JP2024003580A - 部品実装装置およびノズル形状の検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルの先端部材を交換可能な交換式ノズルにおいて、先端部材の形状を適切に検出する。【解決手段】部品種に応じたノズルで部品を保持して実装する部品実装装置は、ノズルとして、部品に接する先端部材を異なる形状に交換可能でその旨を示す識別情報がノズル本体に付された交換式ノズルを取付可能なヘッドと、ヘッドに取り付けられたノズルの識別情報に基づいて、ノズルが交換式ノズルであるか否かを判定する判定部と、ノズルが交換式ノズルであると判定された場合、先端部材の形状を検出する検出部と、ノズルの識別情報と、検出された先端部材の形状とを紐付けて記憶する記憶部と、を備える。【選択図】図４

Description

本明細書は、部品実装装置およびノズル形状の検出方法を開示する。

従来、部品実装装置としては、ノズルで吸着した部品を基板に実装する装置において、実装する部品の部品種に合わせてノズル先端の種類や形状（サイズ）を交換可能な交換式ノズルを用いるものが提案されている。例えば、特許文献１の装置では、ノズルの種類を示すマークをカメラで撮像し、交換式ノズルと判定した際には交換可能な先端部をさらに撮像し、撮像された画像を処理してノズルの種類を検出することで、正しいノズルであるか否かを判定している。

特開２０２２－０２１０８３号公報

ここで、交換式ノズルに対し、上述したような種類や形状の検出を行うためには、先端部材の種類や形状を示すマークを含むシールをノズル本体に貼る必要がある。しかし、先端部材を交換する度にノズル本体にシールを貼ったり、ノズルのメンテナンスで洗浄を行う度にシールを貼ったりする必要が生じるため、手間がかかるだけでなく、貼り間違いのおそれがあり好ましくない。

本開示は、ノズルの先端部材を交換可能な交換式ノズルにおいて、先端部材の形状を適切に検出することを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の部品実装装置は、
部品種に応じたノズルで部品を保持して実装する部品実装装置であって、
前記ノズルとして、部品に接する先端部材を異なる形状に交換可能でその旨を示す識別情報がノズル本体に付された交換式ノズルを取付可能なヘッドと、
前記ヘッドに取り付けられた前記ノズルの前記識別情報に基づいて、前記ノズルが前記交換式ノズルであるか否かを判定する判定部と、
前記ノズルが前記交換式ノズルであると判定された場合、前記先端部材の形状を検出する検出部と、
前記ノズルの前記識別情報と、検出された前記先端部材の形状とを紐付けて記憶する記憶部と、
を備えることを要旨とする。

本開示の部品実装装置は、ヘッドに取り付けられたノズルの識別情報に基づいて交換式ノズルであるか否かを判定し、交換式ノズルであると判定した場合、先端部材の形状を検出し、検出した形状とノズルの識別情報とを紐付けて記憶する。これにより、交換式ノズルの識別情報に先端部材の形状情報が含まれていなくても、先端部材の形状を適切に検出することができる。このため、先端部材の形状などを示すシールなどを貼る必要がないから、シールを貼る手間をなくすと共に貼り間違えを防止することができる。なお、先端部材の形状には、先端部材のサイズも含む。

部品実装システム１の構成の概略を示す斜視図。 部品実装システム１の電気的な接続関係を示すブロック図。 交換式ノズル８０Ａの構成の概略を示す構成図。 ノズル形状検出処理の一例を示すフローチャート。 下方画像Ｇの一例を示す説明図。 ノズル選択可否判断処理の一例を示すフローチャート。 変形例のノズル形状検出処理を示すフローチャート。

次に、本開示の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、部品実装システム１の構成の概略を示す斜視図である。図２は、部品実装システム１の電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、本実施形態において、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

部品実装システム１は、電子部品などの部品Ｐを基板Ｓに実装（装着）する実装処理を行う部品実装装置１０と、システム全体を管理する管理装置１００とを備える。

部品実装装置１０は、図１に示すように、部品供給装置２０と、基板搬送装置３０と、移動装置４０と、ヘッドユニット５０と、パーツカメラ６２と、マークカメラ６４と、ノズルストッカ７０と、制御装置９０（図２参照）とを備える。部品供給装置２０は、例えばテープに部品Ｐを所定間隔で収容したリール２２を備えたテープフィーダであり、図示しないモータの駆動によりリール２２からテープを引き出して部品Ｐを供給位置に供給する。基板搬送装置３０は、例えば前後方向（Ｙ軸方向）に間隔を空けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルト３２を備え、図示しないモータの駆動によりコンベアベルト３２を駆動することにより基板Ｓを図１の左から右へと搬送する。移動装置４０は、Ｙ軸方向に沿って設けられたガイドレール４６と、ガイドレール４６に沿って移動するＹ軸スライダ４８と、Ｙ軸スライダ４８にＸ軸方向に沿って設けられたガイドレール４２と、ガイドレール４２に沿って移動するＸ軸スライダ４４とを備える。Ｘ軸スライダ４４には、ヘッドユニット５０が取り付けられている。移動装置４０は、Ｘ軸スライダ４４とＹ軸スライダ４８とを移動させることによりヘッドユニット５０をＸＹ方向に移動させる。

