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【発明の名称】 部品装着装置および方法
【発明者】 【氏名】小沢 正人
【要約】 【課題】撮像手段により装着精度を安定させ、実装精度を向上させる電子部品装着装置および方法の提供。

【解決手段】基板１に設けられた基板マーク１０ａ，１０ｂをヘッド６に設けられた第１撮像手段２７により読みとり、供給部から供給された部品２５をヘッド部に設けられた部品吸着ノズル１１により吸着し、この部品をズームレンズ１７付き第２撮像手段７により撮像して部品の位置を計測し、この計測位置と第１撮像手段で読みとった基板マークの位置より、標準視野で取得したパラメータと、可変視野で取得したパラメータとの差を位置補正データとして求め、部品あるいは基板を相対的に補正して部品を基板に装着する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】基板に設けられた基板マーク、もしくはＩＣマークをヘッド部に設けられた第１撮像手段により読みとり、供給部から供給された部品をヘッド部に設けられたノズルにより吸着し、このノズルに吸着された部品を、部品の大きさにより撮像視野を可変にして部品を認識する第２撮像手段により撮像して部品の位置を計測し、この計測した部品の位置と第１撮像手段により読みとった基板マーク、もしくはＩＣマークの位置より、部品あるいは基板を相対的に補正移動して部品を基板に装着する装置において、撮像視野を変更する時に、この変更後の視野におけるノズルの位置及び補正値を第２撮像手段で求める手段と、メモリに保存する手段とを備え、以後撮像視野を変えるまで、第２撮像手段で求めたノズル位置及び補正値を使用し、部品装着をすることを特徴とする部品装着装置。
【請求項２】基板に設けられた基板マーク、もしくはＩＣマークをヘッドに設けられた第１撮像手段により読みとり、供給部から供給された部品をヘッド部に設けられたノズルにより吸着し、このノズルに吸着された部品を、部品の大きさにより撮像視野を可変にして部品を認識する第２撮像手段により撮像して部品の位置を計測し、この計測した部品の位置と第１撮像手段により読みとった基板マーク、もしくはＩＣマークの位置より、部品あるいは基板を相対的に補正移動して部品を基板に装着する方法において、撮像視野を変更する時に、この変更後の視野におけるノズルの位置及び補正値を第２撮像手段で求め、メモリに保存し、以後撮像視野を変えるまで、上記第２撮像手段で求めたノズル位置及び補正値を使用し、部品装着をすることを特徴とする部品装着方法。
【請求項３】基板に設けられた基板マーク、もしくはＩＣマークをヘッド部に設けられた第１撮像手段により読みとり、供給部から供給された部品をヘッド部に設けられたノズルにより吸着し、このノズルに吸着された部品を、部品の大きさにより撮像視野を可変にして部品を認識する第２撮像手段により撮像して部品の位置を計測し、この計測した部品の位置と第１撮像手段により読みとった基板マーク、もしくはＩＣマークの位置により、部品あるいは基板の位置を相対的に補正移動して部品を基板に装着する装置において、標準視野における第２撮像手段で前記ノズルの中心位置とカメラスケールを計測する手段と、その計測したノズル中心位置データをメモリに格納する手段と、第２撮像手段の視野を替え次の撮像視野に設定した後、この撮像視野に対応するカメラスケールから第２撮像手段でノズル中心位置を計測する手段と、計測したノズル中心位置データと前記格納した標準視野のノズルの中心位置データと比較をし、次の撮像視野のノズル位置補正データを最新視野ノズル位置補正データとしてメモリに格納する手段とから構成され、以後撮像視野を変えるまで、この最新視野ノズル位置補正データにより部品装着をすることを特徴とする部品装着装置。
