WO2004052072A1

WO2004052072A1 - 部品実装装置及び方法

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Publication number: WO2004052072A1
Application number: PCT/JP2003/015376
Authority: WO
Inventors: Osamu Okuda; Kazuo Kido; Hideki Uchida; Haneo Iwamoto; Takashi Yazawa; Kazuyuki Yoshidomi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2005-06-02
Also published as: EP1583412A4; US20060048380A1; US7356918B2; EP1583412A1

Abstract

　Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って直線的に変形する構造を有するＸ−Ｙロボット１２０と、カメラ基準マーク１６０と、制御装置１７０とを備えた。上記Ｘ−Ｙロボットは、連続稼動による熱が作用しても湾曲等の変位を生じずＸ軸方向及びＹ軸方向に沿ってのみ直線的に変形することから、基板認識カメラ１４０にて上記カメラ基準マークを撮像して熱による上記Ｘ−Ｙロボットの伸縮量を求め、該伸縮量に基づいて部品装着位置の補正を行えば、規定位置又はほぼ規定位置に電子部品を実装することができる。

Description

明細書部品実装装置及び方法技術分野

本発明は、基板に部品を高精度で装着する部品実装方法及び装置に関する。特に、本発明は、部品実装装置及び該部品実装装置にて実行される部品実装方法に関し、詳しくは X、 Y軸方向に移動し部品実装を行う X— Yロボットにおける熱による伸縮を考慮した部品実装装置及び方法に関する。背景技術

電子回路基板への電子部品の実装精度は、実装される電子部品がさらに極小化してきていることから、近年さらに高精度が要求されている。このような実装精度を達成するため、従来、種々の工夫が提案されている。例えば、部品実装装置へ搬入された回路基板上に存在する基板マークを基板認識力メラにて撮像して当該回路基板の位置ずれを求め、かつ X、 Y軸方向に移動し部品実装を行う X— Y ロボットの吸着ノズルに保持された電子部品を部品認識力メラにて撮像して電子部品の位置づれを求め、上記基板及び部品の両位置ずれを補正した上で上記 X— γロボットにて電子部品を回路基板へ実装する方法等が開示されている。さらに、該方法に加えて、上記 X— Y口ポットの吸着ノズノレと、上記基板認識力メラと、上記部品認識力メラとの相対位置を求め、より実装精度を向上させる方法も提案されている（例えば、特開平 8— 2 4 2 0 9 4号公報参照。）。

さらに又、上記 X— Yロボットを有する部品実装装置の運転に伴う当該部品実装装置の温度変化に起因して、上記 X— Y口ポットが伸縮することから、該伸縮量を考慮してさらに実装精度を向上させる方法も提案されている。該方法では、図 2 8に示すように、 X _ Yロボット 1に備わるへッド 2に設けた基板認、識用カメラ 3にて基準マーク 4を撮像し、該撮像情報に基づいて、熱による X— Yロボット 1の位置ずれを求めている（例えば、特開平 6— 1 2 6 6 7 1号公報参照。 ) 。上述のように部品実装精度を向上させるため各種の方法が提案されているが、電子部品の極小化の進歩は目覚しく、それに伴い部品実装精度もますます厳しくなってきている。したがって、上述したような方法では、近年の電子部品に対する実装精度を満足できない場合も生じ得る。具体的には現在、例えば 1 . 6 X 0 . 8 mmのチップ部品では、例えば土 7 0 μ mの誤差範囲にて実装することが要求されている。

又、部品実装精度を向上させるためには、 X— Yロボットの吸着ノズノレと、部品認識カメラとの相対位置関係を求める必要があるが、上述のように X— Yロボットが熱により伸縮することから、上記相対位置関係を求めることは容易ではない。即ち、熱に起因する上記 X— Yロボット 1の伸縮量を考慮する場合、図 2 8 に示すように、 X— Yロボット 1を構成する X軸ロボット 7と Y軸ロポット 8とは直交して設置され、熱が作用したときでも、上記直交状態を維持したまま、 X —Yロボット 1が伸縮するのであれば、上記伸縮について対処可能である。即ち、 X軸ロボット 7及び Y軸ロボット 8の各伸縮が一方向にのみ生じるのであれば、 X— Yロボット 1の上記伸縮量を求めるためにへッド 2に備わるカメラ 3にて基準マーク 4を撮像した場所と、実際にへッド 2がプリント基板 6へ電子部品を実装する場所とにおいて、上記伸縮量は同一又は略同一とみなしたり、あるいは基準マーク撮像場所における伸縮量から装着位置でのずれ量を算出したりすることができ、上記撮像に基づき求めた上記伸縮量は、実効あるものとして扱うことが可能である。

しかしながら、従来、上記伸縮量を考慮して装着位置の補正を行った場合でも、意図する程度に実装精度の向上が図れないのが現実である。その原因は、完全には解明されていないが、従来の構造では、熱が作用したとき、 X— Yロボット 1 の伸縮が X軸方向及ぴ Y軸方向のみならずその他の方向にも生じているのが原因と考えられる。即ち、図 2 9及び図 3 0に、例示的に、又誇張して図示するように、 X軸ロボット 7及ぴ Y軸ロポット 8は、熱によりそれぞれ別々に、伸縮及ぴ湾曲等の変形をしていると考えられる。したがって、 X— Yロボット 1の上記伸縮量を求めるためにへッド 2に備わるカメラ 3にて基準マーク 4を撮像した場所と、実際にヘッド 2がプリント基板 6へ電子部品を実装する場所とでは、 X _ Y ロボット 1の伸縮量、さらには変位方向までもが異なってしまい、求めた伸縮量が装着位置の補正に寄与できず、したがって実装精度が向上していないと考えられる。

X Yロボットの駆動により部品吸着へッドを X Y方向に移動させて、へッドのノズルによる部品吸着、吸着部品のカメラによる認識、基板への装着といった部品実装を行っているが、部品認識精度をいくら上げても、部品実装装置自体のゆがみにより、高い装着精度を達成することができなかった。この部品実装装置自体のゆがみは、部品実装装置の XYロボットの加工精度が悪いか、又は組立て精度が悪いことに原因がある。

このような加工精度などの原因による XY口ポットのゆがみにより、基板への装着時に高精度での部品装着ができないことを、より具体的に分析すると、 X Y ロポットのガイド部材のョーイング（XYロボット上で移動するへッドの進行方向に対する直交方向への横揺れ）、ピッチング（ヘッドの移動経路におけるリニァリティの悪さ）、ローリング（上記横揺れとは 9 0度異なる方向への縦揺れ）などにより、 X Y方向の位置ズレが発生することになる。

よって、従来、カメラキャリブレーションを行うとともに、 X Yロボットに固定された基板認識カメラで基準基板の基準マークを見て、基準マークが本来あるはずの目標位置と基準マークの実際の位置との位置ズレ量を算出し、算出された位置ズレ量を装着位置オフセット値としてそれぞれの位置に加えて捕正を行うことにより部品実装を精度良く行えるようにしている（例えば、特開平 6— 1 2 6 6 7 1号公報参照。）。

ここで、基板認識力メラにおけるカメラキャリブレーションとは、基板認識力メラの取付け誤差を検出するために、予め位置座標がわかっている治具を基板認識カメラで認識させ、認識結果に基づき算出した位置座標と、予めわかっていた位置座標との差から基板認識カメラの取付け誤差を算出して、位置補正を行わせることである。なお、上記カメラキャリブレーションの際、基板認識カメラの位置補正だけでなく、部品認識力メラとノズルの位置補正も併せて行う。

しかしながら、上記それぞれの位置に補正を行う方法では、例えば、基準基板の 1回目の位置決めと次の 2回目の位置決めとでは 1 mm近く基準基板の位置が変位する可能性があること、さらに、基準基板は非常に高い精度が要求されるため非常に高価なものであり、破損防止の観点から基板ストッパーを使わずに大凡の X方向位置で基準基板を停止させて位置決めするため、及び、基板搬送コンペァには搬送のために Y方向にも l mm弱の隙間があるため、部品実装装置における基準基板の基板保持部における位置決めの再現性は無く、実装精度が低下する要因になる。

このように大凡の位置に基準基板を位置決めしたのち、その基準基板の基準マークを認識することで、口ポットの各位置間の相対的な変位量を求め、その変位量を実装する際に実装基板の装着する位置データに反映させるようにしているため、実装精度が低下する要因になっている。

一方、マトリックス状にダリッドを設けたガラスの基準基板を認識して補正する方法の場合、基準基板が正確に位置決めされることを前提にして、基準基板のダリッドを測定し、測定されたデータをそのまま補正値とすることが考えられる。しかしながら、上記したように基準基板を基板保持部にミクロン単位で正確に保持することは非常に難しく、部品実装装置の基板保持部に正確に保持するため, の特別な位置決め装置が必要となることから、結局、測定したデータを直接補正値とすると、基準基板が正確に再現性良く位置決めされない限り、 XYロボットの正確な補正はできないことになる。

ところで、部品実装装置の部品装着領域全体で考えたときに、 XYロボットのゆがみによるヘッド動作の歪みが、位置決めしている位置によって変化しているということが原因で、従来のカメラキャリブレーション及び装着位置オフセット値のみでは、ネ正が不十分であるため、装着精度が確保できないという問題があつた。

これは、等間隔に格子状に多数の基準マークが配置された基準基板自体を精密に製造したとしても、 XY口ポットと基準基板との絶対的な平行を出すことはできず、また、 X Yロボット自身も絶対的な直角度が保証されていない結果、基準が存在しないことになり、部品実装装置の部品装着領域に配置された上記基準基板を認識する基板認識カメラを有するへッドが支持された X Yロボットがゆがんでいるため、基準基板から得られた位置を基準として使用することができず、装 ,

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5 着精度を高める（例えば、ロボット精度を ± 2 μ π程度まで高めたり、実装機としての総合精度を土 2 0 μ πι程度まで高める）ことができなかった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、従来に比べてさらに部品実装精度の向上を図れる部品実装装置、及び該部品実装装置にて実行される部品実装方法を提供することを目的とする。

また、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、基板の大きさに応じた最適のオフセット値を得ることで、装着精度を高めることができる部品実装方法及び装置を提供することにある。発明の開示

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。

即ち、本発明の第 1態様によれば、電子部品を保持する部品保持部材を有し、互、に直交する X軸方向及ぴ Υ軸方向に移動して保持している電子部品を回路基板の部品装着位置へ実装する X— Υ口ポットと、上記 Χ— Υロボットに設けられ上記回路基板における基板マークを撮像する固定の基板認識カメラと、上記部品保持部材に保持されている上記電子部品を撮像する部品認識カメラとを備えた部品実装装置において、

上記部品認識力メラに近接して配置されるカメラ基準マークと、

上記基板認識力メラにて上記力メラ基準マークを撮像して得られる上記力メラ基準マークの位置情報に基づ、て上記部品装着位置の補正を行う制御装置と、を備える部品実装装置を提供する。

本発明の第 2態様によれば、一体構造にて構成された部品実装装置用架台をさらに備、

上記 X— Υロボットは、上記 Υ軸方向に沿って互いに平行に配置される 2つの同一の Υ軸口ポットと、上記 Υ軸口ポットに直交する上記 X軸方向に沿って配置される一つの X軸ロボットとを有し、それぞれの上記 Υ軸ロボットは、上記部品実装装置用架台に直接形成され、かつ一端を固定端とし他端を支持端として上記 Υ軸方向にのみ直線的に熱伸縮し、かつ上記 X軸ロポットを上記 Υ軸方向に移動する Υ—ボールネジ構造を有し、該 X— Υ口ポットは、上記 X軸方向及び上記 Υ 軸方向に沿って直線的に熱伸縮する第 1態様に記載の部品実装装置を提供する。本発明の第 3態様によれば、上記 X軸ロボットは、それぞれの上記 Y軸ロボットに備わる上記ポールネジ構造に両端を固定した X—フレームと、該 X _フレームに形成され一端を固定端とし他端を支持端として上記 X軸方向にのみ直線的に熱伸縮しかつ上記部品保持部材を備えた部品装着へッドが取り付けられ該部品装着へッドを上記 X軸方向へ移動させる X—ボールネジ構造とを有し、該 X軸ロボットを有する上記 X _Yロボットは、上記 X軸方向及び上記 Υ軸方向に沿って直線的に熱伸縮する第²態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 4態様によれば、上記 X—フレームは、上記 X軸方向に沿って当該 Xフレームに取り付けられ上記部品装着へッドを上記 X軸方向へ摺動可能に支持し上記 Xフレームとは異種材料にてなる支持案内部材と、当該 Xフレームを挟み上記支持案內部材に対向して当該 Xフレームに上記 X軸方向に沿って取り付けられ当該 Xフレームの変形を防止し上記支持案内部材と同種の材料にてなる変形防止部材とを有する第 3の態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 5態様によれば、上記部品装着へッドは、複数の上記部品保持部材を有し、上記 X軸方向及び上記 Υ軸方向に直交する Ζ軸方向に上記部品保持部材を移動させる保持部材用駆動源をそれぞれの上記部品保持部材に独立して設け、上記保持部材用駆動源の熱発生を低減する第 4の態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 6態様によれば、上記カメラ基準マークは、上記 X軸方向及び上記

Υ軸方向に直交する Ζ軸方向において、上記基板認識カメラが上記回路基板における上記基板マークを撮像するときにおける上記回路基板と同じ高さ位置に配置される第 1〜 5のいずれか 1つの態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 7態様によれば、上記部品認識力メラは複数設けられ、上記力メラ基準マークもそれぞれの部品認識カメラに近接して設けられる第 1〜6のいずれか 1つの態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 8態様によれば、上記 X— Υロボットは、上記部品保持部材と上記基板認識カメラとの相対位置を不動状態としかつ上記 X軸方向及び上記 Υ軸方向に沿って直線的に熱収縮する第 1の態様に記載の部品実装装置を提供する。本発明の第 9態様によれば、部品実装装置用架台をさらに備え、該部品実装装置用架台は、铸造にて一体構造にて成形され、上記 X— Y口ポットに上記直線的な熱伸縮を起こさせる第 8の態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 1 0態様によれば、上記 X軸口ポットは、それぞれの上記 Y軸口ボットに備わる上記ポールネジ構造に両端を固定した X—フレームを有し、該 X— フレームは、上記 X軸方向に沿って当該 Xフレームに取り付けられた支持案内部材と、当該 Xフレームを挟み上記支持案内部材に対向して当該 Xフレームに上記 X軸方向に沿って取り付けられ熱に起因する当該 Xフレームの変形を防止する変形防止部材とを有して、上記 X軸ロボットは、上記部品保持部材と上記基板認識カメラとの相対位置を不動状態とする第 9の態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 1 1態様によれば、上記 X軸ロボットは、上記 X—フレームに形成され一端を固定端とし他端を支持端として上記 X軸方向にのみ直線的に熱伸縮し力上記部品保持部材を備えた部品装着へッドが取り付けられ該部品装着へッドを上記 X軸方向へ移動させる X—ボールネジ構造をさらに有し、上記部品装着へッドは、複数の上記部品保持部材を有し、上記 X軸方向及び上記 Y軸方向に直交する z軸方向に上記部品保持部材を移動させる保持部材用駆動源をそれぞれの上記部品保持部材に独立して設けて、当該部品装着ヘッドは、上記部品保持部材と上記基板認識力メラとの相対位置を不動状態とする第 1 0の態様に記載の部品実装装置を提供する。

又、本発明の第 1 2態様によれば、電子部品を保持する部品保持部材を有し、互ヽに直交する X軸方向及び Y軸方向に移動して保持している電子部品を回路基板の部品装着位置へ実装する部品実装装置にて実行される部品実装方法において、上記回路基板上の基板マークを撮像する基板認識力メラにて、上記部品保持部材に保持されている上記電子部品の撮像を行う部品認、識カメラに近接して配置されたカメラ基準マークを撮像し、

該撮像にて得られる上記カメラ基準マークの位置情報と、予め設定される基準位置情報とを比較して差分を求め、

上記部品保持部材に保持された電子部品を固定の部品認識力メラへ移動し撮像するとき、上記差分を該移動量の補正に使用し、

上記部品認識力メラによる上記電子部品の撮像後、上記基板認識力メラにて上記基板マークを撮像して得られた上記回路基板の位置ずれ量を補正して上記電子部品を上記回路基板の装着位置へ移動して実装する部品実装方法を提供する。本発明の第 1 3態様によれば、上記カメラ基準マークの撮像は、実装生産を中断したときには、再び実装生産を開始する直前に行う第 1 2の態様に記載の部品実装方法を提供する。

本発明の第 1 4態様によれば、上記撮像にて得られた上記差分が設定値以上のときには、上記部品実装装置の稼動を中止する第 1 2又は 1 3の態様に記載の部品実装方法を提供する。

本発明の第 1 5態様によれば、上記部品保持部材と上記基板認識カメラとの位置関係、上記部品保持部材と上記部品認識カメラとの位置関係、及び上記基板認識カメラと上記部品認識力メラとの位置関係を予め測定し、これらの測定を上記部品装着位置の補正の前提として极う第 1 2〜： L 4のいずれか 1つの態様に記載の部品実装方法を提供する。

本発明の第 1 6態様によれば、複数の上記部品認識カメラが設けられて複数のカメラ基準マークが設けられるとき、複数の上記力メラ基準マーク内の一つを撮像して得られた上記差分が設定値未満であるときには、他のカメラ基準マークの撮像を省略する第 1 2〜1 5のいずれか 1つに記載の部品実装方法を提供する。又、上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成することもできる。電子部品を保持する部品保持部材を有し、互いに直交する X軸方向及び Y軸方向に移動して保持している電子部品を回路基板の部品装着位置へ実装する X— Y ロボットと、上記 X— Yロボットに設けられ上記回路基板における基板マークを撮像する基板認識カメラと、上記部品保持部材に保持されている上記電子部品を撮像する部品認識力メラとを備えた部品実装装置において、

上記 X— Yロボットは、上記部品保持部材と上記基板認識力メラとの相対位置を不動状態としかつ上記 X軸方向及び上記 Y軸方向に沿って直線的に熱伸縮する構造を有し、

上記部品認識カメラに近接して配置され、熱による上記 X— Yロポットの伸縮を求めるために使用されるカメラ基準マークと、

上記熱による上記 X— Yロポットの伸縮前後において、上記基板認識カメラにて上記カメラ基準マークをそれぞれ撮像して得られる上記カメラ基準マークの複数の位置情報に基づいて、熱による上記 X— Y口ポットの伸縮量を求め、該伸縮量に基づいて上記部品装着位置の補正を行う、制御装置と、

を備えたことを特徴とする。

上記制御装置は、上記部品保持部材、上記基板認識カメラ、及び上記部品認識カメラの相対位置及び上記伸縮量に基づいて上記部品装着位置の補正を行うように構成することもできる。

又、铸造により一体構造にて成形され、上記 X— Yロボットに上記直線的な熱伸縮を起こさせる部品実装装置用架台をさらに備え、

上記 X— Yロボットは、上記 Y軸方向に沿って互いに平行に配置される 2つの Y軸ロボットと、上記 Y軸ロボットに直交する上記 X軸方向に沿って配置される —つの X軸ロボットとを有し、それぞれの上記 Y軸ロボットは、上記部品実装装置用架台に直接形成され、かつ一端を固定端とし他端を支持端として上記 Y軸方向にのみ直線的に熱伸縮し、カゝっ上記 X軸ロボットを上記 Y軸方向に移動する Y —ボールネジ構造を有し、該 X— Yロボットは、上記 X軸方向及び上記 Y軸方向に沿って直線的に熱伸縮するように構成することもできる。

又、上記 X軸ロボットは、それぞれの上記 Y軸ロボットに備わる上記ボールネジ構造に両端を固定した X—フレームと、該 X—フレームに形成され一端を固定端とし他端を支持端として上記 X軸方向にのみ直線的に熱伸縮しかつ上記部品保持部材を備えた部品装着へッドが取り付けられ該部品装着へッドを上記 X軸方向へ移動させる X—ポールネジ構造とを有し、該 X軸口ポットを有する上記 X—Y ロボットは、上記 X軸方向及び上記 Y軸方向に沿って直線的に熱伸縮するように構成することもできる。

又、上記 X—フレームは、上記 X軸方向に沿って当該 Xフレームに取り付けられ上記部品装着へッドを上記 X軸方向へ摺動可能に支持する支持案内部材と、当該 Xフレームを挟み上記支持案内部材に対向して当該 Xフレームに上記 X軸方向に沿って取り付けられ上記支持案內部材の熱に起因する当該 Xフレームの変形を防止する変形防止部材とを有し、該 X—フレームを有する上記 X軸ロボットは、上記部品保持部材と上記基板認、識カメラとの相対位置を不動状態とするように構成することもできる。

又、上記部品装着ヘッドは、複数の上記部品保持部材を有し、上記 X軸方向及び上記 Y軸方向に直交する Z軸方向に上記部品保持部材を移動させる保持部材用駆動源をそれぞれの上記部品保持部材に設け、該部品装着へッドは、上記部品保持部材と上記基板認識力メラとの相対位置を不動状態とするように構成することもできる。

又、上記カメラ基準マークは、上記 X軸方向及び上記 Y軸方向に直交する Z軸方向において、上記基板認識カメラが上記回路基板における上記基板マークを撮像するときにおける上記回路基板と同じ高さ位置に配置されるように構成することもできる。

また、本発明の第 1 7態様によれば、基板保持装置に保持された上記部品実装用回路基板の部品装着位置に、上記基板保持装置に対して移動可能な部品保持へッドの上記部品保持部材に保持された上記電子部品を装着する第 1 2の態様に記載の部品実装方法に加えて、

装着領域基準マーク認識用基準基板を上記基板保持装置に保持して部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記基準基板の所定間隔毎に配置された装着領域基準マークの位置座標を認識して、上記認識されたそれぞれの装着領域基準マークの位置座標を求め、

上記それぞれの装着領域基準マークの N C座標と上記位置座標との差を補正値としてそれぞれ求め、

上記部品実装用回路基板の少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標の N。座標をそれぞれ取得し、

上記認識された装着領域基準マークの中から、上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い装着領域基準マークをそれぞれ抽出し、

それらの抽出された装着領域基準マークの補正値がゼ口又は実質的にゼ口となるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求める一方、装着領域基準マーク認識用基準基板に代えて上記部品実装用回路基板を上記基板保持装置に保持して上記部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記部品実装用回路基板の上記少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークをそれぞれ認識して、上記認識された 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標をそれぞれ求め、

求められた上記 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標に基づき、上記 2 つの基板基準位置算出用マークの上記 N C座標をそれぞれ捕正し、

上記部品実装用回路基板の各部品装着位置の上方に上記部品保持へッドに保持された上記部品が位置したときに、上記部品保持へッドに備えられた認識カメラに最も近い上記装着領域基準マークのオフセット値を基に、上記部品装着位置の位置座標の補正を行ったのち、上記捕正された部品装着位置の位置座標を基に上記部品の上記部品装着位置への装着を行う部品実装方法を提供する。