ヘッドユニット５０は、複数のノズル８０が同一円周上に周方向に所定角度間隔で取り付けられたロータリヘッド５１を備える。例えば、ロータリヘッド５１は、ノズル８０が４５度間隔で計８個取り付けられたり、ノズル８０が３０度間隔で計１２個取り付けられたりするように構成されている。また、ヘッドユニット５０は、Ｒ軸アクチュエータ５２とＱ軸アクチュエータ５４とＺ軸アクチュエータ５６とを備える（図２参照）。ヘッドユニット５０は、Ｒ軸アクチュエータ５２の駆動により、各ノズル８０を周方向に所定角度ずつ旋回移動させる。また、ヘッドユニット５０は、Ｑ軸アクチュエータ５４の駆動により、各ノズル８０をその中心軸回りに回転（自転）させる。また、ヘッドユニット５０は、Ｚ軸アクチュエータ５６の駆動により、所定の旋回位置（回転位置）にあるノズル８０をＺ軸方向に昇降させる。

側方カメラ６０は、ヘッドユニット５０の下部に設けられ、ロータリヘッド５１の複数のノズル８０のうち所定位置にあるノズル８０やノズル８０に吸着（保持）された部品Ｐを側方から撮像して撮像画像（側方画像）を生成する。

パーツカメラ６２は、部品供給装置２０と基板搬送装置３０との間に設けられている。パーツカメラ６２は、その上方が撮像範囲であり、ノズル８０に吸着された部品Ｐなどの対象物を下方から撮像して撮像画像（下方画像）を生成する。

マークカメラ６４は、Ｘ軸スライダ４４の下面に設けられている。マークカメラ６４は、対象物を上方から撮像して撮像画像を生成する。マークカメラ６４の対象物としては、部品供給装置２０のテープフィーダから供給された部品Ｐ、基板Ｓに付されたマーク、ノズルストッカ７０内のノズル８０のマーク（ＩＤマークＭ）などが挙げられる。

ノズルストッカ７０は、複数のノズル８０を各収容部に収容可能に構成されている。ノズルストッカ７０にストックされているノズル８０は、ロータリヘッド５１に自動で交換可能である。また、作業者は、部品実装装置１０の作動停止中に、ノズルストッカ７０内にストックされているノズル８０のうち、実装処理に不要な種類のノズル８０を取り出し、実装処理に必要な種類のノズル８０を収容することができる。なお、実装処理に必要な種類のノズル８０は、実装処理で実装される部品の部品種に応じた形状を有する種類のノズル８０である。部品種に応じた形状には、角筒状や円筒状などの単なる形状だけでなく、部品Ｐに接触するノズル先端のサイズを含む。

ここで、本実施形態のノズル８０は、部品Ｐに接触する先端部材の交換が可能な交換式ノズル８０Ａと、交換が不能な非交換式ノズルとを有する。以下、交換式ノズル８０Ａの構成を説明する。図３は、交換式ノズル８０Ａの構成の概略を示す構成図である。なお、非交換式ノズルは、先端部材を交換するための構成を除いて、交換式ノズル８０Ａと同様の構成であるため、説明は省略する。

交換式ノズル８０Ａは、図３に示すように、ノズル本体８１と、先端部材８９とを備える。ノズル本体８１は、スリーブ８２と、パイプ８３と、ピン８４と、アダプタ８５と、ボール８６と、ホルダ８７と、スプリング８８と、を備える。なお、ノズル本体８１には、上下方向に貫通し、内部にエアを通すエア通路８１ａが形成されている。エア通路８１ａは、ロータリヘッド５１内の図示しない切替弁を介して真空ポンプに接続されており、真空ポンプからのエア通路８１ａを介して供給される負圧により部品Ｐを吸着する。

スリーブ８２は、上側円筒部８２ａと、円盤部８２ｂと、下側円筒部８２ｃとを有する。上側円筒部８２ａは、ロータリヘッド５１の図示しないノズルホルダに取付可能な外径に形成されており、径方向に貫通し上下方向を長手方向とする一対の長穴８２ｄが側面に形成されている。円盤部８２ｂは、ノズルストッカ７０の収容部よりも大きな外径に形成されると共に、外周縁に切欠Ｃ（図５参照）が形成されている。なお、ノズル８０（交換式ノズル８０Ａ）は、収容部の縁に形成された突起に切欠Ｃが係合する所定向き（回転向き）で、収容部の縁に円盤部８２ｂが支持される状態で、収容部に収容される。円盤部８２ｂの上面には、ノズル８０（交換式ノズル８０Ａ）の識別情報（ノズルＩＤ）を示すＩＤマークＭが付されている。交換式ノズル８０Ａの場合、ノズルＩＤに交換式ノズルである旨の情報が含まれるもののノズル先端の形状（サイズを含む）を示す情報は含まれていない。また、非交換式ノズルの場合、ノズルＩＤに非交換式ノズルである旨の情報とノズル先端の形状を示す情報が含まれる。なお、ノズルＩＤ自体にこれらの情報を持たせてもよいし、ノズルＩＤに対してこれらの情報を紐付けておいてもよい。

