JP2012079859A - 部品実装方法、および、部品実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】部品認識時の画像転送の効率化により、生産効率の向上を図ることを目的とする。
【解決手段】吸着面２００ａに光の縁２１１ａ'が形成されるように第一照射手段１１３が吸着面２００ａに対して第一平行光２１１を照射し、ノズル１０２が部品２００と当接する前に、第一平行光２１１が照射された部品２００の二次元領域を第一撮像手段１１４が撮像し、撮像により得られる第一画像データを画像処理手段１０５に送信し、第一画像データの画像処理手段１０５への送信の途中で、第一画像データの一部であり、吸着面２００ａ上の光の縁２１１ａ'の像を含む第一途中データを転送制御手段１１０の検出手段１１６が取得し、検出手段１１６は、第一途中データに基づきノズル１０４のＺ軸方向の位置関係を示す第一位置データを導出し、第一位置データに基づきノズル１０２が部品２００の吸着面２００ａに当接する動作をノズル制御手段１１７が制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子部品（以下部品と称す）を吸着し回路基板（以下基板と称す）上に装着する部品実装機において、部品を吸着前、および吸着後に部品に光を照射し、その像を撮像することによって認識する部品の認識方法に関するものである。

部品を吸着し基板上に装着する部品実装機は、ノズルに吸着された部品を撮像する認識カメラを備えている。実装機は認識カメラから画像を取り込み、認識演算により部品厚みを測定し吸着良否の判定、装着高さの決定を行っている。また、すべての画像データを認識装置に取り込むと時間がかかるという課題を解決するため、認識する部品形状データに基き、必要な画像範囲の特定を行い、その範囲のみの画像を送信することで認識時間の短縮を図る手法が開示されている。

特許第３６７８４８９号公報

ところが、部品の画像範囲を絞った画像の送信を行っていても、認識処理（画像処理手段）により、その画像処理を行なって、部品の位置データを検出した後に、部品実装機が位置決め動作を行うため、生産効率のさらなる向上が望まれている。

本発明は、部品認識時の画像送信の効率化により、生産効率の向上をはかることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる実装方法は、部品供給部に供給された部品の吸着面に対し、ノズルの端面を当接させて前記部品を吸着し、吸着状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装方法であって、吸着予定の前記部品の吸着面に光の縁が形成されるように第一照射手段が前記吸着面に対して斜めに第一平行光を照射し、前記ノズルが前記部品と当接する前に、前記第一平行光が照射された前記吸着面を含む二次元領域を第一撮像手段が撮像し、前記撮像により得られる第一画像データを画像処理手段に前記第一撮像手段が送信し、前記第一画像データの前記画像処理手段への送信の途中で、前記第一画像データの一部であり、前記吸着面上の光の縁の像を含む第一途中データを転送制御手段の検出手段が取得し、前記検出手段は、前記第一途中データに基づき前記ノズルの端面と前記吸着面とのＺ軸方向の位置関係を示す第一位置データを導出し、前記第一位置データに基づき前記ノズルが前記吸着面に当接する動作をノズル制御手段が制御することを特徴とする。

さらに、前記転送制御手段の転送手段は、前記第一撮像手段から送信される前記第一画像データを取得し、取得した第一画像データを前記画像処理手段の処理に適したデータフォーマットに変換し、変換した第一画像データを画像処理手段に送信し、前記検出手段は、前記転送手段から前記第一途中データを取得しても良い。

これにより、認識カメラの撮像した画像データの送信完了までに、前記ノズルの端面と吸着面とのＺ軸方向の位置関係を示す第一位置データに基づきノズルの端面と部品の吸着面との当接のための下降位置を決定でき、装着タクトを高速化することができる。

また、前記第一照射手段は、前記部品の吸着面からその隣接部に渡り光の縁が形成されるように第一平行光を照射し、前記検出手段は、前記第一途中データから、前記吸着面上の光の縁と前記隣接部上の光の縁とのＸＹ平面内でのずれを示すずれデータを検出し、前記ずれデータから前記第一位置データを導出しても良い。

