JP6207905B2 - テープフィーダ、テープフィーダ計測装置、およびテープフィーダ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、スプロケットをモータで間欠駆動し、パーフォレーションが穿設されたテープをそのパーフォレーションのピッチ以下のピッチで間欠送りさせるテープフィーダ、そのテープフィーダによるテープの送り誤差を計測するテープフィーダ計測装置、およびテープフィーダによるテープの間欠送りを制御するテープフィーダ制御方法に関する。

上記のようなテープフィーダが、電子部品実装の分野で用いられている。すなわち、上記のようなテープフィーダが回路基板上に電子部品を実装する電子部品実装装置に装着される。パーフォレーションが穿設されたテープに等間隔に電子部品を埋め込み又は貼り付けておき、電子部品実装装置に装着されているテープフィーダは、そのテープのパーフォレーションにスプロケットの歯を挿し込みスプロケットをモータで間欠駆動することでテープを電子部品の配置ピッチずつ間欠送りさせる。そしてこの電子部品実装装置は、テープが停止している間に電子部品を１つずつ吸着ノズル等でテープから取り出して回路基板に実装する。

このテープフィーダで重要な点は、テープを電子部品の配置ピッチずつ高精度に間欠送りすることである。

特に近年では、電子部品が小型化され、テープ上に例えば１ｍｍピッチで電子部品が配置されている。このテープ上の電子部品を取り出す吸着ノズル等もその電子部品の寸法に見合った極めて小型のものが使用される。この場合、その小型の吸着ノズル等でテープ上の小さな電子部品が確実に取り出されるよう、テープフィーダにも１ｍｍピッチでの高精度な間欠送りが要求されることになる。

ここで、スプロケットを回転駆動するモータ自体の１回ごとの回転量は高精度に制御が可能であるものの、そのモータとスプロケットの間には例えばギア列等の駆動力伝達機構が介在しており、その駆動力伝達機構には寸法誤差等が存在するため、モータを高精度に駆動するだけでは要求を満足するだけの高精度な間欠送りを実現することができない。

テープの高精度な間欠送りを実現するための１つとして、スプロケットに直接に高精度なロータリエンコーダを取り付けてスプロケットの回転角度を高精度に計測することが考えられる。しかしながら、このような高精度なロータリエンコーダは高価であり、テープフィーダのコストを大きく上昇させ、電子部品の実装コスト、電子部品が実装された回路基板のコストを大きく押し上げる結果となる。また、電子部品実装装置には、回路基板上に搭載される複数の電子部品それぞれが配列された複数のテープをそれぞれ間欠送りさせる、複数のテープフィーダが横並びに詰め込まれる。このためテープフィーダのスプロケットに本格的な高精度なエンコーダを取り付けた状態では、そのテープフィーダを電子部品実装装置に組み込むこと自体に無理がある。

特許文献１には、この問題の１つの解決法が提案されている。すなわち、この特許文献１には、テープフィーダのスプロケットに、誤差を容認したエンコーダを実装しておき、間欠送り誤差を別途に正確に測定してその誤差をキャンセルする補正値を求め、その補正値を使って高精度な間欠送りを実現することが提案されている。

特開２００７−２２７４９１号公報

上掲の特許文献１には、間欠送り誤差を正確に測定する方法として、スプロケットの上方にカメラを配置してそのカメラにより撮像された画像の処理を行なって撮像対象の位置認識を行い、画像処理により認識されたテープの停止位置と基準停止位置との誤差を測定する、と記載されている。しかしながら、この特許文献１には、これ以上の情報は記載されておらず、具体的にどのようにすると実際の停止位置を充分に正確に認識又は測定できるのか明らかではない。

本発明は、上記事情に鑑み、テープ送り誤差を正確に計測することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のテープフィーダ計測装置は、スプロケットをモータで間欠駆動し、パーフォレーションが穿設されたテープを該パーフォレーションのピッチ以下のピッチで間欠送りさせるテープフィーダによる該テープの送り誤差を計測するテープフィーダ計測装置であって、
テープ走行方向および前記スプロケットの回転軸の延びる方向の双方に対し交わる方向から、モータによるスプロケットの間欠駆動中の各停止時におけるスプロケットの歯又はテープのパーフォレーションを撮影して、各停止時ごとの各撮影画像を表わす画像信号を生成するカメラと、
各停止時におけるスプロケットの歯又はテープのパーフォレーションの、走行方向の停止位置に応じたエッジ形状を表わす複数のテンプレートを記憶しておくテンプレート記憶部と、
カメラによる各撮影画像とテンプレート記憶部に記憶されているテンプレートとのパターンマッチング処理により、各撮影画像上のスプロケットの歯の頂面又はテープのパーフォレーションのエッジを検出するエッジ検出部と、
エッジ検出部で検出された、各停止時の各撮影画像上のエッジの位置に基づいて、スプロケット一周分にわたる、テープの各停止時の送り誤差を算出する誤差算出部とを備えたことを特徴とする。

