WO2015181905A1 - 部品実装装置および部品実装方法 - Google Patents

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WO2015181905A1
WO2015181905A1 PCT/JP2014/064109 JP2014064109W WO2015181905A1 WO 2015181905 A1 WO2015181905 A1 WO 2015181905A1 JP 2014064109 W JP2014064109 W JP 2014064109W WO 2015181905 A1 WO2015181905 A1 WO 2015181905A1
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reference mark
imaging
image
unit
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PCT/JP2014/064109
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English (en)
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Inventor
井上 聡
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408Incorporating a pick-up tool
    • H05K13/041Incorporating a pick-up tool having multiple pick-up tools
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K13/08Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0812Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines the monitoring devices being integrated in the mounting machine, e.g. for monitoring components, leads, component placement
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    • H05K13/081Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0813Controlling of single components prior to mounting, e.g. orientation, component geometry

Definitions

  • the present invention relates to a component mounting apparatus and a component mounting method for mounting a component on a substrate after moving a head unit above a substrate while suctioning the component with a suction nozzle.
  • component mounting apparatuses for mounting components such as electronic components on a substrate have conventionally been provided.
  • component supply units such as a tape feeder and a tray feeder are detachably mounted on the component supply unit of the apparatus. Then, the component supplied from the component supply unit is suctioned by the suction nozzle mounted on the lower end of the mounting head mounted on the head unit. Then, the head unit moves to the movement target position on the substrate side while the component is adsorbed by the suction nozzle, and the component is mounted on the substrate by the mounting head.
  • a reference mark is provided in the vicinity of the suction nozzle of the head unit, and a camera formed of a CCD (Charge Coupled Device) area sensor is fixedly arranged on a base.
  • CCD Charge Coupled Device
  • the positional relationship between the reference mark and the suction nozzle is checked in advance and stored in the memory as known information.
  • the head unit moves to the upper position of the substrate via the upper side of the camera while the component is suctioned by the suction nozzle.
  • the reference mark and the suction component While passing the space above the camera, the reference mark and the suction component are imaged by the camera.
  • the positional relationship between the reference mark and the suction component is derived from the captured image, and this is compared with the known positional relationship to obtain the displacement amount of the component with respect to the suction nozzle, and the movement target position is corrected based on this displacement amount. I am trying to improve the mounting accuracy.
  • the component is imaged from vertically below by the camera fixed to the base, but a scanning camera can be used as a means for imaging the component and the reference mark.
  • This scan camera is provided movably in the array direction of the suction nozzles with respect to the head unit, and picks up components (hereinafter referred to as "suction components") and reference marks that are adsorbed by the suction nozzles while moving in the array direction It is.
  • suction components components
  • reference marks that are adsorbed by the suction nozzles while moving in the array direction It is.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and the mounting position is corrected based on an image obtained by imaging a component to be adsorbed by an adsorption nozzle provided in the head unit and a reference mark provided in the head unit.
  • the component mounting technology for mounting a component on a substrate it is an object of the present invention to favorably image the component and the reference mark regardless of the size of the component.
  • a component mounting apparatus which is provided on a head unit for moving a component above a substrate while mounting the component with a suction nozzle capable of moving up and down and mounting the component on the substrate ,
  • a movable imaging unit provided so as to be movable relative to the head unit in the arrangement direction of the suction nozzle and the reference mark, and a fixed imaging unit fixed at a lower position than the height position at which the movable imaging unit moves.
  • a control unit that corrects mounting of the component on the substrate based on an image obtained by imaging the reference mark and the component suctioned by the suction nozzle, and the control unit moves the movable imaging unit in the arrangement direction And move the head unit above the substrate via the top of the fixed imaging unit, and the first imaging mode in which the movable imaging unit picks up components and It is characterized by acquiring an image by selecting one of the second imaging mode for imaging by the solid-state image pickup unit and the component and the reference mark to be sucked by the suction nozzle.
  • the second aspect of the present invention is a component mounting method for mounting a component on a substrate by moving the head unit above the substrate while suctioning the component with a suction nozzle capable of moving up and down in the vertical direction.
  • the acquisition step includes a first imaging mode in which a movable imaging unit captures an image of a component attracted by the suction nozzle and a reference mark by moving the movable imaging unit provided in the head unit in the arrangement direction of the suction nozzle and the reference mark;
  • the head unit is moved to the upper side of the substrate via the upper side of the fixed imaging unit fixed at a lower position than the height position where the unit moves, and is attracted to the suction nozzle.
  • two types of imaging means that is, a movable imaging unit and a fixed imaging unit are provided. Then, while the movable imaging unit moves in the arrangement direction, it is possible to image the reference mark and the part (first imaging mode). Further, while the head unit moves above the fixed imaging unit, the fixed imaging unit can capture the reference mark and the part (second imaging mode). As described above, it is possible to capture an image which is essential for the correction of mounting in which the part and the reference mark are reflected, in different imaging modes. Therefore, even if it is difficult to image the part and the reference mark in one imaging mode, it is possible to perform imaging in the other imaging mode.
  • two types of imaging modes for imaging an image having a part and a reference mark are provided, and it is possible to selectively use them to capture the image. Therefore, even if the component size is different, by selectively executing the imaging mode corresponding to each component size, it is possible to favorably capture an image in which the component and the reference mark are reflected.
  • FIG. 1st Embodiment of the component mounting apparatus It is a top view which shows schematic structure of 1st Embodiment of the component mounting apparatus concerning this invention. It is a partial front view of the component mounting apparatus shown in FIG. It is a block diagram which shows the main electric constitutions of the component mounting apparatus shown in FIG. It is a flowchart which shows operation
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a first embodiment of a component mounting apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a partial front view of the component mounting apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the main electrical configuration of the component mounting apparatus shown in FIG.
  • the XYZ rectangular coordinate axis is shown in FIG. 1 and FIG. 2, in order to clarify the directional relationship of each figure.
  • the substrate transport mechanism 2 is disposed on the base 11, and the substrate S can be transported in a predetermined transport direction X. More specifically, the substrate transfer mechanism 2 has a pair of conveyors 21 and 21 for transferring the substrate S from the right side to the left side of FIG. 1 on the base 11, and controls from the control unit 3 to control the entire apparatus. By operating according to the command, the substrate S is carried in and stopped at a predetermined mounting operation position (the position of the substrate S shown in the figure). Further, a holding device (not shown) fixes and holds the substrate S stopped at the mounting work position. Thereafter, the electronic component supplied from the tape feeder 41 mounted to the component supply unit 4 is mounted on the substrate S by the mounting head 61 provided in the head unit 6. In addition, when all the components to be mounted on the substrate S are mounted on the substrate S, the holding device releases the holding of the substrate S, and then the substrate transport mechanism 2 unloads the substrate S from the mounting operation position.
  • the substrate transfer mechanism 2 has a pair of conveyors 21 and 21 for transferring the substrate S from the right
  • the component supply unit 4 is disposed on the front side (the + Y axis direction side) and the rear side (the ⁇ Y axis direction side) of the substrate transfer mechanism 2 configured as described above.
  • a large number of tape feeders 41 are detachably attached to these component supply units 4.
  • a reel wound with a tape that stores and holds components is mounted.
  • chip components such as integrated circuits (ICs), transistors, capacitors and the like are stored and held at predetermined intervals. Then, as the component is picked up by the suction nozzle 611 attached to the tip of the mounting head 61, the tape is intermittently sent out from the reel.
  • the head unit 6 conveys the component to the upper position of the substrate S while holding the component by suction by the suction nozzle 611 of the mounting head 61, and mounts the component at the mounting position of the substrate S specified by the user in advance.
  • eight mounting heads 61 are arranged in a line in the X-axis direction, and a maximum of eight components can be collectively transported to a position above the substrate S.
  • four reference marks MK1, MK1, MK2, MK2 are provided as reference marks for performing mounting correction as described later, and two types of cameras 71, 72 are provided. .
  • the camera 71 is a camera for substrate recognition, and comprises an illumination unit, a CCD camera and the like, and performs substrate recognition by imaging a fiducial mark attached to the substrate S or the like.
  • the camera 72 is below the head unit 6, and the upper end 72a1 of the imaging unit 72a is lower than the height position HP1 (dotted line in FIG. 2B), and the lower end of the imaging unit 72a, that is, the lower end of the camera 72
  • the scan camera movably attached to the head unit 6 in the X-axis direction so that the portion 72b is above the highest-level component mounted on the substrate S, and drives the scanning drive motor 721. It moves in the X-axis direction by control, and can pick up an image of an object located at the height position HP1.
  • the imaging unit moves the reference marks MK1 and MK1 located at the height position HP1 and the lower surface of the component positioned at the height position HP1 downward by scanning the scan camera 72 in the X axis direction. It is possible to obtain an image in which the reference mark MK1, the part and the reference MK1 are captured in this arrangement order by imaging at 72a.
  • the scanning reference marks MK1 and MK1 are arranged in the arrangement direction X of the mounting head 61 together with other reference marks MK2 and MK2. More specifically, as shown in FIG. 2B, reference marks MK2 and MK2 are provided respectively on the (+ X) axial direction side and the ( ⁇ X) axial direction side of the mounting head row, and further (+ X of the reference mark MK2 Reference marks MK1 and MK1 are provided on the axial direction side and the ( ⁇ X) axial direction side, respectively. Therefore, when the head unit 6 is viewed from the lower side, as shown by the dotted lines in FIG. 1, the reference marks MK1, MK2, eight suction nozzles 611 and the reference marks MK2, MK1 are arranged in a row in the X axis direction. ing.
  • the scanning reference marks MK1 and MK1 are provided on the lower end surface of the rod-like member 601 extended in the vertical direction Z from the support frame (the portion which does not move in the vertical direction Z) supporting the mounting heads 61 in the head unit 6. It is attached and located at a predetermined height position HP1 in the vertical direction Z.
  • the reference marks MK2 and MK2 are attached to the head unit 6 so that they can be imaged by the base camera 73 fixed to the base 11.
  • the focal position (or the position within the depth of field) of the base camera 73 is a height position HP2 (two-dot chain line in FIG. 2B) lower than the height position HP1.
