JP6522449B2 - 部品実装機 - Google Patents

Description

本明細書に開示する技術は、電子部品を回路基板に実装する部品実装機に関する。

特許文献１には、部品を基板に実装する部品実装機が開示されている。この部品実装機は、ノズルホルダと、ノズルホルダに支持されている複数の吸着ノズルと、吸着ノズルの側面を撮像するＣＣＤカメラを備えている。吸着ノズルとＣＣＤカメラの間にはプリズムが配置されている。吸着ノズルの側面からの光の光路はプリズムによって変更され、吸着ノズルの側面からの光がＣＣＤカメラに導かれる。これにより、ＣＣＤカメラは吸着ノズルの側面を撮像することができる。

特開平２００９−１３００１４号公報

部品実装機では、一般的にサイズが異なる複数種類の電子部品を回路基板に実装する。このために、異なるパターンでノズル（吸着ノズル）が配置された複数種類のヘッド（ノズルホルダ）を交換可能に装備している。そして、回路基板に実装する電子部品の種類に応じて複数種類のヘッドから１つが選択され、そのヘッドを用いて電子部品を実装する。特許文献１の部品実装機においては、ＣＣＤカメラとプリズムの位置関係が固定であるため、撮像対象となるノズルの位置が大きく異なる場合、ノズルの側面画像を撮像することができない場合がある。

本明細書に開示する部品実装機は、電子部品を吸着するノズルを有する複数種類のヘッドを交換可能に装備し、複数種類のヘッドを用いて回路基板に電子部品を実装する。部品実装機は、ホルダと、第１の配置パターンで配置された第１ノズルを有する第１ヘッドと、第２の配置パターンで配置された第２ノズルを有する第２ヘッドと、ホルダに第１ヘッドを装備する第１の状態と、ホルダに第２ヘッドを装備する第２の状態とに切替える切替え装置と、ノズルの側面を撮像する撮像装置と、撮像装置によってノズルの側面を撮像するときに、ノズルの側面からの光の光路を撮像装置に向けて変更する光路変更手段と、切替え装置と光路変更手段を制御する制御装置と、を備えている。制御装置は、第１の配置パターン及び第２の配置パターンに関する情報を記憶する記憶部を備えており、制御装置は、切替え装置によって第１の状態としているときは、光路変更手段を第１の配置パターンに応じて第１の光路変更状態として、第１ノズルの側面を撮像装置により撮像可能な状態とする一方で、切替え装置によって第２の状態としたときは、光路変更手段を第２の配置パターンに応じて第２の光路変更状態として、第２ノズルの側面を撮像装置により撮像可能な状態とするように構成されている。

上記の部品実装機では、制御装置は、ホルダに第１ヘッドを装備する場合は光路変更手段を第１の光路変更状態とし、ホルダに第２ヘッドを装備する場合は光路変更手段を第２の光路変更状態とする。すなわち、ホルダに装備されるヘッドのノズル配置パターンに応じて、光路変更手段による光路変更状態が変化する。このため、第１ヘッドに配置されたノズルの側面と、第２ヘッドに配置されたノズルの側面を撮像することができる。

実施例１の部品実装機の構成を模式的に表す側面図である。 図１のII―IIにおける断面図であって、実施例１の部品実装機の構成を模式的に表す平面図である。 実施例１における側面撮像ユニットの構成を模式的に表す平面図であり、ホルダ１８にヘッド２０ａが装備された状態（第１の状態）を示す。 実施例１における側面撮像ユニットの構成を模式的に表す平面図であり、ホルダ１８にヘッド２０ｂが装備された状態（第２の状態）を示す。 実施例１の部品実装機の制御系の構成を表すブロック図である。 実施例１のヘッド交換処理のフローチャートを示す図である。 実施例２の部品実装機の構成を模式的に表す平面図（図１のII−II断面に相当）である。 実施例２における側面撮像ユニットの構成を模式的に表す平面図であり、ホルダ１８にヘッド２０ａが装備された状態（第１の状態）を示す。 実施例２における側面撮像ユニットの構成を模式的に表す平面図であり、ホルダ１８にヘッド２０ｂが装備された状態（第２の状態）を示す。 実施例２のヘッド交換処理のフローチャートを示す図である。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）光路変更手段は、ノズルの側面からの光の光路を撮像装置に向けて変更する光学部材を備えていてもよい。制御装置は、切替え装置によって第１の状態としているときは、撮像装置に対する光学部材の位置及び角度の少なくとも一方を第１の配置パターンに応じて変更することで、第１ノズルの側面を撮像装置により撮像可能な状態とする一方で、切替え装置によって第２の状態としたときは、撮像装置に対する光学部材の位置及び角度の少なくとも一方を第２の配置パターンに応じて変更することで、前記第２ノズルの側面を前記撮像装置により撮像可能な状態としてもよい。このような構成によると、第１の配置パターン及び第２の配置パターンのそれぞれに合わせて、光路部材の位置及び角度の少なくとも一方が調整される。これにより、撮像装置は、第１ノズル及び第２ノズルの側面を撮像することができる。

（特徴２）制御装置は、さらに、前記撮像装置の視野角（画角）を調整可能に構成されていてもよい。制御装置は、切替え装置によって第１の状態としたときは、第１の配置パターンに応じて撮像装置の視野角を調整して、第１ノズルの側面を撮像装置により撮像可能な状態とする一方で、切替え装置によって第２の状態としたときは、第２の配置パターンに応じて撮像装置の視野角を調整して、第２ノズルの側面を撮像装置により撮像可能な状態とするように構成されていてもよい。このような構成によると、撮像装置の視野角を調整することで、撮像装置が取得する側面画像のサイズを調整することができる。このため、制御装置は、ノズルの種類に応じて視野角を調整することで、側面画像内のノズルのサイズを適切なサイズに調整することができる。

