JP2016072397A - 電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】挿入型電子部品のリード線の形状をより高い精度で検出することができ、挿入型電子部品を基板により正確に実装することができる電子部品実装装置を提供すること。【解決手段】ヘッドのノズルで挿入型電子部品を保持させた状態で、ノズルを画像認識装置と対面する位置に移動させ、挿入型電子部品と画像認識装置との距離を変化させつつ画像認識装置で撮影を行い、距離が異なる複数の位置における挿入型電子部品のリード線側の面の画像を取得し、画像処理部で取得した複数の画像を合成し、合成した画像に基づいてリード線の位置を特定し、特定したリード線の位置に基づいて、挿入型電子部品の搭載位置を決定し、決定した位置に基づいて挿入型電子部品を基板に実装する。【選択図】図９

Description

本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置に関する。

電子部品実装装置は、ヘッドに設けられたノズルで電子部品を保持して、基板の搭載点に実装する動作を繰り返すことで、基板に電子部品を実装する。近年、基板上に搭載される搭載型電子部品に加え、リード線を有しリード線を基板の穴に挿入することで基板上に実装される挿入型電子部品と、の両方を実装できる電子部品実装装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、電子部品に形状測定用のレーザを照射しつつ、電子部品を回転させることで、電子部品の外周の形状を計測することが記載されている。

また、特許文献２には、ノズルで保持している電子部品を基板側（基板と対面する側）からＺ軸方向（高さ方向）の位置を移動させつつ、複数回撮影し、撮影した画像を合成し、合焦点位置での輝度値を抽出して作成した全焦点画像を作成し、電子部品の３次元形状を認識することが記載されている。

特開２０１３−１７９１９０号公報 特開２０１２−２３３４０号公報

挿入型電子部品は、リード線を有し、リード線を基板の穴に挿入することで実装する。特許文献１に記載のレーザ計測装置を用いてリード線の形状を認識する場合、リード線の形状や、配置によって認識できないリード線が生じる場合がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、挿入型電子部品のリード線の形状をより高い精度で検出することができ、挿入型電子部品を基板により正確に実装することができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明は、基板を搬送する基板搬送部と、リード線を有する挿入型電子部品を供給する電子部品供給装置と、前記挿入型電子部品を保持する複数のノズル及び前記ノズルを駆動するノズル駆動部を有し、前記ノズルで前記挿入型電子部品を保持して、前記電子部品供給装置から前記基板に搬送し、前記挿入型電子部品を前記基板に実装するヘッドと、前記ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、前記ヘッドが移動する範囲内に配置され、前記ノズルを前記基板側から撮影する画像認識装置と、前記画像認識装置で撮影した画像を処理する画像処理部及び前記ヘッドの動作を制御するヘッド制御部を備える制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記ヘッドの前記ノズルで前記挿入型電子部品を保持させた状態で、前記ノズルを前記画像認識装置と対面する位置に移動させ、前記挿入型電子部品と前記画像認識装置との距離を変化させつつ前記画像認識装置で撮影を行い、前記距離が異なる複数の位置における前記挿入型電子部品の前記リード線側の面の画像を取得し、前記画像処理部で取得した複数の画像を合成し、合成した画像に基づいて前記リード線の位置を特定し、特定した前記リード線の位置に基づいて、前記挿入型電子部品の搭載位置を決定し、決定した位置に基づいて前記挿入型電子部品を前記基板に実装することを特徴とする。

前記制御装置は、前記合成した画像に基づいて特定した前記リード線の位置と、挿入する基板の穴の位置と、のずれ量を検出し、検出したずれ量が許容値を超える場合、当該挿入型電子部品を前記基板に実装しないことが好ましい。

また、前記制御装置は、前記合成した画像を作成する際の複数のパラメータを含む作成条件を挿入型電子部品の種類ごとに記憶している記憶部を有し、前記制御装置は、前記パラメータを変化させた複数の作成条件のそれぞれについて、挿入型電子部品の合成した画像を複数回撮影して、当該作成条件における評価結果を検出し、評価結果に基づいて、複数の作成条件から当該挿入型電子部品の前記作成条件を決定し、決定した作成条件と前記挿入型電子部品とを対応付けて前記記憶部に記憶させるパラメータ取得処理を行うことが好ましい。

また、前記パラメータは、認識枚数、撮像ピッチ、一次フィルタ、二次フィルタ、二値化のしきい値、照明条件の少なくとも１つを含むことが好ましい。

また、前記挿入型電子部品は、前記リード線の配置が非対称であり、前記制御装置は、前記合成した画像に基づいて特定した前記リード線の位置に基づいて、前記挿入型電子部品の向きを検出し、前記挿入型電子部品の向きが基板の挿入時に設定されている向きと逆の場合、前記ノズルを回転させて前記挿入型電子部品を反転させることが好ましい。

本発明は、挿入型電子部品のリード線の形状をより高い精度で検出することができ、挿入型電子部品を基板により正確に実装することができるという効果を奏する。

図１は、電子部品実装装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、部品供給ユニットの一例の概略構成を示す模式図である。 図３は、電子部品実装装置のヘッドの概略構成を示す模式図である。 図４は、電子部品実装装置のヘッドの概略構成を示す模式図である。 図５は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図７Ａは、挿入型電子部品の一例を示す斜視図である。 図７Ｂは、挿入型電子部品の一例を示す斜視図である。 図７Ｃは、挿入型電子部品の一例を示す斜視図である。 図７Ｄは、挿入型電子部品の一例を示す斜視図である。 図８は、電子部品実装装置の動作の例を示すフローチャートである。 図９は、電子部品実装装置の動作の例を示すフローチャートである。 図１０は、電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。 図１１は、電子部品実装装置の動作の例を示すフローチャートである。 図１２Ａは、電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。 図１２Ｂは、電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。 図１２Ｃは、電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。 図１３は、電子部品実装装置が表示する画面の一例を示す説明図である。 図１４は、電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。 図１５は、電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。 図１６は、電子部品実装装置が表示する画面の一例を示す説明図である。 図１７は、電子部品実装装置が表示する画面の一例を示す説明図である。 図１８は、設定パラメータの一例を示す説明図である。 図１９は、電子部品実装装置の動作の例を示すフローチャートである。 図２０は、電子部品実装装置が表示する画面の一例を示す説明図である。 図２１は、電子部品実装装置が表示する画面の一例を示す説明図である。 図２２は、電子部品実装装置が表示する画面の一例を示す説明図である。 図２３は、電子部品実装装置の動作の例を示すフローチャートである。 図２４は、電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。 図２５は、電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。 図２６は、電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

以下に、本発明にかかる電子部品実装装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。本実施形態の電子部品実装装置は、リード線（挿入部）を有し、当該リード線が、基板の基板孔（挿入穴、穴）に挿入されることで、基板に実装される電子部品、いわゆる挿入型電子部品、及び入穴（基板孔）に挿入されずに基板上に搭載される搭載型電子部品を実装する電子部品実装装置である。ここで、挿入型電子部品は、リード線が基板に形成された穴に挿入されることで実装されるものである。また、挿入穴（基板孔）に挿入されずに基板上に搭載される電子部品、例えばＳＯＰ、ＱＦＰ等は、搭載型電子部品とする。なお、電子部品実装装置は、挿入型電子部品（リード型電子部品）を実装する機能のみを備えていてもよい。

次に、本実施形態の電子部品実装装置１０について説明する。電子部品実装装置１０は、基板上に載せることで実装される搭載型電子部品とリードを基板の挿入穴に差し込んで実装する挿入型電子部品（リード型電子部品）との両方を実装することができる装置である。電子部品実装装置１０は、１台で搭載型電子部品と挿入型電子部品の両方を実装することも、いずれか一方のみを実装することもできる。つまり電子部品実装装置１０は、搭載型電子部品と挿入型電子部品の両方を実装することが可能で、製造する基板や他の電子部品実装装置のレイアウトに応じて、種々の用途で使用することができる。

