JP3927664B2 - 部品搭載装置及びその方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品、光学部品、機械部品などの部品を回路基板などの部品を搭載すべき部材に搭載する部品搭載装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子部品搭載装置では搭載精度向上の為、画像認識光学系により電子部品及び回路基板の位置認識を行った後に電子部品を回路基板に搭載している。そして、環境の温度変化により生じた画像認識光学系等のひずみによる搭載位置ずれを押さえるため画像認識光学系のキャリブレーション動作を実施している。
以下図面を参照しながら、上述した従来の電子部品搭載装置の一例について説明する。図５は電子部品搭載装置の斜視図であり、図６は画像認識光学系のキャリブレーション用ステージの斜視図である。
【０００３】
図５において、１は電子部品で回路基板２に搭載されている。３は収納マガジンで上記回路基板２に搭載される前の電子部品１が複数個収納されたトレイプレート４がセットされている。５はリフターで収納マガジン３の昇降動作を行う。６は引出し部でＹ方向に移動可能かつトレイプレート４をクランプする機能を備え、トレイプレート４の引出し動作を行う。７は反転ヘッドで昇降機能を有し、トレイプレート４上の電子部品１を真空吸着によりピックアップすることが可能である。また、反転ヘッド７はＸ方向に移動する機能及び、Ａ方向に１８０度回転する機能を有している。８は認識カメラであり、トレイプレート４上の電子部品１の位置確認を行う機能を有しており、反転ヘッド７と同時にＸ方向に移動する。９はボンディングヘッドでＸ方向に移動する機能及び、昇降する機能を有しており、反転ヘッド７に吸着保持された電子部品１を真空吸着によりピックアップした後に回路基板２に搭載することが可能である。
【０００４】
１０はボンディングステージで回路基板２を吸着保持している。そして、上記ボンディングステージ１０はスライドベース１１上に固定されている。上記スライドベース１１はＹ方向に移動可能な機能を有している。１２、１３は搬送アームで、先端に吸着パッド１４を備え、昇降する機能及びＸ方向に移動する機能を有している。図中、搬送アーム１３の先端部は図示を省略しているが、搬送アーム１２と同様の構成である。搬送アーム１２は、ローダーコンベヤ１５により送られてきた回路基板２を吸着搬送しボンディングステージ１０に搭載可能で、また搬送アーム１３はボンディングステージ１０上の回路基板２をアンローダーコンベヤ１６に移載可能である。
１７は画像認識光学系であり、視野切り替えにより画像認識光学系１７の下方に位置する回路基板２及び画像認識光学系１７の上方に位置する電子部品１の位置認識が可能である。また、画像認識光学系１７はＸ，Ｙ両方向に移動可能な構成になっている。１８はキャリブレーションステージであり、スライドベース１１上に搭載されている。
【０００５】
図６において、キャリブレーションステージ１８の上面には光学系のキャリブレーション用のガラス製の治具１９が吸着保持されており、また治具１９の中央部には画像認識用の印２０が記されている。
以上のように構成された電子部品搭載装置について、以下にその動作について図８を基に説明する。
【０００６】
初めに、（１）電子部品１の供給動作（図８のステップＳ２１）を行う。以降その動作の詳細について記す。リフター５がトレイプレート４の引出しのため、所定の高さになるよう昇降動作を行う。次に、引出し部６により収納マガジン３にセットされているトレイプレート４をクランプし引き出す。次に、認識カメラ８によりトレイプレート４上の電子部品１の位置確認を行う。次に、上記位置確認結果に基づき反転ヘッド７により電子部品１がピックアップ可能になるよう引出し部６及び反転ヘッド７が移動した後、反転ヘッド７が下降し電子部品１のピックアップを行う。次に、反転ヘッド７はＡ方向に１８０度回転するとともにボンディングヘッド９に電子部品１を受け渡し可能な位置までＸ方向に移動する。一方、上記反転ヘッド７により電子部品１を供給する一連の動作に平行して（２）回路基板２の供給（図８のステップＳ２２）、（３）光学系キャリブレーション（図８のステップＳ２３）、（４）回路基板２の位置認識（図８のステップＳ２４）を順次行う。
【０００７】
初めに、（２）回路基板２の供給動作（図８のステップＳ２２）について説明する。まずローダーコンベヤ１５により装置の右側より回路基板２を搬送アーム１２によりピックアップ可能な位置まで搬送する。次に、搬送アーム１２が回路基板２のピックアップのためＸ方向に移動した後、下降し吸着パッド１４により回路基板２を吸着保持しピックアップする。次に、搬送アーム１２はＸ方向に移動し、回路基板２をボンディングステージ１０に搭載する。また、ボンディングステージ１０上に電子部品１の搭載が完了した回路基板２が残っていた場合は、搬送アーム１３を用いて上記回路基板２の供給動作と同期して回路基板２をアンローダーコンベヤ１６に搬出する動作を行う。この間、スライドベース１１はＹ方向の移動軸上の原点位置に位置している。
