JP2015211187A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は部品装着の生産性をなるべく落とすことなく部品の取出しを確実に行う。
【解決手段】装着ヘッド６の回転体６Ｂに設けられた吸着ノズル５が電子部品Ｄの収納部５０の上に位置すると回転体６Ｂの外側のヘッド取付体６Ａに設けられた撮像カメラ２０により収納部５０の画像が撮像され、部品取出し位置との位置ずれが認識される。その後、次の電子部品Ｄの取出し時の撮像のため装着ヘッド６が位置ずれを補正するよう移動し、吸着ノズル５は確実に電子部品Ｄを吸着する。
【選択図】図２

Description

本発明は、装着ヘッドに設けられた保持具により電子部品を取出し保持して基板に装着する電子部品装着装置に関する。

従来は、例えば特許文献１に電子部品の吸着前にその吸着位置に認識カメラを移動させて収納テープの収納部を撮像して吸着ノズル（保持具）による部品吸着位置を補正して部品を取出す技術が開示されている。

特開２００７−１２８８８号公報

しかし、前記従来技術のカメラは基板の認識マークを撮像するカメラであり部品取出し位置（吸着位置）を認識するのは真上からであり、部品取出し位置を撮像して装着ヘッドが水平方向にある程度の距離を移動してから吸着ノズルの下降により認識された取出し位置より電子部品の吸着を行っていた。したがって、カメラ撮像の後に吸着ノズルが部品を吸着する位置に移動するのにある程度の時間がかかり、部品吸着回数に対して部品取出し位置の撮像回数を多くすると生産性が下がるため、撮像回数をあまり多くすることはできなかった。
そこで、本発明は部品装着動作の生産性をなるべく落とすことなく電子部品の取出しを確実に行うことができるようにすることを目的とする。

このため第１の発明は、水平方向に移動する装着ヘッドに設けられた保持具により部品供給ユニットが供給する電子部品を取出して基板に装着する電子部品装着装置であって、
前記装着ヘッドに設けられており、前記部品供給ユニットの供給する部品を取出す部品取出し位置に装着ヘッドの部品を取出す保持具が位置しているときに部品取出し位置を撮像する撮像カメラと、
前記撮像カメラの撮像した画像に基づき前記部品取出し位置と部品が収納された収納部または当該部品の位置との位置ずれを認識する認識手段と、
同一の部品供給ユニットの次の部品の取出し前の前記撮像カメラによる撮像のために前記認識手段に認識された位置ずれ分部品取出し位置を補正して前記装着ヘッドを移動するよう制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記制御手段は前記認識手段が認識処理に係る部品の取出し時に認識された位置ずれ分補正した位置に装着ヘッドを移動するよう制御することを特徴とする。

第３の発明は、第１及び第２の発明において、前記制御手段は前記保持具が部品取出しのために前記装着ヘッドに対して下降する前に前記撮像カメラに部品取出し位置の撮像をさせ、前記認識手段が補正移動量を認識処理した後に保持具が下降するよう制御することを特徴とする。
第４の発明は、第１乃至第３の発明において、前記認識手段に認識された補正移動量の補正を認識処理に係る部品の取出し時にしない場合には前記保持具が部品取出し位置で下降を開始している時に撮像カメラに部品取出し位置の撮像をさせることを特徴とする。
第５の発明は、第２乃至第４の発明において、所定の条件が成立した場合に前記認識手段の認識処理に係る部品の取出し時に認識処理された位置ずれ分補正するよう制御することを判断する判断手段を設けたことを特徴とする。
第６の発明は、第１乃至第５の発明において、前記保持具は電子部品を真空吸着する吸着ノズルであることを特徴とする。
第７の発明は、第１乃至第６の発明において、前記撮像カメラの撮像時には部品取出し位置を照明する照明ユニットが設けられていることを特徴とする。

本発明は、部品装着の生産性をなるべく落とすことなく電子部品の取出しを確実に行うことができる

電子部品装着装置の平面図である。 電子部品装着装置における装着ヘッドの側面図である。 電子部品装着装置における装着ヘッドを上方から見た平面図である。 電子部品装着装置における、特に電子部品の撮像及び認識処理に係わる制御ブロック図である。 撮像カメラによる吸着ノズルが部品供給ユニット上にある場合の部品取出し位置の撮像画像を示す図である。 電子部品装着装置における装着ヘッドの側面図である。 連結テープで連結した収納テープの平面図である。 連結テープで連結した収納テープの側面図である。 部品吸着動作のフローチャートを示す図である。 継目検出後のフラグ設定のフローチャートを示す図である。 吸着率によるフラグ設定のフローチャートを示す図である。 撮像カメラによるプリント基板の部品装着位置の撮像画像を示す図である。

以下図１に基づいて、基板としてのプリント基板Ｐ上に電子部品Ｄを装着する電子部品装着装置１について、本発明の実施の形態を説明する。この電子部品装着装置１には、各プリント基板Ｐの搬送を行なう搬送装置２と、装置本体の手前側と奥側に配設され電子部品Ｄを供給する部品供給装置３Ａ、３Ｂと、駆動源により一方向に移動可能（Ｙ方向に往復移動可能）な一対のビーム４Ａ、４Ｂと、前記各ビーム４Ａ、４Ｂに沿った方向（Ｙ方向と直交するＸ方向）に各駆動源により別個に移動可能な装着ヘッド６とが設けられている。この装着ヘッド６については、図２に基づいて後述する。
搬送装置２はプリント基板Ｐをその略中央の位置決め部に図示しない位置決め装置により位置決め固定する。

