JP5674523B2

JP5674523B2 - 電子部品の装着方法

Info

Publication number: JP5674523B2
Application number: JP2011069843A
Authority: JP
Inventors: 茂人大山; 淳飯阪
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2031-03-28
Also published as: CN102711434A; JP2012204743A; CN102711434B

Description

本発明は、基板に電子部品を装着する電子部品の装着方法に関する。

従来、電子部品装着装置おける電子部品の装着は、基板を所定位置に位置決めした状態で行なうが、装着装置に対する基板の位置ずれや、基板のプリント配線パターンの相対位置のずれにより、基板上の装着ポイントが正規の位置よりずれることがある。そのため、予め基板上に装着ポイント等の認識用マークを付しておき、部品の装着に先立ち、基板全体の位置と傾きとを調べることにより基板の姿勢を認識するとともに、認識用マークをマーク認識用カメラにより撮像して各マークの位置を検出し、これらの結果に基づき装着ポイント等の位置ずれを調べて、それに応じた補正量を演算し、求められた補正量によって装着ポイントを修正することで、正確な装着が行われている。

かかる認識用マークを基にして装着ポイントの位置ずれを補正する装置としての特許文献１には、基板の対角に設けられたメインマーク（参照位置マーク）と基板の電子部品が装着される位置に対角状に設けられたローカルマーク（位置マーク）とにより装置本体に対する位置ずれに応じた補正データが求められること、また、ローカルマークに係る特定ポイントを基板に対する相対的な位置ずれとして認識し、この基板に対する位置ずれに応じた補正データを求めることが記載されている。そして、この装置本体に対する位置ずれは、装置が変わる毎に行なわなければならないが、基板に対する位置ずれは搬送される基板に固有のものであるため、複数台直列に並べられた実装装置のラインにおいては、最初の装置において基板に対する位置ずれが求められれば、二番目以降の実装装置において演算して求める必要がなく、このような基板に対する位置ずれを求めることを省略することで、タクトタイムを短縮することが記載されている。

特開２００６−２８７０４７号公報

上記特許文献１に係る電子部品装着装置では、マーク認識用カメラにより基板に設けられた認識用マークを読み取る際に、マーク認識用カメラのレンズの中心に該マークを位置決めして読み取ることが一般的である。そのため、認識用マークが１つの基板に多数（例えば４０〜５０個）設けられている場合、各認識用マーク間をマーク認識用カメラが移動する時間が累積的に多くなるという問題があった。

また、一般に、マーク認識用カメラで読み取るマークは、メインマーク、位置ずれを補正するためのローカルマークばかりでなく、基板のＩＤを示すＩＤマーク、装着の際のスキップを指示するスキップマークなどがあり、これらのマークを読み取る際にもメインマーク、ローカルマークと同様に、レンズの中央に位置決めされて読み取られていた。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、電子備品の基板への装着時に、マーク認識用カメラの作業効率を向上させてタクトタイムの短縮を図ることができる電子部品の装着方法を提供することである。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の特徴は、電子部品を部品移載装置により装着する基板を搬入して所定位置に位置決めする基板搬送装置と、前記位置決めされた基板の上方に設けられ該基板に付された複数のマークを個別に認識するマーク認識用カメラと、前記マーク認識用カメラを前記基板の上方でＸ方向Ｙ方向に移動させるカメラ移動手段と、前記カメラ移動手段を制御することで、前記マーク認識用カメラを前記複数のマークのいずれかに位置決めさせるカメラ移動制御手段と、前記複数のマークのいずれかに位置決めされたマーク認識用カメラにより該マークを撮像させるカメラ撮像制御手段と、を備えた電子部品装着装置において、前記カメラ視野内の画像精度に基づいて前記マークの撮像による該マークからの情報の読取りが許容される前記カメラ視野内の許容エリアを記憶する許容エリア記憶工程と、現在のカメラ位置に対し、次に撮像する撮像対象マークの周縁部のＸ方向両端縁及びＹ方向両端縁のうち、現在のカメラ位置より遠い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁を演算する遠方端縁演算工程と、前記遠い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁を、前記撮像対象マークに対する許容エリアのＸ方向両端縁及びＹ方向両端縁のうち、前記カメラ位置における前記撮像対象マークに近い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁が、前記現在のカメラ位置に対して遠方側に予想位置誤差分越えるよう前記マーク認識用カメラを移動させるカメラ移動工程と、を備えていることである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、電子部品を部品移載装置により装着する基板を搬入して所定位置に位置決めする基板搬送装置と、前記位置決めされた基板の上方に設けられ該基板に付された複数種類のマークを個別に認識するマーク認識用カメラと、前記マーク認識用カメラを前記基板の上方でＸ方向Ｙ方向に移動させるカメラ移動手段と、前記カメラ移動手段を制御することで、前記マーク認識用カメラを前記複数のマークのいずれかに位置決めさせるカメラ移動制御手段と、前記複数種類のマークのいずれかに位置決めされたマーク認識用カメラにより該マークを撮像させるカメラ撮像制御手段と、を備えた電子部品装着装置において、前記マークの撮像による該マークからの情報の読取りが許容される前記カメラ視野内の許容エリアを記憶する許容エリア記憶工程と、現在のカメラ位置に対し、次に撮像する撮像対象マークの周縁部のＸ方向両端縁及びＹ方向両端縁のうち、現在のカメラ位置より遠い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁を演算する遠方端縁演算工程と、前記遠い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁を、前記撮像対象マークに対する許容エリアのＸ方向両端縁及びＹ方向両端縁のうち、前記カメラ位置における前記撮像対象マークに近い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁が、前記現在のカメラ位置に対して遠方側に少なくとも越えるよう前記マーク認識用カメラを移動させるカメラ移動工程と、を備え、前記カメラ移動工程では、前記撮像対象マークの種類が位置精度の低いものであれば、前記許容エリアの外縁部側の視野に該マークが含まれるよう位置決めし、前記撮像対象マークの種類が位置精度の高いものであれば、前記許容エリア内の中央部側の視野に該マークが含まれるよう前記マーク認識用カメラを位置決めすることを特徴とすることである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記許容エリア記憶工程では、複数種類である前記撮像対象マークにおいて、撮像されるマークの種類の位置精度が低いものであれば前記許容エリアを広い領域に、撮像されるマークの種類の位置精度が高いものであれば前記許容エリアを狭い領域に、夫々設定して記憶することである。

