JP4909002B2

JP4909002B2 - 表面実装機

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Publication number: JP4909002B2
Application number: JP2006271940A
Authority: JP
Inventors: 祥史三宅
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2026-10-03
Also published as: JP2008091695A

Description

本発明は、ＩＣチップ等の電子部品をプリント基板等に搭載するための表面実装機に関するものである。

一般に、吸着ノズルを有するヘッドユニットが、電子部品の供給部とプリント基板との間で駆動することにより、供給ユニットで吸着された電子部品をプリント基板上に搬送して実装する表面実装機が知られている。

この種の表面実装機では、上記ヘッドユニットの駆動の目標となる上記供給部やプリント基板等（以下、駆動目標物と称す）に設けられたマークを認識することにより、当該駆動目標物に対するヘッドユニットの駆動位置を補正することが行われている。

例えば、ヘッドユニットとプリント基板との位置関係を特定する場合には、当該プリント基板に設けられた上記マークとしてのフィデューシャルマークを認識する。具体的に、上記ヘッドユニットに設けられたカメラによって上記フィデューシャルマークを撮像することにより、想定されたフィデューシャルマークと実際に撮像されたフィデューシャルマークとの位置ずれを特定することができる。

なお、通常、プリント基板には複数のマークが付され、例えば、フィデューシャルマークは２箇所以上に付されており、また、一つの基板内に多数の単位基板が設けられている多面取り基板の場合は、各単位基板にフィデューシャルマークや、不良品識別のためのバッドマークが付されるようになっている。

このような位置関係の特定を高速化するために、例えば特許文献１では、吸着ヘッドに設けられた１台の認識カメラが、基板に設けられた複数のマークの全てを通過する経路を予め求めておき、これらの経路の中から吸着ヘッドの移動距離が最小となる経路を採用することが行われている。
特開２００４−２１４２４７号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、１台の認識カメラで複数のマークを認識することにしているので、現在位置からマークの認識位置までのヘッドユニットの移動距離を最小とするためには、認識カメラとマークとを結ぶ直線距離の一つに限られてしまい、それ以上の距離の短縮はできなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、撮像対象を認識するためのヘッドユニットの移動距離又は移動時間の短縮を、より有効に図ることができる表面実装機を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、電子部品を吸着する吸着ノズルを有するヘッドユニットと、プリント基板が載置される実装機本体とを有し、上記ヘッドユニットが実装機本体に対して相対変位することにより上記吸着ノズルに吸着された電子部品をプリント基板上に実装可能な表面実装機であって、二次元の座標で規定される平面に沿って上記ヘッドユニットを上記実装機本体に対して駆動するための駆動機構と、上記ヘッドユニットに設けられ、それぞれ異なる座標位置に配設された複数の撮像手段と、上記プリント基板に設けられた撮像対象たるマークの位置と上記ヘッドユニットの位置と上記駆動機構によるヘッドユニットの駆動速度について予め設定された加減速度及び最高速度とに基づき、上記各撮像手段のうち上記マークから最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段が当該マークを撮像可能となるように、前記駆動機構を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、複数設けられた上記マークの座標位置をそれぞれ撮像するとともにプリント基板上に複数の電子部品を実装するための上記ヘッドユニットの動作順序と、この動作順序に含まれる撮像を行う撮像手段を各マークの座標位置ごとに識別するための撮像手段識別情報とを予め記憶する記憶手段を備え、上記撮像手段識別情報は、各撮像手段のうち、（１）直前にマークの座標位置を撮像した場合はその撮像した時点において次に撮像するマークの座標位置に対し最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段が当該次に撮像するマークの座標位置を撮像するものとして設定されている一方、（２）直前に電子部品を実装した場合はその実装した時点において次に撮像するマークの座標位置に対し最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段が当該次に撮像するマークの座標位置を撮像するものとして設定され、上記動作順序に従い撮像手段識別情報に設定された撮像手段で上記マークの座標位置を順次撮像するように駆動機構の駆動を制御することを特徴とする表面実装機を提供する。

本発明によれば、複数設けられた撮像手段のうち、撮像対象から最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段を選択することができるので、撮像手段が１台の場合のように撮像対象を撮像するためのヘッドユニットの移動最短時間が当該撮像手段と撮像対象との間を移動する時間の一つに限られてしまう場合と異なり、複数の撮像手段から撮像対象までのそれぞれの移動時間のうち最短の移動時間を選択することができる。

