JP6585529B2 - 部品搭載方法および部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装装置に関するものであり、特に、駆動軸などの熱変形に伴う部品搭載位置のずれを抑制することが可能な部品搭載方法および当該方法を実施可能な部品実装装置に関する。

ＸＹロボットにより部品搭載用のヘッドユニットをＸＹ軸方向に移動させて部品をプリント配線板等の基板上に搭載（実装）する部品実装装置では、継続的な運転により、駆動軸に熱膨張（熱変形）が発生し、これに起因して実際の部品の搭載位置が予定された搭載位置からずれる場合がある。そこで、このような不都合を解消すべく、ヘッドユニットに搭載された一台のカメラにより、装置本体上に設けられた基準マークを定期的に撮像し、そのマーク画像の位置の変化（ずれ）分だけ部品搭載時のヘッドユニットの目標座標を補正することが行われている（例えば、特許文献１）。

また、上記のような駆動軸の熱膨張とは別に、部品実装装置を構成する部材の加工誤差や組立誤差により、元々装置自体が有している固有の歪みに起因して、実際の部品の搭載位置が予定された搭載位置からずれることもある。そこで、このような不都合を解消すべく、ヘッドユニットに二台のカメラを設けておき、作業開始前に、複数の基準マークが付された治具基板を作業位置に配置して各カメラでそれぞれ基準マークを撮像し、各マークの画像の位置に基づいて事前にヘッドユニットの傾きなどを算出しておき、部品搭載時のヘッドユニットの目標座標を補正することも行われている（例えば、特許文献２）。

特開２０１４−１２０７２４号公報 特開２０１３−２３９５１７号公報

ところで、継続的な運転により駆動軸に熱膨張が生じた場合には、この熱膨張に伴い、ヘッドユニットの姿勢にも微妙な変化が生じる。そのため、部品搭載時のヘッドユニットの座標をより精度よく補正するには、そのような、駆動軸の熱膨張に伴うヘッドユニットの姿勢の変化による移動誤差も考慮する必要がある。しかし、特許文献１のように、一台のカメラにより基準マークを撮像して熱膨張変化量を求める方法は、マーク画像のＸ、Ｙ軸方向の位置ずれを、駆動軸の熱膨張による変化量としてヘッドの目標座標を補正するため、上記のようなヘッドユニットの姿勢変化が十分に反映されているとは言えない。また、特許文献２は、上記の通り作業開始前にヘッドユニットの傾きを算出し、当該傾きに基づきヘッドの目標座標を補正するものであり、駆動軸の熱膨張によるヘッドユニットの姿勢変化が反映されるものではない。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、駆動軸の熱変形（熱膨張）など、ヘッドユニットの駆動機構の熱的影響に伴う部品の搭載位置のずれをより高度に抑制することが可能な技術を供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、部品実装用のヘッドと第１、第２撮像部とを備えかつ装置本体に移動可能に支持されたヘッドユニットを有し、このヘッドユニットにより、前記装置本体の作業位置に配置された基板に部品を搭載する部品実装装置における部品搭載方法であって、前記第１、第２撮像部と同ピッチで前記装置本体に設けられた第１、第２マークのうち、第１マークを前記第１撮像部により、第２マークを前記第２撮像部によりそれぞれ同時に撮像することにより、実装動作の開始前に前記各マークの位置を認識する第１データ取得工程と、前記第１データ取得工程の後、第１マークを前記第１撮像部により、第２マークを前記第２撮像部によりそれぞれ同時に撮像することにより、前記各マークの位置を再び認識する第２データ取得工程と、前記第１、第２データ取得工程で認識した第１、第２マークの位置に基づき、前記ヘッドユニットを駆動する駆動機構の熱的影響による座標系の変化に関するパラメータを算出する演算工程と、前記ヘッドユニットを移動させるときの目標座標を、前記パラメータを用いた座標変換により、変化後の座標系に基づく座標に変換する目標位置補正工程と、を含み、前記演算工程は、前記第１、第２データ取得工程で認識した第１マークの位置に基づき、第１パラメータを算出するとともに、前記第１、第２データ取得工程で認識した第２マークの位置に基づき、第２パラメータを算出する第１演算工程と、前記第１パラメータを用いた座標変換による変換前後の前記目標座標の変位量である第１変位量と、前記第２パラメータを用いた座標変換による変換前後の前記目標座標の変位量である第２変位量とを算出するとともに、変化前の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置および前記第１、第２変位量によって、変化後の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置を算出する第２演算工程と、変化前の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置と変化後の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置とに基づき、変化前の座標系に基づくヘッドユニットの目標座標を変化後の座標系に基づく座標に変換するための第３パラメータを算出する第３演算工程と、を含み、前記目標位置補正工程では、前記第３パラメータを用いた座標変換により、ヘッドユニットの前記目標座標を変化後の座標系に基づく座標に変換し、前記目標位置補正工程において変換された後の目標座標に基づき前記ヘッドユニットを移動させるようにしたものである。

すなわち、第１マークを前記第１撮像部により、第２マークを前記第２撮像部によりそれぞれ同時に、かつ時間を異にして撮像した場合、駆動軸の熱膨張等、駆動機構の熱的影響に伴うヘッドユニットの姿勢の変化や歪みなどに起因するヘッドユニットの位置ずれが、第１マークの位置の変化と、第２マークの位置の変化との違いとして表れる。そのため、装置本体に設けた第１、第２マークを上記のようにヘッドユニットに搭載された第１、第２撮像部により同時に、かつ時間を異にして撮像し、ヘッドユニットを駆動する駆動機構の熱的影響による座標系の変化に関するパラメータを算出し、ヘッドユニットを移動させるときの目標座標を、当該パラメータを用いた座標変換により変化後の座標系に基づく座標に変換することで、前記駆動機構の熱的影響に左右されることなく、ヘッドユニットを目標座標に移動させることができる。換言すれば、駆動機構の熱的影響（駆動軸の熱変形）に伴う部品の搭載位置のずれをより高度に抑制することが可能となる。

この場合、ヘッドユニットを移動させるときの目標座標の補正（変換）の精度を高めるには、前記第１、第２マークからなる基準マーク対を、前記作業位置の周囲の複数箇所に設けておき、前記第１、第２データ取得工程では、基準マーク対毎に、第１マークを前記第１撮像部により、第２マークを前記第２撮像部によりそれぞれ同時に撮像することにより、前記複数の基準マーク対の第１、第２マークの位置を認識し、前記演算工程では、前記第１、第２データ取得工程で認識した各基準マーク対の第１、第２マークの位置に基づき、前記パラメータを演算するのが好適である。

特に、前記基準マーク対を、少なくとも３つ以上設けておけば、第１マーク（又は第２マーク）の位置の変化に基づき、上記パラメータとして、直交する２方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）それぞれの伸縮（スケール）、直交する２方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）それぞれの角度変化（回転）を検出することが可能となり、ヘッドユニットを移動させるときの目標座標の補正（変換）の精度を高める上で有利となる。

上記の部品搭載方法においては、実装動作の開始から終了までの間に、前記第２データ取得工程を、予め定められた条件に基づき複数回実行するとともに、当該第２データ取得工程を実行する毎に前記演算工程を実行し、前記演算工程では、前記第１データ取得工程で認識した第１、第２マークの位置と、直近の前記第２データ取得工程で認識した第１、第２マークの位置とに基づき前記パラメータを更新的に算出し、前記目標位置補正工程では、前記目標座標を、最新のパラメータを用いた座標変換により、変化後の座標系に基づく座標に変換するのが好適である。