パイプ８３は、スリーブ８２内を摺動可能な外径に形成され、径方向に貫通すると共にスリーブ８２の長穴８２ｄ内を挿通するピン８４が取り付けられている。このパイプ８３は、ピン８４が長穴８２ｄ内を移動可能な範囲で上下移動する。アダプタ８５は、パイプ８３の下端部に嵌め込まれた小径部８５ａと、パイプ８３の外径と同径の大径部８５ｂとを有する段付き円筒部材である。大径部８５ｂには、径方向に貫通した貫通穴８５ｃが形成され、この貫通穴８５ｃにボール８６が収容されている。ボール８６は、大径部８５ｂの径方向の厚みよりも大きな外径に形成されており、貫通穴８５ｃに収容された状態で径方向の内外に露出する。アダプタ８５は、パイプ８３と一体的に上下移動する。

ホルダ８７は、パイプ８３とアダプタ８５（大径部８５ｂ）とに摺動可能な内径の筒状部８７ａと、筒状部８７ａの下端部から外方に突出したフランジ部８７ｂとを有する。筒状部８７ａの内周面にはボール８６の露出部分が嵌まる窪みが形成されている。ホルダ８７は、窪みに嵌まるボール８６を内周面で押さえるボール押さえとして機能すると共にボール８６を介してアダプタ８５と連結されて一体的に上下移動する。スプリング８８は、スリーブ８２の円盤部８２ｂの下面を上端のスプリング受けとして、下側円筒部８２ｃを囲うように取り付けられたコイルスプリングである。また、スプリング８８は、下端がホルダ８７のフランジ部８７ｂの上面に当接可能となっている。このため、パイプ８３とアダプタ８５とホルダ８７とが一体的に上方に移動することにより、フランジ部８７ｂがスプリング８８を押し上げると、スプリング８８は、フランジ部８７ｂに対し下方への付勢力を付与する。これにより、スプリング８８は、パイプ８３とアダプタ８５とホルダ８７との上方への移動量を規制し、ボール８６を保持するようにホルダ８７を位置決めする。

先端部材８９は、部品吸着時に先端面（下端面）が部品Ｐに接触する先端チップ８９ａと、先端チップ８９ａを保持してアダプタ８５（大径部８５ｂ内）に取付可能とするアタッチメント８９ｂとを組み合わせて構成されている。先端チップ８９ａは、例えば、水平方向の断面形状（端面形状）が矩形状や円形状などに形成されて、そのサイズが異なるなど形状（サイズ）が異なる複数の種類がある。アタッチメント８９ｂの外周面にはボール８６の露出部分が嵌まる窪みが形成されている。先端部材８９は、この窪みにボール８６が嵌まることで、アダプタ８５にロックされて脱落が防止される。作業者は、スプリング８８の付勢力に抗してホルダ８７を上方にずらしてボール８６の押さえを解放することで、先端部材８９のロックを解除して先端部材８９を交換することができる。このように、先端部材８９を交換可能とすることで、複数種類のノズル８０を揃える場合に、ノズル全体を全数揃えなくてもよいから、コストダウンを図ると共に納期を短縮することもできる。なお、交換式ノズル８０Ａの構成は一例であり図３の構成に限られるものではない。

制御装置９０は、図２に示すように、ＣＰＵ９１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ９１の他に、ＲＯＭ９２、ＨＤＤ９３、ＲＡＭ９４、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）９５などを備える。これらは、バス９６を介して接続されている。制御装置９０は、側方カメラ６０やパーツカメラ６２、マークカメラ６４からの画像信号などを入出力インタフェース９５を介して入力する。なお、Ｘ軸スライダ４４，Ｙ軸スライダ４８，Ｚ軸アクチュエータ５６，Ｒ軸アクチュエータ５２およびＱ軸アクチュエータ５４には、それぞれ図示しない位置センサが設けられており、制御装置９０はそれらの位置センサからの位置情報も入力する。また、制御装置９０は、部品供給装置２０や基板搬送装置３０、Ｘ軸スライダ４４を移動させるＸ軸アクチュエータ４５、Ｙ軸スライダ４８を移動させるＹ軸アクチュエータ４９、Ｒ軸アクチュエータ５２、Ｑ軸アクチュエータ５４、Ｚ軸アクチュエータ５６への駆動信号などを入出力インタフェース９５を介して出力する。

管理装置１００は、例えば、汎用のコンピュータである。管理装置１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１やＲＯＭ１０２、基板Ｓの生産ジョブなどを記憶するＨＤＤ１０３、ＲＡＭ１０４、入出力インタフェース１０５などを備える。これらは、バス１０６を介して接続されている。管理装置１００は、マウスやキーボード等の入力デバイス１０７から入力信号が入出力インタフェース１０５を介して入力される。また、管理装置１００は、ディスプレイ１０８への画像信号を入出力インタフェース１０５を介して出力する。ここで、基板Ｓの生産ジョブは、部品実装装置１０においてどの部品Ｐをどの順番で基板Ｓへ実装するか、また、そのように部品Ｐを実装した基板Ｓを何枚作製するかなどを定めた情報である。また、生産ジョブには、実装対象の部品Ｐに関する情報として、部品Ｐの実装順の情報や、実装位置の情報、部品Ｐの形状などの部品種の情報、その部品種の吸着に適したノズル８０の形状の情報などを含む。なお、部品Ｐの形状やノズル８０の形状には、それぞれ部品Ｐのサイズやノズル８０のサイズの情報を含む。この生産ジョブは、作業者などにより予め入力され、生産を開始する際に管理装置１００から部品実装装置１０へ送信される。

