JP6584277B2 - 対基板作業機 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板に対して所定の作業を行う対基板作業機に関する。

従来、この種の対基板作業機を複数配設して構成される対基板作業システムとしては、ライン上流側に配置されラインを流れる回路基板を固定して電子部品（小型の電子部品）を装着するための第１の電子部品装着装置（部品実装機）と、ライン下流側に配置されライン上流側から流れてきた回路基板を固定して電子部品（大型の電子部品や異形の電子部品）を装着するための第２の電子部品装着装置と、これら装置を管理するためのシステム制御装置（管理装置）とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。回路基板は、複数の作業領域（子基板）を有するマルチ基板（集合基板）であり、複数の作業領域（子基板）のそれぞれに対して子基板位置基準マークが付されると共に選択的に装着不可マーク（スキップマーク）が付されている。また、回路基板は、当該基板を識別するための基板ＩＤマークも付されている。第１の電子部品装着装置は、回路基板を固定した後、基板撮像装置によって回路基板の基板ＩＤマークや子基板位置基準マーク、装着不可マークが付される位置を撮像し、得られた画像に基づいて装着不可マークが付されているか否かを判定し、装着不可マークが付されていないと判定した作業領域に対しては子基板位置基準マークの撮像画像によって認識される子基板位置に基づいて電子部品を装着し、装着不可マークが付されていると判定した作業領域に対しては電子部品を装着しない。また、第１の電子部品装着装置は、複数の作業領域のそれぞれに対する子基板位置や装着不可判定情報を基板ＩＤと関連付けてシステム制御装置へ転送する。第２の電子部品装着装置は、ライン上流側から流れてきた回路基板を固定した後、基板撮像装置によって回路基板の基板ＩＤマークを撮像し、得られた画像によって認識される基板ＩＤに基づいてシステム制御装置から通信によって複数の作業領域のそれぞれの子基板位置や装着不可判定情報を取得し、取得した装着不可判定情報に基づいて電子部品の装着の有無を決定すると共に取得した子基板位置に基づいて電子部品の装着を行う。

特開２００３−１０１３００号公報

このように、上述した対基板作業システムは、ライン上流側の第１の電子部品装着装置にて回路基板の基板ＩＤと子基板位置と装着不可判定情報とを読み取って互いに関連付けてシステム制御装置に記憶させておくことで、ライン下流側の第２の電子部品装着装置にて基板ＩＤを読み取ることにより、子基板位置と装着不可情報とをシステム制御装置から通信によって取得することができる。しかしながら、上述した対基板作業システムでは、第２の電子部品装着装置にて基板ＩＤの読み取りが失敗した場合については何ら考慮されていない。基板ＩＤの読み取りが失敗した場合、オペレータが基板上の基板ＩＤマークの汚れを掃除してから撮像装置に基板ＩＤマークを再度読み取らせたり、オペレータがシステム制御装置を操作して子基板位置や装着不可判定情報を直接入力したりして復旧することも考えられる。しかしながら、これらの復旧方法は、ラインストップの原因ともなり、生産性を低下させる結果となる。

本発明は、回路基板に付される各種情報を読み取る際の不具合の発生に対して適切に対処し、生産性の低下を抑制することを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の対基板作業機は、
回路基板に対して所定の作業を行う対基板作業機であって、
前記回路基板に付された識別情報を読み取る識別情報読取手段と、
前記回路基板に付された位置基準マークの位置を読み取るマーク位置読取手段と、
前記識別情報読取手段による前記識別情報の読み取りが成功した場合には、前記読み取った前記識別情報に基づき前記識別情報と対応付けられた前記位置基準マークの位置情報を通信手段により取得し、該取得した位置情報に基づいて前記回路基板に対して前記所定の作業を行い、前記識別情報の読み取りが失敗した場合には、前記マーク位置読取手段により前記位置基準マークの位置を読み取り、該読み取った位置情報に基づいて前記回路基板に対して前記所定の作業を行う作業実行手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の対基板作業機では、識別情報読取手段により回路基板に付された識別情報を読み取り、識別情報読取手段により識別情報の読み取りが成功した場合には、読み取った識別情報に基づいて識別情報に対応する回路基板に付された位置基準マークの位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて回路基板に対して所定の作業を行い、識別情報の読み取りが失敗した場合には、マーク位置読取手段により位置基準マークの位置を読み取り、読み取った位置情報に基づいて回路基板に対して所定の作業を行う。これにより、識別情報の読み取りが成功した場合には、マーク位置読取手段による位置基準マークの位置認識をすることなく、識別情報に基づいて位置情報を取得して所定の作業を行うことができる。したがって、マーク位置読取手段による読み取りを省略することで、作業時間を短縮することができる。一方、識別情報の読み取りが失敗した場合でも、改めてマーク位置読取手段によって位置情報を取得することで所定の作業を停止することなく継続することができる。即ち、マーク位置読取手段による位置基準マークの読み取りを、識別情報の読み取りが失敗した場合に限って行うことで、識別情報の読み取り失敗に伴う作業の停止を防止しながら、生産性を向上させることができる。

