JPH11214900A - カメラ位置の偏差補正方法およびその装置、並びにカメラ位置補正用のダミー部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品認識カメラの座標系と基板認識カメラの
座標系との相互間における偏差を、簡単かつ迅速に補正
することができると共に、精度良く補正することができ
るカメラ位置の偏差補正方法およびその装置、並びにカ
メラ位置補正用のダミー部品を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 撮像することにより各認識カメラ１１，
１３の認識中心に対する部品中心の座標系上のずれ量を
認識可能なダミー部品４０を用い、ダミー部品４０の姿
勢を保持した状態で且つそれぞれの既座標系上で、ダミ
ー部品４０を基板認識カメラ１１および部品認識カメラ
１３でそれぞれ撮像する撮像工程と、ダミー部品４０の
部品中心と、基板認識カメラ１１および部品認識カメラ
１３の認識中心とのずれ量を算出する算出工程と、ずれ
量に基づいて、基板認識カメラ１１および／または部品
認識カメラ１３の座標系を補正する補正工程とを備えた
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品装着装置
などにおいて、部品認識カメラの座標系と基板認識カメ
ラの座標系との相互間における偏差を補正するカメラ位
置の偏差補正方法およびその装置、並びにカメラ位置補
正用のダミー部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品装着装置では、装置本体に導入
した基板のマークを基板認識カメラで撮像して基板の位
置認識を行うと共に、基板に装着する電子部品を部品認
識カメラで撮像して位置認識を行い、これらの認識結果
に基づいて、電子部品の位置補正を行った後これを基板
に装着するようにしている。この場合、部品認識カメラ
の座標系と基板認識カメラの座標系とが、Ｘ・Ｙ方向お
よび角度θ（以下「θ」を「Ｚ」として表現する）にお
いて完全に一致していないと、たとえ補正を行っても基
板に電子部品を正確に装着することはできない。

【０００３】このため、従来の電子部品装着装置では、
装置を設置したとき或いは温度変化等を考慮して定期的
（装置稼働時等）に、部品認識カメラの座標系と基板認
識カメラの座標系との相互間の偏差を補正するようにし
ている。具体的には、装置本体に導入したダミー基板
に、実際の電子部品を上記の手順で装着し、ダミー基板
上における設計上の装着位置と実際の装着位置とのずれ
量を、別途用意した計測装置で計測し、この計測結果を
電子部品装着装置に入力して、部品認識カメラの座標系
および基板認識カメラの座標系の偏差の補正を行うよう
にしている（同時に装置本体の絶対基準座標系に対する
補正も行う）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の電子
部品装置では、両カメラの座標系を補正するのに、計測
装置が必要となると共に、ダミー基板の移送や計測等、
その補正作業が煩雑かつ時間がかかるものとなってい
た。しかも、実際の電子部品を用いるため、電子部品の
製造上の誤差を考慮する必要があり、複数の電子部品を
用いて上記の装着および計測を複数回行い、ずれ量の平
均値を出す必要があった。

【０００５】本発明は、部品認識カメラの座標系と基板
認識カメラの座標系との相互間における偏差を、簡単か
つ迅速に補正することができると共に、精度良く補正す
ることができるカメラ位置の偏差補正方法およびその装
置、並びにカメラ位置補正用のダミー部品を提供するこ
とをその目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のカメラ位置の偏
差補正方法は、基板を位置認識する基板認識カメラの座
標系と、基板に装着する電子部品を位置認識する部品認
識カメラの座標系との相互間の偏差を補正するカメラ位
置の偏差補正方法において、撮像することにより各認識
カメラの認識中心に対する部品中心の座標系上のずれ量
を認識可能なダミー部品を用い、ダミー部品の姿勢を保
持した状態で且つそれぞれの既座標系上で、ダミー部品
を基板認識カメラおよび部品認識カメラでそれぞれ撮像
する撮像工程と、撮像工程で撮像した撮像結果から、ダ
ミー部品の部品中心と、基板認識カメラおよび部品認識
カメラの認識中心とのずれ量をそれぞれ算出するずれ量
算出工程と、ずれ量算出工程で算出したずれ量に基づい
て、基板認識カメラおよび／または部品認識カメラの座
標系を補正する補正工程とを備えたことを特徴とする。

【０００７】この構成によれば、先ずそれぞれの既座標
系上において、ダミー部品を基板認識カメラおよび部品
認識カメラによりそれぞれ撮像することで、各認識カメ
ラの認識中心に対する部品中心の座標系上のずれ量が認
識される。この撮像は、ダミー部品の姿勢を保持した状
態で行われるため、両認識カメラは、基本的に同一条件
でダミー部品を撮像することになる。したがって、ダミ
ー部品の部品中心に対する基板認識カメラの認識中心と
部品認識カメラの認識中心とのずれ量の総和が、両認識
カメラ相互間の偏位となる。そして、この偏位に基づい
て基板認識カメラおよび／または部品認識カメラの座標
系を補正すれば、基板認識カメラの座標系と部品認識カ
メラの座標系とが合致する。すなわち、既座標系（設計
上の座標系）の偏差を、両認識カメラによりダミー部品
をそれぞれ認識することで補正することができる。な
お、ダミー部品は、実際の電子部品でもよいが、専用に
製作したものが精度上好ましい。

