JP2016004969A - 部品実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】実装動作の実行前に部品供給部からの部品を複数回撮像する撮像動作を行うものにおいて、撮像動作後の実装動作をより効率よく行えるようにする。【解決手段】ヘッドに設けられたマークカメラで部品を複数回に分けて撮像することにより、部品に付された方向基準マークを認識して部品の方向を確認し、その後、ヘッドに設けられた吸着ノズルを部品の吸着位置へ移動させて部品を吸着し基板の実装位置へ実装するものにおいて、部品を撮像する撮像順序を、複数回の撮像のうち最後の撮像時に吸着ノズルが吸着位置へ最も近づくように決定する。これにより、撮像動作から吸着動作への移動をスムーズに行うことができるから、実装動作を効率よく行うことができる。【選択図】図６

Description

本発明は、部品供給部から供給された部品を保持して実装対象物に実装する部品実装機に関する。

従来、この種の部品実装機としては、部品収容容器に収容されている部品をピックアップ（保持）して基板上に実装するものにおいて、部品上面に部品の正規の向きを特定するためのマーク（特徴部分）を設けておき、ピックアップ動作の前に、カメラ（撮像装置）で部品上面を撮像し、得られた画像からマークを認識することにより、部品収容容器に収容されている部品の向きが正規の向きであるか否かを判定するものが記載されている（例えば、特許文献１参照）。この部品実装機では、部品上面を撮像するためのカメラとして部品の全体ではない一部領域を撮像する画角の小さなものを用いるものとし、部品上面にマークが存在する可能性のある複数の領域（候補領域）をそれぞれ撮像し、複数回の撮像により得られた画像に基づいて部品上面に存在するマークが何処にあるのかを認識して、部品の向きを判定している。具体的には、部品実装機は、まず、部品が正規の向きで部品収容容器に載置されている場合にその向きを示すマークが位置する領域（第１の候補領域）を撮像し、その後、部品が正規でない向きで部品収容容器に載置されている場合にマークが存在する可能性のある領域（他の候補領域）を撮像する。

特開２００８−２１９４６号公報

しかしながら、上述した部品実装機では、部品の撮像順序が必ずしも効率の良いものとはならない場合がある。部品実装機は、撮像動作によって部品の向きを確認した後、その部品を保持して基板上に実装することから、撮像順序によっては、その後の保持動作へスムーズに移行することができず、生産効率が低下する場合がある。

本発明は、実装動作の実行前に部品供給部からの部品を複数回撮像する撮像動作を行うものにおいて、撮像動作後の実装動作をより効率よく行えるようにすることを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の部品実装機は、
部品供給部から供給された部品を保持して実装対象物に実装する部品実装機であって、
ヘッドと、
前記部品供給部の部品供給位置と前記実装対象物との間で前記ヘッドを移動させる移動手段と、
前記ヘッドに設けられ、前記部品を保持する保持部材と、
前記ヘッドにおける前記保持部材とは異なる位置に設けられ、前記部品供給位置に供給された部品の一部を撮像可能な撮像手段と、
前記保持部材を前記部品供給位置へ移動させた後、前記部品供給位置に供給された部品を前記保持部材に保持させるよう、前記移動手段と前記保持部材とを制御する保持動作を実行する保持制御手段と、
前記保持部材に保持させた部品を前記実装対象物の実装位置まで移動させて該実装位置に実装するよう、前記移動手段と前記保持部材とを制御する実装動作を実行する実装制御手段と、
前記保持動作の実行前に、所定の撮像順序に従って前記ヘッドを移動させることにより、前記撮像手段の撮像位置を切り替えながら前記部品供給位置に供給された部品を複数回撮像するよう、前記移動手段と前記撮像手段とを制御する撮像動作を実行する撮像制御手段と、
を備え、
前記撮像制御手段は、前記所定の撮像順序として、前記複数回の撮像のうち最後の撮像時に前記保持部材が前記部品供給位置に最も近づくよう撮像順序を決定する
ことを要旨とする。

この本発明の部品実装機では、保持部材を部品供給位置へ移動させた後、部品供給位置に供給された部品を保持部材に保持させる保持動作の実行前に、所定の撮像順序に従ってヘッドを移動させることにより、撮像位置を切り替えながら部品供給位置に供給された部品を複数回撮像し、所定の撮像順序として、複数回の撮像のうち最後の撮像時に保持部材が部品供給位置に最も近づくよう撮像順序を決定する。これにより、撮像動作の終了後にスムーズに保持動作に移行することができるため、生産効率をより向上させることができる。

こうした本発明の部品実装機において、前記撮像制御手段は、前記所定の撮像順序として、前記複数回の撮像による前記ヘッドの移動距離が最も短くなる撮像順序を決定するものとすることもできる。こうすれば、撮像動作の実行時間を短縮することができる。

また、本発明の部品実装機において、前記ヘッドとして、互いに独立して移動可能な第１のヘッドおよび第２のヘッドを有し、前記撮像制御手段は、前記所定の撮像順序として、前記第１のヘッドおよび前記第２のヘッドのうち前記実装動作に用いるヘッドによって、異なる撮像順序を決定するものとすることもできる。こうすれば、第１のヘッドおよび第２のヘッドの何れを用いるものとしても、その後の保持動作にスムーズに移行することができ、生産効率を向上させることができる。なお、第１のヘッドに設けられた保持部材および撮像手段の位置関係と、第２のヘッドに設けられた保持部材および撮像手段の位置関係とは、互いに異なるものとすることができる。