ここで、本発明のテープフィーダ計測装置において、上記エッジ検出部が、各撮影画像上の、少なくとも走行方向両端の領域では、エッジのうちの、各撮影画像上の中央寄りの一部分の形状を表わすテンプレートとのパターンマッチング処理により、該エッジを検出するものであることを特徴とする請求項１記載の。

スプロケットの歯の場合、カメラには中央寄りのエッジ部分が撮影画像上に強いコントラストを持って写し出されるため、また、パーフォレーションのエッジの場合、中央寄りのエッジ部分はスプロケットの歯のエッジと分離して検出することができるため、中央寄りのエッジ部分を検出することで、さらに高精度な検出が可能である。

また、本発明のテープフィーダ計測装置において、上記誤差算出部で算出された送り誤差が許容誤差以内であるか否かを判定する精度判定部をさらに備えることが好ましい。

本発明のテープフィーダ計測装置は、この精度判定部を備えて、テープフィーダを選別する装置として利用してもよい。

さらに、本発明のテープフィーダ計測装置において、上記誤差算出部で算出された、スプロケットの一周にわたるテープの各停止時の送り誤差に基づいて、モータによるスプロケットの、各停止時に対応する各停止角度ごとの駆動量の補正値を算出する補正値算出部をさらに備えることも好ましい態様である。

この補正値算出部を備えると、元々の送り精度が低いテープフィーダであっても、算出された補正値を用いてテープを高精度に間欠送りさせることができる。

尚、この補正値算出部は、上述の精度判定部と併用して、十分な精度のないテープフィーダのみについて補正値を算出してもよく、あるいは、上述の精度判定部は備えることなく、誤差の大小にかかわらず補正値を算出することとしてもよい。

また、本発明のテープフィーダ計測装置での計測対象のテープフィーダがスプロケットの絶対回転角度を検出するアブソリュートエンコーダを備えたものであって、このテープフィーダ計測装置の補正値算出部が、アブソリュートエンコーダで得られたスプロケットの絶対回転角度に対応づけた補正値を算出するものであることが好ましい。

このアブソリュートエンコーダは、前記ロータリエンコーダと同等の精度でスプロケットの回転角度を計測することができなくても、ロータリエンコーダに比べて安価で、取付スペースをそれほど必要としないものであることが好ましい。

ここでは、テープフィーダの動作を一旦停止させた場合について考察する。テープフィーダが上記のアブソリュートエンコーダを備えずにスプロケットの初期位置（回転角度ゼロ）のみ検知することができるものであった場合、テープフィーダの動作を再開した後、直ちには高精度な間欠送りは実現できず、スプロケットが初期位置を通過した後に高精度な間欠送りが実現される。したがってスプロケットが初期位置を通過するまでの間のテープ上の電子部品はテープ上からの取り出しに失敗するおそれがある。このため、スプロケットが初期位置を通過することによって高精度な間欠送りが再開するまでテープ上の電子部品をテープ上に残したまま廃棄することになる。

これに対し、補正値をアブソリュートエンコーダで得られたスプロケットの絶対回転角度に対応づけておくことにより、テープフィーダが動作を一旦停止して再開したとき、スプロケットの現在の絶対回転角度を知ってその絶対回転角度に対応する補正値を用いて補正することができる。こうすることにより、スプロケットが初期位置を通過するのを待つことなく、直ちに高精度な間欠送りを行なうことができる。

尚、アブソリュートエンコーダは、スプロケットの絶対回転角度を検出するものであるが、そのアブソリュートエンコーダがスプロケット自体に備えられていて、スプロケットの絶対回転角度を直接に検出するものに限らない。例えば、モータからギア列を介在させてスプロケットに駆動力が伝達される構成の場合、アブソリュートエンコーダは、直接的にはそのギア列を構成するいずれかのギアの絶対回転角度を検出するものであって、そのギアの絶対回転角度からスプロケットの絶対回転角度に換算されるものであってもよい。

また、上記目的を達成する本発明のテープフィーダ制御方法は、
上記の補正値を算出する態様の本発明のテープフィーダ計測装置を用いてテープフィーダの補正値を取得するステップと、
上記補正値を、又はその補正値により補正された、モータによるスプロケットの各停止角度ごとの補正済駆動量を、テープフィーダに記憶させるステップと、
上記モータに、スプロケットを、上記補正値により補正された補正済駆動量に基づいて駆動させるステップとを有することを特徴とする。