【０００８】本発明のカメラ位置の偏差補正装置は、基
板を位置認識する基板認識カメラの座標系と、基板に装
着する電子部品を位置認識する部品認識カメラの座標系
との相互間の偏差を補正するカメラ位置の偏差補正装置
において、撮像することにより各認識カメラの認識中心
に対する部品中心の座標系上のずれ量を認識可能なダミ
ー部品と、ダミー部品の姿勢を保持した状態で且つそれ
ぞれの既座標系上で、ダミー部品を基板認識カメラおよ
び部品認識カメラでそれぞれ撮像する撮像制御手段と、
撮像制御手段で撮像した撮像結果から、ダミー部品の部
品中心と、基板認識カメラおよび部品認識カメラの認識
中心とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、ずれ量算
出手段で算出したずれ量に基づいて、基板認識カメラお
よび／または部品認識カメラの座標系を補正する補正手
段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】この構成によれば、先ず撮像制御手段によ
り、基板認識カメラおよび部品認識カメラを制御して、
それぞれの既座標系上において、ダミー部品を撮像させ
る。次に、ずれ量算出手段により、この撮像結果に基づ
いて、各認識カメラの認識中心に対する部品中心の座標
系上のずれ量を認識する。そして、補正手段により、こ
のずれ量に基づいて、各認識カメラの座標系を補正す
る。この撮像は、ダミー部品の姿勢を保持した状態で行
われるため、両認識カメラは、基本的に同一条件でダミ
ー部品を撮像することになる。したがって、ダミー部品
の部品中心に対する基板認識カメラの認識中心と部品認
識カメラの認識中心とのずれ量の総和が、両認識カメラ
相互間の偏位となる。そして、この偏位に基づいて基板
認識カメラおよび／または部品認識カメラの座標系を補
正すれば、基板認識カメラの座標系と部品認識カメラの
座標系とが合致する。すなわち、既座標系（設計上の座
標系）の偏差を、両認識カメラによりダミー部品をそれ
ぞれ認識することで補正することができる。

【００１０】請求項２の偏差補正装置において、基板認
識カメラの座標系および部品認識カメラの座標系には、
水平面内における回転角度が含まれていることが、好ま
しい。

【００１１】この構成によれば、水平面内における基板
認識カメラの取付角度および部品認識カメラの取付角度
の誤差に基づく偏差をも補正することができ、ひいて
は、電子部品の基板への装着を、より高精度で行うこと
ができる。

【００１２】請求項２の偏差補正装置において、部品認
識カメラは、装置本体の絶対基準座標系に基づいて装置
本体に固定的に設けられ、基板認識カメラは、装置本体
の絶対基準座標系に基づいて装置本体に可動的に設けら
れており、装置本体に絶対基準座標系に基づいて導入可
能なダミー基板と、基板認識カメラの座標系と部品認識
カメラの座標系との相互間の偏差の補正に先立ち、導入
したダミー基板を介して絶対基準座標系に対する基板認
識カメラの座標系の偏差の補正を行う絶対補正手段と
を、更に備えることが好ましい。

【００１３】この構成によれば、絶対補正手段により、
ダミー基板を介して、絶対基準座標系に対する基板認識
カメラの座標系の偏差の補正することができ、且つその
後の基板認識カメラの座標系と部品認識カメラの座標系
との相互間の偏差の補正により、絶対基準座標系に対す
る両認識カメラの座標系の補正を行うことができる。す
なわち、電子部品の基板への装着を、装置本体の絶対基
準座標系に基づいて行うことができる。

【００１４】請求項４の偏差補正装置において、基板認
識カメラの座標系、部品認識カメラの座標系および装置
本体の絶対基準座標系には、水平面内における回転角度
が含まれていることが、好ましい。

【００１５】この構成によれば、装置本体の絶対基準座
標系に対し、水平面内における基板認識カメラの取付角
度および部品認識カメラの取付角度の誤差に基づく偏差
をも補正することができる。

【００１６】請求項４または５の偏差補正装置におい
て、基板認識カメラをＸＹ方向に移動させるＸＹ移動手
段を、更に備えており、絶対補正手段は、絶対基準座標
系に対する基板認識カメラの座標系の偏差の補正を行う
と同時に、導入したダミー基板を介して絶対基準座標系
に対するＸＹ移動手段の移動座標系の角度偏差の補正を
行うことが、好ましい。

【００１７】この構成によれば、絶対基準座標系に対す
るＸＸＹ移動手段の移動座標系の角度偏差の補正を行う
ことで、ＸＹ移動手段により移動する基板認識カメラの
移動誤差を補正することができる。

【００１８】請求項２ないし６のいずれかの偏差補正装
置において、電子部品を基板に装着する装着ヘッドが、
支持部材を介して基板認識カメラと共にユニット化され
且つ基板認識カメラと共に装置本体に可動的に設けられ
ており、装着ヘッドは、絶対基準座標系に基づいて支持
部材に固定されていることが、好ましい。

【００１９】この構成によれば、装着ヘッドが、絶対基
準座標系に基づいて支持部材に固定されているため、電
子部品の基板への装着を、より高精度で行うことができ
る。

【００２０】請求項２ないし７のいずれかの偏差補正装
置において、ダミー部品が、透光性のベースとベースに
描いた被撮像パターンとから成ることが、好ましい。

【００２１】この構成によれば、認識のための被撮像パ
ターンがベースに描いたものであるため、各認識カメラ
は厚みの無いパターンを撮像することになり、厚みのあ
る実際の電子部品などに比して、パターン認識を、より
正確に行うことができる。すなわち、補正の精度を高め
ることができる。

【００２２】請求項２ないし８のいずれかの偏差補正装
置において、ダミー部品をストックするストッカと、基
板認識カメラによる撮像の為にダミー部品を載置する撮
像テーブルとを、更に備えており、撮像テーブルは、ダ
ミー部品を載置する載置台と載置台を透過してダミー部
品を照明するバックライトとを有することが、好まし
い。

【００２３】この構成によれば、ダミー部品を常に装置
本体に備えておくことができると共に、基板認識カメラ
による撮像に際し、バックライトによりダミー部品を照
明することで、パターン認識を、より正確に行うことが
できる。すなわち、補正の精度を高めることができる。

【００２４】本発明のカメラ位置補正用のダミー部品
は、撮像することにより認識カメラの認識中心に対する
部品中心のずれ量を認識可能なカメラ位置補正用のダミ
ー部品であって、透光性のベースとベースに描いた被撮
像パターンとから成ることを特徴とする。

【００２５】この構成によれば、認識のための被撮像パ
ターンがベースに描いたものであるため、認識カメラは
厚みの無いパターンを撮像することになり、厚みのある
実際の電子部品などに比して、パターン認識を、より正
確に行うことができる。

