WO2023286245A1 - 生産支援システムおよび生産支援方法 - Google Patents

生産支援システムおよび生産支援方法 Download PDF

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WO2023286245A1
WO2023286245A1 PCT/JP2021/026626 JP2021026626W WO2023286245A1 WO 2023286245 A1 WO2023286245 A1 WO 2023286245A1 JP 2021026626 W JP2021026626 W JP 2021026626W WO 2023286245 A1 WO2023286245 A1 WO 2023286245A1
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test
mounting
component
substrate
control program
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PCT/JP2021/026626
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English (en)
French (fr)
Inventor
岳史 櫻山
Original Assignee
株式会社Fuji
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components

Definitions

  • the present invention relates to a production support system and a production support method.
  • Patent Literature 1 discloses a component mounting machine that calibrates the operation of a driving device.
  • Patent Literature 2 discloses a configuration in which, when a holding member that holds a component is moved by a driving device, it passes through a preparation position that is at a predetermined direction and distance from a target position.
  • the amount of positional error may vary depending on the position, moving direction, and moving speed in the movable range of the drive device. Therefore, in the configuration of Document 1, even if the operation of the driving device is calibrated under predetermined operating conditions, if the mounting process is executed under operating conditions different from the calibration process, the positional error of the component at the mounting position does not necessarily increase the required accuracy. is not necessarily small enough to satisfy Further, in Patent Document 2, while it is expected to improve the accuracy of the mounting process, it adopts a movement route different from the shortest route and may involve a temporary stop at the preparation position, so it is difficult to speed up the mounting process. From this point of view, there is concern about a decrease in production efficiency.
  • the purpose of this specification is to provide a production support system and a production support method that can improve the accuracy of mounting processing by a component mounting machine.
  • the present specification applies to a component mounting machine that mounts components on a mounting position on a board indicated by a control program, and mounts test components for production components or test components on a test board that is a production board or a test board.
  • a setting unit that sets a target position at which the test component is mounted on the test substrate in the test mounting process based on the plurality of mounting positions indicated by the control program; an execution unit that executes the test mounting process; Based on the image data acquired by imaging such that at least part of the test component mounted on the test board by the test mounting process is within the field of view of an imaging device, the positional error of the mounted test component is determined.
  • a production support system comprising: a measurement unit that performs measurement; and a calculation unit that calculates position correction values for each of the plurality of mounting positions indicated by the control program based on the position error measured by the measurement unit. do.
  • the test mounting process is executed based on the control program used for the mounting process scheduled to be executed, and the position correction values for each of the plurality of mounting positions are obtained.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a production line configured by a component mounting machine to which a production support system according to an embodiment is applied;
  • FIG. It is a top view which shows a component mounting machine typically.
  • 1 is a functional block diagram showing a control device of a component mounting machine and a production support system;
  • FIG. It is a figure which shows various data. It is the figure which arranged the substrate product virtually on the test substrate. It is a figure which shows the test board
  • the production support system 50 is applied to the component mounting machine 12 used for production of circuit board products.
  • the component mounting machine 12 is applied to a production line Ln, as shown in FIG.
  • the production line Ln is configured by arranging and installing a plurality of board-related work machines that perform predetermined board-related work.
  • the production line Ln is configured by installing a plurality of work machines for substrates in the transport direction of the substrate 91 .
  • Each of the plurality of board-oriented work machines is communicably connected to management device 40 and host computer 60 .
  • the management device 40 manages the production line Ln in which the machine is installed.
  • the management device 40 grasps the progress of production on the production line Ln, necessary maintenance work, etc. according to the production plan showing the types of substrate products to be produced, the number of planned production, and their production order, and if necessary Give commands to operators, etc.
  • the host computer 60 centrally controls multiple production lines Ln.
  • Various data such as production plans are stored in the host computer 60 and downloaded in response to requests from the management device 40 .
  • Various data such as production plans may be stored only in the management device 40, or may be stored only in the host computer 60 and accessed from the management device 40 as needed.
  • the production line Ln includes a printing machine 11, a plurality of component mounting machines 12, a visual inspection machine 13, a reflow furnace 14, and a function inspection machine 15 as multiple board-working machines.
  • the printing machine 11 prints paste-like solder on the component mounting positions on the board 91 that has been brought in. As shown in FIG.
  • Each of the component mounting machines 12 mounts components on the board 91 transported from the upstream side of the production line Ln. The configuration of the component mounting machine 12 will be described later.
  • the appearance inspection machine 13 inspects whether the positions and angles of the parts mounted by the plurality of parts mounting machines 12 are within the allowable range in terms of appearance.
  • the reflow furnace 14 heats the substrate 91 conveyed from the upstream side of the production line Ln to melt the solder on the substrate 91 for soldering.
  • the function inspection machine 15 inspects whether or not the functions of the board products produced on the production line Ln are normal.
  • a plurality of production lines Ln may be configured in the board product factory.
  • the configuration of each of the plurality of production lines Ln can be appropriately added or changed according to, for example, the type of substrate product to be produced.
  • the plurality of production lines Ln include a buffer device for temporarily holding the substrate 91 to be transported, a substrate supply device, a substrate reversing device, various inspection devices, a shield mounting device, an adhesive coating device, an ultraviolet irradiation device, a A board-to-board work machine such as a device may be installed as appropriate.
  • the component mounting machine 12 includes a board transfer device 21 as shown in FIG.
  • the substrate conveying device 21 sequentially conveys the substrates 91 in the conveying direction and positions the substrates 91 at predetermined positions within the apparatus.
  • the component mounting machine 12 includes a component supply device 22 .
  • the component supply device 22 supplies components to be mounted on the board 91 .
  • the component supply device 22 is equipped with feeders 222 in a plurality of slots 221 respectively.
  • a tape feeder that feeds and moves a carrier tape containing a large number of components and supplies components in a pickable manner is applied.
  • the component mounting machine 12 includes a component transfer device 23.
  • the component transfer device 23 transfers the component supplied by the component supply device 22 to a predetermined mounting position on the board 91 .
  • the component transfer device 23 includes a head driving device 231 , a moving table 232 and a mounting head 233 .
  • the head driving device 231 moves the moving table 232 in the horizontal direction (X direction and Y direction) by a linear motion mechanism.
  • the mounting head 233 is detachably fixed to the moving table 232 by a clamp member (not shown), and is provided so as to be horizontally movable inside the apparatus.
  • the mounting head 233 supports the plurality of holding members so that they can move up and down and rotate around the rotation axis of each of the plurality of holding members.
  • the holding member is a suction nozzle 234 that holds a component by sucking it with supplied negative pressure air.
  • a chuck or the like that holds the component by gripping it may be employed.
  • the component mounting machine 12 includes a component camera 24 and a substrate camera 25.
  • the component camera 24 and the substrate camera 25 are digital imaging devices having imaging elements such as CMOS.
  • the component camera 24 and the board camera 25 perform imaging based on the control signal, and transmit image data obtained by the imaging.
  • the component camera 24 is provided on a base that is fixed to the installation floor, and is configured to be able to image the component held by the suction nozzle 234 from below.
  • the substrate camera 25 is provided on the moving table 232 so as to be horizontally movable integrally with the mounting head 233 .
  • the substrate camera 25 is configured to be able to image the substrate 91 from above.
  • the component mounting machine 12 has a control device 30 .
  • the control device 30 is mainly composed of a CPU, various memories, and a control circuit.
  • the control device 30 includes a storage device 31, a state recognition section 32, and a mounting control section 33, as shown in FIG.
  • the storage device 31 is configured by an optical drive device such as a hard disk device, a flash memory, or the like.
