JP6850963B2 - 部品実装装置および部品実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品供給装置が供給する部品をノズルにより吸着して基板に装着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。

部品を基板に装着する部品実装では、テープフィーダ（部品供給装置）が部品を供給する部品供給位置から実装ヘッドが有するノズルが部品を取り出す際に、ノズルが部品を吸着する吸着位置が様々な原因でずれることがある。部品を基板に実装する実装位置の精度を向上させるため、吸着位置のずれを補正して部品を吸着する部品実装方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の部品実装装置では、ノズルが吸着する部品を下方からカメラによって撮像した画像より吸着位置の位置ずれ量を算出して、テープフィーダ毎に吸着位置を補正するための補正データを設定している。

特開２００８―２５８６５８号公報

しかしながら、特許文献１を含む従来技術では、実装ヘッドが有する複数のノズルの位置ずれ量を区別することなくテープフィーダ毎に集計して補正データを算出しているが、さらに吸着位置の補正の精度を向上させるためには改善の余地があるという課題があった。

そこで本発明は、ノズルが部品を吸着する吸着位置の位置ずれを精度良く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。

本発明の部品実装装置は、部品供給位置を有し、前記部品供給位置から部品を供給する複数の部品供給装置と、複数のノズルを有し、前記複数のノズルにより前記複数の部品供給装置の前記部品供給位置から部品を吸着して基板に装着する部品装着部と、前記ノズルにより前記部品供給位置から部品を吸着した際の吸着位置の正規位置からの位置ずれ量に基づいて、前記複数の部品供給装置毎に前記位置ずれ量を収集して第１の補正値をそれぞれ算出し、前記複数のノズルと前記複数の部品供給装置との組み合わせ毎に前記位置ずれ量を収集して第２の補正値をそれぞれ算出し、前記第１の補正値と前記第２の補正値とに基づいて、前記複数の部品供給装置のいずれか一つから前記複数のノズルのうちのいずれか一つにより部品を吸着する際の吸着位置補正値を算出する補正値算出部と、を備える。

本発明の部品実装方法は、部品供給位置を有し、前記部品供給位置から部品を供給する複数の部品供給装置と、複数のノズルを有し、前記複数のノズルにより前記複数の部品供給装置の前記部品供給位置から部品を吸着して基板に装着する部品装着部と、を備える部品実装装置における部品実装方法であって、前記ノズルにより前記部品供給位置から部品を吸着した際の吸着位置の正規位置からの位置ずれ量を算出し、前記位置ずれ量に基づいて、前記複数の部品供給装置毎に前記位置ずれ量を収集して第１の補正値をそれぞれ算出し、前記位置ずれ量に基づいて、前記複数のノズルと前記複数の部品供給装置との組み合わせ毎に前記位置ずれ量を収集して第２の補正値をそれぞれ算出し、前記第１の補正値と前記第２の補正値とに基づいて、前記複数の部品供給装置のいずれか一つから前記複数のノズルのうちのいずれか一つにより部品を吸着する際の吸着位置補正値を算出する。

本発明によれば、ノズルが部品を吸着する吸着位置の位置ずれを精度良く補正することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分断面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える実装ヘッドの（ａ）平面図（ｂ）正面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備えるテープフィーダの部品供給位置にピッチ送りされた（ａ）ポケットを基板認識カメラによって撮像する説明図（ｂ）キャリヤテープの構造説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備えるテープフィーダにおけるポケット中心がポケット撮像画像の中心から（ａ）ずれていない例を示す図（ｂ）ずれている例を示す図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における（ａ）吸着位置ずれ検出の説明図（ｂ）部品認識画像の例を示す図 本発明の一実施の形態の部品実装装置におけるＸ軸ビームの歪みによる実装ヘッドへの影響の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置におけるＸ軸ビームの歪みによるヘッド位置ずれ及びノズル別位置ずれの説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における（ａ）テープフィーダ毎の位置ずれ量の説明図（ｂ）第１の補正値による補正の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における（ａ）ノズル毎の位置ずれ量の説明図（ｂ）第２の補正値による補正の説明図（ｃ）第２の補正値による補正の効果の説明図 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 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方法のフロー図

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２、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２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である。図６、及び後述する一部では、Ｚ方向の軸（Ｚ軸）を回転軸とする回転の方向であるθ方向が示される。

まず図１〜４を参照して、部品実装装置１の構成を説明する。なお図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。部品実装装置１は、部品供給部から供給された部品を基板に実装する部品実装作業を実行する機能を有する。基台１ａの中央には、基板搬送機構２がＸ方向に配設されている。基板搬送機構２は、上流側から搬送された基板３を、実装作業位置に搬入して位置決め保持する。また、基板搬送機構２は、部品実装作業が完了した基板３を下流側に搬出する。

基板搬送機構２の両側方には、部品供給部４が配置されている。それぞれの部品供給部４には、複数のテープフィーダ５が並列に装着されている。テープフィーダ５は、部品を収納するポケットが形成されたキャリヤテープを部品供給部４の外側から基板搬送機構２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、以下に説明する部品装着部の実装ヘッドによって部品が取り出される部品供給位置５ａ（図２参照）に部品を供給する。すなわち、テープフィーダ５は、部品供給位置５ａを有し、部品供給位置５ａから部品を供給する部品供給装置となる。

