JP4319061B2 - 部品搬送装置、表面実装機および部品試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の実装用ヘッドを搭載した移動可能なヘッドユニットを有し、このヘッドユニットにより部品供給部から部品を吸着して目的位置に搬送する部品搬送装置に関するもの、また、この部品搬送装置を有する表面実装機および部品試験装置に関するものである。

従来から、実装用ヘッドを搭載したヘッドユニットをＸＹ平面上に移動可能に設け、部品供給部からＩＣ等のチップ部品を負圧吸着してプリント基板上に搬送し、プリント基板上の所定位置に実装するように構成された表面実装機が一般に知られている。

この種の表面実装機においては、精度よく、かつ効率的に部品を実装することが要求されており、近年では、ヘッドユニットに複数の実装用ヘッドを搭載して一度に複数の部品を吸着して搬送するとともに、この搬送中に、ヘッドユニットに搭載されたカメラにより各実装用ヘッドによる部品の吸着状態を撮像、画像認識して吸着ずれ補正を行うようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００１−３２０２００号公報

複数の実装用ヘッドをヘッドユニットに搭載し、さらに部品認識用のカメラをヘッドユニットに搭載する特許文献１に開示される表面実装機は、実装用ヘッドを直線的に一列に配列し、モータ駆動のボールねじ軸等を使った移動機構により前記カメラを実装用ヘッドの配列方向に移動させることによって各吸着部品を共通のカメラで撮像するようにしたものである。

ところが、この構成の場合には、実装用ヘッドを直線的に一列に配列した上で、前記移動機構の構成部材としてヘッド配列方向に延びる長尺のガイドレールやボールねじ軸等をヘッドユニットに搭載する必要があるため、実装用ヘッドの数に応じてヘッドユニットがそれらの配列方向に大型化することとなる。そのため、ヘッドユニットの可動範囲を確保しようとすると装置自体が前記配列方向に大きくなり、装置自体の大型化を助長する結果となっている。つまり、多ヘッド化によるヘッドユニットの大型化が表面実装機の省スペース化を図る上でのマイナス要素となっており、この点を解決することが望まれている。

なお、このような事情は表面実装機に限らず、例えば、電子部品を吸着ヘッドにより負圧吸着した状態で試験装置に搬送して各種試験を実施するいわゆる部品試験装置についても同様である。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、ヘッドユニットをコンパクト化することにより、表面実装機や部品試験装置等の装置自体の省スペース化に貢献し得る部品搬送装置を提供すること、また、このような部品搬送装置を備えた表面実装機および部品試験装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の部品搬送装置は、部品吸着用の複数のヘッドが搭載された移動可能なヘッドユニットを有し、このヘッドユニットにより部品供給位置から部品を吸着して目的位置まで搬送するとともに、この搬送中にヘッドユニットに搭載された撮像手段により前記ヘッドに吸着された部品を撮像して該部品の吸着状態を画像認識するように構成された部品搬送装置において、前記ヘッドユニットに対して鉛直方向と平行な中心軸回りに回転可能に支持され、かつ前記中心軸を中心とする円周上に並ぶように前記複数のヘッドを搭載したヘッド支持部材と、このヘッド支持部材を前記中心軸回りに回転駆動するヘッド支持部材駆動手段とを備え、前記撮像手段は、撮像素子を有するカメラと、前記ヘッドによる吸着部品の部品像を取込み可能な画像取込部をもち、かつ、この画像取込部から取込んだ部品像を前記カメラに案内する光路形成部材と、この光路形成部材を駆動するための光路形成部材駆動手段とを有し、前記光路形成部材は、前記画像取込部が前記ヘッドの配列方向に移動するように前記ヘッドユニットに対して前記中心軸回りに回転可能に支持され、前記光路形成部材駆動手段は、前記光路形成部材を前記中心軸回りに回転駆動するように構成されており、さらに、前記ヘッドによる部品吸着後、前記ヘッド支持部材と前記光路形成部材とを互いに反対方向に回転駆動しながら前記カメラにより各ヘッドの吸着部品を撮像すべく、前記ヘッド支持部材駆動手段および前記光路形成部材駆動手段を制御する制御手段を備えているものである（請求項１）。

