JP2010278323A - 電子部品実装装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】安定して電子部品の保持状態を正確に認識可能とする
【解決手段】基板保持部１０４と、電子部品を供給する部品供給部１０２と、ノズル１０５を備えたヘッド１０６と、ヘッドを任意に位置決めするヘッド移動機構１０７と、ヘッドに搭載され、ノズルに吸着された電子部品を撮像する撮像手段１０８と、部品供給部と基板保持部との間に延在する唯一の反射面を有する撮像ミラー２０と、撮像ミラーに反射された電子部品の撮像画像から吸着された電子部品のノズルに対する位置及び角度を判定する画像処理装置１０とを備え、撮像ミラーの反射面を、ノズルの中心線と撮像手段の視線との二等分線を垂線とする傾斜面とした。
【選択図】図２
【解決手段】基板保持部１０４と、電子部品を供給する部品供給部１０２と、ノズル１０５を備えたヘッド１０６と、ヘッドを任意に位置決めするヘッド移動機構１０７と、ヘッドに搭載され、ノズルに吸着された電子部品を撮像する撮像手段１０８と、部品供給部と基板保持部との間に延在する唯一の反射面を有する撮像ミラー２０と、撮像ミラーに反射された電子部品の撮像画像から吸着された電子部品のノズルに対する位置及び角度を判定する画像処理装置１０とを備え、撮像ミラーの反射面を、ノズルの中心線と撮像手段の視線との二等分線を垂線とする傾斜面とした。
【選択図】図２
Description
本発明は、ノズルで吸着した電子部品の保持状態を確認して実装を行う電子部品実装装置に関する。
電子部品実装装置は、電子部品のフィーダから電子部品を受け取り、基板の実装箇所まで運搬する吸着ノズルを備えた搭載ヘッドと、ベースフレームに固定装備され、吸着ノズルに保持された電子部品を下方から撮像する画像認識装置とを備え、毎回の搭載時に電子部品を保持する搭載ヘッドをカメラの真上を通過させて撮像を行うことにより、当該撮像画像の画像処理によりノズル中心に対する電子部品の位置ズレやノズル中心線回りの角度（傾き）を求めて、これらに基づいて位置及び傾きの補正を行ってから搭載している。
しかしながら、かかる電子部品実装装置は、毎回の搭載時に必ずヘッドに画像認識装置の上方を通過させるので、ヘッドの迂回によりサイクルタイムが長くなるという問題があった。
そこで、従来の他の電子部品実装装置では、図１６に示すように、真下に向けられた画像認識装置２０１をヘッド２０２に搭載し、かつ図示しないベースフレームには断面Ｖ字状で長尺のミラー２０３をヘッド２０２の可動エリアの全幅に渡って設け、フィーダから基板に移動する途中でＶ字状のミラー２０３の反射を利用してノズル２０４を真下から見た状態を画像認識装置２０１が撮像することを可能としている。即ち、Ｖ字状のミラー２０３は全幅に渡って形成されているので、フィーダから基板まで真っ直ぐにヘッド２０２を移動させても必ずＶ字状のミラー２０３の上方を通過し、電子部品Ｔを吸着したノズル２０４を真下から撮像することを可能としている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、かかる電子部品実装装置は、毎回の搭載時に必ずヘッドに画像認識装置の上方を通過させるので、ヘッドの迂回によりサイクルタイムが長くなるという問題があった。
そこで、従来の他の電子部品実装装置では、図１６に示すように、真下に向けられた画像認識装置２０１をヘッド２０２に搭載し、かつ図示しないベースフレームには断面Ｖ字状で長尺のミラー２０３をヘッド２０２の可動エリアの全幅に渡って設け、フィーダから基板に移動する途中でＶ字状のミラー２０３の反射を利用してノズル２０４を真下から見た状態を画像認識装置２０１が撮像することを可能としている。即ち、Ｖ字状のミラー２０３は全幅に渡って形成されているので、フィーダから基板まで真っ直ぐにヘッド２０２を移動させても必ずＶ字状のミラー２０３の上方を通過し、電子部品Ｔを吸着したノズル２０４を真下から撮像することを可能としている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、上記従来の電子部品実装装置は、Ｖ字状のミラーの長さについて、一部の経路やフィーダを除外することで短縮することが可能であるが、原則として搭載ヘッドの可動エリアの全幅とほぼ等しい長さが必要となるので、ミラーのＶ字の角度が撓みやねじれ等により全長方向の各位置によって変動があると搭載部品の位置の認識結果が正しくなくなってしまうという問題があった。特に、Ｖ字状ミラーは二回反射により画像認識手段で撮像を行うので、このような角度の狂いによる搭載部品の位置の認識結果への影響はより大きくなるという問題があった。また、二枚の平坦なミラーを組み合わせて利用する場合には、それぞれのミラーの角度を正確に調節して取り付けなければならず、装置の製造の効率を低下させるという問題が生じていた。
また、上記Ｖ字状のミラー場合、その長手方向に直交する方向の幅Ｗは、画像認識手段とノズルの間の距離より大きくする必要が有り、ミラーの幅の大型化が避けられないという問題があった。かかるミラーの幅の大型化は、各反射面について高い平滑度が要求されるミラーの製作を困難とすると共に、フィーダから基板までの間に配置することにより、これらの相互間距離を延ばすこととなり、サイクルタイムの短縮化の妨げとなっていた。
また、上記Ｖ字状のミラー場合、その長手方向に直交する方向の幅Ｗは、画像認識手段とノズルの間の距離より大きくする必要が有り、ミラーの幅の大型化が避けられないという問題があった。かかるミラーの幅の大型化は、各反射面について高い平滑度が要求されるミラーの製作を困難とすると共に、フィーダから基板までの間に配置することにより、これらの相互間距離を延ばすこととなり、サイクルタイムの短縮化の妨げとなっていた。
本発明は、より正確に安定して電子部品の保持状態を認識可能とすることをその目的とする。
請求項１記載の発明は、電子部品の実装が行われる基板を保持する基板保持部と、実装される電子部品を供給する部品供給部と、前記基板に搭載する電子部品を吸着する昇降可能なノズルを備えたヘッドと、前記部品供給部から前記基板保持部の間を含む領域にかけて前記ヘッドを任意に移動位置決めするヘッド移動機構とを備える電子部品実装装置において、斜め下方に視線を向けた状態で前記ヘッドに搭載され、前記ノズルに吸着された電子部品を撮像する撮像手段と、前記部品供給部と前記基板保持部との間において当該部品供給部から基板保持部へと前記ヘッドが移動する基板搬送方向に沿って延在する唯一の反射面を有する撮像ミラーと、前記撮像ミラーに反射された電子部品の撮像画像から前記吸着された電子部品の前記ノズルに対する位置及び角度を判定する画像処理装置とを備え、前記撮像ミラーの反射面は、前記ノズルの中心線と前記撮像手段の視線との二等分線を垂線とする傾斜面であることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記撮像ミラー又はその周囲に前記電子部品の位置及び角度を判定するためのヘッドの位置を定める指標を設け、前記画像処理装置は、前記撮像手段の撮像範囲内において前記指標が予め定められた所定位置に位置する時の撮像画像に基づいて前記電子部品の位置及び角度を判定することを特徴とする。
請求項３記載の発明は請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記撮像ミラー又はその周囲に前記電子部品の位置及び角度を判定するためのヘッドの複数の位置を定める複数の指標を設け、前記画像処理装置は、前記撮像手段の撮像範囲内において前記各指標が予め定められた所定位置に位置する時の複数の撮像画像に基づいて前記電子部品の位置及び角度を判定することを特徴とする。
請求項４記載の発明は請求項３記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記指標を三点以上定めた場合であって、前記撮像手段の撮像範囲内において前記各指標が予め定められた複数の所定位置に位置する時の複数の撮像画像に基づいて前記電子部品の位置及び角度を判定して当該各位置または各角度の値を相互に比較し、その差があらかじめ決めた値より小さい時には認識結果の信頼度が高いと判定し搭載の継続を行ない、その差があらかじめ決めた値より大きい時には、その差が最も大きな位置又は角度については除外し、再度比較した結果、位置又は角度の差があらかじめ決めた値より大きい時には警告、装置の停止又は不具合の記録を行って搭載を継続することを特徴とする。
なお、相互の差が大きいかの判定はあらかじめ決めておいた一定の値を超えるかどうか、または標準偏差等ばらつきを示す指標が一定値を超える等、本目的の範囲内のどのような方法でもよい。また、上記「差」は各位置又は各角度の平均値に対する差でもよいし、最大の値と最小の値の差でもよい。これらは請求項５も同様である。
なお、相互の差が大きいかの判定はあらかじめ決めておいた一定の値を超えるかどうか、または標準偏差等ばらつきを示す指標が一定値を超える等、本目的の範囲内のどのような方法でもよい。また、上記「差」は各位置又は各角度の平均値に対する差でもよいし、最大の値と最小の値の差でもよい。これらは請求項５も同様である。
請求項５記載の発明は請求項３記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記指標を二点定めた場合であって、前記撮像手段の撮像範囲内において前記各指標が予め定められた複数の所定位置に位置する時の複数の撮像画像に基づいて前記電子部品の位置及び角度を判定して当該各位置または各角度の値を相互に比較し、その差があらかじめ決めた値より小さい時には認識結果の信頼度が高いと判定し搭載の継続を行ない、その差があらかじめ決めた値より大きい時には警告、装置の停止又は不具合の記録を行って搭載を継続することを特徴とする。
請求項６記載の発明は請求項３記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記撮像手段の撮像範囲内において前記各指標が予め定められた複数の所定位置に位置する時の複数の撮像画像に基づいて前記電子部品の位置及び角度を判定して当該各位置または各角度の値を相互に比較し、その差があらかじめ決めた値より大きい時には前記撮像ミラーの清掃が必要であることを表示または記録することを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記撮像手段は、前記ノズル先端部がその視野に直接入るように前記ヘッドに搭載されていることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明と同様の構成を備えると共に、