また、前記吸着面のＺ軸方向における反対側の面である装着面に光の縁が形成されるように第二照射手段が前記装着面に対して斜めに第二平行光を照射し、前記部品が前記基板に装着される前に、前記第二平行光が照射された前記装着面を含む二次元領域を第二撮像手段が撮像し、前記撮像により得られる第二画像データを前記画像処理手段に前記第二撮像手段が送信し、前記第二画像データの前記画像処理手段への送信の途中で、前記第二画像データの一部であり、前記装着面上の光の縁の像を含む第二途中データを検出手段が取得し、前記検出手段は、前記第二途中データに基づき前記装着面と前記基板の表面とのＺ軸方向の位置関係を示す第二位置データを導出し、前記第二位置データに基づき前記ノズルが前記部品を前記基板に装着する動作をノズル制御手段が制御する部品実装方法であっても良い。

これによれば、第一、または第二途中データから、前記吸着面上の光の縁と前記隣接部上の光の縁とのＸＹ平面内でのずれを示すずれデータを検出し、前記ずれデータから位置データを導出する際、ずれデータは部品毎に異なるため、それぞれの部品毎に正確なＸＹ平面内のずれとその厚みが把握できる。

また、前記第一撮像手段は、前記二次元画像の中間に対応する位置から撮像を開始する部品実装方法であっても良い。

また、部品供給部に供給された部品の吸着面に対し、ノズルの端面を当接させて前記部品を吸着し、吸着状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装方法であって、前記ノズルに吸着された前記部品における前記部品の吸着面とＺ軸方向における反対側の面である前記部品の装着面に光の縁が形成されるように第二照射手段が前記装着面に対して斜めに第二平行光を照射し、前記部品が前記基板に装着される前に、前記第二平行光が照射された前記部品の装着面を含む二次元領域を第二撮像手段が撮像し、前記撮像により得られる第二画像データを画像処理手段に前記第二撮像手段が送信し、前記第二画像データの前記画像処理手段への送信の途中で、前記第二画像データの一部であり、前記部品の装着面上の光の縁の像を含む第二途中データを転送制御手段の検出手段が取得し、前記検出手段は、前記第二途中データに基づき前記部品の装着面と前記部品が実装される前記基板の表面との位置関係を示す第二位置データを導出し、前記第二位置データに基づき前記ノズルが前記部品を前記基板に装着して実装される動作をノズル制御手段が制御する部品実装方法が望ましい。

また、上記目的を達成するために、本発明にかかる部品実装機は、部品供給部に供給された部品の吸着面に対し、ノズルの端面を当接させて前記部品を吸着し、吸着状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装機であって、吸着予定の部品の吸着面に光の縁が形成されるように第一平行光を前記吸着面に対して斜めに照射する第一照射手段と、前記ノズルが部品と当接する前に第一平行光が照射された吸着面を含む二次元領域を撮像し、前記撮像により得られる第一画像データを画像処理手段に送信する第一撮像手段と、第一画像データの前記画像処理手段への送信の途中で、第一画像データの一部であり、吸着面上の光の縁の像を含む第一途中データを取得し、第一途中データに基づき前記ノズルの端面と前記部品の吸着面とのＺ軸方向の位置関係を示す第一位置データを導出する検出手段と、前記第一位置データに基づき、前記部品の吸着面に当接する前記ノズルの動作を制御するノズル制御手段とを備えることを特徴とする。

また、部品供給部に供給された部品の吸着面に対し、ノズルの端面を当接させて前記部品を吸着し、吸着状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装機であって、前記ノズルに吸着された前記部品における吸着面とＺ軸方向の反対側の面である前記部品の装着面に光の縁が形成されるように前記部品の装着面に対して斜めに第二平行光を照射する第二照射手段と、前記部品が前記基板に装着される前に、前記第二平行光が照射された前記部品の装着面を含む二次元領域を撮像し、前記撮像により得られる第二画像データを画像処理手段に送信する第二撮像手段と、前記第二画像データの前記画像処理手段への送信の途中で、前記第二画像データの一部であり、前記部品の装着面上の光の縁の像を含む第二途中データを取得し、前記第二途中データに基づき前記部品の装着面と前記基板の表面との位置関係を示す第二位置データを導出する転送制御手段の検出手段と、前記第二位置データに基づき前記ノズルが前記部品を前記基板に装着する動作を制御するノズル制御手段とを備えるものでも良い。

