WO2019043892A1 - 部品装着機及び部品装着方法 - Google Patents

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WO2019043892A1
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imaging
mounting head
camera
relative position
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PCT/JP2017/031478
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英俊 川合
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株式会社Ｆｕｊｉ
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    • H05K13/089—Calibration, teaching or correction of mechanical systems, e.g. of the mounting head

Definitions

  • the present invention relates to a component mounting machine and a component mounting method.
  • a component mounting machine provided with a mounting head, a component camera, and a substrate camera.
  • a component mounting machine picks up a component supplied to a component supply position with a mounting head, mounts the sampled component on a circuit board, picks up the component collected by the mounting head with a component camera, and is positioned circuit
  • the substrate is imaged with a substrate camera.
  • the component mounting machine performs positional deviation correction of the mounting head when performing positioning control of the mounting head with respect to the imaging positions of the component camera and the substrate camera.
  • Patent Document 1 discloses a technique for performing the positional correction of the mounting head and the position correction of the recognition origin of the line camera when the continuous mounting time is equal to or longer than a preset time to eliminate the influence by the thermal deformation. It is done. Further, in Patent Document 2, a head unit by thermal expansion or the like by comparing an interval on an image of a pair of marks captured by a substrate recognition camera with a reference value of an interval of the pair of marks stored in advance. Discloses a technique for measuring the movement error of the head unit and correcting the movement target position of the head unit based on the movement error.
  • the present specification aims to provide a component mounting machine and a component mounting method capable of efficiently performing component mounting work while maintaining component mounting accuracy.
  • the present specification provides a moving device for moving between a component supply position and a circuit board, and a component provided on the moving device, collecting the component supplied to the component supply position, and collecting the collected component into the circuit substrate.
  • a mounting head to be mounted a component camera capable of capturing an image of the component collected by the mounting head from below the mounting head, a substrate camera provided on the moving device, capable of capturing an image of the circuit board from the upper side,
  • An imaging position storage unit that stores imaging position coordinates that are position coordinates of the moving device at the time of imaging of the component camera based on image data obtained by imaging of the mounting head by the component camera; and the mounting head for the substrate camera Relative position storage unit that stores relative position coordinates that are relative positions of the camera, and when the moving device reaches the imaging position It is determined whether or not correction of the relative position coordinate stored in the relative position storage unit is performed by imaging the mounting head and based on the position of the mounting head obtained from the image data obtained by the imaging.
  • a part mounting machine comprising:
  • a moving device for moving between a component supply position and a circuit board, and a component provided to the moving device for collecting the component supplied to the component supply position, and the sampled component are obtained from the circuit
  • a component mounting method of the component mounting machine provided with The component mounting method includes an imaging position coordinate storing step of storing an imaging position coordinate which is a position coordinate of the moving device at the time of imaging of the component camera based on image data obtained by imaging of the mounting head by the component camera
  • a correction necessity determination step of determining necessity of correction of the relative position coordinates based on the position of the mounting head grasped from
  • the correction necessity determination unit captures an image of the mounting head by the component camera when the moving device reaches the imaging position coordinates, and the installation is grasped from the image data obtained by the imaging Based on the position of the head, it is determined whether or not correction of relative position coordinates is necessary. In this case, since the component mounting machine can correct the relative position coordinates at an appropriate timing, the component mounting operation can be efficiently performed while maintaining the component mounting accuracy.
  • the correction necessity determination step determines whether or not the correction of the relative position coordinates is necessary based on the position of the mounting head obtained from the image data obtained by imaging in the component imaging step. Do. In this case, since the component mounting method can correct the relative position coordinates at an appropriate timing, the component mounting operation can be efficiently performed while maintaining the component mounting accuracy.
  • the component placement machine 1 includes a substrate transfer device 10, a component supply device 20, a component transfer device 30, a component camera 40, a substrate camera 50, and a control device 100 (see FIG. 4). And mainly.
  • the left-right direction of the component mounting machine 1 is defined as the X-axis direction, the front-rear direction as the Y-axis direction, and the vertical direction as the Z-axis direction.
  • the substrate transfer apparatus 10 is configured by a pair of belt conveyors 11 and the like bridged in the X-axis direction.
  • the substrate transfer apparatus 10 sequentially transfers the carried-in circuit substrate K in the X-axis direction, and positions the circuit substrate K transferred to a predetermined position. Further, when the mounting process of the component on the positioned circuit board K is completed, the substrate transfer apparatus 10 carries the circuit board K out of the machine of the component mounting machine 1.
  • the component supply device 20 supplies a component P to be mounted on the circuit board K.
  • the component supply device 20 includes a plurality of slots 21 arranged in the X-axis direction. Furthermore, the parts supply device 20 includes a plurality of feeders 22 exchangeably set in each of the plurality of slots 21.
  • the feeder 22 feeds and moves the carrier tape wound around the reel 23, and supplies the component P stored in the carrier tape to a component supply position provided on the front end side (upper right side in FIG. 1) of the feeder 22.
  • the component transfer device 30 picks up the component P supplied by the component feeding device 20 and mounts the picked component P on the positioned circuit board K.
  • the component transfer device 30 mainly includes a moving device 31 and a mounting head 32.
  • the moving device 31 includes a pair of Y axis guide rails 61, a Y axis slider 62, a Y axis motor 63 (see FIG. 4), a pair of X axis guide rails 64, an X axis slider 65, and an X axis motor 66. (See FIG. 4).
  • the pair of Y-axis guide rails 61 are long members extending in parallel in the Y-axis direction.
  • the Y-axis slider 62 is bridged over the pair of Y-axis guide rails 61 and driven by the Y-axis motor 63 so as to be movable in the Y-axis direction.
  • the pair of X axis guide rails 64 are long members extending in parallel in the X axis direction.
  • the X-axis slider 65 is attached to the pair of X-axis guide rails 64 and moved by the X-axis motor 66 in the X-axis direction.
  • the mounting head 32 mainly includes a head main body 71 and a component holding portion 72.
  • the head body 71 is detachably provided to the X-axis slider 65.
  • the component holding unit 72 is a suction nozzle capable of holding the component P, extracts the component P (see FIG. 8) supplied to the component supply position, and mounts the collected component P on the circuit board K.
  • a head mark 73 consisting of four circular marks is attached.
  • the head mark 73 is a reference position of the mounting head 32 when image processing of image data obtained by imaging with the component camera 40 is performed.
  • the component camera 40 and the substrate camera 50 are digital imaging devices having an imaging element such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
  • the component camera 40 and the substrate camera 50 perform imaging of a range falling within the camera field of view based on a control signal from the control device 100 communicably connected, and transmit image data acquired by the imaging to the control device 100.
  • the component camera 40 is an imaging device capable of imaging the component P collected by the mounting head 32 from below the mounting head 32.
  • the component camera 40 is fixed to the base of the component mounting device 1 so that the optical axis is in the Z-axis direction, and images the component P held by the mounting head 32 from below.
  • substrate camera 50 is an imaging device which can image the circuit board K from upper direction.
  • the substrate camera 50 is fixed to the X-axis slider 65 so that the optical axis is in the Z-axis direction at a position away from the mounting head 32.
  • the component camera 40 includes a lens unit 41 and a cover 42 that covers the upper side of the lens unit 41.
  • One circular reference mark 43 is attached to each of four corners of the cover 42, and the cover 42 is disposed at a position where the centers of the four reference marks 43 coincide with the optical axis of the component camera 40.
  • the four fiducial marks 43 fit within the camera view of the component camera 40.
  • the control device 100 includes a CPU, various memories, and the like.
  • the control device 100 includes a storage device 110, a mounting control unit 120, an image processing unit 130, and an input / output interface 140.
  • the storage device 110, the mounting control unit 120, the image processing unit 130, and the input / output interface 140 are connected to one another via a bus 150.
  • the control device 100 receives detection signals from various motors of the moving device 31, detection signals from various motors and various sensors of the mounting head 32, image signals from the component camera 40 and the substrate camera 50, etc. It is input through the output interface 140. Further, from the mounting control unit 120 and the image processing unit 130, various motors and various sensors of the mounting head 32, various motors and motors of the mounting head 32, the component camera 40 and the substrate camera 50 can be provided. Control signals and the like are output via the input / output interface 140.
  • the storage device 110 is configured by an optical drive device such as a hard disk drive or a flash memory.
  • the storage device 110 stores a control program, control information, and image data obtained by imaging with the component camera 40 and the substrate camera 50.