（特徴３）光路変更手段は、第１の配置パターンに対応する第１の光路変更部材と、第２の配置パターンに対応する第２の光路変更部材を有していてもよい。制御装置は、切替え装置によって第１の状態としているときは、第１の光路変更部材を用いることで、第１ノズルの側面を撮像装置により撮像可能な状態とする一方で、切替え装置によって第２の状態としたときは、第２の光路変更部材を用いることで、第２ノズルの側面を撮像装置により撮像可能な状態としていてもよい。このような構成によると、光路変更手段は、第１の配置パターン及び第２の配置パターンのそれぞれに対応する光路変更部材を備えている。各配置パターンに応じた光路変更部材を用いることで、撮像装置の撮像領域を大きく変更することができ、ノズル配置パターンの大きな変更に対応することができる。

（特徴４）ヘッドは、軸線の周りに回動可能なロータリヘッドであってもよい。第１ヘッドには、複数の第１ノズルが、第１ヘッドの円周方向の第１〜第ｎ番目の位置に位置決めされており、第２ヘッドには、複数の第２ノズルが、第２ヘッドの円周方向の第１〜第ｍ番目の位置に位置決めされていてもよい。制御装置は、第１の状態のときは、第ｉ番目の位置に位置決めされた第１ノズルを動作させて電子部品を吸着し、電子部品の吸着が完了したら、複数の第１ノズルの位置を順送りし、第２の状態のときは、第２ヘッドのｊ番目の位置に位置決めされた第２ノズルを動作させて電子部品を吸着し、電子部品の吸着が完了したら、前記複数の第２ノズルの位置を順送りするように構成されていてもよい。撮像装置は、第１の状態のときは、第ｉ―１番目の位置、及び／又は、第ｉ＋１番目の位置に位置決めされた前記第１ノズルを撮像可能であり、第２の状態のときは、第ｊ-１番目の位置、及び／又は、第ｊ+１番目の位置に位置決めされた第２ノズルを撮像可能であってもよい。このような構成によると、撮像装置は、電子部品を吸着する第１ノズル又は第２ノズルのそれぞれに隣接する第１ノズルの側面又は第２ノズルの側面を撮像することができる。すなわち、電子部品を吸着する直前のノズルの側面画像と、電子部品を吸着した直後のノズルの側面画像を撮像することができる。

（特徴５）制御装置は、第１の状態のときは、第ｉ番目の位置に位置決めされた第１ノズルに吸着された電子部品を回路基板に装着すると、複数の第１ノズルの位置を順送りし、第２の状態のときは、第２ヘッドのｊ番目の位置に位置決めされた第２ノズルに吸着された電子部品を回路基板に装着すると、複数の第２ノズルの位置を順送りするように構成されていてもよい。撮像装置は、第１の状態のときは、第ｉ―１番目の位置、及び／又は、第ｉ＋１番目の位置に位置決めされた第１ノズルを撮像可能であり、第２の状態のときは、第ｊ-１番目の位置、及び／又は、第ｊ+１番目の位置に位置決めされた第２ノズルを撮像可能であってもよい。このような構成によると、撮像装置は、電子部品を装着する第１ノズル又は第２ノズルのそれぞれに隣接する第１ノズルの側面又は第２ノズルの側面を撮像することができる。すなわち、電子部品を装着する直前のノズルの側面画像と、電子部品を装着した直後のノズルの側面画像を撮像することができる。

以下、図１〜図５を用いて、実施例１に係る部品実装機１０について説明する。部品実装機１０は、回路基板２に電子部品４を実装する装置である。部品実装機１０は、表面実装機やチップマウンタとも称される。通常、部品実装機１０は、はんだ印刷機、他の部品実装機及び基板検査機と共に併設され、一連の実装ラインを構成する。

部品実装機１０は、複数の部品フィーダ１２と、フィーダ保持部１４と、ヘッドユニット１６と、側面撮像ユニット２４と、ヘッドユニット１６を移動させる移動装置３０と、基板コンベア３２と、操作パネル３４と、ヘッド交換装置４０と、ノズル交換装置５０（図２に図示）と、制御装置７０を備える。

各々の部品フィーダ１２は、複数の電子部品４を収容している。部品フィーダ１２は、フィーダ保持部１４に着脱可能に取り付けられ、ヘッドユニット１６へ電子部品４を供給する。部品フィーダ１２の具体的な構成は特に限定されない。各々の部品フィーダ１２は、例えば、巻テープ上に複数の電子部品４を収容するテープ式フィーダ、トレイ上に複数の電子部品４を収容するトレイ式フィーダ、又は、容器内に複数の電子部品４をランダムに収容するバルク式フィーダのいずれであってもよい。

移動装置３０は、部品フィーダ１２の上方と回路基板２の上方との間でヘッドユニット１６を移動させる。本実施例の移動装置３０は、移動ベース３０ａをＸ方向及びＹ方向に移動させるＸＹロボットである。移動装置３０は、移動ベース３０ａを案内するガイドレールや、移動ベース３０ａをガイドレールに沿って移動させる移動機構や、その移動機構を駆動するモータ等によって構成されている。移動装置３０は、部品フィーダ１２及び回路基板２の上方に配置されている。移動ベース３０ａにヘッドユニット１６が取付けられている。ヘッドユニット１６は、移動装置３０によって部品フィーダ１２の上方から回路基板２の上方までの間を移動する。