本発明のテープフィーダ制御方法によれば、テープフィーダを使ってテープを高精度に間欠送りさせることができる。

以上の本発明によれば、テープフィーダによるテープの間欠送り誤差が正確に計測される。

テープフィーダの概要を示した斜視図である。 図１に斜視図を示したテープフィーダの側面図である。 テープの一部分を示した平面図である。 吸着ノズルの動作位置（図４（ａ））とモータ動作速度（図４（ｂ））との対応関係を示した図である。 図４の動作を図解した模式図である。 図１、図２に示すテープフィーダの、テープ駆動機構の概要を示した図である。 アブソリュートエンコーダの概要を示した図である。 電子部品実装装置の概要を示した外観斜視図である。 テープフィーダに、本実施形態のテープフィーダ計測装置を構成するカメラを取り付けた状態を示した斜視図である。 各テープ送り量ごとのスプロケットの歯又はパーフォレーションの穴の位置を示した図である。 本実施形態のテープフィーダ計測装置の概要を示した図である。 図１１の演算部で実行される処理を表わしたフローチャートである。 撮影画像上のテープ走行方向の各位置に対応する、撮影画像上にあらわれるスプロケットの歯の頂面の形状を示した模式図である。 誤差ｄＹと角度θとの関係を表わした図である。 計測前のテーブルを示した図である。 計測終了時のテーブルを示した図である。 補正テーブルの第２例を示した図である。 スプロケットに対するｘｙｚの各軸の定め方を示した図である。 スプロケットの歯の頂面の中心を基準としたときの誤差算出方法の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、テープフィーダの概要を示した斜視図である。

また、図２は、図１に斜視図を示したテープフィーダの側面図である。

これら図１，図２には、テープフィーダ１０に加え、さらに電子部品を吸着する吸着ノズル２１が示されている。この吸着ノズル２１は、テープフィーダ１０自体に備えられている部品ではなく、後述する電子部品実装装置の部品である。

また図３は、テープの一部分を示した平面図である。

ここでは先ず、この図３を参照してテープの構造について説明する。

このテープ３０には、一例として４ｍｍピッチでパーフォレーション３１が形成されている。また、このテープ３０には、１ｍｍピッチで電子部品３２がそのテープ３０に埋め込まれるようにして配置されており、それらの電子部品３２を覆うように、図３にハッチングで示すカバーテープ３３が貼り付けられている。

このテープ３０のパーフォレーション３１には、図１，図２に示すテープフィーダ１０に備えられているスプロケット１１の歯が入り込む。モータ１２の間欠回転により、その駆動力がギア列１３を介してスプロケット１１に伝達されてスプロケット１１が間欠回転し、これによりテープ３０を間欠送りする。

ここで、このテープフィーダ１０のスプロケット１１は、テープ３０に穿設されたパーフォレーション３１のピッチ（４ｍｍ）と同一ピッチの歯１１１（図６参照）を有する。テープ３０上の電子部品３２は、１ｍｍピッチで配列されているため、このスプロケット１１は、歯１１１のピッチ（４ｍｍ）の１／４のピッチ（１ｍｍ）で間欠駆動され、テープ３０を１ｍｍずつ間欠送りさせる。

このスプロケット１１は、一周に３０本の歯１１１が形成されている。したがって歯１１１のピッチは、このスプロケット１１の回転角度にして１２°となる。ここでは、その１／４のピッチで間欠回転を繰り返すため、１回の回転角度は３°となる。

図１，図２に示すように、テープ３０はテープリール４０に巻回されており、テープフィーダ１０に設けられている通路を通り、カバー部材１４に案内されてスプロケット１１の歯１１１と係合し、そのスプロケット１１の間欠回転により間欠送りされる。そのスプロケット１１の歯１１１と係合する直前の位置でテープ３０からカバーテープ３３が剥がされ、そのカバーテープ３３は、テープリール４０側に引き戻される。

テープ３０からカバーテープ３３が剥がされた直後の位置には、吸着ノズル２１が移動してきてテープ３０の走行が停止するたびにテープ３０上の電子部品３２が１つずつ吸着され、テープ３０から取り出される。このテープ３０上から取り出された電子部品３２は、図示しない回路基板上に配置される。

