JP2005294380A - 表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】 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】 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との間にはミラー３２が配置されている。ヘッドユニット６の支持部材１１には、カメラユニット２０が移動可能に支持され、このユニット２０にはラインセンサを備えたカメラ２２が搭載されている。この装置では、部品吸着後、ヘッドユニット６が吸着動作完了位置近傍の撮像開始位置（ミラー３２上）に移動する一方、この撮像開始位置に対応する位置にユニット２０が移動し、ヘッドユニット６が同ユニット２０に対して相対移動することにより、ミラー３２に映った部品が第１カメラ２２により撮像される。カメラユニット２０は、ヘッドユニット６が撮像開始位置へ到達するよりも早いタイミングで上記対応位置に移動する。
【選択図】 図３

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。

そこで、この点を改善する必要があるが、とりわけヘッドユニットに複数の実装用ヘッドが搭載されるものでは、ヘッドユニットが重量化して高速駆動が難しい上、複数の部品を画像認識する必要があることから、タクトタイムに占める部品認識動作時間の割合が大きく、切に改善が望まれている。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、複数の実装用ヘッドがヘッドユニットに搭載される表面実装機において、各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。

上記課題を解決するために請求項１に係る発明は、複数の実装用ヘッドが並べられた状態で搭載される移動可能なヘッドユニットを有し、このヘッドユニットの前記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該部品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、実装用ヘッド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を備え、かつ移動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、前記撮像手段とヘッドユニットとを前記実装用ヘッドの配列方向に相対的に移動させて前記撮像手段により各実装用ヘッドの吸着部品を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又は撮像手段の少なくも一方を駆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、前記ヘッドユニットをその部品吸着動作完了位置近傍の撮像開始位置に移動させる一方、この撮像開始位置に対応する位置に前記撮像手段を移動させるとともに、この撮像手段の移動を、ヘッドユニットが前記撮像開始位置へ到達するのと同時又はそれよりも早いタイミングで完了さ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、撮像手段が移動可能に設けられており、遅くともヘッドユニットが撮像開始位置へ到達するタイミングで同撮像開始位置に対応する位置、つまり最後の部品を吸着したヘッドユニットの近傍に撮像手段が配置されるように構成されているので、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速やかに部品を撮像することが可能となる。しかも、撮像手段としてラインセンサを備えた撮像手段を適用することによりヘッドユニットを撮像手段に対して相対的に移動させながら吸着部品を撮像するため、各実装用ヘッドに吸着された部品を連続的に、かつ速やかに撮像することができる。

この表面実装機においては、前記部品供給部と実装作業位置との間であって、かつ前記ヘッドユニットの移動に伴い実装用ヘッドが通過する領域内に、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像を反射させる光学部材が設けられ、前記撮像手段が、前記ヘッドユニットを支持するヘッドユニット支持部材に搭載され、この支持部材に対して移動可能に支持されるとともに前記光学部材で反射した部品像を撮像するように設けられているのが好ましい（請求項２）。

この表面実装機では、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、前記撮像手段がヘッドユニット支持部材におけるヘッドユニットの撮像開始位置に対応する位置に配置される。そして、部品吸着後、ヘッドユニットが部品供給部から実装作業位置に移動する途中で、光学部材上方において撮像手段とヘッドユニットとがヘッドユニット支持部材に沿って相対的に移動することにより吸着部品像が光学部品を介して撮像手段により撮像されることとなる。

なお、この構成によると部品供給部と実装作業位置とをより接近させたレイアウト構成とすることが可能となる。すなわち、部品供給部と実装作業位置との間に撮像手段を移動可能に設け、実装用ヘッドに吸着された部品を撮像手段によって直接撮像するように構成してもよいが、この場合には、撮像手段そのもの以外にこれを駆動するための機構を設ける必要があるため、いきおい部品供給部と実装作業位置との間隔が広がることとなる。これに対して請求項２に係る構成によれば、部品供給部と実装作業位置との間には光学部材を配置するだけで済むため、部品供給部と実装作業位置との間に撮像手段を移動可能に設ける場合に比べると部品供給部と実装作業位置との間隔を接近させることが可能となる。

なお、上記のように光学部材が設けられる場合、光学部材は、前記領域内において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駆動制御するとともに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の構成においては、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あるいは前記撮像手段のうち少なくとも一方に一体に設けられているのが好ましい（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、少ない数の発光体で照明装置を構成することが可能となる。

また、上記の各表面実装機において、前記制御手段は、吸着部品を撮像する際には、前記撮像手段およびヘッドユニットの双方を前記実装用ヘッドの配列方向に移動させるべく前記ヘッドユニットおよび移動装置を駆動制御するものであるのが好ましい（請求項５）。

このように撮像手段およびヘッドユニットの双方を移動させることにより、例えば撮像手段に対する吸着部品の相対的な移動速度を高めることができ、より高速で吸着部品を撮像することが可能となる。

また、上記の各表面実装機において、前記制御手段は、実装用ヘッドに吸着されている部品の種類に応じて前記ヘッドユニットと撮像手段との相対的な移動速度を変更するように構成されているのがより好ましい（請求項６）。

このように移動速度を変更することにより照明を一定の光量に保ったままで吸着部品の種類に応じた露光時間を確保することが可能となり、部品の種類に応じた最適な画像、つまり部品認識に最適な画像を取得することが可能となる。

なお、請求項２乃至４に記載の各表面実装機においては、前記光学部材として吸着部品像を反射させる反射面が前記実装用ヘッドの配列方向と直交する方向に傾斜する光学部材を備えるとともに、前記撮像手段を第１撮像手段としたときに、これとは別に前記実装用ヘッドの配列方向と平行な方向に撮像素子が並ぶラインセンサを備えた第２撮像手段を備え、この第２撮像手段が、前記ヘッドユニット支持部材に対して前記第１の撮像手段と一体に移動可能に支持され、かつ前記光学部材で反射した吸着部品像を撮像可能に構成され、さらに前記制御手段は、前記第１撮像手段とヘッドユニットとを前記実装用ヘッドの配列方向に相対的に移動させて各実装用ヘッドの吸着部品を第１撮像手段により撮像させる第１部品認識動作と、前記ヘッドユニットを光学部材に対して前記実装用ヘッドの配列方向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第２撮像手段により撮像させる第２部品認識動作とを選択的に実行させるべく前記ヘッドユニットおよび第１，第２撮像手段を駆動制御するように構成されているものであってもよい（請求項７）。

