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【発明の名称】 部品実装システムにおける基板認識方法及び同装置
【発明者】 【氏名】花村 直己
【要約】 【課題】複数台の単位実装機を備えた実装システムにおいて高い実装精度を確保しつつ、先頭以外の単位実装機での基板認識に要する時間を短縮する。

【解決手段】先頭の単位実装機１Ａのコントローラ１０は、ヘッドユニット１Ａに装備された移動カメラ７によりフィデューシャルマークを撮像するマーク認識用実測処理に基づき部品実装位置の補正データを作成する第１の補正データ作成手段１０１と、実装機本体に設けられた基板カメラ８，９により基板Ｐの特定部位を撮像する基板位置認識用実測処理に基づいて求めた基板位置データと上記補正データとから調整データを作成する調整データ作成手段１０２と、この調整データを記憶する記憶手段１０３とを含む。他の単位実装機１Ｂ〜１Ｄのコントローラは、基板位置認識用実測処理に基づいて求めた基板位置データと上記調整データとに基づき補正データを作成する第２の補正データ作成手段１０４を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 直列に接続された複数台の単位実装機を備え、各単位実装機においてそれぞれ、基板搬送手段により搬送された被実装用の基板を所定位置に停止させた状態で、実装用ヘッドユニットにより部品供給部からピックアップした部品を上記基板に実装するようにした部品実装システムにおいて、上記各単位実装機でそれぞれ基板への部品の実装に先立ち、上記基板の被実装部分の位置ずれを調べてそれに応じた部品実装位置の補正データを求めるようにした基板認識方法であって、先ず上記複数台のうちの先頭の単位実装機では、上記基板が所定位置に停止した後に、ヘッドユニットを上記基板上に移動させて上記基板に付されている基板認識用のマークをヘッドユニットに装備した撮像手段により撮像するマーク認識用実測処理を行い、それに基づいて部品実装位置の補正データを求めるとともに、上記基板の特定部位を実装機本体に装備した撮像手段により撮像する基板位置認識用実測処理を行い、それに基づいて求められる基板位置データと上記補正データとから上記マークと上記基板の特定部位との相対位置関係に応じた調整データを求め、その後に先頭以外の単位実装機では、上記基板が所定位置に停止した後に、上記基板の特定部位を実装機本体に装備した撮像手段により撮像する基板位置認識用実測処理を行い、それに基づいて求められる基板位置データと上記先頭の単位実装機で求められた調整データとに基づき、部品実装位置の補正データを求めることを特徴とする部品実装システムにおける基板認識方法。
【請求項２】 上記補正データは、上記基板の１又は複数の箇所に付されているマークをヘッドユニットに装備した撮像手段により撮像してそれに基づきの被実装部分の位置ずれに応じた補正量を求めたものであり、上記基板位置データは、上記基板の特定部位の位置ずれに応じた量を求めたものであり、上記調整データは上記補正データと基板位置データとの偏差を求めることにより基板の特定部位に対する被実装部分の相対位置の位置ずれに応じた量を求めたものであることを特徴とする請求項１記載の部品実装システムにおける基板認識方法。
【請求項３】 直列に接続された複数台の単位実装機を備え、各単位実装機にそれぞれ、基板搬送手段と、この基板搬送手段により搬送された被実装用の基板を所定位置に停止させる位置決め手段と、部品供給部からピックアップした部品を上記基板に実装する実装用ヘッドユニットとを備えた部品実装システムにおいて、少なくとも先頭の単位実装機のヘッドユニットに装備され、ヘッドユニットと一緒に移動して、上記基板に付されている基板認識用のマークを撮像する移動式撮像手段と、各単位実装機の実装機本体に装備され、上記基板が所定位置に停止したときにその基板の特定部位を撮像する定置式撮像手段と、上記先頭の単位実装機において上記移動式撮像手段により上記マークを撮像するマーク認識用実測処理に基づき部品実装位置の補正データを作成する第１の補正データ作成手段と、上記先頭の単位実装機において上記定置式撮像手段により上記基板の特定部位を撮像する基板位置認識用実測処理に基づき基板位置データを求め、この基板位置データと上記補正データとから上記マークと上記基板の特定部位との相対位置関係に応じた調整データを作成する調整データ作成手段と、上記調整データを記憶する記憶手段と、先頭以外の単位実装機において上記定置式撮像手段により上記基板の特定部位を撮像する基板位置認識用実測処理に基づき基板位置データを求め、この基板位置データと上記記憶手段から読み出した調整データとに基づき補正データを作成する第２の補正データ作成手段と、を備えたことを特徴とする部品実装システムにおける基板認識装置。