  • the rod-like member is positioned so that the lower end face on which the reference marks MK2 and MK2 are provided is the height position HP2 similarly to the reference marks MK2 and MK2 as the scanning reference marks MK1 and MK1. If extending downward, the reference marks MK2 and MK2 interfere with the scan camera 72.
  • each cylindrical case 602 is disposed at a position higher than the movement path of the scan camera 72 (a position higher than the upper end 72 a 1 of the imaging unit 72 a), and mutual interference between the cylindrical case 602 and the scan camera 72 is avoided.
  • a rod-like member 603 extending in the vertical direction Z and a lens 604 are provided inside each cylindrical case 602.
  • the rod-like member 603 is shorter than the rod-like member 601, and the reference mark MK2 is attached to the lower end face thereof. Then, the lens 604 disposed below the reference mark MK 2 forms an image of the reference mark MK 2 at the height position HP 2 between the reference mark MK 1 and the base camera 73. Therefore, when the base camera 73 picks up the reference marks MK2 and MK2 and the lower surface of the part positioned at the height position HP2 with the base camera 73, the reference mark MK2, the part and the reference mark MK2 appear in this arrayed state It is available for acquisition.
  • the reference mark MK1 imaged by the scan camera 72 is referred to as a "first reference mark MK1" while the reference mark MK2 imaged by the base camera 73 is 2 Reference mark MK2 ".
  • two height positions are set. Therefore, in order to distinguish the two clearly, in the following, the height position HP1 which is the height position of the reference mark MK1 is referred to as the "first height position”, while the height position of the image of the reference mark MK2 The height position HP2 is referred to as a "second height position". The use of these two types of reference marks and height position will be described in detail later.
  • each mounting head 61 is provided in a row at an equal pitch in the X-axis direction (the conveyance direction of the substrate S by the substrate conveyance mechanism 2).
  • the suction nozzle 611 mounted at the tip of each mounting head 61 can communicate with any of the vacuum supply source, positive pressure source, and the atmosphere via a pressure switching mechanism (not shown), so that pressure switching can be performed.
  • the pressure applied to the suction nozzle 611 is switched by the mechanism.
  • Each mounting head 61 can move up and down (move in the Z-axis direction) with respect to the head unit 6 by means of a nozzle raising and lowering driving mechanism (not shown) and rotates around the central axis of the nozzle by the nozzle rotation driving mechanism not shown (R in FIG. It is possible to rotate the direction).
  • the nozzle elevation drive mechanism raises and lowers the mounting head 61 between the lowered position (falling end) at which suction or mounting is performed and the raised position (raised end) at the time of conveyance. .
  • the nozzle rotation drive mechanism is a mechanism for rotating the suction nozzle 611 as needed, and it is possible to position the component in a predetermined R-axis direction at the time of mounting by rotation drive.
  • These drive mechanisms are respectively constituted by the Z-axis motor 62Z, the R-axis motor 62R and a predetermined power transmission mechanism, and the motor control unit 31 of the control unit 3 performs the Z-axis motor 62Z and the R-axis motor 62R. By controlling the drive, each mounting head 61 is moved in the Z direction and the R direction.
  • the head unit 6 transports the components adsorbed by the mounting heads 61 between the component supply unit 4 and the substrate S and mounts the components on the substrate S. It is movable in the Y-axis direction (direction orthogonal to the X-axis and Z-axis directions). That is, the head unit 6 is supported movably along the X axis with respect to the mounting head support member 63 extending in the X axis direction. Further, both ends of the mounting head support member 63 are supported by the fixed rail 64 in the Y-axis direction, and can be moved in the Y-axis direction along the fixed rail 64.
  • the head unit 6 is driven in the X-axis direction by the X-axis motor 62X via the ball screw 66, and the mounting head support member 63 is driven in the Y-axis direction by the Y-axis motor 62Y via the ball screw 68. .
  • the head unit 6 can transport the components adsorbed by the mounting head 61 from the component supply unit 4 to the movement target position.
  • the component mounting apparatus 1 includes a display unit 5 (FIG. 3) that functions as an interface with an operator.
  • the display unit 5 is connected to the control unit 3 and has a function as an input terminal configured with a touch panel to receive an input from an operator, in addition to the function of displaying the operation state of the component mounting device 1.
  • the control unit 3 is provided at an appropriate place inside the device main body, and performs well-known CPU (Central Processing Unit) that executes logical operation, ROM (Read Only Memory) that stores initial settings, etc., various during operation of the device. It is comprised from RAM (Random Access Memory) etc. which memorize
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • the control unit 3 functionally includes a motor control unit 31, an external input / output unit 32, an image processing unit 33, a server communication control unit 34, a feeder communication control unit 35, a memory 36 and an arithmetic processing unit 37.
  • the motor control unit 31 controls the driving of the X-axis motor 62X, the Y-axis motor 62Y, the Z-axis motor 62Z, the R-axis motor 62R, and the scanning drive motor 721.
  • the external input / output unit 32 inputs signals from various sensors 91 provided in the component mounting apparatus 1 and outputs signals to various actuators 92 provided in the component mounting apparatus 1.
  • the image processing unit 33 takes in image data from the base camera 73, the substrate recognition camera 71, and the scan camera 72, and performs image processing such as binarization.
  • the server communication control unit 34 communicates information and the like with a server (not shown).
  • the feeder communication control unit 35 communicates information and the like with each tape feeder 41.
  • the memory 36 stores a program for component mounting processing, component information such as component type and size, positional relationship between reference marks and suction nozzles 611, reference intervals of reference marks, various data required for mounting, and the like.
  • the arithmetic processing unit 37 has an arithmetic function such as a CPU or the like, and is mounted by the head unit 6 by controlling the motor control unit 31 and the image processing unit 33 according to the program stored in the memory 36. Repeat the turn (also called mounting cycle). In this mounting turn, for example, the head unit 6 moves from the upper position of the substrate S to the upper side of the component supply unit 4, and the head unit 6 sucks one or more components supplied from the component supply unit 4. This means a series of steps of mounting components on the substrate S in parallel after moving to the position above the substrate S to be stopped, and a maximum of eight (for the number of mounting heads 61) in one mounting turn. It is possible to mount the component on the substrate S.
  • the arithmetic processing unit 37 captures an image of the component and the reference mark based on the height of the component (the height of the component in the vertical direction Z) before executing the mounting turn. Choose Further, the arithmetic processing unit 37 picks up an image of the component and reference mark sucked by the suction nozzle 611 during the mounting turn in the selected imaging mode, and corrects the movement target position of the head unit 6 based on the image.
  • the components are mounted on the substrate S above.
  • the arithmetic processing unit 37 has functions as an imaging mode selection unit 371, an image acquisition processing unit 372, and a mounting correction processing unit 373.
  • FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the mounting turn in the component mounting apparatus of FIG.
  • FIG. 5 is a view schematically showing the operation of the mounting turn.
  • the arithmetic processing unit 37 controls each part of the apparatus according to the program stored in the memory 36, and executes the mounting turn as described below.
  • step S1 component information on a component to be mounted on the substrate S (hereinafter referred to as "component to be mounted”) is read out by using the eight mounting heads 61 by the mounting turn. Then, the heights of the parts to be mounted, that is, the sizes in the vertical direction Z are compared with each other, and the maximum height of the parts to be mounted is derived (step S2). For example, as shown in FIG. 5A, when all the eight parts to be mounted are short parts (hereinafter referred to as “short parts”) 8L, the maximum height necessarily becomes a low value. On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), when the component to be mounted includes a tall component (hereinafter referred to as "tall component”) 8H, the maximum height corresponds to the height of the tall component 8H. Become.
  • the “reference height” is a reference for switching the imaging mode as described below, and corresponds to a boundary value that determines whether or not the component is imaged by the scan camera 72. It is desirable that an image having a height equal to or less than the reference height, that is, the low-profile component 8L, be imaged by the scan camera 72 in order to reduce the time required to execute the mounting turn as described later. It is determined as "YES.” That is, when all of the mounting target components in the mounting turn are the low-profile components 8L, the first imaging mode is executed (step S4).
  • the first imaging mode is a mode in which the scan camera 72 captures an image of the component 8L and the first reference marks MK1 and MK1 by executing steps S41 to S45. More specifically, after the head unit 6 moves to the upper position of the tape feeder 41 which supplies the mounting target component, the mounting head 61 descends and sucks and holds the mounting target component 8L by the suction nozzle 611 (step S41) . Subsequently, the mounting head 61 holding the mounting target component 8L by suction starts to rise, and when the lower surface of the mounting target component 8L reaches the first height position HP1, the mounting head 61 stops rising and positioning is performed (Step S42).
  • steps S41 and S42 are repeatedly performed until it is confirmed that all the mounting target components 8L of the mounting turn have been executed, that is, "YES" is determined in step S43.
  • the process is repeated up to eight times.
  • the head unit 6 starts the direct movement of the substrate S to the upper position of the mounting position MP (step S44).
  • the base camera 73 In order to perform imaging by the base camera 73, it is necessary to pass above the base camera 73. However, since imaging by the base camera 73 is not performed in this first imaging mode, the head unit 6 does not pass above the base camera 73, and straight from the component supply unit 4 toward the upper position of the substrate S. Move (see (a-1) column in FIG. 5). Further, in parallel with the movement of the head unit 6, the scan camera 72 moves in the X-axis direction (see the column a-2 in FIG. 5).
  • the head unit 6 is used as the base camera 73. Since it can be moved to the upper part of the substrate S without passing through the upper part of the above, it is possible to shorten the time required to execute the mounting turn.
  • the component to be mounted in the mounting turn that is, the component to be mounted includes a tall component
  • the rising stroke of the mounting head 61 is increased, it takes time. Therefore, in the present embodiment, in order to solve this problem, it is desirable that all or a part of the mounting target component is the tall component 8H, and the maximum height exceeds the reference height and the scan camera 72 picks up an image. If not, it is determined as "NO" in step S3, and the second imaging mode is executed (step S5).
