JP7137489B2 - 部品実装装置 - Google Patents

Description

この発明は、部品実装装置に関し、特に、立体形状を有する被実装物に部品を実装する部品実装装置に関する。

従来、立体形状を有する被実装物に部品を実装する部品実装装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、立体的な形状を有する立体基板（被実装物）を支持する立体基板支持体と、立体基板支持体を水平面に対して傾斜させるように回動させる立体基板支持体駆動装置と、立体基板に対して部品を実装する装着ヘッドとを備える電子回路部品装着機（部品実装装置）が開示されている。

特開２０１２－１１９６４３号公報

しかしながら、上記特許文献１の電子回路部品装着機では、立体基板の実装面が水平になるように立体基板支持体駆動装置により立体基板の姿勢を調整するための立体基板の立体形状の情報を予め入力する必要があると考えられる。つまり、上記特許文献１の電子回路部品装着機では、立体基板の立体形状の情報がない場合には、立体基板の姿勢を調整することが困難であるという不都合がある。また、立体基板の立体形状をユーザが手動により計測して入力したり、立体基板の姿勢をユーザが手動により調整することも考えられるが、この場合には、ユーザの作業負担が増大する。これらの結果、ユーザの作業負担が増大するのを抑制しつつ、立体基板の姿勢を調整して立体基板に部品を実装することが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、被実装物の立体形状の情報がない場合でも、ユーザの作業負担が増大するのを抑制しつつ、立体形状を有する被実装物の姿勢を調整して被実装物に部品を実装することが可能な部品実装装置を提供することである。

この発明の一の局面による部品実装装置は、部品が実装される立体的な形状を有する被実装物を保持する保持部と、保持部を水平面に対して傾斜させるように回動させる回動機構部と、被実装物に対して部品を実装する実装ヘッドと、保持部に保持された被実装物の立体形状を計測する立体形状計測部と、立体形状計測部による被実装物の計測結果に基づいて、部品が実装される複数の実装面の情報を取得する制御部と、を備える。

この発明の一の局面による部品実装装置では、上記のように、立体形状計測部による被実装物の計測結果に基づいて、部品が実装される複数の実装面の情報を取得する制御部を設ける。これにより、被実装物の立体形状の情報がない場合でも、被実装物の立体形状をユーザが手動により計測して入力する必要がないとともに、被実装物の姿勢をユーザが手動により調整する必要がない。また、制御部により取得した被実装物の実装面の情報に基づいて、部品が実装可能なように被実装物の姿勢を調整することができる。これらの結果、被実装物の立体形状の情報がない場合でも、ユーザの作業負担が増大するのを抑制しつつ、立体形状を有する被実装物の姿勢を調整して被実装物に部品を実装することができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、立体形状計測部による被実装物の計測結果から、被実装物の面の傾き情報を取得して、面の傾き情報に基づいて、被実装物の実装面を特定するように構成されている。このように構成すれば、被実装物の立体形状の情報がない場合でも、被実装物の実物を計測して被実装物の面の傾き情報を取得することにより、被実装物の実装面の傾きを取得することができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、回動機構部は、水平方向の回動軸線回りに保持部を回動させる第１回動機構と、第１回動機構の回動軸線と略垂直な回動軸線回りに保持部を回動させる第２回動機構とを含み、制御部は、回動機構部の第１回動機構および第２回動機構の両方により被実装物を回動させて、複数の方向から立体形状計測部により被実装物の立体形状を計測するように制御するように構成されている。このように構成すれば、複数の方向から被実装物の立体形状を計測するので、１つの方向から計測する場合と比べて、死角が発生するのを抑制することができる。これにより、被実装物の立体形状をより正確に計測することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、立体形状計測部による被実装物の計測結果に基づいて、計測方向の死角の有無を判定し、死角がある場合に、未計測の方向から立体形状計測部により被実装物を計測するように制御するように構成されている。このように構成すれば、死角がある場合に、異なる計測方向から追加の計測が行われるので、死角を効果的に減らすことができる。

上記制御部が計測方向の死角の有無を判定する構成において、好ましくは、制御部は、被実装物の実装面に死角がある場合に、未計測の方向から立体形状計測部により被実装物を計測するように制御するように構成されている。このように構成すれば、死角により被実装物の実装面の情報を取得し損ねるのを確実に防止することができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、取得した複数の実装面の情報に基づいて、被実装物に部品の実装を行うための実装データを作成するように構成されている。このように構成すれば、被実装物の立体形状の情報がない場合でも、実装データの作成を容易に行うことができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、実装面の情報から被実装物の実装面に部品を実装する際に回動機構部により姿勢を調整するための角度情報を取得するように構成されている。このように構成すれば、立体形状を有する被実装物に部品を実装する際に、取得した角度情報に基づいて実装面が水平になるように容易に被実装物の姿勢を調整することができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、立体形状計測部は、レーザ変位計およびステレオカメラのうち少なくとも一方を含む。このように構成すれば、レーザ変位計またはステレオカメラにより、被実装物の立体形状を容易に計測することができる。

この場合、好ましくは、立体形状計測部は、レーザ変位計を含み、制御部は、レーザ変位計による被実装物の複数の点における位置情報に基づいて、各３点の位置を通る面の法線ベクトルを比較して、被実装物の複数の点が同一平面上にあるか否かを判断するように構成されている。このように構成すれば、被実装物の同一平面を容易に検出することができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、実装面の情報と、部品の実装位置の教示とに基づいて、部品実装位置の座標データを作成するように構成されている。このように構成すれば、被実装物の実装面に対して部品実装位置を対応付けることができるので、実装ヘッドにより実装面に対して部品を実装する動作を行うことができる。

この場合、好ましくは、制御部は、実装面の画像に基づいて教示された部品実装位置から、部品実装位置の座標データを作成するように構成されている。このように構成すれば、実物の被実装物の実装面の画像に対してユーザが部品実装位置を教示することができるので、部品実装位置の座標データを容易に作成することができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、立体形状計測部による被実装物の計測結果に基づいて取得した実装面の情報に基づいて、予め設定された実装面の情報を補正するように構成されている。このように構成すれば、実物の被実装物を計測した結果を反映させて実装面の情報を補正することができるので、実装面の情報の精度を向上させることができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、立体形状計測部により被実装物の計測を行う前に、被実装物の概略の寸法の入力を受け付けるように構成されている。このように構成すれば、被実装物を保持部により保持して移動させた場合に他の部材と干渉しないかを予め判定することができる。また、立体形状計測部による被実装物の計測範囲を絞りこむことができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、被実装物を保持部により保持する前に、被実装物の概略の寸法を計測して、計測した被実装物の概略の寸法に基づいて、立体形状計測部により計測する被実装物の計測範囲を絞りこむように構成されている。このように構成すれば、計測範囲を被実装物の大きさに合わせて設定することができるので、計測範囲を大きくし過ぎた場合に比べて、計測時間を短縮することができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、立体形状計測部による被実装物の計測結果に基づいて、実装面に部品を実装する際に、実装ヘッドと、被実装物または部品とが干渉するか否かを判断するように構成されている。このように構成すれば、実際に部品を実装する際に、実装ヘッドと、被実装物または部品とが衝突するのを抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、被実装物の立体形状の情報がない場合でも、ユーザの作業負担が増大するのを抑制しつつ、立体形状を有する被実装物の姿勢を調整して被実装物に部品を実装することができる。

本発明の一実施形態による部品実装装置の全体構成を示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の全体構成を示す模式的な正面図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の全体構成を示す模式的な側面図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の保持ユニットを示す斜視図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の被実装物の一例を示した斜視図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置のレーザ変位計による被実装物の立体形状の計測を説明するための側面図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置のレーザ変位計による被実装物の立体形状の計測を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置のステレオカメラによる被実装物の立体形状の計測を説明するための側面図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の被実装物の計測方向を説明するための表である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の被実装物の計測方向を説明するための斜視図である。 基準位置に対して上方からの計測を説明するための斜視図である。 基準位置に対して後方からの計測を説明するための斜視図である。 基準位置に対して右方からの計測を説明するための斜視図である。 基準位置に対して前方からの計測を説明するための斜視図である。 基準位置に対して左方からの計測を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の平面の判定を説明するための図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の各計測方向における平面の判定を説明するための図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の計測結果の基準位置への変換を説明するための図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の計測結果の合成を説明するための図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の死角を説明するための図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の死角がある場合の再計測を説明するための表である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の死角の判定を説明するための図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の部品実装時の姿勢を説明するための図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の実装面における実装座標の設定を説明するための図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の干渉のチェックを説明するための図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置のデータ作成処理を説明するための第１フローチャートである。 本発明の一実施形態による部品実装装置のデータ作成処理を説明するための第２フローチャートである。 本発明の一実施形態による部品実装装置の立体形状計測処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態による部品実装装置のマニュアル操作による水平出し処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

