JP2017130482A - ピッチ測定装置、ピッチ測定方法および部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】事前の作業を伴うことなく、部品のピッチを正確に測定することができるピッチ測定技術ならびに当該技術を用いて高精度な部品実装を行う部品実装技術を提供する。事前の作業を伴うことなく、部品のピッチを正確に測定する。【解決手段】部品収納体に対して所定の収納方向に収納された複数の部品の収納方向におけるピッチを測定するピッチ測定装置であって、部品収納体を撮像する撮像部と、撮像部により撮像された部品収納体の画像から収納方向における濃度の分布を求める濃度分布導出部と、濃度分布導出部により求められた濃度の分布に基づいてピッチを求めるピッチ導出部とを備えている。【選択図】図８Ａ

Description

この発明は、テープやトレイなどの部品収納体に収納された複数の部品の収納方向における部品のピッチを測定するピッチ測定技術ならびに部品収納体に収納された部品を基板に実装する部品実装装置に関するものである。

電子部品などの部品を基板に実装する部品実装装置が従来から数多く提供されている。部品実装装置では、テープフィーダーやトレイフィーダーなどが装置の部品供給部に着脱自在に装着される。この部品供給部では、複数の部品がテープやトレイなどの部品収納体に収納されている。そして、部品収納体に収納されている部品がヘッドユニットに設けられた吸着ノズルの下方端部で吸着され、その吸着ノズルで部品を吸着保持したままヘッドユニットが基板の部品装着位置の上方位置まで移動する。その後で、吸着ノズルが部品装着位置に向けて下降することによって、部品が基板上面に着地されて基板の部品装着位置に実装される。

部品実装装置の稼働効率を高めるためには、部品供給に関連するミスを防止することが重要となっている。特に、段取り替えのたびに部品のピッチをオペレータが適切にセットする必要があるが、ピッチ設定に人手が介在することから、ピッチ設定ミスを発生させる可能性がある。ここで、ピッチ設定ミスが発生すると、吸着ノズルによる部品吸着にエラーが発生したり、良品の部品を廃棄することになる。

そこで、当該ピッチ設定を自動的に行う技術が従来から提案されている。例えば特許文献１に記載の装置では、部品ピッチ測定の基礎となる部品の画像、つまり基準画像が記憶される。そして、部品を部品取り出し位置に向けて移動させながら当該位置で撮像して得られる画像が上記基準画像と一致すると、それまでの移動距離をピッチ量として設定している。

特開２００２−１７６２９０号公報

上記従来技術では、基準画像を予め記憶しておくという作業をオペレータが事前に行う必要があり、実装される部品の種類が増加するのに伴って記憶すべき基準画像の数も増え、オペレータの作業負担は依然として多く残っている。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、事前の作業を伴うことなく、部品のピッチを正確に測定することができるピッチ測定技術ならびに当該技術を用いて高精度な部品実装を行う部品実装技術を提供することを目的とする。

この発明の第１態様は、部品収納体に対して所定の収納方向に収納された複数の部品の収納方向におけるピッチを測定するピッチ測定装置であって、部品収納体を撮像する撮像部と、撮像部により撮像された部品収納体の画像から収納方向における濃度の分布を求める濃度分布導出部と、濃度分布導出部により求められた濃度の分布に基づいてピッチを求めるピッチ導出部とを備えることを特徴としている。

また、この発明の第２態様は、部品収納体に対して所定の収納方向に収納された複数の部品の収納方向におけるピッチを測定するピッチ測定方法であって、部品収納体を撮像して得られる画像から収納方向における濃度の分布を求め、濃度の分布に基づいてピッチを求めることを特徴としている。

また、この発明の第３態様は、部品実装装置であって、部品収納体に対して所定の収納方向に収納された複数の部品を供給する部品供給部と、部品供給部から供給される部品を基板に実装するヘッド部と、上記ピッチ測定装置と、ピッチ測定装置により測定されたピッチに基づいて部品供給部およびヘッド部を制御する制御部とを備えることを特徴としている。

このように構成された発明では、部品収納体を撮像して得られる画像には、部品に関する情報が含まれている。その部品関連情報には、後で詳述するように収納方向における濃度の分布が含まれており、当該濃度の分布を解析することでピッチが正確に求められる。

ここで、ピッチ導出部が濃度の分布の周期性からピッチを求めるように構成してもよく、これによって部品のピッチを正確に測定することができる。

また、撮像部により撮像する領域については、部品収納体のうち複数の部品が収納方向に連続して収納されている領域であってもよい。また、複数の部品が収納方向に連続して収納されていた領域（部品がなく空状態となっている部品を収納する部品収納部が連続している領域）であってもよい。このように部品が連続している領域を濃度分布測定領域として撮像した場合、部品が所定のピッチで配列されている情報が画像に含まれ、当該画像に対して収納方向における濃度の分布に反映される。一方、空状態の部品収納部が連続している領域を濃度分布測定領域として撮像した場合、空状態の部品収納部が所定のピッチで配列されている情報が画像に含まれ、当該画像に対して収納方向における濃度の分布に反映される。したがって、これらの画像を用いることで部品のピッチを正確に測定することができる。

