JP2020047689A - 部品実装機、部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に実装される前の部品のノズルによる保持状態を、部品の厚みの公差によらず適切に判定することを可能とする技術の提供を目的とする。【解決手段】部品供給箇所２３からノズルＮにより取り出された部品Ｅを側方から撮像することで、取出後画像Ｉａが取得される（ステップＳ１０５）。さらに、基板Ｂに部品Ｅを実装する前のノズルＮにより保持される部品Ｅを側方から撮像することで実装前画像Ｉｂが取得される（ステップＳ１１１）。そして、取出後画像Ｉａから求めた部品Ｅの下端Ｅａｄの高さに対して、実装前画像Ｉｂから求めた部品Ｅの下端Ｅｂｄの高さが所定の実装前許容範囲Ａｂ以内であるかを判定することで、実装前検査（ステップＳ１１２、Ｓ１１３）が実行される。【選択図】図６

Description

この発明は、ノズルにより保持される部品を検知した結果に基づき、基板への部品の実装を制御する部品実装技術に関するものである。

フィーダーにより部品供給箇所に供給された部品をノズルにより取り出して、所定の作業位置に支持される基板に移載することで、基板に部品を実装する部品実装機が広く用いられている。かかる部品実装機では、ノズルにより保持された部品を部品供給箇所から基板へ運搬する途中で、部品がノズルから落下したり、ノズルに対して傾いたりする異常が発生したために、部品を基板に適切に実装できない場合がある。そこで、ノズルにより保持される部品を側方から撮像した画像に基づき、かかる異常の発生を確認する技術が用いられている。

例えば、特許文献１では、部品を吸着する前のノズルを側方から撮像した画像と、部品を吸着した後のノズルを側方から撮像した画像とが撮像される。そして、前者の画像から求められるノズルの下端に対して、後者の画像から求められる部品の下端が所定の許容範囲（合格範囲）に収まっているかを確認した結果に基づき、異常の有無が判定される。

特開２０１７−７３４３１号公報

つまり、ノズルにより部品を基板に実装する前に、特許文献１の技術を実行することで、部品がノズルから落下したり、ノズルに対して傾いたりする異常の有無を判定できると期待できる。しかしながら、部品の厚みは、公差の範囲でばらつく。そのため、ノズルによる部品の保持状態が良好であっても、ノズルに保持される部品の下端とノズルの下端との距離は部品の厚みの公差の範囲でばらつく。

そのため、ノズルの下端に対して部品の下端が許容範囲に収まるかを確認する特許文献１の技術では、部品の保持状態を適切に判定することが難しかった。つまり、公差の範囲でばらつく部品の厚みに十分に対応できるように許容範囲を広げると、厚みの大きい部品については、保持状態が良好であるにも拘らず不良と誤判定する状況は抑制できる一方、厚みの小さい部品については、部品が傾いているにも拘らず保持状態が良好であると誤判定するおそれが高くなる。一方、これに対応するために許容範囲を狭めると、厚みの小さい部品については、部品が傾いているにも拘らず保持状態が良好であると誤判定する状況は抑制できる一方、厚みの大きい部品については、保持状態が良好であるにも拘らず不良と誤判定するおそれが高くなる。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板に実装される前の部品のノズルによる保持状態を、部品の厚みの公差によらず適切に判定することを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係る部品実装機は、所定の作業位置に基板を搬入する搬入部と、部品供給箇所に部品を供給するフィーダーと、部品供給箇所からノズルにより取り出した部品をノズルにより保持しつつ作業位置の基板の上方まで運搬して基板に実装する実装部と、ノズルにより保持された部品を検知する検知部と、部品供給箇所からノズルにより取り出された部品を検知部により検知することで取出後検知結果を取得し、取出後検知結果を取得した後であって部品がノズルにより基板に実装される前に部品を検知部により検知することで実装前検知結果を取得する制御部とを備え、制御部は、取出後検知結果から求めた部品の下端の高さに対して、実装前検知結果から求めた部品の下端の高さが所定の実装前許容範囲以内であるかを判定する実装前検査を実行する。

本発明に係る部品実装方法は、フィーダーが部品を供給する部品供給箇所からノズルにより部品を取り出す工程と、部品供給箇所からノズルにより取り出された部品を検知部により検知することで取出後検知結果を取得する工程と、取出後検知結果を取得した後であって、部品が所定の作業位置に支持される基板にノズルにより実装される前に部品を検知部により検知することで実装前検知結果を取得する工程と、取出後検知結果から求めた部品の下端の高さに対して、実装前検知結果から求めた部品の下端の高さが所定の実装前許容範囲以内であるかを判定する実装前検査を実行する工程とを備える。