基台１ａ上面においてＸ方向の両端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸ビーム６がＹ方向に沿って配設されている。Ｙ軸ビーム６には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸ビーム７が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。Ｘ軸ビーム７はＸ方向に沿って配設されている。２基のＸ軸ビーム７には、それぞれ実装ヘッド８がＸ方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド８は、部品を吸着保持して昇降可能な複数の吸着ユニット８ａを備える。吸着ユニット８ａのそれぞれの下端部には、部品を吸着保持する吸着ノズル８ｂ（図２参照）が装着されている。

図１において、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７を駆動することにより、実装ヘッド８はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの実装ヘッド８は、それぞれ対応した部品供給部４に配置されたテープフィーダ５の部品供給位置５ａから部品を吸着ノズル８ｂによって吸着して取り出して、基板搬送機構２に位置決めされた基板３の実装点に装着する。すなわち、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７および実装ヘッド８は、複数の吸着ノズル８ｂ（ノズル）を有し、複数の吸着ノズル８ｂにより複数のテープフィーダ５（部品供給装置）の部品供給位置５ａから部品を吸着して基板３に装着する部品装着部９を構成する。

部品供給部４と基板搬送機構２との間には、部品認識カメラ１０が配設されている。部品供給部４から部品を取り出した実装ヘッド８が部品認識カメラ１０の上方を移動する際に、部品認識カメラ１０は実装ヘッド８に保持された状態の部品を撮像して部品の保持姿勢を認識する。実装ヘッド８が取り付けられたプレート７ａには基板認識カメラ１１が取り付けられている。基板認識カメラ１１は、実装ヘッド８と一体的に移動する。

実装ヘッド８が移動することにより、基板認識カメラ１１は基板搬送機構２に位置決めされた基板３の上方に移動し、基板３に設けられた基板マーク（図示せず）を撮像して基板３の位置を認識する。また、基板認識カメラ１１はテープフィーダ５の部品供給位置５ａの上方に移動し、部品供給位置５ａ付近のキャリヤテープの状態を認識する。実装ヘッド８による基板３への部品実装動作においては、部品認識カメラ１０による部品の認識結果と、基板認識カメラ１１による基板位置の認識結果とを加味して実装位置の補正が行われる。

図２に示すように、部品供給部４にはフィーダベース１２ａに予め複数のテープフィーダ５が装着された状態の台車１２がセットされる。基台１ａに設けられた固定ベース（図示省略）に対して、フィーダベース１２ａをクランプ機構１２ｂによってクランプすることにより、部品供給部４において台車１２の位置が固定される。台車１２には、部品Ｄを保持したキャリヤテープ１３を巻回状態で収納するテープリール１４が保持されている。テープリール１４から引き出されたキャリヤテープ１３は、テープフィーダ５によって吸着ノズル８ｂによる部品供給位置５ａまでピッチ送りされる。

図３において、実装ヘッド８による部品実装動作では、実装ヘッド８に備えられた複数の吸着ノズル８ｂ（ｊ）のいずれかによって、部品供給部４に配列された複数のテープフィーダ５（ｉ）のいずれかから部品Ｄを取り出して基板３に実装する。この部品実装動作においては、吸着ノズル８ｂ（ｊ）とテープフィーダ５（ｉ）との組み合わせが、実装ヘッド８が基板３と部品供給部４との間を１往復する１実装ターン毎に、実装シーケンスデータによって指定される。

図４（ａ）において、テープフィーダ５（ｉ）の上部には、キャリヤテープ１３を上方からガイドする押え部材１５が配設されている。押え部材１５には、部品供給位置５ａに位置して開口部１５ａが設けられている。図４（ｂ）は、部品供給位置５ａ付近のキャリヤテープ１３を上方から見た状態を示しており、押え部材１５は図示省略している。キャリヤテープ１３のベーステープ１３ａには、部品Ｄを収納する凹形状のポケット１３ｂと、キャリヤテープ１３をピッチ送りするスプロケット（図示省略）が係合する送り穴１３ｃが等間隔に形成されている。部品Ｄを収納したポケット１３ｂの上面には、カバーテープ１３ｄが貼着されている。

図４（ａ）において、カバーテープ１３ｄは開口部１５ａの縁部１５ｂ（剥離部）で剥離されて折り返されている。これによって、部品供給位置５ａを含む下流側（図４（ａ）の右側）のポケット１３ｂの上方が開放されている。ここで、基板認識カメラ１１による、部品供給位置５ａにピッチ送りされたポケット１３ｂ（以下、「対象ポケット１３ｂ＊」と称する。）の撮像について説明する。基板認識カメラ１１は、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７を駆動することによって部品供給位置５ａの上方に移動して（矢印ａ）、開口部１５ａを通して部品供給位置５ａの対象ポケット１３ｂ＊を撮像する。

次に、図５を参照して、基板認識カメラ１１によって撮像された対象ポケット１３ｂ＊のポケット撮像画像の一例を説明する。基板認識カメラ１１による対象ポケット１３ｂ＊の撮像は、テープフィーダ５（ｉ）の部品供給部４への装着後や、キャリヤテープ１３のテープフィーダ５（ｉ）への装着後に、吸着ノズル８ｂによる部品Ｄの吸着位置を補正するティーチングのためなどに実行される。

