JP4672537B2 - 表面実装機 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を部品吸着用のヘッドにより吸着してプリント基板等の基板上に搬送して実装するように構成された表面実装機に関するものである。

従来から、先端に部品吸着用のノズルをもつ移動可能なヘッドにより部品供給部から電子部品を負圧吸着し、プリント基板上の所定位置に搬送して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では、部品の吸着ミスや吸着ずれに伴う実装不良を防止すべく事前（実装前）に吸着部品を画像認識してその吸着状態を調べ、必要な処理（位置補正等）を実施することが行われている（例えば特許文献１）。
特許第３５７０８１５号公報

上記のような吸着部品の画像認識では、画像中の部品を正確に抽出する（切り出す）ことが求められるため、吸着部品に付着するホコリ等の微細な異物の画像は背景に写り込んだノイズとして処理されることが多い。

従って、例えば部品自体に、ホコリやテープフィーダから発生するテープかす等の異物が付着しているような場合には、当該異物が見逃されてそのまま部品と共に基板上に実装されてしまうことが考えられる。この場合、例えばホコリ中に導電性の物質が含まれていたりすると、最悪の場合、回路が短絡するとったトラブルを誘発することも考えられるため、このようなトラブルの発生を未然に防止することが望まれる。なお、部品自体にホコリ等の異物が付着していない場合であっても、部品吸着時に部品と共にノズル先端に異物が吸着されてこれが吸着部品に転移して当該部品と共に基板上に実装される場合も考えられるため、これに対応する必要もある。

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、部品と共にホコリ等の異物が基板上に実装されるといった事態を未然に防止することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る表面実装機は、先端に部品吸着用のノズルを有した移動可能な実装用ヘッドを有し、前記ノズルにより部品を吸着して被実装用基板上に部品を実装する表面実装機において、前記ノズルの先端部分を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像に基づいて異物の有無を判定する判定手段と、この判定手段による判定結果に応じた所定の動作を行うべく前記ヘッドを制御する制御手段とを備え、前記撮像手段は、部品を吸着した状態の前記ノズルの先端部分を撮像し、前記判定手段は、前記撮像手段により撮像された画像のうち吸着部品およびノズルを除く背景部分の画像に基づいて異物の有無を判定するものである（請求項１）。

この装置によると、部品吸着後、基板への部品実装前に、ノズル先端部分が撮像手段により撮像され、判定手段によりその画像に基づいて異物の有無が判定される。そして、その判定結果に応じて制御手段よりヘッドが駆動制御される。例えば異物が付着していない場合にだけ部品を基板上に実装すべく制御手段によりヘッドが駆動制御される。

この装置では、前記判定手段が、前記撮像手段により撮像された画像のうち吸着部品およびノズルを除く背景部分の画像に基づいて異物の有無を判定するため、ノズルや吸着部品に付着したホコリやテープかすをより確実に検出することが可能となる。すなわち、ノズルや吸着部品にホコリやテープかすといった異物が付着している場合、当該異物は、ノズルや吸着部品から外側にはみ出した状態で付着している場合が多く、そのため、上記のようにノズル先端部分を撮像し、その画像の背景部分を調べることで、ノズルや吸着部品に付着したホコリやテープかすをより確実に検出することが可能となる。そのため、例えば部品吸着後に撮像手段によりノズル先端部分を撮像し、異物の付着が認められない場合にだけ部品を実装することで、ホコリ等の異物が部品と共に基板に実装されるのを防止することが可能となる。

この場合、ノズルによる部品吸着後、吸着部品を含む一定の範囲を前記撮像手段により撮像してから当該部品を前記基板上に実装するものについては、部品の廃棄部と前記ノズルの先端を清掃する清掃部とをさらに備え、制御手段が、前記判定手段により異物が有ると判定された場合には、吸着部品を前記廃棄部に廃棄し、さらに前記清掃部においてノズル先端を清掃すべく前記ヘッドを順次廃棄部および清掃部に移動させるように構成されているのが好適である（請求項２）。
この装置によると、判定手段により異物の付着が認められた場合には、制御手段による制御に基づきヘッドが廃棄部に移動して部品を廃棄し、さらに清掃部に移動してここでノズル先端の清掃が行われた後、次の吸着実装動作に移行する。すなわち、異物の付着が認められた場合でも、異物が部品そのものに付着しているのかノズル先端に付着しているのかの判断が困難な場合もあるため、部品廃棄後、上記のように一律にノズル先端を清掃することで、ホコリ等の異物を確実に除去した上で次の部品吸着動作に移行することが可能となる。
なお、上記装置においては、ノズルをその軸方向から撮像するようにしてもよいが、この場合には、部品を吸着している場合に当該部品のうちノズル軸方向両側が死角となる。そのため、前記撮像手段は、ノズルの先端部分をその側方から撮像するものであるのが好適である（請求項３）。

