JP4974864B2 - 部品吸着装置および実装機 - Google Patents

Description

この発明は、部品供給位置に供給される部品を吸着する部品吸着装置および実装機に関する。

従来、プリント基板上に電子部品を実装する実装機において、部品供給位置に供給された部品をヘッドにより吸着し、基板上まで移送して搭載するものが周知である。

このような実装機では、部品供給位置の部品をヘッドにより吸着する際に、ヘッドを予め設定された吸着目標位置に向けて移動させるようにしているが、部品供給位置に供給される部品の位置にバラツキがあるため、部品位置を実際に確認し、実際の部品位置に基づいて、吸着目標位置を補正する技術が従来より提案されている。

例えば特許文献１に示す実装機の吸着位置補正方法は、エリアカメラによって構成される下方撮像カメラがヘッドユニットに下向き固定されており、ヘッドユニットの移動により下方撮像カメラを部品供給位置まで移動させ、そこで部品供給位置を撮像し、その撮像結果に基づいて、吸着目標位置を補正するものである。
特開２００７−１２８８８号（特許請求の範囲）

しかしながら、上記特許文献１に示す従来の実装機では、部品位置撮像用の下方撮像カメラをエリアカメラ（エリアセンサ）により構成しているため、部品位置を撮像する際には、ヘッドユニットの移動によって、下方撮像カメラを部品供給位置まで移動させ、そこで停止させた状態で部品供給位置を撮像し、その後、ヘッドユニットを移動させて、ヘッドを部品供給位置まで移動させる必要がある。このように部品供給位置を撮像する毎に、ヘッドユニットの移動および停止を繰り返し行う必要があるため、撮像から吸着までの時間が長くなり、生産効率の低下を来すという問題が発生する。

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、生産効率を向上させることができる部品吸着装置および実装機を提供することを目的とする。

本発明は下記の手段を提供する。

［１］ 部品を各自の部品供給位置に供給する複数の部品供給手段と、
部品を吸着可能なヘッドが、部品供給位置の配列方向に沿って複数設けられたヘッドユニットと、
ヘッドユニットを移動させるヘッドユニット移動手段と、
ヘッドユニットに、下方側を撮像するように設けられ、かつスキャンカメラによって構成される下方認識カメラと、
下方認識カメラをヘッドユニットに対して部品供給位置の配列方向に沿って移動させるカメラ移動手段と、
下方認識カメラを部品供給位置上に通過させつつ、部品供給位置を撮像する撮像制御手段と、
撮像制御手段による撮像情報に基づいて、ヘッドの部品に対する吸着位置を確認する吸着位置確認手段と、
ヘッドユニット移動手段により、ヘッドを吸着位置まで移動させて、そのヘッドにより部品を吸着させる部品吸着制御手段と、を備え、
下方認識カメラは、ヘッドの下方に配置可能に設けられ、
ヘッドユニットを固定した状態で下方認識カメラをヘッドユニットに対し配列方向に移動させつつ部品供給位置を撮像する場合を、カメラ単軸動作スキャンとしたとき、
複数のヘッドのうち、吸着を行うヘッドを、対応する部品供給手段の部品供給位置のほぼ上方に配置し、その状態で、カメラ単軸動作スキャンによって部品供給位置を撮像した後、ヘッドによって部品を吸着し、その後、部品を吸着した前記ヘッドとは別のヘッドを、その別のヘッドに対応する部品供給手段の部品供給位置のほぼ上方に配置し、その状態で、カメラ単軸動作スキャンによって前記別のヘッドに対応する部品供給手段の部品供給位置を撮像した後、前記別のヘッドによって部品を吸着するようにしたことを特徴とする部品吸着装置。

［２］ ヘッドに吸着される部品の下面側を撮像する部品認識カメラを備え、
その部品認識カメラが前記カメラ移動手段によって下方認識カメラと共にヘッドユニットに対して部品供給位置の配列方向に沿って移動できるようにした前項１に記載の部品吸着装置。

［３］ 部品の吸着が終了した後、ヘッドユニットの移動中に部品認識カメラによって、ヘッドユニットに吸着された部品を撮像するようにした前項２に記載の部品吸着装置。

［４］ 基板に部品を実装する実装機であって、
前項１〜３のいずれかに記載された部品吸着装置と、
ヘッドにより吸着した部品を、ヘッドユニット移動手段によって基板位置まで移動させて搭載する部品移送搭載手段と、を備えたことを特徴とする実装機。

上記発明［１］にかかる部品吸着装置によると、下方認識カメラをスキャンカメラによって構成しているため、部品供給位置上を移動させながらスムーズに撮像できて、生産効率を向上させることができる。さらにヘッドを、吸着すべき部品に位置的に対応させ、その態で、カメラ単軸動作によって部品位置を認識した後、ヘッドにより部品を吸着するようにしているため、部品の認識後、短時間でスピーディに部品を吸着でき、生産効率を一層向上させることができる。

上記発明［２］［３］にかかる部品吸着装置によると、ヘッドユニットによって吸着された部品の吸着状態を確認することができる。

上記発明［４］によると、上記と同様の作用効果を奏する実装機を提供することができる。

＜第１実施形態＞
図１はこの発明の実施形態である実装機Ｍ１の一例を示す平面図、図２は実装機Ｍ１のヘッドユニット周辺を示す正面図である。

両図に示すように、この実装機Ｍ１は、基台１１上に配置されるコンベア２０と、このコンベア２０の両側に設けられた部品供給部３０と、基台１１の上方に設けられたヘッドユニット４０とを備えている。

コンベア２０は、未実装のプリント基板Ｗを基板搬入部から実装位置まで搬送するとともに、実装処理された基板Ｗを、実装位置から基板排出部に搬送できるようになっている。

部品供給部３０は、コンベア２０に対してフロント側とリア側にそれぞれ設けられている。この実施形態では、部品供給部３０は、部品供給手段としてのテープフィーダ３１…を複数並べて取付可能に構成されている。各テープフィーダ３１のリールには、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品が所定間隔おきに格納されたテープが巻回されてセットされており、テープが順次繰り出されることにより、電子部品が部品供給位置（供給窓）３５に順次供給されるようになっている。

ヘッドユニット４０は、部品供給位置３５に供給された部品をピックアップして基板Ｗ上に装着し得るように、部品供給部３０と基板Ｗ上の実装位置とにわたる領域を移動可能となっている。具体的には、ヘッドユニット４０は、Ｘ軸方向（コンベア２０の基板搬送方向）に延びるヘッドユニット支持部材４２にＸ軸方向に移動可能に支持されている。ヘッドユニット支持部材４２はその両端部においてＹ軸方向（水平面内でＸ軸と直交する方向）に延びるガイドレール４３，４３にＹ軸方向に移動可能に支持されている。そしてヘッドユニット４０は、Ｘ軸モータ４４によりボールねじ４５を介してＸ軸方向の駆動が行われ、ヘッドユニット支持部材４２は、Ｙ軸モータ４６によりボールねじ４７を介してＹ軸方向の駆動が行われるようになっている。

なお本実施形態においては、ヘッドユニット支持部材４２、ガイドレール４３、Ｘ軸モータ４４、ボールねじ４５、Ｙ軸モータ４６、およびボールねじ４７等によって、ヘッドユニット移動手段４が構成されている。

ヘッドユニット４０には、部品搭載用の複数のヘッド４１…がＸ軸方向に並んで配置されている。

各ヘッド４１…は、Ｚ軸モータを駆動源とする昇降機構による上下方向（Ｚ軸方向）に駆動されるとともに、Ｒ軸モータを駆動源とする回転駆動機構により回転方向（Ｒ軸方向）に駆動されるようになっている。

各ヘッド４１…には、電子部品Ａを吸引吸着して基板Ｗに装着するための吸着ノズル４１１…がそれぞれ設けられている。

各吸着ノズル４１１は、図示しない負圧手段に接続されており、負圧手段から負圧が供給されると、その負圧による吸引力で電子部品が吸着されるようになっている。

図１〜３に示すように、ヘッドユニット４０には、カメラユニット２が設けられている。カメラユニット２は、下方側を撮像できる態様に設けられる下方認識カメラ２１と、そのカメラ２１をヘッドユニット４０に移動自在に支持するカメラ移動手段２５とを備えている。

カメラ移動手段２５は、ヘッドユニット４０のフロント側に設けられ、かつＸ軸方向に連続して延びるリニアガイド２６を有している。このリニアガイド２６は、ヘッドユニット４０におけるＸ軸方向の一端から他端までの長い範囲にわたって配置されている。

