JP2001196799A - 基板支持状態検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】特に、プリント基板の両面に電気部品を装着す
る場合において、すでに電気部品が装着された面を支持
する際の電気部品と支持部材とが干渉することを回避す
る。 【解決手段】電気部品１７を第２面１３６に装着する前
に、Ｆマークカメラ１５０により第２面のＦマークを撮
像し、そのＦマークの実際の位置と予め設定された設定
位置との差が、予め設定された許容値を越えれば、電気
部品と支持部材とが干渉したと判断して装着作業を停止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気部品装着装置
におけるプリント基板の支持状態を検査する方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電気部品装着装置において、プリント基
板（プリント配線板）に設けられた基準マークを撮像す
ることにより、プリント基板の支持位置を検出し、その
支持位置に基づいて、電気部品の装着位置を補正する装
着方法が既に知られている。この方法においては、基板
支持装置がプリント基板を良好に支持していることを前
提としてプリント基板の位置ずれ量を検出し、その位置
ずれ量に基づいて電気部品の装着位置を補正し、装着す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および発
明の効果】そのため、位置ずれ量の大きさが基板支持装
置や撮像装置等の誤差として許容できる許容誤差範囲を
越えていても、電気部品が装着される場合がある。ま
た、修正すべき位置ずれ量が大きい場合は、位置ずれ量
の算出時および補正時の誤差も大きくなる傾向がある。
具体的には、プリント基板の位置が大きくずれていれ
ば、本来撮像装置の視野の中央付近において撮像される
べき基準マークを、視野の縁辺部において撮像すること
となるが、一般に撮像装置においては、視野の中央から
離れるほどレンズの歪みの影響が大きくなる傾向がある
ので、位置ずれ量算出時の誤差が大きくなるのである。
さらに、位置ずれ量に基づく補正量が大きくなれば、そ
の補正量に含まれる誤差も大きくなるので、補正された
装着位置に電気部品が装着されても、製造されたプリン
ト基板（プリント回路板）の精度が低下する。

【０００４】さらに、プリント基板の位置ずれ量が前述
の許容誤差範囲を越える場合は、装着装置に異常が生じ
ていたり、今回装着されるべきプリント基板とは種類の
異なる間違ったプリント基板が基板支持装置に支持され
ている等の異常が発生している場合が多い。上記装着装
置の異常には、例えばプリント基板の形状に対応して調
節された搬送装置の幅が不適切であるためにプリント基
板の姿勢が不安定な状態で搬送された場合や、支持装置
とプリント基板との垂直方向の位置が適当でないために
プリント基板の形状が歪む場合等がある。

【０００５】特に、図６に示すようにプリント基板２０
０の両面２０２，２０４に電気部品２０６を装着する場
合に、それら両面の一方である第１面２０２に電気部品
２０６が装着されている状態において、その第１面２０
２側からプリント基板２００を支持して電気部品２０６
を装着する場合に、問題が発生し易い。この図は、
（ａ），（ｂ），（ｃ）の順にプリント基板支持装置２
０７が上昇してプリント基板２００を第２面２０４から
支持する様子を示している。プリント基板２００の支持
位置がずれれば、電気部品２０６とプリント基板支持装
置２０７の構成要素としての基板支持ピン２０８とが互
いに干渉する可能性が高いのである。図６（ｂ）に示す
ように、電気部品２０６と基板支持ピン２０８とが互い
に干渉すれば、第１面２０２に装着された電気部品２０
６はクリーム半田や接着剤等により仮止めされているに
すぎないので、図６（ｃ）に示すように、電気部品２０
６がプリント基板２００から容易に脱落し、あるいは位
置ずれ，姿勢ずれ等が生じる。このような第１面２０２
に異常が生じたプリント基板２００の第２面２０４に電
気部品２０６を装着しても、その後でそのプリント基板
２００は不良品として排除されるので、第２面２０４に
装着される電気部品２０６と装着のための作業時間とが
無駄となる。

【０００６】また、たとえ基板支持ピン２０８との干渉
により電気部品２０６の脱落やずれが生じないとして
も、プリント基板２００と基板支持ピン２０８との間に
電気部品２０６が挟まれた状態でプリント基板２００が
支持されれば、プリント基板２００が電気部品２０６に
押されて反り、形状が歪むこととなる。この状態で第２
面２０４に電気部品２０６を良好に装着することは困難
であり、結局はプリント基板２００が不良品となる可能
性が高い。以上の問題は、近年、電気部品装着密度の上
昇により一層発生し易くなってきている。

【０００７】本発明は、以上の事情を背景とし、装着装
置の異常を早期に発見して電気部品の無駄および無駄な
装着作業を回避するために、プリント基板の支持状態を
検査する検査方法を提供することを課題として為された
ものであり、本発明によって、下記各態様の支持状態検
査方法，電気部品装着装置および支持状態検査プログラ
ムが得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、
各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用す
る形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を
容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴や
それらの組合せが以下の態様に限定されると解釈される
べきではない。また、１つの項に複数の事項が記載され
ている場合、常にそれら事項をすべて一緒に採用しなけ
ればならないわけではなく、一部の事項のみを取り出し
て採用することも可能である。

