JP4331054B2 - 吸着状態検査装置、表面実装機、及び、部品試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣチップ等の電子部品をプリント基板等に搭載するための表面実装機やこの電子部品を検査する部品試験装置に備えられ、吸着ノズル等を備えた吸着部材により上記電子部品を吸着し、この電子部品を所定位置から目的位置に移動させる際に上記電子部品を撮像して吸着状態を判定する吸着状態検査装置に関する。

従来から、ＩＣチップ等の電子部品を所定位置からピックアップしてこの電子部品をプリント基板上に搭載させる表面実装機や、このピックアップした電子部品を検査用電気回路に接触させて電子部品を検査する部品試験装置のような部品搬送装置としては、主に下記のものが知られている。

この部品搬送装置は、上記電子部品を吸着して上記電子部品をピックアップする吸着部材と、この吸着部材を複数有するヘッドユニットとを備え、このヘッドユニットを移動させることにより上記所定位置から上記プリント基板が配置されている箇所又は上記検査用電気回路が配置されている箇所に上記電子部品を搬送する。

このような装置を用いる場合、上記吸着部材で電子部品を吸着する際に位置ずれや吸着ミスが生じる場合があり、上記電子部品を正常な状態で搬送するためには、位置ずれや吸着ミスが生じていないかを検査する必要がある。

そこで、このような検査を行う吸着状態検査装置としては、上記吸着部材及び上記電子部品を横から照射する光源と、この光源からの光を受光することにより上記吸着部材及び上記電子部品の側方からの像を撮像する撮像手段とを備えたものが存在する（例えば、特許文献１）。

かかる検査装置では、まず、上記電子部品が吸着されていない状態での吸着部材を上記撮像手段で撮像し、吸着部材の下端部の高さを認識する。次に、吸着部材の下端部に電子部品を吸着し、この状態を上記撮像手段で撮像し、先に認識した吸着部材の下端部の高さを基準としての電子部品の下端部がいかなる高さ分だけ下方に存在するかをＣＰＵ等の演算手段で演算することによって認識し、それに基づいて上記吸着部材が正常に吸着されているか否かを判定する。

また、上記電子部品の吸着位置の位置ずれを調べてそれに応じた部品装着位置の補正等を行うため、例えば特許文献２に記載されているような、吸着部材及び電子部品を下から撮像する撮像手段を設け、この撮像手段で得られた画像を用いて吸着部材における電子部品の吸着状態を検査するものが知られている。この装置は、まず電子部品の下端部と撮像手段との距離を適切な位置に調節してピントを合わせ、次にこの撮像手段を用いて電子部品を撮像し、さらにこの撮像した画像を用いて電子部品の位置ずれを検出することにより、電子部品の吸着状態を検査する。
特開平６−４５７９０号公報 特許第２８０１３３１号公報

上記吸着部材が正常に吸着されているか否かの判定、及び、上記吸着部材の吸着位置の位置ずれを検出するためには、上述した二つの装置を併用するのが好ましい。しかしながら、上述の装置を併用する場合、電子部品の位置ずれの検出のため、下からの撮像を正常に行うためには電子部品の下端部と撮像手段との距離を適切な位置にしてピントを合わせる必要があり、このピントを合わせるため、電子部品の形状（例えば厚み）に応じて吸着部材を上下方向に移動させる必要がある。

このように吸着部材を上下方向に移動させると、それに伴って吸着部材の下端部の高さが変動することになるが、特に吸着部材の下端部に電子部品が吸着されている場合、上記側方からの像を撮像する撮像手段では吸着部材の下端部の高さを認識することができない場合も考えられる。

そして、この下端部の高さが認識できない場合、吸着部材の下端部の高さと電子部品の下端部の高さの高さとの差を正確に測定することができず、電子部品の吸着状態を正確に検査できないといった事態が生ずるおそれがある。

そこで本発明は、かかる課題を解決し、吸着部材における電子部品の吸着状態をより正確に検査することを可能にした吸着状態検査装置、及び、吸着状態検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、電子部品を吸着する吸着部材を上下位置調節可能に設けた部品搬送手段と、上記吸着部材及びこれに吸着された上記電子部品を側方から撮像して側面画像を得る第１撮像手段と、上記吸着部材に吸着された上記電子部品を電子部品吸着面と垂直あるいは略垂直方向に離間した位置から撮像して底面画像を得る第２撮像手段とを備え、上記第１撮像手段及び上記第２撮像手段で撮像した画像を用いて吸着状態を検査する吸着状態検査装置であって、上記吸着部材の下端部に対して所定の位置関係にある部位に、側方から撮像した画像で認識可能な特徴部分を設けるとともに、上記第１撮像手段による撮像により得られる画像から検出される電子部品の下端部の高さ位置と、上記特徴部分を撮像した画像から検出される上記特徴部分の高さ位置と、上記吸着部材の下端部に対する上記特徴部分の位置関係とに基づいて、上記吸着部材の下端部から上記電子部品の下端部までの距離を演算し、この演算結果に基づいて上記電子部品の吸着状態を検査する演算手段を設けたことを特徴とするものである。