次に、こうして構成された部品実装システム１の部品実装装置１０の動作について説明する。基板Ｓへの部品Ｐの実装処理では、制御装置９０は、まず、基板搬送装置３０により基板Ｓを所定位置まで搬入して保持させる。次に、制御装置９０は、部品供給装置２０により供給位置に部品Ｐを供給させ、移動装置４０により供給位置の上方にヘッドユニット５０を移動させてノズル８０に部品Ｐを吸着させる。続いて、制御装置９０は、移動装置４０によりヘッドユニット５０をパーツカメラ６２の上方に移動させ、ノズル８０に吸着させた部品をパーツカメラ６２に撮像させる。制御装置９０は、撮像された画像を処理して、部品Ｐの位置ずれが解消されるように当該部品Ｐの目標実装位置を補正してから、移動装置４０によりヘッドユニット５０を基板Ｓの上方へ移動させて部品Ｐを目標実装位置に実装させる。制御装置９０は、必要な部品Ｐの実装が終了すると、基板搬送装置３０により基板Ｓの保持を解除して機外へ搬出させる。制御装置９０は、このような実装処理を管理装置１００から送信される生産ジョブに基づいて行う。また、制御装置９０は、生産ジョブに基づく実装処理を行う前に、上述した部品Ｐに関する情報に基づいて、実装対象の部品Ｐの部品種に応じた種類（形状）のノズル８０を取り付けるようにヘッドユニット５０を制御する。以下、ノズル８０をヘッドユニット５０に取り付けた際の処理を説明する。図４は、ノズル形状検出処理の一例を示すフローチャートであり、制御装置９０のＣＰＵ９１により実行される。

ノズル形状検出処理では、ＣＰＵ９１は、ヘッドユニット５０（ロータリヘッド５１）に新たなノズル８０が取り付けられたか否かを判定し（Ｓ１００）、新たなノズル８０が取り付けられていないと判定すると、ノズル形状検出処理を終了する。なお、ノズル８０の取り付けは、生産ジョブに基づいて、実装処理に不要な種類のノズル８０をノズルストッカ７０に収容してから、ノズルストッカ７０に収容されているノズル８０のうち実装処理に必要なノズル８０をロータリヘッド５１（ノズルホルダ）に取り付けることにより行われる。また、ＣＰＵ９１は、ノズル８０がノズルストッカ７０から取り出される前にマークカメラ６４でＩＤマークＭを撮像させた画像を処理して、ＩＤマークＭを認識することによりノズルＩＤを取得する。

一方、ＣＰＵ９１は、Ｓ１００で新たなノズル８０が取り付けられたと判定すると、取得したノズルＩＤからノズル８０の種類の情報（少なくとも交換式ノズル８０Ａであるか否かの情報）を取得して（Ｓ１１０）、新たに取り付けたノズル８０が交換式ノズル８０Ａであるか否かを判定する（Ｓ１２０）。ＣＰＵ９１は、交換式ノズル８０Ａでなく非交換式ノズルであると判定すると、そのまま本処理を終了する。上述したように、非交換式ノズルの場合、ノズルＩＤにノズル先端の形状（サイズを含む）の情報が含まれる。このため、ＣＰＵ９１は、ノズル８０が非交換式ノズルである場合、ノズルＩＤからノズル８０の先端の形状を確認した上でロータリヘッド５１に取り付けるから、取り付けた後に改めて形状を検出する必要はない。一方、交換式ノズル８０Ａの場合、ノズルＩＤに交換式である旨の情報が含まれるから、ＣＰＵ９１は、Ｓ１２０で交換式ノズル８０Ａであると判定する。ただし、先端部材８９の形状の情報は含まれていないため、ＣＰＵ９１は、以下のようにノズル形状を検出する処理を行う。

ＣＰＵ９１は、Ｓ１２０で交換式ノズル８０Ａであると判定すると、パーツカメラ６２により下方から各ノズル８０（交換式ノズル８０Ａ）をまとめて撮像する（Ｓ１３０）。即ち、ＣＰＵ９１は、移動装置４０を制御してヘッドユニット５０をパーツカメラ６２上に移動させて、パーツカメラ６２で交換式ノズル８０Ａの画像（下方画像）を撮像させる。続いて、ＣＰＵ９１は、下方画像を画像処理して各交換式ノズル８０Ａの先端部材の形状を検出する（Ｓ１４０）。なお、形状を検出する際に、先端部材の断面形状が矩形状や円形状（円環状）などのいずれの形状であるかに加えてサイズも検出される。例えば、矩形状であれば吸着口の長辺と短辺の各長さが検出され、円形状であれば吸着口の外径や内径が検出される。