  • the mounting control unit 120 controls the substrate transfer device 10, the component supply device 20, and the component transfer device 30 based on control programs and control information stored in the storage device 110, information by various sensors, and results of image processing and recognition processing. Output control signal. Furthermore, the mounting control unit 120 controls the position and the rotation angle of the mounting head 32 and the component holding unit 72. Specifically, the mounting control unit 120 inputs information output from various motors, various sensors, and the like, results of various recognition processes, and the like.
  • the image processing unit 130 mainly includes a component imaging unit 131 and a substrate imaging unit 132.
  • the component imaging unit 131 controls imaging by the component camera 40. Then, the component imaging unit 131 acquires image data obtained by imaging by the component camera 40, and confirms the holding position, the attitude, and the like of the component P held by the component holding unit 72.
  • the substrate imaging unit 132 controls imaging by the substrate camera 50. Then, the board imaging unit 132 acquires image data obtained by imaging by the board camera 50, and recognizes the board mark (not shown) attached to the circuit board K, thereby positioning the circuit board K in the positioned state. To grasp. Thereafter, the mounting control unit 120 corrects the position of the moving device 31 when the mounting head 32 mounts the component P on the circuit board K, based on the positioning state of the circuit board K.
  • the storage device 110 further includes a relative position storage unit 111 and an imaging position storage unit 112.
  • the relative position storage unit 111 stores relative position coordinates that are relative positions of the mounting head 32 to the substrate camera 50, more specifically, relative position coordinates of the head mark 73 with respect to the optical axis of the substrate camera 50.
  • the relative position coordinates are used when the mounting control unit 120 calculates the mounting position of the component P on the circuit board K. That is, since the mounting head 32 and the substrate camera 50 are arranged side by side in the moving device 31, the position of the moving device 31 when mounting the component P on the circuit board K is the relative position of the component holding portion 72 to the substrate camera 50. It is calculated taking into consideration the position coordinates.
  • the component transfer device 30 is easily thermally deformed along with the mounting operation of the component P by the component mounting device 1, and the distance between the optical axis of the substrate camera 50 and the center of the component holder 72 is the component transfer device 30. It changes under the influence of heat deformation of
  • the image processing unit 130 includes a first measurement unit 133 that measures relative position coordinates that are relative positions of the mounting head 32 with respect to the substrate camera 50.
  • the first measurement unit 133 measures relative position coordinates in the process of mounting the component P by the component mounting machine 1, and corrects the relative position coordinates stored in the relative position storage unit 111.
  • the imaging position storage unit 112 stores imaging position coordinates that are position coordinates of the moving device 31 when the component camera 40 images the mounting head 32. Specifically, position coordinates of the moving device 31 when the mounting head 32 is arranged such that the optical axis of the component camera 40 coincides with the head mark 73 are stored in the image pickup position storage unit 112 as image pickup position coordinates. Ru.
  • the control device 100 performs control by the mounting control unit 120 when the component camera 40 picks up an image of the component P held by the component holding unit 72 after collecting all the components P to be collected by the component holding unit 72. , Move the moving device 31 to the imaging position coordinates.
  • the thermal deformation of the component transfer device 30 also affects the distance from the supply position of the component P by the component supply device 20 to the imaging position of the component camera 40. That is, as the mounting operation of the component P by the component mounting machine 1 proceeds, the distance from the component supply position to the imaging position of the component camera 40 changes. As a result, even if the moving device 31 is moved to the imaging position coordinates, positional deviation occurs between the optical axis of the component camera 40 and the head mark 73, and the positional deviation amount largely increases with the lapse of the working time of the component P. Become.
  • the image processing unit 130 includes a second measurement unit 134 that measures the amount of positional deviation between the optical axis of the component camera 40 and the head mark 73.
  • the second measuring unit 134 measures the amount of positional deviation between the optical axis of the component camera 40 and the head mark 73 in the process of mounting the component P by the component mounting machine 1 and stores the measured amount in the imaging position storage unit 112 Correct the image pickup position coordinates.
  • the second measuring unit 134 determines the actual position of the head mark 73 of the mounting head 32 which is grasped from the image data obtained by imaging with the component camera 40, and the imaging position stored in the imaging position storage unit 112. The amount of positional deviation from the position of the head mark 73 of the mounting head 32 calculated based on the coordinates is measured.
  • the control device 100 when measuring the reference position coordinates, first, the control device 100 performs control by the substrate imaging unit 132, and one reference mark 43 attached to the component camera 40 by the substrate camera 50. Take an image. At this time, the control device 100 controls the mounting control unit 120 to move the moving device 31 to a position where the optical axis of the substrate camera 50 coincides with the center of the reference mark 43. As a result, the position of the substrate camera 50 viewed from the component camera 40 becomes constant regardless of the amount of thermal deformation generated in the component transfer device 30.
  • the control device 100 performs control by the component imaging unit 131, and images the mounting head 32 from below with the component camera 40.
  • the first measurement unit 133 measures the position coordinates of the head mark 73 based on the image data obtained by imaging with the component camera 40.
  • the first measuring unit 133 is an actual relative position coordinate (X, Y) of the head mark 73 with respect to the reference mark 43 (hereinafter referred to as "measurement reference mark 43a") made coincident with the optical axis of the substrate camera 50.
  • Measure The distance L between the actual relative position coordinate (X, Y) and the measurement reference mark 43 a corresponds to the actual distance between the optical axis of the substrate camera 50 and the head mark 73.
  • the first measuring unit 133 calculates the theoretical relative position (X0, Y0) of the head mark 73 calculated based on the relative position coordinates stored in the relative position storage unit 111.
  • the amount of positional deviation ( ⁇ X, ⁇ Y) from the actual relative position (X, Y) of the head mark 73 measured by the first measurement unit 133 is measured.
  • the distance between the theoretical relative position coordinate (X0, Y0) and the measurement reference mark 43a corresponds to the theoretical distance L0 between the optical axis of the substrate camera 50 and the head mark 73, and the actual distance L and the theory
  • the difference from the upper distance L0 corresponds to the amount of change ( ⁇ L) in the distance between the substrate camera 50 and the mounting head 32 that is generated as the component transfer device 30 thermally deforms.
  • the image processing unit 130 corrects the relative position coordinates stored in the relative position storage unit 111 based on the positional shift amount ( ⁇ X, ⁇ Y) measured by the first measurement unit 133.
  • the second measurement unit 134 measures the position coordinates of the head mark 73 based on the image data when the mounting head 32 is imaged from below by the component camera 40 Do. Specifically, based on the image data obtained when the component camera 40 captures an image of the component P held by the component holding unit 72, the second measuring unit 134 determines the relative position coordinates of the head mark 73 relative to the reference mark 43. Measure (x, y).
  • the second measuring unit 134 calculates the theoretical relative position (x0, y0) of the head mark 73 calculated based on the relative position coordinates stored in the imaging position storage unit 112. The amount of positional deviation ( ⁇ x, ⁇ y) from the actual relative position (x, y) of the head mark 73 measured by the second measuring unit 134 is measured. Then, the image processing unit 130 corrects the imaging position coordinates stored in the imaging position storage unit 112 based on the positional shift amount ( ⁇ x, ⁇ y) measured by the second measurement unit 134.
  • imaging of the mounting head 32 by the component camera 40 is performed each time the mounting head 32 moves from the component supply position to the circuit board K. Therefore, the control device 100 can perform correction of the imaging position coordinates every time the component P supplied is mounted on the circuit board K, and the component mounting machine 1 can perform the imaging position in parallel with the mounting operation of the component P. Coordinates can be corrected.
  • the control device 100 can accurately grasp the posture of the component P held by the component holding unit 72 and the positional deviation with respect to the component holding unit 72.
  • the imaging of the reference mark 43 by the substrate camera 50 is a process performed separately from the mounting operation of the component P. Correction of relative position coordinates is the mounting operation of the component P It can not be done in parallel with. Therefore, the component mounting machine 1 needs to temporarily suspend the mounting operation of the component P when correcting the relative position coordinates.
  • the image processing unit 130 includes a correction necessity determination unit 135 that determines whether correction of relative position coordinates is necessary.
  • the correction necessity determination unit 135 is required to correct the relative position coordinates stored in the relative position storage unit 111 when the positional deviation amount measured by the second measurement unit 134 exceeds the predetermined threshold th. It is determined that
  • the imaging position storage unit 112 also includes a correction position storage unit 113 and a reference coordinate storage unit 114.
  • the correction position storage unit 113 stores the imaging position coordinates corrected based on the measurement result of the second measurement unit 134.
  • the control device 100 performs control by the mounting control unit 120, and moves the moving device 31 to the imaging position coordinates stored in the correction position storage unit 113. Move it.
