JP2005268408A - 表面実装機および部品認識方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 実装用ヘッドに保持された部品の認識をより効率良く行うことにより、タクトタイムを短縮する。
【解決手段】 表面実装機は、ヘッドユニット６により部品供給部４から部品を吸着してプリント基板３上に実装するように構成される。部品供給部４とプリント基板３との間には、Ｘ軸方向に移動可能な可動テーブル２５を有する撮像ユニット２０，２１が設けられている。可動テーブル２５にはラインセンサを内蔵したカメラ２６ａ，２６ｂが搭載されている。そして、実装動作中は、ヘッドユニット６による部品吸着動作が完了前にその位置と最初の部品実装位置との間に可動テーブル２５が配置され、部品吸着後、ヘッドユニット６が可動テーブル２５上をＸ軸方句に相対的に移動することにより、各カメラ２６ａ，２６ｂにより吸着部品が撮像されるようにヘッドユニット６および可動テーブル２５が駆動制御される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＩＣ等の電子部品を実装用ヘッドにより吸着保持し、プリント基板等の基板上に搬送して実装する表面実装機において、特に、実装用ヘッドによる部品の吸着状態を画像認識することにより吸着位置誤差がある場合にはその補正を行ってから部品を実装するように構成された表面実装機、および部品の画像認識に適した部品認識方法に関するものである。

従来から、実装用ヘッドを備えた移動可能なヘッドユニットにより部品供給部からＩＣ等の電子部品を負圧吸着し、プリント基板上の所定位置に搬送して実装するように構成された表面実装機が一般に知られている。

この種の表面実装機では、実装用ヘッドによる部品の吸着ミスや吸着位置ずれ（誤差）に伴う実装不良を防止するために、事前（実装前）に吸着部品を画像認識してその吸着状態を調べ、吸着位置ずれが許容範囲を越えている場合にはそのずれを補正することが行われており、一般には、部品吸着後、基台上の特定位置に固定されたカメラ上にヘッドユニットを移動させて吸着部品を撮像するようにしている（例えば、特許文献１）。
特開平８−２４２０９７号公報

しかしながら、このような構成では、部品吸着後、ヘッドユニットを必ず基台上の特定位置に一旦移動させる必要があるため部品の吸着位置によってはヘッドユニットの移動距離が長くなってしまいタクトタイムを短縮する上で不利となる。例えば、部品吸着後、一旦、部品の実装位置を通り越してカメラの位置までヘッドユニットを移動させて部品認識を行った後、再度、部品実装位置までヘッドユニットを戻して部品の実装を行うといった動作が生じる場合がある。従って、この点を改善する必要がある。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、ヘッドユニットの実装用ヘッドに保持された部品の認識をより効率良く行うことにより、タクトタイムを短縮することを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に係る表面実装機は、部品供給部とこれに対向して設けられる実装作業位置とに亘って移動可能なヘッドユニットを有し、このヘッドユニットに搭載される実装用ヘッドにより部品供給部から部品を吸着して実装作業位置の基板上に搬送して実装するとともに、この実装に先立ち吸着部品を撮像手段により撮像してその吸着状態を画像認識してから実装する表面実装機において、前記部品供給部と実装作業位置との間にこれらの配列方向と直交する方向に移動可能に設けられ、かつその移動方向と平行に撮像素子が並ぶラインセンサを備えた前記撮像手段と、前記部品供給部において実装用ヘッドにより部品を吸着した後、当該部品吸着位置から実装作業位置へ実装部品を搬送すべく前記ヘッドユニットを駆動制御するとともに、この部品搬送途中に、前記ヘッドユニットを前記撮像手段に対して前記ラインセンサと直交する方向に移動させて実装用ヘッドの吸着部品を前記撮像手段により撮像する部品認識動作を実行すべく前記ヘッドユニットおよび撮像手段を移動制御する制御手段とを備え、この制御手段が、前記部品認識動作に先立ち、前記撮像手段をその移動方向における前記ヘッドユニットによる部品吸着動作完了位置、前記基板上の最初の部品実装位置又はこれらの間の予め設定された位置の何れかの位置からなる撮像位置に移動させるとともに、当該撮像位置への前記撮像手段の移動を、部品吸着後の前記ヘッドユニットが前記撮像位置の直ぐ側方の撮像開始位置に到達するのと同時又はそれよりも早いタイミングで行わせるように構成されているものである。

この表面実装機によれば、部品撮像開始前（部品認識動作開始前）に、撮像手段が前記吸着動作完了位置と最初の部品実装位置との間の位置に配置される。そのため、ヘッドユニットによる部品吸着動作完了位置が何処であっても、常に、部品吸着動作完了後、同完了位置と最初の部品実装位置との間の領域で吸着部品を撮像することが可能となる。しかも、撮像手段は、部品供給部と実装作業位置との配列方向と直交する方向に撮像素子が並ぶラインセンサによって吸着部品を撮像するように構成されているので、例えば、吸着動作完了位置と最初の部品実装位置とが隣り合わせ、つまり部品供給部と実装作業位置との配列方向に並んでいるような場合には、同配列方向に真っ直ぐにヘッドユニットを移動させるだけ吸着部品を撮像することが可能となり、部品の認識を極めて迅速に行うことが可能となる。

また、上記の課題を解決するために、本発明の請求項２に係る表面実装機は、部品供給部とこれに対向して設けられる実装作業位置とに亘って移動可能なヘッドユニットを有し、このヘッドユニットに搭載される実装用ヘッドにより部品供給部から部品を吸着して実装作業位置の基板上に搬送して実装するとともに、この実装に先立ち吸着部品を撮像手段により撮像してその吸着状態を画像認識してから実装する表面実装機において、前記部品供給部と実装作業位置との間に配置され、かつ前記ヘッドユニットの各実装用ヘッドに吸着された部品の像を反射させるとともに、その反射面が前記部品供給部と実装作業位置との配列方向に所定角度傾斜して設けられる光学部材と、前記部品供給部と実装作業位置との配列方向に前記ヘッドユニットと一体に移動するヘッドユニット支持部材に設けられ、この支持部材に対して前記部品供給部と実装作業位置との配列方向と直交する方向に移動可能に支持されるとともに、この移動方向に撮像素子が並ぶラインセンサを備え、前記光学部材で反射した部品像を撮像可能に設けられる前記撮像手段と、前記部品供給部において実装用ヘッドにより部品を吸着した後、当該部品吸着位置から実装作業位置へ実装部品を搬送すべく前記ヘッドユニットを駆動制御するとともに、この部品搬送途中に、ヘッドユニットと前記撮像手段とを部品供給部と実装作業位置との配列方向に並べた状態で前記光学部材に対してヘッドユニットを前記配列方向に移動させて実装用ヘッドの吸着部品を、前記光学部材を介して撮像手段により撮像する部品認識動作を実行すべくヘッドユニットおよび撮像手段を移動制御する制御手段とを備え、この制御手段が、前記部品認識動作に先立ち、前記撮像手段をその移動方向における前記ヘッドユニットによる部品吸着動作完了位置、前記基板上の最初の部品実装位置又はこれらの間の予め設定された位置の何れかの位置からなる撮像位置に移動させるとともに、当該撮像位置への前記撮像手段の移動を、部品吸着後の前記ヘッドユニットが前記光学部材の直ぐ側方の撮像開始位置に到達すると同時又はそれよりも早いタイミングで行わせるように構成されているものである。

この表面実装機によると、部品撮像開始前（部品認識動作開始前）に、撮像手段が前記吸着動作完了位置と最初の部品実装位置との間の位置に配置され、部品吸着動作完了後、ヘッドユニットと撮像手段とが並んだ状態で一体的に光学部材上を移動することにより、光学部材上に映った吸着部品像が撮像手段によって撮像されることとなる。そのため、ヘッドユニットによる部品吸着動作完了位置が何処であっても、常に、部品吸着動作完了後、同完了位置と最初の部品実装位置との間の領域で吸着部品を撮像することが可能となる。

なお、撮像手段はヘッドユニット支持部材に支持されているため、部品供給部と実装作業位置との配列方向における撮像手段とヘッドユニット（実装用ヘッド）との位置関係は一定に保たれるが、上記のように光学部材の反射面が部品撮像時のヘッドユニットの移動方向に所定角度だけ傾斜して設けられる結果、ヘッドユニットを光学部材に対して相対的に移動させると、反射面に映った吸着部品像が撮像手段に対して相対的に（吸着部品が撮像手段に対して擬似的に）実装用ヘッドの配列方向と直交する方向に移動することとなり、これによって撮像手段より吸着部品を撮像することが可能となる。

請求項２に係る表面実装機において、光学部材は、前記部品供給部と実装作業位置との配列方向と直交する方向に移動可能に設けられ、前記制御手段は、さらに前記光学部材を移動制御するとともに前記撮像手段による部品の撮像が可能となるように前記光学部材と前記撮像手段とを連動させるように構成されているのが好ましい（請求項３）。

