JP5600705B2 - 部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装装置に関し、特に、部品を撮像する撮像部を備えた部品実装装置に関する。

従来、部品を撮像する撮像部を備えた部品実装装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、２列で配置された複数のノズルを介して部品を吸着する装着ヘッド（ヘッド部）と、装着ヘッドをノズルの列に沿った方向に移動させながらノズルに吸着された部品を撮像するシャッタカメラ（撮像部）とを備えた部品実装システム（部品実装装置）が開示されている。この部品実装システムは、カメラの撮像中心を千鳥状に配列された２列のノズルの間（ノズルの中心からずれた位置）に配置させた状態で２列のノズルの部品を１回のスキャン動作（カメラ上方に装着ヘッドを通過させる動作）中、異なる列のノズルに保持された部品を交互に撮像（オフセット撮像）するように構成されている。これにより、部品の撮像時間（撮像動作のタクトタイム）を短縮している。

特開２０１０−１６１１５号公報

しかしながら、上記特許文献１の部品実装システム（部品実装装置）では、部品の撮像時間を短縮することが可能である一方、常に、カメラの撮像中心がノズルの中心（部品の略中心）からオフセットされた（ずれた）状態で部品が撮像されるので、その撮像結果を用いて部品の吸着状態（部品の吸着位置や吸着姿勢などの状態）を認識すると、照明に起因して実際の吸着状態に対してずれて認識（誤認識）されてしまう場合があると考えられる。特に、ＢＧＡなどのボール部品は下面のボールを認識してしまうことと、このボールが丸いことによりずれが発生してしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、部品の撮像時間の短縮を図りながら、部品の認識精度が低下するのを抑制することが可能な部品実装装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における部品実装装置は、複数のノズルが平面視で互いに第１の方向にずれた状態で取り付けられ、複数のノズルを介して吸着した部品を基板に実装可能なヘッド部と、ヘッド部を平面視で第１の方向に略直交する第２の方向に相対移動させながら、ヘッド部により吸着された部品を撮像する撮像部と、第１の方向において撮像部の撮像中心とノズルの中心とを略一致させた状態でヘッド部を撮像部に対して第２の方向に相対移動させながら部品を撮像するカメラ中心撮像と、第１の方向において撮像部の撮像中心とノズルの中心とを所定距離オフセットさせた状態でヘッド部を撮像部に対して第２の方向に相対移動させながら第１の方向にずれた複数の部品を撮像するオフセット撮像とを、撮像対象の部品に応じて切り替える制御を行う制御部とを備え、制御部は、撮像対象の部品について、カメラ中心撮像の撮像結果およびオフセット撮像の撮像結果に基づいて、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量を算出するとともに、算出された部品認識ずれ量に基づいて、撮像対象の部品に応じてカメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える制御を行うように構成されている。

この発明の一の局面による部品実装装置では、上記のように、第１の方向において撮像部の撮像中心とノズルの中心とを略一致させた状態でヘッド部を撮像部に対して第２の方向に相対移動させながら部品を撮像するカメラ中心撮像と、第１の方向において撮像部の撮像中心とノズルの中心とを所定距離オフセットさせた状態でヘッド部を撮像部に対して第２の方向に相対移動させながら第１の方向にずれた複数の部品を撮像するオフセット撮像とを、撮像対象の部品に応じて切り替える制御を行う制御部を設けることによって、撮像対象の部品に応じて、カメラ中心撮像とオフセット撮像とを使い分けることができる。これにより、オフセット撮像でも認識精度があまり低下しない部品については、オフセット撮像により短時間で部品の撮像を行うことができるとともに、オフセット撮像では認識精度が大きく低下する部品については、カメラ中心撮像により部品を撮像することができる。したがって、この部品実装装置では、部品の撮像時間（撮像動作のタクトタイム）の短縮を図りながら、部品の認識精度が低下するのを抑制することができる。また、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量に基づいて、カメラ中心撮像およびオフセット撮像のいずれで撮像するかを容易に決定することができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、撮像対象の部品について、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量に基づいて、撮像部の撮像中心とノズルの中心との第１の方向における許容オフセット量を算出するとともに、算出した許容オフセット量に基づいて、撮像対象の部品に応じてカメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える制御を行うように構成されている。このように構成すれば、撮像部の撮像中心とノズルの中心との許容オフセット量に基づいて、オフセット撮像が可能なオフセット位置を容易に判断することができるので、オフセット撮像で撮像するかをより容易に決定することができる。

この場合、好ましくは、複数のノズルは、第２の方向に沿って配置される第１列ノズル群と、第１列ノズル群に対して第１の方向に所定の離間距離を隔てた状態で第２の方向に沿って配置される第２列ノズル群とを含み、制御部は、第１列ノズル群に対応する複数の部品の最小の第１許容オフセット量と、第２列ノズル群に対応する複数の部品の最小の第２許容オフセット量との和が所定の離間距離よりも小さい場合には、第１列ノズル群および第２列ノズル群の少なくとも一方に対応する部品について、カメラ中心撮像により撮像する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、第１列ノズル群および第２列ノズル群の部品が、許容オフセット量を超えるオフセット位置で撮像されてしまうのを抑制することができるので、部品の認識精度が大きく低下するのを抑制することができる。

上記複数のノズルが第１列ノズル群と第２列ノズル群とを含む構成において、好ましくは、制御部は、第１許容オフセット量と第２許容オフセット量との和が所定の離間距離以上の場合には、第１許容オフセット量および第２許容オフセット量のうちのオフセット量が小さい方のノズル群に対して、撮像部の撮像中心を第１の方向に相対的に近づけた状態でオフセット撮像する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、第１列ノズル群と第２列ノズル群との中間位置に撮像部の撮像中心を配置させた状態ではオフセット撮像ができない許容オフセット量の部品であっても、許容オフセット量が小さい側に撮像中心を近づけて第１許容オフセット量および第２許容オフセット量の両方を満たすオフセット位置でオフセット撮像を行うことができる。

上記制御部は、撮像対象の部品について、オフセット量を変化させた複数回のオフセット撮像により得られるそれぞれの検出吸着位置ずれ量から、カメラ中心撮像により検出される検出吸着位置ずれ量を差し引くことで、オフセット量とカメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量との関係を求め、この関係に基づき、所望のオフセット量に対するカメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量を求めるように構成されている。このように構成すれば、オフセット量を変更するような場合でも、実際にオフセット撮像をすることなく、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量を得ることができる。

上記制御部は、撮像対象の部品について、オフセット撮像をした部品については、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量に基づいて、オフセット撮像して得られる検出吸着位置ずれ量を補正して、カメラ中心撮像をした部品については、部品の撮像結果からそれぞれノズルに対する吸着位置ずれ量を算出するように構成されている。このように構成すれば、オフセット撮像を行った場合でも、撮像結果を補正して部品の認識精度が低下するのを抑制することができる。

上記制御部は、好ましくは、ノズルに対する部品の吸着位置ずれ量に基づき、部品を基板上に実装する際、ヘッド部の位置を補正する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、カメラ中心撮像による撮像結果、オフセット撮像による撮像結果、またはこの撮像結果を補正して得られる補正結果に基づき、ノズルに対する部品の吸着位置ずれ量を正確に算出することができるので、基板上の正しい位置に部品を実装することができる。

本発明によれば、上記のように、部品の撮像時間の短縮を図りながら、部品の認識精度が低下するのを抑制することができる。また、これにより基板上の正しい位置に部品を実装することができる。

本発明の参考例による部品実装装置の全体構成を概略的に示した平面図である。 本発明の参考例による部品実装装置の全体構成を概略的に示した正面図である。 本発明の参考例による部品実装装置の部品撮像ユニットを概略的に示した側面図である。 本発明の参考例による部品実装装置の部品撮像ユニットを概略的に示した平面図である。 本発明の参考例による部品実装装置の制御装置を示したブロック図である。 本発明の参考例による部品実装装置のカメラ中心撮像を説明するための図である。 本発明の参考例による部品実装装置のオフセット撮像を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置の部品認識時の処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態による部品実装装置において算出される一次近似式について説明するための図である。 本発明の第３実施形態による部品実装装置の部品認識時の処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３実施形態による部品実装装置においてオフセット撮像する際の状態を示した図である。 本発明の第４実施形態による部品実装装置の構成を説明するための平面図である。 本発明の第４実施形態による部品実装装置の部品認識時の処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第５実施形態による部品実装装置の構成を説明するための平面図である。 本発明の第５実施形態による部品実装装置の部品認識時の処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（参考例）
図１〜図７を参照して、本発明の参考例による部品実装装置１００の構成について説明する。