本発明によると、撮像により得られる第一画像データを画像処理手段に前記第一撮像手段が送信し、第一画像データの前記画像処理手段への送信の途中で、第一画像データの一部であり、吸着面上の光の縁の像を含む第一途中データを転送制御手段の検出手段が取得し、検出手段は、第一途中データに基づきノズルの端面と吸着面とのＺ軸方向の位置関係を示す第一位置データを導出し、第一位置データに基づきノズルが吸着面に当接する動作をノズル制御手段が制御するため、第一画像データの画像処理手段への送信の途中で、この画像送信と平行してノズルの端面と部品の吸着面とのＺ軸方向の位置関係を示す第一位置データを検出し、これに基づき、ノズル制御手段がノズルを制御できる為、効率的に部品を吸着できる。

同様に、部品装着時の場合においては、検出手段は第二途中データに基づきノズルの端面と装着面とのＺ軸方向の位置関係を示す第一位置データを導出し、第二位置データに基づきノズルに装着された部品が基板の装着面に当接する動作をノズル制御手段が制御するため、効率的にノズルに吸着された部品を装着できる。

図１は、部品実装機を模式的に表した斜視図である。 図２は、部品供給部に備えられるキャリアテープの外観図である。 図３は、実装ヘッドの部品吸着前の正面図である。 図４は、実装ヘッドの部品吸着後の正面図である。 図５は、部品実装機の構成ブロック図である。 図６は、撮像手段による撮像イメージ図である。 図７は、本発明による実装ヘッド動作のタイミング図であり、（ａ）は、撮像、転送、画像処理のタイミングを拡大して示し、（ｂ）は、ＸＹ軸（ヘッド）速度、（ｃ）は、Ｚ軸（ノズル）速度を示している。 図８は、撮像、画像転送、画像処理のタイミンググラフであり、（ａ）は、比較例の手法、（ｂ）は、本発明の手法を示している。 図９は、本発明における吸着時、装着時の実装ヘッド動作タイミング図であり、（ａ）は、ＸＹ軸（ヘッド）速度、（ｂ）は、Ｚ軸（ノズル）速度を示している。 図１０は、比較例の手法による実装ヘッド動作のタイミング図であり、（ａ）は、撮像、転送、画像処理のタイミングを拡大して示し、（ｂ）は、ＸＹ軸（ヘッド）速度、（ｃ）は、Ｚ軸（ノズル）速度を示している。

次に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１を参照すると、部品実装機１００は、キャリアテープ１０３、ヘッド１０４、筐体で構成され、部品供給部１０１に備えられたキャリアテープ１０３（図２参照）から部品２００をヘッド１０４によって吸着し、基板３００上に実装する装置である。

次に、部品実装機１００に備えられたヘッド１０４の構成を図３に示す。ヘッド１０４には第一照射手段１１３と第一撮像手段１１４、ノズル１０２とが設けられ、ノズル１０２と第一撮像手段１１４とを同時にＸＹ軸方向に移動させて第一照射手段１１４で部品２００を照射し、第一撮像手段１１４によって部品２００を撮像している。ここで、ヘッド１０４は、複数のノズル１０２と、各ノズル１０２の対応する位置に複数の第一撮像手段１１４とを備えている。また、部品２００の大きさに応じてノズル１０２は選択される。また、第一照射手段１１３は、常に一定の角度（本実施の形態の場合、ＸＺ平面における角度）で第一平行光２１１を照射するものとなっている。

本発明における部品実装機１００の動作の詳細を図１〜３および図５、図６を参照して説明する。

まず、部品供給部１０１に供給された吸着予定の部品２００の吸着面２００ａ上にヘッド１０４がＸＹ軸方向に移動し、部品２００の吸着面２００ａに光の縁２１１ａ'が形成されるように第一照射手段１１３が部品２００の吸着面２００ａに対して斜めに第一平行光２１１（２１１ａ、２１１ａ'）を照射する。一方、第一撮像手段１１４が部品２００の二次元領域の画像を取得する。なお、この第一平行光２１１（２１１ａ、２１１ａ'）間の長さＬ（ずれデータ）が部品２００の高さ（厚み）に対応する、いわゆる光切断法による高さ計測である。