図５は、下方画像Ｇの一例を示す説明図である。図示するように、下方画像Ｇでは、ロータリヘッド５１に取り付けられている各ノズル８０がまとめて撮像される。このため、複数の交換式ノズル８０Ａが取り付けられている場合でも、各交換式ノズル８０Ａをそれぞれ撮像して複数の画像を画像処理する必要がないから、交換式ノズル８０Ａの形状（サイズ）検出を効率よく行うことができる。ロータリヘッド５１に取り付けられている各ノズル８０がいずれも交換式ノズル８０Ａである場合、ＣＰＵ９１は、下方画像Ｇを画像処理して全ての先端部材８９の領域を抽出して、その形状を検出すればよい。一方、ロータリヘッド５１に取り付けられている各ノズル８０のうち一部が交換式ノズル８０Ａである場合、ＣＰＵ９１は、下方画像Ｇを画像処理して、検出対象の交換式ノズル８０Ａの先端部材８９の領域を抽出して、その形状を検出すればよい。なお、先端部材８９は、上述したように断面形状が矩形状のものや円形状のものがあるが、下方画像Ｇを用いることで形状に拘わらず適切に検出することができる。

ＣＰＵ９１は、Ｓ１４０で先端部材の形状を検出すると、部品種に応じたノズル８０の形状（先端部材の形状）の情報を取得する（Ｓ１５０）。この情報は、上述したように、実装対象の部品Ｐに関する情報に基づいて取得される。続いて、ＣＰＵ９１は、各交換式ノズル８０Ａの各々について、Ｓ１４０で検出した形状と、Ｓ１５０で取得した形状とが一致するか否かを判定する（Ｓ１６０）。なお、Ｓ１６０の形状が一致するか否かの判定では、サイズが一致するか否かについても判定される。

ＣＰＵ９１は、Ｓ１６０で形状（サイズ）が一致すると判定すると、各交換式ノズル８０Ａの各々について、Ｓ１４０で検出した形状に関する情報（形状情報）を、Ｓ１１０で取得したノズルＩＤに紐付けてＨＤＤ９３に記憶して（Ｓ１７０）、ノズル形状検出処理を終了する。Ｓ１７０では、各交換式ノズル８０ＡのノズルＩＤに、先端部材８９の形状（サイズ）を紐付けて記憶する処理が行われる。一方、ＣＰＵ９１は、Ｓ１６０で形状（サイズ）が一致しないと判定すると、先端形状のエラーを報知して（Ｓ１８０）、ノズル形状検出処理を終了する。Ｓ１８０では、ＣＰＵ９１は、例えば部品実装装置１０の図示しない表示画面（表示部）などに交換式ノズル８０Ａの先端部材に形状エラー（サイズエラー）が生じている旨を表示する処理などを行う。なお、各交換式ノズル８０Ａのうちいずれかで形状（サイズ）が一致しない場合、Ｓ１８０では、その交換式ノズル８０Ａを作業者が把握可能に表示すればよく、それ以外（形状が一致する）交換式ノズル８０ＡについてはＳ１７０の記憶処理を行ってもよい。

次に、ノズル形状検出処理で記憶された形状情報を用いた処理を説明する。図６は、ノズル選択可否判断処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えばノズルストッカ７０に収容（ストック）されているノズル８０に対して行われる。ノズル形状検出処理では、ＣＰＵ９１は、ノズルＩＤからノズル８０の種類の情報（少なくとも交換式ノズル８０Ａであるか否かの情報）を取得して（Ｓ２００）、判断対象のノズル８０が交換式ノズル８０Ａであるか否かを判定する（Ｓ２１０）。なお、ノズルＩＤは、マークカメラ６４でＩＤマークＭを撮像させた画像を処理して認識されたＩＤマークＭから取得される。ＣＰＵ９１は、交換式ノズル８０Ａでなく非交換式ノズルであると判定すると、そのまま本処理を終了する。

一方、ＣＰＵ９１は、Ｓ２１０で交換式ノズル８０Ａであると判定すると、ノズルＩＤに紐付けられた形状情報がＨＤＤ９３に記憶されているか否かを判定し（Ｓ２２０）、形状情報が記憶されていないと判定すると、そのまま本処理を終了する。また、ＣＰＵ９１は、形状情報が記憶されていると判定すると、ノズルＩＤに紐付けられた形状情報をＨＤＤ９３から取得する（Ｓ２３０）。次に、ＣＰＵ９１は、今回の実装処理における実装対象の部品種に応じたノズル８０（先端部材８９）の形状の情報を取得し（Ｓ２４０）、取得した形状がノズルＩＤに紐付けられた形状に一致するか否かを判定する（Ｓ２５０）。なお、実装対象の部品種に応じたノズル８０が複数種ある場合、そのうちいずれかの種類の形状が、ノズルＩＤに紐付けられた形状に一致するか否かが判定される。

ＣＰＵ９１は、Ｓ２５０で、取得した形状がノズルＩＤに紐付けられた形状に一致すると判定すると、判定対象の交換式ノズル８０Ａを今回の実装処理で選択可能（使用可能）と判断して（Ｓ２６０）、本処理を終了する。一方、ＣＰＵ９１は、Ｓ２５０で、取得した形状がノズルＩＤに紐付けられた形状に一致しないと判定すると、Ｓ２６０の処理をスキップ即ち選択可能でないと判断して、本処理を終了する。

