JP4840867B2 - 部品装着機及び部品装着方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転型の装着ヘッドに設けられた複数本の吸着ノズルの部品吸着状態を順番に撮像するカメラを搭載した部品装着機及び部品装着方法に関する発明である。

従来より、回転型の装着ヘッドを備えた部品装着機においては、特許文献１（特開２０００−２９４９９０号公報）に記載されているように、回転型の装着ヘッドに対して、その回転中心を中心とする同一円周線に沿って複数本の吸着ノズルを所定間隔で配列して昇降可能に設け、前記装着ヘッドが部品吸着ステーション上に位置するときに、前記複数本の吸着ノズルのうち、吸着・装着ポイントに位置する吸着ノズルを下降させて部品を吸着して上昇させた後、前記装着ヘッドを次の吸着ノズルが前記吸着・装着ポイントに到達するまで回転させて当該次の吸着ノズルを下降させて部品を吸着して上昇させるという動作を繰り返して、前記複数本の吸着ノズルに順番に部品を吸着させる吸着サイクルを実行する。そして、この吸着サイクル終了後に、前記装着ヘッドを部品装着ステーション上へ移動させて、前記複数本の吸着ノズルのうち、前記吸着・装着ポイントに位置する吸着ノズルを下降させて部品を回路基板に装着して当該吸着ノズルを上昇させた後、前記装着ヘッドを次の吸着ノズルが前記吸着・装着ポイントに到達するまで回転させて当該次の吸着ノズルを下降させて部品を前記回路基板に装着して上昇させるという動作を繰り返して、前記複数本の吸着ノズルに吸着されていた部品を順番に前記回路基板に装着する装着サイクルを実行する。そして、この装着サイクル終了後に、前記装着ヘッドを前記部品吸着ステーション上へ戻して前記吸着サイクルを実行するという動作を繰り返して部品装着作業を実行する。

このような部品装着機においては、吸着サイクル終了後に、装着ヘッドが部品吸着ステーションから部品装着ステーション上へ移動する途中で、装着ヘッドが固定カメラの上方を通過して、この固定カメラで各吸着ノズルの部品吸着状態を撮像してその画像データに基づいて各吸着ノズルの部品未吸着や部品吸着姿勢の異常の有無を判定するようにしたものがある。

しかし、この構成では、装着サイクル終了後に装着ヘッドが固定カメラの上方を通過するまでは、部品未吸着や部品吸着姿勢の異常を検出できず、しかも、装着ヘッドが固定カメラの上方を通過してから部品装着動作を開始するまでの間に吸着部品が脱落したり吸着姿勢が異常になっても、それを全く検出できないため、そのままの状態で部品装着動作を行って部品装着不良が発生することを未然に防止できない。また、吸着ノズルの先端にクリーム半田や接着剤等が付着している場合には、部品装着動作を行っても、部品が回路基板に正常に装着されずに吸着ノズルに張り付いたまま持ち帰られてしまう装着ミスが発生する可能性がある。このような装着ミスは、吸着ノズルに帯電した静電気によっても起こり得る。

この対策として、特許文献２（特開２００４−７１８３０号公報）に記載されているように、吸着部品の落下を検出することを目的として、部品吸着動作後に各吸着ノズルに繋がるバキュームラインの真空到達圧の変化量を計測して吸着部品の落下を検出するようにしたものがある。

或は、特許文献３（特開２００２−２０８８００号公報）に記載されているように、吸着ノズルの昇降経路の所定高さ位置に、吸着ノズルの先端又は吸着部品を検出する光センサを配置して、部品装着動作時に吸着ノズルの先端又は吸着部品が所定位置から光センサの高さ位置に至まで移動する時間を測定し、その測定時間に基づいて吸着ノズルの部品吸着・装着状態の良否を判定するようにしたものがある。
特開２０００−２９４９９０号公報 特開２００４−７１８３０号公報 特開２００２−２０８８００号公報

本発明者は、上記特許文献２，３の方法よりも吸着ノズルの部品吸着・装着状態の良否を精度良く判定するために、図４及び図５に示すように、カメラ１４を用いて部品未吸着や部品吸着姿勢の異常の有無を判定する技術（比較例）を検討した。この技術（比較例）は、吸着・装着ポイントＡに位置する吸着ノズル１３の部品吸着状態を撮像するカメラ１４を装着ヘッド１１に取り付け、吸着・装着ポイントＡに位置する吸着ノズル１３が下降して部品を吸着・装着して元の位置まで上昇したところで、当該吸着ノズル１３の部品吸着状態をカメラ１４で撮像し、撮像終了後に、装着ヘッド１１を次の吸着ノズル１３が吸着・装着ポイントＡに到達するまで回転させるという動作を繰り返して、装着ヘッド１１の全ての吸着ノズル１３の部品吸着状態を撮像するものである。