前記撮像手段は、前記部品供給部からの部品吸着を行う時のノズル高さ又は前記基板保持部の基板に対する部品実装時のノズル高さにおける前記ノズルの先端部がその視野に直接入るように前記ヘッドに搭載されていることを特徴とする。
前記撮像手段は、前記部品供給部からの部品吸着を行う時のノズル高さ又は前記基板保持部の基板に対する部品実装時のノズル高さにおける前記ノズルの先端部がその視野に直接入るように前記ヘッドに搭載されていることを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項７又は８記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記撮像手段は、アクチュエータにより焦点距離を調節する焦点調節機構を備え、前記画像処理装置は、タイミングを異ならせて、直接撮像される前記ノズル先端部に対応する焦点距離と前記撮像ミラーを介して撮像される前記ノズル先端部に対応する焦点距離のそれぞれとなるように前記焦点調節機構のアクチュエータを制御することを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項７又は８記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記撮像手段はカメラが備える主光学系と焦点距離調整用の副光学系とを備え、前記主光学系は直接撮像される前記ノズル先端部に対応する焦点距離とし、前記副光学系は前記撮像ミラーを介して撮像される前記ノズル先端部を含む領域について前記主光学系と協働により焦点距離を合わせることを特徴とする。
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記画像処理装置は、既知の位置にある前記ヘッドのノズルを前記撮像ミラーを介して当該撮像ミラーの長手方向に沿った複数箇所で撮像することで当該長手方向における誤差の特性を取得し、前記電子部品の位置及び角度を判定する際に、前記特性に基づいて補正を行うことを特徴とする。
請求項１２記載の発明は、請求項１から１１のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記撮像手段による撮像画像の静止画像又は動画のデータを記憶する画像記憶手段を備えることを特徴とする。
請求項１３記載の発明は、請求項１から１２のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記撮像ミラーの反射面を保護する透明な保護手段を備えることを特徴とする。
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記保護手段の表面の清掃を行う清掃手段を備えることを特徴とする。
請求項１５記載の発明は、請求項６記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記撮像ミラーの反射面を保護する透明な保護手段と前記保護手段の表面の清掃を行う清掃手段を備え前記撮像ミラーの清掃が必要であることを表示または記録に伴い、前記ヘッドが前記電子部品の位置及び角度を判定する位置にある時を外して前記清掃手段による前記撮像ミラーの清掃を行うように前記清掃手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
請求項１記載の発明は、撮像ミラーの傾斜配置によりヘッドのノズルを垂直下方から見た状態で吸着された電子部品を撮像することが可能である。
さらに、撮像ミラーは、従来のＶ字状のミラーと異なり、唯一の反射面を有する構造なので、平板状とすることもでき、加工が容易であり、所定の長手方向に沿って延出されたとしても撓みや歪みの発生を抑制することが可能である。さらに、撮像ミラーは、従来のＶ字状のミラーと異なり、唯一の反射面を有し、一回反射で撮像を可能とするので、二つの反射面の角度誤差を生じないので、位置検出の誤差を抑制することが可能である。また、同様に、ミラーの取付も容易となり、装置の製造効率を向上させることが可能となる。
また、撮像ミラーの長手方向と直交する方向の幅は、ノズルと撮像手段との間の距離以上とする必要がなく、反射により撮像される電子部品の画像が欠けない範囲で幅を縮小することが可能となる。従って、部品供給部から基板保持部の間のＹ軸方向に直交する方向に撮像ミラーを配置しても、当該ミラーの存在による部品供給部から基板保持部の距離の延長は最小限とすることができ、実装のサイクルタイムを短縮することが可能となる。
さらに、撮像ミラーは、従来のＶ字状のミラーと異なり、唯一の反射面を有する構造なので、平板状とすることもでき、加工が容易であり、所定の長手方向に沿って延出されたとしても撓みや歪みの発生を抑制することが可能である。さらに、撮像ミラーは、従来のＶ字状のミラーと異なり、唯一の反射面を有し、一回反射で撮像を可能とするので、二つの反射面の角度誤差を生じないので、位置検出の誤差を抑制することが可能である。また、同様に、ミラーの取付も容易となり、装置の製造効率を向上させることが可能となる。
また、撮像ミラーの長手方向と直交する方向の幅は、ノズルと撮像手段との間の距離以上とする必要がなく、反射により撮像される電子部品の画像が欠けない範囲で幅を縮小することが可能となる。従って、部品供給部から基板保持部の間のＹ軸方向に直交する方向に撮像ミラーを配置しても、当該ミラーの存在による部品供給部から基板保持部の距離の延長は最小限とすることができ、実装のサイクルタイムを短縮することが可能となる。
請求項２記載の発明は、撮像ミラーそのもの又はその周囲に電子部品の位置及び角度判定を行うヘッドの位置を定める指標を設け、当該指標が撮像範囲内の所定位置に到達した時の撮像画像に基づいて電子部品の位置及び角度を判定する。上記「所定位置」とは、部品供給部から基板保持部（又はその逆）に向かう方向について予め定めた位置を示すものとし、その直交方向（ミラーの長手方向）についてはいずれの位置であってもよい。
ヘッドが部品供給部から基板保持部に向かう方向に移動する場合、撮像手段の視線が撮像ミラーに反射してノズルの中心線と一致するポイントは前記移動方向について一カ所しかなく、当該ポイントを認識するための指標を設けたので、精度良く電子部品の位置及び角度を求めることが可能となる。
なお、指標は、マークのように一点で示すものに限らず、線状のものでも良い。また、指標は、位置を示すための専用のマークに限らず、撮像ミラーに対して必ず一定の配置で存在するものであって画像で認識可能であるもの（例えば、撮像ミラーのエッジ部分等）であればよい。
ヘッドが部品供給部から基板保持部に向かう方向に移動する場合、撮像手段の視線が撮像ミラーに反射してノズルの中心線と一致するポイントは前記移動方向について一カ所しかなく、当該ポイントを認識するための指標を設けたので、精度良く電子部品の位置及び角度を求めることが可能となる。
なお、指標は、マークのように一点で示すものに限らず、線状のものでも良い。また、指標は、位置を示すための専用のマークに限らず、撮像ミラーに対して必ず一定の配置で存在するものであって画像で認識可能であるもの（例えば、撮像ミラーのエッジ部分等）であればよい。
請求項３から６記載の発明は、請求項２ヘッドの位置を定める指標により、所定位置に到達したところの近傍では撮像手段の視線が撮像ミラーに反射してノズルの中心線と一致しないものを含むことになるが、視線が反射してノズルの中心線と一致しないものについては所定位置からのＹ方向の変移量によって、ずれる値が算出可能であるため（図１４及びその説明参照）、前記変移量を撮像手段やＹ方向の駆動手段が有するエンコーダにより求め、前記視線とノズルのズレ量を補正計算することで、複数のポイントでの電子部品の位置及び角度判定を行うことができるようにし、複数の結果相互の比較を行い、その結果の信頼性の判定や認識時のミラーに発生した障害を予測するようにしたものである。
そして、このように、複数の指標に基づく各ヘッド位置で電子部品の位置又は角度を求めることにより、いずれかの指標におけるミラーの反射位置に傷、汚れ、劣化、歪み等反射を妨げる事情が発生しているような場合でも、その影響を受けたままでの電子部品の実装を回避することが可能となり、実装動作のさらなる精度向上を図ることが可能となる。
そして、このように、複数の指標に基づく各ヘッド位置で電子部品の位置又は角度を求めることにより、いずれかの指標におけるミラーの反射位置に傷、汚れ、劣化、歪み等反射を妨げる事情が発生しているような場合でも、その影響を受けたままでの電子部品の実装を回避することが可能となり、実装動作のさらなる精度向上を図ることが可能となる。
請求項７及び８記載の発明は、撮像手段がノズル先端部を視野に直接入れるように搭載されているので、ノズルの垂直下方からの画像のみならず、斜め側方からの画像も取得することができる。例えば、かかる斜め側方の画像を記録することにより、例えば、電子部品の吸着エラーや搭載エラーの発生時の原因究明や、吸着動作や搭載動作の挙動分析等、電子部品の位置及び角度検出以外の種々の用途に利用することが可能となる。
請求項９記載の発明は、タイミングを異ならせて直接撮像されるノズル先端部の焦点距離と撮像ミラーを介して撮像されるノズル先端部の焦点距離とに焦点を合わせるので、直接撮像されるノズル画像と反射して撮像されるノズル画像のそれぞれについて適切な焦点距離で撮像したものを取得でき、それぞれの画像の用途に対して精度の向上を図ることが可能となる。
請求項１０記載の発明は、主光学系と副光学系とにより、直接撮像されるノズル画像と反射して撮像されるノズル画像のそれぞれについて適切な焦点距離で撮像したものを常に取得でき、それぞれの画像の用途に対して精度の向上を計ることが可能となる。
請求項１１記載の発明は、画像処理装置が、撮像ミラーの長手方向における誤差の特性を取得し、電子部品の位置及び角度を当該誤差特性に基づいて補正するので、仮に、撮像ミラーに撓みや歪みによる長手方向の各位置での誤差を生じていた場合でも、これを適切に補正することができるので、より高精度に電子部品の位置及び角度検出を行うことが可能となる。
請求項１２記載の発明は、撮像手段による撮像画像の静止画像又は動画のデータを記憶するので、これらのデータを利用して適切に電子部品の位置及び角度検出或いはその他の処理を行うことが可能となる。
請求項１３記載の発明は、撮像ミラーの反射面を保護する透明な保護手段を備えるので、撮像ミラーの反射面に高品質の光学ガラスを使用しても保護を図ることができ、より高精度に電子部品の位置及び角度検出を行うことが可能となる。また、傷やくもりなどが生じても、保護手段のみを交換すれば良く、維持管理コストの低減を図ることが可能となる。
請求項１４記載の発明は、保護手段の表面の清掃を行う清掃手段を備えるので、汚れの付着などにより撮像画像の劣化を防止し、より高精度に電子部品の位置及び角度検出を行うことが可能となる。
