JP2021111731A - 部品実装装置およびノズル長さ判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装着ヘッドに本来取り付けられるべきノズルよりも長いノズルが誤って取り付けられていた場合であってもノズルの破損を防ぐことができる部品実装装置およびノズル長さ判定方法を提供することを目的とする。【解決手段】装着ヘッドに取り付けられる可能性のある複数種のノズルのうち長さが最も長いノズルが装着ヘッドに取り付けられていた場合にそのノズルの下端が側方撮像カメラの撮像視野内に映し出されるときの装着ヘッドの高さ（初期高さ）に装着ヘッド１４を位置させた状態で（ＳＴ３）、撮像視野内にノズルの下端が映し出されるか否かを判断する（ＳＴ４）。撮像視野内にノズルの下端が映し出されなかった場合には装着ヘッドを下降させたうえで（ＳＴ６→ＳＴ３）、改めて撮像視野内にノズルの下端が映し出されるか否かを判断し（ＳＴ４）、ノズルの下端が映し出されたときの装着ヘッドの高さに基づいてノズルの長さを判定する（ＳＴ５）。【選択図】図１０

Description

本発明は、装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端に部品を吸着して基板に装着する部品実装装置およびノズル長さ判定方法に関する。

部品実装装置は、装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端に部品を吸着して基板に装着する構成となっている。ノズルには標準的な長さ標準ノズルのほか、標準ノズルよりも長さが長いロングノズルが用意されており、部品の形状やサイズ等に応じて使い分けられるようになっている（例えば、下記の特許文献１参照）。

部品実装装置が実行する部品装着作業では、装着ヘッドにおけるノズルの交換作業は実装プログラムに定められた手順に従って行われるが、ノズルの交換によってノズルの長さが変わってもノズルの下端の位置は同じ高さになるように、装着ヘッドの高さはノズルの長さに応じて変更される。具体的には、ロングノズルが取り付けられている場合の装着ヘッドの高さは、標準ノズルが取り付けられている場合の装着ヘッドの高さよりも高い位置に設定される。これにより、ノズルが吸着した部品を下方から撮像するカメラ（部品カメラ）の焦点距離を一定にすることができ、部品を基板に装着する際のノズルの下降量を一定範囲内に収めることもできる。

特開２０１７−２７９８９号公報

しかしながら、実装プログラムで装着ヘッドに標準ノズルが取り付けられることになっているにも拘らず、段取り段階での作業ミス等によって装着ヘッドにロングノズルが取り付けられてしまった場合には、装着ヘッドは標準ノズルに対応した高さで移動するため、標準ノズルよりも下方に位置するロングノズルの下端が基台上の構造物（例えば上述した部品カメラ）に接触してノズルを破損させてしまうおそれがあるという問題点があった。

そこで本発明は、装着ヘッドに本来取り付けられるべきノズルよりも長いノズルが誤って取り付けられていた場合であってもノズルの破損を防ぐことができる部品実装装置およびノズル長さ判定方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、長さの異なる複数種のノズルを交換自在に取り付け可能な装着ヘッドと、前記装着ヘッドを移動させるヘッド移動機構とを備え、前記ヘッド移動機構によって前記装着ヘッドを移動させることで、前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端に部品を吸着させて基板に装着する部品実装装置であって、撮像光軸を横方向に向けて設置され、前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端の移動可能範囲内に撮像視野を有する撮像手段と、前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端が前記撮像視野内に映し出されたときの前記装着ヘッドの高さに基づいて前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの長さを判定するノズル長さ判定部とを備えた。

本発明のノズル長さ判定方法は、長さの異なる複数種のノズルを交換自在に取り付け可能な装着ヘッドと、前記装着ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、撮像光軸を横方向に向けて設置され、前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端の移動可能範囲内に撮像視野を有する撮像手段とを備え、前記ヘッド移動機構によって前記装着ヘッドを移動させることで、前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端に部品を吸着させて基板に装着する部品実装装置におけるノズル長さ判定方法であって、前記装着ヘッドに取り付けられる可能性のある複数種のノズルのうち長さが最も長いノズルが前記装着ヘッドに取り付けられていた場合にそのノズルの下端が前記撮像視野内に映し出されるときの前記装着ヘッドの高さである初期高さに前記装着ヘッドを位置させる第１の工程と、前記装着ヘッドを前記初期高さに位置させた状態で前記撮像視野内にノズルの下端が映し出されるか否かを判断し、前記撮像視野内にノズルの下端が映し出されなかった場合には前記装着ヘッドを下降させたうえで改めて前記撮像視野内にノズルの下端が映し出されるか否かを判断する第２の工程と、前記撮像視野内にノズルの下端が映し出されたときの前記装着ヘッドの高さに基づいて前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの長さを判定する第３の工程とを含む。

