JP6021374B2 - 部品実装装置及び部品実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品供給装置から供給された部品を、基板上に装着する部品実装装置及び部品実装方法に関する。

従来、複数の子基板に分割される親基板における電子部品の実装を管理する方法として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、各子基板に仮のＩＤであるテンポラリＩＤを割り当てて、電子部品を実装しつつトレーサビリティ情報を保存した後、テンポラリＩＤを永続的に使用する識別ＩＤに置換し、この識別ＩＤ及びトレーサビリティ情報を表すマーク（バーコード又は二次元コード）を印字するものである。これにより、マーク読み取り装置を不要とし、生産コストの低廉化とタクトタイムの短縮とを実現している。

ところで、部品実装装置においては、部品搭載が可能な領域である搭載ヘッドの可動範囲よりもサイズが大きい長尺基板に電子部品を搭載する場合がある。このような長尺基板に対しては、部品実装装置は、基板搬送方向において複数の停止位置で回路基板をクランプすることで、部品搭載範囲を拡張している（例えば、特許文献２参照）。
そして、長尺基板のトレーサビリティにおいては、１回目の停止位置での搭載ヘッドの可動範囲内に基板バーコードを貼り、１回目の停止位置でのクランプ時に基板バーコードを認識するのが一般的である。この場合、２回目以降の停止位置での部品搭載時には、１回目の停止位置で認識した基板バーコード情報を伝播していた。

特開２００８−２８２９６４号公報 特開２００１−３１３４９４号公報

しかしながら、従来の長尺基板のトレーサビリティにあっては、基板バーコードを１回目の停止位置でのヘッド可動範囲内に貼る必要があり、貼り付け位置に制限がある。
また、基板バーコードが１回目の停止位置でのヘッド可動範囲外に貼られてしまった場合、オペレータがハンディターミナルを用いて基板バーコードを認識させなければならないため、ヒューマンエラーが発生するおそれがある。さらに、オペレータが基板バーコードの認識作業を行う間、部品実装装置を停止しなければならず、稼働率が低下する。
そこで、本発明は、長尺基板上の基板バーコードを適切に認識することができる部品実装装置及び部品実装方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る部品実装装置は、電子部品を吸着保持する吸着ノズルを備え、基板搬送方向および搬送方向と直交する方向に移動可能な搭載ヘッドと、該吸着ノズルによる部品搭載可能範囲を基板搬送方向において超える大きさの基板を搬送可能とする搬送手段と、前記搬送手段を制御して、前記基板を複数の停止位置に搬送し停止する搬送制御手段と、前記各停止位置で前記基板上に部品を装着する部品装着手段と、を備える部品実装装置であって、前記吸着ノズル近傍に設けられ、当該吸着ノズルによる部品搭載可能範囲に対応する前記基板上の領域内に付されたマークを認識し、そのマーク情報を取得可能なマーク認識手段と、前記マークの前記基板上の位置情報に基づいて、前記マーク認識手段によって前記マークが認識可能となる前記基板の停止位置を判定する認識可能位置判定手段と、前記部品装着手段による部品の装着に先立って、前記認識可能位置判定手段で判定した停止位置にて、前記マーク認識手段によってマークを認識し、マーク情報を取得するマーク情報取得手段と、を備え、前記部品装着手段は、前記マーク情報取得手段で取得したマーク情報に基づいて、前記各停止位置で前記基板上に部品を装着するものであり、前記認識可能位置判定手段が、前記マークの前記基板上の座標情報を生産プログラムに格納された基板情報から取得して、前記マークが最初の停止位置で前記部品搭載可能範囲外にあると判断するとともに、前記マーク認識手段によって前記マークが認識可能となる前記基板の停止位置を判定した場合、前記搬送制御手段が前記認識可能位置判定手段で判定した停止位置である前記マークを認識可能な停止位置まで前記基板を搬送し、前記マーク情報取得手段が前記マークを認識可能な停止位置にて前記マーク認識手段によって前記マークを認識し、その後、前記搬送制御手段が前記基板を逆搬送し、前記部品装着手段が、前記マーク情報取得手段で取得したマーク情報に基づいて、前記基板上に部品を装着することを特徴としている。

このように、回路基板を複数の停止位置に停止させ、各停止位置で部品の搭載処理を行う。このとき、初めに基板に付されたマーク（バーコード等）を認識可能な停止位置に基板を搬送し、マーク情報を取得してから部品の搭載を行う。したがって、マークが基板上の何れの位置にあっても、当該マークの認識が可能となる。

また、上記において、前記搬送制御手段は、少なくとも隣り合う停止位置で、前記吸着ノズルによる部品搭載可能範囲に対応する前記基板上の領域の一部が重複するように、前記複数の停止位置を設定し、前記認識可能位置判定手段は、二以上の停止位置で前記マーク認識手段による前記マークの認識が可能であると判断したとき、そのうち生産開始時の前記基板の停止位置から前記基板の搬送距離が最短となる停止位置を、前記マーク認識手段によって前記マークが認識可能となる停止位置として判定することを特徴としている。

これにより、基板の新規生産の場合は、上記二以上の停止位置のうち基板の搬送方向上流側の停止位置をマークが認識可能な停止位置として判定する。また、基板の生産中断からの継続生産の場合は、上記二以上の停止位置のうち継続生産開始時の停止位置から最も近い停止位置を、マークが認識可能な停止位置として判定する。したがって、基板の搬送動作を最小限に抑えることができ、基板上への部品搭載処理時間の短縮を図ることができる。

