JP6615206B2

JP6615206B2 - 測定装置

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Publication number: JP6615206B2
Application number: JP2017535193A
Authority: JP
Inventors: 和美星川
Original assignee: 株式会社Ｆｕｊｉ
Priority date: 2015-08-19
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2035-08-19
Also published as: EP3340759A1; JPWO2017029730A1; US10765049B2; CN107926142A; CN107926142B; WO2017029730A1; US20180235119A1; EP3340759B1; EP3340759A4

Description

本発明は、測定装置に関するものである。

被測定体における駆動装置の動作精度を測定する測定装置として、例えば特許文献１には、フィーダにおける部品テープの移送動作の精度を検査する装置が開示されている。また、特許文献２には、部品実装機における電子部品の移載動作の精度を検査する装置が開示されている。特許文献１，２の測定装置は、測定治具（マスターテープ、マトリクス基板）を測定カメラにより撮像して取得された画像データに基づいて指令位置と実位置との誤差を算出して、駆動装置の動作精度を測定する。

特開平０５−１６７２９９号公報特開２００５−２１６９７４号公報

動作精度の測定に用いられる測定治具には、測定カメラとの位置関係が正確に認識されるように、測定装置の測定精度に応じた精度保証が必要とされる。そのため、測定治具は、製造コストが比較的高く、また耐用回数の上限が設定されるなど適正に管理される。測定装置には、測定精度の向上に加えて、測定治具の耐用回数の増加や耐用期間の延長の要請がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、測定精度の向上および測定治具の耐用回数の増加を図ることができる測定装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る測定装置は、移動体を規定の移送方向に移動させる駆動装置を備える被測定体を対象として、前記駆動装置の動作精度を測定する。測定装置は、所定のカメラ視野を有する測定カメラと、前記カメラ視野における前記移送方向の幅より狭い規定間隔で且つ前記移送方向に沿って配列された複数の測定マークを有する測定治具と、前記駆動装置に指令値を送出して、前記測定治具を前記移送方向の指令位置に位置決めする移動制御部と、位置決めされた前記測定治具を前記測定カメラにより撮像して画像データを取得する撮像制御部と、前記画像データに含まれる複数の前記測定マークに基づいて、前記測定治具の実位置を算出する画像処理部と、前記指令位置および前記実位置に基づいて、前記駆動装置による前記移送方向の位置決め誤差を測定する誤差測定部と、を備える。前記画像処理部は、前記画像データにおける複数の前記測定マークの位置をそれぞれ取得して、複数の前記測定マークの位置および前記規定間隔に基づいて平均化された前記測定治具の前記実位置を算出する。

請求項１に係る発明の構成によると、測定装置は、複数の測定マークに基づいて測定治具の実位置を算出する。これにより、複数の測定マーク同士の位置関係が測定装置の測定精度に反映されるので、測定装置の測定精度を向上できる。また、複数の測定マークが測定治具の実位置をそれぞれ示すことから、測定装置は、画像データにおける複数の測定マークを適宜補完して測定治具の実位置を算出できる。これにより、測定治具の耐用回数の増加や耐用期間の延長を図ることができる。

実施形態における測定装置の全体を示す正面図である。被測定体のフィーダの構成を示す図である。動作精度の測定におけるフィーダと測定用テープの関係を示す図である。フィーダを対象とした画像データ取得処理を示すフローチャートである。駆動装置の位置決め誤差の測定処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の測定装置を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。測定装置は、被測定体における駆動装置の動作精度の測定に用いられる。実施形態において、部品実装機に用いられるフィーダを被測定体として、本発明の測定装置が適用された態様を例示する。上記の部品実装機は、フィーダにより供給された電子部品を保持部材により保持して、この電子部品を回路基板上の所定位置に装着する装置である。

＜実施形態＞
（測定装置１の構成）
測定装置１は、例えばフィーダ保守装置に組み込まれ、フィーダ５０の移送動作の精度を測定する。本実施形態において、フィーダ５０の測定装置１は、図１に示すように、基台２に設けられたフィーダ保持部３により被測定体であるフィーダ５０を保持する。測定装置１に保持されたフィーダ５０は、電力を供給されるとともに、後述する制御装置２０と通信可能な状態となる。

測定装置１は、測定カメラ１０と、制御装置２０とを備える。測定カメラ１０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。測定カメラ１０は、通信可能に接続された制御装置２０による制御信号に基づいてカメラ視野１１（図３を参照）に収まる範囲の撮像を行う。測定カメラ１０は、撮像による画像データを制御装置２０に送出する。

測定カメラ１０は、本実施形態において、光軸が鉛直方向となるように測定装置１の基台２に固定される。測定カメラ１０は、フィーダ保持部３に保持されたフィーダ５０を撮像可能に構成される。より具体的には、測定カメラ１０は、フィーダ５０における部品取出し部を撮像可能に構成される。また、測定カメラ１０のカメラ視野１１は、レンズユニットの構成によって所定の範囲に設定されている。

制御装置２０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置２０は、フィーダ５０の動作精度の測定処理を制御する。また、制御装置２０は、フィーダ５０との通信により当該フィーダ５０を特定する識別情報、およびフィーダ５０の移送動作に用いられる補正情報を取得する。また、制御装置２０は、外部装置であるホストコンピュータと通信可能に接続され、当該ホストコンピュータにより管理されるフィーダ５０に関する情報を共有する構成としてもよい。制御装置２０の詳細構成については、後述する。

