JP2014090000A - 電子部品実装装置および電子部品実装装置におけるノズル認識方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルを対象として、吸着ノズルの有無を確実に検出することができる。
【解決手段】ノズル軸廻りに回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルであるピン保持ノズル１４Ｂを含む複数種類の吸着ノズルが交換自在に装着される実装ヘッド８におけるノズル認識において、ピン保持ノズル１４Ｂのノズル軸廻りの回転方向位置を示す認識用位置θを予め規定した認識用位置データを記憶させておき、非対称形状ノズルの認識に先立って認識用位置データに基づいて実装ヘッド８を制御して、認識対象のピン保持ノズル１４Ｂの回転方向位置をピン保持ノズル１４Ｂに対応した認識用位置θに合わせる。これにより、実装ヘッド８において隣接するノズルポジションＮＰとの間での誤検出を排除することができ、回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルを対象として、吸着ノズルの有無を確実に検出することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、実装ヘッドに装着された吸着ノズルによって電子部品を保持して基板に実装する電子部品実装装置および実装ヘッドにおける吸着ノズルの有無を認識する電子部品実装装置におけるノズル認識方法に関するものである。

電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において電子部品を保持する方法として、真空吸着による方法が広く用いられており、電子部品実装装置の実装ヘッドには、対象とする電子部品の形状・サイズに応じた各種の吸着ノズルが交換自在に装着される。そして実装ヘッドに装着された吸着ノズルは、保持した電子部品の識別や位置ずれ検出のために部品認識カメラによって下方から撮像される。このような部品認識カメラによる吸着ノズルを対象とした画像認識は、部品実装動作における電子部品の位置ずれ検出の目的以外にも、吸着ノズルそのものを認識対象として行われる場合がある（例えば特許文献１参照）。例えば、機種切換に伴うノズル交換において正しくない種類の吸着ノズルが誤って装着される異種ノズル装着や、本来装着されるべき位置ではない誤った位置に吸着ノズルが存在する誤装着などを検出する目的でも、ノズル認識が行われる。

特開平１０−３３５８９７号公報

ところで上述のような誤装着などを目的とするノズル認識の対象となる吸着ノズルには、使用目的に由来する特性や実装ヘッド装着時の寸法制約などによって、必ずしも光学的な認識に適した形状ではない特殊形状のノズルが存在する。例えば、実装作業ステージにおいて基板の下面を支持するために用いられる下受けピンは、基板品種変更毎に配列位置を変更する必要があり、このための下受けピンの移載を実装ヘッドによって行うために専用に準備されたピン保持ノズルが用いられる場合がある。このような用途に用いられるピン保持ノズルは、保持対象が一般の電子部品と比べて重量・サイズともに大きいことから、通常の部品保持用の吸着ノズルよりも大径形状とならざるを得ないという制約がある。

そしてこのような大径形状の吸着ノズルを、必要時に実装ヘッドに自動的に着脱するノズル自動交換機構の対象とするためには、通常の吸着ノズルのように電子部品認識用の円形の反射板を延出させた回転対称形状とすることができず、このような反射板と類似の形状で延出させたフランジ部において、特定方向の範囲を面カットした回転非対称形状とする必要がある。そしてこのような回転非対称形状のフランジ部を有する吸着ノズルの認識に際しては、フランジ部の特定領域を認識対象とし、特定領域の検出有無によってノズル有無を判定する。

ところがこのような回転非対称形状のフランジ部を有する吸着ノズルを、複数ノズルを装着するためにノズルポジションが狭ピッチで設けられた狭ピッチノズルタイプの実装ヘッドに装着して用いる場合には、装着状態における回転方向位置によってはフランジ部が隣接するノズルポジションにはみ出す事態が生じ得る。そしてこのような状態でノズル認識が行われると、実際には吸着ノズルが存在していないにも拘わらず、隣接したノズルポジションからはみ出したフランジ部の特定領域が検出される結果、本来は吸着ノズルが装着されていないノズルポジションについて、ノズル有りの判定がなされてしまう。このように従来の電子部品実装装置におけるノズル認識方法においては、回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルを対象として、吸着ノズルの有無を確実に検出することができないという課題があった。