さらにこのリニアガイド２６には、リニアガイド２６の長さ方向（Ｘ軸方向）に沿ってスライド自在にカメラ支持部材２７が設けられている。

カメラ支持部材２７の下端部には、カメラ２１がその撮像方向（画像取込部）を下向きに配置した状態で固定されている。このカメラ２１の両側には、複数のＬＥＤ等によって構成される照明手段２３が設けられ、この照明手段２３によって撮像領域（被写体）を照明できるようになっている。

下方認識カメラ２１は、ラインセンサや、並列に配置された複数段のラインセンサによって電荷を蓄積する蓄積型ラインセンサ（ＴＤＩセンサ「Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒ」）等のスキャンカメラにより構成されており、後述するように部品供給位置３５上を通過しながら、その位置３５の部品を撮像したり、基板Ｗ上を通過しながら、基板Ｗの位置基準マークや、基板ＩＤマーク等を撮像できるようになっている。

また図１〜３に示すように、ヘッドユニット４０のフロント側にはボールねじ２８が軸心回りに回転自在に設けられている。このボールねじ２８は、リニアガイド２６と平行にＸ軸方向に沿って配置されるとともに、ヘッドユニット４０におけるＸ軸方向の一端から他端までの長い範囲にわたって配置されている。

下方撮像カメラ２１を支持する上記カメラ支持部材２７には、ボールねじ２８に対応して、ボールナット２８１が固定されており、このボールナット２８１が、ボールねじ２８に螺合される態様に取り付けられている。

さらにヘッドユニット４０のフロント側には、ボールねじ２８の一端に対応してサーボモータ等のカメラ移動用モータ（カメラＸ軸モータ）２９が取り付けられている。そしてこのモータ２９が回転駆動することにより、ボールねじ２８が回転して、カメラ支持部材２７がカメラ２１と共にＸ軸方向に沿って移動されるようになっている。

なおカメラ２１の移動範囲は、ヘッドユニット４０におけるＸ軸方向の一端から他端までの範囲に設定されて、両端のヘッド４１，４１よりもさらに外側まで移動できるようになっている。

本実施形態においては、リニアガイド２６、カメラ支持部材２７、ボールねじ２８およびカメラ移動用モータ２９等によって、カメラ移動手段２５が構成されている。

また実装機Ｍ１における部品供給部３０とコンベア２０との各間には、ラインセンサカメラ、ＴＤＩセンサカメラ等のスキャンカメラからなる部品認識カメラ１２が設けられている。このカメラ１２は、ヘッドユニット４０によって移送される部品を下方側から撮像して、部品の位置ずれ等を検出できるようになっている。

なお本実施形態においては、部品認識カメラ１２をスキャンカメラによって構成しているが、それだけに限られず、本発明においては、部品認識カメラをエリアセンサカメラ等によって構成しても良い。

図４は実装機Ｍ１の制御系を示すブロック図である。同図に示すように本実施形態の実装機Ｍ１は、パーソナルコンピュータ等からなる制御装置（コントローラ）６を備え、この制御装置６によって、実装機Ｍ１の各種動作が制御される。

制御装置６は、演算処理部６０、実装プログラム記憶手段６３、搬送系データ記憶手段６４、モータ制御部６５、外部入出力部６６および画像処理部６７を備えている。

演算処理部６０は、実装機Ｍ１の各種動作を統括的に管理する。

実装プログラム記憶手段６３は、基板Ｗに各電子部品を実装するための実装プログラム（実装データ）を記憶する。この生産プログラムには、基板Ｗの回路パターンに基づく各電子部品の実装位置（座標）や向き、各電子部品に供給されるテープフィーダ３１の位置（座標）等に関するデータ等が含まれている。

搬送系データ記憶手段６４は、生産ライン上での基板Ｗの搬送に関する各種データが記憶されている。

またモータ制御部６５は、ヘッドユニット４０（ヘッド４１）のＸＹＺＲ各軸の駆動モータ、さらにカメラ移動用のモータ（カメラＸ軸駆動モータ）２９等の動作を制御する。

外部入出力部６６は、実装機Ｍ１が備える各種センサ類、吸着ノズル進退用のエアシリンダ等の駆動部との間で各種情報の入出力を行う。

画像処理部６７は、部品撮影カメラ１２および基板撮影カメラ２１によって撮像された画像データ（画像情報）を処理する。

また制御装置６には、各種の情報を表示するためのＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ等の表示ユニット６２が接続されている。さらに制御装置６には、各種の情報を入力するためのキーボードやマウス等の入力ユニット（図示省略）が接続されている。

以上の構成の実装機Ｍ１においては、入力ユニットを介して入力された動作開始指令に応答して制御装置６が作動し、その制御装置６によって各駆動部の駆動が制御されて、以下の動作が自動的に行われる。

この実装機Ｍ１の動作においてはまず、図５に示すように実装しようとする基板Ｗに関する実装プログラム（実装データ）が読み込まれる（ステップＳ１）。この実装データは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ディスケット等の記録媒体や、ハードディスク等の記憶装置、ＬＡＮやインターネットのネットワーク回線を介して上位のコンピュータ等から取り込まれる。

次にコンベア２０によって、未実装の基板Ｗが所定位置まで搬入される（ステップＳ２）。

続いてヘッドユニット４０は、搬入された基板Ｗの位置まで移動して、ヘッドユニット４０の下方認識カメラ２１によって、基板Ｗに設けられた基準マーク等が撮像されて、基板Ｗの位置や種類等が認識される。

次に、１サイクルの動作（ヘッドユニット４０による１回の実装動作）において各ヘッド４１…に吸着される複数の部品のグループを同一吸着グループとしたとき、これから実装しようとする同一吸着グループの各部品データが、上記実装データから取得される（ステップＳ３）。

この部品データとしては、部品種類毎に設けられた部品固有の番号（部品番号）、その番号の部品を吸着するヘッドの番号（ヘッド番号）、当該番号の部品を供給するフィーダの番号（フィーダ番号）、そのフィーダの部品供給位置（座標）、当該部品における基板上への搭載位置（座標）、搭載方向（向き）等に関するデータが含まれている。

続いてヘッドユニット４０による部品吸着処理（ステップＳ４）が行われるが、この部品吸着処理においてはまず図６に示すように、吸着すべき部品の供給位置（部品位置）を撮像する（ステップＳ４１）。本実施形態では、部品位置を撮像する場合、下方認識カメラ２１をＸ軸方向下流側（下流方向Ｘ２）に移動させながら撮像する正方向スキャンと、下方認識カメラ２１をＸ軸方向上流側（上流方向Ｘ１）に移動させながら撮像する逆方向スキャンとが行われる。

正方向スキャンにおいては、同一吸着グループの部品を供給するテープフィーダ３１が、図９〜１１の斜線ハッチングで示すように配列されている場合、そのテープフィーダ３１…のうち、テープフィーダ配列方向（Ｘ軸方向）の上流側端部（図９〜１１の右側端部）の位置に、下方認識カメラ２１を配置し、その位置から下方認識カメラ２１を正方向に移動させていき、その移動中に、各テープフィーダ３１の部品供給位置（部品供給窓３５）を撮像する。

なお、図９〜１１、図１２〜１４及び図２２〜２８において、ヘッドユニット４０は、下方認識カメラ２１のＹ軸方向位置がテープフィーダ３１の部品供給位置のＹ軸方向位置と一致するように、Ｙ軸方向に位置している。

また図１２〜１４に示すように逆方向スキャンにおいては、同一吸着グループの部品を供給するテープフィーダ３１…のうち、Ｘ軸方向の下流側端部位置（図１２〜１４の左側端部位置）に、下方認識カメラ２１を配置し、その位置から下方認識カメラ２１を上流方向Ｘ１に移動させていき、その移動中に、各テープフィーダ３１の部品供給位置（部品供給窓３５）を撮像する。

さらに本実施形態においては、下方認識カメラ２１によって撮像を行う場合、以下に説明するように、ヘッド単軸動作と、カメラ単軸動作と、二軸動作とのいずれかの動作条件（スキャン動作条件）に従って撮像する。

ヘッド単軸動作では図９等に示すように、下方認識カメラ２１をヘッドユニット４０に対し固定しておいて、ヘッドユニット４０のみをＸ軸方向に沿って移動させながら撮像する。

カメラ単軸動作では、ヘッドユニット４０は固定しておいて、下方認識カメラ２１のみをヘッドユニット４０に対しＸ軸方向に沿って移動させながら撮像する。

二軸動作では図１０，１１に示すように、ヘッドユニット４０をＸ軸方向に沿って移動させるのに並行させて、下方認識カメラ２１もヘッドユニット４０に対し同方向に移動させながら撮像する。