この部品搬送装置において、前記カメラは、前記ヘッドユニットに対して前記中心軸上に固定的に設けられ、前記光路形成部材は、前記中心軸上に配置されて前記画像取込部から取込まれた部品像を前記カメラに対して導出する画像導出部を有するとともにこの画像導出部を支点として前記ヘッドユニットに回転可能に支持され、かつ該画像導出部を支点とした回転に伴い前記画像取込部がヘッドの配列方向に移動するように構成され、前記光路形成部材駆動手段は、前記画像導出部を支点として前記光路形成部材を前記ヘッドユニットに対して回転駆動するように構成されているのが好ましい（請求項２）。

また、請求項１又は２に記載の部品搬送装置において、前記光路形成部材は、前記画像取込部が前記ヘッドの先端に対向し得るように設けられ、前記各ヘッドによる吸着部品の下面像を取込んで前記カメラに案内するように構成されているのが好ましい（請求項３）。

一方、本発明に係る表面実装機は、部品供給部において供給される部品を実装作業位置に位置決めされた基板上に搬送して基板上の所定位置に装着する表面実装機において、前記部品供給部から基板上に部品を搬送する手段として、請求項１乃至３の何れか一項に記載の部品搬送装置を備えているものである（請求項４）。

この表面実装機において、特に、前記部品供給部に複数のフィーダーが並列に並べられた状態で保持されるものでは、前記複数のヘッドのうち少なくとも一対のヘッドが前記フィーダーの配列方向に一列に並び、かつこれらヘッドにより前記フィーダーから同時に部品を取り出せるように配列されるのが好ましい（請求項５）。

また、本発明に係る部品試験装置は、部品供給部において供給される部品を試験手段に搬送して各種試験を行う部品試験装置において、前記部品供給部から試験手段に部品を搬送する手段として、請求項１乃至３の何れか一項に記載の部品搬送装置を備えているものである（請求項６）。

請求項１に係る部品搬送装置によると、複数のヘッドが円周上に配列されるため、同数のヘッドを直線的に一列に配列する場合に比べて複数のヘッドを集約（水平方向に集約）して配置することが可能となる。また、各ヘッドと光路形成部材とを相対的に回転させることにより各ヘッドに吸着された部品像を共通のカメラで取込むように撮像手段が構成されているので、ヘッドの配列方向に亘って直線的にカメラを移動させる構成に比べて撮像手段自体もコンパクト（水平方向にコンパクト）な構成となる。そのため、複数のヘッドを直線状に配列する場合に比べてヘッドユニットをコンパクトに構成することが可能となる。加えて、ヘッドと光路形成部材とを互いに反対方向に回転駆動するので、各ヘッドに吸着された部品をより速やかに撮像することが可能となる。そのため、吸着部品の認識処理をより迅速に行うことが可能になる。

特に、請求項２に係る構成によると、ヘッドが配列される円の内側にカメラが配置されるので、ヘッドと撮像手段をより一層コンパクトに収めることができる。しかも、カメラ自体がヘッドユニットに固定されているため、振動等による画像への影響を緩和することが可能となり、さらにカメラに接続されるケーブル類の配索処理も容易になる。

なお、前記光路形成部材は、ヘッドに吸着された部品の側面像を取込むように構成してもよいが、請求項３に係る構成によれば、ヘッドに対する部品の吸着ずれのうち側面像からだけでは認識不可能なずれを認識することが可能となるため、吸着ずれ補正をより正確に行うことが可能となる。なお、請求項３の記載において「下面」とは吸着部品の面のうちヘッドによる部品吸着面の反対側の面を意味するものである。

一方、本発明に係る表面実装機および部品試験装置によると、部品搬送の手段として上記のような部品搬送装置が適用されているため、ヘッドユニットをコンパクトに構成することができ、これを通じて装置自体（表面実装機自体又は部品試験装置自体）のコンパクト化を図ることが可能となる。特に、表面実装機において、請求項５に係る構成によれば、複数のヘッドを円周上に配列しながらも、部品供給部からの部品の取出しの際には一対のヘッドにより同時に異なるフィーダーから部品を取出すことができるため、部品供給部からの部品の取出しをより迅速に行うことが可能となる。

