JP6012759B2 - 実装データ作成装置および作成方法ならびに基板生産システム - Google Patents

Description

本発明は、部品データやシーケンスデータを予め準備することなく、部品を基板に実装し、実装データを作成する実装データ作成装置および作成方法ならびに作成された実装データを用いて基板を生産する基板生産システムに関するものである。

部品実装機にて基板を生産する場合には、画像処理データやシーケンスデータ等の作成が必要になるとともに、部品の吸着および実装確認が必要となる。そのために、部品データを、機外においてマニュアルで作成したり、あるいは機上で自動的に作成し、ＣＡＤデータからの装着位置データと合わせ、機上で使用するデータへ変換するようになっている。この種のデータ作成装置として、特許文献１に記載のものが知られている。

特開２００４−１７９２９９号公報

しかしながら、１枚あるいは数枚のテスト用あるいは試作用の基板を作成するために、従来の手順でデータを作成すると、データの作成に多大の時間を要することになる。このため、事前に部品データや部品実装のシーケンスデータを準備する手間を省き、手動操作を交えながら基板に部品を実装し、基板生産用の実装データをできるだけ簡便に作成することが要望されている。

本発明は上記した要望に鑑みてなされたもので、部品データやシーケンスデータを予め準備することなく、部品を基板に実装し、実装データを作成する実装データ作成装置および作成方法ならびに基板生産システムを提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明の特徴は、基板を生産する実装データを、前記基板に部品を実装しながら作成する実装データ作成装置にして、部品を吸着する吸着ノズルを有し該吸着ノズルに吸着された部品を前記基板上に実装する実装ヘッドと、前記基板に実装する部品をセットするための部品セット台と、該部品セット台上にセットされた部品を上面から撮像する第１の撮像装置と、前記吸着ノズルに吸着された部品を下面から撮像する第２の撮像装置と、前記実装ヘッドを前記基板に対してＸＹ平面内で相対移動させる移動ヘッドを有するロボットと、前記第１の撮像装置によって撮像された部品の上面形状の画像データに基づいて部品の上面形状データを作成する上面形状データ作成部と、該上面形状データ作成部によって作成された部品の上面形状データに基づいて前記ロボットを移動させて前記吸着ノズルを部品吸着位置に位置決めする吸着ノズル位置決め部と、前記第２の撮像装置によって撮像された部品の下面形状の画像データに基づいて部品の下面形状データを作成する下面形状データ作成部と、前記基板上への部品の実装位置を指定する実装位置指定部と、前記上面および下面形状データ作成部によって作成された上面および下面形状データからなる部品データ、ならびに前記実装位置指定部によって指定された部品実装位置のデータに基づいて、前記基板に部品を実装するための実装データを作成する実装データ作成部とを備えた実装データ作成装置である。

請求項１に係る発明によれば、部品を所定の場所に置くだけで、部品が撮像されて部品形状データが作成され、それに基づいて部品を吸着できるとともに、部品を基板のどこに実装するかを指定することで、部品を基板上に実装でき、実装データを作成することができる。これにより、基板を生産するのに先立って、部品データやシーケンスデータを準備する必要がなく、基板を生産する工数を大幅に削減することができる。

請求項２に係る発明の特徴は、部品の高さを測定する高さ測定部を有し、該高さ測定部で測定された部品の高さデータを、前記部品データに登録するようにした請求項１に記載の実装データ作成装置である。

請求項２に係る発明によれば、部品の高さの測定によって、部品を基板に実装する際の吸着ノズルの位置決めを精度よく行うことができる。

請求項３に係る発明の特徴は、前記実装位置指定部で指定する部品の実装位置を、前記基板上に予め形成した実装パターンによって指定し、指定された前記実装パターンを前記第１の撮像装置で撮像してその画像データに基づき実装位置の補正量を算出する実装位置補正量算出部を有する請求項１または請求項２に記載の実装データ作成装置である。

請求項３に係る発明によれば、実装パターンの撮像によって、基板に対する部品の実装位置を補正することができ、基板の位置が正確でなくても、部品を指定した位置に正確に実装することができる。

請求項４に係る発明の特徴は、前記第１の撮像装置は、前記部品を上面から撮像する部品上面撮像カメラと、前記基板のマークを撮像する基板撮像カメラを含む請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の実装データ作成装置である。

請求項４に係る発明によれば、部品上面撮像カメラによって部品の形状データを正確に取得することができる。

請求項５に係る発明の特徴は、前記ロボットは、２つのロボットからなり、一方のロボットに、前記実装ヘッドおよび前記基板撮像カメラを設け、他方のロボットに、前記部品上面撮像カメラを設けた請求項４に記載の実装データ作成装置である。