また、本発明の別の態様によれば、基板保持装置に保持された部品実装用回路基板の部品装着位置に、上記基板保持装置に対して移動可能な部品保持へッドに保持された部品を装着する部品実装方法において、

上記部品実装用回路基板の少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標の N C座標をそれぞれ取得し、

それらの抽出された装着領域基準マークの補正値がゼ口又は実質的にゼ口となるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求める一方、

装着領域基準マーク認識用基準基板に代えて上記部品実装用回路基板を上記基板保持装置に保持して上記部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記部品実装用回路基板の上記少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークをそれぞれ認識して、上記認識された 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標をそれぞれ求め、

求められた上記 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標に基づき、上記 2 つの基板基準位置算出用マークの上記 N C座標をそれぞれ補正し、

上記部品実装用回路基板の各部品装着位置の上方に上記部品保持へッドに保持された上記部品が位置したときに、上記部品保持へッドに備えられた認識力メラに最も近い上記装着領域基準マークのオフセット値を基に、上記部品装着位置の位置座標の補正を行ったのち、上記補正された部品装着位置の位置座標を基に上記部品の上記部品装着位置への装着を行うようにしたことを特徴とする部品実装方法を提供することもできる。

本発明の第 1 8態様によれば、上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い上記抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるとき、

上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い上記抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークを結ぶグラフを回転及び移動させて座標変換させることにより、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるようにした第 1 7態様に記載の部品実装方法を提供する。

本発明の第 1 9態様によれば、上記²つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い上記抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるとき、

上記抽出された装着領域基準マークから、上記基板保持装置の X方向と該 X方向と直交する Y方向とのうち少なくとも 1つの方向における補正値を算出するとともに、上記基準基板の傾きを求め、上記補正値がゼ口又は実質的にゼ口となるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるようにした第 1 7又は 1 8の態様に記載の部品実装方法を提供する。

本発明の第 2 0態様によれば、基板保持装置に保持された部品実装用回路基板の部品装着位置に、上記基板保持装置に対して上記 X— Yロボットにより移動可能な部品保持へッドの上記部品保持部材に保持された上記電子部品を装着する第 1の態様に記載の部品実装装置に加えて、

上記基板認識カメラは、上記 X— Yロボットに支持された上記部品保持へッドに備えられ、かつ、装着領域基準マーク認識用基準基板を上記基板保持装置に保持して部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記基準基板の所定間隔毎に配置された装着領域基準マークの位置座標を認識するものである一方、

上記認識力メラにより認識した上記装着領域基準マークの認識結果より上記装着領域基準マークの位置座標を求めるとともに、上記それぞれの装着領域基準マークの N C座標と上記位置座標との差を補正値としてそれぞれ求め、上記部品実装用回路基板の少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標の N C座標を基に、上記認識された装着領域基準マークの中から、上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い装着領域基準マークをそれぞれ抽出し、それらの抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求め、装着領域基準マーク認識用基準基板に代えて上記部品実装用回路基板を上記基板保持装置に保持して上記部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記部品実装用回路基板の上記少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークをそれぞれ認識して、上記認識された 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標をそれぞれ求め、求められた上記 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標に基づき、上記 2つの基板基準位置算出用マークの上記 N C座標をそれぞれ補正する演算部をさらに備え、

上記制御装置は、上記部品実装用回路基板の各部品装着位置の上方に上記部品保持へッドに保持された上記部品が位置したときに、上記部品保持へッドに備えられた上記認識カメラに最も近い上記装着領域基準マークのオフセット値を基に、上記部品装着位置の位置座標の補正を行つたのち、上記補正された部品装着位置の位置座標を基に上記部品の上記部品装着位置への装着を行うものである部品実装装置を提供する。

本発明の第 2 1態様によれば、上記演算部は、上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い上記抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるとき、上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い上記抽出された装着領域基準マークの補正値がゼ口又は実質的にゼ口となるように、上記抽出された装着領域基準マークを結ぶグラフを回転及び移動させて座標変換させることにより、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるものである第 2 0の態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 2 2態様によれば、上記演算部は、上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い上記抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるとき、上記抽出された装着領域基準マークから、上記基板保持装置の X方向と該 X 方向と直交する Y方向とのうち少なくとも 1つの方向における補正値を算出するとともに、上記基準基板の傾きを求め、上記補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるようにした第 2 0 又は 2 1の態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 2 3態様によれば、 Y軸方向に沿って互いに平行に設置される 2つの Y軸ロボットと、上記 Y軸方向に直交する X軸方向に沿って移動可能に上記 2 つの Y軸ロボットに配置されるとともに上記部品保持へッドを上記 X軸方向沿いに移動可能に支持する 1つの X軸ロボットとを有する X Yロボットを備えて、上記基板保持装置に対して上記 X Y軸方向に上記部品保持へッドを上記 2つの Y軸ロボットと 1つの X軸ロボットとで移動可能とするようにした第 2 0〜2 2のいずれか 1つの態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 2 4態様によれば、上記部品保持ヘッドは、上記部品をそれぞれ吸着保持可能でかつ上記 X軸方向に沿って配列された複数の部品吸着ノズルを有し、つ、上記複数の部品吸着ノズルの中心を通る直線と同軸上に、上記基板認識力メラの撮像中心が位置するように、上記基板認識力メラが上記部品保持へッドに配置されているようにした第 2 3の態様に記載の部品実装装置を提供する。図面の簡単な説明

本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、

図 1は、本発明の第 1実施形態である部品実装装置の平面図であり、

図 2は、図 1に示す部品実装装置の正面図であり、

図 3は、図 1に示す部品実装装置の右側面図であり、

図 4は、図 1に示す部品実装装置に備わる架台及び X— Yロボットの概念図であり、

図 5は、図 1に示す部品実装装置に備わる X _ Yロボットのポー/レネジ構造における固定端を示す図であり、

図 6は、図 1に示す部品実装装置に備わる X— Y口ポットのボーノレネジ構造における支持端を示す図であり、

図 7は、図 1に示す部品実装装置に備わる X軸ロボットの X—フレーム部分を示す図であり、

図 8は、図 1に示す部品実装装置に備わる X軸ロボットの部品装着へッドの正面図であり、

図 9は、図 1に示す部品実装装置に備わる部品認識カメラ及びカメラ基準マーク部分の正面図であり、

図 1 0は、図 9に示す部品認、識カメラ及び力メラ基準マーク部分の平面図であり、図 1 1は、図 1に示す部品実装装置の各構成部分と制御装置との関係を示すブロック図であり、

図 1 2は、図 1に示す部品実装装置にて実行される部品実装方法を説明するためのフローチャートであり、

図 1 3は、図 1に示す部品実装装置に備わる部品装着へッドにおける時間経過と各部温度との関係を示すグラフであり、

図 1 4は、部品装着へッドに備わる各部品吸着ノズルの稼動時間経過に伴う位置ずれについて、図 1に示す部品実装装置と、従来の部品実装装置とを比較したグラフであり、

図 1 5は、図 1に示す部品実装装置の X軸ロポットにおいて温度変化による変形量を示すグラフであり、

図 1 6は、従来の部品実装装置の X軸ロボットにおいて温度変化による変形量を示すグラフであり、 .

図 1 7は、図 1に示す部品実装装置において、稼動時間経過に伴う各測定点における位置変位量を示すダラフであり、

図 1 8は、図 1 7に示す各時刻毎に上記各測定点の位置変位量を表したダラフであり、

図 1 9は、図 1 7、図 1 8、図 2 0、及び図 2 1に示す各測定点を示す図であり、

図 2 0は、従来の部品実装装置において、稼動時間経過に伴う各測定点における位置変位量を示すグラフであり、

図 2 1は、図 2 0に示す各時刻毎に上記各測定点の位置変位量を表したグラフであり、

図 2 2は、図 1に示す部品実装装置において、雰囲気温度の変化に伴う、カメラ基準マーク及び装着位置精度の Y軸方向におけるずれを表すグラフであり、図 2 3は、図 1に示す部品実装装置において、雰囲気温度の変化に伴う、カメラ基準マーク及び装着位置精度の X軸方向におけるずれを表すグラフであり、図 2 4は、図 1に示す部品実装装置の変形例における平面図であり、図 2 5は、図 1に示す部品実装装置にて部品実装を行ったときの規定位置に対する装着位置のバラツキを示す図であり、

図 2 6は、従来の部品実装装置にて部品実装を行ったときの規定位置に対する装着位置のバラツキを示す図であり、

図 2 7は、従来の部品実装装置にて部品実装を行ったときの規定位置に対する装着位置のバラツキを示す図であり、

図 2 8は、従来の部品実装装置を示す斜視図であり、

図 2 9は、従来の部品実装装置において熱の影響による X— Yロボットの変形を概念的に表した図であり、

図 3 0は、従来の部品実装装置において熱の影響による X— Yロボットの変形を概念的に表した図であり、

図 3 1は、本発明の第 2実施形態にかかる部品実装方法を実施可能な部品実装装置の平面図であり、

図 3 2は、図 3 1に示す上記部品実装装置の正面図であり、

図 3 3は、図 3 1に示す上記部品実装装置の右側面図であり、

図 3 4は、図 3 1に示す上記部品実装装置に備わる架台及び X Yロボットの概念図であり、

図 3 5は、図 3 1に示す上記部品実装装置に備わる X軸ロボットの部品装着へッドの正面図であり、

図 3 6は、図 3 1に示す上記部品実装装置の各構成部分と制御装置との関係を示すブロック図であり、

図 3 7は、部品装着へッドの位置決め精度が X Yロボットの歪みにより大きく影響を受けることを説明するための X軸ロボットの歪と部品装着へッドとの関係を示す説明図であり、

図 3 8は、部品装着へッドの位置決め精度が X Yロボットの歪みにより大きく影響を受けることを説明するための Y軸ロボットの歪と部品装着へッドとの関係を示す説明図であり、

図 3 9は、本発明の上記第 2実施形態にかかる上記部品実装方法のオフセット値の考え方を説明するための説明図であり、

図 4 0は、本発明の上記第 2実施形態にかかる上記部品実装方法において使用するガラス基板の具体例を示す平面図であり、

図 4 1は、本発明の上記第 2実施形態にかかる上記部品実装方法のオフセット値を求めて使用する手順を示すフローチャートであり、

図 4 2は、本発明の上記第 2実施形態にかかる上記部品実装方法において使用するガラス基板の装着領域基準マークを示す平面図であり、

図 4 3は、本発明の上記第 2実施形態にかかる上記部品実装方法において使用するガラス基板の装着領域基準マークの認識の仕方を説明するための説明図であり、

図 4 4は、本発明の上記第 2実施形態にかかる上記部品実装方法において、基板認識力メラの視野中心位置 O O ₂から位置ズレした位置に装着領域基準マークが認識されたことを示す説明図であり、

図 4 5は、本発明の上記第 2実施形態にかかる上記部品実装方法において、 2 つの基板基準位置算出用マークの認識時の結果を示す説明図であり、

図 4 6は、縦軸は位置ズレ量、横軸は X方向の位置を示し、上側の折れ線ダラフが Δ Χすなわち X方向の位置ズレを示し、下側の折れ線グラフが Δ Υすなわち Y方向の位置ズレを示すグラフであり、

図 4 7は、装着領域基準マーク位置が本来の位置である矩形の視野領域の中央の位置から X方向及び Y方向に位置ズレている状態を示す説明図であり、図 4 8は、比較的小型の、実装すべき基板の 2つの基板基準位置算出用マークの近傍の装着領域基準マークの捕正ィ直が、ゼロ又は実質的にゼロとなるようにグラフを回転及び移動させて座標変換させて、装着位置を再配置する状態を示すグラフであり、

図 4 9は、図 4 8における比較的小型の、実装すべき基板の 2つの基板基準位置算出用マークを示す平面図であり、

図 5 0は、比較的大型の、実装すべき基板の 2つの基板基準位置算出用マークの近傍の装着領域基準マークの捕正ィ直が、ゼ口又は実質的にゼ口となるようにグラフを回転及び移動させて座標変換させて、装着位置を再配置する状態を示すグラフであり、

図 5 1は、図 5 0における比較的大型の、実装すべき基板の 2つの基板基準位置算出用マークを示す平面図であり、

図 5 2は、生産基板の基板基準位置算出用マークに最も近いガラス基板上の装着領域基準マークを示す説明図であり、

図 5 3は、実装すべき基板の縦方向に M行、横方向に N列の装着領域基準マークがあるとき、 4点の装着領域基準マークで囲まれた領域 Pを、 1つのエリアとして割り当てる状態を示す説明図であり、

図 5 4は、上記第 2実施形態にかかる部品実装方法のより具体的な例における装着領域基準マーク認、識動作のフローチヤ一トであり、

図 5 5は、上記第 2実施形態にかかる部品実装方法のより具体的な例における品種選択動作のフローチャートであり、

図 5 6は、上記第 2実施形態にかかる部品実装方法のより具体的な例における装着領域基準マーク認識動作及び部品装着動作のフローチヤ一トであり、

図 5 7は、基板の通常位置で測定した装着領域基準マークの位置座標のデータ [ 1 ] と、左へ 3 5 O mm移動した位置で測定した装着領域基準マークの位置座標のデータ [ 2 ] とを合成する場合の説明図であり、

図 5 8は、図 5 7の基板において、 X方向に 1 O mmピッチでへッドが移動しているときの X方向の位置と X方向のズレ量との関係を示すグラフであり、図 5 9は、図 5 7の基板において、 Y方向に 1 O mmピッチでへッドが移動しているときの Y方向の位置と Y方向のズレ量との関係を示すグラフであり、図 6 0は、 4 2 8 mm X 2 5 O mmの大きさの基板に対して、 4 0 0点の 1 .

6 mm X 0 . 8 mmのチップ部品であるセラミックコンデンサを基板に装着したとき、上記第 2実施形態にかかるオフセット値を適用しない場合の装着精度を示すグラフであって、 Y方向の装着ズレ量を縦軸に、 X方向の装着ズレ量を横軸にそれぞれ示すグラフであり、

図 6 1は、 4 2 8 mm X 2 5 O mmの大きさの基板に対して、 4 0 0点の 1 .

6 mm X 0 . 8 mmのチップ部品であるセラミックコンデンサを基板に装着したとき、上記第 2実施形態にかかるオフセット値を適用する場合の装着精度を示すグラフであって、 Y方向の装着ズレ量を縦軸に、 X方向の装着ズレ量を横軸にそれぞれ示すグラフであり、図 6 2は、 4 2 8 mm X 2 5 O mmの大きさの基板に対して、多数個の Q F Pを基板に装着したとき、上記第 2実施形態にかかるオフセット値を適用しない場合の装着精度を示すグラフであって、 Y方向の装着ズレ量を縦軸に、 X方向の装着ズレ量を横軸にそれぞれ示すダラフであり、

図 6 3は、 4 2 8 mm X 2 5 O mmの大きさの基板に対して、多数個の Q F

Pを基板に装着したとき、上記第 2実施形態にかかるオフセット値を適用する場合の装着精度を示すグラフであって、 Y方向の装着ズレ量を縦軸に、 X方向の装着ズレ量を横軸にそれぞれ示すグラフであり、

図 6 4は、基板認識カメラの視野中心からの装着領域基準マークの X方向及び Y方向への位置ズレ量を示す説明図であり、

図 6 5は、上記第 2実施形態の応用例として、ノズル間ピッチ及び基板力メラオフセット値に、それらに含まれている X Yロボット動作の歪みによるエリアォフセット値を反映させる動作を示すフローチヤ一トであり、

図 6 6は、ノズル間ピッチの測定位置にェリァォフセット値を反映させて部品装着動作を行う手順を示すフ口一チヤートであり、

図 6 7 A, 6 7 B , 6 7 Cは、測定時のノズルと部品認識力メラと基板認識力メラとの位置関係を示す図であり、

図 6 8は、基板カメラのオフセット値及ぴノズル間ピッチを説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の実施形態である部品実装装置、及び該部品実装装置にて実行される部品実装方法について、図を参照しながら以下に詳しく説明する。尚、各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。

図 1から図 4に示すように、第 1実施形態の部品実装装置 1 0 0は、基本的構成部分として、架台 1 1 0と、 X— Yロボット 1 2 0と、基板認識カメラ 1 4 0 と、部品認識カメラ 1 5 0と、カメラ基準マーク 1 6 0と、制御装置 1 7 0とを備え、さらに部品供給装置 1 8 0と、基板搬送装置 1 9 0とを備えることができる。上記架台 1 1 0は、上記 X— Y口ボット 1 2 0、上記部品認識力メラ 1 5 0、上記カメラ基準マーク 1 6 0、上記制御装置 1 7 0、上記部品供給装置 1 8 0、及び上記基板搬送装置 1 9 0を設置するための台盤であり、直方体形状のベース部 1 1 1と、 Y軸ロボット用脚部 1 1 2とから構成され、ベース部 1 1 1及び Y 軸ロボット用脚部 1 1 2、即ち架台 1 1 0は、錡造にて一体構造にて成形している。上記 Y軸ロボット用脚部 1 1 2は、 X軸方向 5 1においてベース部 1 1 1の両端部にてベース部 1 1 1よりそれぞれ突設し、かつ X軸方向 5 1に直交する Y 軸方向 5 2に沿って延在する。それぞれの Y軸ロボット用脚部 1 1 2には、 X— Yロボット 1 2 0を構成する、詳細後述の Y軸ロボット 1 2 1におけるリエアガイド 1 2 3等が設置される。下記ナツト部 1 2 6の案内支持部材としての各リニァガイド 1 2 3は、それぞれの Y軸ロボット用脚部 1 1 2に Y軸方向 5 2に沿つて形成したリユアガイド設置面 1 2 3 aに沿わせて Y軸ロボット用脚部 1 1 2に設置されるが、上述のように、各 Y軸ロボット用脚部 1 1 2は、ベース部 1 1 1 と鐯造にて一体構造にて構成していること力ら、それぞれの上記リユアガイド設置面 1 2 3 aは、機械 ¾1ェにより非常に高精度にて仕上げることができる。したがって、両リニアガイド設置面 1 2 3 a間の平行度、つまり両 Y軸ロボット 1 2 1間における平行度を、約 0 . 0 2 mm以内の精度にて仕上げることが可能である。

尚、従来の部品実装装置を構成する架台は、形鋼等を溶接して製作しており、かつ該架台とは別に製作された Y軸ロボットを上記形鋼の架台にポルトにて固定している。よって、両 Y軸ロボット間における平行度を、部品実装精度に影響が出ない程度にまで向上させることは困難であり、従来の部品実装装置における Y 軸ロボット間における平行度は、第 1実施形態における Y軸ロポット 1 2 1に比ベて相当劣る。

上記 X— Yロボット 1 2 0は、それぞれの上記 Y軸ロボット用脚部 1 1 2つまり錄造にて一体構造にて成形された架台 1 1 0に、 Y軸方向 5 2に沿って互いに平行に設置される 2つの Y軸ロボット 1 2 1と、該 Y軸ロボット 1 2 1に直交し X軸方向 5 1に沿って配置される一つの X軸ロポット 1 3 1とを有する。

それぞれの Y軸ロボット 1 2 1は、 Y—ボールネジ構造 1 2 2と、上記リニアガイド 1 2 3とを有する。 Y—ボールネジ構造 1 2 2は、一端 1 2 2 aを固定端とし他端 1 2 2 bを支持端として、熱により Y軸方向 5 2にのみ直線的に伸縮し、カつ上記 X軸ロポット 1 3 1を Y軸方向 5 2に移動させる。詳しく説明すると、 Y—ポールネジ構造 1 2 2における上記一端 1 2 2 aには、図 5に示すように、 Y軸ロポット用脚部 1 1 2に固定され、ポールネジ 1 2 5の駆動源としてのモータ 1 2 4が設けられ、ポールネジ 1 2 5に連結される。上記他端 1 2 2 bは、図 6に示すように、ポールネジ 1 2 5をその周方向に回転自在に、かつその軸方向つまり Y軸方向 5 2へ伸縮可能に支持して、上記 Y軸ロポット用脚部 1 1 2に取り付けられる。

このように構成される Y軸ロボット 1 2 1を連続的に運転したとき、発熱する箇所は、ボールネジ 1 2 5及びモータ 1 2 4であり、他端 1 2 2 bは、熱によるボールネジ 1 2 5の Y軸方向 5 2への伸縮を許容する。又、モータ 1 2 4は、上述のように一体構造の架台 1 1 0に固定していることから、熱による各 Y軸ロボット 1 2 1の伸縮つまり熱伸縮は、 Y軸方向 5 2のみに直線状とすることができる。又、 2台の Y軸口ポット 1 2 1の動作は、同じであることから、各 Y軸ロボット 1 2 1における Y軸方向 5 2への熱伸縮量は等しくなる。

又、各 Y軸ロボット 1 2 1のボーノレネジ 1 2 5には、図 4に示すように、ナツト部 1 2 6が取り付けられており、各ボールネジ 1 2 5の回転によりナット部 1 2 6は、 Y軸方向 5 2に移動する。 X— Yロボット 1 2 0を構成する X軸ロボット 1 3 1が各ナツト部 1 2 6間に X軸方向 5 1に沿って設置される。上述のように各 Y軸ロボット 1 2 1における Y軸方向 5 2への伸縮量は等しいことから、各ナット部 1 2 6間に設置された X軸ロボット 1 3 1は、 X軸に平行な状態で Y軸方向 5 2へ移動することができる。

尚、図 4は、架台 1 1 0及び X— Yロポット 1 2 0の構造を概念的に示した図であり、図 1から図 3に示す部品実装装置 1 0 0の構造とは必ずしも一致せず、又、後述の部品装着ヘッドは図示を省略している。又、図 2から図 4において、部品供給装置 1 8 0の図示は省略している。

X軸ロボット 1 3 1は、 X—フレーム 1 3 2と、 X—ポールネジ構造 1 3 3とを有する。 X—フレーム 1 3 2は、上述のようにそれぞれの Y軸ロボット 1 2 1 におけるポーノレネジ構造 1 2 2のナツト部 1 2 6に両端が固定され、 X軸方向 5 1に延在する。 X—ボールネジ構造 1 3 3は、 X—フレーム 1 3 2に形成され、一端 1 3 3 aを固定端とし他端 1 3 3 bを支持端として熱により上記 X軸方向 5 1にのみ直線的に伸縮し、さらに、部品装着ヘッド 1 3 6が取り付けられて該部品装着へッド 1 3 6を上記 X軸方向 5 1へ移動させる。

