JP6312155B2

JP6312155B2 - 部品装着装置及び部品装着方法

Info

Publication number: JP6312155B2
Application number: JP2015540286A
Authority: JP
Inventors: 龍平神尾
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2018-04-18
Anticipated expiration: 2033-10-01
Also published as: WO2015049721A1; EP3054756A1; US20160227684A1; CN105580509A; EP3054756A4; EP3054756B1; US10412869B2; JPWO2015049721A1; CN105580509B

Description

本発明は、部品装着装置及び部品装着方法に関する。

従来より、ヘッドに設けられたノズルの先端に部品を吸着し、該吸着した部品を基板上の所定位置に装着する部品装着装置が知られている。こうした部品装着装置として、ヘッドの交換が可能であり、新たにヘッドが装着された場合にそのヘッドを使用するための準備を行うものが知られている（特許文献１）。具体的には、部品装着装置は、新たに装着されたヘッドを認識し、そのヘッドの使用の適否を判定し、適当であると判定した場合にはそのヘッドに適合したドライバを選択し、その後キャリブレーション（較正）を実行する。キャリブレーションとは、ヘッドの装着誤差等に対処すべく、そのヘッドの作業動作における位置を調整して確定するための処理である。キャリブレーションを実行するにあたっては、ヘッドやヘッドに取り付けられた部材の位置を測定したり、回転する部材は自転中心を測定したりする。

特開２００４−２２１５１８号公報

しかしながら、上述した部品装着装置では、ヘッドが装着されるごとにそのヘッドのキャリブレーションデータの作成に必要な測定が実行されるため、ヘッドを交換してからキャリブレーションが終了するまでの間は部品を基板上に装着する作業を停止せざるを得ず、生産効率がよくないという問題があった。特に、一つの基板に対して複数のヘッドを用いて部品を装着する場合にヘッドを自動交換する部品装着装置では、ヘッド交換の自動化によって生産効率の向上が図られているものの、ヘッド交換後のキャリブレーションに時間がかかるため生産効率が十分向上しなかった。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、部品装着装置においてキャリブレーションに要する時間を短縮化することをことを主目的とする。

本発明の部品装着装置は、
部品の保持及び保持解除が可能な部品保持具を備えたヘッドを保持するヘッド保持手段と、
前記ヘッド保持手段の動作を制御する制御手段と、
データを記憶する記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記ヘッド保持手段が所定のヘッドを保持したときに前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要があるか否かを判定し、
前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要がある場合には、前記ヘッドの基準部の位置の測定及び前記ヘッドのキャリブデータの測定を行い、前記ヘッドのキャリブデータを前記記憶手段に記憶し、前記ヘッドのキャリブデータと前記基準部の位置とに基づいて、前記ヘッドが保持された前記ヘッド保持手段の動作を制御し、
前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要がない場合には、前記基準部の位置を測定し、該測定した前記基準部の位置と前記記憶手段に記憶された前記ヘッドのキャリブデータとに基づいて、前記ヘッドが保持された前記ヘッド保持手段の動作を制御する、
ものである。

この部品装着装置では、制御手段は、所定のヘッドのキャリブデータを作成する必要がある場合には、そのヘッドの基準部の位置の測定及びそのヘッドのキャリブデータの測定を行い、そのヘッドのキャリブデータを記憶手段に記憶する。そして、制御手段は、そのヘッドのキャリブデータと基準部の位置とに基づいて、ヘッドが保持されたヘッド保持手段の動作を制御する。一方、制御手段は、所定のヘッドのキャリブデータを作成する必要がない場合には、基準部の位置を測定し、該測定した基準部の位置と記憶手段に記憶されたそのヘッドのキャリブデータとに基づいて、そのヘッドが保持されたヘッド保持手段の動作を制御する。つまり、所定のヘッドのキャリブデータを作成する必要がない場合には、基準部の位置の測定を行えば足りる。そのため、ヘッドのキャリブデータの測定を行う時間が削減され、ひいては部品装着装置のキャリブレーションに要する時間が短縮化される。したがって、生産効率が向上する。

なお、「キャリブデータ」は、キャリブレーションデータの略である。また、ヘッドのキャリブデータとしては、例えばヘッドに備えられた部品保持具の回転中心に関するデータなどが挙げられる。

本発明の部品装着装置において、前記制御手段は、前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要がある場合には、前記ヘッドの基準部の位置の測定及び前記ヘッドのキャリブデータの測定を行い、前記ヘッドの基準部の位置及び前記ヘッドのキャリブデータを前記記憶手段に記憶し、前記ヘッドのキャリブデータと前記基準部の位置とに基づいて、前記ヘッドが保持された前記ヘッド保持手段の動作を制御し、前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要がない場合には、前記基準部の位置を測定し、該測定した前記基準部の位置と前記記憶手段に記憶された前記基準部の位置と前記記憶手段に記憶された前記ヘッドのキャリブデータとに基づいて、前記ヘッドが保持された前記ヘッド保持手段の動作を制御してもよい。例えば、基準部の位置とヘッドの位置に関するキャリブデータとを用いてヘッド保持手段の動作を制御して部品装着を行ったとしても、何らかの理由により、部品を装着すべき目標位置と実際に部品が装着された位置とがずれることがある。その場合、そのずれを解消するためのフィードバック補正値を求め、その補正値をヘッドのキャリブデータの一つとして加えることが好ましい。こうすれば、部品装着の位置精度が一層向上する。こうした補正値は、その補正値を測定したときの基準部の位置と相関関係がある。このような相関関係がある場合、現在保持されているヘッドに適した補正値を求めるには、補正値を測定したときの基準部の位置とその補正値との相関関係から、現在保持されているヘッドの基準部の位置に対応する補正値を求めることができる。

本発明の部品装着装置において、前記制御手段は、前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要があるか否かを判定する前に予め前記ヘッド保持手段のキャリブデータを作成して前記記憶手段に記憶しておき、前記ヘッドが保持された前記ヘッド保持手段の動作を制御するにあたっては前記記憶手段に記憶された前記ヘッド保持手段のキャリブデータも利用して制御するようにしてもよい。ヘッド保持手段のキャリブデータは、ヘッド保持手段に保持されるヘッドの種類にかかわらず利用可能なため、ヘッドのキャリブデータを作成するごとに作成する必要はない。ここでは、ヘッド保持手段のキャリブデータを記憶手段に記憶しておき、ヘッド保持手段を制御する際にはそれを記憶手段から読み出して利用する。そのため、ヘッド保持手段が設計値からずれている場合でも、そのずれを考慮して部品装着装置のキャリブレーションを実施することができる。なお、ヘッド保持手段のキャリブデータとしては、ヘッド保持手段自身の位置に関するデータや、ヘッド保持手段にヘッドを回転させる回転軸が設けられている場合にはその回転軸の回転中心に関するデータなどが挙げられる。

本発明の部品装着装置において、前記制御手段は、前記ヘッドのキャリブデータが前記記憶手段に記憶されているか否かを判定することによって、前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要があるか否かを判定してもよい。こうすれば、ヘッドのキャリブデータを作成する必要があるか否かを比較的容易に判定することができる。

本発明の部品装着装置において、前記制御手段は、前記ヘッドのキャリブデータと前記基準部の位置とを対応づけるにあたっては、前記ヘッドに付された識別符号と前記ヘッドのキャリブデータと前記基準部の位置とを対応づけるようにしてもよい。なお、識別符号は、例えば、所定のヘッドに付されるバーコードや２次元コードを利用して記憶してもよいし、ＩＣタグなどに格納してもよい。

本発明の部品装着装置は、前記ヘッド保持手段に保持されているヘッドを前記所定のヘッドに自動交換する機能を備えていてもよい。こうすれば、キャリブレーションに要する時間の短縮化によって生産効率が向上するのみならず、ヘッド交換の自動化によっても生産効率が向上する。