本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る表面実装機（本発明に係る部品搬送装置が適用される表面実装機）を概略的に示している。同図に示すように表面実装機（以下、実装機と略す）の基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板３がこのコンベア２上を搬送されて所定の実装作業位置で停止されるようになっている。

上記コンベア２の両側には、部品供給部４が配置されている。これら部品供給部４には、多数列のテープフィーダー４ａが設けられている。各テープフィーダー４ａは、それぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、後述するヘッドユニット６により部品が取出されるに伴い間欠的に部品を繰り出すように構成されている。

上記基台１の上方には、部品搬送用のヘッドユニット６が装備されている。このヘッドユニット６は、部品供給部４と実装作業位置に位置決めされているプリント基板３とにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向（コンベア２と平行な方向）及びＹ軸方向（コンベア２と直交する方向）に移動することができるようになっている。

すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向のガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１０により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット６が移動可能に保持され、このヘッドユニット６に設けられたナット部分（図示せず）がボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動により上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１０の作動によりヘッドユニット６が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。

ヘッドユニット６には複数の実装用ヘッド２０が搭載されており、当実施形態では上下方向に細長の軸状に構成された４本の実装用ヘッド２０が搭載されている（図２では、便宜上、４本の実装用ヘッドのうち左右両側の実装用ヘッドにのみ符号を付している（図７について同じ））。

各実装用ヘッド２０は、図２に示すように円周上に一列に並べられた状態でヘッドユニット６に搭載されるとともに、それぞれヘッドユニット６のフレーム６ａに対してＺ軸方向の移動（昇降）及びＲ軸（中心軸）回りの回転が可能に支持され、サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段および回転駆動手段により駆動されるようになっている。

具体的に説明すると、各実装用ヘッド２０は、図３に示すように上下方向に延びるヘッドシャフト２１と、ヘッドシャフト２１の先端（下端）に取付けられたヘッド本体２２と、このヘッド本体２２に脱着自在に装着される吸着ノズル２２ａとを備えた構成となっており、支持部材２４を介してヘッドユニット６の前記フレーム６ａに支持されている。支持部材２４は、ベアリングを介してフレーム６ａに対して回転可能に保持されるとともにその上部にはプーリ２５が一体に設けられており、実装用ヘッド２０の前記ヘッドシャフト２１がこの支持部材２４に挿入されている。ヘッドシャフト２１は、支持部材２４に対して相対的な軸方向（Ｚ軸方向）の移動が可能で、かつ相対的な回転（Ｒ軸回りの回転）が不能となるように支持部材２４に対してスプライン結合されており、この構成により実装用ヘッド２０がＺ軸方向の移動（昇降）及びＲ軸（中心軸）回りの回転が可能な状態でヘッドユニット６に対して支持されている。

そして、Ｚ軸サーボモータ３３により駆動されるボールねじ軸３２が前記ヘッドシャフト２１と平行に設けられ、このボールねじ軸３２に螺合装着される連結部材３０に対してヘッドシャフト２１の上端部分が固定される一方、支持部材２４の側方にＲ軸サーボモータ２６により回転駆動される駆動プーリ２７が設けられ、この駆動プーリ２７と前記支持部材２４のプーリ２５とに亘って伝動ベルト２８が装着されている。つまり、Ｚ軸サーボモータ３３の作動により連結部材３０とこれに連結されたヘッドシャフト２１（実装用ヘッド２０）とが一体にＺ軸方向に移動し、また、Ｒ軸サーボモータ２６の作動により支持部材２４とヘッドシャフト２１（実装用ヘッド２０）とが一体にＲ軸回りに回転するようになっている。

前記ヘッドシャフト２１は中空軸から構成されており、部品の実装動作時には、図外の負圧供給源からヘッドシャフト２１を通じて前記吸着ノズル２２ａの先端に負圧が供給され、この負圧による吸引力で部品を吸着するように構成されている。