  • the storage device 31 stores various data such as a control program D1 and component data D2 used for controlling the mounting process.
  • the above control program D1 indicates the types, mounting positions, mounting angles, and mounting order of components to be mounted on the substrate 91 in the mounting process.
  • the part data D2 is information unique to each type of part.
  • the component data D2 includes parameter information M1 indicating the conditions for mounting the component on the substrate 91, and accuracy information M2 indicating the mounting accuracy required for each type of component.
  • the parameter information M1 may include the maximum allowable movement speed (allowable acceleration) for each part, the sampling position (for example, the position at which the suction nozzle 234 is contacted), and the like.
  • the accuracy information M2 may indicate the allowable positional error and the allowable angular error as the required accuracy, or may indicate the rank of the required accuracy set in advance for the component mounting machine 12 .
  • the part data D2 may include shape information indicating the shape of the part used for recognizing the appearance of the part. Specifically, the shape information may include the outer edge shape of the part, the shape of features of the part, and the dimensions of the part. Details of the test program D3 and the correction data D4 shown in FIG. 4 will be described later.
  • the state recognition unit 32 executes recognition processing of the holding state of the component held by each of the plurality of holding members (holding member 234). Specifically, the state recognition unit 32 performs image processing on the image data acquired by the component camera 24 and recognizes the position and angle of each component with respect to the reference position of the mounting head 233 . In addition to the component camera 24, the state recognizing unit 32 uses a head camera unit integrally provided with the mounting head 233, for example, to image the component from the side, below, or above. may be processed.
  • the control device 30 includes a mounting control section 33.
  • the mounting control unit 33 controls the mounting operation of the component by the mounting head 233 based on the control program D1 to execute the mounting process.
  • the mounting process includes a collection operation of collecting the component supplied by the component supply device 22 with a holding member (suction nozzle 234), and mounting the component at a predetermined mounting position on the substrate 91 at a predetermined mounting angle.
  • a PP cycle pick and place cycle is included that repeats the placement operation.
  • the mounting control unit 33 controls the operation of the mounting head 233 based on information output from various sensors, image processing results (including recognition results by the state recognition unit 32), the control program D1, and the like. Thereby, the positions and angles of the plurality of suction nozzles 234 supported by the mounting head 233 are controlled. Further, the mounting control unit 33 controls the operation of the mounting head 233 based on the parameter information M1 of the component data D2 so that the movement speed and acceleration of the component are within the allowable range.
  • the amount of positional error can vary depending on the position, moving direction, and moving speed of the mounting head 233 . Therefore, even if the operation of the driving device is calibrated under predetermined operating conditions, if the mounting process is executed under operating conditions (conditions specified by the control program D1 or the part data D2) different from the calibration process, It is not always the case that the positional error of the part is small enough to satisfy the required accuracy.
  • the placement control unit 33 executes the placement operation in the PP cycle in the high-precision mode for a component requiring high placement accuracy (with a small allowable error) in the accuracy information M2, for example. It is assumed that efforts will be made to suppress
  • the mounting control unit 33 passes through a predetermined preparation position so that the mounting position is approached from a predetermined direction and distance.
  • a moving route different from the shortest route is adopted, and there are cases where it is accompanied by a temporary stop at the preparation position. From the viewpoint of speeding up the mounting process, there is concern about a decrease in production efficiency.
  • the mounting process is executed many times in the high-speed mode that prioritizes productivity instead of the high-precision mode, a certain amount of positional error will occur on average in the mounting position as described above.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the positional errors that have occurred many times may be smaller than the range of positional errors allowed by the mounting accuracy required for the component.
  • the variation of the position error itself was sufficiently small, although the required mounting accuracy was not satisfied in terms of the average value of the position error and the occurrence range. Then, the knowledge that such an event occurs due to the individual difference of the component mounting machine 12 was obtained.
  • the production support system 50 of the present embodiment adopts a configuration that can improve the precision and speed of the mounting process by applying appropriate correction data when performing the mounting process in the high-speed mode.
  • the production support system 50 executes the test mounting process in advance in the production support process.
  • the production support system 50 includes a setting unit 51, an execution unit 52, a measurement unit 53, and a calculation unit 54, as shown in FIG.
  • an aspect in which the production support system 50 is incorporated in the control device 30 of the component mounting machine 12 will be described as an example.
  • the setting unit 51 sets a target position at which the test component 81 is mounted on the test board 70 in the test mounting process based on a plurality of mounting positions indicated by the control program D1.
  • the test mounting process described above is a process of mounting the test component 81 on the test board 70 .
  • the test substrate 70 may be a production substrate used in actual production, or a master substrate (test substrate) for testing having a plurality of reference marks 71 arranged in a predetermined pattern on the upper surface as shown in FIG. may be
  • each of the plurality of reference marks 71 has a circular shape and is arranged in a matrix on the upper surface of the test substrate 70 as the master substrate.
  • the plurality of reference marks 71 are formed so that their respective shapes, their positional relationship with each other, and their positional relationship with the two substrate marks 72 are highly accurate.
  • the two board marks 72 are fiducial marks that serve as references for detecting the position of the test board 70 and are arranged at two diagonal corners of the test board 70 .
  • the test substrate 70 as described above is formed with an adhesive layer during execution of the test mounting process.
  • the adhesive layer may be formed by coating or spraying an adhesive material on the upper surface, or may be formed by attaching an adhesive sheet to the upper surface.
  • the test component 81 is attached to the adhesive layer of the test substrate 70 .
  • the test component 81 may be an electronic component (production component) used in actual production or, as shown in FIG. 5, a dummy component (test component) imitating an electronic component.
  • the test part 81 is a dummy part for measurement whose external shape is produced with high accuracy, and is produced using ceramic as a material, for example.
  • the setting unit 51 sets a reference at a predetermined position of the test board 70, sets a plurality of target positions with respect to the reference, models the mounting operation using the control program D1, and sets a plurality of target positions. Generate a test program D3 that indicates the position. Specifically, the setting unit 51 first analyzes the control program D1 (S11 in FIG. 7). At this time, the setting unit 51 takes into consideration the content indicated by the part data D2. As a result, the setting unit 51 determines the board origin based on the two board marks 72 and uses this position as the reference for the test board 70 . As shown in FIG. 5, for example, the setting unit 51 assumes that four board products C1 to C4 are virtually arranged on one test board 70, and a plurality of positions ( ideal target position).
  • the setting unit 51 executes a target position setting step (S12 in FIG. 7).
  • the setting unit 51 appropriately shifts the target position to set the final target position when the ideal target position is not suitable for the subsequent process in the modeling of the mounting operation.
  • the setting unit 51 causes at least a portion of the test component 81 to overlap the reference mark when viewed from above.
  • a target position shifted from the mounting position is set based on the degree of overlap between the reference mark 71 and the test component 81 .
  • the substrate origin may be shifted.
  • the test component 81 is displaced from the closest reference mark 71 to the extent that they can be recognized.
  • the setting unit 51 uses a predetermined position on the test board 70 as a reference, and when the test component 81 is mounted at the mounting position indicated by the control program D1, two or more reference marks 71 are displayed when viewed from above. And when the test component 81 does not fit in the field of view of the imaging device (board camera 25), a target position shifted from the mounting position may be set.
  • the setting unit 51 When setting the target position shifted from the mounting position as described above, the setting unit 51, for example, sets the target position of each test component 81 to be between a plurality of adjacent reference marks 71 on the master substrate 70. May be set. Further, the setting unit 51 sets the target position of each test component 81, for example, to be inside the area N1 (see FIG. 6) surrounded by the four reference marks 71 closest to each other on the master substrate 70. good too. As a result, in a later process, the target position can be determined from the plurality of reference marks 71 included in the image data D5, and the positional error of the test component 81 included in the same image data D5 can be measured. Become.