  • the component imaging unit 131 images the mounting head 32 from below by the component camera 40 and is attached to the mounting head 32 based on the image data obtained by the imaging
  • the position of the head mark 73 is grasped.
  • the reference coordinate storage unit 114 stores, as reference coordinates, the imaging position coordinates stored in the correction position storage unit 113 when the relative position coordinates are measured by the first measurement unit 133.
  • the first measurement unit 133 calculates the theoretical relative position (X0, Y0) of the head mark 73 based on the reference coordinates stored in the reference coordinate storage unit 114.
  • the amount of change in the distance between the substrate camera 50 and the mounting head 32 is smaller than the amount of positional deviation of the imaging position of the component camera 40. Therefore, while the component mounting machine 1 corrects the component imaging position in parallel with the mounting operation of the component P, the positional deviation amount of the position coordinates of the actual moving device 31 with respect to the reference coordinates of the moving device 31 exceeds the threshold th. In this case, correction of relative position coordinates is performed.
  • the positional deviation of the actual position coordinates of the moving device 31 with respect to the reference coordinates of the moving device 31 is performed by correcting the relative position coordinates so that the reference coordinates of the moving device 31 and the actual position coordinates of the moving device 31 coincide. Because there is no, the value of the threshold th is reset once. After that, the component mounting machine 1 corrects the relative position coordinates each time the positional deviation amount of the position coordinates of the actual moving device 31 with respect to the reference coordinates of the moving device 31 exceeds the threshold th.
  • the amount of thermal deformation of the component transfer device 30 is larger at the beginning of the mounting operation of the component P by the component mounting device 1 and smaller as the elapsed time from the start of the mounting operation is longer.
  • the correction necessity determination unit 135 determines that the relative position coordinates need to be corrected. Since the determination is made, it is possible to change the timing of correcting the relative position coordinates in accordance with the amount of thermal deformation of the component transfer device 30. Therefore, the component mounting machine 1 can correct the relative position coordinates at an appropriate timing while efficiently performing the mounting operation of the component P.
  • the threshold th is a constant value
  • the threshold th is an elapsed time or relative time from the start of the mounting operation of the component P by the component mounting device 1. It may be changed according to the number of corrections of the position coordinates. For example, when the relationship between the positional shift amount of the imaging position coordinate and the positional shift amount of the relative position coordinate is seen for each elapsed time since the start of the mounting operation, the change rate of increase rate of both positional shift amounts It is possible that a difference will occur. In such a case, the component mounting machine 1 mounts the component P by setting a difference between the threshold th set at the beginning of the mounting operation and the threshold th set after a predetermined time has elapsed from the start. The correction of relative position coordinates can be performed at an appropriate timing while performing efficiently.
  • correction Process 6-1 Outline of Correction Process Next, an outline of the correction process performed by the image processing unit 130 will be described with reference to a flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 11, the correction process first executes an initial measurement process (S1).
  • the initial measurement process (S1) is a process executed before the mounting process of the component P by the component mounting machine 1 is started.
  • the correction process performs an imaging position coordinate correction process (S2) after the execution of the initial measurement process (S1).
  • the imaging position coordinate correction process (S2) is a process that is executed after the picking of the part P supplied to the part supply position is finished while the mounting operation of the part P is performed.
  • S3 it is determined whether or not the collection of the last part P scheduled in the control program or the like is completed (S3). Then, when all the planned collection of the parts P is completed (S3: Yes), the correction process ends the present process as it is. On the other hand, when the collection of all scheduled parts P is not completed (S3: No), the correction processing subsequently executes the relative position coordinate correction processing (S4: correction necessity determination processing).
  • the relative position coordinate correction process (S4) is a process of executing correction of relative position coordinates as needed.
  • the position correction of the moving device 31 at the time of imaging by the component camera 40 and the substrate camera 50 executed in the correction process is not only correction of the positional deviation due to thermal deformation but also correction of positional deviation due to backlash etc. Do.
  • the image processing unit 130 performs imaging by the component camera 40 in a state in which the moving device 31 is moved to the imaging position coordinates stored in the correction position storage unit 113 of the imaging position storage unit 112. (See FIG. 8). Then, the second measurement unit 134 is calculated based on the actual position of the head mark 73 grasped from the image data obtained by the imaging by the component camera 40 and the correction position coordinates stored in the correction position storage unit 113.
  • the amount of positional deviation from the theoretical position of the head mark 73 is measured (see FIG. 9).
  • the initial measurement process (S1) stores the corrected imaging position coordinates in the correction position storage unit 113 based on the positional displacement amount measured by the second measurement unit 134 (S12: imaging position coordinate storage step).
  • the first measurement unit 133 performs imaging with the component camera 40 in a state where the optical axis of the substrate camera 50 is arranged coaxially with the measurement reference mark 43a (see FIG. 6). Then, the first measurement unit 133 is based on the relative position coordinates (the relative position coordinates stored as the initial value, the relative position coordinates stored at the time of the installation work of the part P, etc. last time) stored in the relative position storage unit 111. The amount of positional deviation between the theoretical position of the head mark 73 calculated and the actual position of the head mark 73 measured by the first measurement unit 133 is measured (see FIG. 7).
  • the relative position coordinates corrected based on the positional displacement amount measured by the first measurement unit 133 are stored in the relative position storage unit 111 (S14: relative position coordinate storage step).
  • the imaging position coordinates stored in the correction position storage unit 113 are stored in the reference coordinate storage unit 114 (S15), and the process is ended.
  • the imaging position coordinate correction process (S2) it is determined whether the moving device 31 has reached the imaging position coordinate stored in the correction position storage unit 113 (S21). The process of S21 is repeatedly performed until the moving device 31 reaches the imaging position coordinates. Then, when the imaging position coordinate correction process (S2) determines that the moving device 31 has reached the imaging position coordinates (S21: Yes), the control by the component imaging unit 131 is performed to perform imaging by the component camera 40 (S22: Parts imaging process).
  • the positional deviation amount of the mounting head 32 is calculated (S23: measurement step). Specifically, in the process of S23, the second measurement unit 134 actually positions the head mark 73 obtained from the image data obtained in the process of S22, and the imaging position coordinates stored in the correction position storage unit 113. The amount of positional deviation with respect to the position of the theoretical head mark 73 calculated based on the above is measured. Next, in the imaging position coordinate correction process (S2), the imaging position coordinate stored in the correction position storage unit 113 is corrected based on the positional shift amount measured by the second measurement unit 134 in the process of S23 ( S24), this processing ends.
  • the positional deviation amount of the imaging position coordinate with respect to the reference coordinate is measured (S41).
  • the second measuring unit 134 determines the actual position of the head mark 73 obtained from the image data obtained in the process of S22 described above in the process of S41 and the reference stored in the reference coordinate storage unit 114. An amount of positional deviation from the theoretical position of the head mark 73 calculated based on the coordinates is calculated.
  • the relative position coordinate correction process it is determined whether or not relative position coordinate correction is necessary (S42: correction necessity determination step). Specifically, the correction necessity determination unit 135 determines whether or not the positional deviation amount measured by the second measurement unit 134 in the process of S41 exceeds a predetermined threshold th. In the process of S42, if the positional deviation amount measured by the second measurement unit 134 does not exceed the predetermined threshold th (S42: No), the relative position coordinate correction process (S4) corrects the relative position coordinate. It is determined that there is no need to do this, and the process ends.
  • the relative position coordinate correction process measures the relative position coordinate (S43) ).
  • the first measuring unit 133 is based on the actual relative position of the head mark 73 grasped from the image data obtained in the process of S22 described above, and the relative position coordinates stored in the relative position storage unit 111. The amount of positional deviation between the head mark 73 and the theoretical relative position, which is calculated, is measured (see FIGS. 5 to 7).
  • the relative position coordinate stored in the relative position storage unit 111 is corrected based on the positional shift amount measured by the first measurement unit 133 in the process of S43 ( S44).
  • the relative position coordinate correction process (S4) stores the imaging position coordinates stored in the correction position storage unit 113 in the reference coordinate storage unit 114 (S45).
  • the positional deviation amount of the imaging position coordinate with respect to the reference coordinate is temporarily reset (see FIG. 10).
  • the relative position coordinate correction process (S4) ends the present process.
  • the correction necessity determination unit 135 performs imaging of the mounting head 32 by the component camera 40 when the moving device 31 reaches the imaging position coordinates, and the installation is grasped from the image data obtained by the imaging Based on the position of the head 32, it is determined whether or not correction of relative position coordinates is required. In this case, since the component mounting machine 1 can correct the relative position coordinates at an appropriate timing, the component P can be mounted efficiently.