請求項１に係る発明によると、カメラ視野内の画像精度を基準として、マークの撮像による該マークからの情報の読取りが、許容される範囲をあらわす許容エリアを設定して記憶する。そして、現在のカメラ位置に対し、次に撮像する撮像対象マークの周縁部のＸ方向両端縁及びＹ方向両端縁のうち、現在のカメラ位置より遠い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁を演算することで、現在のカメラ位置からの撮像対象マークまでの最短距離を求める。そして、これらの遠い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁を、前記撮像対象マークに対する許容エリアのＸ方向両端縁及びＹ方向両端縁のうち、前記カメラ位置における前記撮像対象マークに近い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁が、前記現在のカメラ位置に対して遠方側に予想位置誤差分越えるようマーク認識用カメラを移動させることで、撮像対象マークが許容エリア内に入るように最短距離で移動させることができる。このようにマーク認識用カメラで撮像対象マーク間を最短距離で移動させることで移動時間の短縮を図り、タクトタイムの短縮を図ることができる。

なお、撮像対象となるマークの遠い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁に、カメラ位置における撮像対象マークに近い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁が、一致するようにマーク認識用カメラを移動させることが、理想的にはマーク認識用カメラの最短移動距離となるが、実際には基板の位置決め誤差や寸法誤差等を考慮する必要がある。そのため、基板の位置決め誤差や寸法誤差等としての予想位置誤差分、カメラ位置における撮像対象マークに近い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁が、撮像対象となるマークの遠い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁を越えるようマーク認識用カメラを移動させることとした。また、上記一致するよう移動させる場合には、設定される許容エリアの領域を前記位置決め誤差等分狭く設定することで、位置決め誤差等を考慮した同様の取り扱いを行うことができる。

請求項２に係る発明によると、撮像対象マークが複数種類のものであり、例えばＩＤマークのように低い位置精度でよいものであれば、許容エリアの外縁部側の視野に該マークが含まれるよう位置決めすることで、連続して撮像されるマーク間の移動距離を最短距離として移動時間の短縮を図ることができる。そして、例えばローカルマークのように高い位置精度を要求されるものであれば、許容エリア内の中央部側の視野に該マークが含まれるようマーク認識用カメラを位置決めすることで、レンズの歪等の影響を排除して高い位置精度を満足させることができる。

請求項３に係る発明によると、複数種類である前記撮像対象マークにおいて、撮像されるマークの種類の位置精度が低いものであれば前記許容エリアを広い領域に、撮像されるマークの種類の位置精度が高いものであれば前記許容エリアを狭い領域に、夫々設定して記憶する。このように、要求される位置精度に合わせて許容エリアの領域を変化させることで、マーク認識用カメラの移動時間の短縮と要求される位置精度とを共に満足させる最良の状態に設定することができる。

本件発明に係る電子部品装着装置の実施形態の概略を示す平面図。マーク認識用カメラの視野と許容エリアとを示す図。制御装置により制御される装置の構成の概要を示すブロック図。第１実施形態における最初のマークへの位置合わせとマーク認識用カメラの移動とを説明する図。第２番目目のマークへの位置合わせとマーク認識用カメラの移動とを説明する図。第３番目目のマークへの位置合わせとマーク認識用カメラの移動とを説明する図。第４番目目のマークへの位置合わせとマーク認識用カメラの移動とを説明する図。第５番目目のマークへの位置合わせとマーク認識用カメラの移動とを説明する図。第２実施形態におけるマークを撮像するためにマーク認識用カメラを移動させる手順を示すフローチャート。最初の参照位置マークへのマーク認識用カメラの位置合わせを説明する図。第２番目の参照位置マークへのマーク認識用カメラの位置合わせを説明する図。ＩＤマークへのマーク認識用カメラの位置合わせを説明する図。最初のスキップマークへのマーク認識用カメラの位置合わせを説明する図。第２番目のスキップマークへのマーク認識用カメラの位置合わせを説明する図。第３番目のスキップマークへのマーク認識用カメラの位置合わせを説明する図。最初の位置マークへのマーク認識用カメラの位置合わせを説明する図。第２番目の位置マークへのマーク認識用カメラの位置合わせを説明する図。別例におけるマークを視野の許容エリア外の外縁部側で位置決めした状態を示す図。マーク認識用カメラを視野の中央部側にマークを位置決めし直した状態を示す図。許容エリアを狭く設定した状態を示す図。許容エリアを広く設定した状態を示す図。