【請求項４】基板に設けられた基板マーク、もしくはＩＣマークをヘッド部に設けられた第１撮像手段により読みとり、供給部から供給された部品をヘッド部に設けられたノズルにより吸着し、このノズルに吸着された部品を、部品の大きさにより撮像視野を可変にして部品を認識する第２撮像手段により撮像して部品の位置を計測し、この計測した部品の位置と第１撮像手段で読みとった基板マーク、もしくはＩＣマークの位置により、部品あるいは基板の位置を相対的に補正移動して、部品を基板に装着する方法において、標準視野における第２撮像手段で前記ノズル中心位置とカメラスケールを計測し、その計測したノズル中心位置データを標準視野ノズル中心位置データとしメモリに格納し、第２撮像手段の視野を替え、次の撮像視野に設定した後、この撮像視野に対応するカメラスケールから第２撮像手段でノズル中心位置を計測し、計測したノズル中心位置データと前記格納した標準視野におけるノズル中心位置データと比較をし、次の撮像視野のノズル位置補正データを生成し、次の撮像視野のノズル位置補正データを最新視野ノズル位置補正データとしてメモリに格納し、以後撮像視野を変えるまで、この最新視野ノズル位置補正データにより部品装着をすることを特徴とする部品装着方法。
【請求項５】基板に設けられた基板マーク、もしくはＩＣマークをヘッド部に設けられた第１撮像手段により読みとり、供給部から供給された部品をヘッド部に設けられたノズルにより吸着し、このノズルに吸着された部品を、部品の大きさにより撮像視野を可変にして部品を認識する第２撮像手段により撮像して部品の位置を計測し、この計測した部品の位置と第１撮像手段で読みとった基板マーク、もしくはＩＣマークの位置より、部品あるいは基板の位置を相対的に補正移動して部品を基板に装着する装置において、標準視野における第２撮像手段で前記ノズルの中心位置とカメラスケールを計測する手段と、その計測したノズル中心位置データを前視野ノズル中心位置データとしメモリに格納する手段と、第２撮像手段の視野を替え、次の視野に設定した後、この撮像視野に対応するカメラスケールから第２撮像手段でノズル中心位置を計測し、その計測したノズル中心位置データと視野変更直前に格納されていた前視野におけるノズル中心位置データとを比較し、次の撮像視野のノズル位置補正データを生成する手段と、次の視野のノズル位置補正データを最新視野ノズル位置補正データとしてメモリに格納する手段と、最新視野ノズル中心位置データとして前視野のノズル中心位置データを格納する手段から構成され、以後撮像視野を変えるまで、この最新視野ノズル位置補正データにより部品装着をすることを特徴とする部品装着装置。
【請求項６】基板に設けられた基板マーク、もしくはＩＣマークをヘッド部に設けられた第１撮像手段により読みとり、供給部から供給された部品をヘッド部に設けられたノズルにより吸着し、このノズルに吸着された部品を、部品の大きさにより撮像視野を可変にして部品を認識する第２撮像手段により撮像して部品の位置を計測し、この計測した部品の位置と第１撮像手段で読みとった基板マーク、もしくはＩＣマークの位置により、部品あるいは基板の位置を相対的に補正移動して部品を基板に装着する方法において、標準視野における第２撮像手段で前記ノズル中心位置データとカメラスケールを計測し、その計測したノズル中心位置データを前視野ノズル中心位置データとしメモリに格納し、第２撮像手段の視野を替え次の視野に設定した後、この撮像視野に対応するカメラスケールから第２撮像手段でノズル中心位置を計測し、その計測したノズル中心位置データと視野変更直前に格納されていた前視野におけるノズル中心位置データとを比較し、次の視野のノズル位置補正データを生成し、次の視野のノズル位置補正データを最新視野のノズル位置補正データとしてメモリに格納し、最新視野ノズル中心位置データとして前視野のノズル中心位置データを格納し、以後撮像視野を変えるまで、この最新視野のノズル位置補正データにより部品装着をすることを特徴とする部品装着方法。