ティーチングによって、テープフィーダ５（ｉ）を部品供給部４に装着した際の位置ずれや、キャリヤテープ１３の加工精度に起因する送り穴１３ｃとポケット１３ｂの相対的な位置ずれ、後述するＹ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７の熱変形に起因する実装ヘッド８の位置ずれなど、部品Ｄが吸着される対象ポケット１３ｂ＊の基板認識カメラ１１の初期位置からの相対的な位置ずれが補正される。

図５（ａ）には、対象ポケット１３ｂ＊、部品Ｄ、基板認識カメラ１１に相対的な位置ずれがない例が示されている。すなわち、初期位置に移動した基板認識カメラ１１の撮像視野１１ａ（図４（ｂ）も参照）の中心１１ｃが、対象ポケット１３ｂ＊のポケット中心Ｃｐ、部品Ｄの部品中心Ｃｄと一致している。撮像視野１１ａには、Ｘ方向の中心線１１ｘとＹ方向の中心線１１ｙが重ねて表示されている。対象ポケット１３ｂ＊のポケット中心Ｃｐと部品Ｄの部品中心Ｃｄは、撮像視野１１ａの中心１１ｃ（Ｘ方向の中心線１１ｘとＹ方向の中心線１１ｙの交点）にそれぞれ一致している。

図５（ｂ）には、初期位置に移動した基板認識カメラ１１の撮像視野１１ａの中心１１ｃが、対象ポケット１３ｂ＊のポケット中心Ｃｐから位置ずれしている例が示されている。撮像された対象ポケット１３ｂ＊のポケット撮像画像を認識処理部３２（図１１参照）によって認識処理することにより、ポケット中心Ｃｐが抽出され、さらに、撮像視野１１ａの中心１１ｃからのポケット中心ＣｐのＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量を示すポケット位置ずれ量ΔＸｐ，ΔＹｐが算出される。ティーチングでは、算出されたポケット位置ずれ量ΔＸｐ，ΔＹｐに基づいて、吸着ノズル８ｂ（ｊ）が部品Ｄを吸着する際の実装ヘッド８の位置が補正される。なお、図５（ｂ）では、便宜上、対象ポケット１３ｂ＊に収納される部品Ｄの表示が省略されている。

次に、図６を参照して、部品認識カメラ１０による部品認識について説明する。実装ヘッド８による部品実装動作においては、図６（ａ）に示すように、吸着ノズル８ｂ（ｊ）によって部品Ｄを吸着保持した実装ヘッド８を、部品認識カメラ１０の上方を所定方向に移動させるスキャン動作が行われる。これにより、吸着ノズル８ｂ（ｊ）に吸着保持された状態の部品Ｄの画像が取得される。

図６（ｂ）に、ティーチング後に位置することが期待される正規状態の吸着ノズル８ｂ（ｊ）＊の中心位置であるノズル中心Ｃｎ＊が、部品認識画像１０ａの中心１０ｃと一致するように実装ヘッド８を移動させて撮像した部品認識画像１０ａの一例を示す。部品認識画像１０ａには、Ｘ方向の中心線１０ｘとＹ方向の中心線１０ｙが重ねて表示されており、Ｘ方向の中心線１０ｘとＹ方向の中心線１０ｙの交点が部品認識画像１０ａの中心１０ｃとなる。

部品認識画像１０ａを認識処理部３２によって認識処理することにより、部品Ｄの中心位置である部品中心Ｃｄが抽出され、さらに、部品認識画像１０ａの中心１０ｃからの部品中心ＣｄのＸ方向、Ｙ方向、θ方向の位置ずれ量を示す吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄが算出される。吸着位置ずれは、テープフィーダ５（ｉ）によってピッチ送りされるキャリヤテープ１３（対象ポケット１３ｂ＊）の停止位置のばらつき、対象ポケット１３ｂ＊内の部品Ｄの位置や姿勢のばらつき、吸着ノズル８ｂが部品Ｄを吸着する際の吸着位置のばらつき、後述するＹ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７の熱変形に起因する実装ヘッド８の位置ずれや回転などに起因して発生する。

次に、図７を参照して、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７の熱変形に起因する実装ヘッド８の位置ずれ、回転について説明する。Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７には、実装動作を連続して行う過程においてリニア駆動機構などが発熱することに起因して経時的に変形が生じる。図７は、熱変形しているＸ軸ビーム７がＸ方向に移動する実装ヘッド８に与える影響を模式的に表している。図７において、部品供給部４にはＸ方向にｎ台のテープフィーダ５（ｉ）が並列に装着されている。Ｘ方向に延びる直線１５ｙは、各テープフィーダ５（ｉ）の開口部１５ａのＹ方向の中心位置を示している。

図７において、Ｘ軸ビーム７は、テープフィーダ５（ｎ）（図面右側）からテープフィーダ５（１）（図面左側）に向かって、正規の位置から部品実装装置１の内側（基板搬送機構２側）に向かって湾曲（変形）している。そのため、Ｘ軸ビーム７に沿って実装ヘッド８と一体的に移動する（図中に白丸で模式的に示す）基板認識カメラ１１の撮像視野１１ａの中心１１ｃの軌跡７ｂも、Ｘ軸ビーム７に沿って湾曲している。

