JP6726310B2 - 部品実装機 - Google Patents

Description

本明細書に開示する技術は、電子部品を基板に実装する部品実装機に関する。

部品実装機には、部品実装機内に設置された搬送装置によって、電子部品を実装する実装位置まで基板を搬送するものがある。このような部品実装機では、基板が実装位置に正確に搬送されたか否かを確認する必要がある。例えば、特開２０１６−８６０８４号公報に開示される部品実装機は、一対の搬送コンベアを備えており、一対の搬送コンベアによって基板を実装位置まで搬送する。また、部品実装機は、撮像視野を下方に向けて設置したカメラを備えており、このカメラによって基板の上面に設けられた位置認識用のマークを撮像する。この部品実装機では、基板が実装位置に位置決めされたときに、カメラで基板の上面のマークを撮像する。そして、撮像した撮像画像からマークの位置を検出し、マークの位置から基板が所定の実装位置に位置決めされたか否かを判定する。

特開２０１６−８６０８４号公報に開示される部品実装機は、基板を実装位置まで搬送した際に基板の停止位置が実装位置からずれても、基板上に設けられたマークの位置を検出することによって、実装位置からの基板のずれ量を算出することができる。ずれ量が算出できると、ずれ量を考慮して電子部品の実装位置を修正することができる。しかしながら、基板の重量や形状等によっては基板が実装位置から大きくずれ、基板上のマークがカメラの撮像視野内から外れた位置となることがある。この場合、基板上のマークの位置が算出できないため、基板の実装位置からのずれ量を算出することができなくなる。本明細書は、基板の実装位置からのずれ量をより確実に検出する技術を開示する。

本明細書に開示する部品実装機は、電子部品を基板に実装する。部品実装機は、基板に電子部品を実装する実装処理が行われる実装位置に基板を搬送する搬送装置と、基板の表面との間に濃淡差を生じさせる背景部を備える背景部材と、予め定められた配置位置と、配置位置とは異なる待機位置とに、背景部材を移動させることができる背景部材移動装置と、背景部材移動装置によって背景部材が配置位置に配置され、かつ、搬送装置によって基板が実装位置に停止させられたときに、基板の縁部と背景部との両者を同時に撮像可能な撮像装置と、を備える。

上記の部品実装機では、基板の縁部と背景部材の背景部を利用して基板の実装位置からのずれ量を検出する。このため、基板上のマークを撮像する場合と比較して、基板が実装位置から比較的に大きくずれたとしても、基板の縁部及び背景部を撮像視野内に収め易く、基板のずれ量を算出し易くなる。また、基板の縁部と背景部とでは濃淡が異なるため、両者を明確に区別することができる。さらに、背景部材移動装置により背景部材を配置するため、作業者が背景部材を配置位置に配置する作業を不要にすることができる。

実施例に係る部品実装機の概略構成を示す図。 図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図。 実施例に係る部品実装機が備えるバックアップピンの概略構成を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は上面図である。 実施例に係る部品実装機が備える背景部材の概略構成を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は上面図である。 制御装置の機能を示すブロック図。 実装処理を行う回路基板の種類を変更する処理の一例を示すフローチャート。 背景部材の配置位置を説明するための図。 回路基板を部品実装機内に搬送する処理の一例を示すフローチャート。 第２撮像範囲を撮像した撮像画像を示す図であって、回路基板のエッジが検出可能な位置に回路基板が搬送された状態を示す。

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、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）本明細書に開示する部品実装機では、背景部材が配置位置に配置され、かつ、基板が実装位置に停止させられた状態では、背景部の一部が基板の下方に配置されると共に、背景部の他の部分が基板の側方に位置していてもよい。このような構成によると、背景部の一部を基板の縁部の下方に配置することによって、基板の縁部と背景部との境界を容易に検出することができる。

（特徴２）本明細書に開示する部品実装機は、基板が実装位置に位置決めされたときに、基板の裏面に当接して基板を支持するバックアップピンをさらに備えていてもよい。背景部材移動装置は、バックアップピンが基板を支持する支持位置と、バックアップピンが基板の裏面から退避した退避位置とに、バックアップピンを移動させることができてもよい。このような構成によると、バックアップピンの移動と背景部材の移動を、同一の装置で行うことができる。

（特徴３）本明細書に開示する部品実装機では、背景部材移動装置は、背景部材を把持可能な把持部を備えていてもよい。このような構成によると、背景部材移動装置が把持部を備えていることによって、把持部で背景部材を把持して移動させることができる。

（特徴４）本明細書に開示する部品実装機では、背景部材は、把持部と対応した形状の被把持部を備えていてもよい。このような構成によると、背景部材が被把持部を備えていることによって、背景部材移動装置は背景部材を容易に把持することができる。

（特徴５）本明細書に開示する部品実装機では、被把持部の形状は、ピン状であってもよい。このような構成によると、被把持部の形状がピン状であることによって、把持部は被把持部をより把持し易くなる。