（フィーダ５０の構成）
フィーダ５０は、図示しない部品実装機における部品供給装置のスロットにセットされる。フィーダ５０は、リールに巻回された部品テープ（本発明の「移動体」に相当する）をピッチ送りして、取出し部Ｎｔにおいて電子部品を取り出し可能に供給する。

フィーダ５０は、図２に示すように、ケース５１と、レール５２と、基準マーク５３と、駆動装置６０と、フィーダ制御部７０とを備える。ケース５１は、扁平な箱形状に形成され、部品供給装置のスロットや測定装置１のフィーダ保持部３に差し込まれて固定される。レール５２は、ケース５１の後部側のテープ挿入部Ｎｉから前部側の部品取出し部Ｎｔに渡って設けられている。レール５２の上面は、部品テープを移送する移送路の一部を構成する。

基準マーク５３は、部品取出し部Ｎｔの付近に配置され、フィーダ５０の基準位置を示す。基準マーク５３は、部品供給装置のスロットにフィーダ５０がセットされた状態を部品実装機が認識する処理に用いられる。基準マーク５３は、本実施形態において、円形に形成される（図３を参照）。基準マーク５３は、測定装置１によるフィーダ５０の動作精度の測定に兼用される。基準マーク５３は、測定装置１のフィーダ保持部３にフィーダ５０が固定された状態において、測定カメラ１０のカメラ視野１１に収まる位置に配置される。

フィーダ５０の駆動装置６０は、図２に示すように、モータ６１と、減速ギヤ６２と、中間ギヤ６３と、一対のスプロケット６４とを備える。モータ６１は、本実施形態において、フィーダ制御部７０より供給されるパルス電力に同期して駆動するステッピングモータである。モータ６１は、上記のパルス電力に応じて回転軸６１ａを回転させる。モータ６１の回転軸６１ａには、駆動ギヤ６１ｂが設けられている。

減速ギヤ６２および中間ギヤ６３は、ケース５１に回転可能にそれぞれ支持される。減速ギヤ６２は、モータ６１の駆動ギヤ６１ｂに噛合する大径ギヤ６２ａと、大径ギヤ６２ａよりも少ない歯数に設定された小径ギヤ６２ｂとを有する。中間ギヤ６３は、減速ギヤ６２の小径ギヤ６２ｂと噛合する。このような構成により、モータ６１が出力する駆動力は、駆動ギヤ６１ｂと大径ギヤ６２ａの歯数差、および小径ギヤ６２ｂと中間ギヤ６３の歯数差に応じて回転速度を減速される。

一対のスプロケット６４は、ケース５１に回転可能にそれぞれ支持される。一対のスプロケット６４の外周面には、部品テープの送り穴に係合可能な係合突起６４ａが形成されている。係合突起６４ａは、レール５２に形成された窓部５２ａからレール５２の上面に一部を突出させている。また、一対のスプロケット６４は、中間ギヤ６３と互いに異なる位相において噛合する被駆動ギヤ６４ｂをそれぞれ有する。一対のスプロケット６４は、減速された駆動力を伝達されて、上記のパルス電力に応じた角度だけ回転される。

フィーダ制御部７０は、フィーダ５０における種々の動作を制御する。フィーダ制御部７０のメモリには、電子部品の供給制御などにおいて実行されるファームウェアや補正量などの設定値が記憶されている。フィーダ制御部７０は、部品供給装置のスロットまたは測定装置１のフィーダ保持部３に通信可能に保持された状態において、外部入力される指令値に応じて駆動装置６０の移送動作を制御する。つまり、フィーダ制御部７０は、モータ６１にパルス電力を供給するドライバとして機能する。

このように、フィーダ５０は、部品テープを規定の移送方向に移動可能に構成される。ここで、上記の移送方向とは、テープ挿入部Ｎｉから部品取出し部Ｎｔまでのレール５２に沿った方向である。また、フィーダ５０が部品テープを移動させる移送動作には、部品テープを連続的に送り出す連続送りと、例えば収容される電子部品の間隔で間欠的に送り出すピッチ送りとが含まれる。

ここで、フィーダ５０における移動体（移送の対象）が部品テープであることから、移動体側から駆動装置６０に加えられる負荷は一定以下であるものと想定される。そのため、フィーダ制御部７０は、ステッピングモータ（モータ６１）を有する駆動装置６０をオープンループ制御により制御する。つまり、フィーダ制御部７０は、入力された指令値に基づいて、パルス電力の周波数およびパルス数を決定して、当該パルス電力をモータ６１に供給する。

また、フィーダ制御部７０は、上記のパルス電力を決定する際に、駆動装置６０の状態に応じた補正量を反映させる。この駆動装置６０の状態には、例えば減速ギヤ６２の回転角度が含まれる。減速ギヤ６２の回転角度とは、モータ６１を制御上の原点角度として当該モータ６１の駆動ギヤ６１ｂと噛合した減速ギヤ６２の状態を基準とし、この基準からモータ６１の回転に伴って減速ギヤ６２が回転した角度に相当する。

そして、上記の補正量は、減速ギヤ６２の回転角度に応じて、例えば３６０度を減速ギヤ６２の大径ギヤ６２ａの歯数で除算した値で区分して、各区分にそれぞれ設定される。具体的には、補正量として、例えば、指令値に基づく回転角度に対応するパルス数を一定割合で増減させるように設定される。

フィーダ制御部７０がパルス電力を決定する際に補正量を反映させるのは、以下のような理由による。駆動装置６０において、モータ６１と一対のスプロケット６４との間には、駆動力の回転速度を減速する減速機構（駆動ギヤ６１ｂ、減速ギヤ６２、中間ギヤ６３、被駆動ギヤ６４ｂ）が介在する。この減速機構は、製造上の誤差やフィーダ５０の組み付け誤差などにより生じる回転むらなどの固有の不均一性を有する。