そして、部品供給装置３Ａ、３Ｂは搬送装置２の奥側位置と手前側位置に配設され、取付台であるカート台７Ａ、７Ｂのフィーダベース上に部品供給ユニット８を多数並設したものである。各カート台７Ａ、７Ｂは部品供給ユニット８の部品供給側の先端部がプリント基板Ｐの搬送路に臨むように前記装置本体に連結具を介して着脱可能に配設され、各カート台７Ａ、７Ｂが正規に装置本体に取り付けられるとカート台７Ａ、７Ｂに搭載された部品供給ユニット８に電源が供給され、また連結具を解除して把手を引くと下面に設けられたキャスタにより移動できる構成である。

そして、Ｘ方向に長い前後一対のビーム４Ａ、４Ｂは、各リニアモータから構成されるＹ方向移動駆動源１５（図４）の駆動により左右一対の前後に延びた図示しないガイドに沿って前記各ビーム４Ａ、４Ｂに固定された図示しないスライダが摺動して個別にＹ方向に移動する。

また、ビーム４Ａ、４Ｂにはその長手方向（Ｘ方向）にリニアモータから構成されるＸ方向移動駆動源１６（図４）によりガイドに沿って移動する前記装着ヘッド６が夫々内側に設けられており、Ｘ方向移動駆動源１６は各ビーム４Ａ、４Ｂに固定された前後一対の図示しない固定子と、各固定子の間に位置して装着ヘッド６に設けられた図示しない可動子とから構成される。

従って、各装着ヘッド６は向き合うように各ビーム４Ａ、４Ｂの内側に設けられ、奥側の装着ヘッド６は対応する奥側の部品供給装置３Ａの部品供給ユニット８から電子部品の取出し作業を行い、搬送装置２上のプリント基板Ｐに装着することができ、手前側の装着ヘッド６は対応する手前側の部品供給装置３Ｂから電子部品を取り出して前記プリント基板Ｐに装着することができる。

そして、各装着ヘッド６は固定部としてのヘッド取付体６Ａと円柱状を呈して平面視円形状の回転体６Ｂとから構成され、取付け部材６Ｃを介して前記ビーム４Ａ、４Ｂに移動可能に取り付けられる。前記回転体６Ｂはθ軸駆動源１７により鉛直軸を回転中心として回転可能であり、回転体６Ｂの周縁部には、部品の保持具としての吸着ノズル５が前記回転中心を中心に同心円上に所定間隔を存して複数本配設されている。この吸着ノズル５は上下軸駆動源１８により上下動可能であり、前記部品供給ユニット８から電子部品Ｄを真空吸引により取出して、プリント基板Ｐ上に取出した電子部品Ｄを真空吸引の停止により装着する。回転体６Ｂは装着ヘッド６及び固定部であるヘッド取付体６Ａに対して回転する。

ここで、部品供給ユニット８は、カート台７Ａ、７Ｂに回転自在に載置した図示しない供給リールに巻回した状態で順次繰り出される収納テープＴを図示しないスプロケットの駆動により所定ピッチずつ送り所定の部品供給位置（部品取出し位置）に電子部品Ｄを収納する収納部５０を位置決め停止させる（図２参照）。即ち、収納テープＴに所定間隔で開設した送り孔にその歯が嵌合した送りスプロケットを所定角度回転させて収納テープＴを電子部品Ｄの取出し位置まで送りモータにより間欠送りするテープ送り機構と、剥離モータの駆動により供給位置の手前で収納テープＴの下方のキャリアテープから上方を覆うカバーテープを引き剥がすためのカバーテープ剥離機構とを備え、カバーテープ剥離機構によりカバーテープを剥離してキャリアテープの収納部５０（収納テープＴの送り方向に所定の間隔（前述の所定ピッチ）で開設されている凹部であり、ポケットとも呼ばれる。）に装填された電子部品Ｄを順次部品供給位置へ供給する。

また、各部品認識カメラ１０は、各回転体６Ｂに設けられた各吸着ノズル５に吸着保持された電子部品Ｄをプリント基板Ｐ上に装着する前に下方から一括して撮像する。この撮像は認識カメラ１０の周囲に設けられた図示しない照明ユニットからの照明を吸着ノズル５が吸着保持する電子部品Ｄに照射してその反射像を取り込むことにより行われる。この反射像の撮像は電子部品Ｄのリード等の照明を反射する部位の画像を取り込むものであり、背景に照明を反射し易い部分があると誤認識するため、背景は暗く映るようにされている。例えば吸着ノズル５の下端面や背景となる装着ヘッド６の下部（回転体６Ｂの下部表面を含む）は黒く塗装等されている（図２参照）。

以下、図２、図３に基づいて、装着ヘッド６について詳細に説明する。先ず、前述したように、Ｘ方向移動駆動源１６及びＹ方向移動駆動源１５によりＸＹ方向（水平方向）に装着ヘッド６は移動可能であり、前記回転体６Ｂは前記ヘッド取付体６Ａにサーボモータであるθ軸駆動源１７により回転可能に支持されている。

２０は撮像する対象物の画像の大きさを変えることがないテレセントリックレンズ２１と撮像素子２２とを備えてヘッド取付体６Ａに取付体２３を介して固定される取出位置撮像カメラ（以下、撮像カメラという。）である。