したがって、本発明によれば、撮像対象を認識するためのヘッドユニットの移動時間の短縮を、より有効に図ることができる。

また、上記撮像対象は、プリント基板に付されたマークである。

このように、プリント基板に付されたマークを認識することにより、当該プリント基板自体の位置や、プリント基板上に設定された部品実装位置等を撮像手段によって認識することができる。

さらに、本発明では、上記制御手段は、複数設けられた上記マークの座標位置をそれぞれ撮像するとともにプリント基板上に複数の電子部品を実装するための上記ヘッドユニットの動作順序と、この動作順序に含まれる撮像を行う撮像手段を各マークの座標位置ごとに識別するための撮像手段識別情報とを予め記憶する記憶手段を備え、上記撮像手段識別情報は、各撮像手段のうち、（１）直前にマークの座標位置を撮像した場合はその撮像した時点において次に撮像するマークの座標位置に対し最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段が当該次に撮像するマークの座標位置を撮像するものとして設定されている一方、（２）直前に電子部品を実装した場合はその実装した時点において次に撮像するマークの座標位置に対し最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段が当該次に撮像するマークの座標位置を撮像するものとして設定され、上記動作順序に従い撮像手段識別情報に設定された撮像手段で上記マークの座標位置を順次撮像するように駆動機構の駆動を制御する。

本発明によれば、予め設定された動作順序に従いマークの撮像又は電子部品の実装を行うのに際し、この動作順序に含まれるマークを撮像するための撮像手段も予め記憶されているので、動作のたびに適当な撮像手段を特定する場合と比較して、より短時間でマークの撮像を行うことができる。

上記表面実装機において、上記動作順序は、特定のマークの座標位置を撮像した場合はその撮像した時点又は特定の電子部品を実装した場合はその実装した時点において未だ撮像されていないマークの座標位置のうち、上記特定のマークの座標位置を撮像した時点又は特定の電子部品を実装した時点における各撮像手段との関係で最も短時間で移動可能な座標位置にあるマークを次の撮像対象となるマークとして設定した順序であることが好ましい（請求項２）。

この構成によれば、動作順序自体がヘッドユニットの移動時間を短縮すべく設定されているので、上述した制御手段による駆動機構の駆動と相俟って、より有効にヘッドユニットの移動時間の短縮を図ることができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２は、本発明に係る表面実装機を概略的に示している。同図に示すように、表面実装機は、実装機本体と、この実装機本体の上方に設けられ、当該実装機本体に対し相対変位可能な部品装着用のヘッドユニット６とを備えている。

上記実装機本体は、基台１と、この基台１に設けられた部品供給部４、４とを備えている。

上記基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板３がこのコンベア２上を搬送されて所定の装着作業位置で停止されるようになっている。なお、プリント基板３上には、図５に示すように、基台１に対する当該プリント基板３の位置を特定するためのフィデューシャルマークＦａ、Ｆｂと、電子部品の実装位置を特定するためのローカルフィデューシャルマークＦｃ、Ｆｄが形成されている（以下、マークＦａ〜Ｆｄと称す）。

上記コンベア２の両側には、部品供給部４、４が配置されている。これらの部品供給部４、４には、多数列のテープフィーダー４ａが設けられている。各テープフィーダー４ａは、各々、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、後述のヘッドユニット６により電子部品が間欠的に取り出されるようになっている。

上記ヘッドユニット６は、部品供給部４、４とプリント基板３が位置する部品装着部とにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向（コンベア２の方向）及びＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。

すなわち、基台１上には、Ｙ軸方向の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、このヘッドユニット支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記ヘッドユニット支持部材１１には、Ｘ軸方向のガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１４により駆動されるボールねじ軸１０とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット６が移動可能に保持され、このヘッドユニット６に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１０に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動により上記ヘッドユニット支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１４の作動によりヘッドユニット６がヘッドユニット支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。すなわち、本実施形態では、符号７〜１４に示す部材が駆動機構を構成している。

