JP4064007B2

JP4064007B2 - 電子部品実装装置および電子部品実装方法

Info

Publication number: JP4064007B2
Application number: JP20122099A
Authority: JP
Inventors: 素志姫野; 雅文井上
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2019-07-15
Also published as: JP2001028497A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の実装装置の種類として、複数の吸着ノズルが装着された多数の移載ヘッドをインデックス回転させて連続的に実装を行うロータリ式の実装装置が知られている。このロータリ式では、多数の移載ヘッドにより電子部品を順次ピックアップし実装を行うため高速実装が行えるという利点を有している。このロータリ式の電子部品実装装置は、インデックス回転を行う主軸部の外周にそれぞれ昇降機構を備えた複数の移載ヘッドを備え、これらの移載ヘッドを主軸廻りに公転させることにより順次移動させるものである。各移載ヘッドは移載ヘッドの自転軸廻りに回転移動する複数の吸着ノズルを備えており、この吸着ノズルを回転させて各吸着ノズルに保持された電子部品を順次基板に実装する。
【０００３】
このように、ロータリ式の電子部品実装装置は移載ヘッドの公転と自転を組み合わせた搬送機構を備えており、電子部品は供給部から取り出されて位置決め部に位置決めされた基板に実装されるまで、多くの機構部の動作が複雑に組み合わされた一連の実装動作を経る。この一連の実装動作によって高位置精度の実装を実現するためには、各機構部において、または機構部相互の間で種々の要因によって発生する位置誤差を補正する必要がある。
【０００４】
このため、電子部品実装装置の立ち上げ時には、これら各機構部の位置誤差や電子部品を光学的に認識する認識手段の光学座標系の機械原点に対する相対位置を、制御データ上の数値データとして検出し、これらの数値データを位置補正データとして記憶部に記憶させる位置ティーチが行われる。そして各機構部の駆動制御においては、この位置補正データに基づいて各機構部の駆動軸が駆動される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子部品の少サイズ化に伴い、実装時の位置精度は益々高精度が求められるようになって来ている。例えば、既にサイズが０．６ｍｍ程度のものが実用化されており、このような微小部品を吸着ノズルによってピックアップするためには０．１ｍｍ程度の位置ずれも安定した吸着に悪影響を及ぼす。このため、前述の位置ティーチを高精度で行う必要がある。
【０００６】
ところが、前述の位置ティーチの精度は種々の要因に依存しており、位置ティーチによって得られた位置補正データによって電子部品の実装位置精度が確保されるとは限らず、数十μｍのオーダーでのばらつきを示す場合がある。前述のように微小部品を実装対象とする場合にはこのばらつきが吸着不具合や実装不良に及ぼす影響は無視できない。しかしながら従来のロータリ式の電子部品実装装置においては、信頼性のある位置補正データを取得して高精度の実装を実現する手法が確立されておらず、実装精度の更なる向上が困難であるという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、信頼性のある位置補正データに基づいて精度よく電子部品を実装できる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装装置は、ロータリヘッドの主軸部の外側面に装着された複数の移載ヘッドによって電子部品の供給部から電子部品をピックアップし、前記移載ヘッドを各インデックス位置を順次移動させて電子部品を基板に実装する電子部品実装装置であって、前記主軸部をインデックス回転させるインデックス機構部と、このインデックス機構部を支持する支持部と、前記複数の移載ヘッドを昇降させる昇降駆動手段と、前記インデックス機構部およびまたは前記昇降駆動手段の温度を調整する温度調整部と、前記インデックス機構部、支持部、および昇降駆動手段のうちのいずれかに設定される温度検出点の