装着ヘッド６はビーム４Ａ，４Ｂに対して高さ位置を変更することなく移動可能に設けられているが、回転体６Ｂの回転中心に対して同一距離に配置された吸着ノズル５は回転体６Ｂによる所定の回転位置（ビーム４に最も近い図３の９時の位置：以下取出し回転位置という。）に位置して部品取出しをするために下降する。この取出し回転位置に位置した吸着ノズル５が装着ヘッド６から下降して真下に位置する部品供給ユニット８の電子部品Ｄが供給される位置（部品供給位置）に位置決めされた電子部品Ｄを真空吸着して取出すのであるが、この取出し回転位置の鉛直下方の部品供給ユニット８の部品供給位置に載置されている部品Ｄの水平方向の位置を部品取出し位置とする。

部品供給ユニット８は電子部品ＤをテープＴに収納するものを本実施形態では説明しているが、平面状のトレイにＸＹ方向に所定のピッチで載置された形態の部品供給装置も有り得る。
撮像カメラ２０はこの部品取出し位置を撮像可能に装着ヘッド６に取り付けられている。取出し回転位置の吸着ノズル５が部品供給ユニット８の電子部品Ｄの供給位置の真上に位置すると、撮像カメラ２０はこの部品取出し位置に位置する電子部品Ｄを斜め上方から撮像可能となる。
部品取出し位置に載置されている電子部品Ｄの上面の高さは所定の高さを基準としており、部品の厚さ等により上面の高さが変わる場合には部品取出し位置の基準位置を変更する。電子部品Ｄをプリント基板Ｐに装着するときにカメラ２０により装着位置を撮像して認識処理する場合にも、プリント基板Ｐの上面高さが上述の基準の電子部品Ｄの上面の高さと異なるならば同様に部品の装着位置の平面方向の基準位置を変えることとなる。尚、部品供給ユニット８にて、電子部品Ｄの表面の高さ位置とテープＴの表面の高さ位置は撮像カメラ２０で撮像する場合には略同じと考えられる。
撮像カメラ２０には部品取出し位置に位置する電子部品Ｄ及びこの電子部品Ｄを収納する収納部５０からの反射光がミラー５１で反射されて前記テレセントリックレンズ２１を介して導かれ照射されることにより露光する撮像素子２２が設けられている。この露光により、電子部品Ｄ及びこの電子部品Ｄを収納する収納部５０の画像が撮像素子２２に形成される。撮像素子２２にはＣＭＯＳまたはＣＣＤが採用され得る。
撮像カメラ２２の撮像する光を取り込む側面には照明用のＬＥＤ３０が取り付けられており、ＬＥＤ３０の点灯により前記部品取出し位置を照明し、その電子部品Ｄによる反射光が撮像カメラ２２に取り込まれる。ＬＥＤ３０から部品取出し位置即ち部品供給ユニット８の部品供給位置にある部品までは１０ｍｍから２０ｍｍ程度であれば十分に認識処理可能な画像を得るための明るさとすることができる。ＬＥＤ３０はその正面（図２の撮像カメラ２０の右側の画像取込面）を透明なカバーに覆われているが、この部分は部品認識カメラ１０の照明光が当たると明るくなるため、あまり吸着ノズル５の側に突出させることができず、その突出頂点は部品認識カメラ１０による電子部品Ｄの撮像時の背景となる回転体６Ｂより左側に位置するようにしている。
ＬＥＤ３０は装着ヘッド６下面のいずれの位置に設けてもよいが、吸着ノズル５の背景を暗くするためには吸着ノズルの近傍には設けないほうがよい。
撮像カメラ２０は撮像素子２２の平面に垂直でテレセントリックレンズ２１の中心軸を通る軸線が図３に示すように平面視前記取出し回転位置を通るようにし、さらにはそのとき部品供給ユニット８の収納テープＴの送り方向に平行となる位置に設けるのが良い。この位置であれば取出し回転位置にない吸着ノズル５よりも取出し回転位置にある吸着ノズルに最も近い位置に位置させることができ（少なくとも離れていない位置に位置させることができ）、その軸線が鉛直軸となす角度をなるべく小さくできる。斜め上方から電子部品Ｄを撮像するのであるがもっとも真上に近い位置から撮像することができ、また画面の中心を部品取出し位置にすることができ、画像を正確に認識することができる。

但し、部品取出し位置（部品供給ユニット８の部品供給位置）にある収納部５０の中心位置が必ずしも撮像画面の中心に位置になくても画面内にあれば、収納部５０の位置を認識することはできる。好ましくは収納部５０の画像が画面内にすべて映っていることがよい。
吸着ノズル５で吸着する電子部品Ｄは有る程度の大きさがあるため、撮像カメラに部品取出し位置から取り込まれる光線の鉛直方向との角度は有る程度のものとなり、斜め上方から見た画像を撮像することになる。特に大きな部品Ｄを吸着したときに干渉しないように撮像カメラ２０の下部の吸着ノズル５側には段差が設けられている。

撮像カメラ２０は吸着ノズル５の取出し回転位置が図３の９時でなく他の位置（例えば３時もしくは１２時や６時の位置）にあればその位置に撮像素子２２の平面が対向するヘッド取付体６Ａの最も近い位置に設ければよい。もしくは、遠くなったとしても取付体６Ａの他の位置に設けて吸着ノズル５による部品取出し位置を撮像できるようにしてもよい。

図１に示すように装着ヘッド６のヘッド取付体６Ａのビーム４側には基板認識カメラ５５が設けられている。基板認識カメラ５５は鉛直下方位置を撮像するもので、プリント基板Ｐの位置決め用のマークを撮像する。

また、図２に示すように、部品供給ユニット８の後端部には収納テープＴの継目検出装置１０２が取り付けられる。この継目検出装置１０２は、図示しない発光素子と受光素子とが間隔を存して設けられ、その中間部を収納テープＴが通過することができるようにされている。