本発明に係る電子部品装着方法を実施する電子部品装着装置の第１実施形態を図面に基づいて以下に説明する。
電子部品装着装置２は、図１に示すように、基板３を搬入位置に搬入して所定の位置に位置決めする基板搬送装置４と、部品供給装置５と、基台６に対して水平方向であるＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持された移動台（Ｙ方向移動台）８に設けられた装着ヘッド１０を有する部品移載装置１２及びマーク認識用カメラ１４と、基台６に固定された部品認識用カメラ１６と、部品移載装置１２による装着を制御する制御装置１８とを備えている。

基板搬送装置４は、いわゆるダブルコンベヤタイプで、各コンベヤは、Ｘ方向に延在するガイドレール２０に沿って並設されて基板３を位置決めされた位置まで搬入する平行に設けられたコンベアベルト（図略）と、搬入された基板３を夫々支持する支持フレーム（図略）と、支持された基板３を実装される位置（所定の位置）まで上昇させる昇降装置（図略）と、実装される位置（所定の位置）において基板３をクランプするクランプ装置（図略）とを夫々備えている。

部品供給装置５は、前記基板搬送装置４の側部（図１において手前側）に複数のカセット式フィーダ２１を並設して構成したものである。カセット式フィーダ２１は、いずれも図略の前記スロットに離脱可能に取り付けたケース部と、ケース部の後部に設けた供給リールと、ケース部の先端に設けた部品取出部を備えている。供給リールには電子部品（例えば電子部品・シールド部品等）が所定ピッチで封入された細長いテープ（図略）が巻回保持され、このテープがスプロケット（図略）により所定ピッチで引き出され、電子部品が封入状態を解除されて部品取出部に順次送り込まれる。カセット式フィーダ２１にはコード（識別符号）が貼着され、このコードと電子部品のＩＤ・部品番号・封入数・部品重量等との対応データが、制御装置１８にライン全体を管理するホストコンピュータ（図略）から伝送された装着プログラムデータに予め記録されている。

基板搬送装置４の上方にはＸ方向移動ビーム２２が設けられ、該Ｘ方向移動ビーム２２はＹ方向に延在するとともに、前記基板搬送装置４に沿ってＸ方向に延在するＸ方向レール（図略）に沿って移動可能に設けられる。Ｘ方向移動ビーム２２には、図２に示すように、Ｙ方向移動台８がＸ方向移動ビーム２２の側面に設けられたＹ方向レール（図略）にスライダ（図略）を介して移動可能に設けられている。該Ｙ方向移動台８には装着ヘッド１０を備えた部品移載装置１２とマーク認識用カメラ（マークカメラ）１４とがＹ方向移動台８とともに移動可能に保持されている。Ｘ方向移動ビーム２２はいずれも図略のボールねじ機構を介してサーボモータにより駆動され、Ｙ方向移動台８は、図略のＹ方向移動用ボールねじ機構を介して図略のサーボモータにより駆動される。これらのサーボモータはその駆動を制御装置１８によって制御されている。これらのＸ方向移動ビーム２２、Ｙ方向移動台８及びサーボモータ等によりカメラ移動手段が構成され、前記サーボモータ等を制御する制御装置１８によりカメラ移動制御手段が構成される。

マーク認識用カメラ１４の光軸はＸ方向及びＹ方向に直角なＺ方向に平行になっている。マーク認識用カメラ１４は、図２に示すように、矩形状の視野ＳＡを有しており、視野ＳＡにはカメラの画像精度がマーク等からの情報の読取りが許容される許容エリアＫＡが設定される。また、許容エリアＫＡの中心には中央部ＣＰが設定されている。なお、この許容エリアＫＡは、視野ＳＡより小さい領域に限定されるものではなく、カメラの視野エリアＳＡそのものでもよい。許容エリアＫＡには、Ｘ方向端縁３２ａ，３２ｂ及びＹ方向端縁３４ａ，３４ｂが設定され、制御装置１８の記憶装置（ＲＯＭ）２４に記憶される。マーク認識用カメラ１４のマークを撮像するタイミングは制御装置１８により制御され、この制御装置１８によりカメラ撮像制御手段が構成される。

マーク認識用カメラ１４により撮像された撮像画像は、図略のＡ／Ｄ変換機を備えた画像認識装置２５に入力される。画像認識装置２５は、記憶装置２４設定された許容エリアＫＡの画像を取込んで、マークｍからの情報を読み取る。そして、制御装置１８に備えられた演算装置２６によりマークｍの位置ずれを演算する。前記カメラ移動制御手段によりマーク認識用カメラ１４が移動されるときには、この位置ずれを補正して移動する。

部品移載装置１２は、前記前記Ｙ方向移動台８と、Ｙ方向移動台８によりＸ方向及びＹ方向と直角なＺ方向に昇降可能に支持される装着ヘッド昇降装置（図略）と、装着ヘッド昇降装置に支持された装着ヘッド１０とを備えている。装着ヘッド１０は、装着ヘッド昇降装置に対して中心軸回りに回転可能に設けられ、サーボモータ（図略）により装着ヘッド昇降装置で昇降され、回転駆動される。装着ヘッド１０にはその先端に吸着ノズル（図略）が装着され、図略の負圧供給ポンプから吸着ノズル先端に負圧が供給されることにより電子部品を吸着保持するようになっている。

