JP4911099B2 - 部品実装機及び部品実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品供給部から供給される部品をピックアップした後、その部品をラインセンサカメラの撮像視野内を移動させ、ラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせてから基板位置決め部に位置決めされた基板に搭載させる部品実装機及び部品実装方法に関するものである。

部品実装機は、部品供給部より供給される部品をピックアップした後、その部品を基板位置決め部に位置決めされた基板に搭載させる部品搭載手段を備える。部品搭載手段は吸着ノズルにより部品を吸着してピックアップを行う搭載ヘッド及びこの搭載ヘッドの作動制御を行う制御装置から成り、部品搭載手段はピックアップした部品を基板に搭載させる前に、部品供給部と基板位置決め部の間に設置されたラインセンサカメラの撮像視野内を移動させてラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせ、搭載ヘッドに対する部品の位置ずれ等を求める。

部品搭載手段が部品をピックアップ位置から基板上の部品搭載位置に移動させるときの部品の移動経路（部品移動経路）としては、ラインセンサカメラによる画像認識時の部品の移動方向（画像読み取り方向）が互いに反対向きとなる２通りのものが考えられる。ラインセンサカメラでは通常、画像認識時における部品の移動方向をどちらの向きにもとることができるが、従来は搭載ヘッドの移動制御の簡単化等の理由から画像認識時の部品の移動方向を一の方向に限定しているものがあり、部品移動経路が必ずしも最短ではないために部品をピックアップ位置から基板上の部品搭載位置まで移動させるのに要する部品の移動時間が必要以上にかかる場合があった。また、画像認識時の部品の移動方向を一の方向に限定するのではなく、部品のピックアップが行われた場所に近い側から部品の移動を開始してラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせるようにしたものが知られている（特許文献１）。
特開平５−３３５７９２号公報

しかしながら、部品をピックアップ位置から基板上の部品搭載位置まで移動させるのに要する部品の移動時間（部品移動時間）は、部品のピックアップ位置と基板上の部品搭載位置の位置関係によっては、部品のピックアップが行われた場所に遠い側から部品の移動を開始した方が短くなる場合があり、部品のピックアップが行われた場所に近い側から部品の移動を開始することによって必ずしも部品移動時間を最短にすることができるとは限らなかった。

そこで本発明は、部品のピックアップ位置と基板上の部品搭載位置の位置関係によらず、部品移動時間を最短にすることができる部品実装機及び部品実装方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の部品実装機は、部品を供給する部品供給部、基板の位置決めを行う基板位置決め部、撮像視野内を移動された部品の画像認識を行うラインセンサカメラ及び部品供給部より供給される部品をピックアップした後、その部品をラインセンサカメラの撮像視野内を移動させ、ラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせてから基板に搭載させる部品搭載手段を備えた部品実装機であって、部品をピックアップ位置からラインセンサカメラの撮像視野内を経て基板上の部品搭載位置まで移動させる部品移動経路として、部品がラインセンサカメラの撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる２通りの部品移動経路を仮設定する部品移動経路仮設定部と、部品移動経路仮設定部により仮設定された２通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品をピックアップ位置から部品搭載位置まで移動させた場合に要する部品の移動時間を算出する部品移動時間算出部と、部品移動時間算出部において算出された２通りの部品移動経路についての部品の移動時間を比較し、２通りの部品移動経路のうち部品の移動時間が短い方の部品移動経路をその部品についての部品移動経路として設定する部品移動経路設定部とを備え、部品搭載手段は、部品移動経路設定部により設定された部品移動経路で部品を移動させて部品の画像認識及び部品の部品搭載位置への搭載を行う。

請求項２に記載の部品実装方法は、部品供給部より供給される部品をピックアップする部品ピックアップ工程と、部品ピックアップ工程でピックアップした部品をラインセンサカメラの撮像視野内を移動させ、ラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせる画像認識工程と、画像認識工程でラインセンサカメラに画像認識させた部品を基板位置決め部に位置決めされた基板に搭載させる部品搭載工程とを含む部品実装方法であって、画像認識工程を開始する前に、部品をピックアップ位置からラインセンサカメラの撮像視野内を経て基板上の部品搭載位置まで移動させる部品移動経路として、部品がラインセンサカメラの撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる２通りの部品移動経路を仮設定する部品移動経路仮設定工程と、部品移動経路仮設定工程において仮設定された２通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品をピックアップ位置から部品搭載位置まで移動させた場合に要する部品の移動時間を算出する部品移動時間算出工程と、部品移動時間算出工程において算出された２通りの部品移動経路についての部品の移動時間を比較し、２通りの部品移動経路のうち部品の移動時間が短い方の部品移動経路をその部品についての部品移動経路として設定する部品移動経路設定工程とを実行し、部品移動経路設定工程で設定された部品移動経路で部品を移動させて画像認識工程及び部品搭載工程を行う。