【請求項７】基板に設けられた基板マーク、もしくはＩＣマークをヘッド部に設けられた第１撮像手段により読みとり、供給部から供給された部品をヘッド部に設けられたノズルにより吸着し、このノズルに吸着された部品を、部品の大きさにより撮像視野を可変にして部品を認識する第２撮像手段により撮像して部品の位置を計測し、この計測した部品の位置と第１撮像手段により読みとった基板マーク、もしくはＩＣマークの位置より、部品あるいは基板を相対的に補正移動して部品を基板に装着する方法において、撮像視野を変更する時に、この変更後の視野におけるノズル中心位置を測定する治具の位置及び補正値を第２撮像手段で求める手段と、メモリに保存する手段とを備え、以後撮像視野を変えるまで、第２撮像手段で求めた前記治具の位置及び補正値と、ノズルと前記治具間の補正値を使用し、部品装着をすることを特徴とする部品装着装置。
【請求項８】基板に設けられた基板マーク、もしくはＩＣマークをヘッド部に設けられた第１撮像手段により読みとり、供給部から供給された部品をヘッド部に設けられたノズルにより吸着し、このノズルに吸着された部品を、部品の大きさにより撮像視野を可変にして部品を認識する第２撮像手段により撮像して部品の位置を計測し、この計測した部品の位置と第１撮像手段により読みとった基板マーク、もしくはＩＣマークの位置より、部品あるいは基板を相対的に補正移動して部品を基板に装着する方法において、撮像視野を変更する時に、この変更後の視野におけるノズル中心位置を測定する治具の位置及び補正値を第２撮像手段で求め、メモリに保存し、以後撮像視野を変えるまで、上記第２撮像手段で求めた前記治具の位置及び補正値と、ノズルと治具間の補正値を使用し、部品装着をすることを特徴とする部品装着方法。
【請求項９】基板に設けられた基板マーク、もしくはＩＣマークをヘッド部に設けられた第１撮像手段により読みとり、供給部から供給された部品をヘッド部に設けられたノズルにより吸着し、このノズルに吸着された部品を、部品の大きさにより撮像視野を可変にして部品を認識する第２撮像手段により撮像して部品の位置を計測し、この計測した部品の位置と第１撮像手段により読みとった基板マーク、もしくはＩＣマークの位置より、部品あるいは基板を相対的に補正移動して部品を基板に装着する装置において、撮像視野可変時に既存のカメラスケールを使うか、あらたに再取得するカメラスケールを使うかを、選択可能であることを特徴とする部品装着装置。
【請求項１０】基板に設けられた基板マーク、もしくはＩＣマークをヘッドに設けられた第１撮像手段により読みとり、供給部から供給された部品をヘッド部に設けられたノズルにより吸着し、このノズルに吸着された部品を、部品の大きさにより撮像視野を可変にして部品を認識する第２撮像手段により撮像して部品の位置を計測し、この計測した部品の位置と第１撮像手段により読みとった基板マーク、もしくはＩＣマークの位置より、部品あるいは基板を相対的に補正移動して部品を基板に装着する方法において、撮像視野可変時に既存のカメラスケールを使うか、あらたに再取得するカメラスケールを使うかを、選択可能であることを特徴とする部品装着方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を電子回路基板上に装着する部品装着方法、装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子回路基板は電子部品を正確に装着し実装品質を向上する事が要求されている。部品の種類に対応する電子部品装着装置としては特開平２−２２６４８４号に部品の種類によりズームレンズによる最適視野で部品認識することの記載がある。また以下、図１２を参照しながら、別の方法の電子部品装着装置の一例について説明する。図１２は、従来の電子部品装着装置の全体概略図である。図１２にて、３２は電子回路基板３１を搬入・搬出する搬送部、３４はＸＹロボットで供給部３３より電子部品３７を吸着・装着するノズル３５及び電子回路基板３１の位置を計測する基板認識カメラ３６を任意の位置に位置決めする。３８a,３８ｂは電子部品３７の吸着姿勢を撮像計測する部品認識カメラである。