（部品実装装置の構成）
図１～図４を参照して、本発明の一実施形態による部品実装装置１００の構成について説明する。

部品実装装置１００は、図１～図３に示すように、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗などの部品Ｅ（電子部品）を、立体形状を有する被実装物Ｐに実装するように構成されている。また、部品実装装置１００は、被実装物Ｐを搬送して、被実装物Ｐに部品Ｅを実装する装置である。

部品実装装置１００は、図１および図２に示すように、基台１と、基板搬送部２と、基板保持ユニット３と、ヘッドユニット４と、支持部５と、一対のレール部６と、部品認識カメラ７と、基板認識カメラ８と、立体形状計測部９と、制御装置１０（図２参照）とを備えている。なお、制御装置１０は、特許請求の範囲の「制御部」の一例である。

被実装物Ｐは、図５および図２３に示すように、５つの実装面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４およびＰ５を有している。実装面Ｐ３は、図５に示す基準位置において、水平に配置されている。実装面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４およびＰ５は、基準位置において、水平面に対して所定の角度を有して配置されている。

実装面Ｐ１～Ｐ５には、それぞれ、基板認識カメラ８により撮像される位置認識マーク（フィデューシャルマーク）が付されている。また、実装面Ｐ１～Ｐ５は、共に、ヘッドユニット４により部品Ｅが実装される平坦面である。

図１に示すように、基台１のＹ２側の端部には、複数のテープフィーダ１１を配置するためのフィーダ配置部１２が設けられている。

テープフィーダ１１は、複数の部品Ｅを所定の間隔を隔てて保持したテープが巻き回されたリール１１ａ（図３参照）を保持している。テープフィーダ１１は、リール１１ａを回転させて部品Ｅを保持するテープを送出することにより、先端から部品Ｅを供給するように構成されている。

各テープフィーダ１１は、フィーダ配置部１２に設けられた図示しないコネクタを介して制御装置１０に電気的に接続された状態で、フィーダ配置部１２に配置されている。これにより、各テープフィーダ１１は、制御装置１０からの制御信号に基づいて、リール１１ａからテープを送出するとともに、部品Ｅを供給するように構成されている。この際、各テープフィーダ１１は、ヘッドユニット４の実装作業に応じて、部品Ｅを供給するように構成されている。

基板搬送部２は、被実装物Ｐを搬入し、搬送方向（Ｘ方向）に搬送し、搬出するように構成されている。また、基板搬送部２は、搬入された被実装物Ｐを基板保持ユニット３に受け渡すように構成されている。部品実装装置１００では、基板搬送部２により、単一の搬送路が形成されている。

ここで、図１～図３に示すように、被実装物Ｐは、移載キャリア９１（治具）に保持された状態で、基板搬送部２により搬送される。具体的には、複数の移載キャリア９１（被実装物Ｐ）が１つの搬送ボード９０（冶具）に載置された状態で、基板搬送部２により搬送される。搬送ボード９０は、被実装物Ｐの搬送用の部材であって、板形状を有する。また、移載キャリア９１は、板形状を有する。板形状を有する移載キャリア９１には、上面（Ｚ１側の面）に微粘着性の接着層が形成されている。移載キャリア９１は、被実装物Ｐが接着層に接着されることにより、上面上に着脱可能に被実装物Ｐを保持して固定するように構成されている。また、移載キャリア９１の下面（Ｚ２側の面）には、基板保持ユニット３が保持するための単一の被保持部が設けられている。被保持部は、上面上に保持された被実装物Ｐの重心位置近傍に設けられている。被保持部は、移載キャリア９１の下面から下方（Ｚ２方向）に向けて突出するように形成されている。被実装物Ｐは、移載キャリア９１を介して基板保持ユニット３により保持される。

基板搬送部２は、上流側搬送部２１と、中央搬送部２２と、下流側搬送部２３とを含んでいる。

上流側搬送部２１は、搬送方向（Ｘ方向）の上流側（Ｘ１側）に設けられた搬送部である。上流側搬送部２１は、図示しない搬送路から実装前の被実装物Ｐを搬入するとともに、搬入された被実装物Ｐを中央搬送部２２まで搬送するように構成されている。上流側搬送部２１は、一対のコンベア部２１１を有している。上流側搬送部２１は、一対のコンベア部２１１により、移載キャリア９１の搬送方向と直交する方向（Ｙ方向）の両端部を下方から支持することにより、搬送方向と直交する方向の両側から被実装物Ｐを支持しながら、搬送方向に被実装物Ｐを搬送するように構成されている。また、一対のコンベア部２１１は、搬送方向と直交する方向の間隔を調整可能に構成されている。具体的には、Ｙ１側のコンベア部２１１が搬送方向と直交する方向に移動可能に構成されており、Ｙ２側のコンベア部２１１が固定されている。これにより、被実装物Ｐの大きさ（Ｙ方向の幅）に応じて、一対のコンベア部２１１の間の幅（Ｙ方向の幅）を調整することが可能である。

中央搬送部２２は、上流側搬送部２１と下流側搬送部２３との間に設けられた搬送部である。中央搬送部２２は、実装前の被実装物Ｐを上流側搬送部２１から受け取り、受け取った被実装物Ｐを下流側搬送部２３まで搬送するように構成されている。また、中央搬送部２２は、被実装物Ｐを基板保持ユニット３への受け渡し位置まで移動させるように構成されている。

中央搬送部２２は、一対のコンベア部２２１を有している。中央搬送部２２は、一対のコンベア部２２１により、移載キャリア９１の搬送方向と直交する方向（Ｙ方向）の両端部を下方から支持することにより、搬送方向と直交する方向の両側から被実装物Ｐを支持しながら、搬送方向に被実装物Ｐを搬送するように構成されている。また、一対のコンベア部２２１は、図示しない駆動モータにより、搬送方向と直交する方向に互いに独立して移動可能に構成されている。中央搬送部２２は、一対のコンベア部２２１の間の幅（Ｙ方向の幅）を維持しながら、一対のコンベア部２２１が搬送方向と直交する方向に移動されることにより、被実装物Ｐを搬送方向と直交する方向に移動するように構成されている。

部品実装装置１００では、搬入された被実装物Ｐが、中央搬送部２２の一対のコンベア部２２１により搬送方向（Ｘ方向）に移動（搬送）されて、搬送方向の所定位置に位置決めされる。その後、被実装物Ｐが、一対のコンベア部２２１により搬送方向と直交する方向に移動されることにより、搬送方向と直交する方向の所定位置に位置決めされる。これにより、部品実装装置１００では、被実装物Ｐが、基板保持ユニット３に被実装物Ｐを受け渡すための受け渡し位置まで移動される。

下流側搬送部２３は、搬送方向（Ｘ方向）の下流側（Ｘ２側）に設けられた搬送部である。下流側搬送部２３は、実装後の被実装物Ｐを中央搬送部２２から受け取り、図示しない搬送路に実装後の被実装物Ｐを搬出するように構成されている。下流側搬送部２３は、一対のコンベア部２３１を有している。下流側搬送部２３は、一対のコンベア部２３１により、移載キャリア９１の搬送方向と直交する方向（Ｙ方向）の両端部を下方から支持することにより、搬送方向と直交する方向の両側から被実装物Ｐを支持しながら、搬送方向に被実装物Ｐを搬送するように構成されている。また、一対のコンベア部２３１は、搬送方向と直交する方向の間隔を調整可能に構成されている。具体的には、Ｙ１側のコンベア部２３１が搬送方向と直交する方向に移動可能に構成されており、Ｙ２側のコンベア部２３１が固定されている。これにより、被実装物Ｐの大きさ（Ｙ方向の幅）に応じて、一対のコンベア部２３１の間の幅（Ｙ方向の幅）を調整することが可能である。