本発明では、ピックアップ位置からラインセンサカメラの撮像視野内を経て基板上の部品搭載位置まで移動させる部品移動経路に沿って部品を移動させるのに要する部品の移動時間を、部品がラインセンサカメラの撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる２通りの部品移動経路について算出し、その算出した２通りの部品移動経路のうち部品の移動時間が短い方の部品移動経路で部品を移動させるようになっている。このため、部品のピックアップ位置と基板上の部品搭載位置の位置関係によらず、部品をピックアップ位置から基板上の部品搭載位置まで移動させるのに要する部品の移動時間（部品移動時間）を最短にすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態における部品実装機の斜視図、図２は本発明の一実施の形態における部品実装機の平面図、図３は本発明の一実施の形態における部品実装機の制御系統を示すブロック図、図４（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路を示す図、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の一実施の形態における部品実装機の部品の移動方向と部品移動時間の関係を説明する説明図、図６（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路を示す図、図７（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路の拡大図、図８（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路を示す図、図９（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路の拡大図、図１０（ａ），（ｂ）及び図１１（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における部品実装
機が部品を移動させるときの部品移動経路ごとのタイムチャート、図１２は本発明の一実施の形態における部品実装機が実行する部品実装手順の流れを示すフローチャートである。

図１及び図２において、部品実装機１はカバー部材２の内部の基台３上に基板Ｂを一定の水平方向（Ｘ軸方向）に搬送する搬送コンベア４を備えており、搬送コンベア４の上方には搬送コンベア４による基板Ｂの搬送方向（Ｘ軸方向）と水平面内で直交する方向（Ｙ軸方向）に延びたＹ軸テーブル５が設けられている。Ｙ軸テーブル５には２つのＹ軸スライダ６がＹ軸テーブル５に沿って（すなわちＹ軸方向に）移動自在に設けられており、各Ｙ軸スライダ６にはＸ軸方向に延びたＸ軸テーブル７の一端が取り付けられている。各Ｘ軸テーブル７にはＸ軸テーブル７に沿って（すなわちＸ軸方向に）移動自在な移動ステージ８が設けられている。これら２つの移動ステージ８のそれぞれには複数の吸着ノズル９を備えた搭載ヘッド１０が設けられている。

図１及び図２において、搬送コンベア４の側方領域には搭載ヘッド１０に部品Ｐ（図１）を供給する複数の部品供給部としてのパーツフィーダ１１がＸ軸方向に並んで設けられている。各搭載ヘッド１０には撮像視野を下方に向けた基板カメラ１２が設けられており、基台３上には撮像視野を上方に向けた部品カメラ１３が設けられている。

図３において、部品実装機１には、搬送コンベア４を駆動する搬送コンベア駆動モータ１４ａ、各Ｙ軸スライダ６をＹ軸テーブル５に沿って移動させるＹ軸スライダ移動機構１４ｂ、各移動ステージ８をＸ軸テーブル７に沿って移動させる移動ステージ移動機構１４ｃ及び各吸着ノズル９を個別に昇降及び上下軸（Ｚ軸）回りの回転を行わせ、また各吸着ノズル９に部品Ｐの吸着動作を行わせるノズル駆動機構１４ｄが備えられている。

これら搬送コンベア駆動モータ１４ａ、Ｙ軸スライダ移動機構１４ｂ、移動ステージ移動機構１４ｃ及びノズル駆動機構１４ｄは部品実装機１に備えられた制御装置１５（図３）によって作動制御がなされ、搬送コンベア４による基板Ｂの搬送及び位置決め制御や、搭載ヘッド１０の移動制御並びに各吸着ノズル９の昇降及び部品Ｐの吸着制御等が行われる。なお、本実施の形態における部品実装機１では、基板Ｂは搬送コンベア４によって図１及び図２に示す矢印Ａの方向に搬送される。

図３において、基板カメラ１２及び部品カメラ１３は制御装置１５によってその作動制御がなされ、基板カメラ１２及び部品カメラ１３からの撮像結果は制御装置１５に入力される。部品カメラ１３はラインセンサカメラから成り、撮像視野内を通過する物体の画像認識を行う。

図４（ａ），（ｂ）において、搭載ヘッド１０は複数のパーツフィーダ１１の部品供給口１１ａのひとつをピックアップ位置Ｒとして部品Ｐをピックアップし、そのピックアップした部品Ｐを搬送コンベア４により位置決めされた基板Ｂ上の部品搭載位置Ｓ（この部品搭載位置Ｓは部品Ｐごとに定められる）に搭載するが、この部品Ｐをピックアップ位置Ｒから部品搭載位置Ｓまで移動させる途中において、部品Ｐが部品カメラ１３の撮像視野内をＸ軸方向に通過するように搭載ヘッド１０を移動させ、部品カメラ１３に部品Ｐの画像認識を行わせる。