基板搬送装置４と部品供給装置５との間には、部品認識用カメラ１６が設けられ、この部品認識用カメラ１６によって前記吸着ノズルに吸着された電子部品が撮像されて、生産される基板の種類に適合する種類の電子部品であるか、吸着状態良いか、部品自体の不良箇所がないか等が判定される。

電子部品装着装置２には、基板データ、部品データ等を入力するためのキーボード等の入力装置３８が設けられている。入力装置３８には表示装置４０が併設され、表示装置４０の画面には基板データ、部品データ、演算データやマーク認識用カメラ１４等で撮像した画像が表示できるようになっている。

上記のように構成された電子部品装着装置を使用して基板に付与されたマークを読み取る手順について、図４等に基づいて以下に説明する。

マーク認識用カメラ１４における視野ＳＡの許容エリアＫＡについては、予め撮像対象となるマークの種類に合わせて設定され、記憶装置２４に記憶されている（許容エリア記憶工程）。

この実施形態において、撮像対象となるマークｍ１，ｍ２、ｍ３、ｍ４、ｍ５は、いずれも要求される位置精度が低いマークである。マーク認識用カメラ１４は、初期位置として基板３の右下コーナー（例えば原点Ｐ０）に待機している。

演算装置２６としての制御装置１８は、初めに撮像対象となるマークｍ１の位置を演算する。予め制御装置１８の記憶装置２４に記憶されているマークｍ１の位置座標及び寸法形状よりマークｍ１のＸ方向端縁４２ａ，４２ｂ及びＹ方向端縁４４ａ，４４ｂのうち、マーク認識用カメラ１４から遠方のＸ方向端縁４２ａ，Ｙ方向端縁４４ａについて演算し、さらにＸ方向Ｙ方向の予想位置誤差分Δｘ１及びΔｙ１加えた座標位置を含むＸ方向に対して直交する直線Ｌｘ１及びＹ方向に対して直交する直線Ｌｙ１を演算する（遠方端縁演算工程）。

次に、制御装置１８は、マーク認識用カメラをマークｍ１まで移動させる。この際、許容エリアＫＡのＸ方向両端縁３２ａ，３２ｂ及びＹ方向両端縁３４ａ，３４ｂのうち、マークｍ１に近かった方のＸ方向端縁３２ａ及びＹ方向端縁３４ａが夫々直線Ｌｘ１，Ｌｙ１に一致するように位置決めする（カメラ移動工程）。ここで、先の工程で、遠方のＸ方向端縁４２ａ，Ｙ方向端縁４４ａについて演算し、さらに予想位置誤差分Δｘ１及びΔｙ１加えた座標位置を含むＸ方向に対して直交する直線Ｌｘ１及びＹ方向に対して直交する直線Ｌｙ１を演算し、これに基づいてマーク認識用カメラ１４を移動させることが、請求項１における「遠方側に少なくとも越えるよう」に対応する。

この場合、許容エリアＫＡの外縁部側の視野にマークｍ１が位置決めされ、許容エリアＫＡの中央部側に位置決めされる場合よりも移動距離を短くすることができる。

次に、制御装置１８は、マーク認識用カメラ１４にマークｍ１を撮像させ、マークｍ１からの情報を読み取る。マークｍ１が例えば参照位置マークであれば、基板３における位置座標を把握する。そして、制御装置１８は、マークｍ１の位置情報として予め制御装置１８の記憶装置２４に記憶されていたマークｍ１の位置座標とのずれがある場合には、基板３が搬入されて所定位置に位置決めされた際に生じたと考えられる基板位置決め誤差（Ｘ方向、Ｙ方向及び回転方向の誤差）によるずれ量を把握する。

次に、撮像対象となるマークｍ２の位置を演算する。図５に示すように、予め制御装置１８の記憶装置２４に記憶されているマークｍ２の位置座標及び寸法形状よりマークｍ２のＸ方向端縁４６ａ，４６ｂ及びＹ方向端縁４８ａ，４８ｂのうち、マーク認識用カメラ１４から遠方のＸ方向端縁４６ｂ，Ｙ方向端縁４８ａについて演算し、さらにＸ方向Ｙ方向の予想位置誤差分Δｘ２及びΔｙ２加えた座標位置を含むＸ方向に対して直交する直線Ｌｘ２及びＹ方向に対して直交する直線Ｌｙ２を演算する。この場合の予想位置誤差分Δｘ２及びΔｙ２は、例えば基板３の温度差による伸び・縮みに起因するものがある。マークｍ１の位置データにより、前記基板位置決め誤差による位置ずれが修正されているので、予想位置誤差Δｘ２及びΔｙ２は予想位置誤差Δｘ１及びΔｙ１よりも小さな値とすることができる。なお、図５におけるマークｍ１の位置は、前記基板位置決め誤差による位置ずれが修正された後の位置である。

次に、制御装置１８は、マーク認識用カメラ１４をマークｍ２まで移動させる。この際、許容エリアＫＡのＸ方向両端縁３２ａ，３２ｂ及びＹ方向両端縁３４ａ，３４ｂのうち、マークｍ２に近かった方のＸ方向端縁３２ｂ及びＹ方向端縁３４ａが夫々直線Ｌｘ２，Ｌｙ２に一致するように位置決めする。
制御装置１８は、マーク認識用カメラ１４にマークｍ２を撮像させ、マークｍ２からの情報を読み取る。

