JP6915067B2

JP6915067B2 - 部品装着機

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Publication number: JP6915067B2
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Inventors: 仁哉井村
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Description

本明細書は、部品装着機に関する。

従来、部品を吸着して基板に装着するための部品装着ヘッドを備える部品装着機が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。部品装着ヘッドは、ヘッド本体と、吸着ノズルと、ノズル昇降機構と、を有している。ヘッド本体は、部品装着機の基台に取り付けられている。吸着ノズルは、ヘッド本体に対して着脱可能に装着される。ヘッド本体は、吸着ノズルが装着された状態で基台に対して水平方向に移動可能である。ノズル昇降機構は、ヘッド本体に昇降可能に保持される昇降軸を有している。吸着ノズルは、昇降軸に取り付けられている。ノズル昇降機構は、部品の吸装着等のために昇降軸をヘッド本体に対して上下方向に移動させることで吸着ノズルをヘッド本体に対して昇降させる。

上記した特許文献１記載の部品装着機は、制御自由度の大きいサーボモータなどを用いたヘッド昇降機構を有している。ヘッド昇降機構は、基台に昇降可能に保持される昇降部材を有している。ヘッド本体は、この昇降部材に取り付けられている。ヘッド昇降機構は、昇降部材を部品装着機の基台に対して上下方向に移動させることでヘッド本体を基台に対して昇降させる。従って、この部品装着機では、基台に対する吸着ノズルの昇降を、ノズル昇降機構による昇降とヘッド昇降機構によるヘッド本体の昇降とにより広範囲に亘って実現することができるので、部品の高さに合わせて吸着ノズルの吸装着を適切かつ確実に行うことができる。

また、上記した特許文献２記載の部品装着機は、交換用の吸着ノズルを保管するノズルステーションと、ノズルステーションを基台に対して昇降させるステーション昇降機構と、を有している。ステーション昇降機構は、基台に昇降可能に保持される昇降部材を有している。ノズルステーションは、この昇降部材に取り付けられている。ステーション昇降機構は、昇降部材を部品装着機の基台に対して上下方向に移動させることでノズルステーションを基台に対して昇降させる。ノズルステーションは、吸着ノズルの部品吸装着時はその吸着ノズルの動作を妨げるのを回避すべく下端位置に保持されており、吸着ノズルの交換時などに上端位置に位置決めされる。

特開２００２−１７１０９３号公報国際公開第２０１７／０１３７３３号

ところで、部品装着機が、ヘッド本体がヘッド昇降機構により基台に対して昇降可能であると共に、ノズルステーションがステーション昇降機構により基台に対して昇降可能である構造を有する場合において、吸着ノズルの交換時にノズルステーションが常に上端位置に位置決めされるものとすると、以下に示す不都合が生ずる。具体的には、ヘッド本体が高さの低い部品を基板に装着するために下降端に位置している状態から吸着ノズルの交換が行われるとき、そのヘッド本体に装着されている吸着ノズルの先端と上端位置に位置決めされているノズルステーションとが干渉する事態が起こり得る。また、その干渉を回避する手法として、ノズルステーションを上端位置に位置決めしたままヘッド本体をヘッド昇降機構により下降端から上昇端へ上昇させることが考えられるが、この干渉回避手法では、吸着ノズルの交換のためにヘッド本体を無駄に上昇動作させることが必要となる。従って、吸着ノズルとノズルステーションとの干渉を回避するうえでは、ノズルステーションを常に上端位置に位置決めすることは適切でない。

そこで、吸着ノズルの交換時にノズルステーションを下端位置に位置決めすることが考えられる。このようにノズルステーションが下端位置に位置決めされていれば、ヘッド本体が下降端に位置している状態から吸着ノズルの交換を行うのに、そのヘッド本体を上昇端へ上昇させることは不要であるので、吸着ノズルの交換のためのヘッド本体の無駄な上昇動作を避けることはできる。しかし一方、ヘッド本体が部品高さの高い部品を基板に装着するために上昇端に位置していた状態から吸着ノズルの交換が行われるときに、ノズルステーションが下端位置に位置決めされていると、そのヘッド本体が上昇端に位置したまま基板上の部品高さの高い部品との干渉を避けつつ移動されてその基板上から外れた後に、そのヘッド本体をヘッド昇降機構により上昇端から下降端へ下降させることが必要となる。このため、ヘッド本体の移動距離が長くなり、吸着ノズルの交換に要する時間が長くなってしまう。

本明細書は、ヘッド本体に装着される吸着ノズルの交換を、そのヘッド本体と交換用の吸着ノズルを保管するノズルステーションとの干渉を確実に避けつつ効率的に実施することが可能な部品装着機を提供することを目的とする。

本明細書は、部品装着機本体に昇降可能に取り付けられ、部品を保持し得る部品保持部材が着脱可能に装着されるヘッド本体と、前記部品装着機本体に対して前記ヘッド本体を昇降方向に移動させるヘッド移動機構と、前記部品装着機本体に昇降可能に取り付けられ、交換用の前記部品保持部材を保持するステーションと、前記部品装着機本体に対して前記ステーションを昇降方向に移動させるステーション移動機構と、前記ヘッド本体の昇降方向の高さ位置に応じて、前記ヘッド本体に装着する前記部品保持部材の交換時における前記ステーションの昇降方向の高さ位置を前記ステーション移動機構を用いて変更する制御装置と、を備える、部品装着機を開示する。

本開示によれば、ヘッド本体の昇降方向の高さ位置に応じて、ヘッド本体に装着する部品保持部材の交換時におけるステーションの昇降方向の高さ位置をステーション移動機構を用いて変更する。このため、部品保持部材の交換時におけるヘッド本体の昇降位置によらず、そのヘッド本体に装着されている部品保持部材とステーションとの昇降方向の離間距離をヘッド本体又は部品保持部材とステーションとを干渉させない範囲でできるだけ短くすることができる。従って、ヘッド本体に装着される部品保持部材の交換を、そのヘッド本体とステーションとの干渉を確実に避けつつ効率的に実施することができる。

一実施形態に係る部品装着機の上面図である。実施形態の部品装着機における部品移載装置の装着ヘッド周辺を水平方向から見た状態を含む構成図である。実施形態の部品移載装置が有する装着ヘッドの吸着ノズル周辺を水平方向から見た際の一部断面図である。実施形態の部品移載装置が有するノズルステーションの外観斜視図である。実施形態の部品移載装置が有するノズルステーションを昇降させるノズルチェンジャの構成図である。実施形態の吸着ノズルの交換時におけるヘッド高さとノズルステーション高さとの関係を説明するための図である。実施形態の部品移載装置が有する制御装置において用いられる吸着ノズルの交換時に設定されるヘッド高さに応じたノズルステーション高さを表した図である。実施形態の制御装置において吸着ノズルを交換すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。実施形態の制御装置においてノズルステーションに設けられた２つの基準マークの位置検出を行うべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。変形形態に係る部品装着機が有する制御装置において吸着ノズルを交換すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。

１．部品装着機の構成
一実施形態に係る部品装着機１の構成について、図１〜図９を参照して説明する。
部品装着機１は、回路基板などの基板２に対して部品を装着する装置である。部品装着機１は、図１に示す如く、基板搬送装置２０と、部品供給装置３０と、部品移載装置４０と、を備えている。基板搬送装置２０、部品供給装置３０、及び部品移載装置４０はそれぞれ、部品装着機１の基台である本体部１０に取り付けられて装着される。

基板搬送装置２０は、基板２を搬送する装置である。基板搬送装置２０は、一対のガイドレール２１，２２と、コンベアベルト２３と、クランプ装置（図示せず）と、を有している。一対のガイドレール２１，２２は、間隔を空けて互いに平行に配置されている。ガイドレール２１，２２は、搬送方向Ｘに向けて基板２を案内する。コンベアベルト２３は、基板２を載置可能なベルト部材であって、電動モータなどによって輪転可能に設けられている。基板２は、一対のガイドレール２１，２２により案内されつつコンベアベルト２３により搬送方向Ｘに向けて搬送される。クランプ装置は、コンベアベルト２３上に配設されている。基板２は、コンベアベルト２３により所定の部品装着位置まで搬送されると、クランプ装置によって位置決めされる。基板搬送装置２０のガイドレール２１，２２、コンベアベルト２３、及びクランプ装置は、基板２の種類やサイズ，形状等に応じて適宜交換可能である。