【０００８】（１）基板支持装置に支持させたプリント
基板に、電気部品保持装置に保持させた電気部品を装着
する際に、基板支持装置によるプリント基板の支持状態
を検査する方法であって、前記プリント基板に設けた基
準マークを撮像装置によって撮像し、取得した画像デー
タに基づいてプリント基板の実際の支持位置である実支
持位置を検出し、その実支持位置に基づいてプリント基
板の支持状態が正常であるか異常であるかを判定する基
板支持状態検査方法〔請求項１〕。従来の電気部品装着
方法においては、基準マークと撮像装置との相対位置に
基づいて、電気部品保持装置に対するプリント基板の相
対位置を検出し、電気部品保持装置と基板支持装置との
相対移動量を補正して、電気部品を装着することが行わ
れていた。これに対して、本項に記載の検査方法におい
ては、基準マークの像に基づいて、基板支持装置による
プリント基板の支持状態が正常であるか異常であるかが
判定される。電気部品の装着前にプリント基板の基準マ
ークを撮像することは、一般的に行われていることであ
り、本項に記載の検査方法においては、その基準マーク
の撮像により取得された情報に基づいて支持状態を検査
し得るので、既存の電気部品装着装置にこの方法を容易
に適用することができる。さらに、支持状態を検査する
ために特別な動作が必要となるわけではないので、装着
作業の能率低下を回避することができる。この検査方法
においては、電気部品の装着前にプリント基板の支持状
態が検査されるので、検査の結果に基づいて電気部品の
装着を実行するか否かが決定されるようにすれば、電気
部品の無駄を防ぎ作業効率を向上させることができる。
上記決定は、例えば、検査の結果に基づいて、支持状態
が正常であれば電気部品の装着作業が続行されることを
許容し、支持状態が異常であれば、次項以下に記載する
ように、作業者に報知してその判断を求めるようにして
もよいし、異常の原因を検査する検査作業が装着装置に
より実行されるようにしてもよい。 （２）前記判定した結果を示す情報を人間が認識可能な
表示装置によって表示する (1)項に記載の基板支持状態
検査方法。判定結果の表示は、判定結果が正常である場
合と異常である場合との両方において行われるようにし
てもよいし、次項に記載するように異常である場合にの
み行われるようにしてもよい。両方の結果が表示される
ようにする場合であっても、異常である場合には特に作
業者の注意を喚起するように表示されるようにすること
が望ましい。さらに、今回の判定の結果だけでなく、判
定結果を累積的に表示されたり、連続運転中において支
持状態が異常であると判定された頻度が表示されるよう
にしてもよい。本項に記載の検査方法においては、作業
者に判定結果を逐次伝達することができるので、異常が
発生すれば作業者が素早く対応することができる。 （３）前記支持状態が異常であると判定した場合に、そ
の判定結果を前記表示装置によって表示する (2)項に記
載の基板支持状態検査方法。本項に記載の検査方法にお
いては、判定結果が正常である場合には、電気部品の装
着作業の続行が許容され、支持状態が異常である場合に
は、その旨が表示されて作業者の判断が求められる。 （４）前記支持状態が異常であると判定した場合に、そ
の支持状態が異常であるプリント基板への電気部品の装
着作業を停止させる (1)項ないし (3)項のいずれかに記
載の基板支持状態検査方法。本項に記載の検査方法にお
いては、支持状態が異常であると判定された場合に、装
着作業が停止させられ、その支持状態が異常であるプリ
ント基板への電気部品の装着が行われないので、電気部
品や装着作業の無駄が回避される。その後、例えば、作
業者によりプリント基板および装着装置の検査が行わ
れ、そのプリント基板に電気部品を装着すべきか、払い
出すべきかが判断されるようにしてもよいし、以下に記
載するように、装着装置により自動的に各構成要素の再
調節が行われるようにしてもよい。例えば、支持状態が
異常であると判定された際に、前述のような搬送装置の
幅調節不良や、支持高さ不良であれば、再び調節を行え
ば支持状態が正常に戻る可能性があるので、自動的に再
調節されて支持状態が再検査されるようにすることは有
効である。支持状態の再検査において、正常であると判
定されれば装着作業が続行され、異常であると判定され
れば、その旨が表示されて作業者の判断が要求されるよ
うにすることができる。ただし、自動的な再調節により
支持状態が正常となっても、その自動再調節が頻繁に行
われるとすれば、装着装置に異常が生じている可能性が
高いので、その旨が表示されて作業者に原因の調査が求
められるようにすることが望ましい。 （５）前記支持状態を検査する工程が、前記撮像装置に
より撮像した画像内における前記基準マークの像の実際
の位置である実マーク位置と、基準マークの像の正規の
位置である設定マーク位置とに基づいて前記支持状態を
判定する工程を含む (1)項ないし (4)項のいずれかに記
載の基板支持状態検査方法。設定マーク位置は、画像内
のいずれの位置であってもよいが、例えば、画像の中心
とすることができる。 （６）前記設定マーク位置を広がりを有する許容範囲で
設定し、前記支持状態を判定する工程において、前記実
マーク位置が前記許容範囲内にあるか否かに基づいて前
記支持状態を判定する (5)項に記載の基板支持状態検査
方法。許容範囲は、例えば、設定マーク座標を中心とし
て、円形や正方形に設定されてもよいし、方向によって
距離が異なる形状に設定されてもよい。 （７）前記プリント基板が、そのプリント基板の両面の
一方である第１面に既に電気部品が装着されており、そ
の第１面において前記基板支持装置に支持され、反対側
の面である第２面に電気部品が装着されるものである
(1)項ないし (6)項のいずれかに記載の基板支持状態検
査方法〔請求項２〕。本項に記載の検査方法において
は、プリント基板の第１面に電気部品が装着されている
状態においてその第１面側からプリント基板が支持され
る状態が検査される。このことにより、第１面の電気部
品と支持装置とが互いに干渉することを監視することが
できる。前述のように、第１面に装着された電気部品
は、クリーム半田等により仮止めされているに過ぎない
ので、はじめに支持位置がずれれば電気部品と支持装置
とが干渉して電気部品が脱落する可能性が高い。このた
め、第２面に電気部品を装着する場合に支持状態が異常
であると判定されれば、各装置の再調節が行われるよう
にするより、装着作業が停止させられて作業者が判断が
求められるようにすることが望ましい。例えば、作業者
は、プリント基板の第１面を検査して装着作業を続行さ
せるべきか、そのプリント基板を払い出させるべきかを
判断することができる。 （８）前記基板支持装置として、前記プリント基板を、
前記第１面の、プリント基板の種類に応じて予め設定さ
れた被支持位置においてスポット状に支持する支持部材
を含むものを使用し、前記許容範囲の大きさを、その支
持部材と、第１面に予め装着された電気部品とが互いに
干渉しない大きさに設定する (7)項に記載の基板支持状
態検査方法〔請求項３〕。本項に記載の検査方法におい
ては、許容範囲を電気部品と支持部材とが干渉しない大
きさに設定することにより、電気部品と支持部材との干
渉を監視することができる。なお、複数の支持部材によ
りプリント基板を支持する場合には、許容範囲は、それ
ら全ての支持部材と電気部品とが干渉しない大きさとす
る。 （９）プリント基板を下方から支持する基板支持装置
と、電気部品を保持して前記プリント基板に装着する電
気部品保持装置と、前記プリント基板に設けられた基準
マークを撮像する撮像装置と、それら基板支持装置と電
気部品保持装置と撮像装置とを制御して電気部品をプリ
ント基板に装着させる制御装置とを含む電気部品装着装
置であって、前記制御装置が、前記撮像装置により撮像
された前記基準マークの像に基づいて、プリント基板の
実際に支持されている位置である実支持位置を検出する
実支持位置検出手段と、その検出した実支持位置に基づ
いてプリント基板の支持状態が正常であるか異常である
かを判定する支持状態判定手段とを含むことを特徴とす
る電気部品装着装置〔請求項４〕。本項に記載の電気部
品装着装置においては、前記 (1)項に記載の基板支持状
態検査方法を実施することができる。また、本項に記載
の電気部品装着装置に (2)項ないし (8)項のいずれかに
記載の特徴を適用することができる。 （１０）基板支持装置により移動可能に支持したプリン
ト基板に、電気部品保持装置により保持した電気部品を
装着する電気部品装着装置において、前記基板支持装置
によるプリント基板の支持状態を撮像装置とコンピュー
タとにより検査するために、前記プリント基板に設けら
れた基準マークを前記撮像装置により撮像する撮像ステ
ップと、撮像した基準マークの像に基づいて、前記基板
支持装置によるプリント基板の実際の支持位置である実
支持位置を検出する実支持位置検出ステップと、検出し
た実支持位置に基づいてプリント基板の支持状態が正常
であるか異常であるかを判定する支持状態判定ステップ
とを含む支持状態検査プログラムが、コンピュータによ
り読み取り可能な状態で記憶された記憶媒体〔請求項
５〕。本項の記憶媒体を電気部品装着装置のコンピュー
タに読み込ませれば、 (1)項に記載の基板支持状態検査
方法を実施することができる。また、 (2)項ないし (8)
項のいずれかに記載の特徴を本項の記憶媒体に適用する
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の一実施形態であ
る電気部品装着システム１０を示す。同図において、１
２は電気部品装着装置、１４は電気部品供給装置であ
る。電気部品装着装置１２は、垂直軸線まわりに間欠回
転するインデックステーブル１６を備えている。インデ
ックステーブル１６は、負圧により電気部品１７（図２
参照）を吸着して保持する複数の吸着ヘッド１８を等角
度間隔に保持し、図示しないインデックス用サーボモー
タ，カム，カムフォロワおよび回転軸等により構成され
る間欠回転装置により間欠回転させられ、吸着ヘッド１
８が順次部品供給位置（部品取出し位置），部品姿勢検
出位置，部品姿勢修正位置，部品装着位置等の作動位置
へ移動させられる。複数の吸着ヘッド１８は、順次作動
位置に位置決めされて、電気部品１７のプリント基板２
０への装着等を行う。吸着ヘッド１８は装着ヘッドの一
種なのである。