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のロータリヘッド５１がヘッド（ロータリヘッド）に相当し、ノズル形状検出処理のＳ１１０，Ｓ１２０を実行する制御装置９０（ＣＰＵ９１）が判定部に相当し、パーツカメラ６２とノズル形状検出処理のＳ１３０，Ｓ１４０を実行する制御装置９０（ＣＰＵ９１）とが検出部に相当し、ノズル形状検出処理のＳ１７０を実行する制御装置９０（ＣＰＵ９１）とＨＤＤ９３とが記憶部に相当する。ノズル選択可否判断処理のＳ２３０～Ｓ２６０を実行する制御装置９０（ＣＰＵ９１）が判断部に相当する。パーツカメラ６２が下方カメラに相当する。本実施形態では、部品実装装置１０の動作を説明することによりノズル形状の検出方法の一例も明らかにしている。

以上説明した実施形態の部品実装装置１０は、ノズル８０のノズルＩＤ（識別情報）に基づいて交換式ノズル８０Ａであると判定した場合、先端部材８９の形状を検出する。これにより、交換式ノズル８０ＡのノズルＩＤに形状の情報が含まれていなくても、先端部材８９の形状を適切に検出することができる。このため、先端部材８９の形状を示すシールなどをノズル８０（ノズル本体８１）に貼る必要がなく、先端部材８９を交換する度に、作業者がノズル本体８１にシールを貼る手間をなくすことができる。また、シールの貼り間違えもなくなるから、先端形状が異なる交換式ノズル８０Ａが誤って用いられることで部品の吸着不良や実装不良、部品の落下などが生じるのを防止することができる。

また、交換式ノズル８０ＡのノズルＩＤに、検出された先端部材８９の形状を紐付けて記憶する。そして、例えばノズルストッカ７０内のノズル８０（交換式ノズル８０Ａ）のノズルＩＤを取得して、そのノズルＩＤに紐付けられた先端部材８９の形状に基づいてその交換式ノズル８０Ａを選択可能であるか否かを判断する。このため、先端部材８９の形状が一旦検出された交換式ノズル８０Ａの選択可否を、ノズルストッカ７０から取り出すことなく、速やかに判断することができる。なお、ノズル選択可否判断処理で選択可能と判断した交換式ノズル８０Ａについては、ノズル形状検出処理を省略してもよい。あるいは、選択可能と判断した交換式ノズル８０Ａのノズル形状検出処理が行われた場合、予め選択可能と判断しているため、先端形状のエラーと判定されるのを防止することができる。これらのことから、実装処理を速やかに開始することができる。

また、ノズル形状検出処理は、パーツカメラ６２に先端部材８９を撮像させた画像を処理することで行われるから、形状検出専用のセンサなどを設ける必要がない。また、パーツカメラ６２でロータリヘッド５１の複数のノズル８０（交換式ノズル８０Ａ）の各先端部材８９をまとめて撮像するから、複数の交換式ノズル８０Ａをそれぞれ個別に撮像する必要がなく、検出処理を効率よく行うことができる。

また、交換式ノズル８０Ａは、ノズルＩＤに交換式ノズルである旨の情報が含まれるもののノズル先端の形状を示す情報が含まれておらず、非交換式ノズルは、ノズルＩＤに非交換式ノズルである旨の情報とノズル先端の形状を示す情報が含まれる。そして、制御装置９０は、交換式ノズル８０Ａであると判定した場合に形状検出（Ｓ１３０以降の処理）を行う一方で、非交換式ノズルであると判定した場合に形状検出を省略することで、必要以上に処理時間がかかるのを防止することができる。

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、先端部材８９の形状（サイズ）を検出するために、パーツカメラ６２（下方カメラ）で撮像された下方画像を画像処理したが、カメラに限られず、１または複数のセンサなどを用いて形状を検出してもよい。例えば、レーザ光などの光を先端部材８９の側方から照射して、その受光結果に基づいて、先端部材３９の形状（サイズ）を検出してもよい。また、パーツカメラ６２で撮像された下方画像だけでなく、側方カメラ６０で撮像された側方画像を画像処理してもよい。また、以下の変形例のようにしてもよい。図７は、変形例のノズル形状検出処理を示すフローチャートである。変形例では、実施形態と同じ処理には同じステップ番号を付して説明を省略する。

図７の変形例では、ＣＰＵ９１は、Ｓ１３０で下方画像を撮像すると、側方カメラ６０により側方から各ノズル８０（交換式ノズル８０Ａ）の側方画像を撮像する（Ｓ１３５）。Ｓ１３５では、撮像対象の交換式ノズル８０Ａの先端部材８９が、側方カメラ６０の視野範囲（撮像範囲）に順次入るように、Ｒ軸アクチュエータ５２の駆動により各交換式ノズル８０Ａを周方向に旋回（移動）させて、側方カメラ６０で順次撮像する。また、Ｑ軸アクチュエータ５４の駆動により交換式ノズル８０Ａを軸回りに回転させることで、軸回りに複数の回転向きで先端部材８９を撮像してもよい。こうして側方カメラ６０で各交換式ノズル８０Ａの側方画像をそれぞれ撮像すると、ＣＰＵ９１は、下方画像と側方画像とを画像処理して各交換式ノズル８０Ａの先端部材８９の形状（サイズ）を検出して（Ｓ１４０ａ）、ノズル形状検出処理を終了する。