そのため、仮に同一のパルス電力をモータ６１に供給しても、駆動装置６０の状態によっては、部品テープの移動量が異なることがある。そこで、フィーダ制御部７０は、上記のように、駆動装置６０の状態に応じた補正量を予め設定され、入力された指令値および現在の状態に応じた補正量に基づいてパルス電力を決定する。駆動装置６０は、当該パルス電力をモータ６１に供給され、結果として指令値に応じた移送量だけ部品テープを移送する。

（測定治具の構成）
測定装置１は、フィーダ５０のピッチ送りの動作精度の測定に用いられる測定治具を備える。本実施形態において、測定治具は、図３に示すように、部品テープを模した専用の測定用テープ８０である。測定用テープ８０は、フィーダ５０により移送された場合に変形が生じにくい金属などの材料により形成される。測定用テープ８０は、テープ本体８１と、複数の送り穴８２と、複数の測定マーク８３とを有する。

テープ本体８１は、部品テープに対応する厚みに設定され、帯状に延伸されて形成される。複数の送り穴８２は、部品テープの送り穴と同一の間隔でテープ本体８１の延伸方向に配列される貫通孔である。複数の送り穴８２は、フィーダ５０のスプロケット６４の係合突起６４ａと係合可能に構成される。このような構成により、測定用テープ８０は、フィーダ５０に装填された状態において、部品テープに対応して駆動装置６０によりピッチ送り可能に形成されている。

複数の測定マーク８３は、図３に示すように、カメラ視野１１における移送方向（図３の上下方向）の幅Ｗｆより狭い規定間隔Ｐで（Ｗｆ＞Ｐ）、且つ移送方向に沿って配列される。規定間隔Ｐは、測定カメラ１０による１回の撮像で複数の測定マーク８３が画像データに含まれるように設定される。本実施形態において、規定間隔Ｐは、部品テープに収容される電子部品の間隔を整数で除算した値に設定される。

また、測定マーク８３は、本実施形態において、テープ本体８１に対する打ち抜き加工により形成された円形の貫通孔である。測定治具として用いられる測定用テープ８０は、隣り合う測定マーク８３の移送方向の規定間隔Ｐ、測定マーク８３のテープ幅方向（移送直交方向）の位置、および形状の正確性（本実施形態においては、円形度）に係る精度保証がなされている。これにより保証される精度は、測定装置１における動作精度の測定に要求される精度に対応する。

（制御装置２０の詳細構成）
測定装置１の制御装置２０は、図１に示すように、移動制御部２１と、撮像制御部２２と、画像処理部２３と、誤差測定部２４とを備える。移動制御部２１は、フィーダ制御部７０を介して駆動装置６０に指令値を送出して、測定カメラ１０に対して測定用テープ８０を移送方向の指令位置に位置決めする。移動制御部２１は、フィーダ制御部７０に対して、例えば現在の駆動装置６０の状態から規定量だけ測定用テープを移送するように指令値を送出する。

撮像制御部２２は、位置決めされた測定用テープ８０を測定カメラ１０により撮像して画像データ（図３におけるカメラ視野１１に対応する）を取得する。詳細には、撮像制御部２２は、測定カメラ１０のカメラ視野１１に部分的に収められている測定用テープ８０が撮像されるように、測定カメラ１０に対して制御信号を送出する。撮像制御部２２は、撮像による画像データを取得して、移動制御部２１が送出した指令値に画像データを関連付けて記憶させる。

画像処理部２３は、画像データに含まれる複数の測定マーク８３（図３を参照）に基づいて、測定用テープ８０の実位置を算出する。測定用テープ８０の実位置は、フィーダ５０のレール５２上において位置決めされた測定用テープ８０の実際の位置である。画像データに基づく実位置の算出方法としては、画像処理部２３は、本実施形態において、同一の画像データに含まれる基準マーク５３を用いる方法を採用する。

具体的には、画像処理部２３は、画像データに含まれる基準マーク５３の位置に対する測定マーク８３の相対位置を算出して、当該算出の結果に基づいて測定用テープ８０の実位置を算出する。また、画像処理部２３は、測定マーク８３の実位置の算出に、画像データに含まれる複数の測定マーク８３を用いる構成としている。画像処理部２３は、本実施形態において、複数の測定マーク８３の位置および規定間隔Ｐに基づいて平均化された測定用テープ８０の実位置を算出する。

さらに、画像処理部２３は、複数の測定マーク８３に係る測定マーク情報に基づいて各測定マーク８３の有効性の判定を行う。上記の測定マーク情報には、画像データにおける複数の測定マーク８３の位置（例えば、基準マーク５３を原点とする平面座標）、形状（測定マーク８３の円形度）などが含まれ得る。本実施形態の測定マーク情報には、測定マーク８３の位置および形状の認識の処理結果が含まれる。

ここで、画像処理により認識された測定マーク８３の位置や形状には、撮像環境や測定用テープ８０の表面における擦り傷などの状態によっては、誤差が含まれることがある。そこで、画像処理部２３は、画像データに含まれる複数の測定マーク８３のうち測定マーク情報に基づいて有効と判定された測定マーク８３を用いて測定用テープ８０の実位置を算出する構成としている。画像処理部２３による実位置の詳細については後述する。