上記ヘッドユニット６には、部品吸着用のノズル１６ａを先端に備えた複数の実装用ヘッド１６が設けられている。この実装用ヘッド１６は、ヘッドユニット６のフレームに対して昇降（Ｚ軸方向の移動）及びノズル中心軸（Ｒ軸）回りの回転が可能とされ、図外のＺ軸サーボモータ等の昇降駆動手段及びＲ軸サーボモータ等の回転駆動手段により作動されるようになっている。なお、本実施形態では、８本のノズル１６ａがＸ方向に一列に並んで配設された構成を示している。

さらに、上記ヘッドユニット６には、Ｘ軸方向において上記各実装用ヘッド１６の外側位置に第一カメラ１７及び第二カメラ１８が１本ずつ設けられている。これらカメラ１７、１８は、それぞれエリアセンサからなる撮像手段であり、上記マークＦａ〜Ｆｄを撮像するために上記基台１側へ撮像範囲を向けて配置されている。

そして、上記表面実装機には、制御部１９が設けられている。図３は、図１の表面実装機に設けられた制御部の電気的構成を示すブロック図である。

制御部１９は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、初期設定等を記憶しているＲＯＭ、装置動作中の様々なデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されている。

具体的に、制御部１９は、演算処理部（演算手段）２０と、この演算処理部２０に接続された記憶部２１、駆動制御部２２、インタフェース２３、画像処理部２４とを備えている。

記憶部２１は、プリント基板３の種類ごとに設定された初期動作、電子部品の吸着位置、電子部品の実装位置（ＸＹ座標）、その実装順序、及びマークＦａ〜Ｆｄ（図５参照）のＸＹ座標等の情報を予め記憶しており、これら各情報を必要に応じて上記演算処理部２０に出力するようになっている。

また、記憶部２１には、上記各カメラ１７、１８それぞれの原点位置（図示せず）のＸＹ座標が予め設定されている。この原点位置に基づいて、後述する演算処理部２０によって各カメラ１７、１８の現在位置が算出される。

駆動制御部２２は、上記記憶部２１に記憶された情報に基づいて上記Ｙ軸サーボモータ９、Ｘ軸サーボモータ１４、及び図外のＺ軸サーボモータ、Ｒ軸サーボモータを駆動するようになっている。

インタフェース２３は、上記Ｙ軸サーボモータ９及びＸ軸サーボモータ１４にそれぞれ設けられたエンコーダ２６に接続されている。このエンコーダ２６は、予め設定された原点位置に対するヘッドユニット６（各カメラ１７、１８）の移動距離を検出し、これを上記インタフェース２３に出力する。

画像処理部２４は、上記第一カメラ１７及び第二カメラ１８から撮像データが入力され、後述する演算処理部２０が処理を行うために必要な画像処理を適宜行うようになっている。

演算処理部２０は、記憶部２１、駆動制御部２２、インタフェース２３及び画像処理部２４から供給された情報に基づいて各種演算処理を行い、必要に応じて表示ユニット２５に対し所定の情報を表示させるための信号を出力する。

具体的に、演算処理部２０は、上記記憶部２１に記憶された情報に基づいて、各カメラ１７、１８によるマークＦａ〜Ｆｄの撮像、又は電子部品の実装動作を行うべくヘッドユニット６を駆動するために上記駆動制御部２２を制御する。

また、演算処理部２０は、上記各カメラ１７、１８により撮像されたマークＦａ〜Ｆｄの画像データと、上記記憶部２１に記憶されたマークＦａ〜ＦｄのＸＹ座標とに基づいて、想定されたＸＹ座標と実際のＸＹ座標との位置ずれ量を算出し、これを用いてヘッドユニット６の駆動の補正を行うようになっている。

さらに、演算処理部２０は、上記エンコーダ２６により検出されたヘッドユニット６（各カメラ１７、１８）の移動距離と、上記記憶部２１に記憶された各カメラ１７、１８の原点位置（ＸＹ座標）とに基づいて、現時点における各カメラ１７、１８のＸＹ座標を算出する。すなわち、上記演算処理部２０、エンコーダ２６及び記憶部２１が本実施形態の座標位置特定手段を構成している。

そして、本実施形態において演算処理部２０は、上記記憶部２１に記憶されたマークＦａ〜ＦｄのＸＹ座標と、上記のように特定された各カメラ１７、１８のＸＹ座標との位置関係に基づいて、各マークＦａ〜Ｆｄのそれぞれから各カメラ１７、１８のそれぞれを結ぶ全ての経路のうち最短距離となる経路、及びこの経路を構成するマークとカメラとの組み合わせを特定し、当該カメラを用いて当該マークを撮像するように上記駆動制御部２２を制御することが可能とされている。