図１は、電子部品実装装置の概略構成を示す模式図である。図１に示す電子部品実装装置１０は、基板８の上に電子部品を搭載する装置である。電子部品実装装置１０は、筐体１１と、基板搬送部１２と、部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒと、ヘッド１５ｆ、１５ｒと、ＸＹ移動機構１６と、ＶＣＳユニット１７と、交換ノズル保持機構１８と、部品貯留部１９と、制御装置２０と、操作部４０と、表示部４２と、を有する。なお、ＸＹ移動機構１６は、Ｘ軸駆動部２２ｆ、２２ｒと、Ｙ軸駆動部２４と、を備える。ここで、本実施形態の電子部品実装装置１０は、図１に示すように、基板搬送部１２を中心にしてフロント側とリア側に部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒ、ヘッド１５ｆ、１５ｒ、Ｘ軸駆動部２２ｆ、２２ｒを備える。電子部品実装装置１０は、部品供給ユニット１４ｆ、ヘッド１５ｆ、Ｘ軸駆動部２２ｆが電子部品実装装置１０のフロント側に配置され、部品供給ユニット１４ｒ、ヘッド１５ｒ、Ｘ軸駆動部２２ｒが電子部品実装装置１０のリア側に配置される。また、以下では、２つの部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒ、２つのヘッド１５ｆ、１５ｒ、２つのＸ軸駆動部２２ｆ、２２ｒを特に区別しない場合、部品供給ユニット１４、ヘッド１５、Ｘ軸駆動部２２とする。

基板８は、電子部品を搭載する部材であればよく、その構成は特に限定されない。本実施形態の基板８は、板状部材であり、表面に配線パターンが設けられている。基板８に設けられた配線パターンの表面には、リフローによって板状部材の配線パターンと電子部品とを接合する接合部材であるはんだが付着している。また、基板８には、電子部品が挿入されるスルーホール（挿入穴、基板孔）も形成されている。

基板搬送部１２は、基板８を図中Ｘ軸方向に搬送する搬送機構である。基板搬送部１２は、Ｘ軸方向に延在するレールと、基板８を支持し、基板８をレールに沿って移動させる搬送機構とを有する。基板搬送部１２は、基板８の搭載対象面がヘッド１５と対面する向きで、基板８を搬送機構によりレールに沿って移動させることで基板８をＸ軸方向に搬送する。基板搬送部１２は、電子部品実装装置１０に供給する機器から供給された基板８を、レール上の所定位置まで搬送する。ヘッド１５は、所定位置で、電子部品を基板８の表面に搭載する。基板搬送部１２は、前記所定位置まで搬送した基板８上に電子部品が搭載されたら、基板８を、次の工程を行う装置に搬送する。なお、基板搬送部１２の搬送機構としては、種々の構成を用いることができる。例えば、基板８の搬送方向に沿って配置されたレールと前記レールに沿って回転するエンドレスベルトとを組合せ、前記エンドレスベルトに基板８を搭載した状態で搬送する。これは、搬送機構を一体としたベルト方式の搬送機構である。

電子部品実装装置１０は、フロント側に部品供給ユニット１４ｆが配置され、リア側に部品供給ユニット１４ｒが配置されている。フロント側の部品供給ユニット１４ｆと、リア側の部品供給ユニット１４ｒは、それぞれ基板８上に搭載する電子部品を多数保持し、ヘッド１５に供給可能である。つまり、ヘッド１５で保持（吸着又は把持）可能な状態で保持位置に供給する電子部品供給装置を備える。本実施形態の部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒはともに、本体と、本体に連結されたリードとを有するリード型電子部品を供給する。

図２は、部品供給ユニットの一例の概略構成を示す模式図である。部品供給ユニット１４は、図２に示すように、支持台（バンク）９６に保持されている複数の電子部品供給装置（以下、単に「部品供給装置」ともいう。）９０、９０ａで構成されている。これらの電子部品供給装置９０、９０ａは、搭載する電子部品の種類により、その電子部品を保持する機構や供給機構が異なる。また、部品供給ユニット１４は、同一種類の電子部品供給装置９０、９０ａを複数備えていてもよい。また、部品供給ユニット１４は、装置本体に対して着脱可能な構成とすることが好ましい。部品供給ユニット１４は、その他電子部品供給装置９０としてスティックフィーダやトレイフィーダをリア側バンクに設置してもよい。また、支持台９６は、部品供給装置９０、９０ａの他の装置（例えば、計測装置やカメラ等）を搭載することができる。

部品供給装置９０は、テープに複数のラジアルリード型電子部品のリードを貼り付けて構成される電子部品保持テープを使用してヘッド１５にラジアルリード型電子部品を供給する。また、部品供給装置９０は、電子部品保持テープを保持し、保持している電子部品保持テープを送り、保持しているラジアルリード型電子部品をヘッド１５のノズルにより電子部品が保持できる保持領域（吸着位置、把持位置、保持位置）まで移動するテープフィーダである。さらに、部品供給装置９０は、保持領域まで移動させたラジアルリード型電子部品のリードを切断して分離することで、当該テープでリードが固定されたラジアルリード型電子部品を所定位置に保持可能な状態とすることができ、当該ラジアルリード型電子部品をヘッド１５のノズルにより保持（吸着、把持）することができる。

なお、複数の部品供給装置９０は、それぞれ異なる品種の電子部品を供給しても、別々の電子部品を供給してもよい。また、部品供給装置９０は、テープに複数のラジアルリード型電子部品を貼り付けて供給するテープフィーダに限定されず、ボウルフィーダや、アキシャルフィーダ、スティックフィーダ、トレイフィーダ等を用いて種々のリード型電子部品を供給することができる。

電子部品供給装置９０ａは、テープに基板搭載するチップ型の電子部品を貼り付けて構成される電子部品保持テープを使用してヘッド１５に電子部品を供給する。なお、電子部品保持テープは、テープに複数の格納室が形成されており、当該格納室に電子部品が格納されている。電子部品供給装置９０ａは、電子部品保持テープを保持し、保持している電子部品保持テープを送り、格納室をヘッド１５のノズルにより電子部品が吸着できる保持領域まで移動させるテープフィーダである。なお、格納室を保持領域に移動させることで、当該格納室に収容されている電子部品を所定位置に露出した状態とすることができ、当該電子部品をヘッド１５のノズルにより吸着、把持することができる。電子部品供給装置９０ａは、テープフィーダに限定されず、チップ型電子部品を供給する種々のチップ部品フィーダとすることができる。チップ部品フィーダとしては、例えば、スティックフィーダ、バルクフィーダを用いることができる。

ヘッド１５は、部品供給ユニット１４ｆに保持された電子部品又は部品供給ユニット１４ｒに保持された電子部品をノズルで保持（吸着又は把持）し、保持した電子部品を基板搬送部１２によって所定位置に移動された基板８上に実装する機構である。また、ヘッド１５は、部品供給ユニット１４ｒが電子部品供給装置９０ａを備えている場合、電子部品供給装置９０ａに保持されたチップ型電子部品（搭載型電子部品）を基板８上に搭載（実装）する機構である。なお、ヘッド１５の構成については、後述する。なお、チップ型電子部品（搭載型電子部品）とは、基板に形成された挿入穴（スルーホール）に挿入するリードを備えないリードなし電子部品である。搭載型電子部品としては、上述したようにＳＯＰ、ＱＦＰ等が例示される。チップ型電子部品は、リードを挿入穴に挿入せずに、基板に実装される。

ＸＹ移動機構（ヘッド移動機構とも称する）１６は、ヘッド１５ｆ、１５ｒを図１中Ｘ軸方向及びＹ軸方向、つまり、基板８の表面と平行な面上で移動させる移動機構である。ＸＹ移動機構１６は、Ｘ軸駆動部２２ｆ、２２ｒとＹ軸駆動部２４とを有する。Ｘ軸駆動部２２ｆは、ヘッド１５ｆと連結しており、ヘッド１５ｆをＸ軸方向に移動させる。Ｘ軸駆動部２２ｒは、ヘッド１５ｒと連結しており、ヘッド１５ｒをＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸駆動部２４は、Ｘ軸駆動部２２を介してヘッド１５と連結しており、Ｘ軸駆動部２２ｆをＹ軸方向に移動させることで、ヘッド１５ｆをＹ軸方向に移動させる。また、Ｙ軸駆動部２４は、Ｘ軸駆動部２２ｒをＹ軸方向に移動させることで、ヘッド１５ｒをＹ軸方向に移動させる。ＸＹ移動機構１６は、ヘッド１５ｆをＸＹ軸方向に移動させることで、ヘッド１５ｆを基板８と対面する位置、または、部品供給ユニット１４ｆと対面する位置に移動させることができる。

ＸＹ移動機構１６は、ヘッド１５ｒをＸＹ軸方向に移動させることで、ヘッド１５ｒを基板８と対面する位置、または、部品供給ユニット１４ｒと対面する位置に移動させることができる。

また、ＸＹ移動機構１６は、ヘッド１５を移動させることで、ヘッド１５と基板８との相対位置を調整する。これにより、ヘッド１５が保持した電子部品を基板８の表面の任意の位置に移動させることができ、電子部品を基板８の表面の任意の位置に搭載することが可能となる。つまり、ＸＹ移動機構１６は、ヘッド１５ｆ、１５ｒを水平面（ＸＹ平面）上で移動させて、部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒの電子部品供給装置９０、９０ａにある電子部品を基板８の所定位置（搭載位置、実装位置）に移送する移送手段となる。