このように構成された本発明（部品実装機および部品実装方法）では、部品供給箇所からノズルにより取り出された部品を検知することで、取出後検知結果が取得される。さらに、基板に部品を実装する前のノズルにより保持される部品を検知することで実装前検知結果が取得される。そして、取出後検知結果から求めた部品の下端の高さに対して、実装前検知結果から求めた部品の下端の高さが所定の実装前許容範囲以内であるかを判定することで、実装前検査が実行される。つまり、ノズルの下端ではなく、予め取得した取出後検知結果から求めた部品の下端を基準にして、実装前検知結果から求めた部品の下端の高さが実装前許容範囲以内であるかが判定される。したがって、基板に実装される前の部品のノズルによる保持状態を、部品の厚みの公差によらず適切に判定することが可能となっている。

また、制御部は、取出後検知結果から求めた部品の下端の高さが所定の取出後許容範囲以内であるかを判定する取出後検査を実行するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、部品供給箇所からり取り出された部品のノズルによる保持状態を取出後検査により適切に判定することができる。

また、実装前許容範囲は、取出後許容範囲より狭いように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、基板に実装される前の部品のノズルによる保持状態を、より厳格に判定することが可能となる。

以上のように、本発明によれば、基板に実装される前の部品のノズルによる保持状態を、部品の厚みの公差によらず適切に判定することが可能となる。

図１は本発明に係る部品実装機の一例の構成を模式的に示す平面図。 図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図。 実装ヘッドの一例の下端部近傍を模式的に示す部分正面図。 図３の実装ヘッドの底部を模式的に示す部分平面図。 撮像ユニットの外観を模式的に示す部分斜視図。 部品実装機が実行する部品実装の一例を示すフローチャート。 図６のフローチャートに従って実行される部品の保持状態の検査の一例を模式的に示す図。 実装前許容範囲の設定方法の一例を示すフローチャート。

図１は本発明に係る部品実装機の一例の構成を模式的に示す平面図である。図２は図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図である。図１および以下の図では、Ｚ方向が鉛直方向であり、Ｘ方向およびＹ方向がそれぞれ水平方向であるＸＹＺ直交座標軸を適宜示す。

図２に示すように、部品実装機１は、装置全体を統括的に制御するコントローラー１００を備える。コントローラー１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やＲＡＭ(Random Access Memory)で構成されたプロセッサーである演算処理部１１０およびＨＤＤ(Hard Disk Drive)で構成された記憶部１２０を有する。さらに、コントローラー１００は、部品実装機１の駆動系を制御する駆動制御部１３０と、後に詳述するノズルＮ（図３、図４）の撮像を制御する撮像制御部１４０とを有する。

そして、演算処理部１１０は記憶部１２０に記憶されるプログラムに従って駆動制御部１３０を制御することで、プログラムが規定する手順で部品実装を実行する。この際、演算処理部１１０は撮像制御部１４０がカメラ６０により撮像した画像に基づき、部品実装を制御する。また、部品実装機１には、表示／操作ユニット１５０が設けられており、演算処理部１１０は、部品実装機１の稼働状況を表示／操作ユニット１５０に表示したり、表示／操作ユニット１５０に入力された作業者からの指示を受け付けたりする。

図１に示すように、部品実装機１は、基板ＢをＸ方向（基板搬送方向）に搬送する搬送部１２を備える。この搬送部１２は、Ｘ方向に並列に配置された一対のコンベア１２１を基台１１上に有し、コンベア１２１によって基板ＢをＸ方向に搬送する。これらコンベア１２１の間隔は、Ｘ方向に直交するＹ方向（幅方向）に変更可能であり、搬送部１２は、搬送する基板Ｂの幅に応じてコンベア１２１の間隔を調整する。この搬送部１２は、基板搬送方向であるＸ方向の上流側から所定の作業位置１２３に搬入するとともに、作業位置１２３で部品Ｅが実装された基板Ｂを作業位置１２３からＸ方向の下流側に搬出する。