即ち、収納テープＴの送り動作に伴って、継目が無い収納テープＴが継目検出装置１０２を通過するときには、各送り孔Ｃｂが発光素子及び受光素子に対向した位置にある毎に発光素子からの光が送り孔Ｃｂを介して受光素子により受光されるので、継目検出装置１０２により継目の無しが検出でき、継目が有る収納テープＴにあっては、送り動作に伴い発光素子からの光が送り孔Ｃｂを覆う連結テープ１０８Ａにより遮光され受光素子により受光されず、継目有りが検出されることになる（図７及び図８参照）。

なお、前記連結テープ１０８Ａは、連結テープ１０８Ｂ及び１０８Ｃと共に電子部品数が少なくなった古い収納テープＣと新しい収納テープＣとを連結するための連結テープ１０８を構成し、連結テープ１０８の部分が継目である。

次に、図４の制御ブロック図に基づいて説明する。
２５は本電子部品装着装置１の電子部品Ｄの装着に係る動作を統括制御する制御装置、種々の判定をする判定装置、種々の比較をする比較装置等としての制御装置で、電子部品Ｄの装着ステップ番号順（装着順序毎）にプリント基板Ｐ内でのＸ方向、Ｙ方向及び角度位置（θ方向位置）から成る装着座標情報や各部品供給ユニット８の配置番号情報等から成る装着データ、部品供給ユニット８の配置番号毎の部品ＩＤに係る部品配置位置データ、電子部品Ｄ毎の電子部品のサイズデータ、厚さデータ等から成る部品ライブラリデータ等を格納する記憶部（記憶装置）を備えている。

そして、制御装置２５は内蔵する記憶部に記憶されたデータに基づき、回転体６Ｂを回転させるθ軸駆動源１７や、装着ヘッド６のＸ方向移動駆動源１６及びＹ方向移動駆動源１５、吸着ノズル５のノズル上下軸駆動源１８等の駆動を制御する。前記制御装置２５の記憶部には後述するＲＴフラグが設定される。

また、部品供給ユニット８毎に、電子部品Ｄを取り出すべき部品取出し位置が記憶されている。部品取出し位置は電子部品Ｄを吸着するために吸着ノズル５が位置すべきＸＹ方向（平面方向）の位置であり、部品吸着のための装着ヘッド６のＸＹ方向の停止位置は取出し回転位置の吸着ノズル５がこの部品取出し位置に位置するように制御装置２５により制御される。

２８は制御装置２５に接続される認識制御回路で、撮像カメラ２０により前記部品供給ユニット８により部品供給位置（吸着ノズル５が部品を取出す位置）に位置決めされる電子部品Ｄ及びこの電子部品Ｄを収納する収納部５０を撮像して得られた画像データを受信したり、制御装置２５の指示に基づいて前記画像データの認識処理を行ったりする。

認識制御回路２８はさらに照明駆動回路を制御して撮像カメラ２０による撮像のためにＬＥＤ３０を点灯させる。

また、部品供給ユニット８は制御装置２５と接続され、種々のデータの通信をするが、部品供給ユニット８に取り付けられている継目検出センサ１０２の検出信号も制御装置２５に伝送される。

また、制御装置２５には吸着ノズル５が部品Ｄを吸着しているか及び吸着された部品Ｄの姿勢が正常か等を検出する吸着ミス検出センサ４０が接続されている。この検出センサ４０は例えば、装着ヘッド６の下面に取り付けられ、図２のように上昇位置にある吸着ノズル５の下端に吸着されている電子部品Ｄを横方向から撮像するカメラまたは横方向から光を照射して反対側から部品Ｄに遮られた光を受光する光センサ等によって構成される。部品Ｄが吸着される都度直ちに検出センサ４０により部品Ｄの有無及び吸着ミスの有無が検出される。

以下、電子部品の取出し及び装着動作について説明する。

作業者が図示しない操作部のタッチパネルスイッチの運転開始スイッチ部を押すと、プリント基板Ｐを上流側装置より電子部品装着装置１の位置決め部に搬入し、位置決め機構により位置決め動作を開始する。

そして、前記制御装置２５はその記憶部に格納された当該プリント基板Ｐの装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び電子部品Ｄを取り出すべき部品供給ユニット８の配置位置を示す配置番号等が指定された装着データ等に従い、電子部品装着装置１の各装着ヘッド６の吸着ノズル５が装着すべき電子部品Ｄを各部品供給ユニット８から吸着して取出すように制御する。電子部品Ｄの吸着動作では、制御装置２５は図９のフローチャートに示されるように各種動作の制御を行う。

即ち、これから電子部品Ｄを供給する部品供給ユニット８において、電子部品Ｄの部品供給位置への送り動作が行われ、電子部品Ｄを収納する収納部５０が部品供給位置に停止し、位置決めされる。これと平行して装着ヘッド６がビーム４の移動に伴いＸＹ方向に移動して、取出し回転位置にある吸着ノズル５が部品供給ユニット８の部品供給位置に位置している収納部５０の真上（即ち、部品取出し位置）に移動して停止する。

上記の動作は部品供給ユニット８が供給する電子部品Ｄがその部品供給ユニット８が供給する収納テープＴの最初の電子部品Ｄである場合、１回目の取出しであるため（Ｓ１）、制御装置２５の記憶部に設けられたＲＴ３フラグがＯＮとされる（Ｓ２）。この取出し回数の検出は例えば前記記憶部に部品供給ユニット８毎に設けたカウンタが取出し回数毎にカウントするようにし、収納テープが交換されたときにリセットされるようにすることで行われる。