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出点の温度が環境温度に基づく所定温度範囲である状態で取得され、実装動作を行う機構部の位置誤差を補正するための位置補正データを記憶する位置補正データ記憶部と、前記温度検出点の温度が環境温度に基づく前記所定温度範囲となるように前記温度調整部を制御する制御手段とを備え、前記温度調整部は、インデックス機構部の潤滑油の温度を調整する油温調整器、移載ヘッドを昇降させるリブカムの温度を調整する温度調整装置のいずれかを含み、前記位置補正データ記憶部は異なる環境温度に基づく所定温度範囲で取得された複数種類の位置補正データを記憶し、前記制御手段は実装動作実行時の環境温度に基づく前記所定温度範囲での前記位置補正データを選択する。
【００１０】
請求項２記載の電子部品実装装置は、請求項１記載の電子部品実装装置であって、前記制御手段は前記温度検出手段の検出結果を監視し、検出温度が環境温度に基づく前記所定温度範囲になったならば、実装動作を開始する。
【００１２】
請求項３記載の電子部品実装方法は、ロータリヘッドの主軸部の外側面に装着された複数の移載ヘッドによって電子部品の供給部から電子部品をピックアップし、前記移載ヘッドを各インデックス位置を順次移動させて電子部品を基板に実装する電子部品実装方法であって、前記主軸部をインデックス回転させるインデックス機構部、このインデックス機構部を支持する支持部、および前記複数の移載ヘッドを昇降させる昇降駆動手段のうちのいずれかに設定される温度検出点の温度が環境温度に基づく所定温度範囲である状態で位置補正データを取得して位置補正データ記憶部に記憶させておき、前記温度検出点の温度が環境温度に基づく前記所定温度範囲である状態で実装動作を行うものであり、前記温度検出点の温度が環境温度に基づく所定温度範囲になるように前記温度調整部により温度調整を行い、前記位置補正データ記憶部は異なる環境温度に基づく所定温度範囲で取得された複数種類の位置補正データを記憶し、前記制御手段は実装動作実行時の環境温度に基づく前記所定温度範囲での前記位置補正データを選択する。
【００１４】
請求項４記載の電子部品実装方法は、請求項３記載の電子部品実装方法であって、前記温度調整部は、インデックス機構部の潤滑油の温度を調整する油温調整器である。
【００１５】
請求項５記載の電子部品実装方法は、請求項３記載の電子部品実装方法であって、前記制御手段は前記温度検出手段の検出結果を監視し、検出温度が環境温度に基づく前記所定温度範囲になったならば、実装動作を開始する。
【００１７】
本発明によれば、機構部に設定される温度検出点の温度が所定温度条件である状態で位置補正データを取得して位置補正データ記憶部に記憶させておき、前記温度検出点の温度が所定温度条件である状態で実装動作を行うことにより、機構部の熱変形に起因する位置補正データの変動を排除して位置補正データの信頼性を向上させ、実装精度を確保することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は同電子部品実装装置のロータリヘッドの平面図、図３は同電子部品実装装置の部分断面図、図４は同電子部品実装装置のロータリヘッドの部分拡大図、図５は同電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図６，７は同電子部品実装装置の部分断面図、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は同電子部品実装装置の温度検出点の温度変化を示すグラフ、図９は同電子部品実装装置の位置補正データのデータ様式を示す図である。
【００１９】
まず図１を参照して電子部品実装装置の構造を説明する。図１において、電子部品の供給部１には電子部品を供給するパーツフィーダ２が多数個並設されている。パーツフィーダ２は図外のフィーダベースに装着され、送りねじ３を回転駆動することにより横方向へ移動する。
【００２０】
供給部１の手前側にはロータリヘッド４が配設されている。ロータリヘッド４は主軸Ｏの廻りでインデックス回転し、その円周上には複数基の移載ヘッド５が備えられている。ロータリヘッド４の特定のインデックス位置は作業ステーションとなっており、以下に説明するピックアップステーションＳ１、高さ計測ステーションＳ２、部品認識ステーションＳ３および実装ステーションＳ４が設けられている。
