JPH11121994A - 部品搭載装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像認識光学系キャリブレーション動作を行
うことによる搭載タクトの延長を軽減させることができ
る部品搭載装置及びその方法を提供する。 【解決手段】 キャリブレーションステージ４０は回路
基板供給時に、画像認識光学系キャリブレーション用の
治具４１を画像認識光学系３９により画像認識可能な位
置に配し、また回路基板供給時に、ボンディングヘッド
３１により画像認識光学系キャリブレーション用の治具
４１をピックアップ可能な位置に配置することにより、
画像認識光学系のキャリブレーション動作と回路基板入
替え動作を同時に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品、光学部
品、機械部品などの部品を回路基板などの部品を搭載す
べき部材に搭載する部品搭載装置及びその方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子部品搭載装置では搭載精
度向上の為、画像認識光学系により電子部品及び回路基
板の位置認識を行った後に電子部品を回路基板に搭載し
ている。そして、環境の温度変化により生じた画像認識
光学系等のひずみによる搭載位置ずれを押さえるため画
像認識光学系のキャリブレーション動作を実施してい
る。以下図面を参照しながら、上述した従来の電子部品
搭載装置の一例について説明する。図５は電子部品搭載
装置の斜視図であり、図６は画像認識光学系のキャリブ
レーション用ステージの斜視図である。

【０００３】図５において、１は電子部品で回路基板２
に搭載されている。３は収納マガジンで上記回路基板２
に搭載される前の電子部品１が複数個収納されたトレイ
プレート４がセットされている。５はリフターで収納マ
ガジン３の昇降動作を行う。６は引出し部でＹ方向に移
動可能かつトレイプレート４をクランプする機能を備
え、トレイプレート４の引出し動作を行う。７は反転ヘ
ッドで昇降機能を有し、トレイプレート４上の電子部品
１を真空吸着によりピックアップすることが可能であ
る。また、反転ヘッド７はＸ方向に移動する機能及び、
Ａ方向に１８０度回転する機能を有している。８は認識
カメラであり、トレイプレート４上の電子部品１の位置
確認を行う機能を有しており、反転ヘッド７と同時にＸ
方向に移動する。９はボンディングヘッドでＸ方向に移
動する機能及び、昇降する機能を有しており、反転ヘッ
ド７に吸着保持された電子部品１を真空吸着によりピッ
クアップした後に回路基板２に搭載することが可能であ
る。

【０００４】１０はボンディングステージで回路基板２
を吸着保持している。そして、上記ボンディングステー
ジ１０はスライドベース１１上に固定されている。上記
スライドベース１１はＹ方向に移動可能な機能を有して
いる。１２、１３は搬送アームで、先端に吸着パッド１
４を備え、昇降する機能及びＸ方向に移動する機能を有
している。図中、搬送アーム１３の先端部は図示を省略
しているが、搬送アーム１２と同様の構成である。搬送
アーム１２は、ローダーコンベヤ１５により送られてき
た回路基板２を吸着搬送しボンディングステージ１０に
搭載可能で、また搬送アーム１３はボンディングステー
ジ１０上の回路基板２をアンローダーコンベヤ１６に移
載可能である。１７は画像認識光学系であり、視野切り
替えにより画像認識光学系１７の下方に位置する回路基
板２及び画像認識光学系１７の上方に位置する電子部品
１の位置認識が可能である。また、画像認識光学系１７
はＸ，Ｙ両方向に移動可能な構成になっている。１８は
キャリブレーションステージであり、スライドベース１
１上に搭載されている。

【０００５】図６において、キャリブレーションステー
ジ１８の上面には光学系のキャリブレーション用のガラ
ス製の治具１９が吸着保持されており、また治具１９の
中央部には画像認識用の印２０が記されている。以上の
ように構成された電子部品搭載装置について、以下にそ
の動作について図８を基に説明する。

【０００６】初めに、（１）電子部品１の供給動作（図
８のステップＳ２１）を行う。以降その動作の詳細につ
いて記す。リフター５がトレイプレート４の引出しのた
め、所定の高さになるよう昇降動作を行う。次に、引出
し部６により収納マガジン３にセットされているトレイ
プレート４をクランプし引き出す。次に、認識カメラ８
によりトレイプレート４上の電子部品１の位置確認を行
う。次に、上記位置確認結果に基づき反転ヘッド７によ
り電子部品１がピックアップ可能になるよう引出し部６
及び反転ヘッド７が移動した後、反転ヘッド７が下降し
電子部品１のピックアップを行う。次に、反転ヘッド７
はＡ方向に１８０度回転するとともにボンディングヘッ
ド９に電子部品１を受け渡し可能な位置までＸ方向に移
動する。一方、上記反転ヘッド７により電子部品１を供
給する一連の動作に平行して（２）回路基板２の供給
（図８のステップＳ２２）、（３）光学系キャリブレー
ション（図８のステップＳ２３）、（４）回路基板２の
位置認識（図８のステップＳ２４）を順次行う。