なお、Ｘ軸駆動部２２としては、ヘッド１５を所定の方向に移動させる種々の機構を用いることができる。Ｙ軸駆動部２４としては、Ｘ軸駆動部２２を所定の方向に移動させる種々の機構を用いることができる。対象物を所定の方向に移動させる機構としては、例えば、リニアモータ、ラックアンドピニオン、ボールねじを用いた搬送機構、ベルトを利用した搬送機構等を用いることができる。

ＶＣＳユニット１７と、交換ノズル保持機構１８と、部品貯留部１９とは、ＸＹ平面において、ヘッド１５の可動領域と重なる位置で、かつ、Ｚ軸方向における位置がヘッド１５よりも鉛直方向下側となる位置に配置されている。本実施形態では、ＶＣＳユニット１７と、交換ノズル保持機構１８と、部品貯留部１９とは、基板搬送部１２と部品供給ユニット１４ｒとの間に、隣接して配置される。

ＶＣＳユニット１７は、画像認識装置であり、ヘッド１５のノズル近傍を撮影するカメラや、撮影領域を照明する照明ユニットを有する。ＶＣＳユニット１７は、ヘッド１５のノズルで吸着された電子部品の形状や、ノズルによる電子部品の保持状態を認識する。より具体的には、ＶＣＳユニット１７は、対面する位置にヘッド１５が移動されると、ヘッド１５のノズルを鉛直方向下側から撮影し、撮影した画像を解析することで、ノズルで保持された電子部品の形状や、ノズルによる電子部品の保持状態を認識する。ＶＣＳユニット１７は、ノズルよりも基板８側に配置され、基板８側からノズルに保持された電子部品を撮影することで、電子部品の基板８と対面する面を、撮影することができる。ＶＣＳユニット１７は、取得した情報を制御装置２０に送る。

交換ノズル保持機構１８は、複数種類のノズルを保持する機構である。交換ノズル保持機構１８は、複数種類のノズルをヘッド１５が着脱交換可能な状態で保持する。ここで、本実施形態の交換ノズル保持機構１８は、電子部品を吸引することで保持する吸引ノズルと、電子部品を把持することで保持する把持ノズルと、を保持している。ヘッド１５は、交換ノズル保持機構１８で装着するノズルを変更し、装着されたノズルに対して空気圧を供給して駆動することで、保持する電子部品を適切な条件（吸引又は把持）で保持することができる。

部品貯留部１９は、ヘッド１５がノズルで保持し、基板８に実装しない電子部品を貯留する箱である。つまり、電子部品実装装置１０では、基板８に実装しない電子部品を廃棄する廃棄ボックスとなる。電子部品実装装置１０は、ヘッド１５が保持している電子部品の中に基板８に実装しない電子部品がある場合、ヘッド１５を部品貯留部１９と対面する位置に移動させ、保持している電子部品を解放することで、電子部品を部品貯留部１９に投入する。

制御装置２０は、電子部品実装装置１０の各部を制御する。制御装置２０は、各種制御部の集合体である。操作部４０は、作業者が操作を入力する入力デバイスである。操作部４０としては、キーボード、マウスと、タッチパネル等が例示される。操作部４０は検出した各種入力を制御装置２０に送る。表示部４２は、作業者に各種情報を表示する画面である。表示部４２としては、タッチパネル、ビジョンモニタ等がある。表示部４２は、制御装置２０から入力される画像信号に基づいて各種画像を表示させる。

なお、本実施形態の電子部品実装装置１０は、基板搬送部１２を平行に２つ配置することも好ましい。電子部品実装装置１０は、２つの基板搬送部１２で２つの基板８を交互に電子部品の搭載位置に移動させ、前記２つのヘッド１５で交互に部品搭載すれば、効率よく基板８に電子部品を搭載することができる。

次に、図３及び図４を用いて、ヘッド１５の構成について説明する。図３は、電子部品実装装置のヘッド１５の概略構成を示す模式図である。図４は、電子部品実装装置のヘッド１５の概略構成を示す模式図である。なお、図３には、電子部品実装装置１０を制御する制御装置２０の各種制御部と部品供給ユニット１４ｒの１つの部品供給装置９０もあわせて示す。

ヘッド１５は、図３及び図４に示すように、ヘッド本体３０と、撮像装置３６と高さセンサ３７と、レーザ認識装置３８と、を有する。また、電子部品実装装置１０は、図３に示すように、制御部６０と、ヘッド制御部６２と、部品供給制御部６４と、画像処理部６６と、を有する。制御部６０と、ヘッド制御部６２と、部品供給制御部６４と、画像処理部６６と、は、上述した制御装置２０の一部である。また、電子部品実装装置１０は、電源と接続されており電源から供給される電力を制御部６０、ヘッド制御部６２、部品供給制御部６４、画像処理部６６、及び各種回路を用いて、各部に供給する。制御部６０と、ヘッド制御部６２と、部品供給制御部６４と、画像処理部６６と、については後述する。

電子部品供給装置９０は、電子部品保持テープ（ラジアル部品テープ）にリードが保持された電子部品８０の本体が上方に露出している。なお、電子部品８０としては、アルミ電解コンデンサが例示される。なお、電子部品８０として、アルミ電解コンデンサの他にも、リードを有する各種電子部品を用いることができる。電子部品供給装置９０は、電子部品保持テープを引き出し、移動させることで、電子部品保持テープに保持された電子部品８０を保持領域（吸着領域、把持領域）に移動させる。本実施形態では、部品供給装置９０のＹ軸方向の先端近傍が、電子部品保持テープに保持された電子部品８０をヘッド１５のノズルが保持する保持領域となる。電子部品供給装置９０の構成については後述する。また、電子部品供給装置９０ａの場合も同様に、所定の位置が、ヘッド１５のノズルが電子部品保持テープに保持された電子部品８０を保持する保持領域となる。

ヘッド本体３０は、各部を支持するヘッド支持体３１と、複数のノズル３２と、ノズル駆動部３４と、を有する。本実施形態のヘッド本体３０には、図４に示すように、６本のノズル３２が一列に配置されている。６本のノズル３２は、Ｘ軸に平行な方向に並んでいる。なお、図４に示すノズル３２は、いずれも電子部品８０を吸着して保持する吸着ノズルが配置されている。

ヘッド支持体３１は、Ｘ軸駆動部２２と連結している支持部材であり、ノズル３２及びノズル駆動部３４を支持する。なお、ヘッド支持体３１は、レーザ認識装置３８も支持している。

ノズル３２は、電子部品８０を吸着し、保持する吸着機構である。ノズル３２は、先端に開口３２ａを有する。開口３２ａは、内部の空洞及びノズル支持部３３の空洞を介してノズル駆動部３４に連結されている。ノズル３２は、この開口３２ａから空気を吸引することで、先端に電子部品８０を吸着し、保持する。ノズル３２は、ノズル支持部３３に対して着脱可能であり、ノズル支持部３３に装着されていない場合、交換ノズル保持機構１８に保管（格納）される。また、ノズル３２は、開口３２ａの形状や、大きさが種々のものがある。また、本実施形態では、電子部品８０を吸着するための開口３２ａを備える吸着型のノズルを示したが、空気圧により稼動するアームを用い、電子部品８０を挟み込むことで保持する把持型のノズルも用いることができる。

ノズル支持部３３は、鉛直方向下側の端部（先端）でノズル３２を保持する機構であり、例えば、ノズル駆動部３４にとってヘッド支持体３１に対して移動されるシャフトと、ノズル３２と連結するソケットと、を有する。シャフトは、棒状の部材であり、Ｚ軸方向に延在して配置されている。シャフトは、鉛直方向下側の端部に配置されたソケットを支持する。シャフトは、ソケットに連結する部分がＺ軸方向に移動可能な状態及びθ方向に回転可能な状態でヘッド支持体３１に対して支持されている。ここで、Ｚ軸は、ＸＹ平面に対して直交する軸であり、基板８の表面に対して直交する方向となる。θ方向とは、すなわち、ノズル駆動部３４がノズル３２を移動させる方向と平行な軸であるＺ軸を中心とした円の円周方向と平行な方向である。θ方向は、ノズル３２の回動方向となる。シャフトは、ソケットに連結する部分がノズル駆動部３４によってＺ軸方向及びθ方向に移動、回転される。

ノズル駆動部３４は、ノズル支持部３３をＺ軸方向に移動させることでノズル３２をＺ軸方向に移動させ、ノズル３２の開口３２ａで電子部品８０を吸着させる。また、ノズル駆動部３４は、電子部品８０の実装時等にノズル支持部３３をθ方向に回転させることでノズル３２をθ方向に回転させる。

