特許 7542216 部品実装装置および部品実装方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-22

(45)【発行日】2024-08-30

(54)【発明の名称】部品実装装置および部品実装方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20240823BHJP

   H05K 13/08 20060101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 M

H05K13/08 P

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020158434

(22)【出願日】2020-09-23

(65)【公開番号】P2022052198

(43)【公開日】2022-04-04

【審査請求日】2023-07-05

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩田 維里

【審査官】森林 宏和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１６０６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００７／０６３７６３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／００ － １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に部品を実装する部品実装装置であって、
基板を保持する基板保持部と、
部品を保持するノズルを有し、前記基板保持部に保持された基板の上方に移動し、部品を保持した前記ノズルを下降させて前記基板の実装点に部品を実装する実装ヘッドと、
前記基板保持部に保持された基板の上面の所定の計測点の高さを計測する高さ計測部と、
前記高さ計測部が計測した定点計測点の高さと、前記高さ計測部が計測した前記定点計測点とは異なる追加計測点の高さに基づき、学習データを作成する学習データ作成部と、
前記学習データに基づき、学習モデルを生成する学習部と、
生成された前記学習モデルを用いて、計測された前記定点計測点の高さから前記追加計測点の高さを推定する追加点高さ推定部と、
計測された前記定点計測点の高さと、推定された前記追加計測点の高さに基づき、前記部品を保持した前記ノズルを基板の実装点に下降させる実装ヘッド制御部を備える、部品実装装置。

【請求項2】

全ての基板では前記追加計測点の高さを計測しない、請求項１に記載の部品実装装置。

【請求項3】

基板に応じて、計測する前記追加計測点の数を変更する、請求項１または２に記載の部品実装装置。

【請求項4】

前記基板保持部に基板を保持した後、前記基板に部品を実装するまでの待ち時間に応じて、計測する前記追加計測点の数を変更する、請求項１または２に記載の部品実装装置。

【請求項5】

基板に部品を実装する部品実装方法であって、
基板保持部に保持された基板の上面の定点計測点の高さを計測する定点計測工程と、
前記基板保持部に保持された前記基板の上面の前記定点計測点とは異なる追加計測点の高さを計測する追加計測工程と、
計測された前記定点計測点の高さと、計測された前記追加計測点の高さに基づき、学習データを作成する学習データ作成工程と、
前記学習データに基づき、学習モデルを生成する学習工程と、
生成された前記学習モデルを用いて、計測された前記定点計測点の高さから当該基板の前記追加計測点の高さを推定する追加点高さ推定工程と、
計測された前記定点計測点の高さと、推定された前記追加計測点の高さに基づき、前記部品を保持したノズルを下降させて当該基板の実装点に前記部品を実装する部品実装工程と、を含む、部品実装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板に部品を実装する部品実装装置および部品実装方法に関する。

【背景技術】

【0002】

部品実装装置は、基板を基板保持部に保持した状態で、実装ヘッドが部品を基板の実装点に実装する。ところで、基板保持部に保持された基板は、実装面が変形して上方や下方に反ってしまうことがある。このように反った基板への部品の実装品質を確保するため、高さセンサなどによって基板の実装点までの高さを計測して、計測結果に基づいて実装ヘッドによる部品の実装動作を補正することが行われている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に記載の部品実装装置（実装機）は、部品の実装工程のための指令値データと、実装工程前に基板の三次元形状を測定した測定データと、実装工程後に測定した部品の位置ずれを許容値と比較した適否判定結果と、指令値データに対する補正量を関連付けて機械学習している。そして、実装工程前の測定データから補正量を算出して、指令値データを補正量で補正して実装工程を実行している。この学習を繰り繰り返して、測定値データから信頼できる補正量を算出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１０７３１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１を含む従来技術では、機械学習によって最適な補正値を取得することができるものの、学習段階では実装後の部品の位置ずれなどが許容できない場合が発生するおそれがある。また、ダミーの実装工程を使用した学習によって信頼できる補正量が算出可能となってから生産を開始することもできるが、学習中は生産が中断するために生産効率が低下するという問題点があった。

【0006】

そこで本発明は、基板に反りがあっても実装品質を確保して効率的に部品を実装することができる部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の部品実装装置は、基板に部品を実装する部品実装装置であって、基板を保持する基板保持部と、部品を保持するノズルを有し、前記基板保持部に保持された基板の上方に移動し、部品を保持した前記ノズルを下降させて前記基板の実装点に部品を実装する実装ヘッドと、前記基板保持部に保持された基板の上面の所定の計測点の高さを計測する高さ計測部と、前記高さ計測部が計測した定点計測点の高さと、前記高さ計測部が計測した前記定点計測点とは異なる追加計測点の高さに基づき、学習データを作成する学習データ作成部と、前記学習データに基づき、学習モデルを生成する学習部と、生成された前記学習モデルを用いて、計測された前記定点計測点の高さから前記追加計測点の高さを推定する追加点高さ推定部と、計測された前記定点計測点の高さと、推定された前記追加計測点の高さに基づき、前記部品を保持した前記ノズルを基板の実装点に下降させる実装ヘッド制御部を備える。

【0008】

本発明の部品実装方法は、基板に部品を実装する部品実装方法であって、基板保持部に保持された基板の上面の定点計測点の高さを計測する定点計測工程と、前記基板保持部に保持された前記基板の上面の前記定点計測点とは異なる追加計測点の高さを計測する追加計測工程と、計測された前記定点計測点の高さと、計測された前記追加計測点の高さに基づき、学習データを作成する学習データ作成工程と、前記学習データに基づき、学習モデルを生成する学習工程と、生成された前記学習モデルを用いて、計測された前記定点計測点の高さから当該基板の前記追加計測点の高さを推定する追加点高さ推定工程と、計測された前記定点計測点の高さと、推定された前記追加計測点の高さに基づき、前記部品を保持したノズルを下降させて当該基板の実装点に前記部品を実装する部品実装工程と、を含む。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、基板に反りがあっても実装品質を確保して効率的に部品を実装することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施の形態の部品実装装置の構成説明図

【図2】本発明の一実施の形態の部品実装装置の機能説明図

【図3】本発明の一実施の形態の部品実装装置によって部品が実装される基板の説明図

【図4】本発明の第１の実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図

【図5】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の第１の実施の形態の形態の部品実装装置によって追加計測点を計測する追加計測モードの説明図

【図6】本発明の第１の実施の形態の部品実装装置によって作成される実装点高さ計算式と補正実装点高さ計算式の一例の説明図

【図7】本発明の第１の実施の形態の追加点高さ推定方法の説明図

【図8】本発明の第１の実施の形態の部品実装方法のフロー図

【図9】本発明の第２の実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図

【図10】（ａ）（ｂ）本発明の第２の実施の形態の形態の部品実装装置による基板の上面の撮像の説明図

【図11】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の第２の実施の形態の部品実装装置によって撮像された撮像画像の一例の説明図

