JP2024008533A - 実装装置及び実装装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の位置をより確実に得る。【解決手段】実装装置は、基準位置である基準部と基準部と異なる所定部材とを有し部品を採取して基板に実装する実装ヘッドを有する実装部と、部品を採取した実装ヘッドを撮像し撮像画像を得る撮像部と、部品の種別及び／又はサイズに応じて、基準位置として基準部と所定部材とのうちいずれかを用いる制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本明細書では、実装装置及び実装装置の制御方法を開示する。

従来、部品を基板に実装処理する実装装置としては、例えば、実装ヘッドに採取された部品、及び複数の照明条件に対応して複数種類設けられている第１～第３基準マークとを一緒に撮像して画像データを取得し、この画像データに基づき部品と第１～第３基準マークとの相対位置関係を求めて実装ヘッドの装着位置への移動制御に反映するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この実装装置では、複数種類の基準マークを用いることにより、実装ヘッドが照明条件の異なる部品を保持した場合に、照明種が変更されても部品の位置を正確に認識することができる。また、実装装置としては、撮像位置から装着位置までの第１Ｘ軸距離及び第１Ｙ軸距離に応じて実装ヘッドの撮像時移動方向を決定し、実装ヘッドを移動しながら実装ヘッドに採取された部品を撮像するものが提案されている（例えば、特許文献２など参照）。この実装装置では、実装時間の短縮が可能である。

特開２０１６－９６１７４号公報 国際公開第２０１５／１４５６６５号

しかしながら、上述した実装装置では、複数の基準マークを実装ヘッドに設けることによって、部品の位置を正確に認識することができるとしているが、部品の種類やサイズによっては、基準マークを用いることができない場合があった。実装装置では、部品位置を確実に得ることが求められていた。

本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、部品の位置をより確実に得ることができる実装装置及び実装装置の制御方法を提供することを主目的とする。

本明細書で開示する実装装置及び実装装置の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

即ち、本開示の実装装置は、
基準位置である基準部と前記基準部と異なる所定部材とを有し部品を採取して基板に実装する実装ヘッドを有する実装部と、
前記部品を採取した前記実装ヘッドを撮像し撮像画像を得る撮像部と、
前記部品の種別及び／又はサイズに応じて、前記基準位置として前記基準部と前記所定部材とのうちいずれかを用いる制御部と、
を備えたものである。

実装装置では、部品の種別やサイズによっては、部品と共に基準部を撮像できない場合があるが、そのような場合においても、所定部材を基準位置として利用することができるため、部品の位置をより確実に得ることができる。

実装システム１０の一例を示す概略説明図。 実装ヘッド２２及び撮像部１６の説明図。 部品Ｐ１及び部品Ｐ２を採取した状態の一例を示す説明図。 記憶部３２に記憶された固有位置情報３４の一例の説明図。 実装処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 更新処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 採取部材２３の位置を補正する補正値を取得する処理の一例の説明図。 撮像画像を用いて基準部２４の代わりの基準位置を判定する処理の一例のフローチャート。

本実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本開示の一例である実装システム１０の概略説明図である。図２は、実装ヘッド２２及び撮像部１６の一例を示す説明図である。図３は、部品Ｐ１（図３Ａ）及び部品Ｐ２（図３Ｂ）を採取した状態の一例を示す説明図である。図４は、記憶部３２に記憶された固有位置情報３４の一例の説明図である。実装システム１０は、例えば、撮像する対象物としての部品Ｐを処理対象物である基材としての基板Ｓに実装する処理を実行するシステムである。この実装システム１０は、実装装置１１と、管理装置４０と、図示しない印刷装置、印刷検査装置、実装検査装置、搬送装置、リフロー装置などを備えている。実装システム１０は、部品Ｐを基板Ｓに実装する実装処理を実施する複数の実装装置１１が上流から下流に配置された実装ラインとして構成されている。ここでは、処理対象物を基板Ｓとして説明するが、部品を実装するものであれば特に限定されず、立体物の基材としてもよい。なお、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１、２に示した通りとする。また、部品Ｐ１、Ｐ２（図３参照）などは、部品Ｐと総称し、採取部材２３ａや採取部材２３ｂ（図７参照）などは、採取部材２３と総称する。