しかし、この方法では、図５に示すように、各吸着ノズル１３の部品吸着・装着動作終了後に開始されるカメラ１４の撮像時間（画像データ取り込み時間）中は装着ヘッド１１の回転を停止した状態に維持し、撮像終了後に装着ヘッド１１の回転動作を開始して次の吸着ノズル１３を吸着・装着ポイントＡに移動させることになる。このため、カメラ撮像時間（画像データ取り込み時間）分だけサイクルタイムが増加して生産能率が低下したり、高速カメラが必要となり、コストアップするという欠点がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、回転型の装着ヘッドを搭載した部品装着機において、部品吸着動作後の吸着ノズルの部品吸着状態と部品装着動作前の吸着ノズルの部品吸着状態をカメラの撮像画像データに基づいて検査するシステムにおいて、カメラ撮像時間（画像データ取り込み時間）によるサイクルタイムの増加がなく、サイクルタイムの短縮化の要求を満たすことができると共に、カメラの高速化を必要とせず、低コスト化の要求も満たすことができる部品装着機及び部品装着方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１，６に係る発明は、回転型の装着ヘッドを搭載した部品装着機及び部品装着方法において、吸着・装着ポイント以外の特定の停止ポイントで停止している吸着ノズルの部品吸着状態を撮像するように装着ヘッドに取り付けられたカメラと、吸着サイクルと装着サイクルで、それぞれ、前記吸着・装着ポイントに位置する吸着ノズルが部品の吸着・装着動作を行う期間に前記カメラで撮像した画像データを取り込んで前記特定の停止ポイントで停止している吸着ノズルの少なくとも部品未吸着の有無を判定する画像処理手段とを備え、前記吸着サイクルと前記装着サイクルとで前記装着ヘッドの回転方向を反対にすると共に、カメラで撮像する吸着ノズルの停止位置となる特定の停止ポイントは、吸着・装着ポイントに対して吸着サイクルでの装着ヘッドの回転方向に隣接する停止ポイントであることを特徴とするものである。

本発明の特徴は、（１）吸着・装着ポイント以外の特定の停止ポイントで停止している吸着ノズルの部品吸着状態をカメラで撮像すること、（２）吸着サイクルと装着サイクルとで装着ヘッドの回転方向を反対にすることである。

ここで、吸着・装着ポイント以外の特定の停止ポイントで停止している吸着ノズルは、吸着・装着ポイントの吸着ノズルが部品の吸着・装着動作を行う期間に停止状態に維持されるため、比較的処理速度が遅いカメラでも、吸着・装着ポイントの吸着ノズルが部品の吸着・装着動作を行う期間をカメラの撮像時間に使用して、十分に時間的な余裕を持って吸着ノズルの部品吸着状態の画像データを取り込むことができる。これにより、カメラの高速化を必要とせず、比較的低コストのカメラを使用できると共に、各吸着ノズルの部品吸着・装着動作終了後のカメラ撮像時間が不要になるため、各吸着ノズルの部品吸着・装着動作終了後に直ちに装着ヘッドの回転動作を開始することができ、カメラ撮像時間（画像データ取り込み時間）によるサイクルタイムの増加がなく、サイクルタイムの短縮化の要求を満たすことができる。

本発明は、吸着サイクルと装着サイクルとで装着ヘッドの回転方向を反対にするようにしているが、この理由は、吸着サイクルと装着サイクルとで装着ヘッドを同じ方向に回転させると、吸着サイクルと装着サイクルのいずれか一方しか部品吸着状態を撮像できなくなってしまうためである。このように、吸着サイクルと装着サイクルとで装着ヘッドを同じ方向に回転させる場合でも、吸着・装着ポイントの両側にそれぞれカメラを１台ずつ配置すれば、吸着サイクルと装着サイクルの両方の部品吸着状態を撮像することが可能であるが、この構成では、２台のカメラを必要とするため、コスト高になるという欠点がある。

これに対して、本発明では、吸着サイクルと装着サイクルとで装着ヘッドの回転方向を反対にするため、１台のカメラで吸着サイクルと装着サイクルの両方の部品吸着状態を撮像することが可能となり、低コスト化の要求を満たすことができる。

この場合、カメラで撮像する吸着ノズルの停止位置となる「特定の停止ポイント」に関しては、吸着・装着ポイント以外の停止ポイントのうち、吸着・装着ポイントに対して吸着サイクルでの装着ヘッドの回転方向に隣接する停止ポイントを「特定の停止ポイント」とするようにしている。このようにすれば、吸着サイクルで各吸着ノズルの部品吸着動作直後に部品吸着状態を撮像して検査できると共に、装着サイクルで各吸着ノズルの部品装着動作直前に部品吸着状態を撮像して検査できる利点がある。

また、請求項２のように、画像処理手段が吸着サイクル中に部品未吸着を検出したときに、当該吸着サイクルにおいて部品未吸着が検出された吸着ノズルを再び吸着・装着ポイントまで移動させて部品吸着動作を再実行するようにすると良い。このようにすれば、吸着サイクル中にいずれかの吸着ノズルで部品未吸着が発生しても、当該吸着サイクルで部品の再吸着を行うことができる。

また、請求項３のように、画像処理手段は、吸着サイクル中に部品未吸着の他に部品吸着姿勢の異常の有無を判定し、吸着サイクル中に部品吸着姿勢の異常を検出した場合に、当該部品吸着姿勢の異常が検出された吸着ノズルについては次の装着サイクルで部品装着動作を行わないようにすると良い。このようにすれば、部品吸着姿勢が異常な吸着ノズルの部品装着動作を未然に防止することができ、部品装着不良が発生することを未然に防止できる。

