特許 7542218 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 Q

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020167822

(22)【出願日】2020-10-02

(65)【公開番号】P2022059927

(43)【公開日】2022-04-14

【審査請求日】2023-08-03

(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】須山 直紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１２０７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２３５０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１１９１４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０５８６０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／０４

Ｈ０５Ｋ 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、
基台に設けられ、基板を搬送して作業位置に保持する基板搬送部と、
前記基台に対して相対的に移動可能に設けられ、前記作業位置に保持された基板の実装点に部品を実装する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させる実装ヘッド移動機構と、
前記実装ヘッドと一体的に移動して、下方を撮像する撮像部と、
前記基台に設けられた複数の第１基準部と、
前記撮像部により撮像された前記複数の第１基準部の画像に基づいて、前記実装ヘッドが前記実装点に部品を実装する際の第１補正値を算出する第１補正値算出部と、
前記複数の第１基準部を撮像した際に前記撮像部により撮像された第２基準部の画像に基づいて、第２補正値を算出する第２補正値算出部と、
前記第１補正値と、前記第２補正値と、その後に撮像された前記第２基準部の画像に基づき第３補正値を算出する第３補正値算出部と、
前記第３補正値に基づいて、前記実装ヘッドが基板の実装点に部品を実装するように前記実装ヘッド移動機構を制御する制御部を備え、
前記第２基準部は、前記実装ヘッドによる部品の実装作業中に前記撮像部によって撮像される位置に設けられている、部品実装装置。

【請求項2】

基板に部品を実装する部品実装装置であって、
基台に設けられ、基板を搬送して作業位置に保持する基板搬送部と、
前記基台に対して相対的に移動可能に設けられ、前記作業位置に保持された基板の実装点に部品を実装する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させる実装ヘッド移動機構と、
前記実装ヘッドと一体的に移動して、下方を撮像する撮像部と、
前記基台に設けられた複数の第１基準部と、
前記撮像部により撮像された前記複数の第１基準部の画像に基づいて、前記実装ヘッドが前記実装点に部品を実装する際の第１補正値を算出する第１補正値算出部と、
前記複数の第１基準部を撮像した際に前記撮像部により撮像された第２基準部の画像に基づいて、第２補正値を算出する第２補正値算出部と、
前記第１補正値と、前記第２補正値と、その後に撮像された前記第２基準部の画像に基づき第３補正値を算出する第３補正値算出部と、
前記第３補正値に基づいて、前記実装ヘッドが基板の実装点に部品を実装するように前記実装ヘッド移動機構を制御する制御部を備え、
前記第２基準部は、前記実装ヘッドに部品を供給する部品供給部から部品を受け取った前記実装ヘッドが、前記作業位置に保持された基板に移動する経路中に設けられている、部品実装装置。

【請求項3】

前記第２基準部は、前記基板搬送部に設けられている、請求項１または２に記載の部品実装装置。

【請求項4】

基板に部品を実装する部品実装装置であって、
基台に設けられ、基板を搬送して作業位置に保持する基板搬送部と、
前記基台に対して相対的に移動可能に設けられ、前記作業位置に保持された基板の実装点に部品を実装する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させる実装ヘッド移動機構と、
前記実装ヘッドと一体的に移動して、下方を撮像する撮像部と、
前記基台に設けられた複数の第１基準部と、
前記撮像部により撮像された前記複数の第１基準部の画像に基づいて、前記実装ヘッドが前記実装点に部品を実装する際の第１補正値を算出する第１補正値算出部と、
前記複数の第１基準部を撮像した際に前記撮像部により撮像された第２基準部の画像に基づいて、第２補正値を算出する第２補正値算出部と、
前記第１補正値と、前記第２補正値と、その後に撮像された前記第２基準部の画像に基づき第３補正値を算出する第３補正値算出部と、
前記第３補正値に基づいて、前記実装ヘッドが基板の実装点に部品を実装するように前記実装ヘッド移動機構を制御する制御部を備え、
前記撮像部が前記複数の第１基準部を撮像する頻度は、前記第２基準部を撮像する頻度より低い、部品実装装置。

【請求項5】

基板に部品を実装する部品実装装置であって、
基台に設けられ、基板を搬送して作業位置に保持する基板搬送部と、
前記基台に対して相対的に移動可能に設けられ、前記作業位置に保持された基板の実装点に部品を実装する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させる実装ヘッド移動機構と、
前記実装ヘッドと一体的に移動して、下方を撮像する撮像部と、
前記基板搬送部に設けられた複数の第２基準部と、
前記撮像部により撮像された前記複数の第２基準部の画像に基づいて、前記実装ヘッドが前記実装点に部品を実装する際の第１補正値を算出する第１補正値算出部と、
撮像された前記複数の第２基準部のうちの一の第２基準部の画像に基づいて、第２補正値を算出する第２補正値算出部と、
前記第１補正値と、前記第２補正値と、その後に撮像された前記一の第２基準部の画像に基づき第３補正値を算出する第３補正値算出部と、
前記第３補正値に基づいて、前記実装ヘッドが基板の実装点に部品を実装するように前記実装ヘッド移動機構を制御する制御部を備える、部品実装装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記実装ヘッドに部品を供給する部品供給部から部品を受け取った前記実装ヘッドが、前記作業位置に保持された基板に移動する途中に前記撮像部が前記一の第２基準部を撮像できるように前記実装ヘッド移動機構を制御する、請求項５に記載の部品実装装置。