  • the second imaging mode is a mode in which steps S51 to S55 are executed to capture an image of the parts 8L and 8H and the second reference marks MK2 and MK2 by the scan camera 72. More specifically, after the head unit 6 moves to a position above the tape feeder 41 that supplies the mounting target component, the mounting head 61 is lowered and the suction nozzle 611 sucks and holds the mounting target component 8L (or 8H). (Step S51). Subsequently, the mounting head 61 holding the mounting target component 8L (or 8H) by suction starts to rise, and the mounting head when the lower surface of the mounting target component 8L (or 8H) reaches the second height position HP2. The rising of the wheel 61 is stopped and positioned (step S52).
  • steps S51 and S52 are repeatedly performed until it is confirmed that all the mounting target components of the mounting turn have been executed, that is, "YES" is determined in step S43.
  • the process is repeated up to eight times, and the component held by the mounting head 61 is, for example, tall component 8H as shown in the column of FIG. There may be cases where the low-profile parts 8L are mixed, or all parts held by the mounting head 61 become the tall parts 8H although illustration is omitted.
  • the head moving operation via the upper side of the base camera 73 is started (step S54).
  • the head unit 6 is moved from the component supply unit 4 to a position near the base camera 73, and subsequently, the part holding the upper side of the base camera 73 by the suction nozzle 611 and the second reference mark MK2 It is an operation of moving to a position above the mounting position MP of the substrate S after moving so as to cross (see (b-1) column in FIG. 5).
  • the base camera 73 takes an image Im of the second reference marks MK2 and MK2 formed at the parts 8L and 8H and the second height position HP2.
  • An image IM2 is acquired by imaging (step S55) and the second reference mark MK2, parts 8L, 8H,..., And the second reference mark MK2 reflected in this order (see (b-3) column in FIG. 5) , Memory 36.
  • the second reference mark MK2, the parts 8H, 8H,..., The second reference mark MK2 are the same when all the components held by suction by the suction nozzle 611 of the mounting head 61 are tall components 8H. Images captured in this order are acquired.
  • the image of the second reference mark MK2 and all parts to be mounted 8L and 8H can be assured Can be imaged.
  • the symbols Imk1 and Imk2 in FIG. 5 are images of the reference marks MK1 and MK2, respectively, and the symbols I8L and I8H are images of the low profile component 8L and the high profile component 8H, respectively.
  • moving the head unit 6 to the upper side of the substrate S via the upper side of the base camera 73 increases the time required to execute the mounting turn, It is not necessary to increase the upward stroke of the mounting head 61, and it is possible to prevent the head unit 6 from increasing in size, shorten the time required to raise each mounting head 61, and take the time required to execute the mounting turn It can reduce the lengthening.
  • the time taken for the second imaging mode is longer than that of the first imaging mode, more tall parts 8H are imaged in one second imaging mode, and component mounting is performed based on the imaged image.
  • the number of times of the second imaging mode to be performed for one substrate S can be suppressed, and the tact time can be shortened. That is, in the second imaging mode, it is desirable that most of the components suctioned and held by the suction nozzle 611 of the mounting head 61 be the tall component 8H, whereby the tact time can be shortened.
  • the suction nozzle 611 holds the tall component 8H in some mounting heads 61, and the other mounting heads 61 are empty. In this case, the suction nozzle 611 may not suction the component.
  • the number of mounting heads in an empty state increases, the number of mounting turns to be performed for one substrate S also increases, and the tact time becomes longer.
  • all or part of the suction nozzle 611 except for the suction nozzle 611 holding the tall component 8H sucks the short component 8L, and mixes the tall component 8H and the short component 8L. It may be preferable to perform the imaging mode.
  • all the components held by the suction nozzle 611 of the mounting head 61 in the second imaging mode are the tall component 8H, and the tall component 8H and the short component 8L are mixed. It is also possible. Therefore, the tact time can be effectively shortened.
  • the mounting position of the component by the head unit 6 is corrected based on the first image IM1 or the second image IM2, and the mounting target component is mounted on the substrate (step S6). That is, the arithmetic processing unit 37 reads the positional relationship between the reference mark and the suction nozzle 611 from the memory 36, and the suction nozzle 611 and the suction component on the positional relationship and the image (the first image IM1 or the second image IM2).
  • the suction displacement amount of the component with respect to each suction nozzle 611 is calculated based on the positional relationship of
  • the arithmetic processing unit 37 reads the reference interval of the reference marks from the memory 36, and the reference intervals and the two reference marks included in the image (two first reference marks MK1 and MK1 or two second reference marks
  • the movement error of the head unit 6 in the X-axis direction is calculated based on the interval between MK2 and MK2) (step S61).
  • the arithmetic processing unit 37 controls each part of the apparatus to mount all mounting target components on the substrate S by the head unit 6 (steps S62 to S64). That is, the head unit 6 is moved to the movement target position and positioned above the mounting position MP of the component (step S62). At this time, the movement target position of the head unit 6 is corrected so as to correct these on the basis of the amount of suction shift and the movement error before the movement. Then, following the movement of the head unit 6 to the upper side of the mounting position MP, mounting of parts is performed (step S63).
  • steps S62 and S63 while the head unit 6 is being moved to the corrected movement target position, the lowering of the component by the mounting head 61 is started slightly before the mounting position MP of the component is positioned.
  • the component may be mounted at the mounting position MP of the component based on the component mounting position.
  • step S64 it is determined whether or not all the mounting target parts of the mounting turn are mounted (step S64), and an unmounted part remains (“NO” in step S64) In the meantime, the movement of the head unit 6 (step S62) and the component mounting (step S63) are repeated. On the other hand, if it is determined "YES” in the step S64, the mounting turn ends.
  • the scan camera 72 corresponding to an example of the “movable imaging unit” of the present invention and the base camera 73 corresponding to an example of the “fixed imaging unit” of the present invention are provided. It is done. Then, by selectively executing one of the two imaging modes according to the maximum height of the mounting target component of the mounting turn, the mounting can be performed regardless of the size of the component, in particular, the size in the vertical direction Z. It is possible to capture an image (an image IM1 or an image IM2 in which a part and a reference mark are reflected) which are essential for correction. As a result, various components can be mounted on the substrate S with high accuracy.
  • the component supply unit of the head unit 6 since the image capturing the all mounting target parts and the reference mark in the first imaging mode is captured, the component supply unit of the head unit 6 The time taken to move from above 4 to above the substrate S can be shortened, and tact time can be improved.
  • the tall component 8H is included, the second imaging mode is executed, but in the present embodiment, the focal position of the base camera 73 is set to the first instead of directly imaging the reference mark MK2 for the second imaging mode. Since the image Im of the reference mark MK2 formed at the second height position HP2 is taken by the base camera 73 while being set at the second height position HP2 lower than the height position HP1, the following advantages will be described. The effect is obtained.
  • the focal position of the base camera 73 is set to the first height. Position each mounting head 61 in the Z-axis direction so that the lower surface of the component sucked by the suction nozzle 611 is positioned at the first height position HP1 regardless of the height component 8L and the height component 8H in accordance with the position HP1. It suffices to position. It is a third embodiment to be described later that simplifies the configuration of the component mounting apparatus 1 from such a viewpoint.
  • the cylindrical case 602 containing the second reference marks MK2 and MK2 is disposed at a position higher than the movement path of the scan camera 72, and the lens 604 (the cylindrical case 602) is provided.
  • the image Im of the second fiducial marks MK2 and MK2 is formed at the second height position HP2 according to FIG.
  • the above arrangement structure is employed to avoid the interference between the second reference marks MK2 and MK2 and the scan camera 72, but instead of this arrangement structure, for example, as shown in FIG.
  • the second reference marks MK2 and MK2 may be disposed outside the movable range of the scan camera 72.
  • the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • FIG. 6 is a view showing a second embodiment of the component mounting apparatus according to the present invention.
  • the second embodiment is largely different from the first embodiment in the configuration regarding the second reference marks MK2 and MK2 as described above, and the other configuration and operation are basically the same as the first embodiment. That is, in the second embodiment, as shown in the (a-2) column in FIG. 6, the rod-like member 605 which is longer than the rod-like member 601 on the (-X) axial direction side of the movable range of the scan camera 72 A second reference mark MK2 is attached to the lower end surface of the rod member 605 while extending in the vertical direction Z from (not shown), and the second reference mark MK2 is positioned at the second height position HP2.
  • FIG. 6 is a view showing a second embodiment of the component mounting apparatus according to the present invention.
  • the second embodiment is largely different from the first embodiment in the configuration regarding the second reference marks MK2 and MK2 as described above, and the other configuration and operation are basically the same as the first embodiment. That
  • the rod member 605 having the second reference mark MK2 attached to the lower end surface is also provided on the lower end face side of the movable range of the scan camera 72 in the (+ X) axis direction.
  • the mark MK2 is located at the second height position HP2.
  • the scan camera 72 normally stops between the rod members 601 and 605 in the ( ⁇ X) axial direction and stands by. Then, in the first imaging mode, the scan camera 72 moves in the movable range in the X axis direction in parallel with the linear movement of the head unit 6 from the upper side of the component supply unit 4 to the upper side of the substrate S as in the first embodiment.
  • the first reference mark MK1, the parts 8L,..., The first reference mark MK1 are imaged.
  • the image IM1 is acquired.
  • the scan camera 72 stands by between the bar members 601 and 605 in the ( ⁇ X) axial direction until the start of the next first imaging mode.
  • the base camera 73 picks up the second reference mark MK2, the part 8L, the part 8H, ..., the second reference mark MK2. .
  • the component mounting device 1 may be configured as shown in FIG.
  • the third embodiment will be described with reference to FIG.
  • FIG. 7 is a view showing a third embodiment of the component mounting apparatus according to the present invention.
  • the third embodiment is largely different from the first embodiment in that only the first fiducial marks MK1 and MK1 are provided as fiducial marks, and the focal position of the base camera 73 is the focal position of the scan camera 72. Similarly, the point is coincident with the first height position HP1, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. Therefore, differences from the first embodiment will be mainly described, and the same configuration will be assigned the same reference numerals and the description of the configuration will be omitted.