以下、実施例に係る部品実装機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、電子部品装着装置やチップマウンタとも称される。通常、部品実装機１０は、はんだ印刷機及び基板検査機といった他の基板作業機と共に併設され、一連の実装ラインを構成する。回路基板２は、部品実装ライン１００の一端から他端に向かって送られる。回路基板２には、各部品実装機１０において、予め定められた電子部品４が実装される。部品実装ライン１００の他端まで送られた回路基板２は、最終製品として出荷、又は半製品として後工程に送られる。

図１、図２に示すように、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、装着ヘッド１６と、ヘッド移動装置１８と、把持装置２６と、撮像装置３０と、基板コンベア２０と、ピン収容部３２と、基板支持装置３４と、制御装置２２と、タッチパネル２４を備える。部品実装機１０の外部には、部品実装機１０と通信可能に構成されたＰＣ８が配置されている。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、装着ヘッド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。

フィーダ保持部１４は、複数のスロットを備えており、複数のスロットのそれぞれには部品フィーダ１２を着脱可能に設置することができる。フィーダ保持部１４は、部品実装機１０に固定されたものであってもよいし、部品実装機１０に対して着脱可能なものであってもよい。

装着ヘッド１６は、電子部品４を吸着する吸着ノズル６を有する。吸着ノズル６は、装着ヘッド１６に着脱可能に取り付けられている。装着ヘッド１６は、吸着ノズル６をＺ方向（ここでは鉛直方向）に移動可能であり、部品フィーダ１２や回路基板２に対して、吸着ノズル６を接近及び離反させる。装着ヘッド１６は、部品フィーダ１２から電子部品４を吸着ノズル６によって吸着すると共に、吸着ノズル６に吸着された電子部品４を回路基板２上に装着することができる。なお、装着ヘッド１６は、単一の吸着ノズル６を有するものに限られず、複数の吸着ノズル６を有するものであってもよい。

ヘッド移動装置１８は、部品フィーダ１２とピン収容部３２との間で、装着ヘッド１６、把持装置２６及び撮像装置３０を移動させる。一例ではあるが、本実施例のヘッド移動装置１８は、移動ベース１８ａをＸ方向及びＹ方向に移動させるＸＹロボットであり、移動ベース１８ａに対して装着ヘッド１６が固定されている。また、移動ベース１８ａには、把持装置２６及び撮像装置３０が固定されており、装着ヘッド１６、把持装置２６及び撮像装置３０は移動ベース１８ａの移動と共に一体的に移動する。なお、装着ヘッド１６は、移動ベース１８ａに固定されるものに限られず、移動ベース１８ａに着脱可能に取り付けられるものであってもよい。

把持装置２６は、移動ベース１８ａに固定されており、移動ベース１８ａと一体的に移動する。把持装置２６は、把持部２８を備えている。把持部２８は、爪部２８ａ、２８ｂによって構成されている。爪部２８ａ，２８ｂは図示しないアクチュエータによって駆動され、爪部２８ａ、２８ｂの間が近接離間可能となっている。爪部２８ａ、２８ｂが駆動されることによって、バックアップピン３８又は背景部材４４を爪部２８ａ、２８ｂで把持することができる。把持装置２６は、移動ベース１８ａが移動することによって、ピン収容部３２と基板支持装置３４との間を移動する。また、把持装置２６は、Ｚ方向（鉛直方向）に移動可能であり、ピン収容部３２や基板支持装置３４に対して把持部２８を接近及び離反させる。把持装置２６は、ピン収容部３２に収容されるバックアップピン３８又は背景部材４４を把持すると共に、把持装置２６に把持されたバックアップピン３８又は背景部材４４を所定の配置位置に配置する。また、把持装置２６は、所定の配置位置に配置されるバックアップピン３８又は背景部材４４を把持すると共に、把持装置２６に把持されたバックアップピン３８又は背景部材４４をピン収容部３２に移動させる。なお、把持装置２６は、「背景部材移動装置」の一例である。

撮像装置３０は、移動ベース１８ａに固定されており、移動ベース１８ａと一体的に移動する。撮像装置３０は、カメラと、照明用光源（図示省略）と、プリズム（図示省略）を備える。カメラは、下方に向かって配置されており、回路基板２の上面を撮像する。カメラには、例えばＣＣＤカメラが用いられる。照明用光源は、ＬＥＤにより構成されており、回路基板２の撮像面（本実施例ではＸＹ平面）を照らす。プリズムは、カメラの光軸を撮像対象に合わせる。照明用光源により回路基板２の上面が照らされ、その反射光がプリズムで反射してカメラに導かれることで、カメラは回路基板２の上面を撮像する。撮像装置３０によって撮像された画像の画像データは、メモリ６０（図５参照）に記憶される。