１回目の取出しの場合は、上記のようにＲＴ３フラグがＯＮであるので全体としてのＲＴフラグがＯＮと判断される（Ｓ４）。尚、ＲＴフラグは全体としての判断用のフラグであり、前記記憶部に設けられている後述するＲＴ１フラグ、ＲＴ２フラグ、ＲＴ４フラグと前記ＲＴ３フラグのいずれかがＯＮとなっているときに制御装置２５によりＯＮと判断され、ＲＴ１乃至ＲＴ４フラグのすべてがＯＦＦとなっているときにＯＦＦと判断される。

１回目の部品取出しのときには、まだ交換された収納テープＴについて撮像カメラ２０により部品供給ユニット８の部品供給位置に位置決めされた電子部品Ｄあるいは収納部５０が撮像されておらず、部品取出し位置は設計値として初期的に設定された位置が記憶されており、この初期値の部品取出し位置に取出し回転位置の吸着ノズル５が停止するよう装着ヘッド６の移動が制御される。
具体的には、この位置に移動して停止するようＸ方向移動駆動源１６及びＹ方向移動駆動源１５を駆動する駆動波形が制御装置２５により先ず決定されその後各駆動源に指令されモータ等の駆動が制御される。
先ず、この部品取出し位置の上に吸着ノズル５が移動して停止する（Ｓ５）。
次に、１回目の部品取出し時は初期的に設定された位置であり実際にそこに電子部品Ｄが正確に位置決めされているとは限らないので、吸着ノズル５の下降はせずに図６に示すように部品供給位置の収納部５０を撮像する（Ｓ６）。

この時、ＬＥＤ３０が瞬間的に短時間点灯して部品取出し位置が照明されると共に、収納部５０の斜め上方に位置する撮像カメラ２０の撮像素子２２に収納部５０及び電子部品Ｄの図５に示すような画像が露光により撮像される。

認識制御回路２８にこの画像が転送される。この画像に基づき部品取出し位置（この場合は電子部品Ｄの上面は基準の高さであり部品取出し位置は画面の中心に位置するものとして認識制御回路２５が記憶しているものとする。中心位置になくとも認識制御回路２５が記憶したいずれかの画面の位置であればよい。）と収納部５０の画像の中心位置との位置ずれが認識される。収納部５０の画像の中心位置が実際に吸着ノズル５の中心を位置合わせして吸着したい位置であり、このようにして吸着するよう部品取出し位置を修正するためには認識した位置ずれ分装着ヘッド６をＸＹ方向に補正移動させる必要がある。

このため、吸着ノズル５を下降させる前に部品取出し位置を更新し（Ｓ６）、更新した部品取出し位置に装着ヘッド６（即ち吸着ノズル５）を移動させる（Ｓ７）。このようにして吸着ノズル５を装着ヘッド６から下降させることにより、収納部５０の中心位置にノズル５を下降させ電子部品５のほぼ中心位置を吸着して取出すことができる。電子部品５は収納部５０の中でその寸法の違いによりいずれかに偏ったりすることがあるが、収納部５０の中心にノズル５が位置合わせされていればほぼ部品Ｄの中央を吸着でき、安定した姿勢で部品５の取出しが行われる（Ｓ１１）。吸着ノズル５を下降させるときにも、所定の高さ位置に移動して停止するようノズル上下軸駆動源１８を駆動する駆動波形が制御装置２５により先ず決定されその駆動源１８に指令されモータ等の駆動が制御される。

このとき、認識した位置ずれが設定された所定の許容値以上であった場合にはＲＴ４フラグをＯＮとして、以降の部品吸着の際には撮像カメラ２０で撮像した後認識制御回路２８で算出された位置ずれをその撮像した部品Ｄについてリアルタイムで補正吸着できるようにする。

電子部品５を予定されたすべての吸着ノズル５で取出したのち、装着ヘッド６はプリント基板Ｐに移動し、夫々の吸着ノズル５の保持する電子部品Ｄはプリント基板Ｐの装着データで示される位置に装着される。
尚、図５に示すのは矩形の電子部品Ｄが収納される例であるが、この場合は収納部５０の穴形状も電子部品Ｄの外形に合わせた長方形である。
テレセントリックレンズ２１を介しているので画像の横方向の寸法は補正されず、縦方向（収納テープＴの送り方向）の寸法は斜め方向からの撮像であるため短く撮像されており認識処理で寸法の補正はされ得る。

また、撮像した電子部品Ｄの上面状態を認識しキズや欠けがあると判断された場合には、電子部品Ｄは吸着した後にプリント基板Ｐに装着することなく廃棄される。または、このような電子部品Ｄを吸着することなく、収納テープＴを１ピッチ送って次の収納部５０を部品供給位置に位置させてしまってもよい。電子部品Ｄの認識結果、寸法の違いや部品種を示すマーク、文字により装着データで指定されている電子部品Ｄと異なる電子部品Ｄと判断された場合には異常表示を図示しないモニタにして装着運転を停止するようにしてもよい。このとき、装着ヘッド６の下面に環状に並んだ複数の吸着ノズル５群の中央部（即ち装着ヘッド６仮面の中央部）に円筒形状等棒状の照明を設置して部品取出し位置を照明してもよい。

次に、上述と同一の部品供給ユニット８の次の部品Ｄを吸着ノズル５が取出す場合には、前述のように部品取出しは２回目となり、そのカウンタの値からＲＴ３フラグはＯＦＦとされる（Ｓ１、Ｓ２）。