【０００８】
次に、（３）光学系のキャリブレーション動作（図８のステップＳ２３）について説明する。まず、画像認識光学系１７によりキャリブレーションステージ１８上の治具１９の印が認識可能な位置まで画像認識光学系１７及びスライドベース１１が移動する。このときのスライドベース１１の位置は、ボンディングヘッド９でキャリブレーションステージ１８に搭載された治具１９がピックアップ可能な位置でもある。このとき、スライドベース１１はＹ方向の移動軸上の原点位置より外れる。次に、画像認識光学系１７の視野が下方側に切り替わりキャリブレーションステージ１８に搭載された治具１９の印２０の位置認識を行う。次に、画像認識光学系１７が後方に待避した後ボンディングヘッド９が下降し治具１９のピックアップを行う。次に、画像認識光学系１７の視野が上方側に切り替わり、画像認識光学系１７が手前側に移動し、再度、印２０の位置認識を行う。治具１９はガラス製で光を透過可能であるので、同一の印２０をそれぞれの視野で認識可能である。次に、画像認識光学系１７が後方に待避した後、ボンディングヘッド９が下降し、治具１９をキャリブレーションステージ１８に搭載する。そして、上記それぞれの認識結果をもとに画像認識光学系の視野間のオフセット量を求めるが、図７を用いてその詳細な説明を行う。
【０００９】
図７は画像認識光学系１７に撮像された治具１９上の印２０の位置を表すものであるが、２１は初めに下方側の視野で印２０を画像認識したときの印の位置であり、２２は上方側の視野で印２０を画像認識したときの印の位置である。このときの印２１と印２２間の距離、Ｘ１及びＹ１が画像認識光学系１７の下方側の視野と上方側の視野のオフセット量（光軸のずれ量）を表しているが、このオフセット量は環境の温度変化の影響による画像認識光学系等のひずみの発生により微妙に変化し、設備に記憶されたオフセット量の補正がなければ変化分の搭載位置ずれが発生する。そこで、搭載位置ずれを防ぐためにキャリブレーション動作により、設備に記憶されている視野のオフセット量を更新する。
【００１０】
次に、（４）回路基板２の位置認識動作（図８のステップＳ２４）について説明する。まず、画像認識光学系１７によりスライドベース１１に搭載されたボンディングステージ１０上の回路基板２の位置確認が可能となるよう、スライドベース１１及び画像認識光学系１７が移動する。ここで、回路基板２には位置確認用の特徴点が記してある。次に、画像認識光学系１７の視野が下方側に切り替わり、ボンディングステージ１０に搭載された回路基板２の位置認識を行う。
【００１１】
（１）〜（４）の動作すなわちステップＳ２１〜ステップＳ２４の動作完了後、（５）ボンディング動作（図８のステップＳ２５）を行う。以降その動作について記す。まず、ボンディングヘッド９はＸ方向に移動し、反転ヘッド７に吸着されている電子部品１のピックアップを行う。次に、ボンディングヘッド９は吸着した電子部品１の位置確認を画像認識光学系１７により行うことが可能な位置までＸ方向に移動する。併せて画像認識光学系１７も電子部品１の位置確認のため移動する。次に、画像認識光学系１７の視野が上方に切り替わり、画像認識光学系１７により電子部品１の位置認識を行う。そして、電子部品１の位置認識結果及び、（４）の回路基板２の位置認識動作における回路基板２の位置認識結果を基にボンディングヘッド９及びスライドベース１１の位置補正を行い、ボンディングヘッド９の下降動作により電子部品１を回路基板２上に搭載する。
上記一連の動作をフローチャートにまとめると図８のようになる。場合によっては図９のように回路基板供給動作（ステップＳ２２）と光学系キャリブレーション動作（ステップＳ２３）の順序が入れ替わるときもある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の様な構成では、回路基板の供給動作（ステップＳ２２）と光学系キャリブレーション動作（ステップＳ２３）をこの順に又はその逆の順に順次行うため、光学系キャリブレーション動作を行うことにより装置の搭載タクトが延長されるという問題が生じていた。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、画像認識光学系のキャリブレーション動作を行うことによる搭載タクトの延長を低減させることができる部品搭載装置及びその方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明は以下のように構成している。
本発明の第１態様によれば、部品を吸着・搬送して回路基板に搭載する部品吸着搬送装置と、
上記回路基板を保持する回路基板保持装置と、
上記部品と上記回路基板のそれぞれの位置認識を視野切り替えにより別々の視野で行う画像認識光学系と、