本発明の部品装着方法は、
ヘッド保持手段に所定のヘッドを保持する工程と、
前記ヘッドの基準部の位置の測定及び前記ヘッドのキャリブデータの測定を行って前記ヘッドのキャリブデータを作成し、前記ヘッドのキャリブデータを前記記憶手段に記憶する工程と、
前記ヘッドを前記ヘッド保持手段から一旦取り外し、再度前記ヘッド保持手段に保持する工程と、
前記ヘッドを再度前記ヘッド保持手段に保持した後、前記基準部の位置を再度測定する工程と、
前記再度測定した前記基準部の位置と前記記憶手段に記憶された前記ヘッドのキャリブデータとに基づいて、前記ヘッドが保持された前記ヘッド保持手段の動作を制御する工程と、
を含むものである。

この部品装着方法では、所定のヘッドがヘッド保持手段から一旦取り外されたあと再度ヘッド保持手段に保持された場合には、そのヘッドの基準部の位置を再度測定し、再度測定した基準部の位置と記憶手段に記憶されたそのヘッドのキャリブデータとに基づいて、そのヘッドが保持されたヘッド保持手段の動作を制御する。つまり、所定のヘッドがヘッド保持手段から一旦取り外されたあと再度ヘッド保持手段に保持された場合には、そのヘッドの基準部の位置の測定を行えば足りる。そのため、ヘッドのキャリブデータの測定を行う時間が削減され、ひいては部品装着装置のキャリブレーションに要する時間が短縮化される。したがって、生産効率が向上する。

部品装着システム１の全体構成を示す説明図。ヘッドユニット１１０の斜視図。ヘッド保持体２１を下から斜め上向きに見たときの斜視図。第１ヘッド１２０を上から斜め下向きに見たときの斜視図。第１及び第２レバー挟持部５１，７１の周辺部分の断面図。第２ヘッド２２０の斜視図。第３ヘッド３２０の斜視図。ヘッド保持体キャリブデータ作成処理のフローチャート。マークカメラ１３０の位置補正時のパーツカメラ１３２の周辺の説明図。ヘッド保持体２１の位置補正時のパーツカメラ１３２の周辺の説明図。ヘッド自動交換ルーチンのフローチャート。キャリブレーションのフローチャート。第１ヘッド１２０の底面１２０ａの説明図。キャリブレーションに用いるデータの説明図。部品装着処理ルーチンのフローチャート。他のキャリブレーションのフローチャート。第１〜第３ヘッドユニットＨＵ１〜ＨＵ３の説明図。

本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は部品装着システム１の全体構成を示す説明図である。なお、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りとする。

［部品装着システム１の構成］
部品装着システム１は、部品装着装置１００と、管理コンピュータ２００とを備えている。

部品装着装置１００は、図１に示すように、基台１０２に搭載された基板搬送装置１０４と、ＸＹ平面を移動可能なヘッドユニット１１０と、ヘッドユニット１１０に着脱可能に取り付けられた第１ヘッド１２０と、基板１０１を上方から撮影するマークカメラ１３０と、吸着ノズル１３に吸着された部品を下方から撮影するパーツカメラ１３２と、各種ヘッドを収納するためのヘッド収納エリア１４０と、基板１０１へ装着する部品を供給する部品供給装置１５０と、各種制御を実行するコントローラ１６０とを備えている。

基板搬送装置１０４は、前後一対の支持板１０６，１０６にそれぞれ取り付けられたコンベアベルト１０８，１０８（図１では片方のみ図示）により基板１０１を左から右へと搬送する。

ヘッドユニット１１０は、Ｘ軸スライダ１１２に取り付けられ、Ｘ軸スライダ１１２がガイドレール１１４，１１４に沿って左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Ｙ軸スライダ１１６がガイドレール１１８，１１８に沿って前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。このため、ヘッドユニット１１０は、ＸＹ平面を移動可能である。各スライダ１１２，１１６は、それぞれ図示しないサーボモータによって駆動される。

第１ヘッド１２０は、ヘッドユニット１１０に着脱可能に取り付けられている。吸着ノズル１３は、圧力を利用して、ノズル先端に部品を吸着したり、ノズル先端に吸着している部品を放したりするものである。吸着ノズル１３は、第１ヘッド１２０には１２本取り付けられているが、第２ヘッド２２０には４本、第３ヘッド３２０には１本取り付けられている。

マークカメラ１３０は、Ｘ軸スライダ１１２の下面に取り付けられている。マークカメラ１３０は、下方が撮影領域であり、基板１０１に付されたマークを読み取るカメラである。このマークは、基板１０１上の基準位置を示すものである。この基準位置は、吸着ノズル１３に吸着した部品を基板１０１上の所望の位置に装着する際に利用される。マークカメラ１３０は、各種ヘッドに付された２次元バーコードを読み取るバーコードリーダの機能も有している。

パーツカメラ１３２は、基板搬送装置１０４の前側に配置されている。部品を吸着した吸着ノズル１３がパーツカメラ１３２の上方を通過する際、パーツカメラ１３２は吸着ノズル１３に吸着された部品の状態を撮影する。パーツカメラ１３２によって撮影された画像は、部品が正常に吸着ノズル１３に吸着されているか否かを判定するのに用いられる。

ヘッド収納エリア１４０は、基台１０２の上面右側に設けられ、第１〜第３ヘッド１２０，２２０，３２０を収納するための収納場所１４２を複数有している。前３つの収納場所１４２には、それぞれ第２ヘッド２２０と第３ヘッド３２０と第１ヘッド１２０が収納されているが、最後部の収納場所１４２は空いた状態である。

部品供給装置１５０は、部品装着装置１００の前方に取り付けられている。この部品供給装置１５０は、複数のスロットを有しており、各スロットにはフィーダ１５２が差し込み可能となっている。フィーダ１５２には、テープが巻き付けられたリール１５４が取り付けられている。テープの表面には、部品がテープの長手方向に沿って並んだ状態で保持されている。これらの部品は、テープの表面を覆うフィルムによって保護されている。こうしたテープは、図示しないスプロケット機構によって後方へ送り出され、フィルムが剥がされて部品が露出した状態で所定位置に配置される。所定位置とは、吸着ノズル１３がその部品を吸着可能な位置である。この所定位置で部品を吸着した吸着ノズル１３は、基板１０１上の定められた位置にその部品を実装することができる。

その他に、部品装着装置１００は、ノズルストッカー１３４などを備えている。ノズルストッカー１３４は、複数種類の吸着ノズル１３をストックするボックスであり、パーツカメラ１３２の隣に配置されている。吸着ノズル１３は、部品を装着する基板の種類や部品の種類に適したものに交換される。

コントローラ１６０は、各種制御を実行するＣＰＵ１６２、制御プログラム等を記憶するＲＯＭ１６４、作業領域として利用されるＲＡＭ１６６及び大容量のデータを記憶するＨＤＤ１６８を備え、これらは図示しないバスによって接続されている。コントローラ１６０は、基板搬送装置１０４、Ｘ軸スライダ１１２、Ｙ軸スライダ１１６及びヘッドユニット１１０と信号のやり取りが可能なように接続されている。

管理コンピュータ２００は、基板１０１の生産ジョブを管理するコンピュータであり、オペレータが作成した生産ジョブデータを記憶している。生産ジョブデータには、部品装着装置１００においてどのスロット位置のフィーダからどの部品をどういう順番でどの基板種の基板１０１へ実装するか、また、そのように実装した基板１０１を何枚作製するかなどが定められている。管理コンピュータ２００は、部品装着装置１００のコントローラ１６０と双方向通信可能に接続されている。

