JP2023170432A - 表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】下端面の上下方向の位置が互いに異なるピンを有する部品を部品撮像カメラによって下から撮像し各ピンの下端面の水平方向の位置を認識する場合に、各ピンの下端面の水平方向の位置を精度よく認識する。【解決手段】基板用コネクタ４９は、基板に形成されるピン挿入穴に挿入される下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピン５１を有し、制御部は、下端面が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入るピンのグループ毎に基板用コネクタを撮像し、部品形状データによって示されるピンの下端面の上下方向の位置に基づいて実装ヘッド２０を昇降させ、撮像対象のグループに属する各ピンの下端面が同時に部品撮像カメラの被写界深度内に入っている状態で撮像し、撮像処理で撮像された複数の画像に基づいて各ピンの下端面の水平方向の位置を認識する第１の認識処理を実行する。【選択図】図９

Description

本明細書で開示する技術は、基板に形成されているピン挿入穴に挿入される複数のピンであって下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピンを有する部品を基板に実装する表面実装機に関する。

従来、基板に部品を実装する表面実装機では、基板に実装する部品を下から撮像する部品撮像カメラを備え、部品撮像カメラで撮像した画像上で部品形状などを認識することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
具体的には、特許文献１に記載の電子部品装着方法では、ビームの１回の往復で装着ヘッドの複数の吸着ノズルにより複数の電子部品を連鎖吸着するグルーピング設定データの値からシーケンスデータを生成し、連鎖吸着対象の電子部品の部品ライブラリデータを参照して、連鎖吸着対象の電子部品が部品認識カメラ（部品撮像カメラに相当）のフォーカス深度許容範囲内にあるか否かによりこの連鎖吸着対象の全ての電子部品を一括して装着ヘッドの移動中に認識できるか否かを判定し、一括して認識ができないと判定された場合には、装着ヘッドを部品認識カメラ上方で一時停止して部品厚段差グループ別に装着ヘッドを昇降させて部品認識カメラによる撮像及び認識処理装置による認識処理を実行する。

特開２００４－３１１４６８号公報

しかしながら、従来は、基板に形成されているピン挿入穴に挿入される複数のピンであって下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピンを有する部品を部品撮像カメラによって下から撮像して各ピンの下端面の水平方向の位置を認識する場合の課題について十分に検討されていなかった。

本明細書では、基板に形成されているピン挿入穴に挿入される複数のピンであって下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピンを有する部品を部品撮像カメラによって下から撮像して各ピンの下端面の水平方向の位置を認識する場合に、各ピンの下端面の水平方向の位置を精度よく認識できる技術を開示する。

基板に部品を実装する表面実装機であって、前記部品は、前記基板に形成されているピン挿入穴に挿入されるピンであって、下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピンを有し、当該表面実装機は、前記部品を保持及び解放する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを昇降させるヘッド昇降部とを有するヘッド部と、前記ヘッド部を水平方向に移動させるヘッド移動部と、前記実装ヘッドに保持されている前記部品を下から撮像する部品撮像カメラと、前記部品上の所定位置に対する各前記ピンの下端面の上下方向の位置を示す部品データが記憶されている記憶部と、制御部と、を備え、前記制御部は、下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入る前記ピンのグループ毎に前記部品を撮像する撮像処理であって、前記部品データによって示される前記ピンの下端面の上下方向の位置に基づいて前記実装ヘッドを昇降させることにより、撮像対象の前記グループに属する各前記ピンの下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入っている状態で撮像する撮像処理と、前記撮像処理で撮像された複数の画像に基づいて各前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識する第１の認識処理と、を実行する。

上記の構成によれば、基板に形成されているピン挿入穴に挿入される複数のピンであって下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピンを有する部品を部品撮像カメラによって下から撮像して各ピンの下端面の水平方向の位置を認識する場合に、各ピンの下端面の水平方向の位置を精度よく認識できる。

実施形態１に係る表面実装機の構成を模式的に示す上面図 ヘッドユニットの側面図 部品撮像カメラのブロック図 表面実装機の電気的構成を示すブロック図 基板用コネクタの斜視図 基板用コネクタを後側から見た側面図 基板用コネクタを右側から見た側面図 基板用コネクタの底面図 基板用コネクタの撮像を説明するための模式図 部品の認識及び実装処理のフローチャート 実施形態２に係る部品撮像カメラのブロック図 実施形態３に係る部品撮像カメラのブロック図

（本実施形態の概要）
（１）実施形態に係る表面実装機は、基板に部品を実装する表面実装機であって、前記部品は、前記基板に形成されているピン挿入穴に挿入されるピンであって、下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピンを有し、当該表面実装機は、前記部品を保持及び解放する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを昇降させるヘッド昇降部とを有するヘッド部と、前記ヘッド部を水平方向に移動させるヘッド移動部と、前記実装ヘッドに保持されている前記部品を下から撮像する部品撮像カメラと、前記部品上の所定位置に対する各前記ピンの下端面の上下方向の位置を示す部品データが記憶されている記憶部と、制御部と、を備え、前記制御部は、下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入る前記ピンのグループ毎に前記部品を撮像する撮像処理であって、前記部品データによって示される前記ピンの下端面の上下方向の位置に基づいて前記実装ヘッドを昇降させることにより、撮像対象の前記グループに属する各前記ピンの下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入っている状態で撮像する撮像処理と、前記撮像処理で撮像された複数の画像に基づいて各前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識する第１の認識処理と、を実行する。