【００２１】
移載ヘッド５は複数の吸着ノズル６を備えており、ピックアップステーションＳ１に位置している状態で移載ヘッド５が昇降動作を行うことにより、パーツフィーダ２から電子部品をピックアップする。このとき、送りねじ３によってパーツフィーダ２を横移動させることにより、所望の電子部品をピックアップすることができる。
【００２２】
ピックアップ位置でピックアップされた電子部品７は、ロータリーヘッド４のインデックス回転により矢印ａ方向に順次移動する。移動途中には高さ計測ステーションＳ２が設けられている。高さ計測ステーションＳ２には、高さ検出部８が設けられており、高さ検出部８は透過照明された電子部品７を側方からＣＣＤカメラ８ａで撮像することにより、吸着ノズル６に保持された状態の電子部品７の下端部の高さを検出する。
【００２３】
高さ計測ステーションＳ２に隣接して部品認識ステーションＳ３が設けられており、吸着ノズル６に保持された電子部品７が部品認識ステーションＳ３のカメラ９の上方に位置している状態で、電子部品７はカメラ９より下方から撮像される。ここでは、移載ヘッド５の回転中心に対する電子部品７の位置ずれが検出される。
【００２４】
部品認識ステーションＳ３の次は実装ステーションＳ４となっている。ロータリーヘッド４の手前側には基板１２を位置決めする可動テーブル１１が配設されており、認識ステーションＳ３から移動した移載ヘッド５が基板１２上の実装位置Ｍに到達し、そこで昇降動作を行うことにより、電子部品７を基板１２に実装する。
【００２５】
図２に示すように、移載ヘッド５はロータリーヘッド４の主軸Ｏを中心とする半径Ｒの円周上に配設されている。移載ヘッド５はヘッド回転モータ１０によってそのヘッド回転中心（自転軸）Ｈｏを中心として回転し、円周上に設けられた複数（本例では４本）の吸着ノズル６の選択や、吸着ノズル６の下端部に真空吸着された電子部品の水平回転方向の角度補正を行う。この角度補正を精度よく行うためには、移載ヘッド５がヘッド回転中心Ｈｏ廻りに回転する回転角度にずれがないことが必要である。この回転角度の原位置に対するずれ角度αは後述するように吸着ノズル６の下端部を下方からカメラで認識することにより検出される。
【００２６】
次に図３を参照して電子部品実装装置の駆動系について説明する。図３は図２のＢＯＡ断面を示しており、図３において架台１８上には天板１９が水平に架設されている。天板１９の中央部には、取付座２０を介してインデックス機構部２１が配設されている。インデックス機構部２１は、モータの回転を間欠回転に変換する機構を内蔵しており、この機構を連続駆動すると摩擦熱により昇温するため、機構内部を潤滑する潤滑油を温度調整を行いながら循環させる油温調整器３０を備えている。油温調整器３０の内部には第１の温度検出点が設定されており、第１の温度検出点には第１の温度検出手段である油温計３１を備えている。油温調整器３０は温度調整機能を備えており、油温計３１によって検出された検出温度に基づいてインデックス機構２１内を循環する潤滑油の温度を調節する。なお油温調整器３０は、通常は摩擦熱によって昇温した潤滑油を冷却するが、低温状態の潤滑油を所定の温度まで短時間で昇温させるために加熱を行うこともある。
【００２７】
また、インデックス機構部２１を支持する支持部である天板１９の取付座２０の周囲には第２の温度検出点が設定されており、第２の温度検出点には第２の温度検出手段である温度センサＴＳ１が装着されている。温度センサＴＳ１は、インデックス機構部２１を連続して駆動することにより発生した熱が、天板１９に伝達された結果昇温するインデックス機構部２１の周囲温度を検出する。
【００２８】
インデックス機構部２１の下方には、ロータリヘッド４の主軸部４ａが連結されている。主軸部４ａは取付座２０に対して固定された固定部２２および固定部２２に対して相対的にインデックス回転動作を行う回転駆動部２４が設けられている。固定部２２の外周には移載ヘッドの昇降用駆動手段であるリブカム２３が設けられている。図４に示すように、固定部２２内部のリブカム２３の内側に相当する位置には、リブカム２３の温度調整用熱倍を循環させる内孔が設けられたウオータジャケット３２が装着されており、ウオータジャケット３２の内孔は配管を介して温度調整装置３３と接続されている。
