JP6849547B2 - 部品保持具の偏心補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品を保持する部品保持具を備えた部品実装装置における、前記部品保持具の偏心補正方法に関する。

部品実装装置は、昇降及び回転が可能なシャフト及び該シャフトに装着された吸着ノズル（部品保持具）を有し、前記吸着ノズルにて保持された部品をプリント基板に搭載する実装用ヘッドを備える。部品の実装に際しては高い搭載精度が求められるが、前記吸着ノズルの偏心がこれを阻害する場合がある。前記偏心は、前記シャフトの傾きや曲がり、或いは前記実装用ヘッドが組み付けられるヘッドユニット自体の傾きなどにより、前記吸着ノズルが鉛直軸に沿って下降しないことによって生じる。従って、前記吸着ノズルのＸＹＺ方向の移動制御には、前記偏心に応じた補正が必要となる。特許文献１には、この補正に関する技術が開示されている。

前記偏心の補正のためには、前記吸着ノズルの偏心量を正確に求めることが肝要である。従来は、部品認識カメラにて前記吸着ノズルに吸着された供試部品を撮像させ、所定の認識高さ位置における部品保持位置を認識させ、次いで前記供試部品を部品搭載面に実際に搭載させて部品搭載位置を求めるという搭載測定が行われている。そして、前記部品保持位置と前記部品搭載位置とのズレ量から、補正値が求められている。前記実装用ヘッドにおいて、前記シャフトの回転によって部品搭載角度を変更できるが、その回転角度（例えば０度、９０度、１８０度、−９０度）ごとに前記吸着ノズルの偏心に依存するズレが生じる。このため、各々の実装用ヘッドについて、前記搭載測定を前記回転角度ごとに実行する必要があり、多くの時間と手間を要していた。

特開２００９−１６４２７６号公報

本発明の目的は、部品実装装置が備える部品保持具の偏心補正のために要する作業量を軽減することができる部品保持具の偏心補正方法を提供することにある。

本発明の一局面に係る部品保持具の偏心補正方法は、昇降及び回転が可能なシャフト及び該シャフトに装着された部品保持具を有し、前記部品保持具にて保持された部品を部品搭載面に搭載する実装用ヘッドと、前記実装用ヘッドが搭載されたヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを支持するベース部と、前記ヘッドユニットに組付けられ前記部品保持具に保持された部品を撮像する第１カメラと、前記ベース部に組み付けられ前記部品保持具に保持された部品を下方から撮像する第２カメラと、を備える部品実装装置における、前記部品保持具の偏心補正方法であって、予め定められた前記部品保持具の所定位置若しくは前記シャフトの所定位置からなるヘッド基準位置を、前記実装用ヘッドの昇降方向における第１認識高さで前記第１カメラによって撮像させ、撮像された画像に基づき前記第１認識高さにおける前記ヘッド基準位置の標準位置に対する第１偏心量を求めるステップと、前記ヘッド基準位置を、前記第１認識高さとは前記昇降方向の高さ位置が異なる第２認識高さで前記第２カメラによって撮像させ、撮像された画像に基づき前記第２認識高さにおける前記ヘッド基準位置の標準位置に対する第２偏心量を求めるステップと、前記第１偏心量と前記第２偏心量とから、前記部品搭載面における前記ヘッド基準位置の標準位置に対する第３偏心量を算出するステップと、前記第３偏心量に基づいて、前記第１認識高さにおける第１偏心補正値と第２認識高さにおける第２偏心補正値とを求め、これら第１、第２偏心補正値を前記部品実装装置が備える記憶手段に記憶させるステップと、を備える。

この偏心補正方法によれば、実際に前記部品搭載面へ部品を搭載するのではなく、異なる認識高さにおいて得られた前記第１偏心量と前記第２偏心量とから、前記部品搭載面における前記第３偏心量が算出される。このため、部品実装装置を組み立てた後の初期調整時に、手間を要する搭載測定、すなわち部品搭載角度ごとに実際に供試部品を前記部品搭載面へ搭載する工程を省くことができる。従って、前記部品保持具の偏心補正のために要する作業量を軽減することができる。

上記の偏心補正方法において、前記部品保持具に部品を保持させて、前記第１認識高さにおいて前記部品の保持位置を求めると共に、前記保持された部品を前記部品搭載面に搭載させて前記部品の搭載位置を求め、前記保持位置と前記搭載位置とのズレに基づいて、前記第１認識高さにおける第１搭載補正値を求めるステップと、前記第１偏心補正値と前記第１搭載補正値との関係と第２偏心補正値とから、前記第２認識高さに保持された前記部品の保持位置と、前記保持された部品が前記部品搭載面に搭載されたと仮定した場合の前記部品の搭載位置とのズレを推定して、前記第２認識高さにおける第２搭載補正値を求めるステップと、前記第１、第２搭載補正値を前記記憶手段に記憶させるステップと、
をさらに備えることが望ましい。

実際の部品搭載においては、前記部品保持具の偏心に加え、その他の要因によって、前記部品搭載面における部品の搭載位置にズレが発生することがある。前記他の要因を含んだ搭載位置のズレを正確に求めるには、やはり実際に部品を前記部品搭載面に搭載する必要がある。上記の偏心補正方法によれば、前記第１認識高さについては、実際に前記部品保持具に部品を保持させると共に前記部品搭載面に当該部品を搭載することで、第１搭載補正値を実測により求める。一方、前記第２認識高さについては、実測を行わず、前記第１偏心補正値と前記第１搭載補正値との関係、及び、第２偏心補正値から、第２搭載補正値が推定により求められる。つまり、第１認識高さにおける部品搭載精度のキャリブレーション結果を流用して、前記第２認識高さにおける第２搭載補正値が求められる。従って、前記部品保持具の偏心補正を含む誤差補正のために要する作業量を軽減することができる。

上記の偏心補正方法において、前記撮像手段は、前記第１認識高さを焦点位置とする第１カメラと、前記第２認識高さを焦点位置とする第２カメラとを含み、これら第１、第２カメラは、前記部品実装装置に装備されたカメラであって、前記第１偏心量は、前記第１カメラによって前記ヘッド基準位置が撮像された画像から求められ、前記第２偏心量は、前記第２カメラによって前記ヘッド基準位置が撮像された画像から求められることが望ましい。

この偏心補正方法によれば、前記第１カメラで部品の認識が行われた場合の補正値として前記第１偏心補正値を適用し、前記第２カメラで部品の認識が行われた場合の補正値として前記第２偏心補正値を適用することができる。すなわち、前記部品実装装置に各々目的を持って装備された第１、第２カメラについて、適切な第１、第２偏心補正値を作業性良く具備させることができる。

上記の偏心補正方法において、前記撮像手段は、前記第１認識高さを焦点位置とする第１カメラと、前記第２認識高さを焦点位置とする第２カメラと、前記部品搭載面を焦点位置とする第３カメラとを含み、これら第１、第２、第３カメラは、前記部品実装装置に装備されたカメラであって、前記第１偏心量は、前記第１カメラによって前記ヘッド基準位置が撮像された画像から求められ、前記第２偏心量は、前記第２カメラによって前記ヘッド基準位置が撮像された画像から求められ、第１搭載補正値は、前記第１カメラによって前記部品を保持した前記部品保持具が撮像された画像と、前記第３カメラによって前記部品搭載面に搭載された前記部品が撮像された画像とから求められることが望ましい。

この偏心補正方法によれば、前記部品実装装置に装備された第３カメラを利用して、第１、第２カメラについて、適切な第１、第２搭載補正値を作業性良く具備させることができる。

上記の偏心補正方法において、上記偏心補正のための各ステップは、前記部品実装装置の使用前の初期調整時と、使用を開始して一定期間経過後とに実行されることが望ましい。

この偏心補正方法によれば、初期調整時からの、経年変化による前記部品保持具の偏心量変化に対応した補正値を前記記憶手段に記憶させることができる。従って、部品搭載精度の低下を防ぐことができる。

