JPH11220293A

JPH11220293A - 部品装着方法及び同装置

Info

Publication number: JPH11220293A
Application number: JP10019445A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Miyamoto; 正信宮本
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-10
Anticipated expiration: 2018-01-30
Also published as: JP3929583B2

Abstract

(57)【要約】【課題】部品吸着の位置ずれや傾きをより正確に検知
できるようにして、部品装着精度を高める。【解決手段】部品吸装着の本作業中に、ノズルを回転
させつつ検知ユニット３０により検出した部品（回転対
称型の部品）の投影像を画素読み出し手段５０により読
み出してエッジ検出手段５１及び投影中心計算手段５２
により投影中心を求め、さらにサインカーブあてはめ手
段５３において、上記投影中心計算手段５２において求
められた投影中心のデータからノズル回転角に対する投
影中心の軌跡を正弦曲線の一般式として求めるようにし
た。そして、位置ずれ計算部５４において、上記式に基
づき部品のずれ量を求めるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ等の電子部品
のような小片状の電子部品をプリント基板上の所定位置
に装着するための部品装着方法及び同装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来から、移動可能なヘッドユニットに
部品吸着用のノズル部材を備えた吸着ヘッドを回転かつ
昇降可能に搭載し、部品供給部のテープフィーダー等か
らＩＣ等の小片状の電子部品を吸着して位置決めされて
いるプリント基板上に移送し、プリント基板の所定位置
に装着するようにした部品装着装置は一般に知られてい
る。特に最近では、ヘッドユニットに吸着部品の側方か
ら光を照射してその投影を検出する光学的検知手段を設
け、部品吸着後に部品をノズル軸回りに回転させながら
部品の投影像を検出することにより、部品の吸着状態、
例えばノズル部材に対する吸着位置のずれや傾きを調べ
て装着位置の補正等を行なうようにした装置が開発され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような光学式検
知手段を備えた部品装着装置では、通常、部品の投影像
が最小となるときのノズル回転角を調べ、これと部品の
投影幅とに基づいて吸着位置のずれ等を検出するように
なっている。

【０００４】ところが、従来の装置では、上述のように
部品の最小投影幅、つまり単一の投影データのみに基づ
いて吸着位置のずれ等を検出するため、検出結果の信頼
性が必ずしも高いものとはいえない。すなわち、外乱光
の影響等により、最小投影幅の検出自体に誤差が含まれ
る場合があり、このような場合には正確な吸着位置のず
れ等を検知することができない。特に、極小のチップ部
品等では高い部品装着精度が要求される一方、部品寸法
に対する誤差の割合が大きくなる。

【０００５】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、吸着位置のずれや傾きをより正確に検
知できるようにして、部品装着精度を高めることができ
る部品装着方法及び同装置を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、移動可能なヘッドユニットに搭載された
ノズル部材により回転対称形の部品を吸着してこれを所
定位置に装着する部品装着方法において、ノズル部材を
回転させつつ、ヘッドユニットに具備されている光学的
検知手段により部品の投影を検出して該投影の中心を求
めるとともに、ノズル回転角に対する投影中心の軌跡を
示す式を求め、該式に基づいて部品吸着位置のずれを求
めるようにしたものである（請求項１）。

【０００７】ノズル回転に伴う部品中心位置の軌跡は一
定の規則性を有しており、回転中心と部品中心とがずれ
ている場合には、ノズル回転に伴う部品中心の軌跡を座
標平面上に示すと規則的な波形の曲線となる。すなわ
ち、部品が回転対称形の場合には、ノズル回転角に拘ら
ず投影中心が部品の中心となって部品中心を容易に求め
ることができるため、上記のようにして、ノズル部材を
回転させつつ部品の投影を検出して部品中心を求めるこ
とにより、その結果から部品中心の軌跡を式として求め
ることが可能となる。そして、このようにして求めた式
は複数の部品中心位置に基づいているため信頼性が高
く、従って、この式に基づいて部品中心位置を求めるこ
とで、部品吸着位置のずれを正確に検知することが可能
となる。