上記 X—フレーム 1 3 2は、図 7に示すようなほぼ角柱形状のアルミニウムにてなる部材であり、上述のようにその両端が上記ナツト部 1 2 6に固定されている。該 X—フレーム 1 3 2の側面に形成される X—ポールネジ構造 1 3 3における上記一端 1 3 3 aには、図 4等に示すように、 X—フレーム 1 3 2に固定され、ボールネジ 1 3 4の駆動源としてのモータ 1 3 5が設けられ、ポールネジ 1 3 4 に連結される。上記他端 1 3 3 bは、図 6に示すように、ボールネジ 1 3 4をその周方向に回転自在に、かつその軸方向つまり X軸方向 5 1へ伸縮可能に支持して、上記 X—フレーム 1 3 2に取り付けられる。 X軸ロボット 1 3 1を連続的に運転したとき、発熱する箇所は、ポールネジ 1 3 4及びモータ 1 3 5であり、他端 1 3 3 bは、熱によるポールネジ 1 3 4の X軸方向 5 1への伸縮を許容する。又、上記ボールネジ 1 3 4には、図 1に示すように、上記部品装着へッド 1 3 6を取り付けるためのナツト部 1 3 4 aが取り付けられており、ボールネジ 1 3 4の回転によりナット部 1 3 4 a、即ち部品装着へッド 1 3 6は、 X軸方向 5 1 に移動する。

上記部品装着へッド 1 3 6は、電子部品 6 2を保持する部品保持部材としての機能を果たす一例としての部品吸着ノズノレ 1 3 6 1と、第 1実施形態では、搬入され設置された回路基板 6 1の位置のずれを確認するため回路基板 6 1に存在する基板マーク 6 1 aを撮像するための基板認識カメラ 1 4 0とを有する。上記部品吸着ノズル 1 3 6 1について、詳しくは図 8に示すように、第 1実施形態では X軸方向 5 1に沿って一直線上に 8本の部品吸着ノズル 1 3 6 1を設けている。尚、電子部品 6 2は、チップ部品等の小型部品や、 Q F P等の大型部品、等である。よって、部品吸着ノズル 1 3 6 1も、吸着する各種の部品に対応して最適なサイズ及び形状のものが取り付けられている。上述のように X軸方向 5 1に沿つて配列される各部品吸着ノズル 1 3 6 1の中心を通る直線と同軸上に、基板認識カメラ 1 4 0の撮像中心が位置するように、基板認識カメラ 1 4 0は配置されている。又、上記部品装着へッド 1 3 6には、各部品吸着ノズノレ 1 3 6 1をその軸周り方向へ回転させるための回転用モータ 1 3 6 3も備わる。

各部品吸着ノズル 1 3 6 1は、上記部品供給装置 1 8 0からの電子部品 6 2の吸着、及び吸着した電子部品 6 2を回路基板 6 1へ実装するため、部品吸着ノズル 1 3 6 1の軸方向つまり上記 Z軸方向 5 3に沿って移動する必要がある。第 1 実施形態では、上記部品装着へッド 1 3 6には、部品吸着ノズノレ 1 3 6 1の移動用として、各部品吸着ノズル 1 3 6 1に、保持部材用駆動源として機能する一例である移動用モータ 1 3 6 2を設けている。よって、従来、複数の部品吸着ノズルの全てを一つの大出力モータにて駆動させていた場合に比べて、低出力のモータを使用することができ、モータからの発熱量を抑えることができる。一実施例として、移動用モータ 1 3 6 2の出力は 2 O Wであり、移動用モータ 1 3 6 2力らの発熱はほとんどない。さらに、従来、発熱量の大きい上記大出力モータを一つ設けた場合には、従来の部品装着へッドにおいて上記大出力モータからの遠近に従い温度勾配が生じ、配列方向において各部品吸着ノズル間の距離が熱伸縮の相違に起因して異なってしまう。これに対し、第 1実施形態では、それぞれの部品吸着ノズノレ 1 3 6 1に移動用モータ 1 3 6 2を設けたことで、各移動用モータ 1 3 6 2からの発熱がほとんどなく、又、仮に発熱があつたとしても部品装着へッド 1 3 6において、部品実装精度に影響を与える程度の温度勾配は生じない。よって、連続して部品装着へッド 1 3 6を運転しても、 X軸方向 5 1において各部品吸着ノズル 1 3 6 1間の距離は、等しい又はほぼ等しい状態を維持することができる。尚、上記ほぼ等しい状態とは、部品実装精度に影響を与えない程度という意味である。

又、上述のように部品装着へッド 1 3 6において部品実装精度に影響を与えるような温度勾配は生じないことから、各部品吸着ノズノレ 1 3 6 1と基板認識力メラ 1 4 0との相対位置、つまり各部品吸着ノズル 1 3 6 1と基板認、識カメラ 1 4 0との間の距離を不動とすることができる。ここで上記不動とは、各部品吸着ノズル 1 3 6 1と基板認識カメラ 1 4 0との間の距離について、熱により、部品実装精度に影響を与える程度の伸縮が生じないことを意味する。上述の、部品装着へッド 1 3 6では有害な温度勾配が生じないことを裏付ける、部品装着へッド 1 3 6における各部の温度測定結果を図 1 3に示す。図 1 3において、「第 1モータ」とは、図 8に示す 8個の移動用モータ 1 3 6 2の内、左端に配置されるモータであり、「第 4モータ」とは、該左端から 4番目に配置されるモータであり、「へッドフレーム」とは、部品装着へッド 1 3 6を形成するフレーム材である。該図 1 3から明らかなように、部品装着へッド 1 3 6の運転開始からの時間経過にかかわらず、部品装着へッド 1 3 6の各部における温度変化は、約 5 °C以内に抑えられている。よって、部品装着ヘッド 1 3 6において、温度変化に起因する変形であって部品実装精度に影響を与える変形は、ほとんど無いと考えて差し支えない。

又、上述のように部品装着へッド 1 3 6における温度変化が従来に比べて少ないことから、部品装着へッド 1 3 6における左端と右端に位置する各部品吸着ノズル 1 3 6 1間の距離のずれ量も、図 1 4に示すように、時間経過にかかわらずほとんど一定であり、その変位も約 1 /x m内に収まっていることがわかる。尚、該約 1 μ πι内の変位は、部品実装精度に影響を与える変位量ではない。一方、従来機では、上述のように大きな温度勾配が発生することから、図示するように、ノズル間距離のずれ量は、時間経過と伴に増加していく。

図 1 3及び図 1 4の測定結果から、部品装着へッド 1 3 6の運転時間経過にかかわらず、 X軸方向 5 1において各部品吸着ノズル 1 3 6 1間の距離はほぼ等しい状態を維持することができ、又、各部品吸着ノズル 1 3 6 1と基板認識カメラ 1 4 0との間の距離にも、熱による伸縮は、ほとんど生じないことがわかる。さらに X—フレーム 1 3 2には、部品装着へッド 1 3 6を X軸方向 5 1に摺動可能に支持するため、図 2及び図 7に示すように、 X軸方向 5 1に沿って平行に 2本の支持案内部材としての、そして X—フレーム 1 3 2とは異種材料である鉄にてなるリニアガイド 1 3 7が取り付けられている。さらに、 X—フレーム 1 3

2には、 X—フレーム 1 3 2を挟みリニアガイド 1 3 7に対向して当該 X—フレーム 1 3 2に X軸方向 5 1に沿って X—フレーム 1 3 2の変形を防止し、リニアガイド 1 3 7と同種の材料である鉄にてなる変形防止部材 1 3 8が取り付けられている。リニアガイド 1 3 7が取り付けられた X—フレーム 1 3 2を挟み、変形防止部材 1 3 8を取り付けた構造を採る理由を述べる。つまり、上述のように X軸ロボット 1 3 1の運転を続けると主にポールネジ 1 3 4及びモータ 1 3 5が発熱し、又、各リニアガイド 1 3 7も発熱し、これらの熱は、 X—フレーム 1 3 2にも伝達する。図 7にも示すように、モータ 1 3 5及びリニアガイド 1 3 7に比べると、 X—フレーム 1 3 2は体積等において勝り、かつ極力変形しない形態を採っており、熱による伸縮及び変形は、ほとんどないと考えて良い。しかしながら、上述のように、 X—フレーム 1 3 2はアルミニウムにてなり、各リニアガイド 1 3 7 は鉄にてなることから、両者の熱膨張率の相違に起因して、 X—フレーム 1 3 2 に湾曲等の変形が生じる可能性も考えられる。そこで、各リニアガイド 1 3 7と全く同一の形状、寸法、及び配置にて、鉄にてなる上記変形防止部材 1 3 8を取り付けることで、 X—フレーム 1 3 2の上記変形を相殺可能なように構成している。したがって、 X—フレーム 1 3 2は、熱により X軸方向 5 1には伸縮せず、かつ湾曲等の変形もしないとみなすことができる力若しくは上記伸縮及び変形量が部品実装動作に関して無視できる程度の値となる。

上述した X軸ロボット 1 3 1の構成により、 X軸ロボット 1 3 1において、熱伸縮を生じる部分は、ボールネジ 1 3 4のみとみなすことができ、その伸縮方向は X軸方向 5 1にのみ直線状とすることができる。

上記変形防止部材 1 3 8を設けた効果について、図 1 5及び図 1 6を参照して説明する。尚、図 1 5は、 X—フレームに変形防止部材を設けた場合における X 軸ロボットの Y軸方向 5 2における変形量を示し、図 1 6は変形防止部材を設けない場合における変形量を示している。又、図 1 5及び図 1 6ともに、 X軸ロボットに対して 2 0 °C→4 0 °C→2 0 °Cの温度変ィ匕を与えたときのグラフであり、横軸には、 X軸ロボットに備わるボールネジ駆動用のモータ側における基準点からの距離を表示している。

図 1 5及ぴ図 1 6の各グラフから明らかなように、変形防止部材を設けた場合には、 X軸ロボットにおける変形量は、 ± 1 0 μ πι以内に抑えられ、変形はほとんど発生しないと言える。一方、変形防止部材を設けない場合には、最大 9 0 β mの変形が生じており、明らかに部品実装精度に悪影響を与えることがわかる。このように実験結果からも明らかとなるように、 X—フレーム 1 3 2に変形防止部材 1 3 8を取り付けた、第 1実施形態における X軸ロボット 1 3 1は、上述のように、熱により X軸方向 5 1には伸縮せずかつ湾曲等の変形もしないとみなすことができる力、、若しくは上記伸縮及び変形量が部品実装動作に関して無視できる程度の値となり、又、 X軸ロポット 1 3 1において、熱により'伸縮を生じる部分は、ボールネジ 1 3 4のみとみなすことができることがわかる。

以上説明した、第 1実施形態の部品実装装置 1 0 0を構成する架台 1 1 0及び X— Yロボット 1 2 0の構造によれば、熱が作用した場合であっても、 X— Y口ポット 1 2 0を構成する、 Y軸ロボット 1 2 1は Y軸方向 5 2のみに直線的に熱伸縮し、 X軸ロボット 1 3 1ではポールネジ 1 3 4のみが X軸方向 5 1のみに直線的に熱伸縮する。又、 X軸ロボット 1 3 1は、左右の Y軸ロポット 1 2 1に支持され Y軸方向 5 2へ移動されること力ら、各 Y軸ロボット 1 2 1における発熱量は等しく、よって、各 Y軸ロポット 1 2 1における Y軸方向 5 2における熱伸縮量は等しい。したがって、 X— Yロボット 1 2 0に熱が作用した場合であっても、 X軸ロボット 1 3 1のボールネジ 1 3 4に係合する部品装着へッド 1 3 6は、 X軸方向 5 1及び Y軸方向 5 2のみに位置ずれを生じる。さらに、上述のように、熱が作用したときでさえ部品装着へッド 1 3 6内における、各部品吸着ノズレ 1 3 6 1間の距離、及び、各部品吸着ノズル 1 3 6 1と、当該部品装着へッド 1 3 6に備わる基板認識カメラ 1 4 0との間の距離に、部品実装精度に支障が生じるような伸縮及び変形は、発生しない。

したがって、 X— Yロボット 1 2 0に熱が作用した場合でも、 X— Yロボット 1 2 0は、 X軸方向 5 1及ぴ Y軸方向 5 2のみに位置ずれを生じ、従来のように部品実装精度に悪影響を与えるような、湾曲等の 3次元的な位置ずれは発生しない。このことは、以下に示す実験データからも明らかになつている。

即ち、図 1 9に示すように、部品実装装置に搬入された回路基板 6 1の Y軸方向 5 2に配列される A~Dの 4点、及びカメラ基準マーク 1 6 0である E点について、 X— Yロボットの X軸口ポットに取り付けた基板認識カメラにて認識する場合、当該部品実装装置の稼働時間の経過に伴う上記 A〜Dの各点の Y軸方向 5 2における位置の変ィ匕を測定した。尚、上記 A〜E点は、 Y軸方向 5 2においてほぼ等間隔に配置されており、又、 X軸ロボットをフロント側からリァ側へ Y軸ロボットにより Y軸方向 5 2へ移動させて上記基板認識力メラにて撮像される。図 1 7及び図 1 8は、上述した部品実装装置 1 0 0における測定結果であり、図 2 0及び図 2 1は、従来の部品実装装置における測定結果である。尚、従来の部品実装装置では上記 E点は存在しないので、当然に図 2 0及び図 2 1には E点のデータはない。

図 1 7では、部品実装装置 1 0 0の稼働時間の経過に伴う、 Y軸方向 5 2における上記 A〜E点の位置変化量の変化が示されている。図 1 7から明らかなように、各 A〜E点とも時間経過と伴に Y軸方向 5 2における位置変化量が大きくなり、又、一定時間経過後には位置変化が飽和しており、又、いずれの時刻においても A〜E点における位置変ィ匕量が交錯することなく Aから Eの方向へ順次大きくなつている。よって、第 1実施形態での X— Yロボット 1 2 0は、一定時間まで時間経過と伴に Y軸方向 5 2のみに膨張し、一定時間経過後では上記膨張が飽和することがわかる。又、図 1 8では、図 1 7に示す経過時間内の a〜 cの時刻毎に、上記 A〜E点の Y軸方向 5 2における位置変化量が示されている。図 1 8 力ら明らかなように、例えば時刻 aにおける各 A〜 E点の位置変化量は、ほぼ直線的に変ィ匕しており、該傾向は時刻 b、 cにおいても同様である。よって、 X— Y口ポット 1 2 0は、時間経過にかかわらず、 Y軸方向 5 2への距離に比例して一様に膨張していることがわかる。

一方、図 2 0は、図 1 7に対応する図であり、従来の部品実装装置の場合を示している。図 2 0から明らかなように、従来の部品実装装置では、各 A〜D点とも時間経過と伴に Y軸方向 5 2における位置変化量は大きくなるものの、位置変化が飽和することはなく、又、 C、 D点においては位置変化量が交錯している。又、図 2 1は、図 2 0に示す経過時間内の a〜 cの時刻毎に、上記 A〜D点の Y 軸方向 5 2における位置変化量を示しているが、時刻 b、 cでは、直線的な変化が見られない。図 2 0及び図 2 1からも明らかなように、従来の部品実装装置における X— Yロボットは、 Y軸方向 5 2のみに膨張しておらず、時間が経過するほど、つまり温度変化が大きくなるほど、変位量の直線性が無くなる傾向にある。次に、上記部品認識カメラ 1 5 0は、図 9及び図 1 0に示すように、周辺部に照明用の光源、としての L E D 1 5 1を配列し、中央部分に撮像用カメラ 1 5 2を配設した公知の形態にてなり、上記部品吸着ノズル 1 3 6 1にて吸着保持されている電子部品 6 2を、その下方から撮像するカメラである。第 1実施形態では、図 1及び図 2に示すように、部品認識力メラ 1 5 0は、架台 1 1 0の上記ベース部 1 1 1に立設される。

部品認識カメラ 1 5 0は、光源として L E D 1 5 1を使用していることから、部品認識カメラ 1 5 0における発熱量は、僅かである。又、铸造にて一体構造にてなる架台 1 1 0に立設されていることから、部品認識カメラ 1 5 0において、熱に起因してその設置位置がずれることはないか、又は無視できる変位量となる。上記力メラ基準マーク 1 6 0は、図 9及び図 1 0に示すように、部品認識力メラ 1 5 0に近接して配置され、熱による X— Yロボット 1 2◦の伸縮つまり熱伸縮を求めるために上記基板認識カメラ 1 4 0にて撮像されるマークである。マークの形態としては、種々の形態が考えられるが、一例として図 1 0に示すように、四角状の枠内に円を記したマークである。このようなカメラ基準マーク 1 6 0は、架台 1 1 0の上記ベース部 1 1 1に立設される支柱 1 6 2に支持されて、撮像高さ位置 1 6 1に配置される。該撮像高さ位置 1 6 1は、上記基板認識カメラ 1 4 0が回路基板 6 1の基板マーク 6 1 aを撮像するときにおける基板認識カメラ 1 4 0と基板マーク 6 1 aとの間の Z軸方向 5 3における距離に、基板認識カメラ 1 4 0とカメラ基準マーク 1 6 0との間の Z軸方向 5 3における距離が等しくなる高さ位置である。

このように撮像高さ位置 1 6 1にカメラ基準マーク 1 6 0を配置することで、基板認識力メラ 1 4 0が基板マーク 6 1 aを撮像するときと、カメラ基準マーク 1 6 0を撮像するときにおいて、基板認識カメラ 1 4 0の焦点距離が等しくなる。よって、基板マーク 6 1 a及びカメラ基準マーク 1 6 0の両撮像画像の画質は等しくなり、画質の相違に起因する認識誤差を無くすことができる。

尚、図 9に示すように、撮像高さ位置 1 6 1は、部品認識力メラ 1 5 0よりも突出する位置であることから、カメラ基準マーク 1 6 0は、部品認識カメラ 1 5 ◦による電子部品 6 2の撮像に支障を来さない場所に設置される。

上記部品供給装置 1 8 0は、第 1実施形態の部品実装装置 1 0 0では、電子部品 6 2を収納したテープを卷回したリールを複数有する、いわゆるカセットタイプの部品供給装置であり、当該部品実装装置 1 0 0のフロント側 1 0 0 a及ぴリァ側 1 0 0 bとにそれぞれ 2セットずつ設けられている。

上記基板搬送装置 1 9 0は、当該部品実装装置 1 0 0における回路基板 6 1の搬入及び搬出を行う装置であり、図 1等に示すように、当該部品実装装置 1 0 0 の略中央部分にて X軸方向 5 1に沿って配置されている。

上記制御装置 1 7 0は、図 1 1に示すように、上述した各構成部分である X— Yロボット 1 2 0、基板認識カメラ 1 4 0、部品認識カメラ 1 5 0、部品供給装置 1 8 0、及び基板搬送装置 1 9 0と接続され、これらの動作制御を行い、回路基板 6 1への電子部品 6 2の実装動作を制御する。該制御装置 1 7 0は、上記実装動作等に必要なプログラム等を記憶する記憶部 1 7 3を有し、さらに機能的には、上記カメラ基準マーク 1 6 0の撮像情報に基づいて、熱に起因する X— Y口ボット 1 2 0の伸縮量を求める伸縮量決定部 1 7 1と、さらに、基板認識カメラ 1 4 0、部品認識カメラ 1 5 0、及ぴ上記部品吸着ノズル 1 3 6 1の相対的位置関係を予め求める基礎位置決定部 1 7 2とを有する。このように構成される制御装置 1 7 0の動作については、以下に詳しく説明する。

以上説.明したように構成される部品実装装置 1 0 0における動作、即ち該部品実装装置 1 0 0にて実行される部品実装方法について、さらに図 1 2を参照して詳しく説明する。尚、回路基板搬送装置 1 9 0による回路基板 6 1の搬送動作、並びに、部品装着へッド 1 4 0を含めて X— Yロボット 1 2 0による、部品供給装置 1 8 0からの部品吸着から回路基板 6 1への部品実装までの動作については、従来の部品実装装置にて行われている動作と基本的に類似することから、これらの動作に関しては簡単に説明する。よって以下では、主に、カメラ基準マーク 1

6 0を用いて行う、熱が作用したときの X— Yロポット 1 2 0の伸縮量の決定動作について、説明を行う。

図 1 2に示すステツプ 1からステップ 3では、部品実装装置 1 0 0を連続稼動させる前準備として、各種の較正用データの取得を行う。

即ち、まずステップ 1では、部品吸着ノズル 1 3 6 1と、基板認識カメラ 1 4 0と、部品認識力メラ 1 5 0との相対的位置関係、つまり部品吸着ノズル 1 3 6 1の中心と基板認識カメラ 1 4 0の中心との X軸方向 5 1及び Y軸方向 5 2における位置ずれ、部品吸着ノズル 1 3 6 1の中心と部品認識カメラ 1 5 0の中心との X軸方向 5 1及び Y軸方向 5 2における位置ずれ、並びに、基板認識カメラ 1 4 0の中心と部品認識カメラ 1 5 0の中心との X軸方向 5 1及ぴ Y軸方向 5 2における位置ずれを求める。

上述したように、第 1実施形態の部品実装装置 1 0 0では、熱が作用したとしても、部品吸着ノズル 1 3 6 1と基板認識カメラ 1 4 0との間の位置ずれ、及び部品認識カメラ 1 5 0の設置位置の位置ずれは生じない、又は部品実装精度に関して無視できるずれ量となる。したがって、当該ステップ 1の位置ずれ測定動作は、例えば、部品実装装置 1 0 0が完成した後、出荷前に一度行えば十分である。勿論、部品実装装置 1 0 0のユーザーが例えば日々の稼動開始前等に行うこともできる。尚、ステップ 1の動作は、制御装置 1 7 0の基礎位置決定部 1 7 2にて制御され実行される。

部品吸着ノズル 1 3 6 1と、基板認識カメラ 1 4 0と、部品認識カメラ 1 5 0 との相対的位置関係の具体的な求め方について、簡単に説明する。

即ち、例えば特開平 8— 2 4 2 0 9 4号公報に開示されるように、部品吸着ノズル 1 3 6 1にノズル中心計測治具を取り付けて、部品認識カメラ 1 5 0にて上記ノズル中心計測治具を撮像してノズル中心計測治具撮像情報を得る。又、部品認識カメラ 1 5 0の撮像視野に含まれるように、撮像マークを付したカメラ中心位置計測治具を部品認識力メラ 1 5 0に取り付け、上記撮像マークを上記基板認識カメラ 1 4 0及び部品認識力メラ 1 5 0の両方で撮像してカメラ中心計測治具撮像情報を得る。そして、上記ノズル中心計測治具撮像情報及び上記カメラ中心計測治具撮像情報に基づいて、部品吸着ノズル 1 3 6 1と、基板認識カメラ 1 4 0と、部品認識カメラ 1 5 0との相対的位置関係を求める。求まった相対的位置関係を用いた補正を行うことで、演算上、部品吸着ノズル 1 3 6 1の中心と部品認識カメラ 1 5 0の撮像中心とを一致させ、カつ各部品吸着ノス'ノレ 1 3 6 1の中心を通る直線上に基板認識カメラ 1 4 0の撮像中心を配置させることができる。さらに上述のように、求めた上記相対的位置関係の内、部品吸着ノズル 1 3 6 1と、基板認識力メラ 1 4 0との位置関係は、第 1実施形態の部品実装装置 1 0 0においては熱に起因して変化しない又は無視可能な変位量であり、及び X— Y ロボット 1 2 0の構造説明にて述べたように、 X— Yロボット 1 2 0は、熱に起因して、 Y軸方向 5 2及び X軸方向 5 1にのみ移動し、従来の湾曲等の変形が発生しない。したがって、部品実装装置 1 0 0の稼動開始後において、熱の作用による X— Yロボット 1 2 0の伸縮を求めるためには、後述するように単にカメラ基準マーク 1 6 0のみを撮像することで足り、カメラ基準マーク 1 6 0の撮像結果から得られる位置ずれ量を X— Yロボット 1 2 0の伸縮量とみなすことができる。よって、部品実装装置 1 0 0の稼動開始後にあっては、カメラ基準マーク 1 6 0の撮像動作により、 X— Y口ポット 1 2 0の伸縮量を求めることができる。よって、該伸縮量を考慮して装着位置の補正を行うことで、電子部品 6 1は規定の装着位置へ高精度にて実装することが可能となる。