基板コンベア２０は、回路基板２をＸ方向へ搬送する。基板コンベア２０は、Ｙ方向に間隔を空けて配置され、Ｘ方向に平行に伸びる一対のコンベアで構成される。基板コンベア２０は、一方側に隣接する部品実装機（又は、はんだ印刷機等の他の基板作業機）から回路基板２を受け取り、予め設定された部品実装位置まで搬送する。回路基板２に対する電子部品４の実装が完了すると、基板コンベア２０は、他方側に隣接する部品実装機（又は、基板検査機等の他の基板作業機）へ回路基板２を送り出す。本実施例の基板コンベア２０は、コンベアベルトをモータによって駆動するベルトコンベア（図示省略）であるが、基板コンベア２０の具体的な構成については、特に限定されない。例えば、基板コンベア２０はローラコンベアであってもよい。また、一対の基板コンベア２０は、アクチュエータ（図示省略）の駆動によって近接離間が可能となっている。なお、基板コンベア２０は、「搬送装置」の一例である。

ピン収容部３２は、一対の基板コンベア２０のうち、フィーダ保持部１４から離れた位置に配置される基板コンベア２０の外側（すなわち、＋Ｙ方向側に配置される基板コンベア２０のさらに＋Ｙ方向側）に固定されている。ピン収容部３２には、バックアップピン３８及び背景部材４４が収容可能とされており、具体的な構成については特に限定されない。ピン収容部３２に収容されたバックアップピン３８及び背景部材４４は、把持装置２６によって把持され、基板支持装置３４上に配置可能となっている。また、基板支持装置３４上に配置されたバックアップピン３８及び背景部材４４は、把持装置２６によって把持され、ピン収容部３２に収容可能となっている。

基板支持装置３４は、基板コンベア２０上の回路基板２を下方から支持する装置である。基板支持装置３４は、バックアッププレート３６上に配置された複数のバックアップピン３８を備え、それらのバックアップピン３８を上昇させることによって、回路基板２を下方から支持する。複数のバックアップピン３８の配置位置は、実装処理を行う回路基板２の回路パターンに応じて変更可能となっている。

図３に示すように、バックアップピン３８は、円柱状の基台４０と、基台４０の上面から突出するピン４２を備えている。バックアップピン３８は、把持装置２６によってピン４２が把持されることによって、バックアッププレート３６上の支持位置とピン収容部３２内の退避位置との間を移動する。なお、本実施例では、バックアップピン３８の基台４０は円柱状であるが、基台４０の形状は特に限定されない。

図４に示すように、背景部材４４は、基台４６と、基台４６の上面から突出するピン４８を備えている。基台４６の上面は背景部５０を備えており、背景部５０はピン４８とは異なる位置に設けられている。基台４６は、上面視すると楕円形であるが、基台４６の形状は特に限定されない。背景部５０は、回路基板２との間に濃淡差を生じさせる色となっている。例えば、実装処理が行われる回路基板２が明度の高い色（例えば、白色や黄色等）である場合には、背景部５０は明度の低い色（例えば、黒色や青色等）とすることができる。一方、実装処理が行われる回路基板２が明度の低い色である場合には、背景部５０は明度の高い色とすることができる。なお、背景部５０の色は、回路基板２と背景部５０の間で濃淡差が生じる色であればよく、特に限定されない。背景部５０が回路基板２と濃淡差が生じる色で構成されることによって、背景部５０の一部が回路基板２の下方に位置する状態で回路基板２と背景部５０を同時に撮像した場合に、回路基板２と背景部５０との境界（以下、回路基板２のエッジともいう）が検出し易くなる。なお、ピン４８は、「被把持部」の一例である。

図５に示すように、制御装置２２は、メモリ６０とＣＰＵ７０を含むコンピュータを用いて構成されている。メモリ６０には基板情報記憶部６２及び撮像範囲記憶部６４が設けられている。

基板情報記憶部６２は、実装処理を行う回路基板２に関する種々の情報を記憶している。基板情報記憶部６２は、回路基板２に関する情報をＰＣ８から取得する。回路基板２に関する情報としては、例えば、回路基板２のＸ方向の寸法やＹ方向の寸法、回路基板２に設けられるランドの配置やはんだ印刷機によって印刷されたはんだのパターン、回路基板２を支持するために配置されるバックアップピン３８の配置位置、背景部材４４の配置位置、実装処理に用いる吸着ノズル６の種類や部品フィーダ１２の種類等が挙げられる。

撮像範囲記憶部６４は、撮像装置３０によって撮像する撮像位置及び撮像範囲を記憶している。撮像範囲記憶部６４は、第１撮像処理を実行する際に撮像する撮像範囲である第１撮像範囲と、第２撮像処理を実行する際に撮像する撮像範囲である第２撮像範囲を記憶している。第１撮像範囲は、回路基板２が実装位置に位置する際に、回路基板２上に設けられる位置認識用マークを撮像可能な撮像範囲である。第１撮像範囲の中心は、回路基板２が実装位置に位置する際の位置認識用マークの座標と一致する。第２撮像範囲は、背景部材４４を所定の位置に配置した際に、背景部５０を撮像する撮像範囲である。背景部材４４は、回路基板２が実装位置に位置する際に、背景部５０の略半分が回路基板２の下方に位置し、残りの略半分が回路基板２の側方に位置する位置に配置される。すなわち、第２撮像範囲は、回路基板２が実装位置に位置する際に、撮像画像のうち略半分が回路基板２によって占められ、残りの略半分が背景部５０によって占められるように設定されている。