【００２６】請求項１０のダミー部品において、被撮像
パターンは、ベースの下面に描かれていることが、好ま
しい。

【００２７】この構成によれば、認識カメラによる実際
の電子部品の認識と同一の形態で、被撮像パターンの認
識を行うことができ、撮像形態に基づく実際の電子部品
とダミー部品との認識誤差を、より小さくすることがで
きる。

【００２８】請求項１０または１１のダミー部品におい
て、ベースはガラスで構成されており、被撮像パターン
は、ベースに酸化クロムを蒸着したものであることが、
好ましい。

【００２９】この構成によれば、ガラス製のベースに対
し、耐久性を有する被撮像パターンを精度良く描くこと
ができ、正確なパターン認識が可能になる。

【００３０】請求項１０、１１または１２のダミー部品
において、被撮像パターンは、方形の多数のパターン要
素を方形の輪郭となるように並べて構成されていること
が、好ましい。

【００３１】この構成によれば、全体としてパターン認
識が可能であると共に、単一の被撮像パターンであって
も、多数のパターン要素により多数のパターン認識が可
能になり、これら多数のパターン認識を平均化すること
で、より正確なパターン認識が可能になる。

【００３２】請求項１０、１１または１２のダミー部品
において、被撮像パターンは、それぞれがずれ量を認識
可能で且つ中心を同一とする大小複数のパターン部で構
成されていることが、好ましい。

【００３３】この構成によれば、倍率（解像度）の異な
る複数の認識カメラで撮像する場合に、その解像度に対
応したパターン認識が可能になる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一実施形態に係るカメラ位置の偏差補正方法および
その装置、並びにカメラ位置補正用のダミー部品を適用
した電子部品装着装置について説明する。この電子部品
装着装置は、いわゆる多機能チップマウンタであり、チ
ップコンデンサやチップ抵抗などの表面実装部品、およ
びフラットパックＩＣなどの多リード部品などの各種の
電子部品を実装可能に構成されている。図１は電子部品
装着装置の平面図であり、同図に示すように、電子部品
装着装置１は、機台２と、機台２の中央部に左右方向に
延在するコンベア部３と、機台２の前部（図示の下側）
に配設した第１部品供給部４ａと、機台２の後部（図示
の上側）に配設した第２部品供給部４ｂと、機台２の前
部に移動自在に配設した第１ＸＹステージ６ａと、機台
２の後部に移動自在に配設した第２ＸＹステージ６ｂと
を備えている。

【００３５】第１ＸＹステージ６ａには、電子部品を吸
着および装置するための第１ヘッドユニット８ａが、同
様に第２ＸＹステージ６ｂには、第２ヘッドユニット８
ｂがそれぞれ搭載されている。各ヘッドユニット８ａ，
８ｂには、支持部材１０に取り付けるようにして、１台
の基板認識カメラ１１と２台の装着ヘッド１２，１２と
が搭載されている。また、機台２上には、コンベア部３
を挟んで、各一対２組の部品認識カメラ１３，１３，１
３，１３と、２台のノズルストッカ１４，１４とが、そ
れぞれ配設されている。この場合、前部に位置する両部
品認識カメラ１３，１３およびノズルストッカ１４は第
１ヘッドユニット８ａに対応し、後部に位置する両部品
認識カメラ１３，１３およびノズルストッカ１４は第２
ヘッドユニット８ｂに対応している。また、前部のノズ
ルストッカ１４の近傍には、後述するダミー部品４０を
収容する治具ユニット１５が配設されている。

【００３６】この電子部品装着装置１では、表面実装部
品などの小さい電子部品は、第１部品供給部４ａおよび
第２部品供給部４ｂから供給され、多リード部品など大
きい電子部品は、図示しないトレイ形式の部品供給部か
ら供給される。また、基板は、コンベア部３により左方
から供給されて機台２中央に不動にセットされ、右方に
排出される。例えば、第１ＸＹステージ６ａを用いる電
子部品の実装では、第１ＸＹステージ６ａにより、第１
ヘッドユニット８ａを第１部品供給部（他の部品供給部
でも可）４ａに臨ませ、所望の電子部品を吸着し、次に
この電子部品を部品認識カメラ１３に臨ませて位置認識
し、更に第１ヘッドユニット８ａを基板の所定の位置ま
で移動させて、基板認識カメラ１１で基板位置を認識し
た後、電子部品を基板に装着する。その際、部品認識カ
メラ１３の認識結果に基づいて、設計値（装着ヘッドの
ノズル位置）と吸着した電子部品との間の位置補正が行
われ、基板認識カメラ１１の認識結果に基づいて、設計
値と基板の実装位置との間の位置補正が行われる。な
お、通常、第１ＸＹステージ６ａと第２ＸＹステージ６
ｂとは交互運転となる。

【００３７】コンベア部３は、中央のセットテーブル１
６と、左側の搬入搬送路１７と、右側の搬出搬送路１８
とを有している。基板は、搬入搬送路１７からセットテ
ーブル１６に供給され、セットテーブル１６で電子部品
の装着を受けるべく不動にかつ所定の高さにセットされ
る。そして、電子部品の装着が完了した基板は、セット
テーブル１６から搬出搬送路１８を介して排出される。
この場合、搬入搬送路１７には供給待機状態の基板が有
り、また搬出搬送路１８には排出待機状態の基板が有り
（図示では省略）、これら基板は順送りで搬送される。
なお、詳細は後述するが、セットテーブル１６における
基板の突当端が装置全体の絶対基準座標系の原点とな
る。

【００３８】第１部品供給部４ａおよび第２部品供給部
４ｂは、いずれも多数のテープカセット１９を横並びに
配設したものである。各テープカセット１９には、キャ
リアテープ（図示では省略）に装填された状態で電子部
品が収容され、電子部品はテープカセット１９の先端か
ら１つずつ供給される。通常の運転において、第１ヘッ
ドユニット８ａが装着動作している場合には、第２部品
供給部４ｂでテープカセット１９の交換作業が行われ、
第２ヘッドユニット８ｂが装着動作している場合には、
第１部品供給部４ａでテープカセット１９の交換作業が
行われる。