部品供給装置３０は、基板２に装着する部品をピックアップ位置Ｌに供給する装置である。部品供給装置３０は、パーツフィーダ３１を有している。パーツフィーダ３１は、部品装着機１の本体部１０に設けられたスロットに着脱可能かつ交換可能に保持される。パーツフィーダ３１は、部品を複数個収容したキャリアテープが巻回されるリール３２を着脱可能かつ回転可能に保持している。リール３２は、部品の種類ごとに設けられている。パーツフィーダ３１は、リール３２に巻回されているキャリアテープを電動モータの回転により部品がピックアップ位置Ｌへ向けて走行させる。

部品移載装置４０は、部品供給装置３０によりピックアップ位置Ｌに供給された部品を、基板搬送装置２０により所定の部品装着位置に位置決めされている基板２に向けて移載する装置である。部品移載装置４０は、図２に示す如く、Ｙ軸スライダ４１と、Ｘ軸スライダ４２と、Ｚ軸移動機構４３と、装着ヘッド４４と、ノズルステーション４５と、ノズルチェンジャ４６と、第１カメラ４７と、第２カメラ４８と、制御装置４９と、を有している。

部品装着機１の本体部１０には、基板２の搬送方向Ｘに直交する方向（以下、直交方向Ｙと称す。）に延びるガイドレール１１が取り付けられている。Ｙ軸スライダ４１は、Ｙ軸サーボモータ４１ａにより、部品装着機１の本体部１０に対してガイドレール１１に沿って移動可能である。Ｘ軸スライダ４２は、Ｙ軸スライダ４１に搬送方向Ｘへ向けて移動可能に取り付けられている。Ｘ軸スライダ４２は、Ｙ軸スライダ４１の直交方向Ｙへの移動に伴ってそのＹ軸スライダ４１に一体でその直交方向Ｙへ位置移動されると共に、Ｘ軸サーボモータ４２ａによりＹ軸スライダ４１に対して基板２の搬送方向Ｘへ位置移動される。

Ｚ軸移動機構４３は、装着ヘッド４４を部品装着機１の本体部１０に対して上下方向Ｚに位置移動させる機構である。Ｚ軸移動機構４３は、Ｚ軸テーブル４３ａと、Ｚ軸サーボモータ４３ｂと、を有している。Ｚ軸テーブル４３ａは、Ｘ軸スライダ４２に上記の搬送方向Ｘ及び直交方向Ｙの双方に直交する方向（以下、上下方向Ｚと称す。）へ向けて移動可能に取り付けられている。Ｚ軸サーボモータ４３ｂは、Ｘ軸スライダ４２に固定されている。Ｚ軸サーボモータ４３ｂは、Ｘ軸スライダ４２に対してＺ軸テーブル４３ａを上下方向Ｚへ位置移動させることが可能である。

Ｚ軸移動機構４３は、装着ヘッド４４を上昇端Ｈｕと下降端Ｈｄとの間で位置移動させることが可能である。以下、Ｚ軸移動機構４３は、装着ヘッド４４を上昇端Ｈｕ及び下降端Ｈｄの２ポジションの何れかに位置させるものとする。Ｚ軸移動機構４３は、装着ヘッド４４に装着される後述の吸着ノズル７０の上下方向Ｚのストローク範囲を広げるために設けられている。Ｚ軸移動機構４３によれば、部品をピックアップ位置Ｌから基板２上の装着位置まで移載するうえで吸着ノズル７０の上下方向Ｚのストローク範囲を広げることができるので、その部品移載を基板２上の部品などと干渉させることなく広範囲な部品高さに対応させて実現することができる。例えば、部品高さが高い部品の移載は、装着ヘッド４４が上昇端Ｈｕに位置した状態で行われる。また、部品高さが低い部品の移載は、装着ヘッド４４が下降端Ｈｄに位置した状態で行われる。

Ｚ軸テーブル４３ａは、Ｘ軸スライダ４２の搬送方向Ｘへの移動に伴って搬送方向Ｘに位置移動すると共に、Ｙ軸スライダ４１の直交方向Ｙへの移動に伴って直交方向Ｙに位置移動し、更に、Ｚ軸サーボモータ４３ｂにより上下方向Ｚに位置移動する。装着ヘッド４４は、Ｚ軸テーブル４３ａに取り付けられている。装着ヘッド４４は、本体部１０に対して、Ｘ軸スライダ４２のＸ軸サーボモータ４２ａにより搬送方向Ｘへ移動し、Ｙ軸スライダ４１のＹ軸サーボモータ４１ａにより直交方向Ｙへ移動し、Ｚ軸移動機構４３のＺ軸サーボモータ４３ｂにより上下方向Ｚへ移動する。

装着ヘッド４４は、ヘッド本体５０と、ノズル昇降回転機構６０と、吸着ノズル７０と、を有している。ヘッド本体５０は、Ｚ軸テーブル４３ａに固定されている。吸着ノズル７０は、負圧などの導入によりノズル先端である下端部に部品を吸着して保持するノズルである。吸着ノズル７０は、部品供給装置３０のピックアップ位置Ｌに供給された部品を負圧などを用いて吸着すると共に、その吸着した部品を吸着解除により基板２上の装着位置に載置する。尚、ヘッド本体５０は、複数の吸着ノズル７０を同時に保持可能であってもよい。また、装着ヘッド４４は、部品を吸着する吸着ノズル７０に代えて或いはその吸着ノズル７０と共に、部品を把持して保持する把持チャックを有するものであってもよい。

ノズル昇降回転機構６０は、吸着ノズル７０をヘッド本体５０に対して上下方向Ｚに移動させかつ回転させる機構である。ノズル昇降回転機構６０は、昇降軸６１を有している。昇降軸６１は、ヘッド本体５０に昇降可能かつＺ軸線回りに回転可能に保持されるシリンジである。吸着ノズル７０は、昇降軸６１の先端側（すなわち下端側）に装着されており、昇降軸６１の移動に伴ってヘッド本体５０に対して昇降し或いはＺ軸線回りに回転する。また、吸着ノズル７０は、ヘッド本体５０の移動に伴って本体部１０に対して搬送方向Ｘ、直交方向Ｙ、及び上下方向Ｚの何れにも位置移動する。

ノズル昇降回転機構６０は、第１昇降装置６２と、第２昇降装置６３と、回転装置６４と、を有している。第１昇降装置６２は、昇降軸６１をヘッド本体５０に対して昇降させる装置である。第１昇降装置６２は、第１リニアモータ６２ａ及び第１昇降駆動部材６２ｂなどにより構成されている。第２昇降装置６３は、吸着ノズル７０を昇降軸６１に対して昇降させる装置である。第２昇降装置６３は、第２リニアモータ６３ａ、第２昇降駆動部材６３ｂ、ローラ６３ｃ、ロードセル６３ｄ、及び付勢スプリング６３ｅなどにより構成されている。回転装置６４は、昇降軸６１をヘッド本体５０に対して回転させる装置である。回転装置６４は、回転モータ６４ａなどにより構成されている。

ヘッド本体５０は、軸保持部５１と、モータ保持部５２と、ガイド５３と、を有している。軸保持部５１は、昇降軸６１を昇降可能かつ回転可能に保持する部位である。モータ保持部５２は、第１リニアモータ６２ａを固定的に保持する部位である。ガイド５３は、一対設けられており、第１昇降駆動部材６２ｂの昇降を案内する部位である。

吸着ノズル７０は、ノズル部７１と、フランジ部７２と、ホルダ部７３と、を有している。吸着ノズル７０は、昇降軸６１に対して着脱（交換）可能に装着される。ノズル部７１は、管状に形成されており、下端部にて部品を吸着することが可能である。フランジ部７２は、図３に示す如く、円板部７２ａと、軸部７２ｂと、バネ保持筒７２ｃと、を有している。軸部７２ｂは、円板部７２ａと一体的に形成されており、円板部７２ａの中心に貫通している。軸部７２ｂの下端部には、ノズル部７１が嵌入されている。バネ保持筒７２ｃは、円筒状に形成されており、円板部７２ａの上面に固定的に付設されている。

ホルダ部７３は、中空の円筒状に形成されている。ホルダ部７３の下部内壁には、軸方向に沿って延びるベアリング溝が形成されている。また、軸部７２ｂの、円板部７２ａよりも上側の外壁には、軸方向に沿って延びるベアリング溝が形成されている。ホルダ部７３のベアリング溝と軸部７２ｂのベアリング溝との間には、ベアリング７４が嵌入されている。フランジ部７２は、ホルダ部７３に対して昇降可能に保持される。