上記画像認識光学系で認識された上記部品位置認識のための上記画像認識光学系の視野の光軸位置と上記回路基板位置認識のための上記画像認識光学系の視野の光軸位置との間での上記２つの視野での光軸のずれ量を求め、求めた結果に基づきキャリブレーション用光軸ずれ量を求め、求めた光軸ずれ量に基づき上記回路基板に対する上記部品の搭載位置を補正した上で部品搭載を行うように制御する制御部とを備え、
上記制御部は、上記画像認識光学系のキャリブレーション動作を上記回路基板保持装置に対する上記回路基板の保持動作中に行うように制御するとともに、
上記画像認識光学系のキャリブレーション用の光が透過可能な治具を載置し、かつ、上記回路基板の供給時に、上記画像認識光学系のキャリブレーション用の上記治具を上記画像認識光学系により画像認識可能な位置に位置するように移動するキャリブレーションステージをさらに備え、上記キャリブレーションステージに載置された上記治具の印を上記画像認識光学系で位置認識を行うとともに、上記部品吸着搬送装置により上記キャリブレーションステージ上の上記治具を吸着したときの上記治具の印と同一の印を上記画像認識光学系の上記視野とは異なる視野で位置認識することにより上記部品の搭載位置ずれを防ぐための、キャリブレーション動作を行う部品搭載装置を提供する。
【００１５】
本発明の第２態様によれば、さらに上記キャリブレーションステージ（４０）は、上記回路基板の供給時に移動して、上記画像認識光学系キャリブレーション用の上記治具（４１）を上記部品吸着搬送装置により吸着保持可能な位置に、位置させることを特徴とする第１態様に記載の部品搭載装置を提供する。
【００１６】
本発明の第３態様によれば、上記制御部は、回路基板搬送装置の移動中には上記画像認識光学系のキャリブレーションのための画像認識を行わないように制御する第１又は２態様に記載の部品搭載装置を提供する。
【００１７】
本発明の第４態様によれば、上記制御部は、
回路基板搬送装置による上記回路基板のピックアップを行うと同時に上記画像認識光学系によるキャリブレーションのための上記キャリブレーションステージ上の上記治具の画像認識を行わせ、
上記両動作の完了後、上記回路基板搬送装置を上記回路基板保持装置側に移動させるとともに、上記部品吸着搬送装置により上記治具をピックアップさせ、
その後、上記回路基板搬送装置に保持している上記回路基板を上記回路基板保持装置に搭載すると同時に上記画像認識光学系によるキャリブレーションのための上記部品保持装置で保持された上記治具の画像認識を行うように制御するようにした第１態様に記載の部品搭載装置を提供する。
【００１８】
本発明の第５態様によれば、回路基板を回路基板保持装置に保持させると同時に、部品吸着搬送装置で吸着されている部品の部品位置認識のための画像認識光学系の視野の光軸位置認識を上記画像認識光学系の１つの視野によりキャリブレーション用の光が透過可能な治具の印を上記画像認識光学系で位置認識して行い、
上記回路基板保持装置で保持された上記回路基板位置認識のための上記画像認識光学系の視野の光軸位置認識を視野切り替えにより上記視野とは異なる上記画像認識光学系の視野により上記治具の同一の印をそれぞれの視野で位置認識することにより行い、
上記画像認識光学系で認識された上記部品位置認識のための上記画像認識光学系の視野の光軸位置と上記回路基板位置認識のための上記画像認識光学系の視野の光軸位置との間での上記２つの視野での光軸のずれ量を求め、求めた結果に基づきキャリブレーション用光軸ずれ量を求め、求めた光軸ずれ量に基づき上記回路基板に対する上記部品の搭載位置を補正した上で部品搭載を行うようにしたことを特徴とする部品搭載方法を提供する。
【００１９】
本発明の第６態様によれば、上記画像認識光学系のキャリブレーション用の治具を載置し、かつ、上記回路基板の供給時に、上記画像認識光学系のキャリブレーション用の上記治具を上記画像認識光学系により画像認識可能な位置に位置するように移動するキャリブレーションステージをさらに備える第５態様に記載の部品搭載方法を提供する。
【００２０】
本発明の第７態様によれば、さらに上記キャリブレーションステージ（４０）は、上記回路基板の供給時に移動して、上記画像認識光学系キャリブレーション用の上記治具（４１）を上記部品吸着搬送装置により吸着保持可能な位置に、位置させることを特徴とする第５態様に記載の部品搭載方法を提供する。
【００２１】
本発明の第８態様によれば、上記回路基板搬送装置の移動中には上記画像認識光学系のキャリブレーションのための画像認識を行わないようにする第５態様に記載の部品搭載方法を提供する。
【００２２】
本発明の第９態様によれば、 上記回路基板搬送装置による上記回路基板のピックアップを行うと同時に上記画像認識光学系のキャリブレーション用治具の画像認識を行わせ、
上記両動作の完了後、上記回路基板搬送装置を上記回路基板保持装置側に移動させるとともに、上記部品吸着搬送装置により上記治具をピックアップさせ、
その後、上記回路基板搬送装置に保持している上記回路基板を上記回路基板保持装置に搭載すると同時に上記部品保持装置で保持された上記治具の画像認識を行うようにした第５態様に記載の部品搭載方法を提供する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の部品搭載装置及び方法について図面を参照しながら説明する。
