JP2010010352A - 表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着ヘッドに吸着された部品の画像認識を部品サイズにかかわらず効率よく行うことにより、部品の実装効率を効果的に向上させる。
【解決手段】本発明の表面実装機１は、部品Ｃを吸着可能な複数の吸着ヘッド２０を備えた移動可能なヘッドユニット６により部品供給部４から部品Ｃを取り出して基板３上に実装するものであり、上記複数の吸着ヘッド２０に吸着された部品Ｃを画像認識するための手段として、小型部品のサイズに対応した比較的高い倍率で部品Ｃを撮像する小型部品用カメラ２１と、大型部品のサイズに対応した比較的低い倍率で部品Ｃを撮像する大型部品用カメラ２２とが、上記吸着ヘッド２０の配列方向に沿って移動可能に上記ヘッドユニット６に取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、部品を吸着可能な複数の吸着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部品を取り出して基板上に実装する表面実装機に関する。

従来、下記特許文献１に示されるように、複数の吸着ヘッド（実装用ヘッド）を具備したヘッドユニットにより、部品供給部から供給された部品を搬送して基板に実装する表面実装機において、上記吸着ヘッドに吸着された部品を撮像してその吸着状態を認識する手段として、上記ヘッドユニットに取り付けられた部品撮像用のカメラを備えた第１の部品認識手段と、実装機の基台上に固定的に取り付けられた部品撮像用のカメラを備えた第２の部品認識手段とを設けることが行われている。

そして、この特許文献１に開示された表面実装機においては、上記のような２種類の部品認識手段のうち、ヘッドユニットに取り付けられた第１の部品認識手段でＩＣ等の小型のチップ部品を撮像し、基台上に固定的に取り付けられた第２の部品認識手段でＱＦＰ等の大型部品を撮像することにより、上記２種類の部品認識手段を使い分けるようにしている。
特開２００５−１５０３８７号公報

ところで、上記特許文献１記載の表面実装機において、大型部品の撮像を行うには、上記ヘッドユニットにより部品供給部から部品を取り出した後、これを基板上に実装するまでの間に、実装機の基台上に設けられた固定式の第２の部品認識手段の上方に上記ヘッドユニットを移動させる必要があるため、上記部品供給部における部品取り出し位置、第２の部品認識手段、および基板の３者の位置関係によっては、部品を取り出してからこれを基板に実装するまでの間に、ヘッドユニットの移動経路を大きく迂回させなければならない場合がある。したがって、特に、基板に実装すべき部品の中に占める大型部品の割合が多くなると、ヘッドユニットのトータルの移動距離が長くなり、基板に全部品を実装し終えるのに要する時間が増大して実装効率が低下してしまうという問題が生じる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、吸着ヘッドに吸着された部品の画像認識を部品サイズにかかわらず効率よく行うことにより、部品の実装効率を効果的に向上させることが可能な表面実装機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本願の請求項１にかかる発明は、部品を吸着可能な複数の吸着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部品を取り出して基板上に実装する表面実装機であって、上記複数の吸着ヘッドに吸着された部品を画像認識するための手段として、小型部品のサイズに対応した比較的高い倍率で部品を撮像する小型部品用カメラと、大型部品のサイズに対応した比較的低い倍率で部品を撮像する大型部品用カメラとが、上記吸着ヘッドの配列方向に沿って移動可能に上記ヘッドユニットに取り付けられたことを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、小型部品に適した高倍率で撮像を行う小型部品用カメラ、および大型部品に適した低倍率で撮像を行う大型部品用カメラの両方をヘッドユニットに設けたため、これら各カメラのいずれかまたは両方を各吸着ヘッドの配列方向に沿って移動させることにより、上記各吸着ヘッドに吸着された部品のサイズにかかわらずその撮像を適正に行うことができる。このため、例えば実装機の基台上に固定カメラを設けてこの固定カメラにより大型部品を撮像するようにした場合と異なり、大型部品を撮像するたびに上記固定カメラの上方にヘッドユニットを移動させるといった必要がなく、部品供給部から基板に向かってヘッドユニットが移動する間に上記各カメラによって効率よく部品を撮像することができ、基板に対する部品の実装効率を効果的に向上させることができる。