【図12】本発明の第２の実施の形態の実装点高さ推定方法の説明図

【図13】本発明の第２の実施の形態の部品実装方法のフロー図

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する２軸方向として、基板搬送方向のＸ方向（図１における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ方向（図３における上下方向）が示される。図１、及び後述する一部では、水平面と直交する高さ方向としてＺ方向（図１における上下方向）が示される。Ｚ方向は、部品実装装置が水平面上に設置された場合の上下方向または直交方向である。

【0014】

まず図１を参照して、部品実装装置１の構成を説明する。部品実装装置１は、基板ＢのＹ方向の両側部を下方から支持する搬送コンベア２を有する基板搬送機構３を備えている。基板搬送機構３は、搬送コンベア２を駆動させて作業対象となる基板ＢをＸ方向に搬送する。基板搬送機構３の中間地点には、基板Ｂを後述する実装ヘッドによる作業位置Ｗで保持する基板保持部４が設けられている。基板保持部４は、基板Ｂの下面を支える下受け部材５や基板Ｂの両側部を固定するクランプ部材（図示省略）からなる基板クランプ機構６（図４参照）を備えている。基板保持部４は、基板搬送機構３によって作業位置Ｗに搬送された基板Ｂを基板クランプ機構６によって上下方向（Ｚ方向）および水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に固定して保持する。

【0015】

基板搬送機構３の上方には、実装ヘッド７が配置されている。実装ヘッド７は、下端で部品Ｐを真空吸引によって保持するノズル８と、ノズル８を上下方向に昇降させるノズル昇降機構９を備えている。実装ヘッド７は、実装ヘッド移動機構１０によって部品供給部（図示省略）と基板保持部４によって作業位置Ｗに保持された基板Ｂの上方との間を往復移動する。そして、実装ヘッド７は、部品供給部が供給する部品Ｐを保持したノズル８を下降させて基板Ｂの実装点Ｋｎ（図２参照）に部品Ｐを搭載する機能を有している。なお、実装ヘッド７は、複数のノズル８とノズル昇降機構９を備える構成であってもよい。また、ノズル８は、チャックにより部品Ｐを把持して保持する構成であってもよい。

【0016】

図２において、基板の実装点Ｋｎ（ｎ＝１，２，・・・）の周囲には、ランドＥが形成されている。ランドＥは、部品Ｐの端子と接合される電極である。また、ランドＥの上には、印刷装置（図示省略）によって厚みＭｔのペースト状のクリームはんだＣが印刷されている。ノズル昇降機構９は、ノズル８が保持する部品Ｐの下面が押込み量ＦだけランドＥ上のクリームはんだＣの上面を押しつぶす高さまでノズル８を下降量Ｚｋｎだけ下降させる（矢印ａ）。

【0017】

部品実装装置１には、基準面Ｂ０が設定されている。基準面Ｂ０の高さは、基板Ｂに見立てた金属板など剛性のある基準プレートを基板保持部４で保持した状態で計測した部品実装装置１の基準高さＨ０である。基準高さＨ０は、反りや変形のない理想的な基板Ｂの上面Ｂａの高さ位置と一致する。下降量Ｚｋｎは、ノズル８の下面から基準高さＨ０までの距離である基準下降量Ｚ０、部品Ｐの厚みＰｔ、実装点の高さＨｋｎ、クリームはんだＣの厚みＭｔ、押込み量Ｆに基づいて算出される。

【0018】

図１において、実装ヘッド７には、基板保持部４によって作業位置Ｗに保持された基板Ｂの上面Ｂａに設けられた認識マークＡ１，Ａ２（図３参照）を撮像するヘッドカメラ１１が装着されている。ヘッドカメラ１１は、実装ヘッド移動機構１０によって認識マークＡ１，Ａ２を撮像可能な位置に移動する。ヘッドカメラ１１が撮像した認識マークＡ１，Ａ２の位置に基づいて、後述する定点計測点Ｓｎ（ｎ＝１，２，・・・，９）の位置、追加計測点Ｔｎ（ｎ＝１，２，・・・，１２）の位置（図３参照）、実装点Ｋｎの位置などが補正される。このように、ヘッドカメラ１１は、実装ヘッド７と一体的に移動し、基板Ｂの上面Ｂａを撮像する撮像部である。

【0019】

図１、図２において、実装ヘッド７には、レーザ変位センサなどの高さセンサ１２が装着されている。高さセンサ１２は、レーザ光１２ａを下方に向けて投射するレーザ光源と、レーザ光源が投射したレーザ光１２ａの反射光を受光する受光素子を含んで構成される。高さセンサ１２は、レーザ光１２ａの投射・受光を行い、三角測量の原理で計測対象の高さを計測する。

【0020】

図２、図３に示すように、基板Ｂの上面Ｂａには、複数（ここでは９点）の定点計測点Ｓｎと、定点計測点Ｓｎとは異なる複数（ここでは１２点）の追加計測点Ｔｎが設定されている。実装ヘッド移動機構１０によって定点計測点Ｓｎおよび追加計測点Ｔｎの上方に移動した高さセンサ１２は、定点計測点Ｓｎおよび追加計測点Ｔｎに向けてレーザ光１２ａを投射して定点計測点の高さＨｓｎ（ｎ＝１，２，・・・，９）および追加計測点の高さＨｔｎ（ｎ＝１，２，・・・，１２）を計測する。

【0021】

すなわち、実装ヘッド移動機構１０と高さセンサ１２は、基板保持部４に保持された基板Ｂの上面Ｂａの所定の計測点（定点計測点Ｓｎ、追加計測点Ｔｎ）の高さ（定点計測点の高さＨｓｎ、追加計測点の高さＨｔｎ）を計測する高さ計測部として機能する。なお、定点計測点Ｓｎおよび追加計測点Ｔｎの数と位置は図３に示す例に限定されることなく、基板Ｂの形状、サイズ、材質、実装点Ｋｎの位置などに応じて自由に設定される。

【0022】

次に図４を参照して、第１の実施形態の部品実装装置（以下、単に「部品実装装置１Ａ」と称する。）の制御系の構成について説明する。部品実装装置１Ａは、制御装置２０Ａ、基板搬送機構３、基板保持部４、実装ヘッド７、実装ヘッド移動機構１０、ヘッドカメラ１１、高さセンサ１２、タッチパネル１３を備えている。制御装置２０Ａは、記憶部２１Ａ、実装動作処理部２２Ａ、高さ計測処理部２３Ａ、実装点高さ算出部２４、学習データ作成部２５Ａ、学習部２６Ａ、追加点高さ推定部２７Ａ、補正実装点高さ算出部２８Ａを備えている。タッチパネル１３は、各種データの他、操作画面などを液晶パネルなどに表示する機能と、操作コマンドやデータを入力する機能を備えている。

【0023】

記憶部２１Ａは記憶装置であり、実装データ２９、定点計測点高さデータ３０、追加計測点高さデータ３１Ａ、学習データ３２Ａ、学習モデル３３Ａ、推定追加点高さデータ３４Ａなどが記憶されている。実装データ２９には、実装基板に実装される部品Ｐの部品種やサイズ（厚みＰｔなど）、基板Ｂにおける実装点Ｋｎの座標、定点計測点Ｓｎの座標、追加計測点Ｔｎの座標などの各種情報が、生産する実装基板の基板種ごとに記憶されている。