  • the mounting operation using the control program is modeled, and a test program D3 indicating a plurality of target positions is generated.
  • the order of mounting the test parts 81 and the mounting angle match those of the control program D1.
  • some or all of the plurality of target positions for mounting the test parts 81 may be shifted by a predetermined adjustment amount from the control program D1. matches.
  • the setting unit 51 determines that generation of correction data is not necessary for parts whose mounting accuracy required in the accuracy information M2 of the referenced component data D2 is less than the threshold, and sets skipping in the test program D3 (Fig. 7 " ⁇ ").
  • Execution unit 52 The executing unit 52 executes the test mounting process (S13 in FIG. 7). Specifically, in the test mounting process, the execution unit 52 mounts the test component 81 based on the test program D3. In other words, the execution unit 52 mounts the test component 81 by moving the mounting head 233 along the movement path of the mounting head 233 according to the component mounting order indicated by the control program D1. Therefore, the execution unit 52 mounts the test part 81 in the test mounting process with the mounting angle indicated by the control program D1 as the target angle.
  • the execution unit 52 executes the test mounting process under the same conditions as the mounting process scheduled to be executed. Therefore, the execution unit 52 refers to the parameter information M1 of the component data D2 to determine the moving speed of the mounting head 233 when the component mounting machine 12 mounts the component on the substrate 91 using the control program D1 in the test mounting process. , the mounting head 233 is moved to mount the test component 81 .
  • the execution unit 52 executes test mounting for the plurality of mounting positions indicated by the control program D1 based on the accuracy information M2 indicating the type of component or the mounting accuracy required for each of the plurality of mounting positions indicated by the control program D1. Toggles whether to perform or skip. Specifically, the execution unit 52 switches between the skip operation and the mounting operation according to the presence/absence of the skip set in the test program D3.
  • the skip operation in the test mounting process does not omit the entire mounting operation, but rather moves the suction nozzle 234 at least above the target position. At this time, whether or not the suction nozzle 234 is moved up and down is set based on whether or not it affects the subsequent occurrence of lost motion in the driving device. Note that, in the skip operation, the execution unit 52 moves the mounting head 233 at a moving speed that satisfies the same conditions as the mounting process to be executed.
  • Measurement unit 53 The measuring unit 53 executes a positional error (angular error) measuring step (S15 in FIG. 7). First, after the test mounting process as described above is executed, the measuring unit 53 determines that at least part of the test component 81 mounted on the test board 70 by the test mounting process is within the field of view of the imaging device (hereinafter referred to as “camera field of view Vf ”), image data D5 obtained by imaging is obtained (see FIG. 6).
  • camera field of view Vf the imaging device
  • the image data D5 is obtained by imaging the test board 70 positioned inside the machine with the board camera 25 after the test mounting process using the mounting head 233 is completed. Specifically, the positioned test board 70 is maintained without being unclamped, and the component camera 25 is repeatedly moved and captured so that each of the plurality of test components 81 can be accommodated. A plurality of image data D5 are acquired.
  • the measurement unit 53 measures the positional error of the mounted test component 81 based on the image data D5.
  • the measurement unit 53 captures and acquires the test component 81 mounted on the test substrate 70 by the test mounting process and two or more (four in FIG. 6) reference marks 71 so that they fit within the camera field of view Vf.
  • the positional error of the attached test component 81 is measured based on the obtained image data D5.
  • the measurement unit 53 measures the positional error of the actually mounted test component 81 with respect to the target positions indicated by the plurality of reference marks 71 by image processing. In this way, when the reference mark 71 and the test component 81 are included in the same image data D5, the measurement unit 53 determines the position of the board camera 25 when the image was taken to obtain the image data D5. Position errors can be measured without the information. In this embodiment, the measurement unit 53 measures the angular error of the attached test component 81 based on the image data D5. Thereby, the direction and magnitude of the position error and the angle error are measured for each test part 81 included in each of the plurality of image data D5.
  • the position error and angle error measured in this manner are generated for each mounting position due to individual differences in the component mounting machine 12 when the mounting process is executed under the conditions specified by the control program D1 and the component data D2. It is something to do. In other words, the measurement unit 53 has previously measured the position error and the angle error that are estimated to occur in the actual mounting process.
  • the image data D5 is a plurality of image data obtained by imaging a plurality of times while changing the position of the board camera 25 so that different parts of the test component 81 are each within the camera field of view Vf. is generated by concatenating
  • the measurement unit 53 may measure the positional error of the mounted test component 81 based on this image data D5.
  • the target position cannot be determined only from the image data D5.
  • the board origin calculated with reference to the two board marks 72 and the position information of the board camera 25 when the image was captured to obtain the image data D5.
  • the target position may be determined based on and.
  • the measuring section 53 may measure the positional error based on this target position and the position of the test component 81 in the image data D5.
  • Calculation unit 54 The calculation unit 54 calculates position correction values for each of the plurality of mounting positions indicated by the control program D1 based on the position error (angle error) measured by the measurement unit 53 (S16 in FIG. 7). In other words, the calculator 54 calculates a position correction value of the same magnitude and in the direction opposite to the positional error so that the positional error measured for one mounting position is cancelled. Thereby, one position correction value corresponding to one mounting position is calculated individually. Similarly, the calculation unit 54 calculates an angle correction value for each mounting position indicated by the control program D1 based on the angle error measured by the measurement unit 53 . Thereby, one angle correction value corresponding to one mounting position is individually calculated.
  • the position correction value is calculated from the test mounting process and the measurement process once.
  • the production support system 50 may repeat S13-S15 a prescribed number of times. At this time, loading and unloading of the test substrate 81 are executed for each of a plurality of test mounting processes. Then, the calculation unit 54 statistically calculates the position correction value for each of the plurality of mounting positions (average value , median, etc.). The same applies to angle correction values.
  • the generated correction data D4 is stored in the storage device 31 of the control device 30 in association with the control program D1, as shown in FIG.
  • the mounting control unit 33 refers to the correction data D4 together with the part data D2.
  • the mounting control unit 33 applies the position correction value and the angle correction value set for each mounting position indicated by the correction data D4 in addition to the correction based on the holding state of the component by the state recognition unit 32.
  • Components are mounted on the board 91 .
  • the placement control unit 33 performs correction so as to cancel the position error and the angle error that occur for each placement position due to the individual differences of the component placement machine 12, and places the component in the high-speed mode with high accuracy. can be done.
  • the production support method is applied to the component mounting machine 12 that mounts components on the mounting positions on the board 91 indicated by the control program D1.
  • the production support method includes a setting step (S11), an execution step (S13), a measurement step (S15), and a calculation step (S16).
  • the production support method has the same effects as the production support system described above.
  • the test mounting process is exemplified by a mode in which a master board on which a plurality of reference marks 71 are arranged in a predetermined pattern is used as the test board 70 .
  • the above-described master board is appropriately selected from a plurality of different predetermined patterns according to the number, size, and density of test parts (production parts or dummy parts) to be mounted.
  • the calculation unit 54 exemplifies a mode in which the position correction value and the angle correction value are statistically calculated from the results of the test mounting process performed multiple times.
  • the production support system 50 calculates the position correction value and the angle correction value for each test mounting process, applies them to the next test mounting process, and gradually increases the position correction value and the angle correction value to the appropriate values. may be adopted.
  • the production support system 50 is exemplified as being incorporated into the control device 30 of the component mounting machine 12 .
  • the units 51 to 54 constituting the production support system 50 may be provided in external devices of the control device 30, respectively.