本発明によれば、部品実装装置が備える部品保持具の偏心補正のために要する作業量を軽減することができる部品保持具の偏心補正方法を提供することができる。

図１は、表面実装機の概略構成を示す平面図である。 図２は、表面実装機のヘッドユニット部分の概略構成を示す側面図である。 図３は、前記表面実装機のブロック図である。 図４は、実装用ヘッドの下降位置を説明するための図である。 図５は、実装用ヘッドの偏心を説明するための図である。 図６（Ａ）〜（Ｃ）は、部品の搭載測定の一例を示す図である。 図７は、本発明の第１実施形態に係る偏心補正方法を示す図である。 図８（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態に係る偏心補正モデルを示す図である。 図９は、第１実施形態における、部品搭載面の偏心量算出の考え方を示す図である。 図１０は、第１実施形態に係る偏心補正（初期調整時）の処理を示すフローチャートである。 図１１は、第１実施形態に係る偏心補正（一定期間経過後）の処理を示すフローチャートである。 図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る偏心補正方法を示す図である。 図１３（Ａ）、（Ｂ）は、第２実施形態に係る偏心補正のモデルを示す図である。 図１４は、第２実施形態に係る偏心補正の処理を示すフローチャートである。

［表面実装機の全体構造］
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る部品保持具の偏心補正方法が適用される表面実装機１（部品実装装置）の概略構成を示す平面図、図２は、表面実装機１のヘッドユニット４部分の概略構成を示す側面図である。表面実装機１は、各種の電子部品を基板Ｐに実装する装置である。図１及び図２において、ＸＹＺの方向表示が付されている。以下の説明において、Ｘ方向を左右方向（基板Ｐの移動方向）、Ｙ方向を前後方向、Ｚ方向を上下方向という場合がある。

表面実装機１は、ベース部１０と、このベース部１０に組み込まれたマルチカメラ１１（撮像手段／第２カメラ）と、ベース部１０上に配置された基板搬送部２、部品供給部３及びヘッドユニット４と、ヘッドユニット４に搭載された一対の基板認識カメラ５（第３カメラ）及びスキャンユニット６とを備えている。基板搬送部２は、電子部品Ｄ（図６）が実装される基板Ｐを搬送する。部品供給部３は、実装される電子部品Ｄを供給する。ヘッドユニット４は、部品供給部３から電子部品Ｄを取り出し、これを基板Ｐに実装する。

基板搬送部２は、ベース部１０上において、基板Ｐを左右方向へ搬送する一対のコンベア２１、２２を有している。コンベア２１、２２は、基板Ｐを図１の右側から表面実装機１の機内に搬入し、所定の作業位置（図１に示す基板Ｐの位置）まで左方へ搬送して一旦停止させる。この作業位置において、電子部品が基板Ｐに実装される。前記作業位置の下方領域には、実装作業中に基板Ｐをバックアップピンにより支持する基板支持装置（図示省略）が配置されている。実装作業後、コンベア２１、２２は基板Ｐを左方へ搬送し、表面実装機１の左側から機外へ搬出する。

部品供給部３は、基板搬送部２の前後方向両側に配置されている。各部品供給部３は、左右方向に配列された複数のテープフィーダ３１を備えている。各テープフィーダ３１は、集積回路（ＩＣ）、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の小片状の電子部品を所定間隔で収容、保持したテープが巻回されたリールを保持している。テープフィーダ３１は、前記リールからテープを間欠的に繰り出し、フィーダ先端の部品供給位置に電子部品を供給する。

ヘッドユニット４は、ベース部１０の上空にＸＹ方向に移動可能に配置され、前記部品供給位置においてテープフィーダ３１から電子部品を取り出し、前記作業位置において前記電子部品を基板Ｐの所定位置に実装する。ベース部１０の上方には、Ｘ方向に延びる支持ビーム２３が立設されている。ヘッドユニット４は、支持ビーム２３に固定されたＸ軸固定レール２４に移動可能に支持されている。また、支持ビーム２３は、両端部がＹ方向に延びるＹ軸固定レール２５に支持され、このＹ軸固定レール２５に沿ってＹ方向に移動可能である。Ｘ軸固定レール２４に対して、Ｘ軸サーボモータ２６及びボールねじ軸２７が配置され、Ｙ軸固定レール２５に対して、Ｙ軸サーボモータ２８及びボールねじ軸２９が配置されている。ヘッドユニット４は、Ｘ軸サーボモータ２６によるボールねじ軸２７の回転駆動によってＸ方向に移動し、Ｙ軸サーボモータ２８によるボールねじ軸２９の回転駆動によってＹ方向に移動する。

ヘッドユニット４には、部品を保持して搬送するための複数の実装用ヘッド４Ｈが搭載されている。図１、図２では、合計６本の実装用ヘッド４ＨがＸ方向に一列に配置されている例を示している。各ヘッド４Ｈは、Ｚ方向（上下方向）に延びるシャフト４１と、該シャフト４１の下端に装着された吸着ノズル４２（部品保持具）とを含む。シャフト４１は、ヘッドユニット４に対して昇降及びノズル中心軸（Ｒ軸）回りの回転が可能とされている。吸着ノズル４２は、電子部品を吸着して保持し、これを基板Ｐの表面（部品搭載面）に搭載することが可能である。吸着ノズル４２は、シャフト４１の内部通路及び切換弁（図略）等を介して負圧発生装置（図略）に接続され、電子部品を吸着することが可能である。部品吸着時には、前記負圧発生装置から吸着ノズル４２に負圧吸引力が与えられ、これにより電子部品の吸着が可能とされている。なお、部品実装時には前記負圧吸引力は解消され、吸着ノズル４２に吸着された電子部品がリリースされる。

マルチカメラ１１は、ベース部１０に組み込まれ、ベース部１０の上方（Ｚ方向）を撮像視野とするカメラである。マルチカメラ１１の主たる役目は、吸着ノズル４２による当該電子部品の吸着状態を画像認識するために、吸着ノズル４２に吸着された電子部品を下面側から撮像することにある。マルチカメラ１１の撮像により得られた画像データ上で、電子部品の中心位置と吸着ノズル４２の基準位置とのズレ量（Ｘ軸、Ｙ軸方向の位置ズレ量）、及びＲ軸方向の回転ズレ量が検知される。これらズレ量が部品実装時に参照され、ヘッドユニット４の移動位置を前記位置ズレ量に応じて補正し、シャフト４１の回転移動を前記回転ズレ量に応じて補正することで、電子部品が正確に基板Ｐの所定の実装位置に実装される。

基板認識カメラ５は、ヘッドユニット４の左右両側に固定的に搭載され、コンベア２１、２２により表面実装機１の前記作業位置に搬入された基板Ｐの表面（上面）に付設されている各種マークを撮像する。図１では、前記マークの一例として、矩形の基板Ｐの対角線上に付設された一対のフィデューシャルマークＦＭを示している。フィデューシャルマークＦＭは、搬入された基板Ｐの前記作業位置の原点座標に対する位置ズレ量を検知するためのマークである。基板認識カメラ５の撮像により得られた画像データ上でフィデューシャルマークＦＭの位置が特定され、原点座標に対する位置ズレ量が求められる。この位置ズレ量は、部品実装時に参照され、位置ズレが生じないように電子部品が基板Ｐに実装される。

スキャンユニット６は、ヘッドユニット４に対してＸ方向（吸着ノズル４２の配列方向）に移動可能に、当該ヘッドユニット４の下端付近に搭載され、吸着ノズル４２に吸着された電子部品を撮像する。スキャンユニット６は、前記Ｘ方向の移動を実現するためのボールねじ軸６１と、前記撮像のためのスキャンカメラ６２（撮像手段／第１カメラ）とを備える。ボールねじ軸６１は、Ｘ方向に延び、ヘッドユニット４に付設されている。スキャンカメラ６２は、マルチカメラ１１と同様に、吸着ノズル４２に吸着された電子部品を下面側から撮像するカメラである。スキャンカメラ６２は、マルチカメラ１１とは異なる認識高さにおいて、電子部品を撮像する（図４に基づき後記で詳述する）。

スキャンユニット６は、ヘッドユニット４が吸着ノズル４２に吸着された電子部品を前記部品供給位置から前記作業位置まで搬送している間に、所定の撮像動作を行う。この撮像動作では、スキャンカメラ６２が、ボールねじ軸６１に沿ってスキャンユニット６と共にＸ方向に移動しながら、吸着ノズル４２に吸着された電子部品を下面側から撮像する。撮像により得られた画像データ上で、当該電子部品のＸ軸、Ｙ軸方向の位置ズレ量、及びＲ軸方向の回転ズレ量が検知される。

本実施形態では、上記に加えてマルチカメラ１１及びスキャンカメラ６２は、それぞれ異なる認識高さにおいて、吸着ノズル４２の偏心補正のため、予め定められた吸着ノズル４２の所定位置（例えば、吸着ノズル４２下面のＸＹ中心位置）、若しくは、吸着ノズル４２が取り付けられていない状態におけるシャフト４１の所定位置（例えばシャフト４１の下端部）からなるヘッド基準位置を撮像する。