【請求項7】

基板に部品を実装する部品実装方法であって、
基台に対して相対的に移動可能に設けられ、前記基台に設けられた基板搬送部の作業位置に保持された基板の実装点に部品を実装する実装ヘッドと一体的に移動して下方を撮像する撮像部によって、前記基台に設けられた複数の第１基準部を撮像し、
撮像された前記複数の第１基準部の画像に基づいて、前記実装ヘッドが前記実装点に部品を実装する際の第１補正値を算出し、
前記複数の第１基準部が撮像される際に、前記撮像部により第２基準部を撮像し、
前記第２基準部の画像に基づいて、第２補正値を算出し、
前記実装ヘッドが部品供給部から部品を受け取り、前記作業位置に保持された基板に前記部品を実装するまでの間に、前記撮像部により前記第２基準部を撮像し、
前記第１補正値と、前記第２補正値と、撮像された前記第２基準部の画像に基づいて、第３補正値を算出し、
算出された前記第３補正値に基づいて、前記実装ヘッドが前記実装点に部品を実装する、部品実装方法。

【請求項8】

前記第２基準部は、前記基板搬送部に設けられている、請求項７に記載の部品実装方法。

【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ものである。

【背景技術】

【0002】

基板に部品を実装する部品実装装置では、部品供給部から取り出した部品を実装ヘッドを実装ヘッド移動機構によって基板に搭載する部品実装動作が反復して実行される。このような部品実装動作における実装位置精度は一定ではなく、稼働時間の経過に伴う経時変化、例えば実装ヘッド移動機構において実装ヘッドを移動させるビームの経時的な熱変形によって変動する。

【0003】

この経時変化による実装位置精度の低下を防止するため、部品実装動作を反復する過程における経時変化を検出して補正する機能を備えた部品実装装置が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１に示す先行技術例では、基台面において基板の周囲の複数点に固定的に設置された位置基準ポストを、実装ヘッドとともに移動するカメラによって撮像して位置認識した結果に基づき、ビームの経時的な変形状態を検出するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－２３５０１８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、位置基準位置を撮像する位置補正動作は、部品実装動作とは異なる動作であるため、部品実装効率の低下を防止する観点から位置補正動作は所定の間隔（例えば、基板枚数毎）で実行していたため、次の問題点があった。すなわち、熱変形に起因する経時変化は１枚の基板における複数回の部品実装動作の間にも刻々と変化するものであるため、実装精度を向上させるために位置補正動作の頻度を増やすと部品実装効率が低下するという課題があった。

【0006】

そこで本発明は、経時変化による実装位置のずれを適正に補正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、基台に設けられ、基板を搬送して作業位置に保持する基板搬送部と、前記基台に対して相対的に移動可能に設けられ、前記作業位置に保持された基板の実装点に部品を実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動させる実装ヘッド移動機構と、前記実装ヘッドと一体的に移動して、下方を撮像する撮像部と、前記基台に設けられた複数の第１基準部と、前記撮像部により撮像された前記複数の第１基準部の画像に基づいて、前記実装ヘッドが前記実装点に部品を実装する際の第１補正値を算出する第１補正値算出部と、前記複数の第１基準部を撮像した際に前記撮像部により撮像された第２基準部の画像に基づいて、第２補正値を算出する第２補正値算出部と、前記第１補正値と、前記第２補正値と、その後に撮像された前記第２基準部の画像に基づき第３補正値を算出する第３補正値算出部と、前記第３補正値に基づいて、前記実装ヘッドが基板の実装点に部品を実装するように前記実装ヘッド移動機構を制御する制御部を備え、前記第２基準部は、前記実装ヘッドによる部品の実装作業中に前記撮像部によって撮像される位置に設けられている。
また、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、基台に設けられ、基板を搬送して作業位置に保持する基板搬送部と、前記基台に対して相対的に移動可能に設けられ、前記作業位置に保持された基板の実装点に部品を実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動させる実装ヘッド移動機構と、前記実装ヘッドと一体的に移動して、下方を撮像する撮像部と、前記基台に設けられた複数の第１基準部と、前記撮像部により撮像された前記複数の第１基準部の画像に基づいて、前記実装ヘッドが前記実装点に部品を実装する際の第１補正値を算出する第１補正値算出部と、前記複数の第１基準部を撮像した際に前記撮像部により撮像された第２基準部の画像に基づいて、第２補正値を算出する第２補正値算出部と、前記第１補正値と、前記第２補正値と、その後に撮像された前記第２基準部の画像に基づき第３補正値を算出する第３補正値算出部と、前記第３補正値に基づいて、前記実装ヘッドが基板の実装点に部品を実装するように前記実装ヘッド移動機構を制御する制御部を備え、前記第２基準部は、前記実装ヘッドに部品を供給する部品供給部から部品を受け取った前記実装ヘッドが、前記作業位置に保持された基板に移動する経路中に設けられている。
さらに、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、基台に設けられ、基板を搬送して作業位置に保持する基板搬送部と、前記基台に対して相対的に移動可能に設けられ、前記作業位置に保持された基板の実装点に部品を実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動させる実装ヘッド移動機構と、前記実装ヘッドと一体的に移動して、下方を撮像する撮像部と、前記基台に設けられた複数の第１基準部と、前記撮像部により撮像された前記複数の第１基準部の画像に基づいて、前記実装ヘッドが前記実装点に部品を実装する際の第１補正値を算出する第１補正値算出部と、前記複数の第１基準部を撮像した際に前記撮像部により撮像された第２基準部の画像に基づいて、第２補正値を算出する第２補正値算出部と、前記第１補正値と、前記第２補正値と、その後に撮像された前記第２基準部の画像に基づき第３補正値を算出する第３補正値算出部と、前記第３補正値に基づいて、前記実装ヘッドが基板の実装点に部品を実装するように前記実装ヘッド移動機構を制御する制御部を備え、前記撮像部が前記複数の第１基準部を撮像する頻度は、前記第２基準部を撮像する頻度より低い。