そして、部品２００を吸着するために降下するノズル１０２が部品２００と当接する前に、第一撮像手段１１４の撮像により得られる部品２００の第一画像データ（二次元領域データ（Ｘ，Ｙ）データ）を画像処理手段１０５へと転送制御手段１１０の転送手段１１５が送信を開始する。画像処理手段１０５は、メモリとＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とを有し、部品２００の二次元領域（ＸＹ領域）のデータから、部品２００の中心位置を決定するものである。

ここで本実施の形態の場合、転送手段１１５は、図６に示すように、転送ライン（１）から図示白抜き矢印方向に向かって１ラインずつ順にデータとして送信するものである。

また、第一撮像手段１１４の撮像により得られた第一画像データ（二次元領域データ（Ｘ，Ｙ）データ）の画像処理手段１０５への送信の途中で、第一画像データ（二次元領域データ（Ｘ，Ｙ）データ）の一部であり、部品２００の吸着面２００ａ上の光の縁２１１ａ'の像を含む第一途中データをＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等で実現される転送制御手段１１０の検出手段１１６が取得する。

ここで本実施の形態の場合、第一途中データとは、図６に示す転送ライン（１）から転送ライン（Ｎ’）までのデータである。なお、Ｎ、Ｎ’は整数であり、Ｎ＞Ｎ’の転送ライン（１）からの位置関係にある。

そして、検出手段１１６は、第一途中データに基づきノズル１０２の端面と部品２００の吸着面２００ａとのＺ軸方向の位置関係を示す第一位置データを導出する。第一位置データの導出は、第一平行光２１１（２１１ａ、２１１ａ'）間の長さＬ（ずれデータ）に基づいて行われる。前記第一位置データに基づきノズル１０２が部品供給部１０１に供給された部品２００の吸着面２００ａに当接する動作をノズル制御手段１１７が制御する。

このことにより、部品２００の二次元領域データ（ＸＹ軸方向位置データ）を送信し画像処理を行うことと、部品２００におけるノズル１０２の端面と部品２００の吸着面２００ａとのＺ軸方向の位置関係を示す第一位置データ（Ｚ軸方向の高さデータ）を検出することが並行して行えるため、効率的にノズル１０２を制御することが可能である。

さらに、転送制御手段１１０の転送手段１１５は、第一撮像手段１１４から送信される部品２００の第一画像データ（二次元領域データ（Ｘ，Ｙ）データ）を取得し、取得した部品２００の第一画像データを画像処理手段１０５の処理に適したデータフォーマットに変換し、変換した部品２００の第一画像データを画像処理手段１０５に送信する。

一方、第一位置データ（Ｚ軸方向の高さデータ）を得るには画像処理手段１０５で部品２００の第一画像データの上記変換をする必要がなく、さらなる高速化を実現できる。

次に、動作の流れを図７、図１０に示す。

図７は本発明の実装ヘッド動作のタイミング図で、図１０は本発明に対する比較例としての実装ヘッド動作のタイミング図を示す。

ここで、図７（ｂ）はヘッド１０４のＸＹ軸方向の速度と時間の関係を示し、図７（ｃ）はヘッド１０４のノズル１０２のＺ軸方向の速度と時間の関係を示している。また、図１０（ｂ）はヘッド１０４のＸＹ軸方向の速度と時間の関係を示し、図１０（ｃ）はノズル１０２のＺ軸方向の速度と時間の関係を示している。ここで、図７（ａ）、図１０（ａ）は撮像、転送、画像処理のタイミングを拡大し表示したものである。