この表面実装機では、部品供給部と実装作業位置との間の領域で光学部材が移動し、吸着部品を撮像できるように光学部材と撮像手段とが一対となって移動することとなる。

この請求項３に係る表面実装機においては、前記光学部材を移動可能に保持する保持部材が設けられ、前記撮像手段による撮像用の照明を提供する照明装置がこの保持部材又は光学部材の少なくとも一方に一体に設けられているのがより好ましい（請求項４）。

この構成によると、被写体（吸着部品）に近接した位置から照明を提供することができ、また、光学部材として小型のものを用いることにより反射面の歪みによる画像への影響を軽減することが可能となる。

また、上記の表面実装機において、前記ヘッドユニットは複数の前記実装用ヘッドを備え、前記ラインセンサは、前記部品認識動作に伴うヘッドユニットの移動中、前記複数の実装用ヘッドに吸着される部品を撮像可能な数の撮像素子を有しているのが好ましい（請求項５）。すなわち、部品を搬送する場合には、複数部品を吸着して同時搬送するのが効率的であり、この場合、部品認識を含むヘッドユニットの動作がタクトタイムに大きく影響するが、この構成によれば、複数の実装用ヘッドに吸着されている部品の認識を同時に行うことができ効率的となる。

一方、本発明の請求項６に係る部品認識方法は、移動可能なヘッドユニットにより部品供給部から部品を吸着して目的位置に搬送する際に、前記ヘッドユニットを光学部材に対して相対的に移動させることにより、前記光学部材で反射する吸着部品像を撮像手段により撮像してその吸着状態を画像認識する方法であって、前記光学部材として前記ヘッドユニットの該光学部材に対する移動方向に所定角度傾斜する反射面をもつ光学部材を用いるとともに、前記撮像手段として前記移動方向と直交する方向に撮像素子が並ぶラインセンサを備えた撮像手段を用い、ヘッドユニットと撮像手段とを一体的に前記光学部材に対して相対的に移動させることにより、この移動に伴い生じる前記撮像手段と前記光学部材の反射像との相対移動を利用して前記撮像手段により吸着部品像を撮像するようにしたものである。

この部品認識方法によれると、請求項２の上記した原理に基づき、ヘッドユニットと撮像手段とを一体的に移動させながら前記ヘッドユニットに吸着保持された吸着部品を撮像することが可能となる。従って、表面実装機をはじめ、ヘッドユニットにより部品を吸着して搬送しながらその途中で吸着部品の画像認識を行うことが必要な各種装置の部品認識方法の一手法として適用することが可能となる。

請求項１〜５に係る表面実装機によれば、ヘッドユニットによる部品吸着動作完了位置が何処であっても、常に、部品吸着動作完了後、同完了位置と最初の部品実装位置との間の領域で吸着部品を撮像することが可能となるため、効率よく吸着部品を撮像することができる。すなわち、従来のように、一旦部品実装位置を通り越してカメラ位置までヘッドユニットを移動させ、再度、部品実装位置までヘッドユニットを戻してから部品を実装するといった動作を伴うことが一切無くなる。しかも、上記のようにラインセンサによって吸着部品を撮像するように撮像手段が構成されている結果、吸着動作完了位置と最初の部品実装位置とが隣り合わせに並ぶような場合には、ヘッドユニットを吸着動作完了位置と最初の部品実装位置に真っ直ぐに移動させるだけで吸着部品を撮像することが可能となる。従って、効率良く吸着部品の認識を行うことができ、その結果、タクトタイムを効果的に短縮することが可能となる。

本発明の最良の実施形態について図面に基づいて説明する。

図１及び図２は、本発明に係る表面実装機（以下、実装機と略す）の第１の実施形態を概略的に示している。同図に示すように、実装機の基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板３（PCB；Printed Circuit Board）がこのコンベア２上を搬送されて所定の実装作業位置（同図に示すプリント基板の位置）で停止されるようになっている。なお、当実施形態では、図１及び図２の右側からプリント基板３が搬入され、左側へ搬出されるようになっている。

上記コンベア２の両側には部品供給部４が配置されている。これらの部品供給部４には、例えば多数列のテープフィーダー４ａがＸ軸方向に並べて設けられている。各テープフィーダー４ａは、各々ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、後述するヘッドユニット６により部品が取出されるに伴い間欠的に部品を繰り出すように構成されている。

上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット６が装備されている。このヘッドユニット６は、部品供給部４とプリント基板３が位置する実装作業位置とにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向（コンベア２の方向）及びＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。

すなわち、基台１上には、Ｙ軸方向の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向のガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット６が移動可能に保持され、このヘッドユニット６に設けられたナット部分（図示省略）が上記ボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動により上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりヘッドユニット６が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。

なお、Ｙ軸サーボモータ９及びＸ軸サーボモータ１５には、それぞれエンコーダ９ａ，１５ａが設けられており、これにより上記ヘッドユニット６の移動位置が検出されるようになっている。

上記ヘッドユニット６には、軸状に構成された複数の実装用ヘッド１６が設けられており、当実施形態では、６本の実装用ヘッド１６がＸ軸方向に等間隔で一列に並べられた状態で搭載されている。なお、以下の説明において特に各実装用ヘッド１６を区別する必要がある場合には、図１及び図２の右端（基板搬入側）から順に第１実装用ヘッド、第２実装用ヘッド……第６実装用ヘッドと呼ぶことにする。

これらの実装用ヘッド１６は、それぞれヘッドユニット６のフレームに対してＺ軸方向の移動及びＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能とされ、サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段および回転駆動手段により駆動されるようになっている。また、各実装用ヘッド１６には、その先端（下端）に吸着ノズル１６ａが装着されており、図外の負圧供給手段から吸着ノズル先端に負圧が供給されることにより、この負圧による吸引力で部品を吸着するようになっている。

前記基台１上には、さらにヘッドユニット６が部品供給部４と実装作業位置との間を移動する際に、実装用ヘッド１６に吸着された部品をその真下から撮像するための一対の撮像ユニット２０，２１が設けられている。

撮像ユニット２０，２１は、図１及び図３に示すようにコンベア２とその両側の部品供給部４の間の各スペースに設けられており、それぞれ、吸着部品を撮像するための一対のカメラ２６ａ，２６ｂ（撮像手段）と照明装置２７とを一体にＸ軸方向に移動させるように構成されている。すなわち、前記基台１上であってコンベア２と部品供給部４との間のスペースには、Ｘ軸方向に延びる互いに平行な一対の固定レール２２とサーボモータ２３により回転駆動されるＸ軸方向のボールねじ軸２４とが設けられ、前記固定レール２２に可動テーブル２５が移動可能に装着されるとともにこの可動テーブル２５に対して前記ボールねじ軸２４が螺合挿着されている。そして、前記カメラ２６ａ，２６ｂおよび照明装置２７が前記可動テーブル２５に一体に搭載され、前記サーボモータ２３の作動により前記カメラ２６ａ，２６ｂ等が可動テーブル２５と一体に固定レール２２に沿ってＸ軸方向に移動するように構成されている。なお、撮像ユニット２０，２１のサーボモータ２３には、それぞれエンコーダ２３ａ（図４に示す）が設けられており、これにより可動テーブル２５の移動位置が検出されるようになっている。

前記カメラ２６ａ，２６ｂは、いずれもＸ軸方向に撮像素子が並ぶＣＣＤラインセンサと結像レンズ等とを内蔵したカメラであって、各ＣＣＤラインセンサの素子列がＸ軸方向に一列に並ぶ状態で前記可動テーブル２５に固定されている。一方、照明装置２７は、前記両カメラ２６ａ，２６ｂの全周に亘って配設される複数のＬＥＤ２７ａを有している。これらＬＥＤ２７ａは各カメラ２６ａ，２６ｂの光軸に向って斜め上方に指向する状態で可動テーブル２５に固定されている。つまり、ヘッドユニット６が可動テーブル２５の上方を通過すると、前記ＬＥＤ２７ａから射出される照明光が実装用ヘッド１６に吸着された部品の下面で反射し、その反射光が前記カメラ２６ａ，２６ｂのＣＣＤラインセンサに入射することにより、吸着部品の下面像（真下像）が撮像されるように構成されている。

なお、当実施形態では、上記実装用ヘッド１６のうち第１〜第３実装用ヘッド１６に吸着された部品の像が一方側のカメラ２６ａのＣＣＤラインセンサ（撮像素子）に結像する一方、第４〜第６実装用ヘッド１６の吸着部品の像が他方側のカメラ２６ｂのＣＣＤラインセンサ（撮像素子）に結像するようにカメラ２６ａ，２６ｂにおけるＣＣＤラインセンサの素子数が設定されるとともにレンズ等の光学系が構成されている。