  • the production support system 50 may be configured to be incorporated in the management device 40 or the host computer 60 of the production line Ln.
  • the imaging device that images the test component 81 mounted on the test board 70 by the test mounting process is the board camera 25 provided movably integrally with the mounting head 233 .
  • the camera may be a dedicated camera provided inside the component mounting machine 12, or an inspection camera provided in an external device (for example, the appearance inspection machine 13) of the component mounting machine 12. There may be.
  • in-machine imaging without transporting the test substrate 70 between test mounting and imaging processing is preferable.
  • Ln production line
  • 11 printing machine
  • 12 component mounting machine
  • 13 appearance inspection machine
  • 14 reflow furnace
  • 15 function inspection machine
  • 23 component transfer device
  • 233 mounting head
  • 234 suction nozzle ( holding member)
  • 24 component camera
  • 25 substrate camera (imaging device)
  • 30 control device
  • 50 production support system
  • 51 setting unit
  • 52 execution unit
  • 53 measurement unit
  • 54 calculation unit
  • 70 Test board (master board)
  • 71 Reference mark
  • 72 Board mark
  • 81 Test part
  • 91 Board
  • D1 Control program
  • D2 Part data
  • M1 Parameter information
  • M2 Accuracy information
  • D3 Test Program
  • M3 Skip information
  • D4 Correction data
  • D5 Image data

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

生産支援システムは、生産用基板または試験用基板である試験基板に生産用部品または試験用部品の試験部品を装着する試験装着処理において試験部品が試験基板に装着される目標位置を、制御プログラムが示す複数の装着位置に基づいて設定する設定部と、試験装着処理を実行する実行部と、試験装着処理により試験基板に装着された試験部品の少なくとも一部が撮像装置の視野に収まるように撮像して取得された画像データに基づいて、装着された試験部品の位置誤差を測定する測定部と、測定部により測定された位置誤差に基づいて、制御プログラムが示す複数の装着位置ごとの位置補正値をそれぞれ算出する算出部と、を備える。

Description

生産支援システムおよび生産支援方法
　本発明は、生産支援システムおよび生産支援方法に関するものである。
　生産支援システムは、基板に部品を装着する部品装着機に適用される。部品装着機による装着処理の精度は、駆動装置のバックラッシなどを要因とするロストモーションの影響を受ける。特許文献１には、駆動装置の動作を校正する部品装着機が開示されている。特許文献２には、部品を保持する保持部材を駆動装置により移動させる場合に、目標位置に対して所定の方向および距離にある準備位置を経由させる構成が開示されている。
特開２０１４－８６６８７号公報 国際公開第２０１６／１９９２４１号
　しかしながら、駆動装置の可動範囲における位置や移動方向、移動速度によっても位置誤差の量が変動し得る。そのため、引用文献１の構成では、駆動装置の動作を所定の動作条件で校正しても、校正処理とは異なる動作条件で装着処理が実行されると装着位置における部品の位置誤差が必ずしも要求精度を満たす程度に小さくなるとは限らない。また、特許文献２は、装着処理の高精度化を期待できる一方で、最短経路とは異なる移動経路が採用され、また準備位置で一旦停止を伴う場合があることから、装着処理の高速化の観点からは生産効率の低下が懸念される。
　本明細書は、部品装着機による装着処理の高精度化を図ることができる生産支援システムおよび生産支援方法を提供することを目的とする。
　本明細書は、制御プログラムが示す基板上の装着位置に部品を装着する部品装着機に適用され、生産用基板または試験用基板である試験基板に生産用部品または試験用部品の試験部品を装着する試験装着処理において前記試験部品が前記試験基板に装着される目標位置を、前記制御プログラムが示す複数の前記装着位置に基づいて設定する設定部と、前記試験装着処理を実行する実行部と、前記試験装着処理により前記試験基板に装着された前記試験部品の少なくとも一部が撮像装置の視野に収まるように撮像して取得された画像データに基づいて、装着された前記試験部品の位置誤差を測定する測定部と、前記測定部により測定された前記位置誤差に基づいて、前記制御プログラムが示す複数の前記装着位置ごとの位置補正値をそれぞれ算出する算出部と、を備える生産支援システムを開示する。
　このような構成によると、実行予定の装着処理に用いられる制御プログラムに基づく試験装着処理が実行され、複数の装着位置ごとの位置補正値がそれぞれ取得される。複数の装着位置ごとの位置補正値を適用して装着処理を実行することによって、装着処理の高精度化を図ることができる。
実施形態における生産支援システムを適用された部品装着機が構成する生産ラインを示す模式図である。 部品装着機を模式的に示す上面図である。 部品装着機の制御装置および生産支援システムを示す機能ブロック図である。 各種データを示す図である。 試験基板に基板製品を仮想的に配置した図である。 試験装着処理を実行された試験基板と画像データを重ねて示す図である。 生産支援処理を示すフローチャートである。
　１．生産支援システム５０の概要
　以下、生産支援システムを具体化した実施形態について図面を参照して説明する。生産支援システム５０は、基板製品の生産に用いられる部品装着機１２に適用される。部品装着機１２は、図１に示すように、生産ラインＬｎに適用される。生産ラインＬｎは、所定の対基板作業を実行する対基板作業機を複数並べて設置して構成される。
　２．生産ラインＬｎの構成
　生産ラインＬｎは、図１に示すように、複数の対基板作業機を基板９１の搬送方向に複数設置して構成される。複数の対基板作業機のそれぞれは、管理装置４０およびホストコンピュータ６０に通信可能に接続される。管理装置４０は、自機が設置された生産ラインＬｎを管理対象とする。管理装置４０は、生産予定の基板製品の種類、生産予定数、およびこれらの生産順序を示す生産計画に従って、生産ラインＬｎにおける生産の進行状況、必要なメンテナンス作業などを把握し、必要に応じてオペレータ等に指令する。