【００２９】
温度調整装置３３を駆動することにより、ウオータジャケット３２内部には熱媒が循環しリブカム２３の温度を調整する。この温度調整は、前述の油温調整器３０と同様に、加熱・冷却のいずれにも用いられる。またリブカム２３の所定位置は第３の温度検出点が設定されており、第３の温度検出点には第３の温度検出手段である温度センサＴＳ２が埋め込まれている。温度センサＴＳ２はリブカム２３の温度を検出する。
【００３０】
リブカム２３にはカムフォロア２７が上下両方向から挟み込む形で当接している。カムフォロア２７は連結部材２６に結合されており、連結部材２６は回転駆動部２４に対してスライダ２５ａおよびガイドレール２５よりなるスライド手段によって上下方向にスライド自在となっている。連結部材２６の下部には移載ヘッド５が装着されている。回転駆動部２４がインデックス回転することにより、カムフォロア２７はリブカム２３に沿って転動し、これにより連結部材２６はリブカム２３のカム曲線に従って上下動を行う。したがって、インデックス機構部２１を駆動して回転駆動部２４がインデックス回転を行うことにより、移載ヘッド５は所定のインデックス位置にて所定タイミングで上下動作を行う。
【００３１】
図３の断面に示す認識ステーションＳ３には、撮像手段であるカメラ９を移動させるカメラ移動テーブル２８が装着されており、カメラ９ａは認識ステーション９において移載ヘッド５を下方から認識する。ここでカメラ９はカメラ移動テーブル２８に結合された連結部材２９を介して天板１９と結合されている。このため、天板１９の変形はカメラ移動テーブル２８の変位を発生させる。
【００３２】
次に、図５を参照して制御系の構成を説明する。ＣＰＵ４０は制御手段としての全体制御部であり、電子部品実装装置全体の動作を制御する。プログラム記憶部４１は、実装動作や位置補正データ演算などの処理に必要なプログラムを記憶する。位置補正データ記憶部４２は、位置ティーチによって求められた位置補正用のデータを記憶する。機構駆動部４３は、インデックス機構部２１のインデックスモータ２１ａや、ヘッド回転モータ１０などの機構部を駆動する。
【００３３】
認識処理部４４は、高さ検出用のＣＣＤカメラ８ａや部品認識カメラ９のデータを処理して電子部品の高さや位置を検出するとともに、後述する位置ティーチ用に使用される撮像ユニットのカメラの撮像データを処理して吸着ノズル６の位置を検出する。
【００３４】
温度検出部４５は、第１の温度検出点の油温計３１、第２の温度検出点の温度センサＴＳ１、第３の温度検出点の温度センサＴＳ２および環境温度検出点に設けられた温度計３４からの信号を受け各温度検出点の温度を検出する。ＣＰＵ４０は温度検出部４５からの信号に基づき、検出温度がティーチ温度として設定された所定温度に到達したことを確認して位置ティーチ作業の開始指令を出力する。さらに検出温度が、取得済みの位置補正データのティーチ温度に対応した実装稼働温度に到達したことを確認した時点で実装動作開始指令を出力する。
【００３５】
温度調整部４６はＣＰＵ４０によって制御され、ＣＰＵ４０から指示される温調目標温度に基づいて温度検出部４５から送られる検出温度値をフィードバックデータとして油温調整器３０およびリブカム２３用の温度調整装置３３の駆動制御を行う。これにより、インデックス機構２１内を循環する潤滑油の温度やリブカム２３の温度は所定温度条件に調整される。入力部４７は、キーボードやマウスなどであり、制御コマンドの入力や、ティーチ温度、温調目標温度などの各種データ入力を行う。
【００３６】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、以下実装動作の開始に先だって行われる位置ティーチの例について説明する。この位置ティーチは電子部品実装装置の各機構部において、または機構部相互の間で種々の要因によって発生する位置誤差の補正や、電子部品を光学的に認識する認識手段に設定される光学座標系の機械原点に対する相対位置を、制御データ上の数値データとして検出し、これらの数値データを位置補正データとして記憶させるものである。
【００３７】
