JP4562275B2 - Electrical component mounting system and accuracy inspection method thereof - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気部品（電子部品を含む）をプリント配線板等の回路基材に装着する電気部品装着システムの装着精度に関連する部分の検査に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気部品のリード線間隔の短縮や、装着密度の向上などの要求を満たすために、電気部品の装着精度の向上が強く求められている。装着精度を向上させるために、部品保持具，その部品保持具に保持された電気部品を撮像する撮像装置，電気部品が装着される回路基材の基準マークを撮像する撮像装置等、電気部品装着システムの装着精度に関連する部分のいずれか１つに対する他の相対位置ずれを取得し、それら相対位置ずれに基づいて電気部品装着システムの装着作業を制御することが既に行われている。従来の精度検査方法の１つにおいては、電気部品装着システムの製造時および整備時に、特別な検査装置を用いて前述の相対位置ずれが取得され調整が行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および発明の効果】
しかし、相対位置ずれの検出に特別な検査装置を必要とし、例えば、電気部品装着システムのユーザが簡易に検査を行うことはできなかった。
また、相対位置ずれは、気温の変化や、サーボモータの発熱，ボールねじ摩擦による温度上昇等に伴い、装着装置全体に変形が生じればその都度変化し、さらに、システム構成部品の摩耗や変形によっても変化する。したがって、装着精度を向上させるためには、相対位置ずれを頻繁に検出して、その変化に対応しなければならない。それに対し、従来の精度検査方法や装置においては、相対位置ずれの検出誤差を排除するために、相対位置ずれを複数回（理想的には数十回）検出して平均値を取得していたので、相対位置ずれの検出を頻繁に行うことができず、相対位置ずれの変化に十分に対応することが困難であった。
さらに、従来の精度検査においては、取得された装着精度に関連する固有値が絶対視されていた。上記のように、一時期に同じ固有値の検出を複数回行い、それらの平均値を真の固有値であるとすることは行われていたが、一旦真の固有値とされた値は、次に精度検査が行われるまでは、不変の値として使用されていたのである。しかし、実際には上記のように固有値の多くは装着作業の進行に伴い、あるいはシステムの使用量の累積に伴い変化する。
【０００４】
本発明は、以上の事情を背景とし、電気部品装着システムの装着精度に関連する部分の精度検査を改良すること、さらに具体的には、相対位置ずれ等、装着精度に関連する固有値を、簡易に、あるいは装着作業の進行やシステム使用量の累積に伴う変化に追従可能に検出できるようにすることを課題として為されたものであり、本発明によって、電気部品を保持する部品保持具と、周回する一対のベルトとそれらベルトを案内する一対のガイドレールとを備えて前記回路基材を搬送する基材コンベヤと、その基材コンベヤにより部品装着位置に搬送された回路基材を支持する基材支持装置と、前記部品保持具に保持された電気部品の少なくとも一部を撮像する第１撮像装置と、前記基材支持装置に支持された回路基材の少なくとも一部を撮像する第２撮像装置とを含み、電気部品を回路基材に装着する電気部品装着システムの装着精度に関連する部分の精度を検査する方法であって、前記ガイドレールの上面の少なくとも１か所であって前記回路基材と干渉しない部分に載置部を設け、その載置部から前記部品保持具に検査用チップを保持させ、その検査用チップを保持した部品保持具を複数の回転位置へ回転させ、各回転位置において検査用チップの少なくとも一部をそれぞれ前記第１撮像装置により撮像した後、その部品保持具にその検査用チップを前記載置部に載置させ、載置された検査用チップの少なくとも一部を前記第２撮像装置により撮像し、前記複数の回転位置の各々において前記第１撮像装置により撮像された検査用チップの複数の像に基づいて前記部品保持具，前記検査用チップおよび前記第１撮像装置の相対位置ずれである第１相対位置ずれを取得するとともに、前記第２撮像装置による前記検査用チップの撮像結果に基づいて前記検査用チップと前記第２撮像装置との相対位置ずれである第２相対位置ずれを取得し、それら第１および第２相対位置ずれに基づいて、前記部品保持具，前記第１撮像装置および前記第２撮像装置のいずれか１つに対する他の２つの相対位置ずれを取得することを特徴とする電気部品装着システムの精度検査方法が得られる。
また、本発明によって、(a)周回する一対のベルトとそれらベルトを案内する一対のガイドレールとを備えて、電気部品を装着すべき回路基材を搬送する基材コンベヤと、(b)その基材コンベヤにより部品装着位置に搬送された回路基材を保持する基材保持装置と、(c)電気部品を保持する部品保持具を前記基材保持装置に保持された回路基材に対して、その回路基材の表面に平行な方向に相対移動させる移動装置と、(d)前記部品保持具に保持された電気部品の少なくとも一部を撮像可能な第１撮像装置と、(e)前記回路基材の少なくとも一部を撮像可能な第２撮像装置と、(f)それら部品保持具，移動装置，第１撮像装置および第２撮像装置を制御することにより前記電気部品を前記回路基材に装着させる制御装置とを含む電気部品装着システムであって、前記ガイドレールの上面の少なくとも１か所であって前記回路基材と干渉しない部分に設けられた載置部を含み、かつ、前記制御装置が、前記部品保持具に前記載置部から検査用チップを保持させ、その検査用チップを保持した部品保持具を複数の回転位置へ回転させ、各回転位置において前記検査用チップの少なくとも一部をそれぞれ前記第１撮像装置に撮像させた後、その部品保持具にその検査用チップを前記載置部へ載置させ、載置された検査用チップの少なくとも一部を前記第２撮像装置に撮像させ、前記複数の回転位置の各々において前記第１撮像装置により撮像された検査用チップの複数の像に基づいて前記部品保持具，前記検査用チップおよび前記第１撮像装置の相対位置ずれである第１相対位置ずれを取得するとともに、前記第２撮像装置による前記検査用チップの撮像結果に基づいて前記検査用チップと前記第２撮像装置との相対位置ずれである第２相対位置ずれを取得し、それら第１および第２相対位置ずれに基づいて、前記部品保持具，前記第１撮像装置および前記第２撮像装置のいずれか１つに対する他の２つの相対位置ずれを取得する検査用制御部を含むことを特徴とする電気部品装着システムが得られる。
このように、検査用チップを保持した部品保持具を複数の回転位置へ回転させ、各回転位置において検査用チップの少なくとも一部をそれぞれ第１撮像装置により撮像させれば、取得された複数の画像に基づいて部品保持具の位置を取得することができ、その保持具と検査用チップと第１撮像装置との相対位置ずれも取得することができる。また、検査用チップを載置部へ載置させて第２撮像装置に撮像させれば、検査用チップと第２撮像装置との相対位置ずれを取得することができる。しかも、載置部へ載置され、第２撮像装置により撮像される検査用チップは第１撮像装置により撮像されたものであるので、結局、検査用チップを媒体として、部品保持具，第１撮像装置および第２撮像装置の相対位置ずれを取得することができることとなる。
しかも、載置部をガイドレールの上面の少なくとも１か所であって前記回路基材と干渉しない部分に設けるものであるため、検査用チップの載置や撮像のために載置部を移動させる必要がなく、装置の構成が複雑になることを回避することができ、かつ、回路基材の搬入と搬出との間に、電気部品装着システムの精度検査を行うことができる。
本発明によって、さらに、下記各態様の精度検査方法，精度検査用記録媒体，電気部品装着システム等が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴やそれらの組合せが以下の態様に限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、常にそれら事項をすべて一緒に採用しなければならないわけではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
なお、以下の項の中には、特許請求の範囲の補正によって、特許請求の範囲に記載の発明でも、その下位概念の発明でもなくなたものも存在するが、特許請求の範囲に記載の発明を理解する上で有用な記載を含んでいるため、そのまま残すこととする。
【０００５】
（１）電気部品を保持する部品保持具と、回路基材を支持する基材支持装置と、前記部品保持具に保持された電気部品の少なくとも一部を撮像する第１撮像装置と、前記基材支持装置に支持された回路基材の少なくとも一部を撮像する第２撮像装置とを含み、電気部品を回路基材に装着する電気部品装着システムの装着精度に関連する部分の精度を検査する方法であって、
当該電気部品装着システム自体により、前記部品保持具，第１撮像装置および第２撮像装置のいずれか１つに対する他の２つのうちの少なくとも一方の相対位置ずれを検出することを特徴とする電気部品装着システムの精度検査方法。
本項に記載の精度検査方法においては、電気部品装着システム自体により、それの装着精度を検査するので、装着精度の検査を簡易に行うことができる。したがって、頻繁に実行することも可能であり、気温の変化や、サーボモータの発熱，ボールねじ摩擦による温度上昇等に伴う装置全体の変形を逐次検出することも可能となる。なお、第１撮像装置と第２撮像装置とは、共通の撮像装置として構成されることも可能である。相対位置ずれには、いずれか１つに対する他の少なくとも１つの軸線の相対位置のずれと、軸線まわりの回転位置のずれである相対位相ずれとの少なくとも一方が含まれる。
（２）電気部品を保持する部品保持具と、回路基材を支持する基材支持装置と、前記部品保持具に保持された電気部品の少なくとも一部を撮像する第１撮像装置と、前記基材支持装置に支持された回路基材の少なくとも一部を撮像する第２撮像装置とを含み、電気部品を回路基材に装着する電気部品装着システムの装着精度に関連する部分を検査する方法であって、
前記部品保持具に検査用チップを保持させ、その部品保持具に保持された検査用チップの少なくとも一部を前記第１撮像装置により撮像した後、部品保持具に前記検査用チップを載置位置へ載置させ、載置された検査用チップの少なくとも一部を前記第２撮像装置により撮像し、それら第１撮像装置の撮像結果と第２撮像装置の撮像結果とに基づいて、部品保持具，第１撮像装置および第２撮像装置のいずれか１つに対する他の２つのうちの少なくとも一方の相対位置ずれを検出する工程を含むことを特徴とする電気部品装着システムの精度検査方法。
本項に記載の精度検査方法は、同一の検査用チップについて、それが部品保持具に保持された状態と、載置位置へ載置された状態との撮像を行うことにより、検査用チップを媒体として、部品保持具，第１撮像装置および第２撮像装置のいずれか１つの他の２つのうちの少なくとも一方に対する相対位置を把握するものであり、電気部品装着システム自体の機能を利用して電気部品装着システムの部品装着精度に関連する部分の相対位置ずれを検出することができ、従来のように特別な治具を用いる必要がない。検査用チップとしては、検査専用に製造されたチップが望ましいが、装着されるべき通常の電気部品を使用することも可能である。
後に実施形態の項において詳細に説明するように、部品保持具と第２撮像装置との相対位置の変化が無視できるほど小さく、相対位置が不変と見なし得る場合、あるいは部品保持具と第２撮像装置と相対位置が予め検出されて判っている場合等には、本発明の実施に当たって部品保持具の位置を検出することは不可欠ではない。また、電気部品を支障なく保持し得る限り、部品保持具の実際の位置の正規の位置からのずれが装着位置精度に影響を与えない場合もあり、その場合にも部品保持具の位置を検出することは不可欠ではない。
電気部品装着システムは、例えば、部品保持具が回路基材の表面に沿った方向に移動させられることにより、電気部品が回路基材に装着される電気部品装着システムであってもよいし、部品保持具が電気部品を回路基材に装着する装着位置が固定的に定められ、回路基材支持装置により支持された回路基材が、装着位置に対して回路基材の表面に沿った方向に移動させられて、電気部品が回路基材に装着される電気部品装着システムであってもよい。
（３）前記第１撮像装置の撮像結果から、前記検査用チップと、前記部品保持具および前記第１撮像装置の少なくとも一方との相対位置ずれを取得するとともに、第２撮像装置の撮像結果から、第２撮像装置と載置された検査用チップとの相対位置ずれを取得する工程を含む(2) 項に記載の精度検査方法。
本項の記載の工程は、(2) 項に記載の精度検査方法における「第１撮像装置の撮像結果と第２撮像装置の撮像結果とに基づいて、部品保持具，第１撮像装置および第２撮像装置のいずれか１つに対する他の２つのうちの少なくとも一方の相対位置ずれを検出する工程の代表的な具体例である。
（４）前記部品保持具，第１撮像装置および第２撮像装置の相対位置ずれを検出する工程が、第２撮像装置の部品保持具と第１撮像装置との少なくとも一方に対する相対位置ずれを検出する工程を含む(2) 項または(3) 項に記載の精度検査方法。
第２撮像装置により回路基材を撮像して、現に保持されている電気部品の装着すべき装着位置を取得するのであるから、回路基材の位置に関連する第２撮像装置と、電気部品の位置に関連する部品保持具または第１撮像装置との相対位置を検出することが望ましい。特に、第１撮像装置と第２撮像装置との相対位置を検出すれば、電気部品の装着精度を向上させることが容易となる。
（５）前記検査用チップの前記部品保持具に対する位置ずれを取得した後、その位置ずれを修正して検査用チップを予め定められた載置位置へ載置させる (2)項ないし(4) 項に記載の精度検査方法。
本項に記載の精度検査方法においては、電気部品を回路基材に装着する場合と同様に、部品保持具に対する位置ずれを修正して載置した検査用チップの装着精度が検出される。この方法によれば電気部品の装着に関わるすべての部分の総合的な精度を検査することができる。それに対し、部品保持具に対する位置ずれを修正しないで検査用チップを載置位置へ載置させてもよい。この場合には、電気部品の部品保持具に対する位置ずれを修正する部分を除いた部分の精度を検出することができる。また、両方の検査を行って、両方の結果の差を取れば、電気部品の部品保持具に対する位置ずれを修正する部分のみの精度を検出することができる。
（６）前記検査用チップを、予め前記載置位置に準備しておく (2)項ないし(5) 項のいずれかに記載の精度検査方法。
検査用チップは、装着精度の検出毎に専用の供給装置により供給されるようにしてもよいが、その場合には、使用済みの検査用チップを排除する工程が必要となり精度検査のための作動が煩雑となる。それに対して、検査用チップを予め載置位置に準備しておけば、その検査用チップを載置位置から取り上げ、再び載置位置へ載置することを繰り返せばよく、使用済みの検査用チップを排除する工程を省略することができ、その分精度検査のための作動が簡略で済む。また、検査用チップが少量で済み、かつ、検査用チップを供給するチップ供給装置を設けずに済む。
（７）前記検査用チップを保持した部品保持具を複数の回転位置へ回転させ、各回転位置において第１撮像装置により検査用チップをそれぞれ撮像し、その撮像結果から検査用チップの部品保持具に対する位置ずれを取得する (2)項ないし (6)項のいずれかに記載の精度検査方法。
電気部品を回路基材に装着する際には、第１撮像装置により撮像される画像内における部品保持具の位置は不変であるとして、その不変の部品保持具位置と画像処理によって得られる電気部品の特定部分の位置（多くの場合中心位置）との位置ずれが、電気部品の部品保持具に対する位置ずれとして取得される。電気部品装着システムの装着精度を検査する際に、その電気部品を装着する場合と同様にして検査用チップの部品保持具に対する位置ずれを取得してもよいが、その場合は画像内における部品保持具の位置が正規の位置からずれている場合にそのずれを検出することができない。
それに対して、本項に記載の精度検査方法においては、部品保持具を回転させることによって検査用チップを複数の回転位置に回転させ、それら複数の回転位置における検査用チップを撮像し、得られた画像データに基づいて検査用チップの回転中心を取得し、その回転中心を部品保持具の位置として検出し得るとともに、その部品保持具の位置に対する検査用チップの位置ずれを正確に検出することができる。
（８）前記部品保持具の位置を、各回転位置において撮像された検査用チップの像の中心位置の全てを通過する円の中心として取得する(7) 項に記載の精度検査方法。
（９）前記複数の回転位置が３６０度を等角度間隔に分割した位置であり、前記部品保持具の位置を、各回転位置において撮像した検査用チップの像の中心位置の平均値として取得する(7) 項または(8) 項に記載の精度検査方法。
本項に記載の精度検査方法においては、部品保持具の位置を、検査用チップの像の中心位置の平均を算出することにより取得することができるので、部品保持具と検査用チップとの位置ずれを容易に取得することができる。１回の回転角度を小さくすれば、取得される検査用チップの中心位置のデータ数が増加し、中心位置の検出精度が高くなるが、所要撮像回数およびデータ処理が増加して検査に要する時間が長くなるため、９０度程度が好適である。
（１０）部品保持具により電気部品を保持し、基材支持装置に固定的に支持された回路基材の表面に平行な方向に前記部品保持具を移動させて、電気部品を回路基材に装着する電気部品装着システムの精度を検査する方法であって、
当該電気部品装着システムの作動中に、その電気部品装着システムの構成要素のうち、現に行われている装着作業に遅れを生じさせることなく使用可能な構成要素を使用して電気部品装着システムの電気部品の装着精度に関連する部分の精度検査を行うことを特徴とする電気部品装着システムの精度検査方法。
本項に記載の精度検査方法においては、装着作業に遅れを生じさせることなく電気部品装着システムの装着精度を検査することができるので、装着システムの作動中に装着能率を低下させずに装着精度を検査することができる。
（１１）前記回路基材の１つに対する電気部品の装着が終了し、その装着終了後の回路基材の搬出と次の回路基材の搬入とが行われる間に、前記部品保持具により前記検査用チップを前記載置位置に載置させ、その載置位置誤差を取得することにより、電気部品装着システムの精度を検査する(10)項に記載の精度検査方法。
本項に記載の精度検査方法においては、回路基材の搬入と搬出とが行われる間は、部品保持具や撮像装置が使用されないことを利用して、その間に装着精度を検出するので、装着作業中に作業能率を低下させずに装着精度の検査を行うことができる。部品保持具の回路基材の表面に平行な方向の移動により電気部品の装着を行う電気部品装着システムにおいて、上記載置位置を、回路基材上ではなく、かつ、回路基材搬送装置の可動部および搬送される回路基材と干渉しない位置に設定すれば、回路基材の搬入・搬出時であるか回路基材の静止中であるかに係わらず、部品保持具に検査用チップを載置位置に載置させることができる。
（１２）前記載置位置を、前記基材支持装置上であって回路基材と干渉しない位置に設定した (10) 項または (11) 項に記載の精度検査方法。
本項に記載の精度検査方法においては、載置位置が基材支持装置上であってかつ回路基材と干渉しない位置に設けられることにより、精度検査と装着作業とが互に干渉し合うことを回避しつつ両者を実行することができる。例えば、載置位置に検査用チップが載置された状態で、回路基材に電気部品を装着する装着作業を行うことができるのである。
（１３）前記載置位置を、前記基材支持装置上であってかつ移動不能である部分に設定した (10) 項ないし(12)項に記載の精度検査方法。
載置位置が移動部材上に設定される場合には、移動部材の加速，減速時に載置位置に載置された検査用チップが移動するおそれがあるのであるが、載置位置が移動不能な部分に設定されていれば、そのおそれがない。なお、載置位置は、第２撮像装置により撮像可能な範囲に設定される。
（１４）部品保持具により電気部品を保持して回路基材に装着する電気部品装着システムの精度を検査する方法であって、
当該電気部品装着システムの装着精度に関連する固有値を、時間間隔をおいて複数回検出し、取得した複数個の固有値を積分的に処理して真の固有値とすることを特徴とする電気部品装着システムの精度検査方法。
上述の検査方法により取得された固有値には検出誤差が含まれる。本項に記載の精度検査方法においては、固有値が複数回取得されるので、その検出誤差の影響を小さくでき、真の固有値に近い値を得ることができる。しかも、複数回の固有値の検出が時間間隔をおいて行われ、検出結果が積分的に処理されるので、装着作業の進行に伴う固有値の変化や、電気部品装着システムの使用量の累積に伴う固有値の変化に追従することができる。
この方法は、電気部品装着システム自身により実行されてもよいし、装着システムとは別に装着精度を検査する精度検査装置が設けられ、その装置により実行されることとしてもよい。