請求項１５記載の発明では、ミラーの清掃の必要性に従って、ヘッドが電子部品の位置及び角度を判定する位置にある時を回避して清掃手段による清掃を行うので、清掃手段による撮像画像の影響を排除でき、さらに高精度に電子部品の位置及び角度検出を行うことが可能となる。
請求項１５記載の発明では、ミラーの清掃の必要性に従って、ヘッドが電子部品の位置及び角度を判定する位置にある時を回避して清掃手段による清掃を行うので、清掃手段による撮像画像の影響を排除でき、さらに高精度に電子部品の位置及び角度検出を行うことが可能となる。
（実施形態の全体構成）
本発明の実施形態について、図１乃至図１１に基づいて説明する。図１は、本実施形態たる電子部品実装装置１００の斜視図である。以下、図示のように、水平面において互いに直交する二方向をそれぞれＸ軸方向（基板搬送方向）とＹ軸方向（基板搬送方向との直交方向）とし、これらに直交する鉛直方向をＺ軸方向というものとする。
電子部品実装装置１００は、基板に各種の電子部品の搭載を行うものであって、図１に示すように、搭載される電子部品を供給する複数の電子部品フィーダー１０１及び電子部品フィーダー１０１を複数並べて保持するフィーダーバンク１０２からなる二組の部品供給部と、Ｘ軸方向に基板を搬送する基板搬送手段１０３と、当該基板搬送手段１０３による基板搬送経路の途中に設けられた基板に対する電子部品搭載作業を行うための基板保持部１０４と、複数（この例では三基）の吸着ノズル１０５を昇降可能に保持して電子部品Ｔの保持を行うヘッド１０６と、ヘッド１０６を二組の部品供給部と基板保持部１０４とを含んだ作業エリア内の任意の位置に駆動搬送するヘッド移動機構としてのＸ−Ｙガントリ１０７と、ヘッド１０６に搭載され、吸着ノズル１０５に吸着された電子部品の撮像を行う複数（この例では三基）の撮像手段としてのＣＣＤカメラ１０８と、吸着ノズル１０５に保持された電子部品Ｔの垂直下方からの画像をＣＣＤカメラ１０８により撮像可能とする撮像ミラー２０と、上記各構成を搭載支持するベースフレーム１１４と、上記各構成の動作制御を行う動作制御手段１０とを備えている。
本発明の実施形態について、図１乃至図１１に基づいて説明する。図１は、本実施形態たる電子部品実装装置１００の斜視図である。以下、図示のように、水平面において互いに直交する二方向をそれぞれＸ軸方向（基板搬送方向）とＹ軸方向（基板搬送方向との直交方向）とし、これらに直交する鉛直方向をＺ軸方向というものとする。
電子部品実装装置１００は、基板に各種の電子部品の搭載を行うものであって、図１に示すように、搭載される電子部品を供給する複数の電子部品フィーダー１０１及び電子部品フィーダー１０１を複数並べて保持するフィーダーバンク１０２からなる二組の部品供給部と、Ｘ軸方向に基板を搬送する基板搬送手段１０３と、当該基板搬送手段１０３による基板搬送経路の途中に設けられた基板に対する電子部品搭載作業を行うための基板保持部１０４と、複数（この例では三基）の吸着ノズル１０５を昇降可能に保持して電子部品Ｔの保持を行うヘッド１０６と、ヘッド１０６を二組の部品供給部と基板保持部１０４とを含んだ作業エリア内の任意の位置に駆動搬送するヘッド移動機構としてのＸ−Ｙガントリ１０７と、ヘッド１０６に搭載され、吸着ノズル１０５に吸着された電子部品の撮像を行う複数（この例では三基）の撮像手段としてのＣＣＤカメラ１０８と、吸着ノズル１０５に保持された電子部品Ｔの垂直下方からの画像をＣＣＤカメラ１０８により撮像可能とする撮像ミラー２０と、上記各構成を搭載支持するベースフレーム１１４と、上記各構成の動作制御を行う動作制御手段１０とを備えている。
かかる電子部品実装装置１００の動作制御手段１０は、各吸着ノズル１０５に吸着された電子部品をそれぞれのＣＣＤカメラ１０８で撮像して得られた撮像画像データから画像処理を行ってノズル先端部に対する電子部品の位置及びノズルの中心線を中心とする角度（向き）を求め、基板に対する吸着ノズル１０５の位置決めの補正並びに吸着ノズル１０５を回転させて電子部品の角度の補正を行い、電子部品の実装制御を行う。
基板搬送手段１０３は、図示しない搬送ベルトを備えており、その搬送ベルトにより基板をＸ軸方向に沿って搬送する。
また、前述したように、基板搬送手段１０３による基板搬送経路の途中には、電子部品を基板へ搭載する際の作業位置で基板を固定保持するための基板保持部１０４が設けられている。基板搬送手段１０３は、基板保持部１０４まで基板を搬送すると共に停止して、図示しない保持機構により基板の保持を行う。つまり、基板は保持機構により保持された状態で安定した電子部品の搭載作業が行われる。
また、前述したように、基板搬送手段１０３による基板搬送経路の途中には、電子部品を基板へ搭載する際の作業位置で基板を固定保持するための基板保持部１０４が設けられている。基板搬送手段１０３は、基板保持部１０４まで基板を搬送すると共に停止して、図示しない保持機構により基板の保持を行う。つまり、基板は保持機構により保持された状態で安定した電子部品の搭載作業が行われる。
各フィーダーバンク１０２は、ベースフレーム１１４のＹ軸方向両端部のそれぞれにＸ軸方向に沿った状態で設けられている。各フィーダーバンク１０２は、Ｘ−Ｙ平面に沿った平坦部を備え、当該平坦部の上面に複数の電子部品フィーダー１０１がＸ軸方向に沿って羅列して載置装備される。
また、各フィーダーバンク１０２は、各電子部品フィーダー１０１を保持するための図示しないラッチ機構を備えており、必要に応じて、各電子部品フィーダー１０１を装着又は分離することを可能としている。
また、各フィーダーバンク１０２は、各電子部品フィーダー１０１を保持するための図示しないラッチ機構を備えており、必要に応じて、各電子部品フィーダー１０１を装着又は分離することを可能としている。
上述した電子部品フィーダー１０１は、後端部側に電子部品が均一間隔で無数に封入されたテープを巻回したテープリールを保持すると共に、先端部近傍には、上述したように、ヘッド１０６への電子部品の受け渡し部１０１ａを有している。そして、フィーダーバンク１０２に取り付けられた状態では、電子部品の受け渡し部１０１ａがＹ軸方向及びＺ軸方向について一定の位置となるようになっている。なお、Ｘ軸方向についてはフィーダーバンク１０２上のＸ軸方向におけるいずれの位置に取り付けられるかによって電子部品の受け渡し部１０１ａの位置も定まることとなる。
そして、実装作業の実行時には、電子部品の受け渡し部１０１ａまでテープの搬送が行われて、当該受け渡し部１０１ａに位置決めされたヘッド１０６に対して電子部品の供給が行われるようになっている。
そして、実装作業の実行時には、電子部品の受け渡し部１０１ａまでテープの搬送が行われて、当該受け渡し部１０１ａに位置決めされたヘッド１０６に対して電子部品の供給が行われるようになっている。
Ｘ−Ｙガントリ１０７は、Ｘ軸方向にヘッド１０６の移動を案内するＸ軸ガイドレール１０７ａと、このＸ軸ガイドレール１０７ａと共にヘッド１０６をＹ軸方向に案内する二本のＹ軸ガイドレール１０７ｂと、Ｘ軸方向に沿ってヘッド１０６を移動させる駆動源であるＸ軸モータ１０９と、Ｘ軸ガイドレール１０７ａを介してヘッド１０６をＹ軸方向に移動させる駆動源であるＹ軸モータ１１０とを備えている。そして、各モータ１０９、１１０の駆動により、ヘッド１０６を二本のＹ軸ガイドレール１０７ｂの間となる領域のほぼ全体に搬送することを可能としている。
なお、各モータ１０９、１１０は、ぞれぞれの回転量が動作制御手段１０に認識され、所望の回転量となるように制御されることにより、ヘッド１０６を介して吸着ノズル１０５やＣＣＤカメラ１０８の位置決めを行っている。
また、電子部品実装作業の必要上、前記した二つのフィーダーバンク１０２，基板保持部１０４とはいずれもＸ−Ｙガントリ１０７によるヘッド１０６の搬送可能領域内に配置されている。
なお、各モータ１０９、１１０は、ぞれぞれの回転量が動作制御手段１０に認識され、所望の回転量となるように制御されることにより、ヘッド１０６を介して吸着ノズル１０５やＣＣＤカメラ１０８の位置決めを行っている。
また、電子部品実装作業の必要上、前記した二つのフィーダーバンク１０２，基板保持部１０４とはいずれもＸ−Ｙガントリ１０７によるヘッド１０６の搬送可能領域内に配置されている。
図２はヘッド１０６周辺の側面図である。図示のように、ヘッド１０６は、その先端部で空気吸引により電子部品Ｔを保持する三基の吸着ノズル１０５と、この吸着ノズル１０５をＺ軸方向に駆動する駆動源であるＺ軸モータ１１１（図６参照）と、吸着ノズル１０５を介して保持された電子部品をＺ軸方向を中心として回転駆動させる回転駆動源である回転モータ１１２（図６参照）とが設けられている。なお、Ｚ軸モータ１１１及び回転モータ１１２はそれぞれ吸着ノズル１０５ごとに個別に設けられているが、図２においてはいずれも一つのみを図示している。
上記各吸着ノズル１０５は、Ｚ軸方向に沿った状態でヘッド１０６に支持されており、ノズル内部が負圧発生源に接続され、当該吸着ノズル１０５の先端部（下端部）において吸気吸引を行うことにより電子部品Ｔの吸着及び保持が行われる。
つまりこれらの構造により、実装作業時には、実装を行う電子部品フィーダー１０１の電子部品の受け渡し部１０１ａまでヘッド１０６を移動させ、Ｚ軸モータ１１１の駆動により吸着ノズル１０５を下降させ、その先端部で電子部品フィーダー１０１から電子部品を吸着し、基板の実装位置までヘッド１０６を移動させ、吸着ノズル１０５を下降させて搭載作業を実行する。
また、ヘッド１０６が電子部品フィーダー１０１の電子部品の受け渡し部１０１ａから基板の実装位置まで移動するまでの間に、吸着ノズル１０５の先端部に保持された電子部品の位置（ノズル中心からの位置ズレ）と角度（ノズル中心回りの角度ズレ）とを検出すると共に回転モータ１１２による角度補正とヘッド１０６の位置決め補正とが行われる。
上記各吸着ノズル１０５は、Ｚ軸方向に沿った状態でヘッド１０６に支持されており、ノズル内部が負圧発生源に接続され、当該吸着ノズル１０５の先端部（下端部）において吸気吸引を行うことにより電子部品Ｔの吸着及び保持が行われる。
つまりこれらの構造により、実装作業時には、実装を行う電子部品フィーダー１０１の電子部品の受け渡し部１０１ａまでヘッド１０６を移動させ、Ｚ軸モータ１１１の駆動により吸着ノズル１０５を下降させ、その先端部で電子部品フィーダー１０１から電子部品を吸着し、基板の実装位置までヘッド１０６を移動させ、吸着ノズル１０５を下降させて搭載作業を実行する。
また、ヘッド１０６が電子部品フィーダー１０１の電子部品の受け渡し部１０１ａから基板の実装位置まで移動するまでの間に、吸着ノズル１０５の先端部に保持された電子部品の位置（ノズル中心からの位置ズレ）と角度（ノズル中心回りの角度ズレ）とを検出すると共に回転モータ１１２による角度補正とヘッド１０６の位置決め補正とが行われる。