図４は、吸着ノズルの動作位置（図４（ａ））とモータ動作速度（図４（ｂ））との対応関係を示した図である。

また、図５は、図４の動作を図解した模式図である。

ここでは、吸着ノズルは、ここでの関心のある上下方向の動きのみ示してあり、電子部品を回路基板に配置するための動きは図示を省略している。

図５（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ図４に示すＡ〜Ｅの各タイミングに対応している。

・タイミングＡでは、図５（ａ）に示すように吸着ノズル２１が下降中であり、かつモータは回転速度を緩めながら動作中である。

・タイミングＢは、モータが回転を停止した瞬間を示している。吸着ノズル２１は未だ下降中である。

・タイミングＣは、モータは停止中であって吸着ノズルが最下部にて電子部品を吸着しているタイミングである。

・タイミングＤは、吸着ノズルが部品を吸着したまま、吸着ノズルとテープ上の電子部品との間の干渉を避ける位置まで上昇した瞬間を示している。モータは回転を開始する。

・タイミングＥは、モータの回転が最大速度に達したタイミングである。吸着ノズル２１は未だ上昇を続けている。

以上のＡ〜Ｅの動作を繰り返すことにより、テープ３０上の電子部品３２が１つずつ、テープの間欠送りと同期して吸着ノズルにより取り出される。

図６は、図１、図２に示すテープフィーダの、テープ駆動機構の概要を示した図である。

前述の通り、モータ１２が回転すると、その回転駆動力がギア列１３を介してスプロケット１１に伝達される。モータ１２は回転と停止を繰り返し、これによりスプロケット１１が間欠的に回転する。スプロケット１１の歯１１１はテープ３０（図１参照）のパーフォレーション３１に入り込み、スプロケット１１が間欠的に回転することによりテープ３０が間欠的に送り出される。

このモータ１２は、制御部１５によって、その回転、停止が制御される。この制御部１５には補正値が記録された補正テーブル（後述する）を記憶する記憶部１５１が備えられており、この制御部１５は、その記憶部１５１に記憶された補正テーブルに従ってモータ１２の一回ごとの回転量を制御する。これにより、テープ３０（図１，図２参照）を高精度に一定ピッチで間欠送りさせることができる。

本実施形態では、スプロケット１１にアブソリュートエンコーダ５０が配備されており、このアブソリュートエンコーダ５０によりスプロケット１１の絶対回転角度が検出される。ただし、このアブソリュートエンコーダ５０は、これのみでテープ３０を必要な精度を保って一定ピッチで間欠送りさせるまでの分解能はない。

図７は、アブソリュートエンコーダの概要を示した図である。

このアブソリュートエンコーダ５０は、スプロケット１１に刻設された凹凸パターン５１と、その凹凸パターン５１を検出するアブソリュートセンサ５２とを有する。

凹凸パターン５１は、スプロケット１１の半径方向に一定ピッチを持つとともに回転方向に符号化された凹凸パターンが刻設されたものであり、半径方向の複数の凹凸パターンの組合せがアブソリュートエンコーダ５０の絶対回転角度を表わしている。

アブソリュートセンサ５２は、凹凸パターン５１の半径方向のピッチと同一ピッチで並んだ複数の検出素子５２１を有し、凹凸パターン５１上に破線で示した位置に、その凹凸パターン５１に近づけて配置されて、半径方向の凹凸パターンを読み取るセンサである。このアブソリュートセンサ５２は光電センサであってもよく、磁気センサであってもよく、凹凸パターンに準じる位置（角度）情報を読み取ることができれば、その検出原理の如何を問うものではない。

このアブソリュートセンサ５２はテープフィーダ１０のフレームに固定されており、スプロケット１１の回転によって凹凸パターン５１が回転し、これによりアブソリュートセンサ５２で検出される凹凸パターンが変化し、スプロケット１１の絶対回転角度が検出される。

図８は、電子部品実装装置の概要を示した外観斜視図である。

この電子部品実装装置６０には、図示のようにテープフィーダ１０が横に並べられて複数台装着される。これは、回路基板（図示せず）には多数個、多数種類の電子部品が搭載されるため、それらの多数の電子部品それぞれが配置された複数種類のテープを、この電子部品実装装置６０に送り込む必要があるからである。

この電子部品実装装置６０には、矢印Ｗ方向に、ガイド部材６２に案内されながら回路基板（図示せず）が送り込まれる。この電子部品実装装置６０に送り込まれた回路基板には、各テープフィーダ１０により送り込まれた各テープ上の電子部品が、この電子部品実装装置６０内に備えられている吸着ノズル２１（図１，図２参照）によりテープ上から取り出されて回路基板上に配置される。電子部品が実装された回路基板は、送り込まれた側とは反対の側から送り出される。

この電子部品実装装置６０の上部には、何かエラーが発生したときに点灯するランプ６３が備えられている。

この電子部品実装装置６０自体は本発明および本実施形態のテーマではなく、ここでは、電子部品実装装置６０についてのこれ以上の説明は省略する。

次に、テープフィーダ計測装置の実施形態について説明する。

以下に説明するテープフィーダ計測装置は、これまで説明してきたテープフィーダ１０を動作させたときのテープの間欠送り誤差を計測し、その送り精度を向上させるための補正値を算出する装置である。ここで算出された補正値は、図６に示す制御部１５内の記憶部１５１に記憶され、制御部１５によるテープの高精度な間欠送り制御に用いられる。

図９は、テープフィーダに、本実施形態のテープフィーダ計測装置を構成するカメラを取り付けた状態を示した斜視図である。

このカメラ７０は、カバー部材１４の上面に形成された、テープ３０に配置されている電子部品３２（図３参照）を吸着ノズル２１により取り出すために開けられている開口から、テープ３０およびスプロケット１１の歯１１１を覗く位置に設置される。尚、このカメラ７０は、吸着ノズル２１により電子部品３２の取り出しを行なう動作よりも前の、テープフィーダ１０の調整の段階で行なわれるため、吸着ノズル２１との干渉が生じることはない。