次に、ＲＴ１フラグ、ＲＴ２フラグ及びＲＴ４フラグがＯＦＦであれば全体のＲＴフラグはＯＦＦと判断され（Ｓ４）、制御装置２５は装着ヘッド６が部品取出し位置に停止する前に吸着ノズル５を下降させる駆動波形を算出し決定し、各駆動源に指令する。このようにするのは、部品取出し位置が正確に部品供給位置に位置決めされた収納部５０の中央位置からの位置ずれは小さい可能性が高いためである。

即ち、先ず、装着ヘッド６は部品取出し位置に向かい水平方向に移動を開始するが（Ｓ１２）、取出し回転位置の吸着ノズル５が部品取出し位置に移動する前に吸着ノズル５が下降を開始し（Ｓ１３）、当該吸着ノズル５が制御装置２５の記憶部に記憶されている部品取出し位置（１回目の部品取出し時の撮像後補正されている。）に位置して装着ヘッド６が水平移動を停止してから撮像カメラ２０による撮像が行われる。認識制御回路２８に認識された収納部５０の部品取出し位置に対する位置ずれ分現在の部品取出し位置から修正される。このようにして部品取出し位置が更新されて制御装置２５の記憶部に記憶される。収納部５０の位置とは通常その中心位置である。

尚、部品取出し位置は前回の部品Ｄの取出し時の認識結果の位置ずれ分を補正したものを制御装置２５の記憶部に記憶してその位置に移動するよう制御してもよいが、その他の要因のオフセット位置を加味してもよい。例えば、部品供給ユニット８の収納テープＴの送り孔Ｃｂにかみ合う送り歯を周囲に有するスプロケットの回転位置により（送り孔Ｃｂにかみ合う送り歯により）収納部５０の停止位置が変わり、そのオフセット値が回転角度等毎に記憶されているときに、そのオフセット値を加味して部品取出し位置を決定してもよい。

この間に吸着ノズル５は前回の部品取出し位置にて下降して、電子部品５の取出しが行われる。このように、装着ヘッド６が移動停止する前に吸着ノズル５が下降を開始するため部品Ｄを吸着する時間が短縮される。但し、位置ずれがあったとしてもノズル５が部品Ｄを吸着する前に装着ヘッド６を補正移動させる時間が短すぎるため補正移動は行わない。もしも、この下降時間の間に補正できると判断できれば補正移動してもよい。補正移動せずとも前回の部品取出し位置からの位置ずれは小さいことが予測でき、通常であればこのまま吸着しても吸着動作は問題なく安定した姿勢で行うことができる。

もしも、何らかの事情で認識した部品取出し位置の収納部５０に対する位置ずれが設定以上の場合にはＲＴ４フラグをＯＮにする（Ｓ１６）。ＲＴ４フラグをＯＮにすれば、収納テープＴの状態が悪い等の事情があったときに、次回の部品Ｄの取出し時に位置ずれをその吸着しようとする部品Ｄについて修正して吸着することができる。

また、その後、位置ずれが設定以下となって吸着が安定したときには、ＲＴ４フラグをＯＦＦにすることで他のＲＴ1乃至ＲＴ３フラグがＯＦＦであることを条件に部品取出しを高速にする図９のフローチャートのＳ１２ステップ以降の動作に移行することができる。

次に、図１０のフローチャートに基づき継目検出による認識処理に係る電子部品Ｄの取出しのための補正移動をするかどうかの判断（リアルタイム補正にするかの判定）について説明する。

この場合には制御装置２５内の記憶部に格納されるＲＴ２フラグがＯＮ、ＯＦＦされ、このフラグの状態に応じて図９のフローチャートに基づく動作が実行される。

即ち、古い収納テープＴに収納された電子部品Ｄが吸着ノズル５に順次吸着され、古い収納テープＴの部品切れが近づく。このような場合、同一種類の電子部品Ｄを供給する新しい収納テープＴが作業者により連結テープ１０８を用いて古い収納テープＴの終端に連結される処理が行われる。これにより、部品切れで電子部品装着装置１の生産運転が停止することが回避でき、プリント基板Ｐへの電子部品装着の稼働率を上げることができる。

しかしながら、連結テープ１０８により新しい収納テープＴを古い収納テープＴに繋げる作業は手作業であるため、時として新しい収納テープＴの収納部５０の位置が古い収納テープＴの収納部５０の配置に対して位置ずれが生ずることがある。この場合には収納部５０の位置を認識した部品取出し位置に対する位置ずれが大きくなるため、前回の認識処理の結果による部品取出し位置での吸着ノズル５の下降をするのでなく、認識処理に係る電子部品Ｄ即ち認識処理した収納部５０に収納されている電子部品Ｄを取出す時に認識処理した位置ずれ分装着ヘッド６を移動させることが良い。このため継目検出センサ１０２が連結テープ１０８を検出した場合、即ち継目を検出した場合（Ｓ１９）、その後の当該収納テープＴからの電子部品５の吸着ノズル５による吸着（取出し）毎に吸着回数が制御装置２５によりカウントされる（Ｓ２０）。この回数のカウントが所定回数となると（Ｓ２１）、ＲＴ２フラグがＯＮとされる（Ｓ２２）。

即ち、次にこのＲＴ２フラグがＯＮとなった部品供給ユニットから電子部品Ｄが取出される時には図９のＳ５〜Ｓ７ステップの制御が行われることとなる。Ｓ２１ステップでの閾値となる所定回数は例えば継目検出がされた後、連結テープ１０８の範囲の最初の収納部５０より１つ前の収納部５０から電子部品Ｄが取出されたときにカウントされる回数を設定しておけばよい。この設定回数は制御装置２５の記憶部に記憶されるようにすればよい。