実装装置１１は、図１に示すように、基板処理部１２と、部品供給部１３と、撮像部１６と、待機部１９と、実装部２０と、制御装置３０とを備えている。基板処理部１２は、基材としての基板Ｓの搬入、搬送、実装位置での固定、搬出を行うユニットである。部品供給部１３は、実装部２０へ部品Ｐを供給するユニットである。この部品供給部１３には、部品Ｐを保持したテープを有するフィーダ１５が複数装着されている。このフィーダ１５は、テープに保持された部品Ｐを採取位置へ送り出す。この部品供給部１３は、部品を複数配列して載置するトレイ１６を有するトレイユニットを備えていてもよい。実装装置１１で用いる部品Ｐには、図３に示すように、部品Ｐ１、Ｐ２などが含まれる。部品Ｐ１は、実装ヘッド２２に装着されている各々の採取部材２３に採取可能な所定サイズ以下のサイズを有する標準的部品であり、例えば、微細なチップ部品などが挙げられる。部品Ｐ２は、採取部材２３に採取されると、他の採取部材２３での部品採取が阻害されるサイズを有し、例えば、所定サイズよりも大きいサイズを有する大型部品である。また、部品Ｐ２は、図３に示すように、他の部品Ｐが採取されれば、他の部品Ｐと干渉（接触）するサイズを有するものとしてもよい。実装ヘッド２２は、他の部品Ｐとの干渉を防止するため、１つの部品Ｐ２が実装ヘッド２２に採取されるよう設定されている。この部品Ｐ２は、トレイ１５により供給されるものとしてもよい。

撮像部１６は、画像を撮像する装置であり、実装ヘッド２２に採取され保持された１以上の部品Ｐの画像を撮像するパーツカメラである。この撮像部１６は、部品供給部１３と基板処理部１２との間に配置されている。この撮像部１６の撮像範囲は、撮像部１６の上方であり、撮像可能範囲は、例えば、図３に示した撮像範囲３９である。撮像部１６は、照明部１７と、撮像素子１８と、画像処理部とを備える。照明部１７は、上方に光を照射し実装ヘッド２２に保持された部品Ｐに対して光を照射可能に構成されている。撮像素子１８は、受光により電荷を発生させ発生した電荷を出力する素子である。撮像素子１８は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサとしてもよい。画像処理部は、入力された電荷に基づいて画像データを生成する処理を行う。撮像部１６は、部品Ｐを保持した実装ヘッド２２が撮像部１６の上方を通過する際、実装ヘッド２２を移動しながら、あるいは実装ヘッド２２を停止した状態で、画像を撮像し、撮像画像データを制御装置３０へ出力する。

実装部２０は、部品Ｐを部品供給部１３から採取し、基板処理部１２に固定された基板Ｓへ配置するユニットである。実装部２０は、ヘッド移動部２１と、実装ヘッド２２と、採取部材２３と、基準部２４と、待機部１９とを備えている。ヘッド移動部２１は、ガイドレールに導かれてＸＹ方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータとを備えている。実装ヘッド２２は、複数の部品を採取してヘッド移動部２１によりＸＹ方向へ移動するものである。この実装ヘッド２２は、スライダに取り外し可能に装着されている。実装ヘッド２２の下面には、１以上の採取部材２３が取り外し可能に装着されている。実装ヘッド２２は、部品Ｐを採取する複数の採取部材２３が円周上に配置されている（図２、３参照）。採取部材２３は、負圧を利用して部品を採取するノズルとしてもよい。採取部材２３は、ノズルのほか、部品Ｐを機械的に保持するメカニカルチャックなどとしてもよい。基準部２４は、撮像部１６による撮像画像において、基準位置となる基準マークである。基準マークは、基準位置となる部材であればよく、例えば、円形や多角形などの視認形状を有するものとしてもよい。基準部２４は、実装ヘッド２２には、回転位置Ｄ，Ｆの近傍に２箇所設けられている。待機部１９は、実装ヘッド２２に未装着の採取部材２３を待機させるノズルステーションである。

実装ヘッド２２は、部品Ｐを採取する採取部材２３を複数装着することが可能であり、図２に示すように、回転可能な状態で保持されるロータリー型の作業ヘッドとして構成されている。図２では、採取部材２３を８個装着可能なものを例示したが、特にこれに限定されず、採取部材２３の装着可能数は、２個や、４個、６個、１２個など任意としてもよいし、ロータリー型ではなく回転不能なものとしてもよい。実装ヘッド２２は、図２に示すように、装着部材２５と、Ｒ軸駆動部２６と、Ｑ軸駆動部２７と、Ｚ軸駆動部２８と、ロータリー部２９とを備えている。装着部材２５は、採取部材２３を取り外し可能に装着する、長軸円筒型のホルダである。この装着部材２５は、下端に採取部材２３を装着し、上端にはピニオンギアが配設されている。また、装着部材２５は、所定の回転位置においてＺ軸駆動部２８によって昇降可能にロータリー部２９に支持されている。このピニオンギアは、実装ヘッド２２の本体に回転可能に軸支された図示しないリングギアに噛合している。Ｒ軸駆動部２６は、採取部材２３が装着されているロータリー部２９の全体を回転するモータである。Ｒ軸駆動部２６は、ロータリー部２９を回転させることにより、その円周に沿って採取部材２３を回転（公転）させる。Ｑ軸駆動部２７は、装着部材２５をそれぞれの回転位置で自転させるモータである。Ｑ軸駆動部２７は、図示しないリングギアを回転させることによって、すべてのピニオンギアを連動して回転させ、全ての装着部材２５が同期して自転する。Ｚ軸駆動部２８は、装着部材２５をＺ軸に沿って昇降させるリニアアクチュエータである。Ｚ軸駆動部２８は、ボールねじとモータとに構成されてもよいしリニアモータとしてもよい。