なお、各実装用ヘッド２０は、上記の通り円周上に一列に並べられた状態でヘッドユニット６に搭載されるが、より詳細には、図２に示すように中央の２本の実装用ヘッド２０が互いに同一Ｙ軸方向位置となるとともに、外側の２本の実装用ヘッド２０も互いに同一Ｙ軸方向位置となるように円周上に各実装用ヘッド２０が一列に並べられた状態で搭載されている。さらに、中央の２本の実装用ヘッド２０の間隔Ｐ１、外側の２本の実装用ヘッド２０の間隔Ｐ２は、それぞれテープフィーダー４ａのＸ軸方向の配列ピッチの整数倍とされており、これによってそれぞれ２本の実装用ヘッド２０によってテープフィーダー４ａから同時に部品吸着を行えるようになっている。

ヘッドユニット６には、さらに部品の実装に先立ち各実装用ヘッド２０（吸着ノズル２２ａ）に吸着された部品の吸着状態を画像認識するための撮像ユニット４０（撮像手段）が搭載されている（図３参照）。

撮像ユニット４０は、吸着部品を撮像するためのカメラ４２と、このカメラ４２に対して吸着部品像を案内する光路形成部材４４と、撮像用の照明を提供する照明装置（図示省略）と、前記光路形成部材４４を駆動するための駆動手段４１（光路形成部材駆動手段）とを備えている。

カメラ４２は、例えばＣＣＤエリアセンサを備えたカメラで、図２に示すように、実装用ヘッド２０が配列される円の中心部（符号Ｏで示す）に配置されており、図３に示すように、下向きの状態でヘッドユニット６の前記フレーム６ａに固定されている。

光路形成部材４４は、図３および図４に示すように、両端が上向きに開口する断面Ｕ型の筒状の部材であって、一方側の端部（図３では右側端部；以下、画像取込部４５という）から吸着部品像を取込み、この像を、内部に設けられるミラー４７ａ，４７ｂで反射させ、他方側の端部（図３では左側端部；以下、画像導出部４６という）から導出してカメラ４２に案内するように構成されている。すなわち、実装用ヘッド２０が配列される円の中心部Ｏに前記画像導出部４６が配置され、この画像導出部４６の中心から画像取込部４５の中心までの距離が、実装用ヘッド２０が配列される円の半径と等しい距離に設定されている。また、画像導出部４６の部分がベアリング４８を介してフレーム６ａに支持されることにより、この画像導出部４６を中心として光路形成部材４４が回転し、前記画像取込部４５を実装用ヘッド２０の配列方向に移動させ得るようになっている。この構成によって、実装用ヘッド２０を所定高さ位置に上昇させた状態で光路形成部材４４をこの実装用ヘッド２０に対応させると（図３に示す状態）、画像取込部４５が実装用ヘッド２０の先端（吸着ノズル２２ａ）に対向して、前記吸着ノズル２２ａに吸着されている部品Ｃの下面像が画像取込部４５から取込まれて画像導出部４６を介して前記カメラ４２に案内される、そして、画像導出部４６を支点として光路形成部材４４を回転させることにより（図４の実線矢印参照）、任意の実装用ヘッド２０に対して画像取込部４５を対向させ得るように構成されている。

前記駆動手段４１としては、光路形成部材４４の前記画像導出部４６にギア５０が外嵌装着されるとともに、このギア５０と噛合し、かつサーボモータ５２により回転駆動されるギア５４が設けられており、このモータ５２の作動により前記画像導出部４６を支点として光路形成部材４４が回転駆動されるように構成されている。

上記のような実装機には、図示を省略するが論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成される制御装置が設けられ、予め記憶された動作プログラムに従って実装動作を行うようにこの制御装置により前記サーボモータ９，１５等が駆動制御されるようになっている。以下、この制御装置の制御に基づく実装動作について説明する。

実装動作が開始されると、まず、ヘッドユニット６が部品供給部４に移動して各実装用ヘッド２０による部品の吸着が順次行われる。具体的には、実装用ヘッド２０が対象となるテープフィーダー４ａの上方に配置された後、実装用ヘッド２０が下降および上昇することによりテープ内の部品を吸着ノズル２２ａにより吸着した状態でテープフィーダー４ａから取出す。この際、可能な場合には、ヘッドユニット６に搭載された実装用ヘッド２０のうちＸ軸方向に並ぶ一対の実装用ヘッド２０によって同時に部品の吸着が行われる。