前述した特許文献１に記載の電子部品装着方法は、複数の電子部品を撮像する場合に、部品認識カメラのフォーカス深度許容範囲内に入る電子部品毎にグルーピングし、グループ毎に撮像するものである。当該電子部品装着方法では複数の電子部品をグループ毎に撮像するので撮像が複数回行われるが、１つの電子部品については撮像される回数が１回だけであった。

ところで、図５及び図６に示すように、部品の中には基板に形成されているピン挿入穴に挿入される複数のピン５１を有するものがある。このような部品は何らかの理由でピン５１が曲がっていることがある。ピン５１が曲がっていると、基板に部品を実装するとき、基板に形成されているピン挿入穴にピン５１が入らず、実装不良となることがある。
このため、このような部品を基板に実装するときは、実装ヘッドに保持されている部品を部品撮像カメラによって下から撮像し、撮像した画像上で各ピン５１の下端面の水平方向の位置を認識することが行われている。そして、それぞれのピン５１について、そのピン５１の水平方向の位置が部品データによって示される水平方向の位置と一致するか否かが判断され、少なくとも１つのピン５１の位置が一致しなかった場合は部品不良（すなわちピンが曲がっている）と判断して廃棄されている。

従来は、部品が複数のピンを有している場合は、それら複数のピンの下端面の上下方向の位置が同じであった。これは、複数のピンの下端面の上下方向の位置が互いに異なっていると、それら複数のピンの下端面が同時に部品撮像カメラの被写界深度（部品撮像カメラの光軸方向において焦点が合っているように見える範囲）内に入らず、ピンの下端面の水平方向の位置を精度よく認識できなかったからである。しかしながら、複数のピンの下端面の上下方向の位置を同じにすることは、部品の製造業者や表面実装機の使用者（表面実装機の製造業者にとっての顧客）にとって設計上の制約となっていた。

あるいは、従来も下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピンを有する部品を基板に実装することはあったが、部品を下から撮像しても全てのピンについて下端面の水平方向の位置を精度よく認識できなかったことから、そのような部品については表面実装機による実装は行わず、作業者が手作業で基板に搭載していた。このため作業効率が悪いという課題があった。

上記（１）の表面実装機によると、制御部は、部品撮像カメラによってグループ毎に部品を下から撮像するとき、部品データによって示されるピンの下端面の上下方向の位置に基づいて実装ヘッドを昇降させることにより、撮像対象のグループに属する各ピンの下端面が同時に部品撮像カメラの被写界深度内に入っている状態で撮像する。このようにすると、各ピンはグループ毎に撮像された複数の画像のうちいずれかの画像において下端面に焦点が合っているように見えるので、それら複数の画像に基づいてピンの下端面の水平方向の位置を認識することにより、いずれのピンについても下端面の水平方向の位置を精度よく認識できる。

このため上記（１）の表面実装機によると、基板に形成されているピン挿入穴に挿入される複数のピンであって下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピンを有する部品を部品撮像カメラによって下から撮像して各ピンの下端面の水平方向の位置を認識する場合に、各ピンの下端面の水平方向の位置を精度よく認識できる。
これにより、部品の製造業者や表面実装機の使用者は複数のピンの下端面の上下方向の位置を同じにするという制約がなくなり、設計の自由度が向上する。あるいは、作業者が手作業で部品を搭載しなくてよいので、作業効率が向上する。

（２）実施形態に係る表面実装機は、基板に部品を実装する表面実装機であって、前記部品は、前記基板に形成されているピン挿入穴に挿入されるピンであって、下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピンを有し、当該表面実装機は、前記部品を保持及び解放する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを昇降させるヘッド昇降部とを有するヘッド部と、前記ヘッド部を水平方向に移動させるヘッド移動部と、前記実装ヘッドに保持されている前記部品を下から撮像する部品撮像カメラであって、焦点位置を調整可能な部品撮像カメラと、前記部品上の所定位置に対する各前記ピンの下端面の上下方向の位置を示す部品データが記憶されている記憶部と、制御部と、を備え、前記制御部は、下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入る前記ピンのグループ毎に前記部品を撮像する撮像処理であって、前記部品データによって示される前記ピンの下端面の上下方向の位置に基づいて前記部品撮像カメラの焦点位置を調整することにより、撮像対象の前記グループに属する各前記ピンの下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入っている状態で撮像する撮像処理と、前記撮像処理で撮像された複数の画像に基づいて各前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識する第１の認識処理と、を実行する。

上記（２）の表面実装機によると、制御部は、部品撮像カメラによってグループ毎に部品を下から撮像するとき、部品データによって示されるピンの下端面の上下方向の位置に基づいて部品撮像カメラの焦点位置を調整することにより、撮像対象のグループに属する各ピンの下端面が同時に部品撮像カメラの被写界深度内に入っている状態で撮像する。このようにすると、各ピンはグループ毎に撮像された複数の画像のうちいずれかの画像において下端面に焦点が合っているように見えるので、それら複数の画像に基づいてピンの下端面の水平方向の位置を認識することにより、いずれのピンについても下端面の水平方向の位置を精度よく認識できる。
このため上記（２）の表面実装機によると、基板に形成されているピン挿入穴に挿入される複数のピンであって下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピンを有する部品を部品撮像カメラによって下から撮像して各ピンの下端面の水平方向の位置を認識する場合に、各ピンの下端面の水平方向の位置を精度よく認識できる。