図１０は、各テープ送り量ごとのスプロケットの歯又はパーフォレーションの穴の位置を示した図である。

ここでは、１回の撮影範囲内にスプロケットの歯の頂面、又はパーフォレーションを構成する穴が常に２つ写り込まれるようにカメラ７０による撮影範囲が調整されている。

図３に示した通り、パーフォレーション３１のピッチは４ｍｍであり、スプロケット１１の歯１１１もそれと同じ４ｍｍのピッチである。一方、テープ３０上の電子部品３２の配列のピッチは１ｍｍである。そこでここでは、スプロケット１１は、テープ３０の１ｍｍ相当分ずつ回転し、スプロケット１１の歯１１１又はパーフォレーション３１は、誤差を無視したとき図１０（ａ）〜（ｄ）の４つの位置関係となる。ただし、これは、誤差を無視したときの話であり、実際は誤差が含まれるため、図１０（ａ）〜（ｄ）の各位置は、スプロケット１１の歯１１１又はパーフォレーション３１ごとに変動することになる。パーフォレーション３１の位置変動は、スプロケット１１に起因するため、スプロケット１１の一周分を１周期として位置変動を繰り返すことになる。

図１１は、本実施形態のテープフィーダ計測装置の概要を示した図である。

このテープフィーダ計測装置９０は、図９にも示したカメラ７０のほか、さらに演算部８０を備えている。

図１２は、図１１の演算部で実行される処理を表わしたフローチャートである。

ここでは、テープ３０の間欠送りを行ないながら、スプロケット１１の一周分について、そのテープ３０の各停止時におけるアブソリュートセンサ５２（図７参照）によるスプロケット１１の絶対回転角度とカメラ７０による撮影画像を表わす画像信号が取得され（ステップＳ１１，Ｓ１２）、一旦、演算部８０内のバッファに格納される。

スプロケット一周分についてアブソリュートセンサによる角度と撮影画像の取得が終了すると、各停止時における撮影画像に基づいてエッジ検出が行なわれる。

ここでは、図１０に示す撮影範囲内の２つのエッジがそれぞれ検出され、その中点がスプロケットの歯の代表点、又は、パーフォレーションの代表点として算出される。ただし、それら２つのエッジについてのエッジ検出方法はいずれも同一であるため、以下では１つのエッジを取り挙げて説明する。

またここでは、スプロケットの歯の頂面のエッジを取り上げて説明する。また、ここでは、円形の頂面の歯を持つスプロケットを取り上げて説明する。

エッジの検出にあたっては、パターンマッチングが行なわれる（ステップＳ１３）。

図１３は、撮影画像上のテープ走行方向の各位置に対応する、撮影画像上にあらわれるスプロケットの歯の頂面の形状を示した模式図である。

カメラ７０による撮影範囲内の中央の領域ではスプロケットの歯の頂面は、ほぼ円形にあらわれる。ところが、撮影範囲内の走行方向両端の領域では、スプロケットの歯の頂面は端に寄るほど走行方向に縮んだ楕円としてあらわれる。

そこで、ここでは、スプロケットの歯が撮影画像中の位置に応じて、円形あるいは種々の楕円形のテンプレートが用いられる。ここで、その楕円の、中央寄りのエッジ部分は、明瞭に撮影される。これに対し、端寄りのエッジ部分は、歯の頂面の周縁は面取りされていることもあって、弱いコントラストでしか撮影されない。このため、ここでは、撮影範囲が中央の領域と両端それぞれ領域に分けられ、中央の領域についてはエッジ全周分のテンプレートが用いられ、両端それぞれの領域では、図１３に実線で示した、中央寄りの半周分のテンプレートが用いられる。

図１２のステップＳ１３では、この図１３で説明したようなテンプレートを用いてパターンマッチング処理が行なわれ、スプロケットの歯の頂面のエッジが検出される。

尚、パーフォレーションのエッジを検出する場合も、図１３を参照して説明した、スプロケットの歯の頂面と同様、両端の領域では内側半周分のテンプレートが採用される。これは、以下の理由による。すなわち、パーフォレーションにはスプロケットの歯が入り込んでいて、両端の領域では、そのスプロケットの歯が撮影範囲の端側に斜めに傾いた状態にある。したがって、この両端の領域ではスプロケットの歯が傾いているとパーフォレーションの穴の中央寄りのエッジとスプロケットの歯のエッジとの距離が離れるため、それら双方のエッジを容易に分離して認識することができる。これに対し、端寄りのエッジについてはパーフォレーションの穴のエッジとスプロケットの歯のエッジが互いに近づき、スプロケットの歯のエッジのコントラストが弱いこともあって、それら双方のエッジを分離して認識し難くなる。このため、パーフォレーションのエッジを検出する場合も、撮影範囲内の両側では中央寄りの半周分のエッジ部分を表わすテンプレートが用いられる。