本願の請求項２にかかる発明は、上記小型部品用カメラおよび上記大型部品用カメラが互いに独立して移動可能とされる。

この構成によれば、上記小型部品用カメラおよび上記大型部品用カメラを互いに独立して駆動させることでそれぞれのカメラを高速で移動させることができ、部品の撮像に要する時間を効果的に短縮できるという利点がある。

本願の請求項３にかかる発明は、上記小型部品用カメラで撮像すべき部品と、上記大型部品用カメラで撮像すべき部品とが、上記複数の吸着ヘッドに混在して吸着されている場合に、上記２つのカメラが同時又は略同時に移動を開始して部品の撮像を行う。

この構成によれば、例えば小型部品用カメラおよび大型部品用カメラのうちの一方の撮像動作が完了してから他方の撮像動作を開始するようにした場合と異なり、小型部品および大型部品の両方を略同時に撮像してその所要時間を効果的に短縮できるという利点がある。

本願の請求項４にかかる発明は、上記吸着ヘッドの配列方向に沿って延びる単一のボールねじ軸が上記ヘッドユニットに設けられ、このボールねじ軸に上記小型部品用カメラおよび上記大型部品用カメラがそれぞれ支持され、モータの回転により上記小型部品用カメラおよび上記大型部品用カメラが上記ボールねじ軸の軸方向に移動する。

この構成によれば、ボールねじ軸の部品点数を削減して装置のコンパクト化を図ることができるという利点がある。

本願の請求項５にかかる発明は、部品を吸着可能な複数の吸着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部品を取り出して基板上に実装する表面実装機であって、上記表面実装機の動作を統括的に制御する制御ユニットに、部品を小型部品と大型部品とに判別するための部品サイズ基準値データが記憶されており、この部品サイズ基準値データと上記基板上に実装される部品のサイズとが対比されることにより、上記基板上に実装される部品が、小型部品用カメラにて撮像される小型部品と大型部品用カメラにて撮像される大型部品とに判別され、その結果に基づいて、上記複数の吸着ヘッドに小型部品のみを吸着させて上記小型部品用カメラで撮像する動作と、大型部品のみを吸着させて上記大型部品用カメラで撮像する動作と、小型部品と大型部品を混在して吸着させて小型部品用カメラおよび大型部品用カメラの併用で撮像する動作とのいずれかが、上記制御ユニットにより設定されることを特徴とするものである。

この構成よれば、基板上に実装される部品サイズの判別を簡単に行うことができ、小型部品および大型部品の部品サイズにかかわらず適正な画像を短時間で得ることができる。

以上説明したように、本発明の表面実装機によれば、吸着ヘッドに吸着された部品の画像認識を部品サイズにかかわらず効率よく行うことができ、部品の実装効率を効果的に向上させることができる。

図１および図２は、本発明の一実施形態にかかる表面実装機１を概略的に示す図である。これら図１および図２に示すように、上記表面実装機１の基台１０上には、プリント基板３（以下、単に基板３と略す）を搬送するためのコンベア２が配置され、このコンベア２に沿って所定の実装作業位置（図１の２点鎖線で示される位置）まで搬送されてきた基板３が図外のクランプ機構により位置決め・保持されるようになっている。なお、以下の説明では、コンベア２による基板３の搬送方向をＸ軸方向、このＸ軸と水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向（つまり上下方向）をＺ軸方向として説明を進めることにする。

上記基台１０のＹ方向両側部には、部品を供給するための部品供給部４がそれぞれ設けられており、これら各部品供給部４は、Ｘ軸方向に横並びに配置された多数列のテープフィーダー５により構成されている。各テープフィーダー５は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ、抵抗等の小片状の部品が所定間隔（供給ピッチ）おきに収納されたテープと、これを導出するためのリール等を有しており、後述するヘッドユニット６により上記テープ内の部品がピックアップされるにつれて上記リールがテープを間欠的に繰り出すように構成されている。

上記基台１０の上方には、部品搬送用のヘッドユニット６が設けられている。このヘッドユニット６は、基台１０上においてＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に支持されており、上記実装作業位置に位置決めされた基板３と上記部品供給部４とにわたって自在に移動し得るように構成されている。