【００１０】電気部品供給装置１４は、フィーダ支持台
３０と、その上に搭載された複数個の電気部品フィーダ
３２とを有する。複数個の電気部品フィーダ３２は、各
部品供給部が水平面内の１本の直線（この直線の方向を
Ｘ方向とする）に沿って並ぶ状態でフィーダ支持台３０
に支持されている。フィーダ支持台３０は、ボールねじ
３４がＸ軸サーボモータ３６によって回転させられるこ
とにより、一対のガイドレール３８に沿ってＸ軸方向に
移動させられ、それによって電気部品フィーダ３２の部
品供給部が部品供給位置へ選択的に移動させられる。こ
れらボールねじ３４およびＸ軸サーボモータ３６等が支
持台移動装置４０を構成しているのである。電気部品フ
ィーダ３２は、本実施形態では、フィーダ本体部に設け
られた部品送り部の一種であるテープ送り部および部品
収容部の一種であるリール保持部を有し、電気部品１７
をテープ化電気部品として供給するものとされている。

【００１１】プリント基板２０は、ＸＹテーブル５０を
備えたプリント基板位置決め支持装置５２（以下、位置
決め支持装置５２と称する）により支持され、ＸＹ平面
内の任意の位置へ移動させられる。位置決め支持装置５
２は、前記電気部品装着装置１２および電気部品供給装
置１４と共に基台５４上に設けられており、図示しない
搬入装置からプリント基板２０を受け取り、電気部品の
装着後、同じく図示しない搬出装置に引き渡す。これら
搬入装置および搬出装置はそれぞれベルトコンベアを備
えており、プリント基板２０をＸ方向に搬送する。ＸＹ
テーブル５０は、基台５４に設けられたボールねじ５６
がＸ軸サーボモータ５８によって回転させられることに
より、一対のガイドレール６０に沿ってＸ方向へ直線移
動させられるＸテーブル６２と、そのＸテーブル６２上
に設けられ、ボールねじ６４がＹ軸サーボモータ６６に
よって回転させられることにより、一対のガイドレール
６８に沿ってＹ軸方向へ直線移動させられるＹテーブル
７０とを備えている。駆動源たるサーボモータは回転角
度を高精度で制御可能な電動回転モータであり、サーボ
モータに代えてステップモータを用いてもよい。また、
電動回転モータに代えてリニアモータを用いてもよい。