図６は図１のＡ−Ａ断面を示すものであり、図５において、ピックアップ位置Ｐに位置する移載ヘッド５の下方に位置するパーツフィーダ２のフィーダベース２ａ上には、撮像ユニット１３が装着されている。撮像ユニット１３は光学系１４およびカメラ１５を備えており、カメラ１５で撮像される視野の光学座標系が実装装置の機械座標系上での機械原点と所定の位置関係となるように位置出しされている。また、実装位置Ｍに位置する移載ヘッド５の下方の可動テーブル１１上には、同様の撮像ユニット１６が装着されている。撮像ユニット１６の光学座標系も同様に機械原点と所定の位置関係となるように位置出しされている。これらの撮像ユニット１３，１６は以下に述べる位置ティーチ用に一時的に装着されるものである。
【００３８】
まず移載ヘッド５の回転中心廻りの回転角度の原位置に対するずれ角度のティーチについて説明する。撮像ユニット１３，１６の光学座標系の機械原点に対する相対位置が既知であることから、撮像ユニット１３，１６で各移載ヘッド５の吸着ノズル６を撮像することにより、各吸着ノズル６の機械原点に対する相対位置を求めることができる。これにより、各吸着ノズル６の位置が検出され、移載ヘッド５の回転中心廻りの回転角度の原位置に対するずれ角度αを求めることができる（図２参照）。
【００３９】
次に、移載ヘッド５のヘッド回転中心のティーチについて説明する。認識ステーションＳ３においては各移載ヘッド５の回転中心位置は必ずしもロータリーヘッド４の主軸から同一径の位置にあるとは限らない。図６に示すように、主軸が垂直方向に対してわずかにθだけ傾いていたり、各部品の加工誤差や組立誤差など種々の要因により図２に示すピックアップステーションＳ１、認識ステーションＳ３、実装ステーションＳ４での公転半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はそれぞれ異なっており、数十μｍのオーダーで各移載ヘッドごとにばらついている。このため認識ステーションＳ３において検出した位置ずれ量をそのまま用いてピックアップ位置Ｐにおいて電子部品の吸着を行うと公転半径Ｒのばらつき分だけ吸着時の吸着位置に誤差を生じ、また実装位置Ｍにおいて電子部品の基板への搭載を行うと同様に搭載位置に誤差を生じる。
【００４０】
そこでこのばらつきを補正するため、移載ヘッド５のヘッド回転中心のティーチが行われる。上述のように、ピックアップ位置Ｐおよび実装位置Ｍにおける移載ヘッド５の各吸着ノズル６を認識ユニット１３，１６で撮像し、これらの吸着ノズル６の位置を認識する。そして、この認識結果より当該移載ヘッド５のヘッド回転中心の機械原点に対する相対位置を求める。これにより、ロータリヘッド４の主軸Ｏの機械原点に対する相対位置は既知であることから、ピックアップ位置Ｐにおける当該移載ヘッド５の公転半径Ｒ１および実装位置Ｍにおける公転半径Ｒ３を求めることができ、したがって正規の公転半径Ｒに対する偏差を示すオフセットが求められる。
【００４１】
次に、ロータリヘッド４をインデックス回転させ、移動後にピックアップ位置Ｐおよび実装位置Ｍに位置する移載ヘッド５について同様の認識を行い、ヘッド回転中心のオフセットを求める。以下、同様の手順により全ての移載ヘッド５のピックアップ位置Ｐおよび実装位置Ｍにおけるオフセットを求める。そしてこれらのオフセットデータおよびずれ角度αは位置補正データとして位置補正データ記憶部４２に記憶される。
【００４２】
さらに、実装位置精度を向上させるためには、上記の各機構部の位置誤差を排除することのほかに、部品認識誤差をできるだけ排除することが必要である。このため、位置ティーチの一環として、部品認識を行う認識手段の光学座標系のキャリブレーションを行う必要がある。すなわち、高さ検出ステーション８や、部品認識ステーション９のカメラによって検出される位置データの誤差を補正するために、これらのカメラの光学座標系と機械原点との相対位置を検出する。このキャリブレーションは、機械原点との相対位置関係が正しく再現される基準治具を装着し、この基準治具を撮像することにより行われる。そして撮像結果に基づいて、光学座標系の位置ずれ量が求められ、この位置ずれ量は位置補正データとして位置補正データ記憶部４２に記憶される。
【００４３】