搬送部１２のＹ方向の両側それぞれでは２つの部品供給部２１がＸ方向に並んでおり、各部品供給部２１では、複数のテープフィーダー２２がＸ方向に並ぶ。部品供給部２１では、Ｘ方向に並ぶ複数の部品供給箇所２３が設けられており、各部品供給箇所２３に供給すべき部品Ｅを供給するテープフィーダー２２が、各部品供給箇所２３に対応付けられて着脱可能に装着される。つまり、各テープフィーダー２２に対しては、集積回路、トランジスター、コンデンサー等の小片状の部品Ｅを所定間隔おきに収容したキャリアテープが巻き付けられた部品供給リールが配置されており、各テープフィーダー２２は部品供給リールから引き出されたキャリアテープを間欠的に送り出すことで、その先端部の部品供給箇所２３に部品Ｅを供給する。

また、部品実装機１では、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸レール３１と、Ｙ方向に延びるＹ軸ボールネジ３２と、Ｙ軸ボールネジ３２を回転駆動するＹ軸モーターＭｙとが設けられ、支持ビーム３４が一対のＹ軸レール３１にＹ方向に移動可能に支持された状態でＹ軸ボールネジ３２のナットに固定されている。支持ビーム３４には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールネジ３５と、Ｘ軸ボールネジ３５を回転駆動するＸ軸モーターＭｘとが取り付けられており、ヘッドユニット４０が支持ビーム３４にＸ方向に移動可能に支持された状態でＸ軸ボールネジ３５のナットに固定されている。したがって、駆動制御部１３０は、Ｙ軸モーターＭｙによりＹ軸ボールネジ３２を回転させてヘッドユニット４０をＹ方向に移動させ、あるいはＸ軸モーターＭｘによりＸ軸ボールネジ３５を回転させてヘッドユニット４０をＸ方向に移動させることができる。

ヘッドユニット４０は、Ｘ方向に直線状に並ぶ複数（３本）の実装ヘッド４を有する。実装ヘッド４は、図３および図４を用いて次に説明する構成を備え、その下端に取り付けられたノズルＮにより、部品Ｅの吸着・実装を行う。

図３は実装ヘッドの一例の下端部近傍を模式的に示す部分正面図であり、図４は図３の実装ヘッドの底部を模式的に示す部分平面図である。図３および図４に示すように、各実装ヘッド４は、複数のノズルＮを円周状に配列したロータリーヘッドである。続いては、図３および図４を併用しつつ実装ヘッド４の構成について説明する。なお、３本の実装ヘッド４の構成は共通するため、ここでは１本の実装ヘッド４について説明する。

実装ヘッド４はＺ方向に延びるメインシャフト４１と、メインシャフト４１の下端に支持されたノズルホルダー４２とを有する。ノズルホルダー４２は、Ｚ方向に平行な回転軸Ｃ（仮想軸）を中心とする回転方向Ｒに回転可能に支持されており、実装ヘッド４の上端部に設けられたＲ軸モーターＭｒ（図２）の駆動力を受けて回転する。また、ノズルホルダー４２は、回転軸Ｃを中心とする円周状に等角度θを空けて配列された複数（８本）の昇降シャフト４３を支持する。

各昇降シャフト４３は昇降可能に支持されており、図略の付勢部材により上方へ付勢されている。各昇降シャフト４３の下端にはノズルＮが着脱可能に装着される。これによって、ノズルホルダー４２は、回転軸Ｃを中心とする円周状に等角度θを空けて配列された複数のノズルＮを支持する。したがって、駆動制御部１３０がＲ軸モーターＭｒに回転指令を出力すると、Ｒ軸モーターＭｒからの駆動力を受けて回転するノズルホルダー４２に伴って、複数のノズルＮが一体的に回転軸Ｃを中心とする円周軌道Ｏに沿って回転する。

また、メインシャフト４１は、複数の昇降シャフト４３の上方にノズル昇降機構４４を支持する。ノズル昇降機構４４は、回転軸Ｃを中心として１８０度の角度を空けて配置された２本の押圧部材４４１を有する。各押圧部材４４１は、ノズル昇降機構４４に内蔵されたＺ軸モーターＭｚ（図２）の駆動力を受けて、互いに独立して昇降する。したがって、駆動制御部１３０がＺ軸モーターＭｚに下降指令を出力すると、Ｚ軸モーターＭｚからの駆動力を受けて押圧部材４４１が下降する。これにより、押圧部材４４１は、複数の昇降シャフト４３のうち直下に位置する一の昇降シャフト４３を当該昇降シャフト４３に働く付勢力に抗して下降させ、部品Ｅの吸着あるいは実装を行う下降位置ＺｄまでノズルＮを下降させる。一方、駆動制御部１３０がＺ軸モーターＭｚに上昇指令を出力すると、Ｚ軸モーターＭｚからの駆動力を受けて押圧部材４４１が上昇する。これにより、押圧部材４４１に押下されていた一の昇降シャフト４３が、ノズルＮを伴いつつ付勢力に従って上昇し、ノズルＮが上昇位置Ｚｕまで上昇する。なお、図３においては、ノズルＮの下端に対して下降位置Ｚｄおよび上昇位置Ｚｕがそれぞれ示されている。