請求項５に係る発明によれば、部品上面撮像カメラを他方のロボットに設けたことにより、一方のロボット側の重量の増加を抑制でき、実装ヘッドを高速で移動させることができる。

請求項６に係る発明の特徴は、前記基板に実装した部品の実装位置を検査する検査手段を設け、該検査手段の検査結果に基づいて、前記実装データを編集し、編集した実装データによって前記基板を生産するようにした請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の実装データ作成装置である。

請求項６に係る発明によれば、検査手段の検査結果をフィードバックして実装データを編集することができ、不良となる基板を少なくすることができる。

請求項７に係る発明の特徴は、第１の撮像装置によって部品を上面から撮像して、その部品の上面形状の画像データに基づいて部品の上面形状データを作成し、該上面形状データに基づいて部品を吸着する吸着ノズルを吸着位置に位置決めし、第２の撮像装置によって部品を下面から撮像して、その部品の下面形状の画像データに基づいて部品の下面形状データを作成し、前記吸着ノズルに吸着された部品の実装位置を指定し、前記上面形状データおよび前記下面形状データからなる部品データ、ならびに前記実装位置のデータに基づいて、前記基板に部品を実装するための実装データを作成する実装データ作成方法である。

請求項７に係る発明によれば、部品を所定の場所に置くだけで、部品が撮像されて部品形状データが作成され、それに基づいて部品が吸着されるとともに、部品を基板のどこに実装するかを指定することで、部品が実装され、実装データを作成することができる。

請求項８に係る発明の特徴は、部品を吸着する吸着ノズルを有し該吸着ノズルに吸着された部品を前記基板上に実装する実装ヘッドと、前記基板に実装する部品をセットするための部品セット台と、該部品セット台上にセットされた部品を上面から撮像する第１の撮像装置と、前記吸着ノズルに吸着された部品を下面から撮像する第２の撮像装置と、前記実装ヘッドを前記基板に対してＸＹ平面内で相対移動させる移動ヘッドを有するロボットと、前記第１の撮像装置によって撮像された部品の上面形状の画像データに基づいて部品の上面形状データを作成する上面形状データ作成部と、該上面形状データ作成部によって作成された部品の上面形状データに基づいて前記ロボットを移動させて前記吸着ノズルを吸着位置に位置決めする吸着ノズル位置決め部と、前記第２の撮像装置によって撮像された部品の下面形状の画像データに基づいて部品の下面形状データを作成する下面形状データ作成部と、前記基板上への部品の実装位置を指定する実装位置指定部と、前記上面および下面形状データ作成部によって作成された上面および下面形状データからなる部品データ、ならびに前記実装位置指定部によって指定された部品実装位置のデータに基づいて、前記基板に部品を実装するための実装データを作成する実装データ作成部と、該実装データ作成部によって作成された実装データのシーケンスデータを読出すデータ読出し部とを備えた基板生産システムである。

請求項８に係る発明によれば、請求項１に記載した効果に加え、上記の如く作成された実装データを用いて基板Ｂを生産することができ、基板Ｂを生産する工数の大幅な削減が可能な基板生産システムを構築することができる

本発明の実施の形態に好適な部品実装機の平面図である。 部品実装機の実装ヘッドに保持された吸着ノズルを示す図である。 基板の上面を示す図である。 部品実装機を制御する制御装置を示すブロック図である。 基板生産用の実装データを作成するフローチャートを示す図である。 部品実装機の動作を示すもので、部品セット台に部品がセットされた状態を示す図である。 部品実装機の動作を示すもので、部品セット台にセットした部品を上面撮像カメラによって撮像する状態を示す図である。 部品実装機の動作を示すもので、部品セット台にセットした部品を吸着ノズルによって吸着する状態を示す図である。 部品実装機の動作を示すもので、指定された実装位置を上面撮像カメラによって撮像する状態を示す図である。 部品実装機の動作を示すもので、吸着ノズルによって吸着した部品を基板上に実装する状態を示す図である。 部品実装機の動作を示すもので、基板上に実装された部品の実装状態を検査する状態を示す図である。 部品データを示す図である。 実装用のシーケンスデータを示す図である。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、部品実装機１０を示すもので、部品実装機１０は、基板搬送装置１１と、部品供給装置１２と、部品移載装置１３と、検査装置１４を備えている。