【００３９】第１ＸＹステージ６ａおよび第２ＸＹステ
ージ６ｂは、機台２の左右両端部に配設した一対のＹ軸
ガイドレール２１，２１に案内されて、前後方向（Ｙ軸
方向）に移動するＹ動ビーム２２，２２を、それぞれ有
している。第１ＸＹステージ６ａのＹ動ビーム２２は、
左部のボールねじおよびこれを回転させるＹ軸モータ
（いずれも図示省略）により、Ｙ軸方向（前後方向）に
進退する。同様に、第２ＸＹステージ６ｂのＹ動ビーム
２２は、右部のボールねじおよびこれを回転させるＹ軸
モータ（いずれも図示省略）により、Ｙ軸方向に進退す
る。

【００４０】一方、両Ｙ動ビーム２２，２２は全く同一
のものであり、それぞれＸ軸ガイドレール２３を有し、
上記の駆動系と同様に、ボールねじおよびＸ軸モータ
（いずれも図示省略）の構成で、上記の各ヘッドユニッ
ト８ａ，８ｂをＸ軸方向（左右方向）に進退させる。こ
のように、各ヘッドユニット８ａ，８ｂは、Ｘ軸方向お
よびＹ軸方向、すなわち水平面内において移動自在とな
っている。

【００４１】各ヘッドユニット８ａ，８ｂは、Ｙ動ビー
ム２２によりＸ軸方向に移動する支持部材１０と、支持
部材１０に取り付けられた２個の装着ヘッド１２，１２
および両装着ヘッド１２，１２間に配置した１個の基板
認識カメラ１１とを備えている。基板認識カメラ１１
は、各基板の基準マークを認識するものであり、基準マ
ークが電子部品の装着位置の基準となる。そして、各装
着ヘッド１２の下端部には、図外の真空吸引装置に接続
された吸着ノズル２５が着脱自在に取り付けられてい
る。なお、各装着ヘッド１２には、吸着ノズル２５を介
して電子部品を水平面内で回転させるモータ（図示省
略）が組み込まれている。

【００４２】治具ユニット１５は、ダミー部品４０をス
トックするダミーストッカ３１と、ダミー部品４０を撮
像するための撮像テーブル３２とで構成されている。ダ
ミーストッカ３１の表面には、ダミー部品４０が嵌り込
む浅い溝が形成され、浅い溝にダミー部品４０が載置さ
れている。撮像テーブル３２は、光を拡散透過可能な載
置台３３と、載置台３３の下側に配設したＬＥＤアレイ
などから成るバックライト３４とで構成されている。詳
細は後述するが、ダミー部品４０を基板認識カメラ１１
で撮像する場合には、載置台３３上に載置したダミー部
品４０をバックライト３４で照明し、これを上側から撮
像する。

【００４３】このダミー部品４０および治具ユニット１
５は、基板を位置認識する基板認識カメラ１１の座標系
と、電子部品を位置認識する部品認識カメラ１３の座標
系との相互間の偏差を補正するためのものであり、この
補正は、装着ヘッド１２で移送したダミー部品４０を、
それぞれ基板認識カメラ１１および部品認識カメラ１３
で撮像し、これを認識することにより行われる。また、
この補正に先立ち、ダミー基板５０をセットテーブル１
６に導入し、ダミー基板５０の所定の部位を基板認識カ
メラ１１で認識して、機台２の絶対基準座標系に対する
基板認識カメラ１１の座標系の偏差を補正するようにし
ている。

【００４４】ダミー部品４０は、図２に示すように、隅
部を面取りした方形のベース４１と、ベース４１の裏面
に描いた被撮像パターン４２とで構成されている。ベー
ス４１は、剛性を考慮して１〜２ｍｍ厚程度のガラスで
構成され、被撮像パターン４２は、このベース４１に酸
化クロムを蒸着して構成されている。被撮像パターン４
２は、中心を同一とする大パターン部４３と、大パター
ン部４３の中抜き部分に描いた小パターン部４４とで構
成されている。大小両パターン部４３，４４は、リード
部品に似せた図柄となっており、外周部にリードに相当
する方形の多数のパターン要素４５を等間隔に並べ、全
体として方形の輪郭を有している。

【００４５】ところで、この種の電子部品装着装置１で
は、装着する電子部品により、部品認識カメラ１３の撮
像倍率を変えている。例えば、多リードの電子部品を扱
う場合には、その解像度を高めるべく部品認識カメラ１
３の撮像倍率を大きくしている。かかる場合には、部品
認識カメラ１３の視野に被撮像パターン４２が適切に納
まるように小パターン部４４を撮像対象とし、また逆の
場合には、大パターン部４３を撮像対象とする。これに
より、各認識カメラ１１，１３の解像度に合わせたパタ
ーン認識が可能になる。また、各パターン部４３，４４
を方形のパターン要素４５を並べて構成することによ
り、各パターン要素４５を用いて、単一のパターン部４
３，４４に対し複数の認識が可能になる。このため、複
数の認識結果を平均化することにより、より正確なパタ
ーン認識が可能になる。なお、ダミー部品４０は、その
被撮像パターン４２が下側になるようにしてストックさ
れると共に、この姿勢で吸着され且つ撮像される。

【００４６】ダミー基板５０は、図３に示すように方形
に形成され、基板として平均的な大きさを有している。
ダミー基板５０の表面には、その中央に上記の小パター
ン部４４と同様な認識パターン５１が描かれ、また長手
方向に離れて一対の認識マーク５２，５２が描かれてい
る。一方、セットテーブル１６に導入したダミー基板５
０の搬送方向の先端は、セットテーブル１６のストッパ
（図示省略）に突き当てられ、機台２の絶対基準座標系
上でセットされている。したがって、基板認識カメラ１
１で上記の認識パターン５１を認識することにより、絶
対基準座標系に対する基板認識カメラ１１の座標系の補
正が可能になり、また左右方向に離間した一対の認識マ
ーク５２，５２をそれぞれ認識することにより、各ＸＹ
ステージ６の移動角度ずれに基づく基板認識カメラ１１
の座標系の補正が可能になる。