部品実装システム１の構成の概略を示す構成図である。 部品実装機１０の構成の概略を示す構成図である。 板状部品１８の上面に付されるマークの一例を示す説明図である。 部品実装機１０の制御装置７０と管理装置８０との電気的な接続関係を示す説明図である。 実施例の部品実装処理を示すフローチャートである。 撮像順序の一例を示す説明図である。 変形例の部品実装処理を示すフローチャートである。 撮像順序の一例を示す説明図である。 複数の板状部品１８をまとめて撮像する際の撮像順序の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明する。

図１は、部品実装システム１の構成の概略を示す構成図であり、図２は、部品実装システム１を構成する一の部品実装機１０の構成の概略を示す構成図であり、図３は、板状部品１８の上面に付されるマークの一例を示す説明図であり、図４は、一の部品実装機１０の制御装置７０と管理装置８０との電気的な接続関係を示す説明図である。なお、本実施形態において、図２の左右方向がＸ軸方向であり、前後（上下）方向がＹ軸方向である。

部品実装システム１は、図１に示すように、基板１６の搬送方向（基板搬送方向）に並べて配置された複数台の部品実装機１０と、部品実装システム全体を管理する管理装置８０とを備える。

複数台の部品実装機１０は、多数の吸着ノズルを装着可能なヘッド（多ノズルヘッド）を有し比較的小型の部品を高速で実装するものと、少数の吸着ノズルを装着可能なヘッド（多機能ヘッド）を有し比較的大型の部品や異形の部品を実装するものとが配置されており、それぞれ分担作業によって基板１６に対して部品を実装する。以下、比較的大型の部品を実装可能な部品実装機１０についての詳細を説明する。

部品実装機１０は、２ヘッドタイプの実装機として構成されており、その外観としては、図１に示すように、底面に図示しないレベリングボルトが取り付けられた基台１１と、基台１１に支持された筐体１２とを備える。この部品実装機１０は、図２に示すように、筐体１２（図１参照）の下段部に設けられた支持台１４ａ，１４ｂ（これらをまとめて支持台１４とも呼ぶ）と、支持台１４の前後方向（Ｙ軸方向）中央部に左右方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられた基板搬送装置３０と、基板搬送装置３０よりも手前側の支持台１４ａに対して着脱可能に設置される第１部品供給装置２０ａと、基板搬送装置３０よりも奥側の支持台１４ｂに対して着脱可能に設置される第２部品供給装置２０ｂと、互いに向かい合うように配置され第１部品供給装置２０ａまたは第２部品供給装置２０ｂから供給された部品を吸着ノズル５１で吸着（保持）して基板１６上へ実装するための第１ヘッド５０ａおよび第２ヘッド５０ｂと、第１ヘッド５０ａをＸＹ方向へ移動させる第１ＸＹロボット４０ａと、第２ヘッド５０ｂをＸＹ方向へ移動させる第２ＸＹロボット４０ｂと、部品実装機全体の制御を司る制御装置７０（図４参照）とを備える。また、この他に、部品実装機１０は、第１ヘッド５０ａに設けられ基板１６に付された基板位置決め基準マークや後述する板状部品１８に付された方向基準マーク１８ａおよびＩＤマーク１８ｂなどを撮像可能な第１マークカメラ５６ａや、第２ヘッド５０ｂに設けられ同じく基板１６に付された基板位置決め基準マークや板状部品１８に付された方向基準マーク１８ａおよびＩＤマーク１８ｂなどを撮像可能な第２マークカメラ５６ｂ、支持台１４ａにおける第１部品供給装置２０ａ近傍に設けられ第１部品供給装置２０ａから供給された部品を吸着ノズル５１に吸着させた場合にその部品の吸着姿勢を撮像するための第１パーツカメラ６２ａ、支持台１４ｂにおける第２部品供給装置２０ｂ近傍に設けられ第２部品供給装置２０ｂから供給された部品を吸着ノズル５１に吸着させた場合にその部品の吸着姿勢を撮像するための第２パーツカメラ６２ｂ、支持台１４ａに設けられ第１ヘッド５０ａおよび第２ヘッド５０ｂに装着する吸着ノズル５１をストックするためのノズルステーション６４なども備えている。

第１部品供給装置２０ａは、図２に示すように、部品実装機１０の手前側から部品を供給するものであり、トレイによる部品の供給が可能なトレイフィーダ２２と、左右方向（Ｘ軸方向）に並ぶように整列配置されテープによる部品の供給が可能なテープフィーダ２４とを備える。トレイフィーダ２２は、基板１６に実装する板状部品１８が並べられたトレイ１９を複数段積み重ねられた段積み状態にて収容し、板状部品１８をトレイ１９ごと供給するものである。テープフィーダ２４は、部品が所定間隔で貼り付けられたテープが巻回されたリールを備え、リールからテープを引き出すことにより部品を供給するものである。

トレイ１９に収容されている各板状部品１８は、図３に示すように、上面を見たときの外形が略長方形であり、上面の隅部（図３の右上部と左上部）に方向基準マーク１８ａとＩＤコード１８ｂとが付されている。ここで、方向基準マーク１８ａは、トレイ１９に収容されている板状部品１８の方向（向き）を特定するためのものである。即ち、板状部品１８が正規の向きに載置されている場合、方向基準マーク１８ａは板状部品１８上面の右上部で認識され、板状部品１８が正規の向きとは逆向きに載置されている場合、方向基準マーク１８ａは板状部品１８上面の左下部で認識される。また、ＩＤコード１８ｂは、板状部品１８を識別するための識別情報であり、例えば、２次元コードとすることができる。

第２部品供給装置２０ｂは、図２に示すように、部品実装機１０の奥側から部品を供給するものであり、テープフィーダ２４と同様に、左右方向（Ｘ軸方向）に並ぶように整列配置されテープによる部品の供給が可能なテープフィーダ２６を備える。