ヘッドユニット１６は、ホルダ１８とヘッド２０を備えている。ホルダ１８は、移動ベース３０ａに取り付けられている。ホルダ１８には、ヘッド２０が着脱可能に取り付けられている。ヘッド２０は、軸線ＣＬの周りに回転可能なロータリヘッドであり、ホルダ１８に収容されたモータ（図示省略）を駆動させることで、円周方向に回転する。ヘッド２０には、複数のノズル２２が着脱可能に取り付けられている。複数のノズル２２は、ヘッド２０の周方向に等間隔に配置されている。後述するように、ノズル２２が配置される間隔は、ヘッド２０の種類によって相違する。すなわち、ヘッド２０の種類毎に、ノズル２２の配置パターンが相違する。したがって、ヘッド２０に取り付けられる複数のノズル２２の配置パターンは、ヘッド２０に取り付けられる複数のノズル２２の位置情報によって規定される。複数のノズル２２は、ヘッド２０に収容されたアクチュエータ（図示省略）によって上下方向に昇降されると共に、また、電子部品４を吸着可能に構成されている。

側面撮像ユニット２４は、ホルダ１８に取り付けられている。側面撮像ユニット２４は、光路変更手段２６と側面撮像装置２８を備えている。光路変更手段２６は、ホルダ１８に取り付けられている。光路変更手段２６は、ノズル２２の側面からの光を側面撮像装置２８に導くように構成されている。側面撮像装置２８は、光路変更手段２６に取り付けられている。側面撮像装置２８は、光路変更手段２６によって導かれるノズル２２の側面からの光を受光することで、ノズル２２の側面画像を取得する。側面撮像装置２８は、視野角を調整することができる。部品実装機１０では、サイズの異なる複数のノズル２２が使用される。側面撮像装置２８の視野角を調整することで、側面画像内のノズル２２のサイズを適切なサイズに調整することができる。

基板コンベア３２は、回路基板２の部品実装機１０への搬入、部品実装機１０への位置決め、及び部品実装機１０からの搬出を行う装置である。本実施例の基板コンベア３２は、例えば、一対のベルトコンベアと、ベルトコンベアに取り付けられると共に回路基板２を下方から支持する支持装置（図示省略）と、ベルトコンベアを駆動する駆動装置により構成することができる。操作パネル３４は、作業者の指示を受け付ける入力装置であると共に、作業者に対して各種の情報を表示する表示装置でもある。

ヘッド交換装置４０は、フィーダ保持部１４に支持され、ホルダ１８に取付けられる複数のヘッド２０を収容する。ヘッド交換装置４０は、ヘッドホルダ４２を備えている。ヘッドホルダ４２には、種類の異なる複数のヘッド２０が収容されている。複数のヘッド２０は、種類毎に、当該ヘッド２０に取り付けることのできるノズル２２の本数及びノズル２２のサイズが異なっている。実施例１では、１２本のノズル２２を取付けることのできるヘッド２０を「第１ヘッド２０ａ」とし、４本のノズル２２を取付けることのできるヘッド２０を「第２ヘッド２０ｂ」とする。また、ホルダ１８に第１ヘッド２０ａが取付けられている状態を「第１の状態」とし、ホルダ１８に第２ヘッド２０ｂが取付けられている状態を「第２の状態」とする。

ノズル交換装置５０は、フィーダ保持部１４に支持され、ヘッド２０ａ、２０ｂに取付けられるノズル２２を収容する。ノズル交換装置５０は、ヘッド交換装置４０に対して、Ｘ方向に間隔を空けて並んで配置されている。ノズル交換装置５０は、ノズルホルダ５２を備えている。ノズルホルダ５２には、種類の異なる複数のノズル２２が収容されている。複数のノズル２２は、種類毎に、吸着可能な電子部品４のサイズが異なる。実施例１では、第１ヘッド２０ａに取付けることができるノズル２２を「第１ノズル２２ａ」とし、第２ヘッド２０ｂに取付けることができるノズル２２を「第２ノズル２２ｂ」とする。

図３を用いて、側面撮像ユニット２４及びヘッド２０の詳細について説明する。なお、図３は、ホルダ１８に、第１ヘッド２０ａが取付けられている状態（第１の状態）を示している。第１の状態においては、複数の第１ノズル２２ａは、第１ヘッド２０ａの円周方向に等間隔で、第１番目〜第１２番目の位置（位置Ａ〜位置Ｌとする）に配置されている（第１の配置パターン）。本明細書では、第１ヘッド２０ａの円周方向の第１番目の位置を、第１ヘッド２０ａに設定された第１番目〜第１２番目の位置の中で、Ｘ方向の最も負方向側に位置する位置Ａとする。位置Ａを基準にして、反時計回りに順に、第２番目〜第１２番目の位置（位置Ｂ〜Ｌ）が設定される。第１ヘッド２０ａでは、第４番目の位置（図中の位置Ｄ）に位置決めされる第１ノズル２２ａを動作させて、後述する実装処理を実行する。