図１は上記部品搭載装置の一例としての電子部品搭載装置の斜視図であり、図２は上記電子部品搭載装置に備えられた画像認識光学系のキャリブレーション用ステージの斜視図である。
図１において、２３は部品の一例としての電子部品であり、部品が搭載されるべき部材の一例としての回路基板２４に搭載されている。２５は収納マガジンであり、上記回路基板２４に搭載される前の電子部品２３が複数個収納されたトレイプレート２６が複数枚セットされている。２７はリフターであり、収納マガジン２５の昇降動作を行う。２８は引出し部であり、Ｙ方向に進退移動可能かつトレイプレート２６をクランプする機能を備え、収納マガジン２５に対するトレイプレート２６の引出し動作を行う。２９は反転ヘッドで昇降機能を有し、トレイプレート２６上の電子部品２３を真空吸着によりピックアップすることが可能である。また、反転ヘッド２９は、Ｙ方向と直交するＸ方向に移動する機能及びＡ方向に１８０度回転する機能を有している。３０は認識カメラであり、トレイプレート２６上の電子部品２３の位置確認を行う機能を有しており、反転ヘッド２９と同時にＸ方向に移動する。３１は部品保持搬送装置の一例としてのボンディングヘッドであり、Ｘ方向に移動する機能、及びＸ方向及びＹ方向に直交する上下方向沿いに昇降する機能を有しており、反転ヘッド２９に吸着保持された電子部品２３を真空吸着により反転ヘッド２９からピックアップした後に回路基板２４に搭載することが可能である。
【００２４】
３２は回路基板保持装置の一例としてのボンディングステージで回路基板２４を吸着保持している。そして、上記ボンディングステージ３２はスライドベース３３上に固定されている。上記スライドベース３３は、図１２に示すサーボモータ１４０によりボールネジ１４０ａを回転駆動させて案内部材１４１，１４１の案内により、Ｙ方向に移動可能な機能を有している。３４、３５はそれぞれ回路基板搬送装置の一例としての搬送アームであり、各搬送アーム３４，３５の先端に４個の吸着パッド３６を備え、昇降する機能及びＸ方向に移動する機能を有している。図中、搬送アーム３５の先端部は図示を省略しているが、搬送アーム３４と同様の構成である。搬送アーム３４は一対のローダーコンベヤ３７により送られてきた回路基板２４を４個の吸着パッド３６で吸着搬送してボンディングステージ３２に搭載可能で、また搬送アーム３５はボンディングステージ３２上の回路基板２４を４個の吸着パッドで一対のアンローダーコンベヤ３８に移載可能である。
【００２５】
３９は画像認識光学系であり、視野切り替えにより画像認識光学系３９の下方に位置する回路基板２４及び画像認識光学系３９の上方に位置する電子部品２３の位置認識が可能である。また、画像認識光学系３９は、図１３に示すＸ方向移動用モータ１６０の回転によりボールネジ１６１を回転させるとともに図１３では下方に隠れているＹ方向移動用モータの回転によりボールネジ１７１を回転させてＸ，Ｙ両方向にそれぞれ移動可能な構成になっている。４０はキャリブレーションステージであり、スライドベース３３上に搭載されている。キャリブレーションステージ４０は、回路基板供給時に、スライドベース３３のＹ方向の移動により一体的に移動させられて、画像認識光学系キャリブレーション用の治具４１を画像認識光学系３９により画像認識可能な位置に位置させ、かつ、回路基板供給時に、スライドベース３３のＹ方向の移動により一体的に移動させられて、ボンディングヘッド３１により画像認識光学系３９のキャリブレーション用の治具４１をピックアップ可能な位置に位置させるようにしている。
【００２６】
図２において、キャリブレーションステージ４０の上面には画像認識光学系３９のキャリブレーション用のガラス製の治具４１が吸着保持されており、また治具４１の中央部には画像認識用の印４２が記されている。
上記電子部品搭載装置の種々の動作は制御部２００により制御されている。この制御部２００は、図１１に示すように、一連の制御シーケンスに基づき動作指令、演算指令などを出力し、また、メモリ１１０に対してデータを出し入れするメインコントローラ１０１を備える。メインコントローラ１０１には、上記動作指令などを出力するとともに各種信号を受け入れるため、搬送アーム３４，３５、ボンディングステージ３２、ボンディングヘッド３１、スライドベース３３、キャリブレーションステージ４０、ローダー・アンローダーコンベヤ３７，３８、画像認識光学系３９、反転ヘッド２９、引出し部２８、リフター２７などの各機構の駆動装置などが連結されてそれぞれ動作制御されるようにしている。具体的には、メインコントローラ１０１には、搬送アーム３４，３５の昇降及びＸ方向駆動装置・各アーム３４，３５の吸着パッド３６用の真空吸引装置、ボンディングステージ３２による回路基板２４の吸着用真空吸引装置、スライドベース３３のＹ方向移動用モータ、画像認識光学系３９のＸ方向移動用のモータ・Ｙ方向移動用のモータ・上下の視野切換のためのシャッター駆動装置、各種データを記憶するメモリ１１０、キャリブレーション用治具４１の印４２を画像認識光学系３９により画像データとして取り込みメモリ１１０に記憶させる画像認識部１０７、画像認識部１０７で取り込まれメモリ１１０に記憶された画像を処理する画像処理部１０９、画像処理部１０９で画像処理したのち上下視野での光軸のずれ量を演算して演算結果をメモリ１１０に記憶する演算部１１１、ボンディングヘッド３１のＸ方向移動用モータ及び昇降駆動用モータ・部品吸着用ノズルの吸着用真空吸着装置、キャリブレーションステージ４０の吸着用真空吸引装置などが接続されている。なお、他の駆動装置は図示を省略する。