ここで、ヘッドユニット１１０について、詳細に説明する。図２は、カバーを外した状態のヘッドユニット１１０の斜視図であり、詳しくは、ヘッド保持体２１のＲ軸２２に対して第１ヘッド１２０を下げた状態の斜視図である。図３は、ヘッド保持体２１を下から斜め上向きに見たときの斜視図、図４は、第１ヘッド１２０を上から斜め下向きに見たときの斜視図である。

ヘッドユニット１１０は、ヘッド保持体２１と第１ヘッド１２０とを備えている。

ヘッド保持体２１は、Ｘ軸スライダ１１２（図１参照）に、図示しない昇降機構によって昇降可能に取り付けられている。このヘッド保持体２１は、上部にリング状の２つのギア、Ｒ軸ギア２４及びＱ軸ギア２７を有し、下部に円柱状のＲ軸２２を有している。Ｒ軸ギア２４及びＱ軸ギア２７は、互いに独立して回転するように取り付けられている。Ｒ軸ギア２４は、Ｒ軸モータ２５によって回転駆動され、Ｒ軸２２と一体的に回転する。Ｑ軸ギア２７は、Ｑ軸モータ２８によって回転駆動され、リング状のクラッチ部材６１（図３参照）と一体的に回転する。Ｒ軸２２は、下端にフックを有する係合部材３１を複数個（ここでは４つ）有している。フックの向きは、Ｒ軸２２が正回転する方向と同じになるように揃えられている。これらの係合部材３１は、Ｒ軸２２の下面の同一円周上（この円の中心はＲ軸２２の中心軸と一致する）に等間隔に配置されている。また、各係合部材３１は、図示しないエアシリンダによって上下動可能となっている。ヘッド保持体２１は、更に、図５に示す第１及び第２レバー挟持部５１，７１を有しているが、これらについては後述する。

第１ヘッド１２０は、外観が略円柱状の部材であり、下方に複数（ここでは１２本）の吸着ノズル１３を有している。吸着ノズル１３は、上下方向に延びるノズルホルダ１２と一体化されている。ノズルホルダ１２は、上端付近にノズル操作レバー３９を有し、スプリング４０によって上方へ付勢されて所定の定位置（上方位置）に位置決めされている。ノズル操作レバー３９は、吸着ノズル１３を操作する順番にしたがって１番目のノズル操作レバー３９（Ａ）から最終番目（１２番目）のノズル操作レバー３９（Ｌ）まで存在する。この順番は、図２の上方から見たとき、１番目から反時計回りに最終番目まで数えるものとする。１番目のノズル操作レバー３９（Ａ）には、２次元バーコード４２が付されている。この２次元バーコード４２には、識別符号が含まれており、この識別符号はヘッドごとに異なる符号となるように設定されている。例えば、１２本の吸着ノズル１３を備えた第１ヘッド１２０が複数存在した場合、個々に異なる識別符号が付されている。ノズル操作レバー３９が押下されると、スプリング４０の弾性力に抗してノズルホルダ１２及び吸着ノズル１３が下降し、ノズル操作レバー３９の押下が解除されると、ノズルホルダ１２及び吸着ノズル１３はスプリング４０の弾性力によって定位置に戻る。ノズルホルダ１２は、ノズルホルダ１２と同軸となるように配置された小ギア３４と噛み合わされている。各小ギア３４は、同一円周上（この円の中心はＲ軸２２の中心軸と一致する）に等間隔となるように配置されている。円筒ギア３３は、小ギア３４の並んだ円周よりも内側に配置され、側面にギアを有し、各小ギア３４と噛み合わされている。また、円筒ギア３３は、Ｒ軸２２を挿入できるような寸法に設計されている。この円筒ギア３３の上端には、ヘッド保持体２１のクラッチ部材６１（図３参照）と嵌まり合うクラッチ部材６２が設けられている。

また、第１ヘッド１２０は、吸着ノズル１３ごとに、ノズル先端に負圧を供給するか大気圧を供給するかを切り替える圧力操作レバー３５を有している。圧力操作レバー３５は、復帰機能を有さないスイッチであり、上方に位置決めされるとノズル先端に負圧を供給し、下方に位置決めされるとノズル先端に大気圧を供給する。圧力操作レバー３５も、吸着ノズル１３を操作する順番にしたがって１番目の圧力操作レバー３５（Ａ）から最終番目の圧力操作レバー３５（Ｌ）まで存在する。

更に、第１ヘッド１２０は、円筒ギア３３の内側に円盤状のベース３６（図４参照）を有している。ベース３６は、ノズルホルダ１２や小ギア３４を支持するサポート部材と一体化されているが、円筒ギア３３とは一体化されていない。このため、円筒ギア３３は、ベース３６とは独立して回転可能となっている。ベース３６には、円弧状の係合孔３７がＲ軸２２の係合部材３１のフックと係合可能なように形成されている。

こうした第１ヘッド１２０は、以下の手順でヘッド保持体２１に保持される。まず、ヘッド保持体２１を下降させてＲ軸２２を円筒ギア３３に挿入しつつ、図示しないエアシリンダにより係合部材３１をＲ軸２２から下降させてベース３６の係合孔３７に差し込む。その後、Ｒ軸モータ２５によりＲ軸２２を正回転させることにより、係合部材３１のフックを係合孔３７の周縁に係合させる。そして、図示しないエアシリンダにより係合部材３１を上昇させて、円筒ギア３３のクラッチ部材６２がヘッド保持体２１のクラッチ部材６１に嵌まり込むようにする。その結果、第１ヘッド１２０はヘッド保持体２１に保持される。この状態でヘッド保持体２１のＱ軸ギア２７を回転させると、それに伴ってクラッチ部材６１、クラッチ部材６２、小ギア３４及びノズルホルダ１２が回転するため、吸着ノズル１３が軸回転する。これにより、吸着ノズル１３に吸着された部品の向き（角度）を修正することが可能になる。

ここで、再びヘッド保持体２１の説明に戻る。図５は、第１及び第２レバー挟持部５１，７１の周辺部分の断面図である。図５に示すように、ヘッド保持体２１が有するレバー挟持部５１は、ヘッド保持体２１に設けられた第１Ｚ軸ガイドレール５５に沿って上下方向に移動可能な第１Ｚ軸スライダ５６に取り付けられている。なお、第１Ｚ軸スライダ５６は、図示しないサーボモータによって駆動される。第１レバー挟持部５１は、Ｌ字部材の水平部分５２とその水平部分５２の上側に取り付けられたローラ５４とによってノズル操作レバー３９を上下から挟み込むものである。ローラ５４は、水平軸５３に回転可能に支持されている。また、１番目と最終番目のノズル操作レバー３９（Ａ），３９（Ｌ）の隙間は、第１レバー挟持部５１が上下方向に通過可能な大きさになっているが、そのほかの隣り合うノズル操作レバー３９の隙間は、第１レバー挟持部５１が上下方向に通過できない大きさになっている（図４参照）。このため、図２の状態から、Ｒ軸２２に対して第１ヘッド１２０を相対的に上昇させてヘッド保持体２１に第１ヘッド１２０を保持する際には、第１レバー挟持部５１がノズル操作レバー３９とぶつからないように、ヘッド保持体２１の第１レバー挟持部５１を１番目と最終番目のノズル操作レバー３９（Ａ），３９（Ｌ）の隙間の直上に配置する必要がある。