【０００７】初めに、（２）回路基板２の供給動作（図
８のステップＳ２２）について説明する。まずローダー
コンベヤ１５により装置の右側より回路基板２を搬送ア
ーム１２によりピックアップ可能な位置まで搬送する。
次に、搬送アーム１２が回路基板２のピックアップのた
めＸ方向に移動した後、下降し吸着パッド１４により回
路基板２を吸着保持しピックアップする。次に、搬送ア
ーム１２はＸ方向に移動し、回路基板２をボンディング
ステージ１０に搭載する。また、ボンディングステージ
１０上に電子部品１の搭載が完了した回路基板２が残っ
ていた場合は、搬送アーム１３を用いて上記回路基板２
の供給動作と同期して回路基板２をアンローダーコンベ
ヤ１６に搬出する動作を行う。この間、スライドベース
１１はＹ方向の移動軸上の原点位置に位置している。

【０００８】次に、（３）光学系のキャリブレーション
動作（図８のステップＳ２３）について説明する。ま
ず、画像認識光学系１７によりキャリブレーションステ
ージ１８上の治具１９の印が認識可能な位置まで画像認
識光学系１７及びスライドベース１１が移動する。この
ときのスライドベース１１の位置は、ボンディングヘッ
ド９でキャリブレーションステージ１８に搭載された治
具１９がピックアップ可能な位置でもある。このとき、
スライドベース１１はＹ方向の移動軸上の原点位置より
外れる。次に、画像認識光学系１７の視野が下方側に切
り替わりキャリブレーションステージ１８に搭載された
治具１９の印２０の位置認識を行う。次に、画像認識光
学系１７が後方に待避した後ボンディングヘッド９が下
降し治具１９のピックアップを行う。次に、画像認識光
学系１７の視野が上方側に切り替わり、画像認識光学系
１７が手前側に移動し、再度、印２０の位置認識を行
う。治具１９はガラス製で光を透過可能であるので、同
一の印２０をそれぞれの視野で認識可能である。次に、
画像認識光学系１７が後方に待避した後、ボンディング
ヘッド９が下降し、治具１９をキャリブレーションステ
ージ１８に搭載する。そして、上記それぞれの認識結果
をもとに画像認識光学系の視野間のオフセット量を求め
るが、図７を用いてその詳細な説明を行う。

【０００９】図７は画像認識光学系１７に撮像された治
具１９上の印２０の位置を表すものであるが、２１は初
めに下方側の視野で印２０を画像認識したときの印の位
置であり、２２は上方側の視野で印２０を画像認識した
ときの印の位置である。このときの印２１と印２２間の
距離、Ｘ１及びＹ１が画像認識光学系１７の下方側の視
野と上方側の視野のオフセット量（光軸のずれ量）を表
しているが、このオフセット量は環境の温度変化の影響
による画像認識光学系等のひずみの発生により微妙に変
化し、設備に記憶されたオフセット量の補正がなければ
変化分の搭載位置ずれが発生する。そこで、搭載位置ず
れを防ぐためにキャリブレーション動作により、設備に
記憶されている視野のオフセット量を更新する。

【００１０】次に、（４）回路基板２の位置認識動作
（図８のステップＳ２４）について説明する。まず、画
像認識光学系１７によりスライドベース１１に搭載され
たボンディングステージ１０上の回路基板２の位置確認
が可能となるよう、スライドベース１１及び画像認識光
学系１７が移動する。ここで、回路基板２には位置確認
用の特徴点が記してある。次に、画像認識光学系１７の
視野が下方側に切り替わり、ボンディングステージ１０
に搭載された回路基板２の位置認識を行う。

【００１１】（１）〜（４）の動作すなわちステップＳ
２１〜ステップＳ２４の動作完了後、（５）ボンディン
グ動作（図８のステップＳ２５）を行う。以降その動作
について記す。まず、ボンディングヘッド９はＸ方向に
移動し、反転ヘッド７に吸着されている電子部品１のピ
ックアップを行う。次に、ボンディングヘッド９は吸着
した電子部品１の位置確認を画像認識光学系１７により
行うことが可能な位置までＸ方向に移動する。併せて画
像認識光学系１７も電子部品１の位置確認のため移動す
る。次に、画像認識光学系１７の視野が上方に切り替わ
り、画像認識光学系１７により電子部品１の位置認識を
行う。そして、電子部品１の位置認識結果及び、（４）
の回路基板２の位置認識動作における回路基板２の位置
認識結果を基にボンディングヘッド９及びスライドベー
ス１１の位置補正を行い、ボンディングヘッド９の下降
動作により電子部品１を回路基板２上に搭載する。上記
一連の動作をフローチャートにまとめると図８のように
なる。場合によっては図９のように回路基板供給動作
（ステップＳ２２）と光学系キャリブレーション動作
（ステップＳ２３）の順序が入れ替わるときもある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様な構成では、回路基板の供給動作（ステップＳ２２）
と光学系キャリブレーション動作（ステップＳ２３）を
この順に又はその逆の順に順次行うため、光学系キャリ
ブレーション動作を行うことにより装置の搭載タクトが
延長されるという問題が生じていた。本発明の目的は、
上記問題点に鑑み、画像認識光学系のキャリブレーショ
ン動作を行うことによる搭載タクトの延長を低減させる
ことができる部品搭載装置及びその方法を提供するもの
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は以下のように構成している。本発明の第１
態様によれば、部品を吸着・搬送して回路基板に搭載す
る部品吸着搬送装置と、上記回路基板を保持する回路基
板保持装置と、上記部品と上記回路基板のそれぞれの位
置認識を別々の視野で行う画像認識光学系と、上記画像
認識光学系で認識された上記部品の位置と上記回路基板
の位置との間での上記２つの視野での光軸のずれ量を求
め、求めた結果に基づきキャリブレーション用光軸ずれ
量を求め、求めた光軸ずれ量に基づき上記回路基板に対
する上記部品の搭載位置を補正した上で部品搭載を行う
ように制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記画
像認識光学系のキャリブレーション動作を上記回路基板
保持装置に対する上記回路基板の保持動作中に行うよう
に制御するようにしたことを特徴とする部品搭載装置を
提供する。