各ＣＣＤカメラ１０８は、対応する吸着ノズル１０５に対してＹ軸方向について隣接して配置されており、その視線１０８ａ（カメラの撮像光学系の光軸）は下方に向かうにつれてそれぞれの吸着ノズル１０５側に近接する方向に傾斜している。また、これら各ＣＣＤカメラ１０８の視線１０８ａは、Ｘ軸方向については傾きを生じておらず、Ｙ−Ｚ平面に平行となっている。
そして、ヘッド１０６のＹ軸方向の移動により、各吸着ノズル１０５の垂直下方でその中心線１０５ａが撮像ミラー２０のＹ軸方向における中間点２０ａと交差する時に（図２の状態）、ＣＣＤカメラ１０８の視線１０８ａも中間点２０ａの位置で吸着ノズル１０５の中心線１０５ａと交差するように、ＣＣＤカメラ１０８は固定支持されている。
そして、ヘッド１０６のＹ軸方向の移動により、各吸着ノズル１０５の垂直下方でその中心線１０５ａが撮像ミラー２０のＹ軸方向における中間点２０ａと交差する時に（図２の状態）、ＣＣＤカメラ１０８の視線１０８ａも中間点２０ａの位置で吸着ノズル１０５の中心線１０５ａと交差するように、ＣＣＤカメラ１０８は固定支持されている。
一方、二つの撮像ミラー２０は、いずれも長尺な平板状であって、それぞれが基板保持部１０４と一方のフィーダーバンク１０２との間と、基板保持部１０４と他方のフィーダーバンク１０２との間とにヘッドが移動するＹ軸方向に直交する方向に沿って配置されている。即ち、一方の撮像ミラー２０は、一方のフィーダーバンク１０２から電子部品Ｔを受け取って基板まで搬送する間にＣＣＤカメラ１０８にて撮像を行うために設けられ、他方の撮像ミラー２０は、他方のフィーダーバンク１０２から電子部品Ｔを受け取って基板まで搬送する間にＣＣＤカメラ１０８にて撮像を行うために設けられている。
各撮像ミラー２０は、フィーダーバンク１０２のＸ軸方向幅或いはヘッド１０６のＸ軸方向の可動範囲とほぼ同じ長さに設定されており、フィーダーバンク１０２のいずれにセットされた電子部品フィーダー１０１から電子部品Ｔを受け取って搬送する場合でも、撮像を可能としている。
各撮像ミラー２０は、フィーダーバンク１０２のＸ軸方向幅或いはヘッド１０６のＸ軸方向の可動範囲とほぼ同じ長さに設定されており、フィーダーバンク１０２のいずれにセットされた電子部品フィーダー１０１から電子部品Ｔを受け取って搬送する場合でも、撮像を可能としている。
さらに、各撮像ミラー２０の反射面（上面）は、いずれもＸ軸方向に対して平行となっているが、Ｙ軸方向に対しては傾斜している。即ち、各撮像ミラー２０の反射面は、いずれも、前述したヘッド１０６に搭載された吸着ノズル１０５の中心線１０５ａとＣＣＤカメラ１０８の視線１０８ａの二等分線Ｄ（吸着ノズル１０５とＣＣＤカメラ１０８の間を通過する方の二等分線）に垂直となるように傾斜している。
各撮像ミラー２０の傾斜角度が上述のように設定されることにより、吸着ノズル１０５の真下に撮像ミラー２０が位置する場合（図２の状態）に、ＣＣＤカメラ１０８の視線１０８ａは撮像ミラー２０の反射により吸着ノズル１０５の中心線１０５ａと丁度重なり合うこととなり、吸着ノズル１０５に吸着された電子部品Ｔを垂直下方から見た画像を撮像することが可能となる。
各撮像ミラー２０の傾斜角度が上述のように設定されることにより、吸着ノズル１０５の真下に撮像ミラー２０が位置する場合（図２の状態）に、ＣＣＤカメラ１０８の視線１０８ａは撮像ミラー２０の反射により吸着ノズル１０５の中心線１０５ａと丁度重なり合うこととなり、吸着ノズル１０５に吸着された電子部品Ｔを垂直下方から見た画像を撮像することが可能となる。
図３はＣＣＤカメラ１０８の撮像画像を示している。かかるＣＣＤカメラ１０８の撮像範囲１０８ｓは、吸着ノズル１０５の先端部或いは先端部に吸着された電子部品Ｔが撮像ミラー２０によらず直接撮像可能となるように調節されている。即ち、撮像範囲１０８ｓの中央には撮像ミラー２０が横たわるように撮像され、その中心には吸着ノズル１０５に吸着された電子部品Ｔの下面の反射像が撮像される。さらに、撮像範囲１０８ｓの側縁部近傍には直接撮像された吸着ノズル１０５の先端部と吸着された電子部品Ｔの直接像が撮像されるようになっている。
なお、吸着ノズル１０５は、電子部品フィーダー１０１からの電子部品吸着時の吸着高さと、当該吸着高さから上昇してヘッド１０５の搬送移動時の搬送高さと、搬送高さから下降して基板に対して実装する際の実装高さと、おおむね三段階の目標高さが設定されているが、いずれの高さである場合でも吸着ノズル１０５に吸着された電子部品が撮像範囲内となるようにＣＣＤカメラ１０８の撮像範囲は設定されている。なお、ＣＣＤカメラ１０８による電子部品Ｔの直接撮像が、吸着時と実装時の状態記録又は状態観察などを目的とする場合には、吸着ノズル１０５が吸着高さの場合と実装高さの場合とが撮像範囲１０８ｓ内となれば足りるので、搬送高さにある場合には撮像範囲内とならなくとも良い。
なお、吸着ノズル１０５は、電子部品フィーダー１０１からの電子部品吸着時の吸着高さと、当該吸着高さから上昇してヘッド１０５の搬送移動時の搬送高さと、搬送高さから下降して基板に対して実装する際の実装高さと、おおむね三段階の目標高さが設定されているが、いずれの高さである場合でも吸着ノズル１０５に吸着された電子部品が撮像範囲内となるようにＣＣＤカメラ１０８の撮像範囲は設定されている。なお、ＣＣＤカメラ１０８による電子部品Ｔの直接撮像が、吸着時と実装時の状態記録又は状態観察などを目的とする場合には、吸着ノズル１０５が吸着高さの場合と実装高さの場合とが撮像範囲１０８ｓ内となれば足りるので、搬送高さにある場合には撮像範囲内とならなくとも良い。
また、各ＣＣＤカメラ１０８には、アクチュエータである焦点調節モータ１１５（図６参照）により撮像光学系の焦点距離を調節する焦点調節機構（図示略）を備えている。かかる焦点調節機構は、撮影レンズを光軸に沿って前後に移動して焦点距離を調節するためのものであり、焦点調節モータ１１５は、動作制御手段１０により制御される。その制御内容については後述する。
また、各ＣＣＤカメラ１０８には、撮像方向前方を照射する複数のＬＥＤなど発光素子からなる照明ランプ１１３が設けられている。かかる照明ランプ１１３は、吸着ノズル１０５の周囲が特に撮像に問題ない程度に明るい場合には必須ではない。かかる照明ランプ１１３は、動作制御手段１０により明滅が制御され、必要時（例えば、電子部品Ｔの吸着時、実装時、撮像ミラー２０の通過時など）のみ点灯するよう制御しても良いし、明度センサを設け、吸着ノズル１０５の周囲の明度が一定値未満の時のみ照射するように制御しても良い。また、照明ランプ１１３は、ヘッド１０６側ではなく、前述した必要時の撮影を行う場所で照射を行うようにベースフレーム１１４側に装備されていても良い。
前述した撮像ミラー２０は、その反射面の保護手段を有している。図４は保護手段の例を示している。
保護手段としては図４（Ａ）の断面図に示すように、反射素材２１の上面に光学ガラス２２が付されてなる撮像ミラー２０の上面に透明な保護材料からなる保護層２３を利用しても良い。
また、保護手段の別の例としては、図４（Ｂ）の断面図に示すように、撮像ミラー２０の上方で支持された透明な天板２４を利用しても良い。
保護手段としては図４（Ａ）の断面図に示すように、反射素材２１の上面に光学ガラス２２が付されてなる撮像ミラー２０の上面に透明な保護材料からなる保護層２３を利用しても良い。
また、保護手段の別の例としては、図４（Ｂ）の断面図に示すように、撮像ミラー２０の上方で支持された透明な天板２４を利用しても良い。
さらに、撮像ミラー２０には清掃手段が設けられている。図５は清掃手段の例を示している。
清掃手段としては図５（Ａ）の斜視図に示すように、撮像ミラー２０の上面側にエアーを吹き付けるエアーノズル２５と当該ノズル２５にエアーの供給を行う図示しない吸排気機構とエアーの供給のオンオフを切り換え可能な清掃用電磁弁２６（図６参照）とを備えるエアーブロー機構を利用しても良い。
また、清掃手段の別の例としては、図５（Ｂ）の斜視図に示すように、清掃対象となる平面を摺動する弾性素材からなるワイパー２７と、ワイパー２７を撮像ミラー２０の長手方向に沿ってガイドする支軸２８と、ワイパー２７に移動動作を付与する駆動源となる清掃用モータとを備えるワイパー機構を利用しても良い。
なお、上記エアーブロー機構は、図４（Ａ）の例に限らず、図４（Ｂ）の例に適用しても良い。その場合、天板２４の上面にエアーブローを行うこととなる。
また、同様に、ワイパー機構についても、図４（Ｂ）の例に限らず、図４（Ａ）の例に適用しても良い。その場合、保護層２３の上面をワイパー２７が摺動を行うこととなる。
清掃手段としては図５（Ａ）の斜視図に示すように、撮像ミラー２０の上面側にエアーを吹き付けるエアーノズル２５と当該ノズル２５にエアーの供給を行う図示しない吸排気機構とエアーの供給のオンオフを切り換え可能な清掃用電磁弁２６（図６参照）とを備えるエアーブロー機構を利用しても良い。
また、清掃手段の別の例としては、図５（Ｂ）の斜視図に示すように、清掃対象となる平面を摺動する弾性素材からなるワイパー２７と、ワイパー２７を撮像ミラー２０の長手方向に沿ってガイドする支軸２８と、ワイパー２７に移動動作を付与する駆動源となる清掃用モータとを備えるワイパー機構を利用しても良い。
なお、上記エアーブロー機構は、図４（Ａ）の例に限らず、図４（Ｂ）の例に適用しても良い。その場合、天板２４の上面にエアーブローを行うこととなる。
また、同様に、ワイパー機構についても、図４（Ｂ）の例に限らず、図４（Ａ）の例に適用しても良い。その場合、保護層２３の上面をワイパー２７が摺動を行うこととなる。
なお、上記清掃手段はいずれも動作制御手段１０により制御される。そして、清掃動作の実行は、電子部品の実装動作の非実行時において実行されるか、或いは、実装中であって、撮像ミラー２０による反射画像の取得タイミングを外したタイミングで実行される。
（動作制御手段）
図６は電子部品実装装置１００の制御系を示すブロック図である。この図に示すように、動作制御手段１０は、主に、Ｘ−Ｙガントリ１０７のＸ軸モータ１０９、Ｙ軸モータ１１０、ヘッド１０６において吸着ノズル１０５の昇降を行うＺ軸モータ１１１、吸着ノズル１０５の回転を行う回転モータ１１２、ＣＣＤカメラ１０８、照明ランプ１１３、焦点調節モータ１１５、清掃用電磁弁２６の動作制御を行い、所定の制御プログラムに従って各種の処理及び制御を実行するＣＰＵ３０と、各種の処理及び制御を実行するためのプログラムが格納されたシステムＲＯＭ１２と、各種のデータを格納することで各種の処理の作業領域となるＲＡＭ１３と、ＣＰＵ３０と各種の機器との接続を図るＩ／Ｆ（インターフェース）１４と、基板に実装する電子部品のリストや各電子部品の実装位置及び電子部品の受け取り位置等の実装の動作制御に要する実装データ等が格納される不揮発性の記憶装置１７と、各種の設定や操作に要するデータの入力を行うための操作パネル１５と、各種設定の内容や必要情報の提示、撮像画像の表示等を行う表示モニタ１８とを有している。また、前述した各モータ１０９〜１１２、１１５は、いずれもエンコーダを備えるサーボモータであり、図示しないサーボドライバを介してＩ／Ｆ１４と接続されている。