次に図７を参照して、インデックス機構部２１を駆動してロータリヘッド４を回転させ各移載ヘッド５に実装動作を行わせたときの、各機構部の熱変形挙動について説明する。インデックス機構部２１はモータ２１ａ（図示せず）により回転駆動され、内蔵されたインデックス機構により回転駆動部２４を回転させる。この動作によりインデックス機構部２１は各動作部分の摩擦による発熱によって昇温する。そしてこの熱は取付座２０を介して天板１９に伝達される。この熱影響により天板１９は熱変形し、この変形は連結部材２９によって結合された認識ステーションＳ３のカメラ移動テーブル２８の位置を矢印ａ方向に変動させる。
【００４４】
一方、ロータリヘッド４がインデックス回転を繰り返すことにより、カムフォロア２７はリブカム２３に沿って転動し、リブカム２３には摩擦熱が発生する。これによりリブカム２３は次第に昇温するが、この昇温過程においてはリブカム２３の各部の昇温は均一ではない。そしてある収束時間経過後に各部の温度が定常温度に到達する。この昇温過程でのリブカム２３各部の温度不均一に起因して、上部側のリブカム２３は矢印ｂ方向に変位し、下部側のリブカム２３は矢印ｃ方向に変位する。この結果、インデックス回転起動後ある時間までは、ロータリヘッド４の主軸Ｏが矢印ｄ方向にわずかに傾く現象が発生する。このような各部の変形・変位は、実機を用いて行った変位計測試験において確認されている。そしてこの変形は、前述のようにリブカム２３とカムフォロア２７との摩擦熱による昇温が、周辺大気へ放散する熱によって収束した時点で、ほぼ一定の定常状態に収束する。
【００４５】
この熱変形の収束は前述の天板１９の熱変形についても同様であり、実装装置起動時の天板９の昇温過程においては、カメラ９の絶対的位置は変動している。すなわち、装置起動後各部の昇温が収束するまでは、認識ステーションＳ３におけるカメラ９と移載ヘッド５との相対的位置関係は熱影響によって変動しており、この結果カメラ９による認識結果にはばらつきが生じる。
【００４６】
この熱影響による変形は認識ステーションＳ３のみならず、ピックアップステーションＳ１、高さ検出ステーションＳ２、実装ステーションＳ４においても発生し、それぞれ吸着位置不良、実装位置精度不良の原因となるが、熱影響による変形が精度に及ぼす影響は移載ヘッド５とカメラ９がともに変位する認識ステーションＳ３において特に顕著である。しかも認識ステーションＳ３における位置誤差は認識誤差として表れ、そのまま位置補正量の誤差となって吸着動作、実装動作に影響を及ぼすため、極力排除することが必要である。このような位置補正誤差は、位置補正データを得るための位置ティーチ時の機構部の温度が実際の装置稼働時の温度と異なっていることにより生じるものである。
【００４７】
そこで、このような熱変形に起因する位置補正量の誤差を排除するため、本実施の形態では位置補正データを求めるための位置ティーチを、以下に説明するようにティーチ実行時の温度条件と関連させた方法を用いて行う。以下、図８を参照して説明する。図８は、電子部品実装装置起動後の代表点温度の時間的変化を示すものであり、代表点温度は前述の第１，第２，第３の温度検出点のいずれかを選択して用いる。
【００４８】
位置ティーチを行う前にはまず立ち上げ運転を行う。この立ち上げ運転は、発熱を伴う部分を予め所定温度まで昇温させるために行うものであり、インデックス機構部２１を駆動してロータリヘッド４に主軸廻りの回転を行わせるとともに、移載ヘッド５にリブカム２３による昇降動作を行わせる。このとき、油温調整器３０および温度調整装置３３は起動しておき、温調目標温度を予め定められたティーチ温度に設定する。
【００４９】
このティーチ温度は、単純なオンオフ制御の場合には図８（ａ）に示すように温度変動の略平均温度に、また正確な温調目標温度が設定可能な場合にあっては、図８（ｂ）に示すようにその目標温度に設定される。そして立ち上げ運転時間が経過し、前述の代表温度検出点の検出温度が環境温度Ｔ０から所定の設定温度Ｔ、すなわちティーチ温度に基づいて設定される温度範囲に到達したならば、ティーチ操作を開始する。この立ち上げ運転時間の経過の判断は、例えば以下のように行う。すなわち、検出温度の変動をＣＰＵ４０によって監視し、図８（ａ）に示す例にあっては、温度変動の１周期が過ぎてこの周期における平均温度が求められ、求められた平均温度が設定温度Ｔに基づいて設定される温度範囲内であると確認された時点ｔ１を以て立ち上げ完了とみなし、図８（ｂ）に示す例にあっては、検出温度が設定温度Ｔを一旦超えてオーバーシュートした後に再び設定温度Ｔに復帰した時点ｔ２を以て立ち上げ完了とみなす。