誤差測定部２４は、フィーダ５０へと送出された指令値に対応する指令位置、および測定用テープ８０の実位置に基づいて、駆動装置６０による移送方向の位置決め誤差を測定する。具体的には、誤差測定部２４は、画像処理部２３により算出された測定用テープ８０の実位置と基準マーク５３の位置との移送方向の実距離と、指令位置に基づく理想距離との差分を位置決め誤差として取得する。

（移送動作の精度の測定）
上記の測定装置１によるフィーダ５０の動作精度の測定処理について説明する。なお、ここでは、フィーダ５０に適正な補正量を設定するために、測定装置１が位置決め誤差を測定する態様を例示する。また、測定処理に際して、測定用テープ８０が装填されたフィーダ５０が測定装置１のフィーダ保持部３にセットされる。

測定装置１は、先ず、図４に示すように、フィーダ保持部３に保持されたフィーダ５０に対する準備処理を実行する（ステップ１１（以下、「ステップ」を「Ｓ」と表記する））。準備処理において、測定装置１の制御装置２０は、フィーダ５０のフィーダ制御部７０と通信により当該フィーダ５０を特定する識別符号、および現在設定されている補正量などを取得する。

また、制御装置２０は、準備処理（Ｓ１１）において、フィーダ制御部７０に対して駆動装置６０のモータ６１を原点角度に復帰するように指令値を送出する。これにより、モータ６１は、制御上の原点角度まで回転され、駆動ギヤ６１ｂが所定の位相において減速ギヤ６２の大径ギヤ６２ａと噛合した状態とされる。

次に、移動制御部２１は、フィーダ制御部７０に対して、測定用テープ８０を１ピッチだけ移送するように指令値を送出する（Ｓ１２）。上記の１ピッチは、例えば部品テープに収容される電子部品の間隔など適宜設定される。本実施形態において、１ピッチは、減速ギヤ６２の大径ギヤ６２ａを一歯分回転させた場合の測定用テープ８０の移送量に設定される。

また、フィーダ制御部７０は、動作精度の測定がフィーダ５０に適正な補正量を設定することを目的とするため、測定用テープ８０の移送においては、補正量を適用しない。つまり、フィーダ制御部７０は、１ピッチに対応する一定のパルス電力を駆動装置６０に供給して、測定用テープ８０をピッチ送りした指令位置に位置決めさせる。

撮像制御部２２は、位置決めされた測定用テープ８０を測定カメラ１０により撮像して画像データを取得する（Ｓ１３）。取得された画像データは、移動制御部２１が送出した指令値に関連付けられて、より具体的にはモータ６１の原点角度から積算されるピッチ送りの回数に関連付けられて制御装置２０に記憶される。

制御装置２０は、１ピッチにより区分された駆動装置６０の状態（本実施形態において、減速ギヤ６２の大径ギヤ６２ａを一歯分回転させた状態）について、撮像処理（Ｓ１３）が行われたか否かを判定する（Ｓ１４）。制御装置２０は、全ての区分について移送動作（Ｓ１２）および撮像処理（Ｓ１３）が行われるまで繰り返す。

続いて、制御装置２０は、図５に示すように、位置決め誤差の算出処理を実行する。当該処理において、画像処理部２３は、先ず、移動制御部２１が送出した指令値と、当該指令値に関連付けられた画像データを取得する（Ｓ２１）。画像処理部２３は、取得した画像データに含まれる基準マーク５３を認識する処理を実行する（Ｓ２２）。これにより、画像データにおける基準マーク５３の位置および形状を含む基準マーク情報が取得される。

画像処理部２３は、基準マーク情報における基準マーク５３の形状、具体的には円形度が許容範囲にあるか否かを判定する（Ｓ２３）。基準マーク５３の円形度が許容範囲にない場合には（Ｓ２３：Ｎｏ）、画像データにおける基準位置を得られないためエラー処理（Ｓ３１）を実行して、フィーダ５０の動作精度の測定処理を中断する。

一方で、画像処理部２３は、基準マーク５３の円形度が許容範囲にある場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、複数の測定マーク８３を認識する処理を実行する（Ｓ２４）。これにより、画像データにおいて基準マーク５３の位置を原点とした各測定マーク８３の相対位置および形状を含む測定マーク情報が取得される。そして、画像処理部２３は、測定マーク情報に基づいて、動作精度の測定に有効な測定マーク８３の数が規定値Ｍｎ以上であるかを判定する（Ｓ２５）。

上記の規定値Ｍｎは、動作精度の測定処理に要求される精度に応じて予め設定される値であり、本実施形態においては２に設定される（Ｍｎ＝２）。また、測定マーク８３の有効性は、測定マーク８３の位置および形状により判定される。画像処理部２３は、先ず測定マーク８３の円形度が許容範囲にあるか否かを判定し、許容範囲にない測定マーク８３を除外する。次に、画像処理部２３は、円形度が許容範囲にある測定マーク８３について、基準マーク５３に対するテープ幅方向の離間距離を取得する。そして、画像処理部２３は、取得した離間距離が許容範囲にない測定マーク８３を除外する。

画像処理部２３は、上記により動作精度の測定処理に有効な測定マーク８３を抽出する。なお、有効な測定マーク８３の数が規定値Ｍｎ未満の場合には（Ｓ２５：Ｎｏ）、画像データに基づいて測定用テープ８０の実位置を算出することができないためエラー処理（Ｓ３１）を実行して、フィーダ５０の動作精度の測定処理を中断する。一方で、画像処理部２３は、有効な測定マーク８３の数が規定値Ｍｎ以上の場合には（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、各測定マーク８３に基づく測定用テープ８０の実位置をそれぞれ算出する（Ｓ２６）。