【００１４】本発明の第２態様によれば、上記画像認識
光学系のキャリブレーション用の治具を載置し、かつ、
上記回路基板の供給時に、上記画像認識光学系のキャリ
ブレーション用の上記治具を上記画像認識光学系により
画像認識可能な位置に位置するように移動するキャリブ
レーションステージをさらに備え、上記キャリブレーシ
ョンステージに載置された上記治具を上記画像認識光学
系で位置認識することにより上記回路基板の位置認識を
行うとともに、上記部品吸着搬送装置により上記キャリ
ブレーションステージ上の上記治具を吸着したときの上
記部品を上記画像認識光学系で位置認識することにより
上記部品の位置認識を行う第１態様に記載の部品搭載装
置を提供する。

【００１５】本発明の第３態様によれば、上記画像認識
光学系のキャリブレーション用の治具を載置し、かつ、
上記回路基板の供給時に、上記部品吸着搬送装置により
上記画像認識光学系キャリブレーション用の上記治具を
吸着保持可能な位置に位置するように移動するキャリブ
レーションステージをさらに備え、上記キャリブレーシ
ョンステージに載置された上記治具を上記画像認識光学
系で位置認識することにより上記回路基板の位置認識を
行うとともに、上記部品吸着搬送装置により上記キャリ
ブレーションステージ上の上記治具を吸着したときの上
記部品を上記画像認識光学系で位置認識することにより
上記部品の位置認識を行う第１態様に記載の部品搭載装
置を提供する。

【００１６】本発明の第４態様によれば、上記制御部
は、回路基板搬送装置の移動中には上記画像認識光学系
のキャリブレーションのための画像認識を行わないよう
に制御する第１〜３態様のいずれかに記載の部品搭載装
置を提供する。

【００１７】本発明の第５態様によれば、上記制御部
は、回路基板搬送装置による上記回路基板のピックアッ
プを行うと同時的に上記画像認識光学系によるキャリブ
レーションのための上記キャリブレーションステージ上
の上記治具の画像認識を行わせ、上記両動作の完了後、
上記回路基板搬送装置を上記回路基板保持装置側に移動
させるとともに、上記部品吸着搬送装置により上記治具
をピックアップさせ、その後、上記回路基板搬送装置に
保持している上記回路基板を上記回路基板保持装置に搭
載すると同時的に上記画像認識光学系によるキャリブレ
ーションのための上記部品保持装置で保持された上記治
具の画像認識を行うように制御するようにした第１態様
に記載の部品搭載装置を提供する。

【００１８】本発明の第６態様によれば、回路基板を回
路基板保持装置に保持させると同時的に、部品吸着搬送
装置で吸着されている部品のキャリブレーションのため
の位置認識を１つの視野で画像認識光学系により行い、
上記回路基板保持装置で保持された上記回路基板のキャ
リブレーションのための位置認識を上記視野とは異なる
視野で上記画像認識光学系により行い、上記画像認識光
学系で認識された上記部品の位置と上記回路基板の位置
との間での上記２つの視野での光軸のずれ量を求め、求
めた結果に基づきキャリブレーション用光軸ずれ量を求
め、求めた光軸ずれ量に基づき上記回路基板に対する上
記部品の搭載位置を補正した上で部品搭載を行うように
したことを特徴とする部品搭載方法を提供する。

【００１９】本発明の第７態様によれば、上記画像認識
光学系のキャリブレーション用の治具を載置し、かつ、
上記回路基板の供給時に、上記画像認識光学系のキャリ
ブレーション用の上記治具を上記画像認識光学系により
画像認識可能な位置に位置するように移動するキャリブ
レーションステージをさらに備える第６態様に記載の部
品搭載方法を提供する。

【００２０】本発明の第８態様によれば、上記画像認識
光学系のキャリブレーション用の治具を載置し、かつ、
上記回路基板の供給時に、上記部品吸着搬送装置により
上記画像認識光学系キャリブレーション用の上記治具を
吸着保持可能な位置に位置するように移動するキャリブ
レーションステージをさらに備える第６態様に記載の部
品搭載方法を提供する。

【００２１】本発明の第９態様によれば、上記回路基板
搬送装置の移動中には上記画像認識光学系のキャリブレ
ーションのための画像認識を行わないようにする第６態
様に記載の部品搭載方法を提供する。