このような実装ヘッド４では、押圧部材４４１の直下がノズルＮによる部品Ｅの吸着・実装を行う動作位置Ｐｏとなる。すなわち、上述した２個の押圧部材４４１の配置に対応して、実装ヘッド４では、２個の動作位置Ｐｏ、Ｐｏが回転軸Ｃを中心に１８０度の角度を空けて設けられている。一方、図４に示すようにノズルホルダー４２では、回転軸Ｃを中心に１８０度の間隔を空けて配置された２個のノズルＮ（回転軸Ｃを挟んで互いに逆側に位置する２個のノズルＮ）の対（ノズル対）が４対設けられて、２×４（＝８）個のノズルＮが円周軌道Ｏに沿って配列されている。こうして対を成す２個のノズルＮは、一方のノズルＮが一方の動作位置Ｐｏに位置すると同時に他方のノズルＮが他方の動作位置Ｐｏに位置できる配置関係を満たす。したがって、駆動制御部１３０はＲ軸モーターＭｒにより複数のノズルＮの回転角度を調整することで、４個のノズル対のうち任意の１個のノズル対を成す２個のノズルＮ、４０のそれぞれを動作位置Ｐｏ、Ｐｏに位置させて、部品Ｅの吸着・実装に用いることができる。

例えば、動作位置Ｐｏで部品Ｅを吸着する場合は、実装ヘッド４を部品供給箇所２３の上方へ移動させて動作位置Ｐｏを部品供給箇所２３の直上に位置決めする。この状態で、部品Ｅを吸着しないノズルＮを回転方向Ｒにおいて動作位置Ｐｏに停止させつつ、Ｚ方向において上昇位置Ｚｕから下降位置Ｚｄへ下降させる。そして、ノズルＮが部品供給箇所２３に供給された部品Ｅに接したタイミングでノズルＮに負圧を与えて、部品供給箇所２３からノズルＮに部品を吸着する。続いて、部品Ｅを吸着したノズルＮをＺ方向において下降位置Ｚｄから上昇位置Ｚｕまで上昇させることで、部品供給箇所２３から部品Ｅを取り出す。

あるいは、動作位置Ｐｏで部品を実装する場合は、作業位置１２３に支持される基板Ｂの上方へ実装ヘッド４を移動させて動作位置Ｐｏを基板Ｂの実装対象箇所の直上に位置決めする。この状態で、部品Ｅを吸着するノズルＮを回転方向Ｒにおいて動作位置Ｐｏに停止させつつ、Ｚ方向において上昇位置Ｚｕから下降位置Ｚｄへ下降させる。そして、部品Ｅが基板Ｂに接したタイミングでノズルＮに大気圧あるいは正圧を与えて、ノズルＮから基板Ｂへ部品Ｅを実装する。続いて、部品Ｅが離脱したノズルＮをＺ方向において下降位置Ｚｄから上昇位置Ｚｕまで上昇させる。

また、実装ヘッド４のメインシャフト４１の下端には、円柱形状の光拡散部材５が取り付けられており、複数のノズルＮは光拡散部材５を囲むようにして配列されている。この光拡散部材５は例えば特開２０１２−２３８７２６号公報に記載の拡散部材と同様の構成を具備しており、後に詳述する撮像ユニット６（図５）によるノズルＮのサイドビュー撮像に用いられる。

つまり、この部品実装機１では、Ｚ方向において上昇位置Ｚｕの高さを移動中であって回転方向Ｒにおいて動作位置Ｐｏに位置するノズルＮに保持される部品Ｅのサイドビュー（水平方向Ｘから見た部品Ｅの側面）が撮像ユニット６（図５）のカメラ６０により撮像される。続いては、図５を併用しつつ撮像ユニット６の構成について説明する。

