JPH1144508A

JPH1144508A - 部品装着方法および装置

Info

Publication number: JPH1144508A
Application number: JP9214179A
Authority: JP
Inventors: Genichi Tagata; 源一田形; Senjiyu Tagata; 扇寿田形
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1997-07-24
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】回転操作なしで、吸着部品を静止したままで
光を照射する角度を変えて、確実で高速に部品装着情報
を得ることである。【解決手段】角度を変えて光を対象物に照射して、射
影情報を得る。ノズルの中心座標は、精密な部品の投影
と円柱部の投影から計測算出する。部品情報を予め記録
し、効率的に部品装着情報を得る。吸着部品の位置補正
量、傾き角度、傾き方向、部品認識、外形点の座標など
を吸着部品の投影情報から得る。円柱部を有する部品ま
たは円柱部である異形部品の中心座標を得る。複数のヘ
ッドを設置し、複数の吸着部品を一括または選択的に処
理する。二対の発光部と受光部を直角に設置し、部品装
着情報を得る。平均操作で信頼性の向上を計る。移動中
に情報処理して、時間短縮を計る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術の属する技術分野】本発明は、部品をプリント基
板の所定の位置に正確に装着する部品装着方法及び装置
に関するものである。

【０００２】

【従来技術】平行光を発する発光部と平行光を受ける受
光部を備えた従来の光学式部品装着装置は、次のように
して部品装着情報を得て、プリント基板に吸着部品を装
着する。（１）発光部から平行光を受光部に対して垂直のみに
吸着部品に向けて照射する。（２）部品を吸着したノズルを回転させて、複数の吸
着部品姿勢の投影情報を得る。（３）この投影の情報からノズルの中心位置と吸着部
品の中心位置間の位置ずれを既知のノズルの位置情報を
基にして算出する。（４）吸着部品をプリント基板に装着する姿勢にする
ために、受光部にできる吸着部品の投影長さが最小にな
るように投影の長さを監視しながら吸着部品を回転させ
る。（５）吸着部品が装着する姿勢になったら、吸着部品
の位置ずれを補正して吸着部品をプリント基板に装着す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方式では次の課
題１から課題５が存在する。下記の課題１から課題５に
対して、本発明では（１）部品情報を予め記録媒体に記録しておく。（２）回転操作なにでノズルに吸着させたままで部品
に斜めから平行光を照射して、吸着部品の装着情報を得
る。によって解決を図る。

【０００４】課題１：吸着部品の中心Ｙ座標の情報を得
るために、吸着部品を複数回大きく回転させる必要があ
るので、（１）回転に多くの時間が掛かる。（２）回転によって吸着部品姿勢が変化することがあ
るとき、正確に装着に必要な情報が得られない。の課題がある。そこで、本発明では、吸着部品を回転操
作しないで、吸着されたままで、実測される吸着部品の
複数の外形点からＹ軸方向の座標を得る、ことによって
解決を図る。

【０００５】課題２：部品を吸着するノズル中心の受光
部に対する座標が不明であるので、（１）平行光の受光部座標系とノズル中心の部品装着
系との座標は完全に結合されていない。（２）ノズルの座標位置情報は具備された光学系によ
る実測に基づいていない。（３）受光部のノズルに対する位置がずれていると、
補正値の正確な実測ができない。（４）静止したままで吸着部品の複数の外形点のＸ，
Ｙ座標が決定できない。の課題がある。そこで、本発明では、部品装着情報を得るのに十分な精
度のある部品を利用する。さらに（１０２−１１０）式
に示すようにノズルの円柱部の直接測定からノズルの中
心座標が判明し、これらより受光部系と部品装着系の座
標を結合させることによって解決を図る。

【０００６】課題３：吸着部品の回転角度と吸着部品の
投影の長さは図９，図１１と図１２に示すようにピーク
値を持つので、（１）ピーク値を持つために、ピーク値の周りでは投
影の長さの角度に対る変化率が小さく、投影の長さの少
しの変化に対して角度の変化が大きい。（２）広い範囲で１つの投影の長さに対して２つの角
度が存在し、角度と投影の長さは一対一対応していな
い。から、正確に回転角度の設定が測定値からできない。そ
こで、本発明では、具体例１と２の（３８）式で、吸着
部品の複数の外形点のＹ座標の差を利用する。具体例３
の（７９−８３）式で、吸着部品の複数の外形点の座標
の勾配から吸着部品の傾斜を求めることによって解決を
図る。

【０００７】課題４：吸着された部品の傾き方向が不
明であるので、（１）傾き方向を見るために、ノズルを左右回転させ
て吸着部品の回転方向を探さなければならない。（２）吸着部品の回転操作時間が必要になる。の課題がある。そこで、本発明では、具体例１と２の
（１５）式と（２２）式または（３２）式と（３３）式
のように吸着部品の複数の外形点のＹ軸座標の差を利用
することよって解決を図る。さらに、具体例３で、吸着
部品の外形点の全ての測定から得られる（８４−８５）
の不等式で吸着部品の回転方向は解決する。

【０００８】課題５：平行光は受光部に対して垂直にの
み放射するので、（１）吸着部品中心のＹ軸座標の値が、多くの回転操
作で求められる。（２）吸着部品中心のＹ軸座標の値を求めるのに多く
の手間を要する。の課題がある。そこで、光学機構を回転させて、吸着部
品に斜めから平行光を照射して、吸着部品は回転させな
いで、静止のままで、斜めに光を吸着部品に照射するこ
とで（２３）式と（２６）式、（２９）式と（３４）
式、そして（９１）式と（９２）式に示すように吸着部
品の中心Ｙ軸座標が投影の実測データから求めることに
よって解決を図る。

【０００９】本発明では、吸着部品の回転操作をしない
で、吸着部品に複数の角度から平行光を照射することに
より、多くの部品装着情報が得られる。そこで、前記し
た課題を解決するための対策により確実で高速に部品装
着情報を求めるための部品装着方法および装着装置を提
供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明は、部品を吸着してこれを所定位置に装着
する方法と装置にあって、光センサ機構は発光部と受光
部から構成され、前記発光部は０度を含む任意角度から
光を吸着部品に照射し、前記受光部で前記吸着部品の投
影を受光する部品装着方法および装着装置である。

【００１１】前記発光部は光学機構と回転機構から構成
され、前記光学機構は発光素子とレンズまたは発光素子
アレイから構成され、前記回転機構に設置され、そして
前記回転機構は回転角度制御され、光の照射角度を設定
する。

【００１２】前記光学機構を具備する前記回転機構は、
直接駆動により前記回転角度制御される。

【００１３】前記ノズルに吸着された部品装着情報を得
るのに十分な精度の部品を、前記回転機構で回転させ、
前記受光部に発生する前記吸着部品の投影が最小となる
回転角をもって前記吸着部品の傾き角度を算出し、前記
傾き角度により前記発光部の前記受光部に対する傾きを
補正し、前記発光部から前記受光部に垂直に光が照射さ
れる回転光学機構の０度を定める。

【００１４】前記部品を吸着してこれを所定位置に装着
する方法と装置にあって、前記部品装着情報を得るのに
十分な精度の部品をノズルに吸着させ、前記吸着部品の
回転操作および光の照射角度操作により、前記受光部に
おける吸着部品の投影情報から演算により実測ノズル中
心座標を求める部品装着方法および装着装置である。

【００１５】前記部品を吸着してこれを所定位置に装着
する方法と装置にあって、ノズルの円柱部に０度を含む
複数の角度から光を前記発光部から照射し、前記受光部
における前記円柱部の投影情報から前記実測ノズル中心
座標を求める部品装着方法および装着装置である。

【００１６】前記部品を吸着してこれを所定位置に装着
する方法と装置にあって、光を前記受光部に対して０度
を含む複数の角度から前記ノズルに吸着された前記部品
に前記発光部から照射し、前記受光部における前記吸着
部品の投影情報から、ノズル中心座標の導入または導入
なしで、前記部品装着情報を演算で求める部品装着方法
および装着装置である。

【００１７】前記部品を吸着してこれを所定位置に装着
する方法と装置にあって、円柱部を有する吸着部品また
は円柱部からなる吸着部品の前記円柱部に０度を含む複
数の角度から光を前記発光部から照射し、前記受光部に
おける前記円柱部の投影情報から前記円柱部の中心座標
を得て、ノズル中心座標の導入または導入なしで、前記
部品装着情報を求める部品装着方法および装着装置であ
る。

【００１８】部品情報をメモリに予め記録し、これを用
いて前記受光部における前記吸着部品の投影情報から前
記部品装着情報を演算により求める。

【００１９】前記ノズルを回転することなく、前記ノズ
ルに吸着された前記部品を静止のままの姿勢で、前記受
光部における前記吸着部品の投影情報から前記部品装着
情報を演算により求める。

【００２０】吸着部品外形の複数点の座標を求める。

【００２１】回転補正前の吸着部品の中心座標とノズル
中心座標との中心位置差に傾き角度の回転補正が必要な
ときのみ回転補正を行い、装着姿勢の吸着部品の中心座
標とノズル中心座標とのずれである補正値を基に所定の
位置に吸着部品を装着する。

【００２２】前記吸着部品外形の複数点の座標から吸着
部品の部品情報を算出する。

【００２３】前記部品情報の導出、そしてまたは導出さ
れた前記部品情報と予め記録された前記部品情報との比
較に基づき前記吸着部品の認識を許容範囲内で行う。

【００２４】前記吸着部品外形の複数点のＹ軸方向の座
標の差による極値をもたない曲線により吸着部品の傾き
角を導く。

【００２５】前記吸着部品外形の複数点のＸ軸方向の座
標差と前記Ｙ軸方向の座標の差との交点の前後で傾きの
大きな曲線により前記吸着部品の傾き角度を求める。

【００２６】前記吸着部品外形の複数点の座標の比較に
より吸着部品の回転方向を定める。

【００２７】前記吸着部品外形の複数点の座標から吸着
部品の傾き角を算出する。

【００２８】前記吸着部品外形の複数点の座標の差の微
分から吸着部品の装着姿勢を定める。

【００２９】前記ノズルに吸着された前記部品に、前記
回転機構を回転させ、前記発光部により前記受光部に発
生する前記吸着部品の投影が最小となる回転角により吸
着された前記部品の傾き角度と傾き方向を算出し、そし
てまたは回転角と前記吸着部品の投影情報から算出され
る前記吸着部品情報と予め記録された前記部品情報との
比較による部品認識を前記許容範囲内で行う。

【００３０】前記部品装着情報を導く課程で、前記吸着
部品の形状などの諸原因による誤差を軽減するために平
均操作をする。

【００３１】前記ノズルに吸着された前記部品の投影に
よる部品情報が記録された前記部品情報と比較して異常
なときには、前記部品が前記ノズルに異常に吸着された
ことを判別する。