また、撮像部が収納方向における濃度分布測定領域の長さを変更して撮像可能となるように構成してもよく、これによってピッチを測定するのに好適な撮像条件が得られ、部品のピッチを確実に測定することが可能となる。

さらに、ピッチ導出部によりピッチが求められなかったときには、濃度を取得するための濃度取得条件を変更し、撮像部による部品収納体の撮像、濃度分布導出部による濃度の分布の導出、およびピッチ導出部によるピッチの導出を行うように構成してもよい。これによって、種々の部品についてピッチを測定することが可能となり、ピッチ測定の汎用性を高めることができる。

以上のように、本発明によれば、部品収納体を撮像して得られる画像に基づいて部品のピッチを求めることが可能となっており、事前の作業を伴うことなく、部品のピッチを正確に測定することができる。

本発明にかかる部品実装装置の第１実施形態の概略構成を示す平面図である。 図１に示す部品実装装置の部分正面図である。 テープフィーダーの構成を示す図である。 基板認識カメラの構成を示す図である。 図１に示す部品実装装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。 図１の部品実装装置における部品のピッチの測定動作をフローチャートである。 測定動作の一部を模式的に示す図である。 測定動作の一部を模式的に示す図である。 濃度分布測定領域における濃度レベルの変化を示すグラフである。 濃度分布測定領域における濃度レベルの変化を示すグラフである。 濃度分布測定領域における濃度レベルの変化を示すグラフである。 本発明にかかる部品実装装置の第２実施形態における部品のピッチの測定動作をフローチャートである。

図１は、本発明にかかる部品実装装置の第１実施形態の概略構成を示す平面図である。また、図２は、図１に示す部品実装装置の部分正面図である。また、図３は、テープフィーダーの構成を示す図である。また、図４は基板認識カメラの構成を示す図である。さらに、図５は図１に示す部品実装装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、図１ないし図４では、各図の方向関係を明確にするために、ＸＹＺ直角座標軸が示されている。

この部品実装装置１では、基台１１上に基板搬送機構２が配置されており、基板Ｓを所定の搬送方向Ｘに搬送可能となっている。より詳しくは、基板搬送機構２は、基台１１上において基板Ｓを図１の右側から左側へ搬送する一対のコンベア２１、２１を有しており、基板Ｓを搬入し、所定の実装作業位置（同図に示す基板Ｓの位置）で停止させる。また、実装作業位置で停止する基板Ｓを図略の保持装置が固定し保持する。その後で、部品供給部４に装着されたテープフィーダー４１から供給される電子部品がヘッドユニット６に具備された実装ヘッド６１により基板Ｓに移載される。また、基板Ｓに搭載すべき部品の全部を基板Ｓに搭載し終えると、保持装置が基板Ｓの保持を解除した後、基板搬送機構２が実装作業位置から基板Ｓを搬出する。なお、基台１１上には、部品認識カメラ７１が配設されている。各部品認識カメラ７１は、照明部およびＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラなどから構成されており、ヘッドユニット６の各実装ヘッド６１の吸着ノズル６１１に吸着保持された部品をその下側から撮像する。このため、その撮像画像に基づき吸着ノズル６１１による部品の吸着状態を検査することが可能となっている。

このように構成された基板搬送機構２の前方側（＋Ｙ軸方向側）および後方側（−Ｙ軸方向側）には、部品供給部４が配置されている。これらの部品供給部４に対し、多数のテープフィーダー４１が着脱自在に装着されている。各テープフィーダー４１は幅方向（Ｘ軸方向）に扁平なボックス型のフィーダー本体４２を有している。このフィーダー本体４２は、図３に示すように、テープガイド部４３を前後方向に備えている。そして、テープフィーダー４１の先端側（同図の右手側）、すなわちフィーダー本体４２をコンベア２１（図１）側に向けた状態で、テープフィーダー４１はＹ方向から部品供給部４に設けられるフィーダー取付台４４にセットされる。これによって、テープフィーダー４１は予め設定されている装着位置、つまり装着基準位置に装着される。その後で、テープフィーダー４１はクランプ機構４５により取付台４４に対して固定される。このように、本実施形態ではテープフィーダー４１は部品供給部４に着脱自在となっている。なお、図３ではフィーダー本体４２の側面が開放された状態（後で説明する引取り機構４６やテープ送り機構４７が露出した状態）で示しているが、通常は、この部分に側板（図示省略）が装着されることによりテープ送り機構等がフィーダー本体４２の内部に隠蔽される。

