JP4544796B2 - 部品実装方法及び部品実装装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント基板用の部品実装機の部品実装方法及び部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電化製品の小型化に伴い、プリント基板への部品の実装は、一枚のプリント基板を複数に区分けし、区分けした各部分に個別に部品の実装を行う、いわゆる多面取り基板への部品の実装がますます多くなってきている。さらに、プリント基板に実装する部品の小型化やリード・ボールの狭ピッチ化などが進み、より精度の高い部品実装技術が要求されている。実装業界の主流は携帯電話、携帯端末などのモバイル機器であり、このような製品は需要が多く、この需要に応じて製品を市場に供給するためには、生産リードタイムの短縮が必須となり、部品実装機に対しては高生産性が要求されている。
【０００３】
以下に従来のプリント基板への部品実装方法を示す。
図１３に示すように、ＸＹステージ１があり、ＸＹステージ１上には実装対象となるプリント基板２が、位置決め状態で保持されている。ローダ部３は、ＸＹステージ１へ未実装状態のプリント基板２を搬入可能とされている。プリント基板２が位置決め状態で保持されているＸＹステージ１の上方には、プリント基板２を撮像可能な基板カメラ４が設置されている。
【０００４】
図１３及び図１４に示すように、プリント基板２の表面には、プリント基板２の位置情報を示す基板マーク５と、プリント基板２に部品を実装する部品実装位置６の情報を示す部品の個別マーク７とが設けられている。
【０００５】
上記のような構成において、部品の実装を行うためには、ローダ部３において待機させられている未実装状態のプリント基板２をローダ部３を作動させてＸＹステージ１に搬入する。
【０００６】
図１３に示すように、ＸＹステージ１に搬送されたプリント基板２は、制御装置（図示は省略）にあらかじめ教示又はデータ入力されているプリント基板２の基板マーク５の示す位置に、ＸＹステージ１によって保持される。
【０００７】
その後、ＸＹステージ１の上方に設けられている基板カメラ４によって、ＸＹステージ１上の未実装状態のプリント基板２に設けられている基板マーク５と個別マーク７または実装ランド（図示は省略）を同時に撮像し、それぞれの位置情報を読み取る。
【０００８】
基板カメラ４が撮像した基板マーク５の位置によって、プリント基板２の位置情報を認識し、このようにして得たプリント基板２の位置情報と、あらかじめ制御装置に教示又はデータ入力されているプリント基板２の位置情報とを比較する。これにより、プリント基板２の全体の傾き、ズレ、及び収縮などを算出し、ＸＹステージ１が、これらの値を補正した位置にプリント基板２を保持することができる。
【０００９】
さらに、基板カメラ４が撮像した個別マーク７または実装ランドの位置によって、プリント基板２に部品を実装する部品実装位置６の位置情報を認識し、このようにして得た部品を実装する部品実装位置６の位置情報と、あらかじめ制御装置に教示又はデータ入力されている部品を実装する部品実装位置６の位置情報とを比較する。これにより、部品を実装する部品実装位置６のズレなどを算出し、これらの値を補正したうえでプリント基板２に部品の実装を行うので、より精度の高い部品の実装が可能である。
【００１０】
通常、基板マーク５の読み取り作業は、２〜３個の基板マーク５に対して繰り返し実施される。これにより、プリント基板２の傾き、ズレ、収縮などをより精密に補正することができる。また、部品実装位置の近傍に設けられている個別マーク７を用いることにより、多面取り基板の切り欠きによって生じる誤差やＣＡＤデータと実際のプリント基板２との誤差などが補正され、より精度の高い部品の実装が可能となる。
【００１１】
このようにして、基板カメラ４によって基板マーク５及び個別マーク７を撮像し、上述したように、基板マーク５及び個別マーク７を認識することによって、プリント基板２の全体の傾きや、部品を実装する部品実装位置６のズレなどを算出し、これらの値を補正したうえで部品の実装の作業を開始する。
【００１２】
プリント基板２への部品の実装が終了すると、この既実装状態のプリント基板２はＸＹステージ１の外部へ搬出され、同時にローダ部３において待機中であった次の未実装状態のプリント基板２がＸＹステージ１に搬入される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような部品実装方法では、既実装状態のプリント基板２がＸＹステージ１から外部へ搬出されてから、ローダ部３からＸＹステージ１に搬入された未実装状態のプリント基板２へ部品の実装が開始されるまでに、基板カメラ４及びＸＹステージ１によって、基板マーク５及び個別マーク７の撮像とその位置情報の認識処理の結果によるプリント基板２の位置補正といった、未実装状態のプリント基板２の前処理の作業が何度も繰り返される。このため、基板マーク５及び個別マーク７の数が多い場合には、上記のような前処理段階に費やす時間が長くなり、必然的に部品の実装にかかるトータル時間が長くなってしまうという問題点を有していた。
【００１４】
また、多面取り基板の場合には多くの場合、別工程での不具合によって不良個所が発生してしまった場合に、部品の実装をしない部分に設けられた不良を示す印（以下バッドマークと記す）を認識するために、基板カメラ４及びＸＹステージ１によって、基板マーク５と個別マーク７の撮像及びその撮像結果によるプリント基板２の位置補正も繰り返し行われる。このため、部品実装前のプリント基板２の前処理段階に費やす時間が余計にかかってしまうという問題点も有していた。
【００１５】
さらに、モバイル機器などはその製品のデザインが頻繁に変更されることが多いので、部品の実装パターンが類似している同寸法の基板どうしでの生産の切替が多い。そのため、それに起因するミスがまれに発生する場合があるという問題点も有していた。
【００１６】
そこで本発明はこのような問題を解決し、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及び部品実装装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基板供給部から部品実装台にプリント基板が搬送され、前記部品実装台においてプリント基板に部品の実装を行うプリント基板の部品実装機において、前記部品実装台においてプリント基板に部品が実装されている間に、次に実装されるプリント基板を前記基板供給部に搬入し、前記基板供給部に対応して設けられている撮像装置により、前記基板供給部におけるプリント基板を撮像し、プリント基板に設けられている基板マークと個別マーク又はランドとの相対位置を検出し、前記基板供給部における基板マークの認識時に複数の基板マーク間の距離を求め、前記部品実装台において実装が終了したプリント基板を搬出した後、前記基板供給部において相対位置の検出が終了している未実装状態のプリント基板を前記部品実装台に搬送し、前記部品実装台に対応して設けられている基板用撮像装置により、プリント基板に設けられている基板マークを認識して、前記部品実装台における基板マークの認識時に前記複数の基板マーク間の距離を求めて、前記基板供給部における基板マークの認識時に求めた前記複数の基板マーク間の距離と、前記部品実装台における基板マークの認識時に求めた前記複数の基板マーク間の距離とを比較し、比較した基板マーク間の距離が異なる場合、この距離が合うように倍率の補正をし、倍率の補正後の基板マークの位置と前記基板供給部において検出されている相対位置の情報とを用いてプリント基板における部品実装位置を求めるものである。
【００１８】
上記のような部品実装方法によれば、プリント基板が基板供給部において待機中である間に、プリント基板に設けられている基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置を検出することができ、部品実装台においてはプリント基板の基板マークのみを認識するだけで、前記相対位置の情報より個別マークの位置を割り出し、部品実装位置を補正することができる。したがって、部品実装時に部品実装台において行われる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可能である。さらに、基板供給部において事前に求められた基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データに対して、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相間関係を加味したうえでの倍率の補正をすることができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【００３３】
上記のような部品実装方法によれば、基板供給部における基板マークの認識時に求めた複数の基板マーク間の距離と、部品実装台における基板マークの認識時に求めた前記複数の基板マーク間の距離とを比較することができる。これにより、基板供給部において事前に検出された基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データに対して、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相関関係を加味したうえでの倍率の補正をすることができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【００３７】
請求項２記載の発明は、プリント基板に部品の実装を行う部品実装台と、前記部品実装台にプリント基板を搬送する基板供給部と、前記基板供給部に対応して設けられ、かつ前記部品実装台においてプリント基板に部品が実装されている間に、前記基板供給部に搬入された未実装のプリント基板を撮像可能な撮像装置と、前記部品実装台に対応して設けられ、かつ前記部品実装台のプリント基板を撮像可能な基板用撮像装置と、前記撮像装置によって撮像されたプリント基板に設けられている基板マークと個別マーク又はランドとの相対位置を検出する相対位置検出手段と、前記基板供給部におけるマークの認識処理時に基板マーク間の距離を計測可能な第１の距離計測手段と、前記部品実装台におけるマークの認識処理時に基板マーク間の距離を計測可能な第２の距離計測手段と、これら第１及び第２の距離計測手段によって計測された基板マーク間の距離どうしを比較可能であるデータ比較手段と、前記データ比較手段により比較した結果に基いて、比較した基板マーク間の距離が異なる場合、この距離が合うように倍率の補正をする倍率補正手段と、前記相対位置検出手段によって検出された相対位置の情報及び前記倍率補正手段による倍率の補正後の基板マークの位置をもとに、前記部品実装台においてプリント基板に部品を実装する位置を決定する部品実装位置決定手段とを有するものである。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図１には本発明の実施の形態１である部品実装方法を実現する構成を示す。
【００５１】
図１において、部品実装台としてのＸＹステージ１があり、ＸＹステージ１上には実装対象となるプリント基板２が、位置決め状態で保持されている。基板供給部としてのローダ部３は、ＸＹステージ１へ未実装状態のプリント基板２を搬入可能とされている。プリント基板２が位置決め状態で保持されているＸＹステージ１の上方には、プリント基板２を撮像可能な基板用撮像装置としての基板カメラ４が設置されている（ここまでの構成は先に説明した従来技術と同様である）。また、ローダ部３の上方には、ローダ部３において待機中である未実装状態のプリント基板２の全体を撮像可能である撮像装置８が設けられている。撮像装置８が撮像可能な範囲を図１の仮想線に示す。プリント基板２は、図１３に示したものと同様のものを用いる。
【００５２】
上記のような構成において、ＸＹステージ１上において位置決め状態で保持されているプリント基板２に、部品の実装が開始される。ＸＹステージ１上においてプリント基板２に部品が実装されている間に、ローダ部３には、次に実装される未実装状態のプリント基板２が搬入される。
【００５３】
図１に示すように、未実装状態のプリント基板２がローダ部３における定位置に搬入されると、撮像装置８を作動させ、プリント基板２上の２点の基板マーク５と２点の個別マーク７またはランド（図示は省略）とを撮像し、その位置情報を読み取る。
【００５４】
それぞれの基板マーク５に対してそれぞれの個別マーク７またはランドがどの位置にあるのかを算出するために、図２の破線に示すように、プリント基板２においてＸ軸が一方の基板マーク５を通り、Ｙ軸が他方の基板マーク５を通るように仮想的なＸ−Ｙ座標を設ける。
【００５５】
図２に示すように、基板マーク５によって構成されるＸ−Ｙ座標において、それぞれの基板マーク５に対してそれぞれの個別マーク７またはランドがどのような位置にあるのかを算出し、そのときのそれぞれの個別マーク７またはランドの位置を（Ｘ１，Ｙ１）及び（Ｘ２，Ｙ２）として座標形式で表示し、制御装置の内部メモリに記憶させる。
【００５６】
ＸＹステージ１上のプリント基板２への部品の実装が終了すると、部品の実装が終了したプリント基板２はＸＹステージ１の外部へ搬出され、ローダ部３での待機中に基板マーク５及び個別マーク７の位置の読み取りが終了している未実装状態のプリント基板２がＸＹステージ１へと搬入される。
【００５７】
ＸＹステージ１に搬入されたプリント基板２に部品の実装が開始される前に、ＸＹステージ１を移動させて基板カメラ４により基板マーク５の位置のみが読み取られる。このとき、それぞれの個別マーク７またはランドの位置の値は、プリント基板２がローダ部３にて待機している間に事前に読み取られた個別マーク７またはランドの座標位置（Ｘ１，Ｙ１）及び（Ｘ２，Ｙ２）の値を用いる。したがって、それぞれの個別マーク７またはランドの位置情報を改めて読み取る必要がない。
【００５８】