また本発明の対基板作業機は、
基板に対して所定の作業を行う対基板作業機であって、
前記基板に付された識別情報を読み取る識別情報読取手段と、
前記基板に付されたスキップマークを読み取るスキップマーク読取手段と、
前記識別情報読取手段による前記識別情報の読み取りが成功した場合には、前記読み取った前記識別情報に基づき前記識別情報と対応付けられたスキップ情報を通信手段により取得し、該取得したスキップ情報に基づいて前記基板に対して前記所定の作業を行い、前記識別情報の読み取りが失敗した場合には、前記スキップマーク読取手段により前記スキップマークを読み取り、該読み取ったスキップ情報に基づいて前記基板に対して前記所定の作業を行う作業実行手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の対基板作業機では、識別情報読取手段により回路基板に付された識別情報を読み取り、識別情報読取手段により識別情報の読み取りが成功した場合には、読み取った識別情報に基づいて識別情報に対応するスキップ情報を取得し、取得したスキップ情報に基づいて回路基板に対して所定の作業を行い、識別情報の読み取りが失敗した場合には、スキップマーク読取手段によりスキップマークを読み取り、読み取ったスキップ情報に基づいて回路基板に対して所定の作業を行う。これにより、識別情報の読み取りが成功した場合には、スキップマーク読取手段によるスキップマークの認識をすることなく、識別情報に基づいてスキップ情報を取得して所定の作業を行うことができる。したがって、スキップマーク読取手段による読み取りを省略することで、作業時間を短縮することができる。一方、識別情報の読み取りが失敗した場合でも、改めてスキップマーク読取手段によってスキップ情報を取得することで所定の作業を停止することなく継続することができる。即ち、スキップマーク読取手段によるスキップマークの読み取りを、識別情報の読み取りが失敗した場合に限って行うことで、識別情報の読み取り失敗に伴う作業の停止を防止しながら、生産性を向上させることができる。

部品実装システム１の構成の概略を示す構成図である。 部品実装機１０の構成の概略を示す構成図である。 部品実装機１０の制御装置７０と管理装置８０との電気的な接続関係を示す説明図である。 回路基板６０の構成の概略を示す構成図である。 第１部品実装処理の一例を示すフローチャートである。 作業情報読取処理の一例を示すフローチャートである。 管理装置８０のＨＤＤ８３に記憶される作業情報の一例を示す説明図である。 第２部品実装処理の一例を示すフローチャートである。 作業情報取得処理の一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、部品実装システム１の構成の概略を示す構成図であり、図２は、部品実装システム１を構成する一の部品実装機１０の構成の概略を示す構成図であり、図３は、一の部品実装機１０の制御装置７０と管理装置８０との電気的な接続関係を示す説明図である。なお、本実施形態において、図２の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

部品実装システム１は、図１に示すように、スキージによりスクリーン上のはんだをローリングさせながらスクリーンに形成されたパターン孔に押し込むことでそのパターン孔を介して下方の回路基板６０（以下、単に「基板」と呼ぶ）に配線パターンを印刷する複数台のスクリーン印刷機２と、部品供給装置１６により供給される図示しない電子部品Ｐ（以下、単に「部品」と呼ぶ）をピックアップして基板６０の配線パターンに実装する複数台の部品実装機１０と、部品実装システム全体を管理する管理装置８０とを備える。

複数台の部品実装機１０は、多数の吸着ノズルを装着可能なヘッド（多ノズルヘッド）を有し比較的小型の部品Ｐを高速で実装するものと、少数の吸着ノズルを装着可能なヘッド（多機能ヘッド）を有し比較的大型の部品Ｐや異形の部品Ｐを実装するものとが配置されており、それぞれ分担作業によって基板６０に部品Ｐを実装する。部品実装機１０は、図２に示すように、部品Ｐを供給する部品供給装置１６と、基板６０を搬送する基板搬送装置２０と、基板搬送装置２０により搬送された基板６０を裏面側からバックアップするバックアップ装置３０と、吸着ノズル５１によって部品Ｐをピックアップして基板６０上へ実装するためのヘッド５０と、ヘッド５０をＸＹ方向へ移動させるＸＹロボット４０と、基板６０に付された各種マークを撮像可能なマークカメラ４６と、吸着ノズル５１に吸着された部品を撮像可能なパーツカメラ４８と、複数の吸着ノズル５１をストックしておくためのノズルステーション４９と、部品実装機全体の制御を司る制御装置７０（図３参照）とを備える。基板搬送装置２０とバックアップ装置３０とヘッド５０とＸＹロボット４０とは、基台１１上に設置された本体枠１２内に収容されている。

部品供給装置１６は、本体枠１２の前面部に形成されたフィーダ台１４に、左右方向（Ｘ軸方向）に並ぶように整列配置されたフィーダ１８を備える。フィーダ１８は、部品Ｐが所定ピッチで収容されたキャリアテープを吸着ノズル５１がピックアップ可能な部品供給位置まで送り出すテープフィーダである。なお、キャリアテープは、図示しないが、所定ピッチでキャビティー（凹部）が形成されたボトムテープと、各キャビティーに部品Ｐが収容された状態でボトムテープを覆うトップフィルムとにより構成されている。フィーダ１８は、リールに巻回されたキャリアテープを引き出して部品供給位置へ送り出し、部品供給位置の手前でボトムテープからトップフィルムを剥がすことにより、部品供給位置にて部品Ｐを露出状態、即ちピックアップ可能な状態とする。