基板保持ユニット３は、受け渡し位置において基板搬送部２から被実装物Ｐを受け渡され、被実装物Ｐを保持するように構成されている。具体的には、基板保持ユニット３は、移載キャリア９１を介して被実装物Ｐを保持するように構成されている。

また、基板保持ユニット３は、保持された被実装物Ｐを上下方向（Ｚ方向）に移動させるように構成されている。また、基板保持ユニット３は、保持された被実装物Ｐを傾斜させる（水平方向の回転軸周りに回動させる）ように構成されている。また、基板保持ユニット３は、保持された被実装物Ｐを回転させる（上下方向の回転軸周りに回動させる）ように構成されている。言い換えると、基板保持ユニット３は、被実装物Ｐを上下方向に移動させ、傾斜させ、または回転させることにより、被実装物Ｐの姿勢を調整可能に構成されている。これにより、たとえば、被実装物Ｐの実装面Ｐ１～Ｐ５が水平面（ＸＹ平面）と略平行になるように、被実装物Ｐの姿勢を調整することが可能である。

また、部品実装装置１００は、基板保持ユニット３を他のユニットと取り換え可能に構成されている。具体的には、部品実装装置１００は、基板保持ユニット３を、略平坦形状の基板を下側から支持する基板バックアップユニット（図示せず）と取り換え可能に構成されている。

部品実装装置１００は、基板保持ユニット３が取り付けられている場合には、立体形状を有する被実装物Ｐに部品Ｅを実装するのに適した装置になる。また、部品実装装置１００は、基板バックアップユニットが取り付けられている場合には、略平坦形状を有する基板に部品Ｅを実装するのに適した装置になる。

図１および図２に示すように、ヘッドユニット４は、支持部５および一対のレール部６を介して、基台１の上方位置に設けられている。また、ヘッドユニット４は、基板搬送部２、基板保持ユニット３およびテープフィーダ１１よりも上方（Ｚ１方向）の位置に設けられており、水平方向に移動可能に構成されている。

ヘッドユニット４は、基板保持ユニット３が取り付けられている場合には、基板保持ユニット３により保持された状態の被実装物Ｐに部品Ｅの実装作業を行うように構成されている。また、ヘッドユニット４は、基板バックアップユニットが取り付けられている場合には、基板バックアップユニットにより支持された状態の基板に部品Ｅの実装作業を行うように構成されている。具体的には、ヘッドユニット４は、テープフィーダ１１から供給される部品Ｅを吸着するとともに、吸着された部品Ｅを被実装物Ｐに実装するように構成されている。

図２に示すように、ヘッドユニット４には、複数（６つ）の実装ヘッド４１と、実装ヘッド４１毎に設けられた複数（６つ）のボールネジ軸４２と、ボールネジ軸４２毎に設けられた複数（６つ）のＺ軸モータ４３と、実装ヘッド４１毎に設けられた複数（６つ）のＲ軸モータとが設けられている。

実装ヘッド４１は、被実装物Ｐに対して部品Ｅを実装するように構成されている。複数の実装ヘッド４１は、搬送方向（Ｘ方向）に沿って直線状に配列されている。各実装ヘッド４１の先端には、それぞれ、ノズル４１ａ（図２および図３参照）が取り付けられている。実装ヘッド４１は、図示しない負圧発生機によりノズル４１ａの先端部に発生された負圧によって、テープフィーダ１１から供給される部品Ｅを吸着して保持することが可能に構成されている。

各ボールネジ軸４２は、それぞれ、上下方向に延びるように形成されている。各Ｚ軸モータ４３は、それぞれ、対応するボールネジ軸４２を回転させるように構成されている。また、各実装ヘッド４１には、それぞれ、対応するボールネジ軸４２に係合（螺合）されるボールナット４１ｂ（図３参照）が設けられている。実装ヘッド４１は、Ｚ軸モータ４３によりボールネジ軸４２が回転されることにより、ボールネジ軸４２と係合（螺合）するボールナット４１ｂとともに、ボールネジ軸４２に沿って上下方向に移動可能に構成されている。これにより、実装ヘッド４１は、部品Ｅの吸着や実装（装着）などを行うことが可能な下降した状態の高さ位置と、実装ヘッド４１の水平方向の移動が可能な上昇した状態の高さ位置との間で上下方向に移動可能に構成されている。各Ｒ軸モータは、それぞれ、対応する実装ヘッド４１をノズル４１ａの中心軸周り（Ｚ方向の回転軸周り）に回転させるように構成されている。

支持部５は、ヘッドユニット４を搬送方向（Ｘ方向）に移動させるように構成されている。支持部５は、Ｘ方向に延びるボールネジ軸５１と、ボールネジ軸５１を回転させるＸ軸モータ５２と、Ｘ方向に延びる図示しないガイドレールとを含んでいる。また、ヘッドユニット４には、ボールネジ軸５１が係合（螺合）されるボールナット４５（図３参照）が設けられている。ヘッドユニット４は、Ｘ軸モータ５２によりボールネジ軸５１が回転されることにより、ボールネジ軸５１と係合（螺合）するボールナット４５とともに、支持部５に沿って搬送方向（Ｘ方向）に移動可能に構成されている。

一対のレール部６は、共にＹ方向に延びるように形成されており、基台１のＸ方向の両端部において基台１上に固定されている。また、一対のレール部６は、支持部５を搬送方向と直交する方向（Ｙ方向）に移動させるように構成されている。一対のレール部６は、共にＹ方向に延びる一対のボールネジ軸６１と、ボールネジ軸６１毎に設けられた複数（２つ）のＹ軸モータ６２とを含んでいる。各Ｙ軸モータ６２は、それぞれ、対応するボールネジ軸６１を回転させるように構成されている。また、支持部５には、ボールネジ軸６１が係合（螺合）される図示しないボールナットが設けられている。支持部５は、各Ｙ軸モータ６２により各ボールネジ軸６１が同期して回転されることにより、各ボールネジ軸６１と係合（螺合）するボールナットとともに、一対のレール部６に沿って搬送方向と直交する方向（Ｙ方向）に移動可能に構成されている。

このような構成により、ヘッドユニット４は、基台１上を水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動可能に構成されている。これにより、ヘッドユニット４は、たとえばテープフィーダ１１の上方に移動して、テープフィーダ１１から供給される部品Ｅを吸着することが可能である。また、ヘッドユニット４は、たとえば基板保持ユニット３に保持された状態の被実装物Ｐの上方に移動して、吸着された部品Ｅを被実装物Ｐに実装することが可能である。

部品認識カメラ７は、テープフィーダ１１の近傍の基台１の上面上に固定されており、部品Ｅの実装に先立って実装ヘッド４１のノズル４１ａに吸着された部品Ｅを撮像するように構成されている。部品認識カメラ７は、実装ヘッド４１のノズル４１ａに吸着された部品Ｅを、下方（Ｚ２方向）から撮像するように構成されている。この撮像結果は、制御装置１０により取得される。制御装置１０は、実装ヘッド４１のノズル４１ａに吸着された部品Ｅの撮像結果に基づいて、下方から見た部品Ｅの吸着状態（回転姿勢および実装ヘッド４１のノズル４１ａに対する吸着位置）を認識するように構成されている。また、制御装置１０は、部品Ｅの吸着状態の認識結果に基づいて、部品Ｅの回転姿勢および実装時の部品実装位置座標位置（ＸＹ座標位置）を補正するように構成されている。

基板認識カメラ８は、部品Ｅの実装に先立って被実装物Ｐに付された位置認識マークを撮像するように構成されている。位置認識マークは、被実装物Ｐの位置を認識するためのマークである。この位置認識マークの撮像結果は、制御装置１０により取得される。制御装置１０は、位置認識マークの撮像結果に基づいて、基板保持ユニット３により保持された状態の被実装物Ｐの正確な位置および姿勢を認識するように構成されている。また、制御装置１０は、被実装物Ｐの位置および姿勢の認識結果に基づいて、実装時の部品実装位置座標位置（ＸＹ座標位置）を補正するように構成されている。