このように、ＸＹステージ１においては、基板マーク５の位置情報の読み取り及び基板マーク５の位置情報の認識作業のみを行い、ローダ部３において読み取った基板マーク５の位置情報及び個別マーク７またはランドの位置情報から、ＸＹステージ１における個別マーク７の位置を割り出し、その結果からプリント基板２へ部品を実装する部品実装位置６の補正を行う。この補正作業の終了後にＸＹステージ１上のプリント基板２への部品の実装が開始される。
【００５９】
上記のような部品実装方法を用いることで、プリント基板２がローダ部３にて待機している間に、部品の個別マーク７の位置情報と基板マーク５の位置情報とを読み取り、プリント基板２がローダ部３からＸＹステージ１に搬入される前に、基板マーク５と個別マーク７との位置関係を制御装置に認識させることができる。したがって、部品実装時のプリント基板２の前処理段階に費やす時間を大幅に短縮することが可能となる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を以下で説明する。なお、実施の形態２において用いるプリント基板は実施の形態１において用いたプリント基板と同様である。
【００６０】
図１に示したような、本発明の実施の形態１における撮像装置８に代えて、駆動手段が付加されている一次元ラインセンサを用いたものを図３に示す。
図３に示すように、一方向についてのみ読み取り可能である一次元ラインセンサ９が、プリント基板２がローダ部３に搬入される方向に垂直な方向について読み取り可能なように設られている。図３における仮想線は一次元ラインセンサ９が読み取り可能な範囲を示している。この一次元ラインセンサ９には、駆動手段としてのアクチュエータ、例えば空圧シリンダ１０が設けられている。一次元ラインセンサ９は、空圧シリンダ１０を作動させることによって、読み取り可能な方向に対して垂直な方向に移動可能である。一次元ラインセンサ９及び空圧シリンダ１０以外の部分の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様である。
【００６１】
上記のような構成において、ＸＹステージ１上において位置決め状態で保持されているプリント基板２に、部品の実装が開始される。ＸＹステージ１上においてプリント基板２に部品が実装されている間に、ローダ部３には、次に実装される未実装状態のプリント基板２が搬入される。
【００６２】
プリント基板２がローダ部３の定位置に搬入されると、空圧シリンダ１０を作動させ、一次元ラインセンサ９を移動させながら画像入力させる。これにより、プリント基板２を二次元で撮像する。
【００６３】
制御装置には、あらかじめプリント基板２における基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報が教示又はデータ入力されており、制御装置に事前に入力されている基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報から、一次元ラインセンサ９によって基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報を認識処理する範囲を限定する。限定した範囲内において、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報を認識する。
【００６４】
その後は、図１を用いて述べた本発明の実施の形態１と同様にして、プリント基板２への部品の実装を開始する。
上記のような部品実装方法を用いることで、プリント基板２がローダ部３にて待機している間に、部品の個別マーク７またはランドの位置情報と基板マーク５の位置情報とを読み取り、プリント基板２がローダ部３からＸＹステージ１に搬入される前に、基板マーク５と個別マーク７またはランドとの位置関係を制御装置に認識させることができる。また、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報の認識処理時に、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置を認識処理する範囲をあらかじめ限定しておくので、認識処理に費やす時間を短縮することが可能となる。
【００６５】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態２では、アクチュエータとしては空圧シリンダを用いたが、他にもサーボモータ、パルスモータ、インダクションモータなどの駆動源を用いるものでも良い。また、上記アクチュエータには、リニアスケールやロータリーエンコーダ等が設けられ、正確に位置情報の認識を行うことができる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３を以下で説明する。なお、実施の形態３において用いるプリント基板は実施の形態１において用いたプリント基板と同様である。
【００６６】
図１に示したような、本発明の実施の形態１における撮像装置８に代えて、二次元移動可能な駆動手段が付加されている二次元カメラを用いたものを図４に示す。
【００６７】
図４に示すように、二次元カメラ１１がプリント基板２を撮像可能なように設られている。図４における仮想線は二次元カメラ１１が撮像可能な範囲を示している。この二次元カメラ１１には、二次元移動可能な駆動手段としてＸＹロボット１２が設けられている。二次元カメラ１１は、ＸＹロボット１２を作動させることによって、二次元移動が可能である。二次元カメラ１１及びＸＹロボット１２以外の部分の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様である。
【００６８】
上記のような構成において、ＸＹステージ１上において位置決め状態で保持されているプリント基板２に、部品の実装が開始される。ＸＹステージ１上においてプリント基板２に部品が実装されている間に、ローダ部３には、次に実装される未実装状態のプリント基板２が搬入される。
【００６９】
プリント基板２がローダ部３の定位置に搬入されると、制御装置に事前に入力された基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報によってＸＹロボット１２を作動させ、二次元カメラ１１を位置決めし、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置の撮像を行う。ＸＹロボット１２の位置データと基板マーク５及び個別マーク７またはランドの認識結果とから、プリント基板２上の２点の基板マーク５及び２点の個別マーク７またはランドの位置を読み取る。
【００７０】
その後は、図１を用いて述べた本発明の実施の形態１と同様にして、プリント基板２への部品の実装を開始する。
上記のような部品実装方法を用いることで、プリント基板２がローダ部３にて待機している間に、部品の個別マーク７またはランドの位置情報と基板マーク５の位置情報とを読み取り、プリント基板２がＸＹステージ１に搬入される前に、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの相対的な位置関係を制御装置に認識させることができる。また、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置を部分的に撮像するだけで基板マーク５及び個別マーク７またはランドの相対位置を検出できる。このように、部分的にプリント基板２を撮像するだけで、容易に基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置検出ができるので、画像の取り込み時間及び画像の処理時間の短縮が可能である。
【００７１】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態３では、ＸＹロボット１２の駆動源としては、サーボモータ、空圧シリンダ、パルスモータ、インダクションモータなど、座標の位置決めが可能なものであれば良い。また、上記駆動源には、リニアスケールやロータリーエンコーダ等が設けられ、正確に位置情報の認識を行うことができる。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４を以下で説明する。なお、実施の形態４において用いるプリント基板は実施の形態１において用いたプリント基板と同様である。
【００７２】
図１に示したような、本発明の実施の形態１における撮像装置８に代えて、一次元ラインセンサ９を用いたものを図５に示す。
図５に示すように、一方向について読み取り可能である一次元ラインセンサ９が、プリント基板２がローダ部３に搬入される方向に垂直な方向について読み取り可能な位置に、かつローダ部３に搬入されている最中のプリント基板２の読み取りが可能な位置に固定された状態で設けられている。図５における仮想線は一次元ラインセンサ９が読み取り可能な範囲を示している。ローダ部３には、ローダ部３のベルト１３の送り量を制御するためのサーボモータ１４が設けられている。一次元ラインセンサ９及びサーボモータ１４以外の部分の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様である。
【００７３】
上記のような構成において、ＸＹステージ１上において位置決め状態で保持されているプリント基板２に、部品の実装が開始される。ＸＹステージ１上においてプリント基板２に部品が実装されている間に、次に実装される未実装状態のプリント基板２がローダ部３に搬入される。このとき、サーボモータ１４によってベルト１３の送り量が一定に制御されるので、ローダ部３に搬入されるプリント基板２の送り量も一定に制御される。また、上記の、送り量を制御するためのものには、リニアスケールやロータリーエンコーダ等が設けられ、正確に位置情報の認識を行うことができる。
【００７４】
サーボモータ１４を作動させ、ローダ部３へのプリント基板２の搬入が開始される。一次元ラインセンサ９によって搬入中のプリント基板２を撮像することで、プリント基板２を二次元で撮像する。これにより、プリント基板２の二次元走査画像を制御装置に取り込み、事前に制御装置に入力された基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報などから、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置の認識処理エリアを限定し、プリント基板２上の基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置を読み取る。
【００７５】
その後は、図１を用いて述べた本発明の実施の形態１と同様にして、プリント基板２への部品の実装を開始する。
上記のような部品実装方法を用いることで、プリント基板２がローダ部３に搬入されている間に、部品の個別マーク７またはランドの位置情報と基板マーク５の位置情報とを読み取り、プリント基板２がＸＹステージ１に搬入される前に、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの相対的な位置関係を制御装置に認識させることができる。また、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置の認識処理する範囲をあらかじめ限定したうえで、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置の認識を行うので、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置の認識処理時間の短縮が可能である。さらに、上記のような実施の形態であれば、新たに空圧シリンダなどのアクチュエータを追加する必要はなく、既設のアクチュエータを用いることができるので、安価なシステムを供給することができ、かつプリント基板２がローダ部３の待機位置に停止するまでに画像取り込みを完了するので、画像取り込み時間の短縮が可能となり、結果的には生産リードタイムの短縮が可能となる。
【００７６】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態４では、ローダ部３の送り機構をベルト１３としたが、アームなどの軸送りなどでも良い。また、ベルト１３の送り量制御をするものとしてサーボモータ１４を用いたが、空圧シリンダやパルスモータやインダクションモータなどでもベルト１３の送り量制御が可能なものであれば良い。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５を以下で説明する。
【００７７】
図７には本発明の実施の形態５である部品実装方法のフローチャートを示す。
図７に示すフローチャートにしたがって部品を実装する装置の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様であるとする。また、図６には、実施の形態５に用いるプリント基板２の構成例を示す。
【００７８】
図６に示すようなプリント基板２の場合、部品の実装が行われる部分は大きく分けて４つの部分に分けられている。このように分けられている各部分をパターンと呼び、各パターンの右下の位置１５には、それぞれのパターンの番号である１〜４の数字が印されている。さらに、このプリント基板２の下部中央付近には、部品の実装をしないパターンを示す印であるバッドマーク１６が設けられている。図６に示すプリント基板２の場合、別工程での不具合によってパターン３が不良個所となっている。なお、図６に示すように、このプリント基板２においても基板マーク５及び個別マーク７が設けられている。
【００７９】
本発明を適用して、このようなプリント基板２に対して部品の実装を行う方法を以下で説明する。
図１に示すように、ＸＹステージ１上のプリント基板２が実装されている間に、ローダ部３には次に実装されるプリント基板２が事前に搬入される。プリント基板２がローダ部３の定位置に搬入されると、図７に示すように、フローチャートのステップ＃１の段階として、撮像装置８によりプリント基板２上の２点の基板マーク５及びバッドマーク１６が読み取られる。このとき、あらかじめ入力されているデータから総パターン数であるｍａｘ、このプリント基板２の場合、総パターンの数は４であるからｍａｘ＝４を決定する。その後、ステップ＃２の段階として、カウンタ（図示は省略）の初期設定を行う。ｎはパターンの番号を示すものとする。