この構成によると、例えばノズルをその軸回りに回転させて複数の方向から撮像することで死角を無くすことができ、ホコリ等の異物をより確実に検出することが可能となる。

本発明の表面実装機のよると、ノズルの先端部分を撮像しその画像に基づいてノズルや吸着部品等にホコリやテープかす等の異物が付着しているか否かを判別し、その判別結果に応じてヘッドを駆動させるようにしているので、異物が部品と共に基板に実装されるのを有効に防止することができる。従って、当該異物が部品と共に基板に実装されることによる回路の短絡等のトラブルを未然に防止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、本発明に係る表面実装機の部分平面図であり、図２は、図１に示す表面実装機の一部を省略して示す側面断面図であり、図３は、図１に示す表面実装機の一部を省略して示す正面断面図である。

表面実装機は、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６（ａ）参照）を実装する本体機構部１と、その作動を制御するコントローラ（制御手段）３０（図４参照）とから構成されている。

本体機構部１は、基台２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３とを有している。

上記基台２上には、プリント基板搬送用のコンベア４が配置され、このコンベア４は、上部に載置されたプリント基板Ｐ（以下、基板Ｐと略す）を搬送して所定の装着作業位置（図１に示す位置）で停止させるようになっている。

上記コンベア４の両側には、部品供給部５が配置され、これら部品供給部５には、多数列のテープフィーダ５ａが設けられている。

各テープフィーダ５ａは、電子部品Ｃ（以下、部品Ｃと略す）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各々構成されており、ヘッドユニット３による取出しが可能となるように電子部品Ｃを間欠的に繰り出すように構成されている。なお、同図中符号６は、廃棄部品Ｃを収容するためのバケット（本発明に係る廃棄部に相当）で、部品供給部５にテープフィーダ５ａと共に並べられている。

上記ヘッドユニット３は、水平面上で互いに直交するＸ軸及びＹ軸に沿って移動可能に設けられており、部品供給部５と上記装着作業位置とにわたって移動可能とされている。

すなわち、基台２上には、Ｙ軸方向の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ８により駆動されるボールねじ軸９とが配設されている。そして、固定レール７上には、ヘッドユニットの支持部材１０が配置され、この支持部材１０に設けられたナット部１０ａが上記ボールねじ軸９に螺合している。さらに、上記支持部材１０には、Ｘ軸方向のガイド部材１１と、Ｘ軸サーボモータ１２により駆動されるボールねじ軸１３とが配設され、上記ガイド部材１１にヘッドユニット３が移動可能に保持され、このヘッドユニット３に設けられたナット部（図示せず）が上記ボールねじ軸１３に螺合している。

したがって、Ｙ軸サーボモータ８の駆動により上記支持部材１０がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１２の駆動によりヘッドユニット３が支持部材１０に対してＸ軸方向に移動することになり、この機構により、ヘッドユニット３のＸ軸及びＹ軸方向に沿った移動が実現されている。

本実施形態において、上記ヘッドユニット３には、先端に吸着ノズル１４を備えた６個の実装用ヘッド１５がＸ軸方向に沿って一列に並んで設けられている。

また、ヘッドユニット３には、Ｚ軸サーボモータ１６と、このＺ軸サーボモータ１６により回転駆動されるＺ軸ボールねじ軸１７とが、各実装用ヘッド１５に対して各々設けられている。

そして、各実装用ヘッド１５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１８が、各々Ｚ軸ボールねじ軸１７に螺合し、このボールねじ軸１７がＺ軸サーボモータ１６により回転駆動されることによって実装用ヘッド１５が上下方向に移動するようになっている。