基板搬送装置１１は、部品実装機１０の基台２１上に設けられ、基板Ｂを搬送レール２２に沿って搬送し、実装ステージに位置決めするものである。図１においては、基板Ｂの搬送方向をＸ軸方向とし、それと直交する方向をＹ軸方向としている。

部品供給装置１２は、基板搬送装置１１の両側に配置されたテープフィーダ型の部品供給ユニット１２ａ、１２ｂからなり、一方の部品供給ユニット１２ａには、実装データを作成する際に、作業者によって部品が載置される部品セット台２０が設けられている。

部品移載装置１３および検査装置１４は、それぞれＸＹロボットＲ１、Ｒ２からなっている。ＸＹロボットＲ１、Ｒ２は、基台２１の上方位置にそれぞれＹ軸方向に移動可能に支持されたＹ軸移動台２３、２４と、Ｙ軸移動台２３、２４上にそれぞれＸ軸方向に移動可能に支持されたＸ軸移動台２５、２６とを有している。一方のＸ軸移動台２５には、実装ヘッド２７と基板撮像カメラ２８が取付けられている。

基板撮像カメラ２８は、基板搬送装置１１によって実装ステージに位置決めされた基板Ｂに設けられた基準マークＭ１、Ｍ２（図３参照）を撮像し、基板位置情報を取得するようになっている。基準マークＭ１、Ｍ２は、基板Ｂ上の部品実装位置（実装パターン）ＰＡ〜ＰＤに部品Ｐを実装する際の基準となるもので、基板撮像カメラ２８によって撮像された２つの基準マークＭ１、Ｍ２の基板位置情報に基づいて、基板Ｂの傾きを認識でき、また、基準マークＭ１、Ｍ２のいずれか一方の基板位置情報に基づいて、基板Ｂの位置ずれ（ΔＸ１、ΔＹ１）を認識でき、これら位置ずれおよび傾きが部品実装時に補正される。

他方のＸ軸移動台２６には、部品Ｐを上面から撮像する第１の撮像装置としての部品上面撮像カメラ２９が取付けられている。部品上面撮像カメラ２９は、大型の部品Ｐに対しても部品Ｐの全体を撮像できるように構成されている。

実装ヘッド２７には、図２に示すように、ノズルホルダ３１がＸ軸およびＹ軸方向と直交する上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能に、かつＺ軸線の回りに回転可能に支持されている。ノズルホルダ３１には、部品Ｐを吸着する吸着ノズル３２が着脱可能に装着されている。また、実装ヘッド２７には、吸着ノズル３２によって吸着された部品Ｐを側方より撮像し、撮像された部品Ｐの側面画像データに基づいて部品Ｐの高さ寸法を測定する側面認識カメラ３３が取付けられている。

基板搬送装置１１と部品供給ユニット１２ａ、１２ｂとの各間には、吸着ノズル３２によって吸着された部品Ｐを下方より撮像する第２の撮像装置としての部品下面撮像カメラ３５が設けられている。部品下面撮像カメラ３５は、部品Ｐを各部品供給ユニット１２ａ、１２ｂより基板Ｂに移送する途中で、吸着ノズル３２によって吸着された部品Ｐの下面を撮像し、撮像された部品下面の画像データに基づいて、吸着ノズル３２の中心に対する部品Ｐの芯ずれおよび角度ずれを認識し、これらに基づいて実装ヘッド２７のＸＹ方向の移動量を補正するとともに、ノズルホルダ３１の角度位置を補正するようになっている。

部品実装機１０は、図４に示す制御装置４０によって制御されるようになっている。制御装置４０は、中央処理装置としてのＣＰＵ４１、記憶装置としてのＲＯＭ４２およびＲＡＭ４３ならびに入出力インターフェース４５を備えている。入出力インターフェース４５には、基板搬送装置１１、部品供給装置１２、部品移載装置１３および検査装置１４等を制御する実装機制御部４６、ならびに基板撮像カメラ２８、部品上面撮像カメラ２９および部品下面撮像カメラ３５によって撮像された画像データを画像処理する画像処理部４８が接続されている。また、入出力インターフェース４５には、ＬＣＤやＣＲＴ等の表示装置５１およびキーボードやマウス等の入力装置５２が接続されている。

上記した構成の部品実装機１０は、１枚あるいは複数枚のテスト用基板を生産する際に、実装データ（部品データおよびシーケンスデータ）を予め準備することなく、テスト用基板に部品を実装しながら生産用の実装データを作成できるようになっている。