さらに本実施形態（第２実施形態）では、基板認識カメラ５は、部品搭載精度のキャリブレーションのため、部品搭載面に搭載された電子部品（供試部品）を撮像する。前記部品搭載面は、基板Ｐの表面又はこれと同じ高さ位置にある供試面である。前記キャリブレーションの動作では、吸着ノズル４２に電子部品を吸着させ、これを実際に前記部品搭載面に搭載させる。吸着ノズル４２に吸着された電子部品が、マルチカメラ１１又はスキャンカメラ６２で撮像され、前記部品搭載面に搭載された電子部品が、基板認識カメラ５で撮像される。そして、両者により撮像された画像の対比により、吸着ノズル４２に保持された電子部品が、実際に前記部品搭載面にどの様に搭載されたかが把握され、これにより搭載補正値が導出される。

［表面実装機の電気的構成］
続いて、表面実装機１の制御構成について説明する。図３は、表面実装機１の電気的構成を示すブロック図である。表面実装機１は、当該表面実装機１の各部の動作を制御する制御装置７を備える。制御装置７は、所定のプログラムが実行されることで、上述のマルチカメラ１１、ヘッドユニット４、基板認識カメラ５、スキャンユニット６（スキャンカメラ６２）などの動作を制御する。なお、図３のブロック図には、図１、図２では記載が省かれた、Ｚ軸サーボモータ４３、Ｒ軸サーボモータ４４及びカメラ軸サーボモータ４５が記載されている。

Ｚ軸サーボモータ４３及びＲ軸サーボモータ４４は、ヘッドユニット４内に組み込まれるモータである。Ｚ軸サーボモータ４３は、実装用ヘッド４Ｈ（シャフト４１）をＺ軸に沿って昇降させる駆動源であり、Ｒ軸サーボモータ４４は、シャフト４１（吸着ノズル４２）をＲ軸（当該シャフト４１の中心軸）回りに回転させる駆動源である。Ｚ軸サーボモータ４３は、電子部品の吸着若しくは実装を行う際の下降位置と、電子部品の搬送や撮像を行う際の上昇位置との間で、実装用ヘッド４Ｈを昇降させる。Ｒ軸サーボモータ４４は、シャフト４１を部品実装時において必要に応じて回転させ、電子部品をＲ軸方向に回転させて当該電子部品の姿勢を調整する。カメラ軸サーボモータ４５は、スキャンユニット６（スキャンカメラ６２）を、ボールねじ軸６１に沿ってＸ方向に移動させる駆動源となるモータである。なお、カメラ軸サーボモータ４５に代えて、リニアモータを採用しても良い。

制御装置７は、カメラ制御部７１、画像処理部７２、補正値算出部７３、軸制御部７４、主制御部７５及び記憶部７６（記憶手段）を機能的に備えている。

カメラ制御部７１は、マルチカメラ１１、基板認識カメラ５及びスキャンカメラ６２の撮像動作を制御する。例えばカメラ制御部７１は、これらカメラ１１、５、６２のシャッタータイミング、シャッター速度（露光量）などを制御する。

画像処理部７２は、マルチカメラ１１、基板認識カメラ５及びスキャンカメラ６２により取得された画像に対してエッジ検出処理、特徴量抽出を伴うパターン認識処理などの画像処理技術を適用して、当該画像から各種の情報を抽出する。具体的には、画像処理部７２は、基板認識カメラ５が取得した画像に基づき、フィデューシャルマークＦＭの位置を特定する処理を行う。また、画像処理部７２は、マルチカメラ１１及びスキャンカメラ６２が取得した画像に基づき、吸着ノズル４２に保持された電子部品の形状、位置などを特定する処理を行う。

上述の吸着ノズル４２の偏心補正の際には、画像処理部７２は、マルチカメラ１１及びスキャンカメラ６２が取得した画像に基づき、前記ヘッド基準位置（吸着ノズル４２若しくはシャフト４１の所定位置）を特定する処理を行う。また、画像処理部７２は、基板認識カメラ５が取得した画像に基づき、前記部品搭載面に搭載された電子部品（供試部品）の位置を特定する処理を行う。

補正値算出部７３は、画像処理部７２が特定した前記ヘッド基準位置の、予め定められた標準位置に対する偏心量を求める。また、補正値算出部７３は、マルチカメラ１１及びスキャンカメラ６２が取得した画像に基づき各々得られた偏心量から、前記部品搭載面における前記ヘッド基準位置の標準位置に対する偏心量を推定する処理を行う。そして補正値算出部７３は、求めた偏心量に応じた、吸着ノズル４２のＸＹ方向の移動のための偏心補正値、Ｒ方向の回転のための補正値を導出する。この補正値算出部７３の処理については、後記で詳述する。

軸制御部７４は、Ｘ軸サーボモータ２６及びＹ軸サーボモータ２８を制御することによって、ヘッドユニット４のＸＹ方向の移動動作を制御する。また、軸制御部７４は、ヘッドユニット４が備えるＺ軸サーボモータ４３及びＲ軸サーボモータ４４を制御することによって、実装用ヘッド４Ｈ（シャフト４１）の昇降及び回転動作を制御する。さらに、軸制御部７４は、カメラ軸サーボモータ４５を制御することによって、スキャンユニット６の、ヘッドユニット４の下面に沿ったＸ方向への移動を制御する。

主制御部７５は、表面実装機１に対する各種の動作を統括的に制御する。例えば、スキャンユニット６にて吸着ノズル４２に吸着された電子部品の画像をスキャン撮像させる場合、軸制御部７４、カメラ制御部７１等に制御信号を与え、カメラ軸サーボモータ４５にてスキャンユニット６をＸ方向へ移動させつつ、スキャンカメラ６２に当該電子部品の画像を撮像させる。

記憶部７６は、基板Ｐや電子部品に関する各種の情報、吸着ノズル４２の移動制御に関するパラメータや、その補正値等を記憶する。電子部品に関する情報は、例えば、電子部品の種別や属性情報などである。前記補正値には、吸着ノズル４２の偏心に応じた位置制御の補正値（後述の偏心補正値乃至は搭載補正値）が含まれ、補正値算出部７３により導出された補正値が記憶部７６に格納される。

［実装用ヘッドの下降とカメラの認識高さ］
図４は、実装用ヘッド４Ｈの下降位置と、マルチカメラ１１及びスキャンカメラ６２の認識高さとの関係を説明するための図である。実装用ヘッド４Ｈは、シャフト４１と、該シャフト４１の下端に取り付けられた吸着ノズル４２とからなり、ヘッドユニット４に対してＺ方向に下降及び上昇する動作を行う。

図４では、吸着ノズル４２の下端面であるノズル先端４２Ｔの高さ位置を、ｈ０、ｈ１、ｈ２、ｈ３で示し、各高さ位置にある実装用ヘッド４Ｈを、それぞれ４Ｈ（ｈ０）、４Ｈ（ｈ１）、４Ｈ（ｈ２）、４Ｈ（ｈ３）で示している。ノズル先端４２Ｔは、吸着ノズル４２の部品吸引口が開口している面であり、吸着ノズル４２の偏心補正処理を行う際には、例えば前記部品吸引口のＸＹ中心位置が前記ヘッド基準位置として扱われる。

高さｈ０は、実装用ヘッド４Ｈが最も上昇しているときの、ノズル先端４２Ｔの高さ位置である。高さｈ０は、ヘッドユニット４を長距離移動させる際などに、吸着ノズル４２を上方へ退避させるための高さ位置である。高さｈ３は、実装用ヘッド４Ｈが最も下降しているときの、ノズル先端４２Ｔの高さ位置であって、部品搭載面Ｇの高さである。実装作業では、この高さｈ３に基板Ｐの実装面が位置することになる。基板認識カメラ５の合焦位置は、高さｈ３（以下、実装高さｈ３）である。

高さｈ０よりも所定距離だけ下降した高さｈ１は、スキャンカメラ６２の合焦位置に相当する高さである。つまり、高さｈ１は、スキャンカメラ６２によるノズル先端４２Ｔの認識高さ（以下、第１認識高さｈ１）である。第１認識高さｈ１よりも所定距離だけ下降した高さｈ２は、マルチカメラ１１の合焦位置に相当する高さである。つまり、高さｈ２は、マルチカメラ１１によるノズル先端４２Ｔの認識高さ（以下、第２認識高さｈ２）である。第１認識高さｈ１は、Ｘ方向に移動するスキャンユニット６が装備する部材と、ノズル先端４２Ｔとが干渉しない高さである。第２認識高さｈ２は、基板Ｐに実装された部品と、ノズル先端４２Ｔとが干渉しない高さである。