【請求項４】 定置式撮像手段として、基板の１つのコーナー部を撮像する第１のカメラと、基板の一側辺の中間部を撮像する第２のカメラとが各単位実装機の実装機本体に設けられていることを特徴とする請求項３記載の部品実装システムにおける基板認識装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直列に接続された複数台の単位実装機を備える部品実装システムにおいて、各単位実装機でそれぞれ基板の被実装部分の位置ずれを調べてそれに応じた部品実装位置の補正データを求めるようにした基板認識方法及び同装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、基板搬送手段と、この搬送手段により搬入された被実装用のプリント基板を所定位置に停止させる位置決め手段と、部品吸着用のノズル部材を有する実装用ヘッドユニットと、部品供給部とを備え、プリント基板を上記所定位置に停止させた後、上記ヘッドユニットにより部品供給部からピックアップした部品をプリント基板に実装するようにした実装機は一般に知られている。
【０００３】また、最近では、実装作業の高速性、機敏性及び品種切替えに対する適応性等を高めるため、複数台の単位実装機（モジュールマウンター）を用い、プリント基板に対する多数種の部品の実装を分散して行うようにしたモジュール型実装システムも開発されている。すなわち、このモジュール型実装システムは、複数台の単位実装機を基板搬送方向に直列に連結することにより、プリント基板に各単位実装機で数種類ずつの部品を順次実装していくようになっている。そして、これら複数台の単位実装機と、その上流に配設されるローダ、クリームはんだ印刷機等の機器と、下流側に配置されるリフロー炉、アンローダ等の機器とにより搬送ラインが構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記実装機において、基板搬送手段により搬入されたプリント基板は位置決め手段により所定位置に位置決めされるが、この状態で、実装機本体に対する基板の位置ずれや、基板におけるプリント配線パターンの相対位置のずれにより、基板の被実装部分（プリント配線パターンで特定される部品実装箇所）が正規の位置から多少ずれることがある。このような基板の被実装部分の位置ずれに応じて部品装着位置の補正を行うため、予めプリント基板の複数箇所に基板認識用のマーク（フィデューシャルマーク）を付しておくとともに、上記ヘッドユニットにマーク撮像用のカメラを装備し、実装作業に先立って、上記カメラを各マークに対応する位置へ順次移動させ撮像して各マークの位置を検出し、それに基づき位置ずれを調べてそれに応じた補正量を求めるようにすることは、従来から行われている。
【０００５】上記モジュール型実装システムにおいては、全ての単位実装機で実装精度を確保するため、各単位実装機毎にそれぞれ、上記のようなヘッドユニットに装備したカメラによるフィデューシャルマークの撮像とそれに基づく補正量の演算を行っていた。
【０００６】しかし、ヘッドユニットに装備したカメラを基板の複数のマーク位置へ順次移動させて各マークを撮像するのに相当の時間を要するので、モジュール型実装システムの各単位実装機毎にこのような補正のための作業を行うと、実装システム全体として補正のための作業に多大の時間が費やされ、タクトタイムの短縮を図る上で大きな弊害となる。
【０００７】なお、先頭の単位実装機での上記のような作業により得られる補正データを、先頭以外の単位実装機で利用することができれば、タクトタイム短縮に有利となるが、プリント基板を所定位置に停止させたときの実装機本体に対する基板の位置ずれの状況は各単位実装機毎に異なるため、単に先頭の単位実装機で得られる補正データをそのまま他の単位実装機に流用するだけでは、実装精度の低下を招いてしまうこととなる。
【０００８】本発明はこのような事情に鑑み、モジュール型実装システムの各単位実装機において高い実装精度を確保しつつ、先頭以外の単位実装機において基板認識のための作業に要する時間を大幅に短縮し、システム全体の作業能率を向上することができる基板認識方法及び同装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、直列に接続された複数台の単位実装機を備え、各単位実装機においてそれぞれ、基板搬送手段により搬送された被実装用の基板を所定位置に停止させた状態で、実装用ヘッドユニットにより部品供給部からピックアップした部品を上記基板に実装するようにした部品実装システムにおいて、上記各単位実装機でそれぞれ基板への部品の実装に先立ち、上記基板の被実装部分の位置ずれを調べてそれに応じた部品実装位置の補正データを求めるようにした基板認識方法であって、先ず上記複数台のうちの先頭の単位実装機では、上記基板が所定位置に停止した後に、ヘッドユニットを上記基板上に移動させて上記基板に付されている基板認識用のマークをヘッドユニットに装備した撮像手段により撮像するマーク認識用実測処理を行い、それに基づいて部品実装位置の補正データを求めるとともに、上記基板の特定部位を実装機本体に装備した撮像手段により撮像する基板位置認識用実測処理を行い、それに基づいて求められる基板位置データと上記補正データとから上記マークと上記基板の特定部位との相対位置関係に応じた調整データを求め、その後に先頭以外の単位実装機では、上記基板が所定位置に停止した後に、上記基板の特定部位を実装機本体に装備した撮像手段により撮像する基板位置認識用実測処理を行い、それに基づいて求められる基板位置データと上記先頭の単位実装機で求められた調整データとに基づき、部品実装位置の補正データを求めるようにしたものである。