【0024】

図４において、高さ計測処理部２３Ａは、実装データ２９に記憶される定点計測点Ｓｎの座標に基づいて高さ計測部（実装ヘッド移動機構１０、高さセンサ１２）を制御して、基板保持部４に保持された基板Ｂの定点計測点の高さＨｓｎを計測する。高さ計測処理部２３Ａは、計測した定点計測点の高さＨｓｎと、計測対象の基板Ｂを特定する情報、計測日時などを関連付けて、定点計測点高さデータ３０として記憶部２１Ａに記憶させる。

【0025】

また、高さ計測処理部２３Ａは、実装データ２９に記憶される追加計測点Ｔｎの座標に基づいて高さ計測部を制御して、基板保持部４に保持された基板Ｂの追加計測点の高さＨｔｎを計測する。高さ計測処理部２３Ａは、計測した追加計測点の高さＨｔｎと、計測対象の基板Ｂを特定する情報、計測日時などを関連付けて、追加計測点高さデータ３１Ａとして記憶部２１Ａに記憶させる。

【0026】

図４において、高さ計測処理部２３Ａは、追加計測点Ｔｎを計測するに際して、前後又は並行に作業されている基板Ｂの状況に基づく待ち時間に応じて、追加計測モード（計測する追加計測点Ｔｎの位置）を決定する。例えば、待ち時間がない場合、高さ計測処理部２３Ａは、定点計測点Ｓ１～Ｓ９のみを計測し、追加計測点Ｔｎは計測しない追加計測モード０に決定する（図５（ａ））。また、十分に待ち時間がある場合、高さ計測処理部２３Ａは、定点計測点Ｓ１～Ｓ９に加えて、全ての追加計測点Ｔ１～Ｔ１２を計測する追加計測モード３に決定する（図５（ｄ））。

【0027】

また、全ての追加計測点Ｔ１～Ｔ１２を計測するのに十分な待ち時間がない場合、高さ計測処理部２３Ａは、定点計測点Ｓ１～Ｓ９に加えて、一部の追加計測点Ｔｎを計測する追加計測モードに決定する。例えば、追加計測モード１（図５（ｂ））では、定点計測点Ｓ１～Ｓ９に加えて、６箇所の追加計測点Ｔ４～Ｔ９が計測される。また、追加計測モード２（図５（ｃ））では、定点計測点Ｓ１～Ｓ９に加えて、６箇所の追加計測点Ｔ１～Ｔ３，Ｔ１０～Ｔ１２が計測される。なお、図５に示す追加計測モード０～３は一例であり、基板Ｂのサイズ、実装される部品Ｐのサイズや密集度などに応じて自由に設定される。

【0028】

このように、第１の実施形態の部品実装装置１Ａは、基板保持部４に基板Ｂを保持した後、基板Ｂに部品Ｐを実装するまでの待ち時間に応じて、計測する追加計測点Ｔｎの数を変更する（追加計測モード０～３）。すなわち、高さ計測処理部２３Ａは、基板Ｂに応じて、計測する追加計測点Ｔｎの数を変更し（追加計測モード０～３）、全ての基板Ｂでは追加計測点Ｔｎの高さを計測しない（追加計測モード０）。これによって、基板Ｂに反りがあっても実装品質を確保して効率的に部品Ｐを実装することができる。

【0029】

図４において、実装点高さ算出部２４は、計測された定点計測点の高さＨｓｎに基づいて、部品Ｐを実装する基板Ｂの実装点の高さＨｋｎを算出する。その際、実装点高さ算出部２４は、計測された定点計測点の高さＨｓｎより基板Ｂの上面Ｂａの形状（図６参照）を近似した曲面モデルを抽出し、実装点高さ計算式Ｚｓ（Ｘ，Ｙ）を導出する。そして、実装点高さ算出部２４は、実装点高さ計算式Ｚｓ（Ｘ，Ｙ）に実装点Ｋｎの座標（Ｘ，Ｙ）を入力して実装点の高さＨｋｎ（以下、「算出実装点高さ」と称する。）を算出する。算出された算出実装点高さは、実装動作処理部２２Ａによる部品Ｐの実装動作におけるノズル８の下降量Ｚｋｎの算出に使用される。

【0030】

図４において、学習データ作成部２５Ａは、高さ計測部（実装ヘッド移動機構１０、高さセンサ１２）が計測した複数の基板Ｂの定点計測点の高さＨｓｎと、追加計測点の高さＨｔｎに基づき、学習データ３２Ａを作成する。作成された学習データ３２Ａは、記憶部２１Ａに記憶される。学習部２６Ａは、学習データ３２Ａを教師データとして、後述する学習モデル３３Ａを、機械学習等を用いた学習アルゴリズムにより生成する。

【0031】

学習アルゴリズムとしては、ニューラルネットワーク（多層のニューラルネットワークを用いた深層学習を含む）、遺伝的プログラミング、決定木、ベイジアン・ネットワーク、サポート・ベクター・マシン（ＳＶＭ）等を使用し得る。生成された学習モデル３３Ａは、記憶部２１Ａに記憶される。追加点高さ推定部２７Ａは、生成された学習モデル３３Ａを用いて、計測された定点計測点の高さＨｓｎから追加計測点の高さＨｔｎを推定（算出）する。推定された追加計測点の高さＨｔｎ（以下、単に「推定追加点高さ」と称する。）は、推定追加点高さデータ３４Ａとして記憶部２１Ａに記憶される。

【0032】

ここで、図７を参照して、第１の実施形態の部品実装装置１Ａにより推定追加点高さを推定する追加点高さ推定方法について説明する。まず、学習データ作成部２５Ａは、記憶部２１Ａに記憶されている定点計測点高さデータ３０と追加計測点高さデータ３１Ａのうち、同一の基板Ｂを計測した定点計測点の高さＨｓｎと追加計測点の高さＨｔｎに基づき、学習データ３２Ａを作成する（ＳＴ１Ａ：学習データ作成工程）。すなわち、学習データ作成部２５Ａは、追加計測モード１～３で追加計測点Ｔｎが計測された複数（例えば、５０枚）の基板Ｂの定点計測点の高さＨｓｎ、追加計測点の高さＨｔｎ、および基板Ｂを特定する情報を関連付けた教師データを作成し、学習データ３２Ａとして記憶させる。

【0033】

図７では、追加計測モード３で計測された基板Ｂ１の定点計測点の高さＨｓｎと追加計測点の高さＨｔｎを関連付けた教師データが学習データ３２Ａとして作成される。また、追加計測モード２で計測された基板Ｂ３の定点計測点の高さＨｓｎと追加計測点の高さＨｔｎを関連付けた教師データが学習データ３２Ａとして作成される。なお、基板Ｂ２は追加計測モード０で計測されているため追加計測点の高さＨｔｎがなく、学習データ３２Ａは作成されない。