次に、同様にして、図６に示すように、次に撮像対象となるマークｍ３に基づいて求められた直線Ｌｘ３及び直線Ｌｙ３に許容エリアＫＡのマークｍ３に近い側のＸ方向端縁３２ａ及びＹ方向端縁３４ａを一致させるようにマーク認識用カメラ１４を移動させ、マークｍ３からの情報を読み取る。

次に、図７に示すように、撮像対象となるマークｍ４に基づいて求められた直線Ｌｘ４及び直線Ｌｙ４に許容エリアＫＡのマークｍ４に近い側のＸ方向端縁３２ｂ及びＹ方向端縁３４ａを一致させるようにマーク認識用カメラ１４を移動させ、マークｍ４からの情報を読み取る。

次に、図８に示すように、撮像対象となるマークｍ５に基づいて求められた直線Ｌｘ５及び直線Ｌｙ５に許容エリアＫＡのマークｍ５に近い側のＸ方向端縁３２ｂ及びＹ方向端縁３４ｂを一致させるようにマーク認識用カメラ１４を移動させ、マークｍ４からの情報を読み取る。

このようにして、マークの情報を読み取るために繰り返し最短距離を移動させることで、全体として長い移動距離を短縮することができる。例えば１つの移動で２ｍｍ短くできると、マークが２０００個程度あるモジュール基板では４ｍも移動距離を短縮することができる。

上記のように構成された電子部品装着装置２を用いたマークｍの撮像手順によると、例えば図４において説明すると、現在のマーク認識用カメラ１４のカメラ位置Ｐ０に対し、次に撮像する撮像対象マークｍ１の周縁部のＸ方向両端縁４２ａ，４２ｂ及びＹ方向両端縁４４ａ，４４ｂのうち、現在のカメラ位置Ｐ０より遠い側のＸ方向端縁４２ａ及びＹ方向端縁４４ａを予想位置誤差Δｘ１，Δｙ１を含めて演算することで、現在のカメラ位置Ｐ０からの撮像対象マークｍ１までの誤差を含めた最短距離を求める。そして、これらの遠い側のＸ方向端縁４２ａ及びＹ方向端縁４４ａを、前記撮像対象マークｍ１に対する許容エリアＫＡのＸ方向両端縁３２ａ，３２ｂ及びＹ方向両端縁３４ａ，３４ｂのうち、前記カメラ位置Ｐ０における前記撮像対象マークｍ１に近い側のＸ方向端縁３２ａ及びＹ方向端縁３４ａが、前記現在のカメラ位置Ｐ０に対して遠方側に予想位置誤差分Δｘ１，Δｙ１越えるようマーク認識用カメラ１４を移動させることで、撮像対象マークｍ１が許容エリアＫＡ内に入るように誤差を含めた最短距離で移動させることができる。このようにマーク認識用カメラ１４で撮像対象マークｍ間を最短距離で移動させることで移動時間の短縮を図り、タクトタイムの短縮を図ることができる。

なお、本実施形態において、予想位置誤差Δｘ１及びΔｙ１を、撮像対象マークｍ１の移動前のカメラ位置より遠方側のＸ方向端縁３２ａ及びＹ方向端縁３４ａの位置に加えてマーク認識用カメラ１４を移動するものとしたが、これに限定されず、例えば、マーク認識用カメラ１４の視野の許容エリアＫＡを予想位置誤差分Δｘ１及びΔｙ１狭く設定し、狭く設定された許容エリア（図略）のマークｍ１に近い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁（図略）を、撮像対象マークｍ１の前記遠方側のＸ方向端縁４２ａ及びＹ方向端縁４４ａに一致させるようマーク認識用カメラ１４を移動させても良い。

次に、本発明に係る電子部品装着方法を実施する電子部品装着装置の第２実施形態を図９のフローチャート及び図１０等に基づいて以下に説明する。
この第２実施形態は、撮像対象マークが複数種類であって、要求される位置精度が高いマークと要求される位置精度が低いマークとが混在して基板５３に付与されている場合である。位置精度が低いマークとして、図１０に示すように、例えば、参照位置マーク（メインマーク）ＳＰｍ１，ＳＰｍ２、ＩＤマークＩＤｍ１及びスキップマークＳＫｍ１，ＳＫｍ２，ＳＫｍ３が付与され、位置精度が高いマークとしては、例えば位置マーク（ローカルマーク）Ｐｍ１，Ｐｍ２が付与されている。なお、第２実施形態に使用される電子部品装着装置２の構成は、第１実施形態と同様なので、説明を省略する。

マーク認識用カメラ１４は、図１０に示すように、基板５３の左下コーナーの原点Ｐ０に位置決めされている。まず、制御装置１８は参照位置マークがあるか否かを判断する（ステップ１「以下、Ｓ１と略記する」。）。これは生産計画より生産される基板種に対応し、予め制御装置１８の記憶装置２４に記憶されたデータより判断する。

参照位置マークがあると判断された場合は、演算装置としての制御装置１８は、初めに撮像対象となる参照位置マーク（メインマーク）ＳＰｍ１を抽出し（Ｓ２）、撮像対象となった参照位置マークＳＰｍ１の位置を最短位置で演算する（Ｓ３）。この一連の作業は第１実施形態と同様であるので簡略化して説明すると、まず、記憶装置２４に記憶されている参照位置マークＳＰｍ１の位置座標及び寸法形状より参照位置マークＳＰｍ１のＸ方向端縁５２ａ，５２ｂ及びＹ方向端縁５４ａ，５４ｂのうち、マーク認識用カメラ１４から遠方のＸ方向端縁５２ｂ，Ｙ方向端縁５４ａについて演算し、さらにＸ方向及びＹ方向の予想位置誤差分（図示略）を加えた座標位置を含む直線ＬＸ１及び直線ＬＹ１を演算する。