ヘッド保持体２１は、第２レバー挟持部７１を有している。第２レバー挟持部７１は、圧力操作レバー３５がノズル操作レバー３９よりも半径方向外側に位置している関係上、第１レバー挟持部５１よりも半径方向外側に位置している。第２レバー挟持部７１は、第１レバー挟持部５１と同様、ヘッド保持体２１に設けられた第２Ｚ軸ガイドレール７５に沿って上下方向に移動可能な第２Ｚ軸スライダ７６に取り付けられている。なお、第２Ｚ軸スライダ７６は、図示しないサーボモータによって駆動される。第２レバー挟持部７１は、Ｌ字部材の水平部分７２とその水平部分７２の上側に取り付けられたローラ７４とによって圧力操作レバー３５を上下から挟み込むものである。隣り合う圧力操作レバー３５の隙間は、第２レバー挟持部７１が上下方向に通過可能な大きさになっている。図２の状態から、Ｒ軸に対して第１ヘッド１２０を相対的に上昇させてヘッド保持体２１に第１ヘッド１２０を保持する際に、上述したようにヘッド保持体２１の第１レバー挟持部５１を１番目と最終番目のノズル操作レバー３９（Ａ），３９（Ｌ）の隙間の直上に配置すれば、第２レバー挟持部７１も１番目と最終番目の圧力操作レバー３５（Ａ），（Ｌ）の隙間の直上に配置される。

次に、第１ヘッド１２０とは異なる種類の第２ヘッド２２０，第３ヘッド３２０について説明する。図６は第２ヘッド２２０の斜視図、図７は第３ヘッド３２０の斜視図である。図６に示す第２ヘッド２２０は、ヘッド収納エリア１４０に収納されている（図１参照）。第２ヘッド２２０は、吸着ノズル１３を４本備えている点、ヘッド収納エリア１４０に収納されたときのノズル操作レバー３９や圧力操作レバー３５、ベース３６の高さが第１ヘッド１２０と異なる点、隣り合うノズル操作レバー３９の間隔が広い点を除いては、第１ヘッド１２０と同じ構成である。例えば、１番目のノズル操作レバー３９（Ａ）には、２次元バーコード４２が付されている。図７は、第３ヘッド３２０の斜視図である。第３ヘッド３２０も、ヘッド収納エリア１４０に収納されている（図１参照）。第３ヘッド３２０は、吸着ノズル１３を１本だけ備えており、ノズル操作レバー３９や圧力操作レバー３５を有していない。このため、２次元バーコード４２はベース３６の上面に付されている。また、第３ヘッド３２０は、収納場所１４２に収納されたときのベース３６の高さ位置が他の第１ヘッド１２０，第２ヘッド２２０とは異なる。

［部品装着装置１００の動作−ヘッド保持体２１のキャリブデータの作成］
次に、部品装着装置１００のコントローラ１６０のＣＰＵ１６２が、ヘッド保持体２１のキャリブデータを作成する処理について説明する。図８は、ヘッド保持体キャリブデータ作成処理のフローチャートである。この処理プログラムは、コントローラ１６０のＲＯＭ１６４に記憶されている。コントローラ１６０のＣＰＵ１６２は、オペレータによってヘッド保持体２１のキャリブデータの作成指令が指示されたとき、この処理プログラムを実行する。オペレータは、ヘッド保持体２１のキャリブデータが今までに一度も作成されていない場合や、前回ヘッド保持体２１のキャリブデータを作成したときと比べてヘッド保持体２１が熱などにより経時的に変形したと推定される場合に、ヘッド保持体２１のキャリブデータの作成指令を指示する。なお、この処理プログラムは、ヘッド保持体２１がいずれのヘッドも保持していない状態で実行される。

まず、ＣＰＵ１６２は、マークカメラ１３０の位置補正を行う（ステップＳ１１０）。図９は、マークカメラ１３０の位置補正時のパーツカメラ１３２の周辺の説明図である。パーツカメラ１３２のレンズを覆うガラス板１３６の所定位置に基準マーク１３８が設けられている。また、ＨＤＤ１６８には、設計通りに製造されたマークカメラ１３０が予め定められた定位置に停止したときの、Ｘ軸及びＹ軸スライダ１１２，１１６に取り付けられたリニアエンコーダから出力されるパルス数（設計値）が記憶されている。なお、パルス数は、部品装着装置１００上に定められた図示しない原点を始点としてカウントされる。ＣＰＵ１６２は、実際のマークカメラ１３０をその設計値のパルス数で移動させたあと停止させ、その位置でマークカメラ１３０に基準マーク１３８を撮影させる。実際のマークカメラ１３０を設計値のパルス数で移動させた場合、通常は製造上の誤差や熱による変形などのためにマークカメラ１３０は定位置からずれた位置で停止する。そのため、マークカメラ１３０で撮影した画像に写った基準マーク１３８の位置は、当初の位置（定位置のマークカメラ１３０で撮影した画像に写った基準マーク１３８の位置）からずれている。そこで、ＣＰＵ１６２は、マークカメラ１３０で撮影した画像に写った基準マーク１３８の位置が当初の位置と一致するまでＸ軸及びＹ軸スライダ１１２，１１６によってマークカメラ１３０を含むヘッドユニット１１０を移動させ、そのときのパルス数（実測値）を測定する。ＣＰＵ１６２は、こうして得られたパルス数の実測値と設計値とに基づいて、マークカメラ１３０の位置補正を行う。

次に、ＣＰＵ１６２は、ヘッド保持体２１のＲ軸２２の位置補正を行う（ステップＳ１２０）。図１０は、ヘッド保持体２１の位置補正時のパーツカメラ１３２の周辺の説明図である。設計通りに製造されたヘッド保持体２１がいずれのヘッドも保持していない状態で、パーツカメラ１３２の中心にヘッド保持体２１のＲ軸２２の回転中心が一致するようにヘッド保持体２１を位置決めしたときの、Ｘ軸及びＹ軸スライダ１１２，１１６に取り付けられたリニアエンコーダから出力されるパルス数（設計値）がＨＤＤ１６８に記憶されている。ＣＰＵ１６２は、実際のヘッド保持体２１をその設計値のパルス数で移動させたあと停止させ、その位置でヘッド保持体２１のＲ軸２２の回転中心を求める。具体的には、ヘッド保持体２１のＲ軸２２の底面に基準点２３（図３参照）を設けておく。そして、Ｒ軸２２を回転させない状態つまり回転角度０°のときの基準点２３の位置とＲ軸２２を１８０°回転させたときの基準点２３の位置をパーツカメラ１３２が撮影した画像から求め、その２つの位置を結んだ線分の中点を回転中心とする。実際のヘッド保持体２１を設計値のパルス数で移動させた場合、通常は製造上の誤差や熱による変形などのためにヘッド保持体２１の回転中心はパーツカメラ１３２の中心からずれた位置で停止する。その場合、ＣＰＵ１６２は、パーツカメラ１３２が撮影した画像を用いてＲ軸２２の回転中心がパーツカメラ１３２の中心と一致するまでＸ軸及びＹ軸スライダ１１２，１１６によってヘッド保持体２１を移動させ、そのときのパルス数（実測値）を測定する。ＣＰＵ１６２は、こうして得られたパルス数の実測値と設計値とに基づいて、ヘッド保持体２１のＲ軸２２の回転中心位置を補正する。

ＣＰＵ１６２は、ヘッド保持体２１のキャリブデータを作成しＨＤＤ１６８に記憶し（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。すなわち、ＣＰＵ２１は、マークカメラ１３０の光軸に対するＲ軸２２の回転中心の位置（ＸＹ座標）をリニアエンコーダのパルス数から求め、それをヘッド保持体２１のキャリブデータの一つとしてＨＤＤ１６８に記憶する。また、Ｒ軸２２の回転中心をパーツカメラ１３２の光軸と一致させたときのＲ軸２２の位置（ＸＹ座標）すなわちパーツカメラ画像取込位置をリニアエンコーダのパルス数から求め、それをヘッド保持体２１のキャリブデータの一つとしてＨＤＤ１６８に記憶する。ＨＤＤ１６８に記憶されたヘッド保持体２１のキャリブデータの一例を表１に示す。