また、基板認識カメラ８は、ヘッドユニット４に取り付けられている。具体的には、基板認識カメラ８は、ヘッドユニット４のＹ１側の側部において、Ｘ方向に並んだ実装ノズル配列の中央の位置に取り付けられている。これにより、基板認識カメラ８は、ヘッドユニット４とともに、基台１上を水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動可能に構成されている。また、基板認識カメラ８は、基台１上を水平方向に移動して、被実装物Ｐに付された位置認識マークを、被実装物Ｐの上方（Ｚ１方向）から撮像するように構成されている。また、基板認識カメラ８は、基板保持ユニット３の後述する保持部３４を撮影可能に構成されている。

立体形状計測部９は、保持部３４に保持された被実装物Ｐの立体形状を計測するように構成されている。立体形状計測部９は、レーザ変位計９ａ（図６参照）およびステレオカメラ９ｂ（図８参照）のうち少なくとも一方を含む。立体形状計測部９（レーザ変位計９ａ）は、図６および図７に示すように、被実装物Ｐの複数の計測点にそれぞれレーザ光を照射して、被実装物Ｐまたは移載キャリア９１から反射された反射光を受光することにより、被実装物Ｐの高さを計測するように構成されている。この高さ位置の計測結果は、制御装置１０により取得される。制御装置１０は、高さ位置の計測結果に基づいて、被実装物Ｐの形状を取得するように構成されている。複数の計測点は、所定の間隔を隔てて格子状に設定されている。つまり、レーザ変位計９ａによる高さ計測は、点においての計測になるため、ＸＹ方向に少しずつ計測点をずらしながら複数個所の計測を行う。これにより、被実装物Ｐの３次元形状（立体形状）が計測される。

また、立体形状計測部９（ステレオカメラ９ｂ）は、図８に示すように、異なる複数の方向から被実装物Ｐを撮像するように構成されている。異なる複数の方向からの画像の視差から被実装物Ｐの各位置における高さ位置が計測される。この高さ位置の計測結果は、制御装置１０により取得される。制御装置１０は、高さ位置の計測結果に基づいて、被実装物Ｐの形状を取得するように構成されている。

立体形状計測部９は、被実装物ＰのＣＡＤデータによる立体形状の情報がない場合に、立体形状の情報を取得するために、被実装物Ｐの立体形状を計測する。また、立体形状計測部９は、被実装物Ｐに部品Ｅを実装する際に、個々の被実装物Ｐの位置、姿勢および形状を取得するために、被実装物Ｐの立体形状を計測する。

また、立体形状計測部９は、ヘッドユニット４に取り付けられている。これにより、立体形状計測部９は、ヘッドユニット４とともに、基台１上を水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動可能に構成されている。また、立体形状計測部９は、基台１上を水平方向に移動して、被実装物Ｐの上方から立体形状を計測するように構成されている。

制御装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの情報処理部と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶部とを含む。また、制御装置１０は、部品実装装置１００の動作を制御するように構成されている。具体的には、制御装置１０は、基板搬送部２、基板保持ユニット３、ヘッドユニット４、支持部５、一対のレール部６、部品認識カメラ７、基板認識カメラ８、立体形状計測部９、およびテープフィーダ１１などを予め記憶されたプログラムに従って制御して、被実装物Ｐに部品Ｅの実装を行うように構成されている。

（基板保持ユニットの構成）
次に、図４を参照して、基板保持ユニット３の構成について説明する。図４に示すように、基板保持ユニット３は、昇降機構部３１と、傾斜機構部３２と、回転機構部３３と、保持部３４と、固定部３５とを含んでいる。なお、傾斜機構部３２は、特許請求の範囲の「回動機構部」および「第１回動機構部」の一例である。また、回転機構部３３は、特許請求の範囲の「回動機構部」および「第２回動機構部」の一例である。

昇降機構部３１は、上下方向に延びる軸線Ａ１（一点鎖線により示す）に沿って、保持部３４（被実装物Ｐ）を上下方向に移動させるための上下軸機構部である。具体的には、昇降機構部３１は、駆動モータ３１１によりボールネジ軸３１２を回転させて、傾斜機構部３２、回転機構部３３および保持部３４を上下方向に移動させるように構成されている。

傾斜機構部３２は、保持部３４を水平面に対して傾斜させるように回動させるように構成されている。具体的には、傾斜機構部３２は、昇降機構部３１に取り付けられており、軸線Ａ２（一点鎖線により示す）周りに回転機構部３３を回転させることにより、保持部３４により保持された被実装物Ｐを傾斜させるためのチルト軸回転機構部である。軸線Ａ２は、水平方向に延びる軸線である。つまり、傾斜機構部３２は、水平方向の回動軸線回りに保持部３４（被実装物Ｐ）を回動させるように構成されている。軸線Ａ２は、搬送方向に略平行な方向に延びるチルト軸線であって、昇降機構部３１に対する傾斜機構部３２の取付方向（Ｙ方向）および軸線Ａ１に対して略直交する方向に延びる軸線である。また、軸線Ａ２は、複数の実装ヘッド４１の配列方向（Ｘ方向）と略平行な方向に延びる軸線である。傾斜機構部３２は、駆動モータ３２１により回転機構部３３および保持部３４を回転させるように構成されている。つまり、傾斜機構部３２は、保持部３４および保持部３４に保持された被実装物Ｐを軸線Ａ２周りに回転させて、ＹＺ平面内で傾斜させるように構成されている。

回転機構部３３は、傾斜機構部３２に取り付けられており、保持部３４により保持された被実装物Ｐを軸線Ａ３（一点鎖線により示す）周りに回転させるための回転軸機構部である。軸線Ａ３は、軸線Ａ２（チルト軸線）に対して略直交する方向に延びる軸線である。つまり、回転機構部３３は、傾斜機構部３２の回動軸線と略垂直な回動軸線回りに保持部３４を回動させるように構成されている。また、軸線Ａ３は、保持部３４中心を通る軸線であって、傾斜機構部３２により回転機構部３３および保持部３４が傾斜されるのとともに、傾斜される。回転機構部３３は、駆動モータ３３１により保持部３４を回転させるように構成されている。

保持部３４は、部品Ｅが実装される立体的な形状を有する被実装物Ｐを保持するように構成されている。具体的には、保持部３４は、回転機構部３３に取り付けられており、移載キャリア９１を介して被実装物Ｐを保持して固定するように構成されている。保持部３４は、円柱形状を有する本体部３４１と、複数（３つ）の爪部３４２とを有している。複数（３つ）の爪部３４２は、本体部３４１の上面上に等角度間隔（１２０度間隔）で配置されている。また、複数の爪部３４２は、それぞれ、保持部３４の回転の半径方向に移動可能に構成されている。

固定部３５は、基板保持ユニット３を基台１に取り付けて固定するための部材である。基板保持ユニット３は、図１～図３に示すように、固定部３５を介して、たとえばネジなどにより基台１に固定される。

図５に示すように、移載キャリア９１および被実装物Ｐの外寸のデータがあらかじめ取得される。つまり、制御装置１０は、立体形状計測部９により被実装物Ｐの計測を行う前に、被実装物Ｐの概略の寸法の入力を受け付けるように構成されている。被実装物Ｐの概略の寸法は、ユーザが定規等で測って計測される。図５では、移載キャリア９１は、横がＢ１、縦がＢ２、高さがＢ３の寸法を有している。また、被実装物Ｐは、横がＣ１、縦がＣ２、高さがＣ３の寸法を有している。また、被実装物Ｐは、移載キャリア９１から横Ｄ１、縦Ｄ２の位置に固定されている。事前に被実装物Ｐおよび移載キャリア９１の概略の寸法を計測することにより、装置仕様内か否かを事前に確認することが可能である。

また、制御装置１０は、被実装物Ｐを保持部３４により保持する前に、被実装物Ｐの概略の寸法を計測して、計測した被実装物Ｐの概略の寸法に基づいて、立体形状計測部９により計測する被実装物Ｐの計測範囲を絞りこむように構成されている。