【０００８】また、上記の方法においては、部品を吸装
着する本作業の前に、ノズル部材を回転させつつ、上記
光学的検知手段によるノズル部材の投影の検出に基づい
てノズル中心を検出するとともに、このノズル中心をノ
ズル回転角に対応させて記憶し、本作業中には、部品の
投影中心と、記憶されている上記ノズル中心とに基づい
て上記式を求めるようにするのが好ましい（請求項
２）。

【０００９】すなわち、組立て誤差等により、部品の回
転中心とノズル中心とがずれているような場合も有り得
るので、上記のようにノズル回転に伴うノズル中心の変
位を加味して上記式を求めるようにすることで、部品吸
着位置のずれをより正確に検知することが可能となる。

【００１０】また、本発明は、部品供給側と装着側とに
わたって移動可能とされ、かつノズル部材が取付けられ
ているヘッドユニットを備え、このヘッドユニットによ
り部品供給側から回転対称形の部品を吸着してこれを装
着側の所定位置に装着する部品装着装置において、ヘッ
ドユニットに具備された平行光線の照射部および受光部
により部品の投影を検知する光学的検知手段と、上記ノ
ズル部材による部品の吸着後にノズル部材を回転させつ
つ上記光学的検知手段により部品の投影を行わせたとき
の該投影の中心を求める部品投影中心検出手段と、ノズ
ル回転角に対する部品投影中心の軌跡を示す式を求める
式算出手段と、求められた式から部品吸着位置のずれ量
を求める演算手段とを備えているものである（請求項
３）。

【００１１】この装置によれば、請求項１の方法の実施
が適切に行われる。

【００１２】また、請求項３記載の部品装着装置におい
て、ノズル部材を回転させつつ上記光学的検知手段によ
りノズル部材の投影を行わせたときの該投影の中心を求
めるノズル投影中心検出手段と、ノズル回転角度とノズ
ル投影中心とを対応づけて記憶する記憶手段とをさらに
備え、上記式算出手段は、ノズル回転角と部品の投影中
心と上記記憶手段に記憶されているノズル投影中心のデ
ータとに基づいて上記式を算出するようにすれば（請求
項４）、上記請求項２の方法の実施が適切に行われる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。

【００１４】図１および図２は本発明に係る部品装着装
置の一例を示している。同図に示すように、部品装着装
置の基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２が
配置され、プリント基板３が上記コンベア２上を搬送さ
れ、所定の装着作業用位置で停止されるようになってい
る。

【００１５】上記コンベア２の前後側方には、それぞれ
部品供給部４が設けられている。各部品供給部４には、
それぞれ多数列のテープフィーダー４ａを有し、各テー
プフィーダー４ａはそれぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コ
ンデンサ等の小片状の部品を所定間隔おきに収納、保持
したテープがリールから導出されるようにするととも
に、テープ繰り出し端にはラチェット式の送り機構を具
備し、後記ヘッドユニット５により部品がピックアップ
されるにつれてテープが間欠的に繰り出されるようにな
っている。

【００１６】また、上記基台１の上方には、部品装着用
のヘッドユニット５が装備され、このヘッドユニット５
はＸ軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平
面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるよ
うになっている。

【００１７】すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に
延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９によ
り回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固
定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され
て、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上
記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材
１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サ
ーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが
配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移
動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられた
ナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１４に螺合
している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボ
ールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に
移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動により
ボールねじ軸１４が回転して、ヘッドユニット５が支持
部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになってい
る。なお、上記Ｙ軸サーボモータ９及びＸ軸サーボモー
タ１５には、それぞれ駆動位置を検出するエンコーダ１
０，１６が設けられている。

【００１８】上記ヘッドユニット５にはノズル部材から
なる吸着用ヘッド２０が設けられている。この吸着用ヘ
ッド２０は、ヘッドユニット５のフレームに対して昇降
及び回転が可能となっており、詳しく図示していない
が、Ｚ軸サーボモータ２２を駆動源とする昇降駆動手段
及びＲ軸サーボモータ２４を駆動源とする回転駆動手段
により駆動されるようになっている。吸着用ヘッド２０
の下端には部品吸着用のノズル２１が設けられており、
部品吸着時には図外の負圧供給手段からノズル２１に負
圧が供給されて、その負圧による吸引力で部品が吸着さ
れるようになっている。なお、上記Ｚ軸サーボモータ２
２及びＲ軸サーボモータ２４には、それぞれ駆動位置を
検出するエンコーダ２３，２５が設けられている。