制御装置３０は、ＣＰＵを含む制御部３１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、各種データを記憶する記憶部３２などを備えている。この制御装置３０は、基板処理部１２、部品供給部１３、撮像部１６、実装部２０へ制御信号を出力し、部品供給部１３や撮像部１６、実装部２０からの信号を入力する。記憶部３２には、実装条件情報３３や、固有位置情報３４、基準部材情報３５などが記憶されている。実装条件情報３３には、部品Ｐを実装する際の採取順、配置順、部品Ｐの識別情報（ＩＤ）及び基板Ｓ上の配置位置（座標）の情報などが含まれている。固有位置情報３４は、実装ヘッド２２の回転位置Ａ～Ｈに配置された際の採取部材２３の先端位置のずれ量を補正するデータが含まれている。固有位置情報３４には、採取部材２３の識別情報（ＩＤ）と、各回転位置Ａ～Ｈに位置したときの先端の位置ずれ量を補正する補正値が対応付けられている。また、各補正値は、昇降する回転位置Ａの採取部材２３の回転角度がθ１（°）、θ２（°）であるときの、それぞれの補正値が対応付けられている。この回転角度は、採取部材２３が各回転位置において自転可能であるため規定されるものであり、例えば、回転位置Ａにおける採取部材２３がθ１＝０°、θ１＝９０°としてもよい。採取部材２３の先端位置の補正値は、図４に示すように、それぞれの回転角度ごとに対応付けられている。なお、固有位置情報３４は、採取部材２３と複数の装着部材２５のうちいずれかとの組み合わせにかかる補正値を含むものとしてもよい。基準部材情報３５は、詳しくは後述するが、撮像範囲３９に基準部２４が入らず、基準部２４を利用できない場合に、代わりに基準位置として利用する所定部材に関する情報が含まれている。実装装置１１では、基準部２４の代わりに用いる所定部材は、装着部材２５に装着された採取部材２３の先端位置に設定されている。基準部２４の代わりに用いる所定部材は、部品形状に基づいて、実装ヘッド２２に採取された部品Ｐにより隠れないもの、及び／又は、撮像部１６の撮像範囲３９に存在するものが選択されている。この基準部材情報３５には、基準部２４を利用できない部品Ｐの識別情報（ＩＤ）と、その部品Ｐを採取した際に基準位置に利用する採取部材２３の位置に関する情報と、その基準位置に装着された装着済みの採取部材２３の識別情報とが対応付けられている。装着済みの採取部材ＩＤは、基準位置の装着部材２５への採取部材２３の装着、装着解除に応じて更新される。

管理装置４０は、実装システム１０の各装置の情報を管理するコンピュータである。管理装置４０は、図１に示すように、制御部４１と、記憶部４２と、表示部と、入力装置とを備えている。制御部４１は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されている。記憶部４２は、例えばＨＤＤなど、処理プログラムなど各種データを記憶する装置である。記憶部４２には、それぞれの実装装置１１の実装条件情報３３や固有位置情報３４などがデータベースとして記憶されているものとしてもよい。表示部は、各種情報を表示する液晶画面である。入力装置は、作業者が各種指令を入力するキーボード及びマウス等を含む。

次に、こうして構成された本実施形態の実装システム１０の動作、特に、部品Ｐを基板Ｓへ配置する実装処理について説明する。図５は、実装装置１１の制御装置３０が実行する実装処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、記憶部３２に記憶され、作業者の実装開始入力に基づいて制御部３１により実行される。ここでは、実装装置１１が部品Ｐ１や部品Ｐ２を基板Ｓへ実装する際の処理について、一例として説明する。このルーチンを開始すると、制御部３１は、まず、実装条件情報３３を記憶部３２から読み出して取得し（Ｓ１００）、固有位置情報３４の更新タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１１０）。この更新タイミングは、例えば、採取部材２３の補正情報がまだない場合や、採取部材２３の使用時間が所定時間を経過したときなど、採取部材２３の先端の位置ずれ量をより確実に補正可能なタイミングに、経験的に定められているものとしてもよい。Ｓ１１０で固有位置情報３４の更新タイミングであるときには、制御部３１は、固有位置情報更新処理を実行する（Ｓ１２０）。

図６は、実装装置１１の制御装置３０が実行する更新処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、記憶部３２に記憶され、実装処理ルーチンのＳ１２０で制御部３１により実行される。このルーチンを開始すると、制御部３１は、まず、待機部１９にある採取部材２３を実装ヘッド２２に装着させ、実装ヘッド２２を撮像部１６の所定の撮像位置へ移動させる（Ｓ３００）。採取部材２３の装着は、例えば、待機部１９に収容された順番に行うものとしてもよい。また、所定の撮像位置は、ロータリー部２９が撮像部１６における撮像範囲３９の中央に位置するよう定められている。次に、制御部３１は、採取部材２３が所定の回転位置で且つ採取部材２３の回転角度が所定角度において、撮像部１６に撮像させる（Ｓ３１０）。このとき、制御部３１は、次の回転角度、回転位置へ適宜変更しながら、撮像部１６に撮像画像を撮像させる。

