JP6018844B2 - 部品装着方法、部品装着装置、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板に部品を装着する技術に関し、特に、基板に電子部品を装着する部品装着方法、部品装着装置、及びプログラムに関する。

例えば、電気製品等に用いられるプリント基板には、小型の部品を多数装着する必要があり、通常はプリント基板等に対して部品を機械的に装着する部品装着装置（チップマウンタ）が利用される。これにより、部品の装着作業を効率的に高いスループットで実施することが可能となっている。一方で、近年では、電子機器等の小型化への要求や回路構成の複雑化への対応などに伴い、プリント基板やこれに装着する電子部品の小型化や部品の多品種化が進んでいる。例えば、数ｃｍ角のプリント基板に複数種類の微小な電子部品を数百個単位で装着するというようなことも要求される。

このような微小な電子部品を装着する部品装着装置では、一般的に、プリント基板上の電極位置に予め印刷されたはんだペースト上に載るように部品を配置する。配置された部品は、リフロー方式を採用したリフロー装置によりはんだを溶融させて部品を装着するという手法がとられる。

このとき、プリント基板上の電極位置に対してはんだペーストの印刷がずれている場合がある。この状態で部品を電極位置に載せた場合、はんだペーストに対しては部品が均等に載らない状態となる。このとき、装着対象の部品が、例えば２端子を有する微小で軽量な部品である場合、リフロー時に、ずれたはんだペーストの表面張力により部品が一方の端子側に大きく引き寄せられたり傾いたりするなど、各端子が正しく電極と接合した状態で装着されない場合が生じ得る。

そこで、予め、部品装着装置における検査用のヘッドや、はんだ印刷検査機などを用いてはんだペーストの印刷ずれ量を測定しておき、部品装着時に、電極位置ではなくずれたはんだペーストの位置に部品が載るように装着位置を補正することで、リフロー時のはんだペーストの表面張力によるセルフアライメント効果により各端子が正しく電極と接合した状態で装着する技術が知られている。

これに関連する技術として、例えば、特開２０１０−３８２４号公報（特許文献１）には、「印刷マスクを通して回路基板にクリーム半田を印刷し、載置位置データに基づいて回路基板に電子回路部品を載置することにより印刷したクリーム半田により電子回路部品を回路基板に仮止めし、後にクリーム半田を溶融させて電子回路部品を回路基板のパッドに半田付けする電子回路製造方法を、印刷マスクに設けられたマスク基準マークと回路基板に設けられた基板基準マークとの相対位置を検出し、検出した相対位置に基づいて回路基板に印刷されたクリーム半田の回路基板への印刷位置を推定し、その推定した印刷位置に基づいて載置位置データを補正して電子回路部品を回路基板に載置する」技術が記載されている。

また、例えば、米国特許出願公開第２０１０／０１５２８７７号明細書（特許文献２）には、「基板に部品を実装する部品実装方法であって、所定の基板に対し部品の実装を繰り返す実装ステップと、実装すべき部品が所定の部品か否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて前記実装すべき部品が前記所定の部品と判断された場合に、（ｉ）前記所定の部品の装着が終了した後に、前記所定の部品の装着状態を検査する、および（ｉｉ）前記所定の部品の装着が開始されるまでの間に、前記所定の部品に関する実装面状態を検査する」技術が記載されている。

特開２０１０−３８２４号公報 米国特許出願公開第２０１０／０１５２８７７号明細書

部品装着装置においては、装着する部品のさらなる小型化に伴い、生産効率やスループット等を維持しつつ、実装精度をより一層向上させることが必要となる。これに対し、例えば、上記の特許文献１に記載されたような技術では、部品を実際に装着する際に事前にプリント基板を検査装置等により検査してはんだペーストの印刷ずれ量を測定しておく必要がある。また、測定された位置ずれ量の情報を、部品装着装置が検査装置等から予め取得しておく必要がある。これらにより、プリント基板の生産タクトが長くなってしまうという課題を有する。

この点、上記の特許文献２に記載されたような技術では、プリント基板を挟んで部品装着ヘッドの対面に検査ヘッドを備え、部品装着ヘッドが部品吸着や搬送を行なっている間に、検査ヘッドが部品装着予定位置のはんだペーストの印刷ずれ量の検査・測定を並行して行う。

しかしながら、このような構成では、部品装着装置に部品装着ヘッドとは別に検査ヘッドを設ける必要がある。すなわち、一般的に用いられている複数ヘッドの部品装着装置（例えば、プリント基板を挟んで両側に部品装着ヘッドを１つずつ有するもの等）において、部品装着ヘッドの１つを検査ヘッドに置き換えることになり、その分、生産効率は落ちることになる。

これに対し、従来の部品装着装置において部品装着ヘッドに検査ヘッドを結合させる構成をとることも考えられる。しかしながら、検査ヘッドは、例えば、はんだ印刷やリフロー後の検査など多くの検査項目を検査するため、通常は大型の照明系を必要とする。従って、部品装着ヘッドと検査ヘッドとを単純に結合させると、部品装着ヘッドの構造が大きくなりすぎて動作に支障が生じる場合がある。また、照明を避けるため、部品装着ヘッド部分の部品装着ノズルと検査ヘッド部分のカメラとの距離とを一定程度離す必要があり、部品装着ヘッドにおける部品の装着と検査ヘッドによる検査（カメラでの撮像）とを同時に行うことが困難となる場合がある。

そこで本発明の目的は、部品装着装置の他に検査装置を設けたり、部品装着装置に検査ヘッドを設けたり等、新たな構成を追加することなく、既存の部品装着装置の構成により、部品をプリント基板に装着する工程の中でプリント基板に対するはんだペーストの印刷ずれ量を測定し、これに基づいて部品装着位置を補正することを可能とする部品装着装置、部品装着方法、部品装着制御プログラム、ならびに部品装着システムを提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

本発明は、基板を認識する手段を装備する部品装着ヘッドを有し、前記部品装着ヘッドを用いて電子部品を基板上に装着する部品装着方法であって、前記基板を認識する手段を用いて、前記基板上の部品を取り付ける所定の領域を撮像し、前記所定の領域内の部品を装着すべき位置とはんだペーストが印刷された位置とを特定するステップと、特定された前記装着すべき位置と前記はんだペーストが印刷された位置の差を算出するステップと、特定された前記位置の差を用いて、前記装着すべき位置を補正し、前記部品を補正された位置へ装着するステップと、を有し、前記所定の領域の撮像は、前記部品装着ヘッドが部品装着を行う経路上で行われることを特徴とする。

本発明は、１つ以上の部品フィーダからなる部品フィーダブロックから供給される複数種類の電子部品を基板上に装着する部品装着装置であって、前記部品フィーダブロックの１つと前記基板を含む領域の上方を移動可能であり、複数の部品装着部材と、前記基板上を撮像可能な基板認識カメラとを有する１つ以上の部品装着ヘッドと、前記基板の設計情報を保持する基板設計データと、前記各部品装着ヘッドが前記基板に部品を装着する手順および移動経路に係る情報を保持する経路情報と、前記基板に装着すべき部品のうち、部品装着位置を補正する必要がある補正対象部品およびその端子の位置に係る情報を保持する補正対象端子リストとを保持する記憶装置と、前記各部品装着ヘッドが、前記部品フィーダブロック内の前記部品フィーダから前記部品装着部材により所定の部品を保持して取り出す部品保持サイクルと、前記部品保持サイクルにおいて取り出した部品を前記基板上の所定の部品装着位置にそれぞれ装着する部品装着サイクルとを繰り返し実行するよう制御する制御部とを有し、前記制御部は、さらに、所定のタイミングで前記基板認識カメラにより前記基板の所定の領域を撮像した撮像データに基づいて、前記補正対象端子リストに含まれる前記補正対象部品の前記基板上での部品装着位置における、各電極端子に対するはんだペーストの印刷ずれ量を測定し、前記印刷ずれ量に基づいて、前記補正対象部品を前記基板上に装着する際の装着位置補正量を算出して、当該装着位置補正量を前記補正対象端子リストに前記補正対象部品に対応付けて登録し、前記部品装着サイクルにおいて、前記各部品装着ヘッドが装着しようとする装着対象部品につき、前記補正対象端子リストに当該装着対象部品が登録されており、かつ対応する前記装着位置補正量の情報が登録されている場合は、当該装着位置補正量に基づいて、当該装着対象部品の前記基板上での部品装着位置を補正して装着する一方、前記部品装着サイクルにおいて、前記装着対象部品につき、前記補正対象端子リストに当該装着対象部品が登録されており、かつ対応する前記装着位置補正量の情報が登録されていない場合は、前記装着対象部品から近い順に選択された、前記装着位置補正量が登録されている複数の部品との間の位置関係、および前記複数の部品における前記装着位置補正量の内容に基づいて、前記装着対象部品における前記装着位置補正量の値を推定することを特徴とする。