【００２２】本発明の第１０態様によれば、 上記回路
基板搬送装置による上記回路基板のピックアップを行う
と同時的に上記画像認識光学系のキャリブレーション用
治具の画像認識を行わせ、上記両動作の完了後、上記回
路基板搬送装置を上記回路基板保持装置側に移動させる
とともに、上記部品吸着搬送装置により上記治具をピッ
クアップさせ、その後、上記回路基板搬送装置に保持し
ている上記回路基板を上記回路基板保持装置に搭載する
と同時的に上記部品保持装置で保持された上記治具の画
像認識を行うようにした第９態様に記載の部品搭載方法
を提供する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態の部品
搭載装置及び方法について図面を参照しながら説明す
る。図１は上記部品搭載装置の一例としての電子部品搭
載装置の斜視図であり、図２は上記電子部品搭載装置に
備えられた画像認識光学系のキャリブレーション用ステ
ージの斜視図である。図１において、２３は部品の一例
としての電子部品であり、部品が搭載されるべき部材の
一例としての回路基板２４に搭載されている。２５は収
納マガジンであり、上記回路基板２４に搭載される前の
電子部品２３が複数個収納されたトレイプレート２６が
複数枚セットされている。２７はリフターであり、収納
マガジン２５の昇降動作を行う。２８は引出し部であ
り、Ｙ方向に進退移動可能かつトレイプレート２６をク
ランプする機能を備え、収納マガジン２５に対するトレ
イプレート２６の引出し動作を行う。２９は反転ヘッド
で昇降機能を有し、トレイプレート２６上の電子部品２
３を真空吸着によりピックアップすることが可能であ
る。また、反転ヘッド２９は、Ｙ方向と直交するＸ方向
に移動する機能及びＡ方向に１８０度回転する機能を有
している。３０は認識カメラであり、トレイプレート２
６上の電子部品２３の位置確認を行う機能を有してお
り、反転ヘッド２９と同時にＸ方向に移動する。３１は
部品保持搬送装置の一例としてのボンディングヘッドで
あり、Ｘ方向に移動する機能、及びＸ方向及びＹ方向に
直交する上下方向沿いに昇降する機能を有しており、反
転ヘッド２９に吸着保持された電子部品２３を真空吸着
により反転ヘッド２９からピックアップした後に回路基
板２４に搭載することが可能である。

【００２４】３２は回路基板保持装置の一例としてのボ
ンディングステージで回路基板２４を吸着保持してい
る。そして、上記ボンディングステージ３２はスライド
ベース３３上に固定されている。上記スライドベース３
３は、図１２に示すサーボモータ１４０によりボールネ
ジ１４０ａを回転駆動させて案内部材１４１，１４１の
案内により、Ｙ方向に移動可能な機能を有している。３
４、３５はそれぞれ回路基板搬送装置の一例としての搬
送アームであり、各搬送アーム３４，３５の先端に４個
の吸着パッド３６を備え、昇降する機能及びＸ方向に移
動する機能を有している。図中、搬送アーム３５の先端
部は図示を省略しているが、搬送アーム３４と同様の構
成である。搬送アーム３４は一対のローダーコンベヤ３
７により送られてきた回路基板２４を４個の吸着パッド
３６で吸着搬送してボンディングステージ３２に搭載可
能で、また搬送アーム３５はボンディングステージ３２
上の回路基板２４を４個の吸着パッドで一対のアンロー
ダーコンベヤ３８に移載可能である。

【００２５】３９は画像認識光学系であり、視野切り替
えにより画像認識光学系３９の下方に位置する回路基板
２４及び画像認識光学系３９の上方に位置する電子部品
２３の位置認識が可能である。また、画像認識光学系３
９は、図１３に示すＸ方向移動用モータ１６０の回転に
よりボールネジ１６１を回転させるとともに図１３では
下方に隠れているＹ方向移動用モータの回転によりボー
ルネジ１７１を回転させてＸ，Ｙ両方向にそれぞれ移動
可能な構成になっている。４０はキャリブレーションス
テージであり、スライドベース３３上に搭載されてい
る。キャリブレーションステージ４０は、回路基板供給
時に、スライドベース３３のＹ方向の移動により一体的
に移動させられて、画像認識光学系キャリブレーション
用の治具４１を画像認識光学系３９により画像認識可能
な位置に位置させ、かつ、回路基板供給時に、スライド
ベース３３のＹ方向の移動により一体的に移動させられ
て、ボンディングヘッド３１により画像認識光学系３９
のキャリブレーション用の治具４１をピックアップ可能
な位置に位置させるようにしている。

【００２６】図２において、キャリブレーションステー
ジ４０の上面には画像認識光学系３９のキャリブレーシ
ョン用のガラス製の治具４１が吸着保持されており、ま
た治具４１の中央部には画像認識用の印４２が記されて
いる。上記電子部品搭載装置の種々の動作は制御部２０
０により制御されている。この制御部２００は、図１１
に示すように、一連の制御シーケンスに基づき動作指
令、演算指令などを出力し、また、メモリ１１０に対し
てデータを出し入れするメインコントローラ１０１を備
える。メインコントローラ１０１には、上記動作指令な
どを出力するとともに各種信号を受け入れるため、搬送
アーム３４，３５、ボンディングステージ３２、ボンデ
ィングヘッド３１、スライドベース３３、キャリブレー
ションステージ４０、ローダー・アンローダーコンベヤ
３７，３８、画像認識光学系３９、反転ヘッド２９、引
出し部２８、リフター２７などの各機構の駆動装置など
が連結されてそれぞれ動作制御されるようにしている。
具体的には、メインコントローラ１０１には、搬送アー
ム３４，３５の昇降及びＸ方向駆動装置・各アーム３
４，３５の吸着パッド３６用の真空吸引装置、ボンディ
ングステージ３２による回路基板２４の吸着用真空吸引
装置、スライドベース３３のＹ方向移動用モータ、画像
認識光学系３９のＸ方向移動用のモータ・Ｙ方向移動用
のモータ・上下の視野切換のためのシャッター駆動装
置、各種データを記憶するメモリ１１０、キャリブレー
ション用治具４１の印４２を画像認識光学系３９により
画像データとして取り込みメモリ１１０に記憶させる画
像認識部１０７、画像認識部１０７で取り込まれメモリ
１１０に記憶された画像を処理する画像処理部１０９、
画像処理部１０９で画像処理したのち上下視野での光軸
のずれ量を演算して演算結果をメモリ１１０に記憶する
演算部１１１、ボンディングヘッド３１のＸ方向移動用
モータ及び昇降駆動用モータ・部品吸着用ノズルの吸着
用真空吸着装置、キャリブレーションステージ４０の吸
着用真空吸引装置などが接続されている。なお、他の駆
動装置は図示を省略する。以上のように構成された電子
部品搭載装置について、以下にその動作について図４を
基に説明する。以下の動作はメインコントローラ１０１
の制御の下に行われる。

