JP6549710B2 - 部品取付装置及び部品取付方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品取付装置及び部品取付方法に関する。

従来より、基板に部品を取り付ける部品取付装置において、基板に形成された挿入孔にリードを挿入することで、部品を取り付けるものが知られている。例えば、特許文献１の装置では、リードを挟持して基板の挿入孔に案内する挿入ガイドと、部品の頭部を保持して加圧する押し棒とを用いることにより、部品を基板に安定して取り付けることができるとしている。

特開２００１−５３４９９号

ところで、挿入孔が形成された部品を基板に取り付けてから、その部品の挿入孔に別の部品のリードを挿入するなど、基板に取り付けた部品にさらに別の部品を取り付ける場合がある。その場合、基板に反りなどが生じていると、先に基板に取り付けた部品が傾いた状態で後の部品を取り付けることになるから、挿入ガイドなどを用いても、部品を安定して取り付けられないことがある。

本発明は、部品の取付効率を低下させることなく、部品を基板に安定的に取り付けることを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の部品取付装置は、ヘッドで部品を保持して基板に取り付ける部品取付装置であって、第１部品を供給する第１部品供給部と、前記第１部品と接合可能な第２部品を供給する第２部品供給部と、前記第１部品供給部の供給位置に供給された前記第１部品を保持するよう前記ヘッドを制御し、前記第２部品供給部の供給位置に供給された前記第２部品に前記ヘッドが保持している前記第１部品を接合させることにより前記第１部品と前記第２部品とを組み立てた組立品を保持するよう前記ヘッドを制御する保持制御を行う保持制御部と、前記ヘッドが保持している前記組立品を前記基板に取り付けるよう前記ヘッドを制御する取付制御を行う取付制御部とを備えることを要旨とする。

この部品取付装置は、供給位置に供給された第２部品にヘッドが保持している第１部品を接合させることにより、第１部品と第２部品とを先に組み立ててから、その組立品を基板に取り付ける。このため、第２部品を先に基板に取り付けてから、その第２部品に第１部品を取り付けるものなどに比べて、基板の反りの影響を受け難くして、部品を安定的に取り付けることができる。また、第２部品が供給された供給位置で、第１部品と第２部品とを組み立てるから、組み立ての際の部品の移動ロスを抑えて、部品の取付効率が低下するのを防止することができる。これらのことから、部品の取付効率を低下させることなく、部品を基板に安定的に取り付けることができる。

また、本発明の部品取付装置において、前記第１部品は接合部が下部に設けられ、前記第２部品は前記接合部に接合する被接合部が上部に設けられ、前記ヘッドに保持された前記部品を下方から撮像可能な下方撮像装置と、供給位置に供給された前記部品を上方から撮像可能な上方撮像装置と、前記ヘッドに保持された前記第１部品の接合部を下方から撮像するよう前記下方撮像装置を制御し、前記第２部品供給部の供給位置に供給された前記第２部品の被接合部を上方から撮像するよう前記上方撮像装置を制御する撮像制御部と、を備え、前記保持制御部は、前記下方撮像装置および前記上方撮像装置により撮像された画像に基づいて、前記第２部品の供給位置に対し前記接合部と前記被接合部とが接合可能となるよう設定した位置で、前記第２部品に前記ヘッドが保持している前記第１部品を接合させるよう前記ヘッドを制御するものとすることもできる。こうすれば、供給位置に供給された第２部品にヘッドが保持している第１部品をより精度よく接合させることができるから、組立不良などが生じるのを防止することができる。

また、本発明の部品取付装置において、前記ヘッドは前記部品を保持する向きとして、鉛直方向の第１の向きと該第１の向きに直交する第２の向きとに切り替え可能に構成され、前記保持制御部は前記ヘッドが前記第１の向きに切り替わっている状態で、前記保持制御を行い、前記取付制御部は前記ヘッドが前記第２の向きに切り替わっている状態で前記取付制御を行うものとすることもできる。こうすれば、供給位置に供給された部品を保持する際の向きと基板に部品（組立品）を取り付ける際の向きとが異なる場合であっても、適切に対応して、部品を基板に安定的に取り付けることができる。

また、本発明の部品取付装置において、前記第１部品と前記第２部品とは、前記組立品として前記基板に取り付けられた後に前記第１部品が前記第２部品に対して着脱可能となるように接合されるものとすることもできる。このような部品は、接合により組み立てて基板に取り付けるのに適したものといえるから、本発明を適用する意義が高い。また、このように着脱可能とすることにより、交換が容易となる部品として、ヒューズやＤＩＰ型ＩＣを例示することができる。

また、本発明の部品取付装置において、前記第１部品と前記第２部品との一方には、外方に突出するリードが設けられ、前記第１部品と前記第２部品との他方には、挿入孔が設けられ、前記リードが前記挿入孔に挿入されることで、前記第１部品と前記第２部品とが接合されるものとすることもできる。このような部品の挿入孔は、リードに対して若干の余裕しか設けられておらず、第２部品を先に基板に取り付けた場合に、基板の反りなどの影響を受けて第２部品が傾くと、リードを挿入孔に入れ難くなるから、本発明を適用する意義が高い。

本発明の部品取付方法は、ヘッドで部品を保持して基板に取り付ける部品取付方法であって、
（ａ）第１の供給位置に供給された第１部品を前記ヘッドに保持させるステップと、
（ｂ）第２の供給位置に供給された第２部品に前記ヘッドが保持している前記第１部品を接合させることにより前記第１部品と前記第２部品とを組み立てた組立品を前記ヘッドに保持させるステップと、
（ｃ）前記ヘッドが保持している前記組立品を前記基板に取り付けるステップと、を含むことを要旨とする。

この本発明の部品取付方法は、第２の供給位置に供給された第２部品にヘッドが保持している第１部品を接合させることにより、第１部品と第２部品とを組み立てた組立品をヘッドに保持させてから、組立品を基板に取り付ける。このため、部品の取付効率を低下させることなく、部品を基板に安定的に取り付けることができる。なお、この部品取付方法において、上述した部品取付装置の種々の態様を採用してもよいし、上述した部品取付装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