【００１０】この方法によると、先頭の単位実装機では、ヘッドユニットに装備した撮像手段を用いたマーク認識用実測処理と、実装機本体に装備された撮像手段を用いた基板位置認識用実測処理とが行われるが、基板位置認識用実測処理はマーク認識用実測処理中にこれと並行して行い得るので、処理に要する時間の増大を招くことがない。そして、マーク認識用実測処理に基づいて求められる補正データにより、基板の被実装部分の位置ずれに応じた部品装着位置の補正が精度良く行われるとともに、上記補正データと基板位置認識用実測処理により求められる基板位置データとに基づいて調整データが求められる。
【００１１】先頭以外の単位実装機では、実測処理としては基板位置認識用実測処理のみが行われて、マーク位置へのヘッドユニットの移動等に時間を要するマーク認識用実測処理が省略されることにより、処理時間が短縮されつつ、先頭の単位実装機で求められた調整データが有効に利用されて、この調整データと基板位置認識用実測処理による基板位置データとに基づいて補正データが求められるため、高い実装精度が確保される。
【００１２】この発明の方法において、上記補正データは、上記基板の１又は複数の箇所に付されているマークをヘッドユニットに装備した撮像手段により撮像してそれに基づき被実装部分の位置ずれに応じた補正量を求めたものであり、上記基板位置データは、上記基板の特定部位の位置ずれに応じた量を求めたものであり、上記調整データは上記補正データと基板位置データとの偏差を求めることにより基板の特定部位に対する被実装部分の相対位置の位置ずれに応じた量を求めたものであること（請求項２）が好ましい。
【００１３】請求項３に係る発明は、直列に接続された複数台の単位実装機を備え、各単位実装機にそれぞれ、基板搬送手段と、この基板搬送手段により搬送された被実装用の基板を所定位置に停止させる位置決め手段と、部品供給部からピックアップした部品を上記基板に実装する実装用ヘッドユニットとを備えた部品実装システムにおいて、少なくとも先頭の単位実装機のヘッドユニットに装備され、ヘッドユニットと一緒に移動して、上記基板に付されている基板認識用のマークを撮像する移動式撮像手段と、各単位実装機の実装機本体に装備され、上記基板が所定位置に停止したときにその基板の特定部位を撮像する定置式撮像手段と、上記先頭の単位実装機において上記移動式撮像手段により上記マークを撮像するマーク認識用実測処理に基づき部品実装位置の補正データを作成する第１の補正データ作成手段と、上記先頭の単位実装機において上記定置式撮像手段により上記基板の特定部位を撮像する基板位置認識用実測処理に基づき基板位置データを求め、この基板位置データと上記補正データとから上記マークと上記基板の特定部位との相対位置関係に応じた調整データを作成する調整データ作成手段と、上記調整データを記憶する記憶手段と、先頭以外の単位実装機において上記定置式撮像手段により上記基板の特定部位を撮像する基板位置認識用実測処理に基づき基板位置データを求め、この基板位置データと上記記憶手段から読み出した調整データとに基づき補正データを作成する第２の補正データ作成手段とを備えたものである。
【００１４】この装置によると、請求項１に係る発明の方法が有効に実行される。
【００１５】この装置において、定置式撮像手段として、基板の１つのコーナー部を撮像する第１のカメラと、基板の一側辺の中間部を撮像する第２のカメラとが各単位実装機の実装機本体に設けられていること（請求項４）が好ましい。このようにすると、上記両カメラによる撮像に基づき、基板位置のＸ方向及びＹ方向のずれ及び角度のずれが精度良く求められる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図によって説明する。
【００１７】図１及び図２は部品実装システムの一例を概略的に示している。この図に示す部品実装システムは、実装作業の高速性、機敏性及び品種切替に対する適応性を高めるため、複数台の単位実装機（モジュールマウンタ）を基板搬送方向に直列に配置したものであり、図では４台の単位実装機１Ａ〜１Ｄで構成されている。なお、この部品実装システムの上流側には、ディスペンサ等の上流側機器（図示せず）が設けられ、一方、部品実装システムの下流側には、リフロー炉等の下流側機器（図示せず）が設けられている。