さらに、上記において、前記部品装着手段は、前記複数の停止位置のうち、前記基板の搬送方向上流側の停止位置から順に部品を装着することを特徴としている。
これにより、マーク認識後、基板を搬出する方向へ向けて一方向に搬送しながら、各停止位置で部品を搭載することができる。したがって、部品搭載処理が煩雑化するのを防止することができる。

また、上記において、前記部品装着手段は、前記認識可能位置判定手段で判定した停止位置で部品を装着した後、残りの停止位置のうち、前記基板の搬送方向上流側の停止位置から順に部品を装着することを特徴としている。
これにより、マーク認識後、その停止位置でそのまま部品を搭載し、その後残りの停止位置で部品を搭載することができる。したがって、基板のクランプ動作を最小限に抑えることができ、基板上への部品搭載処理時間の短縮を図ることができる。

さらに、本発明に係る部品実装方法は、吸着ノズルによる部品搭載可能範囲を超える大きさの基板を搬送して、前記基板を複数の停止位置に停止し、前記各停止位置で前記基板上に部品を装着する部品実装方法であって、前記吸着ノズル近傍に、当該吸着ノズルによる部品搭載可能範囲に対応する前記基板上の領域内に付されたマークを認識し、そのマーク情報を取得可能なマーク認識部が設けられており、前記マークの前記基板上の位置情報に基づいて、前記マーク認識部によって前記マークが認識可能となる前記基板の停止位置を判定する認識可能位置判定ステップと、部品の装着に先立って、前記マークが認識可能な停止位置にて、前記マーク認識部によってマークを認識し、マーク情報を取得するマーク情報取得ステップと、取得したマーク情報に基づいて、前記各停止位置で前記基板上に部品を装着する部品装着ステップと、を備え、前記認識可能位置判定ステップにおいて、前記マークの前記基板上の座標情報を生産プログラムに格納された基板情報から取得して、前記マークが最初の停止位置で前記部品搭載可能範囲外にあると判断し、前記マーク認識部によって前記マークが認識可能となる前記基板の停止位置を判定した場合、前記認識可能位置判定ステップで判定した停止位置である前記マークを認識可能な停止位置まで前記基板を搬送し、前記マーク情報取得ステップにおいて前記マークを認識可能な停止位置にて前記マーク認識部によって前記マークを認識し、その後、前記基板を逆搬送し、前記部品装着ステップにおいて、前記マーク情報取得ステップで取得したマーク情報に基づいて、前記基板上に部品を装着することを特徴としている。
これにより、マークが基板上の何れの位置にあっても、当該マークの認識を可能とし、適正に部品搭載動作を行うことができる部品実装方法とすることができる。

本発明によれば、マークが基板上の何れの位置にあっても、適切にマーク情報を認識することができる。そのため、上記マークの貼り付け位置の制約を無くすことができる。また、マーク認識手段の不具合時等を除き、オペレータによるマーク認識作業の必要性が無くなるため、ヒューマンエラーの発生を大幅に低減することができると共に、稼働率の低下を抑制することができる。

本発明における部品実装装置を示す平面図である。 回路基板の停止位置を説明する図である。 回路基板の搬送機構を示す図である。 各停止位置における部品搭載可能な範囲を示す図である。 搭載ヘッドの構成を示す図である。 制御系の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における部品搭載処理手順を示すフローチャートである。 継続生産処理手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態における部品搭載処理手順を示すフローチャートである。 停止位置を３箇所設けた場合の各停止位置における部品搭載可能な範囲を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
（構成）
図１は、本発明における部品実装装置を示す平面図である。
図中、符号１は部品実装装置である。この部品実装装置１は、基台１０の上面にＸ方向に延在する一対の搬送レール１１を備える。この搬送レール１１は、回路基板５の両側辺部を支持し、搬送用モータ（図示せず）により駆動されることで回路基板５をＸ方向に搬送する。

また、部品実装装置１は搭載ヘッド１２を備える。この搭載ヘッド１２は、下部に電子部品を吸着する複数の吸着ノズルを備え、Ｘ軸ガントリ１３及びＹ軸ガントリ１４により、基台１０上をＸＹ方向に水平移動可能に構成されている。
この部品実装装置１には、搬送レール１１のＹ方向両側に、テープフィーダ等により電子部品を供給する部品供給装置１５が装着される。そして、部品供給装置１５から供給された電子部品は、搭載ヘッド１２の吸着ノズルによって真空吸着され、回路基板５上に実装搭載される。

回路基板５は、搬送レール１１上でＸ方向にずれた複数個所（本実施形態では２箇所）でクランプされ、停止するようになっており、各停止位置でそれぞれ部品搭載が行われる。すなわち、先ず、図２（ａ）に示すように、回路基板５の搬送方向前方側の一部分が、吸着ノズルの部品搭載可能範囲（ヘッド可動範囲）内に入る１回目の停止位置に回路基板５を停止して、部品の搭載処理を行う。次に、回路基板５を搬送し、図２（ｂ）に示すように、回路基板５の搬送方向後方側の一部分がヘッド可動範囲内に入る２回目の停止位置に回路基板５を停止して、部品の搭載処理を行う。