ここで、本実施形態では、制御装置１０は、立体形状計測部９による被実装物Ｐの計測結果に基づいて、部品Ｅが実装される複数の実装面Ｐ１～Ｐ５の情報を取得するように構成されている。具体的には、制御装置は、立体形状計測部９による被実装物Ｐの計測結果から、被実装物Ｐの面の傾き情報を取得して、面の傾き情報に基づいて、被実装物Ｐの実装面Ｐ１～Ｐ５を特定するように構成されている。

また、制御装置１０は、取得した複数の実装面Ｐ１～Ｐ５の情報に基づいて、被実装物Ｐに部品Ｅの実装を行うための実装データを作成するように構成されている。制御装置１０は、実装データに基づいて、各実装面Ｐ１～Ｐ５が水平になるように姿勢を制御するとともに、各実装面Ｐ１～Ｐ５の設定された位置に部品Ｅを実装する制御を行う。

また、本実施形態では、制御装置１０は、傾斜機構部３２および回転機構部３３の両方により被実装物Ｐを回動させて、複数の方向から立体形状計測部９により被実装物Ｐの立体形状を計測するように制御するように構成されている。具体的には、図９～図１５に示すように、制御装置１０は、被実装物Ｐを実装面Ｐ３を上に向けた基準位置に対して、被実装物Ｐを上方、後方、右方、前方、左方の５方向から計測する制御を行う。なお、上方、後方、右方、前方、左方は、基準位置における方向を意味しており、立体形状計測部９の実際の計測方向を意味しているものではない。

具体的には、基準位置における上方から被実装物Ｐを計測する場合、Ｚ軸をｚ０の位置とし、チルト軸を０度（傾斜させない）とし、Ｒ軸を０度とする。基準位置における後方から被実装物Ｐを計測する場合、Ｚ軸をｚ１の位置とし、チルト軸を＋９０度とし、Ｒ軸を０度とする。基準位置における右方から被実装物Ｐを計測する場合、Ｚ軸をｚ２の位置とし、チルト軸を＋９０度とし、Ｒ軸を＋９０度とする。基準位置における前方から被実装物Ｐを計測する場合、Ｚ軸をｚ３の位置とし、チルト軸を＋９０度とし、Ｒ軸を＋１８０度とする。基準位置における左方から被実装物Ｐを計測する場合、Ｚ軸をｚ４の位置とし、チルト軸を＋９０度とし、Ｒ軸を－９０度とする。なお、ｚ１、ｚ２、ｚ３およびｚ４は、被実装物Ｐのサイズおよびチルト軸およびＲ軸の回転に応じて自動で調整される。具体的には、被実装物Ｐが立体形状計測部９の計測レンジに収まるように、概略の寸法データをもとに上下方向が調整される。

基準位置における上方から被実装物Ｐを計測する場合、図１１に示すように、被実装物Ｐの実装面Ｐ３およびＰ５が計測される。基準位置における後方から被実装物Ｐを計測する場合、図１２に示すように、被実装物Ｐの実装面Ｐ５が計測される。基準位置における右方から被実装物Ｐを計測する場合、図１３に示すように、被実装物Ｐの実装面Ｐ４が計測される。基準位置における前方から被実装物Ｐを計測する場合、図１４に示すように、被実装物Ｐの実装面Ｐ１が計測される。基準位置における左方から被実装物Ｐを計測する場合、図１５に示すように、被実装物Ｐの実装面Ｐ２が計測される。

また、本実施形態では、制御装置１０は、レーザ変位計９ａによる被実装物Ｐの複数の点における位置情報に基づいて、各３点の位置を通る面の法線ベクトルを比較して、被実装物Ｐの複数の点が同一平面上にあるか否かを判断するように構成されている。具体図的には、図１６に示すように、レーザ変位計９ａにより計測した各計測点における座標に基づいて、隣接する計測点３点からなる三角形の平面を求める。平面の式は、ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０によりあらわされる。平面の式は、３点の座標からａ、ｂ、ｃおよびｄを求めることにより、算出される。また、平面に対する法線ベクトル（ａ、ｂ、ｃ）を取得する。なお、上方から計測するため、法線ベクトルは、上向きに定まる。制御装置１０は、各三角形の法線ベクトルを比較して、法線ベクトルが所定の誤差範囲内にある三角形同士の面の延びる方向が同じであると判断する。また、制御装置１０は、平面の式に基づいて、面の向きが同じ三角形の平面同士が同一平面上か否かを判定する。これにより、被実装物Ｐの表面を構成する面が求められる。図１７に示すように、上方、後方、右方、前方、左方のそれぞれの計測により、実装面Ｐ１～Ｐ５の情報が求められる。

制御装置１０は、各方向（各姿勢）により求めた実装面Ｐ１～Ｐ５のデータを０原点姿勢（基準位置）に移動させる座標変換を行う。具体的には、図１８に示すように、Ｚ軸の座標を調整する。たとえば、左方からの計測の場合、Ｚ軸をｚ４としているので、基準位置に合わせてｚ０に変換する。次に、チルト軸の回転に基づいて、座標を変換する。たとえば、左方からの計測の場合、チルト軸を９０度としているので、基準位置に合わせてチルト軸を０度に変換する（回転させる）。次に、Ｒ軸の回転に基づいて、座標を変換する。たとえば、左方からの計測の場合、Ｒ軸をー９０度としているので、基準位置に合わせてＲ軸を０度に変換する（回転させる）。これにより、姿勢を変更させて計測を行った場合に得られた座標データが、基準位置における座標データに変換される。なお、左方における計測について、座標を変換する例を示したが、他の方向（後方、右方、前方）においても同様にして、座標が変換される。

制御装置１０は、各方向（各姿勢）において取得した実装面Ｐ１～Ｐ５を、基板保持ユニット３の原点姿勢（基準位置）において合成する。具体的には、図１９に示すように、各方向から取得した実装面Ｐ１～Ｐ５を合成して、被実装物Ｐの立体形状を取得する。なお、この場合、異なる方向から計測した面について重複する場合がある。たとえば、実装面Ｐ５は、上方から計測した場合と、後方から計測した場合と、において取得される。この場合は、重複する面はひとつにまとめられる。たとえば、いずれか一つの計測により計測した面を選択する。また、たとえば、複数取得された面の平均を面として取得する。

また、制御装置１０は、立体形状計測部９による被実装物Ｐの計測結果に基づいて、計測方向の死角の有無を判定し、死角がある場合に、未計測の方向から立体形状計測部９により被実装物Ｐを計測するように制御するように構成されている。また、制御装置１０は、被実装物Ｐの実装面に死角がある場合に、未計測の方向から立体形状計測部９により被実装物Ｐを計測するように制御するように構成されている。たとえば、図２０に示すように、５つの方向（上方、後方、右方、前方、左方）から計測した場合に死角が生じる場合がある。この場合、制御装置１０は、他の方向から再度計測を行う。たとえば、図２０に示すように、チルト軸およびＲ軸を細かい刻み幅により変化させながら、被実装物Ｐの立体形状の計測が行われる。なお、被実装物Ｐの移載キャリア９１側からは、計測することが困難であるため、移載キャリア９１側については、死角判定の対象から除かれる。

制御装置１０は、図２２に示すように、死角の判定を行う。具体的には、制御装置１０は、各面が他の面と接しているか否かを判定する。そして、一の面が他の面と接している辺がある場合、その辺の近辺には死角がないと判定される。一方、一の面が他の面と接していない辺を有する場合、その辺の近辺に死角があると判定される。たとえば、制御装置１０は、三角形Ｔ１について、同じ面の三角形Ｔ１１、Ｔ１２およびＴ１３が各辺に隣接している。この場合、三角形Ｔ１は、この面の内部にあると判定される。三角形Ｔ３およびＴ４は、互いに異なる面に属している。また、三角形Ｔ３およびＴ４は、所定の距離内（しきい値内）に隣接している。この場合、制御装置１０は、三角形Ｔ３およびＴ４がそれぞれ属する面は、互いに接していると判定する。三角形Ｔ２は、２辺が同じ面の三角形Ｔ２１およびＴ２２に隣接している。しかし、三角形Ｔ２は、１辺が同一面または他の面の三角形と所定の距離内（しきい値内）に隣接していない。この場合、制御装置１０は、三角形Ｔ２の他の三角形と隣接しない辺の近傍には死角があると判定する。