テープガイド部４３の後方（図３の左端部）には、テープ８０を巻回したリール（図示省略）が回転可能に保持されており、このリールから前方のフィーダー本体４２へテープ８０が引き出されている。このテープ８０は、テープ長さ方向ＹにおいてＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の部品を収納、保持するものである。より具体的には、図３中の部分拡大図に示すように、テープ８０はキャリアテープ８０ａとこれに貼着されるカバーテープ８０ｂとから構成されている。キャリアテープ８０ａは上方に開口した凹部、つまり空洞状の部品収納部８１を一定のピッチＰＴで有しており、各部品収納部８１にＩＣ等の部品８３が収納されている。また、キャリアテープ８０ａの一辺側には、その縁部に沿ってテープ厚み方向に貫通する係合孔８２が一定間隔で設けられており、テープ送り機構４７のスプロケット４７１と係合可能となっている。一方、カバーテープ８０ｂは、部品収納部が開口する部分を覆うようにキャリアテープ８０ａの上面に接着されている。

また、図３に示すように、フィーダー本体４２の上部には、前後方向（Ｙ方向）に延びるテープガイド４８が設けられるとともに、その上部を覆うようにカバー部材（図示省略）が設けられている。そして、リールから導出されたテープ８０はテープガイド４８に沿ってカバー部材の下方に案内される。

フィーダー本体４２の前端部分には、上方が開放された部品取出空間４９が設定されている。この部品取出空間４９はヘッドユニット６により部品をピックアップさせるための空間であり、部品取出空間４９内に部品を供給する位置、つまり部品供給位置が設けられている。また、この部品供給位置で部品供給を可能とするため、部品供給位置の上流側でテープ８０からカバーテープ８０ｂが引き剥がされる。そして、テープ８０から引き剥がされたカバーテープ８０ｂについては後方側に折り返され、後方側に送られる。これによって、テープ８０（キャリアテープ８０ａ）の部品収納部８１が上方に開放されて、その状態のまま部品供給位置に送られてヘッドユニット６の吸着ノズルによる部品の取出しが可能となっている。

フィーダー本体４２の内部には、カバーテープ８０ｂの引取り機構４６と、テープ送り機構４７とが設けられている。この引取り機構４６は、上記のようにテープ８０（キャリアテープ８０ａ）からカバーテープ８０ｂを引き剥がし、巻取モーター４６１（図５）によって後方のカバーテープ収容部６０内に送るものである。一方、テープ送り機構４７はテープ８０をリールから引出しつつテープガイド４８に沿って送り出すものであり、部品取出空間４９の下方に配置されるスプロケット４７１を有している。このスプロケット４７１は、その外縁部分の一部がフィーダー本体４２の内側天井部分に形成される開口部を介してテープガイド４８に臨むとともに、その外周に設けられたピンの一部が係合孔に嵌合することによりテープ８０に係合している。つまり、テープ送り機構４７における駆動源たる送りモーター４７２によりスプロケット４７１が回転駆動されると、この回転に伴いリールからテープ８０が引出されつつ、テープ８０の部品収納部８１のピッチに対応する一定のピッチでテープ８０が間欠的に送出される。なお、上記巻取モーター４６１および送りモーター４７２の駆動制御は、図５に示すように、テープフィーダー４１に内蔵されるフィーダー制御部４１０により行われる。

図１および図２に戻ってヘッドユニット６の構成について説明する。ヘッドユニット６は部品を実装ヘッド６１の吸着ノズル６１１により吸着保持したまま基板Ｓに搬送するとともに、ユーザより指示された部品装着位置に移載するものである。そして、前方側でＸ軸方向に一列に配列された６個の実装ヘッド６１Ｆと、後方側でＸ軸方向に一列に配列された６個の実装ヘッド６１Ｒとの合計１２個の実装ヘッド６１を有している。すなわち、図１および図２に示すように、ヘッドユニット６では、鉛直方向Ｚに延設された実装ヘッド６１Ｆが６本、Ｘ軸方向（基板搬送機構２による基板Ｓの搬送方向）に等ピッチで列状に設けられている。また、実装ヘッド６１Ｆに対して後方側（−Ｙ軸方向側）にも、前列と同様に構成された後列が設けられている。なお、本実施形態では、実装ヘッド６１Ｆと実装ヘッド６１ＲとはＸ軸方向に半ピッチずれて配置されており、図１に示すように平面視でジグザグ状に配置されている。このため、Ｙ軸方向から見ると、図２に示すように１２本の実装ヘッド６１は互いに重なり合うことなくＸ軸方向に一列に並んでいる。なお、各実装ヘッド６１の先端部に装着された吸着ノズル６１１は圧力切替機構（図示省略）を介して真空供給源、正圧源、および大気のいずれかに連通可能とされており、圧力切替機構により吸着ノズル６１１に与える圧力が切り替えられる。