上記積分的処理とは、過去に取得され、一旦真の固有値と見なされたものを尊重しつつ新たに取得された固有値により補正する補正処理の一種であって、過去の真の値と新しく取得された固有値との間の値を、新しい真の固有値とするものである。新しい真の固有値は、過去の真の固有値と、新しく取得された固有値との間の値であればどれでもよいが、ある内分点における値を新しい真の固有値とする場合は、それの内分比を一定としてもよいし、(16)項に記載するように補正を行った補正回数に応じて変化させてもよい。内分比は、過去の真の固有値と、新しく検出された固有値とをそれぞれどの程度尊重するのが妥当であるかに応じて決定されるべきものであり、固有値の変化が小さいと予測される場合ほど過去の真の固有値の尊重度合い（重み）が大きくされる。
（１５）前記固有値の複数回の検出の各々を、前記電気部品を前記回路基材に装着する作業を間に挟んで行う(14)項に記載の精度検査方法。
上記複数回の固有値の検出の間に行われる電気部品の装着は、それ以前に検出された固有値に基づいて取得され、真の固有値と見なされた値に基づいて行われる。毎回の固有値の検出は１回でも複数回でもよいが、電気部品の装着作業の能率を低下させないで検出可能な回数とすることが望ましい。
本項に記載の精度検査方法によれば、電気部品の装着作業の進行や、電気部品装着システムの累積使用量の増加等に伴う固有値の変化に対応することができる。
（１６）前記積分的処理が、過去の真の固有値と、新しく取得された固有値と、いままでに固有値を検出した検出回数とに基づいて新しい真の固有値を決定する(14)項または(15)項に記載の精度検査方法。
本項に記載の方法においては、検出回数に応じて前述の内分比を変化させつつ固有値が取得される。例えば、精度検査開始直後には、過去の真の固有値と今回検出された固有値との間の値であって、今回検出された新しい固有値に近い値が新しい真の固有値として取得され、固有値検出の回数が増加するにつれて今回検出された固有値より過去の真の固有値に近い値が新しい真の固有値とされるようにしたり、反対に今回検出された固有値に近い値が真の固有値とされるようにしたりすることができる。
（１７）(1) 項ないし (9)項のいずれか１つに記載の精度検査方法であって、前記電気部品装着システムの作動中に、その電気部品装着システムの構成要素のうち、現に行われている装着作業に遅れを生じさせることなく使用可能な構成要素を使用して電気部品装着システムの電気部品の装着精度に関連する部分の精度検査を行うことを特徴とする精度検査方法。
本項に記載の精度検査方法においては、 (11) 項ないし(13)項のいずれか１つに記載の特徴を適用することができる。
（１８）(14)項ないし(16)項のいずれか１つに記載の精度検査方法であって、前記電気部品装着システムの作動中に、その電気部品装着システムの構成要素のうち、現に行われている装着作業に遅れを生じさせることなく使用可能な構成要素を使用して電気部品装着システムの電気部品の装着精度に関連する部分の精度検査を行うことを特徴とする精度検査方法。
本項に記載の精度検査方法においては、 (11) 項ないし(13)項のいずれか１つに記載の特徴を適用することができる。
（１９）(1) 項ないし (9)項に記載の精度検出方法であって、
当該電気部品の装着システムの装着精度に関連する固有値を複数回検出し、取得した複数個の固有値を積分的に処理して真の固有値とすることを特徴とする電気部品装着システムの精度検査方法。
本項に記載の精度検査方法においては、 (10) 項ないし(13)項，(15)項，(16)項のいずれか１つに記載の特徴を適用することができる。
（２０）(1) 項ないし (9)項に記載の精度検査方法であって、
前記電気部品装着システムの作動中に、その電気部品装着システムの構成要素のうち、現に行われている装着作業に遅れを生じさせることなく使用可能な構成要素を使用して電気部品装着システムの電気部品の装着精度に関連する部分の精度検査を行って、当該電気部品の装着システムの装着精度に関連する固有値を複数回検出し、取得した複数個の固有値を積分的に処理して真の固有値とすることを特徴とする精度検査方法。
本項に記載の精度検査方法においては、 (11) 項ないし(13)項，(15)項，(16)項のいずれか１つに記載の特徴を適用することができる。
（２１）前記検査用チップの載置位置を、前記部品保持具と前記回路基材とを回路基材の表面に平行な方向に相対移動させる移動装置の移動方向に隔たった複数の位置に設定する (2)項ないし(20)項のいずれか１つに記載の精度検査方法。
このようにすれば、移動装置による部品保持具と回路基材との相対位置決め精度を、複数の位置において検出することができる。載置位置は、移動装置による移動範囲の全域に対応して分布する状態に設定することが望ましい。
（２２）電気部品を保持する部品保持具と、回路基材を支持する基材支持装置と、前記電気部品を撮像する第１撮像装置と、前記回路基材を撮像する第２撮像装置とを含み、電気部品を回路基材に装着する電気部品装着システムの電気部品の装着精度を検出する方法であって、
前記部品保持具に検査用チップを保持させ、保持された検査用チップを第１撮像装置に撮像させ、その検査用チップを載置位置へ載置させた後、その載置された検査用チップを前記第２撮像装置に撮像させ、第１撮像装置により取得された検査用チップの像のデータと、第２撮像装置により取得された検査用チップの像のデータとに基づいて、それら第１撮像装置と第２撮像装置との光軸まわりの相対位相ずれを検出することを特徴とする精度検査方法。
第１撮像装置と第２撮像装置との相対位相ずれを検出するためには、部品保持具と第１撮像装置との相対位置が不変であることも、部品保持具と第１撮像装置との相対位置ずれを検出することも必要ではない。 (2)項ないし(21)項のいずれかの特徴を本項の検査方法に適用することができる。
（２３）部品保持具により電気部品を保持して回路基材に装着する電気部品装着システムにおいて、その電気部品装着システムの装着精度に関連する部分の検査をコンピュータにより行うための検査プログラムであって、
検査用チップを前記部品保持具に保持させる保持ステップと、
保持された検査用チップの少なくとも一部を第１撮像装置に撮像させる第１撮像ステップと、
部品保持具を予め定められた載置位置へ移動させて検査用チップを載置させる載置ステップと、
その載置した検査用チップの少なくとも一部を第２撮像装置により撮像する第２撮像ステップと、
前記第１撮像装置により得られた画像データに基づいて、前記検査用チップと、前記部品保持具および前記第１撮像装置の少なくとも一方との相対位置ずれを取得する第１画像処理ステップと、
前記第２撮像装置により得られた画像データに基づいて、前記検査用チップと前記第２撮像装置との相対位置ずれを取得する第２画像処理ステップと
を含む検査プログラムがコンピュータに読み取り可能に記録された記録媒体。
本項に記載のプログラムにおいては、 (2)項ないし(22)項に記載の特徴を適用することができる。このプログラムを既存の電気部品装着システムにおいて実行することにより自動で装着誤差を検出することが可能となる。
（２４）前記第１画像処理ステップにおいて取得された検査用チップと、部品保持具および第１撮像装置の少なくとも一方との相対位置ずれ、および前記第２画像処理ステップにおいて取得された検査用チップと第２撮像装置との相対位置ずれに基づいて、前記電気部品装着システムによる電気部品の装着制御プログラムを修正する修正ステップを含む(23)項に記載の記録媒体。
このようにすれば、電気部品装着システムの装着誤差を自動的に除去あるいは低減させることができる。
（２５）電気部品を保持する部品保持具と、
その部品保持具と前記電気部品が装着されるべき回路基材とを、回路基材の表面に平行な方向に相対移動させる移動装置と、
前記部品保持具に保持された電気部品の少なくとも一部を撮像可能な第１撮像装置と、
前記回路基材の少なくとも一部を撮像可能な第２撮像装置と、
それら部品保持具，移動装置，第１撮像装置および第２撮像装置を制御することにより前記電気部品を前記回路基材に装着させる制御装置と
を含む電気部品装着システムにおいて、
前記制御装置に、前記部品保持具に検査用チップを保持させ、その検査用チップの少なくとも一部を前記第１撮像装置に撮像させた後、部品保持具に検査用チップを予め定められた載置位置へ載置させ、載置された検査用チップの少なくとも一部を第２撮像装置に撮像させ、前記第１撮像装置により取得された画像のデータに基づいて検査用チップと、部品保持具および第１撮像装置の少なくとも一方との相対位置ずれを取得するとともに、前記第２撮像装置により取得された画像のデータに基づいて検査用チップと第２撮像装置との位置ずれを取得する検査用制御部を設けたことを特徴とする電気部品装着システム。
本項に記載の電気部品装着システムにおいては、 (2)項ないし(24)項に記載の特徴を適用することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の１つである電気部品装着システムが図１，図２に示されている。この電気部品装着システムは特開平６−２９１４９０号公報に詳細に記載されているシステムと基本構成を同じくするものであるので、ここでは全体の説明は簡略にし、本発明に関連の深い部分のみを詳細に説明する。図２において１０はベースである。ベース１０上には複数本のコラム１２が立設されており、コラム１２に固定の固定台１４に操作盤等が設けられている。ベース１０上にはまた、図３に示すように、回路基材としてのプリント基板１６（電気部品装着前のプリント配線板および電気部品装着後のプリント回路板の総称として使用する）をＸ軸方向（図３および図４において左右方向）に搬送する基板コンベヤ１８が設けられている。プリント基板１６は基板コンベヤ１８により搬送され、プリント基板１６は図示しない位置決め支持装置により予め定められた部品装着位置に位置決めされ、支持される。
【０００７】
ベース１０の水平面内においてＸ軸方向と直交するＹ軸方向の両側にはそれぞれ、フィーダ型電気部品供給装置２０およびトレイ型電気部品供給装置２２が設けられている。フィーダ型電気部品供給装置２０においては、多数のフィーダ２４がＸ軸方向に並べて設置される。各フィーダ２４にはテーピング電気部品がセットされる。テーピング電気部品は、キャリヤテープに等間隔に形成された部品収容凹部の各々に電気部品が収容され、それら部品収容凹部の開口がキャリヤテープに貼り付けられたカバーフィルムによって塞がれることにより、キャリヤテープ送り時における電気部品の部品収容凹部からの飛び出しが防止されたものである。このキャリヤテープがＹ軸方向に所定ピッチずつ送られ、カバーフィルムが剥がされるとともに、部品供給位置へ送られる。
【０００８】
また、トレイ型電気部品供給装置２２は、電気部品を部品トレイに収容して供給する。部品トレイは、図１に示すように配設された多数の部品トレイ収容箱２６内にそれぞれ複数枚ずつ積まれている。これら部品トレイ収容箱２６はそれぞれ図示しない支持部材により支持され、図示を省略する昇降装置により順次部品供給位置へ上昇させられるのであるが、部品供給位置の上方には後述する装着ヘッドが電気部品を取り出すためのスペースを確保することが必要である。
【０００９】
そのため、電気部品を供給し終わった部品トレイ収容箱２６は、次の部品トレイ収容箱２６が部品供給位置へ上昇させられるのと同時に、上記スペース分上昇させられ、上方の退避領域へ退避させられる。このトレイ型電気部品供給装置２２は、部品トレイが電気部品を供給し終わっても部品トレイ収容箱２６は部品トレイ１枚分ずつ上昇させられず、部品トレイが排出されるにつれて部品供給位置が部品トレイの１枚分ずつ下がることを除いて、特公平２−５７７１９号公報に記載の電気部品供給装置と同じであり、説明は省略する。なお、部品トレイ収容箱２６は、図３に二点鎖線で示すようにＸ軸方向に引き出して作業者が内部の点検等を行うことができるようにされている。
【００１０】
これらフィーダ型電気部品供給装置２０およびトレイ型電気部品供給装置２２により供給される電気部品２８は、ベース１０上に設けられた電気部品装着装置３０によってプリント基板１６に装着される。ベース１０上の基板コンベヤ１８のＹ軸方向における両側にはそれぞれ、図２に示すようにＸ軸方向に延びるガイドレール３２が設けられ、Ｘ軸スライド３４がガイドブロック３６において移動可能に嵌合されている。
【００１１】
Ｘ軸スライド３４は、図３に示すように、フィーダ型電気部品供給装置２０から基板コンベヤ１８を越えてトレイ型電気部品供給装置２２にわたる長さを有し、２個のナット３８（図４には１個のみ示されている）がそれぞれボールねじ４０に螺合され、それらボールねじ４０がそれぞれＸ軸サーボモータ４２によって同期して回転させられることにより、Ｘ軸方向に移動させられる。
【００１２】
図３および図４に示すように、Ｘ軸スライド３４上には、Ｙ軸スライド４４がＸ軸方向に直交する方向であるＹ軸方向に移動可能に設けられている。Ｘ軸スライド３４の垂直な側面４６には、図４に示すように、Ｙ軸方向に延びるボールねじ４８が取り付けられるとともに、Ｙ軸スライド４４がナット５０において螺合されており、ボールねじ４８が図３に示すＹ軸サーボモータ５２によりギヤ５４，５６を介して回転させられることにより、Ｙ軸スライド４４は一対のガイドレール５８に案内されてＹ軸方向に移動させられる。
【００１３】
Ｙ軸スライド４４の垂直な側面５９には、図４に示すように、装着ヘッド６０が取り付けられている。装着ヘッド６０に、電気部品２８を吸着する部品吸着具としての吸着ノズル６２が、装着ヘッド６０に対して昇降可能なホルダ６４を介して設けられている。装着ヘッド６０には、さらに、プリント基板１６に設けられた基準であるフィデューシャルマーク（以下Ｆマークと称する）を撮像するＦマークカメラ６６（図３参照）と、電気部品２８を撮像するパーツカメラ６８とが移動不能に設けられている。Ｆマークカメラ６６およびパーツカメラ６８はＣＣＤカメラである。Ｆマークカメラ６６に対応して照明装置７０が配設されており、Ｆマークおよびその周辺を照明する。Ｆマークカメラ６６は照明装置７０の中央に形成された開口からＦマークを撮像する。ホルダ６４は、吸着ノズル６２に吸着された電気部品２８を背後から照明するバックライト７１を備えており、パーツカメラ６８はバックライト７１を明るい背景として電気部品２８のシルエット像を取得することができる。
【００１４】
前記Ｘ軸スライド３４には、図３および図４に示すように２個の反射装置として２個のプリズム７２が固定され、前記パーツカメラ６８と共に撮像システムを構成している。これらプリズム７２は、Ｘ軸スライド３４の下部のＹ軸方向においてちょうどＸ軸スライド３４を移動させるボールねじ４０に対応する位置であって、フィーダ型電気部品供給装置２０とプリント基板１６との間およびトレイ型電気部品供給装置２２とプリント基板１６との間の位置に設けられている。
【００１５】
これらプリズム７２の構成は同じである。プリズム７２のケーシング７４は、図４に示すようにＸ軸スライド３４に固定されており、プリズム７２は、装着ヘッド６０のＹ軸方向の移動経路の真下において、吸着ノズル６２の中心線を含む垂直面に対して約４５度、Ｘ軸スライド３４から遠い部分ほど低くなる向きに傾斜させられた反射面７６と、パーツカメラ６８のＹ軸方向の移動経路の真下において、反射面７６と垂直面に対して対称に傾斜させられた反射面７８とを有する。
【００１６】
また、ケーシング７４のＸ軸スライド３４側とは反対の外側面にはシャッタ８０が固定されている。シャッタ８０はＹ軸方向の寸法が反射面７６，７８と同じであり、ケーシング７４から上方へ突出させられるとともに、突出端部はＸ軸スライド３４側に水平に曲げられ、反射面７８とパーツカメラ６８との間に突出する遮蔽部８２とされている。また、遮蔽部８２のＹ軸方向の中央部には切欠８４が設けられている。したがって、Ｙ軸スライド４４が移動するとき、パーツカメラ６８は遮蔽部８２上を移動し、切欠８４を通過するときに反射面７８からの反射光が得られるのであり、切欠８４のＸ軸方向の寸法は、反射面７８から反射される像形成光全体を通過させるに十分な大きさとされ、切欠８４のＹ軸方向の寸法は、パーツカメラ６８のＹ軸方向の移動速度ｖに露光時間ｔを掛けた大きさｖｔとされている。
【００１７】
図１および図３に示すように、基板コンベヤ１８に、後述する装着精度を検査するための検査用チップ１００（図４参照）を載置する載置位置１０２が４か所設けられ、各載置位置１０２に検査用チップ１００がそれぞれ載置されている。
基板コンベヤ１８は図示を省略する一対のベルトを案内するガイドレール１０４を備えており、これらガイドレール１０４の間隔を変更することによって、寸法の異なるプリント基板１６を搬送し得るようにされているが、それらガイドレール１０４の上面の、前記部品装着位置に位置決めされたプリント基板１６に隣接する位置に、２か所ずつの載置位置１０２が設けられているのである。
【００１８】
なお、載置位置１０２は４か所でなく、１か所でもよいし、適宜の複数か所設けられてもよい。また、検査用チップ１００は、各載置位置１０２に１個ずつ載置されるようにしてもよく、複数個ずつ載置されるようにしてもよい。さらに、検査用チップ１００は、各載置位置１０２に専用としてもよく、複数の載置位置１０２に共用としてもよい。本実施形態では、各載置位置１０２に、専用の検査用チップ１００が１個ずつ配設されているものとする。
【００１９】
本実施形態における検査用チップ１００は、ゲージチップと称されるプラスチック製の小片で、平面形状，寸法が３mm×６mmの矩形をなすものであるが、装着されるべき電気部品自体を検査用チップとして利用してもよく、あるいは高い寸法精度で製作された石英ガラス製の検査用チップを使用してもよい。
【００２０】
本電気部品装着システムは、制御手段として、図５に示す制御装置１１０を備えている。制御装置１１０は、ＣＰＵ１１２，ＲＯＭ１１４，ＲＡＭ１１６およびそれらを接続するバス１１８を有するコンピュータを主体とするものである。
バス１１８には画像入力インタフェース１２２が接続され、前記Ｆマークカメラ６６およびパーツカメラ６８が接続されている。バス１１８にはまた、サーボインタフェース１２４が接続され、Ｘ軸サーボモータ４２およびＹ軸サーボモータ５２が接続されている。バス１１８にはまたデジタル入力インタフェース１２６が接続されている。バス１１８にはさらに、デジタル出力インタフェース１２８が接続され、基板コンベヤ１８，フィーダ型電気部品供給装置２０，トレイ型電気部品供給装置２２，電気部品装着装置３０等が接続されている。上記ＲＯＭ１１４には、電気部品２８をプリント基板１６に装着するための装着プログラムを始め、種々の制御プログラムが記憶させられており、その中に、図８ないし図１１のフローチャートで表される装着精度検査プログラムが含まれている。
【００２１】
次に作動を説明する。電気部品をプリント基板１６に装着する装着作業は、前記特開平６−２９１４９０号公報に詳細に記載されているので、全体の説明は簡略にし、本発明に関連の深い部分を詳細に説明する。
プリント基板１６に電気部品２８を装着する場合には、装着ヘッド６０は、Ｘ軸スライド３４およびＹ軸スライド４４の移動によりフィーダ型電気部品供給装置２０またはトレイ型電気部品供給装置２２の部品供給位置へ移動して電気部品２８を保持する。吸着ノズル６２が電気部品２８に接触させられた後、吸着ノズル６２に負圧が供給されて吸着ノズル６２が電気部品２８を吸着し、その後、吸着ノズル６２が上昇させられるのである。
【００２２】
電気部品２８を保持した装着ヘッド６０はフィーダ２４の部品供給位置とプリント基板１６の部品装着位置とを結ぶ直線に沿って部品装着位置へ移動させられるのであるが、この際、Ｘ軸スライド３４の部品供給位置と部品装着位置との間の位置に固定されているプリズム７２上を通過する。部品供給位置および部品装着位置がフィーダ型電気部品供給装置２０およびプリント基板１６のいずれの位置にあっても、装着ヘッド６０が部品供給位置から部品装着位置へ移動するためには必ず、Ｘ軸スライド３４上をＹ軸方向へ移動してフィーダ型電気部品供給装置２０とプリント基板１６との間の部分を通る。したがって、装着ヘッド６０は、Ｘ軸スライド３４の部品供給位置と部品装着位置との間に位置する部分に固定されているプリズム７２上を必ず通過するのである。
【００２３】
このとき、バックライト７１を明るい背景とする電気部品２８のシルエット像を形成する光は、反射面７６により水平方向に反射された後、反射面７８により上方へ反射される。装着ヘッド６０がプリズム７２上を通過するとき、電気部品２８は反射面７６上を通り、パーツカメラ６８は反射面７８上を通過し、シャッタ８０の遮蔽部８２に形成された切欠８４を通って撮像面に入光する像形成光により電気部品２８のシルエット像がパーツカメラ６８により撮像される。
【００２４】
パーツカメラ６８は吸着ノズル６２と共にＹ軸スライド４４に取り付けられており、吸着ノズル６２に保持された電気部品２８と一体的に移動するため、電気部品２８およびパーツカメラ６８がプリズム７２上を通過するとき、反射面７８により反射される像形成光はパーツカメラ６８に追従してくることとなり、パーツカメラ６８はＹ軸スライド４４の移動中でも電気部品２８を静止しているのと同じ状態で撮像することができる。前述のようにシャッタ８０の切欠８４のＹ軸方向の長さはパーツカメラ６８の露光時間に移動速度を掛けた長さとされており、撮像素子は像形成光により十分に露光され、電気部品２８を撮像する。
【００２５】
撮像された像のデータは制御装置１１０において保持位置誤差のない正規の像のデータと比較され、中心位置誤差ΔＸ，ΔＹおよび回転位置誤差Δθが算出される。また、プリント基板１６の水平位置誤差ΔＸ′，ΔＹ′はプリント基板１６に設けられたＦマークを予めＦマークカメラ６６によって撮像することにより算出されており、部品装着位置へ移動するまでの間にこれら誤差に基づいて電気部品の移動距離が修正されるとともに電気部品２８が回転させられて回転位置誤差Δθが修正され、電気部品２８はプリント基板１６の部品装着位置へ正しい姿勢で装着される。