【００２７】初めに、（１１）電子部品２３の供給動作
（図４のステップＳ１）を行う。以降その動作の詳細に
ついて記す。リフター２７がトレイプレート２６の引出
しのため、所定の高さになるよう昇降動作を行う。次
に、引出し部２８により収納マガジン２５にセットされ
ているトレイプレート２６をクランプして引き出す。次
に、認識カメラ３０によりトレイプレート２６上の電子
部品２３の位置確認を行う。次に、上記位置確認結果に
基づき、反転ヘッド２９により電子部品２３がピックア
ップ可能になるよう引出し部２８及び反転ヘッド２９が
移動した後、反転ヘッド２９が下降し電子部品２３のピ
ックアップを行う。次に、反転ヘッド２９はＡ方向に１
８０度回転するとともにボンディングヘッド３１に電子
部品２３を受け渡し可能な位置までＸ方向に移動する。

【００２８】一方、上記反転ヘッド２９により電子部品
２３を供給する一連の動作に並行して、（１２）回路基
板２４の供給動作（図４のステップＳ２）、（１３）画
像認識光学系３９のキャリブレーション動作（図４のス
テップＳ３）、（１４）回路基板２４の位置認識動作
（図４のステップＳ４）を行うが、（１２）回路基板２
４の供給動作（ステップＳ２）と（１３）画像認識光学
系３９のキャリブレーション動作（ステップＳ３）とは
同時に行い、両方の動作が完了した後、（１４）回路基
板２４の位置認識動作（ステップＳ４）を行う。

【００２９】初めに、（１２）回路基板２４の供給動作
（ステップＳ２）について説明する。まず、一対のロー
ダーコンベヤ３７により図１の電子部品搭載装置の右側
より回路基板２４を搬送アーム３４によりピックアップ
可能な位置まで搬送する。次に、搬送アーム３４が回路
基板２４のピックアップのためＸ方向に移動した後、下
降して４個の吸着パッド３６により回路基板２４を吸着
保持しピックアップする。次に、搬送アーム３４はＸ方
向に移動し、吸着パッド３６で吸着保持している回路基
板２４をボンディングステージ３２に搭載する。また、
ボンディングステージ３２上に電子部品２３の搭載が完
了した回路基板２４が残っていた場合は、搬送アーム３
５を用いて上記回路基板２４の供給動作と同期して回路
基板２４を一対のアンローダーコンベヤ３８に搬出する
動作を行う。この間、スライドベース３３はサーボモー
タ１４０で駆動されるボールネジ１４０ａのＹ方向の移
動軸上の原点位置に位置している。

【００３０】次に、（１３）画像認識光学系３９のキャ
リブレーション動作（ステップＳ３）について説明す
る。まず、スライドベース３３に搭載されたキャリブレ
ーションステージ４０上の治具４１の印４２が画像認識
光学系３９により認識可能となるように、画像認識光学
系３９がＸ方向及びＹ方向又はいずれかの方向に移動す
る。このとき、スライドベース３３は移動する必要がな
く、Ｙ方向の移動軸上の原点位置に位置している。次
に、画像認識光学系３９の視野が下方側に切り替わり、
キャリブレーションステージ４０に搭載された治具４１
の印４２の位置認識を行い、認識された画像はメモリ１
１０に記憶され、この画像を基に画像処理部１０７で印
４２の位置が算出されてメモリ１１０に記憶される。次
に、画像認識光学系３９が後方（図１において斜め右上
方向）に待避した後、ボンディングヘッド３１が下降し
て吸着による治具４１のピックアップを行う。次に、画
像認識光学系３９の視野が上方側に切り替わり、画像認
識光学系３９が手前側（図１において斜め左下方向）に
移動し、再度、治具４１の印４２の位置認識を行う。治
具４１はガラス製で光を透過可能であるので、同一の印
４２をそれぞれの視野で認識可能である。よって、ボン
ディングヘッド３１で保持された治具４１の印４２の位
置認識を行い、認識された画像はメモリ１１０に記憶さ
れ、この画像を基に画像処理部１０７で印４２の位置が
算出されてメモリ１１０に記憶される。次に、画像認識
光学系３９が後方に待避した後、ボンディングヘッド３
１が下降して治具４１をキャリブレーションステージ４
０に搭載する。そして、上記メモリ１１０に記憶された
それぞれの認識結果をもとに、演算部１１１で画像認識
光学系３９の視野間の光軸のずれ量（オフセット量）を
求めるが、図３を用いてその詳細説明を行う。