【0034】

図７において、次いで学習部２６Ａは、学習データ３２Ａに基づき、学習モデル３３Ａを生成する（ＳＴ２Ａ：学習工程）。作成された学習モデル３３Ａは記憶部２１Ａに記憶される。次いで追加点高さ推定部２７Ａは、生成された学習モデル３３Ａを用いて、学習モデル３３Ａの作成後に計測された基板Ｂ９９の定点計測点の高さＨｓ１～Ｈｓ９から当該基板Ｂ９９の推定追加点高さ（追加計測点の高さＨｔ１～Ｈｔ１２）を推定（算出）する（ＳＴ３Ａ：追加点高さ推定工程）。推定された推定追加点高さは、推定追加点高さデータ３４Ａとして記憶部２１Ａに記憶される。

【0035】

すなわち、追加点高さ推定部２７Ａは、学習モデル３３Ａを用いて、基板Ｂ９９の定点計測点の高さＨｓ１～Ｈｓ９から基板Ｂ９９を追加計測モード３で計測すると得られると推定される追加計測点の高さＨｔ１～Ｈｔ１２を計算する。言い換えると、学習モデル３３Ａは、計測された定点計測点の高さＨｓ１～Ｈｓ９から追加計測点の高さＨｔ１～Ｈｔ１２を推定（算出）する計算式や計算方法である。

【0036】

図４において、補正実装点高さ算出部２８Ａは、計測された定点計測点の高さＨｓ１～Ｈｓ９と、推定追加点高さ（追加点高さ推定部２７Ａにより推定された追加計測点の高さＨｔ１～Ｈｔ１２）より、基板Ｂの上面Ｂａの形状（図６参照）を近似した曲面モデルを抽出し、補正実装点高さ計算式Ｚｓｔ（Ｘ，Ｙ）を導出する。そして、補正実装点高さ算出部２８Ａは、補正実装点高さ計算式Ｚｓｔ（Ｘ，Ｙ）に実装点Ｋｎの座標（Ｘ，Ｙ）を入力して実装点の高さＨｋｎ（以下、「補正実装点高さ」と称する。）を算出する。算出された補正実装点高さは、実装動作処理部２２Ａによる部品Ｐの実装動作におけるノズル８の下降量Ｚｋｎの算出に使用される。

【0037】

図６は、図３に示す基板Ｂの定点計測点Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８を通る断面を模式的に示している。図６に示す定点計測点Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８の高さＨｓ２，Ｈｓ５，Ｈｓ８は、高さ計測部（実装ヘッド移動機構１０、高さセンサ１２）による計測値である。実装点高さ計算式Ｚｓ（Ｘ，Ｙ）により算出される上面Ｂａの形状は、点線で表示されている。また、追加計測点Ｔ２，Ｔ５，Ｔ８，Ｔ１１の高さＨｔ２，Ｈｔ５，Ｈｔ８，Ｈｔ１１は、学習モデル３３Ａを用いて推定された推定値である。補正実装点高さ計算式Ｚｓｔ（Ｘ，Ｙ）により算出される上面Ｂａの形状は、点線で表示されている。

【0038】

この例では、定点計測点の高さＨｓｎのみから導出する実装点高さ計算式Ｚｓ（Ｘ，Ｙ）は、基板Ｂの両端部で誤差が大きい。一方、定点計測点の高さＨｓｎに推定追加点高さを加えて導出する補正実装点高さ計算式Ｚｓｔ（Ｘ，Ｙ）は、基板Ｂの両端部でも誤差が小さい。例えば、定点計測点Ｓ２より基板Ｂの端部側に位置する実装点Ｋ１は（図３参照）、算出実装点高さは現実の基板Ｂの上面Ｂａの高さとの誤差が大きい。一方、補正された補正実装点高さは誤差が小さく、補正実装点高さに基づいてノズル８の下降量Ｚｋｎを算出することで、実装品質を向上することができる。

【0039】

なお、補正実装点高さ算出部２８Ａは、実装点高さ計算式Ｚｓ（Ｘ，Ｙ）を用いて算出される算出実装点高さと補正実装点高さ計算式Ｚｓｔ（Ｘ，Ｙ）を用いて算出される補正実装点高さの差（実装点補正値）を、直接算出する補正高さ計算式ΔＺｔ（Ｘ，Ｙ）を導出するようにしてもよい。その場合、実装動作におけるノズル８の下降量Ｚｋｎは、実装点高さ計算式Ｚｓ（Ｘ，Ｙ）から算出される算出実装点高さと、補正高さ計算式ΔＺｔ（Ｘ，Ｙ）から算出される実装点補正値より算出される。

【0040】

図４において、実装動作処理部２２Ａは、算出実装点高さ、または、補正実装点高さ基づいてノズル８の下降量Ｚｋｎを算出、部品Ｐを保持したノズル８を実装点Ｋｎに下降させて部品Ｐを基板Ｂに実装する。すなわち、実装動作処理部２２Ａは、計測された定点計測点の高さＨｓｎと、推定された追加計測点の高さＨｔｎ（推定追加点高さ）に基づき、部品Ｐを保持したノズル８を基板Ｂの実装点Ｋｎに下降させる実装ヘッド制御部である。学習モデル３３Ａの作成後は、全ての基板Ｂについて計測される定点計測点の高さＨｓｎから、追加点計測点の高さＨｔｎを推定してノズル８の下降量Ｚｋｎを算出することで、基板Ｂに反りがあっても実装品質を確保して効率的に部品Ｐを実装することができる。

【0041】

上記説明したように、第１の実施形態の部品実装装置１Ａは、基板Ｂの上面Ｂａの所定の計測点の高さを計測する高さ計測部（実装ヘッド移動機構１０、高さセンサ１２）と、高さ計測部が計測した定点計測点の高さＨｓｎと追加計測点の高さＨｔｎに基づき、学習データ３２Ａを作成する学習データ作成部２５Ａと、学習データ３２Ａに基づき、学習モデル３３Ａを生成する学習部２６Ａと、学習モデル３３Ａを用いて、定点計測点の高さＨｓｎから追加計測点の高さＨｔｎを推定する追加点高さ推定部２７Ａと、定点計測点の高さＨｓｎと、推定された追加計測点の高さＨｔｎに基づき、ノズル８を基板Ｂの実装点Ｋｎに下降させる実装ヘッド制御部（実装動作処理部２２Ａ）を備える。これによって、基板Ｂに反りがあっても実装品質を確保して効率的に部品Ｐを実装することができる。

【0042】

次に図８のフローに沿って、第１の実施形態の部品実装装置１Ａにより基板Ｂに部品Ｐを実装する部品実装方法について説明する。以下、追加点高さ推定方法と同じ工程には同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。まず、実装動作処理部２２Ａは、基板搬送機構３を制御して、基板Ｂを搬入する（ＳＴ１０：基板搬入工程）。次いで実装動作処理部２２Ａは、基板保持部４を制御して基板Ｂを作業位置Ｗで保持する（ＳＴ１１：基板保持工程）。