光路変更手段２６は、第１ヘッド２０ａの円周方向の一部を除いて、その周囲を取り囲むように配置されている。光路変更手段２６は、フレーム２７、複数の光学部材６０、６２ａ〜６２ｄを備えている。フレーム２７は、第１フレーム２７ａ、第２フレーム２７ｂ、第３フレーム２７ｃで構成されている。第１フレーム２７ａ、第２フレーム２７ｂ、第３フレーム２７ｃ、それぞれの上部及び下部で接続されている。フレーム２７は、複数の開口部２９ａ〜２９ｃを有している。開口部２９ａは、第１フレーム２７ａと第２フレーム２７ｂの間の開口部であり、開口部２９ｂは、第２フレーム２７ｂと第３フレーム２７ｃの間の開口部であり、開口部２９ｃは、第１フレーム２７ａと第３フレーム２７ｃの間の開口部である。開口部２９ａには、側面撮像装置２８の撮像部２８ａの一部が挿し込まれている。開口部２９ｂ、２９ｃは解放されており、ノズル２２の側面からの光が、開口部２９ｂ、２９ｃを介してフレーム２７の内部にアクセスが可能となっている。フレーム２７の内部には、第１ミラー６０と複数の第２ミラー６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが設けられている。第１ミラー６０は、撮像部２８ａと第１ヘッド２０ａの間に配置されている。第１ミラー６０は、側面撮像装置２８の光軸上に配置され、撮像部２８ａからの光をＸ方向（正側）とＸ方向（負側）に分岐させる。したがって、撮像部２８ａには、第１ミラー６０を介して、Ｘ方向（正側）からの光とＸ方向（負側）からの光が導かれる。４つの第２ミラー６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、フレーム２７の各コーナー部に配置されている。複数の第２ミラー６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、同じ構造を有している。このため、複数の第２ミラー６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄのいずれか１つを区別なく表す場合は、「第２ミラー６２」と表記する。第２ミラー６２には、モータ６４（図５に図示）が取付けられている。モータ６４を駆動することで、第２ミラー６２の位置及び角度を調整することができる。複数の第２ミラー６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、それぞれ独立して動作することができる。

側面撮像装置２８は、第１の状態において、第４番目（位置Ｄ）に位置する第１ノズル２２ａに隣接する第１ノズル２２ａを撮像する。具体的には、側面撮像装置２８は、第３番目の位置（位置Ｃ）及び第５番目の位置（位置Ｅ）に位置決めされている第１ノズル２２ａを撮像する。第２ミラー６２の位置及び角度は、位置Ｃ及び位置Ｅに位置する第１ノズル２２ａの側面からの光を、側面撮像装置２８に導くように調整される。すなわち、第２ミラー６２ｃの位置及び角度は、位置Ｃに位置する第１ノズル２２ａの側面からの光を、側面撮像装置２８に導くように調整される。これにより、位置Ｃに位置する第１ノズル２２ａの側面からの光は、開口部２９ｃ、第２ミラー６２ｃ、第１ミラー６０、開口部２９ａを通って、側面撮像装置２８に導かれる(例えば、図３の光路Ｌ１)。また、第２ミラー６２ｂの位置及び角度は、位置Ｅに位置する第１ノズル２２ａの側面からの光を、側面撮像装置２８に導くように調整される。具体的には、位置Ｅに位置する第１ノズル２２ａの側面からの光は、開口部２９ｂ、第２ミラー６２ｂ、第１ミラー６０及び開口部２９ａを通って、側面撮像装置２８に導かれる(例えば、図３の光路Ｌ２)。第１の配置パターンに対応する光路変更手段２６（第１ミラー６０、第２ミラー６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ）の状態を、「第１の光路変更状態」とする。

図４を用いて、ホルダ１８に、第２ヘッド２０ｂが取付けられている状態（第２の状態）について説明する。第２の状態においては、複数の第２ノズル２２ｂは、第２ヘッド２０ｂの円周方向に等間隔で、第１番目〜第４番目の位置（位置ａ〜位置ｄとする）に配置されている（第２の配置パターン）。本明細書では、第２ヘッド２０ｂの円周方向の第１番目の位置を、複数の第２ノズル２２ｂの位置の中で、Ｘ方向の最も負方向側の位置ａとする。位置ａを基準にして、反時計回りに順に、第２番目〜第４番目の位置（位置ｂ〜ｄ）が設定される。第２ヘッド２０ｂでは、第２番目の位置（位置ｂ）に位置決めされる第２ノズル２２ｂを動作させ、後述する実装処理を実行する。

側面撮像装置２８は、第２の状態において、第２番目の位置（位置ｂ）に位置決めされる第２ノズル２２ｂに隣接する第２ノズル２２ｂを撮像する。具体的には、側面撮像装置２８は、第１番目の位置（位置ａ）及び第３番目の位置（位置ｃ）に位置決めされている第２ノズル２２ｂの側面を撮像する。第２ミラー６２の位置及び角度は、位置ａ及び位置ｃに位置する第２ノズル２２ｂの側面からの光を、側面撮像装置２８に導くように調整される。すなわち、第２ミラー６２ｃ、６２ｄの位置及び角度は、位置ａに位置する第２ノズル２２ｂの側面からの光を、側面撮像装置２８に導くように調整される。具体的には、位置ａに位置する第２ノズル２２ｂの側面からの光は、開口部２９ｃ、第２ミラー６２ｄ、第２ミラー６２ｃ、第１ミラー６０、開口部２９ａを通って、側面撮像装置２８に導かれる(例えば、図４の光路Ｌ３)。また、第２ミラー６２ａ、６２ｄの位置及び角度は、位置ｃに位置する第２ノズル２２ｂの側面からの光を、側面撮像装置２８に導くように調整される。具体的には、位置ｃに位置する第２ノズル２２ｂの側面からの光は、開口部２９ｂ、第２ミラー６２ａ、第２ミラー６２ｂ、第１ミラー６０、開口部２９ａを通って、側面撮像装置２８に導かれる(例えば、図４の光路Ｌ４)。第２の配置パターンに対応する光路変更手段２６（第１ミラー６０、第２ミラー６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ）の状態を、「第２の光路変更状態」とする。