また、請求項４のように、画像処理手段は、装着サイクル中に部品装着動作を行う前の吸着ノズルについて部品未吸着又は部品吸着姿勢の異常の有無を判定し、部品装着動作前の吸着ノズルについて部品未吸着又は部品吸着姿勢の異常を検出した場合に、当該吸着ノズルについては部品装着動作を行わないようにすると良い。このようにすれば、部品未吸着の吸着ノズルが無駄な部品装着動作を行わずに済むと共に、部品未吸着の吸着ノズルの先端が回路基板表面のクリーム半田や接着剤等に接触してこれらが吸着ノズルの先端に付着することを未然に防止でき、装着ミス部品持ち帰りの発生を未然に防止できる。また、部品吸着姿勢が異常な吸着ノズルの部品装着動作を未然に防止でき、部品装着不良が発生することを未然に防止できる。

また、請求項５のように、装着サイクル終了後に装着ヘッドを部品装着ステーションから部品吸着ステーション上へ移動させる際に、装着ヘッドを回転させて複数の吸着ノズルを順番に特定の停止ポイントへ移動させてカメラで撮像した画像データを画像処理手段に取り込んで各吸着ノズルの装着ミス部品持ち帰りの有無を判定するようにしても良い。このようにすれば、装着サイクルで、部品が回路基板に正常に装着されずに吸着ノズルに張り付いたまま持ち帰られてしまう装着ミスが発生しても、その装着ミス部品持ち帰りを検出することができ、適宜のエラー処理を行うことができる。これにより、装着ミス部品持ち帰りの吸着ノズルが部品の吸着・装着動作を繰り返して多数の不良回路基板を生産してしまうことを未然に防止できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
本実施例では、例えば特開２０００−２９４９９０号公報に記載された部品装着機を使用する。この部品装着機の機械的構成は、上記公報に記載された構成と同じもので良いので、説明を省略し、主要な部分に付いてのみ説明する。

図１及び図２に示すように、回転型の装着ヘッド１１に対して、その回転軸１２を中心とする同一円周線に沿って、複数本（ｋ本）の吸着ノズル１３（Ｎ1 、Ｎ2 、Ｎ3 、…、Ｎk-2 、Ｎk-1 、Ｎk ）が所定間隔で配列されて昇降可能に組み付けられている。

この部品装着機の運転を制御する制御装置（制御手段，画像処理手段）は、装着ヘッド１１が部品吸着ステーション（部品供給装置から部品が供給される位置）上に位置するときに、装着ヘッド１１の複数本の吸着ノズル１３のうち、吸着・装着ポイントＡに位置する吸着ノズル１３（図１ではＮ1 ）を下降させて部品を吸着して上昇させた後、装着ヘッド１１を次の吸着ノズル１３が吸着・装着ポイントＡに到達するまで回転させて当該次の吸着ノズル１３を下降させて部品を吸着して上昇させるという動作を繰り返して、複数本の吸着ノズル１３に順番に部品を吸着させる吸着サイクルを実行する。

この吸着サイクル終了後に、装着ヘッド１１を部品装着ステーション上（回路基板の上方）へ移動させて、装着ヘッド１１の複数本の吸着ノズル１３のうち、吸着・装着ポイントＡに位置する吸着ノズル１３を下降させて部品を回路基板に装着して当該吸着ノズル１３を上昇させた後、装着ヘッド１１を次の吸着ノズル１３が吸着・装着ポイントＡに到達するまで回転させて当該次の吸着ノズル１３を下降させて部品を回路基板に装着して上昇させるという動作を繰り返して、複数本の吸着ノズル１３に吸着されていた部品を順番に回路基板に装着する装着サイクルを実行する。

この装着サイクル終了後に、装着ヘッド１１を部品装着ステーションから部品吸着ステーション上へ戻して吸着サイクルを実行するという動作を繰り返して部品装着作業を実行する。

本実施例では、吸着・装着ポイントＡ以外の特定の停止ポイント、例えば吸着・装着ポイントＡに対して吸着サイクルでの装着ヘッド１１の回転方向（正方向）に隣接する停止ポイントを撮像ポイントＢとして、この撮像ポイントＢで停止している吸着ノズル１３の部品吸着状態を撮像するようにカメラ１４を装着ヘッド１１に取り付けると共に、吸着サイクルと装着サイクルとで装着ヘッド１１の回転方向を反対にする。そして、吸着サイクルと装着サイクルで、それぞれ、吸着・装着ポイントＡに位置する吸着ノズル１３が部品の吸着・装着動作を行う期間に、カメラ１４で撮像した画像データを取り込んで前記撮像ポイントＢで停止している吸着ノズル１３の部品未吸着や部品吸着姿勢の異常の有無を判定する。

この場合、吸着サイクル中に部品未吸着を検出したときには、当該吸着サイクルにおいて部品未吸着が検出された吸着ノズル１３を再び吸着・装着ポイントＡまで移動させて部品吸着動作を再実行する。このようにすれば、吸着サイクル中にいずれかの吸着ノズル１３で部品未吸着が発生しても、当該吸着サイクルで部品の再吸着を行うことができる。

また、吸着サイクル中に部品吸着姿勢の異常を検出した場合には、当該部品吸着姿勢の異常が検出された吸着ノズル１３については次の装着サイクルで部品装着動作を行わないようにすると共に、当該吸着ノズル１３の再吸着動作は、次回の吸着サイクルで行うようにする。このようにすれば、部品吸着姿勢が異常な吸着ノズル１３の部品装着動作を未然に防止することができ、部品装着不良が発生することを未然に防止できる。なお、吸着姿勢が異常であったため装着されなかった部品は、装着サイクル終了後に装着ヘッド１１が部品吸着ステーション上に移動する間に、廃棄したり、回収トレイ・コンベア上に載せる等の処理を行う。