【０００３】次に上記部品装着装置の動作について説明する。図１２において電子回路基板３１は搬送部３２により装着位置に搬入される。ＸＹロボット３４は基板認識カメラ３６を電子回路基板３１上に移動し、基板マーク３９を計測し実装すべき位置を調べる。次に、ＸＹロボット３４は吸着ノズル３５を部品供給部３３上に移動させ、吸着ノズル３５は電子部品３７を吸着し、部品の大きさにより部品認識カメラ３８ａ、または３８ｂにて吸着姿勢を撮像し、この情報をもとに位置補正後、電子部品３７は電子回路基板３１上に装着される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記構成においては、以下の様な課題を有する。電子部品装着装置においては近年部品形状の種類が増える傾向にあるため、特開平２−２２６４８４号に記載されている、被写体に対する焦点距離を可変するズームレンズを駆動する手段を備えたカメラ装置の倍率を制御する方法がある。しかしこの方法では視野可変時、光軸がずれるため高精度を必要とする装置には向いていない。また多品種を１視野固定にて高精度に部品認識することが難しい。図１２の様に、吸着ノズル３５で電子部品３７を吸着し、部品認識カメラ３８ａ、または３８ｂ上で部品３７を認識する場合、部品形状によっては充分満足できる計測状態ではないことがある。しかし、現状では認識精度を悪くしてでも対応可能な種類を増やす必要にせまられている。その対応策として認識アルゴリズムの改良も試みられているが、基本的に認識視野と認識対象部品形状の大きさの違いよる影響がもつとも大きい要因である。
【０００５】本発明は上記の課題に鑑み、電子部品装着装置で部品の大きさに応じて、部品認識カメラの視野を選択でき、また目的視野における光軸の補正を実施する方法を採るため、部品の吸着姿勢を正確に計測可能となり、電子部品装着装置の装着精度を安定させ、電子回路基板の実装品質を向上させる装置及び、方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するために、基板に設けられた基板マーク、もしくはＩＣマークを部品装着装置のヘッド部に設けられた第１撮像手段により読みとり、供給部から供給された部品をヘッド部に設けられたノズルにより吸着し、このノズルに吸着された部品を第２撮像手段により撮像して部品の位置を計測し、この計測した部品の位置と第１撮像手段で読みとった基板マーク、もしくはＩＣマークの位置より、部品あるいは基板の位置を相対的に補正して部品を基板に装着する方法において、この装置の標準視野でのノズル中心位置データを取得したときの画像中心位置からノズル中心位置までの距離をノズル中心オフセット値とし、撮像視野を可変する毎に第２撮像手段で前記ノズルの中心位置を計測し、たえず標準視野でのノズル中心位置と可変後の、ノズル中心位置との差をノズル位置補正データとして求める（固定比較法）。もしくは初めに、この装置の標準視野でのノズル中心位置データを取得したときの画像中心位置からノズル中心位置までの距離をノズル中心オフセット値として、次に撮像視野を可変する毎に、第２撮像手段で前記ノズルの中心位置を計測し、可変前のノズル中心位置と、可変後の中心位置との差をノズル位置補正データとして求める（順次比較法）。なお両方法共、視野の違いによる長さ補正も加味し最新視野ノズル位置補正データとし保存する。以後撮像視野を変えるまで、この最新視野ノズル位置補正データにより部品装着をすることを特徴とする部品装着方法、及び部品装着装置。
【０００７】
【作用】この構成により認識視野を可変する毎に第２撮像手段がノズル中心位置を計測し、この装置の部品装着するノズル中心位置データを取得した時に、第２撮像手段が取得したノズル中心位置データといままでの視野のノズル中心位置データとの相対位置を計算し、最新視野のノズル位置補正データを取得することが出来、多品種の部品を高精度に搭載できる。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図１〜図１１、図２０、２を参照しながら説明する。図１及び図２にて本発明の電子部品装着装置の構成を述べる。図１は、本発明の電子部品装着装置の全体概略図である。図１にて、１は電子回路基板、２は電子回路基板１を搬入搬出する搬送部、５はＸＹロボットで供給部３・４より電子部品を吸着・装着するノズルを含むヘッド部６を任意の位置に位置決めする。７は電子部品の吸着姿勢を撮像計測するズームレンズ付き部品認識カメラ７（第２撮像装置）で、８は交換用ノズル先端部を備えたノズルステーションである。ズームレンズ付き部品認識カメラ７に使用しているズームレンズを駆動するモータはサーボモータ、ステップモータ、超音波モータなどが使用出来る。