この構成によれば、上記吸着部材の下端部から上記電子部品の下端部までの距離の演算は、上記電子部品の下端部の高さ位置と、上記特徴部分を撮像した画像から検出される上記特徴部分の高さ位置と、上記吸着部材の下端部に対する上記特徴部分の位置関係とに基づいて行われる。

すなわち、上記吸着部材の下端部から上記電子部品の下端部までの距離の演算は、側方から撮像した画像で認識可能な特徴部分を基準にして行うことができるため、上記吸着部材が上下方向に移動した場合においても上記演算を正確に行うことが可能となる。したがって、上記電子部品の吸着状態をより正確に検査することが可能となる。

また本発明の吸着状態検査装置において、上記吸着部材は、異なった形状を有する複数種類のものを備え、上記特徴部分は、上記吸着部材の種類に関わらず同一形状であるのがより好ましい。

この構成によれば、上記電子部品の形状に応じて適切な状態で吸着すべく上記吸着部材を複数種類備えた場合であっても、上記特徴部分を認識するためのデータを共通化することができ、このデータの記憶部分の負担を減らすことが可能となる。

また本発明の吸着状態検査装置において、上記第１撮像手段及び第２撮像手段での撮像を略同時に行うことがより好ましい。

この構成によれば、撮像するのにかかる時間を短縮することができ、より効率よく上記検査を行うことができる。

なお、本発明の吸着状態検査装置において、上記第１撮像手段により上記吸着部材及びこれに吸着された電子部品を撮像するときの上記第１撮像手段の視野外となる位置に上記特徴部分を設け、この特徴部分を側方から撮像する第３撮像手段を備えたものにしてもよい。

もっとも、上記第１撮像手段により上記吸着部材及びこれに吸着された電子部品を撮像するときの上記第１撮像手段の視野内となる位置に上記特徴部分を設けた方が、装置の構成を簡素化し、コストダウンを図る上ではより好ましい。

また本発明は、上記吸着状態検査装置と、上記電子部品を供給する部品供給部と、上記電子部品を搭載するプリント基板を供給するプリント基板供給手段とを備え、上記吸着状態検査装置に備えられた上記部品搬送手段により、上記部品供給部から上記プリント基板供給手段によって上記プリント基板が配置される基板配置位置に向けて上記電子部品を搬送し、この電子部品を上記プリント基板上に実装することを可能にすることを特徴とする表面実装機である。

さらに本発明は、上記吸着状態検査装置と、上記電子部品を供給する部品供給部と、上記電子部品を検査する検査用電気回路とを備え、上記吸着状態検査装置に備えられた上記部品搬送手段により、上記部品供給部から上記検査用電気回路が配置されている位置に向けて上記電子部品を搬送し、この電子部品を上記検査用電子回路で検査することを可能にすることを特徴とする部品検査装置である。

本発明の吸着状態検査装置によれば、上記吸着部材の下端部から上記電子部品の下端部までの距離の演算は、側方から撮像した画像で認識可能な特徴部分を基準にして行うことができるため、上記吸着部材が上下方向に移動した場合においても、上記演算を正確に行うことが可能となる。したがって、上記吸着部品における電子部品の吸着状態をより正確に検査することが可能となる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る吸着状態検査装置を搭載した表面実装機の部分平面図である。また図２（ａ）は同部分側面図である。当実施形態の表面実装機は、主に各部機構の作動によってプリント基板Ｐに電子部品Ｃ（ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品：（図３（ｂ）参照））を実装する本体機構部１００と、その作動を制御するコントローラ２００（図４参照）とからなる。本体機構部１００は、基台１１０等からなる実装機本体と、この実装機本体に対して移動可能なヘッドユニット１２０（部品搬送手段）とを有している。上記基台１１０上には、プリント基板搬送用のコンベア１１１（プリント基板供給手段）が配置され、プリント基板Ｐがこのコンベア１１１上を搬送されて所定の装着作業位置で停止されるようになっている。