基板搬送装置２０は、図２に示すように、２つの基板搬送路が設けられたデュアルレーン方式の搬送装置として構成されており、本体枠１２の中段部に設けられた支持台１３上に配置されている。各基板搬送路には、ベルトコンベア装置２２を備えており、ベルトコンベア装置２２の駆動により基板６０を図２の左から右（基板搬送方向）へと搬送する。

バックアップ装置３０は、図示しない昇降装置により昇降可能に設置されたバックアッププレート３２と、バックアッププレート３２に立設された複数のバックアップピン３４とを備える。このバックアップ装置３０は、基板搬送装置２０によりバックアッププレート３２の上方に基板６０が搬送された状態でバックアッププレート３２を上昇させることで基板６０を裏面側からバックアップする。

ＸＹロボット４０は、図２に示すように、本体枠１２の上段部にＹ軸方向に沿って設けられたＹ軸ガイドレール４３と、Ｙ軸ガイドレール４３に沿って移動が可能なＹ軸スライダ４４と、Ｙ軸スライダ４４の下面にＸ軸方向に沿って設けられたＸ軸ガイドレール４１と、Ｘ軸ガイドレール４１に沿って移動が可能なＸ軸スライダ４２とを備える。Ｘ軸スライダ４２の下面には、前述したマークカメラ４６が取り付けられている。マークカメラ４６は、ＸＹロボット４０を駆動制御することにより、バックアップ装置３０によりバックアップされた基板６０表面の任意の位置を撮像可能となっている。

図４は、基板６０の構成の概略を示す構成図である。基板６０は、本実施形態では、分割溝によって区切られた複数の子基板６５（ブロック）を有する集合基板である。部品実装システム１は、スクリーン印刷機２により複数の子基板６５に対して配線パターンを印刷し、部品実装機１０により各子基板６５の配線パターン上に部品Ｐを実装した後、分割溝に沿って基板６０を分割することにより部品Ｐが実装された複数の子基板６５を作製することができる。なお、複数の子基板６５は、基板６０における複数の作業領域を構成する。

基板６０は、対角をなす２つの隅部（図４の左上部と右下部）に基板位置基準マーク６２が付されている。これらの基板位置基準マーク６２は、バックアップ装置３０によって基板６０が位置決めされた際に、基板６０の位置情報を取得するためのものである。即ち、部品実装機１０は、ＸＹロボット４０を制御してマークカメラ４６の視野内に２つの基板位置基準マーク６２の一方が収まるようにＸ軸スライダ４２およびＹ軸スライダ４４を移動させてマークカメラ４６を駆動して基板位置基準マーク６２の一方を撮像し、ＸＹロボット４０を制御してマークカメラ４６の視野内に２つの基板位置基準マーク６２の他方が収まるようにＸ軸スライダ４２およびＹ軸スライダ４４を移動させてマークカメラ４６を駆動して基板位置基準マーク６２の他方を撮像し、それぞれ得られた画像を処理して基板６０の表面に平行なＸＹ平面における基板６０の位置ずれ量（Δｘｓ，Δｙｓ，Δθｓ）を算出する。ここで、「Δｘｓ」はＸＹ平面内において予め規定された基準位置に対するＸ軸方向の位置ずれ量を示し、「Δｙｓ」はＸＹ平面内の基準位置に対するＹ軸方向の位置ずれ量を示し、「Δθｓ」はＸＹ平面内における回転方向の位置ずれ量を示す。

また、基板６０は、隅部（図４の左上部）に基板ＩＤマーク６４が付されている。基板ＩＤマーク６４は、基板６０を識別するための識別情報であり、例えば、２次元コードとすることができる。基板ＩＤマーク６４は、基板位置基準マーク６２の一つと隣接するように付されている。このため、マークカメラ４６は、基板位置基準マーク６２の一つおよび基板ＩＤマーク６４をまとめて視野内に収めることができ、基板位置基準マーク６２の一つおよび基板ＩＤマーク６４を一度に撮像することが可能である。

複数の子基板６５は、対角をなす２つの隅部（図４の左上部と右下部）に子基板位置基準マーク６６がそれぞれ付されている。これらの子基板位置基準マーク６６は、バックアップ装置３０によって基板６０が位置決めされた際に、子基板６５の位置情報を取得するためのものである。即ち、部品実装機１０は、ＸＹロボット４０を制御してマークカメラ４６の視野内に２つの子基板位置基準マーク６６の一方が収まるようにＸ軸スライダ４２およびＹ軸スライダ４４を移動させてマークカメラ４６を駆動して子基板位置基準マーク６６の一方を撮像し、ＸＹロボット４０を制御してマークカメラ４６の視野内に２つの子基板位置基準マーク６６の他方が収まるようにＸ軸スライダ４２およびＹ軸スライダ４４を移動させてマークカメラ４６を駆動して子基板位置基準マーク６６の他方を撮像し、それぞれ得られた画像を処理して子基板６５の表面に平行なＸＹ平面における子基板６５の位置ずれ量（Δｘ＿ｉ，Δｙ＿ｉ，Δθ＿ｉ）を算出する。部品実装機１０は、これらの動作および処理を複数の子基板６５のそれぞれに対して行う。ここで、「Δｘ＿ｉ」はＸＹ平面内の基準位置に対するＸ軸方向の位置ずれ量を示し、「Δｙ＿ｉ」はＸＹ平面内の基準位置に対するＹ軸方向の位置ずれ量を示し、「Δθ＿ｉ」はＸＹ平面における回転方向の位置ずれ量を示す。なお、「ｉ」は子基板６５を特定するための番号であり、１つの基板６０に対して子基板６５がｎ個含まれる場合、１〜ｎのいずれかの整数値となる。