また、制御装置１０は、実装面Ｐ１～Ｐ５の情報から被実装物Ｐの実装面Ｐ１～Ｐ５に部品Ｅを実装する際に傾斜機構部３２および回転機構部３３により姿勢を調整するための角度情報を取得するように構成されている。具体的には、制御装置１０は、各実装面Ｐ１～Ｐ５の面の向き（法線ベクトル）に基づいて、各実装面Ｐ１～Ｐ５を水平にするチルト軸およびＲ軸の姿勢を算出する。つまり、制御装置１０は、面の法線ベクトルが上方向に向く姿勢を算出する。図２３に示すように、実装面Ｐ１は、Ｒ軸を＋１８０度とし、チルト軸を＋９０度とする。また、実装面Ｐ２は、Ｒ軸を－９０度とし、チルト軸を＋９０度とする。また、実装面Ｐ３は、Ｒ軸を０度とし、チルト軸を０度とする。また、実装面Ｐ４は、Ｒ軸を＋９０度とし、チルト軸を＋９０度とする。また、実装面Ｐ５は、Ｒ軸を０度とし、チルト軸を＋４５度とする。

また、制御装置１０は、実装面Ｐ１～Ｐ５の姿勢に基づいて、基板保持ユニット３を駆動させて、部品Ｅの実装を行う各実装面Ｐ１～Ｐ５を水平にする制御を行う。また、制御装置１０は、実装面Ｐ１～Ｐ５の情報に基づいて、適切な実装高さに実装面Ｐ１～Ｐ５を配置するように、基板保持ユニット３を駆動させて上下方向の高さを調整する。

また、制御装置１０は、実装面Ｐ１～Ｐ５の情報と、部品Ｅの実装位置の教示とに基づいて、部品実装位置の座標データを作成するように構成されている。具体的には、制御装置１０は、実装面Ｐ１～Ｐ５の画像に基づいて教示された部品実装位置から、部品実装位置の座標データを作成するように構成されている。たとえば、図２４に示すように、基板認識カメラ８により、実装面Ｐ１～Ｐ５を撮像し、画像が表示される。ユーザは、マニュアル操作によりＸＹ軸を移動させて、実装面Ｐ１～Ｐ５のフィデューシャルマーク、部品Ｅの実装位置がカメラの中心に写るように調整して、実装位置およびフィデューシャルマークの位置が教示される。また、この際に、実装される部品Ｅのサイズおよび使用されるノズル４１ａの種類が指定される。

また、制御装置１０は、立体形状計測部９による被実装物Ｐの計測結果に基づいて、実装面Ｐ１～Ｐ５に部品Ｅを実装する際に、実装ヘッド４１と、被実装物Ｐまたは部品Ｅとが干渉するか否かを判断するように構成されている。具体的には、図２５に示すように、計測した被実装物Ｐの形状、実装時の姿勢、部品Ｅの実装位置、部品サイズ、ノズル４１ａの種類に基づいて、ノズル４１ａと、部品Ｅ、被実装物Ｐおよび移載キャリア９１とが、干渉しないか否かが判断される。制御装置１０は、ノズル４１ａを円筒形状するとともに、部品Ｅ、被実装物Ｐおよび移載キャリア９１を三角ポリゴンとして、互いに交差するか否かをシミュレーションにより判定する。互いに交差する場合は、干渉すると判断する。

また、制御装置１０は、被実装物Ｐの部品Ｅの実装時に、被実装物Ｐを部品実装装置１００に搬入する際に、立体形状をチェックするように構成されている。具体的には、制御装置１０は、搬入された被実装物Ｐが、生産プログラムに対応した形状を有しているか否かをチェックする。制御装置１０は、自動精算運転開始時に、搬入された一つ目の被実装物Ｐを形状情報に基づいて計測して、データの形状と異なっていないかをチェックするように構成されている。また、最初の１つ目の被実装物Ｐの形状をチェックするか、すべての被実装物Ｐの形状をチェックするかを任意に選択可能に構成されている。

また、制御装置１０は、立体形状計測部９による被実装物Ｐの計測結果に基づいて取得した実装面Ｐ１～Ｐ５の情報に基づいて、予め設定された実装面Ｐ１～Ｐ５の情報を補正するように構成されている。

（データ作成処理）
図２６～図２９を参照して、被実装物Ｐに部品Ｅを実装する際に用いるデータを作成するデータ作成処理について説明する。データ作成処理は、制御装置１０により行われる。

図２６のステップＳ１において、被実装物Ｐおよび移載キャリア９１の寸法の基本情報が入力される。具体的には、図５に示すように、移載キャリア９１の外寸、被実装物Ｐの外寸、移載キャリア９１上における被実装物Ｐの固定位置が入力される。ステップＳ２において、移載キャリア９１（被実装物Ｐ）が複数載置された搬送ボード９０が基板搬送部２により搬送され、搬送ボード９０がコンベア部２２１上においてクランプされて固定される。

ステップＳ３において、搬送ボード９０上の各移載キャリア９１の吸着位置（部品実装装置１００上での移載キャリア９１の位置）が基板認識カメラ８の画像に基づいてユーザにより教示される。ステップＳ４において、搬送ボード９０上の一つ目の被実装物Ｐが立体形状計測部９により上方から計測される。具体的には、搬送ボード９０上の被実装物Ｐが立体形状計測部９により計測され、形状データが取得される。この際に、移載キャリア９１の表面形状のデータは除外され、被実装物Ｐのみの形状データが取得される。具体的には、再下面の水平の形状のデータが除外される。これにより、被実装物Ｐの概略の外形寸法が取得される。そして、被実装物Ｐの寸法の情報が、ステップＳ１において入力された被実装物Ｐの寸法の情報から、取得した形状データの情報に更新される。

ステップＳ５において、計測した被実装物Ｐの形状が装置仕様の範囲内の大きさか否かが判断される。装置仕様の範囲内であれば、ステップＳ７に進み、装置仕様の範囲外であれば、ステップＳ６に進む。ステップＳ６において、エラーを表示して処理を中断する。

ステップＳ７において、一つ目の被実装物Ｐを実装ヘッド４１により吸着して基板保持ユニット３に移載する。また、基板保持ユニット３の保持部３４により、移載キャリア９１（被実装物Ｐ）が保持される。ステップＳ８により、被実装物の立体形状を計測する。具体的には、基板保持ユニット３により被実装物Ｐの姿勢を変更させて、複数の方向から立体形状計測部９により被実装物Ｐの立体形状が計測される。

図２７のステップＳ９において、部品Ｅの実装座標のデータがあるか否かが判断される。たとえば、実装位置についてのＣＡＤデータがあるか否かが判断される。実装座標のデータがあれば、ステップＳ１０に進み、実装座標のデータがなければ、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１０において、部品Ｅの実装座標をデータから変換し、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１１において、実装面の水平出しをマニュアル操作により行うか否かを判断する。マニュアル操作を行う場合、ステップＳ１２に進み、マニュアル操作を行わない場合、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１２において、マニュアル操作により実装面の水平出しを行い、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１３において、立体形状の解析結果に基づいて、ユーザによる実装面の選択を受け付ける。ステップＳ１４において、選択された実装面が水平になる保持部３４の姿勢が算出され、保持部３４の姿勢が算出した姿勢に変更される。

ステップＳ１５において、部品Ｅの実装座標のユーザによる教示を受け付ける。具体的には、実装面における基板認識カメラ８の画像に基づいて、実装座標の教示が受け付けられる。ステップＳ１６において、この実装面の実装位置の教示が完了したか否かが判断される。完了すれば、ステップＳ１７に進み、完了していなければ、ステップＳ１５に戻る。

ステップＳ１７において、全ての実装面の実装位置の教示が完了したか否かが判断される。完了すれば、ステップＳ１８に進み、完了していなければ、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１８において、実装される各部品Ｅの外形寸法、使用ノズルのユーザによる入力を受け付ける。