（３）前記部品撮像カメラは、レンズと、前記レンズを光軸方向に移動させるレンズ移動部とを有し、前記制御部は、前記部品データに基づいて前記レンズを移動させることにより、撮像対象の前記グループに属する各前記ピンの下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入るように前記部品撮像カメラの焦点位置を調整してもよい。

上記（３）の表面実装機によると、レンズを移動させて部品撮像カメラの焦点位置を調整することにより、撮像対象のグループに属する各ピンの下端面が同時に部品撮像カメラの被写界深度内に入っている状態で撮像できる。

（４）前記部品撮像カメラは、当該部品撮像カメラを昇降させる昇降部を有し、前記制御部は、前記部品データに基づいて前記部品撮像カメラを昇降させることにより、撮像対象の前記グループに属する各前記ピンの下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入るように前記部品撮像カメラの焦点位置を調整してもよい。

上記（４）の表面実装機によると、部品撮像カメラを昇降させて部品撮像カメラの焦点位置を調整することにより、撮像対象のグループに属する各ピンの下端面が同時に部品撮像カメラの被写界深度内に入っている状態で撮像できる。

（５）前記制御部は、前記第１の認識処理において、前記撮像処理で撮像された前記画像を二値化した二値画像を生成し、生成した二値画像に基づいて各前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識してもよい。

下端面に焦点が合っているピンは多値画像上でそのピンの下端面を表す画素の濃度が大きくなる。例えば、画素の濃度が０（黒）から２５５（白）の２５６階調で表される場合、下端面を表す画素の濃度は２５５に近い値になる。一方、下端面に焦点が合っていないピンは多値画像上でそのピンの下端面を表す画素の濃度が小さくなる。例えば、０（黒）と１（白）とに二値化する場合、二値化の閾値を適切に設定すれば、下端面に焦点が合っていないピンは二値画像に残らない（言い換えると濃度が０になる）。このため、それぞれの二値画像には下端面に焦点が合っているピンだけが残る。各ピンはいずれかの多値画像で下端面に焦点が合っているので、いずれかの二値画像に残る。
上記（５）の表面実装機によると、二値画像に基づいて各ピンの下端面の水平方向の位置を認識する。二値画像には下端面に焦点が合っているピンだけが残るので、各ピンの下端面の水平方向の位置を精度よく認識できる。

（６）前記制御部は、前記第１の認識処理において、前記撮像処理で撮像された前記画像毎に前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識し、前記画像毎に認識した各前記ピンの下端面の水平方向の位置を平均化することによって各前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識してもよい。

上記（６）の表面実装機によると、画像毎に認識した各ピンの位置を平均化することによって各ピンの下端面の水平方向の位置を精度よく認識できる。

（７）前記制御部は、前記第１の認識処理において、前記撮像処理で撮像された複数の前記画像を合成した合成画像上で各前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識してもよい。

上記（７）の表面実装機によると、複数の画像を合成した合成画像上で各ピンの下端面の水平方向の位置を認識することにより、各ピンの下端面の水平方向の位置を精度よく認識できる。

（８）前記制御部は、前記第１の認識処理で認識した各前記ピンの下端面の水平方向の位置に基づいて前記ピンの良否を判定する判定処理を実行してもよい。

上記（８）の表面実装機によると、認識した各ピンの下端面の水平方向の位置からピンの良否（言い換えるとピンの曲がりの有無）を判定できる。

（９）前記制御部は、前記第１の認識処理で認識した各前記ピンの下端面の水平方向の位置に基づいて前記部品上の水平方向の基準位置を認識する第２の認識処理を実行してもよい。

上記（９）の表面実装機によると、認識した各ピンの水平方向の位置に基づいて、部品上の水平方向の基準位置を検出できる。

［本開示の実施形態の詳細］
以下に、本開示の実施形態について説明する。本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
本開示の実施形態は、装置、方法、これらの装置または方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現できる。

＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図１０に基づいて説明する。以降の説明では図１に示す左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向といい、図２に示す上下方向をＺ軸方向という。また、以降の説明では図１に示す右側を上流側、左側を下流側という。
以降の説明では同一の構成要素には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。

（１）表面実装機の構成
図１を参照して、実施形態１に係る表面実装機１について説明する。表面実装機１は回路パターンが印刷された基板Ｐに部品Ｅを実装する装置である。図１に示す基板Ｐには、基板Ｐの板厚方向に貫通する複数のピン挿入穴８０が形成されている。ピン挿入穴８０は後述する基板用コネクタ４９（部品の一例）が有するピン５１が挿入される穴である。

表面実装機１は架台１０、搬送コンベア１１、２つのテープ部品供給装置１２、２つのトレイ部品供給装置１３、ヘッドユニット１４（ヘッド部の一例）、ヘッド移動部１５、２つの部品撮像カメラ１６、基板撮像カメラ１７、制御部３０（図４参照）、及び、操作部３１（図４参照）を備えている。

架台１０は平面視長方形状をなすとともに上面が平坦とされている。図１において二点破線で示す領域Ａは、基板Ｐに部品Ｅを実装するときに基板Ｐが固定される作業位置（以下、作業位置Ａという）である。
搬送コンベア１１は基板Ｐを搬送する装置である。搬送コンベア１１はＸ軸方向に循環移動する一対の搬送ベルト１８（前側搬送ベルト１８Ａ及び後側搬送ベルト１８Ｂ）、搬送ベルト１８が掛け回されている図示しない複数のローラ、搬送ベルトを駆動するコンベア駆動モータ４４（図４参照）などを備えている。搬送コンベア１１は上流側から搬入された基板Ｐを作業位置Ａに搬送し、作業位置Ａで部品Ｅが実装された基板Ｐを下流側に搬出する。搬送コンベア１１は基板Ｐを上流側に搬送することもできる。