　ホストコンピュータ６０は、複数の生産ラインＬｎを統括して制御する。生産計画などの各種データは、ホストコンピュータ６０に記憶されており、管理装置４０の要求に応じてダウンロードされる。また、生産計画などの各種データは、管理装置４０にのみ記憶される構成としてもよいし、ホストコンピュータ６０にのみに記憶され必要に応じて管理装置４０からアクセスされる構成としてもよい。
　生産ラインＬｎは、複数の対基板作業機としての印刷機１１、複数の部品装着機１２、、外観検査機１３、リフロー炉１４、および機能検査機１５を備える。印刷機１１は、搬入された基板９１における部品の装着位置にペースト状のはんだを印刷する。複数の部品装着機１２のそれぞれは、生産ラインＬｎの上流側から搬送された基板９１に部品を装着する。部品装着機１２の構成については後述する。
　外観検査機１３は、複数の部品装着機１２により装着された部品の位置および角度が外観上、許容範囲にあるか否かを検査する。リフロー炉１４は、生産ラインＬｎの上流側から搬送された基板９１を加熱して、基板９１上のはんだを溶融させてはんだ付けを行う。機能検査機１５は、生産ラインＬｎにおいて生産される基板製品の機能が正常であるか否かを検査する。
　本実施形態において、基板製品の工場には、複数の生産ラインＬｎが構成されていてもよい。なお、複数の生産ラインＬｎのそれぞれは、例えば生産する基板製品の種別などに応じて、その構成を適宜追加、変更され得る。具体的には、複数の生産ラインＬｎには、搬送される基板９１を一時的に保持するバッファ装置や基板供給装置や基板反転装置、各種検査装置、シールド装着装置、接着剤塗布装置、紫外線照射装置などの対基板作業機が適宜設置され得る。
　３．部品装着機１２の構成
　部品装着機１２は、図２に示すように、基板搬送装置２１を備える。基板搬送装置２１は、基板９１を搬送方向へと順次搬送するとともに、基板９１を機内の所定位置に位置決めする。部品装着機１２は、部品供給装置２２を備える。部品供給装置２２は、基板９１に装着される部品を供給する。部品供給装置２２は、複数のスロット２２１にフィーダ２２２をそれぞれ装備される。フィーダ２２２には、例えば多数の部品が収納されたキャリアテープを送り移動させて、部品を採取可能に供給するテープフィーダが適用される。
　部品装着機１２は、部品移載装置２３を備える。部品移載装置２３は、部品供給装置２２により供給された部品を基板９１上の所定の装着位置に移載する。部品移載装置２３は、ヘッド駆動装置２３１、移動台２３２、および装着ヘッド２３３を備える。ヘッド駆動装置２３１は、直動機構により移動台２３２を水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動させる。装着ヘッド２３３は、図示しないクランプ部材により移動台２３２に着脱可能に固定され、機内を水平方向に移動可能に設けられる。
　装着ヘッド２３３は、複数の保持部材を昇降可能に且つ複数の保持部材ごとの回転軸周りに回転可能に支持する。本実施形態において、保持部材は、供給される負圧エアにより部品を吸着することにより保持する吸着ノズル２３４である。なお、保持部材としては、部品を把持することにより保持するチャックなどが採用され得る。
　部品装着機１２は、部品カメラ２４、および基板カメラ２５を備える。部品カメラ２４、および基板カメラ２５は、ＣＭＯＳなどの撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ２４、および基板カメラ２５は、制御信号に基づいて撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを送出する。部品カメラ２４は、設置フロアに対して固定される基台に設けられ、吸着ノズル２３４に保持された部品を下方から撮像可能に構成される。基板カメラ２５は、装着ヘッド２３３と一体的に水平方向に移動可能に移動台２３２に設けられる。基板カメラ２５は、基板９１を上方から撮像可能に構成される。
　部品装着機１２は、制御装置３０を備える。制御装置３０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置３０は、図３に示すように、記憶装置３１、状態認識部３２、および装着制御部３３を備える。記憶装置３１は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。記憶装置３１には、装着処理の制御に用いられる制御プログラムＤ１や部品データＤ２などの各種データが記憶される。
　上記の制御プログラムＤ１は、図４に示すように、装着処理において基板９１に装着される部品の種類、装着位置、装着角度、および装着順序を示す。部品データＤ２は、部品の種類ごとに固有の情報である。部品データＤ２には、基板９１に部品を装着する際の条件を示すパラメータ情報Ｍ１、および部品の種類ごとに要求される装着精度を示す精度情報Ｍ２が含まれる。本実施形態において、パラメータ情報Ｍ１には、部品ごとの最大の許容移動速度（許容加速度としてもよい）、採取位置（例えば、吸着ノズル２３４に接触する位置）などが含まれ得る。
　精度情報Ｍ２は、要求精度として許容位置誤差および許容角度誤差を示すものであってもよいし、部品装着機１２に予め設定された要求精度のランクを示すものであってもよい。部品データＤ２には、上記の他に、部品の外観の認識に用いられる部品の形状を示す形状情報が含まれてもよい。具体的には、形状情報には、部品の外縁形状、部品の特徴部の形状、および部品の寸法が含まれ得る。図４に示される試験プログラムＤ３、および補正データＤ４の詳細については後述する。
　状態認識部３２は、複数の保持部材（保持部材２３４）のそれぞれに保持された部品の保持状態の認識処理を実行する。具体的には、状態認識部３２は、部品カメラ２４の撮像により取得された画像データを画像処理し、装着ヘッド２３３の基準位置に対する各部品の位置および角度を認識する。なお、状態認識部３２は、部品カメラ２４の他に、例えば装着ヘッド２３３に一体的に設けられるヘッドカメラユニットなどが部品を側方、下方、または上方から撮像して取得された画像データを画像処理するようにしてもよい。
　制御装置３０は、装着制御部３３を備える。装着制御部３３は、制御プログラムＤ１に基づいて、装着ヘッド２３３による部品の装着動作を制御して装着処理を実行する。ここで、装着処理には、部品供給装置２２により供給された部品を保持部材（吸着ノズル２３４）により採取する採取動作、および部品を基板９１上の所定の装着位置に所定の装着角度で装着する装着動作を繰り返し実行するＰＰサイクル（ピックアンドプレースサイクル）が含まれる。
　装着制御部３３は、装着処理において、各種センサから出力される情報や画像処理の結果（状態認識部３２による認識結果を含む）、制御プログラムＤ１などに基づき、装着ヘッド２３３の動作を制御する。これにより、装着ヘッド２３３に支持された複数の吸着ノズル２３４の位置および角度が制御される。また、装着制御部３３は、部品データＤ２のパラメータ情報Ｍ１に基づいて、部品の移動速度および加速度が許容範囲に収まるように装着ヘッド２３３の動作を制御する。
　４．生産支援システム５０
　上記のような装着処理では、制御プログラムＤ１に示される基板９１上の装着位置に部品を装着すると、ある程度の位置誤差および角度誤差が含まれ得る。これは、部品移載装置２３のような装着ヘッド２３３を移動させる駆動装置の可動範囲内の位置に応じて発生する誤差が一因と考えられる。これに対して、例えば装着ヘッド２３３の可動範囲を複数に区分して、区分ごとに予め算出された校正値を適用することで、装着ヘッド２３３の移動を校正することが想定される。
　しかしながら、同一区分であっても装着ヘッド２３３の位置や移動方向、移動速度によって位置誤差の量が変動し得る。よって、駆動装置の動作を所定の動作条件で校正しても、校正処理とは異なる動作条件（制御プログラムＤ１や部品データＤ２により指定される条件）で装着処理が実行されると、装着位置における部品の位置誤差が必ずしも要求精度を満たす程度に小さくなるとは限らない。