【００１８】上記各単位実装機１Ａ〜１Ｄは、それぞれ、基台及びカバー等で構成される実装機本体２と、この実装機本体２の基台上に配置された基板搬送用コンベア３と、このコンベア３により搬入されたプリント基板Ｐを所定位置に停止させるストッパ４等からなる位置決め装置と、基板搬送用コンベア３の両側方に配置された部品供給部５と、この部品供給部５から電子部品をピックアップしてプリント基板に装着するヘッドユニット６とを備えている。
【００１９】さらに、ヘッドユニット６と一緒に移動して、プリント基板Ｐに付されているフィデューシャルマーク（基板認識用のマーク；図８参照）を撮像する移動式撮像手段としての移動カメラ７が、上記部品実装システムにおいて少なくとも先頭の単位実装機１Ａのヘッドユニット６に装備され、図示の例では各実装機１Ａ〜１Ｄのヘッドユニット６にそれぞれ装備されている。また、プリント基板Ｐが所定位置に停止したときにそのプリント基板Ｐの特定部位を撮像する定置式撮像手段として、第１基板カメラ８（第１のカメラ）及び第２基板カメラ９（第２のカメラ）が、各実装機１Ａ〜１Ｄの実装機本体２にそれぞれ装備されている。
【００２０】上記各カメラ７〜９は、各単位実装機１Ａ〜１Ｄに装備されたコントローラ１０に接続され、各単位実装機１Ａ〜１Ｄのコントローラ１０は互いに交信可能となっている。上記各コントローラ１０は、単位実装機１Ａ〜１Ｄに設けられている各種駆動部の制御を行うとともに、プリント基板Ｐが搬入されて所定の実装作業位置に位置決めされたときに実装作業に先立ち、基板Ｐの被実装部分の位置ずれを調べてそれに応じた部品実装位置の補正データを求める基板認識処理を行うようになっている。
【００２１】特に、先頭の単位実装機１Ａに装備されているコントローラ１０は、ヘッドユニット６の駆動を制御しつつ移動カメラ７によりプリント基板Ｐのフィデューシャルマークを撮像してマークの位置を調べるマーク認識用実測処理に基づき部品実装位置の補正データを作成する第１の補正データ作成手段１０１と、第１基板カメラ８及び第２基板カメラ９により基板特定部位を撮像する基板位置認識用実測処理に基づき基板位置データを求め、この基板位置データと上記補正データとから上記マークと上記基板の特定部位との相対位置関係に応じた調整データを作成する調整データ作成手段１０２と、上記調整データを記憶する記憶手段１０３とを含んでいる。
【００２２】また、先頭以外の単位実装機１Ｂ〜１Ｄに装備されているコントローラ１０は、第１基板カメラ８及び第２基板カメラ９により基板特定部位を撮像する基板位置認識用実測処理に基づき基板位置データを求め、この基板位置データと上記記憶手段１０３から読み出した調整データとに基づき補正データを作成する第２の補正データ作成手段１０４を含んでいる。
【００２３】図３及び図４を参照しつつ単位実装機１（１Ａ〜１Ｄ）の各部の構造を具体的に説明する。
【００２４】単位実装機１における基板搬送用コンベア３は、互いに平行な一対のベルト式のコンベア３ａ，３ｂからなり、両コンベア３ａ，３ｂでプリント基板Ｐの両側辺部を支持しつつ搬送し得るようになっている。この基板搬送用コンベア３に対し、図外の搬送用モータ及び伝動機構等からなる搬送用駆動機構が設けられ、この搬送用駆動機構により両コンベア３ａ，３ｂが同期して基板搬送方向に駆動されるようになっている。
【００２５】上記一対のコンベアのうち一方は他方のコンベア３ｂに対して接離する方向に移動可能な可動コンベア３ａとされ、図外のコンベア間隔調節用駆動機構によって可動コンベア３ａが駆動されることにより、基板幅に応じてコンベア３ａ，３ｂの間隔が調節されるようになっている。
【００２６】上記搬送用コンベア３により搬入されたプリント基板Ｐを所定の実装作業位置で停止させるため、コンベア３の内側の所定箇所にストッパ４が設けられている。このストッパ４は、コンベア３上に突出する状態とコンベア下方に没入する状態とに変位可能とされ、シリンダ等からなるストッパ駆動部４ａ（図５に示す）により駆動されるようになっている。さらに実装作業位置には、ストッパにより停止させられたプリント基板をコンベア３から浮かせて保持するためのプッシュアップピン等からなる基板保持装置（図示せず）が配設され、上記ストッパ４と基板保持装置とで基板位置決め装置が構成されている。
【００２７】また、部品供給部５は、多数列のテープフィーダ５ａを備えており、各テープフィーダ４ａは、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープをリールから部品取出し部へ導出し、ヘッドユニット６により部品がピップアップされるにつれてラチェット式の繰出し機構によりテープを間欠的に繰り出すようになっている。