上記コンベア１１１の両側には、部品供給部１１２が配置されている。これらの部品供給部１１２には、多数列のテープフィーダー１１２ａが設けられている。各テープフィーダー１１２ａは、各々、電子部品Ｃ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、ヘッドユニット１２０により電子部品Ｃが間欠的に取り出されるようになっている。

基台１１０の上方には、部品装着用のヘッドユニット１２０が装備されている。このヘッドユニット１２０は、部品供給部１１２とプリント基板Ｐが配置される基板配置位置とにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向及びＹ軸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、基台１１０上には、Ｙ軸方向の固定レール１１３と、Ｙ軸サーボモータ１１４により回転駆動されるボールねじ軸１１５とが配設され、上記固定レール１１３上にヘッドユニット支持部材１１６が配置されて、この支持部材１１６に設けられたナット部分１１６ａが上記ボールねじ軸１１５に螺合している。

また、上記支持部材１１６には、Ｘ軸方向のガイド部材１１７と、Ｘ軸サーボモータ１１８により駆動されるボールねじ軸１１９とが配設され、上記ガイド部材１１７にヘッドユニット１２０が移動可能に保持され、このヘッドユニット１２０に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１１９に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ１１４の作動により上記支持部材１１６がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１１８の作動によりヘッドユニット１２０が支持部材１１６に対してＸ軸方向に移動するようになっている。

すなわち、ヘッドユニット１２０は、Ｙ軸サーボモータ１１４、ボールねじ軸１１５、ヘッドユニット支持部材１１６、Ｘ軸サーボモータ１１８、ボールねじ軸１１９により移動可能となっている。

ヘッドユニット１２０には、先端に吸着ノズル１２２（吸着部材）を備えた１又は複数の実装用ヘッド１２１が設けられ、図示の例では６個の実装用ヘッド１２１が設けられている。

これらの実装用ヘッド１２１の各吸着ノズル１２２には、その下端部から所定の高さ分上方に位置する箇所に特徴部分１２２０が形成されている（図３（ａ）参照）。この特徴部分１２２０は、水平方向に突出する形状に形成されたものであり、かかる特徴部分が形成された箇所が、各々の吸着ノズル１２２の下端から所定の高さであることを一目で認識することができる目印となっている。

なお、この特徴部分１２２０は、上記のような目印の機能を有することができるものであれば、上記のように必ずしも吸着ノズル１２２から突出した形状にする必要はない。例えば、凹む形状に形成してもよい。

また、ヘッドユニット１２０には、Ｚ軸サーボモータ１２３と、このＺ軸サーボモータ１２３より回転駆動されるＺ軸ボールねじ軸１２４とが、各実装用ヘッド１２１に対して各々設けられている。

そして、各実装用ヘッド１２１に相対回転可能な状態で取り付けられているナット部材１２５が、各々Ｚ軸ボールねじ軸１２４に螺合し、このボールねじ軸１２４がＺ軸サーボモータ１２３により回転駆動することにより実装用ヘッド１２１が上下方向に移動するようになっている。

さらに、各実装用ヘッド１２１に対してそれぞれ、実装用ヘッド１２１を軸回り（Ｒ軸回り）に回転させる回転機構１２７が配置され、これらの回転機構１２７は、Ｒ軸サーボモータ１２８（図４参照）にそれぞれ接続されている。そして、上記Ｒ軸サーボモータ１２８を駆動することにより、各実装用ヘッド１２１がＲ軸回りに回転するようになっている。

上記ヘッドユニット１２０の下端部には支持部材１２９が設けられ、この支持部材１２９の先端には、各吸着ノズル１２２を側方（水平方向）から照射する側面撮像用照明１３０が各々配置されている。

ヘッドユニット支持部材１１６の所定箇所にはカメラ支持部１４１が延設され、このカメラ支持部１４１の下端には、側面撮像用カメラ１４２（第１撮像手段）が取り付けられている。なお、側面撮像用照明１３０と、側面撮像用カメラ１４２とは、吸着ノズル１２２を挟んで対向する状態で配置されている。

この側面撮像用カメラ１４２は、吸着ノズル１２２を側方から撮像するものであって、特徴部分１２２０を含む吸着ノズル１２２の下端部周辺の側方からの透過画像を得ることが可能となっている。なお、側面撮像用カメラ１４２の近傍に側面撮像用照明１３０を配置し、吸着ノズル１２２の下端部周辺側方の反射画像を得るようにする場合は、特徴部分１２２０は、吸着ノズルの側方表面に付した刻印、あるいはペイント等であってもよい。