上記ヘッドユニット３には、実装用ヘッド１５をその軸回り（Ｒ軸回り）に回転させるための回転機構１９が、それぞれ実装用ヘッド１５に対応して設けられている。これらの回転機構１９は、Ｒ軸サーボモータ２７（図４参照）にそれぞれ接続されており、このＲ軸サーボモータ２７の回転駆動に応じて実装用ヘッド１５をそれぞれＲ軸回りに回転させるようになっている。

さらに、ヘッドユニット３の下端部には、上記支持部材１０からＹ軸方向に離れる方向へ延びる保持部２０が形成されており、この保持部２０に前記各実装用ヘッド１５が挿通されている。この保持部２０は、その先端部分が下方へ突出しており、この突出部の先端部には、各実装用ヘッド１５に対してその側方から光を照射する側方照明２１が取り付けられている。この側方照明２１は、図２に示すように、各実装用ヘッド１５の吸着ノズル１４にそれぞれ対応して配設されている。

一方、上記支持部材１０のうち略中間部分（Ｘ軸方向中間部分）にはその下面にカメラ支持部２２が垂設され、このカメラ支持部２２の下端部には、各実装用ヘッド１５の吸着ノズル１４先端をその側方から撮像可能な側方カメラ２３が取り付けられている。なお、側方照明２１と側方カメラ２３とはＹ軸方向に対向するように配置されている。

側方カメラ２３は、エリアセンサからなり、上記側方照明２１の照明条件下において、吸着ノズル１４の先端部分（吸着部品Ｃがある場合には当該部品Ｃ）の透過画像を撮像してその画像信号をコントローラ３０に送信するようになっている。すなわち、この実施形態では、これら側方照明２１および側方カメラ２３等により本発明による撮像手段が構成されている。

さらに、基台２上において上記側方カメラ２３に対してＹ軸方向に並ぶ位置には、吸着ノズル１４に吸着された部品Ｃをその下側から撮像する下方撮像部２４が設けられている。

この下方撮像部２４は、図３に示すように、エリアセンサからなる下方カメラ２５と、この下方カメラ２５の撮像範囲を取り囲みつつ上方へ広がって配置された複数のＬＥＤからなるドーム状の下方照明２６とを備え、上方を通過する吸着ノズル１４の吸着部品Ｃの反射画像を撮像してその画像信号をコントローラ３０に送信するようになっている。

なお、下方撮像部２４は、上記の通り側方カメラ２３に対してＸ軸方向に並ぶ位置に設けられているので、各吸着ノズル１４のＹ軸位置を下方カメラ２５に位置合わせした状態で、ヘッドユニット３を支持部材１０（Ｘ軸方向）に沿って移動させることにより、両カメラ２３、２５の撮像範囲に対して各吸着ノズル１４を同時に通過させることができ、さらに各吸着ノズル１４について連続して通過させることができる。そのため、上記撮像範囲の通過時に、それぞれ両カメラ２３、２５の撮像を実行すれば、各吸着ノズル１４について、連続して側面画像及び底面画像を同時に得ることができる。

なお、図１において符号２８は、吸着ノズル１４を清掃するための清掃ステーション（本発明に係る清掃部に相当）であり、コンベア４と一方側（同図では上側）の部品供給部５との間のスペースに、下方撮像部２４に対してＸ軸方向に並んだ状態で設けられている。

清掃ステーション２８には、ヘッドユニット３における実装用ヘッド１５の配列ピッチに対応した２つのノズル挿入孔２８ａがＸ軸方向に並んでおり、吸着ノズル１４の先端がこれらノズル挿入孔２８ａに挿入されると、ノズル挿入孔２８ａ内に設けられたエアノズルから吸着ノズル１４先端に高圧エアが吹き付けられるように構成されている。

次に、本実施形態における制御系統について図４を参照して説明する。

表面実装機は、その作動を統括的に制御するコントローラ３０を有している。このコントローラ３０は、本発明に係る判定手段および制御手段に該当するもので、本体機構部１の内部の適所に設けられ、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、初期設定等を記憶するＲＯＭ、装置動作中の様々なデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されており、主な機能構成として、軸制御手段３１、撮像装置制御手段３２、画像メモリ３３、搭載情報記憶手段３４、設備情報記憶手段３５および演算手段３６等を含んでいる。