なお、上記記憶部２１には、ヘッドユニット６のＸ軸及びＹ軸方向の駆動速度について、加速度、最高速度及び減速度が予め記憶されている。これらの速度は、原則として、ヘッドユニット６の移動範囲内のどの位置でも同一に設定されている。このように各速度が同一に設定されている場合、上記演算処理部２０は、上述したように、各マークＦａ〜Ｆｄのそれぞれから各カメラ１７、１８までの最短距離を特定するようになっている。

一方、ヘッドユニット６の移動範囲内の特定の範囲において上記各速度が個別に設定され、これらの速度が上記記憶部２１に記憶されている場合がある。このように各速度が個別に設定されている場合、上記演算処理部２０は、各マークＦａ〜ＦｄのＸＹ座標と、各カメラ１７、１８のＸＹ座標と、ヘッドユニット６の加減速度及び最高速度とに基づいて、各カメラ１７、１８のそれぞれがマークＦａ〜Ｆｄのそれぞれまで移動するための移動時間のうち最も短時間となるもの、及びこの移動時間に対応するマークとカメラとの組み合わせを特定し、当該カメラを用いて当該マークを撮像するように上記駆動制御部２２を制御することが可能とされている。

以下、図４〜図６を参照して、上記制御部１９により実行される処理について説明する。

制御部１９の処理が実行されると、まず、上記プリント基板３が基台１上に搬入されたか否かが判定される（ステップＳ１）。この判定処理は、上記制御部１９に接続された図外の基板検出センサにより基台１の規定位置にプリント基板３が位置しているか否かによって判定される。

このステップＳ１において、プリント基板３が基台１上に搬入されたと判定されると（ステップＳ１でＹＥＳ）、プリント基板３の位置を認識する処理が行われる。

すなわち、上記記憶部２１からフィデューシャルマークＦａ、ＦｂのＸＹ座標に関する情報が読み出されるとともに（ステップＳ２）、マークＦａ、Ｆｂを撮像するための時間が最も短くなるマークとカメラとの組み合わせを特定する（ステップＳ３）。

具体的に、このステップＳ３では、上記ヘッドユニット６の加減速度及び最高速が当該ヘッドユニット６の移動範囲の全てについて同一に設定されている場合には、マークＦａ、ＦｂのＸＹ座標と上記センサ２６により検出されたヘッドユニット６の現在位置（ＸＹ座標）とに基づいて、ヘッドユニット６の現在位置において、マークＦａ、Ｆｂのそれぞれとカメラ１７、１８のそれぞれとを結ぶ全ての経路のうち最短距離となる経路を特定し、この経路を構成するマークとカメラの組み合わせを特定する。

一方、上記ヘッドユニット６の加減速度及び最高速度がヘッドユニット６の移動範囲内で個別に設定されている場合には、マークＦａ、ＦｂのＸＹ座標とヘッドユニット６の現在位置（ＸＹ座標）とヘッドユニット６の加減速度及び最高速度とに基づいて、各カメラ１７、１８のそれぞれがマークＦａ、Ｆｂのそれぞれまで移動するための移動時間のうち最も短時間となるものを特定し、この移動時間に対応するマークとカメラとの組み合わせを特定する。

このステップＳ３では、マークＦａに対するカメラの組み合わせと、マークＦｂに対するカメラの組み合わせとをそれぞれ特定する。例えば、マークＦａについては第二カメラ１８が、マークＦｂについては第一カメラ１７が特定された場合には、続くステップＳ４において、まず、マークＦａを第二カメラ１８で撮像し（図５（ａ））、マークＦｂをカメラ１７で撮像する（図５（ｂ））。なお、従来のように、第二カメラ１８に相当するカメラが一台だけ設けられている場合には、当該第二カメラ１８をプリント基板３の対角線に沿って移動させるための移動距離が必要となるため、本実施形態のように移動させることによりヘッドユニット６の移動距離を短縮することができる。