部品カメラ１３による部品Ｐの画像認識は、部品カメラ１３の上方領域を間に挟んでＸ軸方向に対向するように空間上に配置されたＪ地点とＫ地点の間を移動させることによって行う（図４（ａ），（ｂ））。このとき部品Ｐを移動させる方向（画像読み取り方向）はＪ→Ｋの方向（図４（ａ））であってもよいし、Ｋ→Ｊの方向（図４（ｂ））であってもよい。本実施の形態では、搬送コンベア４による基板Ｂの搬送方向を基準とした場合の
下流側にＪ地点があり、上流側にＫ地点があるものとしている。

上記のことから、ピックアップ位置Ｒよりピックアップした部品Ｐを部品カメラ１３に画像認識させたうえで基板Ｂ上の部品搭載位置Ｓに搭載させるときの部品Ｐの移動経路（以下、部品移動経路と称する）としては、部品Ｐが部品カメラ１３の撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる２つの部品移動経路が考えられる。これら２通りの部品移動経路のひとつは部品Ｐを（Ｒ→Ｊ→Ｋ→Ｓ）と進行させる第１の部品移動経路であり（図４（ａ））、他のひとつは部品Ｐを（Ｒ→Ｋ→Ｊ→Ｓ）と進行させる第２の部品移動経路である（図４（ｂ））。

制御装置１５に繋がる記憶部１６（図３）には、部品Ｐごとのピックアップ位置Ｒと部品搭載位置Ｓのデータが記憶されており、制御装置１５は或る部品Ｐについての基板Ｂへの搭載を行おうとするときには、記憶部１６に記憶されたその部品Ｐのピックアップ位置Ｒのデータと基板Ｂ上の部品搭載位置Ｓのデータを読み出したうえで、部品Ｐをピックアップ位置Ｒから部品カメラ１３の撮像視野内を経て基板Ｂ上の部品搭載位置Ｓまで移動させる部品移動経路として、上記の２つの部品移動経路（第１の部品移動経路及び第２の部品移動経路）の仮設定を行う。

制御装置１５は、上記のようにして部品Ｐが部品カメラ１３の撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる２通りの部品移動経路（第１の部品移動経路及び第２の部品移動経路）の仮設定を行ったら、次いで、その仮設定を行った２通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品Ｐをピックアップ位置Ｒから部品搭載位置Ｓまで移動させた場合に要する部品Ｐの移動時間（以下、部品移動時間と称する）を算出する。そして、その算出した２通りの部品移動経路についての部品移動時間を比較し、部品移動時間が短い方の部品移動経路をその部品Ｐについての部品移動経路として設定し、その設定した部品移動経路で部品Ｐを移動させて、部品Ｐの部品カメラ１３による画像認識及び部品搭載位置Ｓへの搭載を行う。

このように、部品Ｐをピックアップ位置Ｒから移動させる前に、部品カメラ１３の撮像視野内を通過する向きが互いに反対となる２つの部品移動経路（第１の部品移動経路と第２の部品移動経路）を仮設定し、それぞれの部品移動経路に沿って部品Ｐを移動させた場合に要する部品移動時間を求めて比較するようにしているのは、これら２通りの部品移動経路についての部品移動時間のうちどちらが短くなるかは部品Ｐのピックアップ位置Ｒと基板Ｂ上の部品搭載位置Ｓの位置関係によって異なるからである。

本実施の形態における部品実装機１では、Ｘ軸テーブル７のＸ軸方向への移動とＹ軸テーブル５のＹ軸方向への移動とを組み合わせることによって、搭載ヘッド１０、すなわち部品ＰをＸ軸及びＹ軸のいずれにも平行でない斜めの方向へ移動させることができるが、或る地点（第１の地点）から斜めの方向に位置する他の地点（第２の地点）へ部品Ｐを移動させる場合、その移動に要する時間は第１の地点と第２の地点の間のＸ軸方向移動距離を部品Ｐが（Ｘ軸テーブル７が）単独で移動した場合に要する時間と、Ｙ軸方向移動距離を部品Ｐが（Ｙ軸テーブル５が）単独で移動した場合に要する時間のうち、値の大きいほうの時間となる。

例えば、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、部品Ｐを第１の地点Ｍから第２の地点Ｎへ移動させる場合であって（図５中に破線で示す格子１マスは１辺の長さがｍの正方形であるとする）、Ｘ軸テーブル７がＸ軸方向へ単独で移動するときの速度とＹ軸テーブル５がＹ軸方向へ単独で移動するときの速度は、ともに単位時間ｔ当たり距離ｍだけ移動できる速度であるとすると、図５（ａ）ではＸ軸方向移動距離とＹ軸方向移動距離はともに（７×ｍ）であるので部品移動時間は（７×ｔ）となり、図５（ｂ）ではＸ軸方向移
動距離は（４×ｍ）、Ｙ軸方向移動距離は（７×ｍ）であるので部品移動時間は（７×ｔ）となり、図５（ｃ）ではＸ軸方向移動距離は（７×ｍ）、Ｙ軸方向移動距離は（５×ｍ）であるので部品移動時間は（７×ｔ）となる。すなわち図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）のいずれの場合も部品移動時間は（７×ｔ）となる。