そこで本発明は、回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルを対象として、吸着ノズルの有無を確実に検出することができる電子部品実装装置および電子部品実装装置におけるノズル認識方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装装置は、実装ヘッドに装着された吸着ノズルによって部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、前記基板を搬送するとともに所定の実装作業位置に位置決め保持する基板搬送位置決め機構と、前記実装ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、前記実装ヘッドに装着されノズル軸廻りに回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルを含む複数種類の前記吸着ノズルを、下方から撮像して認識する認識手段と、前記認識における前記吸着ノズルのノズル軸廻りの回転方向位置を示す認識用位置を、予め前記非対称形状ノズルについて規定した認識用位置データを記憶する記憶部と、前記実装ヘッドと前記ヘッド移動機構と前記認識手段とを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記非対称形状ノズルの前記認識に先立って前記認識用位置データに基づいて実装ヘッドを制御することにより、認識対象の吸着ノズルの回転方向位置を前記非対称形状ノズルに対応した前記認識用位置に合わせる。

本発明の電子部品実装装置におけるノズル認識方法は、実装ヘッドに装着された吸着ノズルによって部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装装置において、前記実装ヘッドにおける吸着ノズルの有無を認識する電子部品実装装置におけるノズル認識方法であって、前記実装ヘッドにはノズル軸廻りに回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルを含む複数種類の前記吸着ノズルが交換自在に装着され、前記認識における前記吸着ノズルのノズル軸廻りの回転方向位置を示す認識用位置を、予め前記非対称形状ノズルについて規定した認識用位置データを記憶させ、前記非対称形状ノズルの前記認識に先立って、前記認識用位置データに基づいて実装ヘッドを制御することにより、認識対象の吸着ノズルの回転方向位置を前記非対称形状ノズルに対応した前記認識用位置に合わせる。

本発明によれば、ノズル軸廻りに回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルを含む複数種類の吸着ノズルが交換自在に装着される実装ヘッドにおけるノズル認識において、認識における吸着ノズルのノズル軸廻りの回転方向位置を示す認識用位置を予め非対称形状ノズルについて規定した認識用位置データを記憶させておき、非対称形状ノズルの認識に先立って認識用位置データに基づいて実装ヘッドを制御して、認識対象の吸着ノズルの回転方向位置を非対称形状ノズルに対応した認識用位置に合わせることにより、実装ヘッドにおいて隣接するノズルポジションとの間での誤検出を排除することができ、回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルを対象として、吸着ノズルの有無を確実に検出することができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の構成を示す平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における基板搬送位置決め機構の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装ヘッドの動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装ヘッドおよびピン保持ノズルの構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるノズル認識の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるノズル認識方法の説明図 従来技術におけるノズル認識方法の説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１，図２を参照して、電子部品実装装置１の全体構成を説明する。電子部品実装装置１は実装ヘッドに装着された吸着ノズルによって部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する機能を有している。

図１において、基台１ａの中央部には、Ｘ方向（基板搬送方向）に基板搬送機構２が配設されている。基板搬送機構２は上流側から搬入された基板３を搬送し、以下に説明する部品実装機構による実装作業位置に位置決めする機能を備えるものであり、並行に配設された２条の搬送レール２ａを有している。基板搬送機構２の中央部には、搬入された基板３を下受けして保持するための基板下受け部２ｃおよび基板下受け部２ｃによって持ち上げられた基板３の相対向する２辺の側端部を上方から押さえてクランプする押さえ部材２ｂを備えている。基板搬送機構２および基板下受け部２ｃは、基板３を搬送するとともに所定の実装作業位置に位置決め保持する基板搬送位置決め機構（図６参照）を構成する。

基板搬送機構２の両側には、実装対象の電子部品を供給する部品供給部４が配置されている。部品供給部４には複数のテープフィーダ５が並列に配置されており、テープフィーダ５はキャリアテープに保持された部品を以下に説明する部品実装機構による取出位置までピッチ送りする機能を有している。基台１ａ上面のＸ方向の１端部上にはＹ軸移動テーブル６が配設されており、Ｙ軸移動テーブル６には２台のＸ軸移動テーブル７がＹ方向にスライド自在に結合されている。Ｘ軸移動テーブル７には、それぞれ実装ヘッド８がＸ方向にスライド自在に装着されている。