また、本発明は、上記のような部品装着装置における部品装着方法、コンピュータを上記のような部品装着装置として動作させるプログラム、上記のような部品装着装置を有する部品装着システムにも適用することができる。

本発明によれば、部品を装着する精度を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態１である部品装着装置の構成例について概要を示した上面図である。 本発明の実施の形態１における部品装着ヘッドの構成例について概要を示した底面図である。 本発明の実施の形態１における部品装着装置を有する部品装着システムの構成例について概要を示した図である。 本発明の実施の形態１における部品装着装置の制御部の構成例について概要を示した図である。 本発明の実施の形態１における部品装着プログラムによる部品装着処理の流れの例について概要を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態１における部品装着処理において複数の部品装着ヘッドが並行動作する場合の処理フローの例について示した図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント基板の例について概要を簡略化して示した図である。 本発明の実施の形態１における複数の部品装着ヘッドによる並行動作の例について概要を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるプリント基板電極に対するはんだペーストの印刷ずれ量について概要を説明する図である。 本発明の実施の形態１における各部品の部品装着位置での補正量の値を更新した補正対象端子リストの例について概要を示した図である。 本発明の実施の形態１における複数の部品装着ヘッドによる並行動作の例について概要を示す図である。 本発明の実施の形態１における複数の部品装着ヘッドによる並行動作の例について概要を示す図である。 本発明の実施の形態１における部品の装着座標補正量を推定する手法の例について概要を説明する図である。 本発明の実施の形態１における複数の部品装着ヘッドによる並行動作の例について概要を示す図である。 本発明の実施の形態２における部品装着ヘッドが移動中にプリント基板を撮像する場合の例について概要を示した図である。 本発明の実施の形態２における部品装着プログラムによる部品装着処理の流れの例について概要を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態２における部品装着ヘッドの移動中に部品装着位置を撮像する処理の流れの例について概要を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

本発明の一実施の形態である部品装着装置（チップマウンタ）は、例えば、プリント基板等の対象物に対して、複数種類の電子部品等の部品を多数装着することを可能とする装置である。このとき、プリント基板に対するはんだペーストの印刷ずれを考慮して、部品の装着位置をはんだペーストの印刷位置上に補正することで実装精度を向上させる。なお、印刷されたはんだペースト上に部品を装着することで実装精度の向上という効果を得るためには、リフロー時に溶融したはんだペーストによるセルフアライメント効果が得られる部品（例えば、２端子の軽量・小型部品）であることが望ましい。

プリント基板に印刷されたはんだペーストの位置に部品を装着するためには、上述したように、対象部品の装着位置におけるはんだペーストの印刷ずれ量を検査・測定する必要がある。本実施の形態では、部品装着装置とは別の検査装置等を設けたり、部品装着装置に検査用のヘッドを設けたり、部品装着ヘッドに検査ヘッドを結合させたり等の構成の追加や変更を行うことなく印刷ずれ量を測定する。これを実現するため、既存の部品装着装置において部品装着ヘッドに取り付けられている基板位置の認識用のカメラおよび照明を、はんだペーストの印刷ずれ量を測定するためにも用いるものとする。

すなわち、一般的な検査装置や検査ヘッド等と異なり、検査・測定の対象と目的をはんだペーストの印刷ずれ量の測定に用いることで、プリント基板上を撮像可能な基板認識用カメラを代替的に用いることを可能とするものである。これにより、部品装着ヘッドの部品装着ノズルと基板認識カメラとの距離を近くに保てることから、部品装着ヘッドにおける部品の装着と基板認識カメラによる検査とを部品の保持から装着までのタイミングで行うことが可能となる。また、これにより、部品装着ヘッド等において、印刷ずれ量の検査・測定のために必要となる動作を原則として不要とし、通常の部品装着の工程における動作の中で並行的に印刷ずれ量を測定することが可能となる。従って、生産効率を維持しつつ部品装着の実装精度を向上させることが可能となる。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１である部品装着装置の構成例について概要を示した上面図である。図１では、部品装着装置１００において部品装着の動作を行う機構に係る部分の構成例を示しており、図中の水平方向をＸ軸方向、垂直方向をＹ軸方向とし、部品装着装置１００の上方向から見た状態を示している。

部品装着装置１００は、例えば、部品フィーダブロック１１０（図１の例では部品フィーダブロックＡ（１１０ａ）およびＢ（１００ｂ）の２つ）、Ｙビーム１２０、Ｘビーム１３０（図１の例ではＸビームＡ（１３０ａ）およびＢ（１３０ｂ）の２つ）、部品認識カメラ１４０（図１の例では部品認識カメラＡ（１４０ａ）およびＢ（１４０ｂ）の２つ）、部品装着ヘッド１５０（図１の例では部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）およびＢ（１５０ｂ）２つ）、基板認識カメラ１６０（図１の例では基板認識カメラＡ（１６０ａ）およびＢ（１６０ｂ）２つ）、およびプリント基板搬送路１７０などの各部を有する。

また、プリント基板搬送路１７０上には、部品を装着する対象となるプリント基板１８０が固定されて配置されている。なお、プリント基板は、フレキシブル基板等の部品装着装置で部品を装着できる基板であればどのような基板であってもよい。また、プリント基板１８０上には、基板認識マーク１８１、およびプリント基板電極１８２をそれぞれ複数有しており、各プリント基板電極１８２に対しては、予め印刷装置等によりはんだペースト１８３がそれぞれ印刷されている。

図１の例では、Ｘ軸方向にプリント基板１８０を搬送して所定の位置に固定するプリント基板搬送路１７０に対して、Ｙ軸方向の両側に１つずつ、部品装着ヘッド１５０に対して部品を供給する部品フィーダブロック１１０がそれぞれ配置されている。なお、各部品フィーダブロック１１０は、それぞれ、所定の種類の部品を複数保持する部品フィーダ１１１をＸ軸方向に複数有しており、部品装着ヘッド１５０に対して複数種類の部品を供給することが可能である。

さらに、各部品フィーダブロック１１０のＸ軸方向の両側に、Ｙ軸方向に沿って１組のＹビーム１２０が配置されている。また、Ｙビーム１２０に直交して、１つ以上（図１の例では２つ）のＸビーム１３０がＸ軸方向に沿って配置されている。ＹビームとＸビームのなす角は直交としているが、機械的な誤差を含んでもよい。また、各Ｘビーム１３０には、それぞれ１つずつ部品装着ヘッド１５０が取り付けられている。また、プリント基板搬送路１７０と各部品フィーダブロック１１０との間にそれぞれ部品認識カメラ１４０が配置されている。

プリント基板搬送路１７０は、後述する制御部での制御により、１組のＹビーム１２０の間にプリント基板１８０が配置されるよう、プリント基板１８０をＸ軸方向に搬送して固定する。各Ｘビーム１３０および部品装着ヘッド１５０は、それぞれ、各部品フィーダブロック１１０に対応しており、各Ｘビーム１３０は、制御部での制御により、対応する部品フィーダブロック１１０とプリント基板１８０を含む上方の領域を、Ｙビーム１２０に沿ってＹ軸方向に移動可能なストロークを有する。また、各部品装着ヘッド１５０は、制御部での制御により、１組のＹビーム１２０の間の領域をＸビーム１３０に沿ってＸ軸方向に移動可能なストロークを有する。

このＸビーム１３０のＹ軸方向のストロークと部品装着ヘッド１５０のＸ軸方向のストロークの組み合わせにより、例えば、部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）を部品フィーダブロックＡ（１１０ａ）内の所定の部品フィーダ１１１上に移動させ、部品を吸着等により取り出した後、プリント基板１８０上の所定の位置に移動させて部品を装着することが可能である。部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）についても同様に、部品フィーダブロックＢ（１１０ｂ）内の所定の部品フィーダ１１１上に移動させ、部品を取り出した後、プリント基板１８０上の所定の位置に移動させて装着することが可能である。

図２は、部品装着ヘッド１５０の構成例について概要を示した底面図である。部品装着ヘッド１５０は、部品フィーダブロック１１０内の１つ以上の部品フィーダ１１１から複数（種類）の部品を取り出して、取り出した各部品をプリント基板１８０上の所定の位置に装着するものであり、例えば、複数（図２の例では１２個）の部品装着ノズル１５１、基板認識カメラ１６０、およびリング照明１６２を有する。

部品装着ヘッド１５０は、Ｘビーム１３０に取り付けられ、Ｘビーム１３０によって駆動されてＸ軸方向に移動可能なストロークを有する。また、複数の部品装着ノズル１５１の内、部品を取出・装着するノズルを所定の操作可能位置に配置するよう、対象の部品装着ノズル１５１を移動させる。図２の例では、部品装着ノズル１５１は円形状に配置されているため、これらをＸＹ平面上で回転させて対象の部品装着ノズル１５１を所定の操作可能位置に順次移動させる。なお、部品装着ノズル１５１の配置構成や数は図２の例のものに限られない。例えば、円状ではなく複数の列状等に配置してもよい。