部品取付装置１０の構成の概略を示す構成図。 部品取付装置１０の制御に関する構成を示すブロック図。 ヘッド３０のノズルホルダ３１の構成の概略を示す構成図。 ノズル向きを切り替える様子を示す説明図。 制御装置８０のＣＰＵ８１により実行される部品取付処理の一例を示すフローチャート。 基板に取り付けられる部品の一例を示す説明図。 制御装置８０のＣＰＵ８１により実行される吸着処理の一例を示すフローチャート。 制御装置８０のＣＰＵ８１により実行される取付処理の一例を示すフローチャート。 部品が基板に取り付けられる様子を示す説明図。 変形例において部品が基板に取り付けられる様子を示す説明図。

図１は部品取付装置１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は部品取付装置１０の制御に関する構成を示すブロック図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

部品取付装置１０は、図１に示すように、部品Ｐを供給する部品供給装置１２と、平板状の基板Ｓを図１の左から右に搬送する基板搬送装置２０と、搬送された基板Ｓを保持する基板保持装置２２とを備える。また、部品取付装置１０は、部品Ｐを吸着（保持）するノズル６２を有する２つのノズルホルダ３１が取り付けられたヘッド３０と、ヘッド３０を移動させる移動機構５０と、ノズルホルダ３１のノズル６２の方向（ノズル向き）を切り替えるためのノズル向き切替ユニット４０とを備える。また、部品取付装置１０は、基板Ｓに付された各種マークや部品供給装置１２が供給した部品Ｐを撮像可能なマークカメラ６４と、ノズル６２に吸着された部品Ｐを撮像可能なパーツカメラ６６と、複数のノズル６２（ノズルホルダ３１）をストックするノズルステーション６８と、部品取付装置１０の全体を制御する制御装置８０（図２参照）とを備える。

部品供給装置１２は、リール状に巻回されたテープに収容された部品Ｐを供給するテープフィーダ１４や、直線状に形成された金属製のスティック内に並べて収容された部品Ｐを供給するスティックフィーダ１６、平板状に形成された樹脂製のトレイに収容された部品Ｐを供給する図示しないトレイフィーダなどを備える。

ヘッド３０は、筐体３０ａ内に昇降機構と回転機構とを有する図示しない駆動部を備えており、２つのノズルホルダ３１をそれぞれ独立してＺ軸方向に昇降させたり、軸回り（Ｑ方向）に回転させたりする。図３はヘッド３０のノズルホルダ３１の構成の概略を示す構成図である。図３は所定の基準位置にあるノズルホルダ３１を示す。図３（ａ）はノズルホルダ３１を正面（Ｘ軸方向右側）から見た図であり、図３（ｂ）はノズルホルダ３１を側面（Ｙ軸方向前側）から見た図である。なお、２つのノズルホルダ３１は、同じ構成である。また、ヘッド３０は、ノズルホルダ３１が２つ取り付けられるものとしたが、１つだけ取り付けられるものとしてもよい。

ノズルホルダ３１は、ヘッド３０の筐体３０ａ内の駆動部にプレート３２を介して着脱可能に取り付けられる。また、ノズルホルダ３１は、プレート３２の下面に固定された中空の第１円筒部３３と、第１円筒部３３内を摺動可能に設けられた中空の第２円筒部３４と、第２円筒部３４の下面に固定された門型の固定ブロック３５と、固定ブロック３５に回動可能に組み付けられた回動ブロック３６とにより構成されている。第１円筒部３３は、外周囲に、プレート３２の下面をスプリング受けとして、固定ブロック３５（回動ブロック３６）を下方へ付勢するコイルスプリング３８が配置されている。回動ブロック３６は、軸３６ａを支点に回動可能で、下端にノズル６２が２つ取り付けられている。このため、ヘッド３０は、１つの部品Ｐを２つのノズル６２で確実に保持することができる。なお、回動ブロック３６（ノズルホルダ３１）は、ノズル６２が２つ取り付けられるものとしたが、１つだけ取り付けられるものとしてもよい。

回動ブロック３６は、ノズル向き切替ユニット４０の後述する方向切替部材４８と当接（摺動）することにより軸３６ａを支点に回動する。回動ブロック３６は、ノズル６２が下向き（鉛直方向）となる第１の向き（図３（ｂ）中に実線で示す）と、ノズル６２が横向き（水平方向）となる第２の向き（図３（ｂ）中に点線で示す）とに切り替え可能となっている。また、図示は省略するが、回動ブロック３６は、２つの磁石が取り付けられている。一方、固定ブロック３５は、回動ブロック３６が第１の向きにある場合に一方の磁石に当接する位置と、回動ブロック３６が第２の向きにある場合に他方の磁石に当接する位置とに、磁性部材が取り付けられている。このため、回動ブロック３６は、第１の向きになっている状態および第２の向きになっている状態を、いずれも磁力により保持することができる。回動ブロック３６は、方向切替部材４８との当接部分に、板バネ等により形成された弾性変形可能な緩衝部材３７が取り付けられている。緩衝部材３７は、長手方向がＺ軸方向に沿った長方形状部分を有しており、長手方向の両端（Ｚ軸方向の上下端）に、回動ブロック３６から離れる方向に傾斜する傾斜部３７ａ，３７ｂが形成されている。

また、ノズルホルダ３１内には、筐体３０ａの図示しないエア流路と連通するエア流路３１ａが形成されている。エア流路３１ａは、第１円筒部３３および第２円筒部３４の中空部と、固定ブロック３５内に形成された流路と、軸３６ａの内部と、軸３６ａの内部から径方向に開口する開口部と、開口部と連通する回動ブロック３６内の流路とにより形成されて、２つのノズル６２に繋がっている。エア流路３１ａは、回動ブロック３６が第１の向きまたは第２の向きのいずれであっても、ノズル６２にエア圧（正圧、負圧）を供給することができる。