次に、制御装置１８は、マーク認識用カメラ１４を参照位置マークＳＰｍ１まで移動させる。この際、図２に示される許容エリアＫＡのＸ方向両端縁３２ａ，３２ｂ及びＹ方向両端縁３４ａ，３４ｂのうち、参照位置マークＳＰｍ１に近かった方のＸ方向端縁３２ｂ及びＹ方向端縁３４ａが夫々直線ＬＸ１，ＬＹ１に一致するように位置決めする。この場合、許容エリアＫＡの外縁部側の視野に参照位置マークＳＰｍ１が位置決めされ、許容エリアＫＡの中央部側に位置決めされる場合よりも移動距離を短くすることができる。
制御装置１８は、マーク認識用カメラ１４に参照位置マークＳＰｍ１を撮像させ、参照位置マークＳＰｍ１からの位置情報を読み取る。

次に、制御装置１８は、他に参照位置マークがあるか否かを判断する（Ｓ４）。これは、生産される基板種に対応し、予め制御装置１８の記憶装置２４に記憶されたデータより判断する。本実施形態では、参照位置マークＳＰｍ２が存在するので、ステップ２に戻って、参照位置マークＳＰｍ２を抽出する（Ｓ２）。そして、図１１に示すように、参照位置マークＳＰｍ１のときと同様に、マーク認識カメラ１４が移動するのに必要な最短位置を決定し（Ｓ３）、マーク認識用カメラ１４を参照位置マークＳＰｍ２に移動させる。そのために、参照位置マークＳＰｍ２についても、許容エリアＫＡのうち、参照位置マークＳＰｍ２に近かった方のＸ方向端縁３２ｂ及びＹ方向端縁３４ａを、参照位置マークＳＰｍ２について前述と同様に求められた直線ＬＸ２及び直線ＬＹ２に一致するように位置決めする。

制御装置１８は、マーク認識用カメラ１４に参照位置マークＳＰｍ２を撮像させ、参照位置マークＳＰｍ２からの位置情報を読み取る。制御装置１８は、参照位置マークＳＰｍ１及び参照位置マークＳＰｍ２の位置情報により基板５３の搬入位置決めにおける位置決め誤差（Ｘ方向、Ｙ方向及び回転方向の誤差）によるずれ量を把握する。

次に、制御装置１８は、撮像対象となる参照位置マークの残りがあるか否かを判断する（Ｓ４）。本実施形態では、撮像対象となる参照位置マークはないので、ステップ５に移行する。

制御装置１８は、ＩＤマークがあるか否かを判断する（Ｓ５）。本実施形態においては、基板５３にＩＤマークＩＤｍ１が１つ付与されている。制御装置１８は、ＩＤマークＩＤｍ１を抽出する（Ｓ６）。

次に、図１２に示すように、参照位置マークと同様に、予想位置誤差分を含めてＩＤマークＩＤｍ１のＸ方向及びＹ方向の遠方側の端縁より同様に求められた直線ＬＸ３及び直線ＬＹ３に、許容エリアＫＡの該マークに近い側のＸ方向端縁３２ａ及びＹ方向端縁３４ｂを一致させるようにすることで移動距離を最短にする位置を決定し（Ｓ７）、マーク認識用カメラ１４を移動させる。制御装置１８は、マーク認識用カメラ１４にＩＤマークＩＤｍ１を撮像させ、ＩＤマークＩＤｍ１からの情報、例えば、装着される部品種、部品の数、装着座標等を読み取る。

次に、制御装置１８は、他にＩＤマークがあるか否かを判断する（Ｓ８）。本実施形態においては他にＩＤマークがないので、ステップ９に移行する。

制御装置１８は、ＳＫＩＰマークがあるか否かを判断する（Ｓ９）。本実施形態における基板５３には３つのＳＫＩＰマークがあり、制御装置１８は、その中の１つであるＳＫＩＰマークＳＫｍ１を抽出する（Ｓ１０）。この場合にも、図１３に示すように、ＩＤマークＩＤＭ１の位置から、マーク認識用カメラ１４の許容エリアＫＡのＳＫＩＰマークＳＫｍ１に近い側のＸ方向端縁３２ａ及びＹ方向端縁３４ｂが、予想位置誤差を含めてＳＫＩＰマークＳＫｍ１の遠方側の端縁より同様に求められた直線ＬＸ４及び直線ＬＹ４に一致させるようマーク認識用カメラ１４を移動させる（Ｓ１１）。これによって、最短の移動距離となるようにマーク認識用カメラ１４が移動される。

制御装置１８は、マーク認識用カメラ１４にＳＫＩＰマークＳＫｍ１を撮像させ、ＳＫＩＰマークＳＫｍ１の情報を読み取る。例えば、装着されない一部の電子部品の情報を読み取って、記憶装置２４に記憶する。

次に、制御装置１８は、他にＳＫＩＰマークがあるか否かを判断する（Ｓ１２）。他にもＳＫＩＰマークは基板５３に付与されているので、ステップ１０に戻って、その内の１つＳＫＩＰマークＳＫｍ２を抽出する（Ｓ１０）。図１４に示すように、上記と同様に直線ＬＸ５及び直線ＬＹ５にマーク認識用カメラ１４の許容エリアＫＡの端部３２ａ，３４ｂを一致させるように、マーク認識用カメラ１４を移動させる（Ｓ１１）。