なお、ここでは、清掃手段としてエアーブロー機構を利用している場合を例示している。
以下、動作制御手段１０のＣＰＵ３０が行う特徴的な処理又は制御について説明を行う。
図６は電子部品実装装置１００の制御系を示すブロック図である。この図に示すように、動作制御手段１０は、主に、Ｘ−Ｙガントリ１０７のＸ軸モータ１０９、Ｙ軸モータ１１０、ヘッド１０６において吸着ノズル１０５の昇降を行うＺ軸モータ１１１、吸着ノズル１０５の回転を行う回転モータ１１２、ＣＣＤカメラ１０８、照明ランプ１１３、焦点調節モータ１１５、清掃用電磁弁２６の動作制御を行い、所定の制御プログラムに従って各種の処理及び制御を実行するＣＰＵ３０と、各種の処理及び制御を実行するためのプログラムが格納されたシステムＲＯＭ１２と、各種のデータを格納することで各種の処理の作業領域となるＲＡＭ１３と、ＣＰＵ３０と各種の機器との接続を図るＩ／Ｆ（インターフェース）１４と、基板に実装する電子部品のリストや各電子部品の実装位置及び電子部品の受け取り位置等の実装の動作制御に要する実装データ等が格納される不揮発性の記憶装置１７と、各種の設定や操作に要するデータの入力を行うための操作パネル１５と、各種設定の内容や必要情報の提示、撮像画像の表示等を行う表示モニタ１８とを有している。また、前述した各モータ１０９〜１１２、１１５は、いずれもエンコーダを備えるサーボモータであり、図示しないサーボドライバを介してＩ／Ｆ１４と接続されている。
なお、ここでは、清掃手段としてエアーブロー機構を利用している場合を例示している。
以下、動作制御手段１０のＣＰＵ３０が行う特徴的な処理又は制御について説明を行う。
（撮像ミラー特性検出処理）
前述した撮像ミラー２０は、Ｘ軸方向に沿って長尺であるため、撓みを生じる場合がある。このため、撮像ミラー２０は、Ｘ軸方向における各位置において反射した電子部品Ｔの撮像画像の位置誤差を生じる場合がある。
従って、動作制御手段１０では、被実装作業時において、撮像ミラー２０の長手方向における誤差特性を示す誤差テーブルを作成する。
即ち、撮像ミラー２０は、その設置位置が既知であることを前提として、図７の斜視図に示すように、ＣＰＵ３０は、いずれかの吸着ノズル１０５の中心線１０５ａと撮像ミラー２０のＹ軸方向における中間位置と一致するようにＹ軸モータ１１０によりヘッド１０６を位置決めした後、Ｘ軸モータ１０９を駆動させてＸ軸方向について均一の間隔で順次ヘッド１０６を移動位置決めし、各位置においてＣＣＤカメラ１０８により撮像を行う。
図８（Ａ）は撓みの発生がない理想的な場合の撮像画像の例であり、図８（Ｂ）は撓みによる位置誤差及び角度変動を生じている例である。なお、直接撮像画像の図示は省略している。
そして、Ｘ軸方向における各位置での撮像画像データに対する画像処理を行い、撮像範囲内の電子部品中心位置及び角度を周知のパターンマッチングなどの手法により検出する。さらに、ＣＰＵ３０は、検出された各位置における電子部品の中心位置と撮像範囲の中心との位置ズレを位置誤差として算出し、各位置における角度変化を角度誤差として算出する。さらに、撮像ミラー２０の長手方向を、Ｘ軸方向における各撮像位置を中心とする複数の区間Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…に分割し、各区間ごとに求められた位置誤差と角度誤差とを登録し、これを撮像ミラー２０の長手方向における誤差特性を示す誤差テーブルとして記憶装置１７に記憶する。
そして、電子部品の実装時には、部品供給部で電子部品を吸着し、基板の実装位置に搬送する途中で、撮像ミラー２０による反射像により電子部品Ｔの位置及び角度検出が行われる際に、吸着ノズル１０５が撮像ミラー２０の上方を通過する際のＸ座標から、誤差テーブルのいずれに区間Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…に属するかを判定し、該当する区間の誤差データを読み出して、電子部品Ｔの位置及び角度に対して誤差の補正を行う。
前述した撮像ミラー２０は、Ｘ軸方向に沿って長尺であるため、撓みを生じる場合がある。このため、撮像ミラー２０は、Ｘ軸方向における各位置において反射した電子部品Ｔの撮像画像の位置誤差を生じる場合がある。
従って、動作制御手段１０では、被実装作業時において、撮像ミラー２０の長手方向における誤差特性を示す誤差テーブルを作成する。
即ち、撮像ミラー２０は、その設置位置が既知であることを前提として、図７の斜視図に示すように、ＣＰＵ３０は、いずれかの吸着ノズル１０５の中心線１０５ａと撮像ミラー２０のＹ軸方向における中間位置と一致するようにＹ軸モータ１１０によりヘッド１０６を位置決めした後、Ｘ軸モータ１０９を駆動させてＸ軸方向について均一の間隔で順次ヘッド１０６を移動位置決めし、各位置においてＣＣＤカメラ１０８により撮像を行う。
図８（Ａ）は撓みの発生がない理想的な場合の撮像画像の例であり、図８（Ｂ）は撓みによる位置誤差及び角度変動を生じている例である。なお、直接撮像画像の図示は省略している。
そして、Ｘ軸方向における各位置での撮像画像データに対する画像処理を行い、撮像範囲内の電子部品中心位置及び角度を周知のパターンマッチングなどの手法により検出する。さらに、ＣＰＵ３０は、検出された各位置における電子部品の中心位置と撮像範囲の中心との位置ズレを位置誤差として算出し、各位置における角度変化を角度誤差として算出する。さらに、撮像ミラー２０の長手方向を、Ｘ軸方向における各撮像位置を中心とする複数の区間Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…に分割し、各区間ごとに求められた位置誤差と角度誤差とを登録し、これを撮像ミラー２０の長手方向における誤差特性を示す誤差テーブルとして記憶装置１７に記憶する。
そして、電子部品の実装時には、部品供給部で電子部品を吸着し、基板の実装位置に搬送する途中で、撮像ミラー２０による反射像により電子部品Ｔの位置及び角度検出が行われる際に、吸着ノズル１０５が撮像ミラー２０の上方を通過する際のＸ座標から、誤差テーブルのいずれに区間Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…に属するかを判定し、該当する区間の誤差データを読み出して、電子部品Ｔの位置及び角度に対して誤差の補正を行う。
（電子部品実装制御）
動作制御手段１０による電子部品の実装制御を図９のフローチャートに基づいて説明する。なお、ここでは、電子部品一つの実装動作を例示するものとする。
まず、ＣＰＵ３０は、記憶装置１７の実装データから電子部品Ｔの受け取り位置（対象となる電子部品フィーダー１０１の受け渡し部１０１ａの位置座標）と基板の実装位置の位置座標の読み出しを行う（ステップＳ１）。
ついで、Ｘ、Ｙ軸モータ１０９，１１０を駆動させてヘッド１０６を電子部品Ｔの受け取り位置に移動させる（ステップＳ２）。
動作制御手段１０による電子部品の実装制御を図９のフローチャートに基づいて説明する。なお、ここでは、電子部品一つの実装動作を例示するものとする。
まず、ＣＰＵ３０は、記憶装置１７の実装データから電子部品Ｔの受け取り位置（対象となる電子部品フィーダー１０１の受け渡し部１０１ａの位置座標）と基板の実装位置の位置座標の読み出しを行う（ステップＳ１）。
ついで、Ｘ、Ｙ軸モータ１０９，１１０を駆動させてヘッド１０６を電子部品Ｔの受け取り位置に移動させる（ステップＳ２）。
そして、前述した焦点調節モータ１１５を駆動させて直接画像焦点距離となるように焦点調節を行う（ステップＳ３）。
即ち、図１０に示すように、ＣＣＤカメラ１０８の焦点距離をＣＣＤカメラ１０８から吸着高さの吸着ノズル１０５の先端部までの直線距離である直接画像焦点距離Ｆ２となるように焦点調節モータ１１５を制御する。これにより、斜め上方から見た電子部品Ｔの吸着状態の撮像画像が鮮明に撮像される。なお、電子部品Ｔの実装動作の実行の際には、その終了までＣＣＤカメラ１０８は継続して撮像を行い、その動画データが記録装置１７に記録される。
即ち、図１０に示すように、ＣＣＤカメラ１０８の焦点距離をＣＣＤカメラ１０８から吸着高さの吸着ノズル１０５の先端部までの直線距離である直接画像焦点距離Ｆ２となるように焦点調節モータ１１５を制御する。これにより、斜め上方から見た電子部品Ｔの吸着状態の撮像画像が鮮明に撮像される。なお、電子部品Ｔの実装動作の実行の際には、その終了までＣＣＤカメラ１０８は継続して撮像を行い、その動画データが記録装置１７に記録される。
次いで、ＣＰＵ３０は、Ｚ軸モータ１１１を駆動させて吸着ノズル１０５を吸着高さまで下降させ、電子部品Ｔの吸着を行う（ステップＳ４）。
そして、吸着ノズル１０５を搬送高さに上昇させ、焦点調節モータ１１５を駆動させて反射画像焦点距離となるように焦点調節を行う（ステップＳ５）。即ち、図１０に示すように、ＣＣＤカメラ１０８の焦点距離を、ＣＣＤカメラ１０８から撮像ミラー２０を経て吸着高さの吸着ノズル１０５の先端部に至るまでの経路長の距離である間接画像焦点距離Ｆ１となるように焦点調節モータ１１５を制御する。これにより、吸着ノズル１０５が撮像ミラー２０の上方を通過する際に、垂直下方から見た電子部品Ｔの吸着状態の撮像画像が鮮明に撮像される。
そして、吸着ノズル１０５を搬送高さに上昇させ、焦点調節モータ１１５を駆動させて反射画像焦点距離となるように焦点調節を行う（ステップＳ５）。即ち、図１０に示すように、ＣＣＤカメラ１０８の焦点距離を、ＣＣＤカメラ１０８から撮像ミラー２０を経て吸着高さの吸着ノズル１０５の先端部に至るまでの経路長の距離である間接画像焦点距離Ｆ１となるように焦点調節モータ１１５を制御する。これにより、吸着ノズル１０５が撮像ミラー２０の上方を通過する際に、垂直下方から見た電子部品Ｔの吸着状態の撮像画像が鮮明に撮像される。
ついで、Ｘ、Ｙ軸モータ１０９，１１０の駆動を開始させて、ヘッド１０６を電子部品Ｔの実装位置への搬送を開始する（ステップＳ６）。
そして、搬送中において、電子部品Ｔの反射画像の取得位置到達の監視を行う（ステップＳ７）。
ここで、電子部品Ｔの反射画像の取得位置到達の監視処理について説明する。前述したように、撮像ミラー２０のＹ軸方向における中間位置と吸着ノズル１０５の中心線とがＹ軸方向について一致する場合に、撮像ミラー２０に電子部品Ｔの垂直下方からの画像が反射されて撮像されるようになっている。動作制御手段１０では、この位置にヘッド１０５が到達するか否かを監視し、到達を検出するとその際の撮像画像の静止画像データをＲＡＭ１３に記録し、当該画像から電子部品Ｔの位置及び角度検出を行う。