軸制御手段３１は、上記Ｙ軸サーボモータ８、Ｘ軸サーボモータ１２、Ｚ軸サーボモータ１６（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２７（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３２は、側方カメラ２３、下方カメラ２５、側方照明２１、及び下方照明２６の動作を制御するものである。

画像メモリ３３は、側方カメラ２３及び下方カメラ２５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３４は、基板Ｐ上に実装される部品Ｃに関する各種情報を記憶するものであって、部品Ｃの形状に関する情報の他、どのような種類の部品Ｃを基板Ｐのどの個所に、どのような順序で実装するか等の搭載情報を記憶するものである。

設備情報記憶手段３５は、各実装用ヘッド１５に装着されている吸着ノズル１４に関する情報、具体的には吸着ノズル１４の形状に関する情報等を記憶するものである。

演算手段３６は、ＣＰＵ等のような演算機能を有するものであり、予め記憶されているプログラムに従って以下に説明する実装処理を実行するようになっている。特に、演算手段３６は、画像メモリ３３の画像データおよび各記憶手段３４，３５に記憶されている情報に基づき部品Ｃや吸着ノズル１４にホコリ等の異物が付着しているか否かを判定し、この判定結果に応じて以降の処理を適宜選択して実行するようになっている。

なお、図４中、符号３７は、上記コントローラ３０に接続される表示装置であって、上記演算手段３６の指示に応じて本体機構部１の駆動状態や必要な警告等を表示可能に構成されている。

次に、上記コントローラ３０による実装動作の制御について図５のフローチャートに従って説明する。

実装動作が開始されると、コンベア４を駆動して基板Ｐを本体機構部１に搬入するとともに上記装着作業位置に位置決めする。また、これとほぼ並行してヘッドユニット３により部品供給部５から部品Ｃの取り出し（部品吸着）を行う（ステップＳ１）。具体的には、部品供給部５の上方にヘッドユニット３を移動させた後、実装用ヘッド１５を昇降させることにより吸着ノズル１４により部品Ｃを吸着してテープフィーダ５ａから取り出す。この際、可能な場合には、複数の吸着ノズル１４により部品を吸着する。

全ての吸着ノズル１４（実装用ヘッド１５）による部品Ｃの吸着が完了すると、最寄りの下方撮像部２４の側方にヘッドユニット３を移動させる。そして、上記側方照明２１および下方照明２６を点灯させた状態で、下方撮像部２４の一方側から他方側に向かってヘッドユニット３をＸ軸方向に移動させつつ側方カメラ２３および下方カメラ２５により各吸着ノズル１４の吸着部品Ｃを撮像する（ステップＳ２）。これにより側方カメラ２３によって吸着部品Ｃを含む一定範囲の透過画像を側方から撮像する一方、下方カメラ２５によって吸着部品Ｃを含む一定範囲の反射画像を下側から撮像する。なお、透過画像については、実装用ヘッド１５をその軸回りに９０°だけ回転させることにより一つの部品Ｃについて２種類の透過画像（２方向の透過画像）を撮像する。

次いで、側方カメラ２３により撮像した各吸着ノズル１４の吸着部品Ｃの透過画像に基づき、ホコリ等の異物の有無判定を行う（ステップＳ３）。

この判定は、各透過画像のうち吸着部品Ｃおよび吸着ノズル１４を除く背景部分の画像に基づいて行う。例えば、透過画像では、吸着ノズル１４等、物体の存在する部分は暗く、背景部分は明るく写るため、所定の明暗レベルに従って透過画像を二値化することによって図６（ａ）に示すように背景部分とそれ以外の部分との境界部分を明確化した二値化画像を作成する。そして、搭載情報記憶手段３４に記憶されている部品Ｃの形状情報と設備情報記憶手段３５に記憶されている吸着ノズル１４の形状情報とに基づき、二値化画像のうちブラック画素の部分から吸着ノズル１４及び吸着部品Ｃに対応する部分を特定して当該部分をマスキングする（例えばブラック画素からホワイト画素に反転させる）。この場合、ホコリ等の異物が存在しない場合には、画像の略全体がホワイト画素となるが、例えば図６（ａ）に示すようにホコリ等の異物（同図中符号Ｄで示す）が存在している場合には、マスキング後も同図（ｂ）に示すようにブラック画素の部分が残るためこの残存するブラック画素の程度に基づきホコリ等の異物の有無を判定する。