このように、ヘッド可動範囲よりもＸ方向に長い回路基板（長尺基板）５に電子部品を搭載する際には、Ｘ方向に複数回クランプ動作を行う。回路基板５の停止位置決め制御は、例えば図３に示す搬送機構によって実現する。図３に示す搬送機構は、ヘッド可動範囲以下の大きさの回路基板は２枚、ヘッド可動範囲を超える大きさの回路基板は１枚搬入可能となっている。
ここでは、ＩＮ−ＳＴＯＰセンサやＯＵＴ−ＳＴＯＰセンサで回路基板５を検知すると、回路基板５を検知してからの経過時間と基板搬送速度とによって基板搬送距離を算出し、ＩＮモータやＯＵＴモータを制御して回路基板５が所望の停止位置で停止するようにする。

なお、１回目の停止位置におけるヘッド可動範囲に対応する回路基板５上の領域（被搭載領域）と、２回目の停止位置における回路基板５上の被搭載領域とは、図４に示すように重複した領域ｂを有するようにする。
図４に示すように重複した領域ｂを有する場合、領域ａは１回目の停止位置でのみ搭載可能な領域、領域ｂは１回目・２回目どちらの停止位置でも搭載可能な領域、領域ｃは２回目の停止位置でのみ搭載可能な領域となる。

また、部品供給装置１５と回路基板５との間には、ＣＣＤカメラからなる部品認識カメラ２１を配置する。この部品認識カメラ２１は、電子部品の吸着位置ずれ（吸着ノズルの中心位置と吸着した部品の中心位置とのずれ）や、吸着角度ずれ（傾き）を検出するために、吸着ノズルで吸着した電子部品を撮像するものである。
さらに、部品実装装置１には、吸着する部品のサイズや形状に応じて、吸着ノズルを交換するためのノズル交換機１６が設けられている。このノズル交換機１６内には複数種のノズルが保管、管理されている。

次に、搭載ヘッド１２の構成について、図５をもとに説明する。
搭載ヘッド１２は、その基台１２ａが図１に示すＸ軸ガントリ１３に取り付けられることで、Ｘ方向に移動可能となっている。
また、搭載ヘッド１２は、電子部品２０を吸着保持する吸着ノズル１２ｂを複数備える。各吸着ノズル１２ｂは、θ軸回転機構１２ｃによってノズル軸（吸着軸）を中心に回転可能であると共に、Ｚ軸駆動機構１２ｄによってＺ方向（高さ方向）に昇降可能に構成されている。

さらに、搭載ヘッド１２には、支持部材１２ｅを介してヘッドカメラ２２と距離センサ２３とが取り付けられている。ヘッドカメラ２２は、例えば、回路基板５の表面画像を撮像し、その撮像画像を画像処理することで回路基板５上に貼り付けられたトレーサビリティ情報を表すマーク（基板バーコードＢ）や回路基板５に装着された部品を認識する。また、距離センサ２３は、センサ光により吸着ノズル１２ｂと回路基板５とのＺ方向の距離（高さ）を測定する。

図６は、部品実装装置１の制御系の構成を示すブロック図である。
部品実装装置１は、装置全体を制御するＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭなどを備えるマイクロコンピュータからなるコントローラ３０を備える。コントローラ３０には、以下に示す各構成３１〜３５が接続され、それぞれを制御する。
バキューム機構３１は真空を発生し、不図示のバキュームスイッチを介して各吸着ノズル１２ｂに真空の負圧を発生させる。

Ｘ軸モータ３２は、搭載ヘッド１２をＸ軸ガントリ１３に沿ってＸ軸方向に移動させるための駆動源であり、Ｙ軸モータ３３は、Ｘ軸ガントリ１３をＹ軸ガントリ１４に沿ってＹ軸方向に移動させるための駆動源である。このような構成により、搭載ヘッド１２はＸＹ方向に移動可能となる。
Ｚ軸モータ３４は、吸着ノズル１２ｂをＺ方向に昇降させるＺ軸駆動機構１２ｄの駆動源である。また、θ軸モータ３５は、吸着ノズル１２ｂをそのノズル中心軸（吸着軸）を中心にして回転させるθ軸回転機構１２ｃの駆動源である。
なお、図６では、Ｚ軸モータ３４とθ軸モータ３５は、それぞれ１つずつしか図示していないが、実際は吸着ノズル１２ｂの数だけ設けられる。

コントローラ３０は、後述する部品搭載処理を実行し、基板バーコードＢを認識してから各停止位置で回路基板５に電子部品２０を搭載する。本実施形態では、コントローラ３０は、部品搭載に先立って基板バーコードＢの認識を行い、バーコード情報を図示しないホストコンピュータに通知してから部品搭載動作を行う。これにより、ホストコンピュータ側では、部品実装装置１側でどの回路基板５が生産されているかをリアルタイムで監視することができる。

図７は、コントローラ３０で実行する部品搭載処理手順を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１で、コントローラ３０は、メモリに記憶された生産情報から回路基板５の新規生産であるか否かを判断する。上記生産情報は、生産終了時に生成されるものであり、どの状態で生産を終了したのか（部品搭載をすべて完了して終了したのか、部品搭載を中断して終了したのか、生産中断である場合には生産中断ポイント）が格納されている。

そして、新規生産である場合にはステップＳ２に移行し、生産中断後からの継続生産である場合にはステップＳ１０に移行し、後述する継続生産処理を実行してから部品搭載処理を終了する。
ステップＳ２では、コントローラ３０は、生産プログラムに格納された基板情報から、基板バーコードＢの回路基板５上の座標情報を読み出す。そして、当該座標情報に基づいて、基板バーコードＢの貼り付け位置が１回目の停止位置でのヘッド可動範囲に対応する基板上の領域内にあるか否かを判断する。