【００５０】
そしてタイミングｔ１，ｔ２以降に前述の位置ティーチが行われる。すなわち、ピックアップステーションＳ１や実装ステーションＳ４に撮像ユニット１３，１６を装着し、前述の位置検出を行う。そして求められた位置補正データは位置補正データ記憶部４２にティーチ温度と関連つけられて記憶される。この機構部の位置補正データ検出とともに、位置ティーチ時には高さ検出ステーションＳ２および部品認識ステーションＳ３のカメラのキャリブレーションを行う。そして求められた位置ずれデータは同様に位置補正データ記憶部４２記憶される。
【００５１】
このようにして得られた位置補正データは、電子部品実装装置の各機構部の実際の稼働状態での温度とほぼ等しい温度条件で求められたものであることから、実装動作開始後に温度が大きく変動することはなく、したがって位置補正データを求めた温度条件と稼働温度とは常に近い温度となり、温度変動に起因する位置補正誤差が発生しない。
【００５２】
なお、本実施の形態では、予めティーチ温度を設定しておき、代表点温度がティーチ温度に基づく温度範囲に到達した時点でティーチを開始する例を示しているが、位置補正データ記憶部４２に異なる複数の代表点温度値に関連づけて複数の位置補正データを記憶させるようにしてもよい。図９はこのようにして入力される複数の位置補正データの入力例を示している。ここでは、それぞれの位置補正データには、第１温度検出点、第２温度検出点および第３温度検出点の各温度によって構成される温度条件が対応しており、これらの温度条件によって入力される補正データは異なったものとなる。
【００５３】
そして実装動作開始に先だって温度検出部４５によって検出された各温度検出点の検出温度に基づいて、ＣＰＵ４０に自動的に適切な位置補正データを選択させる。これにより、その都度位置ティーチを行うことなく適切な位置補正データを用いて高精度の位置補正を行うことが可能となる。また、温度検出部４５の検出温度をＣＰＵ４０によって監視し、検出温度が既に取得済みの位置補正データの取得時の所定温度条件に到達したことを確認し、その後に実装動作を開始させるようにしてもよい。
【００５４】
さらに、好ましくはティーチ温度や実際の稼働温度を環境温度に基づいて設定するようにすれば、すなわち電子部品実装装置の起動に先だって、周囲の環境温度を温度検出部４５によって検出し、油温調整器３０や温度調整装置３３の温調目標温度を検出された環境温度に基づいて自動設定するようにすれば、環境温度そのものもしくは環境温度と大きな温度差のない温度がティーチ温度となり、図８（ｃ）に示すように立ち上げ開始直後のタイミングｔ３から立ち上げ時間の経過を待つことなく、位置ティーチを開始することができる。
【００５５】
また、上記実施の形態では、各機構部の位置誤差の例として、移載ヘッド５の回転中心廻りの回転角度の原位置に対するずれ角度、移載ヘッド５の回転中心の機械原点に対する位置ずれを説明し、認識手段の例として移載ヘッド５のノズル６に吸着保持された電子部品を下方より認識するカメラ９、移載ヘッド５のノズル６に吸着保持された電子部品を側方より認識するＣＣＤカメラ８ａについて説明しているが、これ以外にもピックアップステーションＳ１や実装ステーションＳ４における位置合わせの位置ずれ量や、ピックアップステーションＳ１や実装ステーションＳ４における位置認識など、熱変動によって位置補正量に誤差を生じる項目について位置ティーチを行う場合に対しても本発明を適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、機構部の代表点温度を温度検出手段により検出し、この検出温度が予め設定された所定温度範囲内にある状態で各機構部の位置補正データを求めるようにしたので、機構部の熱変形に起因する位置ずれ状態の変動を排除して位置補正データの信頼性を向上させて熱影響による位置補正誤差のない安定した実装を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のロータリヘッドの平面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のロータリヘッドの部分拡大図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図
