JPWO2004051731A1 - 部品供給ヘッド装置、部品供給装置、部品実装装置、及び実装ヘッド部の移動方法 - Google Patents

Abstract

部品供給ヘッド装置（５０、２５０）において、部品（２）を解除可能に保持する保持部（５２）と、上記保持部をその軸心を回転中心として回転させる回転装置とを有するヘッド部（５１）を、昇降動作及び反転動作の対象物とさせて、当該対象物である上記ヘッド部とは別の構成として、上記ヘッド部を昇降させるヘッド昇降装置（７０）と、上記ヘッド部を反転させるヘッド反転装置（６０）とを備えさせる。

Description

本発明は、部品取出し位置において、部品配置部に配列された部品をその基板への実装側表面にて保持して、上記保持された部品を部品受渡し位置に移動させるとともに、上記部品の上記実装側表面を反転させて、上記部品受渡し位置において上記部品を実装ヘッド部に受け渡し、上記実装ヘッド部による上記基板への上記部品の実装を可能とさせる部品供給ヘッド装置、並びに上記部品供給ヘッド装置を備える部品供給装置及び部品実装装置、及び実装ヘッド部の移動方法に関する。

従来、この種の部品供給ヘッド装置は種々の構造のものが知られている（例えば、特開平１１−１０２９３６号公報参照）。例えば、図１２に示すような部品供給ヘッド装置５０１がある。
図１２に示すように、部品供給ヘッド装置５０１は、部品を保持する保持ノズル５０２をその先端に有して、保持ノズル５０２をその軸芯を回転中心として回転（いわゆるθ回転）可能に支持するヘッド部５０３と、保持ノズル５０２を上記軸芯回りにθ回転させるθ回転装置５１０と、このヘッド部５０３を回転させて上下方向に反転させるヘッド反転装置５２０と、このヘッド部５０３をその軸芯沿いの方向に昇降させるヘッド昇降装置５３０とを備えている。
図１２に示すように、ヘッド部５０３は、保持ノズル５０２がその先端に固定されたボールねじ軸部５０４と、このボールねじ軸部５０４に螺合されたナット部５０５とを備えている。また、θ回転装置５１０は、駆動モータの回転運動を、カムとカムフォロアを用いて、ナット部５０５に上下方向の往復運動として伝達することが可能となっている。ナット部５０５が上下方向に往復運動されることにより、ボールねじ軸部５０４が上記軸芯回りに回転されて、保持ノズル５０２のθ回転が可能となっている。
また、図１２に示すように、θ回転装置５１０及びヘッド反転装置５２０は、共にヘッドフレーム５４０により支持されており、また、ヘッド部５０３も、上記反転可能に、ヘッドフレーム５４０に支持されている。さらに、ヘッド昇降装置５３０は、ヘッドフレーム５４０を昇降させることで、ヘッド部５０３を昇降させることが可能となっている。
また、図１２においては図示しないが、部品供給ヘッド装置５０１には、部品供給装置において取り出し可能に夫々の部品が配列された部品配置部よりヘッド部５０３により、部品を取出す位置から、部品実装装置における基板への部品実装を行う実装ヘッドに、上記取り出した部品を受け渡す部品受け渡し位置との間でヘッド部５０３を移動させる移動装置（図示しない）が備えられている。この移動装置は、ヘッド部５０３、θ回転装置５１０、ヘッド反転装置５２０、ヘッドフレーム５４０、及びヘッド昇降装置５３０の夫々を一体的に移動させることで、ヘッド部５０３の上記移動を行う構成とされている。

現在、複数の部品を基板に実装して部品実装基板を生産する部品実装においては、上記部品実装基板の品質を向上させるために部品実装の精度の向上を図ることと、併せてその生産コストを削減することが強く要望されている。このように生産コストを削減するための一つ手法としては、部品実装の高速化を図り、生産効率を向上させることが考えられる。一方、このように部品実装の高速化を図れば、部品実装装置における各構成部の動作速度の高速化も図る必要があり、それに伴って振動の発生が大きくなり、当該振動の発生が部品実装の精度に大きく影響し、部品実装の精度を低下させることも考えられる。
部品実装の精度を低下させずに、当該部品実装の高速化を図る一つの手法としては、部品供給ヘッド装置５０１における上記移動装置によるヘッド部５０３の移動の動線である部品供給動線（すなわち、部品取出し位置から部品受渡し位置までの動線）と、実装ヘッド部の移動の動線である部品実装動線（すなわち、部品受渡し位置から基板上の部品の実装位置までの動線）とを比較して、直接的に部品実装動作に影響を与える実装ヘッド部の上記部品実装動線の距離を短くするとともに、その動作速度を抑えて振動の発生を低減させ、かつ、直接的に部品実装動作に影響を与えることが少ないヘッド部５０３の上記部品供給動線の距離を長くするとともに、その動作速度の高速化を図って、当該移動に要する時間の短縮化を図ることが考えられる。
このような手法を実現可能とするためには、部品供給ヘッド装置５０１のヘッド部５０３を高速移動可能、かつ、少しでも部品が実装される基板への近傍（すなわち、基板近傍における実装ヘッド部と基板との間）へと移動可能とする必要がある。
しかしながら、従来の構成では、部品供給ヘッド装置５０１において、実際に移動される構成部分が、ヘッド部５０３、θ回転装置５１０、ヘッド反転装置５２０、ヘッドフレーム５４０、及びヘッド昇降装置５３０というように、コンパクトなものではなく、上記手法を実現することが困難であるという問題点がある。
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、部品配置部より供給される夫々の部品をヘッド部により保持して移動させ、基板への部品実装を行う実装ヘッド部に上記保持された部品を受け渡して、上記夫々の部品の供給を行う部品供給ヘッド装置において、上記ヘッド部の上記移動の高速化及びコンパクト化を図って、部品実装の精度の向上及び生産性の向上を実現可能な部品供給ヘッド装置、並びに上記部品供給ヘッド装置を備える部品供給装置、部品実装装置、及び実装ヘッド部の移動方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、部品取出し位置において、部品配置部に配列された部品をその基板への実装側表面にて保持して、上記保持された部品を部品受渡し位置に移動させるとともに、上記部品の上記実装側表面を反転させて、上記部品受渡し位置において上記部品を実装ヘッド部に受け渡し、上記実装ヘッド部による上記基板への上記部品の実装を可能とさせる部品供給ヘッド装置において、
上記部品を解除可能に保持する保持部と、上記保持部をその軸心を回転中心として回転させる回転装置とを有するヘッド部と、