ホルダ部７３の上端には、蓋７５が付設されている。ホルダ部７３の上部は、昇降軸６１の下端部に下方に開口する装着孔６１ａに挿入される。ホルダ部７３は、その上部が装着孔６１ａに挿入された状態で昇降軸６１に着脱可能に装着される。ホルダ部７３は、Ｏリングなどを介して昇降軸６１に隙間嵌合される。尚、吸着ノズル７０のホルダ部７３と昇降軸６１との間には、Ｏリングが介在するものであってもよい。ホルダ部７３の下部外周は、フランジ部７２のバネ保持筒７２ｃで覆われる。ホルダ部７３の下端部には、径方向外側へ突出する外鍔部７３ａが設けられている。バネ保持筒７２ｃの上端部には、径方向内側へ突出する内鍔部７２ｄが設けられている。ホルダ部７３の外鍔部７３ａとバネ保持筒７２ｃの内鍔部７２ｄとの間には、付勢スプリング６３ｅが配設されている。付勢スプリング６３ｅは、外鍔部７３ａと内鍔部７２ｄとに両端を支持される圧縮コイルスプリングである。

フランジ部７２の軸部７２ｂの上部には、長孔７２ｅが設けられている。長孔７２ｅは、軸部７２ｂの側壁を貫通し、上下方向に長くなるように形成されている。ホルダ部７３には、軸部７２ｂの長孔７２ｅに向かい合う位置に一対の孔７３ｂが設けられている。長孔７２ｅ及び一対の孔７３ｂには、係止ピン７６が挿通されている。係止ピン７６は、ホルダ部７３に固定されている。

昇降軸６１の下端部の側壁には、一対のＪスロット６１ｄが設けられている。一対のＪスロット６１ｄは、昇降軸６１の軸心を挟んで互いに対向している。Ｊスロット６１ｄは、昇降軸６１の下端に開口しており、その開口から上方へ延びて周方向に向いた後に僅かに下方へ延びるＪ字状に形成されている。上記の係止ピン７６の、ホルダ部７３から飛び出た両端部分は、一対のＪスロット６１ｄに係合される。

昇降軸６１の下端部の外周側には、係止環６５及びコイルスプリング６６が嵌入されている。昇降軸６１の中央部には、径方向外側へ突出する外鍔部６１ｂが設けられている。コイルスプリング６６は、係止環６５の上面と昇降軸６１の外鍔部６１ｂとの間に配設された圧縮コイルスプリングである。係止環６５は、吸着ノズル７０が昇降軸６１に対して装着されていない状態では、昇降軸６１に対して係止環６５の重力とコイルスプリング６６の付勢力との釣り合い位置に位置している。

吸着ノズル７０の昇降軸６１に対する装着は、以下の手順で係止ピン７６のＪスロット６１ｄへの係合が固定されることにより実現される。まず、吸着ノズル７０のホルダ部７３の上部が昇降軸６１の装着孔６１ａに挿入され、係止ピン７６が昇降軸６１のＪスロット６１ｄに下方から挿入されて係合され、そのＪスロット６１ｄの延在方向に沿ってその最奥部まで移動される。この係止ピン７６の移動過程で、係止ピン７６が、係止環６５の下面に当接し、コイルスプリング６６のバネ力に抗してその係止環６５を押し上げる。その後、係止ピン７６が、Ｊスロット６１ｄの最奥部にある座り部に達する。この係止ピン７６がＪスロット６１ｄの座り部に達した状態では、その係止ピン７６がコイルスプリング６６のバネ力により係止環６５の下面で下方へ押圧される。このコイルスプリング６６のバネ力による押圧によって係止ピン７６のＪスロット６１ｄへの係合が固定されることで、吸着ノズル７０が昇降軸６１に装着される。

また、吸着ノズル７０の昇降軸６１からの取り外しは、以下の手順で係止ピン７６のＪスロット６１ｄへの係合が解除されることにより実現される。まず、吸着ノズル７０の係止ピン７６がＪスロット６１ｄの座り部からコイルスプリング６６のバネ力に抗して係止環６５を上方へ押し上げ、Ｊスロット６１ｄの延在方向に沿ってその開口まで移動される。この係止ピン７６の移動途中で、その係止ピン７６に作用するコイルスプリング６６のバネ力がゼロとなる。これにより、係止ピン７６のＪスロット６１ｄへの係合が解除されると共に、昇降軸６１の装着孔６１ａへのホルダ部７３の上部の挿入が解除されることで、吸着ノズル７０が昇降軸６１から取り外される。

吸着ノズル７０のホルダ部７３は、昇降軸６１に対して昇降規制されていると共に回転規制されている。一方、フランジ部７２は、長孔７２ｅでの係止ピン７６の可動範囲（すなわち、長孔７２ｅの長さと係止ピン７６の直径との差分）だけ、ホルダ部７３ひいては昇降軸６１に対して昇降可能である。付勢スプリング６３ｅは、フランジ部７２をホルダ部７３ひいては昇降軸６１に対して上方へ付勢している。これにより、フランジ部７２は、上記の可動範囲において上昇端に位置決めされている。

ノズル昇降回転機構６０において、第１リニアモータ６２ａには、第１昇降駆動部材６２ｂが取り付けられている。第１昇降駆動部材６２ｂは、ヘッド本体５０の軸保持部５１の外側において昇降軸６１の軸線に沿ってＺ方向に延在している。第１昇降駆動部材６２ｂの上下方向中央部には、係合部６２ｃが設けられている。係合部６２ｃは、昇降軸６１のフランジ部６１ｃに係合される。第１昇降駆動部材６２ｂの下端部には、第２リニアモータ６３ａが保持されている。第１リニアモータ６２ａは、第１昇降駆動部材６２ｂで昇降軸６１及び第２リニアモータ６３ａの双方を昇降させることが可能である。

第２リニアモータ６３ａには、第２昇降駆動部材６３ｂが取り付けられている。第２昇降駆動部材６３ｂは、吸着ノズル７０の軸線に沿ってＺ軸方向に延在している。第２昇降駆動部材６３ｂの上下方向中央部には、ロードセル６３ｄが配置されている。第２昇降駆動部材６３ｂの下端部には、ローラ６３ｃが回転可能に保持されている。ローラ６３ｃは、フランジ部７２の円板部７２ａの上面に当接している。第２リニアモータ６３ａは、第２昇降駆動部材６３ｂでロードセル６３ｄ及びローラ６３ｃの双方を昇降させることが可能である。

第２リニアモータ６３ａは、ローラ６３ｃで付勢スプリング６３ｅの付勢力に抗してフランジ部７２の円板部７２ａの上面を下方に押圧することが可能である。かかるローラ６３ｃでの押圧が生じると、フランジ部７２がホルダ部７３に対して下降される。ローラ６３ｃでの押圧力が小さくなると、付勢スプリング６３ｅの付勢力によりフランジ部７２がホルダ部７３に対して上昇される。すなわち、第２リニアモータ６３ａは、吸着ノズル７０を昇降軸６１に対して昇降させる。ロードセル６３ｄは、ローラ６３ｃで円板部７２ａを押圧したときのＺ方向の押圧力を検出する。ロードセル６３ｄの検出押圧力は、付勢スプリング６３ｅの付勢力により吸着ノズル７０に作用する上向きの力と、基板２への部品の装着時に部品を介して基板側から吸着ノズル７０に作用する上向きの力と、の和である。

回転モータ６４ａの回転は、昇降軸６１の昇降を許容しつつ、その昇降軸６１に伝達される。昇降軸６１は、回転モータ６４ａの回転により回転する。昇降軸６１の回転は、係止ピン７６とＪスロット６１ｄとの係合及びベアリング７４の回転によって吸着ノズル７０に伝達される。吸着ノズル７０は、昇降軸６１の回転により回転する。

装着ヘッド４４は、吸着ノズル７０で吸着した部品が基板に装着される際、その部品に過大な力による衝撃が加わらないように以下の動作を行う。具体的には、まず、第１リニアモータ６２ａの駆動により第１昇降駆動部材６２ｂが下降されることにより、昇降軸６１及び第２リニアモータ６３ａが下降される。また、第２リニアモータ６３ａの駆動により第２昇降駆動部材６３ｂ及びローラ６３ｃが下降されることにより、吸着ノズル７０が押圧されて下降される。尚、この動作時には、必要に応じて回転モータ６４ａが昇降軸６１ひいては吸着ノズル７０を回転させることにより、吸着ノズル７０に吸着した部品の回転姿勢が変更ないしは修正されることとしてもよい。