ノズル向き切替ユニット４０は、部品取付装置１０の基台に取り付けられロッド４４をＺ軸方向に伸縮させるエアシリンダ４２と、ロッド４４の先端にＹ軸方向（水平方向）に沿って取り付けられたアーム４６と、アーム４６の両端に取り付けられた２つの方向切替部材４８とにより構成されている。このノズル向き切替ユニット４０は、ロッド４４が伸張してアーム４６が上端位置にあるときに、ノズルホルダ３１のノズル向きを切り替え可能となり、ロッド４４が収縮してアーム４６が下端位置にあるときに、ノズルホルダ３１（ノズル６２）と干渉しないものとなる。また、方向切替部材４８は、ノズル向きを切り替える際に回動ブロック３６の緩衝部材３７と当接する部材であり、ベアリング等の回転可能な部材で構成されている。２つの方向切替部材４８の間隔（アーム４６の長さ）は、ヘッド３０に取り付けられる２つのノズルホルダ３１（緩衝部材３７）の間隔と同等となっている。このため、ノズル向き切替ユニット４０は、２つのノズルホルダ３１のノズル向きを同時に切り替えることができる。

図４はノズル向きを切り替える様子を示す説明図である。制御装置８０は、ノズル６２を下向き（第１の向き）から横向き（第２の向き）に切り替える場合、まず、緩衝部材３７の傾斜部３７ａが方向切替部材４８に対向するＸ軸方向左側の位置に、ノズルホルダ３１（ヘッド３０）を移動させる（図４（ａ）の左図）。次に、制御装置８０は、ノズルホルダ３１をＸ軸方向右側に移動させる。このとき、ノズルホルダ３１が、緩衝部材３７（傾斜部３７ａ）を方向切替部材４８と当接（摺動）させながら移動することで、回動ブロック３６を磁力に反して回動させて徐々に向きを変えていき（図４（ａ）の右図）、ノズル６２が横向きに切り替わることになる。

また、制御装置８０は、ノズル６２を横向きから下向きに切り替える場合、まず、緩衝部材３７の傾斜部３７ｂが方向切替部材４８に対向するＺ軸方向上側の位置に、ノズルホルダ３１（ヘッド３０）を移動させる（図４（ｂ）の左図）。次に、制御装置８０は、ノズルホルダ３１をＺ軸方向下側に移動させる。このとき、ノズルホルダ３１が、緩衝部材３７（傾斜部３７ｂ）を方向切替部材４８と当接（摺動）させながら移動することで、回動ブロック３６を磁力に反して回動させて徐々に向きを変えていき（図４（ｂ）の右図）、ノズル６２が下向きに切り替わることになる。

移動機構５０は、図１に示すように、Ｙ軸方向に沿って設けられたＹ軸ガイドレール５３と、Ｙ軸ガイドレール５３に沿って移動可能なＹ軸スライダ５４と、Ｙ軸スライダ５４の側面にＸ軸方向に沿って設けられたＸ軸ガイドレール５１と、Ｘ軸ガイドレール５１に沿って移動可能でヘッド３０やマークカメラ６４が取り付けられたＸ軸スライダ５２とを備える。

制御装置８０は、図２に示すように、ＣＰＵ８１を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ８１の他に、ＲＯＭ８２と、ＨＤＤ８３と、ＲＡＭ８４と、入出力インターフェース８５とを備える。これらは、バス８６を介して電気的に接続されている。制御装置８０には、マークカメラ６４からの画像信号やパーツカメラ６６からの画像信号などが入出力インターフェース８５を介して入力されている。一方、制御装置８０からは、部品供給装置１２への駆動信号や基板搬送装置２０への駆動信号、基板保持装置２２への駆動信号、移動機構５０への駆動信号、ヘッド３０への駆動信号、ノズル向き切替ユニット４０への駆動信号などが入出力インターフェース８５を介して出力されている。また、制御装置８０は、実装処理に関する情報の管理を行う管理装置９０と通信ネットワークを介して双方向通信可能に接続されており、互いにデータや制御信号のやり取りを行っている。

管理装置９０は、例えば、汎用のコンピュータであり、ＣＰＵ９１とＲＯＭ９２とＨＤＤ９３とＲＡＭ９４と入出力インターフェース９５などを備える。これらは、バス９６を介して電気的に接続されている。管理装置９０は、マウスやキーボード等の入力デバイス９８から入力信号が入出力インターフェース９５を介して入力される。また、管理装置９０は、ディスプレイ９９への画像信号を入出力インターフェース９５を介して出力する。ＨＤＤ９３は、基板Ｓの生産プログラムを記憶している。基板Ｓの生産プログラムは、部品取付装置１０において基板Ｓのどの位置（取付位置）にどの部品Ｐをどの順番で取り付けるか、部品Ｐを取り付けた基板Ｓを何枚作製するかなどを定めたプログラムである。また、本実施形態では、部品Ｐ同士を組み立てた組立品を基板Ｓに取り付けることもある。管理装置９０は、生産プログラムに従って部品Ｐが取り付けられるよう制御装置８０に指令信号を出力する。

以下は、こうして構成された部品取付装置１０の動作の説明である。図５は、制御装置８０のＣＰＵ８１により実行される部品取付処理の一例である。制御装置８０のＣＰＵ８１は、管理装置９０から指令信号を受信したときに、この処理を実行する。なお、説明の便宜上、１つのノズルホルダ３１による処理を説明する。