このような構成の表面実装機によると、部品吸着動作完了位置と基板上の最初の部品実装位置との相対的な位置関係に応じて、第１撮像手段を使う第１部品認識動作と第２撮像手段を使う第２部品認識動作とが択一的に実行される。なお、第２撮像手段はヘッドユニット支持部材に支持されており、第２撮像手段とヘッドユニット（実装用ヘッド）とは実装用ヘッドの配列方向と直交する方向に一定の位置関係に保たれるが、上記のように光学部材の反射面が前記実装用ヘッドの配列方向と直交する方向に傾斜して設けられる結果、吸着部品を一定高さ位置に保った状態でヘッドユニットを光学部材に対して相対的に実装用ヘッドの配列方向と直交する方向に移動させると、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（吸着部品像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、これによって第２撮像手段より吸着部品を撮像することが可能となる。

この構成において、第１撮像手段は、前記実装用ヘッドの配列方向と平行な方向に撮像素子が並ぶ第１姿勢と実装用ヘッドの配列方向と直交する方向に撮像素子が並ぶ第２姿勢とにラインセンサの姿勢を切換え可能に構成され、かつ第２姿勢の状態でその撮像素子が第２撮像手段の前記ラインセンサの撮像素子と一列に並ぶように第２撮像手段に対して前記実装用ヘッドの配列方向に並べて設けられ、前記制御手段は、前記第１部品認識動作のときには前記第１撮像手段のラインセンサを第１姿勢に切換える一方、第２部品認識動作のときにはラインセンサを前記第２姿勢に切換えるように第１撮像手段のラインセンサを姿勢制御し、さらに第２部品認識動作のときには第１撮像手段を第２撮像手段として兼用することにより吸着部品を撮像させるように構成されているのが好ましい（請求項８）。

この構成によれると、第２部品認識動作時には、第１撮像手段を第２撮像手段として兼用することにより第２部品認識動作時の撮像エリアを広げることができ、複数の実装用ヘッドに吸着された全ての部品を、両撮像手段を使って良好に撮像することが可能となる。

請求項１〜６に係る表面実装機によれば、部品吸着後、常に、ヘッドユニットの部品吸着動作完了位置の近傍に撮像手段が配置され、部品吸着動作完了位置が何処であっても速やかに吸着部品の撮像を行うことができる。すなわち、従来のように部品吸着動作が完了した位置から遠く離れた位置にヘッドユニットを移動させてから吸着部品を撮像するといった必要がない。しかも、ヘッドユニットと撮像手段とを相対的に連続的に移動させながら吸着部品を撮像することができる。従って、複数の実装用ヘッドをもつヘッドユニットを備えた表面実装機において極め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。

特に、請求項２〜４に係る表面実装機のように光学部材を介して吸着部品を撮像する構成によれば、部品供給部と実装作業位置との間隔を比較的狭く保つことができるので、実装動作中のヘッドユニットのトータル的な移動量を低減することが可能となる。従って、タクトタイムを短縮する上で有利となる。

また、請求項５に係る表面実装機によれば、ヘッドユニットおよび撮像手段の移動に伴い吸着部品を撮像するので、吸着部品の撮像処理をより速やかに行うことができ、また、請求項６に係る表面実装機によれば、部品の種類に応じた最適な画像を取得することによって、より正確な部品認識が可能となり、その結果、高精度の実装作業を行うことが可能となる。

さらに、請求項７および８に係る表面実装機によれば、部品吸着動作完了位置と基板上の最初の部品実装位置との相対的な位置関係に応じて第１部品認識動作と第２部品認識動作を選択的に実行できるため、より効率的な部品の実装が可能となる。

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６ａ（図３参照）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。

前記支持部材１１には、図１〜図３に示すように吸着ノズル１６ａに吸着保持された部品を画像認識するためのカメラユニット２０が搭載されている。

カメラユニット２０は、ＣＣＤラインセンサを内蔵した一対のカメラ２２，２３（第１カメラ２２、第２カメラ２３という）と照明装置２１とを一体に備えており、図２及び図３に示すように、支持部材１１の下面に支持されこの支持部材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２５とサーボモータ２６により駆動ベルト２９を介して回転駆動されるＸ軸方向のボールねじ軸２７とが設けられ、前記固定レール２５にカメラユニット２０が移動可能に装着されるとともにこのカメラユニット２０に対して前記ボールねじ軸２７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２６が作動するとカメラユニット２０が固定レール２５に沿ってＸ軸方向に移動するようになっている。なお、サーボモータ２６は、ボールねじ軸２７に対してＹ軸方向に並べられた状態で支持部材１１に固定されている。なお、図３中符号２８ａ，２８ｂは駆動ベルト２９が装着される駆動プーリとアイドルプーリである。

前記カメラ２２，２３は、Ｘ軸方向に一列に並べられた状態で、それぞれ支持部材１１に対して斜め下向きに、具体的には、基台１上に設けられる後記ミラー３２上方をヘッドユニット６が移動する際に、同ミラー３２に映った吸着部品像を撮像し得る角度でカメラユニット２０に斜め下向きに固定されている。

両カメラ２２，２３のうち、第１カメラ２２はカメラユニット２０のフレームに対してその光軸回りに回転可能に支持され、サーボモータ３０（図５参照）を駆動源とする回転駆動手段により回転駆動されるように構成されている。一方、第２カメラ２３は前記フレームに対して固定的に支持されている。詳しくは、図４に模式的に示すように、第１カメラ２２は、サーボモータ３０の駆動によってＣＣＤラインセンサの素子列２２ａがＸ軸方向と直交する方向となる第１姿勢（図中実線で示す姿勢）と同素子列２２ａがＸ軸方向と平行となる第２姿勢（図中破線で示す姿勢）とに切換え可能に構成される一方、第２カメラ２３は、ＣＣＤラインセンサの素子列２３ａがＸ軸方向と平行となるように固定され、第１カメラ２２が第２姿勢に切換えられた状態でちょうど両カメラ２２，２３のＣＣＤラインセンサの素子列２２ａ，２３ａがＸ軸方向に一列に並ぶように両カメラ２２，２３がカメラユニット２０に対して設けられている。なお、この実施形態では、第１カメラ２２、カメラユニット２０およびサーボモータ３０等により本発明の第１撮像手段が構成され、第２カメラ２３およびカメラユニット２０等により同第２撮像手段が構成される。