なお本第１実施形態のように、同一吸着グループの部品供給位置３５…を連続して一度に撮像するような場合基本的には、カメラ単軸動作を用いることはない。つまり下方認識カメラ２１のヘッドユニット４０上での移動速度は、ヘッドユニット４０の移動速度に比べて遅い上、カメラ単軸動作ではカメラ移動距離（撮像距離）が短く、撮像範囲全域を確実に撮像できなくなる場合もある。このため、カメラ単軸動作を行える状況下であっても、ヘッド単軸動作を優先して行うのが通例であり、本第１実施形態においては、カメラ単軸動作による撮像は行わないようにしている。言うまでもなく、本第１実施形態（本発明）においては、撮像後の下方認識カメラ２１の位置やヘッドユニット４０の位置等を考慮して、カメラ単軸動作による撮像を行っても良い。参考までに後述の第２実施形態においては、カメラ単軸動作による撮像が行われる。

本実施形態において、これらの動作条件のうち、いずれの条件で撮像するかについては、後に詳述するものとする。

なお本実施形態においては、下方認識カメラ２１を移動させつつ、部品供給位置を撮像するように制御する制御装置６が、撮像制御手段として機能する。

次に、撮像した部品供給位置の画像データ（撮像情報）を加工して、吸着対象となる全てのテープフィーダの部品供給位置（供給窓）３５毎に部分画像を切り出して、各テープフィーダ毎の部分画像を取得する。そしてその部分画像から、各テープフィーダ毎に、部品の中心位置（吸着位置）のＸ軸方向位置（座標）、Ｙ軸方向位置（座標）およびＲ軸方向を検出する（図６のステップＳ４２）。なお各部品の吸着位置を検出する際には、画像データを、各部品供給位置毎に切り出さずに、繋ぎ合わせた状態で検出するようにしても良い。

検出された実際の部品吸着位置および向き（Ｒ軸方向）と、実装データに含まれる基準の部品吸着位置（吸着目標位置）および向きとが照合されて、異なる場合には、補正値が算出される。こうして各ヘッド４１毎に、対応する各テープフィーダ３１…における部品供給位置３５…に対して補正値がそれぞれ算出される（ステップＳ４３）。

本実施形態においては、画像データを加工して、部品吸着位置および部品向きを検出するとともに、その検出された実際の部品吸着位置および向きと、実装データに含まれる基準の部品吸着位置および向きとを照合して、補正値を算出するように制御する制御装置６が、吸着位置確認手段として機能する。

補正値が算出された後、位置の補正値が加算された吸着目標位置に向けて、ヘッドユニット４０が移動することによって、１番目に吸着を行うヘッド４１が、対応するテープフィーダ３１の部品供給位置の上方に配置されるとともに、Ｒ軸方向の補正値に応じてヘッド４１（吸着ノズル４１１）がＲ軸方向に回転することによって、吸着ノズル４１１の部品に対する向きが調整される。こうして、ヘッド４１が降下すると同時に、吸着ノズル４１１が負圧に設定されて、吸着ノズル４１１によって部品の中心位置（補正された吸着目標位置）が吸着される（ステップＳ４４）。

続いて同一吸着グループ内で吸着されていない部品が残っている場合には（ステップＳ４５でＮＯ）、上記と同様に、必要に応じて部品目標位置および向きが補正されながら、次のヘッド４１が、対応するテープフィーダ３１の部品供給位置３５に移動して、当該ヘッド４１の吸着ノズル４１によって部品が吸着される。

本実施形態においては、補正値を加算しつつ、各ヘッド４１によって部品を吸着するように制御する制御装置６が、部品吸着制御手段として機能する。

そして同一吸着グループの全ての部品の吸着が完了すれば（ステップＳ４５でＹＥＳ）、吸着処理（ステップＳ４）が完了する。

なお言うまでもなく、吸着処理において、位置や向きの補正が不要な場合（補正値「０」場合等）には、実装データに予め含まれる吸着目標位置および向きに従って、部品の吸着が行われる。

吸着処理が完了した後は、ヘッドユニット４０に吸着された部品が基板Ｗに搭載される（ステップＳ５）。

この搭載処理においては図７に示すように、部品供給部３０からヘッドユニット４０が移動して、各吸着ノズル４１に吸着された各部品が、部品認識カメラ１２を順次通過して撮像される（ステップＳ５１）。

次に、撮像した部品の画像データを加工して、各部品毎の部品画像を取得する。そしてその各部品画像から、吸着ノズル４１に対する部品の位置（座標）およびＲ軸方向を検出する（ステップＳ５２）。

このように検出された実際の部品位置および向き（Ｒ軸方向）が、実装機側に保持されている理想状態の部品位置（吸着目標位置）および向きと照合されて、異なる場合には、位置ずれ量および回転ずれ量（補正値）が算出される。こうして各ヘッド４１毎に、各部品に対して補正値がそれぞれ算出される（ステップＳ５３）。

一方、補正値の算出と並行して、その位置の補正値（位置ずれ量）が加算されつつ、ヘッドユニット４０は、基板位置へと移動していき、１番目に搭載を行うヘッド４１が、基板Ｗの搭載すべき位置上に配置されるとともに、向きの補正値（回転ずれ量）に応じてヘッド４１（吸着ノズル４１１）がＲ軸方向に回転することによって、吸着ノズル４１１の部品に対する向きが調整される。続いてヘッド４１（吸着ノズル４１１）が降下すると同時に、吸着ノズル４１１が正圧に設定されて、吸着ノズル４１１に保持された部品が、基板Ｗの所定位置に搭載される。こうして補正されつつ、ヘッドユニット４０の各ヘッド４１…に保持された部品が順次、基板上に搭載されて、ヘッドユニット４０に保持された全ての部品が基板上に搭載される（ステップＳ５４）。これにより搭載処理（ステップＳ５）が完了する。

ここで本実施形態においては、ヘッド４１により吸着した部品を、基板位置まで移送して基板Ｗに搭載するように制御する制御装置６が、部品移送搭載手段として機能する。

搭載処理（ステップＳ５）が完了した後、基板Ｗに対し搭載すべき部品が残っている場合には（ステップＳ６でＹＥＳ）、上記と同様に、ヘッドユニット４０によってテープフィーダ３１から部品が順次吸着されて、その吸着された各部品が基板位置まで移動されて、所定位置に搭載される。

そして基板Ｗに対し予定していた全ての部品が搭載されると（ステップＳ６でＮＯ）、当該基板Ｗに対する実装処理が完了し、その基板Ｗがコンベア２０によって搬出される（ステップＳ７）。

続いて、本実装機Ｍ１において、次に実装すべき基板Ｗがあるか否かが判断されて、ある場合には（ステップＳ８でＹＥＳ）、実装すべき次の基板Ｗが、コンベア２０によって所定の実装位置まで搬入されて（ステップＳ２）、上記と同様の実装動作が繰り返し行われる。

そして実装すべき基板Ｗがなくなった場合には（ステップＳ８でＮＯ）、実装動作が終了して、基板搬入待ちの状態となる。

次に上記ステップＳ４１における部品位置撮像動作について詳細に説明する。

各テープフィーダ３１の部品供給位置３５を認識するに際してはまず、撮像範囲を算出する（ステップＳ４１１）。この撮像範囲は、ステップＳ３で取得した部品データに基づいて、同一吸着グループの各部品を供給する各テープフィーダ３１の部品供給位置を取得し、その位置データから算出することができる。

すなわち取得した全てのテープフィーダ３１の部品供給位置のうち、Ｘ座標位置が最も大きい位置から最も小さい位置までの範囲が撮像範囲として特定される。なお両座標位置の差によって撮像距離も正確に算出することができる。

ここで本実施形態においては図９〜１１に示すにように、撮像範囲を「Ｒ」とし、撮像範囲Ｒの上流側端部位置を「Ｐｒ１」、下流側端部位置を「Ｐｒ２」とする。さらにこれらの図において、ヘッド４１により吸着すべき部品（同一吸着グループの部品）を供給するテープフィーダ３１を斜線ハッチングにより示す（以下の図１２〜１７においても同じ）。

撮像範囲Ｒを特定した後は、現在のヘッドユニット４０の位置（座標）およびヘッドユニット４０に対する下方撮像カメラ２１の位置（座標）を取得する（ステップＳ４１２）。これらの現在位置は例えば、生産開始直後の場合には、初期の基準位置データに基づいて取得することができ、生産中の場合には、部品の基板Ｗに対する搭載が完了した時点での位置データに基づいて取得することができる。