ステップＳ１９において、部品Ｅの実装の干渉がチェックされる。具体的には、実装しようとしている部品Ｅと実装済みの部品Ｅとの干渉がチェックされる。また、実装しようとしている部品Ｅを吸着するノズル４１ａと実装済みの部品Ｅとの干渉がチェックされる。また、実装しようとしている部品Ｅを吸着するノズル４１ａと被実装物Ｐとの干渉がチェックされる。また、実装しようとしている部品Ｅを吸着するノズル４１ａと移載キャリア９１との干渉がチェックされる。また、実装中の姿勢における被実装物Ｐとヘッドユニット４の構造物との干渉がチェックされる。また、実装中の姿勢における移載キャリア９１とヘッドユニット４の構造物との干渉がチェックされる。ステップＳ２０において、部品実装の干渉のチェック結果が表示される。その後、データ作成処理が終了される。

（立体形状計測処理）
図２８を参照して、図２６のステップＳ８における被実装物Ｐの立体形状計測処理について説明する。

図２８のステップＳ２１において、基準位置における５方向（上方、後方、右方、前方、左方）から立体形状計測部９により被実装物Ｐが計測される。ステップＳ２２において、各方向での計測値毎に、隣接する計測座標３点から三角形の平面の法線ベクトルが求められる。複数の三角形の法線ベクトルが比較されて、同一平面にあるかを判定して平面が求められる。

ステップＳ２３において、各方向で求められた平面を原点（基準位置）に移動させた平面に座標変換される。また、複数の面が一つに合成される。これにより、被実装物Ｐの立体形状の情報が取得される。ステップＳ２４において、隣接する計測点３点からなる三角形の３辺のうち、同一平面上の他の三角形と接していない辺が求められる。

ステップＳ２５において、同一平面上の他の三角形と接していない辺の近傍において他の面の三角形を探索し、三角形が所定の距離内にない場合に死角があると判定する。ステップＳ２６において、死角がある場合において、再計測が必要か否かが判断される。再計測が必要であれば、ステップＳ２７に進み、再計測が必要なければ、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２７において、立体形状計測部９により被実装物Ｐの再計測が行われる。この場合、チルト軸およびＲ軸の刻み幅が入力されて、各方向から被実装物Ｐの再計測が行われる。その後、ステップＳ２２に戻る。ステップＳ２８において、面の解析結果が表示される。解析結果に基づいてユーザが死角がないかを確認する。

ステップＳ２９において、ユーザから再計測の指示があるか否かが判断される。再計測の指示があれば、ステップＳ３０に進み、再計測の指示がなければ、立体形状計測処理が終了される。ステップＳ３０において、立体形状計測部９により被実装物Ｐの再計測が行われる。この場合、チルト軸およびＲ軸の刻み幅が入力されて、各方向から被実装物Ｐの再計測が行われる。その後、ステップＳ２８に戻る。

（マニュアル操作による水平出し処理）
図２９を参照して、図２７のステップＳ１２におけるマニュアル操作による水平出し処理について説明する。

図２９のステップＳ３１において、部品Ｅを実装する実装面が見た目においておよそ水平になるように保持部３４の姿勢を変化させるユーザによる手動操作を受け付ける。ステップＳ３２において、手動操作により略水平にされた実装面がレーザ変位計９ａにより高さ計測される。実装面が平面の場合は、３点以上の高さ計測が行われ、実装面が曲面の場合は、十字状に計測が行われる。

ステップＳ３３において、高さ計測結果から実装面が水平になる保持部３４の姿勢が算出されて、保持部３４の姿勢が算出された姿勢に変更される。その後、マニュアル操作による水平出し処理が終了される。

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、立体形状計測部９による被実装物Ｐの計測結果に基づいて、部品Ｅが実装される複数の実装面Ｐ１～Ｐ５の情報を取得する制御装置１０を設ける。これにより、被実装物Ｐの立体形状の情報がない場合でも、被実装物Ｐの立体形状をユーザが手動により計測して入力する必要がないとともに、被実装物Ｐの姿勢をユーザが手動により調整する必要がない。また、制御装置１０により取得した被実装物Ｐの実装面Ｐ１～Ｐ５の情報に基づいて、部品Ｅが実装可能なように被実装物Ｐの姿勢を調整することができる。これらの結果、被実装物Ｐの立体形状の情報がない場合でも、ユーザの作業負担が増大するのを抑制しつつ、被実装物Ｐの姿勢を調整して被実装物Ｐに部品Ｅを実装することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、立体形状計測部９による被実装物Ｐの計測結果から、被実装物Ｐの面の傾き情報を取得して、面の傾き情報に基づいて、被実装物Ｐの実装面Ｐ１～Ｐ５を特定するように構成する。これにより、被実装物Ｐの立体形状の情報がない場合でも、被実装物Ｐの実物を計測して被実装物Ｐの面の傾き情報を取得することにより、被実装物Ｐの実装面Ｐ１～Ｐ５の傾きを取得することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、傾斜機構部３２および回転機構部３３の両方により被実装物Ｐを回動させて、複数の方向から立体形状計測部９により被実装物Ｐの立体形状を計測するように制御するように構成する。これにより、複数の方向から被実装物Ｐの立体形状を計測するので、１つの方向から計測する場合と比べて、死角が発生するのを抑制することができる。これにより、被実装物Ｐの立体形状をより正確に計測することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、立体形状計測部９による被実装物Ｐの計測結果に基づいて、計測方向の死角の有無を判定し、死角がある場合に、未計測の方向から立体形状計測部９により被実装物Ｐを計測するように制御するように構成する。これにより、死角がある場合に、異なる計測方向から追加の計測が行われるので、死角を効果的に減らすことができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、被実装物Ｐの実装面に死角がある場合に、未計測の方向から立体形状計測部９により被実装物Ｐを計測するように制御するように構成する。これにより、死角により被実装物Ｐの実装面Ｐ１～Ｐ５の情報を取得し損ねるのを確実に防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、取得した複数の実装面Ｐ１～Ｐ５の情報に基づいて、被実装物Ｐに部品Ｅの実装を行うための実装データを作成するように構成する。これにより、被実装物Ｐの立体形状の情報がない場合でも、実装データの作成を容易に行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、実装面Ｐ１～Ｐ５の情報から被実装物Ｐの実装面Ｐ１～Ｐ５に部品Ｅを実装する際に傾斜機構部３２および回転機構部３３により姿勢を調整するための角度情報を取得するように構成する。これにより、立体形状を有する被実装物Ｐに部品Ｅを実装する際に、取得した角度情報に基づいて実装面Ｐ１～Ｐ５が水平になるように容易に被実装物Ｐの姿勢を調整することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、レーザ変位計９ａによる被実装物Ｐの複数の点における位置情報に基づいて、各３点の位置を通る面の法線ベクトルを比較して、被実装物Ｐの複数の点が同一平面上にあるか否かを判断するように構成する。これにより、被実装物Ｐの同一平面を容易に検出することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、実装面Ｐ１～Ｐ５の情報と、部品Ｅの実装位置の教示とに基づいて、部品実装位置の座標データを作成するように構成する。これにより、被実装物Ｐの実装面Ｐ１～Ｐ５に対して部品実装位置を対応付けることができるので、実装ヘッド４１により実装面Ｐ１～Ｐ５に対して部品Ｅを実装する動作を行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、実装面Ｐ１～Ｐ５の画像に基づいて教示された部品実装位置から、部品実装位置の座標データを作成するように構成する。これにより、実物の被実装物Ｐの実装面Ｐ１～Ｐ５の画像に対してユーザが部品実装位置を教示することができるので、部品実装位置の座標データを容易に作成することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、立体形状計測部９による被実装物Ｐの計測結果に基づいて取得した実装面Ｐ１～Ｐ５の情報に基づいて、予め設定された実装面Ｐ１～Ｐ５の情報を補正するように構成する。これにより、実物の被実装物Ｐを計測した結果を反映させて実装面Ｐ１～Ｐ５の情報を補正することができるので、実装面Ｐ１～Ｐ５の情報の精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、立体形状計測部９により被実装物Ｐの計測を行う前に、被実装物Ｐの概略の寸法の入力を受け付けるように構成する。これにより、被実装物Ｐを保持部３４により保持して移動させた場合に他の部材と干渉しないかを予め判定することができる。また、立体形状計測部９による被実装物Ｐの計測範囲を絞りこむことができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、被実装物Ｐを保持部３４により保持する前に、被実装物Ｐの概略の寸法を計測して、計測した被実装物Ｐの概略の寸法に基づいて、立体形状計測部９により計測する被実装物Ｐの計測範囲を絞りこむように構成する。これにより、計測範囲を被実装物Ｐの大きさに合わせて設定することができるので、計測範囲を大きくし過ぎた場合に比べて、計測時間を短縮することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置１０を、立体形状計測部９による被実装物Ｐの計測結果に基づいて、実装面Ｐ１～Ｐ５に部品Ｅを実装する際に、実装ヘッド４１と、被実装物Ｐまたは部品Ｅとが干渉するか否かを判断するように構成する。これにより、実際に部品Ｅを実装する際に、実装ヘッド４１と、被実装物Ｐまたは部品Ｅとが衝突するのを抑制することができる。