　また、装着処理における位置誤差や角度誤差は、駆動装置（部品移載装置２３）のロストモーションによる影響が一因と考えられる。これに対して、装着制御部３３は、例えば精度情報Ｍ２において高い装着精度を要求される（許容誤差が小さい）部品については、ＰＰサイクルおける装着動作を高精度モードで実行し、ロストモーションの影響の抑制を図ることが想定される。
　具体的には、装着制御部３３は、高精度モードで装着ヘッド２３３を移動させる場合に、装着位置に対して所定の方向および距離からアプローチされるように、所定の準備位置を経由させる。しかしながら、上記のような高精度モードの動作では、装着処理の高精度化を期待できる一方で、最短経路とは異なる移動経路が採用され、また準備位置で一旦停止を伴う場合があることから、装着処理の高速化の観点からは生産効率の低下が懸念される。
　ここで、高精度モードではなく生産性を優先した高速モードで装着処理を多数回に亘り実行すると、上記のように装着位置においてある程度の位置誤差が平均的に発生する。一方で、多数回に亘り発生した位置誤差の最大値と最小値の差分が、その部品に要求される装着精度で許容される位置誤差の範囲よりも小さいことがある。換言すると、高速モードでは、位置誤差の平均値および発生範囲としては要求される装着精度を満たさないものの、位置誤差のばらつき自体は十分に小さいことが観測された。そして、このような事象は、部品装着機１２の個体差に起因して発生するとの見識を得られた。
　そこで、本実施形態の生産支援システム５０は、高速モードで装着処理を行う場合に適切な補正データを適用することによって、装着処理の高精度化および高速化を図ることができる構成を採用する。具体的には、生産支援システム５０は、図７に示すように、生産支援処理において、予め試験装着処理を実行する。生産支援システム５０は、図３に示すように、設定部５１、実行部５２、測定部５３、および算出部５４を備える。なお、本実施形態において、生産支援システム５０が部品装着機１２の制御装置３０に組み込まれた態様を例示して説明する。
　４－１．設定部５１
　設定部５１は、試験装着処理において試験部品８１が試験基板７０に装着される目標位置を、制御プログラムＤ１が示す複数の装着位置に基づいて設定する。ここで、上記の試験装着処理とは、試験基板７０に試験部品８１を装着する処理である。試験基板７０は、実際の生産に使用される生産用基板でもよいし、図５に示すように、上面に複数の基準マーク７１が所定パターンで配置された試験用のマスター基板（試験用基板）であってもよい。
　本実施形態において、複数の基準マーク７１のそれぞれは、円形状からなり、マスター基板としての試験基板７０の上面においてマトリックス状に配置される。複数の基準マーク７１は、それぞれの形状、互いの位置関係、および２つの基板マーク７２との位置関係が高精度となるように形成されている。２つの基板マーク７２は、試験基板７０の位置を検出するための基準となるフィデューシャルマークであって、試験基板７０の対角線上の二隅に配置されている。
　上記のような試験基板７０は、試験装着処理の実行の際に、粘着層を形成される。粘着層は、粘着材を上面に塗布または吹き付けにより形成されてもよいし、上面に粘着シートが貼付されることにより形成されてもよい。試験部品８１は、試験基板７０の粘着層に装着される。試験部品８１は、実際の生産に使用される電子部品（生産用部品）でもよいし、図５に示すように、電子部品を模したダミー部品（試験用部品）であってもよい。本実施形態において、試験部品８１は、外形状が高精度に生成された測定用のダミー部品であり、例えばセラミックを材料に生成される。
　本実施形態において、設定部５１は、試験基板７０の所定位置に基準を設定し、基準に対して複数の目標位置を設定することにより制御プログラムＤ１を用いた装着動作をモデル化し、複数の目標位置を示す試験プログラムＤ３を生成する。詳細には、設定部５１は、先ず制御プログラムＤ１の解析を実行する（図７のＳ１１）。このとき、設定部５１は、部品データＤ２により示される内容を加味する。これにより、設定部５１は、２つの基板マーク７２を基準にして基板原点を割り出し、当該位置を試験基板７０の基準とする。そして、設定部５１は、例えば図５に示すように、１枚の試験基板７０に４つの基板製品Ｃ１－Ｃ４が仮想的に配置されたものとし、試験部品８１を装着すべき複数の位置（理想的な目標位置）を認識する。
　次に、設定部５１は、目標位置の設定工程を実行する（図７のＳ１２）。設定部５１は、装着動作のモデル化において、理想的な目標位置が後の工程において適当でないなどの事情がある場合に、目標位置を適宜位置へシフトさせて最終的な目標位置を設定する。詳細には、設定部５１は、Ｓ１１において認識された試験部品８１を装着すべき複数の位置に試験部品８１を仮想的に装着すると、上方視において基準マークに試験部品８１の少なくとも一部が重複する場合に、基準マーク７１と試験部品８１の重なり度合い基づいて、装着位置からシフトさせた目標位置を設定する。なお、複数の目標位置について全体的にシフトさせることにより、基準マーク７１と試験部品８１の重複が解消する場合には、基板原点をシフトさせてもよい。
　これにより、後の工程において、基準マーク７１と試験部品８１を撮像して取得された画像データにおいて、それぞれを認識可能な程度まで、最接近する基準マーク７１から試験部品８１がずれた状態となる。また、設定部５１は、上記のような事情の他に、例えば試験基板７０の所定位置を基準として、制御プログラムＤ１が示す装着位置に試験部品８１を装着すると上方視において２以上の基準マーク７１および試験部品８１が撮像装置（基板カメラ２５）の視野に収まらない場合に、装着位置からシフトさせた目標位置を設定してもよい。
　上記のように装着位置からシフトさせた目標位置を設定する場合に、設定部５１は、例えば、試験部品８１ごとの目標位置がマスター基板７０において隣り合う複数の基準マーク７１の間となるように設定してもよい。また、設定部５１は、例えば試験部品８１ごとの目標位置がマスター基板７０において互いに最も接近した４つの基準マーク７１により囲まれた領域Ｎ１（図６を参照）の内部となるように設定してもよい。これにより、後の工程において、画像データＤ５に含まれる複数の基準マーク７１から目標位置を割り出すことができ、さらに同一の画像データＤ５に含まれる試験部品８１の位置誤差を測定することが可能となる。
　上記の設定工程（Ｓ１２）により、図４に示すように、制御プログラムを用いた装着動作をモデル化し、複数の目標位置を示す試験プログラムＤ３が生成される。試験プログラムＤ３において、試験部品８１を装着する順序、および装着角度は、制御プログラムＤ１と一致する。試験プログラムＤ３において、試験部品８１を装着する複数の目標位置の一部または全部は、制御プログラムＤ１とは所定の調整量だけシフトしている場合があり、この調整量が０のとき制御プログラムＤ１と一致する。また、設定部５１は、参照した部品データＤ２の精度情報Ｍ２において、要求される装着精度が閾値未満のものについて、補正データの生成が不要であるとして、試験プログラムＤ３にスキップを設定する（図７の「○」）。
　４－２．実行部５２
　実行部５２は、試験装着処理を実行する（図７のＳ１３）。詳細には、実行部５２は、試験装着処理において、試験プログラムＤ３に基づいて、試験部品８１を装着する。換言すると、実行部５２は、制御プログラムＤ１が示す部品の装着順序に応じた装着ヘッド２３３の移動経路に沿って装着ヘッド２３３を移動させて試験部品８１を装着する。よって、実行部５２は、試験装着処理において試験部品８１を制御プログラムＤ１が示す装着角度を目標角度として装着することになる。
　また、本実施形態において、実行部５２は、実行予定の装着処理と同様の条件となるように、試験装着処理を実行する。そこで、実行部５２は、部品データＤ２のパラメータ情報Ｍ１を参照して、試験装着処理において、部品装着機１２が制御プログラムＤ１を用いて部品を基板９１に装着する際の装着ヘッド２３３の移動速度で装着ヘッド２３３を移動させて試験部品８１を装着する。
　なお、実行部５２は、部品の種類または制御プログラムＤ１が示す複数の装着位置ごとに要求される装着精度を示す精度情報Ｍ２に基づいて、制御プログラムＤ１が示す複数の装着位置について試験装着を実行するかスキップするかを切り換える。具体的には、実行部５２は、試験プログラムＤ３に設定されたスキップの有無に従って、スキップ動作とするか装着動作を行うかを切り換える。