以上のように構成された電子部品搭載装置について、以下にその動作について図４を基に説明する。以下の動作はメインコントローラ１０１の制御の下に行われる。
【００２７】
初めに、（１１）電子部品２３の供給動作（図４のステップＳ１）を行う。以降その動作の詳細について記す。リフター２７がトレイプレート２６の引出しのため、所定の高さになるよう昇降動作を行う。次に、引出し部２８により収納マガジン２５にセットされているトレイプレート２６をクランプして引き出す。次に、認識カメラ３０によりトレイプレート２６上の電子部品２３の位置確認を行う。次に、上記位置確認結果に基づき、反転ヘッド２９により電子部品２３がピックアップ可能になるよう引出し部２８及び反転ヘッド２９が移動した後、反転ヘッド２９が下降し電子部品２３のピックアップを行う。次に、反転ヘッド２９はＡ方向に１８０度回転するとともにボンディングヘッド３１に電子部品２３を受け渡し可能な位置までＸ方向に移動する。
【００２８】
一方、上記反転ヘッド２９により電子部品２３を供給する一連の動作に並行して、（１２）回路基板２４の供給動作（図４のステップＳ２）、（１３）画像認識光学系３９のキャリブレーション動作（図４のステップＳ３）、（１４）回路基板２４の位置認識動作（図４のステップＳ４）を行うが、（１２）回路基板２４の供給動作（ステップＳ２）と（１３）画像認識光学系３９のキャリブレーション動作（ステップＳ３）とは同時に行い、両方の動作が完了した後、（１４）回路基板２４の位置認識動作（ステップＳ４）を行う。
【００２９】
初めに、（１２）回路基板２４の供給動作（ステップＳ２）について説明する。まず、一対のローダーコンベヤ３７により図１の電子部品搭載装置の右側より回路基板２４を搬送アーム３４によりピックアップ可能な位置まで搬送する。次に、搬送アーム３４が回路基板２４のピックアップのためＸ方向に移動した後、下降して４個の吸着パッド３６により回路基板２４を吸着保持しピックアップする。次に、搬送アーム３４はＸ方向に移動し、吸着パッド３６で吸着保持している回路基板２４をボンディングステージ３２に搭載する。また、ボンディングステージ３２上に電子部品２３の搭載が完了した回路基板２４が残っていた場合は、搬送アーム３５を用いて上記回路基板２４の供給動作と同期して回路基板２４を一対のアンローダーコンベヤ３８に搬出する動作を行う。この間、スライドベース３３はサーボモータ１４０で駆動されるボールネジ１４０ａのＹ方向の移動軸上の原点位置に位置している。
【００３０】
次に、（１３）画像認識光学系３９のキャリブレーション動作（ステップＳ３）について説明する。まず、スライドベース３３に搭載されたキャリブレーションステージ４０上の治具４１の印４２が画像認識光学系３９により認識可能となるように、画像認識光学系３９がＸ方向及びＹ方向又はいずれかの方向に移動する。このとき、スライドベース３３は移動する必要がなく、Ｙ方向の移動軸上の原点位置に位置している。次に、画像認識光学系３９の視野が下方側に切り替わり、キャリブレーションステージ４０に搭載された治具４１の印４２の位置認識を行い、認識された画像はメモリ１１０に記憶され、この画像を基に画像処理部１０７で印４２の位置が算出されてメモリ１１０に記憶される。次に、画像認識光学系３９が後方（図１において斜め右上方向）に待避した後、ボンディングヘッド３１が下降して吸着による治具４１のピックアップを行う。次に、画像認識光学系３９の視野が上方側に切り替わり、画像認識光学系３９が手前側（図１において斜め左下方向）に移動し、再度、治具４１の印４２の位置認識を行う。治具４１はガラス製で光を透過可能であるので、同一の印４２をそれぞれの視野で認識可能である。よって、ボンディングヘッド３１で保持された治具４１の印４２の位置認識を行い、認識された画像はメモリ１１０に記憶され、この画像を基に画像処理部１０７で印４２の位置が算出されてメモリ１１０に記憶される。次に、画像認識光学系３９が後方に待避した後、ボンディングヘッド３１が下降して治具４１をキャリブレーションステージ４０に搭載する。そして、上記メモリ１１０に記憶されたそれぞれの認識結果をもとに、演算部１１１で画像認識光学系３９の視野間の光軸のずれ量（オフセット量）を求めるが、図３を用いてその詳細説明を行う。
