０）。

次に、演算処理部１１１は、基板Ｂが特定の種類の基板ＢＸであるか、他の種類の基板ＢＹであるかを判断する（Ｓ２０）。他の種類の基板ＢＹである場合（Ｓ２０：ＮＯ）、上述のタイムチャートで説明したように、基板ＢＹの仮固定（Ｓ３０）、フィデューシャルマークＦＭの撮像（Ｓ４０）、バッドマークＢＭの撮像（Ｓ５０）、補正処理および搭載可否の決定（Ｓ６０）、基板ＢＹの本固定（Ｓ７０）、を順次行い、搭載準備動作を終了する。Ｓ３０～Ｓ７０では、基板ＢＹの仮固定後、本固定までの間に、フィデューシャルマークＦＭおよびバッドマークＢＭの両方の撮像を行っている。搭載準備動作の終了後には、ヘッド３２による部品Ｅの搭載が開始される。

基板Ｂが特定の種類の基板ＢＸに該当する場合は（Ｓ２０：ＹＥＳ）、上述したように、仮固定後、本固定の前は、フィデューシャルマークＦＭを認識できる認識精度が得られにくい。そこで、上述したＳ３０～Ｓ７０のフローとは順番を変えて、本固定の完了（Ｓ１００）後に、フィデューシャルマークＦＭの撮像（Ｓ１１０）を行い、その後、補正処理及び搭載可否の決定を行う（Ｓ１２０）。なお、バッドマークＢＭの認識（Ｓ９０）は、仮固定の完了（Ｓ８０）の後に行う。

認識精度が高くなる本固定後にフィデューシャルマークＦＭの認識を行うことで、特定の種類の基板であっても、フィデューシャルマークＦＭの認識の成功率を高めることができる。また、本固定の動作中にバッドマークＢＭの撮像を行うため、本固定が完了するのを待ってフィデューシャルマークＦＭとバッドマークＢＭを撮像する場合と比べて早く撮像を終えて、部品Ｅの搭載を早期に開始できる。

本実施形態の部品搭載装置１０では、基板Ｂの種類によってフローを変える。基板ＢＹである場合は、仮固定の完了後本固定までの間に、フィデューシャルマークＦＭとバッドマークＢＭの両方を撮像する。基板ＢＸである場合は、仮固定の完了後本固定までの間に、バッドマークＢＭの撮像を行い、高い認識精度が求められるフィデューシャルマークＦＭの撮像は、十分な認識精度が得られる本固定後に行う。

基板Ｂの種類がＢＸ、ＢＹのどちらであっても、本固定の動作中に少なくともバッドマークＢＭの撮像を行うため、早期に部品Ｅの搭載を開始して、部品搭載装置１０のタクトを向上させることができる。

＜実施形態２＞
＜ＰＵ連動式クランプ（仮固定部）＞
実施形態２の部品搭載装置２１０について、図９、図１０を参照して説明する。実施形態２の部品搭載装置２１０は、基板Ｂを固定する仮固定部の構成が、実施形態１とは異なる。本実施形態の仮固定部は、ＰＵプレート１４２の昇降動作に連動して昇降する、プッシュアップ（ＰＵ）連動式クランプ１５０である。ＰＵ連動式クランプ１５０は、「仮固定部」の一例である。クランププレート１４７は、「第２クランプ部」の一例である。ＰＵピン１４１と、ＰＵプレート１４２とで、第２支持部を構成している。

図９は、ＰＵ連動式クランプ１５０による仮固定と本固定の動作を説明するための側面図である。ＰＵ連動式クランプ１５０は、一対の係止片４６、一対のクランププレート１４７、を有している。

上述したエアシリンダクランプ５０とは異なり、ＰＵ連動式クランプ１５０は、クランププレート１４７の駆動源となるエアシリンダ４９やモータを有していない。クランププレート１４７は、以下に説明するように、ＰＵプレート１４２と当接して下方から持ち上げられることにより、上下に変位する。クランププレート１４７は、クランププレート４７よりも上下方向に長く、クランププレート１４７の上下方向の長さは、ＰＵプレート１４２の上面からＰＵピン１４１の上端までの距離と略等しい。

クランププレート１４７は、図９（ａ）に示すアンクランプ位置から、図９（ｃ）に示すクランプ位置までの間を上下に変位可能である。クランププレート１４７がアンクランプ位置にあるとき、基板Ｂはコンベアベルト１４上に載置されている。