【0008】

本発明の他の部品実装装置は、基板に部品を実装する部品実装装置であって、基台に設けられ、基板を搬送して作業位置に保持する基板搬送部と、前記基台に対して相対的に移動可能に設けられ、前記作業位置に保持された基板の実装点に部品を実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動させる実装ヘッド移動機構と、前記実装ヘッドと一体的に移動して、下方を撮像する撮像部と、前記基板搬送部に設けられた複数の第２基準部と、前記撮像部により撮像された前記複数の第２基準部の画像に基づいて、前記実装ヘッドが前記実装点に部品を実装する際の第１補正値を算出する第１補正値算出部と、撮像された前記複数の第２基準部のうちの一の第２基準部の画像に基づいて、第２補正値を算出する第２補正値算出部と、前記第１補正値と、前記第２補正値と、その後に撮像された前記一の第２基準部の画像に基づき第３補正値を算出する第３補正値算出部と、前記第３補正値に基づいて、前記実装ヘッドが基板の実装点に部品を実装するように前記実装ヘッド移動機構を制御する制御部を備える。

【0009】

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、基台に対して相対的に移動可能に設けられ、前記基台に設けられた基板搬送部の作業位置に保持された基板の実装点に部品を実装する実装ヘッドと一体的に移動して下方を撮像する撮像部によって、前記基台に設けられた複数の第１基準部を撮像し、撮像された前記複数の第１基準部の画像に基づいて、前記実装ヘッドが前記実装点に部品を実装する際の第１補正値を算出し、前記複数の第１基準部が撮像される際に、前記撮像部により第２基準部を撮像し、前記第２基準部の画像に基づいて、第２補正値を算出し、前記実装ヘッドが部品供給部から部品を受け取り、前記作業位置に保持された基板に前記部品を実装するまでの間に、前記撮像部により前記第２基準部を撮像し、前記第１補正値と、前記第２補正値と、撮像された前記第２基準部の画像に基づいて、第３補正値を算出し、算出された前記第３補正値に基づいて、前記実装ヘッドが前記実装点に部品を実装する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、経時変化による実装位置のずれを適正に補正することができる。

【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制御系の構成を示すブロック図

【図3】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態の部品実装装置における第１基準部と第２基準部の撮像の説明図

【図4】本発明の一実施の形態の部品実装装置における（ａ）第１補正値の説明図（ｂ）第２補正値の説明図

【図5】本発明の一実施の形態の部品実装装置における部品実装の説明図

【図6】本発明の一実施の形態の部品実装装置における第３補正値の説明図

【図7】本発明の第１実施の形態の部品実装方法を示すフロー図

【図8】本発明の第２実施の形態の部品実装方法を示すフロー図

【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１における上下方向）が示される。図３（ａ）では、水平面と直交する高さ方向としてＺ方向（図３（ａ）における上下方向）が示される。

【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は同様の構成をしており、以下、部品実装装置１について説明する。基台２の中央には、基板搬送部３がＸ方向に設置されている。基板搬送部３は並行に設置された２条の搬送レール３ａを含んで構成され、上流側から搬入された基板ＢをＸ方向に搬送し、部品実装作業を実行するために設定された作業位置に位置決めして保持する。また、基板搬送部３は、部品実装作業が完了した基板Ｂを下流側に搬出する。このように、基板搬送部３は、基台２に設けられ、基板Ｂを搬送して作業位置に保持する。

【0015】

基板搬送部３の両側方には、部品供給部４が設置されている。それぞれの部品供給部４には、複数のテープフィーダ６がＸ方向に並列に装着された台車５が取り付けられている。テープフィーダ６は、部品を格納するポケットが形成されたキャリアテープを部品供給部４の外側から基板搬送部３に向かう方向（テープ送り方向）にピッチ送りすることにより、実装ヘッドが部品をピックアップする部品取出し位置に部品を供給する。

【0016】

図１において、基台２の上面におけるＸ方向の両端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸テーブル７が配置されている。Ｙ軸テーブル７には、同様にリニア機構を備えた２基のビーム８が、それぞれＹ方向に移動自在に結合されている。ビーム８には、それぞれ実装ヘッド９がＸ方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド９の下端部には、部品Ｄを吸着保持するノズル９ａが装着されている（図３（ａ）参照）。実装ヘッド９は、ノズル９ａを昇降させ、Ｚ軸を回転軸として回転させる。なお、実装ヘッド９、ノズル９ａの代わりに、部品Ｄの側面を挟んで保持する一対のチャックを備えてもよい。

【0017】

Ｙ軸テーブル７およびビーム８は実装ヘッド９を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させる実装ヘッド移動機構１０を構成する。実装ヘッド９と実装ヘッド移動機構１０、実装ヘッド９に装着されているノズル９ａによって部品供給部４に装着されているテープフィーダ６から部品Ｄを取り出し、基板搬送部３の作業位置に保持された基板Ｂの実装点に移送する部品実装作業を実行する。このように、実装ヘッド９は、基台２に対して相対的に移動可能に設けられ、作業位置に保持された基板Ｂの実装点に部品Ｄを実装する。