  • the second measurement unit 134 calculates the mounting head calculated based on the actual position of the head mark 73 of the mounting head 32 and the imaging position coordinate. The amount of displacement of the 32 head marks 73 from the theoretical position is measured. Then, the correction necessity determination unit 135 determines the amount of positional deviation between the mounting head 32 position calculated based on the actual position of the mounting head 32 and the reference coordinates based on the positional deviation amount measured by the second measurement unit 134. When it exceeds the threshold value th set in advance, it is determined that the correction of the relative position coordinate is necessary. Thereby, the component mounting device 1 can perform correction of relative position coordinates at appropriate timing.
  • the image processing unit 130 corrects the component imaging position every time the component camera 40 captures an image in the mounting operation of the component P by the component mounting machine 1. It is not something that can be done. That is, the correction of the component imaging coordinates may be performed when the positional deviation amount between the actual position of the head mark 73 and the theoretical position at the time of imaging of the component camera 40 exceeds a predetermined threshold. Further, in this case, the threshold used to determine the necessity of correction of the part imaging coordinates may be the same as the threshold used to determine the necessity of correction of the relative position coordinates, and the correction necessity determination unit 135 needs to correct the relative position coordinates. When it is determined that the correction of the imaging position coordinate may be performed together with the correction of the relative position coordinate.
  • the first measurement unit 133 and the second measurement unit 134 have described the case of measuring the positional displacement amount with reference to the head mark 73, but instead of the head mark 73, the component holding unit 72 is used.
  • the amount of displacement may be measured as a reference.

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Abstract

部品供給位置と回路基板との間を移動する移動装置と、移動装置に設けられ、部品供給位置に供給された部品を採取し、採取した部品を前記回路基板に装着する装着ヘッドと、装着ヘッドにより採取された部品を装着ヘッドの下方から撮像可能な部品カメラと、移動装置に設けられ、前記回路基板を上方から撮像可能な基板カメラと、部品カメラによる装着ヘッドの撮像で得られる画像データに基づき、部品カメラの撮像時における移動装置の位置座標である撮像位置座標を記憶する撮像位置記憶部と、基板カメラに対する装着ヘッドの相対位置である相対位置座標を記憶する相対位置記憶部と、移動装置が撮像位置座標に到達した際に部品カメラによる装着ヘッドの撮像を行い、当該撮像で得られる画像データから把握される装着ヘッドの位置に基づき、相対位置記憶部に記憶する相対位置座標の補正の要否を判定する補正要否判定部と、を備える、部品装着機。

Description

部品装着機及び部品装着方法
　本発明は、部品装着機及び部品装着方法に関する。
　装着ヘッドと、部品カメラと、基板カメラとを備えた部品装着機が知られている。こうした部品装着機は、部品供給位置に供給された部品を装着ヘッドにより採取し、採取した部品を回路基板に装着する過程で、装着ヘッドが採取した部品を部品カメラで撮像し、位置決めされた回路基板を基板カメラで撮像する。また、部品装着機は、部品カメラ及び基板カメラの撮像位置に対する装着ヘッドの位置決め制御を行うにあたり、装着ヘッドの位置ずれ補正を行っている。
　例えば、特許文献１には、連続実装時間が予め設定された時間以上である場合に、実装ヘッドの位置補正及びラインカメラの認識原点の位置補正を行い、熱変形による影響を排除する技術が開示されている。また、特許文献２には、基板認識カメラにより撮像された一対のマークの画像上での間隔と、予め記憶されている一対のマークの間隔の基準値とを比較して熱膨張等によるヘッドユニットの移動誤差を測定し、その移動誤差に基づいてヘッドユニットの移動目標位置を補正する技術が開示されている。
特開２００７―２３５０１９号公報 特開２００１－２５１０９８号公報
　しかしながら、部品装着機の熱変形量は、部品の装着作業を開始してからの経過時間に伴って変化する。この点に関し、特許文献１に記載の技術は、設定する時間を長くするほど、装着ヘッドの位置ずれが大きくなり、部品の装着精度が低下する一方、設定時間を短くするほど、装着ヘッドの位置ずれ補正を行う頻度が高くなり、部品の装着作業の効率が低下する。
　本明細書は、部品の装着精度を維持しつつ、部品の装着作業を効率よく行うことができる部品装着機及び部品装着方法を提供することを目的とする。
　本明細書は、部品供給位置と回路基板との間を移動する移動装置と、前記移動装置に設けられ、前記部品供給位置に供給された部品を採取し、採取した前記部品を前記回路基板に装着する装着ヘッドと、前記装着ヘッドにより採取された前記部品を前記装着ヘッドの下方から撮像可能な部品カメラと、前記移動装置に設けられ、前記回路基板を上方から撮像可能な基板カメラと、前記部品カメラによる前記装着ヘッドの撮像で得られる画像データに基づき、前記部品カメラの撮像時における前記移動装置の位置座標である撮像位置座標を記憶する撮像位置記憶部と、前記基板カメラに対する前記装着ヘッドの相対位置である相対位置座標を記憶する相対位置記憶部と、前記移動装置が前記撮像位置座標に到達した際に前記部品カメラによる前記装着ヘッドの撮像を行い、当該撮像で得られる画像データから把握される前記装着ヘッドの位置に基づき、前記相対位置記憶部に記憶する前記相対位置座標の補正要否を判定する補正要否判定部と、を備える、部品装着機を開示する。