また、複数の子基板６５は、それぞれ特定位置（図４の右上部）にスキップマーク６８が付される。このスキップマーク６８は、不具合が生じている子基板６５に対して作業を行わない（部品Ｐを実装しない）ことを指示するためのものであり、予め子基板６５毎に選択的に付される。即ち、部品実装機１０は、ＸＹロボット４０を制御してマークカメラ４６の視野内に特定位置（スキップマーク６８が付される可能性のある位置）が収まるようにＸ軸スライダ４２およびＹ軸スライダ４４を移動させ、マークカメラ４６を駆動して特定位置を撮像し、得られた画像を処理して特定位置にスキップマーク６８が付されているか否かを判定する。部品実装機１０は、これらの動作および処理を複数の子基板６５のそれぞれに対して行う。そして、部品実装機１０は、スキップマーク６８が付されていないと判断した子基板６５に対しては部品Ｐを実装し、スキップマーク６８が付されていると判断した子基板６５に対しては部品Ｐを実装しない。

子基板位置基準マーク６６およびスキップマーク６８は子基板６５毎に付され、マークの数が多くなるため、これらのマークの読み取りに要する時間は、基板位置基準マーク６２および基板ＩＤマーク６４の読み取りに要する時間に比して長くなっている。ここで、子基板位置基準マーク６６を読み取って得られる子基板位置情報とスキップマーク６８を読み取って得られるスキップ情報とが「作業情報」に相当する。

制御装置７０は、ＣＰＵ７１を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７１の他に、ＲＯＭ７２と、ＨＤＤ７３と、ＲＡＭ７４と、入出力インターフェース７５とを備え、これらはバス７６を介して電気的に接続されている。制御装置７０には、Ｘ軸スライダ４２の位置を検知するＸ軸位置センサ４２ａからの位置信号やＹ軸スライダ４４の位置を検知するＹ軸位置センサ４４ａからの位置信号、マークカメラ４６からの画像信号、パーツカメラ４８からの画像信号などが入出力インターフェース７５を介して入力されている。一方、制御装置７０からは、部品供給装置１６への制御信号や基板搬送装置２０への制御信号、バックアップ装置３０への制御信号、Ｘ軸スライダ４２を移動させるＸ軸アクチュエータ４２ｂへの駆動信号、Ｙ軸スライダ４４を移動させるＹ軸アクチュエータ４４ｂへの駆動信号、吸着ノズル５１をＺ軸方向へ移動させるＺ軸アクチュエータ５２への駆動信号、吸着ノズル５１を回転させるθ軸アクチュエータ５４への駆動信号などが入出力インターフェース７５を介して出力されている。また、制御装置７０は、管理装置８０と通信ネットワーク９０を介して双方向通信可能に接続されており、互いにデータや制御信号のやり取りを行っている。

管理装置８０は、例えば、汎用のコンピュータであり、ＣＰＵ８１とＲＯＭ８２とＨＤＤ８３とＲＡＭ８４と入出力インターフェース８５などを備え、これらはバス８６を介して電気的に接続されている。この管理装置８０には、マウスやキーボード等の入力デバイス８７から入力信号が入出力インターフェース８５を介して入力され、管理装置８０からは、ディスプレイ８８への画像信号が入出力インターフェース８５を介して出力されている。ＨＤＤ８３は、基板６０の生産計画を記憶している。ここで、基板６０の生産計画とは、スクリーン印刷機２においてどの基板６０に配線パターンを印刷するか、各部品実装機１０においてどの部品Ｐをどの順番で基板６０へ実装するか、また、そのように部品Ｐを実装した基板６０を何枚作製するかなどを定めた計画をいう。この生産計画には、使用するヘッド５０に関するヘッド情報や使用する吸着ノズル５１に関するノズル情報、実装する部品Ｐに関する部品情報、各部品Ｐの実装位置（ｘ，ｙ，θ）に関する実装位置情報などが含まれている。また、生産計画には、これから生産する基板６０のどの位置に基板位置基準マーク６２や基板ＩＤマーク６４が付されているかのマーク位置情報や、基板６０に含まれる各子基板６５のどの位置に子基板位置基準マーク６６やスキップマーク６８が付されているかのマーク位置情報なども含まれている。マーク位置情報は、マークカメラ４６でこれらのマークを撮像する際のマークカメラ４６の位置決定に用いられる。この生産計画は、作業者が入力デバイス８７を操作することにより管理装置８０に入力される。管理装置８０は、生産計画にしたがって基板６０の各子基板６５に対して配線パターンが印刷されるようスクリーン印刷機２へ指令信号を出力すると共に、各子基板６５の配線パターン上に部品Ｐが実装されるよう各部品実装機１０へ指令信号を出力する。