ノズル駆動部３４は、ノズル３２をＺ軸方向に移動させる機構として、Ｚ軸モータ３４ａ、具体的には、Ｚ軸方向が駆動方向となる直動リニアモータを有する機構がある。ノズル駆動部３４は、Ｚ軸モータ３４ａでノズル支持部３３とともにノズル３２をＺ軸方向に移動させることで、ノズル３２の先端部の開口３２ａのシャフトをＺ軸方向に移動させる。また、ノズル駆動部３４は、ノズル３２をθ方向に回転させる機構として、例えばモータとノズル支持部３３のシャフトに連結された伝達要素とで構成された機構がある。ノズル駆動部３４は、モータから出力された駆動力を伝達要素でノズル支持部３３のシャフトに伝達し、シャフトをθ方向に回転させることで、ノズル３２の先端部もθ方向に回転させる。

ノズル駆動部３４は、ノズル３２の開口３２ａで電子部品８０を吸着させる機構、つまり吸引機構としては、例えば、ノズル３２の開口３２ａと連結された空気管と、当該空気管と接続されたポンプと、空気管の管路の開閉を切り換える電磁弁と、を有する機構がある。ノズル駆動部３４は、ポンプで空気管の空気を吸引し、電磁弁の開閉を切り換えることで開口３２ａから空気を吸引するか否かを切り換える。ノズル駆動部３４は、電磁弁を開き開口３２ａから空気を吸引することで開口３２ａに電子部品８０を吸着（保持）させ、電磁弁を閉じ開口３２ａから空気を吸引しないことで開口３２ａに吸着していた電子部品８０を解放する、つまり開口３２ａで電子部品８０を吸着しない状態（保持しない状態）とする。

また、本実施形態のヘッド１５は、電子部品８０の本体を保持するときに本体上面がノズル（吸着ノズル）３２で吸着できない形状である場合には、後述する把持ノズルを用いる。把持ノズルは、吸着ノズルと同様に空気を吸引解放することで固定片に対して可動片が開閉することで電子部品８０の本体を上方から把持解放することができる。また、ヘッド１５は、ノズル駆動部３４でノズル３２を移動させ、交換動作を実行することで、ノズル駆動部３４が駆動させるノズルを換えることができる。

図４に示す、撮像装置３６は、ヘッド本体３０のヘッド支持体３１に固定されており、ヘッド１５と対面する領域、例えば、基板８や電子部品８０が搭載された基板８等を撮影する。撮像装置３６は、カメラと、照明装置と、を有し、照明装置で視野を照明しつつ、カメラで画像を取得する。これにより、ヘッド本体３０に対面する位置の画像、例えば、基板８や、部品供給ユニット１４の各種画像を撮影することができる。例えば、撮像装置３６は、基板８の表面に形成された基準マークとしてのＢＯＣマーク（以下単にＢＯＣともいう。）やスルーホール（挿入穴）の画像を撮影する。ここで、ＢＯＣマーク以外の基準マークを用いる場合、当該基準マークの画像を撮影する。撮像装置３６は、１つのヘッド１５に対して１つ設けられている。また、撮像装置３６は、カメラがＺ軸方向に平行に配置されており、Ｚ軸方向に平行な方向から撮影する。

高さセンサ３７は、ヘッド本体３０のヘッド支持体３１に固定されており、ヘッド１５と対面する領域、例えば、基板８や電子部品８０が搭載された基板８との距離を計測する。高さセンサ３７としては、レーザ光を照射する発光素子と、対面する位置で反射して戻ってくるレーザ光を受光する受光素子とを有し、レーザ光を発光してから受光するまでの時間で対面する部分との距離を計測するレーザセンサを用いることができる。また、高さセンサ３７は、測定時の自身の位置及び基板の位置を用いて、対面する部分との距離を処理することで、対面する部分、具体的には電子部品８０の高さを検出する。なお、電子部品８０との距離の測定結果に基づいて電子部品８０の高さを検出する処理は制御部６０で行ってもよい。

レーザ認識装置３８は、光源３８ａと、受光素子３８ｂと、を有する。レーザ認識装置３８は、ブラケット５０に内蔵されている。ブラケット５０は、図３に示すように、ヘッド支持体３１の下側、基板８及び部品供給装置９０側に連結されている。レーザ認識装置３８は、ヘッド本体３０のノズル３２で吸着した電子部品８０に対して、レーザ光を照射することで、電子部品８０の状態を検出する装置である。ここで、電子部品８０の状態とは、電子部品８０の形状、ノズル３２で電子部品８０を正しい姿勢で吸着しているか等である。光源３８ａは、レーザ光を出力する発光素子である。受光素子３８ｂは、Ｚ軸方向における位置、つまり高さが同じ位置であり、光源３８ａに対向する位置に配置されている。

次に、電子部品実装装置１０の装置構成の制御機能について説明する。電子部品実装装置１０は、図３に示すように、制御装置２０として、制御部６０と、記憶部６１と、ヘッド制御部６２と、部品供給制御部６４と、画像処理部６６と、を有する。各種制御部は、それぞれ、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等の演算処理機能と記憶機能とを備える部材で構成される。また、本実施形態では、説明の都合で複数の制御部としたが、１つの制御部としてもよい。また、電子部品実装装置１０の制御機能を１つの制御部とした場合、１つの演算装置で実現しても複数の演算装置で実現してもよい。

制御部６０は、電子部品実装装置１０の各部と接続されており、入力された操作信号や、電子部品実装装置１０の各部で検出された情報に基づいて、記憶されているプログラムを実行し、各部の動作を制御する。制御部６０は、例えば、基板８の搬送動作、ＸＹ移動機構１６によるヘッド１５の駆動動作、レーザ認識装置３８による形状の検出動作等を制御する。また、制御部６０は、上述したようにヘッド制御部６２に各種指示を送り、ヘッド制御部６２による制御動作も制御する。制御部６０は、部品供給制御部６４による制御動作も制御する。

記憶部６１は、制御部６０と接続されており、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶機能を備えている。なお、記憶部６１は、制御部６０と一体で設けてもよいし、別体で設けてもよい。記憶部６１は、制御部６０が各部から取得したデータや、制御部６０で演算して算出したデータを記憶する。記憶部６１は、例えば、スルーホール座標設計値と、基準マーク座標設計値と、電子部品搭載座標設計値と、を含む設計図のデータや、各種電子部品の形状、吸着条件、吸着処理の補正条件、生産プログラム等を記憶する。また、記憶部６１は、ラジアルリード型電子部品等、リードを有する挿入型電子部品のリードの形状を検出する際の条件である作成条件を挿入型電子部品の種類に対応付けて記憶する。さらに記憶部６１は、作成条件を決定する際の動作（パラメータ取得処理）を制御するためのプログラムも記憶する。なお、記憶部６１は、制御部６０の制御により、不要となったデータは削除することもできる。

ヘッド制御部６２は、ノズル駆動部３４、ヘッド支持体３１に配置された各種センサ及び制御部６０に接続されており、ノズル駆動部３４を制御し、ノズル３２の動作を制御する。ヘッド制御部６２は、制御部６０から供給される操作指示及び各種センサ（例えば、距離センサ）の検出結果に基づいて、ノズル３２の電子部品８０の吸着（保持）／解放動作、各ノズル３２の回動動作、Ｚ軸方向の移動動作を制御する。ヘッド制御部６２の制御については、後述する。

部品供給制御部６４は、部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒによる電子部品８０の供給動作を制御する。部品供給制御部６４は、電子部品供給装置９０、９０ａ毎に設けても、１つですべての電子部品供給装置９０、９０ａを制御してもよい。例えば、部品供給制御部６４は、電子部品供給装置９０による電子部品保持テープの引き出し動作（移動動作）、リードの切断動作及びラジアルリード型電子部品の保持動作を制御する。また、部品供給制御部６４は、部品供給ユニット１４が電子部品供給装置９０ａを備えている場合、電子部品供給装置９０ａによる電子部品保持テープの引き出し動作（移動動作）等を制御する。部品供給制御部６４は、制御部６０による指示に基づいて各種動作を実行する。部品供給制御部６４は、電子部品保持テープ又は電子部品保持テープの引き出し動作を制御することで、電子部品保持テープ又は電子部品保持テープの移動を制御する。