図５は撮像ユニットの外観を模式的に示す部分斜視図である。なお、図５では実装ヘッド４との関係を示すために、実装ヘッド４の構成が部分的に示されている。撮像ユニット６が具備する筐体６１は、Ｘ方向に延設された本体部６１１と、本体部６１１のＸ方向の両端からＹ方向に突出する２個のノズル対向部６１２、６１２とを有し、各ノズル対向部６１２にカメラ６０（図２）を内蔵する。そして、撮像ユニット６は、２個のノズル対向部６１２、６１２により複数のノズルＮをＸ方向から挟むように配置されて、実装ヘッド４のメインシャフト４１に固定されている。こうして、撮像ユニット６は実装ヘッド４と一体的に構成され、実装ヘッド４に伴って移動可能である。

各ノズル対向部６１２の内側壁には、実装ヘッド４の動作位置ＰｏにＸ方向から対向する窓６２が設けられている。そして、各カメラ６０は窓６２を介して動作位置ＰｏにＸ方向から対向し、動作位置Ｐｏの画像を側方（Ｘ方向）から撮像する。なお、上述のとおり、押圧部材４４１の昇降に伴ってノズルＮは上昇位置Ｚｕと下降位置Ｚｄとの間で昇降する。これに対して、各窓６２は上昇位置Ｚｕの高さに設けられており、各カメラ６０は上昇位置Ｚｕにおける動作位置Ｐｏの画像をＸ方向（水平方向）から撮像する。

さらに、各ノズル対向部６１２の内側壁では、照明６５が設けられている。各照明６５は、窓６２の両側にマトリックス状に配列された複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)で構成され、動作位置Ｐｏへ向けて光を照射する。こうして、各窓６２に対しては実装ヘッド４および光拡散部材５を挟んでそれぞれに対向する照明６５が設けられており、各カメラ６０は、照明６５から射出され光拡散部材５で拡散された光により背面から照らされた動作位置Ｐｏのシルエット画像を撮像する。特に、部品実装機１のコントローラー１００は、部品Ｅを撮像ユニット６により撮像することで取得した画像に基づき、部品実装を制御する。続いては、かかる部品実装について説明する。

図６は部品実装機が実行する部品実装の一例を示すフローチャートであり、図７は図６のフローチャートに従って実行される部品の保持状態の検査の一例を模式的に示す図である。図７では、厚みの異なる部品Ｅ（「厚み小」「厚み大」）に対して実行される各検査の内容が例示されている。

ステップＳ１０１では、部品供給箇所２３の上方にノズルＮが移動する。これによって、上昇位置Ｚｕに位置するノズルＮが部品供給箇所２３に上方から対向する。ステップＳ１０２では、ノズルＮが上昇位置Ｚｕから下降位置Ｚｄまで下降し、ノズルＮが部品供給箇所２３に供給された部品Ｅに接触する。続いて、ノズルＮに負圧を発生させた状態で（ステップＳ１０３）、ノズルＮを下降位置Ｚｄから上昇位置Ｚｕまで上昇させる（ステップＳ１０４）。これによって、ノズルＮが部品供給箇所２３から部品Ｅを取り出して、この部品Ｅを保持する。

ステップＳ１０５では、撮像制御部１４０が上昇位置Ｚｕで静止するノズルＮに保持された部品Ｅをカメラ６０により側方から撮像することで、取出後画像Ｉａ（サイドビュー）を取得する。そして、ヘッドユニット４０を水平方向に駆動することで、部品Ｅを保持するノズルＮの水平移動が開始される（ステップＳ１０６）。また、この水平移動と並行して、撮像制御部１４０は、取出後画像Ｉａに対して特徴検出等の画像処理を実行することで、ノズルＮに保持される部品Ｅの下端Ｅａｄの高さを算出する（ステップＳ１０７）。かかる部品Ｅの下端Ｅａｄの高さは、ノズルＮの下端Ｎｄの高さを基準に算出される。なお、ここでは、ノズルＮが静止した状態で取出後画像Ｉａの撮像を実行する例を示したが、ノズルＮが水平移動を開始してから取出後画像Ｉａの撮像を実行しても構わない。

そして、撮像制御部１４０は、取出後画像Ｉａが示す部品Ｅの下端Ｅａｄの高さが、取出後許容範囲Ａａ以内であるかを判定する（ステップＳ１０８）。図７の「取出後検査（ＯＫ）」の行に属する「厚み小」および「厚み大」の各欄に示すように、取出後許容範囲Ａａは、ノズルＮの下端Ｎｄを基準に設定されており、Ｚ方向（鉛直方向）においてノズルＮの下端Ｎｄから下方に距離Ａａ１〜Ａａ２（Ａａ２＞Ａａ１）の範囲が取出後許容範囲Ａａとなる。