実装ヘッド８は複数の単位保持ヘッド９より成る多連型ヘッドであり、単位保持ヘッド９の下端部に設けられたノズルホルダ９ａに装着された部品吸着用の吸着ノズル１４Ａ（図３参照）によってテープフィーダ５から実装対象の電子部品Ｐを真空吸着によって保持する。Ｙ軸移動テーブル６およびＸ軸移動テーブル７は実装ヘッド８を移動させるヘッド移動機構を構成する。ヘッド移動機構を駆動することにより、実装ヘッド８は部品供給部４と基板搬送機構２に位置決めされた基板３との間で移動し、基板３において実装ヘッド８が昇降することにより，保持した電子部品Ｐ（図３参照）を基板３に実装する。実装ヘッド８および実装ヘッド８を移動させるヘッド移動機構は、部品供給部４から部品を取り出して基板３に実装する部品実装機構を構成する。

Ｘ軸移動テーブル７の下面には、それぞれ実装ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ１０が装着されている。ヘッド移動機構を駆動して基板認識カメラ１０を基板搬送機構２に保持された基板３の上方へ移動させることにより、基板認識カメラ１０は基板３に形成された認識マークを撮像する。部品供給部４と基板搬送機構２との間の実装ヘッド８の移動経路には、部品認識カメラ１１，第１のノズル収納部１２，第２のノズル収納部１３が配設されている。部品供給部４から電子部品を取り出した実装ヘッド８が部品認識カメラ１１の上方を所定方向に通過する走査動作を行うことにより、部品認識カメラ１１は実装ヘッド８の下面を撮像する。これにより、吸着ノズル１４Ａに保持された状態の電子部品Ｐが認識される。

第１のノズル収納部１２には，単位保持ヘッド９のノズルホルダ９ａに装着される部品吸着用の吸着ノズル１４Ａが部品種に対応して複数収納保持されており、第２のノズル収納部１３には単位保持ヘッド９のノズルホルダ９ａに装着され下受けピン２２を保持するためのピン保持ノズル１４Ｂが収納保持されている。実装ヘッド８が第１のノズル収納部１２，第２のノズル収納部１３にアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、単位保持ヘッド９に装着される吸着ノズルを目的および対象とする部品種に応じて交換することができる。

本実施の形態においては、部品実装作業に用いられる部品吸着用の吸着ノズル１４Ａを極力多く収納するための第１のノズル収納部１２に加えて、下受けピン２２の配置換えのためのみに用いられるピン保持ノズル１４Ｂを限定された所定数（ここでは２個）収納する第２のノズル収納部１３を実装ヘッド８の移動範囲内に追加して配置した構成となっている。

図２を参照して、基板搬送機構２および基板下受け部２ｃより成る基板搬送位置決め機構の構成および機能について説明する。図２に示すように、基板搬送機構２は並行に配設された２条の搬送レール２ａより構成され、搬送レール２ａの内側にはコンベア機構２ｄが搬送方向に沿って設けられている。基板３の両側端部をコンベア機構２ｄの上面に当接させた状態でコンベア機構２ｄを駆動することにより、基板３は基板搬送方向に搬送される。

さらに、コンベア機構２ｄの内側には、押さえ部材２ｂにより基板の側端部を上方から押さえてクランプする際、基板３の側端部を下方から支持するクランプ部２ｅが支持プレート２１に当接することにより昇降自在に配設されている。基板搬送機構２の中央部には、部品実装機構による実装作業位置において基板３を下方から支持する基板下受け部２ｃが配設されている。

基板下受け部２ｃは、水平な板状の支持プレート２１を昇降機構２０によって昇降（矢印ａ）させる構成となっており、支持プレート２１の上面には、基板３の下面に当接して支持する下受けピン２２が着脱自在に配列されている。下受けピン２２は支持プレート２１に当接する基部２３から上方に棒状部２４を延出させた構成となっており、棒状部２４の上端部には、基板３の下面に当接して支持する当接部２４ａおよび下受けピン２２をピン保持ノズル１４Ｂによって吸着保持するための鍔状部２４ｂが設けられている。