すなわち、上記基台１０上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール９と、Ｙ軸サーボモータ１５により回転駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ヘッドユニット６を支持するための支持部材７が上記固定レール９に沿ってＹ軸方向に移動可能に支持されるとともに、上記支持部材７に備わるナット部材１６が上記ボールねじ軸１４と螺合している。また、上記支持部材７には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１１により回転駆動されるボールねじ軸１２とが配設され、このボールねじ軸１２と螺合するナット部材（図示省略）を備えた上記ヘッドユニット６が上記ガイド部材１３に沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されている。そして、Ｙ軸サーボモータ１５が作動してボールねじ軸１４が回転駆動されることにより、上記支持部材７がねじ送りされてヘッドユニット６と一体にＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１１が作動してボールねじ軸１２が回転駆動されることにより、上記ヘッドユニット６が支持部材７に対しＸ軸方向に移動するように構成されている。

上記ヘッドユニット６には、部品を吸着して保持するための複数の吸着ヘッド２０が搭載されており、当実施形態では、６本の吸着ヘッド２０がＸ軸方向に一列に並べられた状態で搭載されている。

これら吸着ヘッド２０は、それぞれ、ヘッドユニット６の本体部に対しＺ軸方向の移動およびＲ軸（ヘッド中心軸）回りの回転が可能なように支持され、図外のサーボモータを駆動源とする昇降駆動機構および回転駆動機構によりそれぞれ上記各方向に駆動されるようになっている。

上記各吸着ヘッド２０の先端部には、部品吸着用のノズル２０ａがそれぞれ設けられている。各ノズル２０ａは図外の負圧供給手段にそれぞれ接続されており、上記部品供給部４からの部品取出し時には、上記ノズル２０ａの先端に上記負圧供給手段から負圧が供給されることにより部品の吸着が行われるようになっている。

また、上記ヘッドユニット６には、その吸着ヘッド２０の配列方向（Ｘ軸方向）に沿って移動可能なスキャン式の撮像手段としての２つのカメラ２１，２２が取り付けられており、これら各カメラ２１，２２により、上記各吸着ヘッド２０に吸着された部品がその搬送途中に撮像されるようになっている。

上記各カメラ２１，２２は、吸着部品のサイズに応じて使い分けられ、例えばＩＣ等のチップ部品からなる比較的小型の部品を撮像する場合にはカメラ２１が用いられ、ＱＦＰ等の比較的大型の部品を撮像する場合にはカメラ２２が用いられる。なお、以下では、小型部品を撮像するためのカメラ２１を小型部品用カメラ、大型部品を撮像するためのカメラ２２を大型部品用カメラと称する。

次に、上記小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２の具体的構成について図３および図４を用いて説明する。なお、図３は、ヘッドユニット６の下部を＋Ｙ側から見た背面図であり、図４は、当該部を＋Ｘ側から見た側面断面図である。

まず、小型部品用カメラ２１について説明する。この小型部品用カメラ２１は、その主な構成要素として、例えば１次元のＣＣＤイメージセンサ等からなるラインセンサを備えたカメラ本体２５と、このカメラ本体２５に吸着部品Ｃの像を導くための反射ミラー２７と、上記吸着部品Ｃに照明光を当てるための照明体２９と、これらカメラ本体２５、反射ミラー２７、および照明体２９を支持するための支持フレーム３１とを有している。

上記支持フレーム３１には上向きに開口した窓部３１ａが設けられており、上記吸着ヘッド２０に吸着された部品Ｃの像がこの窓部３１ａを通じてカメラ本体２５へと導かれるようになっている。すなわち、部品Ｃの撮像時には、上記窓部３１ａが吸着ヘッド２０の下方に配置された状態で上記照明体２９が点灯されることにより、上記吸着ヘッド２０の下端部（ノズル２０ａ）に吸着された部品Ｃの下面の像が上記窓部３１ａを通じて反射ミラー２７に入射され、この反射ミラー２７で異なる向きに反射された上記部品Ｃの像がカメラ本体２５に取り込まれるようになっている。なお、図４において符号２５ａは集光レンズ部であり、上記反射ミラー２７で反射された部品Ｃの像は、この集光レンズ部２５ａを通過することで所定の倍率に拡大された後に上記カメラ本体２５（より具体的にはその内部に設けられた受光素子）へと導かれるようになっている。