図４は、上記実装機の制御系を概略ブロック図で示している。

当実施形態の実装機は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されるコントローラ３０を有している。このコントローラ３０は、その機能構成として主制御部３２、軸制御部３４、撮像ユニット駆動制御部３５、照明制御部３６、カメラ制御部３８および画像処理部４０を含んでいる。

主制御部３２は、実装機の動作を統括的に制御するもので、予め記憶されたプログラムに従ってヘッドユニット６等を作動させるべく軸制御部３４を介してサーボモータ９，１５等の駆動を制御するとともに、カメラ２６ａ，２６ｂにより撮像される部品画像に基づいて部品の吸着状態、具体的にはノズル中心に対するＸ軸、Ｙ軸方向の吸着ずれ量およびノズル中心軸（Ｒ軸）回りの吸着ずれ量の演算を行うものである。

また、実装作業時には、後述するように、図外の実装データ記憶部に記憶されている基板情報、すなわちプリント基板３の種類とこれに実装する部品の種類および実装位置等に関する情報に基づき前記カメラ２６ａ，２６ｂによる撮像位置（座標位置）を演算するとともに、実装用ヘッド１６に吸着された部品を前記カメラ２６ａ，２６ｂにより撮像すべく前記撮像位置に基づいてヘッドユニット６の移動経路を演算する。

軸制御部３４は、エンコーダ９ａ，１５ａからの信号によってヘッドユニット６の現在位置（Ｘ，Ｙ）を検知しながら、Ｙ軸サーボモータ９及びＸ軸サーボモータ１５を駆動制御してヘッドユニット６を所定の位置に移動させる。なお、図示を省略しているが、軸制御部３４は、実装用ヘッド１６の昇降駆動手段および回転駆動手段の各サーボモータについても同様に駆動制御を行う。

撮像ユニット駆動制御部３５は、エンコーダ２３ａからの信号によって可動テーブル２５（カメラ２６ａ，２６ｂ）の現在位置（Ｘ座標位置）を検知しながら、サーボモータ２３を駆動制御して可動テーブル２５を前記撮像位置に移動させる。

照明制御部３６およびカメラ制御部３８は、撮像ユニット２０，２１に搭載される照明装置２７および各カメラ２６ａ，２６ｂを駆動制御するものである。

画像処理部４０は、カメラ２６ａ，２６ｂから出力される画像信号に所定の処理を施すことにより部品認識に適した画像データを生成して主制御部３２に出力するものである。

次に、上記コントローラ３０による実装機の動作制御の一例について図６のフローチャートに従って説明する。

実装動作が開始されると、まず、コントローラ３０の前記実装データ記憶部に記憶された基板情報から吸着部品情報、すなわち最初に部品供給部４から取出す対象部品の種類、対象部品が供給されるテープフィーダー４ａの位置、対象部品の種類と該部品を吸着する実装用ヘッド１６の位置、吸着順序等に関する情報と、対象部品のプリント基板３上の実装位置、実装順序等に関する搭載位置情報とを読出す（ステップＳ１）。

そして、吸着部品情報に基づき、最初の部品を吸着すべくヘッドユニット６を部品供給部４に移動させて実装用ヘッド１６によりテープフィーダー４ａから部品を吸着させる（ステップＳ２，Ｓ３）。具体的には、最初の実装用ヘッド１６を対象となるテープフィーダー４ａの上方に配置した後、実装用ヘッド１６の下降および上昇に伴いテープ内の部品を吸着ノズル１６ａによって吸着させる。この際、可能な場合には複数の実装用ヘッド１６により同時に複数のテープフィーダー４ａから部品を吸着させる。

部品吸着後、対象部品の全てを吸着したか否かを判断し（ステップＳ４）、ここでＮＯと判断した場合にはステップＳ２に移行して残りの部品を実装用ヘッド１６により吸着させる。

このようなステップＳ１〜Ｓ４での部品吸着処理中、吸着部品情報および搭載位置情報に基づき吸着部品の撮像位置、つまりカメラ２６ａ，２６ｂ（可動テーブル２５）を配置すべき座標位置を演算するとともに、ヘッドユニット６が最短距離でこの撮像位置を経由して最初の部品実装位置に至るように部品実装時のヘッドユニット６の移動経路を求める（ステップＳ５）。具体的には、図６に示すように、部品供給部４において最後に部品を吸着するときのヘッドユニット６の座標位置（図中の［１］ポジション）とプリント基板３上の最初に部品を実装するときのヘッドユニット６の座標位置（図中の［４］ポジション）との中間位置（Ｘ軸座標位置；［１］ポジションと［４］ポジションのＸ軸座標位置が同じ場合には同座標位置）を前記撮像位置として求める。また、この撮像位置に配置されるカメラ２６ａ，２６ｂの上方をＹ軸方向に通過することを条件として前記［１］ポジションから［４］ポジションへの移動距離が最短となる経路をヘッドユニット６の移動経路として求める。ここで求められるヘッドユニット６の具体的な移動経路は、同図に示すように、まず、［１］ポジションから撮像位置（カメラ２６ａ，２６ｂの位置）直ぐ側方の撮像開始位置（撮像位置とＸ軸方向において同位置であってＹ軸方向における撮像位置の直ぐ側方（部品供給部４側）の位置；［２］ポジション）にヘッドユニット６を直線的に移動させ、ここからヘッドユニット６を真っ直ぐＹ軸方向に移動させて前記撮像位置を通過させた後、通過地点（撮像完了位置、すなわち撮像位置とＸ軸方向において同位置であってＹ軸方向における撮像位置の直ぐ側方（プリント基板３側）の位置；［３］ポジション）から直線的に［４］ポジションにヘッドユニット６を移動させるものとなる。なお、ステップＳ４で対象部品の全てを吸着していないと判断された場合には、最後の部品を吸着するときのヘッドユニット６の座標位置が変化する場合が生じるので、その場合には撮像位置の演算をやり直す。

図５に戻って、撮像位置およびヘッドユニット６の移動経路の演算が完了した後、前記サーボモータ２３を駆動制御して可動テーブル２５を移動させ、これによりカメラ２６ａ，２６ｂを前記撮像位置に移動させる（ステップＳ６）。なお、このステップＳ６の処理は、ヘッドユニット６が前記撮像開始位置（［２］ポジション）に移動完了すると同時又はそれよりも早いタイミングで前記カメラ２６ａ，２６ｂが前記撮像位置に配置されるように実行する。なお、前記カメラ２６ａ，２６ｂの前記撮像位置への移動開始タイミングをヘッドユニット６による部品吸着動作完了後とすれば、撮像位置が確定した後となるので、前記カメラ２６ａ，２６ｂに無駄な移動をさせる必要がないというメリットがある。

全ての実装用ヘッド１６による部品の吸着が完了すると、部品供給部４からプリント基板３に向けてステップＳ５で求めた移動経路に従ってヘッドユニット６を移動させるとともに、この移動中、前記照明装置２７を点灯させることにより、ヘッドユニット６が上記カメラ２６ａ，２６ｂ上方を通過する間に各実装用ヘッド１６に吸着された部品の撮像処理を行う（ステップＳ７）。すなわち、ヘッドユニット６がカメラ２６ａ，２６ｂを通過する際に照明装置２７を点灯させることにより、照明光が吸着部品の下面で反射してその反射光がカメラ２６ａ，２６ｂに入射し、ヘッドユニット６の移動に伴いＸ軸方向一ライン分の吸着部品像がＹ軸方向に連続的に各カメラ２６ａ，２６ｂにより撮像されることとなる。この際、第１〜第３の実装用ヘッド１６による吸着部品が一方側のカメラ２６ａによって、第４〜第６の実装用ヘッド１６による吸着部品が他方側のカメラ２６ｂによってそれぞれ撮像される。

吸着部品の撮像が完了すると、ヘッドユニット６を図６に示す［３］ポジションから最初の実装位置（［４］ポジション）に移動させるとともに、その間に、各吸着部品の画像に基づいて各実装用ヘッド１６による部品の吸着状態を画像認識し、吸着ノズル１６ａに対する部品のＸ軸、Ｙ軸およびＲ軸回りの吸着位置誤差を求めるとともに、この誤差に基づいて補正量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＲ）を演算する（ステップＳ８）。そして、この補正量に基づいて目標位置の再設定を行い、この再設定された目標位置に従ってヘッドユニット６を駆動制御することにより、各実装用ヘッド１６に吸着された部品を順次プリント基板３上に実装する（ステップＳ９）。

次いで、プリント基板３に対する全ての実装処理が終了したか否かを判断し（ステップＳ１０）、ここでＮＯと判断した場合には、ステップＳ１に移行して次の実装動作に移行し、これに対してＹＥＳと判断した場合には、コンベア２を駆動することにより実装作業位置のプリント基板３を次工程に搬出して本フローチャートを終了する。