各実装ヘッド６１はヘッドユニット６に対して図略のノズル昇降駆動機構により昇降（Ｚ軸方向の移動）可能に、かつ図略のノズル回転駆動機構によりノズル中心軸回りに回転（図２のＲ方向の回転）可能となっている。これらの駆動機構のうちノズル昇降駆動機構は吸着もしくは装着を行う時の下降位置（下降端）と、搬送を行う時の上昇位置（上昇端）との間で実装ヘッド６１を昇降させるものであり、吸着ノズル６１１を昇降可能に構成している。一方、ノズル回転駆動機構は吸着ノズル６１１を必要に応じて回転させるための機構であり、回転駆動により部品を搭載時における所定のＲ軸方向に位置させることが可能となっている。なお、これらの駆動機構については、それぞれＺ軸モーター６２Ｚ、Ｒ軸モーター６２Ｒおよび所定の動力伝達機構で構成されており、制御ユニット３のモーター制御部３３によりＺ軸モーター６２ＺおよびＲ軸モーター６２Ｒを駆動制御することで各実装ヘッド６１がＺ方向およびＲ方向に移動させられる。

また、ヘッドユニット６は、これらの実装ヘッド６１で吸着された部品を部品供給部４と基板Ｓとの間で搬送して基板Ｓに実装するため、基台１１の所定範囲にわたりＸ軸方向およびＹ軸方向（Ｘ軸およびＺ軸方向と直交する方向）に移動可能となっている。すなわち、ヘッドユニット６は、Ｘ軸方向に延びる実装ヘッド支持部材６３に対してＸ軸に沿って移動可能に支持されている。また、実装ヘッド支持部材６３は、両端部がＹ軸方向の固定レール６４に支持され、この固定レール６４に沿ってＹ軸方向に移動可能になっている。そして、このヘッドユニット６は、Ｘ軸モーター６２Ｘによりボールねじ６６を介してＸ軸方向に駆動され、実装ヘッド支持部材６３はＹ軸モーター６２Ｙによりボールねじ６８を介してＹ軸方向へ駆動される。このようにヘッドユニット６は実装ヘッド６１の吸着ノズル６１１に吸着された部品を部品供給部４から目的位置まで搬送可能となっている。

さらに、ヘッドユニット６は基板認識カメラ７２を具備する。この基板認識カメラ７２は、照明部およびＣＣＤカメラなどから構成されており、図４に示すように、基板Ｓに付されたフィデューシャルマークやテープ８０などを撮像し、当該画像を制御ユニット３の画像処理部３５に与える。そして、後で詳述するように制御ユニット３はテープ８０（図３）の画像に基づいて部品８３（図３）のピッチＰＴ（図３）の測定などを行う。このように、本実施形態では、基板認識カメラ７２と制御ユニット３とでピッチ測定装置１００が構成されている。

この基板認識カメラ７２は、図２および図４に示すように、ケース本体部７２１を有している。このケース本体部７２１の内部では、レンズ部（図示せず）を下向きの状態でカメラ部７２２が固定されている。また、カメラ部７２２の撮像素子７２２ａで撮像対象物（フィデューシャルマークやテープ８０など）を照明するために、円環照明用の照明部（以下「円環照明部」という）７２３と同軸照明用の照明部（以下「同軸照明部」という）７２４とが基板認識カメラ７２に設けられている。円環照明部７２３はケース本体部７２１の下面の所定位置に取り付けられ、照明制御部３６からの指令にしたがって点灯して下方位置をリング状に照明する。

一方、同軸照明部７２４は、ケース本体部７２１に近接してヘッドユニット６の下面に取り付けられた支持部材７２５に設けられている。支持部材７２５は、ヘッドユニット６の下面から鉛直下方に延びるように根元部が複数のネジ部材を用いて下面に対して固定的に設置されている。また、支持部材７２５は、下端部近傍領域において（−Ｘ）側の表面が窪む凹部７２５ａを有している。そして、凹部７２５ａの略平坦な底面に沿ってＬＥＤ素子およびプリント基板からなる照明部７２４が取り付けられている。この実施形態では、赤外光を照射するＬＥＤ７２４ａと、可視光を照射するＬＥＤ７２４ｂとが設けられており、照明制御部３６からの指令にしたがって個別に点灯／消灯制御される。そして、照明部７２４の点灯時には、同軸照明部７２４の光がケース本体部７２１に向けて放射される。

ケース本体部７２１は開口部７２１ａを有しており、当該開口部７２１ａと同軸照明部７２４とがＸ方向において互いに対向するように、支持部材７２５はヘッドユニット６に取り付けられている。また、ケース本体部７２１は、断面が筒状（四角筒状）に形成され、カメラ部７２２の周囲を取り囲んで下方に延びる筒部７２１ｂを有している。この筒部７２１ｂの内部では、カメラ部７２２の下方にハーフミラー７２６が固定的に設けられており、開口部７２１ａを介して入射されてきた同軸照明部７２４の光を鉛直下方に反射し、下方位置をカメラ部７２２の光軸と同軸状に照明する。