　また、本明細書は、部品供給位置と回路基板との間を移動する移動装置と、前記移動装置に設けられ、前記部品供給位置に供給された部品を採取し、採取した前記部品を前記回路基板に装着する装着ヘッドと、前記装着ヘッドにより採取された前記部品を前記装着ヘッドの下方から撮像可能な部品カメラと、前記移動装置に設けられ、前記回路基板を上方から撮像する基板カメラと、を備えた部品装着機の部品装着方法を開示する。前記部品装着方法は、前記部品カメラによる前記装着ヘッドの撮像で得られる画像データに基づき、前記部品カメラの撮像時における前記移動装置の位置座標である撮像位置座標を記憶する撮像位置座標記憶工程と、前記基板カメラに対する前記装着ヘッドの相対位置である相対位置座標を記憶する相対位置座標記憶工程と、前記移動装置が前記撮像位置座標に到達したした際に前記部品カメラによる前記装着ヘッドの撮像を行う部品撮像工程と、前記部品撮像工程での撮像により得られる画像データから把握される前記装着ヘッドの位置に基づき、前記相対位置座標の補正要否を判定する補正要否判定工程と、を備える。
　本開示の部品装着機によれば、補正要否判定部は、移動装置が撮像位置座標に到達した際に部品カメラによる装着ヘッドの撮像を行い、当該撮像で得られる画像データから把握される装着ヘッドの位置に基づき、相対位置座標の補正要否を判定する。この場合、部品装着機は、相対位置座標の補正を適切なタイミングで行うことができるので、部品の装着精度を維持しつつ、部品の装着作業を効率よく行うことができる。
　また、本開示の部品装着方法によれば、補正要否判定工程は、部品撮像工程での撮像により得られる画像データから把握される装着ヘッドの位置に基づき、相対位置座標の補正要否を判定する。この場合、部品装着方法は、相対位置座標の補正を適切なタイミングで行うことができるので、部品の装着精度を維持しつつ、部品の装着作業を効率よく行うことができる。
本明細書の一実施形態における部品装着機の斜視図である。 装着ヘッドを下方から見た図である。 部品カメラを上方から見た図である。 制御装置のブロック図である。 基板カメラの光軸を基準マークと同軸にした状態で基板カメラによる撮像を行った際の基板カメラのカメラ視野を示す図である。 部品カメラにより装着ヘッドを下方から撮像した際の部品カメラのカメラ視野を示す図である。 実際のヘッドマークの位置と理論上のヘッドマークとの位置ずれ量を、第一測定部により測定する手順を示す図である。 部品保持部が部品を保持した状態で、部品カメラにより装着ヘッドを下方から撮像した際の部品カメラのカメラ視野を示す図である。 実際のヘッドマークの位置と理論上のヘッドマークとの位置ずれ量を、第二測定部により測定する手順を示す図である。 部品装着機による部品の装着作業時間と、撮像位置座標及び相対位置座標の位置ずれ量又は相対位置座標の位置ずれ補正量との関係を示す図である。 制御装置により実行される補正処理のフローチャートを示す図である。 補正処理の中で実行される初期測定処理のフローチャートを示す図である。 補正処理の中で実行される撮像位置座標補正処理のフローチャートを示す図である。 補正処理の中で実行される相対位置座標補正処理のフローチャートを示す図である。
　１．部品装着機１の概略構成
　以下、本明細書に開示する部品装着機及び部品装着方法を適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、図１を参照して、一実施形態における部品装着機１の概略構成を説明する。
　図１に示すように、部品装着機１は、基板搬送装置１０と、部品供給装置２０と、部品移載装置３０と、部品カメラ４０と、基板カメラ５０と、制御装置１００（図４参照）と、を主に備える。なお、以下において、部品装着機１の左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、鉛直方向をＺ軸方向と定義する。
　基板搬送装置１０は、Ｘ軸方向に架け渡された一対のベルトコンベア１１等により構成される。基板搬送装置１０は、搬入された回路基板ＫをＸ軸方向へ順次搬送し、所定位置まで搬送された回路基板Ｋの位置決めを行う。また、基板搬送装置１０は、位置決めされた回路基板Ｋに対する部品の装着処理が終了すると、回路基板Ｋを部品装着機１の機外へ搬出する。
　部品供給装置２０は、回路基板Ｋに装着する部品Ｐを供給する。部品供給装置２０は、Ｘ軸方向に配列された複数のスロット２１を備える。さらに、部品供給装置２０は、複数のスロット２１の各々に交換可能にセットされる複数のフィーダ２２を備える。フィーダ２２は、リール２３に巻回されたキャリアテープを送り移動させ、キャリアテープに収納された部品Ｐを、フィーダ２２の先端側（図１右上側）に設けられた部品供給位置に供給する。
　部品移載装置３０は、部品供給装置２０によって供給された部品Ｐを採取し、採取した部品Ｐを位置決めされた回路基板Ｋに装着する。部品移載装置３０は、移動装置３１と、装着ヘッド３２とを主に備える。
　移動装置３１は、一対のＹ軸ガイドレール６１と、Ｙ軸スライダ６２と、Ｙ軸モータ６３（図４参照）と、一対のＸ軸ガイドレール６４と、Ｘ軸スライダ６５と、Ｘ軸モータ６６（図４参照）とを備える。一対のＹ軸ガイドレール６１は、Ｙ軸方向へ平行に延びる長尺の部材である。Ｙ軸スライダ６２は、一対のＹ軸ガイドレール６１に架け渡され、Ｙ軸モータ６３に駆動されることでＹ軸方向へ移動可能に設けられる。一対のＸ軸ガイドレール６４は、Ｘ軸方向へ平行に延びる長尺の部材である。Ｘ軸スライダ６５は、一対のＸ軸ガイドレール６４に取り付けられ、Ｘ軸モータ６６に駆動されることでＸ軸方向へ移動する。
　装着ヘッド３２は、ヘッド本体７１と、部品保持部７２とを主に備える。ヘッド本体７１は、Ｘ軸スライダ６５に対して着脱可能に設けられる。部品保持部７２は、部品Ｐを保持可能な吸着ノズルであり、部品供給位置に供給された部品Ｐ（図８参照）を採取し、採取した部品Ｐを回路基板Ｋに装着する。
　また、図２に示すように、ヘッド本体７１の下面側には、４つの円形状のマークからなるヘッドマーク７３が付されている。このヘッドマーク７３は、部品カメラ４０による撮像で得られた画像データの画像処理を行う際に、装着ヘッド３２の基準位置となる。
　図１に戻り、説明を続ける。部品カメラ４０及び基板カメラ５０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ４０及び基板カメラ５０は、通信可能に接続された制御装置１００による制御信号に基づいてカメラ視野に収まる範囲の撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置１００へ送信する。部品カメラ４０は、装着ヘッド３２により採取された部品Ｐを装着ヘッド３２の下方から撮像可能な撮像装置である。部品カメラ４０は、光軸がＺ軸方向となるように部品装着機１の基台に固定され、装着ヘッド３２に保持された部品Ｐを下方から撮像する。基板カメラ５０は、回路基板Ｋを上方から撮像可能な撮像装置である。基板カメラ５０は、装着ヘッド３２から離れた位置において、光軸がＺ軸方向となるようにＸ軸スライダ６５に固定される。
　また、図３に示すように、部品カメラ４０は、レンズユニット４１と、そのレンズユニット４１の上方を覆うカバー４２とを備える。カバー４２の四隅には、円形状の基準マーク４３が１つずつ付され、カバー４２は、４つの基準マーク４３の中心が部品カメラ４０の光軸と一致する位置に配置される。また、４つの基準マーク４３は、部品カメラ４０のカメラ視野に収まる。
　図４に示すように、制御装置１００は、ＣＰＵや各種メモリ等により構成される。制御装置１００は、記憶装置１１０と、装着制御部１２０と、画像処理部１３０と、入出力インターフェース１４０とを備える。これら記憶装置１１０、装着制御部１２０、画像処理部１３０及び入出力インターフェース１４０は、バス１５０を介して互いに接続されている。
　２．制御装置１００について
　制御装置１００には、移動装置３１の各種モータからの検知信号や、装着ヘッド３２の各種モータや各種センサから検知信号、部品カメラ４０及び基板カメラ５０からの画像信号等が、入出力インターフェース１４０を介して入力される。また、装着制御部１２０及び画像処理部１３０からは、基板搬送装置１０、部品供給装置２０、移動装置３１の各種モータ、装着ヘッド３２の各種モータや各種センサ、部品カメラ４０や基板カメラ５０への制御信号等が入出力インターフェース１４０を介して出力される。
　記憶装置１１０は、ハードディスク装置等の光学ドライブ装置やフラッシュメモリ等により構成される。記憶装置１１０は、制御プログラム、制御情報、部品カメラ４０及び基板カメラ５０による撮像で得られた画像データ等が記憶されている。