【００３１】図３は、画像認識光学系３９に撮像された
治具４１上の印４２の位置を表すものであるが、４３は
初めに下方側の視野で印４２を画像認識したときの印の
位置であり、４４は上方側の視野で印４２を画像認識し
たときの印の位置である。このときの印４３と印４４間
の距離であるＸ２及びＹ２が画像認識光学系３９の下方
側の視野と上方側の視野の光軸のずれ量（オフセット
量）を表しているが、この光軸のずれ量は上記電子部品
搭載装置の周囲の環境の温度変化の影響による画像認識
光学系３９等のひずみの発生により微妙に変化し、電子
部品搭載装置のメモリ１１０に記憶された光軸のずれ量
の補正がなければ、変化分の搭載位置ずれが発生する。
そこで、搭載位置ずれを防ぐために、キャリブレーショ
ン動作により、電子部品搭載装置のメモリ１１０に記憶
されている視野の光軸のずれ量を更新する。

【００３２】（１２）回路基板２４の供給動作（ステッ
プＳ２）、（１３）画像認識光学系３９のキャリブレー
ション動作（ステップＳ３）とも、スライドベース３３
は移動する必要がなく、両方ともにスライドベース３３
がＹ方向の移動軸上の原点位置にて実施可能であるの
で、（１２）回路基板２４の供給動作（ステップＳ
２）、（１３）画像認識光学系３９のキャリブレーショ
ン動作（ステップＳ３）は同時に実施可能である。しか
しながら、搬送アーム３４，３５がＸ方向に移動する
際、搬送アーム３４，３５の加減速により電子部品搭載
装置のベース９９に力が加わり、電子部品搭載装置全体
に振動が発生する。このとき、電子部品搭載装置全体の
振動によりボンディングヘッド３１やキャリブレーショ
ンステージ４０も振動し、このタイミングで治具４１の
印４２の画像認識を行うと映像がぶれて画像認識の精度
が低下し、下方側の視野と上方側の視野の光軸のずれ量
の計測の精度が低下するという問題がある。そこで、本
実施形態では、制御部２００の動作制御により、キャリ
ブレーション動作の下方側の視野における治具４１の印
４２の画像認識が完了してから、搬送アーム３４，３５
がＸ方向に移動を開始し、搬送アーム３４，３５のＸ方
向の移動が完了してから上方側の視野における治具４１
の印４２の画像認識を行うようにしている。なお、各動
作の完了は、一例として、その動作の完了時に当該装置
からメインコントローラ１０１に対して完了信号を出力
しメインコントローラ１０１が当該完了信号を受け取る
ことにより確認することができ、完了確認後、次の駆動
装置を駆動する信号をメインコントローラ１０１から当
該駆動装置に出力すればよい。このような動作を示すフ
ローチャートを図１０に示す。すなわち、まず、ステッ
プＳ５０で搬送アーム３４及び３５又は３４による回路
基板２４のピックアップを行うと同時にステップＳ５３
で下方側の視野における治具４１の印４２の画像認識を
行う。次いで、ステップＳ５１で搬送アームのＸ方向の
移動を行う一方、ステップＳ５４でボンディングヘッド
３１による治具４１のピックアップを行う。このステッ
プＳ５１とステップＳ５４の動作は必ずしも同時的に行
う必要はないが、搭載タクトの短縮化をより一層は図る
ためには好ましい。次いで、ステップＳ５２で搬送アー
ム３４による回路基板２４のボンディングステージ３２
上への搭載を行うと同時に、ステップＳ５５で上方側の
視野における治具４１の印４２の画像認識を行う。尚、
図１０において、ステップＳ５３とＳ５０の両者の下方
の右から左への横矢印は、ステップＳ５０の動作とステ
ップＳ５３の動作の両者が完了したのち、ステップＳ５
１の動作を行うことを意味している。また、図１０にお
いて、ステップＳ５１とＳ５４の両者の下方の左から右
への横の矢印は、ステップＳ５１の動作とステップＳ５
４の動作の両者が完了したのち、ステップＳ５５の動作
を行うことを意味している。

【００３３】また、その動作は以下の、のいずれか
であってもよい。キャリブレーション動作の下方側、
上方側の両方の視野における治具４１の印４２の画像認
識が完了してから搬送アーム３４がＸ方向に移動を開始
する。搬送アーム３４がＸ方向の移動を完了してから
下方側の視野における治具４１の印４２の画像認識を開
始する。なお、各動作の完了は、一例として、その動作
の完了時に当該装置からメインコントローラ１０１に対
して完了信号を出力しメインコントローラ１０１が当該
完了信号を受け取ることにより確認することができ、完
了確認後、次の駆動装置を駆動する信号をメインコント
ローラ１０１から当該駆動装置に出力すればよい。