基板搬送装置３０は、図２に示すように、ベルトコンベア装置３２を備えており、ベルトコンベア装置３２の駆動により基板１６を図２の左から右（基板搬送方向）へと搬送する。また、基板搬送装置３０の基板搬送方向（Ｘ軸方向）中央部には、図示しない昇降装置により昇降可能なバックアッププレート３４が設けられており、基板搬送装置３０によりバックアッププレート３４の上方に基板１６が搬送されると、バックアッププレート３４を上昇させることで基板１６を裏面側からバックアップする。

第１ＸＹロボット４０ａは、図２に示すように、筐体１２の上段部に前後方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられた左右一対のＹ軸ガイドレール４１と、左右一対のＹ軸ガイドレール４１に架け渡された状態でＹ軸ガイドレール４１に沿って移動が可能な長尺状の第１Ｙ軸スライダ４４ａと、第１Ｙ軸スライダ４４ａの側面に左右方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられた図示しない第１Ｘ軸ガイドレールと、第１Ｘ軸ガイドレールに沿って移動が可能な第１Ｘ軸スライダ４２ａとを備える。第１Ｘ軸スライダ４２ａには第１ヘッド５０ａが取り付けられており、制御装置７０は、第１ＸＹロボット４０ａを駆動制御することにより、ＸＹ平面上の可動エリア内で第１ヘッド５０ａを移動させることができる。また、前述したように、第１ヘッド５０ａには第１マークカメラ５６ａが取り付けられているから、制御装置７０は、第１ＸＹロボット４０ａを駆動制御することにより、第１ヘッド５０ａの可動エリア内の任意の撮像対象物を撮像可能となっている。

第２ＸＹロボット４０ｂは、図２に示すように、第１ＸＹロボット４０ａと共通のＹ軸ガイドレール４１に架け渡された状態でＹ軸ガイドレール４１に沿って移動が可能な長尺状の第２Ｙ軸スライダ４４ｂと、第２Ｙ軸スライダ４４ｂの側面に左右方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられた図示しない第２Ｘ軸ガイドレールと、第２Ｘ軸ガイドレールに沿って移動が可能な第２Ｘ軸スライダ４２ｂとを備える。第２Ｘ軸スライダ４２ｂには第２ヘッド５０ｂが取り付けられており、制御装置７０は、第２ＸＹロボット４０ｂを駆動制御することにより、ＸＹ平面上の可動エリア内で第２ヘッド５０ｂを移動させることができる。また、前述したように、第２ヘッド５０ｂには第２マークカメラ５６ｂが取り付けられているから、制御装置７０は、第２ＸＹロボット４０ｂを駆動制御することにより、第２ヘッド５０ｂの可動エリア内の任意の撮像対象物を撮像可能となっている。

第１ヘッド５０ａは、吸着ノズル５１をＺ軸方向に移動させる第１Ｚ軸アクチュエータ５２ａと、吸着ノズル５１をＺ軸周りに回転させる第１θ軸アクチュエータ５４ａとを備える。また、第２ヘッド５０ｂも、第１ヘッド５０ａと同様に、第２Ｚ軸アクチュエータ５２ｂと、第２θ軸アクチュエータ５４ｂとを備える。吸着ノズル５１の吸引口は、電磁弁５７を介して真空ポンプ５８およびエア配管５９のいずれか一方に選択的に連通している。制御装置７０は、吸着ノズル５１の吸引口が真空ポンプ５８に連通するよう電磁弁５７を駆動することで、吸引口に負圧を作用させて部品を吸着することができ、吸着ノズル５１の吸引口がエア配管５９に連通するよう電磁弁５７を駆動することで、吸引口に正圧を作用させて部品の吸着を解除することができる。

第１ヘッド５０ａの可動エリアは、本実施例では、基板搬送装置３０により搬送される基板１６の実装領域と、基板搬送装置３０よりも手前側の支持台１４ａ上の領域（第１部品供給装置２０ａの部品供給位置や第１パーツカメラ６２ａ，ノズルステーション６４）とが含まれる他、基板搬送装置３０よりも奥側の支持台１４ｂ上の領域（第２部品供給装置２０ｂの部品供給位置や第２パーツカメラ６２ｂ）も含まれている。このため、第１ヘッド５０ａは、第１部品供給装置２０ａおよび第２部品供給装置２０ｂの何れからの部品も吸着することができ、吸着した部品を基板１６に実装することができる。なお、第１ヘッド５０ａが第２部品供給装置２０ｂから部品を吸着する場合、制御装置７０は、第２ＸＹロボット４０ｂを駆動制御することで、第１ヘッド５０ａと干渉しない位置まで第２ヘッド５０ｂを退避移動させる。

第２ヘッド５０ｂの可動エリアは、本実施例では、基板搬送装置３０により搬送される基板１６の実装領域と、基板搬送装置３０よりも奥側の支持台１４ｂ上の領域（第２部品供給装置２０ｂの部品供給位置や第２パーツカメラ６２ｂ）とが含まれる他、基板搬送装置３０よりも手前側の支持台１４ａ上の領域（第１部品供給装置２０ａの部品供給位置や第１パーツカメラ６２ａ，ノズルステーション６４）も含まれている。このため、第２ヘッド５０ｂは、第１部品供給装置２０ａおよび第２部品供給装置２０ｂの何れからの部品も吸着することができ、吸着した部品を基板１６に実装することができる。なお、第２ヘッド５０ｂが第１部品供給装置２０ａから部品を吸着する場合、制御装置７０は、第１ＸＹロボット４０ａを駆動制御することで、第２ヘッド５０ｂと干渉しない位置まで第１ヘッド５０ａを退避移動させる。