【００３１】
図３は、画像認識光学系３９に撮像された治具４１上の印４２の位置を表すものであるが、４３は初めに下方側の視野で印４２を画像認識したときの印の位置であり、４４は上方側の視野で印４２を画像認識したときの印の位置である。このときの印４３と印４４間の距離であるＸ２及びＹ２が画像認識光学系３９の下方側の視野と上方側の視野の光軸のずれ量（オフセット量）を表しているが、この光軸のずれ量は上記電子部品搭載装置の周囲の環境の温度変化の影響による画像認識光学系３９等のひずみの発生により微妙に変化し、電子部品搭載装置のメモリ１１０に記憶された光軸のずれ量の補正がなければ、変化分の搭載位置ずれが発生する。そこで、搭載位置ずれを防ぐために、キャリブレーション動作により、電子部品搭載装置のメモリ１１０に記憶されている視野の光軸のずれ量を更新する。
【００３２】
（１２）回路基板２４の供給動作（ステップＳ２）、（１３）画像認識光学系３９のキャリブレーション動作（ステップＳ３）とも、スライドベース３３は移動する必要がなく、両方ともにスライドベース３３がＹ方向の移動軸上の原点位置にて実施可能であるので、（１２）回路基板２４の供給動作（ステップＳ２）、（１３）画像認識光学系３９のキャリブレーション動作（ステップＳ３）は同時に実施可能である。
しかしながら、搬送アーム３４，３５がＸ方向に移動する際、搬送アーム３４，３５の加減速により電子部品搭載装置のベース９９に力が加わり、電子部品搭載装置全体に振動が発生する。このとき、電子部品搭載装置全体の振動によりボンディングヘッド３１やキャリブレーションステージ４０も振動し、このタイミングで治具４１の印４２の画像認識を行うと映像がぶれて画像認識の精度が低下し、下方側の視野と上方側の視野の光軸のずれ量の計測の精度が低下するという問題がある。そこで、本実施形態では、制御部２００の動作制御により、キャリブレーション動作の下方側の視野における治具４１の印４２の画像認識が完了してから、搬送アーム３４，３５がＸ方向に移動を開始し、搬送アーム３４，３５のＸ方向の移動が完了してから上方側の視野における治具４１の印４２の画像認識を行うようにしている。なお、各動作の完了は、一例として、その動作の完了時に当該装置からメインコントローラ１０１に対して完了信号を出力しメインコントローラ１０１が当該完了信号を受け取ることにより確認することができ、完了確認後、次の駆動装置を駆動する信号をメインコントローラ１０１から当該駆動装置に出力すればよい。このような動作を示すフローチャートを図１０に示す。すなわち、まず、ステップＳ５０で搬送アーム３４及び３５又は３４による回路基板２４のピックアップを行うと同時にステップＳ５３で下方側の視野における治具４１の印４２の画像認識を行う。次いで、ステップＳ５１で搬送アームのＸ方向の移動を行う一方、ステップＳ５４でボンディングヘッド３１による治具４１のピックアップを行う。このステップＳ５１とステップＳ５４の動作は必ずしも同時的に行う必要はないが、搭載タクトの短縮化をより一層は図るためには好ましい。次いで、ステップＳ５２で搬送アーム３４による回路基板２４のボンディングステージ３２上への搭載を行うと同時に、ステップＳ５５で上方側の視野における治具４１の印４２の画像認識を行う。尚、図１０において、ステップＳ５３とＳ５０の両者の下方の右から左への横矢印は、ステップＳ５０の動作とステップＳ５３の動作の両者が完了したのち、ステップＳ５１の動作を行うことを意味している。また、図１０において、ステップＳ５１とＳ５４の両者の下方の左から右への横の矢印は、ステップＳ５１の動作とステップＳ５４の動作の両者が完了したのち、ステップＳ５５の動作を行うことを意味している。
【００３３】
また、その動作は以下の▲１▼、▲２▼のいずれかであってもよい。▲１▼キャリブレーション動作の下方側、上方側の両方の視野における治具４１の印４２の画像認識が完了してから搬送アーム３４がＸ方向に移動を開始する。▲２▼搬送アーム３４がＸ方向の移動を完了してから下方側の視野における治具４１の印４２の画像認識を開始する。なお、各動作の完了は、一例として、その動作の完了時に当該装置からメインコントローラ１０１に対して完了信号を出力しメインコントローラ１０１が当該完了信号を受け取ることにより確認することができ、完了確認後、次の駆動装置を駆動する信号をメインコントローラ１０１から当該駆動装置に出力すればよい。
【００３４】
次に、（１４）回路基板２４の位置認識動作（図４のステップＳ４）について説明する。まず、画像認識光学系３９によりスライドベース３３に搭載されたボンディングステージ３２上の回路基板２４の位置確認が可能となるよう、スライドベース３３及び画像認識光学系３９が移動する。ここで、回路基板２４には位置確認用の特徴点が記してある。次に、画像認識光学系３９の視野が下方側に切り替わり、ボンディングステージ３２に搭載された回路基板２４の位置認識を行う。
