JP5988839B2 - 部品実装機 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を基板に実装する部品実装機に関するものである。

部品実装機は、基板に複数の電子部品を実装して電子回路製品を生産する装置として用いられる。このような部品実装機は、部品供給位置において吸着ノズルにより電子部品を吸着し、この電子部品を基板上の所定の座標位置に実装する構成となっている。ここで、部品供給位置で供給される複数の電子部品は、吸着ノズルに対して吸着される部位や角度が個々に異なる。そこで、部品実装機は、部品供給位置から電子部品を移送する際に部品カメラにより電子部品を撮像し、取得した画像データに基づいて電子部品の吸着状態を認識するようにしている。これにより、部品実装機は、吸着状態に応じて吸着ノズルの位置および角度を補正することで、実装精度の向上を図っている。

ところで、部品実装機による実装効率を向上させるために、部品カメラの視野内で吸着ノズルを停止させずに電子部品を撮像することがある。このような場合には、部品カメラの露光時間の間にも吸着ノズルが移動するため、実際の電子部品の位置と、画像データにより認識した電子部品の位置に誤差が発生するおそれがある。そこで、例えば、特許文献１には、吸着ノズルを保持する実装ヘッドに、当該実装ヘッドの基準位置を示す基準マークを設け、電子部品と基準マークを同時に撮像する構成が開示されている。これにより、撮像時における吸着ノズルおよび電子部品の実際の位置をより正確に認識できるものとされている。

ここで、電子部品の寸法や吸着位置などによっては、撮像により取得された画像データにおいて電子部品と基準マークが接近することがある。そうすると、電子部品の吸着状態を認識する際に、基準マークを電子部品の一部と誤認して、吸着状態の認識処理に影響するおそれがある。そこで、本出願人は、例えば、特許文献２に示すように、基準マークの要否に応じて電子部品の吸着位置を変更したり、画像処理において基準マークの部位を不使用としたりすることで、上記の誤認を防止できる部品実装機を提供している。

特開２００５−１１９５０号公報 特願２０１１−１５６８４８号公報

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、従来と異なる構成により、基準マークによる影響を防止して電子部品の吸着状態の認識における精度を向上できる部品実装機を提供することを目的とする。

請求項１に係る部品実装機は、基板を位置決めして保持する基板保持装置と、前記基板に実装される電子部品を供給する部品供給装置と、供給された前記電子部品を吸着する吸着ノズルを回転可能に保持し、位置決めされた前記基板に対して前記吸着ノズルを相対移動させることにより前記電子部品を前記基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドおよび前記電子部品を撮像可能な部品カメラと、前記部品カメラの撮像により取得した画像データに基づいて前記実装ヘッドの動作を制御する制御装置と、を備える部品実装機において、前記実装ヘッドには、当該実装ヘッドの基準位置を示す基準マークが設けられ、前記制御装置は、前記基準マークを撮像した前記部品カメラより取得した画像データに基づいて、前記実装ヘッドの位置を認識するヘッド位置認識部と、前記吸着ノズルに吸着された状態の前記電子部品を撮像した前記部品カメラにより取得した画像データに基づいて、前記吸着ノズルによる前記電子部品の吸着状態を認識する部品認識部と、を有し、前記部品認識部は、前記電子部品を吸着した状態の前記吸着ノズルを回転させて、当該回転の前後における前記部品カメラの撮像により複数の画像データを取得し、前記複数の画像データにおいて前記基準マークが含まれない領域を有効領域とし、前記複数の画像データの各前記有効領域を合成して得られた合成データに基づいて、前記電子部品の前記吸着状態を認識する。

請求項２に係る部品実装機において、前記制御装置は、前記吸着ノズルの回転の前後における前記部品カメラの撮像により前記複数の画像データを取得する際に、前記基準マークが前記部品カメラの視野の外部となるように前記実装ヘッドを位置決めする。

請求項３に係る部品実装機において、前記制御装置は、前記複数の画像データの各前記有効領域を合成する際に、前記吸着ノズルの回転中心を基準として、それぞれの撮像の間における前記吸着ノズルの回転量に基づいて、前記合成データを生成する。

請求項４に係る部品実装機において、前記制御装置は、前記電子部品の少なくとも一部が前記部品カメラの視野を超える場合に、前記電子部品を吸着した状態の前記吸着ノズルを回転および前記視野の前後方向または左右方向に移動させて、当該回転および移動の前後における前記部品カメラの撮像により複数の画像データを取得する。