図７には、Ｘ軸ビーム７が変形していない場合に、基板認識カメラ１１が図面左端のテープフィーダ５（１）、中央付近のテープフィーダ５（ｉ）、図面右端のテープフィーダ５（ｎ）の開口部１５ａを撮像するように制御されて停止した実装ヘッド８が模式的に表示してある。実装ヘッド８に装着される吸着ノズル８ｂ（ｊ）の位置を図中に黒丸で模式的に示し、Ｘ軸ビーム７から遠い側の４本を吸着ノズル８ｂ（１），８ｂ（２），８ｂ（３），８ｂ（４）、近い側の４本を吸着ノズル８ｂ（５），８ｂ（６），８ｂ（７），８ｂ（８）と番号を付してある。また、実装ヘッド８の中心をヘッド中心Ｃｈとして表示してある。

図７において、テープフィーダ５（ｉ）の開口部１５ａを撮像する基板認識カメラ１１の撮像視野１１ａの中心１１ｃと開口部１５ａの中心との位置ずれは、テープフィーダ５（ｎ）では小さいが、テープフィーダ５（１）に向かうに従って、Ｘ軸ビーム７の変形（湾曲）に沿うように大きくなっている。また、実装ヘッド８のθ方向の回転具合も、テープフィーダ５（１）に向かうに従って大きくなっている。

これらのずれのうち、撮像視野１１ａの中心１１ｃと開口部１５ａの中心（ポケット中心Ｃｐ）とのずれ（ポケット位置ずれ量ΔＸｐ、ΔＹｐ）は、ティーチングによって補正することができる。しかしながら、基板認識カメラ１１を用いたティーチングのみでは、実装ヘッド８のθ方向の回転に起因するヘッド中心Ｃｈと開口部１５ａの中心（ポケット中心Ｃｐ）との相対的な位置ずれ、および、各吸着ノズル８ｂ（ｊ）とポケット中心Ｃｐとの相対的な位置ずれを完全に補正することはできない。

ここで、図８を参照して、実装ヘッド８のθ方向の回転の影響について説明する。図８には、破線で示す位置ずれなどがない正規状態の実装ヘッド８＊と、ティーチングによってＸ方向、Ｙ方向の位置ずれを補正した後の実装ヘッド８を重ねて表示している。すなわち、実装ヘッド８の基板認識カメラ１１の位置が正規状態の基板認識カメラ１１の位置と一致するように補正（ティーチング）してある。しかし、実装ヘッド８のθ方向の回転の影響によって、実装ヘッド８のヘッド中心Ｃｈは、ティーチング後であっても正規状態のヘッド中心Ｃｈ＊とは一致せず、Ｘ方向、Ｙ方向にヘッド位置ずれ量ΔＸ（Ｃｈ），ΔＹ（Ｃｈ）（第１の補正値Ｖｃ１）だけ位置ずれしている（矢印ｂ）。

図８には、正規状態の吸着ノズル８ｂ（８）＊を、Ｘ方向、Ｙ方向にヘッド位置ずれ量ΔＸ（Ｃｈ），ΔＹ（Ｃｈ）（第１の補正値Ｖｃ１）だけシフトさせた（矢印ｃ）仮想的な吸着ノズル８ｂ（８）＠の位置が２点鎖線で表示されている。θ方向に回転した実装ヘッド８の現実の吸着ノズル８ｂ（８）の位置は、ヘッド中心Ｃｈから吸着ノズル８ｂ（８）までの距離に起因して、シフトさせた仮想的な吸着ノズル８ｂ（８）＠からＸ方向、Ｙ方向にさらにノズル別位置ずれ量ΔＸ（８ｂ（８）），ΔＹ（８ｂ（８））（第２の補正値Ｖｃ２）だけ位置ずれしている。

すなわち、θ方向に回転した実装ヘッド８の吸着ノズル８ｂ（８）の位置は、正規状態からのヘッド位置ずれ量ΔＸ（Ｃｈ），ΔＹ（Ｃｈ）（第１の補正値Ｖｃ１）にノズル別位置ずれ量ΔＸ（８ｂ（８）），ΔＹ（８ｂ（８））（第２の補正値Ｖｃ２）を加算した位置ずれ量だけ位置ずれすることなる。そのため、吸着ノズル８ｂ（８）が部品Ｄを吸着する際の吸着位置を適正に補正するためには、第１の補正値Ｖｃ１と第２の補正値Ｖｃ２を基に算出する吸着位置補正値Ｖｃａを使用する必要がある。

次に、図９、図１０を参照して、第１の補正値Ｖｃ１（ヘッド位置ずれ量ΔＸ（Ｃｈ），ΔＹ（Ｃｈ））および第２の補正値Ｖｃ２（ノズル別位置ずれ量ΔＸ（８ｂ（＊）），ΔＹ（８ｂ（＊）））の算出方法の一例について説明する。この例では、第１の補正値Ｖｃ１と第２の補正値Ｖｃ２は、部品認識カメラ１０による部品認識の結果（吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄ）を用いて算出している。

吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄには、補正によって除去することができない無作為に発生するばらつきであるランダム成分と、補正によって除去することができるシステマティック成分が含まれている。ランダム成分は、テープフィーダ５（ｉ）における対象ポケット１３ｂ＊の停止位置のばらつき、対象ポケット１３ｂ＊内の部品Ｄの位置や姿勢のばらつき、吸着ノズル８ｂ（ｊ）が部品Ｄを吸着する際の吸着位置のばらつきなどに起因する。システマティック成分は、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７の熱変形に起因する実装ヘッド８の位置ずれやθ方向の回転、吸着ノズル８ｂ（ｊ）の歪みなどに起因する。