この方法によれば、予め定められた条件に基づいて上記パラメータが更新されるので、ヘッドユニットの目標座標を継続的に精度よく補正することが可能となる。

一方、本発明の部品実装装置は、部品実装用のヘッドと第１、第２撮像部とを備えかつ装置本体に移動可能に支持されたヘッドユニットを有し、このヘッドユニットにより、前記装置本体の作業位置に配置された基板に部品を搭載する部品実装装置であって、前記第１、第２撮像部と同ピッチで前記装置本体に設けられた第１、第２マークと、第１、第２マークのうち、第１マークを前記第１撮像部により、第２マークを前記第２撮像部によりそれぞれ同時に撮像することにより、実装動作の開始前に前記各マークの位置を認識する第１データ取得動作と、前記第１データ取得動作の後、第１マークを前記第１撮像部により、第２マークを前記第２撮像部によりそれぞれ同時に撮像することにより、前記各マークの位置を再び認識する第２データ取得動作とを実行すべく前記ヘッドユニットの作動を制御する制御装置と、前記第１、第２データ取得動作で認識した第１、第２マークの位置に基づき、前記ヘッドユニットを駆動する駆動機構の熱的影響による座標系の変化に関するパラメータを算出するとともに、前記ヘッドユニットを移動させるときの目標座標を、前記パラメータを用いた座標変換により、変化後の座標系に基づく座標に変換する演算装置と、を含み、前記演算装置は、前記第１、第２データ取得動作で認識した第１マークの位置に基づき、第１パラメータを算出するとともに、前記第１、第２データ取得動作で認識した第２マークの位置に基づき、第２パラメータを算出する第１演算処理と、前記第１パラメータを用いた座標変換による変換前後の前記目標座標の変位量である第１変位量と、前記第２パラメータを用いた座標変換による変換前後の前記目標座標の変位量である第２変位量とを算出するとともに、変化前の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置および前記第１、第２変位量によって、変化後の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置を算出する第２演算処理と、変化前の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置と変化後の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置とに基づき、変化前の座標系に基づくヘッドユニットの目標座標を変化後の座標系に基づく座標に変換するための第３パラメータを算出する第３演算処理とを実行し、前記制御装置は、前記演算装置により変換された後の目標座標に基づき前記ヘッドユニットの作動を制御するものである。

より具体的には、前記パラメータを更新的に記憶する記憶装置をさらに備え、前記制御装置は、実装動作の開始から終了までの間に、前記第２データ取得動作を、予め定められた条件に基づき複数回実行し、前記演算装置は、前記第２データ取得工程を実行する毎に、前記第１データ取得動作で認識した第１、第２マークの位置と、直近の第２データ取得動作で認識した第１、第２マークの位置とに基づき前記パラメータを算出し、当該パラメータを前記記憶装置に更新的に記憶するとともに、前記目標座標を、前記記憶装置に記憶されている前記パラメータを用いた座標変換により、変化後の座標系に基づく座標に変換するものである。

これらの部品実装装置によれば、上述した部品搭載方法に基づく部品の実装動作を自動化して実行することが可能となる。

以上説明したように、本発明の部品搭載方法および部品実装装置によれば、駆動軸の熱変形（熱膨張）など、ヘッドユニットの駆動機構の熱的影響に伴う部品の搭載位置のずれをより高度に抑制することが可能となる。

本発明に係る部品実装装置を示す平面図である。 上記部品実装装置の正面図である。 上記部品実装装置の制御系を示すブロック図である。 基準マーク対の位置および第１、第２ヘッドカメラによる基準マーク対の撮像順序を説明する模式図である。 位置補正用データ取得処理の制御を示すフローチャートである。 部品の実装動作の制御を示すフローチャートである。 ヘッドユニット移動時の目標座標の補正方法を説明する図である。 部品実装装置の変形例を示す平面図である。 図８の部品実装装置における基準マーク対の位置および第１、第２ヘッドカメラによる基準マーク対の撮像順序を説明する模式図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

［部品実装装置の構成］
図１及び図２は、本発明に係る部品実装装置１（本発明に係る部品搭載方法が適用される部品実装装置）を示しており、図１は平面図で、図２は正面図で、それぞれ部品実装装置１を示している。

部品実装装置１は、基台を有する装置本体２と、装置本体２上においてプリント配線板等の基板ＰＢを搬送する基板搬送部３と、部品供給部５と、前記装置本体２に移動可能に支持されるヘッドユニット６と、部品用カメラ７、７とを備えている。

基板搬送部３は、基板ＰＢをＸ軸方向に搬送する一対のコンベア４を備えている。コンベア４は、いわゆるベルトコンベアであり、図１及び図２の右側（Ｘ１方向側）から基板ＰＢを受け入れて所定の作業位置（同図に示す位置）に搬送し、実装作業後、この基板ＰＢを同図の左側（Ｘ２方向側）に搬出する。なお、以下の説明において、単に上流側、下流側というときには、基板ＰＢの搬送方向を基準とする。

部品供給部５は、基板搬送部３の前後両側（Ｙ軸方向の両側）に配置されている。各部品供給部５には、複数のテープフィーダ５ａがコンベア４に沿って配置されている。各テープフィーダ５ａは、テープを担体（キャリア）として、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の表面実装部品（チップ部品）を供給するものである。

前記ヘッドユニット６は、各部品供給部５から部品を取り出して基板ＰＢ上に搭載（実装）するものであり、装置本体２に設けられたヘッドユニット駆動機構により一定の領域内でＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に設けられている。具体的には、ヘッドユニット駆動機構は、高架フレーム上に各々固定されてＹ軸方向に延在する一対の固定レール１０と、これら固定レール１０に移動自在に支持されてＸ軸方向に延在するユニット支持部材１１と、このユニット支持部材１１に螺合挿入されてＹ軸サーボモータ１３により駆動されるボールねじ軸１２とを含む。また、ヘッドユニット駆動機構は、ユニット支持部材１１に固定され、ヘッドユニット６をＸ軸方向に移動可能に支持する固定レール１４と、ヘッドユニット６に螺合挿入されてＸ軸サーボモータ１６を駆動源として駆動されるボールねじ軸１５とを含む。つまり、ヘッドユニット駆動機構は、ボールねじ軸１５を介してＸ軸サーボモータ１６によりヘッドユニット６をＸ軸方向に移動させ、また、ボールねじ軸１２を介してＹ軸サーボモータ１３によりユニット支持部材１１をＹ軸方向に移動させる。その結果、ヘッドユニット６を一定の領域内でＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる。

ヘッドユニット６は、複数本の軸状のヘッド２０と、これらヘッド２０を駆動するヘッド駆動機構とを備えている。当例では、ヘッドユニット６は、Ｘ軸方向に一列に並ぶ、合計５本のヘッド２０を備えている。ヘッド駆動機構は、各ヘッド２０にそれぞれ対応するＺ軸サーボモータ２４（図３参照）を有し、各ヘッド２０を個別に昇降（Ｚ方向に移動）させる昇降駆動機構と、各ヘッド２０に共通する一つの昇降駆動機構であるＲ軸サーボモータ２５（図３参照）を有し、各ヘッド２０を同時にヘッド中心軸回り（Ｒ方向）に回転させる回転駆動機構とを含む。なお、各サーボモータ１３、１６、２４、２５は、位置検出手段としてエンコーダ１３ａ、１６ａ、２４ａ、２５ａ（図３参照）を備えており、これらエンコーダ１３ａ、１６ａ、２４ａ、２５ａから後記制御装置３０に位置情報を示す信号が出力されている。

各ヘッド２０の先端には、それぞれ部品吸着用のノズルが備えられている。各ノズルは、電動切替弁を介して負圧発生装置にそれぞれ連通しており、当該負圧発生原装置から各ノズルに負圧が供給されることによって、各ノズルが部品を吸着するようになっている。