また、装着サイクル中に、部品装着動作前の吸着ノズル１３について部品未吸着又は部品吸着姿勢の異常を検出した場合には、当該吸着ノズル１３については部品装着動作を行わなず、次回の吸着サイクルで当該吸着ノズル１３に部品を吸着させるようにする。このようにすれば、部品未吸着の吸着ノズル１３が無駄な部品装着動作を行わずに済むと共に、部品未吸着の吸着ノズル１３の先端が回路基板表面のクリーム半田や接着剤等に接触してこれらが吸着ノズル１３の先端に付着することを未然に防止でき、装着ミス部品持ち帰りの発生を未然に防止できる。また、部品吸着姿勢が異常な吸着ノズル１３の部品装着動作を未然に防止でき、部品装着不良が発生することを未然に防止できる。

また、装着サイクル終了後に装着ヘッド１１を部品装着ステーションから部品吸着ステーション上へ移動させる際に、装着ヘッド１１を回転させて複数の吸着ノズル１３を順番に撮像ポイントＢへ移動させてカメラ１４で撮像した画像データを制御装置に取り込んで各吸着ノズル１３の装着ミス部品持ち帰りの有無、及び、ゴミ・半田等の付着の有無を判定し、装着ミス部品持ち帰り又はゴミ・半田等の付着を検出したときには、適宜のエラー処理（警報動作等）を行う。このようにすれば、装着サイクルで、部品が回路基板に正常に装着されずに吸着ノズル１３に張り付いたまま持ち帰られてしまう装着ミスが発生しても、その装着ミス部品持ち帰りを検出することができると共に、ゴミ・半田等の付着も検出することができ、適宜のエラー処理を行うことができる。これにより、装着ミス部品持ち帰りやゴミ・半田等の付着が生じた吸着ノズル１３が部品の吸着・装着動作を繰り返して多数の不良回路基板を生産してしまうことを未然に防止できる。

ところで、図４及び図５に示す比較例では、吸着・装着ポイントＡに位置する吸着ノズル１３の部品吸着状態を撮像するカメラ１４を装着ヘッド１１に取り付け、吸着・装着ポイントＡに位置する吸着ノズル１３が下降して部品を吸着・装着して元の位置まで上昇したところで、当該吸着ノズル１３の部品吸着状態をカメラ１４で撮像し、撮像終了後に、装着ヘッド１１を次の吸着ノズル１３が吸着・装着ポイントＡに到達するまで回転させるという動作を繰り返して、装着ヘッド１１の全ての吸着ノズル１３の部品吸着状態を撮像するようにしている。

しかし、この比較例の構成では、図５に示すように、各吸着ノズル１３の部品吸着・装着動作終了後に開始されるカメラ１４の撮像時間（画像データ取り込み時間）中は装着ヘッド１１の回転を停止した状態に維持し、撮像終了後に装着ヘッド１１の回転動作を開始して次の吸着ノズル１３を吸着・装着ポイントＡに移動させることになる。このため、カメラ撮像時間（画像データ取り込み時間）分だけサイクルタイムが増加して生産能率が低下したり、高速カメラが必要となり、コストアップするという欠点がある。

そこで、本実施例では、吸着・装着ポイントＡ以外の特定の停止ポイント（例えば吸着・装着ポイントＡに対して吸着サイクルでの装着ヘッド１１の回転方向に隣接する停止ポイント）を撮像ポイントＢとして、この撮像ポイントＢで停止している吸着ノズル１３の部品吸着状態を撮像するようにしている。この場合、撮像ポイントＢは吸着・装着ポイントＡ以外の停止ポイントであるため、この撮像ポイントＢで停止している吸着ノズル１３は、吸着・装着ポイントＡの吸着ノズル１３が部品の吸着・装着動作を行う期間に停止状態に維持される。このため、使用するカメラ１４が比較的処理速度が遅いカメラであっても、図３に示すように、吸着・装着ポイントＡの吸着ノズル１３が部品の吸着・装着動作を行う期間をカメラ１４の撮像時間に使用して、十分に時間的な余裕を持って吸着ノズル１３の部品吸着状態の画像データを取り込むことができる。これにより、カメラ１４の高速化を必要とせず、比較的低コストのカメラを使用できると共に、各吸着ノズル１３の部品吸着・装着動作終了後のカメラ撮像時間が不要になるため、各吸着ノズル１３の部品吸着・装着動作終了後に直ちに吸着ノズル１３の回転動作を開始することができ、カメラ撮像時間（画像データ取り込み時間）によるサイクルタイムの増加がなく、サイクルタイムの短縮化の要求を満たすことができる。

更に、本実施例では、吸着サイクルと装着サイクルとで装着ヘッド１１の回転方向を反対にするようにしているが、この理由は、吸着サイクルと装着サイクルとで装着ヘッド１１を同じ方向に回転させると、吸着サイクルと装着サイクルのいずれか一方しか部品吸着状態を撮像できなくなってしまうためである。つまり、吸着サイクルでは、部品吸着動作後の部品吸着状態を撮像し、装着サイクルでは、部品装着動作前の部品吸着状態を撮像する必要があるが、吸着サイクルと装着サイクルとで装着ヘッド１１を同じ方向に回転させると、吸着サイクルで部品吸着動作後の吸着ノズル１３が撮像ポイントＢを通過する場合は、装着サイクルでは部品装着動作を終了した吸着ノズル１３のみが撮像ポイントＢを通過するようになってしまい、部品装着動作前の部品吸着状態を撮像することができない。