（１１）〜（１４）の動作すなわちステップＳ１〜ステップＳ４の動作完了後、（１５）ボンディング動作（図４のステップＳ５）を行う。以降その動作について記す。まず、ボンディングヘッド３１はＸ方向に移動し反転ヘッド２９に吸着されている電子部品２３のピックアップを行う。次に、ボンディングヘッド３１は吸着した電子部品２３の位置確認を画像認識光学系３９により行うことが可能な位置までＸ方向に移動する。併せて画像認識光学系３９も電子部品２３の位置確認のため移動する。次に、画像認識光学系３９の視野が上方に切り替わり、画像認識光学系３９により電子部品２３の位置認識を行う。そして、電子部品２３の位置認識結果及び、（１４）の回路基板２４の位置認識動作（ステップＳ４）における回路基板２４の位置認識結果を基に、ボンディングヘッド３１及びスライドベース３３の位置補正を行い、ボンディングヘッド３１の下降動作により電子部品２３を回路基板２４上に搭載する。
【００３５】
以上のように本実施形態によれば、回路基板供給時に、回路基板２４の搬入及び搬出動作の妨げとならない領域である、スライドベース３３の電子部品搭載装置の奥側の端縁にキャリブレーションステージ４０が位置するようにスライドベース３３を原点位置に位置させるようにしている。従って、画像認識光学系３９のキャリブレーション動作を回路基板入替え中に行うことが可能となり、光学系キャリブレーション動作を行うことによる搭載タクトの延長を無くすか、もしくは搭載タクトの延長を抑えることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、回路基板保持装置で回路基板を保持するとき、例えば、回路基板の搬入搬出領域外の領域であって画像認識光学系キャリブレーション用の治具を画像認識光学系により画像認識可能な位置に上記治具を載置するキャリブレーションステージを配置する等することにより、画像認識光学系によるキャリブレーションのための位置認識を行うようにしたので、画像認識光学系のキャリブレーション動作を回路基板入替え中に行うことが可能となり、画像認識光学系のキャリブレーション動作を行うことによる搭載タクトの延長を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の電子部品搭載装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】 上記電子部品搭載装置に備えられたキャリブレーションステージの斜視図である。
【図３】 上記電子部品搭載装置に備えられた画像認識光学系に撮像された映像を表す図である。
【図４】 上記電子部品搭載装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】 従来の電子部品搭載装置の全体構成を示す斜視図である。
【図６】 従来の電子部品搭載装置のキャリブレーションステージの斜視図である。
【図７】 従来の電子部品搭載装置の画像認識光学系に撮像された映像を表す図である。
【図８】 従来の電子部品搭載装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】 従来の電子部品搭載装置の動作の別の例を示すフローチャートである。
【図１０】 本発明の上記実施形態の電子部品搭載装置の動作のうち回路基板の供給動作と画像認識光学系のキャリブレーション動作を示すフローチャートである。
【図１１】 本発明の上記実施形態の電子部品搭載装置の制御部のブロック図である。
【図１２】 本発明の上記実施形態の電子部品搭載装置のスライドベースの移動装置を示す斜視図である。
【図１３】 本発明の上記実施形態の電子部品搭載装置の画像認識光学系の移動装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
２３…電子部品、
２４…回路基板、
２５…収納マガジン、
２６…トレイプレート、
２７…リフター、
２８…引出し部、
２９…反転ヘッド、
３０…認識カメラ、
３１…ボンディングヘッド、
３２…ボンディングステージ、
３３…スライドベース、
３４，３５…搬送アーム、
３６…吸着パッド、
３７…ローダーコンベヤ、
３８…アンローダーコンベヤ、
３９…画像認識光学系、
４０…キャリブレーションステージ、
４１…治具、
４２…印、
１０１…画像認識部、
１０７…画像認識部、
１０９…画像処理部、
１１１…演算部、
１１０…メモリ、
１４０…サーボモータ、
１４０ａ，１６１，１７１…ボールネジ、
１４１…案内部材、
１６０…モータ、
２００…制御部。

Claims (9)

1. 部品（２３）を吸着・搬送して回路基板（２４）に搭載する部品吸着搬送装置（３１）と、
   上記回路基板を保持する回路基板保持装置（３２）と、
   上記部品と上記回路基板のそれぞれの位置認識を視野切り替えにより別々の視野で行う画像認識光学系（３９）と、
   上記画像認識光学系で認識された上記部品位置認識のための上記画像認識光学系の視野の光軸位置と上記回路基板位置認識のための上記画像認識光学系の視野の光軸位置との間での上記２つの視野での光軸のずれ量を求め、求めた結果に基づきキャリブレーション用光軸ずれ量を求め、求めた光軸ずれ量に基づき上記回路基板に対する上記部品の搭載位置を補正した上で部品搭載を行うように制御する制御部（２００）とを備え、