なお、部品吸着時、撮像ユニット４０の前記光路形成部材４４は、画像取込部４５が各実装用ヘッド２０から外れる退避位置（図２中の符号Ｓ１，Ｓ２、および図３中に二点鎖線で示す位置）に位置するように駆動制御されており、これによって光路形成部材４４との干渉を招くことなく実装用ヘッド２０の昇降動作が行われることとなる。

部品吸着が完了すると、ヘッドユニット６が部品供給部４から実装作業位置に位置決めされているプリント基板３上へ移動する。この移動途中、ヘッドユニット６に搭載された前記撮像ユニット４０によって各実装用ヘッド２０の吸着部品が撮像される。詳しくは、各実装用ヘッド２０が上昇端位置又はこれに近い所定の撮像高さ位置に配置された後（図３参照）、光路形成部材４４が画像導出部４６を支点として回転駆動される。これにより画像取込部４５が前記退避位置から最初の実装用ヘッド２０の下方に移動し当該ヘッド２０に吸着された部品の撮像が行われる。そして、連続的、あるいは間欠的に光路形成部材４４が駆動されることにより画像取込部４５が順次各実装用ヘッド２０の下方に移動して吸着部品の撮像が行われる。この際、光路形成部材４４は、各吸着部品の撮像の度に退避位置Ｓ１，Ｓ２の何れか一方側から他方側、他方側から一方側に交互に回転駆動される。なお、撮像に要する時間を短縮できるように、光路形成部材４４を連続的に駆動させるようにし、カメラ４２のシャッター速度を速くするか、あるいはカメラ４２の代わりに画像取込みの窓となるスリットが回動中心を通るようにしたラインセンサで撮像するようにしてもよい。ラインセンサとする場合には、画像の半径方向の位置に対応して周方向に発生する歪みを補正して部品認識を行う。

このようにしてヘッドユニット６の移動中に部品の吸着状態が画像認識されるとともに、吸着誤差が生じている場合には部品毎に目標位置の再設定が行われる。

ヘッドユニット６がプリント基板３上に到達すると、実装用ヘッド２０の昇降動作に伴い最初の部品がプリント基板３上に実装され、以後、ヘッドユニット６が間欠的に実装位置に移動しながら順次残りの吸着部品をプリント基板３上に実装する。

こうして全ての部品がプリント基板３上に実装されると、ヘッドユニット６が部品供給部４上にリセットされ、以後、ヘッドユニット６が部品供給部４とプリント基板３との間を往復移動しながらプリント基板３上に所定数の部品が実装されることとなる。

以上のような実装機によると、実装用ヘッド２０を円周上に配列した状態でヘッドユニット６に搭載しているため、同数の実装用ヘッドを直線状に配列する従来のこの種の実装機に比べてヘッドユニット６をコンパクトに構成することができるという効果がある。すなわち、図２に示すように実装用ヘッド２０を円周上に配列した上記ヘッドユニット６の構成によると、両外側（Ｘ軸方向外側）の実装用ヘッド２０とその内側の実装用ヘッド２０とがＹ軸方向にオフセットされるため、駆動機構部分同士を干渉させることなく両外側（Ｘ軸方向外側）の実装用ヘッド２０とその内側の実装用ヘッド２０とを狭ピッチ（Ｘ軸方向の間隔）で配置することが可能となり、その分だけ、実装用ヘッド２０を集約（Ｘ軸方向に集約）して配置することができる。また、実装用ヘッド２０が配列される円の中心Ｏにカメラ４２を配置し、このカメラ４２を中心として光路形成部材４４を回転させながら各実装用ヘッド２０の吸着部品を撮像するように撮像ユニット４０（撮像手段）を構成しているので、直線的に延びる長尺のボールねじやガイドレール等を設けて実装用ヘッドの配列方向にカメラを移動させる従来装置の撮像ユニット（撮像手段）と比較すると撮像ユニット４０自体もコンパクトなものとなる。従って、これら双方の構造的な効果により従来装置に比べてヘッドユニット６をコンパクトに構成することができる。そして、このようにヘッドユニット６をコンパクト化できる分、実装用ヘッド２０の可動範囲を従来と同等に確保しながらも実装機全体をコンパクトに構成することができる。