【００８０】
次に、ステップ＃３の段階として、今回の工程に該当するパターンｎについてバッドマーク１６が印されているかを、ステップ＃１におけるバッドマーク１６の読み取り結果と照合する。
【００８１】
ステップ＃３において、バッドマーク１６が印されていないパターンｎ、すなわち実装対象となるパターンｎに対しては、ステップ＃４の段階として、個別マーク７またはランドの位置情報が読み取られる。
【００８２】
ステップ＃４において個別マーク７またはランドの位置の読み取りが行われると、次のステップ＃５へと進む。ステップ＃５の段階として、パターンｎが不等式：ｎ＜ｍａｘを満たす場合、ステップ＃６に進み、満たさない場合、すなわちｎ＝ｍａｘとなった場合、ローダ部３におけるプリント基板２の事前マーク認識処理の作業は終了する。
【００８３】
ステップ＃６の段階として、パターンの番号であるｎをｎ＝ｎ＋１とし、事前マーク認識処理の作業が終了するまで、ステップ＃３以降の作業を繰り返し行う。
【００８４】
また、ステップ＃３において、パターンｎについてバッドマーク１６が印されているパターンｎ、すなわち実装対象とならないパターンｎは、ステップ＃４をジャンプしてステップ＃５へ進み、上記したようなステップ＃５以降の作業を行う。
【００８５】
その後は、図１を用いて述べた本発明の実施の形態１と同様にして、プリント基板２への部品の実装を開始する。
上記のような部品実装方法によれば、プリント基板２の各パターンにおける実装不要な部分に対して、個別マーク７またはランドなどの認識の作業、すなわち個別マーク７またはランドの撮像、位置情報の認識及び位置情報の認識結果による補正量の算出などの作業を行わないので、画像の取り込み時間及び画像の処理時間の短縮が可能である。また、ローダ部３において事前にバッドマーク１６の読み取り作業を行うので、実装時におけるバッドマーク１６の処理時間を省略することができる。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６を以下で説明する。
【００８６】
図９には本発明の実施の形態６である部品実装方法のフローチャートを示す。
図９に示すフローチャートにしたがって部品を実装する装置の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様であるとする。また、図８には、実施の形態６に用いるプリント基板２の構成例を示す。
【００８７】
図８に示すように、プリント基板２の表裏両面の上下２ヶ所（裏面の図示は省略）には、プリント基板２の上下を示す印である方向マーク１７が印されている。この方向マーク１７は、プリント基板２が表面上下方向正規の状態であればＡの位置にマークされ、表面で上下が逆の状態であればＢの位置にマークされている。また、裏面上下方向正規の状態であればＣの位置にマークされ、裏面で上下逆の状態であればＤの位置にマークされているものとする。
【００８８】
本発明を適用して、このようなプリント基板２に対して部品の実装を行う方法を以下で説明する。
図１に示すように、ＸＹステージ１上のプリント基板２が実装されている間に、ローダ部３には次に実装されるプリント基板２が事前に搬入される。プリント基板２がローダ部３の定位置に搬入されると、図９に示すように、フローチャートのステップ＃１の段階として、撮像装置８によりプリント基板２上の２点の基板マーク５及び方向マーク１７が読み取られる。読み取りが行われる位置は、図８ではプリント基板２の下部右側の部分である。
【００８９】
その後、ステップ＃２の段階として、ステップ＃１において読み取った方向マーク１７によって判断を行う。ステップ＃２において、方向マーク１７の位置がＣまたはＤの位置に印されている場合、ステップ＃３の段階として、プリント基板２が裏面であることを表示機（図示は省略）に表示し、ステップ＃４の段階として、作業者に対して反転作業を促す。その後、作業者によってプリント基板２が表面上下方向正規の状態に直されると、ステップ＃５の段階として、個別マーク７またはランドの位置情報の読み取り作業を行う。
【００９０】
また、ステップ＃２において方向マーク１７の位置がＢの位置に印されている場合は、プリント基板２は表面で上下が逆の状態であるが、ステップ＃６の段階として、個別マーク７またはランドまたはランドの位置情報が読み取られる。
【００９１】
その後、プリント基板２の正規の状態は、現在の状態を１８０°回転させた状態であることから、ステップ＃７の段階として、ステップ＃６の段階で読み取った個別マーク７またはランドの位置データの座標を１８０°回転させる反転処理を行う。
【００９２】
次に、ステップ＃８の段階として、プリント基板２が上下逆の状態であることを表示機に表示し、ステップ９の段階として、作業者に対して反転作業を促す。
さらに、ステップ＃２において方向マーク１７の位置がＡの位置に印されている場合は、プリント基板２の状態は、表面上下方向正規の状態であるので、ステップ＃１０の段階として、個別マーク７またはランドの位置情報の読み取り作業のみ行う。
【００９３】
その後は、図１を用いて述べた本発明の実施の形態１と同様にして、プリント基板２への部品の実装を開始する。
上記のような部品実装方法によれば、プリント基板２の表裏及び上下の状態を判断し、作業者に対して事前にプリント基板２の状態の異常を知らせることが可能である。これにより、表裏及び上下が類似する他の基板に対して、誤実装や基板破損を未然に防ぐことが可能である。
【００９４】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態６では、方向マーク１７を４ｂｉｔのマークとしたが、表裏及び上下を判別できるものであれば、２ｂｉｔ以上のマークの他、ランドパターンなどの基板上の特徴点を用いても良い。
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７を以下で説明する。
【００９５】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は本発明の実施の形態７である部品実装方法の工程を示したものである。部品を実装する装置の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様であるとする。
【００９６】
実施の形態１と同様に、ＸＹステージ１上のプリント基板２が実装されている間に、ローダ部３には、図１０（ａ）に示すような、次に実装されるプリント基板２が事前に搬入される。ローダ部３の定位置に搬入されたプリント基板２は、撮像装置８によりプリント基板２上の２点の基板マーク５及び２点の個別マーク７またはランドの位置データが読み取られる。
【００９７】
次に、図１０（ａ）に示すように、２点の基板マーク５によって構成される座標系における個別マーク７またはランドの位置（Ｐ１，Ｑ１）と（Ｐ２，Ｑ２）とを算出して制御装置の内部メモリに記憶する。
【００９８】
ＸＹステージ１上のプリント基板２に部品の実装が終了すると、既実装状態のプリント基板２が搬出され、ローダ部３にあった未実装状態のプリント基板２がＸＹステージ１へと搬入される。
【００９９】
ＸＹステージ１に搬入されたプリント基板２に部品の実装を開始する前に、ＸＹステージ１を移動させて、基板カメラ４により、図１０（ｂ）に示すように、２点の基板マーク５の位置データが読み取られる。
【０１００】
次に、先にローダ部３において読み取られた２つの基板マーク５間の距離ｄ１と、ＸＹステージ１において読み取られた２つの基板マーク５間の距離ｄ２とを比較し、その倍率の補正を行う。図１０（ｃ）には、倍率補正が終了した、ローダ部３において読み取られた位置データ１８及びＸＹステージ１において読み取られた位置データ１９を示す。なお、位置データ１８は基板マーク５の位置データ１８ａ及び個別マーク７またはランドの位置データ１８ｂを含み、位置データ１９は基板マーク５の位置データ１９ａを含む。
【０１０１】
次に、図１０（ｃ）に示すように、倍率補正が終了した、ローダ部３において読み取られた位置データ１８における一方の基板マーク５の位置データ１８ａと、ＸＹステージ１において読み取られた位置データ１９における一方の基板マーク５の位置データ１９ａとを重ねあわせる。
【０１０２】
次に、この２つの位置データ１８ａ及び１９ａを合わせた位置を回転の中心として、位置データ１８における他方の基板マーク５の位置データ１８ａを回転補正し、位置データ１９における他方の基板マーク５の位置データ１９ａに重ねあわせる。
【０１０３】
このとき、ローダ部３において読み取られた位置データ１８における２つの個別マーク７またはランドについては、ローダ部３にて事前に読み取られた位置データ１８ｂつまり（Ｐ１，Ｑ１）、（Ｐ２，Ｑ２）の値に、上記の回転補正が施される。これによって得られた値を用いて部品実装位置の補正を行う。
【０１０４】
上記のような部品実装方法によれば、事前に計測された基板マーク５の位置と個別マーク７またはランドの位置との相対位置データについて、実装動作時に影響する基板カメラ４とＸＹステージ１との相関関係を加味した補正が行えるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【０１０５】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態７では、例として認識画像の倍率の補正と座標の回転補正とに補正順序を分けたが、事前マーク認識の位置を実装時の基板マーク認識結果にあわせることができれば、ベクトル演算により同時に行っても良い。
（実施の形態８）
図１１には本発明の実施の形態８である部品実装方法のフローチャートを示す。図１１に示すフローチャートにしたがって部品を実装する装置の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様であるとする。
【０１０６】
図１１に示すように、あらかじめ設定条件として、ステップ＃１の段階として、「タクト優先」か「精度優先」かを内部メモリに設定しておく。そのモード設定に従って、次のステップ＃２において動作モードを切り替える。タクト優先の場合はステップ＃３に示したように事前マーク認識として以下の動作を行う。
【０１０７】
図１に示すように、ＸＹステージ１上のプリント基板２に部品の実装がされている間に、ローダ部３には次に実装されるプリント基板２が事前に搬入される。
プリント基板２がローダ部３における定位置に搬入されると、撮像装置８によりプリント基板２上の２点の基板マーク５と個別マーク７またはランドが読み取られる。
【０１０８】
次に、図２を用いて述べたようにして、それぞれの基板マーク５に対してそれぞれの個別マーク７またはランドがどのような位置にあるのかを算出し、そのときのそれぞれの個別マーク７またはランドの位置を（Ｘ１，Ｙ１）及び（Ｘ２，Ｙ２）として座標形式で表示し、制御装置の内部メモリに記憶させる。
【０１０９】
図１１に示すように、精度優先のモードの場合は、上記のステップ＃３の段階である事前マーク認識の動作をジャンプする。
その後、ステップ＃４の段階として、ＸＹステージ１上のプリント基板２の実装が終了すると、既実装状態のプリント基板２が搬出され、ローダ部３にあった未実装状態のプリント基板２がＸＹステージ１に搬入される。
【０１１０】
ここでステップ＃５の段階として、再度モードによる分岐が行われ、タクト優先の場合はステップ＃６の段階として、部品の実装を開始する前に、ＸＹステージ１を移動させて基板カメラ４により複数の基板マーク５が読み取られる。個別マーク７またはランドの位置はローダ部３にて事前に読み取られた（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）の値を用い部品実装位置の補正を行う。
【０１１１】
また、精度優先の場合はステップ＃７の段階として、従来の生産方法で実施するように実装前に基板マーク５及び個別マーク７またはランドの認識を行い、この認識結果により部品の実装位置補正を行う。
【０１１２】
上記のような部品実装方法によれば、基板マーク５の読み込みを事前に行うか否かを切り替えることができるので、プリント基板２への実装部品の性質に合わせて、タクト重視か精度重視かを切り替えることができる。
【０１１３】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態８では、モードの切替は内部メモリ上の設定値としたが、ハードウェアのスイッチを用いても良い。また、以上の説明ではステップ＃２とステップ＃５の工程において、動作モードの判断を２回しているがステップ＃２の段階において、動作モードを完全に２系統に分けてしまっても良い。
（実施の形態９）
図１２には本発明の実施の形態９である部品実装方法のフローチャートを示す。図１２に示すフローチャートにしたがって部品を実装する装置の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様であるとする。
【０１１４】
図１２に示すように、あらかじめの事前処理として、ステップ＃１の段階に示すように、「事前基板マーク認識処理時間：Ｔ１」「事前個別マーク認識処理時間：Ｔ２」「実装時基板マーク認識処理時間：ｔ１」「実装時個別マーク認識処理時間：ｔ２」を内部演算して内部メモリ上に設定しておく。ＸＹステージ１上のプリント基板２に部品が実装されている間に、ローダ部３には次に実装されるプリント基板２が事前に搬入される。
【０１１５】
プリント基板２がローダ部３における定位置に搬入さた時点で、ステップ＃２の段階として、現在部品を実装中のプリント基板２に部品の実装が完了するまでの最短予測時間である「実装残り時間：Ｔ３」を算出する。
【０１１６】
次に、ステップ＃３の段階として、ステップ＃４の段階で事前マーク認識を行う場合と、従来のようにＸＹステージ１へプリント基板２を搬入後に基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報を認識処理する場合とを比較し、どちらがタクト的に有利であるかを、