このように、変形例では、下方画像と側方画像とを画像処理して先端部材８９の形状を検出するのである。このため、例えば、単なる角筒状や円筒状以外の形状であって、下方画像からだけでは形状（サイズ）の特定が困難な特殊形状の先端部材８９であっても、先端部材８９の形状の誤検出を防止して適切に検出することができる。

実施形態では、ノズル形状検出処理のＳ１４０で先端部材の形状を検出すると、部品種に応じた形状に一致するか否かを判定した上で、ノズルＩＤに紐付けて記憶したが、これに限られず、先端部材の形状を検出するとノズルＩＤに紐付けて記憶してもよい。その場合、Ｓ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１８０を省略すればよい。

実施形態では、ノズル選択可否判断処理を行うものとしたが、これに限られず、ノズル選択可否判断処理を行わなくてもよい。また、実施形態では、交換式ノズル８０ＡのノズルＩＤには、ノズル先端の形状を示す情報が含まれておらず、非交換式のノズル８０のノズルＩＤには、ノズル先端の形状を示す情報が含まれるものとしたが、これに限られない。例えば、非交換式のノズル８０のノズルＩＤに、ノズル先端の形状を示す情報が含まれていない場合があってもよいし、交換式ノズル８０ＡのノズルＩＤに、ノズル先端の形状を示す情報が含まれている場合があってもよい。前者の場合、ノズル形状検出処理のＳ１２０で交換式ノズル８０Ａでないと判定しても、ノズルＩＤから形状を示す情報を取得できるか否かを判定し、取得できないと判定すればＳ１３０以降の処理を行えばよい。また、後者の場合、交換式ノズル８０ＡのノズルＩＤに、ノズル先端の形状を示す情報が含まれていても誤った情報の可能性があるから、実施形態と同様に、ノズル形状検出処理のＳ１２０で交換式ノズル８０Ａであると判定すればＳ１３０以降の処理を行えばよい。

実施形態では、ヘッドユニット５０としてロータリヘッド５１を例示したが、これに限られず、例えばノズル８０が並列に複数（例えば２つ）配置されてもよいし、１のノズル８０のみが配置されてもよい。

ここで、本開示の部品実装装置は、以下のように構成してもよい。例えば、前記部品実装装置が実装する部品の部品種に応じた前記先端部材の形状と、前記記憶部に記憶された前記先端部材の形状とが一致する場合、前記記憶部に記憶された形状に紐付けられた前記識別情報が付された前記交換式ノズルは、前記ヘッドが前記部品種を保持するノズルとして選択可能であると判断する判断部を備えるものとしてもよい。このため、先端部材の形状が一旦検出された交換式ノズルについて、選択可否を速やかに判断することができる。

本開示の部品実装装置において、前記先端部材を交換不能な非交換式ノズルの前記識別情報には、前記先端部材の形状を示す情報が含まれており、前記交換式ノズルの前記識別情報には、前記先端部材の形状を示す情報が含まれていないものとしてもよい。こうすれば、本開示を適用する意義が高いものとなる。

本開示の部品実装装置において、前記検出部は、前記ノズルの前記先端部材を下方から撮像する下方カメラを含み、前記下方カメラにより撮像された画像を処理して前記先端部材の形状を検出するものとしてもよい。下方から先端部材を撮像した画像を処理することにより、先端部材の形状を適切に検出することができる。また、撮像範囲に複数のノズルの先端部材が含まれている場合、一度の撮像と画像処理で複数のノズルにおける先端部材の形状を効率よく検出することも可能となる。

本開示の部品実装装置において、前記ヘッドは、複数の前記ノズルが同一円周上に配置されるように取り付けられたロータリヘッドであり、前記下方カメラは、前記ロータリヘッドに配置された複数の前記ノズルの前記先端部材をまとめて下方から撮像するものとしてもよい。こうすれば、一度の撮像と画像処理で、ロータリヘッドの各ノズルにおける先端部材のサイズを効率よく検出することができる。

本開示の部品実装装置において、前記検出部は、前記先端部材を側方から撮像する側方カメラを含み、前記下方カメラにより撮像された画像と、前記側方カメラにより撮像された画像とを処理して、前記先端部材の形状を検出するものとしてもよい。こうすれば、特殊な形状の先端部材であっても、下方および側方の両方の画像を用いて、より適切に検出することができる。

本開示のノズル形状の検出方法は、部品実装装置のヘッドに取り付けられるノズルのノズル形状の検出方法であって、（ａ）前記ヘッドに取り付けられた前記ノズルが、部品に接する先端部材を異なる形状に交換可能でその旨を示す識別情報がノズル本体に付された交換式ノズルであるか否かを、前記識別情報に基づいて判定するステップと、（ｂ）前記ノズルが前記交換式ノズルであると判定された場合、前記先端部材の形状を検出するステップと、（ｃ）前記ノズルの前記識別情報と、検出された前記先端部材の形状とを紐付けて記憶するステップと、を含むことを要旨とする。本開示の検出方法は、本開示の部品実装装置と同様に、交換式ノズルの識別情報に先端部材の形状情報が含まれていなくても、先端部材の形状を適切に検出することができる。この検出方法において、上述した部品実装装置のいずれかの機能を実現するステップを追加してもよい。