【００１２】Ｙテーブル７０上には、図２に示すよう
に、第１昇降台７２がＸ方向およびＹ方向の相対移動不
能かつ上下方向、すなわちＸ方向とＹ方向とに直角なＺ
方向に相対移動可能に取り付けられている。Ｙテーブル
７０には、上下方向に貫通する一対の貫通孔７４が形成
されるとともに、それぞれロッド７６，７８が軸方向へ
の相対移動可能に挿通させられており、それらロッド７
６，７８のＹテーブル７０から上方に突出した上端に第
１昇降台７２が固定されている。

【００１３】ロッド７６，７８の下端はＹテーブル７０
から下方に突き出し、連結バー８０によって連結されて
いるとともに、その連結バー８０には、ロッド７６，７
８のＹテーブル７０から下方への突出部に嵌装された付
勢手段の一種である弾性部材たる圧縮コイルスプリング
８２（以下、スプリング８２と略称する）の一端が当接
させられている。このスプリング８２の付勢力により、
第１昇降台７２は常にはＹテーブル７０上に設けられた
ストッパ８４に当接する下降位置に保持されている。ま
た、前記基台５４には駆動源たる流体圧シリンダの一種
であるエアシリンダ８６が設けられており、そのエアシ
リンダ８６のピストンロッドに固定されたアジャストボ
ルト８８により連結バー８０が上方に押し上げられ、第
１昇降台７２がＹテーブル７０から一定距離だけ上方に
離れた上昇位置へ移動させられる。

【００１４】第１昇降台７２上には、固定ガイド９０お
よび可動ガイド９２が設けられている。固定ガイド９０
および可動ガイド９２はそれぞれ、断面形状が矩形の長
手形状を成し、各上部にはそれぞれ、押さえ部９４，９
６が突設されている。固定ガイド９０は、第１昇降台７
２のＸ方向に平行な２辺のうちの一方にＸ方向に平行に
固定された板状の支持部材９８にＸ方向に平行に固定さ
れている。可動ガイド９２は、別の支持部材１００に固
定されている。第１昇降台７２のＸ軸方向に隔たった２
箇所にはそれぞれ、スライド（図示省略）がＹ方向に移
動可能に嵌合されており、支持部材１００の長手方向の
両端部はそれぞれ、一対のスライドの各上端部に固定さ
れてＸ方向に延び、可動ガイド９２もＸ方向に配設され
ている。これらスライドの移動により、可動ガイド９２
は固定ガイド９０に接近，離間させられ、プリント基板
２０の案内幅が調節される。

【００１５】上記支持部材９８，１００の互いに対向す
る内側面の上部であって、固定ガイド９０および可動ガ
イド９２の下側にはそれぞれ、ベルトガイド１０４が固
定されるとともに、無端のコンベアベルト１０６が巻き
掛けられており、これらコンベアベルト１０６はベルト
駆動モータを駆動源とする図示しないベルト駆動装置に
より、同期して駆動される。支持部材９８，１００には
また、それぞれ突上部材１１０がそれぞれ昇降可能に嵌
合されている。突上部材１１０は板状を成し、Ｘ方向に
長く、コンベアベルト１０６の内側（他方のコンベアベ
ルト１０６側）に配設され、図示しない付勢手段によっ
て下方へ付勢されている。２つの突上部材１１０にはそ
れぞれ、Ｘ方向に隔たった両端に係合ピン１１４が下方
に延び出す向きに固定されている。

【００１６】第１昇降台７２が下降位置に保持された状
態においては、第１昇降台７２およびそれに載置された
プリント基板２０は、搬入装置，搬出装置より下方に位
置し、それらと干渉することなく、Ｙテーブル７０と共
にＸ方向およびＹ方向に移動させられる。なお、Ｘテー
ブル６２には、Ｙ方向に切欠１１６が形成されて、Ｙテ
ーブル７０の下方に突き出すロッド７６，７８や連結バ
ー８０等がＹテーブル７０と共にＹ軸方向へ移動するこ
とを許容している。

【００１７】第１昇降台７２上には、第２昇降台１２０
が昇降可能に設けられている。第２昇降台１２０は板状
を成し、下面に固定の一対の案内部材たるガイドロッド
１２２は、第１昇降台７２の下面に固定のガイドブッシ
ュ１２４に軸方向に相対移動可能に嵌合されている。ガ
イドブッシュ１２４は、Ｙテーブル７０内に昇降可能に
嵌合されている。第２昇降台１２０の下面にはまた、駆
動源たる流体圧アクチュエータの一種であって、流体圧
シリンダの一種であるエアシリンダ１２６のピストンロ
ッド１２８が固定されている。エアシリンダ１２６は、
第１昇降台７２に上下方向に固定されるとともに、Ｙテ
ーブル７０に昇降可能に嵌合されている。

