JP2004281468A - 電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像手段による部品の撮像位置のずれや、ミラーの歪による画像の歪みなどの影響を防止して、精度良くヘッドに対する電子部品の位置ずれを検出する。
【解決手段】プリント基板２を搬送するプリント基板搬送手段４と、電子部品１をプリント基板２に対して実装するヘッド６と、ヘッド６に設けられ、ヘッド６とともに移動するマーカー７と、マーカー７の鏡像と電子部品の鏡像とを得るためのミラー８と、マーカー７および電子部品の画像を得る撮像手段９と、撮像手段９の画像により電子部品１とマーカー７との位置を検出してヘッド６の位置についての映像誤差を補正し、電子部品１のヘッド６に対する位置ずれを検出する検出手段１９とを備えた。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品をプリント基板に装着する電子部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品をプリント基板に装着する電子部品実装装置としては、一般に、プリント基板を搬送するプリント基板搬送手段と、電子部品を保持しながら移動するとともに、この電子部品を上記プリント基板に対して実装するヘッドと、電子部品実装装置の基台上の特定位置に設けられた部品認識用のカメラとを備え、部品吸着後に部品認識用のカメラで撮像、部品認識を行い、吸着位置のずれを検出するとともに装着位置を補正し、この補正された位置へ部品を装着するように構成されたものが知られている。
【０００３】
この種の電子部品実装装置では、部品を吸着したヘッドが一旦カメラ上へ移動して部品の撮像を行った後、装着位置へ移動するのでヘッドの移動距離が長くなる。そこで部品供給部とプリント基板配置箇所との間に長尺のミラーを備えるとともに、ヘッド側にカメラを設け、ヘッドが部品供給部からプリント基板上へ直線的に移動する過程でミラー上を通過させ、その際に、ミラーに映る部品をカメラで撮像するように構成された電子部品実装装置が考えられている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、部品供給装置と、帯板状のミラーと、部品装着ヘッドユニットと、ＣＣＤカメラとを備えた電子部品装着装置の技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、長尺帯状の一対のミラーと、チップ部品をプリント基板に装着する吸着保持ヘッドユニットと、チップ部品を撮像するＣＣＤカメラとを備えた電子部品認識装置および電子部品装着装置の技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２１６５６８
【特許文献２】
特開平８−７８８９５
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の公報に開示された技術では、撮像手段の位置ずれのために、部品の位置が変化してしまうという問題があった。また、ミラーの撓みにより画像が歪むなどの影響により、部品の位置、縮尺が変化してしまい、精度良く電子部品を撮像し、認識処理することが難しいという問題があった。
【０００８】
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、撮像手段の位置ずれや、ミラーの歪による画像の歪みなどの影響を防止して、精度良く電子部品の位置ずれを検出することができる電子部品実装装置を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、プリント基板を搬送するプリント基板搬送手段と、電子部品を保持しながら移動するとともに、この電子部品を上記プリント基板に対して実装するヘッドと、上記ヘッドに設けられ、このヘッドとともに移動するマーカーと、上記マーカーの鏡像と上記電子部品の鏡像とを得るためのミラーと、上記ヘッドに設けられ、上記ヘッドが部品吸着後にミラー上を通る時に、上記マーカーの鏡像と電子部品の鏡像とをレンズおよび撮像素子を介して取り込んでマーカーおよび電子部品の画像を得るための撮像手段と、上記撮像手段による撮像画面の電子部品の画像により電子部品の位置を検出し、かつ上記撮像画面上のマーカーの画像によりマーカーの位置を検出してヘッドの位置についての映像誤差を補正し、これら検出された電子部品の位置と補正されたヘッドの位置とから電子部品のヘッドに対する位置ずれを検出する検出手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置である。
【００１０】
このようにすれば、撮像素子上の画像によりマーカーの位置を検出してヘッドの位置についての映像誤差を補正するとともに、この補正されたヘッドの位置と、同じく撮像素子上の画像により検出された電子部品の位置とから電子部品のヘッドに対する位置ずれを検出することができるので、精度良く電子部品のヘッドに対する位置ずれを検出することができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記ミラーと上記撮像手段との間に補助ミラーを設けることにより、ミラーからレンズに至る光路を変更することが好ましい。
【００１２】
このようにすれば、補助ミラーによりミラーからレンズに至る光路を変更するので、撮像手段の設置場所の選択範囲が広がり、ヘッド周辺の設計の自由度が向上する。
【００１３】
ここで、上記マーカーから撮像手段に至る光路を変更する光路変更手段により、撮像画面上のマーカーの画像を電子部品の画像に対して近接させることが好ましい。
【００１４】
このようにすれば、光路変更手段により、マーカーから撮像素子に至る光路を変更することにより、撮像素子上のマーカーの画像を電子部品の画像に対して近づけることができるので、限られた大きさの画面内でマーカーおよび電子部品の画像を大きくすることができて解像度を上げることができ、電子部品のヘッドに対する位置ずれの検出の精度が良くなる。