条件式：Ｔ３＋ｔ１＋ｔ２＞Ｔ１＋Ｔ２
により判断する。
【０１１７】
上記条件式を満たす場合は、ステップ＃４の段階において事前マーク認識を行うことが有利であると判断でき、ステップ＃４の段階で事前マーク認識を実施する。すなわち、図１に示すように、撮像装置８によりプリント基板２上の２点の基板マーク５と個別マーク７またはランドとが読み取られる。
【０１１８】
次に、図２を用いて述べたようにして、それぞれの基板マーク５に対してそれぞれの個別マーク７またはランドがどのような位置にあるのかを算出し、そのときのそれぞれの個別マーク７またはランドの位置を（Ｘ１，Ｙ１）及び（Ｘ２，Ｙ２）として座標形式で表示し、制御装置の内部メモリに記憶させる。
【０１１９】
上記条件式を満たさない場合は、ステップ＃４の段階をジャンプする。図１において、ＸＹステージ１上のプリント基板２への部品の実装が終了すると、既実装状態のプリント基板２は搬出され、未実装状態のプリント基板２がＸＹステージ１に搬入される（ステップ＃５）。
【０１２０】
次に、ステップ＃６の段階として、事前マーク認識を実施したか否かにより分岐し、事前マーク認識が実施された場合は、ステップ＃７の段階として、部品実装を開始する前に、ＸＹステージ１を移動させて基板カメラ４により複数の基板マーク５が読み取られる。個別マーク７またはランドの位置はローダ部３にて事前に読み取られた（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）の値を用い部品実装位置の補正を行う。
【０１２１】
また、事前マーク認識を実施していない場合は、ステップ＃８の段階として、従来の生産方法で実施するように実装前に基板マーク５及び個別マーク７またはランドの認識を行い、この認識結果により部品の実装位置補正を行う。
【０１２２】
上記のような部品実装方法によれば、部品実装残り時間をリアルタイムで算出することにより、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの事前認識をするか否かの判断をおこなうので、実装工程ラインのその時々の状態に合った最適の方法に切り替えられ、ラインタクトを最短にすることが可能である。
【０１２３】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態９では、事前処理のＴ１、Ｔ２及びｔ１、ｔ２の値を演算にて求めているが、事前の設定データとして与えても良い。また、以上の説明ではステップ＃３とステップ＃６において、２回判断をしているがステップ＃３において、動作モードを完全に事前マーク認識処理有無の２系統に分けてしまってもよい。
【０１２４】
また、以上に説明した本発明の実施の形態１〜実施の形態９では、基板マーク５及び個別マーク７を２点としたが、３点以上の複数点でもかまわない。さらに、基板マーク５によって構成される座標系を用いたが、単純に基板マーク５からの相対位置を用いても良い。さらに、以上に説明した本発明の実施の形態５〜実施の形態９において用いた撮像装置８は、図３〜５に示すようなラインセンサやカメラやアクチュエータなどの組み合わせでも良い。
【０１２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、プリント基板が基板供給部において待機中である間に、プリント基板に設けられている基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置を検出することができ、部品実装台においてはプリント基板の基板マークのみを認識するだけで、前記相対位置の情報より個別マークの位置を割り出し、部品実装位置を補正することができる。したがって、部品実装時に部品実装台において行われる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可能である。
【０１２６】
また、プリント基板が基板供給部にて待機している間に、１軸の直動アクチュエータを作動させることにより、簡単にプリント基板の全体を撮像することができる。また、制御装置によって、基板マークと個別マークまたはランドとの位置を認識処理する範囲をあらかじめ限定しておくので、基板マークと個別マークまたはランドとの位置情報の認識処理時には、この限定された範囲についてのみ認識処理を行えば良い。これにより、効率良くプリント基板における基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置を検出することができる。したがって、これに伴う複雑な位置決め制御が不要となり、認識処理に費やす時間を短縮することが可能である。
【０１２７】
また、プリント基板が基板供給部にて待機している間に、２軸の直交アクチュエータにより、プリント基板に設けられている基板マークが存在する位置及び個別マーク又はランドが存在する位置まで撮像装置を移動させることができる。したがって、基板マークと個別マークまたはランドとの位置を部分的に認識するだけで基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置を検出できるので、プリント基板の撮像時間及び撮像した画像の処理時間の短縮が可能である。
【０１２８】
また、基板供給部に設けられているアクチュエータを作動させて、基板供給部にプリント基板を取り込みながら、プリント基板が基板供給部におけるプリント基板の待機位置に到達するまでにプリント基板の撮像をすることができる。したがって、あらためてプリント基板を撮像する必要がないので、プリント基板を撮像するのに費やす時間の短縮が可能となり、結果的には生産リードタイムの短縮が可能となる。また、上記のような部品実装方法によれば、撮像装置を移動させるために用いるアクチュエータを新たに追加する必要はなく、既設のアクチュエータを用いることができるので、安価なシステムを供給することができる。
【０１２９】
また、プリント基板における実装不要な区画に設けられているマークまたはランドの認識の作業を行う必要がないので、このマークまたはランドの撮像に費やす時間及び撮像した画像の処理時間の短縮が可能である。また、基板供給部において事前に実装不要を示すマークの撮像を行い、実装時に部品実装台に搬入されたプリント基板における実装不要マークの撮像作業を行う必要がないので、部品実装台において実装不要を示す区画におけるマークまたはランドの認識に費やす時間を無くすことができる。
【０１３０】
また、基板供給部に搬入されたプリント基板にあらかじめ設けられている方向基準を認識することによって、プリント基板の表裏及び上下の状態を判断し、作業者に対して事前にプリント基板の方向の異常を知らせることが可能である。これにより、表裏及び上下が類似する他の基板に対して、誤実装や基板破損を未然に防ぐことが可能である。
【０１３１】
また、基板供給部において事前に求められた基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データを、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相関関係を加味したうえで補正することができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【０１３２】
また、基板供給部において事前に求められた基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データに対して、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相関関係を加味したうえでの倍率の補正をすることができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【０１３３】
また、基板供給部における基板マークの認識時に求めた複数の基板マーク間の距離と、部品実装台における基板マークの認識時に求めた前記複数の基板マーク間の距離とを比較することができる。これにより、基板供給部において事前に検出された基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データに対して、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相関関係を加味したうえでの倍率の補正をすることができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【０１３４】
また、基板供給部において事前に求められた基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データを、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相関関係を加味したうえで、回転の補正をすることができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【０１３５】
また、特定の基板マークについての基板供給部における位置情報と部品実装台における位置情報とを重ね合わせ、この重ね合わせ部を中心として、他の基板マークについての基板供給部における位置情報と部品実装台における位置情報とが重なり合うように回転補正を行うことができる。したがって、基板供給部において事前に求められた基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データに対して、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相関関係を加味したうえでの回転の補正をすることができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【０１３６】
また、部品供給部において事前に基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置の検出を行うか否かを切り替えることができるので、プリント基板へ実装する部品の性質に合わせて、実装タクトを優先するか実装精度を優先するかを切り替えることができる。
【０１３７】
さらに、部品供給部にプリント基板が搬入された時点で部品実装台において現在部品実装中のプリント基板の部品の実装が完了するまでの時間Ｔ３をリアルタイムで算出することにより、部品供給部において、基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置の検出を行うか否かを判断するので、実装工程ラインのその時々の状態に合った最適の方法に切り替えられ、ラインタクトを最短にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による部品実装方法を実現する構成を示す図である。
【図２】図１におけるプリント基板の個別マークを座標表示する方法を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２による部品実装方法を実現する構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態３による部品実装方法を実現する構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態４による部品実装方法を実現する構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態５による部品実装方法に用いるプリント基板の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態５による部品実装方法の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態６による部品実装方法に用いるプリント基板の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態６による部品実装方法の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態７による部品実装方法に用いるプリント基板の前処理段階を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態８による部品実装方法の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態９による部品実装方法の動作を示すフローチャートである。
【図１３】従来の部品実装方法を実現する構成を示す図である。
【図１４】従来の部品実装方法に用いるプリント基板の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ ＸＹステージ
２ プリント基板
３ ローダ部
４ 基板カメラ
５ 基板マーク
６ 部品実装位置
７ 個別マーク
８ 撮像装置
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント基板用の部品実装機の部品実装方法及び部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電化製品の小型化に伴い、プリント基板への部品の実装は、一枚のプリント基板を複数に区分けし、区分けした各部分に個別に部品の実装を行う、いわゆる多面取り基板への部品の実装がますます多くなってきている。さらに、プリント基板に実装する部品の小型化やリード・ボールの狭ピッチ化などが進み、より精度の高い部品実装技術が要求されている。実装業界の主流は携帯電話、携帯端末などのモバイル機器であり、このような製品は需要が多く、この需要に応じて製品を市場に供給するためには、生産リードタイムの短縮が必須となり、部品実装機に対しては高生産性が要求されている。
【０００３】
以下に従来のプリント基板への部品実装方法を示す。
図１３に示すように、ＸＹステージ１があり、ＸＹステージ１上には実装対象となるプリント基板２が、位置決め状態で保持されている。ローダ部３は、ＸＹステージ１へ未実装状態のプリント基板２を搬入可能とされている。プリント基板２が位置決め状態で保持されているＸＹステージ１の上方には、プリント基板２を撮像可能な基板カメラ４が設置されている。