部品実装装置１は、オペレータ（ユーザー）とのインターフェースとして機能する表示ユニット８（図５）を備える。表示ユニット８は、制御ユニット３と接続され、部品実装装置１の動作状態を表示する機能のほか、タッチパネルで構成されてオペレータからの入力を受け付ける入力端末としての機能も有する。

次に、制御ユニット３の構成について図５を参照しつつ説明する。制御ユニット３は、装置本体の内部の適所に設けられ、論理演算を実行する周知のＣＰＵ（Central Processing Unit）、初期設定等を記憶しているＲＯＭ（Read
Only Memory）、装置動作中の様々なデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access
Memory）等から構成されている。

制御ユニット３は、機能的には、演算処理部３１、記憶部３２、モーター制御部３３、外部入出力部３４、画像処理部３５、照明制御部３６、サーバ通信制御部３７、フィーダー通信制御部３８を備えている。

上記モーター制御部３３は、上記Ｘ軸モーター６２Ｘ、Ｙ軸モーター６２Ｙ、Ｚ軸モーター６２ＺおよびＲ軸モーター６２Ｒの駆動を制御する。外部入出力部３４は、部品実装装置１に装備されている各種センサー類９１からの信号を入力する一方、部品実装装置１に装備されている各種アクチュエータ等９２に対して信号を出力する。画像処理部３５は、部品認識カメラ７１および基板認識カメラ７２から画像データを取り込み、２値化等の画像処理を行う。照明制御部３６は円環照明部７２３および同軸照明部７２４の点灯／消灯の切替を行う。サーバ通信制御部３７はサーバ（図示省略）との間で情報等の交信を行う。フィーダー通信制御部３８は各テープフィーダー４１との間で情報等の交信を行う。

記憶部３２は、部品実装処理のプログラムや実装に必要な各種データを記憶する実装プログラム等記憶手段、プリント基板を搬送する搬送系に関する各種データを記憶する搬送系データ記憶手段、および部品実装装置１の設備毎に固有のデータを記憶する設備固有データ記憶手段として機能する。

上記演算処理部３１は、ＣＰＵ等のような演算機能を有するものであり、記憶部３２に記憶されているプログラムに従って、モーター制御部３３や画像処理部３５を制御するようになっている。特に、演算処理部３１は、次に説明するように基板認識カメラ７２により撮像されたテープ８０の画像からテープ長さ方向Ｙにおける濃度の分布を求め、さらに当該濃度分布に基づいてテープ８０に収納された部品のピッチを求める。このように演算処理部３１は濃度分布導出部３１１およびピッチ導出部３１２として機能する。

図６は図１の部品実装装置における部品のピッチの測定動作をフローチャートである。また、図７Ａおよび図７Ｂは測定動作の一部を模式的に示す図である。また、図８Ａないし図８Ｃは濃度分布測定領域における濃度レベルの変化を示すグラフである。なお、本実施形態での「濃度分布測定領域」は複数の部品がテープ長さ方向Ｙに連続して収納されている領域を意味している。以下、これらの図面を参照しつつ部品のピッチを測定する動作について説明する。

テープ８０には、図７Ａや図７Ｂに示すように、複数の部品収納部８１がテープ長さ方向Ｙに一定のピッチＰＴで設けられるとともに各部品収納部８１に部品８３が収納されているが、そのピッチＰＴはテープ８０の幅、部品８３の種類、あるいは同一部品８３であっても部品サプライヤーによって異なることがあり、部品実装の開始前に正確なピッチＰＴを取得しておく必要がある。そこで、制御ユニット３の演算処理部３１は、記憶部３２に記憶された実装プログラムにテープ８０に収納された部品８３のピッチＰＴが適切に指定されているか否かを判断する（ステップＳ１）。そして、部品８３のピッチＰＴが適切に指定されているときには、以下に説明する一例の動作（ステップＳ２〜Ｓ９）を行うことなく、ステップＳ１０に進んで部品８３の実装動作を開始する。一方、ピッチＰＴが適切に指定されていないときには、演算処理部３１は記憶部３２に記憶されているプログラムにしたがって装置各部を制御してピッチＰＴを測定する（ステップＳ２〜Ｓ９）。

このステップＳ２では、ピッチ測定は上記したようにテープ８０の画像から求めた濃度の分布に基づいて行われるため、濃度を取得する際の諸条件、つまり濃度取得条件が設定される。この濃度取得条件には、濃度分布測定領域、撮像条件、基板認識カメラ７２の微小移動量および画像切出設定などが含まれる。これらのうち「濃度分布測定領域」とは、図７Ａや図７Ｂに示すように濃度分布の測定を行う領域を意味しており、テープ長さ方向Ｙにおいて可変となっており、テープ８０に収納される部品８３のサイズに応じて適宜変更可能となっている。本実施形態では、テープ長さ方向Ｙでの基板認識カメラ７２の微小移動を繰り返して濃度分布測定領域でテープ８０の画像を撮像しているが、基板認識カメラ７２を固定した状態でテープ８０をテープ長さ方向Ｙに移動させたり、基板認識カメラ７２およびテープ８０を移動させることで濃度分布測定領域でのテープ８０の画像を撮像してもよい。