画像処理部６６は、ＶＣＳユニット１７での撮影動作を制御し、取得した画像を処理する。画像処理部６６は、画像処理して得た情報や、画像の情報を制御部６０に送る。画像処理部６６は、挿入型電子部品の画像を取得する場合、挿入型電子部品との距離が異なる複数の位置で撮影した画像を合成する。つまり、画像処理部６６は、挿入型電子部品のリードが形成されている側の面の画像を全焦点認識処理で取得し、リードの形状の情報を取得する。また、画像処理部６６は、ＶＣＳユニット１７で取得した画像に種々の画像処理を行う。画像処理としては、１次（微分）フィルタを用いたエッジ強調処理、２次（微分）フィルタを用いた平滑化処理、二値化処理等である。制御装置６０による処理については後述する。

ここで、上記実施形態では、ヘッド１５に装着するノズルに吸着ノズルを用いる場合として説明したがこれに限定されない。ヘッド１５に装着するノズルとしては、電子部品を把持する把持ノズルも用いることができる。電子部品実装装置１０は、保持する電子部品８０の種類に応じて、当該電子部品８０を保持するノズルの種類を選択することで、電子部品８０を適切に保持することができる。具体的には、保持する電子部品８０に応じて、吸着ノズルを用いるか把持ノズルを用いるかを選択し、さらにそれぞれの種類のノズルの中でもどのノズルを用いるかを切り換えることで、１台の電子部品実装装置でより多くの種類の電子部品８０を実装することができる。

次に、電子部品実装装置の各部の動作について説明する。なお、下記で説明する電子部品の各部の動作は、いずれも制御装置２０に基づいて各部の動作を制御することで実行することができる。

図５は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。図５を用いて、電子部品実装装置１０の全体の処理動作の概略を説明する。なお、図５に示す処理は制御装置２０が各部を制御することで実行される。電子部品実装装置１０は、ステップＳ５２として、生産プログラムを読み込む。生産プログラムは、専用の生産プログラム作成装置で作成されたり、入力された各種データに基づいて制御装置２０によって作成されたりする。

電子部品実装装置１０は、ステップＳ５２で生産プログラムを読み込んだら、ステップＳ５４として、装置の状態を検出する。具体的には、部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒの構成、充填されている電子部品８０の種類、準備されているノズル３２の種類等を検出する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ５４で装置の状態を検出し、準備が完了したら、ステップＳ５６として、基板８を搬入する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ５６で基板を搬入し、電子部品を実装する位置に基板を配置したら、ステップＳ５８として電子部品を基板に実装する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ５８で電子部品の実装が完了したら、ステップＳ６０として基板を搬出する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ６０で基板を搬出したら、ステップＳ６２として生産終了かを判定する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ６２で生産終了ではない（Ｎｏ）と判定した場合、ステップＳ５６に進み、ステップＳ５６からステップＳ６２の処理を実行する。つまり、生産プログラムに基づいて、基板に電子部品を実装する処理を実行する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ６２で生産終了である（Ｙｅｓ）と判定した場合、本処理を終了する。

電子部品実装装置１０は、以上のようにして、生産プログラムを読み込み、各種設定を行った後、基板に電子部品を実装することで、電子部品が実装された基板を製造することができる。また、電子部品実装装置１０は、電子部品として、本体と当該本体に接続されたリードとを有するリード型電子部品を基板に実装、具体的には、リードを基板に形成された穴（挿入穴）に挿入することで当該電子部品を基板に実装することができる。

図６は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図６に示す処理動作は、基板を搬入してから、基板への電子部品の搭載が完了するまでの動作である。また、図６に示す処理動作は、制御部６０が各部の動作を制御することで実行される。

制御部６０は、ステップＳ１０２として、基板８を搬入する。具体的には、制御部６０は、電子部品を搭載する対象の基板を基板搬送部１２で所定位置まで搬送する。制御部６０は、ステップＳ１０２で基板を搬入したら、ステップＳ１０４として保持移動を行う。ここで、保持移動（吸着移動）とは、ノズル３２が部品供給ユニット１４の保持領域にある電子部品８０と対面する位置までヘッド本体３０を移動させる処理動作である。

制御部６０は、ステップＳ１０４で保持移動を行ったら、ステップＳ１０６として、ノズル３２を下降させる。つまり、制御部６０は、電子部品８０を保持（吸着、把持）できる位置までノズル３２を下方向に移動させる。制御部６０は、ステップＳ１０６でノズル３２を下降させたら、ステップＳ１０８として、ノズル３２で電子部品を保持し、ステップＳ１１０として、ノズル３２を上昇させる。制御部６０は、ステップＳ１１０でノズルを所定位置まで上昇させたら、ステップＳ１１２として、検査移動を行う。具体的には、電子部品８０の形状を検出する位置まで電子部品８０を移動させる。具体的には、ＶＣＳユニット１７と対面する位置まで移動する。電子部品８０の種類によってはノズル３２の位置を移動させ、電子部品をレーザ認識装置３８の計測位置まで移動させる場合もある。制御部６０は、電子部品８０の検査を行う位置まで移動させた場合、ステップＳ１１４として、ノズル３２で吸着している電子部品８０の形状を検出する。ステップＳ１１４の処理については後述する。なお、制御部６０は、上述したようにステップＳ１１４で電子部品の形状を検出し、保持した電子部品が搭載不可であると判定した場合、電子部品を廃棄し、再び電子部品を吸着する。

制御部６０は、ステップＳ１１４で電子部品の形状を検出したら、ステップＳ１１６として、搭載移動、つまりノズル３２で吸着している電子部品を基板８の搭載位置（実装位置）に対向する位置まで移動させる処理動作を行い、ステップＳ１１８として、ノズル３２を下降させ、ステップＳ１２０として部品搭載（部品実装）、つまりノズル３２から電子部品８０を開放する処理動作を行い、ステップＳ１２２として、ノズル３２を上昇させる。つまり、制御部６０は、ステップＳ１１２からステップＳ１２０の処理動作で、上述した実装処理を実行する。

制御部６０は、ステップＳ１２２でノズル３２を上昇させた場合、ステップＳ１２４として全部品の搭載が完了したか、つまり基板８に搭載する予定の電子部品の実装処理が完了したかを判定する。制御部６０は、ステップＳ１２４で全部品の搭載が完了していない（Ｎｏ）、つまり搭載する予定の電子部品が残っていると判定した場合、ステップＳ１０４に進み、次の電子部品を基板８に搭載する処理動作を実行する。このように制御部６０は、基板８に全部品の搭載が完了するまで、上記処理動作を繰り返す。制御部６０は、ステップＳ１２４で全部品の搭載が完了した（Ｙｅｓ）と判定した場合、本処理を終了する。

次に、電子部品として挿入型電子部品を基板に実装、つまりリード線を基板の穴に挿入して実装する場合に実行する、電子部品の認識処理及び実装処理について説明する。つまり、上述した図６の処理のステップＳ１１２、Ｓ１１４について詳細に説明する。

図７Ａから図７Ｄは、それぞれ挿入型電子部品の一例を示す斜視図である。本実施形態の電子部品実装装置１０は、種々の挿入型電子部品を基板に実装することができる。図７Ａに示す挿入型電子部品８０Ａは、本体８２ａに複数本のリード線８４ａが接続されている。挿入型電子部品８０Ａは、複数本のリード線８４ａが、２列で形成され、一方の列が５本、他方の列が４本配置されている。リード線８４ａは、それぞれの列で等間隔に配置されている。図７Ｂに示す挿入型電子部品８０Ｂは、本体８２ｂに複数本のリード線８４ｂが接続されている。挿入型電子部品８０Ｂは、複数本のリード線８４ｂが、２列で形成され、一方の列が５本、他方の列が４本配置されている。リード線８４ｂは、５本の列のリード線８４ｂが等間隔で配置されている。４本のリード線８４ｂは、５本のリード線８４ｂと同じ間隔で配置され、中央の１本が抜けている状態で配置されている。図７Ｃに示す挿入型電子部品８０Ｃは、本体８２ｃに複数本のリード線８４ｃ、８５が接続されている。挿入型電子部品８０Ｃは、複数本のリード線８４ｃ、８５が配置されている。リード線８４ｃは、直線の棒状の形状である。リード線８５は、屈曲した形状である。挿入型電子部品８０Ｃは、基板じぇの挿入時に屈曲したリード線８５が基板の穴に引っかかるため抜けにくくなる。図７Ｄに示す挿入型電子部品８０Ｄは、本体８２ｄに複数本のリード線８４ｄ、８６が接続されている。挿入型電子部品８０Ｄは、複数本のリード線８４ｄ、８６が配置されている。リード線８４ｄは、直線の棒状の形状である。リード線８６は、屈曲した形状である。挿入型電子部品８０Ｄは、基板への挿入時に屈曲したリード線８６が基板の穴に引っかかるため抜けにくくなる。