各カメラ２２，２３は、前記ＣＣＤラインセンサと、吸着部品像を同センサの素子に結像させるための集光レンズ等とを備えている。両カメラ２２，２３は、第１カメラ２２を第２姿勢にセットした状態で、後記ミラー３２に映る吸着部品像のうち第１〜第３実装用ヘッド１６の吸着部品像が第１カメラ２２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の吸着部品像が第２カメラ２３のＣＣＤラインセンサ（撮像素子）に結像し、かつ第１カメラ２２を第１姿勢にセットした状態で、後記ミラー３２に映る第１〜第６実装用ヘッド１６の吸着部品（最大サイズの部品）像のＹ軸方向全体が第１カメラ２２のＣＣＤラインセンサ（撮像素子）に結合し得るように各カメラ２２，２３におけるＣＣＤラインセンサの素子数や集光レンズの配置等が設定されている。

照明装置２１は、詳しく図示していないが、両カメラ２２，２３の周囲に配設される複数のＬＥＤ２１ａを有している。これらＬＥＤ２１ａはカメラ２２，２３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２０に固定されており、ヘッドユニット６が後記ミラー３２上方を移動する際に、該ミラー３２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。

一方、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、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３２，３２（光学部材）が設けられている。これらのミラー３２は、それぞれコンベア２と部品供給部４との間のスペースに固定的に設けられている。

これらのミラー３２は、Ｘ軸方向に細長の矩形の全反射ミラーからなり、図３に示すように、各ミラー３２の上方に各実装用ヘッド１６が位置するときに各ミラー３２がカメラ２２，２３を指向するように反射面を上向きにした状態で、かつ装置前側から後側（図１では下側から上側）に向って先下がりの傾斜姿勢で、詳しくは、ミラー３２の法線が前記カメラ２２，２３の光軸Ｍ１とＺ軸とのなす角を二等分するような角度でコンベア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３２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５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４０を有している。このコントローラ４０は、その機能構成として主制御部４２、軸制御部４４、カメラユニット駆動制御部４５、カメラ姿勢切換制御部４６、照明制御部４７、カメラ制御部４８および画像処理部５０を含んでいる。

主制御部４２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４４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２２，２３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、実装作業中には、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２０や上記ヘッドユニット６等に実行させるべく軸制御部４４、カメラユニット駆動制御部４５およびカメラ姿勢切換制御部４６を介してサーボモータ９，１５，２６，３０等を駆動制御する。この際、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、カメラユニット２０に対してヘッドユニット６をＸ軸方向に移動させながら主に第１カメラ２２により吸着部品を撮像する第１部品認識動作と、ミラー３２に対して支持部材１１をＹ軸方向へ移動させながら両カメラ２２，２３を使って吸着部品を撮像する第２部品認識動作とを択一的に実行すべく前記各制御部４４，４５，４６を介してサーボモータ９，１５，２６，３０等を駆動制御する。なお、各部品認識動作については後に詳述することにする。

軸制御部４４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４４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サーボモータについても同様に駆動制御を行う。

カメラユニット駆動制御部４５は、サーボモータ２６に組込まれたエンコーダ２６ａからの信号によってカメラユニット２０の現在位置（Ｘ座標位置）を検知しながら、サーボモータ２６を駆動制御してカメラユニット２０を所定の撮像開始位置に移動させる。

カメラ姿勢切換制御部４６は、カメラユニット２０の前記第１カメラ２２の姿勢を切換制御するもので、サーボモータ３０に組込まれるエンコータ３０ａからの信号によって第１カメラ２２の回転角度位置を検知しながらサーボモータ３０の駆動を制御することにより第１カメラ２２の姿勢を切換える。

照明制御部４７およびカメラ制御部４８は、カメラユニット２０の照明装置２１および各カメラ２２，２３を制御するものである。

画像処理部５０は、カメラ２２，２３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。

この画像処理部５０は、歪み補正部５１と倍率補正部５２とを含んでいる。歪み補正部５１は、カメラ２２，２３によるミラー３２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３２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３２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５１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５２は、後述する第２部品認識動作に基づいて撮像された吸着部品画像を補正するものである。この点については後に詳述する。

次に、図６〜図８を参照しながら実装動作中に実行される前記第１、第２部品認識動作の動作制御について詳述することにする。

〈 第１部品認識動作 〉
第１部品認識動作は、カメラユニット２０に対してヘッドユニット６をＸ軸方向に移動させながらミラー３２に映った各実装用ヘッド１６の吸着部品像を第１カメラ２２により撮像する動作である。詳しくは、図６中に実線で示すように、部品吸着完了後、ヘッドユニット６を最終部品の吸着位置（［１］のポジション）から、まずミラー３２の上方の撮像開始位置、すなわち各実装用ヘッド１６に吸着された部品がミラー３２に一列に並んだ状態で映る位置（［２］のポジション；必要に応じて第１の撮像開始位置という）に移動させるとともに、ヘッドユニット６が上記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（例えば、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、カメラユニット２０を支持部材１１におけるヘッドユニット６の部品吸着完了位置の近傍に配置する。すなわち、ヘッドユニット６が上記撮像開始位置（［２］ポジション）にあるとしたときに第１、あるいは第６の実装用ヘッド１６のうちプリント基板３に近い側の実装用ヘッド１６の近傍であって、かつＸ軸方向においてプリント基板３側に若干偏った位置に第１カメラ２２が位置するようにカメラユニット２０を配置する。この際、第１カメラ２２は第１姿勢に切換制御えておく。そして、カメラユニット２０を停止させたまま照明装置２１を点灯させ、この状態でヘッドユニット６をＸ軸方向に移動させる。このようにするとＬＥＤ２１ａから照射された光がミラー３２で反射し、さらに実装用ヘッド１６に吸着された部品の下面で反射した後、再度ミラー３２で反射して第１カメラ２２に入射することとなり、その一方で、上記のようにカメラユニット２０に対してヘッドユニット６が相対的にＸ軸方向（すなわち、実装用ヘッド１６の並び方向）に移動することにより各吸着部品の下面像が第１カメラ２２により順次撮像されることとなる。このようにして第１カメラ２２を完全に通過する位置、すなわち撮像完了位置（［３］のポジション）までヘッドユニット６を移動させた後、プリント基板３上の最初の実装位置（［４］のポジション）に向けてヘッドユニット６を移動させる。