なお、図５（ａ）の場合には、部品ＰはＸ軸方向及びＹ軸方向へそれぞれ等速で移動し、部品Ｐは時間（７×ｔ）をかけてＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞれに移動距離（７×ｍ）を移動するが、図５（ｂ）の場合には、部品Ｐは時間（７×ｔ）をかけてＹ軸方向に移動距離（７×ｍ）を移動する間にＸ軸方向へは移動距離（４×ｍ）しか移動しないため、Ｘ軸方向への移動速度はＹ軸方向への移動速度よりも小さく設定される。これにより部品ＰのＸ軸方向への移動終了とＹ軸方向への移動終了を同時とすることができ、部品Ｐを第１の地点Ｍから第２の地点Ｎへ一直線状に移動させることができる。また、図５（ｃ）の場合には、部品Ｐは時間（７×ｔ）をかけてＸ軸方向へ移動距離（７×ｍ）を移動する間にＹ軸方向へは移動距離（５×ｍ）しか移動しないため、Ｙ軸方向への移動速度はＸ軸方向への移動速度よりも小さく設定される。この場合も部品ＰのＸ軸方向への移動終了とＹ軸方向への移動終了を同時とすることができ、部品Ｐを第１の地点Ｍから第２の地点Ｎへ一直線状に移動させることができる。

図６（ａ），（ｂ）及び図７（ａ），（ｂ）は、或るピックアップ位置Ｒから或る部品搭載位置Ｓ１へ部品Ｐを移動させる場合（第１の場合とする）に仮設定される２通りの部品移動経路を示したものである。図６（ａ）は第１の場合の第１の部品移動経路（Ｒ→Ｊ→Ｋ→Ｓ１）を示すものであり、図７（ａ）は図６（ａ）の部品移動経路の拡大図である。また、図６（ｂ）は第１の場合の第２の部品移動経路（Ｒ→Ｋ→Ｊ→Ｓ１）を示すものであり、図７（ｂ）は図６（ｂ）の部品移動経路の拡大図である。

また、図８（ａ），（ｂ）及び図９（ａ），（ｂ）は、図６（ａ），（ｂ）と同じピックアップ位置Ｒから図６（ａ），（ｂ）の部品搭載位置Ｓ１とは異なる部品搭載位置Ｓ２へ部品Ｐを移動させる場合（第２の場合とする）に仮設定される２通りの部品移動経路を示したものである。図８（ａ）は第２の場合の第１の部品移動経路（Ｒ→Ｊ→Ｋ→Ｓ２）を示すものであり、図９（ａ）は図８（ａ）の部品移動経路の拡大図である。また、図８（ｂ）は第２の場合の第２の部品移動経路（Ｒ→Ｋ→Ｊ→Ｓ２）を示すものであり、図９（ｂ）は図８（ｂ）の部品移動経路の拡大図である。

ここで、図７（ａ），（ｂ）及び図９（ａ），（ｂ）において、破線で示す格子１マスは１辺の長さがｍの正方形であるとする。また、Ｘ軸テーブル７がＸ軸方向へ単独で移動するときの速度とＹ軸テーブル５がＹ軸方向へ単独で移動するときの速度は、ともに単位時間ｔ当たり距離ｍだけ移動できる速度であるとする。

図１０（ａ）は、上記第１の場合において、部品Ｐを第１の部品移動経路でピックアップ位置Ｒから部品搭載位置Ｓ１まで移動させたとき（図６（ａ）及び図７（ａ））のタイムチャートであり、図１０（ｂ）は、上記第１の場合において、部品Ｐを第２の部品移動経路でピックアップ位置Ｒから部品搭載位置Ｓ１まで移動させたとき（図６（ｂ）及び図７（ｂ））のタイムチャートである。また、図１１（ａ）は、上記第２の場合において、部品Ｐを第１の部品移動経路でピックアップ位置Ｒから部品搭載位置Ｓ２まで移動させたとき（図８（ａ）及び図９（ａ））のタイムチャートであり、図１１（ｂ）は、上記第２の場合において、部品Ｐを第２の部品移動経路でピックアップ位置Ｒから部品搭載位置Ｓ２まで移動させたとき（図８（ｂ）及び図９（ｂ））のタイムチャートである。これらの図において、上段は部品ＰのＸ軸方向の移動に関するタイムチャートであり、横軸が時間、縦軸がＸ軸方向の移動速度Ｖｘである。また、下段は部品ＰのＹ軸方向の移動に関するタイムチャートであり、横軸が時間、縦軸がＹ軸方向の移動速度Ｖｙである。