請求項１によると、部品認識部が電子部品の吸着状態の認識に用いられる合成データは、複数の画像データの各有効領域を合成して得られたものとしている。ここで、吸着ノズルが回転すると、当該回転に伴って吸着されている電子部品も回転することになる。これにより、実装ヘッドに設けられた基準マークと電子部品の位置関係が変更され、即ち基準マークに最も接近していた電子部品の部位が移動される。

よって、制御装置は、吸着ノズルの回転の前後において撮像して得られた複数の画像データの各有効領域において、互いに補完するように効率的に電子部品の一部を収めることができる。従って、制御装置は、基準マークが含まれない合成データを好適に生成することができる。また、部品認識部は、このように生成された合成データに基づいて電子部品の吸着状態を認識することにより、基準マークによる影響を確実に防止して、部品認識における精度を向上できる。

請求項２によると、合成データの生成に用いられる複数の画像データには、基準マークが含まれないことになる。そのため、画像データにおける有効領域を部品カメラの視野とすることができるので、有効領域を最も広域にすることができる。また、画像データに対して有効領域以外を削除するような画像処理が不要となるため、制御装置は、合成データの生成処理を効率的に行うことができる。

請求項３によると、複数の画像データにおける各有効領域は、その有効領域における吸着ノズルの回転中心を基準として合成される。これにより、吸着ノズルの回転による誤差を吸収して、合成データの生成処理の精度を向上できる。

請求項４によると、部品カメラの視野を超えるような電子部品について吸着状態を認識する場合に、部品カメラに対する電子部品の回転と移動を組み合わせることで、互いに補完するように有効領域に電子部品の一部を収めることができる。これにより、電子部品の移動回数を低減することができるので、電子部品の吸着状態の認識に要する時間を短縮することができる。

実施形態における部品実装機の一部を透視して示す斜視図である。 図１における実装ヘッドを示す図である。 図２のＡ方向の矢視図である。 部品実装機の制御装置を示すブロック図である。 第一撮像における電子部品と部品カメラの視野を示す図である。 第二撮像における電子部品と部品カメラの視野を示す図である。 第三撮像における電子部品と部品カメラの視野を示す図である。 第四撮像における電子部品と部品カメラの視野を示す図である。 複数の画像データの各有効領域による合成データをを示す図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の部品実装機を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。部品実装機は、例えば、集積回路の製造工程において、回路基板に複数の電子部品を実装する装置である。回路基板は、クリームハンダ印刷機により電子部品の装着位置にハンダを塗布され、複数の部品実装機を順に搬送されて電子部品を装着される。その後に、電子部品を装着された回路基板は、リフロー炉に搬送されてハンダ付けされることにより集積回路を構成する。

（部品実装機の全体構成）
部品実装機１は、基板搬送装置１０と、部品供給装置２０と、部品移載装置３０と、部品カメラ５１と、基板カメラ５２と、制御装置６０とを備えて構成される。各装置１０，２０，３０および各カメラ５１，５２は、部品実装機１の基台２に設けられ、制御装置６０により制御される。また、図１に示すように、部品実装機１の水平幅方向（図１の左上から右下に向かう方向）をＸ軸方向、部品実装機１の水平長手方向（図１の右上から左下に向かう方向）をＹ軸方向、鉛直高さ方向（図１の上下方向）をＺ軸方向とする。

基板搬送装置１０は、回路基板Ｂを部品実装機１のＸ軸方向に搬送する装置であり、回路基板Ｂを所定位置に位置決めして保持する基板保持装置を兼ねる。この基板搬送装置１０は、部品実装機１のＹ軸方向に並設された第一搬送機構１１と第二搬送機構１２とにより構成されたダブルコンベアタイプの装置である。第一搬送機構１１は、一対のガイドレール１１ａ，１１ｂと、図示しないコンベアベルトなどにより構成されている。

第一搬送機構１１の一対のガイドレール１１ａ，１１ｂは、基台２の上部にＸ軸方向に平行に配置され、コンベアベルトに載置されて搬送される回路基板Ｂを案内する。また、第一搬送機構１１には、所定位置まで搬送された回路基板Ｂを基台２側から押し上げてクランプすることで、回路基板Ｂを位置決めするクランプ装置が設けられている。第二搬送機構１２は、第一搬送機構１１と同様に構成されているため、詳細な説明を省略する。