【０００９】図２は電子回路基板１及びヘッド部６及びズームレンズ付き部品認識カメラ７及びノズルステーション８の詳細図である。図２にて電子回路基板１には電子部品２５（図示してないフィーダより吸着した部品）を実装するランド９とランド９の位置を計測するためにランド９に対して正確に配置されたＩＣマーク１０ａ及び１０ｂを有する。また図２にてヘッド部６には上下に昇降し且つ回転方向に自由に位置決めできるノズル１１を有し、照明１４及びレンズ１３及び基板用カメラ１２からなり電子回路基板１上にフォーカス面を持つ基板認識カメラユニット２７（第１撮像装置）を有している。また図２にてズームレンズ付き部品認識カメラ７は照明接続部２６に対し鏡筒１８及びズームレンズ１７及び部品用カメラ１６が取り付けられ、ＬＥＤ照明を備えた照明部２１が取り付けられている。また図２にてノズルステーション８には装着する電子部品に応じて交換されるノズル先端部２４を備えている。
【００１０】次に上記部品装着装置の動作について説明する。まず図３〜図７にて本発明の電子部品装着装置の吸着ノズル１１及び基板認識カメラユニット２７及びズームレンズ付き部品認識カメラ７の補正データの計測方法について述べる。ここで用いる認識カメラ７の視野オフセットデータとしては、ＸＹロボットとなすカメラ回転角データ（θｓ）、ノズル中心位置データ（Ｘｓ、Ｙｓ）、ノズル位置補正データ（ΔＸｓ、ΔＹｓ）、カメラの倍率に対する長さを示すカメラスケール（１画素あたりの長さ、Ｓｓ）がある。
【００１１】図３は部品認識カメラ７の断面図であり、図４ないし図５は部品認識カメラ７で撮像される画面であり、ノズル先端部１１を示している。図３にて吸着ノズル１１はノズルステーション８からノズル１１を取り出しズームレンズ付き部品認識カメラ７上に移動する。その時ズームレンズ付き部品認識カメラ７の認識視野は標準視野に設定されている。ノズル１１の先端部は照明部２１内のＬＥＤ２８に照射され、その光像は鏡筒１８及びズームレンズ１７をへて部品用カメラ１６にて撮像される。図４はＸＹロボット５がノズル１１の先端部を移動させたときの撮像結果を示す。図４にて、最初のノズル１１の先端部の位置は１１ａであり、その面積中心がＯａである。ノズルの位置計測方法は多数あるが本実施例では面積中心をもってノズル中心とする。つぎにＸＹロボット５はＸ方向に一定距離移動し、１１ｂにての面積中心がＯｂである。同様にＸＹロボット５はＹ方向に一定距離移動し、１１ｃにての面積中心がＯｃである。ＯａとＯｂを結ぶ線と部品認識カメラ７の水平ラインの成す角度θを部品認識カメラ７のカメラ回転角データ（θｓ）とする（数１）。Ｏａ・Ｏｂの距離とＸＹロボット５のＸ方向の移動距離の比率と、Ｏｂ・Ｏｃの距離とＸＹロボット５のＹ方向の移動距離の比率との平均を部品認識カメラ７のカメラスケール（Ｓｓ）とする（数２）。前もってズームレンズの各認識視野におけるカメラスケールの関係データは図２０で示すようなデータが取得してある。搭載精度を必要とする場合は前もって取得した図２０のカメラスケールでなく、視野可変時に取得したカメラスケールを使用することが可能である。既存データを使うか、再取得するかは視野あるいは部品装着精度により選択可能である。以上がズームレンズ付き部品認識カメラ７のカメラスケール及びカメラ回転角データの計測方法の１実施例である。これ以外にカメラスケールはノズルの直径を計測し、真の値と実測値との比を算出してもよい。
【００１２】
【数１】

【００１３】
【数２】

【００１４】上記以外のＳｓの求め方としてはＳｓ＝前もって分かっているノズル直径／認識カメラ７で計測したノズル直径の画素数がある。図５にてノズル１１の先端部をズームレンズ付き部品認識カメラ７の中心に移動する。ズームレンズ付き部品認識カメラ７の中心とノズル１１の先端部の中心は通常一致していないので以下の方法でノズル中心位置データ（Ｘｓ、Ｙｓ）を計測する。