そして、このような小型部品用カメラ２１による部品Ｃの撮像動作が、同カメラ２１のＸ軸方向の移動（その駆動系については後で詳述する）に伴い順次行われることにより、上記各吸着ヘッド２０に吸着された複数の部品Ｃがノンストップで撮像されるようになっている。

一方、上記大型部品用カメラ２２も、上記小型部品用カメラ２１の場合と同様、カメラ本体２６、反射ミラー２８、照明体３０、支持フレーム３２を有している。また、図中の符号３２ａは支持フレーム３２の窓部であり、２６ａはカメラ本体２６の集光レンズ部である。

以上のように、上記小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２は、基本的に同様の部品構成を有している。ただし、これら各カメラ２１，２２は、例えばそのカメラ本体２５，２６の集光レンズ部２５ａ，２６ａに倍率や口径の異なるレンズが用いられる等により、撮像に適した部品Ｃのサイズが異なるように構成されている。具体的に、小型部品用カメラ２１は、ＩＣ等の小型部品のサイズに対応した比較的高い倍率で部品Ｃを撮像するように構成され、もう一方の大型部品用カメラ２２は、ＱＦＰ等の大型部品のサイズに対応した比較的低い倍率で部品Ｃを撮像するように構成されている。すなわち、撮像対象が小型部品である場合には、その吸着状態を精度よく調べるために部品Ｃをある程度拡大して撮像する必要がある一方、撮像対象が大型部品である場合には、あまり拡大して撮像すると部品Ｃの全体像を取り込むことができないため、それぞれの部品のサイズに応じた適正な倍率（ズーム倍率）で撮像を行うべく、上記各カメラ２１，２２の光学系が設定されている。

なお、上述したように、ズーム倍率の異なる２種類のカメラ２１，２２では、撮像に適した部品Ｃのサイズが異なるが、その具体的な範囲は、上記集光レンズ部２５ａ，２６ａの口径や倍率等の光学系に応じて適宜設定可能である。小型部品用カメラ２１により撮像可能な部品Ｃの適正サイズは例えば正方形の場合は一辺の長さが０．２mm〜１０mm程度に、大型部品用カメラ２２により撮像可能な部品Ｃの適正サイズは例えば正方形の場合は一辺の長さが５mm〜３０mm程度にそれぞれ設定される。

次に、上記小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２の駆動系について説明する。上記ヘッドユニット６には、Ｘ軸方向に延びるガイドレール４１が取り付けられており、このガイドレール４１に沿ってスライド自在に設けられたスライダ３５，３６に、上記小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２の各支持フレーム３１，３２がそれぞれ取り付けられている。

上記各スライダ３５，３６には、中空モータ３７，３８がそれぞれ内蔵されており、上記ガイドレール４１と平行にＸ軸方向に延びる一本のボールねじ軸４２が、上記中空モータ３７，３８をそれぞれ貫通する状態で設けられている。また、上記中空モータ３７，３８には、上記ボールねじ軸４２と螺合する図外のナット部材が、Ｘ軸回りに回転可能な状態で一体的に連結されている。そして、上記中空モータ３７，３８が作動して上記ナット部材が正方向または逆方向に回転駆動され、これに伴い上記各スライダ３５，３６がボールねじ軸４２に沿ってねじ送りされることにより、上記小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２が＋Ｘ方向または−Ｘ方向に個別に移動するように構成されている。

次に、以上のように構成された表面実装機１の制御系について図５のブロック図を用いて説明する。本図に示すように、表面実装機１には、その各部の動作を統括的に制御するための制御ユニット５０が内蔵されている。この制御ユニット５０は、周知のＣＰＵや各種メモリ（ＲＡＭやＲＯＭ）等から構成されており、その主な機能要素として、主制御部５１、画像処理部５２、カメラ制御部５３、および軸制御部５４を有している。また、制御ユニット５０には、部品のサイズを判別するための部品サイズ基準値データが記憶されている。

上記軸制御部５４は、上記ヘッドユニット６を移動させるためのＸ軸サーボモータ１１およびＹ軸サーボモータ１５の駆動や、上記各吸着ヘッド２０を上下方向等に移動させるための図外のサーボモータの駆動を制御するものである。