【0043】

次いで高さ計測処理部２３Ａは、高さ計測部（実装ヘッド移動機構１０、高さセンサ１２）を制御して、基板保持部４に保持された基板Ｂの上面Ｂａの定点計測点の高さＨｓｎを計測する（ＳＴ１２：定点計測工程）。計測された定点計測点の高さＨｓｎは、定点計測点高さデータ３０として記憶部２１Ａに記憶される。次いで高さ計測処理部２３Ａは、高さ計測部を制御して、基板保持部４に保持された基板Ｂの上面Ｂａの追加計測点の高さＨｔｎを計測する（ＳＴ１３：追加計測工程）。計測された追加計測点の高さＨｔｎは、追加計測点高さデータ３１Ａとして記憶部２１Ａに記憶される。追加計測工程（ＳＴ１３）では、後述する部品実装工程（ＳＴ１５）までの待ち時間に応じて、計測する追加計測点Ｔｎの数が変更される（追加計測モード０～４のいずれかが選択される）。

【0044】

図８において、次いで実装点高さ算出部２４は、定点計測工程（ＳＴ１２）で計測した定点計測点の高さＨｓｎに基づき、基板保持部４に保持されている基板Ｂの実装点の高さＨｋｎ（算出実装点高さ）を算出する（ＳＴ１４：実装点高さ算出工程）。次いで実装動作処理部２２Ａは、実装ヘッド移動機構１０を制御して部品Ｐを保持するノズル８を基板保持部４に保持された基板Ｂの実装点Ｋｎの上方に移動させる。次いで実装動作処理部２２Ａは、算出実装点高さに基づいてノズル８の下降量Ｚｋｎを算出し、ノズル昇降機構９を制御して、ノズル８を下降させて基板Ｂの実装点Ｋｎに部品Ｐを実装する（ＳＴ１５：第１部品実装工程）。

【0045】

実装点高さ算出工程（ＳＴ１４）と第１部品実装工程（ＳＴ１５）を繰り返し実行し、基板保持部４に保持された基板Ｂに対する部品Ｐの実装点Ｋｎへの実装が終了すると、実装動作処理部２２Ａは、基板搬送機構３を制御して、基板Ｂを搬出させる（ＳＴ１６：基板搬出工程）。追加計測工程（ＳＴ１３）において追加計測点の高さＨｔｎの計測がされた基板Ｂの枚数が所定数より少ない場合（ＳＴ１７においてＮｏ）、図８中の左側に示す基板搬入工程（ＳＴ１０）に戻って、次の基板Ｂに対する部品実装作業が実行される。なお、最後の第１部品実装工程（ＳＴ１５）から基板搬出工程（ＳＴ１６）までの間に待ち時間がある場合は、さらに追加計測工程（ＳＴ１３）を実行して残りの追加計測点の高さＨｔｎを計測してもよい。

【0046】

図８において、所定の枚数の基板Ｂで追加計測点の高さＨｔｎの計測がされると（ＳＴ１７においてＹｅｓ）、学習データ作成工程（ＳＴ１Ａ）が実行されて、計測された定点計測点の高さＨｓｎと、計測された追加計測点の高さＨｔｎに基づき、学習データ３２Ａが作成される。次いで学習工程（ＳＴ２Ａ）が実行されて、学習データ３２Ａに基づき、学習モデル３３Ａが生成される。次いで図８中の右側に示す基板搬入工程（ＳＴ１０）に進んで、次の作業対象の基板Ｂが搬入される。

【0047】

次いで基板保持工程（ＳＴ１１）、定点計測工程（ＳＴ１２）が実行される。次いで追加点高さ推定工程（ＳＴ３Ａ）が実行されて、基板保持部４に保持されている基板Ｂの定点計測点の高さＨｓｎから当該基板Ｂの推定追加点高さ（追加計測点の高さＨｔｎ）が推定（算出）される。次いで補正実装点高さ算出部２８Ａは、基板保持部４に保持されている基板Ｂの定点計測点の高さＨｓｎと、追加点高さ推定工程（ＳＴ３Ａ）において推定された推定追加点高さに基づき、基板保持部４に保持されている基板Ｂの実装点の高さＨｋｎ（補正実装点高さ）を算出する（ＳＴ１８：補正実装点高さ算出工程）。

【0048】

図８において、次いで実装動作処理部２２Ａは、実装ヘッド移動機構１０を制御して部品Ｐを保持するノズル８を基板保持部４に保持された基板Ｂの実装点Ｋｎの上方に移動させる。次いで実装動作処理部２２Ａは、第２算出実装高さに基づいてノズル８の下降量Ｚｋｎを算出し、ノズル昇降機構９を制御して、ノズル８を下降させて基板Ｂの実装点Ｋｎに部品Ｐを実装させる（ＳＴ１９：第２部品実装工程）。すなわち、計測された定点計測点の高さＨｓｎと、推定された追加計測点の高さＨｔｎ（推定追加点高さ）に基づき、部品Ｐを保持するノズル８を基板保持部４に保持された基板Ｂの上方に移動させ、部品Ｐを保持したノズル８を下降させて基板Ｂの実装点Ｋｎに部品Ｐを実装させる。

【0049】

以下、推定実装点高さ算出工程（ＳＴ１８）と第２部品実装工程（ＳＴ１９）を繰り返し実行し、基板保持部４に保持された基板Ｂに対する部品Ｐの実装が終了すると、基板搬出工程（ＳＴ１６）が実行される。そして、所定枚数の実装基板の生産が終了するまで（ＳＴ２０においてＮｏ）、図８中の右側に示す基板搬入工程（ＳＴ１０）に戻って、次の基板Ｂに対する部品実装作業が実行される。

【0050】

このように、第１の実施形態の部品実装方法では、所定数の追加計測点の高さＨｔｎが蓄積されるまで（ＳＴ１７においてＮｏ）、定点計測工程（ＳＴ１２）と追加計測工程（ＳＴ１３）を実行し、定点計測点高さデータ３０と追加計測点高さデータ３１Ａを蓄積する。その間は、計測された定点計測点の高さＨｓｎに基づく実装点の高さＨｋｎ（算出実装点高さ）からノズル８の下降量Ｚｋｎを算出し、実装点Ｋｎに部品Ｐを実装する（ＳＴ１５）。

【0051】

そして、所定数の追加計測点の高さＨｔｎが蓄積されると（ＳＴ１７においてＹｅｓ）、定点計測点高さデータ３０と追加計測点高さデータ３１Ａから学習データ３２Ａを作成し（ＳＴ１Ａ）、機械学習により学習モデル３３Ａを生成する（ＳＴ２Ａ）。その後は、定点計測工程（ＳＴ１２）のみ実行し、計測された定点計測点の高さＨｓｎと、学習モデル３３Ａを用いて推定した推定追加点高さに基づき算出した実装点の高さＨｋｎ（補正実装点高さ）からノズル８の下降量Ｚｋｎを算出し、実装点Ｋｎに部品Ｐを実装する（ＳＴ１９）。これによって、基板Ｂに反りがあっても実装品質を確保して効率的に部品Ｐを実装することができる。