また、この実装機では、ヘッドユニット６にカメラ４２を固定的に設け、光路形成部材４４を回転させることによって各実装用ヘッド２０に吸着された部品を共通のカメラ４２で撮像するように撮像ユニット４０を構成しているので、カメラ自体を移動させる従来装置に比べると振動による画像への影響等が少ない。また、光路形成部材４４は単なる筒状の部材であって軽量化が容易なため、カメラ自体を移動させる場合に比べると低出力で安価なモータ（サーボモータ５２）で駆動することができる。従って、部品認識をより精度良く行うことができる一方で、ヘッドユニット６の軽量化を図ることができ、さらにこの軽量化によって、より高速で実装を行うことが可能になるという効果がある。

さらに、図２に示すように２本ずつの実装用ヘッド２０が前後二列に並び、かつ各列の実装用ヘッド２０の間隔Ｐ１，Ｐ２がちょうどテープフィーダー４ａに対応する間隔となるように各実装用ヘッド２０を円周上に並べ、これによって一対の実装用ヘッド２０により同時に部品吸着を行えるように構成しているので、部品供給部４からの部品の取出し動作を迅速に行わせて、効率良く部品を実装することができるという効果もある。

また、上記の撮像ユニット４０においては、従来のようなボールねじやガイドレール等、カメラを精度良く移動させるための高価な部品が不要となるため、従来装置に比べて実装機を低廉化できるという効果もある。

ところで、以上説明した実装機は、本発明に係る表面実装機の好ましい実施形態の一例であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような構成を採用することもできる。
（１）実施形態の撮像ユニット４０は、カメラ４２がヘッドユニット６に対して固定的に設けられているが、カメラ４２を光路形成部材４４と一体的に回転させる構成としてもよい。この場合、例えば図５に示すように、画像取込部４５を上向きに、画像導出部４６を横向き（水平方向）にそれぞれ備え、さらに鉛直軸４４ａとカメラ取付部４４ｂとを備えた光路形成部材４４を設け、カメラ４２を画像導出部４６に向けた状態で光路形成部材４４の前記カメラ取付部４４ｂに取付ける。そして、ベアリングおよび鉛直軸４４ａを介して前記鉛直軸４４ａをフレーム６ａに対して回転可能に支持させ、フレーム６ａに固定したサーボモータ５２の出力軸を前記鉛直軸４４ａに連結するという構成が考えられる。この構成によると、サーボモータ５２の作動により光路形成部材４４とカメラ４２とが一体に鉛直軸４４ａ回りに回転し、吸着部品の下面像が画像取込部４５から取込まれて画像導出部４６を介して前記カメラ４２に案内されることとなる。この場合、カメラ４２の代わりにラインセンサを用いる場合には、画像取込みの窓となるスリットは上下方向とする。（２）実施形態では、光路形成部材４４の画像取込部４５を上向きに設けることにより、実装用ヘッド２０に吸着された部品をその下側から撮像する（吸着部品の下面像を撮像する）ようにしているが、例えば、実装用ヘッド２０に吸着された部品をその側方から撮像する（吸着部品の側面像を撮像する）ようにしてもよい。この場合には、画像取込部４５を横向き（水平方向）に設ければよい。
（３）実施形態の実装機では、実装用ヘッドとしてヘッドシャフト２１の先端に単一の吸着ノズル２２ａを装着したものが搭載されているが、例えば図６に示すように、複数の吸着ノズル２２ａが周方向に並ぶ回転体２２ｂをヘッドシャフト２１先端に備え、回転体２２ｂを回転駆動することにより各吸着ノズル２２ａを使用できるようにした実装用ヘッド２０を搭載するようにしてもよい。この場合、上記実施形態のような光路形成部材４４（図３参照）を使い、真下に位置する吸着ノズル２２ａに吸着された部品をその下側から撮像することによって吸着部品の下面像を撮像するようにしてもよいが、例えば図６に示すように、光路形成部材４４の画像取込部４５を横向きに設け、側方に位置する吸着ノズル２２ａに吸着された部品Ｃを撮像することによって吸着部品Ｃの下面像を撮像するように構成してもよい。このような構成によれば、光路形成部材４４が実装用ヘッド２０の昇降動作の邪魔になることがないため、画像取込部４５の位置に拘わらず実装用ヘッド２０を昇降させて部品の吸着あるいは実装を行わせることができるというメリットがある。特に、部品認識を行う前に予め実装用ヘッド２０に対応する方向に画像取込部４５を向けておくようにすれば、部品吸着後、直ちに吸着部品を撮像することが可能となるため、部品の
認識処理をより速やかに行うことができるというメリットがある。
（４）図７に示すように、実装用ヘッド２０が配列される円の中心Ｏを通る鉛直軸（Ｚ軸）回りに回転可能なヘッド支持部材６０をフレーム６ａに設け、このヘッド支持部材６０に実装用ヘッド２０を搭載するとともにこのヘッド支持部材６０を回転駆動できるように構成してもよい。例えば、同図に示すように、ヘッド支持部材６０の回転軸にプーリ６１を装着するとともに前記フレーム６ａにサーボモータ６２を搭載し、このサーボモータ６２の出力軸に駆動プーリ６３を装着しこのプーリ６３と前記プーリ６１とに亘って伝動ベルト６４を装着することにより、前記モータ６２によりヘッド支持部材６０を回転駆動するように構成することができる。この構成によれば、ヘッド支持部材６０と光路形成部材４４とを互いに反対方向に回転駆動することにより、所望の実装用ヘッド２０に対して画像取込部４５を速やかに対応させることが可能となるので、部品の認識処理をより速やかに行うことができるようになる。この構成では、前記サーボモータ６２、プーリ６１，６３及び伝動ベルト６４が本発明のヘッド支持部材駆動手段に相当する。