吸着ノズル４２の偏心を求める際には、上記第１、第２認識高さｈ１、ｈ２において、スキャンカメラ６２、マルチカメラ１１により、ノズル先端４２Ｔの画像が各々撮像される。実装作業では、第１、第２認識高さｈ１、ｈ２において、スキャンカメラ６２、マルチカメラ１１により、吸着ノズル４２に吸着された電子部品が各々撮像される。これにより、２つの異なる高さ位置にて、吸着された電子部品を認識することが可能となる。一例を挙げると、部品搭載面Ｇになるべく近い位置で部品認識を行って部品実装に要する時間を短縮することを企図する場合には、マルチカメラ１１を用いて、第２認識高さｈ２において部品認識を行う。また、部品供給位置から基板Ｐまでのヘッドユニット４の移動時間を有効利用して部品認識を行う場合には、スキャンカメラ６２を用いて、第１認識高さｈ１において部品認識を行う。

［吸着ノズルの偏心］
吸着ノズル４２は、最上昇位置の高さｈ０から最下降位置の高さｈ３まで、鉛直方向へ下降することが望ましい。しかし、シャフト４１の傾きや曲がり、或いは実装用ヘッド４Ｈが組み付けられるヘッドユニット４自体の傾きなどにより、吸着ノズル４２が鉛直軸に沿って下降しない場合がある。電子部品の実装に際しては高い搭載精度が求められるが、吸着ノズル４２の偏心が高精度実装を阻害する。

図５は、実装用ヘッド４Ｈ（吸着ノズル４２）の偏心を説明するための図である。ここでは、部品搭載面Ｇの鉛直軸Ｚ０（標準位置）に対して、シャフト４１が傾きを持っている状態を模式的に示している。シャフト４１が単純に鉛直軸Ｚ０に対して傾きを持つモデルでは、実装用ヘッド４Ｈが下降するに連れて、シャフト４１の下端部（吸着ノズル４２）と鉛直軸Ｚ０との離間距離は長くなる。電子部品の搭載角度を変更するため、シャフト４１（吸着ノズル４２）は軸回りに回転することが想定されている。傾きを持つシャフト４１を軸回りに回転させると、吸着ノズル４２は、第１認識高さｈ１で偏心軌道Ｅｃ１を、第２認識高さｈ２において偏心軌道Ｅｃ２を、実装高さｈ３で偏心軌道Ｅｃ３を、それぞれ描くように移動する。

上記モデルでは、偏心軌道のサイズはＥｃ１＜Ｅｃ２＜Ｅｃ３となり、偏心軌道Ｅｃ１、Ｅｃ２、Ｅｃ３の各回転中心Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３は、鉛直軸Ｚ０から徐々に遠くなる。そして、例えば、第１認識高さｈ１と第２認識高さｈ２とでは、偏心軌道Ｅｃ１と偏心軌道Ｅｃ２の相違に起因した吸着ノズル４２の認識の誤差が生じることが分かる。実際には、このモデルのように単純化はできないが、鉛直軸Ｚ０に対して、シャフト４１の回転角度ごとに、吸着ノズル４２の偏心に依存する電子部品の搭載位置ズレが実装高さｈ３で発生する。

このため、スキャンカメラ６２にて第１認識高さｈ１で部品認識を行った場合に、実装高さｈ３で発生する搭載位置ズレと、マルチカメラ１１にて第２認識高さｈ２で部品認識を行った場合に、実装高さｈ３で発生する搭載位置ズレとを、シャフト４１の回転角度（例えば０度、９０度、１８０度、−９０度）ごとに各々把握する必要がある。そして、これら搭載位置ズレを解消できる補正値を、カメラ６２、１１ごとに予め導出しておく必要がある。

図６（Ａ）〜（Ｃ）は、上記の補正値の導出のための、比較例に係る部品の搭載測定の一例を示す図である。ここでは、スキャンカメラ６２についての搭載測定を例示している。当該搭載測定では、吸着ノズル４２に供試用の電子部品Ｄを吸着させ、これを実際に部品搭載面Ｇに搭載させる動作を実行させる。この際に、吸着ノズル４２に吸着された電子部品Ｄをスキャンカメラ６２で撮像し、部品搭載面Ｇに搭載された電子部品Ｄを基板認識カメラ５で撮像する。

図６（Ａ）は、スキャンカメラ６２により、吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔに吸着された電子部品Ｄが撮像されている状態を示している。このときの電子部品Ｄの高さは、第１認識高さｈ１である。図６（Ｂ）は、実装用ヘッド４Ｈが下降され、吸着ノズル４２から電子部品Ｄが部品搭載面Ｇ（実装高さｈ３）に搭載される状態を示している。図６（Ｃ）は、基板認識カメラ５により、部品搭載面Ｇに搭載された電子部品Ｄが撮像されている状態を示している。電子部品Ｄには予め基準位置が定められている。スキャンカメラ６２が撮像した画像から抽出される電子部品Ｄの前記基準位置の座標と、基板認識カメラ５が撮像した画像から抽出される電子部品Ｄの前記基準位置の座標とのズレに基づいて、搭載補正値が求められる。

上記のようなスキャンカメラ６２を用いて部品認識を行う場合における、搭載補正値を求める搭載測定が、ヘッドユニット４に装備されている複数の実装用ヘッド４Ｈごとに実行される。また、各実装用ヘッド４Ｈについて、シャフト４１の回転角度（例えば０度、９０度、１８０度、−９０度）ごとに、上記搭載測定を実行する必要がある。このような多数回の搭載測定の実行には多くの時間と手間を要し、また、搭載測定用の治具（供試用の電子部品Ｄや部品搭載面Ｇに配置される供試用の基板など）が必要となる。この点に鑑み、本実施形態では、上記搭載測定を可及的に実行しないで済む、吸着ノズル４２の偏心補正方法を提供する。

［偏心補正方法の第１実施形態］
図７は、本発明の第１実施形態に係る偏心補正方法を示す図である。第１実施形態では、実際に供試用の電子部品Ｄを吸着ノズル４２で吸着させることなく、第１認識高さｈ１及び第２認識高さｈ２において吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔの偏心度合いを実測し、その実測結果に基づいて実装高さｈ３における偏心を推定する。

図７（Ａ）は、スキャンカメラ６２により、電子部品Ｄが吸着されていない吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔが撮像されている状態を示している。この際、主制御部７５の統括制御の下で軸制御部７４（図３）は、Ｚ軸サーボモータ４３を制御して、ノズル先端４２Ｔ（吸着ノズル４２の下面）の高さが第１認識高さｈ１となるよう、実装用ヘッド４ＨをＺ方向に移動させる。また、軸制御部７４は、カメラ軸サーボモータ４５を制御して、撮像対象の吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔがスキャンカメラ６２の光軸に合致するように、スキャンユニット６をＸ方向に移動させる。さらに、カメラ制御部７１は、上記Ｚ方向及びＸ方向の各位置決めを終えた後、スキャンカメラ６２にノズル先端４２Ｔの撮像動作を実行させる。

上記の第１認識高さｈ１における撮像動作は、シャフト４１の回転角度がデフォルト角度（回転角度＝０度）の状態で実行される。ここでは、シャフト４１を４つの回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度で回転させる例を示す。撮像を終えた後、軸制御部７４は、Ｒ軸サーボモータ４４を制御して、シャフト４１を９０度だけＲ軸回りに回転させる。その後、カメラ制御部７１が、スキャンカメラ６２にノズル先端４２Ｔの撮像動作を実行させる。シャフト４１の回転角度＝１８０度、−９０度についても、同様にして撮像動作が実行される。画像処理部７２は、撮像された画像に基づき、ノズル先端４２Ｔに設定されたヘッド基準位置（例えば部品吸引口のＸＹ中心位置）の座標を特定する処理を行う。これにより、第１認識高さｈ１の前記４つの回転角度における、ノズル先端４２Ｔの偏心が測定されることになる。

その後、軸制御部７４は、カメラ軸サーボモータ４５を制御して、次の撮像対象となる吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔがスキャンカメラ６２の光軸に合致するように、スキャンユニット６をＸ方向に移動させる。そして、上記と同様にして、当該ノズル先端４２Ｔについての偏心が測定される。かかる偏心測定動作が、ヘッドユニット４が具備する実装用ヘッド４Ｈの全てについて実行される。