支持プレート２１は、アルミニウムなどの非磁性体より成る板部材２１ｂの上面に鋼板などの磁性体２１ａを被覆した構成となっており、磁性体２１ａ上の任意の位置には下受けピン２２が下受け対象となる基板３の下受け位置に応じて配置される。この下受け配置状態において、基部２３に内蔵されたマグネット部材（図示省略）によって、下受けピン２２は磁性体２１ａとの間に作用する引磁力によって支持プレート２１の任意の位置に固定される。

この状態で、図２（ｂ）に示すように、昇降機構２０を駆動して支持プレート２１を上昇させる（矢印ｂ）ことにより、棒状部２４の上端部に設けられた当接部２４ａが基板３の下面に当接し、基板３は基板下受け部２ｃの複数の下受けピン２２によって下受け支持されるとともに、基板３の両端部が押さえ部材２ｂの下面に押し付けられて位置固定される。

図３（ａ）は、このようにして複数の下受けピン２２によって下面を支持された基板３を対象とする部品実装動作を示している。すなわち、ノズルホルダ９ａに装着された吸着ノズル１４Ａによって部品供給部４から電子部品Ｐを取り出した実装ヘッド８を基板３の上方に移動させ、単位保持ヘッド９が吸着ノズル１４Ａを昇降させる部品搭載動作を行うことにより、電子部品Ｐは基板３の実装点に実装される。

このような部品搭載動作を異なる品種の基板３を対象として反復実行する過程においては、支持プレート２１における下受けピン２２の配置変更が実行される。本実施の形態に示す電子部品実装装置１においては、このピン配置変更作業を実装ヘッド８による移載機能を利用して自動的に実行するようにしている。すなわち図３（ｂ）に示すように、単位保持ヘッド９のノズルホルダ９ａに下受けピン２２の移動用に専用に設けられたピン保持ノズル１４Ｂを装着し、ピン保持ノズル１４Ｂによって下受けピン２２の棒状部２４に設けられた鍔状部２４ｂを吸着保持することにより、下受けピン２２を支持プレート２１上の所望の位置に移動させる。

図４を参照して、実装ヘッド８の機能および実装ヘッド８に装着されるピン保持ノズル１４Ｂについて説明する。図４（ａ）に示すように、実装ヘッド８を構成する複数の単位保持ヘッド９の下端部には、吸着ノズル１４Ａ、ピン保持ノズル１４Ｂのいずれをも嵌脱自在に装着可能なノズルホルダ９ａが設けられている。単位保持ヘッド９はそれぞれノズルホルダ９ａに装着された吸着ノズル１４Ａ、ピン保持ノズル１４Ｂを昇降させる（矢印ｃ）昇降機構およびノズル軸Ｎ廻りに回転させる（矢印ｄ）回転機構とを備えている。図３（ａ）に示す部品実装動作においては、これらの昇降機構、回転機構を用いて電子部品Ｐを基板３に搭載する。さらに本実施の形態においては、実装ヘッド８を第２のノズル収納部１３にアクセスさせてピン保持ノズル１４Ｂの交換を行うノズル交換動作において、これらの昇降機構、回転機構を用いてノズル交換動作を自動的に行うようにしている。

図４（ｂ）は、ノズルホルダ９ａに装着されるピン保持ノズル１４Ｂの構成を示している。ピン保持ノズル１４Ｂは、図３（ｂ）に示す鍔状部２４ｂに当接する当接面２５ａが下面に設けられた円筒状の吸着部２５の上部に、平面方向に延出したフランジ部２６を設け、さらにフランジ部２６の上部にノズルホルダ９ａに装着するための装着部２７を設けた構成となっている。装着部２７の内部を貫通して設けられた嵌合孔２７ａに単位保持ヘッド９の本体部から下方に延出して設けられた摺動軸２８ａを摺動自在に嵌合させ、装着部２７の下部外周に設けられた係止凹部２７ｂにクランプ部材２８ｂを嵌入させることにより、ピン保持ノズル１４Ｂはノズルホルダ９ａに着脱自在に装着される。