制御装置７０は、ＣＰＵ７１を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７１の他に、ＲＯＭ７２と、ＨＤＤ７３と、ＲＡＭ７４と、入出力インターフェース７５とを備え、これらはバス７６を介して電気的に接続されている。制御装置７０には、第１Ｘ軸スライダ４２ａのＸ軸方向位置を検知する第１Ｘ軸位置センサ６６ａ（Ｘ軸位置センサ）からの位置信号や、第２Ｘ軸スライダ４２ｂのＸ軸方向位置を検知する第２Ｘ軸位置センサ６６ｂ（Ｘ軸位置センサ）からの位置信号、第１Ｙ軸スライダ４４ａのＹ軸方向位置を検知する第１Ｙ軸位置センサ６８ａからの位置信号、第２Ｙ軸スライダ４４ｂのＹ軸方向位置を検知する第２Ｙ軸位置センサ６８ｂからの位置信号、第１マークカメラ５６ａからの画像信号、第２マークカメラ５６ｂからの画像信号、第１パーツカメラ６２ａからの画像信号、第２パーツカメラ６２ｂからの画像信号などが入出力インターフェース７５を介して入力されている。一方、制御装置７０からは、第１部品供給装置２０ａへの制御信号や、第２部品供給装置２０ｂへの制御信号、基板搬送装置３０への制御信号、第１Ｘ軸スライダ４２ａを移動させる第１Ｘ軸アクチュエータ４６ａへの駆動信号、第２Ｘ軸スライダ４２ｂを移動させる第２Ｘ軸アクチュエータ４６ｂへの駆動信号、第１Ｙ軸スライダ４４ａを移動させる第１Ｙ軸アクチュエータ４８ａへの駆動信号、第２Ｙ軸スライダ４４ｂを移動させる第２Ｙ軸アクチュエータ４８ｂへの駆動信号、第１Ｚ軸アクチュエータ５２ａへの駆動信号、第２Ｚ軸アクチュエータ５２ｂへの駆動信号、第１θ軸アクチュエータ５４ａへの駆動信号、第２θ軸アクチュエータ５４ｂへの駆動信号、電磁弁５７への駆動信号などが入出力インターフェース７５を介して出力されている。また、制御装置７０は、管理装置８０と双方向通信可能に接続されており、互いにデータや制御信号のやり取りを行っている。

また、制御装置７０は、第１ヘッド５０ａの吸着ノズル５１にトレイフィーダ２２（第１部品供給装置２０ａ）のトレイ１９から板状部品１８を吸着させる場合、吸着に先立って、第１マークカメラ５６ａが板状部品１８の真上に来るよう第１ＸＹロボット４０ａを駆動制御し、板状部品１８上面を第１マークカメラ５６ａで撮像することで、板状部品１８上面に付されている方向基準マーク１８ａやＩＤマーク１８ｂを認識し、板状部品１８の向きや種類を特定する。また、制御装置７０は、第２ヘッド５０ｂの吸着ノズル５１にトレイフィーダ２２（第１部品供給装置２０ａ）のトレイ１９から板状部品１８を吸着させる場合、吸着に先立って、第２マークカメラ５６ｂが板状部品１８の真上に来るよう第２ＸＹロボット４０ｂを駆動制御し、板状部品１８上面を第２マークカメラ５６ｂで撮像することで、板状部品１８上面に付されている方向基準マーク１８ａやＩＤマーク１８ｂを認識し、板状部品１８の向きや種類を特定する。

第１マークカメラ５６ａおよび第２マークカメラ５６ｂは、何れも、視野が板状部品１８上面の領域よりも狭いため、板状部品１８上面を複数回に分けて撮像する。本実施例では、制御装置７０は、トレイフィーダ２２から板状部品１８が正規の方向で供給されている場合、板状部品１８上面の右上部に方向基準マーク１８ａが位置し、左上部にＩＤマーク１８ｂが位置する一方、トレイフィーダ２２から板状部品１８が正規の方向とは逆方向で供給されている場合、板状部品１８上面の左下部に方向基準マーク１８ａが位置し、右下部にＩＤマーク１８ｂが位置することとなる。したがって、板状部品１８上面において、方向基準マーク１８ａまたはＩＤマーク１８ｂが付されている可能性のあるの複数の領域（右上部，右下部，左上部，左下部）にそれぞれマークカメラ（第１マークカメラ５６ａまたは第２マークカメラ５６ｂ）の視野が収まるようにヘッド（第１ヘッド５０ａまたは第２ヘッド５０ｂ）を移動させながら撮像を行うことにより、板状部品１８上面に付されている方向基準マーク１８ａやＩＤマーク１８ｂを認識することができる。

管理装置８０は、例えば、汎用のコンピュータであり、ＣＰＵ８１とＲＯＭ８２とＨＤＤ８３とＲＡＭ８４と入出力インターフェース８５などを備え、これらはバス８６を介して電気的に接続されている。この管理装置８０には、マウスやキーボード等の入力デバイス８７から入力信号が入出力インターフェース８５を介して入力され、管理装置８０からは、ディスプレイ８８への画像信号が入出力インターフェース８５を介して出力されている。ＨＤＤ８３は、基板１６の生産計画を記憶している。ここで、基板１６の生産計画とは、各部品実装機１０においてどの部品をどの順番で基板１６へ実装するか、また、そのように部品を実装した基板１６を何枚作製するかなどを定めた計画をいう。この生産計画には、使用するヘッド５０に関するヘッド情報や使用する吸着ノズル５１に関するノズル情報、実装する部品に関する部品情報、各部品の実装位置に関する実装位置情報などが含まれている。また、生産計画には、基板１６に板状部品１８を実装する場合に、その板状部品１８上面における方向基準マーク１８ａやＩＤマーク１８ｂが付されている可能性のある位置（領域）を示すマーク位置情報なども含まれている。マーク位置情報は、第１マークカメラ５６ａまたは第２マークカメラ５６ｂでこれらのマークを撮像する際の撮像位置の決定に用いられる。生産計画は、作業者が入力デバイス８７を操作することにより管理装置８０に入力される。管理装置８０は、生産計画にしたがって各基板１６の配線パターン上に部品が実装されるよう各部品実装機１０へ指令信号を出力する。