また、部品装着ヘッド１５０は、対象の部品装着ノズル１５１により部品を取出・装着するため、部品装着ノズル１５１を含む部品装着ヘッド１５０の一部または全部を上下方向に移動可能なストロークを有する。すなわち、これらの移動等により、部品装着ノズル１５１の先端に吸着等（例えば空気圧等を利用）によって部品を取り出し、保持された部品の姿勢を調整して、プリント基板１８０の所定の位置で解放することで部品を装着することが可能である。この部品装着ノズル１５１は、吸着する部品の種類等に応じて異なる特性のものを適宜付け替え可能としてもよい。

なお、本実施の形態では、部品装着ヘッド１５０において、部品を取り出して保持し、装着する部材（部品装着部材）として、部品を吸着して保持する部品装着ノズル１５１を用いているが、部品装着部材はこれに限らず、例えば、部品を挟んで取り出して保持するチャック等を用いる部品装着手段であっても部品を保持可能である。また、部品装着ヘッド１５０や部品装着ノズル１５１（および部品装着装置１００における他の駆動機構）を駆動する方式は特に限定されず、例えば、ラックアンドピニオン機構などの他に、ピエゾアクチュエーターやリニアモーターなどの公知の各種技術を適宜利用することができる。

また、部品装着ヘッド１５０には、基板認識カメラ１６０が取り付けられている。また、基板認識カメラ１６０で撮像する際の光源としてリング照明１６２を有している。これらの構成は、プリント基板１８０上の基板認識マーク１８１を撮像して画像処理によりプリント基板１８０の位置を認識するためのものである。従って、検査装置や検査ヘッド等において用いられるような高性能のカメラや大型の照明等の大規模な構成を必要とせず、構成を小型化することが可能である。その結果、部品装着ノズル１５１の近傍に配置することができ、プリント基板１８０上で部品装着ノズル１５１が部品を装着する位置の近傍の領域を視野とすることができる。

本実施の形態では、上述したように、基板認識カメラ１６０による撮像の対象を基板認識マーク１８１だけに限らず、プリント基板電極１８２に対するはんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定するため、プリント基板電極１８２およびはんだペースト１８３についても撮像する。従って、本実施の形態では、基板認識カメラ１６０の性能等については上記の目的を達成するために必要となる程度のものでよく、また、光源についてもリング照明１６２など、簡易な構成の光源を適宜用いることができる。

図３は、本実施の形態の部品装着装置１００を有する部品装着システムの構成例について概要を示した図である。部品装着システム１は、上述した部品装着装置１００、および部品装着装置１００が装着処理を行うための制御情報を生成するための部品装着設定サーバ３００を有する。部品装着装置１００は、図１、図２において示した構造の他に、部品の装着処理に係る各構造の動作を制御する後述する制御部２００を有する。

部品装着装置１００では、プリント基板１８０に対して微小な電子部品を大量に装着する。このため、部品装着装置１００に対しては、プリント基板１８０のどの位置にどの種類の部品を装着するかの制御情報を与える必要がある。このとき、特に、本実施の形態におけるような複数の部品装着ヘッド１５０を有する部品装着装置１００では、複数のヘッドの動作について、相互に干渉しないように、かつ効率的に部品装着ができるよう、ヘッドの動作経路や部品の装着順を最適化して制御する必要が生じる。

本実施の形態では、部品装着設定サーバ３００の最適経路探索部３１０において、ＣＡＤ（Computer Aided Design）システムなどの基板設計システム４００により設計・作成された基板設計データ４０１等を入力として、各部品装着ヘッド１５０の動作経路の最適化を行い、最適経路情報３１１として出力するものとする。なお、基板設計データ４０１には、例えば、プリント基板１８０の型式ごとに、プリント基板１８０の寸法、プリント基板１８０の座標原点位置、プリント基板１８０に付された基板認識マーク１８１の原点からの座標、プリント基板１８０に装着する部品の型式、種類、形状、本体幅、本体長、本体高、端子数、各端子の形状、位置、端子幅、端子長、端子高、装着座標および角度等の情報が含まれるものとする。

各部品装着ヘッド１５０の動作経路の最適化を行う技術については種々のものが研究・開発されており、本実施の形態では、これら既存の技術やアルゴリズム等を適宜選択して使用することができる。出力された最適経路情報３１１、および基板設計システム４００により生成された基板設計データ４０１は、部品装着装置１００の制御部２００への入力となる。

さらに、本実施の形態では、部品装着設定サーバ３００の補正対象端子リスト生成部３２０において、プリント基板１８０に装着する全部品のうち、はんだペースト１８３の印刷ずれ量に基づいて部品装着位置を補正する対象となる部品のリストを生成し、補正対象端子リスト３２１として出力する。上述したように、はんだペースト１８３の印刷ずれによって部品の装着時に不具合が発生し易いのは、主に複数端子を有する小型・軽量の部品である。従って、本実施の形態では、基板設計データ４０１に基づいて、印刷位置の補正の対象となる部品（例えば、所定の大きさ・重量より小さい２端子部品）を抽出して後述する補正対象端子リスト３２１を生成して出力するものとする。なお、部品装着設定サーバ３００における最適経路探索部３１０や補正対象端子リスト生成部３２０を含む各部は、例えば、ソフトウェアプログラムとして実装することができる。

図４は、部品装着装置１００の制御部２００の構成例について概要を示した図である。制御部２００は、例えば、インタフェース２０１、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０４、外部記憶装置２０５、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）タッチパネル２０６、バーコードリーダ２０７、基板認識画像処理回路２０８、はんだ印刷画像処理回路２０９、部品認識画像処理回路２１０、部品フィーダ駆動回路２１１、部品装着ヘッド駆動回路２１３、および基板搬送路駆動回路２１５などを有する。

制御部２００の電源が投入されると、ＲＯＭ２０４に収められた起動プログラムがＭＰＵ２０２により実行される。起動処理では、インタフェース２０１に接続された各装置や回路等を初期化し、その後、各駆動部（部品フィーダ駆動部２１２、部品装着ヘッド駆動部２１４、基板搬送路駆動部２１６など）を動作させて、各部品フィーダ１１１や部品装着ヘッド１５０などの各機構部を所定の待機位置に停止させる。その後、外部記憶装置２０５に保持されている部品装着プログラムがＭＰＵ２０２により実行される。

部品装着プログラムは、バーコードリーダ２０７等による部品供給情報（例えば、どの部品フィーダ１１１にどの種類の部品が保持されているか等）の入力や、ＬＣＤタッチパネル２０６による生産するプリント基板１８０の型式や枚数、生産の開始指示等の入力を受け付けるための待ち状態となる。ＬＣＤタッチパネル２０６等を介して生産の開始指示を受け付けると、以下の処理フローに従ってプリント基板１８０に部品を装着する処理を開始する。

図５は、部品装着プログラムによる部品装着処理の流れの例について概要を示したフローチャートである。ここでは、１枚のプリント基板１８０に部品を装着する場合の処理の流れの例について説明する。従って、複数のプリント基板１８０への部品の装着を連続して実行するには、図５の処理フローに示した一連の処理を適宜繰り返すことになる。

まず、部品装着処理を開始する前に、初期処理として、部品装着装置１００の操作担当者（以下では単に“ユーザ”と記載する場合がある）からの各種の設定情報の入力を受け付けて外部記憶装置２０５に保持しておく（Ｓ０１）。例えば、部品型式ごとの部品の寸法、使用可能な部品装着ノズル１５１の種類、部品装着ヘッド１５０で部品を運搬する際のＸ軸およびＹ軸方向の速度や加速度、部品装着ノズル１５１を上下動する際の速度や加速度、下降時の高さ、などの情報を含む部品情報を外部記憶装置２０５に保持しておく。同様に、基板認識カメラ１６０や部品認識カメラ１４０の撮像方法、および基板認識画像処理回路２０８やはんだ印刷画像処理回路２０９、部品認識画像処理回路２１０による画像認識方法などの情報についても保持しておく。

また、プリント基板１８０に装着する部品を型式（種類）毎に保持する部品フィーダ１１１を、ユーザが予め部品フィーダブロック１１０として配置する。さらに、部品メーカから供給される部品フィーダ１１１に貼付された部品型式情報を、ユーザがバーコードリーダ２０７によって読み取る、もしくはＬＣＤタッチパネル２０６を介して入力する等により、どの型式の部品（部品フィーダ１１１）が部品フィーダブロック１１０のどの位置に配置されているかの情報を取得する。当該情報と上記の部品情報とに基づいて、部品型式ごとに、部品装着ヘッド１５０の部品装着ノズル１５１が部品フィーダブロック１１０内の部品フィーダ１１１から部品を取り出す際の停止座標を予め計算し、外部記憶装置２０５に保存しておく。