参考例による部品実装装置１００は、図１および図２に示すように、基台１と、基台１上に配置されＸ方向に基板１１０を搬送する基板搬送機構部２と、部品供給部３および４と、部品実装用のヘッドユニット５とを備えている。

基板搬送機構部２は、基板１１０の搬送方向（Ｘ方向）に延びる一対のコンベア２ａを有している。一対のコンベア２ａは、Ｘ１方向側から基板１１０を受け入れて所定の実装作業位置に搬送するとともに、実装作業後に、作業済みの基板１１０をＸ２方向側に搬出するように構成されている。

部品供給部３は、基板搬送機構部２の後方側（Ｙ１方向側）に配置されているとともに、部品供給部４は、基板搬送機構部２の前方側（Ｙ２方向側）に配置されている。部品供給部３には、基板搬送機構部２に沿ってＸ方向に並ぶ複数のテープフィーダ３ａが配置されている。これらのテープフィーダ３ａには、ＩＣ、トランジスタおよびコンデンサ等の小片状のチップ部品が収納されている。そして、部品供給部３は、間欠的にテープを繰り出しながらチップ部品を基板搬送機構部２近傍の所定の部品供給位置に供給するように構成されている。

部品供給部４には、Ｘ方向に所定の間隔を隔てて２つのトレイ４ａおよび４ｂが配置されている。各トレイ４ａおよび４ｂには、ヘッドユニット５による取り出しが可能となるように、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）やＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等のパッケージ型の部品が整列して載置される。

ヘッドユニット５は、後述するノズル２０を介して部品供給部３および４から供給される部品１２０（図３および図４参照）を吸着して基板１１０に実装する機能を有している。なお、ヘッドユニット５は、本発明の「ヘッド部」の一例である。ヘッドユニット５は、基板１１０の搬送方向（Ｘ方向）および前後方向（Ｙ方向）に移動可能に構成されている。具体的には、ヘッドユニット５は、Ｘ方向に延びるユニット支持部材６によりＸ方向に移動可能に支持されている。また、ヘッドユニット５は、Ｘ軸サーボモータ７ａによりボールねじ軸７ｂが回動されることによってＸ方向に移動される。ユニット支持部材６は、Ｙ方向に延びる一対の固定レール１ｂを介して、一対の高架フレーム１ａによりＹ方向に移動可能に支持されている。ユニット支持部材６は、Ｙ軸サーボモータ８ａによりボールねじ軸８ｂが回動されることによってＹ方向に移動される。

また、ヘッドユニット５は、部品吸着用の複数のノズル２０が取り付けられる複数の実装ヘッド５１を備えている。複数の実装ヘッド５１は、昇降（Ｚ方向の移動）可能であるとともに、ノズル２０の中心を通る鉛直軸線を回動中心としてＲ方向に回動可能に構成されている。実装ヘッド５１は、６個設けられており、３個ずつ前後の２列で配列されている。また、ノズル２０は、各実装ヘッド５１に１つずつ取り付けられており、実装ヘッド５１と同様に、３個ずつ前後の２列で配列されている。すなわち、６個のノズル２０は、図３および図４に示すように、３個ずつＹ方向にずれた状態で配置されている。また、前列の３個のノズル２０ａは、Ｘ方向に沿って配置されているとともに、後列の３個のノズル２０ｂは、前側のノズル２０に対して中心間距離で離間距離Ｄを隔てた状態でＸ方向に沿って配置されている。また、前後のノズル２０は、千鳥状に配列されている。

ここで、部品実装装置１００には、図１に示すように、ヘッドユニット５により吸着された部品１２０（図３および図４参照）を撮像する部品撮像ユニット９が設けられている。なお、部品撮像ユニット９は、本発明の「撮像部」の一例である。部品撮像ユニット９は、ヘッドユニット５により部品供給部３および４から取り出された部品１２０の保持状態を認識するために設けられている。また、部品撮像ユニット９は、基台１上に設けられており、平面視でトレイ４ａおよび４ｂの間に配置されている。部品撮像ユニット９は、図３に示すように、ヘッドユニット５により吸着された部品１２０をその下方から撮像するように構成されている。詳細には、部品撮像ユニット９は、ヘッドユニット５が部品撮像ユニット９の上方をＸ方向に移動する間に部品１２０を撮像する。すなわち、ヘッドユニット５を部品撮像ユニット９に対して相対的に移動させながらヘッドユニット５に保持された部品１２０を部品撮像ユニット９により撮像する。

また、部品撮像ユニット９は、リニアセンサ、スリットおよびレンズ等を含むリニアカメラ９１を用いており、このリニアカメラ９１を収納するケース本体９２と、ケース本体９２に設けられた照明部９３とを備えている。照明部９３は、平面視で、ケース本体９２に設けられたＸ方向に短くＹ方向に長いスリット状の導光窓９２aのＸ方向両側にそれぞれＬＥＤをＹ方向に複数列並べた平坦照明部９３ａ、および導光窓９２aの上方の外周傾斜部にＬＥＤを全周に渡り並べた傾斜照明部９３ｂを含む。照明部９３から撮像用の照明光が部品に照射され、部品１２０からの反射光が導光窓９２ａを通過し、不図示のレンズ、および直線状のスリット９１ａを通過して撮像素子上に結像する。

部品実装装置１００は、図５に示すように、その動作を統括的に制御する制御装置１０をさらに備えている。制御装置１０は、ＣＰＵからなる主制御部１１と、記憶部１２と、カメラ制御部１３と、画像処理部１４と、駆動制御部１５とを含んでいる。なお、主制御部１１は、本発明の「制御部」の一例である。

主制御部１１は、記憶部１２に記憶されている実装プログラムに従い、駆動制御部１５を介して部品実装装置１００の各駆動機構を総合的に制御する機能を有している。また、記憶部１２には、実装部品の種類やサイズなどの情報を含む部品情報が格納されている。主制御部１１は、記憶部１２に格納された部品情報に基づいて実装部品に応じた制御を行う。画像処理部１４は、リニアカメラ９１からの画像データに所定の画像処理を施すものであり、主制御部１１は、この処理画像に基づいて、ノズル２０を介してヘッドユニット５により吸着された部品１２０の保持状態を認識する。

次に、図１、図３、図４、図６および図７を参照して、参考例において、主制御部１１の制御に基づいて実行される部品１２０の実装動作について説明する。まず、ヘッドユニット５が部品供給部３および４上に移動し、各ノズル２０の下端に部品１２０が吸着される。部品吸着後、図３および図４に示すように、ヘッドユニット５が部品撮像ユニット９上をＸ１方向に通過する（スキャン動作する）ことによって、前後各列のノズル２０の下端に吸着されている部品１２０が部品撮像ユニット９により撮像される。この際、撮像対象の部品１２０が部品撮像ユニット９上方に到達する直前のタイミングで部品撮像ユニット９の照明部９３が点灯を開始し、部品１２０が部品撮像ユニット９の上方を通過するまで点灯を継続して、リニアカメラ９１により撮像対象の部品１２０が撮像される。

また、部品実装装置１００は、図６に示すように、Ｙ方向において、部品撮像ユニット９の撮像中心（レンズ中心とスリットのＹ方向中央を結ぶ直線を言う）とＸ方向に並ぶ複数のノズル２０の中心とを略一致させた状態で、ヘッドユニット５（図１参照）をＸ１方向にスキャン動作させながら部品１２０を撮像するカメラ中心撮像が可能である。カメラ中心撮像で前後２列の部品１２０を撮像するためには、前列のノズル２０ａに対応する部品１２０に対して前列ノズル中心（前列の各ノズル２０ａ中心を結んだＸ方向の直線となる）を部品撮像ユニット９の撮像中心に、Ｙ方向において略一致させた状態でのＸ１あるいはＸ２方向へのスキャン動作と、後列のノズル２０ｂに対応する部品１２０に対して後列ノズル中心（後列の各ノズル２０ｂ中心を結んだＸ方向の直線となる）を部品撮像ユニット９の撮像中心に、Ｙ方向において略一致させた状態でのＸ１あるいはＸ２方向へのスキャン動作との互いに別個の２回のスキャン動作（互いに異なるヘッドユニット５位置）による撮像が必要である。その一方、カメラ中心撮像の撮像結果を用いれば、後述のオフセット撮像に比べて、部品１２０をより精度よく認識することが可能である。