【００２６】
上述の処理と並行して、装着ヘッド６０がプリント基板１６の部品装着位置上へ移動させられ、吸着ノズル６２が下降させられて電気部品２８を装着位置に装着する。以上で１回の装着作業が終了する。
【００２７】
本実施形態の電気部品装着システムにおいては、以上の電気部品２８の装着作業中に、装置精度の検査が行われる。図８ないし図１１にフローチャートで表される装着精度検査プログラムが実行されるのである。本装着精度検査プログラムは、電気部品装着システムの運転中は常に実行されて装着作業の進行が監視されており、装着作業に遅れを生じさせることなく装着精度を検査し得る機会を捉えて、装着作業検査が行われる。具体的には、１枚のプリント基板１６に装着すべき全ての電気部品２８の装着が終了し、装着が終了したプリント基板１６の基板コンベヤ１８による搬出が開始される際に装着作業検査も開始され、次に電気部品２８が装着されるべきプリント基板１６の搬入および位置決めが終了する前に終了されるのである。
【００２８】
装着精度の検査が開始されると、まず装着ヘッド６０が前述の４つの載置位置１０２のうちいずれか１つ（例えば、最も近いもの）に対応する位置に移動させられる。吸着ノズル６２により、フィーダ２４から電気部品２８が吸着される際と同様に、予め載置位置１０２に載置されている検査用チップ１００が吸着される。検査用チップ１００が吸着ノズル６２に吸着された状態で吸着部材を撮像する第１撮像位置へ移動させられる。第１撮像位置は、２つのプリズム７２のうち、今回検査用チップを吸着した載置位置１０２に近い方のプリズム７２に対応する位置である。装着ヘッド６０がプリズム７２上を通過して２往復させられ、シャッタ８０の切欠８４から外れた位置で吸着ノズル６２が９０度ずつ回転させられ、０度，９０度，１８０度および２７０度の各回転位置において検査用チップ１００が撮像される。
【００２９】
撮像により取得された４つの画像データに基づいてそれぞれ検査用チップ１００の像の中心座標が演算される。図６に示すように、パーツカメラ６８の視野１５０に対して予め設定された座標面（ここでは、視野の中心を原点Ｏとする座標面が設定されているとし、その座標面と直交し、原点を通る直線をパーツカメラ６８の光軸と称することとする）において、各回転位置における検査用チップ１００の像の中心座標がそれぞれ取得されるのである（図においては、検査用チップ１００の像が１つのみ示されている）。ここで、ｎ番目（ただし、ｎは１以上４以下の整数）に撮像された画像データにおける中心座標を（Ｘn，Ｙn）と仮定すると、それら検査用チップ１００の中心座標の平均値（ＸAVE，ＹAVE）が、以下に示す式（１），（２）により算出される。
【００３０】
ＸAVE＝（Ｘ1＋Ｘ2＋Ｘ3＋Ｘ4）／４・・・（１）
ＹAVE＝（Ｙ1＋Ｙ2＋Ｙ3＋Ｙ4）／４・・・（２）
【００３１】
さらに、今回算出された平均値（ＸAVE，ＹAVE）に基づいて、過去に取得された吸着ノズル６２の回転中心座標（ＸCENTER，ＹCENTER）が積分的に補正され、新しい回転中心座標（ＸCENTER，ＹCENTER）が取得される。この積分的補正については、後に詳述する。
【００３２】
上記中心座標の平均値（ＸAVE，ＹAVE）および新しい回転中心座標（ＸCENTER，ＹCENTER）の演算は、装着ヘッド６０が載置位置１０２に向かって移動させられている間に行われるが、さらに、吸着ノズル６２が９０度回転させられるとともに、新しく取得された回転中心座標（ＸCENTER，ＹCENTER）と、１番目に取得された検査用チップ１００の画像データとに基づいて検査用チップ１００の中心位置および姿勢が修正され、その後、元の載置位置１０２に載置される。
このように、本実施形態においては、検査用チップ１００は元の載置位置１０２に戻されるが、複数の載置位置１０２に１個の検査用チップ１００が共用される場合には、検査用チップ１００が元の載置位置１０２とは異なる載置位置１０２に載置されるようにしてもよい。ただし、現に検査用チップ１００が載置されている載置位置１０２が記憶されることが必要である。
【００３３】
次に、載置された検査用チップ１００がＦマークカメラ６６により撮像される。装着ヘッド６０が、吸着ノズル６２により検査用チップ１００を載置位置１０２へ載置した位置からＦマークカメラ６６が載置位置１０２の真上に位置するように移動させられて、検査用チップ１００がＦマークカメラ６６により撮像されるのである。ここで、吸着ノズル６２の回転中心とＦマークカメラ６６との相対位置は予め設定されているので、その相対位置に誤差が生じていなければ、Ｆマークカメラ６６の視野の中心に検査用チップ１００の中心が位置するはずであり、かつ、検査用チップ１００の姿勢に傾きは生じないはずである。したがって、図７に示すように、検査用チップ１００の像の中心のＦマークカメラ６６の視野１６０の中心からの位置ずれ（Ｘ，Ｙ）を検出すれば、それが吸着ノズル６２の回転中心のＦマークカメラ６６の視野中心に対する相対位置ずれ（吸着ノズル６２とＦマークカメラ６６との相対位置ずれと称する）を表す。
さらに、検査用チップ１００の予め想定された姿勢（本実施形態においては、延びの方向が視野１６０のＹ軸に沿った姿勢）に対する傾きθを検出すれば、それは、Ｆマークカメラ６６の視野とパーツカメラ６８の視野との相対的な傾きである相対位相ずれ（Ｆマークカメラ６６とパーツカメラ６８との相対位相ずれと称する）を表すことになる。
【００３４】
なお、検査用チップ１００の姿勢は修正されずに載置されるようにしてもよい。検査用チップ１００の姿勢が修正されずに載置される場合は、姿勢の修正に伴う演算負荷が軽減され、さらに、姿勢修正に伴って生じる吸着ノズル６２の回転角度誤差や吸着ノズル６２の回転に伴う検査用チップ１００の中心位置変化の演算誤差の影響を受けることなく、吸着ノズル６２，Ｆマークカメラ６６およびパーツカメラ６８の相対位置ずれと、パーツカメラ６８とＦマークカメラ６６との相対位相ずれとを検出することができる。換言すれば、姿勢修正に伴って生じる吸着ノズル６２の回転角度誤差や吸着ノズル６２の回転に伴う検査用チップ１００の中心位置変化の演算誤差を含めて電気部品装着システムの精度検査をしたい場合には、検査用チップ１００の姿勢が修正されて載置されるようにすればよいのである。さらに、検査用チップ１００の姿勢を修正して載置される場合と、修正しないで載置される場合とを検査し、両検査の結果を比較することにより、姿勢修正に伴う誤差と他の誤差とが分離して検出されるようにしてもよい。
【００３５】
上述のようにして、吸着ノズル６２のパーツカメラ６８に対する相対位置である第１相対位置と、吸着ノズル６２とＦマークカメラ６６との相対位置ずれに基づく相対位置である第２相対位置と、パーツカメラ６８とＦマークカメラ６６との相対位相ずれに基づく傾きである回転傾きとが取得され、予め設定されているそれら第１，第２相対位置と回転傾きとが積分的に補正される。以上で１回の装着精度検査が終了し、電気部品２８をプリント基板１６に装着する装着作業が再開される。
【００３６】
以上の装着精度検査を図８ないし図１１のフローチャートに基づいてさらに詳細に説明する。
まずステップＳ１（以下単にＳ１と称する。他のステップについても同じ。）ないしＳ３において、１枚のプリント基板１６に電気部品２８を装着する装着作業が開始されることが待たれる。Ｓ１において、装着開始フラグＦSTARTが０であるか否かが判定される。装着開始フラグＦSTARTは、０で今回の装着作業の開始が検出されていないことを示し、１で装着作業の開始が既に検出されたことを示す。今回の実行において装着開始フラグＦSTARTは初期値０であるので、Ｓ１の判定がＹＥＳとなり、Ｓ２に進み、装着作業が開始されたか否かが判定される。装着作業が開始されていないと仮定すれば、Ｓ２の判定はＮＯとなり本プログラムの１回の実行が終了する。これに対して装着作業が開始されている場合はＳ２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ３において装着開始フラグＦSTARTが１とされる。以後の本プログラムの実行においては、Ｓ１の判定がＮＯとなりＳ４へスキップする。
【００３７】
装着作業の開始が検出されると、次にＳ４ないしＳ６においてその装着作業が終了することが待たれる。Ｓ１およびＳ２と同様に、Ｓ４およびＳ５が繰り返し実行されて装着作業の終了が検出されると、Ｓ６において装着終了フラグＦENDが１とされる。以後の本プログラムの実行においては、Ｓ４の判定がＮＯとなりＳ１０へスキップする。
【００３８】
装着作業の終了が検出されると、Ｓ７において次の装着作業を実行することが禁止される。ここで次の装着作業とは、装着ヘッド６０を使用する作業のことであり、装着ヘッド６０を使用しないプリント基板１６の搬入・搬出作業等は許容される。本プログラムの装着精度の検査は、プリント基板１６の搬入・搬出作業中に十分に終了することができる長さのものであり、装着精度の検査終了前に装着作業が開始されることはないのであるが、万一検査終了前に次の装着作業が実行されることがあれば、装着ヘッド６０の作動について相矛盾する２つの命令が出力されることとなり、吸着ノズル６２の破損等の原因となるおそれがあるため、念のために検査中は次の装着作業の実行が禁止されるのである。
【００３９】
次にＳ８において検査用チップ１００が予め載置されている載置位置１０２において吸着ノズル６２に吸着され、Ｓ９においてその検査用チップ１００をパーツカメラ６８により撮像するために、装着ヘッド６０が、２つのプリズム７２のうち載置位置１０２に近い方に対応する第１撮像位置へ移動させられる。
【００４０】
次に、装着ヘッド６０がプリズム７２上を通過するように２往復させられ、シャッタ８０の切欠８４から外れた位置で吸着ノズル６２が９０度ずつ回転させられ、０度，９０度，１８０度および２７０度の各回転位置において検査用チップ１００が撮像される。
【００４１】
まず、図９に示すように、Ｓ１０において第１撮像フラグＦ1が０であるか否かが判定される。第１撮像フラグＦ1は、０でパーツカメラ６８により検査用チップ１００を４回撮像する第１撮像が終了していないことを示し、１で第１撮像が既に終了していることを示す。今回の実行においては第１撮像フラグＦ1は初期値０であるのでＳ１０の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１１において第１撮像工程のうち今回の撮像の回数である撮像回数ｎが４以下であるか否かが判定される。今回の実行において、撮像回数ｎが１であるとすればＳ１１の判定はＹＥＳとなる。Ｓ１２において装着ヘッド６０が第１撮像位置を通過させられてｎ回目（今回はｎ＝１）の撮像がおこなわれ、Ｓ１３において、装着ヘッド６０が、第１撮像位置からＹ軸方向に一定距離ｌだけ離間した停止位置において停止させられる。
撮像回数ｎが偶数である場合と奇数である場合とで、装着ヘッド６０の移動させられる方向は逆向きとなるが、第１撮像位置の両側において装着ヘッド６０が停止させられる停止位置の第１撮像位置からの距離ｌは等しくされている。次にＳ１４において吸着ノズル６２が９０度回転させられる。
【００４２】
次にＳ１５において、今回（ｎ回目）の撮像により取得された画像が画像データｎが処理され検査用チップ１００の中心座標（Ｘn，Ｙn）が取得される。Ｓ１６において撮像回数ｎに１が加算されて新しい撮像回数ｎとされる。以上で本プログラムの１回の実行が終了する。Ｓ１２ないしＳ１６が繰り返し実行されて、検査用チップ１００が４回撮像されると、次に本プログラムが実行される際にはＳ１１の判定がＮＯとなりＳ１７において第１撮像フラグＦ1 が１とされ、本プログラムの１回の実行が終了する。以後、１回の精度検査が終了するまで、Ｓ１１ないしＳ１７がスキップされる。
【００４３】
これら吸着ノズル６２の回転と移動とは、図９においては、便宜上、時間的に前後して行われるものとして示したが、実際には、Ｓ１３およびＳ１４と、Ｓ１５の画像処理とが並行して行われる。勿論、図９に示す通りの順序で行われるようにしてもよい。
【００４４】
次に本プログラムが実行されれば、図１０に示すように、Ｓ１８において、Ｓ１２ないしＳ１６において取得された検査用チップ１００の４つの中心座標（Ｘn，Ｙn）が読み出される。そして、Ｓ１９において、前述の式（１）および式（２）に基づいて、それら４つの中心座標（Ｘn，Ｙn）の平均（ＸAVE，ＹAVE）が算出され、Ｓ２０において、過去の真の固有値の１つである過去の回転中心座標（ＸCENTER，ＹCENTER）が読み出される。ここで、固有値とは、個々の電気部品装着システムに固有の値であり、過去の真の固有値とは、電気部品装着システムの運転開始後最初の装着精度検査の場合には、その電気部品装着システムに予め設定された設定固有値であり、２回目以降の装着精度検査においては前回の検査に基づいて取得された固有値を意味する。
【００４５】
Ｓ２１において、過去の回転中心座標（ＸCENTER，ＹCENTER）が、前記検査用チップ１００の中心座標の平均値（ＸAVE，ＹAVE）と、補正用指数Ｎとに基づいて補正される。具体的には、下記の式（３）および式（４）に基づいて新しい回転中心座標（ＸCENTER，ＹCENTER）が取得される。補正用指数Ｎは電気部品装着システムの運転開始時に１とされ、システムが連続して運転されている間は検査が行われるごとに１が加算される６以下の自然数である。補正用指数Ｎは、６まで増加すると電気部品装着システムが連続して作業を行っている間はその値が保たれる。
【００４６】
ＸCENTER＝（ＸAVE−ＸCENTER）／２(N-1)＋ＸCENTER・・・（３）
ＹCENTER＝（ＹAVE−ＹCENTER）／２(N-1)＋ＹCENTER・・・（４）
【００４７】
次にＳ２２およびＳ２３において吸着ノズル６２の回転と載置位置１０２への移動が行われる。具体的には、吸着ノズル６２が回転させられ、吸着ノズル６２に吸着された検査用チップ１００が載置位置１０２に対して傾かない姿勢とされるとともに、検査用チップ１００の中心が載置位置１０２の中心と一致する位置に移動させられるのである。これら吸着ノズル６２の回転と移動とは、図１０においては、便宜上、時間的に前後して行われるものとして示したが、実際には、Ｓ１４，Ｓ１５の最終部分（第４回目の撮像結果の画像処理と吸着ノズル６２の２７０度から３６０度への回転）およびＳ１８ないしＳ２１の画像処理と並行して行われる。勿論、図１０に示す通りの順序で行われるようにしてもよい。
【００４８】
次にＳ２４において、検査用チップ１００が載置位置１０２へ載置される。図１１に示すＳ２５において、その検査用チップ１００をＦマークカメラ６６により撮像する第２撮像工程が実行される。Ｓ２６において第２撮像工程により取得された画像データに基づいて検査用チップ１００の中心座標と傾きとが取得される。Ｆマークカメラ６６の視野１６０内に予め設定されている座標面（ここでは、視野１６０の中心を原点とする座標面が設定されているとし、その座標面と直交し、原点を通る直線をＦマークカメラ６６の光軸と称することとする）上における検査用チップ１００の中心座標（Ｘ，Ｙ）と、座標面に対する検査用チップ１００のＦマークカメラ６６の光軸まわりの傾きθとが取得されるのである。
【００４９】
続いて、Ｓ２７において上記検査用チップ１００の中心座標（Ｘ，Ｙ）および傾きθが、それぞれ吸着ノズル６２の回転中心とＦマークカメラ６６との相対位置ずれおよびＦマークカメラ６６とパーツカメラ６８との相対位相ずれとされる。Ｓ１２ないしＳ１９において取得された検査用チップ１００の中心座標と吸着ノズル６２の回転中心座標とに基づいて、Ｓ２４において検査用チップ１００が、それの中心がＦマークカメラ６６の視野中心に対応するようにかつ、座標面の位相と一致するように載置されているはずである。したがって、Ｆマークカメラ６６に対する現在の吸着ノズル６２の相対位置は、直前に設定された過去の真の固有値に対して、水平方向に（Ｘ，Ｙ）だけずれた値となり、Ｆマークカメラ６６のパーツカメラ６８に対する相対位相は、直前に設定された過去の真の固有値に対して光軸まわりにθだけずれた値となる。
【００５０】
次にＳ２８において、過去の真の固有値のうちＦマークカメラ６６に対する吸着ノズル６２の回転中心座標（Ｘ0，Ｙ0）およびＦマークカメラ６６のパーツカメラ６８に対する回転位相θ0が読みだされる。Ｓ２９において、次項に示す式（５）ないし式（７）により新しい回転中心座標（Ｘ0，Ｙ0）および回転位相θ0が取得される。
【００５１】
Ｘ0＝Ｘ／２(N-1)＋Ｘ0・・・（５）
Ｙ0＝Ｙ／２(N-1)＋Ｙ0・・・（６）
θ0＝θ／２(N-1)＋θ0・・・（７）
【００５２】
Ｓ３０において補正用指数Ｎが６より小さいか否かが判定される。今回のプログラムの実行において、補正用指数Ｎが１であるとすればＳ３０の判定はＹＥＳとなりＳ３１において補正用指数Ｎに１が加算されて新しい補正用指数Ｎとされる。これに対して補正用指数Ｎが６である場合は、Ｓ３０の判定がＮＯとなりＳ３２にスキップする。本実施形態においては、電気部品装着システムの運転が開始された直後においては、新しく検出された値を尊重するために過去の固有値と最新の検出値との間の値であって最新の検出値に近い値を取得するが、補正回数が増大すれば、過去の固有値を尊重してそれに近い値を取得するように補正が行われる。
【００５３】
ここで、本実施形態においては補正用指数Ｎの上限が６とされているが、補正用指数が７以上となれば、過去の固有値を補正する補正値が小さくなりすぎて固有値の緩やかな変化にでも十分に追従できなくなるので、それを回避するために補正用指数Ｎの上限値が定められているのである。
【００５４】
次にＳ３２において、各フラグＦSTART，ＦENDおよびＦ1が０とされ、撮像回数ｎが１とされる。Ｓ３３において次の装着作業の禁止が解除されて、装着作業の開始が許容される。以上で本プログラムの１回の実行が終了する。
【００５５】
以上の説明から明らかなように、本実施形態の電気部品装着システムにおいては、Ｆマークカメラ６６が「第２撮像装置」を構成し、パーツカメラ６８が「第１撮像装置」を構成している。さらに、装着精度検査プログラムのうちＳ１２ないしＳ１６が「第１撮像ステップ」を構成し、Ｓ１８ないしＳ２１が「第１画像処理ステップ」を構成し、Ｓ２２ないしＳ２４が「載置ステップ」を構成し、Ｓ２５が「第２撮像ステップ」を構成し、Ｓ２６ないしＳ２９が「第２画像処理ステップ」を構成している。
【００５６】
本実施形態においては、パーツカメラ６８に対する吸着ノズル６２の相対位置と、Ｆマークカメラ６６に対する吸着ノズル６２の相対位置と、Ｆマークカメラ６６に対するパーツカメラ６８の相対位相ずれとが検出され補正されるので、電気部品装着システムの装着精度が向上する効果が得られる。
なお、Ｆマークカメラ６６は、予め別の方法により、それの装着装置本体に対する相対位置ずれおよび相対位相ずれが検出されるようにすることができる。例えば、装着装置にＦマークカメラ６６の相対位置ずれおよび相対位相ずれ検出用の少なくとも１つのマークを位置固定に設け、そのマークがＦマークカメラ６６により適数回撮像され、撮像された画像のデータからＦマークカメラ６６の相対位置ずれおよび相対位相ずれが演算されるようにするのである。
【００５７】
具体的には、例えば、Ｆマークカメラ６６が、Ｘ，Ｙ移動方向に平行に取り付けられている場合は、画像データ内においてたて・よこに並んだ複数個のＦマークをそれぞれ通過する２本の直線とＸ，Ｙ軸とは平行となるが、Ｆマークカメラ６６が、垂直軸線まわりに回転させられた状態で取り付けられている場合は、それら直線とＸ，Ｙ軸とが交差する。画像内におけるＸ，Ｙ軸に対する、直線の傾きの平均値が、Ｆマークカメラ６６の装着装置本体に対する傾きとして取得される。
【００５８】
なお、本実施形態においては、Ｓ２３において吸着ノズル６２に吸着された検査用チップ１００の姿勢が修正されてから載置位置１０２に載置されるので、第２撮像ステップにおいて取得された傾きθには、Ｆマークカメラ６６とパーツカメラ６８との相対位相ずれと、吸着ノズル６２の回転誤差との両方が含まれる。
これに対して、Ｓ２３をスキップして、吸着ノズル６２に吸着された検査用チップ１００の姿勢を修正せずに載置位置１０２に載置されるようにすれば、Ｆマークカメラ６６とパーツカメラ６８との相対位相ずれのみを検出することができる。さらに、Ｓ２３をスキップする場合と、Ｓ２３を実行する場合とが交互に実行されて、両方の検出結果からＦマークカメラ６６とパーツカメラ６８との相対位相ずれと、吸着ノズル６２の回転誤差との両方を分けて検出されるようにすることもできる。
【００５９】
さらに、本実施形態によれば、電気部品装着システムの運転が開始された直後においては、現に検出された値を尊重するために過去の固有値と最新の検出値との間の値であって最新の検出値に近い値を取得し、温度変化等に伴う固有値の変化に十分に対応することができる。さらに、補正回数が増大すれば、過去の固有値を尊重してそれに近い値を取得することにより、固有値の変化が小さくなった場合に、最新の検出値に含まれる検出誤差の影響を小さくすることができる。
【００６０】
これに対して、運転中の固有値の変化量が時間経過とともに減少せず、検出誤差より大きい場合は、過去に取得された固有値よりも最新の検出値を尊重して新しい固有値が取得されるようにすることが望ましい。
【００６１】