以上のように、この実装機では、吸着部品を撮像するためのカメラ２６ａ，２６ｂを基台１上に移動可能に設け、遅くともヘッドユニット６が撮像開始位置に移動するタイミングで、吸着動作完了位置（図６中の［１］ポジション）と最初の部品実装位置（同図中の［４］ポジション）との中間位置にカメラ２６ａ，２６ｂを配置することにより、常に、同完了位置と最初の部品実装位置との間の領域で吸着部品の撮像処理が行われるように構成しているので、ヘッドユニット６による部品吸着完了位置が何処であっても効率的に吸着部品の認識処理を行うことができる。すなわち、基台上の特定位置にカメラが固定されている従来のこの種の実装機では、部品吸着完了位置とカメラ位置との関係によっては一旦部品実装位置を通り越してカメラ位置までヘッドユニットを移動させ、再度、部品実装位置までヘッドユニットを戻してから部品を実装するような場合が生じ得るが、上記の実装機によると、常に、部品吸着動作完了位置と最初の部品実装位置との間の領域で吸着部品の認識処理が行われるため、従来のように一旦部品実装位置を通り越してカメラ位置までヘッドユニットを移動させるといった無駄な動作が生じることが一切ない。

しかも、Ｘ軸方向に撮像素子が並ぶラインセンサを備えたカメラ２６ａ，２６ｂによって吸着部品を撮像するように構成しているので、プリント基板３の側方で部品の吸着動作が完了し、吸着動作完了位置と最初の部品実装位置とがＹ軸方向に隣り合わせとなっているような場合には、部品認識を極めて迅速に行うことができる。具体的には、図６に示すように、部品の吸着動作完了位置（［５］ポジション）におけるヘッドユニット６のＸ軸座標位置と最初の部品実装位置（［６］ポジション）におけるヘッドユニット６のＸ軸座標位置とが同じ場合には、これらの間にカメラ２６ａ，２６ｂを配置し、［５］ポジションから［６］ポジションへＹ軸方向に真っ直ぐにヘッドユニット６を移動させて吸着部品を撮像することになる。そのため、部品吸着後、吸着部品の認識処理を極めて速やかに行うことができる。

従って、上記実施形態の実装機によると、基台上の特定位置にカメラが固定されている従来のこの種の実装機に比べて効率的に吸着部品を認識することができ、その分、タクトタイムを短縮することができる。

なお、この実装機では、カメラ２６ａ，２６ｂによる吸着部品の撮像位置を設定するに際して、上記の通り吸着動作完了位置（図６中の［１］ポジション）と最初の部品実装位置（同図中の［４］ポジション）との中間位置を撮像位置として求めるようにしているが、例えば、
（１）ヘッドユニット６による吸着動作完了位置（Ｘ軸座標位置）をそのまま撮像位置として設定する、
（２）最初の部品実装位置（Ｘ軸座標位置）をそのまま撮像位置として設定する
ようにしてもよい。この場合、上記（１）の場合のヘッドユニット６の移動経路は、図７（ａ）に示すように、［１］ポジションからそのままヘッドユニット６をＹ軸方向に移動させてカメラ２６ａ，２６ｂを通過させ、その通過地点（［３］ポジション）から直線的にヘッドユニット６を［４］ポジションへを移動させるものとなる。また、上記（２）の場合のヘッドユニット６の移動経路は、図７（ｂ）に示すように、［１］ポジションから撮像位置（カメラ２６ａ，２６ｂの位置）の直ぐ側方の［２］ポジションへヘッドユニット６を直線的に移動させ、ここから真っ直ぐＹ軸方向にヘッドユニット６を移動させることによりカメラ２６ａ，２６ｂを通過させてそのまま［４］ポジションにヘッドユニット６を移動させるものとなる。

要は、ヘッドユニット６による部品吸着動作完了位置（［１］ポジション）と最初の部品実装位置（［４］ポジション）との間の領域内、すなわち図６中に符号Ｌを付して示す領域内で吸着部品の撮像処理が行われるように撮像位置、つまりカメラ２６ａ，２６ｂの配置を決定するとともに、ヘッドユニット６が最短距離でカメラ２６ａ，２６ｂを経由して最初の部品実装位置に至るようにヘッドユニット６の移動経路を決定すればよい。このように撮像位置等を決定することで、従来のような余分な動作を伴うことなく効率よく部品認識を行うことが可能となる。

また、上記実施形態では、可動テーブル２５に２つのカメラ２６ａ，２６ｂを設け、第１〜第３の各実装用ヘッド１６の吸着部品を一方側のカメラ２６ａで、第３〜第６の各実装用ヘッド１６の吸着部品を他方側のカメラ２６ｂで撮像するように構成しているが、勿論、各実装用ヘッド１６に対応するカメラを設け、吸着部品毎に別のカメラで撮像するようにしても構わない。また、可能な場合には、全ての実装用ヘッド１６による吸着部品を共通の一のカメラで撮像するように構成してもよい。要するに、複数の実装用ヘッド１６による吸着部品の撮像を、ヘッドユニット６の１回のＹ軸方向の移動（部品認識動作）で行えるようなラインセンサの受光幅（撮像素子の数）が確保され得るように、一つあるいは複数のラインセンサを設けるようにすればよい。

さらに、上記実施形態の撮像ユニット２０，２１では、可動テーブル２５上にカメラ２６ａ，２６ｂを上向きに固定し、カメラ２６ａ，２６ｂにより直接吸着部品を撮像するようにしているが、例えば図８に示すように、全反射ミラー２９を傾斜姿勢で可動テーブル２５に設けるとともに、このミラー２９に映る吸着部品像を横から撮像するようにカメラ２６ａ，２６ｂを可動テーブル２５に搭載した構成としてもよい。ここで、ミラー２９の取付け角度は、ミラー２９に立てた法線がカメラ２６ａ，２６ｂの光軸（水平）とＺ軸とのなす角を２等分するような角度とする。すなわち、例えばカメラ２６ａ，２６ｂの構成上、上記実施形態のようにカメラ２６ａ，２６ｂを上向きに設けるとＺ軸方向の占有スペースが大きくなるような場合には、図８に示す構成を採用することにより、カメラ２６ａ，２６ｂを含む可動テーブル２５全体をＺ軸方向にコンパクト化することが可能になるというメリットがある。なお、吸着部品を映す（反射させる）ための光学部材としては、全反射ミラー２９以外に、ハーフミラーやプリズム等を用いてもよい。

次に、本発明に係る表面実装機の第２の実施形態について図９〜図１５を用いて説明する。なお、第２の実施形態の実装機も基本的な構成は第１の実施形態の実装機と共通するため、共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ以下に詳細に説明することにする。

図９〜図１１に示すように、第２の実施形態では、実装用ヘッド１６に吸着された部品を撮像するための構成として、第１の実施形態の撮像ユニット２０，２１に代えてカメラユニット５０およびミラー６２等を有している。

カメラユニット５０は、ＣＣＤラインセンサを内蔵した一対のカメラ５２ａ，５２ｂと照明装置５１とを一体に備えており、前記支持部材１１の下面に支持されてこの支持部材１１に沿ってＸ軸方向に移動可能に設けられている。

具体的に説明すると、支持部材１１の下面にはＸ軸方向に延びる固定レール５５とサーボモータ５６により回転駆動されるＸ軸方向のボールねじ軸５７とが設けられ、前記固定レール５５にカメラユニット５０が移動可能に装着されるとともにこのカメラユニット５０に対して前記ボールねじ軸５７が螺合挿着されている。この構成により、前記サーボモータ５６が作動するとカメラユニット５０が固定レール５５に沿ってＸ軸方向に移動するように構成されている。なお、サーボモータ５６は、ボールねじ軸５７に対してＹ軸方向に並べられた状態で支持部材１１に固定されており、例えばベルト伝動機構によりボールねじ軸５７を駆動するように構成されている。すなわち、サーボモータ５６の出力軸に駆動プーリ５８ａが、ボールねじ軸５７にプーリ５８ｂがそれぞれ装着され、これら両プーリ５８ａ，５８ｂに亘って駆動ベルト５９が装着されている。

前記カメラ５２ａ，５２ｂは、いずれもＸ軸方向に撮像素子が並ぶＣＣＤラインセンサと結像レンズ等とを内蔵したカメラであって、各ＣＣＤラインセンサの素子列がＸ軸方向に一列に並ぶ状態で前記カメラユニット５０に斜め下向きに、詳しくは、基台１上に設けられる後記ミラー６２上方をヘッドユニット６が移動する際に、同ミラー６２に映った吸着部品像を撮像し得る角度（ミラー６２の取付け角度は、ミラー６２に立てた法線がカメラ５２ａ，５２ｂの光軸Ｍ１とＺ軸とのなす角を２等分するような角度となるようにする）でカメラユニット５０に対して斜め下向きに固定されている。