ヘッドユニット６は、さらに、その前部（図１の下方部）に第１、第２のヘッドカメラ２２ａ、２２ｂを備えている。これらのヘッドカメラ２２ａ、２２ｂは、当該基板ＰＢに設けられる図外の基準マークを撮像するとともに、装置本体２に設けられる第１〜第３の基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３を撮像するものである。基板ＰＢに設けられる基準マークは、前記作業位置に配置された基板ＰＢの位置を認識するためのマークであり、装置本体２に設けられる基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３は、ボールねじ軸１２、１５及びまたはユニット支持部材１１の熱変形（熱膨張）等、上記ヘッドユニット駆動機構の熱的影響に起因するヘッドユニット６の移動誤差を抑制すべく、当該ヘッドユニット６を移動させるときの目標座標を補正するためのものである。

両ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂは、マークを照明する照明部と、ＣＣＤエリアセンサ等からなるカメラ本体とを備えている。これらヘッドカメラ２２ａ、２２ｂは、所定のピッチＰ１を隔ててＸ軸方向に一列に配置されており、上記各マークを撮像すべくヘッドユニット６に下向きに固定されている。なお、上記ピッチＰ１は、ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂの光軸（カメラ中心）間のピッチである。

前記基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３は、装置本体２のうち、実装動作中に熱変形（熱膨張）が生じない箇所に固定的に設けられている。当例では、基板搬送部３の各コンベア４に設けられている。より詳しくは、コンベア４のうち、コンベアベルト４ｂ等の機構部が組付けられた、コンベアフレーム４ａの上面に設けられている。

第１基準マーク対Ｍ１は、Ｘ軸方向に並ぶ２つのマークＭ１、Ｍ１を含む。第２、第３基準マーク対Ｍ２、Ｍ３も同様である。

各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３は、作業位置の周囲に設けられている。具体的には、図１及び図４に示すように、装置前側（装置本体２のＹ２方向側）のコンベア４に、その上流側（Ｘ１方向側）から順番に第１、２の基準マーク対Ｍ１、Ｍ２が所定間隔で一列に設けられて、装置後側（装置本体２のＹ１方向側）のコンベア４のうち、Ｘ軸方向における第２基準マーク対Ｍ２と同じ位置に第３基準マーク対Ｍ３が配置されている。

第１基準マーク対Ｍ１のマーク間ピッチは、図４に示すように、前記ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂのピッチＰ１と同じであり、これにより、前記ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂは、第１基準マーク対Ｍ１を同時に撮像する。具体的には、２つのマークＭ１，Ｍ２のうち、第１ヘッドカメラ２２ａで上流側（Ｘ１方向側）に位置するマークＭ１を、第２ヘッド
カメラ２２ｂで下流側（Ｘ２方向側）に位置するマークＭ１をそれぞれ同時に撮像するようになっている。第２、第３の基準マーク対Ｍ２，Ｍ３についても同じである。

なお、以下の説明では、必要に応じて、第１〜第３の基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３がそれぞれ含む２つのマークのうち、第１ヘッドカメラ２２ａが撮像するマークＭ１〜Ｍ３（Ｘ１方向側に位置するマーク）を第１マークと称し、第２ヘッドカメラ２２ｂが撮像するマークＭ１〜Ｍ３（Ｘ２方向側に位置するマーク）を第２マークと称す。

部品用カメラ７、７は、各ヘッド２０により部品供給部５から取り出された部品の吸着状態を認識するために、当該部品を撮像するものである。部品用カメラ７、７は、それぞれ、部品を照明する照明部と、ＣＣＤラインセンサ等からなるカメラ本体とを備えており、図１に示すように、装置本体２の各部品供給部５と基板搬送部３との間に、それぞれ、上向きに配置されている。

［部品実装装置の制御系の説明］
図３は、部品実装装置１の制御装置３０を示している。この制御装置３０は、部品実装装置１の動作を統括的に制御する演算処理部３２と、各種プログラム等が格納された記憶部３４と、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びＲ軸の各サーボモータ１３，１６、２４、２５の駆動を制御するモータ制御部３６と、第１、第２ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂおよび部品用カメラ７、７が撮像した画像データに所定の処理を施す画像処理部３８と、図外の入出力部とを含む。演算処理部３２は、ＣＰＵやメモリで構成されたコンピュータであり、バス３１を介して記憶部３４、モータ制御部３６および入出力部と接続されている。

演算処理部３２は、部品を基板ＰＢに実装するために必要な実装プログラムを実行するとともに、その際に各種演算処理を実行するものである。特に、実装動作の開始から終了に至る一連の実装動作中には、後に詳述する通り、所定のタイミングで上記ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂにより上記第１〜第３の基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３を撮像し、これらの画像データに基づきヘッドユニット６の目標座標を補正するための各種パラメータを算出して記憶する処理（位置補正用データ取得処理）を実行する。

記憶部３４は、演算処理部３２が実行する実装プログラムや、実装プログラムを実行するために必要な各種データを記憶する動作プログラム記憶部３５ａと、上記位置補正用データ取得処理で取得されるデータや、当該データに基づき算出された各種パラメータを記憶する補正用データ記憶部３５ｂとを含む。

モータ制御部３６は、各モータ１３、１６、２４、２５に内蔵されたエンコーダ１３ａ、１６ａ、２４ａ、２５ａから出力される位置情報と演算処理部３２から与えられる情報とに基づいて、各モータ１３、１７、２４、２５を制御するものである。

画像処理部３８は、ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂおよび部品用カメラ７、７と接続され、これらのヘッドカメラ２２ａ、２２ｂおよび部品用カメラ７、７からの画像信号を取込んで、所定の画像処理を施し、その画像データを演算処理部３２に送るものである。

図示を省略しているが、上記外部入出力部には、部品実装装置１に備えられている各種センサ類が接続されている。

なお、当例では、制御装置３０が本発明の制御装置、演算装置および記憶装置を兼ねた構成であり、詳しくは、演算処理部３２が本発明の制御装置および演算装置に相当し、補正用データ記憶部３５ｂが本発明の記憶装置に相当する。

［位置補正用データ取得処理］
部品実装装置１では、演算処理部３２から与えられる情報に基づきモータ制御部３６が各サーボモータ１３等の駆動を制御し、これにより、ヘッドユニット６が部品供給部５と作業位置に位置決めされた基板ＰＢとの間を往復移動しながら、テープフィーダ５ａから部品をピックアップし、当該部品を基板ＰＢ上に搬送して所定の位置に搭載（実装）する。

このような部品の実装動作が継続的に行われると、ボールねじ軸１２、１５及び又はユニット支持部材１１に熱変形（熱膨張）が発生し、これに起因してヘッドユニット６に移動誤差が生じ、部品の搭載位置が予定されていた搭載位置からずれる場合がある。そこで、この部品実装装置１では、上記ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂにより上記基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３を撮像し、これらの画像データに基づき、実装動作中のヘッドユニット６の目標座標を補正するための各種パラメータを算出して記憶する位置補正用データ取得処理が実行される。

図５は、制御装置３０が実行する位置補正用データ取得処理の制御の一例を示すフローチャートである。

この位置補正用データ取得処理は、部品実装装置１の起動と共にスタートする。この処理がスタートすると、演算処理部３２は、第１〜第３の基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の撮像動作を実行する。具体的には、まず、マークカウンタのカウンタ値ｎを０にリセットし、図４中に実線で示すように、ヘッドユニット６を装置前側のコンベア４上方に移動させて、第１基準マーク対Ｍ１を両ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂで撮像し、第１基準マーク対Ｍ１の位置を認識する（ステップＳ１，Ｓ３）。すなわち、第１基準マーク対Ｍ１の座標を取得する。このとき、第１基準マーク対Ｍ１のうち、第１マークを第１ヘッドカメラ２２ａで、第２マークを第２ヘッドカメラ２２ｂでそれぞれ同時に撮像する。その後、カウンタ値ｎを１だけインクリメントした後（ステップＳ５）、全ての基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３を撮像したか否か（ｎ＝３か否か）を判断する（ステップＳ７）。ここで、Ｎｏと判断した場合には、ステップＳ３にリターンする。このようにして、ステップＳ７でＹｅｓと判断するまで、演算処理部３２は、順次、図４中に矢印で示すようにヘッドユニット６を移動させ、第１〜第３の基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の座標を取得する。