システマティック成分（補正値）の算出には、吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄのうち、Ｘ方向、Ｙ方向の位置ずれ量（以下、「位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ」と称す）が使用される。システマティック成分の算出では、複数の位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄが収集されて、その平均がそれぞれ計算される。複数の位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを平均することで、ランダム成分が除去される。

第１の補正値Ｖｃ１（ヘッド位置ずれ量ΔＸ（Ｃｈ），ΔＹ（Ｃｈ））の算出には、テープフィーダ５（ｉ）毎に収集された複数の位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄが用いられる。図９（ａ）に、一のテープフィーダ５（ｉ）（例えば、図７のテープフィーダ（１））について収集された位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄの例を示す。ここでは、吸着ノズル８ｂ（ｊ）の吸着位置の正規位置を原点として、吸着ノズル８ｂ（ｊ）毎に凡例を変えた位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを重ねてＸ―Ｙグラフに表示してある。位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄのＸ方向とＹ方向の平均値が、ヘッド位置ずれ量ΔＸ（Ｃｈ），ΔＹ（Ｃｈ）（第１の補正値Ｖｃ１）となる。

図９（ｂ）は、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄをヘッド位置ずれ量ΔＸ（Ｃｈ），ΔＹ（Ｃｈ）（第１の補正値Ｖｃ１）だけシフトさせたＸ―Ｙグラフである。すなわち、第１の補正値Ｖｃ１でのみ補正した場合の、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを表している。図９（ｂ）に示すＸ方向のレンジＲｘ１（Ｘ方向の最大値と最小値の差）、Ｙ方向のレンジＲｙ１（Ｙ方向の最大値と最小値の差）には、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄのランダム成分に各吸着ノズル８ｂ（ｊ）のノズル別位置ずれ量ΔＸ（８ｂ（ｊ）），ΔＹ（８ｂ（ｊ））が加算されている。

第２の補正値Ｖｃ２（ノズル別位置ずれ量ΔＸ（８ｂ（ｊ）），ΔＹ（８ｂ（ｊ）））の算出には、テープフィーダ５（ｉ）毎に収集された複数の位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを、さらに吸着ノズル８ｂ（ｊ）別に分別したデータが用いられる。図１０（ａ）に、一のテープフィーダ５（ｉ）について収集された位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを第１の補正値Ｖｃ１で補正した後に、吸着ノズル８ｂ（ｊ）別にＸ―Ｙグラフでプロットした例を示す。

図１０（ａ）の各グラフにおいて、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄのＸ方向とＹ方向の平均値が、それぞれノズル別位置ずれ量ΔＸ（８ｂ（ｊ）），ΔＹ（８ｂ（ｊ））（第２の補正値Ｖｃ２）となる。図１０（ｂ）は、各吸着ノズル８ｂ（ｊ）の位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを、それぞれノズル別位置ずれ量ΔＸ（８ｂ（ｊ）），ΔＹ（８ｂ（ｊ））（第２の補正値Ｖｃ２）だけシフト（補正）したＸ―Ｙグラフである。すなわち、第１の補正値Ｖｃ１と第２の補正値Ｖｃ２に基づく吸着位置補正値Ｖｃａによって補正した後の、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを表している。

図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）に示す吸着ノズル８ｂ（ｊ）別の位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを、一つのグラフに重ねて表示している。すなわち、吸着位置補正値Ｖｃａによって補正された、全ての吸着ノズル８ｂ（ｊ）の位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを表している。図１０（ｃ）に示すグラフにおけるＸ方向のレンジＲｘ２、Ｙ方向のレンジＲｙ２は、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄのランダム成分の大きさを表している。図１０（ｃ）のレンジＲｘ２、レンジＲｙ２は、図９（ｂ）の第１の補正値Ｖｃ１でのみ補正された場合のレンジＲｘ１、レンジＲｙ１よりも小さい。すなわち、吸着ノズル８ｂ（ｊ）別に吸着位置補正値Ｖｃａによって補正することによって、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを小さくすることができる。

次に図１１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。制御部３０は部品実装装置１の全体制御装置であり、記憶部３１に記憶された処理プログラムを実行して、基板搬送機構２、部品供給部４、部品装着部９、入力部３３、表示部３４の各部を制御する。入力部３３は、キーボード、タッチパネル、マウスなどの入力装置であり、操作コマンドやデータ入力時に用いられる。表示部３４は液晶パネルなどの表示装置であり、各種データなどを表示する。

記憶部３１には、実装データ３１ａ、ポケット位置ずれ量データ３１ｂ、吸着位置ずれ量データ３１ｃ、第１の補正値データ３１ｄ、第２の補正値データ３１ｅ、吸着位置補正値データ３１ｆなどの部品実装作業及び吸着位置の補正に使用される各種データが記憶されている。実装データ３１ａは、実装される部品Ｄの部品種や基板３における実装点などのデータであり、生産対象の基板種ごとに記憶される。