フランジ部２６の平面形状は、平行な２側面を切削加工してカット面２６ａを形成した２面カット形状であり、ノズル軸Ｎ廻りに回転非対称となっている。したがってピン保持ノズル１４Ｂは、実装ヘッド８に装着されノズル軸Ｎ廻りに回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルとなっている。このような平面形状のフランジ部２６を備えることにより、第２のノズル収納部１３においてピン保持ノズル１４Ｂのノズル交換動作を自動的に行うことが可能となっている。すなわち第２のノズル収納部１３にはフランジ部２６の回転方向が特定方向の状態でのみ上下に挿通可能な挿通孔が設けられており、単位保持ヘッド９に備えられた回転機構、昇降機構によるピン保持ノズル１４Ｂの回転動作、昇降動作を組み合わせることにより、ピン保持ノズル１４Ｂのノズルホルダ９ａへの着脱動作を行うことができる。

次に図５を参照して、実装ヘッド８において吸着ノズル１４Ａやピン保持ノズル１４Ｂの交換時など、装着された吸着ノズルの有無を検出されるために実行されるノズル認識について説明する。図５（ａ）に示すように、ピン保持ノズル１４Ｂが装着された実装ヘッド８を部品認識カメラ１１の上方に移動させて撮像動作を実行することにより、図５（ｂ）に示す認識画像１１ａ、すなわちノズル認識用の認識画像１１ａを取得する。

認識画像１１ａには、実装ヘッド８の下面に各単位保持ヘッド９に配設されたノズルホルダ９ａの位置を示すノズルポジションＮＰが所定のノズルピッチで現れており、ここでは、これらのノズルポジションＮＰのうち１つのみ（図においては左端の１つ）に、ピン保持ノズル１４Ｂが装着された状態が示されている。本実施の形態においては、ピン保持ノズル１４Ｂのノズル軸廻りの回転方向位置を示す方向線ＤＬを実装ヘッド８の長手方向と直交する方向に合わせた状態で、部品認識カメラ１１による撮像を行うようにしている。

次に図６を参照して、制御系の構成を説明する。制御部３０は、以下に説明する各部を制御することにより、電子部品実装装置１による部品実装作業を実行させる。制御部３０による制御処理には、記憶部３１に記憶された各種のプログラやデータが参照される。記憶部３１には、部品実装動作を基板品種毎に規定する実装データ３１ａのほか、上述のノズル認識に際して参照される認識用位置データ３１ｂが含まれている。本実施の形態では、認識用位置データ３１ｂとして、ピン保持ノズル１４Ｂの方向線ＤＬが実装ヘッド８の基準線ＢＬに対して９０°となるように、回転方向位置が設定されている（図５（ｂ）参照）。機構駆動部３２は、制御部３０によって制御されて、基板搬送機構２、基板下受け部２ｃより成る基板搬送位置決め機構、実装ヘッド８、Ｙ軸移動テーブル６およびＸ軸移動テーブル７より成るヘッド移動機構を駆動する。これにより、部品実装作業が実行される。

認識処理部３３は、基板認識カメラ１０、部品認識カメラ１１による撮像結果を認識処理することにより、基板３の位置認識、実装ヘッド８に保持された電子部品の位置認識、実装ヘッド８に装着された吸着ノズルの検出処理を行う。すなわち、部品認識カメラ１１および認識処理部３３は、非対称形状ノズルであるピン保持ノズル１４Ｂを含む複数種類の吸着ノズルを下方から撮像して認識する認識手段を構成する。ノズル有無判定部３４は、認識処理部３３による認識結果に基づき、実装ヘッド８におけるピン保持ノズル１４Ｂの有無を判定する処理を行う。この判定処理は、認識画像１１ａ内に予め設定されたチェックエリア（図７参照）内に有無検出用としてピン保持ノズル１４Ｂに設定された特定部位が検出されるか否かによって行われる。表示部３５は、液晶パネルなどの表示装置であり、基板認識カメラ１０、部品認識カメラ１１による撮像画面や、操作入力時の案内画面などを表示する。操作・入力部３６は、キーボードやタッチパネルなどの入力装置であり、操作指示コマンドや各種データの入力を行う。

図７を参照して、ノズル認識に際して参照される認識用位置データ３１ｂについて説明する。前述のように本実施の形態では、実装ヘッド８に装着される複数種類の吸着ノズルにはピン保持ノズル１４Ｂのように、ノズル軸廻りに回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルが含まれている。このため、ノズル認識のための撮像においては、対象となる吸着ノズルの認識におけるノズル軸廻りの回転方向位置を示す認識用位置を、予め当該非対称形状ノズルについて規定した認識用位置データを作成して記憶部３１に記憶させるようにしている。