部品供給装置２０は、回路基板Ｂに実装される電子部品を供給する装置である。部品供給装置２０は、部品実装機１のＹ軸方向の前部側（図１の左前側）に配置されている。この部品供給装置２０は、本実施形態において、複数のカセット式のフィーダ２１を用いたフィーダ方式としている。フィーダ２１は、基台２に対して着脱可能に取り付けられるフィーダ本体部２１ａとフィーダ本体部２１ａの後端側に設けられたリール収容部２１ｂとを有する。フィーダ２１は、リール収容部２１ｂにより部品包装テープが巻回された供給リール２２を保持している。

上記の部品包装テープは、電子部品が所定ピッチで収納されたキャリアテープと、このキャリアテープの上面に接着されて電子部品を覆うトップテープとにより構成される。フィーダ２１は、図示しないピッチ送り機構により供給リール２２から引き出された部品包装テープをピッチ送りする。そして、フィーダ２１は、キャリアテープからトップテープを剥離して電子部品を露出させている。これにより、フィーダ２１は、フィーダ本体部２１ａの前端側に位置する部品供給位置Ｐｓにおいて、部品移載装置３０が電子部品を吸着可能となるように電子部品の供給を行っている。

部品移載装置３０は、電子部品を部品供給位置Ｐｓから回路基板Ｂの実装位置に移載する装置である。本実施形態において、部品移載装置３０は、基板搬送装置１０および部品供給装置２０の上方に配置された直交座標型としている。この部品移載装置３０は、Ｙ軸方向に延在する一対のＹ軸レール３１ａ，３１ｂにＹ軸方向に移動可能にＹ軸移動台３２が設けられている。Ｙ軸移動台３２は、ボールねじ機構を介してＹ軸サーボモータ３３の動作により制御される。また、Ｙ軸移動台３２には、Ｘ軸移動台３４がＸ軸方向に移動可能に設けられている。Ｘ軸移動台３４は、図示しないボールねじ機構を介してＸ軸サーボモータ３５の動作により制御される。

また、部品移載装置３０のＸ軸移動台３４には、ヘッド保持装置４０が取り付けられている。このヘッド保持装置４０は、ケース４１をＸ軸移動台３４に固定され、当該ケース４１に対して昇降軸体４２をＺ軸方向に昇降可能に支持している。昇降軸体４２は、ケース４１に収容されているＺ軸サーボモータ４３の動作によりＺ軸方向への移動を制御される。また、昇降軸体４２の下端部には、交換可能に実装ヘッド４４が取り付けられている。

実装ヘッド４４は、部品供給装置２０により供給された電子部品を吸着する吸着ノズル４５を、部品実装機１のＺ軸と平行な回転軸線Ｏｎ回りに回転可能に保持する。この吸着ノズル４５は、ケース４１に収容されているθ軸サーボモータ４６の動作により実装ヘッド４４に対する回転角度を制御される。また、吸着ノズル４５は、ヘッド保持装置４０における図示しない吸着機構を構成し、制御される空気圧の負圧によって電子部品を吸着可能としている。

また、実装ヘッド４４の下面には、図２および図３に示すように、実装ヘッド４４の基準位置を示す基準マーク４７が設けられている。基準マーク４７は、実装ヘッド４４が保持する吸着ノズル４５の回転軸線Ｏｎを中心として、所定の角度方向に所定距離だけ離間した位置に配置されている。これにより、基準マーク４７は、部品実装機１における実装ヘッド４４の位置を認識する際の基準、および吸着ノズル４５と電子部品Ｔの相対位置および相対角度を認識する際の基準とされる。

部品カメラ５１および基板カメラ５２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有するデジタルカメラである。部品カメラ５１および基板カメラ５２は、通信可能に接続された制御装置６０による制御信号に基づいて視野に収まる範囲の撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置６０に送出する。また、部品カメラ５１および基板カメラ５２の「視野」とは、各カメラ５１，５２のレンズユニットや撮像素子によって定まる撮像可能な範囲をいう。

部品カメラ５１は、光軸がＺ軸方向となるように基台２に固定され、吸着ノズル４５に吸着された状態の電子部品Ｔを撮像可能に構成されている。この部品カメラ５１から画像データを取得した制御装置６０は、画像処理により吸着ノズル４５による電子部品Ｔの吸着状態を認識する。これにより、制御装置６０は、吸着状態に応じて吸着ノズル４５の位置および角度を補正することで、実装精度の向上を図っている。