電子部品実装装置１０は、図７Ａから図７Ｄに示す挿入型電子部品８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄのように、リード線の配置間隔が不均一であったり、複数種類のリード線が配置されていたりする挿入型電子部品も基板に実装する。実装装置１０は、種々の挿入型電子部品のリードの形状を検出し、検出結果に基づいて、実装を行う。

次に、図８から図１２を用いて処理動作について説明する。図８は、電子部品実装装置の動作の例を示すフローチャートである。図８は、挿入型電子部品の形状、具体的にはリード線の測定時の挿入型電子部品の動き、具体的には、挿入型電子部品を保持するノズル及びヘッドの動作の一例を示している。図８に示す処理は、制御部６０によって各部、特にヘッド制御部６２で動作を制御することで実現できる。また、制御部６０は、ノズルに保持している挿入型電子部品の種類に基づいて記憶部６１に記憶されている作成条件をよいだし、作成条件に基づいて処理を行う。

制御部６０は、挿入型電子部品をＶＣＳユニット１７上に移動させる（ステップＳ１５０）。具体的には、制御部６０は、ＸＹ移動機構１６でヘッド１５をＸＹ軸方向に移動させ、ノズルで保持している挿入型電子部品をＶＣＳユニット１７上に移動させる。なお、この処理は、上述した図５の処理のステップＳ１１２と同様の処理である。

制御部６０は、挿入型電子部品をＶＣＳユニット１７と対面する位置に移動させたらＺスタートポジションに移動させる（ステップＳ１５２）。Ｚスタートポジションは、挿入型電子部品の計測（合成画像の作成）を開始するＺ軸方向の位置である。Ｚスタートポジションは、作成条件の１つとして含んでもよいし、同じ位置としてもよい。つまり、ノズル駆動部３４でノズル３２のＺ軸方向の位置を調整することで、挿入型電子部品のＺ軸方向の位置を調整する。

次に、制御部６０は、画像処理部６６を介して、ＶＣＳユニット１７に撮像コマンドを発行する（ステップＳ１５４）。撮像コマンドは、ＶＣＳユニット１７で画像を取得する動作を実行する指示を含む。制御部６０は、撮像コマンドを発行したら、ＶＣＳユニット１７から応答レスポンス、つまり撮影を実行したことを示す情報があったかを判定する（ステップＳ１５６）。制御部６０は、応答レスポンスなし（ステップＳ１５６でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１５６に戻る。つまり制御部６０は、応答レスポンスを検出するまで、ステップＳ１５６の処理を繰り返す。

制御部６０は、応答レスポンスあり（ステップＳ１５６でＹｅｓ）と判定した場合、挿入型電子部品をＺ軸方向に下降させる（ステップＳ１５８）。ここで、Ｚ軸方向の移動距離は作成条件に設定されている距離である。つまり、制御部６０は、ノズル駆動部３４でノズル３２のＺ軸方向の位置を調整することで、挿入型電子部品をＶＣＳユニット１７に所定距離近づける。

制御部６０は、挿入型電子部品をＺ軸方向に下降させたら、画像処理部６６を介して、ＶＣＳユニット１７に撮像コマンドを発行する（ステップＳ１６０）。撮像コマンドは、ＶＣＳユニット１７で画像を取得する動作を実行する指示を含む。制御部６０は、撮像コマンドを発行したら、ＶＣＳユニット１７から応答レスポンス、つまり撮影を実行したことを示す情報があったかを判定する（ステップＳ１６２）。制御部６０は、応答レスポンスなし（ステップＳ１６２でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１６２に戻る。

制御部６０は、応答レスポンスあり（ステップＳ１６２でＹｅｓ）と判定した場合、最後の認識か、つまり必要な枚数の画像を取得したかを判定する（ステップＳ１６４）。

制御部６０は、最後の認識ではない（ステップＳ１６４でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１５８に戻り、ステップＳ１５８からステップＳ１６４の処理を再び行う。制御部６０は、最後の認識である（ステップＳ１６４でＹｅｓ）と判定した場合、移動可能高さへ移動する（ステップＳ１６６）。つまり、ヘッド１５をＸＹ軸方向に移動できる位置まで、ノズル３２及び挿入型電子部品をＺ軸方向に上昇させる。制御部６０は、以上のようにして、画像の撮影時に挿入型電子部品の位置を移動させる。

図９は、電子部品実装装置の動作の例を示すフローチャートである。図９に示す処理は、図８の処理に対応して、制御部６０が画像処理部６６及びＶＣＳユニット１７で実行する処理である。以下、画像処理部６６の処理として説明する。

画像処理部６６は、撮像コマンドを検出したかを判定する（ステップＳ１７０）。画像処理部６６は、撮像コマンドを検出していない（ステップＳ１７０でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１７０に戻る。画像処理部６６は、撮像コマンドを検出するまでステップＳ１７０の判定を繰り返す。

画像処理部６６は、撮像コマンドを検出した（ステップＳ１７０でＹｅｓ）と判定した場合、ＶＣＳユニット１７で撮影を行って画像を取得し（ステップＳ１７２）、応答レスポンスを制御部６０に出力する（ステップＳ１７４）。つまり、画像処理部６６は、挿入型電子部品のリードが配置されている面側の画像を撮影し、撮影を行ったことを示す応答レスポンスを出力する。

画像処理部６６は、応答レスポンスを出力したら、撮影が完了したか、つまり対象の挿入型電子部品の各位置での撮影が終了したかを判定する（ステップＳ１７６）。画像処理部６６は、撮影を完了していない（ステップＳ１７６でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１７０に戻る。

画像処理部６６は、撮影が完了した（ステップＳ１７６でＹｅｓ）と判定した場合、合成画像を生成する（ステップＳ１７８）。以下図１０を用いて、ＶＣＳユニット１７と挿入型電子部品との距離が異なる複数の画像を合成した合成画像を取得する処理について説明する。図１０は、電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。画像処理部６６は、図１０に示すようにＺ軸方向の座標が異なる、例えば、Ｚ＝１．００、０．５０、０．００、−０．５０、−１．００のそれぞれの位置の画像１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅの５つの画像を取得する。ここで、Ｚは、ＶＣＳユニット１７と挿入型電子部品との基準距離０との差である。画像処理部６６は、ＶＳＣユニット１７で撮影した画像を、一次フィルタ、二次フィルタを用いて、リード線をわかりやすくした状態で、二値化処理を行い、リード線とそれ以外の部分とを分離する。これにより、画像１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅは、リード線１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅが白、それ以外の部分が黒となる。画像処理部６６は、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅを合成して、画像１１０を生成する。画像１１０は、リード線１１２ｅがより明確に特定できる画像となる。なお、抽出する対象は異なるが、複数の画像から特定の部分の画像を抽出する処理は、特開２０１２−２３３４０号公報と同様の処理であり、一次フィルタ、二次フィルタを用いた処理、二値化処理、画像の合成処理は同様の処理で行うことができる。

画像処理部６６は、合成画像を生成したら、合成画像に基づいて補正値を算出する（ステップＳ１８０）。具体的には、合成画像で検出したリード線の位置に基づいて、設計データ、部品の形状等の基準データと実際の挿入型電子部品のリード線の位置とのずれを検出し、ずれに基づいて、実装時のヘッドのＸＹ軸方向の位置、ノズルのθ方向の位置の補正値を算出する。画像処理部６６は、補正値を算出したら、認識レスポンスを出力する（ステップＳ１８２）。

図１１は、電子部品実装装置の動作の例を示すフローチャートである。図８の処理を行った後の制御部６０及びヘッド１５の処理動作の一例を示している。制御部６０は、認識レスポンスがあるかを判定する（ステップＳ１９０）。制御部６０は、認識レスポンスなし（ステップＳ１９０でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１９０に戻る。

制御部６０は、認識レスポンスあり（ステップＳ１９０でＹｅｓ）と判定した場合、実装位置の補正を行い（ステップＳ１９２）、挿入型電子部品を基板に挿入する（ステップＳ１９４）。つまり、挿入型電子部品を挿入する位置を、合成画像に基づいて算出した補正値に基づいてＸＹ軸方向及びθ方向に補正し、補正した位置で、挿入型電子部品を基板に実装する。

電子部品実装装置１０は、以上のように、挿入型電子部品を保持するノズルの鉛直方向下側（基板側）に配置されたＶＳＣユニット１７を用いて、ＶＣＳユニット１７と挿入型電子部品とのＺ軸方向の距離を変化させつつ、複数の画像を作成し、リード線を抽出する処理を行い、その後合成することで、挿入型電子部品を挿入する方向から画像におけるリード線の位置を高精度に検出することができる。また、図７Ａから図７Ｄのように、リード線が不規則に並んでいたり、複雑な形状であったりする場合も、それぞれのリード線の状態を検出することができる。つまり、実装装置１０は、挿入型電子部品のリード線側から撮影した画像に基づいて、リード線の位置を取得することで、二次元配列されているリード線のそれぞれ、つまり外周の形状以外のリード線の位置も検出することができる。