このように、吸着サイクルと装着サイクルとで装着ヘッド１１を同じ方向に回転させる場合でも、吸着・装着ポイントＡの両側にそれぞれカメラを１台ずつ配置すれば、吸着サイクルと装着サイクルの両方の部品吸着状態を撮像することが可能であるが、この構成では、２台のカメラを必要とするため、コスト高になるという欠点がある。

これに対して、本実施例では、吸着サイクルと装着サイクルとで装着ヘッド１１の回転方向を反対にするため、１台のカメラ１４で吸着サイクルと装着サイクルの両方の部品吸着状態を撮像することが可能となり、低コスト化の要求を満たすことができる。

以上説明した本実施例の吸着サイクルと装着サイクルの制御は、部品装着機の制御装置（制御手段，画像処理手段）によって図６乃至図８の各ルーチンに従って実行される。以下、これら各ルーチンの処理内容を説明する。以下の説明では、装着ヘッド１１に設けらたれたｋ本の吸着ノズル１３のうち、吸着サイクルで最初に部品吸着動作を実行する吸着ノズル１３を「吸着ノズルＮ1 」と表記し、以後、順番に「吸着ノズルＮ2 」、「吸着ノズルＮ3 」、……、「吸着ノズルＮk-2 」、「吸着ノズルＮk-1 」、「吸着ノズルＮk 」と表記する。

［吸着サイクル制御ルーチン］
図６の吸着サイクル制御ルーチンは、吸着サイクル中に実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、装着ヘッド１１のｋ本の吸着ノズル１３のうち、吸着・装着ポイントＡに位置する１番目の吸着ノズルＮ1 を下降させて部品を吸着して上昇させる。この後、ステップ１０２に進み、装着ヘッド１１を２番目の吸着ノズルＮ2 が吸着・装着ポイントＡに到達するまで正方向に回転させる。これにより、部品吸着動作直後の１番目の吸着ノズルＮ1 が撮像ポイントＢに到達する。

この後、ステップ１０３に進み、吸着・装着ポイントＡに位置する２番目の吸着ノズルＮ2 を部品吸着動作させると共に、この部品吸着動作中に撮像ポイントＢに位置する部品吸着動作直後の１番目の吸着ノズルＮ1 の部品吸着状態をカメラ１４で撮像する。

これらの動作終了後に、ステップ１０４に進み、装着ヘッド１１を３番目の吸着ノズルＮ3 が吸着・装着ポイントＡに到達するまで正方向に回転させる。これにより、部品吸着動作直後の２番目の吸着ノズルＮ2 が撮像ポイントＢに到達する。

この後、ステップ１０５に進み、吸着・装着ポイントＡに位置する３番目の吸着ノズルＮ3 を部品吸着動作させると共に、この部品吸着動作中に撮像ポイントＢに位置する部品吸着動作直後の２番目の吸着ノズルＮ2 の部品吸着状態をカメラ１４で撮像する。

以後、同様に、装着ヘッド１１を正方向に回転させて（ステップ１０６）、吸着・装着ポイントＡの吸着ノズルの部品吸着動作と撮像ポイントＢの吸着ノズルの部品吸着状態の撮像を同時に実行するという動作を各吸着ノズル毎に順番に繰り返す。

そして、最後の吸着ノズルＮk の部品吸着動作とその１つ前の吸着ノズルＮk-1 の部品吸着状態の撮像を同時に実行した後（ステップ１０７）、装着ヘッド１１を正方向に回転させて、部品吸着動作直後の最後の吸着ノズルＮk を撮像ポイントＢまで移動させる。この後、ステップ１０９に進み、部品吸着動作直後の最後の吸着ノズルＮk の部品吸着状態をカメラ１４で撮像する。

以上のようにして、全ての吸着ノズルＮ1 〜Ｎk について部品吸着動作と部品吸着状態の撮像を行った後、ステップ１１０に進み、各吸着ノズルＮ1 〜Ｎk の部品吸着状態の撮像画像データに基づいて全ての吸着ノズルＮ1 〜Ｎk に部品が吸着されたか否かを判定し、全ての吸着ノズルＮ1 〜Ｎk に部品が吸着されたと判定されれば、吸着サイクルを終了して、ステップ１１２に進み、装着ヘッド１１を部品吸着ステーションから部品装着ステーション上へ移動させて、後述する図７の装着サイクル制御ルーチンを実行する。

これに対して、上記ステップ１１０で、いずれかの吸着ノズルが部品未吸着であると判定されれば、ステップ１１１に進み、リカバリ動作を実行する。このリカバリ動作では、部品未吸着が検出された吸着ノズルを再び吸着・装着ポイントＡまで移動させて部品吸着動作を実行した後、当該吸着ノズルを撮像ポイントＢまで移動させて当該吸着ノズルの部品吸着状態を撮像する。このリカバリ動作における装着ヘッド１１の回転方向は、吸着サイクルの通常の回転方向と同じ方向（正方向）でも良いし、逆方向でも良く、或は、部品未吸着が検出された吸着ノズルと吸着・装着ポイントＡとの間の距離が短い方向を選択して装着ヘッド１１を回転させるようにしても良い。リカバリ動作終了後は、各吸着ノズルＮ1 〜Ｎk の位置をリカバリ動作前の元の位置に戻す。