図７は、採取部材２３の位置を補正する補正値を取得する処理の一例の説明図である。ここでは、説明の便宜のため、着目する採取部材２３を採取部材２３ａとし、次に着目するものを採取部材２３ｂと称して説明する。制御部３１は、まず、実装ヘッド２２を撮像部１６の所定位置に移動すると、採取部材２３ａを回転位置Ａに回転移動し、採取部材２３の回転角度をθ１（°）にし、画像を撮像させる（図７Ａ）。制御部３１は、この撮像画像に含まれる、回転角度をθ１における回転位置Ｂ～Ｈに装着された採取部材２３の先端位置もそれぞれ取得可能である。次に、採取部材２３ａの回転角度をθ２（°）に変更し、撮像部１６に撮像画像を撮像させる（図７Ｂ）。制御部３１は、この撮像画像に含まれる、回転角度をθ２における回転位置Ｂ～Ｈに装着された採取部材２３の先端位置もそれぞれ取得可能である。続いて、制御部３１は、採取部材２３ａを回転位置Ｂに移動し、回転角度θ１での画像を撮像部１６に撮像させる（図７Ｃ）。そして、制御部３１は、回転位置Ｂで回転角度θ２とした採取部材２３ａの撮像画像を撮像部１６に撮像させる。このような処理を繰り返し実行し、回転角度θ１、θ２における回転位置Ａ～Ｈの採取部材２３ａ，２３ｂ…、の撮像画像を得る。

次に、制御部３１は、待機部１９にあるすべての採取部材２３の撮像を終えたか否かを判定し（Ｓ３２０）、すべての採取部材２３の撮像を終えていないときには、Ｓ３００以降の処理を実行させる。即ち、制御部３１は、次の採取部材２３を装着し、所定の回転角度、所定の回転位置での画像を撮像する処理を実行させる。一方、Ｓ３２０ですべての採取部材２３の撮像が終わったときには、制御部３１は、採取部材２３の、所定の回転角度、所定の回転位置での位置ずれ量を求め、この位置ずれ量を補正する補正値を求めて固有位置情報３４に記憶し（Ｓ３３０）、このルーチンを終了する。このような処理によって、制御装置３０は、新たな補正値を含む固有位置情報３４を更新することができる。

さて、実装処理ルーチンのＳ１２０で更新処理ルーチンを終了したあと、または、Ｓ１１０で固有位置情報３４の更新タイミングでないときには、制御部３１は、Ｓ１３０以降の実装処理を実行する。実装処理では、制御部３１は、基板Ｓの搬送及び固定処理を基板処理部１２に行わせる（Ｓ１３０）。次に、制御部３１は、実装条件情報３３の配置順に基づいて採取部材２３が採取する部品Ｐを設定する（Ｓ１４０）。次に、制御部３１は、必要に応じて採取部材２３の装着や交換を行い、１以上の部品Ｐの吸着及び移動処理を実装部２０に行わせる（Ｓ１５０）。制御部３１は、このとき撮像部１６の上方を通過するよう実装ヘッド２２を移動させる。

次に、制御部３１は、実装ヘッド２２に採取された中に特定の部品Ｐがあるか否かを判定する（Ｓ１６０）。制御部３１は、例えば、部品Ｐ２など、所定サイズより大型であり実装ヘッド２２に装着された全採取部材数の使用が制限される特定の部品Ｐが実装ヘッド２２に採取されているときに、特定部品があると判定する。特定の部品Ｐがないとき、即ち採取された部品Ｐが所定サイズ以下であるときには、制御部３１は、部品Ｐを採取してから基板Ｓに装着するまでの間に実装ヘッド２２を停止させずに移動させて実装ヘッド２２に採取された部品Ｐを撮像部１６に撮像させる移動撮像処理（フライビジョンとも称する）を実行させる（Ｓ１７０）。制御部３１は、部品Ｐを採取している採取部材２３の全体の中心が撮像範囲３９の中心を通るようにヘッド移動部２１を制御し、ヘッド移動部２１のサーボカウンタの値に基づいてシャッターを切るよう撮像部１６を制御する。このとき、制御部３１は、例えば、撮像範囲３９に部品Ｐ１の全体が含まれる撮像画像を得ることができる（図３Ａ参照）。次に、制御部３１は、撮像画像を用い、基準部２４を用いて採取されている部品Ｐの位置を取得し（Ｓ１８０）、部品Ｐのずれ量を取得する（Ｓ２２０）。移動撮像処理は、移動しながらの撮像処理であり、シャッターを切る微少な時間のずれによって、実装ヘッド２２の位置は、撮像ごとに微少なずれ量を生じる。制御部３１は、基準位置としての基準部２４を用い、基準部２４と採取部材２３の先端中心位置との相対的な位置関係から採取部材２３の先端位置を求め、採取されている部品Ｐの位置を取得することができる。また、制御部３１は、得られた位置関係に基づき、取得した部品Ｐの中心位置と採取部材２３の先端中心位置との距離（ずれ量）を求めることができる。