　装着制御部１２０は、記憶装置１１０に記憶された制御プログラムや制御情報、各種センサによる情報、画像処理や認識処理の結果に基づき、基板搬送装置１０や部品供給装置２０、部品移載装置３０に制御信号を出力する。さらに、装着制御部１２０は、装着ヘッド３２及び部品保持部７２の位置及び回転角度を制御する。具体的に、装着制御部１２０は、各種モータや各種センサ等から出力される情報や各種認識処理の結果等を入力する。
　画像処理部１３０は、部品撮像部１３１と、基板撮像部１３２とを主に備える。部品撮像部１３１は、部品カメラ４０による撮像を制御する。そして、部品撮像部１３１は、部品カメラ４０による撮像で得られた画像データを取得し、部品保持部７２に保持された部品Ｐの保持位置や姿勢等を確認する。
　基板撮像部１３２は、基板カメラ５０による撮像を制御する。そして、基板撮像部１３２は、基板カメラ５０による撮像で得られた画像データを取得し、回路基板Ｋに付された基板マーク（図示せず）を認識することにより、回路基板Ｋに位置決め状態を把握する。その後、装着制御部１２０は、回路基板Ｋの位置決め状態に基づき、装着ヘッド３２が部品Ｐを回路基板Ｋに装着する際の移動装置３１の位置を補正する。
　また、記憶装置１１０は、相対位置記憶部１１１と、撮像位置記憶部１１２とを更に備える。相対位置記憶部１１１は、基板カメラ５０に対する装着ヘッド３２の相対位置である相対位置座標、より具体的には、基板カメラ５０の光軸に対するヘッドマーク７３の相対位置座標を記憶する。この相対位置座標は、装着制御部１２０が回路基板Ｋに対する部品Ｐの装着位置を算出する際に用いられる。即ち、装着ヘッド３２と基板カメラ５０とは移動装置３１に並べて配置されているため、部品Ｐを回路基板Ｋに装着する際の移動装置３１の位置は、基板カメラ５０に対する部品保持部７２の相対位置座標を加味して算出される。
　しかしながら、部品移載装置３０は、部品装着機１による部品Ｐの装着作業に伴って熱変形しやすく、基板カメラ５０の光軸と部品保持部７２の中心との距離は、部品移載装置３０の熱変形の影響を受けて変化する。
　これに対し、画像処理部１３０は、基板カメラ５０に対する装着ヘッド３２の相対位置である相対位置座標を測定する第一測定部１３３を備える。第一測定部１３３は、部品装着機１による部品Ｐの装着作業を行う過程で、相対位置座標の測定を行い、相対位置記憶部１１１に記憶されている相対位置座標を補正する。
　撮像位置記憶部１１２は、部品カメラ４０で装着ヘッド３２を撮像する際の移動装置３１の位置座標である撮像位置座標を記憶する。具体的に、撮像位置記憶部１１２には、部品カメラ４０の光軸がヘッドマーク７３に一致するように装着ヘッド３２が配置されたときの移動装置３１の位置座標が、撮像位置座標として記憶される。制御装置１００は、採取すべき全ての部品Ｐを部品保持部７２により採取した後、部品保持部７２に保持された部品Ｐを部品カメラ４０により撮像する際に、装着制御部１２０による制御を行い、移動装置３１を撮像位置座標に移動させる。
　しかしながら、部品移載装置３０の熱変形は、部品供給装置２０による部品Ｐの供給位置から部品カメラ４０の撮像位置までの距離にも影響を与える。即ち、部品装着機１による部品Ｐの装着作業を進めるにつれて、部品供給位置から部品カメラ４０の撮像位置までの距離が変化する。その結果、移動装置３１を撮像位置座標に移動させたとしても、部品カメラ４０の光軸とヘッドマーク７３とに位置ずれが発生し、その位置ずれ量は、部品Ｐの作業時間の経過とともに大きくなる。
　これに対し、画像処理部１３０は、部品カメラ４０の光軸とヘッドマーク７３との位置ずれ量を測定する第二測定部１３４を備える。第二測定部１３４は、部品装着機１による部品Ｐの装着作業を行う過程で、部品カメラ４０の光軸とヘッドマーク７３との位置ずれ量を測定し、撮像位置記憶部１１２に記憶されている撮像位置座標の補正を行う。具体的に、第二測定部１３４は、部品カメラ４０による撮像で得られた画像データから把握される装着ヘッド３２のヘッドマーク７３の実際の位置と、撮像位置記憶部１１２に記憶された撮像位置座標に基づいて算出される装着ヘッド３２のヘッドマーク７３の位置との位置ずれ量を測定する。
　３．基準位置座標の補正
　ここで、図５から図７を参照しながら、第一測定部１３３により行われる基準位置座標の補正手順の一例について説明する。なお、以下において、部品カメラ４０の視野を一点鎖線により、基板カメラ５０の視野を二点鎖線により、それぞれ図示する。
　図５に示すように、基準位置座標の測定を行う際、最初に、制御装置１００は、基板撮像部１３２による制御を行い、部品カメラ４０に付された１つの基準マーク４３を基板カメラ５０により撮像する。このとき、制御装置１００は、装着制御部１２０による制御を行い、基板カメラ５０の光軸が基準マーク４３の中心と一致する位置に移動装置３１を移動させる。これにより、部品カメラ４０から見た基板カメラ５０の位置は、部品移載装置３０に発生した熱変形量に関係なく一定となる。
　次に、制御装置１００は、図６に示すように、部品撮像部１３１による制御を行い、部品カメラ４０により装着ヘッド３２を下方から撮像する。そして、第一測定部１３３は、部品カメラ４０による撮像で得られた画像データに基づき、ヘッドマーク７３の位置座標を測定する。具体的に、第一測定部１３３は、基板カメラ５０の光軸と一致させた基準マーク４３（以下「測定基準マーク４３ａ」と称する）に対するヘッドマーク７３の実際の相対位置座標（Ｘ，Ｙ）を測定する。また、実際の相対位置座標（Ｘ，Ｙ）と測定基準マーク４３ａとの距離Ｌは、基板カメラ５０の光軸とヘッドマーク７３との実際の距離に相当する。
　そして、図７に示すように、第一測定部１３３は、相対位置記憶部１１１に記憶されている相対位置座標に基づいて算出されるヘッドマーク７３の理論上の相対位置（Ｘ０，Ｙ０）と、第一測定部１３３により測定されたヘッドマーク７３の実際の相対位置（Ｘ，Ｙ）との位置ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を測定する。なお、理論上の相対位置座標（Ｘ０，Ｙ０）と測定基準マーク４３ａとの距離は、基板カメラ５０の光軸とヘッドマーク７３との理論上の距離Ｌ０に相当し、実際の距離Ｌと理論上の距離Ｌ０との差が、部品移載装置３０の熱変形に伴って発生した基板カメラ５０と装着ヘッド３２との距離の変化量（ΔＬ）に相当する。そして、画像処理部１３０は、第一測定部１３３により測定された位置ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）に基づき、相対位置記憶部１１１に記憶された相対位置座標を補正する。
　４．撮像位置座標の補正
　次に、図８及び図９を参照して、第二測定部１３４により行われる撮像位置座標の補正手順の一例を説明する。なお、図９は、装着ヘッド３２のうちヘッドマーク７３以外の図示を省略し、図面を簡略化している。
　図８に示すように、撮像位置座標の補正を行うにあたり、第二測定部１３４は、部品カメラ４０により装着ヘッド３２を下方から撮像した際の画像データに基づき、ヘッドマーク７３の位置座標を測定する。具体的に、第二測定部１３４は、部品保持部７２に保持された部品Ｐを部品カメラ４０で撮像した際に得られる画像データに基づき、基準マーク４３に対するヘッドマーク７３の実際の相対位置座標（ｘ，ｙ）を測定する。
　そして、図９に示すように、第二測定部１３４は、撮像位置記憶部１１２に記憶されている相対位置座標に基づいて算出されるヘッドマーク７３の理論上の相対位置（ｘ０，ｙ０）と、第二測定部１３４により測定されたヘッドマーク７３の実際の相対位置（ｘ，ｙ）との位置ずれ量（Δｘ，Δｙ）を測定する。そして、画像処理部１３０は、第二測定部１３４により測定された位置ずれ量（Δｘ，Δｙ）に基づき、撮像位置記憶部１１２に記憶された撮像位置座標を補正する。
　ここで、部品カメラ４０による装着ヘッド３２の撮像は、装着ヘッド３２が部品供給位置から回路基板Ｋへ移動する度に行われる。そのため、制御装置１００は、撮像位置座標の補正を、供給された部品Ｐを回路基板Ｋへ装着するたびに行うことができ、部品装着機１は、部品Ｐの装着作業と並行して撮像位置座標の補正を行うことができる。
　これにより、部品装着機１は、部品カメラ４０による部品Ｐの撮像を行うに際し、部品カメラ４０の撮像条件に適した位置に部品Ｐが配置された状態で、部品カメラ４０による撮像を行うことができる。即ち、部品カメラ４０による撮像時に部品Ｐに照射する光の当たり具合や部品カメラ４０のレンズの歪みの違いにより、部品カメラ４０の撮像で得られる画像データに違いが生じることを抑制できる。よって、制御装置１００は、部品保持部７２に保持された部品Ｐの姿勢や部品保持部７２に対する位置ずれを正確に把握することができる。
　一方、部品装着機１は、基板カメラ５０による基準マーク４３の撮像（図５参照）は、部品Ｐの装着作業とは別に行われる処理であり、相対位置座標の補正は、部品Ｐの装着作業と並行して行うことができない。従って、部品装着機１は、相対位置座標の補正を行う際に、部品Ｐの装着作業を一時中断する必要がある。