次にヘッドユニット４０および下方撮像カメラ２１の現在位置と、撮像範囲Ｒとに基づいて、選択可能なスキャン動作条件を抽出して、各スキャン動作条件毎の所要時間（準備撮像時間）を算出する（ステップＳ４１３）。

すなわち撮像範囲Ｒの撮像を行う場合には、下方撮像カメラ２１を現在位置から撮像範囲Ｒの端部位置「Ｐｒ１」「Ｐｒ２」のいずれかに移動させる一方、本実施形態においては既述したように、ヘッド単軸動作、二軸動作のいずれかのスキャン動作条件で撮像範囲Ｒを撮像するものである。

従って、正方向ヘッド単軸動作で撮像を行う場合には例えば図９の実線に示すように、下方認識カメラ２１を上流側端部位置「Ｐｒ１」に配置して、そこからヘッドユニット４０のみを下流方向Ｘ２に移動させて、同図想像線（一点鎖線）に示すように下方認識カメラ２１を下流側端部位置「Ｐｒ２」まで移動させるとともに、その移動中に撮像領域Ｒを撮像することになる。

逆に、逆方向ヘッド単軸動作スキャンを行う場合には例えば、図１２の実線に示すように下方認識カメラ２１を下流側端部位置「Ｐｒ２」に配置して、そこからヘッドユニット４０のみを上流方向Ｘ１へ移動させて、同図想像線に示すように下方認識カメラ２１を上流側端部位置「Ｐｒ１」まで移動させるとともに、その移動中に撮像領域Ｒを撮像することになる。

一方、正方向二軸動作での撮像を行う場合、下方認識カメラ２１を上流側端部位置「Ｐｒ１」まで移動させた際に、下方認識カメラ２１が、ヘッドユニット４０の下流側端部位置にあると、下方認識カメラ２１をヘッドユニット４０に対し下流方向Ｘ２に移動させることができないため、下方認識カメラ２１をヘッドユニット４０の上流側に配置しておく必要がある。そしてその状態から、ヘッドユニット４０を下流方向Ｘ２に移動させるとともに、下方認識カメラ２１もヘッドユニット４０に対し下流方向Ｘ２に移動させて、撮像範囲Ｒを撮像することとなる。この撮像において、下方認識カメラ２１の撮像範囲Ｒに対する速度は、ヘッドユニット４０の移動速度に、下方認識カメラ２１の移動速度を加えた速度となり、撮像を高速に行うことが可能となる。

例えば図１０，１１の各実線に示すように、ヘッドユニット４０の上流側に配置された下方認識カメラ２１を、上流側端部位置「Ｐｒ１」に配置した状態で、ヘッドユニット４０および下方認識カメラ２１を共に下流方向Ｘ２側に移動させて、両図想像線に示すように下方認識カメラ２１を下流側端部位置「Ｐｒ２」まで移動させる。

また逆方向二軸動作で撮像を行う場合には例えば図１３，１４の各実線に示すように、ヘッドユニット４０の下流側に配置された下方認識カメラ２１を、下流側端部位置「Ｐｒ２」に配置した状態で、ヘッドユニット４０および下方認識カメラ２１を共に上流方向Ｘ１に移動させて、両図想像線に示すように下方認識カメラ２１を上流側端部位置「Ｐｒ１」まで移動させる。

ここで、下方認識カメラ２１の撮像範囲Ｒに対する速度が、撮像中に変化すると、下方認識カメラ２１によって精度良く撮像範囲Ｒを認識できず、画像処理を行ったとしても画像に歪みが生じて、撮像精度が低下して部品供給位置を精度良く把握することが困難になるおそれがある。

そこで本実施形態においては、二軸動作で撮像する場合、撮像範囲Ｒの全域にわたって、下方認識カメラ２１の撮像範囲Ｒに対する速度が一定となるように、例えばヘッドユニット４０および下方認識カメラ２１を共に等速で移動させるようにしている。

このため図１０に示すように正方向二軸動作で撮像するに際して、撮像時における下方認識カメラ２１のヘッドユニット４０に対する移動距離に対し、ヘッドユニット４０の移動距離が極端に長いような場合には、撮像途中で下方認識カメラ２１がヘッドユニット４０の下流側端部位置「Ｐｈ２」まで移動して下方認識カメラ２１のみが停止することがあるため、下方認識カメラ２１の移動速度を定格速度よりも遅くして、撮像終了時点までヘッドユニット４０と下方認識カメラ２１とがそれぞれ等速で移動するように調整する。

また下方認識カメラ２１のヘッドユニット４０に対する移動距離を大きく確保できるような場合例えば、下方認識カメラ２１がヘッドユニット４０の上流側端部に配置されているような場合図１１に示すように、ヘッドユニット４０および下方認識カメラ２１をそれぞれ定格の最高速度で移動させながら撮像するように調整する。

なお撮像範囲Ｒが狭いような場合には、下方認識カメラ２１がヘッドユニット４０の下流側端部位置まで移動せずに中間位置で、下方認識カメラ２１が撮像範囲Ｒの下流側端部位置に到達して、撮像が終了することもあるが、その場合には、撮像終了後に下方認識カメラ２１を撮像を行わずにヘッドユニット４０の上流側端部や下流側端部に移動させるようにすれば良い。また場合によっては、撮像終了以降、下方認識カメラ２１をヘッドユニット４０の中間位置に配置するようにしても良い。

また撮像終了時点で、下方認識カメラ２１をヘッドユニット４０の下流側端部位置に配置しておきたいような場合には、ヘッドユニット４０の移動速度を定格速度よりも遅くして、撮像終了時点で下方認識カメラ２１がヘッドユニット４０の下流側端部位置に到達するように調整すれば良い。

このように二軸動作においては、ヘッドユニット４０および下方認識カメラ２１をそれぞれ定格の高速で移動させる高速二軸動作（図１１参照）と、ヘッドユニット４０および下方認識カメラ２１のいずれかを定格速度よりも遅くして移動させる変速二軸動作（図１０参照）とに分けることができる。

なお逆方向二軸動作で撮像する場合でも、上記と同様に、逆方向変速二軸動作（図１３参照）と、逆方向高速二軸動作（図１４参照）とに分けることができる。

本実施形態においては、上記のスキャン動作の中で撮像時間が最も短いのは、高速二軸動作での撮像（高速二軸動作スキャン）あり、次に変速二軸動作での撮像（変速二軸動作スキャン）、そして撮像時間が最も長いのは、ヘッド単軸動作での撮像（ヘッド単軸動作スキャン）となる。なお、変速二軸動作スキャンにおいて、ヘッドユニット４０側の移動速度を遅くする場合には、ヘッド単軸動作スキャンよりも撮像時間が長くなる可能性もあるが、そのような場合には、二軸動作スキャンを行わずに、ヘッド単軸動作スキャンを行えば良いため、本実施形態では、変速二軸動作スキャンは常に、ヘッド単軸動作スキャンよりも撮像時間（移動時間）が短くなっている。

一方、各吸着ノズル４１１にそれぞれ吸着された電子部品が全て基板Ｗ上に実装された後、ヘッドユニット４０を基板Ｗ上方位置から移動し、撮像を始める前に、下方認識カメラ２１を、撮像可能位置「Ｐｒ１」「Ｐｒ２」に配置する必要がある。つまり、吸着部品の実装を終えた直後の現在位置から、ヘッドユニット４０を移動し、あるいはさらに下方認識カメラ２１を移動し、下方認識カメラ２１を撮像可能位置（下方認識カメラ２１のＹ軸方向位置がテープフィーダ３１の部品供給位置のＹ軸方向位置と一致するとともに、下方認識カメラ２１のＸ軸方向位置が撮像範囲のいずれか一方の外側近傍位置）に移動させるための準備時間が必要となる。本実施形態では、この準備時間と、実際に撮像する撮像時間とを加え合わせたものを、準備撮像時間とし、選択可能な全てのスキャン動作条件での準備撮像時間を予め算出し、最も準備撮像時間が短いスキャン動作条件を選択し、その条件で実際の撮像を行うものである。

ヘッド単軸動作スキャンの準備時間は、実装直後の基板Ｗ上方位置におけるヘッドユニット４０および下方認識カメラ２１の状態から、ヘッド単軸動作スキャンを可能な状態に移行させるまでの時間となる。