　なお、試験装着処理におけるスキップ動作は、装着動作のすべて省略するのではなく、吸着ノズル２３４を目標位置の上方までは少なくとも移動させる。このとき、吸着ノズル２３４の昇降動作を行うかは、その後の駆動装置におけるロストモーションの発生に影響するか否かなどに基づいて設定される。なお、スキップ動作において、実行部５２は、実行予定の装着処理と同様の条件の移動速度で装着ヘッド２３３を移動させる。
　４－３．測定部５３
　測定部５３は、位置誤差（角度誤差）の測定工程を実行する（図７のＳ１５）。測定部５３は、まず、上記のような試験装着処理が実行された後に、試験装着処理により試験基板７０に装着された試験部品８１の少なくとも一部が撮像装置の視野（以下、「カメラ視野Ｖｆ」）に収まるように撮像して取得された画像データＤ５を取得する（図６を参照）。
　上記の画像データＤ５は、本実施形態において、装着ヘッド２３３を用いた試験装着処理が終了した後に、機内に位置決めされた試験基板７０を基板カメラ２５により撮像して取得される。具体的には、位置決めされた試験基板７０をアンクランプすることなく維持し、複数の試験部品８１のそれぞれが収まるように部品カメラ２５の移動と撮像を繰り返す撮像サイクル（図７のＳ１４）によって、複数の画像データＤ５が取得される。
　測定部５３は、画像データＤ５に基づいて、装着された試験部品８１の位置誤差を測定する。本実施形態において、測定部５３は、試験装着処理により試験基板７０に装着された試験部品８１と２以上（図６において４つ）の基準マーク７１がカメラ視野Ｖｆに収まるように撮像して取得された画像データＤ５に基づいて、装着された試験部品８１の位置誤差を測定する。
　具体的には、測定部５３は、画像処理によって、複数の基準マーク７１により示される目標位置に対して実際に装着された試験部品８１の位置誤差を測定する。このように、同一の画像データＤ５に基準マーク７１および試験部品８１が含まれている場合には、測定部５３は、画像データＤ５を取得するために撮像を行った際の基板カメラ２５の位置情報を用いることなく位置誤差を測定することができる。本実施形態において、測定部５３は、画像データＤ５に基づいて、装着された試験部品８１の角度誤差を測定する。これにより、複数の画像データＤ５にそれぞれ含まれる試験部品８１ごとに、位置誤差および角度誤差の方向および大きさが測定される。
　このように測定された位置誤差および角度誤差は、制御プログラムＤ１および部品データＤ２により指定される条件で装着処理を実行した場合に、部品装着機１２の個体差に起因して装着位置ごとに発生するものである。つまり、測定部５３は、実際の装着処理において発生すると推定される位置誤差および角度誤差を事前に測定したことになる。
　なお、例えば試験装着処理に用いられる試験部品８１として生産用の大型部品、または当該大型部品の寸法を模した試験用のダミー部品が適用されると、カメラ視野Ｖｆに収まらないことが想定される。このような場合に、画像データＤ５は、試験部品８１の異なる一部がカメラ視野Ｖｆにそれぞれ収まるように基板カメラ２５の位置を変更しながら複数回に亘り撮像して取得された複数の画像データを連結して生成される。測定部５３は、この画像データＤ５に基づいて、装着された試験部品８１の位置誤差を測定してもよい。
　また、例えば試験装着処理に用いられる試験基板７０として生産用基板、または基準マーク７１を有しないダミー基板（試験用基板）が適用されると、画像データＤ５のみから目標位置を割り出すことができない。このような場合に、試験装着処理の実行に際して、２つの基板マーク７２を基準にして割り出された基板原点と、画像データＤ５を取得するために撮像を行った際の基板カメラ２５の位置情報とに基づいて、目標位置を割り出してもよい。そして、測定部５３は、この目標位置と、画像データＤ５における試験部品８１の位置に基づいて、位置誤差を測定してもよい。
　４－４．算出部５４
　算出部５４は、測定部５３により測定された位置誤差（角度誤差）に基づいて、制御プログラムＤ１が示す複数の装着位置ごとの位置補正値をそれぞれ算出する（図７のＳ１６）。つまり、算出部５４は、１つの装着位置について測定された位置誤差が相殺されるように、この位置誤差とは反対方向に且つ同じ大きさの位置補正値を算出する。これにより、１つの装着位置に対応する１つの位置補正値が個々に算出される。同様に、算出部５４は、測定部５３により測定された角度誤差に基づいて、制御プログラムＤ１が示す装着位置ごとの角度補正値をそれぞれ算出する。これにより、１つの装着位置に対応する１つの角度補正値が個々に算出される。
　上記では、説明を簡略化するために、一度の試験装着処理および測定工程から位置補正値をそれぞれ算出する態様とした。これに対して、生産支援システム５０は、Ｓ１３－Ｓ１５を規定回数だけ繰り返するものとしてもよい。このとき、複数の試験装着処理ごとに試験基板８１の搬入と搬出が実行される。そして、算出部５４は、複数回に亘り実行された試験装着処理ごとに同一の目標位置について測定された複数の位置誤差に基づいて、複数の装着位置ごとの位置補正値を統計的（平均値、中央値など）にそれぞれ算出する。角度補正値についても同様である。
　算出部５４は、上記のように算出した目標位置ごとの位置補正値および角度補正値を、制御プログラムＤ１におけるそれぞれの装着位置に対応させた補正データＤ４を生成する（図７のＳ１７）。なお、試験プログラムＤ３においてスキップを設定された装着位置については、補正データＤ４における補正量は０である（ＦＨ３＝０，ＦＲ３＝０）。生成された補正データＤ４は、図４に示すように、制御プログラムＤ１に関連付けて、制御装置３０の記憶装置３１に記憶される。
　生産計画の進行によって制御プログラムＤ１を用いた装着処理が実行される場合に、装着制御部３３は、部品データＤ２とともに補正データＤ４を参照する。装着制御部３３は、装着処理において、状態認識部３２による部品の保持状態に基づく補正に加えて、補正データＤ４が示す装着位置ごとに設定された位置補正値および角度補正値を適用して、基板９１に部品を装着する。これにより、装着制御部３３は、部品装着機１２の個体差に起因して装着位置ごとに発生する位置誤差および角度誤差を打ち消すように補正して、高速モードで部品を高精度に装着することができる。
　本実施形態において、生産支援方法は、制御プログラムＤ１が示す基板９１上の装着位置に部品を装着する部品装着機１２に適用される。生産支援方法は、設定工程（Ｓ１１）と、実行工程（Ｓ１３）と、測定工程（Ｓ１５）と、算出工程（Ｓ１６）とを備える。生産支援法は、上記の生産支援システムと同様の効果を奏する。
　５．実施形態の変形態様
　実施形態において、試験装着処理には、試験基板７０として複数の基準マーク７１が所定パターンで配置されたマスター基板が用いられる態様を例示した。上記のマスター基板は、装着される試験部品（生産用部品またはダミー部品）の数量、寸法、および密集度に応じて、互いに異なる複数種類の所定パターンのものから適宜選択されて適用される。
　また、実施形態において、算出部５４は、複数回に亘る試験装着処理の結果から統計的に位置補正値および角度補正値を統計的にそれぞれ算出する態様を例示した。これに対して、生産支援システム５０は、試験装着処理ごとに位置補正値および角度補正値をそれぞれ算出するとともに、次回の試験装着処理に適用し、位置補正値および角度補正値を徐々に適正値に近付ける態様を採用してもよい。
　実施形態において、生産支援システム５０は、部品装着機１２の制御装置３０に組み込まれる態様を例示した。これに対して、生産支援システム５０を構成する各部５１－５４は、制御装置３０の外部装置にそれぞれ設けられる構成としてもよい。例えば、生産支援システム５０は、生産ラインＬｎの管理装置４０やホストコンピュータ６０に組み込まれる構成としてもよい。
　また、実施形態において、試験装着処理により試験基板７０に装着された試験部品８１を撮像する撮像装置は、装着ヘッド２３３と一体的に移動可能に設けられた基板カメラ２５である態様を例示した。これに対して、カメラは、部品装着機１２の機内に設けられた専用カメラであってもよく、また部品装着機１２の外部装置（例えば、外観検査機１３）に設けられた検査用カメラであってもよい。但し、作業効率や高精度化の観点からは、試験装着と撮像処理との間に試験基板７０の搬送を伴わない機内での撮像が好適である。