また、図３において示したように、基板設計システム４００等により生成された基板設計データ４０１や、部品装着設定サーバ３００の最適経路探索部３１０により生成された最適経路情報３１１、補正対象端子リスト生成部３２０により生成された補正対象端子リスト３２１の情報についても、外部記憶装置２０５に保存しておく。さらに、プリント基板１８０の寸法に応じて、プリント基板搬送路１７０上でプリント基板１８０を固定する位置を設定したり、ユーザからの当該情報の入力を受け付けたりして、例えば、基板設計データ４０１に含めて外部記憶装置２０５に保存するようにしてもよい。

プリント基板１８０への部品装着は、後述するように、部品吸着サイクルと部品装着サイクルとによって構成される部品実装サイクルを、必要な部品が全てプリント基板１８０に装着されるまで繰り返すことにより実現される。部品吸着サイクルでは、部品装着ヘッド１５０を部品フィーダブロック１１０上に移動させ、指定された複数の部品を指定された部品装着ノズル１５１によって部品フィーダ１１１から吸着する。部品装着サイクルでは、吸着した各部品の姿勢を測定後に、部品装着ヘッド１５０をプリント基板１８０上に移動させ、吸着した各部品をプリント基板１８０の指定された位置に装着する。

ここで、各部品実装サイクルにおいて、各部品吸着サイクルでどのような手順で部品装着ヘッド１５０が部品を吸着するか、および各部品装着サイクルでどのような手順で部品装着ヘッド１５０が部品を装着するか等の情報を、基板設計データ４０１や最適経路情報３１１等に基づいて予め決定しておき、これらの情報を部品実装サイクル情報として外部記憶装置２０５に保存しておく。

この情報には、例えば、各部品吸着サイクルにおいて、部品フィーダブロック１１０上のどの位置に部品装着ヘッド１５０を移動させ、どの順番でどの部品装着ノズル１５１を使用してどの部品フィーダ１１１の部品を吸着するか等の情報や、吸着後の部品の姿勢を測定するための部品認識カメラ１４０の撮像条件や認識方法などが含まれる。また、各部品装着サイクルにおいて、どの位置に部品装着ヘッド１５０を移動させ、どの順番でどの部品装着ノズル１５１に吸着されている部品をプリント基板１８０上のどの位置にどの向きで装着するか等の情報が含まれる。

各種設定情報が外部記憶装置２０５に保持された状態で、ユーザが、生産するプリント基板１８０を特定する情報として型式等の情報をＬＣＤタッチパネル２０６を介して入力し、生産開始を指示すると、プリント基板１８０への部品の装着による生産を開始する（Ｓ０２）。生産を開始すると、まず、予め外部記憶装置２０５に保持されている部品実装サイクル情報や、指定されたプリント基板１８０についての基板設計データ４０１、補正対象端子リスト３２１等を読み込んで、ＲＡＭ２０３に保持する（Ｓ０３）。次に、読み込んだ基板設計データ４０１等に設定されたプリント基板１８０の固定位置の情報に従って、プリント基板１８０をプリント基板搬送路１７０上で搬送し、指定された固定位置にプリント基板１８０を固定する（Ｓ０４）。

これ以降の処理は、部品装着装置１００が図１に示すように部品装着ヘッド１５０を複数有する場合に、原則としてそれぞれの部品装着ヘッド１５０が個別に並行して動作するものであり、最適経路情報３１１等の内容に基づく部品実装サイクル情報に基づいて、部品装着ヘッド１５０間で相互に干渉しないように制御されるものとする。なお、複数の部品装着ヘッド１５０間での並行動作の詳細については後述する。

まず、基板設計データ４０１、最適経路情報３１１および補正対象端子リスト３２１等に基づいて、装着位置補正の対象の部品のうち、後述するプリント基板１８０の基板認識マーク１８１の認識時に、部品装着ヘッド１５０の各移動先において、はんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定可能な部品（の端子）のリストである撮像端子リストを作成する（Ｓ０５）。すなわち、後述する処理により部品装着ヘッド１５０に取り付けられた基板認識カメラ１６０がプリント基板１８０の位置を把握するために基板認識マーク１８１を撮像する際、撮像データに含まれる部品（端子）（すなわち、基板認識カメラ１６０の視野に含まれる部品（端子））のうち、補正対象端子リスト３２１に含まれるものを抽出して、プリント基板１８０の認識時の撮像端子リストとする。

その後、部品実装サイクルの開始前に、必要に応じて、所定の部品装着ヘッド１５０に取り付けられた基板認識カメラ１６０により、プリント基板１８０の所定の基板認識マーク１８１を撮像し、プリント基板搬送路１７０上に固定されたプリント基板１８０の位置を把握する。なお、この処理は、上述したように、部品装着ヘッド１５０を複数有する場合にはそれぞれ異なる基板認識マーク１８１を個別に並行して認識することが可能であるが、例えば、部品装着ヘッド１５０の数が基板認識マーク１８１の数より多いような場合には、部品装着ヘッド１５０によっては実行しない場合もある。

プリント基板１８０の位置の把握では、まず、基板設計データ４０１に定義されたプリント基板１８０の基板認識マーク１８１の座標情報に従って、指定された部品装着ヘッド１５０を、対象となる基板認識マーク１８１が印刷された位置近辺（当該部品装着ヘッド１５０に取り付けられた基板認識カメラ１６０の視野に基板認識マーク１８１が入る位置）に移動させる（Ｓ０６）。その後、基板認識カメラ１６０で撮像し、基板認識画像処理回路２０８の画像処理によって撮像データから基板認識マーク１８１の位置を検出して、その座標の情報をＲＡＭ２０３に保存する（Ｓ０７）。これにより、プリント基板１８０上において部品を配置するための座標系の原点位置を把握する。

また、このとき合わせて、基板認識カメラ１６０で撮像したデータから、はんだ印刷画像処理回路２０９の画像処理によって、後述するように、ステップＳ０５で作成した撮像端子リストに含まれる部品（端子）についてのプリント基板電極１８２とはんだペースト１８３との印刷ずれ量を測定し、当該部品についての装着位置の補正量を算出する（Ｓ０７）。算出した補正量の情報は、例えば、補正対象端子リスト３２１の対象の部品（端子）のエントリに追記して登録する。なお、１つの部品装着ヘッド１５０が複数の基板認識マーク１８１を検出する必要がある場合は、上記のステップＳ０６、Ｓ０７の処理を繰り返す。

その後、部品実装サイクルのループ処理を開始する（Ｓ０８）。まず、準備処理として、必要に応じて部品装着ヘッド１５０を対応する部品フィーダブロック１１０上の所定の位置に移動させる（Ｓ０９）。部品装着装置１００の起動直後等の初期状態など、部品装着ヘッド１５０が既に部品フィーダブロック１１０上に存在している場合には当該処理は不要である。

その後、ステップＳ０３で読み込んだ部品実装サイクル情報に基づいて、まず、部品吸着サイクルのループ処理を開始する（Ｓ１０）。部品吸着サイクルでは、まず、Ｙビーム１２０によるＸビーム１３０のＹ軸方向の駆動、およびＸビーム１３０による部品装着ヘッド１５０のＸ軸方向の駆動により、部品装着ヘッド１５０を部品フィーダブロック１１０内の指定された部品フィーダ１１１上に移動させる（Ｓ１１）。次に、部品フィーダブロック１１０内の指定された部品フィーダ１１１に対して、部品装着ヘッド１５０が部品装着ノズル１５１を駆動して下降させ、指定された部品を部品装着ノズル１５１により吸着して取り出す（Ｓ１２）。

ここで、１回の部品実装サイクルで装着する全部品の吸着が完了していない（まだ部品を吸着すべきなのにしていない状態の部品装着ノズル１５１が存在する）場合は、全部品の吸着が完了するまで上記の部品吸着サイクルのループ処理を繰り返す（Ｓ１３、Ｓ１０）。全部品の吸着が完了している場合は、部品吸着サイクルのループ処理を終了し（Ｓ１３）、各部品装着ノズル１５１によって吸着した部品の吸着姿勢を測定する（Ｓ１４）。ここでは、部品装着ヘッド１５０を部品認識カメラ１４０上に移動させ、吸着した各部品を部品認識カメラ１４０で撮像する。得られた撮像データに対して、部品認識画像処理回路２１０での画像処理によって部品の吸着中心位置等の姿勢を計算し、結果をＲＡＭ２０３に保持する。

次に、上記のステップＳ０５と同様に、基板設計データ４０１、最適経路情報３１１および補正対象端子リスト３２１等に基づいて、装着位置補正の対象の部品のうち、後述する部品装着サイクルでの部品装着時に、部品装着ヘッド１５０の各移動先において、はんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定可能な部品（端子）からなる撮像端子リストを作成する（Ｓ１５）。すなわち、後述する部品装着時に、部品装着ヘッド１５０に取り付けられた基板認識カメラ１６０がプリント基板１８０上を撮像する際、撮像データに含まれる部品（端子）（すなわち、基板認識カメラ１６０の視野に含まれる部品（端子））のうち、補正対象端子リスト３２１に含まれ、かつ未装着のものを抽出して、部品装着時の撮像端子リストとする。なお、上述したプリント基板１８０の認識時の場合は、全ての部品が未装着であるため、未装着か否かの判定は不要である。