以下、図６〜図１０の部品実装機１０の動作状態図を参照しながら、基板（テスト用基板）Ｂを生産する実装データを作成し、この実装データを用いて基板Ｂを生産するための制御装置４０（ＣＰＵ４１）による制御プログラムを、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、基板Ｂに部品Ｐを実装するに先立って、図６に示すように、基板搬送装置１１（図１参照）によって基板Ｂが実装ステージに位置決めされる。また、作業者に対して、基板Ｂに実装すべき部品Ｐを部品セット台２０に載置するよう、表示装置５１によって指示され、これに基づき作業者によって部品Ｐが部品セット台２０上の任意の位置に載置される。

まず、図５におけるステップＳ１０２において、実装ステージに位置決めされた基板Ｂが、１枚目の基板（テスト用基板）であるか否かが判断され、１枚目の基板Ｂである場合には、ステップＳ１０４に進み、２枚目以降の基板Ｂである場合には、ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ１０４においては、部品移載装置１３側のロボットＲ１に設けた基板撮像カメラ２８によって、実装ステージに位置決めされた基板Ｂの基準マークＭ１、Ｍ２が撮像される。すなわち、部品移載装置１３側のロボットＲ１がＸ、Ｙ方向に移動され、基板撮像カメラ２８によって基板Ｂの基準マークＭ１、Ｍ２を撮像する。

そして、撮像した基準マークＭ１、Ｍ２の位置情報（座標データ）に基づいて、機械原点に対する基板ＢのＸＹ方向の位置ずれ量（ΔＸ１、ΔＹ１）および傾き（Δθ）が算出され、これら位置ずれ量および傾きが制御装置４０のＲＡＭ４３の所定の記憶エリアに記憶される。この位置ずれ量および傾きに基づいて、基板Ｂに対する部品Ｐの実装位置が補正される。

次いで、ステップＳ１０６において、図７に示すように、検査装置１４側のロボットＲ２に設けた部品上面撮像カメラ２９によって、部品セット台２０上の部品Ｐの上面が撮像される。すなわち、検査装置１４側のロボットＲ２がＸ、Ｙ方向に移動され、部品上面撮像カメラ２９が部品セット台２０上の部品Ｐの上方に位置決めされ、部品Ｐの上面を撮像する。

撮像した部品上面の画像データに基づいて、部品Ｐを吸着するための吸着用部品形状データ（上面形状データ）を作成する。同時に、吸着用部品形状データより、部品Ｐの上面（吸着面）の中心の吸着座標位置（Ｘ０、Ｙ０、θ０）を算出するとともに、部品Ｐを吸着するために使用する吸着ノズル３２の種類を決定し、これらの吸着用部品形状データおよび使用する吸着ノズルの種類等が、制御装置４０のＲＡＭ４３に記憶された部品データ（図１２参照）の所定の欄に登録される。

次いで、ステップＳ１０８において、ＲＡＭ４３に登録された吸着座標位置データに基づいて、部品移載装置１３側のロボットＲ１がＸ、Ｙ方向に移動され、図８に示すように、実装ヘッド２７に保持された吸着ノズル３２（図１参照）が、部品セット台２０上の部品Ｐの上面の中心に一致する位置に位置決めされる。その状態で、ノズルホルダ３１（吸着ノズル３２）が下降され、吸着ノズル３２によって部品セット台２０上の部品Ｐが吸着される（ステップＳ１１０）。この際、部品Ｐの側面画像を取得する側面認識カメラ３３によって部品Ｐの高さが測定され（ステップＳ１１２）、測定された部品Ｐの高さデータは、ＲＡＭ４３に記憶された部品データの所定の欄に登録される。

次いで、ステップＳ１１４において、部品移載装置１３の実装ヘッド２７が、吸着ノズル３２で吸着した部品Ｐを下方より撮像する部品下面撮像カメラ３５の上方位置まで移動され、その位置で部品下面撮像カメラ３５によって部品Ｐが下方から撮像される。そして、撮像した部品下面の画像データに基づいて、基板Ｂに実装される部品下面の位置決め用部品形状データ（下面形状データ）が作成され、この位置決め用部品形状データがＲＡＭ４３に記憶された部品データの所定の欄に登録される。

同時に、作成した位置決め用部品形状データを用いて、吸着ノズル３２に吸着された部品下面の吸着ノズル３２の中心に対する吸着位置ずれ量（ΔＸ０、ΔＹ０、Δθ０）を算出し、ＲＡＭ４３の所定の記憶エリアに記憶する。かかる吸着位置ずれ量に基づいて、部品Ｐの実装時に実装ヘッド２７が位置補正される。