次に、図９のフローチャートに基づく電子部品Ｄの取出しが実行されるが、電子部品Ｄの吸着ごとに吸着回数がカウントされ（Ｓ２３）、所定回数のカウントにより（Ｓ２４）ＲＴ２フラグがＯＦＦにされる。これにより当該部品供給ユニット８の次の部品取出しからはより高速に取出し動作ができる図９のＳ１２〜Ｓ１４の動作が実行される。このＳ２４ステップの所定回数は例えば連結テープＴの範囲の最後の収納部５０からの部品取出しをカウントしたときとすることが考えられる。
継目部分の収納部５０を認識処理する場合にはＲＴ２フラグがＯＮとされ、認識処理の結果を補正移動させて吸着ノズル５の下降により電子部品Ｄが吸着されることが実行できる。
上述するように電子部品Ｄの吸着回数のカウント（計数）によりＲＴ２フラグがＯＮとなる位置が選択されるが、少なくとも繋がれた新しい収納テープＴの最初の収納部５０から電子部品Ｄを取出す場合にはＲＴフラグ２がＯＮとするようにカウント値の閾値（所定設定回数）を設定記憶することが好ましい。収納テープＴを繋ぐ場合にずれて繋がれた場合には、この収納テープＴ同士の境界部分のずれ（収納テープＴの長手方向またはこれに直行する方向）が大きいからである。またその前後の部分もその位置ずれの影響を受け位置ずれが生じており、この位置ずれの生じる虞がある部分を継目部分と考えることができる。これは例えば連結テープ１０８が貼り付けられた部分としてもよいし、それより広い範囲や狭い範囲でもよい。

次に、図１１のフローチャートに基づき電子部品Ｄの吸着ミス率による認識処理に係る電子部品Ｄの取出しのための補正移動をするかどうかの判断について説明する。

電子部品Ｄが収納テープＴの収納部５０から取出される時に、部品Ｄの「無し」や部品Ｄの吸着姿勢が異常（吸着ノズル下面に対する斜め吸着や立ち）となる吸着ミスが発生することがある。この吸着ミスは吸着ノズル５が電子部品Ｄの中央等の吸着すべき位置より隔たった位置を吸着する時に起こりやすい。この吸着ミスの検出は主に吸着ミス検出センサ４０によって行われるが、部品認識カメラ１０の撮像画面から認識され判断されることもある。

電子部品Ｄの吸着ノズル５による取出しが実行され吸着ミス検出センサ４０または部品認識カメラ１０による吸着ミスが検出される毎にその回数がカウントされ、吸着ミスが発生していない部品吸着回数も含めた全吸着回数に対する吸着ミスの回数の比率が吸着ミス率として算出される（Ｓ２６）。この算出された吸着ミス率が設定された閾値以上となった場合（Ｓ２７）に該当する部品供給ユニット８のＲＴ１フラグがＯＮとされる（Ｓ２８）。この全吸着回数は今回の取出しの直近までの所定の部品取出し回数分について算出されるようにすることが良い。ＲＴ１フラグがＯＮとされた後に当該部品供給ユニット８からの部品取出しが行われる際には、図９のＳ５〜Ｓ７ステップの制御が行われることとなる。このようにして、部品取出し毎に吸着ミス率が更新され、設定より下回った場合（Ｓ２７）にはＲＴ１フラグはＯＦＦにされる（Ｓ２９）。

尚、吸着ミス率が設定以上でＲＴ１フラグをＯＮとした後では算出された吸着ミス率がＳ２７の判定閾値より小さな判定閾値の吸着ミス率となった場合にＲＴ１フラグをＯＦＦとするようにしてもよい。
また、撮像カメラ２０が収納部５０を撮像して認識処理した結果電子部品Ｄが収納部５０に収納されていないと判断した場合には、この吸着ミスの部品取出し回数のカウントはしないことがよい。
また、本実施形態では所定の条件が成立した場合にＯＮになり、認識手段である認識処理回路２８の認識処理に係る電子部品Ｄの取出し時に認識処理された位置ずれ分補正するよう制御手段である制御装置２５が制御することを判断するためのＲＴフラグとして４つの種類を場合に応じて記憶することを説明したが、収納部５０の寸法が電子部品Ｄに対して大きく、収納部５０内での電子部品Ｄの位置が安定しない場合で、部品認識カメラ１０の撮像による電子部品Ｄの吸着ノズル５に対する位置ずれが大きいときにＲＴ５フラグとしてＯＮ、ＯＦＦするようにしてもよい。
また、本実施形態では図9のフローチャートに示すように撮像した収納部５０の位置と部品取出し位置の比較をしているが、収納部５０を撮像している場合にはその中の電子部品Ｄも撮像しており、この部品画像の位置と部品取出し位置との位置ずれを算出して図9と同様な制御を行ってもよい。