なお、第１部品認識動作における部品撮像開始時のヘッドユニット６の配置（［２］のポジション）、カメラユニット２０（カメラ２２，２３）の配置および部品撮像時のヘッドユニット６の移動方向は、最終部品を吸着したときのヘッドユニット６の位置（［１］のポジション）と最初の部品実装位置にヘッドユニット６を配置したときの当該位置（［４］のポジション）との相対的な位置関係に基づいて、ヘッドユニット６の移動量ができるだけ小さくなるように設定する。当実施形態では、前記基板情報等に基づき主制御部４２において例えば次ぎのようにして部品撮像開始時のヘッドユニット６の配置等を設定する。

まず、［１］ポジションにおけるヘッドユニット６の第１，第６実装用ヘッド１６の座標位置と、［４］ポジションにおけるヘッドユニット６の第１，第６実装用ヘッド１６の座標位置と求め、図７（ａ）に模式的に示すように、［１］ポジションの第１実装用ヘッド１６の座標位置と［４］ポジションの第６実装用ヘッドの座標位置とを直線で結んだ線分Ｒ１、および［１］ポジションの第６実装用ヘッド１６の座標位置と［４］ポジションの第１実装用ヘッドの座標位置とを直線で結んだ線分Ｒ２の長さをそれぞれ演算する。そして、その演算結果に基づき、線分Ｒ１＜線分Ｒ２となり、かつその差が所定値を超える場合（｜Ｒ１−Ｒ２｜＞Ｒ）、すなわち同図に示すように、［１］ポジションにおいてヘッドユニット６がプリント基板３に対して基板搬出側に偏った位置にある場合には、吸着部品撮像時のヘッドユニット６の移動方向を右方向（同図において右方（白抜き矢印方向）；基板出側から基板搬入側に向う方向）と設定する。

次いで、この方向（右方向）へヘッドユニット６を移動させることによって吸着部品像が順次撮像され得るように、部品撮像開始時のヘッドユニット６の配置（［２］のポジション）とカメラユニット２０の座標位置とを求める。具体的には、［１］［４］の各ポジションにおける第１実装用ヘッド１６の座標位置同士を直線で結んだ線分Ｒ０とミラー３２の中心線Ｍ（Ｙ軸方向中心を通りＸ軸に平行な線）との交点座標を求め、この交点座標位置に第１実装用ヘッド１６が位置するときのヘッドユニット６の位置を前記［２］ポジションとして求められる。そして、支持部材１１上でヘッドユニット６を［２］ポジションへ移動させたときのその先頭（右端）位置がさらに求められ、この先頭位置、あるいはその先頭位置よりも適度に外側に第１カメラ２２（正確にはＣＣＤラインセンサの素子列）を配置したときの当該カメラユニット２０の座標位置を部品撮像時のカメラユニット２０の配置として求める。

一方、前記線分Ｒ１、Ｒ２の比較結果が線分Ｒ１＞線分Ｒ２となり、かつその差が所定値を超える場合（｜Ｒ１−Ｒ２｜＞Ｒ）、すなわち、図７（ｂ）に模式的に示すように、［１］ポジションにおいてヘッドユニット６がプリント基板３に対して基板搬入側に偏った位置にある場合には、吸着部品撮像時のヘッドユニット６の移動方向を左方向（同図で左方向（白抜き矢印方向）；基板搬入側から基板搬出側に向う方向）と設定し、この方向（左方向）へヘッドユニット６を移動させることによって吸着部品像が順次撮像され得るように、部品撮像開始時のヘッドユニット６の配置（［２］のポジション）とカメラユニット２０の座標位置とを求める。具体的には、［１］［４］の各ポジションにおける第６実装用ヘッド１６の座標位置同士を直線で結んだ線分Ｒ０′とミラー３２の中心線Ｍ（Ｙ軸方向中心を通りＸ軸に平行な線）との交点座標を求め、この交点座標位置に第６実装用ヘッド１６が位置するときのヘッドユニット６の位置を前記［２］ポジションとして求められる。そして、支持部材１１上でヘッドユニット６を［２］ポジションへ移動させたときのその先頭（右端）位置がさらに求められ、この先頭位置、あるいはその先頭位置よりも適度に外側に第１カメラ２２（正確にはＣＣＤラインセンサの素子列）を配置したときの当該カメラユニット２０の座標位置を部品撮像時のカメラユニット２０の配置として求める。

〈 第２部品認識動作 〉
第２部品認識動作は、ミラー３２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３２に映った各実装用ヘッド１６の吸着部品像を両カメラ２２，２３により撮像する動作であり、第１部品認識動作と同様に前記線分Ｒ１、Ｒ２を演算し、その比較結果が線分Ｒ１＝線分Ｒ２となる場合、あるいは線分Ｒ１と線分Ｒ２との差が所定値未満の場合（｜Ｒ１−Ｒ２｜＜Ｒ）、すなわちヘッドユニット６による最終部品の吸着位置がプリント基板３の直ぐ側方部分（概ね図６中斜線で示す部分）に位置する場合に実行される。詳しくは、図５中に破線で示すように、部品吸着完了後、まずヘッドユニット６を最終部品の吸着位置（［５］のポジション）からＹ軸方向に真っ直ぐに移動させてミラー３２の上方を通過させ、この通過途中でミラー３２に映る吸着部品像を両カメラ２２，２３により撮像する。この際、ヘッドユニット６がＹ軸方向に真っ直ぐに移動し、各実装用ヘッド１６がミラー３２手前の撮像開始位置（必要に応じて第２の撮像開始位置という）に到達すると同時かそれよりも早いタイミング（例えば、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、カメラユニット２０をヘッドユニット６の中央部分（Ｘ軸方向中央）に対応する位置に配置し、かつ第１カメラ２２を第２姿勢に切換しておくことにより、ミラー３２に映る吸着部品像のうち第１〜第３実装用ヘッド１６に吸着されている部品像を第１カメラ２２により撮像する一方、第４〜第６実装用ヘッド１６に吸着されている部品像を第２カメラ２３により撮像する。このようにして完全にミラー３２を通過する位置、すなわち撮像完了位置（［６］のポジション）までヘッドユニット６を移動させた後、プリント基板３上の最初の実装位置（［７］のポジション）に向けてヘッドユニット６を移動させる。