上記カメラ制御部５３は、上記小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２の各カメラ本体２５，２６、照明体２９，３０、および中空モータ３７，３８の動作をそれぞれ制御することにより、上記各カメラ２１，２２による部品Ｃの撮像動作（つまり吸着ヘッド２０の列に沿って移動しつつ部品Ｃを撮像する動作）を制御するものである。

上記画像処理部５２は、上記カメラ本体２５，２６で撮像された各画像を取り込んでそれらの画像に対し所定の画像処理を施すものである。

上記主制御部５１は、上記制御ユニット５０の中枢機能を担うものであり、他の機能要素（５２，５３，５４）との間で種々のデータの授受等を行いつつ各種演算を実行することにより、上記ヘッドユニット６や各カメラ２１，２２等の動作を統括的に制御するものである。

以上のように構成された制御ユニット５０による制御の下、上記表面実装機１は、例えば以下のようにして部品の実装動作を行う。

実装動作が開始されると、まず、コンベア２により基板３が図１に示す実装作業位置まで搬入されて位置決めされる。次いで、ヘッドユニット６が部品供給部４の上方に移動し、当該部品供給部４内の所定のテープフィーダー５から上記ヘッドユニット６の各吸着ヘッド２０により部品Ｃが吸着されて取り出される。

このようにして部品供給部４からの部品Ｃの取り出しが完了すると、この部品Ｃを基板３まで搬送すべく、上記ヘッドユニット６が基板３に向けて移動を開始する。そして、この移動の途中で、上記小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２のいずれかまたは両方が作動して上記各吸着ヘッド２０に吸着された部品Ｃの撮像が行われる。

どのカメラによって撮像を行うかは、上記制御ユニット５０により判別される部品サイズの大きさに基づき決定される。すなわち、上記制御ユニット５０にあらかじめ記憶された部品サイズ基準値データと、上記基板３上に実装される部品Ｃのサイズとが対比される。そして、基板３上に実装される部品Ｃが、例えば正方形の一辺の長さが１０mm未満のサイズであると、当該部品Ｃが、小型部品用カメラ２１により撮像すべき小型部品であると判別され、正方形の一辺の長さが１０mm以上のサイズであると、大型部品用カメラ２２により撮像すべき大型部品であると判別される。なお、部品Ｃのサイズは、あらかじめ制御ユニット５０に記憶された実装プログラム（部品の実装順序や各種動作パラメータ等が規定されたプログラム）に基づき求められる。

具体的に、上記部品Ｃの撮像は、上記各吸着ヘッド２０に吸着された部品Ｃのサイズに応じて、例えば以下のようにして行われる。なお、以下では、吸着部品Ｃのうち、小型部品用カメラ２１で撮像すべき部品（例えば正方形の部品の場合は一辺の長さが１０mm未満のもの）を小型部品Ｃ１、大型部品用カメラ２２で撮像すべき部品（例えば正方形の部品の場合は一辺の長さが１０mm以上のもの）を大型部品Ｃ２と称する。

（１）吸着部品が小型部品のみである場合
図６に示すように、制御ユニット５０により、各吸着ヘッド２０に吸着されている部品が全て小型部品Ｃ１になるように設定された場合（つまり制御ユニット５０があらかじめ記憶された実装プログラム等に基づいて各吸着ヘッド２０に小型部品Ｃ１のみを吸着させた場合）には、小型部品用カメラ２１のみが吸着ヘッド２０の列に沿って移動し、この小型部品用カメラ２１によって上記各小型部品Ｃ１の撮像が行われる。このとき、作動する必要のない大型部品用カメラ２２は、上記小型部品用カメラ２１の移動範囲の外側にあらかじめ退避している。

（２）吸着部品が大型部品のみである場合
図７に示すように、制御ユニット５０により、各吸着ヘッド２０に吸着されている部品が全て大型部品Ｃ２になるように設定された場合には、大型部品用カメラ２２のみが吸着ヘッド２０の列に沿って移動し、この大型部品用カメラ２２によって上記各大型部品Ｃ２の撮像が行われる。このとき、作動する必要のない小型部品用カメラ２１は、上記大型部品用カメラ２２の移動範囲の外側にあらかじめ退避している。