  • the first imaging mode in the third embodiment is performed in the same manner as in the first embodiment. That is, as shown in FIG. 7A, in parallel with the linear movement of the head unit 6 from the upper side of the component supply unit 4 to the upper side of the substrate S, the scan camera 72 moves in the X axis direction and the first reference mark An image IM1 is acquired by imaging the MK1, the parts 8L,..., The first reference mark MK1.
  • the second imaging mode is performed as follows.
  • the mounting head 61 holds the component 8L (or 8H) by the suction nozzle 611, the mounting head 61 starts to ascend. Then, when the lower surface of the component 8L (or 8H) being attracted reaches the first height position HP1, the mounting head 61 is stopped from rising and positioned. Such a process is repeated until it is confirmed that the process has been performed for all mounting target components of the mounting turn. Then, when the suction of all the parts is completed, as shown in the (b-1) column in FIG. 7, the head moving operation passing above the base camera 73 is started.
  • the head unit 6 is moved from the component supply unit 4 to a position near the base camera 73, and subsequently, the part holding the upper side of the base camera 73 by the suction nozzle 611 and the first reference mark MK1 It is an operation to move to a position above the mounting position MP of the substrate S after moving so as to cross (see (b-1) column in FIG. 7). Then, when the head unit 6 passes above the base camera 73, the base camera 73 forms an image Im of the first reference marks MK1 and MK1 formed at the parts 8L and 8H and the first height position HP1. An image IM2 obtained by imaging and capturing parts 8L, 8H,... Is obtained (see the (b-3) column in FIG.
  • the mounting object components include the tall component 8H, the image of the first reference marks MK1 and MK1 and all the mounting object components 8L and 8H can be reliably captured by the base camera 73. .
  • the second imaging mode can be executed by the base camera 73 by executing the second imaging mode even if the mounting is not immediately stopped when the camera 72 becomes out of order.
  • the images of the reference marks MK1 and MK1 and all mounting target parts 8L and 8H can be captured with certainty, and mounting position deviation due to suction deviation of each mounting target parts 8L and 8H to each component suction nozzle 611 is prevented It is possible to
  • the control unit 3 and the arithmetic processing unit 37 correspond to an example of the “control unit” in the present invention.
  • the lens 604 corresponds to an example of the “imaging unit” in the present invention.
  • the first height position HP1 corresponds to “the same height position as the first reference mark” in the present invention
  • the second height position HP2 corresponds to "the same height position as the image of the second reference mark” in the present invention.
  • the first imaging mode (step S4) and the second imaging mode (step S5) correspond to the "image acquisition step" of the present invention.
  • step S62 the head unit 6 is moved to the movement target position after correcting the movement target position of the head unit 6 so as to correct the adsorption shift amount and the movement error. It corresponds to an example.
  • first and second reference marks MK1 and MK2 are provided as the reference marks, but the number of each reference mark is limited to this. It is not an option, it is optional.
  • two reference marks MK1 are provided as the reference mer axis, but the number of reference marks MK1 is also arbitrary. However, in order to detect the movement error of the head unit 6 and correct it, it is necessary to set the number of reference marks to 2 or more.
  • the “imaging unit” of the present invention is configured by the single lens 604, but a plurality of lenses are combined to form an image of the reference mark MK2 at the height position HP2. It may be configured.
  • the head unit 6 is driven in the X-axis direction and the Y-axis direction by a so-called ball screw mechanism in which a ball screw and a rotary motor are combined.
  • a ball screw mechanism in which a ball screw and a rotary motor are combined.
  • it may be configured to be driven by a linear motor.
  • Control unit control unit
  • 6 ... head unit 8H, 8L ... parts
  • 37 ... arithmetic processing unit (control unit), 72 ... scan camera (movable imaging unit), 73 ... base camera (fixed imaging unit), 604 ... lens (imaging unit), 611 ... adsorption nozzle, S ... board, HP1 ... first height position, HP2 ... 2nd height position, IM1 ... 1st image, IM2 second image, Im ... an image (of the second reference mark), MK1 ... 1st reference mark, MK2 ... 1st fiducial mark X ... arrangement direction

Abstract

 上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の上方に移動した後で吸着ノズルにより部品を基板に実装するヘッドユニットと、ヘッドユニットに設けられる基準マークと、吸着ノズルと基準マークとの配列方向においてヘッドユニットに対して移動自在に設けられる可動撮像部と、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部と、吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを撮像して得られる画像に基づいて吸着ノズルによる基板への部品の実装を補正する制御部とを備え、制御部は、可動撮像部を配列方向に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを可動撮像部により撮像する第1撮像モード、およびヘッドユニットを固定撮像部の上方を経由して基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを固定撮像部により撮像する第2撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得する。

