JP2009212165A - 部品移載装置および部品移載装置の部品認識方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像部の移動方向が吸着ノズルの並び方向に対して傾いて取り付けられた場合にも、正確な位置に部品を装着することが可能な部品移載装置および部品認識方法を提供する。
【解決手段】この部品移載装置（表面実装機１００）は、直線状に並んだ複数の吸着ノズル２２を含み、部品１２０を吸着しながら移動して搬送するヘッドユニット２０と、ヘッドユニット２０に取り付けられ、ヘッドユニット２０に対して移動しながら吸着された部品１２０を下面側から撮像する部品撮像装置５０を備え、吸着ノズル２２の並び方向に対する部品撮像装置５０の移動方向の水平面内における傾き角度θに基づいて、部品撮像装置５０により撮像された下面画像を吸着ノズル２２の並び方向に対する部品撮像装置５０の移動方向の傾きがない状態で撮像された下面画像と同じになるように補正処理を行う。
【選択図】図１２

Description

この発明は、部品移載装置および部品移載装置の部品認識方法に関し、特に、ヘッドユニットに対して移動しながら撮像する撮像部を備えた部品移載装置および部品移載装置の部品認識方法に関する。

従来、ヘッドユニットに対して移動しながら撮像する撮像部を備えた部品移載装置および部品認識方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、部品を吸着する複数のノズルを有するＸＹ方向に移動可能なヘッドユニットと、ヘッドユニットに移動可能に取り付けられ、複数のノズルに吸着された部品を移動しながら撮像するラインセンサ（撮像部）と、ラインセンサにより撮像された部品を認識するとともに、装置の駆動を制御する主制御部とを備えた電子部品装着装置（部品移載装置）が開示されている。この特許文献１による電子部品装着装置では、ラインセンサは、ヘッドユニットに設けられたボールネジに沿ってスキャンモータにより移動されるように構成されている。また、主制御部は、ラインセンサがラインセンサの移動方向（ボールネジの軸方向）に直交して取り付けられていなかった場合に発生する、撮像した部品画像の歪みを補正するように構成されている。この補正により正確な部品認識が可能となる。そして、認識された部品画像から公知の方法で吸着ずれ（吸着中心の部品中心に対するずれ）が演算されるとともに、この演算された吸着ずれに基づいて、部品装着位置が補正されるように構成されている。

特開２００１−１４４４９７号公報

しかしながら、特許文献１の電子部品装着装置では、ラインセンサがラインセンサの移動方向に直交して取り付けられていなかった場合に発生する、撮像した部品画像の歪みを補正することが可能である一方、組み付け誤差によりラインセンサの移動方向（ボールネジの軸方向）が吸着ノズルの並び方向に対して傾いて取り付けられていた場合には、部品を移動させるヘッドユニットの座標系（ＸＹ方向の座標系）に対して部品の位置を認識する撮像部の座標系が傾いてしまう。この傾いて取り付けられた撮像部により撮像して部品を認識した場合、部品の位置を誤って認識してしまう。このため、誤って認識された部品の認識位置に基づいてヘッドユニットを移動させた場合、誤った位置に部品が装着されてしまうという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、撮像部の移動方向が吸着ノズルの並び方向に対して傾いて取り付けられている場合にも、正確な位置に部品を装着することが可能な部品移載装置および部品移載装置の部品認識方法を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による部品移載装置は、直線状に並んで配置された複数の吸着ノズルを含み、部品を吸着ノズルにより吸着しながら移動して部品を搬送するヘッドユニットと、ヘッドユニットに複数の吸着ノズルの並び方向に沿って移動可能に取り付けられ、ヘッドユニットに対して移動しながら吸着ノズルに吸着された部品を下面側から撮像する撮像部と、撮像部により部品の下面側から撮像された画像に所定の補正処理を行った補正画像に基づいてヘッドユニットの移動を制御する制御部とを備え、補正処理は、複数の吸着ノズルの並び方向に対する撮像部の移動方向の水平面内における第１傾き角度に基づいて、撮像部により撮像された下面画像を複数の吸着ノズルの並び方向に対する撮像部の移動方向の傾きがない状態で撮像された場合の下面画像と同じになるように補正する。

この第１の局面による部品移載装置では、上記のように、複数の吸着ノズルの並び方向に対する撮像部の移動方向の水平面内における第１傾き角度に基づいて、撮像部により撮像された下面画像を複数の吸着ノズルの並び方向に対する撮像部の移動方向の傾きがない状態で撮像された場合の下面画像と同じになるように補正することによって、ヘッドユニットに対して撮像部が移動可能なようにヘッドユニットに撮像部を取り付けた構成において、組み付け誤差により撮像部の移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して第１傾き角度で傾いている場合にも、第１傾き角度で傾いている分だけヘッドユニットの座標系（ＸＹ方向の座標系）における部品の位置からずれた位置に部品が映った下面画像から、撮像部の移動方向の傾きによるずれのない位置に部品が映った下面画像を得ることができる。このずれのない位置に部品が映った下面画像により部品の位置を認識することにより、撮像部の移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して傾いて取り付けられた場合にも、部品の正しい位置を認識することができるので、正確な位置に部品を装着することができる。

上記第１の局面による部品移載装置において、好ましくは、補正処理は、吸着ノズル間の距離に基づいて所定の吸着ノズルの位置を求めるとともに、その位置を中心として撮像部により撮像された下面画像を水平面内で第１傾き角度分回転させ、回転後の下面画像を回転前の下面画像における画像の中心を基準として認識することにより行われる。このように構成すれば、撮像部の吸着ノズルに対する移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して水平面内で第１傾き角度で傾いている場合にも、水平面内で第１傾き角度分回転させることによって、容易に部品の正しい位置を認識することができる。

上記第１の局面による部品移載装置において、好ましくは、第１傾き角度は、撮像部によって撮像された下面画像における複数の吸着ノズルのそれぞれの位置を算出するとともに、算出された複数の吸着ノズルのそれぞれの位置から求めた撮像部の移動方向に対する複数の吸着ノズルの並び方向の水平面内での傾きに基づいて算出される。このように構成すれば、撮像部の移動方向の吸着ノズルの並び方向に対する第１傾き角度を容易に算出することができる。

上記第１の局面による部品移載装置において、好ましくは、ヘッドユニットを一方方向および一方方向に直交する他方方向に移動可能に支持する基台と、基台に固定的に設置され、設置位置の上方をヘッドユニットが移動することにより吸着ノズルに吸着された部品を下面側から撮像する固定撮像部とをさらに備え、補正処理は、固定撮像部により撮像された部品の下面画像により求められた複数の吸着ノズルの位置に基づいて複数の吸着ノズルの並び方向の吸着ノズルの移動方向である一方方向に対する水平面内での傾きを算出し、傾きに基づいて複数の吸着ノズルの並び方向の吸着ノズルの移動方向である一方方向に対する水平面内での第２傾き角度を求める。このように構成すれば、ヘッドユニット（吸着ノズル）の移動方向（一方方向）に対して吸着ノズルの並び方向が水平面内で第２傾き角度だけ傾いて設けられていた場合でも、ヘッドユニットを移動可能に支持する基台に固定して取り付けられた固定撮像部によって第２傾き角度を求めることができる。これにより、下面画像を第１傾き角度に基づいて補正するだけでなく、吸着ノズルの並び方向が吸着ノズルの移動方向（一方方向）に対してずれていた場合にも、第２傾き角度に基づいて吸着ノズルの並び方向の吸着ノズルの移動方向（一方方向）に対するずれに起因する画像のずれを補正することができる。その結果、さらに高精度の補正を行うことができる。