（３）吸着部品の中に小型部品と大型部品とが混在している場合
図８に示すように、制御ユニット５０により、各吸着ヘッド２０に吸着されている部品の中に小型部品Ｃ１と大型部品Ｃ２とが混在するように設定された場合には、上記小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２の両方が近接して並んだ状態から移動して撮像を行う。具体的には、上記各カメラ２１，２２が、その移動範囲の一端から同時又はやや時間差をおいて移動を開始し、上記各吸着ヘッド２０の列に沿って連なるように一緒に移動しながら上記小型部品Ｃ１および大型部品Ｃ２をそれぞれ分担して撮像する。なお、時間差をおいて移動を開始する場合は、小型部品用カメラ２１が移動を開始した後、少し遅れて大型部品用カメラ２２が移動を開始する。

そして、以上のようにして各吸着ヘッド２０に吸着された部品Ｃ（小型部品Ｃ１および大型部品Ｃ２）の撮像が完了すると、各部品Ｃの基板３上への実装が、上記撮像により得られた画像から求まる各部品Ｃの吸着ずれ等を反映して行われる。すなわち、ヘッドユニット６が基板３上の各実装ポイントに移動する際に、上記各カメラ２１，２２の撮像画像に基づき調べられた各部品Ｃの吸着ずれ（つまり各吸着ヘッド２０に吸着された部品Ｃの正規位置からの位置ずれ）等に応じて上記ヘッドユニット６の移動量が適宜補正されることにより、上記基板３への各部品Ｃの実装が適正に行われるようになっている。

以上説明したように、上記実施形態の表面実装機１は、部品Ｃを吸着可能な複数の吸着ヘッド２０を備えた移動可能なヘッドユニット６により部品供給部４から部品Ｃを取り出して基板３上に実装するものであり、上記複数の吸着ヘッド２０に吸着された部品Ｃを画像認識するための手段として、小型部品（例えば図６および図８に示される部品Ｃ１）のサイズに対応した比較的高い倍率で部品Ｃを撮像する小型部品用カメラ２１と、大型部品（例えば図７および図８に示される部品Ｃ２）のサイズに対応した比較的低い倍率で部品Ｃを撮像する大型部品用カメラ２２とが、上記吸着ヘッド２０の配列方向に沿って移動可能に上記ヘッドユニット６に取り付けられている。このような構成によれば、吸着ヘッド２０に吸着された部品Ｃの画像認識を部品サイズにかかわらず効率よく行うことができ、部品Ｃの実装効率を効果的に向上させることができるという利点がある。

すなわち、上記実施形態では、小型部品に適した高倍率で撮像を行う小型部品用カメラ２１、および大型部品に適した低倍率で撮像を行う大型部品用カメラ２２の両方をヘッドユニット６に設けたため、これら各カメラ２１，２２のいずれかまたは両方を各吸着ヘッド２０の配列方向に沿って移動させることにより、上記各吸着ヘッド２０に吸着された部品Ｃのサイズにかかわらずその撮像を適正に行うことができる。このため、例えば実装機１の基台１０上に固定カメラを設けてこの固定カメラにより大型部品を撮像するようにした場合と異なり、大型部品を撮像するたびに上記固定カメラの上方にヘッドユニット６を移動させるといった必要がなく、部品供給部４から基板３に向かってヘッドユニット６が移動する間に上記各カメラ２１，２２によって効率よく部品Ｃを撮像することができ、基板３に対する部品Ｃの実装効率を効果的に向上させることができる。

また、上記実施形態では、小型部品用カメラ２１で撮像すべき部品（図８に示される小型部品Ｃ１）と、大型部品用カメラ２２で撮像すべき部品（図８に示される大型部品Ｃ２）とが、上記複数の吸着ヘッド２０に混在して吸着されている場合に、上記２つのカメラ２１，２２が同時又はやや時間差をおいて（略同時に）移動を開始し、上記２つのカメラ２１，２２が密接又は一定の間隔をおいて連なるように一緒に移動して部品Ｃの撮像を行うように構成されているため、例えば上記各カメラ２１，２２のうちの一方の撮像動作が完了してから他方の撮像動作を開始するようにした場合と異なり、小型部品および大型部品の両方を略同時に撮像してその所要時間を効果的に短縮できるという利点がある。