なお、上記ステップＳ４では、さらに撮像データの画像処理を行い、ステップＳ５において、上記画像データに基づいてヘッドユニット６の駆動の補正が行われる。

このようにプリント基板３の位置の認識が終了すると、次に、電子部品の実装動作が行われる。すなわち、上記記憶部２１から実装対象となる電子部品の種類、実装位置（ＸＹ座標）等の部品情報を読み出し（ステップＳ６）、読み出された電子部品の実装に当たりローカルフィデューシャルマークＦｃ、Ｆｄの認識が必要であるか否かを判定する（ステップＳ７）。必要ではないと判定されたときは、後述するステップＳ１０を実行する。

一方、マークＦｃ、Ｆｄの認識が必要であると判定されると（ステップＳ７でＹＥＳ）、上記ステップＳ３と同様に、マークＦｃ、Ｆｄとカメラ１７、１８との間で最短距離となる若しくは最短時間で移動できる組み合わせを特定する（ステップＳ８）。

図６には、既に特定のノズル１６Ａを用いて実装動作が完了したヘッドユニット６の現在位置において、上記組み合わせを特定する場合を示している。この場合、図６の（ａ）に示すように、第二カメラ１８に比べて第一カメラ１７の方が両マークＦｃ、Ｆｄに近接した位置にあり、かつ、両マークＦｃ、Ｆｄのうち第一カメラ１７に対してはマークＦｃの方が近接した位置にある。したがって、同図に示す場合には、まず、第一カメラ１７とマークＦｃの組み合わせが特定される。また、このように特定された組み合わせでマークＦｃを撮像した図６の（ｂ）に示すヘッドユニット６の現在位置においては、残るマークＦｄに対し明らかに第一カメラ１７が近接した位置となるため、同図に示す場合には、第一カメラ１７とマークＦｄの組み合わせが特定される。

このように、ステップＳ８で各マークＦｃ、Ｆｄについてのカメラ１７、１８の組み合わせが特定されると、この組み合わせに従い、マークＦｃ、Ｆｄを順次撮像するとともに、この撮像データに基づいて対象となる電子部品の装着位置の補正が行われる（ステップＳ９）。

次いで、テープフィーダー４ａから電子部品を吸着するとともに当該電子部品をプリント基板３上に実装し（ステップＳ１０）、予め設定された実装順序のうち未実装の電子部品が存在するか否かを判定し（ステップＳ１１）、存在する場合には上記ステップＳ６を繰り返し行い、存在しない場合には当該処理を終了する。

以上説明したように、上記実施形態によれば、複数設けられたカメラ１７、１８のうち、マークＦａ〜Ｆｄから最も近い座標位置にあるカメラ１７、１８、若しくはマークＦａ〜Ｆｄに最も短時間で移動することができるカメラ１７、１８を選択することができるので、カメラが１台の場合のようにマークＦａ〜Ｆｄを撮像するためのヘッドユニット６の移動最短距離又は移動最短時間が当該カメラとマークＦａ〜Ｆｄとを結ぶ直線距離又はこれを移動する時間の一つに限られてしまう場合と異なり、複数のカメラ１７、１８からマークＦａ〜Ｆｄまでのそれぞれの距離又は移動時間のうち最短の距離又は移動時間を選択することができる。

したがって、上記実施形態によれば、マークＦａ〜Ｆｄを認識するためのヘッドユニット６の移動距離又は移動時間の短縮を、より有効に図ることができる。

なお、上記実施形態では、ヘッドユニット６の現在位置に応じてリアルタイムにマークＦｃ、Ｆｄとカメラ１７、１８との組み合わせを特定するようにしているが、複数あるマークの認識順序を予め設定しておき、この認識順序に従い認識する過程で対象となるマークを撮像すべきカメラ１７、１８を特定するように構成することもできる。例えば、図８に示すように、多数のマークを有する多面取り基板３０については、このような処理が有効となる。

多面取り基板３０は、例えば、同一回路が形成された複数のエリア３０ａ（図では９個のエリアを示している）を含むもので、一枚の基板としてペーストの印刷を及び部品の実装処理を施した後、各エリア３０ａをそれぞれ切り離して個別に使用される構造となっている。この多面取り基板３０には、その位置を認識するための一対のフィデューシャルマークＦｅ、Ｆｆ（上記フィデューシャルマークＦａ、Ｆｂに相当）が形成され、また、各エリア３０ａには、表面実装機による実装制度を高めるためのフィデューシャルマークＦｇ、Ｆｈが個別に設定されている（以下、マークＦｅ〜Ｆｈと称する）。さらに、各エリア３０ａには、回路に損傷がある等、実装処理を行えない重度の欠陥があるエリア３０ａを特定するための情報を付したバッドマークが付される箇所Ｍ１が形成されている。