このリカバリ動作終了後に、ステップ１１２に進み、全ての吸着ノズルＮ1 〜Ｎk に部品が吸着されたか否かを判定し、再び部品の吸着に失敗した吸着ノズルが存在すれば、リカバリ動作を再実行する。そして、全ての吸着ノズルＮ1 〜Ｎk に部品が吸着されたことが確認された段階で、吸着サイクルを終了して、ステップ１１２に進み、装着ヘッド１１を部品吸着ステーションから部品装着ステーション上へ移動させて図７の装着サイクル制御ルーチンを実行する。

［装着サイクル制御ルーチン］
図７の装着サイクル制御ルーチンは、装着サイクル終了後に装着ヘッド１１が部品装着ステーション上まで移動された段階で実行される。図７の装着サイクル制御ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、撮像ポイントＢに位置する部品吸着動作直前のｋ番目の吸着ノズルＮk （吸着サイクルで最後に撮像した吸着ノズルＮk ）の部品吸着状態をカメラ１４で撮像する。

この後、ステップ２０２に進み、装着ヘッド１１を吸着サイクルでの回転方向（正方向）とは逆方向に回転させて、撮像済みのｋ番目の吸着ノズルＮk を吸着・装着ポイントＡまで移動させる。これにより、「ｋ−１」番目の吸着ノズルＮk-1 が撮像ポイントＢに到達する。

そして、次のステップ２０３で、吸着・装着ポイントＡに位置するｋ番目の吸着ノズルＮk の部品吸着状態が正常であるか否かをカメラ１４の撮像画像データに基づいて判定し、その部品吸着状態が正常であれば、ステップ２０４に進み、吸着・装着ポイントＡに位置するｋ番目の吸着ノズルＮk を下降させて部品を回路基板に装着して当該吸着ノズルＮk を上昇させると共に、この部品装着動作中に撮像ポイントＢに位置する部品装着動作直前の「ｋ−１」番目の吸着ノズルＮk-1 の部品吸着状態をカメラ１４で撮像する。

これに対して、上記ステップ２０３で、吸着・装着ポイントＡに位置するｋ番目の吸着ノズルＮk の部品吸着状態が異常（部品吸着姿勢が異常又は部品未吸着）であると判定されれば、ステップ２０５に進み、当該吸着ノズルＮk ついては部品装着動作を行わず、撮像ポイントＢに位置する部品装着動作直前の「ｋ−１」番目の吸着ノズルＮk-1 の部品吸着状態をカメラ１４で撮像する処理のみを実行する。

上記ステップ２０４又はステップ２０５の処理後、ステップ２０６に進み、装着ヘッド１１を撮像済みの「ｋ−１」番目の吸着ノズルＮk-1 が吸着・装着ポイントＡに到達するまで逆方向に回転させる。以後、上記ステップ２０３〜２０６と同様の処理を各吸着ノズル毎に順番に繰り返して、吸着・装着ポイントＡの吸着ノズルの部品装着動作と撮像ポイントＢの吸着ノズルの部品吸着状態の撮像を同時に実行した後、装着ヘッド１１を逆方向に回転させる処理を各吸着ノズル毎に順番に実行し、いずれかの吸着ノズルで部品吸着状態の異常（部品吸着姿勢の異常又は部品未吸着）が検出されれば、当該吸着ノズルついては部品装着動作を行わず、撮像ポイントＢに位置する部品装着動作直前の吸着ノズルの部品吸着状態をカメラ１４で撮像する処理のみを実行する（ステップ２０６〜２０９）。

そして、最後の吸着ノズルＮ1 の部品吸着状態をカメラ１４で撮像した後、ステップ２１０に進み、装着ヘッド１１を撮像済みの吸着ノズルＮ1 が吸着・装着ポイントＡに到達するまで逆方向に回転させる。

そして、次のステップ２１１で、吸着・装着ポイントＡに位置する吸着ノズルＮ1 の部品吸着状態が正常であるか否かをカメラ１４の撮像画像データに基づいて判定し、その部品吸着状態が正常であれば、ステップ２１２に進み、吸着・装着ポイントＡに位置する吸着ノズルＮ1 を部品装着動作させる。

この後、ステップ２１３に進み、全ての吸着ノズルＮ1 〜Ｎk の部品吸着状態が正常であったか否かを判定し、全ての吸着ノズルＮ1 〜Ｎk の部品吸着状態が正常であった場合は、装着サイクルを終了して、装着ヘッド１１を部品装着ステーションから部品吸着ステーション上へ戻して吸着サイクルを実行したり、或は、このまま部品装着作業を終了する場合もある。

これに対して、上記ステップ２１３で、いずれかの吸着ノズルの部品吸着状態が異常（部品吸着姿勢が異常又は部品未吸着）であると判定されれば、ステップ２１４に進み、リカバリ動作を実行する。このリカバリ動作では、装着ヘッド１１を部品吸着ステーション上へ移動させて、部品吸着状態の異常が検出された吸着ノズルを、通常の吸着サイクルと同様の方法で吸着・装着ポイントＡまで移動させて部品吸着動作を実行してカメラ１４の撮像画像データに基づいて部品未吸着が無いことを確認した後、装着ヘッド１１を部品装着ステーション上へ戻して、部品吸着状態の異常が検出された吸着ノズルについて、部品装着動作直前の部品吸着状態の撮像と部品装着動作を再実行する。