【００１５】
上記光路変更手段は、上記マーカーと上記撮像手段との間に設けられたプリズムを備え、このプリズムにより、撮像素子上のマーカーの画像を電子部品の画像に対して近接させることが好ましい。
【００１６】
このようにすれば、プリズムにより、光路を変更して、撮像素子上のマーカーの画像を電子部品の画像に対して近接させるので、マーカーの解像度を電子部品の解像度に近づけることができる結果、電子部品のヘッドに対する位置ずれの検出の精度が良くなる。
【００１７】
また、上記光路変更手段は、上記レンズと上記撮像素子との間に設けられたプリズムを備え、このプリズムにより、撮像画面上のマーカーの画像を部品の像に近接させて撮像することが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、レンズと撮像素子との間に設けられたプリズムにより、マーカーの画像を部品の像に近接させるので、マーカーの解像度を電子部品の解像度に近づけることができる。
【００１９】
また、上記撮像手段は、上記レンズと上記撮像素子との間もしくは上記レンズと上記マーカーとの間に、光学部材を設けることにより、マーカーから撮像素子に至る光路差を補正して撮像素子の上にマーカーの画像を結ぶことが好ましい。
【００２０】
このようにすれば、光学部材により、マーカーから撮像素子に至る光路差を補正するので、マーカーを電子部品と同じ距離に配置できない場合でも、１つの撮像素子で撮像することができる。
【００２１】
そして、上記撮像素子は、上記レンズの光軸が電子部品の概ね中心を通る状態で、中心がレンズの光軸から偏位している状態にすることにより、マーカーの画像と電子部品の画像とをレンズの光軸中心付近に結ばせることが好ましい。
【００２２】
このようにすれば、レンズの歪みが光軸に対して点対称的に光軸から遠くなるほど大きくなるので、なるべく歪みの小さな場所を使うことにより認識精度を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明においては、電子部品の側部の近傍に補助ミラーを備え、上記撮像手段は、この補助ミラーと、ミラーとを介して得られた電子部品の側部の画像を撮像画面上において電子部品の画像およびマーカーの画像とは異なる部分上に結像し、上記検出手段は、この撮像画面上の電子部品の側部の画像により電子部品の高さ方向の位置を検出することが好ましい。
【００２４】
このようにすれば、補助ミラーにより電子部品の側部の画像が得られるので、新たに高価な撮像手段を追加することなく、電子部品の高さ方向の位置を検出することができる。
【００２５】
また、本発明においては、部品供給装置に準備された電子部品を移動しているヘッドの所定位置で撮像手段に投影する補助レンズと、上記補助レンズをレンズ光軸上に位置する撮像姿勢と、光軸上から退避する退避姿勢との間で姿勢変更可能な補助レンズ姿勢変更手段とを備え、上記撮像手段は、上記撮像姿勢において、部品供給装置に準備された電子部品の画像を撮像素子に結像し、上記検出手段は、この部品供給装置に準備された電子部品の画像により、部品供給装置に準備された電子部品の位置と姿勢とを検出することが好ましい。
【００２６】
このようにすれば、補助レンズ姿勢変更手段が、補助レンズを光軸上から退避する退避姿勢からレンズ光軸上に位置する撮像姿勢に姿勢変更し、部品供給装置に準備された電子部品の画像を撮像素子に得るとともに、検出手段が、この部品供給装置に準備された電子部品の位置と姿勢とを確認するので、ヘッドに正確に保持されるかどうか事前にチェックできる。
【００２７】
また、本発明においては、複数の上記ヘッドを有し、そのうち少なくとも２つの隣接するヘッドのそれぞれに設けられた上記撮像手段が、これら隣接するヘッドの間に設けられた１つのマーカーの位置を撮像して、それぞれのヘッドの位置について映像誤差を補正するものであることが好ましい。
【００２８】
このようにすれば、ヘッドのそれぞれに設けられた撮像手段が、これら隣接するヘッドの間に設けられたマーカーの位置を撮像して、それぞれのヘッドの位置について映像誤差を補正するので、各ヘッドにそれぞれマーカーを設ける必要が無く経済的である。
【００２９】
ここで、本発明においては、複数の上記ヘッドを有し、そのうち少なくとも２つの隣接するヘッドの間に設けられた１つの上記撮像手段が、これらの隣接するヘッドに対応するマーカーの位置を撮像して、隣接するそれぞれのヘッドの位置について映像誤差を補正するものであることが好ましい。
【００３０】
このようにすれば、１つの撮像手段が、これらの隣接するヘッドに対応するマーカーの位置を撮像して、隣接するそれぞれのヘッドの位置について映像誤差を補正するので、各ヘッドにそれぞれ撮像手段を設ける必要が無く経済的である。
【００３１】
また、本発明においては、複数の上記ヘッドを有し、そのうち少なくとも２つの隣接するヘッドに対応して設けられた２つの上記撮像手段が、上下方向に互い違いに異なる距離に配置されることが好ましい。
【００３２】
このようにすれば、２つの撮像手段が、上下方向に異なる距離に配置されるので、特にヘッド周辺のスペースが狭い場合にスペースを有効に活用することができる。
【００３３】
そして、複数の上記ヘッドを有し、そのうち少なくとも２つの隣接するヘッドに対応して設けられた２つの撮像手段の一方が、光路変更手段を有し、かつこの光路変更手段により、ミラーに対して異なる角度に配置されることが好ましい。
【００３４】
このようにすれば、２つの上記撮像手段の一方が、光路変更手段により、ミラーに対して異なる角度に配置されるので、特にヘッド周辺のスペースが狭い場合にスペースを有効に活用することができる。
【００３５】
また、本発明においては、複数の上記ヘッドを有し、そのうち少なくとも２つの隣接するヘッドに対応して設けられた２つの撮像手段の両方が、それぞれ光路変更手段を有し、かつこの光路変更手段により、ミラーに対して異なる角度に配置されることが好ましい。
【００３６】