なお、この判定は、角度を変えて撮像した２種類の透過画像に基づいてそれぞれ行うよう。つまり、このように２種類の透過画像に基づいて判定を行うことにより、吸着部品Ｃの死角、つまり光源側（側方照明２１側）にホコリ等が有る場合でも、当該異物を検知できるようになっている。

ホコリ等の異物が有ると判断した場合には（ステップＳ３でＹＥＳ）、さらに６つの吸着ノズル１４ａの全てについて異物が有るか否かを判断し（ステップＳ１３）、ここでＹＥＳと判断した場合には、ステップＳ７に移行する。一方、６つの吸着ノズル１４ａの一部についてだけ異物が有ると判断した場合（ステップＳ１３でＮＯ）には、該当する吸着ノズル１４の識別ナンバ（ノズルＮｏ）を記憶してステップＳ４に移行する（ステップＳ１４）。

これに対して何れの吸着ノズル１４についてもホコリ等の異物が無いと判断した場合には（ステップＳ３でＮＯ）、各吸着ノズル１４の吸着部品Ｃの反射画像に基づき部品Ｃの欠陥や吸着ノズル１４に対する部品Ｃの位置ずれ等を認識し、その結果が良好か否かを判断する（ステップＳ４）。なお、ステップＳ１４の処理を経由した場合には、このステップＳ４の処理では、ステップＳ１４で記憶されている識別ナンバ以外の吸着ノズル１４に吸着されている部品Ｃ（以下、適宜、有効部品Ｃという）について行う。

例えば部分的な欠損等、吸着部品Ｃに欠陥が認められた場合、あるいは実装対象とは異なる部品Ｃが吸着されている場合には（ステップＳ４でＮＯ）、さらに有効部品Ｃの全てについて認識結果が不良か否かを判断し（ステップＳ１５）、ここでＹＥＳと判断した場合には、ステップＳ７に移行する。一方、一部についてだけ認識結果が不良と判断した場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、該当する吸着ノズル１４の識別ナンバ（ノズルＮｏ）をさらに記憶してステップＳ５に移行する（ステップＳ１６）。

これに対してステップＳ４の処理で有効部品Ｃの全てについて認識結果が良好であると判断した場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、装着作業位置に位置決めされている基板Ｐ上にヘッドユニット３を移動させ、各吸着ノズル１４に吸着されている部品Ｃのうち上記の有効部品Ｃを基板Ｐ上に順次実装する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ１４，Ｓ１６の処理を経由した場合には、記憶されている識別ナンバ以外の吸着ノズル１４に吸着されている部品Ｃ（有効部品Ｃ）について基板Ｐへの実装を行う。

そして、各吸着ノズル１４に吸着されている全ての部品Ｃを基板Ｐ上に実装したか否かを判断し（ステップＳ６）、ここでＹＥＳと判断した場合には、部品Ｃの一連の実装動作を終了する。一方、ステップＳ６でＮＯと判断した場合、つまりステップＳ１４又はＳ１６の処理を経由した場合には、ヘッドユニット３を上記バケット６の上方に移動させて吸着ノズル１４に残されている部品Ｃを順次このバケット６内に廃棄する（ステップＳ７）。

そして、部品廃棄後、部品供給部５を清掃ステーション２８上に移動させ、廃棄部品Ｃを吸着していた吸着ノズル１４のうちステップＳ１４で識別ナンバを記憶したもの、つまり部品Ｃにホコリ等の異物が有ると判定した吸着ノズル１４の清掃を行う（ステップＳ８）。具体的には、対象となる吸着ノズル１４（実装用ヘッド１５）を下降させてノズル挿入孔２８ａに挿入し、ノズル先端に高圧エアを吹き付けることにより吸着ノズル１４の先端部分を清掃する。この場合、清掃ステーション２８には、２つのノズル挿入孔２８ａが設けられているので、隣接する２つの吸着ノズル１４を清掃する場合には、これら吸着ノズル１４を同時にノズル挿入孔２８ａに挿入して清掃を行う。