次に、ステップＳ０３で読み込んだ部品実装サイクル情報に基づいて、部品装着サイクルのループ処理を開始する（Ｓ１６）。部品装着サイクルでは、まず、Ｙビーム１２０によるＸビーム１３０のＹ軸方向の駆動、およびＸビーム１３０による部品装着ヘッド１５０のＸ軸方向の駆動により、部品装着ヘッド１５０をプリント基板１８０上の指定された位置に移動させる（Ｓ１７）。このとき、装着対象の部品（端子）が補正対象端子リスト３２１に含まれるものである場合、補正対象端子リスト３２１から当該部品についての装着位置の補正量を取得し、これに基づいて部品装着ヘッド１５０の移動位置を補正する。なお、部品装着ノズル１５１が吸着している部品の位置についても、ステップＳ１４で測定した部品の吸着中心位置等の姿勢の情報を参照して補正した上で位置決めする。

その後、プリント基板１８０上の対象の部品（端子）の装着位置に印刷されたはんだペースト１８３に対して、部品装着ヘッド１５０が部品装着ノズル１５１を駆動して下降させ、吸着された部品を装着する（Ｓ１８）。また、このとき合わせて、基板認識カメラ１６０によってプリント基板１８０上を撮像する。得られた撮像データから、ステップＳ０７の処理と同様に、はんだ印刷画像処理回路２０９の画像処理によって、後述するように、ステップＳ１５で作成した撮像端子リストに含まれる部品（端子）についてのプリント基板電極１８２とはんだペースト１８３との印刷ずれ量を測定し、当該部品についての装着位置の補正量を算出する（Ｓ１８）。算出した補正量の情報は、例えば、補正対象端子リスト３２１の対象の部品（端子）のエントリに追記して登録する。

ここで、１回の部品実装サイクルで装着する全部品の装着が完了していない（まだ部品を吸着した状態の部品装着ノズル１５１が存在する）場合は、全部品の装着が完了するまで上記の部品装着サイクルのループ処理を繰り返す（Ｓ１９、Ｓ１６）。全部品の装着が完了している場合は、部品装着サイクルのループ処理を終了する（Ｓ１９）。このとき、全ての部品実装サイクルが完了していない場合は、全ての部品実装サイクルが完了するまで上記の部品実装サイクルの処理を繰り返す（Ｓ２０、Ｓ０８）。全ての部品実装サイクルが完了すると部品実装サイクルのループ処理を終了し（Ｓ２０）、これにより、１枚分のプリント基板１８０の部品装着処理が完了する。

図６は、部品装着処理において複数の部品装着ヘッド１５０が並行動作する場合の処理フローの例について示した図である。ここでは、上記の図５の処理フローにおけるステップＳ０５以降の処理について、図１の例における部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）と部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）の２つが並行動作する場合を例として説明する。

図７は、図６の処理フローの例において部品を装着する対象となるプリント基板１８０の例について概要を簡略化して示した図である。プリント基板１８０には、プリント基板１８０がプリント基板搬送路１７０上に固定された際の位置を部品装着装置１００が認識できるようにするため、複数の基板認識マーク１８１（図７の例では基板認識マーク１〜３（１８１−１〜３）の３つ）が予め印刷等により付されている。基板認識マーク１８１は主にプリント基板１８０の端部に付されるものとし、本実施の形態では、プリント基板１８０の位置の認識の精度を高めるため、基板認識マーク１８１は３つ以上付されているものとする。また、プリント基板１８０上に装着される全ての部品について、部品装着位置１８４が定義されている。各部品装着位置１８４は、図示するように、プリント基板電極１８２と、その上に印刷されたはんだペースト１８３からなる。

図６において、並行動作では、まず、部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）と部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）がともに基板認識時の撮像端子リストを作成する（Ｓ３１、Ｓ５１）。ここで、本実施の形態では、図７に示すプリント基板１８０の認識において、部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）は、基板認識マーク１（１８１−１）と基板認識マーク２（１８１−２）の２つを撮像して認識し、部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）は、基板認識マーク３（１８１−３）を撮像して認識するものとする。

従って、ステップＳ３１では、補正対象端子リスト３２１に含まれる部品（端子）のうち、部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）に取り付けられた基板認識カメラ１６０Ａ（１６０ａ）が、基板認識マーク１（１８１−１）および基板認識マーク２（１８１−２）を認識するためにそれらの近傍を撮像した際の視野に含まれる部品（端子）を、撮像端子リストとして出力する。また、ステップＳ５１では、補正対象端子リスト３２１に含まれる部品（端子）のうち、部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）に取り付けられた基板認識カメラ１６０Ｂ（１６０ｂ）が、基板認識マーク３（１８１−３）を認識するためにその近傍を撮像した際の視野に含まれる部品（端子）を、撮像端子リストとして出力する。

その後、図８に示すように、部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）により、基板認識マーク１（１８１−１）を認識する処理を行い、これと並行して、部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）により、基板認識マーク３（１８１−３）を認識する処理を行う。

部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）については、初期状態の位置（例えば、部品フィーダブロックＡ（１１０ａ）上の所定の位置）から、基板認識カメラＡ（１６０ａ）により基板認識マーク１（１８１−１）を撮像可能な位置へ移動させる（Ｓ３２）。その位置で、基板認識カメラＡ（１６０ａ）により基板認識マーク１（１８１−１）を撮像し（Ｓ３３）、撮像データから基板認識画像処理回路２０８により基板認識マーク１（１８１−１）の位置を測定する（Ｓ３４）。

さらに、撮像データに含まれる部品（端子）、すなわち、基板認識カメラＡ視野１６１ａに含まれる部品（端子）のうち、撮像端子リストに含まれるものについて、はんだ印刷画像処理回路２０９によりはんだペースト１８３の印刷位置を測定し、これに基づいてプリント基板電極１８２に対するはんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定する（Ｓ３５）。さらに、測定した印刷ずれ量に基づいて対象の部品（部品装着位置１８４）における装着位置の補正量を算出し、補正対象端子リスト３２１の対象の部品のエントリを更新する（Ｓ３６）。

図９は、プリント基板電極１８２に対するはんだペースト１８３の印刷ずれ量について概要を説明する図である。部品１８５の２つの端子（図中の部品１８５における網掛け部分）にそれぞれ対応するプリント基板電極１８２−１および１８２−２に対して、対応するはんだペースト１８３−１および１８３−２がずれて印刷されている状態を示している。ここで、印刷ずれ量は、例えば、プリント基板電極１８２とはんだペースト１８３との間の、各端子の中心位置座標のｘ軸方向およびｙ軸方向のずれにより表される。なお、図９の例では、プリント基板電極１８２およびはんだペースト１８３の形状を長方形とし、これに応じて中心位置座標を示しているが、他の形状の場合はそれに応じて適宜中心位置座標を設定すればよい。

図１０は、各部品の部品装着位置での補正量の値を更新した補正対象端子リスト３２１の例について概要を示した図である。補正対象端子リスト３２１は、上述したように、装着位置を補正する必要がある部品とその補正量の情報を保持するテーブルであり、部品装着設定サーバ３００の補正対象端子リスト生成部３２０により生成され、部品装着装置１００の制御部２００に入力される。

補正対象端子リスト３２１は、例えば、部品番号、端子番号、端子中心座標、印刷中心座標、および装着座標補正量などの項目を有する。部品番号の項目は、プリント基板１８０上の部品を一意に特定するＩＤやシーケンス番号等の情報を保持する。また、端子番号の項目は、対象の部品における各端子を特定するために端子毎に設定された番号の情報を保持する。図１０の例では、補正対象の部品が２端子のものである場合を示している。

端子中心座標および印刷中心座標の項目は、それぞれ、基板設計データ４０１から取得したプリント基板電極１８２の端子の中心位置、および基板認識カメラ１６０が撮像した撮像データから画像処理により認識されたはんだペースト１８３の端子部分について算出された中心位置のｘ，ｙ座標の情報を保持する。装着座標補正量の項目は、対象の部品についての端子中心座標および印刷中心座標の項目に基づいて得られる印刷ずれ量に基づいて算出された装着位置の補正量の情報を保持する。なお、初期状態の補正対象端子リスト３２１では、上記の部品番号、端子番号および端子中心座標の項目のみ値が設定されており、以降の他の項目はブランクとなっている。