このようにすれば、２つの上記撮像手段の両方が、それぞれ光路変更手段により、ミラーに対して異なる角度に配置されるので、特にヘッド周辺のスペースが狭い場合にスペースを有効に活用することができる。
【００３７】
また、本発明においては、複数の上記ヘッドを有し、そのうち少なくとも２つの隣接するヘッドに対応して設けられた２つの上記撮像手段の両方が、それぞれ対応するヘッドの電子部品とマーカーを照明する照明手段を有し、これら隣接する撮像手段の一方が、照明手段を消した状態で、他方が照明手段を点灯することが好ましい。
【００３８】
このようにすれば、隣接する撮像手段の一方が、照明手段を消した状態で、他方が照明手段を点灯するので、２つの撮像手段の照明手段が、相互に干渉し合うことを防止することができる。
【００３９】
また、本発明の別の態様は、プリント基板を搬送するプリント基板搬送手段と、電子部品を保持しながら移動するとともに、この電子部品を上記プリント基板に対して実装するヘッドと、上記ヘッドに設けられ、このヘッドとともに移動するマーカーと、上記マーカーの鏡像と上記電子部品の鏡像とを得るためのミラーと、レンズとラインセンサーからなる撮像素子とを有し、このレンズにより上記マーカーの鏡像と電子部品の鏡像とを取り込んでマーカーおよび電子部品の画像の線部分を得る撮像手段と、上記ミラーの鏡面の角度を変更する回転機構と、上記鏡面の回転角度の位置ずれを検出する回転角度検出手段と、上記回転機構を制御して回転させることにより、上記撮像手段に撮像されたマーカーおよび電子部品の画像の線部分を撮像手段に次々と得させる制御手段と、次々と得られる上記電子部品の画像の線部分の情報から電子部品の位置を検出し、かつ上記マーカーの画像の線部分の情報からマーカーの位置を検出してヘッドの位置についての映像誤差を補正し、これら検出された電子部品の位置と補正されたヘッドの位置とから電子部品のヘッドに対する位置ずれを検出する検出手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置である。
【００４０】
このように、本発明の別の態様によれば、撮像素子が安価なラインセンサーからなり、マーカーの画像の線部分の情報からマーカーの位置を検出してヘッドの位置についての映像誤差を補正し、これら補正されたヘッドの位置から電子部品のヘッドに対する位置ずれを検出するので、精度良くかつ経済的に電子部品のヘッドに対する位置ずれを検出することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について詳述する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る電子部品実装装置１０の構成を示す平面図であり、図２は本発明の第１の実施の形態に係る電子部品実装装置１０の要部の構成を示す側面図である。また、図３は撮像手段９において撮像素子９ｂ上の画像を示す図である。
【００４２】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る電子部品実装装置１０は、電子部品１（図２、図３参照）をプリント基板２に装着するものであり、基台３上に配置されてプリント基板２を搬送するプリント基板搬送手段４と、このプリント基板搬送手段４の両側に配置され、電子部品１を供給する部品供給装置５と、電子部品１を部品供給装置５から受け取り、プリント基板２に対して実装するヘッド６と、ヘッド６に設けられたマーカー７（図２）と電子部品１（図２）の鏡像とを得るためのミラー８と、ミラー８によるマーカー７と電子部品１の鏡像とを撮像してマーカー７および電子部品１の画像を得る撮像手段９とを備えている。
【００４３】
上記プリント基板２は、所定の配線パターンがあらかじめ形成された基板であり、このプリント基板２の所定の位置に電子部品１が装着され、配線パターンと電気的に接続される。
【００４４】
上記基台３は、テーブル状の架台であり、この基台３上にプリント基板搬送手段４と、部品供給装置５と、ヘッド６を複数備えたヘッドユニット１１をＸ軸方向（プリント基板搬送手段４の搬送方向）及びＹ軸方向に移動させるヘッドユニット支持部材１２と、ガイドレール１３が配設されている。
【００４５】
上記プリント基板搬送手段４は、プリント基板２を電子部品実装装置１０に搬入するとともに、電子部品１を装着した後のプリント基板２を外部に搬出するものであり、プリント基板２を保持して左右に搬送可能となっている。
【００４６】
上記部品供給装置５は、電子部品１を電子部品実装装置１０に供給する装置であり、本実施形態では、電子部品１を所定間隔おきに多数収納、保持した部品テープを巻回した図略のリールから電子部品１を順次取り出して供給するテープフィーダと呼ばれる装置を、プリント基板搬送手段４の両側に多数配列することにより部品供給装置５が構成されている。
【００４７】
上記ヘッド６は、部品供給装置５から電子部品１を受け取るとともに、受け取った電子部品１を保持しながら移動して、プリント基板搬送手段４に搬送されているプリント基板２の装着位置に電子部品１を実装するものであり、本実施形態では、複数のヘッド６がヘッドユニット１１に搭載されている。
【００４８】
このヘッドユニット１１は、基台３の所定範囲にわたりＸ軸方向（プリント基板搬送手段４の搬送方向）及びＹ軸方向（Ｘ軸方向と直交する方向）に移動可能となっている。すなわち、Ｘ軸方向に延びるヘッドユニット支持部材１２の両端部がＹ軸方向のガイドレール１３に支持され、このガイドレール１３に沿ってヘッドユニット支持部材１２が移動可能とされるとともに、このヘッドユニット支持部材１２に対してヘッドユニット１１がＸ軸に沿って移動可能に支持されている。
【００４９】
そして、Ｙ軸サーボモータ１５によりボールねじ１６を介してヘッドユニット支持部材１２のＹ軸方向の駆動が行われるとともに、Ｘ軸サーボモータ１７によりボールねじ１８を介してヘッドユニット１１のＸ軸方向の駆動が行われる。
【００５０】