Description

部品実装装置および部品実装方法
 この発明は、吸着ノズルで部品を吸着したままヘッドユニットを基板の上方に移動させた後で上記部品を基板に実装する部品実装装置および部品実装方法に関するものである。
 電子部品などの部品を基板に実装する部品実装装置が従来から数多く提供されている。部品実装装置では、テープフィーダーやトレイフィーダーなどの部品供給ユニットが装置の部品供給部に着脱自在に装着される。そして、部品供給ユニットから供給される部品がヘッドユニットに装備される実装ヘッドの下方端部に装着された吸着ノズルで吸着される。そして、当該部品を吸着ノズルで吸着したままヘッドユニットは基板側の移動目標位置に移動して実装ヘッドによる基板への部品の実装を行う。
 ところで、上記部品実装装置では、吸着ノズルに対する部品の吸着ずれを考慮した上で基板への部品の実装を行う必要がある。そこで、例えば特許文献1に記載の装置では、ヘッドユニットの吸着ノズル近傍に基準マークが設けられるとともに、基台上にCCD(Charge Coupled Device)エリアセンサからなるカメラが固定配置されている。当該基準マークと吸着ノズルの位置関係は予め調べられ、既知の情報としてメモリに記憶されている。そして、部品吸着完了に、当該部品を吸着ノズルで吸着したままヘッドユニットがカメラの上方を経由して基板の上方位置に移動する。このカメラの上方空間を通過している間に上記基準マークと吸着部品がカメラにより撮像される。その撮像画像から基準マークと吸着部品の位置関係が導出され、これを上記既知の位置関係と対比して吸着ノズルに対する部品のずれ量を求め、このずれ量に基づいて移動目標位置を補正して実装精度の向上を図っている。
特開2006-24957号公報
 ところで、上記部品実装装置では、基台に固定されたカメラにより部品を鉛直下方から撮像しているが、部品および基準マークを撮像する手段としてはスキャンカメラを用いることができる。このスキャンカメラは、ヘッドユニットに対して吸着ノズルの配列方向に移動自在に設けられ、配列方向に移動しながら吸着ノズルに吸着される部品(以下「吸着部品」という)と基準マークを撮像するものである。このように吸着部品と基準マークを撮像するために、互いに異なる方式が存在しているが、後で詳述するようにそれぞれ固有の問題を有している。そのため、双方の問題を補間する形で吸着部品および基準マークの撮像を行う技術が望まれるが、従来、このような技術が存在しておらず、汎用性の面、特に様々な部品サイズに対応することが難しかった。
 この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ヘッドユニットに装備される吸着ノズルで吸着される部品と、ヘッドユニットに設けられる基準マークとを撮像して得られる画像に基づいて実装位置を補正して部品を基板に実装する部品実装技術において、部品のサイズを問わず、当該部品と基準マークとを良好に撮像することを目的とする。
 この発明の第1態様は、部品実装装置であって、上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の上方に移動して部品を基板に実装するヘッドユニットと、ヘッドユニットに設けられる基準マークと、吸着ノズルと基準マークとの配列方向においてヘッドユニットに対して移動自在に設けられる可動撮像部と、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部と、吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを撮像して得られる画像に基づいて基板への部品の実装を補正する制御部とを備え、制御部は、可動撮像部を配列方向に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを可動撮像部により撮像する第1撮像モード、およびヘッドユニットを固定撮像部の上方を経由して基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを固定撮像部により撮像する第2撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得することを特徴としている。
 また、この発明の第2態様は、上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したままヘッドユニットを基板の上方に移動させて部品を基板に実装する部品実装方法であって、吸着ノズルに吸着される部品と、ヘッドユニットに設けられる基準マークとを撮像して画像を取得する画像取得工程と、画像に基づいて吸着ノズルによる基板への部品の実装を補正する補正工程とを備え、画像取得工程は、ヘッドユニットに設けられる可動撮像部を吸着ノズルと基準マークの配列方向に移動させながら吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを可動撮像部により撮像する第1撮像モードと、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部の上方を経由してヘッドユニットを基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを固定撮像部により撮像する第2撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得する工程であることを特徴としている。
 このように構成された発明では、2種類の撮像手段、つまり可動撮像部および固定撮像部が設けられる。そして、可動撮像部が配列方向に移動しながら基準マークと部品を撮像可能となっている(第1撮像モード)。また、ヘッドユニットが固定撮像部の上方を移動する間に固定撮像部が基準マークと部品を撮像可能となっている(第2撮像モード)。このように、部品と基準マークとが映り込んだ、実装の補正に欠かせない画像が互いに異なる撮像モードで撮像可能となっている。したがって、部品と基準マークとを一方の撮像モードにより撮像することが難しくとも、他方の撮像モードにより撮像することが可能となる。
 以上のように、本発明によれば、部品と基準マークとを有する画像を撮像するための撮像モードが2種類設けられ、それらを選択的に用いて上記画像を撮像することができる。そのため、部品サイズが相違したとしても、各部品サイズに対応した撮像モードを選択的に実行することによって、当該部品と基準マークとが映り込んだ画像を良好に撮像することができる。
本発明にかかる部品実装装置の第1実施形態の概略構成を示す平面図である。 図1に示す部品実装装置の部分正面図である。 図1に示す部品実装装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。 図1の部品実装装置での実装ターンの動作を示すフローチャートである。 実装ターンの動作を模式的に示す図である。 本発明にかかる部品実装装置の第2実施形態を示す図である。 本発明にかかる部品実装装置の第3実施形態を示す図である。
 図1は本発明にかかる部品実装装置の第1実施形態の概略構成を示す平面図である。また、図2は図1に示す部品実装装置の部分正面図である。また、図3は図1に示す部品実装装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、図1および図2では、各図の方向関係を明確にするために、XYZ直角座標軸が示されている。
 この部品実装装置1では、基台11上に基板搬送機構2が配置されており、基板Sを所定の搬送方向Xに搬送可能となっている。より詳しくは、基板搬送機構2は、基台11上において基板Sを図1の右側から左側へ搬送する一対のコンベア21、21を有しており、装置全体を制御する制御ユニット3からの制御指令にしたがって作動することで、基板Sを搬入し、所定の実装作業位置(同図に示す基板Sの位置)で停止させる。また、実装作業位置で停止する基板Sを図略の保持装置が固定し保持する。その後で、部品供給部4に装着されたテープフィーダー41から供給される電子部品がヘッドユニット6に具備された実装ヘッド61により基板Sに実装される。また、基板Sに搭載すべき部品の全部を基板Sに実装し終えると、保持装置が基板Sの保持を解除した後、基板搬送機構2が実装作業位置から基板Sを搬出する。
 このように構成された基板搬送機構2の前方側(+Y軸方向側)および後方側(-Y軸方向側)には、部品供給部4が配置されている。これらの部品供給部4に対し、多数のテープフィーダー41が着脱自在に装着されている。各テープフィーダー41では、部品を収納・保持したテープを巻回したリールが装着されている。テープには、集積回路(IC)、トランジスタ、コンデンサ等のチップ部品が所定間隔おきに収納、保持されている。そして、実装ヘッド61の先端に取り付けられた吸着ノズル611により部品がピックアップされるにつれてテープがリールから間欠的に送り出される。
 ヘッドユニット6は実装ヘッド61の吸着ノズル611により部品を吸着保持したまま基板Sの上方位置に搬送するとともに、ユーザより予め指定された基板Sの実装位置に実装するものである。本実施形態では、8本の実装ヘッド61がX軸方向に一列に配列されており、最大8個の部品を一括して基板Sの上方位置に搬送可能となっている。また、ヘッドユニット6では、後述するように実装の補正を行うための基準マークとして4個の基準マークMK1、MK1、MK2、MK2が設けられるとともに、2種類のカメラ71、72が設けられている。
 カメラ71は基板認識用カメラであり、照明部およびCCDカメラなどから構成されており、基板Sに付されたフィデューシャルマークを撮像すること等によって基板認識を行う。一方、カメラ72はヘッドユニット6の下方側で、撮像部72aの上端72a1が高さ位置HP1(図2(b)中の1点鎖線)より下方となり、撮像部72aの下端すなわちカメラ72の下端72bが基板S上に実装される最も高さの高い部品より上方となるように、ヘッドユニット6に対してX軸方向に移動自在に取り付けられたスキャンカメラであり、スキャン用駆動モーター721の駆動制御によりX軸方向に移動し、高さ位置HP1に位置する物体を撮像可能となっている。つまり、高さ位置HP1はスキャンカメラ72の焦点位置(あるいは被写界深度内の位置)に相当している。このため、スキャンカメラ72をX軸方向にスキャンさせることによって、高さ位置HP1に位置する基準マークMK1、MK1と、高さ位置HP1に位置決めされる部品の下面とを、下方を移動する撮像部72aで撮像し、基準マークMK1、部品および基準MK1がこの配列順序で映り込んだ画像を取得可能となっている。
 上記したスキャン用基準マークMK1、MK1は別の基準マークMK2、MK2とともに実装ヘッド61の配列方向Xに配列されている。より詳しくは、図2(b)に示すように、実装ヘッド列の(+X)軸方向側および(-X)軸方向側に基準マークMK2、MK2がそれぞれ設けられ、さらに基準マークMK2の(+X)軸方向側および(-X)軸方向側に基準マークMK1、MK1がそれぞれ設けられている。このため、ヘッドユニット6を下方側から見ると、図1の点線に示すように、基準マークMK1、MK2、8本の吸着ノズル611および基準マークMK2、MK1がX軸方向に列状に配置されている。
 スキャン用基準マークMK1、MK1は、ヘッドユニット6において各実装ヘッド61を支持する支持フレーム(上下方向Zに移動することがない部位)から上下方向Zに延設された棒状部材601の下端面に取り付けられ、上下方向Zにおいて所定の高さ位置HP1に位置している。一方、基準マークMK2、MK2は、基台11に固定される基台カメラ73により撮像可能にヘッドユニット6に取り付けられている。なお、基台カメラ73の焦点位置(あるいは被写界深度内の位置)は高さ位置HP1よりも低い高さ位置HP2(図2(b)中の2点鎖線)である。ここで、基準マークMK2、MK2をスキャン用基準マークMK1、MK1と同様に、基準マークMK2、MK2が設けられる下端面が、高さ位置HP2となるように棒状部材をヘッドユニット6の支持フレームから下方に延設すると、基準マークMK2、MK2とスキャンカメラ72とが干渉してしまう。