また、基板認識カメラ７２による撮像を行う際に用いる照明の種類を含む撮像条件もテープ８０の種類やサイズに応じて設定する。さらに、本実施形態では、図７Ａおよび図７Ｂに示すように基板認識カメラ７２の撮像可能範囲７２７は一定であるのに対し、部品８３の平面サイズは部品８３の種類毎に異なっている。したがって、撮像可能範囲７２７と部品８３との相対的なサイズ関係は部品８３毎に相違する。例えば図７Ａでは比較的小さな部品８３が狭ピッチでテープ８０に収納されており、撮像可能範囲７２７に占める部品８３の面積は小さくなっている。一方、図７Ｂでは比較的大きな部品８３が広ピッチでテープ８０に収納されており、撮像可能範囲７２７に占める部品８３の面積は大きくなっている。したがって、撮像可能範囲７２７全体の画像をピッチ測定に用いるよりも部品８３のサイズに応じて撮像可能範囲７２７よりも狭い切出範囲７２８を設定し、撮像可能範囲７２７から切出範囲７２８の画像を切り出し、当該切出画像をピッチ測定に用いるのが望ましい。そこで、本実施形態では、部品８３のサイズに応じて画像切出設定を決定し、これを濃度取得条件に含めている。

こうして濃度取得条件が設定されると、ヘッドユニット６が移動することにより、基板認識カメラ７２が部品取出空間４９の上方へ配置され、濃度分布測定領域の一方端側（−Ｙ方向側）に位置決めされる（ステップＳ３）。それに続いて、基板認識カメラ７２がテープ８０の画像を撮像して撮像可能範囲７２７の画像を画像処理部３５に送る（ステップＳ４）。この実施形態では、画像処理部３５は当該画像から画像切出設定で設定された切出範囲７２８の画像を切り出し、記憶部３２に一時的に記憶する。

次のステップＳ５で濃度分布測定領域内での撮像がすべて完了したか否かが判断される。ここで、撮像が完了していないと判断される間、基板認識カメラ７２を（＋Ｙ）方向に微小移動させた（ステップＳ６）でステップＳ４に戻ってテープ８０の撮像を繰り返す。このようにして、例えば図７Ａや図７Ｂに示すように、テープ長手方向Ｙに撮像位置をシフトさせながら第１回目、第２回目、…の撮像動作が実行されて濃度分布測定領域内で複数の切出画像が得られ、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、テープ８０の画像、より具体的にはステップＳ４で求められた複数の切出画像から濃度の分布が導出される。本実施形態では、切出画像毎に、当該画像を構成する画素の濃度（例えば０〜２５５）を積算して濃度レベルを求める。これら濃度レベルをテープ長さ方向Ｙにおける切出画像の位置に対応させてプロットしたものの一例が図８Ａないし図８Ｃにグラフである。これらの図面のうち図８Ａは２ｍｍピッチで部品８３を収納しているテープ８０の濃度レベルを示しており、テープ長さ方向Ｙでの濃度分布測定領域の長さＬＡ（＝ＰＡ２-ＰＡ１）は比較的短く設定されている。また、図８Ｂおよび８Ｃはそれぞれ４ｍｍピッチおよび８ｍｍピッチで部品８３を収納しているテープ８０の濃度レベルを示しており、テープ長さ方向Ｙでの濃度分布測定領域はそれぞれ長さＬＢ（＝ＰＢ２-ＰＢ１）、長さＬＣ（＝ＰＣ２-ＰＣ１）となっており、ピッチＰＴの増大に応じて長く設定されている。

これらの図面からわかるように濃度レベルは周期的に変化しており、テープ長さ方向Ｙにおける濃度レベルの変化に周期性が現れている。この周期性は部品８３のピッチＰＴに対応しているため、本実施形態では、当該周期性を示す特徴点を求めることで部品８３のピッチＰＴを求めている。より具体的には、演算処理部３１は濃度レベルの極大点あるいは極小値点を特徴点として抽出し、それらの特徴点から部品８３のピッチＰＴを導出する（ステップＳ８）。そして、記憶部３２に記憶されているピッチＰＴを上記ステップＳ８で導出された値に書き換えてピッチＰＴの測定動作を終了し（ステップＳ９）、ステップＳ１０に進んで部品８３の実装動作を開始する。

以上のように、本実施形態では、所定のピッチＰＴで部品８３を収納するテープ８０を基板認識カメラ７２で撮像して得られる画像に基づいてテープ長手方向Ｙでの濃度の分布を求め、当該濃度の分布から上記ピッチＰＴを求めている。このため、オペレータによる事前の作業を伴うことなく、部品８３のピッチＰＴを正確に測定することができ、そのピッチＰＴに基づいて部品実装を行うことができる。その結果、優れた稼働効率で高精度な部品実装を行うことができる。