また、個々のヘッド６は、図２に示すように、部品を吸着するためのノズル１４と、ヘッド６の基準位置を示すマーカー７と、ミラー８によるマーカー７の鏡像と電子部品１の鏡像とを撮像してマーカー７および電子部品１の画像を得る撮像手段９とを備えている。さらに、図示しないが、ノズル１４に対して部品吸着のための負圧が供給可能になっており、また、ヘッド６を昇降させるＺ軸駆動手段及びヘッド６を回転させる回転駆動手段等が設けられている。
【００５１】
上記マーカー７は、それぞれのヘッド６に設けられ、ヘッド６と一体的に移動する部材であり、各ヘッド６の基準位置を示すものである。
【００５２】
上記ミラー８は、Ｘ軸方向に延びる長尺帯状の鏡であり、部品供給装置５が配設された領域と基板２が位置する実装作業領域との間に配置され、ヘッド６が、部品供給装置５からプリント基板へ移動する際に当該ミラー８の上を通過するようになっている。
【００５３】
上記撮像手段９は、例えばＣＣＤカメラ（あるいはＣＭＯＳセンサ）からなり、レンズ９ａと撮像素子９ｂとを有している。そして、ヘッド６が部品吸着後にミラー８上を通る時に、このレンズ９ａによりマーカー７の鏡像と電子部品１の鏡像とを上記撮像素子９ｂの上に投影して図３に示すようなマーカー７および電子部品１の画像を得る。ここで、図３は、マーカー７がヘッド６に３つ設けられている場合を示している。
【００５４】
また、撮像手段９は、対応するヘッド６の電子部品１とマーカー７をミラー８を介して照明する照明手段９ｄ（図２）を有している。
【００５５】
撮像手段９からの画像データは、実装装置の制御部に設けられた検出手段１９に入力される。この検出手段１９は、撮像手段９で得られた電子部品１の画像を認識処理して電子部品１の位置を検出し、かつ撮像素子９ｂ上のマーカー７の画像によりマーカー７の位置を検出して、ヘッド６の位置についての映像誤差や取り込み速度の変化等による画像誤差などを補正し、これら検出された電子部品１の位置と補正されたヘッド６の位置とから電子部品１のヘッド６に対する位置ずれを検出するように構成されている。
【００５６】
本実施形態によると、実装時、先ずヘッドユニット１１が、部品供給装置５に対応する位置に移動して、ヘッド６により部品吸着を行った後、プリント基板２上へ直線的に移動する。そしてこのヘッドユニット１１が、移動してミラー８上を通過する時、ミラー８に映る部品を撮像手段９で撮像するとともに、検出手段１９で部品認識を行って吸着位置のずれを検出して部品の装着位置に関する補正量を求める。
【００５７】
この際、マーカー７と電子部品１との両方の画像に基づき、映像誤差や取り込み速度の変化等による画像誤差などを補正して精度良く吸着位置のずれを検出できる。そして、補正された装着位置へ部品を装着する。
【００５８】
次に、図４は本発明の第２の実施の形態に係る電子部品実装装置２０の構成を示す側面図である。
【００５９】
以下、第１の実施の形態に係る電子部品実装装置１０と同一の部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００６０】
同図に示すように、第２の実施の形態に係る電子部品実装装置２０は、ミラー８とレンズ９ａとの間に補助ミラー２１を設けることにより、ミラー８からレンズ９ａに至る光路を変更するように構成されている。
【００６１】
本実施形態によると、補助ミラー２１によりミラー８からレンズ９ａに至る光路が変更されて、撮像手段９の設置場所の選択範囲が広がるので、ヘッド６周辺の設計の自由度を向上させることができる。
【００６２】
図５は本発明の第３の実施の形態に係る電子部品実装装置３０の構成を示す説明図であり、（ａ）は、電子部品実装装置３０の撮像手段９の概念図を、（ｂ）は、撮像素子９ｂの画像をそれぞれ示している。
【００６３】
本発明の第３の実施の形態に係る電子部品実装装置３０の撮像手段９は、マーカー７から撮像素子９ｂに至る光路を変更する光路変更手段３１（第３の実施の形態においては、マーカー７とレンズ９ａとの間に設けられたプリズム３２）により、撮像素子９ｂ上のマーカー７の画像を電子部品１の画像に対して近接させるように構成されている。
【００６４】
本実施形態によると、上記プリズム３２によって、マーカー７から撮像素子９ｂに至る光路を変更することにより、撮像素子９ｂ上のマーカー７の画像を電子部品１の画像に対して近づけることができるので、限られた大きさの画面内でマーカー７および電子部品１の画像を大きくすることができ、電子部品１のヘッド６に対する位置ずれの検出の精度が良くなる。
【００６５】
図６は本発明の第４の実施の形態に係る電子部品実装装置４０の撮像手段４９の構成を示す説明図であり、（ａ）は、撮像手段４９の概念図を、（ｂ）は、撮像素子４９ｂの画像をそれぞれ示している。
【００６６】
図６（ａ）に示すように、第４の実施の形態に係る電子部品実装装置４０の光路変更手段３１は、レンズ４９ａと撮像素子４９ｂとの間に設けられたプリズム４２を備え、このプリズム４２により、図６（ｂ）に示すように、マーカー７の画像を電子部品１の画像に近接させて撮像するように構成されている。
【００６７】
本実施形態によると、プリズム４２により、マーカー７から撮像素子４９ｂに至る光路を変更してマーカー７の画像を電子部品１の画像に近接させるので、第３の実施形態と同様に、限られた大きさの画面内でマーカーおよび電子部品の画像を大きくすることができて解像度を上げることができ、位置ずれの検出の精度が高められる。
【００６８】
図７は本発明の第５の実施の形態に係る電子部品実装装置５０の構成を示す説明図であり、（ａ）は、電子部品実装装置５０の撮像手段５９の概念図を、（ｂ）は、撮像素子５９ｂの画像をそれぞれ示している。
【００６９】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、第５の実施の形態に係る電子部品実装装置５０の撮像手段５９は、レンズ５９ａと撮像素子５９ｂとの間に、光学部材５１を設けることにより、マーカー７から撮像素子５９ｂに至る光路差を補正して撮像素子５９ｂの上にマーカー７の画像を結ぶように構成されている。
【００７０】