［部品装着装置１００の動作−ヘッド自動交換］
次に、部品装着装置１００のコントローラ１６０のＣＰＵ１６２が、管理コンピュータ２００から受信した生産ジョブデータに基づいてヘッドを自動的に交換する動作について説明する。図１１は、ヘッド自動交換ルーチンのフローチャートである。ヘッド自動交換ルーチンのプログラムは、コントローラ１６０のＲＯＭ１６４に記憶されている。コントローラ１６０のＣＰＵ１６２は、管理コンピュータ２００から受信した生産ジョブデータに基づいて、ヘッドを自動交換するタイミングか否かを判定し、ヘッドを自動交換するタイミングだったならば、ヘッド自動交換ルーチンを開始する。なお、ヘッドを自動交換するタイミングになる前に、上述したヘッド保持体２１のキャリブデータがＨＤＤ１６８に記憶されている。

まず、ヘッド自動交換ルーチンが開始されると、ＣＰＵ１６２は、ヘッド収納エリア１４０に収納されたヘッドを認識する（ステップＳ２１０）。具体的には、ＣＰＵ１６２は、ヘッド収納エリア１４０の各収納場所１４２に収納されたヘッドの２次元バーコードを読み取り、２次元バーコードが表す識別符号に基づいてどの収納場所にどのヘッドが収納されているかを認識する。同じ種類のヘッドが複数収納されている場合には、同じ種類であってもヘッドごとに別々の識別符号が付されている。ＨＤＤ１６８には、識別符号とヘッドの種類との対応関係がテーブル化されて記憶されている。そのテーブルには、例えば、識別符号「００１」には１２本の吸着ノズルを持つ第１ヘッド１２０が対応づけられ、識別符号「００２」には別の第１ヘッド１２０が対応づけられ、識別符号「００３」には４本の吸着ノズルを持つ２ヘッド２２０が対応づけられている。ＣＰＵ１６２は、取得したヘッドの識別符号をこのテーブルに照らしてヘッドを認識する。

続いて、ＣＰＵ１６２は、現在保持しているヘッドを解除する（ステップＳ２２０）。例えば、現在保持しているヘッドが識別符号「００１」の第１ヘッド１２０だとすると、ＣＰＵ１６２は、まず、Ｘ軸スライダ１１２及びＹ軸スライダ１１６を制御して、ヘッドユニット１１０をヘッド収納エリア１４０の空いている収納場所１４２の直上に移動する。続いて、ＣＰＵ１６２は、第１ヘッド１２０を回転させて、第１レバー挟持部５１が１番目と最終番目のノズル操作レバー３９（Ａ），３９（Ｌ）の隙間に位置するようにする。続いて、ＣＰＵ１６２は、ヘッド保持体２１を下降させて第１ヘッド１２０をその収納場所１４２に収納する。その後、ＣＰＵ１６２は、係合部材３１のフックを係合孔３７よりも下方へ下げたあとＲ軸２２を回転させることにより、係合部材３１のフックを第１ヘッド１２０の係合孔３７から外す。更に、ＣＰＵ１６２は、係合部材３１を上昇させることにより、第１ヘッド１２０の解除を終了する。

次に、ＣＰＵ１６２は、交換対象のヘッドを保持する（ステップＳ２３０）。例えば、交換対象のヘッドが今まで保持していた第１ヘッド１２０とは異なる識別符号「００２」の第１ヘッド１２０だとする。このとき、収納場所１４２に収納されている第１ヘッド１２０の向きは、１番目と最終番目のノズル操作レバー３９（Ａ），３９（Ｌ）の間に第１レバー挟持部５１が位置するように予め決められている。まず、ＣＰＵ１６２は、Ｘ軸スライダ１１２及びＹ軸スライダ１１６を制御して、ヘッドユニット１１０を第１ヘッド１２０が収納されている収納場所１４２の直上に移動する。続いて、ＣＰＵ１６２は、ヘッド保持体２１を下降させてＲ軸２２を円筒ギア３３に挿入しつつ各係合部材３１を下降させることにより、各係合部材３１のフックを第１ヘッド１２０のベース３６に設けた係合孔３７に挿入する。その後、ＣＰＵ１６２は、Ｒ軸２２を回転させて、係合部材３１のフックを係合孔３７の周縁に係合させる。続いて、ＣＰＵ１６２は、係合部材３１を上昇させて、係合部材３１のフックとＲ軸２２の裏面との間にベース３６を挟持すると共に、第１ヘッド１２０のクラッチ部材６２をヘッド保持体２１のクラッチ部材６１と嵌め合わせる。その後、ＣＰＵ１６２は、第１及び第２Ｚ軸スライダ５６，７６を制御して、第１レバー挟持部５１を第１ヘッド１２０のノズル操作レバー３９の高さまで下降させると共に第２レバー挟持部７１を第１ヘッド１２０の圧力操作レバー３５の高さまで下降させる。これにより、第１レバー挟持部５１は１番目と最終番目のノズル操作レバー３９（Ａ），（Ｌ）の隙間に位置し、第２レバー挟持部７１は１番目と最終番目の圧力操作レバー３５（Ａ），（Ｌ）の隙間に位置する。その後、ＣＰＵ１６２は、Ｒ軸２２を正回転させることにより第１ヘッド１２０を回転させ、第１レバー挟持部５１が１番目のノズル操作レバー３９（Ａ），（Ｌ）を挟み込み、且つ、第２レバー挟持部７１が１番目の圧力操作レバー３５を挟み込むようにする。

最後に、ＣＰＵ１６２は、キャリブレーションを実行し（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。キャリブレーションとは、キャリブデータを作成する処理である。部品装着装置１００では、予め設計値通りに各部材が製造されたり取り付けられたりしているとした上で、目標位置へ部品を装着する部品装着プログラムが作成されている。しかし、実際には、設計値通りに各部材が製造されたり取り付けられたりしていることは希で、実際には設計値からずれている。そのため、そのずれを較正するために部品装着装置１００のキャリブレーションを実行するのである。ＣＰＵ１６２は、その後の部品装着動作を実行する際には、今回のキャリブレーションの結果を反映させて実行する。

ここで、ヘッド自動交換ルーチンのステップＳ２４０で実行されるキャリブレーションについて、図１２を参照して以下に説明する。図１２は、キャリブレーションのフローチャートである。ＣＰＵ１６２は、キャリブレーションのプログラムを開始すると、まず、交換したヘッドのキャリブデータの測定が必要か否かを判定する（ステップＳ３１０）。例えば、上述したように交換したヘッドが識別符号「００２」の第１ヘッド１２０だったとすると、ＣＰＵ１６２は、識別符号「００２」に対応づけられたキャリブデータがＨＤＤ１６８に記憶されているか否かを判定し、記憶されていないならば、その第１ヘッド１２０のキャリブデータの測定が必要と判定する。識別符号「００２」に対応づけられたキャリブデータがＨＤＤ１６８に記憶されていたならば、そのキャリブデータを利用することができるため、ＣＰＵ１６２はその第１ヘッド１２０のキャリブデータの測定は不要と判定する。

ステップＳ３１０で肯定判定だったならば、ＣＰＵ１６２は、交換したヘッドの基準点の測定を行い、測定結果をＨＤＤ１６８に記憶する（ステップＳ３２０）。例えば、交換したヘッドが識別符号［００２」の第１ヘッド１２０だとすると、ＣＰＵ１６２は、ヘッド保持体２１のキャリブデータを用いて、Ｒ軸２２の回転中心がパーツカメラ１３２の中心と一致するようにヘッドユニット１１０を位置決めする。図１３は第１ヘッド１２０の底面１２０ａの説明図である。第１ヘッド１２０の底面１２０ａの所定位置（ここでは中心位置）には、基準点１２３が設けられている。ＣＰＵ１６２は、ヘッド保持体２１に保持された第１ヘッド１２０の底面をパーツカメラ１３２に撮影させる。その後、ＣＰＵ１６２は、Ｒ軸回転中心に対する第１ヘッド１２０の基準点１２３の位置（ＸＹ座標）を測定し、その位置を基準点位置として第１ヘッド１２０の識別符号「００２」に対応づけてＨＤＤ１６８に記憶する。ここでは、第１ヘッド１２０の回転角度が０°のときつまり第１ヘッド１２０を回転させない状態のときの基準点１２３の位置を測定する。