【００２８】上記ヘッドユニット６は、実装機本体２の基台の上方に配置され、部品供給部５から部品をピックアップして上記実装作業位置にあるプリント基板Ｐに装着し得るように、Ｘ軸方向（コンベア３による搬送方向）及びＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。
【００２９】すなわち、上記基台上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール１１と、Ｙ軸サーボモータ１３により回転駆動されるボールねじ軸１２とが配設され、上記固定レール１１上にヘッドユニット支持部材１４が配置され、この支持部材１４に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１２に螺合している。また、上記支持部材１４には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１５と、Ｘ軸サーボモータ１７により回転駆動されるボールねじ軸１６とが配設され、上記ガイド部材１５にヘッドユニット６が移動可能に保持され、このヘッドユニット６に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１６に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ１３の作動によりボールねじ軸１２が回転して上記支持部材１４がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１７の作動によりボールねじ軸１６が回転して、ヘッドユニット６が支持部材１４に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００３０】上記ヘッドユニット６には、１又は複数のノズル部材２０が昇降及び回転可能に設けられるとともに、ノズル部材２０を昇降させるＺ軸サーボモータ２１及びノズル部材２０を回転させるＲ軸サーボモータ２２が装備されている。なお、ノズル部材２０の昇降駆動はエアシリンダにより行われるようにしてもよい。
【００３１】さらに上記ヘッドユニット６には、ノズル部材配設部分の側方部等に、ＣＣＤ等からなる移動カメラ７が下向きに設けられ、この移動カメラ７がヘッドユニット６と一体に移動するようになっている。
【００３２】一方、実装機本体２には、第１基板カメラ８及び第２基板カメラ９が、それぞれ一定位置に固定的に設置されている。上記第１基板カメラ８は、プリント基板Ｐが実装作業位置に停止したときにその前端コーナー部を撮像し得るように、コンベア３ｂ付近でストッパ４の近傍に配置され、また、第２基板カメラ９は、プリント基板Ｐが実装作業位置に停止したときにその一側辺の中間部を撮像し得るように、コンベア３ｂ付近で第１基板カメラ８から所定距離をおいた位置に配置されている。そして、両カメラ８，９は、例えば上方からプリント基板Ｐの上記部位を撮像し得るように、実装機本体２の上部に吊り下げ式に取付けられている。
【００３３】なお、このほかに実装機本体２には、部品認識用のカメラ２３も装備され、ヘッドユニット６のノズル部材２０による部品吸着後に上記カメラ２３で吸着部品が撮像され、それに基づいて部品吸着位置のずれ等が調べられるようになっている。
【００３４】図５は上記各カメラ７〜９からの信号の処理及び各種駆動部の制御等を行うコントローラ１０の構成を示している。
【００３５】この図において、コントローラ１０は、ＣＰＵ等で構成される演算処理部２５と、実装プログラムを記憶する実装プログラム記憶手段２６と、基板搬送、部品実装等のための各種データを記憶するデータ記憶手段２７と、ヘッドユニット６及びノズル部材２０を駆動するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｒ軸の各モータ１３，１７，２１，２２を制御するモータ制御部２８と、外部入出力部２９と、画像処理部３０と、データ通信部３１とを有している。
【００３６】上記モータ制御部２８は、各モータ１３，１７，２１，２２に設けられたエンコーダからの信号と演算処理部２５から与えられる目標値とに基づいてモータ１３，１７，２１，２２の制御を行うようになっている。上記外部入出力部２９には、入力要素としてプリント基板Ｐの搬入、搬出を検出するセンサ等の各種センサ類３２が接続される一方、出力要素としてストッパ駆動部４ａが接続されている。なお、このほかに、図外の搬送用駆動機構やコンベア間隔調整用駆動機構等も外部入出力部２９に接続されている。
【００３７】上記画像処理部３０には、第１基板カメラ８、第２基板カメラ９、移動カメラ７及び部品カメラ２３が接続され、これらのカメラからの画像を示す信号が画像処理部３０に取込まれて、所定の画像処理が施された上で、その画像データが演算処理部２５に送られるようになっている。