また、上記実施形態においては、電気部品装着システムの装着精度がプリント基板が１枚装着されるごとに検査されるようにされていたが、プリント基板が複数枚装着されるごとに検査されるようにしてもよいし、装着されるプリント基板の枚数に係わらず一定時間経過するごと（厳密には一定時間経過後の最初のプリント基板交換時）に検査されるようにしてもよい。例えば、電気部品装着システムに電源が投入されて、システムが立ち上げられた際に検査を実行し、以後、５分経過する毎に、経過後最初にプリント基板の搬入・搬出が行われる間に検査を実行することができる。
【００６２】
さらに、上記実施形態においては、過去の真の固有値を最新の検出値に基づいて補正する際の補正用指数Ｎが、固有値が補正された補正回数に基づいて定められるようにされていたが、補正用指数Ｎは一定とされてもよい。その場合は、装着精度検出と固有値の補正とを行う頻度が、電気部品２８が装着されたプリント基板１６の枚数や経過時間により変化させられるようにすることが望ましい。例えば、運転開始から１時間の間は、固有値の変化が大きいので頻繁に固有値の補正が行われるようにし、それ以後は、固有値の変化が沈静化するので補正を行う頻度が低くされ、必要以上に補正が行われないようにするのである。
【００６３】
前記実施形態においては、装着精度を検査する場合に、必ず載置された検査用チップ１００が撮像され、Ｆマークカメラ６６の視野中心に対する検査用チップ１００の中心の座標（Ｘ，Ｙ）および傾きθが検出されるようにされていた。しかし、前記実施形態の電気部品装着システムにおいては、吸着ノズル６２とＦマークカメラ６６とパーツカメラ６８とが装着ヘッド６０に固定的に、かつ、相対移動不能に設けられており、それらの相対位置はほぼ一定と見なし得る。したがって、吸着ノズル６２とＦマークカメラ６６との相対位置、およびＦマークカメラ６６とパーツカメラ６８との相対位相の変化が無視できるほど小さく、中心座標（Ｘ，Ｙ）および傾きθが実質的に一定であると見なし、最初に装着精度が検査される際に中心座標（Ｘ，Ｙ）および傾きθが取得され、以後の装着精度検査においては最初に取得された値が用いられるようにしてもよい。装着精度が複数回検査されるごとに中心座標（Ｘ，Ｙ）および傾きθが取得されるようにしてもよいし、取得される頻度を変化させてもよく、中心座標（Ｘ，Ｙ）および傾きθの補正量が規定値以下となった後は中心座標（Ｘ，Ｙ）および傾きθの取得が省略されるようにしてもよい。
【００６４】
前記実施形態においては、装着精度を検査する場合に、必ず吸着ノズル６２の回転中心座標（ＸCENTER，ＹCENTER）が検出されるようにされていた。しかし、前記実施形態の電気部品装着システムにおいては、吸着ノズル６２とパーツカメラ６８とが装着ヘッド６０に固定的に、かつ、相対移動不能に設けられており、しかもＸ軸スライド３４に固定されたプリズム７２を利用して撮像するので、反射経路のずれによる画像の位置ずれも無視できるほど小さいと考えて良い。したがって、吸着ノズル６２のパーツカメラ６８に対する位置が実質的に一定であると見なし、最初に装着精度が検査される際に検査用チップ１００を回転させて回転中心座標（ＸCENTER，ＹCENTER）を取得し、以後の装着精度検査においては、最初に取得された値が用いられるようにしても良い。装着精度が複数回検査されるごとに回転中心座標を取得するようにしても良いし、取得される頻度を変化させても良く、回転中心座標の補正量が規定値以下となった後は回転中心座標の取得が省略されるようにしても良い。
【００６５】
さらに、吸着ノズル６２のパーツカメラ６８およびＦマークカメラ６６に対する相対位置を取得することは不可欠ではなく、検査用チップ１００を媒体として、パーツカメラ６８とＦマークカメラ６６との相対位置および相対位相のみを検出しても良い。その場合には、パーツカメラ６８により検査用チップ１００を１回撮像して検査用チップ１００の中心のパーツカメラ６８の座標面内における座標および位相を取得し、検査用チップ１００の姿勢等を修正して、載置位置１０２に載置する。この場合には、検査用チップ１００の中心がＦマークカメラ６６の視野中心に対応するように、かつ、位相が理想的となるように載置されているはずであるので、Ｆマークカメラ６６により撮像された検査用チップ１００の像の中心位置のずれおよび位相ずれは、直前に設定された過去の真の固有値のうちパーツカメラ６８とＦマークカメラ６６との相対位置および相対位相に対するずれであることになる。吸着ノズル６２の相対位置ずれに基づく位置ずれがパーツカメラ６８とＦマークカメラ６６との相対位置ずれに吸収された状態となるので、この方法によっても装着精度の検査が可能となる。
【００６６】
前記実施形態においては、装着精度検査プログラムがメインプログラム（即ち、電気部品装着プログラム）とは独立して実行されるようにされていた。これに対して装着精度検査プログラムが、メインプログラムに組み込まれていてもよいし、装着精度検査プログラムのうちの一部、例えば、精度検査を開始するタイミングを監視する部分がメインプログラムに組み込まれて、その部分により出力される信号に基づいて精度検査プログラムが実行されるようにしてもよい。
【００６７】
前記実施形態の電気部品装着システムにおいては、装着ヘッド６０に吸着ノズル６２が１個設けられ、その吸着ノズル６２とパーツカメラ６８とＦマークカメラ６６との相対位置が取得されたが、装着ヘッド６０に回転テーブルが設けられ、その回転テーブルに、それの回転中心から一定距離離れた位置に、複数個の吸着ノズル６２が等角度間隔に設けられ、それら吸着ノズル６２の各々とパーツカメラ６８とＦマークカメラ６６との相対位置が取得されるようにしてもよい。
【００６８】
なお、第１撮像工程を別の態様とすることもできる。この態様においては、第１撮像工程は、装着ヘッド６０が第１撮像位置において停止させられ、その場所で検査用チップ１００が、９０度ずつ４回回転させられて各回転位置において撮像される。この場合は、パーツカメラ６８により検査用チップ１００が撮像される撮像タイミングが、例えば電子シャッタにより制御される。ここで、電子シャッタは、各撮像素子について電荷がチャージされている場合に、その電荷を消去するものである。その電子シャッタにより、各回の撮像を開始する際に各撮像素子にチャージされている電荷を全て消去し、一定時間（本態様においては１００分の１秒）露光して電気部品を撮像するのである。以下、詳細に説明する。
【００６９】
図１２に示すように、Ｓ１１０において第１撮像フラグＦ1が０であるか否かが判定され、Ｓ１１１において第１撮像工程のうち今回の撮像の回数である撮像回数ｎが４以下であるか否かが判定される。今回の実行において、撮像回数ｎが１であるとすればＳ１１１の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１１２においてｎ回目（今回はｎ＝１）の撮像がおこなわれる。次にＳ１１３において、ｎ回目の撮像により取得された画像が画像データｎとしてコンピュータのＲＡＭ１１６に記憶される。Ｓ１１４において画像データｎが処理され検査用チップ１００の中心座標（Ｘn，Ｙn）が取得される。
【００７０】
Ｓ１１５において吸着ノズル６２が９０度回転させられ、Ｓ１１６において撮像回数ｎに１が加算されて新しい撮像回数ｎとされる。以上で本プログラムの１回の実行が終了する。Ｓ１１２ないしＳ１１６が繰り返し実行されて、検査用チップ１００が４回撮像される。次に本プログラムが実行される際にはＳ１１１の判定がＮＯとなりＳ１１７において第１撮像フラグＦ1が１とされ、以後はＳ１１１ないしＳ１１７がスキップされる。
【００７１】
さらに、前記実施形態の電気部品装着システムにおいては、装着ヘッド６０とパーツカメラ６８とＦマークカメラ６６とが一体的に、Ｘ，Ｙ方向に移動可能とされていたが、パーツカメラ６８がＸ軸スライド３４に固定的に設けられた電気部品装着システムにも本発明を適用することができる。その形態の電気部品装着システムの一例を図１３に示す。装着ヘッド２００にホルダ６４を介して吸着ノズル６２が保持され、さらにＦマークカメラ６６が移動不能に取り付けられている。Ｘ軸スライド３４には、反射装置としての一組の反射鏡２０２，２０４が図示しないブラケットにより固定されている。一方の反射鏡２０２は、装着ヘッド２００のＹ軸方向の移動経路の真下において、吸着ノズル６２の中心線を含む垂直面に対して約４５度傾斜させられ、それのＸ軸スライド３４に近い側の端部が下方に位置する反射面２０６を有する。それに対して他方の反射鏡２０４は、Ｘ軸スライド３４を挟んだ反対側に反射鏡２０２の反射面２０６と垂直面に対して対称に傾斜し、Ｘ軸スライド３４に近い側の端部が下方に位置する反射面２０８を有する。これら反射鏡２０２，２０４はＸ軸スライド３４を移動させるボールねじ４０の上方の位置であって、フィーダ型電気部品供給装置２０とプリント基盤との間、およびトレイ型電気部品供給装置２２とプリント基盤との間の位置に設けられている。Ｘ軸スライド３４の装着ヘッド２００が設けられた側とは反対側であって、前記反射鏡２０４の反射面２０８に対向する位置において、吸着ノズル６２に保持された検査用チップ１００を撮像するパーツカメラ２１０が固定されている。
【００７２】
このような電気部品装着システムにおいては、パーツカメラ２１０の、吸着ノズル６２およびＦマークカメラ６６に対するＹ軸方向における相対位置が固定的ではなく、その相対位置が時間的に変化する可能性がある。このため、本態様においては、吸着ノズル６２のパーツカメラ２１０に対する相対位置を周期的に検出することが望ましい。
【００７３】
さらに、図１４に示すように、パーツカメラ２５０がベース１０に固定的に、かつ上向き設けられ、吸着ノズル６２とＦマークカメラ６６とが一体的にＸ，Ｙ軸方向に移動可能とされても良い。その場合にも、パーツカメラ２５０の吸着ノズル６２およびＦマークカメラ６６に対する相対位置が固定的ではないので、上記態様と同じことが言える。
【００７４】
さらに、別の態様の電気部品装着システムに本発明を適用することも可能である。例えば、図１５に示すように、垂直軸線周りに回転可能にかつ移動不能に設けられたインデックステーブルに支持された吸着ノズル６２に電気部品が保持され、回路基材が基材移動装置により回路基材の表面に平行な方向に移動させられて、回路基材の任意の位置に電気部品が装着されるいわゆるインデックス式装着システムにおいても装着精度を検査することができる。以下、インデックス式着システムについて簡単に説明する。
【００７５】
同図において、３０２は電気部品装着装置、３０４は電気部品供給装置である。電気部品装着装置３０２は、垂直軸線まわりに間欠回転するインデックステーブル３０６を備えている。インデックステーブル３０６は、複数の吸着ヘッド６２を等角度間隔に保持し、図示しないインデックス用サーボモータ，カム，カムフォロワおよび回転軸等により構成される間欠回転装置により間欠回転させられ、吸着ヘッド６２が順次部品供給位置（部品取出し位置），部品姿勢検出位置，部品姿勢修正位置，部品装着位置等の作動位置へ移動させられる。複数の吸着ヘッド６２は、順次作動位置に位置決めされて、電気部品のプリント基板１６への装着に必要な各種作動を行う。
【００７６】
電気部品供給装置３０４は、フィーダ支持台３３０と、その上に搭載された複数個の電気部品フィーダ２４とを有する。複数個の電気部品フィーダ２４は、各部品供給部が水平面内の１本の直線（この直線の方向をＸ方向とする）に沿って並ぶ状態でフィーダ支持台３３０に支持されている。フィーダ支持台３３０は、ボールねじ３３４がＸ軸サーボモータ３３６によって回転させられることにより、一対のガイドレール３３８に沿ってＸ軸方向に移動させられ、それによって電気部品フィーダ２４の部品供給部が部品供給位置へ選択的に移動させられる。これらボールねじ３３４およびＸ軸サーボモータ３３６等が支持台移動装置３４０を構成しているのである。
【００７７】
プリント基板１６は、ＸＹテーブル３５０を備えたプリント基板位置決め支持装置３５２（以下、位置決め支持装置３５２と称する）により支持され、ＸＹ平面内の任意の位置へ移動させられる。位置決め支持装置３５２は、前記電気部品装着装置３０２および電気部品供給装置３０４と共に基台３５４上に設けられており、図示しない搬入装置からプリント基板１６を受け取り、電気部品の装着後、同じく図示しない搬出装置に引き渡す。これら搬入装置および搬出装置はそれぞれベルトコンベアを備えており、プリント基板１６をＸ方向に搬送する。ＸＹテーブル３５０は、基台３５４に設けられたボールねじ３５６がＸ軸サーボモータ３５８によって回転させられることにより、一対のガイドレール３６０に沿ってＸ方向へ直線移動させられるＸテーブル３６２と、そのＸテーブル３６２上に設けられ、ボールねじ３６４がＹ軸サーボモータ３６６によって回転させられることにより、一対のガイドレール３６８に沿ってＹ軸方向へ直線移動させられるＹテーブル３７０とを備えている。このＹテーブル３７０上であって、プリント基板１６に干渉しない位置に複数個の載置位置１０２が設けられている。駆動源たるサーボモータは回転角度を高精度で制御可能な電動回転モータであり、サーボモータに代えてステップモータを用いてもよい。また、電動回転モータに代えてリニアモータを用いてもよい。Ｆマークカメラ３７２は、装置本体に固定的に垂直方向下向きに取り付けられている。
【００７８】
この態様においては、パーツカメラ３８０が図示しない支持装置により、吸着ノズル６２の部品姿勢検出位置に対応する位置に固定的に設けられている。具体的には、吸着ノズル６２の停止位置の真下に導光装置３８２が設けられ、その導光装置３８２がインデックステーブル３０６の回転中心と部品姿勢検出位置にある吸着ノズル６２を通過する直線にそって水平に設けられている。導光装置３８２は図示は省略するが、一対の反射鏡を備え、入力側の反射鏡が吸着ノズル６２の真下に位置するように形成されるとともに、出力側の反射鏡がインデックステーブル３０６より外側に位置するように形成されている。導光装置３８２はそれら一対の反射鏡により、出力側から垂直方向上向きに像形成光を出力するように構成されている。その導光装置３８２の出力側の上方にパーツカメラ３８０が垂直方向下向きに配設されている。パーツカメラ３８０は一対の反射鏡により反射された像を取得するので、吸着ノズル６２に対向する位置において直接撮像するのと同様の像を取得することができる。しかも、導光装置３８２が一放射線に沿って設けられているので、吸着ノズル６２が部品装着位置に到達した状態における向きに対応する向きで撮像することができる。
なお、部品姿勢検出位置は、部品供給位置から、部品装着位置までの間であって、比較的部品供給位置に近い位置に設定されている。検査用チップ１００が部品姿勢検出位置においてパーツカメラ３８０に撮像されれば、部品姿勢修正位置に到達するまでに画像処理が完了するようにされているのである。
【００７９】
本電気部品装着システムにおいては、先の実施形態における吸着ノズル６２とパーツカメラ６８とのように相対位置が固定的ではなく、各吸着ノズル６２は、それのパーツカメラ３８０に対する相対位置が常に変化させられる。このため、本態様においては、装着精度の検査に当たって、各吸着ノズル６２に吸着された検査用チップ１００を複数回回転させ、各回転位置において撮像し、吸着ノズル６２とパーツカメラ３８０との相対位置が検査される。
【００８０】
さらに、インデックステーブル３０６が移動不能に設けられているので、吸着ノズル６２のプリント基板１６に電気部品を装着する装着位置が固定的に定められ、その装着位置にある吸着ノズル６２に今回装着すべきプリント基板１６側の装着位置が対向するように、ＸＹテーブル３５０が移動させられて装着が行われる。これと同様に検査用チップ１００を載置位置１０２に載置する際は載置位置１０２が、吸着ヘッドに対向するようにＸＹテーブル３５０が移動させられて検査用チップ１００が載置される。したがって、本態様の電気部品装着システムにおいては、回路基材としてのプリント基板１６の搬出・搬入作業と並行して装着精度を検査することができないので、例えば、１つのフィーダ支持台３３０の複数の部品フィーダ２４のいずれかの部品がなくなり、別のフィーダ支持台と交替させられるテーブル交替時や、組み立てるべきプリント回路板等の電気回路が変わる段取り替え時等に装着精度検査が行われるようにしたり、装着作業が中断されて検査が行われるようにしたりすることになる。
【００８１】
以上、本発明の実施形態のいくつかを詳細に説明したが、これは例示であり、本発明は、上記形態以外にも、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および発明の効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である電気部品装着システムの一部を抜き出して示す斜視図である。
【図２】図１の電気部品装着システムの側面図である。
【図３】図１の電気部品装着システムの平面図である。
【図４】上記電気部品装着システムのうち装着ヘッドを拡大して示す側面断面図である。
【図５】上記電気部品装着システムの制御装置を示すブロック図である。
【図６】上記電気システムのパーツカメラにより撮像された像を示す図である。
【図７】上記電気システムのＦマークカメラにより撮像された像を示す図である。
【図８】上記制御装置において実行される装着精度検査プログラムのうち検査開始判定部分を示すフローチャートである。
【図９】上記装着精度検査プログラムの第１撮像ステップを示すフローチャートである。
【図１０】上記装着精度検査プログラムの第１相対位置取得おより補正部分を示すフローチャートである。
【図１１】上記装着精度検査プログラムの第２撮像ステップおよび第２画像処理を示すフローチャートである。
【図１２】別の態様の装着精度検査プログラムにおける第１撮像ステップを示すフローチャートである。
【図１３】別の実施形態である電気部品装着システムの図４に対応する側面断面図である。
【図１４】さらに別の実施形態である電気部品装着システムの図３に対応する平面図である。
【図１５】さらに別の実施形態である電気部品装着システムの平面図である。
【符号の説明】
１６：プリント基板 １８：基板コンベヤ ２８：電気部品 ３０：電気部品装着装置 ３２：ガイドレール ３４：Ｘ軸スライド ３６：ガイドブロック ３８：ナット ４０：ボールねじ ４２：Ｘ軸サーボモータ ４４：Ｙ軸スライド ４８：ボールねじ ５０：ナット ５２：Ｙ軸サーボモータ ５８：ガイドレール ６０：装着ヘッド ６２：吸着ノズル ６６：Ｆマークカメラ ６８：パーツカメラ １００：検査用チップ １０２：載置位置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to inspection of a portion related to mounting accuracy of an electrical component mounting system that mounts electrical components (including electronic components) on a circuit substrate such as a printed wiring board.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a strong demand for improving the mounting accuracy of electrical components in order to satisfy the demands for shortening the interval between lead wires of electrical components and improving the mounting density. In order to improve mounting accuracy, mounting of electrical components such as a component holder, an imaging device that captures an electrical component held by the component holder, and an imaging device that captures a reference mark of a circuit substrate on which the electrical component is mounted It has already been performed to acquire another relative positional shift with respect to any one of the parts related to the mounting accuracy of the system, and to control the mounting operation of the electrical component mounting system based on the relative positional shift. In one of the conventional accuracy inspection methods, the above-described relative positional deviation is acquired and adjusted using a special inspection device during manufacture and maintenance of the electrical component mounting system.