なお、上記のように回転可能なヘッド支持部材６０に実装用ヘッド２０を搭載する場合には、ヘッドユニット６に対して光路形成部材４４を固定的に設けておき、ヘッド支持部材６０の回転に伴い各実装用ヘッド２０を光路形成部材４４（画像取込部４５）に対して移動させることにより吸着部品を撮像するように構成してもよい。

この構成では、カメラ４２を吸着ノズル２２ａの下方側に配置することも可能であり、この場合には、カメラ４２の外側に上記光路形成部材４４を設ける必要はない。なおこのような構成の場合、本発明の画像取込部、画像導出部、光路形成手段材とは、カメラ４２の内部構造（例えば接写レンズ等）を意味し、本発明のカメラとは撮像素子の部分そのものを意味する。
（５）実施形態では、本発明を表面実装機に適用した例について説明したが、本発明は、例えば、ＩＣチップ等の部品に対して各種試験を施す部品試験装置に適用することも可能である。図示を省略するが、例えば、部品吸着用の複数のヘッドを搭載した移動可能なヘッドユニットを有し、部品供給位置に載置された部品を前記各ヘッドにより吸着して試験装置に搬送するとともに、その搬送中にヘッドユニットに搭載した撮像手段により各部品の吸着状態を画像認識して吸着ずれ補正を行う装置が知られているが、この種の部品試験装置においては、ヘッドユニットの構成として上記実施形態のヘッドユニット６と同様の構成を採用することが考えられる。このような構成の部品試験装置によれば、上記の表面実装機と同様に、ヘッドユニットをコンパクト化することができ試験装置全体をコンパクトに構成することが可能になる。

本発明に係る表面実装機（本発明に係る部品搬送装置を搭載した表面実装機）を示す平面図である。 ヘッドユニットの構成を示す平面図である。 ヘッドユニットの構成（特に実装用ヘッドと撮像ユニットの構成）を示す図２のＡ−Ａ断面図である。 撮像ユニットの構成を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。 撮像ユニットの変形例を示す断面図である。 実装用ヘッドおよび撮像ユニットの変形例を示すヘッドユニットの断面図である。 ヘッドユニットの構成の変形例を示す平面模式図である。