実装ヘッド８に装着して使用される吸着ノズルには、装着時の回転方向位置を特定するための方向線ＤＬが予め設定されており、図７（ａ）に示すピン保持ノズル１４Ｂでは、方向線ＤＬはノズル中心を通りカット面２６ａに平行な方向に設定されている。ピン保持ノズル１４Ｂを実装ヘッド８に装着する際には、方向線ＤＬを基準線ＢＬ（ここではＸ方向）に合わせてセットする。すなわち実装ヘッド８が第２のノズル収納部１３にアクセスしてノズル装着動作を行って、ピン保持ノズル１４Ｂが実装ヘッド８の下面において予め特定されたノズルポジションＮＰに装着された状態では、方向線ＤＬが基準線ＢＬと一致した姿勢となる。

図７（ｂ）は、非対称形状ノズルであるピン保持ノズル１４Ｂの有無検出のための認識に先立って、認識用位置に回転方向位置が合わされた認識位置状態のピン保持ノズル１４Ｂを示している。すなわち、ピン保持ノズル１４Ｂの回転方向位置を、記憶部３１に記憶された認識用位置データ３１ｂに基づいて制御部３０が実装ヘッド８に設けられた回転機構を制御することにより、当該非対称形状ノズルに対応した認識用位置に合わせる。ここでは認識用位置データ３１ｂは、方向線ＤＬが基準線ＢＬから反時計回りに回転した位置が基準線ＢＬに対して９０度となるように認識用位置θが設定されている。これにより、ピン保持ノズル１４Ｂにおいて、吸着部２５から延出した２つのフランジ部２６が基準線ＢＬと直交した配置で、ノズル認識のための撮像および認識が行われる。

図７（ｃ）は、このようにして取得された認識画像１１ａを示している。すなわち認識画像１１ａには実装ヘッド８の下面においてピン保持ノズル１４Ｂが装着される予定のノズルポジションＮＰ（ここではノズルポジションＮＰ１）を含む領域の画像が取得されている。認識画像１１ａには、対象となるピン保持ノズル１４Ｂが認識位置状態、すなわち認識用位置データ３１ｂに示す認識用位置に回転方向位置が合わされた状態において、ピン保持ノズル１４Ｂの有無判定のためのチェックエリアＣＡが設定されている。ここに示す例では、認識位置状態においてフランジ部２６が位置する特定部位に、矩形状のチェックエリアＣＡが設定されている。そしてチェックエリアＣＡ内にフランジ部２６が検出されるか否かに基づいてノズル有無判定部３４によってノズル有無判定がなされ、チェックエリアＣＡ内にフランジ部２６が検出されたならば、ノズル有りの判定がなされる。

すなわち本実施の形態においては、部品認識カメラ１１、認識処理部３３よりなる認識手段は、認識用位置に回転方向位置が合わされた認識位置状態のピン保持ノズル１４Ｂにおいて、平面形状を認識することにより実装ヘッド８におけるピン保持ノズル１４Ｂの有無を認識する。詳しくは、認識画像１１ａにおいて認識位置状態におけるフランジ部２６の有無を検出することにより、ピン保持ノズル１４Ｂの有無を認識する。

このようなノズル認識方法を用いることにより、従来技術において生じていたノズル認識における誤検出を排除することが可能となっている。すなわち、従来技術では、ノズル装着後のノズル認識は、図７（ａ）に示す状態で実装ヘッド８の下面を部品認識カメラ１１によって撮像した認識画面に基づいて行われていた。このような従来技術によるノズル認識を、図８（ａ）に示すような複数のノズルポジションＮＰ間の配列ピッチｐが密に設定された狭隣接ノズルタイプの実装ヘッド８に、ピン保持ノズル１４Ｂのような非対称形状ノズルが装着される例に適用した場合には、図８（ｂ）に示すようなノズル誤検出が生じる。