部品取付処理では、制御装置８０のＣＰＵ８１は、まず、部品供給装置１２を制御して供給位置に部品Ｐを供給する供給処理を実行し（Ｓ１００）、供給された部品Ｐをヘッド３０のノズル６２で吸着する吸着処理を実行する（Ｓ１１０）。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド３０に吸着した部品Ｐをそのままの向きで基板Ｓに取り付けられない場合など、ノズル向きの変更が必要な場合には、ノズル向き切替処理を行ってノズル６２を横向き（第２の向き）としてから（Ｓ１２０，図４（ａ）参照）、基板Ｓに部品Ｐを取り付ける取付処理を実行する（Ｓ１３０）。ＣＰＵ８１は、部品Ｐを基板Ｓに取り付けると、ノズル向きが切り替えられていれば、元に戻すためにノズル向き切替処理を行ってノズル６２を下向き（第１の向き）として（Ｓ１４０，図４（ｂ）参照）、部品取付処理を終了する。なお、ＣＰＵ８１は、未取付の部品Ｐがあれば、Ｓ１００〜Ｓ１４０の処理を繰り返し行う。また、ノズル向き切替処理では、ＣＰＵ８１は、エアシリンダ４２のロッド４４が上端位置に移動するようノズル向き切替ユニット４０に駆動信号を出力し、図４（ａ）や図４（ｂ）で示したようにノズル向きを切り替えてから、エアシリンダ４２のロッド４４が下端位置に移動するようノズル向き切替ユニット４０に駆動信号を出力する処理を行う。

ここで、図６は基板に取り付けられる部品の一例を示す説明図である。図示するように、スティックフィーダ１６が供給する部品Ｐの一例として、第１スティックフィーダ１６１の供給位置１６１ａに供給される第１部品Ｐ１と、第２スティックフィーダ１６２の供給位置１６２ａに供給される第２部品Ｐ２とを示す。第１部品Ｐ１は、下面から突出する２本のリードＬ１が設けられている。また、第２部品Ｐ２は、上面に第１部品Ｐ１のリードＬ１が挿入される２つの挿入孔Ｈが形成されると共に側面から突出する２本のリードＬ２が設けられている。両部品は、第１部品Ｐ１のリードＬ１が第２部品Ｐ２の挿入孔Ｈに挿入されることで接合され、その状態で基板Ｓに取り付けられる。具体的には、リードＬ１が挿入孔Ｈに押し込まれるように挿入される（圧入される）ことで両部品が接合されるものとなる。このため、両部品は組み立てられた状態で容易に外れることはないが、例えば、手作業により第２部品Ｐ２から第１部品Ｐ１を取り外すことは可能である。このような第１部品Ｐは、ヒューズやＤＩＰ型ＩＣなどを例示することができ、第２部品Ｐ２は、ヒューズやＤＩＰ型ＩＣを基板Ｓに着脱可能（交換可能）に取り付けるためのソケット部品を例示することができる。また、第２部品は、挿入孔Ｈの方向とリードＬ２の方向とが９０度異なるため、第１部品Ｐ１と第２部品Ｐ２とが組み立てられた後、ノズル６２の向きを切り替えて第２部品のリードＬ２を下向きとしてから、第２部品Ｐ２のリードＬ２を基板Ｓの挿入孔に挿入する（取り付ける）必要がある。以下は、Ｓ１１０の吸着処理と、Ｓ１３０の取付処理の詳細の説明である。図７は制御装置８０のＣＰＵ８１により実行される吸着処理の一例であり、図８は制御装置８０のＣＰＵ８１により実行される取付処理の一例であり、図９は部品が基板に取り付けられる様子を示す説明図である。

Ｓ１１０の吸着処理では、ＣＰＵ８１は、まず、第１部品Ｐ１の供給位置１６１ａ上にヘッド３０（ノズル６２）を移動させ（Ｓ２００）、ヘッド３０に第１部品Ｐ１を吸着させる（Ｓ２１０，図９（ａ））。Ｓ２１０では、ＣＰＵ８１は、第１部品Ｐ１を吸着可能な所定位置までノズル６２（ノズルホルダ３１）を下降させ、ノズル６２が所定位置に到達するとエア流路３１ａ内を負圧としてノズル６２に第１部品Ｐ１を吸着させてから、ノズル６２を上昇させる処理を行う。次に、ＣＰＵ８１は、ヘッド３０をパーツカメラ６６上に移動させて（Ｓ２２０）、パーツカメラ６６で第１部品Ｐ１のリードＬ１を下方から撮像する（Ｓ２３０，図９（ｂ））。そして、ＣＰＵ８１は、得られた画像から、第１部品Ｐ１の２本のリードＬ１に関する位置情報を取得する（Ｓ２４０）。Ｓ２４０では、ＣＰＵ８１は、まず、得られた画像を処理して２本のリードＬ１（図９（ｂ）中に黒丸で図示）の位置を取得する。次に、ＣＰＵ８１は、基準となる２本のリードＬ１の位置（図９（ｂ）中に白丸で図示）を結ぶ基準線およびその中間の基準位置に対し、画像から取得された２本のリードＬ１の位置ズレ量ΔＰ１を位置情報として取得する。なお、ＣＰＵ８１は、位置ズレ量ΔＰ１として、例えば、Ｘ方向のズレ量ΔＰ１（Ｘ）およびＹ方向のズレ量ΔＰ１（Ｙ）と、ズレ角ΔＰ１（θ）とを取得する。

次に、ＣＰＵ８１は、第２部品Ｐ２の供給位置１６２ａ上にマークカメラ６４（ヘッド３０）を移動させ（Ｓ２５０）、マークカメラ６４で第２部品Ｐ２の挿入孔Ｈを上方から撮像する（Ｓ２６０）。そして、ＣＰＵ８１は、得られた画像から第２部品Ｐ２の挿入孔Ｈに関する位置情報を取得する（Ｓ２７０，図９（ｃ））。Ｓ２７０では、ＣＰＵ８１は、まず、得られた画像を処理して２つの挿入孔Ｈ（図９（ｃ）中に黒丸で図示）の位置を取得する。次に、ＣＰＵ８１は、基準となる２つの挿入孔Ｈの位置（図９（ｃ）中に白丸で図示）を結ぶ基準線およびその中間の基準位置に対し、画像から取得された２つの挿入孔Ｈの位置ズレ量ΔＰ２を位置情報として取得する。なお、ＣＰＵ８１は、位置ズレ量ΔＰ２として、例えば、Ｘ方向のズレ量ΔＰ２（Ｘ）およびＹ方向のズレ量ΔＰ２（Ｙ）と、ズレ角ΔＰ２（θ）とを取得する。