続いて、ＣＰＵ１６２は、交換したヘッドのキャリブデータの測定を行い、それらの測定結果をＨＤＤ１６８に記憶し（ステップＳ３３０）、本ルーチンを終了する。例えば、交換したヘッドが識別符号［００２」の第１ヘッド１２０だとすると、ＣＰＵ１６２は、第１ヘッド１２０に備えられた１２本の吸着ノズル１３のノズルホルダ１２のそれぞれの回転中心の位置（ＸＹ座標）を測定する。各回転中心の位置は、基準点１２３に対する位置とする。Ｒ軸２２の回転中心がパーツカメラ１３２の中心と一致するように位置決めした状態では、第１ヘッド１２０に備えられた全吸着ノズル１３がパーツカメラ１３２の視野に収まっている。ＣＰＵ１６２は、その画像をパーツカメラ１３２に撮影させ、その後、Ｑ軸モータ２８を駆動して円筒ギア３３及び小ギア３４を介して全ノズルホルダ１２を１８０°回転させ、その状態の画像を再びパーツカメラに撮影させる。ＣＰＵ１６２は、ノズルホルダ１２を回転させない状態つまり回転角度０°のときの吸着ノズル１３の穴の位置とノズルホルダ１２を１８０°回転させた状態つまり回転角度１８０°のときの吸着ノズル１３の穴の位置をパーツカメラ１３２が撮影した画像から求め、その２つの位置を結んだ線分の中点を各ノズルホルダ１２の回転中心とする。このようにしてノズルホルダ１２の回転中心を求める場合、第１ヘッド１２０の回転角度は０°とする。ＣＰＵ１６２は、基準点１２３に対する各ノズルホルダ１２の回転中心の位置（図１４参照）を求め、それをヘッドのキャリブデータの一つであるノズルホルダ回転中心位置として第１ヘッド１２０の識別符号「００２」と対応づけてＨＤＤ１６８に記憶する。交換したヘッドのキャリブデータを測定するには比較的長時間を要する。表２に、第１ヘッド１２０の識別符号「００２」とヘッドのキャリブデータと基準点位置（ここでは（ｘａ，ｙａ）とする）とを対応づけたテーブルの一例を示す。

一方、ステップＳ３１０で否定判定だったならば、ＣＰＵ１６２は、Ｒ軸２２の回転中心に対する、交換したヘッドの基準点位置（図１４参照、ＸＹ座標）を測定し、測定結果を基準点位置としてＨＤＤ１６８に記憶する（ステップＳ３６０）。例えば、交換したヘッドが識別符号［００２」の第１ヘッド１２０だとすると、今回の基準点位置（ここでは（ｘｂ，ｙｂ）とする）を識別符号「００２」に対応づけてＨＤＤ１６８に記憶する。ステップＳ３１０で否定判定だったということは、既に表２のような識別符号「００２」に対応づけられたキャリブデータがＨＤＤ１６８に記憶されているということである。そのため、識別符号「００２」の第１ヘッド１２０のキャリブデータは、ＨＤＤ１６８から読み出せばよく、再び測定する必要はない。また、識別符号「００２」の第１ヘッド１２０がヘッド保持体２１に保持されるのは、今回が初めてではなく２回目以降、つまり一旦取り外されたあと再度保持されたということになる。しかし、第１ヘッド１２０をヘッド保持体２１が保持する場合、係合部材３１のフックとＲ軸２２の底面との間に第１ヘッド１２０のベース３６を挟み込むため、保持するたびに第１ヘッド１２０とヘッド保持体２１との位置関係が微妙に異なるものとなる。そのため、基準点位置を再度測定する。通常、再保持後の基準点位置（ｘｂ，ｙｂ）は初回の基準点位置（ｘａ，ｙａ）とは異なる値となる。

ＣＰＵ１６２は、ステップＳ３５０のあと、本ルーチンを終了する。例えば、交換したヘッドが識別符号［００２」の第１ヘッド１２０だとすると、既に表２のような識別符号「００２」に対応づけられたキャリブデータがＨＤＤ１６８に記憶されているため、ＣＰＵ１６２は、部品を基板１０１へ装着する際にはそれを読み出せばよく、再度キャリブデータを測定する必要はない。そのため、識別符号「００２」の第１ヘッド１２０のキャリブデータを測定する時間が削減される。図１４に、ヘッド保持体２１のＲ軸回転中心位置、第１ヘッド１２０の基準点位置、第１ヘッド１２０のノズルホルダ１２の回転中心位置を模式的に示した。

［部品装着装置１００の動作−部品装着動作］
次に、部品装着装置１００のコントローラ１６０のＣＰＵ１６２が、管理コンピュータ２００から受信した生産ジョブデータに基づいてヘッドユニット１１０を利用して基板１０１へ部品を装着する動作について説明する。図１５は、部品装着処理ルーチンのフローチャートである。部品装着処理ルーチンのプログラムは、コントローラ１６０のＲＯＭ１６４に記憶されている。コントローラ１６０のＣＰＵ１６２は、管理コンピュータ２００から受信した生産ジョブデータに基づいて、適時この部品装着処理ルーチンを開始する。

まず、ＣＰＵ１６２は、吸着ノズル１３へ部品を吸着させる（ステップＳ４１０）。例えば、第１ヘッド１２０がヘッド保持体２１に保持されている場合、ＣＰＵ１６２は、ヘッドユニット１１０の複数の吸着ノズル１３にフィーダ１５２から供給される部品を順次吸着させる。なお、予め、第１レバー挟持部５１が１番目と最終番目のノズル操作レバー３９（Ａ），３９（Ｌ）の隙間に位置し且つその高さがノズル操作レバー３９と一致しており、第２レバー挟持部７１が１番目と最終番目の圧力操作レバー３５，３５の隙間に位置し且つその高さが圧力操作レバー３５と一致しているものとする。

具体的には、ＣＰＵ１６２は、Ｒ軸モータ２５により第１ヘッド１２０を回転させて、第１レバー挟持部５１に１番目のノズル操作レバー３９（Ａ）が挟持され、第２レバー挟持部７１に１番目の吸着ノズル１３の圧力操作レバー３５が挟持されるようにする。なお、第１ヘッド１２０を回転させる際には、原則として、円筒ギア３３を第１ヘッド１２０と同位相となるように回転させる。これにより、第１ヘッド１２０が回転するときに吸着ノズル１３が軸回転することはない。但し、吸着ノズル１３に吸着された部品の向き（角度）を修正する際には、円筒ギア３３を第１ヘッド１２０とは独立して回転させる。次に、ＣＰＵ１６２は、Ｘ軸スライダ１１２及びＹ軸スライダ１１６を制御して１番目の吸着ノズル１３を所望の部品の真上に配置する。その後、ＣＰＵ１６２は、第１Ｚ軸スライダ５６を制御して第１レバー挟持部５１により１番目の吸着ノズル１３を下降させ、それと共に第２Ｚ軸スライダ７６を制御して第２レバー挟持部７１により１番目の吸着ノズル１３へ負圧が供給されるように圧力操作レバー３５を切り替える。これにより、１番目の吸着ノズル１３に所望の部品が吸着される。次に、ＣＰＵ１６２は、Ｒ軸モータ２５により第１ヘッド１２０を所定角度だけ回転させる。第１ヘッド１２０が回転している間に、ＣＰＵ１６２は、第１Ｚ軸スライダ５６を制御して１番目の吸着ノズル１３が定位置に戻るように第１レバー挟持部５１を上昇させ、更に２番目のノズル操作レバー３９が第１レバー挟持部５１に挟持されるようにする。それと共に、ＣＰＵ１６２は、１番目の圧力操作レバー３５が第２レバー挟持部７１を通り抜けるのを待って、第２Ｚ軸スライダ７６を制御して第２レバー挟持部７１を元の位置に戻し、２番目の圧力操作レバー３５が第２レバー挟持部７１に挟持されるようにする。このため、１番目の吸着ノズル１３は、負圧が供給されたままとなり、部品を吸着し続ける。次に、ＣＰＵ１６２は、Ｘ軸スライダ１１２及びＹ軸スライダ１１６を制御して２番目の吸着ノズル１３を所望の部品の真上に配置する。その後、ＣＰＵ１６２は、第１Ｚ軸スライダ５６を制御して第１レバー挟持部５１により２番目の吸着ノズル１３を下降させ、それと共に第２Ｚ軸スライダ７６を制御して第２レバー挟持部７１により２番目の吸着ノズル１３へ負圧が供給されるように圧力操作レバー３５を切り替える。これにより、２番目の吸着ノズル１３に所望の部品が吸着される。３番目以降の吸着ノズル１３についても、これと同様の動作を繰り返す。これにより、１番目から最終番目の吸着ノズル１３のすべてに部品を吸着させることができる。