吸着ノズル７０は、部品のサイズや種類に合わせて複数種類設けられている。複数種類の吸着ノズル７０は、例えば吸着ノズル７０の外径が互いに異なるように構成されている。吸着ノズル７０は、昇降軸６１に着脱可能に装着される。装着ヘッド４４は、ヘッド本体５０に装着する吸着ノズル７０を自動交換できるように構成されている。ヘッド本体５０に装着する吸着ノズル７０の自動交換は、吸着する部品のサイズ等に合わせた吸着ノズル７０を選択して行われる。

ノズルステーション４５は、基板搬送装置２０と部品供給装置３０との間に設けられている。ノズルステーション４５は、交換用の吸着ノズル７０を保管する。ノズルステーション４５は、図４に示す如く、略直方体形状の収容容器８０を有している。収容容器８０は、複数の吸着ノズル７０を保管できるように複数のノズル収容孔８０ａを有している。この複数のノズル収容孔８０ａのうち一つは、昇降軸６１から取り外した吸着ノズル７０を保管できるように空けられている。

収容容器８０には、複数（本実施形態では２つ）の基準マーク８１，８２が設けられている。基準マーク８１，８２はそれぞれ、ノズル収容孔８０ａに対して、搬送方向Ｘ及び直交方向Ｙの双方に予め定められた位置関係を有するように配置される。基準マーク８１と基準マーク８２とは、ＸＹ面上で互いに異なる位置に形成されていると共に、上下方向Ｚで互いに異なる位置に形成されている。基準マーク８１の高さ位置は、基準マーク８２の高さ位置よりも高い。基準マーク８１の高さ位置と基準マーク８２の高さ位置との高度差は、後述の第１カメラの被写界深度よりも大きい。以下適宜、基準マーク８１を第１基準マーク８１と、基準マーク８２を第２基準マーク８２と、それぞれ称す。

ノズルチェンジャ４６は、ノズルステーション４５を上下方向Ｚに昇降させる昇降機構である。ノズルチェンジャ４６は、図５に示す如く、本体部８５と、昇降テーブル８６と、シリンダ装置８７と、を有している。本体部８５は、部品装着機１の本体部１０に取り付けられている。昇降テーブル８６は、本体部８５にガイド部材を介して昇降可能に案内された台座である。昇降テーブル８６には、上記のノズルステーション４５が位置決めピン等により載置されている。尚、ノズルステーション４５は、昇降テーブル８６に対して着脱可能であってよい。

シリンダ装置８７は、昇降テーブル８６を本体部８５に対して昇降させてノズルステーション４５の高さを位置決めするための伸縮装置である。シリンダ装置８７は、ノズルステーション４５を複数（本実施形態では２つ）の高さ位置Ｓ０，Ｓ１に位置決めすることが可能である。高さ位置Ｓ０は、吸着ノズル７０の部品吸装着時にその吸着ノズル７０のノズル先端と干渉し得ない下端位置である。また、高さ位置Ｓ１は、上記の高さ位置Ｓ０よりも高い位置であって、吸着ノズル７０の部品吸装着時にその吸着ノズル７０のノズル先端と干渉し得る上端位置である。以下適宜、高さ位置Ｓ０を下端位置Ｓ０と、高さ位置Ｓ１を上端位置Ｓ１と、それぞれ称す。尚、上記した収容容器８０の基準マーク８１，８２は、ノズルステーション４５が位置決めされる高さ位置Ｓ０，Ｓ１の数（具体的には２つ）に対応した数だけ設けられており、その高さ位置Ｓ０，Ｓ１に対応させて互いに異なる高さに設けられている。

シリンダ装置８７は、筒状のシリンダ８７ａと、ロッド状のピストンロッド８７ｂと、制御バルブ８７ｃと、を有している。シリンダ８７ａは、ピストンロッド８７ｂは、シリンダ８７ａに摺動可能に嵌合されている。制御バルブ８７ｃは、シリンダ８７ａ内でピストンロッド８７ｂにより隔てられた作動室と高圧源との間の経路上に設けられており、その作動室の圧力を制御するための開閉弁である。シリンダ装置８７は、制御バルブ８７ｃによる圧力制御によってシリンダ８７ａ内でのピストンロッド８７ｂの位置を調整することにより、昇降テーブル８６ひいてはノズルステーション４５を２つの高さ位置Ｓ０，Ｓ１のうちから何れかに位置決めする。

第１カメラ４７は、装着ヘッド４４のヘッド本体５０に固定されている。第１カメラ４７は、その光軸が下方に向くように配置されている。第１カメラ４７は、基板２やノズルステーション４５の基準マーク８１，８２などを上方から撮影することが可能である。第１カメラ４７の撮影画像は、基板２やノズルステーション４５の位置情報の取得に用いられる。この取得した位置情報は、吸着ノズル７０の部品吸着時や部品装着時における位置制御や姿勢制御に用いられる。

第２カメラ４８は、部品装着機１の本体部１０に固定されている。第２カメラ４８は、その光軸が上方に向くように配置されている。第２カメラ４８は、吸着ノズル７０に吸着されている部品を下方から撮影することが可能である。第２カメラ４８の撮影画像は、吸着ノズル７０に対する吸着部品の位置情報の取得に用いられる。この取得した位置情報は、吸着ノズル７０の部品吸着時や部品装着時における位置制御や姿勢制御に用いられる。

制御装置４９は、ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭなどが設けられたコンピュータを主体に構成されている。制御装置４９は、Ｙ軸サーボモータ４１ａ、Ｘ軸サーボモータ４２ａ、Ｚ軸サーボモータ４３ｂ、第１リニアモータ６２ａ、第２リニアモータ６３ａ、ロードセル６３ｄ、回転モータ６４ａ、制御バルブ８７ｃ、第１カメラ４７、及び第２カメラ４８に接続されている。

制御装置４９は、部品移載装置４０を動作させるためのロードセル６３ｄなどから送信されるデータ、並びに、第１カメラ４７及び第２カメラ４８から転送される画像データを取得することが可能である。制御装置４９は、その取得した画像データを処理して、ノズルステーション４５の位置情報や部品の位置情報などを検出する。制御装置４９は、その検出した位置情報などに基づいて、吸着ノズル７０により部品を吸装着させる吸装着処理を実行すると共に、装着ヘッド４４に対して吸着ノズル７０を自動交換させる交換処理を実行する。

制御装置４９は、上記の吸装着処理や交換処理において、吸着ノズル７０が要求された位置（ＸＹＺ位置）に移動されるように、各モータ４１ａ，４２ａ，４３ｂ，６２ａ，６３ａ，６４ａをそれぞれ駆動させる。各モータ４１ａ，４２ａ，４３ｂ，６２ａ，６３ａ，６４ａはそれぞれ、制御装置４９からの駆動指令に従って駆動される。各モータ４１ａ，４２ａ，４３ｂ，６２ａ，６３ａ，６４ａがそれぞれ駆動されると、Ｙ軸スライダ４１、Ｘ軸スライダ４２、及びＺ軸テーブル４３ａの移動により装着ヘッド４４がＸＹＺ位置に移動されると共に、第１昇降駆動部材６２ｂ及び第２昇降駆動部材６３ｂの移動並びに昇降軸６１の回転によりその装着ヘッド４４の吸着ノズル７０が上下方向Ｚに昇降され回転方向に回転する。

また、制御装置４９は、上記の交換処理において、後に詳述する如く、ノズルステーション４５の高さを高さ位置Ｓ０，Ｓ１のうちから何れか一に設定すると共に、その設定高さが実現されるように制御バルブ８７ｃの作動制御を実行する。具体的には、ノズルステーション４５は、上記の交換処理以外の時（例えば、吸装着処理時）は、装着ヘッド４４や吸着ノズル７０の動作を妨げることが回避されるように下端位置Ｓ０に位置決めされている。一方、ノズルステーション４５は、上記の交換処理時、下端位置Ｓ０と上端位置Ｓ１との何れかに位置決めされる。

制御装置４９は、ノズルステーション４５の下端位置Ｓ０への位置決めが要求されたときは、制御バルブ８７ｃを閉動作させる。制御バルブ８７ｃが閉動作されていると、シリンダ８７ａ内の作動室に導かれる圧力が低圧であるので、昇降テーブル８６が上昇せずノズルステーション４５が下端位置Ｓ０に保持される。一方、ノズルステーション４５の上端位置Ｓ１への位置決めが要求されたときは、制御バルブ８７ｃを開動作させる。制御バルブ８７ｃが開動作されると、シリンダ８７ａ内の作動室に高圧が導かれることで、昇降テーブル８６が上昇してノズルステーション４５が上端位置Ｓ１に位置決めされる。