続いて、ＣＰＵ８１は、Ｓ２４０で取得した第１部品Ｐ１のリードＬ１の位置情報と、Ｓ２７０で取得した第２部品Ｐ２の挿入孔Ｈの位置情報とに基づいて、第２部品Ｐ２の供給位置１６２ａに対して補正した位置にヘッド３０（ノズル６２）を移動させる（Ｓ２８０，図９（ｄ））。Ｓ２８０では、ＣＰＵ８１は、供給位置１６２ａのＸ方向の基準位置に対し、ズレ量ΔＰ１（Ｘ）とズレ量ΔＰ２（Ｘ）とに基づいて補正した位置（Ｘａ）と、供給位置１６２ａのＹ方向の基準位置に対し、ズレ量ΔＰ１（Ｙ）とズレ量ΔＰ２（Ｙ）とに基づいて補正した位置（Ｙａ）とを設定する。また、ＣＰＵ８１は、供給位置１６２ａにおける基準の角度に対し、ズレ角ΔＰ１（θ）とズレ角ΔＰ２（θ）とに基づいて補正した角度（θａ）を設定する。そして、ＣＰＵ８１は、設定した位置（Ｘａ，Ｙａ）にノズル６２を移動させて、設定した角度（θａ）にノズル６２の回転角度（Ｑ軸）を合わせる処理などを行う。なお、角度のズレが殆ど発生しないよう部品Ｐ１，Ｐ２が供給される場合、ＣＰＵ８１は、ズレ角ΔＰ１（θ）やズレ角ΔＰ２（θ）を取得せず、角度（θａ）を設定しないものとして、基準の角度を用いるものとしてもよい。

そして、ＣＰＵ８１は、第１部品Ｐ１のリードＬ１を第２部品Ｐ２の挿入孔Ｈに挿入することで、第１部品Ｐ１と第２部品Ｐ２とを組み立てた組立品をヘッド３０に吸着させて（Ｓ２９０，図９（ｅ），（ｆ））、吸着処理を終了する。Ｓ２９０では、ＣＰＵ８１は、ノズル６２が吸着している第１部品Ｐ１が第２部品Ｐ２と接合可能となる所定位置（リードＬ１が挿入孔Ｈに確実に挿入される所定位置）までノズル６２（ノズルホルダ３１）を下降させてから、ノズル６２を上昇させる処理を行う。ＣＰＵ８１は、Ｓ２９０の処理を、リードＬ１の位置ズレ量ΔＰ１と、第２部品Ｐ２の挿入孔Ｈの位置ズレ量ΔＰ２とに基づいて補正した位置と角度で行うから、リードＬ１を挿入孔Ｈに精度よく挿入することができる。なお、吸着処理が終了すると、Ｓ１２０のノズル向き切替処理でノズル６２が横向き（第２の向き）に変えられて、第２部品Ｐ２のリードＬ２が下向きの状態となる。

Ｓ１３０の取付処理では、ＣＰＵ８１は、まず、Ｓ１２０の旋回処理でノズルホルダ３２がノズル向きを切り替えたヘッド３０（ノズル６２）をパーツカメラ６６上に移動させ（Ｓ３００，図９（ｇ））、パーツカメラ６６で組立品（第２部品Ｐ２）のリードＬ２を撮像する（Ｓ３１０）。そして、ＣＰＵ８１は、得られた画像から組立品（第２部品Ｐ２）のリードＬ２の位置情報を取得する（Ｓ３２０）。Ｓ３２０では、ＣＰＵ８１は、Ｓ２４０の処理（図９（ｂ））と同様に、リードＬ２の位置ズレ量を取得する。続いて、ＣＰＵ８１は、リード位置に基づき補正した取付位置にヘッド３０を移動させて（Ｓ３３０）、組立品（第２部品Ｐ２）のリードＬ２を基板Ｓの挿入孔に挿入することで組立品を基板Ｓに取り付けて（Ｓ３４０，図９（ｈ））、取付処理を終了する。Ｓ３３０では、ＣＰＵ８１は、管理装置９０の指令信号に含まれる取付位置に対し、組立品（第２部品Ｐ２）のリードＬ２の位置ズレ量に基づいて補正した位置や角度を設定し、設定した位置や角度に基づいてノズル６２を移動させたり回転させたりする処理を行う。勿論、ＣＰＵ８１は、マークカメラ６４で基板Ｓの挿入孔の位置を撮像し、組立品（第２部品Ｐ２）のリードＬ２の位置ズレ量と挿入孔の位置ズレ量とに基づいて補正するものとしてもよい。また、Ｓ３４０では、ＣＰＵ８１は、ノズル６２が吸着している組立品（第２部品Ｐ２）のリードＬ２が基板Ｓの挿入孔に挿入可能となる所定位置までノズル６２（ノズルホルダ３１）を下降させ、ノズル６２が所定位置に到達するとエア流路３１ａ内を正圧としてノズル６２による組立品（第１部品Ｐ１）の吸着を解除してから、ノズル６２を上昇させる処理を行う。