メモリ６０には演算プログラムが記憶されており、ＣＰＵ７０が当該演算プログラムを実行することで、ＣＰＵ７０は第１撮像処理部７２、第２撮像処理部７４及び第３撮像処理部７６として機能する。

第１撮像処理部７２は、第１撮像範囲を撮像する。回路基板２が実装位置に正確に搬送されるか、又は実装位置からのずれが小さい場合には、位置認識用マークが第１撮像範囲内に位置し、第１撮像処理部７２によって撮像される撮像画像から位置認識用マークが検出される。一方、回路基板２の停止位置が実装位置から大きくずれると、位置認識用マークが第１撮像範囲内に位置せず、第１撮像処理部７２によって撮像される撮像画像から位置認識用マークが検出されない。

第２撮像処理部７４は、第２撮像範囲を撮像する。回路基板２の縁部８２が第２撮像範囲内に位置するように回路基板２が搬送されると、第２撮像処理部７４によって撮像される撮像画像内に回路基板２と背景部５０の両方が撮像され、回路基板２のエッジが検出される。一方、回路基板２の縁部８２が第２撮像範囲内に位置しないと、第２撮像処理部７４によって撮像される撮像画像内に回路基板２と背景部５０のいずれかが撮像されず、回路基板２のエッジが検出されない。回路基板２の縁部８２が第２撮像範囲内に位置しない場合とは、例えば、回路基板２の搬送距離が長くなり、第２撮像範囲内全体に回路基板２が位置する場合と、回路基板２の搬送距離が短くなり、第２撮像範囲まで回路基板２が搬送されない場合を挙げることができる。

第３撮像処理部７６は、検出された回路基板２のエッジから算出される回路基板２のずれ量に基づいて撮像位置を補正し、位置認識用マークを撮像する。第２撮像処理部７４によって回路基板２のエッジが検出されると、回路基板２の停止位置の実装位置に対するずれ量を算出することができる。第３撮像処理部７６は、第１撮像範囲の位置を、検出された回路基板２のエッジに基づいて算出されたずれ量分補正し、補正した位置で撮像処理を実行する。なお、検出された回路基板２のエッジに基づいて算出されたずれ量が許容範囲を超えている場合には、算出されたずれ量分停止位置が移動される。この場合には、第３撮像処理部７６は、算出されたずれ量と移動量から撮像範囲を決定する。

タッチパネル２４は、作業者に部品実装機１０の各種の情報を提供する表示装置であると共に、作業者からの指示や情報を受け付けるユーザインターフェースである。例えば、タッチパネル２４は、各種の構成要素の交換指示や、制御装置２２によって撮像された撮像画像を、作業者に対して表示することができる。

図６は、実装処理を行う回路基板２の種類を変更する処理の一例を示すフローチャートである。部品実装機１０は、複数種類の回路基板２に電子部品４を実装することができる。すなわち、部品実装機１０は、回路基板２に実装する電子部品４の実装パターンや回路基板２の寸法又は形状を変更しても、各々の回路基板２に電子部品４を実装することができる。部品実装処理を行う回路基板２の種類を変更する場合には、部品実装機１０の設定を変更する必要が生じる。以下に、回路基板２の種類を変更する際の処理について説明する。

図６に示すように、まず、制御装置２２は、実装処理を行う回路基板２に関する情報をＰＣ８から取得する（Ｓ１２）。ＰＣ８から取得した回路基板２に関する情報は、基板情報記憶部６２に記憶される。

次に、制御装置２２は、全てのバックアップピン３８及び背景部材４４がピン収容部３２に収容されているか否かを判定する（Ｓ１４）。実装処理を行う回路基板２の種類が変更されると、バックアップピン３８及び背景部材４４の配置位置も変更される。このため、異なる種類の回路基板（例えば、前回実装処理を行った種類の回路基板）に対応して配置されたバックアップピン３８及び背景部材４４がバックアッププレート３６上に配置されている場合には、バックアッププレート３６上のバックアップピン３８及び背景部材４４をピン収容部３２に収容する。全てのバックアップピン３８及び背景部材４４がピン収容部３２に収容されていない場合（ステップＳ１４でＮＯの場合）には、異なる種類の回路基板に対応して配置されたバックアップピン３８及び背景部材４４が配置されていると判断し、ステップＳ１６に進む。一方、全てのバックアップピン３８及び背景部材４４がピン収容部３２に収容されている場合（ステップＳ１４でＹＥＳの場合）には、ステップＳ１６をスキップして、ステップＳ１８に進む。