また、上記実施形態では、表面実装機１の動作を統括的に制御する制御ユニット５０に、部品Ｃを小型部品Ｃ１と大型部品Ｃ２とに判別するための部品サイズ基準値データが記憶されており、この部品サイズ基準値データと上記基板３上に実装される部品Ｃのサイズとが対比されることにより、上記基板３上に実装される部品Ｃが、小型部品用カメラ２１にて撮像される小型部品Ｃ１と大型部品用カメラ２２にて撮像される大型部品Ｃ２とに判別され、その結果に基づいて、上記複数の吸着ヘッド２０に小型部品Ｃ１のみを吸着させて上記小型部品用カメラ２１で撮像する動作と、大型部品Ｃ２のみを吸着させて上記大型部品用カメラ２２で撮像する動作と、小型部品Ｃ１と大型部品Ｃ２を混在して吸着させて小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２の併用で撮像する動作とのいずれかが、上記制御ユニット５０により設定されるようになっている。

この構成よれば、基板３上に実装される部品サイズの判別を簡単に行うことができ、小型部品Ｃ１および大型部品Ｃ２の部品サイズにかかわらず適正な画像を短時間で得ることができる。

なお、上記実施形態では、小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２を互いに独立して移動可能としたが、これとは異なる態様として、上記小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２の両方を同一の駆動系により一体に移動させることも可能である。図９は、このように構成した場合の一例を示す図である。この図９の例では、小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２が、ともに単一のスライダ１０１に取り付けられて一体化されている。上記スライダ１０１の内部には、ボールねじ軸４２と螺合するナット部材１０２が設けられているとともに、上記ボールねじ軸４２の一端部には、このボールねじ軸４２を回転駆動するためのサーボモータ１０３が設けられている。そして、上記サーボモータ１０３が作動してボールねじ軸４２が回転駆動されることにより、上記ナット部材１０２がねじ送りされて上記スライダ１０１およびこれに取り付けられた各カメラ２１，２２がＸ軸方向に一体的に移動するように構成されている。

このような構成によれば、１つのサーボモータ１０３を含む単一の駆動系により２つのカメラ２１，２２を移動させることができるため、装置の低コスト化を図ることができる等の利点がある。ただし、このようにすると、上記２つのカメラ２１，２２を含んだ被駆動体の重量が増大するため、その移動速度を高速化することが困難になることが懸念される。

これに対し、上記実施形態のように、上記小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２にそれぞれ中空モータ３７，３８を設け、これら各モータ３７，３８の駆動力により上記各カメラ２１，２２を個別に移動させるようにした場合には、上記各モータ３７，３８により駆動される被駆動体の重量（つまり各カメラ２１，２２の個別の重量）が少なくて済むため、上記各カメラ２１，２２を比較的高速で移動させることができる。これにより、部品Ｃの撮像に要する時間を効果的に短縮できるため、例えばヘッドユニット６により部品Ｃを基板３に実装する際に、上記カメラ２１，２２による撮像が完了するよりも前に上記ヘッドユニット６が基板３上に到達してしまい、そこで余計な待ち時間が発生すること等を効果的に抑制できるという利点がある。

また、上記実施形態では、図３および図４に示したように、単一のボールねじ軸４２に沿って２つのカメラ２１，２２をそれぞれＸ軸方向に移動させるようにしたが、並列に設けられた２本のボールねじ軸４２に沿って上記２つのカメラ２１，２２を個別に移動せるようにしてもよい。なお、このような構造を実現するための具体的構成としては、例えば、Ｘ軸方向に平行に延びる２本のボールねじ軸４２をヘッドユニット６に設けるとともに、これら２本のボールねじ軸４２を２個のサーボモータによりそれぞれ個別に回転駆動し、各ボールねじ軸４２によりねじ送りされる各ナット部材とそれぞれ一体に上記各カメラ２１，２２を独立して移動させることが考えられる。

ただし、このような構成よりも、上記実施形態のように、吸着ヘッド２０の配列方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる単一のボールねじ軸４２を上記ヘッドユニット６に設け、このボールねじ軸４２に沿って設けられた２つの中空モータ３７，３８の駆動力に応じて、上記小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２をそれぞれ独立して移動させるようにした方が、部品点数をより削減して装置のコンパクト化を図れるという点で有利である。