ところで、基板認識カメラ７２により撮像される画像は濃度取得条件によって異なることがあり、ある濃度取得条件では特徴点を抽出することができない、あるいは濃度が安定せず、部品８３のピッチＰＴを算出することができないことがある。このようなテープ８０であっても、濃度取得条件を変更し、ピッチＰＴの測定動作を再実行することでピッチＰＴを求めることができる場合がある。そこで、図９に示すように、上記実施形態に対して２つの工程を追加し、ピッチＰＴの測定を再実行するように構成してもよい。

図９は本発明にかかる部品実装装置の第２実施形態におけるピッチの測定動作をフローチャートである。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、
・部品８３のピッチＰＴが算出されたか否かを判断する工程（ステップＳ１１）と、
・濃度取得条件を変更する工程（ステップＳ１２）と
をさらに備え、ステップＳ１１でピッチＰＴが算出されなかった場合には濃度取得条件を変更した上でステップＳ３に戻ってピッチＰＴのピッチ測定動作を再実行する点である。その他の構成および動作が基本的に第１実施形態と同一であるため、同一構成および動作については同一符号を付して説明を省略する。

この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、演算処理部３１は、記憶部３２に記憶された実装プログラムにテープ８０に収納された部品８３のピッチＰＴが適切に指定されているか否かを判断し（ステップＳ１）、部品８３のピッチＰＴが適切に指定されているときには、ステップＳ１０に進んで部品８３の実装動作を開始する。一方、ピッチＰＴが適切に指定されていないときには、ステップＳ２で濃度取得条件が設定された後で、第１実施形態と同様にステップＳ３〜Ｓ８を実行する。つまり、演算処理部３１は、濃度分布測定領域内での複数の切出画像の取得、複数の切出画像からの濃度の分布の導出、特徴点の抽出、それらの特徴点に基づくピッチＰＴの導出を実行する。

こうしてピッチＰＴの導出を図るものの、特徴点を抽出することができない、あるいは取得した濃度が安定しないために、ピッチＰＴを導出することが困難なことがある。そこで、第２実施形態では、ステップＳ８の直後に、部品８３のピッチＰＴが算出されたか否かを判断する（ステップＳ１１）。そして、ステップＳ１１で「ＮＯ」と判断された場合、つまり上記ピッチ測定動作を行った際の濃度取得条件では部品８３のピッチＰＴを算出することができなかった場合には、ステップＳ１２に進んで濃度取得条件、例えば濃度分布測定領域の長さ、撮像条件（照明の種類など）、微小移動量、画像切出設定などを変更し（ステップＳ１２）、ステップＳ３に戻る。こうして、変更後の濃度取得条件に基づいて演算処理部３１は、濃度分布測定領域内での複数の切出画像の取得、複数の切出画像からの濃度の分布の導出、特徴点の抽出、それらの特徴点に基づくピッチＰＴの導出を再実行する。

一方、ステップＳ１１で「ＹＥＳ」と判断された場合、つまり部品８３のピッチＰＴを算出することができた場合には、第１実施形態と同様に、記憶部３２に記憶されているピッチＰＴを上記ステップＳ８で導出された値に書き換えてピッチＰＴの測定動作を終了し（ステップＳ９）、ステップＳ１０に進んで部品８３の実装動作を開始する。

以上のように、第２実施形態によれば、予め設定された濃度取得条件ではピッチＰＴを測定できない場合であっても、濃度取得条件の変更によりピッチＰＴを測定することが可能となる。したがって、多品種の部品８３についてピッチＰＴを測定することができ、高い汎用性が得られる。

このように上記した第１実施形態や第２実施形態では、テープ８０が本発明の「部品収納体」の一例に相当し、テープ長さ方向Ｙが本発明の「収納方向」に相当している。また、基板認識カメラ７２が本発明の「撮像部」の一例に相当している。また、ヘッドユニット６の実装ヘッド６１が本発明の「ヘッド部」の一例に相当している。さらに、制御ユニット３が本発明の「制御部」の一例に相当している。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、濃度レベルの極大値あるいは極小値から濃度の分布の周期性を求めて部品８３のピッチＰＴを求めているが、周期性を求める方法はこれに限定されるものではなく、例えばテープ長さ方向Ｙに対する濃度レベルの変化量をフーリエ変換して得られた値に基づいて部品８３のピッチＰＴを求めてもよい。