このような多面取り基板３０において、本実施形態では、各エリア３０ａに形成されたフィデューシャルマークＦｇ、Ｆｈを撮像するための撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７が設定されている。この撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７は、各エリア３０ａの最も左の列の下側から撮像を開始し、この列の上側から右隣の列に移り、この列を上から下に撮像した後、さらに右隣の列に移り、この最も右側の列を下から上に撮像するように設定されている。

そして、本実施形態において、上記記憶部２１には、上記撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７が予め記憶されている。以下、本実施形態における上記制御部１９の処理を図７〜図９を参照して説明する。なお、図７のフローチャートのうち前半のステップＳ１〜Ｓ５は上記図４のものと同様であるため、説明を省略する。

上記ステップＳ５の処理が終了すると、上記撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７のうち次の認識対象となるマークＦｇ、Ｆｈに関する情報（ＸＹ座標を含む）を記憶部２１から読み出す（ステップＴ１）。

次いで、次の撮像対象となるマークＦｇ、Ｆｈを撮像するための時間が最も短くなるマークとカメラとの組み合わせを特定する（ステップＴ２）。つまり、このステップＴ２では、上記実施形態と同様に、ヘッドユニット６の現在位置におけるカメラ１７、１８のＸＹ座標と次の撮像対象となるマークＦｇ、ＦｈのＸＹ座標とに基づいて、各カメラ１７、１８のうち撮像対象となるマークから最も近い位置にあるカメラを特定すること、若しくは、上記カメラ１７、１８のＸＹ座標と次の撮像対象となるマークＦｇ、ＦｈのＸＹ座標と上記ヘッドユニット６の加減速度及び最高速度とに基づいて、各カメラ１７、１８のうち撮像対象となるマークに対し最も短時間で移動することができるカメラを特定することができる。

例えば、図９の（ａ）に示すように、左下のエリア３０ａのマークＦｇを第二カメラ１８で撮像した時点におけるヘッドユニット６の現在位置においては、次の撮像対象となるマークＦｈに対して第一カメラ１７が第二カメラ１８よりも近い位置にある。したがって、図９の（ａ）に示すヘッドユニット６の現在位置においては、第一カメラ１７をマークＦｈを撮像するためのカメラとして特定することができる。

次いで、ステップＴ２で特定されたカメラ（図９（ａ）では第一カメラ１７）によって次の撮像対象となるマーク（図９（ａ）ではマークＦｈ）を撮像して、当該マークのＸＹ座標を認識する（ステップＴ３）。このようにすることにより、図９の（ａ）の状態から第二カメラ１８でマークＦｈを撮像する場合と比較して、ヘッドユニット６の移動距離又は移動時間をより短くすることができる。

そして、前記撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７に含まれるマークＦｇ、Ｆｈのうち未だ撮像されていないマークが存在するか否かを判定し（ステップＴ４）、存在する場合には上記ステップＴ１を繰り返し実行する一方、存在しないと判定された場合には当該処理を終了する。

この実施形態によれば、予め設定された撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７に従いマークＦｇ、Ｆｈを撮像するのに際し、特定のマークの撮像をした時点において、次の撮像対象となるマークを撮像すべきカメラを特定することができる。

なお、上記実施形態では、撮像対象となるマークＦｇ、Ｆｈに対し最も近いカメラ、又はマークＦｇ、Ｆｈへの移動時間が最も短いカメラを特定する処理を行うこことしているが、上記撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７と、この撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７に含まれる各マークＦｇ、Ｆｈのそれぞれを撮像するためのカメラとを予め記憶部２１に記憶しておけば、上記特定に要する処理を省略することができ、処理時間の短縮を図ることができる。

つまり、以下説明する実施形態では、各カメラ１７、１８のうち、直前にマークを撮像した時点において次に撮像するマークに対し最も近い位置にあるカメラ又は次に撮像するマークへ最も短時間で移動することができるカメラが当該次に撮像するマークを撮像するものとして設定されているカメラ識別情報（撮像手段識別情報）が、前記記憶部２１に予め記憶されており、上記撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７に従いカメラ識別情報に設定されたカメラで上記各マークＦｇ、Ｆｈを順次撮像するようになっている。以下、図１０を参照して、本実施形態の制御部１９により実行される処理を説明する。なお、同図において前半のステップＳ１〜Ｓ５については、上記各実施形態と同様であり、その説明を省略する。