【００４７】次に、ダミー部品４０およびダミー基板５
０を用いた上記の補正方法を説明する前に、図４を参照
して、この電子部品装着装置１の制御装置１００につい
て簡単に説明する。なお、この説明では第１ＸＹステー
ジ６ａ側についてのみ説明する。同図に示すように、制
御装置１００には、ＸＹステージ６を介してヘッドユニ
ット８をＸＹ方向に移動させるＸモータ１０１およびＹ
モータ１０２と、装着ヘッド１２に搭載したＺモータ
（回転）１０３とが接続されている。Ｘモータ１０１、
Ｙモータ１０２およびＺモータ１０３は、それぞれＸモ
ータドライバ１０４、Ｙモータドライバ１０５およびＺ
モータドライバ１０６を介して、これらを統括制御する
ＣＰＵ１０７に接続されている。同様に、基板認識カメ
ラ１１および部品認識カメラ１３は、それぞれ基板画像
処理部１０８および部品画像処理部１０９を介して、Ｃ
ＰＵ１０７に接続されている。なお、図示では省略した
が、ＣＰＵ１０７には、ドライバを介してバックライト
３４も接続されている。

【００４８】また、ＣＰＵ１０７にはメモリ１１０が接
続されており、メモリ１１０には、これらモータ１０
４，１０５，１０６や認識カメラ１１，１３を制御する
ための設計値データやその他の各種データが記憶される
と共に、後述するオフセットデータが記憶されるように
なっている。オフセットデータは、後述する偏位の算出
作業により更新され、ＣＰＵ１０７は設計値データをオ
フセットデータで補正して、これらモータ１０４，１０
５，１０６や認識カメラ１１，１３を制御する。なお、
各認識カメラ（ＣＣＤカメラ）１１，１３による撮像対
象物の認識は、撮像結果を各画像処理部１０８，１０９
で二値化等の処理を行った後、これをＣＰＵ１０７で演
算処理することで、行われる。

【００４９】次に、基板認識カメラ１１および部品認識
カメラ１３の偏差補正方法について、説明する。この偏
差補正方法では、先ず図３に示すダミー基板５０を用い
て、絶対基準座標系に対する基板認識カメラ１１の座標
系の偏位の補正が行われると共に、絶対基準座標系に対
するＹ動ビーム２２の移動座標系の角度偏差の補正が行
われる。その後図２に示すダミー部品４０を用いて、基
板認識カメラ１１の座標系に対する部品認識カメラ１３
の座標系の偏位の補正が行われる。

【００５０】絶対基準座標系に対する基板認識カメラ１
１の座標系の補正において、ＸＹステージ６の移動に基
づく偏位（角度ずれ）を考慮しない状態では、基板認識
カメラ１１で撮像したダミー基板５０の認識パターン５
１をＣＰＵ１０７で認識すれば、この認識結果と設計値
とのずれ量（オフセットデータ）を持って、簡単に補正
が可能になる。したがって、ここでは、絶対基準座標系
に対するＸＹステージ６の移動角度ずれ、すなわち絶対
基準座標系に対するＹ動ビーム２２の移動座標系に基づ
くもののみ説明する。同様に、実際の座標系の補正で
は、吸着ノズル２５の中心位置の補正も行われるが、こ
の場合も部品認識カメラ１３で、装着ヘッド１２に装着
した吸着ノズル２５を下側から撮像すればよく、この説
明も省略する。

【００５１】図５は、移動角度ずれのあるＸＹステージ
６と、セットテーブル１６にセットされたダミー基板５
０とを表したイメージ図であり、ダミー基板５０は、絶
対基準座標系（基板位置決め座標系）上で正確に位置決
めされている。この場合、基板位置決めXY座標（PL-X
Y：原点P0 ）からみたＹ動ビーム２２の駆動XY座標（Be
amA-XY）の設計寸法に対する位置ずれおよび角度ずれを
調整するためのオフセットデータを求め、このオフセッ
トデータに基づいて、PL-XY 座標系を基準として補正を
行う。なお、Ｙ動ビーム（すなわちヘッドユニット８）
２２に搭載された基板認識カメラ１１の走査座標センタ
ーが、Ｙ動ビーム（すなわちヘッドユニット８）２２の
駆動XY座標の原点と一致する。

【００５２】具体的には、ダミー基板５０を基板位置決
めXY座標上に位置決めし、図６の動作フローでオフセッ
トデータを求める。同図に示すように、先ずＹ動ビーム
２２に搭載された基板認識カメラ１１を、そのセンター
位置（視野中心）が一方（右側）の認識マーク５２位置
に合致するように、設計値に従って移動させる（Ｓ
１）。ここで、基板認識カメラ１１により認識マーク５
２を撮像して、その認識を行う（Ｓ２）。そして、この
認識結果（基板認識カメラ１１の走査座標でのカメラセ
ンターからみたマークセンター位置座標）をメモリ１１
０に 「dx1,dy1」として、一時保存する（Ｓ３）。

【００５３】次に、基板認識カメラ１１を、そのセンタ
ー位置（視野中心）が他方（左側）の認識マーク５２位
置に合致するように、設計値に従って移動させる（Ｓ
４）。ここで、基板認識カメラ１１により認識マーク５
２の認識を行う（Ｓ５）と共に、この認識結果（基板認
識カメラ１１の走査座標でのカメラセンターからみたマ
ークセンター位置座標）をメモリ１１０に 「dx2,dy2」
として、一時保存する（Ｓ６）。