また、傾斜照明部９３ｂからの照明光は、導光窓９２aの中心（部品撮像ユニット９の撮像中心と一致するように導光窓９２aが形成されている）の上方に向かうとともに、導光窓９２aのＸ方向両側の平坦照明部９３ａからの照明光も導光窓９２aのＹ方向における中央の上方に向かって照射される。これにより、導光窓９２aの中央の上方で明るさが増すので、カメラ中心撮像において、導光窓９２aの中心上方をＸ方向に通過する部品は、下方および下方斜めから全域にわたって略まんべんなく照明光を受けて、ノズル２０中心を基準として部品１２０の正確な画像が得られる。

また、部品実装装置１００は、図７に示すように、Ｙ方向において、部品撮像ユニット９の撮像中心とノズル２０の中心とを所定距離オフセットさせた状態で前後２列の部品１２０を共通の１回のスキャン動作中に撮像するオフセット撮像も可能である。また、参考例では、オフセット撮像の際に、Ｙ方向において、部品撮像ユニット９の撮像中心が前後のノズル２０の中間位置（各列からＤ／２離間した位置）を通過するようにして前後２列の部品１２０が撮像される。

なお、Ｙ方向において、部品撮像ユニット９の撮像中心と前列のノズル２０ａの中心とを所定距離オフセットさせた状態で前列の部品１２０をスキャン動作させながら（スキャン動作中に）撮像し、その後、部品撮像ユニット９の撮像中心と後列のノズル２０ｂの中心とを所定距離オフセットさせた状態で後列の部品１２０をスキャン動作させながら（スキャン動作中に）撮像することも可能ではあるが、効率的ではない。この参考例において、オフセット撮像とは、Ｙ方向において、部品撮像ユニット９の撮像中心を前列ノズル中心と後列ノズル中心の中間に位置させることで、前列のノズル２０ａの中心を部品撮像ユニット９の撮像中心から所定距離オフセットさせるとともに、後列のノズル２０ｂの中心を部品撮像ユニット９の撮像中心から所定距離オフセットさせて、共通の１回のスキャン動作中に撮像するものを言う。

ここで、参考例では、主制御部１１は、撮像対象の部品１２０に応じて、カメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える。詳細には、主制御部１１は、記憶部１２に格納された部品情報に含まれる実装部品の種類情報に基づいて、カメラ中心撮像およびオフセット撮像のいずれで撮像するかを判断する。この際、主制御部１１は、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量（カメラ中心撮像により得られる部品１２０位置（ＸＹ方向位置および回転方向位置）に対して、オフセット撮像により得られる部品１２０位置（ＸＹ方向位置および回転方向位置）のずれ量を言う。）が大きくなる傾向が強い部品種（たとえば、メルフチップやボール状の部品など、外形形状が曲線状の部品）については、カメラ中心撮像を選択するとともに、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量が比較的小さい部品種（たとえば、エッジが立った部品）については、オフセット撮像を選択する。具体的には、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量が大きくなる傾向が強い部品種を、作業者が予め部品情報に登録することによって、部品撮像時に、主制御部１１により、撮像対象の部品１２０に応じて、カメラ中心撮像とオフセット撮像とが自動的に切り替えられる。

なお、オフセット撮像においては、たとえば、導光窓９１aの中心よりＹ２方向にオフセットした位置の上方をＸ方向に通過する前列の部品１２０は、オフセットした方向であるＹ２方向からは強い照明光で照らされ、反対側となるＹ１方向からは弱い照明光で照らされることになる。これによっても、部品認識ずれが生じ易くなっている。これは後列の部品１２０についても同様、オフセットした方向であるＹ１方向からは強い照明光で照らされ、反対側となるＹ２方向からは弱い照明光で照らされることになり、部品認識ずれが生じ易くなっている。

部品撮像ユニット９による部品１２０の撮像が終了すると、部品撮像ユニット９により撮像された各部品の撮像結果に基づいて部品１２０の吸着状態（実装ヘッド５１に対する部品１２０のＸ方向、Ｙ方向およびＲ方向の位置ずれや傾きの状態）や部品１２０の欠陥等が認識される。そして、撮像された部品１２０の中に不良部品や補正不可能な吸着状態のものがある場合には、当該部品が廃棄対象として登録された上で、廃棄対象以外の部品１２０が順次基板１１０上に実装される。この際、部品１２０の認識結果に基づいて、部品１２０が適切な位置に実装されるようにヘッドユニット５の位置および実装ヘッド５１の回動角度等が補正される制御が実施される。このようにして実装動作の１回のサイクルが終了し、必要に応じてこの動作が繰り返される。

参考例では、上記のように、カメラ中心撮像とオフセット撮像とを、撮像対象の部品１２０に応じて切り替える制御を行う主制御部１１を設けることによって、撮像対象の部品１２０に応じて、カメラ中心撮像とオフセット撮像とを使い分けることができる。すなわち、ヘッドユニット５を部品供給部３または４の上方に位置させて前後列６つのノズル２０にそれぞれ部品１２０を吸着させ、途中で部品撮像を経てヘッドユニット５を基板１１０の上方に移動する。そして、部品撮像によって得られる部品認識結果であるヘッドユニット５の各ノズル２０に対する部品１２０の吸着位置ずれ量（ノズル２０中心に対する部品１２０中心のＸＹ方向位置ずれ量、および回転方向位置ずれ量）に基づき、ヘッドユニット５の位置や実装ヘッド５１の回転方向位置を補正しつつ順次実装する。その後、部品供給部３または４の上方に戻る実装ターン（あるいは実装サイクルと言う）を、基板１１０に全ての部品１２０を実装するまで繰り返す。この実装ターン毎に、オフセット撮像では認識精度が大きく低下する部品１２０が含まれている場合にはカメラ中心撮像を行うとともに、前後列６つのノズル２０にそれぞれ吸着される部品１２０の全てがオフセット撮像でも認識精度があまり低下しない部品１２０である場合には、その実装ターンにおいては、オフセット撮像を行う。

これにより、オフセット撮像でも認識精度があまり低下しない部品１２０だけを実装する実装ターンについては、オフセット撮像により短時間で部品１２０の撮像を行うことができるとともに、オフセット撮像では認識精度が大きく低下する部品１２０を含んで実装する実装ターンについては、カメラ中心撮像により部品１２０を撮像することができる。したがって、この部品実装装置１００では、部品１２０の撮像時間（撮像動作のタクトタイム）の短縮を図りながら、部品１２０の認識精度が低下するのを抑制することができる。

（第１実施形態）
次に、図６〜図８を参照して、本発明の第１実施形態による部品実装装置１００について説明する。この第１実施形態では、上記参考例と異なり、部品１２０の撮像時に、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量に基づいて、カメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える制御を行う構成について説明する。

第１実施形態では、主制御部１１は、撮像対象の部品１２０について、カメラ中心撮像の撮像結果およびオフセット撮像の撮像結果に基づいて、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量を算出するように構成されている。また、主制御部１１は、算出した部品認識ずれ量に基づいて、撮像対象の部品１２０に応じてカメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える制御を行う。

次に、図６〜図８を参照して、本発明の第１実施形態による部品実装装置１００の主制御部１１により実行される部品認識時の処理について説明する。

まず、ステップＳ１において、主制御部１１は、記憶部１２からその実装ターンにおける部品情報を取得し、ステップＳ２において、部品情報に基づいて、オフセット撮像判定が未定か否かを判断する。オフセット撮像判定とは、オフセット撮像可能な部品１２０であるか否かについての判定であり、撮像対象の部品１２０が初めて使用される部品１２０の場合には、オフセット撮像判定は未定の状態である。