全てのバックアップピン３８及び背景部材４４がピン収容部３２に収容されていない場合（ステップＳ１４でＮＯの場合）、制御装置２２は、バックアッププレート３６上に配置されているバックアップピン３８及び背景部材４４をピン収容部３２に移動させる（Ｓ１６）。バックアップピン３８及び背景部材４４の移動は、以下の手順で行う。まず、制御装置２２は、把持装置２６がバックアッププレート３６上に配置されているバックアップピン３８のピン４２の上方又は背景部材４４のピン４８の上方に位置するように、移動ベース１８ａを移動させる。次いで、制御装置２２は、把持装置２６を下方に移動させ、把持装置２６によってピン４２又はピン４８を把持させる。次いで、制御装置２２は、ピン４２又はピン４８を把持した状態のまま、把持装置２６を上方に移動させる。次いで、制御装置２２は、把持したバックアップピン３８又は背景部材４４がピン収容部３２の上方に位置するように、移動ベース１８ａを移動させる。最後に、制御装置２２は、把持装置２６を下方に移動し、バックアップピン３８又は背景部材４４をピン収容部３２内に収容させる。この手順で、バックアッププレート３６上に配置されている全てのバックアップピン３８及び背景部材４４をピン収容部３２に移動させる。

全てのバックアップピン３８及び背景部材４４がピン収容部３２に収容された状態になると、制御装置２２は、ステップＳ１２で取得した回路基板２に関する情報に基づいて、部品実装機１０の構成要素の交換に関する情報をタッチパネル２４に表示する（Ｓ１８）。実装処理を行う回路基板２が変更されると、実装処理に用いる吸着ノズル６の種類や部品フィーダ１２の種類を変更する必要が生じることがある。制御装置２２は、ステップＳ１２で取得した回路基板２に関する情報に基づいて、実装処理に必要な各構成要素（例えば、装着される吸着ノズル６や所定の位置に配置されるノズルステーション、部品フィーダ１２や部品フィーダ１２に設置するリール等）に関する情報をタッチパネル２４に表示し、作業者に報知する。作業者は、タッチパネル２４に表示される情報に基づいて、各構成要素の設置や交換作業を行う。

次に、制御装置２２は、ステップＳ１８でタッチパネル２４に表示した構成要素の交換指示通りに各構成要素が交換されたか否かを判定する（Ｓ２０）。例えば、ステップＳ１８において吸着ノズル６を交換するように表示した場合、制御装置２２は、表示した種類の吸着ノズル６が装着ヘッド１６に装着されているか否かを判断する。このようにして、制御装置２２は、各構成要素が指示通りに交換されているか否かを判定する。なお、本実施例では、制御装置２２が交換された構成要素の種類を判断しているが、このような構成に限定されない。例えば、作業者が、交換作業を終了させた後にタッチパネル２４にその旨を入力してもよい。この場合には、制御装置２２は、タッチパネル２４に交換作業終了が入力されたか否かを判断する。全ての構成要素が交換されたと判定した場合（ステップＳ２０でＹＥＳの場合）、構成要素交換作業が完了したと判断し、ステップＳ２２に進む。一方、全ての構成要素が交換されていないと判定した場合（ステップＳ２０でＮＯの場合）、構成要素交換作業が完了していないと判断し、構成要素交換作業が完了するまで待機する。

構成要素の交換が完了すると、制御装置２２は、ステップＳ１２で取得した回路基板２に関する情報に基づいて、基板コンベア２０の幅を変更する（Ｓ２２）。制御装置２２は、アクチュエータを駆動して、基板コンベア２０の幅（すなわち、対となる基板コンベア２０間のＹ方向の距離）を所定の幅に調整する。

次に、制御装置２２は、バックアップピン３８を所定の支持位置に配置する（Ｓ２４）。バックアップピン３８の支持位置は、ステップＳ１２で取得した回路基板２に関する情報に含まれており、制御装置２２は、ステップＳ１２で取得した情報に基づいて、所定の支持位置にバックアップピン３８を配置する。バックアップピン３８は、以下の手順で配置される。まず、制御装置２２は、ピン収容部３２に収容されているバックアップピン３８のピン４２の上方に把持装置２６が配置されるように、移動ベース１８ａを移動させる。次いで、制御装置２２は、把持装置２６を下方に移動させ、把持装置２６によってピン４２を把持する。次いで、制御装置２２は、把持装置２６がピン４２を把持した状態のまま、把持装置２６を上方に移動させる。そして、制御装置２２は、把持したバックアップピン３８が所定の支持位置の上方に位置するように、移動ベース１８ａを移動させる。最後に、制御装置２２は、把持装置２６を下方に移動させ、バックアップピン３８を所定の支持位置に配置する。このような手順を繰り返して、制御装置２２は、全てのバックアップピン３８が所定の支持位置に配置されるように、バックアップピン３８を移動させる。