Ｚ方向において部品Ｅの下端Ｅａｄが取出後許容範囲Ａａ以内にない場合（ステップＳ１０８で「ＮＯ」の場合）には、ヘッドユニット４０は、ノズルＮに保持された部品Ｅを、図示を省略する廃棄ボックスに廃棄してから（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０１に戻る。

一方、図７の「取出後検査（ＯＫ）」の行に属する「厚み小」および「厚み大」の各欄に示すように、Ｚ方向において部品Ｅの下端Ｅａｄが取出後許容範囲Ａａ以内にある場合（ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」の場合）には、ヘッドユニット４０は、作業位置１２３に支持される基板Ｂの実装対象箇所の上方へ向けてノズルＮの水平移動を継続する（Ｓ１１０）。

そして、ノズルＮが実装対象箇所の上方の近傍に到達すると、撮像制御部１４０が上昇位置Ｚｕで水平移動するノズルＮに保持された部品Ｅをカメラ６０により側方から撮像することで、実装前画像Ｉｂ（サイドビュー）を取得する（ステップＳ１１１）。さらに、撮像制御部１４０は、実装前画像Ｉｂに対して特徴検出等の画像処理を実行することで、ノズルＮに保持される部品Ｅの下端Ｅｂｄの高さを算出する（ステップＳ１１２）。かかる部品Ｅの下端Ｅｂｄの高さは、取出後画像Ｉａが示す部品Ｅの下端Ｅａｄの高さを基準に算出される。

ステップＳ１１３では、撮像制御部１４０は、実装前画像Ｉｂが示す部品Ｅの下端Ｅｂｄの高さが、実装前許容範囲Ａｂ以内であるかを判定する。図７の「実装前検査（ＯＫ）」および「実装前検査（ＮＧ）」の各行に属する「厚み小」および「厚み大」の各欄に示すように、実装前許容範囲Ａｂは、取出後画像Ｉａが示す部品Ｅの下端Ｅａｄの高さを基準に設定されており、Ｚ方向（鉛直方向）において当該下端Ｅａｄから上方に距離Ａｂ１の位置と下方に距離Ａｂ２の位置との間の範囲が実装前許容範囲Ａｂとなる。特に、Ｚ方向において、実装前許容範囲Ａｂは取出後許容範囲Ａａよりも狭い。

図７の「実装前検査（ＮＧ）」の行に属する「厚み小」および「厚み大」の各欄に示すように、Ｚ方向において部品Ｅの下端Ｅｂｄが実装前許容範囲Ａｂ以内にない場合（ステップＳ１１３で「ＮＯ」の場合）には、ヘッドユニット４０は、ノズルＮに保持された部品Ｅを、廃棄ボックスに廃棄してから（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０１に戻る。

一方、図７の「実装前検査（ＯＫ）」の行に属する「厚み小」および「厚み大」の各欄に示すように、Ｚ方向において部品Ｅの下端Ｅｂｄが実装前許容範囲Ａｂ以内にある場合（ステップＳ１１３で「ＹＥＳ」の場合）には、ヘッドユニット４０は、部品Ｅ保持するノズルＮを基板Ｂの実装対象箇所の上方に移動させる（ステップＳ１１４）。

ステップＳ１１５では、ノズルＮが上昇位置Ｚｕから下降位置Ｚｄまで下降し、ノズルＮに保持された部品Ｅが基板Ｂの実装対象箇所に接触する。ステップＳ１１６では、ノズルＮに大気圧あるいは正圧を発生させることで、部品ＥをノズルＮから離脱させて基板Ｂの実装対象箇所に実装する。そして、基板Ｂの全実装対象箇所への部品Ｅの実装が完了するまで（ステップＳ１１７で「ＹＥＳ」となるまで）、ステップＳ１０１〜Ｓ１１６が繰り返される。

以上に説明した本実施形態では、部品供給箇所２３からノズルＮにより取り出された部品Ｅを側方から撮像することで、取出後画像Ｉａが取得される（ステップＳ１０５）。さらに、基板Ｂに部品Ｅを実装する前のノズルＮにより保持される部品Ｅを側方から撮像することで実装前画像Ｉｂが取得される（ステップＳ１１１）。そして、取出後画像Ｉａから求めた部品Ｅの下端Ｅａｄの高さに対して、実装前画像Ｉｂから求めた部品Ｅの下端Ｅｂｄの高さが所定の実装前許容範囲Ａｂ以内であるかを判定することで、実装前検査（ステップＳ１１２、Ｓ１１３）が実行される。つまり、ノズルＮの下端Ｎｄではなく、予め取得した取出後画像Ｉａから求めた部品Ｅの下端Ｅａｄを基準にして、実装前画像Ｉｂから求めた部品Ｅの下端Ｅｂｄの高さが実装前許容範囲Ａｂ以内であるかが判定される。したがって、基板Ｂに実装される前の部品ＥのノズルＮによる保持状態を、部品Ｅの厚みの公差によらず適切に判定することが可能となっている。