この発明の第２の局面による部品移載装置の部品認識方法は、直線状に並んで配置された複数の吸着ノズルを含み、部品を吸着ノズルにより吸着しながら移動して部品を搬送するヘッドユニットと、ヘッドユニットに複数の吸着ノズルの並び方向に沿って移動可能に取り付けられ、ヘッドユニットに対して移動しながら吸着ノズルに吸着された部品を下面側から撮像する撮像部とを備えた部品移載装置に用いられる部品認識方法であって、複数の吸着ノズルの並び方向に対する撮像部の移動方向の水平面内における第１傾き角度に基づいて、撮像部により撮像された下面画像を複数の吸着ノズルの並び方向に対する撮像部の移動方向の傾きがない状態で撮像された場合の下面画像と同じになるように補正処理を行うステップを備える。

この第２の局面による部品移載装置の部品認識方法では、上記のように、複数の吸着ノズルの並び方向に対する撮像部の移動方向の水平面内における第１傾き角度に基づいて、撮像部により撮像された下面画像を複数の吸着ノズルの並び方向に対する撮像部の移動方向の傾きがない状態で撮像された場合の下面画像と同じになるように補正することによって、ヘッドユニットに対して撮像部が移動可能なようにヘッドユニットに撮像部を取り付けた構成において、組み付け誤差により撮像部の移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して第１傾き角度で傾いている場合にも、第１傾き角度で傾いている分だけヘッドユニットの移動方向における部品の位置からずれた位置に部品が映った下面画像から、撮像部の移動方向の傾きによるずれのない位置に部品が映った下面画像を得ることができる。このずれのない位置に部品が映った下面画像により部品の位置を認識することにより、撮像部の移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して傾いて取り付けられた場合にも、正確な位置に部品を装着することができる。

上記第２の局面による部品移載装置の部品認識方法において、好ましくは、複数の吸着ノズルがそれぞれ回転可能に構成されており、既知の寸法を有する測定用冶具を複数の吸着ノズルに吸着させ、測定用冶具を吸着した状態において吸着ノズルの軸を中心に少なくとも４つの角度回転させて撮像部により下面側から撮像するステップと、測定用冶具の４つの角度における下面画像に基づいて複数の吸着ノズルのそれぞれの位置を算出するステップと、算出された複数の吸着ノズルのそれぞれの位置から求めた複数の吸着ノズルの撮像部の移動方向に対する並び方向の傾きに基づいて第１傾き角度を算出するステップとをさらに備える。このように構成すれば、測定用冶具を用いて、吸着ノズルの位置を精度よく測定することができる。また、精度よく測定した吸着ノズルの位置から吸着ノズルの並び方向の傾きを求めることにより、撮像部の移動方向の第１傾き角度を精度よく算出することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による表面実装機の全体構成を示す斜視図である。図２〜図１１は、図１に示した表面実装機の構造を説明するための図である。以下、図１〜図１１を参照して、本発明の一実施形態による表面実装機１００の構造について説明する。なお、第１実施形態では、部品移載装置の一例である表面実装機１００に本発明を適用した例について説明する。

図１〜図５に示すように、第１実施形態による表面実装機１００は、プリント基板１１０に部品１２０を実装する装置である。図１に示すように、表面実装機１００は、Ｘ方向に延びる一対の基板搬送コンベア１０と、一対の基板搬送コンベア１０の上方をＸＹ方向に移動可能なヘッドユニット２０とを備えている。一対の基板搬送コンベア１０の両側には、部品１２０を供給するための複数のテープフィーダ１２１が配置されている。ヘッドユニット２０は、テープフィーダ１２１から部品１２０を取得するとともに、基板搬送コンベア１０上のプリント基板１１０に部品１２０を実装する機能を有する。基板搬送コンベア１０およびヘッドユニット２０は、基台１上に設置されている。以下、表面実装機１００の具体的な構造を説明する。なお、Ｘ方向およびＹ方向は、それぞれ本発明の「一方方向」および「他方方向」の一例である。

一対の基板搬送コンベア１０は、プリント基板１１０をＸ方向に搬送するとともに、所定の実装作業位置でプリント基板１１０を停止させ、保持させることが可能なように構成されている。

テープフィーダ１２１は、複数の部品１２０を所定の間隔を隔てて保持したテープが巻き回されたリールを保持している。このテープフィーダ１２１は、リールを回転させることにより部品１２０を保持するテープを送り出すことによって、テープフィーダ１２１の先端から部品１２０を供給するように構成されている。なお、部品１２０は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサなどの小型の電子部品である。

また、ヘッドユニット２０は、Ｘ方向に延びるヘッドユニット支持部３０に沿ってＸ方向に移動可能に構成されている。具体的には、ヘッドユニット支持部３０は、ボールネジ軸３１とボールネジ軸３１を回転させるサーボモータ３２とＸ方向のガイドレール（図示せず）とを有しているとともに、ヘッドユニット２０は、ボールネジ軸３１が螺合されるボールナット２１を有している。ヘッドユニット２０は、サーボモータ３２によりボールネジ軸３１が回転されることにより、ヘッドユニット支持部３０に対してＸ方向に移動するように構成されている。また、ヘッドユニット支持部３０は、基台１上に設けられたＹ方向に延びる一対の固定レール部４０に沿ってＹ方向に移動可能に構成されている。具体的には、固定レール部４０は、ヘッドユニット支持部３０の両端部をＹ方向に移動可能に支持するガイドレール４１と、Ｙ方向に延びるボールネジ軸４２（図４参照）と、ボールネジ軸４２を回転させるサーボモータ４３（図４参照）とを有しているとともに、ヘッドユニット支持部３０には、ボールネジ軸４２が螺号されるボールナット３３（図４参照）が設けられている。ヘッドユニット支持部３０は、サーボモータ４３によりボールネジ軸４２が回転されることによって、ガイドレール４１に沿ってＹ方向に移動するように構成されている。このような構成により、ヘッドユニット２０は、基台１上をＸＹ方向に移動することが可能なように構成されている。

また、ヘッドユニット２０には、Ｘ方向に列状に配置された６本の吸着ノズル２２が下方に突出するように設けられている。また、各々の吸着ノズル２２は、負圧発生機（図示せず）によってその先端に負圧状態を発生させることが可能に構成されている。吸着ノズル２２は、この負圧によって、テープフィーダ１２１から供給される部品１２０を先端に吸着および保持することが可能である。

また、各々の吸着ノズル２２は、図示しない機構（サーボモータなど）によって、ヘッドユニット２０に対して上下方向（Ｚ方向）に移動可能に構成されている。表面実装機１００は、吸着ノズル２２が上昇位置に位置した状態で部品１２０の搬送などを行うとともに、吸着ノズル２２が下降位置に位置した状態で部品１２０のテープフィーダ１２１からの吸着およびプリント基板１１０への実装を行うように構成されている。また、吸着ノズル２２は、吸着ノズル２２自体がその軸を中心として回転可能に構成されている。これにより、表面実装機１００では、部品１２０を搬送する途中に吸着ノズル２２を回転させることにより、ノズルの先端に保持された部品１２０の姿勢（水平面内の向き）を調整することが可能である。