すなわち、ピン保持ノズル１４Ｂのような非対称形状ノズルの検出にはフランジ部２６が検出対象部位として用いられ、認識画面においてフランジ部２６が位置すべき部位にチェックエリアＣＡが設定される。このとき、ノズルポジションＮＰ間の配列ピッチｐが密である場合には、隣接する他のノズルポジションＮＰとの間で誤検出が生じる虞がある。図８（ｂ）に示す例では、ノズルポジションＮＰ１のみに検出対象となるべきピン保持ノズル１４Ｂが装着されており、ノズルポジションＮＰ１を対象として設定されたチェックエリアＣＡ１内にフランジ部２６が検出されることを以て有無判定を行っている。

ところがピン保持ノズル１４Ｂのフランジ部２６はノズルポジションＮＰ１の両側に延出して設けられており、ノズルポジションＮＰ２側に延出したフランジ部２６は、ノズルポジションＮＰ２を対象として同様に設定されたチェックエリアＣＡ２と位置的に重なった干渉状態にある。このためこの状態でノズル有無判定を実行すると、チェックエリアＣＡ２にもフランジ部２６が検出される結果、本来ピン保持ノズル１４Ｂが存在しないノズルポジションＮＰ２についてもノズル有りと判定する誤検出を生じる。

これに対し、本実施の形態に示すノズル認識方法では、図７（ｃ）に示すように、認識位置状態においてピン保持ノズル１４Ｂはフランジ部２６と隣接するノズルポジションに設定されたチェックエリアＣＡとの位置的な干渉を生じない回転方向位置に位置合わせされていることから、隣接する他のノズルポジションとの間で誤検出が生じることがない。すなわち、本実施の形態に示す認識位置状態とは、実装ヘッド８においピン保持ノズル１４Ｂが装着されているノズルポジションＮＰに隣接する他のノズルポジションＮＰとの間でピン保持ノズル１４Ｂの有無の誤検出が生じない位置に、フランジ部２６が位置している状態である。

上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装装置におけるノズル認識方法では、実装ヘッド８にはノズル軸廻りに回転非対称な平面形状を有するピン保持ノズル１４Ｂのような非対称形状ノズルを含む複数種類の吸着ノズルが交換自在に装着される認識対象例において、認識における吸着ノズルのノズル軸廻りの回転方向位置を示す認識用位置を、予め非対称形状ノズルについて規定した認識用位置データ３１ｂを記憶させるようにしている。そして非対称形状ノズルの認識のための撮像に先立って、認識用位置データ３１ｂに基づいて実装ヘッド８をの回転機構を制御することにより、認識対象の吸着ノズルの回転方向位置を非対称形状ノズルに対応した認識用位置に合わせるようにしている。これにより、ピン保持ノズル１４Ｂのような回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルを対象として、吸着ノズルの有無を誤検出を生じることなく確実に検出することができる。

なお、本実施の形態では、認識用位置データ３１ｂとして、方向線ＤＬが基準線ＢＬから反時計回りに回転した位置が基準線ＢＬに対して９０度となるような認識用位置θが設定されているが、これに限らずノズルの形状や大きさ等により種々の位置が設定されてかまわない。

なお本実施の形態においては、非対称形状ノズルが下受けピン２２の移載に用いられるピン保持ノズル１４Ｂである場合について説明したが、本発明はピン保持ノズル１４Ｂについてのこのような事例には限定されない。すなわち、検出対象とする吸着ノズルが回転非対称な平面形状を有し、この平面形状を撮像した認識画像に基づいてノズル有無検出を行う例であれば、本発明を適用することができる。

本発明の電子部品実装装置および電子部品実装装置におけるノズル認識方法は、回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルを対象として、吸着ノズルの有無を確実に検出することができるという効果を有し、基板に電子部品を実装する電子部品実装分野において有用である。

１ 電子部品実装装置
２ 基板搬送機構
２ｃ 基板下受け部
３ 基板
８ 実装ヘッド
９ 単位保持ヘッド
９ａ ノズルホルダ
１２ 第１のノズル収納部
１３ 第２のノズル収納部
１４Ａ 吸着ノズル
１４Ｂ ピン保持ノズル（非対称形状ノズル）
２１ 支持プレート
２２ 下受けピン
ＮＰ ノズルポジション
ＤＬ 方向線
θ 認識用位置

Claims (8)