【００３２】複数のノズルに吸着された複数の前記吸着
部品が前記吸着部品の相互の投影位置が前記受光部で重
ならないように配列され、かつ選択的にまたは全ての前
記吸着部品を同時または逐次部品装着情報処理する。

【００３３】前記ノズルにより前記部品を吸着後、前記
吸着部品を所定の位置に装着する間に前記部品装着情報
を導出する。

【００３４】前記光センサ機構により前記吸着部品の投
影情報から演算により前記部品装着情報を求める。

【００３５】照射角度設定ができるレーザビームを照射
する前記発光部を走行させながらレーザビームで対象物
を照射し、前記受光部における前記対象物の投影情報か
ら前記部品装着情報を求める。

【００３６】画像処理装置と前記光センサ機構を併用し
前記部品装着情報を求める。

【００３７】前記発光部と前記受光部からなる前記光セ
ンサ機構を２対設置し、前記部品装着情報を求める。

【００３８】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。

【００３９】部品装着情報とは、部品装着装置１０にお
いて、部品を吸着して装着するあらゆることに関する本
発明に記述するまたは導き出される情報である。部品装
着情報処理とは部品装着処理を行う過程である。ノズル
中心座標の導入または導入なしと表しているのは、ノズ
ル中心座標と装着姿勢に修正された吸着部品の中心座標
とのずれである補正値の算出には、ノズル中心座標の導
入が必要である部品装着情報であるが、部品の傾きなど
はノズル中心座標の導入がなくても求まる部品装着情報
であるためである。

【００４０】具体例の説明では、平行光で行う。しかし
ながら、光は照射角度が任意に設定でき、部品装着情報
が得られる光でよい。平行光やレーザービームも光の例
である。例えば、図３２に示すようにレーザービーム４
７を吸着部品４３に照射する角度が変えられるレーザビ
ーム発光部４５を受光部１２と平行に移動体４６を走行
させて本発明と同様にノズル、部品などの対象物の投影
情報処理で部品装着情報が得られる。投影情報とは、発
光部から対象物に光を照射して対象物に光が遮られて受
光部１２に生ずる投影に関する情報である。

【００４１】移動体４６はレーザビーム発光部４５を具
備している。レーザビーム発光部４５はレーザビーム４
７の照射角度を可変できる。移動体４６はガイドレール
４４をＡからＢの間を左右に移動できる。受光部１２と
ガイドレール４４との平行度の誤差はレーザビーム４７
の照射角度によって補正する。レーザビーム発光部４５
をある角度に設定する。Ａから移動体４６をＢの方向に
移動させる。受光部１２でレーザビーム４７を受光す
る。（ｂ）の位置を過ぎるとレーザビーム４７は受光部
１２に吸着部品４３に遮られて影となる。この位置ｘ1
を記録する。（ａ）の位置でレーザビーム４７は受光部
１２に検出される。この位置ｘ2を記録する。これら受
光部１２における端の投影情報を処理して下記の具体例
に従って部品装着情報を得る。これより、投影情報と
は、発光部から光が対象物に照射され、受光部における
対象物により生ずる投影に関するものである。

【００４２】図２５に示すように、コンベア部１のベル
トコンベアで運ばれてきたプリント基板２が部品を装着
するヶ所で固定機構で固定される。部品供給部８にセッ
トされているフィーダ９から部品をヘッドユニット４に
あるヘッドで吸着する。部品をノズルに吸着後、吸着部
品を装着するのに関する情報処理は、Ｙ軸サーボモータ
５によりＸ軸ガイドレール６をＹ軸方向にＹ軸ガイドレ
ール７に沿って移動させ、Ｘ軸サーボモータ３によりヘ
ッドを搭載したヘッドユニット４をＸ方向に移動させる
間に行い、プリント基板２の措定の位置に吸着部品を装
着する間に行われる。こうすれば、ヘッドユニット４が
移動する時間が有効に活用できるので、吸着部品の装着
時間が短縮できる。移動間に吸着部品の装着に関する情
報処理を完了するために、回転操作が不要になるように
部品をノズル２２で吸着したままでヘッドユニット４に
ある光センサ機構４１で吸着部品の実測処理を行い、吸
着部品の装着時間短縮を実現する。

【００４３】平行光を照射し、照射角度が可変できる回
転光学機構１１について説明する。発光部２１と受光部
１２から構成される光センサ機構４１の外観は図３１の
上部に示してある。回転光学機構１１の概要を図１に示
す。回転光学機構１１は回転機能を持つ発光部２１の一
種である。

【００４４】受光部１２と平行な位置Ｏ−Ｏ’から左右
にθ1とθ2の角度にレーザダイオード１３とレンズ１４
から構成される光学機構１５が傾斜した場合を示してい
る。図２に示すようにノズルに吸着された部品に、平行
光１８を斜め方向から照射するためには、回転機構１６
により光学機構１５から照射される平行光１８を斜めに
しなければならない。回転光学機構１１は、回転機構１
６と光学機構１５を装着し、回転角制御によって回転角
が設定される。レーザダイオード１３から放射されるレ
ーザ光１９をレンズ１４で平行光１８にする。レーザダ
イオード１３とレンズ１４から構成されている光学機構
１５は、回転する回転機構１６に設置されている。光学
機構１５の回転中心はレンズ１４の中心Ｏc とレーザダ
イオード１３の中心を結ぶ線ＡーＡ’の線上にあればよ
い。図１と図２では、レンズ１４の中心Ｏc を中心にし
て、平行光１８の照射角度が設定される。平行光１８が
ＣＣＤやホトダイオードアレイのような受光部１２の受
光範囲内に平行光１８が照射されるように左右に回転さ
れる回転機構１６の角度は制限されている。この回転機
構１６はレンズ１４の中心Ｏcに左右に回転する。

【００４５】エンコーダ組み込みの超音波モータ駆動、
モータ駆動によりベルトやギヤーなしので回転機構１６
を直接回転させ、パルス数で回転角度設定によって回転
制御が行われる光学機構１５は軽量であるので、この回
転機構１６で十分角度設定ができる。

【００４６】図２には、受光部１２と平行な位置Ｏ−
Ｏ’から左右にθ1とθ2の角度に光学機構１５を傾斜さ
せ、平行光１８を吸着部品１７に照射するようすを示し
ている。図２のＯ−Ｏ’の受光部１２との平行度は以下
のように計測される。図３に示すように、ノズル２２に
横の長さＡＢがＬである部品装着情報を得るのに十分な
精度のある部品２０を装着させる。

【００４７】受光部１２と平行になるように回転光学機
構１１をセットする。光学機構１５から平行光１８を吸
着部品２０に照射する。受光部１２での投影の長さが最
小になるように吸着部品２０をノズル２２で回転させ
る。受光部１２での投影の長さがＳ1−Ｓ2とする。Ｓ1
−Ｓ2＝Ｌのときは、光学機構１５と受光部１２は平行
である。Ｓ1−Ｓ2＞Ｌのときは、光学機構１５と受光部
１２は平行でないので、

【数１】 φ＝ａｒｃｃｏｓ｛Ｌ／（Ｓ1−Ｓ2）｝ …（１）だけ、吸着部品２０は受光部１２より傾いていることに
なる。吸着部品２０が傾いている方向は不明であるの
で、光学機構１５と吸着部品２０をそれぞれ同一方向に
φだけ回転させる。受光部１２での投影の長さがＬとな
る位置が光学機構１５が受光部１２と平行になる位置で
あるので、回転光学機構１１の回転角の０度を決定す
る。これは、発光部２１が受光部に垂直に光を照射する
ことに相当する。吸着部品２０の辺ＡＢは図２のＯ−
Ｏ’と平行となる。

【００４８】（１）式を導き出す課程を利用すると、ノ
ズルに吸着された部品の傾斜角度と傾斜方向が判明す
る。この傾斜角度と最小投影幅から吸着された吸着部品
の寸法が判明し、予め記録された部品情報との比較によ
り許容範囲内での部品認識に役立つ。

【００４９】図４によりノズル２２の座標を実測データ
の投影情報に基づいて算出する。ノズル２２は偏芯する
ことなくヘッドに正しく付けなければならない。ノズル
２２の偏芯は、ノズル２２の回転から生ずる受光部１２
のノズル２２の投影のゆらぎから検定できる。発光部２
１は、図１と図２に示すように０度を含む複数の角度か
ら光を照射する光学系である。

【００５０】平行光１８が発光部２１から受光部１２に
垂直に照射される平行光１８の照射角を０度とする。受
光部１２軸上をＸ軸とし、Ｘ軸の垂直方向をＹ軸の原点
とする。Ｘ，Ｙ軸の原点は図４に示すように受光部１２
の左端Ｏとする。このＸ，Ｙ座標は本発明で以後も使わ
れる。

【００５１】平行光１８を照射して受光部１２に対する
ノズル２２の中心央座標Ｑc（ｘc、ｙc）を実測データ
から算出する。

【００５２】回転機構１６によって光１８を受光部１２
に対して垂直に照射するように設定する。円柱部のノズ
ル２２に平行光１８を照射して、図４のように受光部１
２上の影となるノズル２２の円柱部両端の位置をＮ1と
Ｎ2とする。Ｎ1とＮ2の中間がノズル中心のＸ座標ｘcに
なるので、受光部１２に対するノズル２２のＸ軸方向の
座標ｘcがつぎのように定まる。

【数２】ｘc＝（Ｎ1＋Ｎ2）／２ …（２）

【００５３】図５の吸着部品２０１と吸着部品２０２の
各辺は、受光部１２から吸着部品２０１と吸着部品２０
２を吸着するノズル２２の位置を正確に実測するのに、
十分な精度のある部品であるとする。吸着部品２０１と
２０２は辺の長さがＬ1とＬ2（Ｌ1≧Ｌ2）であるとす
る。Ｌ1は辺ＡＢとＤＣの長さである。Ｌ2は辺ＤＡとＣ
Ｂの長さである。

【００５４】吸着部品２０１の一辺Ｌ2が受光部１２と
水平になるようにノズル２２に吸着させてノズル２２を
回転させて調整する。この状態で、受光部１２に垂直に
平行光１８を吸着部品２０１に照射する。吸着部品２０
１外形点ＡとＢの投影位置をＫ1とする。吸着部品２０
１の外形点ＤとＣの投影位置をＫ2とする。吸着部品２
０１の投影が受光部１２でＫ1−Ｋ2＝Ｌ2となるように
ノズル２２を回転させて調整する。そこで、吸着部品２
０１の外形点Ａの座標をＡ（Ｋ1、Ｍ1）とすると、他の
外形点はＢ（Ｋ1、Ｍ1−Ｌ1）、Ｃ（Ｋ1−Ｌ2、Ｍ1−Ｌ
1）とＤ（Ｋ1−Ｌ2、Ｍ1）になる。