【００３４】次に、（１４）回路基板２４の位置認識動
作（図４のステップＳ４）について説明する。まず、画
像認識光学系３９によりスライドベース３３に搭載され
たボンディングステージ３２上の回路基板２４の位置確
認が可能となるよう、スライドベース３３及び画像認識
光学系３９が移動する。ここで、回路基板２４には位置
確認用の特徴点が記してある。次に、画像認識光学系３
９の視野が下方側に切り替わり、ボンディングステージ
３２に搭載された回路基板２４の位置認識を行う。（１
１）〜（１４）の動作すなわちステップＳ１〜ステップ
Ｓ４の動作完了後、（１５）ボンディング動作（図４の
ステップＳ５）を行う。以降その動作について記す。ま
ず、ボンディングヘッド３１はＸ方向に移動し反転ヘッ
ド２９に吸着されている電子部品２３のピックアップを
行う。次に、ボンディングヘッド３１は吸着した電子部
品２３の位置確認を画像認識光学系３９により行うこと
が可能な位置までＸ方向に移動する。併せて画像認識光
学系３９も電子部品２３の位置確認のため移動する。次
に、画像認識光学系３９の視野が上方に切り替わり、画
像認識光学系３９により電子部品２３の位置認識を行
う。そして、電子部品２３の位置認識結果及び、（１
４）の回路基板２４の位置認識動作（ステップＳ４）に
おける回路基板２４の位置認識結果を基に、ボンディン
グヘッド３１及びスライドベース３３の位置補正を行
い、ボンディングヘッド３１の下降動作により電子部品
２３を回路基板２４上に搭載する。

【００３５】以上のように本実施形態によれば、回路基
板供給時に、回路基板２４の搬入及び搬出動作の妨げと
ならない領域である、スライドベース３３の電子部品搭
載装置の奥側の端縁にキャリブレーションステージ４０
が位置するようにスライドベース３３を原点位置に位置
させるようにしている。従って、画像認識光学系３９の
キャリブレーション動作を回路基板入替え中に行うこと
が可能となり、光学系キャリブレーション動作を行うこ
とによる搭載タクトの延長を無くすか、もしくは搭載タ
クトの延長を抑えることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明は、回路基板保持装
置で回路基板を保持するとき、例えば、回路基板の搬入
搬出領域外の領域であって画像認識光学系キャリブレー
ション用の治具を画像認識光学系により画像認識可能な
位置に上記治具を載置するキャリブレーションステージ
を配置する等することにより、画像認識光学系によるキ
ャリブレーションのための位置認識を行うようにしたの
で、画像認識光学系のキャリブレーション動作を回路基
板入替え中に行うことが可能となり、画像認識光学系の
キャリブレーション動作を行うことによる搭載タクトの
延長を軽減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の電子部品搭載装置の全
体構成を示す斜視図である。

【図２】 上記電子部品搭載装置に備えられたキャリブ
レーションステージの斜視図である。

【図３】 上記電子部品搭載装置に備えられた画像認識
光学系に撮像された映像を表す図である。

【図４】 上記電子部品搭載装置の動作を示すフローチ
ャートである。

【図５】 従来の電子部品搭載装置の全体構成を示す斜
視図である。

【図６】 従来の電子部品搭載装置のキャリブレーショ
ンステージの斜視図である。

【図７】 従来の電子部品搭載装置の画像認識光学系に
撮像された映像を表す図である。

【図８】 従来の電子部品搭載装置の動作の一例を示す
フローチャートである。

【図９】 従来の電子部品搭載装置の動作の別の例を示
すフローチャートである。

【図１０】 本発明の上記実施形態の電子部品搭載装置
の動作のうち回路基板の供給動作と画像認識光学系のキ
ャリブレーション動作を示すフローチャートである。

【図１１】 本発明の上記実施形態の電子部品搭載装置
の制御部のブロック図である。

【図１２】 本発明の上記実施形態の電子部品搭載装置
のスライドベースの移動装置を示す斜視図である。

【図１３】 本発明の上記実施形態の電子部品搭載装置
の画像認識光学系の移動装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