【0018】

図１において、ビーム８には、ビーム８の下面側に位置して実装ヘッド９とともに一体的に移動するヘッドカメラ１１がそれぞれ装着されている。実装ヘッド９が移動することにより、ヘッドカメラ１１は基板搬送部３の作業位置に位置決めされた基板Ｂの上方に移動して、基板Ｂに設けられた基板マーク（図示せず）を撮像して基板Ｂの位置を認識する。このように、ヘッドカメラ１１は、実装ヘッド９と一体的に移動して、下方を撮像する撮像部である。

【0019】

部品供給部４と基板搬送部３との間には、部品認識カメラ１２が設置されている。部品供給部４からノズル９ａにより部品Ｄを取り出した実装ヘッド９が部品認識カメラ１２の上方を移動する際に、部品認識カメラ１２は実装ヘッド９のノズル９ａに保持された部品Ｄを撮像して部品Ｄの保持位置を認識する。実装ヘッド９による部品Ｄの基板Ｂへの部品実装作業では、ヘッドカメラ１１による基板Ｂの認識結果と部品認識カメラ１２による部品Ｄの認識結果とを加味して実装点の補正が行われる。

【0020】

実装ヘッド９を実装ヘッド移動機構１０によって移動させ、部品Ｄを部品供給部４から取り出して基板Ｂに移送搭載する部品実装作業では、実装ヘッド９を部品供給部４と基板Ｂとの間で反復して移動させる実装ターンが高頻度で実行される。この反復動作によって、実装ヘッド移動機構１０を構成するＹ軸テーブル７、ビーム８のリニア駆動機構や摺動部から熱が発生し、Ｙ軸テーブル７、ビーム８が熱膨張して曲がったりねじれたりする熱変形が生じる。この熱変形は、Ｙ軸テーブル７、ビーム８の発熱と放熱で定まる温度に依存するため経時的に変化する。

【0021】

Ｙ軸テーブル７、ビーム８が熱変形すると、実際にノズル９ａが部品Ｄを基板Ｂに実装する実装点と、Ｙ軸テーブル７、ビーム８に熱変形などが発生していない理想状態の実装点（以下「理想実装点」と称する。）との間に位置ずれが生じる。この位置ずれなどを検出するために、基板搬送部３の周辺に複数の第１基準部１３と第２基準部１４が設けられている。

【0022】

図１、図３（ａ）において、基台２の上面には、基板搬送部３に位置決めされた状態の基板Ｂを周囲から囲む配置で、４つの第１基準部１３が立設されている。第１基準部１３は、実装ヘッド９の水平方向の位置ずれを検出するためのものである。第１基準部１３は基台２に設けられているため、実装ヘッド移動機構１０の熱変形の影響を受けにくい。第１基準部１３には、時計回りに（１）～（４）の番号が付番されており、それぞれを個別に特定できるようになっている。実装ヘッド９とともに移動するヘッドカメラ１１によって第１基準部１３（１）～１３（４）を撮像し、理想状態の位置との比較を行うことにより、実装ヘッド９の水平方向の位置ずれが検出される。

【0023】

搬送レール３ａの上面には、基板搬送部３に位置決めされた状態の基板Ｂを周囲から囲む配置で、６つの第２基準部１４が設けられている。第２基準部１４は、実装ヘッド９の水平方向の位置ずれを検出するためのものである。第２基準部１４には、時計回りに（１）～（６）の番号が付番されており、それぞれを個別に特定できるようになっている。ヘッドカメラ１１によって第２基準部１４（１）～１４（４）を撮像し、理想状態の位置との比較を行うことにより、実装ヘッド９の水平方向の位置ずれが検出される。

【0024】

このように、部品実装装置１は、基台２に設けられた複数の第１基準部１３（１）～１３（４）と、基板搬送部３に設けられた複数の第２基準部１４（１）～１４（６）を備えている。なお、ここに示す第１基準部１３（１）～１３（４）と第２基準部１４（１）～１４（４）の数、および配置は一例であり、部品実装装置１の構成、サイズに応じて適宜変更される。

【0025】

図１において、部品実装装置１の前面で作業者が作業する位置には、作業者が操作するタッチパネル１５が設置されている。タッチパネル１５は、その表示部に各種情報を表示し、また表示部に表示される入力部である操作ボタンなどを使って作業者がデータ入力や部品実装装置１の操作を行う。

【0026】

次に図２を参照して、部品実装装置１の制御系の構成について説明する。部品実装装置１は、制御装置２０、基板搬送部３、テープフィーダ６、実装ヘッド９、実装ヘッド移動機構１０、ヘッドカメラ１１、部品認識カメラ１２、タッチパネル１５を備えている。制御装置２０は、記憶部２１、実装制御部２２、撮像処理部２３、第１補正値算出部２４、第２補正値算出部２５、第３補正値算出部２６を備えている。

【0027】

記憶部２１は記憶装置であり、実装データ２７、基準部情報データ２８、第１補正値データ２９、第２補正値データ３０などが記憶されている。実装データ２７には、基板Ｂに実装される部品Ｄの部品種やサイズ、基板Ｂにおける実装点の座標（以下、単に「基板座標」と称する。）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。基準部情報データ２８には、部品実装装置１における第１基準部１３（１）～１３（４）および第２基準部１４（１）～１４（４）の座標などの情報が記憶されている。部品実装装置１における第１基準部１３（１）～１３（４）などの座標（以下、単に「装置座標」と称する。）は、例えば、基台２に設定された所定の原点からのＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標で指定される。