制御部３０は、内部処理機能として認識処理部３２、実装制御部３０ａ、補正値算出部３０ｂを備えている。実装制御部３０ａは、吸着位置補正値データ３１ｆに含まれる吸着位置補正値Ｖｃａに基づいて吸着位置を補正し、基板搬送機構２、部品供給部４、部品装着部９の各部を制御することにより、部品Ｄを部品供給部４から取り出して基板３に装着する部品実装作業を制御する。

図１１において、認識処理部３２は、基板認識カメラ１１によって撮像された対象ポケット１３ｂ＊のポケット撮像画像を認識処理することにより、ポケット位置ずれ量ΔＸｐ，ΔＹｐを算出する。算出されたポケット位置ずれ量ΔＸｐ，ΔＹｐは、ポケット位置ずれ量データ３１ｂとして記憶部３１に記憶される。また、認識処理部３２は、部品認識カメラ１０によって撮像された部品認識画像１０ａを認識処理することにより、吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄを算出する。算出された吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄは、吸着位置ずれ量データ３１ｃとして記憶部３１に記憶される。

部品認識カメラ１０による吸着ノズル８ｂ（ｊ）が吸着した部品Ｄの撮像は、部品装着部９が部品供給部４のテープフィーダ５（ｉ）（部品供給装置）の部品供給位置５ａから部品Ｄを吸着して基板搬送機構２が保持する基板３に装着する１ターンの動作毎に実行されて、その都度、吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄが算出されて記憶される。すなわち、吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄは、吸着ノズル８ｂ（ｊ）（ノズル）により部品供給位置５ａから部品Ｄを吸着した際の吸着位置の正規位置からの位置ずれ量であり、記憶部３１は、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを生産中に継続して記憶する位置ずれ量記憶部となる。

図１１において、補正値算出部３０ｂは、吸着位置ずれ量データ３１ｃに記憶されている位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄに基づいて、吸着ノズル８ｂ（ｊ）によって部品Ｄを吸着する際の吸着位置補正値Ｖｃａを算出する。より具体的には、補正値算出部３０ｂは、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄに基づいて、複数のテープフィーダ５（ｉ）（部品供給装置）毎に第１の補正値Ｖｃ１（ヘッド位置ずれ量ΔＸ（Ｃｈ），ΔＹ（Ｃｈ））をそれぞれ算出する。算出された第１の補正値Ｖｃ１は、第１の補正値データ３１ｄとして記憶部３１に記憶される。

また、補正値算出部３０ｂは、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄに基づいて、複数の吸着ノズル８ｂ（ｊ）（ノズル）と複数のテープフィーダ５（ｉ）（部品供給装置）との組み合わせ毎に第２の補正値Ｖｃ２（ノズル別位置ずれ量ΔＸ（８ｂ（ｊ）），ΔＹ（８ｂ（ｊ）））をそれぞれ算出する。算出された第２の補正値Ｖｃ２は、第２の補正値データ３１ｅとして記憶部３１に記憶される。

そして、補正値算出部３０ｂは、第１の補正値Ｖｃ１と第２の補正値Ｖｃ２とに基づいて、複数のテープフィーダ５（ｉ）（部品供給装置）のいずれか一つから、複数の吸着ノズル８ｂ（ｊ）（ノズル）のうちのいずれか一つにより部品Ｄを吸着する際の吸着位置補正値Ｖｃａを算出する。算出された吸着位置補正値Ｖｃａは、吸着位置補正値データ３１ｆとして記憶部３１に記憶される。

次に、図１２のフローに沿って、部品実装装置１における部品実装方法について説明する。まず、実装制御部３０ａは部品供給部４と部品装着部９を制御して、部品装着部９が有する吸着ノズル８ｂ（ｊ）によりテープフィーダ５（ｉ）が部品供給位置５ａに供給する部品Ｄを吸着する（ＳＴ１：吸着工程）。部品装着部９は、複数の吸着ノズル８ｂ（ｊ）により部品供給部４の複数のテープフィーダ５（ｉ）から部品Ｄを吸着する。そして、部品Ｄを吸着する際は、吸着位置補正値データ３１ｆに記憶される吸着位置補正値Ｖｃａに基づいて、部品Ｄを供給するテープフィーダ５（ｉ）とその部品Ｄを吸着する吸着ノズル８ｂ（ｊ）の組合せに応じた吸着位置の補正がなされる。

次いで認識処理部３２は、部品認識カメラ１０によって各吸着ノズル８ｂ（ｊ）が吸着する部品Ｄを下方からそれぞれ撮像する（ＳＴ２：部品撮像工程）。次いで認識処理部３２は、部品撮像工程（ＳＴ２）において撮像された部品認識画像１０ａを認識処理して、吸着ノズル８ｂ（ｊ）毎に吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄを算出する（ＳＴ３：吸着位置ずれ量算出工程）。すなわち、吸着ノズル８ｂ（ｊ）（ノズル）により部品供給位置５ａから部品Ｄを吸着した際の吸着位置の正規位置からの吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄ（位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ）が算出される。算出された吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄは、吸着位置ずれ量データ３１ｃとして記憶される。