【００１８】第２昇降台１２０上には、図２に示すよう
に、基板位置決めピン１３０が設けられ、プリント基板
２０を水平面内において位置決めするようにされてい
る。

【００１９】第２昇降台１２０上には、プリント基板支
持装置１３２が固定されている。これらプリント基板支
持装置１３２は、プリント基板２０を下側から支持す
る。このプリント基板２０のプリント基板支持装置１３
２により支持される下面となるべき第１面１３４には、
電気部品１７が既に装着されている。プリント基板２０
の第１面１３４とは反対側の面を第２面１３６とする。
第２面１３６は、電気部品１７が装着される上面であ
る。

【００２０】プリント基板支持装置１３２は、複数の基
板支持ピン１３８を備えている。基板支持ピン１３８
は、円筒上を成す基端部１４０と、先端に向かうに連れ
て小径となる先端部１４２とを備え、先端部１４２の先
端面は水平な基板支持面１４４とされている。したがっ
て、プリント基板２０は、基板支持ピン１３８により比
較的小さい面で支持されることとなる。本実施形態にお
いては、基板支持面１４４の直径は約３mmである。

【００２１】プリント基板２０の両面１３４，１３６
に、黒色で円形のフィデューシャルマーク（以下、Ｆマ
ークと称する）が、予め定められた距離だけ水平方向に
互いに隔たった複数の位置に設けられている。これらＦ
マークは、少なくとも、プリント基板２０の四隅のうち
の二隅に設けられることが望ましい。なお、Ｆマークの
色彩は、背景であるプリント基板２０と異なるコントラ
ストを有する色彩であればよく、形状は、円形以外の例
えば十字型や三角形等の形状であってもよい。

【００２２】本実施形態においては、第１面１３４のＦ
マークと第２面１３６のＦマークとが、表裏同じ位置で
はないが、一定の相対位置関係で設けられているので、
第２面１３６のＦマークの位置に基づいて第１面１３４
の電気部品１７の位置を取得することができる。第１面
１３４のＦマークと第２面１３６のＦマークとが表裏異
なる位置に設けられているのは、Ｆマークの位置に基づ
いて第１面１３４と第２面１３６とのいずれであるかを
識別し得るようにするためであり、その必要がない場合
には、第１面１３４と第２面１３６との互いに同じ位置
にＦマークを設けてもよい。

【００２３】さらに、電気部品装着システム１０には、
プリント基板２０に設けられたＦマークを撮像するＦマ
ークカメラ１５０が垂直方向下向きに移動不能に設けら
れている。Ｆマークカメラ１５０は、プリント基板２０
が、位置決め支持装置５２により支持された状態で移動
させられ、第２面１３６のＦマークが撮像されるべき撮
像位置に位置決めされた状態で、そのＦマークを撮像す
る。

【００２４】本電気部品装着システム１０は、図３に示
す制御装置１５２により制御される。制御装置１５２
は、ＣＰＵ１５４，ＲＯＭ１５６，ＲＡＭ１５８および
それらを接続するバス１６０を有するコンピュータ１６
２を主体とするものであり、バス１６０に接続された入
力インタフェース１６４には、前記プリント基板２０の
Ｆマークを撮像するＦマークカメラ１５０および入力装
置１６６等が接続されている。入力装置１６６は、作業
者が操作可能な操作パネル，キーボード等を備えてい
る。バス１６０にはまた、出力インタフェース１６８が
接続され、駆動回路１７０等を介してＸ軸サーボモータ
５８，Ｙ軸サーボモータ６６，インデックステーブル１
６の回転装置，吸着ヘッド１８の昇降装置，可動ガイド
９６の移動装置，表示装置１７２等が接続されるととも
に、制御回路１７４を介してＦマークカメラ１５０が接
続されている。表示装置１７２は、作業者が認識可能な
ディスプレイ等を含んでいる。

【００２５】コンピュータ１６２のＲＯＭ１５６には、
プリント基板２０に電気部品１７を装着するための電気
部品装着プログラム等、種々のプログラムが記憶されて
いる。また、ＲＡＭ１５８には、プリント基板２０の種
類にそれぞれ対応するＦマークの位置および電気部品１
７の装着位置等の情報を含む複数の情報群とともに、Ｆ
マークの位置ずれ量の許容値等が記憶されている。

【００２６】以上のように構成された電気部品装着シス
テム１０の作動について説明する。図４に、電気部品装
着プログラムがフローチャートで示されている。

【００２７】まず、全体の流れについて概略的に説明す
る。プリント基板２０のプリント基板位置決め支持装置
５２への搬入時には、搬入装置およびプリント基板位置
決め支持装置５２の各ベルトコンベアが駆動される。こ
のとき、第１昇降台７２は上昇位置に位置させられ、第
２昇降台１２０は下降位置に位置させられており、ベル
トコンベアの駆動により搬入装置からプリント基板位置
決め支持装置５２へプリント基板２０が搬入される。プ
リント基板２０の移動は、作用位置に位置する図示しな
いストッパにより止められ、コンベアベルト１０６の停
止後、第２昇降台１２０が第１昇降台７２に対して上昇
させられる。第２昇降台１２０は上昇の途中で係合ピン
１１４に係合し、突上部材１１０をスプリングの付勢力
に抗して上昇させ、プリント基板２０をコンベアベルト
１０６から突き上げさせる。第２昇降台１２０の上昇に
伴って基板位置決めピン１３０およびプリント基板支持
装置１３２も上昇し、位置決めピン１３０はプリント基
板２０に形成された基板位置決め穴に嵌入してプリント
基板２０を位置決めし、プリント基板支持装置１３２は
基板支持ピン１３８がプリント基板２０の第１面１３４
の電気部品１７が装着されていない部分に接触し、プリ
ント基板２０を第１面１３４側から支持する。プリント
基板２０が突上部材１１０により突き上げられてちょう
ど押さえ部９４，９６に当接したとき、基板支持ピン１
３８がプリント基板２０に接触するとともに、基板位置
決めピン１３０が基板位置決め穴に嵌入してプリント基
板２０を位置決めする。プリント基板２０は、基板位置
決めピン１３０によって位置決めされるとともに、押さ
え部９４，９６と突上部材１１０とに挟まれて支持さ
れ、さらに、基板支持ピン１３８により下側から支持さ
れるのである。