【００５５】光学機構１５を時計と反対方向に角度α回
転させて、平行光１８を吸着部品２０１に照射し、外形
点ＣのＸ軸上での投影をｐ1とすると、

【数３】ｔａｎα＝（ｐ1−Ｋ2）／（Ｍ1−Ｌ1） …（３）が得られる。図５から、Ｌ1とｃｏｔαは予め与えら
れ、ｐ1とＫ2は実測できるので、

【数４】Ｍ1＝Ｌ1＋（ｐ1−Ｋ2）ｃｏｔα …（４）になる。

【００５６】平行光１８が受光部１２に対して垂直に照
射するように光学機構１５を０度にする。吸着部品２０
２の外形点Ａ’とＤ’の投影位置をＫ3とする。吸着部
品２０２の外形点Ｂ’とＣ’の投影位置をＫ4とする。
次に、ノズル２２を時計方向に（時計と逆方向でも良
い）９０度回転させて、図５のように吸着部品２０２の
投影の位置が受光部軸上のＫ3とＫ4に生じ、Ｌ1＝Ｋ3−
Ｋ4になるようにノズル２２を回転させて吸着部品２０
２の姿勢を調整する。そこで、吸着部品２０２の各外形
点の座標は、Ａ’（Ｍ1−ｙc，−Ｋ1＋ｘc）、Ｂ’（Ｍ
1−Ｌ1−ｙc，−Ｋ1＋ｘc）、Ｃ’（Ｍ1−Ｌ1−ｙc，−
Ｋ1＋Ｌ2＋ｘc）とＤ’（Ｍ1−ｙc，−Ｋ1＋Ｌ2＋ｘc）
となる。Ａ’のＸ軸上の投影の位置は、

【数５】Ｋ3＝Ｍ1−ｙc …（５）となる。（４）式と（５）式から、

【数６】ｙc＝Ｌ1＋（ｐ1−Ｋ2）ｃｏｔα−Ｋ3 …（６）が得られ、Ｌ1とｃｏｔαは予めわかり、ｐ1、Ｋ2とＫ3
は測定できるので、受光部１２に対してノズル２２のＹ
軸方向の座標ｙcが定まる。

【００５７】平行光１８の照射角度をαにする。吸着部
品２０２のＢ’が受光部１２のＰ2に投影されると、

【数７】ｃｏｔα＝（−Ｋ1＋ｘc）／（Ｐ2−Ｋ4） …（７）になる。この式から

【数８】ｘc＝（Ｐ2−Ｋ4）ｃｏｔα＋Ｋ1 …（８）が得られる。Ｋ1、Ｋ4とｘcは測定できるので、吸着部
品２０１と２０２の測定からノズル２２の中心座標が求
まる。以上より、吸着部品の回転操作と光の照射角度操
作で、受光部１２に対するノズル２２の中心座標Ｑc
（ｘc，ｙc）が決定できた。

【００５８】このように実測によって定まるノズル中心
を実測ノズル中心座標と定義する。（６）式と（８）式
の中心座標はたとえノズルの形状が円柱でなくても、任
意のノズルの形状に適用できる。この特徴は非常に重要
なものである。ノズル２２の中心座標が部品装着装置に
おける座標として分かっているので、これで、受光部１
２に対するＸ，Ｙ座標系が、ノズル２２の中心座標を介
して、ノズル２２の中心座標を含む部品装着装置１０の
座標と結合した。

【００５９】図４に示すように受光部１２の原点０は部
品装着装置１０の１座標として定義できる。ノズル中心
座標は、次の場合がある。（１）上述の実測値のＸ，Ｙ座標を使用する。（２）部品装着機のＸ，Ｙ座標を使用する。（３）実測値と部品装着機における既知座標の組み合
わせである。そこで、これらから１つを任意に選んで部品装着情報を
得ることができる。さらに、これらから１つを随時選ぶ
こともできる。

【００６０】図１７と図１９に示すようにノズルの数が
単数、複数の場合でも各座標は測定できる。

【００６１】部品装着情報の取得についての方法につい
て以下に説明する。平行光１８が吸着部品に斜めから照
射されると、ノズルの取り扱いで述べたように吸着部品
の複数の外形点のＹ座標が測定できる。吸着部品がどん
なに傾いていても、吸着部品の２つの外形点は平行光１
８で測定可能である。そこで、少なくとも２つの異なる
角度から、平行光１８を吸着部品に照射して、吸着部品
の中心座標を決定する。

【００６２】具体例について同様の処理を行う。

【００６３】具体例１では、図６に示すように２つの異
なる角度から発光部２１から平行光１８を受光部１２に
照射する。３以上の異なる角度からの照射も可能であ
る。この場合には、吸着部品２３の２つの外形点の受光
部１２からのＹ軸の座標が３以上求まり、それらの平均
操作から、吸着部品２３の複数の外形点の形状ひずみな
どの諸原因によるＹ軸の座標のゆらぎが少なくなる。操
作や処理に時間が掛かるので、２回の最小限の角度操作
ですませる。図６において、吸着部品２３の中心をＰc
（ｘｇ，ｙｇ）、部品２３を吸着したノズル２２の中央
位置をＱc（ｘc，ｙc）、部品装着姿勢２４の中心座標
を、Ｐ0（ｘk，ｙk）とする。受光部１２上をＸ軸と
し、Ｙ軸の０軸とする。Ｘ軸の原点は受光部１２の左端
とする。吸着部品２３は時計方向に角度θ傾いてノズル
２２に吸着されているとする。吸着部品２３の外形点の
座標を、Ａ（ｘ1，ｙ1）、Ｂ（ｘ2，ｙ2）、Ｃ（ｘ3，
ｙ3）とＤ（ｘ4，ｙ4）とする。

【００６４】図６に示すように吸着部品２３に受光部１
２に対してα1とα2の角度から平行光１８を照射する。
ここで、α1≠α2で、α1≠０とα2≠０とする。図６の
外形点Ａで、吸着部品２３の外形点Ａの投影の位置をＲ
1とＲ2とすると、

【数９】ｔａｎα1＝（Ｒ1−ｘ1）／ｙ1 …（９）ｔａｎα2＝（Ｒ2−ｘ1）／ｙ1 …（１０）となる。（９）式と（１０）式でｙ1は共通であるの
で、

【数１０】ｔａｎα1／ｔａｎα2＝（Ｒ1−ｘ1）／（Ｒ2−ｘ1） …（１１）が成り立つ。（９）式から、

【数１１】ｘ1＝（Ｒ1・ｔａｎα2−Ｒ2・ｔａｎα1）／（ｔａｎα2−ｔａｎα1） …（１２）となる。

【００６５】（９）式と（１０）式より、

【数１２】ｙ1＝（Ｒ1−ｘ1）ｃｏｔα1 …（１３）＝（Ｒ2−ｘ1）ｃｏｔα2 …（１４）となる。（１３）式と（１４）式の平均を行って、

【数１３】＜ｙ1＞＝［｛（Ｒ1−ｘ1）ｃｏｔα1｝＋｛（Ｒ2−ｘ1）ｃｏｔα2｝］／２ …（１５）を採用してもよい。以後＜＞は平均を表す。すなわ
ち、少なくとも２つの角度から平行光１８を吸着部品２
３に照射すると、吸着部品２３の外形点のＹ座標が複数
求まり、平均操作によって吸着部品２３の複数の外形点
の形状のばらつきを軽減することができる。（１３−１
５）式の差が許容範囲内にあれば、（１３−１５）式の
いずれを採用してもよい。角度α1とα2は与えられ、Ｒ
1とＲ2は実測できるので、吸着部品２３の外形点Ａのｘ
1と、吸着部品２３の外形点Ａから受光部１２までの距
離ｙ1が定まる。

【００６６】同様に、図６の吸着部品２３の外形点Ｃか
ら、

【数１４】ｔａｎα1＝（Ｒ3−ｘ3）／ｙ3 …（１６）ｔａｎα2＝（Ｒ4−ｘ3）／ｙ3 …（１７）となる。ｙ3は共通であるので、

【数１５】ｔａｎα1／ｔａｎα2＝（Ｒ3−ｘ3）／（Ｒ4−ｘ3） …（１８）が成り立つ。（１８）式から、

【数１６】ｘ3＝（Ｒ3・ｔａｎα2−Ｒ4・ｔａｎα1）／（ｔａｎα2−ｔａｎα1） …（１９）となる。

【００６７】（１６）式と（１７）式より、

【数１７】ｙ3＝（Ｒ3−ｘ3）ｃｏｔα1 …（２０）＝（Ｒ4−ｘ3）ｃｏｔα2 …（２１）となる。（２０）式と（２１）式の平均を行って、

【数１８】＜ｙ3＞＝［｛（Ｒ3−ｘ3）ｃｏｔα1｝＋｛（Ｒ4−ｘ3）ｃｏｔα2｝］／２ …（２２）を採用してもよい。（２２）式から角度α1とα2は与え
られ、Ｒ3とＲ4は実測でき、ｘ3は（１９）式から導か
れるので、るので、吸着部品２３の外形点Ｃのｙ3は定
まる。（２０−２２）式の差が許容範囲内にあれば、
（２０−２２）式のいずれを採用してもよい。以上から
吸着部品の複数の外形点のＡとＢの座標が求まった。

【００６８】ｘ1とｘ3は実測できるので、ノズル２２で
吸着された部品２３のＸ軸の中心ｘgは、

【数１９】ｘg＝（ｘ1＋ｘ3）／２ …（２３）である。ノズル２２で吸着された部品２３のＹ軸の中心
ｙgは、

【数２０】ｙg＝（ｙ1＋ｙ3）／２＝（Ｒ1＋Ｒ3−ｘ1−ｘ3）ｃｏｔα1／２＝（Ｒ2＋Ｒ4−ｘ1−ｘ3）ｃｏｔα2／２＝（Ｒ1−ｘ1）ｃｏｔα1＋（Ｒ4−ｘ3）ｃｏｔα2 …（２４）＝（Ｒ2−ｘ1）ｃｏｔα2＋（Ｒ3−ｘ3）ｃｏｔα1 …（２５）である。ｙgの平均を行って、

【数２１】＜ｙg＞＝［｛（Ｒ1＋Ｒ3−ｘ1−ｘ3）ｃｏｔα1／２｝＋｛（Ｒ2＋Ｒ4−ｘ1−ｘ3）ｃｏｔα2／２｝］／２ …（２６）を採用してもよい。（２４−２６）式の差が許容範囲内
にあれば、（２４−２６）式のいずれを採用してもよ
い。（２３）式と（２６）式から吸着された部品２３の
中心座標は決定できた。

【００６９】そこで、ノズル２２中心座標と吸着部品２
３の中心座標のずれ（ｘh，ｙh）は、（ｘc，ｙc）とし
てノズル中心座標を使えば、吸着部品２３の中心座標で
平均値を使うと、