次いで実装制御部３０ａは部品装着部９を制御して、部品装着部９の吸着ノズル８ｂ（ｊ）が吸着している部品Ｄを基板搬送機構２が保持する基板３に装着する（ＳＴ４：部品装着工程）。その際、吸着位置ずれ量算出工程（ＳＴ３）において算出された吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄに基づいて、部品Ｄの装着位置が補正される。次いで補正値算出部３０ｂは、テープフィーダ５（ｉ）から部品Ｄを吸着して基板３に装着する１ターンの動作が終了したか否かを判断する（ＳＴ５）。

１ターンの動作が終了すると（ＳＴ５においてＹｅｓ）、補正値算出部３０ｂは、吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，ΔθｄのうちのＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄに基づいて、複数のテープフィーダ５（ｉ）（部品供給装置）毎に第１の補正値Ｖｃ１をそれぞれ算出する（ＳＴ６：第１の補正値算出工程）。算出された第１の補正値Ｖｃ１は、第１の補正値データ３１ｄとして記憶される。１ターンの動作が終了していない場合は（ＳＴ５においてＮｏ）、第１の補正値算出工程（ＳＴ６）は実行されずに次工程（ＳＴ７）に進む。

図１２において、次いで補正値算出部３０ｂは、吸着ノズル８ｂ（ｊ）毎にランダム成分の除去に必要な所定数の位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄが集まったか否かを判断する（ＳＴ７）。所定数のデータが集まると（ＳＴ７においてＹｅｓ）、補正値算出部３０ｂは、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄに基づいて、複数の吸着ノズル８ｂ（ｊ）（ノズル）と複数のテープフィーダ５（ｉ）（部品供給装置）との組み合わせ毎に第２の補正値Ｖｃ２をそれぞれ算出する（ＳＴ８：第２の補正値算出工程）。算出された第２の補正値Ｖｃ２は、第２の補正値データ３１ｅとして記憶される。

所定数のデータが集まっていない場合は（ＳＴ７においてＮｏ）、第２の補正値算出工程（ＳＴ８）は実行されずに次工程（ＳＴ９）に進む。次いで補正値算出部３０ｂは、吸着ノズル８ｂ（ｊ）とテープフィーダ５（ｉ）の組合せ毎に吸着位置補正値Ｖｃａを算出する（ＳＴ９：吸着位置補正値算出工程）。すなわち、第１の補正値Ｖｃ１と第２の補正値Ｖｃ２とに基づいて、複数のテープフィーダ５（ｉ）（部品供給装置）のいずれか一つから複数の吸着ノズル８ｂ（ｊ）（（ノズル）のうちのいずれか一つにより部品Ｄを吸着する際の吸着位置補正値Ｖｃａを算出する。

このように、補正値算出部３０ｂは、部品装着部９が複数のテープフィーダ５（ｉ）（部品供給装置）から部品Ｄを吸着して基板３へ装着する１ターンの動作毎に、第１の補正値Ｖｃ１を算出して吸着位置補正値Ｖｃａを更新している。また、補正値算出部３０ｂは、吸着ノズル８ｂ（ｊ）（ノズル）毎に所定数の位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄが集まる毎に、新しい第２の補正値Ｖｃ２を算出して吸着位置補正値Ｖｃａを更新している。これにより、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄに含まれるランダム成分を適正に除去することが可能となり、吸着位置補正値Ｖｃａの算出精度を向上させることができる。

図１２において、吸着位置補正値算出工程（ＳＴ９）において吸着位置補正値Ｖｃａの算出がされると、吸着工程（ＳＴ１）に戻って次の部品装着のための部品Ｄの吸着が実行される。その際、新たに算出された吸着位置補正値Ｖｃａを用いた吸着位置の補正がなされる。このように、部品実装装置１では、吸着ノズル８ｂ（ｊ）によってテープフィーダ５（ｉ）から部品Ｄを吸着する際に、吸着ノズル８ｂ（ｊ）とテープフィーダ５（ｉ）の組合せに対応する吸着位置補正値Ｖｃａを使って吸着位置を補正している。

そして、部品認識カメラ１０によって撮像された部品認識画像１０ａを認識処理して吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄを算出し、算出された吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄに基づいて装着位置を補正して部品Ｄを基板３に装着すると共に、算出された位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄに基づいて吸着位置補正値Ｖｃａを算出している。すなわち、部品Ｄを基板３に補正して装着するための吸着位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄ，Δθｄのうちの、Ｘ方向とＹ方向の位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを算出している。これにより、吸着位置補正値Ｖｃａを算出するために、測定を追加する必要がない。

なお、部品実装装置１で生産する実装基板の基板種を変更するためにテープフィーダ５（ｉ）を交換すると、交換したテープフィーダ５（ｉ）の部品供給位置５ａが変動する可能性があるため、改めてティーチングが行われる。その後、交換したテープフィーダ５（ｉ）に対応する吸着位置補正値Ｖｃａを算出するために、ランダム成分を適正に除去できるデータ数の位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを収集する必要がある。

新たな位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄが収集されるまでは、経験や実績で決まる所定の吸着位置補正値Ｖｃａを使用しても良い。また、テープフィーダ５（ｉ）（部品供給装置）を交換した直後には、交換直前の吸着位置補正値Ｖｃａを使用してもよい。実装ヘッド８や吸着ノズル８ｂ（ｊ）を交換しない場合は、ヘッド位置ずれ量ΔＸ（Ｃｈ），ΔＹ（Ｃｈ）（第１の補正値Ｖｃ１）とノズル別位置ずれ量ΔＸ（８ｂ（８）），ΔＹ（８ｂ（８））（第２の補正値Ｖｃ２）には変動がないことが期待される。そのため、交換直前の吸着位置補正値Ｖｃａを使用することにより、所定の吸着位置補正値Ｖｃａよりも、部品吸着位置を精度良く補正できることが期待できる。