同一装着ヘッド６内のすべての吸着ノズル５が保持している電子部品Ｄが正常な電子部品Ｄと判断されて安定して吸着された電子部品Ｄは装着ヘッド６の水平方向への移動により部品認識カメラ１０の上に移動される。
認識カメラ１０により装着ヘッド６の複数の吸着ノズル５に保持されているすべての電子部品Ｄが一括して撮像され装着ヘッド６に対する水平方向の位置認識がされ、その位置ずれを補正してプリント基板Ｐの装着すべき位置に吸着ノズル５に吸着された電子部品が順次装着される。
このとき、取出し回転位置にある吸着ノズル５に吸着された電子部品Ｄについては装着の時点で撮像カメラ２０がＬＥＤ３０の点灯により撮像しプリント基板Ｐのパターン位置等との位置関係から正確な位置に装着されたかを制御装置２５が確認することができる。または装着直前と直後の吸着ノズル５下方の部品取出し位置の撮像により電子部品Ｄが確実に装着され電子部品を装着せずに保持したまま上昇していることがないか等を制御装置２５が判断することができる。
また、装着ヘッド６の取出し回転位置にある吸着ノズル５に吸着された電子部品Ｄをプリント基板Ｐに装着するときには、前記装着データに示された装着すべきＸＹ方向位置に吸着ノズル５を位置させるよう装着ヘッド６が移動して停止し、その位置に印刷されたクリーム半田を撮像カメラ２０が撮像し認識処理回路２８で位置の認識をするようにしてもよい。図１２に示されるような撮像画面の認識結果、クリーム半田の印刷パターン６０の位置（重心位置等）が装着データの装着位置と異なっている場合には、その分装着ヘッド６をＸＹ方向に補正移動させて吸着ノズル５を下降させてクリーム半田の位置に電子部品Ｄを装着するようにできる。このとき、ＸＹ方向への装着ヘッド６の補正移動と吸着ノズル５の下降は並行して行えばよい。または、装着ヘッド６の補正移動をしてから吸着ノズル５の下降をしてもよい。また、次の電子部品Ｄの装着位置への移動時に補正移動させるようにしてもよい。さらには、撮像した装着位置での補正移動はせずに次の装着位置への移動時に認識した位置ずれ分補正移動させることもできる。
また、装着ヘッド６の各吸着ノズル５の部品装着は必ず取出し回転位置に回転して位置決めされたから上記のように撮像カメラ２０で撮像して印刷位置への補正をして部品装着がされるようにするのがよい。このとき、装着ヘッド６の各吸着ノズル５の装着する順番は回転体６Ｂを順次同一方向に吸着ノズル５の取付間隔分回転させ、隣り合う吸着ノズル５が順番に取出し回転位置に位置決めされ部品装着をするようにすれば効率的である。
このようにして、部品装着の生産性を維持して装着時の装着精度を上げることができる。
また、装着時にクリーム半田の印刷位置を認識するのみでなく、図１２に示されるプリント基板Ｐに形成されている電子部品Ｄの電極が接続されるべき配線パターン６２自体の位置を認識処理して同様に位置ずれがあった場合には補正して装着されるようにしてもよい。図１２の印刷パターン６０と配線パターン６２は同じ装着位置に装着される矩形の抵抗やコンデンサ等の２つの電極がある電子部品Ｄの電極に合わせた位置に一対に形成されているものである。クリーム半田の位置ずれによるか配線パターンの位置ずれによるかは設定で変えられるようにするか、部品の種類毎に設定できるようにしてもよい。クリーム半田上に電子部品Ｄを載せて所謂セルフアライメントの効果で電子部品Ｄの電極を配線パターンに接続する場合とセルフアライメント効果が少なく配線パターンに位置合わせしたほうが確実に配線パターンと接続できる場合があるからである。

尚、装着ヘッド６自体が昇降せずに吸着ノズル５のみが昇降するので撮像カメラ２０は常に部品取出し位置を撮像することができるが、装着ヘッド６が昇降する場合には装着ヘッド６の所定の高さ位置にて部品取出し位置を撮像するようにＬＥＤ３０の点灯及び撮像素子２２の露光タイミングを制御すればよい。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

５ 吸着ノズル
６ 装着ヘッド
２０ 撮像カメラ
２５ 制御装置
２８ 認識制御回路

Claims (7)

1. 水平方向に移動する装着ヘッドに設けられた保持具により部品供給ユニットが供給する電子部品を取出して基板に装着する電子部品装着装置であって、
   前記装着ヘッドに設けられており、前記部品供給ユニットの供給する部品を取出す部品取出し位置に装着ヘッドの部品を取出す保持具が位置しているときに部品取出し位置を撮像する撮像カメラと、
   前記撮像カメラの撮像した画像に基づき前記部品取出し位置と部品が収納された収納部または当該部品の位置との位置ずれを認識する認識手段と、
   同一の部品供給ユニットの次の部品の取出し前の前記撮像カメラによる撮像のために前記認識手段に認識された位置ずれ分部品取出し位置を補正して前記装着ヘッドを移動するよう制御する制御手段を設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 前記制御手段は前記認識手段が認識処理に係る部品の取出し時に認識された位置ずれ分補正した位置に装着ヘッドを移動するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
3. 前記制御手段は前記保持具が部品取出しのために前記装着ヘッドに対して下降する前に前記撮像カメラに部品取出し位置の撮像をさせ、前記認識手段が補正移動量を認識処理した後に保持具が下降するよう制御することを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品装着装置。
4. 前記認識手段に認識された補正移動量の補正を認識処理に係る部品の取出し時にしない場合には前記保持具が部品取出し位置で下降を開始している時に撮像カメラに部品取出し位置の撮像をさせることを特徴とする請求項１乃至３に記載の電子部品装着装置。
5. 所定の条件が成立した場合に前記認識手段の認識処理に係る部品の取出し時に認識処理された位置ずれ分補正するよう制御することを判断する判断手段を設けたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の電子部品装着装置。
6. 前記保持具は電子部品を真空吸着する吸着ノズルであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子部品装着装置。
7. 前記撮像カメラの撮像時には部品取出し位置を照明する照明ユニットが設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電子部品装着装置。
   
   

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