実装の動作としては共に、ヘッド１０４が部品供給部１０１に供給された部品２００上に移動し、ヘッド１０４のノズル１０２をＺ軸方向に下降させた後にノズル１０２が部品２００を吸着し、ヘッド１０４のノズル１０２をＺ軸方向に上昇させながらヘッド１０４を基板３００の装着位置の上方へ移動させ、部品２００を基板３００に実装する動作である。ここで、図７、図１０に記載の用語を説明する。整定時間とは撮像手段（１１４，１２４）による部品２００の撮像のために、ＸＹ軸方向（水平面）に移動して停止した直後のヘッド１０４の振動が低減されるのに必要な時間であり、例えば１５ｍｓ程度必要である。

また、下死点保持時間とは、部品を吸着するに際し、ノズル１０２が部品２００と当接した際に、ノズル１０２の内部を真空状態にさせ、部品２００をノズル１０２に吸着させるために必要な時間であり、約４ｍｓかかる。

本発明の比較例として実装ヘッド動作タイミング図である図１０を参照すると、生産性の更なる向上のため、ヘッド１０４のノズル１０２がＺ軸方向へ下降を始めてから、撮像、転送して、画像処理を行った後にＺ軸方向の位置決め目標位置が定まった後で、ヘッド１０４のノズル１０２のＺ軸方向の動作として下降減速を始めたとしても、部品２００を吸着し上昇が完了するまでの時間（部品吸着動作時間）は７１ｍｓである。

それに対し、本発明の実装ヘッド動作タイミング図としての図７では転送制御手段１１０が画像処理手段１０５への画像データ（二次元領域データ（Ｘ,Ｙ）データ）を送信している途中で、ヘッド１０４のノズル１０２の動作のためのＺ軸方向の高さデータの検出を並行して行うことで、画像処理手段１０５の画像処理完了を待つことなくノズル１０２のＺ軸方向の位置決め目標値が定まるので、ヘッド１０４のノズル１０２のＺ軸方向の下降減速が開始し、Ｚ軸方向の位置決め目標位置への位置決め動作を行うことが出来る。これにより生産効率の向上がより図られ、部品吸着動作時間は６１ｍｓとなっている。

ここで、画像処理手段１０５への画像データの送信の途中でヘッド１０４のノズル１０２の動作のためのＺ軸方向の高さデータの検出を行うことがより好ましいが、画像処理手段１０５にて二次元領域（Ｘ，Ｙ）データの画像処理が完了する前まで行うことでもノズル１０２の動作の効率化が図られ、生産効率が向上する。

このように、比較例の処理方法に比べ、本発明ではＸ、Ｙの二次元領域画像データの送信と、転送制御手段１１０が画像処理手段１０５への画像データを送信している途中で、ノズル１０２の動作のためのＺ軸方向の高さデータ検出を並行して行っているため、ノズル１０２のＺ軸方向の動作効率が向上し、部品吸着動作時間は例えば１０ｍｓとする大幅な短縮が可能となった。以上から、部品実装機１００の生産効率の低下を招くことなく、正確に部品２００にノズル１０２の先端を当接させることができ、部品の破損やノズルの破損などの不具合の発生を抑止して、歩留まりの向上に寄与することができる。

なお、比較例の手法と本発明との撮像、転送、画像処理に要する時間を比較したグラフを図８に示す。図８（ａ）に示す比較例の手法では、転送制御手段１１０から画像処理手段１０５への転送終了後に、送信された画像データ（Ｘ,Ｙ,Ｚ）の画像処理を行った場合、撮像に０．０５ｍｓ、画像転送に８ｍｓ、画像処理に１０ｍｓかかったとすると、合計１８．０５ｍｓの時間を要する。それに対し、図８（ｂ）に示す本発明の手法では、転送制御手段１１０が画像処理手段１０５への画像データ（二次元領域データ（Ｘ，Ｙ）データ）を送信している途中でノズル１０２のＺ軸方向の高さデータ（Ｚデータ）の検出を並行して行っており、撮像からＺ軸の高さデータ検出まで８．０５ｍｓである。さらに、取得した第一画像データ（二次元領域データ（Ｘ，Ｙ）データ）を転送制御手段１１０が画像処理手段１０５の処理に適したデータフォーマットに変換し、変換した第一画像データを画像処理手段１０５に送信するため、画像処理手段１０５の負担を軽減することが出来、撮像からＸ、Ｙデータの画像処理完了までは、１６．０５ｍｓとなる。これにより、比較例手法に比べ、撮像からＺ軸の高さデータ検出（Ｚデータ画像処理）について例えば１０ｍｓの短縮が可能となる。