【００１９】ヘッドユニット５の下部には、上記各ノズ
ル２１に吸着された部品の吸着状態を検出するための検
知ユニット３０（光学的検知手段）が設けられている。
検知ユニット３０は、ノズル中心位置検出等のためにノ
ズル２１の投影像を検出する手段と、部品の投影像を検
出する手段とを兼ねるものであり、ノズル２１を挟んで
相対向する光の照射部３１ａ（平行光線の照射部）とＣ
ＣＤラインセンサからなるディテクタ３１ｂ（受光部）
とを有しており、照射部３１ａにおいて発光ダイオード
等の光源からの光をレンズを介して平行光として照射し
て上記ディテクタ３１ｂで受光するように構成されてい
る。

【００２０】また、上記基台１におけるヘッドユニット
５の可動範囲内の適当な位置には、ノズル交換ステーシ
ョン３４が設けられている。このノズル交換ステーショ
ン３４は、図３に示すように、ノズルクランププレート
３５と、このプレート３５に配設されて、ノズル径等の
外形的特徴量が相違する複数種のノズル２１を着脱可能
に保持するノズル保持部３６と、ノズルの有無を判別す
るノズル判別センサ３７と、昇降用シリンダ３８等を備
えている。そして、ノズル交換時には、ヘッドユニット
５がこのノズル交換ステーション３４に対応する位置ま
で移動して、これらの間でノズル２１の交換を行うこと
ができるようになっている。

【００２１】図４は上記部品装着装置における制御系統
の概略構成をブロック図で示している。この図におい
て、部品装着装置に装備される制御装置は、上記各サー
ボモータ等の各種回転軸の駆動を制御する軸制御装置４
１と、検知ユニット３０からの信号を受ける検出装置４
２と、これらを統括制御する上位コントローラ４３とを
備えている。

【００２２】上記軸制御装置４１は、吸着用ヘッド２０
の制御のための手段として、Ｒ軸サーボモータ２４の制
御によって回転の制御を行う軸回転制御手段４４と、Ｚ
軸サーボモータ２２の制御によって昇降の制御を行う軸
高さ制御手段４５と、ノズル２１への負圧供給の制御に
よって部品吸着の制御を行う吸着制御手段４６とを含
み、この他にＹ軸サーボモータ９及びＸ軸サーボモータ
１５の制御によってヘッドユニット５のＸ，Ｙ方向の制
御を行う手段（図示せず）等を含んでいる。

【００２３】一方、上記検出装置４２は、画素読み出し
手段５０、エッジ検出手段５１、投影中心計算手段（部
品投影中心検出手段）５２、サインカーブあてはめ手段
（式算出手段）５３および位置ずれ計算部（演算手段）
５４を含んでいる。

【００２４】上記検出装置４２は、部品の吸装着作業等
に必要な種々の演算処理を行うもので、特に、検知ユニ
ット３０による部品の認識時には、部品吸着後にノズル
２１を回転させつつ上記検知ユニット３０により検出し
た部品の投影像から該投影像の中心を求め、得られたデ
ータからノズル回転に伴う部品中心位置の軌跡を示す式
を求める。そして、上記式に基づいて部品吸着位置のず
れを求め、さらに部品装着時の各サーボモータ等の各種
回転軸の駆動に対する補正値を演算する。この際、投影
像のデータが画素読み出し手段５０により読み出され、
エッジ検出手段５１において投影像の端部が検出され、
投影中心計算手段５２において投影中心が求められる。
そして、得られた投影中心のデータに基づきサインカー
ブあてはめ手段５３において上記式が求められ、位置ず
れ計算部５４において上記補正値等の演算が行われる。

【００２５】なお、図４中、符号５５は光源制御手段
で、上記検知ユニット３０の照射部３１ａを制御するよ
うになっている。

【００２６】ここで、上記検出装置４２における補正値
等の算出方法について説明する。

【００２７】部品の吸着位置がずれている場合、すなわ
ちノズル２１の回転中心Ｏと部品中心Ｏ′とがずれてい
る場合には、ノズル回転に伴う部品中心Ｏ′の軌跡は、
図５の実線に示すように回転中心Ｏを中心とする円とな
り、このような部品中心Ｏ′の軌跡を、縦軸をＹ軸方向
の位置、横軸を回転角θとする座標平面上に示すと、図
６の実線に示すような波形、具体的には、下記一般式で
示されるような正弦曲線（サインカーブ）となる。