２つのテープ部品供給装置１２は搬送コンベア１１の前側においてＸ軸方向に並んで配されている。テープ部品供給装置１２には複数のテープフィーダ１９がＸ軸方向に横並び状に整列して取り付けられている。各テープフィーダ１９は複数の部品Ｅが収容された部品テープ（不図示）が巻回されたリール（不図示）、及び、リールから部品テープを引き出す電動式の送出装置（不図示）等を備えており、搬送コンベア１１側の部品供給位置から部品Ｅを１つずつ供給する。

２つのトレイ部品供給装置１３は搬送コンベア１１の後側においてＸ軸方向に並んで配されている。トレイ部品供給装置１３はテープ部品供給装置１２では供給できない大きな部品Ｅ（例えば後述する基板用コネクタ４９）を供給する装置である。トレイ部品供給装置１３は複数の部品Ｅが行列状に載置されているトレイ１３Ａ、トレイ１３Ａがセットされるパレット１３Ｂを複数段有するマガジン１３Ｃ、マガジン１３Ｃを昇降させる図示しない昇降部、及び、マガジン１３Ｃからパレット１３Ｂを出し入れする図示しないパレット移動機構を備えている。

ヘッドユニット１４は部品Ｅを吸着（保持の一例）及び解放する複数の実装ヘッド２０を備えている。ヘッドユニット１４についての説明は後述する。
ヘッド移動部１５はヘッドユニット１４を所定の可動範囲内でＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる機構である。ヘッド移動部１５はヘッドユニット１４をＸ軸方向に往復移動可能に支持しているビーム２１、ビーム２１をＹ軸方向に往復移動可能に支持している一対のＹ軸ガイドレール２２、ヘッドユニット１４をＸ軸方向に往復移動させるＸ軸サーボモータ４０、ビーム２１をＹ軸方向に往復移動させるＹ軸サーボモータ４１などを備えている。

２つの部品撮像カメラ１６はそれぞれＸ軸方向に並んだ２つの部品供給装置の間に設けられている。部品撮像カメラ１６は架台１０の上面に設けられており、実装ヘッド２０に吸着されている部品Ｅを下から撮像する。部品撮像カメラ１６によって撮像される画像は画素の濃度が０（黒）～２５５（白）の２５６階調で表される多値画像である。部品撮像カメラ１６の構成については後述する。
基板撮像カメラ１７はヘッドユニット１４に設けられている。基板撮像カメラ１７は基板Ｐに付されている図示しないフィデューシャルマークを上方から撮像する。

図２を参照して、ヘッドユニット１４について説明する。ヘッドユニット１４は所謂インライン型であり、複数の実装ヘッド２０がＸ軸方向に並んで設けられている。ヘッドユニット１４にはこれらの実装ヘッド２０を個別に昇降させるＺ軸サーボモータ４２（図４参照、ヘッド昇降部の一例）、及び、これらの実装ヘッド２０を一斉に軸周りに回転させるＲ軸サーボモータ４３（図４参照）が設けられている。

各実装ヘッド２０は部品Ｅを吸着及び解放するものであり、ノズルシャフト２０Ａと、ノズルシャフト２０Ａの下端部に着脱可能に取り付けられている吸着ノズル２０Ｂとを有している。吸着ノズル２０Ｂにはノズルシャフト２０Ａを介して図示しない空気供給装置から負圧及び正圧が供給される。吸着ノズル２０Ｂは負圧が供給されることによって部品Ｅを吸着し、正圧が供給されることによってその部品Ｅを解放する。
ここではインライン型のヘッドユニット１４を例に説明したが、ヘッドユニット１４は例えば複数の実装ヘッド２０が円周上に配列された所謂ロータリーヘッドであってもよい。

図３を参照して、部品撮像カメラ１６について説明する。部品撮像カメラ１６は部品Ｅを下から照明する光源１６Ａ、複数の受光素子が二次元配列されたエリアセンサ１６Ｃ、光源１６Ａから出射されて部品Ｅの下面で反射された反射光像をエリアセンサ１６Ｃに結像させる光学系（レンズ１６Ｂやミラーなど）を有している。光源１６Ａはレーザー光を出射するレーザー光源であってもよいし、ＬＥＤ光源であってもよいし、その他の光源であってもよい。

（２）表面実装機の電気的構成
図４を参照して、表面実装機１の電気的構成について説明する。表面実装機１は制御部３０及び操作部３１を備えている。制御部３０は演算処理部３２、モータ制御部３３、記憶部３４、画像処理部３５、外部入出力部３６、フィーダ通信部３７などを備えている。

演算処理部３２はＣＰＵ、ＲＡＭなどを備えており、記憶部３４に記憶されている制御プログラムを実行することによって表面実装機１の各部を制御する。
モータ制御部３３は演算処理部３２の制御の下でＸ軸サーボモータ４０、Ｙ軸サーボモータ４１などの各モータの回転を制御する。
記憶部３４には演算処理部３２によって実行される各種のプログラムやデータが記憶されている。記憶部３４に記憶されているデータには、各部品Ｅを基板Ｐに実装するときの基板Ｐ上の実装座標（ＸＹ座標）を示すデータや、後述する部品データも含まれる。