次に、こうして構成された本実施形態の部品実装機１０における動作について説明する。図５は、部品実装機１０の制御装置７０により実行される部品実装処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、管理装置８０から生産計画に基づいて指令信号を受信したときに実行される。

部品実装処理が実行されると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、今回の実装に係る使用ヘッドが第１ヘッド５０ａであるか否かを判定する（Ｓ１００）。ＣＰＵ７１は、使用ヘッドが第１ヘッド５０ａであると判定すると、第１撮像順序を実行撮像順序に設定し（Ｓ１１０）、使用ヘッドが第２ヘッド５０ｂであると判定すると、第２撮像順序を実行撮像順序に設定する（Ｓ１２０）。そして、ＣＰＵ７１は、設定した実行撮像順序に従ってマークカメラを撮像位置まで移動させた後、撮像を行い、得られた撮像画像に基づきマーク（方向基準マーク１８ａおよびＩＤマーク１８ｂ）の存在を認識する撮像動作を、方向基準マーク１８ａまたはＩＤマーク１８ｂが存在する可能性のある全ての領域の撮像が完了するまで繰り返し実行する（Ｓ１３０〜Ｓ１６０）。

図６は撮像順序の一例を示す説明図である。図６（ａ）は使用ヘッドが第１ヘッド５０ａである場合の撮像順序（第１撮像順序）を示し、図６（ｂ）は使用ヘッドが第２ヘッド５０ｂである場合の撮像順序（第２撮像順序）を示す。また、図６の板状部品１８内に表示された矩形の点線領域はマークカメラ５６ａ，５６ｂの視野を示し、矩形の点線領域内の数字は撮像順序を示す。なお、図６では、マークカメラ５６ａ，５６ｂの視野や撮像順序をわかりやすく表示するため、板状部品１８を実際よりも大きく表示した。図６に示すように、第１撮像順序は、第１ヘッド５０ａが板状部品１８の４隅をそれぞれ第１マークカメラ５６ａで撮像する場合、最後（４回目）の撮像時に、第１ヘッド５０ａに装着された吸着ノズル５１が板状部品１８の吸着位置（図中、十字線が交差するポイント）に最も近づくように定められ、第２撮像順序は、第２ヘッド５０ｂが板状部品１８の４隅をそれぞれ第２マークカメラ５６ｂで撮像する場合、最後（４回目）の撮像時に、第２ヘッド５０ｂに装着された吸着ノズル５１が板状部品１８の吸着位置（図中、十字線が交差するポイント）に最も近づくように定められている。これにより、撮像動作の完了後、吸着ノズル５１を迅速に板状部品１８の吸着位置の真上へ移動させることができるから、撮像動作から吸着動作への移行をスムーズに行うことができる。ここで、第１ヘッド５０ａと第２ヘッド５０ｂは互いに向かい合うように配置されているから、図６に示すように、第１ヘッド５０ａの第１マークカメラ５６ａと吸着ノズル５１との位置関係と、第２ヘッド５０ｂの第２マークカメラ５６ｂと吸着ノズル５１との位置関係とが互いに異なっている。このため、第１ヘッド５０ａの吸着ノズル５１と第２ヘッド５０ｂの吸着ノズル５１とが同じトレイフィーダ２２から板状部品１８を吸着する場合、同じ撮像順序（例えば、第１撮像順序）で撮像動作を行うと、一方のヘッド（第１ヘッド５０ａ）を使用するときには最後の撮像時に吸着ノズル５１が板状部品１８の吸着位置に最も近づくが、他方のヘッド（第２ヘッド５０ｂ）を使用するときには最後の撮像時に吸着ノズル５１が板状部品１８の吸着位置から遠ざかってしまう。使用ヘッドによって撮像順序が異なるのは、こうした理由に基づく。

なお、本実施例では、ＣＰＵ７１は、Ｓ１３０〜Ｓ１６０に示すように、方向基準マーク１８ａまたはＩＤマーク１８ｂが存在する可能性のある全ての領域の撮像が完了するまで使用ヘッドの移動と撮像と画像処理とを繰り返し実行するものとしたが、画像処理にてマーク（方向基準マーク１８ａおよびＩＤマーク１８ｂ）の存在が認識された時点で撮像動作を終了し、Ｓ１７０の処理へ移行するものとしてもよい。

ＣＰＵ７１は、こうして撮像動作を行うと、Ｓ１５０の画像処理によって撮像画像から方向基準マーク１８ａおよびＩＤマーク１８ｂが認識されたか否かを判定し（Ｓ１７０）、方向基準マーク１８ａが認識されなかったと判定すると、認識エラーを出力して（Ｓ１８０）、部品実装処理を終了する。なお、Ｓ１８０の処理は、管理装置８０に認識エラーに関するエラー情報を送信することにより行う。エラー情報を受信した管理装置８０は、ディスプレイ８８上に警告画面を表示すると共に警告音を発することで、オペレータに対して認識エラーの報知を行う。なお、認識エラーは、部品そのものが存在しない場合と、部品は存在するがマーク部分の汚れや擦れなどにより読み取りが失敗した場合などが考えられる。一方、ＣＰＵ７１は、方向基準マーク１８ａおよびＩＤマーク１８ｂが認識されたと判定すると、認識されたＩＤマーク１８ｂに基づいて撮像した部品（板状部品１８）が正規部品であるか否かを判定する（Ｓ１９０）。