【０００４】
図１３及び図１４に示すように、プリント基板２の表面には、プリント基板２の位置情報を示す基板マーク５と、プリント基板２に部品を実装する部品実装位置６の情報を示す部品の個別マーク７とが設けられている。
【０００５】
上記のような構成において、部品の実装を行うためには、ローダ部３において待機させられている未実装状態のプリント基板２をローダ部３を作動させてＸＹステージ１に搬入する。
【０００６】
図１３に示すように、ＸＹステージ１に搬送されたプリント基板２は、制御装置（図示は省略）にあらかじめ教示又はデータ入力されているプリント基板２の基板マーク５の示す位置に、ＸＹステージ１によって保持される。
【０００７】
その後、ＸＹステージ１の上方に設けられている基板カメラ４によって、ＸＹステージ１上の未実装状態のプリント基板２に設けられている基板マーク５と個別マーク７または実装ランド（図示は省略）を同時に撮像し、それぞれの位置情報を読み取る。
【０００８】
基板カメラ４が撮像した基板マーク５の位置によって、プリント基板２の位置情報を認識し、このようにして得たプリント基板２の位置情報と、あらかじめ制御装置に教示又はデータ入力されているプリント基板２の位置情報とを比較する。これにより、プリント基板２の全体の傾き、ズレ、及び収縮などを算出し、ＸＹステージ１が、これらの値を補正した位置にプリント基板２を保持することができる。
【０００９】
さらに、基板カメラ４が撮像した個別マーク７または実装ランドの位置によって、プリント基板２に部品を実装する部品実装位置６の位置情報を認識し、このようにして得た部品を実装する部品実装位置６の位置情報と、あらかじめ制御装置に教示又はデータ入力されている部品を実装する部品実装位置６の位置情報とを比較する。これにより、部品を実装する部品実装位置６のズレなどを算出し、これらの値を補正したうえでプリント基板２に部品の実装を行うので、より精度の高い部品の実装が可能である。
【００１０】
通常、基板マーク５の読み取り作業は、２〜３個の基板マーク５に対して繰り返し実施される。これにより、プリント基板２の傾き、ズレ、収縮などをより精密に補正することができる。また、部品実装位置の近傍に設けられている個別マーク７を用いることにより、多面取り基板の切り欠きによって生じる誤差やＣＡＤデータと実際のプリント基板２との誤差などが補正され、より精度の高い部品の実装が可能となる。
【００１１】
このようにして、基板カメラ４によって基板マーク５及び個別マーク７を撮像し、上述したように、基板マーク５及び個別マーク７を認識することによって、プリント基板２の全体の傾きや、部品を実装する部品実装位置６のズレなどを算出し、これらの値を補正したうえで部品の実装の作業を開始する。
【００１２】
プリント基板２への部品の実装が終了すると、この既実装状態のプリント基板２はＸＹステージ１の外部へ搬出され、同時にローダ部３において待機中であった次の未実装状態のプリント基板２がＸＹステージ１に搬入される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような部品実装方法では、既実装状態のプリント基板２がＸＹステージ１から外部へ搬出されてから、ローダ部３からＸＹステージ１に搬入された未実装状態のプリント基板２へ部品の実装が開始されるまでに、基板カメラ４及びＸＹステージ１によって、基板マーク５及び個別マーク７の撮像とその位置情報の認識処理の結果によるプリント基板２の位置補正といった、未実装状態のプリント基板２の前処理の作業が何度も繰り返される。このため、基板マーク５及び個別マーク７の数が多い場合には、上記のような前処理段階に費やす時間が長くなり、必然的に部品の実装にかかるトータル時間が長くなってしまうという問題点を有していた。
【００１４】
また、多面取り基板の場合には多くの場合、別工程での不具合によって不良個所が発生してしまった場合に、部品の実装をしない部分に設けられた不良を示す印（以下バッドマークと記す）を認識するために、基板カメラ４及びＸＹステージ１によって、基板マーク５と個別マーク７の撮像及びその撮像結果によるプリント基板２の位置補正も繰り返し行われる。このため、部品実装前のプリント基板２の前処理段階に費やす時間が余計にかかってしまうという問題点も有していた。
【００１５】
さらに、モバイル機器などはその製品のデザインが頻繁に変更されることが多いので、部品の実装パターンが類似している同寸法の基板どうしでの生産の切替が多い。そのため、それに起因するミスがまれに発生する場合があるという問題点も有していた。
【００１６】
そこで本発明はこのような問題を解決し、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及び部品実装装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基板供給部から部品実装台にプリント基板が搬送され、前記部品実装台においてプリント基板に部品の実装を行うプリント基板の部品実装機において、前記部品実装台においてプリント基板に部品が実装されている間に、次に実装されるプリント基板を前記基板供給部に搬入し、前記基板供給部に対応して設けられている撮像装置により、前記基板供給部におけるプリント基板を撮像し、プリント基板に設けられている基板マークと個別マーク又はランドとの相対位置を検出し、前記基板供給部における基板マークの認識時に複数の基板マーク間の距離を求め、前記部品実装台において実装が終了したプリント基板を搬出した後、前記基板供給部において相対位置の検出が終了している未実装状態のプリント基板を前記部品実装台に搬送し、前記部品実装台に対応して設けられている基板用撮像装置により、プリント基板に設けられている基板マークを認識して、前記部品実装台における基板マークの認識時に前記複数の基板マーク間の距離を求めて、前記基板供給部における基板マークの認識時に求めた前記複数の基板マーク間の距離と、前記部品実装台における基板マークの認識時に求めた前記複数の基板マーク間の距離とを比較し、比較した基板マーク間の距離が異なる場合、この距離が合うように倍率の補正をし、倍率の補正後の基板マークの位置と前記基板供給部において検出されている相対位置の情報とを用いてプリント基板における部品実装位置を求めるものである。
【００１８】
上記のような部品実装方法によれば、プリント基板が基板供給部において待機中である間に、プリント基板に設けられている基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置を検出することができ、部品実装台においてはプリント基板の基板マークのみを認識するだけで、前記相対位置の情報より個別マークの位置を割り出し、部品実装位置を補正することができる。したがって、部品実装時に部品実装台において行われる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可能である。さらに、基板供給部において事前に求められた基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データに対して、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相間関係を加味したうえでの倍率の補正をすることができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【００３３】
上記のような部品実装方法によれば、基板供給部における基板マークの認識時に求めた複数の基板マーク間の距離と、部品実装台における基板マークの認識時に求めた前記複数の基板マーク間の距離とを比較することができる。これにより、基板供給部において事前に検出された基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データに対して、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相関関係を加味したうえでの倍率の補正をすることができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【００３７】
請求項２記載の発明は、プリント基板に部品の実装を行う部品実装台と、前記部品実装台にプリント基板を搬送する基板供給部と、前記基板供給部に対応して設けられ、かつ前記部品実装台においてプリント基板に部品が実装されている間に、前記基板供給部に搬入された未実装のプリント基板を撮像可能な撮像装置と、前記部品実装台に対応して設けられ、かつ前記部品実装台のプリント基板を撮像可能な基板用撮像装置と、前記撮像装置によって撮像されたプリント基板に設けられている基板マークと個別マーク又はランドとの相対位置を検出する相対位置検出手段と、前記基板供給部におけるマークの認識処理時に基板マーク間の距離を計測可能な第１の距離計測手段と、前記部品実装台におけるマークの認識処理時に基板マーク間の距離を計測可能な第２の距離計測手段と、これら第１及び第２の距離計測手段によって計測された基板マーク間の距離どうしを比較可能であるデータ比較手段と、前記データ比較手段により比較した結果に基いて、比較した基板マーク間の距離が異なる場合、この距離が合うように倍率の補正をする倍率補正手段と、前記相対位置検出手段によって検出された相対位置の情報及び前記倍率補正手段による倍率の補正後の基板マークの位置をもとに、前記部品実装台においてプリント基板に部品を実装する位置を決定する部品実装位置決定手段とを有するものである。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図１には本発明の実施の形態１である部品実装方法を実現する構成を示す。
【００５１】
図１において、部品実装台としてのＸＹステージ１があり、ＸＹステージ１上には実装対象となるプリント基板２が、位置決め状態で保持されている。基板供給部としてのローダ部３は、ＸＹステージ１へ未実装状態のプリント基板２を搬入可能とされている。プリント基板２が位置決め状態で保持されているＸＹステージ１の上方には、プリント基板２を撮像可能な基板用撮像装置としての基板カメラ４が設置されている（ここまでの構成は先に説明した従来技術と同様である）。また、ローダ部３の上方には、ローダ部３において待機中である未実装状態のプリント基板２の全体を撮像可能である撮像装置８が設けられている。撮像装置８が撮像可能な範囲を図１の仮想線に示す。プリント基板２は、図１３に示したものと同様のものを用いる。
【００５２】
上記のような構成において、ＸＹステージ１上において位置決め状態で保持されているプリント基板２に、部品の実装が開始される。ＸＹステージ１上においてプリント基板２に部品が実装されている間に、ローダ部３には、次に実装される未実装状態のプリント基板２が搬入される。
【００５３】
図１に示すように、未実装状態のプリント基板２がローダ部３における定位置に搬入されると、撮像装置８を作動させ、プリント基板２上の２点の基板マーク５と２点の個別マーク７またはランド（図示は省略）とを撮像し、その位置情報を読み取る。
【００５４】
それぞれの基板マーク５に対してそれぞれの個別マーク７またはランドがどの位置にあるのかを算出するために、図２の破線に示すように、プリント基板２においてＸ軸が一方の基板マーク５を通り、Ｙ軸が他方の基板マーク５を通るように仮想的なＸ−Ｙ座標を設ける。
【００５５】
図２に示すように、基板マーク５によって構成されるＸ−Ｙ座標において、それぞれの基板マーク５に対してそれぞれの個別マーク７またはランドがどのような位置にあるのかを算出し、そのときのそれぞれの個別マーク７またはランドの位置を（Ｘ１，Ｙ１）及び（Ｘ２，Ｙ２）として座標形式で表示し、制御装置の内部メモリに記憶させる。
【００５６】
ＸＹステージ１上のプリント基板２への部品の実装が終了すると、部品の実装が終了したプリント基板２はＸＹステージ１の外部へ搬出され、ローダ部３での待機中に基板マーク５及び個別マーク７の位置の読み取りが終了している未実装状態のプリント基板２がＸＹステージ１へと搬入される。
【００５７】
ＸＹステージ１に搬入されたプリント基板２に部品の実装が開始される前に、ＸＹステージ１を移動させて基板カメラ４により基板マーク５の位置のみが読み取られる。このとき、それぞれの個別マーク７またはランドの位置の値は、プリント基板２がローダ部３にて待機している間に事前に読み取られた個別マーク７またはランドの座標位置（Ｘ１，Ｙ１）及び（Ｘ２，Ｙ２）の値を用いる。したがって、それぞれの個別マーク７またはランドの位置情報を改めて読み取る必要がない。
【００５８】
このように、ＸＹステージ１においては、基板マーク５の位置情報の読み取り及び基板マーク５の位置情報の認識作業のみを行い、ローダ部３において読み取った基板マーク５の位置情報及び個別マーク７またはランドの位置情報から、ＸＹステージ１における個別マーク７の位置を割り出し、その結果からプリント基板２へ部品を実装する部品実装位置６の補正を行う。この補正作業の終了後にＸＹステージ１上のプリント基板２への部品の実装が開始される。
【００５９】
上記のような部品実装方法を用いることで、プリント基板２がローダ部３にて待機している間に、部品の個別マーク７の位置情報と基板マーク５の位置情報とを読み取り、プリント基板２がローダ部３からＸＹステージ１に搬入される前に、基板マーク５と個別マーク７との位置関係を制御装置に認識させることができる。したがって、部品実装時のプリント基板２の前処理段階に費やす時間を大幅に短縮することが可能となる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を以下で説明する。なお、実施の形態２において用いるプリント基板は実施の形態１において用いたプリント基板と同様である。
【００６０】
図１に示したような、本発明の実施の形態１における撮像装置８に代えて、駆動手段が付加されている一次元ラインセンサを用いたものを図３に示す。