【0028】

図２において、撮像処理部２３は、基準部情報データ２８に基づいて、実装ヘッド移動機構１０、ヘッドカメラ１１（撮像部）を制御して、第１基準部１３（１）～１３（４）および第２基準部１４（１）～１４（４）を撮像させる。図３（ａ）は、撮像処理部２３が実装ヘッド移動機構１０を制御して、ヘッドカメラ１１を撮像対象の第１基準部１３の上方に位置させた状態を示している。撮像処理部２３は、基準部情報データ２８に含まれる第１基準部１３の装置座標に基づいて、ヘッドカメラ１１の中心が第１基準部１３の中心に位置するようにヘッドカメラ１１を移動させる。そして、ヘッドカメラ１１によって第１基準部１３を撮像することにより、図４（ａ）に示す撮像画像１１ａが得られる。

【0029】

図４（ａ）において、ヘッドカメラ１１の撮像画像１１ａには、第１基準部１３の上面を示す実線の画像が表示されている。この時の第１基準部１３は、経時変化による変位状態に応じた位置ずれベクトルＰ（Ｘ方向成分ｐｘ、Ｙ方向成分ｐｙ）だけ、撮像画像１１ａの光学座標原点から位置ずれした状態で現れる。すなわち、実装ヘッド９が位置ずれしていない状態では、撮像画像１１ａにおける第１基準部１３の画像は光学座標系の原点に一致して現れる（図中に点線で示す状態）。そして、実装ヘッド９の位置ずれ量が大きいほど第１基準部１３の位置ずれ状態を示す位置ずれベクトルＰは大きくなる。

【0030】

図３（ｂ）に示すように、この第１基準部１３を対象とした撮像は、基板Ｂを囲んで配置された４つの第１基準部１３（１）～１３（４）について実行される。すなわち、撮像処理部２３は、ヘッドカメラ１１を順次移動させて、第１基準部１３（１）～１３（４）の撮像画像１１ａを撮像する。同様に、撮像処理部２３は、ヘッドカメラ１１を順次移動させて、第２基準部１４（１）～１４（６）の撮像画像１１ａを撮像する。

【0031】

図２において、第１補正値算出部２４は、４つの第１基準部１３（１）～１３（４）の撮像画像１１ａに基づいて、基板搬送部３の作業位置に保持された基板Ｂの実装点の部品Ｄを実装する際に、実装ヘッド移動機構１０の経時変化を補正するための第１補正値Ｓを算出する。具体的には、第１補正値算出部２４は、４つの第１基準部１３（１）～１３（４）の撮像画像１１ａから４つの位置ずれベクトルＰ（１）～Ｐ（４）を算出する。そして、基板Ｂの実装点における４つの位置ずれベクトルＰ（１）～Ｐ（４）の合成ベクトルを打ち消す補正量を第１補正値Ｓとして算出する。

【0032】

すなわち、第１補正値Ｓは、基板Ｂの実装点毎に算出される。算出された第１補正値Ｓは、第１補正値データ２９として記憶部２１に記憶される。なお、第１補正値算出部２４は、４つの位置ずれベクトルＰ（１）～Ｐ（４）の平均を算出し、この平均ベクトルを打ち消す補正量を第１補正値Ｓとして算出し、全ての実装点に適用するようにしてもよい。このように、第１補正値算出部２４は、ヘッドカメラ１１（撮像部）により撮像された複数の第１基準部１３（１）～１３（４）の撮像画像１１ａに基づいて、実装ヘッド９が実装点に部品Ｄを実装する際の第１補正値Ｓを算出する。

【0033】

図４（ｂ）は、ヘッドカメラ１１によって撮像された第２基準部１４の撮像画像１１ａの例を示している。撮像画像１１ａに実線で示す第２基準部１４の画像は、経時変化により、点線で示す位置ずれしていない状態の第２基準部１４の画像からＸ方向にｑｘ、Ｙ方向にｑｙだけ変位している。図２において、第２補正値算出部２５は、複数の第１基準部１３（１）～１３（４）を撮像した際にヘッドカメラ１１（撮像部）により撮像された第２基準部１４（１）～１４（６）の画像に基づいて、第２補正値Ｔ（ｑｘ，ｑｙ）を算出する。

【0034】

すなわち、第２補正値Ｔは、第２基準部１４（１）～１４（６）毎に算出される。算出された第２補正値Ｔは、第２補正値データ３０として記憶部２１に記憶される。なお、第１補正値算出部２４は、ヘッドカメラ１１（撮像部）により撮像された複数の第２基準部１４（１）～１４（６）の撮像画像１１ａに基づいて、実装ヘッド９が実装点に部品Ｄを実装する際の第１補正値Ｓを算出してもよい。この場合、ヘッドカメラ１１は、第１基準部１３（１）～１３（４）を撮像する必要はない。

【0035】

図２において、実装制御部２２は、実装データ２７、基準部情報データ２８に基づいて実装ヘッド９、実装ヘッド移動機構１０、ヘッドカメラ１１、部品認識カメラ１２を制御して、実装ヘッド９のノズル９ａにより部品供給部４のテープフィーダ６から部品Ｄを受け取り、作業位置に保持された基板Ｂに部品Ｄを実装する部品実装動作を実行させる。