また、基台１１０上には、吸着ノズル１２２を下方から撮像するための底面撮像用カメラ１５１（第２撮像手段）及び底面撮像用照明１５２が配置され、これらの部品を使用することにより、吸着ノズル１２２の下端部周辺の下方からの画像を得ることが可能となっている。なお、吸着ノズル１２２がタレット式ヘッドに搭載されている場合において、吸着ノズルを倒立あるいは横方向に位置させた状態で撮像する場合には、底面撮像用カメラ１５１は上方からあるいは横方向から撮像する。すなわち、電子部品吸着面と垂直あるいは略垂直方向に吸着ノズル１２２から離間する方向（電子部品底面に対向する方向）から撮像するようになっていればよい。

次に、本実施形態における制御系統について図４を用いて説明する。

コントローラ２００は、本体機構部１００の内部の適所に設けられ、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等から構成されている。コントローラ２００は、機能構成としては、軸制御手段２０１と、撮像装置制御手段２０２と、画像メモリ２０３と、搭載情報記憶手段２０４と、マシン情報記憶手段２０５と、演算手段２０６とを備えている。なお、演算手段２０６には、各種情報を表示するための表示装置１７１が接続されている。

なお、このコントローラ２００、ヘッドユニット１２０、側面撮像用カメラ１４２、底面撮像用カメラ１５１、及び、底面撮像用照明１５２を含む構成が、本実施形態における吸着状態検査装置として機能する。

軸制御手段２０１は、上記表面実装機に設けられているＹ軸サーボモータ１１４、Ｘ軸サーボモータ１１８、Ｚ軸サーボモータ１２３（第１ヘッドＺ軸サーボモータ〜第６ヘッドＺ軸サーボモータ）、及び、Ｒ軸サーボモータ１２８（第１ヘッドＲ軸サーボモータ〜第６ヘッドＲ軸サーボモータ）の駆動を制御するものである。

撮像装置制御手段２０２は、側面撮像用カメラ１４２、底面撮像用カメラ１５１、側面撮像用照明１３０、及び、底面撮像用照明１５２の動作を制御するものである。

画像メモリ２０３は、側面撮像用カメラ１４２及び底面撮像用カメラ１５１での撮像により得られた画像データを格納するものである。

搭載情報記憶手段２０４は、プリント基板Ｐ上に実装する電子部品Ｃに関する情報を記憶するものであって、例えば、電子部品Ｃの厚み、幅、高さ等の形状に関するデータや、どのような種類の電子部品Ｃをどの箇所に実装するか等の情報が格納されている。また、これらの電子部品Ｃが正常な状態で吸着ノズル１２２に吸着された状態における底面からの画像を示すデータについても格納されている。さらに、正常な状態で電子部品Ｃが吸着されているか否かを判定する規定値についても格納されている。

マシン情報記憶手段２０５は、例えば、本実施形態の表面実装機に関する情報が記憶されているものであって、例えば、特徴部分１２２０の形状や、各吸着ノズル１２２の下端部から特徴部分１２２０までの長さＬ１０（図３（ｂ）〜（ｄ）参照）等に関するデータが格納されている。

演算手段２０６は、ＣＰＵ等のような演算機能を有するものである。この演算手段２０６では、画像メモリ２０３に格納された画像データ、搭載情報記憶手段２０４並びにマシン情報記憶手段２０５に格納されたデータ、及び、軸制御手段２０１からの制御データ等を使用して演算処理を行い、この演算結果に基づいてこの装置の各要素を制御する。

特に、電子部品Ｃの吸着状態を検査する場合においては、画像メモリ２０３に格納された側面撮像用カメラ１４２で撮像された画像から電子部品Ｃの下端部及び特徴部分１２２０の高さ位置を検出して特徴部分１２２０と電子部品Ｃの下端部との距離Ｌ１１（図３（ｂ）参照）を算出し、この距離Ｌ１１と、マシン情報記憶手段２０５に格納されている吸着ノズル１２２の下端部から特徴部分１２２０までの長さＬ１０とに基づいて、吸着ノズル１２２の下端部から電子部品Ｃの下端部までの距離Ｌ１２を算出し、この結果と、搭載情報記憶手段２０４に格納されている電子部品Ｃの厚みとを照合させることにより、上記電子部品の吸着状態を検査することが可能となっている。