ここで、図３に示すように、例えば画像データにおける複数の測定マーク８３のうち連続する５つの測定マーク８３Ａ〜８３Ｅが有効と判定された場合に、画像処理部２３は、各測定マーク８３Ａ〜８３Ｅの基準マーク５３に対する移送方向の実距離Ｄａ〜Ｄｅを算出する。そして、画像処理部２３は、有効な測定マーク８３Ａ〜８３Ｅの実距離Ｄａ〜Ｄｅ、および移送方向の規定間隔Ｐに基づいて、平均化された測定用テープ８０の実位置を算出する（Ｓ２７）。

誤差測定部２４は、平均化された測定用テープ８０の実位置と基準マーク５３の位置との移送方向の平均実距離Ｄｖと、指令位置に基づく理想距離Ｄｍとの差分を位置決め誤差ΔＳとして算出する（Ｓ２８）。制御装置２０は、全ての画像データについて、位置決め誤差ΔＳの算出（Ｓ２８）が行われたか否かを判定する（Ｓ２９）。制御装置２０は、全ての画像データについて位置決め誤差ΔＳが算出されるまで上記処理（Ｓ２１〜Ｓ２９）を繰り返す。

制御装置２０は、１ピッチにより区分に対応してそれぞれ算出された位置決め誤差ΔＳに基づいて、駆動装置６０の状態に応じた補正量をそれぞれ算出して記憶する。このように、測定装置１は、一定のパルス電力を駆動装置６０に供給して、各区分における測定用テープ８０の理論的な移送量と、画像データに含まれる複数の測定マーク８３により実測された移送量とに基づいて、適正な補正量を算出する。この補正量は、制御装置２０からフィーダ５０のフィーダ制御部７０に転送され、フィーダ５０の移送動作の制御に用いられる。

＜実施形態の構成による効果＞
測定装置１は、移動体（部品テープ）を規定の移送方向に移動させる駆動装置６０を備える被測定体（フィーダ５０）を対象として、駆動装置６０の動作精度を測定する。測定装置１は、所定のカメラ視野１１を有する測定カメラ１０と、カメラ視野１１における移送方向の幅Ｗｆより狭い規定間隔Ｐで且つ移送方向に沿って配列された複数の測定マーク８３を有する測定治具（測定用テープ８０）と、駆動装置６０に指令値を送出して、測定治具（測定用テープ８０）を移送方向の指令位置に位置決めする移動制御部２１と、位置決めされた測定治具（測定用テープ８０）を測定カメラ１０により撮像して画像データを取得する撮像制御部２２と、画像データに含まれる複数の測定マーク８３に基づいて、測定治具（測定用テープ８０）の実位置を算出する画像処理部２３と、指令位置および実位置に基づいて、駆動装置６０による移送方向の位置決め誤差ΔＳを測定する誤差測定部２４と、を備える。

このような構成によると、測定装置１は、複数の測定マーク８３に基づいて測定用テープ８０の実位置を算出する（Ｓ２６，Ｓ２７）。これにより、複数の測定マーク８３同士の位置関係が測定装置１の測定精度に反映されるので、測定装置１の測定精度を向上できる。また、複数の測定マーク８３が測定用テープ８０の実位置をそれぞれ示すことから、測定装置１は、画像データにおける複数の測定マーク８３を適宜補完して測定用テープ８０の実位置を算出できる。これにより、測定用テープ８０の耐用回数の増加や耐用期間の延長を図ることができる。

また、画像処理部２３は、画像データにおける複数の測定マーク８３の位置をそれぞれ取得して、複数の測定マーク８３の位置および規定間隔Ｐに基づいて平均化された測定治具（測定用テープ８０）の実位置を算出する。
このような構成によると、測定用テープ８０の姿勢や、撮像環境の変動などによる画像処理への影響を低減できる。これにより、測定用テープ８０の実位置をより正確に算出できるので、測定装置１の測定精度を向上できる。

また、画像処理部２３は、画像データにおける複数の測定マーク８３の位置または形状を含む測定マーク８３情報を取得して、測定マーク８３情報に基づいて有効と判定された測定マーク８３を用いて測定治具（測定用テープ８０）の実位置を算出する。
このような構成によると、測定用テープ８０の実位置を算出する画像処理に不適な測定マーク８３を除外するとともに、他の測定マーク８３により補完して測定用テープ８０の実位置を算出できる。これにより、一の測定マーク８３が画像処理に不適の場合にエラー処理を行う構成と比較して、測定用テープ８０の耐用回数の増加や耐用期間の延長を図ることができる。

また、被測定体（フィーダ５０）には、カメラ視野１１に収まる位置に基準マーク５３が配置される。画像処理部２３は、画像データに含まれる基準マーク５３に対する複数の測定マーク８３の相対位置を算出して、当該算出の結果に基づいて測定治具（測定用テープ８０）の実位置を算出する。
このような構成によると、基準マーク５３および複数の測定マーク８３が含まれる画像データを用いて、測定用テープ８０の実位置が算出される。これにより、駆動装置６０の位置情報（回転角度、制御上の位置座標）によらず、基準マーク５３に対する測定用テープ８０の相対的な実位置を算出できる。よって、駆動装置６０の位置や角度を検出するセンサを要さず、駆動装置６０の動作精度を測定できる。