図３に示すように、一方向についてのみ読み取り可能である一次元ラインセンサ９が、プリント基板２がローダ部３に搬入される方向に垂直な方向について読み取り可能なように設られている。図３における仮想線は一次元ラインセンサ９が読み取り可能な範囲を示している。この一次元ラインセンサ９には、駆動手段としてのアクチュエータ、例えば空圧シリンダ１０が設けられている。一次元ラインセンサ９は、空圧シリンダ１０を作動させることによって、読み取り可能な方向に対して垂直な方向に移動可能である。一次元ラインセンサ９及び空圧シリンダ１０以外の部分の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様である。
【００６１】
上記のような構成において、ＸＹステージ１上において位置決め状態で保持されているプリント基板２に、部品の実装が開始される。ＸＹステージ１上においてプリント基板２に部品が実装されている間に、ローダ部３には、次に実装される未実装状態のプリント基板２が搬入される。
【００６２】
プリント基板２がローダ部３の定位置に搬入されると、空圧シリンダ１０を作動させ、一次元ラインセンサ９を移動させながら画像入力させる。これにより、プリント基板２を二次元で撮像する。
【００６３】
制御装置には、あらかじめプリント基板２における基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報が教示又はデータ入力されており、制御装置に事前に入力されている基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報から、一次元ラインセンサ９によって基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報を認識処理する範囲を限定する。限定した範囲内において、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報を認識する。
【００６４】
その後は、図１を用いて述べた本発明の実施の形態１と同様にして、プリント基板２への部品の実装を開始する。
上記のような部品実装方法を用いることで、プリント基板２がローダ部３にて待機している間に、部品の個別マーク７またはランドの位置情報と基板マーク５の位置情報とを読み取り、プリント基板２がローダ部３からＸＹステージ１に搬入される前に、基板マーク５と個別マーク７またはランドとの位置関係を制御装置に認識させることができる。また、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報の認識処理時に、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置を認識処理する範囲をあらかじめ限定しておくので、認識処理に費やす時間を短縮することが可能となる。
【００６５】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態２では、アクチュエータとしては空圧シリンダを用いたが、他にもサーボモータ、パルスモータ、インダクションモータなどの駆動源を用いるものでも良い。また、上記アクチュエータには、リニアスケールやロータリーエンコーダ等が設けられ、正確に位置情報の認識を行うことができる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３を以下で説明する。なお、実施の形態３において用いるプリント基板は実施の形態１において用いたプリント基板と同様である。
【００６６】
図１に示したような、本発明の実施の形態１における撮像装置８に代えて、二次元移動可能な駆動手段が付加されている二次元カメラを用いたものを図４に示す。
【００６７】
図４に示すように、二次元カメラ１１がプリント基板２を撮像可能なように設られている。図４における仮想線は二次元カメラ１１が撮像可能な範囲を示している。この二次元カメラ１１には、二次元移動可能な駆動手段としてＸＹロボット１２が設けられている。二次元カメラ１１は、ＸＹロボット１２を作動させることによって、二次元移動が可能である。二次元カメラ１１及びＸＹロボット１２以外の部分の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様である。
【００６８】
上記のような構成において、ＸＹステージ１上において位置決め状態で保持されているプリント基板２に、部品の実装が開始される。ＸＹステージ１上においてプリント基板２に部品が実装されている間に、ローダ部３には、次に実装される未実装状態のプリント基板２が搬入される。
【００６９】
プリント基板２がローダ部３の定位置に搬入されると、制御装置に事前に入力された基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報によってＸＹロボット１２を作動させ、二次元カメラ１１を位置決めし、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置の撮像を行う。ＸＹロボット１２の位置データと基板マーク５及び個別マーク７またはランドの認識結果とから、プリント基板２上の２点の基板マーク５及び２点の個別マーク７またはランドの位置を読み取る。
【００７０】
その後は、図１を用いて述べた本発明の実施の形態１と同様にして、プリント基板２への部品の実装を開始する。
上記のような部品実装方法を用いることで、プリント基板２がローダ部３にて待機している間に、部品の個別マーク７またはランドの位置情報と基板マーク５の位置情報とを読み取り、プリント基板２がＸＹステージ１に搬入される前に、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの相対的な位置関係を制御装置に認識させることができる。また、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置を部分的に撮像するだけで基板マーク５及び個別マーク７またはランドの相対位置を検出できる。このように、部分的にプリント基板２を撮像するだけで、容易に基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置検出ができるので、画像の取り込み時間及び画像の処理時間の短縮が可能である。
【００７１】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態３では、ＸＹロボット１２の駆動源としては、サーボモータ、空圧シリンダ、パルスモータ、インダクションモータなど、座標の位置決めが可能なものであれば良い。また、上記駆動源には、リニアスケールやロータリーエンコーダ等が設けられ、正確に位置情報の認識を行うことができる。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４を以下で説明する。なお、実施の形態４において用いるプリント基板は実施の形態１において用いたプリント基板と同様である。
【００７２】
図１に示したような、本発明の実施の形態１における撮像装置８に代えて、一次元ラインセンサ９を用いたものを図５に示す。
図５に示すように、一方向について読み取り可能である一次元ラインセンサ９が、プリント基板２がローダ部３に搬入される方向に垂直な方向について読み取り可能な位置に、かつローダ部３に搬入されている最中のプリント基板２の読み取りが可能な位置に固定された状態で設けられている。図５における仮想線は一次元ラインセンサ９が読み取り可能な範囲を示している。ローダ部３には、ローダ部３のベルト１３の送り量を制御するためのサーボモータ１４が設けられている。一次元ラインセンサ９及びサーボモータ１４以外の部分の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様である。
【００７３】
上記のような構成において、ＸＹステージ１上において位置決め状態で保持されているプリント基板２に、部品の実装が開始される。ＸＹステージ１上においてプリント基板２に部品が実装されている間に、次に実装される未実装状態のプリント基板２がローダ部３に搬入される。このとき、サーボモータ１４によってベルト１３の送り量が一定に制御されるので、ローダ部３に搬入されるプリント基板２の送り量も一定に制御される。また、上記の、送り量を制御するためのものには、リニアスケールやロータリーエンコーダ等が設けられ、正確に位置情報の認識を行うことができる。
【００７４】
サーボモータ１４を作動させ、ローダ部３へのプリント基板２の搬入が開始される。一次元ラインセンサ９によって搬入中のプリント基板２を撮像することで、プリント基板２を二次元で撮像する。これにより、プリント基板２の二次元走査画像を制御装置に取り込み、事前に制御装置に入力された基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報などから、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置の認識処理エリアを限定し、プリント基板２上の基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置を読み取る。
【００７５】
その後は、図１を用いて述べた本発明の実施の形態１と同様にして、プリント基板２への部品の実装を開始する。
上記のような部品実装方法を用いることで、プリント基板２がローダ部３に搬入されている間に、部品の個別マーク７またはランドの位置情報と基板マーク５の位置情報とを読み取り、プリント基板２がＸＹステージ１に搬入される前に、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの相対的な位置関係を制御装置に認識させることができる。また、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置の認識処理する範囲をあらかじめ限定したうえで、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置の認識を行うので、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置の認識処理時間の短縮が可能である。さらに、上記のような実施の形態であれば、新たに空圧シリンダなどのアクチュエータを追加する必要はなく、既設のアクチュエータを用いることができるので、安価なシステムを供給することができ、かつプリント基板２がローダ部３の待機位置に停止するまでに画像取り込みを完了するので、画像取り込み時間の短縮が可能となり、結果的には生産リードタイムの短縮が可能となる。
【００７６】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態４では、ローダ部３の送り機構をベルト１３としたが、アームなどの軸送りなどでも良い。また、ベルト１３の送り量制御をするものとしてサーボモータ１４を用いたが、空圧シリンダやパルスモータやインダクションモータなどでもベルト１３の送り量制御が可能なものであれば良い。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５を以下で説明する。
【００７７】
図７には本発明の実施の形態５である部品実装方法のフローチャートを示す。
図７に示すフローチャートにしたがって部品を実装する装置の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様であるとする。また、図６には、実施の形態５に用いるプリント基板２の構成例を示す。
【００７８】
図６に示すようなプリント基板２の場合、部品の実装が行われる部分は大きく分けて４つの部分に分けられている。このように分けられている各部分をパターンと呼び、各パターンの右下の位置１５には、それぞれのパターンの番号である１〜４の数字が印されている。さらに、このプリント基板２の下部中央付近には、部品の実装をしないパターンを示す印であるバッドマーク１６が設けられている。図６に示すプリント基板２の場合、別工程での不具合によってパターン３が不良個所となっている。なお、図６に示すように、このプリント基板２においても基板マーク５及び個別マーク７が設けられている。
【００７９】
本発明を適用して、このようなプリント基板２に対して部品の実装を行う方法を以下で説明する。
図１に示すように、ＸＹステージ１上のプリント基板２が実装されている間に、ローダ部３には次に実装されるプリント基板２が事前に搬入される。プリント基板２がローダ部３の定位置に搬入されると、図７に示すように、フローチャートのステップ＃１の段階として、撮像装置８によりプリント基板２上の２点の基板マーク５及びバッドマーク１６が読み取られる。このとき、あらかじめ入力されているデータから総パターン数であるｍａｘ、このプリント基板２の場合、総パターンの数は４であるからｍａｘ＝４を決定する。その後、ステップ＃２の段階として、カウンタ（図示は省略）の初期設定を行う。ｎはパターンの番号を示すものとする。
【００８０】
次に、ステップ＃３の段階として、今回の工程に該当するパターンｎについてバッドマーク１６が印されているかを、ステップ＃１におけるバッドマーク１６の読み取り結果と照合する。
【００８１】
ステップ＃３において、バッドマーク１６が印されていないパターンｎ、すなわち実装対象となるパターンｎに対しては、ステップ＃４の段階として、個別マーク７またはランドの位置情報が読み取られる。
【００８２】
ステップ＃４において個別マーク７またはランドの位置の読み取りが行われると、次のステップ＃５へと進む。ステップ＃５の段階として、パターンｎが不等式：ｎ＜ｍａｘを満たす場合、ステップ＃６に進み、満たさない場合、すなわちｎ＝ｍａｘとなった場合、ローダ部３におけるプリント基板２の事前マーク認識処理の作業は終了する。
【００８３】
ステップ＃６の段階として、パターンの番号であるｎをｎ＝ｎ＋１とし、事前マーク認識処理の作業が終了するまで、ステップ＃３以降の作業を繰り返し行う。
【００８４】
また、ステップ＃３において、パターンｎについてバッドマーク１６が印されているパターンｎ、すなわち実装対象とならないパターンｎは、ステップ＃４をジャンプしてステップ＃５へ進み、上記したようなステップ＃５以降の作業を行う。