上記保持部の上記軸心沿いの方向に昇降可能に、上記ヘッド部を支持するとともに上記昇降を案内可能な昇降支持案内部を有し、上記保持部の上記軸心と略直交する方向に配置された反転中心において上記ヘッド部を上記昇降支持案内部を介して反転させて、上記保持部をその上記軸心沿いの方向において反転させるヘッド反転装置と、
上記昇降支持案内部により案内されながら、上記保持部の上記軸心沿いの方向に上記ヘッド部を昇降させて、上記保持部を昇降させるヘッド昇降装置と、
上記ヘッド昇降装置及び上記ヘッド反転装置を支持するヘッド支持部と、
上記部品取出し位置と上記部品受渡し位置との間において、上記ヘッド支持部を移動させるヘッド移動装置とを備える部品供給ヘッド装置を提供する。
本発明の第２態様によれば、上記ヘッド昇降装置は、
上記保持部の上記軸心と略直交する方向において配置された回転中心を偏心軸として有し、上記回転中心回りの偏心の回転運動を行うカム部と、
上記カム部を上記回転中心回りに回転運動させる昇降用駆動装置と、
上記ヘッド部に備えられて、上記カム部の上記偏心の回転運動を上記保持部の上記軸心沿いの方向における上記昇降の往復運動に変換するカムフォロア部とを備えている第１態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。
本発明の第３態様によれば、上記カム部は、上記偏心軸の周囲に連続的に形成されて、上記回転運動を上記カムフォロア部に伝達するカム曲線部を備え、
上記カム曲線部は、上記カムフォロア部と当接される当接部と、上記当接部に連続して形成された上記カムフォロア部との上記当接が退避される当接退避部とを有する第２態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。
本発明の第４態様によれば、上記ヘッド反転装置による上記ヘッド部の反転は、上記ヘッド昇降装置における上記カム部と上記カムフォロア部との上記当接が退避された状態で可能とされる第３態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。
本発明の第５態様によれば、上記ヘッド昇降装置は、上記カム部と上記カムフォロア部との上記当接が退避された状態の上記カム部の回転運動に回転負荷を付与する回転負荷部をさらに備える第４態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。
本発明の第６態様によれば、上記ヘッド昇降装置の上記カム部の上記回転中心、及び上記ヘッド反転装置の上記反転中心は、互いに上記ヘッド移動装置の移動方向と略直交する方向に配置されている第２態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。
本発明の第７態様によれば、上記保持部の上記軸芯と略直交し、かつ、上記ヘッド移動装置の移動方向と略直交する方向において、上記ヘッド支持部を移動させるヘッド支持部移動装置をさらに備える第１態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。
本発明の第８態様によれば、上記昇降支持案内部は、上記ヘッド部又は上記ヘッド反転装置のいずれか一方に取り付けられたレール部と、いずれか他方に取り付けられた上記レール部に係合されかつ案内されながら移動可能なレール係合部を有するＬＭガイドである第１態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。
本発明の第９態様によれば、上記部品配置部に配列された上記部品の画像の撮像を行ない、上記部品配置部における当該部品の配置を認識する部品認識装置をさらに備え、
上記部品認識装置は、上記ヘッド支持部に支持されて、上記ヘッド移動装置により上記ヘッド支持部とともに移動可能とされる第１態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。
本発明の第１０態様によれば、第１態様に記載の部品供給ヘッド装置と、
上記ヘッド部に取り出し可能に複数の上記部品を配列する上記部品配置部と、
上記部品配置部に上記夫々の部品を配置可能に収納する部品供給収納部とを備える部品供給装置を提供する。
本発明の第１１態様によれば、第１０態様に記載の部品供給装置と、
上記部品を解除可能に保持する上記実装ヘッド部と、
上記基板を解除可能に保持する基板保持部と、
上記基板保持部と上記実装ヘッド部との位置決めを行う位置決め装置とを備える部品実装装置を提供する。
本発明の第１２態様によれば、実装ヘッド部による基板への部品の実装が行われる基板実装領域の上方から、反転ヘッド部に保持された上記部品の上記実装ヘッド部への受け渡しが行われる部品受け渡し位置まで、上記実装ヘッド部を移動させる方法において、
上記基板実装領域と上記部品受渡し位置との間における上記実装ヘッド部の移動における上記実装ヘッド部と上記反転ヘッド部とが干渉しないような通過点を算出し、
上記実装ヘッド部が移動された場合に、上記算出された通過点を通過するまでに要する移動時間を、上記基板の表面沿いの方向における移動と上記基板の表面と略直交する方向における移動との夫々において算出し、
上記算出された夫々の移動時間のうちの長い方の上記移動を開始するとともに、上記夫々の移動時間の差を算出し、
上記移動時間の差分だけ上記他方の移動の開始を待機させた後、上記他方の移動を開始して、上記通過点を経由するように上記実装ヘッド部を上記部品受け渡し位置にまで移動させる実装ヘッド部の移動方法を提供する。
本発明の上記第１態様によれば、部品供給ヘッド装置において、反転動作及び昇降動作が行われる対象物であるヘッド部が、部品を保持する機能を有する保持部とこの上記保持部のその軸心回りの回転を行う回転装置のみを備える最小限の構成として、上記ヘッド部の上記反転動作を行うヘッド反転装置と上記昇降動作を行うヘッド昇降装置とを上記対象物に含ませるのではなく、上記ヘッド部とは別に備えさせていることにより、上記ヘッド部のコンパクト化を図ることができる。
すなわち、上記ヘッド部を上記昇降可能に支持するとともに上記昇降を案内可能な昇降支持案内部を介して、上記ヘッド部が反転可能に上記ヘッド反転装置により支持されており、かつ、上記昇降支持案内部により案内されながら、上記ヘッド部を上記ヘッド昇降装置により上記昇降可能とされていることにより、上記ヘッド部を必要最小限の構成とすることができ、上記ヘッド部のコンパクト化を達成することができるものである。
このように上記部品供給ヘッド装置において、上記ヘッド部のコンパクト化を達成することができることにより、移動される上記ヘッド部を、実装ヘッド部による基板への上記部品の実装位置のできるだけ近くの位置に移動させることが可能となる。このような効果は従来においては達成することが困難なものであった。