尚、ここでは、中央の領域と両端それぞれの領域との３つの領域に分けてテンプレートを使い分ける旨、説明したが、中央の領域は無くし、撮影範囲をテープ走行方向について２つに分け、常に中央寄りの半周分のテンプレートを採用してもよい。

ここでは、以下においても、パーフォレーションではなく、スプロケットの歯の頂面のエッジを検出するものとして説明を続行する。

図１２、ステップＳ１３のパターンマッチング処理により、スプロケットの歯の頂面のエッジが検出されると、次にそのエッジに基づいてスプロケットの歯の代表点の位置の検出が行なわれる（ステップＳ１４）。この代表点はどこに定めてもよいが、ここでは隣接する２つの歯の頂面の中心点どうしの中点が採用される。以下、この代表点の位置をスプロケットの歯の位置と称する。ここでは、常に２つのエッジを検出して、その中点を代表点としているため、エッジ検出誤差が低減し、より高精度な誤差の計測、より高精度な補正値の算出が行なわれる。

図１１に示す演算部８０内には、スプロケット１１の、図１０（ａ）〜（ｄ）の各姿勢におけるスプロケット歯１１１の、テープ走行方向（Ｙ方向とする）の理論上の位置のデータ（「理論値」と称する）が記憶されている。この理論値は、スプロケット１１の形状や１回あたりのモータ１２の回転量等から計算される、テープ間欠送りの誤差がゼロであるとしたときの値である。これは理論値なので、図１０に示す４パターンだけでスプロケット一周分について使うことができる。

図１２のステップＳ１４でスプロケット歯の実際の位置（「測定値」と称する）が算出されると、テープ走行方向（Ｙ方向）についての、測定値の、理論値からの誤差（スプロケット歯のＹ方向のずれ誤差）が算出される（ステップＳ１５）。ここでは、この誤差を「ｄＹ」と称する。この誤差ｄＹが、スプロケットの一周分の各停止位置についてそれぞれ算出される。

次に、この誤差ｄＹが基準値と比較される（ステップＳ１６）。この基準値は、これ以内の誤差であればテープ３０上の電子部品３２が吸着ノズル２１により確実に吸着されて取り出されることが保証される値である。

次いで、スプロケット一周分に渡る各停止位置の誤差ｄＹが全て基準値以内か、あるいは基準値から外れている誤差ｄＹが存在するかが判定される（ステップＳ１７）。スプロケット一周分に渡る誤差ｄＹが全て基準値以内であったときは、これ以上補正する必要がなく、この時点で終了する。

基準値から外れる誤差ｄＹが存在していたときは、その誤差ｄＹからスプロケットの角度θが算出される。

図１４は、誤差ｄＹと角度θとの関係を表わした図である。

ここでは、スプロケット１１の歯１１１を模式的に三角形で示している。破線で示した歯１１１ａは、理論的な位置（理論値）である。また、実線で示した歯１１１ｂは測定された位置（測定値）である。テープ走行方向（Ｙ方向）の測定値の、理論値からの誤差が誤差ｄＹであり、その誤差ｄＹをスプロケット１１の回転角度に換算した値が角度θである。

図１２に戻って説明を続ける。

ステップＳ１８で角度θの算出が行なわれると、以下において図１５〜図１７を参照しながら説明するテーブルへの書込みが行なわれる（ステップＳ１９）。このテーブルの内容は、図１１に示す制御部１５（図６を合わせて参照）中の記憶部１５１に記憶される。この制御部１５は、この記憶部１５１に記憶されたテーブル中の値を補正値として使って、テープ１回あたりの送り量を、一回ごとに、スプロケット全周について調整する。

図１５は、計測前のテーブルを示した図である。

図１５（ａ）はスプロケットの回転角度［°］の理論値と、スプロケットの歯の番号と、前述の誤差ｄＹ（図１４参照）との関係を表わしたテーブルである。

この図１５（ａ）のテーブルを、ここでは「スプロケット誤差テーブル」と称する。

スプロケット１１には、回転角度１２°ごとに歯１１１が設けられており、この回転角度１２°がテープ３０の走行距離４ｍｍ、すなわち、テープ３０に設けられているパーフォレーション３１の間隔４ｍｍに対応する。

これに対し、テープの間欠送りにおける１回の走行距離は１ｍｍである。これは、スプロケットの回転角度３°に相当する。したがって、この図１５（ａ）の「スプロケット誤差テーブル」の「スプロケットの回転角度［°］」の欄には、スプロケット一周分にわたって３度ずつの値が記入されている。また、テープの１回の走行距離１ｍｍはスプロケットの歯のピッチ（４ｍｍ相当）に換算すると、１ピッチの０．２５倍である。このため、この「スプロケット誤差テーブル」の「スプロケットの歯の番号」の欄には、ピン番号１番以降、０．２５ずつの値が記入されている。誤差ｄＹの欄には、初期値として全てゼロが書き込まれている。