【数２２】ｘh＝ｘg−ｘc …（２７）ｙh＝＜ｙg＞−ｙc …（２８）となる。最終補正値（ｘf，ｙf）は吸着部品２３の傾き
角度θで補正された（４９）式と（５０）式で与えられ
る。

【００７０】具体例２は、上述の具体例１のα1＝０と
α2＝αの場合である。具体例１は２つの異なる角度か
ら平行光１８を受光部１２に照射する一般的な取り扱い
である。α1＝０とは、平行光１８を受光部１２に対し
て垂直に照射することである。α1＝０も平行光１８の
照射角度０度も角度設定の１つとする。α1＝０とする
と、具体例１の（１３）式などが成立しないので、特別
に取り扱う。ｔａｎα1＝０となり、式の計算が簡単に
なるので、より実用的である。

【００７１】図７において、傾いてノズル２２に吸着さ
れた部品２３の中心をＰc（ｘｇ，ｙｇ）、部品２３を
吸着したノズル２２の中央位置は上述で実測されたまた
は予め機械系として与えられたＱc（ｘc，ｙc）、部品
装着姿勢２４の中心座標をＰ0（ｘk，ｙk）とする。ノ
ズル２２に吸着された部品２３の吸着部品の外形点の座
標をＡ（ｘ1，ｙ1）、Ｂ（ｘ2，ｙ2）、Ｃ（ｘ3，ｙ3）
とＤ（ｘ4，ｙ4）とする。

【００７２】平行光１８を吸着部品２３に受光部１２に
対して垂直に照射する。これは具体例１のα1＝０に相
当する。吸着部品２３の外形点のＡとＣが受光部１２上
のＲ1とＲ3に影ができる。これより、吸着部品２３中心
ｘgが次式で求まる。

【数２３】ｘg＝（Ｒ1＋Ｒ3）／２ …（２９）

【００７３】次に、吸着部品２３は固定のままで、平行
光１８を受光部１２に対して角度α傾けて吸着部品２３
に照射する。吸着部品２３外形点のＡとＣが受光部１２
上のＲ2とＲ4に影ができる。図７の吸着部品２３の外形
点ＡとＣから、

【数２４】ｔａｎα＝（Ｒ2−Ｒ1）／ｙ1 …（３０）＝（Ｒ4−Ｒ3）／ｙ3 …（３１）となる。（３０）式と（３１）式より、

【数２５】ｙ1＝（Ｒ2−Ｒ1）ｃｏｔα …（３２）ｙ3＝（Ｒ4−Ｒ3）ｃｏｔα …（３３）となる。以上から吸着部品の複数の外形点のＡとＢの座
標が求まった。

【００７４】これより、吸着部品２３のＹ軸方向の中心
ｙgは、

【数２６】ｙg＝（ｙ1＋ｙ3）／２＝（Ｒ2−Ｒ1＋Ｒ4−Ｒ3）ｃｏｔα …（３４）になる。（２９)と（３４）式から傾いて吸着された部
品２３の中心座標（ｘg，ｙg）が定まる。

【００７５】そこで、ノズル２２中心座標と吸着部品２
３の中心座標のずれ（ｘh，ｙh）は、（ｘc，ｙc）とし
てノズル中心座標を使えば、

【数２７】ｘh＝ｘg−ｘc …（３５）ｙh＝ｙg−ｙc …（３６）となる。具体例１の（２７）式と（２８）式と同様の式
が得れる。

【００７６】具体例１と具体例２では、以下に述べる事
項は同じであるので、具体例２で議論を進める。

【００７７】平行光１８を受光部１２に対して垂直に照
射するように設定する。吸着部品２３の傾きについて調
べる。吸着部品２３時計方向に傾いていると、吸着部品
２３の外形点ＡとＣに平行光１８が当たる。吸着部品２
３が時計と反対方向に傾いていると、外形点ＢとＤの座
標に平行光１８が当たる。しかし、吸着部品２３の実際
の傾きは実測するまで判別できない。

【００７８】２つの外形点ＡとＢ（またはＢとＤ）が測
定されると、回転方向は（１５）式と（２２）式または
（３２）式と（３３）式から導き出されるｙ1の大きさ
とｙ3の大きさを比較することによって判別できる。そ
こで、（１５）式と（２２）式または（３２）式と（３
３）式からｙ1とｙ3の大きさを比較することによって吸
着部品２３を回転する方向が判別できる。すなわち、ｘ
1＞ｘ3でｙ1＞ｙ3ならば、ノズル２２に吸着された部品
２３は時計方向に傾いている。反対に、ｘ2＞ｘ4でｙ2
＜ｙ4ならば、ノズル２２に吸着された部品２３は時計
と反対方向に傾いている。この場合は、Ｂ（ｘ2，ｙ2）
とＤ（ｘ4，ｙ4）が実測され、外形点ＡとＣが外形点Ｄ
とＢに相当する。

【００７９】照射角が０度であるとき、２つの外形点Ａ
とＣは最初に検出される。具体例１では、α1の設定は
０度から始めればよい。吸着された部品の傾き方向は最
初に検出される複数の外形点の座標から決定できる。こ
れは他の具体例にも適用できる。

【００８０】図６と図７の吸着部品２４が角度θ時計方
向に傾いてノズル２２で吸着されているとする。そし
て、図６と図７に示すように吸着部品２３の辺の大きさ
Ｌ1とＬ2の部品情報が予めメモリに記録されて、わかっ
ているとする。後で示す図９や図１１のような特性は、
θ＝０を対称軸に±９０度の範囲内で左右対称である。
傾いた方向が実測による計算で分かるので、時計と反対
方向に傾いている場合に、ノズル２２に吸着された部品
２３を吸着部品２４にするには、時計方向に回転すれば
よい。時計方向に傾いた吸着部品２３は時計と反対方向
に回転すればよい。すなわち、回転の方向のみ異なるだ
けで、時計方向に傾いた状態で解析した結果は両者に適
用できる。

【００８１】そこで、以下、吸着部品２３は時計方向に
傾いた状態で議論を進める。

【００８２】図２６で吸着部品の両辺Ｌ1とＬ2は予め部
品情報として記録されてるので、利用できる。図２６か
らＢＧはＬ1ｓｉｎθで、ＨＢはＬ2ｃｏｓθで、ＡＧは
Ｌ1ｃｏｓθで、ＦＧはＬ2ｓｉｎθで、ＡＦは（Ｌ1ｃ
ｏｓθ−Ｌ2ｓｉｎθ）となるので、ｘ1−ｘ3＝ＨＧと
ｙ1−ｙ3＝ＡＦが成り立つ。そこで、次式が得られる。

【数２８】ｘ1−ｘ3＝Ｌ1ｓｉｎθ＋Ｌ2ｃｏｓθ …（３７）ｙ1−ｙ3＝Ｌ1ｃｏｓθ−Ｌ2ｓｉｎθ …（３８）（３７）と（３８）式から、

【数２９】ここで、φ＝ａｒｃｔａｎ（Ｌ2／Ｌ1）とする。（３
９）式と（４０）式から、

【数３０】 θ＝ａｒｃｓｉｎ｛（ｘ1−ｘ3）／Ｌ0｝−φ …（４１） θ＝ａｒｃｃｏｓ｛（ｙ1−ｙ3）／Ｌ0｝−φ …（４２）が得られる。ここで、

【数３１】とする。

【００８３】発光部２１から平行光１８が受光部１２に
対して、垂直に照射された状態にあるとする。図８に示
すように、縦長の吸着部品２５が受光部１２に対して平
行にある状態から左右に±９０度変化させる。（３７）
式と（３８）式を使用するとき、時計方向のときはθは
正で、時計と反対方向のときはθは負になる。

【００８４】（３７）式と（４８）式でＬ1＝１．０、
Ｌ2＝０．５とすると、図９のグラフが得られる。図１
０に示すように、横長の吸着部品２６が受光部１２に対
して平行にある状態から左右に±９０度変化させる。Ｌ
1＝０．５、Ｌ2＝１．０で（３７）式と（４８）式の計
算結果を図１１に示す。吸着部品２５は（ａ）Ｌ1＝
１．１，Ｌ2＝０．６、（ｂ）Ｌ1＝１．０，Ｌ2＝０．
５、（ｃ）Ｌ1＝０．９，Ｌ2＝０．４のように１０％の
寸法誤差が許されている場合、吸着部品姿勢が図８につ
いて（３７）式と（３８）式の変化のグラフを図１２に
示す。

【００８５】部品情報として吸着部品２３の縦Ｌ1と横
Ｌ2の長さが予めわかっているので、吸着部品２３のＡ
とＣの外形点の座標から図７に示す吸着部品２４にする
ために回転すべき角度θが（４１）式と（４２）式から
算出できる。なお、傾き角度θが許容範囲内で少なけれ
ば、回転補正は行わわれない。この回転補正とは、吸着
部品を装着姿勢にするのに必要な回転である。

【００８６】そこで、図７の場合はこの（４１）式と
（４２）式のθ角度を利用して吸着部品２３を吸着して
いるノズル２２を、受光部１２の吸着部品投影が最小に
なるまで、時計と反対方向に回転させて、このずれを補
正してプリント基板２に吸着部品２４を装着する。

【００８７】ここで、吸着部品２３の傾斜している角度
θが計測される。まず、図８に示すように部品２５が縦
長に吸着された場合について傾斜角度を求める。±４５
度以内では、受光部１２における投影の長さが図１０の
横長の吸着部品姿勢の方が図８の縦長の吸着部品姿勢の
方より大きいので図８の縦長と図１２の横長の区別は簡
単にできる。現実には部品供給機から吸着部品２３をノ
ズル２２で吸着するときは、４５度も傾くことはまれで
あるので、吸着部品姿勢の判別は受光部１２における投
影の長さから簡単にできる。

【００８８】なお、図９と図１１から分かるように、
（３７）式によるグラフには角度の変化に対してピーク
が存在する。ところが、（３８）式のグラフにはピーク
が存在しないので、受光部１２の投影の長さから吸着部
品傾斜の角度を算出するには、（３８）式が適してい
る。しかし、図９と図１１より、（３７）式と（３８）
式の特性を上手に利用すれば希望の吸着部品姿勢にする
ことができる。

【００８９】（３７）式と（３８）式の左辺が等しいと
きの角度をθa≧０とすると、

【数３２】Ｌ1ｓｉｎθa＋Ｌ2ｃｏｓθa＝Ｌ1ｃｏｓθa−Ｌ2ｓｉｎθa …（４４）になる。Ｌ1≧Ｌ2のとき、（４４）式から、

【数３３】 θa＝ａｒｃｔａｎ（Ｌ1−Ｌ2）／（Ｌ1＋Ｌ2） …（４５）が得れれる。図９の交点はθaに相当する。Ｌ1≦Ｌ2の
ときは、図１１から存在しないことが分かる。このθa
は（３７）式と（３８）式が交わる交点の角度である。