２．部品装着機の動作
部品装着機１において、吸着ノズル７０による吸装着処理は、ノズルステーション４５が下端位置Ｓ０に位置決めされた状態で、予め定められた部品を基板２に載置すべき生産ジョブに従って実施される。下端位置Ｓ０は、上記の如く、部品を吸装着する吸着ノズル７０のノズル先端と干渉し得ない位置である。このため、吸着ノズル７０による吸装着処理時に、その吸着ノズル７０のノズル先端とノズルステーション４５とが干渉するのを回避することができる。

また、吸着ノズル７０による吸装着処理中、ノズル昇降回転機構６０により吸着ノズル７０がヘッド本体５０に対して昇降可能であると共に、Ｚ軸移動機構４３によりヘッド本体５０が部品装着機１の本体部１０に対して昇降可能である。この場合、吸着ノズル７０は、装着ヘッド４４内でのノズル昇降回転機構６０によるストローク分と、装着ヘッド４４全体でのＺ軸移動機構４３によるストローク分と、を加算した量だけ昇降可能である。この構造によれば、吸着ノズル７０を装着ヘッド４４内のノズル昇降回転機構６０だけで昇降させる構造に比べて、吸着ノズル７０を上下方向Ｚに昇降可能なストローク範囲を広げることができる。このため、部品をピックアップ位置Ｌから基板２上の装着位置まで移載するうえで、吸着ノズル７０が吸装着して基板２に載置可能な部品の部品高さの範囲を広げることができるので、小型の部品から大型の部品まで広範囲な部品高さに対応して部品をピックアップ位置Ｌから基板２上の装着位置まで適切に移載することができる。

また、装着ヘッド４４に対する吸着ノズル７０の交換処理は、予め定められた部品を基板２に装着すべき生産ジョブに従って行われる。この交換処理は、同一の基板２に載置する部品のサイズや種類の切り替え時や基板２の種類切り替えに伴う部品のサイズや種類の切り替え時などに行われる。吸着ノズル７０の交換処理の開始直前、装着ヘッド４４は、その開始直前の吸装着処理で基板２に載置された部品の部品高さに対応した昇降位置Ｈに保持されていると共に、ノズルステーション４５は、下端位置Ｓ０に保持されている。装着ヘッド４４は、吸着ノズル７０を装着した状態で、Ｚ軸移動機構４３によるＺ軸テーブル４３ａの上下移動により昇降可能である。また、ノズルステーション４５は、交換用吸着ノズル７０を保管した状態で、ノズルチェンジャ４６のシリンダ装置８７による昇降テーブル８６の昇降により昇降可能である。

ノズルステーション４５の高さ位置が下端位置Ｓ０であるときは、装着ヘッド４４がＺ軸移動機構４３により上昇端Ｈｕと下降端Ｈｄとの何れの昇降位置Ｈにあっても、その装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０のノズル先端とそのノズルステーション４５との上下方向Ｚの離間距離が十分に確保され、ノズル昇降回転機構６０による装着ヘッド４４内での吸着ノズル７０の昇降が可能である。このため、ノズルステーション４５の下端位置Ｓ０では、装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０とノズルステーション４５に保管されている吸着ノズル７０との交換に際し、その装着ヘッド４４又はその装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０とノズルステーション４５との干渉を避けることは可能である。

尚、ノズルステーション４５の高さ位置が下端位置Ｓ０であるときに装着ヘッド４４の昇降位置Ｈが上昇端Ｈｕである場合は、その装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０のノズル先端とそのノズルステーション４５との上下方向Ｚの離間距離が必要以上に過大になることで、装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換が不可能であることとしてもよい。装着ヘッド４４の上昇端Ｈｕでは、ノズル昇降回転機構６０によりその装着ヘッド４４内で吸着ノズル７０が下降端に位置しても、その吸着ノズル７０のノズル先端が下端位置Ｓ０のノズルステーション４５に届かないことがあり、この構造では、吸着ノズル７０の交換が不可能になる。

また、ノズルステーション４５の高さ位置が上端位置Ｓ１であるときは、図６に示す如く、装着ヘッド４４の昇降位置Ｈによっては、その装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０のノズル先端とそのノズルステーション４５との上下方向Ｚの離間距離が必要距離未満となることで、その装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換に際し吸着ノズル７０とノズルステーション４５とが干渉する事態が生じ得る。具体的には、装着ヘッド４４が上昇端Ｈｕに位置する場合は、上記の離間距離が必要距離以上となることで、吸着ノズル７０の交換を上記の干渉を避けつつ適切に行うことが可能となる一方で、装着ヘッド４４が下降端Ｈｄに位置する場合は、上記の離間距離が必要距離未満となることで、上記の干渉が生じて吸着ノズル７０の交換が適切に行われなくなる。

すなわち、ノズルステーション４５の高さ位置が上端位置Ｓ１であるときは、図６に示す如く、装着ヘッド４４の高さ位置として上昇端Ｈｕと下降端Ｈｄとの間の所定高さ位置Ｈ０を境界にして、その装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換を吸着ノズル７０のノズル先端とそのノズルステーション４５との干渉を避けつつ適切に行うことができるか否かが分かれる。

装着ヘッド４４が所定高さ位置Ｈ０に対して下降端Ｈｄ側に位置する場合は、ノズルステーション４５が下端位置Ｓ０に位置しているときに限り、その装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換を吸着ノズル７０のノズル先端とそのノズルステーション４５との干渉を避けつつ適切に行うことができる。また、装着ヘッド４４が所定高さ位置Ｈ０に対して上昇端Ｈｕ側に位置する場合は、装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０がノズルステーション４５に届く高さ位置にあれば、ノズルステーション４５が下端位置Ｓ０と上端位置Ｓ１との何れかの高さ位置にあっても、その装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換を吸着ノズル７０のノズル先端とそのノズルステーション４５との干渉を避けつつ適切に行うことができる。

一方、装着ヘッド４４が所定高さ位置Ｈ０に対して上昇端Ｈｕ側に位置しかつノズルステーション４５が下端位置Ｓ０に位置している場合は、そのままでは装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換を行うことができない或いはその交換に要する時間が長くなる。この場合において吸着ノズル７０の交換を確実に行い或いはその交換に要する時間を短縮するためには、その装着ヘッド４４を下降端Ｈｄに下降させること及びそのノズルステーション４５を上端位置Ｓ１に上昇させることの何れか一方を行うことが適切である。

仮に、吸着ノズル７０の交換のために装着ヘッド４４を上昇端Ｈｕから下降端Ｈｄに下降させるものとすると、以下の手順で装着ヘッド４４が移動されることとなる。まず、装着ヘッド４４に装着されていた吸着ノズル７０を用いて基板２に部品が載置された後に、その装着ヘッド４４を上昇端Ｈｕに位置させたままその基板２上の部品高さの高い部品との干渉を避けつつＸＹ面内に移動させ、そして、その装着ヘッド４４がその基板２上から外れた後に、その装着ヘッド４４をＺ軸移動機構４３により下降端Ｈｄへ下降させる。このため、吸着ノズル７０の交換に必要な装着ヘッド４４の移動距離が長くなり、吸着ノズル７０の交換に要する時間が長くなる。また、装着ヘッド４４の吸着ノズル７０で基板２への部品載置を実施した後でなければ、吸着ノズル７０の交換のための装着ヘッド４４の下降を開始することができないので、吸着ノズル７０の交換に要する時間が更に長くなる。

これに対して、吸着ノズル７０の交換のためにノズルステーション４５を下端位置Ｓ０から上端位置Ｓ１へ上昇させるものとすると、吸着ノズル７０の交換のためのノズルステーション４５の移動が上方向だけであるので、その移動距離は短く、吸着ノズル７０の交換に要する時間が短くなる。また、装着ヘッド４４の吸着ノズル７０で基板２への部品載置処理が実施されているときやその部品載置が完了する前でも、その装着ヘッド４４とノズルステーション４５との干渉が生じない限り、装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換のためのノズルステーション４５の上昇を生産ジョブに従って開始することができるので、吸着ノズル７０の交換に要する時間が更に短くなる。