なお、ヘッドユニット６とカメラユニット２０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２２，２３（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３２が傾斜姿勢で設けられている結果、ミラー３２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２２，２３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、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８に基づいて説明する。同図はカメラ２２，２３、実装用ヘッド１６、吸着部品Ｃおよびミラー３２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２０がミラー３２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２２，２３からミラー３２（反射面）までの光路長 ；Ｌ１
・移動前のミラー３２（反射面）から吸着部品Ｃまでの光路長 ；Ｌ２
・移動後のカメラ２２，２３からミラー３２までの光路長 ；Ｌ１′
・移動後のミラー３２（反射面）から吸着部品Ｃまでの光路長 ；Ｌ２′
・ミラー３２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２２，２３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２０をミラー３２に対して相対的にＹ軸方向に移動させると、ミラー３２が傾斜している結果、カメラ２２，２３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、第２部品認識動作において上記のようにヘッドユニット６とカメラユニット２０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２２，２３と吸着部品Ｃとの相対移動が発生することにより、カメラ２２，２３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２２，２３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２２，２３からミラー３２（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８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２２，２３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、第２部品認識動作により吸着部品を撮像した場合には、このような倍率ずれｅを前記主制御部４２において演算し、この倍率ずれｅに基づいて画像処理部５０の前記倍率補正部５２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図９のフローチャートに基づいて説明する。

実装動作では、まず、前記基板情報からヘッドユニット６の各実装用ヘッド１６により吸着する部品に関する情報（吸着部品情報）、すなわち対象部品の種類、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を読出すとともに、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情報（搭載位置情報）を読出す（ステップＳ１）。

そして、部品供給部４における最終部品の吸着位置とプリント基板３上の最初の実装位置とに基づき前記線分Ｒ１，Ｒ２の長さが演算され、この線分Ｒ１，Ｒ２の比較結果に基づいて第１又は第２部品認識動作（フローチャート中では撮像方法１，２と記載）の何れの動作で吸着部品の認識を行うかを判断する（ステップＳ２）。具体的には、線分Ｒ１＜（又は＞）線分Ｒ２となり、かつその差が所定値を超える場合（｜Ｒ１−Ｒ２｜＞Ｒ）には第１部品認識動作と判断し、線分Ｒ１＝線分Ｒ２、あるいはＲ１とＲ２との差が所定値未満の場合（｜Ｒ１−Ｒ２｜＜Ｒ）には第２部品認識動作と判断する。

ここで、第１部品認識動作と判断した場合には、カメラユニット２０（カメラ２２，２３）の座標位置を求め、前記サーボモータ２６を駆動することにより当該座標位置にカメラユニット２０を移動させる（ステップＳ３，Ｓ４）。そして、第１カメラ２２が第１姿勢にあるか否かを判断し、ＮＯと判断した場合には、前記サーボモータ３０を駆動することにより第１カメラ２２の姿勢を第１姿勢に切換える（ステップＳ５，Ｓ６）。なお、ステップＳ２において第２部品認識動作と判断した場合にも、第１カメラ２２の姿勢を第２姿勢に切換制御する以外は同様の処理を行う（ステップＳ３′〜Ｓ６′）。

そして、最後の部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット６を部品供給部４から実装作業位置のプリント基板３上に移動させるとともに、この移動途中で各実装用ヘッド１６に吸着された吸着部品をミラー３２を介してカメラ２２，２３により撮像する。具体的には上述した通り、第１部品認識動作の場合には、ヘッドユニット６をミラー３２の上方でカメラユニット２０に対して相対的にＸ軸方向に移動させることにより、ミラー３２に映った各実装用ヘッド１６の吸着部品像を第１カメラ２２により撮像する（図６の［１］〜［３］の動作）。これに対して第２部品認識動作の場合には、支持部材１１の移動に伴いカメラユニット２０とヘッドユニット６とを一体的にＹ軸方向へ移動させることによりミラー３２に映った各実装用ヘッド１６の吸着部品像を両カメラ２２，２３により撮像する（図６の［５］〜［６］の動作）。

上記の各部品認識動作に基づき吸着部品の撮像が完了すると、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（図６の［４］あるいは［７］）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。

以上説明したように、この実装機では、吸着部品を撮像するためのカメラユニット２０（カメラ２２，２３）が移動可能に設けられ、遅くともヘッドユニット６が撮像開始位置（第１部品認識動作では第１の撮像開始位置、第２部品認識動作では第２の撮像開始位置）に到達するタイミングで、各実装用ヘッド１６による部品吸着完了位置の近傍、すなわちヘッドユニット６が撮像開始位置にあるとした場合の当該ヘッドユニット６の近傍であって、かつヘッドユニット６が移動することにより直ちに吸着部品像を撮像し得る位置にカメラユニット２０が移動することにより部品吸着完了後は、速やかに吸着部品を撮像できるように構成されているので、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速やかに吸着部品の撮像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のように、部品吸着完了位置とカメラ位置との距離によって部品の撮像動作に要する時間が大きく変動することがなく、常に、可及的速やかに吸着部品を撮像することができる。しかも、吸着部品を撮像するカメラとしてＣＣＤラインセンサを備えたカメラ２２，２３を使い、第１部品認識動作では、ヘッドユニット６とカメラユニット２０とを相対的にＸ軸方向に移動させながら吸着部品を連続的に撮像するようにしているので、複数の実装用ヘッド１６に吸着された各部品を極めて効率良く撮像することができる。従って、上記従来のこの種の実装機に比べるとタクトタイムを効果的に短縮することができる。

また、この実装機では、上記のように部品吸着位置に応じて第１部品認識動作と第２部品認識動作とを切換えるように構成されており、この点でもタクトタイムの短縮化に貢献するという効果がある。すなわち、吸着部品の認識を全て第１部品認識動作で行うようにしても構わないが、この場合には、ヘッドユニット６による部品吸着完了位置がプリント基板３の直ぐ側方部分（図６中斜線で示す部分）に位置するような場合でも、部品を撮像するためにヘッドユニット６をミラー３２に沿ってＸ軸方向外側、つまりプリント基板３から基板搬入側又は搬出側に一旦移動させる必要がある。そのため、プリント基板３の側方部分で部品の吸着動作が完了した場合には、ヘッドユニット６のトータル的な移動量が却って大きくなり、タクトタイムを短縮する上で不利となる。これに対して第１部品認識動作と第２部品認識動作とを併用する実施形態の構成によると、上記のようにプリント基板３の側方部分で部品の吸着動作が完了する場合には、第２部品認識動作に基づいて部品認識を行うことにより、部品吸着後はヘッドユニット６をそのままプリント基板３上に移動させることができる（図６の破線図参照）。従って、第１部品認識動作だけで部品認識を行う場合に比べるとタクトタイムを短縮する上で有効となる。