次に、こうして構成された本実施形態の部品実装システム１において、複数台の部品実装機１０のうち先頭の部品実装機１０による実装動作について説明する。図５は、先頭の部品実装機１０の制御装置７０により実行される第１部品実装処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、管理装置８０から生産計画に基づいて指令信号を受信したときに実行される。

第１部品実装処理が実行されると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、基板搬送装置２０を制御して基板６０をバックアップ装置３０の上方まで搬入した後、基板６０の裏面側をバックアップするようバックアップ装置３０を制御する（ステップＳ１００）。これにより、基板６０はバックアップ装置３０にて位置決めされることとなる。続いて、ＣＰＵ７１は、基板６０から基板ＩＤを読み取る基板ＩＤ読取処理と（ステップＳ１０２）、基板位置情報を読み取る基板位置情報読取処理と（ステップＳ１０４）を実行する。ここで、基板ＩＤ読取処理は、受信した生産計画に含まれる基板ＩＤマーク６４の位置情報に基づいてマークカメラ４６の視野内に基板ＩＤマーク６４が収まるようマークカメラ４６を移動させた後、マークカメラ４６により基板６０（基板ＩＤマーク６４）を撮像し、得られた画像から基板ＩＤを抽出することにより行われる。また、基板位置情報読取処理は、受信した生産計画に含まれる基板位置基準マーク６２のマーク位置情報に基づいて、マークカメラ４６の視野内に２つの基板位置基準マーク６２の一方が収まるようマークカメラ４６を移動させてからマークカメラ４６により基板６０（基板位置基準マーク６２の一方）を撮像し、マークカメラ４６の視野内に基板位置基準マーク６２の他方が収まるようマークカメラ４６を移動させてからマークカメラ４６により基板６０（基板位置基準マーク６２の他方）を撮像し、それぞれ得られた画像を処理して予め規定された基準位置に対する基板６０の位置ずれ量（Δｘｓ，Δｙｓ，Δθｓ）を算出することにより行われる。なお、２つの基板位置基準マーク６２のうちの１つは基板ＩＤマーク６４に隣接して設けられており、マークカメラ４６はこれら２つのマークを同時に視野内に収めて同時に撮像することが可能である。したがって、ＣＰＵ７１は、基板ＩＤ読取処理でマークカメラ４６により基板６０（基板ＩＤマーク６４）を撮像して得られた画像に基づいて、基板位置基準マーク６２も読み取ることが可能であり、読取処理をより効率よく行うことができる。

こうして基板ＩＤ読取処理と基板位置情報読取処理とを実行すると、ＣＰＵ７１は、各子基板６５に対する作業情報（子基板位置情報およびスキップ情報）を読み取る作業情報読取処理を実行する（ステップＳ１０６）。作業情報読取処理は、図６のフローチャートに示すように、全ての子基板６５に対して作業情報の読み取りが完了するまで、読み取り対象の子基板６５を順次切り替えながら、子基板６５から子基板位置情報を読み取る子基板位置情報読取処理と、スキップ情報を読み取るスキップ情報読取処理とを繰り返し実行することにより行うことができる（ステップＳ１５０〜Ｓ１５４）。ここで、子基板位置情報読取処理は、受信した生産計画に含まれる子基板位置基準マーク６６のマーク位置情報に基づいて、マークカメラ４６の視野内に２つの子基板位置基準マーク６６の一方が収まるまでマークカメラ４６を移動させてからマークカメラ４６により子基板６５（子基板位置基準マーク６６の一方）を撮像し、マークカメラ４６の視野内に子基板位置基準マーク６６の他方が収まるまでマークカメラ４６を移動させてからマークカメラ４６により子基板６５（子基板位置基準マーク６６の他方）を撮像し、それぞれ得られた画像を処理して予め規定された基準位置に対する子基板６５の位置ずれ量（Δｘ＿ｉ，Δｙ＿ｉ，Δθ＿ｉ）を算出することにより行われる。また、スキップ情報読取処理は、受信した生産計画に含まれるスキップマーク６８の位置情報に基づいてマークカメラ４６がスキップマーク６８が付される可能性のある特定位置までマークカメラ４６を移動させた後、マークカメラ４６により特定位置を撮像し、得られた画像からスキップマーク６８を抽出することにより行われる。スキップ情報読取処理は、撮像された画像からスキップマーク６８が抽出できた場合には子基板６５にスキップマーク６８が付されていたことを示すスキップマークあり情報をスキップ情報としてＲＡＭ７４に記憶し、撮像された画像からスキップマーク６８が抽出できなかった場合には子基板６５にスキップマーク６８が付されていなかったことを示すスキップマークなし情報をスキップ情報としてＲＡＭ７４に記憶する。