具体的に説明すると、ノズルＮの下端に対して部品Ｅの下端が許容範囲に収まるかを確認する上記の特許文献１の技術では、許容範囲を広げると、厚みの小さい部品Ｅについて、部品Ｅが傾いているにも拘らず保持状態が良好であると誤判定するおそれが高くなる一方、許容範囲を狭めると、厚みの大きい部品Ｅについて、保持状態が良好であるにも拘らず不良と誤判定するおそれが高くなる。つまり、厚みの小さい部品Ｅと厚みの大きい部品Ｅの両方について誤判定を抑制することが難しかった。これに対して、本実施形態では、図７で例示するように、厚みの小さい部品Ｅが傾いて保持されている場合には保持状態が不良（ＮＧ）であると的確に判定しつつ、厚みの大きい部品Ｅが良好に保持されている場合には保持状態が良好（ＯＫ）であると的確に判定することができる。

また、撮像制御部１４０は、取出後画像Ｉａから求めた部品Ｅの下端Ｅａｄの高さが取出後許容範囲Ａａ以内であるかを判定する取出後検査（ステップＳ１０７、Ｓ１０８）を実行する。したがって、部品供給箇所２３からり取り出された部品ＥのノズルＮによる保持状態を取出後画像Ｉａにより適切に判定することが可能となっている。

また、実装前許容範囲Ａｂが取出後許容範囲Ａａより狭く設定されている。したがって、基板Ｂに実装される前の部品ＥのノズルＮによる保持状態を、より厳格に判定することが可能となっている。

このように上記実施形態では、部品実装機１が本発明の「部品実装機」の一例に相当し、搬送部１２が本発明の「搬送部」の一例に相当し、作業位置１２３が本発明の「作業位置」の一例に相当し、テープフィーダー２２が本発明の「フィーダー」の一例に相当し、部品供給箇所２３が本発明の「部品供給箇所」の一例に相当し、ヘッドユニット４０が本発明の「実装部」の一例に相当し、ノズルＮが本発明の「ノズル」の一例に相当し、カメラ６０が本発明の「検知部」の一例に相当し、撮像制御部１４０が本発明の「制御部」の一例に相当し、取出後画像Ｉａが本発明の「取出後検知結果」の一例に相当し、実装前画像Ｉｂが本発明の「実装前検知結果」の一例に相当し、ステップＳ１１２、Ｓ１１３が本発明の「実装前検査」の一例に相当し、実装前許容範囲Ａｂが本発明の「実装前許容範囲」の一例に相当し、部品Ｅが本発明の「部品」の一例に相当し、下端Ｅａｄが本発明の「取出後検知結果から求めた部品の下端」に相当し、下端Ｅｂｄが本発明の「実装前検知結果から求めた部品の下端」の一例に相当し、ステップＳ１０７、Ｓ１０８が本発明の「取出後検査」の一例に相当し、取出後許容範囲Ａａが本発明の「取出後許容範囲」の一例に相当し、基板Ｂが本発明の「基板」の一例に相当する。

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、実装ヘッド４が備えるノズルＮの個数や配置を適宜変更できる。

また、ヘッドユニット４０の構成は上記のロータリータイプの実装ヘッド４を具備するものに限られない。したがって、ヘッドユニット４０は、複数のノズルＮがＸ方向に直線状に並ぶインラインタイプであっても良い。

また、カメラ６０の個数や配置を適宜変更しても良い。

また、部品Ｅを供給するフィーダーのタイプは、テープフィーダーに限られず、スティックフィーダーや、トレイフィーダーでも構わない。

また、部品Ｅを側方から検知する具体的手法は、カメラによる撮像に限られない。例えばレーザーによって部品Ｅを検知することで、部品Ｅの存在範囲を把握することができる。さらに、部品Ｅを検知する方向は、側方からに限られず、下方からでも良い。部品Ｅを下方から検知する場合には、レーザーにより部品Ｅまでの距離を計測しても良い。