これにより、上記ヘッド部の移動における動線である部品供給動線（すなわち、部品取出し位置から部品受渡し位置までの動線）と、上記実装ヘッド部の移動における動線である部品実装動線（すなわち、上記部品受渡し位置から上記基板への上記部品の実装位置までの動線）とにおいて、直接的に部品実装動作に影響を与える上記実装ヘッド部の上記部品実装動線の距離を短く設定して、上記実装ヘッド部の動作速度を抑えてそれに伴う振動の発生を低減させることができ、上記部品実装における実装精度を向上させることができる。さらに、それとともに、直接的に部品実装動作に影響を与えることが少ない上記ヘッド部（すなわち、上記ヘッド部の移動によって発生する振動は、上記実装ヘッド部や上記基板に影響を与えることが少ない）の上記部品供給動線の距離を長く設定して、上記ヘッド部の動作速度を高速化することが可能となる。これにより、上記部品実装における上記部品の上記実装ヘッド部への供給に要する時間を短縮化することができ、上記部品実装における生産性を向上させることができる。従って、部品実装の精度の向上及び部品実装の生産性の向上を両立して実現可能な部品供給ヘッド装置を提供することができる。
本発明の上記第２態様によれば、上記コンパクト化されたヘッド部の上記昇降動作を行う上記ヘッド昇降装置が、複雑な構成を有するのではなく、カム部とカムフォロア部というような簡単な構成を備えていることにより、上記昇降動作を確実に行うことができるとともに、上記ヘッド昇降装置自体もコンパクトなものとすることができる。これにより、上記ヘッド部とともに、上記ヘッド昇降装置及び上記ヘッド反転装置の上記部品取出し位置と上記部品受渡し位置との間の移動を行うヘッド移動装置による当該移動の速度を高速化することができ、上記実装ヘッド部への上記部品の供給に要する時間の短縮化を図ることができる。
本発明の上記第３態様、上記第４態様、及び上記第５態様によれば、上記ヘッド昇降装置における上記カム部と上記カムフォロア部との当接が退避可能であって、この当接が退避された状態で、上記ヘッド反転装置による上記ヘッド部の反転が行われる構成とされていることにより、上記ヘッド反転装置は、上記ヘッド昇降装置により上記反転の動作を阻害されることなく、上記反転の動作を行うことができる。このように上記ヘッド昇降装置と上記ヘッド反転装置とが構成されていることによって、上記反転動作及び上記昇降動作が行われる上記対象物である上記ヘッド部の構成に含まれることなく、上記ヘッド昇降装置と上記ヘッド反転装置とを上記ヘッド部とが別の構成とすることができ、上記ヘッド部のコンパクト化の達成を可能とすることができる。
また、このような上記カム部と上記カムフォロア部との当接退避の状態は、上記昇降支持案内部を介して上記ヘッド反転装置により昇降可能に支持されている上記ヘッド部が、その自重が相殺されるように、上記昇降支持案内部により案内されながら、常時上昇方向に付勢されるとともに、その付勢方向の上限位置が規制されていることにより成し得るものである。
また、上記ヘッド昇降装置が、上記カム部と上記カムフォロア部との上記当接が退避された状態の上記カム部の回転運動に回転負荷を付与する回転負荷部をさらに備えることにより、上記当接が退避されて、上記カム部と上記カムフォロア部との間の当接により、上記カム部の回転運動に対して負荷が生じないような場合であっても、上記回転負荷部により上記カム部に対して負荷を付与することができる。従って、上記カム部の回転運動を安定して行なうことが可能となり、上記回転運動の制御性を良好なものとすることができる。
本発明の上記第６態様によれば、上記ヘッド昇降装置の上記カム部の上記回転中心、及び上記ヘッド反転装置の上記反転中心が、互いに上記ヘッド移動装置の移動方向と略直交する方向に配置されていることにより、上記ヘッド昇降装置及び上記ヘッド反転装置の夫々の配置をよりコンパクトなものとすることができる。従って、上記ヘッド移動装置による上記ヘッド部の移動の速度を高速化することができ、上記ヘッド部による上記実装ヘッド部への上記部品の受渡しに要する時間を短縮化することができる。
本発明の上記第７態様によれば、上記部品供給ヘッド装置において、上記保持部の上記軸芯と略直交し、かつ、上記ヘッド移動装置の移動方向と略直交する方向において、上記ヘッド支持部を移動させるヘッド支持部移動装置がさらに備えられていることにより、上記部品受渡し位置における上記ヘッド部と上記実装ヘッド部との上記方向の位置合わせを、上記部品供給ヘッド装置側において行うことができる。これにより、上記実装ヘッド部の移動動線をより簡単なものとすることができ、上記移動に伴って発生する振動等を低減することができ、部品実装における精度を向上させることができる。
本発明の上記第８態様によれば、上記昇降支持案内部が、上記ヘッド部又は上記ヘッド反転装置のいずれか一方に取り付けられたレール部と、いずれか他方に取り付けられた上記レール部に係合されかつ案内されながら移動可能なレール係合部を有するＬＭガイドであることにより、上記夫々の態様による効果を達成することができる。
本発明の上記第９態様によれば、上記部品供給ヘッド装置が、上記部品配置部に配列された上記部品の画像の撮像を行ない、上記部品配置部における当該部品の配置を認識する部品認識装置をさらに備え、当該部品認識装置が、上記ヘッド支持部に支持されて当該ヘッド支持部と一体的な状態とされ、上記ヘッド移動装置により上記ヘッド支持部とともに移動可能とされていることにより、上記ヘッド部の移動装置と上記部品認識装置の移動装置とを上記ヘッド移動装置に共通化することができる。このような構成は、上記ヘッド移動装置による上記ヘッド部の移動速度が高速化されたことにより達成できるものであり、上記部品供給ヘッド装置の構成を簡単なものとして、その信頼性を高めることができるとともに、装置の製作コストを低減することができる。
本発明の上記第１０態様又は上記第１１態様によれば、上記夫々の態様による効果を得ることができる上記部品供給ヘッド装置を備える部品供給装置や部品実装装置において、上記部品実装の精度の向上と部品実装における生産性の向上とを両立させることができるという効果を得ることができる。
本発明の上記第１２態様によれば、上記基板実装領域と上記部品受渡し位置との間における上記実装ヘッド部の移動における上記実装ヘッド部と上記反転ヘッド部とが干渉しないような通過点を算出し、上記実装ヘッド部が移動された場合に、上記算出された通過点を通過するまでに要する移動時間を、上記基板の表面沿いの方向における移動と上記基板の表面と略直交する方向における移動との夫々において算出し、上記算出された夫々の移動時間のうちの長い方の上記移動を開始するとともに、上記夫々の移動時間の差を算出し、上記移動時間の差分だけ上記他方の移動の開始を待機させた後、上記他方の移動を開始して、上記通過点を経由するように上記実装ヘッド部を上記部品受け渡し位置にまで移動させることにより、当該移動に要する時間を短縮することができ、部品実装における生産性を向上させることができる。特に、従来においては、上記基板の表面と略直交する方向の移動を先に開始した後に、他方の移動を開始していたため、常に上記他方の移動開始が制限されることとなり、上記実装ヘッド部の移動に要する時間の短縮化を図れない場合があるという問題を改善することができる。