図１５（ｂ）は、アブソリュートセンサにより計測される角度が書き込まれるテーブルである。ここでは、このテーブルを「補正テーブルＡ」と称する。

この補正テーブル内の値は、書き込まれる前は不定であってもよい。

また、図１５（ｃ）は、補正角度［°］が書き込まれるテーブルである。ここでは、この補正角度は、図１５（ａ）のスプロケット誤差テーブル中の誤差ｄＹがスプロケットの回転角度に換算された角度θである（図１４参照）。この補正テーブルＢにも、図１５（ａ）のスプロケット誤差テーブルの誤差ｄＹの欄に初期値ゼロが書き込まれていることに対応して、全て初期値ゼロが書き込まれている。

図１６は、計測終了時のテーブルを示した図である。

図１６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）に対応しており、計測終了後の、スプロケット誤差テーブル（図１６（ａ））、補正テーブルＡ（図１６（ｂ））、および補正テーブルＢ（図１６（ｃ））である。

図１６（ａ）のスプロケット誤差テーブルには、誤差ｄＹが書き込まれている。

ここでは、ｄＹ１，ｄＹ１．２５，・・・等の記号で示されているが、ここには計測により得られた実際の誤差ｄＹ（図１４参照）が書き込まれる。

図１６（ｂ）の補正テーブルＡには、アブソリュートセンサから得られた、各停止時の角度が書き込まれる。

この補正テーブルＡは、テープフィーダが動作を一旦停止した後、動作を再開する際に参照される。この補正テーブルＡを参照することにより、スプロケットの現在の姿勢（回転角度）を、スプロケットの歯の番号を特定できる程度の精度で知ることができる。

図１６（ｃ）の補正テーブルＢには、図１６（ａ）のスプロケット誤差テーブルにおける誤差ｄＹがスプロケットの角度に変換された各値θ１，θ１．２５，θ１．５・・・が書き込まれる（図１４参照）。

これら補正テーブルＡと補正テーブルＢがテープフィーダ１０の制御部１５内の記憶部１５１に記憶される（図６，図１１参照）。

このテープフィーダ１０の制御部１５は、必要なときには、補正テーブルＡから現在のスプロケットの歯の番号（図１６（ａ）参照）を知り、補正テーブルＢからその歯の番号に応じた補正角度を知り、モータ１２（図１，図２，図６参照）をそれに応じた回転角度に制御する。こうすることにより、テープ３０は、テープフィーダ１０により、正確に１ｍｍずつ間欠送りする。

図１７は、補正テーブルの第２例を示した図である。

図１７（ａ）の補正テーブルＡは、図１６（ｂ）の補正テーブルＡと同一であり、テープフィーダ１０の制御部１５内の記憶部１５１に記憶される。

図１７（ｂ）の補正済テーブルＣは、テープフィーダ１０の制御部１５内の記憶部１５１に、図１６（ｃ）の補正テーブルＢに代えて記憶されるテーブルである。

この補正済テーブルＣには、補正テーブルＡのアブソリュートセンサ角度にそれぞれ対応する、補正後の回転角度、すなわち０−θ１［°］，３−θ１．２５［°］，・・・が書き込まれている。

図１６（ｃ）の補正テーブルＢを参照するときは、制御部１５内で図１７（ｂ）の補正済テーブルＣ相当の各回転角度、すなわち０−θ１，３−θ１．２５・・・などを演算し、モータをその演算後の回転角度相当の回転量となるように制御することになる。

これに対し、図１７（ｂ）の補正テーブルＣを参照するときは、既に演算済であるため、制御部１５は、モータ１２を、その補正テーブルＣに書き込まれている回転角度相当の回転量となるように制御すればよい。

誤差や、その誤差から換算される補正角度は、スプロケットの理論値と測定値との差異として算出される。ここで、スプロケットの理論値は、スプロケットの機械的な寸法や形状等から算出されるため、この理論値の算出はスプロケットの具体的な寸法や形状などに依存する。

以下では、スプロケットの機械的な寸法や形状の一例を示して、そのスプロケットを例に取り上げて、理論値や誤差、さらに補正角度の算出方法を例示しておく。

図１８は、スプロケットに対するｘｙｚの各軸の定め方を示した図である。

ここでは、この３つの図に示すようにｘｙｚの各軸を定義する。

図１９は、スプロケットの歯の頂面の中心を基準としたときの誤差算出方法の説明図である。

スプロケット歯の位置は画像処理によりエッジを検出し、その検出したエッジが半周分の場合は、エッジのもう半周分を追加してエッジの重心のｘｚ座標を求め、その重心を歯の位置とする。