その後、ＣＰＵ１６２は、部品が基板１０１の目標位置へ装着されるよう各スライダ１１２，１１４やヘッドユニット１１０を制御し（ステップＳ４２０）、本ルーチンを終了する。例えば、第１ヘッド１２０がヘッド保持体２１に保持されている場合、ＣＰＵ１６２は、現在保持している第１ヘッド１２０の識別符号「００２」に対応する最新の基準点位置と、その第１ヘッド１２０のキャリブデータと、ヘッド保持体２１のキャリブデータとを読み出す。ＣＰＵ１６２は、それらに基づいて位置補正を行いながら、目標位置に各部品が装着されるようＸ軸スライダ１１２，Ｙ軸スライダ１１４及びヘッド保持体２１を制御する。具体的には、ＣＰＵ１６２は、Ｘ軸スライダ１１２及びＹ軸スライダ１１６を制御して、１番目の吸着ノズル１３が１番目の部品の目標位置の直上に来るようにヘッドユニット１１０を移動させる。その移動中、各吸着ノズル１３に吸着された部品が部品装着装置１００上の構造物や基板１０１に既に装着された部品と干渉しないように、ヘッド保持体２１を上方へ退避しておく。また、移動中、第１ヘッド１２０を回転させて１番目のノズル操作レバー３９（Ａ）を第１レバー挟持部５１の間に配置させる。そして、１番目の部品の目標位置で、ＣＰＵ１６２は、第１Ｚ軸スライダ５６を制御して第１レバー挟持部５１により１番目の吸着ノズル１３を下降させ、その後、第２Ｚ軸スライダ７６を制御して第２レバー挟持部７１により１番目の吸着ノズル１３へ大気圧が供給されるように圧力操作レバー３５を切り替える。これにより、１番目の吸着ノズル１３に吸着されていた部品が１番目の部品の目標位置に装着される。２番目以降の吸着ノズル１３に吸着されていた部品についても、同様にして基板１０１上に装着していく。

部品装着装置１００では、予め設計値通りに各部材が製造されたり取り付けられたりしているとした上で、目標位置へ部品を装着する部品装着プログラムが作成されている。しかし、実際には、設計値通りに各部材が製造されたり取り付けられたりしていることは希で、実際には設計値からずれている。そのため、ＣＰＵ１６２は、上述したように、現在ヘッド保持体２１に保持されているヘッドの基準点位置と、そのヘッドのキャリブデータと、ヘッド保持体２１のキャリブデータとに基づいて位置補正を行いながら、目標位置へ部品を装着するのである。

［本実施形態と本発明との対応関係］
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の吸着ノズル１３が本発明の部品保持具に相当し、ヘッド保持体２１がヘッド保持手段に相当し、ＣＰＵ１６２が制御手段に相当し、ＨＤＤ１６８が記憶手段に相当する。なお、本実施形態では、部品装着装置１００の動作を説明することにより本発明の部品装着方法の一例も明らかにしている。

［本実施形態の効果］
以上説明した本実施形態の部品装着装置１００によれば、交換したヘッドのキャリブデータを作成する必要がない場合には、交換したヘッドの基準点の位置の測定を行えば足りる。そのため、交換したヘッドのキャリブデータの測定を行う時間が削減され、ひいては部品装着装置１００のキャリブレーションに要する時間が短縮化される。したがって、生産効率が向上する。

また、予めヘッド保持体２１のキャリブデータをＨＤＤ１６８に記憶しておき、ヘッド保持体２１を制御して部品装着動作を行う際にはそれをＨＤＤ１６８から読み出して利用する。そのため、ヘッド保持体２１が設計値からずれている場合でも、そのずれを考慮して部品装着装置１００のキャリブレーションを実施することができる。

更に、ＣＰＵ１６２は、交換したヘッドのキャリブデータがＨＤＤ１６８に記憶されているか否かを判定することによって、交換したヘッドのキャリブデータを作成する必要があるか否かを判定するため、交換したヘッドのキャリブデータを作成する必要があるか否かを比較的容易に判定することができる。

更にまた、部品装着装置１００はヘッド自動交換機能を備えているため、キャリブレーションに要する時間の短縮化によって生産効率が向上するのみならず、ヘッド交換の自動化によっても生産効率が向上する。

［他の実施形態］
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、ヘッド自動交換ルーチン中の一ステップとして、キャリブレーション（ステップＳ２４０、図１２のフローチャート）を実行するものとしたが、ヘッドを手動で交換する場合においても同様のキャリブレーションを実行してもよい。この場合も、キャリブレーションに要する時間の短縮化を図ることができる。

上述した実施形態では、ＣＰＵ１６２は図１２のキャリブレーションを実行したが、その代わりに図１６のキャリブレーションを実行してもよい。このキャリブレーションでは、上述のステップＳ３１０で肯定判定だった場合の処理が図１２と異なる。すなわち、ＣＰＵ１６２は、上述のステップＳ３１０で肯定判定だった場合、上述のステップＳ３２０，Ｓ３３０のあと、ヘッド保持体２１のキャリブデータと、現在保持されているヘッドの基準点位置と、そのヘッドのキャリブデータとに基づいて、上述した部品装着処理ルーチンと同様の処理を実行し、それと共に、部品装着位置のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を実行する（ステップＳ３４０）。上述した部品装着処理ルーチンでは位置補正を行いながら部品を装着していくが、それでも何らかの理由により、部品を装着すべき目標位置と実際に部品が装着された位置とがずれることがある。そのずれを解消するために、目標位置と実際の装着位置とのずれ量を測定し、Ｆ／Ｂ制御を実行する。そして、ＣＰＵ１６２は、得られたＦ／Ｂ補正値を、現在保持されているヘッドのキャリブデータの一つとして、Ｆ／Ｂ制御を実行したときのヘッドの基準点位置と対応づけてＨＤＤ１６８に記憶する（ステップＳ３５０）。Ｆ／Ｂ補正値は、Ｆ／Ｂ制御を実行したときの基準点位置と相関関係がある。Ｆ／Ｂ補正値は、その後に実行される部品装着処理ルーチンのステップＳ４２０において、ヘッドのキャリブデータの一つとして利用される。そのため、位置補正の精度が上述した実施形態に比べて一層向上する。ＣＰＵ１６２がステップＳ４２０でＦ／Ｂ補正値を利用する際には、ＨＤＤ１６８に記憶されているＦ／Ｂ補正値とＦ／Ｂ制御を実行したときの基準点位置との相関関係から、現在保持されているヘッドの基準点位置に対応するＦ／Ｂ補正値を求める。