本発明によれば、装着ヘッドに本来取り付けられるべきノズルよりも長いノズルが誤って取り付けられていた場合であってもノズルの破損を防ぐことができる。

本発明の一実施の形態における部品実装装置の一部の側面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置の一部の平面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える装着ヘッドの斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える部品撮像ユニットの平面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える部品撮像ユニットにより部品を撮像している状態を示す図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える側方撮像カメラにより部品を側方から撮像して得られる画像の一例を示す図 本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系統を示すブロック図 本発明の一実施の形態における部品実装装置によるノズル長さ判定作業で側方撮像カメラの撮像視野内にノズルの下端が映し出された状態を示す図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるノズルの長さに対応した装着ヘッドの高さを説明する図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が実行するノズル長さ判定作業の流れを示すフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１および図２は本発明の一実施の形態における部品実装装置１を示している。部品実装装置１は上流工程側から搬入した基板ＫＢに部品ＢＨを装着して下流工程側に搬出する部品装着作業を繰り返し実行する装置である。ここでは説明の便宜上、部品実装装置１における基板ＫＢの搬送方向（作業者ＯＰから見た左右方向）をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向と直交する水平方向（作業者ＯＰから見た前後方向）をＹ軸方向とする。また、上下方向をＺ軸方向とする。

図１および図２において、部品実装装置１は、基台１１、基板搬送コンベア１２、パーツフィーダ１３、装着ヘッド１４、ヘッド移動機構１５、基板カメラ１６、部品撮像ユニット１７およびノズル交換台１８を備えている。基台１１は床面ＦＬ上に設置されており、基板搬送コンベア１２は基台１１上をＸ軸方向に延びて設けられている。基板搬送コンベア１２は、上流工程側から送られてきた基板ＫＢを搬入したうえで（図２中に示す矢印Ａ）、その基板ＫＢを所定の作業位置に位置決めする。

図１および図２において、パーツフィーダ１３は、基台１１上の基板搬送コンベア１２の手前側（作業者ＯＰ側）に設けられている。本実施の形態ではパーツフィーダ１３はテープフィーダから成り、リールＲＬに巻き付けられたキャリアテープＣＴを引き出して搬送し、作業者ＯＰから見た奥側（基板搬送コンベア１２側）の端部に設けられた部品供給位置１３Ｋに部品ＢＨを供給する。

図１および図３において、装着ヘッド１４は下方に延びた複数のノズルシャフト１４Ｓを有しており、複数のノズルシャフト１４Ｓそれぞれにはノズル１９が取り付けられている。本実施の形態では、横方向（Ｘ軸方向）に並んだ４本のノズルシャフト１４Ｓから成るノズルシャフト列が前後の２列に配置されている。装着ヘッド１４が備える各ノズルシャフト１４Ｓにはノズル１９を取り付けることができ、全てのノズルシャフト１４Ｓにノズル１９を取り付けた状態では、Ｘ軸方向に４つ並んだノズル１９の列が、前側と後側のそれぞれに形成される。以下、装着ヘッド１４の前側に位置する４つのノズル１９を前側ノズル列と称し、装着ヘッド１４の後画に位置する４つのノズル１９を後側ノズル列と称する（図３）。

装着ヘッド１４が備える各ノズル１９は、装着ヘッド１４に対する昇降動作とＺ軸まわりの回転動作が可能である。装着ヘッド１４は、パーツフィーダ１３が部品供給位置１３Ｋに供給する部品ＢＨを各ノズル１９の下端１９ＫＴ（図３）に吸着させてピックアップする。ヘッド移動機構１５は例えばＸＹ移動機構から成り、装着ヘッド１４を水平面内方向および上下方向に移動させる。

図１および図３において、基板カメラ１６は装着ヘッド１４に取り付けられており、撮像光軸を下方に向けている。基板カメラ１６は装着ヘッド１４とともに移動することによって、基板搬送コンベア１２によって作業位置に位置決めされた基板ＫＢを撮像する。

図１および図２において、部品撮像ユニット１７は基台１１上の基板搬送コンベア１２とパーツフィーダ１３の間の領域に設けられている。部品撮像ユニット１７は、図４にも示すように、部品カメラ２１、左右の側方撮像カメラ２２（撮像手段）および左右の照明２３を有して構成されている。

部品カメラ２１は、撮像視野を上方に向けたラインセンサから成る。部品カメラ２１は、複数のノズル１９それぞれに部品ＢＨを吸着させた装着ヘッド１４が部品カメラ２１の上方領域をＸ軸方向に通過するように移動したとき（図５（ａ），（ｂ）中に示す矢印Ｂ）、各部品ＢＨを下方から撮像する。

左右の側方撮像カメラ２２はそれぞれ撮像視野を側方に向けており、装着ヘッド１４に取り付けられたノズル１９の下端１９ＫＴの移動可能範囲内に撮像視野を有している。具体的には、図４に示すように、左右の側方撮像カメラ２２は平面視において部品カメラ２１を左右に挟んだ位置に配置され、それぞれの撮像光軸２２Ｊが部品カメラ２１の中央付近を通るように設置されている。