【００２８】次いで、第１昇降台７２が下降位置へ下降
させられ、電気部品の装着時には、Ｘテーブル６２，Ｙ
テーブル７０の移動により、プリント基板２０が水平面
内の任意の位置へ移動させられる。

【００２９】まず、プリント基板２０のＦマークを撮像
する撮像位置へ移動させられて、Ｆマークが撮像され
る。本電気部品装着システム１０においては、撮像され
たＦマークの像に基づいて、プリント基板２０上の電気
部品１７を装着すべき装着位置を補正する補正データが
作成されるとともに、プリント基板支持装置１３２によ
るプリント基板２０の支持状態が検査される。この支持
状態検査については後で詳細に説明するが、プリント基
板２０の支持状態が良好であると判定されれば、補正デ
ータに基づいて電気部品１７の装着位置が補正され、以
下に記載するように電気部品が装着される。これに対し
て、支持状態が異常であると判定されれば、装着作業が
停止させられて判定結果が表示装置に表示される。

【００３０】電気部品装着装置１２において複数の吸着
ヘッド１８は、インデックステーブル１６の間欠回転に
より、順次部品吸着位置へ移動させられ、部品供給部が
部品供給位置に位置決めされた電気部品フィーダ３２か
ら電気部品１７を取り出し、その後、部品姿勢検出位置
等を経て部品装着位置へ移動させられて電気部品１７を
プリント基板２０の第２面１３６に装着する。吸着ヘッ
ド１８はインデックステーブル１６に昇降可能に設けら
れており、電気部品１７の吸着，装着時には、インデッ
クステーブル１６に対して昇降させられる。

【００３１】プリント基板２０について予定された全部
の電気部品１７が装着された後、Ｘテーブル６２および
Ｙテーブル７０がそれぞれ原位置、すなわち位置決め支
持装置５２と搬入，搬出装置との間でプリント基板２０
の受渡しが行われる位置へ戻された後、プリント基板２
０の位置決めおよび支持が解除される。そして、搬出装
置のベルトコンベアおよび位置決め支持装置５２のベル
トコンベアが駆動され、プリント基板２０が搬出装置へ
搬出される。この搬出の後、あるいは搬出と平行して、
次に電気部品１７が装着されるべきプリント基板２０が
搬入装置と位置決め支持装置５２のコンベアベルトとに
より位置決め支持装置５２へ搬入される。以上で１回の
装着作業が終了する。

【００３２】次に、プリント基板２０が基板支持装置８
４に支持されている状態の検査について説明する。この
支持状態検査は、基板支持装置８４に支持されたプリン
ト基板２０のＦマークをＦマークカメラ１５０により撮
像し、取得された画像データに基づいてプリント基板２
０の基板支持装置８４に対する相対位置である実支持位
置を検出し、その実支持位置が適正範囲内にあるか否か
を判定することによって行われる。本実施形態において
は、プリント基板２０が基板支持装置８４に対して予め
設定された設定支持位置で支持されている場合に、Ｆマ
ークの像が撮像範囲の中心に位置するようにされてい
る。したがって、図５に示すように、Ｆマークの像が撮
像範囲の中心からずれている場合は、そのずれ量が、プ
リント基板２０の実際に支持されている実支持位置の前
述の設定支持位置に対する位置ずれ量として取得され
る。本実施形態においては、Ｆマークカメラ１５０と基
板支持装置８４との相対位置ずれがないと見なし、前述
の位置ずれ量がプリント基板２０の基板支持装置８４に
対する位置ずれ量であるとして取得されるのである。な
お、撮像により取得された画像データに基づいて、Ｆマ
ークの像の位置を取得する画像処理方法は、例えば、特
開平８−１８０１９１号公報に詳細に記載されている方
法を利用することができるので、ここでは説明を省略す
る。

【００３３】各Ｆマークについて、予め設定された設定
位置と実際に撮像された実マーク位置との位置ずれ量が
算出されれば、その位置ずれ量に基づいてプリント基板
２０の支持状態が良好であるか否かが判定される。本実
施形態においては、プリント基板２０の第１面１３４と
第２面１３６とに設けられたＦマークが互に一定の相対
位置関係で設けられているので、第２面１３６のＦマー
クに基づいて第１面１３４の電気部品１７の位置を取得
することができる。このことを利用して第１面１３４の
電気部品１７と基板支持ピン１３８とが干渉しているか
否かが判定される。

【００３４】具体的には、各Ｆマークの位置ずれ量と予
め設定された許容値とがそれぞれ比較され、全ての位置
ずれ量が許容値以下である場合にプリント基板２０の支
持状態が良好であるとして電気部品１７の装着作業の続
行が指示される。許容値は、第１面１３４の電気部品１
７と基板支持ピン１３８とのうち最も近接しているもの
同士の間隔より小さい値に設定されている。具体的に
は、例えば、約３mm以下とされており、１．５mm以下，
０．５mm以下とされることがさらに望ましい。さらに、
許容値をほぼ０mmとし、位置ずれを許容しないことと設
定することも可能である。

【００３５】これに対して、少なくとも１つのＦマーク
の位置ずれ量が許容値を越えている場合は、支持状態が
異常であるとして今回の電気部品装着作業が停止させら
れ、作業者に異常発生が報知される。表示装置１７２に
異常が発生した旨の表示が行われ、それに応じて作業者
によりプリント基板２０の状態が検査される。作業者に
よる検査の結果、プリント基板２０に異常がなければ装
着作業が再開させられ、プリント基板２０に異常が生じ
ている場合は、そのプリント基板２０の払出しが指示さ
れて１回の装着作業が終了する。