図１０（ａ）のタイムチャートに示すように、第１の場合において、部品Ｐを第１の部品移動経路で移動させた場合（図６（ａ）及び図７（ａ））には、Ｒ→Ｊの移動過程では＋Ｘ軸方向に（１×ｍ）、＋Ｙ軸方向に（５×ｍ）移動するのに時間（５×ｔ）を要し、Ｊ→Ｋの移動過程では−Ｘ軸方向に（７×ｍ）、＋Ｙ軸方向に（０×ｍ）移動するのに時間（７×ｔ）を要し、Ｋ→Ｓ１の移動過程では＋Ｘ軸方向に（４×ｍ）、＋Ｙ軸方向に（５×ｍ）移動するのに時間（５×ｔ）を要するので、計（１７×ｔ）の時間を要する。

一方、図１０（ｂ）のタイムチャートに示すように、第１の場合において、部品Ｐを第２の部品移動経路で移動させた場合（図６（ｂ）及び図７（ｂ））には、Ｒ→Ｋの移動過程では−Ｘ軸方向に（６×ｍ）、＋Ｙ軸方向に（５×ｍ）移動するのに時間（６×ｔ）を要し、Ｋ→Ｊの移動過程では＋Ｘ軸方向（７×ｍ）、＋Ｙ軸方向に（０×ｍ）移動するのに時間（７×ｔ）を要し、Ｊ→Ｓ１の移動過程では−Ｘ軸方向に（３×ｍ）、＋Ｙ軸方向に（５×ｍ）移動するのに時間（５×ｔ）を要するので、計（１８×ｔ）の時間を要する。よって第１の場合（図６（ａ），（ｂ）及び図７（ａ），（ｂ））には、部品Ｐを第１の部品移動経路で移動させた方が部品Ｐの部品移動時間を短くできることになる。

また、図１１（ａ）のタイムチャートに示すように、第２の場合において、部品Ｐを第１の部品移動経路で移動させた場合（図８（ａ）及び図９（ａ））には、Ｒ→Ｊの移動過程では＋Ｘ軸方向に（１×ｍ）、＋Ｙ軸方向に（５×ｍ）移動するのに時間（５×ｔ）を要し、Ｊ→Ｋの移動過程では−Ｘ軸方向に（７×ｍ）、＋Ｙ軸方向に（０×ｍ）移動するのに時間（７×ｔ）を要し、Ｋ→Ｓ２の移動過程では＋Ｘ軸方向に（９×ｍ）、＋Ｙ軸方向に（５×ｍ）移動するのに時間（９×ｔ）を要するので、計（２１×ｔ）の時間を要する。

一方、図１１（ｂ）のタイムチャートに示すように、第２の場合において、部品Ｐを第２の部品移動経路で移動させた場合（図８（ｂ）及び図９（ｂ））には、Ｒ→Ｋの移動過程では−Ｘ軸方向に（６×ｍ）、＋Ｙ軸方向に（５×ｍ）移動するのに時間（６×ｔ）を要し、Ｋ→Ｊの移動過程では＋Ｘ軸方向に（７×ｍ）、＋Ｙ軸方向に（０×ｍ）移動するのに時間（７×ｔ）を要し、Ｊ→Ｓ２の移動過程では、＋Ｘ軸方向に（２×ｍ）、＋Ｙ軸方向に（５×ｍ）移動するのに時間（５×ｔ）を要するので、計（１８×ｔ）の時間を要する。よって第２の場合（図８（ａ），（ｂ）及び図９（ａ），（ｂ））には、部品Ｐを第２の部品移動経路で移動させた方が部品Ｐの部品移動時間を短くすることができることになる。

このように、仮設定した２通りの部品移動経路についての部品移動時間のうちどちらが短くなるかは部品Ｐのピックアップ位置Ｒと部品搭載位置Ｓ（Ｓ１，Ｓ２）の位置関係によって異なる。

なお、部品ＰをＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させる場合において、静止状態から移動を開始するときと、移動状態から停止するときには速度変化があるので、単位時間ｔ当たりに距離ｍだけ移動できると仮定した場合に、距離ｍがｎ倍になったからといってその距離を移動するのに要する時間ｔが単純にｎ倍になるというわけではないが、第１の部品移動経路で部品Ｐを移動させた場合の部品移動時間と第２の部品移動経路で部品Ｐを移動させた場合の部品移動時間が部品Ｐのピックアップ位置Ｒと部品搭載位置Ｓの位置関係によって異なる場合があることを示すうえでは、上記速度変化を考慮した厳密な計算を行う必要はない。

次に、図１２のフローチャートを用いて制御装置１５が搭載ヘッド１０を作動させて部品Ｐを基板Ｂに搭載する部品実装手順の流れを説明する。ここで示す部品実装手順の流れ
は、本発明の一実施の形態における部品実装方法の実行手順を含んだものとなっている。