図４において、左右の側方撮像カメラ２２のうち左側の側方撮像カメラ２２（左側側方撮像カメラ２２Ｌ）の焦点Ｐ１は、装着ヘッド１４が部品カメラ２１の上方をＸ軸方向に移動したときの前側ノズル列を構成する４つのノズル１９それぞれの下端１９ＫＴが通過する位置に設定されている。また、左右の側方撮像カメラ２２のうち右側の側方撮像カメラ２２（右側側方撮像カメラ２２Ｒ）の焦点Ｐ２は、装着ヘッド１４が部品カメラ２１の上方をＸ軸方向に移動したときの後側ノズル列を構成する４つのノズル１９それぞれの下端１９ＫＴが通過する位置に設定されている。

左右の照明２３のうち右側の照明２３（右側照明２３Ｒ）は、平面視において、部品カメラ２１を挟んで左側側方撮像カメラ２２Ｌと対向する位置に設けられている。また、左右の照明２３のうち左側の照明２３（左側照明２３Ｌ）は、平面視において、部品カメラ２１を挟んで右側側方撮像カメラ２２Ｒと対向する位置に設けられている。右側照明２３Ｒは左側側方撮像カメラ２２Ｌに向かって照明光ＬＴを照射し、左側照明２３Ｌは右側側方撮像カメラ２２Ｒに向かって照明光ＬＴを照射する。

左右の側方撮像カメラ２２はそれぞれ、部品カメラ２１がノズル１９の下端１９ＫＴに吸着された部品ＢＨを下方から撮像するとき、それらの部品ＢＨを側方から撮像する。このとき左側側方撮像カメラ２２Ｌは焦点Ｐ１を通る部品ＢＨ（装着ヘッド１４の前側ノズル列を構成する４つのノズル１９それぞれに吸着された部品ＢＨ）を側方から撮像し（図５（ａ）、右側側方撮像カメラ２２Ｒは焦点Ｐ２を通る部品ＢＨ（装着ヘッド１４の後側ノズル列を構成する４つのノズル１９それぞれに吸着された部品ＢＨ）を側方から撮像する（図５（ｂ））。

側方撮像カメラ２２によって撮像される部品ＢＨは、その側方撮像カメラ２２に対応する照明２３が照射する照明光ＬＴを側方撮像カメラ２２から見た背後から受ける。このため、側方撮像カメラ２２の撮像視野内に入った映像、すなわち側方撮像カメラ２２によって撮像される部品ＢＨの画像は、その部品ＢＨのシルエットの画像となる。なお、その画像には、ノズル１９も一緒に撮像される（図６に示す撮像視野ＳＹ参照）。

図２において、ノズル交換台１８は、基台１１上における部品撮像ユニット１７の側方の領域に設けられている。ノズル交換台１８には、複数のノズル１９が装着ヘッド１４にそのまま取り付け可能な配列で（ここでは前後の２列×４本の配列で）セットされている。装着ヘッド１４は、ノズル交換台１８の上方で８本のノズルシャフト１４Ｓを同時に下降および上昇させる動作を行うことで、８本のノズルシャフト１４Ｓそれぞれのノズル１９の取外しとこれら８本のノズルシャフト１４Ｓへの新しいノズル１９の取付けとを（すなわちノズル１９の交換を）行うことができる。

ここで、ノズル交換台１８には、通常使用される長さの標準ノズル（符号を「１９Ｈ」とする）のほか、標準ノズル１９Ｈよりも長さが長いロングノズル（符号を「１９Ｌ」とする）をセットしておくことができる。このため装着ヘッド１４には、長さの異なる複数種のノズル１９を交換自在に取り付け可能である。

図１において、部品実装装置１は制御装置３０とタッチパネル３１を備えている。制御装置３０は図７に示すように動作制御部４１、記憶部４２、ノズル長さ判定部４３、検査部４４および警報制御部４５を備えている。

図７において、タッチパネル３１は制御装置３０と繋がっており、制御装置３０に対する入出力装置として機能する。このため作業者ＯＰは、タッチパネル３１から制御装置３０へ所要の入力操作を行うことができ、制御装置３０はタッチパネル３１を通じて作業者ＯＰに所要の指令や警報等を与えることができる。

制御装置３０が備える動作制御部４１は、基板搬送コンベア１２、パーツフィーダ１３、装着ヘッド１４、ヘッド移動機構１５、基板カメラ１６、部品撮像ユニット１７（部品カメラ２１、左右の側方撮像カメラ２２および左右の照明２３）それぞれの動作を制御する。

制御装置３０が備える記憶部４２には、部品実装装置１が実行する部品装着作業の動作手順を定めた実装プログラムＪＰと実装データＪＤが記憶されている。実装データＪＤには、パーツフィーダ１３の配置、パーツフィーダ１３と供給する部品ＢＨとの対応、基板ＫＢにおける部品ＢＨの装着位置の座標と装着方向等のデータのほか、ノズルデータが記憶されている。

ノズルデータは、部品実装装置１において使用され得るノズル１９のデータであり、ノズル１９の種別とともにその長さ等の情報が含まれている。本実施の形態では、ノズルの種別として、標準ノズル１９Ｈのほか２つのロングノズル１９Ｌ（第１のロングノズル１９Ｌａと、第１のロングノズル１９Ｌａよりも長さの長い第２のロングノズル１９Ｌｂ）が含まれているものとする。