また、被測定体は、電子部品を収容する部品テープを移動体として、駆動装置６０により移送方向にピッチ送りして電子部品を供給するフィーダ５０である。測定治具は、部品テープに対応して駆動装置６０によりピッチ送り可能に形成された測定用テープ８０である。
このような構成によると、測定装置１は、フィーダ５０を被測定体として、測定用テープ８０を用いて部品テープの移送動作の精度を測定する。動作精度の測定において、部品テープを模した測定用テープ８０は、フィーダ５０内部におけるテープ搬送路を移送される。そのため、測定用テープ８０の表面には、テープガイドなどとの摺動により擦り傷などが生じることがある。
このような擦り傷は、画像処理における測定マーク８３の認識精度に影響する。これに対して、上記のような構成により、測定装置１は、画像データにおける複数の測定マーク８３を適宜補完して測定治具（測定用テープ８０）の実位置を算出できる。よって、フィーダ５０を被測定体とする動作精度の測定に本発明の測定装置１を適用することは特に有用である。

また、フィーダ５０の駆動装置６０は、ステッピングモータ（モータ６１）が用いられる。フィーダ５０の制御装置は、外部入力する指令に基づいて、ステッピングモータをオープンループ制御して、部品テープをピッチ送りする。このようなオープンループ制御においては、フィードバック制御と比較して装置構成を簡易に且つ制御負荷を軽減できるという一方で、動作時の補正量が直接的に動作精度に影響する。
そのため、オープンループ制御される駆動装置６０に対応して、より適正な補正量の設定が要求される。これに対して、上記のような構成により、測定装置１は、複数の測定マーク８３同士の位置関係が測定装置１の測定精度に反映されるので、測定装置１の測定精度を向上できる。よって、オープンループ制御に用いられる補正量をより適正に設定することができる。従って、オープンループ制御により駆動する駆動装置６０を備えるフィーダ５０の動作精度の測定に本発明の測定装置１を適用することは特に有用である。

＜実施形態の変形態様＞
（測定装置１の適用について）
実施形態において、測定装置１は、フィーダ５０の動作精度の測定の精度向上を目的として、複数の測定マーク８３を用いて測定用テープ８０の実位置を算出する構成とした。具体的には、測定装置１は、動作精度の測定に有効な測定マーク８３の数が規定値Ｍｎ（＝２）以上である場合に（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、位置決め誤差の測定を行う（Ｓ２６〜Ｓ２８）。

これに対して、測定装置１は、測定治具である測定用テープ８０の耐用回数の増加や耐用期間の延長を目的とした場合には、少なくとも１つの有効な測定マーク８３を用いて測定用テープ８０の実位置を算出する構成としてもよい。具体的には、測定装置１は、上記の規定値Ｍｎを１に設定する。このような構成によると、測定装置１は、画像データに含まれる複数の測定マーク８３を対象として画像処理し、全ての測定マーク８３が有効でない場合を除いて、当該測定用テープ８０を用いた動作精度の測定が可能となる。

ここで、基準マーク５３から移送方向に理想距離Ｄｍにある測定マーク８３のみを対象として測定用テープ８０の実位置を算出する構成では、その測定マーク８３が周縁の汚れや擦り傷の影響により測定に有効でないと判断されると、動作精度の測定処理が中断される。これに対して、上記のような構成によると、カメラ視野１１に収まる複数の測定マーク８３を対象として画像処理がなされ、少なくとも１つの有効な測定マーク８３の残存により、動作精度の測定処理を継続できる。

よって、複数の測定マーク８３のうち少なくとも１つが測定用テープ８０の実位置を示すことから、測定装置１は、画像データにおける複数の測定マーク８３を適宜補完して測定用テープ８０の実位置を算出できる。これにより、測定用テープ８０の耐用回数の増加や耐用期間の延長を図ることができる。但し、位置決め誤差の測定精度の向上という観点からは、実施形態にて例示した態様（規定値Ｍｎを２以上に設定する態様）が好適である。

（画像処理について）
実施形態において、画像処理部２３は、複数の有効な測定マーク８３および移送方向の規定間隔Ｐに基づいて、平均化された測定用テープ８０の実位置を算出する（Ｓ２７）。これに対して、画像処理部２３は、画像データに含まれる複数の測定マーク８３に基づいて、測定用テープ８０の実位置を算出するのであれば種々の態様を採用し得る。

具体的には、例えば認識された複数の測定マーク８３のうち円形度が最も高いものから順に規定の数量の測定マーク８３を抽出して測定用テープ８０の実位置を算出する構成などが想定される。これは、測定マーク８３のうち円形度が高いものほど実位置を正確に示しているとみなすことが可能であることを利用した構成である。

また、制御装置２０は、駆動装置６０による移送方向の位置決め誤差の測定結果を提示する際に、画像処理の結果を併せて提示するようにしてもよい。具体的には、画像データに含まれる複数の測定マーク８３のうち有効な測定マーク８３の割合や、それぞれの円形度を提示することにより、測定結果の信頼度や測定用テープ８０の交換時期を案内することが可能となる。

（基準マーク５３および測定マーク８３について）
実施形態において、フィーダ５０に設けられる基準マーク５３、および測定用テープ８０に配列される測定マーク８３は、円形に形成される。これに対して、基準マーク５３および測定マーク８３は、規定の形状をなしていれば、種々の形状を採用し得る。また、測定マーク８３は、貫通孔に換えて、例えばテープ本体８１の表面にレーザーマーキングなどの加工により形成される構成としてもよい。