これにより、上述した処理でリード線の位置を検出することで高い精度でリード線の位置を検出することができる。また、電子部品実装装置１０は、挿入型電子部品のリード線側から撮影した画像に基づいて、リード線の形状を検出することで、リード線が最初に基板と接触する位置の座標を検出することができる。これにより、挿入の際に挿入できるかの基準となる位置を検出することができる。また、その結果に基づいて、実装する位置を補正し、挿入型電子部品を基板に実装することで、高い確率で基板に挿入型電子部品を挿入することができる。また、リード線の位置が正確に検出できることで、実装できるか否かをより高い精度で検出することができ、実装できない挿入型電子部品を基板に押し付けることを抑制できる。

図１２Ａから図１２Ｃは、それぞれ電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。図１２Ａ及び図１２Ｂに示す挿入型電子部品８０Ｅは、本体８２ｅと、本体８２ｅに連結したリード線８４ｅとリード線８７とを有する。電子部品実装装置１０は、図１２Ａ及び図１２Ｂに示す挿入型電子部品８０Ｅを図１２Ｃに示すようにリード線８７のみ基板１３０の穴に挿入する場合がある。この場合、制御部６０は、挿入型電子部品８０Ｅのリード線８７の形状のみを抽出することが好ましい。また、本実施形態の電子部品実装装置１０は、リード線を別々に検出できるため、設定により、リード線８７の形状を検出し、リード線８４ｅを検出しない処理も可能となる。このように処理に必要なリード線を選択的に検出することで、位置の補正もより的確にでき、実際の実装に関係しないリード線によって、実装位置がずれることを抑制できる。

図１３は、電子部品実装装置が表示する画面の一例を示す説明図である。図１４及び図１５は、電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。次に図１３から図１５を用いて、上述した処理で検出したリード線の位置と基板穴との関係に基づいた実装の可否の判定処理を説明する。

図１３に示す画面１２０は、挿入型電子部品と、挿入型電子部品のリード線を挿入する穴との関係に関する各種数値を入力する画面である。画面１２０は、表示欄１２２、１２４、１２６を有する。表示欄１２２は、基板に実装する挿入型電子部品の位置の情報が表示されている。表示欄１２２は、複数の挿入型電子部品の中から設定操作を行う挿入型電子部品を特定する際に操作が行われる。表示欄１２４は、表示欄１２２で指定されている挿入型電子部品の情報、種類、形状等の情報を表示する。表示欄１２６は、表示欄１２２で指定されている挿入型電子部品のリード線の情報、及びリード線を挿入する基板の穴の情報を入力する画面であり、入力結果の数値が表示される。

ここで、表示欄１２６の数値を入力する項目としては、スルーホール径、リード径がある。また、表示欄１２６には、リード径とスルーホール径から算出されるＸ軸方向、Ｙ軸方向のマージンが表示される。図１４に示すように、リード線８４と基板のスルーホール（穴）１２９との関係において、距離１３０がスルーホール径となり、距離１３２がリード径となり、距離１３４がＸ軸方向のマージンとなり、距離１３６がＹ軸方向のマージンとなる。

電子部品実装装置１０は、上述した方法で計測した挿入型電子部品のリード線の位置と、画面１２０に入力された情報と、に基づいて、リード線の曲りを検出し、挿入可能かを判定する。以下、図１５を用いて、処理の一例について説明する。なお、図１５は、１つの挿入型電子部品と、挿入型電子部品を挿入する基板のスルーホール１４４との関係を示している。

具体的には、電子部品実装装置１０は、ステップＳ２０２に示すように、設計データ上での挿入型電子部品１４０の中心を基準として、座標を設定する。設計データ上では、挿入型電子部品１４０のリード線１４２が、スルーボール１４４に挿入できる位置関係となっている。中心からリード線１４２のＸ軸方向距離がＸとなり、中心からリード線１４２のＹ軸方向距離がＹとなる。

次に、電子部品実装装置１０は、ステップＳ２０４に示すように、実装する実際の挿入型電子部品１５０のリード線１５２の形状を計測する。ここで、リード線１５２の形状は、上述したようにＶＣＳユニットでリード線の画像を複数撮影し、合成した画像を作成することで生成する。電子部品実装装置１０は、リード線１５２の位置を検出したら、リード線１５２の位置に基づいて、挿入型電子部品１５０の中心位置１５４を検出する。その後、ステップＳ２０６に示すように、実装装置１０は、挿入型電子部品１５０の中心位置１５４を座標の中心とした座標軸を設定し、中心からリード線１５２のＸ軸方向距離Ｘ´と、中心からリード線１５２のＹ軸方向距離Ｙ´を算出する。

次に、電子部品実装装置１０は、ステップＳ２０８に示すように、実際の挿入型電子部品１５０と設計データの座標上でのスルーホール１４４またはリード線１４２とのずれ（ｄｘ、ｄｙ）を検出する。

電子部品実装装置１０は、ずれｄｘ、ｄｙが０ではない場合、リード線が曲がっていると判定する。また、電子部品実装装置１０は、ずれｄｘ、ｄｙのいずれか一方が上述したマージンより大きい場合、挿入不可と判定する。

このように、中心位置を合わせて、検出したリードの位置と設計値を比較することで、リードとそれぞれのスルーホールとの相対位置を高い精度で比較することができる。

電子部品実装装置１０は、挿入型電子部品のリードの形状を検出する場合の複数のパラメータを含む作成条件を自動設定することが好ましい。以下、図１６から図２２を用いて、作成条件を自動設定する処理について説明する。図１６及び図１７は、それぞれ電子部品実装装置が表示する画面の一例を示す説明図である。図１８は、設定パラメータの一例を示す説明図である。図１９は、電子部品実装装置の動作の例を示すフローチャートである。図２０から図２２は、それぞれ電子部品実装装置が表示する画面の一例を示す説明図である。

図１６に示す画面１６０及び図１７に示す画面１６２は、作成条件を設定する挿入型電子部品の情報と作成条件を設定する際の条件を入力する画面である。操作者は、画面１６０、画面１６２を表示させ、各種条件を入力する。制御部６０は、入力された条件に基づいて、パラメータを組み合わせて、作成条件を決定するために試験を行うパラメータの組み合わせを作成する。ここで、パラメータは、図１８の画面１６４に示すように、撮影枚数、撮影ピッチ、下方照明、同軸照明、一次フィルタ、二次フィルタ、しきい値を含む。なお、図１８に示す表は、パラメータの組み合わせの一部のみを示しており、組み合わせは８つに限定されない。撮影枚数は、リードを計測するために撮影する画像の枚数（撮影する位置の数）である。撮影ピッチは、Ｚ軸方向における撮影位置と撮影位置の距離（リード線長さ）である。下方照明、同軸照明は、ＶＣＳユニット１７の照明の光量である。本実施形態では、下方照明、同軸照明の両方を調整可能としたが照明を調整できればよく、数は限定されない。一次フィルタは、エッジ強調処理に用いるフィルタの値であり、二次フィルタは、平滑化処理に用いるフィルタの値であり、しきい値は、二値化処理を行う際に白と黒の境目となる値である。

次に、図１９を用いて、作成条件を設定する処理動作を説明する。図１９に示す処理は、制御装置２０の制御部６０と画像認識部６６を含む各部で処理を実行することで実現できる。制御装置２０は、推奨パラメータパターンで全焦点認識を実行する（ステップＳ２３０）。ここで、推奨パラメータパターンは、試験の対象として、設定されたパラメータの組み合わせの１つである。例えば、１番に設定されているパラメータの組み合わせを最初に選択する推奨パラメータパターンとしてもよい。また全焦点認識とは、上述した図８及び図９の処理である。制御部６０は、推奨パラメータパターンの条件で、対象の挿入型電子部品をノズルで保持した状態で、画像を撮影し、合成画像を作成し、リード線を検出する。

制御装置２０は、全焦点認識を実行したら、認識できたパラメータパターンがあるか、設定したパラメータパターンで全焦点認識を実行してリード線が検出できたかを判定する（ステップＳ２３２）。制御装置２０は、設計データと検出したリード線とを比較して、リード線の本数、位置等が設計データと一致する場合、認識できたと判定する。