ステップＳ７でＹｅｓと判断すると、演算処理部３２は、取得した各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の座標が初期データか否か、すなわち、部品実装装置１の起動後、各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の最初の認識結果か否かを判断し（ステップＳ９）、Ｙｅｓと判断した場合には、取得した各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の座標データを初期データＥとして補正用データ記憶部３５ｂに記憶する（ステップＳ１１）。

一方、ステップＳ９でＮｏと判断した場合、すなわち、部品実装装置１の起動後、各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の二回目以降の認識結果であると判断した場合には、演算処理部３２は、ステップＳ３〜Ｓ７で取得した各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の座標データを経過データＤとして、前記初期データＥとは別に、補正用データ記憶部３５ｂに更新的に記憶する（ステップＳ１９）。そしてさらに、補正用データ記憶部３５ｂに記憶されている初期データＥと経過データＤとに基づき、ヘッドユニット６の目標座標を補正するための各種パラメータを演算し、その結果を、補正用データ記憶部３５ｂに更新的に記憶する（ステップＳ２１）。なお、各種パラメータとその演算については、後に詳述する。

次に、演算処理部３２は、補正用データ記憶部３５ｂに経過データＤが記憶されているか否かを判断し（ステップＳ１３）、ここで、Ｎｏの場合には、ステップＳ１に処理を移行する。これにより、上述した、基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の撮像動作を実行し、基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の座標データを取得する。ステップＳ１３を経た後のステップＳ１〜Ｓ７の撮像動作は、部品実装装置１の起動後、二回目以降の撮像動作となるので、当該処理で取得される基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の座標データは経過データＤとなる。

ステップＳ１３でＹｅｓと判断した場合、すなわち、既に経過データＤが補正用データ記憶部３５ｂに記憶されていると判断した場合には、演算処理部３２は、さらに、前回のデータＤの取得から所定時間Ｔが経過したか否かを判断する（ステップＳ１５）。ここで、Ｙｅｓの場合には、演算処理部３２は、ステップＳ１に処理を移行し、これにより、基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の撮像動作を実行し、基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の座標を取得する。

一方、ステップＳ１５でＮｏと判断した場合には、演算処理部３２は、予定されていた全ての基板ＰＢの生産（部品の実装処理）が終了したか否か、具体的には、例えば部品実装装置１の図外の電源が切られたか否かを判断する（ステップＳ１７）。そして、ここで、Ｎｏと判断した場合には、演算処理部３２は、処理をステップＳ１３に移行して実装動作を継続し、Ｙｅｓと判断した場合には、本フローチャートを終了する。

以上のような位置補正用データ取得処理の一連の動作を概略的に説明すると次の通りである。まず、部品実装装置１が起動すると、ヘッドユニット６が移動して、ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂによる第１〜第３の基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の撮像動作が二回実行される。これにより、初期データＥと経過データＤとが取得され、これらのデータＥ、Ｄに基づき、ヘッドユニット６の目標座標を補正するための各種パラメータが演算されて、その演算結果が補正用データ記憶部３５ｂに記憶される。

そして、所定時間Ｔが経過すると、ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂによる第１〜第３の基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の撮像動作が実行され、各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の座標データ、すなわち経過データＤが更新的に記憶されるとともに、当該最新の経過データＤと初期データＥとに基づいて上記各種パラメータが演算され、その結果が更新的に補正用データ記憶部３５ｂに記憶される。

その後、全ての基板ＰＢの生産が終了するまで、所定時間Ｔ毎に、ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂによる第１〜第３の基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の撮像動作が実行され、経過データＤおよび当該最新の経過データＤに基づく上記各種パラメータが更新的に補正用データ記憶部３５ｂに記憶される。

なお、当例では、初期データＥを取得する工程、すなわち、部品実装装置１の起動後、最初のステップＳ３〜Ｓ７の処理が本発明の「第１データ取得工程」、「第１データ取得動作」に相当し、経過データＤを取得する工程、すなわち、二回目以降のステップＳ３〜Ｓ７の処理が本発明の「第２データ取得工程」、「第２データ取得動作」に相当し、ステップＳ２１の処理が本発明の「演算工程」に相当する。

次に、ヘッドユニット６を移動させるときの目標座標の補正と、その演算処理（図５のステップＳ２１の処理）の詳細について、図７を用いながら説明する。

図７は、基準温度時、つまり、部品実装装置１の起動直後、ボールねじ軸１２，１５等、ヘッドユニット駆動機構が熱的影響を受けていない状態で、特定の目標座標（理論上の座標）にヘッドユニット６を配置したときのヘッドユニット６のモデル（白丸）と、温間時、つまり、部品実装装置１の起動後、実装動作（基板ＰＢの生産）が進んで、ボールねじ軸１２、１５の熱変形（熱膨張）等、ヘッドユニット駆動機構が熱的影響を受けた状態で、上記特定の目標座標にヘッドユニット６を配置したときのヘッドユニット６のモデル（黒丸）とを示している。具体的には、図７中の白丸は、基準温度時の各ヘッドカメラ２
２ａ、２２ｂおよび特定のヘッド２０の座標を示しており、図７中の黒丸は、温間時の各ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂおよび特定のヘッド２０の座標を示している。

ここで、基準温度時とは、当例では、上記初期データＥが取得されたときであり、温間時とは、上記経過データＤが取得されたときである。なお、当例では、部品実装装置１の起動後、初期データＥと経過データＤとが続けて取得されるため、部品実装装置１の起動直後に取得される両データＥ、Ｄには殆ど差が無く、図７に示す温間時のモデルは、実装動作がある程度進んだ段階のモデルを誇張して描いている。

基準温度時には、ヘッドユニット駆動機構は熱的影響を受けていないため、各ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂおよび特定のヘッド２０は、基準座標系の理論上の座標にあるものとし、そのときの第１ヘッドカメラ２２ａの中心位置、第２ヘッドカメラ２２ｂの中心位置、およびヘッド２０の中心位置は、それぞれ、（ｘ_ｆ１，ｙ_ｆ１）、（ｘ_ｆ２，ｙ_ｆ２）、（ｘ_ｓｔ，ｙ_ｓｔ）で示される。一方、温間時の第１ヘッドカメラ２２ａの中心位置、第２ヘッドカメラ２２ｂの中心位置、およびヘッド２０の中心位置は、それぞれ、（Ｘ_ｆ１，Ｙ_ｆ１）、（Ｘ_ｆ２，Ｙ_ｆ２）、（ｘ_Ｌ，ｙ_Ｌ）で示される。

図７に示すように、基板ＰＢの生産が進んでボールねじ軸１２，１５等に熱変形が発生すると、目標座標にヘッドユニット６を移動させるためにサーボモータ１３、１６を制御しても、上記ボールねじ軸１２，１５等の熱変形やこれに伴うヘッドユニット６の姿勢変化等の熱的影響によって、実際のヘッドユニット６は、同図に示すように目標座標からずれることとなる。従って、ヘッドユニット６の位置を正確に制御するには、基準座標系、すなわち上記熱的影響を受けて変化する前の座標系に基づく目標座標（理論上の目標座標）を、上記熱的影響を受けて変化した後の座標系に基づく座標に変換する、つまり、補正する必要がある。この場合、この部品実装装置１では、上記の通り、２つのヘッドカメラ２２ａ、２２ｂで各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３を同時に撮像しているため、変化後の座標系として、第１ヘッドカメラ２２ａの撮像結果に基づく座標系（第１補正座標系と称す）と、第２ヘッドカメラ２２ｂの撮像結果に基づく座標系（第２補正座標系と称す）とを規定することができ、従って、変換式として、以下の式１のような、基準座標系から第１補正座標系への座標の変換式（第１変換式と称す）と、式２のような、基準座標系から第２補正座標系への座標の変換式（第２変換式と称す）とを設定することができる。なお、説明の便宜上、ヘッドユニット６の目標座標として上記ヘッド２０の座標を用いることにする。