第２昇降駆動部１４４を動作させて、ＰＵプレート１４２を図９（ａ）の下限位置から上昇させると、本固定の動作が開始される。ＰＵプレート１４２が上限位置に到達する前に、ＰＵプレート１４２の上面にクランププレート１４７の下辺が当接する。その後ＰＵプレート１４２をさらに上昇させると、クランププレート１４７はＰＵプレート１４２に突上げられてＰＵプレート１４２とともに上昇し、仮固定が開始される（図９（ｂ）参照）。クランププレート１４７が上昇すると、クランププレート１４７の上辺が基板Ｂの下面を下方から支持して持ち上げる。本実施形態では、クランププレート１４７が基板Ｂを下方から支持すると、基板Ｂの上面が係止片４６に当接していなくても、仮固定が完了したと判断する。また、クランププレート１４７が基板Ｂの下面に当接するのと略同時に、ＰＵピン１４１の上端も基板Ｂの下面に当接して基板Ｂを下方から支持して持ち上げる。

図９（ｃ）に示すように、ＰＵプレート１４２が上限位置まで変位したときは、クランププレート１４７の上辺は、係止片４６との間で基板Ｂを挟み付けている。それと同時に、ＰＵピン１４１が基板Ｂの下面を下方から支持しており、基板Ｂの本固定が完了している。

＜タイムチャート＞
実施形態２の構成における、搭載準備動作中の各部の動作を、図１０のタイムチャートに示す。部品搭載装置２１０に基板Ｂが搬入されると、搭載準備動作が開始される。このときの時刻をＴ３０とする。時刻Ｔ３０において、ＰＵ装置１４０による本固定が開始され、ＰＵプレート１４２が下限位置から上昇する。

ＰＵプレート１４２が下限位置から所定距離上昇すると、時刻Ｔ３１において、ＰＵプレート１４２の上面がクランププレート１４７の下辺に当接し、クランププレート１４７が持ち上げられる。時刻Ｔ３１においてクランププレート１４７がＰＵプレート１４２の上昇に伴って上昇するとすぐに、クランププレート１４７が基板Ｂに下方から当接して支持し、仮固定が完了する。

第２昇降駆動部１４４のモータが有するエンコーダが、昇降軸１４３の変位量を制御部１１０に送信することにより、制御部１１０はＰＵプレート１４２が所定距離上昇したことを検出する。

時刻Ｔ３１で仮固定が完了した後、第２駆動部１４４が、ＰＵプレート１４２が所定距離上昇したことを検出すると、そのときの時刻Ｔ３２において、基板カメラ２１による認識マークの撮像が開始される（図９（ｂ）参照）。認識マークの撮像が完了すると、時刻Ｔ３５まで、補正処理と搭載可否の決定が行われる。

時刻Ｔ３４に本固定が完了し、また、時刻Ｔ３５に補正処理と搭載可否の決定が完了すると、時刻Ｔ３４と時刻Ｔ３５の遅い方からヘッド３２による部品Ｅの実装が開始される。図１０の例では、補正処理が完了した時刻Ｔ３５より前の時刻Ｔ３４に、本固定がすでに完了しているため、補正処理が完了した時刻Ｔ３５から部品Ｅの実装が開始される。補正処理が完了したときに、まだ本固定が完了していない場合、部品Ｅの実装は、本固定の完了を待って開始される。

＜効果説明＞
本実施形態に係る部品搭載装置２１０では、仮固定部であるＰＵ連動式クランプ１５０は、本固定部であるＰＵ装置４０と連動して動作する。この構成では、図１０に示すように、本固定の動作中である時刻Ｔ３１に基板Ｂが仮固定される。仮固定後の時刻Ｔ３２から、基板カメラ２１による認識マークの撮像が開始される。本固定が完了するのを待たずに、本固定の動作中に並行して認識マークを撮像するため、本固定の完了を待って撮像を開始する場合と比べて、早期に部品Ｅの搭載を開始することができる。これにより、部品搭載装置２１０のタクトを向上させることができる。

＜他の実施形態＞
（１）上記実施形態１、２では、撮像したフィデューシャルマークＦＭの位置情報に基づき搭載目標位置の補正を行ったが、撮像する対象はフィデューシャルマークＦＭでなくてもよい。例えば、基板Ｂ上に形成された任意の回路パターンや、基板端部に形成された切り欠き等を撮像して取得した位置情報に基づき補正を行ってもよい。

（２）上記実施形態１では、エアシリンダクランプ５０による仮固定の開始と略同時に、ＰＵ装置４０による本固定を開始したが、仮固定と本固定の開始は前後して行われてもよく、いずれか一方から先に開始されてもよい。