また、実施形態において、フィーダ５０には、１つの基準マーク５３が設けられる。これに対して、フィーダ５０に複数の基準マーク５３が設けられ、測定装置１は、画像データに含まれる複数の基準マーク５３を対象に画像処理を行って、測定用テープ８０の実位置を算出する構成としてもよい。

具体的には、被測定体であるフィーダ５０には、カメラ視野１１に収まる異なる複数の位置に基準マーク５３がそれぞれ配置される。画像処理部２３は、画像データに含まれる複数の基準マーク５３に対する複数の測定マーク８３の相対位置をそれぞれ算出して、当該算出の結果に基づいて測定用テープ８０の実位置を算出する。

このような構成によると、複数の基準マーク５３と複数の測定マーク８３のそれぞれの相対位置が測定装置１の測定精度に反映される。よって、測定装置１の測定精度をより向上できる。また、測定装置１は、画像データにおける複数の基準マーク５３を適宜補完して測定用テープ８０の実位置を算出できる。これにより、基準マーク５３に係る耐用期間の延長を図ることができる。

また、上記のように複数の基準マーク５３がフィーダ５０に配置される構成において、画像処理部２３は、実施形態における測定マーク８３の有効性の判定（Ｓ２５）と同様に、複数の基準マーク５３に対する有効性の判定を行う構成としてもよい。具体的には、画像処理部２３は、画像データにおける複数の基準マーク５３の位置または形状を含む基準マーク情報を取得して、基準マーク情報に基づいて有効と判定された基準マーク５３を用いて測定用テープ８０の実位置を算出する。

このような構成によると、測定用テープ８０の実位置を算出する画像処理に有効でない基準マーク５３を除外することができる。また、有効な基準マーク５３が複数ある場合には、互いに補完して測定用テープ８０の実位置を算出できる。これにより、唯一の基準マーク５３が画像処理に有効でない場合にエラー処理を行う構成と比較して、フィーダ５０の基準マーク５３に係る耐用期間の延長を図ることができる。

（測定装置１の適用範囲）
実施形態において、測定装置１は、フィーダ５０に適正な補正量を設定することを目的として、フィーダ５０における駆動装置６０の動作精度の測定を行う。これに対して、測定装置１は、例えば、設定された補正量が適正であるかを検査することを目的として、フィーダ５０における駆動装置６０の動作精度の測定に用いられる。

上記のような動作精度の測定においては、測定装置１の制御装置２０は、フィーダ５０のフィーダ制御部７０に対して、駆動装置６０の動作制御に予め設定されている補正量を適用するように指令する。つまり、移送動作（実施形態のＳ１２に対応する）における１ピッチに対応するパルス電力は、駆動装置６０の状態（例えば、減速ギヤ６２の回転角度）に応じた補正量が反映されたパルス数に決定される。

そして、測定装置１は、実施形態と同様に画像データに基づく測定用テープ８０の実位置を算出することにより、補正後の理論的な移送量と、実測された移送量との差分を取得する。測定装置１は、取得した移送量の差分が許容範囲にあるか否かによって、補正量が適正であるかを検査することが可能である。

また、実施形態において、測定装置１は、フィーダ５０を被測定体とし、フィーダ５０の駆動装置６０の動作精度の測定に用いられる。これに対して、測定装置は、移動体を規定の移送方向に移動させる駆動装置を備える被測定体であれば、当該被測定体を対象として駆動装置の動作精度の測定に適用することが可能である。

具体的には、測定装置は、例えば部品実装機における電子部品の移載動作の精度を検査（特許文献２：特開２００５−２１６９７４号公報を参照）する装置として適用することができる。このような態様によると、移動体は、電子部品を保持する実装ヘッドである。駆動装置は、実装ヘッドをＸＹ方向に移動させる駆動装置（ＸＹロボット）である。また、測定装置を構成する測定カメラは、実装ヘッドとともに駆動装置に設けられる。

そして、測定装置は、部品実装機の機内において駆動装置の可動範囲に配置されたマトリクス基板を測定治具として動作精度の測定を行う。つまり、測定装置は、駆動装置による規定の移送方向（例えばＸ方向）の移送動作と、マトリクス基板に設けられた割り出しマーク（本発明の「測定マーク」に相当する）を撮像する動作とを繰り返す。規定の移送方向に配列された複数の割り出しマークは、規定間隔に設定され、測定カメラのカメラ視野に複数収まるように配置される。

測定装置は、撮像により画像データを取得し、当該画像データに含まれる複数の割り出しマークを対象として、実施形態と同様に画像処理を行う。そして、測定装置は、撮像した際の実装ヘッドの制御位置と、画像処理によりマトリクス基板に対する相対位置として算出される実装ヘッドの実位置とに基づいて、駆動装置に動作精度を測定する。このような構成によると、実施形態と同様の効果を奏する。

即ち、複数の割り出しマーク同士の位置関係が測定装置の測定精度に反映されるので、測定装置の測定精度を向上できる。また、複数の割り出しマークがマトリクス基板に対する実装ヘッドの実位置をそれぞれ示す。これにより、測定装置は、画像データにおける複数の割り出しマークを適宜補完して実装ヘッドの実位置を算出できる。よって、測定治具であるマトリクス基板に係る耐用期間の延長を図ることができる。

また、上記の態様のように、測定装置は、移動体（実装ヘッド）の制御上の座標位置を認識できる構成においては、カメラ視野１１に収まる基準マーク５３を必ずしも必要としない。つまり、実施形態に例示した態様においては、フィーダ保持部３に保持されたフィーダ５０と測定カメラ１０の位置関係が精度保証されるのであれば、例えば画像データの中心を基準とすることで、基準マーク５３を省略することができる。