記憶部４２にはまた、ヘッド高さデータＨＤが記憶されている（図７）。ここで、「ヘッド高さデータＨＤ」とは、装着ヘッド１４に取り付けられる可能性のある（すなわち記憶部４２に記憶された）複数種のノズル１９それぞれについて、装着ヘッド１４に取り付けられた場合に、ノズル１９の下端１９ＫＴが側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内に映し出されたときの（図８）、装着ヘッド１４の高さＨである（図９（ａ），（ｂ），（ｃ））。

上記「装着ヘッド１４の高さＨ」は、図９（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、装着ヘッド１４の基準高さＫＪ（例えば基台１１の上面の高さ）からの高さである。部品実装装置１が実行する部品装着作業において、装着ヘッド１４におけるノズル１９の交換作業は実装プログラムＪＰに定められた手順に従って行われるが、ノズル１９の交換によってノズル１９の長さが変わってもノズル１９の下端１９ＫＴの位置は同じ高さになるように、装着ヘッド１４の高さＨが、ノズル１９の長さに応じて変更されるようになっている。このため、装着ヘッド１４に取り付けられるノズル１９の長さが長い程、装着ヘッド１４の高さＨは、基準高さＫＪから高い位置に位置されることになる。

従って、記憶部４２に記憶されているノズル１９の種類が標準ノズル１９Ｈと、第１のロングノズル１９Ｌａと、第２のロングノズル１９Ｌｂであり、標準ノズル１９Ｈが取り付けられたときの装着ヘッド１４の高さＨがＨ＝Ｈ０（図９（ａ））、第１のロングノズル１９Ｌａが取り付けられたときの装着ヘッド１４の高さＨがＨ＝Ｈ１（図９（ｂ））、第２のロングノズル１９Ｌｂが取り付けられたときの装着ヘッド１４の高さＨがＨ＝Ｈ２（図９（ｃ））であれば、Ｈ０＜Ｈ１＜Ｈ２となる。これにより、ノズル１９が吸着した部品ＢＨを下方から撮像する部品カメラ２１の焦点距離を一定にすることができ、部品ＢＨを基板ＫＢに装着する際のノズル１９の下降量を一定範囲内に収めることもできる。

制御装置３０が備えるノズル長さ判定部４３は、装着ヘッド１４に取り付けられたノズル１９の下端１９ＫＴが側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内に映し出されたときの装着ヘッド１４の高さＨに基づいて、装着ヘッド１４に取り付けられたノズル１９の長さを判定する。具体的には、ノズル長さ判定部４３は、記憶部４２に記憶されたヘッド高さデータＨＤに基づいて装着ヘッド１４を段階的に下降させ、装着ヘッド１４に取り付けられたノズル１９の下端１９ＫＴが側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内に映し出されたときの装着ヘッド１４の高さに基づいて、装着ヘッド１４に取り付けられたノズル１９の長さを判定する。

制御装置３０が備える検査部４４は、ノズル長さ判定部４３により装着ヘッド１４に取り付けられていると判定されたノズル１９の長さと、その判定の時点で装着ヘッド１４に取り付けられているべきデータ上のノズル１９の長さ（実装データＪＤに規定されているノズル１９の長さ）とを比較する。そして、両者（装着ヘッド１４に取り付けられていると判定されたノズル１９の長さとデータ上のノズル１９の長さ）が一致しているか否かを検査（判断）する。

制御装置３０が備える警報制御部４５は、検査部４４において、装着ヘッド１４に取り付けられているノズル１９の長さとデータ上のノズル１９の長さとが異なっていると判断された場合に、タッチパネル３１を制御して作業者ＯＰに警報を発する。この場合においてタッチパネル３１は、警報を発する警報手段として機能する。

部品装着作業は、記憶部４２に記憶された実装プログラムＪＰに従って動作制御部４１が部品実装装置１の各部の動作を制御することによって実行される。部品装着作業では、はじめに基板搬送コンベア１２が作動し、上流工程側から送られてきた基板ＫＢを受け取って作業位置に位置決めする。基板搬送コンベア１２が基板ＫＢを作業位置に位置決めしたらヘッド移動機構１５が作動し、装着ヘッド１４を基板ＫＢの上方に移動させて、基板カメラ１６に基板ＫＢを撮像させる。制御装置３０は基板カメラ１６が撮像した画像に基づいて画像認識を行い、基板ＫＢを認識する。

制御装置３０が基板ＫＢを認識したら、パーツフィーダ１３、ヘッド移動機構１５および装着ヘッド１４が連動して作動して装着ターンを繰り返し実行する。装着ターンにおいて、パーツフィーダ１３は部品供給位置１３Ｋに部品ＢＨを供給し、ヘッド移動機構１５に移動された装着ヘッド１４は、パーツフィーダ１３の上方で部品供給位置１３Ｋから部品ＢＨをピックアップした後、部品撮像ユニット１７の側方から、部品カメラ２１の上方をＸ軸方向に通過するように移動する。