そして、図１１に示すように、反射画像の取得位置到達の検出は、撮像ミラー２０のＸ軸方向に沿った端縁部２０Ｔが撮像範囲内における判定位置Ｍに到達したか否かにより行う。つまり、ＣＣＤカメラ１０８の撮像画像は、ヘッド１０６が撮像ミラー２０の上方にさしかかると、撮像範囲内で撮像ミラー２０の端縁部２０Ｔが一定方向に移動することとなる。そして、判定位置Ｍに撮像ミラー２０の端縁部が位置する時に、撮像ミラー２０のＹ軸方向における中間位置と吸着ノズル１０５の中心線とがＹ軸方向について一致するように、予め、判定位置Ｍの設定を行うことにより、ＣＣＤカメラ１０８の撮像画像を監視することで、電子部品Ｔの反射画像の取得位置到達を検出することが可能となっている。
なお、撮像ミラー２０の端縁部２０Ｔは、撮像ミラー２０と比べてコントラスト差が大きくなうような色彩を撮像ミラー２０の背景側に付しておくことにより、ＣＣＤカメラ２０の撮像画像において、撮像ミラー２０の端縁部の前後で各画素の検出強度に差が生じるので、この検出強度差を検出することで撮像ミラー２０の端縁部２０Ｔを認識することが可能である。
ＣＰＵ３０は、かかる処理を行うことにより、電子部品Ｔの反射画像の取得位置到達を検出されると、前述したように、ＣＣＤカメラ１０８による撮像画像を静止画像データとしてＲＡＭ１３に記憶する（ステップＳ８）。
そして、搬送中において、電子部品Ｔの反射画像の取得位置到達の監視を行う（ステップＳ７）。
ここで、電子部品Ｔの反射画像の取得位置到達の監視処理について説明する。前述したように、撮像ミラー２０のＹ軸方向における中間位置と吸着ノズル１０５の中心線とがＹ軸方向について一致する場合に、撮像ミラー２０に電子部品Ｔの垂直下方からの画像が反射されて撮像されるようになっている。動作制御手段１０では、この位置にヘッド１０５が到達するか否かを監視し、到達を検出するとその際の撮像画像の静止画像データをＲＡＭ１３に記録し、当該画像から電子部品Ｔの位置及び角度検出を行う。
そして、図１１に示すように、反射画像の取得位置到達の検出は、撮像ミラー２０のＸ軸方向に沿った端縁部２０Ｔが撮像範囲内における判定位置Ｍに到達したか否かにより行う。つまり、ＣＣＤカメラ１０８の撮像画像は、ヘッド１０６が撮像ミラー２０の上方にさしかかると、撮像範囲内で撮像ミラー２０の端縁部２０Ｔが一定方向に移動することとなる。そして、判定位置Ｍに撮像ミラー２０の端縁部が位置する時に、撮像ミラー２０のＹ軸方向における中間位置と吸着ノズル１０５の中心線とがＹ軸方向について一致するように、予め、判定位置Ｍの設定を行うことにより、ＣＣＤカメラ１０８の撮像画像を監視することで、電子部品Ｔの反射画像の取得位置到達を検出することが可能となっている。
なお、撮像ミラー２０の端縁部２０Ｔは、撮像ミラー２０と比べてコントラスト差が大きくなうような色彩を撮像ミラー２０の背景側に付しておくことにより、ＣＣＤカメラ２０の撮像画像において、撮像ミラー２０の端縁部の前後で各画素の検出強度に差が生じるので、この検出強度差を検出することで撮像ミラー２０の端縁部２０Ｔを認識することが可能である。
ＣＰＵ３０は、かかる処理を行うことにより、電子部品Ｔの反射画像の取得位置到達を検出されると、前述したように、ＣＣＤカメラ１０８による撮像画像を静止画像データとしてＲＡＭ１３に記憶する（ステップＳ８）。
そして、ＣＰＵ３０は、静止画像データに基づいて、撮像範囲内における電子部品Ｔの位置及ぶ角度を周知の画像処理の手法（例えば、パターンマッチング等）を用いて特定する（ステップＳ９）。
このとき、記憶装置１７の誤差テーブルを参照して、電子部品Ｔの反射画像の取得位置到達時における吸着ノズル１０５のＸ軸方向の位置に基づいて区間Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…を特定し、位置及び角度の補正を行う。
これにより、回転モータ１１２の駆動を行い、電子部品Ｔを回転させて適切な角度に調節する（ステップＳ１０）。
そして、再び、前述した焦点調節モータ１１５を駆動させて直接画像焦点距離となるように焦点調節を行う（ステップＳ１１）。
このとき、記憶装置１７の誤差テーブルを参照して、電子部品Ｔの反射画像の取得位置到達時における吸着ノズル１０５のＸ軸方向の位置に基づいて区間Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…を特定し、位置及び角度の補正を行う。
これにより、回転モータ１１２の駆動を行い、電子部品Ｔを回転させて適切な角度に調節する（ステップＳ１０）。
そして、再び、前述した焦点調節モータ１１５を駆動させて直接画像焦点距離となるように焦点調節を行う（ステップＳ１１）。
そして、ステップＳ９で求められた吸着ノズル１０５に対する電子部品Ｔの位置を補正値としてヘッド１０６を実装位置に位置決めし（ステップＳ１２）、ＣＰＵ３０は、Ｚ軸モータ１１１を駆動させて吸着ノズル１０５を実装高さまで下降させ、電子部品Ｔの実装を行い（ステップＳ１３）、制御を終了する。
なお、実装データに設定された全ての電子部品Ｔについて上記実装制御を繰り返す。
なお、実装データに設定された全ての電子部品Ｔについて上記実装制御を繰り返す。
（実施形態の効果）
以上のように、電子部品実装装置１００では、撮像ミラー２０の傾斜配置によりヘッド１０６の吸着ノズル１０５を垂直下方から見た状態で吸着された電子部品Ｔを撮像することが可能である。そして、撮像ミラー２０を平板状としたので、その反射面は一つのみとなり、撮像時において一回反射による電子部品Ｔの垂直下方らの画像を取得することが可能となる。
かかる平板状の撮像ミラー２０は、従来のＶ字状のミラーと異なり、加工が容易であるため、長手方向について撓みや歪みの発生を抑制することが可能である。また、撮像ミラー２０は平板状であることから、二回反射を行うＶ字状のミラーのように、二回反射による撓みの誤差の影響の増大を生じないため、電子部品Ｔの位置及び角度の検出において、精度向上を計ることが可能である。
また、撮像ミラー２０は、反射面が一つなので、その取付の際には、その角度調節も一回で済み、ミラーの取付も容易となり、装置の製造効率を向上させることが可能となる。
さらに、Ｖ字状のミラーの場合と異なり、撮像ミラー２０のＹ軸方向幅は、吸着ノズル１０５とＣＣＤカメラ１０８の間の距離に合わせる必要がなく、縮小化が可能であるため、部品供給部から基板保持部１０４の間に撮像ミラー２０を配置しても、当該ミラーの存在による部品供給部から基板保持部１０４の距離の延長は生じないため、実装のサイクルタイムを短縮することが可能となる。
以上のように、電子部品実装装置１００では、撮像ミラー２０の傾斜配置によりヘッド１０６の吸着ノズル１０５を垂直下方から見た状態で吸着された電子部品Ｔを撮像することが可能である。そして、撮像ミラー２０を平板状としたので、その反射面は一つのみとなり、撮像時において一回反射による電子部品Ｔの垂直下方らの画像を取得することが可能となる。
かかる平板状の撮像ミラー２０は、従来のＶ字状のミラーと異なり、加工が容易であるため、長手方向について撓みや歪みの発生を抑制することが可能である。また、撮像ミラー２０は平板状であることから、二回反射を行うＶ字状のミラーのように、二回反射による撓みの誤差の影響の増大を生じないため、電子部品Ｔの位置及び角度の検出において、精度向上を計ることが可能である。
また、撮像ミラー２０は、反射面が一つなので、その取付の際には、その角度調節も一回で済み、ミラーの取付も容易となり、装置の製造効率を向上させることが可能となる。
さらに、Ｖ字状のミラーの場合と異なり、撮像ミラー２０のＹ軸方向幅は、吸着ノズル１０５とＣＣＤカメラ１０８の間の距離に合わせる必要がなく、縮小化が可能であるため、部品供給部から基板保持部１０４の間に撮像ミラー２０を配置しても、当該ミラーの存在による部品供給部から基板保持部１０４の距離の延長は生じないため、実装のサイクルタイムを短縮することが可能となる。
また、動作制御手段１０は、撮像ミラー２０の端縁部２０Ｔを電子部品の位置及び角度判定を行うヘッド１０６の位置を定める指標とし、当該指標が撮像範囲内の判定位置Ｍに到達した時の撮像画像に基づいて電子部品の位置及び角度を判定する。
これにより、ヘッド１０６が部品供給部から基板保持部１０４に向かう方向に移動する場合、ＣＣＤカメラ１０８の視線が撮像ミラー２０に反射して吸着ノズル１０５の中心線１０５ａと一致するポイントを容易に検出することができ、精度良く電子部品の位置及び角度を求めることが可能となる。
これにより、ヘッド１０６が部品供給部から基板保持部１０４に向かう方向に移動する場合、ＣＣＤカメラ１０８の視線が撮像ミラー２０に反射して吸着ノズル１０５の中心線１０５ａと一致するポイントを容易に検出することができ、精度良く電子部品の位置及び角度を求めることが可能となる。
また、ＣＣＤカメラ１０８は吸着ノズル１０５の先端部を視野に直接入れるように搭載されているので、撮像ミラー２０で反射させた吸着ノズル１０５に吸着された電子部品の垂直下方からの下面画像（下面図）により周知の画像処理により電子部品の水平方向の位置ずれ検出ができるのみならず、斜め側方からの画像も取得することができる。かかる斜め側方の画像を記録することにより、例えば、吸着ノズルに吸着された電子部品を斜め側方から撮影した実際の画像と、予め記憶手段に記憶した3次元（縦横高さ方向）方向に沿って部品の縦横高さ方向を配置して、3次元傾きゼロ（即ち回転ゼロ、傾きゼロ）に配置した部品を前記斜め側方から撮影した基準画像と、を比較することにより、前記吸着ノズルに吸着された電子部品の3次元（縦横高さ方向）の傾きを検出して3次元傾きデータを得ることができる。さらに、予め記憶手段に記憶された電子部品の形状や縦横高さのサイズデータ等の部品データを読み出して、前記部品データと前記3次元傾きデータとに基づき、吸着により傾いた状態の電子部品を正面図、側面図および平面図に展開した画像を作成することができる。この正面図、側面図に加えて、平面図または前記下面図の少なくとも一方の各画像データと、前記部品の下面画像に基づく水平方向の位置ずれ量データとに基づいて、コンピュータによる周知の画像処理を行うことにより、吸着ノズル１０５の先端部に吸着された状態の前記電子部品を立体的な３次元静止画像に合成して記憶手段に記録し表示することができる。
さらに前記電子部品を吸着ノズル１０５で吸着開始してから吸着ノズル１０５の上昇ととともに電子部品を上昇して位置ずれや傾きが発生するまでの吸着状態を示す３次元静止画像を複数作成して記憶することで任意のタイミングの３次元静止画像を選択して表示できる。
さらに前記複数の３次元静止画像を時間経過に沿って順次連続的に表示することで、電子部品が吸着ノズルに対して位置ずれや傾きが発生する過程を３次元動画画像で連続的に、任意の角度および倍率、表示速度で表示することができる。