オフセット撮像判定が未定の部品（初めて使用される部品１２０）がその実装ターンの複数の部品の中に含まれる場合には、主制御部１１は、ステップＳ３において、図６に示すように、カメラ中心撮像により２回スキャン動作を行って、前列のノズル２０ａに対応する部品１２０および後列のノズル２０ｂに対応する部品１２０をそれぞれ撮像する制御を行う。なお、前列の部品１２０と後列の部品１２０とが共通の場合には、１回のスキャン動作で前列または後列のいずれか一方の部品１２０だけをカメラ中心撮像する。次に、主制御部１１は、ステップＳ４において、図７に示すように、オフセット撮像により、部品撮像ユニット９の撮像中心が前後のノズル２０の中間位置（各列からＤ／２離間した位置）を通過するようにして前後２列の部品１２０を１回のスキャン動作で撮像する制御を行う。

そして、主制御部１１は、ステップＳ５において、部品１２０ごとに、カメラ中心撮像とオフセット撮像との差分からオフセット撮像の可否を判定する。具体的には、主制御部１１は、部品１２０ごとに、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量（差分）を算出し、部品認識ずれ量と対象部品の許容部品認識ずれ量とを比較してオフセット撮像の可否を判断する。カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量が許容部品認識ずれ量以下の場合には、オフセット撮像が可能である（許可）と判定され、部品認識ずれ量が許容部品認識ずれ量よりも大きい場合には、オフセット撮像は不可であると判定される。

なお、許容部品認識ずれ量は、部品１２０の種類やサイズおよび実装位置などに基づいて、作業者により部品１２０ごとに予め設定されている許容実装位置ずれ量（実装位置ずれが許容される量）により、以下の通り求めることができる。

ノズル２０に対して部品１２０が吸着された時に吸着位置ずれが発生する場合、この吸着位置ずれ量をＥ（ＸＹ方向のベクトル値‖ｅ‖と、回転方向の値α（反時計方向を正とする）からなる量）、この部品１２０の認識におけるカメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量（撮像方法の違いによる検出吸着位置ずれ量の差）をＧ（同様ＸＹ方向のベクトル値‖ｇ‖と、回転方向の値γ（反時計方向を正とする）からなる量）とする時、カメラ中心撮像により検出される検出吸着位置ずれ量はほぼ実際の吸着位置ずれ量Ｅと等しくなる。このため、オフセット撮像により検出される検出吸着位置ずれ量Ｆ（同様ＸＹ方向のベクトル値‖ｆ‖と、回転方向の値β（反時計方向を正とする）からなる量）は、実際の吸着位置ずれ量Ｅに部品認識ずれ量Ｇを加えたものとなる。実装時の実装ヘッド５１の位置補正は、オフセット撮像による検出吸着位置ずれ量Ｆを解消するように実施される。この位置補正量は−Ｆであり、−Ｅ−Ｇと等しくなる。位置補正は、実際の吸着位置ずれ量Ｅに対してこれを解消するように、−Ｅだけ実施すれば目標実装位置に正しく部品１２０を実装できるが、その位置に対して−Ｇだけ、実装位置ずれが発生してしまう。部品１２０が実装される実装位置毎に、許容実装位置ずれ量Ｈが決められており、｜−Ｇ｜＝＜Ｈであれば、実装上問題がないことになる。すなわち、許容部品認識ずれ量は、許容実装位置ずれ量Ｈと等しいとすることができる。

たとえば、オフセット撮像による検出吸着位置ずれ量Ｆが、Ｙ１方向に０．０２ｍｍ、Ｘ１方向に０、０１ｍｍ、時計回り方向に１０分である場合、実装ヘッド５１の位置は、実装データにおける目標位置に対してＹ２方向に０．０２ｍｍ、Ｘ２方向に０、０１ｍｍ、反時計回り方向に１０分だけ位置補正が行われる。この場合、部品認識ずれ量Ｇが、Ｙ１方向に０．０１ｍｍ、Ｘ１方向に０、０１ｍｍ、時計回り方向に５分である場合、実際の吸着位置ずれ量Ａは、Ｙ１方向に０．０１ｍｍ、Ｘ方向に０、時計回り方向に５分となるので、位置補正後の部品１２０は目標実装位置より、Ｙ２方向に０．０１ｍｍ、Ｘ２方向に０、０１ｍｍ、反時計回り方向に５分だけ実装位置ずれが発生する。しかし、許容実装位置ずれ量Ｈが半径方向に０．０１４１ｍｍ、回転方向に＋−５分であれば、実装不良とはならない。

主制御部１１は、ステップＳ６において、オフセット撮像についての判定結果（該当部品について、カメラ中心撮像をしなければならないか、オフセット撮像でもＯＫかの判定結果）を記憶部１２に記憶させるとともに、ステップＳ１０において、ステップＳ３およびＳ４での撮像結果に基づく部品１２０の吸着状態に関する認識結果（カメラ中心撮像により検出される検出吸着位置ずれ量（ほぼＥ）と、オフセット撮像により検出される検出吸着位置ずれ量Ｆ）を記憶部１２に記憶させる。

一方、オフセット撮像判定が未定ではない場合（以前に使用された部品１２０の場合）には、主制御部１１は、ステップＳ７において、撮像対象の６個の部品１２０のうち、カメラ中心撮像で撮像すべき部品１２０が存在するか否かを判断する。この際、ステップＳ６で記憶されたオフセット撮像の判定結果に基づいて、オフセット撮像が不可であると判定された部品１２０が存在する場合に、カメラ中心撮像で撮像すべき部品１２０が存在すると判断される。

そして、カメラ中心撮像で撮像すべき部品１２０が存在する場合には、主制御部１１は、ステップＳ８において、図６に示すように、カメラ中心撮像により、前後２列の部品１２０をそれぞれ別個のスキャン動作（合計２回のスキャン動作）で撮像する制御を行う。また、カメラ中心撮像で撮像すべき部品１２０が存在しない場合（オフセット撮像が可能な部品１２０のみの場合）には、主制御部１１は、ステップＳ９において、図７に示すように、部品撮像ユニット９の撮像中心を前後のノズル２０の中間位置（各列からＤ／２離間した位置）に配置した状態で、オフセット撮像により、１回のスキャン動作で前後２列の部品１２０を撮像する制御を行う。その後、ステップＳ１０において、ステップＳ８またはＳ９での撮像結果に基づく部品１２０の吸着状態に関する認識結果（カメラ中心撮像により検出される検出吸着位置ずれ量（ほぼＥ）と、オフセット撮像により検出される検出吸着位置ずれ量Ｆ）を記憶部１２に記憶させる。

各実装ターンにおいて、部品認識後においては、記憶部１２に記憶させた認識結果（検出吸着位置ずれ量）に基づき、実装時に実装位置（Ｘ方向Ｙ方向位置、あるいは／および回転方向位置）が補正されるか、または、部品１２０の吸着状態が不良、すなわち、ノズル２０に部品１２０が吸着されていないか、ノズル２０に対し部品１２０が傾いて吸着されている場合には、その部品１２０は実装されず、再利用ボックスか廃棄用ボックスに投下される。

なお、第１実施形態のその他の構成は、上記参考例と同様である。

第１実施形態では、上記のように、撮像対象の部品１２０について、カメラ中心撮像の撮像結果およびオフセット撮像の撮像結果に基づいて、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量を算出するとともに、算出された部品認識ずれ量に基づいて、撮像対象の部品１２０に応じてカメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える制御を行うように主制御部１１を構成する。これにより、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量に基づいて、カメラ中心撮像およびオフセット撮像のいずれで撮像するかを容易に決定することができる。また、第１実施形態の構成でも、上記参考例と同様に、撮像対象の部品１２０に応じて、カメラ中心撮像とオフセット撮像とを使い分けることができるので、部品１２０の撮像時間の短縮を図りながら、部品１２０の認識精度が低下するのを抑制することができる。

なお、第１実施形態のその他の効果は、上記参考例と同様である。

（第２実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第２実施形態による部品実装装置１００について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、オフセット撮像の撮像結果を補正する構成について説明する。