次いで、ステップＳ１１６において、入力装置５２による入力によって、基板Ｂへの部品Ｐの実装位置（Ｘ１、Ｙ１、θ１）が、基板Ｂの基準マークＭ１、Ｍ２を基準位置とした基板座標系で指定される。具体的には、部品実装位置の指定は、部品Ｐを実装するために予め基板Ｂに形成した実装パターンの座標位置（Ｘ１、Ｙ１）を指定することにより行われる。しかる後、ステップＳ１１８において、検査装置１４側のロボットＲ２が移動され、ロボットＲ２に設けた部品上面撮像カメラ２９により、実装パターンを撮像するために、部品上面撮像カメラ２９が実装パターンの座標位置に位置決めされ、部品上面撮像カメラ２９によって実装パターンを撮像する（図９の状態）。

撮像した画像データに基づいて、部品上面撮像カメラ２９の中心に対する実装パターンのずれ量（ΔＸ２、ΔＹ２、Δθ２）、すなわち、基板Ｂの基準位置に対する実装パターンのずれ量が補正値として算出され、補正値がＲＡＭ４３の所定の記憶エリアに登録される。この補正値に基づいて、基板Ｂに対する部品Ｐの実装位置が補正される。

次いで、ステップＳ１２０において、基板座標系で指定された部品実装位置（Ｘ１、Ｙ１、θ１）が、機械座標系に変換され、部品移載装置１３側のロボットＲ１に設けた部品ヘッド２７が、所定の座標位置（部品実装位置）に位置決めされる。

この場合、上記したステップＳ１０４において、機械座標系に対する基板ＢのＸＹ方向のずれ量（ΔＸ１、ΔＹ１）および傾き（Δθ１）が算出されており、また、上記したステップＳ１１８において、実装パターンのずれ量（ΔＸ２、ΔＹ２）および傾き（Δθ２）が算出されているため、実装ヘッド２７を機械座標系の所定位置に位置決めする際に、それらの誤差が補正される。

実装ヘッド２７が指定された実装位置に位置決めされると、ノズルホルダ３１（吸着ノズル３２）が部品データに登録された部品Ｐの高さデータに応じて所定量下降され、部品Ｐが基板Ｂ上の実装位置に正確に実装される（図１０の状態）。

このようにして、ステップＳ１２２において、図１３に示すように、各部品Ｐ（Ｐ１、Ｐ２・・・）毎の実装用のシーケンスデータが作成され、制御装置４０のＲＯＭ４２に順次格納される。

次いで、ステップＳ１２４において、検査装置１４のロボットＲ２に設けた部品上面撮像カメラ２９が、図１１に示すように、基板Ｂに実装した部品Ｐの上方位置に位置決めされ、部品上面撮像カメラ２９によって基板Ｂに実装された部品Ｐを上面から撮像する。そして、撮像した部品Ｐの画像データに基づいて、部品Ｐの実装状態を検査し、制御装置４０によって良否を判別する。

次いで、ステップＳ１２６において、基板Ｂに実装すべきすべての部品Ｐの実装が終了したか否かが判断され、判断結果がＮＯの場合には、上記したステップＳ１０２に戻り、部品セット台２０に載置された２番目の部品Ｐ（１番目の部品Ｐを基板Ｂに実装する間に、作業者によって部品セット台２０上に載置される）を検査装置１４側のロボットＲ２に設けた部品上面撮像カメラ２９によって撮像するために、部品上面撮像カメラ２９がＸ、Ｙ方向に移動され、部品上面撮像カメラ２９により部品セット台２０上の部品Ｐを上面から撮像する。以下、上記したステップＳ１０６からステップＳ１２２を繰り返し、２番目の部品Ｐを指定された基板Ｂ上の実装位置に実装する。

このようにして、複数の部品Ｐを順次基板Ｂに実装することにより、ステップＳ１２６において、基板Ｂに実装すべきすべての部品Ｐの実装が終了したことが判断されると、ステップＳ１２４の判断結果がＹＥＳとなり、続くステップＳ１２８において、部品Ｐを基板Ｂに実装するための実装データ（部品データおよびシーケンスデータ）が完成され、当該実装データは制御装置４０のＲＯＭ４２に格納される。

すなわち、実装データは、上記したステップＳ１０４、Ｓ１０６で生成された上面形状データおよび下面形状データ、および上記したステップＳ１１２で生成された高さデータならびに吸着ノズル３２の種類等から作成された部品データ（図１２参照）と、上記ステップＳ１１８で作成された実装位置のデータから作成される部品実装用のシーケンスデータ（図１３参照）によって構成される。