【００９０】（３７）式と（３８）式をθで微分する
と、

【数３４】ｄ（ｘ1−ｘ3）／ｄθ＝Ｌ1ｃｏｓθ−Ｌ2ｓｉｎθ …（４６）ｄ（ｙ1−ｙ3）／ｄθ＝−（Ｌ1ｓｉｎθ＋Ｌ2ｃｏｓθ） …（４７）となる。図９から分かるように交差点付近では、角度θ
が減少するときは、（３７）式と（３８）式の傾きは正
反対である。角度θに対する（３７）式と（３８）式の
内から左辺の変化が大きい方が、回転角度の算出には有
効である。このように、角度θ対する投影の変化が大き
いことを判別するのは、精度よく吸着部品２３の回転を
設定するのには大切なことである。

【００９１】いま、傾斜の大きさの比較を行うために、
（４６）式と（４７）式を同符号にする。そこで、（４
７）式の負の符号を取り除く。そして、（４６）式と
（４７）式の傾斜が等しいときには、

【数３５】Ｌ1ｓｉｎθ＋Ｌ2ｃｏｓθ＝Ｌ1ｃｏｓθ−Ｌ2ｓｉｎθ …（４８）が成り立つ。この（４８）式は（４４）式と同一であ
る。これより、（４４）式の有効性が示された。

【００９２】（４１）式と（４２）式から設定回転角度
θを算出する。（４４）式から交差角度θaを算出す
る。図９から、θa＞θのときは、図１２から誤差によ
る影響が、（３８）式は少なく、角度に対する変化量
の大きな（３８）式による回転角度θを採用する。０≦
θa≦θのときは、（３７）式のＬ1ｓｉｎθが優勢であ
るから、（４１）式の吸着部品傾斜角度を主に採用す
る。

【００９３】しかし、図１２から、実際にノズル２２で
吸着される部品２３の誤差は不明であるから、（４１）
式と（４２）式から算出される吸着部品傾斜角度との差
が少なければ、（４１）式の吸着部品傾斜角度を採用す
る。差が大きい場合は、（４２）式の吸着部品傾斜角度
を採用する。

【００９４】平行光１８は受光部１２に対して垂直に照
射されている。ノズル２２で吸着部品２３を回転させ
て、θaを越えたとき、（４４）式より交点のθaより小
さな傾斜角度θでは、（３８）式より傾斜の大きな（３
７）式を使って投影の長さが極小になる吸着部品姿勢を
観測しながら探索する。（４６）式と（４７）式の両式
ともに０度近傍では、曲線の極性が著しく変わるので、
（３７）式と（３８）式を計算しながら監視すると、精
度よく投影の長さが最小になる吸着部品姿勢の探索が可
能である。投影の長さが最小になる位置でノズル２２の
回転を停止させて、吸着部品２３の傾きの補正を終了す
る。

【００９５】図１０の横長姿勢の場合は、図１１から
（４２）式より吸着部品傾斜角度を算出したほうがよ
い。（３８）式は、ピークを持たない、角度に対する変
化の傾斜が大きいので、吸着部品傾斜角度の算出に適し
ている。平行光１８は受光部１２に対して垂直に照射し
ているので、（４６）式と（４７）式の両者ともに０度
近傍では、曲線の極性が著しく変わるので、両者を計算
しながら監視すると、精度よく投影の長さが最小になる
吸着部品姿勢の探索が可能である。そこで、投影の長さ
が最小になる角度が実測できる（３７）式で確認する。
図１０の場合、この回転操作で吸着部品の傾きの補正を
完了する。以上より、吸着部品外形の複数点の座標から
吸着部品の傾き角を算出することができた。

【００９６】プリント基板２に装着するために吸着部品
２４の投影幅が最小になる位置まで吸着部品２３を回転
させた後、吸着部品２４の中心座標とノズル２２中心座
標とのずれは回転角θで計算しなければならない。

【００９７】ノズル中心座標を用いて、装着姿勢の吸着
部品２４とノズル２２の中心値の間のずれを補正値（ｘ
f，ｙf）とすると、（２７）式と（２８）式または（３
５）式と（３６）式から、

【数３６】ｘk−ｘc＝ｘf＝ｘhｃｏｓθ−ｙhｓｉｎθ …（４９）ｙk−ｙc＝ｙf＝ｙhｃｏｓθ＋ｘhｓｉｎθ …（５０）となる。

【００９８】吸着部品２３の回転姿勢は修正されたの
で、（４９）式と（５０）式を使って部品装着の修正を
行い、プリント基板２に吸着部品２４を装着する。以上
の議論は、吸着部品２５が縦長Ｌ1≧Ｌ2としたが、横長
Ｌ1＜Ｌ2の吸着部品２６にも適用できる。

【００９９】発明の具体例３について述べる。

【０１００】ノズルに部品を吸着したままで部品装着情
報を得る。一般的に、部品供給部８にある部品２７の姿
勢は、プリント基板２に装着する姿勢に近く、ノズル２
２に吸着された部品２７は希望姿勢に対して大きく左右
に傾くことは少ない。このような場合は、本方式ではよ
り多くの情報が得られる。そこで、左右に余り大きく傾
いていない場合について述べる。

【０１０１】図７と６に示すように他の２つの外形点は
吸着部品によって遮られるために、大きく傾いている吸
着部品の外形の４点が実測不能のときは、具体例１また
は２で処理する。

【０１０２】図１３と図１４において、傾いてノズル２
２に吸着された部品２７の中心をＰc（ｘｇ，ｙｇ）、
部品２７を吸着したノズル２２の中央位置は上述で実測
された、または機械座標系として与えられた、または両
者の組み合わせによるＱc（ｘc，ｙc）、部品装着姿勢
の中心座標をＰ0（ｘk，ｙk）とする。図１３と図１４
のノズル２２に吸着された部品２７の外形点の座標を、
Ａ（ｘ1，ｙ1）、Ｂ（ｘ2，ｙ2）、Ｃ（ｘ3，ｙ3）とＤ
（ｘ4，ｙ4）とする。辺ＡＢの長さをＬ1a、辺ＣＤの長
さをＬ1b、辺ＡＤの長さをＬ2a、辺ＢＣの長さをＬ2bと
する。

【０１０３】図１３のようにノズル２２に吸着された部
品２７に時計と反対方向に傾いた２つの角度α1とα2か
ら平行光１８を照射する。時計方向であっても、全く同
様の処理ができるので、問題はない。吸着部品２７の外
形点ＡとＣによりＸ軸上にできる投影の端の位置をＲ
1、Ｒ2、Ｒ3とＲ4する。

【０１０４】次に、図１４のようにノズル２２に吸着さ
れた部品２７に時計と同じ方向に傾いた２つの角度β1
とβ2から平行光１８を照射する。吸着部品２７の外形
点ＢとＤによりＸ軸上にできる投影の端の位置をＲ5、
Ｒ6、Ｒ7とＲ8する。

【０１０５】α1≠０、α2≠０とα1≠α2とする。α1
＝０を満たすときは図７に示す具体例２従って処理しな
ければならない。図１３から、Ａについては

【数３７】ｔａｎα1＝（Ｒ1−ｘ1）／ｙ1 …（５１）ｔａｎα2＝（Ｒ2−ｘ1）／ｙ1 …（５２）となる。（５１）式と（５２）式よりｘ1を消去する
と、

【数３８】ｔａｎα1−ｔａｎα2＝（Ｒ1−Ｒ2）／ｙ1 …（５３）が得られる。α1≠α2であるから、（５３）式より、

【数３９】ｙ1＝（Ｒ1−Ｒ2）／（ｔａｎα1−ｔａｎα2） …（５４）となる。

【０１０６】（５１）式と（５２）式から、

【数４０】ｘ1＝Ｒ1−ｙ1・ｔａｎα1 …（５５）ｘ1＝Ｒ2−ｙ1・ｔａｎα2 …（５６）となる。ここで、（５５）式と（５６）式の平均をとっ
て、

【数４１】＜ｘ1＞＝｛Ｒ1＋Ｒ2−ｙ1（ｔａｎα1＋ｔａｎα2）｝／２ …（５７）を採用してもよい。（５５−５７）式の差が許容範囲内
にあれば、（５５−５７）式のいずれを採用してもよ
い。これで、Ａ（ｘ1，ｙ1）の座標が決定された。

【０１０７】そして、Ｃについては、

【数４１】ｔａｎα1＝（Ｒ3−ｘ3）／ｙ3 …（５８）ｔａｎα2＝（Ｒ4−ｘ3）／ｙ3 …（５９）（５８）式と（５９）式よりｘ3を消去すると、

【数４２】ｔａｎα1−ｔａｎα2＝（Ｒ3−Ｒ4）／ｙ3 …（６０）が得られる。α1≠α2であるから、（６０）式より

【数４３】ｙ3＝（Ｒ3−Ｒ4）／（ｔａｎα1−ｔａｎα2） …（６１）が得られる。

【０１０８】（５８）式と（５９）式から、

【数４４】ｘ3＝Ｒ3−ｙ3・ｔａｎα1 …（６２）ｘ3＝Ｒ4−ｙ3・ｔａｎα2 …（６３）となる。ここで、吸着部品２７の形状誤差の影響を少な
くするために、（６２）式と（６３）式の平均をとっ
て、

【数４５】＜ｘ3＞＝｛Ｒ3＋Ｒ4−ｙ3（ｔａｎα1＋ｔａｎα2）｝／２ …（６４）を採用してもよい。（６２−６４）式の差が許容範囲内
にあれば、（６２−６４）式のいずれを採用してもよ
い。これで、Ｃの座標（ｘ3，ｙ3）が決定された。

【０１０９】図１４から、Ｂについては

【数４６】ｔａｎβ1＝（Ｒ5−ｘ2）／ｙ2 …（６５）ｔａｎβ2＝（Ｒ6−ｘ2）／ｙ2 …（６６）（６５）式と（６６）式よりｘ2を消去すると、

【数４７】ｔａｎβ1−ｔａｎβ2＝（Ｒ5−Ｒ6）／ｙ2 …（６７）が得られる。β1≠β2であるから、（６７）式より

【数４８】ｙ2＝（Ｒ5−Ｒ6）／（ｔａｎβ1−ｔａｎβ2） …（６８）となる。

【０１１０】（６５）式と（６６）式から、

【数４９】ｘ2＝Ｒ5−ｙ2ｔａｎβ1 …（６９）ｘ2＝Ｒ6−ｙ2ｔａｎβ2 …（７０）となる。ここで、吸着部品２７の誤差の影響を少なくす
るために、（６９）式と（７０）式の平均をとって、

【数５０】ｘ2＝｛Ｒ5＋Ｒ6−ｙ2（ｔａｎβ1＋ｔａｎβ2）｝／２ …（７１）を採用してもよい。（６９−７１）式の差が許容範囲内
にあれば、（６９−７１）式のいずれを採用してもよ
い。これで、Ｂ（ｘ2，ｙ2）の座標が決定された。