装着ヘッド１４が部品カメラ２１の上方をＸ軸方向に通過するように移動するとき、部品カメラ２１はノズル１９に吸着された部品ＢＨを下方から撮像し、側方撮像カメラ２２は部品ＢＨを側方から撮像する。そして、制御装置３０は、部品カメラ２１の撮像によって得られた部品ＢＨの下方からの画像と側方撮像カメラ２２の撮像によって得られた部品ＢＨの側方からの画像とに基づいて部品認識を行う。

図６から分るように、側方撮像カメラ２２によって撮像される画像に基づいて、制御装置３０は、ノズル１９に吸着された部品ＢＨの厚み方向の寸法ＴＨを読み取ることができ、この部品ＢＨの厚み方向の寸法ＴＨが部品ＢＨを認識するためのひとつのデータとして使用される。このように部品ＢＨの厚み方向の寸法ＴＨのデータをも用いた部品認識では、下方からの撮像だけでは認識が不十分となる微小な部品ＢＨに対しても十分な認識結果を得ることができる。

装着ヘッド１４は、部品カメラ２１の上方をＸ軸方向に通過するように移動したら、基板ＫＢの上方に移動する。そして、ノズル１９によりピックアップした部品ＢＨを基板ＫＢ上に定められた所定の位置に装着する。このとき制御装置３０でなされた部品認識の結果が利用され、必要な位置補正等がなされた状態で部品ＢＨが基板ＫＢ上に装着される。

このように本実施の形態において、部品実装装置１は、ヘッド移動機構１５によって装着ヘッド１４を移動させ、装着ヘッド１４に取り付けられたノズル１９の下端に部品ＢＨを吸着させて基板ＫＢに装着する構成となっている。

上記装着パターンを繰り返し行うことによって、基板ＫＢに装着すべき部品ＢＨが全て装着されたら、基板搬送コンベア１２は、基板ＫＢを下流工程側に搬出する。これにより基板ＫＢの１枚当たりの部品装着作業が終了する。

次に、図１０に示すフローチャートを参照して、部品実装装置１において行われるノズル長さ判定作業の実行手順（ノズル長さ判定方法）について説明する。

ノズル長さ判定作業は、装着ヘッド１４に新規にノズル１９が取り付けられたときや、装着ヘッド１４に取り付けられているノズル１９が交換されたときに実行される。詳細には、実装プログラムＪＰに従って装着ヘッド１４が動作し、ノズル交換台１８にセットされた複数（ここでは２列×４本の合計８本）のノズル１９が装着ヘッド１４に取り付けられたときに、制御装置３０のノズル長さ判定部４３が部品実装装置１の各部を制御することによって、ノズル長さ判定作業が実行される。

ノズル長さ判定部４３は、ノズル長さ判定作業を行うときには先ず、記憶部４２に記憶されている各ノズル１９のノズルデータとヘッド高さデータＨＤを読み出して（ステップＳＴ１）、装着ヘッド１４の初期高さを設定する（ステップＳＴ２）。ここで初期高さとは、長さが最も長いノズル１９が装着ヘッド１４に取り付けられていた場合に、そのノズル１９の下端１９ＫＴが側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内に映し出されるときの装着ヘッド１４の高さＨであり、記憶部４２から読み出したヘッド高さデータＨＤに基づいてその値が設定される。

ノズル長さ判定部４３は、初期高さを設定したら、装着ヘッド１４を設定した高さ（ここでは初期高さ）に装着ヘッド１４を位置させる（ステップＳＴ３）。そして、装着ヘッド１４を設定した高さに位置させたら、その高さで装着ヘッド１４を移動（部品カメラ２１の上方をＸ軸方向に通過するように移動）させ、側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内にノズル１９の下端１９ＫＴが映し出されるか否かを判断する（ステップＳＴ４）。

ステップＳＴ４で、側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内にノズル１９の下端１９ＫＴが映し出された場合には、ノズル長さ判定部４３は、設定されている装着ヘッド１４の高さＨに対応するノズル１９が装着ヘッド１４に取り付けられていると判定する（ステップＳＴ５）。一方、ステップＳＴ４で、側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内にノズル１９の下端１９ＫＴが映し出されなかった場合には、ノズル長さ判定部４３は、ステップＳＴ５に進まずに、装着ヘッド１４の高さＨを、次に長さが長いノズル１９に対応した高さに設定する（ステップＳＴ６）。そして、ステップＳＴ３に戻り、ステップＳＴ６で新たに設定した高さに装着ヘッド１４を位置させる。

ノズル長さ判定部４３は、戻ったステップＳＴ３において、ステップＳＴ６で新たに設定した高さに装着ヘッド１４を位置させたら、その高さで装着ヘッド１４を移動（部品カメラ２１の上方をＸ軸方向に通過するように移動）させ、側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内にノズル１９の下端１９ＫＴが映し出されるか否かを判断する(再度のステップＳＴ４)。そして、再度のステップＳＴ４で、側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内にノズル１９の下端１９ＫＴが映し出された場合には、ノズル長さ判定部４３は、設定されている装着ヘッド１４の高さＨに対応するノズル１９が装着ヘッド１４に取り付けられていると判定する（ステップＳＴ５）。