２３…電子部品、 ２４…回路基板、 ２５…収納マガジン、 ２６…トレイプレート、 ２７…リフター、 ２８…引出し部、 ２９…反転ヘッド、 ３０…認識カメラ、 ３１…ボンディングヘッド、 ３２…ボンディングステージ、 ３３…スライドベース、 ３４，３５…搬送アーム、 ３６…吸着パッド、 ３７…ローダーコンベヤ、 ３８…アンローダーコンベヤ、 ３９…画像認識光学系、 ４０…キャリブレーションステージ、 ４１…治具、 ４２…印、 １０１…画像認識部、 １０７…画像認識部、 １０９…画像処理部、 １１１…演算部、 １１０…メモリ、 １４０…サーボモータ、 １４０ａ，１６１，１７１…ボールネジ、 １４１…案内部材、 １６０…モータ、 ２００…制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南谷 昌三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西野 賢一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品（２３）を吸着・搬送して回路基板
   （２４）に搭載する部品吸着搬送装置（３１）と、 上記回路基板を保持する回路基板保持装置（３２）と、 上記部品と上記回路基板のそれぞれの位置認識を別々の
   視野で行う画像認識光学系（３９）と、 上記画像認識光学系で認識された上記部品の位置と上記
   回路基板の位置との間での上記２つの視野での光軸のず
   れ量を求め、求めた結果に基づきキャリブレーション用
   光軸ずれ量を求め、求めた光軸ずれ量に基づき上記回路
   基板に対する上記部品の搭載位置を補正した上で部品搭
   載を行うように制御する制御部（２００）とを備え、 上記制御部は、上記画像認識光学系のキャリブレーショ
   ン動作を上記回路基板保持装置に対する上記回路基板の
   保持動作中に行うように制御するようにしたことを特徴
   とする部品搭載装置。
2. 【請求項２】 上記画像認識光学系のキャリブレーショ
   ン用の治具（４１）を載置し、かつ、上記回路基板の供
   給時に、上記画像認識光学系のキャリブレーション用の
   上記治具（４１）を上記画像認識光学系により画像認識
   可能な位置に位置するように移動するキャリブレーショ
   ンステージ（４０）をさらに備え、上記キャリブレーシ
   ョンステージに載置された上記治具を上記画像認識光学
   系で位置認識することにより上記回路基板の位置認識を
   行うとともに、上記部品吸着搬送装置により上記キャリ
   ブレーションステージ上の上記治具を吸着したときの上
   記部品を上記画像認識光学系で位置認識することにより
   上記部品の位置認識を行う請求項１に記載の部品搭載装
   置。
3. 【請求項３】 上記画像認識光学系のキャリブレーショ
   ン用の治具（４１）を載置し、かつ、上記回路基板の供
   給時に、上記部品吸着搬送装置により上記画像認識光学
   系キャリブレーション用の上記治具（４１）を吸着保持
   可能な位置に位置するように移動するキャリブレーショ
   ンステージ（４０）をさらに備え、上記キャリブレーシ
   ョンステージに載置された上記治具を上記画像認識光学
   系で位置認識することにより上記回路基板の位置認識を
   行うとともに、上記部品吸着搬送装置により上記キャリ
   ブレーションステージ上の上記治具を吸着したときの上
   記部品を上記画像認識光学系で位置認識することにより
   上記部品の位置認識を行う請求項１に記載の部品搭載装
   置。
4. 【請求項４】 上記制御部は、回路基板搬送装置（３
   ４，３５）の移動中には上記画像認識光学系のキャリブ
   レーションのための画像認識を行わないように制御する
   請求項１〜３のいずれかに記載の部品搭載装置。
5. 【請求項５】 上記制御部は、 回路基板搬送装置による上記回路基板のピックアップを
   行う（Ｓ５０）と同時的に上記画像認識光学系によるキ
   ャリブレーションのための上記キャリブレーションステ
   ージ上の上記治具の画像認識を行わせ（Ｓ５３）、 上記両動作の完了後、上記回路基板搬送装置を上記回路
   基板保持装置側に移動させる（Ｓ５１）とともに、上記
   部品吸着搬送装置により上記治具をピックアップさせ
   （Ｓ５４）、 その後、上記回路基板搬送装置に保持している上記回路
   基板を上記回路基板保持装置に搭載する（Ｓ５２）と同
   時的に上記画像認識光学系によるキャリブレーションの
   ための上記部品保持装置で保持された上記治具の画像認
   識を行う（Ｓ５５）ように制御するようにした請求項１
   に記載の部品搭載装置。
6. 【請求項６】 回路基板を回路基板保持装置（３２）に
   保持させると同時的に、部品吸着搬送装置で吸着されて
   いる部品のキャリブレーションのための位置認識を１つ
   の視野で画像認識光学系（３９）により行い、 上記回路基板保持装置で保持された上記回路基板のキャ
   リブレーションのための位置認識を上記視野とは異なる
   視野で上記画像認識光学系（３９）により行い、 上記画像認識光学系で認識された上記部品の位置と上記
   回路基板の位置との間での上記２つの視野での光軸のず
   れ量を求め、求めた結果に基づきキャリブレーション用
   光軸ずれ量を求め、求めた光軸ずれ量に基づき上記回路
   基板に対する上記部品の搭載位置を補正した上で部品搭
   載を行うようにしたことを特徴とする部品搭載方法。
7. 【請求項７】 上記画像認識光学系のキャリブレーショ
   ン用の治具（４１）を載置し、かつ、上記回路基板の供
   給時に、上記画像認識光学系のキャリブレーション用の
   上記治具（４１）を上記画像認識光学系により画像認識
   可能な位置に位置するように移動するキャリブレーショ
   ンステージ（４０）をさらに備える請求項６に記載の部
   品搭載方法。
8. 【請求項８】 上記画像認識光学系のキャリブレーショ
   ン用の治具（４１）を載置し、かつ、上記回路基板の供
   給時に、上記部品吸着搬送装置により上記画像認識光学
   系キャリブレーション用の上記治具（４１）を吸着保持
   可能な位置に位置するように移動するキャリブレーショ
   ンステージ（４０）をさらに備える請求項６に記載の部
   品搭載方法。
9. 【請求項９】 上記回路基板搬送装置（３４，３５）の
   移動中には上記画像認識光学系のキャリブレーションの
   ための画像認識を行わないようにする請求項６に記載の
   部品搭載方法。
10. 【請求項１０】 上記回路基板搬送装置による上記回路
    基板のピックアップを行う（Ｓ５０）と同時的に上記画
    像認識光学系のキャリブレーション用治具（４１）の画
    像認識を行わせ（Ｓ５３）、 上記両動作の完了後、上記回路基板搬送装置を上記回路
    基板保持装置側に移動させる（Ｓ５１）とともに、上記
    部品吸着搬送装置により上記治具をピックアップさせ
    （Ｓ５４）、 その後、上記回路基板搬送装置に保持している上記回路
    基板を上記回路基板保持装置に搭載する（Ｓ５２）と同
    時的に上記部品保持装置で保持された上記治具の画像認
    識を行う（Ｓ５５）ようにした請求項９に記載の部品搭
    載方法。