こうして作業情報（子基板位置情報とスキップ情報）を読み取ると、ＣＰＵ７１は、複数の子基板６５のうち今回の実装対象の子基板６５（子基板番号が「ｉ」の子基板６５）に対応するスキップ情報がスキップマークあり情報であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ＣＰＵ７１は、スキップ情報がスキップマークあり情報であると判定、即ち、実装対象の子基板６５につき、ステップＳ１５２のスキップ情報読取処理によりスキップマーク６８を読み取ることができたと判定すると、後述するステップＳ１１０〜Ｓ１１８の部品実装作業を行うことなく、ステップＳ１２０の処理に進む。一方、ＣＰＵ７１は、スキップ情報がスキップマークなし情報であると判定、即ち、実装対象の子基板６５につき、ステップＳ１５２のスキップ情報読取処理によりスキップマーク６８を読み取ることができなかったと判定すると、ＸＹロボット４０とＺ軸アクチュエータ５２とを制御すると共に吸着ノズル５１の吸引口に負圧を作用させて吸着ノズル５１に部品Ｐを吸着させ（ステップＳ１１０）、ＸＹロボット４０を制御して吸着ノズル５１に吸着させた部品Ｐをパーツカメラ４８の上方へ移動させてパーツカメラ４８により部品Ｐを撮像する（ステップＳ１１２）。ＣＰＵ７１は、部品Ｐを撮像すると、得られた画像を処理して部品Ｐの吸着ずれ量（Ｘ軸方向の位置ずれ量Δｘｐ，Ｙ軸方向の位置ずれ量Δｙｐ，回転方向の位置ずれ量Δθｐ）を算出し、ステップＳ１５２で読み取った子基板６５の位置ずれ量（Δｘ＿ｉ，Δｙ＿ｉ，Δθ＿ｉ）と算出した吸着ずれ量（Δｘｐ，Δｙｐ，Δθｐ）とに基づいて、生産計画によって予め指定された実装位置（ｘ，ｙ，θ）を補正する（ステップＳ１１４）。

ＣＰＵ７１は、実装位置を補正すると、補正した実装位置に部品Ｐが実装されるようＸＹロボット４０（Ｘ軸アクチュエータ４２ｂおよびＹ軸アクチュエータ４４ｂ）とＺ軸アクチュエータ５２とθ軸アクチュエータ５４とを駆動制御する（ステップＳ１１６）。そして、ＣＰＵ７１は、全ての部品Ｐの実装が完了したか否かを判定し（ステップＳ１１８）、全ての部品Ｐの実装が完了していないと判定すると、ステップＳ１１０に戻って、ステップＳ１１０〜Ｓ１１６の部品実装作業を繰り返し、全ての部品Ｐの実装が完了したと判定すると、全ての子基板６５に対して部品実装作業（作業をスキップした子基板６５も含む）が完了したか否かを判定する(ステップＳ１２０）。ＣＰＵ７１は、全ての子基板６５に対して部品実装作業が完了していないと判定すると、ステップＳ１０８に戻って、次の子基板６５を実装対象に指定してステップＳ１０８〜Ｓ１１８の処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ７１は、全ての子基板６５に対して部品実装作業が完了したと判定すると、基板６０（集合基板）における子基板６５の相対位置情報を導出し(ステップＳ１２２）、ステップＳ１０２で読み取った基板ＩＤとステップＳ１５２で読み取ったスキップ情報と導出した相対位置情報とを管理装置８０へ送信する（ステップＳ１２４）。ここで、相対位置情報は、基板６０の基板位置基準マーク６２を基準とした各子基板６５の相対位置（ｄｘ＿ｉ，ｄｙ＿ｉ，ｄθ＿ｉ）を規定するものであり、基板位置に基づき推定される子基板位置とステップＳ１５０にて実際に読み取った子基板位置との差分をとることにより導出することができる。また、ステップＳ１２４で制御装置７０から送信された基板ＩＤとスキップ情報と相対位置情報とを受信した管理装置８０は、図７に示すように、スキップ情報と相対位置情報とを基板ＩＤと関連付けてＨＤＤ８３に記憶させる。そして、ＣＰＵ７１は、バックアップ装置３０を制御して基板６０のバックアップを解除した後、基板搬送装置２０を制御して基板６０を払い出して（ステップＳ１２６）、第１部品実装処理を終了する。

次に、複数台の部品実装機１０のうち先頭よりも後方（下流）の部品実装機１０の実装動作について説明する。図８は、下流の部品実装機１０の制御装置７０により実行される第２部品実装処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、管理装置８０から生産計画に基づいて指令信号を受信したときに実行される。

第２部品実装処理が実行されると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、第１部品実装処理のステップＳ１００〜Ｓ１０４と同様に、基板６０を搬入した後、基板６０の裏面側をバックアップし（ステップＳ２００）、基板６０から基板ＩＤを読み取る基板ＩＤ読取処理と（ステップＳ２０２）、基板位置情報を読み取る基板位置情報読取処理と（ステップＳ２０４）を実行する。次に、ＣＰＵ７１は、読み取った基板ＩＤに基づいて管理装置８０から各子基板６５に対する作業情報を取得する作業情報取得処理を実行する（ステップＳ２０６）。ここで、作業情報取得処理は、図９に示すフローチャートを実行することにより行うことができる。作業情報取得処理では、ＣＰＵ７１は、まず、ステップＳ２０２による基板ＩＤの読み取りが成功したか否かを判定する（ステップＳ２５０）。ＣＰＵ７１は、基板ＩＤの読み取りが成功したと判定すると、読み取った基板ＩＤに基づいて管理装置８０から基板ＩＤに関連付けられた子基板相対位置情報とスキップ情報とを取得し（ステップＳ２５２）、ステップＳ２０４で読み取った基板位置情報と取得した子基板相対位置情報とに基づいて子基板位置情報を導出して（ステップＳ２５４）、作業情報取得処理を終了する。前述したように、子基板相対位置は基板位置基準マーク６２を基準とした子基板６５の相対位置を表すことから、ステップＳ２０４で読み取った基板位置情報と子基板相対位置情報とから子基板位置を導出することができる。一方、ＣＰＵ７１は、基板ＩＤの読み取りが失敗したと判定すると、図６の作業情報読取処理と同様の処理、即ち、全ての子基板６５に対して、子基板位置基準マーク６６をマークカメラ４６で撮像して子基板情報を読み取る子基板情報読取処理と、スキップマーク６８をマークカメラ４６で撮像してスキップ情報を読み取るスキップ情報読取処理とを実行して作業情報読取処理を終了する（ステップＳ２５６〜Ｓ２６０）。