ステップＳＴ５では、例えば、設定されている装着ヘッド１４の高さＨがＨ＝Ｈ２であるときにノズル１９の下端１９ＫＴが撮像視野ＳＹ内に映し出された場合には、装着ヘッド１４に第２のロングノズル１９Ｌｂが取り付けられていると判定する。また、設定されている装着ヘッド１４の高さＨがＨ＝Ｈ１であるときにノズル１９の下端１９ＫＴが撮像視野ＳＹ内に映し出された場合には、装着ヘッド１４に第１のロングノズル１９Ｌａが取り付けられていると判定する。また、設定されている装着ヘッド１４の高さＨがＨ＝Ｈ０であるときにノズル１９の下端１９ＫＴが撮像視野ＳＹ内に映し出された場合には、装着ヘッド１４に標準ノズル１９Ｈが取り付けられていると判定する。

ノズル長さ判定部４３は、ステップＳＴ５において、設定されている装着ヘッド１４の高さＨに対応するノズル１９が装着ヘッド１４に取り付けられていると判定したら、検査部４４は、ノズル長さ判定部４３により装着ヘッド１４に取り付けられていると判定されたノズル１９の長さと実装データＪＤに規定されているノズル１９の長さとを比較し、これら両者が一致しているかどうかを検査する（ステップＳＴ７）。その結果、装着ヘッド１４に取り付けられているノズル１９の長さと実装データＪＤに規定されているノズル１９の長さとが一致していた場合には、異常なしとして、部品実装作業を継続させる（ステップＳＴ８）。一方、ステップＳＴ７で、装着ヘッド１４に取り付けられているノズル１９の長さと実装データＪＤに規定されているノズル１９の長さとが一致していなかった場合には、異状ありとして、タッチパネル３１に警報を表示させたうえで（ステップＳＴ９）、部品装着作業を中断させる（ステップＳＴ１０）。

このように、本実施の形態におけるノズル長さ判定方法は、装着ヘッド１４に取り付けられる可能性のある複数種のノズル１９のうち長さが最も長いノズル１９（上記の例では第２のロングノズル１９Ｌｂ）が装着ヘッド１４に取り付けられていた場合にそのノズル１９の下端１９ＫＴが撮像手段としての側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内に映し出される高さである初期高さに装着ヘッド１４を位置させる第１の工程（ステップＳＴ３）と、装着ヘッド１４を初期高さに位置させた状態で撮像視野ＳＹ内にノズル１９の下端１９ＫＴが映し出されるか否かを判断し（ステップＳＴ４）、撮像視野ＳＹ内にノズル１９の下端１９ＫＴが映し出されなかった場合には装着ヘッド１４を下降させたうえで、改めて撮像視野ＳＹ内にノズル１９の下端１９ＫＴが映し出されるか否かを判断する第２の工程（ステップＳＴ６→ステップＳＴ３→ステップＳＴ４）と、撮像視野ＳＹ内にノズル１９の下端１９ＫＴが映し出されたときの装着ヘッド１４の高さＨに基づいて装着ヘッド１４に取り付けられたノズル１９の長さを判定する第３の工程（ステップＳＴ５）を含んだものとなっている。

また、本実施の形態におけるノズル長さ判定方法では、上記第３の工程で装着ヘッド１４に取り付けられていると判定されたノズル１９の長さとその判定の時点で装着ヘッド１４に取り付けられているべきデータ上のノズル１９の長さ（実装データＪＤに規定されたノズル１９の長さ）とが一致しているか否かを検査する第４の工程（ステップＳＴ７）と、第４の工程で装着ヘッド１４に取り付けられているノズル１９の長さとデータ上のノズル１９の長さとが異なっていると判断された場合に警報を発する第５の工程（ステップＳＴ９）を含むものとなっている。

ここで、具体的な処理例を示す。ここで示す処理例では、記憶部４２に記憶されているノズル１９の種類は標準ノズル１９Ｈ、第１のロングノズル１９Ｌａおよび第２のロングノズル１９Ｌｂであるとし、装着ヘッド１４に取り付けられるべきノズル１９として実装データＪＤに標準ノズル１９Ｈが規定されているにも拘らず、ノズル交換台１８にノズル１９をセットするときの作業者ＯＰの作業ミス等によって、装着ヘッド１４に第１のロングノズル１９Ｌａが取り付けられている場合を想定する。