 そこで、本実施形態では、カメラ72との干渉を回避しつつ基準マークMK2、MK2を固定カメラ72によって撮像するために特許第4343710号公報に記載された技術と同様の構成を採用している。つまり、図2(b)に示すように、上記支持フレーム(図示省略)に対して円筒ケース602、602が取り付けられている。各円筒ケース602はスキャンカメラ72の移動経路よりも高い位置(撮像部72aの上端72a1よりも高い位置)に配置され、円筒ケース602とスキャンカメラ72との相互干渉が回避される。各円筒ケース602の内部では、上下方向Zに延設された棒状部材603と、レンズ604とが設けられている。棒状部材603は棒状部材601よりも短く、その下端面に基準マークMK2が取り付けられている。そして、基準マークMK2の下方位置に配置されたレンズ604が基準マークMK2の像を基準マークMK1と基台カメラ73との間の高さ位置HP2に形成する。このため、基準マークMK2、MK2と、高さ位置HP2に位置決めされる部品の下面とを基台カメラ73で撮像すると、基準マークMK2、部品および基準マークMK2がこの配列状態で映り込んだ画像を取得可能となっている。
 このように本実施形態では、2種類の基準マークが設けられている。そこで、両者を明確に区別するため、以下においては、スキャンカメラ72で撮像される基準マークMK1を「第1基準マークMK1」と称する一方、基台カメラ73により撮像される基準マークMK2を「第2基準マークMK2」と称する。また、2種類の高さ位置が設定されている。そこで、両者を明確に区別するため、以下においては、基準マークMK1の高さ位置である高さ位置HP1を「第1高さ位置」と称する一方、基準マークMK2の像の高さ位置である高さ位置HP2を「第2高さ位置」と称する。なお、これら2種類の基準マークおよび高さ位置の使い分けについては後で詳述する。
 ヘッドユニット6では、8本の実装ヘッド61がX軸方向(基板搬送機構2による基板Sの搬送方向)に等ピッチで列状に設けられている。また、各実装ヘッド61の先端部に装着された吸着ノズル611は圧力切替機構(図示省略)を介して真空供給源、正圧源、および大気のいずれかに連通可能とされており、圧力切替機構により吸着ノズル611に与える圧力が切り替えられる。
 各実装ヘッド61はヘッドユニット6に対して図略のノズル昇降駆動機構により昇降(Z軸方向の移動)可能に、かつ図略のノズル回転駆動機構によりノズル中心軸回りに回転(図2のR方向の回転)可能となっている。これらの駆動機構のうちノズル昇降駆動機構は吸着もしくは装着を行う時の下降位置(下降端)と、搬送を行う時の上昇位置(上昇端)との間で実装ヘッド61を昇降させるものである。一方、ノズル回転駆動機構は吸着ノズル611を必要に応じて回転させるための機構であり、回転駆動により部品を搭載時における所定のR軸方向に位置させることが可能となっている。なお、これらの駆動機構については、それぞれZ軸モーター62Z、R軸モーター62Rおよび所定の動力伝達機構で構成されており、制御ユニット3のモーター制御部31によりZ軸モーター62ZおよびR軸モーター62Rを駆動制御することで各実装ヘッド61がZ方向およびR方向に移動させられる。
 また、ヘッドユニット6は、これらの実装ヘッド61で吸着された部品を部品供給部4と基板Sとの間で搬送して基板Sに実装するため、基台11の所定範囲にわたりX軸方向およびY軸方向(X軸およびZ軸方向と直交する方向)に移動可能となっている。すなわち、ヘッドユニット6は、X軸方向に延びる実装ヘッド支持部材63に対してX軸に沿って移動可能に支持されている。また、実装ヘッド支持部材63は、両端部がY軸方向の固定レール64に支持され、この固定レール64に沿ってY軸方向に移動可能になっている。そして、このヘッドユニット6は、X軸モーター62Xによりボールねじ66を介してX軸方向に駆動され、実装ヘッド支持部材63はY軸モーター62Yによりボールねじ68を介してY軸方向へ駆動される。このようにヘッドユニット6は実装ヘッド61に吸着された部品を部品供給部4から移動目的位置まで搬送可能となっている。
 部品実装装置1には、オペレータとのインターフェースとして機能する表示ユニット5(図3)を備える。表示ユニット5は、制御ユニット3と接続され、部品実装装置1の動作状態を表示する機能のほか、タッチパネルで構成されてオペレータからの入力を受け付ける入力端末としての機能も有する。
 次に、制御ユニット3の構成について図3を参照しつつ説明する。制御ユニット3は、装置本体の内部の適所に設けられ、論理演算を実行する周知のCPU(Central Processing Unit)、初期設定等を記憶しているROM(Read Only Memory)、装置動作中の様々なデータを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)等から構成されている。
 制御ユニット3は、機能的には、モーター制御部31、外部入出力部32、画像処理部33、サーバ通信制御部34、フィーダー通信制御部35、メモリ36および演算処理部37を備えている。
 上記モーター制御部31は、上記X軸モーター62X、Y軸モーター62Y、Z軸モーター62Z、R軸モーター62Rおよびスキャン用駆動モーター721の駆動を制御する。外部入出力部32は、部品実装装置1に装備されている各種センサー類91からの信号を入力する一方、部品実装装置1に装備されている各種アクチュエータ等92に対して信号を出力する。画像処理部33は、基台カメラ73、基板認識カメラ71およびスキャンカメラ72から画像データを取り込み、2値化等の画像処理を行う。サーバ通信制御部34はサーバ(図示省略)との間で情報等の交信を行う。フィーダー通信制御部35は各テープフィーダー41との間で情報等の交信を行う。
 メモリ36は部品実装処理のプログラム、部品の種類やサイズなどの部品情報、基準マークと吸着ノズル611との位置関係、基準マークの基準間隔、実装に必要な各種データなどを記憶する。
 上記演算処理部37は、CPU等のような演算機能を有するものであり、上記メモリ36に記憶されているプログラムに従ってモーター制御部31や画像処理部33などを制御することでヘッドユニット6による実装ターン(あるいは実装サイクルとも称する)を繰り返す。この実装ターンは、ヘッドユニット6が例えば基板S上方位置から部品供給部4上方に移動し、ヘッドユニット6により部品供給部4から供給される1つまたは複数の部品を吸着し、実装作業位置で停止する基板Sの上方位置に移動した後で、並行して部品を基板Sに装着する一連の工程を意味しており、一回の実装ターンにおいて最大8個(実装ヘッド61の本数分)の部品を基板Sに実装することが可能となっている。また、本実施形態では、2種類の基準マーク、つまり第1基準マークMK1および第2基準マークMK2がヘッドユニット6に設けられ、それぞれ異なるカメラで撮像するように構成されている。そこで、演算処理部37は、次に説明するように、実装ターンを実行する前に部品の背の高さ(上下方向Zにおける部品の高さ)に基づいて部品と基準マークを撮像する撮像モードを選択する。また、演算処理部37は、実装ターン中に吸着ノズル611に吸着された部品および基準マークの画像を選択された撮像モードで撮像し、当該画像に基づいてヘッドユニット6の移動目標位置を補正した上で基板Sに部品を実装する。このように、本実施形態では、演算処理部37は撮像モード選択部371、画像取得処理部372および実装補正処理部373としての機能を有している。
 図4は図1の部品実装装置での実装ターンの動作を示すフローチャートである。また、図5は実装ターンの動作を模式的に示す図である。この部品実装装置1では、メモリ36に記憶されているプログラムに従って演算処理部37が装置各部を制御し、以下に説明するようにして実装ターンを実行する。
 ステップS1では、実装ターンにより8本の実装ヘッド61を使って基板Sに実装すべき部品(以下「実装対象部品」という)に関する部品情報が読み出される。そして、各実装対象部品の高さ、つまり上下方向Zのサイズが相互に比較され、実装対象部品の最大高さが導出される(ステップS2)。例えば図5(a)に示すように、8個の実装対象部品のいずれもが背の低い部品(以下「背低部品」という)8Lであるときには、必然的に最大高さも低い値となる。一方、図5(b)に示すように、実装対象部品の中に背の高い部品(以下「背高部品」という)8Hが含まれているときには、最大高さは背高部品8Hの高さとなる。
 こうして最大高さが求まると、当該最大高さが基準高さ以下であるか否かが判定される(ステップS3)。ここで、「基準高さ」とは次に説明するように撮像モードの切替基準となるものであり、スキャンカメラ72により部品を撮像するかしないかを決める境界値に対応している。基準高さ以下の高さを有する部品、つまり背低部品8Lについては後述するように実装ターンを実行するのに要する時間を短縮するために、スキャンカメラ72により撮像することが望ましく、ステップS3で「YES」と判定される。つまり、当該実装ターンでの実装対象部品のすべてが背低部品8Lである場合には、第1撮像モードが実行される(ステップS4)。
 この第1撮像モードはステップS41~S45を実行して部品8Lと第1基準マークMK1、MK1の画像をスキャンカメラ72によって撮像するモードである。より詳しくは、ヘッドユニット6が実装対象部品を供給するテープフィーダー41の上方位置に移動した後で実装ヘッド61が下降して吸着ノズル611によって実装対象部品8Lを吸着して保持する(ステップS41)。それに続いて、実装対象部品8Lを吸着保持した実装ヘッド61が上昇を開始し、当該実装対象部品8Lの下面が第1高さ位置HP1に達した時点で実装ヘッド61の上昇を停止して位置決めする(ステップS42)。このような工程(ステップS41、S42)は、実装ターンの全実装対象部品8Lについて実行されたことが確認される、つまりステップS43で「YES」と判定されるまで繰り返して行われる。なお、本実施形態では、実装ヘッド61が8本であるため、最大8回繰り返される。
 全部品の吸着が完了すると、図5(a)に示すように、ヘッドユニット6は基板Sの実装位置MPの上方位置への直接移動を開始する(ステップS44)。基台カメラ73による撮像を行うためには基台カメラ73の上方を経由する必要がある。しかしながら、この第1撮像モードでは基台カメラ73による撮像は行われないため、ヘッドユニット6は基台カメラ73の上方を経由することなく、部品供給部4から基板Sの上方位置に向かって直線的に移動する(図5中の(a-1)欄参照)。また、このヘッドユニット6の移動と並行して、スキャンカメラ72がX軸方向に移動する(図5中の(a-2欄参照)。その移動中にスキャンカメラ72は第1基準マークMK1、MK1および各吸着ノズル611に吸着されている実装対象部品8Lを撮像し(ステップS45)、第1基準マークMK1、部品8L、8L、…、第1基準マークMK1がこの順序で映り込んだ画像IM1が取得され(図5中の(a-3)欄参照)、メモリ36に記憶される。このように実装対象部品がすべて背低部品8Lである場合には、ヘッドユニット6を基台カメラ73の上方を経由させることなく基板Sの上方に移動させることができるため、実装ターンを実行するのに要する時間を短縮することができる。
 実装ターンにおいて実装すべき部品、つまり実装対象部品に背高部品が含まれている場合、上記した第1撮像モードを実行することは望ましくない。というのも、スキャンカメラ72によるスキャンを可能とするため、背高部品の下面を第1高さ位置HP1に位置決めする必要がある。すなわち、実装ヘッド61の上昇ストロークを大きくする必要があり、ヘッドユニット6が大型化してしまうからである。また、実装ヘッド61の上昇ストロークを大きくすると時間も掛かるからである。そこで、本実施形態では、この問題を解消するために、実装対象部品の全部あるいは一部が背高部品8Hであり、最大高さが基準高さを超え、スキャンカメラ72により撮像することが望ましくない場合、ステップS3で「NO」と判定され、第2撮像モードが実行される(ステップS5)。