なお、この実施形態でも、ミラー６２に映る吸着部品像のうち第１〜第３実装用ヘッド１６に吸着された部品の像が一方側のカメラ５２ａのＣＣＤラインセンサ（撮像素子）に結像する一方、第４〜第６実装用ヘッド１６に吸着された部品の像が他方側のカメラ５２ｂのＣＣＤラインセンサ（撮像素子）に結像するように各カメラ５２ａ，５２ｂにおけるＣＣＤラインセンサの素子数が設定されるとともにレンズ等の光学系が構成されている。

照明装置５１は、詳しく図示していないが、両カメラ５２ａ，５２ｂの周囲に配設される複数のＬＥＤ５１ａを有している。これらＬＥＤ５１ａはカメラ５２ａ，５２ｂの光軸と平行に、かつ下向きに指向する状態でカメラユニット５０に固定されており、ヘッドユニット６が後記ミラー６２の上方を移動する際に、該ミラー６２を介して実装用ヘッド１６に対してその下側から照明光を照射するように構成されている。

前記基台１上であってコンベア２と部品供給部４との間のスペースには、ヘッドユニット６が部品供給部４からプリント基板３へ移動する際に、各実装用ヘッド１６（吸着ノズル１６ａ）に吸着されている部品の真下像（下面像）を映し出す（反射させる）ための一対のミラー６２，６２（光学部材）が設けられている。

これらのミラー６２は、Ｘ軸方向に細長の矩形の全反射ミラーからなり、図１１に示すように、反射面を上向きにした状態で、かつ各ミラー６２の真上に各実装用ヘッド１６が位置するときに前記支持部材１１に支持されたカメラ５２ａ，５２ｂ側を指向するように、装置前側から後側（図９では下側から上側）に向って先下がりの傾斜姿勢でコンベア２と部品供給部４との間の各スペースに固定的に設けられている。

各ミラー６２は、少なくとも部品供給部４を包含するようにＸ軸方向の長さ寸法が設定されるとともに、実装用ヘッド１６に吸着された部品、具体的には実装部品のうち最大サイズの部品が吸着された場合にその部品の真下像（下面像）の全体が映る（反射する）ようにＹ軸方向（傾斜方向）の長さ寸法が設定されている。

図１２は、第２の実施形態に係る実装機の制御系を概略ブロック図で示している。

第２の実施形態のコントローラ３０′も第１の実施形態のコントローラ３０と同様に、主制御部３２、軸制御部３４、照明制御部３６、カメラ制御部３８および画像処理部４０等をその機能構成として含んでおり、予め記憶されたプログラムに従ってヘッドユニット６等を作動させるべく、前記主制御部３２により軸制御部３４を介してサーボモータ９，１５等の駆動を制御するとともに、カメラ５２ａ，５２ｂにより撮像される部品画像に基づいて部品の吸着位置誤差を演算するように構成されている。但し、以下の点で第１の実施形態のコントローラ３０と構成が相違している。

まず、主制御部３２は、実装作業中、実装用ヘッド１６に吸着された部品を撮像するための所定の部品認識動作をカメラユニット５０や上記ヘッドユニット６等に実行させるべく軸制御部３４および後記カメラユニット駆動制御部４２を介してサーボモータ９，１５，５６等を駆動制御するように構成されている。なお、詳しい部品認識動作については後に詳述することにする。

また、第１の実施形態の撮像ユニット駆動制御部３５に代えてカメラユニット駆動制御部４２が設けられている。カメラユニット駆動制御部４２は、サーボモータ５６に組込まれたエンコーダ５６ａからの信号によってカメラユニット５０の現在位置（Ｘ座標位置）を検知しながら、サーボモータ５６を駆動制御してカメラユニット５０を所定の撮像位置に移動させるものである。

さらに、画像処理部４０として歪み補正部４４および倍率補正部４５を含んだものが設けられている。歪み補正部４４は、カメラ５２ａ，５２ｂによるミラー６２上の撮像位置と図外の記憶部に記憶されている歪み成分データとに基づいて画像補正を行うものである。すなわち、前記記憶部には、ミラー６２が有する画像歪み成分により当該ミラー６２に映った画像が基準位置に対してどの程度ずれるかを、ミラー６２の反射面を複数の部分領域に分けて測定したデータが予め記憶されており、前記歪み補正部４４は、撮像位置とその位置が該当する部分領域の歪み成分データとに基づいて画像補正を行う。たとえば歪み成分の正負を逆転した歪みを吸着部品の撮像画像に付与することにより、その歪みを除去するように構成されている。また、倍率補正部４５は、後述する部品認識動作に基づいて撮像された吸着部品画像に生じる倍率誤差を補正するものである。この点については後に説明する。

なお、第２の実施形態のコントローラ３０′において、照明制御部３６にはカメラユニット５０の照明装置５１が、カメラ制御部３８には、同ユニット５０の各カメラ５２ａ，５２ｂが電気的に接続されている。

ここで、第２の実施形態の実装機における部品認識の方法について詳述する。

第２の実施形態では、ミラー６２に対して支持部材１１をＹ軸方向へ移動させながらミラー６２に映った各実装用ヘッド１６の吸着部品像をカメラ５２ａ，５２ｂにより撮像する。この場合、ヘッドユニット６とカメラユニット５０は、上記の通り共に支持部材１１に支持されていてＹ軸方向へ一体的に移動するため、各カメラ５２ａ，５２ｂ（Ｘ軸方向に撮像素子が並ぶＣＣＤラインセンサ）によって吸着部品を撮像することは一見不可能と考えられるが、上記のようにミラー６２を傾斜姿勢で基台１上に設けている結果、ミラー６２に対して吸着部品をＹ軸方向に移動させることでカメラ５２ａ，５２ｂと吸着部品とを擬似的にＹ軸方向に相対移動させることができ、その結果、カメラ５２ａ，５２ｂによる吸着部品の撮像が可能となっている。

以下、その原理について図１３に基づいて説明する。同図はカメラ５２ａ，５２ｂ、実装用ヘッド１６、吸着部品Ｃおよびミラー６２の位置関係を模式的に示している。この図において、ヘッドユニット６およびカメラユニット５０がミラー６２に対して左側から右側に移動する場合を考える。ここで、
・移動前のカメラ５２ａ，５２ｂからミラー６２（反射面）までの光路長 ；Ｌ１
・移動前のミラー６２（反射面）から吸着部品Ｃまでの光路長 ；Ｌ２
・移動後のカメラ５２ａ，５２ｂからミラー６２までの光路長 ；Ｌ１′
・移動後のミラー６２（反射面）から吸着部品Ｃまでの光路長 ；Ｌ２′
・ミラー６２の傾斜角度（反射面と水平面とのなす角度） ；θ
・ヘッドユニット６の移動距離 ；Δｄ
とする。また、移動前のカメラ５２ａ，５２ｂによる撮像位置（光軸Ｌ２の位置）はノズル中心に一致しているものとする。

この状態から吸着部品Ｃを一定の高さ位置に保ったままでヘッドユニット６およびカメラユニット５０をミラー６２に対して相対的にＹ軸方向に移動させると、ミラー６２が傾斜している結果、カメラ５２ａ，５２ｂによる移動後の撮像位置（光軸Ｌ２′の位置）はノズル中心から変位量ｙだけＹ軸方向にずれることとなる。つまり、同図より
Δｄ・ｔａｎθ＝ｙ・ｔａｎθ＋ｙ／ｔａｎ２θ
であるから、
ｙ＝（（ｔａｎθ・ｔａｎ２θ）／（ｔａｎθ・ｔａｎ２θ＋１））・Δｄ
だけ、カメラ２２，２３と吸着部品Ｃとが擬似的に相対移動することとなる。換言すればカメラ５２ａ，５２ｂと吸着部品Ｃのミラー像とが相対的に移動することとなる。

従って、上記のようにヘッドユニット６とカメラユニット５０とを一体的にＹ軸方向に移動させながらも、上記のようなカメラ５２ａ，５２ｂと吸着部品Ｃとの擬似的な相対移動が生じる結果、カメラ５２ａ，５２ｂによる吸着部品Ｃの撮像が可能となる。

なお、上記のような擬似的な相対移動を利用して吸着部品Ｃを撮像する場合には、カメラ５２ａ，５２ｂと被写体（吸着部品Ｃ）との撮像距離がヘッドユニット６の移動に伴い変化する。すなわち画像倍率が変化するため、部品認識に際しては倍率補正を行う必要がある。

詳しくは、移動前後のカメラ５２ａ，５２ｂからミラー６２（反射面）までの光路長の差をａ、移動前後のミラー３２から吸着部品Ｃまでの光路長の差をｂとすると、図１３より
・ａ＝ｙ／ｓｉｎ２θ
・ｂ＝ｙ／ｔａｎ２θ
であるから、移動前後の倍率のずれをｅとすると、
・ｅ＝（Ｌ１′＋Ｌ２′）／（Ｌ１＋Ｌ２）
＝（Ｌ１＋Ｌ２−（ｙ／ｓｉｎ２θ＋ｙ／ｔａｎ２θ））／（Ｌ１＋Ｌ２）
となる。