次のステップ 2では、部品実装装置 1 0 0において連続的な寒装動作を開始する前に、例えば日々の稼動開始前に、試験的に回路基板 6 1へ電子部品 6 2を実装して装着精度を測定し、装着位置のパラツキの中央値を目標値となるように装着オフセットを設定し入力する。

次のステップ 3では、例えば 1時間程度の連続エージングを行い、部品実装装置 1 0 0が定常運転状態になった後、基板認識カメラ 1 4 0にて、カメラ基準マーク 1 6 0を撮像する。制御装置 1 7 0の上記伸縮量決定部 1 7 1は、カメラ基準マーク撮像情報に基づいて、ステップ 1にて絶対位置が求まっている基板認識カメラ 1 4 0の中心と、カメラ基準マーク 1 6 0の中心とにおける、 X軸方向 5 1及び Y軸方向 5 2の位置ずれを求める。さらに、伸縮量決定部 1 7 1は、求めた位置ずれ情報を、連続稼動を開始する直前における X— Yロボット 1 2 0の基準位置としての初期伸縮量として記憶する。

ステップ 2、 3にて、連続稼動開始前の準備動作が終了する。以後、ステップ 1 0 1〜 1 1 1にて、連続稼動が実行される。

ステップ 1 0 1にて、部品実装装置 1 0 0の連続運転を開始する。即ち、いわゆる N Cデータ等の実装プログラムに従い、回路基板搬送装置 1 9 0により回路基板 6 1が搬入された後、ステップ 1 0 3では、 X _Yロボット 1 2 0、部品装着ヘッド 1 4 0、及び部品供給装置 1 8 0が駆動されて、電子部品 6 2が順次回路基板 6 1の装着位置に実装されていく。このとき、ステップ 1 0 2において、ステップ 1にて求めた、部品吸着ノズノレ 1 3 6 1と、基板認識カメラ 1 4 0と、部品認識カメラ 1 5 0との相対的位置関係は勿論のこと、回路基板 6 1の基板マーク 6 1 aを基板認識カメラ 1 4 0にて撮像して得られる基板位置ずれ量、及び部品吸着ノズル 1 3 6 1にて保持している電子部品 6 2を部品認識力メラ 1 5 0 にて撮像して得られる部品位置ずれ量に基づいて、上記実装プログラム上の規定装着位置に対する補正量が求められる。尚、上記部品位置ずれ量には、部品吸着ノズル 1 3 6 1の軸周り方向、いわゆる Θ方向における電子部品 6 2の位置ずれ角度も含まれている。

尚、上記部品認識力メラ 1 5 0にて撮像して得られる上記部品位置ずれ量は、あくまで部品吸着ノズル 1 3 6 1に対する電子部品 6 2の位置ずれ量である。即ち、部品吸着ノズル 1 3 6 1は電子部品 6 2を保持していることから、部品認識カメラ 1 5 0は、電子部品 6 2を撮像することはできるが、該電子部品 6 2を保持している部品吸着ノズル 1 3 6 1を撮像することはできない。よって、部品認識カメラ 1 5 0の認識動作により得られる上記部品位置ずれ量は、上述のように部品吸着ノズル 1 3 6 1に対する電子部品 6 2の位置ずれ量となる。し力し、既に説明したように、ステップ 1の動作により、部品吸着ノズル 1 3 6 1と部品認識カメラ 1 5 0との相対位置関係は求まっていることから、部品吸着ノズル 1 3 6 1に対する電子部品 6 2の位置ずれ量がわかればよい。

さらに又、ステップ 1の動作により、基板認識力メラ 1 4 0と部品認識力メラ

1 5 0との相対位置関係は既知であり、上述したように第 1実施形態では部品吸着ノズル 1 3 6 1と基板認識カメラ 1 4 0との間に部品実装精度に影響を与えるような位置ずれは生じない。

したがって、基板認識カメラ 1 4 0によりカメラ基準マーク 1 6 0を認、識して得られる位置ずれ情報は、稼動中の X— Yロポット 1 2 0の熱伸縮に起因する、部品認識カメラ 1 5 0と部品吸着ノズル 1 3 6 1との位置ずれ情報とみなすことができる。即ち、当該部品.実装装置 1 0 0において、稼動中の X— Yロボット 1 2 0の熱伸縮に起因する、部品認、識カメラ 1 5 0と部品吸着ノズル 1 3 6 1との位置ずれを求めるためには、基板認識カメラ 1 4 0によりカメラ基準マーク 1 6 0を認識すればよい。

又、このように第 1実施形態の部品実装装置 1 0 0では、部品認識力メラ 1 5 0と部品吸着ノズル 1 3 6 1との位置ずれを求めるためカメラ基準マーク 1 6 0 を認識すればよいことから、特開平 8— 2 4 2 0 9 4号公報に記載するようなジグを、部品実装装置 1 0 0の稼動中に用意する必要はなく、操作性においても従来の部品実装装置よりも向上させることができる。

このようにカメラ基準マーク 1 6 0の認、識動作に基づいて求まる、部品認識力メラ 1 5 0と部品吸着ノズル 1 3 6 1との位置ずれ量は、部品認識カメラ 1 5 0 による電子部品 6 2の認識動作に基づいて求まる上記部品位置ずれ量の補正に使用される。即ち、上記部品位置ずれ量を求めるときには、制御装置 1 7 0は、上記ステップ 3にて求めた X— Yロボット 1 2 0の上記初期伸縮量を捕正量として使用する。即ち、部品吸着ノズル 1 3 6 1に保持された電子部品 6 2を部品認識カメラ 1 5 0へ移動するとき、上記実装プログラム上の規定の移動量に対して上記初期伸縮量の補正を行い移動させる。該補正を行うことで、上記熱伸縮に起因するずれを排除することができ、部品吸着ノズル 1 3 6 1と部品認識力メラ 1 5 0との中心を一致させることができる。よって、部.品認識カメラ 1 5 0による部品認識から得られる部品位置ずれ量、及び上記基板位置ずれ量の補正を行えば、電子部品 6 2は、上記実装プロダラム上の規定装着位置に実装されることになる。したがって、上記補正を考慮し上記規定装着位置に電子部品 6 2が実装されるように、 X— Yロボット 1 2 0及び部品吸着へッド 1 3 6 1は動作制御され、部品実装が実行されていく（ステップ 1 0 3 ) 。

又、上記説明から明らかなように、基板認識カメラ 1 4 0がカメラ基準マーク 1 6 0を認識するための X— Yロポット 1 2 0の移動量と、部品吸着ノズル 1 3 6 1に保持された電子部品 6 2を部品認識カメラ 1 5 0にて認識させるための X —Yロボット 1 2 0の移動量とは、 X— Yロボット 1 2 0の移動量に起因する誤差を与えないためにも、可能な限り同じであることが好ましい。よって、第 1実施形態では、部品認識力メラ 1 5 0とカメラ基準マーク 1 6 0とは可能な限り近接して配置している。

上述のようにして部品実装動作が続行されていくとき、ステップ 1 0 4では、当該部品実装装置 1 0 0の連続稼動開始から、例えば 2 0分、 4 0分、 6 0分が経過したか否かを判断する。又、これらの時間が経過していないときには、ステップ 1 0 5にて、連続稼動開始後、当該部品実装装置 1 0 0が例えば 2 0分間停止状態にあるか否かが判断される。ステップ 1 0 4にて上述の規定時間が経過したとき、及ぴステツプ 1 0 5にて上述の規定時間にわたり設備が停止しているときには、加熱又は冷却により X— Yロボット 1 2 0に伸縮が生じているものとみなし、ステップ 1 0 6にて、基板認、識カメラ 1 4 0にて力メラ基準マーク 1 6 0 の撮像を再び行う。そして該カメラ基準マーク撮像情報に基づいて再度、基板認識カメラ 1 4 0の中心と、カメラ基準マーク 1 6 0の中心とにおける、 X軸方向 5 1及び Y軸方向 5 2の位置ずれを求め、新伸縮量とする。

そして次のステップ 1 0 7では、伸縮量決定部 1 7 1は、上記ステップ 3にて求めた上記初期伸縮量と、ステップ 1 0 6にて求めた新伸縮量とを比較する。そして該比較結果である差分値が設定値以上、例えば 0 . 2 mm以上ずれていたときには、ステップ 1 0 9にて異常なずれ発生として警告を発し、設備停止を行う。尚、上述したように、現在では例えば土 7 0 μ mの誤差範囲による部品実装が要求されていることから、熱に起因して X軸方向 5 1又は Y軸方向 5 2において上記 2 mm以上のずれが生じることは、異常発生とみなすことができる。

—方、上記比較結果である上記差分値が上記設定値未満であれば、上記新伸縮量は、運転により生じた熱に起因した X— Yロボット 1 2 0の伸縮によるものとみなせる。よって、ステップ 1 0 8にて、今回求まった上記新伸縮量を初期伸縮量として更新する。

尚、基板認、識カメラ 1 4 0によるカメラ基準マーク 1 6 0の撮像結果のみが、 X— γロボット 1 2 0の熱に起因した X軸方向 5 1及び Y軸方向 5 2における伸縮量とみなせる理由は、上述した通りである。

上記ステップ 1 0 5にて、設備が上記規定時間にわたり停止していない場合、及び上記ステップ 1 0 8にて上記新伸縮量の上記更新動作が済んだ後、再びステップ 1 0 2へ進む。

そしてステップ 1 1 0では、設定数の回路基板 6 1の全てに対して部品実装が終了した力、否かが判断され、全て終了したときにはステップ 1 1 1へ移行し、設備を停止する。一方、未だ終了していないときには、再ぴステップ 1 0 2へ戻る。以上のようにして部品実装動作が実行される。

以下には、上述した部品実装装置 1 0 0における部品実装精度が従来に比べて向上することを、実験データを参照して説明する。

図 2 2及び図 2 3では、上述した部品.実装装置 1 0 0において、 2 0 °Cの雰囲気温度下にて、 X— Yロボット 1 2 0を作動させて基板認識カメラ 1 4 0にて力メラ基準マーク 1 6 0を撮像し、上記ステップ 1 0 2による補正、及び上記ステップ 1 0 6による補正を行う。その後、雰囲気温度を 1 0 °Cに下げた後、 3 0 °C まで、 5 °C刻みにて雰囲気温度を変化させた。このような条件下で、各温度毎に、基板認識力メラ 1 4 0にて認識した力メラ基準マーク 1 6 0の位置ずれ量と、装着精度の中央値のずれ量とを測定した。図 2 2は、 Y軸方向 5 2における測定結果を示し、図 2 3は、 X軸方向 5 1における測定結果を示している。図 2 2及び図 2 3から明らかなように、雰囲気温度が変化したときでも、 Y軸方向 5 2及び X軸方向 5 1ともに、カメラ基準マーク 1 6 0の位置ずれ量と、装着精度の中央値のずれ量とはほぼ一致しており、 X— Yロボット 1 2 0の熱による伸縮が、 Y軸方向 5 2及び X軸方向 5 1のみに生じていることがわかる。

このように第 1実施形態の部品実装装置 1 0 0によれば、 X— Yロボット 1 2 0の熱による伸縮が Y軸方向 5 2及ぴ X軸方向 5 1のみに生じ、 Z軸周りへの回転ずれは生じないこと力ら、部品認識力メラ 1 5 0に対応し近接して設けるカメラ基準マーク 1 6 0は、上述のように一つのマークで十分であり、 1台の部品認識カメラに対して 2つの力メラ基準マークを配置し、該 2つの力メラ基準マークを認識して上記回転ずれ角度を求める必要はない。

さらに又、図 2 5から図 2 7には、部品実装時間の稼動時間の経過に伴う部品装着位置のバラツキが示されている。尚、グラフ中央の原点は、規定装着位置と実際の装着位置との誤差がゼロであることを示し、上記原点付近にプロットが集まれば、上記バラツキが少ないことを意味する。図 2 6は、従来の部品実装装置における場合を示し、稼動時間の経過と伴に、バラツキの範囲の中心が上記原点からずれるとともに、上記範囲も広がっている。よって、従来の部品実装装置では、稼動時間の経過と伴に位置ずれ量が大きくなってくるのがわかる。図 2 7は、従来の部品実装装置にカメラ基準マーク 1 6 0を設け、カメラ基準マーク 1 6 0 に基づく補正を行った場合における上記バラツキを示している。図 2 7の場合、図 2 6の場合に比べてバラツキの範囲は狭くなる力依然としてバラツキ範囲の中心は上記原点からずれている。一方、図 2 5は、第 1実施形態の部品実装装置 1 0 0の場合を示しており、バラツキ範囲の中心は上記原点付近に位置し、かつバラツキ範囲の広がりもない。このように、図 2 5からも、第 1実施形態の部品実装装置 1 0 0によれば、従来に比べて高精度にて部品実装を行うことができることがわかる。

次に、部品実装装置 1 0 0の変形例について説明する。

上述した部品実装装置 1 0 0では、テープリールを有するカセットタイプの部品供給装置 1 8 0のみを設けた形態であるが、例えば図 2 4に示す部品実装装置 1 0 1の構成を採ることもできる。尚、図 2 4では、図示の都合上、 X軸ロボット 1 3 1の図示を省略している。該部品実装装置 1 0 1では、大型部品等の供給も行えるよう、いわゆるトレイ式の部品供給装置 1 8 1を有することもできる。又、上述した部品認識カメラ 1 5 0に加えて、さらに、部品吸着ノズル 1 3 6 1 に保持された電子部品 6 1の撮像画像を 2次元にて得ることができ、かつ部品認識カメラ 1 5 0よりも高解像度にてなる 2 D部品認識力メラ 1 5 3、及ぴ上記電子部品 6 1の撮像画像を 2次元にて得ることができる 3 D部品認識力メラ 1 5 4 とを備えている。又、部品認、識カメラ 1 5 0は、上記フ口ント側 1 0 0 aに、 2 D部品認識力メラ 1 5 3及び 3 D部品認識力メラ 1 5 4は、リァ側 1 0 0 bに配置されることから、 2 D部品認、識カメラ 1 5 3及ぴ 3 D部品認、識カメラ 1 5 4に近接してさらにもう一つカメラ基準マーク 1 6 0を設けている。

尚、部品認識力メラ 1 5 0にて、リァ側 1 0 0 bに配置された部品供給装置 1 8 0、 1 8 1から吸着した電子部品 6 2を撮像することもあるし、 2 D部品認識カメラ 1 5 3及ぴ 3 D部品認識力メラ 1 5 4にて、フロント側 1 0 0 aに配置された部品供給装置 1 8 0から吸着した電子部品 6 2を撮像することもある。又、 2 D部品認識力メラ 1 5 3の方が解像度が良いことから、 2 D部品認識力メラ 1 5 3による撮像結果にて必要な精度が得られたときには、部品認識カメラ 1 5 0による撮像を省略することも可能である。又、上述のように複数のカメラ基準マーク 1 6 0が設けられるとき、複数の力メラ基準マーク 1 6 0の内、一つのカメラ基準マーク 1 6 0の位置測定を行った結果、上記ステップ 1 0 7にて行う判断の結果、上記差分値が上記設定値未満であるときには、その他の力メラ基準マーク 1 6 0の位置測定を省略するようにしてもよい。

以上詳述したように本発明の第 1態様の部品実装装置、及び第 2態様の部品実装方法によれば、熱が作用したとき X軸方向及び Y軸方向に沿って直線的に変形し、力、つ部品保持部材と基板認識カメラとの相対位置を無変化とする構造を有する X _Yロボットと、カメラ基準マークと、制御装置とを備え、熱による Χ _ Υ ロボットの変形前後において、基板認識力メラにて力メラ基準マークを撮像して熱による X— Υロボットの伸縮量を求め、該伸縮量に基づいて上記部品装着位置の補正を行うようにした。上述のように、上記 X _ Υ口ボットは、連続稼動による熱が作用しても湾曲等の変位を生じず X軸方向及び Υ軸方向に沿ってのみ直線的に変形することから、カメラ基準マークを撮像して得られる、熱による Χ— Υ 口ポットの伸縮量に基づいて部品装着位置の補正を行えば、従来に比べてより高精度にて部品実装することができる。このように上記第 1態様及び第 2態様の部品実装装置及び方法によれば、従来に比べてさらに部品実装精度の向上を図ることができる。

又、上記部品保持部材、上記基板認識カメラ、及び上記部品保持部材に保持されている電子部品を撮像する部品認識カメラの相対位置をも加えて部品装着位置の補正を行うことで、より高精度にて部品を実装することができる。

又、鎵造により一体構造にて成形された架台に、 Χ— Υ口ポットの Υ軸ロボットを形成し、該 Υ軸口ポットは、 Υ軸方向にのみ伸縮する Υ—ボールネジ構造を有することで、熱が作用したときの Υ軸ロボットの伸縮を Υ軸方向のみとすることができる。

又、上記 Υ軸口ポットに両端を固定した X—フレームに、熱により X軸方向にのみ伸縮する X—ポールネジ構造を取り付けたことで、熱が作用したとき X—ポ一ルネジ構造を X軸方向に伸縮させることができる。

又、上記 X一フレームに変形防止部材を取り付けたことで、熱により X—フレームが湾曲等に変形するのを防止することができ、 X軸方向及び Y軸方向に沿つてのみ直線的に X— Yロボットが変形することに寄与することができる。

又、部品装着ヘッドに備わるそれぞれの部品保持部材毎に、該部品保持部材を z軸方向に移動させる駆動源を設けたことから、部品装着へッドにおける温度勾配の発生を防止でき、各部品保持部材間の距離に変位が生じるのを防止することができ、上記部品実装精度の向上に寄与することができる。

又、カメラ基準マークと回路基板とにおける高さ位置を等しくしたことから、基板認識カメラがカメラ基準マーク及び回路基板の基板マークを撮像するときの焦点距離を等しくでき、撮像画像の不鮮明に起因する誤差の発生を防止することができる。

カメラ基準マ一クを部品認、識カメラに近接して設けることで、部品認、識カメラによる電子部品の撮像動作と、基板認識力メラによるカメラ基準マークの撮像動作との間における X— Yロボットの移動量を低減でき、 X— Yロボットの移動に伴う誤差の増加を低減することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、以下のように構成することもできる。

図 3 1〜図 3 4に示すように、本発明の第 2実施形態にかかる部品実装方法を実施可能な部品実装装置 1 0 0は、基本的構成部分として、架台 1 1 0と、 X Y ロボット 1 2 0と、基板認識カメラ 1 4 0と、部品認識カメラ 1 5 0と、制御装置 1 7 0とを備え、さらに部品供給装置 1 8 0と、基板搬送装置 1 9 0とを備えることができる。

上記架台 1 1 0は、上記 XYロボット 1 2◦、上記部品認識カメラ 1 5 0、上記制御装置 1 7 0、上記部品供給装置 1 8 0、及び上記基板搬送装置 1 9 0を設置するための台盤であり、直方体形状のベース部 1 1 1と、 Y軸ロボット用脚部 1 1 2とから構成され、ベース部 1 1 1及び Y軸ロボット用脚部 1 1 2、即ち架台 1 1 0は、鐯造にて一体構造にて成形している。上記 Y軸ロボット用脚部 1 1 2は、 X軸方向 5 1においてベース部 1 1 1の両端部にてベース部 1 1 1よりそれぞれ突設し、かつ X軸方向 5 1に直交する Y軸方向 5 2に沿って延在する。それぞれの Y軸ロボット用脚部 1 1 2には、 XYロボット 1 2 0を構成する、詳細後述の Y軸ロボット 1 2 1におけるリエアガイド 1 2 3等が設置される。図 3 4 のナツト部 1 2 6の案内支持部材としての各リニアガイド 1 2 3は、それぞれの Υ軸ロボット用脚部 1 1 2に Υ軸方向 5 2に沿って形成したリニアガイド設置面 1 2 3 aに沿わせて Y軸ロボット用脚部 1 1 2に設置されるが、上述のように、各 Y軸ロボット用脚部 1 1 2は、ベース部 1 1 1と鎊造にて一体構造にて構成している。

.上記 X Yロボット 1 2 0は、それぞれの上記 Y軸ロポット用脚部 1 1 2つまり鑤造にて一体構造にて成形された架台 1 1 0に、 Y軸方向 5 2に沿って互いに平行に設置される 2つの Y軸ロボット 1 2 1と、該 2つの Y軸ロボット 1 2 1上に Y軸方向 5 2に直交する X軸方向 5 1に沿って配置される一つの X軸ロポット 1

3 1とを有する。

それぞれの Y軸ロポット 1 2 1は、 Y軸ポールネジ構造 1 2 2と、上記リユアガイド 1 2 3とを有する。 Y軸ポールネジ構造 1 2 2は、一端 1 2 2 aを固定端とし他端 1 2 2 bを支持端として、熱により Y軸方向 5 2にのみ直線的に伸縮し、かつ上記 X軸ロボット 1 3 1を Y軸方向 5 2に移動させる。詳しく説明すると、図 3 1及び図 3 4に示されるように、 Y軸ボールネジ構造 1 2 2における上記一端 1 2 2 aには、 Y軸ロボット用脚部 1 1 2に固定され、ポールネジ 1 2 5の駆動源としてのモータ 1 2 4が設けられ、ボールネジ 1 2 5に連結される。上記他端 1 2 2 bは、ボールネジ 1 2 5をその周方向に回転自在に、かつその軸方向つまり Y軸方向 5 2へ伸縮可能に支持して、上記 Y軸ロポット用脚部 1 1 2に取り付けられる。

このように構成される Y軸ロボット 1 2 1を連続的に運転したとき、発熱する箇所は、ポールネジ 1 2 5及びモータ 1 2 4であり、他端 1 2 2 bは、熱によるポールネジ 1 2 5の Y軸方向 5 2への伸縮を許容する。又、モータ 1 2 4は、上述のように一体構造の架台 1 1 0に固定していることから、熱による各 Y軸ロボット 1 2 1の伸縮つまり熱伸縮は、 Y軸方向 5 2のみに直線状とすることができる。又、 2台の Y軸ロボット 1 2 1の動作は、同じであることから、各 Y軸ロボット 1 2 1における Y軸方向 5 2への熱伸縮量は等しくなる。