ＣＰＵ７１は、撮像した部品が正規部品でないと判定すると、部品種類違いエラーを出力して（Ｓ２００）、部品実装処理を終了する。なお、Ｓ２００の処理は、管理装置８０に部品種類違いエラーに関するエラー情報を送信することにより行う。エラー情報を受信した管理装置８０は、ディスプレイ８８上に警告画面を表示すると共に警告音を発することで、オペレータに対して部品種類違いエラーの報知を行う。一方、ＣＰＵ７１は、撮像した部品が正規部品であると判定すると、Ｓ１５０で認識した方向基準マーク１８ａに基づいて板状部品１８の方向（向き）を判定する部品方向判定を行う（Ｓ２１０）。本実施例では、方向基準マーク１８ａが板状部品１８の右上部で認識されると、板状部品１８の方向は正規の方向であり、方向基準マーク１８ａが板状部品１８の左下部で認識されると、板状部品１８の方向は正規の方向とは逆方向である。

ＣＰＵ７１は、Ｓ２１０の部品方向判定の結果、板状部品１８の方向が正規の方向であると判定すると（Ｓ２２０）、使用ヘッドの吸着ノズル５１を板状部品１８の吸着位置へ移動させ、その後、吸着ノズル５１を板状部品１８に吸着させる吸着動作を行う（Ｓ２３０，Ｓ２４０）。吸着動作は、具体的には、ＣＰＵ７１が、使用ヘッドの吸着ノズル５１が吸着位置の真上に来るよう使用ヘッドに対応するＸＹロボット（第１ＸＹロボット４０ａまたは第２ＸＹロボット４０ｂ）を駆動制御した後、吸着ノズル５１の吸引口が板状部品１８の吸着位置に当接するまで吸着ノズル５１が下降するよう使用ヘッドに対応するＺ軸アクチュエータ（第１Ｚ軸アクチュエータ５２ａまたは第２Ｚ軸アクチュエータ５２ｂ）を駆動制御し、吸着ノズル５１の吸引口に負圧が作用するよう電磁弁５７を駆動制御する処理となる。こうして吸着動作を行うと、ＣＰＵ７１は、吸着した板状部品１８を基板１６の実装位置へ移動させて実装する実装動作を行って（Ｓ２５０）、部品実装処理を終了する。実装動作は、具体的には、ＣＰＵ７１が、使用ヘッドの吸着ノズル５１が基板１６の実装位置の真上に来るよう使用ヘッドに対応するＸＹロボット（第１ＸＹロボット４０ａまたは第２ＸＹロボット４０ｂ）を駆動制御した後、吸着ノズル５１に吸着させた板状部品１８が基板１６の実装位置に当接するまで吸着ノズル５１が下降するよう使用ヘッドに対応するＺ軸アクチュエータ（第１Ｚ軸アクチュエータ５２ａまたは第２Ｚ軸アクチュエータ５２ｂ）を駆動制御し、吸着ノズル５１の吸引口に正圧が作用するよう電磁弁５７を駆動制御することにより、板状部品１８を基板１６上に実装する処理となる。なお、板状部品１８の吸着位置から基板１６の実装位置への移動は、第１パーツカメラ６２ａの上方を通過するようにして行われる。制御装置７０は、板状部品１８が第１パーツカメラ６２ａの上方を通過する際に、第１パーツカメラ６２ａで板状部品１８の下面を撮像し、得られた撮像画像を処理して板状部品１８の吸着ずれ量を算出し、算出した吸着ずれ量に基づいて実装位置を補正する。

ＣＰＵ７１は、Ｓ２１０の部品方向判定の結果、板状部品１８の方向が正規の方向でないと判定すると（Ｓ２２０）、部品方向違いエラーを出力して（Ｓ２６０）、実装動作を行うことなく、部品実装処理を終了する。なお、Ｓ２６０の処理は、管理装置８０に部品方向違いエラーに関するエラー情報を送信することにより行う。エラー情報を受信した管理装置８０は、ディスプレイ８８上に警告画面を表示すると共に警告音を発することで、オペレータに対して部品方向違いエラーの報知を行う。

以上説明した本実施例の部品実装機１０によれば、ヘッド（第１ヘッド５０ａ，第２ヘッド５０ｂ）に設けられたマークカメラ（第１マークカメラ５６ａ，第２マークカメラ５６ｂ）で部品（板状部品１８）を複数回に分けて撮像することにより、部品に付されたマーク（方向基準マーク１８ａ）を認識して部品の方向や種類を特定し、その後、ヘッドに設けられた吸着ノズル５１を部品（板状部品１８）の吸着位置へ移動させて部品を吸着し基板１６の実装位置へ実装するものにおいて、部品を撮像する撮像順序を、複数回の撮像のうち最後の撮像時に吸着ノズル５１が吸着位置へ最も近づくように決定する。これにより、撮像動作から吸着動作への移動をスムーズに行うことができるから、実装効率をより向上させることができる。しかも、互いに向かい合う第１ヘッド５０ａと第２ヘッド５０ｂを有し、使用ヘッドが第１ヘッド５０ａであるか第２ヘッド５０ｂであるかによって、撮像順序を異ならせたから、使用ヘッドに応じて最適な撮像順序を設定することができ、使用ヘッドに拘わらず、撮像動作から吸着動作への移動をスムーズに行って、実装効率を向上させることができる。