なお、上記実施形態では、カメラユニット２０に照明装置２１を設けているが、照明装置２１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３２に沿ってその全域にＬＥＤ２１ａを配置し、主制御部４２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ＬＥＤ２１ａ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３２の近傍にＬＥＤ２１ａ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。

また、上記実施形態ではカメラユニット２０に２つのカメラ２２，２３を設け、第１カメラ２２を姿勢切換可能に設けることにより、第２部品認識動作では、第１〜第３の各実装用ヘッド１６の吸着部品を撮像するカメラとして第１カメラ２２を共用しているが、勿論、各部品認識動作毎の専用のカメラを設けても構わない。この場合には、各部品認識動作毎に使用するカメラはカメラユニット２０に対して固定的に設けることができる。

さらに、第２部品認識動作では、複数の実装用ヘッド１６に吸着された部品を共通のカメラ２２（又は２３）で撮像するように構成しているが、例えば実装用ヘッド１６毎に個別のカメラで吸着部品を撮像するように構成してもよい。これによれば吸着部品をより鮮明に、かつ大きく撮像できるため部品認識精度を高めることが可能となる。

なお、第２部品認識動作により部品認識を行う場合、ヘッドユニット６（実装用ヘッド１６）のＹ軸方向の移動量に対する吸着部品とカメラ２２，２３との擬似的な相対移動量（吸着部品のミラー像とカメラ２２，２３との相対的な移動量）は小さく、そのため第２部品認識動作に基づいて大型部品を認識するのは不向きである。従って、実装作業位置（極力プリント基板３）の側方部分については超小型のチップが供給されるようにテープフィーダー４ａを段取りした上で、超小型のチップ部品を実装する場合には、各実装用ヘッド１６による吸着部品が全て超小型のチップ部品となるように実装順序等を最適化するのが望ましい。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図１０及び図１１は、本発明に係る実装機の第２の実施形態を概略的に示している。なお、第２の実施形態の実装機も基本的には第１の実施形態の実装機と構成が共通するため、当該共通する部分については第１の実施形態と共通の符号を付すことにより説明を省略し、以下に、第１の実施形態の実装機との相違点について詳細に説明することにする。

第２の実施形態の実装機は、コンベア２と部品供給部４との間のスペースに吸着部品を映し出す（反射させる）ための光学ユニット６０，６１が設けられている。

光学ユニット６０，６１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、吸着部品像等を反射させるミラー６６（光学部材）と、照明装置６７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６２とサーボモータ６３により回転駆動されるＸ軸方向のボールねじ軸６４とが設けられ、前記固定レール６２に可動テーブル６５（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６５に対して前記ボールねじ軸６４が螺合挿着されている。そして、前記ミラー６６および照明装置６７が前記可動テーブル６５に一体に搭載され、前記サーボモータ６３の作動によりミラー６６等が可動テーブル６５と一体に固定レール６２に沿ってＸ軸方向に移動するように構成されている。

光学ユニット６０，６１のサーボモータ６３には、それぞれエンコーダ６３ａ（図１２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。

前記ミラー６６は、Ｘ軸方向に細長の矩形のミラーからなり、図１１に示すように、各ミラー６６の上方に各実装用ヘッド１６が位置するときに各ミラー６６がカメラ２２，２３を指向するように反射面を上向きにした状態で、かつ装置前側から後側（図１０では下側から上側）に向って先下がりの傾斜姿勢で前記可動テーブル６５に搭載（保持）されている。なお、ミラー６６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。

照明装置６７は、詳しく図示していないが、ミラー６６の全周に亘って配設される複数のＬＥＤ６７ａを有している。これらＬＥＤ６７ａは略真上に指向する状態で前記可動テーブル６５に固定されており、ヘッドユニット６が可動テーブル２５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。

図１２は、第２の実施形態における実装機の制御系を概略ブロック図で示している。同図に示すように、第２の実施形態のコントローラ４０には、光学ユニット駆動制御部５４がさらに設けられている。

この光学ユニット駆動制御部５４は、光学ユニット６０，６１の前記可動テーブル６５の動作を制御するもので、エンコーダ６３ａからの信号によって可動テーブル６５の現在位置（Ｘ座標）を検知しながらサーボモータ６３を駆動制御することにより可動テーブル６５を所定の位置に移動させるものであり、実装動作中は、主制御部４２からの制御信号に基づき、可動テーブル６５をＸ軸方向においてカメラユニット２０と同じ位置、すなわちカメラ２２，２３による吸着部品の撮像が可能となる位置（ミラー６６に吸着部品像が映る位置）に可動テーブル６５を移動させる。

なお、第２の実施形態のコントローラ４０において、照明制御部４７には各光学ユニット６０，６１の照明装置６７が接続されており、照明装置６７の点灯制御がこの照明制御部４７により行われるように構成されている。

第２の実施形態の実装機も、第１の実施形態と同様にヘッドユニット６及びカメラユニット２０を移動制御するとともに、第１部品認識動作および第２部品認識動作において可動テーブル６５をカメラユニット２０の移動と同期連動させてＸ軸方向に移動制御することにより、可動テーブル６５とカメラユニット２０とを見かけ上一体的に移動させる。

つまり、第２の実施形態は、第１の実施形態のようにテープフィーダー４ａの配列方向全体に亘って長尺のミラー３２を設ける代わりに、小型のミラー６６を移動可能に設け、ヘッドユニット６の移動経路に応じてミラー６６がカメラユニット２０に連動して移動するように構成したものである。

このような第２の実施形態の実装機によると、ミラー６６が小型化されるため、ミラー６６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歪みの発生も低減される。従って、ミラー６６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６６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５１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６６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６６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１の実施形態に比べると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６６を保持する可動テーブル６５に照明装置６７を一体に搭載した構成となっているので、第１の実施形態と比べると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、その結果、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、照明装置６７は、第１の実施形態の場合と同様にカメラユニット２０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６５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６５ｂ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。また、可動テーブル６５とカメラユニット２０とは必ずしも見かけ上一体的に移動させる必要はなく、多少の時間差をもって移動させるようにしてもよい。