【００３８】演算処理部２５は、基板サイズに応じたコンベア間隔調整用駆動機構の制御、プリント基板Ｐの搬入、搬出のための搬送用駆動機構の制御、基板搬入時、搬出時のストッパ４の出没作動のためのストッパ駆動部４ａの制御等を、外部入出力部２９を介して行うとともに、実装作業時にヘッドユニット６及びノズル部材２０の作動のための各モータ１３，１７，２１，２２の制御を、モータ制御部２８を介して行う。さらに、基板の被実装部分の位置ずれに応じた部品実装位置の補正データを求める基板認識処理を行う。
【００３９】特に、先頭の単位実装機１Ａに装備されているコントローラ１０においては、後述の図６のフローチャートに示す基板認識処理が行われることにより、演算処理部２５が図２中の第１の補正データ作成手段１０１及び調整データ作成手段１０２としての機能を果たすように構成され、調整データはデータ記憶手段２７（図２中の記憶手段１０３に相当）に記憶されるようになっている。また、先頭以外の単位実装機１Ｂ〜Ｄに装備されているコントローラ１０においては、後述の図７のフローチャートに示す基板認識処理が行われることにより、演算処理部２５が図２中の第２の補正データ作成手段１０４としての機能を果たすように構成されている。
【００４０】なお、上記演算処理部２５にデータ通信部３１が接続され、このデータ通信部３１により他のコントローラとの間で上記調整データの送受信を行うようになっている。さらに上記演算処理部２５には、外部の表示ユニット３３が接続されている。
【００４１】図６は、先頭の単位実装機１Ａのコントローラ１０によって行われる基板認識処理をフローチャートで示しており、この処理を、図８も参照しつつ説明する。コントローラ１０は、先ずプリント基板Ｐを所定の実装作業位置に停止させる基板位置決めが完了したか否かを判定し（ステップＳ１）、基板位置決めが完了するまで待つ。そして、基板位置決めが完了すると、基板位置認識用実測処理と、マーク認識用実測処理とを並行して行う。
【００４２】基板位置認識用実測処理としては、第１，第２の２台の基板カメラ８，９によりプリント基板Ｐの前端コーナー部及び一側辺中間部を撮像してプリント基板を認識し（ステップＳ２）、これに基づいてプリント基板Ｐの位置ずれに応じたＸ方向、Ｙ方向、回転方向の補正量Ｘｐ，Ｙｐ，θｐ（基板位置データ）を求める（ステップＳ３）。
【００４３】すなわち、図８中に示すように、第１基板カメラ８により撮像されたプリント基板Ｐのコーナー部の位置が予め定められている正規の位置に対してＸ方向、Ｙ方向にどれだけ位置ずれしているかが調べられて、その位置ずれに相当する補正量Ｘｐ，Ｙｐが求められるとともに、第１基板カメラ８により撮像されたプリント基板Ｐのコーナー部の位置と第２基板カメラ９により撮像されたプリント基板Ｐの一側辺中間部の位置とからプリント基板Ｐの一側辺がＸ軸に対してどれだけ回転方向にずれているかが調べられて、そのずれ角に相当する補正量θｐが求められる。
【００４４】また、基板位置認識用実測処理と並行して行うマーク認識用実測処理としては、先ずヘッドユニット６をプリント基板Ｐの対角位置に付された２つのフィデューシャルマークのうちの第１マークＭ１に対応する位置へ移動させ（ステップＳ４）、移動カメラ７により第１マークＭ１を撮像してこれを認識し（ステップＳ５）、次にヘッドユニット６を第２マークＭ２に対応する位置へ移動させ（ステップＳ６）、移動カメラ７により第２マークＭ２を撮像してこれを認識する（ステップＳ７）。そして、これら第１マークＭ１及び第２マークＭ２の認識に基づき、被実装部分の位置ずれに応じたＸ方向、Ｙ方向、回転方向の補正量Ｘｆ，Ｙｆ，θｆ（部品実装位置の補正データ）を求める（ステップＳ８）。
【００４５】すなわち、図８中に示すように、移動カメラ７が第１マーク撮像用位置（図８中の実線）に移動した状態で撮像された第１マークＭ１の位置が予め定められている当該マークＭ１の正規の位置に対してＸ方向、Ｙ方向にどれだけ位置ずれしているかが調べられて、その位置ずれに相当する補正量Ｘｆ，Ｙｆが求められるとともに、この第１マークＭ１の位置と、移動カメラ７が第２マーク撮像用位置（図８中の二点鎖線）に移動した状態で撮像された第２マークＭ２の位置とから、両マークＭ１，Ｍ２を結ぶラインが正規のラインに対してどれだけ回転方向にずれているかが調べられて、そのずれ角に相当する補正量θｆが求められる。
【００４６】ステップＳ２，３の処理及びステップＳ４〜Ｓ８の処理が済めば、部品実装位置の補正データに相当する補正量Ｘｆ，Ｙｆ，θｆと基板位置データに相当する補正量Ｘｐ，Ｙｐ，θｐとから、調整データに相当する補正量Ｘｇ，Ｙｇ，θｇを次のように演算する（ステップＳ９）。
【００４７】Ｘｇ＝Ｘｆ−Ｘｐ、Ｙｇ＝Ｙｆ−Ｙｐ、θｇ＝θｆ−θｐこの補正量Ｘｐ，Ｙｐ，θｐのデータを記憶する。
【００４８】このフローチャートにおいて、ステップＳ４〜Ｓ８が第１の補正量作成手段１０としての処理、ステップＳ２，Ｓ３及びＳ９が調整データ作成手段１０２としての処理、ステップＳ１０が記憶手段１０３としての処理である。