そして、制御装置１８は、マーク認識用カメラ１４にＳＫＩＰマークＳＫｍ２を撮像させ、ＳＫＩＰマークＳＫｍ２の情報を読み取る。

次に、制御装置１８は、他にＳＫＩＰマークがあるか否かを判断する（Ｓ１２）。本実施形態ではＳＫＩＰマークＳＫｍ３があるので、図１５に示すように、ステップ１０に戻って、その内の１つＳＫＩＰマークＳＫｍ３を抽出する（Ｓ１０）。上記と同様に直線ＬＸ６及び直線ＬＹ６にマーク認識用カメラ１４の許容エリアＫＡの端部３２ａ，３４ｂを一致させるように、マーク認識用カメラ１４を移動させる（Ｓ１１）。制御装置１８は、上記と同様にして、マーク認識用カメラ１４にＳＫＩＰマークＳＫｍ３を撮像させる。

次に、制御装置１８は、他にＳＫＩＰマークがあるか否かを判断する（Ｓ１２）。ＳＫＩＰマークは他に存在しないので、ステップ１３に移行する。

制御装置１８は、位置マーク（ローカルマーク）があるか否かを判断する（Ｓ１３）。本実施形態において位置マークは基板５３に２つ付与されている。位置マークは、生産計画に基づく基板種の情報よりその数、座標位置等が設定されて記憶装置２４に記憶されている。

制御装置１８は、その内の１つである位置マークＰｍ１を抽出する（Ｓ１４）。
位置マークＰｍ１の座標位置については、参照位置マークＳＰｍ１及び参照位置マークＳＰｍ２の位置情報より補正が加えられた位置座標を算出する。位置マークＰｍ１は、装着される電子部品の取付位置の基準になるため、高い位置精度が要求される。そのため、図１６に示すように、位置マークＰｍ１の中心座標が演算され、許容エリアＫＡの中央部に位置マークＰｍ１の中心が位置決められるようにマーク認識用カメラ１４を移動させる（Ｓ１５）。このように、マーク認識用カメラ１４の許容エリアＫＡの中央部側（カメラの視野の中央部側）で撮像することにより、カメラのレンズの歪による影響を排除して、正確な位置情報を得ることができる。

次に、制御装置１８は、他に位置マークがあるか否かを判断する（Ｓ１６）。他に位置マークがあるので、ステップ１４に戻って、制御装置１８は位置マークＰｍ２を抽出する（Ｓ１４）。

次に、位置マークＰｍ２の座標位置については、参照位置マークＳＰｍ１、ＳＰｍ２及び位置マークＰｍ１の位置情報より補正が加えられた位置座標を算出する。そして、図１７に示すように、許容エリアＫＡの中央部に位置マークＰｍ１の中心が位置決められるようにマーク認識用カメラ１４を移動させる（Ｓ１５）。位置マークＰｍ２より位置情報を取得して、装着される電子部品の正確な装着位置を特定する。

次に、制御装置１８は、他に位置マークがあるか否かを判断する（Ｓ１６）。位置マークは他に存在しないので、基板５３に付与されたマークからの情報を読み取る制御を終了する。

上記のように構成された電子部品装着装置２を使用して基板５３に付与されたマークを読み取る手順によると、撮像対象マークが複数種類のものであり、例えばＩＤマークＩＤｍ１のように低い位置精度でよいものであれば、許容エリアＫＡの外縁部側の視野に該マークが含まれるよう位置決めすることで、連続して撮像されるマークｍ間の移動距離を最短距離として移動時間の短縮を図ることができる。そして、位置マークＰｍ１のように高い位置精度を要求されるものであれば、許容エリアＫＡ内の中央部側の視野に該マークＰｍ１が含まれるようマーク認識用カメラ１４を位置決めすることで、レンズの歪等の影響を排除して高い位置精度を満足させることができる。

なお、本実施形態においては、マークの種類毎にマーク認識用カメラ１４を移動して撮像するものとしたが、これに限定されず、例えば、原点Ｐ０から近い位置にあるマークの順に移動してもよく、高い位置精度が要求されるマークと高い位置精度が要求されないマークとに分け、それぞれ近いところから順にマーク認識用カメラを移動させるものでもよい。

また、本実施形態のように、参照位置マークの位置情報に基づいて位置マークの座標位置を補正して、位置マークを許容エリアＫＡの中央部側で撮像するが、例えば、参照位置マークが基板３に付与されていない場合、図１８に示すように、精度が悪いエリアに位置マークＰｍが入った状態にマーク認識用カメラ１４が位置決めされてしまう場合がある。そのような場合、いったん許容エリアＫＡを外れた位置で位置マークＰｍを撮像し、視野内の位置マークＰｍの位置に基づいて、図１９に示すように、マーク認識用カメラを再度移動させて許容エリアＫＡの中央部に位置マークＰｍが入るように位置決めし直し、再度画像を撮像してもよい。これにより参照位置マークがなくとも、位置マークの位置を精度よく認識できる。

また、図２０及び図２１に示すように、許容エリアＫＡについては、撮像対象となるマークの要求される位置精度が高いほど狭くし（許容エリアＫＡＳ）、要求される位置精度が低いほど広く（許容エリアＫＡＬ）設定して制御装置１８の記憶装置２４に記憶することができる。