ここで、（ｘ_{Ｌ（ｆ１）}，ｙ_{Ｌ（ｆ１）}）は、第１補正座標系に基づく変換後の目標座標であり、（ｘ_{Ｌ（ｆ２）}，ｙ_{Ｌ（ｆ２）}）は、第２補正座標系に基づく変換後の目標座標である。また、（ｄｘ_（ｆ１）、ｄｙ_（ｆ１））、（ｄｘ_（ｆ２）、ｄｙ_（ｆ２））は、第１、第２補正座標系それぞれの平行移動量、すなわち、第１、第２補正座標系（温間時の座標系）が基準座標系（基準温度時の座標系）からどれだけ移動するかを表す。また、Ｋ_ｆ１、Ｋ_ｆ２、は、それぞれ変換行列であり、以下の式３、式４の通り、第１、第２補正座標系が基準座標系からどれだけ角度変化するかを示す回転行列と、第１、第２補正座標系における特定間距離が基準座標系における同特定間距離に比べてどれだけ変化するかを示すスケール行列との積で表される。

ここで、α_ｆ１、α_ｆ２はＸ軸方向のスケーリング値であり、β_ｆ１、β_ｆ２はＹ軸方向のスケーリング値である。また、θ_ｆ１、θ_ｆ２、はＸ軸方向のベクトルの角度変化量（回転量）であり、φ_ｆ１、φ_ｆ２はＹ軸方向のベクトルの角度変化量である。上記の通り、基準温度時とは、ここでは初期データＥが取得されたときであり、温間時とは、経過データＤが取得されたときである。従って、上記α_ｆ１、α_ｆ２、β_ｆ１、β_ｆ２、θ_ｆ１、θ_ｆ２、φ_ｆ１、φ_ｆ２の値は、初期データＥおよび経過データＤに基づいて、以下の通り求められる。

すなわち、上記初期データＥのうち、第１ヘッドカメラ２２ａが撮像した各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３（第１マーク）の座標を（Ｘ_１１，Ｙ_１１）、（Ｘ_２１，Ｙ_２１）、（Ｘ_３１，Ｙ_３１）とし、上記初期データＥのうち、第２ヘッドカメラ２２ｂが撮像した各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３（第２マーク）の座標を（Ｘ_１１´，Ｙ_１１´）、（Ｘ_２１´，Ｙ_２１´）、（Ｘ_３１´，Ｙ_３１´）とすると、基準座標系において２つの第１マーク１を結んだマーク間ベクトルａ_１（ａ_１ｘ，ａ_１ｙ）、ｂ_１（ｂ_１ｘ，ｂ_１ｙ）および２つの第２マークを結んだマーク間ベクトルａ_２（ａ_２ｘ，ａ_２ｙ）、ｂ_２（ｂ_２ｘ，ｂ_２ｙ）は、それぞれ次の通りである。

ベクトルａ_１（ａ_１ｘ，ａ_１ｙ）＝（Ｘ_２１−Ｘ_１１，Ｙ_２１−Ｙ_１１）
ベクトルｂ_１（ｂ_１ｘ，ｂ_１ｙ）＝（Ｘ_３１−Ｘ_１１，Ｙ_３１−Ｙ_１１）
ベクトルａ_２（ａ_２ｘ，ａ_２ｙ）＝（Ｘ_２１´−Ｘ_１１´，Ｙ_２１´−Ｙ_１１´）
ベクトルｂ_２（ｂ_２ｘ，ｂ_２ｙ）＝（Ｘ_３１´−Ｘ_１１´，Ｙ_３１´−Ｙ_１１´）
また、経過データＤのうち、第１ヘッドカメラ２２ａが撮像した各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３（第１マーク）の座標を（Ｘ_１２，Ｙ_１２）、（Ｘ_２２，Ｙ_２２）、（Ｘ_３２，Ｙ_３２）とし、上記経過データＤのうち、第２ヘッドカメラ２２ａが撮像した各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３、（第２マーク）の座標を（Ｘ_１２´，Ｙ_１２´）、（Ｘ_２２´，Ｙ_２２´）、（Ｘ_３２´，Ｙ_３２´）とすると、第１補正座標系において２つのマークを結んだマーク間ベクトルＡ_１（Ａ_１ｘ，Ａ_１ｙ）、Ｂ_１（Ｂ_１ｘ，Ｂ_１ｙ）および第２補正座標系において２つのマークを結んだマーク間ベクトルＡ_２（Ａ_２ｘ，Ａ_２ｙ）、Ｂ_２（Ｂ_２ｘ，Ｂ_２ｙ）は、それぞれ次の通りである。

ベクトルＡ_１（Ａ_１ｘ，Ａ_１ｙ）＝（Ｘ_２２−Ｘ_１２，Ｙ_２２−Ｙ_１２）
ベクトルＢ_１（Ｂ_１ｘ，Ｂ_１ｙ）＝（Ｘ_３２−Ｘ_１２，Ｙ_３２−Ｙ_１２）
ベクトルＡ_２（Ａ_２ｘ，Ａ_２ｙ）＝（Ｘ_２２´−Ｘ_１２´，Ｙ_２２´−Ｙ_１２´）
ベクトルＢ_２（Ｂ_２ｘ，Ｂ_２ｙ）＝（Ｘ_３２´−Ｘ_１２´，Ｙ_３２´−Ｙ_１２´）
従って、上記ベクトルａ_１（ａ_１ｘ，ａ_１ｙ）、ｂ_１（ｂ_１ｘ，ｂ_１ｙ）、ａ_２（ａ_２ｘ，ａ_２ｙ）、ｂ_２（ｂ_２ｘ，ｂ_２ｙ）から、第１変換式（上記式１）のスケーリング値等のパラメータ（α_ｆ１、β_ｆ１、θ_ｆ１、φ_ｆ１）は、以下の式５〜式８の通り求められる。

第２変換式（上記式２）に関するスケーリング値等のパラメータ（α_ｆ２、β_ｆ２、θ_ｆ２、φ_ｆ２）も同様に、上記ベクトルＡ_１（Ａ_１ｘ，Ａ_１ｙ）、Ｂ_１（Ｂ_１ｘ，Ｂ_１ｙ）、Ａ_２（Ａ_２ｘ，Ａ_２ｙ）、Ｂ_２（Ｂ_２ｘ，Ｂ_２ｙ）を用いて、以下の式９〜式１２の通り求められる。

また、第１、２変換式の平行移動量に関するパラメータ（ｄｘ_（ｆ１）、ｄｙ_（ｆ１））、（ｄｘ_（ｆ２）、ｄｙ_（ｆ２））は、座標系の変化前後の１つのマークの移動量（変位量）で規定できる。よって、当該パラメータは、以下の式１３、式１４の通り求められる。

なお、当例では、第１変換式（上記式１）のスケーリング値等のパラメータ（α_ｆ１、β_ｆ１、θ_ｆ１、φ_ｆ１）及び平行移動量に関するパラメータ（ｄｘ_（ｆ１）、ｄｙ_（ｆ１））が本発明の「第１パラメータ」に相当し、第２変換式（上記式２）のスケーリング値等のパラメータ（α_ｆ２、β_ｆ２、θ_ｆ２、φ_ｆ２）及び平行移動量に関するパラメータ（ｄｘ_（ｆ２）、ｄｙ_（ｆ２））が本発明の「第２パラメータ」に相当し、これらを算出する工程が、本発明の「第１演算工程」に相当する。