【０１１１】そして、Ｄについては、

【数５１】ｔａｎβ1＝（Ｒ7−ｘ4）／ｙ4 …（７２）ｔａｎβ2＝（Ｒ8−ｘ4）／ｙ4 …（７３）（７２）式と（７３）式よりｘ4を消去すると、

【数５２】ｔａｎβ1−ｔａｎβ2＝（Ｒ6−Ｒ7）／ｙ4 …（７４）が得られる。β1≠β2であるから、（７４）式より

【数５３】ｙ4＝（Ｒ7−Ｒ8）／（ｔａｎβ1−ｔａｎβ2） …（７５）

【０１１２】

【数５４】ｘ4＝Ｒ7−ｙ4 ｔａｎβ1 …（７６）ｘ4＝Ｒ8−ｙ4 ｔａｎβ1 …（７７）となる。ここで、吸着部品２７の誤差の影響を少なくす
るために、（７６）式と（７７）式の平均をとって、

【数５５】＜ｘ4＞＝｛Ｒ7＋Ｒ8−ｙ3（ｔａｎβ1＋ｔａｎβ2）｝／２ …（７８）を採用してもよい。（７６−７８）式の差が許容範囲内
にあれば、（７６−７８）式のいずれを採用してもよ
い。これで、Ｄの座標（ｘ4，ｙ4）が決定された。以上
から吸着部品の複数の外形点のＡ、Ｂ、ＣとＤの座標が
求まった。

【０１１３】吸着部品２７の外形点Ａ（ｘ1，ｙ1）、Ｂ
（ｘ2，ｙ2）、Ｃ（ｘ3，ｙ3）とＤ（ｘ4，ｙ4）の座標
が実測算出できたので、吸着された部品２７の傾きθが
算出できる。

【０１１４】吸着部品２７の複数の外形点の座標の比較
から傾きの方向が判明する。そこで、吸着部品２７の傾
きの方向が分かっているので、符号を取り除くために絶
対値をとる。吸着部品の複数の外形点ＡとＢ、ＢとＣ、
ＣとＤ、ＤとＡの各座標から

【数５６】 θ1＝ａｒｃｔａｎ｜（ｙ1−ｙ2）／（ｘ1−ｘ2）｜ …（７９） θ2＝ａｒｃｔａｎ｜（ｙ2−ｙ3）／（ｘ2−ｘ3）｜ …（８０） θ3＝ａｒｃｔａｎ｜（ｙ3−ｙ4）／（ｘ3−ｘ4）｜ …（８１） θ4＝ａｒｃｔａｎ｜（ｙ4−ｙ1）／（ｘ4−ｘ1）｜ …（８２）が求まる。吸着部品２７の誤差の影響を少なくするため
に、（７９−８２）式の平均を取って、

【数５５】 θ＝（θ1＋θ2＋θ3＋θ4）／４ …（８３）を吸着部品２７の傾き角度θとする。（７９−８３）式
の差が許容範囲内にあれば、（７９−８３）式のいずれ
を採用してもよい。

【０１１５】吸着部品２７の傾きの方向は、外形点Ｄが
外形点Ａより上、または外形点Ｃが外形点Ｂより上にあ
れば、吸着部品２７は時計方向に傾いている。すなは
ち、

【数５６】ｙ4＞ｙ1またはｙ3＞ｙ2 …（８４）である。（７８）と逆の不等式

【数５７】ｙ4＜ｙ1またはｙ3＜ｙ2 …（８５）が成り立てば、時計と反対回りに吸着部品２７は傾いて
いる。この具体例３では、予め記録された部品情報を全
く使わないで傾き方向と角度が分かる。これより、吸着
部品外形の複数点の座標の比較により吸着部品の回転方
向を定めることができた。

【０１１６】吸着された部品２７の中心点は、

【数５８】ｘg1＝（ｘ1＋ｘ2）／２ …（８６）ｘg2＝（ｘ3＋ｘ4）／２ …（８７）ｙg1＝（ｙ1＋ｙ2）／２ …（８８）ｙg2＝（ｙ3＋ｙ4）／２ …（８９）となる。吸着部品２７の誤差の影響を少なくするため
に、それぞれの平均を取ると、

【数５９】＜ｘg＞＝（ｘg1＋ｘg2）／２ …（９０）＜ｙg＞＝（ｙg1＋ｙg2）／２ …（９１）になる。

【０１１７】ノズル２２の中心と吸着部品２７の中心と
のずれは、

【数６０】ｘh＝＜ｘg＞−ｘc …（９２）ｙh＝＜ｙg＞−ｙc …（９３）になる。（９２）式と（９３）式の＜ｘg＞と＜ｙg＞は
（８６−９１）式の差が許容範囲内にあれば、（８６−
９１）式のいずれを採用してもよい。

【０１１８】受光部１２に平行光１８が垂直に照射され
ている。プリント基板２の適切な姿勢で装着するために
吸着部品２７を角度θをめどに吸着部品２７の投影が最
小になるまで回転させるので、装着する吸着部品の中心
とノズル２２の中心とのずれを回転角θで計算するとよ
い。ここで、ノズル中心座標は、実測値または部品装着
装置系の既知の値または実測値と部品装着装置系の既知
の値の組み合わせである。装着部品とノズル２２の中心
値の間のずれを補正値（ｘf，ｙf）とすると、実際のず
れは次のようになる。

【数６１】ｘｋ−ｘc＝ｘf＝ｘhｃｏｓθ−ｙhｓｉｎθ …（９４）ｙｋ−ｙc＝ｙf＝ｙhｃｏｓθ＋ｘhｓｉｎθ …（９５）

【０１１９】辺ＡＢと辺ＣＤの大きさは、

【数６２】になる。

【０１２０】同様に、辺ＡＤと辺ＢＣの大きさは、

【数６３】になる。

【０１２１】吸着部品２７の誤差の影響を少なくするた
めに、平均を取ると、吸着部品の両辺の長さは、

【数６４】＜Ｌ1＞＝（Ｌ1a＋Ｌ1b）／２ …（１００）＜Ｌ2＞＝（Ｌ2a＋Ｌ2b）／２ …（１０１）となる。（１００）式と（１０１）式の＜Ｌ1＞と＜Ｌ2
＞は（９６−９９）式の差が許容範囲内にあれば、（９
６−９９）式のいずれを採用してもよい。これより、部
品情報として吸着部品２７の寸法が許容範囲で判明する
ので、現在ノズル２２に吸着されている部品２７が該当
する部品であるかが予め記録された部品情報との比較に
よって許容範囲内で認識し検証できる。以上のことは、
吸着部品が縦長Ｌ1≧Ｌ2としたが、横長Ｌ1＜Ｌ2にも適
用できる。

【０１２２】具体例４では、２つの発光部と受光部によ
る処理について述べる。

【０１２３】同じ部品装着情報が上述の具体例１から３
までの方法で二対の発光部と受光部から得られる。具体
例１から３を参照してノズルの中心点と吸着部品３６に
関する情報が簡単に得られるためには、受光部１２Ａと
１２Ｂは直行するように設定されなければならない。発
光部と受光部の平行度の補正は（１）式で行う。受光部
１２Ａと１２Ｂは互いに独立しているので、原点をノズ
ル中心とすると便利である。ノズル中心を原点にして
も、各座標は平行移動するのみであるから、得られる特
徴にはなんの影響はない。吸着部品３６の外形点の座標
をＡ（ｘ1，ｙ1），Ｂ（ｘ2，ｙ2），Ｃ（ｘ3，ｙ3）Ｄ
（ｘ4，ｙ4）とする。

【０１２４】図５または図３０で受光部１２Ａと１２Ｂ
からのノズルの位置を計測する。または、受光部１２Ａ
と１２Ｂからのノズルの位置は部品装着系のノズルの座
標を利用する。ノズルの中心を通して受光部１２Ａと１
２Ｂは結合する。

【０１２５】図２７において、受光部１２Ａの両端をＦ
とＥとする。光部１２Ｂの両端をＦとＧとする。受光部
１２Ａのノズル中心をＯａとする。受光部１２Ｂのノズ
ル中心をＯbとする。受光部１２ＡはＸ軸と平行で、受
光部１２ＢはＹ軸と平行とする。

【０１２６】ノズル中心を原点としているので、吸着部
品の中心点はＰ0（ｘg−ｘc，ｙg−ｙc）である。補正
値が吸着部品中心になる。

【０１２７】具体例１または２の方法で、吸着部品３６
のＡ（ｘ1，ｙ1）とＣ（ｘ3，ｙ3）は受光部１２Ａの投
影からは定まる。同様に、吸着部品３６のＢとＤは受光
部１２Ｂの投影からＢ（ｘ2，ｙ2）とＤ（ｘ4，ｙ4）は
定まる。具体例３の方法では、受光部１２Ａと１２Ｂの
投影からＡ（ｘ1，ｙ1）、Ｂ（ｘ2，ｙ2）、Ｃ（ｘ3，
ｙ3）とＤ（ｘ4，ｙ4）がそれぞれ求まる。平均操作に
よって吸着部品３６の形状ゆらぎが減少する。

【０１２８】この結果を利用してノズルの中心座標の実
測、具体例１、２、３と５など本発明で述べた同様の部
品装着情報が得られる。あらゆる吸着部品姿勢にも有効
で、図１６から２４図の場合も処理できる。

【０１２９】ノズル２２に部品２８が正常に吸着された
状態を図１５に示す。図１６のように部品２９が立った
状態で吸着されると、上述の情報処理を行うと、部品情
報としてあらかじめ吸着部品２９の外形寸法が分かって
いるので、不適切な投影が得られる。このような部品２
９の吸着は誤りとして処理し、吸着した部品２９を所定
の位置に捨てる。部品の吸着をやり直す。上述の発明を
利用した複数ノズル２２の同時または選択的処理につい
て図１９から２４を使って述べる。

【０１３０】通常は、図１７と図１８のように１つのヘ
ッドが装備され、平行光１８が１つの吸着部品３１に照
射される。チップ部品のように小さな吸着部品３１を処
理するには、図１７と図１８は平行光１８の受光利用効
率がよくない。そこで、図１９−２４のように複数のヘ
ッドを同一の光学機構１５に装備し、同時に吸着部品３
２−３４の部品装着情報処理を行えば時間が短縮でき
る。

【０１３１】図１９と図２０は複数のノズル２２に吸着
された部品３２に平行光１８を照射して部品装着情報処
理を行う状態を示している。

【０１３２】図２１と図２２は、平行光１８で利用でき
る領域を有効に利用して、吸着部品３３をノズル２２で
吸着する位置を意図的に大きくずらすして、図２０より
大きな吸着部品３３を同時処理する。