一方、Ｓ１６０で、実装ヘッド２２に採取された中に特定の部品Ｐがあるときには、制御部３１は、基準位置となる所定部材を設定する（Ｓ１９０）。制御部３１は、基準部材情報３５に含まれている情報に基づいて、所定の回転位置の採取部材２３を所定部材に設定する。例えば、図４に示すように、部品Ｐ２では、現在回転位置Ｇに装着されている採取部材２３の先端中央位置を基準位置とする。次に、制御部３１は、Ｓ１７０と同様に、実装ヘッド２２を移動させ停止させずに実装ヘッド２２に採取された部品Ｐを撮像部１６に撮像させる移動撮像処理を実行させる（Ｓ２００）。制御部３１は、部品Ｐ２を採取している採取部材２３の中心が撮像範囲３９の中心を通るようにヘッド移動部２１を制御し、ヘッド移動部２１のサーボカウンタの値に基づいてシャッターを切るよう撮像部１６を制御する。このとき、制御部３１は、例えば、撮像範囲３９の中央に部品Ｐ２の全体が含まれる撮像画像を得ることができる（図３Ｂ参照）。続いて、制御部３１は、補正値を用いた採取部材２３の基準位置を用いて、実装ヘッド２２に採取された部品Ｐ２の位置を取得し（Ｓ２１０）、部品Ｐのずれ量を取得する（Ｓ２２０）。上述したように、撮像範囲３９の中央で部品Ｐ２が移動するように実装ヘッド２２を移動させて撮像画像を得ると、基準部２４が撮像範囲３９の範囲外になることがある（図３Ｂ参照）。ここでは、制御部３１は、撮像画像に含まれる視認可能な部材である採取部材２３を基準位置に用いるのである。また、採取部材２３や、装着部材２５は、その製造精度や使用時の負荷による曲がりなどがあるため、先端中心位置には、理論位置に対してずれがあることがある。制御部３１は、この採取部材２３の先端位置のずれ量を固有位置情報３４の補正値を用いて補正する。このため、制御部３１は、より正確な部品Ｐ２の位置を取得することができる。制御部３１は、例えば、採取部材ＩＤ＝＃１の採取部材２３が回転位置Ｇ及び回転角度θ１の装着部材２５に装着されている場合、該当する補正値を固有位置情報３４から読み出して取得するものとする。また、制御部３１は、基準位置の回転位置にある採取部材２３の先端中心位置を固有位置情報３４の補正値で補正し、補正した基準位置である採取部材２３の先端中心位置と、部品Ｐ２を保持した採取部材２３の先端中心位置との相対的な位置関係から、撮像画像の採取部材２３の先端位置を求めることができる。また、制御部３１は、撮像画像から取得した部品Ｐ２の中心位置と、部品Ｐ２を採取した採取部材２３の先端中心位置とから、その距離（位置ずれ量）を求めることができる。

Ｓ２２０のあと、制御部３１は、取得したずれ量を補正した位置に部品Ｐを配置する（Ｓ２３０）。そして、制御部３１は、現基板の実装処理が終了したか否かを判定し（Ｓ２４０）、終了していないときには、Ｓ１４０以降の処理を実行する。即ち、制御部３１は、次に採取する部品Ｐを設定し、必要に応じて採取部材２３を取り替え、部品Ｐを移動しながら撮像し、ずれ量を補正して基板Ｓに配置させる。一方、Ｓ２４０で現基板の実装処理が終了したときには、制御部３１は、実装終了した基板Ｓを基板処理部１２により排出させ（Ｓ２５０）、基板Ｓの生産が完了したか否かを判定する（Ｓ２６０）。生産完了していないときには、制御部３１は、Ｓ１３０以降の処理を実行する一方、生産完了したときには、そのままこのルーチンを終了する。このように、実装装置１１は、標準的な部品Ｐ１のみでなく、大型の部品Ｐ２においても、移動撮像処理によってその採取位置ずれを補正して実装処理することができる。

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。本実施形態の制御装置３０が本開示の制御装置の一例であり、制御部３１が制御部の一例であり、撮像部１６が撮像部の一例であり、実装部２０が実装部の一例であり、実装ヘッド２２が実装ヘッドの一例であり、実装装置１１が実装装置の一例である。また、基準部２４が基準部の一例であり、採取部材２３が所定部材及び採取部材の一例であり、装着部材２５が装着部材の一例である。なお、本実施形態では、制御装置３０や実装装置１１の動作を説明することにより本開示の実装装置の制御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制御装置３０は、基準位置である基準部２４と基準部２４と異なる所定部材としての採取部材２３とを有し部品Ｐを採取して基板Ｓに実装する実装ヘッド２２を有する実装部２０と、部品Ｐを採取した実装ヘッド２２を撮像し撮像画像を得る撮像部１６と、を備え実装処理を実行する実装装置に用いられる。制御装置３０は、部品Ｐの種別及び／又はサイズに応じて、基準位置として基準部２４と所定部材とのうちいずれかを用いる制御部３１を備える。制御装置３０では、部品Ｐの種別やサイズによっては、部品Ｐと共に基準部２４を撮像できない場合があるが、そのような場合においても、所定部材を基準位置として利用することができるため、部品Ｐの位置をより確実に得ることができる。