ところで、以上説明した第１および第２実施形態の実装機は、本発明に係る表面実装機の最良の実施形態であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような態様を採ることもできる。
（１）第１、第２の実施形態では、吸着部品の撮像動作として２種類の撮像動作（第１部品認識動作、第２部品認識動作）を択一的に実行するようにしているが、第１部品認識動作、つまりカメラユニット２０に対してヘッドユニット６を相対的にＸ軸方向に移動させながら吸着部品を撮像する動作だけで部品認識を行うようにしてもよい。

この構成によると、部品供給部４において実装作業位置の直ぐ側方部分（図６中斜線で示す部分）で部品吸着が完了した場合のヘッドユニット６のトータル的な移動量が第２部品認識動作を併用する場合に比べて大きくなるため、効率的には若干不利となるが、部品認識に際して倍率補正処理が不要となるためコントローラ４０に倍率補正部５２を設ける必要がなくなり制御系の構成を簡素化することができ、また画像処理の制御負担も軽減されるというメリットがある。また、吸着部品を撮像するためのカメラとしても第１姿勢に保持した第１カメラ２２のみで吸着部品を撮像することが可能となるため、カメラ数を低減でき、またカメラ姿勢を切換えるための機構も不要となる。従って、装置構成を簡略化、低廉化する上で有効な構成となる。

なお、第２の実施形態において、吸着部品の認識を第１部品認識動作だけで行う場合には、必ずしも全吸着部品をミラー６６に映す必要はく、第１カメラ２２（すなわちラインセンサ）によって取込み可能な幅の部品像がミラー６６に映れば充分である。従って、第２の実施形態において第１部品認識動作だけで部品認識を行う場合には、ミラー６６の幅寸法をＸ軸方向に縮小することが可能となる。この場合、可動テーブル６５とカメラユニット２０とを完全一体に連動させることにより、各実装用ヘッド１６に吸着された部品を順次撮像することが可能となる。このような構成によれば、ミラー６６がより小型化されるので、ミラー６６の歪みに起因する画像への影響をより低減させることが可能になるという利点がある。また、照明装置６７を構成するＬＥＤの数もより少なくて済むため装置構成を簡略化、低廉化する上で有効な構成となる。

また、このように必要最小限の吸着部品像を映す小型のミラー６６を適用する場合、例えば、図１３に示すように、可動テーブル６５に第１カメラ２２を搭載し、ミラー６６と第１カメラ２２とを一体にＸ軸方向に移動させることも考えられる。このような構成によれば、ヘッドユニット６やヘッドユニット支持部材１１に吸着部品等を認識するための構成（第１カメラ２２）が一切搭載されなくなるためヘッドユニット６を高速駆動する上で有利な構成となる。また、ミラー６６（可動テーブル６５）の駆動系と第１カメラ２２の駆動系とを集約できるという利点もある。
（２）第１、第２の実施形態では、第１部品認識動作において、カメラユニット２０を停止させてヘッドユニット６を移動させるようにしているが、勿論、ヘッドユニット６を停止させてカメラユニット２０を移動させるようにしてもよい。この場合、第２の実施形態については、可動テーブル６５を停止させた状態でカメラユニット２０だけを移動させることにより、ミラー６６に映った吸着部品像を第１カメラ２２により撮像させるようにすればよい。

また、第１部品認識動作において、ヘッドユニット６とカメラユニット２０の双方を移動させるようにしてもよい。このようにヘッドユニット６およびカメラユニット２０の双方を互いに反対方向に移動させるようにすれば、吸着部品撮像時の第１カメラ２２と吸着部品との相対的な移動速度を高めることが可能となり、吸着部品をより高速で撮像することが可能となる。そのため、部品認識処理を迅速に行うこと、ひいてはタクトタイムをより短縮することが可能となる。

なお、このようにヘッドユニット６とカメラユニット２０の双方を移動させる場合には、カメラユニット２０とヘッドユニット６とを同方向に速度差をもって移動させるようにしてもよい。このようにすれば部品撮像時の第１カメラ２２と吸着部品の相対移動速度が制限されるような場合でも、ヘッドユニット６を速やかにプリント基板３側に移動させる一方で、部品認識に最適な吸着部品像を撮像することが可能になるという利点がある。すなわち、部品吸着後は、ヘッドユニット６を高速で移動させながら吸着部品を撮像するのが効率的には望ましいが、例えばカメラユニット２０を停止させて部品を撮像する場合であって、かつ照明装置２１（６７）の光量と部品品種との関係で第１カメラ２２と吸着部品との相対移動速度が制限されるような場合、例えば画像品質を優先させるとヘッドユニット６の移動速度を下げざるを得ず、いきおい実装効率の低下を招くこととなる。これに対して、上記のようにカメラユニット２０とヘッドユニット６とを同方向に速度差をもって移動させる場合には、部品吸着後、ヘッドユニット６を高速で移動させる一方、これよりも遅い速度でカメラユニット２０をヘッドユニット６と同方向に移動させることにより、ヘッドユニット６を高速でプリント基板３側に移動させながらも、第１カメラ２２と吸着部品とを制限速度内で相対的に移動させて最適な部品画像を撮像することが可能になる。従って、タクトタイムを効果的に短縮する一方で、吸着部品の認識精度も良好に保つことができるという利点がある。
（３）第１部品認識動作においては、ヘッドユニット６とカメラユニット２０（カメラ２２，２３）との相対的な移動速度を部品の種類に応じて制御するようにしてもよい。このように移動速度を制御することにより照明を一定の光量に保ったままで吸着部品の種類に応じた露光時間を確保することが可能となり、部品の種類に応じた最適な画像、つまり部品認識に最適な画像を取得することが可能となる。なお、このような制御は、前記基板情報に基づき、前記主制御部４２により照明制御部４７を介して照明装置２１（照明装置）を駆動制御することに行うことができる。
（４）第１，第２の実施形態は、いずれも各実装用ヘッド１６に吸着された部品をミラー３２（６６）に映し（反射させ）、これを支持部材１１に支持されたカメラユニット２０（カメラ２２，２３）によって撮像するように構成されているが、Ｙ軸方向に撮像素子が並ぶラインセンサを備えたカメラを、基台１上においてコンベア２と部品供給部４との間にＸ軸方向に移動可能に設け、部品吸着後、ヘッドユニット６をこのカメラの移動経路上方に配置して該カメラとヘッドユニット６とを相対的にＸ軸方向に移動させることにより、吸着部品を前記カメラによって直接撮像するように構成してもよい。具体的な構成として、例えば第２実施形態のミラー６６の代わりに可動テーブル６５上に前記カメラを搭載した構成が考えられる。このような構成によれば、カメラを駆動させるための機構が全て基台１側に搭載されるため、支持部材１１を軽量化することができ、ヘッドユニット６を高速駆動する上で有利になるという利点がある。