 この第2撮像モードはステップS51~S55を実行して部品8L、8Hと第2基準マークMK2、MK2の画像をスキャンカメラ72によって撮像するモードである。より詳しくは、ヘッドユニット6が実装対象部品を供給するテープフィーダー41の上方位置に移動した後で実装ヘッド61が下降して吸着ノズル611によって実装対象部品8L(または8H)を吸着して保持する(ステップS51)。それに続いて、実装対象部品8L(または8H)を吸着保持した実装ヘッド61が上昇を開始し、当該実装対象部品8L(または8H)の下面が第2高さ位置HP2に達した時点で実装ヘッド61の上昇を停止して位置決めする(ステップS52)。このような工程(ステップS51、S52)は、実装ターンの全実装対象部品について実行されたことが確認される、つまりステップS43で「YES」と判定されるまで繰り返して行われる。なお、本実施形態では、第1撮像モードと同様に最大8回繰り返され、実装ヘッド61で保持される部品に例えば図5(b-2)欄に示されているように背高部品8Hと背低部品8Lが混在していたり、図示を省略しているが実装ヘッド61で保持される全部品が背高部品8Hとなる場合がある。
 全部品の吸着が完了すると、基台カメラ73の上方を経由するヘッド移動動作が開始される(ステップS54)。このヘッド移動動作は、ヘッドユニット6が部品供給部4から基台カメラ73の近傍位置まで移動し、それに続いて基台カメラ73の上方を吸着ノズル611で保持する部品および第2基準マークMK2が横切るように移動した後で基板Sの実装位置MPの上方位置に移動する動作である(図5中の(b-1)欄参照)。そして、基台カメラ73の上方をヘッドユニット6が通過する際に、基台カメラ73は、部品8L、8Hおよび第2高さ位置HP2に形成される第2基準マークMK2、MK2の像Imを撮像し(ステップS55)、第2基準マークMK2、部品8L、8H、…、第2基準マークMK2がこの順序で映り込んだ画像IM2が取得され(図5中の(b-3)欄参照)、メモリ36に記憶される。一方、図示を省略するが、実装ヘッド61の吸着ノズル611で吸着保持される部品が全て背高部品8Hであるときには、第2基準マークMK2、部品8H、8H、…、第2基準マークMK2がこの順序で映り込んだ画像が取得される。このように実装対象部品が全て背高部品8Hである、あるいは実装対象部品中に背高部品8Hが含まれていたとしても、第2基準マークMK2および全実装対象部品8L、8Hの画像を確実に撮像することができる。なお、図5中の符号Imk1、Imk2はそれぞれ基準マークMK1、MK2の画像であり、符号I8L、I8Hはそれぞれ背低部品8Lおよび背高部品8Hの画像である。
 この第2撮像モードを実行することで、ヘッドユニット6を基台カメラ73の上方を経由させて基板Sの上方に移動させることにより、実装ターンを実行するのに要する時間が長くはなるが、実装ヘッド61の上昇ストロークを大きくする必要はなく、ヘッドユニット6の大型化を防ぐことができるとともに、各実装ヘッド61を上昇させるに要する時間を短くし、実装ターンを実行するのに要する時間が長くなることを軽減できる。
 また、第2撮像モードにかかる時間は第1撮像モードのそれよりも長いが、1回の第2撮像モードでより多くの背高部品8Hを撮像し、その撮像された画像に基づき部品実装を行うと、1枚の基板Sに対して実行すべき第2撮像モードの回数を抑制することができ、タクトタイムの短縮が可能となる。つまり、第2撮像モードでは、実装ヘッド61の吸着ノズル611で吸着保持する部品の多くが背高部品8Hであることが望ましく、これによってタクトタイムの短縮を図ることができる。
 その一方で、第2撮像モードにおける撮像対象部品を背高部品8Hのみに限定すると、例えば一部の実装ヘッド61において吸着ノズル611で背高部品8Hを保持し、他の実装ヘッド61が空の状態、つまり吸着ノズル611で部品を吸着しない状態となることがある。ここで、空の状態の実装ヘッド本数が増えると、1枚の基板Sに対して実行すべき実装ターンの数も増え、タクトタイムが長くなる。この点を考慮すると、背高部品8Hを保持する吸着ノズル611以外の吸着ノズル611の全部または一部で背低部品8Lを吸着し、背高部品8Hおよび背低部品8Lを混在させて第2撮像モードを行うことが好適な場合もある。
 そこで、本実施形態では、上記したように第2撮像モードにおいて実装ヘッド61の吸着ノズル611により保持する部品を全て背高部品8Hとすることも、背高部品8Hと背低部品8Lを混在させることも可能となっている。そのため、タクトタイムを効果的に短縮することができる。
 撮像モードが完了すると、第1画像IM1または第2画像IM2に基づいてヘッドユニット6による部品の実装位置が補正されて実装対象部品が基板に実装される(ステップS6)。すなわち、演算処理部37は、メモリ36から基準マークと吸着ノズル611との位置関係を読み出し、当該位置関係ならびに画像(第1画像IM1または第2画像IM2)上での吸着ノズル611と吸着部品との位置関係とに基づき、各吸着ノズル611に対する部品の吸着ズレ量を算出する。また、演算処理部37は、メモリ36から基準マークの基準間隔を読み出し、当該基準間隔ならびに上記画像に含まれる2つの基準マーク(2つの第1基準マークMK1、MK1、あるいは2つの第2基準マークMK2、MK2)の間隔に基づいてX軸方向におけるヘッドユニット6の移動誤差を算出する(ステップS61)。
 そして、演算処理部37は装置各部を制御してヘッドユニット6により全実装対象部品を基板Sに実装する(ステップS62~S64)。つまり、ヘッドユニット6は移動目標位置に移動して部品の実装位置MPの上方に位置決めされる(ステップS62)。このとき、移動前に吸着ズレ量および移動誤差に基づき、これらを是正するようにヘッドユニット6の移動目標位置が補正される。そして、実装位置MPの上方へのヘッドユニット6の移動に続いて、部品の実装が行われる(ステップS63)。
 なお、ステップS62、S63において、ヘッドユニット6は補正された移動目標位置に移動中、部品の実装位置MPの上方に位置決めされる少し手前から実装ヘッド61による部品の下降が開始され、補正後の部品実装位置に基づく部品の実装位置MPに部品の実装が行われるようにしても良い。
 こうして部品が実装されると、当該実装ターンの実装対象部品のすべてが実装されたか否かが判定され(ステップS64)、未実装の部品が残っている(ステップS64で「NO」と判定される)間、ヘッドユニット6の移動(ステップS62)および部品実装(ステップS63)が繰り返される。一方、ステップS64で「YES」と判定されると、実装ターンが終了する。
 以上のように、本実施形態によれば、本発明の「可動撮像部」の一例に相当するスキャンカメラ72と、本発明の「固定撮像部」の一例に相当する基台カメラ73とが設けられている。そして、実装ターンの実装対象部品の最大高さに応じて2種の撮像モードのうちの一方を選択的に実行することで、部品のサイズ、特に上下方向Zのサイズを問わずに、実装の補正に欠かせない画像(部品と基準マークとが映り込んだ画像IM1や画像IM2)を撮像することが可能となっている。その結果、基板Sに対して、種々の部品を高精度に実装することが可能となっている。
 また、実装ターンの全実装対象部品が背低部品8Lであるときには、第1撮像モードで全実装対象部品と基準マークとを映し込んだ画像を撮像しているため、ヘッドユニット6の部品供給部4の上方から基板Sの上方に移動するのにかかる時間を短縮し、タクトタイムの改善を図ることができる。一方、背高部品8Hを含むときには第2撮像モードを実行するが、本実施形態では、第2撮像モード用の基準マークMK2を直接撮像するのではなく、基台カメラ73の焦点位置を第1高さ位置HP1よりも低い第2高さ位置HP2に設定するとともに、第2高さ位置HP2に形成した基準マークMK2の像Imを基台カメラ73で撮像しているため、次に説明する優れた作用効果が得られる。
 部品の実装精度を向上させるためには、上記したようにヘッドユニット6に基準マークを設け、吸着ノズル611で吸着した部品と一緒に同一の画像に映り込むように基準マークを撮像する必要がある。ここで、基準マークとともに部品を撮像して画像を取得し、当該画像を吸着ズレ量および移動誤差の算出に供するという目的を達成するためには、基台カメラ73の焦点位置を第1高さ位置HP1に一致させ、背低部品8Lおよび背高部品8Hを問わず、吸着ノズル611で吸着される部品の下面が第1高さ位置HP1に位置するように各実装ヘッド61をZ軸方向に位置決めすればよい。なお、このような観点から部品実装装置1の構成簡素化を図ったものが後で説明する第3実施形態である。
 しかしながら、部品の下面を第1高さ位置HP1に位置させるためには、部品吸着後に実装ヘッド61を上昇させる必要があり、その上昇量は、吸着部品が背高になるにしたがって増大し、Z軸の上昇端ストロークを長く伸ばす必要が生じる。これは、部品実装装置1のコスト増大およびタクトタイムの悪化を招いてしまう。これに対し、本実施形態では、基台カメラ73の焦点位置を第1高さ位置HP1よりも低い第2高さ位置HP2に設定することで図5中の(b-2)欄に示すように背高部品8Hを吸着する実装ヘッド61であっても大幅に上昇させる必要がなく、上記問題の発生を回避することができる。
 また、背高部品8Hとともに基準マークを基台カメラ73で連続して撮像するために第2基準マークMK2、MK2が上記第2高さ位置HP2を位置するように構成すると、第2基準マークMK2、MK2とスキャンカメラ72との干渉が発生することがある。しかしながら、本実施形態では、上記したように第2基準マークMK2、MK2を内蔵する円筒ケース602をスキャンカメラ72の移動経路よりも高い位置に配置し、しかも当該円筒ケース602に設けられるレンズ604(図2参照)によって第2基準マークMK2、MK2の像Imを第2高さ位置HP2に形成している。このため、第2基準マークMK2、MK2とスキャンカメラ72との干渉を回避しつつ第1基準マークMK1、MK1のスキャンカメラ72による撮像が可能となるとともに、移動すれば第2基準マークMK2、MK2と干渉するスキャンカメラ72ではなく、第2基準マークMK2、MK2と干渉することがない基台カメラ73による第2基準マークMK2、MK2の撮像が可能となっている。
 このように第1実施形態では、第2基準マークMK2、MK2とスキャンカメラ72との干渉を回避するために上記配置構造を採用しているが、この配置構造の代わりに、例えば図6に示すように第2基準マークMK2、MK2をスキャンカメラ72の可動範囲よりも外側に配置してもよい。以下、図6を参照しつつ第2実施形態について説明する。
 図6は本発明にかかる部品実装装置の第2実施形態を示す図である。第2実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、上記したように第2基準マークMK2、MK2に関する構成であり、その他の構成および動作は基本的に第1実施形態と同一である。すなわち、第2実施形態では、図6中の(a-2)欄に示すように、スキャンカメラ72の可動範囲の(-X)軸方向側に棒状部材601よりも長い棒状部材605が支持フレーム(図示省略)から上下方向Zに延設されるとともに棒状部材605の下端面に第2基準マークMK2が取り付けられ、第2基準マークMK2を第2高さ位置HP2に位置させている。また、図6への図示を省略しているが、スキャンカメラ72の可動範囲の(+X)軸方向側にも下端面に第2基準マークMK2を取り付けた棒状部材605が設けられ、第2基準マークMK2を第2高さ位置HP2に位置させている。
 第2実施形態では、スキャンカメラ72は通常(-X)軸方向側の棒状部材601、605の間で停止して待機する。そして、第1撮像モードでは第1実施形態と同様に部品供給部4の上方から基板Sの上方へのヘッドユニット6の直線移動と並行してスキャンカメラ72が可動範囲内をX軸方向に移動して第1基準マークMK1、部品8L、…、第1基準マークMK1を撮像する。こういて、画像IM1が取得される。そして、撮像完了後、スキャンカメラ72は、次の第1撮像モードの開始まで、(-X)軸方向側の棒状部材601、605の間で待機する。
 一方、第2撮像モードでは、ヘッドユニット6が基台カメラ73の上方を通過する間に基台カメラ73が第2基準マークMK2、部品8L、部品8H、…、第2基準マークMK2を撮像する。
 このように第2実施形態では、円筒部材602やレンズ604を設ける必要がなくなり、より簡単な構成で第1実施形態と同様の作用効果が得られる。なお、装置構成のさらなる簡素化を図るためには、図7に示すように部品実装装置1を構成すればよい。以下、図7を参照しつつ第3実施形態について説明する。