次に、図５に基づいて、この装置の動作に関する手順について説明する。

まず、ヘッドユニット１２０を部品供給部１１２上に配置し、動作の対象とする吸着ノズル１２２を選定するためのカウンタＮ１に初期値として１を設定する（ステップＳ１）。

次に、動作対象となるＺ軸サーボモータ１２３（初期値においては第１ヘッドＺ軸サーボモータ）を作動させて吸着ノズル１２２を下降させ、電子部品Ｃを吸着する（ステップＳ２）。

さらに、Ｚ軸サーボモータ１２３を作動させ、吸着ノズル１２２の下端部に吸着された電子部品Ｃに応じてその下面が底面撮像用カメラ１５１のピントが合う位置となるように吸着ノズル１２２を上昇させる（ステップＳ３）。

ソフト上吸着動作を行なう対象となる全ての吸着ノズル１２２に電子部品Ｃが吸着されていない場合には（ステップＳ４でＮＯ）、カウンタＮ１に１を加算して（ステップＳ５）、ステップＳ２へと戻る。すなわち、次の動作対象となる吸着ノズル１２２（例えば、カウンタＮ１が２である場合は、第２吸着ノズル１２２ｂ）における電子部品Ｃの吸着動作を行う。この作業は、対象となる全ての吸着ノズル１２２に電子部品Ｃが吸着されるまで行う。

全ての吸着ノズル１２２に電子部品Ｃが吸着されると（ステップＳ４でＹＥＳ）、撮像対象とする吸着ノズル１２２を選定するためのカウンタＮ２に初期値として１を設定する（ステップＳ６）。さらに、Ｙ軸サーボモータ１１４及びＸ軸サーボモータ１１８を作動させ、底面撮像用カメラ１５１の上方へヘッドユニットを移動させる（ステップＳ７）。

次に、ステップＳ８において、底面撮像用カメラ１５１及び底面撮像用照明１５２を作動させ、電子部品Ｃ又は吸着ノズル１２２の先端部分の底面からの画像を撮像する。そして、この撮像した画像を画像メモリ２０３に格納する。

そして、演算手段２０６において、この撮像された画像と、搭載情報記憶手段２０４に格納されている電子部品Ｃが正常な状態で吸着された状態を示す底面からの画像とを照合し、補正量を算出する（ステップＳ９）。この補正量がマシン情報記憶手段２０５に予め格納されている規定値の範囲外である場合や、電子部品Ｃそのものが吸着されていない場合、すなわち認識状態が良好でない場合には（ステップＳ１０でＮＯ）、表示装置１７１にエラー表示を行ってオペレータによる復帰処置を待つ等のエラー処理を行い（ステップＳ１１）、それから後述のステップＳ１４に進む。

この補正量が上記規定値の範囲内である場合、すなわち認識状態が良好である場合には、ステップＳ１２において側面撮像用照明１３０（カウンダＮ２が１のときは第１側面撮像用照明１３０ａ）及び側面撮像用カメラ１４２を作動させ、電子部品Ｃ又はＮ２番目の吸着ノズル先端部分の側面からの画像を撮像し、この撮像した画像を画像メモリ２０３に格納する。

さらに、この側方からの画像を用いて、演算手段２０６で部品の厚み計算を行う（ステップＳ１３）。なお、この部品の厚み計算に関する手順の詳細は後述のサブルーチンで説明する。

そして、全ての吸着ノズル１２２の検査が終了していない場合（ステップＳ１４でＮＯ）、カウンタＮ２に１を加算し（ステップＳ１５）、ステップＳ７へ戻る。

全ての吸着ノズルの検査が終了した場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、電子部品Ｃを実装すべくヘッドユニット１２０の移動を開始し（ステップＳ１６）、プリント基板Ｐ上に電子部品Ｃを実装する（ステップＳ１７）。

次に、図６を用いて、部品の厚み計算に関するサブルーチンについて説明する。

まず、マシン情報記憶手段２０５から吸着ノズル１２２の下端部から特徴部分１２２０までの長さＬ１０に関する情報を読み出す（ステップＳ３１）。

次に、画像メモリ２０３に格納された側方から撮像された画像を用いて特徴部分１２２０の高さ位置を検出する（ステップＳ３２）。この検出ができなかったとき（ステップＳ３３でＮＯ）は、表示装置１７１にエラー表示を行ってオペレータによる復帰処置を待つ等のエラー処理を行い（ステップＳ３４）、このサブルーチンを終了する。