例えば図１５に示すように、実装直後の基板Ｗ上方位置におけるヘッドユニット４０の現在位置が、撮像範囲Ｒに対しＸ軸方向の上流側に位置し、テープフィーダ３１の部品供給位置に対しヘッドユニット４０に搭載の下方認識カメラ２１がＹ軸方向いおいてＬｙだけ基板Ｗ側に位置しているとともに、下方認識カメラ２１がヘッドユニット４０に対し下流側に配置されている場合に、正方向ヘッド単軸動作スキャンを行うには、ヘッドユニット４０をＸ軸方向およびＹ軸方向に並行して移動させて、図９に示すように下方認識カメラ２１を上流側端部位置「Ｐｒ１」に配置する。この場合、ヘッドユニット４０のＸ軸方向の移動時間およびＹ軸方向の移動時間のうち、長い方の移動時間が準備時間となる。

本実施形態においては既述したように、ヘッドユニット４０をスキャン可能な状態に実際に移動させる前に、移動時間（準備時間）を推定するものであるが、この準備時間は、現在位置（座標）およびスキャン開始位置（座標）からＸ軸方向の移動量（距離Ｌｘ）およびＹ軸方向移動量（距離Ｌｙ）を求めて、各移動量Ｌｘ，Ｌｙと、ＸＹ各方向の移動速度とから算出することができる。

なお、図１５〜図１７は、ヘッドユニット４０が基板Ｗ上方で全てのヘッド４１が吸着部品の実装を終えた直後の状態にあるものを、Ｙ軸方向に見た図である。下方認識カメラ２１のＹ軸方向位置がテープフィーダ３１の部品供給位置のＹ軸方向位置と一致するためには、ヘッドユニット４０をＹ軸方向にＬｙだけ移動させる必要があり、それをＬｙの矢印で示し、そのＹ軸方向移動と並行してヘッドユニット４０をＸ軸方向に移動させる距離をＬｘの矢印で示している。

撮像時間は、撮像を開始してから終了するまでの時間である。この撮像時間も予め算出するものであるが、正方向ヘッド単軸動作スキャンによる撮像時間は、ヘッドユニット４０の定格移動速度と、撮像範囲ＲのＸ軸方向長さとによって算出することができる。

こうして算出された準備時間および撮像時間が加算されて、ヘッドユニット４０をスキャン可能な状態に移動させる前に、正方向ヘッド単軸動作スキャンによる準備撮像時間が算出される（図８のステップＳ４１３）。

一方、実装直後の基板Ｗ上方における現在位置が上記図１５と同様で、正方向変速二軸動作スキャンを行うには、ヘッドユニット４０をＸＹ軸方向に移動させると同時に、下方認識カメラ２１をヘッドユニット４０に対し上流方向Ｘ１に移動させて、図１０に示すように下方認識カメラ２１をヘッドユニット４０の中間位置に配置した状態で上流側端部位置「Ｐｒ１」に配置する。この場合、ヘッドユニット４０のＸ軸方向移動時間、Ｙ軸方向移動時間および下方認識カメラ２１の上流方向移動時間のち、最も長い移動時間が準備時間となる。なお下方認識カメラ２１の準備時間は、カメラ２１の移動量（距離）と、移動速度とから算出することができる。

また正方向変速二軸動作スキャンによる撮像時間は、ヘッドユニット４０のＸ軸方向移動速度および下方認識カメラ２１の移動速度を加算した速度と、撮像範囲ＲのＸ軸方向長さとに基づいて算出することができる。

こうして算出された準備時間および撮像時間が加算されて、正方向変速二軸動作スキャンによる準備撮像時間が算出される（ステップＳ４１３）。

実装直後の基板Ｗ上方における現在位置が上記図１５と同様で、正方向高速二軸動作スキャンを行うには、ヘッドユニット４０をＸＹ軸方向に移動させると同時に、下方認識カメラ２１を上流方向Ｘ１に移動させて、図１１に示すように下方認識カメラ２１をヘッドユニット上流側に配置した状態で上流側端部位置「Ｐｒ１」に配置する。そして上記と同様に、ヘッドユニット４０のＸ軸移動時間、Ｙ軸移動時間、カメラ移動時間のうち、最も長い移動時間が準備時間として保持される。

また正方向高速二軸動作スキャンによる撮像時間は、ヘッドユニット４０の定格（最速）移動速度および下方認識カメラ２１の定格（最速）移動速度を加算した速度と、撮像範囲ＲのＸ軸方向長さとに基づいて算出することができる。

こうして算出された準備時間および撮像時間が加算されて、正方向高速二軸動作スキャンによる準備撮像時間が算出される（ステップＳ４１３）。

一方図１５の想像線に示すように、ヘッドユニット４０が基板Ｗ上方に配置された実装直後の状態において、下方認識カメラ２１がヘッドユニット４０に対し下流側に配置されている場合においても基本的には、下方認識カメラ２１を上流側から下流側に移動させる正方向スキャンを行うものである。すなわちヘッドユニット４０が基板Ｗ上方に配置された実装直後の状態から、正方向単軸動作スキャンを行える状態（図９参照）への移行時間（準備時間）、正方向二軸動作スキャンを行える状態（図１０，１１参照）への移行時間（準備時間）をそれぞれ上記と同様に算出するとともに、各スキャン動作条件での撮像時間を上記と同様に算出して、各スキャン動作条件毎の準備撮像時間を算出する（ステップＳ４１３）。

ここで本実施形態では、図１５に示す状態からヘッドユニット４０のスキャン可能な位置に移動させるに際して、ヘッドユニット４０のＸ軸移動量ＬｘがＹ軸移動量Ｌｙに比べて短いような場合、Ｙ軸移動に比べてＸ軸移動に余裕があるため、その余裕の時間を利用して、ヘッドユニット４０を下流方向Ｘ２へさらに移動させるとともに、下方認識カメラ２１を上流方向Ｘ１に移動させるようにする。これにより準備時間を増加させることなく、撮像時間の短い高速二軸動作スキャンや変速二軸動作スキャンを行うことができるようになり、準備撮像時間を短縮することが可能となる。

また逆にヘッドユニット４０のＸ軸移動量ＬｘがＹ軸移動量Ｌｙに比べて長い場合には、Ｘ軸移動時間の全てを利用して、下方認識カメラ２１を移動させることにより、速度の速いスキャン動作条件で撮像することも可能である。

なお本実施形態においては、図１５に示すように基板Ｗ上方に配置された実装直後のヘッドユニット４０の現在位置が、撮像範囲Ｒに対しＸ軸方向上流側の場合には基本的に、下方認識カメラ２１を上流側から下流側に移動させる正方向スキャンを行う方が、準備撮像時間を短くできる。もっとも本発明においては、ヘッドユニット４０の現在位置が、撮像範囲Ｒよりも上流側の場合であっても、逆方向スキャンを行うようにしても良い。

一方図１６に示すように、基板Ｗ上方に配置された実装直後のヘッドユニット４０が、撮像範囲Ｒに対しＸ軸方向下流側に配置される場合には、上記図１５に示す場合と左右対象の関係となり、下方認識カメラ２１を撮像範囲下流側端部位置「Ｐｒ２」に移動させて、そこから逆方向スキャンを行うことになる。

従って図１６に示すヘッドユニット４０が基板Ｗ上方に配置された実装直後の状態から、逆方向単軸動作スキャンを行える状態（図１２参照）への移行時間（準備時間）、逆方向変速二軸動作スキャンを行える状態（図１３参照）、逆方向高速二軸動作スキャンを行える状態（図１４参照）への移行時間（準備時間）をそれぞれ、ヘッドユニット４０の移動量Ｌｘ，Ｌｙおよび各移動速度等に基づいて、上記と同様に算出するとともに、各スキャン動作条件での撮像時間をそれぞれ上記と同様に算出して、各スキャン動作条件毎の準備撮像時間を算出する（ステップＳ４１３）。

また言うまでもなく、ヘッドユニット４０が基板Ｗ上方に配置された実装直後の状態における下方認識カメラ２１のヘッドユニット４０に対する位置が、図１６の実線に示すようにカメラ２１が下流側に配置される場合と、同図想像線に示すように上流側に配置される場合とでは、各スキャン動作条件での準備時間は異なるものである。

なお本発明においては、ヘッドユニット４０の現在位置が、図１６に示すように撮像範囲Ｒよりも下流側の場合であっても、正方向スキャンを行うようにしても良い。

一方図１７に示すように、基板Ｗ上方に配置された実装直後のヘッドユニット４０が撮像範囲Ｒの範囲内に配置される場合には、スキャン方向も十分に考慮される。すなわちヘッドユニット４０が基板Ｗ上方に配置された実装直後の状態から、正方向ヘッド単軸動作スキャンを行える状態（図９参照）への移行時間（準備時間）、正方向変速二軸動作スキャンを行える状態（図１０参照）への移行時間（準備時間）、正方向高速二軸動作スキャンを行える状態（図１１参照）への移行時間（準備時間）、さらに逆方向ヘッド単軸動作スキャンを行える状態（図１２参照）への移行時間（準備時間）、逆方向変速二軸動作スキャンを行える状態（図１３参照）への移行時間（準備時間）、逆方向高速二軸動作スキャンを行える状態（図１４参照）への移行時間（準備時間）をそれぞれ、ヘッドユニット４０の移動量Ｌｘ，Ｌｙおよび各移動速度等に基づいて、上記と同様に推定し、各スキャン動作条件での撮像時間を上記と同様に算出して、各スキャン動作条件毎の準備撮像時間を算出する（図８のステップＳ４１３）。