【００５４】ここで、以下の計算式によりオフセットデ
ータ（オフセット量）を求める（Ｓ７）。 Ｙ動ビームのＸ（横）、Ｙ（縦）オフセットを下記
計算式で求める。 dx1'= dx1 * COS(-(CAMA3 角度オフセット：基板認
識カメラ)-dy1 * SIN(-(CAMA3 角度オフセット：基板
認識カメラ) dy1'= dy1 * COS(-(CAMA3 角度オフセット：基板認
識カメラ)+dy1 * SIN(-(CAMA3 角度オフセット：基板
認識カメラ) 認識マークの１点目と２点目とのＸ方向ピッチをＰ
として（Ｙ方向はゼロ）、Ｙ動ビームの角度オフセット
を以下の計算式により求める。 dz= tan^-1 { P * (dy1'-dy2')/P * ( P + (dx1'-dx
2'))} このようにして求めた「」および「」のオフセット
量をオフセットデータとしてメモリ１１０に記憶してお
き、このオフセットデータに基づいて設計値が補正され
る。

【００５５】次に、基板認識カメラ１１の座標系に対す
る部品認識カメラ１３の座標系の補正について説明す
る。この場合には、ダミー部品４０をダミーストッカ３
１から吸着した後、Ｙ動ビーム２２を上記のビームオフ
セット［Ｘ（横）、Ｙ（縦）、角度］を考慮して、PL-X
Y 座標系でみた部品認識カメラ１３の設計位置に移動さ
せて認識を行う。そして、この時の認識結果を［Prec＿
1x, Prec＿1y, Prec＿1z］とする。次に、ダミー部品４
０の吸着姿勢をそのままのに状態に保ち、Ｙ動ビーム２
２を撮像テーブル（バックライトプレート）３２の設計
位置（オフセットなし）に移動（ビームオフセット考
慮）させ、ダミー部品４０を撮像テーブル３２に載置
（装着）する。次に、Ｙ動ビーム２２により基板認識カ
メラ１１を撮像テーブル３２の設計位置に移動（ビーム
オフセット考慮）させ、ダミー部品４０を認識する。そ
して、この時の認識結果を［Prec＿2x, Prec＿2y, Prec
＿2z］とする。

【００５６】具体的には、図７の動作フローに従ってオ
フセットデータを求める。なお、図７の動作フローの説
明に用いるデータは次の通りである（これらは全て基板
位置決めXY座標系上の値）。 ・ Bmoff＿x : ビームオフセットＸ、Bmoff＿y : ビー
ムオフセットＹ、Bmoff＿z : ビームオフセット角度 ・ STK＿X : ダミーストッカ設計位置Ｘ、 STK＿Y : ダ
ミーストッカ設計位置Ｙ ・ CAM＿X : 部品認識カメラ設計位置Ｘ、 CAM＿Y : 部
品認識カメラ設計位置Ｙ ・ BLT＿X : バックライトプレート設計位置Ｘ、 BLT＿
Y : バックライトプレート設計位置Ｙ ・ BM＿X : ビーム原点設計位置Ｘ、 BM＿Y : ビーム
原点設計位置Ｙ ・ HD＿X : ビームピボット点A0からのヘッド設計位置
Ｘ、 HD＿Y : ビームピボット点A0からのヘッド設計位
置Ｙ

【００５７】図７を参照して説明すると、先ずＹ動ビー
ム２２により装着ヘッド１２をダミーストッカ３１の位
置まで移動させ（Ｓ１１）、ダミー部品４０をダミース
トッカ３１から吸着する（Ｓ１２）。この場合のＹ動ビ
ーム２２の移動目的値（Ｘ、Ｙ）は次のようになる。 X = (STK＿X - (BM＿X + HD＿X + Bmoff＿x)) * COS(Bm
off＿z)-(STK＿Y - (BM＿Y + HD＿Y + Bmoff＿y)) * SI
N(Bmoff＿z) Y = (STK＿Y - (BM＿Y + HD＿Y + Bmoff＿y)) * COS(Bm
off＿z)-(STK＿X - (BM＿X + HD＿X + Bmoff＿x)) * SI
N(Bmoff＿z)

【００５８】次に、ダミー部品４０をダミーストッカ３
１の位置から部品認識カメラ１３の位置に移動させ（Ｓ
１３）、これを部品認識カメラ１３で認識する（Ｓ１
４）。この場合のＹ動ビーム２２の移動目的値（Ｘ、
Ｙ）は次のようになる。 X = (CAM＿X - (BM＿X + HD＿X + Bmoff＿x)) * COS(Bm
off＿z)-(CAM＿Y - (BM＿Y + HD＿Y + Bmoff＿y)) * SI
N(Bmoff＿z) Y = (CAM＿Y - (BM＿Y + HD＿Y + Bmoff＿y)) * COS(Bm
off＿z)-(CAM＿X - (BM＿X + HD＿X + Bmoff＿x)) * SI
N(Bmoff＿z) そして、この認識結果（部品認識カメラ１３の走査座標
でのカメラセンターからみた部品センター位置座標）を
［Prec＿1x, Prec＿1y, Prec＿1z］として、一時保存す
る（Ｓ１５）。

【００５９】次に、ダミー部品４０を吸着した装着ヘッ
ド１２を撮像テーブル（バックライトプレート）３２の
位置に移動させ（Ｓ１６）、ダミー部品４０を撮像テー
ブル３２に載置する（Ｓ１７）。この場合のＹ動ビーム
２２の移動目的値（Ｘ、Ｙ）は次のようになる。 X = (BLT＿X - (BM＿X + HD＿X + Bmoff＿x)) * COS(Bm
off＿z)-(BLT＿Y - (BM＿Y + HD＿Y + Bmoff＿y)) * SI
N(Bmoff＿z) Y = (BLT＿Y - (BM＿Y + HD＿Y + Bmoff＿y)) * COS(Bm
off＿z)-(BLT＿X - (BM＿X + HD＿X + Bmoff＿x)) * SI
N(Bmoff＿z)

【００６０】次に、基板認識カメラ１１を撮像テーブル
３２の位置に移動させ（Ｓ１８）、基板認識カメラ１１
でダミー部品４０を認識する（Ｓ１９）。その際、バッ
クライト３４を点灯しダミー部品４０を照明する。この
場合のＹ動ビーム２２の移動目的値（Ｘ、Ｙ）は次のよ
うになる。 X = (BLT＿X - (BM＿X + Bmoff＿x)) * COS(Bmoff＿z)-
(BLT＿Y - (BM＿Y + Bmoff＿y)) * SIN(Bmoff＿z) Y = (BLT＿Y - (BM＿Y + Bmoff＿y)) * COS(Bmoff＿z)-
(BLT＿X - (BM＿X + Bmoff＿x)) * SIN(Bmoff＿z) そして、この認識結果（基板認識カメラ１１の走査座標
でのカメラセンターからみた部品センター位置座標）を
［Prec＿2x, Prec＿2y, Prec＿2z］として、一時保存す
る（Ｓ２０）。