また、ヘッドユニット２０には、吸着ノズル２２に吸着された部品１２０の姿勢を撮像するための部品撮像装置５０が取り付けられている。この部品撮像装置５０は、本発明の「撮像部」の一例である。この部品撮像装置５０は、図２に示すように、ヘッドユニット２０に対してＸ方向（６本の吸着ノズル２２が並んでいる方向）に移動可能に取り付けられている。具体的には、ヘッドユニット２０には、Ｘ方向に延びるボールネジ軸２３と、ボールネジ軸２３を回転させるサーボモータ２４とが設けられているとともに、部品撮像装置５０には、ボールネジ軸２３が螺合されるボールナット５１が設けられている。部品撮像装置５０は、サーボモータ２４によりボールネジ軸２３が回転されることにより、ヘッドユニット２０に対してＸ方向に移動されるように構成されている。これにより、部品撮像装置５０は、ヘッドユニット２０にＸ方向に並んで配置された６本の吸着ノズル２２に保持された部品１２０を順次撮像することが可能になる。また、ヘッドユニット２０に部品撮像装置５０が取り付けられることによって、部品１２０を吸着ノズル２２により保持した状態でヘッドユニット２０を実装位置に移動させながら、部品撮像装置５０をヘッドユニット２０に対して相対移動させて部品１２０の姿勢（吸着ノズル２２への吸着状態）を撮像することが可能である。

部品撮像装置５０は、図２〜図７に示すように、１つの部品認識用カメラ５２と、吸着ノズル２２に吸着された部品１２０に対して下方および側方からそれぞれ照明光を照射する下方照明部５３および側方照明部５４と、部品１２０の撮像光を部品認識用カメラ５２に導くためのプリズム５５〜５７とを含んでいる。また、部品認識用カメラ５２には、後述するように、６つのラインセンサ５２１〜５２６（図１０参照）からなるイメージセンサ５２ａが内蔵されている。

図６および図７に示すように、下方照明部５３は、部品撮像装置５０が撮像対象の部品１２０を保持する吸着ノズル２２に対して所定の位置（下面撮像位置）に移動した場合に部品１２０の下方に位置する長方形状のＬＥＤ取付基板５３１と、ＬＥＤ取付基板５３１上に配置された複数のＬＥＤ５３２とを有する。ＬＥＤ取付基板５３１には、撮像中心線１５０と平行な方向に延びる長方形状のスリット５３１ａが形成されている。スリット５３１ａは、下方照明部５３のＬＥＤ５３２の光が照射された部品１２０からの反射光（撮像光）を通過させるために設けられている。また、図６に示すように、スリット５３１ａの下方にはＺ方向の撮像光をＸ方向に沿った方向に反射させるための反射面５５ａを有するプリズム５５が配置されている。また、プリズム５５の側方には、プリズム５５によりＸ方向に反射された撮像光を部品認識用カメラ５２側に反射させるための反射面５６ａを有するプリズム５６が配置されている。これにより、下方照明部５３による撮像光は、プリズム５５の反射面５５ａとプリズム５６の反射面５６ａとにより反射されて部品認識用カメラ５２のイメージセンサ５２ａに入射するように構成されている。

図８および図９に示すように、側方照明部５４は、部品撮像装置５０が撮像対象の部品１２０を保持する吸着ノズル２２に対して所定の位置（側面撮像位置）に移動した場合に部品１２０の側方に位置する長方形状のＬＥＤ取付基板５４１と、ＬＥＤ取付基板５４１の表面上に配置された複数のチップ型のＬＥＤ５４２とを有する。また、上記したプリズム５６の側方には、反射面５７ａおよび５７ｂを有するプリズム５７がＬＥＤ取付基板５４１上のＬＥＤ５４２と対向するように配置されている。反射面５７ａは、ＬＥＤ５４２からのＹ方向の撮像光を反射面５７ｂに向かってＺ方向に反射させるように構成されており、反射面５７ｂは、入射した撮像光をプリズム５６の反射面５６ａに向かってＸ方向に反射させるように構成されている。なお、プリズム５６の反射面５６ａは、上記した下方照明部５３による撮像光を部品認識用カメラ５２側に反射する機能に加えて、側方照明部５４による撮像光を部品認識用カメラ５２に反射する機能を有する。これにより、側方照明部５４のＬＥＤ５４２による光が照射された部品１２０からの透過光（撮像光）は、プリズム５７の反射面５７ａおよび５７ｂと、プリズム５６の反射面５６ａとを介して部品認識用カメラ５２のイメージセンサ５２ａに入射するように構成されている。この部品撮像装置５０では、部品１２０の下方から見た画像と部品１２０の側方から見た画像とを１つの部品認識用カメラ５２により撮像することが可能である。

また、図１０に示すように、部品認識用カメラ５２のイメージセンサ５２ａは、いわゆるＴＤＩセンサ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ）であり、Ａ方向に画素が連なるように延びる複数（第１実施形態では、６個）のラインセンサ５２１〜５２６がＢ方向に配置されることにより構成されている。ＴＤＩセンサからなるイメージセンサ５２ａを用いることにより、部品撮像装置５０を部品１２０に対して高速で移動させながら撮像を行う場合にも、鮮明な画像を得ることが可能である。このＴＤＩセンサからなるイメージセンサ５２ａは、以下のようにして部品１２０の撮像を行うように構成されている。

すなわち、部品撮像装置５０（部品認識用カメラ５２）を移動させながらＴＤＩセンサからなるイメージセンサ５２ａによって部品１２０を撮像する場合、部品１２０が部品認識用カメラ５２に対して相対的に移動する方向（Ｂ方向）に沿って６つのラインセンサ５２１〜５２６が所定のピッチ（間隔）で並べられている。つまり、部品１２０は所定の速度で６つのラインセンサ５２１〜５２６を横切るように移動する。ここで、６つのラインセンサ５２１〜５２６は、各ラインセンサ５２１〜５２６間のピッチを部品１２０が移動するのに要する時間（以下、撮像ピッチ時間）毎に撮像を行うように制御される。これにより、１段目のラインセンサ５２１により撮像した部品１２０のある部分が、撮像ピッチ時間後に２段目のラインセンサ５２２により撮像される。さらに撮像ピッチ時間後には、３段目のラインセンサ５２３により同一部分の撮像が行われる。同様にして、部品１２０の同一部分が６つのラインセンサ５２１〜５２６により６回撮像される。また、各々のラインセンサ５２１〜５２６により撮像された同一部分の画像に対応する電荷は全て加算されるように制御される。これにより、６個のラインセンサからなるＴＤＩセンサでは、一度の撮像で部品１２０のある部分に対して１つのラインセンサが得る電荷の６倍の電荷を得ることが可能である。このように制御することによって、部品撮像装置５０の移動速度を速くすることに起因して１つのラインセンサだけでは十分な電荷を得ることが困難な場合にも、鮮明な画像を得ることが可能である。

また、表面実装機１００の動作は、図１１に示す制御装置６０によって制御されている。制御装置６０は、主制御部６１、軸制御部６２、画像処理部６３および記憶部６４を含んでいる。

主制御部６１は、論理演算を実行するＣＰＵ、ＣＰＵを制御するプログラムなどを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）および装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成されている。主制御部６１は、ＲＯＭに記憶されているプログラムに従って、軸制御部６２、および画像処理部６３を介して、イメージセンサ５２ａおよび各サーボモータなどを制御するように構成されている。