【００３６】次に、電気部品装着プログラムを図４に示
すフローチャートに基づいて説明する。ステップＳ１
（以下、単にＳ１と称する。他のステップについても同
じ）において搬入装置にプリント基板２０が配置された
か否かが判定される。このＳ１は、搬入装置にプリント
基板２０が配置されるまで繰り返し実行される。搬入装
置にプリント基板２０が配置されるとＳ１の判定がＹＥ
Ｓとなり、Ｓ２においてプリント基板２０の位置決め支
持装置５２への搬入が指示される。プリント基板２０の
搬入が完了するまでＳ３が繰り返し実行され、次にＳ４
においてプリント基板２０にＦマークがあるか否かが判
定される。ここで、コンピュータ１６２のＲＯＭ１５６
に予め記憶された複数の情報群のうち、今回搬入された
プリント基板２０の種類に対応する情報群にＦマークに
ついての情報が含まれているか否かが確かめられ、Ｆマ
ークの情報がなければＳ４の判定はＮＯとなりＳ１１に
スキップされる。これに対して、Ｆマークの情報がある
ならばＳ４の判定がＹＥＳとなり、Ｆマークの数Ｎとそ
れぞれの設定位置と、それらＦマークを撮像する順を示
す撮像番号ｎとを含む情報が読み出される。Ｆマークが
複数である場合は、上記情報が、設定位置と撮像すべき
順を示す撮像番号ｎとが互に関連付けられた情報を含
む。

【００３７】次にＳ５において、今回撮像すべき撮像番
号がｎであるＦマークが撮像され、そのＦマークの像の
実際の位置と、予め設定された設定位置との位置ずれ量
が算出される。Ｓ６において、プリント基板２０の位置
ずれ量について許容値が予め設定されているか否かが判
定される。設定がなければ、Ｓ６の判定がＮＯとなりＳ
９にスキップされるが、設定がある場合はＳ６の判定が
ＹＥＳとなる。Ｓ７において、先に算出された実際の位
置ずれ量が許容値を越えているか否かが判定され、実際
の位置ずれ量が許容値より大きい場合は判定がＹＥＳと
なり、Ｓ８において電気部品１７の装着作業を停止させ
る停止信号が出力されるとともに、表示装置１７２のデ
ィスプレイに「マークチェックエラー」，「基板の状態
を確認してください」または「マーク補正量が許容値を
越えました。基板位置を調整して再起動するか、基板を
払い出して下さい」等のメッセージが表示される。ここ
で作業者により、プリント基板２０の状態が検査され
て、プリント基板２０に異常が生じていなければ、支持
位置が修正された上、装着作業を再開するように指示が
入力される。プリント基板２０の異常は、例えば、第１
面１３４の電気部品１７が失陥していることや、プリン
ト基板２０の種類が間違っていることなどが考えられる
が、そのような異常が生じている場合は、そのプリント
基板２０を払い出す指示が入力されて、１回の装着作業
が終了する。

【００３８】これに対して、位置ずれ量が許容値以下で
あれば、Ｓ７の判定がＮＯとなりプログラムの実行がＳ
９に進む。すべてのＦマークについて、撮像と画像処理
とが終了し、位置ずれ量が許容値以下であると判定され
れば、Ｓ１０に進み、プリント基板２０の装着位置が補
正される。Ｓ１１において補正された装着位置に基づい
て電気部品１７が装着される。以上で１つのプリント基
板２０への電気部品１７の装着が終了し、装着し終わっ
たプリント基板２０が搬出装置により搬出される。

【００３９】本実施形態の電気部品装着システム１０に
おいては、撮像装置としてのＦマークカメラ１５０と移
動装置としての位置決め支持装置５２との相対位置ずれ
はなく、Ｆマークの像の位置ずれは全て支持位置ずれに
起因するもの見なして、プリント基板２０の支持状態が
検査されるとともに、その位置ずれに基づいてＸＹテー
ブル５０の移動量が補正される。このことにより、第１
面１３４の電気部品１７と基板支持ピン１３８とが干渉
する等、異常が生じたプリント基板２０について、第２
面１３６に電気部品１７を装着する前に装着作業を停止
させ得るので、電気部品１７の無駄を低減することがで
きる。

【００４０】なお、撮像装置としてのＦマークカメラ１
５０と移動装置としての位置決め支持装置５２との相対
位置ずれが予め判っている場合には、両者の相対位置ず
れをも考慮して、位置決め支持装置５２に対するプリン
ト基板２０の相対位置ずれ量が許容値以下であるか否か
の判定や、ＸＹテーブル５０の移動量補正が行われるよ
うにすることも可能である。

【００４１】さらに、Ｓ５において、Ｆマークが撮像さ
れず、Ｆマークカメラ１５０の視野よりプリント基板２
０の位置ずれ量が大きい場合は、Ｆマーク認識エラーと
してＳ８にスキップされ、装着作業を停止することとし
てもよい。

【００４２】また、前記実施形態においては、Ｆマーク
の像の撮像範囲の中心に対するずれ量（距離）が許容値
以下であるか否かにより、プリント基板２０の支持状態
が検査されていたが、図５に一点鎖線で示すように、撮
像範囲内に位置ずれを許容する許容範囲１８０が予め設
定され、Ｆマークの像が許容範囲内にあれば支持状態が
良好であるとし、Ｆマークの像が許容範囲の外に位置す
る場合に、支持状態が異常であると判定することとして
もよい。なお、許容範囲は、撮像範囲の中心を中心とす
る円形や正方形であってもよいし、撮像範囲の中心に対
して偏った形状とされてもよい。