次に、部品２００をノズル１０２に吸着した後、基板３００に実装する際の動作を説明する。図４に示すように、ヘッド１０４のノズル１０２が部品２００を吸着した後、吸着した状態を保ちながら、ヘッド１０４はＸ軸方向（例えば図中白抜き矢印方向）へ移動する。その時、部品２００の吸着面２００ａのＺ軸方向における反対側の面である部品２００の装着面２００ｂに光の縁２１２ａが形成されるように第二照射手段１２３が部品２００の装着面２００ｂに対して斜めに第二平行光２１２を照射し、部品２００が基板３００に装着される前に、第二平行光２１２が照射された部品２００の装着面２００ｂを含む二次元領域を第二撮像手段１２４が撮像する。

撮像により得られる部品２００の第二画像データ（二次元領域データ（Ｘ，Ｙ）データ）を画像処理手段１０５に第二撮像手段１２４が送信する。

部品２００の第二画像データ（二次元領域データ（Ｘ，Ｙ）データ）の画像処理手段１０５への送信の途中で、第二画像データの一部であり、第二平行光２１２による部品２００の装着面２００ｂ上の光の縁の像を含む第二途中データを検出手段１１６が取得し、検出手段１１６は、第二途中データに基づき部品２００の装着面２００ｂと基板３００の表面とのＺ軸方向の位置関係を示す第二位置データを導出する。

ここで、本実施の形態の場合、第二照射手段１２３は、図１に示すように部品実装機１００本体に取り付けられており、図４に示すように、部品実装機１００本体のヘッド１０４に備えられたノズル１０２に吸着保持された部品２００の装着面２００ｂに対し、一定の角度で光を照射している。従って、第二途中データから装着面２００ｂにあらわれる光の縁２１２ａのＸ軸上の位置が解れば、三角関数により第二照射手段１２３と部品２００の装着面２００ｂとの距離が導出される。そしてこの値に基づき部品２００の装着面２００ｂと基板３００の表面とのＺ軸方向の位置関係を示す第二位置データを導出することができる。

そして、第二位置データに基づき部品２００を吸着保持したノズル１０２が部品２００を基板３００に装着する動作をノズル制御手段１１７が制御する。

ノズル１０２による部品２００の吸着動作と部品２００を吸着保持したノズル１０２による基板３００への装着動作との処理は照射手段と撮像手段とが異なるが、図５に示す転送制御手段１１０、画像処理手段１０５、ノズル制御手段１１７の処理動作は、実質的に同様であるので、詳細な説明を省略する。また、本発明は転送制御手段１１０での画像データ（Ｘ，Ｙデータ）の送信とＺ軸方向の高さデータの検出を並行処理して高速化、効率化を可能としており、ノズル１０２に吸着保持した部品２００の基板３００への装着動作時も部品２００のノズル１０２による部品供給部１０１からの部品２００の取り出しのための上述の吸着動作時と同等の生産効率向上の効果が得られる。

ここで、図９に本発明における吸着時、装着時の実装ヘッド動作タイミング図を示す。図９（ａ）はヘッド１０４のＸＹ軸方向の速度と時間の関係を示し、図９（ｂ）はヘッド１０４のノズル１０２のＺ軸方向の速度と時間の関係を示している。

本発明によると、部品２００のノズル１０２による吸着前および吸着後において、共に転送制御手段１１０が画像処理手段１０５への画像データ（二次元領域データ（Ｘ，Ｙ）データ）を送信している途中で部品２００、あるいはノズル１０２のＺ軸方向の高さデータ（Ｚデータ）の検出を並行して行っており、撮像からＺ軸方向の高さデータ検出までの時間はそれぞれ８．０５ｍｓである。