上記ステップＳ５が終了すると、まず、上記撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７及びカメラ識別情報を上記記憶部２１から読み出し（ステップＵ１）、次いで、図９の（ａ）及び（ｂ）に示すように、撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７に従いカメラ識別情報に設定されたカメラで上記マークＦｇ、Ｆｈを順次実行して、当該マークＦｇ、ＦｈのＸＹ座標を認識する（ステップＵ２）。

なお、上記撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７は、上記各実施形態のように２台のカメラ１７、１８を有することを前提として設定されたものではないが、この撮像順序は、特定のマークを撮像した時点において未だ撮像されていないマークのうち、上記特定のマークを撮像した時点における各カメラ１７、１８との関係で最も近いＸＹ座標位置にあるマーク、又は各カメラ１７、１８が最も短時間で移動することができるマークを次の撮像対象となるマークとして設定したものであることが好ましい。

このようにすれば、マークＦｇ、Ｆｈを撮像する順序自体がヘッドユニット６の移動距離又は移動時間を短縮すべく設定されているので、上述した制御部１９によるヘッドユニット６の駆動制御と相俟って、より有効にヘッドユニット６の移動距離又は移動時間の短縮を図ることができる。

また、上記実施形態では、フィデューシャルマークの撮像について示しているが、フィデューシャルマークＦｇ、Ｆｈと、バッドマークが付される箇所Ｍ１とを撮像する場合、これらを含めて撮像順序を設定することもできる。

さらに、上記実施形態では、マークＦｇ、Ｆｈの撮像のみについての順序（撮像順序Ｐ１〜Ｐ１７）を記憶部２１に記憶させた構成について説明しているが、当該撮像順序と電子部品の実装順序とを交えた動作順序を記憶部２１に記憶させるようにすれば、例えば図６の（ａ）に示すように実装の途中段階にあるヘッドユニット６の現在位置から最も近いマークを撮像するといった動作が可能となるため、より処理時間の短縮を図ることができる。

つまり、以下説明する実施形態では、上記動作順序に加えて、この動作順序に含まれる各マークＦｇ、Ｆｈをそれぞれ撮像するためのカメラであって、各カメラ１７、１８のうち、直前にマークを撮像した時点又は電子部品を実装した時点において次に撮像するマークに対し最も近い座標にあるカメラ、又は次に撮像するマークへ最も短時間で移動することができるカメラが当該次に撮像するマークを撮像するものとして設定されているカメラ識別情報（撮像手段識別情報）が、前記記憶部２１に予め記憶されている。以下、図１１を参照して、本実施形態の制御部１９により実行される処理を説明する。なお、同図において前半のステップＳ１〜Ｓ５については、上記各実施形態と同様であり、その説明を省略する。

上記ステップＳ５が終了すると、まず、上記動作順序及びカメラ識別情報を上記記憶部２１から読み出し（ステップＶ１）、次いで、上記動作順序に従いカメラ識別情報に設定されたカメラで上記マークＦｇ、Ｆｈを順次撮像するとともに電子部品を多面取り基板３０上に実装する自動動作処理を行う（ステップＶ２）。

なお、上記動作順序は、上記各実施形態のように２台のカメラ１７、１８を有することを前提として設定されたものではないが、この撮像順序は、特定のマークを撮像した時点又は特定の電子部品を実装した時点において未だ撮像されていないマークのうち、上記特定のマークを撮像した時点又は特定の電子部品を実装した時点における各カメラ１７、１８との関係で最も近いＸＹ座標位置にあるマーク、又は各カメラ１７、１８から最も短時間で移動することができるマークを次の撮像対象となるマークとして設定したものであることが好ましい。

このようにすれば、動作順序自体がヘッドユニット６の移動距離又は移動時間を短縮すべく設定されているので、上述した制御部１９によるヘッドユニット６の駆動と相俟って、より有効にヘッドユニット６の移動距離又は移動時間の短縮を図ることができる。