ステップＳ１２６において、実装データが作成されると、プログラムはステップＳ１０２に戻り、１枚目の基板（テスト用基板）であるか否かが判断されるが、この場合は、１枚目の基板でないため、ステップＳ２０２に進む。そして、ステップＳ２２０において、ＲＯＭ４２に記憶された実装データから１番目のシーケンスデータが読出される。

かかるシーケンスデータは、基板Ｂに最初（Ｎ＝１）に実装する部品Ｐの実装位置（Ｘｎ、Ｙｎ、θｎ）が、基板座標系で指定されているとともに、使用する吸着ノズル３２の種類が指定されている。

かかるシーケンスデータに基づいて、所定の吸着ノズル３２がノズルホルダ３１に装着されるとともに、所定の部品を収容した部品供給ユニット１２ａ（１２ｂ）の部品フィーダが制御され、基板Ｂに最初に実装する部品Ｐが所定位置に供給され、吸着ノズル３２によって吸着される（ステップＳ２０４）。次いで、吸着ノズル３２で吸着された部品Ｐは、基板Ｂに搬送される途中で部品下面撮像カメラ３５により撮像されて、吸着ノズル３２に対するずれ量を算出され、基板Ｂの所定位置に実装される（ステップＳ２０６）。

次いで、ステップＳ２０８において、最終の部品を実装する最終のシーケンスデータであるか否かが判断され、ＮＯの場合には、ステップＳ２１０で、Ｎに１が加算（Ｎ＝２）されて、ステップＳ２０４に戻り、ステップＳ２０４において、次に基板Ｂに実装する部品Ｐが所定位置に供給され、吸着ノズル３２により吸着されるとともに、ステップＳ２０６において、基板Ｂの所定位置に実装される。

このようにして、ステップＳ２０８において、最終の部品を実装する最終のシーケンスデータであることが判断されると、次いで、ステップＳ２１２において、最終の基板Ｂであるか否かが判断される。そして、最終の基板Ｂである場合には、プログラムは終了し、最終の基板Ｂでない場合には、上記したステップＳ２０２に戻り、実装データから第２のシーケンスデータを読出し、以下上記したステップを繰り返す。

このように、テスト用の基板Ｂに実装する部品Ｐを、部品セット台２０上にセットするだけで、部品Ｐの画像処理データが作成されて、部品Ｐを吸着ノズル３２に吸着でき、さらに、吸着ノズル３２で吸着した部品Ｐの実装位置を指定することにより、部品の実装座標のデータを作成することができる。これによって、テスト用基板Ｂを生産するための実装データを容易に作成することができ、以後、作成した実装データに基づいて、基板Ｂの生産が可能となる。

上記したフローチャートにおけるステップＳ１０６により、部品Ｐの上面形状データを作成する上面形状データ作成部を構成しており、同様に、ステップＳ１０８により、吸着ノズル３２を部品吸着位置に位置決めする吸着ノズル位置決め部を、ステップＳ１１４により、部品Ｐの下面形状データを作成する下面形状データ作成部を、ステップＳ１１６により、基板Ｂ上への部品の実装位置を指定する実装位置指定部を、ステップＳ１２６により、基板Ｂに部品を実装するための実装データを作成する実装データ作成部を構成している。また、ステップＳ２０２により、実装データのシーケンスデータを読出すデータ読出し部を構成している。

上記した実施の形態に係る実装データ作成装置は、部品Ｐを吸着する吸着ノズル３２を有し吸着ノズル３２に吸着された部品Ｐを基板Ｂ上に実装する実装ヘッド２７と、基板Ｂに実装する部品Ｐをセットするための部品セット台２０と、部品セット台２０上にセットされた部品Ｐを上面から撮像する第１の撮像装置としての部品上面撮像カメラ２９と、吸着ノズル３２に吸着された部品Ｐを下面から撮像する第１の撮像装置としての部品下面撮像カメラ３５と、実装ヘッド２７を基板に対してＸＹ平面内で相対移動させるロボットＲ１と、部品上面撮像カメラ２９によって撮像された部品Ｐの上面形状の画像データに基づいて部品Ｐの上面形状データを作成する上面形状データ作成部Ｓ１０６と、上面形状データ作成部Ｓ１０６によって作成された部品Ｐの上面形状データに基づいてＸ軸およびＹ軸移動台２５、２３を移動させて吸着ノズル３２を部品吸着位置に位置決めする吸着ノズル位置決め部Ｓ１０８と、部品下面撮像カメラ３５によって撮像された部品Ｐの下面形状の画像データに基づいて部品Ｐの下面形状データを作成する下面形状データ作成部Ｓ１１４と、基板Ｂ上への部品の実装位置を指定する実装位置指定部Ｓ１１６と、上面および下面形状データ作成部Ｓ１０６、Ｓ１１４によって作成された上面および下面形状データからなる部品データ、ならびに実装位置指定部Ｓ１１６によって指定された部品実装位置のデータに基づいて、基板Ｂに部品を実装するための実装データを作成する実装データ作成部Ｓ１２６とを備えている。