【００２８】

【数１】Ｙ＝Ｉsin（θ＋α）Ｉ；振幅 α；位相差この式において振幅Ｉは図５に示した円（部品中心Ｏ′
の軌跡）の直径、すなわち回転中心Ｏに対する部品中心
Ｏ′のずれに相当する。

【００２９】従って、投影の極小値までのノズル回転角
をβとすると、部品のＸ，Ｙ，θ（Ｒ軸）の各方向のず
れ量ΔＸ，ΔＹ，Δθは、

【００３０】

【数２】Δθ＝β ΔＸ＝Ｉcos（α＋β） ΔＹ＝Ｉsin（α＋β）とすることができる。

【００３１】従って、装着部品が回転対称形の部品の場
合には、ノズル回転角に拘らず投影の中心が部品の中心
位置となるため、検知ユニット３０による部品の認識に
より得られる投影像から部品中心位置を求め（図６中、
二点鎖線は投影端部の軌跡を示す）、その値から上記数
１の式を求めることにより、上記数２の各式から部品の
ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθを求めることができる。

【００３２】この場合、数１の式における未知数は２つ
（Ｉ，α）であるため、回転角の異なる２つの部品中心
位置のデータが得られれば数１の式を求めることが可能
であるが、回転角の異なるより多くの部品中心位置のデ
ータに基づいて上記式を求めることにより、部品中心
Ｏ′の軌跡を表す式として正確な式を求めることができ
る。例えば、回転角の異なる２つの部品中心位置のデー
タを一組として複数組みのデータに基づいてそれぞれ未
知数（Ｉ，α）を求め、各値のそれぞれ平均値を採用し
て上記数１の式を求めるようにすることが考えられる。
この際、未知数（Ｉ，α）の値に対して一定の閾値を設
け、閾値外のデータを除いて平均値を求めるのが好まし
い。

【００３３】以上のように構成された部品装着装置にお
いて部品の吸装着作業が開始されると、まず、上記ノズ
ル２１に対して図外の負圧発生手段により吸着用負圧が
与えられるとともに、所定のサーボモータが駆動される
ことによりＸ，Ｙ，θの各方向における移動が開始され
る。そして、部品供給部４に対する目標位置にノズル２
１が達すると、ノズル２１が下降し、所定下降位置で部
品供給部４のテープフィーダ４ａから部品が吸着され、
それからノズル２１が上昇し、該部品が検知ユニット３
０による所定の部品認識高さにセットされる。

【００３４】そして、この状態において、検知ユニット
３０による投影検出に基づいて部品吸着ずれを求める処
理が行われる。

【００３５】図７は、そのような処理をフローチャート
で示している。以下、この処理について説明することに
する。なお、以下の説明において吸着部品は平面視で長
方形の部品（回転対称型の部品）とする。

【００３６】この処理では、まず、ノズル２１の回転角
が読み出され、所定の回転角だけノズル２１が回転した
か否かが判定される（ステップＳ１，Ｓ２）。ここで、
判定がＮＯの場合には、検知ユニット３０により検出さ
れる部品の投影像のデータが読み込まれるとともに（ラ
インセンサ読み出し）、該投影像の端部検出がなされて
（両端エッジ検出）投影の中心位置、すなわち部品の中
心位置が求められる（ステップＳ５〜Ｓ７）。

【００３７】次いで、Ｒ軸サーボモータ２４の作動によ
りノズル２１が予め定められた所定微小角度だけ回転さ
れてステップＳ１にリターンされる（ステップＳ８）。

【００３８】こうしてノズル２１が所定角度づつ回転さ
れながら、各回転角毎に投影中心が求められ、最終的に
所定回転角分のデータが得られると（ステップＳ２でＹ
ＥＳと判定されると）ステップＳ３に移行される。