　Ｌｎ：生産ライン、　１１：印刷機、　１２：部品装着機、　１３：外観検査機、　１４：リフロー炉、　１５：機能検査機、　２３：部品移載装置、　２３３：装着ヘッド、　２３４：吸着ノズル（保持部材）、　２４：部品カメラ、　２５：基板カメラ（撮像装置）、　３０：制御装置、　５０：生産支援システム、　５１：設定部、　５２：実行部、　５３：測定部、　５４：算出部、　７０：試験基板（マスター基板）、　７１：基準マーク、　７２：基板マーク、　８１：試験部品、　９１：基板、　Ｄ１：制御プログラム、　Ｄ２：部品データ、　Ｍ１：パラメータ情報、　Ｍ２：精度情報、　Ｄ３：試験プログラム、　　Ｍ３：スキップ情報、　Ｄ４：補正データ、　Ｄ５：画像データ

Claims (16)

  1. 　制御プログラムが示す基板上の装着位置に部品を装着する部品装着機に適用され、
    　生産用基板または試験用基板である試験基板に生産用部品または試験用部品である試験部品を装着する試験装着処理において前記試験部品が前記試験基板に装着される目標位置を、前記制御プログラムが示す複数の前記装着位置に基づいて設定する設定部と、
    　前記試験装着処理を実行する実行部と、
    　前記試験装着処理により前記試験基板に装着された前記試験部品の少なくとも一部が撮像装置の視野に収まるように撮像して取得された画像データに基づいて、装着された前記試験部品の位置誤差を測定する測定部と、
    　前記測定部により測定された前記位置誤差に基づいて、前記制御プログラムが示す複数の前記装着位置ごとの位置補正値をそれぞれ算出する算出部と、
    　を備える生産支援システム。
  2. 　前記部品装着機は、前記部品を保持する保持部材を昇降可能に支持し、水平方向に移動可能な装着ヘッドを備え、
    　前記実行部は、前記試験装着処理において、前記制御プログラムが示す前記部品の装着順序に応じた前記装着ヘッドの移動経路に沿って前記装着ヘッドを移動させて前記試験部品を装着する、請求項１に記載の生産支援システム。
  3. 　前記実行部は、前記試験装着処理において、前記部品装着機が前記制御プログラムを用いて前記部品を前記基板に装着する際の前記装着ヘッドの移動速度で前記装着ヘッドを移動させて前記試験部品を装着する、請求項２に記載の生産支援システム。
  4. 　前記実行部は、前記部品の種類または前記制御プログラムが示す複数の前記装着位置ごとに要求される装着精度を示す精度情報に基づいて、前記制御プログラムが示す複数の前記装着位置について試験装着を実行するかスキップするかを切り換える、請求項１－３の何れか一項に記載の生産支援システム。
  5. 　前記設定部は、前記試験基板の所定位置に基準を設定し、前記基準に対して複数の前記目標位置を設定することにより前記制御プログラムを用いた装着動作をモデル化し、複数の前記目標位置を示す試験プログラムを生成する、請求項１－４の何れか一項に記載の生産支援システム。
  6. 　前記試験基板は、上面に複数の基準マークが所定パターンで配置された試験用のマスター基板であり、
    　前記設定部は、前記試験基板の前記所定位置を前記基準として、前記制御プログラムが示す前記装着位置に前記試験部品を仮想的に装着すると上方視において前記基準マークに前記試験部品の少なくとも一部が重複する場合に、前記装着位置からシフトさせた前記目標位置を設定する、請求項５に記載の生産支援システム。
  7. 　前記試験基板は、上面に複数の基準マークが所定パターンで配置された試験用のマスター基板であり、
    　前記設定部は、前記試験基板の前記所定位置を前記基準として、前記制御プログラムが示す前記装着位置に前記試験部品を装着すると上方視において２以上の前記基準マークおよび前記試験部品が前記撮像装置の視野に収まらない場合に、前記装着位置からシフトさせた前記目標位置を設定する、請求項５または６に記載の生産支援システム。
  8. 　前記測定部は、前記試験装着処理により前記試験基板に装着された前記試験部品と２以上の前記基準マークが前記撮像装置の視野に収まるように撮像して取得された画像データに基づいて、装着された前記試験部品の前記位置誤差を測定する、請求項７に記載の生産支援システム。
  9. 　前記設定部は、前記試験部品ごとの前記目標位置が前記マスター基板において隣り合う複数の前記基準マークの間となるように設定する、請求項６－８の何れか一項に記載の生産支援システム。
  10. 　前記設定部は、前記試験部品ごとの前記目標位置が前記マスター基板において互いに最も接近した４つの前記基準マークにより囲まれた領域の内部となるように設定する、請求項６－９の何れか一項に記載の生産支援システム。
  11. 　前記測定部は、複数の前記基準マークにより示される前記目標位置に対して実際に装着された前記試験部品の前記位置誤差を測定する、請求項６－１０の何れか一項に記載の生産支援システム。
  12. 　複数の前記基準マークのそれぞれは、円形状からなり、前記マスター基板の上面においてマトリックス状に配置される、請求項６－１１の何れか一項に記載の生産支援システム。
  13. 　前記算出部は、複数回に亘り実行された前記試験装着処理ごとに同一の前記目標位置について測定された複数の前記位置誤差に基づいて、複数の前記装着位置ごとの前記位置補正値を統計的にそれぞれ算出する、請求項１－１２の何れか一項に記載の生産支援システム。
  14. 　前記制御プログラムは、複数の前記装着位置ごとに前記部品の装着角度を示し、
    　前記実行部は、前記試験装着処理において前記試験部品を前記制御プログラムが示す前記装着角度を目標角度として装着し、
    　前記測定部は、前記画像データに基づいて、装着された前記試験部品の角度誤差を測定し、
    　前記算出部は、前記測定部により測定された前記角度誤差に基づいて、前記制御プログラムが示す前記装着位置ごとの角度補正値をそれぞれ算出する、請求項１－１３の何れか一項に記載の生産支援システム。
  15. 　前記部品装着機は、
    　前記部品を保持する保持部材を昇降可能に支持し、水平方向に移動可能な装着ヘッドと、
    　前記装着ヘッドと一体的に移動可能に設けられた前記撮像装置であって、機内に位置決めされた前記基板を上方から撮像する基板カメラと、を備え、
    　前記画像データは、前記装着ヘッドを用いた前記試験装着処理が終了した後に、前記機内に位置決めされた前記試験基板を前記基板カメラにより撮像して取得される、請求項１－１４の何れか一項に記載の生産支援システム。
  16. 　制御プログラムが示す基板上の装着位置に部品を装着する部品装着機に適用され、
    　生産用基板または試験用基板である試験基板に生産用部品または試験用部品である試験部品を装着する試験装着処理において前記試験部品が前記試験基板に装着される目標位置を、前記制御プログラムが示す複数の前記装着位置に基づいて設定する設定工程と、
    　前記試験装着処理を実行する実行工程と、
    　前記試験装着処理により前記試験基板に装着された前記試験部品の少なくとも一部が撮像装置の視野に収まるように撮像して取得された画像データに基づいて、装着された前記試験部品の位置誤差を測定する測定工程と、
    　前記測定工程により測定された前記位置誤差に基づいて、前記制御プログラムが示す複数の前記装着位置ごとの位置補正値をそれぞれ算出する算出工程と、
    　を備える生産支援方法。
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JP2005317806A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 装着精度測定方法
JP2019029563A (ja) * 2017-08-01 2019-02-21 芝浦メカトロニクス株式会社 電子部品の実装装置と実装方法、およびパッケージ部品の製造方法

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