部品実装において、制御装置１５は先ず、搬送コンベア４を駆動してこれから部品Ｐを搭載しようとする基板Ｂを部品実装機１内に搬入し（図１２におけるステップＳＴ１）、その基板Ｂを所定位置に位置決めする（ステップＳＴ２）。このステップＳＴ２では、制御装置１５は、搭載ヘッド１０を基板Ｂの上方に移動させ、搭載ヘッド１０に設けられた基板カメラ１２に基板Ｂの位置決めマーク（図示せず）の認識（撮像）を行わせて、基板Ｂの基準位置からの位置ずれを求める。

ステップＳＴ２が終了したら、制御装置１５はこれから基板Ｂに搭載しようとする部品Ｐのピックアップ位置Ｒと基板Ｂ上の部品搭載位置Ｓのデータの読み出しを行う（ステップＳＴ３）。そして、その読み出した部品Ｐのピックアップ位置Ｒに搭載ヘッド１０を移動させ（ステップＳＴ４）、そのピックアップ位置Ｒにおいてパーツフィーダ１１より供給された部品Ｐを搭載ヘッド１０の吸着ノズル９にピックアップ（吸着）させる（ステップＳＴ５）。

また制御装置１５は、上記のステップＳＴ４及びステップＳＴ５を実行している間に前述の部品移動経路の設定を行う（ステップＳＴ６〜ステップＳＴ８）。

これには先ず、部品移動経路仮設定部としての制御装置１５が、ステップＳＴ３で読み出したピックアップ位置Ｒと部品搭載位置Ｓのデータに基づいて、部品Ｐをピックアップ位置Ｒから部品カメラ１３の撮像視野内を経て基板Ｂ上の部品搭載位置Ｓまで移動させる部品移動経路として、部品Ｐが部品カメラ１３の撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる２通りの部品移動経路（第１の部品移動経路及び第２の部品移動経路）を仮設定する（ステップＳＴ６）。

ステップＳＴ６において２通りの部品移動経路を仮設定したら、部品移動時間算出部としての制御装置１５が、ステップＳＴ６で仮設定した２通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品Ｐをピックアップ位置Ｒから部品搭載位置Ｓまで移動させた場合に要する部品移動時間を算出する（ステップＳＴ７）。

ステップＳＴ７において２通りの部品移動経路についての部品移動時間を算出したら、部品移動経路設定部としての制御装置１５が、ステップＳＴ７で算出した２通りの部品移動経路についての部品移動時間を比較し、部品移動時間が短い方の部品移動経路をその部品Ｐの部品移動経路として設定する（ステップＳＴ８）。

制御装置１５は、上記ステップＳＴ６〜ステップＳＴ８において部品移動経路を設定したら、その設定した部品移動経路で、ステップＳＴ５においてピックアップした部品Ｐを移動させるため、部品Ｐを画像認識開始位置（Ｊ地点又はＫ地点）へ移動させる（ステップＳＴ９）。そして、そこから部品Ｐを画像認識終了位置（Ｋ地点又はＪ地点）まで移動させて、部品カメラ１３に部品Ｐの画像認識を行わせる（ステップＳＴ１０）。制御装置１５は、この部品カメラ１３による部品Ｐの画像認識結果に基づいて、部品Ｐの吸着ノズル９に対する位置ずれを求める。

制御装置１５は、ステップＳＴ１０が終了したら、部品Ｐを部品搭載位置Ｓへ移動させる（ステップＳＴ１１）。そして、ステップＳＴ２で求めた基板Ｂの基準位置からの位置ずれと、ステップＳＴ１０で求めた部品Ｐの吸着ノズル９に対する位置ずれが修正されるように部品Ｐの位置補正を行いつつ、部品搭載位置Ｓに搭載させる（ステップＳＴ１２）。

ステップＳＴ１２が終了したら、制御装置１５は、基板Ｂに搭載すべき部品Ｐの搭載が全て終了したかどうかの判断を行い（ステップＳＴ１３）、その結果、基板Ｂに搭載すべき部品Ｐの搭載が全て終了していなかった場合にはステップＳＴ３に戻ってまだ基板Ｂに搭載していない部品Ｐの基板Ｂへの搭載を実行し、基板Ｂに搭載すべき部品Ｐの搭載が全て終了していた場合には、搬送コンベア４を駆動して部品実装機１から基板Ｂを搬出する（ステップＳＴ１４）。