軸制御部６２は、主制御部６１から出力される制御信号に基づいて、表面実装機１００の各サーボモータ（ヘッドユニット支持部３０をＹ方向に移動するためのサーボモータ４３（図４参照）、ヘッドユニット２０をＸ方向に移動するためのサーボモータ３２（図４参照）、吸着ノズル２２を上下方向に移動させるためのサーボモータ（図示せず）、および、部品撮像装置５０をＸ方向に移動させるためのサーボモータ２４（図４参照））などの駆動を制御するように構成されている。

画像処理部６３は、主制御部６１から出力される制御信号に基づいて、イメージセンサ５２ａから所定のタイミングで撮像信号の読み出しを行うとともに、読み出した撮像信号に所定の画像処理を行うことにより、部品１２０を認識するのに適した画像データを生成するように構成されている。記憶部６４は画像処理を行うために必要なデータを記憶しており、画像処理部６３は記憶部６４に記憶されたデータに基づいて画像処理を行っている。この画像処理については、後に詳細に説明する。また、画像処理部６３は、生成した画像データを主制御部６１に出力するように構成されている。

また、主制御部６１は、画像処理を行った後の画像に基づいて部品１２０の吸着状態を判定している。具体的には、主制御部６１は、部品１２０の下面の画像により吸着ノズル２２に吸着された部品１２０の位置を認識するとともに、吸着ノズル２２の吸着位置の部品１２０の位置に対するずれ量を算出する。そして、算出したずれ量に基づいてヘッドユニットを移動させる。また、部品１２０の側面の画像に基づいて、部品１２０が吸着ノズル２２に対して正常に吸着されているか否かを判定している。

（吸着ノズルの並び方向と部品撮像装置の移動方向との傾きによる画像のずれの補正処理）
図１２は、ヘッドユニットおよび部品撮像装置の下方から見て、吸着ノズルの並び方向に対して部品撮像装置の移動方向が傾いている場合の下面画像を示した図である。また、図１３および図１４は、吸着ノズルの並び方向に対する部品撮像装置の移動方向の傾き角度の算出方法を説明するための図である。また、図１５は、部品撮像装置の移動方向が傾いている場合の下面画像の認識結果から、傾いていない場合の下面画像の認識結果に補正する補正処理を説明するための図である。次に、図１２〜図１５を参照して、吸着ノズル２２の並び方向に対する部品撮像装置５０の移動方向が傾いている場合の補正処理について説明する。なお、図１２に示すように、並んで配置された吸着ノズル２２を端から順に第１ノズル２２ａ、第２ノズル２２ｂ、第３ノズル２２ｃ…第６ノズル２２ｆと呼ぶ。また、第１ノズル２２ａ、第２ノズル２２ｂ、第３ノズル２２ｃ…第６ノズル２２ｆのそれぞれの位置をＰ１、Ｐ２およびＰ３…Ｐ６とする。

図１２の点線で示すように、吸着ノズル２２の並び方向（Ｘ方向）と部品撮像装置５０の移動方向とが平行となるように部品撮像装置５０がヘッドユニット２０に取り付けられている場合には、吸着ノズル２２（第１ノズル２２ａ、第２ノズル２２ｂおよび第３ノズル２２ｃ…第６ノズル２２ｆ）の下面の画像は、それぞれ画像ｆ１〜ｆ６となる。画像ｆ１〜ｆ６では、画像の横軸と吸着ノズル２２の並び方向とが平行になっている。この場合には、ヘッドユニット２０の移動方向（ＸＹ方向）の座標系ＸＹと、部品撮像装置５０の下面画像における座標系Ｘ_ｓＹ_ｓとが一致する。一方、図１２の実線で示すように、吸着ノズル２２の並び方向（Ｘ方向）に対して部品撮像装置５０の移動方向（Ｘ_ｓ方向）が角度θだけ傾くように部品撮像装置５０がヘッドユニット２０に取り付けられている場合には、吸着ノズル２２（第１ノズル２２ａ、第２ノズル２２ｂ、…第６ノズル２２ｆ）の下面の画像は、それぞれ画像Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ６となる。この場合、画像Ｆ１〜Ｆ６は、横軸に対して吸着ノズル２２の位置が水平面内で角度θ傾いた分だけずれた状態の画像となる。つまり、ヘッドユニット２０の移動方向の座標系ＸＹと部品撮像装置５０の下面画像における座標系Ｘ_ｓＹ_ｓとの方向が一致しなくなる。このため、画像Ｆ１〜Ｆ６に基づいて部品１２０の位置を認識した場合には、画像ｆ１〜ｆ６に基づいて部品１２０の位置を認識した場合に対して水平面内でずれた位置で認識してしまう。

すなわち、図１２の第６ノズル２２ｆにおいて、点Ｇの位置に部品１２０が吸着されている場合、画像ｆ６においては（Ｖ_ｍｘ，Ｖ_ｍｙ）の位置に認識される一方、画像Ｆ６においては（Ｖ_ｓｘ，Ｖ_ｓｙ）の位置に認識される。

そこで、第１実施形態では、吸着ノズル２２の並び方向（Ｘ方向）に対して部品撮像装置５０の移動方向（Ｘ_ｓ方向）が角度θ傾いている場合に、部品撮像装置５０により撮像される画像において認識される部品１２０の位置（Ｖ_ｓｘ，Ｖ_ｓｙ）を、部品撮像装置５０の移動方向が傾いていない状態で撮像される画像において認識される部品１２０の位置（Ｖ_ｍｘ，Ｖ_ｍｙ）となるように補正する。

認識される部品１２０の位置（Ｖ_ｓｘ，Ｖ_ｓｙ）を（Ｖ_ｍｘ，Ｖ_ｍｙ）となるように補正するためには、まず、吸着ノズル２２の並び方向に対する部品撮像装置５０の移動方向の水平面内での傾き角度θを算出する。

吸着ノズル２２の並び方向は、吸着ノズル２２の中心Ｐ１〜Ｐ６を通る直線の延びる方向に一致する。したがって、吸着ノズル２２の並び方向に対する部品撮像装置５０の移動方向の水平面内での傾き角度θは、部品撮像装置５０の座標系Ｘ_ｓＹ_ｓにおける吸着ノズル２２の中心Ｐ１〜Ｐ６を通る直線ｙ＝ａｘの傾きａを求めることにより、以下の式（１）によって算出する。

上記式（１）の傾きａを求めるために、まず、各吸着ノズル２２の中心Ｐ１〜Ｐ６の座標（ｘ_ｋ，ｙ_ｋ）（ｋ＝１，２，…，６）を求める。このために、図１３に示すように、各吸着ノズル２２ａ〜２２ｆ（図１２参照）に測定用冶具１２２を吸着させ、吸着された測定用冶具１２２を撮像した場合の測定用冶具１２２の中心Ｃの位置から各吸着ヘッド２２ａ〜２２ｆの位置を算出する。この測定用冶具１２２は、ガラス基板に既知の寸法を有する部品形状１２２ａが印刷されている。部品形状１２２ａのガラス基板への印刷は高い精度で行うことができるので、吸着ノズル２２自体の寸法精度よりも高い寸法精度を有する測定用冶具１２２を用いることにより、吸着ノズル２２を直接測定する場合と比較して高い精度で中心Ｃの位置を測定することが可能である。