【００１５】ノズル１１の先端部の面積中心Ｏｈを計測する。本実施例の電子部品装着装置では、ズームレンズ付き部品認識カメラ７の視野中心Ｏｃａｍを基準としている。従ってズームレンズ付き部品認識カメラ７で計測した時点でのＸＹロボット５の座標Ｏｈをもってズームレンズ付き部品認識カメラ７のノズル中心位置データ（Ｘｓ、Ｙｓ）としている。以上で標準視野におけるズームレンズ付き部品認識カメラ７のノズル中心位置データが計測される。
【００１６】次に上記部品装着装置のズームレンズ付き部品認識カメラ７と基板認識カメラユニット２７とノズル中心位置オフセットの各装置間の微調整データを取得する。図１ないし図６〜図８を用いて説明する。精度確認電子回路基板１０１は搬送部２により装着位置に搬入される。ＸＹロボット５はヘッド部６を精度確認電子回路基板１０１上に移動し、基板認識カメラユニット２７がＩＣマーク１１０ａ・１１０ｂを計測し実装すべき位置を調べる。次に、ＸＹロボット５はヘッド部６をノズルステーション８上に移動し、吸着ノズル１１はテスト用電子部品２３を吸着し、ズームレンズ付き部品認識カメラ７の計測位置に移動後、吸着ノズル１１はテスト用電子部品２３を部品認識カメラ７のフォーカス面まで下降する。テスト用電子部品２３は照明部２１内のＬＥＤ２８に照射され、その光像は照明接続部２６及びズームレンズ１７をへて部品用カメラ１６にて撮像される。図８はテスト用電子部品２３の撮像結果２３ａを示す。この時のノズル中心値と部品中心値の差と傾きを求め部品演算結果（Δｘ２１、Δｙ２１、ΔΘ２１）とし、部品認識カメラ７の標準視野オフセットと、基板認識カメラユニット２７が取得したデータ（Δｘ１１、Δｙ１１、ΔΘ１１）（図示せず）をもとに位置補正計算後、位置補正動作後テスト用電子部品２３は精度確認電子回路基板１０１上に装着される。装着されたテスト用電子部品２３を三次元計測器（図示せず）などの計測器で計測し、この時計測した誤差データをテスト用電子部品２３の標準視野におけるこの装着装置のための微調整データ（ΔＸ３、ΔＹ３、ΔΘ３）とし図１５のメモリ１５に保存する。微調整データの取得は工場出荷時あるいは装置部品交換後に実施する。
【００１７】以上により、基板認識カメラユニット２７と吸着ノズル１１、ズームレンズ付き部品認識カメラ７について、カメラ回転角オフセットとカメラスケールとノズル中心位置オフセット、並びに微調整データを計測し求めた。即ち、吸着ノズル１１と基板認識カメラユニット２７とズームレンズ付き部品認識カメラ７の位置関係がきまる。
【００１８】次に視野変更後のズームレンズ付き部品認識カメラ７での吸着ノズル１１のノズル位置補正データ取得方法を説明する。目的視野にズームレンズ付き部品認識カメラ７を視野変更後、図９にてノズル１１の先端部をズームレンズ付き部品認識カメラ７の中心に移動する。ズームレンズ付き部品認識カメラ７の中心位置とノズル１１の先端部の中心位置は通常一致していないので以下の二つの方法での計測例で説明する。
１．固定比較法ノズル１１の先端部の面積中心Ｏｈ１を計測する。本実施例の電子部品装着装置では、装置の座標系はズームレンズ付き部品認識カメラ７の視野中心Ｏｃａｍを基準としている。従って ズームレンズ付き部品認識カメラ７で計測した時点でのＸＹロボット５の座標Ｏｈ１（Ｘｓ１、Ｙｓ１）をもって目的視野におけるズームレンズ付き部品認識カメラ７のノズル中心位置データＯｈ１（Ｘｓ１、Ｙｓ１）を取得出来る、それと同時に前記の方法でカメラスケール（Ｓｓ１）も取得する。次に標準視野における”ＸＹロボット５の座標Ｏｈ（Ｘｓ、Ｙｓ）”と目的視野におけるＸＹロボット５の座標Ｏｈ１（Ｘｓ１、Ｙｓ１）と比較しその差をノズル位置補正データ（ Ｘｓ、 Ｙｓ）とし、目的視野のノズル中心位置オフセットデータは（Ｘｓ、Ｙｓ）と（ Ｘｓ、 Ｙｓ）とする。ノズル中心位置オフセットデータは標準ノズル中心位置データとノズル位置補正データからなる。