制御装置２０は、認識できたパラメータパターンがある（ステップＳ２３２でＹｅｓ）と判定した場合、認識できたパラメータパターンで繰り返し精度を測定する（ステップＳ２３４）。つまり、パラメータパターンで全焦点認識を複数回、具体的には設定されている繰り返し回数、例えば、１０回、２０回行い、リード線の検出精度を測定する。検出精度は、リード線の本数、位置等が設計データと一致する回数を判定してもよいし、さらに検出したリード線の太さを判定の基準としてもよい。

制御装置２０は、繰り返し精度を測定したら、精度が許容範囲であるかを判定する（ステップＳ２３６）。制御装置２０は、精度が許容範囲である（ステップＳ２３６でＹｅｓ）と判定した場合、認識ができ精度が最もよいパラメータパターンを作成条件に設定する（ステップＳ２４２）。

制御装置２０は、認識できたパラメータがない（ステップＳ２３２でＮｏ）と判定した場合、精度が許容範囲に含まれない（ステップＳ２３６でＮｏ）と判定した場合または、ステップＳ２４２の処理を実行した場合、別の推奨パラメータパターンがあるか、つまり実行していない推奨パラメータパターンがあるかを判定する（ステップＳ２４４）。

制御装置２０は、別の推奨パラメータパターンがある（ステップＳ２４４でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２３０に戻り、別の推奨パラメータパターンで全焦点認識を実行する。制御装置２０は、図２０の画面１６６に示すように、このような繰り返し処理を行って、判定結果がでたパラメータパターンについての結果を表示させる。

制御装置２０は、別の推奨パラメータパターンがない（ステップＳ２４４でＮｏ）と判定した場合、処理を終了する。これにより、最終的にステップＳ２４２で設定されたパラメータパターンが作成条件に設定される。また、認識できたパラメータがない場合、全焦点認識ができないと判定する。制御装置２０は、図２１の画面１６７及び図２２の画面１６８に示すように、設定した作成条件を画面に表示させる。

電子部品実装装置１０は、このように繰り返し計算を行い、作成条件を設定することで、自動でパラメータを調整することができ、ユーザの負担を低減することができる。つまり、１つ１つの挿入型電子部品について条件を設定する必要がなくなるため、作業負担が大きく低減される。また、実際に試験を行うため、より適切なパラメータパターンを設定することができる。

図２３は、電子部品実装装置の動作の例を示すフローチャートである。図２４から図２６は、それぞれ電子部品実装装置の動作を説明するための説明図である。また、電子部品実装装置１０は、検出したリードの形状に基づいて、挿入型電子部品の向きを検出し、その結果に基づいて、挿入型電子部品の向きを補正することができる。

制御装置２０は、検出したリードの形状に基づいて認識がＯＫであるかを判定する（ステップＳ３０２）。例えば、図２４示す挿入型電子部品３００は、本体３０２に２列のリード線３０６ａ、３０６ｂが設けられている。挿入型電子部品３００は、４本のリード線３０６ａが一列で配置され、５本のリード線３０６ｂが一列で配置されている。５本のリード線３０６ｂは、等間隔で配置されている。４本のリード線３０６ａは、５本のリード線３０６ｂと同じ間隔で配置され、中央の１本が抜けている状態で配置されている。制御装置２０は、挿入型電子部品３００のリードの形状を計測した場合、図２５に示す画像３１０のリード線３１６ａ、３１６ｂ配置になった場合、認識ＯＫと判定し、図２６に示す画像３１２のリード線３１６ａ、３１６ｂ配置になった場合、認識ＮＧと判定する。

制御装置２０は、認識ＯＫ（ステップＳ３０２でＹｅｓ）と判定した場合、つまり向きが設定した向きであるので指定角度を維持する（ステップＳ３０４）。制御装置２０は、認識ＮＧ（ステップＳ３０２でＮｏ）と判定した場合、向きが設定した向きではないので、認識角度を１８０°回転させて認識を行う（ステップＳ３０６）。つまり取得した画像を１８０°回転させて、画像を判定する。制御装置２０は、認識を行ったら、認識がＯＫであるかを判定する（ステップＳ３０８）。制御装置２０は、認識ＯＫ（ステップＳ３０８でＹｅｓ）と判定した場合、向きを１８０°回転させた画像が設定した向きであるので指定角度を１８０°変更する（ステップＳ３１０）。つまり、実装時に挿入型電子部品を反転させる設定とする。また、制御装置２０は、認識ＮＧ（ステップＳ３０８でＮｏ）と判定した場合、認識ＮＧである（ステップＳ３１２）、つまり向き以外の理由で認識ができないと判定し、処理を終了する。

このように、リード線の画像に基づいて向きを判定し、その結果に基づいて、挿入時に向きを補正することで、部品供給装置で挿入型電子部品の向きを合わせる必要が無くなり、供給が簡単になる。また、画像を反転（１８０°回転）させて判定を行うことで、計測を２回行わずに向きの判定を行うことができるため、生産効率を向上させることができる。また、上述した処理で検出したリードの形状に基づいて判定することで、図２４のように、内部の一部のリードの形状が異なる挿入型電子部品であっても向きを判定することができ、種々の挿入型電子部品の向きを判定することができる。

８ 基板、１０ 電子部品実装装置、１１ 筐体、１２ 基板搬送部、１４、１４ｆ、１４ｒ 部品供給ユニット、１５ ヘッド、１６ ＸＹ移動機構、１７ ＶＣＳユニット、１８ 交換ノズル保持機構、１９ 部品貯留部、２０ 制御装置、２２、２２ｆ、２２ｒ Ｘ軸駆動部、２４ Ｙ軸駆動部、３０ ヘッド本体、３１ ヘッド支持体、３２ ノズル、３４ ノズル駆動部、３４ａ Ｚ軸モータ、３８ レーザ認識装置、４０ 操作部、４２ 表示部、６０ 制御部、６１ 記憶部、６２ ヘッド制御部、６４ 部品供給制御部、６６ 画像処理部、８０ 電子部品、９０、９０ａ 電子部品供給装置、９６ 支持台

Claims (5)

1. 基板を搬送する基板搬送部と、
   リード線を有する挿入型電子部品を供給する電子部品供給装置と、
   前記挿入型電子部品を保持する複数のノズル及び前記ノズルを駆動するノズル駆動部を有し、前記ノズルで前記挿入型電子部品を保持して、前記電子部品供給装置から前記基板に搬送し、前記挿入型電子部品を前記基板に実装するヘッドと、
   前記ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、
   前記ヘッドが移動する範囲内に配置され、前記ノズルを前記基板側から撮影する画像認識装置と、
   前記画像認識装置で撮影した画像を処理する画像処理部及び前記ヘッドの動作を制御するヘッド制御部を備える制御装置と、を有し、
   前記制御装置は、前記ヘッドの前記ノズルで前記挿入型電子部品を保持させた状態で、前記ノズルを前記画像認識装置と対面する位置に移動させ、前記挿入型電子部品と前記画像認識装置との距離を変化させつつ前記画像認識装置で撮影を行い、前記距離が異なる複数の位置における前記挿入型電子部品の前記リード線側の面の画像を取得し、前記画像処理部で取得した複数の画像を合成し、合成した画像に基づいて前記リード線の位置を特定し、特定した前記リード線の位置に基づいて、前記挿入型電子部品の搭載位置を決定し、決定した位置に基づいて前記挿入型電子部品を前記基板に実装することを特徴とする電子部品実装装置。
2. 前記制御装置は、前記合成した画像に基づいて特定した前記リード線の位置と、挿入する基板の穴の位置と、のずれ量を検出し、検出したずれ量が許容値を超える場合、当該挿入型電子部品を前記基板に実装しないことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
3. 前記制御装置は、前記合成した画像を作成する際の複数のパラメータを含む作成条件を挿入型電子部品の種類ごとに記憶している記憶部を有し、
   前記制御装置は、前記パラメータを変化させた複数の作成条件のそれぞれについて、挿入型電子部品の合成した画像を複数回撮影して、当該作成条件における評価結果を検出し、評価結果に基づいて、複数の作成条件から当該挿入型電子部品の前記作成条件を決定し、決定した作成条件と前記挿入型電子部品とを対応付けて前記記憶部に記憶させるパラメータ取得処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品実装装置。
4. 前記パラメータは、認識枚数、撮像ピッチ、一次フィルタ、二次フィルタ、二値化のしきい値、照明条件の少なくとも１つを含む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. 前記挿入型電子部品は、前記リード線の配置が非対称であり、
   前記制御装置は、前記合成した画像に基づいて特定した前記リード線の位置に基づいて、前記挿入型電子部品の向きを検出し、前記挿入型電子部品の向きが基板の挿入時に設定されている向きと逆の場合、前記ノズルを回転させて前記挿入型電子部品を反転させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
   

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