また、部品カメラ５１は、吸着ノズル４５を保持する実装ヘッド４４を撮像可能に構成されている。より詳細には、部品カメラ５１は、部品移載装置３０により部品カメラ５１の上方に位置する実装ヘッド４４に設けられた基準マーク４７を撮像する。そして、制御装置６０は、部品カメラ５１の撮像による画像データを取得して、画像処理により基準マーク４７の位置から吸着ノズル４５の位置を認識する。

これにより、制御装置６０は、吸着ノズル４５の実際の位置に基づいて吸着ノズル４５の位置を補正することで、実装精度の向上を図っている。このように、部品カメラ５１は、吸着ノズル４５による電子部品Ｔの吸着状態を認識する部品認識、および実装ヘッド４４の位置を認識するヘッド位置認識の両方の処理に用いられる画像データを取得するために兼用される。

基板カメラ５２は、光軸がＺ軸方向となるようにＸ軸移動台３４に固定され、回路基板Ｂを撮像可能に構成されている。より詳細には、基板カメラ５２は、基板搬送装置１０によって所定位置に搬入された回路基板Ｂに設けられた基板マーク（フィデューシャルマークとも称される）を撮像する。そして、制御装置６０は、基板カメラ５２の撮像による画像データを取得して、画像処理により基板マークの位置を認識する。これにより、制御装置６０は、基板マークの実際の位置に基づいてＹ軸移動台３２およびＸ軸移動台３４を位置補正して実装を行うように制御する。このように、基板カメラ５２の撮像による画像データを用いることにより、実装の高精度化を図っている。

制御装置６０は、主として、ＣＰＵや各種記憶装置、制御回路により構成され、部品カメラ５１および基板カメラ５２の撮像により取得した画像データに基づいて実装ヘッド４４の動作を制御する。この制御装置６０は、図４に示すように、実装制御部６１、画像処理部６２、ヘッド位置認識部６３、部品認識部６４、および記憶装置６５に、バスを介して入出力インターフェース６６が接続されている。入出力インターフェース６６には、モータ制御回路６７および撮像制御回路６８が接続されている。

実装制御部６１は、モータ制御回路６７を介して実装ヘッド４４の位置や吸着機構の動作を制御する。より詳細には、実装制御部６１は、部品実装機１に複数設けられた各種センサから出力される情報や、各種の認識処理の結果を入力する。そして、実装制御部６１は、記憶装置６５に記憶されている制御プログラム、各種センサによる情報、画像処理や認識処理の結果に基づいて、モータ制御回路６７に制御信号を送出する。

画像処理部６２は、撮像制御回路６８を介して部品カメラ５１および基板カメラ５２の撮像による画像データを取得して、用途に応じた画像処理を実行する。この画像処理には、例えば、画像データの二値化、フィルタリング、色相抽出などの加工処理などが含まれる。ヘッド位置認識部６３は、基準マーク４７を撮像した部品カメラ５１より取得した画像データに基づいて、実装ヘッド４４の位置を認識する。本実施形態においては、ヘッド位置認識部６３は、画像処理部６２により加工処理された画像データに含まれる基準マーク４７を検出し、その検出結果と部品カメラ５１の設置位置の情報に基づいて、実装ヘッド４４の位置を認識する処理を実行する。

部品認識部６４は、吸着ノズル４５に吸着された電子部品Ｔを撮像した部品カメラ５１より取得した画像データに基づいて、吸着ノズル４５による電子部品Ｔの吸着状態を認識する。本実施形態においては、部品認識部６４は、画像処理部６２により加工処理された画像データ、または複数の画像データを合成して生成された合成データに含まれる電子部品Ｔを検出し、その検出結果と吸着ノズル４５の制御位置の情報に基づいて、吸着ノズル４５による電子部品Ｔの吸着状態を認識する処理を実行する。この「吸着状態」は、実装ヘッド４４に対する電子部品Ｔの姿勢、即ち吸着ノズル４５の回転軸線Ｏｎに対する電子部品Ｔの位置および角度を示している。

記憶装置６５は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。この記憶装置６５には、部品実装機１を動作させるための制御プログラム、バスや通信ケーブルを介して部品カメラ５６および基板カメラ５２から制御装置６０に転送された画像データ、画像処理部６２による処理の一時データなどが記憶される。入出力インターフェース６６は、ＣＰＵや記憶装置６５と各制御回路６７，６８との間に介在し、データ形式の変換や信号強度を調整する。