この検出に成功したとき（ステップＳ３３でＹＥＳ）は、電子部品Ｃの下端部の高さ位置を検出する。図３（ｄ）に図示した状態のように電子部品Ｃの下端部が検出できない場合においては（ステップＳ３６でＮＯ）、表示装置１７１でエラー表示を行って（ステップＳ３４）このサブルーチンを終了する。下端部が検出できたときには（ステップＳ３６でＹＥＳ）、電子部品の形状のチェックを行ない（ステップＳ３７）、この形状の判定を行い（ステップＳ３８）、下端面が傾いている場合には吸着不良が生じているとしてステップＳ３４に進み、下端面が吸着ノズルの下端部すなわち吸着面とほぼ平行の場合に、ステップＳ３９へと進行し、電子部品Ｃの厚み計算を行う。

ステップＳ３９においては、まず、既に検出された特徴部分１２２０の高さ位置及び電子部品Ｃの下端部の高さ位置を用い、特徴部分１２２０と電子部品Ｃの下端部との距離Ｌ１１（図３（ｂ）参照）を算出する。

次に、この距離Ｌ１１と、マシン情報記憶手段２０５に格納されている吸着ノズル１２２の下端部から特徴部分１２２０までの長さＬ１０とに基づいて、吸着ノズル１２２の下端部から電子部品Ｃの下端部までの距離Ｌ１２を算出する。

そして、この距離Ｌ１２と搭載情報記憶手段２０４に格納されている電子部品Ｃの厚みとを照合させ、例えば図３（ｃ）に図示した状態のように、この距離Ｌ１２が規定値の範囲外、すなわち電子部品Ｃの厚みにおける寸法公差の範囲を超えている場合、表示装置１７１でエラー表示を行った（ステップＳ３４）後にこのサブルーチンを終了し、規定値の範囲内であれば、そのままこのサブルーチンを終了する。

また、図７は側面撮像用カメラのスケールおよび実装用ヘッドの高さの調整処理を示すフローチャートであり、この調整処理は、上記の部品の厚み計算等に必要なデータを予め調べて記憶しておくために、工場出荷時やメインテナンス時等に行われる。なお、このフローチャートでは、各実装用ヘッドにそれぞれ複数種類のノズルから選択されるノズルが交換可能に取付けられる場合を想定し、複数のヘッドとその各ヘッドに選択的に取付けられる複数種類ずつのノズルについてそれぞれ調整処理を行うようにしている。

調整処理においては、特定の実装用ヘッド１２１とそのヘッドに選択的に取付けられる複数種類の吸着ノズル１２２のうちの特定のノズルとを予め基準ヘッド、基準ノズルとしておき、先ず調査対象を基準ヘッド、基準ノズルとする（ステップＳ５１）。続いて、ノズルに何も付いていないことの確認を調整者に要求し（ステップＳ５２）、付いていないことの確認を示す入力があったか否かを判定し（ステップＳ５３）、その判定がＮＯであれば調整者による復帰措置を要求する（ステップＳ５４）。

ノズルに何も付いていないことが確認されたとき（ステップＳ３の判定がＹＥＳのとき）は、ヘッド１２１を初期高さの状態とし、この状態で側面撮像用カメラ１４２による撮像に基づいてノズル１２２の下端と特徴部分１２２０とを検出する（ステップＳ５５）。

そして、既にスケールが算出済みか否かを判定し（ステップＳ５６）、算出済みであれば後記ステップＳ５９に進むが、算出済みでなければ、ヘッド１２１を特定量上下移動してから再びノズル１２２の下端と特徴部分１２２０とを検出する（ステップＳ５７）。そして、ヘッド１２１の移動量と、ステップＳ５５とステップＳ５７でそれぞれ検出したノズル１２２の下端および特徴部分１２２０の差に基づき、スケールを算出し、マシン情報の記憶部に記憶させ（ステップＳ５８）、それからステップＳ５９に進む。

ステップＳ５９では、現在の調査対象が基準ヘッド、基準ノズルか否かを判定する。そして、基準ヘッド、基準ノズルであれば後記ステップＳ６１に進むが、そうでない場合、基準ヘッド、基準ノズルの初期高さ時の下端位置と同じとなるように該当ヘッド、ノズルの修正した初期高さを計算し、これをマシン情報の記憶部に記憶させ（ステップＳ６０）、それからステップＳ６１に進む。

ステップＳ６１では、該当ヘッドに選択的に取付けられる可能性のある全ノズル種類について調整処理が終了したか否かを判定し、終了していなければ次のノズルに交換した上で（ステップＳ６２）、ステップＳ５２に戻ってそれ以下の処理を繰り返す。

該当ヘッドに対する全ノズル種類について調整処理が終了すると、部品下端エッジの形状のチェック（ステップＳ６３）を行ってから、全ヘッドについて調整処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ６４）、終了していなければ調整対象を次のヘッドに変更した上で（ステップＳ６５）、ステップＳ５２に戻ってそれ以下の処理を繰り返す。