さらに、取得した第一、第二画像データ（二次元領域データ（Ｘ，Ｙ）データ）を転送制御手段１１０が画像処理手段１０５の処理に適したデータフォーマットにそれぞれ変換し、これにより画像処理手段１０５の負担をそれぞれ軽減することが出来、撮像からＸ、Ｙデータの画像処理完了までの時間は、それぞれ１６．０５ｍｓとなる。これにより、比較例手法に比べ、撮像からＺ軸方向の高さデータ検出（Ｚデータ画像処理）についてそれぞれ合計で１０ｍｓの時間短縮が可能となる。

つまり、本発明における部品２００の吸着動作と、部品２００の基板３００への装着動作とで、それぞれ１０ｍｓの短縮となり、合計２０ｍｓの大幅な動作時間の短縮が図られている。

以上から、部品実装機１００の生産効率の低下を招くことなく、正確に部品２００をノ基板３００の表面に当接させることができ、部品の破損や装着ミスなどの不具合の発生を抑止して、歩留まりの向上に寄与することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としても良い。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、特許請求項の範囲に記載される文章が示す意味を逸脱しない範囲で当事者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

本発明は、部品をプリント基板などの表面に実装して実装基板を製造する実装基板生産工程に適用することが出来る。

１００ 部品実装機
１０１ 部品供給部
１０２ ノズル
１０４ ヘッド
１０５ 画像処理手段
１１０ 転送制御手段
１１３ 第一照射手段
１１４ 第一撮像手段
１１５ 転送手段
１１６ 検出手段
１１７ ノズル制御手段
１２３ 第二照射手段
１２４ 第二撮像手段
１２５ 第二転送手
１３１ ポケット
２００ 部品
２００ａ 部品の吸着面
２００ｂ 部品の装着面
２１１ 第一平行光
２１１ａ、２１１ａ' 第一平行光
２１２ 第二平行光
２１２ａ、２１２ａ' 第二平行光
２５０ 撮像領域
３００ 基板

Claims (10)