この後、ステップ２１５に進み、全ての吸着ノズルＮ1 〜Ｎk の部品吸着状態が正常であったか否かを判定し、再び、いずれかの吸着ノズルで部品吸着状態の異常が検出されれば、リカバリ動作を再実行する。そして、全ての吸着ノズルＮ1 〜Ｎk の部品吸着状態が正常であったことが確認された段階で、装着サイクルを終了する。

［装着ミス部品持ち帰り検出ルーチン］
図８の装着ミス部品持ち帰り検出ルーチンは、装着サイクル終了後に装着ヘッド１１を部品装着ステーションから部品吸着ステーション上へ移動させる動作と並行して実行される。図８の装着ミス部品持ち帰り検出ルーチンが起動されると、まずステップ３０１で、撮像ポイントＢに位置する吸着ノズルＮ1 の先端部分（正常装着時には部品が吸着されていない状態）をカメラ１４で撮像する。

この後、ステップ３０２に進み、装着ヘッド１１を２番目の吸着ノズルＮ2 が撮像ポイントＢに到達するまで正方向に回転させ、次のステップ３０３で、当該２番目の吸着ノズルＮ2 の先端部分をカメラ１４で撮像する。以後、装着ヘッド１１の正方向回転と吸着ノズルの先端部分の撮像を各吸着ノズル毎に順番に繰り返す（ステップ３０４〜３０５）。

以上のようにして、全ての吸着ノズルＮ1 〜Ｎk の先端部分をカメラ１４で撮像した後、ステップ３０６に進み、各吸着ノズルＮ1 〜Ｎk の先端部分の撮像画像データに基づいていずれかの吸着ノズルで装着ミス部品持ち帰りやゴミ・半田等の付着が有るか否かを判定し、装着ミス部品持ち帰りやゴミ・半田等の付着が無ければ、そのまま本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ３０６で、いずれかの吸着ノズルで装着ミス部品持ち帰りやゴミ・半田等の付着が有ると判定されれば、ステップ３０７に進み、警報動作等のエラー処理を実行して本ルーチンを終了する。

尚、図８の装着ミス部品持ち帰り検出ルーチンでは、装着ヘッド１１を正方向に回転させたが、逆方向に回転させて、吸着ノズルＮ1 〜Ｎk の先端部分を上記順序とは逆順でカメラ１４で撮像するようにしても良い。

この場合、「正方向」とは吸着サイクルでの装着ヘッド１１の回転方向を意味する。この吸着サイクルでの装着ヘッド１１の回転方向（正方向）は、図１において時計回り方向に限定されず、反時計回り方向であっても良いことは言うまでもない。

また、カメラ１４で撮像する吸着ノズルＮ1 〜Ｎk の停止位置となる「特定の停止ポイント」は、吸着・装着ポイントＡ以外の停止ポイントのうち、吸着・装着ポイントＡに対して吸着サイクルでの装着ヘッド１１の回転方向（正方向）に隣接する停止ポイントを「特定の停止ポイント」とすれば良い。このようにすれば、吸着サイクルで各吸着ノズルＮ1 〜Ｎk の部品吸着動作直後に部品吸着状態を撮像して検査できると共に、装着サイクルで各吸着ノズルＮ1 〜Ｎk の部品装着動作直前に部品吸着状態を撮像して検査できる利点がある。

本発明の実施例における装着ヘッドとカメラの位置関係を下方から見た図である。 本発明の実施例における装着ヘッドとカメラの位置関係を前方から見た図である。 本発明の実施例における吸着ノズルの動作、カメラの撮像、装着ヘッドの回転動作の実行タイミングを説明するタイムチャートである。 比較例における装着ヘッドとカメラの位置関係を下方から見た図である。 比較例における吸着ノズルの動作、カメラの撮像、装着ヘッドの回転動作の実行タイミングを説明するタイムチャートである。 本発明の実施例における吸着サイクル制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施例における装着サイクル制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施例における装着ミス部品持ち帰り検出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１１…装着ヘッド、１２…回転軸、１３（Ｎ1 〜Ｎk ）…吸着ノズル、１４…カメラ、Ａ…吸着・装着ポイント、Ｂ…撮像ポイント（特定の停止ポイント）

Claims (6)