このとき、基板バーコードＢが１回目の停止位置でのヘッド可動範囲内にあると判断した場合には、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、コントローラ３０は、回路基板５を１回目の停止位置まで搬送してクランプし、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、コントローラ３０は、ヘッドカメラ２２によって回路基板５に貼られた基板バーコードＢを認識し、後述するステップＳ９に移行する。

一方、前記ステップＳ２で、基板バーコードＢが１回目の停止位置でのヘッド可動範囲外にあると判断した場合には、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、コントローラ３０は、基板バーコードＢの座標情報に基づいて、１回目の停止位置以外で、ヘッドカメラ２２によって基板バーコードＢを認識可能な回路基板５の停止位置（ヘッド可動範囲内に基板バーコードＢの貼り付け位置が含まれる停止位置）を設定する。

このとき、二以上の停止位置で基板バーコードＢを認識可能であると判断した場合には、そのうちの回路基板５の搬送方向上流側の停止位置を、基板バーコードＢを認識可能な停止位置として設定する。これは、生産開始時の回路基板５の停止位置から基板搬送距離が最短となる停止位置を、基板バーコードＢを認識可能な停止位置とするためである。そして、回路基板５を、基板バーコードＢを認識可能な停止位置まで搬送してクランプし、ステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では、コントローラ３０は、ヘッドカメラ２２によって回路基板５に貼られた基板バーコードＢを認識し、ステップＳ７に移行して、回路基板５のクランプを解除する。

次にステップＳ８で、コントローラ３０は、回路基板５を逆搬送して１回目の停止位置まで移動し、クランプする。
ステップＳ９では、コントローラ３０は、部品搭載に先立って取得した基板バーコードＢのバーコード情報に基づいて、回路基板５に電子部品２０を搭載する。このとき、１回目の停止位置から順次回路基板５を下流側へ搬送し、電子部品２０の搭載処理を行う。なお、本実施形態では、搬送レール１１による回路基板５の搬入側を上流側、搬出側を下流側とする。

すなわち、部品搭載の際の停止位置を２箇所設けている回路基板５の場合、１回目の停止位置で回路基板５をクランプした状態で電子部品２０を搭載した後、回路基板５のクランプを解除し、２回目の停止位置まで回路基板５を搬送しクランプする。そして、２回目の停止位置で回路基板５をクランプした状態で電子部品２０を搭載した後、回路基板５のクランプを解除して下流側へと搬送し、部品実装装置１の外部に搬出する。

また、ステップＳ１０では、コントローラ３０は、図８に示す継続生産処理を実行してから部品搭載処理を終了する。
この継続生産処理では、先ずステップＳ２１で、コントローラ３０は、継続生産開始時点における回路基板５の停止位置でのヘッド可動範囲に対応する基板上の領域内に、基板バーコードＢが貼られているか否かを判定する。そして、基板バーコードＢが継続生産開始時点における回路基板５の停止位置でのヘッド可動範囲内にある場合にはステップＳ２２に移行し、基板バーコードＢが継続生産開始時点における回路基板５の停止位置でのヘッド可動範囲内にない場合には、後述するステップＳ２９に移行する。
ステップＳ２２では、コントローラ３０は、ヘッドカメラ２２によって基板バーコードを認識し、ステップＳ２３に移行して電子部品２０の搭載を開始する。

次にステップＳ２４では、コントローラ３０は、回路基板５のクランプを解除し、ステップＳ２５に移行して、回路基板５上に部品未搭載の領域が存在するか否かを判定する。そして、部品未搭載の領域が存在する場合にはステップＳ２６に移行し、部品未搭載の領域が存在しない場合には、電子部品２０の搭載が完了したと判断して継続生産処理を終了する。

ステップＳ２６では、コントローラ３０は、部品未搭載の領域に部品を搭載すべく、回路基板５を搬送しクランプする。ここでは、例えば、部品未搭載である停止位置のうち、搬送方向上流側の停止位置に回路基板５を搬送しクランプする。次にステップＳ２７で、コントローラ３０は、その停止位置での被搭載領域に電子部品２０を搭載し、ステップＳ２８に移行する。そして、ステップＳ２８で、コントローラ３０は、回路基板５のクランプを解除し、前記ステップＳ２５に移行する。

また、ステップＳ２９では、コントローラ３０は、基板バーコードＢを認識可能な停止位置まで回路基板５を搬送し、クランプしてからステップＳ３０に移行する。このとき、二以上の停止位置で基板バーコードＢを認識可能であると判断した場合には、そのうちの継続生産開始時における回路基板５の停止位置から基板搬送距離が最短となる停止位置を、基板バーコードＢを認識可能な停止位置とする。

例えば、部品搭載の際の停止位置を３箇所設けている回路基板５について、１回目の停止位置から継続生産を行う場合で、基板バーコードＢは２回目の停止位置及び３回目の停止位置のどちらでも認識可能である場合には、２回目の停止位置を、基板バーコードＢを認識可能な停止位置とする。
ステップＳ３０では、コントローラ３０は、基板バーコードＢを認識可能な停止位置にてヘッドカメラ２２によって基板バーコードＢを認識し、ステップＳ３１に移行して回路基板５のクランプを解除する。