このように、前記垂直下方からの画像と前記斜め側方からの画像および、水平方向の位置ずれデータ、3次元傾きデータ、さらに前記３次元静止画像または３次元動画画像を、電子部品吸着前から吸着上昇後まで表示画面に表示することにより、吸着エラーや搭載エラーの発生時の原因究明や、吸着動作や搭載動作の挙動分析等、電子部品の位置及び角度検出以外の種々の用途に利用することが可能となる。さらに一台のカメラで電子部品の３次元静止画像および３次元動画画像を作成できるので、二台のカメラを用いて３次元画像を記録する場合と比較すると、部品塔載ヘッドおよび部品塔載ヘッドを移動するＸＹ移動機構の小型化、省電力化、コスト低減、タクトタイムの短縮高速化を実現できる。
さらに前記電子部品を吸着ノズル１０５で吸着開始してから吸着ノズル１０５の上昇ととともに電子部品を上昇して位置ずれや傾きが発生するまでの吸着状態を示す３次元静止画像を複数作成して記憶することで任意のタイミングの３次元静止画像を選択して表示できる。
さらに前記複数の３次元静止画像を時間経過に沿って順次連続的に表示することで、電子部品が吸着ノズルに対して位置ずれや傾きが発生する過程を３次元動画画像で連続的に、任意の角度および倍率、表示速度で表示することができる。
このように、前記垂直下方からの画像と前記斜め側方からの画像および、水平方向の位置ずれデータ、3次元傾きデータ、さらに前記３次元静止画像または３次元動画画像を、電子部品吸着前から吸着上昇後まで表示画面に表示することにより、吸着エラーや搭載エラーの発生時の原因究明や、吸着動作や搭載動作の挙動分析等、電子部品の位置及び角度検出以外の種々の用途に利用することが可能となる。さらに一台のカメラで電子部品の３次元静止画像および３次元動画画像を作成できるので、二台のカメラを用いて３次元画像を記録する場合と比較すると、部品塔載ヘッドおよび部品塔載ヘッドを移動するＸＹ移動機構の小型化、省電力化、コスト低減、タクトタイムの短縮高速化を実現できる。
また、動作制御手段１０は、タイミングを異ならせて直接撮像される吸着ノズル１０５の先端部に吸着された電子部品Ｔを焦点距離とする場合と、撮像ミラー２０を介して撮像されるノズル先端部の電子部品Ｔの焦点距離とに焦点を合わせるので、直接撮像されるノズル画像と撮像ミラー２０に反射して撮像されるノズル画像のそれぞれについて適切な焦点距離で撮像したものを取得でき、それぞれの画像の用途に対して精度の向上を図ることが可能となる。
また、動作制御手段１０は、撮像ミラー２０の長手方向における誤差の特性を示す誤差テーブルを取得し、電子部品の位置及び角度を当該誤差特性に基づいて補正するので、仮に、撮像ミラー２０に撓みや歪みによる長手方向の各位置での誤差を生じていた場合でも、これを適切に補正することができるので、より高精度に電子部品の位置及び角度検出を行うことが可能となる。
また、動作制御手段１０では、ＣＣＤカメラ１０８による撮像画像の静止画像又は動画のデータを記憶するので、これらのデータを利用して適切に電子部品の位置及び角度検出或いはその他の処理を行うことが可能となる。
撮像ミラー２０の反射面を保護する透明な保護層２３や天板２４等の保護手段を備えるので、撮像ミラー２０の反射面に高品質の光学ガラスを使用しても保護を図ることができ、より高精度に電子部品の位置及び角度検出を行うことが可能となる。また、傷やくもりなどが生じても、保護手段のみを交換すれば良く、維持管理コストの低減を図ることが可能となる。
さらに、撮像ミラー２０には、保護手段の表面の清掃を行うエアーブロー機構やワイパー機構などの清掃手段を備えるので、汚れの付着などにより撮像画像の劣化を防止し、より高精度に電子部品の位置及び角度検出を行うことが可能となる。
また、非搭載動作時やヘッド１０６が電子部品の位置及び角度を判定する位置にある時を回避して清掃手段による清掃を行うので、清掃手段による撮像画像の影響を排除でき、さらに高精度に電子部品の位置及び角度検出を行うことが可能となる。
さらに、撮像ミラー２０には、保護手段の表面の清掃を行うエアーブロー機構やワイパー機構などの清掃手段を備えるので、汚れの付着などにより撮像画像の劣化を防止し、より高精度に電子部品の位置及び角度検出を行うことが可能となる。
また、非搭載動作時やヘッド１０６が電子部品の位置及び角度を判定する位置にある時を回避して清掃手段による清掃を行うので、清掃手段による撮像画像の影響を排除でき、さらに高精度に電子部品の位置及び角度検出を行うことが可能となる。
（その他）
ＣＣＤカメラ１０８の焦点距離を変更する焦点調節機構を備えているが、これに限定されず、図１２に示すように、電子部品の直接画像の撮像に適した焦点距離の主光学系と、撮像ミラー２０を介した電子部品の間接画像の撮像に適した焦点距離調整用の副光学系１１６とから構成しても良い。
主光学系は、ＣＣＤカメラ１０８の内部にあって、その視野の全体を均一な焦点距離（ＣＣＤカメラ１０８から吸着ノズル１０５先端部までの直線距離）とする。
また、副光学系１１６は、ＣＣＤカメラ１０８から撮像ミラー２０までの間に配置され、ＣＣＤカメラ１０８から吸着ノズル１０５先端部までの直線上には干渉しないように配置されている。そして、この副光学系１１６は主光学系との協働により、ＣＣＤカメラ１０８から撮像ミラー２０を介して吸着ノズル１０５の先端部に至る距離を焦点距離とする。
このように静的な構成で、二つの焦点距離で撮像を行うことも可能である。
ＣＣＤカメラ１０８の焦点距離を変更する焦点調節機構を備えているが、これに限定されず、図１２に示すように、電子部品の直接画像の撮像に適した焦点距離の主光学系と、撮像ミラー２０を介した電子部品の間接画像の撮像に適した焦点距離調整用の副光学系１１６とから構成しても良い。
主光学系は、ＣＣＤカメラ１０８の内部にあって、その視野の全体を均一な焦点距離（ＣＣＤカメラ１０８から吸着ノズル１０５先端部までの直線距離）とする。
また、副光学系１１６は、ＣＣＤカメラ１０８から撮像ミラー２０までの間に配置され、ＣＣＤカメラ１０８から吸着ノズル１０５先端部までの直線上には干渉しないように配置されている。そして、この副光学系１１６は主光学系との協働により、ＣＣＤカメラ１０８から撮像ミラー２０を介して吸着ノズル１０５の先端部に至る距離を焦点距離とする。
このように静的な構成で、二つの焦点距離で撮像を行うことも可能である。
また、ＣＣＤカメラ１０８に被写界深度が深い光学系を設けることで、電子部品Ｔの直接的な距離と撮像ミラー２０を経由する距離の両方に焦点が合うようにして、個々の距離について焦点調節を不要としても良い。
また、上記実施形態では、撮像ミラー２０の端縁部２０Ｔを電子部品の位置及び角度判定を行うヘッド１０６の位置を定める指標としてミラー２０に反射した吸着ノズル１０５の中心線とＣＣＤカメラ１０８の視線とが一致するヘッド１０６のＹ軸方向における位置を求めたが、指標を複数設定してもよい。
即ち、図１３に示すように、撮像範囲内の判定位置ＭをヘッドのＹ軸方向について複数点（ここでは三点）定め、ヘッド１０６が電子部品フィーダ１０１の電子部品の受け渡し部１０１ａから基板Ｋの実装位置Ｈに移動する際に、撮像されたミラー２０の端縁部２０Ｔが各判定位置Ｍを通過する際のヘッド位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３における撮像画像に基づいて電子部品の位置及び角度を求め、それぞれについて比較を行ってもよい。
即ち、図１３に示すように、撮像範囲内の判定位置ＭをヘッドのＹ軸方向について複数点（ここでは三点）定め、ヘッド１０６が電子部品フィーダ１０１の電子部品の受け渡し部１０１ａから基板Ｋの実装位置Ｈに移動する際に、撮像されたミラー２０の端縁部２０Ｔが各判定位置Ｍを通過する際のヘッド位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３における撮像画像に基づいて電子部品の位置及び角度を求め、それぞれについて比較を行ってもよい。
この場合、図１４に示すように、Ｙ軸方向にΔＹだけずれた他のヘッド位置の吸着ノズル１０５Ｘの場合には、ミラーの反射位置が高さ方向について異なることから、そのときのＣＣＤカメラ１０８Ｘの視線１０８ａに対してＹ軸方向についてΔＣだけズレを生じることとなる。
例えば、ヘッド位置Ｐ２が反射した吸着ノズル１０５の中心線とＣＣＤカメラ１０８の視線とが一致するヘッド１０６のＹ軸方向における位置であるものとすると（図１５（Ｂ））、撮像される吸着ノズル１０５に吸着された電子部品の位置は、ヘッド位置Ｐ１では図１５（Ａ）、ヘッド位置Ｐ３では図１５（Ｃ）のようにズレを生じることとなる。
ミラー２０の傾斜角度をθとすると、吸着ノズル１０５の中心線とＣＣＤカメラ１０８の視線の交差角度はθ/２となり、ヘッド位置のズレに対する撮像される電子部品の位置ズレΔＣ（吸着ノズル１０５の中心線位置のズレ）は、次式（１）で求めることが可能である。
ΔＣ＝ΔＹ・tanθ・cosθ …（１）
例えば、ヘッド位置Ｐ２が反射した吸着ノズル１０５の中心線とＣＣＤカメラ１０８の視線とが一致するヘッド１０６のＹ軸方向における位置であるものとすると（図１５（Ｂ））、撮像される吸着ノズル１０５に吸着された電子部品の位置は、ヘッド位置Ｐ１では図１５（Ａ）、ヘッド位置Ｐ３では図１５（Ｃ）のようにズレを生じることとなる。
ミラー２０の傾斜角度をθとすると、吸着ノズル１０５の中心線とＣＣＤカメラ１０８の視線の交差角度はθ/２となり、ヘッド位置のズレに対する撮像される電子部品の位置ズレΔＣ（吸着ノズル１０５の中心線位置のズレ）は、次式（１）で求めることが可能である。
ΔＣ＝ΔＹ・tanθ・cosθ …（１）
従って、三点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で撮像する場合には、Ｐ１，Ｐ３について上式で算出したズレ量ΔＣで位置補正を行った上で比較を行えばよい。なお、電子部品の角度について比較する場合には、ヘッド位置における影響は少ないのでそのまま比較することができる。
そして、上述のように、三点以上で撮像を行った場合には、相互に値を比較し、あらかじめ決定した閾値より大きな差を示す部品位置や角度を除外して残った値を正常な認識結果として搭載動作に使用する。残った値の平均値や中央値やばらつきが最小になる組み合わせを選択する等残った値をどのように使用するかは本旨を逸脱しない範囲で任意である。なお、電子部品Ｔの反射画像の取得位置の近傍でY方向の距離がY1はY軸駆動に使用しているエンコーダの読みを使用する。
そして、上述のように、三点以上で撮像を行った場合には、相互に値を比較し、あらかじめ決定した閾値より大きな差を示す部品位置や角度を除外して残った値を正常な認識結果として搭載動作に使用する。残った値の平均値や中央値やばらつきが最小になる組み合わせを選択する等残った値をどのように使用するかは本旨を逸脱しない範囲で任意である。なお、電子部品Ｔの反射画像の取得位置の近傍でY方向の距離がY1はY軸駆動に使用しているエンコーダの読みを使用する。