また、制御部３１は、部品Ｐを採取してから基板Ｓに装着するまでの間に実装ヘッド２２を停止させずに移動させて実装ヘッド２２に採取された部品Ｐを撮像部１６に撮像させる。この制御装置３０では、実装ヘッド２２を停止せずに実装処理を行うことができるため、処理時間の短縮を図ることができる。また、実装ヘッド２２は、部品Ｐを採取する採取部材２３を複数装着することが可能であり、所定部材は、部品Ｐを採取していない、実装ヘッド２２に装着され部品Ｐを採取する採取部材２３であるため、この制御装置３０では、他の基準部２４を設けることなく、部品Ｐを採取していない採取部材を基準位置として用いるため、構成の煩雑化をより抑制することができる。更に、制御部３１は、実装処理の前に採取部材２３の位置補正に関する固有位置情報３４を取得し、この固有位置情報３４を用いた基準位置を利用して、実装ヘッド２２に採取された部品Ｐの位置を取得する。この制御装置３０では、固有位置情報３４を用いることにより、採取部材２３の取付け精度などにより生じうる位置ずれなどを加味し、より精度の高い部品位置を取得することができる。更にまた、制御装置３０は、部品Ｐの形状に基づき、実装ヘッド２２に採取された部品Ｐにより隠れない所定部材、及び／又は、撮像部１６の撮像範囲３９に存在する所定部材を選択する。この制御装置３０では、部品Ｐにより隠れず、且つ撮像範囲３９に存在する所定部材を選択するため、より確実に基準位置を用いることができる。そして、制御部３１は、部品Ｐのうち、所定サイズ以下の部品Ｐ１に対して基準部２４を基準位置に用い、所定サイズより大きい部品Ｐ２に対して所定部材を基準位置に用いる。この制御装置３０では、所定サイズは、撮像部１６の撮像範囲と、実装ヘッド２２に設けられる基準部２４の位置と、に基づいて定められ、例えば、吸着した部品Ｐによって基準部２４が隠れることや、基準部２４が撮像部１６の撮像範囲３９から外れることなどにより、部品位置を取得困難な場合が生じ得る大型の部品Ｐ２に対して、部品位置をより確実に得ることができる。

また、実装装置１１は、部品Ｐを処理対象物としての基板Ｓへ実装処理するものであって、基準位置である基準部２４と基準部２４と異なる所定部材とを有し部品Ｐを採取する実装ヘッド２２を有する実装部２０と、部品Ｐを採取した実装ヘッド２２を撮像し撮像画像を得る撮像部１６と、上述した制御装置３０と、を備える。この実装装置１１は、上述した制御装置３０および制御部３１を備えているため、部品の位置をより確実に得ることができる。また、実装装置１１では、移動撮像処理により部品Ｐの位置を取得するため、撮像範囲３９の所定位置で実装ヘッド２２を停止させて撮像画像を取得するのに比してより処理時間を短縮することができる。特に、実装装置１１では、所定サイズ以下の部品Ｐ１に加えて、採取数が限られる大型の部品Ｐ２においても移動撮像処理を実行できるため、実装処理に要する時間を更に短縮することができる。

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、実装ヘッド２２を移動させ停止させずに実装ヘッド２２に採取された部品Ｐを撮像部１６に撮像させる移動撮像処理（フライビジョン）を実行するものとしたが、特にこれに限定されず、実装ヘッド２２を所定の停止位置で停止させて実装ヘッド２２に採取された部品Ｐを撮像部１６に撮像させる停止撮像処理（ストップビジョン）を実行するものとしてもよい。この制御装置３０においても、基準部２４の代わりに所定部材を基準位置とするため、部品位置をより確実に得ることができる。特に、実装装置１１は、基準部２４や所定部材の基準位置を利用できない場合などに、停止撮像処理を実行するものとしてもよい。

上述した実施形態では、基準位置とする所定部材は、部品Ｐを採取していない、実装ヘッド２２に装着された採取部材２３として説明したが、特にこれに限定されず、例えば、採取部材２３を装着していない装着部材２５を基準位置の所定部材としてもよいし、実装ヘッド２２が有する、その他の視認可能な形状を有する部材や部位としてもよい。これらの所定部材も、基準位置として使用すれば、部品位置をより確実に得ることができる。

上述した実施形態では、所定部材としての採取部材２３の位置を補正する固有位置情報３４を用いてより正確な部品Ｐの位置を求めるものとしたが、特にこれに限定されず、固有位置情報３４の使用を省略してもよい。この制御装置３０においても、所定部材を用いることによって、部品位置をより確実に得ることができる。