また、上記実施形態では、上記小型部品用カメラ２１および大型部品用カメラ２２の各カメラ本体２５，２６を、ラインセンサを備えた１次元カメラによって構成したが、上記カメラ本体２５，２６は、ＣＣＤエリアセンサ等を備えた２次元カメラであってもよく、この場合には、部品Ｃを瞬間的に照らすストロボ照明を採用することにより、上記実施形態と同様に、各吸着ヘッド２０に吸着された部品Ｃをノンストップで撮像することが可能である。

本発明の一実施形態にかかる表面実装機を概略的に示す平面図である。 上記表面実装機の正面図である。 ヘッドユニットの下部を＋Ｙ側から見た背面図であり、上記ヘッドユニットに備わる小型部品用カメラおよび大型部品用カメラの具体的構造を説明するための図である。 上記小型部品用カメラおよび大型部品用カメラを＋Ｘ側から見た側面断面図である。 上記表面実装機の制御系を示すブロック図である。 吸着部品が全て小型部品である場合に行われる撮像動作を説明するための図である。 吸着部品が全て大型部品である場合に行われる撮像動作を説明するための図である。 吸着部品の中に小型部品と大型部品とが混在している場合に行われる撮像動作を説明するための図である。 本発明の他の実施形態にかかる表面実装機を説明するための図である。

符号の説明

１ 表面実装機
３ プリント基板（基板）
４ 部品供給部
６ ヘッドユニット
２０ 吸着ヘッド
２１ 小型部品用カメラ
２２ 大型部品用カメラ
３７，３８ 中空モータ（モータ）
４２ ボールねじ軸
１０３ サーボモータ（モータ）
Ｃ 部品
Ｃ１ 小型部品
Ｃ２ 大型部品

Claims (5)

1. 部品を吸着可能な複数の吸着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部品を取り出して基板上に実装する表面実装機であって、
   上記複数の吸着ヘッドに吸着された部品を画像認識するための手段として、小型部品のサイズに対応した比較的高い倍率で部品を撮像する小型部品用カメラと、大型部品のサイズに対応した比較的低い倍率で部品を撮像する大型部品用カメラとが、上記吸着ヘッドの配列方向に沿って移動可能に上記ヘッドユニットに取り付けられたことを特徴とする表面実装機。
2. 請求項１記載の表面実装機において、
   上記小型部品用カメラおよび上記大型部品用カメラが互いに独立して移動可能とされたことを特徴とする表面実装機。
3. 請求項２記載の表面実装機において、
   上記小型部品用カメラで撮像すべき部品と、上記大型部品用カメラで撮像すべき部品とが、上記複数の吸着ヘッドに混在して吸着されている場合に、上記２つのカメラが同時又は略同時に移動を開始して部品の撮像を行うことを特徴とする表面実装機。
4. 請求項２または３記載の表面実装機において、
   上記吸着ヘッドの配列方向に沿って延びる単一のボールねじ軸が上記ヘッドユニットに設けられ、このボールねじ軸に上記小型部品用カメラおよび上記大型部品用カメラがそれぞれ支持され、モータの回転により上記小型部品用カメラおよび上記大型部品用カメラが上記ボールねじ軸の軸方向に移動するように構成されたことを特徴とする表面実装機。
5. 部品を吸着可能な複数の吸着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部品を取り出して基板上に実装する表面実装機であって、
   上記表面実装機の動作を統括的に制御する制御ユニットに、部品を小型部品と大型部品とに判別するための部品サイズ基準値データが記憶されており、この部品サイズ基準値データと上記基板上に実装される部品のサイズとが対比されることにより、上記基板上に実装される部品が、小型部品用カメラにて撮像される小型部品と大型部品用カメラにて撮像される大型部品とに判別され、その結果に基づいて、上記複数の吸着ヘッドに小型部品のみを吸着させて上記小型部品用カメラで撮像する動作と、大型部品のみを吸着させて上記大型部品用カメラで撮像する動作と、小型部品と大型部品を混在して吸着させて小型部品用カメラおよび大型部品用カメラの併用で撮像する動作とのいずれかが、上記制御ユニットにより設定されることを特徴とする表面実装機。

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