この処理例では、ノズル長さ判定部４３は先ず、ステップＳＴ１において、記憶部４２より、標準ノズル１９Ｈのヘッド高さデータＨＤ（装着ヘッド１４の高さＨ＝Ｈ０）と、第１のロングノズル１９Ｌａのヘッド高さデータＨＤ（装着ヘッド１４の高さＨ＝Ｈ１）と、第２のロングノズル１９Ｌｂのヘッド高さデータＨＤ（装着ヘッドの１４の高さＨ＝Ｈ２）を取得する。そして、ステップＳＴ２において、ステップＳＴ１で記憶部４２から読み出したヘッド高さデータＨＤのうち、長さが最も長いノズル１９である第２のロングノズル１９Ｌｂに対応する装着ヘッド１４の高さＨ＝Ｈ２を初期高さに設定する。

ノズル長さ判定部４３は初期高さを設定したら、ステップＳＴ３において、装着ヘッド１４を初期高さである第２のロングノズル１９Ｌｂに対応する装着ヘッド１４の高さＨ＝Ｈ２に位置させる。そして、ステップＳＴ４に進み、装着ヘッド１４を設定した初期高さで移動（部品カメラ２１の上方をＸ軸方向に通過するように移動）させ、側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内にノズル１９の下端１９ＫＴが映し出されるか否かを判断する。ここでは装着ヘッド１４には第１のロングノズル１９Ｌａが取り付けられているため、側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内にノズル１９の下端１９ＫＴは映し出されない。よってステップＳＴ４の後は、ステップＳＴ６に進む。

ノズル長さ判定部４３は、ステップＳＴ６では、装着ヘッド１４の高さＨを次に長さが長いノズル１９である第１のロングノズル１９Ｌａに対応した高さＨ＝Ｈ１に設定する。そしてステップＳＴ３に戻り、装着ヘッド１４の高さＨを第１のロングノズル１９Ｌａに対応した高さＨ１に位置させる。ノズル長さ判定部４３は、装着ヘッド１４の高さＨを第１のロングノズル１９Ｌａに対向した高さＨ１に位置させたら再度のステップＳＴ４に進み、新たな高さＨ１で装着ヘッド１４をＸ軸方向に移動させて、ノズル１９の下端１９ＫＴが側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹに映し出されるかどうかを判断する。

再度のステップＳＴ４では、側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内にノズル１９の下端１９ＫＴが映し出されることになる。このためステップＳＴ５に進み、設定されている装着ヘッド１４の高さＨに対応するノズル１９である第１のロングノズル１９Ｌａが装着ヘッド１４に取り付けられていると判定する。これにより、実装データＪＤでは標準ノズル１９Ｈが規定されているにも拘らず、実際には第１のロングノズル１９Ｌａが取り付けられていたことが検出される。

ノズル長さ判定部４３は、ステップＳＴ５で装着ヘッド１４に取り付けられているノズル１９が第１のロングノズル１９Ｌａであると判定したら、ステップＳＴ７において、ステップＳＴ５で判定したノズル１９の長さと実装データＪＤに規定されたノズル１９の長さを比較し、両者が一致しているか否かを判断する。ここでは、実装データＪＤでは標準ノズル１９Ｈが規定されているのに対して実際には第１のロングノズル１９Ｌａが取り付けられていることから、ステップＳＴ５で判定したノズル１９の長さと実装データＪＤに規定されたノズル１９の長さとは一致していない。よって、ノズル長さ判定部４３はステップＳＴ７からステップＳＴ９、更にステップＳＴ１０へと進み、部品装着作業は中断される。

上述の例において、仮に、装着ヘッド１４に第１のロングノズル１９Ｌａが取り付けられた後、ノズル長さ検査作業が実施されなかったとしたならば、装着ヘッド１４は標準ノズル１９Ｈに対応した高さに設定された状態で移動することになるため、ノズル１９の下端１９ＫＴを部品カメラ２１等の基台１１上の構造物に接触させてしまうことになる。本実施の形態では、装着ヘッド１４にノズル１９が取り付けられた後、ノズル長さ検査が実行されることにより、ノズル１９の下端を構造物に接触させてしまう事態が未然に防止されるうえ、警報が発せられるので作業者ＯＰは作業に誤りがあったことに気付くことができ、装着ヘッド１４に取り付けられているノズル１９（ここでは第１のロングノズル１９Ｌａ）を正しい長さのノズル１９（ここでは標準ノズル１９Ｈ）に付け替える処置を迅速に行うことができる。

以上説明したように、本実施の形態における部品実装装置１（および部品実装装置１におけるノズル長さ判定方法）では、装着ヘッド１４に取り付けられたノズル１９の下端１９ＫＴが側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内に映し出されたときの装着ヘッド１４の高さＨに基づいて装着ヘッド１４に取り付けられたノズル１９の長さを判定するようになっている。このため、作業者ＯＰの段取り段階での作業ミス等によって、装着ヘッド１４に本来取り付けられるべきノズル１９よりも長いノズル１９が誤って取り付けられていた場合であってもノズル１９が破損する事態を未然に防ぐことができる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されず、種々の設計変更等をすることが可能である。例えば、上述の実施の形態では、ロングノズル１９Ｌは２種であったが、ロングノズル１９Ｌは３種以上であってもよい。また、上述の実施の形態では、ノズル１９の下端１９ＫＴが側方撮像カメラ２２の撮像視野ＳＹ内に映し出されるか否かの判断を、装着ヘッド１４をＸ軸方向に移動させて行うようになっていたが、部品撮像ユニット１７の上方に位置させた装着ヘッド１４からノズルシャフト１４Ｓを段階的（或いは連続的）に下降させながら（すなわち、ノズル１９の下端１９ＫＴが撮像視野ＳＹ内に上方から進入していくようにしながら）上記判断を行うようにしてもよい。