そこで、制御装置４９は、以下に示す処理を実行する。具体的には、制御装置４９は、まず、装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換を吸着ノズル７０のノズル先端とそのノズルステーション４５との干渉を避けつつ適切に行うことができるか否かの装着ヘッド４４の境界となる高さ位置として、上昇端Ｈｕと下降端Ｈｄとの間の所定高さ位置（すなわち、境界高さ位置）Ｈ０を示す情報、又は、装着ヘッド４４の昇降位置Ｈごとの設定すべきノズルステーション４５の高さ位置を示す情報を記憶している。例えば、図７に示す如く、装着ヘッド４４の上昇端Ｈｕでは設定すべき高さ位置としてノズルステーション４５の上端位置Ｓ１を記憶し、装着ヘッド４４の下降端Ｈｄでは設定すべき高さ位置としてノズルステーション４５の下端位置Ｓ０を記憶している。

制御装置４９は、生産ジョブに従って装着ヘッド４４に対する吸着ノズル７０の交換処理が要求されるか否かを判別する（ステップＳ１００）。その結果、交換処理要求がなされない場合は、以後の処理を終了する。一方、交換処理要求がなされた場合は、まず、その時点での装着ヘッド４４の昇降位置Ｈを特定する（ステップＳ１０１）。この昇降位置Ｈは、吸着ノズル７０の交換処理の直前に基板２に載置された部品の部品高さに対応するものであって、その部品高さの部品が基板２に載置されたときにＺ軸移動機構４３により本体部１０に対して装着ヘッド４４が保持される高さ位置である。

制御装置４９は、上記ステップＳ１０１で検出した装着ヘッド４４の昇降位置Ｈが上昇端Ｈｕ及び下降端Ｈｄの何れのポジションであるかを判定する（ステップＳ１０２）。そして、制御装置４９は、装着ヘッド４４の昇降位置Ｈが上昇端Ｈｕであると判定した場合は、ノズルステーション４５の高さ位置を上端位置Ｓ１に設定して、ノズルステーション４５を下端位置Ｓ０から上端位置Ｓ１へ上昇させる処理を行う（ステップＳ１０３）。

上記ステップＳ１０３における上昇処理は、その上昇端Ｈｕの装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０が下端位置Ｓ０のノズルステーション４５に届く高さ位置になっても実施される。この上昇処理は、ノズルチェンジャ４６のシリンダ装置８７の制御バルブ８７ｃに対して昇降テーブル８６が上端位置Ｓ１に位置決めされるように動作指令を行うものである。この上昇処理が行われると、ノズルステーション４５が上端位置Ｓ１に上昇されて位置決めされる。

また、上記の上昇処理によるノズルステーション４５の下端位置Ｓ０から上端位置Ｓ１への上昇は、装着ヘッド４４が吸着ノズル７０の交換のためにそのノズルステーション４５の収容容器８０の空のノズル収容孔８０ａの上方位置に移動するまでに完了することが、吸着ノズル７０の交換に要する時間を短縮するうえで好ましい。この上昇は、生産ジョブにより認識可能な装着ヘッド４４とノズルステーション４５との干渉が生じなくなるタイミングに従って、例えば、装着ヘッド４４に現時点で装着されている交換前の吸着ノズル７０での基板２への部品載置よりも前に開始されるものであってもよいし、また、装着ヘッド４４が基板２上に位置するときに開始されるものであってもよい。

一方、制御装置４９は、装着ヘッド４４の昇降位置Ｈが下降端Ｈｄであると判定した場合は、ノズルステーション４５の高さ位置を下端位置Ｓ０に設定して、ノズルステーション４５を下端位置Ｓ０に維持させる処理を行う（ステップＳ１０４）。具体的には、制御バルブ８７ｃに対して昇降テーブル８６が下端位置Ｓ０に維持されるように動作指令を行う。この場合、ノズルステーション４５は下端位置Ｓ０に維持される。

制御装置４９は、上記ステップＳ１０３又はステップＳ１０４においてノズルステーション４５の高さ制御を行った後、そのノズルステーション４５の高さ位置に合わせて、装着ヘッド４４に対する吸着ノズル７０の交換処理を行う（ステップＳ１０５）。この吸着ノズル７０の交換は、装着ヘッド４４の昇降位置Ｈが上昇端Ｈｕであるときは、その装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０と上端位置Ｓ１に上昇されたノズルステーション４５に保管されている吸着ノズル７０との間で行われる。一方、装着ヘッド４４の昇降位置Ｈが下降端Ｈｄであるときは、その装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０と下端位置Ｓ０のノズルステーション４５に保管されている吸着ノズル７０との間で行われる。

このように、吸着ノズル７０の交換直前における装着ヘッド４４の昇降位置Ｈに応じて、その交換時におけるノズルステーション４５の高さ位置を変更することとすれば、その交換時、装着ヘッド４４の昇降位置Ｈに合わせて、その装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０とノズルステーション４５との上下方向Ｚの離間距離を装着ヘッド４４又は吸着ノズル７０とノズルステーション４５とを干渉させない範囲でできるだけ短くすることができる。従って、装着ヘッド４４での吸着ノズル７０の交換時に上記の干渉を生じさせないために、装着ヘッド４４をＺ軸移動機構４３により昇降させることは不要である。

上昇端Ｈｕの装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０が下端位置Ｓ０のノズルステーション４５に届く高さ位置にあるときにも、そのノズルステーション４５が上端位置Ｓ１に上昇された状態で上昇端Ｈｕの装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換が実施される。すなわち、吸着ノズル７０の交換は、装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０とノズルステーション４５との上下方向Ｚの離間距離をできるだけ小さくした状態で行われる。このため、装着ヘッド４４に対する吸着ノズル７０の交換に要する装着ヘッド４４の移動時間や移動距離を短くすることができ、その交換時間を短くしてその交換を効率的に行うことができる。

従って、本実施形態の部品装着機１によれば、装着ヘッド４４のヘッド本体５０に装着される吸着ノズル７０の交換を、その装着ヘッド４４又はその装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０とノズルステーション４５との干渉を確実に避けつつ効率的に実施することができる。

上記した吸着ノズル７０の交換は、以下の手順で行われる。まず、Ｙ軸スライダ４１及びＸ軸スライダ４２がＸＹ面内に移動されることで、装着ヘッド４４がノズルステーション４５の収容容器８０の空のノズル収容孔８０ａの上方に移動される。尚、この装着ヘッド４４が空のノズル収容孔８０ａの上方に移動するのと同時に、ノズルステーション４５が、ノズルチェンジャ４６により下端位置Ｓ０又は上端位置Ｓ１に位置決めされる。このノズルステーション４５の高さの位置決めは、装着ヘッド４４の空のノズル収容孔８０ａの上方への移動完了前に完了することが、吸着ノズル７０の交換に要する時間を短縮するうえで望ましい。そして、ノズル昇降回転機構６０により昇降軸６１が下降（更には、必要に応じて回転）されることで、その時点で装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０がその空のノズル収容孔８０ａへ受け渡される。

次に、ノズル昇降回転機構６０により昇降軸６１が上昇されつつ、Ｙ軸スライダ４１及びＸ軸スライダ４２がＸＹ面内に移動されることで、装着ヘッド４４が装着すべき吸着ノズル７０が収容されているノズル収容孔８０ａの上方へ移動される。そして、ノズル昇降回転機構６０により昇降軸６１が下降されることで、そのノズル収容孔８０ａに収容されている吸着ノズル７０が装着ヘッド４４に装着される。その吸着ノズル７０の装着後、ノズル昇降回転機構６０により昇降軸６１が上昇される。これにより、吸着ノズル７０の自動交換が完了する。

ところで、装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換に際し、ノズルステーション４５は、ノズルチェンジャ４６により下端位置Ｓ０及び上端位置Ｓ１の何れかに位置決めされる。ノズルチェンジャ４６は、シリンダ装置８７を用いた制御バルブ８７ｃによる圧力制御によりノズルステーション４５を昇降させるものである。このため、ノズルステーション４５の下端位置Ｓ０と上端位置Ｓ１とでは、そのノズルステーション４５の上下方向Ｚの高さ位置だけでなく、搬送方向Ｘの位置ズレや直交方向Ｙの位置ズレが起こる可能性がある。従って、装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換を位置精度良く行うためには、ノズルステーション４５が下端位置Ｓ０にあるときと上端位置Ｓ１にあるときとで、装着ヘッド４４とノズルステーション４５との位置関係を補正するパラメータを変えることが必要である。