第２実施形態では、主制御部１１は、上記第１実施形態の部品認識時の処理でのステップＳ５（図８参照）において、部品１２０ごとに、カメラ中心撮像とオフセット撮像との差分からオフセット撮像の可否を判定することに加えて、オフセット撮像の補正係数を算出する。具体的には、撮像対象の部品１２０ごとに、ステップＳ４でのカメラ中心撮像と、ステップＳ４でのオフセット量を変化させた複数回のオフセット撮像とを行い、オフセット量ごとにオフセット撮像により検出される検出吸着位置ずれ量からカメラ中心撮像により検出される検出吸着位置ずれ量を差し引いた値である、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量を求めることで、図９に示すオフセット量と部品認識ずれ量との関係を示す関係グラフを求めることができる。この関係グラフは一次近似式（１）となる。たとえば、前列の部品１２０について、図９に示すように、ステップＳ３でのカメラ中心撮像の撮像結果（オフセット量が０（ｍｍ）の状態における撮像結果）と、ステップＳ４でのオフセット撮像の撮像結果（オフセット量がＤ／２（ｍｍ）の状態における撮像結果）とに基づいて、これら２点を通る直線を規定する一次近似式が算出される。

Ｙ＝Ａ×Ｘ・・・・・（１）
ここで、Ｙは、部品認識ずれ量（ｍｍ）、Ｘは、オフセット量（ｍｍ）、Ａは、一次近似式の傾きをそれぞれ表す。

上記式（１）のＡ（傾き）は、部品１２０ごとに異なる値であり、主制御部１１は、上記式（１）のＡ（傾き）をその部品１２０の補正係数として取得する。そして、ステップＳ４のオフセット撮像におけるオフセット量と異なる所望のオフセット量でオフセット撮像した場合の部品認識ずれ量を、実際にオフセット撮像することなく、一次近似式から算出することができる。この算出された部品認識ずれ量を対象部品の許容部品認識ずれ量と比較して、その所望のオフセット量によるオフセット撮像の可否を判断する。カメラ中心撮像に対するその異なるオフセット量によるオフセット撮像の部品認識ずれ量が許容部品認識ずれ量以下の場合には、その所望のオフセット量によるオフセット撮像が可能である（許可）と判定され、部品認識ずれ量が許容部品認識ずれ量よりも大きい場合には、オフセット撮像は不可であると判定される。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、上記のように、撮像対象の部品１２０について、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量に基づいて、オフセット撮像時の部品認識ずれ補正値を算出するとともに、算出した部品認識ずれ補正値に基づいて、オフセット撮像の撮像結果を補正する制御を行うように主制御部１１を構成する。これにより、オフセット撮像を行った場合でも、撮像結果を補正して認識精度が低下するのを抑制することができる。

また、第２実施形態の構成でも、上記第１実施形態と同様に、撮像対象の部品１２０に応じて、カメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替えることによって、部品１２０の撮像時間の短縮を図りながら、部品１２０の認識精度が低下するのを抑制することができる。

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の第３実施形態による部品実装装置１００について説明する。この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、部品１２０ごとに算出される許容オフセット量に基づいて、撮像対象の部品１２０に応じてカメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える構成について説明する。

第３実施形態では、主制御部１１は、撮像対象の部品１２０について、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量に基づいて、部品撮像ユニット９の撮像中心と対応するノズル２０の中心とのＹ方向における許容オフセット量を算出するように構成されている。また、主制御部１１は、算出した許容オフセット量に基づいて、撮像対象の部品１２０に応じてカメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える制御を行う。

次に、図１０および図１１を参照して、本発明の第３実施形態による部品実装装置１００の主制御部１１により実行される部品認識時の処理について説明する。なお、図８に示した上記第１実施形態の部品認識時の処理と同様の動作については、同じ符号を付してその説明を省略する。

主制御部１１は、ステップＳ１で部品情報を取得した後、ステップＳ１１において、部品情報に基づいて、許容オフセット量が算出されているか否かを判断する。許容オフセット量は、後述するように、撮像対象の部品１２０ごとに算出され、オフセット撮像する際に、その部品１２０に対応するノズル２０の中心と撮像中心とのＹ方向における離間距離の許容値である。なお、許容オフセット量の情報は、部品情報に含まれている。

許容オフセット量が算出されていない場合（初めて使用される部品１２０の場合）には、主制御部１１は、ステップＳ３およびＳ４において、それぞれ、カメラ中心撮像およびオフセット撮像を行った後、ステップＳ１２において、部品１２０ごとに、カメラ中心撮像とオフセット撮像との差分（オフセット撮像により検出される検出吸着位置ずれ量からカメラ中心撮像により検出される検出吸着位置ずれ量を差し引いて求められる、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量）から許容オフセット量を算出する。上記したように、許容部品認識ずれ量は、部品１２０の種類やサイズおよび実装位置などに基づいて、作業者により部品１２０ごとに予め設定されている許容実装位置ずれ量と等しいとすることができる。この許容実装位置ずれ量に基づき、この初めて使用される部品１２０の許容部品認識ずれ量が決められ、一次近似式（１）から許容部品認識ずれ量に対応する許容オフセット量を算出する。たとえば、図９に示すように、原点を通る直線を規定する一次近似式（１）において、許容部品認識ずれ量（たとえば、０．０２５（ｍｍ））に対応する許容オフセット量（たとえば、１０（ｍｍ））が算出される。そして、主制御部１１は、ステップＳ１３において、算出した許容オフセット量の情報を記憶部１２に記憶させる。

一方、許容オフセット量が既に算出されている場合（以前に使用された部品１２０の場合）には、主制御部１１は、ステップＳ１４において、部品１２０ごとに算出された許容オフセット量に基づいて、オフセット撮像が可能か否かを判断する。具体的には、主制御部１１は、前列のノズル２０ａに対応する３個の部品１２０の最小の許容オフセット量Ａと、後列のノズル２０ｂに対応する３個の部品１２０の最小の許容オフセット量Ｂとの和が前後の列の離間距離Ｄ（図７参照）よりも小さいか否かを判断する。許容オフセット量Ａと許容オフセット量Ｂとの和が離間距離Ｄよりも小さい場合（Ａ＋Ｂ＜Ｄ）には、主制御部１１は、オフセット撮像は不可であると判断して、ステップＳ８において、図６に示すように、カメラ中心撮像により、前後２列の部品１２０をそれぞれ別個のスキャン動作（合計２回のスキャン動作）で撮像する制御を行う。なお、前列の３個のノズル２０ａは、本発明の「第１列ノズル群」の一例であり、後列の３個のノズル２０ｂは、本発明の「第２列ノズル群」の一例である。また、許容オフセット量Ａは、本発明の「第１許容オフセット量」の一例であり、許容オフセット量Ｂは、本発明の「第２許容オフセット量」の一例である。

許容オフセット量Ａと許容オフセット量Ｂとの和が離間距離Ｄ以上の場合（Ａ＋Ｂ≧Ｄ）には、主制御部１１は、オフセット撮像が可能であると判断して、ステップＳ１５において、対応するオフセット位置でオフセット撮像する制御を行う。この際、主制御部１１は、許容オフセット量Ａおよび許容オフセット量Ｂのうちのオフセット量が小さい方の列のノズル２０に対して、Ｙ方向において部品撮像ユニット９の撮像中心を相対的に近づけた状態でオフセット撮像を行う。すなわち、上記第１〜第２実施形態とは異なり、オフセット撮像時に、前後の部品１２０の許容オフセット量に応じて、部品撮像ユニット９の撮像中心を前後のノズル２０の中間位置（各列からＤ／２離間した位置）から許容オフセット量が小さい方の列側に近づける。

ここで、具体的な一例として、図１１に示すように、前後の列の離間距離Ｄが３０ｍｍ、前列の最小の許容オフセット量Ａが２０ｍｍ、後列の最小の許容オフセット量Ｂが１２ｍｍの場合について説明する。なお、図１１では、各部品１２０の許容オフセット量をその部品１２０に対応させて図示している。部品撮像ユニット９の撮像中心のオフセット位置について、前後のノズル２０の中間位置（各列から１５ｍｍ離間した位置）を基準位置として、後列側（Ｙ１方向側）を正、前列側（Ｙ２方向側）を負とした場合、前列の部品１２０については、オフセット位置が、−３５ｍｍ（−１５ｍｍ−２０ｍｍ）以上５ｍｍ（−１５ｍｍ＋２０ｍｍ）以下の範囲でオフセット撮像が可能である。また、後列の部品１２０については、オフセット位置が、３ｍｍ（１５ｍｍ−１２ｍｍ）以上２７ｍｍ（１５ｍｍ＋１２ｍｍ）以下の範囲でオフセット撮像が可能である。この場合、前後の列の部品１２０についてオフセット撮像が可能な重複範囲は、３ｍｍ以上５ｍｍ以下となり、主制御部１１は、この重複範囲の中間位置である４ｍｍを、オフセット撮像する際のオフセット位置として決定する。すなわち、図１１に示す例では、主制御部１１は、部品撮像ユニット９の撮像中心を、基準位置（各列から１５ｍｍ離間した位置）から後列側に４ｍｍ近づけた（ずらした）状態でオフセット撮像を行う。

なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第３実施形態では、上記のように、撮像対象の部品１２０について、カメラ中心撮像に対するオフセット撮像の部品認識ずれ量に基づいて、部品撮像ユニット９の撮像中心とノズル２０の中心とのＹ方向における許容オフセット量を算出するとともに、算出した許容オフセット量に基づいて、撮像対象の部品１２０に応じてカメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える制御を行うように主制御部１１を構成する。これにより、許容オフセット量に基づいて、オフセット撮像が可能なオフセット位置を容易に判断することができるので、カメラ中心撮像およびオフセット撮像のいずれで撮像するかをより容易に決定することができる。

また、第３実施形態では、上記のように、前列の３個のノズル２０ａに対応する部品１２０の最小の許容オフセット量Ａと、後列の３個のノズル２０ｂに対応する部品１２０の最小の許容オフセット量Ｂとの和が前後の列の離間距離Ｄよりも小さい場合には、前後の列の部品１２０について、それぞれカメラ中心撮像により撮像する制御を行うように主制御部１１を構成する。これにより、前後の列の部品１２０が、許容オフセット量を超えるオフセット位置で撮像されてしまうのを抑制することができるので、部品１２０の認識精度が大きく低下するのを抑制することができる。

また、第３実施形態では、上記のように、許容オフセット量Ａと許容オフセット量Ｂとの和が離間距離Ｄ以上の場合には、許容オフセット量Ａおよび許容オフセット量Ｂのうちのオフセット量が小さい方の列の部品１２０に対して、部品撮像ユニット９の撮像中心をＹ方向に相対的に近づけた状態でオフセット撮像する制御を行うように主制御部１１を構成する。これにより、前列と後列との中間位置に撮像中心を配置させた状態ではオフセット撮像ができない許容オフセット量の部品１２０であっても、許容オフセット量が小さい側に撮像中心を近づけて許容オフセット量Ａおよび許容オフセット量Ｂの両方を満たすオフセット位置でオフセット撮像を行うことができる。

また、第３実施形態の構成でも、上記第１実施形態と同様に、撮像対象の部品１２０に応じて、カメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替えることによって、部品１２０の撮像時間の短縮を図りながら、部品１２０の認識精度が低下するのを抑制することができる。

第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第４実施形態）
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の第４実施形態による部品実装装置１００について説明する。この第４実施形態では、上記第３実施形態と異なり、ノズル２０が３列で配列された構成について説明する。

第４実施形態では、図１２に示すように、ヘッドユニット５（図１および図２参照）に９個のノズル２０が取り付けられ、９個のノズル２０は、前列、中列および後列の３列に３個ずつ配列されている。すなわち、９個のノズル２０は、３個ずつＹ方向にずれた状態で配置されている。また、前列の３個のノズル２０ａ、中列の３個のノズル２０ｃ、および、後列の３個のノズル２０ｂは、互いにＹ方向に所定の離間距離（たとえば、１５ｍｍ）を隔てて配置されている。また、前列、中列および後列のノズル２０は、千鳥状に配列されている。

また、第４実施形態では、主制御部１１は、上記第３実施形態と同様に、算出した許容オフセット量に基づいて、撮像対象の部品１２０に応じてカメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える制御を行うように構成されている。具体的には、主制御部１１は、許容オフセット量に基づいて、９個の部品１２０全てを撮像するために必要な最小のスキャン動作回数を決定し、最小のスキャン動作回数になるようにカメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える。

次に、図１２および図１３を参照して、本発明の第４実施形態による部品実装装置１００の主制御部１１により実行される部品認識時の処理について説明する。なお、図１０に示した上記第３実施形態の部品認識時の処理と同様の動作については、同じ符号を付してその説明を省略する。

主制御部１１は、許容オフセット量が算出されていない場合（初めて使用される部品１２０の場合）には、ステップＳ２１において、カメラ中心撮像およびオフセット撮像を行う。具体的には、主制御部１１は、３列それぞれをカメラ中心撮像するとともに、自列以外の他の２列のカメラ中心撮像時の撮像結果をオフセット撮像の撮像結果として取得する。たとえば、前列のノズル２０ａに対応する部品１２０について、中列のカメラ中心撮像時の撮像結果をオフセット撮像の撮像結果として取得する。なお、後列のカメラ中心撮像時、前列のノズル２０ａは、一部がカメラ撮像領域からはみ出てしまう場合があり、後列のカメラ中心撮像時の撮像結果を、前列のノズル２０ａに対応する部品１２０についてのオフセット撮像の撮像結果とはしない。同様に、後列のノズル２０ｂに対応する部品１２０について、中列のカメラ中心撮像時の撮像結果をオフセット撮像の撮像結果として取得し、中列のノズル２０ｃに対応する部品１２０については、前列のカメラ中心撮像時の撮像結果と、後列のカメラ中心撮像時の撮像結果とを、それぞれオフセット撮像の撮像結果として取得する。その後、主制御部１１は、ステップＳ１２およびＳ１３において、部品１２０ごとに、許容オフセット量を算出して、算出した許容オフセット量の情報を記憶部１２に記憶させる。

一方、許容オフセット量が既に算出されている場合（以前に使用された部品１２０の場合）には、主制御部１１は、ステップＳ２２において、９個の部品１２０全てを１回のスキャン動作で撮像可能か否かを判断する。具体的には、主制御部１１は、前列のノズル２０ａに対応する３個の部品１２０の最小の許容オフセット量Ａと、後列のノズル２０ｂに対応する３個の部品１２０の最小の許容オフセット量Ｂと、中列のノズル２０ｃに対応する３個の部品１２０の最小の許容オフセット量Ｃとに基づいて、１回のスキャン動作で撮像可能か否かを判断する。主制御部１１は、各列について、オフセット撮像が可能なオフセット位置の範囲を算出し、それぞれの範囲が互いに重複する場合（３つの列の重複範囲が存在する場合）には、１回のスキャン動作で撮像可能であると判断する。

ここで、具体的な一例として、図１２に示すように、隣接する列間の離間距離が１５ｍｍ、前列の最小の許容オフセット量Ａが２０ｍｍ、後列の最小の許容オフセット量Ｂが５ｍｍ、中列の最小の許容オフセット量Ｃが１０ｍｍの場合について説明する。なお、図１２では、各部品１２０の許容オフセット量をその部品１２０に対応させて図示している。

部品撮像ユニット９の撮像中心のオフセット位置について、中列のノズル２０ｃの中心を基準位置として、後列側（Ｙ１方向側）を正、前列側（Ｙ２方向側）を負とした場合、前列の部品１２０については、オフセット位置が、−３５ｍｍ（−１５ｍｍ−２０ｍｍ）以上５ｍｍ（−１５ｍｍ＋２０ｍｍ）以下の範囲でオフセット撮像が可能である。また、後列の部品１２０については、オフセット位置が、１０ｍｍ（１５ｍｍ−５ｍｍ）以上２０ｍｍ（１５ｍｍ＋５ｍｍ）以下の範囲でオフセット撮像が可能であり、中列の部品１２０については、オフセット位置が、−１０ｍｍ（０ｍｍ−１０ｍｍ）以上１０ｍｍ（０ｍｍ＋１０ｍｍ）以下の範囲でオフセット撮像が可能である。そして、主制御部１１は、前列、後列および中列の３つの範囲が重複する範囲が存在しないため、１回のスキャン動作では撮像できない（不可）と判断する。

また、図１２の例では、前列の許容オフセット量Ａ（２０ｍｍ）と、後列の許容オフセット量Ｂ（５ｍｍ）との和が、両列の離間距離（３０ｍｍ）よりも小さい。この場合、後述するように、前列および後列のうちの少なくとも一方の部品１２０については、カメラ中心撮像により撮像される。なお、前列の３個のノズル２０ａは、本発明の「第１列ノズル群」の一例であり、後列の３個のノズル２０ｂは、本発明の「第２列ノズル群」の一例である。また、許容オフセット量Ａは、本発明の「第１許容オフセット量」の一例であり、許容オフセット量Ｂは、本発明の「第２許容オフセット量」の一例である。