【0036】

ここで図５を参照して、部品実装動作の詳細について説明する。まず、部品供給部４に装着されたテープフィーダ６Ａが供給する部品Ｄを、基板Ｂの実装点Ｋ１に実装する例を説明する。基板Ｂの実装点Ｋ１，Ｋ２の周囲には、ランドＥが形成されている。ランドＥは、部品Ｄの端子と接合される基板Ｂに形成された電極である。実装制御部２２は、テープフィーダ６Ａの部品取出し位置に供給されている部品Ｄをノズル９ａで取り出し、部品Ｄを保持するノズル９ａを部品認識カメラ１２の横に移動させる（矢印ａ）。

【0037】

次いで実装制御部２２は、部品Ｄを保持するノズル９ａを部品認識カメラ１２の上を横方向（Ｘ方向）に移動させながら（矢印ｂ）、部品認識カメラ１２にノズル９ａに保持された部品Ｄを撮像させる。部品認識カメラ１２による撮像結果から、ノズル９ａが保持する部品Ｄの吸着位置が認識される。次いで実装制御部２２は、ヘッドカメラ１１を第２基準部１４（４）の上方に移動させ（矢印ｃ）、ヘッドカメラ１１により第２基準部１４（４）を撮像させた後、部品Ｄを保持するノズル９ａを実装点Ｋ１の上方に移動させる（矢印ｄ）。

【0038】

図２において、第３補正値算出部２６は、ヘッドカメラ１１（撮像部）により撮像された第２基準部１４（４）の撮像画像１１ａと、記憶部２１に記憶されている第１補正値データ２９に含まれる実装点Ｋ１の第１補正値Ｓと第２補正値データ３０に含まれる第２基準部１４（４）の第２補正値Ｔに基づいて、基板搬送部３の作業位置に保持された基板Ｂの実装点Ｋ１に部品Ｄを実装する際に使用される第３補正値Ｕを算出する。

【0039】

図６は、部品実装動作中にヘッドカメラ１１により撮像された撮像画像１１ａを示している。撮像画像１１ａには、撮像された現在の第２基準部１４（４）の画像が実線で、第２補正値Ｔ（ｑｘ，ｑｙ）が算出された際に撮像された基準の第２基準部１４（４）が点線で表示されている。現在の第２基準部１４（４）の画像は、光学座標原点から（ｒｘ，ｒｙ）の位置にある。すなわち、現在の第２基準部１４（４）は、基準の第２基準部１４（４）の位置から、Ｘ方向にｑｘ－ｒｘ、Ｙ方向にｑｙ－ｒｙだけ、その後の経時変化により移動している。

【0040】

そこで、第３補正値算出部２６は、基準となる第２基準部１４（４）を撮像した時に算出した実装点Ｋ１の第１補正値Ｓ（ΔＸ１，ΔＹ１）に、その後の経時変化を加味して、第３補正値Ｕ（ΔＸ１－ｑｘ＋ｒｘ，ΔＹ１－ｑｙ＋ｒｙ）を算出する。このように、第３補正値算出部２６は、実装点Ｋ１の第１補正値Ｓ（ΔＸ１，ΔＹ１）と、第２基準部１４（４）の第２補正値Ｔ（ｑｘ，ｑｙ）と、その後に撮像された第２基準部１４（４）の画像（ｒｘ，ｒｙ）に基づき、実装点Ｋ１の第３補正値Ｕ（ΔＸ１－ｑｘ＋ｒｘ，ΔＹ１－ｑｙ＋ｒｙ）を算出する。

【0041】

図５において、実装制御部２２（制御部）は、実装点Ｋ１の第３補正値Ｕ（ΔＸ１－ｑｘ＋ｒｘ，ΔＹ１－ｑｙ＋ｒｙ）と部品認識カメラ１２により認識された部品Ｄの吸着位置に基づいて、実装ヘッド９が基板Ｂの実装点Ｋ１に部品Ｄを実装するように実装ヘッド移動機構１０を制御する。これにより、経時変化による現状の実装点Ｋ１のずれを精度よく補正することができる。

【0042】

また、テープフィーダ６Ｂが供給する部品Ｄを、基板Ｂの実装点Ｋ２に実装する場合、実装制御部２２は、テープフィーダ６Ｂから部品Ｄを取り出したノズル９ａを部品認識カメラ１２の横に移動させ（矢印ｅ）、部品認識カメラ１２にノズル９ａに保持された部品Ｄを撮像させる（矢印ｂ）。次いで実装制御部２２は、ヘッドカメラ１１を第２基準部１４（５）の上方に移動させ（矢印ｆ）、ヘッドカメラ１１により第２基準部１４（５）を撮像させた後、部品Ｄを保持するノズル９ａを実装点Ｋ２の上方に移動させる（矢印ｇ）。

【0043】

第３補正値算出部２６は、実装点Ｋ２の第１補正値Ｓと、第２基準部１４（５）の第２補正値Ｔと、その後に撮像された第２基準部１４（５）の画像に基づき第３補正値Ｕを算出する。そして、実装制御部２２（制御部）は、実装点Ｋ２の第３補正値Ｕと部品認識カメラ１２により認識された部品Ｄの吸着位置に基づいて、実装ヘッド９が基板Ｂの実装点Ｋ２に部品Ｄを実装するように実装ヘッド移動機構１０を制御する。