最後に、制御装置２２は、背景部材４４を所定の位置に配置する（Ｓ２６）。背景部材４４の配置位置は、ステップＳ１２で取得した回路基板２に関する情報に含まれる。制御装置２２は、ステップＳ１２で取得した情報に基づいて、所定の配置位置に背景部材４４を配置する。なお、背景部材４４の配置位置は、以下のように設定される。図７に示すように、背景部材４４は、回路基板２が正確な実装位置に搬送された際に（図７において二点鎖線で表される位置に回路基板２が搬送された際に）、背景部５０の略半分が回路基板２の下方に位置し、残りの略半分が回路基板２の側方に位置するように配置される。また、背景部材４４は、ピン４８が背景部５０より回路基板２から遠い位置に位置するように（例えば、図７においてピン４８が背景部５０の右側に位置するように）配置される。背景部材４４のＹ方向の配置位置は特に限定されないが、バックアップピン３８の支持位置とその近傍に位置しないように背景部材４４の配置位置を設定することができる。また、背景部材４４の配置位置は、回路基板２の搬送方向に対して上流側であってもよいし、下流側であってもよい。例えば、図７において、回路基板２が正確な実装位置に搬送された際に、背景部５０が回路基板２の下方と左側方に位置するように、背景部材４４を配置してもよい。また、本実施例では、背景部材４４が備えるピン４８は、回路基板２が正確な実装位置に搬送された際に回路基板２の側方に位置するように配置するが、このような構成に限定されない。例えば、ピン４８が、回路基板２が正確な実装位置に搬送された際に回路基板２の下方に位置するように（例えば、図７においてピン４８が背景部５０の左側に位置するように）背景部材４４を配置してもよい。このように配置すると、背景部材４４が備えるピン４８によって回路基板２を支持することができる。すなわち、背景部材４４を、回路基板２のエッジ検出に用いると共に、バックアップピンとして用いることができる。なお、背景部材４４を移動する手順は、ステップＳ２４のバックアップピン３８を移動する手順を同様であるため、詳細な説明は省略する。

本実施例の部品実装機１０では、背景部材４４がバックアップピン３８のピン４２と同様のピン４８を備えることによって、把持装置２６の把持部２８でピン４８を把持することができる。これによって、同一の把持装置２６を用いて、バックアップピン３８を所定の位置に移動させることができると共に、背景部材４４を所定の位置に移動させることができる。また、把持装置２６は、背景部材４４をピン収容部３２と所定の配置位置との間で移動させることができる。このため、作業者が背景部材４４を配置する作業を不要にすることができる。

なお、本実施例では、背景部材４４がピン４８を備えており、把持装置２６がピン４８を把持することによって背景部材４４を移動させるが、このような構成に限定されない。把持装置が背景部材を把持できるように構成されていればよく、例えば、背景部材がプレート状であり、かつ、把持装置がプレート状の部材を把持できるように構成されていてもよい。

また、本実施例では、実装処理を行う回路基板２の種類を変更する際に、バックアッププレート３６上に配置されている全てのバックアップピン３８及び背景部材４４をピン収容部３２に収容した後に、バックアップピン３８及び背景部材４４を所定の位置に配置しているが、このような構成に限定されない。例えば、バックアッププレート３６上に配置されているバックアップピン３８及び背景部材４４を、実装処理を行う回路基板２に関する情報に基づいて決まる所定の位置に直接移動させてもよい。すなわち、バックアップピン３８及び背景部材４４を、ピン収容部３２に収容することなく、バックアッププレート３６上で移動させてもよい。

また、本実施例では、バックアップピン３８を配置した後に背景部材４４を配置しているが、このような構成に限定されない。例えば、バックアップピン３８を配置する前に背景部材４４を配置してもよいし、複数のバックアップピン３８を配置する途中で背景部材４４を配置してもよい。また、バックアップピン３８及び背景部材４４は、各構成要素を交換する前に配置してもよい。

図８は、回路基板２を部品実装機１０内に搬送する処理の一例を示すフローチャートである。実装処理を行う回路基板２に合わせて図６に示す処理が行われた後、回路基板２は部品実装機１０内の実装位置に搬送される。以下に、回路基板２を部品実装機１０内の実装位置に搬送する処理について説明する。

図８に示すように、まず、制御装置２２は、回路基板２を部品実装機１０内に搬送する（Ｓ３２）。制御装置２２は、基板コンベア２０を駆動することによって回路基板２を搬送する。しかしながら、所定の駆動量で回路基板２を搬送しても、回路基板２の重量や形状によっては、回路基板２が所定の実装位置に正確に搬送されないことがある。本実施例では、所定の駆動量で搬送したことによって回路基板２が搬送された位置を停止位置と称する。

回路基板２が部品実装機１０内に搬送されると、制御装置２２の第１撮像処理部７２は、撮像処理を実行する（Ｓ３４）。第１撮像処理部７２は、撮像範囲記憶部６４に記憶される第１撮像範囲を撮像する。詳細には、制御装置２２は、撮像装置３０の光軸が第１撮像範囲の中心座標と一致するように移動ベース１８ａを移動する。そして、制御装置２２は、撮像装置３０に第１撮像範囲を撮像させる。

次に、制御装置２２は、ステップＳ３４で撮像された撮像画像から位置認識用マークが検出できるか否かを判定する（Ｓ３６）。回路基板２の停止位置が所定の実装位置と一致するか、実装位置から近い位置である場合、位置認識用マークが第１撮像範囲内に位置し、ステップＳ３４で撮像された撮像画像に位置認識用マークが撮像される。ステップＳ３４で撮像された撮像画像から位置認識用マークが検出された場合（ステップＳ３６でＹＥＳの場合）には、ステップＳ３８〜ステップＳ５０の処理をスキップして、ステップＳ５２に進む。一方、回路基板２の停止位置が所定の実装位置から離れた位置である場合、位置認識用マークが第１撮像範囲内に位置せず、ステップＳ３４で撮像された撮像画像に位置認識用マークが撮像されない。ステップＳ３４で撮像された撮像画像から位置認識用マークが検出されない場合（ステップＳ３６でＮＯの場合）には、ステップＳ３８に進む。