次に、変形例の部品実装処理について説明する。図７は、変形例の部品実装処理を示すフローチャートである。なお、図７の部品実装処理の各処理のうち図５の部品実装処理と同じ処理については同じステップ番号を付し、その説明は重複するから省略する。図７の部品実装処理が実行されると、管理装置７０のＣＰＵ７１は、まず、使用ヘッドのマークカメラの現在位置を取得する（Ｓ３００）。Ｓ３００の処理は、具体的には、使用ヘッドが第１ヘッド５０ａである場合には、第１Ｘ軸位置センサ６６ａの検出信号と第１Ｙ軸位置センサ６８ａの検出信号とに基づいてＸＹ平面上の位置を取得し、使用ヘッドが第２ヘッド５０ｂである場合には、第２Ｘ軸位置センサ６６ｂの検出信号と第２Ｙ軸位置センサ６８ｂの検出信号とに基づいてＸＹ平面上の位置を取得することにより行うことができる。続いて、ＣＰＵ７１は、板状部品１８を複数回撮像する際の使用ヘッドの移動距離（ヘッド移動距離）を複数の撮像順序候補毎に算出する（Ｓ３２０）。ここで、撮像順序候補とは、図８に示すように、板状部品１８を複数回撮像（変形例では、長方形の板状部品１８の各隅部を４回に分けて撮像）する際に取り得る撮像順序の組み合わせをいい、変形例では、複数回のうち最後に撮像する際の撮像位置（撮像終了位置）を、吸着ノズル５１が板状部品１８の吸着位置に最も近づくように定めた。Ｓ３２０の処理は、具体的には、マークカメラの現在位置から撮像開始位置までの使用ヘッドの移動距離と、撮像開始位置から撮像終了位置までの使用ヘッドの移動距離との和を、各撮像順序候補毎に算出することにより行うことができる。そして、ＣＰＵ７１は、ヘッド移動距離が最も短い撮像順序候補を実行撮像順序に設定して（Ｓ３２０）、Ｓ１３０以降の処理（撮像動作，吸着動作，実装動作）を行う。

こうした変形例の部品実装処理によれば、板状部品１８の方向基準マーク１８ａやＩＤマーク１８ｂを撮像する際に、使用ヘッドを最短経路で移動させることができるため、撮像動作を短時間で効率よく行うことができる。なお、変形例の部品実装処理では、マークカメラの現在位置から撮像開始位置までの使用ヘッドの移動距離と、撮像開始位置から撮像終了位置までの使用ヘッドの移動距離との和が最も短い撮像順序候補を実行撮像順序に設定したが、これに限定されるものではなく、撮像開始位置から撮像終了位置までの使用ヘッドの移動距離が最も短い撮像順序候補を実行撮像順序に設定するものとしてもよい。

本実施例の部品実装機１０では、板状部品１８の方向が正規の方向でないと判定すると、部品方向違いエラーを出力するものとしたが、これに限定されるものではなく、吸着ノズル５１に板状部品１８を吸着させた後、θ軸アクチュエータを駆動制御する（使用ヘッドが第１ヘッド５０ａである場合には第１θ軸アクチュエータ５４ａを駆動制御し、使用ヘッドが第２ヘッド５０ｂである場合には第２θ軸アクチュエータ５４ｂを駆動制御する）ことにより、板状部品１８が正規の方向を向くように吸着ノズル５１を回転させるものとしてもよい。

本実施例の部品実装機１０では、吸着動作の前に実行する撮像動作（図５の部品実装処理のＳ１３０〜Ｓ１６０）にて、吸着対象の１つの部品（吸着対象部品）を撮像するものとしたが、これに限定されるものではなく、吸着動作の前に実行する撮像動作にて、吸着対象部品を含む複数個の部品をまとめて撮像するものとしてもよい。この場合、図９に示すように、まとめて撮像する吸着対象部品を含む複数個の部品の各撮像位置のうち撮像終了位置（最後に撮像する撮像位置）が、吸着ノズル５１が吸着対象部品の吸着位置に最も近づく撮像位置となるよう撮像順序を設定するものとしてもよい。また、まとめて撮像する複数個の部品の各撮像位置のうち撮像開始位置（最初に撮像する撮像位置）から撮像終了位置（最後に撮像する撮像位置）までの使用ヘッドの移動距離、或いは、マークカメラの現在位置から撮像開始位置までの使用ヘッドの移動距離と撮像開始位置から撮像終了位置までの使用ヘッドの移動距離との和が最も短くなる撮像順序を設定するものとしてもよい。

本実施例の部品実装機１０では、部品（板状部品１８）に付された方向基準マーク１８ａを撮像して認識することで部品の方向を特定し、部品（板状部品１８）に付されたＩＤマーク１８ｂを撮像して認識することで部品の種類を特定するものとしたが、これに限定されるものではなく、部品に方向基準マーク１８ａとＩＤマーク１８ｂの何れか一方のみが付されたものに適用するものとしてもよいし、他のマークが付されたものに適用するものとしてもよい。また、ＩＤマーク１８ｂを方向基準マークとしても用いるものとしてもい。

本実施例の部品実装機１０では、第１ヘッド５０ａと第２ヘッド５０ｂとを備える２ヘッドタイプの実装機として構成したが、ヘッドの数は２つに限定されるものではなく、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。前者の場合、図５の部品実装処理のＳ１００〜Ｓ１２０の処理を省略し、複数回の撮像のうち最後の撮像時に吸着ノズル５１が部品の吸着位置に最も近づくように実行撮像順序を設定すればよい。即ち、１つのヘッドが実施例の第１ヘッド５０ａと同じ向きに配置されている場合、第１撮像順序を実行撮像順序とすればよい。