モータ制御回路６７は、実装制御部６１による制御信号に基づいて、Ｙ軸サーボモータ３３、Ｘ軸サーボモータ３５、Ｚ軸サーボモータ４３、およびθ軸サーボモータ４６を制御する。これにより、実装ヘッド４４が各軸方向に位置決めされるとともに、吸着ノズル４５が所定角度となるように制御される。また、モータ制御回路６７は、制御対象の各軸モータの位置情報などに基づいて、部品カメラ５１に対して撮像の制御信号を送出可能としている。これにより、例えば、予め設定されている位置を吸着ノズル４５が通過する際に、適正なタイミングで部品カメラ５１による撮像が行われるようにしている。

撮像制御回路６８は、制御装置６０のＣＰＵまたはモータ制御回路６７による撮像の制御信号に基づいて、部品カメラ５１および基板カメラ５２による撮像を制御する。また、撮像制御回路６８は、部品カメラ５１および基板カメラ５２の撮像による画像データを取得して、入出力インターフェース６６を介して記憶装置６５に記憶させる。

（制御装置による部品認識処理）
制御装置６０による部品認識処理について、図５（ａ）〜図５（ｄ）、および図６を参照して説明する。部品認識処理は、上述したように、吸着ノズル４５が吸着した電子部品Ｔの吸着状態を認識するために、制御装置６０の部品認識部６４により実行される。つまり、部品実装機１は、部品移載装置３０が部品供給位置Ｐｓから回路基板Ｂ上の実装位置まで電子部品Ｔを移送する間に、移送中の電子部品Ｔの吸着状態を認識する処理を実行する。そして、部品実装機１は、この処理結果に基づいて吸着ノズル４５の制御位置および角度を補正することによって、実装精度の向上を図っている。

より詳細には、先ず、基板搬送装置１０は、回路基板Ｂを所定位置まで搬送するとともに、回路基板Ｂを位置決めしてクランプすることにより保持する。そして、制御装置６０により各軸モータが駆動され、実装ヘッド４４に保持された吸着ノズル４５の先端部が部品供給位置Ｐｓまで移動される。吸着ノズル４５は、ヘッド保持装置４０の吸着機構が作動されると、部品供給装置２０により供給されている電子部品Ｔを先端部に吸着する。

次に、部品移載装置３０の動作により、実装ヘッド４４が回路基板Ｂ上の定められた座標位置まで移動される。このとき、実装ヘッド４４は、部品カメラ５１の上方であって、部品カメラ５１の視野Ｆｖ内を経由して移動される。そして、部品カメラ５１は、視野Ｆｖ内に吸着ノズル４５に吸着された電子部品Ｔの少なくとも一部が収まっている状態において、制御装置６０により送出される制御信号に基づいて撮像を行う。その後に、部品カメラ５１は、撮像による画像データを制御装置６０に送信する。

制御装置６０の部品認識部６４は、部品カメラ５１による撮像時における実装ヘッド４４の制御位置、および画像処理部６２により加工処理された画像データにおける電子部品Ｔの位置並びに角度に基づいて、吸着ノズル４５による電子部品Ｔの吸着状態を認識する。また、部品実装機１による実装効率を向上させるために、部品カメラ５１の視野Ｆｖ内で吸着ノズル４５の移動を停止させずに電子部品Ｔを撮像する動作モードがある。このような場合には、制御装置６０は、ヘッド位置認識部６３が部品認識に用いられた画像データおける実装ヘッド４４の基準マークを認識する処理を行い、この処理結果に基づいてさらに補正を行うようにしている。

一方で、部品カメラ５１の視野Ｆｖ内で吸着ノズル４５の移動を停止させて電子部品Ｔを撮像する動作モードがある。この動作モードは、例えば電子部品Ｔが比較的大型である場合などに適用される。また、この動作モードは、電子部品Ｔにより実装ヘッド４４の基準マーク４７が隠れることがあるため、基準マーク４７を用いたヘッド位置認識の処理を行わず、基準マーク４７を不要とするモードである。上記の各動作モードについては、例えば、電子部品Ｔの寸法などの種別によって、自動的に切り換えられるようにしてもよい。