例えば、図１３の例では、位置Ｐ２の近くに汚れＱが付着しており、撮像画像から電子部品の位置や角度が正しく求められない可能性がある。そして、その結果、Ｐ２における電子部品の位置又は角度が他の位置又は角度から閾値を超えて大きく異なる場合には点Ｐ２の位置又は角度を考慮せず、他の二点Ｐ１，Ｐ３から位置又は角度を算出する。なお差の大小は、例えば三点の平均値を基準値として、その差を求める。
三点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３での位置又は角度の差が閾値よりも小さい場合には、上述の除外は行わず位置又は角度を算出する。
また、点Ｐ２を除外して二点Ｐ１，Ｐ３における位置又は角度の比較を行い、それでも、それらの差が閾値を超える場合には、装置停止、警告、或いは判定不良の事実を記録してそのまま実装動作を継続する等のエラー処理を実行することが望ましい。また、それらの差が閾値を超える場合には、認識のミラー２０の汚れや搭載用の部品の落下など、ミラー２０の清掃の必要性が推測される。従って、図５の清掃手段を備える場合には、上記エラー処理と共に、実装作業を妨げないタイミングで清掃手段が清掃を実行するように制御してもよい。なお、上述したエラー処理と清掃はいずれかを組み合わせて実行しても良い。
三点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３での位置又は角度の差が閾値よりも小さい場合には、上述の除外は行わず位置又は角度を算出する。
また、点Ｐ２を除外して二点Ｐ１，Ｐ３における位置又は角度の比較を行い、それでも、それらの差が閾値を超える場合には、装置停止、警告、或いは判定不良の事実を記録してそのまま実装動作を継続する等のエラー処理を実行することが望ましい。また、それらの差が閾値を超える場合には、認識のミラー２０の汚れや搭載用の部品の落下など、ミラー２０の清掃の必要性が推測される。従って、図５の清掃手段を備える場合には、上記エラー処理と共に、実装作業を妨げないタイミングで清掃手段が清掃を実行するように制御してもよい。なお、上述したエラー処理と清掃はいずれかを組み合わせて実行しても良い。
また、撮像を行うヘッド位置については、三点以上でも良いし、二点としても良い。
二点で撮像を行う場合には、両者における電子部品の位置又は角度の差があらかじめ決定した閾値より小さいときには実装動作を継続し、大きい時には前述した除外は行わず、認識の信頼性に対する警告や装置の停止等の動作或いは認識不良の記録或いはミラーの清掃のいずれかまたはいずれか組み合わせて行なう。
二点で撮像を行う場合には、両者における電子部品の位置又は角度の差があらかじめ決定した閾値より小さいときには実装動作を継続し、大きい時には前述した除外は行わず、認識の信頼性に対する警告や装置の停止等の動作或いは認識不良の記録或いはミラーの清掃のいずれかまたはいずれか組み合わせて行なう。
なお、撮像を行うヘッド位置を定める指標はミラーの端縁部に限らず、ミラーの辺縁の画像認識でも良いし、別に認識用の指標を設けても良い。
１０ 動作制御手段（画像処理装置）
１３ ＲＡＭ（画像記憶手段）
１７ 記憶装置（画像記憶手段）
２０ 撮像ミラー
２０Ｔ 端縁部（指標）
２３ 保護層（保護手段）
２４ 天板（保護手段）
２５ エアーノズル（清掃手段）
２７ ワイパー（清掃手段）
１００ 電子部品実装装置
１０１ 電子部品フィーダー（部品供給部）
１０２ フィーダーバンク（部品供給部）
１０４ 基板保持部
１０５ 吸着ノズル（ノズル）
１０６ ヘッド
１０７ Ｘ−Ｙガントリ（ヘッド移動機構）
１０８ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
１１５ 焦点調節モータ（アクチュエータ）
１１６ 副光学系
Ｔ 電子部品
１３ ＲＡＭ（画像記憶手段）
１７ 記憶装置（画像記憶手段）
２０ 撮像ミラー
２０Ｔ 端縁部（指標）
２３ 保護層（保護手段）
２４ 天板（保護手段）
２５ エアーノズル（清掃手段）
２７ ワイパー（清掃手段）
１００ 電子部品実装装置
１０１ 電子部品フィーダー（部品供給部）
１０２ フィーダーバンク（部品供給部）
１０４ 基板保持部
１０５ 吸着ノズル（ノズル）
１０６ ヘッド
１０７ Ｘ−Ｙガントリ（ヘッド移動機構）
１０８ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
１１５ 焦点調節モータ（アクチュエータ）
１１６ 副光学系
Ｔ 電子部品
Claims (15)
- 電子部品の実装が行われる基板を保持する基板保持部と、
実装される電子部品を供給する部品供給部と、
前記基板に搭載する電子部品を吸着する昇降可能なノズルを備えたヘッドと、
前記部品供給部から前記基板保持部の間を含む領域にかけて前記ヘッドを任意に移動位置決めするヘッド移動機構とを備える電子部品実装装置において、
斜め下方に視線を向けた状態で前記ヘッドに搭載され、前記ノズルに吸着された電子部品を撮像する撮像手段と、
前記部品供給部と前記基板保持部との間において当該部品供給部から基板保持部へと前記ヘッドが移動する基板搬送方向方向に沿って延在する唯一の反射面を有する撮像ミラーと、
前記撮像ミラーに反射された電子部品の撮像画像から前記吸着された電子部品の前記ノズルに対する位置及び角度を判定する画像処理装置とを備え、
前記撮像ミラーの反射面は、前記ノズルの中心線と前記撮像手段の視線との二等分線を垂線とする傾斜面であることを特徴とする電子部品実装装置。 - 前記撮像ミラー又はその周囲に前記電子部品の位置及び角度を判定するためのヘッドの位置を定める指標を設け、
前記画像処理装置は、前記撮像手段の撮像範囲内において前記指標が予め定められた所定位置に位置する時の撮像画像に基づいて前記電子部品の位置及び角度を判定することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。 - 前記撮像ミラー又はその周囲に前記電子部品の位置及び角度を判定するためのヘッドの複数の位置を定める複数の指標を設け、
前記画像処理装置は、前記撮像手段の撮像範囲内において前記各指標が予め定められた所定位置に位置する時の複数の撮像画像に基づいて前記電子部品の位置及び角度を判定することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。 - 前記指標を三点以上定めた場合であって、
前記撮像手段の撮像範囲内において前記各指標が予め定められた複数の所定位置に位置する時の複数の撮像画像に基づいて前記電子部品の位置及び角度を判定して当該各位置または各角度の値を相互に比較し、その差があらかじめ決めた値より小さい時には認識結果の信頼度が高いと判定し搭載の継続を行ない、その差があらかじめ決めた値より大きい時には、その差が最も大きな位置又は角度については除外し、再度比較した結果、位置又は角度の差があらかじめ決めた値より大きい時には警告、装置の停止又は不具合の記録を行って搭載を継続することを特徴とする請求項３記載の電子部品実装装置。 - 前記指標を二点定めた場合であって、
前記撮像手段の撮像範囲内において前記各指標が予め定められた複数の所定位置に位置する時の複数の撮像画像に基づいて前記電子部品の位置及び角度を判定して当該各位置または各角度の値を相互に比較し、その差があらかじめ決めた値より小さい時には認識結果の信頼度が高いと判定し搭載の継続を行ない、その差があらかじめ決めた値より大きい時には警告、装置の停止又は不具合の記録を行って搭載を継続することを特徴とする請求項３記載の電子部品実装装置。 - 前記撮像手段の撮像範囲内において前記各指標が予め定められた複数の所定位置に位置する時の複数の撮像画像に基づいて前記電子部品の位置及び角度を判定して当該各位置または各角度の値を相互に比較し、その差があらかじめ決めた値より大きい時には前記撮像ミラーの清掃が必要であることを表示または記録することを特徴とした請求項３記載の電子部品実装装置。
- 前記撮像手段は、前記ノズル先端部がその視野に直接入るように前記ヘッドに搭載されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
- 前記撮像手段は、前記部品供給部からの部品吸着を行う時のノズル高さ又は前記基板保持部の基板に対する部品実装時のノズル高さにおける前記ノズルの先端部がその視野に直接入るように前記ヘッドに搭載されていることを特徴とする請求項７記載の電子部品実装装置。
- 前記撮像手段は、アクチュエータにより焦点距離を調節する焦点調節機構を備え、
前記画像処理装置は、タイミングを異ならせて、直接撮像される前記ノズル先端部に対応する焦点距離と前記撮像ミラーを介して撮像される前記ノズル先端部に対応する焦点距離のそれぞれとなるように前記焦点調節機構のアクチュエータを制御することを特徴とする請求項７又は８記載の電子部品実装装置。 - 前記撮像手段はカメラが備える主光学系と焦点距離調整用の副光学系とを備え、前記主光学系は直接撮像される前記ノズル先端部に対応する焦点距離とし、前記副光学系は前記撮像ミラーを介して撮像される前記ノズル先端部を含む領域について前記主光学系と協働により焦点距離を合わせることを特徴とする請求項７又は８記載の電子部品実装装置。
- 前記画像処理装置は、既知の位置にある前記ヘッドのノズルを前記撮像ミラーを介して当該撮像ミラーの長手方向に沿った複数箇所で撮像することで当該長手方向における誤差の特性を取得し、前記電子部品の位置及び角度を判定する際に、前記特性に基づいて補正を行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
- 前記撮像手段による撮像画像の静止画像又は動画のデータを記憶する画像記憶手段を備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
- 前記撮像ミラーの反射面を保護する透明な保護手段を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
- 前記保護手段の表面の清掃を行う清掃手段を備えることを特徴とする請求項１３記載の電子部品実装装置。
- 前記撮像ミラーの反射面を保護する透明な保護手段と前記保護手段の表面の清掃を行う清掃手段を備え
前記撮像ミラーの清掃が必要であることを表示または記録に伴い、前記ヘッドが前記電子部品の位置及び角度を判定する位置にある時を外して前記清掃手段による前記撮像ミラーの清掃を行うように前記清掃手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項６記載の電子部品実装装置。
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