ステップＳ３４で撮像された撮像画像から位置認識用マークが検出されない場合（ステップＳ３６でＮＯの場合）、制御装置２２の第２撮像処理部７４は、第２撮像処理を実行する（Ｓ３８）。第２撮像処理部７４は、撮像範囲記憶部６４に記憶される第２撮像範囲を撮像する。詳細には、制御装置２２は、撮像装置３０のカメラの光軸が第２撮像範囲の中心座標と一致するように移動ベース１８ａを移動する。そして、制御装置２２は、撮像装置３０に第２撮像範囲を撮像させる。

次に、制御装置２２は、ステップＳ３８で撮像された撮像画像から回路基板２のエッジが検出できるか否かを判定する（Ｓ４０）。図９に示すように、回路基板２の縁部８２が第２撮像範囲内に位置するように搬送された場合、回路基板２と背景部５０の両方が第２撮像範囲内に位置する。上述したように、回路基板２の色と背景部５０の色は濃淡差が大きいため、ステップＳ３８で撮像された撮像画像から回路基板２のエッジ（すなわち、図９において縁部８２を示す線）が検出可能となる。回路基板２のエッジが検出された場合（ステップＳ４０でＹＥＳの場合）には、ステップＳ４２に進む。一方、回路基板２の縁部８２が第２撮像範囲内に位置するように搬送されなかった場合、回路基板２の縁部８２と背景部５０のいずれかが撮像されず、ステップＳ３８で撮像された撮像画像から回路基板２のエッジを検出できない。回路基板２のエッジが検出できなかった場合（ステップＳ４０でＮＯの場合）には、ステップＳ４４に進む。

回路基板２のエッジが検出されなかった場合（ステップＳ４０でＮＯの場合）、制御装置２２は、回路基板２をステップＳ３２とは逆向きに搬送するように基板コンベア２０を駆動し、回路基板２を元に位置に戻す（Ｓ４４）。その後、ステップＳ３２に戻り、回路基板２の搬送処理を再び行う。このとき、ステップＳ３８で撮像された撮像画像に基づいて、基板コンベア２０の駆動量を調整する。例えば、撮像画像から回路基板２のエッジが検出できない場合としては、撮像画像に回路基板２のみが撮像され、背景部５０が撮像されない場合がある。この場合には、回路基板２の搬送距離が所定の距離より長くなり、回路基板２の縁部８２が図９に示す位置より右側であって、第２撮像範囲の外部に位置している。したがって、ステップＳ３２をやり直す際に、制御装置２２は基板コンベア２０の駆動量を最初にステップＳ３２を実行したときより小さくする。また、撮像画像から回路基板２のエッジが検出できない場合としては、撮像画像に背景部５０のみが撮像され、回路基板２が撮像されない場合がある。この場合には、回路基板２の搬送距離が所定の距離より短くなり、回路基板２の縁部８２が図９に示す位置より左側であって、第２撮像範囲の外部に位置している。したがって、ステップＳ３２をやり直す際に、制御装置２２は基板コンベア２０の駆動量を最初にステップＳ３２を実行したときより大きくする。このように、ステップＳ３８で撮像された撮像画像に基づいて基板コンベア２０の駆動量を調整することによって、回路基板２の停止位置の実装位置に対するずれ量を小さくすることができる。

ステップＳ３８で撮像された撮像画像から回路基板２のエッジが検出されると（ステップＳ４０でＹＥＳの場合）、制御装置２２は、回路基板２のエッジのずれ量を算出する（Ｓ４２）。基板情報記憶部６２は、回路基板２の所定の実装位置を記憶している。制御装置２２は、実装位置における回路基板２の縁部８０と、ステップＳ４０で検出された回路基板２のエッジの位置から、部品実装機１０内に搬送された回路基板２のエッジのずれ量を算出する。例えば、図９に示すように、制御装置２２は、実装位置における回路基板２の縁部８０と検出された回路基板２のエッジ（すなわち、停止位置の回路基板２の縁部８２）からずれ量Ｌ１を算出する。

次に、制御装置２２は、ステップＳ４２で算出された回路基板２のエッジのずれ量が許容範囲内であるか否かを判定する（Ｓ４６）。ずれ量が許容範囲内ではない場合（ステップＳ４６でＮＯの場合）には、制御装置２２は、回路基板２の停止位置を補正する（Ｓ４８）。例えば、制御装置２２は、ステップＳ４２で算出されたずれ量分（例えば、図９ではＬ１）回路基板２を移動し、停止位置を実装位置に近づける。ステップＳ４０で回路基板２のエッジを検出できた場合であっても、実装位置に対するずれ量が許容範囲より大きいと、後述の第３撮像処理（Ｓ５０）によって位置認識用マークを撮像できない場合がある。このため、ステップＳ４２で算出されたずれ量が許容範囲より大きい場合には、回路基板２のエッジのずれ量が許容範囲内となるように補正する。一方、ステップＳ４２で算出されたずれ量が許容範囲内の場合（ステップＳ４６でＹＥＳの場合）には、制御装置２２は、ステップＳ４８をスキップして、ステップＳ５０に進む。