ここで、電子部品Ｔの寸法や吸着位置などによっては、部品カメラ５１の撮像により取得された画像データにおいて電子部品Ｔと基準マーク４７が接近することがある。そうすると、例えば、画像処理部６２により画像データついて電子部品Ｔのエッジ処理を行った場合に、電子部品Ｔと基準マーク４７のエッジが同化してしまうおそれがある。そのため、この画像データを用いて部品認識処理を行うと、基準マーク４７を電子部品Ｔの一部と誤認して、吸着状態の認識に影響することが懸念される。

そこで、本実施形態における制御装置６０は、吸着した電子部品Ｔの部品種に応じて、以下のような撮像および画像処理を行うことにより、部品認識処理の精度向上を図っている。より詳細には、先ず、制御装置６０は、図５（ａ）に示すように、基準マーク４７が部品カメラ５１の視野Ｆｖの外部となるように実装ヘッド４４を位置決めする。そして、制御装置６０は、撮像制御回路６８を介して制御信号を部品カメラ５１に送出して、第一撮像を行う。撮像制御回路６８は、第一撮像による画像データＤ１を取得し、撮像時における吸着ノズル４５の位置情報（位置および角度）を関連付けて記憶装置６５に記憶させる。

次に、制御装置６０は、実装ヘッド４４をＸＹ軸方向に移動させずに、吸着ノズル４５を１８０度回転させて角度決めする。そのため、基準マーク４７および吸着ノズル４５のＸＹ方向位置は変化しないので、実装ヘッド４４は、図５（ｂ）に示すように、基準マーク４７が視野Ｆｖの外部となるように位置決めされる。そして、制御装置６０は、第二撮像を行うとともに、この第二撮像よる画像データＤ２を取得し、撮像時における吸着ノズル４５の位置情報を関連付けて記憶装置６５に記憶させる。

続いて、制御装置６０は、吸着ノズル４５の角度を維持した状態で、実装ヘッド４４をＹ軸方向に移動させて位置決めする。このとき、基準マーク４７は視野Ｆｖに対してＸ軸方向にずれた状態にあり、またＹ軸方向の移動量は視野ＦｖのＹ軸方向幅よりも小さく設定されている。従って、実装ヘッド４４は、図５（ｃ）に示すように、基準マーク４７が視野Ｆｖの外部となるように位置決めされる。そして、制御装置６０は、第三撮像を行うとともに、この第三撮像による画像データＤ３を取得し、撮像時における吸着ノズル４５の位置情報を関連付けて記憶装置６５に記憶させる。

また、制御装置６０は、実装ヘッド４４をＸＹ軸方向に移動させずに、吸着ノズル４５を１８０度回転させて角度決めする。そのため、基準マーク４７および吸着ノズル４５のＸＹ方向位置は変化しないので、実装ヘッド４４は、図５（ｄ）に示すように、基準マーク４７が視野Ｆｖの外部となるように位置決めされる。そして、制御装置６０は、第四撮像を行うとともに、この第四撮像による画像データＤ４を取得し、撮像時における吸着ノズル４５の位置情報を関連付けて記憶装置６５に記憶させる。

画像処理部６２は、記憶装置６５から各画像データＤ１〜Ｄ４と、それぞれに関連付けられた吸着ノズル４５の位置情報とを取得する。各画像データＤ１〜Ｄ４は、電子部品Ｔを吸着した状態の吸着ノズル４５を２回に亘り回転させ、第一の回転の前後における第一撮像および第二撮像、第二の回転の前後における第三撮像および第四撮像により取得されたものである。

そして、画像処理部６２は、各画像データＤ１〜Ｄ４において基準マーク４７が含まれない領域を有効領域Ｆｅ１〜Ｆｅ４とそれぞれ認定する。ここで、第一撮像〜第四撮像においては、基準マーク４７が部品カメラ５１の視野Ｆｖの外部となるように、実装ヘッド４４が位置決めされるものとした。従って、各画像データＤ１〜Ｄ４は、何れも全域を有効領域として認定される。

画像処理部６２は、複数の画像データＤ１〜Ｄ４の各有効領域Ｆｅ１〜Ｆｅ４を、それぞれに関連付けられた吸着ノズル４５の位置情報に基づいて合成する。より詳細には、画像処理部６２は、合成処理の際に、吸着ノズル４５の回転中心を基準として、それぞれの撮像の間における吸着ノズル４５の回転量、および移動量に基づいて、合成データＤｃを生成する（図６参照）。