次いで、側方照明２１を点灯させた状態で、ヘッドユニット３をＸ軸方向に移動させ、これにより清掃を行った吸着ノズル１４の先端部分の透過画像を側方カメラ２３により撮像し、その画像に基づき、ホコリ等の異物の有無判定を行う（ステップＳ９，Ｓ１０）。

異物の有無判定は、ステップＳ３での処理（判定方法）と同様に、透過画像のうち吸着ノズル１４を除く背景部分の画像に基づいて行う。すなわち、透過画像から所定の二値化画像を作成し、この二値化画像のブラック画素部分のうち吸着ノズル１４に対応する部分を特定して当該部分をマスキングし、残りの部分に残存するブラック画素の程度に基づきホコリ等の異物の有無を判定する。

ここで何れかの吸着ノズル１４にホコリ等の異物が有ると判断した場合には（ステップＳ１０でＹＥＳ）、さらに、予め設定されている清掃回数だけ清掃を行ったか否かを判断し（ステップＳ１１）、ここでＮＯと判断した場合には、ステップＳ８にリターンし、ホコリ等の異物が有ると判断した吸着ノズル１４についてさらに清掃を実施する。

そして、最終的に吸着ノズル１４に異物の存在が認められなくなった場合には（ステップ１０でＹＥＳ）、部品Ｃの一連の実装動作を終了する。なお、所定回数だけ清掃ステーション２８によるノズル清掃を繰り返しても異物の存在が認められる場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、上記表示装置３７にその旨を表示することにより所定の警告を実行した後（ステップＳ１２）、実装動作を終了する。

以上のようにこの表面実装機では、部品吸着後、その実装前に、部品Ｃに付着したホコリ等の異物を検出し、異物が認められた場合には当該部品Ｃを廃棄するようにしているので、ホコリ等の異物が部品と共に基板に実装されるのを有効に防止することができる。

特に、ホコリ等の異物の検出は、上記の通り吸着ノズル１４に吸着された部品Ｃを含む一定の範囲の透過画像を側方カメラ２３により撮像し、その画像のうち吸着部品Ｃおよび吸着ノズル１４を除く背景部分の画像に基づき行うように構成されているので、ホコリやテープかすといった異物を適切に検出することができる。すなわち、部品Ｃにホコリやテープかすといった異物が付着している場合、当該異物は、部品Ｃに対して一体に密着しているというよりも部品Ｃから外側にはみ出した状態で付着しているケースが殆どである（図６（ａ）参照）。そのため、上記のように部品Ｃを含む一定の範囲の透過画像を撮像し、その画像のうち吸着部品Ｃおよび吸着ノズル１４を除く背景部分の画像を調べることで、ホコリやテープかす等の異物を比較的簡単に検知することが可能となる。

従って、この表面実装機によると、ホコリ等の異物が部品Ｃと共に基板Ｐ上に実装されることによって例えば回路が短絡するといったトラブルの発生をより確実に防止することが可能となる。

また、異物が検出された場合には、当該部品Ｃをバケット６に廃棄した後、この部品Ｃを吸着していた吸着ノズル１４の先端部分を清掃するようにしているので、基板Ｐへの異物の実装を防止する上で、信頼性が高いという利点もある。すなわち、上記のように透過画像に基づいて異物を検出する場合、異物は検出できても、その異物が部品Ｃそのものに付着しているか吸着ノズル１４（先端部分）に付着しているかの判断は難しい。そのため、異物が検出された場合に単に部品Ｃを廃棄するだけは、吸着ノズル１４に異物が付着していた場合に当該異物が次の吸着部品Ｃに転移して基板Ｐ上に実装されるといったケースが出てくることも考えられる。しかし、上記実施形態のように、部品廃棄後、吸着ノズル１４を清掃するようにしておけば、異物が吸着ノズル１４側に付着したものであったとしても、次回の部品吸着時までに当該異物を除去することが可能となるため、当該異物の移転を有効に防止することができる。そしてその結果、異物が部品Ｃと共に基板Ｐ上に実装されるのをより確実に防止することができるようになる。