図７（Ｂ）は、マルチカメラ１１により、吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔが撮像されている状態を示している。この際、軸制御部７４は、Ｚ軸サーボモータ４３を制御して、ノズル先端４２Ｔの高さが第２認識高さｈ２となるよう、実装用ヘッド４ＨをＺ方向に移動させる。また、軸制御部７４は、Ｘ軸、Ｙ軸サーボモータ２６、２８を制御して、撮像対象の吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔがマルチカメラ１１の光軸に合致するように、ヘッドユニット４をＸＹ方向に移動させる。さらに、カメラ制御部７１は、上記Ｚ方向及びＸＹ方向の各位置決めを終えた後、マルチカメラ１１にノズル先端４２Ｔの撮像動作を実行させる。

上記の第２認識高さｈ２における撮像動作は、シャフト４１の４つの回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度について実行される。すなわち、軸制御部７４が、Ｒ軸サーボモータ４４を制御してシャフト４１を９０度ずつＲ軸回りに回転させ、その都度、カメラ制御部７１が、マルチカメラ１１にノズル先端４２Ｔの撮像動作を実行させる。画像処理部７２は、撮像された画像に基づき、ノズル先端４２Ｔに設定された前記ヘッド基準位置の座標を特定する処理を行う。これにより、第２認識高さｈ２の前記４つの回転角度における、ノズル先端４２Ｔの偏心が測定されることになる。

その後、軸制御部７４は、Ｘ軸、Ｙ軸サーボモータ２６、２８を制御して、次の撮像対象となる吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔがマルチカメラ１１の光軸に合致するように、ヘッドユニット４をＸＹ方向に移動させる。そして、上記と同様にして、当該ノズル先端４２Ｔについての偏心が測定される。かかる偏心測定動作が、ヘッドユニット４が具備する実装用ヘッド４Ｈの全てについて実行される。

実装高さｈ３においては、第１実施形態では特に測定動作は実行されない。これは、第１認識高さｈ１及び第２認識高さｈ２におけるノズル先端４２Ｔの偏心量が判明すれば、つまり、高さの異なる２つの位置におけるノズル先端４２Ｔの偏心量が判明すれば、それら偏心量の変化傾向から、実装高さｈ３におけるノズル先端４２Ｔの偏心量が推定できるからである。

＜偏心補正のモデル＞
図８（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態に係る偏心補正モデルを示す図である。ここでは、ノズル先端４２Ｔの偏心度合いの理解を容易とするために、実際には吸引させない電子部品Ｄを、シャフト４１の４つの回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度ごとに記載している。

図８（Ａ）は、第１認識高さｈ１（高さＺｓ（ｍｍ）と表記）において、スキャンカメラ６２にて前記ヘッド基準位置を撮像して得られた偏心モデルである。図中の電子部品Ｄ１１（０）、Ｄ１１（９０）、Ｄ１１（１８０）及びＤ１１（−９０）は、前記ヘッド基準位置が所定の標準位置にある場合の、回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々における電子部品の搭載状態を示している。つまり、吸着ノズル４２に偏心が全く存在しないとした場合の、各角度における電子部品Ｄ１１の部品搭載面Ｇへの搭載姿勢を示している。偏心が全く存在しない場合、シャフト４１を回転させても電子部品Ｄ１１のＸＹ位置は変動しないが、図８（Ａ）では図示簡略化のため、前記回転角度を円軌道で表し、各角度における電子部品Ｄ１１の姿勢を前記円軌道上に描いている。実際は、シャフト４１が回転しても、電子部品Ｄ１１の部品搭載面Ｇへの搭載位置が、前記回転角度によって前記円軌道のように変動するわけではない。

これに対し、図中の電子部品Ｄ１２（０）、Ｄ１２（９０）、Ｄ１２（１８０）及びＤ１２（−９０）は、Ｚｓ（ｍｍ）において、スキャンカメラ６２で実際に撮像された前記ヘッド基準位置の画像に基づいた、回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々における電子部品の搭載状態を示している。０度の電子部品Ｄ１２（０）は、標準位置にある０度の電子部品Ｄ１１（０）に対して偏心している。また、９０度、１８０度、−９０度の電子部品Ｄ１２（９０、１８０、−９０）も、標準位置にある０度の電子部品Ｄ１１（９０、１８０、−９０）に対して偏心している。このため、Ｄ１２（０、９０、１８０、−９０）と繋ぐと、円軌道ではなく、偏心軌道Ｅｃ１となる。補正値算出部７３（図３）は、Ｚｓ（ｍｍ）の、各々の角度における標準位置に対する前記ヘッド基準位置の偏心量（第１偏心量という）を、ＸＹ方向の偏心成分Ｘｓ、Ｙｓとして導出する。

図８（Ｂ）は、第２認識高さｈ２（高さＺｍ（ｍｍ）と表記）において、マルチカメラ１１にて前記ヘッド基準位置を撮像して得られた偏心モデルである。図中の電子部品Ｄ２１（０）、Ｄ２１（９０）、Ｄ２１（１８０）及びＤ２１（−９０）は、偏心なく、前記ヘッド基準位置が標準位置にある場合の、回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々における電子部品の搭載状態を示している。

これに対し、図中の電子部品Ｄ２２（０）、Ｄ２２（９０）、Ｄ２２（１８０）及びＤ２２（−９０）は、Ｚｍ（ｍｍ）において、スキャンカメラ６２で実際に撮像された前記ヘッド基準位置の画像に基づいた、回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々における電子部品の搭載状態を示している。電子部品Ｄ２２（０、９０、１８０、−９０）は、標準位置にある電子部品Ｄ２１（０、９０、１８０、−９０）に対して偏心している。このため、Ｄ２２（０、９０、１８０、−９０）と繋ぐと、偏心軌道Ｅｃ２となる。同様に、補正値算出部７３は、Ｚｍ（ｍｍ）の、各々の角度における標準位置に対する前記ヘッド基準位置の偏心量（第２偏心量という）を、ＸＹ方向の偏心成分Ｘｍ、Ｙｍとして導出する。

図８（Ｃ）は、部品搭載面Ｇの高さに相当する実装高さｈ３（高さＺｔ（ｍｍ）と表記）における、前記第１偏心量Ｘｓ、Ｙｓと前記第２偏心量Ｘｍ、Ｙｍとから算出される前記ヘッド基準位置の偏心モデルである。図中の電子部品Ｄ３１（０）、Ｄ３１（９０）、Ｄ３１（１８０）及びＤ３１（−９０）は、偏心なく、前記ヘッド基準位置が標準位置にある場合の、回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々における電子部品の搭載状態を示している。

これに対し、図中の電子部品Ｄ３２（０）、Ｄ３２（９０）、Ｄ３２（１８０）及びＤ３２（−９０）は、Ｚｔ（ｍｍ）において、第１偏心量Ｘｓ、Ｙｓと第２偏心量Ｘｍ、Ｙｍとから求められた、回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々における電子部品の搭載状態を示している。電子部品Ｄ３２（０、９０、１８０、−９０）は、標準位置にある電子部品Ｄ３１（０、９０、１８０、−９０）に対して偏心している。このため、Ｄ３２（０、９０、１８０、−９０）と繋ぐと、偏心軌道Ｅｃ３となる。補正値算出部７３は、Ｚｔ（ｍｍ）の、各々の角度における標準位置に対する前記ヘッド基準位置の偏心量（第３偏心量という）を、第１偏心量Ｘｓ、Ｙｓに対する第２偏心量Ｘｍ、Ｙｍの変化度合いより、偏心成分Ｘｔ、Ｙｔとして算出する。

図９は、補正値算出部７３による第３偏心量（部品搭載面の偏心量）の算出の考え方を示す図である。図９において、Ｚ１は、図５の鉛直軸Ｚ０に相当する、標準位置をＺ方向に延伸した標準ラインである。Ｚ２は、吸着ノズル４２に偏心が存在する場合の、前記ヘッド基準位置のＺ方向における変位を示す偏心ラインである。