これまで説明してきたように、本実施の形態における部品実装機１は、部品Ｐを供給する部品供給部としてのパーツフィーダ１１、基板Ｂの位置決めを行う基板位置決め部としての搬送コンベア４、撮像視野内を移動された部品Ｐの画像認識を行うラインセンサカメラとしての部品カメラ１３及びパーツフィーダ１１より供給される部品Ｐをピックアップした後、その部品Ｐを部品カメラ１３の撮像視野内を移動させ、部品カメラ１３に部品Ｐの画像認識を行わせてから基板Ｂに搭載させる部品搭載手段（搭載ヘッド１０及びその制御手段である制御装置１５）を備えたものであり、部品Ｐをピックアップ位置Ｒから部品カメラ１３の撮像視野内を経て基板Ｂ上の部品搭載位置Ｓまで移動させる部品移動経路として、部品Ｐが部品カメラ１３の撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる２通りの部品移動経路（第１の部品移動経路及び第２の部品移動経路）を仮設定する部品移動経路仮設定部（制御装置１５）と、部品移動経路仮設定部により仮設定された２通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品Ｐをピックアップ位置Ｒから部品搭載位置Ｓまで移動させた場合に要する部品の移動時間を算出する部品移動時間算出部（制御装置１５）と、部品移動時間算出部において算出された２通りの部品移動経路についての部品Ｐの移動時間を比較し、部品Ｐの移動時間が短い方の部品移動経路をその部品Ｐについての部品移動経路として設定する部品移動経路設定部（制御装置１５）とを備え、部品搭載手段は、部品移動経路設定部により設定された部品移動経路で部品Ｐを移動させて部品Ｐの画像認識及び部品Ｐの部品搭載位置Ｓへの搭載を行うようになっている。

また、本実施の形態における部品実装方法は、部品供給部としてのパーツフィーダ１１より供給される部品Ｐをピックアップする部品ピックアップ工程（ステップＳＴ５）、部品ピックアップ工程でピックアップした部品Ｐを部品カメラ１３の撮像視野内を移動させ、部品カメラ１３に部品Ｐの画像認識を行わせる画像認識工程（ステップＳＴ１０）及び画像認識工程で部品カメラ１３に画像認識させた部品Ｐを基板位置決め部としての搬送コンベア４に位置決めされた基板Ｂに搭載させる部品搭載工程（ステップＳＴ１２）を含むものにおいて、画像認識工程を開始する前に、部品Ｐをピックアップ位置Ｒから部品カメラ１３の撮像視野内を経て基板Ｂ上の部品搭載位置Ｓまで移動させる部品移動経路として、部品Ｐが部品カメラ１３の撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる２通りの部品移動経路を仮設定する部品移動経路仮設定工程（ステップＳＴ６）と、部品移動経路仮設定工程において仮設定された２通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品Ｐをピックアップ位置Ｒから部品搭載位置Ｓまで移動させた場合に要する部品の移動時間を算出する部品移動時間算出工程（ステップＳＴ７）と、部品移動時間算出工程において算出された２通りの部品移動経路についての部品Ｐの移動時間を比較し、部品Ｐの移動時間が短い方の部品移動経路をその部品Ｐについての部品移動経路として設定する部品移動経路設定工程（ステップＳＴ８）とを実行し、部品移動経路設定工程で設定された部品移動経路で部品Ｐを移動させて画像認識工程及び部品搭載工程を行うようになっている。

このように、本実施の形態における部品実装機１及び部品実装方法では、部品Ｐをピックアップ位置Ｒから部品カメラ１３の撮像視野内を経て基板Ｂ上の部品搭載位置Ｓまで移動させる部品移動経路に沿って部品Ｐを移動させるのに要する部品の移動時間を、部品Ｐが部品カメラ１３の撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる２通り
の部品移動経路について算出し、その算出した２通りの部品移動経路のうち部品Ｐの移動時間が短い方の部品移動経路で部品Ｐを移動させるようになっている。このため、部品Ｐのピックアップ位置Ｒと基板Ｂ上の部品搭載位置Ｓの位置関係によらず、部品Ｐをピックアップ位置Ｒから基板Ｂ上の部品搭載位置Ｓまで移動させるのに要する部品Ｐの移動時間（部品移動時間）を最短にすることができる。

なお、上述の実施の形態では、或る地点（第１の地点Ｍ）から斜めの方向に位置する他の地点（第２の地点Ｎ）へ部品Ｐを移動させる場合、Ｘ軸方向への移動速度とＹ軸方向への移動速度のうち、一方の速度を他方の速度よりも小さくすることによって部品ＰのＸ軸方向への移動終了とＹ軸方向への移動終了を同時とし、部品Ｐが両地点を一直線状に移動するようにしていたが、部品Ｐを両地点間で一直線状に移動させる必要がないのであれば、Ｘ軸方向への移動速度とＹ軸方向への移動速度はともに任意の値に設定することができる。この場合、一の方向への移動が他の方向への移動よりも先に終了する（その後部品ＰはＸ軸に沿った方向若しくはＹ軸に沿った方向に直線移動することになる）が、両地点間における部品Ｐの移動時間は部品Ｐが両地点間のＸ軸方向移動距離をＸ軸方向に単独で移動した場合に要する時間と、Ｙ軸方向移動距離をＹ軸方向に単独で移動した場合に要する時間のうち、値の大きいほうの時間となることに変わりはない。すなわち、Ｘ軸方向への移動速度とＹ軸方向への移動速度が互いにどのような関係になっているかは、本発明の適用の可否に影響を与えるものではない。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、部品移動経路の設定工程（ステップＳＴ６〜ステップＳＴ８）はピックアップ位置と部品搭載位置の読み出し工程（ステップＳＴ３）の後に部品ピックアップ工程（ステップＳＴ５）と並行して行うようになっていたが、部品移動経路の設定工程は画像認識工程（ステップＳＴ１０）を開始する前であればいつでもよい。