制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたコンピュータを備えている。図５に示すように、制御装置７０には、部品フィーダ１２と、ヘッドユニット１６と、光路変更手段２６に搭載されているモータ６４と、側面撮像装置２８と、移動装置３０と、操作パネル３４と、切替え装置３６が通信可能に接続されている。切替え装置３６は、後述するヘッド交換処理中に、ヘッド２０及びノズル２２を自動交換する。制御装置７０は、各部（１２、１６、２８、３０、３２、３４、３６）を制御することで、電子部品４を回路基板２に実装する（実装処理）。また、制御装置７０は、各部（１６、２８、３０、３２、３６、６４）を制御することで、ヘッド２０を自動交換する（ヘッド交換処理）。

制御装置７０には、記憶装置８０が通信可能に接続されている。記憶装置８０には、部品実装機１０の動作を制御するための実装プログラムと、ヘッド２０を自動交換するための交換プログラムと、複数のヘッド２０に関する情報が記憶されている。複数のヘッド２０に関する情報には、複数のヘッド２０のそれぞれのノズル配置パターンが記憶されている。後述のヘッド交換処理においては、制御装置７０は、記憶装置８０に記憶されているノズル２２の配置パターンに基づいて、光路変更手段２６のモータ６４を制御する。

部品実装機１０の実装処理について説明する。ホルダ１８に第１ヘッド２０ａが支持されている場合について説明する（図３の状態）。まず、制御装置７０は、移動装置３０を駆動して、ヘッドユニット１６を部品フィーダ１２の上方に移動させる。次いで、制御装置７０は、第１ヘッド２０ａを駆動して、位置Ｄに位置する第１ノズル２２ａに部品を吸着させる（部品吸着処理）。次いで、制御装置７０は、ホルダ１８を動作させて、第１ヘッド２０ａを、反時計回りに回転させる（回転処理）。具体的には、制御装置７０は、回転前に位置Ｃに位置していた第１ノズル２２ａが、位置Ｄに位置するように第１ヘッド２０ａを反時計回りに回転させる。部品吸着処理及び回転処理の間、制御装置７０は、位置Ｃ及び位置Ｅに位置決めされている第１ノズル２２ａの側面撮像画像を取得する。制御装置７０は、位置Ｅに位置する第１ノズル２２ａの側面画像により、第１ノズル２２ａが、電子部品４を正常に吸着することができたか否かを判断することができる。制御装置７０は、全ての第１ノズル２２ａへの電子部品４の吸着が完了するまで、部品吸着処理及び回転処理を繰り返し実行する。

次いで、制御装置７０は、移動装置３０を駆動して、ヘッドユニット１６を回路基板２の上方に移動させる。次いで、制御装置７０は、第１ヘッド２０ａを駆動して、第１ノズル２２ａが吸着している電子部品４を回路基板２に実装する（部品実装処理）。次いで、制御装置７０は、ホルダ１８を動作させて、第１ヘッド２０ａを、反時計回りに回転させる（回転処理）。部品実装処理及び回転処理の間、制御装置７０は、位置Ｃ及び位置Ｅに位置決めされている第１ノズル２２ａの側面撮像画像を取得する。制御装置７０は、位置Ｃに位置する第１ノズル２２ａの側面画像により、第１ノズル２２ａへの電子部品４の吸着状態が正常か否か判断する。また、制御装置７０は、位置Ｅに位置する第１ノズル２２ａの側面画像により、回路基板２への電子部品４の実装が正常に完了したか否かを判断できる。制御装置７０は、全ての第１ノズル２２ａの電子部品４の回路基板２への実装が完了するまで、部品実装処理及び回転処理を繰り返し実行する。

次に、図６を用いて、ヘッド交換処理について説明する。ヘッド交換処理は、回路基板２に実装する電子部品４のサイズを変更したい場合などに実行される処理である。なお、実施例１においては、切替え装置３６により第１ヘッド２０ａを第２ヘッド２０ｂに変更する場合について説明する。この場合、ヘッド交換処理開始時の光路変更手段２６の構成は、第１の光路変更状態である（図３参照）。

まず、ステップＳ１２において、制御装置７０は、移動装置３０を駆動して、ヘッドユニット１６を、ヘッドホルダ４２の上方に移動させる。次いで、ステップＳ１４において、制御装置７０は、切替え装置３６を駆動して、ホルダ１８に取り付けられているヘッド２０を交換する。具体的には、制御装置７０は、ホルダ１８に取り付けられている第１ヘッド２０ａを、ヘッドホルダ４２に収容されている第２ヘッド２０ｂに交換する。このとき、光路変更手段２６は、第１の光路変更状態である。すなわち、光路変更手段２６の光路変更状態は、第２ヘッド２０ｂの第２の配置パターンには対応していない。このため、側面撮像装置２８は、第２ヘッド２０ｂの位置ａ及び位置ｃに位置する第２ノズル２２ｂの側面を撮像することができない。