【００４９】図７は、先頭以外の単位実装機１Ｂ〜１Ｄのコントローラ１０によって行われる基板認識処理をフローチャートで示している。この処理を説明すると、コントローラ１０は、先ずプリント基板Ｐを所定の実装作業位置に停止させる基板位置決めが完了したか否かを判定し（ステップＳ１１）、基板位置決めが完了するまで待つ。
【００５０】基板位置決めが完了すると、図６のステップＳ２，Ｓ３と同様に２台の基板カメラ８，９を用いた基板位置認識用実測処理を行い（ステップＳ１２，Ｓ１３）、基板位置データに相当する補正量Ｘｐ，Ｙｐ，θｐを求める。次に、先頭マシン（先頭の単位実装機１Ａ）から調整データに相当する補正量Ｘｇ，Ｙｇ，θｇを読み出す（ステップＳ１４）。そして、上記の基板位置データに相当する補正量Ｘｐ，Ｙｐ，θｐと調整データに相当する補正量Ｘｇ，Ｙｇ，θｇとから、部品実装位置の補正データに相当する補正量Ｘｆ，Ｙｆ，θｆを次のように演算する（ステップＳ１５）。
【００５１】Ｘｆ＝Ｘｇ＋Ｘｐ、Ｙｆ＝Ｙｇ＋Ｙｐ、θｆ＝θｇ＋θｐ以上のような基板認識方法により、プリント基板の被実装部分の位置ずれに応じた補正を精度良く行うことができ、しかも、先頭以外の単位実装機１Ｂ〜１Ｄで処理時間を短縮することができるものであり、この作用を以下に具体的に説明する。
【００５２】先頭の単位実装機１Ａでは、プリント基板Ｐが搬入されて所定の実装作業位置に位置決めされた後、第１の補正データ作成手段１０１としての処理（ステップＳ４〜Ｓ８）により部品実装位置の補正量Ｘｆ，Ｙｆ，θｆが求められ、その後の実装作業時には、上記補正量Ｘｆ，Ｙｆ，θｆと、部品認識用カメラ２３による部品認識に基づき部品吸着位置のずれに応じて求められる補正量とにより、部品実装位置の補正が精度良く行われる。
【００５３】このような処理は従来と同様であるが、本発明では、基板認識時に上記第１の補正データ作成手段１０１としての処理に加え、調整データ作成手段１０２としての処理（ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ９）により、基板位置認識用実測処理に基づいて求めた基板位置データに相当する補正量Ｘｐ，Ｙｐ，θｐと部品実装位置の補正量Ｘｆ，Ｙｆ，θｆとから、調整データとしての補正量Ｘｇ，Ｙｇ，θｇを求め、これを先頭以外の単位実装機１Ｂ〜１Ｄにおける基板認識に利用している。
【００５４】すなわち、プリント基板Ｐの２つのフィデューシャルマークＭ１，Ｍ２の認識に基づいて求められる補正量Ｘｆ，Ｙｆ，θｆはプリント基板Ｐの被実装部分の位置ずれ（プリント配線パターンの位置ずれ）に対応し、この被実装部分の位置ずれは、位置決め状態でのプリント基板Ｐの位置ずれと、プリント基板Ｐの外形に対するプリント配線パターンの相対位置のずれとの２つの要因を含んでいる。このうち、プリント基板Ｐの位置ずれは各単位実装機１Ａ〜１Ｄ毎に変わるが、プリント基板Ｐの外形に対するプリント配線パターンの相対位置のずれはプリント基板によって変わるだけで、各単位実装機１Ａ〜１Ｄ毎に変わることはない。そこで、先頭の単位実装機１Ａにおいては、補正量Ｘｆ，Ｙｆ，θｆと補正量Ｘｐ，Ｙｐ，θｐとから、プリント基板Ｐの外形に対するプリント配線パターンの相対位置のずれに対応する補正量Ｘｇ，Ｙｇ，θｇが求められる。
【００５５】この場合、補正量Ｘｐ，Ｙｐ，θｐを求めるための基板位置認識用実測処理は、補正量Ｘｆ，Ｙｆ，θｆを求めるためのマーク認識用実測処理と並行して行われ、かつ、マーク認識用実測処理のようにカメラを移動させる作業がないのでマーク認識用実測処理よりも短時間で終了するため、認識処理に要する時間の増大を招くことはない。
【００５６】そして、先頭以外の単位実装機１Ｂ〜１Ｄでは、マーク認識用実測処理は行なわずに、実測処理としては基板カメラ８，９を用いた基板認識用実測処理のみを行ない、それに基づいて求められる補正量Ｘｐ，Ｙｐ，θｐと先頭の単位実装機１Ａから読み出した補正量Ｘｇ，Ｙｇ，θｇとから、演算により補正量Ｘｆ，Ｙｆ，θｆが求められる。この場合、マーク認識用実測処理は、マーク位置へのヘッドユニット６の移動、停止、移動カメラ７によるマークの撮像の各処理が、認識すべきマークの個数に応じて複数回（当実施形態では２回）繰り返されるため、長時間を要するのに比べ、基板認識用実測処理は定位置に配置された基板カメラ８，９を用いて短時間で行なうことができる。従って、マーク認識用実測処理が省略されることで大幅に処理時間が短縮され、しかも、基板認識用実測処理による補正量Ｘｐ，Ｙｐ，θｐと先頭の単位実装機１Ａから読み出される補正量Ｘｇ，Ｙｇ，θｇとを用いた演算により、マーク認識用実測処理を行なう場合と同程度に精度良く補正量Ｘｆ，Ｙｆ，θｆが求められる。
【００５７】こうして、基板認識の精度が確保されつつ、複数の単位実装機１Ａ〜１Ｄでプリント基板に対する実装作業を順次行なっていくときに２番目以降の単位実装機１Ｂ〜１Ｄで実装作業に先立って行われる基板認識の時間が短縮され、部品実装システム全体のタクトタイムが大幅に短縮されることとなる。