画像処理部３５は部品撮像カメラ１６や基板撮像カメラ１７から出力される画像信号が取り込まれるように構成されている。
外部入出力部３６はいわゆるインターフェースであり、表面実装機１の本体に設けられている各種センサ類３８から出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部３６は演算処理部３２から出力される制御信号に基づいて各種アクチュエータ類３９（空気供給装置など）に対する動作制御を行うように構成されている。

フィーダ通信部３７はテープフィーダ１９に接続されており、テープフィーダ１９を統括して制御する。
操作部３１は液晶ディスプレイなどの表示装置や、タッチパネル、キーボード、マウスなどの入力装置を備えている。オペレータは操作部３１を操作して各種の設定などを行うことができる。

（３）基板に形成されているピン挿入穴に挿入される複数のピンを有する部品の一例
図５から図７を参照して、部品Ｅの一例について説明する。ここでは部品Ｅとして基板用コネクタ４９（所謂レセプタクル）を例に説明する。基板用コネクタ４９は基板Ｐに実装されるコネクタであり、基板Ｐに実装されている状態で図示しない相手側コネクタが嵌合される。
基板用コネクタ４９は相手側コネクタが嵌合挿入されるフード部５０を有している。図５に示すように、フード部５０は図５において前側（嵌合方向前側）に開口する箱状に形成されている。

図５から図７に示すように、フード部５０の後側（嵌合方向後側）の壁部には複数のピン５１が設けられている。これらのピン５１はフード部５０の後側の壁部から嵌合方向後側に向かって延出した後、下に向かって略９０度折り曲げられている。これらのピン５１は基板Ｐに形成されているピン挿入穴８０に挿入される。

図６に示すように、ピン５１の下端面８２（図７参照）の上下方向の位置はピン５１によって異なっている。具体的には、ピン５１Ａ，５１Ｂの下端面８２の上下方向の位置が最も高く、ピン５１Ｅ，５１Ｆの下端面８２の上下方向の位置が最も低い。ピン５１Ｃ，５１Ｄの下端面８２の上下方向の位置はピン５１Ａ，５１Ｂの下端面８２とピン５１Ｅ，５１Ｆの下端面８２との間である。

（４）部品データ
部品データは、部品Ｅの形状を表す部品形状データや、部品撮像カメラ１６によって部品Ｅを撮像するときの撮像条件（光源１６Ａの明るさや露光時間など）を表す撮像条件データなどからなるデータである。
部品Ｅ上には上下方向の基準位置（部品上の所定位置の一例）が設定されている。基板用コネクタ４９の場合は、上下方向の基準位置は基板用コネクタ４９の上面５０Ｇ（言い換えると部品Ｅにおいて実装ヘッド２０によって吸着される面）であるとする。上下方向の基準位置は上面５０Ｇに限られず、適宜に決定できる。

部品形状データのデータ項目は部品Ｅの種類によって異なる。図６及び図７に示すように、基板用コネクタ４９の場合は、部品形状データにはフード部５０の幅Ｗ、高さＨ、奥行きＤ、フード部５０の左端（あるいは右端）を基準とした各ピン５１の左右方向の位置Ｊ、基板用コネクタ４９上の上下方向の基準位置（すなわちフード部５０の上面５０Ｇ）を基準とした各ピン５１の下端面８２の上下方向の位置Ｋ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）などを示すデータが含まれる。
各ピン５１の下端面８２の上下方向の位置Ｋは、フード部５０の上面５０Ｇからピン５１の下端面８２までの上下方向の距離と言い換えることもできる。

図８に示すように、部品形状データには各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を示すデータも含まれる。水平方向とは、図１に示す前後方向と左右方向とによって規定される平面に平行な方向（言い換えると図２に示す上下方向と直交する方向）のことをいう。下端面８２の水平方向の位置を示すデータは、例えば基板用コネクタ４９上の水平方向の基準位置５２を原点とするＸＹ座標系の座標（下端面８２の中心点のＸＹ座標）で示される。基準位置５２は、例えばフード部５０の水平方向の中心点である。

前述した図６に示すように、複数のピン５１は下端面８２の上下方向の位置Ｋが同じではないため、部品撮像カメラ１６によって基板用コネクタ４９を下から撮像するとき、全てのピン５１の下端面８２が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入らないことがある。
具体的には、図６に示す基板用コネクタ４９の場合は、ピン５１Ａ，５１Ｂの下端面８２が部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入るときはピン５１Ｃ～５１Ｆの下端面８２は被写界深度内に入らない。同様に、ピン５１Ｃ，５１Ｄの下端面８２が部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入るときはピン５１Ａ，５１Ｂ、５１Ｅ及びピン５１Ｆの下端面８２が被写界深度内に入らず、ピン５１Ｅ，５１Ｆの下端面８２が被写界深度内に入るときはピン５１Ａ～５１Ｄの下端面８２が被写界深度内に入らない。

このため、制御部３０は、下端面８２が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入るピン５１のグループ毎に基板用コネクタ４９を撮像する。このため部品形状データには下端面８２が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入るピン５１毎にグループ分けする情報も含まれている。図６に示す基板用コネクタ４９の場合は、ピン５１Ａ，５１Ｂのグループ、ピン５１Ｃ，５１Ｄのグループ、及び、ピン５１Ｅ，５１Ｆのグループに分けられている。