[0003]
[Problems to be solved by the invention, problem-solving means, and effects of the invention]
However, a special inspection device is required to detect the relative displacement, and for example, the user of the electrical component mounting system cannot easily perform the inspection.
In addition, the relative positional deviation changes whenever the entire mounting device is deformed due to changes in temperature, heat generation of the servo motor, temperature rise due to ball screw friction, etc. Further, wear and deformation of system components It also changes depending on. Therefore, in order to improve the mounting accuracy, it is necessary to frequently detect the relative displacement and respond to the change. On the other hand, in the conventional accuracy inspection method and apparatus, in order to eliminate the detection error of the relative displacement, the average value is obtained by detecting the relative displacement several times (ideally several tens of times). Therefore, it is difficult to detect the relative positional deviation frequently, and it is difficult to sufficiently cope with the change in the relative positional deviation.
Furthermore, in the conventional accuracy inspection, the eigenvalue related to the obtained mounting accuracy is absolutely regarded. As described above, the same eigenvalue was detected several times at a time, and the average value of them was determined to be a true eigenvalue. It was used as an invariant value until. However, in practice, as described above, many of the eigenvalues change with the progress of the mounting work or with the accumulation of the usage amount of the system.
[0004]
  The present invention is based on the above circumstances, and improves the accuracy inspection of the parts related to the mounting accuracy of the electrical component mounting system. More specifically, the eigenvalues related to the mounting accuracy such as relative displacement are simplified. Or a component holder that holds an electrical component according to the present invention.A base conveyor for transporting the circuit base with a pair of circulating belts and a pair of guide rails for guiding the belts, and the base conveyor being transported to the component mounting positionA substrate support device that supports a circuit substrate, a first imaging device that images at least a part of an electrical component held by the component holder, and at least one of the circuit substrates supported by the substrate support device A method of inspecting the accuracy of a portion related to the mounting accuracy of an electrical component mounting system that mounts an electrical component on a circuit substrate,A placement portion is provided at a portion that is at least one position on the upper surface of the guide rail and does not interfere with the circuit substrate, and from the placement portionAn inspection chip is held by the component holder, the component holder holding the inspection chip is rotated to a plurality of rotation positions, and at least a part of the inspection chip is respectively rotated by the first imaging device at each rotation position. After the imaging, the inspection chip is placed on the component holder, and the inspection chip placed is imaged by the second imaging device, and the plurality of rotation positions are Relative displacement of the component holder, the inspection chip, and the first imaging device based on a plurality of images of the inspection chip captured by the first imaging device in eachThe first relative positional deviation isAnd a relative positional shift between the inspection chip and the second imaging device based on the imaging result of the inspection chip by the second imaging device.The second relative positional deviation is acquired, and based on the first and second relative positional deviations, the other two relative to any one of the component holder, the first imaging device, and the second imaging device are obtained. Relative displacementTo obtain an accuracy inspection method for an electric component mounting system.
  In addition, according to the present invention, (a) a pair of belts that circulate and a pair of guide rails that guide the belts, a substrate conveyor that conveys a circuit substrate on which electrical components are to be mounted, and (b) the A substrate holding device for holding the circuit substrate conveyed to the component mounting position by the substrate conveyor; (c)A moving device that relatively moves a component holder for holding an electrical component in a direction parallel to the surface of the circuit substrate with respect to the circuit substrate held by the substrate holding device;(d)A first imaging device capable of imaging at least a part of an electrical component held by the component holder;(e)A second imaging device capable of imaging at least a part of the circuit substrate;(f)An electrical component mounting system including a control device for mounting the electrical component on the circuit substrate by controlling the component holder, the moving device, the first imaging device, and the second imaging device,Including a mounting portion provided at a portion which is at least one of the upper surfaces of the guide rail and does not interfere with the circuit substrate; andThe control device is attached to the component holder.From the previous sectionAfter holding the inspection chip, rotating the component holder holding the inspection chip to a plurality of rotational positions, and imaging at least a part of the inspection chip at each rotational position by the first imaging device. The inspection chip is attached to the component holder.Placement partA plurality of images of the inspection chip imaged by the first imaging device at each of the plurality of rotational positions. Relative displacement of the component holder, the inspection chip and the first imaging device based onThe first relative positional deviation isAnd a relative positional shift between the inspection chip and the second imaging device based on the imaging result of the inspection chip by the second imaging device.The second relative positional deviation is acquired, and based on the first and second relative positional deviations, the other two relative to any one of the component holder, the first imaging device, and the second imaging device are obtained. Relative displacementThus, an electrical component mounting system including an inspection control unit for acquiring the above can be obtained.
  As described above, when the component holder holding the inspection chip is rotated to a plurality of rotation positions, and at least a part of the inspection chip is imaged by the first imaging device at each rotation position, the plurality of acquired plurality of the acquisition chips are obtained. The position of the component holder can be acquired based on the image, and the relative displacement between the holder, the inspection chip, and the first imaging device can also be acquired. Also, the inspection chipPlacement partIf the second imaging device is used for imaging, the relative positional deviation between the inspection chip and the second imaging device can be acquired. Moreover,Placement partSince the inspection chip that is placed on and picked up by the second image pickup device is picked up by the first image pickup device, the component holder, the first image pickup device, and the second image are eventually obtained using the inspection chip as a medium. The relative position shift of the imaging device can be acquired.
  In addition, since the mounting portion is provided in at least one place on the upper surface of the guide rail and does not interfere with the circuit base material, the mounting portion is moved for mounting the inspection chip and imaging. This eliminates the need for a complicated configuration of the apparatus, and makes it possible to inspect the accuracy of the electrical component mounting system between the loading and unloading of the circuit substrate.
  The present invention further provides an accuracy inspection method, an accuracy inspection recording medium, an electrical component mounting system, and the like according to the following aspects. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is merely for the purpose of facilitating the understanding of the present invention, and the technical features and combinations thereof described in the present specification should not be construed as being limited to the following modes. In addition, when a plurality of items are described in one section, it is not always necessary to adopt all the items together, and it is possible to take out only some items and adopt them.
  In addition, in the following paragraphs, the invention described in the claims or the subordinate concept thereof may be lost by amendment of the claims. Since it contains a description useful for understanding the invention, it is left as it is.
[0005]
(1) A component holder that holds an electrical component, a substrate support device that supports a circuit substrate, a first imaging device that images at least a part of the electrical component held by the component holder, and the base A second imaging device that images at least a part of the circuit substrate supported by the material support device, and inspects the accuracy of a portion related to the mounting accuracy of the electrical component mounting system that mounts the electrical component on the circuit substrate. A method,
  The electrical component mounting system itself detects a relative positional shift of at least one of the other two with respect to any one of the component holder, the first imaging device, and the second imaging device. A method for checking the accuracy of the mounting system.
  In the accuracy inspection method described in this section, since the mounting accuracy of the electrical component mounting system itself is inspected, the mounting accuracy can be easily inspected. Therefore, it can be executed frequently, and it is also possible to sequentially detect deformation of the entire apparatus accompanying changes in temperature, heat generation of the servo motor, temperature rise due to ball screw friction, and the like. Note that the first imaging device and the second imaging device can also be configured as a common imaging device. The relative positional deviation includes at least one of a relative positional deviation of at least one other axis with respect to any one and a relative phase deviation that is a rotational positional deviation around the axis.
(2) A component holder that holds an electrical component, a substrate support device that supports a circuit substrate, a first imaging device that images at least a part of the electrical component held by the component holder, and the base And a second imaging device that images at least a part of the circuit substrate supported by the material support device, and a method for inspecting a portion related to mounting accuracy of an electrical component mounting system that mounts electrical components on the circuit substrate. There,
  The inspection chip is held by the component holder, and at least a part of the inspection chip held by the component holder is imaged by the first imaging device, and then the inspection chip is placed on the component holder. A component holder is picked up by picking up an image of at least a part of the placed inspection chip by the second image pickup device and based on the image pickup result of the first image pickup device and the image pickup result of the second image pickup device. , Including a step of detecting a relative positional shift of at least one of the other two with respect to any one of the first imaging device and the second imaging device.Law.
  In the accuracy inspection method described in this section, for the same inspection chip, the inspection chip is obtained by imaging the state in which the inspection chip is held by the component holder and the state in which the inspection chip is mounted at the mounting position. As a medium, it grasps the relative position with respect to at least one of the other two of any one of the component holder, the first imaging device, and the second imaging device, and uses the function of the electrical component mounting system itself. It is possible to detect a relative positional shift of a part related to the component mounting accuracy of the electrical component mounting system, and there is no need to use a special jig as in the conventional case. As the inspection chip, a chip manufactured exclusively for inspection is desirable, but it is also possible to use a normal electrical component to be mounted.
  As will be described in detail later in the section of the embodiment, the change in the relative position between the component holder and the second imaging device is so small that it can be ignored and the relative position can be regarded as unchanged, or the component holder and the second imaging device In the case where the relative position with respect to the apparatus is detected and known in advance, it is not essential to detect the position of the component holder in carrying out the present invention. In addition, as long as electrical parts can be held without hindrance, the deviation of the actual position of the component holder from the normal position may not affect the mounting position accuracy. In this case, the position of the component holder is detected. It is not essential to do.
  The electrical component mounting system may be, for example, an electrical component mounting system in which an electrical component is mounted on a circuit substrate by moving a component holder in a direction along the surface of the circuit substrate. The mounting position where the holder mounts the electrical component on the circuit base is fixedly determined, and the circuit base supported by the circuit base support device is in a direction along the surface of the circuit base with respect to the mounting position. It may be an electrical component mounting system that is moved and the electrical component is mounted on the circuit substrate.
(3) A relative positional shift between the inspection chip and at least one of the component holder and the first imaging device is acquired from the imaging result of the first imaging device, and from the imaging result of the second imaging device. Including a step of obtaining a relative positional deviation between the second imaging device and the placed inspection chip (2).Law.
  The process described in this section is performed in the accuracy inspection method according to the item (2) “based on the imaging result of the first imaging device and the imaging result of the second imaging device, the component holder, the first imaging device, and the first imaging device. It is a typical example of the process of detecting the relative position shift of at least one of the other two with respect to any one of 2 imaging devices.
(4) The step of detecting a relative displacement between the component holder, the first imaging device, and the second imaging device detects a relative displacement with respect to at least one of the component holder of the second imaging device and the first imaging device. The accuracy inspection method described in (2) or (3)Law.
  Since the circuit substrate is imaged by the second imaging device and the mounting position where the electrical component currently held is to be mounted is acquired, the second imaging device related to the position of the circuit substrate, and the electrical component It is desirable to detect the relative position of the position-related component holder or the first imaging device. In particular, if the relative position between the first imaging device and the second imaging device is detected, it becomes easy to improve the mounting accuracy of the electrical components.
(5) After obtaining the positional deviation of the inspection chip with respect to the component holder, the positional deviation is corrected and the inspection chip is placed at a predetermined placement position (2) to (4) The accuracy inspection method according to item.
  In the accuracy inspection method described in this section, the mounting accuracy of the inspection chip placed by correcting the positional deviation with respect to the component holder is detected as in the case of mounting the electrical component on the circuit substrate. According to this method, it is possible to inspect the overall accuracy of all parts related to the mounting of the electrical component. On the other hand, the inspection chip may be placed at the placement position without correcting the positional deviation with respect to the component holder. In this case, it is possible to detect the accuracy of the portion excluding the portion for correcting the positional deviation of the electrical component with respect to the component holder. Moreover, if both inspections are performed and the difference between the two results is taken, it is possible to detect the accuracy of only the portion that corrects the displacement of the electrical component relative to the component holder.
(6) The accuracy inspection method according to any one of (2) to (5), wherein the inspection chip is prepared in advance at the mounting position.
  The inspection chip may be supplied by a dedicated supply device every time the mounting accuracy is detected, but in that case, a process for removing the used inspection chip is required, and an operation for accuracy inspection is required. Becomes complicated. On the other hand, if the inspection chip is prepared in the mounting position in advance, it is only necessary to pick up the inspection chip from the mounting position and place it again in the mounting position. Therefore, the operation for accuracy inspection can be simplified. In addition, a small amount of inspection chip is required, and it is not necessary to provide a chip supply device for supplying the inspection chip.
(7) The component holder holding the inspection chip is rotated to a plurality of rotational positions, the inspection chip is imaged by the first imaging device at each rotational position, and the inspection chip component holder is obtained from the imaging result. The accuracy inspection method according to any one of items (2) to (6), wherein a positional deviation with respect to is acquired.
  When mounting an electrical component on a circuit substrate, it is assumed that the position of the component holder in the image captured by the first imaging device is unchanged, and the electrical component obtained by image processing and the unchanged component holder position The positional deviation from the position of the specific part (in many cases, the center position in many cases) is acquired as the positional deviation of the electrical component relative to the component holder. When inspecting the mounting accuracy of the electrical component mounting system, the positional deviation of the inspection chip relative to the component holder may be acquired in the same manner as when mounting the electrical component. When the position of the tool is deviated from the normal position, the deviation cannot be detected.
  On the other hand, in the accuracy inspection method described in this section, the inspection chip is rotated to a plurality of rotation positions by rotating the component holder, and the inspection chips at the plurality of rotation positions are imaged. The rotation center of the inspection chip is acquired based on the obtained image data, the rotation center can be detected as the position of the component holder, and the positional deviation of the inspection chip with respect to the position of the component holder can be accurately detected. Can do.
(8) The accuracy inspection method according to (7), wherein the position of the component holder is acquired as the center of a circle passing through all of the center positions of the image of the inspection chip imaged at each rotational position.
(9) The plurality of rotation positions are positions obtained by dividing 360 degrees into equiangular intervals, and the position of the component holder is acquired as an average value of the center positions of the images of the inspection chip imaged at each rotation position. The accuracy inspection method described in (7) or (8).
  In the accuracy inspection method described in this section, since the position of the component holder can be obtained by calculating the average of the center positions of the images of the inspection chip, the position between the component holder and the inspection chip The deviation can be easily acquired. If the rotation angle is reduced once, the number of data of the center position of the acquired inspection chip increases and the accuracy of detection of the center position increases. However, the time required for the inspection increases because the required number of imaging and data processing increase. Is preferably about 90 degrees.
(10) The electrical component is held by the component holder, and the component holder is moved in a direction parallel to the surface of the circuit substrate fixedly supported by the substrate support device, so that the electrical component is used as the circuit substrate. A method for inspecting the accuracy of an electrical component mounting system to be mounted,
  During the operation of the electrical component mounting system, among the components of the electrical component mounting system, electrical components of the electrical component mounting system can be used by using components that can be used without causing a delay in the current mounting operation. Accuracy inspection method for electrical component mounting system characterized by performing accuracy inspection of parts related to component mounting accuracyLaw.
  In the accuracy inspection method described in this section, the mounting accuracy of the electrical component mounting system can be inspected without delaying the mounting operation, so that the mounting accuracy is not reduced during the operation of the mounting system. Can be inspected.
(11) While the mounting of the electrical component on one of the circuit substrates is completed and the circuit substrate is unloaded after the mounting is completed and the next circuit substrate is loaded, the component holder Inspect the accuracy of the electrical component mounting system by placing the inspection chip at the mounting position and obtaining the mounting position error.Law.
  In the accuracy inspection method described in this section, the mounting accuracy is detected during the loading and unloading of the circuit base material, so that the mounting accuracy is detected during that time. It is possible to inspect the mounting accuracy without reducing work efficiency during work. In the electrical component mounting system in which electrical components are mounted by moving the component holder in a direction parallel to the surface of the circuit substrate, the above-mentioned placement position is not on the circuit substrate and the circuit substrate transport device is movable. If the position is set so that it does not interfere with the circuit board and the circuit substrate to be transported, the inspection chip is placed on the component holder regardless of whether the circuit substrate is being loaded / unloaded or the circuit substrate is stationary. It can be placed at the mounting position.
(12) The accuracy inspection method according to (10) or (11), wherein the placement position is set to a position on the substrate support device that does not interfere with the circuit substrate.
  In the accuracy inspection method described in this section, the accuracy inspection and the mounting operation interfere with each other by providing the mounting position on the substrate support device and at a position that does not interfere with the circuit substrate. Both can be executed while avoiding the above. For example, the mounting operation for mounting the electrical component on the circuit substrate can be performed in a state where the inspection chip is mounted at the mounting position.
(13) The accuracy inspection method according to any one of (10) to (12), wherein the placement position is set to a portion on the base material support device that is not movable.
  When the placement position is set on the moving member, the inspection chip placed on the placement position may move when the moving member is accelerated or decelerated, but the placement position cannot be moved. If it is set to a part, there is no fear. The placement position is set to a range that can be imaged by the second imaging device.
(14) A method for inspecting the accuracy of an electrical component mounting system in which an electrical component is held by a component holder and mounted on a circuit substrate,
  Electrical component mounting characterized in that eigenvalues related to mounting accuracy of the electrical component mounting system are detected multiple times at time intervals, and the acquired multiple eigenvalues are processed in an integrated manner to obtain true eigenvalues. System accuracy inspectionLaw.
  The eigenvalue acquired by the above inspection method includes a detection error. In the accuracy inspection method described in this section, since the eigenvalue is acquired a plurality of times, the influence of the detection error can be reduced, and a value close to the true eigenvalue can be obtained. In addition, multiple eigenvalues are detected at time intervals, and the detection results are processed in an integral manner. Therefore, the eigenvalues change with the progress of the mounting operation, and the usage amount of the electrical component mounting system accumulates. It is possible to follow changes in eigenvalues.
  This method may be executed by the electrical component mounting system itself, or may be executed by an accuracy inspection device that inspects the mounting accuracy separately from the mounting system.
  The integral processing is a type of correction processing that corrects with a newly acquired eigenvalue while respecting what was acquired in the past and was once regarded as a true eigenvalue. The value between the specified eigenvalues is the new true eigenvalue. The new true eigenvalue may be any value between the previous true eigenvalue and the newly acquired eigenvalue, but if the value at a certain interior dividing point is the new true eigenvalue, The split ratio may be constant, or may be changed according to the number of corrections performed as described in item (16). The internal ratio should be determined according to how appropriate it is to respect the past true eigenvalues and newly detected eigenvalues, and the change in eigenvalues is expected to be small In some cases, the degree of respect (weight) of the true eigenvalue in the past is increased.
(15) The accuracy inspection method according to item (14), wherein each of the plurality of detections of the eigenvalue is performed with an operation of mounting the electrical component on the circuit base material interposed therebetween.Law.
  The mounting of the electrical component performed during the detection of the eigenvalues a plurality of times is acquired based on the eigenvalues detected before and based on the values regarded as true eigenvalues. Each eigenvalue may be detected once or a plurality of times, but it is desirable that the eigenvalue be detected without deteriorating the efficiency of the mounting operation of the electrical component.
  According to the accuracy inspection method described in this section, it is possible to cope with the change of the eigenvalue accompanying the progress of the mounting operation of the electrical component, the increase of the cumulative usage amount of the electrical component mounting system, and the like.
(16) The integral processing determines a new true eigenvalue based on a past true eigenvalue, a newly acquired eigenvalue, and the number of detections of eigenvalues detected so far. The accuracy inspection method described in the item).
  In the method described in this section, the eigenvalue is acquired while changing the aforementioned internal ratio according to the number of detections. For example, immediately after the accuracy test is started, a value between the previous true eigenvalue and the eigenvalue detected this time and close to the new eigenvalue detected this time is acquired as a new true eigenvalue, and eigenvalue detection is performed. As the number of times increases, a value closer to the true eigenvalue in the past than the eigenvalue detected this time is made a new true eigenvalue, and conversely, a value close to the eigenvalue detected this time is made a true eigenvalue. Can be.