本実施形態によると、光学部材５１により、マーカー７から撮像素子５９ｂに至る光路差を補正するので、マーカー７を電子部品１と同じ距離に配置できない場合でも、１つの撮像素子５９ｂで撮像できる。
【００７１】
なお、光学部材５１は、レンズ５９ａと撮像素子５９ｂとの間の代わりにレンズ５９ａと上記マーカー７との間に設けることにより、光路差を補正して撮像素子５９ｂの上にマーカー７の画像を結ぶように構成しても同様の効果が得られる。
【００７２】
図８は、本発明の第６の実施の形態に係る電子部品実装装置６０の構成を示す側面図である。
【００７３】
図８に示すように、第６の実施の形態に係る電子部品実装装置６０の撮像素子６９ｂは、レンズ６９ａの光軸６９ｃが電子部品１の概ね中心１ａを通る状態で、撮像素子６９ｂの中心６９ｄがレンズ６９ａの光軸６９ｃから偏位している状態にすることにより、マーカー７の画像と電子部品１の画像とをレンズ６９ａの光軸中心付近に結ばせるように構成されている。
【００７４】
本実施形態によると、レンズ６９ａの歪みが光軸６９ｃに対して点対称的に光軸６９ｃから遠くなるほど大きくなるので、なるべく歪みの小さな場所を使うことにより認識精度を向上させることができる。
【００７５】
図９は本発明の第７の実施の形態に係る電子部品実装装置７０の構成を示す説明図であり、（ａ）は、電子部品実装装置７０の撮像手段７９の概念図を、（ｂ）は、撮像素子７９ｂの画像をそれぞれ示している。
【００７６】
図９（ａ）に示すように、第７の実施の形態に係る電子部品実装装置７０は、電子部品１の側部の近傍に補助ミラー７１を備え、撮像手段７９は、図９（ｂ）に示すように、この補助ミラー７１と、ミラー８とを介して得られた電子部品１の側部１ｂの画像を撮像素子７９ｂ上において電子部品１の画像およびマーカー７の画像とは異なる部分上に結像し、検出手段７２は、この撮像素子７９ｂ上の電子部品１の側部１ｂの画像により電子部品１の高さ方向の位置を検出するように構成されている。
【００７７】
本実施形態によると、補助ミラー７１により電子部品１の側部１ｂの画像が得られるので、新たに高価な撮像手段を追加することなく、電子部品１の高さ方向の位置を検出することができる。
【００７８】
図１０は本発明の第８の実施の形態に係る電子部品実装装置８０の構成を示す説明図であり、（ａ）は、電子部品実装装置８０における補助レンズ８１の退避姿勢（８１ａ）を、（ｂ）は、補助レンズ８１が撮像姿勢８１ｂにある状態での撮像素子８９ｂの画像を、（ｃ）は、電子部品実装装置８０における補助レンズ８１の撮像姿勢８１ｂを、それぞれ示している。
【００７９】
図１０（ａ）、（ｃ）に示すように、第８の実施の形態に係る電子部品実装装置８０の撮像手段８９は、補助レンズ８１を備えており、この補助レンズ８１は、補助レンズ姿勢変更手段８１ｃにより、補助レンズ８１をレンズ８９ａの光軸８９ｃ上に位置する撮像姿勢８１ｂ（図１０（ｃ））と、光軸上から退避する退避姿勢８１ａ（図１０（ａ））との間で姿勢変更可能になっている。
【００８０】
そして、この補助レンズ８１は、部品吸着時にヘッド８６が所定位置にある状態で、撮像姿勢８１ｂ（図１０（ｃ））の状態に姿勢を変更し、部品供給装置５に準備された電子部品１を撮像手段８９に投影し、図１０（ｂ）に示すように、部品供給装置５に準備された電子部品１の画像を撮像素子８９ｂに撮像する。この時、部品供給装置５には、マーカー５ａが設けられ、部品供給装置５の基準位置を示すようになっている。
【００８１】
さらに、電子部品実装装置８０には、検出手段８２が設けられ、この検出手段８２は、この電子部品１の画像により、部品供給装置５に準備された電子部品１の位置と姿勢との検出を行うように構成されている。
【００８２】
本実施形態によると、補助レンズ８１を退避姿勢８１ａから撮像姿勢８１ｂに姿勢変更して、部品供給装置５に準備された電子部品１の画像を撮像素子８９ｂに得るとともに、検出手段８２が、電子部品１の位置と姿勢とを確認するので、電子部品１がノズル１４に正確に保持されるかどうか事前にチェックすることが可能になる。
【００８３】
図１１は本発明の第９の実施の形態に係る電子部品実装装置９０の画像を示す説明図である。
【００８４】
図１１に示すように、第９の実施の形態に係る電子部品実装装置９０は、複数のヘッド９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄを有し、ヘッド９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄのそれぞれに設けられた撮像手段が、隣接するヘッド９６ａと９６ｂと（９６ｃと９６ｄと）の間に設けられたマーカー９７ａ（９７ｂ）の位置を撮像して、それぞれのヘッド９６ａ、９６ｂ、９６ｃおよび９６ｄの位置について映像誤差を補正するように構成されている。
【００８５】
本実施形態によると、ヘッド９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄのそれぞれに設けられた撮像手段が、隣接するヘッド９６ａと９６ｂと（９６ｃと９６ｄと）の間に設けられたマーカー９７ａ（９７ｂ）の位置を撮像して、それぞれのヘッド９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄの位置について映像誤差を補正するので、マーカーの数量を大幅に削減することができる。
【００８６】
図１２は本発明の第１０の実施の形態に係る電子部品実装装置１００の構成を示す説明図であり、（ａ）は、電子部品実装装置１００の構成を示す正面図を、（ｂ）は、電子部品実装装置１００に係る撮像手段１０９の画像をそれぞれ示している。
【００８７】