ここで、吸着ノズル２２ｆの位置Ｐ６（ｘ_６，ｙ_６）を算出する場合を例に取ると、図１４に示すように、測定用冶具１２２を吸着した状態（図１４（Ａ）参照）で各吸着ヘッド２２ｆを９０度ずつ回転させた４つの角度（０度、９０度、１８０度、２７０度）において部品撮像装置５０により撮像する。そして、図１４の（Ｂ）に示すように、このときに得られた画像から認識される測定用冶具１２２の中心Ｃのそれぞれの位置をＲ０、Ｒ９０、Ｒ１８０およびＲ２７０とし、これら４点の座標の平均を求めることにより画像Ｆ６における吸着ノズル２２の中心位置Ｐ６（ｘ_Ｐ６，ｙ_Ｐ６）（図１４（Ｃ）参照）を測定する。そして、図１２に示すように、２つの吸着ノズル２２間の既知の間隔Ｗ（ヘッドオフセット）から、部品撮像装置５０の座標系Ｘ_ｓＹ_ｓにおける第１吸着ノズル２２ａの位置Ｐ１を原点ＯとしたＰ６の位置（ｘ_６，ｙ_６）が算出される。具体的には、ｘ_６＝ｘ_Ｐ６＋５Ｗ、ｙ_６＝ｙ_Ｐ６である。同様にして他の吸着ノズル２２ｂ〜２２ｅの原点Ｏに対する位置Ｐ２（ｘ-_２--、ｙ_２）〜Ｐ５（ｘ_５--、ｙ_５）を算出する。

そして、吸着ノズル２２ａ〜２２ｆのそれぞれの位置（ｘ_ｋ、ｙ_ｋ）（ｋ＝１，２，３，…，６）を通る直線ｙ＝ａｘを最小二乗法により近似し、以下の式（２）により傾きａを求める。

得られた傾きａに基づいて、上記式（１）から吸着ノズル２２の並び方向に対する部品撮像装置５０の移動方向の傾きθを算出することができる。

次に、算出した傾き角度θから、部品撮像装置５０の座標系Ｘ_ｓＹ_ｓにおける部品１２０の認識位置（Ｖ_ｓｘ，Ｖ_ｓｙ）を、傾きのない座標系ＸＹにおける認識位置（Ｖ_ｍｘ，Ｖ_ｍｙ）となるように補正する。ここでは、第６ノズル２２ｆに吸着された部品１２０の中心が点Ｇにある場合の例を示す。

図１５に示すように、第６ノズル２２ｆの位置Ｐ６は、第１ノズル２２ａの位置Ｐ１を原点Ｏとして、ベクトルＨ_ｍ（Ｈ_ｍｘ，Ｈ_ｍｙ）で表される。ここで、各吸着ノズル２２のそれぞれの位置（ｘ_ｋ、ｙ_ｋ）（ｋ＝１，２，…，６）が算出されているので、ベクトルＨ_ｍは既知である。また、部品撮像装置５０の傾き角度θだけ傾いた座標系Ｘ_ｓＹ_ｓにおいて第６ノズル位置Ｐ６に相当する点Ｐ６ａは、ベクトルＨ_ｓ（Ｈ_ｓｘ，Ｙ_ｓｘ）で表される。したがって、このベクトルＨ_ｍに傾き角度θ分回転するように以下の式（３）に示す座標変換を施すことにより、ベクトルＨ_ｓ（Ｈ_ｓｘ，Ｈ_ｓｙ）が算出される。

次に、吸着された部品１２０が点Ｇにある場合には、部品撮像装置５０によって撮像された画像Ｆ６からはベクトルＶ_ｓ（Ｖ_ｓｘ，Ｖ_ｓｙ）として認識される。このとき傾きのない座標系ＸＹにおける部品１２０の位置はベクトルＲ３（Ｖ_ｍｘ，Ｖ_ｍｙ）で表される。このため、ベクトルＨ_ｍを回転させて点Ｐ６ａの位置ベクトルＨ_ｓを算出したのと同じように、点Ｇの位置ベクトルＲ１を角度θ分だけ回転させて点Ｇａの位置ベクトルＲ２を求めれば、このベクトルＲ２からベクトルＨ_ｓの差を取ることにより、ＸＹ座標系における部品１２０の位置のベクトルＲ３に相当するＸ_ｓＹ_ｓ座標系のベクトルＶ_ｍ（Ｖ_ｍｘ，Ｖ_ｍｙ）が得られる。これにより、ＸＹ座標系における認識結果Ｒ３と一致した認識結果Ｖ_ｍが得られる。

ここで、原点Ｏから部品１２０の位置ＧまでのベクトルＲ１が、算出されたベクトルＨ_ｓ（Ｈ_ｓｘ，Ｈ_ｓｙ）と下面画像から認識されるベクトルＶ_ｓ（Ｖ_ｓｘ，Ｖ_ｓｙ）との和（Ｈ_ｓ＋Ｖ_ｓ）により表現できることから、このベクトルＲ１＝（Ｈ_ｓ＋Ｖ_ｓ）を傾き角度角度θだけ回転させたベクトルＲ２を求めることができる。そして、以下の式（４）に示すように、このベクトルＲ２（＝Ｈ_ｓ＋Ｖ_ｓに回転行列をかけたベクトル）からベクトルＨ_ｓ（Ｈ_ｓｘ，Ｈ_ｓｙ）の差を取ることにより、ＸＹ座標系におけるベクトルＲ３に相当するＸ_ｓＹ_ｓ座標系におけるベクトルＶ_ｍ（Ｖ_ｍｘ，Ｖ_ｍｙ）を得ることができる。

以上の処理をそれぞれの吸着ノズル２２ａ〜２２ｅについても同じように行うことにより、部品撮像装置５０の移動方向（Ｘ_ｓ方向）が吸着ノズル２２の並び方向に対して水平面内で角度θ傾いている場合に、部品撮像装置５０により撮像される画像Ｆ１〜Ｆ６において認識される部品１２０の位置を、部品撮像装置５０の移動方向が水平面内で傾いていない状態で撮像される画像ｆ１〜ｆ６において認識される部品１２０の位置となるように補正することができる。

図１６は、第１実施形態による表面実装機の吸着ノズルの並び方向に対する部品撮像装置の移動方向の傾き角度の測定方法を説明するためのフローチャートである。次に、図１６を参照して、第１実施形態による表面実装機１００の吸着ノズル２２の並び方向（Ｘ方向）に対する部品撮像装置５０の移動方向（Ｘ_ｓ方向）の傾き角度θの測定方法を説明する。

まず、ステップＳ１において、測定用冶具１２２（図１３および図１４参照）がヘッドユニット２０の６本の吸着ノズル２２の全てに吸着される。そして、ステップＳ２において、部品撮像装置５０により吸着ノズル２２の回転角度０度の状態（吸着時の状態）における測定用冶具１２２を撮像する。このとき、撮像された測定用冶具１２２の下面画像から、それぞれの測定用冶具１２２の中心位置Ｒ０を認識する。そして、ステップＳ３において、全ての吸着ノズル２２をステップＳ２の状態から９０度回転させた状態で、部品撮像装置５０により測定用冶具１２２を撮像する。これにより、それぞれの測定用冶具１２２の中心位置Ｒ９０を認識する。ステップＳ４では、全ての吸着ノズル２２をステップＳ３の状態からさらに９０度回転させた状態（１８０度回転状態）で、部品撮像装置５０により測定用冶具１２２を撮像する。これにより、それぞれの測定用冶具１２２の中心位置Ｒ１８０を認識する。そして、ステップＳ５において、全ての吸着ノズル２２をステップＳ４の状態からさらに９０度回転させた状態（２７０度回転状態）で、部品撮像装置５０により測定用冶具１２２を撮像する。これにより、それぞれの測定用冶具１２２の中心位置Ｒ２７０を認識する。