次いで、ステップＳ１６において、制御装置７０は、第２ミラー６２のそれぞれに取り付けられているモータ６４を駆動して、第２ミラー６２の位置及び角度の少なくとも一方を調整する。すなわち、記憶装置８０には、第２ヘッド２０ｂの第２の配置パターンに基づいて設定されたモータ６４の第２駆動データ（第２の配置パターンに関する情報の一例）が記憶されている。制御装置７０は、記憶装置８０に記憶されている第２駆動データに基づいて、第２ミラー６２の位置及び角度の少なくとも一方を調整する。具体的には、制御装置７０は、第２ミラー６２ｃの位置及び角度と第２ミラー６２ｄの角度を、位置ａに位置する第２ノズル２２ｂの側面からの光が、開口部２９ｃ、第２ミラー６２ｄ、第２ミラー６２ｃ、第１ミラー６０、開口部２９ａを通って、側面撮像装置２８に導かれるように調整する（図４に示す状態）。また、制御装置７０は、第２ミラー６２ａの角度と第２ミラー６２ｂの位置及び角度を、位置ｃに位置する第２ノズル２２ｂの側面からの光が、開口部２９ｂ、第２ミラー６２ａ、第２ミラー６２ｂ、第１ミラー６０、開口部２９ａを通って、側面撮像装置２８に導かれるように調整する（図４に示す状態）。これにより、光路変更手段２６は、第２の光路変更状態となる。この結果、側面撮像装置２８は、位置ａ及び位置ｃに位置する第２ノズル２２ｂの側面を、同時に撮像することができる。

次いで、ステップＳ１８において、制御装置７０は、側面撮像装置２８の視野角を調整する。交換処理開始時、側面撮像装置２８の視野角は、第１ノズル２２ａに対応している。第２ノズル２２ｂのサイズは、第１ノズル２２ａのサイズと異なる。このため、制御装置７０は、側面撮像装置２８の視野角を調整することで、撮像される側面撮像画像内の第２ノズル２２ｂのサイズが適切な大きさとなるように調整する。なお、ステップＳ１６、Ｓ１８の処理は並行して実行されてもよい。なお、第２ヘッド２０ｂを第１ヘッド２０ａに変更する場合は、上述した手順と同様に行われる。この際、記憶装置８０には、第１ヘッド２０ａの第１の配置パターンに基づいて設定されたモータ６４の第１駆動データ（第１の配置パターンに関する情報の一例）が記憶されている。このため、制御装置７０は、記憶装置８０に記憶されている第１駆動データに基づいて第２ミラー６２の位置及び角度を調整することで、位置Ｃ及び位置Ｅに位置する第１ノズル２２ａの側面を、同時に撮像することができる。

上記の説明から明らかなように、本実施例の部品実装機１０では、制御装置７０は、ホルダ１８に装備されるヘッド２０ａ又は２０ｂの種類に応じて、第２ミラー６２の位置及び角度の少なくとも一方を調整する。すなわち、切替え装置３６によりヘッド２０が自動交換されたときは、交換後のヘッド２０のノズル２２の配置パターンに対応する光路変更状態に、光路変更手段２６（詳細には、第２ミラー６２の位置及び角度）が変更される。これにより、側面撮像装置２８は、ヘッド交換前後のいずれにおいても、実装ノズルに隣接するノズル２２の側面画像を撮像することができる。実装ノズルに隣接するノズル２２の側面画像を撮像することで、制御装置７０は、実装処理を適切に実行することができる。

図７〜図９を用いて、実施例２について説明する。なお、実施例間で共通する構成については、同じ符号を付して説明を省略する。実施例２では、光路変更手段１２６がホルダ１８に対して着脱可能に取り付けられている。実施例２の部品実装機１０では、ヘッド交換装置４０とノズル交換装置５０の間に、光路変更手段交換装置１３０が設けられている。光路変更手段交換装置１３０は、光路変更手段ホルダ１３２を備えている。光路変更手段ホルダ１３２には、第１ヘッド２０ａに対する第１光路変更手段１２６ａと、第２ヘッド２０ｂに対応する第２光路変更手段１２６ｂが載置されている。

図８を用いて、ホルダ１８に、第１ヘッド２０ａが取付けられている状態（第１の状態）について説明する。第１の状態においては、第１ヘッド２０ａには、第１光路変更手段１２６ａが取付けられる。第１光路変更手段１２６ａは、フレーム１２７、複数の光学部材６０、１６２ａ、１６２ｂを備えている。フレーム１２７は、第１フレーム１２７ａ、第２フレーム１２７ｂ、第３フレーム１２７ｃで構成されている。第１フレーム１２７ａ、第２フレーム１２７ｂ、第３フレーム１２７ｃは、それぞれの上部及び下部で接続されている。フレーム１２７は、複数の開口部１２９ａ〜１２９ｃを有している。開口部１２９ａは、第１フレーム１２７ａと第２フレーム１２７ｂの間の開口部であり、開口部１２９ｂは、第２フレーム１２７ｂと第３フレーム１２７ｃの間の開口部であり、開口部１２９ｃは、第１フレーム２７ａと第３フレーム１２７ｃの間の開口部である。開口部１２９ａには、側面撮像装置２８の撮像部２８ａの一部が挿し込まれている。開口部１２９ｂ、１２９ｃは解放されており、ノズル２２の側面からの光が、開口部１２９ｂ、１２９ｃを介してフレーム１２７の内部にアクセスが可能となっている。フレーム１２７の内部には、第１ミラー６０と、複数の第２ミラー１６２ａ、１６２ｂが設けられている。第２ミラー１６２ａの位置及び角度は、位置Ｅに位置する第１ノズル２２ａの側面からの光が、開口部１２９ｂ、第２ミラー１６２ａ、第１ミラー６０、開口部１２９ａを通って、側面撮像装置２８に導かれるように設定されている（例えば、図８の光路Ｌ６）。また、第２ミラー１６２ｂの位置及び角度は、位置Ｃに位置する第１ノズル２２ａの側面からの光が、開口部１２９ｃ、第２ミラー１６２ｂ、第１ミラー６０、開口部１２９ａを通って、側面撮像装置２８に導かれるように設定されている（例えば、図８の光路Ｌ５）。なお、第１ミラー６０と、複数の第２ミラー１６２ａ、１６２ｂを総称して、第１の光路変更部材１４０ａとする。