ＣＰＵ７１は、こうして全ての子基板６５に対して作業情報を取得すると、第１部品実装処理のステップＳ１０８〜Ｓ１２０の処理と同様に、スキップ情報としてスキップマークなし情報が関連付けられた子基板６５に対しては部品実装作業を行い、スキップ情報としてスキップマークあり情報が関連付けられた子基板６５に対しては部品実装作業を行わない（ステップＳ２０８〜Ｓ２２０）。そして、ＣＰＵ７１は、ステップＳ２２０にて全ての子基板６５に対して部品実装作業が完了したと判定すると、基板６０のバックアップを解除した後、基板６０を払い出して（ステップＳ２２２）、第２部品実装処理を終了する。

以上説明した本実施形態の部品実装機１０によれば、実装ラインを構成する複数の部品実装機１０のうち上流（先頭）の部品実装機１０において予めマークカメラ４６で読み取った基板６０の基板ＩＤと各子基板６５の作業情報（スキップ情報，子基板相対位置情報）とを関連付けて管理装置８０に予め記憶しておく。そして、下流の部品実装機１０は、上流の部品実装機１０から搬送されてきた基板６０の基板ＩＤをマークカメラ４６で読み取り、基板ＩＤの読み取りが成功した場合には、読み取った基板ＩＤに対応する作業情報を管理装置８０から取得した上で取得した作業情報に基づいて各子基板６５に対して部品実装作業を行い、基板ＩＤの読み取りが失敗した場合には、改めてマークカメラ４６で各子基板６５毎の作業情報を読み取って読み取った作業情報に基づいて各子基板６５に対して部品実装作業を行う。これにより、基板ＩＤの読み取りが成功した場合には、比較的長い時間を要する作業情報の読み取り動作を省略することができ、作業時間をより短縮することができる。一方、基板ＩＤの読み取りが失敗した場合でも、改めて作業情報を読み取ることで部品実装作業を停止することなく継続して実行することができる。即ち、各子基板６５毎の作業情報の読み取りを、基板ＩＤの読み取りが失敗した場合に限って行うことで、基板ＩＤの読み取り失敗に伴う部品実装作業の停止を防止しながら、生産性をより向上させることができる。

本実施形態の部品実装機１０では、各子基板６５の作業情報を表示するマークとして子基板位置基準マーク６６とスキップマーク６８とを含めるものとしたが、何れか一方だけを含めるものとしてもよいし、これら以外の他のマークを含めるものとしてもよい。

本実施形態の部品実装機１０では、基板６０に各種マーク（基板位置基準マーク６２，基板ＩＤマーク６４，子基板位置基準マーク６６，スキップマーク６８）を付し、これらのマークをマークカメラ４６で撮像することにより、得られた画像に基づいて各種情報を取得するものとしたが、これに限定されるものではなく、光や磁気、音など、基板６０から出力される情報を読み取ることができるものであれば、如何なる媒体を用いるものとしてもよい。また、位置基準マークとしては基板位置基準マーク６４や子基板位置基準マーク６６の他、基板６０の特定の回路パターン上に部品Ｐを実装する際の位置基準マークでもよい。

本実施形態の部品実装機１０では、下流部品実装機１０で全ての子基板６５に対して子基板位置基準マーク６６およびスキップマーク６８をマークカメラ４６で撮像して各子基板６５の作業情報を取得したが、当該部品実装機１０において実装作業を行う際に作業情報が必要となるマークのみをマークカメラ４６で撮像するようにしてもよい。

本実施形態の部品実装機１０では、複数台の部品実装機１０のうち上流の部品実装機１０で読み取った基板ＩＤと各子基板６５の作業情報とを管理装置８０へ送信して記憶させておき、下流の部品実装機１０にて上流側から搬送された基板６０から基板ＩＤを読み取り、読み取った基板ＩＤに基づいて管理装置８０から作業情報を取得して各子基板６５に対する部品実装作業を行うものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、生産開始前に、オペレータが管理装置８０に対して基板ＩＤと各子基板６５の作業情報とを関連付けて入力しておくものとしてもよい。この場合、部品実装ライン１を構成する複数台の部品実装機１０のうち先頭の部品実装機１０も、搬入された基板６０の基板ＩＤを読み取ることで、読み取った基板ＩＤに基づいて管理装置８０から各子基板６５の作業情報を取得することができる。また、マークカメラ４６によって各子基板６５の作業情報を読み取る処理を、先頭の部品実装機１０ではなく、これよりも上流に設置された読取機を用いて行うものとしてもよい。また、上流側の部品実装機１０で読み取った基板ＩＤや各子基板６５の作業情報を、上流側の部品実装機１０と下流側の部品実装機１０との通信により、管理装置８０を介することなく下流側の部品実装機１０が作業情報を取得するものとしてもよい。