又、各 Y軸ロボット 1 2 1のポールネジ 1 2 5には、図 3 4に示すように、ナット部 1 2 6が取り付けられており、各ボールネジ 1 2 5の回転によりナツト部

1 2 6は、 Y軸方向 5 2に移動する。 XY口ポット 1 2 0を構成する X軸ロボット 1 3 1が各ナツト部 1 2 6間に X軸方向 5 1に沿って設置される。上述のように各 Y軸ロボット 1 2 1における Y軸方向 5 2への伸縮量は等しいことから、各ナット部 1 2 6間に設置された X軸ロボット 1 3 1は、 X軸に平行な状態で Y軸方向 5 2へ移動することができる。

尚、図 3 4は、架台 1 1 0及ぴ XYロボット 1 2 0の構造を概念的に示した図であり、後述の部品装着へッドは図示を省略している。又、図 3 2〜図 3 4において、部品供給装置 1 8 0の図示は省略している。

X軸ロポット 1 3 1は、 X軸フレーム 1 3 2と、 X軸ポールネジ構造 1 3 3とを有する。 X軸フレーム 1 3 2は、上述のようにそれぞれの Y軸ロボット 1 2 1 におけるボールネジ構造 1 2 2のナツト部 1 2 6に両端が固定され、 X軸方向 5 1に延在する。 X軸ポールネジ構造 1 3 3は、 X軸フレーム 1 3 2に形成され、一端 1 3 3 aを固定端とし他端 1 3 3 bを支持端として熱により上記 X軸方向 5 1にのみ直線的に伸縮し、さらに、部品保持へッドの一例としての部品装着へッド 1 3 6が取り付けられて該部品装着へッド 1 3 6を上記 X軸方向 5 1へ移動させる。

上記 X軸フレーム 1 3 2は、ほぼ角柱形状のアルミニウムにてなる部材であり、上述のようにその両端が上記ナツト部 1 2 6に固定されている。該 X軸フレーム 1 3 2の側面に形成される X軸ボールネジ構造 1 3 3における上記一端 1 3 3 a には、図 3 4等に示すように、 X軸フレーム 1 3 2に固定され、ボールネジ 1 3 4の駆動源、としてのモータ 1 3 5が設けられ、ボールネジ 1 3 4に連結される。上記他端 1 3 3 bは、ポールネジ 1 3 4をその周方向に回転自在に、かつその軸方向つまり X軸方向 5 1へ伸縮可能に支持して、上記 X軸フレーム 1 3 2に取り付けられる。 X軸ロボット 1 3 1を連続的に運転したとき、発熱する箇所は、ボ一ルネジ 1 3 4及びモータ 1 3 5であり、他端 1 3 3 bは、熱によるボールネジ

1 3 4の X軸方向 5 1への伸縮を許容する。

又、上記ポールネジ 1 3 4には、図 3 1に示すように、上記部品装着へッド 1 3 6を取り付けるためのナット部 1 3 4 aが取り付けられており、ボールネジ 1 3 4の回転によりナット部 1 3 4 a、即ち部品装着へッド 1 3 6は、 X軸方向 5 1に移動する。

上記部品装着へッド 1 3 6は、電子部品 6 2を保持する部品保持部材としての機能を果たす一例としての部品吸着ノズル 1 3 6 1と、第 2実施形態では、搬入され設置された回路基板 6 1の位置のズレを確認するため回路基板 6 1に存在する基板基準位置算出用マーク 2 0 2—1 , 2 0 2 - 2を撮像するとともに、後述する装着領域基準マーク認識用基準基板 2 0 0の所定間隔毎に配置された装着領域基準マーク 2 0 1を撮像するための基板認識カメラ 1 4 0とを有する。上記部品吸着ノズル 1 3 6 1について、詳しくは図 3 5に示すように、第 2実施形態では X軸方向 5 1に沿って一直線上に 8本の部品吸着ノズノレ 1 3 6 1を設けている。尚、電子部品 6 2は、チップ部品等の小型部品や、 Q F P等の大型部品、等である。よって、部品吸着ノズル 1 3 6 1も、吸着する各種の部品に対応して最適なサイズ及び形状のものが取り付けられている。上述のように X軸方向 5 1に沿つて配列される各部品吸着ノズル 1 3 6 1の中心を通る直線と同軸上に、基板認識カメラ 1 4 0の撮像中心が位置するように、基板認識力メラ 1 4 0は配置されている。又、上記部品装着へッド 1 3 6には、各部品吸着ノズノレ 1 3 6 1をその軸周り方向へ回転させるための回転用モータ 1 3 6 3も備わる。

各部品吸着ノズル 1 3 6 1は、上記部品供給装置 1 8 0からの電子部品 6 2の吸着、及び吸着した電子部品 6 2を、部品実装用回路基板の一例としての回路基板 6 1へ実装するため、部品吸着ノズル 1 3 6 1の軸方向つまり上記 Z軸方向 5 3に沿って移動する必要がある。第 2実施形態では、上記部品装着ヘッド 1 3 6 には、部品保持部材の一例としての部品吸着ノズル 1 3 6 1の移動用として、各部品吸着ノズル 1 3 6 1に、部品保持部材移動用駆動源として機能する一例である移動用モータ 1 3 6 2を設けている。よって、従来、複数の部品吸着ノズルの全てを一つの大出力モータにて駆動させていた場合に比べて、低出力のモータを使用することができ、モータからの発熱量を抑えることができる。一実施例として、移動用モータ 1 3 6 2の出力は 2 0 Wであり、移動用モータ 1 3 6 2からの発熱はほとんどない。さらに、従来、発熱量の大きい上記大出力モータを一つ設けた場合には、従来の部品装着へッドにおいて上記大出力モータからの遠近に従い温度勾配が生じ、配列方向において各部品吸着ノズル間の距離が熱伸縮の相違に起因して異なってしまう。これに対し、第 2実施形態では、それぞれの部品吸着ノズル 1 3 6 1に移動用モータ 1 3 6 2を設けたことで、各移動用モータ 1 3 6 2からの発熱がほとんどなく、又、仮に発熱があつたとしても部品装着ヘッド 1 3 6において、部品実装精度に影響を与える程度の温度勾配は生じない。よつて、連続して部品装着へッド 1 3 6を運転しても、 X軸方向 5 1において各部品吸着ノズル 1 3 6 1間の距離は、等しい又はほぼ等しい状態を維持することができる。尚、上記ほぼ等しい状態とは、部品実装精度に影響を与えない程度という意味である。

又、上述のように部品装着へッド 1 3 6において部品実装精度に影響を与えるような温度勾配は生じないことから、各部品吸着ノズル 1 3 6 1と基板認識カメラ 1 4 0との相対位置、つまり各部品吸着ノズノレ 1 3 6 1と基板認、識カメラ 1 4 0との間の距離を不動とすることができる。ここで上記不動とは、各部品吸着ノズル 1 3 6 1と基板認識カメラ 1 4 0との間の距離について、熱により、部品実装精度に影響を与える程度の伸縮が生じないことを意味する。

上記部品供給装置 1 8 0は、第 2実施形態の部品実装装置 1 0 0では、電子部品 6 2を収納したテープを卷回したリールを複数有する、いわゆるカセットタイプの部品供給装置であり、当該部品実装装置 1 0 0のフロント側 1 0 0 a及びリァ側 1 0 0 bとにそれぞれ 2セットずつ設けられている。

上記基板搬送装置 1 9 0は、当該部品実装装置 1 0 0における部品装着領域の回路基板 6 1の装着位置に対して、回路基板 6 1の搬入、吸着保持、及び搬出を行う装置であり、図 3 1等に示すように、当該部品実装装置 1 0 0の略中央部分にて X軸方向 5 1に沿って配置されている。上記基板搬送装置 1 9 0は、上記装着位置に基板保持装置の一例としての搬送テーブル 1 6 5を有して、搬入されてきた回路基板 6 1を吸着保持可能とする一方、吸着保持解除して、回路基板 6 1 を搬出可能としている。

上記制御装置 1 7 0は、図 3 6に示すように、上述した各構成部分である XY ロボット 1 2 0、基板認識力メラ 1 4 0、部品認識力メラ 1 5 0、部品供給装置 1 8 0、及び基板搬送装置 1 9 0と接続され、これらの動作制御を行い、回路基板 6 1への電子部品 6 2の実装動作を制御する。該制御装置 1 7 0は、上記実装動作等に必要なプログラムや実装データ（例えば、実装動作中での部品装着へッド 1 3 6のそれぞれの移動位置座標データと、それぞれの部品の装着位置座標データと、部品装着へッド 1 3 6のそれぞれの移動位置とそれぞれの部品の装着位置との関係情報などのデータ、装着領域基準マーク認識用基準基板の大きさや装着領域基準マークの位置座標データ、実装すべき基板の大きさや基板基準位置算出用マークの位置座標データ、それぞれの部品データ、ノズルの大きさなどのデータ、部品供給装置 1 8 0の部品供給データなど）などの実装情報や、基板認識カメラ 1 4 0による認識情報や、後述する演算部 1 7 1での演算結果などを記憶する記憶部 1 7 3を有し、さらに、各種の演算を行う、例えば、基板認識カメラ 1 4 0による認、識情報（例えば、基板認識カメラ 1 4 0による装着領域基準マーク 2 0 1 A， 2 0 I Bの認識情報及び基板認識力メラ 1 4 0による装着領域基準マーク 2 0 1の認識情報と基板認識力メラ 1 4 0による基板基準位置算出用マーク 2 0 2— 1， 2 0 2 - 2の認識情報など）に基いて平行ズレ及び傾き及び伸縮率などを演算するとともに、上記認識情報と記憶部 1 7 3に記憶された実装情報のうちの各装着位置のデータとに基づいて各装着位置での誤差を演算して求める演算部 1 7 1とを有している。制御装置 1 7 0は、記憶部 1 7 3に記憶されたデータゃ情報に基づき部品実装動作を行わせるようにしている。このように構成される制御装置 1 7 0の部品実装動作、特に、補正動作については、以下に詳しく説明する。

以上説明したように構成される部品実装装置 1 0 0における動作、即ち該部品実装装置 1 0 0にて実行される部品実装方法について、さらに詳しく説明する。尚、回路基板搬送装置 1 9 0による回路基板 6 1の搬送動作、並びに、部品装着へッド 1 3 6を含めて XYロボット 1 2 0による、部品供給装置 1 8 0からの部品吸着から回路基板 6 1への部品実装までの動作については、従来の部品実装装置にて行われている動作と基本的に類似することから、これらの動作に関しては以下に簡単に説明する。

すなわち、 X Y口ポット 1 2 0により部品装着へッド 1 3 6が部品供給装置 1 8 0に移動する。次いで、部品供給装置 1 8 0から 1個又は複数個の電子部品 6 2を部品装着へッド 1 3 6の 1個又は複数個のノズル 1 3 6 1で吸着保持する。次いで、 XYロボット 1 2 0により、部品装着へッド 1 3 6が部品認識カメラ 1 5 0の上方を通過して、部品認識力メラ 1 5 0によりノズル 1 3 6 1に吸着保持した電子部品 6 2の姿勢などを認識したのち、回路基板 6 1の装着位置に向かう。 XYロボット 1 2 0により、部品装着へッド 1 3 6のうちの 1つのノズル 1 3 6

1に吸着保持した電子部品 6 2を、対応する装着位置の上方に位置させたのち、ノズル 1 3 6 1を下降させて電子部品 6 2を装着位置に装着する。このとき、部品認識力メラ 1 5 0での部品姿勢認識結果に基づきノズノレ 1 3 6 1をその軸周りに回転などさせるとともに、後述するオフセット値を考慮して部品装着へッド 1 3 6の位置補正を行ったのち、上記装着動作を行うことにより、実装動作を行う。その一連の実装動作を、上記基板 6 1に実装すべきすべての部品 6 2について行う。

第 2実施形態にかかる部品実装方法は、オフセット値を考慮しての上記実装動作中の部品装着へッド 1 3 6の位置補正動作に特徴があり、図 4 1を参照しながら以下に詳述する。

すなわち、第 2実施形態にかかる部品実装方法は、装着領域基準マーク認、識用基準基板の一例としてのガラス基板 2 0 0上の所定間隔毎に配置された装着領域基準マーク 2 0 1を認識して、上記認識されたそれぞれの装着領域基準マークの位置座標（装着領域基準マークの位置を示すためのガラス基板 2 0 0の平面内の X方向の X座標値と X方向と直交する Y方向の Y座標値より構成される座標）を求め、上記それぞれの装着領域基準マークの N C座標 (設計上、予め決められた装着領域基準マークの数値的な位置座標）と上記位置座標との差を補正値としてそれぞれ求め、上記部品実装用回路基板の少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標の N C座標をそれぞれ取得し、上記認識された装着領域基準マークの中から、上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い装着領域基準マークをそれぞれ抽出し、それらの抽出された装着領域基準マークの補正値がゼ口又は実質的にゼ口となるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求める。そして、装着領域基準マーク認識用基準基板に代えて上記部品実装用回路基板を上記基板保持装置に保持して上記部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記部品実装用回路基板の上記少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークをそれぞれ認識して、上記認識された 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標をそれぞれ求め、求められた上記 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標に基づき、上記 2つの基板基準位置算出用マークの上記 N C座標をそれぞれ補正し、装着位置補正時、マーク認、識補正時、及び装着位置オフセット測定動作時、又は、それらの動作のいずれかに、それぞれ、部品装着へッド 1 3 6のそれぞれの移動位置に位置したときに、上記部品保持へッドに備えられた認識カメラに最も近い上記装着領域基準マークのオフセット値を基に、上記移動位置の位置座標の捕正を行うことにより、高精度な装着が行えるようにしたものである。

ここで、上記オフセット値とは、後述するように、部品実装用回路基板の 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い装着領域基準マークとして抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して求められた装着領域基準マークの位置座標の補正用の数値を意味する。

また、上記補正値とは、上記基準基板の所定間隔毎に配置された装着領域基準マークのそれぞれの N C座標と上記それぞれ認識された位置座標との差を意味する。

まず、オフセット値の求め方の概略について説明する。

部品装着へッド 1 3 6の位置決め精度は、 X Y口ポット 1 2 0の歪みにより大きく影響を受け（図 3 7、図 3 8参照）、位置決め誤差が発生する。例えば、図 3 7は X軸ロポットの歪と部品装着へッド 1 3 6との関係を示す図であり、図 3 8は Y軸ロボットの歪と部品装着へッド 1 3 6との関係を示す図である。この位置決め誤差は、部品装着へッド 1 3 6が移動する位置によって変ィ匕し、装着精度に影響を与えている。そこで、図 3 9に示されるように、 X Yロボット 1 2 0力 S へッド 1 3 6を任意の N C座標位置へ移動させたときに生じる XYロボット 1 2 0の位置決めなどの誤差を除去するための補正用の数値として、その N C座標位置に最も近い装着領域基準マーク位置のオフセット値 (言い換えれば、その N C 座標位置が存在するエリアの捕正用オフセット値）を使用する。すなわち、この位置決めなどの誤差を捕正するための捕正用の数値として使用するオフセット値を、最大の部品装着領域（生産すべき基板、例えば、 XLサイズ： 5 1 Omm X 460mmの基板、 Mサイズ： 3 3 OmmX 250 mm基板を含む領域）内で装着領域基準マーク認識用基準基板を使用して求める。

具体的には、まず、図 41のステップ S 1において、装着領域基準マーク認識用基準基板の一例としてのガラス基板 200を基板保持装置の一例としての搬送テーブル 1 6 5に保持して部品装着領域に位置決めする。

次いで、図 4 1のステップ S 2において、部品装着へッド 1 36の基板認、識カメラ 140で、上記搬送テーブル 1 6 5に保持された上記ガラス基板 200の所定間隔毎に配置されたすベての装着領域基準マーク 201の位置座標を認識する。ここで補正値の測定のための装着領域基準マークのより具体的な認識は以下のようにして行われる。この補正ィ直の測定では、上記測定用基板である装着領域基準マーク認識用基準基板の一例として、 XLサイズ： 5 1 OmmX 46 Omm

(Mサイズ： 3 3 OmmX 25 Omm) のガラス基板 200に、装着領域基準マーク（直径 lmmの円） 201がグリッド状（格子状）に印刷などで形成された専用ガラス基板（以下、ガラス基板）を用いる。すなわち、ガラス基板 200 の一例として、図 40に示されるように、 XLサイズ用としては、 5 1 0mmx 46 Ommのガラス板上に、 1 Ommピッチに Y方向： 44行、 X方向： 49列の円形の装着領域基準マーク（直径 lmm) 20 1が印刷されているものを使用する。よって、測定で使用する装着領域基準マーク個数は、 21 56点である。 Mサイズ用としては、 4 10mmx24 Ommのガラス板上に、 1 Ommピッチに円形の装着領域基準マーク（直径 lmm) 20 1力 Y方向： 22行、 X方向： 39列の装着領域基準マーク 20 1を測定用として使用する。よって、測定で使用する装着領域基準マーク個数は、 858点である。

上記装着領域基準マーク認識用基準基板の大きさは、原則として、部品実装装置の最大の部品装着領域以上であれば、どのような大きさでもよいが、後述するように、最大の部品装着領域より小さい場合には合成法を使用して仮想的に最大の部品装着領域以上の大きさを持つようにしてもよい。装着領域基準マークの間隔を細かくとれば精度が上がる力データ取得時間が長くなるとともに、データ記憶量が多くなる。そこで、 X Y口ポットのボールネジ構造のポーノレネジのリ一ドの 1 Z 4〜： L Z 5程度で経済的には十分である。具体例としては、リード 4 0 mmに対して装着領域基準マークピッチを 1 0 mmとすることができる。

次いで、図 4 1のステップ S 3において、認識結果に基づき演算部 1 7 1により、上記認識されたそれぞれの装着領域基準マーク 2 0 1の位置座標を求めて記憶部 1 7 3に記憶させる。すなわち、全ての装着領域基準マーク 2 0 1を、例えば、図 4 3に示されるように、位置ズレを少なくするため基板搬送装置 1 9 0の基板搬送方向と平行に、最下行の左端の装着領域基準マーク 2 0 1から同じ行の右端の装着領域基準マーク 2 0 1までヘッド 1 3 6の基板認識力メラ 1 4 0を移動させて、その行のすべての装着領域基準マーク 2 0 1を順に認識させて、認識結果に基づき演算部 1 7 1により位置座標を求めて記憶部 1 7 3に記憶させる。次いで、斜め左に逆に移動したのち、最下行の 1つ上の行の左端の装着領域基準マーク 2 0 1から同じ行の右端の装着領域基準マーク 2 0 1までへッド 1 3 6の基板認識カメラ 1 4 0が移動させて、その行のすべての装着領域基準マーク 2 0 1を順に認識させて、認識結果に基づき演算部 1 7 1により位置座標を求めて記憶部 1 7 3に記憶させる。次いで、斜め左に逆に移動したのち、最下行の 2つ上の行の左端の装着領域基準マーク 2 0 1から同じ行の右端の装着領域基準マーク 2 0 1までヘッド 1 3 6の基板認識カメラ 1 4 0が移動させて、その行のすべての装着領域基準マーク 2 0 1を順に認識させて、認識結果に基づき演算部 1 7 1 により位置座標を求めて記憶部 1 7 3に記憶させる。このような順に従って、すベての行のすべての装着領域基準マーク 2 0 1を認識させて、認識結果に基づき演算部 1 7 1により位置座標を求めて記憶部 1 7 3に記憶させる。なお、図 4 3 のガラス基板 2 0 0の下側は、部品実装装置の前側すなわち作業者の手前側に相当する。

それぞれの装着領域基準マーク 2 0 1の認識精度を向上させる為、各装着領域基準マーク 2 0 1の認識処理は、複数回繰り返して行うようにしてもよい。その場合、回数分の認識結果により求められた位置座標の平均値を演算部 1 7 1で演算して、それぞれの装着領域基準マーク 2 0 1の位置座標として記憶部 1 7 3に記憶させる。その回数は、部品実装装置の操作画面から任意に変更できることが好ましい。

このようにして、すべての装着領域基準マーク 201の位置座標を記憶部 17 3に記憶させる。

次いで、図 41のステップ S 4において、上記それぞれの装着領域基準マーク

201の NC座標と上記位置座標との差を演算部 171により補正値としてそれぞれ求めて、記憶部 173に記憶させる。この補正値は、搬送テーブル 165によるガラス基板 200の吸着保持時のガラス基板 200の保持ズレと、認識ズレと、 X Yロボットの位置決め誤差などを補正するための数値である。

次いで、図 41のステップ S 5において、上記部品実装用回路基板 61の少なくとも 2つの基板基準位置算出用マーク 202—1， 202-2の位置座標の N C座標をそれぞれ、演算部 171により取得する。

次いで、図 41のステップ S 6において、上記 2つの基板基準位置算出用マーク 202—1, 202-2の位置座標の N C座標を元に、上記ガラス基板 200 の上記認識された装着領域基準マーク 201の中から、上記部品実装用回路基板 61の上記 2つの基板基準位置算出用マーク 202—1, 202-2にそれぞれ近い装着領域基準マーク 201をそれぞれ演算部 171により抽出する。具体的には、図 42において、上記 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1, 20 2— 2にそれぞれ近い、ガラス基板 200上の例えば右上と左下の対角にある 2 点の装着領域基準マーク 201 A, 201 Bの認識を、ヘッド 136を XYロボット 120で移動させつつ、基板認識カメラ 140により行う。すなわち、ガラス基板 200は、基板搬送装置 190の基板搬送方向に対して完全に平行に搬送テーブル 165に保持されることは困難であり、位置ズレが生じている。このガラス基板保持時の位置ズレを捕正する為に、まず、ガラス基板 200の左下角及び右上角の装着領域基準マーク 201を装着領域基準マーク 201 A, 201 B として言忍識する。

次いで、図 41のステップ S 7において、それらの抽出された装着領域基準マーク 201 A， 201 Bの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マーク 201 A, 201 Bの位置座標をそれぞれ座標変換 (平行ズレ、傾き、及び、伸縮率を考慮して座標変換）して、それぞれの装着領域基準マーク 2 0 1 A, 2 0 1 Bでのオフセットイ直を求める。すなわち、上記図 4 1のステップ S 3で得られた 2点の装着領域基準マーク 2 0 1 A, 2 0 1 Bの認識結果の位置座標から、演算部 1 7 1により、ガラス基板 2 0 0の平行ズレ及び傾きを求める。平行ズレ及び傾きを求める式は後述する。平行ズレは、 X方向及び/又は Y方向の位置ズレを意味する。傾きは基板が基板ストッパーにより搬送テーブル 1 6 5の装着位置で停止させられるとき、 X方向及ぴその直交方向である Y方向に対して回転することによる回転ズレを意味する。このとき、通常の基板基準位置算出用マーク補正であれば、熱による基板の伸縮を考慮する必要があるためにその伸縮率も求めるが、熱による基板の伸縮を考慮する必要が無いガラス基板 2 0 0を基準にするという考えの場合にはガラス基板 2 0 0の伸縮率は 1とする。ここで、伸縮率は基板自体の熱による伸縮の割合を意味する。