（５）部品撮像カメラによる基板用コネクタの撮像
図９に示す一点鎖線６０は部品撮像カメラ１６の焦点位置であり、２本の二点鎖線６１によって示される範囲が部品撮像カメラ１６の被写界深度である。図９に示すように、制御部３０は、グループ毎に基板用コネクタ４９を撮像するとき、ピン５１の下端面８２の上下方向の位置Ｋが低いグループから先に撮像する。制御部３０は、１つのグループの撮像が終了すると、次のグループに属するピン５１の下端面８２が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入るように実装ヘッド２０を下降させる。

１つのグループに属するピン５１の数が１である場合や、基板用コネクタ４９のように１つのグループに属する複数のピン５１の下端面８２の上下方向の位置Ｋが全て同じである場合は、ピン５１の下端面８２が部品撮像カメラ１６の焦点位置に一致するように実装ヘッド２０を下降させることが好ましい。

（６）部品の認識及び実装処理
ここでは部品Ｅとして基板用コネクタ４９を例に説明する。前述したように、制御部３０は、基板用コネクタ４９を実装する場合は、実装ヘッド２０に吸着されている基板用コネクタ４９を部品撮像カメラ１６によってピン５１のグループ毎に下から撮像する。
制御部３０は、グループ毎に撮像した画像から各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を認識し、認識した各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置から各ピン５１の曲がりの有無を判断する。制御部３０は、少なくとも１つのピン５１に曲がりが有る場合はその基板用コネクタ４９を廃棄する。いずれのピン５１にも曲がりが無い場合は、制御部３０は基板用コネクタ４９を基板Ｐに搭載する。

図１０を参照して、部品の認識及び実装処理のフローについて説明する。
Ｓ１０１では、制御部３０は実装ヘッド２０に吸着されている基板用コネクタ４９を部品撮像カメラ１６によってピン５１のグループ毎に撮像する（撮像処理の一例）。

Ｓ１０２では、制御部３０はグループ毎に撮像した画像（多値画像）をそれぞれ所定の閾値で二値化して二値画像を生成する。
例えば、０（黒）と１（白）とに二値化する場合、上述した所定の閾値を適切に設定すれば、下端面８２に焦点が合っていないピン５１は二値画像に残らない（言い換えると濃度が０になる）。このため、それぞれの二値画像には下端面８２に焦点が合っているピン５１だけが残る。各ピン５１はいずれかの多値画像で下端面８２に焦点が合っているので、いずれかの二値画像に残る。

Ｓ１０３では、制御部３０は各二値画像上でピン５１の下端面８２の水平方向の位置（より具体的にはピン５１の下端面８２の中心点のＸＹ座標）を認識する（第１の認識処理の一例）。
Ｓ１０４では、制御部３０は認識した各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置に基づいてピン５１の良否を判定する（判定処理の一例）。
具体的には例えば、制御部３０は、認識した全てのピン５１の相対位置関係が、部品形状データによって示される相対位置関係と一致するか否かを判断する。制御部３０は、全てのピン５１の相対位置関係が一致する場合はピン５１が良である（すなわちピン５１に曲がりがない）としてＳ１０５に進み、一致しない場合はいずれかのピン５１が不良である（すなわちピン５１に曲がりがある）としてＳ１０６に進む。

なお、ピン５１の良否を判定する方法はこれに限定されない。例えば、基板用コネクタ４９上の水平方向の基準位置５２（例えばフード部５０の水平方向の中心点）を先に認識し、認識した基準位置５２に対する各ピン５１の下端面８２の水平方向の相対位置からピン５１の良否を判定してもよい。

Ｓ１０５では、制御部３０は、認識した各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置に基づいて、基板用コネクタ４９上の水平方向の基準位置５２を認識する（第２の認識処理の一例）。そして、制御部３０は、基板用コネクタ４９上の水平方向の基準位置５２と実装ヘッド２０の中心軸線との水平方向の差から実装ヘッド２０に対する基板用コネクタ４９の水平方向のずれを検出し、検出したずれに応じて基板用コネクタ４９の実装座標を補正して基板Ｐに搭載する。これにより各ピン５１が基板Ｐのピン挿入穴８０に挿入される。
Ｓ１０６では、制御部３０は実装ヘッド２０に吸着されている基板用コネクタ４９を廃棄ボックスに廃棄する。

（７）実施形態の効果
実施形態１に係る表面実装機１によると、制御部３０は、部品撮像カメラ１６によってグループ毎に基板用コネクタ４９を下から撮像するとき、部品形状データによって示されるピン５１の下端面８２の上下方向の位置Ｋに基づいて実装ヘッド２０を昇降させることにより、撮像対象のグループに属する各ピン５１の下端面８２が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度（部品撮像カメラ１６の光軸方向において焦点が合っているように見える範囲）内に入っている状態で撮像する。このようにすると、各ピン５１はグループ毎に撮像された複数の画像のうちいずれかの画像において下端面８２に焦点が合っているように見えるので、それら複数の画像に基づいてピン５１の下端面８２の水平方向の位置を認識することにより、いずれのピン５１についても下端面８２の水平方向の位置を精度よく認識できる。

このため表面実装機１によると、基板Ｐに形成されているピン挿入穴８０に挿入される複数のピン５１であって下端面８２の上下方向の位置Ｋが互いに異なる複数のピン５１を有する基板用コネクタ４９を部品撮像カメラ１６によって下から撮像して各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を認識する場合に、各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を精度よく認識できる。
これにより、基板用コネクタ４９の製造業者や表面実装機１の使用者は複数のピン５１の下端面８２の上下方向の位置Ｋを同じにするという制約がなくなり、設計の自由度が向上する。あるいは、作業者が手作業で基板用コネクタ４９を搭載しなくてよいので、作業効率が向上する。