1. 部品供給部に供給された部品の吸着面に対し、ノズルの端面を当接させて前記部品を吸着し、吸着状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装方法であって、
   吸着予定の前記部品の吸着面に光の縁が形成されるように第一照射手段が前記吸着面に対して斜めに第一平行光を照射し、
   前記ノズルが前記部品と当接する前に、前記第一平行光が照射された前記部品の吸着面を含む二次元領域を第一撮像手段が撮像し、
   前記撮像により得られる第一画像データを画像処理手段に前記第一撮像手段が送信し、
   前記第一画像データの前記画像処理手段への送信の途中で、前記第一画像データの一部であり、前記吸着面上の光の縁の像を含む第一途中データを転送制御手段の検出手段が取得し、
   前記検出手段は、前記第一途中データに基づき前記ノズルの端面と前記部品の吸着面とのＺ軸方向の位置関係を示す第一位置データを導出し、
   前記第一位置データに基づき前記ノズルが前記部品の吸着面に当接する動作をノズル制御手段が制御する
   部品実装方法。
2. さらに、
   前記転送制御手段の転送手段は、前記第一撮像手段から送信される前記第一画像データを取得し、取得した第一画像データを前記画像処理手段の処理に適したデータフォーマットに変換し、変換した第一画像データを画像処理手段に送信し、
   前記検出手段は、前記転送手段から前記第一途中データを取得する
   請求項１に記載の部品実装方法。
3. 前記第一照射手段は、前記部品の吸着面からその隣接部に渡り光の縁が形成されるように第一平行光を照射し、
   前記検出手段は、前記第一途中データから、前記部品の吸着面上の光の縁と前記隣接部上の光の縁とのＸＹ平面内でのずれを示すずれデータを検出し、前記ずれデータから前記第一位置データを導出する
   請求項１に記載の部品実装方法。
4. 前記部品の吸着面のＺ軸方向における反対側の面である前記部品の装着面に光の縁が形成されるように第二照射手段が前記部品の装着面に対して斜めに第二平行光を照射し、
   前記部品が前記基板に装着される前に、前記第二平行光が照射された前記部品の装着面を含む二次元領域を第二撮像手段が撮像し、
   前記撮像により得られる第二画像データを前記画像処理手段に前記第二撮像手段が送信し、
   前記第二画像データの前記画像処理手段への送信の途中で、前記第二画像データの一部であり、前記部品の装着面上の光の縁の像を含む第二途中データを検出手段が取得し、
   前記検出手段は、前記第二途中データに基づき前記部品の装着面と前記基板の表面とのＺ軸方向の位置関係を示す第二位置データを導出し、
   前記第二位置データに基づき前記ノズルが前記部品を前記基板に装着する動作をノズル制御手段が制御する
   請求項１に記載の部品実装方法。
5. 前記第一撮像手段は、前記二次元画像の中間に対応する位置から撮像を開始する
   請求項１に記載の部品実装方法。
6. 部品供給部に供給された部品の吸着面に対し、ノズルの端面を当接させて前記部品を吸着し、吸着状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装方法であって、
   前記ノズルに吸着された前記部品における前記部品の吸着面とＺ軸方向における反対側の面である前記部品の装着面に光の縁が形成されるように第二照射手段が前記装着面に対して斜めに第二平行光を照射し、
   前記部品が前記基板に装着される前に、前記第二平行光が照射された前記部品の装着面を含む二次元領域を第二撮像手段が撮像し、
   前記撮像により得られる第二画像データを画像処理手段に前記第二撮像手段が送信し、
   前記第二画像データの前記画像処理手段への送信の途中で、前記第二画像データの一部であり、前記部品の装着面上の光の縁の像を含む第二途中データを転送制御手段の検出手段が取得し、
   前記検出手段は、前記第二途中データに基づき前記部品の装着面と前記部品が実装される前記基板の表面との位置関係を示す第二位置データを導出し、
   前記第二位置データに基づき前記ノズルが前記部品を前記基板に装着して実装する動作をノズル制御手段が制御する
   部品実装方法。
7. 部品供給部に供給された部品の吸着面に対し、ノズルの端面を当接させて前記部品を吸着し、吸着状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装機であって、
   吸着予定の部品の吸着面に光の縁が形成されるように第一平行光を前記吸着面に対して斜めに照射する第一照射手段と、
   前記ノズルが部品と当接する前に第一平行光が照射された吸着面を含む二次元領域を撮像し、前記撮像により得られる第一画像データを画像処理手段に送信する第一撮像手段と、
   第一画像データの前記画像処理手段への送信の途中で、第一画像データの一部であり、吸着面上の光の縁の像を含む第一途中データを取得し、第一途中データに基づき前記ノズルの端面と前記部品の吸着面とのＺ軸方向の位置関係を示す第一位置データを導出する検出手段と、
   前記第一位置データに基づき、前記部品の吸着面に当接するまでの前記ノズルの動作を制御するノズル制御手段と
   を備える部品実装機。
8. 前記ノズルと前記第一撮像手段とが設けられ、前記ノズルと前記第一撮像手段とを同時にＸＹ軸方向に移動させるヘッド
   を備える請求項７に記載の部品実装機。
9. 前記ヘッドは、複数の前記ノズルと、各前記ノズルの対応する位置に複数の前記第一撮像手段とを備える
   請求項８に記載の部品実装機。
10. 部品供給部に供給された部品の吸着面に対し、ノズルの端面を当接させて前記部品を吸着し、吸着状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装機であって、
    前記ノズルに吸着された前記部品における吸着面とＺ軸方向の反対側の面である前記部品の装着面に光の縁が形成されるように前記部品の装着面に対して斜めに第二平行光を照射する第二照射手段と、
    前記部品が前記基板に装着される前に、前記第二平行光が照射された前記部品の装着面を含む二次元領域を撮像し、前記撮像により得られる第二画像データを画像処理手段に送信する第二撮像手段と、
    前記第二画像データの前記画像処理手段への送信の途中で、前記第二画像データの一部であり、前記部品の装着面上の光の縁の像を含む第二途中データを取得し、前記第二途中データに基づき前記部品の装着面と前記基板の表面との位置関係を示す第二位置データを導出する転送制御手段の検出手段と、
    前記第二位置データに基づき前記ノズルが前記部品を前記基板に装着するまでの動作を制御するノズル制御手段と
    を備える部品実装機。

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