(17) The accuracy inspection method according to any one of items (1) to (9), wherein, during the operation of the electrical component mounting system, among the components of the electrical component mounting system, An accuracy inspection method characterized by performing an accuracy inspection of a part related to the mounting accuracy of an electrical component of an electrical component mounting system using components that can be used without causing a delay in mounting operation.
  In the accuracy inspection method described in this section, the feature described in any one of (11) to (13) can be applied.
(18) The accuracy inspection method according to any one of items (14) to (16), wherein, during the operation of the electrical component mounting system, among the components of the electrical component mounting system, An accuracy inspection method characterized by performing an accuracy inspection of a part related to the mounting accuracy of an electrical component of an electrical component mounting system using components that can be used without causing a delay in mounting operation.
  In the accuracy inspection method described in this section, the feature described in any one of (11) to (13) can be applied.
(19) The accuracy detection method according to (1) to (9),
  A method for inspecting the accuracy of an electrical component mounting system, wherein eigenvalues related to the mounting accuracy of the electrical component mounting system are detected a plurality of times, and the obtained multiple eigenvalues are processed in an integral manner to obtain true eigenvalues. .
  In the accuracy inspection method described in this section, the characteristics described in any one of the items (10) to (13), (15), and (16) can be applied.
(20) The accuracy inspection method according to (1) to (9),
  During the operation of the electrical component mounting system, among the components of the electrical component mounting system, electrical components of the electrical component mounting system are used by using components that can be used without causing a delay in the currently performed mounting operation. Check the accuracy of the part related to the mounting accuracy of the component, detect the eigenvalue related to the mounting accuracy of the mounting system of the electrical component multiple times, and process the acquired multiple eigenvalues in an integral manner to obtain the true eigenvalue An accuracy inspection method characterized by that.
  In the accuracy inspection method described in this section, the feature described in any one of the paragraphs (11) to (13), (15), and (16) can be applied.
(21) The mounting position of the inspection chip is set to a plurality of positions separated in the moving direction of a moving device that relatively moves the component holder and the circuit substrate in a direction parallel to the surface of the circuit substrate. Yes The accuracy inspection method according to any one of items (2) to (20).
  In this way, the relative positioning accuracy between the component holder and the circuit substrate by the moving device can be detected at a plurality of positions. It is desirable to set the mounting positions so as to be distributed corresponding to the entire range of movement by the moving device.
(22) A component holder that holds an electrical component, a substrate support device that supports a circuit substrate, a first imaging device that images the electrical component, and a second imaging device that images the circuit substrate. A method for detecting the mounting accuracy of an electrical component of an electrical component mounting system for mounting an electrical component on a circuit substrate,
  The inspection chip is held on the component holder, the held inspection chip is imaged by the first imaging device, and the inspection chip is placed on the placement position, and then the placed inspection chip is placed. Are imaged by the second imaging device, based on the inspection chip image data acquired by the first imaging device and the inspection chip image data acquired by the second imaging device. An accuracy inspection method for detecting a relative phase shift around an optical axis between an imaging device and a second imaging device.
  In order to detect the relative phase shift between the first imaging device and the second imaging device, the relative position between the component holder and the first imaging device is not changed. It is not necessary to detect the relative displacement. Any of the features of items (2) to (21) can be applied to the inspection method of this item.
(23) In an electrical component mounting system in which an electrical component is held by a component holder and mounted on a circuit base material, an inspection program for performing inspection of a portion related to mounting accuracy of the electrical component mounting system by a computer ,
  A holding step for holding the inspection chip on the component holder;
  A first imaging step of causing the first imaging device to image at least a part of the held inspection chip;
  A placement step for placing the inspection chip by moving the component holder to a predetermined placement position; and
  A second imaging step of imaging at least a part of the placed inspection chip by the second imaging device;
  A first image processing step for acquiring a relative positional shift between the inspection chip and at least one of the component holder and the first imaging device based on image data obtained by the first imaging device;
  A second image processing step of acquiring a relative positional deviation between the inspection chip and the second imaging device based on image data obtained by the second imaging device;
Recording medium in which an inspection program includingbody.
  In the program described in this section, the features described in (2) to (22) can be applied. By executing this program in an existing electrical component mounting system, it is possible to automatically detect mounting errors.
(24) The inspection chip acquired in the first image processing step, the relative displacement between at least one of the component holder and the first imaging device, and the inspection chip acquired in the second image processing step The recording medium according to item (23), including a correcting step of correcting an electrical component mounting control program by the electrical component mounting system based on a relative positional deviation with respect to the second imaging device.
  In this way, the mounting error of the electrical component mounting system can be automatically removed or reduced.
(25) a component holder for holding electrical components;
  A moving device for relatively moving the component holder and the circuit substrate on which the electrical component is to be mounted in a direction parallel to the surface of the circuit substrate;
  A first imaging device capable of imaging at least a part of an electrical component held by the component holder;
  A second imaging device capable of imaging at least a part of the circuit substrate;
  A control device for mounting the electrical component on the circuit substrate by controlling the component holder, the moving device, the first imaging device, and the second imaging device;
In the electrical component mounting system including
  After the control device holds the inspection chip on the component holder and causes the first imaging device to pick up an image of at least a part of the inspection chip, the inspection chip is mounted on the component holder in advance. The inspection chip mounted on the mounting position, at least a part of the mounted inspection chip is imaged by the second imaging device, and the inspection chip and the component holder are based on the image data acquired by the first imaging device And a relative positional deviation with respect to at least one of the first imaging device and a positional deviation between the inspection chip and the second imaging device based on image data obtained by the second imaging device. Electrical component mounting system characterized by having a control unitMu.
  In the electrical component mounting system described in this section, the features described in the sections (2) to (24) can be applied.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An electrical component mounting system which is one embodiment of the present invention is shown in FIGS. Since this electrical component mounting system has the same basic configuration as the system described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-291490, the entire description is simplified here, and only the parts deeply related to the present invention are described. This will be described in detail. In FIG. 2, 10 is a base. A plurality of columns 12 are erected on the base 10, and an operation panel or the like is provided on a fixed base 14 fixed to the columns 12. Also on the base 10, as shown in FIG. 3, a printed circuit board 16 (used as a general term for a printed wiring board before mounting electrical components and a printed circuit board after mounting electrical components) as a circuit base is used in the X-axis direction. A substrate conveyor 18 for conveying in the left-right direction in FIGS. 3 and 4 is provided. The printed board 16 is conveyed by the board conveyor 18, and the printed board 16 is positioned and supported at a predetermined component mounting position by a positioning support device (not shown).
[0007]
A feeder-type electrical component supply device 20 and a tray-type electrical component supply device 22 are provided on both sides in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane of the base 10. In the feeder-type electrical component supply device 20, a large number of feeders 24 are installed side by side in the X-axis direction. Taping electric parts are set in each feeder 24. In the taping electrical component, the electrical component is accommodated in each of the component accommodating recesses formed at equal intervals on the carrier tape, and the openings of the component accommodating recesses are blocked by the cover film attached to the carrier tape. The electrical component is prevented from popping out from the component housing recess when the tape is fed. The carrier tape is fed by a predetermined pitch in the Y-axis direction, the cover film is peeled off, and the carrier tape is fed to the component supply position.
[0008]
The tray-type electrical component supply device 22 supplies electrical components in a component tray. A plurality of component trays are stacked in a large number of component tray storage boxes 26 arranged as shown in FIG. Each of the component tray storage boxes 26 is supported by a support member (not shown), and is sequentially raised to a component supply position by an elevator device (not shown). A mounting head (to be described later) places an electrical component above the component supply position. It is necessary to secure a space for taking out.
[0009]
Therefore, the component tray storage box 26 that has finished supplying the electrical components is raised by the above-mentioned space at the same time that the next component tray storage box 26 is raised to the component supply position, and is retracted to the upper retreat area. . In this tray type electric component supply device 22, even when the component tray finishes supplying the electric components, the component tray storage box 26 is not raised by one component tray, and the component supply position is changed as the component tray is discharged. Except for lowering the tray one sheet at a time, this is the same as the electric component supply apparatus described in Japanese Patent Publication No. 2-57719, and the description thereof is omitted. The component tray storage box 26 is pulled out in the X-axis direction as shown by a two-dot chain line in FIG. 3 so that an operator can perform an internal inspection or the like.
[0010]
The electrical components 28 supplied by the feeder-type electrical component supply device 20 and the tray-type electrical component supply device 22 are mounted on the printed circuit board 16 by the electrical component mounting device 30 provided on the base 10. As shown in FIG. 2, guide rails 32 extending in the X-axis direction are provided on both sides of the substrate conveyor 18 on the base 10 in the Y-axis direction, and the X-axis slide 34 is movably fitted in the guide block 36. ing.
[0011]
As shown in FIG. 3, the X-axis slide 34 has a length extending from the feeder-type electrical component supply device 20 to the tray-type electrical component supply device 22 beyond the substrate conveyor 18 and includes two nuts 38 (see FIG. 4). Are only screwed into the ball screws 40, and the ball screws 40 are rotated in synchronism by the X-axis servomotors 42, respectively, so that they are moved in the X-axis direction.
[0012]
As shown in FIGS. 3 and 4, a Y-axis slide 44 is provided on the X-axis slide 34 so as to be movable in the Y-axis direction, which is a direction orthogonal to the X-axis direction. As shown in FIG. 4, a ball screw 48 extending in the Y-axis direction is attached to the vertical side surface 46 of the X-axis slide 34, and the Y-axis slide 44 is screwed with a nut 50. By being rotated through gears 54 and 56 by the Y-axis servo motor 52 shown in FIG. 3, the Y-axis slide 44 is guided by the pair of guide rails 58 and moved in the Y-axis direction.
[0013]
A mounting head 60 is attached to the vertical side surface 59 of the Y-axis slide 44 as shown in FIG. The mounting head 60 is provided with a suction nozzle 62 as a component suction tool for sucking the electrical component 28 via a holder 64 that can be moved up and down with respect to the mounting head 60. The mounting head 60 further includes an F mark camera 66 (see FIG. 3) for imaging a fiducial mark (hereinafter referred to as F mark) which is a reference provided on the printed circuit board 16, and a part for imaging the electrical component 28. The camera 68 is immovably provided. The F mark camera 66 and the parts camera 68 are CCD cameras. An illuminating device 70 is disposed corresponding to the F mark camera 66, and illuminates the F mark and its surroundings. The F mark camera 66 images the F mark from an opening formed in the center of the illumination device 70. The holder 64 includes a backlight 71 that illuminates the electrical component 28 sucked by the suction nozzle 62 from behind, and the parts camera 68 can acquire a silhouette image of the electrical component 28 using the backlight 71 as a bright background. .
[0014]
As shown in FIGS. 3 and 4, two prisms 72 are fixed to the X-axis slide 34 as two reflecting devices, and together with the parts camera 68, an imaging system is configured. These prisms 72 are positions corresponding to the ball screws 40 that move the X-axis slide 34 just in the Y-axis direction below the X-axis slide 34, and between the feeder-type electrical component supply device 20 and the printed circuit board 16 and It is provided at a position between the tray-type electrical component supply device 22 and the printed circuit board 16.
[0015]
The configuration of these prisms 72 is the same. As shown in FIG. 4, the casing 74 of the prism 72 is fixed to the X-axis slide 34, and the prism 72 includes a center line of the suction nozzle 62 immediately below the movement path of the mounting head 60 in the Y-axis direction. The reflective surface 76 that is inclined to a direction lower by about 45 degrees with respect to the surface and lower in the portion farther from the X-axis slide 34, and directly below the movement path in the Y-axis direction of the parts camera 68, And a reflective surface 78 inclined symmetrically.
[0016]
A shutter 80 is fixed to the outer surface of the casing 74 opposite to the X-axis slide 34 side. The shutter 80 has the same dimension in the Y-axis direction as the reflecting surfaces 76 and 78, protrudes upward from the casing 74, and the protruding end is bent horizontally toward the X-axis slide 34. 68 is a shielding portion 82 projecting between the two. Further, a notch 84 is provided in the central portion of the shielding portion 82 in the Y-axis direction. Therefore, when the Y-axis slide 44 moves, the parts camera 68 moves on the shielding portion 82, and when the Y-axis slide 44 passes through the notch 84, the reflected light from the reflection surface 78 is obtained. The dimension is large enough to allow the entire image-forming light reflected from the reflecting surface 78 to pass through. The dimension of the notch 84 in the Y-axis direction is determined by setting the exposure time t to the moving speed v of the part camera 68 in the Y-axis direction. The multiplied size is vt.
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 3, the substrate conveyor 18 is provided with four mounting positions 102 for mounting inspection chips 100 (see FIG. 4) for inspecting mounting accuracy, which will be described later. The inspection chip 100 is placed at the placement position 102.
The substrate conveyor 18 includes guide rails 104 for guiding a pair of belts (not shown). By changing the distance between the guide rails 104, the printed circuit boards 16 having different dimensions can be conveyed. Two mounting positions 102 are provided on the upper surfaces of the guide rails 104 at positions adjacent to the printed circuit board 16 positioned at the component mounting position.
[0018]
In addition, the mounting position 102 may be one place instead of four places, and may be provided with a plurality of appropriate places. Further, one inspection chip 100 may be mounted on each mounting position 102, or a plurality of inspection chips 100 may be mounted. Further, the inspection chip 100 may be dedicated to each placement position 102 or may be shared by a plurality of placement positions 102. In the present embodiment, it is assumed that one dedicated testing chip 100 is disposed at each mounting position 102.
[0019]
The inspection chip 100 in the present embodiment is a small plastic piece called a gauge chip, and has a rectangular shape with a planar shape and dimensions of 3 mm × 6 mm, but the electrical component itself to be mounted is the inspection chip. Or an inspection chip made of quartz glass manufactured with high dimensional accuracy may be used.
[0020]
The electrical component mounting system includes a control device 110 shown in FIG. 5 as control means. The control device 110 is mainly a computer having a CPU 112, a ROM 114, a RAM 116, and a bus 118 for connecting them.
An image input interface 122 is connected to the bus 118, and the F mark camera 66 and the parts camera 68 are connected to the bus 118. A servo interface 124 is also connected to the bus 118, and an X-axis servo motor 42 and a Y-axis servo motor 52 are connected to the bus 118. A digital input interface 126 is also connected to the bus 118. Further, a digital output interface 128 is connected to the bus 118, and a substrate conveyor 18, a feeder type electrical component supply device 20, a tray type electrical component supply device 22, an electrical component mounting device 30 and the like are connected. The ROM 114 stores various control programs including a mounting program for mounting the electrical component 28 on the printed circuit board 16, and includes the mounting accuracy represented by the flowcharts of FIGS. 8 to 11. An inspection program is included.
[0021]
Next, the operation will be described. Since the mounting operation for mounting the electrical component on the printed circuit board 16 is described in detail in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-291490, the entire description will be simplified and the parts deeply related to the present invention will be described in detail.
When mounting the electrical component 28 on the printed circuit board 16, the mounting head 60 moves the X-axis slide 34 and the Y-axis slide 44 to move the component supply position of the feeder-type electrical component supply device 20 or the tray-type electrical component supply device 22. To hold the electrical component 28. After the suction nozzle 62 is brought into contact with the electrical component 28, a negative pressure is supplied to the suction nozzle 62, the suction nozzle 62 sucks the electrical component 28, and then the suction nozzle 62 is raised.
[0022]
The mounting head 60 holding the electrical component 28 is moved to the component mounting position along a straight line connecting the component supply position of the feeder 24 and the component mounting position of the printed circuit board 16. It passes over the prism 72 fixed at a position between the component supply position and the component mounting position. In order to move the mounting head 60 from the component supply position to the component mounting position regardless of the position of the component supply position and the component mounting position of the feeder-type electrical component supply device 20 and the printed circuit board 16, an X-axis slide is always required. 34 moves in the Y-axis direction and passes through a portion between the feeder-type electrical component supply device 20 and the printed circuit board 16. Therefore, the mounting head 60 always passes over the prism 72 fixed to a portion located between the component supply position and the component mounting position of the X-axis slide 34.
[0023]
At this time, the light forming the silhouette image of the electrical component 28 with the backlight 71 as a bright background is reflected in the horizontal direction by the reflecting surface 76 and then reflected upward by the reflecting surface 78. When the mounting head 60 passes over the prism 72, the electrical component 28 passes over the reflective surface 76, and the parts camera 68 passes over the reflective surface 78 and passes through the notch 84 formed in the shielding portion 82 of the shutter 80. A silhouette image of the electrical component 28 is picked up by the parts camera 68 by the image forming light incident on the image pickup surface.
[0024]
The parts camera 68 is attached to the Y-axis slide 44 together with the suction nozzle 62 and moves integrally with the electrical component 28 held by the suction nozzle 62, so that the electrical part 28 and the part camera 68 pass on the prism 72. At this time, the image forming light reflected by the reflecting surface 78 follows the parts camera 68, and the parts camera 68 picks up the image in the same state as when the electric component 28 is stationary even while the Y-axis slide 44 is moving. be able to. As described above, the length of the notch 84 of the shutter 80 in the Y-axis direction is set to a length obtained by multiplying the exposure time of the parts camera 68 by the moving speed, and the imaging element is sufficiently exposed by the image forming light. Image.
[0025]
The captured image data is compared with normal image data having no holding position error in the control device 110, and the center position errors ΔX and ΔY and the rotational position error Δθ are calculated. Further, the horizontal position errors ΔX ′ and ΔY ′ of the printed circuit board 16 are calculated by imaging the F mark provided on the printed circuit board 16 with the F mark camera 66 in advance, and before moving to the component mounting position. Based on these errors, the movement distance of the electrical component is corrected and the electrical component 28 is rotated to correct the rotational position error Δθ, and the electrical component 28 is mounted in the correct mounting position on the component mounting position of the printed circuit board 16.
[0026]
In parallel with the above processing, the mounting head 60 is moved onto the component mounting position of the printed circuit board 16, and the suction nozzle 62 is lowered to mount the electrical component 28 at the mounting position. This completes one mounting operation.
[0027]
In the electrical component mounting system of this embodiment, the apparatus accuracy is inspected during the mounting operation of the electrical component 28 described above. The mounting accuracy inspection program represented by the flowcharts in FIGS. 8 to 11 is executed. This mounting accuracy inspection program is always executed during the operation of the electrical component mounting system, and the progress of the mounting work is monitored. The mounting accuracy inspection program captures the opportunity to check the mounting accuracy without causing a delay in the mounting work. Work inspection is performed. Specifically, mounting of all the electrical components 28 to be mounted on one printed circuit board 16 is completed, and mounting work inspection is started when unloading of the printed circuit board 16 that has been mounted by the substrate conveyor 18 is started. Then, the loading and positioning of the printed circuit board 16 to which the electrical component 28 is to be mounted are finished before the loading and positioning are finished.
[0028]
When the inspection of the mounting accuracy is started, the mounting head 60 is first moved to a position corresponding to one of the above-described four mounting positions 102 (for example, the closest one). In the same manner as when the electric component 28 is sucked from the feeder 24 by the suction nozzle 62, the inspection chip 100 previously placed at the placement position 102 is sucked. The inspection chip 100 is moved to the first imaging position where the suction member is imaged with the suction nozzle 62 being sucked. The first imaging position is a position corresponding to the prism 72 closer to the mounting position 102 where the inspection chip is sucked this time out of the two prisms 72. The mounting head 60 is reciprocated twice over the prism 72, and the suction nozzle 62 is rotated by 90 degrees at a position deviated from the notch 84 of the shutter 80, and each of 0 degree, 90 degrees, 180 degrees and 270 degrees is obtained. The inspection chip 100 is imaged at the rotational position.
[0029]
Based on the four image data acquired by imaging, the center coordinates of the image of the inspection chip 100 are calculated. As shown in FIG. 6, a coordinate plane set in advance for the field of view 150 of the parts camera 68 (here, assuming that a coordinate plane having the origin O as the center of the field of view is set, is orthogonal to the coordinate plane, In the straight line passing through the origin, the center coordinate of the image of the inspection chip 100 at each rotational position is acquired (in the figure, the image of the inspection chip 100). Only one is shown). Here, the center coordinate in the image data captured in the nth (where n is an integer between 1 and 4) is expressed as (Xn, Yn)), The average value of the center coordinates of the inspection chip 100 (XAVE, YAVE) Is calculated by the following equations (1) and (2).
[0030]
XAVE= (X1+ X2+ XThree+ XFour) / 4 ... (1)
YAVE= (Y1+ Y2+ YThree+ YFour) / 4 ... (2)
[0031]
Furthermore, the average value calculated this time (XAVE, YAVE) Based on the rotation center coordinates (XCENTER, YCENTER) Is corrected in an integral manner, and the new rotation center coordinates (XCENTER, YCENTER) Is acquired. This integral correction will be described in detail later.