図９は、ホルダ１８に、第２ヘッド２０ｂが取付けられている状態（第２の状態）について説明する。第２の状態においては、第２ヘッド２０ｂには、第２光路変更手段１２６ｂが取付けられる。第２光路変更手段１２６ｂは、フレーム１２７、複数の光学部材６０、１６２ｃ〜１６２ｆを備えている。フレーム１２７の内部には、第１ミラー６０と、複数の第２ミラー１６２ｃ〜１６２ｆが設けられている。第２ミラー１６２ｃ、１６２ｄの位置及び角度は、位置ｃに位置する第２ノズル２２ｂの側面からの光が、開口部１２９ｂ、第２ミラー１６２ｃ、１６２ｄ、第１ミラー１６０、開口部１２９ａを通って、側面撮像装置２８に導かれるように設定されている（例えば、図９の光路Ｌ８）。また、第２ミラー１６２ｅ、１６２ｆの位置及び角度は、位置ａに位置する第２ノズル２２ｂの側面からの光が、開口部１２９ｃ、第２ミラー１６２ｆ、第２ミラー１６２ｅ、第１ミラー１６０、開口部１２９ａを通って、側面撮像装置２８に導かれるように設定されている（例えば、図９の光路Ｌ７）。なお、第１ミラー６０と、複数の第２ミラー１６２ｃ〜１６２ｆを総称して、第２の光路変更部材１４０ｂとする。

図１０を用いて、実施例２のヘッド交換処理について説明する。なお、実施例２においては、切替え装置３６により第１ヘッド２０ａを第２ヘッド２０ｂに変更する場合について説明する。この場合、ヘッド交換処理開始時は、第１光路変更手段１２６ａが取付けられている（図９）。

まず、ステップＳ１１２において、制御装置７０は、移動装置３０を駆動して、ヘッドユニット１６を、ヘッドホルダ４２の上方に移動させる。次いで、ステップＳ１１４において、制御装置７０は、切替え装置３６を駆動して、ホルダ１８に取り付けられている第１ヘッド２０ａを、ヘッドホルダ４２に収容されている第２ヘッド２０ｂに交換する。

次いで、ステップＳ１１６において、制御装置７０は、移動装置３０を駆動して、ヘッドユニット１６を、光路変更手段ホルダ１３２の上方に移動させる。次いで、ステップＳ１１８において、制御装置７０は、切替え装置３６を駆動して、ホルダ１８に取り付けられている光路変更手段１２６を交換する。具体的には、制御装置７０は、第１光路変更手段１２６ａを、第２の配置パターンに対応する第２光路変更手段１２６ｂに変更する（図１０）。すなわち、記憶装置８０には、第２ヘッド２０ｂに対応する光路変更手段が、第２光路変更手段１２６ｂであることが記憶されている。これにより、第２ヘッド２０ｂの位置ａ及び位置ｃに位置する第２ノズル２２ｂの側面からの光が、側面撮像装置２８に導かれる。すなわち、側面撮像装置２８は、第２ヘッド２０ｂの位置ａ及び位置ｃに位置する第２ノズル２２ｂの側面画像を取得することができる。次いで、ステップＳ１２０において、制御装置７０は、側面撮像装置２８の視野角を調整する。これにより、側面画像を適切な大きさに調整することができる。

上述の説明から明らかなように、実施例２の部品実装機１１０では、制御装置７０は、ホルダ１８に装備されるヘッド２０ａ又は２０ｂの種類に応じて、光路変更手段１２６の種類を変更することができる。すなわち、切替え装置３６によりヘッド２０が自動交換されたときは、交換後のヘッド２０のノズル２２の配置パターンに対応する種類の光路変更手段１２６に変更される。これにより、側面撮像装置２８は、ヘッド交換前後のいずれにおいても、実装ノズルに隣接するノズル２２の側面画像を撮像することができる。実装ノズルに隣接するノズル２２の側面画像を撮像することで、制御装置７０は、実装処理を適切に実行することができる。

以上、本明細書に開示の技術に係る実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

上記の各実施例では、光路変更手段２６は、ホルダ１８に取り付けられている。しかしながら、光路変更手段２６は、ホルダ１８以外、例えば、移動ベース３０ａに取り付けられていてもよい。

上記の各実施例では、複数のノズル２２は、円周上に配置されている。しかしながら、複数のノズル２２は、１つの直線上に配置されていてもよいし、複数の直線上に配置されていてもよい。また、複数のノズル２２が配置される複数の直線は、互いに平行であってもよい。

上記の各実施例では、ヘッドホルダ４２に収容されるヘッド２０の種類は２種類である。しかしながら、ヘッドホルダ４２に収容されるヘッド２０の種類は、３種類以上であってもよい。

２：回路基板
４：電子部品
１０、１１０：部品実装機
１２：部品フィーダ
１４：フィーダ保持部
１６：ヘッドユニット
１８：ホルダ
２０：ヘッド
２２：ノズル
２４：側面撮像ユニット
２６、１２６：光路変更手段
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ：開口部
２７、１２７：フレーム
２８：側面撮像装置
２８ａ：撮像部
３０：移動装置
３０ａ：移動ベース
３２：基板コンベア
３４：操作パネル
３６：切替え装置
４０：ヘッド交換装置
４２：ヘッドホルダ
５０：ノズル交換装置
５２：ノズルホルダ
６０、１６０：第１ミラー
６２、１６２：第２ミラー
６４：モータ
７０：制御装置
８０：記憶装置
１１０：部品実装機
１３０：光路変更手段交換装置
１３２：光路変更手段ホルダ
１４０：光路変更部材
Ｌ１〜Ｌ８：光路