 図7は本発明にかかる部品実装装置の第3実施形態を示す図である。第3実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、基準マークとして第1基準マークMK1、MK1のみが設けられている点と、基台カメラ73の焦点位置がスキャンカメラ72の焦点位置と同様、第1高さ位置HP1に一致している点とであり、その他の構成は第1実施形態と同一である。そこで、第1実施形態との相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して構成説明を省略する。
 第3実施形態での第1撮像モードは第1実施形態と同様にして行われる。つまり、図7(a)に示すように、部品供給部4の上方から基板Sの上方へのヘッドユニット6の直線移動と並行してスキャンカメラ72がX軸方向に移動して第1基準マークMK1、部品8L、…、第1基準マークMK1を撮像して画像IM1を取得する。
 一方、第2撮像モードは次のようにして行われる。この第2撮像モードでは、実装ヘッド61は吸着ノズル611により部品8L(または8H)を保持すると、上昇を開始する。そして、吸着している部品8L(または8H)の下面が第1高さ位置HP1に達した時点で実装ヘッド61の上昇を停止して位置決めする。このような工程は、実装ターンの全実装対象部品について実行されたことが確認されるまで繰り返して行われる。そして、全部品の吸着が完了すると、図7中の(b-1)欄に示すように、基台カメラ73の上方を経由するヘッド移動動作が開始される。このヘッド移動動作は、ヘッドユニット6が部品供給部4から基台カメラ73の近傍位置まで移動し、それに続いて基台カメラ73の上方を吸着ノズル611で保持する部品および第1基準マークMK1が横切るように移動した後で基板Sの実装位置MPの上方位置に移動する動作である(図7中の(b-1)欄参照)。そして、基台カメラ73の上方をヘッドユニット6が通過する際に、基台カメラ73は、部品8L、8Hおよび第1高さ位置HP1に形成される第1基準マークMK1、MK1の像Imを撮像し、部品8L、8H、…が映り込んだ画像IM2が取得され(図7中の(b-3)欄参照)、メモリ36に記憶される。このように実装対象部品中に背高部品8Hが含まれていたとしても、基台カメラ73により第1基準マークMK1、MK1および全実装対象部品8L、8Hの画像を確実に撮像することができる。
 以上のように、第3実施形態においても、第1実施形態や第2実施形態と同様に、部品のサイズ、特に上下方向Zのサイズを問わずに、実装の補正に欠かせない画像(部品と基準マークとが映り込んだ画像IM1や画像IM2)を撮像することが可能となっており、基板Sに対して、種々の部品を高精度に実装することが可能となっている。しかも、第1撮像モードおよび第2撮像モードのいずれにおいても、同一の基準マークMK1、MK1を用いているため、基準マークの個数は第1実施形態や第2実施形態よりも少なく、装置構成をさらに簡素化することができる。
すなわち、第3実施形態においては、実装対象部品8Hの撮像のため実装ヘッド61の上昇ストロークを大きくし、ヘッドユニット6の大型化を招くことにはなるが、第1撮像モードを実行することで、実装ターンを実行するのに要する時間を短くできるとともに、カメラ72が不調となった場合に直に実装を停止しなくても、第2撮像モードを実行することで、基台カメラ73により第1基準マークMK1、MK1および全実装対象部品8L、8Hの画像を確実に撮像することができ、全実装対象部品8L、8Hの各部品吸着ノズル611への吸着ずれによる実装位置ずれを防いで実装することが可能となる。
 このように第1実施形態ないし第3実施形態では、制御ユニット3および演算処理部37が本発明の「制御部」の一例に相当している。また、第1実施形態では、レンズ604が本発明の「結像部」の一例に相当している。また、第1実施形態ないし第3実施形態では、第1高さ位置HP1は本発明の「第1基準マークと同一の高さ位置」に相当し、第1実施形態および第2実施形態では、第2高さ位置HP2は本発明の「第2基準マークの像と同一の高さ位置」に相当している。また、第1撮像モード(ステップS4)および第2撮像モード(ステップS5)が本発明の「画像取得工程」に相当している。また、ステップS62では吸着ズレ量および移動誤差を是正するようにヘッドユニット6の移動目標位置を補正した後でヘッドユニット6を移動目標位置に移動させており、これが本発明の「補正工程」の一例に相当している。
 なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記第1実施形態および第2実施形態では、基準マークとして、第1基準マークMK1を2個設けるとともに第2基準マークMK2を2個設けているが、各基準マークの個数はこれに限定されるものではなく、任意である。また、第3実施形態では、基準マー軸として基準マークMK1を2個設けているが、基準マークMK1の個数も任意である。ただし、ヘッドユニット6の移動誤差を検出し、これを是正するためには、基準マーク毎の個数を2以上に設定する必要がある。
 また、第1実施形態では、本発明の「結像部」を単レンズ604で構成しているが、複数枚のレンズを組み合わせて基準マークMK2の像を高さ位置HP2に結像するように構成してもよい。
 また、第1実施形態ないし第3実施形態では、ボールねじと回転モーターとを組み合わせた、いわゆるボールねじ機構によってヘッドユニット6をX軸方向およびY軸方向に駆動しているが、駆動方式はこれに限定されるものではなく、例えばリニアモーターにより駆動するように構成してもよい。
 1…部品実装装置、
 3…制御ユニット(制御部)、
 6…ヘッドユニット、
 8H,8L…部品
 37…演算処理部(制御部)、
 72…スキャンカメラ(可動撮像部)、
 73…基台カメラ(固定撮像部)、
 604…レンズ(結像部)、
 611…吸着ノズル、
 S…基板、
 HP1…第1高さ位置、
 HP2…第2高さ位置、
 IM1…第1画像、
 IM2…第2画像、
 Im…(第2基準マークの)像、
 MK1…第1基準マーク、
 MK2…第1基準マーク
 X…配列方向

Claims (11)

  1.  上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の上方に移動して前記部品を前記基板に実装するヘッドユニットと、
     前記ヘッドユニットに設けられる基準マークと、
     前記吸着ノズルと前記基準マークとの配列方向において前記ヘッドユニットに対して移動自在に設けられる可動撮像部と、
     前記可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部と、
     前記吸着ノズルに吸着される部品と前記基準マークを撮像して得られる画像に基づいて前記基板への前記部品の実装を補正する制御部とを備え、
     前記制御部は、前記可動撮像部を前記配列方向に移動させて前記吸着ノズルに吸着される部品と前記基準マークとを前記可動撮像部により撮像する第1撮像モード、および前記ヘッドユニットを前記固定撮像部の上方を経由して前記基板の上方に移動させて前記吸着ノズルに吸着される部品と前記基準マークとを前記固定撮像部により撮像する第2撮像モードのいずれか一方を選択して前記画像を取得することを特徴とする部品実装装置。
  2.  請求項1に記載の部品実装装置であって、
     前記基準マークとして、前記可動撮像部により撮像可能な第1基準マークと、前記固定撮像部により撮像可能な第2基準マークとが設けられ、
     前記制御部は、前記第1撮像モードでは前記基準マークとして前記第1基準マークを撮像する一方、前記第2撮像モードでは前記基準マークとして前記第2基準マークを撮像する部品実装装置。
  3.  請求項2に記載の部品実装装置であって、
     前記第2基準マークの像を前記第1基準マークと前記固定撮像部との間の高さ位置に結像する結像部をさらに備え、
     前記第2基準マークおよび前記結像部は前記配列方向に移動する前記可動撮像部と干渉しない高さ位置に設けられ、
     前記固定撮像部は前記第2基準マークの像を撮像する部品実装装置。
  4.  請求項3に記載の部品実装装置であって、
     前記制御部は、
     前記第1撮像モードでは、前記吸着ノズルに吸着される前記部品の下面を前記第1基準マークと同一の高さ位置に位置決めして前記可動撮像部により前記部品および前記第1基準マークを撮像し、
     前記第2撮像モードでは、前記吸着ノズルに吸着される前記部品の下面を前記第2基準マークの像と同一の高さ位置に位置決めして前記固定撮像部により前記部品および前記第2基準マークの像を撮像する部品実装装置。
  5.  請求項2に記載の部品実装装置であって、
     前記第2基準マークは、前記配列方向において前記可動撮像部が移動する範囲よりも外側で、前記第1基準マークよりも低い高さ位置に設けられ、
     前記制御部は、前記第1撮像モードでは前記可動撮像部により撮像される前記第1基準マークを前記基準マークとする一方、前記第2撮像モードでは前記固定撮像部により撮像される前記第2基準マークを前記基準マークとする部品実装装置。
  6.  請求項5に記載の部品実装装置であって、
     前記制御部は、
     前記第1撮像モードでは、前記吸着ノズルに吸着される前記部品の下面を前記第1基準マークと同一の高さ位置に位置決めして前記可動撮像部により前記部品および前記第1基準マークを撮像し、
     前記第2撮像モードでは、前記吸着ノズルに吸着される前記部品の下面を前記第2基準マークと同一の高さ位置に位置決めして前記固定撮像部により前記部品および前記第2基準マークを撮像する部品実装装置。
  7.  請求項1ないし6のいずれか一項に記載の部品実装装置であって、
     前記ヘッドユニットは前記吸着ノズルを複数個装備し、
     前記制御部は、各吸着ノズルで吸着される部品の上下方向における最大高さが基準値以下のときには前記第1撮像モードを選択する一方、前記最大高さが前記基準値を超えるときには前記第2撮像モードを選択する部品実装装置。
  8.  請求項7に記載の部品実装装置であって、
     前記第2撮像モードでは、各吸着ノズルで吸着する部品の上下方向における高さが前記基準値を超える部品実装装置。
  9.  請求項7に記載の部品実装装置であって、
     前記第2撮像モードでは、前記複数の吸着ノズルうちの一部の吸着ノズルで吸着する部品の上下方向における高さが前記基準値を超え、残りの吸着ノズルで吸着する部品の上下方向における高さが前記基準値以下である部品実装装置。
  10.  請求項1に記載の部品実装装置であって、
     前記基準マークは、前記可動撮像部および前記固定撮像部により撮像可能とされ、
     前記制御部は、前記第1撮像モードと前記第2撮像モードのそれぞれにおいて、同一の前記基準マークを撮像することを特徴とする部品実装装置。
  11.  上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したままヘッドユニットを基板の上方に移動させて前記部品を前記基板に実装する部品実装方法であって、
     前記吸着ノズルに吸着される部品と、前記ヘッドユニットに設けられる基準マークとを撮像して画像を取得する画像取得工程と、
     前記画像に基づいて前記吸着ノズルによる前記基板への前記部品の実装を補正する補正工程とを備え、
     前記画像取得工程は、前記ヘッドユニットに設けられる可動撮像部を前記吸着ノズルと前記基準マークの配列方向に移動させながら前記吸着ノズルに吸着される部品と前記基準マークを前記可動撮像部により撮像する第1撮像モードと、前記可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部の上方を経由して前記ヘッドユニットを前記基板の上方に移動させて前記吸着ノズルに吸着される部品と前記基準マークとを前記固定撮像部により撮像する第2撮像モードのいずれか一方を選択して前記画像を取得する工程であることを特徴とする部品実装方法。
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