なお図１７の実線に示すように、ヘッドユニット４０が基板Ｗ上方に配置された実装直後の状態で、下方認識カメラ２１がヘッドユニット４０に対し下流側に配置されている場合には、下方認識カメラ２１を撮像範囲下流側端部位置「Ｐｒ２」に配置させて、逆方向高速二軸動作スキャンを行うのがもっとも準備撮像時間を短くできるのが通例であるため、この場合には、優先的に逆方向高速動作スキャンを選択するように構成しても良い。

また図１７の想像線に示すように、ヘッドユニット４０が基板Ｗ上方に配置された実装直後の状態で下方認識カメラ２１がヘッドユニット４０に対し上流側に配置されている場合には、下方認識カメラ２１を撮像範囲上流側端部位置「Ｐｒ１」に配置させて、正方向高速二軸動作スキャンを行うのがもっとも準備撮像時間を短くできるのが通例であるため、この場合には、優先的に逆方向高速動作スキャンを選択するように構成しても良い。

以上のように、本実施形態の実装機Ｍ１においては、選択可能な全てのスキャン動作条件による準備撮像時間をそれぞれ算出し（図８のステップＳ４１３）、そのスキャン動作条件の中から、最も短い準備撮像時間のスキャン動作条件を特定し（ステップＳ４１４）、その動作条件に従って実際に撮像を行う。

すなわち特定されたスキャン条件が、正方向ヘッド単軸動作、正方向二軸動作の場合には、下方認識カメラ２１を図９〜１１に示すスキャン開始位置まで移動させて（ステップＳ４１５）、その位置から下方認識カメラ２１を下流方向Ｘ２に移動させて、撮像範囲Ｒ内の部品供給位置を撮像する。また特定されたスキャン条件が、逆方向ヘッド単軸動作、逆方向二軸動作の場合には、下方認識カメラ２１を図１２〜１４に示すスキャン開始位置まで移動させて（ステップＳ４１５）、その位置から下方認識カメラ２１を上流方向Ｘ１に移動させて、撮像範囲Ｒ内の部品供給位置を撮像する。

以上のように、本第１実施形態の実装機によれば、ヘッドユニット４０に、部品供給位置撮像用に設けられる下方認識カメラ２１を、ラインセンサやＴＤＩセンサ等のスキャンカメラによって構成しているため、部品供給位置上を移動させながら部品を撮像することができる。従って、撮像時にヘッドユニット４０や下方認識カメラ２１を一旦停止させる必要がなく、撮像をスムーズに行うことができ、生産効率を向上させることができる。

特に本実施形態においては、同一吸着グループの部品に対応する複数の部品供給位置（撮像範囲Ｒ）を一度に連続して撮像するようにしているため、複数の部品供給位置毎に、ヘッドユニットの移動、停止を行う場合と比較して、撮像をよりスムーズに行うことができ、撮像に要する時間を一層短縮できて、生産効率を一層向上させることができる。

しかも本実施形態においては、下方認識カメラ２１をヘッドユニット４０に対しＸ軸方向に移動できるように構成しているため、場合によっては、ヘッドユニット４０の移動と並行させて、下方認識カメラ２１を同方向に移動させながら、撮像することができる。このため、下方認識カメラ２１の撮像範囲Ｒに対する移動速度をより一層速くすることができ、撮像に要する時間をより一層短縮できて、生産効率をより一層向上させることができる。

また本実施形態においては、撮像範囲Ｒを撮像する際に、スキャン動作条件に応じて、ヘッドユニット４０および下方認識カメラ２１の準備時間および撮像時間を予め算出し、準備時間および撮像時間の総時間（準備撮像時間）が最も短いスキャン動作条件に基づいて、実際の撮像を行うようにしているため、撮像をより一層効率良く行うことができる。

また本実施形態においては、下方認識カメラ２１をヘッドユニット４０のフロント側に設けているため、フロント側に配置されたテープフィーダ３１に対して、吸着処理を行う場合には、部品供給位置撮像後の補正値算出中（補正演算中）に、ヘッドユニット４０をフロント側に移動することにより、ヘッド４１を、吸着すべき部品の真上に配置することができる。従って部品位置認識後、短時間で部品を吸着でき、生産効率をさらに向上させることができる。

さらに本実施形態においては特に、二軸動作スキャンを行う場合、下方認識カメラ２１を撮像範囲Ｒに対し、撮像範囲全域にわたって等速で移動させて撮像するようにしているため、撮像画像に歪み等の不具合が生じるのを有効に防止でき、撮像精度を向上させることができ、ひいては部品吸着位置をより一層精度良く検出することできる。

＜第２実施形態＞
図１８はこの発明の第２実施形態である実装機Ｍ２のヘッドユニット周辺を示す正面図、図１９はその実装機Ｍ２におけるカメラユニット周辺を示す側面図である。両図に示すように、この実装機Ｍ２では、ヘッドユニット４０に、電子部品Ａの下面側を撮像するための部品認識カメラ７が設けられている点が、上記第１実施形態の実装機Ｍ１と大きく相違している。

この第２実施形態の実装機Ｍ２のヘッドユニット４０に設けられるカメラユニット２は、下方認識カメラ２１と、部品認識カメラ５１と、両カメラ２１，５１をヘッドユニット４０に移動自在に支持するカメラ移動手段２５とを備えている。

カメラ移動手段２５は、ヘッドユニット４０のリア側に設けられ、かつＸ軸方向に連続して延びるリニアガイド２６を有している。このリニアガイド２６は、ヘッドユニット４０におけるＸ軸方向の一端から他端までの長い範囲にわたって配置されている。

さらにカメラ移動手段２５には、両カメラ２１，５１が取り付けられるカメラ支持部材２７を備えている。

カメラ支持部材２７は、垂直に配置される垂直片２７１を備え、その垂直片２７１が、上記リニアガイド２６に長さ方向（Ｘ軸方向）に沿ってライド自在に支持されている。さらにカメラ支持部材２７は、垂直片２７１の下端に設けられ、かつＹ軸方向のフロント側（前方）へ延びるよう水平に配置される水平片２７２を備え、この水平片２７２の先端が、ヘッドユニット４０における吸着ノズル４１１の下方に対応して配置されている。そしてこの水平片２７２の先端下面に上記下方認識カメラ２１が設けられるとともに、先端上面側に上記部品認識カメラ５１が設けられる。

下方認識カメラ２１は、ヘッドユニット４０の下方側を撮像できるように撮像方向（画像取込部）を下向きに配置した状態に固定されている。さらにこの下方認識カメラ２１の両側には、複数のＬＥＤ等によって構成される照明手段２３が設けられ、この照明手段２３によって撮像範囲を照明できるようになっている。

また部品認識カメラ５１は、吸着ノズル４１１に吸着される部品Ａの下面側を撮像できるように、撮像方向を上向きに配置した状態で固定されている。さらにこの部品認識カメラ５１の両側には、複数のＬＥＤ等によって構成される照明手段５３が設けられ、この照明手段５３によって撮像範囲を照明できるようになっている。

下方認識カメラ２１および部品認識カメラ５１は、上記第１実施形態と同様、ラインセンサや、並列に配置された複数段のラインセンサの電荷を蓄積する蓄積型ラインセンサ（ＴＤＩセンサ）等のスキャンカメラにより構成されており、撮像部を通過しながら、その撮像部を撮像できるようになっている。

また図１９に示すように、ヘッドユニット４０のリア側にはボールねじ２８が軸心回りに回転自在に設けられている。このボールねじ２８は、リニアガイド２６と平行にＸ軸方向に沿って配置されるとともに、ヘッドユニット４０におけるＸ軸方向の一端から他端までの長い範囲にわたって配置されている。

さらに上記カメラ支持部材２７には、ボールねじ２８に対応して、ボールナット２８１が固定されており、このボールナット２８１が、ボールねじ２８に螺合される態様に取り付けられている。