次にステップＳ３２で、コントローラ３０は、継続生産開始時点における回路基板５の停止位置まで回路基板５を搬送し、クランプする。そして、ステップＳ３３で、コントローラ３０は、その時点での停止位置の被搭載領域に電子部品２０を搭載する。
すなわち、図４に示すように基板バーコードＢが２回目の停止位置のヘッド可動範囲内（領域ｃ）にあり、継続生産開始時点における回路基板５が１回目の停止位置にある場合には、回路基板５を２回目の停止位置まで搬送し、基板バーコードＢを認識してから回路基板５を１回目の停止位置まで逆搬送し、電子部品２０の搭載を再開する。
一方、基板バーコードＢが１回目の停止位置のヘッド可動範囲内（図４の領域ａ）にあり、回路基板５の停止位置が２回目の停止位置である場合には、回路基板５を１回目の停止位置まで逆搬送し、基板バーコードＢを認識してから回路基板５を２回目の停止位置まで搬送し、電子部品２０の搭載を再開する。

次にステップＳ３４で、コントローラ３０は、回路基板５のクランプを解除し、前記ステップＳ２５に移行する。
なお、搬送レール１１が搬送手段に対応し、図３の搬送機構が搬送制御手段に対応し、ヘッドカメラ２２がマーク認識手段に対応している。また、図７において、ステップＳ２、Ｓ３及びＳ５が認識可能位置判定手段に対応し、ステップＳ４及びＳ６がマーク情報取得手段に対応し、ステップＳ７〜Ｓ９が部品装着手段に対応している。
さらに、図８において、ステップＳ２１及びＳ２９が認識可能位置判定手段に対応し、ステップＳ２２及びＳ３０がマーク情報取得手段に対応し、ステップＳ２３〜２８及びＳ３１〜Ｓ３４が部品装着手段に対応している。

（動作）
次に、第１の実施形態の動作について説明する。
Ｘ方向の長さがヘッド可動範囲よりも長い回路基板５を新規に生産する場合（図７のステップＳ１でＹｅｓ）、先ず、回路基板５上に貼り付けた基板バーコードＢの座標情報を取得し、基板バーコードＢの貼り付け位置がヘッド可動範囲内に含まれる停止位置に回路基板５を搬送しクランプする。このとき、例えば基板バーコードＢが、図４に示すように２回目の停止位置でのヘッド可動範囲内（領域ｃ）に貼り付けられている場合（ステップＳ２でＮｏ）、搬送用モータを駆動して回路基板５を搬送レール１１に沿って移動し、２回目の停止位置で回路基板５をクランプする（ステップＳ５）。

そして、この２回目の停止位置において、ヘッドカメラ２２によって基板バーコードＢを認識する（ステップＳ６）。基板バーコードＢを認識したら、回路基板５のクランプを解除し（ステップＳ７）、搬送用モータを駆動して回路基板５を搬送レール１１に沿って上流側へ逆搬送し、１回目の停止位置で回路基板５をクランプする（ステップＳ８）。
そして、この１回目の停止位置で電子部品２０の搭載処理を行う（ステップＳ９）。すなわち、コントローラ３０は、Ｘ軸モータ３２及びＹ軸モータ３３を駆動制御して搭載ヘッド１２を所定の部品供給位置まで移動し、次いでバキューム機構３１を駆動制御して部品供給装置１５から電子部品２０を真空吸着する。このとき、部品認識カメラ２１で電子部品２０の吸着位置ずれ等を確認する。そして、コントローラ３０は、再びＸ軸モータ３２及びＹ軸モータ３３を駆動制御して搭載ヘッド１２を回路基板５の所定の部品搭載位置まで移動し、Ｚ軸モータ３４を駆動制御して吸着ノズル１２ｂを下降することで、電子部品２０を回路基板５上に装着する。

１回目の停止位置における部品搭載が終了すると、回路基板５のクランプを解除し、搬送レール１１によって回路基板５を下流側へと搬送し、２回目の停止位置でクランプする。そして、この第２の停止位置において電子部品２０の搭載処理を行う（ステップＳ９）。
２回目の停止位置における部品搭載が終了すると、搬送レール１１によって回路基板５を下流側へと移動し、部品実装装置１の外部に搬出して部品搭載処理を終了する。

このように、先ずは回路基板５を、基板バーコードＢの貼り付け位置がヘッド可動範囲内となる停止位置でクランプし、基板バーコードＢを認識してから電子部品２０の搭載を開始する。このとき、回路基板５を１回目の停止位置まで戻し、１回目の停止位置→２回目の停止位置→…の順に回路基板５を下流側へ搬送しながら電子部品２０を搭載する。
長尺基板のトレーサビリティにおいて、１回目の停止位置から順に回路基板５を下流側へ搬送して部品を搭載していく手法を採用している場合、１回目の停止位置で基板バーコードを認識し、２回目以降の停止位置では１回目の停止位置で認識したバーコード情報を用いて部品搭載動作を行うのが一般的であった。

しかしながら、この場合、基板バーコードが１回目の停止位置でのヘッド可動範囲外に貼られてしまうとヘッドカメラによる基板バーコードの認識が不可能となる。そのため、基板バーコードの貼り付け位置には厳しい制約があった。また、ヘッドカメラによる基板バーコードの認識が不可能である場合、オペレータがハンディターミナルを用いて基板バーコードを認識させなければならず、ヒューマンエラーが発生する可能性があった。さらに、オペレータが基板バーコードの認識作業を行う間、部品実装装置を停止しなければならないため、稼働率が低下していた。

これに対して、本実施形態では、基板バーコードＢが回路基板５上の何れの位置にあっても、部品搭載に先立って適切に基板バーコード情報を認識することができる。そのため、基板バーコードＢの貼り付け位置の制約を無くすことができる。また、ヘッドカメラの不具合時等を除き、オペレータによる基板バーコードの認識作業の必要性が無くなるため、ヒューマンエラーの発生を大幅に低減することができると共に、稼働率の低下を抑制することができる。