上述した実施形態では、基準部２４の代わりに、予め固有位置情報３４に設定されている回転位置にある所定部材としての採取部材２３を基準位置に用いるものとしたが、特にこれに限定されない。例えば、制御部３１は、撮像画像を用い、実装ヘッド２２に採取された部品Ｐと共に撮像されている所定部材を基準部２４の代わりに選択するものとしてもよい。特に、制御装置３０は、基準部２４の代わりにどの位置の所定部材を基準位置に利用するかを自動判定するものとしてもよい。図８は、撮像画像を用いて基準部２４の代わりの基準位置を判定する処理の一例のフローチャートである。なお、このフローチャートは、図５の実装処理ルーチンの一部を変更したものであり、実装処理ルーチンと同じステップは同じ番号を付し、その詳細な説明を省略する。この図８の実装処理において、制御部３１は、Ｓ１００～１６０の処理を実行する。そして、Ｓ１６０で特定部品があるときには、制御部３１は、実装ヘッド２２を停止して部品Ｐの画像を撮像する停止撮像部品が実装ヘッド２２に採取されているか否かを判定する（Ｓ４００）。停止撮像部品は、のちのＳ４５０で設定される部品種であり、移動撮像処理ができない部品Ｐとする。なお、停止撮像部品がまだ設定されていない場合、制御部３１は、このステップでは、停止撮像部品がないものと判定する。Ｓ４００で実装ヘッド２２に停止撮像部品がないときには、制御部３１は、実装ヘッド２２を所定位置で移動停止して実装ヘッド２２に採取された部品Ｐの撮像を行う停止撮像処理を実行する（Ｓ４１０）。停止撮像処理では、撮像範囲３９の中心に基準位置が定められている。次に、制御部３１は、撮像画像から所定部材としての採取部材２３を抽出し（Ｓ４２０）、基準になり得る採取部材２３があるか否かを判定する（Ｓ４３０）。制御部３１は、部品Ｐによって隠れずに認識できる採取部材２３が回転位置Ｂ～Ｈのいずれかに存在するとき、基準になり得る採取部材２３があると判定する。基準になり得る採取部材２３があるときには、制御部３１は、該当する採取部材２３の回転位置を基準位置に設定し、例えば、基準部材情報３５に記憶し（Ｓ４４０）、Ｓ２１０以降の処理を実行する。一方、Ｓ４３０で、基準になり得る採取部材２３がないときには、制御部３１は、実装ヘッド２２に採取された部品Ｐを、停止撮像処理をすべき停止撮像部品に設定し（Ｓ４５０）、実装ヘッド２２を停止する所定位置の基準点（撮像範囲３９の中心など）を基準位置に用いて採取された部品Ｐの位置を取得し（Ｓ４６０）、Ｓ２２０以降の処理を実行させる。そして、制御部３１は、Ｓ４００で実装ヘッド２２に採取された部品に停止撮像部品があるときにはＳ４１０と同様に、停止撮像処理を実行させ（Ｓ４７０）、Ｓ４６０以降の処理を実行させる。このように、制御装置３０は、最初のみ停止撮像処理により撮像画像を取得し、この撮像画像を用いて、基準位置となる所定部材を設定する。また、この停止撮像処理で基準位置となる所定部材が存在しないときには、制御部３１は、該当部品に対して停止撮像処理を行い部品Ｐの採取位置ずれを補正する。この制御装置３０では、基準位置とする所定部材を自動で設定することができる。

また、上述した実施形態では、基準部２４の代わりに、予め固有位置情報３４に設定されている回転位置にある所定部材としての採取部材２３を基準位置に用いるものとしたが、特にこれに限定されない。例えば、制御部３１は、実装条件情報３３などから部品Ｐの種別及びサイズの情報を取得し、この情報に基づいて基準部２４の代わりに基準位置として用いる所定部材を自動で設定するものとしてもよい。この制御装置３０では、自動で所定部材を設定することができる。あるいは、制御部３１は、作業者によって指定された所定部材を選択するものとしてもよい。この制御装置３０では、作業者によって所定部材を選択することができ、自由度が高くより好ましい。

上述した実施形態では、所定サイズ以下の部品Ｐ１よりも大型の部品Ｐ２に対して、基準部２４の代わりに所定部材を基準位置に用いるものとしたが、特に大型の部品Ｐ２に係わらず、基準部２４が利用できないときに、基準部２４とは異なる所定部材を利用するものとしてもよい。

上述した実施形態では、所定部材としての採取部材２３を基準位置として用いて、部品Ｐの採取時の位置ずれ補正を実行するものとして説明したが、特にこれに限定されず、例えば、所定部材としての採取部材２３を基準位置として用いて、２以上の撮像画像からより解像度の高い画像を生成する超解像処理を実行するものとしてもよい。この制御装置３０においても、基準部２４が利用できないときに、所定部材を基準位置として利用することができるため、部品Ｐの位置をより確実に得ることができる。