図１０の例では、部品番号“１”および“３”の各部品について、基板認識カメラ１６０により部品装着位置が撮像され、プリント基板電極１８２の端子およびはんだペースト１８３の端子部分の中心座標が算出され、これらの値に基づいて装着座標補正量が算出されている状態を示している。本実施の形態では、装着座標補正量を、例えば、部品全体の中心位置座標に対するｘ軸方向およびｙ軸方向の補正量であるｄｘ、ｄｙと、ｘｙ平面での回転角であるｄθにより表すものとする。例えば、部品番号“１”の部品については、プリント基板電極１８２の各端子の中心座標（（ｘ１１，ｙ１１）および（ｘ１２，ｙ１２））と、対応するはんだペースト１８３の中心座標（（ｓｘ１１，ｓｙ１１）および（ｓｘ１２，ｓｙ１２））とに基づいて、以下の式により、補正量ｄｘ１、ｄｙ１、ｄθ１を求めることができる。

一方、図６において、部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）についても同様に、初期状態の位置（例えば、部品フィーダブロックＢ（１１０ｂ）上の所定の位置）から、基板認識カメラＢ（１６０ｂ）により基板認識マーク３（１８１−３）を撮像可能な位置へ移動させる（Ｓ５２）。その位置で、基板認識カメラＢ（１６０ｂ）により基板認識マーク３（１８１−３）を撮像し（Ｓ５３）、撮像データから基板認識画像処理回路２０８により基板認識マーク３（１８１−３）の位置を測定する（Ｓ５４）。

さらに、撮像データに含まれる部品（端子）、すなわち、基板認識カメラＢ視野１６１ｂに含まれる部品（端子）のうち、撮像端子リストに含まれるものについて、はんだ印刷画像処理回路２０９によりはんだペースト１８３の印刷位置を測定し、これに基づいてプリント基板電極１８２に対するはんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定する（Ｓ５５）。さらに、測定した印刷ずれ量に基づいて対象の部品（部品装着位置１８４）における装着座標補正量を算出し、補正対象端子リスト３２１の対象の部品のエントリを更新する（Ｓ５６）。

その後、図１１に示すように、部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）により、基板認識マーク２（１８１−２）を認識する処理を行い、これと並行して、部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）により、部品フィーダブロックＢ（１１０ｂ）から部品を吸着して取り出す部品吸着サイクルを実行する。

部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）については、上記と同様に、基板認識マーク１（１８１−１）を認識した位置から、基板認識カメラＡ（１６０ａ）により基板認識マーク２（１８１−２）を撮像可能な位置へ移動させる（Ｓ３７）。その位置で、基板認識カメラＡ（１６０ａ）により基板認識マーク２（１８１−２）を撮像し（Ｓ３８）、撮像データから基板認識画像処理回路２０８により基板認識マーク２（１８１−２）の位置を測定する（Ｓ３９）。

さらに、撮像データに含まれる部品（端子）、すなわち、基板認識カメラＡ視野１６１ａに含まれる部品（端子）のうち、撮像端子リストに含まれるものについて、はんだ印刷画像処理回路２０９によりはんだペースト１８３の印刷位置を測定し、これに基づいてプリント基板電極１８２に対するはんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定する（Ｓ４０）。さらに、測定した印刷ずれ量に基づいて対象の部品（部品装着位置１８４）における装着座標補正量を算出し、補正対象端子リスト３２１の対象の部品のエントリを更新する（Ｓ４１）。

一方、部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）については、部品吸着サイクルを実行するため、基板認識マーク３（１８１−３）を認識した位置から部品フィーダブロックＢ（１１０ｂ）上に移動させ（Ｓ５７）、１つ以上の所定の部品フィーダ１１１から部品を吸着して取り出す（Ｓ５８）。その後、部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）を部品認識カメラＢ（１４０ｂ）上に移動させ（Ｓ５９）、吸着した各部品を部品認識カメラＢ（１４０ｂ）で撮像し、部品の吸着中心位置等の姿勢を測定する（Ｓ６０）。部品吸着サイクルではプリント基板１８０上で部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）が停止することがないため、基板認識カメラＢ（１６０ｂ）による部品装着位置の撮像は行わない。

その後、図１２に示すように、部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）により、部品フィーダブロックＡ（１１０ａ）から部品を吸着して取り出す部品吸着サイクルを実行する。ここでの処理（図６におけるステップＳ４２〜Ｓ４５）は、上述した部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）の部品吸着サイクル（ステップＳ５７〜Ｓ６０）と同様であるため、説明は省略する。また、部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）の部品吸着サイクルと並行して、部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）により、プリント基板１８０上の所定の部品装着位置に部品を装着する部品装着サイクルを実行する。

部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）については、まず、部品装着時の撮像端子リストを作成する（Ｓ６１）。ここでは、部品装着サイクルにおいて部品を装着する予定の部品装着位置１８４において、基板認識カメラＢ（１６０ｂ）によりプリント基板１８０を撮像する際の視野に含まれ、かつ未装着の部品（端子）を、撮像端子リストとして出力する。

その後、部品装着サイクルを実行するため、部品認識カメラＢ（１４０ｂ）上で部品を撮像した位置から、部品実装サイクル情報により指定されたプリント基板１８０上の所定の部品装着位置へ移動させる（Ｓ６２）。このとき、装着対象の部品（端子）が補正対象端子リスト３２１に含まれるものである場合、当該エントリにおける装着座標補正量の値（ｄｘ、ｄｙ、ｄθ）を取得し、これに基づいて部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）の移動位置を補正する。

このとき、装着対象の部品（端子）が補正対象端子リスト３２１に含まれているが、当該エントリに装着座標補正量の値が未登録である場合が生じ得る。特に、部品装着処理の開始から間もない場合は、基板認識カメラ１６０による撮像により装着座標補正量が既に測定済みとなっている部品装着位置１８４が少ないため、装着座標補正量が未測定の場合が生じ易い。

本実施の形態では、このような場合でも可能な限り装着位置の補正を行うことができるよう、補正量の推定を行う。図１３は、部品の装着座標補正量を推定する手法の例について概要を説明する図である。ここでは、装着位置の推定の対象となる未測定の部品（端子）の近傍に存在する複数の測定済みの部品（端子）における補正量から、未測定の部品（端子）についての補正量を推定する。

図１３の例では、端子１（ｘ１，ｙ１）と、端子２（ｘ２，ｙ２）をそれぞれ有する部品については既に装着座標補正量が測定済みであるが、端子３（ｘ３，ｙ３）を有する部品については未測定である状態を示している。この状態で端子３を含む部品を装着しようとする場合、装着座標補正量が補正対象端子リスト３２１に登録されていないため、装着位置の補正をすることができない。そこで、本実施の形態では、端子３から近い順に２箇所以上の測定済みの部品（図１３の例では端子１および端子２をそれぞれ有する部品）を選択し、これらにおける補正量に対して、各部品（端子）間の位置関係（距離）に応じて内挿もしくは外挿して推定するものとする。

例えば、x軸方向の補正量ｄｘについては、図示するように、端子１のｘ座標ｘ１に対する補正量ｄｘ１と、端子２のｘ座標ｘ２に対する補正量ｄｘ２との間に端子３のｘ座標ｘ３を内挿し、補正量ｄｘ３を得る。同様に、ｙ軸方向の補正量ｄｙについては、図示するように、端子２のｙ座標ｙ２に対する補正量ｄｙ２と、端子１のｙ座標ｙ１に対する補正量ｄｙ１とに対して端子３のｙ座標ｙ３を外挿し、補正量ｄｙ３を得る。回転角の補正量ｄθについても同様の手法で補正量を求めることができる。なお、上記の推定の手法は一例であり、これに限られるものではない。また、推定により得た補正量は、補正対象端子リスト３２１に登録して、他の部品（端子）における推定の際の基準となるようにしてもよいし、登録しないことにより基板認識カメラ１６０による実際の撮像によって測定された補正量のみが基準となるようにしてもよい。

その後、ステップＳ６０で測定した部品の吸着中心位置等の姿勢の情報を参照して、部品装着ノズル１５１が吸着している部品の位置を補正し（Ｓ６３）、当該位置で部品をはんだペースト１８３上に装着する（Ｓ６４）。その後、基板認識カメラＢ（１６０ｂ）によりプリント基板１８０上の当該部品装着位置１８４の近傍の領域を撮像する（Ｓ６５）。

その後、撮像データに含まれる部品（端子）、すなわち、基板認識カメラＢ視野１６１ｂに含まれる部品（端子）のうち、部品装着時の撮像端子リストに含まれるものについて、はんだ印刷画像処理回路２０９によりはんだペースト１８３の印刷位置を測定し、これに基づいてプリント基板電極１８２に対するはんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定する（Ｓ６６）。さらに、測定した印刷ずれ量に基づいて対象の部品（部品装着位置１８４）における装着座標補正量を算出し、補正対象端子リスト３２１の対象の部品（端子）のエントリを更新する（Ｓ６７）。

その後、図１４に示すように、部品装着ヘッドＡ（１５０ａ）により部品装着サイクルを実行し（Ｓ４６〜）、また、これと並行して、部品装着ヘッドＢ（１５０ｂ）により部品吸着サイクルを実行する（Ｓ６８〜）。以降、全ての部品の装着が完了するまで上記の部品吸着サイクルと部品装着サイクルとを原則として交互に繰り返す。