次いで、演算部 1 7 1により、求められた補正値（平行ズレ及び傾き）を元に、当該 2点の装着領域基準マーク 2 0 1 A， 2 0 1 Bの補正値がゼ口となるように (言い換えれば、 2点の装着領域基準マーク 2 0 1 A， 2 0 1 Bの N C座標のデータと一致させるように）又は実質的にゼロとなるように（例えば ± 5 μ ιηの範囲内になるように）、 2点の装着領域基準マーク 2 0 1 A, 2 0 1 Bを結ぶグラフを回転及び移動させて座標変換させて、すべての装着領域基準マーク 2 0 1 の位置座標におけるオフセット値をそれぞれ求めて、記憶部 1 7 3に記憶させる。この結果、装着領域基準マーク認識用基準基板の大きさに応じた各エリア {装着領域基準マークを基にした (例えば 4点の装着領域基準マークで囲まれた)単位面積毎に基準基板を分割した矩形のエリア }毎のオフセット値を決定することができ、そのエリア毎のオフセット値を、各エリア内に存在する部品装着ヘッドの移動位置の補正用の数値として、装着領域基準マーク認識用基準基板の各装着領域基準マークの認識動作時及び実装すべき基板に対しての部品装着動作時などにそれぞれ使用して位置補正することにより、装着精度の向上を図ることができるようにしている。

上記工程中の図 4 1のステップ S 1〜S 7により求められたオフセット値により、 X Yロボット 1 2 0の固有の位置決めなどの誤差などを、各装着位置間の相対的変位として把握することができる。また、このようにして得られたオフセット値は、装着領域基準マーク認識動作、部品装着動作、及び装着オフセット値測定動作時又はそれらの動作のいずれかのそれぞれのへッド位置決め位置算出の際に、補正用の数値として位置座標の補正に使用することにより、 XYロボット動作の歪みによるズレ要因を吸収し、装着精度を向上させることができる。

ここで、すべての装着領域基準マーク 201の位置座標に装着領域基準マーク認識用基準基板のズレに基づく補正を加味させる理由は、上記補正値を測定する際、装着領域基準マーク認識時に、 XYロボット 120の位置決め誤差が含まれてしまっているからである。そもそも、全ての XYロボット 120の位置決め動作には誤差が含まれており、ガラス基板 200が所望の高い精度で製造できたとしても、部品実装装置の装着位置に正確に位置決めできず、絶対的な基準が存在しなくなる為、 XYロボット 120の位置決め誤差を正確に測定することは不可能である。

ここで、基板認識力メラ 140の視野中心位置 O i， O ₂から位置ズレした位置に装着領域基準マーク 201 A， 201 Bが認識されたことを示す図 44を、装着領域基準マーク認識時の各装着領域基準マーク 201A， 20 IBの認識結果とすると、 1点目の装着領域基準マーク 201 Aの認識結果から求められた位置座標ズレ（ Δ X ， Δ Y ) 、 2点目の装着領域基準マーク 201 Bの認識結果から求められた位置座標ズレ（ΔΧ₂， ΔΥ₂) が装着領域基準マーク認識結果から求められた位置座標ズレとして得られる。

この各認識結果から求められた位置座標ズレに含まれるズレ成分としては、本来、ガラス基板 200を搬送テープノレ 165に保持した際の平行ズレ量のみとなるのが理想であるが、実際には、認識処理の誤差と、 ΧΥロボット 120の位置決め誤差とが含まれる。従って、上記装着領域基準マーク 201 Α， 201 Βの認識結果から求められた位置座標ズレは、

(認識結果の位置座標ズレ） = (基板の保持ズレ） + (認識ズレ） + (ΧΥロボット位置決め誤差）

となり、それぞれ装着領域基準マーク 201 Α， 20 IBの基板平行ズレ量を

(Xpcb!, Ypcbl) 、 (Xp c b 2, Ypcb₂) 、装着領域基準マーク 201 A， 20 I Bの認識誤差を（X_{r e c l}， Y_{r e c}！) 、（X_{r e c 2}, Y_{r e c 2}) 、装着領域基準マーク 20 1 A, 20 1 Bでの XYロボット 1 20の位置決め誤差量を（X _{e l}, Y_{e l}) 、 (X_{e 2>} Y_{e 2}) とすると、上記認識結果から求められた位置座標ズレ（ΔΧ^ Δ Y 、（ΔΧ₂， ΔΥ₂) は、

[数 1]

AX_{i :}=X_{p c b l} + X_{r e c l} + X_{e l}

AX₂ ^:=X_p c b 2 +八 r e c 2 + X e 2

となる。

つまり、上記認識結果を使用して、各装着領域基準マーク 20 1の位置座標に対してガラス基板 200の位置座標ズレ分を補正した装着領域基準マークの位置座標は、実際に装着領域基準マーク 20 1が存在する座標にはならない。それは、補正した装着領域基準マークの位置座標には、 XYロボット 1 20の位置決め誤差によるズレ分が含まれてしまっているためである。

仮に、装着領域基準マーク 20 1 A， 20 1 Bの認識誤差 (X_{r e c l}, Y_{r e c} J 、 (X_{r e c 2)} Y_{r e c 2}) をゼロとした場合、補正して求められる装着領域基準マークの位置座標（X_m， Y_m) は、その装着領域基準マーク 20 1の NC座標を（X_mnc， Y_mnc) 、各装着領域基準マーク 20 1 A, 20 I Bの NC座標を（X_{nc l}， Ynci) 、（X_{nc 2}， _{nc 2}) とすると、

[数 2]

m= (x _;-X_{nc l}) c o s Δ 0— （Y_mnc— Y_{nc l}) s i n Δ Θ + AXi

= (X _;-X_nc！) c o s Δ Θ - (Y_mno-Y_{nc l}) s i n Δ Θ +X_{p cb l}-I-

[数 3]

Y_m= (X _;-X_nc！) s i n Δ Θ + (Y_mnc-Y_{nc l}) c o s Θ + ΑΥ,

= (X -X_{nc l}) s i n Δ Θ + (Y_mnc-Ynci) c o s Θ +Y_{p cb}i+Y e_l · · · [2]

となる。これに対して、実際の装着領域基準マーク 201が存在する位置座標を（X_t、

Y_t) とすると、

[数 4]

X_t= (X_mnc-X_ncl) c o s Δ θ - (Y_mnc-Ynci) s i n Δ Θ +X_pcbl

· ■ · [1] '

Y_t= (X_mnc-X_nci) s i ηΔ Θ+ (Y_mnc— Y_ncl) c o s 0+Y_pcbl

• · · [2] '

となる。

ここで、本来、補正した結果の NC座標が、実際の装着領域基準マークの位置座標と一致しなければならない（ [1] = [1] '、 [2] = [2] ') 。しかし、上記の各式を比べると、

[数 5]

x_m-x_t = x_el≠o

Y_m-Y_t = Y_el≠0

となり、補正した結果の NC座標が、実際の装着領域基準マークの位置座標と一致しない。実際の装着領域基準マークの位置座標にへッド 136を位置決めできないということは、そこで得られた認識結果から求められた位置座標ズレは、位置決め誤差を含んだ補正値となってしまい、位置補正のためには使用できない。前述した通り、部品実装装置の XYロボット動作には常に位置決め誤差が含まれており、ガラス基板 200を基準にして補正値を測定しても、それが真の値とはならず、絶対的な基準がない。

そこで、この誤差を限りなくゼロにする（言い換えれば、当該装着領域基準マーク 201の位置座標のデータを NC座標のデータと一致させる）為に、上記で得られた補正値に以下のような処理を施す。

上記部品実装装置での実際の部品実装動作において、上記部品実装装置は生産基板（実装すべき基板）の搬送テーブル 165での保持ズレを補正するために、上記したようにすベての装着領域基準マークを認識し、その結果で各装着位置を補正する。この時の 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1， 202— 2の認識時の結果は、図 45のようになる。ここで、 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1， 202-2の認識結果から求められた位置座標ズレには、保持ズレ分に加え、 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1, 202-2の位置での位置決め誤差が含まれている。

実際に部品 62を、実装すべき基板 61の装着位置 205に装着する際には、この基板基準位置算出用マーク認識結果から、平行ズレ、傾き、及び伸縮率を求め、各装着位置 205を補正して使用している。具体的には、 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1， 202-2に近い装着領域基準マークの位置でのズレ量（保持ズレ +位置決め誤差）がゼロになるように（言い換えれば、当該 2つの基板基準位置算出用マーク 202—1, 202-2の位置座標データを N C座標のデータと一致させるように）全ての装着位置 205を再配置することにより行っている。

具体的には、図 46に示されるように、補正値の元データである装着領域基準マークの位置は、図 47に示されるように本来の位置（図 47では矩形の視野領域の中央の位置）から X方向及び Y方向に位置ズレしているため、ゼロではない。なお、図 46では、縦軸は位置ズレ量、横軸は X方向の位置を示し、上側のダラフが Δ Xすなわち X方向の位置ズレを示し、下側のグラフが ΔΥすなわち Y方向の位置ズレを示す。

そこで、図 48及ぴ図 49に示されるように、比較的小型の、実装すべき基板 61 Sの 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1， 202-2の近傍の装着領域基準マーク 201 a, 201 bの補正値が、ゼロ又は実質的にゼロとなるように（例えば土 5 μ mの範囲内になるように）、 2点の装着領域基準マーク 2 O l a, 201 bを結ぶグラフを回転及び移動させて座標変換させて、すべての装着位置を再配置するようにしている。なお、図 48のグラフにおいて、装着領域基準マーク 202— 1と 202— 1 (対角線上にある）が同一グラフ上にプロットされているが、データそのものは、 Y座標を一定にして X座標を 10 mm間隔で測定したものである。従って、グラフ上で「202— 2」と表示されているデータは、装着領域基準マーク 202— 1の Y座標データを同一とし、装着領域基準マーク 202— 2と X座標データが同一の装着領域基準マークのデータとなつている。これは、図 50でも同様である。また、図 50及び図 51に示されるように、比較的大型の、実装すべき基板 6 1 Lの 2つの基板基準位置算出用マーク 202—1, 202-2の近傍の装着領域基準マーク 201の補正値が、ゼロ又は実質的にゼロとなるように（例えば ±5 ηιの範囲内になるように）グラフを回転及び移動させて座標変換させて、すべての装着位置を再配置するようにしている。このように、補正値の実使用データは実装すべき基板によって大きく異なることになる。

ΧΥロボット位置決め誤差を求める過程において絶対的な基準が無いので、測定された各エリアの ΧΥロボット位置決め誤差量と生産時の実装すべき基板 61 と合致するのは、実装すべき基板 61の 2つの基板基準位置算出用マーク 202 - 1, 202- 2の位置のみである。そこで、生産基板 61の 2つの基板基準位置算出用マーク 202- 1, 202-2の位置に近い装着領域基準マークの補正値を用いて、その 2点の補正値がゼロ又は実質的にゼロになるように（例えば ± 5 //mの範囲内になるように）座標変換して再配置する。このときの処理としては、 2つの基板基準位置算出用マーク 202- 1, 202-2の補正処理と同様に、平行ズレ、傾き、及ぴ、伸縮率を求め、その結果により全装着位置 20 5を再配置する。

図 52では、生産基板 61の基板基準位置算出用マーク 201— 1， 202- 2に、最も近いガラス基板 200上の装着領域基準マーク 201 a, 201 bの XYロボット位置決め誤差量を元に、全装着領域基準マーク位置の XYロボット位置決め誤差量を演算部 171で座標変換（平行ズレ、傾き、及び、伸縮率を考慮して座標変換）して、記憶部 173に記憶させる。

上記座標変換を基板品種選択時に行い、変換されて得られたオフセット値を、マーク認識動作、部品装着動作、及び、装着オフセット測定動作のそれぞれのときに捕正用の数値としてそれぞれの移動位置に、それぞれ、制御装置 170によつて加味するようにしている。このようにオフセット値を使用することにより、ロボット固有の誤差を各位置間の相対的変位として把握することができる。

次に、以下の工程、すなわち、図 41のステップ S 8〜S 12は、実装する際、部品実装用回路基板 61の位置、傾き、収縮を補正するための工程である。すなわち、実装する際、部品実装用回路基板 61の位置、傾き、収縮を補正するために以下の工程を行う。

具体的には、図 41のステップ S 8において、上記部品実装用回路基板 61を上記搬送テーブル 165に保持して上記部品装着領域に位置決めする。

次いで、図 41のステップ S 9において、上記搬送テーブル 165に保持された上記部品実装用回路基板 61の上記少なくとも 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1, 202-2をそれぞれ認識して、上記認識された 2つの基板基準位置算出用マーク 202—1， 202-2の位置座標をそれぞれ求める。

次いで、図 41のステップ S 10において、求められた上記 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1， 202-2の位置座標に基づき、上記 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1， 202-2の上記 N C座標をそれぞれ補正する。すなわち、上記 2つの基板基準位置算出用マーク 202—1, 202-2の位置座標と上記 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1, 202-2の上記 N C 座標との差に基づき、上記 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1， 202 ― 2の上記 N C座標を上記 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1, 202 — 2の位置座標に捕正する。

次いで、図 41のステップ S 11において、上記部品実装用回路基板 61の各部品装着位置 205の上方に上記部品保持へッド 136に保持された上記部品 6 2が位置したときに、上記部品保持へッド 136に備えられた認識力メラの一例としての基板認識カメラ 140に最も近い上記装着領域基準マーク 201のオフセット値 (言い換えれば、基板認識力メラ 140に最も近い上記装着領域基準マーク 201を含むェリァのオフセット値)を基に、上記部品装着位置 205の補正を行う。具体的には、装着領域基準マーク認識用基準基板の一例としてのガラス基板 200上の各装着領域基準マーク 201の NC座標に、へッド 136の複数のノズル 1361のうちの基準となるノズノレ（例えば図 35の左端のノズル） 1361を位置決めして、ヘッド 136に固定された基板認識力メラ 140でそのカメラ 140に最も近い装着領域基準マーク 201のオフセット値を記憶部 1 73から読み出して、それを基に、上記部品装着位置 205の補正を行う。

次いで、図 41のステップ S 12において、上記部品 62の上記補正された部品装着位置 205への装着を行う。なお、上記説明ではステップ S 11においてオフセット値を利用したが、ステップ S 9においてオフセット値を基板基準位置算出用マークの NC座標データに加味して基板認識力メラを移動させ、基板認識力メラの視野中心からの位置を求めてもよい。

以上は、ェリァのオフセット値を求めるための補正値の測定及び測定結果に基づく装着位置補正動作の概要である。

以下に、第 2実施形態にかかる部品実装方法のより具体的な例について図 54 〜図 56を参照しながら説明する。

(1) まず、例えば、部品実装装置製造工場から部品実装装置をユーザーに出荷する前に、装着領域基準マーク認識動作を行う。なお、ユーザーに引き渡したのち、オーバーホールなどした場合にも、同様に以下の装着領域基準マーク認識動作を行う。

すなわち、図 54に示されるように、図 54のステップ S 13 Aとして、各ェリァのオフセット値を求めるための補正値測定用の装着領域基準マーク認識用基準基板品種プログラムを選択するように、部品実装装置の操作画面で操作者に促す。この装着領域基準マーク認識用基準基板品種プログラムには、装着領域基準マーク認識用基準基板の一例としてのガラス基板 200の種類と大きさと、そのガラス基板 200上の装着領域基準マーク 201の各位置の NC座標のデータとが関連付けられており、基板品種を選択することにより、ガラス基板 200が特定され、つ、ガラス基板 200上の装着領域基準マーク 201の各位置の NC 座標のデータが記憶部 173から制御装置 170に送られる。

1つのより具体的な例として、 41 OmmX 240 mmのガラス基板において、縦 22行 X横 39列の 858個の装着領域基準マークが縦横に 1 Omm間隔で配置されているとき、第 1装着領域基準マークの座標は（10， 10) 、第 2装着領域基準マークの座標は（20, 10) 、、第 880装着領域基準マークの座標は（390， 220) となる。また、別の具体的な例として、 51 OmmX 46 Ommのガラス基板において、縦 44行 X横 49列の 215 6個の装着領域基準マークが縦横に 1 Omm間隔で配置されているとき、第 1装着領域基準マークの座標は（10， 10) 、第 2装着領域基準マークの座標は (20， 10) 、、第 2156装着領域基準マークの座標は（490,

440) となる。これらが上記 NC座標のデータの一例である。

次いで、上記 NC座標のデータが記憶部 173から制御装置 170に送られる間又は送られた後、図 54のステップ S 13 Bとして、図 40に示されるような、等間隔に格子状に装着領域基準マーク 201が配置されたガラス基板 200を、基板搬送装置 190の搬送テーブル 165で部品装着領域に位置決めする（図 4 次いで、ガラス基板 200が部品装着領域に位置決めされた後、図 54のステップ S 13 Cとして、記憶部 173から送られた装着領域基準マーク 201の各位置の N C座標のデータに基づき、 XY口ポット 120を駆動してへッド 136 を移動させて基板認識カメラ 140を装着領域基準マーク 201の各位置に移動させて、ガラス基板 200上のすべての装着領域基準マーク 201を認識し（図 41のステップ S 2参照）、すべての装着領域基準マーク 201のそれぞれの認識結果から求められた位置座標ズレ（ΔΧ, ΔΥ) 又はそのズレを含んだ位置座標（Χ+ΔΧ, Υ+ΔΥ) を記憶部 173に記憶させる（図 41のステップ S 3 参照）。このとき、各装着領域基準マーク 201の位置座標を複数回認識処理して、より精度良く、各装着領域基準マーク 201の位置の座標を取得するようにしてもよい。

各装着領域基準マーク 201の位置は、部品装着へッド 136のそれぞれの移動位置として記憶部 173に記憶されて管理される。従って、部品実装生産における装着領域基準マーク認識動作、部品装着動作、及び装着オフセット値測定動作（特に、チップ部品又は QFP部品装着時での装着オフセット値測定動作）又はそれらの動作のいずれかの部品装着へッド 136の位置決め位置により、どのエリアのオフセット値を反映させるかを、制御装置 170により、判断する。具体的には、例えば、 4点の装着領域基準マーク 201で囲まれた領域を、 1つのエリアとして割り当て、そのエリア内で実装される部品 62の装着位置に対してのェリァオフセット値として、上記 4点の装着領域基準マーク 201のうちのいずれかの装着領域基準マーク 201の位置のオフセット値を採用して、このオフセット値を当該エリアにおけるエリアオフセット値として上記装着位置の位置座標に加算して補正を行う。

上記具体的な例の上記 41 OmmX 240 mmのガラス基板においては、第 1装着領域基準マークの認識結果から求められた位置座標ズレ（一0. 132, -0. 051) 又はそのズレを含んだ位置座標 (10-0. 132， 10— 0. 051) を記憶部 173に記憶させる。また、第 2装着領域基準マークの認識結果から求められた位置座標ズレ（一0. 132，一0. 051) 又はそのズレを含んだ位置座標 (20-0. 132, 10— 0. 051) を記憶部 173に記憶させる。また、第 3装着領域基準マークの認識結果から求められた位置座標ズレ (-0. 139, -0. 050) 又はそのズレを含んだ位置座標 (20-0. 1 39, 20-0. 050) を記憶部 173に記憶させる。また、第 4装着領域基準マークの認識結果から求められた位置座標ズレ（一0. 139, -0. 04 9) 又はそのズレを含んだ位置座標 (10-0. 139, 20-0. 050) を記憶部 173に記憶させる。ェリァオフセット値として第 1装着領域基準マークの位置座標ズレ（一0. 132， -0. 051) を採用する。また、他の例として、第 51装着領域基準マークの認識結果から求められた位置座標ズレ（一0.