ところで、上述した表面実装機は、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ものであってもよい。

（１）実施形態では、吸着ノズル１４に吸着された吸着部品Ｃの側方からの透過画像を撮像するとともに、この画像として吸着ノズル１４をＲ軸回りに９０°回転させた２種類の画像（２方向からの画像）を撮像することによりこれら画像に基づいてホコリ等の異物を検出するようにしているが、例えば、吸着部品Ｃのノズル軸方向の透過画像を撮像し、この画像に基づいて異物を検出するように構成してもよい。具体的には、吸着ノズル１４の後方に下向きに光を照射する照明を設け、この照明を点灯させた状態で前記下方カメラ２５により吸着部品Ｃの透過画像を撮像し、この画像に基づいて異物を検出するようにしてもよい。この構成によると、部品Ｃの周囲にホコリ等の異物が付着している場合には、１つの透過画像に基づいて当該異物を検出することができるため異物を効率的に検出することができるというメリットがある。但し、この場合には、部品Ｃの上下両側が死角となるため、信頼性の点では、上記実施形態の構成を採用するのが好ましい。つまり、実施形態のように、吸着部品Ｃをその側方から撮像するとともに、吸着ノズル１４をＲ軸回りに９０°回転させて２種類の画像（２方向からの画像）を撮像する構成によれば、上記のような死角が生じることがないため、より確実にホコリ等の異物を検出が可能となり、その分、信頼性が向上する。

（２）実施形態では、側方カメラ２３や下方カメラ２５としてエリアセンサカメラを適用しているが、勿論ラインセンサ（リニアセンサ）カメラを適用しても良いことは言うまでもない。なお、側方カメラ２３としてラインセンサカメラを用いる場合には、まず側方カメラ２３に対してヘッドユニット３を移動（往動）させることにより各部品Ｃを撮像し、各部品Ｃをノズル軸回りに９０°回転させた後、側方カメラ２３に対してヘッドユニット３を再度移動（復動）させて各部品Ｃを撮像することにより、２種類の透過画像（２方向からの画像）を撮像するようにすればよい。

（３）実施形態では、部品吸着後、吸着ノズル１４に吸着された吸着部品Ｃの透過画像を撮像することによりホコリ等の異物を検出するようにしているが、部品吸着前の吸着ノズル先端部分の透過画像を側方カメラ２３により撮像して吸着ノズル１４への異物の付着を調べ、吸着ノズル１４に異物が付着している場合には、事前に清掃ステーション２８において当該吸着ノズル１４の清掃を行うようにしてもよい。すなわち、図５のステップＳ１の処理前に、まずステップＳ９，Ｓ１０の処理を実行し、異物が付着している吸着ノズル１４が存在する場合に、当該吸着ノズル１４に対してさらにステップＳ８〜ステップＳ１２の処理を実行するようにしてもよい。

（４）実施形態では、吸着ノズル１４による吸着部品Ｃの透過画像を撮像し、ホコリ等の異物が検出された場合には、無条件に当該吸着ノズル１４の清掃を実施するようにしているが、例えば、画像上の異物の位置などから吸着ノズル１４および部品Ｃの何れに異物が付着しているかを演算手段３６において判断し、その後の処理を異物の付着場所に応じて実行するようにしてもよい。具体的には、図５のステップＳ１４の処理において、吸着ノズル１４の識別ナンバと共に異物の付着対象物（部品Ｃ又は吸着ノズル１４）を記憶しておく。そして、ステップＳ７では、異物が付着していると判定された部品Ｃについてのみその廃棄を行う一方、ステップＳ８では、異物が付着していると判定された吸着ノズル１４についてのみその清掃を行うようにする。この構成によれば、吸着ノズル１４に異物が付着している場合にだけノズル清掃が行われることとなるので、その分だけ、その後の実装動作を速やかに進めることが可能になるというメリットがある。

（５）実施形態では、側方カメラ２３により吸着部品等の透過画像を撮像し、その画像に基づきホコリ等の異物の付着の有無を判定するようにしているが、反射画像を撮像することにより、その画像に基づいて上記判定を行うようにしてもよい。すなわち、側方カメラ２３近傍に側方照明を配置し、当該カメラ２３側から照明を提供しつつ吸着ノズル１４先端部の側方反射画像を撮像するようにしてもよい。あるいは、下方撮像部２４（下方カメラ２５）により吸着ノズル１４先端部の下方反射画像を撮像するようにしてもよい。また、吸着ノズル１４の上方に、下向きに指向する照明装置を設け、これを点灯させた状態で吸着部品を下方カメラ２５で撮像することにより吸着部品の下方透過画像を撮像し、その画像に基づきホコリ等の異物の付着の有無を判定するようにしてもよい。