次に、ステップＳ６において、上記ステップＳ２からステップＳ５までの９０度ごとに回転させた４つの角度における認識が、所定の回数（たとえば、１０回）行われたか否かが判断される。ステップＳ２からステップＳ５までの４つの角度における測定用冶具１２２の認識が所定の回数行われていない場合には、ステップＳ２に戻る。ステップＳ２からステップＳ５までの認識が所定の回数行われた場合には、ステップＳ７に進む。

そして、ステップＳ７において、それぞれの吸着ノズル２２に吸着された測定用冶具１２２の中心位置Ｒ０、Ｒ９０、Ｒ１８０およびＲ２７０について、ステップＳ６により所定の回数分認識を行ったため、この認識回数分得られた認識結果を平均し、それぞれの測定用冶具１２２における中心位置Ｒ０、Ｒ９０、Ｒ１８０およびＲ２７０を求める。さらに、求めた中心位置Ｒ０、Ｒ９０、Ｒ１８０およびＲ２７０に基づいて、それぞれの測定用冶具１２２を吸着した吸着ノズル２２の位置Ｐ１〜Ｐ６を算出する。そして、このＰ１〜Ｐ６と、既知のヘッドオフセットＷに基づいて原点Ｏからの第１ノズル２２ａ、第２ノズル２２ｂ、…、第６ノズル２２ｆの位置座標（ｘ_ｋ，ｙ_ｋ）を算出する。

次に、ステップＳ８において、算出された各ノズルの位置座標（ｘ_ｋ，ｙ_ｋ）から、上記式（２）に基づいて、最小二乗法による近似直線の傾きａを算出する。そして、この傾きａから、上記式（１）によって部品撮像装置５０の移動方向（Ｘ_ｓ方向）の傾き角度θを算出する。さらに、ステップＳ９において、算出した傾き角度θを記憶部６４に保存して、吸着ノズル２２の並び方向（Ｘ方向）に対する部品撮像装置５０の移動方向（Ｘ_ｓ方向）の水平面内での傾き角度θの測定が終了する。

図１７は、第１実施形態による表面実装機の部品撮像装置の下面画像に基づく認識結果の補正処理を説明するためのフローチャートである。次に、図１７を参照して、第１実施形態による表面実装機１００の部品撮像装置５０下面画像に基づく認識結果の補正処理を説明する。

まず、ステップＳ１１において、吸着ノズル２２に吸着された部品１２０の下面が撮像される。ここで、水平面内での傾き角度θだけ傾いて撮像された下面画像から、Ｘ_ｓＹ_ｓ座標系における部品１２０の位置Ｖ_ｓ（Ｖ_ｓｘ，Ｖ_ｓｙ）が認識される。

次に、ステップＳ１２において、部品撮像装置５０の水平面内での傾き角度θが記憶部６４から呼び出される。また、ステップＳ１３において、部品１２０を吸着した吸着ノズル２２の位置ベクトルＨ_ｍ（Ｈ_ｍｘ，Ｈ_ｍｙ）と、呼び出された傾き角度θに基づいて上記式（３）からベクトルＨ_ｓ（Ｈ_ｓｘ，Ｈ_ｓｙ）が算出される。そして、上記式（４）により、ステップＳ１１において認識された部品１２０の位置Ｖ_ｓ（Ｖ_ｓｘ，Ｖ_ｓｙ）と、算出されたベクトルＨ_ｓ（Ｈ_ｓｘ，Ｈ_ｓｙ）と、傾き角度θとから、傾きのないＸＹ座標系における認識結果と一致した認識結果Ｖ_ｍ（Ｖ_ｍｘ，Ｖ_ｍｙ）を算出する。これにより、部品撮像装置５０の移動方向が吸着ノズルの並び方向に対して傾いている状態で撮像された下面画像が、部品撮像装置５０の移動方向が傾いていない状態で撮像された場合の下面画像と同じになるように補正される。

次に、第１実施形態の表面実装機１００によるプリント基板１１０への部品１２０の実装動作について説明する。

まず、図１に示すように、プリント基板１１０が一対の基板搬送コンベア１０を介して基台１上に搬入されるとともに、基台１の中央の装着作業位置まで搬送される。

また、プリント基板１１０の搬入動作と並行して、実装対象の部品１２０がヘッドユニット２０によりテープフィーダ１２１から取り出される。具体的には、ヘッドユニット２０がテープフィーダ１２１の上方に移動されることにより、テープフィーダ１２１に保持される実装対象の部品１２０の上方にヘッドユニット２０の吸着ノズル２２が配置される。

その後、吸着ノズル２２を下降させるとともに、所定のタイミングで吸着ノズル２２の先端に負圧が供給される。これにより、テープフィーダ１２１上の部品１２０が吸着ノズル２２により吸着および保持される。

次に、部品１２０を保持した吸着ノズル２２が上昇し、ヘッドユニット２０はプリント基板１１０の上方の装着位置に移動される。この時、ヘッドユニット２０を移動させながら、図７および図９に示すように、ヘッドユニット２０に取り付けられた部品撮像装置５０をＸ方向に移動させることにより、吸着ノズル２２に保持された部品１２０の下面および側面の撮像が行われる。

また、部品１２０の下面および側面の画像のデータは、主制御部６１（図１１参照）に取り込まれる。主制御部６１は、部品１２０の側面の画像により部品１２０の厚みを認識するとともに、その厚みに基づいて部品１２０の吸着ノズルに対する吸着状態（いわゆるチップ立ちなどの吸着不良の有無）を判定する。そして、吸着不良が無いと判定した場合には、主制御部６１は、部品１２０の下面の画像について、上記した補正処理を行う。主制御部６１は、補正処理を行った後の部品１２０の画像により部品１２０の位置を認識するとともに、吸着ノズル２２の吸着位置の部品１２０の位置に対するずれ量を算出する。そして、その算出したずれ量に基づいてヘッドユニット２０が移動するとともに吸着ノズル２２が回転して、部品１２０の装着位置の微調整が行われる。上述した部品１２０の装着位置の補正処理は、ヘッドユニット２０がテープフィーダ１２１上からプリント基板１１０の装着位置に移動するのと並行して行われる。

そして、図１に示すように、ヘッドユニット２０がプリント基板１１０の装着位置に移動された後、吸着ノズル２２が下降されて部品１２０がプリント基板１１０に装着される。以上の処理が繰り返し行われることにより、部品１２０のプリント基板１１０への装着が行われる。

また、部品１２０の実装が完了したプリント基板１１０は、一対の基板搬送コンベア１０を介して基台１から搬出される。このようにして、表面実装機１００による部品１２０の実装動作が終了する。