一方、前列、後列および中列の３つの範囲が重複する場合には、主制御部１１は、１回のスキャン動作で撮像可能であると判断して、ステップＳ２３において、対応するオフセット位置において、１回のスキャン動作でオフセット撮像を行う。この際、主制御部１１は、上記第３実施形態のステップＳ１５の動作と同様に、３つの範囲が重複する重複範囲の中間位置をオフセット撮像する際のオフセット位置として決定する。

また、１回のスキャン動作では撮像できない場合には、主制御部１１は、ステップＳ２４において、２回のスキャン動作で撮像可能か否かを判断する。具体的には、主制御部１１は、許容オフセット量Ａ、許容オフセット量Ｂおよび許容オフセット量Ｃのうち、最も小さいものに対応する列以外の２列について、上記範囲が重複している場合には、２回のスキャン動作で撮像可能であると判断する。図１２に示した例では、後列の許容オフセット量Ｂが５ｍｍであり、最も小さいため、後列以外の前列および中列の範囲が重複しているか否かを判断する。この場合、前列および中列の範囲が−１０ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で重複しているため、主制御部１１は、２回のスキャン動作で撮像可能であると判断する。

２回のスキャン動作で撮像可能な場合には、主制御部１１は、ステップＳ２５において、許容オフセット量が最も小さいものに対応する列の部品１２０について、部品撮像ユニット９の撮像中心と対応するノズル２０の中心とを略一致させた状態でカメラ中心撮像を行う。図１２の例では、後列の部品１２０について、部品撮像ユニット９の撮像中心と後列のノズル２０ｂの中心とを略一致させてカメラ中心撮像を行う。

次に、主制御部１１は、ステップＳ２６において、残り２列の部品１２０について、対応するオフセット位置でオフセット撮像する制御を行う。図１２の例では、主制御部１１は、前列および中列の重複範囲（−１０ｍｍ以上５ｍｍ以下）の中間位置である−２．５ｍｍを、オフセット撮像する際のオフセット位置として決定する。そして、主制御部１１は、部品撮像ユニット９の撮像中心を、基準位置（中列のノズル２０ｃの中心）から前列側に２．５ｍｍオフセットした（ずらした）状態でオフセット撮像を行う。すなわち、１回のスキャン動作でオフセット撮像される前列および中列のうち、最小の許容オフセット量が小さい中列に対して、撮像中心が相対的に近づけられた状態でオフセット撮像が行われる。

また、２回のスキャン動作でも撮像できない（不可）と判断した場合には、主制御部１１は、ステップＳ２７において、カメラ中心撮像により、前列、後列および中列の３列の部品１２０をそれぞれ別個のスキャン動作（合計３回のスキャン動作）で撮像する制御を行う。

なお、第４実施形態のその他の構成は、上記第３実施形態と同様である。

また、第４実施形態の構成でも、上記第３実施形態と同様に、撮像対象の部品１２０に応じて、カメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替えることによって、部品１２０の撮像時間の短縮を図りながら、部品１２０の認識精度が低下するのを抑制することができる。

第４実施形態のその他の効果は、上記第３実施形態と同様である。

（第５実施形態）
次に、図１４および図１５を参照して、本発明の第５実施形態による部品実装装置１００について説明する。この第５実施形態では、上記第４実施形態と異なり、複数のノズル２０が円形状に配列されるロータリヘッド５２ａ〜５２ｃを備える構成について説明する。

第５実施形態では、図１４に示すように、３つのロータリヘッド５２ａ、５２ｂおよび５２ｃに、それぞれ、円形状に等間隔で８個のノズル２０が取り付けられており、８個のノズル２０は、Ｙ方向にずれた状態で配置されている。また、３つのロータリヘッド５２ａ〜５２ｃは、互いに独立して、鉛直軸線を回動中心としてＲ方向に回動可能に構成されている。

また、第５実施形態では、主制御部１１は、上記第４実施形態と同様に、算出した許容オフセット量に基づいて、撮像対象の部品１２０に応じてカメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える制御を行うように構成されている。具体的には、主制御部１１は、許容オフセット量に基づいて、３つのロータリヘッド５２ａ〜５２ｃの合計２４個の部品１２０全てを撮像するために必要な最小のスキャン動作回数を決定し、最小のスキャン動作回数になるようにカメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替える。この際、主制御部１１は、最小のスキャン動作回数となるように、スキャン動作ごとに、３つのロータリヘッド５２ａ〜５２ｃそれぞれのＲ方向の回動角度を決定する。

次に、図１４および図１５を参照して、本発明の第５実施形態による部品実装装置１００の主制御部１１により実行される部品認識時の処理について説明する。なお、図１３に示した上記第４実施形態の部品認識時の処理と同様の動作については、同じ符号を付してその説明を省略する。

主制御部１１は、許容オフセット量が算出されていない場合（初めて使用される部品１２０の場合）には、ステップＳ３１において、カメラ中心撮像およびオフセット撮像を行う。具体的には、主制御部１１は、図１４に示すように、３つのロータリヘッド５２ａ〜５２ｃの６個のノズル２０に対応する６個の部品１２０をＸ方向に１列に配置させた状態で、１回のスキャン動作で上記６個の部品１２０についてカメラ中心撮像を行う。その後、各ロータリヘッドを４５度回動させて、上記同様に、３つのロータリヘッド５２ａ〜５２ｃの６個のノズル２０に対応する部品１２０についてカメラ中心撮像を行う。これを４回繰り返して、３つのロータリヘッド５２ａ〜５２ｃの２４個全ての部品１２０について、カメラ中心撮像の撮像結果を取得する。また、主制御部１１は、各部品１２０について、他の部品１２０のカメラ中心撮像時の撮像結果をオフセット撮像の撮像結果として取得する。その後、主制御部１１は、ステップＳ１２およびＳ１３において、部品１２０ごとに、許容オフセット量を算出して、算出した許容オフセット量の情報を記憶部１２に記憶させる。

一方、許容オフセット量が既に算出されている場合（以前に使用された部品１２０の場合）には、主制御部１１は、ステップＳ３２において、２４個全ての部品１２０を撮像するのに必要な最小のスキャン動作回数Ｎを算出する。また、主制御部１１は、最小のスキャン動作回数Ｎになるように、スキャン動作ごとに、部品撮像ユニット９の撮像中心のオフセット位置と、３つのロータリヘッド５２ａ〜５２ｃそれぞれのＲ方向の回動角度とを算出する。これらが算出されると、主制御部１１は、ステップＳ３３において、回数Ｘを１回目と設定し、ステップＳ３４において、算出された最小のスキャン動作回数Ｎを回数Ｘが超えた（Ｘ＞Ｎ）か否かを判断する。

回数Ｘが最小のスキャン動作回数Ｎ以下（Ｘ≦Ｎ）の場合には、主制御部１１は、ステップＳ３５において、部品撮像ユニット９の撮像中心を算出されたオフセット位置に配置させ、かつ、３つのロータリヘッド５２ａ〜５２ｃをそれぞれの算出された回動角度で回動させた状態で、撮像対象の部品１２０を撮像する制御を行う。そして、ステップＳ３６において、回数Ｘをインクリメントして、算出された最小のスキャン動作回数Ｎを回数Ｘが超えるまでステップＳ３４〜Ｓ３６の動作を繰り返す。すなわち、スキャン動作ごとに、オフセット位置と各ロータリヘッドの回動角度とを調整しながら、撮像対象の部品１２０を撮像する。この際、ステップＳ３２での算出結果によって、最小のスキャン動作回数になるように、撮像対象の部品１２０に応じてカメラ中心撮像とオフセット撮像とが切り替えられる。

なお、第５実施形態のその他の構成は、上記第４実施形態と同様である。

また、第５実施形態の構成でも、上記第４実施形態と同様に、撮像対象の部品１２０に応じて、カメラ中心撮像とオフセット撮像とを切り替えることによって、部品１２０の撮像時間の短縮を図りながら、部品１２０の認識精度が低下するのを抑制することができる。

第５実施形態のその他の効果は、上記第４実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、本発明のヘッド部に取り付けられるノズルの個数は、上記第１〜第５実施形態および上記参考例に示した個数に限られない。本発明では、互いに第１の方向（Ｙ方向）にずれた状態で取り付けられる複数のノズルであれば、上記実施形態に示した個数以外の個数のノズルをヘッド部に取り付ける構成であってもよい。