第１認識高さｈ１（Ｚｓ）における第１偏心量Ｘｓ、Ｙｓと、第２認識高さｈ２（Ｚｍ）における第２偏心量Ｘｍ、Ｙｍとが判明すれば、次の比率を示す式により、第３偏心量Ｘｔ、Ｙｔを算出することができる。
Ｘｍ−Ｘｓ：Ｘｔ−Ｘｍ＝Ｚｍ−Ｚｓ：Ｚｔ−Ｚｍ
∴Ｘｔ＝（Ｘｍ−Ｘｓ）（Ｚｔ−Ｚｍ）／（Ｚｍ−Ｚｓ）＋Ｘｍ
Ｙｍ−Ｙｓ：Ｙｔ−Ｙｍ＝Ｚｍ−Ｚｓ：Ｚｔ−Ｚｍ
∴Ｙｔ＝（Ｙｍ−Ｙｓ）（Ｚｔ−Ｚｍ）／（Ｚｍ−Ｚｓ）＋Ｙｍ
補正値算出部７３は、上記の比例計算式に基づいて、回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々における第３偏心量Ｘｔ、Ｙｔを算出する。

＜動作フロー＞
図１０は、表面実装機１の初期調整時に実行される、第１実施形態に係る偏心補正の処理を示すフローチャートである。表面実装機１の組立が完了すると、各種の初期調整処理が実行される（ステップＳ１）。そのうちの一つの処理として、主制御部７５（図３）は、吸着ノズル４２の偏心補正処理を実行する。

まず主制御部７５は、第１認識高さｈ１（Ｚｓ）において、吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔを認識させる動作を実行させる（ステップＳ２）。具体的には、スキャンカメラ６２を用いて吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔを、シャフト４１の回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々において撮像させる。この際のカメラ制御部７１及び軸制御部７４の動作は、上記で説明した通りである。取得された各画像に基づき、画像処理部７２が、それぞれの回転角度における、ノズル先端４２Ｔのヘッド基準位置の座標を求める処理を行う。そして、補正値算出部７３が、前記ヘッド基準位置の座標と予め定められた標準位置の座標との差異に基づき、第１認識高さｈ１（Ｚｓ）における各回転角度の第１偏心量Ｘｓ、Ｙｓを導出する（ステップＳ３）。

次いで主制御部７５は、実装用ヘッド４Ｈを下降させ、第２認識高さｈ２（Ｚｍ）において、ノズル先端４２Ｔを認識させる動作を実行させる（ステップＳ４）。具体的には、マルチカメラ１１を用いてノズル先端４２Ｔを、シャフト４１の回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々において撮像させる。取得された各画像に基づき、画像処理部７２が、それぞれの回転角度における、ノズル先端４２Ｔのヘッド基準位置の座標を求める処理を行う。そして、補正値算出部７３が、前記ヘッド基準位置の座標と予め定められた標準位置の座標との差異に基づき、第２認識高さｈ２（Ｚｍ）における各回転角度の第２偏心量Ｘｍ、Ｙｍを導出する（ステップＳ５）。

続いて、補正値算出部７３が、ステップＳ３、Ｓ５で導出された第１偏心量Ｘｓ、Ｙｓ及び第２偏心量Ｘｍ、Ｙｍに、上記の比例計算式を適用して、実装高さｈ３（Ｚｔ）における第３偏心量Ｘｔ、Ｙｔを、シャフト４１の回転角度ごとに算出する（ステップＳ６）。

第３偏心量Ｘｔ、Ｙｔが判明すると、第１認識高さｈ１における第１偏心補正値と、第２認識高さｈ２における第２偏心補正値とが導出できる。第１偏心補正値は、スキャンカメラ６２にて第１認識高さｈ１で部品認識を行った場合に、実装高さｈ３で発生する搭載位置ズレを補正する補正値である。第２偏心補正値は、マルチカメラ１１にて第２認識高さｈ２で部品認識を行った場合に、実装高さｈ３で発生する搭載位置ズレを補正する補正値である。第１偏心量Ｘｓ、Ｙｓと第３偏心量Ｘｔ、Ｙｔとが分かれば、第１認識高さｈ１で認識した電子部品が、実装高さｈ３でどの位置に位置ズレして実装されるかが推定できる。そして、その位置ズレを発生させないように、第１偏心補正値が選定される。第２認識高さｈ２の第２偏心補正値についても同様である。

補正値算出部７３は、第１偏心量Ｘｓ、Ｙｓと第３偏心量Ｘｔ、Ｙｔとの相違に基づいて、前記第１偏心補正値を算出する。また、補正値算出部７３は、第２偏心量Ｘｍ、Ｙｍと第３偏心量Ｘｔ、Ｙｔとの相違に基づいて、前記第２偏心補正値を算出する（ステップＳ７）。しかる後、補正値算出部７３は、実装用ヘッド４Ｈの識別番号、シャフト４１の回転角度などに関連付けて、それぞれの前記第１偏心補正値及び前記第２偏心補正値を記憶部７６に格納し（ステップＳ８）、処理を終える。

図１１は、表面実装機１の使用を開始してから一定期間経過後に実行される、第１実施形態に係る偏心補正の処理を示すフローチャートである。初期調整時から一定期間経過すると、経年変化によって吸着ノズル４２の偏心量に変化が生じ得る。従って、初期調整時だけでなく、一定期間経過後にも、上記と同様な偏心補正を行い、部品搭載精度の低下を防ぐことが望ましい。

主制御部７５は、表面実装機１の使用期間について、予め定められた一定期間が経過したか否かを確認する（ステップＳ１１）。前記一定期間は、単純な年月の経過期間、表面実装機１の積算稼働時間、実装用ヘッド４Ｈの部品打設数などによって定めることができる。前記一定期間が経過していない場合（ステップＳ１１でＮＯ）、主制御部７５は偏心補正処理の実行を保留する。

一方、前記一定期間が経過している場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、主制御部７５は、ステップＳ１２〜Ｓ１７からなる偏心補正の処理を実行する。ステップＳ１２〜Ｓ１７の処理は、先に図１０に基づき説明したステップＳ２〜Ｓ７の処理と同じであるので、ここでは説明を省略する。ステップＳ１７において、第１認識高さｈ１における第１偏心補正値と、第２認識高さｈ２における第２偏心補正値とが算出されたなら、補正値算出部７３は、記憶部７６に格納されている第１、第２偏心補正値を、新たに算出された値に更新する（ステップＳ１８）。その後、ステップＳ１１に戻って処理が継続される。

以上説明した第１実施形態の偏心補正方法によれば、実際に部品搭載面Ｇへ電子部品Ｄを搭載するのではなく、異なる認識高さにおいて得られた前記第１偏心量と前記第２偏心量とから、部品搭載面Ｇ（実装高さｈ３）における第３偏心量が算出される。このため、表面実装機１を組み立てた後の初期調整時や経時後に、手間を要する搭載測定、すなわち部品搭載角度ごとに実際に供試電子部品Ｄを部品搭載面Ｇへ搭載する工程を省くことができる。従って、吸着ノズル４２の偏心補正のために要する作業量を大幅に軽減することができる。

［偏心補正方法の第２実施形態］
上掲の第１実施形態では、実際に供試用の電子部品Ｄを吸着ノズル４２で吸着させ、部品搭載面Ｇにこれを搭載させることなく、つまり図６（Ａ）〜（Ｃ）で説明したような搭載測定に基づく部品搭載精度のキャリブレーションを実施することなく、第１、第２偏心補正値を求める例を示した。部品搭載の位置ズレが、専ら吸着ノズル４２の偏心によって発生している場合は、上記第１実施形態に係る偏心補正方法によって、前記位置ズレを解消できる補正値が得られる。しかし、実際は吸着ノズル４２の偏心以外の誤差が、前記位置ズレの発生要因となっている場合もある。この場合、前記搭載測定を組み入れることが望ましい。

第２実施形態では、上記に鑑み、第１認識高さｈ１については、スキャンカメラ６２を用いた吸着ノズル４２の偏心測定だけでなく、実際に電子部品Ｄを吸着ノズル４２で吸着及び実装する搭載測定を実行し、搭載補正値を求める。一方、第２認識高さｈ２については、偏心測定を実行して前記搭載測定は行わず、搭載補正値を推定にて求める。

図１２は、本発明の第２実施形態に係る偏心補正方法を示す図である。図１２（Ａ）は、スキャンカメラ６２により、電子部品Ｄが吸着されていない吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔ、並びに、ノズル先端４２Ｔに吸着された電子部品Ｄが撮像されている状態を示している。第１認識高さｈ１において、シャフト４１の４つの回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度においてスキャンカメラ６２でノズル先端４２Ｔを撮像させ、ノズル先端４２Ｔの偏心が実測される点は、第１実施形態と同じである。これにより、第１認識高さｈ１における第１偏心補正値が求められる。