また、上記実施形態では、基板認識カメラ７２を部品取出空間の上方に移動し、図７Ａや図７Ｂに示すように部品収納部８１に部品８３が収納されている濃度分布測定領域で基板認識カメラ７２によるテープ８０の撮像を行っており、部品８３を含む画像を撮像してピッチＰＴを測定しているが、部品が収納されていないテープ８０を撮像してピッチ測定を行ってもよい。例えば基板認識カメラ７２を部品取出空間よりもテープ長手方向Ｙの下流側、つまり部品取出空間の（−Ｙ）方向側に位置決めし、部品８３が収納されていた領域、つまり空状態の部品収納部８１が複数個、テープ長さ方向Ｙに連続している濃度分布測定領域で基板認識カメラ７２によるテープ８０の撮像を行い、ピッチＰＴを測定してもよい。というのも、部品８３を収納する部品収納部８１のピッチは部品８３のピッチと同じであるからであり、当該濃度分布測定領域の画像を撮像し、部品収納部８１のピッチを測定することで部品８３のピッチＰＴを実質的に測定することができる。また、部品収納部８１や部品８３以外に、テープ８０の表面のうち隣接する部品収納部８１で挟まれた表面領域（図７Ａ、図７Ｂ中の符号８４）のピッチを測定することで部品８３のピッチＰＴを実質的に測定してもよい。

また、上記実施形態では、切出画像に基づいて濃度の分布を導出しているが、画像の切り出しを行うことなく、撮像可能範囲７２７の画像に基づいて濃度の分布を導出してもよい。

また、上記実施形態では、テープ８０に収納された部品８３を基板Ｓに実装する部品実装装置１に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、部品収納体に複数の部品が収納方向に一定のピッチで収納されている装置全般に適用することができる。また、部品の供給態様はテープに限定されるものではなく、例えばトレイに設けられる各凹部に収納された部品を基板に実装する部品実装装置に対して本発明を適用することができる。なお、この場合、トレイが本発明の「部品収納体」の一例に相当している。

この発明は、テープやトレイなどの部品収納体に収納される部品を基板に搬送して実装する部品実装装置、ならびに部品収納体に収納された部品のピッチを測定するピッチ測定技術全般に適用することができる。

１…部品実装装置
３…制御ユニット（制御部）
４…部品供給部
６…ヘッドユニット
３１…演算処理部
４１…テープフィーダー
６１，６１Ｆ，６１Ｒ…実装ヘッド（ヘッド部）
７２…基板認識カメラ（撮像部）
８０…テープ（部品収納体）
８１…部品収納部
８３…部品
１００…ピッチ測定装置
３１１…濃度分布導出部
３１２…ピッチ導出部
７２２…カメラ部
ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ…濃度分布測定領域の長さ
ＰＴ…ピッチ
Ｓ…基板
Ｙ…テープ長手方向（収納方向）

Claims (8)

1. 部品収納体に対して所定の収納方向に収納された複数の部品の前記収納方向におけるピッチを測定するピッチ測定装置であって、
   前記部品収納体を撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像された前記部品収納体の画像から前記収納方向における濃度の分布を求める濃度分布導出部と、
   前記濃度分布導出部により求められた濃度の分布に基づいて前記ピッチを求めるピッチ導出部と
   を備えることを特徴とするピッチ測定装置。
2. 請求項１に記載のピッチ測定装置であって、
   前記ピッチ導出部は前記濃度の分布の周期性から前記ピッチを求めるピッチ測定装置。
3. 請求項１または２に記載のピッチ測定装置であって、
   前記撮像部は前記部品収納体のうち前記複数の部品が前記収納方向に連続して収納されている領域を濃度分布測定領域として撮像するピッチ測定装置。
4. 請求項１または２に記載のピッチ測定装置であって、
   前記撮像部は、前記部品収納体のうち前記複数の部品が前記収納方向に連続して収納されていた領域を濃度分布測定領域として撮像するピッチ測定装置。
5. 請求項３または４に記載のピッチ測定装置であって、
   前記撮像部は前記収納方向における前記濃度分布測定領域の長さを変更して撮像可能となっているピッチ測定装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載のピッチ測定装置であって、
   前記ピッチ導出部により前記ピッチが求められなかったときには、
   前記濃度を取得するための濃度取得条件を変更し、前記撮像部による前記部品収納体の撮像、前記濃度分布導出部による濃度の分布の導出、および前記ピッチ導出部による前記ピッチの導出を行うピッチ測定装置。
7. 部品収納体に対して所定の収納方向に収納された複数の部品の前記収納方向におけるピッチを測定するピッチ測定方法であって、
   前記部品収納体を撮像して得られる画像から前記収納方向における濃度の分布を求め、前記濃度の分布に基づいて前記ピッチを求めることを特徴とするピッチ測定方法。
8. 部品収納体に対して所定の収納方向に収納された複数の部品を供給する部品供給部と、
   前記部品供給部から供給される部品を基板に実装するヘッド部と
   請求項１ないし６のいずれか一項に記載のピッチ測定装置と、
   前記ピッチ測定装置により測定されたピッチに基づいて前記部品供給部および前記ヘッド部を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする部品実装装置。

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