符号の説明

６ ヘッドユニット
６ａ フレーム
２０ 実装用ヘッド
２２ａ 吸着ノズル
４０ 撮像ユニット
４２ カメラ
４４ 光路形成部材
４５ 画像取込部
４６ 画像導出部
４７ａ，４７ｂ ミラー
５０，５４ ギア
５２ サーボモータ

Claims (6)

1. 部品吸着用の複数のヘッドが搭載された移動可能なヘッドユニットを有し、このヘッドユニットにより部品供給位置から部品を吸着して目的位置まで搬送するとともに、この搬送中にヘッドユニットに搭載された撮像手段により前記ヘッドに吸着された部品を撮像して該部品の吸着状態を画像認識するように構成された部品搬送装置において、
   前記ヘッドユニットに対して鉛直方向と平行な中心軸回りに回転可能に支持され、かつ前記中心軸を中心とする円周上に並ぶように前記複数のヘッドを搭載したヘッド支持部材と、このヘッド支持部材を前記中心軸回りに回転駆動するヘッド支持部材駆動手段とを備え、
   前記撮像手段は、撮像素子を有するカメラと、前記ヘッドによる吸着部品の部品像を取込み可能な画像取込部をもち、かつ、この画像取込部から取込んだ部品像を前記カメラに案内する光路形成部材と、この光路形成部材を駆動するための光路形成部材駆動手段とを有し、
   前記光路形成部材は、前記画像取込部が前記ヘッドの配列方向に移動するように前記ヘッドユニットに対して前記中心軸回りに回転可能に支持され、
   前記光路形成部材駆動手段は、前記光路形成部材を前記中心軸回りに回転駆動するように構成されており、
   さらに、前記ヘッドによる部品吸着後、前記ヘッド支持部材と前記光路形成部材とを互いに反対方向に回転駆動しながら前記カメラにより各ヘッドの吸着部品を撮像すべく、前記ヘッド支持部材駆動手段および前記光路形成部材駆動手段を制御する制御手段を備えていることを特徴とする部品搬送装置。
2. 請求項１に記載の部品搬送装置において、
   前記カメラは、前記ヘッドユニットに対して前記中心軸上に固定的に設けられ、
   前記光路形成部材は、前記中心軸上に配置されて前記画像取込部から取込まれた部品像を前記カメラに対して導出する画像導出部を有するとともにこの画像導出部を支点として前記ヘッドユニットに回転可能に支持され、かつ該画像導出部を支点とした回転に伴い前記画像取込部がヘッドの配列方向に移動するように構成され、
   前記光路形成部材駆動手段は、前記画像導出部を支点として前記光路形成部材を前記ヘッドユニットに対して回転駆動するように構成されていることを特徴とする部品搬送装置。
3. 請求項１又は２に記載の部品搬送装置において、
   前記光路形成部材は、前記画像取込部が前記ヘッドの先端に対向し得るように設けられ、前記各ヘッドによる吸着部品の下面像を取込んで前記カメラに案内するように構成されていることを特徴とする部品搬送装置。
4. 部品供給部において供給される部品を実装作業位置に位置決めされた基板上に搬送して基板上の所定位置に装着する表面実装機において、
   前記部品供給部から基板上に部品を搬送する手段として、請求項１乃至３の何れか一項に記載の部品搬送装置を備えていることを特徴とする表面実装機。
5. 請求項４に記載の表面実装機において、
   前記部品供給部に複数のフィーダーが並列に並べられた状態で保持されるものであって、前記複数のヘッドのうち少なくとも一対のヘッドが前記フィーダーの配列方向に一列に並び、かつこれらヘッドにより前記フィーダーから同時に部品を取り出せるように配列されることを特徴とする表面実装機。
6. 部品供給部において供給される部品を試験手段に搬送して各種試験を行う部品試験装置において、
   前記部品供給部から試験手段に部品を搬送する手段として、請求項１乃至３の何れ一項に記載の部品搬送装置を備えていることを特徴とする部品試験装置。
   

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