第２実施形態では、これに加えて、第１認識高さｈ１において前記搭載測定が実行される。すなわち、ノズル先端４２Ｔに供試用の電子部品Ｄを保持させた状態の吸着ノズル４２を、第１認識高さｈ１においてスキャンカメラ６２で撮像させる。そして、画像処理部７２が、スキャンカメラ６２が取得した画像に基づき、吸着ノズル４２に吸着された電子部品Ｄの、第１認識高さｈ１における保持位置を求める処理を行う。

続いて、図１２（Ｂ）に示すように、吸着ノズル４２に保持された電子部品Ｄを、実際に部品搭載面Ｇに搭載させる。その後、先に図６（Ｃ）に示したように、ヘッドユニット４を移動させて基板認識カメラ５の光軸を部品搭載面Ｇ上の電子部品Ｄに一致させ、当該電子部品Ｄを撮像させる。そして、画像処理部７２が、基板認識カメラ５が取得した画像に基づき、部品搭載面Ｇ（実装高さｈ３）における電子部品Ｄの搭載位置を求める処理を行う。その後、補正値算出部７３が、図１２（Ａ）の前記保持位置と図１２（Ｂ）の前記搭載位置とのズレから搭載誤差（ノズル偏心及び偏心以外の諸々の誤差に起因して発生する部品搭載時の誤差）を求め、この搭載誤差を消去できるような第１認識高さｈ１における第１搭載補正値を導出する。

図１２（Ｃ）は、マルチカメラ１１により、吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔが撮像されている状態を示している。第１実施形態の図７（Ｂ）と同様に、第２認識高さｈ２において、シャフト４１の４つの回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度においてマルチカメラ１１でノズル先端４２Ｔを撮像させ、ノズル先端４２Ｔの偏心が実測される。これにより、第２認識高さｈ２における第２偏心補正値が求められる。この第２認識高さｈ２においては、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示したような搭載測定は実行されない。

第２認識高さｈ２における第２搭載補正値は、第１認識高さｈ１において実測により求められた第１偏心補正値と第１搭載補正値との関係と、実測により求められた第２偏心補正値とから推定によって求められる。第１偏心補正値と第１搭載補正値との関係から、実際に電子部品Ｄを部品搭載面Ｇへ搭載したときの位置ズレに対する、吸着ノズル４２の偏心の貢献度（乃至は偏心以外の誤差の貢献度）を把握することができる。このため、第２偏心補正値が判明すれば、第１認識高さｈ１における吸着ノズル４２の偏心貢献度を参照して、第２搭載補正値を推定することが可能となる。すなわち、第２認識高さｈ２において吸着ノズル４２に保持された電子部品Ｄの保持位置と、前記保持された電子部品Ｄが部品搭載面Ｇに搭載されたと仮定した場合の電子部品Ｄの搭載位置とのズレを推定して、第２認識高さｈ２における第２搭載補正値を求めることができる。

＜偏心補正のモデル＞
図１３（Ａ）、（Ｂ）は、第２実施形態に係る偏心補正のモデルを示す図であって、図８（Ａ）、（Ｂ）と同様な方式で作図している。図１３（Ａ）は、第１認識高さｈ１（Ｚｓ（ｍｍ））において、スキャンカメラ６２にてノズル先端４２Ｔの前記ヘッド基準位置を撮像して得られた偏心モデルである。図中の電子部品Ｄ１１（０）、Ｄ１１（９０）、Ｄ１１（１８０）及びＤ１１（−９０）は、前記ヘッド基準位置が所定の標準位置にある場合の、回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々における電子部品の搭載状態を示している。

これに対し、図中の電子部品Ｄ１２（０＋α）、Ｄ１２（９０＋α）、Ｄ１２（１８０＋α）及びＤ１２（−９０＋α）は、Ｚｓ（ｍｍ）において、スキャンカメラ６２で実際に撮像された前記ヘッド基準位置の画像に基づいた、回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々における電子部品の搭載状態を示している。これらは、Ｄ１１（０、９０、１８０、−９０）に対して位置ズレしている。図８（Ａ）と異なり、Ｄ１２に「＋α」が追加されているのは、吸着ノズル４２の偏心以外の誤差が、前記位置ズレの発生要因として含まれていることを示す。

第１認識高さｈ１について、補正値算出部７３（図３）は、Ｚｓ（ｍｍ）の、各々のシャフト４１の回転角度における標準位置に対する前記ヘッド基準位置の第１偏心量を、ＸＹ方向の偏心成分Ｘｓ、Ｙｓとして導出する。以下では、このＸｓ、Ｙｓを第１偏心補正値Ｘｓ、Ｙｓと扱う。さらに、補正値算出部７３は、図１２（Ｂ）の搭載測定の実測結果（キャリブレーション）に基づき、各回転角度について第１搭載補正値ｄＸｓ、ｄＹｓを導出する。

図１３（Ｂ）は、第２認識高さｈ２（Ｚｍ（ｍｍ））において、マルチカメラ１１にて前記ヘッド基準位置を撮像して得られた偏心モデルである。図中の電子部品Ｄ２１（０）、Ｄ２１（９０）、Ｄ２１（１８０）及びＤ２１（−９０）は、偏心なく、前記ヘッド基準位置が標準位置にある場合の、回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々における電子部品の搭載状態を示している。これに対し、図中の電子部品Ｄ２２（０＋α）、Ｄ２２（９０＋α）、Ｄ２２（１８０＋α）及びＤ２２（−９０＋α）は、Ｚｍ（ｍｍ）において、マルチカメラ１１で実際に撮像された前記ヘッド基準位置の画像に基づいた、回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々における電子部品の搭載状態を示している。これらは、Ｄ２１（０、９０、１８０、−９０）に対して位置ズレしている。

第２認識高さｈ２について、補正値算出部７３は、Ｚｍ（ｍｍ）の、各々のシャフト４１の回転角度における標準位置に対する前記ヘッド基準位置の第２偏心量を、ＸＹ方向の偏心成分Ｘｍ、Ｙｍとして導出する。以下では、このＸｍ、Ｙｍを第２偏心補正値Ｘｍ、Ｙｍと扱う。さらに、補正値算出部７３は、第１認識高さｈ１について得られた、第１偏心補正値Ｘｓ、Ｙｓに対する第１搭載補正値ｄＸｓ、ｄＹｓの関係を、第２偏心補正値Ｘｍ、Ｙｍに当て嵌め、各回転角度について第２搭載補正値ｄＸｍ、ｄＹｍを導出するものである。なお、これとは逆に、第２搭載補正値ｄＸｍ、ｄＹｍを実測により求め、第１搭載補正値ｄＸｓ、ｄＹｓを推定により求めるようにしても良い。

＜動作フロー＞
図１０は、第２実施形態に係る偏心補正の処理を示すフローチャートである。例えば表面実装機１の組立が完了した後の初期調整時において、主制御部７５（図３）は、第１認識高さｈ１（Ｚｓ）において、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示したような、吸着ノズル４２に電子部品を実際に保持させて実装する搭載測定を実行させる（ステップＳ２１）。そして、補正値算出部７３は、前記搭載測定の結果から、第１搭載補正値ｄＸｓ、ｄＹｓを導出し（ステップＳ２２）、これを記憶部７６に格納する（ステップＳ２３）。

次いで、主制御部７５は、第１認識高さｈ１（Ｚｓ）において、吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔの偏心測定を行う（ステップＳ２４）。具体的には、吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔを第１認識高さｈ１に位置させ、スキャンカメラ６２でノズル先端４２Ｔを、シャフト４１の回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々において撮像させる。この偏心測定の結果に基づき、補正値算出部７３は、第１認識高さｈ１についての第１偏心補正値Ｘｓ、Ｙｓを、各回転角度について導出する（ステップＳ２５）。なお、これらステップＳ２４、Ｓ２４を、ステップＳ２１〜Ｓ２３に先行して実行させても良い。

続いて、主制御部７５は、第２認識高さｈ２（Ｚｍ）において、ノズル先端４２Ｔの偏心測定を行う（ステップＳ２６）。具体的には、ノズル先端４２Ｔを第２認識高さｈ２に位置させ、マルチカメラ１１でノズル先端４２Ｔを、シャフト４１の回転角度＝０度、９０度、１８０度、−９０度の各々において撮像させる。この偏心測定の結果に基づき、補正値算出部７３は、第２認識高さｈ２についての第２偏心補正値Ｘｍ、Ｙｍを、各回転角度について導出する（ステップＳ２７）。