ここでは回転方向（テープ送り方向）であるｘ座標の位置ずれを補正する。

歯先の中心のｘｚ座標は以下で与えられる。

スプロケット歯の位置のｘ座標Ａを画像処理により求める。
スプロケット歯の位置の理論値Ａ’は一つ前の停止位置を基準にして求める。
・テープ送り量０［ｍｍ］のとき
最初の測定値を基準値とする。

・テープ送り量１，２，３［ｍｍ］のとき
一つ前の停止位置の歯の位置Ａから求めた歯の角度θに、理論上の回転量Δθを足して理論上のスプロケット歯の角度θ’＝θ＋Δθとして理論値Ｘ’とする。
歯の位置Ａから歯の角度θは以下の式で求められる。

理論上のスプロケット歯の角度θ’は以下のようになる。

よって、スプロケット歯の位置の理論値Ａ’は次で求められる。

スプロケット歯の位置Ａと理論値Ａ’からスプロケット歯位置誤差ｄを求める。
スプロケット歯位置誤差ｄは、図１９に示すように、歯底円の接線方向とする。

補正値αは以下の様になる。

ここでは、一例であるが、以上のようにして誤差および補正値が算出される。

尚、本実施形態では、図１０に示すように２つのエッジ全周分が撮影範囲内に常に入るように撮影範囲が定められているが、図１３を参照して説明したように両端の領域では内側のエッジ部分の検出が行なわれるため、２つのエッジ全周が写り込まれている必要はなく、撮影範囲は、隣接する２つのエッジの検出を行なうことができる範囲であればよい。

１０ テープフィーダ
１１ スプロケット
１２ モータ
１３ ギア列
１４ カバー部材
１５ 制御部
２１ 吸着ノズル
３０ テープ
３１ パーフォレーション
３２ 電子部品
３３ カバーテープ
４０ テープリール
５０ アブソリュートエンコーダ
５１ 凹凸パターン
５２ アブソリュートセンサ
６０ 電子部品実装装置
６２ ガイド部材
６３ ランプ
７０ カメラ
８０ 演算部
９０ テープフィーダ計測装置
１１１ 歯
１５１ 記憶部

Claims (5)

1. スプロケットをモータで間欠駆動し、パーフォレーションが穿設されたテープを該パーフォレーションのピッチ以下のピッチで間欠送りさせるテープフィーダによる該テープの送り誤差を計測するテープフィーダ計測装置であって、
   テープ走行方向および前記スプロケットの回転軸の延びる方向の双方に対し交わる方向から、前記モータによる該スプロケットの間欠駆動中の各停止時における該スプロケットの歯又は前記テープのパーフォレーションを撮影して、該各停止時ごとの各撮影画像を表わす画像信号を生成するカメラと、
   前記各停止時における前記スプロケットの歯又は前記テープのパーフォレーションの、前記走行方向の停止位置に応じたエッジ形状を表わす複数のテンプレートを記憶しておくテンプレート記憶部と、
   前記カメラによる各撮影画像と前記テンプレート記憶部に記憶されているテンプレートとのパターンマッチング処理により、該各撮影画像上の該スプロケットの歯の頂面又は該テープのパーフォレーションのエッジを検出するエッジ検出部と、
   前記エッジ検出部で検出された、前記各停止時の各撮影画像上の前記エッジの位置に基づいて、該スプロケット一周分にわたる、前記テープの各停止時の送り誤差を算出する誤差算出部とを備えたことを特徴とするテープフィーダ計測装置。
2. 前記エッジ検出部が、前記各撮影画像上の、少なくとも前記走行方向両端の領域では、前記エッジのうちの、該各撮影画像上の中央寄りの一部分の形状を表わすテンプレートとのパターンマッチング処理により、該エッジを検出するものであることを特徴とする請求項１記載のテープフィーダ計測装置。
3. 前記誤差算出部で算出された、前記スプロケットの一周にわたる前記テープの前記各停止時の送り誤差に基づいて、前記モータによる該スプロケットの、該各停止時に対応する各停止角度ごとの駆動量の補正値を算出する補正値算出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のテープフィーダ計測装置。
4. 前記テープフィーダが、前記スプロケットの絶対回転角度を検出するアブソリュートエンコーダを備えたものであって、
   前記補正値算出部が、前記アブソリュートエンコーダで得られた前記スプロケットの絶対回転角度に対応づけた前記補正値を算出するものであることを特徴とする請求項３記載のテープフィーダ計測装置。
5. 請求項３又は４記載のテープフィーダ計測装置を用いて前記テープフィーダの前記補正値を取得するステップと、
   前記補正値を、又は該補正値により補正された、前記モータによる前記スプロケットの各停止角度ごとの補正済駆動量を、前記テープフィーダに記憶させるステップと、
   前記モータに、前記スプロケットを、前記補正値により補正された補正済駆動量に基づいて駆動させるステップとを有することを特徴とするテープフィーダ制御方法。

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