【0044】

図５において、第２基準部１４（１）～１４（６）は、実装ヘッド９に部品Ｄを供給する部品供給部４から部品Ｄを受け取った実装ヘッド９が、作業位置に保持された基板Ｂに移動する経路（例えば、矢印ｃから矢印ｄ、または矢印ｆから矢印ｇ）中に設けられている。すなわち、第２基準部１４（１）～１４（６）は、実装ヘッド９による部品Ｄの実装作業中（部品実装動作中）にヘッドカメラ１１（撮像部）によって撮像される位置に設けられている。

【0045】

そして、実装制御部２２（制御部）は、実装ヘッド９が部品供給部４から部品Ｄを受け取る位置と、基板Ｂの実装点Ｋ１，Ｋ２の位置に基づいて、部品実装動作中にヘッドカメラ１１に撮像させる第２基準部１４（１）～１４（６）を選択する。また、第３補正値算出部２６は、選択された第２基準部１４（１）～１４（６）の第２補正値Ｓに基づいて、第３補正値Ｕを算出する。

【0046】

次に図７のフローに沿って、図５を参照しながら、基板Ｂに部品Ｄを実装する第１実施の形態の部品実装方法について説明する。まず、撮像処理部２３は、ヘッドカメラ１１（撮像部）によって、基台２に設けられた複数の第１基準部１３（１）～１３（４）を撮像させる（ＳＴ１）。次いで第１補正値算出部２４は、撮像された複数の第１基準部１３（１）～１３（４）の撮像画像１１ａ（図４（ａ））に基づいて、実装ヘッド９が実装点Ｋ１，Ｋ２に部品Ｄを実装する際の第１補正値Ｓを算出する（ＳＴ２）。算出された第１補正値Ｓは第１補正値データ２９として記憶部２１に記憶される。

【0047】

次いで撮像処理部２３は、ヘッドカメラ１１（撮像部）により第２基準部１４（１）～１４（６）を撮像させる（ＳＴ３）。すなわち、複数の第１基準部１３（１）～１３（４）が撮像される際（ＳＴ１）、または、第１補正値Ｓの算出中（ＳＴ２）に、ヘッドカメラ１１により第２基準部１４（１）～１４（６）が撮像される（ＳＴ３）。次いで第２補正値算出部２５は、第２基準部１４（１）～１４（６）の撮像画像１１ａ（図４（ｂ））に基づいて、第２補正値Ｔをそれぞれ算出する（ＳＴ４：第２補正値算出工程）。算出された第２補正値Ｔは第２補正値データ３０として記憶部２１に記憶される。

【0048】

図７において、次いで基板搬送部３により基板Ｂが作業位置に搬入されて保持される（ＳＴ５：基板搬入工程）。次いで実装制御部２２は、部品供給部４のテープフィーダ６Ａが供給する部品Ｄをノズル９ａで吸着して取り出し（ＳＴ６：部品吸着工程）、部品認識カメラ１２でノズル９ａが保持する部品Ｄを撮像させる（ＳＴ７）（図５の矢印ａ、矢印ｂ）。次いで実装制御部２２は、ヘッドカメラ１１（撮像部）を第２基準部１４（４）の上方に移動させ（図５の矢印ｃ）、ヘッドカメラ１１により第２基準部１４（４）を撮像させる（ＳＴ８）。次いで第３補正値算出部２６は、実装点Ｋ１の第１補正値Ｓと、第２基準部１４（４）の第２補正値Ｔと、撮像された第２基準部１４（４）の画像に基づいて、実装点Ｋ１の第３補正値Ｕを算出する（ＳＴ９：第３補正値算出工程）。

【0049】

次いで実装制御部２２は、部品Ｄを保持するノズル９ａを実装点Ｋ１の上方に移動させ（図５の矢印ｄ）、算出された実装点Ｋ１の第３補正値Ｕに基づいて、実装点Ｋ１に部品Ｄを実装させる（ＳＴ１０：部品実装工程）。このように、実装ヘッド９が部品供給部４から部品Ｄを受け取り、作業位置に保持された基板Ｂの実装点Ｋ１に部品Ｄを実装するまでの間に（ＳＴ６～ＳＴ１０）、ヘッドカメラ１１（撮像部）により、第２基準部１４（４）を撮像する（ＳＴ８）。これにより、ヘッドカメラ１１が第２基準部１４（４）の上方に移動することで追加される移動時間の増加が抑制できる。

【0050】

図７において、全ての部品Ｄが基板Ｂに実装されたか否かが判断される（ＳＴ１１）。実装していない部品Ｄがある場合（ＳＴ１１においてＮｏ）、部品吸着工程（ＳＴ６）に戻って、次の部品Ｄが基板Ｂに装着される。図５の例では、次の部品Ｄがテープフィーダ６Ｂから取りされ（ＳＴ６）、部品認識カメラ１２で撮像され（ＳＴ７）、第２基準部１４（５）の上方に移動し（矢印ｆ）、ヘッドカメラ１１で第２基準部１４（５）が撮像される（ＳＴ８）。次いで実装点Ｋ２の第１補正値Ｓと、第２基準部１４（５）の第２補正値Ｔと、撮像された第２基準部１４（５）の画像より実装点Ｋ２の第３補正値Ｕが算出され（ＳＴ９）、算出された第３補正値Ｕに基づいて、実装点Ｋ２に部品Ｄが実装される（ＳＴ１０）。