本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
図１は、本発明の第１実施形態にかかる電子部品実装装置の斜視図であり、
図２は、図１の電子部品実装装置が備える反転ヘッド装置の斜視図であり、
図３は、図２の反転ヘッド装置の部分拡大斜視図であり、
図４は、図２の反転ヘッド装置のＸ軸方向における断面図であり、
図５は、図４の反転ヘッド装置におけるＡ−Ａ線矢視図であり、
図６は、図４の反転ヘッド装置におけるＢ−Ｂ線矢視図であり、
図７は、上記反転ヘッド装置における電子部品の実装ヘッド部への受け渡し動作の手順を示すフローチャートであり、
図８Ａは、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄの夫々は、図７の夫々の受け渡し動作における反転ヘッド部と実装ヘッド部の関係を示す夫々の模式説明図であり、図８Ａは、反転ヘッド部が部品取出し位置にて電子部品の保持取出しを行なっている状態であり、図８Ｂは、反転ヘッド部による電子部品の保持取出しが完了し、かつ、実装ヘッド部が部品受渡し位置に位置されている状態であり、図８Ｃは、部品受渡し位置にて、反転ヘッド部から実装ヘッド部へ電子部品の受渡しが行われている状態であり、図８Ｄは、実装ヘッド部による電子部品の実装動作が行われている状態を示し、
図９は、従来の実装ヘッド部の部品受渡し位置への移動動作を示す模式説明図であり、
図１０は、従来の実装ヘッド部の部品受渡し位置への移動動作を示す模式説明図であり、
図１１は、上記第１実施形態における実装ヘッド部の部品受渡し位置への移動動作を示す模式説明図であり、
図１２は、従来の部品供給ヘッド装置を示す斜視図であり、
図１３は、上記第１実施形態の部品供給部が備える認識カメラ装置の斜視図であり、
図１４は、本発明の第２実施形態にかかる認識カメラ装置を備える反転ヘッド装置の部分的な斜視図であり、
図１５は、図１４の認識カメラ装置をＸ軸方向から見た側面図であり、
図１６は、図１４の認識カメラ装置をＹ軸方向から見た正面図であり、
図１７は、図１４の認識カメラ装置をＺ軸方向から見た平面図であり、
図１８は、上記第２実施形態の反転ヘッド装置の動作を説明する模式説明図であり、
図１９は、上記第１実施形態の反転ヘッド装置の動作及び認識カメラ装置の動作を示す模式説明図である。

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかる部品供給ヘッド装置、並びに上記部品供給ヘッド装置を備える部品供給装置、及び部品実装装置の一例である電子部品実装装置１０１を図１に示す。以下にまず、図１に基づいて、電子部品実装装置１０１の構成及び動作について説明する。
図１に示すように、電子部品実装装置１０１は、部品の一例であるチップ部品やベアＩＣチップ等の電子部品２を基板３に実装する実装動作を行う装置であり、大別して、複数の電子部品２を供給可能に収容する部品供給装置の一例である部品供給部４と、この部品供給部４から供給される各電子部品２を基板３に実装する実装動作を行う実装部５とを備えている。
図１に示す部品供給部４においては、多数の電子部品２が形成された半導体ウェハ、又は、多数の電子部品２が格子上に配列されて収容された部品トレイを、選択的に供給可能に収容している部品供給収納部の一例であるリフター部１０が、部品供給部４の図示Ｙ軸方向手前側に設置されている。
また、部品供給部４には、リフター部１０から選択的に供給される上記半導体ウェハあるいは部品トレイを配置して、夫々より電子部品２を取り出し可能な状態とさせる部品配置部の一例である供給部品配置部１２が備えられている。なお、リフター部１０から上記半導体ウェハが供給されるような場合には、供給部品配置部１２において、上記半導体ウェハに対してエキスパンド動作が施される。
さらに、部品供給部４には、供給部品配置部１２上に選択的に配置された上記半導体ウェハあるいは部品トレイから電子部品２を個別に吸着保持して、図示Ｘ軸方向沿いに実装部５に向けて移動させるとともに、上記吸着保持した電子部品２を上下方向に反転させる部品供給ヘッド装置の一例である反転ヘッド装置５０が備えられている。なお、反転ヘッド装置５０の詳細な構成については後述するものとする。
また、図１に示すように、実装部５には、電子部品２を吸着保持して基板３に実装する実装ヘッド部２０が備えられている。また、互いに図示Ｘ軸方向沿いに配置された位置であって、反転ヘッド装置５０により保持された電子部品２が実装ヘッド部２０に受渡し可能な位置である部品受渡し位置と、基板３に対する電子部品２の実装動作が行われる基板実装領域との間で、実装ヘッド部２０を支持しながら、図示Ｘ軸方向に沿って進退移動させる移動装置の一例であるＸ軸ロボット２２が、さらに実装部５に備えられている。また、反転ヘッド装置５０は、互いに図示Ｘ軸方向沿いに配置された位置である、部品供給部４の供給部品配置部１２の上方の位置である部品取出し位置と、上記部品受渡し位置との間で、上記保持された電子部品２を移動可能となっている。
また、実装ヘッド部２０は、ボイスコイルモータ等の移動手段にて昇降駆動可能であり、かつ、吸着保持した電子部品２を介して、押圧エネルギーや超音波振動エネルギーや熱エネルギー等の接合エネルギーを、電子部品２と基板３の接合部に付与できるように構成された保持部（図示しない）を備えており、電子部品２を基板３に対して加圧しながら上記接合エネルギーを付与することが可能となっている。また、Ｘ軸ロボット２２は、例えば、ボールねじ軸部とこのボールねじ軸部に螺合されたナット部とを用いた移動機構（図示しない）が備えられている。
また、図１に示すように、実装ヘッド部２０及びＸ軸ロボット２２の下方における実装部５の基台２４上には、基板３を図示Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能であって、かつ、実装ヘッド部２０に対する基板３上における電子部品２が実装される位置の位置決めを行う位置決め装置の一例であるＸＹテーブル２６が配設されている。このＸＹテーブル２６は、図示Ｘ軸方向とＹ軸方向との夫々に、例えばサーボモータにて移動駆動するとともに、リニアスケールを用いてフルクローズ制御にて位置決めすることが可能となっている。また、このＸＹテーブル２６の上面には、基板３を解除可能に保持して固定する基板保持台２８が設置されている。なお、図１において、Ｘ軸方向とＹ軸方向は、基板３の表面沿いの方向であって、かつ、互いに直交する方向である。