かかる構成の実装データ作成装置によれば、部品Ｐを部品セット台２０に置くだけで、部品Ｐが部品上面撮像カメラ２９により撮像されて部品形状データが作成され、それに基づいて部品Ｐを吸着ノズル３２によって吸着できるとともに、部品Ｐを基板Ｂのどこに実装するかを指定することで、部品Ｐを基板Ｂ上に実装でき、実装データを作成することができる。これにより、基板Ｂを生産するのに先立って、部品データやシーケンスデータを準備する必要がなく、基板Ｂを生産する工数を大幅に削減することができる。特に、１枚ないしは数枚のテスト用あるいは試作用の基板Ｂを生産する場合に有効である。

また、上記した実施の形態に係る基板生産システムは、上記した実装データ作成装置の構成に加え、実装データ作成部Ｓ１２６によって作成された実装データのシーケンスデータを読出すデータ読出し部Ｓ２０２を備えている。

かかる構成の基板生産システムによれば、上記したように作成された実装データを用いて基板Ｂを生産することができ、基板Ｂを生産する工数の大幅な削減が可能な基板生産システムを構築することができる

上記した実施の形態においては、部品Ｐを上面から撮像する部品上面撮像カメラ２９を検査装置１４側に設けた例について説明したが、部品上面撮像カメラ２９を部品移載装置１３側に設けることもできる。これによって、検査装置１４を省略することができ、１つのロボットＲ１で実装データを作成することが可能となる。また、部品上面撮像カメラ２９によって、基板撮像カメラ２８を代用することもでき、これによって、基板撮像カメラ２８を省略することが可能である。

上記した実施の形態においては、試作用の基板Ｂの生産に適用した例について述べたが、本発明は、量産用の基板の生産にも適用できるものである。すなわち、量産用の基板の１枚目について、上記したように部品を実装しながら実装データを作成し、作成した実装データを用いて２枚目以降の基板を生産するようにしてもよい。

また、上記した実施の形態においては、基板Ｂに設けた基準マークＭ１、Ｍ２を撮像して、機械原点に対する基板Ｂのずれを算出するとともに、基板Ｂ上に形成した実装パターンを撮像して、基準マーク位置に対する実装パターンのずれを算出する例について述べたが、これらは本発明にとって必ずしも必要な要件ではない。

さらに、上記した実施の形態においては、基板搬送装置１１の両側にそれぞれ部品供給ユニット１２ａ、１２ｂを設け、これら部品供給ユニット１２ａ、１２ｂと基板搬送装置１１との各間に、部品下面撮像カメラ３５を配置した部品実装機１０について述べたが、部品供給ユニットおよび部品下面撮像カメラは少なくとも１つずつ備えた部品実装機１０にも適用可能である。

斯様に、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得るものである。

本発明に係る実装データ作成装置および作成装置ならびに基板生産システムは、部品データやシーケンスデータを予め準備することなく、実装データを作成し、基板を生産するものに用いるのに適している。

１０…部品実装機、１１…基板搬送装置、１２…部品供給装置、１３…部品移載装置、１４…検査装置、２０…部品セット台、２７…実装ヘッド、２８…基板撮像カメラ、２９…部品上面撮像カメラ、３２…吸着ノズル、３３…側面認識カメラ、３５…部品上面撮像カメラ、４０…制御装置、Ｓ１０６…上面形状データ作成部、Ｓ１０８…吸着ノズル位置決め部、Ｓ１１４…下面形状データ作成部、Ｓ１１６…実装位置指定部、Ｓ１２６…実装データ作成部、Ｓ２０２…データ読出し部、Ｒ１、Ｒ２…ロボット、Ｂ…基板、Ｐ…部品。

Claims (8)