上述した第１変換式（式１）より、基準座標系に基づく座標から第１補正座標系に基づく座標への目標座標の変位量、つまり、補正値（ｄｘ_{ｓｔ（ｆ１）}，ｄｙ_{ｓｔ（ｆ１）}）は、以下の式１５の通り求められる。また、上述した第２変換式（式２）より、基準座標系に基づく座標から第２補正座標系に基づく座標への目標座標の変位量、つまり、補正値（ｄｘ_{ｓｔ（ｆ２）}，ｄｙ_{ｓｔ（ｆ２）}）は、以下の式１６の通り求められる。

次に、図７に示す通り、基準温度時の第１ヘッドカメラ２２ａの座標、つまり、基準座標系に基づきヘッドユニット６が目標座標に配置されたときの第１ヘッドカメラ２２ａの座標を（ｘ_ｆ１，ｙ_ｆ１）、同じく第２ヘッドカメラ２２ａの座標を（ｘ_ｆ２，ｙ_ｆ２）とすると、温間時の第１ヘッドカメラ２２ａの座標、つまり、第１補正座標系に基づきヘッドユニット６が目標座標に配置されたときの第１ヘッドカメラ２２ａの座標（Ｘ_ｆ１，Ｙ_ｆ１）および同第２ヘッドカメラ２２ａの座標（Ｘｆ２，Ｙｆ２）は、それぞれ、上記補正値（ｄｘ_{ｓｔ（ｆ１）}，ｄｙ_{ｓｔ（ｆ１）}）、（ｄｘ_{ｓｔ（ｆ２）}，ｄｙ_{ｓｔ（ｆ２）}）を用いて、以下の式１７、式１８の通り表される。

なお、当例では、上記補正値（ｄｘ_{ｓｔ（ｆ１）}，ｄｙ_{ｓｔ（ｆ１）}）が本発明の「第１変位量」に相当し、上記補正値（ｄｘ_{ｓｔ（ｆ２）}，ｄｙ_{ｓｔ（ｆ２）}）が本発明の「第２変位量」に相当し、第１、第２のヘッドカメラ２２ａ、２２ｂの座標（Ｘ_ｆ１，Ｙ_ｆ１）、（Ｘ_ｆ２，Ｙ_ｆ２）を算出する工程が、本発明の「第２演算工程」に相当する。

ところで、上記第１変換式（式１）による変換後の座標（Ｘ_{Ｌ（ｆ１）}，Ｙ_{Ｌ（ｆ１）}）は、第１補正座標系に基づく座標であり、一方、上記第２変換式（式２）に基づき求められる変換後の座標（Ｘ_{Ｌ（ｆ２）}，Ｙ_{Ｌ（ｆ２）}）は、第２補正座標系に基づく座標である。従って、基準座標系に基づく目標座標を、統一された一つの補正座標系に基づく座標に変換するための統一された変換式を規定する必要がある。このような変換式は、式１７、式１８で求められた温間時の第１、第２のヘッドカメラ２２ａ、２２ｂの座標、つまり、第１、第２補正座標系に基づく第１、第２のヘッドカメラ２２ａ、２２ｂの座標（Ｘ_ｆ１，Ｙ_ｆ１）、（Ｘ_ｆ２，Ｙ_ｆ２）と、基準温度時の第１、第２のヘッドカメラ２２ａ、２２ｂの座標、つまり、基準座標系に基づく第１、第２のヘッドカメラ２２ａ、２２ｂの座標（ｘ_ｆ１，ｙ_ｆ１）、（ｘ_ｆ２，ｙ_ｆ２）とを用いて、以下の式１９に示すような２点の写像変換式として規定することができる。

ここで、（ｄｘ、ｄｙ）は、基準温度時の座標系（基準座標系）から温間時の座標系への平行移動量である。Ｌは、変換行列であり、以下の式２０の通り、温間時の座標系が基準温度時の座標系からどれだけ角度変化するかを示す回転行列と、温間時における特定間距離が基準温度時の当該特定間距離に比べてどれだけ変化するかを示すスケール行列との積で表される。

ここで、αはＸＹ軸方向のスケーリング値である。また、θは角度変化量（回転量）である。上記の通り、基準温度時の座標系（基準座標系）に基づく第１、第２のヘッドカメラ２２ａの座標は（ｘ_ｆ１，ｙ_ｆ１）、（ｘ_ｆ２，ｙ_ｆ２）であり、温間時の第１、第２のヘッドカメラ２２ａの座標は（Ｘ_ｆ１，Ｙ_ｆ１）、（Ｘ_ｆ２，Ｙ_ｆ２）であるから、基準温度時の２点（第１、第２のヘッドカメラ２２ａの座標）を結んだベクトルａ（ａ_ｘ，ａ_ｙ）および温感時の２点（第１、第２のヘッドカメラ２２ａの座標）を結んだベクトルＡ（Ａ_ｘ，Ａ_ｙ）は、次の通りである。

ベクトルａ（ａ_ｘ，ａ_ｙ）＝（ｘ_ｆ２−ｘ_ｆ１，ｙ_ｆ２−ｙ_ｆ１）
ベクトルＡ（Ａ_ｘ，Ａ_ｙ）＝（Ｘ_ｆ２−Ｘ_ｆ１，Ｙ_ｆ２−Ｙ_ｆ１）
従って、上記ベクトルａ（ａ_ｘ，ａ_ｙ）、Ａ（Ａ_ｘ，Ａ_ｙ）を用いて、変換式（式１９）に関するスケーリング値等のパラメータ（α_１、θ）は以下の式２１、式２２の通り求められる。

また、変換式（式１９）の平行移動量に関するパラメータ（ｄｘ、ｄｙ）は、１つの座標の移動量（変位量）で規定できるため、第１ヘッドカメラ２２ａの座標に基づき、以下の式２３の通り求められる。

以上より、基準温度時の座標を温間時の座標に変換するための統一された変換式（式１９）が規定される。

図５のステップＳ２１の処理では、補正用データ記憶部３５ｂに記憶されている初期データＥおよび経過データＤに基づき、上述した式１９で規定される変換式を求めるための各種パラメータ、具体的には、スケーリング値等のパラメータ（α、θ）と平行移動量に関するパラメータ（ｄｘ、ｄｙ）を演算し、その結果を補正用データ記憶部３５ｂに更新的に記憶する。

なお、当例では、上記変換式（上記式１９）のスケーリング値等のパラメータ（α、θ）及び平行移動量に関するパラメータ（ｄｘ、ｄｙ）が本発明の「第３パラメータ」に相当する。

［基板ＰＢの生産処理（部品実装処理）］
図６は、制御装置３０が実行する一枚の基板ＰＢの生産処理（部品実装処理）の制御の一例を示すフローチャートである。

同図に示すように、基板ＰＢの生産処理が開始されると、演算処理部３２は、動作プログラム記憶部３５ａから対象となる基板ＰＢに対応する生産プログラムを読み込み（ステップＳ３１）、上記初期データＥおよび上記経過データＤが取得済みか否か、つまり、補正用データ記憶部３５ｂにデータＥ，Ｄが記憶されているか否かを判断する（ステップＳ３３）。ここで、Ｙｅｓと判断すると、演算処理部３２は、基板搬送部３を駆動し、部品実装装置１の上流側に隣接する印刷装置等の上流側装置から当該部品実装装置１に基板ＰＢを受け入れ、当該基板ＰＢを上記作業位置に配置する（ステップＳ３５）。つまり、この部品実装装置１では、基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の認識が少なくとも２回以上行われた後に、実質的な基板ＰＢの生産が開始される。

次に、演算処理部３２は、ヘッドユニット６と共にヘッドカメラ２２ａ、２２ｂを基板ＰＢの上方に移動させ、第１ヘッドカメラ２２ａ（又は第２ヘッドカメラ２２ｂ）により、基板ＰＢの上面に設けられた図外の基準マークを第１ヘッドカメラ２２ａで撮像することにより、作業位置に位置決めされた基板ＰＢの位置を認識する（ステップＳ３７）。このとき、演算処理部３２は、ヘッドユニット６の目標座標を、補正用データ記憶部３５ｂに記憶されている上記各種パラメータ（α、θ、ｄｘ、ｄｙ）と、当該パラメータを用いた上記変換式（式１９）に基づき変換する。つまり、演算処理部３２は、ヘッドユニット６の目標座標を補正し、その補正後の目標座標に基づき、モータ制御部３６を介して各サーボモータ１３、１６を制御する。これにより、ヘッドユニット駆動機構の熱的影響に左右されることなく、ヘッドユニット６を正確に目標座標に移動させることが可能となり、その結果、基板ＰＢの正確な位置を認識することが可能となる。