表面実装機１によると、二値画像に基づいて各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を認識する。二値画像には下端面８２に焦点が合っているピン５１だけが残るので、各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を精度よく認識できる。

表面実装機１によると、認識した各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置からピン５１の良否（言い換えるとピン５１の曲がりの有無）を判断できる。

表面実装機１によると、認識した各ピン５１の水平方向の位置に基づいて、基板用コネクタ４９上の水平方向の基準位置５２を検出できる。

＜実施形態２＞
実施形態２を図１１によって説明する。
前述した実施形態１に係る部品撮像カメラ１６は焦点位置が固定であり、制御部３０は実装ヘッド２０を昇降させて基板用コネクタ４９を複数回撮像する。これに対し、図１１に示すように、実施形態２に係る部品撮像カメラ１６は焦点位置が可変である。具体的には例えば、実施形態２に係る部品撮像カメラ１６はレンズ１６Ｂを光軸方向に移動させるレンズ移動部７０を有している。レンズ移動部７０はレンズ１６Ｂの外周縁部を支持している支持部材７０Ａと、支持部材７０Ａが収容されている筒状部材７０Ｂと、支持部材７０Ａを上下方向に移動させる図示しないモータとを備えている。

実施形態２に係る制御部３０は、部品形状データに基づいてレンズ１６Ｂを上下方向に移動させることにより、撮像対象のグループに属する各ピン５１の下端面８２が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入るように部品撮像カメラ１６の焦点位置を調整する。
実施形態２はその他の点において実施形態１と実質的に同一である。

実施形態２に係る表面実装機１によると、制御部３０は、部品撮像カメラ１６によってグループ毎に基板用コネクタ４９を下から撮像するとき、部品形状データによって示されるピン５１の下端面８２の上下方向の位置Ｋに基づいて部品撮像カメラ１６の焦点位置を調整することにより、撮像対象のグループに属する各ピン５１の下端面８２が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入っている状態で撮像する。このようにすると、各ピン５１はグループ毎に撮像された複数の画像のうちいずれかの画像において下端面８２に焦点が合っているように見えるので、それら複数の画像に基づいてピン５１の下端面８２の水平方向の位置を認識することにより、いずれのピン５１についてもピン５１の下端面８２の水平方向の位置を精度よく認識できる。
このため実施形態２に係る表面実装機１によると、基板Ｐに形成されているピン挿入穴８０に挿入される複数のピン５１であって下端面８２の上下方向の位置Ｋが互いに異なる複数のピン５１を有する基板用コネクタ４９を部品撮像カメラ１６によって下から撮像して各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を認識する場合に、各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を精度よく認識できる。

実施形態２に係る表面実装機１によると、レンズ１６Ｂを移動させて部品撮像カメラ１６の焦点位置を調整することにより、撮像対象のグループに属する各ピン５１の下端面８２が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入っている状態で撮像できる。

＜実施形態３＞
実施形態３を図１２によって説明する。
前述した実施形態１に係る部品撮像カメラ１６は焦点位置が固定であり、制御部３０は実装ヘッド２０を昇降させて基板用コネクタ４９を複数回撮像することによってピン５１のグループ毎に基板用コネクタ４９を撮像する。これに対し、図１２に示すように、実施形態３に係る部品撮像カメラ１６は焦点位置が可変である。具体的には例えば、実施形態３に係る部品撮像カメラ１６は、部品撮像カメラ１６を昇降させる昇降部７１を有している。昇降部７１は上下方向に延びるボールねじ７１Ａ、ボールねじ７１Ａに螺合しているボールナット７１Ｂ、及び、ボールナット７１Ｂを回転させる図示しないモータを有している。

実施形態３に係る制御部３０は、部品形状データに基づいて部品撮像カメラ１６を昇降させることにより、撮像対象のグループに属する各ピン５１の下端面８２が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入るように部品撮像カメラ１６の焦点位置を調整する。
実施形態３はその他の点において実施形態１と実質的に同一である。

実施形態３に係る表面実装機１によると、部品撮像カメラ１６を昇降させて部品撮像カメラ１６の焦点位置を調整することにより、撮像対象のグループに属する各ピン５１の下端面８２が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入っている状態で撮像できる。

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、下端面８２が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入るピン５１毎にグループ分けする情報が予め部品形状データに含まれている場合を例示した。これに対し、複数のピン５１をグループ分けする情報は部品形状データに含まれていなくてもよい。その場合は、制御部３０が前述したＳ１０１の処理を実行する前に、各ピン５１の下端面８２の上下方向の位置Ｋと部品撮像カメラ１６の被写界深度とから、下端面８２が同時に部品撮像カメラ１６の被写界深度内に入るピン５１毎にグループ分けしてもよい。

（２）上記実施形態では部品撮像カメラ１６で撮像した画像を二値化する場合を例に説明したが、画像は必ずしも二値化されなくてもよい。
例えば、撮像された画像毎にピン５１の下端面８２の水平方向の位置を認識し、画像毎に認識した各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を平均化することによって各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を認識してもよい。これにより、各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を精度よく認識できる。

あるいは、撮像された複数の画像を合成して合成画像を生成し、生成した合成画像上で各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を認識してもよい。これにより、各ピン５１の下端面８２の水平方向の位置を精度よく認識できる。