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、被実装物が、平坦な実装面を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被実装物が、平坦でない実装面を有していてもよい。また、被実装物が、平坦な実装面と、平坦でない実装面との両方を有していてもよい。

また、上記実施形態では、保持部を傾斜させる基準面を略水平面とした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、保持部を傾斜させる基準面を略水平面以外にしてもよい。たとえば、基準面を鉛直面としてもよい。

また、上記実施形態では、傾斜機構部により回転機構部が支持されている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回転機構部により傾斜機構部が支持されていてもよい。また、昇降機構部により傾斜機構部および回転機構部が支持された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、傾斜機構部および回転機構部により昇降機構部が支持されていてもよい。

また、上記実施形態では、被実装物が、移載キャリアを介して基板搬送部により搬送され、基板保持ユニットの保持部により保持された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、搬送可能であれば、被実装物が、基板搬送部により直接的に搬送されてもよい。また、本発明では、保持可能であれば、被実装物が、保持部により直接的に保持されてもよい。

また、上記実施形態では、把持することにより、被実装物を保持するように基板保持ユニットの保持部が構成された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、把持以外の方法により、被実装物を保持するように保持部が構成されてもよい。たとえば、負圧により被実装物を吸着することにより、被実装物を保持するように保持部が構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、部品実装装置が、基板保持ユニットと、基板バックアップユニットとを取り換え可能に構成された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、部品実装装置が、基板保持ユニットと、基板バックアップユニット以外のユニットとを取り換え可能に構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、基台の一方側（Ｙ２側）の端部にのみ、フィーダ配置部が設けられるとともに、テープフィーダが配置された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基台の両側（Ｙ方向の両側）の端部に、フィーダ配置部がそれぞれ設けられるとともに、テープフィーダがそれぞれ配置されていてもよい。

また、上記実施形態では、１つのレーンに沿って、基板（被実装物）が搬送されて作業が行われる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、２つ以上のレーンに沿って、被実装物が搬送されて作業が行わる構成であってもよい。

また、上記実施形態では、立体形状計測部がレーザ変位計およびステレオカメラにより構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、立体形状計測部は、レーザ変位計およびステレオカメラ以外により構成してもよい。たとえば、立体形状計測部は、光切断計測により計測する光切断計測ユニットでもよいし、干渉縞計測により計測する干渉縞計測ユニットでもよい。これらの場合、撮像を行うカメラは、基板認識カメラを用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、部品供給位置にテープに保持された部品を供給する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、部品供給位置にトレイなどに載置された部品を供給してもよい。

また、上記実施形態では、複数の実装ヘッドが直線状に１列または複数列設けられたいわゆるインライン式のヘッドユニットを設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、実装ヘッドが円周状に複数設けられたいわゆるロータリー式のヘッドユニットを設けてもよい。

また、上記実施形態では、ヘッドユニットが１つ設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ヘッドユニットを複数設けてもよい。

上記実施形態では、説明の便宜上、制御装置（制御部）の処理動作を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

９ 立体形状計測部
９ａ レーザ変位計
９ｂ ステレオカメラ
１０ 制御装置（制御部）
３２ 傾斜機構部（回動機構部、第１回動機構）
３３ 回転機構部（回動機構部、第２回動機構）
３４ 保持部
４１ 実装ヘッド
１００ 部品実装装置
Ｅ 部品
Ｐ 被実装物
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５ 実装面

Claims (15)

1. 部品が実装される立体的な形状を有する被実装物を保持する保持部と、
   前記保持部を水平面に対して傾斜させるように回動させる回動機構部と、
   前記被実装物に対して部品を実装する実装ヘッドと、
   前記保持部に保持された前記被実装物の立体形状を計測する立体形状計測部と、
   前記立体形状計測部による前記被実装物の計測結果に基づいて、部品が実装される複数の実装面の情報を取得する制御部と、を備える、部品実装装置。
2. 前記制御部は、前記立体形状計測部による前記被実装物の計測結果から、前記被実装物の面の傾き情報を取得して、面の傾き情報に基づいて、前記被実装物の前記実装面を特定するように構成されている、請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記回動機構部は、水平方向の回動軸線回りに前記保持部を回動させる第１回動機構と、前記第１回動機構の回動軸線と略垂直な回動軸線回りに前記保持部を回動させる第２回動機構とを含み、
   前記制御部は、前記回動機構部の前記第１回動機構および前記第２回動機構の両方により前記被実装物を回動させて、複数の方向から前記立体形状計測部により前記被実装物の立体形状を計測するように制御するように構成されている、請求項１または２に記載の部品実装装置。
4. 前記制御部は、前記立体形状計測部による前記被実装物の計測結果に基づいて、計測方向の死角の有無を判定し、死角がある場合に、未計測の方向から前記立体形状計測部により前記被実装物を計測するように制御するように構成されている、請求項３に記載の部品実装装置。
5. 前記制御部は、前記被実装物の前記実装面に死角がある場合に、未計測の方向から前記立体形状計測部により前記被実装物を計測するように制御するように構成されている、請求項４に記載の部品実装装置。
6. 前記制御部は、取得した複数の前記実装面の情報に基づいて、前記被実装物に部品の実装を行うための実装データを作成するように構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
7. 前記制御部は、前記実装面の情報から前記被実装物の前記実装面に部品を実装する際に前記回動機構部により姿勢を調整するための角度情報を取得するように構成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の部品実装装置。
8. 前記立体形状計測部は、レーザ変位計およびステレオカメラのうち少なくとも一方を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の部品実装装置。
9. 前記立体形状計測部は、レーザ変位計を含み、
   前記制御部は、前記レーザ変位計による前記被実装物の複数の点における位置情報に基づいて、各３点の位置を通る面の法線ベクトルを比較して、前記被実装物の複数の点が同一平面上にあるか否かを判断するように構成されている、請求項８に記載の部品実装装置。
10. 前記制御部は、前記実装面の情報と、部品の実装位置の教示とに基づいて、部品実装位置の座標データを作成するように構成されている、請求項１～９のいずれか１項に記載の部品実装装置。
11. 前記制御部は、前記実装面の画像に基づいて教示された部品実装位置から、部品実装位置の座標データを作成するように構成されている、請求項１０に記載の部品実装装置。
12. 前記制御部は、前記立体形状計測部による前記被実装物の計測結果に基づいて取得した前記実装面の情報に基づいて、予め設定された前記実装面の情報を補正するように構成されている、請求項１～１１のいずれか１項に記載の部品実装装置。
13. 前記制御部は、前記立体形状計測部により前記被実装物の計測を行う前に、前記被実装物の概略の寸法の入力を受け付けるように構成されている、請求項１～１２のいずれか１項に記載の部品実装装置。
14. 前記制御部は、前記被実装物を前記保持部により保持する前に、前記被実装物の概略の寸法を計測して、計測した前記被実装物の概略の寸法に基づいて、前記立体形状計測部により計測する前記被実装物の計測範囲を絞りこむように構成されている、請求項１～１３のいずれか１項に記載の部品実装装置。
15. 前記制御部は、前記立体形状計測部による前記被実装物の計測結果に基づいて、前記実装面に部品を実装する際に、前記実装ヘッドと、前記被実装物または部品とが干渉するか否かを判断するように構成されている、請求項１～１４のいずれか１項に記載の部品実装装置。

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