【００５８】なお、本発明の方法及び装置の具体的構成は上記実施形態に限定されず、種々変更可能であり、以下に変更例を示す。
【００５９】■上記実施形態では移動カメラ７を各単位実装機１Ａ〜１Ｄのヘッドユニット６に装備しているが、先頭の単位実装機１Ａのヘッドユニット６にのみ移動カメラ７を装備しておくようにしてもよい。尤も、２番目以降の単位実装機１Ｂ〜１Ｄにも移動カメラ７を装備しておけば、例えばプリント基板Ｐが先頭の単位実装機１Ａでの実装作業を終えた後に何らかの事情で取り去られる等により、先頭の単位実装機１Ａから読み出される調整データ（補正量Ｘｇ，Ｙｇ，θｇ）がどのプリント基板を対象とするものであるかが不明確になった場合には、２番目の単位実装機１Ｂ等で移動カメラ７を用いてマーク認識用実測処理に基づき補正量Ｘｆ，Ｙｆ，θｆを求めるようにすることも可能となる。
【００６０】■定置式撮像手段を構成する第１，第２基板カメラ８，９は、各種サイズのプリント基板Ｐに適合し得るように配置を設定して、常に定位置に固定させておけばよいが、基板サイズが変った場合にそれに応じて第２基板カメラ９をＸ方向に位置変更するようにしてもよい。また、両基板カメラ８，９を可動コンベア３ａの近傍に配置し、基板サイズに応じたコンベア間隔調節のために可動コンベア３ａの位置が変更されるときにそれに伴って両基板カメラ８，９の位置が変えられるようになっていてもよい。
【００６１】■上記両基板カメラ８，９は、上記実施形態ではプリント基板Ｐのコーナー部及び一側辺中間部を撮像するようにしているが、それ以外の基板特定部位を撮像するようになっていてもよい。そして、上記基板特定部位が下方から撮像可能な部位である場合、実装機本体においてプリント基板より下方に基板カメラを上向きに設置してもよい。
【００６２】■上記実施形態では定置式撮像手段として２つの基板カメラ８，９を設けているが、例えばプリント基板のコーナー部Ｐを比較的広い範囲にわたって撮像するようにしておけば１つの基板カメラ８を用いるだけでも、基板位置データ（補正量Ｘｐ，Ｙｐ，θｐ）を求めることは可能である。
【００６３】■先頭の単位実装機１Ａで行われるマーク認識用実測処理として、上記実施形態ではプリント基板の対角位置に設けられた２つのフィデューシャルマークＭ１，Ｍ２の認識を行なうようになっているが、１個所のフィデューシャルマークを認識してＸ方向、Ｙ方向の補正量を求めるようにしてもよい。あるいは、予めプリント基板の３個所以上にフィデューシャルマークを設けておき、これらのマークの認識に基づきより高精度に補正量を求めるようにしてもよい。このようにする場合、マーク認識用実測処理に要する時間が増大するので、本発明により２番目以降の単位実装機でマーク認識用実測処理を省略することの有用性が高くなる。
【００６４】■上記実施形態では先頭の単位実装機１Ａで求められた調整データ（補正量Ｘｇ，Ｙｇ，θｇ）がこの単位実装機１Ａのコントローラ１０内の記憶手段１０３に記憶されるようになっているが、実装システム全体を統括的に制御するコンピュータを有する場合にそのコンピュータ内の記憶手段に上記調整データを記憶させるようにしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】以上のように本発明は、複数台の単位実装機のうちの先頭の単位実装機での基板認識時には、被実装用の基板のマークをヘッドユニットに装備した撮像手段により撮像するマーク認識用実測処理に基づいて部品実装位置の補正データを求めるとともに、基板の特定部位を実装機本体に装備した撮像手段により撮像する基板位置認識用実測処理に基づいて求められる基板位置データと上記補正データとから調整データを求め、先頭以外の単位実装機での基板認識時には、基板位置認識用実測処理に基づいて求められる基板位置データと先頭の単位実装機で求められた調整データとに基づいて部品実装位置の補正データを求めるようにしている。このため、先頭以外の単位実装機でマーク認識用実測処理が省略されることにより基板認識に要する時間を大幅に短縮することができ、しかも、基板の被実装部分の位置ずれに応じた部品実装位置の補正データを精度良く求めることができる。
【出願人】 【識別番号】００００１００７６
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
【出願日】 平成１２年６月１９日（２０００．６．１９）
【代理人】 【識別番号】１０００６７８２８
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 悦司 （外２名）
【公開番号】 特開２００２−９４９４（Ｐ２００２−９４９４Ａ）
【公開日】 平成１４年１月１１日（２００２．１．１１）
【出願番号】 特願２０００−１８２７３３（Ｐ２０００−１８２７３３）