本実施形態では、本発明を部品実装機１０に適用して説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、基板６０に配線パターンを印刷するスクリーン印刷機２や、基板６０に対して部品Ｐが正常な位置に実装されているか否かを検査する検査機などの他の対基板作業機に適用するものとしてもよい。なお、本発明を検査機に適用する場合、検査装置は、例えば、基板６０をカメラで撮像して基板ＩＤと基板位置情報とを読み取り、読み取った基板ＩＤに基づいて管理装置８０から子基板相対位置情報とスキップ情報とを取得する。そして、検査装置は、取得した子基板相対位置情報と読み取った基板位置情報とに基づいて子基板位置を導出し、取得したスキップ情報としてスキップマークなし情報が関連付けられた子基板６５に対して導出した子基板位置に基づいて予め規定された正常な実装位置を修正した上で部品Ｐの実装位置が正常であるか否かを検査する。

ここで、本実施形態の主要な要素と発明の概要の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、部品実装機１０が「対基板作業機」に相当し、基板ＩＤマーク６４が「識別情報」に相当し、基板位置基準マーク６４や子基板位置基準マーク６６が「位置基準マーク」に相当し、スキップマーク６８が「スキップマーク」に相当し、マークカメラ４６が「マーク位置読取手段」および「スキップマーク読取手段」に相当し、図８の第２部品実装処理と図９の作業情報取得処理とを実行する制御装置７０のＣＰＵ７１が「作業実行手段」に相当する。また、通信ネットワーク９０が「通信手段」に相当する。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

本発明は、対基板作業機の製造産業などに利用可能である。

１ 部品実装システム、２ スクリーン印刷機、１０ 部品実装機、１１ 台座、１２ 本体枠、１３ 支持台、１４ フィーダー台、１６ 部品供給装置、１８ フィーダ、２０ 基板搬送装置、２２ ベルトコンベヤ装置、３０ バックアップ装置、３２ バックアッププレート、３４ バックアップピン、４０ ＸＹロボット、４１ Ｘ軸ガイドレール、４２ Ｘ軸スライダ、４２ａ Ｘ軸位置センサ、４２ｂ Ｘ軸アクチュエータ、４３ Ｙ軸ガイドレール、４４ Ｙ軸スライダ、４４ａ Ｙ軸位置センサ、４４ｂ Ｙ軸アクチュエータ、４６ マークカメラ、４８ パーツカメラ、４９ ノズルステーション、５０ ヘッド、５１ 吸着ノズル、５２ Ｚ軸アクチュエータ、５４ θ軸アクチュエータ、６０ 回路基板、６２ 基板位置基準マーク、６４ 基板ＩＤマーク、６５ 子基板、６６ 子基板位置基準マーク、６８ スキップマーク、７０ 制御装置、７１ ＣＰＵ、７２ ＲＯＭ、７３ ＨＤＤ、７４ ＲＡＭ、７５ 入出力インターフェース、７６ バス、８０ 管理装置、８１ ＣＰＵ、８２ ＲＯＭ、８３ ＨＤＤ、８４ ＲＡＭ、８５ 入出力インターフェース、８６ バス、８７ 入力デバイス、８８ ディスプレイ、９０ 通信ネットワーク。

Claims (2)

1. 回路基板に対して所定の作業を行う対基板作業機であって、
   前記回路基板に付された識別情報を読み取る識別情報読取手段と、
   前記回路基板に付された位置基準マークの位置を読み取るマーク位置読取手段と、
   前記識別情報読取手段による前記識別情報の読み取りが成功した場合には、前記読み取った前記識別情報に基づき前記識別情報と対応付けられた前記位置基準マークの位置情報を通信手段により取得し、該取得した位置情報に基づいて前記回路基板に対して前記所定の作業を行い、前記識別情報の読み取りが失敗した場合には、前記マーク位置読取手段により前記位置基準マークの位置を読み取り、該読み取った位置情報に基づいて前記回路基板に対して前記所定の作業を行う作業実行手段と、
   を備えた対基板作業機。
2. 基板に対して所定の作業を行う対基板作業機であって、
   前記基板に付された識別情報を読み取る識別情報読取手段と、
   前記基板に付されたスキップマークを読み取るスキップマーク読取手段と、
   前記識別情報読取手段による前記識別情報の読み取りが成功した場合には、前記読み取った前記識別情報に基づき前記識別情報と対応付けられたスキップ情報を通信手段により取得し、該取得したスキップ情報に基づいて前記基板に対して前記所定の作業を行い、前記識別情報の読み取りが失敗した場合には、前記スキップマーク読取手段により前記スキップマークを読み取り、該読み取ったスキップ情報に基づいて前記基板に対して前記所定の作業を行う作業実行手段と、
   を備えた対基板作業機。

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