【００８５】
その後は、図１を用いて述べた本発明の実施の形態１と同様にして、プリント基板２への部品の実装を開始する。
上記のような部品実装方法によれば、プリント基板２の各パターンにおける実装不要な部分に対して、個別マーク７またはランドなどの認識の作業、すなわち個別マーク７またはランドの撮像、位置情報の認識及び位置情報の認識結果による補正量の算出などの作業を行わないので、画像の取り込み時間及び画像の処理時間の短縮が可能である。また、ローダ部３において事前にバッドマーク１６の読み取り作業を行うので、実装時におけるバッドマーク１６の処理時間を省略することができる。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６を以下で説明する。
【００８６】
図９には本発明の実施の形態６である部品実装方法のフローチャートを示す。
図９に示すフローチャートにしたがって部品を実装する装置の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様であるとする。また、図８には、実施の形態６に用いるプリント基板２の構成例を示す。
【００８７】
図８に示すように、プリント基板２の表裏両面の上下２ヶ所（裏面の図示は省略）には、プリント基板２の上下を示す印である方向マーク１７が印されている。この方向マーク１７は、プリント基板２が表面上下方向正規の状態であればＡの位置にマークされ、表面で上下が逆の状態であればＢの位置にマークされている。また、裏面上下方向正規の状態であればＣの位置にマークされ、裏面で上下逆の状態であればＤの位置にマークされているものとする。
【００８８】
本発明を適用して、このようなプリント基板２に対して部品の実装を行う方法を以下で説明する。
図１に示すように、ＸＹステージ１上のプリント基板２が実装されている間に、ローダ部３には次に実装されるプリント基板２が事前に搬入される。プリント基板２がローダ部３の定位置に搬入されると、図９に示すように、フローチャートのステップ＃１の段階として、撮像装置８によりプリント基板２上の２点の基板マーク５及び方向マーク１７が読み取られる。読み取りが行われる位置は、図８ではプリント基板２の下部右側の部分である。
【００８９】
その後、ステップ＃２の段階として、ステップ＃１において読み取った方向マーク１７によって判断を行う。ステップ＃２において、方向マーク１７の位置がＣまたはＤの位置に印されている場合、ステップ＃３の段階として、プリント基板２が裏面であることを表示機（図示は省略）に表示し、ステップ＃４の段階として、作業者に対して反転作業を促す。その後、作業者によってプリント基板２が表面上下方向正規の状態に直されると、ステップ＃５の段階として、個別マーク７またはランドの位置情報の読み取り作業を行う。
【００９０】
また、ステップ＃２において方向マーク１７の位置がＢの位置に印されている場合は、プリント基板２は表面で上下が逆の状態であるが、ステップ＃６の段階として、個別マーク７またはランドまたはランドの位置情報が読み取られる。
【００９１】
その後、プリント基板２の正規の状態は、現在の状態を１８０°回転させた状態であることから、ステップ＃７の段階として、ステップ＃６の段階で読み取った個別マーク７またはランドの位置データの座標を１８０°回転させる反転処理を行う。
【００９２】
次に、ステップ＃８の段階として、プリント基板２が上下逆の状態であることを表示機に表示し、ステップ９の段階として、作業者に対して反転作業を促す。
さらに、ステップ＃２において方向マーク１７の位置がＡの位置に印されている場合は、プリント基板２の状態は、表面上下方向正規の状態であるので、ステップ＃１０の段階として、個別マーク７またはランドの位置情報の読み取り作業のみ行う。
【００９３】
その後は、図１を用いて述べた本発明の実施の形態１と同様にして、プリント基板２への部品の実装を開始する。
上記のような部品実装方法によれば、プリント基板２の表裏及び上下の状態を判断し、作業者に対して事前にプリント基板２の状態の異常を知らせることが可能である。これにより、表裏及び上下が類似する他の基板に対して、誤実装や基板破損を未然に防ぐことが可能である。
【００９４】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態６では、方向マーク１７を４ｂｉｔのマークとしたが、表裏及び上下を判別できるものであれば、２ｂｉｔ以上のマークの他、ランドパターンなどの基板上の特徴点を用いても良い。
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７を以下で説明する。
【００９５】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は本発明の実施の形態７である部品実装方法の工程を示したものである。部品を実装する装置の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様であるとする。
【００９６】
実施の形態１と同様に、ＸＹステージ１上のプリント基板２が実装されている間に、ローダ部３には、図１０（ａ）に示すような、次に実装されるプリント基板２が事前に搬入される。ローダ部３の定位置に搬入されたプリント基板２は、撮像装置８によりプリント基板２上の２点の基板マーク５及び２点の個別マーク７またはランドの位置データが読み取られる。
【００９７】
次に、図１０（ａ）に示すように、２点の基板マーク５によって構成される座標系における個別マーク７またはランドの位置（Ｐ１，Ｑ１）と（Ｐ２，Ｑ２）とを算出して制御装置の内部メモリに記憶する。
【００９８】
ＸＹステージ１上のプリント基板２に部品の実装が終了すると、既実装状態のプリント基板２が搬出され、ローダ部３にあった未実装状態のプリント基板２がＸＹステージ１へと搬入される。
【００９９】
ＸＹステージ１に搬入されたプリント基板２に部品の実装を開始する前に、ＸＹステージ１を移動させて、基板カメラ４により、図１０（ｂ）に示すように、２点の基板マーク５の位置データが読み取られる。
【０１００】
次に、先にローダ部３において読み取られた２つの基板マーク５間の距離ｄ１と、ＸＹステージ１において読み取られた２つの基板マーク５間の距離ｄ２とを比較し、その倍率の補正を行う。図１０（ｃ）には、倍率補正が終了した、ローダ部３において読み取られた位置データ１８及びＸＹステージ１において読み取られた位置データ１９を示す。なお、位置データ１８は基板マーク５の位置データ１８ａ及び個別マーク７またはランドの位置データ１８ｂを含み、位置データ１９は基板マーク５の位置データ１９ａを含む。
【０１０１】
次に、図１０（ｃ）に示すように、倍率補正が終了した、ローダ部３において読み取られた位置データ１８における一方の基板マーク５の位置データ１８ａと、ＸＹステージ１において読み取られた位置データ１９における一方の基板マーク５の位置データ１９ａとを重ねあわせる。
【０１０２】
次に、この２つの位置データ１８ａ及び１９ａを合わせた位置を回転の中心として、位置データ１８における他方の基板マーク５の位置データ１８ａを回転補正し、位置データ１９における他方の基板マーク５の位置データ１９ａに重ねあわせる。
【０１０３】
このとき、ローダ部３において読み取られた位置データ１８における２つの個別マーク７またはランドについては、ローダ部３にて事前に読み取られた位置データ１８ｂつまり（Ｐ１，Ｑ１）、（Ｐ２，Ｑ２）の値に、上記の回転補正が施される。これによって得られた値を用いて部品実装位置の補正を行う。
【０１０４】
上記のような部品実装方法によれば、事前に計測された基板マーク５の位置と個別マーク７またはランドの位置との相対位置データについて、実装動作時に影響する基板カメラ４とＸＹステージ１との相関関係を加味した補正が行えるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【０１０５】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態７では、例として認識画像の倍率の補正と座標の回転補正とに補正順序を分けたが、事前マーク認識の位置を実装時の基板マーク認識結果にあわせることができれば、ベクトル演算により同時に行っても良い。
（実施の形態８）
図１１には本発明の実施の形態８である部品実装方法のフローチャートを示す。図１１に示すフローチャートにしたがって部品を実装する装置の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様であるとする。
【０１０６】
図１１に示すように、あらかじめ設定条件として、ステップ＃１の段階として、「タクト優先」か「精度優先」かを内部メモリに設定しておく。そのモード設定に従って、次のステップ＃２において動作モードを切り替える。タクト優先の場合はステップ＃３に示したように事前マーク認識として以下の動作を行う。
【０１０７】
図１に示すように、ＸＹステージ１上のプリント基板２に部品の実装がされている間に、ローダ部３には次に実装されるプリント基板２が事前に搬入される。
プリント基板２がローダ部３における定位置に搬入されると、撮像装置８によりプリント基板２上の２点の基板マーク５と個別マーク７またはランドが読み取られる。
【０１０８】
次に、図２を用いて述べたようにして、それぞれの基板マーク５に対してそれぞれの個別マーク７またはランドがどのような位置にあるのかを算出し、そのときのそれぞれの個別マーク７またはランドの位置を（Ｘ１，Ｙ１）及び（Ｘ２，Ｙ２）として座標形式で表示し、制御装置の内部メモリに記憶させる。
【０１０９】
図１１に示すように、精度優先のモードの場合は、上記のステップ＃３の段階である事前マーク認識の動作をジャンプする。
その後、ステップ＃４の段階として、ＸＹステージ１上のプリント基板２の実装が終了すると、既実装状態のプリント基板２が搬出され、ローダ部３にあった未実装状態のプリント基板２がＸＹステージ１に搬入される。
【０１１０】
ここでステップ＃５の段階として、再度モードによる分岐が行われ、タクト優先の場合はステップ＃６の段階として、部品の実装を開始する前に、ＸＹステージ１を移動させて基板カメラ４により複数の基板マーク５が読み取られる。個別マーク７またはランドの位置はローダ部３にて事前に読み取られた（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）の値を用い部品実装位置の補正を行う。
【０１１１】
また、精度優先の場合はステップ＃７の段階として、従来の生産方法で実施するように実装前に基板マーク５及び個別マーク７またはランドの認識を行い、この認識結果により部品の実装位置補正を行う。
【０１１２】
上記のような部品実装方法によれば、基板マーク５の読み込みを事前に行うか否かを切り替えることができるので、プリント基板２への実装部品の性質に合わせて、タクト重視か精度重視かを切り替えることができる。
【０１１３】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態８では、モードの切替は内部メモリ上の設定値としたが、ハードウェアのスイッチを用いても良い。また、以上の説明ではステップ＃２とステップ＃５の工程において、動作モードの判断を２回しているがステップ＃２の段階において、動作モードを完全に２系統に分けてしまっても良い。
（実施の形態９）
図１２には本発明の実施の形態９である部品実装方法のフローチャートを示す。図１２に示すフローチャートにしたがって部品を実装する装置の構成は、図１に示したような、本発明の実施の形態１と同様であるとする。
【０１１４】
図１２に示すように、あらかじめの事前処理として、ステップ＃１の段階に示すように、「事前基板マーク認識処理時間：Ｔ１」「事前個別マーク認識処理時間：Ｔ２」「実装時基板マーク認識処理時間：ｔ１」「実装時個別マーク認識処理時間：ｔ２」を内部演算して内部メモリ上に設定しておく。ＸＹステージ１上のプリント基板２に部品が実装されている間に、ローダ部３には次に実装されるプリント基板２が事前に搬入される。
【０１１５】
プリント基板２がローダ部３における定位置に搬入さた時点で、ステップ＃２の段階として、現在部品を実装中のプリント基板２に部品の実装が完了するまでの最短予測時間である「実装残り時間：Ｔ３」を算出する。
【０１１６】
次に、ステップ＃３の段階として、ステップ＃４の段階で事前マーク認識を行う場合と、従来のようにＸＹステージ１へプリント基板２を搬入後に基板マーク５及び個別マーク７またはランドの位置情報を認識処理する場合とを比較し、どちらがタクト的に有利であるかを、
条件式：Ｔ３＋ｔ１＋ｔ２＞Ｔ１＋Ｔ２
により判断する。
【０１１７】
上記条件式を満たす場合は、ステップ＃４の段階において事前マーク認識を行うことが有利であると判断でき、ステップ＃４の段階で事前マーク認識を実施する。すなわち、図１に示すように、撮像装置８によりプリント基板２上の２点の基板マーク５と個別マーク７またはランドとが読み取られる。
【０１１８】
次に、図２を用いて述べたようにして、それぞれの基板マーク５に対してそれぞれの個別マーク７またはランドがどのような位置にあるのかを算出し、そのときのそれぞれの個別マーク７またはランドの位置を（Ｘ１，Ｙ１）及び（Ｘ２，Ｙ２）として座標形式で表示し、制御装置の内部メモリに記憶させる。
【０１１９】
上記条件式を満たさない場合は、ステップ＃４の段階をジャンプする。図１において、ＸＹステージ１上のプリント基板２への部品の実装が終了すると、既実装状態のプリント基板２は搬出され、未実装状態のプリント基板２がＸＹステージ１に搬入される（ステップ＃５）。
【０１２０】
次に、ステップ＃６の段階として、事前マーク認識を実施したか否かにより分岐し、事前マーク認識が実施された場合は、ステップ＃７の段階として、部品実装を開始する前に、ＸＹステージ１を移動させて基板カメラ４により複数の基板マーク５が読み取られる。個別マーク７またはランドの位置はローダ部３にて事前に読み取られた（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）の値を用い部品実装位置の補正を行う。