【0052】

次に図９を参照して、第２の実施形態の部品実装装置（以下、単に「部品実装装置１Ｂ」と称する。）の制御系の構成について説明する。以下、第１の実施形態の部品実装装置１Ａと同じ構成要素には同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。部品実装装置１Ｂは、制御装置２０Ｂ、基板搬送機構３、基板保持部４、実装ヘッド７、実装ヘッド移動機構１０、ヘッドカメラ１１、高さセンサ１２、タッチパネル１３を備えている。制御装置２０Ｂは、記憶部２１Ｂ、実装動作処理部２２Ｂ、高さ計測処理部２３Ｂ、撮像処理部３５Ｂ、実装点高さ算出部２４、学習データ作成部２５Ｂ、学習部２６Ｂ、実装点高さ推定部３６Ｂ、評価部３７Ｂを備えている。

【0053】

記憶部２１Ｂは記憶装置であり、実装データ２９、定点計測点高さデータ３０、撮像画像データ３８Ｂ、算出実装点高さデータ３９Ｂ、学習データ３２Ｂ、学習モデル３３Ｂ、推定実装点高さデータ４０Ｂなどが記憶されている。高さ計測処理部２３Ｂは、実装データ２９に記憶される定点計測点Ｓｎの座標に基づいて高さ計測部（実装ヘッド移動機構１０、高さセンサ１２）を制御して、基板保持部４に保持された基板Ｂの定点計測点の高さＨｓｎを計測する。高さ計測処理部２３Ｂは、計測した定点計測点の高さＨｓｎと、計測対象の基板Ｂを特定する情報、計測日時などを関連付けて、定点計測点高さデータ３０として記憶部２１Ｂに記憶させる。

【0054】

図９において、実装点高さ算出部２４は、計測された定点計測点の高さＨｓｎに基づいて、部品Ｐを実装する基板Ｂの実装点の高さＨｋｎ（算出実装点高さ）を算出する。実装点高さ算出部２４は、算出した算出実装点高さを、基板Ｂを特定する情報と関連付けて、算出実装点高さデータ３９Ｂとして記憶部２１Ｂに記憶させる。撮像処理部３５Ｂは、部品実装作業中に部品Ｐを保持したノズル８が実装点Ｋｎの上方に水平方向（ＸＹ方向）に移動して位置合わせを行った後、ノズル８を下降させる前に、ヘッドカメラ１１を制御して基板Ｂの上面Ｂａを撮像させる。すなわち、ヘッドカメラ１１（撮像部）は、ノズル８が実装点Ｋｎに部品Ｐを実装する毎に、基板Ｂの上面Ｂａを撮像する。

【0055】

図１０（ａ）は、部品Ｐ５を保持したノズル８が実装点Ｋ５の上方で水平方向を位置合わせして停止した状態を示している。図１０（ｂ）は、部品Ｐ５を基板Ｂに実装する直前の実装点Ｋ５付近の基板Ｂの上面Ｂａの状態を示している。撮像処理部３５Ｂは、ノズル８が実装点Ｋ５の上方に停止した状態でヘッドカメラ１１を制御して、基板Ｂの上面Ｂａを撮像させる。この例では、ヘッドカメラ１１の撮像範囲に、基板Ｂの実装点Ｋ４に実装済みの部品Ｐ４が含まれている。撮像処理部３５Ｂは、撮像された基板Ｂの上面Ｂａの撮像画像、計測対象の基板Ｂを特定する情報、ノズル８が停止した実装点Ｋ５を特定する情報、撮像日時などを関連付けて、撮像画像データ３８Ｂとして記憶部２１Ｂに記憶させる。

【0056】

図１１（ａ）～（ｃ）は、ノズル８が実装点Ｋ５の上方に停止した状態において、ヘッドカメラ１１によって撮像された撮像画像１１ａの例を示している。実装点Ｋ５に対応する撮像画像１１ａに含まれる部品Ｐ４の大きさ（撮像画像１１ａに占める面積の割合）は、基板Ｂの反りにより変化する。すなわち、基板Ｂの上方への反り量が大きい場合は、基板Ｂの上面Ｂａがヘッドカメラ１１に近づくため、部品Ｐ４が大きく写る。図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）に示す撮像画像１１ａは、実装点Ｋ５の実装点の高さＨｋ５が低い順に並べてある。このように、実装点の高さＨｋ５により撮像画像１１ａ中の部品Ｐ４の大きさが変化することから、実装点Ｋ５に対応する撮像画像１１ａに占める部品Ｐ４の割合等からその実装点の高さＨｋ５を推定することができる。

【0057】

図９において、学習データ作成部２５Ｂは、算出実装点高さデータ３９Ｂに含まれる実装点Ｋｎの算出実装点高さ（算出された実装点の高さＨｋｎ）と、撮像画像データ３８Ｂに含まれる実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａ（撮像された基板Ｂの上面Ｂａの画像）に基づき、学習データ３２Ｂを作成する。すなわち、学習データ３２Ｂは、実装点Ｋｎ毎に作成される。作成された学習データ３２Ｂは、記憶部２１Ｂに記憶される。学習部２６Ｂは、実装点Ｋｎに対応する学習データ３２Ｂを教師データとして、後述する実装点Ｋｎに対応する学習モデル３３Ｂを、機械学習等を用いた学習アルゴリズムにより生成する。生成された学習モデル３３Ｂは、記憶部２１Ｂに記憶される。

【0058】

実装点高さ推定部３６Ｂは、生成された実装点Ｋｎに対応する学習モデル３３Ｂを用いて、実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａ（撮像された画像）から実装点の高さＨｋｎを推定（算出）する。推定された実装点の高さＨｋｎ（以下、単に「推定実装点高さ」と称する。）は、推定実装点高さデータ４０Ｂとして記憶部２１Ｂに記憶される。算出された推定実装点高さは、実装動作処理部２２Ｂによる部品Ｐの実装動作におけるノズル８の下降量Ｚｋｎの算出に使用される。

【0059】

ここで、図１２を参照して、第２の実施形態の部品実装装置１Ｂにより推定実装点高さを推定する実装点高さ推定方法について説明する。まず、学習データ作成部２５Ｂは、記憶部２１Ｂに記憶されている算出実装点高さデータ３９Ｂと撮像画像データ３８Ｂより、同一の基板Ｂにおける同一の実装点Ｋｎの算出実装点高さ（算出された実装点の高さＨｋｎ）と、撮像画像１１ａ（撮像された基板Ｂの上面Ｂａの画像）に基づき、学習データ３２Ｂを作成する（ＳＴ１Ｂ：学習データ作成工程）。

【0060】

すなわち、学習データ作成部２５Ｂは、複数（例えば、５０枚）の基板Ｂについて、定点計測点の高さＨｓｎから算出された実装点Ｋｎの算出実装点高さ、実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａ、および基板Ｂと実装点Ｋｎを特定する情報を関連付けた教師データを作成し、学習データ３２Ｂとして記憶させる。図１２の例では、基板Ｂ１の実装点Ｋｎの算出実装点高さと、実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａを関連付けた教師データが、実装点Ｋｎの学習データ３２Ｂとして作成される。また、基板Ｂ２の実装点Ｋｎの算出実装点高さと、実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａを関連付けた教師データが、実装点Ｋｎの学習データ３２Ｂとして作成される。