図１２（ａ）に示すように、第１０の実施の形態に係る電子部品実装装置１００は、複数のヘッド１０６ａ〜１０６ｈを有し、そのうち２つの隣接するヘッド１０６ａと１０６ｂとの間、１０６ｃと１０６ｄとの間、１０６ｅと１０６ｆとの間、および１０６ｇと１０６ｈとの間に設けられたそれぞれの撮像手段１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄが、これらの隣接するヘッド１０６ａ〜１０６ｈに対応するマーカーの位置を撮像して、隣接するそれぞれのヘッド１０６ａ〜１０６ｈの位置について映像誤差を補正するものである（図１２（ｂ）は、そのうち撮像手段１０９ａが撮像素子１０９ｂの上に撮像した画像、すなわち隣接するヘッド１０６ａ、１０６ｂに対応するマーカー１０７ａと、電子部品１との画像を示している）。
【００８８】
本実施形態によると、撮像手段１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄが、ヘッド１０６ａ〜１０６ｈに対応するマーカーの位置を撮像して、それぞれのヘッド１０６ａ〜１０６ｈの位置について映像誤差を補正するので、撮像手段の数量を大幅に削減することができる。
【００８９】
図１３は本発明の第１０の実施の形態に係る電子部品実装装置１００における撮像手段の第１の変形例を示す説明図であり、（ａ）は、撮像手段の第１の変形例の構成を示す平面図を、（ｂ）は、正面図をそれぞれ示している。
【００９０】
図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、電子部品実装装置１００における撮像手段の第１の変形例は、複数のヘッド１０６ａ〜１０６ｈに対応して設けられた撮像手段１０９ａ〜１０９ｈが、上下方向に互い違いに異なる距離に配置されるように構成されている。
【００９１】
本実施形態によると、撮像手段１０９ａ〜１０９ｈが、上下方向に互い違いに異なる距離に配置されているので、特にヘッド１０６ａ〜１０６ｈ周辺のスペースが狭い場合にスペースを有効に活用することができる。
【００９２】
図１４は本発明の第１０の実施の形態に係る電子部品実装装置１００における撮像手段の第２の変形例を示す説明図である。
【００９３】
図１４に示すように、電子部品実装装置１００における撮像手段の第２の変形例は、隣接するヘッド１０６ａ〜１０６ｈに対応して設けられた撮像手段１０９ａ〜１０９ｈの一方、すなわち撮像手段１０９ｂ、１０９ｄ、１０９ｆ、１０９ｈが、鏡面からなる光路変更手段１２１を有し、かつこの光路変更手段１２１により、ミラー８に対して撮像手段１０９ａ、１０９ｃ、１０９ｅ、１０９ｇとは異なる角度に配置されるように構成されている。
【００９４】
本実施形態によると、撮像手段１０９ａ〜１０９ｈの一方の撮像手段１０９ｂ、１０９ｄ、１０９ｆ、１０９ｈが、光路変更手段１２１により、ミラー８に対して撮像手段１０９ａ、１０９ｃ、１０９ｅ、１０９ｇとは異なる角度に配置されるので、特にヘッド１０６ａ〜１０６ｈ周辺のスペースが狭い場合にスペースを有効に活用することができる。
【００９５】
図１５は本発明の第１０の実施の形態に係る電子部品実装装置１００における撮像手段の第３の変形例を示す説明図である。
【００９６】
図１５に示すように、電子部品実装装置１００における撮像手段の第３の変形例は、隣接するヘッド１０６ａ〜１０６ｈに対応して設けられた撮像手段１０９ａ〜１０９ｈが、それぞれ光路変更手段１３１を有し、かつこの光路変更手段１３１により、ミラー８に対して互い違いに異なる角度に配置されている。
【００９７】
本実施形態によると、撮像手段１０９ａ〜１０９ｈが、それぞれ光路変更手段１３１により、ミラー８に対して互い違いに異なる角度に配置されるので、第２の変形例と同様、特にヘッド１０６ａ〜１０６ｈ周辺のスペースが狭い場合にスペースを有効に活用することができる。
【００９８】
図１６は、本発明の第１１の実施の形態に係る電子部品実装装置１１０の構成を示す説明図であり、図１６（ａ）は側面図を、また図１６（ｂ）は、ヘッドユニット１１６を下方から見た図をそれぞれ示している。
【００９９】
図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１１の実施の形態に係る電子部品実装装置１１０は、複数のヘッド１１６ａ〜１１６ｄを有し、ヘッド１１６ａ〜１１６ｄに対応して設けられた撮像手段が、それぞれ対応するヘッド１１６ａ〜１１６ｄの電子部品１とマーカー１１６ａ〜１１６ｄを照明範囲１１１ａ〜１１１ｄで照明する図略の照明手段１１２ａ〜１１２ｄ（第１の実施の形態に係る電子部品実装装置１０の照明手段に相当）を有し、これら隣接する撮像手段の一方の照明範囲１１１ａ、１１１ｃ（もしくは１１１ｂ、１１１ｄ）において、照明を消した状態で、他方の照明範囲１１１ｂ、１１１ｄ（もしくは１１１ａ、１１１ｃ）において照明を点灯するように構成したものである。
【０１００】
本実施形態によると、本発明の第１１の実施の形態によれば、隣接する撮像手段の一方の照明範囲において、照明を消した状態で、他方の照明範囲において照明を点灯するので、２つの照明範囲が相互に干渉し合うことによる画像の質の低下を防止することができる。
【０１０１】
図１７は本発明の第１２の実施の形態に係る電子部品実装装置１２０の構成を示す側面図である。
【０１０２】
同図に示すように、第１２の実施の形態に係る電子部品実装装置１２０は、プリント基板２を搬送するプリント基板搬送手段４と、電子部品１を保持しながら移動するとともに、この電子部品１を上記プリント基板２に対して実装するヘッド６と、上記ヘッド６に設けられ、このヘッド６とともに移動するマーカー７と、上記マーカー７の鏡像と上記電子部品１の鏡像とを得るためのミラー１２７とを備えている。
【０１０３】
また、この電子部品実装装置１２０は、上記マーカー７および電子部品１の画像の線部分を得るラインセンサーからなる撮像手段１２８と、上記ミラー８の鏡面１２７ａの角度を変更する回転機構１２１と、上記鏡面１２７ａの回転角度の位置ずれを検出する回転角度検出手段１２２と、上記回転機構１２１を制御して回転させることにより、上記撮像手段１２８に撮像されたマーカー７および電子部品１の画像の線部分を撮像手段１２８に次々と得させる制御手段１２３とを備えている。
【０１０４】