（３）上記実施形態では、グループ毎に基板用コネクタ４９を撮像するとき、ピン５１の下端面８２の上下方向の位置Ｋが低いグループから先に撮像する場合を例示したが、撮像する順番はこれに限られない。例えば、ピン５１の下端面８２の上下方向の位置Ｋが高いグループから先に撮像してもよい。

（４）上記実施形態では部品撮像カメラ１６がエリアセンサ１６Ｃを備えている場合を例に説明したが、部品撮像カメラ１６はエリアセンサ１６Ｃに替えて複数の受光素子が１列に配列されたリニアセンサを備えてもよい。リニアセンサを備える場合は、制御部３０は実装ヘッド２０が部品Ｅを吸着している状態でリニアセンサの延伸方向と直交する方向にヘッドユニット１４を移動させながらリニアセンサによって部品Ｅを時系列で撮像することによって部品Ｅ全体を撮像する。

１：表面実装機
１４：ヘッドユニット（ヘッド部の一例）
１５：ヘッド移動部
１６：部品撮像カメラ
１６Ｂ：レンズ
２０：実装ヘッド
３０：制御部
３４：記憶部
４２：Ｚ軸サーボモータ（ヘッド昇降部の一例）
４９：基板用コネクタ（部品の一例）
５１：ピン
５２：基準位置（部品上の水平方向の基準位置の一例）
７０：レンズ移動部
７１：昇降部
８０：ピン挿入穴
Ｅ：部品
Ｐ：基板

Claims (9)

1. 基板に部品を実装する表面実装機であって、
   前記部品は、前記基板に形成されているピン挿入穴に挿入される複数のピンであって、下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピンを有し、
   当該表面実装機は、
   前記部品を保持及び解放する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを昇降させるヘッド昇降部とを有するヘッド部と、
   前記ヘッド部を水平方向に移動させるヘッド移動部と、
   前記実装ヘッドに保持されている前記部品を下から撮像する部品撮像カメラと、
   前記部品上の所定位置に対する各前記ピンの下端面の上下方向の位置を示す部品データが記憶されている記憶部と、
   制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入る前記ピンのグループ毎に前記部品を撮像する撮像処理であって、前記部品データによって示される前記ピンの下端面の上下方向の位置に基づいて前記実装ヘッドを昇降させることにより、撮像対象の前記グループに属する各前記ピンの下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入っている状態で撮像する撮像処理と、
   前記撮像処理で撮像された複数の画像に基づいて各前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識する第１の認識処理と、
   を実行する、表面実装機。
2. 基板に部品を実装する表面実装機であって、
   前記部品は、前記基板に形成されているピン挿入穴に挿入される複数のピンであって、下端面の上下方向の位置が互いに異なる複数のピンを有し、
   当該表面実装機は、
   前記部品を保持及び解放する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを昇降させるヘッド昇降部とを有するヘッド部と、
   前記ヘッド部を水平方向に移動させるヘッド移動部と、
   前記実装ヘッドに保持されている前記部品を下から撮像する部品撮像カメラであって、焦点位置を調整可能な部品撮像カメラと、
   前記部品上の所定位置に対する各前記ピンの下端面の上下方向の位置を示す部品データが記憶されている記憶部と、
   制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入る前記ピンのグループ毎に前記部品を撮像する撮像処理であって、前記部品データによって示される前記ピンの下端面の上下方向の位置に基づいて前記部品撮像カメラの焦点位置を調整することにより、撮像対象の前記グループに属する各前記ピンの下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入っている状態で撮像する撮像処理と、
   前記撮像処理で撮像された複数の画像に基づいて各前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識する第１の認識処理と、
   を実行する、表面実装機。
3. 請求項２に記載の表面実装機であって、
   前記部品撮像カメラは、レンズと、前記レンズを光軸方向に移動させるレンズ移動部とを有し、
   前記制御部は、前記部品データに基づいて前記レンズを移動させることにより、撮像対象の前記グループに属する各前記ピンの下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入るように前記部品撮像カメラの焦点位置を調整する、表面実装機。
4. 請求項２に記載の表面実装機であって、
   前記部品撮像カメラは、当該部品撮像カメラを昇降させる昇降部を有し、
   前記制御部は、前記部品データに基づいて前記部品撮像カメラを昇降させることにより、撮像対象の前記グループに属する各前記ピンの下端面が同時に前記部品撮像カメラの被写界深度内に入るように前記部品撮像カメラの焦点位置を調整する、表面実装機。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表面実装機であって、
   前記制御部は、前記第１の認識処理において、前記撮像処理で撮像された前記画像を二値化した二値画像を生成し、生成した二値画像に基づいて各前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識する、表面実装機。
6. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表面実装機であって、
   前記制御部は、前記第１の認識処理において、前記撮像処理で撮像された前記画像毎に前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識し、前記画像毎に認識した各前記ピンの下端面の水平方向の位置を平均化することによって各前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識する、表面実装機。
7. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表面実装機であって、
   前記制御部は、前記第１の認識処理において、前記撮像処理で撮像された複数の前記画像を合成した合成画像上で各前記ピンの下端面の水平方向の位置を認識する、表面実装機。
8. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表面実装機であって、
   前記制御部は、前記第１の認識処理で認識した各前記ピンの下端面の水平方向の位置に基づいて前記ピンの良否を判定する判定処理を実行する、表面実装機。
9. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表面実装機であって、
   前記制御部は、前記第１の認識処理で認識した各前記ピンの下端面の水平方向の位置に基づいて前記部品上の水平方向の基準位置を認識する第２の認識処理を実行する、表面実装機。

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