【００３９】ステップＳ３では、上述のようにして得ら
れた投影中心のデータから、上記数１の式が求められる
（サインカーブあてはめ）。そして、ステップＳ４にお
いて、上記数１の式と投影が極小となるときのノズル回
転角とから上記数２の各式が求められ、これらの式に基
づいて部品位置のずれ量、すなわち回転中心Ｏに対する
部品中心Ｏ′のＸ，Ｙ，θの各方向のずれ量ΔＸ，Δ
Ｙ，Δθが演算されるとともに、部品装着の際のＸ、
Ｙ、θの各方向の補正量が求められ（ステップＳ４）、
これにより本フローチャートが終了する。

【００４０】そして、このようにして求められた補正量
に基づいて上記各サーボモータ等が駆動されることによ
り、部品がプリント基板３の所定位置に装着される。

【００４１】以上のような当実施形態の装置によると、
部品装着作業の際には、ヘッドユニット５に設けられた
ノズル２１による部品の吸着およびプリント基板３上へ
の装着が行われるとともに、部品吸着時に部品の方向、
位置のばらつきによって誤差が生じることに対し、図７
に示す処理で部品位置のずれ量が求められ、このずれ量
に基づき装着位置が補正されることにより精度よく部品
が装着される。そして、このような処理が部品吸着後の
装着位置への移動中に行われることにより、部品の吸着
から装着までの一連の作業が効率よく行われる。

【００４２】特に、上記の装置においては、部品中心
Ｏ′が回転中心Ｏからずれている場合のノズル回転に伴
う部品中心Ｏ′の軌跡が上記数１の式ような正弦曲線と
なることに着眼し、検知ユニット３０による部品の投影
像から部品中心位置を求めて上記数１の式を求め、この
式に基づいて部品のずれ量を求めるようにしているた
め、得られるずれ量の信頼性が高い。すなわち、回転角
の異なる多数の部品中心位置のデータに基づいて数１の
式を求めるため、ノズル回転に伴う部品中心Ｏ′の軌跡
を示す式としての精度が高く、そのためこの式に基づい
て得られる部品のずれ量も信頼性が高い。従って、投影
角度によって外乱光の影響等を受け易い状況があった
り、あるいは、最小投影幅の検出が難しい極小のチップ
部品等であっても正確に部品中心を求めてそのずれを求
めることができる。そのため、従来のこの種の装置と比
較すると部品の吸着位置のずれや傾きを正確に検知する
ことができ、これにより部品装着の精度が効果的に高め
られる。

【００４３】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。なお、第２の実施の形態に係る装置の基本的
な構成は上記第１の実施の形態に係る装置と共通するた
め、共通の部分については同一の符号を付して説明を省
略し、以下に相違点について詳しく説明することとす
る。

【００４４】図８は、第２の実施の形態に係る部品装着
装置の制御系統の構成をブロック図で示している。この
図に示す制御系統は、上記第１の実施の形態の制御系統
の検出装置４２にさらに軸振れデータ記憶手段５６が含
まれた構成となっている。

【００４５】すなわち、第２の実施の形態に係る部品装
着装置では、部品の吸装着の本作業前に、ノズル２１を
回転させながら検知ユニット３０によりノズル２１の先
端の投影像を検出したときのデータに基づいて、ディテ
クタ３１ｂの中心Ｃo（図１２参照）を基準とするノズ
ル中心位置を検出し、これをノズル２１の回転角に対応
させて上記軸振れデータ記憶手段５６に記憶する。この
際、投影像のデータは画素読み出し装置５０により各画
素毎にディテクタ３１ｂから読み出され、エッジ検出手
段５１により投影像の端部が検出された後、投影中心計
算手段５２において投影幅の中心が求められることによ
りノズル中心位置が求められる。すなわち、投影中心計
算手段５２が本願のノズル投影中心検出手段として兼用
されている。なお、ディテクタ３１ｂの中心Ｃo（以
下、基準位置という）は、ヘッドユニット５の移動基準
となる位置で、当実施形態では、上述のようにディテク
タ３１ｂの理論上の中心位置を基準位置としているが、
ディテクタ３１ｂの中心位置に限らず、ディテクタ３１
ｂの端部を基準とすることもできる。