そして、部品認識部６４は、この合成データＤｃと吸着ノズル４５の制御位置の情報に基づいて、電子部品Ｔの吸着状態を認識する。ここで、合成データＤｃは、全域を有効領域として認定された複数の画像データＤ１〜Ｄ４を合成したものであり、当然ながら合成後においても基準マーク４７を含まない。よって、このような合成データＤｃを用いた部品認識処理においては、基準マーク４７を電子部品Ｔの一部と誤認されることを防止することが可能となる。

（実施形態の構成による効果）
上述した部品実装機１によると、部品認識部６４が電子部品Ｔの吸着状態の認識に用いられる合成データＤｃは、複数の画像データＤ１〜Ｄ４の各有効領域Ｆｅ１〜Ｆｅ４を合成して得られたものとした。ここで、吸着ノズル４５が回転すると、当該回転に伴って吸着されている電子部品Ｔも回転することになる。これにより、実装ヘッド４４に設けられた基準マーク４７と電子部品Ｔの位置関係が変更され、即ち基準マーク４７に最も接近していた電子部品Ｔの部位が移動される。

よって、制御装置６０の画像処理部６２は、吸着ノズル４５の回転の前後において撮像して得られた複数の画像データＤ１〜Ｄ４の各有効領域Ｆｅ１〜Ｆｅ４において、互いに補完するように効率的に電子部品Ｔを収めた合成データＤｃを好適に生成できる。また、部品認識部６４は、このように生成された合成データＤｃに基づいて電子部品Ｔの吸着状態を認識することにより、基準マーク４７による影響を確実に防止して、部品認識における精度を向上できる。

また、制御装置６０は、第一撮像〜第四撮像の際に、何れも基準マーク４７が部品カメラ５１の視野Ｆｖの外部となるように実装ヘッド４４を位置決めするものとした。これにより、画像データＤ１〜Ｄ４には基準マーク４７が含まれないことになるため、画像データＤ１〜Ｄ４における有効領域Ｆｅ１〜Ｆｅ４を部品カメラ５１の視野Ｆｖとすることができる。よって、有効領域Ｆｅ１〜Ｆｅ４を最も広域にすることができる。また、画像データＤ１〜Ｄ４に対して有効領域Ｆｅ１〜Ｆｅ４以外を削除するような画像処理が不要となるため、制御装置６０は、合成データＤｃの生成処理を効率的に行うことができる。

また、制御装置６０の画像処理部６２は、合成データＤｃを生成する際に、吸着ノズル４５の回転中心を基準とするものとした。これにより、吸着ノズル４５の回転により誤差が生じたとしても、当該誤差を吸収して、高精度に合成データＤｃの生成できる。

＜実施形態の変形態様＞
本実施形態において、制御装置６０は、複数回に亘り電子部品Ｔを撮像する際に、吸着ノズル４５の回転を２回、Ｙ軸方向の移動を１回行うものとした。これに対して、制御装置６０は、複数回の撮像の間に、少なくとも１回の回転が含まれていればよく、例えば、１回の回転と２回のＸＹ軸方向の移動、またはＸＹ軸方向の移動を行わずに３回の回転の前後で撮像を行うようにしてもよい。

また、部品カメラ５１により電子部品Ｔを撮像する際に、基準マーク４７が部品カメラ５１の視野Ｆｖの外部となるように実装ヘッド４４を位置決めするものとした。これに対して、基準マーク４７が視野Ｆｖの内部となるように実装ヘッド４４を位置決めしても、その撮像により取得した画像データに用いて部品認識処理を行うことも可能である。

つまり、画像処理部６２は、取得した複数の画像データのうち基準マーク４７が含まれない領域を有効領域として適宜認定し、各有効領域を合成することにより同様に基準マーク４７が含まれない合成データＤｃを生成することが可能である。但し、画像処理部６２における有効領域の認定処理や有効領域以外の削除処理などを要する場合がある。そのため、実施形態において例示したように、予め基準マーク４７を部品カメラ５１の視野Ｆｖの外部となるようにする態様が好適である。

また、本実施形態では、合成データＤｃを生成する際に、吸着ノズル４５の回転中心を基準として合成するものとした。その他に、単に撮像時における吸着ノズル４５の位置情報（位置および角度）に基づいて合成してもよいし、画像処理により電子部品Ｔの特徴的な部分を基準として合成するようにしてもよい。