   上記制御部は、上記画像認識光学系のキャリブレーション動作を上記回路基板保持装置に対する上記回路基板の保持動作中に行うように制御するとともに、
   上記画像認識光学系（３９）のキャリブレーション用の光が透過可能な治具（４１）を載置し、かつ、上記回路基板の供給時に、上記画像認識光学系のキャリブレーション用の上記治具（４１）を上記画像認識光学系により画像認識可能な位置に位置するように移動するキャリブレーションステージ（４０）をさらに備え、上記キャリブレーションステージに載置された上記治具の印を上記画像認識光学系で位置認識を行うとともに、上記部品吸着搬送装置により上記キャリブレーションステージ上の上記治具を吸着したときの上記治具の印と同一の印を上記画像認識光学系の上記視野とは異なる視野で位置認識することにより上記部品の搭載位置ずれを防ぐための、キャリブレーション動作を行う部品搭載装置。
2. さらに上記キャリブレーションステージ（４０）は、上記回路基板の供給時に移動して、上記画像認識光学系キャリブレーション用の上記治具（４１）を上記部品吸着搬送装置により吸着保持可能な位置に、位置させることを特徴とする請求項１に記載の部品搭載装置。
3. 上記制御部は、回路基板搬送装置（３４，３５）の移動中には上記画像認識光学系のキャリブレーションのための画像認識を行わないように制御する請求項１又は２に記載の部品搭載装置。
4. 上記制御部は、
   回路基板搬送装置による上記回路基板のピックアップを行う（Ｓ５０）と同時に上記画像認識光学系によるキャリブレーションのための上記キャリブレーションステージ上の上記治具の画像認識を行わせ（Ｓ５３）、
   上記両動作の完了後、上記回路基板搬送装置を上記回路基板保持装置側に移動させる（Ｓ５１）とともに、上記部品吸着搬送装置により上記治具をピックアップさせ（Ｓ５４）、
   その後、上記回路基板搬送装置に保持している上記回路基板を上記回路基板保持装置に搭載する（Ｓ５２）と同時に上記画像認識光学系によるキャリブレーションのための上記部品保持装置で保持された上記治具の画像認識を行う（Ｓ５５）ように制御するようにした請求項１に記載の部品搭載装置。
5. 回路基板を回路基板保持装置（３２）に保持させると同時に、部品吸着搬送装置で吸着されている部品の部品位置認識のための画像認識光学系（３９）の視野の光軸位置認識を上記画像認識光学系（３９）の１つの視野によりキャリブレーション用の光が透過可能な治具（４１）の印を上記画像認識光学系で位置認識して行い、
   上記回路基板保持装置で保持された上記回路基板位置認識のための上記画像認識光学系の視野の光軸位置認識を視野切り替えにより上記視野とは異なる上記画像認識光学系（３９）の視野により上記治具の同一の印をそれぞれの視野で位置認識することにより行い、
   上記画像認識光学系で認識された上記部品位置認識のための上記画像認識光学系の視野の光軸位置と上記回路基板位置認識のための上記画像認識光学系の視野の光軸位置との間での上記２つの視野での光軸のずれ量を求め、求めた結果に基づきキャリブレーション用 光軸ずれ量を求め、求めた光軸ずれ量に基づき上記回路基板に対する上記部品の搭載位置を補正した上で部品搭載を行うようにしたことを特徴とする部品搭載方法。
6. 上記画像認識光学系のキャリブレーション用の治具（４１）を載置し、かつ、上記回路基板の供給時に、上記画像認識光学系のキャリブレーション用の上記治具（４１）を上記画像認識光学系により画像認識可能な位置に位置するように移動するキャリブレーションステージ（４０）をさらに備える請求項５に記載の部品搭載方法。
7. さらに上記キャリブレーションステージ（４０）は、上記回路基板の供給時に移動して、上記画像認識光学系キャリブレーション用の上記治具（４１）を上記部品吸着搬送装置により吸着保持可能な位置に、位置させることを特徴とする請求項５に記載の部品搭載方法。
8. 上記回路基板搬送装置（３４，３５）の移動中には上記画像認識光学系のキャリブレーションのための画像認識を行わないようにする請求項５に記載の部品搭載方法。
9. 上記回路基板搬送装置による上記回路基板のピックアップを行う（Ｓ５０）と同時に上記画像認識光学系のキャリブレーション用治具（４１）の画像認識を行わせ（Ｓ５３）、
   上記両動作の完了後、上記回路基板搬送装置を上記回路基板保持装置側に移動させる（Ｓ５１）とともに、上記部品吸着搬送装置により上記治具をピックアップさせ（Ｓ５４）、
   その後、上記回路基板搬送装置に保持している上記回路基板を上記回路基板保持装置に搭載する（Ｓ５２）と同時に上記部品保持装置で保持された上記治具の画像認識を行う（Ｓ５５）ようにした請求項５に記載の部品搭載方法。

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