【0051】

図７において、全ての部品Ｄの基板Ｂへの実装が終了すると（ＳＴ１１においてＹｅｓ）、基板搬送部３により実装が終了した基板Ｂが搬出される（ＳＴ１２：基板搬出工程）。未実装の基板Ｂがある場合は、基板搬入工程（ＳＴ５）に戻り、次の基板Ｂに対する部品実装作業が行われる（ＳＴ６～ＳＴ１２）。所定枚数（例えば１０枚）の基板Ｂの部品実装作業が終わると、（ＳＴ１）に戻って、現在の部品実装装置１における第１補正値Ｓ、第２補正値Ｔが取得される（ＳＴ１～ＳＴ４）。

【0052】

以降は、新たに取得された第１補正値Ｓ、第２補正値Ｔに基づいて、第３補正値Ｕが算出される。このように、ヘッドカメラ１１（撮像部）が複数の第１基準部１３（１）～１３（４）を撮像する頻度（ＳＴ１）は、第２基準部１４（１）～１４（６）を撮像する頻度（ＳＴ３、ＳＴ８）より低い。これによって、部品実装効率の低下を抑えて経時変化による実装点Ｋ１，Ｋ２のずれを補正することができる。

【0053】

次に図８のフローに沿って、基板Ｂに部品Ｄを実装する第２実施の形態の部品実装方法について説明する。第２実施の形態の部品実装方法は、第１補正値Ｓを複数の第２基準部１４（１）～１４（６）の撮像画像１１ａに基づいて算出するところが第１実施の形態の部品実装方法とは異なる。以下、第１実施の形態の部品実装方法と同じ工程には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。まず、撮像処理部２３は、ヘッドカメラ１１（撮像部）によって、基板搬送部３に設けられた複数の第２基準部１４（１）～１４（６）を撮像させる（ＳＴ２１）。

【0054】

次いで第１補正値算出部２４は、撮像された複数の第２基準部１４（１）～１４（６）の撮像画像１１ａに基づいて、実装ヘッド９が実装点Ｋ１，Ｋ２に部品Ｄを実装する際の第１補正値Ｓを算出する（ＳＴ２２）。算出された第１補正値Ｓは第１補正値データ２９として記憶部２１に記憶される。次いで第２補正値算出工程（ＳＴ４）が実行され、第２補正値Ｔが算出される。次いで基板搬入工程（ＳＴ５）、部品吸着工程（ＳＴ６）が実行される。次いで、実装制御部２２は、ヘッドカメラ１１（撮像部）を複数の第２基準部１４（１）～１４（６）のうちの一の第２基準部１４（４）の上方に移動させ（図５の矢印ｃ）、ヘッドカメラ１１により一の第２基準部１４（４）を撮像させる（ＳＴ２３）。

【0055】

図８において、次いで第３補正値算出工程（ＳＴ９）が実行され、実装点Ｋ１の第１補正値Ｓと、第２基準部１４（４）の第２補正値Ｔと、撮像された一の第２基準部１４（４）の画像に基づいて、実装点Ｋ１の第３補正値Ｕが算出される。次いで部品実装工程（ＳＴ１０）が実行され、基板Ｂに実装していない部品Ｄがある場合（ＳＴ１１においてＮｏ）、部品吸着工程（ＳＴ６）に戻って、次の部品Ｄが基板Ｂに装着される。そして、全ての部品Ｄの基板Ｂへの実装が終了すると（ＳＴ１１においてＹｅｓ）、基板搬出工程（ＳＴ１２）が実行される。

【0056】

上記説明したように、本実施の形態の部品実装装置１は、実装ヘッド９と一体的に移動する撮像部（ヘッドカメラ１１）により撮像された、複数の第１基準部１３（１）～１３（４）の撮像画像１１ａに基づき算出された実装ヘッド９が実装点Ｋ１，Ｋ２に部品Ｄを実装する際の第１補正値Ｓと、第２基準部１４（１）～１４（６）の撮像画像１１ａに基づき算出された第２補正値Ｔと、その後に撮像された第２基準部１４（１）～１４（６）の撮像画像１１ａに基づき算出された第３補正値Ｕに基づいて、制御部（実装制御部２２）が実装ヘッド９が基板Ｂの実装点Ｋ１，Ｋ２に部品Ｄを実装するように実装ヘッド移動機構１０を制御する。これによって、経時変化による実装点Ｋ１，Ｋ２のずれを適正に補正することができる。

【0057】

なお、上記で説明した第２基準部１４（１）～１４（６）は、基板搬送部３の搬送レール３ａに形成されていたが、第２基準部１４（１）～１４（６）はこれに限定されることはない。すなわち、第２基準部１４（１）～１４（６）は、基台２または基台２に設けられた部材に設けられ、部品供給部４から部品Ｄを受け取った実装ヘッド９が作業位置に保持された基板Ｂの実装点Ｋ１，Ｋ２の上方に移動する経路中にあればよい。例えば、第２基準部１４（１）～１４（６）は、基台２に設けられた部品認識カメラ１２に設けられても、台車５が取り付けられる基台２の接続部分に設けられてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明の部品実装装置および部品実装方法は、経時変化による実装点のずれを適正に補正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部品実装分野において有用である。

【符号の説明】

【0059】

１ 部品実装装置
２ 基台
３ 基板搬送部
９ 実装ヘッド
１０ 実装ヘッド移動機構
１１ ヘッドカメラ（撮像部）
１３（１）～１３（４） 第１基準部
１４（１）～１４（６） 第２基準部
Ｂ 基板
Ｄ 部品
Ｋ１，Ｋ２ 実装点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】