但し、測定装置の製造コストや測定精度の向上の観点からは、測定カメラ１０の設置精度によらず、一の画像データに基づいて、測定用テープ８０の実位置を算出可能な構成が望ましい。つまり、実施形態にて例示したようにカメラ視野１１に収まる位置に基準マーク５３を設け、基準マーク５３に対する複数の測定マーク８３の相対位置に基づいて、測定治具（測定用テープ８０）の実位置を算出する構成が好適である。

１：測定装置、２：基台、３：フィーダ保持部
１０：測定カメラ
２０：制御装置
２１：移動制御部、２２：撮像制御部、２３：画像処理部
２４：誤差測定部
５０：フィーダ（被測定体）
５１：ケース、５２：レール、５２ａ：窓部
５３：基準マーク
６０：駆動装置
６１：モータ、６１ａ：回転軸、６１ｂ：駆動ギヤ
６２：減速ギヤ、６２ａ：大径ギヤ、６２ｂ：小径ギヤ
６３：中間ギヤ
６４：スプロケット、６４ａ：係合突起、６４ｂ：被駆動ギヤ
７０：フィーダ制御部
８０：測定用テープ（測定治具）
８１：テープ本体、８２：送り孔
８３，８３Ａ〜８３Ｅ：測定マーク
Ｆｃ：カメラ視野、Ｗｆ：（カメラ視野の移送方向の）幅
Ｐ：（測定マークの）規定間隔
Ｄａ〜Ｄｅ：実距離、Ｄｍ：理想距離
Ｍｎ：規定値、 ΔＳ：位置決め誤差
Ｎｉ：テープ挿入部、Ｎｔ：部品取出し部

Claims

移動体を規定の移送方向に移動させる駆動装置を備える被測定体を対象として、前記駆動装置の動作精度を測定する測定装置であって、
所定のカメラ視野を有する測定カメラと、
前記カメラ視野における前記移送方向の幅より狭い規定間隔で且つ前記移送方向に沿って配列された複数の測定マークを有する測定治具と、
前記駆動装置に指令値を送出して、前記測定治具を前記移送方向の指令位置に位置決めする移動制御部と、
位置決めされた前記測定治具を前記測定カメラにより撮像して画像データを取得する撮像制御部と、
前記画像データに含まれる複数の前記測定マークに基づいて、前記測定治具の実位置を算出する画像処理部と、
前記指令位置および前記実位置に基づいて、前記駆動装置による前記移送方向の位置決め誤差を測定する誤差測定部と、
を備え、
前記画像処理部は、前記画像データにおける複数の前記測定マークの位置をそれぞれ取得して、複数の前記測定マークの位置および前記規定間隔に基づいて平均化された前記測定治具の前記実位置を算出する測定装置。
前記被測定体には、前記カメラ視野に収まる位置に基準マークが配置され、
前記画像処理部は、前記画像データに含まれる前記基準マークに対する複数の前記測定マークの相対位置を算出して、当該算出の結果に基づいて前記測定治具の前記実位置を算出する、請求項１に記載の測定装置。
前記被測定体には、前記カメラ視野に収まる異なる複数の位置に前記基準マークがそれぞれ配置され、
前記画像処理部は、前記画像データに含まれる複数の前記基準マークに対する複数の前記測定マークの相対位置をそれぞれ算出して、当該算出の結果に基づいて前記測定治具の前記実位置を算出する、請求項２に記載の測定装置。
移動体を規定の移送方向に移動させる駆動装置を備える被測定体を対象として、前記駆動装置の動作精度を測定する測定装置であって、
所定のカメラ視野を有する測定カメラと、
前記カメラ視野における前記移送方向の幅より狭い規定間隔で且つ前記移送方向に沿って配列された複数の測定マークを有する測定治具と、
前記駆動装置に指令値を送出して、前記測定治具を前記移送方向の指令位置に位置決めする移動制御部と、
位置決めされた前記測定治具を前記測定カメラにより撮像して画像データを取得する撮像制御部と、
前記画像データに含まれる複数の前記測定マークに基づいて、前記測定治具の実位置を算出する画像処理部と、
前記指令位置および前記実位置に基づいて、前記駆動装置による前記移送方向の位置決め誤差を測定する誤差測定部と、
を備え、
前記被測定体には、前記カメラ視野に収まる異なる複数の位置に前記基準マークがそれぞれ配置され、
前記画像処理部は、前記画像データに含まれる複数の前記基準マークに対する複数の前記測定マークの相対位置をそれぞれ算出して、当該算出の結果に基づいて前記測定治具の前記実位置を算出する測定装置。
前記画像処理部は、前記画像データにおける複数の前記基準マークの位置または形状を含む基準マーク情報を取得して、前記基準マーク情報に基づいて有効と判定された前記基準マークを用いて前記測定治具の前記実位置を算出する、請求項３または４に記載の測定装置。
前記画像処理部は、前記画像データにおける複数の前記測定マークの位置または形状を含む測定マーク情報を取得して、前記測定マーク情報に基づいて有効と判定された前記測定マークを用いて前記測定治具の前記実位置を算出する、請求項１〜５の何れか一項に記載の測定装置。
前記被測定体は、電子部品を収容する部品テープを前記移動体として、前記駆動装置により前記移送方向にピッチ送りして前記電子部品を供給するフィーダであり、
前記測定治具は、前記部品テープに対応して前記駆動装置によりピッチ送り可能に形成された測定用テープである、請求項１〜６の何れか一項に記載の測定装置。