次に、継続生産時の動作について説明する。
ここでは、前回の生産で１回目の停止位置での部品搭載はすべて完了しており、２回目の停止位置での部品搭載動作中に生産中断し、そこからの継続生産を行う場合を例に挙げて説明する。
基板バーコードＢが２回目の停止位置でのヘッド可動範囲内（領域ｂ又はｃ）にある場合、継続生産開始時における停止位置で基板バーコードを認識可能である（図８のステップＳ２１でＹｅｓ）。したがって、この場合には、そのままヘッドカメラ２２によって基板バーコードＢを認識し（ステップＳ２２）、生産中断位置から部品搭載動作を開始する（ステップＳ２３）。２回目の停止位置での部品搭載動作が完了すると、回路基板５のクランプを解除し（ステップＳ２４）、継続生産を終了する（ステップＳ２５でＮｏ）。

一方、基板バーコードＢが２回目の停止位置でのヘッド可動範囲内にない場合、すなわち、基板バーコードＢが１回目の停止位置でのみ搭載可能な領域ａに貼られている場合には、継続生産開始時における停止位置で基板バーコードを認識することはできない（ステップＳ２１でＮｏ）。したがって、この場合には、搬送レール１１によって回路基板５を上流側へと移動し、基板バーコードＢを認識可能な１回目の停止位置でクランプする（ステップＳ２９）。そして、この１回目の停止位置で、ヘッドカメラ２２によって基板バーコードＢを認識する（ステップＳ３０）。

基板バーコードＢを認識したら、回路基板５のクランプを解除し（ステップＳ３１）、搬送レール１１によって回路基板５を下流側へと移動して、継続生産開始時における２回目の停止位置でクランプする（ステップＳ３２）。そして、この２回目の停止位置において、生産中断位置から部品搭載動作を開始する（ステップＳ３３）。２回目の停止位置での部品搭載動作が完了すると、回路基板５のクランプを解除し（ステップＳ３４）、継続生産を終了する（ステップＳ２５でＮｏ）。

（効果）
このように、第１の実施形態では、回路基板（長尺基板）を複数の停止位置に停止させ、各停止位置で部品の搭載処理を行う。このとき、初めに基板バーコードを認識可能な停止位置に回路基板を搬送し、バーコード情報を取得してから部品の搭載を行う。
したがって、基板バーコードが回路基板のどの位置に貼られていても、オペレータの介在なしで部品実装装置だけでバーコード認識が可能となる。そのため、ヒューマンエラーの発生を低減することができると共に、稼働率の低下を抑制することができる。生産中断後の継続生産時においても新規生産の場合と同様に、適切にバーコード認識が可能である。

また、少なくとも隣り合う停止位置でヘッド可動範囲の一部が重複するように回路基板の停止位置を設定するので、基板バーコード全体が認識可能となる停止位置を確実に設定することができる。仮にヘッド可動範囲が重複する領域を設けないものとすると、ヘッド可動範囲の境界を跨いで基板バーコードが貼られた場合に、当該基板バーコードの認識が不可能となってしまう。本実施形態では、これを防止し、確実に基板バーコードの認識を可能とする。
さらに、基板バーコードの認識に際しては、生産プログラムから基板バーコードの基板上の座標情報を取得し、その座標情報に基づいて基板バーコードを認識可能な停止位置を判定する。そのため、適切に回路基板を基板バーコードが認識可能な停止位置でクランプすることができ、確実にバーコード情報を認識することができる。

また、このとき、二以上の停止位置で基板バーコードの認識が可能であると判断したときには、そのうちの基板搬送距離が最短となる停止位置を、基板バーコードが認識可能な停止位置として判定する。これにより、回路基板の搬送動作を最小限に抑えることができ、部品搭載処理時間の短縮を図ることができる。
さらにまた、部品搭載に際しては、複数の停止位置のうち、回路基板の搬送方向上流側の停止位置（１回目の停止位置）から順に部品を搭載する。これにより、基板バーコードの認識後、回路基板を搬出する方向へ向けて一方向に搬送しながら、各停止位置で部品を搭載することができる。したがって、部品搭載処理が煩雑化するのを防止することができる。
以上のように、基板バーコードを適切に認識することができるので、回路基板上に電子部品を正しく搭載することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態において基板バーコードＢを認識した後、１回目の停止位置から順に部品を搭載しているのに対し、基板バーコードＢを認識した停止位置から部品を搭載するようにしたものである。

（構成）
図９は、第２の実施形態におけるコントローラ３０で実行する部品搭載処理手順を示すフローチャートである。
先ずステップＳ４１で、コントローラ３０は、メモリに記憶した生産情報から回路基板５の新規生産であるか否かを判断する。そして、新規生産である場合にはステップＳ４２に移行し、生産中断後からの継続生産である場合にはステップＳ５０に移行し、後述する継続生産処理を実行してから部品搭載処理を終了する。