そこで、部品装着機１においては、ノズルステーション４５がノズルチェンジャ４６の昇降テーブル８６に載置された状態で下端位置Ｓ０にあるときと上端位置Ｓ１にあるときとで、そのノズルステーション４５の収容容器８０に設けられた基準マーク８１，８２が第１カメラ４７により撮影される。この基準マーク８１，８２の撮影タイミングは、ノズルステーション４５がノズルチェンジャ４６の昇降テーブル８６に取り付けられたとき（例えばその取り付け直後）、或いは、ノズルステーション４５が交換可能であるときはその交換が行われたとき（例えばその交換直後）である。また、この基準マーク８１，８２それぞれの撮影は、基準マーク８１と基準マーク８２とで別々に、第１カメラ４７が取り付けられた装着ヘッド４４のヘッド本体５０が何れかの昇降位置Ｈに固定された状態で行われる。

制御装置４９は、基準マーク８１，８２の撮影タイミングに至ると（図９に示すルーチン中のステップＳ１２０）、第１カメラ４７が取り付けられた装着ヘッド４４を、ノズルステーション４５の上方に移動させて、その第１カメラ４７でそのノズルステーション４５の収容容器８０に設けられた基準マーク８１，８２を撮影できる位置に位置決めする（ステップＳ１２１）。

そしてその装着ヘッド４４の位置決め後、制御装置４９は、まず、昇降テーブル８６に載置されたノズルステーション４５を下端位置Ｓ０に位置決めし、その状態で第１カメラ４７に第１基準マーク８１を撮影させる（ステップＳ１２２）。制御装置４９は、第１カメラ４７に第１基準マーク８１を撮影させると、その撮影により得られた撮影画像からノズルステーション４５における第１基準マーク８１を認識して、その第１基準マーク８１の位置を検出し（ステップＳ１２３）、その検出したノズルステーション４５における第１基準マーク８１の位置を示す情報をメモリ４９ａに記憶させる（ステップＳ１２４）。

次に、制御装置４９は、ノズルチェンジャ４６によりそのノズルステーション４５を下端位置Ｓ０から上端位置Ｓ１へ上昇させて位置決めし、その状態で第１カメラ４７に第２基準マーク８２を撮影させる（ステップＳ１２５）。制御装置４９は、第１カメラ４７に第２基準マーク８２を撮影させると、その撮影により得られた撮影画像からノズルステーション４５における第２基準マーク８２を認識して、その第２基準マーク８２の位置を検出し（ステップＳ１２６）、その検出したノズルステーション４５における第２基準マーク８２の位置を示す情報をメモリ４９ａに記憶させる（ステップＳ１２７）。

メモリ４９ａに記憶された第１基準マーク８１の位置情報は、装着ヘッド４４に対する吸着ノズル７０の交換処理時においてノズルステーション４５が下端位置Ｓ０に位置決めされている状態での装着ヘッド４４とノズルステーション４５との位置関係（具体的には、ＸＹ面上の位置関係）の補正に用いられる。制御装置４９は、ノズルステーション４５が下端位置Ｓ０に位置決めされた状態での吸着ノズル７０の交換時、そのメモリ４９ａに記憶されている第１基準マーク８１の位置に基づいて、装着ヘッド４４とそのノズルステーション４５との位置決めを行う。

また、メモリ４９ａに記憶された第２基準マーク８２の位置情報は、装着ヘッド４４に対する吸着ノズル７０の交換処理時においてノズルステーション４５が上端位置Ｓ１に位置決めされている状態での装着ヘッド４４とノズルステーション４５との位置関係（具体的には、ＸＹ面上の位置関係）の補正に用いられる。制御装置４９は、ノズルステーション４５が上端位置Ｓ１に位置決めされた状態での吸着ノズル７０の交換時、そのメモリ４９ａに記憶されている第２基準マーク８２の位置に基づいて、装着ヘッド４４とそのノズルステーション４５との位置決めを行う。

このように、部品装着機１では、ノズルステーション４５が下端位置Ｓ０にあるときと上端位置Ｓ１にあるときとで、装着ヘッド４４とノズルステーション４５との位置関係の補正に用いられる基準マーク８１，８２の位置情報を変えることができる。ノズルステーション４５が下端位置Ｓ０にあるときは、第１基準マーク８１の位置情報が上記の位置関係の補正に用いられる。また、ノズルステーション４５が上端位置Ｓ１にあるときは、第２基準マーク８２の位置情報が上記の位置関係の補正に用いられる。

このため、部品装着機１によれば、ノズルステーション４５の下端位置Ｓ０と上端位置Ｓ１との間でのＸＹ面上の位置ズレを解消させることができるので、装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換に際し、ノズルステーション４５が下端位置Ｓ０及び上端位置Ｓ１の何れにあっても、その吸着ノズル７０の位置をそのノズルステーション４５に対して精度良く制御することができ、その交換を位置精度良く行うことができる。

また、仮に、ノズルステーション４５に基準マークを一つだけ設け、ノズルステーション４５の高さ位置ごとにそれぞれその基準マークを装着ヘッド４４側の一つの同じカメラを用いて撮影するものとすると、ノズルステーション４５の異なる高さ位置間でカメラと基準マークとの距離が大きく異なることに起因して、そのカメラの被写界深度によっては焦点が合わないピンボケが発生し得る。かかるピンボケが発生すると、その基準マークの位置を精度良く検出することができず、その結果として、ノズルステーション４５に対する装着ヘッド４４ひいては吸着ノズル７０の位置制御が精度良く行われず、その吸着ノズル７０の交換が位置精度良く行われないものとなってしまう。

これに対して、本実施形態の部品装着機１においては、ノズルステーション４５が下端位置Ｓ０にあるときに位置検出されて装着ヘッド４４とノズルステーション４５との位置関係の補正に用いられる第１基準マーク８１と、ノズルステーション４５が上端位置Ｓ１にあるときに位置検出されてその位置関係の補正に用いられる第２基準マーク８２と、はノズルステーション４５にそれぞれ別個独立して設けられたものである。これらの基準マーク８１，８２は、ノズルステーション４５において互いに異なる高さ位置に設けられている。更に、それらの基準マーク８１，８２を撮影するカメラは、装着ヘッド４４のヘッド本体５０に取り付けられた一つの同じ第１カメラ４７である。

かかる構成によれば、同じ第１カメラ４７を用いて、ノズルステーション４５の下端位置Ｓ０で第１基準マーク８１が、また、ノズルステーション４５の上端位置Ｓ１で第２基準マーク８２が、それぞれ撮影されても、ノズルステーション４５の下端位置Ｓ０での第１カメラ４７と第１基準マーク８１との距離と、ノズルステーション４５の上端位置Ｓ１での第１カメラ４７と第２基準マーク８２との距離と、を略一致させることができる。このため、第１カメラ４７の被写界深度が浅くても、ノズルステーション４５の下端位置Ｓ０で第１基準マーク８１を撮影した撮影画像、及び、ノズルステーション４５の上端位置Ｓ１で第２基準マーク８２を撮影した撮影画像の双方を、ピンボケの無いものとすることができる。

従って、部品装着機１によれば、ノズルステーション４５の昇降位置に合わせて異なる高さ位置に基準マーク８１，８２を設けることで、ノズルステーション４５が下端位置Ｓ０及び上端位置Ｓ１の何れにあっても、撮影画像からの基準マーク８１，８２の位置検出を精度良く行うことができ、ノズルステーション４５に対する吸着ノズル７０の位置制御を精度良く行い、その吸着ノズル７０の交換を位置精度良く行うことができる。

尚、上記の実施形態においては、部品装着機１の本体部１０が請求の範囲に記載した「部品装着機本体」に、吸着ノズル７０が請求の範囲に記載した「部品保持部材」に、Ｚ軸移動機構４３が請求の範囲に記載した「ヘッド移動機構」に、ノズルステーション４５が請求の範囲に記載した「ステーション」に、ノズルチェンジャ４６が請求の範囲に記載した「ステーション移動機構」に、制御装置４９が請求の範囲に記載した「制御装置」に、第１カメラ４７が請求の範囲に記載した「カメラ」に、制御装置４９がノズルステーション４５の高さ位置ごとに第１カメラ４７により撮影された基準マーク８１，８２の認識結果に基づいてその高さ位置ごとの基準マーク８１，８２の位置をそれぞれ検出することが請求の範囲に記載した「マーク位置検出部」に、制御装置４９が基準マーク８１，８２の位置に基づいて、ノズルステーション４５の高さ位置ごとに吸着ノズル７０の交換時における装着ヘッド４４とノズルステーション４５との位置決めを行うことが請求の範囲に記載した「位置決め部」に、それぞれ相当している。