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。本実施形態のヘッド３０がヘッドに相当し、第１スティックフィーダ１６１が第１部品供給部に相当し、第２スティックフィーダ１６２が第２部品供給部に相当し、図５の部品取付処理のＳ１１０（図７の吸着処理のＳ２００，Ｓ２１０，Ｓ２８０，Ｓ２９０）を実行する制御装置８０のＣＰＵ８１が保持制御部に相当し、部品取付処理のＳ１３０（図８の取付処理のＳ３３０，Ｓ３４０）を実行する制御装置８０のＣＰＵ８１が取付制御部に相当する。また、第１部品Ｐ１のリードＬ１が接合部に相当し、第２部品Ｐ２の挿入孔Ｈが被接合部に相当し、パーツカメラ６６が下方撮像装置に相当し、マークカメラ６４が上方撮像装置に相当し、図７の吸着処理のＳ２２０，Ｓ２３０，Ｓ２５０，Ｓ２６０を実行する制御装置８０のＣＰＵ８１が撮像制御部に相当する。なお、図７の吸着処理のＳ２４０，Ｓ２７０を実行する制御装置８０のＣＰＵ８１も保持制御部に相当する。なお、本実施形態は、部品取付装置１０の動作を説明することにより本発明の部品取付方法の一例も明らかにしている。

以上説明した部品取付装置１０は、第１スティックフィーダ１６１の供給位置１６１ａ（第１の供給位置）に供給された第１部品Ｐ１をヘッド３０（ノズル６２）で吸着し、第２スティックフィーダ１６２の供給位置１６２ａ（第２の供給位置）に供給された第２部品Ｐ２に、ヘッド３０が吸着している第１部品Ｐ１を接合させることにより、第１部品Ｐ１と第２部品Ｐ２とを組み立ててから、その組立品を基板Ｓに取り付ける。このため、第２部品Ｐ２を先に基板Ｓに取り付けておき、後から第２部品Ｐ２に第１部品Ｐ１を取り付けるものに比べ、基板Ｓの反りの影響を受け難くして、部品Ｐ（第１部品Ｐ１および第２部品Ｐ２）を安定的に基板Ｓに取り付けることができる。また、第２部品Ｐ２の供給位置１６２ａで、第１部品Ｐ１と第２部品Ｐ２とを組み立てるから、供給位置１６２ａ以外で組み立てるものに比べ、組み立ての際の部品Ｐの移動ロスを抑えることができる。したがって、部品取付装置１０は、部品Ｐの取付効率を低下させることなく、部品Ｐを基板Ｓに安定的に取り付けることができる。

また、部品取付装置１０は、ヘッド３０に吸着された部品Ｐを下方から撮像可能なパーツカメラ６６と、供給位置に供給された部品Ｐを上方から撮像可能なマークカメラ６４とを備え、ヘッド３０に吸着された第１部品Ｐ１のリードＬ１を下方からパーツカメラ６６で撮像し、第２スティックフィーダ１６２の供給位置１６２ａに供給された第２部品Ｐ２の挿入孔Ｈを上方からマークカメラ６４で撮像し、撮像された画像に基づいて、第２部品Ｐ２の供給位置１６２ａに対しリードＬ１と挿入孔Ｈとが適切に挿入可能となるよう補正した位置および角度で、第１部品Ｐ１と第２部品Ｐ２とを組み立てるから、より精度よく組み立てて、組立不良などが生じるのを防止することができる。

また、部品取付装置１０は、ヘッド３０（ノズル６２）が部品Ｐを保持（吸着保持）する向きとして、下向き（鉛直方向）の第１の向きと該第１の向きに直交する横向き（水平方向）の第２の向きとに切り替え可能に構成されており、第１部品Ｐ１の吸着や、第２部品Ｐ２と第１部品Ｐ１とを組み立てる際には、第１の向きで行い、第１部品Ｐ１と第２部品Ｐ２の組立品を基板Ｓに取り付ける際には、第２の向きで行う。このため、供給位置に供給された部品Ｐを吸着する際の向きと、基板Ｓに部品Ｐ（組立品）を取り付ける際の向きとが９０度異なる場合であっても、適切に対応することができる。特に、第２部品Ｐ２を先に基板Ｓに取り付けてから、その側面の挿入孔Ｈに第１部品Ｐ１のリードＬ１を挿入するのは困難であることから、先に組み立てた組立品を基板Ｓに取り付けるメリットが大きいものといえる。

また、第１部品Ｐ１と第２部品Ｐ２とは、組立品として基板Ｓに取り付けられた後に、第１部品Ｐ１が第２部品Ｐ２に対して着脱可能とされている。このような部品Ｐは、接合により組み立てて基板Ｓに取り付けるのに適するから、本発明を適用する意義が高い。

また、第１部品Ｐ１の下面から突出するリードＬ１が、第２部品Ｐ２の上面に設けられる挿入孔Ｈに挿入されることで、第１部品Ｐ１と第２部品Ｐ２とが接合される。このような挿入孔Ｈは、通常はリードＬ１に対して若干の余裕しか設けられておらず、第２部品Ｐ２を先に基板Ｓに取り付けた場合、基板Ｓの反りなどの影響を受けて第２部品Ｐ２が傾いた状態になると、リードＬ１を挿入孔Ｈに入れ難くなるから、本発明を適用する意義が高い。

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、第２部品Ｐ２は、挿入孔Ｈの方向とリードＬ２の方向とが９０度異なる部品としたが、これに限られず、挿入孔Ｈの方向とリードＬ２の方向とが同じ部品、即ち、第２部品Ｐ２の上面に挿入孔Ｈが形成されると共に下面から突出する２本のリードＬ２が設けられる部品としてもよい。この場合、ＣＰＵ８１は、図５の部品取付処理でＳ１２０，Ｓ１４０のノズル向き切替処理を省略するものとすればよい。図１０は、変形例において部品が基板に取り付けられる様子を示す説明図である。図１０（ａ）〜（ｆ）では、第２部品Ｐ２のリードＬ２が下向きとなっている点を除いて、図９（ａ）〜（ｆ）と同様の処理が行われる。ＣＰＵ８１は、図１０（ｆ）で組立品を吸着すると、ノズル向きを切り替えることなく、ヘッド３０（ノズル６２）をパーツカメラ６６上に移動させて（図１０（ｇ））、第２部品Ｐ２のリード画像を撮像する。そして、ＣＰＵ８１は、得られた画像から組立品（第２部品Ｐ２）のリードＬ２の位置情報を取得し、取得した位置情報に基づき補正した取付位置にヘッド３０を移動させて、組立品を基板Ｓに取り付ける（図１０（ｈ））。このように、部品取付装置１０は、ノズル向きを変更することなく、組立品を基板Ｓに取り付けるものとしてもよい。この場合でも、基板Ｓの反りの影響を受け難くして、部品Ｐを安定的に基板Ｓに取り付けることができる。なお、ノズル向きを変更することがない場合、ノズルホルダ３１がノズル６２の向きを切り替える機能を備えずに、ノズル６２の向きを下向き（鉛直方向）で固定するものとしてもよい。