しかる後、補正値算出部７３は、第１偏心補正値Ｘｓ、Ｙｓと第１搭載補正値ｄＸｓ、ｄＹｓとの関係と、第２偏心補正値Ｘｍ、Ｙｍとから、各回転角度について第２搭載補正値ｄＸｍ、ｄＹｍを算出する（ステップＳ２８）。そして、補正値算出部７３は、得られた第２搭載補正値ｄＸｍ、ｄＹｍを記憶部７６に格納し（ステップＳ２９）、処理を終える。

以上説明した第２実施形態の偏心補正方法によれば、第１認識高さｈ１については、実際に吸着ノズル４２に電子部品Ｄを保持させると共に部品搭載面Ｇに当該電子部品Ｄを搭載することで、第１搭載補正値ｄＸｓ、ｄＹｓを実測により求める。一方、第２認識高さｈ２については、実測を行わず、第１偏心補正値Ｘｓ、Ｙｓと第１搭載補正値ｄＸｓ、ｄＹｓとの関係、及び、第２偏心補正値Ｘｍ、Ｙｍから、第２搭載補正値ｄＸｍ、ｄＹｍが推定により求められる。つまり、第１認識高さｈ１における部品搭載精度のキャリブレーション結果を流用して、第２認識高さｈ２における第２搭載補正値ｄＸｍ、ｄＹｍが求められる。このため、第２認識高さｈ２についてのキャリブレーションを省くことができる。従って、吸着ノズル４２の偏心補正を含む誤差補正のために要する作業量を軽減することができる。

［変形実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、次のような変形実施形態を取ることができる。

（１）上記実施形態では、偏心補正のために撮像されるヘッド基準位置の例として、吸着ノズル４２のノズル先端４２Ｔを例示した。前記ヘッド基準位置は、吸着ノズル４２が装着されていないシャフト４１の下端部であっても良い。また、シャフト４１に部品保持具としてチップ部品の保持用のコレットが装着されている場合は、前記コレットの所定位置を前記ヘッド基準位置としても良い。

（２）上記実施形態では、第１認識高さｈ１をスキャンカメラ６２で撮像し、第２認識高さｈ２をマルチカメラ１１で撮像する例、つまり第１、第２認識高さｈ１、ｈ２を異なるカメラで撮像する例を示した。これに代えて、同一のカメラで、第１、第２認識高さｈ１、ｈ２を撮像する装置構成にて、本発明に係る偏心補正方法が実現されても良い。

（３）上記実施形態では、第１カメラがスキャンカメラ６２、第２カメラがマルチカメラ１１、第３カメラが基板認識カメラ５である例を示した。これらとは他の目的で表面実装機１に備えられているカメラや、新たに外付けしたカメラを、前記第１〜第３カメラとして用いても良い。

１ 表面実装機（部品実装装置）
１１ マルチカメラ（撮像手段／第２カメラ）
４ ヘッドユニット
４Ｈ 実装用ヘッド
４１ シャフト
４２ 吸着ノズル（部品保持具）
４２Ｔ ノズル先端（ヘッド基準位置）
５ 基板認識カメラ（第３カメラ）
６ スキャンユニット
６２ スキャンカメラ（撮像手段／第１カメラ）
７ 制御装置
７１ カメラ制御部７１
７２ 画像処理部７２
７３ 補正値算出部７３
７４ 軸制御部７４
７５ 主制御部７５
７６ 記憶部７６
ｈ１ 第１認識高さ
ｈ２ 第２認識高さ
ｈ３ 実装高さ
Ｄ 電子部品（部品）
Ｇ 部品搭載面

Claims (4)

1. 昇降及び回転が可能なシャフト及び該シャフトに装着された部品保持具を有し、前記部品保持具にて保持された部品を部品搭載面に搭載する実装用ヘッドと、前記実装用ヘッドが搭載されたヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを支持するベース部と、前記ヘッドユニットに組付けられ前記部品保持具に保持された部品を撮像する第１カメラと、前記ベース部に組み付けられ前記部品保持具に保持された部品を下方から撮像する第２カメラと、を備える部品実装装置における、前記部品保持具の偏心補正方法であって、
   予め定められた前記部品保持具の所定位置若しくは前記シャフトの所定位置からなるヘッド基準位置を、前記実装用ヘッドの昇降方向における第１認識高さで前記第１カメラによって撮像させ、撮像された画像に基づき前記第１認識高さにおける前記ヘッド基準位置の標準位置に対する第１偏心量を求めるステップと、
   前記ヘッド基準位置を、前記第１認識高さとは前記昇降方向の高さ位置が異なる第２認識高さで前記第２カメラによって撮像させ、撮像された画像に基づき前記第２認識高さにおける前記ヘッド基準位置の標準位置に対する第２偏心量を求めるステップと、
   前記第１偏心量と前記第２偏心量とから、前記部品搭載面における前記ヘッド基準位置の標準位置に対する第３偏心量を算出するステップと、
   前記第３偏心量に基づいて、前記第１認識高さにおける第１偏心補正値と第２認識高さにおける第２偏心補正値とを求め、これら第１、第２偏心補正値を前記部品実装装置が備える記憶手段に記憶させるステップと、
   を備える部品保持具の偏心補正方法。
2. 昇降及び回転が可能なシャフト及び該シャフトに装着された部品保持具を有し、前記部品保持具にて保持された部品を部品搭載面に搭載する実装用ヘッドを備える部品実装装置における、前記部品保持具の偏心補正方法であって、
   予め定められた前記部品保持具の所定位置若しくは前記シャフトの所定位置からなるヘッド基準位置を、前記実装用ヘッドの昇降方向における第１認識高さで撮像手段によって撮像させ、撮像された画像に基づき前記第１認識高さにおける前記ヘッド基準位置の標準位置に対する第１偏心量を求めるステップと、
   前記ヘッド基準位置を、前記第１認識高さとは前記昇降方向の高さ位置が異なる第２認識高さで前記撮像手段によって撮像させ、撮像された画像に基づき前記第２認識高さにおける前記ヘッド基準位置の標準位置に対する第２偏心量を求めるステップと、
   前記第１偏心量と前記第２偏心量とから、前記部品搭載面における前記ヘッド基準位置の標準位置に対する第３偏心量を算出するステップと、
   前記第３偏心量に基づいて、前記第１認識高さにおける第１偏心補正値と第２認識高さにおける第２偏心補正値とを求め、これら第１、第２偏心補正値を前記部品実装装置が備える記憶手段に記憶させるステップと、
   を備える部品保持具の偏心補正方法において、
   前記部品保持具に部品を保持させて、前記第１認識高さにおいて前記部品の保持位置を求めると共に、前記保持された部品を前記部品搭載面に搭載させて前記部品の搭載位置を求め、前記保持位置と前記搭載位置とのズレに基づいて、前記第１認識高さにおける第１搭載補正値を求めるステップと、
   前記第１偏心補正値と前記第１搭載補正値との関係と第２偏心補正値とから、前記第２認識高さに保持された前記部品の保持位置と、前記保持された部品が前記部品搭載面に搭載されたと仮定した場合の前記部品の搭載位置とのズレを推定して、前記第２認識高さにおける第２搭載補正値を求めるステップと、
   前記第１、第２搭載補正値を前記記憶手段に記憶させるステップと、
   をさらに備える、部品保持具の偏心補正方法。
3. 請求項２に記載の部品保持具の偏心補正方法において、
   前記撮像手段は、前記第１認識高さを焦点位置とする第１カメラと、前記第２認識高さを焦点位置とする第２カメラと、前記部品搭載面を焦点位置とする第３カメラとを含み、これら第１、第２、第３カメラは、前記部品実装装置に装備されたカメラであって、
   前記第１偏心量は、前記第１カメラによって前記ヘッド基準位置が撮像された画像から求められ、
   前記第２偏心量は、前記第２カメラによって前記ヘッド基準位置が撮像された画像から求められ、
   第１搭載補正値は、前記第１カメラによって前記部品を保持した前記部品保持具が撮像された画像と、前記第３カメラによって前記部品搭載面に搭載された前記部品が撮像された画像とから求められる、部品保持具の偏心補正方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品保持具の偏心補正方法において、
   上記偏心補正のための各ステップは、前記部品実装装置の使用前の初期調整時と、使用を開始して一定期間経過後とに実行される、部品保持具の偏心補正方法。

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