【０１３３】図２３と図２４は、平行光１８で処理でき
る最大吸着部品３４を処理するものである。

【０１３４】図１９−２４では、複数のヘッドで平行光
１８で処理できる領域を最大に利用して、吸着部品３２
−３４の部品装着情報処理ができる。

【０１３５】具体例５について述べる。

【０１３６】発光部２１から平行光１８が受光部１２に
垂直に照射するように設定する。図２８に示す円柱部３
８と矩形部３７を有する異形部品３９の円柱部３８に平
行光１８を吸着部品３９を停止した状態で照射する。円
柱部の中心をＰ0（ｘ0，ｙ0）とする。Ｂの座標を（ｘ
1，ｙ1）、Ａの座標を（ｘ2，ｙ2）、Ｃの座標を（ｘ
3，ｙ3）、Ｄの座標を（ｘ4，ｙ4）とする。Ｑcは部品
３９を吸着したノズル２２の中心座標である。

【０１３７】円柱部３８のＢとＡの投影をｘ1とｘ2とす
る。平行光が受光部１２に対して時計方向に（反時計方
向でもよい）角度αになるように設定する。平行光１８
が接する円柱部３８のＣとＤの投影をＫ1とＫ2とする。
平行光１８はＣとＤで接するので、直線ＤＣと直線ＡＣ
の角度はαになる。

【０１３８】点ＡとＢを時計方向にα回転させるとＤと
Ｃになるので、

【数６５】ｘ3＝（ｘ1−ｘ0）ｃｏｓα＋ｘ0 …（１０２）ｙ3＝−（ｘ1−ｘ0）ｓｉｎα＋ｙ0 …（１０３）ｘ4＝（ｘ2−ｘ0）ｃｏｓα＋ｘ0 …（１０４）ｙ4＝−（ｘ2−ｘ0）ｓｉｎα＋ｙ0 …（１０５）となる。

【０１３９】そして、ＤとＣでは、

【数６６】ｙ3／（ｘ3−Ｋ1）＝ｃｏｔα …（１０６）ｙ4／（ｘ4−Ｋ2）＝ｃｏｔα …（１０７）が成り立つ。

【０１４０】Ｐ0（ｘ0，ｙ0）は、

【数６７】ｘ0＝（ｘ1＋ｘ2）／２ …（１０８）ｙ0＝（ｙ3＋ｙ4）／２ …（１０９）である。ｘ1とｘ2は測定できるので、ｘ0は定まる。
（１０２−１０５）式を（１０９）に代入すると、

【数６８】ｙ0＝（２ｘ0−Ｋ1−Ｋ2）ｃｏｔα／２ …（１１０）になる。Ｋ1とＫ2は測定され、ｘ0とｃｏｔαは定まっ
ているのでｙ0は決定できる。そこで、Ｐ0は（１０８）
式と（１１０）式で決まる。

【０１４１】ノズルの中心Ｑc（ｘc，ｙc）とすると、
円柱部３８を有する吸着部品３９の補正値（ｘf，ｙf）
は

【数６９】ｘf＝ｘ0−ｘc …（１１１）ｙf＝ｙ0−ｙc …（１１２）である。以上から、円柱部３８を有する吸着部品３９を
静止したままで補正値が決定できる。

【０１４２】ｘ1−ｘ2とＫ1−Ｋ2は円柱部３８の直径に
等しいので、予め記録された部品情報との比較から吸着
部品３９の認識が許容範囲内できる。

【０１４３】複数の角度αiから円柱部３８の投影位置
Ｋ1iとＫ2iから（１１０）式のｙ0の平均値をとり、円
柱部の揺らぎを次式によって減らすことができる。

【数７０】円柱部からなる部品にも適用できる。

【０１４４】吸着部品３９の部分形状３７が矩形のとき
は、具体例１，２または３の方法でできる。吸着部品３
９の矩形部３７が複雑な場合、吸着部品３９の傾きと傾
き方向は画像処理のような他の方法を取らなければなら
ない。平行光１８を吸着部品の複雑な形状部分または部
品のリードに斜めから照射しても、吸着部品の有効な情
報は得られない。そこで、図３１に示すように光センサ
機構４１と画像取得センサ機構４２の両方を装備すれ
ば、機能と性能は一段と向上する。

【０１４５】光センサ機構４１は図１と図５他のように
発光部２１と受光部１２を有する。画像取得センサ機構
４２は、照明機構、カメラとＣＣＤのような受光部から
なる。画像取得信号は吸着部品の有効な情報を得るため
に画像処理によって処理される。図３１は、光センサ機
構４１と画像取得センサ機構４２が共に部品装着装置１
０に備えられている様子を示している。吸着部品は光セ
ンサ機構４１によって吸着部品を回転することなく静止
させたままで処理されるので、画像取得センサ機構４２
によって取得される吸着部品の静止画像を処理するには
画像処理は有効である。光センサ機構４１によって本発
明の部品装着情報は同様に得られる。

【０１４６】図４のノズル２２の円柱は図２９の円柱３
８と同じで形状あるので、図２９の円柱から得られる中
心座標は図３０のズルの中心座標に適用できる。そこ
で、（１０２−１１０）式はそのままノズル２２に適用
できる。図４の投影位置Ｎ1とＮ2は図２９の投影位置ｘ
1とｘ2に相当する。ノズル２２のＸ軸の中心座標を示す
（２）式は（１０８）式と同じである。ノズル２２のＹ
軸の中心座標は（１１０）式と同じで与えられる。

【０１４７】ノズル２２の中心座標が部品装着装置にお
ける座標として分かっているので、受光部１２に対する
Ｘ，Ｙ座標系が、ノズル２２の座標を介して、ノズル２
２の中心を含む部品装着装置１０の座標と結合した。

【０１４８】この方法で、図１７と図１９に示す単体の
ノズル２２と複数のノズル２２のＸ，Ｙ座標が測定でき
る。以上に述べてたように本発明の主眼は、部品装着情
報を得るのに回転操作なしで、静止のままの姿勢で０度
を含む複数の角度から光を対象物に照射して、投影情報
の処理を行い、部品装着情報を得ることにある。

【０１４９】

【発明の効果】本発明の効果を下記に示す。

【０１５０】ノズルの中心座標の測定効果を次に示す。（１）（２）式、（６）式と（８）式に示すように部
品装着情報を得るのに十分な精度のある部品を使って受
光部に対して部品を吸着するノズル中心のＸ，Ｙ座標が
実測データから算出できる。（２）（１０８）式と（１１０）式に示すようにノズ
ルの円柱部の実測データからノズルのＸ，Ｙ座標が算出
できる。（３）そして、受光部の座標系と吸着部品をプリント
基板２に装着する機械座標系がノズルの中心座標を通し
て完全に結合できる。

【０１５１】具体例１と２の作用効果は次の通りであ
る。（１）平行光は受光部に対して０度を含む異なる複数
の角度から照射を行うので、吸着部品の複数点のＸとＹ
座標が実測データから算出される。（２）ノズルに吸着されて、回転操作をしないで静止
のままで吸着部品の装着姿勢に対する傾きと、吸着され
たノズルの中心と吸着部品の中心とのずれが実測データ
から演算式で算出できる。（３）部品情報を予め記録しておくと、吸着部品の外
形複数点のＸとＹ座標方向の差による吸着部品の傾き角
度変化の式が（３７）式と（３８）式として得られるの
で、吸着部品の回転角度が算出できる。（４）吸着部品の外形複数点のＹ座標方向の差から吸
着部品の傾き角度変化の（３８）式が極値を持たない曲
線である。（３８）式の角度と吸着部品投影の長さは一
対一対応している。これを利用して、回転角度全域にわ
たってどんな吸着部品姿勢でも吸着部品の回転角度が算
出できる。（５）（３７）式と（３８）式より吸着部品の外形複
数点のＸとＹ方向の角度変化の式の交点の前後から傾き
の大きな式によって吸着部品の回転角度がより正確に算
出できる。（６）吸着部品の複数点のＹ座標が分かるので、吸着
部品の複数点のＹ軸方向の差から吸着部品が時計方向か
時計と反対方向に傾いているかが（１５）式と（２２）
式または（３２）式と（３３）式の比較から判別でき
る。（７）移動中測定を行い、部品装着情報処理を行うこ
とができる。（８）吸着部品が大きくまたは少し傾いてノズルに吸
着された場合でも、あらゆる姿勢に対しても本手法は有
効である。（９）複数の吸着された部品も同時または順次に処理
できる。

【０１５２】具体例３の作用効果は次の通りである。（１）吸着部品に平行光を左右から複数の角度で放射
する。（２）部品がノズルで吸着され、回転操作を行わない
静止したままで、吸着部品の外形点全てが投影の実測デ
ータから判明する。（３）吸着部品の全外形点座標から吸着部品の傾きが
（７９−８３）式から算出できる。（４）吸着部品をカメラで全体を捕らえる画処処理と
同等の情報が得られる。（５）部品がノズルで吸着され、回転操作を行わない
静止したままで、吸着部品の回転角度が吸着部品の寸法
誤差の影響を平均操作によって軽減されて求まる。（６）ノズルの中心と装着姿勢の吸着部品の中心のず
れである補正値は吸着部品の寸法誤差の影響を平均操作
によって軽減されて求まる。（７）吸着部品の外形寸法が平均値で算出できるの
で、吸着部品の検証ができる。（８）吸着部品を装着する姿勢矯正角度の算出と処
置、補正値の算出処理は吸着部品をプリント基板に移動
中に処理できる。（９）吸着部品の全外形点座標から吸着部品の傾きを
算出する。（１０）複数の吸着された部品も同時または順次に処
理できる。

【０１５３】具体例４では、２対の発光部と受光部によ
ってあらゆる姿勢の吸着部品の部品装着情報が得られ
る。

【０１５４】具体例５では、円柱部を有する部品または
円柱部の部品である異形部品の中心座標とノズルの中心
座標が同一方法で計測算出できる。上述等の格別な効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学系の回転機構の概略図である。

【図２】回転角度制御できる回転機構に具備された光学
機構よりノズルに吸着された部品に左右斜めから平行光
を照射する概略図である。

【図３】発光部と受光部を平行にするために補正角度を
計測する図である。

【図４】ノズル中央のＸ座標を実測する図である。

【図５】２つの精度のある吸着部品姿勢から、ノズルの
中心座標を実測データから算出する図である。

【図６】異なる２つの角度からノズルに吸着された部品
の２つの外形点に光を照射して、吸着部品の投影から部
品装着情報を実測データから求める図である。

【図７】吸着された部品に、１つは受光部に対して垂直
に光を照射し、もう１つは斜めから吸着部品の複数の外
形点に光を照射して、吸着部品の投影から部品装着情報
を実測データから求める図である。