1. 基板を生産する実装データを、前記基板に部品を実装しながら作成する実装データ作成装置にして、
   部品を吸着する吸着ノズルを有し該吸着ノズルに吸着された部品を前記基板上に実装する実装ヘッドと、
   前記基板に実装する部品をセットするための部品セット台と、
   該部品セット台上にセットされた部品を上面から撮像する第１の撮像装置と、
   前記吸着ノズルに吸着された部品を下面から撮像する第２の撮像装置と、
   前記実装ヘッドを前記基板に対してＸＹ平面内で相対移動させる移動ヘッドを有するロボットと、
   前記第１の撮像装置によって撮像された部品の上面形状の画像データに基づいて部品の上面形状データを作成する上面形状データ作成部と、
   該上面形状データ作成部によって作成された部品の上面形状データに基づいて前記ロボットを移動させて前記吸着ノズルを部品吸着位置に位置決めする吸着ノズル位置決め部と、
   前記第２の撮像装置によって撮像された部品の下面形状の画像データに基づいて部品の下面形状データを作成する下面形状データ作成部と、
   前記基板上への部品の実装位置を指定する実装位置指定部と、
   前記上面および下面形状データ作成部によって作成された上面および下面形状データからなる部品データ、ならびに前記実装位置指定部によって指定された部品実装位置のデータに基づいて、前記基板に部品を実装するための実装データを作成する実装データ作成部と、
   を備えた実装データ作成装置。
2. 部品の高さを測定する高さ測定部を有し、該高さ測定部で測定された部品の高さデータを、前記部品データに登録するようにした請求項１に記載の実装データ作成装置。
3. 前記実装位置指定部で指定する部品の実装位置を、前記基板上に予め形成した実装パターンによって指定し、指定された前記実装パターンを前記第１の撮像装置で撮像してその画像データに基づき実装位置の補正量を算出する実装位置補正量算出部を有する請求項１または請求項２に記載の実装データ作成装置。
4. 前記第１の撮像装置は、前記部品を上面から撮像する部品上面撮像カメラと、前記基板のマークを撮像する基板撮像カメラを含む請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の実装データ作成装置。
5. 前記ロボットは、２つのロボットからなり、一方のロボットに、前記実装ヘッドおよび前記基板撮像カメラを設け、他方のロボットに、前記部品上面撮像カメラを設けた請求項４に記載の実装データ作成装置。
6. 前記基板に実装した部品の実装位置を検査する検査手段を設け、該検査手段の検査結果に基づいて、前記実装データを編集し、編集した実装データによって前記基板を生産するようにした請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の実装データ作成装置。
7. 第１の撮像装置によって部品を上面から撮像して、その部品の上面形状の画像データに基づいて部品の上面形状データを作成し、
   該上面形状データに基づいて部品を吸着する吸着ノズルを吸着位置に位置決めし、
   第２の撮像装置によって部品を下面から撮像して、その部品の下面形状の画像データに基づいて部品の下面形状データを作成し、
   前記吸着ノズルに吸着された部品の実装位置を指定し、
   前記上面形状データおよび前記下面形状データからなる部品データ、ならびに前記実装位置のデータに基づいて、前記基板に部品を実装するための実装データを作成する、
   実装データ作成方法。
8. 部品を吸着する吸着ノズルを有し該吸着ノズルに吸着された部品を前記基板上に実装する実装ヘッドと、
   前記基板に実装する部品をセットするための部品セット台と、
   該部品セット台上にセットされた部品を上面から撮像する第１の撮像装置と、
   前記吸着ノズルに吸着された部品を下面から撮像する第２の撮像装置と、
   前記実装ヘッドを前記基板に対してＸＹ平面内で相対移動させる移動ヘッドを有するロボットと、
   前記第１の撮像装置によって撮像された部品の上面形状の画像データに基づいて部品の上面形状データを作成する上面形状データ作成部と、
   該上面形状データ作成部によって作成された部品の上面形状データに基づいて前記ロボットを移動させて前記吸着ノズルを吸着位置に位置決めする吸着ノズル位置決め部と、
   前記第２の撮像装置によって撮像された部品の下面形状の画像データに基づいて部品の下面形状データを作成する下面形状データ作成部と、
   前記基板上への部品の実装位置を指定する実装位置指定部と、
   前記上面および下面形状データ作成部によって作成された上面および下面形状データからなる部品データ、ならびに前記実装位置指定部によって指定された部品実装位置のデータに基づいて、前記基板に部品を実装するための実装データを作成する実装データ作成部と、
   該実装データ作成部によって作成された実装データのシーケンスデータを読出すデータ読出し部と、
   を備えた基板生産システム。

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