また、部品移動経路は、部品のピックアップ位置と部品搭載位置が分かっていれば事前に計算によって求めることができるので、部品移動経路を部品Ｐごとに予め算出して記憶部に記憶させておき、部品のピックアップ位置と部品搭載位置の読み出しを行う際（ステップＳＴ３）に、その部品の部品移動経路も併せて読み出すようにしてもよい。

部品のピックアップ位置と基板上の部品搭載位置の位置関係によらず、部品移動時間を最短にすることができる部品実装機及び部品実装方法を提供する。

本発明の一実施の形態における部品実装機の斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装機の平面図 本発明の一実施の形態における部品実装機の制御系統を示すブロック図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路を示す図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装機の部品の移動方向と部品移動時間の関係を説明する説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路を示す図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路の拡大図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路を示す図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路の拡大図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路ごとのタイムチャート （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機が部品を移動させるときの部品移動経路ごとのタイムチャート 本発明の一実施の形態における部品実装機が実行する部品実装手順の流れを示すフローチャート

符号の説明

１ 部品実装機
４ 搬送コンベア（基板位置決め部）
１０ 搭載ヘッド（部品搭載手段）
１１ パーツフィーダ（部品供給部）
１３ 部品カメラ（ラインセンサカメラ）
１５ 制御装置（部品搭載手段、部品移動経路仮設定部、部品移動時間算出部、部品移動経路設定部）
Ｐ 部品
Ｂ 基板
Ｒ ピックアップ位置
Ｓ 部品搭載位置

Claims (2)

1. 部品を供給する部品供給部、基板の位置決めを行う基板位置決め部、撮像視野内を移動された部品の画像認識を行うラインセンサカメラ及び部品供給部より供給される部品をピックアップした後、その部品をラインセンサカメラの撮像視野内を移動させ、ラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせてから基板に搭載させる部品搭載手段を備えた部品実装機であって、部品をピックアップ位置からラインセンサカメラの撮像視野内を経て基板上の部品搭載位置まで移動させる部品移動経路として、部品がラインセンサカメラの撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる２通りの部品移動経路を仮設定する部品移動経路仮設定部と、部品移動経路仮設定部により仮設定された２通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品をピックアップ位置から部品搭載位置まで移動させた場合に要する部品の移動時間を算出する部品移動時間算出部と、部品移動時間算出部において算出された２通りの部品移動経路についての部品の移動時間を比較し、２通りの部品移動経路のうち部品の移動時間が短い方の部品移動経路をその部品についての部品移動経路として設定する部品移動経路設定部とを備え、部品搭載手段は、部品移動経路設定部により設定された部品移動経路で部品を移動させて部品の画像認識及び部品の部品搭載位置への搭載を行うことを特徴とする部品実装機。
2. 部品供給部より供給される部品をピックアップする部品ピックアップ工程と、部品ピックアップ工程でピックアップした部品をラインセンサカメラの撮像視野内を移動させ、ラインセンサカメラに部品の画像認識を行わせる画像認識工程と、画像認識工程でラインセンサカメラに画像認識させた部品を基板位置決め部に位置決めされた基板に搭載させる部品搭載工程とを含む部品実装方法であって、画像認識工程を開始する前に、部品をピックアップ位置からラインセンサカメラの撮像視野内を経て基板上の部品搭載位置まで移動させる部品移動経路として、部品がラインセンサカメラの撮像視野内を移動するときの移動方向が互いに反対向きとなる２通りの部品移動経路を仮設定する部品移動経路仮設定工程と、部品移動経路仮設定工程において仮設定された２通りの部品移動経路のそれぞれについて、その部品移動経路に沿って部品をピックアップ位置から部品搭載位置まで移動させた場合に要する部品の移動時間を算出する部品移動時間算出工程と、部品移動時間算出工程において算出された２通りの部品移動経路についての部品の移動時間を比較し、２通りの部品移動経路のうち部品の移動時間が短い方の部品移動経路をその部品についての部品移動経路として設定する部品移動経路設定工程とを実行し、部品移動経路設定工程で設定された部品移動経路で部品を移動させて画像認識工程及び部品搭載工程を行うことを特徴とする部品実装方法。

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