Claims (6)

1. 電子部品を吸着するノズルを有する複数種類のヘッドを交換可能に装備し、複数種類のヘッドを用いて回路基板に電子部品を実装する部品実装機であって、
   ホルダと、
   第１の配置パターンで配置された第１ノズルを有する第１ヘッドと、
   第２の配置パターンで配置された第２ノズルを有する第２ヘッドと、
   前記ホルダに前記第１ヘッドを装備する第１の状態と、前記ホルダに前記第２ヘッドを装備する第２の状態とに切替える切替え装置と、
   前記ノズルの側面を撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置によって前記ノズルの側面を撮像するときに、前記ノズルの側面からの光の光路を前記撮像装置に向けて変更する光路変更手段と、
   前記切替え装置と前記光路変更手段を制御する制御装置と、を備えており、
   前記制御装置は、前記第１の配置パターン及び前記第２の配置パターンに関する情報を記憶する記憶部を備えており、
   前記制御装置は、前記切替え装置によって前記第１の状態としているときは、前記光路変更手段を前記第１の配置パターンに応じて第１の光路変更状態として、前記第１ノズルの側面を前記撮像装置により撮像可能な状態とする一方で、前記切替え装置によって前記第２の状態としたときは、前記光路変更手段を前記第２の配置パターンに応じて第２の光路変更状態として、前記第２ノズルの側面を前記撮像装置により撮像可能な状態とするように構成されている部品実装機。
2. 前記光路変更手段は、前記ノズルの側面からの光の光路を前記撮像装置に向けて変更する光学部材を備えており、
   前記制御装置は、前記切替え装置によって前記第１の状態としているときは、前記撮像装置に対する前記光学部材の位置及び角度の少なくとも一方を前記第１の配置パターンに応じて変更することで、前記第１ノズルの側面を前記撮像装置により撮像可能な状態とする一方で、前記切替え装置によって前記第２の状態としたときは、前記撮像装置に対する前記光学部材の位置及び角度の少なくとも一方を前記第２の配置パターンに応じて変更することで、前記第２ノズルの側面を前記撮像装置により撮像可能な状態とする請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記制御装置は、さらに、前記撮像装置の視野角を調整可能に構成されており、
   前記制御装置は、前記切替え装置によって前記第１の状態としたときは、前記第１の配置パターンに応じて前記撮像装置の視野角を調整して、前記第１ノズルの側面を前記撮像装置により撮像可能な状態とする一方で、前記切替え装置によって前記第２の状態としたときは、前記第２の配置パターンに応じて前記撮像装置の視野角を調整して、前記第２ノズルの側面を前記撮像装置により撮像可能な状態とするように構成されている請求項１又は２に記載の部品実装機。
4. 前記光路変更手段は、前記第１の配置パターンに対応する第１の光路変更部材と、前記第２の配置パターンに対応する第２の光路変更部材を有しており、
   前記制御装置は、前記切替え装置によって前記第１の状態としているときは、前記第１の光路変更部材を用いることで、前記第１ノズルの側面を前記撮像装置により撮像可能な状態とする一方で、前記切替え装置によって前記第２の状態としたときは、前記第２の光路変更部材を用いることで、前記第２ノズルの側面を前記撮像装置により撮像可能な状態とするように構成されている、請求項１に記載の部品実装機。
5. 前記ヘッドは、軸線の周りに回動可能なロータリヘッドであり、
   前記第１ヘッドには、複数の前記第１ノズルが、前記第１ヘッドの円周方向の第１〜第ｎ番目の位置に位置決めされており、
   前記第２ヘッドには、複数の前記第２ノズルが、前記第２ヘッドの円周方向の第１〜第ｍ番目の位置に位置決めされており、
   前記制御装置は、前記第１の状態のときは、第ｉ番目の位置に位置決めされた前記第１ノズルを動作させて前記電子部品を吸着し、前記電子部品の吸着が完了したら、前記複数の第１ノズルの位置を順送りし、前記第２の状態のときは、前記第２ヘッドのｊ番目の位置に位置決めされた前記第２ノズルを動作させて前記電子部品を吸着し、前記電子部品の吸着が完了したら、前記複数の第２ノズルの位置を順送りするように構成されており、
   前記撮像装置は、前記第１の状態のときは、第ｉ―１番目の位置、及び／又は、第ｉ＋１番目の位置に位置決めされた前記第１ノズルを撮像可能であり、前記第２の状態のときは、第ｊ-１番目の位置、及び／又は、第ｊ+１番目の位置に位置決めされた前記第２ノズルを撮像可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載の部品実装機。
6. 前記制御装置は、前記第１の状態のときは、第ｉ番目の位置に位置決めされた前記第１ノズルに吸着された前記電子部品を前記回路基板に装着すると、前記複数の第１ノズルの位置を順送りし、前記第２の状態のときは、前記第２ヘッドのｊ番目の位置に位置決めされた前記第２ノズルに吸着された前記電子部品を前記回路基板に装着すると、前記複数の第２ノズルの位置を順送りするように構成されており、
   前記撮像装置は、前記第１の状態のときは、第ｉ―１番目の位置、及び／又は、第ｉ＋１番目の位置に位置決めされた前記第１ノズルを撮像可能であり、前記第２の状態のときは、第ｊ-１番目の位置、及び／又は、第ｊ+１番目の位置に位置決めされた前記第２ノズルを撮像可能である、請求項５に記載の部品実装機。
   

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