なお、第１の実施形態のようにコンベア２と部品供給部４との間にミラー３２を固定的に設ける構成によると、支持部材１１の軽量化を通じてヘッドユニット６を高速駆動させるという点では上記の構成に劣るが、ヘッドユニット６の移動距離を短縮するという点では上記の構成に比べて優れている。すなわち、第１の実施形態では、コンベア２と部品供給部４との間にはミラー３２が配設されるだけなので、コンベア２と部品供給部４との間にカメラの駆動機構、照明装置およびこれらの配線等を設ける必要がある上記の構成に比べて部品供給部４とコンベア２との間隔を狭くすることが可能となる。そのため、部品供給部４と実装作業位置との間を繰り返し移動するヘッドユニット６のトータル的な移動距離を低減することが可能となり、これを通じてタクトタイムの短縮化に貢献し得るという利点がある。
（５）第１、第２実施形態等では、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ミラー３２（６６）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。

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カメラユニットの構成を示す側面図である。 第１カメラと第２カメラとの関係を示すカメラユニットの正面図（カメラユニットをカメラの光軸方向に視た図面）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。 吸着部品の撮像動作を説明するための模式図であり、実線は第１部品認識動作におけるヘッドユニットの動きを示し、破線は第２部品認識動作におけるヘッドユニットの動きを示している。 吸着部品の撮像動作におけるヘッドユニットおよびカメラユニットの撮像開始位置を決定する手法を説明する模式図である。 第２部品認識動作の原理を説明する模式図である。 実装動作制御の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る表面実装機の第２の実施形態を示す平面図である。 ヘッドユニット、カメラ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。 第２の実施形態に係る表面実装機の変形例を示す光学ユニット等の側面略図である。

符号の説明

１ 基台
６ ヘッドユニット
１６ 実装用ヘッド
１６ａ 吸着ノズル
１８ カメラ
２０ カメラユニット
２１ 照明装置
２１ａ ＬＥＤ
２２ 第１カメラ
２３ 第２カメラ
３２ ミラー

Claims (8)

1. 複数の実装用ヘッドが並べられた状態で搭載される移動可能なヘッドユニットを有し、このヘッドユニットの前記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該部品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、
   前記実装用ヘッド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を備え、かつ移動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、前記撮像手段とヘッドユニットとを前記実装用ヘッドの配列方向に相対的に移動させて前記撮像手段により各実装用ヘッドの吸着部品を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又は撮像手段の少なくも一方を駆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、前記ヘッドユニットをその部品吸着動作完了位置近傍の撮像開始位置に移動させる一方、この撮像開始位置に対応する位置に前記撮像手段を移動させるとともに、この撮像手段の移動を、ヘッドユニットが前記撮像開始位置へ到達するのと同時又はそれよりも早いタイミングで完了させることを特徴とする表面実装機。
2. 請求項１に記載の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であって、かつ前記ヘッドユニットの移動に伴い実装用ヘッドが通過する領域内に、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像を反射させる光学部材が設けられ、
   前記撮像手段は、前記ヘッドユニットを支持するヘッドユニット支持部材に搭載され、この支持部材に対して移動可能に支持され、かつ前記光学部材で反射した部品像を撮像するように設けら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領域内において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駆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あるいは前記撮像手段のうち少なくとも一方側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、
   前記制御手段は、吸着部品を撮像する際には、前記撮像手段およびヘッドユニットの双方を前記実装用ヘッドの配列方向に移動させるべく前記ヘッドユニットおよび移動装置を駆動制御することを特徴とする表面実装機。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の表面実装機において、
   前記制御手段は、前記実装用ヘッドに吸着されている部品の種類に応じて前記ヘッドユニットと撮像手段との相対的な移動速度を変更することを特徴とする表面実装機。
7. 請求項２乃至４の何れかに記載の表面実装機において、
   前記光学部材として吸着部品像を反射させる反射面が前記実装用ヘッドの配列方向と直交する方向に傾斜する光学部材を備えるとともに、
   前記撮像手段を第１撮像手段としたときに、これとは別に前記実装用ヘッドの配列方向と平行な方向に撮像素子が並ぶラインセンサを備えた第２撮像手段を備え、
   この第２撮像手段は、前記ヘッドユニット支持部材に対して前記第１の撮像手段と一体に移動可能に支持され、かつ前記光学部材で反射した吸着部品像を撮像可能に構成され、
   前記制御手段は、前記第１撮像手段とヘッドユニットとを前記実装用ヘッドの配列方向に相対的に移動させて各実装用ヘッドの吸着部品を第１撮像手段により撮像させる第１部品認識動作と、前記ヘッドユニットを光学部材に対して前記実装用ヘッドの配列方向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第２撮像手段により撮像させる第２部品認識動作とを選択的に実行させるべく前記ヘッドユニットおよび第１，第２撮像手段を駆動制御することを特徴とする表面実装機。
8. 請求項７に記載の表面実装機において、
   前記第１撮像手段は、前記実装用ヘッドの配列方向と平行な方向に撮像素子が並ぶ第１姿勢と実装用ヘッドの配列方向と直交する方向に撮像素子が並ぶ第２姿勢とにラインセンサの姿勢を切換え可能に構成され、かつ第２姿勢の状態でその撮像素子が第２撮像手段の前記ラインセンサの撮像素子と一列に並ぶように第２撮像手段に対して前記実装用ヘッドの配列方向に並べて設けられ、
   前記制御手段は、前記第１部品認識動作のときには前記第１撮像手段のラインセンサを第１姿勢に切換える一方、第２部品認識動作のときにはラインセンサを前記第２姿勢に切換えるように第１撮像手段のラインセンサを姿勢制御し、さらに第２部品認識動作のときには第１撮像手段を第２撮像手段として兼用することにより吸着部品を撮像させることを特徴とする表面実装機。

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