さらにヘッドユニット４０のリア側には、ボールねじ２８の一端に対応してサーボモータ等のカメラ移動用モータ（カメラＸ軸モータ）２９が取り付けられている。そしてこのモータ２９が回転駆動することにより、ボールねじ２８が回転して、カメラ支持部材２７が両カメラ２１，５１と共にＸ軸方向に沿って移動されるようになっている。

なお両カメラ２１，５１の移動範囲は、上記第１実施形態と同様、ヘッドユニット４０におけるＸ軸方向の一端から他端までの範囲に設定されて、両端のヘッド４１，４１よりもさらに外側まで移動できるようになっている。

本実施形態においては、リニアガイド２６、カメラ支持部材２７、ボールねじ２８およびカメラ移動用モータ２９等によって、カメラ移動手段２５が構成されている。

なお本実施形態では、下方認識カメラ２１および部品認識カメラ５１における垂直方向のカメラ軸は互いに一致するように配置されており、両カメラ２１，５１を、いずれかの吸着ノズル４１１の下方に移動させた際には、両カメラ２１，５１のカメラ軸が、当該吸着ノズル４１１（ヘッド４１）の軸心に一致するようになっている。

本第２実施形態の実装機Ｍ２において、他の構成は、上記第１実施形態と同様であるため、同一部分に同一符号を付して、重複説明は省略する。

この実装機Ｍ２においては図２０に示すように、上記第１実施形態と同様に、実装プログラム（実装データ）が読み込まれた後、基板Ｗが搬入されるとともに、同一吸着グループの部品データが取得される（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。

続いて、ヘッドユニット４０におけるヘッド４１の並びと、各ヘッド４１により吸着される部品を供給する各テープフィーダ３１の並びとが一致するか否かが判断される（ステップＳ１４）。

すなわち部品を供給する複数のテープフィーダ３１を例えば、上流側または下流側から順に、１番目のテープフィーダ３１、２番目のテープフィーダ３１、３番目のテープフィーダ３１…と順番付けを行うとともに、ヘッドユニット４０の複数のヘッド４１を同様に、上流側または下流側から順に、１番目のヘッド４１、２番目のヘッド４１、３番目のヘッド４１…と順番付けを行ったときに、１番目のテープフィーダ３１から供給される部品を１番目のヘッド４１により吸着し、２番目のテープフィーダ３１から供給される部品を２番目のヘッド４１により吸着し、３番目のテープフィーダ３１から供給される部品を３番目のヘッド４１により吸着し…、最終番目のテープフィーダ３１から供給される部品を最終番目のヘッド４１により吸着するような場合には、ヘッド順序（並び）とテープフィーダ順序（並び）とが一致していると判断される。

なお部品を供給するテープフィーダ３１の位置（座標）、吸着順序、ヘッドユニット４０における各ヘッド４１の吸着順序、各ヘッド４１に吸着される部品種類、部品種類とテープフィーダとの関係に関するデータは、上記ステップＳ１３で取得した部品データに含まれている。

そしてヘッド並びとフィーダ並びとが一致しない場合には（ステップＳ１４でＮＯ）、上記第１実施形態で説明した吸着処理（ステップＳ４，ステップＳ４１〜Ｓ４５，ステップＳ４１１〜４１６）と同様な第１吸着処理（ステップＳ１５）が行われる。

一方、ヘッド並びとフィーダ並びとが一致する場合には（ステップＳ１５でＹＥＳ）、本第２実施形態特有の第２吸着処理（ステップＳ１６）が行われる。

第２吸着処理においてはまず図２２に示すように、下方認識カメラ２１がヘッドユニット４０の上流側端部まで移動した状態で、下方認識カメラ２１が１番目のテープフィーダ３１における部品供給位置３５上の少し上流側に配置される（図２１のステップＳ１６１）。この状態において、ヘッドユニット４０の１番目のヘッド４１（１番目の吸着ノズル４１１）は、１番目のテープフィーダ３１の部品供給位置３５の上方にほぼ対応して配置されている。なお図２２において、ヘッド４１によって吸着すべき部品を供給するテープフィーダ３１には、斜線によるハッチングを示している（以下の図２３〜２８においても同じ）。

続いて図２３に示すように、下方認識カメラ２１がカメラ単軸動作によってヘッドユニット４０に対し下流方向Ｘ２に少量移動することにより、１番目のテープフィーダ３１の部品供給位置３５上を通過して停止する一方、通過中に下方認識カメラ２１によって部品供給位置３５（部品）を撮像する（ステップＳ１６２）。さらにこの下方認識カメラ２１の移動によって、下方認識カメラ２１が、１番目のヘッド４１の下流側に配置されて、１番目のヘッド４１の下方が開放される。

次に、撮像部品供給位置の画像データを加工して、吸着対象となるテープフィーダ３１の部品供給位置（供給窓３５）を取得し、その画像から、テープフィーダ３１から供給される部品Ａの中心位置（吸着位置）の位置（ＸＹ座標）およびＲ軸方向を検出する（ステップＳ１６３）。

次に、こうして検出された実際の部品吸着位置および向き（Ｒ軸方向）と、実装データに予め含まれる吸着目標位置および向きとが照合されて、補正値が算出される（ステップＳ１６４）。

その後、位置の補正値に応じてヘッドユニット４０が移動して位置補正されることによって、１番目のヘッド４１が、１番目のテープフィーダ３１の部品供給位置３５の真上に配置されるとともに、Ｒ軸方向の補正値に応じてヘッド４１（吸着ノズル４１１）がＲ軸方向に回転することによって、吸着ノズル４１１の部品に対する向きが調整される。

続いて図２４に示すようにヘッド４１が降下すると同時に、吸着ノズル４１１が負圧に設定されて、吸着ノズル４１１によって部品が吸着される（ステップＳ１６５）。

その後、部品を吸着するヘッド４１が残っている場合には（ステップステップＳ１６６でＹＥＳ）、ヘッドユニット４０が下流方向Ｘ２に移動して、当該ヘッド（２番目のヘッド４１）が、対応するテープフィーダ（２番目のテープフィーダ３１）における部品供給位置３５上にほぼ対応して配置される（ステップＳ１６７）。なおこの状態において、下方認識カメラ２１も、２番目のテープフィーダ３１にほぼ対応して配置されている。

続いて図２５に示すように、上記と同様に、下方認識カメラ２１がヘッドユニット４０に対し下流方向Ｘ２に少量移動することにより、２番目のテープフィーダ３１の部品供給位置３５上を通過して停止する一方、その通過中にテープフィーダ３１の部品供給位置３５を撮像する（ステップＳ１６２）。

続いて図２６に示すように上記と同様に、画像処理（ステップＳ１６３）、補正値算出（ステップＳ１６４）を行って、必要に応じて補正されつつ、２番目のヘッド４１によって２番目の部品Ａが吸着される（ステップＳ１６５）。

さらに上記と同様に図２７に示すように、３番目のテープフィーダ３１の部品供給位置３５が、下方認識カメラ２１によって撮像された後、図２８に示すように３番目のヘッド４１によって、部品Ａが吸着される。

こうして予定していた全てのヘッド４１…に、所定の部品Ａが吸着されると（ステップＳ１６６でＮＯ）、第２吸着処理（図２０のステップＳ１６）が終了する。

一方、吸着処理（ステップＳ１５，Ｓ１６）が終了した後は、搭載処理が行われる（ステップＳ１７）。

この搭載処理においては、ヘッドユニット４０の基板Ｗへの移動中に、ヘッドユニット４０に設けられた部品認識カメラ５１によって、ヘッドユニット４０に吸着された全部品Ａが撮像される。すなわち部品認識カメラ５１をヘッドユニット４０の上流側および下流側のいずれかの端部に配置しておき、その部品認識カメラ５１をＸ軸方向（ヘッド並び方向）に沿って、各ヘッド４１…に吸着された各部品Ａ…の下方を順次通過させるとともに、その通過中に、部品認識カメラ５１によって、全部品Ａ…の吸着状態を下面側から撮像する。

次に、撮像した部品の画像データを加工して、各ヘッド毎の部品画像を取得する。そしてその各部品画像から、吸着ノズル４１に対する部品の位置（座標）およびＲ軸方向を検出する。

こうして検出された部品位置および向き（Ｒ軸方向）が、実装機側に予め保持されている部品位置および向きと照合されて、位置ずれ量および回転ずれ量（補正値）が算出される。このように各ヘッド４１毎に、各部品に対して補正値がそれぞれ算出される。