本実施例の部品実装機１０では、略長方形の板状部品１８を実装動作の実行前に複数回撮像するものとしたが、これに限定されるものではなく、略正方形の部品や円形の部品など、如何なる形状の部品にも適用可能である。

ここで、本実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、部品実装機１０が「部品実装機」に相当し、基板１６が「実装対象物」に相当し、第１ヘッド５０ａまたは第２ヘッド５０ｂが「ヘッド」に相当し、吸着ノズル５１が「保持部材」に相当し、第１マークカメラ５６ａまたは第２マークカメラ５６ｂが「撮像手段」に相当し、図５の部品実装処理のＳ２３０，Ｓ２４０の処理を実行する制御装置７０のＣＰＵ７１が「保持制御手段」に相当し、部品実装処理のＳ２５０の処理を実行する制御装置７０のＣＰＵ７１が「実装制御手段」に相当し、部品実装処理のＳ１００〜Ｓ１６０の処理を実行する制御装置７０のＣＰＵ７１が「撮像制御手段」に相当する。また、第１ヘッド５０ａが「第１のヘッド」に相当し、第２ヘッド５０ｂが「第２のヘッド」に相当する。

なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

本発明は、部品実装機の製造産業などに利用可能である。

１ 部品実装システム、１０ 部品実装機、１１ 基台、１２ 筐体、１４，１４ａ，１４ｂ 支持台、１６ 基板、１８ 板状部品、１８ａ 方向基準マーク、１８ｂ ＩＤマーク、２０ａ 第１部品供給装置、２０ｂ 第２部品供給装置、２２ トレイフィーダ、２４，２６ テープフィーダ、３０ 基板搬送装置、３２ ベルトコンベア装置、３４ バックアッププレート、４０ａ 第１ＸＹロボット、４０ｂ 第２ＸＹロボット、４１ Ｙ軸ガイドレール、４２ａ 第１Ｘ軸スライダ、４２ｂ 第２Ｘ軸スライダ、４４ａ 第１Ｙ軸スライダ、４４ｂ 第２Ｙ軸スライダ、４６ａ 第１Ｘ軸アクチュエータ、４６ｂ 第２Ｘ軸アクチュエータ、４８ａ 第１Ｙ軸アクチュエータ、４８ｂ 第２Ｙ軸アクチュエータ、５０ａ 第１ヘッド、５０ｂ 第２ヘッド、５１ 吸着ノズル、５２ａ 第１Ｚ軸アクチュエータ、５２ｂ 第２Ｚ軸アクチュエータ、５４ａ 第１θ軸アクチュエータ、５４ｂ 第２θ軸アクチュエータ、５６ａ 第１マークカメラ、５６ｂ 第２マークカメラ、５７ 電磁弁、５８ 真空ポンプ、５９ エア配管、６２ａ 第１パーツカメラ、６２ｂ 第２パーツカメラ、６４ ノズルステーション、７０ 制御装置、７１ ＣＰＵ、７２ ＲＯＭ、７３ ＨＤＤ、７４ ＲＡＭ、７５ 入出力インターフェース、７６ バス、８０ 管理装置、８１ ＣＰＵ、８２ ＲＯＭ、８３ ＨＤＤ、８４ ＲＡＭ、８５ 入出力インターフェース、８６ バス、８７ 入力デバイス、８８ ディスプレイ。

Claims (3)

1. 部品供給部から供給された部品を保持して実装対象物に実装する部品実装機であって、
   ヘッドと、
   前記部品供給部の部品供給位置と前記実装対象物との間で前記ヘッドを移動させる移動手段と、
   前記ヘッドに設けられ、前記部品を保持する保持部材と、
   前記ヘッドにおける前記保持部材とは異なる位置に設けられ、前記部品供給位置に供給された部品の一部を撮像可能な撮像手段と、
   前記保持部材を前記部品供給位置へ移動させた後、前記部品供給位置に供給された部品を前記保持部材に保持させるよう、前記移動手段と前記保持部材とを制御する保持動作を実行する保持制御手段と、
   前記保持部材に保持させた部品を前記実装対象物の実装位置まで移動させて該実装位置に実装するよう、前記移動手段と前記保持部材とを制御する実装動作を実行する実装制御手段と、
   前記保持動作の実行前に、所定の撮像順序に従って前記ヘッドを移動させることにより、前記撮像手段の撮像位置を切り替えながら前記部品供給位置に供給された部品を複数回撮像するよう、前記移動手段と前記撮像手段とを制御する撮像動作を実行する撮像制御手段と、
   を備え、
   前記撮像制御手段は、前記所定の撮像順序として、前記複数回の撮像のうち最後の撮像時に前記保持部材が前記部品供給位置に最も近づくよう撮像順序を決定する
   ことを特徴とする部品実装機。
2. 請求項１記載の部品実装機であって、
   前記撮像制御手段は、前記所定の撮像順序として、前記複数回の撮像による前記ヘッドの移動距離が最も短くなる撮像順序を決定する
   ことを特徴とする部品実装機。
3. 請求項１または２記載の部品実装機であって、
   前記ヘッドとして、互いに独立して移動可能な第１のヘッドおよび第２のヘッドを有し、
   前記撮像制御手段は、前記所定の撮像順序として、前記第１のヘッドおよび前記第２のヘッドのうち前記実装動作に用いるヘッドによって、異なる撮像順序を決定する
   ことを特徴とする部品実装機。

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