第１実施形態では、上記のように、複数の吸着ノズル２２の並び方向（Ｘ方向）に対する部品撮像装置５０の移動方向（Ｘ_ｓ方向）の水平面内における傾き角度θに基づいて、部品撮像装置５０により撮像された下面画像を複数の吸着ノズル２２の並び方向（Ｘ方向）に対する部品撮像装置５０の移動方向（Ｘ_ｓ方向）の傾きがない状態で撮像された場合の下面画像と同じになるように補正処理を行うことにより、ヘッドユニット２０に対して部品撮像装置５０が移動可能なようにヘッドユニット２０に部品撮像装置５０を取り付けた構成において、組み付け誤差により部品撮像装置５０の移動方向が複数の吸着ノズル２２の並び方向に対して傾き角度θで傾いている場合にも、傾き角度θで傾いている分だけヘッドユニット２０の座標系における部品１２０の位置からずれた位置に部品１２０が映った下面画像から、部品撮像装置５０の移動方向の傾きによるずれのない位置に部品１２０が映った下面画像を得ることができる。このずれのない位置に部品１２０が映った下面画像により部品１２０の位置を認識することにより、部品撮像装置５０の移動方向が複数の吸着ノズル２２の並び方向（Ｘ方向）に対して傾いて取り付けられた場合にも、部品１２０の正しい位置を認識することができるので、正確な位置に部品１２０を装着することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、補正処理は、吸着ノズル２２の間の距離（ヘッドオフセット）に基づいて第１吸着ノズル２２ａの位置を求めるとともに、その位置を中心として部品撮像装置５０により撮像された下面画像を水平面内で傾き角度θ分回転させ、回転後の画像を回転前の下面画像における画像の中心を基準として認識することにより行うことによって、部品撮像装置５０の吸着ノズル２２に対する移動方向が複数の吸着ノズル２２の並び方向（Ｘ方向）に対して水平面内で傾き角度θで傾いている場合にも、水平面内で傾き角度θ分回転させることによって、容易に部品１２０の正しい位置を認識することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、傾き角度θは、部品撮像装置５０によって撮像された下面画像における複数の吸着ノズル２２のそれぞれの位置を算出するとともに、算出された複数の吸着ノズル２２のそれぞれの位置から求めた部品撮像装置５０の移動方向（Ｘ_ｓ方向）に対する複数の吸着ノズル２２の並び方向の水平面内での傾きａに基づいて算出することによって、部品撮像装置５０の座標系（Ｘ_ｓＹ_ｓ座標系）の横軸は部品撮像装置の移動方向（Ｘ_ｓ方向）であるので、部品撮像装置５０の座標系における吸着ノズル２２の並び方向の傾きａを求めることにより、部品撮像装置５０の移動方向の吸着ノズル２２の並び方向に対する傾き角度θを容易に算出することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、既知の寸法を有する測定用冶具１２２を複数の吸着ノズル２２に吸着させるステップＳ１と、測定用冶具１２２を吸着した状態において吸着ノズル２２の軸を中心に９０度ごとに４つの角度回転させて部品撮像装置５０により下面側から撮像するステップＳ２〜Ｓ５と、測定用冶具１２２の４つの角度における下面画像に基づいて複数の吸着ノズル２２のそれぞれの位置を算出するステップＳ７と、算出された複数の吸着ノズル２２のそれぞれの位置から複数の吸着ノズル２２の部品撮像装置５０の移動方向に対する並び方向の傾きａを算出し、傾きに基づいて傾き角度を算出するステップＳ８とを行うことによって、測定用冶具１２２を用いて、吸着ノズル２２の位置を精度よく測定することができる。また、精度よく測定した吸着ノズル２２の位置から吸着ノズル２２の並び方向の傾きａを求めることにより、部品撮像装置５０の移動方向の傾き角度θを精度よく算出することができる。

（第２実施形態）
図１８は、本発明の第２実施形態による表面実装機を示す斜視図である。図１９は、吸着ノズルの並び方向の傾き角度の測定方法を説明するための図である。この第２実施形態では、上記第１実施形態での補正処理に加えて、基台１に固定して設置され、設置位置の上方をヘッドユニット２０が移動することにより吸着ノズル２２に吸着された部品１２０を下面側から撮像する固定撮像装置５００の画像を用いた補正処理も行う例について説明する。なお、固定撮像装置５００は、本発明の「固定撮像部」の一例である。

第２実施形態の固定撮像装置５００は、図１８に示すように、平面的に見て、基板搬送コンベア１０とテープフィーダ１２１との間に設置されている。また、固定撮像装置５００は、吸着ノズル２２に吸着された部品１２０の下面を撮像するために、上方（Ｚ方向）に向けて配置されている。この固定撮像装置５００は、吸着ノズル２２に部品１２０を吸着させた状態でヘッドユニット２０が固定撮像装置５００の上方（Ｚ方向）をＸ方向に移動することにより撮像するように構成されている。

固定撮像装置５００は、１つの部品認識用カメラ（図示せず）と、吸着ノズル２２に吸着された部品１２０に対して照明光を照射する照明部（図示せず）とを含んでいる。また、部品認識用カメラは、部品認識用カメラ５２と同様の構成を有する。すなわち、６つのラインセンサ５２１〜５２６（図１０参照）からなるイメージセンサ５２ａが内蔵されている。これらのラインセンサの各々は、Ｘ方向に並べて配置されている。また、それぞれのラインセンサの画素の並び方向がＹ方向と一致するように配置されている。固定撮像装置５００は基台１に固定して設置されているので、高い位置精度で組み付けることができる。したがって、固定撮像装置５００によって撮像される画像の座標軸は、ヘッドユニット支持部３０の軸方向（Ｘ方向）および固定レール部４０の軸方向（Ｙ方向）と一致する。このため、固定撮像装置５００によって撮像された画像の座標系は、ヘッドユニット２０の座標系（ＸＹ座標系）とずれることなく一致して撮像されると考えてよい。なお、その他の構成は上記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

ここで、図１９に示すように、吸着ノズル２２の並び方向が、Ｘ方向に対して水平面内で傾き角度φだけ傾いて取り付けられていた場合に、この第２実施形態では、固定撮像装置５００により、上述した傾き角度θの算出方法と同様の方法を用いてＸ方向に対する吸着ノズル２２の並び方向の傾き角度φを算出する。

すなわち、Ｘ方向に対する吸着ノズル２２の並び方向の傾き角度φを算出するには、各吸着ノズル２２ａ〜２２ｆに測定用冶具１２２を吸着させた状態で固定撮像装置５００の上方をヘッドユニット２０が移動することにより撮像する。ここで、測定用冶具１２２を吸着した状態で各吸着ヘッド２２ｆを９０度ずつ回転させた４つの角度において固定撮像装置５００により撮像し、各吸着ヘッド２２ａ〜２２ｆの位置（ｘ_ｋ--、ｙ_ｋ）を算出する。そして、求めた吸着ノズル２２ａ〜２２ｆの中心位置（ｘ_ｋ、ｙ_ｋ）を通る直線を最小二乗法により近似し、上記の式（２）により傾きａを求める。この傾きａから傾き角度φが得られる。

このようにして得られたＸ方向に対する吸着ノズル２２の並び方向の傾き角度φと、上記した吸着ノズル２２の並び方向に対する部品撮像装置５０の移動方向の傾き角度θとを用いることにより、ヘッドユニット２０の座標系（ＸＹ座標系）と部品撮像装置５０の座標系（ＸｓＹｓ座標系）とがより高い精度で一致される。