【００４３】前記実施形態においては、Ｆマーク毎にそ
れの設定位置に対する実支持位置の位置ずれ量に基づい
てプリント基板２０の支持状態が検査されるようになっ
ていたが、さらに、Ｆマーク同士の相対位置にも基づい
てプリント基板２０の支持状態が検査されるようにして
もよい。この態様においては、各Ｆマークを撮像する際
のＸＹテーブル５０の移動量とＦマークの像とに基づい
てＦマーク間の間隔を取得し、その間隔と予め設定され
た設定間隔とに基づいてプリント基板２０の支持状態を
検査するのである。各Ｆマークについては、位置ずれ量
が許容値以下で水平方向の支持位置が良好であると判定
されても、形状が異常である場合がある。例えば、支持
部材とプリント基板２０の支持された高さとが対応して
いないためにプリント基板２０が自重により撓み、ある
いは支持部材に押し上げられて反り返る場合があり、ま
た、前述のように、支持部材とプリント基板２０との間
に先に装着された電気部品が挟まれることによりプリン
ト基板が反り返る場合があり、これらの場合にＦマーク
間の間隔が設定間隔に対して異なることを利用して、そ
の異常を検出することができる。

【００４４】上記のように、プリント基板２０が上方あ
るいは下方へ凸に湾曲していることを検出するために、
プリント基板２０の中央部にＦマークを設け、このＦマ
ークをＦマークカメラ１５０で撮像し、取得された像が
シャープなエッジを有しているか否かを利用することも
できる。プリント基板２０が湾曲すればＦマークの位置
がＦマークカメラ１５０の焦点位置からずれ、Ｆマーク
の像がシャープなエッジを有しないものとなることを利
用するのであり、Ｆマークの像がシャープなエッジを有
しているか否かは、例えば、Ｆマークの像の輪郭線と交
差する直線上における光学的特性値（輝度や色相）の変
化勾配が設定勾配を越えるか否かで判定することができ
る。

【００４５】以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細
に説明したが、これは例示であり、本発明は、前記〔発
明が解決しようとする課題，課題解決手段および発明の
効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知
識に基づいて種々の変更，改良を施した形態で実施する
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である基板支持状態検査方
法を実施可能な電気部品装着システムを概略的に示す平
面図である。

【図２】上記電気部品装着システムのうちの一部を抜き
出して示す側面図である。

【図３】上記システムの制御装置を示すブロック図であ
る。

【図４】上記システムにより実行される電気部品装着プ
ログラムを示すフローチャートである。

【図５】フィデューシャルカメラにより撮像される画像
の一例を示す図である。

【図６】本発明の従来の問題点を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１０：電気部品装着システム １６：インデックステ
ーブル １８：吸着ヘッド ２０：プリント基板
１３４：第１面 １３６：第２面 １３８：基板
支持ピン １５０：Ｆマークカメラ １８０：許容
範囲

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板支持装置に支持させたプリント基板
   に、電気部品保持装置に保持させた電気部品を装着する
   際に、基板支持装置によるプリント基板の支持状態を検
   査する方法であって、 前記プリント基板に設けた基準マークを撮像装置によっ
   て撮像し、取得した画像データに基づいてプリント基板
   の実際の支持位置である実支持位置を検出し、その実支
   持位置に基づいてプリント基板の支持状態が正常である
   か異常であるかを判定する基板支持状態検査方法。
2. 【請求項２】前記プリント基板が、そのプリント基板の
   両面の一方である第１面に既に電気部品が装着されてお
   り、その第１面において前記基板支持装置に支持され、
   反対側の面である第２面に電気部品が装着されるもので
   ある請求項１に記載の基板支持状態検査方法。
3. 【請求項３】前記基板支持装置として、前記プリント基
   板を、前記第１面の、プリント基板の種類に応じて予め
   設定された被支持位置においてスポット状に支持する支
   持部材を含むものを使用し、前記許容範囲の大きさを、
   その支持部材と、第１面に予め装着された電気部品とが
   互いに干渉しない大きさに設定する請求項２に記載の基
   板支持状態検査方法。
4. 【請求項４】プリント基板を下方から支持する基板支持
   装置と、 電気部品を保持して前記プリント基板に装着する電気部
   品保持装置と、 前記プリント基板に設けられた基準マークを撮像する撮
   像装置と、 それら基板支持装置と電気部品保持装置と撮像装置とを
   制御して電気部品をプリント基板に装着させる制御装置
   とを含む電気部品装着装置であって、前記制御装置が、 前記撮像装置により撮像された前記基準マークの像に基
   づいて、プリント基板の実際に支持されている位置であ
   る実支持位置を検出する実支持位置検出手段と、 その検出した実支持位置に基づいてプリント基板の支持
   状態が正常であるか異常であるかを判定する支持状態判
   定手段とを含むことを特徴とする電気部品装着装置。
5. 【請求項５】基板支持装置により移動可能に支持したプ
   リント基板に、電気部品保持装置により保持した電気部
   品を装着する電気部品装着装置において、前記基板支持
   装置によるプリント基板の支持状態を撮像装置とコンピ
   ュータとにより検査するために、 前記プリント基板に設けられた基準マークを前記撮像装
   置により撮像する撮像ステップと、 撮像した基準マークの像に基づいて、前記基板支持装置
   によるプリント基板の実際の支持位置である実支持位置
   を検出する実支持位置検出ステップと、 検出した実支持位置に基づいてプリント基板の支持状態
   が正常であるか異常であるかを判定する支持状態判定ス
   テップとを含む支持状態検査プログラムが、コンピュー
   タにより読み取り可能な状態で記憶された記憶媒体。