さらに、制御装置６０は、電子部品Ｔの少なくとも一部が部品カメラ５１の視野Ｆｖを超える場合に、電子部品Ｔを吸着した状態の吸着ノズル４５を回転および視野Ｆｖの前後方向（Ｙ軸方向）または左右方向（Ｘ軸方向）に移動させて、当該回転および移動の前後における部品カメラ５１の撮像により複数の画像データを取得するようにしてもよい。

つまり、上記のような電子部品Ｔについて吸着状態を認識する場合に、部品カメラ５１に対する電子部品Ｔの回転と移動を組み合わせることで、互いに補完するように有効領域に電子部品Ｔの一部を収めることができる。これにより、電子部品Ｔの移動回数を低減することができるので、電子部品Ｔの吸着状態の認識に要する時間を短縮することができる。

１：部品実装機、 ２：基台
１０：基板搬送装置（基板保持装置）
１１：第一搬送機構、 １１ａ，１１ｂ：ガイドレール、 １２：第二搬送機構
２０：部品供給装置
２１：フィーダ、 ２１ａ：フィーダ本体部、 ２１ｂ：リール収容部
２２：供給リール
３０：部品移載装置
３１：ガイドレール、 ３２：Ｙ軸移動台、 ３３：Ｙ軸サーボモータ
３４：Ｘ軸移動台、 ３５：Ｘ軸サーボモータ
４０：ヘッド保持装置
４１：ケース、 ４２：昇降軸体、 ４３：Ｚ軸サーボモータ
４４：実装ヘッド、 ４５：吸着ノズル、 ４６：θ軸サーボモータ
４７：基準マーク
５１：部品カメラ、 ５２：基板カメラ
６０：制御装置
６１：実装制御部、 ６２：画像処理部、 ６３：ヘッド位置認識部
６４：部品認識部、 ６５：記憶装置、 ６６：入出力インターフェース
６７：モータ制御回路、 ６８：撮像制御回路
Ｂ：回路基板、 Ｔ：電子部品、 Ｆｖ：部品カメラの視野
Ｄ１〜Ｄ４：画像データ、 Ｆｅ１〜Ｆｅ４：有効領域、 Ｄｃ：合成データ

Claims (4)

1. 基板を位置決めして保持する基板保持装置と、
   前記基板に実装される電子部品を供給する部品供給装置と、
   供給された前記電子部品を吸着する吸着ノズルを回転可能に保持し、位置決めされた前記基板に対して前記吸着ノズルを相対移動させることにより前記電子部品を前記基板に実装する実装ヘッドと、
   前記実装ヘッドおよび前記電子部品を撮像可能な部品カメラと、
   前記部品カメラの撮像により取得した画像データに基づいて前記実装ヘッドの動作を制御する制御装置と、を備える部品実装機において、
   前記実装ヘッドには、当該実装ヘッドの基準位置を示す基準マークが設けられ、
   前記制御装置は、
   前記基準マークを撮像した前記部品カメラより取得した画像データに基づいて、前記実装ヘッドの位置を認識するヘッド位置認識部と、
   前記吸着ノズルに吸着された状態の前記電子部品を撮像した前記部品カメラより取得した画像データに基づいて、前記吸着ノズルによる前記電子部品の吸着状態を認識する部品認識部と、を有し、
   前記部品認識部は、前記電子部品を吸着した状態の前記吸着ノズルを回転させて、当該回転の前後における前記部品カメラの撮像により複数の画像データを取得し、前記複数の画像データにおいて前記基準マークが含まれない領域を有効領域とし、前記複数の画像データの各前記有効領域を合成して得られた合成データに基づいて、前記電子部品の前記吸着状態を認識する部品実装機。
2. 請求項１において、
   前記制御装置は、前記吸着ノズルの回転の前後における前記部品カメラの撮像により前記複数の画像データを取得する際に、前記基準マークが前記部品カメラの視野の外部となるように前記実装ヘッドを位置決めする部品実装機。
3. 請求項１または２において、
   前記制御装置は、前記複数の画像データの各前記有効領域を合成する際に、前記吸着ノズルの回転中心を基準として、それぞれの撮像の間における前記吸着ノズルの回転量に基づいて、前記合成データを生成する部品実装機。
4. 請求項１〜３の何れか一項において、
   前記制御装置は、前記電子部品の少なくとも一部が前記部品カメラの視野を超える場合に、前記電子部品を吸着した状態の前記吸着ノズルを回転および前記視野の前後方向または左右方向に移動させて、当該回転および移動の前後における前記部品カメラの撮像により複数の画像データを取得する部品実装機。

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