　この点に関し、画像処理部１３０は、相対位置座標の補正要否を判定する補正要否判定部１３５を備える。補正要否判定部１３５は、第二測定部１３４により測定された位置ずれ量が予め定めた閾値ｔｈを超えた場合に、相対位置記憶部１１１に記憶された相対位置座標の補正が必要であると判定する。
　また、撮像位置記憶部１１２は、補正位置記憶部１１３と、基準座標記憶部１１４とを備える。補正位置記憶部１１３は、第二測定部１３４による測定結果に基づいて補正した撮像位置座標を記憶する。制御装置１００は、部品保持部７２に保持された部品Ｐを部品カメラ４０により撮像する際、装着制御部１２０による制御を行い、補正位置記憶部１１３に記憶された撮像位置座標に移動装置３１を移動させる。そして、移動装置３１が撮像位置座標に到達した際に、部品撮像部１３１は、部品カメラ４０により装着ヘッド３２を下方から撮像し、その撮像により得られる画像データに基づいて装着ヘッド３２に付されたヘッドマーク７３の位置を把握する。
　基準座標記憶部１１４は、第一測定部１３３による相対位置座標の測定を行った際に補正位置記憶部１１３に記憶されている撮像位置座標を基準座標として記憶する。第一測定部１３３は、基準座標記憶部１１４に記憶された基準座標に基づいてヘッドマーク７３の理論上の相対位置（Ｘ０，Ｙ０）を算出する。
　５．相対位置座標の測定時期
　ここで、相対位置座標の測定時期について説明する。図１０に示すように、部品移載装置３０の熱変形に伴う部品カメラ４０の撮像位置の位置ずれ量及び基板カメラ５０と装着ヘッド３２との距離の変化量は、部品装着機１による部品Ｐの装着作業の開始当初ほど大きく、時間が経過するにつれて小さくなる。この点において、部品カメラ４０の撮像位置の位置ずれ量及び基板カメラ５０と装着ヘッド３２との距離の変化量との間には、因果関係がある。
　そして、基板カメラ５０と装着ヘッド３２との距離の変化量は、部品カメラ４０の撮像位置の位置ずれ量と比べて小さい。そこで、部品装着機１は、部品Ｐの装着作業と並行して部品撮像位置の補正を行いつつ、移動装置３１の基準座標に対する実際の移動装置３１の位置座標の位置ずれ量が閾値ｔｈを超えた場合に、相対位置座標の補正を行う。
　移動装置３１の基準座標と実際の移動装置３１の位置座標とが一致するように相対位置座標の補正が行われることにより、移動装置３１の基準座標に対する実際の移動装置３１の位置座標の位置ずれがなくなるため、閾値ｔｈの値は、一旦リセットされる。その後、部品装着機１は、移動装置３１の基準座標に対する実際の移動装置３１の位置座標の位置ずれ量が閾値ｔｈを超える毎に、相対位置座標の補正を行う。
　ここで、部品移載装置３０の熱変形量は、部品装着機１による部品Ｐの装着作業の開始当初ほど大きく、装着作業を開始してからの経過時間が長くなるにつれて小さくなる。これに対し、補正要否判定部１３５は、移動装置３１の基準座標に対する実際の移動装置３１の位置座標の位置ずれ量が閾値ｔｈを超えた場合に、相対位置座標の補正が必要であると判定するので、部品移載装置３０の熱変形量に応じて、相対位置座標の補正を行うタイミングを変えることができる。よって、部品装着機１は、部品Ｐの装着作業を効率よく行いつつ、相対位置座標の補正を適切なタイミングで行うことができる。
　なお、図１０に示す例では、閾値ｔｈが一定値である場合を例に挙げて説明したが、閾値ｔｈは、部品装着機１による部品Ｐの装着作業の開始してからの経過時間や相対位置座標の補正回数等に応じて変化させてもよい。例えば、撮像位置座標の位置ずれ量と相対位置座標の位置ずれ量との関係を、装着作業の開始してからの経過時間ごとに見た場合に、双方の位置ずれ量の増加率の変化に違いが生じることが考えられる。このような場合において、装着作業の開始当初に設定する閾値ｔｈと開始してから一定時間経過後で設定する閾値ｔｈとで差を設けることにより、部品装着機１は、部品Ｐの装着作業を効率よく行いつつ、相対位置座標の補正を適切なタイミングで行うことができる。
　６．補正処理
　６－１：補正処理の概略
　次に、図１１に示すフローチャートを参照しながら、画像処理部１３０により実行される補正処理の概略を説明する。図１１に示すように、補正処理は、最初に、初期測定処理（Ｓ１）を実行する。初期測定処理（Ｓ１）は、部品装着機１による部品Ｐの装着処理を開始する前に実行する処理である。
　補正処理は、初期測定処理（Ｓ１）の実行後に、撮像位置座標補正処理（Ｓ２）を実行する。撮像位置座標補正処理（Ｓ２）は、部品Ｐの装着作業を行う中で、部品供給位置に供給された部品Ｐの採取が終了した後に実行される処理である。補正処理は、撮像位置座標補正処理（Ｓ２）の実行後に、制御プログラム等において予定されていた最後の部品Ｐの採取が終了したか否かの判定を行う（Ｓ３）。そして、予定されていた部品Ｐの採取が全て終了した場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、補正処理は、そのまま本処理を終了する。一方、予定されていた部品Ｐの採取が全て終了していない場合（Ｓ３：Ｎｏ）、補正処理は、続いて相対位置座標補正処理（Ｓ４：補正要否判定処理）を実行する。相対位置座標補正処理（Ｓ４）は、必要に応じて相対位置座標の補正を実行する処理である。
　なお、補正処理において実行する部品カメラ４０及び基板カメラ５０による撮像時における移動装置３１の位置補正は、熱変形に起因する位置ずれの補正だけでなく、バックラッシ等に起因する位置ずれの補正も併せて行う。
　６－２：初期測定処理
　次に、図１２に示すフローチャートを参照しながら、補正処理の中で実行される初期測定処理（Ｓ１）を説明する。
　初期測定処理（Ｓ１）は、最初に、撮像位置座標の測定を行い（Ｓ１１：撮像位置座標記憶工程の一例）、ヘッドマーク７３の位置を部品カメラ４０の光軸と一致させる。具体的に、Ｓ１１の処理において、画像処理部１３０は、撮像位置記憶部１１２の補正位置記憶部１１３に記憶されている撮像位置座標に移動装置３１を移動させた状態で、部品カメラ４０による撮像を行う（図８参照）。そして、第二測定部１３４は、部品カメラ４０による撮像で得られた画像データから把握される実際のヘッドマーク７３の位置と、補正位置記憶部１１３に記憶された補正位置座標に基づいて算出される理論上のヘッドマーク７３の位置との位置ずれ量を測定する（図９参照）。その後、初期測定処理（Ｓ１）は、第二測定部１３４に測定された位置ずれ量に基づき、補正された撮像位置座標を補正位置記憶部１１３に記憶する（Ｓ１２：撮像位置座標記憶工程）。
　次に、初期測定処理（Ｓ１）は、相対位置座標の測定を行い（Ｓ１３：測定工程）、基板カメラ５０と装着ヘッド３２との距離を把握する。具体的に、Ｓ１３の処理において、第一測定部１３３は、基板カメラ５０の光軸を測定基準マーク４３ａと同軸に配置した状態で、部品カメラ４０による撮像を行う（図６参照）。そして、第一測定部１３３は、相対位置記憶部１１１に記憶された相対位置座標（初期値として記憶された相対位置座標や前回の部品Ｐの装着作業時に記憶された相対位置座標等）に基づいて算出される理論上のヘッドマーク７３の位置と、第一測定部１３３が測定した実際のヘッドマーク７３の位置との位置ずれ量を測定する（図７参照）。
　その後、初期測定処理（Ｓ１）は、第一測定部１３３により測定された位置ずれ量に基づいて補正された相対位置座標を相対位置記憶部１１１に記憶する（Ｓ１４：相対位置座標記憶工程）。続いて、初期測定処理（Ｓ１）は、補正位置記憶部１１３に記憶されている撮像位置座標を基準座標記憶部１１４に記憶し（Ｓ１５）、本処理を終了する。
　６－３：撮像位置座標補正処理
　次に、図１３に示すフローチャートを参照しながら、補正処理の中で実行される撮像位置座標補正処理（Ｓ２）を説明する。
　図１３に示すように、撮像位置座標補正処理（Ｓ２）は、補正位置記憶部１１３に記憶された撮像位置座標に移動装置３１が到達したか否かの判定を行う（Ｓ２１）。Ｓ２１の処理は、移動装置３１が撮像位置座標に到達するまで繰り返し実行される。そして、撮像位置座標補正処理（Ｓ２）は、移動装置３１が撮像位置座標に到達したと判定すると（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、部品撮像部１３１による制御を行い、部品カメラ４０による撮像を行う（Ｓ２２：部品撮像工程）。
　Ｓ２２の処理後、撮像位置座標補正処理（Ｓ２）は、装着ヘッド３２の位置ずれ量を算出する（Ｓ２３：測定工程）。具体的に、第二測定部１３４は、Ｓ２３の処理において、Ｓ２２の処理で得られた画像データから把握される実際のヘッドマーク７３の位置と、補正位置記憶部１１３に記憶された撮像位置座標に基づいて算出される理論上のヘッドマーク７３の位置との位置ずれ量を測定する。次に、撮像位置座標補正処理（Ｓ２）は、Ｓ２３の処理において第二測定部１３４により測定された位置ずれ量に基づき、補正位置記憶部１１３に記憶されている撮像位置座標の補正を行い（Ｓ２４）、本処理を終了する。