上記説明したように、本実施の形態の部品実装装置１は、部品供給位置５ａから部品Ｄを供給する複数のテープフィーダ５（ｉ）（部品供給装置）と、複数の吸着ノズル８ｂ（ｊ）（ノズル）を有し、複数のノズルにより複数の部品供給装置の部品供給位置５ａから部品Ｄを吸着して基板３に装着する部品装着部９を備えている。そして、ノズルにより部品供給位置５ａから部品Ｄを吸着した際の吸着位置の正規位置からの位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄを算出し（ＳＴ３）、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄに基づいて、複数の部品供給装置毎に第１の補正値Ｖｃ１をそれぞれ算出し（ＳＴ６）、位置ずれ量ΔＸｄ，ΔＹｄに基づいて、複数のノズルと複数の部品供給装置との組み合わせ毎に第２の補正値Ｖｃ２をそれぞれ算出している（ＳＴ８）。

そして、第１の補正値Ｖｃ１と第２の補正値Ｖｃ２とに基づいて、複数の部品供給装置のいずれか一つから複数のノズルのうちのいずれか一つにより部品Ｄを吸着する際の吸着位置補正値Ｖｃａを算出している（ＳＴ９）。これによって、吸着ノズル８ｂ（ｊ）が部品Ｄを吸着する吸着位置の位置ずれを精度良く補正することができる。

本発明の部品実装装置および部品実装方法は、ノズルが部品を吸着する吸着位置の位置ずれを精度良く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分野において有用である。

１ 部品実装装置
３ 基板
５ テープフィーダ（部品供給装置）
５ａ 部品供給位置
８ｂ 吸着ノズル（ノズル）
９ 部品装着部
Ｄ 部品
ΔＸｄ，ΔＹｄ 位置ずれ量

Claims (8)

1. 部品供給位置を有し、前記部品供給位置から部品を供給する複数の部品供給装置と、
   複数のノズルを有し、前記複数のノズルにより前記複数の部品供給装置の前記部品供給位置から部品を吸着して基板に装着する部品装着部と、
   前記ノズルにより前記部品供給位置から部品を吸着した際の吸着位置の正規位置からの位置ずれ量に基づいて、前記複数の部品供給装置毎に前記位置ずれ量を収集して第１の補正値をそれぞれ算出し、前記複数のノズルと前記複数の部品供給装置との組み合わせ毎に前記位置ずれ量を収集して第２の補正値をそれぞれ算出し、前記第１の補正値と前記第２の補正値とに基づいて、前記複数の部品供給装置のいずれか一つから前記複数のノズルのうちのいずれか一つにより部品を吸着する際の吸着位置補正値を算出する補正値算出部と、を備える、部品実装装置。
2. 前記位置ずれ量を生産中に継続して記憶する位置ずれ量記憶部をさらに備え、
   前記補正値算出部は、前記ノズル毎に所定数の前記位置ずれ量が集まる毎に、新しい前記第２の補正値を算出して前記吸着位置補正値を更新する、請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記補正値算出部は、前記部品装着部が前記複数の部品供給装置から部品を吸着して前記基板へ装着する１ターンの動作毎に前記第１の補正値を算出して前記吸着位置補正値を更新する、請求項１または２に記載の部品実装装置。
4. 前記部品供給装置を交換した直後に、交換直前の前記吸着位置補正値を使用する、請求項１から３のいずれかに記載の部品実装装置。
5. 部品供給位置を有し、前記部品供給位置から部品を供給する複数の部品供給装置と、複数のノズルを有し、前記複数のノズルにより前記複数の部品供給装置の前記部品供給位置から部品を吸着して基板に装着する部品装着部と、を備える部品実装装置における部品実装方法であって、
   前記ノズルにより前記部品供給位置から部品を吸着した際の吸着位置の正規位置からの位置ずれ量を算出し、
   前記位置ずれ量に基づいて、前記複数の部品供給装置毎に前記位置ずれ量を収集して第１の補正値をそれぞれ算出し、
   前記位置ずれ量に基づいて、前記複数のノズルと前記複数の部品供給装置との組み合わせ毎に前記位置ずれ量を収集して第２の補正値をそれぞれ算出し、
   前記第１の補正値と前記第２の補正値とに基づいて、前記複数の部品供給装置のいずれか一つから前記複数のノズルのうちのいずれか一つにより部品を吸着する際の吸着位置補正値を算出する、部品実装方法。
6. 前記ノズル毎に所定数の前記位置ずれ量が集まる毎に、新しい前記第２の補正値を算出して前記吸着位置補正値を更新する、請求項５に記載の部品実装方法。
7. 前記部品装着部が前記複数の部品供給装置から部品を吸着して前記基板へ装着する１ターンの動作毎に、前記第１の補正値を算出して前記吸着位置補正値を更新する、請求項５または６に記載の部品実装方法。
8. 前記部品供給装置を交換した直後に、交換直前の前記吸着位置補正値を使用する、請求項５から７のいずれかに記載の部品実装方法。

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