全ヘッドについて調整処理が終了すれば、このフローチャートの処理を完了する。

本実施形態の構成によれば、吸着ノズル１２２の下端部から電子部品Ｃの下端部までの距離Ｌ１２の算出は、電子部品Ｃの下端部の高さ位置と、上記特徴部分１２２０の高さ位置と、上記吸着ノズル１２２の下端部から特徴部分１２２０までの距離Ｌ１０に基づいて行われる。

すなわち、吸着ノズル１２２の下端部から電子部品Ｃの下端部までの距離Ｌ１２の算出は、側方から撮像した画像で認識可能な特徴部分１２２０を基準にして行うことができるため、吸着ノズル１２２が上下方向に移動した場合においても吸着ノズル１２２の下端部から電子部品Ｃの下端部までの距離Ｌ１２を正確に算出することが可能となる。したがって、電子部品Ｃの吸着状態をより正確に検査することが可能となる。

また、側面撮像用カメラ１４２で、特徴部分１２２０を含む吸着ノズルの下端部周辺の側方からの画像を得ることが可能となっている。すなわち、特徴部分１２２０と吸着ノズル１２２の下端部は、共に、同じカメラで撮像することが可能となっているため、装置の構成を簡素化することが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、これら以外にも特許請求の範囲内で適宜変形して良い。これらの変形例としては、主に下記のものが挙げられる。

第２実施形態（図８参照）
本実施形態は、第１実施形態と異なり、吸着ノズル１２２の撮像と特徴部分１２２０との撮像は別々のカメラで行われるものである。

まず、特徴部分１２２０は、吸着ノズル１２２の上部、すなわち側面撮像用カメラ１４２の視野外に配置されている。

そして、特徴部分１２２０を撮像する手段として、特徴部分撮像用カメラ１６１（第３撮像手段）及び、特徴部分撮像用照明１６２がヘッドユニット１２０の上部に配置されている。この特徴部分撮像用カメラ１６１及び１６２の動作は、図９のブロック図に示すとおり、撮像装置制御手段２０２によって制御される。

また、吸着状態を調べるための動作においては、ステップＳ１２の処理（図５参照）と相前後して、特徴部分撮像用カメラ１６１及び特徴部分撮像用照明１６２を作動させて特徴部分１２２０を撮像する動作も加わる。そして、特徴部分撮像用照明１６２による撮像に基づき、特徴部分の基準高さ位置（吸着ノズル１２２を所定基準高さまで上昇させたときの特徴部分１２２０の高さ位置）からの変位量が調べられ、この変位量に基づいて吸着ノズル１２２の下端の位置が求められ、これと、側面撮像用カメラ１４２による画像に基づいて求められた電子部品の下端部の高さ位置とにより、吸着ノズル１２２の下端部から電子部品Ｃの下端部までの距離が正確に算出される。

なお、特徴部分撮像用カメラ１６１及び特徴部分撮像用照明１６２による特徴部分１２２０の撮像と、側面撮像用カメラ１４２及び側面撮像用照明１３０による吸着ノズル１２２の撮像とは、ほぼ同一のタイミングで行われる。

また、工場出荷時やメインテナンス時等に行われるスケールおよび実装用ヘッドの高さの調整処理においては、図７中のステップＳ５５およびステップＳ５７，Ｓ５８の処理が、側面撮像用カメラ１４２と特徴部分撮像用カメラ１６１の両方について行なわれる。

その他実施形態
（１） 本発明の表面実装機において、上記吸着ノズル１２２は、複数種類の形状を有し、かつ、実装用ヘッド１２１の本体部分に対して着脱可能とされ、電子部品Ｃの形状に応じてこの吸着ノズル１２２を適宜取り替えられる構成となっていることが、電子部品Ｃの吸着状態を向上させることができる点で好ましい。かかる構成を採った場合、特徴部分１２２０は、吸着ノズル１２２の形状にかかわらず同一形状とすることが、マシン情報記憶手段２０５に格納すべき特徴部分１２２０の形状の種類を増やす必要がなく、記憶容量を少なくすることができるので好ましい。

（２） 本実施形態の部品認識装置は、表面実装機のみに適用可能であるものではなく、例えば、上記電子部品Ｃを検査する検査用電気回路が設けられた部品検査装置に適用することも可能である。なお、かかる構成に適用する場合、ヘッドユニット１２０は、部品供給部１１２と検査用電気回路が配置された位置とにわたって移動することになる。