（６）実施形態では、部品吸着後、側方カメラ２３により透過画像を撮像し、その画像に基づきホコリ等の異物の付着の有無を判定するようにしているが、下方撮像部２４により部品吸着前の吸着ノズル１４先端の下方反射画像あるいは下方透過画像（上記変形（５）と同様にして下方カメラ２５により吸着ノズル１４先端を撮像した画像）を撮像し、この下方反射画像あるいは下方透過画像のうちノズル部分相当部を削除した背景画像に基づき異物の有無を判定するようにしてもよい。あるいは、側方カメラ２３により部品吸着前のノズル先端部分の側方透過画像あるいは側方反射画像（上記変形（５）と同様にして側方カメラ２３により撮像した反射画像）を撮像し、この側方透過画像あるいは側方反射画像から側方から見たノズル部分相当部を削除した背景画像から異物の有無を判定するようにしてもよい。

（７）なお、異物の有無の判定に際しては、例えば吸着ノズル１４および部品Ｃの撮像データ、あるいはこれらのＣＡＤデータ等を予め記憶装置に記憶させておき、このデータを使って上記のようなマスキング処理を行うが、ホコリ等の異物の画像の明るさが、吸着ノズル１４や部品の画像の明るさと異なることを利用し、上記吸着ノズル１４先端部の透過画像あるいは反射画像から、吸着ノズル１４や吸着部品Ｃに相当する部分を抽出して異物の有無判定を行うようにしてもよい。つまり、この抽出した吸着ノズル１４や吸着部品Ｃに相当する部分を透過画像あるいは反射画像から除いて背景画像を残し、この背景画像からホコリ等の異物を判定する。

本発明に係る表面実装機の部分平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１に示す表面実装機の一部を省略して示す正面断面図である。 図１の表面実装機のコントローラについて機能的構成を示すブロック図である。 図４のコントローラにより実行される実装動作制御を示すフローチャートである。 ホコリ等の異物の有無の判定方法を説明するための模式図である（（ａ）は側方カメラにより撮像した吸着部品の透過画像（二値化画像）を示す模式図で、（ｂ）はその画像のうち吸着ノズルおよび部品に対応する部分をマスキングした画像を示す模式図である）。

符号の説明

２ 基台
３ ヘッドユニット
６ バケット
１０ 支持部材
１４ 吸着ノズル
２３ 側方カメラ
２５ 下方カメラ
３０ コントローラ（制御手段、判定手段）
Ｃ 電子部品
Ｐ プリント基板

Claims (3)

1. 先端に部品吸着用のノズルを有した移動可能な実装用ヘッドを有し、前記ノズルにより部品を吸着して被実装用基板上に部品を実装する表面実装機において、
   前記ノズルの先端部分を撮像する撮像手段と、
   この撮像手段により撮像された画像に基づいて異物の有無を判定する判定手段と、
   この判定手段による判定結果に応じた所定の動作を行うべく前記ヘッドを制御する制御手段とを備え、
   前記撮像手段は、部品を吸着した状態の前記ノズルの先端部分を撮像し、
   前記判定手段は、前記撮像手段により撮像された画像のうち吸着部品およびノズルを除く背景部分の画像に基づいて異物の有無を判定することを特徴とする表面実装機。
2. 請求項１に記載の表面実装機において、
   前記ノズルによる部品吸着後、吸着部品を含む一定の範囲を前記撮像手段により撮像してから当該部品を前記基板上に実装するものであって、部品の廃棄部と前記ノズルの先端を清掃する清掃部とをさらに備えており、
   前記制御手段は、前記判定手段により異物が有ると判定された場合には、吸着部品を前記廃棄部に廃棄し、さらに前記清掃部においてノズル先端を清掃すべく前記ヘッドを順次廃棄部および清掃部に移動させることを特徴とする表面実装機。
3. 請求項１又は２に記載の表面実装機において、
   前記撮像手段は、ノズルの先端部分をその側方から撮像することを特徴とする表面実装機。
   

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