装着ヘッドに本来取り付けられるべきノズルよりも長いノズルが誤って取り付けられていた場合であってもノズルの破損を防ぐことができる部品実装装置およびノズル長さ判定方法を提供する。

１ 部品実装装置
１４ 装着ヘッド
１５ ヘッド移動機構
１９ ノズル
１９ＫＴ 下端
２２ 側方撮像カメラ（撮像手段）
２２Ｊ 撮像光軸
３１ タッチパネル（警報手段）
４２ 記憶部
４３ ノズル長さ判定部
４４ 検査部
ＳＹ 撮像視野
ＢＨ 部品
ＫＢ 基板

Claims (6)

1. 長さの異なる複数種のノズルを交換自在に取り付け可能な装着ヘッドと、前記装着ヘッドを移動させるヘッド移動機構とを備え、前記ヘッド移動機構によって前記装着ヘッドを移動させることで、前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端に部品を吸着させて基板に装着する部品実装装置であって、
   撮像光軸を横方向に向けて設置され、前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端の移動可能範囲内に撮像視野を有する撮像手段と、
   前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端が前記撮像視野内に映し出されたときの前記装着ヘッドの高さに基づいて前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの長さを判定するノズル長さ判定部とを備えた部品実装装置。
2. 前記ノズル長さ判定部は、前記装着ヘッドに取り付けられる可能性のある複数種のノズルのうち長さが最も長いノズルが前記装着ヘッドに取り付けられていた場合にそのノズルの下端が前記撮像視野内に映し出される高さにおいて前記撮像視野内にノズルの下端が映し出されるか否かを判断し、前記撮像視野内にノズルの下端が映し出されなかった場合には前記装着ヘッドを下降させたうえで、改めて前記撮像視野内にノズルの下端が映し出されるか否かを判断する請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記装着ヘッドに取り付けられる可能性のある複数種のノズルそれぞれについて、前記装着ヘッドに取り付けられた場合にノズルの下端が前記撮像視野内に映し出されるときの前記装着ヘッドの高さをヘッド高さデータとして記憶する記憶部を備え、前記ノズル長さ判定部は、前記記憶部に記憶された前記ヘッド高さデータに基づいて前記装着ヘッドを下降させ、前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端が前記撮像視野内に映し出されたときの前記装着ヘッドの高さに基づいて前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの長さを判定する請求項２に記載の部品実装装置。
4. 前記ノズル長さ判定部により前記装着ヘッドに取り付けられていると判定されたノズルの長さとその判定の時点で前記装着ヘッドに取り付けられているべきデータ上のノズルの長さとが一致しているか否かを検査する検査部と、前記検査部において前記装着ヘッドに取り付けられているノズルの長さと前記データ上のノズルの長さとが異なっていると判断された場合に警報を発する警報手段とを備えた請求項１〜３のいずれかに記載の部品実装装置。
5. 長さの異なる複数種のノズルを交換自在に取り付け可能な装着ヘッドと、前記装着ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、撮像光軸を横方向に向けて設置され、前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端の移動可能範囲内に撮像視野を有する撮像手段とを備え、前記ヘッド移動機構によって前記装着ヘッドを移動させることで、前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの下端に部品を吸着させて基板に装着する部品実装装置におけるノズル長さ判定方法であって、
   前記装着ヘッドに取り付けられる可能性のある複数種のノズルのうち長さが最も長いノズルが前記装着ヘッドに取り付けられていた場合にそのノズルの下端が前記撮像視野内に映し出されるときの前記装着ヘッドの高さである初期高さに前記装着ヘッドを位置させる第１の工程と、
   前記装着ヘッドを前記初期高さに位置させた状態で前記撮像視野内にノズルの下端が映し出されるか否かを判断し、前記撮像視野内にノズルの下端が映し出されなかった場合には前記装着ヘッドを下降させたうえで改めて前記撮像視野内にノズルの下端が映し出されるか否かを判断する第２の工程と、
   前記撮像視野内にノズルの下端が映し出されたときの前記装着ヘッドの高さに基づいて前記装着ヘッドに取り付けられたノズルの長さを判定する第３の工程とを含むノズル長さ判定方法。
6. 前記第３の工程で前記装着ヘッドに取り付けられていると判定されたノズルの長さとその判定の時点で前記装着ヘッドに取り付けられているべきデータ上のノズルの長さとが一致しているか否かを検査する第４の工程と、前記第４の工程で前記装着ヘッドに取り付けられているノズルの長さと前記データ上のノズルの長さとが異なっていると判断された場合に警報を発する第５の工程とを含む請求項５に記載のノズル長さ判定方法。

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