また、ＸＹテーブル２６には、部品撮像装置の一例である部品撮像カメラ２５が備えられている。部品撮像カメラ２５は、図示上方に配置された電子部品２の画像を撮像可能となっている。具体的には、実装ヘッド部２０により吸着保持された電子部品２を、ＸＹテーブル２６による部品撮像カメラ２５の図示Ｘ軸方向又はＹ軸方向の移動により、部品撮像カメラ２５の上方に位置させることにより、当該画像を撮像することができる。電子部品実装装置１０１においては、このような電子部品２の画像に基づいて、当該電子部品２が基板３への実装に適しているかどうかや、実装ヘッド部２０による当該電子部品２の吸着保持姿勢が判断される。
また、図１に示すように、電子部品実装装置１０１には、基台２４の上面における図示Ｙ軸方向手前側の端部において、図示Ｘ軸方向左向きに基板３を搬送し、基板保持台２８への基板３の供給及び基板保持台２８からの基板３の排出を行う基板搬送装置３０が備えられている。基板搬送装置３０は、電子部品実装装置１０１の図示Ｘ軸方向右側の端部からＸＹテーブル２６上の基板保持台２８にまで、基板３を搬送して供給するローダ部の一例であるローダ３２と、基板保持台２８から電子部品実装装置１０１の図示Ｘ軸方向左側の端部にまで、基板３を搬送して排出するアンローダ部の一例であるアンローダ３４とを備えている。なお、本第１実施形態においては、電子部品実装装置１０１におけるＸＹテーブル２６と基板支持台２８とが、基板３の上記移動及び保持を行う基板保持移動装置の一例となっている。
次に、このような構成を有する電子部品実装装置１０１における電子部品２の基板３への実装動作について説明する。
図１の電子部品実装装置１０１において、基台２４上におけるローダ３２及びアンローダ３４の間に位置するように、基板保持台２８がＸＹテーブル２６により移動される。それとともに、電子部品実装装置１０１にて夫々の電子部品２の実装が行われるべき基板３が、例えば、電子部品実装装置１０１に隣接する他の装置等より基板搬送装置３０のローダ３２に供給されて、ローダ３２にて基板搬送方向Ｂに基板３が搬送されて、この基板３が基板保持台２８に供給されて保持される。その後、ＸＹテーブル２６が図示Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動されて、基板３が上記基板実装領域に移動される。
一方、部品供給部４において、供給部品配置部１２に配置された夫々の電子部品２が、反転ヘッド装置５０により上記部品取出し位置にて吸着保持されて取り出される。反転ヘッド装置５０において、この電子部品２が反転されるとともに、上記部品取出し位置より上記部品受渡し位置にまで移動される。また、実装部５にて実装ヘッド部２０が、Ｘ軸ロボット２２により、上記部品受渡し位置にまで移動されて、反転ヘッド装置５０から実装ヘッド部２０に電子部品２が受け渡される。その後、上記受け渡された電子部品２を吸着保持した状態の実装ヘッド部２０が、Ｘ軸ロボット２２により、上記基板実装領域の上方へと移動される。
その後、上記基板実装領域において、ＸＹテーブル２６により部品撮像カメラ２５が、実装ヘッド部２０により吸着保持された状態の電子部品２の下方へと移動されて、当該電子部品２の画像の撮像が行われる。この撮像された画像に基づいて、当該電子部品２の基板３への実装の適否の判断や、吸着保持姿勢のθ補正等が行われる。
その後、当該電子部品２が上記実装に適していると判断された場合には、実装ヘッド部２０により吸着保持されている電子部品２と、基板保持台２８により保持されている基板３における電子部品３が実装されるべき位置との位置合わせが、ＸＹテーブル２６の移動により行われる。この位置合わせの後、実装ヘッド部２０の昇降動作等が行われて、電子部品２の基板３への実装動作が行われる。複数の電子部品２の上記実装動作が行われるような場合にあっては、上記夫々の動作が繰り返して行うことにより、夫々の電子部品２の実装動作が行われる。
その後、夫々の電子部品２の上記実装動作が終了すると、夫々の電子部品２が実装された状態の基板３が、基板保持台２８とともに、ＸＹテーブル２６により、ローダ３２とアンローダ３４との上記間の位置にまで移動されて、基板保持台２８より基板３がアンローダ３４に受け渡され、アンローダ３４にて基板３が搬送されて、電子部品実装装置１０１より基板３が排出される。上記排出された基板３は、例えば、電子部品実装装置１０１に隣接して設置されている上記部品実装の次の処理等を行う他の装置に供給されたり、部品実装済みの基板３として基板収納装置等に収納されたりする。
このようにして、電子部品実装装置１０１において、夫々の電子部品２の基板３への実装動作が行われる。なお、夫々の電子部品２が実装された基板３がアンローダ３４により排出された後、新たな別の基板３がローダ３２により供給されることにより、順次供給される夫々の基板３に対して夫々の電子部品２の実装が行われる。
次に、電子部品実装装置１０１における部品供給部４が備える反転ヘッド装置５０の部分半透過斜視図を図２に示し、図２に基づいて反転ヘッド装置５０の詳細な構成について説明する。
図２に示すように、反転ヘッド装置５０は、電子部品２を解除可能に吸着保持する保持部の一例である吸着ノズル５２と、この吸着ノズル５２をその軸心を回転中心として、この回転中心回りに回転（いわゆるθ回転）させる回転装置の一例であるθ回転装置５３とを備えるヘッド部の一例である反転ヘッド部５１を備えている。また、反転ヘッド装置５０は、吸着ノズル５２の上記軸心沿いの方向に反転ヘッド部５１を昇降させて、吸着ノズル５２の昇降を行うヘッド昇降装置７０と、反転ヘッド部５１を上記昇降可能に支持するとともに、吸着ノズル５２の上記軸心と略直交する方向である図示Ｙ軸方向に配置された反転中心において反転ヘッド部５１を回転させて、吸着ノズル５２をその上記軸心沿いの方向に反転させるヘッド反転装置６０と、ヘッド昇降装置７０とヘッド反転装置６０とを支持するヘッド支持部の一例であるヘッドフレーム８１とを備えている。さらに、反転ヘッド装置５０は、ヘッドフレーム８１を、図示Ｘ軸方向に進退移動させるヘッド移動装置９０を備えており、当該移動により、図示Ｘ軸方向左側端部近傍に位置される上記部品取出し位置と、図示Ｘ軸方向右側端部近傍に位置される上記部品受渡し位置との間において、反転ヘッド部５１を進退移動させることが可能となっている。なお、図２においては、吸着ノズル５２の上記軸心は図示Ｚ軸方向に配置されており、このＺ軸方向は、図示Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向となっている。