（３）上記実施形態１では、仮固定を行うエアシリンダクランプ５０と、本固定を行うＰＵ装置４０とが個別に動作する構成の一例として、ＰＵ装置４０がモータにより駆動され、エアシリンダクランプ５０がエアシリンダにより駆動される場合を例示した。実施形態１では、仮固定と本固定とでそれぞれ駆動源が異なるが、両者が個別に動作可能であれば、駆動源が同一であってもよい。

（４）上記実施形態では、基板ＢにはフィデューシャルマークＦＭとバッドマークＢＭの両方が設けられており、基板カメラ２１で両方のマークを撮像する場合を例示したが、基板ＢにはフィデューシャルマークＦＭとバッドマークＢＭのうちの少なくとも一方が設けられていればよい。また、基板Ｂに両方のマークが設けられていても、基板カメラ２１で撮像するマークはいずれか一方でもよい。

１０ 部品搭載装置
２１ 撮像部
３０ ヘッドユニット
４０ プッシュアップ装置（「本固定部」の一例）
５０ エアシリンダクランプ（「仮固定部」の一例）
１１０ 制御部
Ｂ 基板
Ｅ 部品

Claims (7)

1. 基板を固定する固定機構と、
   前記固定機構に固定された前記基板に部品を搭載するヘッドユニットと、
   前記基板を撮像する撮像部と、
   制御部と、を備え、
   前記固定機構は、前記基板を仮固定する仮固定部と、前記仮固定部に仮固定された前記基板を本固定する本固定部と、を有し、
   前記制御部は、前記基板の仮固定後から前記基板の本固定までの間において、前記仮固定部に仮固定された前記基板の状態を認識するために、前記仮固定部に仮固定された前記基板に設けられている所定の認識マークを前記撮像部により撮像する制御を行う、部品搭載装置。
2. 請求項１に記載の部品搭載装置であって、
   前記制御部は、前記撮像部により前記基板に設けられた位置認識マークを撮像すると共に、その画像から前記基板の位置情報を取得し、前記基板に対する前記ヘッドユニットによる前記部品の搭載目標位置を補正する制御を行う、部品搭載装置。
3. 請求項１に記載の部品搭載装置であって、
   前記制御部は、前記撮像部により前記基板に設けられた良否認識マークを撮像すると共に、その画像から前記基板の良否情報を取得し、前記基板の所定領域に対する前記部品の搭載可否を決定する、部品搭載装置。
4. 請求項２に記載の部品搭載装置であって、
   前記制御部は、前記基板の生産計画に基づき、前記固定機構に固定される前記基板の種類を取得し、
   前記制御部は、前記固定機構に固定される前記基板の種類が特定の種類である場合に限り、前記基板を本固定した後に、前記撮像部を制御して前記位置認識マークを撮像する、部品搭載装置。
5. 請求項２に記載の部品搭載装置であって、
   前記制御部は、前記位置認識マークを撮像した画像に基づく前記搭載目標位置の補正を、前記本固定部により前記基板を本固定する前に行う、部品搭載装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の部品搭載装置であって、
   前記本固定部は、前記基板に対して昇降可能であり、上昇時に前記基板に下方から当接して支持する第１支持部と、前記第１支持部を昇降駆動させる第１昇降駆動部と、を有し、
   前記仮固定部は、前記基板を挟み込む第１クランプ部と、前記第１クランプ部を駆動させるクランプ駆動部と、を有し、
   前記制御部は、前記クランプ駆動部と、前記昇降駆動部と、を個別に制御して、前記仮固定部による前記基板の仮固定と、前記本固定部による前記基板の本固定と、をそれぞれ任意のタイミングで実行する、部品搭載装置。
7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の部品搭載装置であって、
   前記本固定部は、前記基板に対して昇降可能であり、上昇時に前記基板に下方から当接して支持する第２支持部と、前記第２支持部を昇降駆動させる第２昇降駆動部と、を有し、
   前記仮固定部は、前記基板を挟み込む第２クランプ部を有し、
   前記第２クランプ部は、前記第２昇降駆動部により上昇駆動される前記第２支持部と当接し、前記第２支持部と連動して上昇することにより前記基板に当接して前記基板を仮固定し、
   前記制御部は、前記第２昇降駆動部を制御して、前記本固定部による前記基板の本固定の動作中に、前記仮固定部による前記基板の仮固定を行う、部品搭載装置。

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