1. 実装ヘッドに装着された吸着ノズルによって部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、
   前記基板を搬送するとともに所定の実装作業位置に位置決め保持する基板搬送位置決め機構と、前記実装ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、
   前記実装ヘッドに装着されノズル軸廻りに回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルを含む複数種類の前記吸着ノズルを、下方から撮像して認識する認識手段と、
   前記認識における前記吸着ノズルのノズル軸廻りの回転方向位置を示す認識用位置を、予め前記非対称形状ノズルについて規定した認識用位置データを記憶する記憶部と、
   前記実装ヘッドと前記ヘッド移動機構と前記認識手段とを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記非対称形状ノズルの前記認識に先立って前記認識用位置データに基づいて実装ヘッドを制御することにより、認識対象の吸着ノズルの回転方向位置を前記非対称形状ノズルに対応した前記認識用位置に合わせることを特徴とする電子部品実装装置。
2. 前記基板搬送位置決め機構は、前記実装作業位置において前記基板を下受けピンによって下方から支持する基板下受け部と、前記下受けピンが着脱自在に配列される支持プレートとを備え、
   前記非対称形状ノズルは、前記下受けピンの着脱に際し前記実装ヘッドに装着されて前記下受けピンを保持する機能を有するピン保持ノズルであり、
   前記認識手段は、前記認識用位置に回転方向位置が合わされた認識位置状態の前記ピン保持ノズルにおいて、前記平面形状を認識することにより前記実装ヘッドにおける前記ピン保持ノズルの有無を認識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。
3. 前記回転非対称な平面形状は、前記ピン保持ノズルに平面方向に２面カット形状で延出して設けられたフランジ部であり、
   前記認識位置状態における前記フランジ部の有無を検出することにより、前記ピン保持ノズルの有無を認識することを特徴とする請求項２記載の電子部品実装装置。
4. 前記認識位置状態とは、前記実装ヘッドにおいて前記ピン保持ノズルが装着されているノズルポジションに隣接する他のノズルポジションとの間で誤検出が生じない位置に、前記フランジ部が位置している状態であることを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装装置。
5. 実装ヘッドに装着された吸着ノズルによって部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装装置において、前記実装ヘッドにおける吸着ノズルの有無を認識する電子部品実装装置におけるノズル認識方法であって、
   前記実装ヘッドにはノズル軸廻りに回転非対称な平面形状を有する非対称形状ノズルを含む複数種類の前記吸着ノズルが交換自在に装着され、
   前記認識における前記吸着ノズルのノズル軸廻りの回転方向位置を示す認識用位置を、予め前記非対称形状ノズルについて規定した認識用位置データを記憶させ、
   前記非対称形状ノズルの前記認識に先立って、前記認識用位置データに基づいて実装ヘッドを制御することにより、認識対象の吸着ノズルの回転方向位置を前記非対称形状ノズルに対応した前記認識用位置に合わせることを特徴とする電子部品実装装置におけるノズル認識方法。
6. 前記基板搬送位置決め機構は、実装作業位置において前記基板を下受けピンによって下方から支持する基板下受け部と、前記下受けピンが着脱自在に配列される支持プレートとを備え、
   前記非対称形状ノズルは、前記下受けピンの着脱に際し前記実装ヘッドに装着されてこの下受けピンを保持する機能を有するピン保持ノズルであり、
   前記認識に際して、前記認識用位置に回転方向位置が合わされた認識位置状態の前記ピン保持ノズルにおいて前記平面形状を認識することにより前記実装ヘッドにおける前記ピン保持ノズルの有無を認識することを特徴とする請求項５記載の電子部品実装装置におけるノズル認識方法。
7. 前記回転非対称な平面形状は、前記ピン保持ノズルに平面方向に２面カット形状で延出して設けられたフランジ部であり、
   前記認識位置状態における前記フランジ部の有無を検出することにより、前記ピン保持ノズルの有無を認識することを特徴とする請求項６記載の電子部品実装装置におけるノズル認識方法。
8. 前記認識位置状態とは、前記実装ヘッドにおいて前記ピン保持ノズルが装着されているノズルポジションに隣接する他のノズルポジションとの間で誤検出が生じない位置に、前記フランジ部が位置している状態であることを特徴とする請求項７に記載の電子部品実装装置におけるノズル認識方法。

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