また、上述の取出後許容範囲Ａａおよび実装前許容範囲Ａｂ等の許容範囲を設定する方法は適宜考えられる。図８は実装前許容範囲の設定方法の一例を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、部品実装の開始前の部品実装機１の較正の一環として実行される。

ステップＳ２０１では、上昇位置Ｚｕに位置するノズルＮに保持される部品Ｅの下端の高さが、作業者によってマイクロメータを用いて計測されて、撮像制御部１４０に入力される。そして、この高さの計測値に基づき、ステップＳ２０２〜Ｓ２０８が撮像制御部１４０により実行される。

ステップＳ２０２では、試行回数のカウント値Ｌがゼロにリセットされ、ステップＳ２０３では、カウント値Ｌがインクリメントされる。ステップＳ２０４では、上昇位置ＺｕのノズルＮに保持される部品Ｅの画像を側方からカメラ６０により撮像することで、実装前画像Ｉｂに相当する画像が取得され、ステップＳ２０５では、実装前画像Ｉｂから部品Ｅの下端の高さが算出される。そして、ステップＳ２０６では、ステップＳ２０１で取得された部品Ｅの下端の高さの計測値と、ステップＳ２０５で算出された部品Ｅの下端の高さの算出値との差が、高さの誤差Δとして算出される。

そして、カウント値Ｌが値Ｌｘとなるまで（ステップＳ２０７で「ＹＥＳ」となるまで）、ステップＳ２０３〜Ｓ２０６が繰り返されることで、Ｌｘ個の誤差Δが取得される。そして、誤差Δの分布に基づき取出後許容範囲Ａａが設定される（ステップＳ２０８）。例えば、誤差Δが正規分布に従う場合には、誤差Δの平均値から３σ（＝標準偏差）の範囲を、実装前許容範囲Ａｂとして設定することができる。

１…部品実装機
１２…搬送部
１２３…作業位置
２２…テープフィーダー（フィーダー）
２３…部品供給箇所
４０…ヘッドユニット（実装部）
６０…カメラ
１４０…撮像制御部（制御部）
Ａａ…取出後許容範囲
Ａｂ…実装前許容範囲
Ｉａ…取出後画像（取出後検知結果）
Ｉｂ…実装前画像（取出前検知結果）
Ｎ…ノズル
Ｅ…部品
Ｅａｄ…下端（取出後検知結果から求めた部品の下端）
Ｅｂｄ…下端（実装前検知結果から求めた部品の下端）
Ｂ…基板
Ｓ１０７、Ｓ１０８…取出後検査
Ｓ１１２、Ｓ１１３…実装前検査

Claims (4)

1. 所定の作業位置に基板を搬入する搬入部と、
   部品供給箇所に部品を供給するフィーダーと、
   前記部品供給箇所からノズルにより取り出した前記部品を前記ノズルにより保持しつつ前記作業位置の前記基板の上方まで運搬して前記基板に実装する実装部と、
   前記ノズルにより保持された前記部品を検知する検知部と、
   前記部品供給箇所から前記ノズルにより取り出された前記部品を前記検知部により検知することで取出後検知結果を取得し、前記取出後検知結果を取得した後であって前記部品が前記ノズルにより前記基板に実装される前に前記部品を前記検知部により検知することで実装前検知結果を取得する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記取出後検知結果から求めた前記部品の下端の高さに対して、前記実装前検知結果から求めた前記部品の下端の高さが所定の実装前許容範囲以内であるかを判定する実装前検査を実行する部品実装機。
2. 前記制御部は、前記取出後検知結果から求めた前記部品の下端の高さが所定の取出後許容範囲以内であるかを判定する取出後検査を実行する請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記実装前許容範囲は、前記取出後許容範囲より狭い請求項２に記載の部品実装機。
4. フィーダーが部品を供給する部品供給箇所からノズルにより前記部品を取り出す工程と、
   前記部品供給箇所から前記ノズルにより取り出された部品を検知部により検知することで取出後検知結果を取得する工程と、
   前記取出後検知結果を取得した後であって、前記部品が所定の作業位置に支持される基板に前記ノズルにより実装される前に前記部品を前記検知部により検知することで実装前検知結果を取得する工程と、
   前記取出後検知結果から求めた前記部品の下端の高さに対して、前記実装前検知結果から求めた前記部品の下端の高さが所定の実装前許容範囲以内であるかを判定する実装前検査を実行する工程と
   を備える部品実装方法。

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