　６－４：相対位置座標補正処理
　次に、図１４に示すフローチャートを参照しながら、補正処理の中で実行される相対位置座標補正処理（Ｓ４）を説明する。
　図１４に示すように、相対位置座標補正処理（Ｓ４）は、最初に、基準座標に対する撮像位置座標の位置ずれ量を測定する（Ｓ４１）。具体的に、第二測定部１３４は、Ｓ４１の処理において、上記したＳ２２の処理で得られた画像データから把握される実際のヘッドマーク７３の位置と、基準座標記憶部１１４に記憶された基準座標に基づいて算出される理論上のヘッドマーク７３の位置との位置ずれ量を算出する。
　次に、相対位置座標補正処理（Ｓ４）は、相対位置座標の補正要否を判定する（Ｓ４２：補正要否判定工程）。具体的に、補正要否判定部１３５は、Ｓ４１の処理で第二測定部１３４により測定された位置ずれ量が予め定めた閾値ｔｈを超えたか否かを判定する。Ｓ４２の処理において、第二測定部１３４により測定された位置ずれ量が予め定めた閾値ｔｈを超えていなければ（Ｓ４２：Ｎｏ）、相対位置座標補正処理（Ｓ４）は、相対位置座標の補正を行う必要がないと判断し、そのまま本処理を終了する。
　一方、Ｓ４２の処理において、第二測定部１３４により測定された位置ずれ量が閾値ｔｈを超える場合（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、相対位置座標補正処理（Ｓ４）は、相対位置座標の測定を行う（Ｓ４３）。具体的に、第一測定部１３３は、上記したＳ２２の処理で得られた画像データから把握されるヘッドマーク７３の実際の相対位置と、相対位置記憶部１１１に記憶された相対位置座標に基づいて算出されるヘッドマーク７３の理論上の相対位置との位置ずれ量を測定する（図５～図７参照）。
　次に、相対位置座標補正処理（Ｓ４）は、Ｓ４３の処理において第一測定部１３３により測定された位置ずれ量に基づき、相対位置記憶部１１１に記憶されている相対位置座標の補正を行う（Ｓ４４）。続いて、相対位置座標補正処理（Ｓ４）は、補正位置記憶部１１３に記憶されている撮像位置座標を基準座標記憶部１１４に記憶する（Ｓ４５）。このＳ４５の処理により、基準座標に対する撮像位置座標の位置ずれ量は、一旦リセットされる（図１０参照）。Ｓ４５の処理後、相対位置座標補正処理（Ｓ４）は、本処理を終了する。
　以上説明したように、補正要否判定部１３５は、移動装置３１が撮像位置座標に到達した際に部品カメラ４０による装着ヘッド３２の撮像を行い、当該撮像で得られる画像データから把握される装着ヘッド３２の位置に基づき、相対位置座標の補正要否を判定する。この場合、部品装着機１は、相対位置座標の補正を適切なタイミングで行うことができるので、部品Ｐの装着作業を効率よく行うことができる。
　補正要否判定部１３５が相対位置座標の補正要否を判定するにあたり、第二測定部１３４は、装着ヘッド３２のヘッドマーク７３の実際の位置と、撮像位置座標に基づいて算出される装着ヘッド３２のヘッドマーク７３の理論上の位置との位置ずれ量を測定する。そして、補正要否判定部１３５は、第二測定部１３４が測定した位置ずれ量に基づき、装着ヘッド３２の実際の位置と基準座標に基づいて算出される装着ヘッド３２の位置との位置ずれ量が予め設定された閾値ｔｈを超えた場合に、相対位置座標の補正が必要であると判定する。これにより、部品装着機１は、相対位置座標の補正を適切なタイミングで行うことができる。
　７．その他
　以上、上記実施形態に基づいて本明細書に開示する部品装着機及び部品装着方法について説明したが、上記形態に何ら限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。
　例えば、上記実施形態において、画像処理部１３０は、部品装着機１による部品Ｐの装着作業において部品カメラ４０による撮像を行うたびに、部品撮像位置の補正を行う場合について説明したが、これに限られるものではない。即ち、部品撮像座標の補正は、部品カメラ４０の撮像時におけるヘッドマーク７３の実際の位置と理論上の位置との位置ずれ量が予め定めた閾値を超えた場合に行ってもよい。またこの場合、部品撮像座標の補正要否判定に用いる閾値は、相対位置座標の補正要否判定に用いる閾値と同一でもよく、補正要否判定部１３５が相対位置座標の補正を行う必要があると判定した場合に、相対位置座標の補正と併せて撮像位置座標の補正を行ってもよい。
　また、本実施形態において、第一測定部１３３及び第二測定部１３４は、ヘッドマーク７３を基準として位置ずれ量の測定を行う場合について説明したが、ヘッドマーク７３の代わりに部品保持部７２を基準として位置ずれ量の測定を行ってもよい。
　１：部品装着機、　３１：移動装置、　３２：装着ヘッド、　４０：部品カメラ、　５０：基板カメラ、　１１１：相対位置記憶部、　１１２：撮像位置記憶部、　１１４：基準座標記憶部、　１３４：第二測定部（測定部）、　１３５：補正要否判定部、　Ｋ：回路基板、　Ｐ：部品、　ｔｈ：閾値、　Ｓ１２：撮像位置座標記憶工程、　Ｓ１４：相対位置座標記憶工程、　Ｓ２２：部品撮像工程、　Ｓ２３：測定工程、　Ｓ４２：補正要否判定工程

Claims (5)

  1. 　部品供給位置と回路基板との間を移動する移動装置と、
    　前記移動装置に設けられ、前記部品供給位置に供給された部品を採取し、採取した前記部品を前記回路基板に装着する装着ヘッドと、
    　前記装着ヘッドにより採取された前記部品を前記装着ヘッドの下方から撮像可能な部品カメラと、
    　前記移動装置に設けられ、前記回路基板を上方から撮像可能な基板カメラと、
    　前記部品カメラによる前記装着ヘッドの撮像で得られる画像データに基づき、前記部品カメラの撮像時における前記移動装置の位置座標である撮像位置座標を記憶する撮像位置記憶部と、
    　前記基板カメラに対する前記装着ヘッドの相対位置である相対位置座標を記憶する相対位置記憶部と、
    　前記移動装置が前記撮像位置座標に到達した際に前記部品カメラによる前記装着ヘッドの撮像を行い、当該撮像で得られる画像データから把握される前記装着ヘッドの位置に基づき、前記相対位置記憶部に記憶する前記相対位置座標の補正の要否を判定する補正要否判定部と、
    　を備える、部品装着機。
  2. 　前記部品装着機は、前記装着ヘッドの実際の位置と、前記撮像位置座標に基づいて算出される前記装着ヘッドの位置との位置ずれ量を測定する測定部を備え、
    　前記補正要否判定部は、前記測定部により測定された前記位置ずれ量に基づき、前記相対位置記憶部に記憶する前記相対位置座標の補正要否を判定する、請求項１に記載の部品装着機。
  3. 　前記撮像位置記憶部は、前記相対位置座標を測定した際の前記撮像位置座標を基準座標として記憶する基準座標記憶部を備え、
    　前記補正要否判定部は、前記装着ヘッドの実際の位置と前記基準座標に基づいて算出される前記装着ヘッドの位置との位置ずれ量が予め設定された閾値を超えた場合に、前記相対位置座標の補正が必要であると判定する、請求項２に記載の部品装着機。
  4. 　部品供給位置と回路基板との間を移動する移動装置と、
    　前記移動装置に設けられ、前記部品供給位置に供給された部品を採取し、採取した前記部品を前記回路基板に装着する装着ヘッドと、
    　前記装着ヘッドにより採取された前記部品を前記装着ヘッドの下方から撮像可能な部品カメラと、
    　前記移動装置に設けられ、前記回路基板を上方から撮像する基板カメラと、
    　を備えた部品装着機の部品装着方法であって、
    　前記部品カメラによる前記装着ヘッドの撮像で得られる画像データに基づき、前記部品カメラの撮像時における前記移動装置の位置座標である撮像位置座標を記憶する撮像位置座標記憶工程と、
    　前記基板カメラに対する前記装着ヘッドの相対位置である相対位置座標を記憶する相対位置座標記憶工程と、
    　前記移動装置が前記撮像位置座標に到達した際に、前記部品カメラによる前記装着ヘッドの撮像を行う部品撮像工程と、
    　前記部品撮像工程での撮像により得られる画像データから把握される前記装着ヘッドの位置に基づき、前記相対位置座標の補正要否を判定する補正要否判定工程と、
    　を備える、部品装着方法。
  5. 　前記部品装着方法は、前記部品撮像工程での撮像により得られた画像データから把握される前記装着ヘッドの実際の位置と、前記相対位置座標に基づいて算出される前記装着ヘッドの位置との位置ずれ量を測定する測定工程を備え、
    　前記補正要否判定工程は、前記測定工程で測定された前記位置ずれ量に基づき、前記相対位置座標の補正要否を判定する、請求項４に記載の部品装着方法。
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