上述した実施形態では、ヘッド保持体２１が本発明のヘッド保持手段に相当し、第１〜第３ヘッド１２０，２２０，３２０が本発明のヘッドに相当するとしたが、図１７に示すように、Ｘ軸スライダ１１２が本発明のヘッド保持手段に相当し、Ｘ軸スライダ１１２に着脱可能に取り付けられる第１〜第３ヘッドユニットＨＵ１〜ＨＵ３が本発明のヘッドに相当するとしてもよい。第１ヘッドユニットＨＵ１は、ヘッド保持体２１及び第１ヘッド１２０を備えたヘッドユニットであり、第２ヘッドユニットＨＵ２は、ヘッド保持体２１及び第２ヘッド２２０を備えたヘッドユニットであり、第３ヘッドユニットＨＵ３は、ヘッド保持体２１及び第３ヘッド３２０を備えたヘッドユニットである。この場合、Ｘ軸スライダ１１２は回転軸を備えていないヘッド保持手段であり、このＸ軸スライダ１１２に対して第１〜第３ヘッドユニットＨＵ１〜ＨＵ３が自動交換される。

上述した実施形態において、部品装着装置１００のキャリブレーションを行うにあたり、Ｒ軸２２の傾きやノズルホルダ１２の傾きなどを考慮してもよい。こうすれば、制御の精度が一層高くなる。

上述した実施形態では、Ｒ軸２２の底面に基準点２３を設けたが、基準点２３を積極的に設ける必要はなく、例えばＲ軸２２の底面に既に存在している部材（例えばネジなど）を基準点２３の代わりに用いてもよい。この点は、第１ヘッド１２０の裏面１２０ａの基準点１２３についても同様である。

上述した実施形態において、Ｒ軸回転中心を求めるにあたり、回転角度０°のときの基準点の位置と回転角度１８０°のときの基準点の位置を結んだ線分の中点をＲ軸回転中心としたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば回転角度０°、９０°、１８０°、２７０°の４つの基準点の位置に基づいてＲ軸回転中心を求めてもよい。ノズルホルダ回転中心についても同様である。

上述した実施形態では、基準点位置を、Ｒ軸回転中心位置に対する位置、ノズルホルダ回転中心位置を、基準点位置に対する位置としたが、基準点位置もノズルホルダ回転中心位置もマークカメラ１３２の光軸に対する位置としてもよい。

上述した実施形態では、部品供給装置１５０はリール部品を供給するものであったが、トレイ部品やバルク部品を供給するものであってもよい。

上述した実施形態では、ヘッド保持体２１に保持されたヘッドの吸着ノズルをノズルストッカー１３４に収納された吸着ノズルと自動交換できるようにしてもよい。

本発明は、部品を実装した基板を利用する制御機器などに利用可能である。

１部品装着システム、１２ノズルホルダ、１３吸着ノズル、２１ヘッド保持体、２２Ｒ軸、２３基準点、２４Ｒ軸ギア、２５Ｒ軸モータ、２７Ｑ軸ギア、２８Ｑ軸モータ、３１係合部材、３３円筒ギア、３４小ギア、３５圧力操作レバー、３６ベース、３７係合孔、３９ノズル操作レバー、４０スプリング、４２２次元バーコード、５１第１レバー挟持部、５２水平部分、５３水平軸、５４ローラ、５５第１Ｚ軸ガイドレール、５６第１Ｚ軸スライダ、６１クラッチ部材、６２クラッチ部材、７１第２レバー挟持部、７２水平部分、７４ローラ、７５第２Ｚ軸ガイドレール、７６第２Ｚ軸スライダ、１００部品装着装置、１０１基板、１０２基台、１０４基板搬送装置、１０６支持板、１０８コンベアベルト、１１０ヘッドユニット、１１２Ｘ軸スライダ、１１４ガイドレール、１１６Ｙ軸スライダ、１１８ガイドレール、１２０第１ヘッド、１２３基準点、１３０マークカメラ、１３２パーツカメラ、１３４ノズルストッカー、１３６ガラス板、１３８基準マーク、１４０ヘッド収納エリア、１４２収納場所、１５０リールユニット、１５２フィーダ、１５４リール、１６０コントローラ、１６２ＣＰＵ、１６４ＲＯＭ、１６６ＲＡＭ、１６８ＨＤＤ、２００管理コンピュータ、２２０第２ヘッド、３２０第３ヘッド。

Claims

部品の保持及び保持解除が可能な部品保持具を備えたヘッドを保持するヘッド保持手段と、
前記ヘッド保持手段の動作を制御する制御手段と、
データを記憶する記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記ヘッド保持手段が所定のヘッドを保持したときに前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要があるか否かを判定し、
前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要がある場合には、前記ヘッドの基準部の位置の測定及び前記ヘッドのキャリブデータの測定を行い、前記ヘッドのキャリブデータを前記記憶手段に記憶し、前記ヘッドのキャリブデータと前記基準部の位置とに基づいて、前記ヘッドが保持された前記ヘッド保持手段の動作を制御し、
前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要がない場合には、前記ヘッドのキャリブデータの測定を行わず前記基準部の位置を測定し、該測定した前記基準部の位置と前記記憶手段に記憶された前記ヘッドのキャリブデータとに基づいて、前記ヘッドが保持された前記ヘッド保持手段の動作を制御する、
部品装着装置。
前記制御手段は、
前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要がある場合には、前記ヘッドの基準部の位置の測定及び前記ヘッドのキャリブデータの測定を行い、前記ヘッドの基準部の位置及び前記ヘッドのキャリブデータを前記記憶手段に記憶し、前記ヘッドのキャリブデータと前記基準部の位置とに基づいて、前記ヘッドが保持された前記ヘッド保持手段の動作を制御し、
前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要がない場合には、前記ヘッドのキャリブデータの測定を行わず前記基準部の位置を測定し、該測定した前記基準部の位置と前記記憶手段に記憶された前記基準部の位置と前記記憶手段に記憶された前記ヘッドのキャリブデータとに基づいて、前記ヘッドが保持された前記ヘッド保持手段の動作を制御する、
請求項１に記載の部品装着装置。
前記制御手段は、前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要があるか否かを判定する前に予め前記ヘッド保持手段のキャリブデータを作成して前記記憶手段に記憶しておき、前記ヘッドが保持された前記ヘッド保持手段の動作を制御するにあたっては前記記憶手段に記憶された前記ヘッド保持手段のキャリブデータも利用して制御する、
請求項１又は２に記載の部品装着装置。
前記制御手段は、前記ヘッドのキャリブデータが前記記憶手段に記憶されているか否かを判定することによって、前記ヘッドのキャリブデータを作成する必要があるか否かを判定する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品装着装置。
前記部品装着装置は、前記ヘッド保持手段に保持されているヘッドを前記所定のヘッドに自動交換する機能を備えている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品装着装置。
ヘッド保持手段に所定のヘッドを保持する工程と、
前記ヘッドの基準部の位置の測定及び前記ヘッドのキャリブデータの測定を行って前記ヘッドのキャリブデータを作成し、前記ヘッドのキャリブデータを前記記憶手段に記憶する工程と、
前記ヘッドを前記ヘッド保持手段から一旦取り外し、再度前記ヘッド保持手段に保持する工程と、
前記ヘッドを再度前記ヘッド保持手段に保持した後、前記ヘッドのキャリブデータの測定を行わず前記基準部の位置を再度測定する工程と、
前記再度測定した前記基準部の位置と前記記憶手段に記憶された前記ヘッドのキャリブデータとに基づいて、前記ヘッドが保持された前記ヘッド保持手段の動作を制御する工程と、
を含む部品装着方法。