第２実施形態では、上記のように、固定撮像装置５００により撮像された部品１２０の下面画像により求められた複数の吸着ノズル２２の位置に基づいて複数の吸着ノズル２２の並び方向のＸ方向に対する傾きを算出し、算出した傾きに基づいて複数の吸着ノズル２２の並び方向のＸ方向に対する傾き角度φを求めることによって、ヘッドユニット２０（吸着ノズル２２）の移動方向（Ｘ方向）に対して吸着ノズル２２の並び方向が水平面内で傾き角度φだけ傾いて設けられていた場合でも、ヘッドユニット２０を移動可能に支持する基台１に固定して取り付けられた固定撮像装置５００によって傾き角度φを求めることができる。これにより、下面画像を傾き角度θに基づいて補正するだけでなく、吸着ノズル２２の並び方向が吸着ノズルの移動方向（Ｘ方向）に対してずれていた場合にも、傾き角度φに基づいて吸着ノズル２２の並び方向の吸着ノズルの移動方向（Ｘ方向）に対するずれに起因する画像のずれを補正することができる。その結果、さらに高精度の補正を行うことができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１実施形態および第２実施形態では、イメージセンサとして６つのラインセンサからなるＴＤＩセンサを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、１つのラインセンサのように撮像する対象物に対し相対的に走査することで撮影するタイプのイメージセンサを用いればよい。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、部品移載装置の一例である表面実装機１００に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、電子部品を検査するための部品試験装置（いわゆるＩＣハンドラー）などの他の部品移載装置に本発明を適用してもよい。

本発明の一実施形態による表面実装機を示す斜視図である。 図１に示した表面実装機のヘッドユニットおよび部品撮像装置の周辺部分を示す斜視図である。 図１に示した表面実装機の正面図である。 図１に示した表面実装機の平面図である。 図２に示した部品撮像装置の側面図である。 図２に示した部品撮像装置により部品の下面を撮像する場合の光路を示す斜視図である。 図６に対応する平面図である。 図２に示した部品撮像装置により部品の側面を撮像する場合の光路を示す斜視図である。 図８に対応する平面図である。 部品撮像装置に用いるＴＤＩセンサの機能を説明するための概念図である。 図１に示した表面実装機の制御的な構成を示すブロック図である。 吸着ノズルの並び方向に対して部品撮像装置の移動方向が傾いている状態の下面画像を説明するための図である。 吸着ノズルの並び方向に対する部品撮像装置の移動方向の傾き角度の算出方法を説明するための図である。 吸着ノズルの並び方向に対する部品撮像装置の移動方向の傾き角度の算出方法を説明するための図である。 部品撮像装置の移動方向が傾いている場合の下面画像の認識結果を傾いていない場合の下面画像の認識結果に補正する補正処理を説明するための図である。 吸着ノズルの並び方向に対する部品撮像装置の移動方向の傾き角度の測定方法を説明するためのフローチャートである。 部品撮像装置の下面画像に基づく認識結果の補正処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態による表面実装機を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態おいてＸ方向に対する吸着ノズルの並び方向の傾き角度の測定方法を説明するための図である。

符号の説明

１ 基台
２０ ヘッドユニット
２２ 吸着ノズル
５０ 部品撮像装置（撮像部）
６０ 制御装置（制御部）
１００ 表面実装機（部品移載装置）
１２０ 部品
１２２ 測定用冶具
５００ 固定撮像装置（固定撮像部）

Claims (6)

1. 直線状に並んで配置された複数の吸着ノズルを含み、部品を前記吸着ノズルにより吸着しながら移動して前記部品を搬送するヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットに前記複数の吸着ノズルの並び方向に沿って移動可能に取り付けられ、前記ヘッドユニットに対して移動しながら前記吸着ノズルに吸着された前記部品を下面側から撮像する撮像部と、
   前記撮像部により前記部品の下面側から撮像された画像に所定の補正処理を行った補正画像に基づいて前記ヘッドユニットの移動を制御する制御部とを備え、
   前記補正処理は、前記複数の吸着ノズルの並び方向に対する前記撮像部の移動方向の水平面内における第１傾き角度に基づいて、前記撮像部により撮像された下面画像を前記複数の吸着ノズルの並び方向に対する前記撮像部の移動方向の傾きがない状態で撮像された場合の下面画像と同じになるように補正する、部品移載装置。
2. 前記補正処理は、前記吸着ノズル間の距離に基づいて所定の前記吸着ノズルの位置を求めるとともに、その位置を中心として前記撮像部により撮像された下面画像を水平面内で前記第１傾き角度分回転させ、回転後の下面画像を回転前の下面画像における画像の中心を基準として認識することにより行われる、請求項１に記載の部品移載装置。
3. 前記第１傾き角度は、前記撮像部によって撮像された下面画像における前記複数の吸着ノズルのそれぞれの位置を算出するとともに、前記算出された前記複数の吸着ノズルのそれぞれの位置から求めた前記撮像部の移動方向に対する前記複数の吸着ノズルの並び方向の水平面内での傾きに基づいて算出される、請求項１または２に記載の部品移載装置。
4. 前記ヘッドユニットを一方方向および前記一方方向に直交する他方方向に移動可能に支持する基台と、
   前記基台に固定的に設置され、設置位置の上方を前記ヘッドユニットが移動することにより前記吸着ノズルに吸着された前記部品を下面側から撮像する固定撮像部とをさらに備え、
   前記補正処理は、前記固定撮像部により撮像された前記部品の下面画像により求められた前記複数の吸着ノズルのそれぞれの位置に基づいて前記複数の吸着ノズルの並び方向の前記吸着ノズルの移動方向である前記一方方向に対する水平面内での傾きを算出し、前記傾きに基づいて前記複数の吸着ノズルの並び方向の前記吸着ノズルの移動方向である前記一方方向に対する水平面内での第２傾き角度を求める、請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品移載装置。
5. 直線状に並んで配置された複数の吸着ノズルを含み、部品を前記吸着ノズルにより吸着しながら移動して前記部品を搬送するヘッドユニットと、前記ヘッドユニットに前記複数の吸着ノズルの並び方向に沿って移動可能に取り付けられ、前記ヘッドユニットに対して移動しながら前記吸着ノズルに吸着された前記部品を下面側から撮像する撮像部とを備えた部品移載装置に用いられる部品認識方法であって、
   前記複数の吸着ノズルの並び方向に対する前記撮像部の移動方向の水平面内における第１傾き角度に基づいて、前記撮像部により撮像された下面画像を前記複数の吸着ノズルの並び方向に対する前記撮像部の移動方向の傾きがない状態で撮像された場合の下面画像と同じになるように補正処理を行うステップを備えた、部品移載装置の部品認識方法。
6. 前記複数の吸着ノズルがそれぞれ回転可能に構成されており、
   既知の寸法を有する測定用冶具を前記複数の吸着ノズルに吸着させ、前記測定用冶具を吸着した状態において前記吸着ノズルの軸を中心に少なくとも４つの角度回転させて前記撮像部により下面側から撮像するステップと、
   前記測定用冶具の前記４つの角度における下面画像に基づいて前記複数の吸着ノズルのそれぞれの位置を算出するステップと、
   前記算出された前記複数の吸着ノズルのそれぞれの位置から求めた前記複数の吸着ノズルの前記撮像部の移動方向に対する並び方向の傾きに基づいて前記第１傾き角度を算出するステップとをさらに備える、請求項５に記載の部品移載装置の部品認識方法。

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