【0061】

図１２において、次いで学習部２６Ｂは、実装点Ｋｎの学習データ３２Ｂに基づき、実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂを生成する（ＳＴ２Ｂ：学習工程）。作成された学習モデル３３Ｂは記憶部２１Ｂに記憶される。次いで実装点高さ推定部３６Ｂは、生成された実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂを用いて、学習モデル３３Ｂの作成後に撮像された基板Ｂ９９の実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａから当該基板Ｂ９９の実装点Ｋｎの推定実装点高さ（実装点の高さＨｋｎ）を推定（算出）する（ＳＴ３Ｂ：実装点高さ推定工程）。推定された推定実装点高さは、推定実装点高さデータ４０Ｂとして記憶部２１Ｂに記憶される。

【0062】

すなわち、実装点高さ推定部３６Ｂは、実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂを用いて、ノズル８を基板Ｂ９９の実装点Ｋｎの上方に停止させて撮像した実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａから基板Ｂ９９の実装点Ｋｎの推定実装点高さを計算する。言い換えると、学習モデル３３Ｂは、ノズル８を実装点Ｋｎの上方に停止させて撮像した実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａから、実装点Ｋｎの実装点の高さＨｋｎを推定（算出）する計算式や計算方法である。

【0063】

図９において、評価部３７Ｂは、算出実装点高さデータ３９Ｂに含まれる実装点Ｋｎの算出実装点高さ（算出された実装点の高さＨｋｎ）と、推定実装点高さデータ４０Ｂに含まれる実装点Ｋｎの推定実装点高さ（推定された実装点の高さＨｋｎ）の差を評価する。具体的には、ある基板Ｂの実装点Ｋｎの算出実装点高さと、その基板Ｂの実装点Ｋｎの推定実装点高さの差が、所定の範囲より小さいか否かを判断する。すなわち、評価部３７Ｂは、実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂの精度が所定の精度に到達したか否かを学習モデル３３Ｂ毎に判断する。

【0064】

例えば、図１２の例では、評価部３７Ｂは、算出実装点高さデータ３９Ｂに記憶されている基板Ｂ１の実装点Ｋｎの算出実装点高さと、撮像画像データ３８Ｂに記憶されている基板Ｂ１の実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａから実装高さ推定部３６Ｂが実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂを用いて推定した推定実装点の高さの差を算出する。そして、評価部３７Ｂは、実装点Ｋｎの算出実装点高さと推定実装点の高さの差が、所定の範囲（例えば±１０％）より小さい場合は、実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂが所定の精度に到達したと判断する。

【0065】

図９において、実装動作処理部２２Ｂは、生成された実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂの精度が所定の精度に達していない（差が所定範囲より大きい）場合は、定点計測点の高さＨｓｎから算出された実装点Ｋｎの算出実装点高さに基づいて、ノズル８の下降量Ｚｋｎを算出する。また、実装動作処理部２２Ｂは、生成された実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂの精度が所定の精度に達した（差が所定範囲より小さい）場合は、実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂを用いて推定された実装点Ｋｎの推定実装点高さに基づいて、ノズル８の下降量Ｚｋｎを算出する。

【0066】

すなわち、実装動作処理部２２Ｂは、実装点Ｋｎの算出実装点高さ、または、推定実装点高さに基づいて、部品Ｐを保持したノズル８を基板Ｂの実装点Ｋｎに下降させる実装ヘッド制御部である。評価部３７Ｂによって全ての実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂの精度が所定の精度に達した（差が所定の範囲より小さくなった）と判断されると、その後、実装動作処理部２２Ｂは、実装点Ｋｎの推定実装点高さに基づいて、部品Ｐを保持したノズル８を基板Ｂの実装点Ｋｎに下降させる。全ての実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂの精度が所定の精度に達すると、その後、高さ計測部（実装ヘッド移動機構１０、高さセンサ１２）は、定点計測点の高さＨｓｎを計測しない。これによって、基板Ｂに反りがあっても実装品質を確保して効率的に部品Ｐを実装することができる。

【0067】

上記説明したように、第２の実施形態の部品実装装置１Ｂは、基板Ｂを保持する基板保持部４と、部品Ｐを保持するノズル８を有する実装ヘッド７と、基板Ｂの定点計測点の高さＨｓｎを計測する高さ計測部（実装ヘッド移動機構１０、高さセンサ１２）と、計測された定点計測点の高さＨｓｎに基づいて、実装点の高さＨｋｎを算出する実装点高さ算出部２４と、ノズル８が実装点Ｋｎに部品Ｐを実装する際に、基板Ｂを撮像する撮像部（ヘッドカメラ１１）を備える。

【0068】

さらに部品実装装置１Ｂは、算出実装点高さと、撮像画像１１ａに基づき、学習データ３２Ｂを作成する学習データ作成部２５Ｂと、学習データ３２Ｂに基づき、学習モデル３３Ｂを生成する学習部２６Ｂと、生成された学習モデル３３Ｂを用いて、実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａから実装点の高さＨｋｎを推定する実装点高さ推定部３６Ｂと、算出実装点高さ、または、推定実装点高さに基づいて、ノズル８を基板Ｂの実装点Ｋｎに下降させる実装ヘッド制御部（実装動作処理部２２Ｂ）を備える。これによって、基板Ｂに反りがあっても実装品質を確保して効率的に部品Ｐを実装することができる。

【0069】

次に図１３のフローに沿って、第２の実施形態の部品実装装置１Ｂにより基板Ｂに部品Ｐを実装する部品実装方法について説明する。以下、第１の実施形態の部品実装装置１Ａによる部品実装方法、実装点高さ推定方法と同じ工程には同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。まず、基板搬入工程（ＳＴ１０）、基板保持工程（ＳＴ１１）が実行されて、基板Ｂが基板保持部４の作業位置Ｗに保持される。次いで定点計測工程（ＳＴ１２）が実行されて、基板保持部４に保持された基板Ｂの上面Ｂａの定点計測点の高さＨｓｎが計測される。計測された定点計測点の高さＨｓｎは、定点計測点高さデータ３０として記憶部２１Ｂに記憶される。

【0070】

次いで実装動作処理部２２Ｂは、実装ヘッド移動機構１０を制御して実装ヘッド７を水平方向に移動させて、部品Ｐを保持したノズル８を実装点Ｋｎの上方に水平移動させる（ＳＴ３０：ノズル水平移動工程）。この時、ヘッドカメラ１１（撮像部）は実装ヘッド７と一体に移動して、実装点Ｋｎに対応する位置に移動する。次いでヘッドカメラ１１は、基板Ｂの上面Ｂａの実装点Ｋｎに対応する位置を撮像する（ＳＴ３１：撮像工程）。すなわち、実装ヘッド７と一体に移動するヘッドカメラ１１により、ノズル８が基板Ｂの実装点Ｋｎに部品Ｐを実装する際に、基板Ｂの上面Ｂａが撮像される。撮像された実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａは、撮像画像データ３８Ｂとして記憶部２１Ｂに記憶される。