そして、この撮像手段１２８に設けられた検出手段１２９は、次々と得られる上記電子部品１の画像の線部分の情報から電子部品１の位置を検出し、かつ上記マーカー７の画像の線部分の情報からマーカー７の位置を検出してヘッド６の位置についてのミラー１２７による映像誤差を補正するように構成されている。
【０１０５】
さらに、この検出手段１２９は、これら検出された電子部品１の位置と補正されたヘッド６の位置とから電子部品１のヘッド６に対する位置ずれを検出するように構成されている。
【０１０６】
本実施形態によると、撮像手段１２８が、安価なラインセンサーからなっているので、精度良くかつ経済的に電子部品１のヘッド６に対する位置ずれを検出することができる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像手段による部品の撮像位置のずれや、ミラーの歪による画像の歪みなどの影響を防止して、精度良く電子部品の位置ずれを検出することができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の撮像手段において撮像素子上の画像を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す側面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す説明図であり、（ａ）は、電子部品実装装置の撮像手段の概念図を、（ｂ）は、撮像素子の画像をそれぞれ示している。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る電子部品実装装置の撮像手段の構成を示す説明図であり、（ａ）は、撮像手段の概念図を、（ｂ）は、撮像素子の画像をそれぞれ示している。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す説明図であり、（ａ）は、電子部品実装装置の撮像手段の概念図を、（ｂ）は、撮像素子の画像をそれぞれ示している。
【図８】本発明の第６の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す側面図である。
【図９】本発明の第７の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す説明図であり、（ａ）は、電子部品実装装置の撮像手段の概念図を、（ｂ）は、撮像素子の画像をそれぞれ示している。
【図１０】本発明の第８の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す説明図であり、（ａ）は、電子部品実装装置における補助レンズの退避姿勢を、（ｂ）は、補助レンズが撮像姿勢にある状態での撮像素子の画像を、（ｃ）は、電子部品実装装置における補助レンズの撮像姿勢を、それぞれ示している。
【図１１】本発明の第９の実施の形態に係る電子部品実装装置の画像を示す説明図である。
【図１２】本発明の第１０の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す説明図であり、（ａ）は、電子部品実装装置の構成を示す正面図を、（ｂ）は、電子部品実装装置に係る撮像手段の画像をそれぞれ示している。
【図１３】本発明の第１０の実施の形態に係る電子部品実装装置における撮像手段の第１の変形例を示す説明図であり、（ａ）は、撮像手段の第１の変形例の構成を示す平面図を、（ｂ）は、正面図をそれぞれ示している。
【図１４】本発明の第１０の実施の形態に係る電子部品実装装置における撮像手段の第２の変形例を示す説明図である。
【図１５】本発明の第１０の実施の形態に係る電子部品実装装置における撮像手段の第３の変形例を示す説明図である。
【図１６】本発明の第１１の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す平面図である。
【図１７】本発明の第１２の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 電子部品
１ｂ 電子部品の側部
２ プリント基板
４ プリント基板搬送手段
５ 部品供給装置
６ ヘッド
７ マーカー
８ ミラー
９ 撮像手段
９ａ レンズ
９ｂ 撮像素子
９ｄ 照明手段
１９ 検出手段
２１ 補助ミラー
３１ 光路変更手段
３２、４２ プリズム
５１ 光学部材
６９ｃ レンズの光軸
６９ｄ 撮像素子の中央
８１ｂ 撮像姿勢
８１ａ 退避姿勢
１２１ 回転機構
１２２ 回転角度検出手段
１２３ 制御手段

Claims (16)

1. プリント基板を搬送するプリント基板搬送手段と、
   電子部品を保持しながら移動するとともに、この電子部品を上記プリント基板に対して実装するヘッドと、
   上記ヘッドに設けられ、このヘッドとともに移動するマーカーと、
   上記マーカーの鏡像と上記電子部品の鏡像とを得るためのミラーと、
   上記ヘッドに設けられ、上記ヘッドが部品吸着後にミラー上を通る時に、上記マーカーの鏡像と電子部品の鏡像とをレンズおよび撮像素子を介して取り込んでマーカーおよび電子部品の画像を得るための撮像手段と、
   上記撮像手段による撮像画面の電子部品の画像により電子部品の位置を検出し、かつ上記撮像画面上のマーカーの画像によりマーカーの位置を検出してヘッドの位置についての映像誤差を補正し、これら検出された電子部品の位置と補正されたヘッドの位置とから電子部品のヘッドに対する位置ずれを検出する検出手段と
   を備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
2. 上記ミラーと上記撮像手段との間に補助ミラーを設けることにより、ミラーからレンズに至る光路を変更することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
3. 上記マーカーから撮像素子に至る光路を変更する光路変更手段により、撮像素子上のマーカーの画像を電子部品の画像に対して近接させることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