回路基板２のエッジのずれ量が許容範囲内になると、制御装置２２の第３撮像処理部７６は、第３撮像処理を実行する（Ｓ５０）。第３撮像処理部７６は、回路基板２のエッジのずれ量に基づいて、撮像範囲を決定する。すなわち、ステップＳ４２で算出されたずれ量が許容範囲内であった場合（ステップＳ４６でＹＥＳであった場合）には、第１撮像範囲からずれ量分移動した位置を撮像する。詳細には、制御装置２２は、撮像装置３０のカメラの光軸が第１撮像範囲の中心座標からずれ量分移動した位置と一致するように移動ベース１８ａを移動する。そして、制御装置２２は、撮像装置３０に撮像させる。また、ステップＳ４２で算出されたずれ量が許容範囲内でなかった場合（ステップＳ４６でＮＯであった場合）には、ステップＳ４２で算出された回路基板２のエッジのずれ量及びステップＳ４８における停止位置の補正による移動量に基づいて、第１撮像範囲から移動した位置を撮像する。第３撮像処理部７６は、回路基板２のエッジのずれ量及び停止位置の補正による移動量に基づいて撮像範囲を決定するため、ステップＳ５０では、位置認識マークが撮像される。

次に、制御装置２２は、ステップＳ３４又はステップＳ５０で撮像された撮像画像から位置認識用マークの座標を算出する（Ｓ５２）。そして、制御装置２２は、算出された位置認識用マークの座標と基板情報記憶部６２に記憶される所定の座標位置のずれ量を算出し、算出されたずれ量分電子部品４の実装位置を補正する（Ｓ５４）。最後に、基板支持装置３４を駆動してバックアップピン３８を上方に移動し、回路基板２を下方から支持する（Ｓ５６）。

本実施例の部品実装機１０では、第２撮像処理によって、回路基板２の縁部８２と背景部５０を同時に撮像する。上述したように、回路基板２の色と背景部５０の色との間には濃淡差が生じているため、回路基板２と背景部５０とは明確に区別することができる。このため、回路基板２のエッジを容易に検出することができる。また、回路基板２のエッジは、回路基板２上に設けられる位置認識用マークより広い範囲で検出されるため、回路基板２の停止位置が比較的大きくずれた場合であっても、撮像視野に収めやすい。このため、回路基板２のずれ量を容易に算出することができる。また、背景部材４４を、背景部５０の一部が回路基板２の下方に位置し、残りの部分が回路基板２の側方に位置するように配置しているため、回路基板２の縁部８２と背景部５０との境界を容易に検出することができる。

なお、本実施例では、第１撮像処理において位置認識用マークが検出できない場合に回路基板２のエッジを検出しているが、このような構成に限定されない。例えば、第１撮像処理によって撮像された撮像画像から位置認識用マークが検出されるか否かを判定する前に、第２撮像処理によって撮像された画像から回路基板２のエッジを検出してもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、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。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims (6)

1. 電子部品を基板に実装する部品実装機であって、
   前記基板に前記電子部品を実装する実装処理が行われる実装位置に前記基板を搬送する搬送装置と、
   前記基板の表面との間に濃淡差を生じさせる背景部を備える背景部材と、
   予め定められた配置位置と、前記配置位置とは異なる待機位置とに、前記背景部材を移動させることができる背景部材移動装置と、
   前記背景部材移動装置によって前記背景部材が前記配置位置に配置され、かつ、前記搬送装置によって前記基板が前記実装位置に停止させられたときに、前記基板の縁部と前記背景部との両者を同時に撮像可能な撮像装置と、を備える、部品実装機。
2. 前記背景部材が前記配置位置に配置され、かつ、前記基板が前記実装位置に停止させられた状態では、前記背景部の一部が前記基板の下方に配置されると共に、前記背景部の他の部分が前記基板の側方に位置している、請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記基板が前記実装位置に位置決めされたときに、前記基板の裏面に当接して前記基板を支持するバックアップピンをさらに備えており、
   前記背景部材移動装置は、前記バックアップピンが前記基板を支持する支持位置と、前記バックアップピンが前記基板の裏面から退避した退避位置とに、前記バックアップピンを移動させることができる、請求項１又は２に記載の部品実装機。
4. 前記背景部材移動装置は、前記背景部材を把持可能な把持部を備えている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の部品実装機。
5. 前記背景部材は、前記把持部と対応した形状の被把持部を備えている、請求項４に記載の部品実装機。
6. 前記被把持部の形状は、ピン状である、請求項５に記載の部品実装機。