ステップＳ４２では、コントローラ３０は、生産プログラムの基板情報から基板バーコードＢの回路基板５上の座標情報を読み出し、当該座標情報に基づいて、ヘッドカメラ２２によって基板バーコードＢを認識可能な回路基板５の停止位置（ヘッド可動範囲内に基板バーコードＢ全体が含まれる停止位置）を設定する。
このとき、二以上の停止位置で基板バーコードＢを認識可能であると判断した場合には、そのうちの回路基板５の搬送方向上流側の停止位置を、基板バーコードＢを認識可能な停止位置として設定する。そして、回路基板５を、その停止位置まで搬送してクランプし、ステップＳ４３に移行する。
ステップＳ４３では、コントローラ３０は、ヘッドカメラ２２によって回路基板５に貼られた基板バーコードＢを認識し、ステップＳ４４に移行して、その時点での停止位置の被搭載領域に電子部品２０を搭載する。これにより、基板バーコードＢを認識した停止位置の被搭載領域に電子部品２０が搭載される。

次にステップＳ４５で、コントローラ３０は、回路基板５のクランプを解除し、ステップＳ４６に移行して、回路基板５上に部品未搭載の領域が存在するか否かを判定する。そして、部品未搭載の領域が存在する場合にはステップＳ４７に移行し、部品未搭載の領域が存在しない場合には、電子部品２０の搭載が完了したと判断して部品搭載処理を終了する。

ステップＳ４７では、コントローラ３０は、部品未搭載の領域に部品を搭載すべく、回路基板５を搬送しクランプする。ここでは、例えば、部品未搭載である停止位置のうち、搬送方向上流側の停止位置に回路基板５を搬送しクランプする。次にステップＳ４８で、コントローラ３０は、その停止位置での被搭載領域に電子部品２０を搭載し、ステップＳ４９に移行する。ステップＳ４９では、コントローラ３０は、回路基板５のクランプを解除し、前記ステップＳ４６に移行する。

また、ステップＳ５０では、コントローラ３０は、第１の実施形態と同様に、図８に示す継続生産処理を実行してから部品搭載処理を終了する。
なお、図９において、ステップＳ４２が認識可能位置判定手段に対応し、ステップＳ４３がマーク情報取得手段に対応し、ステップＳ４４〜Ｓ４９が部品装着手段に対応している。

（動作）
次に、第２の実施形態の動作について説明する。
Ｘ方向の長さがヘッド可動範囲よりも長い回路基板５を新規に生産する場合（図９のステップＳ４１でＹｅｓ）、先ず、回路基板５上に貼り付けた基板バーコードＢの座標情報を取得し、基板バーコードＢの貼り付け位置がヘッド可動範囲内に含まれる停止位置に回路基板５を搬送しクランプする（ステップＳ４２）。このとき、例えば基板バーコードＢが、図４に示すように２回目の停止位置でのヘッド可動範囲内（領域ｃ）に貼り付けられている場合、搬送用モータを駆動して回路基板５を搬送レール１１に沿って移動し、２回目の停止位置で回路基板５をクランプする。

そして、この２回目の停止位置において、ヘッドカメラ２２によって基板バーコードＢを認識し（ステップＳ４３）、そのまま電子部品２０の搭載処理を行う（ステップＳ４４）。
２回目の停止位置における部品搭載が終了すると、回路基板５のクランプを解除し（ステップＳ４５）、次に１回目の停止位置で電子部品２０の搭載処理を行うべく、搬送レール１１によって回路基板５を上流側へと逆搬送し、１回目の停止位置でクランプする（ステップＳ４７）。そして、この１回目の停止位置において電子部品２０の搭載処理を行う（ステップＳ４８）。

１回目の停止位置における部品搭載が終了すると、搬送レール１１によって回路基板５を下流側へと移動し、部品実装装置１の外部に搬出して部品搭載処理を終了する（ステップＳ４６でＮｏ）。
このように、先ずは回路基板５を、基板バーコードＢの貼り付け位置がヘッド可動範囲内に含まれる停止位置でクランプし、基板バーコードＢを認識してから電子部品２０の搭載を開始する。このとき、基板バーコードＢを認識した停止位置から電子部品２０を搭載する。

ところで、基板バーコードＢが２回目の停止位置でのヘッド可動範囲内である領域ｃに貼られている場合、前述した第１の実施形態のように、基板バーコードＢを認識した後、１回目の停止位置から順に部品を搭載していく方法を採用すると、基板搬入から基板搬出までの流れは、基板搬入→２回目の停止位置でクランプ→バーコード認識→１回目の停止位置でクランプ→部品搭載→２回目の停止位置でクランプ→部品搭載→基板搬出、となる。
これに対して、本実施形態では、基板搬入→２回目の停止位置でクランプ→バーコード認識→部品搭載→１回目の停止位置でクランプ→部品搭載→基板搬出、となり、１回目の停止位置から順に部品を搭載していく方法と比較して、回路基板５のクランプ動作を削減することができる。

（効果）
このように、第２の実施形態では、上述した第１の実施形態と同様に、基板バーコードが回路基板上の何れの位置にあっても、適切に基板バーコード情報を認識することができる。
そして、基板バーコードを認識した後の部品搭載に際しては、基板バーコードを認識した停止位置から部品を搭載するものとし、部品搭載開始位置を１回目の停止位置に限定しないようにする。したがって、回路基板のクランプ動作を最小限にすることができ、部品搭載処理時間の短縮を図ることができる。

（応用例）
なお、上記実施形態においては、部品搭載の際の回路基板５の停止位置を２箇所とする場合について説明したが、３箇所以上とすることもできる。例えば停止位置を３箇所とした場合、図１０に示すように、１回目の停止位置でのヘッド可動範囲と２回目の停止位置でのヘッド可動範囲との重複領域ｂや、２回目の停止位置でのヘッド可動範囲と３回目の停止位置でのヘッド可動範囲との重複領域ｄを有するようにする。
また、上記実施形態においては、ＩＮ−ＳＴＯＰセンサやＯＵＴ−ＳＴＯＰセンサを用いて回路基板５を各停止位置に停止させる場合について説明したが、搭載ヘッド１２に設置した距離センサ２３を用いて、回路基板５を各停止位置に停止させるようにしてもよい。