２．順次比較法ノズル１１の先端部の面積中心Ｏｈ１を計測する。本実施例の電子部品装着装置では、装置の座標系はズームレンズ付き部品認識カメラ７の視野中心Ｏｃａｍを基準としている。従って ズームレンズ付き部品認識カメラ７で計測した時点でのＸＹロボット５の座標Ｏｈ１（Ｘｓ１、Ｙｓ１）をもって目的視野におけるズームレンズ付き部品認識カメラ７のノズル中心位置データＯｈ１（Ｘｓ１、Ｙｓ１）を取得出来る、それと同時に前記の方法でカメラスケール（Ｓｓ１）も取得する。次に目的視野のノズル位置補正データ（ΔＸｓ、ΔＹｓ）は前の目的視野における”ＸＹロボット５の座標Ｏｈ１（Ｘｓ１、Ｙｓ１）”と次の目的視野におけるＸＹロボット５の座標Ｏｈ１（Ｘｓ１、Ｙｓ１）と比較しその差をノズル位置補正データ（ΔＸｓ、ΔＹｓ）とし、目的視野のノズル中心位置オフセットデータは（Ｘｓ１、Ｙｓ１）と（ΔＸｓ、ΔＹｓ）とする。ノズル中心位置オフセットデータは前視野ノズル中心位置データとノズル位置補正データからなる。この場合両方法共最初の状態においてはＸｓ＝Ｘｓ１、Ｙｓ＝Ｙｓ１となる。両方法共ノズル位置補正データを求めるときはその視野におけるカメラスケール（Ｓｓ）により比較する単位系を同じにするのは言うまでもない。
【００１９】以上により、吸着ノズル１１とズームレンズ付き部品認識カメラ７の視野変換後のノズル中心位置データが計測され、もしくはノズル位置補正データが計算され、目的視野における吸着ノズル１１とズームレンズ付き部品認識カメラ７の相対位置が分かる。次に上記部品装着装置のズームレンズ付き部品認識カメラの視野オフセットデータ（カメラ回転角データ、ノズル中心位置データ、ノズル位置補正データ、カメラスケール）取得後の実際の装着運用動作について図１ないし図２、図１０、図１１、図１３…図１５を用いて説明する。図６、図７、図８で表したように標準視野でテスト用電子部品２３を精度確認電子回路基板１０１に搭載する時、取得した部品認識データ（Δｘ２１、Δｙ２１、ΔΘ２１）と、基板認識カメラユニット２７が取得した位置データ（Δｘ１１、Δｙ１１、ΔΘ１１）と、標準視野での視野オフセットデータ（カメラ回転角データ、ノズル中心位置データ、カメラスケール）、と部品装着装置の標準視野における装着のための微調整データ（ΔＸ３、ΔＹ３、ΔΘ３）を基礎データとして、さらに図１５のメモリ１５に保存する。図１３、図１４は部品装着時の運用動作フローチャートである。次にフローチャート等に基ずいて動作を説明する。
【００２０】電子回路基板１は搬送部２により装着位置に搬入される。ＸＹロボット５はヘッド部６を電子回路基板１上に移動し、基板認識カメラユニット２７が基板マーク４０、４１を撮像し位置データ（Δｘ１２、Δｙ１２、ΔΘ１２）（図示せず）を取得する。（図１３のｓ１００）次に、部品データを読み出し（図１３のｓ１０１）認識視野が正しいかどうか確認し、正しくない場合は視野変更ルーチン（図１４のｓ２００）を実行し、正しい場合は、ＸＹロボット５はヘッド部６を部品供給部４上に移動し、吸着ノズル１１は電子部品２５を吸着し（図１３のｓ１０２）、ズームレンズ付き部品認識カメラ７上に移動（図１３のｓ１０３）後、吸着ノズル１１は電子部品２５を部品認識カメラ７のフォーカス面まで下降する。図１０で電子部品２５は照明部２１内のＬＥＤ２８に照射され、その光像は鏡筒１８及びズームレンズ１７をへて部品用カメラ１６にて撮像される。図１１は電子部品２５の撮像結果２５ｂを示す（図１３のｓ１０６）。チップ部品以外の時、この部品の認識結果（Δｘ２２、Δｙ２２、ΔΘ２２）と基礎データとその他のデータ（ＩＣマークに基ずく位置補正データ、ノズル中心位置補正データ、部品認識補正データ）をもとに演算（図１３のｓ１０８）し装着位置補正データを求め位置補正され、またチップ部品の時は、部品の認識結果（Δｘ２２、Δｙ２２、ΔΘ２２）と基礎データとその他のデータ（基板マークに基ずく位置補正データ、ノズル中心位置補正データ、部品認識補正データ）をもとに演算（図１３のｓ１０９）し装着位置補正データを求め位置補正され、電子部品２５は電子回路基板１上に装着（図１３のｓ１１０）される。以上のように視野変更後のノズル中心位置データとノズル位置補正データ取得方法以外は従来実施している技術である。