なお、上記各実施形態では、撮像対象としてフィデューシャルマークを例示しているが、上記多面取り基板のバッドマークでもよく、さらに、プリント基板３、実装機本体の少なくとも一方に設けられたものであれば、上記各マークに限定されることはない。他の撮像対象としては、例えば、テープフィーダー４ａの位置を認識するために部品供給部４に設けられたマークが挙げられる。

本発明の実施形態に係る表面実装機の平面図である。図１の表面実装機の正面図である。図１の表面実装機に設けられた制御部の電気的構成を示すブロック図である。図３の制御部により実行される処理を示すフローチャートである。ヘッドユニットの動作を示す概略平面図であり、（ａ）はマークＦａを撮像した状態、（ｂ）はＦｂを撮像した状態をそれぞれ示している。ヘッドユニットの動作を示す概略平面図であり、（ａ）は電子部品実装後の状態、（ｂ）はマークＦｃを撮像している状態をそれぞれ示している。本発明の別の実施形態に係る処理を示すフローチャートである。多面取り基板を示す平面図である。ヘッドユニットの動作を示す概略平面図であり、（ａ）はマークＦｇを撮像している状態、（ｂ）はマークＦｈを撮像している状態をそれぞれ示している。本発明の別の実施形態に係る処理を示すフローチャートである。本発明の別の実施形態に係る処理を示すフローチャートである。

１基台（実装機本体）
３プリント基板
４部品供給部（実装機本体）
４ａテープフィーダー
６ヘッドユニット
７固定レール（駆動機構）
８ボールねじ軸（駆動機構）
９Ｙ軸サーボモータ（駆動機構）
１０ボールねじ軸（駆動機構）
１１ヘッドユニット支持部材（駆動機構）
１２ナット部分（駆動機構）
１３ガイド部材（駆動機構）
１４Ｘ軸サーボモータ（駆動機構）
１６ａノズル（吸着ノズル）
１７第一カメラ（撮像手段）
１８第二カメラ（撮像手段）
１９制御部（制御手段）
２０演算処理部（演算手段）
２１記憶部（記憶手段）
３０多面取り基板
３０ａエリア

Claims

電子部品を吸着する吸着ノズルを有するヘッドユニットと、プリント基板が載置される実装機本体とを有し、上記ヘッドユニットが実装機本体に対して相対変位することにより上記吸着ノズルに吸着された電子部品をプリント基板上に実装可能な表面実装機であって、
二次元の座標で規定される平面に沿って上記ヘッドユニットを上記実装機本体に対して駆動するための駆動機構と、
上記ヘッドユニットに設けられ、それぞれ異なる座標位置に配設された複数の撮像手段と、
上記プリント基板に設けられた撮像対象たるマークの位置と上記ヘッドユニットの位置と上記駆動機構によるヘッドユニットの駆動速度について予め設定された加減速度及び最高速度とに基づき、上記各撮像手段のうち上記マークから最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段が当該マークを撮像可能となるように、前記駆動機構を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、複数設けられた上記マークの座標位置をそれぞれ撮像するとともにプリント基板上に複数の電子部品を実装するための上記ヘッドユニットの動作順序と、この動作順序に含まれる撮像を行う撮像手段を各マークの座標位置ごとに識別するための撮像手段識別情報とを予め記憶する記憶手段を備え、
上記撮像手段識別情報は、各撮像手段のうち、
（１）直前にマークの座標位置を撮像した場合はその撮像した時点において次に撮像するマークの座標位置に対し最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段が当該次に撮像するマークの座標位置を撮像するものとして設定されている一方、
（２）直前に電子部品を実装した場合はその実装した時点において次に撮像するマークの座標位置に対し最も短時間で移動可能な座標位置にある撮像手段が当該次に撮像するマークの座標位置を撮像するものとして設定され、
上記動作順序に従い撮像手段識別情報に設定された撮像手段で上記マークの座標位置を順次撮像するように駆動機構の駆動を制御することを特徴とする表面実装機。
上記動作順序は、特定のマークの座標位置を撮像した場合はその撮像した時点又は特定の電子部品を実装した場合はその実装した時点において未だ撮像されていないマークの座標位置のうち、上記特定のマークの座標位置を撮像した時点又は特定の電子部品を実装し
た時点における各撮像手段との関係で最も短時間で移動可能な座標位置にあるマークを次の撮像対象となるマークとして設定した順序であることを特徴とする請求項１に記載の表面実装機。