基板ＰＢの位置の認識が終了すると、演算処理部３２は、ヘッドユニット６を部品供給部５に移動させて、各ヘッド２０によりテープフィーダ５ａから部品を吸着（ピックアップ）させ、部品用カメラ７の上方を経由して基板ＰＢの上方にヘッドユニット６を移動させることにより、各ヘッド２０の吸着部品の画像認識を行った後、各ヘッド２０の吸着部品を基板ＰＢ上の所定位置に搭載させる（ステップＳ３９）。

この際も、演算処理部３２は、プログラムされたテープフィーダ５ａの位置や部品の搭載位置から定まるヘッドユニット６の目標座標を、補正用データ記憶部３５ｂに記憶されている上記各種パラメータ（α、θ、ｄｘ、ｄｙ）と、当該パラメータを用いた上記変換式（式１９）とに基づき変換する。つまり、演算処理部３２は、ヘッドユニット６の目標座標を補正し、その補正後の目標座標に基づき、モータ制御部３６を介して各サーボモータ１３、１６を制御する。これにより、ヘッドユニット駆動機構の熱的影響に左右されることなく、ヘッドユニット６を正確に目標座標に移動させることが可能となり、テープフィーダ５ａにおける部品の吸着や、基板ＰＢへの部品の搭載を正確に行うことが可能となる。なお、基板ＰＢ上の基準マークの認識結果から、作業位置に対する基板ＰＢのずれが存在していると判断される場合、また、部品用カメラ７による吸着部品の認識結果から、ヘッド２０に対する部品の吸着ずれが存在すると判断される場合には、演算処理部３２は、ヘッドユニット６の目標座標を補正する際に、これら基板ＰＢの位置ずれおよび部品の吸着ずれ分だけ、さらに目標座標を補正する。

次に、演算処理部３２は、基板ＰＢの全ての部品を搭載したか否かを判断し（ステップＳ４１）、ここで、Ｎｏと判断した場合には、演算処理部３２は、処理をステップＳ３９に移行し、テープフィーダ５ａにおける部品吸着および基板ＰＢへの部品の搭載を繰り返し実行する。そして、最終的にステップＳ４１でＹｅｓと判断すると、すなわち、当該基板ＰＢの全部品の搭載が完了したと判断すると、演算処理部３２は、基板搬送部３を駆動して当該基板ＰＢを部品実装装置１から搬出し、これにより、一枚の基板ＰＢに対する一連の生産処理の制御を終了する。

なお、当例では、ステップＳ３７の基板位置認識およびステップＳ３９の部品搭載の各処理においてヘッドユニット６の目標座標を補正する処理が本発明の「目標位置補正工程」に相当する。

以上のように、この部品実装装置１では、基準温度時のヘッドカメラ２２ａ、２２ｂによる第１〜第３の基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の認識結果と、温間時のヘッドカメラ２２ａ、２２ｂによる基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の認識結果とに基づき、ヘッドユニット駆動機構の熱的影響による座標系の変化に関する上記パラメータ（α、θ、ｄｘ、ｄｙ）を算出し、基板ＰＢの生産処理時には、ヘッドユニット６を移動させるときの目標座標を、前記パラメータを用いた変換式（式１９）によって熱的影響を受けた変化後の座標系に基づく座標に変換する、つまり、目標座標を補正した上で、その補正後の目標座標に基づきヘッドユニット６を移動させる。そのため、ヘッドユニット駆動機構の熱的影響（駆動軸の熱変形など）に伴う部品の搭載位置のずれを良好に解消することが可能となる。

特に、ボールねじ軸１２、１５及びまたはユニット支持部材１１の熱変形（熱膨張）に伴ってヘッドユニット６に姿勢の変化や歪みが発生した場合、当該姿勢変化などによるヘッドユニット６の位置ずれは、第１マークの位置の変化と、第２マークの位置の変化との違いとして表れる。そのため、上記のように、ヘッドユニット６と共に移動する２つのヘッドカメラ２２ａ、２２ｂで、各基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３それぞれの第１、第２マークを同時に撮像し、その結果を基礎として上記変換式（式１９）が求められる上記部品実装装置１によれば、従来のように、ヘッドユニットに搭載された単一のカメラで基準マークを撮像し、その撮像結果に基づき変換式を求めて、目標座標を変換（補正）する場合に比べて、より精度よくヘッドユニット６の目標座標を補正することが可能となる。従って、ヘッドユニット駆動機構の熱的影響に伴う部品の搭載位置のずれをより高度に抑制することができるようになる。

しかも、この部品実装装置１では、所定時間Ｔが経過する毎に、ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂによる第１〜第３基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の撮像動作が実行され、これにより取得される最新の経過データＤと初期データＥとに基づき上記パラメータ（α、θ、ｄｘ、ｄｙ）が算出されて更新的に補正用データ記憶部３５ｂに記憶される。そのため、経時的に変化するヘッドユニット駆動機構の熱的影響の状態に応じて、ヘッドユニット６の目標座標を継続的に精度よく補正することができる、ひいては、基板ＰＢに対する部品の搭載精度を長期的に良好に維持することができる、という利点がある。

なお、以上説明した部品実装装置１は、本発明に係る部品実装装置１の好ましい実施形態の例示であって、当該部品実装装置１の具体的な構成や、この部品実装装置１で実施される上記の部品搭載方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、３つの基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３が装置本体２に設けられているが、基準マーク対の数は、３つに限定されるものではなく、４つ以上であってもよい。例えば、図８は、６つの基準マーク対Ｍ１〜Ｍ６が設けられた例である。詳しくは、装置前側のコンベア４（コンベアフレーム４ａ）に、その上流側から順に第１〜第３の基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３が設けられ、装置後側のコンベア４（コンベアフレーム４ａ）に、その下流側から順に第４〜第６の基準マーク対Ｍ４〜Ｍ６が設けられている。この図に示す
部品実装装置１の場合には、例えば図９中に矢印で示すようにヘッドユニット６を移動させながら、各ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂにより、順次、第１〜第６の基準マーク対Ｍ１〜Ｍ６を撮像するようにすればよい。このように６つの基準マーク対Ｍ１〜Ｍ６を設けた場合も、上記のように３つの基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３を認識する場合に準じて、第１〜第６の基準マーク対Ｍ１〜Ｍ６の認識結果に基づき、ヘッドユニット駆動機構の熱的影響による座標系の変化に関するパラメータを算出し、ヘッドユニット６を移動させるときの目標座標を、前記パラメータを用いた座標変換により補正するようにすればよい。

また、上記実施形態の位置補正用データ取得処理（図５）では、所定時間Ｔが経過する毎にヘッドカメラ２２ａ、２２ｂによる基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３の撮像動作を実行していが、すなわち経過データＤを取得しているが（図５のステップＳ１５）、この経過データＤを取得する間隔は、時間以外の条件に従ってもよい。例えば、基板ＰＢの生産数や生産ロット数が所定値に達した時点で経過データＤを取得するようにしてもよい。