本明細書では、出願当初の請求項４において「請求項１または２に記載の部品実装装置」を「請求項１ないし３のいずれか１項に記載の部品実装装置」に変更した技術思想も開示されている。

本開示は、部品実装装置の製造産業などに利用可能である。

１ 部品実装システム、１０ 部品実装装置、２０ 部品供給装置、２２ リール、３０ 基板搬送装置、３２ コンベアベルト、４０ 移動装置、４２，４６ ガイドレール、４４ Ｘ軸スライダ、４５ Ｘ軸アクチュエータ、４８ Ｙ軸スライダ、４９ Ｙ軸アクチュエータ、５０ ヘッドユニット、５１ ロータリヘッド、５２ Ｒ軸アクチュエータ、５４ Ｑ軸アクチュエータ、５６ Ｚ軸アクチュエータ、６０ 側方カメラ、６２ パーツカメラ、６４ マークカメラ、７０ ノズルストッカ、８０ ノズル、８０Ａ 交換式ノズル、８１ ノズル本体、８１ａ エア通路、８２ スリーブ、８２ａ 上側円筒部、８２ｂ 円盤部、８２ｃ 下側円筒部、８２ｄ 長穴、８３ パイプ、８４ ピン、８５ アダプタ、８５ａ 小径部、８５ｂ 大径部、８５ｃ 貫通穴、８６ ボール、８７ ホルダ、８７ａ 筒状部、８７ｂ フランジ部、８８ スプリング、８９ 先端部材、８９ａ 先端チップ、８９ｂ アタッチメント、９０ 制御装置、９１，１０１ ＣＰＵ、９２，１０２ ＲＯＭ、９３，１０３ ＨＤＤ、９４，１０４ ＲＡＭ、９５，１０５ 入出力インタフェース、９６，１０６ バス、１００ 管理装置、１０７ 入力デバイス、１０８ ディスプレイ、Ｃ 切欠、Ｍ ＩＤマーク、Ｐ 部品、Ｓ 基板。

Claims (7)

1. 部品種に応じたノズルで部品を保持して実装する部品実装装置であって、
   前記ノズルとして、部品に接する先端部材を異なる形状に交換可能でその旨を示す識別情報がノズル本体に付された交換式ノズルを取付可能なヘッドと、
   前記ヘッドに取り付けられた前記ノズルの前記識別情報に基づいて、前記ノズルが前記交換式ノズルであるか否かを判定する判定部と、
   前記ノズルが前記交換式ノズルであると判定された場合、前記先端部材の形状を検出する検出部と、
   前記ノズルの前記識別情報と、検出された前記先端部材の形状とを紐付けて記憶する記憶部と、
   を備える部品実装装置。
2. 前記部品実装装置が実装する部品の部品種に応じた前記先端部材の形状と、前記記憶部に記憶された前記先端部材の形状とが一致する場合、前記記憶部に記憶された形状に紐付けられた前記識別情報が付された前記交換式ノズルは、前記ヘッドが前記部品種を保持するノズルとして選択可能であると判断する判断部を備える、
   請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記先端部材を交換不能な非交換式ノズルの前記識別情報には、前記先端部材の形状を示す情報が含まれており、前記交換式ノズルの前記識別情報には、前記先端部材の形状を示す情報が含まれていない、
   請求項１または２に記載の部品実装装置。
4. 前記検出部は、前記ノズルの前記先端部材を下方から撮像する下方カメラを含み、前記下方カメラにより撮像された画像を処理して前記先端部材の形状を検出する、
   請求項１または２に記載の部品実装装置。
5. 前記ヘッドは、複数の前記ノズルが同一円周上に配置されるように取り付けられたロータリヘッドであり、
   前記下方カメラは、前記ロータリヘッドに配置された複数の前記ノズルの前記先端部材をまとめて下方から撮像する、
   請求項４に記載の部品実装装置。
6. 前記検出部は、前記先端部材を側方から撮像する側方カメラを含み、前記下方カメラにより撮像された画像と、前記側方カメラにより撮像された画像とを処理して、前記先端部材の形状を検出する、
   請求項４に記載の部品実装装置。
7. 部品実装装置のヘッドに取り付けられるノズルのノズル形状の検出方法であって、
   （ａ）前記ヘッドに取り付けられた前記ノズルが、部品に接する先端部材を異なる形状に交換可能でその旨を示す識別情報がノズル本体に付された交換式ノズルであるか否かを、前記識別情報に基づいて判定するステップと、
   （ｂ）前記ノズルが前記交換式ノズルであると判定された場合、前記先端部材の形状を検出するステップと、
   （ｃ）前記ノズルの前記識別情報と、検出された前記先端部材の形状とを紐付けて記憶するステップと、
   を含むノズル形状の検出方法。

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