上述した実施形態では、第１部品Ｐ１と第２部品Ｐ２とが第１，第２スティックフィーダ１６１，１６２から供給されるものとしたが、これに限られず、各部品がテープフィーダやトレイフィーダなどから供給されるものとしてもよい。ただし、第２部品Ｐ２の供給位置で、第１部品Ｐ１と第２部品Ｐ２とを組み立てるため、第２部品Ｐ２の供給装置は、供給位置で両部品を組み立てることができる程度の剛性を有することが好ましい。

上述した実施形態では、第１部品Ｐ１を吸着し、第１部品Ｐ１をパーツカメラ６６で撮像してから、第２部品Ｐ２をマークカメラ６４で撮像して、両部品を組み立てるものとしたが、この順序に限られるものではない。例えば、第１部品Ｐ１を吸着し、第２部品Ｐ２をマークカメラ６４で撮像してから、第１部品Ｐ１をパーツカメラ６６で撮像して、両部品を組み立てるものとしてもよい。この場合、ＣＰＵ８１は、図７の吸着処理において、Ｓ２５０，Ｓ２６０の処理をＳ２２０の前に行うものなどとすればよい。このような順序は、部品Ｐの取り付けに効率のよい順序となるよう定めるものとすればよい。

上述した実施形態では、第１部品Ｐ１と第２部品Ｐ２とを組み立てた後も、第１部品Ｐ１が第２部品Ｐ２に対して着脱可能なものとしたが、これに限られず、第１部品Ｐ１が第２部品Ｐ２に対して着脱不能なものとしてもよい。

上述した実施形態では、第１部品Ｐ１としてヒューズやＤＩＰ型ＩＣを例示したが、これに限られるものではなく、如何なる部品（電子部品）としてもよい。また、第１部品Ｐ１に設けられたリードＬ１を、第２部品Ｐ２に設けられた挿入孔Ｈに挿入（圧入）するものとしたが、これに限られず、第２部品Ｐ２に設けられたリードを第１部品Ｐ１に設けられた挿入孔に挿入するとしてもよい。あるいは、リードを挿入孔に挿入することにより両部品を接合するものに限られず、一方の部品に設けられた凸部を他方の部品に設けられた凹部にはめ込むことにより両部品を接合したり、一方の部品に設けられた爪部を他方の部品に設けられた窪みの縁に引っ掛けることにより両部品を接合したりするものとしてもよい。即ち、一方の部品に設けられた係止部を他方の部品に設けられた被係止部に係止することにより両部品を接合するものとしてもよい。また、このような接合部（係止部）や被接合部（被係止部）を設けることなく、接着剤などを用いて両部品を接合するものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、ＣＰＵ８１は、基準となる２本のリードＬ１の位置を結ぶ基準線および基準位置に対する位置ズレ量ΔＰ１や、基準となる２つの挿入孔Ｈの位置を結ぶ基準線および基準位置に対する位置ズレ量ΔＰ２に基づいて、リードＬ１を挿入孔Ｈに挿入する位置を設定するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、個々のリードＬ１の基準位置に対する位置ズレ量や、個々の挿入孔Ｈの基準位置に対する位置ズレ量に基づいて、リードＬ１を挿入孔Ｈに挿入する位置を設定するものなどとしてもよい。あるいは、接着剤などを用いて両部品を接合するなど、若干の位置ズレが生じていても両部品を組み立て可能な場合には、位置ズレに基づく補正を行わないものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、ノズルホルダ３１の回動ブロック３６が、第１の向きおよび第２の向きを磁力により保持するものとしたが、これに限られるものではなく、ノズルホルダ３１の構成（ノズル向きを切り替える構成）を如何なるものとしてもよい。例えば、第１の向きに回動ブロックを付勢する付勢手段を設けるものとしてもよい。また、ノズル向き切替ユニットが、付勢手段の付勢に反して回動ブロックを第２の向きに切り替えると、回動ブロックに設けられた爪部などの係止部が、固定ブロックなどに設けられた被係止部に係止することにより第２の向きを保持するものとしてもよい。また、ノズル向き切替ユニットが、係止部と被係止部との係止を解除することにより、回動ブロックが第１の向きに戻るものなどとしてもよい。

本発明は、基板に部品を取り付ける部品取付装置などに利用可能である。

１０ 部品取付装置、１２ 部品供給装置、１４ テープフィーダ、１６ スティックフィーダ、２０ 基板搬送装置、２２ 基板保持装置、３０ ヘッド、３０ａ 筐体、３１ ノズルホルダ、３１ａ エア流路、３２ プレート、３３ 第１円筒部、３４ 第２円筒部、３５ 固定ブロック、３６ 回動ブロック、３６ａ 軸、３７ 緩衝部材、３７ａ，３７ｂ 傾斜部、３８ コイルスプリング、４０ ノズル向き切替ユニット、４２ エアシリンダ、４４ ロッド、４６ アーム、４８ 方向切替部材、５０ 移動機構、５１ Ｘ軸ガイドレール、５２ Ｘ軸スライダ、５３ Ｙ軸ガイドレール、５４ Ｙ軸スライダ、６２ ノズル、６４ マークカメラ、６６ パーツカメラ、６８ ノズルステーション、８０ 制御装置、８１，９１ ＣＰＵ、８２，９２ ＲＯＭ、８３，９３ ＨＤＤ、８４，９４ ＲＡＭ、８５，９５ 入出力インターフェース、８６，９６ バス、９０
管理装置、９８ 入力デバイス、９９ ディスプレイ、１６１ 第１スティックフィーダ、１６１ａ，１６２ａ 供給位置、１６２ 第２スティックフィーダ、Ｐ 部品、Ｐ１
第１部品、Ｐ２ 第２部品、Ｌ１，Ｌ２ リード、Ｈ 挿入孔、Ｓ 基板。