このような構成を有する反転ヘッド装置５０について、ヘッド移動装置９０により移動される部分の部分半透過拡大斜視図を図３に示す。また、図３の反転ヘッド装置５０の図示Ｘ軸方向における断面図を図４に示し、また、図４におけるＡ−Ａ線矢視図を図５に示し、図４におけるＢ−Ｂ線矢視図を図６に示す。これらの図３〜図６に基づいて、以下に反転ヘッド装置５０のさらに詳細な構成について説明する。
まず、反転ヘッド部５１においては、吸着ノズル５２がその軸心Ｐ回りに回転可能に、ノズル支持部５８により複数の軸受け部を介して支持されている。吸着ノズル５２は、図示下方先端において、例えば、真空吸引等を用いて、電子部品２を解除可能に保持することが可能となっている。また、吸着ノズル５２の軸心Ｐの図示上端部分には、プーリ５９が軸心Ｐを回転中心として回転可能に固定されている。また、ノズル支持部５８において吸着ノズル５２の軸心Ｐ沿いの方向に配置された駆動軸を有するθ回転モータ５４の上記駆動軸の図示上端部分にもプーリ５７が固定されており、その設置高さ位置がプーリ５９と略同じとされている。さらに、プーリ５９とプーリ５７とには、ベルト５６が係合されており、θ回転モータ５４が正逆いずれかの回転方向に回転駆動されることにより、プーリ５７の上記駆動軸回りの回転が、ベルト５６によりプーリ５９に伝達されて、プーリ５９が軸心Ｐ回りに正逆いずれかの方向に回転されることが可能となっている。これにより、吸着ノズル５２を軸心Ｐ回りに回転、すなわち、いわゆるθ回転を行うことが可能となっている。また、図４におけるプーリ５９の図示左側には、プーリ５９の回転方向の原点位置を検出する原点センサ５５が備えられており、これにより、吸着ノズル５２のθ回転の原点位置を検出することが可能となっている。なお、本第１実施形態においては、θ回転装置５３は、θ回転モータ５４、原点センサ５５、プーリ５７及び５９、及びベルト５６を備えている。
また、ヘッド反転装置６０においては、ヘッドフレーム８１の下部に、複数の軸受６７を介してその軸心である反転軸Ｒを回転中心として回転可能に支持されている反転シャフト６６を備えている。なお、反転軸Ｒは図示Ｙ軸方向に沿って配置されており、さらに、吸着ノズル５２の軸心Ｐと直交するように配置されている。また、図４において、反転シャフト６６の図示左側の端部には、図示Ｚ軸方向において移動可能に構成された昇降支持案内部の一例であるＬＭガイド４２を介して、反転ヘッド部５１のノズル支持部５８が取り付けられている。なお、このようなＬＭガイド４２は、反転シャフト６６に固定されたレール部と、ノズル支持部５８に固定され、かつ、上記レール部に係合されたレール係合部とにより構成されており、上記レール係合部が上記レール部に支持されかつ案内されることが可能となっている。また、図４における反転シャフト６６の図示左側の端部下部には、ばね受部６５が固定されており、このばね受部６５の上部とノズル支持部５８の下部との間に、ばね４１が設けられており、このばね４１によりノズル支持部５８が、ＬＭガイド４２に沿って常時上方に、すなわちＺ軸方向に付勢された状態とされている。また、ノズル支持部５８にはストッパー４３が取り付けられており、このストッパー４３によって上記ばね４１によるＬＭガイド４２に沿った上方への付勢位置の図示上限が規制されている。従って、ノズル支持部５８は、この上限の規制位置をその昇降動作の上限位置として、この上限位置より図示下方に下降されることとなる。
また、図４に示すように、反転シャフト６６の図示右側の端部には、反転軸Ｒをその回転中心とするプーリ６４が取り付けられている。また、図３に示すように、反転軸Ｒと略平行にかつその高さ位置を同じとして、図示Ｙ軸方向にその駆動軸が配置された反転モータ６１が、ヘッドフレーム８１に設置されている。図３に示すように、反転モータ６１の駆動軸における図示Ｙ軸方向左側の端部には、駆動軸とその回転中心を同じとするプーリ６２が取り付けられている。また、プーリ６２及び６４の夫々は、Ｙ軸方向の夫々の位置を同じとして配置されている。さらに、プーリ６２とプーリ６４とには、ベルト６３が係合されており、反転モータ６１が正逆いずれかの回転方向に回転駆動されることにより、プーリ６２の上記駆動軸回りの回転が、ベルト６３によりプーリ６４に伝達されて、プーリ６４が反転軸Ｒ回りに正逆いずれかの方向に回転させることが可能となっている。これにより、反転シャフト６６が反転軸Ｒ回りに回転されて、ＬＭガイド４２を介してノズル支持部５８を正逆いずれかの方向に回転、すなわち、反転ヘッド部５１を回転させることが可能となっている。このように、反転ヘッド部５１を回転させることにより、吸着ノズル５２を軸心Ｐ沿いの方向において、反転させることができる。なお、図４において、プーリ６４の図示右側には、スリップリング６８が備えられており、このスリップリング６８を通して、反転ヘッド部５１のθ回転装置５３への制御信号や動力線の受渡しが行われる。なお、本第１実施形態においては、ヘッド反転装置６０は、反転モータ６１、プーリ６２及び６４、ベルト６３、反転シャフト６６、ばね受部６５、及びスリップリング６８を備えている。
また、ヘッド昇降装置７０においては、ヘッド反転装置６０の反転軸Ｒの図示Ｚ軸方向の上方かつ図示Ｙ軸方向沿いに配置された駆動軸７１ａを備える昇降用駆動装置の一例である昇降モータ７１が備えられており、この昇降モータ７１は、ヘッドフレーム８１に固定されている。また、昇降モータ７１の駆動軸７１ａには、駆動軸７１ａの軸心を偏心の回転中心（偏心軸Ｑとする）として、駆動軸７１ａとともに偏心軸Ｑ回りに回転されて、偏心の回転運動が行われる円盤状のカム部の一例である昇降用カム部７２が取り付けられている。また、反転ヘッド部５１のノズル支持部５８の上部には、この昇降用カム部７２の外周部７２ａと当接可能なカムフォロア部の一例である昇降用カムフォロア部７３が取り付けられている。なお、昇降用カムフォロア部７３は回転可能なローラ状のものであってもよいし、回転不可能に固定されたようなものであってもよい。これにより、昇降モータ７１がその駆動軸回りの正逆いずれかの方向に回転駆動されることにより、昇降用カム部７２の偏心軸Ｑ回りの偏心の回転運動が行われ、当該回転運動が昇降用カムフォロア部７２により図示Ｚ軸方向の往復運動に変換させることが可能となっている。また、このような往復運動は、ノズル支持部５８に伝達されて、ノズル支持部５８がＬＭガイド４２によりその移動方向が案内されながら、反転ヘッド部５１が図示Ｚ軸方向沿いに、すなわち、その軸心Ｐ沿いに昇降されることとなる。なお、このような反転ヘッド部５１の昇降動作量は、図５に示すように、昇降用カム部７２における偏心軸Ｑとこの偏心軸Ｑより図示Ｚ軸方向下向きの外周部７２ａまでの寸法の昇降用カム部７２の回転による変化量と等しくなる。