【００６１】次に、以下の計算式によりオフセットデー
タ（オフセット量）を求める（Ｓ２１）。 部品認識カメラのＸ（横）、Ｙ（縦）、角度を下記
計算式で求める。 Θ' = Prec＿2z - Prec＿1z + CAMA3 Z(角度) ：基板認
識カメラのオフセットとすると Rcnv＿1x = Prec＿1x * COS(-Θ' ) - Prec＿1y * SIN
(-Θ' ) Rcnv＿1y = Prec＿1y * COS(-Θ' ) + Prec＿1x * SIN
(-Θ' ) Rcnv＿2x = Prec＿2x * COS(-CAMA3 Z) - Prec＿2y * S
IN(-CAMA3 Z) Rcnv＿2y = Prec＿2y * COS(-CAMA3 Z) + Prec＿2x * S
IN(-CAMA3 Z) 求める部品認識カメラのオフセットＸ（横）、Ｙ
（縦）、角度は、 Cmoff＿x = Rcnv＿2x - Rcnv＿1x Cmoff＿y = Rcnv＿2y - Rcnv＿1y Cmoff＿z = Θ' = Prec＿2z - Prec＿1z + CAMA3 Z(角
度) このようにして求めたオフセット量をオフセットデータ
としてメモリ１１０に記憶しておき、このオフセットデ
ータに基づいて設計値が補正される。

【００６２】オフセットデータを求めるたら次に、装着
ヘッド１２を撮像テーブル３２の位置に移動させ（Ｓ２
２）、装着ヘッド１２によりダミー部品４０を吸着する
（Ｓ２３）。続いて、装着ヘッド１２を撮像テーブル３
２からダミーストッカ３１の位置に移動させ（Ｓ２
４）、ダミー部品４０をダミーストッカ３１に収容する
（Ｓ２５）。このようにして、ダミー部品４０が元の位
置に戻され、一連の補正作業が終了する。

【００６３】以上のように、本実施形態によれば、ダミ
ー基板５０を用いて、絶対基準座標系に対する基板認識
カメラ１１の座標系の偏位およびＸＹステージ６の角度
偏位（基板認識カメラ１１のカメラ中心の軌跡）の補正
が行われ、その後ダミー部品４０を用いて、基板認識カ
メラ１１の座標系に対する部品認識カメラ１３の座標系
の偏位の補正が行われるため、基板認識カメラ１１の座
標系と部品認識カメラ１３との間の偏位、およびこれら
認識カメラ１１，１３の座標系と絶対基準座標系との間
の偏位を、極めて正確に補正することができる。

【００６４】特に、基板認識カメラ１１の座標系と部品
認識カメラ１３との間の偏位は、ダミー部品４０をそれ
ぞれの認識カメラ１１，１３で認識することで検出可能
となるため、簡単かつ迅速に補正することができる。ま
た、専用のダミー部品４０を用い、且つこれを照明して
撮像するようにしているので、ダミー部品４０の認識も
正確に行われ、全体として補正を精度良く行うことがで
きる。したがって、電子部品を基板に高精度で且つ安定
して実装することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明のカメラ位置の偏差
補正方法およびその装置によれば、両認識カメラのそれ
ぞれの既座標系（設計上の座標系）を、両認識カメラに
よりダミー部品をそれぞれ認識することで補正すること
ができるため、部品認識カメラの座標系と基板認識カメ
ラの座標系との相互間における偏差を、簡単かつ迅速に
補正することができると共に、精度良く補正することが
できる。したがって、電子部品を基板に高精度で且つ安
定して装着することができ、装置の信頼性を高めること
ができる。

【００６６】また、本発明のカメラ位置補正用のダミー
部品によれば、厚みのある実際の電子部品などに比し
て、パターン認識を正確に行うことができ、電子部品等
における位置補正等の信頼性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るカメラ位置の偏差補
正方法およびその装置、並びにカメラ位置補正用のダミ
ー部品を適用した電子部品装着装置の平面図である。

【図２】実施形態の偏差補正方法に用いるダミー部品の
平面図である。

【図３】実施形態の偏差補正方法に用いるダミー基板の
平面図である。

【図４】電子部品装着装置の制御系を表したブロック図
である。

【図５】移動角度ずれのあるＸＹステージと、セットテ
ーブルにセットされたダミー基板とを表したイメージ図
である。

【図６】ＸＹステージの移動角度ずれに基づく、基板認
識カメラの座標系の偏位を求める動作フロー図である。

【図７】絶対基準座標系とＸＹステージの移動角度ずれ
とを考慮した状態で、基板認識カメラの座標系および部
品認識カメラの座標系の偏位を求める動作フロー図であ
る。

【符号の説明】

１ 電子部品装着装置 ２ 機台 ６ａ 第１ＸＹステージ ６ｂ 第２ＸＹステージ ８ａ 第１ヘッドユニット ８ｂ 第２ヘッドユニット １０ 支持部材 １１ 基板認識カメラ １２ 装着ヘッド １３ 部品認識カメラ １５ 治具ユニット １６ セットテーブル ２２ Ｙ動ビーム ２５ 吸着ノズル ３１ ダミーストッカ ３２ 撮像テーブル ３３ 載置台 ３４ バックライト ４０ ダミー部品 ４１ ベース ４２ 被撮像パターン ４３ 大パターン部 ４４ 小パターン部 ４５ パターン要素 ５０ ダミー基板