Claims (7)

1. ヘッドで部品を保持して基板に取り付ける部品取付装置であって、
   スティックフィーダ、テープフィーダ、トレイフィーダのうちのいずれかである第１部品供給部と、
   スティックフィーダ、テープフィーダ、トレイフィーダのうちのいずれかである第２部品供給部と、
   前記第１部品供給部の供給位置に供給された第１部品を採取し、前記ヘッドに保持するよう前記ヘッドを制御し、前記第２部品供給部の供給位置に位置する第２部品に前記ヘッドが保持している前記第１部品を接合させることにより前記第１部品と前記第２部品とを組み立てた組立品を採取し、前記ヘッドに保持するよう前記ヘッドを制御する保持制御を行う保持制御部と、
   前記ヘッドが保持している前記組立品を前記基板に取り付けるよう前記ヘッドを制御する取付制御を行う取付制御部と、
   を備える部品取付装置。
2. 請求項１に記載の部品取付装置であって、
   前記保持制御部は、前記保持制御では、互いに形状の異なる前記第１部品と前記第２部品とを組み立てた前記組立品を採取し、前記ヘッドに保持するよう前記ヘッドを制御する
   部品取付装置。
3. 請求項１または２に記載の部品取付装置であって、
   前記第１部品は、接合部が下部に設けられ、
   前記第２部品は、前記接合部に接合する被接合部が上部に設けられ、
   前記ヘッドに保持された前記部品を下方から撮像可能な下方撮像装置と、
   供給位置に供給された前記部品を上方から撮像可能な上方撮像装置と、
   前記ヘッドに保持された前記第１部品の接合部を下方から撮像するよう前記下方撮像装置を制御し、前記第２部品供給部の供給位置に供給された前記第２部品の被接合部を上方から撮像するよう前記上方撮像装置を制御する撮像制御部と、
   を備え、
   前記保持制御部は、前記下方撮像装置および前記上方撮像装置により撮像された画像に基づいて、前記第２部品の供給位置に対し前記接合部と前記被接合部とが接合可能となるよう設定した位置で、前記第２部品に前記ヘッドが保持している前記第１部品を接合させるよう前記ヘッドを制御する
   部品取付装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の部品取付装置であって、
   前記ヘッドは、前記部品を保持する向きとして、鉛直方向の第１の向きと該第１の向きに直交する第２の向きとに切り替え可能に構成され、
   前記保持制御部は、前記ヘッドが前記第１の向きに切り替わっている状態で、前記保持制御を行い、
   前記取付制御部は、前記ヘッドが前記第２の向きに切り替わっている状態で、前記取付制御を行う
   部品取付装置。
5. ヘッドで部品を保持して基板に取り付ける部品取付装置であって、
   第１部品を供給する第１部品供給部と、
   前記第１部品と接合可能な第２部品を供給する第２部品供給部と、
   前記第１部品供給部の供給位置に供給された前記第１部品を保持するよう前記ヘッドを制御し、前記第２部品供給部の供給位置に供給された前記第２部品に前記ヘッドが保持している前記第１部品を接合させることにより前記第１部品と前記第２部品とを組み立てた組立品を保持するよう前記ヘッドを制御する保持制御を行う保持制御部と、
   前記ヘッドが保持している前記組立品を前記基板に取り付けるよう前記ヘッドを制御する取付制御を行う取付制御部と、
   を備え、
   前記第１部品と前記第２部品とは、前記組立品として前記基板に取り付けられた後に前記第１部品が前記第２部品に対して着脱可能となるように接合される
   部品取付装置。
6. ヘッドで部品を保持して基板に取り付ける部品取付装置であって、
   第１部品を供給する第１部品供給部と、
   前記第１部品と接合可能な第２部品を供給する第２部品供給部と、
   前記第１部品供給部の供給位置に供給された前記第１部品を保持するよう前記ヘッドを制御し、前記第２部品供給部の供給位置に供給された前記第２部品に前記ヘッドが保持している前記第１部品を接合させることにより前記第１部品と前記第２部品とを組み立てた組立品を保持するよう前記ヘッドを制御する保持制御を行う保持制御部と、
   前記ヘッドが保持している前記組立品を前記基板に取り付けるよう前記ヘッドを制御する取付制御を行う取付制御部と、
   を備え、
   前記第１部品と前記第２部品との一方には、外方に突出するリードが設けられ、
   前記第１部品と前記第２部品との他方には、挿入孔が設けられ、
   前記リードが前記挿入孔に挿入されることで、前記第１部品と前記第２部品とが接合される
   部品取付装置。
7. ヘッドで部品を保持して基板に取り付ける部品取付方法であって、
   （ａ）スティックフィーダ、テープフィーダ、トレイフィーダのうちのいずれかである第１部品供給部の供給位置に供給された第１部品を採取し、前記ヘッドに保持させるステップと、
   （ｂ）スティックフィーダ、テープフィーダ、トレイフィーダのうちのいずれかである第２部品供給部の供給位置に位置する第２部品に前記ヘッドが保持している前記第１部品を接合させることにより前記第１部品と前記第２部品とを組み立てた組立品を採取し、前記ヘッドに保持させるステップと、
   （ｃ）前記ヘッドが保持している前記組立品を前記基板に取り付けるステップと、
   を含む部品取付方法。