【００４６】そして、部品吸装着の本作業においては、
部品吸着後にノズル２１を回転させつつ上記検知ユニッ
ト３０により検出した部品の投影像から該投影像の中心
を求め、これにより得られたデータと、軸振れデータ記
憶手段５６に記憶されているノズル中心位置のデータと
に基づき、サインカーブあてはめ手段５３においてノズ
ル回転に伴うノズル中心に対する部品中心位置の軌跡を
示す式を求める。そして、位置ずれ計算部５４におい
て、上記式からノズル中心に対する部品中心位置を求め
るとともに、この部品中心位置と軸振れデータ記憶手段
５６に記憶されているノズル中心位置のデータとに基づ
いて基準位置に対する部品中心位置のずれを求めて各種
回転軸の駆動に対する補正値を演算するようになってい
る。

【００４７】上記のような第２の実施の形態に係る部品
装着装置では、例えば、吸着用ヘッド２０に対してノズ
ル２１が取付けられると、部品装着の本作業の前に、準
備段階の処理としてノズル２１の中心位置を求めるため
の処理が行われる。

【００４８】この処理について図９のフローチャートに
基づいて説明する。

【００４９】吸着用ヘッド２０にノズル２１が取付けら
れると、まず、上記Ｚ軸サーボモータ２２の作動によ
り、ノズル２１が図１０（ａ）に示すような下降位置か
ら、図１０（ｂ）に示すような上昇位置、具体的には、
ノズル先端で検知ユニット３０のレーザー光を遮る位置
に上昇され、この時のノズル２１の回転角（Ｒ軸回りの
回転角）が読み出される（ステップＳ１１）。

【００５０】次いで、ノズル２１が一回転したか否かが
判定される（ステップＳ１２）。ここで、判定がＮＯの
場合には、検知ユニット３０によるノズル先端の投影像
のデータが読み込まれ（ラインセンサ読み出し）、該投
影像の端部検出（両端エッジ検出）がなされた後、これ
に基づいて上記基準位置に対する投影幅の中心、つまり
ノズル中心位置が求められる（ステップＳ１３〜Ｓ１
５）。そして、求められたノズル中心位置と、この時の
ノズル２１の回転角、つまりステップＳ１１で読み出さ
れた回転角が上記軸振れデータ記憶手段５６に記憶され
る（ステップＳ１６）。

【００５１】次いで、Ｒ軸サーボモータ２４の作動によ
りノズル２１が予め定められた所定微小角度だけ回転さ
れてステップＳ１１にリターンされる（ステップＳ１
７）。

【００５２】こうして、ノズル２１が所定角度づつ回転
されながら、各回転角毎にノズル中心位置が求められて
記憶され、最終的に指定回転分のデータが検出されると
（ステップＳ２でＹＥＳと判定されると）本フローチャ
ートを終了する。

【００５３】つまり、この装置では、上記のようにノズ
ル交換ステーション３４が設けられてノズル２１の交換
が可能となっているが、この場合、例えばノズル２１が
Ｒ軸に対して傾いて取付けられていたり、ノズル２１が
曲がっていたりすると、図１１のようにノズル中心Ｓと
回転中心Ｏとが一致せず、この状態でノズル２１を回転
させるとノズル中心Ｓが回転中心Ｏに対して振れること
になる。そして、さらに、吸着ヘッド２０とこれを支持
するベアリングとの間にガタがある等していると、ノズ
ル回転時のノズル中心Ｓの軌跡は、図１２の二点鎖線に
示すように歪になる。

【００５４】そこで、上記図９の処理では、ノズル２１
の回転角に対応したノズル中心位置を正確に把握すべ
く、所定回転角毎に基準位置に対するノズル中心位置を
求め、これら回転角とノズル中心位置とを対応づけたテ
ーブルを軸振れデータ記憶手段５６に記憶するようにし
ている。

【００５５】そして、上述のような準備段階の処理が行
われると、部品吸装着の本作業が開始され、本作業で
は、検知ユニット３０による部品認識に基づいて部品位
置のずれ量および補正値が求められる。この処理は、基
本的には第１の実施の形態の処理（図７のスローチャー
ト）に基づいて行われる。

【００５６】すなわち、ノズル２１が所定角度づつ回転
されながら、各回転角毎に投影中心、すなわち上記基準
位置に対する部品の中心位置が求められ（ステップＳ
１，Ｓ２、Ｓ５〜Ｓ８）、所定回転角分のデータが得ら
れると（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ３に移行
される。