【００２１】視野変更ルーチン（図１４のｓ２００）は視野変更起動トリガ（ｓ３００）ルーチンとノズル中心位置補正補正データ取得（ｓ４００）ルーチンから成り立っている。基本的な考えは前記で説明済みであるため、ここでは一実施例について説明する。視野変更起動トリガ（ｓ３００）では図２１部品データから部品番号の種類に対応する部品の大きさを、読み出し５ｍｍ単位に切り上げ方式（例えば、部品番号１の場合、部品の大きさが６ｍｍであるので認識視野は１０ｍｍとなる）で認識視野を求める（ｓ３０１）。次に図２０を参照し認識視野に対応する位置データを求める（ｓ３０２）、そして現視野の位置データと新視野の位置データとの差を求め（ｓ３０３）、その差分に基づきズームレンズの視野を可変させ目的視野に成るようにズームレンズを制御する（ｓ３０４）。この時点で目的視野にズームレンズを変更し、その後ノズル中心位置補正データ取得（ｓ４００）は固定比較法、あるいは順次比較法で行う。
【００２２】第２の実施例としてのノズル中心位置補正量の求め方として図１５〜図１９で表す方法を説明する。図１６はノズル中心位置測定の代用方法を示す装置の詳細斜視図である。ズームレンズ付き部品認識カメラ７上をノズル位置測定の代用治具１９はモータなどの駆動装置（図示せず）の動作により、ズームレンズ付き部品認識カメラ７の視野内や、視野外に移動する。ノズル位置測定の代用治具１９の下面（撮像側）には吸着ノズルの先端部と同等な物を取り付ける。ノズル位置測定の代用治具１９の下面に取り付けた先端部１９ａはズームレンズ付き部品認識カメラ７の焦点位置になるように組み付けられている。またズームレンズ付き部品認識カメラ７で正確な画像が取れるように、ノズル位置測定の代用治具１９の下面はコントラストが充分高く取れるように作られている。図１７は標準視野におけるノズル中心位置データを取得する（Ｘａ、Ｙａ）時のズームレンズ付き部品認識カメラ７とノズル位置測定の代用治具１９とノズル１１の位置関係を示す。図１８は標準視野及び視野変更後の、ズームレンズ付き部品認識カメラ７と、ノズル位置測定の代用治具１９の位置関係を示す。標準視野時のノズル位置測定の代用治具１９の中心位置データを（Ｘｂ、Ｙｂ）とする。ここで取得した（Ｘａ、Ｙａ）と（Ｘｂ、Ｙｂ）の差分データがズームレンズ付き部品認識カメラ７と、ノズル位置測定の代用治具１９の修正データとして図１５のメモリ１５に保存する。図１９は部品認識時のズームレンズ付き部品認識カメラ７と、ノズル位置測定の代用治具１９との位置関係を示す。以下視野変更毎に図１８に示すようにノズル位置測定の代用治具１９の中心位置と代用治具１９の直径を計測して、前記説明した、固定比較法または順次比較法のノズル１１の代わりに代用治具１９を使用して中心位置誤差を求め、修正データにて補正すればノズルを使いノズル中心位置データを求めたのと同様である。この方法の良い点はノズルがズームレンズ付き部品認識カメラ７の上側に無くとも、ノズルの中心位置を相対的に計測出来、高速化も可能となる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、部品の大きさにより最適視野にズームレンズ付き部品認識カメラを設定する事ができ、精度の高い認識が可能となる。また視野変更後に起こる光軸ずれも標準視野との差により吸着ノズル中心位置データを求めることができ、また同時にカメラスケールの確認と修正もできる。従って、吸着ノズルと基板認識カメラとズームレンズ付き部品認識カメラについて、相対位置関係を正確に把握出来、かつカメラスケールも正確に成るため、電子部品の装着を高精度に正確に行うことができる。
【出願人】 【識別番号】０００００３３９９
【氏名又は名称】ジューキ株式会社
【出願日】 平成１１年６月８日（１９９９．６．８）
【代理人】
【公開番号】 特開２０００−２９４９９６（Ｐ２０００−２９４９９６Ａ）
【公開日】 平成１２年１０月２０日（２０００．１０．２０）
【出願番号】 特願平１１−１６０７４８