[0032]
Average value of the center coordinates (XAVE, YAVE) And new center of rotation coordinates (XCENTER, YCENTER) Is performed while the mounting head 60 is moved toward the mounting position 102, and the suction nozzle 62 is further rotated by 90 degrees, and the newly acquired rotation center coordinates (XCENTER, YCENTER) And the first acquired image data of the inspection chip 100, the center position and orientation of the inspection chip 100 are corrected, and then placed on the original placement position 102.
As described above, in the present embodiment, the inspection chip 100 is returned to the original placement position 102, but when one inspection chip 100 is shared by a plurality of placement positions 102, the inspection chip 100 is used. The chip 100 may be placed at a placement position 102 different from the original placement position 102. However, it is necessary to store the mounting position 102 where the inspection chip 100 is actually mounted.
[0033]
Next, the mounted inspection chip 100 is imaged by the F mark camera 66. The mounting head 60 is moved from the position where the inspection chip 100 is mounted on the mounting position 102 by the suction nozzle 62 so that the F mark camera 66 is positioned directly above the mounting position 102, and the inspection chip 100 is moved. Is captured by the F mark camera 66. Here, since the relative position between the rotation center of the suction nozzle 62 and the F mark camera 66 is set in advance, if there is no error in the relative position, the inspection chip 100 is placed at the center of the field of view of the F mark camera 66. Should be located, and the posture of the inspection chip 100 should not be inclined. Therefore, as shown in FIG. 7, if a positional shift (X, Y) from the center of the field of view 160 of the F mark camera 66 at the center of the image of the inspection chip 100 is detected, this is the center of rotation of the suction nozzle 62. This represents a relative displacement (referred to as a relative displacement between the suction nozzle 62 and the F mark camera 66) with respect to the center of the visual field of the F mark camera 66.
Furthermore, if the inclination θ with respect to a presumed posture of the inspection chip 100 (in this embodiment, the extending direction is a posture along the Y axis of the visual field 160) is detected, it is determined as the visual field of the F mark camera 66. This represents a relative phase shift (referred to as a relative phase shift between the F mark camera 66 and the part camera 68) that is a relative inclination with respect to the field of view of the part camera 68.
[0034]
Note that the posture of the inspection chip 100 may be placed without being corrected. When the posture of the inspection chip 100 is placed without being corrected, the calculation load accompanying the posture correction is reduced, and further, the rotation angle error of the suction nozzle 62 and the rotation of the suction nozzle 62 caused by the posture correction are reduced. The relative displacement between the suction nozzle 62, the F mark camera 66 and the part camera 68 and the relative phase between the part camera 68 and the F mark camera 66 without being affected by the calculation error of the change in the center position of the inspection chip 100 due to A shift can be detected. In other words, when it is desired to check the accuracy of the electrical component mounting system including the rotation angle error of the suction nozzle 62 caused by the posture correction and the calculation error of the center position change of the inspection chip 100 accompanying the rotation of the suction nozzle 62. This means that the test chip 100 may be placed with its posture corrected. Further, by inspecting the case where the inspection chip 100 is mounted with the posture corrected and the case where the inspection chip 100 is mounted without correction, and comparing the results of both inspections, errors due to the posture correction and other The error may be detected separately.
[0035]
As described above, the first relative position, which is the relative position of the suction nozzle 62 to the parts camera 68, the second relative position, which is the relative position based on the relative positional deviation between the suction nozzle 62 and the F mark camera 66, and the parts A rotation inclination that is an inclination based on a relative phase shift between the camera 68 and the F mark camera 66 is acquired, and the preset first and second relative positions and the rotation inclination are integratedly corrected. One mounting accuracy inspection is thus completed, and the mounting operation for mounting the electrical component 28 on the printed circuit board 16 is resumed.
[0036]
The above mounting accuracy inspection will be described in more detail based on the flowcharts of FIGS.
First, in step S1 (hereinafter simply referred to as S1; the same applies to other steps) to S3, it is awaited that the mounting operation for mounting the electrical component 28 on one printed circuit board 16 is started. In S1, the mounting start flag FSTARTWhether or not is 0 is determined. Mounting start flag FSTART“0” indicates that the start of the current mounting operation has not been detected, and “1” indicates that the start of the mounting operation has already been detected. Mounting start flag F in this executionSTARTSince the initial value is 0, the determination in S1 is YES, the process proceeds to S2, and it is determined whether or not the mounting operation is started. If it is assumed that the mounting work has not started, the determination in S2 is NO and one execution of this program is completed. On the other hand, if the mounting work has been started, the determination in S2 is YES, and in S3 the mounting start flag FSTARTIs set to 1. In the subsequent execution of this program, the determination in S1 is NO and the process skips to S4.
[0037]
When the start of the mounting work is detected, it is next waited for the mounting work to be completed in S4 to S6. Similarly to S1 and S2, when S4 and S5 are repeatedly executed to detect the end of the mounting operation, the mounting end flag F is determined in S6.ENDIs set to 1. In the subsequent execution of this program, the determination in S4 is NO and the process skips to S10.
[0038]
When the end of the mounting work is detected, it is prohibited to perform the next mounting work in S7. Here, the next mounting operation is an operation using the mounting head 60, and the loading / unloading operation of the printed circuit board 16 without using the mounting head 60 is permitted. The inspection of the mounting accuracy of this program is of a length that can be completed sufficiently during the loading / unloading operation of the printed circuit board 16, and the mounting operation is not started before the inspection of the mounting accuracy is completed. However, if the next mounting operation is executed before the end of the inspection, two commands contradicting the operation of the mounting head 60 will be output, which may cause damage to the suction nozzle 62 and the like. Therefore, the execution of the next mounting operation is prohibited during the inspection just in case.
[0039]
Next, in S8, the mounting tip 60 is sucked by the suction nozzle 62 at the mounting position 102 where the inspection chip 100 is previously mounted, and the mounting head 60 captures the inspection chip 100 by the parts camera 68 in S9. The prism 72 is moved to the first imaging position corresponding to the one closer to the placement position 102.
[0040]
Next, the mounting head 60 is reciprocated twice so as to pass over the prism 72, and the suction nozzle 62 is rotated by 90 degrees at a position disengaged from the notch 84 of the shutter 80, and 0, 90, 180, and The inspection chip 100 is imaged at each rotational position of 270 degrees.
[0041]
First, as shown in FIG. 9, in S10, the first imaging flag F1Whether or not is 0 is determined. First imaging flag F1Indicates that the first imaging for imaging the inspection chip 100 four times by the parts camera 68 is not completed at 0, and indicates that the first imaging is already terminated at 1. In this execution, the first imaging flag F1Since the initial value is 0, the determination in S10 is YES, and in S11, it is determined whether or not the number of times of imaging n, which is the number of times of current imaging in the first imaging process, is 4 or less. In this execution, if the number n of imaging is 1, the determination in S11 is YES. In S12, the mounting head 60 is passed through the first imaging position, and the n-th imaging (n = 1 in this case) is performed. In S13, the mounting head 60 is fixed distance l from the first imaging position in the Y-axis direction. It is stopped at a stop position separated by a distance.
The direction in which the mounting head 60 is moved is opposite between the case where the number of imaging times n is an even number and the case where it is an odd number, but the first stop position where the mounting head 60 is stopped on both sides of the first imaging position. The distances l from the imaging position are made equal. Next, in S14, the suction nozzle 62 is rotated 90 degrees.
[0042]
Next, in S15, the image data n is processed from the image acquired by the current (n-th) imaging, and the center coordinates (Xn, Yn) Is acquired. In S <b> 16, 1 is added to the imaging number n to obtain a new imaging number n. This completes one execution of the program. When S12 to S16 are repeatedly executed and the inspection chip 100 is imaged four times, the next time the program is executed, the determination of S11 is NO and the first imaging flag F1 is set to 1 in S17. One execution of this program ends. Thereafter, S11 to S17 are skipped until one accuracy inspection is completed.
[0043]
In FIG. 9, for convenience, the rotation and movement of the suction nozzle 62 are shown as being performed before and after the time. However, in actuality, the image processing of S13 and S14 and S15 are performed in parallel. Done. Of course, it may be performed in the order shown in FIG.
[0044]
Next, when this program is executed, as shown in FIG. 10, in S18, the four central coordinates (X of the inspection chip 100 acquired in S12 to S16 are displayed.n, Yn) Is read out. Then, in S19, based on the above equations (1) and (2), these four central coordinates (Xn, Yn) Average (XAVE, YAVE) Is calculated, and in S20, the past rotation center coordinates (XCENTER, YCENTER) Is read out. Here, the eigenvalue is a value peculiar to each electrical component mounting system, and the past true eigenvalue is the mounting of the electrical component in the first mounting accuracy inspection after the operation of the electrical component mounting system is started. It is a set unique value preset in the system, and means a unique value acquired based on the previous test in the second and subsequent mounting accuracy tests.
[0045]
In S21, the past rotation center coordinates (XCENTER, YCENTER) Is the average value (X of the center coordinates of the inspection chip 100)AVE, YAVE) And the correction index N. Specifically, based on the following equations (3) and (4), a new rotation center coordinate (XCENTER, YCENTER) Is acquired. The correction index N is 1 at the start of operation of the electrical component mounting system, and is a natural number of 6 or less to which 1 is added every time inspection is performed while the system is continuously operated. When the correction index N increases to 6, the value is maintained while the electrical component mounting system is continuously working.
[0046]
XCENTER= (XAVE-XCENTER) / 2(N-1)+ XCENTER... (3)
YCENTER= (YAVE-YCENTER) / 2(N-1)+ YCENTER... (4)
[0047]
Next, in S22 and S23, the suction nozzle 62 is rotated and moved to the placement position 102. Specifically, the suction nozzle 62 is rotated so that the inspection chip 100 sucked by the suction nozzle 62 does not tilt with respect to the mounting position 102 and the center of the inspection chip 100 is at the mounting position. It is moved to a position that coincides with the center of 102. In FIG. 10, for convenience, the rotation and movement of the suction nozzle 62 are shown as being performed before and after, but in practice, the last part of S14 and S15 (the fourth imaging result). The image processing and rotation of the suction nozzle 62 from 270 degrees to 360 degrees) and the image processing of S18 to S21 are performed in parallel. Of course, it may be performed in the order shown in FIG.
[0048]
Next, in S <b> 24, the inspection chip 100 is placed on the placement position 102. In S25 shown in FIG. 11, a second imaging step of imaging the inspection chip 100 with the F mark camera 66 is executed. Based on the image data acquired in the second imaging step in S26, the center coordinates and inclination of the inspection chip 100 are acquired. A coordinate plane set in advance in the field of view 160 of the F mark camera 66 (in this case, a coordinate plane having the origin at the center of the field of view 160 is set, and a straight line orthogonal to the coordinate plane and passing through the origin is defined as F. The center coordinates (X, Y) of the inspection chip 100 on the optical axis of the mark camera 66 and the inclination θ around the optical axis of the F mark camera 66 of the inspection chip 100 with respect to the coordinate plane are obtained. It is done.
[0049]
Subsequently, in S27, the center coordinates (X, Y) and the inclination θ of the inspection chip 100 indicate the relative displacement between the rotation center of the suction nozzle 62 and the F mark camera 66, and the F mark camera 66 and the parts camera 68, respectively. Relative phase shift. Based on the center coordinates of the inspection chip 100 and the rotation center coordinates of the suction nozzle 62 acquired in S12 to S19, the inspection chip 100 corresponds to the center of the field of view of the F mark camera 66 in S24. And should be placed so as to coincide with the phase of the coordinate plane. Accordingly, the current relative position of the suction nozzle 62 with respect to the F mark camera 66 is a value that is shifted by (X, Y) in the horizontal direction with respect to the previous true eigenvalue set immediately before. The relative phase with respect to the part camera 68 is a value shifted by θ around the optical axis with respect to the past true eigenvalue set immediately before.
[0050]
Next, in S28, of the past true eigenvalues, the rotation center coordinates (X0, Y0) And the rotation phase θ of the F mark camera 66 with respect to the part camera 68.0Is read out. In S29, the new rotation center coordinates (X0, Y0) And rotational phase θ0Is acquired.
[0051]
X0= X / 2(N-1)+ X0... (5)
Y0= Y / 2(N-1)+ Y0... (6)
θ0= Θ / 2(N-1)+ Θ0... (7)
[0052]
In S30, it is determined whether or not the correction index N is smaller than 6. In the execution of this program, if the correction index N is 1, the determination in S30 is YES, and 1 is added to the correction index N in S31 to obtain a new correction index N. On the other hand, when the correction index N is 6, the determination in S30 is NO and the process skips to S32. In the present embodiment, immediately after the operation of the electrical component mounting system is started, the latest detected value is a value between the past eigenvalue and the latest detected value in order to respect the newly detected value. A value close to is acquired, but if the number of corrections increases, correction is performed so as to respect a past eigenvalue and acquire a value close to it.
[0053]
Here, in the present embodiment, the upper limit of the correction index N is 6. However, if the correction index is 7 or more, the correction value for correcting the past eigenvalue becomes too small, and the eigenvalue gradually changes. In this case, the upper limit value of the correction index N is determined in order to avoid this.
[0054]
Next, in S32, each flag FSTART, FENDAnd F1Is set to 0, and the number n of times of imaging is set to 1. In S33, the prohibition of the next mounting work is released and the start of the mounting work is allowed. This completes one execution of the program.
[0055]
As is apparent from the above description, in the electrical component mounting system of the present embodiment, the F mark camera 66 constitutes a “second imaging device”, and the part camera 68 constitutes a “first imaging device”. . Further, among the mounting accuracy inspection programs, S12 to S16 constitute a “first imaging step”, S18 to S21 constitute a “first image processing step”, and S22 to S24 constitute a “placement step”, S25 constitutes a “second imaging step”, and S26 to S29 constitute a “second image processing step”.
[0056]
In the present embodiment, the relative position of the suction nozzle 62 with respect to the parts camera 68, the relative position of the suction nozzle 62 with respect to the F mark camera 66, and the relative phase shift of the parts camera 68 with respect to the F mark camera 66 are detected and corrected. Therefore, the effect of improving the mounting accuracy of the electrical component mounting system can be obtained.
The F mark camera 66 can detect a relative positional shift and a relative phase shift with respect to the mounting apparatus main body by another method in advance. For example, at least one mark for detecting the relative position shift and relative phase shift of the F mark camera 66 is provided at a fixed position on the mounting device, and the mark is captured an appropriate number of times by the F mark camera 66. Therefore, the relative position shift and the relative phase shift of the F mark camera 66 are calculated.
[0057]
Specifically, for example, when the F mark camera 66 is attached in parallel to the X and Y movement directions, two F marks that pass through a plurality of F marks arranged side by side in the image data. The X and Y axes are parallel to each other. However, when the F mark camera 66 is mounted in a state of being rotated around the vertical axis, these straight lines and the X and Y axes intersect. The average value of the inclination of the straight line with respect to the X and Y axes in the image is acquired as the inclination of the F mark camera 66 with respect to the mounting apparatus main body.
[0058]
In this embodiment, since the posture of the inspection chip 100 sucked by the suction nozzle 62 in S23 is corrected and placed on the placement position 102, the inclination θ acquired in the second imaging step is set. Includes both the relative phase shift between the F mark camera 66 and the part camera 68 and the rotation error of the suction nozzle 62.
On the other hand, if S23 is skipped and the posture of the inspection chip 100 sucked by the suction nozzle 62 is placed on the placement position 102 without being corrected, the F mark camera 66 and the parts camera are arranged. Only a relative phase shift with respect to 68 can be detected. Further, the case where S23 is skipped and the case where S23 is executed are alternately executed, and the relative phase shift between the F mark camera 66 and the parts camera 68 and the rotation error of the suction nozzle 62 are determined based on both detection results. Both can be detected separately.
[0059]
Furthermore, according to the present embodiment, immediately after the operation of the electrical component mounting system is started, a value between the past eigenvalue and the latest detected value is used to respect the currently detected value. It is possible to obtain a value close to the detected value of and to sufficiently cope with a change in eigenvalue accompanying a temperature change or the like. Furthermore, if the number of corrections increases, the past eigenvalue is respected and a value close to it is acquired, so that when the change in eigenvalue becomes smaller, the influence of the detection error included in the latest detection value is reduced. Can do.
[0060]
On the other hand, if the amount of change in the eigenvalue during operation does not decrease with time and is greater than the detection error, the new eigenvalue is obtained with respect to the latest detected value rather than the eigenvalue acquired in the past. It is desirable to make it.
[0061]
Further, in the above embodiment, the mounting accuracy of the electrical component mounting system is inspected every time one printed circuit board is mounted, but it is inspected every time a plurality of printed circuit boards are mounted. Alternatively, the inspection may be performed every time a fixed time elapses regardless of the number of printed circuit boards to be mounted (strictly, when the first printed circuit board is replaced after a certain time elapses). For example, an inspection is executed when the electrical component mounting system is turned on and the system is started up. After that, every time 5 minutes elapse, during the first loading / unloading of the printed circuit board An inspection can be performed.
[0062]
Furthermore, in the above-described embodiment, the correction index N for correcting the past true eigenvalue based on the latest detected value is determined based on the number of corrections in which the eigenvalue is corrected. The correction index N may be constant. In this case, it is desirable that the frequency of performing mounting accuracy detection and eigenvalue correction be changed depending on the number of printed circuit boards 16 on which the electrical components 28 are mounted and the elapsed time. For example, since the change of the eigenvalue is large for 1 hour from the start of operation, the eigenvalue is corrected frequently. After that, the change of the eigenvalue calms down, so the frequency of correction is reduced, and more than necessary. The correction is made not to be performed.
[0063]
In the above embodiment, when inspecting the mounting accuracy, the mounted inspection chip 100 is always imaged, and the coordinates (X, Y) and inclination of the center of the inspection chip 100 with respect to the center of the visual field of the F mark camera 66 are taken. θ is to be detected. However, in the electrical component mounting system of the above-described embodiment, the suction nozzle 62, the F mark camera 66, and the part camera 68 are fixedly mounted on the mounting head 60 and cannot be moved relative to each other. Can be considered almost constant. Accordingly, the relative position between the suction nozzle 62 and the F mark camera 66 and the relative phase change between the F mark camera 66 and the part camera 68 are so small that they can be ignored, and the center coordinates (X, Y) and the inclination θ are substantially reduced. It is assumed that the center coordinates (X, Y) and the inclination θ are acquired when the mounting accuracy is first inspected, and the first acquired value is used in the subsequent mounting accuracy inspection. Good. Each time the mounting accuracy is inspected a plurality of times, the center coordinates (X, Y) and the inclination θ may be acquired, or the frequency of acquisition may be changed, and the center coordinates (X, Y) and After the correction amount of the inclination θ becomes equal to or less than the specified value, the acquisition of the center coordinates (X, Y) and the inclination θ may be omitted.
[0064]
In the above embodiment, when checking the mounting accuracy, the rotation center coordinates (XCENTER, YCENTER) Was to be detected. However, in the electrical component mounting system according to the embodiment, the suction nozzle 62 and the parts camera 68 are fixedly mounted on the mounting head 60 and not relatively movable, and are fixed to the X-axis slide 34. Since imaging is performed using the prism 72, it can be considered that the positional deviation of the image due to the deviation of the reflection path is negligibly small. Therefore, the position of the suction nozzle 62 with respect to the parts camera 68 is considered to be substantially constant, and the inspection chip 100 is rotated when the mounting accuracy is inspected for the first time, and the rotation center coordinates (XCENTER, YCENTER) And the first acquired value may be used in the subsequent mounting accuracy inspection. The rotation center coordinates may be acquired every time the mounting accuracy is inspected a plurality of times, or the frequency of acquisition may be changed. After the rotation center coordinate correction amount becomes a specified value or less, the rotation center coordinates are rotated. The acquisition of the center coordinates may be omitted.
[0065]
Furthermore, it is not indispensable to acquire the relative positions of the suction nozzle 62 with respect to the parts camera 68 and the F mark camera 66, and only the relative position and relative phase between the parts camera 68 and the F mark camera 66 using the inspection chip 100 as a medium. May be detected. In that case, the inspection chip 100 is imaged once by the parts camera 68, the coordinates and phase in the coordinate plane of the part camera 68 at the center of the inspection chip 100 are acquired, and the posture of the inspection chip 100 is corrected. Then, it is placed at the placement position 102. In this case, the F chip camera 66 should be placed so that the center of the inspection chip 100 corresponds to the center of the visual field of the F mark camera 66 and the phase is ideal. The deviation of the center position and the phase deviation of the image of the imaged inspection chip 100 are deviations of the relative position and relative phase between the parts camera 68 and the F mark camera 66 among the previous true eigenvalues set immediately before. It will be. Since the positional deviation based on the relative positional deviation of the suction nozzle 62 is absorbed by the relative positional deviation between the parts camera 68 and the F mark camera 66, the mounting accuracy can be inspected also by this method.