【００５７】そして、ステップＳ３では、上述のように
して得られた部品の投影中心のデータと、軸振れデータ
記憶手段５６に記憶されているノズル中心位置のデータ
とに基づいて、ノズル回転に伴うノズル中心Ｓに対する
部品中心Ｏ′の軌跡を示す式が求められる。

【００５８】ここで、吸着ヘッド２０とこれを支持する
ベアリングとの間にガタがある等して、回転に伴いノズ
ル中心Ｓが振れるような場合であって、かつノズル中心
Ｓと部品中心Ｏ′とがずれいるような場合には、ノズル
２１の回転に伴い、図１２の実線に示すように部品中心
Ｏ′は移動し、回転角に応じたノズル中心Ｓおよび部品
中心Ｏ′の変化は、縦軸をＹ軸方向の位置、横軸を回転
角θとする座標平面上に示すと、例えば図１３に示すよ
うな不規則な波形となる。しかし、ノズル中心Ｓに対す
る部品中心Ｏ′のずれは常に一定であるため、回転角に
応じたノズル中心Ｓに対する部品中心Ｏ′の位置、すな
わちノズル中心Ｓの振れ分（図１３中斜線で示す部分）
を除いた部品中心Ｏ′の位置は正弦曲線となる。

【００５９】従って、ステップＳ３では、回転角に応じ
た部品中心Ｏ′の位置がこのような正弦曲線の一般式
（上記数１）として求められる。この場合も、第１の実
施の形態同様に、回転角の異なるより多くの部品中心位
置のデータに基づいて上記式が求められることにより該
式の精度が高められる。

【００６０】そして、ステップＳ４では、上記正弦曲線
の一般式と投影が極小となるときのノズル回転角とから
導かれるずれ量の演算式（上記数２）に基づいてノズル
中心Ｓに対する部品中心Ｏ′のずれが求められ、さらに
その結果と軸振れデータ記憶手段５６に記憶されている
ノズル中心位置のデータとから上記基準位置に対する部
品中心Ｏ′のずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθが演算される。そ
して、θ方向の上記ずれ量Δθを加味して部品装着時に
おけるノズル回転角が求められ、さらにＸ、Ｙ各軸方向
の上記ずれ量ΔＸ，ΔＹと、求められた部品装着時のノ
ズル回転角とから、部品装着時のノズル中心に対する部
品中心のＸ、Ｙ各軸方向のずれ量が求められ、こうして
求められた部品装着時のノズル中心に対する部品中心の
Ｘ、Ｙ各軸方向のずれ量と、部品装着時のノズル回転角
でのノズル中心位置と、上記基準位置とに基づいて部品
装着の際のＸ、Ｙ各軸方向の補正量が求められて本フロ
ーチャートが終了する。

【００６１】そして、上記のようにして求められた補正
量に基づいて上記各サーボモータ等が駆動されることに
より、部品がプリント基板３の所定位置に装着される。

【００６２】以上のような第２の実施の形態の装置によ
れば、部品吸装着の本作業に先立って、図５に示す準備
段階の処理によりノズル回転角毎のノズル中心位置を求
めて記憶し、本作業の際には、準備段階で求められたノ
ズル中心位置を考慮して部品位置のずれ量を求めるの
で、組み付け誤差によるノズル２１の傾きや曲がりによ
ってノズル回転中心とノズル中心とにずれがある場合
や、吸着用ヘッド２０とこれを支持するベアリングとの
間にガタ等があってノズル回転中心自体が変位するよう
な場合でも、部品吸着位置を正確に求めることができ
る。そのため、第１の実施の形態の部品装着装置にも増
して部品の装着を精度よく行うことができる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ノズル
部材を回転させつつ、ヘッドユニットに具備されている
光学的検知手段により部品の投影を検出して該投影の中
心を求め、このようにして求めた複数の部品中心位置か
らノズル回転角に対する投影中心の軌跡を示す式を求め
て該式に基づいて部品吸着位置のずれを求めるようにし
たので、単一のデータ、すなわち最小投影幅の中心を部
品中心位置としてずれ量を求める従来のこの種の装置と
比較すると部品吸着位置のずれを正確に検知することが
できる。従って、部品装着位置の補正を精度よく行うこ
とができ、これにより部品装着精度が高められる。