【図８】縦長に吸着された部品を左右に回転するようす
である。

【図９】平行光が受光部に対して垂直に照射されなが
ら、図８のように縦長に吸着された部品が左右±９０度
回転したとき、（３７）式と（３８）式の変化を表して
いる。

【図１０】垂直方向に横長に吸着された部品を左右に回
転するようすである。

【図１１】光が受光部に対して垂直に照射されながら、
図１０のように縦長に吸着された部品が左右±９０度回
転したとき、（３７）と（３８）式の変化を表してい
る。

【図１２】吸着部品の縦と横の長さが（ａ）：１×０．
６、（ｂ）：１×０．５と（ｃ）：０．９×０．４と変
化したとき、（３７）式と（３８）式の変化を示してい
る。

【図１３】異なる２つの角度からノズルに吸着された部
品の２つの外形点に平行光を照射して、吸着部品のそれ
ぞれの外形点のＸ，Ｙ座標を実測データから求める図で
ある。

【図１４】図１３と異なる方向から、異なる２つの角度
からノズルに吸着された部品の２つの外形点に光を照射
して、吸着部品のそれぞれの外形点のＸ，Ｙ座標を実測
データから求める説明図である。

【図１５】正常にノズルに部品が吸着されたようすであ
る。

【図１６】ノズルに部品が異常に吸着されたようすであ
る。

【図１７】発光部と受光部の間に部品を吸着するヘッド
とノズルを１セット装備されたようすを示す図である。

【図１８】発光部と受光部の間にヘッドとノズルが１セ
ット装備したユニットで、吸着された部品に光が当たる
ようすをしめしている。

【図１９】発光部と受光部の間に部品を吸着するヘッド
とノズルを複数セット装備したようすである。

【図２０】発光部と受光部の間にヘッドとノズルが複数
セット装備したユニットで、吸着された部品に光が当た
るようすである。

【図２１】発光部と受光部の間に部品を吸着する複数セ
ット装備したヘッドとノズルで、発光部と受光部の大き
さを効率よく利用するようすを示す図である。

【図２２】発光部と受光部の間に部品を吸着する複数セ
ット装備したヘッドとノズルで、吸着された部品に光が
当たるようすである。

【図２３】発光部と受光部の間にヘッドとノズルが複数
セット装備したユニットで、１つのノズルで大きな部品
を吸着したときのようすである。

【図２４】発光部と受光部の間にヘッドとノズルが複数
セット装備したユニットで、１つのノズルで大きな部品
を吸着したときに、吸着部品に光を当てるようすであ
る。

【図２５】部品供給機のフィーダから部品を吸着して、
吸着した部品の情報処理をプリント基板の所定の位置に
装着する間に終了させるようすを示す図である。

【図２６】図９，１１と１２のグラフの式を導く図であ
る。

【図２７】２対の発光部と受光部によって吸着部品に光
を交互に照射して部品装着情報を得る図である。

【図２８】円柱部を有する異形部品の吸着状態を示す図
である。

【図２９】異形部品の円柱部の中心座標を求める図であ
る。

【図３０】ノズルの円柱部からノズルの中心座標を求め
る図である。

【図３１】画像処理装置と光センサユニットが併用され
る図である。

【図３２】移動可能な発光部の概念図である。

【符号の説明】

１１回転光学機構１２受光部１３レーザダイオード１４レンズ１５光学機構１７吸着部品１８平行光１９レーザ光２１発光部４１光センサ機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０５Ｋ 13/04 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４０５Ｃ 13/08 15/64 Ｃ３２５Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部品を吸着してこれを所定位置に装着す
る方法と装置にあって、光センサ機構は発光部と受光部
から構成され、前記発光部は０度を含む任意角度から光
を吸着部品に照射し、前記受光部で前記吸着部品の投影
を受光することを特徴とする部品装着方法および装着装
置。
【請求項２】前記発光部は光学機構と回転機構から構
成され、前記光学機構は発光素子とレンズまたは発光素
子アレイから構成され、前記回転機構に設置され、そし
て前記回転機構は回転角度制御され、光の照射角度を設
定することを特徴とする請求項１記載の部品装着方法お
よび装着装置。
【請求項３】前記光学機構を具備する前記回転機構
は、直接駆動により前記回転角度制御されることを特徴
とする請求項２記載の部品装着方法および装着装置。
【請求項４】前記ノズルに吸着された部品装着情報を
得るのに十分な精度の部品を、前記回転機構で回転さ
せ、前記受光部に発生する前記吸着部品の投影が最小と
なる回転角をもって前記吸着部品の傾き角度を算出し、
前記傾き角度により前記発光部の前記受光部に対する傾
きを補正し、前記発光部から前記受光部に垂直に光が照
射される回転光学機構の０度を定めることを特徴とする
請求項１記載の部品装着方法および装着装置。
【請求項５】前記部品を吸着してこれを所定位置に装
着する方法と装置にあって、前記部品装着情報を得るの
に十分な精度の部品をノズルに吸着させ、前記吸着部品
の回転操作および光の照射角度操作により、前記受光部
における吸着部品の投影情報から演算により実測ノズル
中心座標を求めることを特徴とする部品装着方法および
装着装置。
【請求項６】前記部品を吸着してこれを所定位置に装
着する方法と装置にあって、ノズルの円柱部に０度を含
む複数の角度から光を発光部から照射し、前記受光部に
おける前記円柱部の投影情報から前記実測ノズル中心座
標を求めることを特徴とする部品装着方法および装着装
置。
【請求項７】前記部品を吸着してこれを所定位置に装
着する方法と装置にあって、光を前記受光部に対して０
度を含む複数の角度から前記ノズルに吸着された前記部
品に前記発光部から照射し、前記受光部における前記吸
着部品の投影情報から、ノズル中心座標の導入または導
入なしで、前記部品装着情報を演算で求めることを特徴
とする部品装着方法および装着装置。
【請求項８】前記部品を吸着してこれを所定位置に装
着する方法と装置にあって、円柱部を有する吸着部品ま
たは円柱部からなる吸着部品の前記円柱部に０度を含む
複数の角度から光を前記発光部から照射し、前記受光部
における前記円柱部の投影情報から前記円柱部の中心座
標を得て、ノズル中心座標の導入または導入なしで、前
記部品装着情報を求めることを特徴とする部品装着方法
および装着装置。
【請求項９】部品情報をメモリに予め記録し、これを
用いて前記受光部における前記吸着部品の投影情報から
前記部品装着情報を演算により求めることを特徴とする
請求項７記載の部品装着方法および装着装置。
【請求項１０】前記ノズルを回転することなく、前記
ノズルに吸着された前記部品を静止のままの姿勢で、前
記受光部における前記吸着部品の投影情報から前記部品
装着情報を演算により求めることを特徴とする請求項７
記載の部品装着方法および装着装置。
【請求項１１】吸着部品外形の複数点の座標を求める
ことを特徴とする請求項７記載の部品装着方法および装
着装置。
【請求項１２】回転補正前の吸着部品の中心座標とノ
ズル中心座標との中心位置差に傾き角度の回転補正が必
要なときのみ回転補正を行い、装着姿勢の吸着部品の中
心座標とノズル中心座標とのずれである補正値を基に所
定の位置に吸着部品を装着することを特徴とする請求項
７記載の部品装着方法および装着装置。
【請求項１３】前記吸着部品外形の複数点の座標から
吸着部品の部品情報を算出することを特徴とする請求項
７記載の部品装着方法および装着装置。
【請求項１４】前記部品情報の導出、そしてまたは導
出された前記部品情報と予め記録された前記部品情報と
の比較に基づき前記吸着部品の認識を許容範囲内で行う
ことを特徴とする請求項７記載の部品装着方法および装
着装置。
【請求項１５】前記吸着部品外形の複数点のＹ軸方向
の座標の差による極値をもたない曲線により吸着部品の
傾き角を導くことを特徴とする請求項７記載の部品装着
方法および装着装置。
【請求項１６】前記吸着部品外形の複数点のＸ軸方向
の座標差と前記Ｙ軸方向の座標の差との交点の前後で傾
きの大きな曲線により前記吸着部品の傾き角度を求める
ことを特徴とする請求項７記載の部品装着方法および装
着装置。
【請求項１７】前記吸着部品外形の複数点の座標の比
較により吸着部品の回転方向を定めることを特徴とする
請求項７記載の部品装着方法および装着装置。
【請求項１８】前記吸着部品外形の複数点の座標から
吸着部品の傾き角を算出することを特徴とする請求項７
記載の部品装着方法および装着装置。
【請求項１９】前記吸着部品外形の複数点の座標の差
の微分から吸着部品の装着姿勢を定めることを特徴とす
る請求項７記載の部品装着方法および装着装置。
【請求項２０】前記ノズルに吸着された前記部品に、
前記回転機構を回転させ、前記発光部により前記受光部
に発生する前記吸着部品の投影が最小となる回転角によ
り吸着された前記部品の傾き角度と傾き方向を算出し、
そしてまたは回転角と前記吸着部品の投影情報から算出
される前記吸着部品情報と予め記録された前記部品情報
との比較による部品認識を前記許容範囲内で行うことを
特徴とする請求項７記載の部品装着方法および装着装
置。
【請求項２１】前記部品装着情報を導く課程で、前記
吸着部品の形状などの諸原因による誤差を軽減するため
に平均操作をすることを特徴とする請求項７記載の部品
装着方法および装着装置。
【請求項２２】前記ノズルに吸着された前記部品の投
影による部品情報が記録された前記部品情報と比較して
異常なときには、前記部品が前記ノズルに異常に吸着さ
れたことを判別することを特徴とする請求項７記載の部
品装着方法および装着装置。
【請求項２３】複数のノズルに吸着された複数の前記
吸着部品が前記吸着部品の相互の投影位置が前記受光部
で重ならないように配列され、かつ選択的にまたは全て
の前記吸着部品を同時または逐次部品装着情報処理する
ことを特徴とする請求項７記載の部品装着方法および装
着装置。
【請求項２４】前記ノズルにより前記部品を吸着後、
前記吸着部品を所定の位置に装着する間に前記部品装着
情報を導出することを特徴とする請求項７記載の部品装
着方法および装着装置。
【請求項２５】前記光センサ機構により前記吸着部品
の投影情報から演算により前記部品装着情報を求めるこ
とを特徴とする請求項７〜２４記載の部品装着方法およ
び装着装置。
【請求項２６】照射角度設定ができるレーザビームを
照射する前記発光部を走行させながらレーザビームで対
象物を照射し、前記受光部における前記対象物の投影情
報から前記部品装着情報を求めることを特徴とする請求
項３〜２４記載の部品装着方法および装着装置。
【請求項２７】画像処理装置と前記光センサ機構を併
用し前記部品装着情報を求めることを特徴とする請求項
１〜２６記載の部品装着方法および装着装置。
【請求項２８】前記発光部と前記受光部からなる前記
光センサ機構を２対設置し、前記部品装着情報を求める
ことを特徴とする請求項１〜２７記載の部品装着方法お
よび装着装置。