このような一連の処理の中で、部品装着装置１００において部品装着ヘッド１５０と一体的もしくはこれに取り付けられた形で通常有している基板認識カメラ１６０を用いて、余計な処理や機構部の動作を可能な限り行わずに、はんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定し、部品装着時の装着座標補正量を求め、部品装着の精度を向上させることが可能である。

なお、図６の例では、基板認識カメラ１６０による部品装着位置１８４の撮像（例えばステップＳ６５）を部品装着（例えばステップＳ６４）の後に行うものとしているが、部品装着ヘッド１５０が停止している状態であれば部品装着の前であってもよい。この場合、部品装着の前に、対象の部品についての装着座標補正量の算出（例えばステップＳ６６、Ｓ６７）についても行い、即座に部品装着ヘッド１５０の位置を補正する、というシーケンスにすることも理論上は可能であり、この場合は、上述したような装着座標補正量の推定処理は不要となる。しかしながら、実装上は機械的な構造における動作速度の関係等から、一般的な部品装着装置１００の部品装着ヘッド１５０で対応することは現実的に困難である。

本実施の形態では、上述したように、部品装着サイクルにおいて、基板認識カメラ１６０により対象の部品装着位置１８４を撮像して、撮像データに含まれる部品（端子）について装着座標補正量を算出し、この情報を他の部品装着ヘッド１５０も含めた次の部品装着サイクル以降において用いるようにする。これにより、部品装着ヘッド１５０の移動と装着処理に対して余計な影響を与えることなく、装着座標補正量の算出と、これを用いた装着位置の補正を行うことができる。

なお、本実施の形態では、図１の例に示すように、プリント基板搬送路１７０およびプリント基板１８０のＹ軸方向の両側に対称的に部品フィーダブロック１１０を１つずつ配置し、それぞれに対応する部品装着ヘッド１５０を有する２ヘッド構成としている。これにより、処理の並列度を高め、生産スループットを向上させるとともに、装置構成の小型化を図っているが、部品装着ヘッド１５０の数はこれに限られない。部品装着ヘッド１５０の数をさらに４つや６つ等に拡張して処理の並列度をより高めることも可能であるし、部品装着ヘッド１５０（および部品フィーダブロック１１０）の数を１つにして装置構成をより小型化することも可能である。

部品装着ヘッド１５０の数が１つの場合、上述したような部品吸着サイクルと部品装着サイクルとを複数の部品装着ヘッド１５０で交互に行うという並行動作はできない。すなわち、一方の部品装着ヘッド１５０における部品装着サイクルで測定した装着座標補正量の情報を、後続する他方の部品装着ヘッド１５０での部品装着サイクルで参照するということはできない。しかしながら、部品装着ヘッド１５０の数が１つの場合は、ある部品装着サイクルで測定した装着座標補正量を、当該部品装着ヘッド１５０の次回以降の部品装着サイクルで参照して装着位置を補正することができるという点で、手法上は相違がない。従って、部品装着ヘッド１５０の数が１つの場合であっても、本実施の形態の手法を適用して処理性能を落とさずに部品装着の精度を向上させることが可能である。

＜実施の形態２＞
上述した実施の形態１における部品装着装置１００では、基板認識マーク１８１の検出時、および各部品装着ヘッド１５０による部品の装着時に、基板認識カメラ１６０により得られたプリント基板１８０の撮像データから部品装着位置１８４におけるはんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定して、部品の装着座標補正量を算出している。しかしながら、これだけでは一回のサイクルや処理で装着座標補正量を測定できる部品（端子）の数が少ない場合があり、部品装着時に補正対象端子リスト３２１に対象の部品（端子）についての装着座標補正量が未測定である場合が生じ易くなる。この場合、上述したように、近傍の測定済みの部品（端子）における装着座標補正量から推測することが可能であるが、精度としては実際に印刷ずれ量を測定して得た補正量よりは劣ると考えられる。

そこで、本発明の実施の形態２である部品装着装置１００は、実施の形態１におけるようなタイミング、すなわち部品装着ヘッド１５０が停止している状態だけでなく、図１５に示すように、部品装着ヘッド１５０が移動中においてもプリント基板１８０上を撮像し、得られた撮像データに基づいて部品の装着座標補正量を算出する。これにより、はんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定する測定点、すなわち装着座標補正量が算出される部品（端子）を増やし、部品装着時に当該補正量に基づいて装着位置が補正できる場合を増やして、部品装着の精度をより向上させることを可能とする。

なお、図１５に示すように、部品装着ヘッド１５０の移動中にプリント基板１８０上を撮像するため、基板認識カメラ１６０に取り付けられているリング照明１６２を撮像時にフラッシュさせる（短時間光らせる）。これにより、部品装着ヘッド１５０および基板認識カメラ１６０が移動中であっても、画像がぶれることなく静止画に近い状態で撮像することができる。また、部品装着ヘッド１５０の移動経路上において複数回撮像することも当然可能である。

本実施の形態において、部品装着装置１００や、部品装着システム１の構成例については、実施の形態１における図１〜図４の例に示したものと同様であるため、説明は省略する。

図１６は、部品装着プログラムによる部品装着処理の流れの例について概要を示したフローチャートである。本実施の形態の部品装着処理の流れは、基本的に実施の形態１における図５の例に示したものと同様であるが、上述したように、部品装着ヘッド１５０がプリント基板１８０上を移動する際にも撮像して、基板認識カメラ１６０の視野（撮像データ）に含まれる部品装着位置におけるはんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定し、装着座標補正量を算出するという点が相違する。

具体的には、部品装着ヘッド１５０を基板認識マーク１８１の位置へ移動させる際（ステップＳ０６）、部品装着サイクル（ステップＳ１６〜Ｓ１９）が終了し、次の部品吸着サイクル（ステップＳ１０〜Ｓ１３）を実行するために部品装着ヘッド１５０を部品フィーダブロック１１０へ移動させる際（Ｓ０９）、および部品装着サイクルにおいて対象の部品装着位置まで部品装着ヘッド１５０を移動させる際（Ｓ１７）などの、部品装着ヘッド１５０が移動中のタイミングにおいて、基板認識カメラ１６０によりプリント基板１８０上を撮像し、はんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定する。なお、これらのタイミングの全てで撮像することが必要というわけではなく、いずれか１つ以上のタイミングで撮像すれば、部品装着の精度向上という効果を得ることができる。

これらのタイミングで撮像するため、撮像端子リストを作成する際（ステップＳ０５、Ｓ１５）には、部品装着ヘッド１５０の停止時における基板認識カメラ１６０の視野に含まれる部品（端子）だけでなく、部品装着ヘッド１５０（基板認識カメラ１６０の視野）の移動経路に含まれる部品（端子）についても含むよう作成することになる。

図１７は、部品装着ヘッド１５０の移動中に基板認識カメラ１６０により部品装着位置を撮像する処理の流れの例について概要を示したフローチャートである。処理を開始すると、まず部品装着ヘッド１５０を目的位置（例えば、基板認識マーク１８１や、部品装着位置、部品フィーダブロック１１０など）に向かって移動させる（Ｓ１０１）。移動中において、部品装着ヘッド１５０に取り付けられている基板認識カメラ１６０の視野に、撮像端子リストに含まれる部品（端子）が入ってきたか否かを判定する（Ｓ１０２）。入っていない場合は、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０２で、基板認識カメラ１６０の視野に撮像端子リストに含まれる部品（端子）が入ってきた場合、リング照明１６２をフラッシュさせて、基板認識カメラ１６０でプリント基板１８０上を撮像し、撮像データを得る（Ｓ１０３）。さらに、撮像データに含まれる部品（端子）、すなわち、基板認識カメラ１６０の視野に含まれる部品（端子）のうち、撮像端子リストに含まれるものについて、はんだ印刷画像処理回路２０９によりはんだペースト１８３の印刷位置を測定し、これに基づいてプリント基板電極１８２に対するはんだペースト１８３の印刷ずれ量を測定する（Ｓ１０４）。さらに、測定した印刷ずれ量に基づいて対象の部品における装着座標補正量を算出し、補正対象端子リスト３２１の対象の部品（端子）のエントリを更新する（Ｓ１０５）。

その後、ステップＳ１０６に進み、部品装着ヘッド１５０が目的の位置に到達したか否かを判定する（Ｓ１０６）。目的位置に到達していない場合は、ステップＳ１０１に戻り、目的位置に向けた部品装着ヘッド１５０の移動を継続する。目的位置に到達している場合は、部品装着ヘッド１５０を停止させて移動を終了する。

なお、部品装着ヘッド１５０の移動中に、基板認識カメラ１６０での撮像を行うタイミングであるか否かを判定する際に、上記のステップＳ１０２におけるような判定方法ではなく、例えば、撮像端子リストを作成する際に予め対象の部品（端子）を撮像するための部品装着ヘッド１５０の停止位置の座標情報等を算出しておいてもよい。