また、図５に示すように、本第１実施形態においては、昇降用カム部７２の外周部７２ａが、偏心軸Ｑの周囲に連続的に形成されたカム曲線部の一例となっている。さらに、この外周部７２ａは、その外周全体のうち、昇降用カムフォロア部７３と当接される当接部と、この当接部に連続して形成された昇降カムフォロア部７３との当接が退避される当接退避部とを備えている。
具体的には、昇降用カム部７２において、上記回転が行われることにより、外周部７２ａのうちの上記当接部が図示Ｚ軸方向下向きの位置に位置された場合には、外周部７２ａと昇降用カムフォロア部７３とが確実に当接された状態となり、この当接された状態にて昇降用カム部７２の回転が行われることにより、昇降用カムフォロア部７３が昇降されることになる。
一方、昇降用カム部７２において、外周部７２ａのうちの上記当接退避部が図示Ｚ軸方向下向きの位置に位置された場合には、外周部７２ａと昇降用カムフォロア部７３との間に、互いに当接されないような隙間が確保された状態とされる。すなわち、ばね４１により常時上方へ付勢された状態のノズル支持部５８におけるストッパー４３によるその昇降の上限規制位置において、昇降用カムフォロア部７３と昇降用カム部７２の外周部７２ａとの間に上記隙間が確保された状態とされる。このように上記隙間が確保されることで、ヘッド昇降装置７０を、反転ヘッド部５１から切り離すことができ、ヘッド反転装置６０により反転ヘッド部５１を円滑に反転させることが可能となる。なお、このような状態において反転ヘッド部５１が反転されても、反転ヘッド部５１が昇降用カム部７２に当接しないように反転ヘッド部５１は形成されている。なお、本第１実施形態においては、このような隙間として、例えば、０．０５ｍｍ程度の寸法の隙間を確保可能としている。また、ヘッド昇降装置７０において、外周部７２ａにおける上記当接退避部が図示Ｚ軸方向下向きの位置に位置された場合を、昇降用カム部７２のカム原点位置としている。従って、昇降用カム部７２が上記カム原点位置に位置されている状態においてのみ、ヘッド反転装置６０による反転ヘッド部５１の反転動作が可能となっている。
また、図４及び図５に示すように、ヘッド昇降装置７０においては、昇降用カム部７２の上記回転による外周部７２ａの移動範囲を規制するカム曲線有効範囲検出用のドグ７４が、駆動軸７１ａの先端に取り付けられている。このドグ７４はその外周部において一部切り欠き部分を有している略円盤状の形状を有しており、昇降用カム部７２の上記回転に合わせて、偏心軸Ｑ回りに回転可能とされている。また、ヘッドフレーム８１には、このドグ７４の上記外周部における切り欠きの有無を検出することにより、昇降用カム部７２の外周部７２ａの移動位置を検出するとともに、その移動範囲を上記カム曲線の有効範囲内に規制するカム曲線有効範囲検出用のセンサ７５が取り付けられている。これにより、昇降用カム部７２の上記回転範囲が上記カム曲線の有効範囲内に規制することが可能となり、反転ヘッド部５１の昇降動作を確実に行うことができる。
また、図４及び図５に示すように、昇降用カム部７２の上記回転におけるその回転位置の制御性を良好とさせることを目的として、昇降用カム部７２に上記回転に対する一定の負荷を付与する回転負荷部の一例である回転負荷機構７６が、ヘッドフレーム８１に取り付けられている。回転負荷機構７６は、昇降用カム部７２の外周部７２ａに、その図示Ｚ軸方向上方において当接される負荷用カムフォロア部７６ａを先端に備える負荷用レバー７６ｂと、この負荷用レバー７６ｂの略中央付近を支点として、負荷用カムフォロア部７２ａが常時昇降用カム部７２の外周部７２ａに当接するように付勢するばね７６ｃとを備えている。このばね７６ｃの付勢力が、負荷用レバー７６ｂを介して負荷用カムフォロア部７６ａにより、昇降用カムフォロア部７２に常時伝達可能とされていることにより、昇降用カムフォロア部７２の上記回転に一定の負荷が常時与えられている。これにより、昇降用カム部７２と昇降用カムフォロア部７３との間に隙間が確保されて、両者間の当接により生じる回転負荷が発生しないような場合であっても、回転負荷機構７６により昇降用カム部７２に回転負荷を与えることができるため、昇降用カム部７２の回転を安定して行うことができ、その回転量の制御性を良好とさせることができる。
次に、図４に示すように、ヘッドフレーム８１は、反転ヘッド部５１、ヘッド昇降装置７０、及びヘッド反転装置６０を支持し、かつ、図示Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸方向可動フレーム８１ａと、このＹ軸方向可動フレーム８１ａを上記Ｙ軸方向に移動可能に支持するとともに、図示Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸方向可動フレーム８１ｂとにより構成されている。Ｙ軸方向可動フレーム８１ａは、Ｘ軸方向可動フレーム８１ｂの上面に、図示Ｙ軸方向に配設されたＬＭガイド８２を介して取り付けられており、このＬＭガイド８２により案内されながら、図示Ｙ軸方向に移動可能となっている。また、Ｘ軸方向可動フレーム８１ｂは、ヘッド移動装置９０のベースフレーム９１上に図示Ｘ軸方向に配設された２つのＬＭガイド９２に取り付けられており、夫々のＬＭガイド９２により案内されながら、図示Ｘ軸方向に移動可能となっている。
また、図２に示すように、ヘッド移動装置９０においては、図示Ｘ軸方向に沿ってベースフレーム９１の上面に配設されたボールねじ軸部９３が備えられている。また、このボールねじ軸部９３は、ベースフレーム９１の図示Ｘ軸方向における両端部近傍において、回転可能に固定されている。さらに、このボールねじ軸部９３に螺合されたナット部９４が備えられており（図４参照）、ナット部９４にはＸ軸方向可動フレーム８１ｂが取り付けられている。また、図２に示すように、ヘッド移動装置９０は、ボールねじ軸部９３の図示Ｘ軸方向左側端部にその回転中心をボールねじ軸部９３の軸心と同じとするプーリ９５と、ボールねじ軸部９３の軸心の上方に、図示Ｘ軸方向において配置された駆動軸を有する移動モータ９８と、移動モータ９８の駆動軸の端部に取り付けられたプーリ９７と、プーリ９５及び９７の夫々に係合されたベルト９６とが備えられている。また、プーリ９５とプーリ９７とは、図示Ｘ軸方向におけるその配置位置が夫々同じとなるように配置されている。このようにヘッド移動装置９０が構成されていることにより、移動モータ９８を正逆いずれかの回転方向に回転駆動させて、プーリ９７を上記軸心回りに回転させることにより、ベルト９６を介してプーリ９５を正逆いずれかの方向に回転させることができる。これにより、ボールねじ軸部９３が正逆いずれかの方向に回転されて、それに螺合されているナット部９４を図示Ｘ軸方向に沿って進退移動させることができ、ヘッドフレーム８１を図示Ｘ軸方向に沿って進退移動させて、反転ヘッド部５１の図示Ｘ軸方向沿いの移動を行うことができる。