[0066]
In the embodiment, the mounting accuracy inspection program is executed independently of the main program (that is, the electrical component mounting program). On the other hand, the mounting accuracy inspection program may be incorporated in the main program, or a part of the mounting accuracy inspection program, for example, a part for monitoring the timing of starting the accuracy inspection is incorporated in the main program. The accuracy inspection program may be executed based on the signal output by the portion.
[0067]
In the electrical component mounting system of the embodiment, the mounting head 60 is provided with one suction nozzle 62, and the relative positions of the suction nozzle 62, the parts camera 68, and the F mark camera 66 are acquired. A rotary table is provided on the rotary table, and a plurality of suction nozzles 62 are provided at equiangular intervals at positions spaced apart from the center of rotation of the rotary table. The relative position with respect to the mark camera 66 may be acquired.
[0068]
Note that the first imaging step may be another aspect. In this aspect, in the first imaging step, the mounting head 60 is stopped at the first imaging position, and the inspection chip 100 is rotated four times by 90 degrees at that location, and images are taken at each rotational position. In this case, the imaging timing at which the inspection chip 100 is imaged by the parts camera 68 is controlled by, for example, an electronic shutter. Here, the electronic shutter is for erasing the charge when the charge is charged for each image sensor. The electronic shutter erases all the electric charges charged in each image pickup device when starting each image pickup, and exposes for a predetermined time (in this embodiment, 1/100 second) to image an electrical component. . This will be described in detail below.
[0069]
As shown in FIG. 12, in S110, the first imaging flag F1Is determined to be 0, and in S111, it is determined whether or not the number of times of imaging n which is the number of times of imaging in the first imaging step is 4 or less. In this execution, if the number n of imaging is 1, the determination in S111 is YES, and the n-th imaging (in this case, n = 1) is performed in S112. Next, in S113, the image acquired by the n-th imaging is stored in the RAM 116 of the computer as image data n. In S114, the image data n is processed and the center coordinates (Xn, Yn) Is acquired.
[0070]
In S115, the suction nozzle 62 is rotated by 90 degrees, and in S116, 1 is added to the number of times of imaging n to obtain a new number of times of imaging n. This completes one execution of the program. S112 to S116 are repeatedly executed, and the inspection chip 100 is imaged four times. Next, when this program is executed, the determination in S111 is NO, and the first imaging flag F is determined in S117.1Is set to 1, and S111 to S117 are skipped thereafter.
[0071]
Further, in the electrical component mounting system of the above embodiment, the mounting head 60, the parts camera 68, and the F mark camera 66 are integrally movable in the X and Y directions. The present invention can also be applied to an electrical component mounting system fixedly provided on the slide 34. An example of the electrical component mounting system in that form is shown in FIG. A suction nozzle 62 is held on the mounting head 200 via a holder 64, and an F mark camera 66 is mounted so as not to move. A set of reflecting mirrors 202 and 204 as a reflecting device is fixed to the X-axis slide 34 by a bracket (not shown). One reflecting mirror 202 is inclined about 45 degrees with respect to a vertical plane including the center line of the suction nozzle 62 just below the movement path of the mounting head 200 in the Y-axis direction, and is closer to the X-axis slide 34. The reflection surface 206 is located at the lower end. On the other hand, the other reflecting mirror 204 is inclined symmetrically with respect to the reflecting surface 206 and the vertical surface of the reflecting mirror 202 on the opposite side across the X-axis slide 34, and the end near the X-axis slide 34 is downward. And has a reflective surface 208 located on the surface. These reflecting mirrors 202 and 204 are positions above the ball screw 40 for moving the X-axis slide 34, and between the feeder-type electrical component supply device 20 and the print substrate, and between the tray-type electrical component supply device 22 and the print substrate. It is provided in the position between. A part that images the inspection chip 100 held by the suction nozzle 62 at a position opposite to the side where the mounting head 200 of the X-axis slide 34 is provided and facing the reflecting surface 208 of the reflecting mirror 204. The camera 210 is fixed.
[0072]
In such an electrical component mounting system, the relative position of the parts camera 210 in the Y-axis direction with respect to the suction nozzle 62 and the F mark camera 66 is not fixed, and the relative position may change with time. For this reason, in this aspect, it is desirable to periodically detect the relative position of the suction nozzle 62 with respect to the part camera 210.
[0073]
Furthermore, as shown in FIG. 14, even if the parts camera 250 is fixedly provided on the base 10 so as to face upward, the suction nozzle 62 and the F mark camera 66 can be integrally moved in the X and Y axis directions. good. In this case as well, the relative position of the parts camera 250 with respect to the suction nozzle 62 and the F mark camera 66 is not fixed, so the same can be said as in the above embodiment.
[0074]
Furthermore, the present invention can be applied to another embodiment of the electrical component mounting system. For example, as shown in FIG. 15, electrical components are held by a suction nozzle 62 supported by an index table that is rotatable and immovable around a vertical axis, and the circuit substrate is moved by the substrate moving device. The mounting accuracy can be inspected also in a so-called index type mounting system in which an electrical component is mounted at an arbitrary position on the circuit substrate by being moved in a direction parallel to the surface of the material. Hereinafter, an index type wearing system will be briefly described.
[0075]
In the figure, reference numeral 302 denotes an electrical component mounting device, and 304 denotes an electrical component supply device. The electrical component mounting apparatus 302 includes an index table 306 that intermittently rotates around a vertical axis. The index table 306 holds a plurality of suction heads 62 at equal angular intervals, and is intermittently rotated by an intermittent rotation device including an index servomotor, a cam, a cam follower, a rotation shaft, and the like (not shown). It is moved to operating positions such as a component supply position (component extraction position), a component posture detection position, a component posture correction position, and a component mounting position. The plurality of suction heads 62 are sequentially positioned at the operation position, and perform various operations necessary for mounting the electrical component on the printed circuit board 16.
[0076]
The electrical component supply device 304 includes a feeder support base 330 and a plurality of electrical component feeders 24 mounted thereon. The plurality of electric component feeders 24 are supported by the feeder support base 330 in a state in which each component supply unit is aligned along one straight line in the horizontal plane (the direction of the straight line is defined as the X direction). The feeder support base 330 is moved in the X-axis direction along the pair of guide rails 338 when the ball screw 334 is rotated by the X-axis servomotor 336, whereby the component supply unit of the electric component feeder 24 is moved to the component. It is selectively moved to the supply position. The ball screw 334, the X-axis servo motor 336, and the like constitute the support base moving device 340.
[0077]
The printed circuit board 16 is supported by a printed circuit board positioning support device 352 (hereinafter referred to as a positioning support device 352) having an XY table 350, and is moved to an arbitrary position in the XY plane. The positioning support device 352 is provided on the base 354 together with the electrical component mounting device 302 and the electrical component supply device 304. The positioning support device 352 receives the printed circuit board 16 from a loading device (not shown), and after the electrical components are mounted, the unloading (not shown) is also performed. Deliver to the device. Each of the carry-in device and the carry-out device includes a belt conveyor, and conveys the printed circuit board 16 in the X direction. The XY table 350 includes an X table 362 that is linearly moved in the X direction along a pair of guide rails 360 when the ball screw 356 provided on the base 354 is rotated by the X-axis servomotor 358, and the X table 362 A Y table 370 provided on the table 362 and linearly moved along the pair of guide rails 368 in the Y-axis direction when the ball screw 364 is rotated by the Y-axis servo motor 366 is provided. On the Y table 370, a plurality of placement positions 102 are provided at positions that do not interfere with the printed circuit board 16. The servo motor as a drive source is an electric rotary motor capable of controlling the rotation angle with high accuracy, and a step motor may be used instead of the servo motor. A linear motor may be used instead of the electric rotary motor. The F mark camera 372 is fixedly attached to the apparatus main body downward in the vertical direction.
[0078]
In this aspect, the parts camera 380 is fixedly provided at a position corresponding to the component posture detection position of the suction nozzle 62 by a support device (not shown). Specifically, a light guide device 382 is provided immediately below the stop position of the suction nozzle 62, and the light guide device 382 is aligned with the rotation center of the index table 306 and a straight line passing through the suction nozzle 62 at the component posture detection position. Are installed horizontally. Although not shown, the light guide device 382 includes a pair of reflecting mirrors, and is formed so that the reflecting mirror on the input side is positioned directly below the suction nozzle 62, and the reflecting mirror on the output side is outside the index table 306. It is formed so that it may be located in. The light guide device 382 is configured to output image forming light upward in the vertical direction from the output side by the pair of reflecting mirrors. A parts camera 380 is disposed vertically downward above the output side of the light guide device 382. Since the parts camera 380 acquires the images reflected by the pair of reflecting mirrors, it is possible to acquire an image that is the same as that captured directly at a position facing the suction nozzle 62. In addition, since the light guide device 382 is provided along one radiation, it is possible to take an image in a direction corresponding to the direction in the state where the suction nozzle 62 has reached the component mounting position.
The component posture detection position is set between the component supply position and the component mounting position and is relatively close to the component supply position. If the inspection chip 100 is picked up by the parts camera 380 at the component posture detection position, the image processing is completed before reaching the component posture correction position.
[0079]
In this electrical component mounting system, the relative positions of the suction nozzle 62 and the part camera 68 in the previous embodiment are not fixed, and the relative position of each suction nozzle 62 with respect to the part camera 380 is always changed. It is done. For this reason, in this aspect, in the inspection of the mounting accuracy, the inspection chip 100 sucked by each suction nozzle 62 is rotated a plurality of times, images are taken at each rotation position, and the relative position between the suction nozzle 62 and the part camera 380 is detected. Is inspected.
[0080]
Further, since the index table 306 is immovably provided, the mounting position for mounting the electrical component on the printed circuit board 16 of the suction nozzle 62 is fixedly determined and should be mounted this time on the suction nozzle 62 at the mounting position. The XY table 350 is moved and mounted so that the mounting position on the printed circuit board 16 side opposes. Similarly, when the inspection chip 100 is mounted on the mounting position 102, the XY table 350 is moved so that the mounting position 102 faces the suction head, and the inspection chip 100 is mounted. Therefore, in the electrical component mounting system of this aspect, the mounting accuracy cannot be inspected in parallel with the carry-out / load-in operation of the printed circuit board 16 as the circuit base material. When one of the parts of the parts feeder 24 is lost and the table is replaced with another feeder support base, or when the electrical circuit such as a printed circuit board to be assembled is changed, the mounting accuracy inspection is performed. In other words, the mounting operation is interrupted and the inspection is performed.
[0081]
Although some embodiments of the present invention have been described in detail above, this is an exemplification, and the present invention is not limited to the above-described embodiments. ], Various modifications and improvements can be made based on the knowledge of those skilled in the art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a part of an electrical component mounting system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a side view of the electrical component mounting system of FIG. 1. FIG.
3 is a plan view of the electrical component mounting system of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is an enlarged side sectional view showing a mounting head in the electrical component mounting system.
FIG. 5 is a block diagram showing a control device of the electrical component mounting system.
FIG. 6 is a diagram showing an image captured by a parts camera of the electrical system.
FIG. 7 is a diagram showing an image captured by an F-mark camera of the electrical system.
FIG. 8 is a flowchart showing an inspection start determination portion of the mounting accuracy inspection program executed in the control device.
FIG. 9 is a flowchart showing a first imaging step of the mounting accuracy inspection program.
FIG. 10 is a flowchart showing a first relative position acquisition and correction part of the mounting accuracy inspection program.
FIG. 11 is a flowchart showing a second imaging step and second image processing of the mounting accuracy inspection program.
FIG. 12 is a flowchart showing a first imaging step in a mounting accuracy inspection program according to another aspect.
FIG. 13 is a side cross-sectional view corresponding to FIG. 4 of an electrical component mounting system according to another embodiment.
FIG. 14 is a plan view corresponding to FIG. 3 of an electrical component mounting system according to still another embodiment.
FIG. 15 is a plan view of an electrical component mounting system according to still another embodiment.
[Explanation of symbols]
16: Printed circuit board 18: Board conveyor 28: Electrical component 30: Electrical component mounting device 32: Guide rail 34: X-axis slide 36: Guide block 38: Nut 40: Ball screw 42: X-axis servo motor 44: Y-axis slide 48 : Ball screw 50: Nut 52: Y-axis servo motor 58: Guide rail 60: Mounting head 62: Suction nozzle 66: F mark camera 68: Parts camera 100: Inspection chip 102: Mounting position

Claims (4)

電気部品を保持する部品保持具と、周回する一対のベルトとそれらベルトを案内する一対のガイドレールとを備えて回路基材を搬送する基材コンベヤと、その基材コンベヤにより部品装着位置に搬送された回路基材を支持する基材支持装置と、前記部品保持具に保持された電気部品の少なくとも一部を撮像する第１撮像装置と、前記基材支持装置に支持された回路基材の少なくとも一部を撮像する第２撮像装置とを含み、電気部品を回路基材に装着する電気部品装着システムの装着精度に関連する部分の精度を検査する方法であって、
前記ガイドレールの上面の少なくとも１か所であって前記回路基材と干渉しない部分に載置部を設け、その載置部から前記部品保持具に検査用チップを保持させ、その検査用チップを保持した部品保持具を複数の回転位置へ回転させ、各回転位置において検査用チップの少なくとも一部をそれぞれ前記第１撮像装置により撮像した後、その部品保持具にその検査用チップを前記載置部に載置させ、載置された検査用チップの少なくとも一部を前記第２撮像装置により撮像し、前記複数の回転位置の各々において前記第１撮像装置により撮像された検査用チップの複数の像に基づいて前記部品保持具，前記検査用チップおよび前記第１撮像装置の相対位置ずれである第１相対位置ずれを取得するとともに、前記第２撮像装置による前記検査用チップの撮像結果に基づいて前記検査用チップと前記第２撮像装置との相対位置ずれである第２相対位置ずれを取得し、それら第１および第２相対位置ずれに基づいて、前記部品保持具，前記第１撮像装置および前記第２撮像装置のいずれか１つに対する他の２つの相対位置ずれを取得することを特徴とする電気部品装着システムの精度検査方法。 A base material conveyor that transports a circuit base material by including a component holder that holds electrical components, a pair of circulating belts, and a pair of guide rails that guide the belts, and the base material conveyor conveys the circuit base material to a component mounting position. A substrate support device that supports the circuit substrate, a first imaging device that images at least a part of the electrical component held by the component holder, and a circuit substrate supported by the substrate support device. A method of inspecting the accuracy of a portion related to the mounting accuracy of an electrical component mounting system that mounts an electrical component on a circuit substrate, the second imaging device including at least a part of the second imaging device,
A placement portion is provided at a portion that is at least one of the upper surface of the guide rail and does not interfere with the circuit base material, and the inspection chip is held by the component holder from the placement portion. The held component holder is rotated to a plurality of rotational positions, and at least a part of the inspection chip is imaged by the first imaging device at each rotational position, and then the inspection chip is placed on the component holder. A plurality of inspection chips imaged by the first imaging device at each of the plurality of rotational positions. the component holder on the basis of the image, to obtain the first relative displacement is a relative displacement of the testing chip and the first imaging device, the testing switch by the second imaging device Based on the result of imaging flop obtains the second relative positional deviation a relative positional deviation between the second imaging device and the testing chip, on the basis of their first and second relative positional deviation, the component holder An accuracy inspection method for an electrical component mounting system , wherein two other relative positional shifts with respect to any one of the first imaging device and the second imaging device are acquired. 前記回路基材の１つに対する電気部品の装着が終了し、その装着終了後の回路基材の搬出と次の回路基材の搬入とが行われる間に、前記部品保持具による前記載置部からの前記検査用チップの保持，前記第１撮像装置による撮像，前記載置部への載置および前記第２撮像装置による撮像が行われることにより、当該電気部品装着システムの精度が検査される請求項１に記載の電気部品装着システムの精度検査方法。The mounting portion described above by the component holder while the mounting of the electrical component on one of the circuit substrates is completed and the circuit substrate is unloaded and the next circuit substrate is loaded after the mounting is completed. The accuracy of the electrical component mounting system is inspected by holding the inspection chip from above, imaging by the first imaging device, placing on the mounting section, and imaging by the second imaging device. The accuracy inspection method of the electrical component mounting system according to claim 1. 当該電気部品装着システムの装着精度に関連する固有値が、前記電気部品を前記回路基材に装着する作業を間に挟んで複数回検出され、取得された複数個の固有値を積分的に処理して真の固有値とされる請求項１または２に記載の電気部品装着システムの精度検査方法。The eigenvalue related to the mounting accuracy of the electrical component mounting system is detected a plurality of times with the work of mounting the electrical component on the circuit substrate in between, and the acquired plurality of eigenvalues are processed in an integral manner. The accuracy inspection method for the electrical component mounting system according to claim 1, wherein the accuracy is a true eigenvalue. 周回する一対のベルトとそれらベルトを案内する一対のガイドレールとを備えて、電気部品を装着すべき回路基材を搬送する基材コンベヤと、
その基材コンベヤにより部品装着位置に搬送された回路基材を保持する基材保持装置
と、
電気部品を保持する部品保持具を前記基材保持装置に保持された回路基材に対して、その回路基材の表面に平行な方向に相対移動させる移動装置と、
前記部品保持具に保持された電気部品の少なくとも一部を撮像可能な第１撮像装置と、
前記回路基材の少なくとも一部を撮像可能な第２撮像装置と、
それら部品保持具，移動装置，第１撮像装置および第２撮像装置を制御することにより前記電気部品を前記回路基材に装着させる制御装置と
を含む電気部品装着システムであって、
前記ガイドレールの上面の少なくとも１か所であって前記回路基材と干渉しない部分に設けられた載置部を含み、かつ、前記制御装置が、前記部品保持具に前記載置部から検査用チップを保持させ、その検査用チップを保持した部品保持具を複数の回転位置へ回転させ、各回転位置において前記検査用チップの少なくとも一部をそれぞれ前記第１撮像装置に撮像させた後、その部品保持具にその検査用チップを前記載置部へ載置させ、載置された検査用チップの少なくとも一部を前記第２撮像装置に撮像させ、前記複数の回転位置の各々において前記第１撮像装置により撮像された検査用チップの複数の像に基づいて前記部品保持具，前記検査用チップおよび前記第１撮像装置の相対位置ずれである第１相対位置ずれを取得するとともに、前記第２撮像装置による前記検査用チップの撮像結果に基づいて前記検査用チップと前記第２撮像装置との相対位置ずれである第２相対位置ずれを取得し、それら第１および第２相対位置ずれに基づいて、前記部品保持具，前記第１撮像装置および前記第２撮像装置のいずれか１つに対する他の２つの相対位置ずれを取得する検査用制御部を含むことを特徴とする電気部品装着システム。 A substrate conveyor that includes a pair of belts that circulate and a pair of guide rails that guide the belts, and conveys a circuit substrate on which an electrical component is to be mounted;
Substrate holding device that holds the circuit substrate conveyed to the component mounting position by the substrate conveyor
When,
A moving device that relatively moves a component holder for holding an electrical component in a direction parallel to the surface of the circuit substrate with respect to the circuit substrate held by the substrate holding device;
A first imaging device capable of imaging at least a part of an electrical component held by the component holder;
A second imaging device capable of imaging at least a part of the circuit substrate;
A control device for mounting the electrical component on the circuit substrate by controlling the component holder, the moving device, the first imaging device, and the second imaging device,
Including a mounting portion provided at a portion of the upper surface of the guide rail that does not interfere with the circuit base material, and the control device is provided for inspection from the mounting portion on the component holder. After holding the chip, rotating the component holder holding the inspection chip to a plurality of rotation positions, and imaging each of the inspection chips at the first imaging device at each rotation position, is placed on the inspection chip component holder to the mounting portion, at least a portion of the placed test chip is captured in the second imaging apparatus, the first in each of the plurality of rotational positions 1 the component holder on the basis of a plurality of images of the testing chip which is imaged by an imaging device, to obtain the first relative displacement is a relative displacement of the testing chip and the first image pickup device, before Based on the imaging result of the inspection chip according to the second imaging device to obtain a second relative displacement is a relative positional deviation between the second imaging device and the testing chip, they first and second relative displacement An electrical component mounting comprising: an inspection control unit that acquires the other two relative displacements with respect to any one of the component holder, the first imaging device, and the second imaging device based on system.
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