【００６４】特に、部品を吸装着する本作業の前に、ノ
ズル部材を回転させつつ、上記光学的検知手段によるノ
ズル部材の投影の検出に基づいてノズル中心を検出する
とともに、このノズル中心をノズル回転角に対応させて
記憶し、本作業中には、部品の投影中心と、記憶されて
いる上記ノズル中心とに基づいて上記式を求めるように
すれば、組立て誤差等により、部品の回転中心とノズル
中心とがずれているような場合でも部品吸着位置のずれ
を正確に検知することができる。従って、より部品の装
着精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る部品装着装置を示す平
面図である。

【図２】同装置の平面図である。

【図３】ノズル交換用ステーションの拡大正面図ある。

【図４】第１の実施の形態に係る部品装着装置の制御系
統を示すブロック図である。

【図５】回転に伴うノズル中心の軌跡を示す平面略図で
ある。

【図６】回転に伴うノズル中心のＹ軸方向の変位を説明
する図である。

【図７】部品吸着ずれ量および補正量を求める処理を示
すフローチャートである。

【図８】第２の実施の形態に係る部品装着装置の制御系
統を示すブロック図である。

【図９】部品吸装着の本作業前に行われる準備段階での
処理を示すフローチャートである。

【図１０】（ａ），（ｂ）は図９のフローチャート中の
動作の説明図である。

【図１１】回転中心とノズル中心とのずれを示す図であ
る。

【図１２】回転に伴うノズル中心および部品中心の軌跡
を示す平面略図である。

【図１３】回転に伴うノズル中心および部品中心のＹ軸
方向の変位を説明する図である。

【符号の説明】

３プリント基板４部品供給部５ヘッドユニット２０吸着用ヘッド２１ノズル３０検知ユニット３４ノズル交換ステーション４１軸制御装置４２検出装置４３上位コントローラ４４軸回転制御手段４５軸高さ制御手段４６吸着制御手段５０画素読み出し装置５１エッジ検出手段５２投影中心計算手段５３サインカーブあてはめ手段５４位置ずれ計算部５５光源制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動可能なヘッドユニットに搭載された
ノズル部材により回転対称形の部品を吸着してこれを所
定位置に装着する部品装着方法において、ノズル部材を
回転させつつ、ヘッドユニットに具備されている光学的
検知手段により部品の投影を検出して該投影の中心を求
めるとともに、ノズル回転角に対する投影中心の軌跡を
示す式を求め、該式に基づいて部品吸着位置のずれを求
めることを特徴とする部品装着方法。
【請求項２】部品を吸装着する本作業の前に、ノズル
部材を回転させつつ、上記光学的検知手段によるノズル
部材の投影の検出に基づいてノズル中心を検出するとと
もに、このノズル中心をノズル回転角に対応させて記憶
し、本作業中には、部品の投影中心と、記憶されている
上記ノズル中心とに基づいて上記式を求めることを特徴
とする請求項１記載の部品装着方法。
【請求項３】部品供給側と装着側とにわたって移動可
能とされ、かつノズル部材が取付けられているヘッドユ
ニットを備え、このヘッドユニットにより部品供給側か
ら回転対称形の部品を吸着してこれを装着側の所定位置
に装着する部品装着装置において、ヘッドユニットに具
備された平行光線の照射部および受光部により部品の投
影を検知する光学的検知手段と、上記ノズル部材による
部品の吸着後にノズル部材を回転させつつ上記光学的検
知手段により部品の投影を行わせたときの該投影の中心
を求める部品投影中心検出手段と、ノズル回転角に対す
る部品投影中心の軌跡を示す式を求める式算出手段と、
求められた式から部品吸着位置のずれ量を求める演算手
段とを備えていることを特徴とする部品装着装置。
【請求項４】上記ノズル部材を回転させつつ上記光学
的検知手段によりノズル部材の投影を行わせたときの該
投影の中心を求めるノズル投影中心検出手段と、ノズル
回転角度とノズル投影中心とを対応づけて記憶する記憶
手段とをさらに備え、上記式算出手段は、ノズル回転角
と部品の投影中心と上記記憶手段に記憶されているノズ
ル投影中心のデータとに基づいて上記式を算出すること
を特徴とする請求項３記載の部品装着装置。