4. 上記光路変更手段は、上記マーカーと上記撮像手段との間に設けられたプリズムを備え、このプリズムにより、撮像素子上のマーカーの画像を電子部品の画像に対して近接させることを特徴とする請求項３記載の電子部品実装装置。
5. 上記光路変更手段は、上記レンズと上記撮像素子との間に設けられたプリズムを備え、このプリズムにより、撮像素子上のマーカーの画像を部品の像に近接させて撮像することを特徴とする請求項３記載の電子部品実装装置。
6. 上記レンズと上記撮像素子との間もしくは上記レンズと上記マーカーとの間に、光学部材を設けることにより、マーカーから撮像素子に至る光路差を補正して撮像素子の上にマーカーの画像を結ぶことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
7. 上記撮像素子は、上記レンズの光軸が電子部品の概ね中心を通る状態で、撮像素子の中心がレンズの光軸から偏位している状態にすることにより、マーカーの画像と電子部品の画像とをレンズの光軸中心付近に結ばせることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の電子部品実装装置。
8. 電子部品の側部の近傍に補助ミラーを備え、
   上記撮像手段は、この補助ミラーと、ミラーとを介して得られた電子部品の側部の画像を撮像画面上において電子部品の画像およびマーカーの画像とは異なる部分上に結像し、
   上記検出手段は、この撮像画面上の電子部品の側部の画像により電子部品の高さ方向の位置を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の電子部品実装装置。
9. 部品供給装置に準備された電子部品を移動しているヘッドの所定位置で撮像手段に投影する補助レンズと、
   上記補助レンズをレンズ光軸上に位置する撮像姿勢と、光軸上から退避する退避姿勢との間で姿勢変更可能な補助レンズ姿勢変更手段とを備え、
   上記撮像手段は、上記撮像姿勢において、部品供給装置に準備された電子部品の画像を撮像素子に結像し、
   上記検出手段は、この部品供給装置に準備された電子部品の画像により、部品供給装置に準備された電子部品の位置と姿勢とを検出することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の電子部品実装装置。
10. 複数の上記ヘッドを有し、
    そのうち少なくとも２つの隣接するヘッドのそれぞれに設けられた上記撮像手段が、これら隣接するヘッドの間に設けられたマーカーの位置を撮像して、それぞれのヘッドの位置について映像誤差を補正するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の電子部品実装装置。
11. 複数の上記ヘッドを有し、
    そのうち少なくとも２つの隣接するヘッドの間に設けられた１つの上記撮像手段が、これらの隣接するヘッドに対応するマーカーの位置を撮像して、隣接するそれぞれのヘッドの位置について映像誤差を補正するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の電子部品実装装置。
12. 複数の上記ヘッドを有し、
    そのうち少なくとも２つの隣接するヘッドに対応して設けられた２つの上記撮像手段が、上下方向に互い違いに異なる距離に配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の電子部品実装装置。
13. 複数の上記ヘッドを有し、
    そのうち少なくとも２つの隣接するヘッドに対応して設けられた２つの上記撮像手段の一方が、光路変更手段を有し、かつこの光路変更手段により、ミラーに対して異なる角度に配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の電子部品実装装置。
14. 複数の上記ヘッドを有し、
    そのうち少なくとも２つの隣接するヘッドに対応して設けられた２つの上記撮像手段の両方が、それぞれ光路変更手段を有し、かつこの光路変更手段により、ミラーに対して異なる角度に配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の電子部品実装装置。
15. 複数の上記ヘッドを有し、
    そのうち少なくとも２つの隣接するヘッドに対応して設けられた２つの上記撮像手段の両方が、それぞれ対応するヘッドの電子部品とマーカーを照明する照明手段を有し、
    これら隣接する撮像手段の一方が、照明手段を消した状態で、他方が照明手段を点灯することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の電子部品実装装置。
16. プリント基板を搬送するプリント基板搬送手段と、
    電子部品を保持しながら移動するとともに、この電子部品を上記プリント基板に対して実装するヘッドと、
    上記ヘッドに設けられ、このヘッドとともに移動するマーカーと、
    上記マーカーの鏡像と上記電子部品の鏡像とを得るためのミラーと、
    ラインセンサーからなり、マーカーおよび電子部品の画像の線部分を得る撮像手段と、
    上記ミラーの鏡面の角度を変更する回転機構と、
    上記鏡面の回転角度の位置ずれを検出する回転角度検出手段と、
    上記回転機構を制御して回転させることにより、上記撮像手段に撮像されたマーカーおよび電子部品の画像の線部分を撮像手段に次々と得させる制御手段と、
    次々と得られる上記電子部品の画像の線部分の情報から電子部品の位置を検出し、かつ上記マーカーの画像の線部分の情報からマーカーの位置を検出してヘッドの位置についての映像誤差を補正し、これら検出された電子部品の位置と補正されたヘッドの位置とから電子部品のヘッドに対する位置ずれを検出する検出手段と
    を備えたことを特徴とする電子部品実装装置。

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