このように、複数種類である撮像対象マークにおいて、撮像されるマークの種類の位置精度が低いマークＳＫｍであれば前記許容エリアを広い領域ＫＡＬに、撮像されるマークの種類の位置精度が高いマークＰｍであれば前記許容エリアを狭い領域ＫＡＳに、夫々設定して記憶する。そして、要求される位置精度に合わせて許容エリアＫＡの領域を変化させることで、マーク認識用カメラ１４の移動時間の短縮と要求される位置精度とを共に満足させる最良の状態に設定することができる。

また、上記実施形態において、１つのカメラ移動手段によって１台のマーク認識用カメラが移動されるものとしたが、これに限定されず、例えば２台のマーク認識用カメラが、夫々二つのカメラ移動手段によって１つの基板に対して夫々同時に使用される場合でもよい。この場合でも、夫々のマーク認識用カメラの視野の外側縁にマークを位置決めして最短距離を移動することで、各マーク認識用カメラの移動範囲が狭くなるところから、互いに動作を干渉することを防止することができる。

斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。

２…電子部品装着装置、３…基板、１４…マーク認識用カメラ、１８…制御装置、３２ａ，３２ｂ…Ｘ方向端縁、３４ａ，３４ｂ…Ｙ方向端縁、４２ａ，４２ｂ…撮像対象マークのＸ方向両端縁、４４ａ，４４ｂ…撮像対象マークのＹ方向両端縁、ＩＤｍ…ＩＤマーク、ＫＡ…許容エリア、ｍ…マーク、ＳＡ…視野、Ｐｍ…位置マーク、ＳＫｍ…ＳＫＩＰマーク、ＳＰｍ…参照位置マーク、Δｘ１…予想位置誤差、Δｙ１…予想位置誤差。

Claims

電子部品を部品移載装置により装着する基板を搬入して所定位置に位置決めする基板搬送装置と、
前記位置決めされた基板の上方に設けられ該基板に付された複数のマークを個別に認識するマーク認識用カメラと、
前記マーク認識用カメラを前記基板の上方でＸ方向Ｙ方向に移動させるカメラ移動手段と、
前記カメラ移動手段を制御することで、前記マーク認識用カメラを前記複数のマークのいずれかに位置決めさせるカメラ移動制御手段と、
前記複数のマークのいずれかに位置決めされたマーク認識用カメラにより該マークを撮像させるカメラ撮像制御手段と、
を備えた電子部品装着装置において、
前記カメラ視野内の画像精度に基づいて前記マークの撮像による該マークからの情報の読取りが許容される前記カメラ視野内の許容エリアを記憶する許容エリア記憶工程と、
現在のカメラ位置に対し、次に撮像する撮像対象マークの周縁部のＸ方向両端縁及びＹ方向両端縁のうち、現在のカメラ位置より遠い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁を演算する遠方端縁演算工程と、
前記遠い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁を、前記撮像対象マークに対する許容エリアのＸ方向両端縁及びＹ方向両端縁のうち、前記カメラ位置における前記撮像対象マークに近い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁が、前記現在のカメラ位置に対して遠方側に予想位置誤差分越えるよう前記マーク認識用カメラを移動させるカメラ移動工程と、
を備えていることを特徴とする電子部品の装着方法。
電子部品を部品移載装置により装着する基板を搬入して所定位置に位置決めする基板搬送装置と、
前記位置決めされた基板の上方に設けられ該基板に付された複数種類のマークを個別に認識するマーク認識用カメラと、
前記マーク認識用カメラを前記基板の上方でＸ方向Ｙ方向に移動させるカメラ移動手段と、
前記カメラ移動手段を制御することで、前記マーク認識用カメラを前記複数のマークのいずれかに位置決めさせるカメラ移動制御手段と、
前記複数種類のマークのいずれかに位置決めされたマーク認識用カメラにより該マークを撮像させるカメラ撮像制御手段と、
を備えた電子部品装着装置において、
前記マークの撮像による該マークからの情報の読取りが許容される前記カメラ視野内の許容エリアを記憶する許容エリア記憶工程と、
現在のカメラ位置に対し、次に撮像する撮像対象マークの周縁部のＸ方向両端縁及びＹ方向両端縁のうち、現在のカメラ位置より遠い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁を演算する遠方端縁演算工程と、
前記遠い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁を、前記撮像対象マークに対する許容エリアのＸ方向両端縁及びＹ方向両端縁のうち、前記カメラ位置における前記撮像対象マークに近い側のＸ方向端縁及びＹ方向端縁が、前記現在のカメラ位置に対して遠方側に少なくとも越えるよう前記マーク認識用カメラを移動させるカメラ移動工程と、を備え、
前記カメラ移動工程では、前記撮像対象マークの種類が位置精度の低いものであれば、前記許容エリアの外縁部側の視野に該マークが含まれるよう位置決めし、
前記撮像対象マークの種類が位置精度の高いものであれば、前記許容エリア内の中央部側の視野に該マークが含まれるよう前記マーク認識用カメラを位置決めすることを特徴とする電子部品の装着方法。
請求項１又は２において、前記許容エリア記憶工程では、複数種類である前記撮像対象マークにおいて、撮像されるマークの種類の位置精度が低いものであれば前記許容エリアを広い領域に、撮像されるマークの種類の位置精度が高いものであれば前記許容エリアを狭い領域に、夫々設定して記憶することを特徴とする電子部品の装着方法。