【0071】

図１３において、次いで実装点高さ算出工程（ＳＴ１４）が実行され、定点計測工程（ＳＴ１２）において計測された定点計測点の高さＨｓｎに基づき、基板保持部４に保持されている基板Ｂの実装点Ｋｎの実装点の高さＨｋｎ（算出実装点高さ）が算出される。算出された実装点Ｋｎの算出実装点高さは、算出実装点高さデータ３９Ｂとして記憶部２１Ｂに記憶される。

【0072】

次いで実装動作処理部２２Ｂは、ノズル８が停止している実装点Ｋｎの算出実装点高さに基づいてノズル８の下降量Ｚｋｎを算出し、ノズル昇降機構９を制御して、ノズル８を下降させて基板Ｂの実装点Ｋｎに部品Ｐを実装させる（ＳＴ３２：第１ノズル下降工程）。すなわち、算出された実装点Ｋｎの実装点の高さＨｋｎに基づいて、部品Ｐを保持したノズル８を下降させて基板Ｂの実装点Ｋｎに部品Ｐを実装する。以下、次の実装点Ｋｎへのノズル水平移動工程（ＳＴ３０）、撮像工程（ＳＴ３１）、実装点高さ算出工程（ＳＴ１４）、第１ノズル下降工程（ＳＴ３２）が、繰り返し実行される。基板保持部４に保持された基板Ｂに対する部品Ｐの実装が終了すると、基板搬出工程（ＳＴ１６）が実行される。

【0073】

図１３において、次いで学習データ作成工程（ＳＴ１Ｂ）が実行されて、実装点Ｋｎの算出実装点高さと、実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａに基づき、実装点Ｋｎの学習データ３２Ｂが作成される。次いで学習工程（ＳＴ２Ｂ）が実行されて、実装点Ｋｎの学習データ３２Ｂに基づき、実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂが生成される。次いで評価部３７Ｂは、実装点Ｋｎの算出実装点高さと、実装点高さ推定部３６Ｂが実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂを用いて推定した実装点Ｋｎの推定実装点高さの差に基づいて、実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂの精度が所定の精度に到達したか否かを評価する（ＳＴ３３：評価工程）。

【0074】

全ての実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂの精度が所定の精度に到達していないと判断された場合（ＳＴ３４においてＮｏ）、図１３中の左側に示す基板搬入工程（ＳＴ１０）に戻って、次の基板Ｂに対する部品実装作業が実行される。なお、所定枚数（例えば、５０枚）分の定点計測点の高さＨｓｎと撮像画像１１ａが蓄積されるまで、学習データ作成工程（ＳＴ１Ｂ）、学習工程（ＳＴ２Ｂ）、評価工程（ＳＴ３２）はスキップされる。

【0075】

図１３において、全ての実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂの精度が所定の精度に到達した判断された場合（ＳＴ３４においてＹｅｓ）、次いで図１３中の右側に示す基板搬入工程（ＳＴ１０）に進んで、次の作業対象の基板Ｂが搬入され、基板保持工程（ＳＴ１１）が実行される。次いで定点計測工程（ＳＴ１２）は実行せれずに、ノズル水平移動工程（ＳＴ３０）、撮像工程（ＳＴ３１）が実行される。これにより、基板保持部４に保持されている基板Ｂの実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａが取得される。このように、定点計測工程（ＳＴ１２）をスキップすることで、部品実装作業の作業時間が短縮される。

【0076】

次いで実装点高さ推定工程（ＳＴ３Ｂ）が実行される。これにより、基板保持部４に保持されている基板Ｂの実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａから、当該基板Ｂの実装点Ｋｎの推定実装点高さ（実装点の高さＨｋｎ）が推定（算出）される。次いで実装動作処理部２２Ｂは、実装点Ｋｎの推定実装点高さに基づいてノズル８の下降量Ｚｋｎを算出し、ノズル昇降機構９を制御して、ノズル８を下降させて基板Ｂの実装点Ｋｎに部品Ｐを実装させる（ＳＴ３５：第２ノズル下降工程）。すなわち、推定された実装点の高さＨｋｎに基づいて、部品Ｐを保持したノズル８を下降させて基板Ｂの実装点Ｋｎに部品Ｐを実装する。

【0077】

以下、次の実装点Ｋｎへのノズル水平移動工程（ＳＴ３０）、撮像工程（ＳＴ３１）、実装点高さ推定工程（ＳＴ３Ｂ）、第２ノズル下降工程（ＳＴ３５）が、繰り返し実行される。基板保持部４に保持された基板Ｂに対する部品Ｐの実装が終了すると、基板搬出工程（ＳＴ１６）が実行される。そして、所定枚数の実装基板の生産が終了するまで（ＳＴ２０においてＮｏ）、図１３中の右側に示す基板搬入工程（ＳＴ１０）に戻って、次の基板Ｂに対する部品実装作業が実行される。

【0078】

このように、第２の実施形態の部品実装方法では、所定数の実装点Ｋｎに対応する撮像画像１１ａが蓄積され、生成された全ての実装点Ｋｎの学習モデル３３Ｂの精度が所定の精度に到達するまで（ＳＴ３４においてＮｏ）、定点計測工程（ＳＴ１２）と撮像工程（ＳＴ３１）を実行する。その間は、計測された定点計測点の高さＨｓｎに基づき算出される実装点Ｋｎの実装点の高さＨｋｎ（算出実装点高さ）からノズル８の下降量Ｚｋｎを算出し、実装点Ｋｎに部品Ｐを実装する（ＳＴ３２）。

【0079】

そして、所定の精度の学習モデル３３Ｂが生成されると（ＳＴ３４においてＹｅｓ）、その後、定点計測工程（ＳＴ１２）はスキップされる。その後は、撮像工程（ＳＴ３１）と実装点高さ推定工程（ＳＴ３Ｂ）を実行し、実装点Ｋｎの推定実装点高さからノズル８の下降量Ｚｋｎを算出して、実装点Ｋｎに部品Ｐを実装する（ＳＴ３５）。これによって、基板Ｂに反りがあっても実装品質を確保して効率的に部品Ｐを実装することができる。

【産業上の利用可能性】

【0080】

本発明の部品実装装置および部品実装方法は、基板に反りがあっても実装品質を確保して効率的に部品を実装することができるという効果を有し、部品を基板に実装する分野において有用である。

【符号の説明】

【0081】

１、１Ａ、１Ｂ 部品実装装置
４ 基板保持部
７ 実装ヘッド
８ ノズル
１０ 実装ヘッド移動機構（高さ計測部）
１１ ヘッドカメラ（撮像部）
１２ 高さセンサ（高さ計測部）
Ｂ 基板
Ｂａ 上面
Ｈｋｎ、Ｈｋ５ 実装点の高さ
Ｈｓｎ 定点計測点の高さ
Ｈｔｎ 追加計測点の高さ
Ｋ１～Ｋ５、Ｋｎ 実装点
Ｐ、Ｐ４、Ｐ５ 部品
Ｓ１～Ｓ９、Ｓｎ 定点計測点
Ｔ１～Ｔ１２ 追加計測点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】