一方、部品認識カメラ５１の撮像および補正値の算出を行っている間に、位値補正値を考慮しつつ、ヘッドユニット４０は、基板位置へと移動していき、１番目に搭載を行うヘット４１が、基板の搭載すべき位置上に配置されるとともに、向きの補正値に応じてヘッド４１（吸着ノズル４１１）がＲ軸方向に回転することによって、吸着ノズル４１１の部品に対する向きが調整される。続いてヘッド４１（吸着ノズル４１１）が降下すると同時に、吸着ノズル４１１が正圧に設定されて、吸着ノズル４１１に吸着された部品が、基板Ｗの所定位置に搭載される。以下同様に、補正値が考慮されつつ、ヘッドユニット４０の各ヘッド４１…に保持された部品が順次、基板上に搭載される。

こうして搭載処理（ステップＳ１７）が完了した後、基板Ｗに対し搭載すべき部品が残っている場合には（ステップＳ１８でＹＥＳ）、上記と同様に、ヘッドユニット４０によってテープフィーダ３１から部品が順次吸着されて、その吸着された各部品が基板位置まで移動されて、所定位置に搭載される。

そして、基板Ｗに対し予定していた全ての部品が搭載されると（ステップＳ１８でＮＯ）、当該基板Ｗに対する実装処理が完了し、その基板Ｗがコンベア２０によって搬出される（ステップＳ１９）。

続いて、本実装機Ｍ２において、次に実装すべき基板Ｗがある場合には（ステップＳ２０でＹＥＳ）、次の基板Ｗがコンベア２０によって所定の実装位置まで搬入されて（ステップＳ１２）、上記と同様の実装動作が繰り返し行われる。

そして実装すべき基板Ｗがなくなった場合には（ステップＳ２０でＮＯ）、実装動作が終了して、基板搬入待ちの状態となる。

以上のように本第２実施形態によれば、ヘッド４１を、吸着すべき部品（テープフィーダ）に位置的に対応させた状態で、カメラ単軸動作によって部品位置を認識した後、ヘッド４１により部品を吸着するようにしているため、部品の認識後、短時間でスピーディに部品を吸着でき、生産効率を向上させることができる。

しかも、ヘッドユニット４０に設けられた全てのヘッド４１において、部品の認識後、短時間で吸着できるため、より一層生産効率を向上させることができる。

さらに本実施形態においても、上記第１実施形態と同様、部品供給位置３５を認識するための下方認識カメラ２１として、ラインセンサカメラやＴＤＩセンサカメラ等のスキャンカメラを用いているため、部品供給位置３５上を移動させながら部品を撮像することができる。従って、撮像時に下方認識カメラ２１を一旦停止させる必要がなく、撮像をスムーズに行うことができ、生産効率を向上させることができる。

なお上記第２実施形態においては、同一吸着グループ内の部品を吸着する場合、第１吸着処理および第２吸着処理のいずれか一方の吸着処理で部品を吸着するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、第１および第２吸着処理を併用するようにしても良い。例えば同一吸着グループ内の一部の部品に対しては、第１吸着処理で吸着するとともに、残りの部品に対しては、第２吸着処理で吸着するようにしても良い。

また上記実施形態においては、ヘッドユニット４０のフロント側およびリア側の両側にそれぞれ、多数のテープフィーダ３１…からなる部品供給部３０，３０が設けられた実装機を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、ヘッドユニットのフロント側およびリア側のいずれか一方に、部品供給部が設けられた実装機にも適用することができる。

さらに上記実施形態においては、部品供給部３０に多数のテープフィーダ３１…を配置する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、部品供給部の少なくとも一部に、パレット等の部品供給容器を積層したトレイフィーダ（部品供給手段）を配置するようにしても良い。

この発明の第１実施形態にかかる実装機を示す平面図である。 第１実施形態の実装機のヘッドユニット周辺を示す正面図である。 第１実施形態の実装機に適用された部品位置撮像用のカメラユニット周辺を示す側面図である。 第１実施形態の実装機の制御系を示すブロック図である。 第１実施形態の実装機の動作を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の実装機の吸着動作を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の実装機の搭載動作を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の実装機の部品位置撮像動作を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の実装機における撮像時の正方向ヘッド単軸動作を説明するための概略正面図である。 第１実施形態の実装機における撮像時の正方向変速二軸動作を説明するための概略正面図である。 第１実施形態の実装機における撮像時の正方向高速二軸動作を説明するための概略正面図である。 第１実施形態の実装機における撮像時の逆方向ヘッド単軸動作を説明するための概略正面図である。 第１実施形態の実装機における撮像時の逆方向変速二軸動作を説明するための概略正面図である。 第１実施形態の実装機における撮像時の逆方向高速二軸動作を説明するための概略正面図である。 第１実施形態の実装機においてヘッドユニットが撮像直前に上流側に配置された状態を示す概略正面図である。 第１実施形態の実装機においてヘッドユニットが撮像直前に下流側に配置された状態を示す概略正面図である。 第１実施形態の実装機においてヘッドユニットが撮像領域内に配置された状態を示す概略正面図である。 この発明の第２実施形態における実装機のヘッドユニット周辺を示す正面図である。 第２実施形態の実装機に適用されたカメラユニット周辺を示す側面図である。 第２実施形態の実装機の動作を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の実装機の第２吸着動作を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の実装機において部品位置撮像開始直前の状態を示す概略正面図である。 第２実施形態の実装機において１番目の部品位置を撮像した直後の状態を示す概略正面図である。 第２実施形態の実装機において１番目の部品を吸着した直後の状態を示す概略正面図である。 第２実施形態の実装機において２番目の部品位置を撮像した直後の状態を示す概略正面図である。 第２実施形態の実装機において２番目の部品を吸着した直後の状態を示す概略正面図である。 第２実施形態の実装機において３番目の部品位置を撮像した直後の状態を示す概略正面図である。 第２実施形態の実装機において３番目の部品を吸着した直後の状態を示す概略正面図である。

符号の説明

２１ 下方認識カメラ
２５ カメラ移動手段
３１ テープフィーダ（部品供給手段）
３５ 部品供給位置
４ ヘッドユニット移動手段
４０ ヘッドユニット
４１ ヘッド
Ａ 部品
Ｍ１，Ｍ２ 実装機
Ｗ 基板

Claims (4)

1. 部品を各自の部品供給位置に供給する複数の部品供給手段と、
   部品を吸着可能なヘッドが、部品供給位置の配列方向に沿って複数設けられたヘッドユニットと、
   ヘッドユニットを移動させるヘッドユニット移動手段と、
   ヘッドユニットに、下方側を撮像するように設けられ、かつスキャンカメラによって構成される下方認識カメラと、
   下方認識カメラをヘッドユニットに対して部品供給位置の配列方向に沿って移動させるカメラ移動手段と、
   下方認識カメラを部品供給位置上に通過させつつ、部品供給位置を撮像する撮像制御手段と、
   撮像制御手段による撮像情報に基づいて、ヘッドの部品に対する吸着位置を確認する吸着位置確認手段と、
   ヘッドユニット移動手段により、ヘッドを吸着位置まで移動させて、そのヘッドにより部品を吸着させる部品吸着制御手段と、を備え、
   下方認識カメラは、ヘッドの下方に配置可能に設けられ、
   ヘッドユニットを固定した状態で下方認識カメラをヘッドユニットに対し配列方向に移動させつつ部品供給位置を撮像する場合を、カメラ単軸動作スキャンとしたとき、
   複数のヘッドのうち、吸着を行うヘッドを、対応する部品供給手段の部品供給位置のほぼ上方に配置し、その状態で、カメラ単軸動作スキャンによって部品供給位置を撮像した後、ヘッドによって部品を吸着し、その後、部品を吸着した前記ヘッドとは別のヘッドを、その別のヘッドに対応する部品供給手段の部品供給位置のほぼ上方に配置し、その状態で、カメラ単軸動作スキャンによって前記別のヘッドに対応する部品供給手段の部品供給位置を撮像した後、前記別のヘッドによって部品を吸着するようにしたことを特徴とする部品吸着装置。
2. ヘッドに吸着される部品の下面側を撮像する部品認識カメラを備え、
   その部品認識カメラが前記カメラ移動手段によって下方認識カメラと共にヘッドユニットに対して部品供給位置の配列方向に沿って移動できるようにした請求項１に記載の部品吸着装置。
3. 部品の吸着が終了した後、ヘッドユニットの移動中に部品認識カメラによって、ヘッドユニットに吸着された部品を撮像するようにした請求項２に記載の部品吸着装置。
4. 基板に部品を実装する実装機であって、
   請求項１〜３のいずれかに記載された部品吸着装置と、
   ヘッドにより吸着した部品を、ヘッドユニット移動手段によって基板位置まで移動させて搭載する部品移送搭載手段と、を備えたことを特徴とする実装機。
   

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