また、上述した実施形態では、本開示を制御装置３０、実装装置１１及び実装システム１０として説明したが、例えば、実装装置１１の制御方法としてもよいし、上述した処理をコンピュータが実行するプログラムとしてもよい。

ここで、本開示は、以下のように構成してもよい。例えば、本開示の実装装置の制御方法は、基準位置である基準部と前記基準部と異なる所定部材とを有し部品を採取して基板に実装する実装ヘッドを有する実装部と、前記部品を採取した前記実装ヘッドを撮像し撮像画像を得る撮像部と、を備える実装装置を制御する制御方法であって、
前記部品の種別及び／又はサイズに応じて、前記基準位置として前記基準部と前記所定部材とのうちいずれかを用いるステップ、
を含むものである。

この実装装置の制御方法では、上述した制御装置と同様に、所定部材を基準位置として利用することができるため、部品の位置をより確実に得ることができる。なお、この実装装置の制御方法において、上述した制御装置や実装装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した制御装置や実装装置の各機能を実現するような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又は２に記載の制御装置」を「請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置」に変更した技術思想や、出願当初の請求項５において「請求項１又は２に記載の制御装置」を「請求項１～４のいずれか１項に記載の制御装置」に変更した技術思想、出願当初の請求項６において「請求項１又は２に記載の制御装置」を「請求項１～５のいずれか１項に記載の制御装置」に変更した技術思想も開示されている。

本開示は、部品を基板上に配置する実装処理を行う装置に利用可能である。

１０ 実装システム、１１ 実装装置、１２ 基板処理部、１３ 部品供給部、１４ フィーダ、１５ トレイ、１６ 撮像部、１７ 照明部、１８ 撮像素子、１９ 待機部、２０ 実装部、２１ ヘッド移動部、２２ 実装ヘッド、２３，２３ａ，２３ｂ 採取部材、２４ 基準部、２５ 装着部材、２６ Ｒ軸駆動部、２７ Ｑ軸駆動部、２８ Ｚ軸駆動部、２９ ロータリー部、３０ 制御装置、３１ 制御部、３２ 記憶部、３３ 実装条件情報、３４ 固有位置情報、３５ 基準部材情報、３９ 撮像範囲、４０ 管理装置、４１ 制御部、４２ 記憶部、Ａ～Ｈ 回転位置、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２ 部品、Ｓ 基板。

Claims (7)

1. 基準位置である基準部と前記基準部と異なる所定部材とを有し部品を採取して基板に実装する実装ヘッドを有する実装部と、
   前記部品を採取した前記実装ヘッドを撮像し撮像画像を得る撮像部と、
   前記部品の種別及び／又はサイズに応じて、前記基準位置として前記基準部と前記所定部材とのうちいずれかを用いる制御部と、
   を備えた実装装置。
2. 前記実装ヘッドは前記部品を採取する採取部材を複数装着することが可能であり、
   前記所定部材は、前記部品を採取していない、前記実装ヘッドに装着され前記部品を採取する採取部材及び前記採取部材を装着する装着部材のうちいずれか１以上である、請求項１に記載の実装装置。
3. 前記制御部は、前記実装処理の前に前記採取部材及び／又は前記装着部材の固有位置情報を取得し、該固有位置情報を用いた前記基準位置を利用して、前記実装ヘッドに採取された前記部品の位置を取得する、請求項１に記載の実装装置。
4. 前記制御部は、前記部品を採取してから前記基板に装着するまでの間に前記実装ヘッドを停止させずに移動させて前記実装ヘッドに採取された前記部品を前記撮像部に撮像させる、請求項１又は２に記載の実装装置。
5. 前記実装ヘッドは、前記基準位置としての前記所定部材を複数有し、
   前記制御部は、（１）～（３）のいずれか１以上の条件で、前記基準位置としての前記所定部材のいずれかを選択する、請求項１又は２に記載の実装装置。
   （１）前記部品の形状に基づき、前記実装ヘッドに採取された該部品により隠れない前記所定部材、及び／又は、前記撮像部の撮像範囲に存在する前記所定部材を選択する。
   （２）作業者によって指定された前記所定部材を選択する。
   （３）前記撮像画像を用い、前記採取された部品と共に撮像されている前記所定部材を選択する。
6. 前記制御部は、前記部品のうち、所定サイズ以下の部品に対して前記基準部を前記基準位置に用い、前記所定サイズより大きい部品に対して前記所定部材を前記基準位置に用いる、請求項１又は２に記載の実装装置。
7. 基準位置である基準部と前記基準部と異なる所定部材とを有し部品を採取して基板に実装する実装ヘッドを有する実装部と、前記部品を採取した前記実装ヘッドを撮像し撮像画像を得る撮像部と、を備える実装装置を制御する制御方法であって、
   前記部品の種別及び／又はサイズに応じて、前記基準位置として前記基準部と前記所定部材とのうちいずれかを用いるステップ、
   を含む実装装置の制御方法。

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