このように擬似的な相対移動を利用して吸着部品Ｃを撮像する場合にはカメラ５２ａ，５２ｂのＹ軸方向の移動量に応じた倍率ずれｅが画像に生じることとなる。そこで、当実施形態では、このような倍率ずれｅを前記主制御部３２において演算し、この倍率ずれｅに基づいて画像処理部４０の前記倍率補正部４５において画像補正（倍率補正）を行うように構成されている。

次に、上記コントローラ３０′による上記実装機の動作制御についてフローチャートに基づいて説明する。なお、コントローラ３０′による動作制御も、基本的なフローは第１実施形態のコントローラ３０による動作制御と共通するため、以下の説明では、第１の実施形態と共通のフローチャート（図５）を使って動作制御を説明するものとし、また、第１の実施形態と共通する制御内容については説明を簡略化し、相違する制御内容についてのみ詳細に説明することにする。

図５のフローチャートにおいて実装動作が開始されると、実装データ記憶部に記憶された基板情報から吸着部品情報および搭載位置情報を読出し、前記吸着部品情報に基づき、最初の部品を吸着すべくヘッドユニット６を部品供給部４に移動させて実装用ヘッド１６によりテープフィーダー４ａから部品を吸着させる（ステップＳ１〜Ｓ３）。そして、対象部品の全てを吸着したか否かを判断し（ステップＳ４）、ここでＮＯと判断した場合にはステップＳ２に移行して残りの部品を実装用ヘッド１６により吸着させる。

このようなステップＳ１〜Ｓ４での部品認識処理中、搭載位置情報に基づき吸着部品の撮像位置、つまりカメラ５２ａ，５２ｂ（カメラユニット５０）を配置すべきＸ軸座標位置を求めるとともに、前記支持部材１１において当該撮像位置へ前記カメラユニット５０を移動させる（ステップＳ５，Ｓ６）。具体的には、図１４に示すように、部品供給部４において最後に部品を吸着するときのヘッドユニット６の座標位置（図中の［１］ポジション）に基づき、当該座標位置にあるヘッドユニット６に対してカメラ５２ａ，５２ｂがＹ軸方向に並ぶ座標位置を求め、前記サーボモータ５６を駆動制御することによりその座標位置にカメラユニット５０を移動させる。なお、このステップＳ６の処理は、ヘッドユニット６による部品吸着動作完了と同時又はそれよりも早いタイミングで前記カメラユニット５０の移動が完了するように実行する。

図５に戻って、全ての実装用ヘッド１６による部品の吸着が完了すると、部品供給部４からプリント基板３へヘッドユニット６を移動させるとともに、この移動中、前記照明装置５１を点灯させることにより、ヘッドユニット６がミラー６２上方を通過する間に各実装用ヘッド１６に吸着された部品の撮像処理を行う（ステップＳ７）。

詳しくは、図１４に示すように、前記支持部材１１の作動により部品吸着動作完了位置からＹ軸方向にヘッドユニット６を真っ直ぐに移動させることによりミラー６２上方を通過させるとともにこの間に照明装置５１を点灯させる。このようにすると照明光がミラー６２で反射して吸着部品の下面に照射され、さらに吸着部品の下面で反射した反射光が再度ミラー６２で反射してカメラ５２ａ，５２ｂに入射する。その一方でヘッドユニット６の移動に伴い吸着部品とカメラ５２ａ，５２ｂとの間に上記のような擬似的な相対移動が生じることによりＸ軸方向一ライン分の吸着部品像がＹ軸方向に連続的に各カメラ５２ａ，５２ｂにより撮像されることとなる。この際、第１〜第２の実装用ヘッド１６による吸着部品が一方側のカメラ５２ａに、第３〜第６の実装用ヘッド１６による吸着部品が他方側の５２ｂによって撮像される。

図５に戻って、ヘッドユニット６がミラー６２を通過して吸着部品の撮像が完了すると、その撮像完了位置（図１４中の［３′］ポジション）から最初の実装位置（図１４中の［４］ポジション）にヘッドユニット６を直線的に移動させるとともに、その間に、各吸着部品の画像に基づいて各実装用ヘッド１６による部品の吸着状態を画像認識し、吸着ノズル１６ａに対する部品のＸ軸、Ｙ軸およびＲ軸回りの吸着位置誤差を求めるとともに、この誤差に基づいて補正量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＲ）を演算する（ステップＳ８）。そして、この補正量に基づいて目標位置の再設定を行い、この再設定された目標位置に従ってヘッドユニット６を駆動制御することにより、各実装用ヘッド１６に吸着された部品を順次プリント基板３上に実装する（ステップＳ９）。

次いで、プリント基板３に対する全ての実装処理が終了したか否かを判断し（ステップＳ１０）、ここでＮＯと判断した場合には、ステップＳ１に移行して次の実装動作に移行し、これに対してＹＥＳと判断した場合には、コンベア２を駆動することにより実装作業位置のプリント基板３を次工程に搬出して本フローチャートを終了する。

以上のように、第２の実施形態の実装機では、カメラ５２ａ，５２ｂ（カメラユニット５０）を支持部材１１に移動可能に設け、遅くともヘッドユニット６による部品吸着動作が完了するタイミングで、その吸着動作完了位置（図１４中の［１］ポジション＝撮像開始位置；［２′］ポジション）に対応する位置にカメラ５２ａ，５２ｂを移動させておき、部品吸着後は、ヘッドユニット６をＹ軸方向に移動させてミラー６２上方を通過させることにより吸着部品の撮像処理を行うとともに、ミラー６２通過後は、直線的にヘッドユニット６をプリント基板３上の最初の実装位置に移動させるようにしているので、第１の実施形態と同様に、部品吸着完了位置に拘わらず効率的に吸着部品の認識処理を行うことができる。すなわち、第２の実施形態においても、カメラ５２ａ，５２ｂによる部品認識は、ヘッドユニット６による部品の吸着動作完了位置に拘わらず、常に該完了位置と最初の実装位置との間の領域（図１４中に符号Ｌで示す領域）で行われるので、従来のこの種の装置のような無駄な動作、つまり、一旦部品実装位置を通り越してカメラ位置までヘッドユニットを移動させて部品認識を行い、再度、部品実装位置までヘッドユニットを戻してから部品の実装を行うといった動作が生じることが一切ない。

また、第２の実施形態においても、Ｘ軸方向に撮像素子が並ぶラインセンサを備えたカメラ５２ａ，５２ｂを使って吸着部品を撮像するので、プリント基板３の側方で部品の吸着動作が完了し、かつ吸着動作完了位置と最初の部品実装位置とがＹ軸方向に隣り合わせとなっているような場合には部品の認識を極めて迅速に行うことができる。

従って、このような第２実施形態の実装機においても、第１の実施形態と遜色ないレベルで効率的に吸着を認識することができ、タクトタイムを短縮することができる。

なお、この実装機では、カメラ５２ａ，５２ｂ（カメラユニット５０）を支持部材１１上で予めヘッドユニット６による部品吸着動作完了位置（図１４中の［１］ポジション）に対応する位置（Ｘ軸座標位置）に移動させておき、部品吸着後、直ちにヘッドユニット６およびカメラ５２ａ，５２ｂをＹ軸方向に移動させて部品認識処理を行うようにしているが、例えば、図１５に示すように、カメラ５２ａ，５２ｂ（カメラユニット５０）を支持部材１１上で予め最初の部品実装位置（図１５中の［４］ポジション）に対応する位置（Ｘ軸座標位置）に移動させておき、部品吸着後、ヘッドユニット６を支持部材１１に沿って移動させてカメラ５２ａ，５２ｂに対応する位置（撮像開始位置；図１５中の［２′］ポジション）に配置した後、ヘッドユニット６をＹ軸方向に真っ直ぐに最初の部品実装位置に移動させながらその間に部品の認識処理を行うようにしてもよい。

要は、第１の実施形態と同様に、ヘッドユニット６による部品吸着動作完了位置（［１］ポジション）と最初の部品実装位置（［４］ポジション）との間の領域内（図１４中に符号Ｌを付して示す領域内）で吸着部品の撮像処理が行われるように予めカメラ５２ａ，５２ｂを支持部材１１上で配置しておき、部品吸着後、ヘッドユニット６をカメラ５２ａ，５２ｂに対応する位置、すなわちカメラ５２ａ，５２ｂによる吸着部品の撮像が可能となる位置に移動させてから、支持部材１１の移動に伴いヘッドユニット６およびカメラ５２ａ，５２ｂをミラー６２に対して相対的にＹ軸方向に移動させるようにすればよい。このようにすれば、従来のような余分な動作を伴うことなく効率よく部品認識を行うことが可能となる。