132, -0. 051) 又はそのズレを含んだ位置座標 (210-0. 132, 93— 0. 051) を記憶部 173に記憶させる。また、第 52装着領域基準マークの認識結果から求められた位置座標ズレ（一0. 130, —0. 067) 又はそのズレを含んだ位置座標 (220-0. 130, 93-0. 067) を記憶部 173に記憶させる。また、第 53装着領域基準マークの認識結果から求められた位置座標ズレ（一0. 139, -0. 050) 又はそのズレを含んだ位置座標（220— 0. 139， 103— 0. 050) を記憶部 173に記憶させる。また、第 54装着領域基準マークの認識結果から求められた位置座標ズレ（一 0. 139，一 0. 049) 又はそのズレを含んだ位置座標（210— 0. 139， 103 - 0. 050) を記憶部 173に記憶させる。エリアオフセット値として第 51装着領域基準マークの位置座標ズレ（一0. 132， -0. 051) を採用する。これを同様に他の装着領域基準マークについても行う。

(2) 次に、生産基板品種選択を行う。

まず、図 55に示されるように、ステップ S 21において、基板品種選択プログラムを記憶部 173から制御装置 170に転送して、生産すべき（実装すベき）基板 61の基板品種選択を部品実装装置の操作画面で操作者に促す。操作者により基板品種が選択されると、選択された基板の大きさと装着領域基準マーク 201の位置座標の N C座標のデータとが制御装置 170により記憶部 173力、ら読み出される。

次いで、ステップ S 22において、制御装置 170により、上記選択された基板品種に従い読み出された N C座標のデータ中から上記選択された基板品種の基板 61の 2つの基板基準位置算出用マーク 202— 1， 202-2の位置座標をそれぞれ抽出する。

上記具体的な例の上記 41 OmmX 240 mmのガラス基板においては、基板基準位置算出用マーク 202—1, 202-2の位置座標として（ 15， 1 8) と（215， 111) とを抽出する。

次いで、ステップ S 23において、記憶部 173に記憶されたデータを元に演算部 171による演算で、 2つの基板基準位置算出用マーク 202—1， 202 — 2の位置に最も近い、ガラス基板 200上の装着領域基準マーク 201をそれぞれ 1つずつ抽出する。例えば、図 52では、第 1基板基準位置算出用マーク 2 02-1では左下の第 1装着領域基準マーク 201 aを抽出するとともに、第 2 基板基準位置算出用マーク 202— 2では左下の第 52装着領域基準マーク 20 1 bを抽出する。

上記具体的な例の上記 41 OmmX 240 mmのガラス基板においては、第

1基板基準位置算出用マーク 202— 1の位置座標（15, 18) では左下の第 1装着領域基準マーク 201 aの位置座標（10, 10) を抽出するとともに、第 2基板基準位置算出用マーク 202— 2の位置座標（215， 111) では左下の第 52装着領域基準マーク 201 bの位置座標（210， 110) を抽出する。

次いで、ステップ S 24において、抽出された 2点の第 1装着領域基準マーク 201 aと第 52装着領域基準マーク 201 bのそれぞれの認識結果より、演算部 171による演算で、平行ズレ及び傾き及び伸縮率を求める。

具体的には、上記 2点の第 1装着領域基準マーク 201 aと第 52装着領域基準マーク 20 1 bのうち、平行ズレについては、第 1装着領域基準マーク 201 aを基準として考える。

よって、第 1装着領域基準マーク 20 1 aのオフセット値を（AX_a, ΔΥ _a) とすると、平行ズレ量（AX_ab， AY_ab) は、以下の式で記述できる。

[数 6]

AX_{a b}=AX_a

AY_ab = AY_a

上記具体的な例の上記 41 OmmX 240 mmのガラス基板においては、第 1装着領域基準マーク 20 1 aのエリアオフセット値を（一0. 1 32, — 0. 05 1) とすると、平行ズレ量は上記数 6の式より、（一0. 1 3 2， -0. 0

50) となる。

一方、ガラス基板 200の傾きは、第 1装着領域基準マーク 20 1 aと第 52 装着領域基準マーク 201 bの NC座標を結ぶ直線と、第 1装着領域基準マーク 20 1 aと第 52装着領域基準マーク 201 bの N C座標にそれぞれのオフセット値を加算した座標を結ぶ直線のなす角となる。

第 1装着領域基準マーク 20 1 aと第 52装着領域基準マーク 20 1 bの NC 座標を（X_a， YJ 、（X_b, Y_b) とし、第 1装着領域基準マーク 20 1 aと第 52装着領域基準マーク 20 1 bのオフセット値を、それぞれ、（ Δ X _a， Δ Y_a) と（AX_b， ^Y_h) とすると、第 1装着領域基準マーク 20 l aと第 5 2 装着領域基準マーク 201 bとの傾き Δ 0 _{a b}は、以下の式で記述できる。

[数 7]

Δ Θ _ab= t a n"¹ { (Y_b— Y_a) / (X_b-X_a) } - t a n- ¹ [ { (Y_b + AY_b) ― (Y_a+AY_a) } / { (X_b + AX_b) 一 (X_a+AX_a) } ]

上記具体的な例の上記 4 1 OmmX 24 Ommのガラス基板においては、第 1装着領域基準マーク 20 1 aと第 5 2装着領域基準マーク 20 1 bの NC座標を（10, 10) 、（21 0, 1 10) とし、第 1装着領域基準マーク 201 a と第 52装着領域基準マーク 201 bのオフセット値を、それぞれ、 (一 0. 1 32， -0. 051) と（一0. 1 30，一0. 067) とすると、第 1装着領域基準マーク 20 1 aと第 5 2装着領域基準マーク 20 1 bとの傾き Δ 0 _{a b}は、上記数 7の式より、

[数 8]

Δ Θ _ab= t a n^_1 { (110-10) / (210— 10) } — t a n一¹ [ { (110-0. 067) 一 (10-0. 051) } / { (210— 0. 13 0) _ (10— 0. 132) } ]

=—0. 004125°

となる。

なお、ガラス基板 200の伸縮率 Eは、ガラス基板 200を基準にするという考えを採る場合には、ガラス基板 200の伸縮率を 1とする。

次いで、ステップ S 25において、図 41のステップ S 3で記憶させかつ実装すべき基板 61の領域に対応したすべての装着領域基準マーク 201の位置の位置座標を上記平行ズレ及び傾き（及び伸縮率）で演算部 171により演算して補正し、補正後の装着領域基準マーク 201の位置座標を記憶部 173に記憶させる。具体的には、各装着領域基準マーク 201の補正値は、第 1装着領域基準マーク 201 aと第 52装着領域基準マーク 201 bの平行ズレ、傾き、及び伸縮率を考慮して補正した後、オフセット値として記憶部 173に記憶することになる。ここで、上記平行ズレを（AX_ab， AY_ab) 、傾きを A S _ab、伸縮率を E、第 1装着領域基準マーク 201 aの NC座標を（X_a， Y_a) とし、補正対象の任意の装着領域基準マーク 201の NC座標を（X_nc， Y_no) 、オフセット値を（ΔΧ_Κ， ΔΥ_Κ) とすると、各装着領域基準マーク 201の捕正後のオフセット値（ΔΧ_{οί ί}， ΔΥ_{οί f}) は、以下の式で記述できる。

[数 9]

X。_{f f} = E { ( (X_nc+AX_R) -X_a) } c o s A 6 _ab— ( (Υ_ηο+ΔΥ R) -Y_a) s i ηΔ 0_ab} - (X_nc-X_a) +AX_ab

Y_{of f} = E { ( (X_nc+AX_R) — X_a) } s i n Δ Θ _ab+ ( (Y_nc+AY

R) -Y_a) c o s Δ Θ _ab} 一 (Y_nc-Y_a) +AY_ab

となる。

上記具体的な例の上記 41 OmmX 240 mmのガラス基板においては、上記平行ズレを（一 0. 132，一 0. 050) 、傾きを Δ Θ _ab = 0. 0041 25° 、伸縮率を E= 1. 000026、第 1装着領域基準マーク 20 1 aの NC座標を（10， 10) とし、オフセット値を（一0. 1 3 2， -0. 05 0) とすると、第 1装着領域基準マーク 201の補正後のオフセット値（ΔΧ。 α, ΔΥ_{ο ί f}) は、（0， 0) となる。同様に、補正対象の 1 5行 8列の装着領域基準マーク 20 1の NC座標を（1 50， 80) 、オフセット値を（一 0. 1

32, -0. 060) とすると、その装着領域基準マーク 20 1の補正後のオフセット値（ΔΧ_{ο ί ί}， ΔΥ_{ο ί {}) は、（一0. 00 1，一0. 0 1 5) となる。

(3) 次に、装着領域基準マーク認識、及び、部品装着動作を行う。

まず、図 56に示されるように、ステップ S 3 1において、装着領域基準マーク認識動作又は部品装着動作又は装着オフセット値測定動作のためにへッド 1 3 6が移動すべき移動位置を制御装置 1 70が記憶部 1 73の実装データから読み出し、認識位置又は装着位置を求める。

このとき、例えば、部品装着動作時には、 X Υロボット 1 20によりヘッド 1 36が移動して、ある移動位置で停止し、基板 6 1のある部品 62の補正後の装着位置上に、ヘッド 1 36のあるノズル 1 36 1に吸着保持された部品 6 2が位置して装着準備状態となるとき、そのときのへッド 1 36の基板認識カメラ 14 0の視野中心に対して最も近い装着領域基準マーク 20 1を、上記部品 62に対する装着領域基準マーク 20 1と考える。

同様に、装着領域基準マーク認識動作時には、 ΧΥロボット 1 20によりへッド 1 36が移動して、ある移動位置で停止し、装着領域基準マーク認、識用基準基板 200の補正後のある装着領域基準マーク 20 1の位置上に、ヘッド 1 36のあるノズル 1 36 1が位置するとき、そのときのヘッド 1 3 6の基板認識カメラ 140の視野中心に対して最も近い装着領域基準マーク 20 1を、上記ある装着領域基準マーク 20 1に対する装着領域基準マーク 201と考える。

また、同様に、装着オフセット値測定動作時には、 ΧΥロボット 1 20によりヘッド 1 36が移動して、ある移動位置で停止し、装着領域基準マーク認識用基準基板 200の補正後のある基板基準位置算出用マーク 202— 1又は 202— 2の位置上に、ヘッド 1 3 6のあるノズル 1 36 1が位置するとき、そのときのへッド 1 36の基板認識カメラ 140の視野中心に対して最も近い装着領域基準マーク 2 0 1を、上記基板基準位置算出用マーク 2 0 2— 1又は 2 0 2— 2に対する装着領域基準マーク 2 0 1と考える。

次いで、ステップ S 3 2において、ステップ S 3 1でのへッド 1 3 6の移動位置に応じたエリアのオフセット値を、へッド 1 3 6の移動位置の位置座標に演算部 1 7 1により加算する。具体的には、図 5 3に示されるように、実装すべき基板 6 1の縦方向に M行、横方向に N列の装着領域基準マーク 2 0 1 (従って、合計 M X N個の装着領域基準マーク 2 0 1 ) があるとき、 4点の装着領域基準マーク 2 0 1で囲まれた領域（図 5 3では Pで示される領域）を、 1つのエリアとして割り当てる。そのエリア内で実装される部品 6 2の装着位置の位置座標（又は装着位置の目安となる個別マークの位置座標）に対してのエリアオフセット値として、上記 4点の装着領域基準マーク 2 0 1のうちのいずれ力、例えば、左下の装着領域基準マーク 2 0 1 cの位置のオフセット値を採用して、このオフセット値をエリアオフセット値として上記装着位置の位置座標（又は装着位置の目安となる個別マークの位置座標）に加算して補正を行う。

次いで、補正された位置座標にへッド 1 3 6が移動することにより、高い精度での位置決めが確保できて、高精度での装着領域基準マーク認識動作又は部品装着動作又は装着オフセット値測定動作を行うことができる。特に、部品装着動作においては、高い装着精度 (例えば、 XY口ポット位置決め精度が士 2 μ πι程度、実装機としての総合精度が ± 2 0 z m程度）が要求される I C部品（B G A部品等）などの個別部品対応の個別マークの補正用の数値としてェリァオフセット値を使用することができる。

なお、上記図 4 1のステップ S 3において、認識された装着領域基準マーク 2 0 1の位置座標（位置座標）を記憶部 1 7 3に記憶させるとき、以下のような補正をさらに加味するようにしてもよレ、。すなわち、各装着領域基準マーク 2 0 1 の位置座標は、図 4 2に示されたように、ガラス基板 2 0 0の左下と右上の 2点の装着領域基準マーク 2 0 1 A, 2 0 1 Bを認識し、搬送テーブル 1 6 5に対するガラス基板 2 0 0の平行ズレ及び傾きを求め、その補正値を考慮し、測定する全装着領域基準マーク 2 0 1の認識位置を演算部 1 7 1で演算して算出する。上記ガラス基板 2 0 0の平行ズレについては、装着領域基準マーク 2 0 1 A, 201 Bの 2点のうち、装着領域基準マーク 201 Aを基準として考える。また、装着領域基準マーク 201 A, 201 Bの認識時には、基板認識カメラ 140の中心を、 NC座標中の装着領域基準マーク 201の位置に移動させているので、平行ズレ量（ΔΧ, ΔΥ) は、装着領域基準マーク認識時の認識結果から求められた位置座標ズレ（基板認識力メラ 140の認識視野の中心からのズレ量）となる。

よって、装着領域基準マーク 201 Aの認識結果から求められた位置座標ズレを（ΔΧ_Α， ΔΥ_Α) とすると（図 64参照）、ガラス基板 200の平行ズレ量 (ΔΧ₆, ΔΥ₆) は、以下の式で記述できる。

[数 10]

ΔΧ₈=ΔΧ_Α

ΔΥ₆ = ΔΥ_Α

なお、位置座標系から NC座標系に座標変換している。

また、ガラス基板 200の傾きは、 NC座標上の装着領域基準マーク 201 A と装着領域基準マーク 201 Bとを結ぶ直線と、認識した装着領域基準マーク 2 01 A'と装着領域基準マーク 201 B を結ぶ直線とのなす角 Δ Θとする。すなわち、装着領域基準マーク 201 A， 201 Bの NC座標を（X_A， Y A) 、（X_B， Y_B) とし、装着領域基準マーク 201 A, 20 IBの認ヽ識時の認、識結果から求められた位置座標ズレ（視野中心からのズレ量）を、（ΔΧ_Α， Δ Υ_Α) 、（ΔΧ_Β, ΔΥ_Β) とすると、基板傾き A 0 _gは、以下の式で記述できる _c 11]

Δ 0 _g= t a n- ¹ { (YB-YA) / (X_B - X_A) 卜 t a n- ¹ [ { (Y_B+ (一 ΔΥ_Β) ) 一 (Y_A+ (一 ΔΥ_Α) ) } / { (Χ_Β+ΔΧ_Β) - (Χ_Α+ΔΧ

Λ) } ]

= t a η- ¹ { (Υ_Β_Υ_Α) / (Χ_Β Χ_Α) } 一 t a η- ¹ [ { (Υ_Β— ΔΥ

_Β) - (Υ_Α— ΔΥ_Α) } / { (Χ_Β+ΔΧ_Β) 一 (Χ_Α+ΔΧ_Α) } ]

なお、位置座標系から N C座標系に座標変換している。

よって、認識された各装着領域基準マーク 201の位置座標は、上述のガラス基板 200の平行ズレ及ぴ傾きを考慮して、演算部 171により算出する。ここで、上記平行ズレを（AX_g， AY_g) 、傾きを Δ θ ^ 装着領域基準マーク 20 1Aの NC座標を（Χ_Α， Υ_Α) 、ガラス基板 200上の任意の位置の装着領域基準マーク Νの NC座標を（Χ_Ν, Υ_Ν) とした場合の、任意の位置の装着領域基準マーク Νの認識位置（X_RN， Y_RN) は、

[数 12]

(X_N-X_A) c o s θ - (Y_m-Y_A) s i n Θ + AX_G Y_RN= (X_n-X_A) s i n Θ + (Y_m-Y_A) c o s θ + Δ Y_g

となる。

従って、このようにして求められた、装着領域基準マーク Nの認識位置を、上記図 41のステップ S 3において、認識された装着領域基準マーク 201の位置座標（位置座標）として記憶部 173に記憶させるようにしてもよい。

上記第 2実施形態によれば、装着領域基準マーク認識用基準基板の一例としてのガラス基板 200上の所定間隔毎に配置された装着領域基準マーク 201を認識し、その認識結果から、基板サイズに応じた各エリア毎のオフセト値をエリァオフセット値として決定し、装着位置補正時、マーク認識補正時、及び装着位置オフセット値測定動作時又はそれらの動作のいずれかに、それぞれ、部品装着へッド 136のそれぞれの移動位置の該当するエリアオフセット値を、補正用の数としてそれぞれ反映させることにより、 XYロボット動作の歪みによるズレ要因を吸収し、基板の大きさに応じた最適のオフセット値を得ることで、高精度な装着が行える。

また、装着領域基準マーク認識時にも、部品装着へッド 136のそれぞれの移動位置の該当するエリアオフセット値を、捕正用の数値としてそれぞれ反映させることにより、 XYロボット動作の歪みによるズレ要因を吸収し、基板の大きさに応じた最適のオフセット値を得ることで、より高い精度の装着を行うことができる。

なお、本発明は上記第 2実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。

例えば、 2つの第 1及び第 52装着領域基準マーク 201 a， 201 b又は 2 01 A, 201 B又は 202— 1， 202— 2は、装着領域基準マーク認識用基準基板又は実装すべき基板のいずれかの対角の異なる位置力又は、 X Y方向いずれかの方向沿いの異なる位置、言い換えれば、同一点以外の任意の 2つの異なる点ならばよい。

また、実装すべき基板 6 1より装着領域基準マーク認、識用基準基板 2 0 0が小さい場合には、実装すべき基板 6 1の部品装着領域のいずれ力一方の端に装着領域基準マーク認識用基準基板 2 0 0を位置決めした状態で装着領域基準マーク 2 0 1の位置座標を認、識取得したのち、実装すべき基板 6 1の部品装着領域のいずれか他方の端まで装着領域基準マーク認識用基準基板 2 0 0を移動させて、再度、装着領域基準マーク 2 0 1の位置座標を認識取得し、共通部分を重ね合わせて 1 枚の大きな仮想の装着領域基準マーク認識用基準基板 2 0 0で装着領域基準マーク 2 0 1の位置座標を認識取得したようにデータを取扱えばよい。例えば、具体的には、図 5 7に示されるように、基板の通常位置で測定した装着領域基準マーク 2 0 1の位置座標のデータ [ 1 ] と、左へ 3 5 0 mm移動した位置で測定した装着領域基準マーク 2 0 1の位置座標のデータ [ 2 ] とを合成する。データ

[ 1 ] とデータ [ 2 ] とは共通部分が一致するように回転、移動捕正のみを掛ける。伸縮率を加えると共通部分が一致しなくなるため、掛けない。

(実施例）

上記第 2実施形態にかかる各エリアのオフセット値を適用しない場合と適用する場合との間でのズレ量の変化及び部品装着精度の変ィヒについての実例を示す。図 5 7に示す 4 2 8 mm X 2 5 0 mmの大きさの基板の装着領域基準マーク

2 0 1を使用して各エリアのオフセット値を測定した。

図 5 7において、装着領域基準マーク 2 0 1の認識動作のとき、ヘッド 1 3 6 の配置構成として、右端のノズル 1 3 6 1の中心から基板認識カメラ 1 4 0の視野中心が X方向に（すなわち、図 5 7の右方向に） 6 0 mm離れた位置にあるため、左端のノズル 1 3 6 1から右端のノズル 1 3 6 1のすベてのノズル 1 3 6 1 が基板 6 1上のすべての領域に位置決め可能とするためには、基板認識カメラ 1 4 0は、基板 6 1の左端に当接して基板 6 1を搬送テーブル 1 6 5の装着位置に位置決めする基板ストッパーの位置から X方向に（すなわち、図 5 7の右方向に） 7 2 0 . 5 mm (X L二基板幅 5 1 0 mm+ 6 0 mm+両端ノズル間 1 5 0 . 5mm) 移動する必要がある。

しかしながら、装着領域基準マーク 201を認識するときに使用する装着領域基準マーク認、識用基準基板が、基板ストッパーの位置から X方向に 41 Ommの範囲しかない場合には、装着領域基準マーク認識用基準基板を X方向にずらして、 2度、装着領域基準マーク 201を認識することにより、基板 61の全領域 ( 0 mm〜720. 5mm) の範囲をカバーできるようにしている。

図 58及び図 59に示すグラフは、各エリアのオフセット値を使用する時の認識結果から求められた位置座標ズレの出力データをプロットしたものである。図 58の 2つのグラフは、 X方向に 1 Ommピッチでヘッド 136が移動しているときの X方向の位置と X方向のズレ量との関係を示し、グラフ [1] は各エリアのオフセット値を使用する前であり、グラフ [2] は各エリアのオフセット値を使用した後である。図 59の 2つのグラフは、 Y方向に 10 mmピツチでへッド 136が移動しているときの Y方向の位置と Y方向のズレ量との関係を示し、グラフ [1] は各エリアのオフセット値を使用する前であり、グラフ [2] は各ェリアのオフセット値を使用した後である。

図 58の各エリアのオフセット値を使用する前のグラフ [1] は、 X方向において、各エリアのオフセット値を使用する前は、基板ストッパーより 20 Omm 移動した位置で誤差が最大 20//m発生し、上向きに凸形状をしている。これに対して、補正後のグラフ [2] は、ほぼゼロ付近を遷移している。

図 59のグラフより、 Y方向において、各エリアのオフセット値を使用する前のグラフ [1] はやや傾きをもって遷移しているが、各エリアのオフセット値を使用する後のグラフ [2] は X方向と同様にほぼゼロ付近を遷移している。

図 58及び図 59における各エリアのオフセット値を使用した後のグラフ

[2] は、 X方向及び Y方向ともに、誤差は ± 5 //m以内に収まっている。

次に、部品装着精度の変化について、上記 428mmX 25 Ommの大きさの基板に対して、 400点の 1. 6mmX0. 8 mmのチップ部品であるセラミックコンデンサを基板に装着したとき、上記第 2実施形態にかかる各エリアのオフセット値を使用しない場合の装着精度を図 60に、上記第 2実施形態にかかる各エリアのオフセット値を適用する場合の装着精度を図 61に、それぞれ示す。また、多数個の Q F Pを基板に装着したとき、上記第 2実施形態にかかる各エリァのオフセット値を適用しない場合の装着精度を図 6 2に、上記第 2実施形態にかかる各ェリァのオフセット値を適用する場合の装着精度を図 6 3に、それぞれ示す。各図での寸法値は mmオーダーである。

上記の結果より、図 6 1、図 6 3に示すように、 X方向及び Y方向の装着精度に改善傾向が見られる。すなわち、補正された装置位置データと、真の装着位置データとのズレ量が、上記第 2実施形態にかかる各ェリァのオフセット値を適用しない場合と比較して、数値上でも小さくなつていることがわかる。

なお、一例としての具体的な数値として、上記補正ィ直は 1 0 μ π！〜 3 0 μ m程度である。小型の基板の一例として 4 0 0 mm X 2 5 0 mmの基板で座標変換するとき、伸縮率は 1 . 0 0 0 0 2 5である。大型の基板の一例として 6 0 O m m X 2 5 0 mmの基板で座標変換するとき、伸縮率は 1 . 0 0 0 0 5程度である。このほか、 1 0 0 X 1 0 O mmのような小型の基板でも有効である。

本発明は、装着する部品は殆ど全ての電子部品の実装に適用可能であり、例えば、角チップコンデンサ、角チップ抵抗、トランジスタなどの小型部品、又は、 Q F P若しくは B GAなどのファインピッチ実装対象の I Cなどに適用可能である。

なお、装着領域基準マーク認、識用基準基板をカメラで測定する代わりに、レーザ一測長器で基板カメラ部の移動位置を測定することで達成することもできる (この場合には、装着領域基準マーク認識用基準基板が不要となる。）。

なお、上記のエリアオフセット値による補正に加えて、マーク認識動作（基板マーク認識、 I C部品等に対応した個別マーク認識、多面取り基板の個々の基板に表示されたパターンマーク認、識、部品グループ毎に表示されたグループマーク認識、不良表示を示すバッドマーク認識）、部品装着動作、装着オフセット値測定動作、装着領域基準マーク認識の各動作時のヘッド移動位置算出に使用されている「基板カメラオフセット値」及ぴ「ノスンレ間ピッチ」に、カメラキヤリブレーション時の「基板力メラオフセット値」及び「ノズル間ピッチ」の測定位置におけるエリアオフセット値を反映させることで、より精度を良くすることができる。上記したカメラキャリブレーションにおいて基板カメラ 1 4 0のオフセット値及びノズル間ピッチ（複数ノズルの各ノズル間の距離）を求めているが、その求める過程においては、 XYロポットの歪みを補正する為のエリア毎の補正値は反映されていない。その為、マーク認識、部品装着動作、及び/又は、装着オフセット値測定動作時に、へッド移動位置を算出する時に用いられる基板力メラ 1 4 0のオフセット値及びノズル間ピッチに反映させることにより、より高い精度の装着を行うことができる。基板力メラ 1 4 0のオフセット値及びノズル間ピツチは、第 1ノズル 1 3 6 1—1からの距離で与えられる。よって、マーク認、識、部品装着動作、又は装着オフセット値測定動作時に、ヘッド移動位置を算出する時に用いられる基板カメラ 1 4 0のオフセット値及びノズル間ピッチに反映させる場合、基板力メラオフセット値又はノズル間ピツチ測定時のェリァオフセット値と、第 1ノズル 1 3 6 1 _ 1の位置測定時のェリァオフセット値との差分を各動作時に反映させる。