【０１２１】
また、事前マーク認識を実施していない場合は、ステップ＃８の段階として、従来の生産方法で実施するように実装前に基板マーク５及び個別マーク７またはランドの認識を行い、この認識結果により部品の実装位置補正を行う。
【０１２２】
上記のような部品実装方法によれば、部品実装残り時間をリアルタイムで算出することにより、基板マーク５及び個別マーク７またはランドの事前認識をするか否かの判断をおこなうので、実装工程ラインのその時々の状態に合った最適の方法に切り替えられ、ラインタクトを最短にすることが可能である。
【０１２３】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態９では、事前処理のＴ１、Ｔ２及びｔ１、ｔ２の値を演算にて求めているが、事前の設定データとして与えても良い。また、以上の説明ではステップ＃３とステップ＃６において、２回判断をしているがステップ＃３において、動作モードを完全に事前マーク認識処理有無の２系統に分けてしまってもよい。
【０１２４】
また、以上に説明した本発明の実施の形態１〜実施の形態９では、基板マーク５及び個別マーク７を２点としたが、３点以上の複数点でもかまわない。さらに、基板マーク５によって構成される座標系を用いたが、単純に基板マーク５からの相対位置を用いても良い。さらに、以上に説明した本発明の実施の形態５〜実施の形態９において用いた撮像装置８は、図３〜５に示すようなラインセンサやカメラやアクチュエータなどの組み合わせでも良い。
【０１２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、プリント基板が基板供給部において待機中である間に、プリント基板に設けられている基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置を検出することができ、部品実装台においてはプリント基板の基板マークのみを認識するだけで、前記相対位置の情報より個別マークの位置を割り出し、部品実装位置を補正することができる。したがって、部品実装時に部品実装台において行われる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可能である。
【０１２６】
また、プリント基板が基板供給部にて待機している間に、１軸の直動アクチュエータを作動させることにより、簡単にプリント基板の全体を撮像することができる。また、制御装置によって、基板マークと個別マークまたはランドとの位置を認識処理する範囲をあらかじめ限定しておくので、基板マークと個別マークまたはランドとの位置情報の認識処理時には、この限定された範囲についてのみ認識処理を行えば良い。これにより、効率良くプリント基板における基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置を検出することができる。したがって、これに伴う複雑な位置決め制御が不要となり、認識処理に費やす時間を短縮することが可能である。
【０１２７】
また、プリント基板が基板供給部にて待機している間に、２軸の直交アクチュエータにより、プリント基板に設けられている基板マークが存在する位置及び個別マーク又はランドが存在する位置まで撮像装置を移動させることができる。したがって、基板マークと個別マークまたはランドとの位置を部分的に認識するだけで基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置を検出できるので、プリント基板の撮像時間及び撮像した画像の処理時間の短縮が可能である。
【０１２８】
また、基板供給部に設けられているアクチュエータを作動させて、基板供給部にプリント基板を取り込みながら、プリント基板が基板供給部におけるプリント基板の待機位置に到達するまでにプリント基板の撮像をすることができる。したがって、あらためてプリント基板を撮像する必要がないので、プリント基板を撮像するのに費やす時間の短縮が可能となり、結果的には生産リードタイムの短縮が可能となる。また、上記のような部品実装方法によれば、撮像装置を移動させるために用いるアクチュエータを新たに追加する必要はなく、既設のアクチュエータを用いることができるので、安価なシステムを供給することができる。
【０１２９】
また、プリント基板における実装不要な区画に設けられているマークまたはランドの認識の作業を行う必要がないので、このマークまたはランドの撮像に費やす時間及び撮像した画像の処理時間の短縮が可能である。また、基板供給部において事前に実装不要を示すマークの撮像を行い、実装時に部品実装台に搬入されたプリント基板における実装不要マークの撮像作業を行う必要がないので、部品実装台において実装不要を示す区画におけるマークまたはランドの認識に費やす時間を無くすことができる。
【０１３０】
また、基板供給部に搬入されたプリント基板にあらかじめ設けられている方向基準を認識することによって、プリント基板の表裏及び上下の状態を判断し、作業者に対して事前にプリント基板の方向の異常を知らせることが可能である。これにより、表裏及び上下が類似する他の基板に対して、誤実装や基板破損を未然に防ぐことが可能である。
【０１３１】
また、基板供給部において事前に求められた基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データを、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相関関係を加味したうえで補正することができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【０１３２】
また、基板供給部において事前に求められた基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データに対して、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相関関係を加味したうえでの倍率の補正をすることができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【０１３３】
また、基板供給部における基板マークの認識時に求めた複数の基板マーク間の距離と、部品実装台における基板マークの認識時に求めた前記複数の基板マーク間の距離とを比較することができる。これにより、基板供給部において事前に検出された基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データに対して、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相関関係を加味したうえでの倍率の補正をすることができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【０１３４】
また、基板供給部において事前に求められた基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データを、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相関関係を加味したうえで、回転の補正をすることができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【０１３５】
また、特定の基板マークについての基板供給部における位置情報と部品実装台における位置情報とを重ね合わせ、この重ね合わせ部を中心として、他の基板マークについての基板供給部における位置情報と部品実装台における位置情報とが重なり合うように回転補正を行うことができる。したがって、基板供給部において事前に求められた基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置データに対して、実装動作時に影響する基板用撮像装置と部品実装台との相関関係を加味したうえでの回転の補正をすることができるので、部品実装位置の補正精度を向上することが可能である。
【０１３６】
また、部品供給部において事前に基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置の検出を行うか否かを切り替えることができるので、プリント基板へ実装する部品の性質に合わせて、実装タクトを優先するか実装精度を優先するかを切り替えることができる。
【０１３７】
さらに、部品供給部にプリント基板が搬入された時点で部品実装台において現在部品実装中のプリント基板の部品の実装が完了するまでの時間Ｔ３をリアルタイムで算出することにより、部品供給部において、基板マークと個別マークまたはランドとの相対位置の検出を行うか否かを判断するので、実装工程ラインのその時々の状態に合った最適の方法に切り替えられ、ラインタクトを最短にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による部品実装方法を実現する構成を示す図である。
【図２】図１におけるプリント基板の個別マークを座標表示する方法を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２による部品実装方法を実現する構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態３による部品実装方法を実現する構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態４による部品実装方法を実現する構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態５による部品実装方法に用いるプリント基板の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態５による部品実装方法の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態６による部品実装方法に用いるプリント基板の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態６による部品実装方法の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態７による部品実装方法に用いるプリント基板の前処理段階を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態８による部品実装方法の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態９による部品実装方法の動作を示すフローチャートである。
【図１３】従来の部品実装方法を実現する構成を示す図である。
【図１４】従来の部品実装方法に用いるプリント基板の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ ＸＹステージ
２ プリント基板
３ ローダ部
４ 基板カメラ
５ 基板マーク
６ 部品実装位置
７ 個別マーク
８ 撮像装置
Claims (2)
- 基板供給部から部品実装台にプリント基板が搬送され、前記部品実装台においてプリント基板に部品の実装を行うプリント基板の部品実装機において、前記部品実装台においてプリント基板に部品が実装されている間に、次に実装されるプリント基板を前記基板供給部に搬入し、前記基板供給部に対応して設けられている撮像装置により、前記基板供給部におけるプリント基板を撮像し、プリント基板に設けられている基板マークと個別マーク又はランドとの相対位置を検出し、前記基板供給部における基板マークの認識時に複数の基板マーク間の距離を求め、前記部品実装台において実装が終了したプリント基板を搬出した後、前記基板供給部において相対位置の検出が終了している未実装状態のプリント基板を前記部品実装台に搬送し、前記部品実装台に対応して設けられている基板用撮像装置により、プリント基板に設けられている基板マークを認識して、前記部品実装台における基板マークの認識時に前記複数の基板マーク間の距離を求めて、前記基板供給部における基板マークの認識時に求めた前記複数の基板マーク間の距離と、前記部品実装台における基板マークの認識時に求めた前記複数の基板マーク間の距離とを比較し、比較した基板マーク間の距離が異なる場合、この距離が合うように倍率の補正をし、倍率の補正後の基板マークの位置と前記基板供給部において検出されている相対位置の情報とを用いてプリント基板における部品実装位置を求めることを特徴とする部品実装方法。
- プリント基板に部品の実装を行う部品実装台と、前記部品実装台にプリント基板を搬送する基板供給部と、前記基板供給部に対応して設けられ、かつ前記部品実装台においてプリント基板に部品が実装されている間に、前記基板供給部に搬入された未実装のプリント基板を撮像可能な撮像装置と、前記部品実装台に対応して設けられ、かつ前記部品実装台のプリント基板を撮像可能な基板用撮像装置と、前記撮像装置によって撮像されたプリント基板に設けられている基板マークと個別マーク又はランドとの相対位置を検出する相対位置検出手段と、前記基板供給部におけるマークの認識処理時に基板マーク間の距離を計測可能な第１の距離計測手段と、前記部品実装台におけるマークの認識処理時に基板マーク間の距離を計測可能な第２の距離計測手段と、これら第１及び第２の距離計測手段によって計測された基板マーク間の距離どうしを比較可能であるデータ比較手段と、前記データ比較手段により比較した結果に基いて、比較した基板マーク間の距離が異なる場合、この距離が合うように倍率の補正をする倍率補正手段と、前記相対位置検出手段によって検出された相対位置の情報及び前記倍率補正手段による倍率の補正後の基板マークの位置をもとに、前記部品実装台においてプリント基板に部品を実装する位置を決定する部品実装位置決定手段とを有することを特徴とする部品実装装置。
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