１…部品実装装置、５…回路基板、１１…搬送レール、１２…搭載ヘッド、１２ｂ…吸着ノズル、１２ｃ…θ軸駆動機構、１２ｄ…Ｚ軸駆動機構、１３…Ｘ軸ガントリ、１４…Ｙ軸ガントリ、１５…部品供給装置、１６…ノズル交換機、２０…電子部品、２１…部品認識カメラ、２２…ヘッドカメラ、２３…距離センサ、３０…コントローラ

Claims (5)

1. 電子部品を吸着保持する吸着ノズルを備え、基板搬送方向および搬送方向と直交する方向に移動可能な搭載ヘッドと、該吸着ノズルによる部品搭載可能範囲を基板搬送方向において超える大きさの基板を搬送可能とする搬送手段と、前記搬送手段を制御して、前記基板を複数の停止位置に搬送し停止する搬送制御手段と、前記各停止位置で前記基板上に部品を装着する部品装着手段と、を備える部品実装装置であって、
   前記吸着ノズル近傍に設けられ、当該吸着ノズルによる部品搭載可能範囲に対応する前記基板上の領域内に付されたマークを認識し、そのマーク情報を取得可能なマーク認識手段と、
   前記マークの前記基板上の位置情報に基づいて、前記マーク認識手段によって前記マークが認識可能となる前記基板の停止位置を判定する認識可能位置判定手段と、
   前記部品装着手段による部品の装着に先立って、前記認識可能位置判定手段で判定した停止位置にて、前記マーク認識手段によってマークを認識し、マーク情報を取得するマーク情報取得手段と、を備え、
   前記部品装着手段は、前記マーク情報取得手段で取得したマーク情報に基づいて、前記各停止位置で前記基板上に部品を装着するものであり、
   前記認識可能位置判定手段が、前記マークの前記基板上の座標情報を生産プログラムに格納された基板情報から取得して、前記マークが最初の停止位置で前記部品搭載可能範囲外にあると判断するとともに、前記マーク認識手段によって前記マークが認識可能となる前記基板の停止位置を判定した場合、前記搬送制御手段が前記認識可能位置判定手段で判定した停止位置である前記マークを認識可能な停止位置まで前記基板を搬送し、前記マーク情報取得手段が前記マークを認識可能な停止位置にて前記マーク認識手段によって前記マークを認識し、その後、前記搬送制御手段が前記基板を逆搬送し、前記部品装着手段が、前記マーク情報取得手段で取得したマーク情報に基づいて、前記基板上に部品を装着することを特徴とする部品実装装置。
2. 前記搬送制御手段は、少なくとも隣り合う停止位置で、前記吸着ノズルによる部品搭載可能範囲に対応する前記基板上の領域の一部が重複するように、前記複数の停止位置を設定し、
   前記認識可能位置判定手段は、二以上の停止位置で前記マーク認識手段による前記マークの認識が可能であると判断したとき、そのうち生産開始時の前記基板の停止位置から前記基板の搬送距離が最短となる停止位置を、前記マーク認識手段によって前記マークが認識可能となる停止位置として判定することを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記部品装着手段は、前記複数の停止位置のうち、前記基板の搬送方向上流側の停止位置から順に部品を装着することを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装装置。
4. 前記部品装着手段は、前記認識可能位置判定手段で判定した停止位置で部品を装着した後、残りの停止位置のうち、前記基板の搬送方向上流側の停止位置から順に部品を装着することを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装装置。
5. 吸着ノズルによる部品搭載可能範囲を超える大きさの基板を搬送して、前記基板を複数の停止位置に停止し、前記各停止位置で前記基板上に部品を装着する部品実装方法であって、
   前記吸着ノズル近傍に、当該吸着ノズルによる部品搭載可能範囲に対応する前記基板上の領域内に付されたマークを認識し、そのマーク情報を取得可能なマーク認識部が設けられており、
   前記マークの前記基板上の位置情報に基づいて、前記マーク認識部によって前記マークが認識可能となる前記基板の停止位置を判定する認識可能位置判定ステップと、
   部品の装着に先立って、前記マークが認識可能な停止位置にて、前記マーク認識部によってマークを認識し、マーク情報を取得するマーク情報取得ステップと、
   取得したマーク情報に基づいて、前記各停止位置で前記基板上に部品を装着する部品装着ステップと、を備え、
   前記認識可能位置判定ステップにおいて、前記マークの前記基板上の座標情報を生産プログラムに格納された基板情報から取得して、前記マークが最初の停止位置で前記部品搭載可能範囲外にあると判断し、前記マーク認識部によって前記マークが認識可能となる前記基板の停止位置を判定した場合、前記認識可能位置判定ステップで判定した停止位置である前記マークを認識可能な停止位置まで前記基板を搬送し、前記マーク情報取得ステップにおいて前記マークを認識可能な停止位置にて前記マーク認識部によって前記マークを認識し、その後、前記基板を逆搬送し、前記部品装着ステップにおいて、前記マーク情報取得ステップで取得したマーク情報に基づいて、前記基板上に部品を装着することを特徴とする部品実装方法。

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