以下、測定時のノズルと部品認識力メラ 1 5 0と基板認識力メラとの位置関係を示す図 6 7 A〜図 6 7 Cにより説明する。

図 6 7 Aに示すように第 1ノズル（基準ノズルとする） 1 3 6 1— 1の位置を測定する際、第 1ノズル 1 3 6 1—1を部品認識カメラ 1 5 0上に位置させ、第 1ノズル 1 3 6 1— 1の位置計測をする。この状態の計測で得られた第 1ノズル 1 3 6 1—1の位置の値をエリアオフセット値（XI, Y1) とする。

続いて、図 6 7 Bに示すように n番目のノズル 1 3 6 1—nのノズル間ピッチを測定する際、 n番目のノズル 1 3 6 1—nを部品認識カメラ 1 5 0上に位置させ、 n番目のノズル 1 3 6 1— nの位置計測をする。この状態の計測で得られた n番目のノズノレ 1 3 6 1—nの位置の値をエリアオフセット値（X n， Y n ) とする。図 6 7 Α〜図 6 7 Cに示すへッドの場合はノズル数は合計 8個あるので、 nは 2から 8まで順次計測し、それぞれの第 1ノズル 1 3 6 1 _ 1のエリァオフセット値とする。

続いて、図 6 7 Cに示すように基板カメラ 1 4 0を測定する際、基板カメラ 1 4 0を部品認識カメラ 1 5 0上に位置させ、基板カメラ 1 4 0の位置計測をする。この状態の計測で得られた基板カメラ 1 4 0の位置の値をェリァオフセット値 (X , Yp) とする。

図 68に示す通り、基板力メラのオフセット値及びノズル間ピツチは、第 1ノズル 1361— 1からの距離で与えられる。よって、エリアオフセット値を反映させる場合には、基板カメラオフセットィ直又は、ノズル間ピッチ測定時のエリアオフセット値と、第 1ノズル 1361— 1の位置測定時のェリァォフセット値との差分を各動作時に反映させる。

例えば、図 68を基に説明すると、カメラキヤリブレーション時の第 1ノズル 1361— 1の位置測定時のエリアオフセット値を（XI, Y1) 、カメラキヤリブレーション時の n番目のノズル 1361— nのノズル間ピッチ測定時のェリ了オフセット値を（Xn, Yn) 、カメラキャリブレーション時の基板カメラオフセット値測定時のエリアオフセット値を（Χρ， Υρ) とすると、上記の各動作時に、「基板カメラオフセット値」に反映させるエリアオフセット値は、（Xp -XI, Y -Yl) となる。さらに、部品装着動作に、 n番目のノズル 1361 _nの「ノズル間ピッチ」に反映させるエリアオフセット値は、（Xn—Xl, Yn-Yl) となる。

図 65のフロ一チヤ一トに示すように、装着領域基準マーク認識動作時に、ステツプ S 51でカメラキャリブレーション時の第 1ノズル 1361—1の位置測定位置に応じたエリアオフセット値を求める。

さらに、ステップ S 52でカメラキヤリブレーション時の基板カメラオフセット値測定位置に応じたェリァオフセット値を求める。

次いで、ステップ S 53にて、基板カメラオフセット値にエリアオフセット値を反映させる場合、へッド 136の移動位置を求め、ステップ S 22 (図 45) でヘッド 136の移動位置に応じたエリアオフセット値を求める。さらに、ステップ S 23 (図 45 ) で、第 1ノズノレ（ノズル間ピツチ及び基板力メラオフセット値の基準位置となるノズル） 1361-1が認識カメラ上にある位置に応じたエリアオフセット値を求め、ステップ S 24 (図 45) で基板カメラ 140が認識カメラ上にある位置に応じたエリアオフセット値を求める。ステップ S 25で装着領域基準マーク認識動作時にステップ S 22で求めたェリァオフセット値を反映し、さらに、ステップ S 54にて、ステップ S 23で求めたエリアオフセット値とステップ S 2 4で求めたエリアオフセット値の差分（ステップ S 2 4で求めたエリアオフセット値一ステップ S 2 3で求めたエリアオフセット値）を反映させる。具体的には、ステップ S 5 4にて、ステップ S 5 2とステップ S 5 3とで求めたエリアオフセット値の差分（ステップ S 5 3のエリアオフセット値一ステツプ S 5 2のエリアオフセット値）を基板カメラオフセット値に加算する。次いで、ステップ S 5 5にて、ステップ S 5 4での基板カメラオフセット値を用いて、基板マーク認、識移動位置を求める。次いで、ステップ S 5 6にて、ステップ S 5 5で求めた移動位置に応じたエリアオフセット値を求める。次いで、ステツプ S 5 7にて、ステップ S 5 6で求めた移動位置に応じたエリアオフセット値を加算する。次いで、ステップ S 5 8にて、ステップ S 5 7で求めた移動位置に基板カメラを移動させる。

このような構成にすることにより、ノズル間ピツチ、基板力メラオフセット値に含まれている X Yロボット動作の歪みによるエリアオフセット値を反映させることができ、より高い精度の装着を行うことができる。

図 6 6のフローチャートに、ノズル間ピッチの測定位置にエリアオフセット値を反映させて部品装着動作を行う手順を示す。

まず、ステップ S 6 2， S 6 3で上記したようにカメラキャリブレーション時の第 1ノズル、第 n番目のノズノレのエリアオフセット値を求める。すなわち、ステツプ S 6 2にて、カメラキヤリブレーション時の第 1ノズルの位置測定位置に応じたエリアのエリアオフセット値を求める。次いで、ステップ S 6 3にて、力メラキャリブレーション時の第 n番目のノズル間のピッチ測定位置のェリァに応じたエリアオフセット値を求める。

次いで、ステップ S 6 4で、ステップ S 6 2と S 6 3で求めたエリアオフセット値の差分（ステップ S 6 3のエリアオフセット値一ステップ S 6 2のエリアォフセット値）を第 n番目のノズル間ピツチに加算する。

次いで、ステップ S 6 5で、ステップ S 6 4でのノズル間ピッチを用いて、部品装着位置を求める。

次いで、ステップ S 6 6で、ステップ S 6 5で求めた移動位置に応じたエリアオフセット値を求める。次いで、ステップ S 6 7で、ステップ S 6 6で求めた移動位置に応じたエリアのェリァオフセット値を加算する。

次いで、ステップ S 6 8で、ステップ S 6 7で求めた移動位置にノズルを移動させる。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明にかかる部品実装方法及び装置は、ガラス基板 2 0 0上の所定間隔毎に配置された装着領域基準マーク 2 0 1を認識し、その認識結果から、基板サイズに応じた各エリア毎のオフセット値を補正用の数値として決定し、装着位置補正時、マーク認識補正時、又は装着位置オフセット値測定時に、それぞれ、部品装着へッド 1 3 6のそれぞれの移動位置の該当するオフセット値を、補正用の数値としてそれぞれ反映させることにより、装着精度を高めることができて有用である。

本発明によれば、装着領域基準マーク認識用基準基板を上記基板保持装置に保持して部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記基準基板の所定間隔毎に配置された装着領域基準マークの位置座標を認識して、上記認識されたそれぞれの装着領域基準マークの位置座標を求め、上記それぞれの装着領域基準マークの N C座標と上記位置座標との差を補正値としてそれぞれ求め、上記部品実装用回路基板の少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標の N C座標をそれぞれ取得し、上記認識された装着領域基準マークの中から、上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い装着領域基準マークをそれぞれ抽出し、それらの抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるようにしている。その後、装着領域基準マーク認識用基準基板に代えて上記部品実装用回路基板を上記基板保持装置に保持して上記部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記部品実装用回路基板の上記少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークをそれぞれ認識して、上記認識された 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標をそれぞれ求め、求められた上記 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標に基づき、上記 2つの基板基準位置算出用マークの上記 N C座標をそれぞれ補正し、上記部品実装用回路基板の各部品装着位置の上方に上記部品保持へッドに保持された上記部品が位置したときに、上記部品保持へッドに備えられた認識カメラに最も近い上記装着領域基準マークのオフセッ値を基に、上記部品装着位置の位置座標の補正を行ったのち、上記補正された部品装着位置の位置座標を基に上記部品の上記部品装着位置への装着を行うようにしている。この結果、装着領域基準マーク認識用基準基板上の所定間隔毎に配置された装着領域基準マークを認識し、その認識結果から、基板サイズに応じた各エリア毎の位置座標の捕正用の数値をオフセット値として決定し、装着位置補正時、マーク認識捕正時、及び装着位置オフセット値測定動作時又はそれらの動作のいずれかに、それぞれ、部品装着へッドのそれぞれの移動位置の該当するオフセット値をそれぞれ使用することになり、これにより、 X Yロボット動作の歪みによるズレ要因を吸収し、基板の大きさに応じた最適のオフセット値を得ることで、高精度な装着（例えば、実装時に、 ± 0 . 0 0 5 mmレベルの位置決め精度の条件下での装着）が行える。

また、装着領域基準マーク認識時にも、部品装着ヘッドのそれぞれの移動位置の該当するオフセット値を、捕正用の数値としてそれぞれ反映させることにより、 X Yロボット動作の歪みによるズレ要因を吸収し、基板の大きさに応じた最適のオフセット値を得ることで、より高い精度の装着を行うことができる。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとつては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

Claims

請求の範囲

1. 電子部品（62) を保持する部品保持部材 (1361) を有し、互いに直交する X軸方向（51) 及び Y軸方向（52) に移動して保持している電子部品を回路基板（61) の部品装着位置へ実装する X— Yロボット（120) と、上記 X— Yロボットに設けられ上記回路基板における基板マークを撮像する固定の基板認識カメラ（140) と、上記部品保持部材に保持されている上記電子部品を撮像する部品認識カメラ（150) とを備えた部品実装装置において、上記部品認識カメラに近接して配置されるカメラ基準マーク（160) と、上記基板認識カメラにて上記カメラ基準マークを撮像して得られる上記カメラ基準マークの位置情報に基づいて上記部品装着位置の補正を行う制御装置（17

0) と、

を備える部品実装装置。

2. 一体構造にて構成された部品実装装置用架台（1 10) をさらに備え、上記 X— Yロボットは、上記 Y軸方向に沿って互いに平行に配置される 2つの同一の Y軸ロボット（121) と、上記 Y軸ロボットに直交する上記 X軸方向に沿って配置される一つの X軸口ポット（131) とを有し、それぞれの上記 Y軸ロボットは、上記部品実装装置用架台に直接形成され、力っ一端 (122 a) を固定端とし他端（122 b) を支持端として上記 Y軸方向にのみ直線的に熱伸縮し、力つ上記 X軸口ポットを上記 Y軸方向に移動する Y—ポールネジ構造（12 2) を有し、該 X— Yロボットは、上記 X軸方向及び上記 Y軸方向に沿って直線的に熱伸縮する、請求項 1記載の部品実装装置。

3. 上記 X軸口ポットは、それぞれの上記 Y軸口ボットに備わる上記ポールネジ構造に両端を固定した X—フレーム（132) と、該 X—フレームに形成され一端（133 a) を固定端とし他端 (133 b) を支持端として上記 X軸方向にのみ直線的に熱伸縮しかつ上記部品保持部材を備えた部品装着へッド（136) が取り付けられ該部品装着へッドを上記 X軸方向へ移動させる X—ポールネジ構造（133) とを有し、該 X軸ロボットを有する上記 X— Yロボットは、上記 X 軸方向及び上記 Y軸方向に沿って直線的に熱伸縮する、請求項 2記載の部品実装

4. 上記 X—フレームは、上記 X軸方向に沿って当該 Xフレームに取り付けられ上記部品装着へッドを上記 X軸方向へ摺動可能に支持し上記 Xフレームとは異種材料にてなる支持案内部材（1 3 1 ) と、当該 Xフレームを挟み上記支持案内部材に対向して当該 Xフレームに上記 X軸方向に沿って取り付けられ当該 Xフレームの変形を防止し上記支持案内部材と同種の材料にてなる変形防止部材（1 3 8 ) とを有する、請求項 3記載の部品実装装置。

5 . 上記部品装着ヘッドは、複数の上記部品保持部材を有し、上記 X軸方向及び上記 Y軸方向に直交する Z軸方向（5 3 ) に上記部品保持部材を移動させる保持部材用駆動源 ( 1 3 6 2 ) をそれぞれの上記部品保持部材に独立して設け、上記保持部材用駆動源の熱発生を低減した、請求項 4記載の部品実装装置。

6. 上記カメラ基準マークは、上記 X軸方向及ぴ上記 Y軸方向に直交する Z軸方向（5 3 ) において、上記基板認識カメラが上記回路基板における上記基板マ一クを撮像するときにおける上記回路基板と同じ高さ位置に配置される、請求項 1力ら 5のいずれか 1つに記載の部品実装装置。

7. 上記部品認識力メラは複数設けられ、上記力メラ基準マークもそれぞれの部品認識力メラに近接して設けられる、請求項 1カゝら 5のいずれか 1つに記載の

8 . 上記 X— Y口ポットは、上記部品保持部材と上記基板認識力メラとの相対位置を不動状態としかつ上記 X軸方向及び上記 Y軸方向に沿って直線的に熱収縮する、請求項 1記載の部品実装装置。

9 . 部品実装装置用架台（1 1 0 ) をさらに備え、該部品実装装置用架台は、铸造にて一体構造にて成形され、上記 X— Yロボットに上記直線的な熱伸縮を起こさせる、請求項 8記載の部品実装装置。

1 0 . 上記 X軸ロボットは、それぞれの上記 Y軸ロボットに備わる上記ポールネジ構造に両端を固定した X—フレーム（1 3 2 ) を有し、該 X—フレームは、上記 X軸方向に沿って当該 Xフレームに取り付けられた支持案内部材（1 3 1 ) と、当該 Xフレームを挟み上記支持案内部材に対向して当該 Xフレムに上記 X 軸方向に沿って取り付けられ熱に起因する当該 Xフレームの変形を防止する変形防止部材（138) とを有して、上記 X軸口ポットは、上記部品保持部材と上記基板認識力メラとの相対位置を不動状態とする、請求項 9記載の部品実装装置。

11. 上記 X軸ロボットは、上記 X—フレームに形成され一端（133 a) を固定端とし他端（133 b) を支持端として上記 X軸方向にのみ直線的に熱伸縮しかつ上記部品保持部材を備えた部品装着ヘッド（136) が取り付けられ該部品装着ヘッドを上記 X軸方向へ移動させる X—ボールネジ構造（133) をさらに有し、上記部品装着ヘッドは、複数の上記部品保持部材を有し、上記 X軸方向及び上記 Y軸方向に直交する Z軸方向（53) に上記部品保持部材を移動させる保持部材用駆動源 (1362) をそれぞれの上記部品保持部材に独立して設けて、当該部品装着へッドは、上記部品保持部材と上記基板認識力メラとの相対位置を不動状態とする、請求項 10記載の部品実装装置。

12. 電子部品（62) を保持する部品保持部材（1361) を有し、互いに直交する X軸方向（51) 及び Y軸方向（52) に移動して保持している電子部品を回路基板（61) の部品装着位置へ実装する部品実装装置にて実行される部品実装方法において、

上記回路基板上の基板マークを撮像する基板認識カメラ（140) にて、上記部品保持部材に保持されている上記電子部品の撮像を行う部品認識力メラ（ 15 0) に近接して配置されたカメラ基準マーク（160) を撮像し、

上記部品保持部材に保持された電子部品を固定の部品認識カメラ（150) へ移動し撮像するとき、上記差分を該移動量の補正に使用し、

上記部品認識カメラによる上記電子部品の撮像後、上記基板認識カメラにて上記基板マークを撮像して得られた上記回路基板の位置ずれ量を補正して上記電子部品を上記回路基板の装着位置へ移動して装着する部品実装方法。

13. 上記力メラ基準マークの撮像は、実装生産を中断したときには、再ぴ実装生産を開始する直前に行う、請求項 12記載の部品実装方法。

14. 上記撮像にて得られた上記差分が設定値以上のときには、上記部品実装装置の稼動を中止する、請求項 12又は 13記載の部品実装方法。

1 5 . 上記部品保持部材と上記基板認識力メラとの位置関係、上記部品保持部材と上記部品認識力メラとの位置関係、及び上記基板認識力メラと上記部品認識カメラとの位置関係を予め測定し、これらの測定値を上記部品装着位置の補正の前提として扱う、請求項 1 2から 1 3のいずれか 1つに記載の部品実装方法。

1 6 . 複数の上記部品認識カメラが設けられて複数のカメラ基準マークが設けられるとき、複数の上記カメラ基準マーク内の一つを撮像して得られた上記差分が設定値未満であるときには、他のカメラ基準マークの撮像を省略する、請求項 1 2から 1 3のいずれか 1つに記載の部品実装方法。

1 7 . 基板保持装置（1 6 5 ) に保持された上記部品実装用回路基板（6 1 ) の部品装着位置に、上記基板保持装置に対して移動可能な部品保持へッド（1 3 6 ) の上記部品保持部材 ( 1 3 6 1 ) に保持された上記電子部品（6 2 ) を装着する請求項 1 2に記載の部品実装方法に加えて、

装着領域基準マーク認識用基準基板 ( 2 0 0 ) を上記基板保持装置に保持して部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記基準基板の所定間隔毎に配置された装着領域基準マーク（2 0 1 ) の位置座標を認識して、上記認識されたそれぞれの装着領域基準マークの位置座標を求め、

上記部品実装用回路基板の少なくとも 2つの基板基準位置算出用マーク（ 2 0 1 A, 2 0 1 B ) の位置座標の N C座標をそれぞれ取得し、

それらの抽出された装着領域基準マークの捕正値がゼ口又は実質的にゼ口となるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求める一方、

装着領域基準マーク認識用基準基板に代えて上記部品実装用回路基板を上記基板保持装置に保持して上記部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記部品実装用回路基板の上記少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークをそれぞれ認識して、上記認、識された 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標をそれぞれ求め、

求められた上記 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標に基づき、上記 2 つの基板基準位置算出用マークの上記 N C座標をそれぞれ補正し、上記回路基板の各部品装着位置の上方に上記部品保持へッドに保持された上記部品が位置したときに、上記部品保持へッドに備えられた認識カメラに最も近い上記装着領域基準マークのオフセット値を基に、上記部品装着位置の位置座標の補正を行ったのち、上記補正された部品装着位置の位置座標を基に上記部品の上記部品装着位置への装着を行う部品実装方法。

1 8 . 上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い上記抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるとき、

上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近、上記抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークを結ぶグラフを回転及び移動させて座標変換させることにより、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるようにした請求項 1 7に記載の部品実装方法。

1 9 . 上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い上記抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるとき、

上記抽出された装着領域基準マークから、上記基板保持装置の X方向と該 X方向と直交する Y方向とのうち少なくとも 1つの方向における補正値を算出するとともに、上記基準基板の傾きを求め、上記抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるようにした請求項 1 7又は 1 8に記載の部品実装方法。

2 0 . 基板保持装置 ( 1 6 5 ) に保持された部品実装用回路基板 ( 6 1 ) の部品装着位置に、上記基板保持装置に対して上記 X _ Y口ポットにより移動可能な部品保持へッド（1 3 6 ) の上記部品保持部材 ( 1 3 6 1 ) に保持された上記電子部品（6 2 ) を装着する請求項 1に記載の部品実装装置に加えて、

上記基板認識カメラ（1 4 0 ) は、上記 X— Y口ポットに支持された上記部品保持ヘッドに備えられ、かつ、装着領域基準マーク認識用基準基板（2 0 0 ) を上記基板保持装置に保持して部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記基準基板の所定間隔毎に配置された装着領域基準マーク ( 2 0 1 ) の位置座標を認識するものである一方、

上記基板認識力メラにより認識した上記装着領域基準マークの認識結果より上記装着領域基準マークの位置座標を求めるとともに、上記それぞれの装着領域基準マークの N C座標と上記位置座標との差を補正値としてそれぞれ求め、上記部品実装用回路基板の少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標の N C座標を基に、上記認識された装着領域基準マークの中から、上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い装着領域基準マークをそれぞれ抽出し、それらの抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求め、装着領域基準マーク認識用基準基板に代えて上記部品実装用回路基板を上記基板保持装置に保持して上記部品装着領域に位置決めした状態で、上記基板保持装置に保持された上記部品実装用回路基板の上記少なくとも 2つの基板基準位置算出用マークをそれぞれ認識して、上記認識された 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標をそれぞれ求め、求められた上記 2つの基板基準位置算出用マークの位置座標に基づき、上記 2つの基板基準位置算出用マークの上記 N C座標をそれぞれ補正する演算部（ 1 7 1 ) をさらに備え、

上記制御装置（1 7 0 ) は、上記部品実装用回路基板の各部品装着位置の上方に上記部品保持へッドに保持された上記部品が位置したときに、上記部品保持へッドに備えられた認識カメラに最も近い上記装着領域基準マークのオフセット値を基に、上記部品装着位置の位置座標の補正を行ったのち、上記補正された部品装着位置の位置座標を基に上記部品の上記部品装着位置への装着を行うものであ

2 1 . 上記演算部は、上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い上記抽出された装着領域基準マークの補正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるとき、上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い上記抽出された装着領域基準マークの補正値がゼ口又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークを結ぶグラフを回転及ぴ移動させて座標変換させることにより、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるものである請求項 2 0に記載の部品実装装置。

2 2 . 上記演算部は、上記 2つの基板基準位置算出用マークにそれぞれ近い上記抽出された装着領域基準マークの捕正値がゼ口又は実質的にゼ口となるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるとき、上記抽出された装着領域基準マークから、上記基板保持装置の X方向と該 X方向と直交する Y方向とのうち少なくとも 1つの方向における捕正値を算出するとともに、上記基準基板の傾きを求め、上記捕正値がゼロ又は実質的にゼロとなるように、上記抽出された装着領域基準マークの位置座標をそれぞれ座標変換して、それぞれの装着領域基準マークでのオフセット値を求めるようにした請求項 2 0又は 2 1に記載の部品

2 3 . Y軸方向（5 2 )に沿って互いに平行に設置される 2つの Y軸ロボット ( 1 2 1 )と、上記 Y軸方向に直交する X軸方向（5 1 )に沿って移動可能に上記 2 つの Y軸ロボットに配置されるとともに上記部品保持へッド（1 3 6 ) を上記 X 軸方向沿いに移動可能に支持する 1つの X軸ロボット（1 3 1 ) とを有する XY ロボット（1 2 0 )を備えて、上記基板保持装置に対して上記 X Y軸方向に上記部品保持へッドを上記 2つの Y軸ロボットと 1つの X軸ロボットとで移動可能とするようにした請求項 2 0 - 2 1のいずれか 1つに記載の部品実装装置。

2 4 . 上記部品保持へッド（1 3 6 ) は、上記部品をそれぞれ吸着保持可能でかつ上記 X軸方向に沿って配列された複数の部品吸着ノズル ( 1 3 6 1 ) を有し、かつ、上記複数の部品吸着ノズルの中心を通る直線と同軸上に、上記基板認識力メラ（1 4 0 ) の撮像中心が位置するように、上記基板認識力メラが上記部品保持ヘッド（136) に配置されているようにした請求項 23に記載の部品実装装