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を位置認識する基板認識カメラの座
   標系と、基板に装着する電子部品を位置認識する部品認
   識カメラの座標系との相互間の偏差を補正するカメラ位
   置の偏差補正方法において、 撮像することにより各認識カメラの認識中心に対する部
   品中心の座標系上のずれ量を認識可能なダミー部品を用
   い、 前記ダミー部品の姿勢を保持した状態で且つそれぞれの
   既座標系上で、当該ダミー部品を前記基板認識カメラお
   よび前記部品認識カメラでそれぞれ撮像する撮像工程
   と、 前記撮像工程で撮像した撮像結果から、前記ダミー部品
   の部品中心と、前記基板認識カメラおよび前記部品認識
   カメラの認識中心とのずれ量を算出するずれ量算出工程
   と、 前記ずれ量算出工程で算出したずれ量に基づいて、前記
   基板認識カメラおよび／または前記部品認識カメラの座
   標系を補正する補正工程とを備えたことを特徴とするカ
   メラ位置の偏差補正方法。
2. 【請求項２】 基板を位置認識する基板認識カメラの座
   標系と、基板に装着する電子部品を位置認識する部品認
   識カメラの座標系との相互間の偏差を補正するカメラ位
   置の偏差補正装置において、 撮像することにより各認識カメラの認識中心に対する部
   品中心の座標系上のずれ量を認識可能なダミー部品と、 前記ダミー部品の姿勢を保持した状態で且つそれぞれの
   既座標系上で、当該ダミー部品を前記基板認識カメラお
   よび前記部品認識カメラでそれぞれ撮像する撮像制御手
   段と、 前記撮像制御手段で撮像した撮像結果から、前記ダミー
   部品の部品中心と、前記基板認識カメラおよび前記部品
   認識カメラの認識中心とのずれ量を算出するずれ量算出
   手段と、 前記ずれ量算出手段で算出したずれ量に基づいて、前記
   基板認識カメラおよび／または前記部品認識カメラの座
   標系を補正する補正手段とを備えたことを特徴とするカ
   メラ位置の偏差補正装置。
3. 【請求項３】 前記基板認識カメラの座標系および前記
   部品認識カメラの座標系には、水平面内における回転角
   度が含まれていることを特徴とする請求項２に記載のカ
   メラ位置の偏差補正装置。
4. 【請求項４】 前記部品認識カメラは、装置本体の絶対
   基準座標系に基づいて当該装置本体に固定的に設けら
   れ、前記基板認識カメラは、当該装置本体の絶対基準座
   標系に基づいて当該装置本体に可動的に設けられてお
   り、 前記装置本体に前記絶対基準座標系に基づいて導入可能
   なダミー基板と、 前記基板認識カメラの座標系と前記部品認識カメラの座
   標系との相互間の偏差の補正に先立ち、導入した前記ダ
   ミー基板を介して前記絶対基準座標系に対する前記基板
   認識カメラの座標系の偏差の補正を行う絶対補正手段と
   を、更に備えたことを特徴とする請求項２に記載のカメ
   ラ位置の偏差補正装置。
5. 【請求項５】 前記基板認識カメラの座標系、前記部品
   認識カメラの座標系および前記装置本体の絶対基準座標
   系には、水平面内における回転角度が含まれていること
   を特徴とする請求項４に記載のカメラ位置の偏差補正装
   置。
6. 【請求項６】 前記基板認識カメラをＸＹ方向に移動さ
   せるＸＹ移動手段を、更に備えており、 前記絶対補正手段は、前記絶対基準座標系に対する前記
   基板認識カメラの座標系の偏差の補正を行うと同時に、
   導入した前記ダミー基板を介して前記絶対基準座標系に
   対するＸＹ移動手段の移動座標系の角度偏差の補正を行
   うことを特徴とする請求項４または５に記載のカメラ位
   置の偏差補正装置。
7. 【請求項７】 電子部品を基板に装着する装着ヘッド
   が、支持部材を介して前記基板認識カメラと共にユニッ
   ト化され且つ当該基板認識カメラと共に前記装置本体に
   可動的に設けられており、 前記装着ヘッドは、前記絶対基準座標系に基づいて前記
   支持部材に固定されていることを特徴とする請求項２な
   いし６のいずれかに記載のカメラ位置の偏差補正装置。
8. 【請求項８】 前記ダミー部品が、透光性のベースと当
   該ベースに描いた被撮像パターンとから成ることを特徴
   とする請求項２ないし７のいずれかに記載のカメラ位置
   の偏差補正装置。
9. 【請求項９】 前記ダミー部品をストックするストッカ
   と、 前記基板認識カメラによる撮像の為に前記ダミー部品を
   載置する撮像テーブルとを、更に備えており、 前記撮像テーブルは、前記ダミー部品を載置する載置台
   と当該載置台を透過して前記ダミー部品を照明するバッ
   クライトとを有することを特徴とする請求項２ないし８
   のいずれかに記載のカメラ位置の偏差補正装置。
10. 【請求項１０】 撮像することにより認識カメラの認識
    中心に対する部品中心のずれ量を認識可能なカメラ位置
    補正用のダミー部品であって、 透光性のベースと当該ベースに描いた被撮像パターンと
    から成ることを特徴とするカメラ位置補正用のダミー部
    品。
11. 【請求項１１】 前記被撮像パターンは、前記ベースの
    下面に描かれていることを特徴とする請求項１０に記載
    のカメラ位置補正用のダミー部品。
12. 【請求項１２】 前記ベースはガラスで構成されてお
    り、 前記被撮像パターンは、前記ベースに酸化クロムを蒸着
    したものであることを特徴とする請求項１０または１１
    に記載のカメラ位置補正用のダミー部品。
13. 【請求項１３】 前記被撮像パターンは、方形の多数の
    パターン要素を方形の輪郭となるように並べて構成され
    ていることを特徴とする請求項１０、１１または１２に
    記載のカメラ位置補正用のダミー部品。
14. 【請求項１４】 前記被撮像パターンは、それぞれが前
    記ずれ量を認識可能で且つ中心を同一とする大小複数の
    パターン部で構成されていることを特徴とする請求項１
    ０、１１または１２に記載のカメラ位置補正用のダミー
    部品。