また、上記第１〜第５実施形態および上記参考例では、部品撮像ユニット（撮像部）により部品を撮像する際に、部品撮像ユニットに対してヘッドユニット（ヘッド部）をＸ方向に移動させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、撮像部により部品を撮像する際に、ヘッド部に対して撮像部をＸ方向に移動させる構成であってもよい。

また、上記第２および第３実施形態では、カメラ中心撮像の撮像結果（オフセット量が０（ｍｍ）の状態における撮像結果）と、オフセット撮像の撮像結果（オフセット量がＤ／２（ｍｍ）の状態における撮像結果）とに基づいて一次近似式を算出する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、オフセット量が０（ｍｍ）およびＤ／２（ｍｍ）以外の場合における撮像結果に基づいて、一次近似式を算出してもよいし、３つ以上の異なるオフセット量における撮像結果に基づいて一次近似式を算出してもよい。一次近似式算出用の撮像結果が多ければ、より精度よく一次近似式を算出することが可能である。また、一次近似式に限らず、多次元の近似式から補正値または許容オフセット量を算出してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、説明の便宜上、本発明の制御部の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

なお、上記第１〜第５実施形態および上記参考例では、部品撮像ユニット９は、リニアセンサおよびレンズ等を含むリニアカメラ９１を用いており、ヘッドユニット５の移動速度を落とすことなく複数の部品１２０の撮像が可能であるので、複数の部品１２０を認識するための時間を短縮することができる。

なお、部品撮像ユニット９は、ＣＣＤエリアセンサおよびレンズ等を含む電子シャッター機能を備えたエリアカメラを用いてもよい。シャッター速度の設定により、各ノズル２０に吸着された各部品１２０がＸ方向において部品撮像ユニット９の上方位置となる各撮像タイミングにおいても、ヘッドユニット５の移動速度を落とすことなく撮像が可能となるので、複数の部品１２０を認識するための時間を短縮することができる。

また、カメラ中心撮像において、部品１２０を吸着するノズル２０に対する部品１２０の認識位置（＝カメラ中心撮像により検出される検出吸着位置ずれ量Ｅ）は、ほぼ実際の吸着位置（＝実際の吸着位置ずれ量Ｅ）と等しくなるので、この部品１２０をオフセット撮像して得られるノズル２０に対する部品１２０の認識位置（＝オフセット撮像により検出される検出吸着位置ずれ量Ｆ）とは本来一致しなければならない。しかし、オフセット撮像では部品認識ずれが発生し易い。このため、上記第１〜第５実施形態において、ステップＳ４、Ｓ２１、あるいはＳ３１でオフセット撮像して得られるこの部品１２０の検出吸着位置ずれ量Ｆから、ステップＳ３、Ｓ２１、あるいはＳ３１でカメラ中心撮像により検出される同一部品１２０の検出吸着位置ずれ量Ｅを差し引いて、オフセット撮像に起因して発生する部品１２０に対応した部品認識ずれ量Ｇを算出する。そして、上記第１〜第５実施形態において、この部品認識ずれ量ＧをステップＳ１０で記憶部１２に記憶しておき、以後、同一種の部品１２０についてステップＳ９、Ｓ１５、Ｓ２３、あるいはＳ２６のオフセット撮像して得られる検出吸着位置ずれ量Ｆからこの部品認識ずれ量Ｇを差し引いて、ノズル２０に対する部品１２０の吸着位置（＝実際の吸着位置ずれ量Ｅ）を求めるようにしても良い。実装時には、この実際の吸着位置ずれ量Ｅに基づき、この吸着位置ずれ量Ｅ分だけ、実装データの目標実装位置（Ｘ方向位置、Ｙ方向位置あるいは/および回転方向位置）から逆方向に実装ヘッド５１を位置させる実装位置補正を行うことで、オフセット撮像による部品認識によっても、正しい実装位置への部品１２０の実装が可能となる。

５ ヘッドユニット（ヘッド部）
９ 部品撮像ユニット（撮像部）
１１ 主制御部（制御部）
２０ ノズル
１００ 部品実装装置
１１０ 基板
１２０ 部品

Claims (7)

1. 複数のノズルが平面視で互いに第１の方向にずれた状態で取り付けられ、前記複数のノズルを介して吸着した部品を基板に実装可能なヘッド部と、
   前記ヘッド部を平面視で前記第１の方向に略直交する第２の方向に相対移動させながら、前記ヘッド部により吸着された部品を撮像する撮像部と、
   前記第１の方向において前記撮像部の撮像中心と前記ノズルの中心とを略一致させた状態で前記ヘッド部を前記撮像部に対して前記第２の方向に相対移動させながら部品を撮像するカメラ中心撮像と、前記第１の方向において前記撮像部の撮像中心と前記ノズルの中心とを所定距離オフセットさせた状態で前記ヘッド部を前記撮像部に対して前記第２の方向に相対移動させながら前記第１の方向にずれた複数の部品を撮像するオフセット撮像とを、撮像対象の部品に応じて切り替える制御を行う制御部とを備え、
   前記制御部は、前記撮像対象の部品について、前記カメラ中心撮像の撮像結果および前記オフセット撮像の撮像結果に基づいて、前記カメラ中心撮像に対する前記オフセット撮像の部品認識ずれ量を算出するとともに、算出された前記部品認識ずれ量に基づいて、前記撮像対象の部品に応じて前記カメラ中心撮像と前記オフセット撮像とを切り替える制御を行うように構成されている、部品実装装置。
2. 前記制御部は、前記撮像対象の部品について、前記カメラ中心撮像に対する前記オフセット撮像の部品認識ずれ量に基づいて、前記撮像部の撮像中心と前記ノズルの中心との前記第１の方向における許容オフセット量を算出するとともに、算出した前記許容オフセット量に基づいて、前記撮像対象の部品に応じて前記カメラ中心撮像と前記オフセット撮像とを切り替える制御を行うように構成されている、請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記複数のノズルは、前記第２の方向に沿って配置される第１列ノズル群と、前記第１列ノズル群に対して前記第１の方向に所定の離間距離を隔てた状態で前記第２の方向に沿って配置される第２列ノズル群とを含み、
   前記制御部は、前記第１列ノズル群に対応する複数の部品の最小の第１許容オフセット量と、前記第２列ノズル群に対応する複数の部品の最小の第２許容オフセット量との和が前記所定の離間距離よりも小さい場合には、前記第１列ノズル群および前記第２列ノズル群の少なくとも一方に対応する部品について、前記カメラ中心撮像により撮像する制御を行うように構成されている、請求項２に記載の部品実装装置。
4. 前記制御部は、前記第１許容オフセット量と前記第２許容オフセット量との和が前記所定の離間距離以上の場合には、前記第１許容オフセット量および前記第２許容オフセット量のうちのオフセット量が小さい方のノズル群に対して、前記撮像部の撮像中心を前記第１の方向に相対的に近づけた状態で前記オフセット撮像する制御を行うように構成されている、請求項３に記載の部品実装装置。
5. 前記制御部は、前記撮像対象の部品について、オフセット量を変化させた複数回の前記オフセット撮像により得られるそれぞれの検出吸着位置ずれ量から、前記カメラ中心撮像により検出される検出吸着位置ずれ量を差し引くことで、前記オフセット量と前記カメラ中心撮像に対する前記オフセット撮像の部品認識ずれ量との関係を求め、この関係に基づき、所望の前記オフセット量に対する前記カメラ中心撮像に対する前記オフセット撮像の部品認識ずれ量を求めるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
6. 前記制御部は、前記撮像対象の部品について、
   前記オフセット撮像をした部品については、前記カメラ中心撮像に対する前記オフセット撮像の前記部品認識ずれ量に基づいて、前記オフセット撮像して得られる検出吸着位置ずれ量を補正して、
   前記カメラ中心撮像をした部品については、前記部品の撮像結果からそれぞれ前記ノズルに対する吸着位置ずれ量を算出するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
7. 前記制御部は、前記ノズルに対する部品の前記吸着位置ずれ量に基づき、前記部品を前記基板上に実装する際、前記ヘッド部の位置を補正する制御を行うように構成されている、請求項６に記載の部品実装装置。

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