1. 回転型の装着ヘッドに対して、その回転軸を中心とする同一円周線に沿って複数本の吸着ノズルを所定間隔で配列して昇降可能に設け、
   前記装着ヘッドが部品吸着ステーション上に位置するときに、前記複数本の吸着ノズルのうち、吸着・装着ポイントに位置する吸着ノズルを下降させて部品を吸着して上昇させた後、前記装着ヘッドを次の吸着ノズルが前記吸着・装着ポイントに到達するまで回転させて当該次の吸着ノズルを下降させて部品を吸着して上昇させるという動作を繰り返して、前記複数本の吸着ノズルに順番に部品を吸着させる吸着サイクルを実行し、
   この吸着サイクル終了後に前記装着ヘッドを部品装着ステーション上へ移動させて、前記複数本の吸着ノズルのうち、前記吸着・装着ポイントに位置する吸着ノズルを下降させて部品を回路基板に装着して上昇させた後、前記装着ヘッドを次の吸着ノズルが前記吸着・装着ポイントに到達するまで回転させて当該次の吸着ノズルを下降させて部品を前記回路基板に装着して上昇させるという動作を繰り返して、前記複数本の吸着ノズルに吸着されていた部品を順番に前記回路基板に装着する装着サイクルを実行し、
   この装着サイクル終了後に前記装着ヘッドを前記部品装着ステーションから前記部品吸着ステーション上へ戻して前記吸着サイクルを実行するという動作を繰り返して部品装着作業を実行する制御手段を備えた部品装着機において、
   前記吸着・装着ポイント以外の特定の停止ポイントで停止している吸着ノズルの部品吸着状態を撮像するように前記装着ヘッドに取り付けられたカメラと、
   前記吸着サイクルと前記装着サイクルで、それぞれ、前記吸着・装着ポイントに位置する吸着ノズルが部品の吸着・装着動作を行う期間に前記カメラで撮像した画像データを取り込んで前記特定の停止ポイントで停止している吸着ノズルの少なくとも部品未吸着の有無を判定する画像処理手段とを備え、
   前記制御手段は、前記吸着サイクルと前記装着サイクルとで前記装着ヘッドの回転方向を反対にし、
   前記特定の停止ポイントは、前記吸着・装着ポイントに対して前記吸着サイクルでの前記装着ヘッドの回転方向に隣接する停止ポイントであることを特徴とする部品装着機。
2. 前記制御手段は、前記画像処理手段が前記吸着サイクル中に部品未吸着を検出したときに、当該吸着サイクルにおいて部品未吸着が検出された吸着ノズルを再び前記吸着・装着ポイントまで移動させて部品吸着動作を再実行することを特徴とする請求項１に記載の部品装着機。
3. 前記画像処理手段は、前記吸着サイクル中に部品未吸着の他に部品吸着姿勢の異常の有無を判定し、
   前記制御手段は、前記画像処理手段が前記吸着サイクル中に部品吸着姿勢の異常を検出した場合に、当該部品吸着姿勢の異常が検出された吸着ノズルについては次の装着サイクルで部品装着動作を行わないことを特徴とする請求項１又は２に記載の部品装着機。
4. 前記画像処理手段は、前記装着サイクル中に部品装着動作を行う前の吸着ノズルについて部品未吸着又は部品吸着姿勢の異常の有無を判定し、
   前記制御手段は、前記画像処理手段が部品装着動作前の吸着ノズルについて部品未吸着又は部品吸着姿勢の異常を検出した場合に、当該吸着ノズルについては部品装着動作を行わないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の部品装着機。
5. 前記制御手段は、前記装着サイクル終了後に前記装着ヘッドを前記部品装着ステーションから前記部品吸着ステーション上へ移動させる際に、前記装着ヘッドを回転させて前記複数の吸着ノズルを順番に前記特定の停止ポイントへ移動させて前記カメラで撮像した画像データを前記画像処理手段に取り込んで各吸着ノズルの装着ミス部品持ち帰りの有無を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の部品装着機。
6. 回転型の装着ヘッドに対して、その回転軸を中心とする同一円周線に沿って複数本の吸着ノズルを所定間隔で配列して昇降可能に設け、吸着・装着ポイント以外の特定の停止ポイントで停止している吸着ノズルの部品吸着状態を撮像するように前記装着ヘッドに取り付けられたカメラを搭載した部品装着機を使用し、
   前記装着ヘッドが部品吸着ステーション上に位置するときに、前記複数本の吸着ノズルのうち、前記吸着・装着ポイントに位置する吸着ノズルを下降させて部品を吸着して上昇させた後、前記装着ヘッドを次の吸着ノズルが前記吸着・装着ポイントに到達するまで回転させて当該次の吸着ノズルを下降させて部品を吸着して上昇させるという動作を繰り返して、前記複数本の吸着ノズルに順番に部品を吸着させる吸着サイクルを実行し、
   この吸着サイクル終了後に前記装着ヘッドを部品装着ステーション上へ移動させて、前記複数本の吸着ノズルのうち、前記吸着・装着ポイントに位置する吸着ノズルを下降させて部品を回路基板に装着して上昇させた後、前記装着ヘッドを次の吸着ノズルが前記吸着・装着ポイントに到達するまで回転させて当該次の吸着ノズルを下降させて部品を前記回路基板に装着して上昇させるという動作を繰り返して、前記複数本の吸着ノズルに吸着されていた部品を順番に前記回路基板に装着する装着サイクルを実行し、
   この装着サイクル終了後に前記装着ヘッドを前記部品装着ステーションから前記部品吸着ステーション上へ戻して前記吸着サイクルを実行するという動作を繰り返して部品装着作業を実行する部品装着方法において、
   前記吸着サイクルと前記装着サイクルとで前記装着ヘッドの回転方向を反対にすると共に、前記特定の停止ポイントは、前記吸着・装着ポイントに対して前記吸着サイクルでの前記装着ヘッドの回転方向に隣接する停止ポイントであり、
   前記吸着サイクルと前記装着サイクルで、それぞれ、前記吸着・装着ポイントに位置する吸着ノズルが部品の吸着・装着動作を行う期間に、前記カメラで撮像した画像データを取り込んで前記特定の停止ポイントで停止している吸着ノズルの少なくとも部品未吸着の有無を判定することを特徴とする部品装着方法。

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