３．変形形態
ところで、上記の実施形態においては、部品を負圧などで吸着する吸着ノズル７０を、部品を保持する部品保持部材として用いている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、部品を把持する把持チャックを部品保持部材として用いたものに適用することとしてもよいし、また、ダイなどの部品を下方から突き上げる突上げポットを部品保持部材として用いたものに適用することとしてもよい。

また、上記の実施形態においては、Ｚ軸移動機構４３を用いて装着ヘッド４４を上昇端Ｈｕと下降端Ｈｄとの２ポジションの何れかに位置（昇降）させることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｚ軸移動機構４３を用いて装着ヘッド４４を上昇端Ｈｕと下降端Ｈｄとの間で３ポジション以上の任意位置に位置させる構成に適用することとしてもよい。例えば、装着ヘッド４４は、Ｚ軸移動機構４３により、基板２に吸装着する部品の大きさや吸着ノズル７０の大きさなどに応じて昇降位置が上昇端Ｈｕと下降端Ｈｄとの間の任意位置に可変されるものであってよい。

この変形形態は、制御装置４９に、図１０に示す如く、上記図８に示すルーチン中のステップＳ１０２に代えてステップ２００の処理を実行させることにより実現される。すなわち、制御装置４９は、ステップＳ１０１で検出した装着ヘッド４４の昇降位置Ｈが、装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換を吸着ノズル７０のノズル先端とそのノズルステーション４５との干渉を避けつつ適切に行うことができるか否かの装着ヘッド４４の境界となる境界高さ位置Ｈ０以上であるか否かを判別する（ステップＳ２００）。その結果、制御装置４９は、装着ヘッド４４の昇降位置Ｈが境界高さ位置Ｈ０以上であると判別した場合は、ノズルステーション４５の高さ位置を上端位置Ｓ１に設定して、ノズルステーション４５を下端位置Ｓ０から上端位置Ｓ１へ上昇させる処理を行う（ステップＳ１０３）。一方、装着ヘッド４４の昇降位置Ｈが境界高さ位置Ｈ０未満であると判別した場合は、ノズルステーション４５の高さ位置を下端位置Ｓ０に設定して、ノズルステーション４５を下端位置Ｓ０に維持させる処理を行う（ステップＳ１０４）。

この変形形態においても、吸着ノズル７０の交換時、装着ヘッド４４の昇降位置Ｈに応じてノズルステーション４５の高さ位置を変更するので、その交換時における装着ヘッド４４の昇降位置Ｈによらず、その装着ヘッド４４に装着されている吸着ノズル７０とノズルステーション４５との上下方向Ｚの離間距離を装着ヘッド４４又は吸着ノズル７０とノズルステーション４５とを干渉させない範囲でできるだけ短くすることができる。従って、装着ヘッド４４に装着される吸着ノズル７０の交換を、その装着ヘッド４４又はその吸着ノズル７０とノズルステーション４５との干渉を確実に避けつつ効率的に実施することができる。

また、上記の実施形態においては、ノズルチェンジャ４６を用いてノズルステーション４５を下端位置Ｓ０と上端位置Ｓ１との２ポジションの何れかに位置（昇降）させることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ノズルチェンジャ４６を用いてノズルステーション４５を下端位置Ｓ０と上端位置Ｓ１との間で３ポジション以上の位置に位置させる構成に適用することとしてもよい。この構成において、制御装置４９は、装着ヘッド４４（具体的には、ヘッド本体５０）の高さ位置が装着ヘッド４４とノズルステーション４５との干渉が生じ得る位置であるときは、吸着ノズル７０の交換時におけるノズルステーション４５の高さ位置を干渉が生じ得ない位置に設定すればよく、より具体的には、交換に要する時間をより短くするうえで、その交換時におけるノズルステーション４５の高さ位置を干渉が生じ得ない位置のうち最も上側の位置に設定するのがよい。

尚、本発明は、上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。

１：部品装着機、１０：本体部、２０：基板搬送装置、３０：部品供給装置、４０：部品移載装置、４１：Ｙ軸スライダ、４２：Ｘ軸スライダ、４３：Ｚ軸移動機構、４４：装着ヘッド、４５：ノズルステーション、４６：ノズルチェンジャ、４７：第１カメラ、４９：制御装置、５０：ヘッド本体、６０：ノズル昇降回転機構、６１：昇降軸、７０：吸着ノズル、８０：収容容器、８１，８２：基準マーク、８６：昇降テーブル、８７：シリンダ装置。

Claims

部品装着機本体に昇降可能に取り付けられ、部品を保持し得る部品保持部材が着脱可能に装着されるヘッド本体と、
前記部品装着機本体に対して前記ヘッド本体を昇降方向に移動させるヘッド移動機構と、
前記部品装着機本体に昇降可能に取り付けられ、交換用の前記部品保持部材を保持するステーションと、
前記部品装着機本体に対して前記ステーションを昇降方向に移動させるステーション移動機構と、
前記ヘッド本体の昇降方向の高さ位置に応じて、前記ヘッド本体に装着する前記部品保持部材の交換時における前記ステーションの昇降方向の高さ位置を前記ステーション移動機構を用いて変更する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記ヘッド本体の前記高さ位置が前記ヘッド本体と前記ステーションとの干渉が生じ得ない位置であるときは、前記交換時における前記ステーションの前記高さ位置を上端位置に設定する、部品装着機。
部品装着機本体に昇降可能に取り付けられ、部品を保持し得る部品保持部材が着脱可能に装着されるヘッド本体と、
前記部品装着機本体に対して前記ヘッド本体を昇降方向に移動させるヘッド移動機構と、
前記部品装着機本体に昇降可能に取り付けられ、交換用の前記部品保持部材を保持するステーションと、
前記部品装着機本体に対して前記ステーションを昇降方向に移動させるステーション移動機構と、
前記ヘッド本体の昇降方向の高さ位置に応じて、前記ヘッド本体に装着する前記部品保持部材の交換時における前記ステーションの昇降方向の高さ位置を前記ステーション移動機構を用いて変更する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記ヘッド本体の前記高さ位置が前記ヘッド本体と前記ステーションとの干渉が生じ得る位置であるときは、前記交換時における前記ステーションの前記高さ位置を前記干渉が生じ得ない位置に設定する、部品装着機。
前記制御装置は、前記ヘッド本体の前記高さ位置が前記干渉が生じ得る位置であるときは、前記交換時における前記ステーションの前記高さ位置を前記干渉が生じ得ない位置のうち最も上側の位置に設定する、請求項２に記載の部品装着機。
前記ステーションは、前記ヘッド本体に装着する前記部品保持部材の交換前は下端位置に保持されており、前記交換時に設定位置へ上昇される、請求項１乃至３の何れか一項に記載の部品装着機。
部品装着機本体に昇降可能に取り付けられ、部品を保持し得る部品保持部材が着脱可能に装着されるヘッド本体と、
前記部品装着機本体に対して前記ヘッド本体を昇降方向に移動させるヘッド移動機構と、
前記部品装着機本体に昇降可能に取り付けられ、交換用の前記部品保持部材を保持するステーションと、
前記部品装着機本体に対して前記ステーションを昇降方向に移動させるステーション移動機構と、
前記ヘッド本体の昇降方向の高さ位置に応じて、前記ヘッド本体に装着する前記部品保持部材の交換時における前記ステーションの昇降方向の高さ位置を前記ステーション移動機構を用いて変更する制御装置と、
を備え、
前記ステーションは、前記ステーション移動機構により移動可能な前記高さ位置に対応させて互いに異なる高さに設けられた複数の基準マークを有し、
前記部品装着機は、
前記ヘッド本体又は前記部品装着機本体に取り付けられたカメラと、
前記ステーションの前記高さ位置ごとに前記カメラにより撮影された対応の前記基準マークの認識結果に基づいて、前記ステーションの前記高さ位置ごとの前記基準マークの位置をそれぞれ検出するマーク位置検出部と、
前記マーク位置検出部の検出結果に基づいて、前記ステーションの前記高さ位置ごとに前記交換時における前記ヘッド本体と前記ステーションとの位置決めを行う位置決め部と、
を有する、部品装着機。
前記マーク位置検出部は、前記ステーションが前記部品装着機本体に取り付けられたときに、前記ステーションの前記高さ位置ごとの前記基準マークの位置検出を行う、請求項５に記載の部品装着機。