【図８】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の温度検出点の温度変化を示すグラフ
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の温度検出点の温度変化を示すグラフ
（ｃ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の温度検出点の温度変化を示すグラフ
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の位置補正データのデータ様式を示す図
【符号の説明】
１供給部
４ロータリーヘッド
５移載ヘッド
６ノズル
８ａＣＣＤカメラ
９カメラ
１２基板
１３，１６撮像ユニット
２１インデックス機構部
２３リブカム
３０油温調整器
３３温度調整装置
４２位置補正データ記憶部
４５温度検出部
４６温度調整部
Ｓ１ピックアップステーション
Ｓ２高さ検出ステーション
Ｓ３認識ステーション
Ｓ４実装ステーション

Claims

ロータリヘッドの主軸部の外側面に装着された複数の移載ヘッドによって電子部品の供給部から電子部品をピックアップし、前記移載ヘッドを各インデックス位置を順次移動させて電子部品を基板に実装する電子部品実装装置であって、前記主軸部をインデックス回転させるインデックス機構部と、このインデックス機構部を支持する支持部と、前記複数の移載ヘッドを昇降させる昇降駆動手段と、前記インデックス機構部およびまたは前記昇降駆動手段の温度を調整する温度調整部と、前記インデックス機構部、支持部、および昇降駆動手段のうちのいずれかに設定される温度検出点の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出点の温度が環境温度に基づく所定温度範囲である状態で取得され、実装動作を行う機構部の位置誤差を補正するための位置補正データを記憶する位置補正データ記憶部と、前記温度検出点の温度が環境温度に基づく前記所定温度範囲となるように前記温度調整部を制御する制御手段とを備え、前記温度調整部は、インデックス機構部の潤滑油の温度を調整する油温調整器、移載ヘッドを昇降させるリブカムの温度を調整する温度調整装置のいずれかを含み、前記位置補正データ記憶部は異なる環境温度に基づく所定温度範囲で取得された複数種類の位置補正データを記憶し、前記制御手段は実装動作実行時の環境温度に基づく前記所定温度範囲での前記位置補正データを選択することを特徴とする電子部品実装装置。
前記制御手段は前記温度検出手段の検出結果を監視し、検出温度が環境温度に基づく前記所定温度範囲になったならば、実装動作を開始することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
ロータリヘッドの主軸部の外側面に装着された複数の移載ヘッドによって電子部品の供給部から電子部品をピックアップし、前記移載ヘッドを各インデックス位置を順次移動させて電子部品を基板に実装する電子部品実装方法であって、前記主軸部をインデックス回転させるインデックス機構部、このインデックス機構部を支持する支持部、および前記複数の移載ヘッドを昇降させる昇降駆動手段のうちのいずれかに設定される温度検出点の温度が環境温度に基づく所定温度範囲である状態で位置補正データを取得して位置補正データ記憶部に記憶させておき、前記温度検出点の温度が環境温度に基づく前記所定温度範囲である状態で実装動作を行うものであり、前記温度検出点の温度が環境温度に基づく所定温度範囲になるように前記温度調整部により温度調整を行い、前記位置補正データ記憶部は異なる環境温度に基づく所定温度範囲で取得された複数種類の位置補正データを記憶し、前記制御手段は実装動作実行時の環境温度に基づく前記所定温度範囲での前記位置補正データを選択することを特徴とする電子部品実装方法。
前記温度調整部は、インデックス機構部の潤滑油の温度を調整する油温調整器であることを特徴とする請求項３記載の電子部品実装方法。
前記制御手段は前記温度検出手段の検出結果を監視し、検出温度が環境温度に基づく前記所定温度範囲になったならば、実装動作を開始することを特徴とする請求項３記載の電子部品実装方法。