本発明の第１実施形態に係る表面実装機を概略的に示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面におけるヘッドユニット周辺部分を示した概略図である。 （ａ）は吸着ノズルの先端部分周辺を示した側面図であり、（ｂ）〜（ｄ）は、電子部品を吸着した状態での吸着ノズルの先端部分周辺を側面撮像用カメラで撮像した画像を示した図である。 上記表面実装機の概略制御ブロック図である。 上記表面実装機の動作を示す概略フローチャートである。 上記表面実装機の動作において電子部品の吸着状態を判定するためのサブルーチンを示した概略フローチャートである。 側面撮像用カメラのスケールおよび実装用ヘッドの高さの調整処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態にかかる表面実装機のヘッドユニット周辺部分の側面断面を示した概略図である。 本発明の第２実施形態にかかる表面実装機の概略制御ブロック図である。

符号の説明

１１１ コンベア（プリント基板供給手段）
１１２ 部品供給部
１２０ ヘッドユニット（部品搬送手段）
１２２ 吸着ノズル（吸着部材）
１４２ 側面撮像用カメラ（第１撮像手段）
１５１ 底面撮像用カメラ（第２撮像手段）
１６１ 特徴部分撮像用カメラ（第３撮像手段）
２０６ 演算手段
１２２０ 特徴部分
Ｃ 電子部品
Ｐ プリント基板

Claims (7)

1. 電子部品を吸着する吸着部材を上下位置調節可能に設けた部品搬送手段と、
   上記吸着部材及びこれに吸着された上記電子部品を側方から撮像して側面画像を得る第１撮像手段と、
   上記吸着部材に吸着された上記電子部品を電子部品吸着面と垂直あるいは略垂直方向に離間した位置から撮像して底面画像を得る第２撮像手段とを備え、
   上記第１撮像手段及び上記第２撮像手段で撮像した画像を用いて吸着状態を検査する吸着状態検査装置であって、
   上記吸着部材の下端部に対して所定の位置関係にある部位に、側方から撮像した画像で認識可能な特徴部分を設けるとともに、
   上記第１撮像手段による撮像により得られる画像から検出される電子部品の下端部の高さ位置と、上記特徴部分を撮像した画像から検出される上記特徴部分の高さ位置と、上記吸着部材の下端部に対する上記特徴部分の位置関係とに基づいて、上記吸着部材の下端部から上記電子部品の下端部までの距離を演算し、この演算結果に基づいて上記電子部品の吸着状態を検査する演算手段を設けた
   ことを特徴とする吸着状態検査装置。
2. 請求項１記載の吸着状態検査装置において、
   上記吸着部材は、異なった形状を有する複数種類のものを備え、
   上記特徴部分は、上記吸着部材の種類に関わらず同一形状である
   ことを特徴とする吸着状態検査装置。
3. 請求項１又は２のいずれかに記載の吸着状態検査装置において、
   上記第１撮像手段及び第２撮像手段での撮像を略同時に行う
   ことを特徴とする吸着状態検査装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の吸着状態検査装置において、
   上記第１撮像手段により上記吸着部材及びこれに吸着された電子部品を撮像するときの上記第１撮像手段の視野内となる位置に上記特徴部分を設けた
   ことを特徴とする吸着状態検査装置。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の吸着状態検査装置において、
   上記第１撮像手段により上記吸着部材及びこれに吸着された電子部品を撮像するときの上記第１撮像手段の視野外となる位置に上記特徴部分を設け、この特徴部分を側方から撮像する第３撮像手段を備えた
   ことを特徴とする吸着状態検査装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の吸着状態検査装置と、
   上記電子部品を供給する部品供給部と、
   上記電子部品を搭載するプリント基板を供給するプリント基板供給手段とを備え、
   上記吸着状態検査装置に備えられた上記部品搬送手段により、上記部品供給部から上記プリント基板供給手段によって上記プリント基板が配置される基板配置位置に向けて上記電子部品を搬送し、
   この電子部品を上記プリント基板上に実装することを可能にする
   ことを特徴とする表面実装機。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載の吸着状態検査装置と、
   上記電子部品を供給する部品供給部と、
   上記電子部品を検査する検査用電気回路とを備え、
   上記吸着状態検査装置に備えられた上記部品搬送手段により、上記部品供給部から上記検査用電気回路が配置されている位置に向けて上記電子部品を搬送し、この電子部品を上記検査用電子回路で検査することを可能にする
   ことを特徴とする部品試験装置。

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