このように、本実施の形態の部品装着装置１００では、実施の形態１におけるような部品装着ヘッド１５０が停止しているタイミングだけでなく、部品装着ヘッド１５０が移動中においてもプリント基板１８０上を撮像し、得られた撮像データに基づいて部品の装着座標補正量を算出することができる。これにより、装着座標補正量が算出される部品（端子）を増やし、部品装着時に当該補正量に基づいて装着位置が補正できる場合を増やして、部品装着の精度をより向上させることが可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、またはＩＣカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、上記の各図において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、必ずしも実装上の全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…部品装着装置、
１００…部品装着装置、１１０（１１０ａ、ｂ）…部品フィーダブロック（部品フィーダブロックＡ、Ｂ）、１１１…部品フィーダ、１２０…Ｙビーム、１３０（１３０ａ、ｂ）…Ｘビーム（ＸビームＡ、Ｂ）、１４０（１４０ａ、ｂ）…部品認識カメラ（部品認識カメラＡ、Ｂ）、１５０（１５０ａ、ｂ）…部品装着ヘッド（部品装着ヘッドＡ、Ｂ）、１６０（１６０ａ、ｂ）…基板認識カメラ（基板認識カメラＡ、Ｂ）、１６１（１６１ａ、ｂ）…基板認識カメラ視野（基板認識カメラＡ視野、基板認識カメラＢ視野）、１７０…プリント基板搬送路、１８０…プリント基板、１８１（１８１−１〜３）…基板認識マーク（基板認識マーク１〜３）、１８２（１８２−１、２）…プリント基板電極、１８３（１８３−１、２）…はんだペースト、１８４…部品装着位置、１８５…部品、
２００…制御部、２０１…インタフェース、２０２…ＭＰＵ、２０３…ＲＡＭ、２０４…ＲＯＭ、２０５…外部記憶装置、２０６…ＬＣＤタッチパネル、２０７…バーコードリーダ、２０８…基板認識画像処理回路、２０９…はんだ印刷画像処理回路、２１０…部品認識画像処理回路、２１１…部品フィーダ駆動回路、２１２…部品フィーダ駆動部、２１３…部品装着ヘッド駆動回路、２１４…部品装着ヘッド駆動部、２１５…基板搬送路駆動回路、２１６…基板搬送路駆動部、
３００…部品装着設定サーバ、３１０…最適経路探索部、３１１…最適経路情報、３２０…補正対象端子リスト生成部、３２１…補正対象端子リスト、
４００…基板設計システム、４０１…基板設計データ。

Claims (11)

1. 基板を認識する手段を装備する部品装着ヘッドを有し、前記部品装着ヘッドを用いて電子部品を基板上に装着する部品装着方法であって、
   前記基板を認識する手段を用いて、前記基板上の部品を取り付ける所定の領域を撮像し、前記所定の領域内の部品を装着すべき位置とはんだペーストが印刷された位置とを特定するステップと、
   特定された前記装着すべき位置と前記はんだペーストが印刷された位置の差を算出するステップと、
   特定された前記位置の差を用いて、前記装着すべき位置を補正し、前記部品を補正された位置へ装着するステップと、を有し、
   前記所定の領域の撮像は、前記部品装着ヘッドが部品装着を行う経路上で行われることを特徴とする部品装着方法。
2. 請求項１記載の部品装着方法であって、
   予め、記憶部に、前記部品のうち装着すべき位置を補正する部品を特定する情報が記憶されていること
   を特徴とする部品装着方法。
3. 基板を認識する手段を装備する部品装着ヘッドを有し、前記部品装着ヘッドを用いて電子部品を基板上に装着する部品装着装置であって、
   前記基板を認識する手段を用いて、前記基板上の部品を取り付ける所定の領域を撮像し、前記所定の領域内の部品を装着すべき位置とはんだペーストが印刷された位置とを特定する手段と、
   特定された前記装着すべき位置と前記はんだペーストが印刷された位置の差を算出する手段と、
   特定された前記位置の差を用いて、前記装着すべき位置を補正し、前記部品を補正された位置へ装着する手段と、を有し、
   前記所定の領域の撮像は、前記部品装着ヘッドが部品装着を行う経路上で行われることを特徴とする部品装着装置。
4. 請求項３記載の部品装着装置であって、
   予め、記憶部に、前記部品のうち装着すべき位置を補正する部品を特定する情報が記憶されていること
   を特徴とする部品装着装置。
5. コンピュータに、基板を認識する手段を装備する部品装着ヘッドを用いて電子部品を基板上に装着する位置を特定させるプログラムであって、
   前記基板を認識する手段を用いて、前記基板上の部品を取り付ける所定の領域を撮像し、前記所定の領域内の部品を装着すべき位置とはんだペーストが印刷された位置とを特定する手順と、
   特定された前記装着すべき位置と前記はんだペーストが印刷された位置の差を算出する手順と、
   特定された前記位置の差を用いて、前記装着すべき位置を補正し、前記部品を補正された位置へ装着する手順と、を有し、
   前記所定の領域の撮像は、前記部品装着ヘッドが部品装着を行う経路上で行われることを特徴とするプログラム。
6. 請求項５記載のプログラムであって、
   予め、記憶部に、前記部品のうち装着すべき位置を補正する部品を特定する情報が記憶されていること
   を特徴とするプログラム。
7. １つ以上の部品フィーダからなる部品フィーダブロックから供給される複数種類の電子部品を基板上に装着する部品装着装置であって、
   前記部品フィーダブロックの１つと前記基板を含む領域の上方を移動可能であり、複数の部品装着部材と、前記基板上を撮像可能な基板認識カメラとを有する１つ以上の部品装着ヘッドと、
   前記基板の設計情報を保持する基板設計データと、前記各部品装着ヘッドが前記基板に部品を装着する手順および移動経路に係る情報を保持する経路情報と、前記基板に装着すべき部品のうち、部品装着位置を補正する必要がある補正対象部品およびその端子の位置に係る情報を保持する補正対象端子リストとを保持する記憶装置と、
   前記各部品装着ヘッドが、前記部品フィーダブロック内の前記部品フィーダから前記部品装着部材により所定の部品を保持して取り出す部品保持サイクルと、前記部品保持サイクルにおいて取り出した部品を前記基板上の所定の部品装着位置にそれぞれ装着する部品装着サイクルとを繰り返し実行するよう制御する制御部とを有し、
   前記制御部は、さらに、所定のタイミングで前記基板認識カメラにより前記基板の所定の領域を撮像した撮像データに基づいて、前記補正対象端子リストに含まれる前記補正対象部品の前記基板上での部品装着位置における、各電極端子に対するはんだペーストの印刷ずれ量を測定し、前記印刷ずれ量に基づいて、前記補正対象部品を前記基板上に装着する際の装着位置補正量を算出して、当該装着位置補正量を前記補正対象端子リストに前記補正対象部品に対応付けて登録し、
   前記部品装着サイクルにおいて、前記各部品装着ヘッドが装着しようとする装着対象部品につき、前記補正対象端子リストに当該装着対象部品が登録されており、かつ対応する前記装着位置補正量の情報が登録されている場合は、当該装着位置補正量に基づいて、当該装着対象部品の前記基板上での部品装着位置を補正して装着する一方、
   前記部品装着サイクルにおいて、前記装着対象部品につき、前記補正対象端子リストに当該装着対象部品が登録されており、かつ対応する前記装着位置補正量の情報が登録されていない場合は、前記装着対象部品から近い順に選択された、前記装着位置補正量が登録されている複数の部品との間の位置関係、および前記複数の部品における前記装着位置補正量の内容に基づいて、前記装着対象部品における前記装着位置補正量の値を推定することを特徴とする部品装着装置。
8. 請求項７に記載の部品装着装置において、
   前記制御部が前記基板認識カメラにより前記基板の所定の領域を撮像する際の前記所定のタイミングは、前記部品装着ヘッドが前記基板上を移動中において、移動経路上における前記基板認識カメラの視野に前記補正対象端子リストに登録されている前記補正対象部品が入っているタイミングであることを特徴とする部品装着装置。
9. 請求項８に記載の部品装着装置において、
   前記部品装着ヘッドの移動は、前記基板上の基板認識マークを検出するための前記基板認識マークの位置への移動であることを特徴とする部品装着装置。
10. 請求項８に記載の部品装着装置において、
    前記部品装着ヘッドの移動は、前記基板上に部品を装着するための部品装着位置への移動、あるいは、前記部品フィーダブロックへの移動であることを特徴とする部品装着装置。
11. 請求項７に記載の部品装着装置において、
    前記補正対象端子リストに登録されている前記補正対象部品は、複数の端子を有し、リフロー方式によるはんだ接合時にセルフアライメント効果を有する部品であることを特徴とする部品装着装置。

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