また、上記実施形態の位置補正用データ取得処理では、部品実装装置１の起動後、初期データＥと経過データＤをほぼ連続して取得するようにしているが、ヘッドユニット駆動機構の熱的影響により座標系に変化が生じると予測されるタイミングで経過データＤの取得を開始するようにしてもよい。例えば、ボールねじ軸１２、１３等の温度を検出する温度センサを設け、当該温度センサの検出温度が所定温度以上になった時点から経過データＤの取得を開始するようにしてもよい。なお、上記実施形態では、部品実装装置１の起動後、初期データＥと経過データＤをほぼ連続して取得するのは、初期データＥの取得後、最初の経過データＤを取得するまでの時間が長くなると、その分、実装動作の実質的な開始が遅れるため、これを回避するためである。

また、上記部品実装装置１では、基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３がコンベア４（コンベアフレーム４ａ）に設けられているが、基準マーク対Ｍ１〜Ｍ３は、ヘッドカメラ２２ａ、２２ｂにより撮像が可能な位置であれば、コンベア４の他の位置に設けられていてもよい。また、コンベア４以外の位置に設けられていてもよい。

１ 部品実装装置
２ 装置本体
３ 基板搬送部
４ コンベア
６ ヘッドユニット
２０ ヘッド
２２ａ 第１ヘッドカメラ（第１撮像部）
２２ｂ 第２ヘッドカメラ（第１撮像部）
３０ 制御装置
３２ 演算処理部
３４ 記憶部
３５ａ 動作プログラム記憶部
３５ｂ 補正用データ記憶部
Ｍ１ 第１基準マーク対
Ｍ２ 第２基準マーク対
Ｍ３ 第３基準マーク対

Claims (6)

1. 部品実装用のヘッドと第１、第２撮像部とを備えかつ装置本体に移動可能に支持されたヘッドユニットを有し、このヘッドユニットにより、前記装置本体の作業位置に配置された基板に部品を搭載する部品実装装置における部品搭載方法であって、
   前記第１、第２撮像部と同ピッチで前記装置本体に設けられた第１、第２マークのうち、第１マークを前記第１撮像部により、第２マークを前記第２撮像部によりそれぞれ同時に撮像することにより、実装動作の開始前に前記各マークの位置を認識する第１データ取得工程と、
   前記第１データ取得工程の後、第１マークを前記第１撮像部により、第２マークを前記第２撮像部によりそれぞれ同時に撮像することにより、前記各マークの位置を再び認識する第２データ取得工程と、
   前記第１、第２データ取得工程で認識した第１、第２マークの位置に基づき、前記ヘッドユニットを駆動する駆動機構の熱的影響による座標系の変化に関するパラメータを算出する演算工程と、
   前記ヘッドユニットを移動させるときの目標座標を、前記パラメータを用いた座標変換により、変化後の座標系に基づく座標に変換する目標位置補正工程と、を含み、
   前記演算工程は、
   前記第１、第２データ取得工程で認識した第１マークの位置に基づき、第１パラメータを算出するとともに、前記第１、第２データ取得工程で認識した第２マークの位置に基づき、第２パラメータを算出する第１演算工程と、
   前記第１パラメータを用いた座標変換による変換前後の前記目標座標の変位量である第
   １変位量と、前記第２パラメータを用いた座標変換による変換前後の前記目標座標の変位量である第２変位量とを算出するとともに、変化前の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置および前記第１、第２変位量によって、変化後の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置を算出する第２演算工程と、
   変化前の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置と変化後の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置とに基づき、変化前の座標系に基づくヘッドユニットの目標座標を変化後の座標系に基づく座標に変換するための第３パラメータを算出する第３演算工程と、を含み、
   前記目標位置補正工程では、前記第３パラメータを用いた座標変換により、ヘッドユニットの前記目標座標を変化後の座標系に基づく座標に変換し、
   前記目標位置補正工程において変換された後の目標座標に基づき前記ヘッドユニットを移動させる、ことを特徴とする部品搭載方法。
2. 請求項１に記載の部品搭載方法において、
   前記第１、第２マークからなる基準マーク対を、前記作業位置の周囲の複数箇所に設けておき、
   前記第１、第２データ取得工程では、基準マーク対毎に、第１マークを前記第１撮像部により、第２マークを前記第２撮像部によりそれぞれ同時に撮像することにより、前記複数の基準マーク対の第１、第２マークの位置を認識し、
   前記演算工程では、前記第１、第２データ取得工程で認識した各基準マーク対の第１、第２マークの位置に基づき、前記パラメータを演算する、ことを特徴とする部品搭載方法。
3. 請求項２に記載の部品搭載方法において、
   前記基準マーク対を、少なくとも３つ以上設けておく、ことを特徴とする部品搭載方法。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の部品搭載方法において、
   実装動作の開始から終了までの間に、前記第２データ取得工程を、予め定められた条件に基づき複数回実行するとともに、当該第２データ取得工程を実行する毎に前記演算工程を実行し、
   前記演算工程では、前記第１データ取得工程で認識した第１、第２マークの位置と、直近の前記第２データ取得工程で認識した第１、第２マークの位置とに基づき前記パラメータを更新的に算出し、
   前記目標位置補正工程では、前記目標座標を、最新のパラメータを用いた座標変換により、変化後の座標系に基づく座標に変換する、ことを特徴とする部品搭載方法。
5. 部品実装用のヘッドと第１、第２撮像部とを備えかつ装置本体に移動可能に支持されたヘッドユニットを有し、このヘッドユニットにより、前記装置本体の作業位置に配置された基板に部品を搭載する部品実装装置であって、
   前記第１、第２撮像部と同ピッチで前記装置本体に設けられた第１、第２マークと、
   第１、第２マークのうち、第１マークを前記第１撮像部により、第２マークを前記第２撮像部によりそれぞれ同時に撮像することにより、実装動作の開始前に前記各マークの位置を認識する第１データ取得動作と、前記第１データ取得動作の後、第１マークを前記第１撮像部により、第２マークを前記第２撮像部によりそれぞれ同時に撮像することにより、前記各マークの位置を再び認識する第２データ取得動作とを実行すべく前記ヘッドユニットの作動を制御する制御装置と、
   前記第１、第２データ取得動作で認識した第１、第２マークの位置に基づき、前記ヘッドユニットを駆動する駆動機構の熱的影響による座標系の変化に関するパラメータを算出するとともに、前記ヘッドユニットを移動させるときの目標座標を、前記パラメータを用いた座標変換により、変化後の座標系に基づく座標に変換する演算装置と、を含み、
   前記演算装置は、
   前記第１、第２データ取得動作で認識した第１マークの位置に基づき、第１パラメータを算出するとともに、前記第１、第２データ取得動作で認識した第２マークの位置に基づき、第２パラメータを算出する第１演算処理と、前記第１パラメータを用いた座標変換による変換前後の前記目標座標の変位量である第１変位量と、前記第２パラメータを用いた座標変換による変換前後の前記目標座標の変位量である第２変位量とを算出するとともに、変化前の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置および前記第１、第２変位量によって、変化後の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置を算出する第２演算処理と、変化前の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置と変化後の座標系に基づく第１、第２撮像部の位置とに基づき、変化前の座標系に基づくヘッドユニットの目標座標を変化後の座標系に基づく座標に変換するための第３パラメータを算出する第３演算処理とを実行し、
   前記制御装置は、前記演算装置により変換された後の目標座標に基づき前記ヘッドユニットの作動を制御する、ことを特徴とする部品実装装置。
6. 請求項５に記載の部品実装装置において、
   前記パラメータを更新的に記憶する記憶装置をさらに備え、
   前記制御装置は、実装動作の開始から終了までの間に、前記第２データ取得動作を、予め定められた条件に基づき複数回実行し、
   前記演算装置は、前記第２データ取得工程を実行する毎に、前記第１データ取得動作で認識した第１、第２マークの位置と、直近の第２データ取得動作で認識した第１、第２マークの位置とに基づき前記パラメータを算出し、当該パラメータを前記記憶装置に更新的に記憶するとともに、前記目標座標を、前記記憶装置に記憶されている前記パラメータを用いた座標変換により、変化後の座標系に基づく座標に変換する、ことを特徴とする部品実装装置。

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