また、第２の実施形態では、カメラユニット５０に２つのカメラ５２ａ，５２ｂを設け、第１〜第３の各実装用ヘッド１６の吸着部品を一方側のカメラ５２ａで、第３〜第６の各実装用ヘッド１６の吸着部品を他方側のカメラ２６ｂで撮像するように構成しているが、勿論、各実装用ヘッド１６に対応するカメラを設け、吸着部品毎に別のカメラで撮像するようにしても構わない。また、可能な場合には、全ての実装用ヘッド１６による吸着部品を共通の一のカメラで撮像するように構成してもよい。

さらに、第２の実施形態の構成において、カメラユニット５０をヘッドユニット６に固定的に搭載するようにしてもよい。この構成によれば、カメラユニット５０の駆動機構、すなわちサーボモータ５６やボールねじ軸５７等が不要となるため実装機の製造コストを抑えることができるとともに駆動系の制御負担が軽減されるというメリットがある。但し、ヘッドユニット６にカメラユニット５０を搭載する構成の場合には、ヘッドユニット６が重量化することとなりヘッドユニット移動時の慣性力の影響が大きくなることから、ヘッドユニット６の移動速度を高速化する点では不利となる。従って、カメラユニット５０をヘッドユニット６に搭載するか支持部材１１に搭載するかは、実装機に求められるスペックや設定価格に応じて選定するようにすればよい。

また、上記の第２の実施形態では、カメラユニット５０に照明装置５１を設けているが、照明装置５１を基台１側に設けるようにしてもよい。具体的には、ミラー６２に沿ってその全域にＬＥＤ５１ａを配置し、主制御部３２により、部品撮像時のヘッドユニット６の移動経路に応じて必要なＬＥＤ５１ａを点灯制御するように構成してもよい。この構成によるとミラー６２の近傍にＬＥＤ５１ａが配置されることで、実装用ヘッド１６に吸着された部品に対してより接近した位置から照明光を照射することが可能となる。そのため、部品認識に適したより鮮明な画像を撮像することが可能になるという利点がある。

なお、第２の実施形態についてはその変形例として、図１６〜図１８に示すように、実装用ヘッド１６に吸着された部品を映す（反射させる）ための構成として、前記ミラー６２および照明装置５１の代わりに光学ユニット７０，７１を設けた構成を採用することもできる。以下、この例（第３の実施形態とする）について説明する。

図１６、図１７に示すように、光学ユニット７０，７１は、それぞれコンベア２とその両側の部品供給部４との間のスペースに設けられており、吸着部品像を反射させるミラー７６（光学部材）と、照明装置７７とを一体にＸ軸方向に移動させるように構成されている。すなわち、前記基台１上であってコンベア２と部品供給部４との間のスペースには、Ｘ軸方向に延びる互いに平行な一対の固定レール７２とサーボモータ７３により回転駆動されるＸ軸方向のボールねじ軸７４とが設けられ、前記固定レール７２に可動テーブル７５（保持部材）が移動可能に装着されるとともにこの可動テーブル７５に対して前記ボールねじ軸７４が螺合挿着されている。そして、前記ミラー７６および照明装置７７が前記可動テーブル７５に一体に搭載され、前記サーボモータ７３の作動によりミラー７６等が可動テーブル７５と一体に固定レール７２に沿ってＸ軸方向に移動するように構成されている。

前記ミラー７６は、Ｘ軸方向に細長の矩形の全反射ミラーからなり、図１７に示すように、反射面を上向きにした状態で、かつ各ミラー７６の真上に各実装用ヘッド１６が位置するときに前記支持部材１１に支持されたカメラ５２ａ，５２ｂ側を指向するように、装置前側から後側（図１６では下側から上側）に向ってやや先下がりの傾斜姿勢で前記可動テーブル７５に搭載（保持）されている。なお、ミラー７６のＸ軸方向のサイズは、ヘッドユニット６の全実装用ヘッド１６に吸着された部品、具体的には実装部品のうち最大サイズの部品が吸着された場合にその部品の真下像（下面像）が同時に映る（反射する）ように両端の実装用ヘッド１６の間隔よりも適度に長く設定されている。また、同Ｙ軸方向のサイズは、上記の最大サイズの部品が余裕をもって映るように長さ設定されている。また、照明装置７７は、詳しく図示していないが、ミラー７６の全周に亘って配設される複数のＬＥＤ７７ａを有している。これらＬＥＤ７７ａは略真上に指向する状態で前記可動テーブル７５に固定されており、ヘッドユニット６が可動テーブル７５の上方にある時に、各実装用ヘッド１６の吸着部品に対してその下側から照明光を照射するように構成されている。

第３の実施形態の制御系は、図１８に示すように、第２の実施形態のコントローラ３０′に、さらに光学ユニット駆動制御部４６が設けられた構成となっている。

この光学ユニット駆動制御部４６は、光学ユニット７０，７１の前記可動テーブル７５の動作を制御するもので、前記サーボモータ７３に内蔵されるエンコーダ７３ａからの信号によって可動テーブル７５の現在位置（Ｘ座標位置）を検知しながらサーボモータ７３を駆動制御することにより可動テーブル７５を所定位置に移動させるものであり、実装動作中は、主制御部３２からの制御信号に基づき、カメラ５２ａ，５２ｂによる吸着部品の撮像が可能となる位置、すなわちミラー７６に吸着部品像が映る位置に可動テーブル７５を移動させる。なお、このコントローラ３０′において、照明制御部３６には各光学ユニット７０，７１の照明装置７７が接続されており、照明装置７７の点灯制御がこの照明制御部３６により行われるように構成されている。

第３の実施形態では、ヘッドユニット６による部品吸着後、カメラ５２ａ，５２ｂによる吸着部品の撮像が可能となるように光学ユニット７０，７１の可動テーブル７５を移動させるようになっている。

すなわち、第２の実施形態では、遅くともヘッドユニット６による部品吸着動作が完了するタイミングで、その吸着動作完了位置（図１４中の［１］ポジション）に対応する位置にカメラ５２ａ，５２ｂを移動させるが、第３の実施形態では、このカメラユニット５０に連動して前記吸着動作完了位置にあるヘッドユニット６に対応する位置にミラー７６（可動テーブル７５）を移動させる。そして、部品吸着完了後は、第２の実施形態と同様に、ヘッドユニット６を最終部品の吸着位置からＹ軸方向に真っ直ぐに移動させてミラー７６の上方を通過させることによりミラー７６を介して吸着部品像を両カメラ５２ａ，５２ｂにより撮像するようになっている。

このように第３の実施形態では、テープフィーダー４ａの配列方向全体に亘って長尺のミラー６２を設ける代わりに、小型のミラー７６を移動可能に設け、吸着部品の撮像が可能となるように、カメラ５２ａ，５２ｂ（カメラユニット５０）の配置に応じてミラー７６（可動テーブル７５）を移動させるように構成した、つまりカメラ５２ａ，５２ｂ（カメラユニット５０）にミラー７６を連動させるようにしたものである。

このような第３の実施形態の構成によると、ミラー７６が小型化されるため、ミラー７６自体に歪みが生じ難くなり、また、雰囲気温度の上昇によるミラー７６の歪みの発生も低減される。従って、ミラー７６自体の歪みに起因する画像への影響を効果的に低減させることができる。また、このようにミラー７６が小型化されることにより、画像歪みを補正するためのデータの収集負担、つまり前記歪み補正部４４における歪み補正処理に用いる歪み成分データの収集負担も軽減されるため、ミラー７６の全体（反射面全体）について歪み成分を精査することが容易になる。従って、トータル的にみるとミラー７６の歪みに起因する画像への影響を低減させることが可能となり、第２の実施形態に比べて吸着部品の画像認識精度を高めることが可能になるという利点がある。

また、ミラー７６を保持する可動テーブル７５に照明装置７７を一体に搭載した構成となっているので、吸着部品に対してより近接した位置から照明を提供することができ、部品認識に適したより鮮明な画像を得ることが可能になるという利点もある。

但し、この第３の実施形態では、コンベア２と部品供給部４との間のスペースに可動テーブル７５の駆動機構、照明装置７７の配線等を設ける必要があるため、同スペースにミラー６２のみを配置する第２の実施形態に比べると部品供給部４とコンベア２との間隔を狭くすることが難しくなる。従って、一連の実装動作におけるヘッドユニット６のトータル的な移動距離を短縮する、要するにタクトタイムの短縮化を図るという点では第２の実施形態の方が若干有利である。

なお、第３の実施形態において、照明装置７７は、第２の実施形態の場合と同様にカメラユニット５０に搭載してもよいし、また基台１に固定的に設けたもの、具体的には、可動テーブル７５の移動経路沿いにＬＥＤを並べて設け、これらＬＥＤのうち可動テーブル７５の位置に対応するものを点灯させるものであっても構わない。

ところで、以上説明した第１〜第３の実施形態の実装機は、本発明に係る表面実装機（本発明に係る部品認識方法が適用される表面実装機）の最良の実施形態であって、その具体的な構成や部品認識方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。例えば、第２、第３の実施形態においては、実装用ヘッド１６に吸着された部品を映す（反射させる）ための光学部材として全反射ミラー６２（ミラー７６）が適用されているが、勿論、これ以外のハーフミラーやプリズム等の光学部材を適用することもできる。

また、第２の実施形態に適用されている部品認識方法、つまり、カメラ５２ａ，５２ｂと吸着部品とを擬似的に相対移動させながら吸着部品像を撮像する方法は、表面実装機のみならず、例えば部品に対して各種試験を施す部品試験装置にも適用することが可能である。図示を省略するが、例えば、部品吸着用のヘッドを搭載した移動可能なヘッドユニットを有し、部品供給位置に載置された部品を前記ヘッドにより負圧吸着して試験装置に搬送し、この試験装置に設けられた試験用ソケットに部品を挿着して各種試験を実施する装置が知られているが、この種の部品試験装置においても、試験用ソケットへの部品の挿着に先立ち、吸着部品を画像認識して吸着ずれを補正することが行われている。従って、このような部品試験装置にについても上記のような部品認識方法を適用することができる。

本発明に係る表面実装機の第１の実施形態を示す平面図である。 本発明に係る表面実装機を示す正面図である。 ヘッドユニットおよび撮像ユニットの構成を示す側面図である。 第１の実施形態に係る表面実装機の制御系を示すブロック図である。 実装動作制御の一例を示すフローチャートである。 吸着部品を撮像するための動作制御を説明する模式図である。 吸着部品を撮像するための動作制御（変形例）を説明する模式図である。 第１の実施形態に係る表面実装機の変形例を示すヘッドユニットおよび撮像ユニット（可動テーブル）の側面図である。 本発明に係る表面実装機の第２の実施形態（本発明に係る部品認識方法が適用される表面実装機）を示す平面図である。 本発明に係る表面実装機を示す正面図である。 ヘッドユニットおよび撮像ユニットの構成を示す側面図である。 第２の実施形態に係る表面実装機の制御系を示すブロック図である。 本発明に係る部品認識方法とその原理を説明する模式図である。 吸着部品を撮像するための動作制御を説明する模式図である。 吸着部品を撮像するための動作制御（変形例）を説明する模式図である。 本発明に係る表面実装機の第３の実施形態（第２の実施形態に係る表面実装機の変形例）を示す平面図である。 ヘッドユニットおよび光学ユニットの構成を示す側面図である。 第３の実施形態に係る表面実装機の制御系を示すブロック図である。

符号の説明

１ 基台
３ プリント基板
６ ヘッドユニット
１６ 実装用ヘッド
１６ａ 吸着ノズル
２０，２１ 撮像ユニット
２５ 可動テーブル
２６ａ，２６ｂ カメラ（撮像手段）
３０ コントローラ（制御手段）
３２ 主制御部
３４ 軸制御部
３５ 撮像ユニット駆動制御部
３６ 照明制御部
３８ カメラ制御部
４０ 画像処理部

Claims (6)

1. 部品供給部とこれに対向して設けられる実装作業位置とに亘って移動可能なヘッドユニットを有し、このヘッドユニットに搭載される実装用ヘッドにより部品供給部から部品を吸着して実装作業位置の基板上に搬送して実装するとともに、この実装に先立ち吸着部品を撮像手段により撮像してその吸着状態を画像認識してから実装する表面実装機において、
   前記部品供給部と実装作業位置との間にこれらの配列方向と直交する方向に移動可能に設けられ、かつその移動方向と平行に撮像素子が並ぶラインセンサを備えた前記撮像手段と、
   前記部品供給部において実装用ヘッドにより部品を吸着した後、当該部品吸着位置から実装作業位置へ実装部品を搬送すべく前記ヘッドユニットを駆動制御するとともに、この部品搬送途中に、前記ヘッドユニットを前記撮像手段に対して前記ラインセンサと直交する方向に移動させて実装用ヘッドの吸着部品を前記撮像手段により撮像する部品認識動作を実行すべく前記ヘッドユニットおよび撮像手段を移動制御する制御手段とを備え、
   この制御手段は、前記部品認識動作に先立ち、前記撮像手段をその移動方向における前記ヘッドユニットによる部品吸着動作完了位置、前記基板上の最初の部品実装位置又はこれらの間の予め設定された位置の何れかの位置からなる撮像位置に移動させるとともに、当該撮像位置への前記撮像手段の移動を、部品吸着後の前記ヘッドユニットが前記撮像位置の直ぐ側方の撮像開始位置に到達するのと同時又はそれよりも早いタイミングで行わせるように構成されていることを特徴とする表面実装機。
2. 部品供給部とこれに対向して設けられる実装作業位置とに亘って移動可能なヘッドユニットを有し、このヘッドユニットに搭載される実装用ヘッドにより部品供給部から部品を吸着して実装作業位置の基板上に搬送して実装するとともに、この実装に先立ち吸着部品を撮像手段により撮像してその吸着状態を画像認識してから実装する表面実装機において、
   前記部品供給部と実装作業位置との間に配置され、かつ前記ヘッドユニットの各実装用ヘッドに吸着された部品の像を反射させるとともに、その反射面が前記部品供給部と実装作業位置との配列方向に所定角度傾斜して設けられる光学部材と、
   前記部品供給部と実装作業位置との配列方向に前記ヘッドユニットと一体に移動するヘッドユニット支持部材に設けられ、この支持部材に対して前記部品供給部と実装作業位置との配列方向と直交する方向に移動可能に支持されるとともに、この移動方向に撮像素子が並ぶラインセンサを備え、前記光学部材で反射した部品像を撮像可能に設けられる前記撮像手段と、
   前記部品供給部において実装用ヘッドにより部品を吸着した後、当該部品吸着位置から実装作業位置へ実装部品を搬送すべく前記ヘッドユニットを駆動制御するとともに、この部品搬送途中に、ヘッドユニットと前記撮像手段とを部品供給部と実装作業位置との配列方向に並べた状態で前記光学部材に対してヘッドユニットを前記配列方向に移動させて実装用ヘッドの吸着部品を、前記光学部材を介して撮像手段により撮像する部品認識動作を実行すべくヘッドユニットおよび撮像手段を移動制御する制御手段とを備え、
   この制御手段は、前記部品認識動作に先立ち、前記撮像手段をその移動方向における前記ヘッドユニットによる部品吸着動作完了位置、前記基板上の最初の部品実装位置又はこれらの間の予め設定された位置の何れかの位置からなる撮像位置に移動させるとともに、当該撮像位置への前記撮像手段の移動を、部品吸着後の前記ヘッドユニットが前記光学部材の直ぐ側方の撮像開始位置に到達すると同時又はそれよりも早いタイミングで行わせるように構成されていることを特徴とする表面実装機。
3. 請求項２に記載の表面実装機において、
   前記光学部材は、前記部品供給部と実装作業位置との配列方向と直交する方向に移動可能に設けられ、
   前記制御手段は、さらに前記光学部材を移動制御するとともに前記撮像手段による部品の撮像が可能となるように前記光学部材と前記撮像手段とを連動させることを特徴とする表面実装機。
4. 請求項３に記載の表面実装機において、
   前記光学部材を移動可能に保持する保持部材が設けられ、前記撮像手段による撮像用の照明を提供する照明装置がこの保持部材又は光学部材の少なくとも一方に一体に設けられていることを特徴とする表面実装機。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の表面実装機において、
   前記ヘッドユニットは複数の前記実装用ヘッドを備え、前記ラインセンサは、前記部品認識動作に伴うヘッドユニットの移動中、前記複数の実装用ヘッドに吸着される部品を撮像可能な数の撮像素子を有していることを特徴とする表面実装機。
6. 移動可能なヘッドユニットにより部品供給部から部品を吸着して目的位置に搬送する際に、前記ヘッドユニットを光学部材に対して相対的に移動させることにより、前記光学部材で反射する吸着部品像を撮像手段により撮像してその吸着状態を画像認識する方法であって、
   前記光学部材として前記ヘッドユニットの該光学部材に対する移動方向に所定角度傾斜する反射面をもつ光学部材を用いるとともに、前記撮像手段として前記移動方向と直交する方向に撮像素子が並ぶラインセンサを備えた撮像手段を用い、ヘッドユニットと撮像手段とを一体的に前記光学部材に対して相対的に移動させることにより、この移動に伴い生じる前記撮像手段と前記光学部材の反射像との相対移動を利用して前記撮像手段により吸着部品像を撮像することを特徴とする部品認識方法。
   

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