また、反転ヘッド装置５０は図示Ｘ軸方向がＹ軸方向に比して長くなるように構成されている。このように構成されていることにより、ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１の図示Ｘ軸方向の移動に伴って、例えば、反転ヘッド部５１の図示Ｙ軸方向の位置に、移動誤差が発生する場合が考えられる。このような誤差は、ヘッド移動装置９０におけるボールねじ軸部９３の製作誤差や、ＬＭガイド９２の製作誤差により発生する可能性があるものである。また、反転ヘッド部５１により吸着保持された電子部品２を、実装ヘッド部２０に受け渡す場合に、この受渡し位置を図示Ｙ軸方向において微調整することができる装置を、反転ヘッド装置５０に備えておく必要も考えられる。
そのため、反転ヘッド装置５０においては、反転ヘッド部５１の図示Ｙ軸方向の位置を移動させて、当該方向における位置の補正を行うヘッド支持部移動装置の一例であるＹ軸方向補正装置８０が備えられている。図３及び図４に示すように、Ｙ軸方向補正装置８０は、Ｘ軸方向可動フレーム８１ｂの上面に取り付けられ、かつ、その駆動軸が図示Ｘ軸方向沿いに配置された補正モータ８３と、補正モータ８３の上記駆動軸にその偏心の回転中心（偏心軸Ｓとする）として、偏心軸Ｓ回りに偏心の回転運動を行う補正用カム部８４と、図４におけるＹ軸方向可動フレーム８１ａの図示右端に取り付けられているとともに、補正用カム部８４の外周部に当接されている補正用カムフォロア部８５とを備えている。また、Ｙ軸方向可動フレーム８１ａにその一端が、Ｘ軸方向可動フレーム８１ｂにその他端が固定されたばね８６が取り付けられており、このばね８６の引張力によって、補正用カム部８４と補正用カムフォロア部８５との上記当接が常時付勢された状態とされている。このように、Ｙ軸方向補正装置８０が構成されていることにより、補正モータ８３を正逆いずれかの方向に回転駆動させて、補正用カム部８４の偏心軸Ｓ回りの偏心の回転運動を行い、補正用カムフォロア部８５により当該回転運動を図示Ｙ軸方向における往復運動に変換して、Ｙ軸方向可動フレーム８１ａをＬＭガイド８２により案内させながら、図示Ｙ軸方向に移動させることができる。これにより、反転ヘッド部５１の図示Ｙ軸方向の配置位置を補正することが可能となっている。
また、図１に示すように、部品供給部４には、供給部品配置部１２に配置されている夫々の電子部品２の画像を撮像して、夫々の電子部品２の配置位置を認識する認識装置の一例である認識カメラ装置１５０が備えられている。このような認識カメラ装置１５０が備えられていることにより、この認識結果に基づいて、ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１の移動を行ない、供給部品配置部１２に配置された電子部品２の反転ヘッド部５１による吸着取出しを行なうことが可能となる。
ここでこの認識カメラ装置１５０の拡大斜視図を図１３に示す。図１３に示すように、認識カメラ装置１５０は、その鉛直下方に配置された電子部品２の画像を撮像可能なカメラ部１５１と、カメラ部１５１を図示Ｘ軸方向に移動可能に支持しながら、当該移動を行なうカメラ部移動装置１５２と、カメラ部移動装置１５２を支持する支持フレーム１５３とを備えている。カメラ部移動装置１５２は、図示Ｘ軸方向に沿って配置されたＬＭレール１５４と、ＬＭレール１５４に沿って移動可能に、このＬＭレール１５４と係合されるとともに、カメラ部１５１に固定されたＬＭブロック１５５とを備えている。さらに、カメラ部移動装置１５２は、図示Ｘ軸方向に沿って配置されるとともに、その軸心回りに回転可能に支持フレーム１５３に固定されたボールネジ軸部１５６と、このボールネジ軸部１５６と螺合されるとともに、カメラ部１５１に固定されたナット部１５７と、ボールネジ軸部１５６の上記軸心回りの回転を駆動する駆動モータ１５８とを備えている。
このような構成の認識カメラ装置１５０において、駆動モータ１５８によりボールネジ軸部１５６をその軸心回りに正逆いずれかの方向に回転駆動することにより、ナット部１５７に固定されたカメラ部１５１を、ＬＭレール１５４に沿って図示Ｘ軸方向に進退移動させることができる。これにより、供給部品配置部１２に配置された電子部品２の上方に、カメラ部１５１を配置させて、カメラ部１５１により当該電子部品２の画像を撮像し、この画像に基づいて電子部品２の配置位置を認識することができる。
また、電子部品実装装置１０１には、夫々の構成部分を互いに関連付けて統括的な制御を行う実装制御部が備えられており、この実装制御部には、部品供給部４や実装部５における動作の制御が統括的に行われる。また、図２に示すように、搬送ヘッド装置５０には、上記実装制御部により統括的な制御が行われる反転ヘッド制御部１００が備えられている。反転ヘッド制御部１００は、吸着ノズル５２の吸着保持動作、θ回転装置５３のθ回転動作、ヘッド反転装置６０による反転ヘッド部５１の反転動作、ヘッド昇降装置７０による反転ヘッド部５１の昇降動作、Ｙ軸方向補正装置８０による反転ヘッド部５１の図示Ｙ軸方向の配置位置の補正動作、さらに、ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１の図示Ｘ軸方向の移動動作の夫々の動作の制御を、互いに関連付けながら統括して行うことが可能となっている。なお、反転ヘッド制御部１００は、認識カメラ装置１５０におけるカメラ部移動装置１５２によるカメラ部１５１の移動動作、カメラ部１５１による電子部品２の画像の撮像動作、及び撮像された画像の認識処理動作の夫々の制御を行なうことが可能となっており、これらの動作制御も上記夫々の動作制御と互いに関連付けられて行なうことが可能となっている。
このような構成の電子部品実装装置１０１において、部品供給部４にて供給された電子部品２が、反転ヘッド装置５０により、上記部品取出し位置から上記部品受渡し位置にまで移動されて、実装部５における実装ヘッド部２０に電子部品２が受け渡されて、実装ヘッド部２０により当該電子部品２が基板３に実装される部品実装動作について、以下に説明する。なお、このような部品実装動作のうちの主として反転ヘッド装置５０の動作手順を示すフローチャートを図７に示し、また、この部品実装動作の流れを示す模式説明図を図８Ａから図８Ｄに示し、図７及び図８Ａから図８Ｄに基づいて、部品実装動作の説明を行うものとする。なお、以下に述べる夫々の動作は、電子部品実装装置１０１の上記実装制御部により統括的に制御されるものであり、特にそれらの動作のうちの反転ヘッド装置５０に関係する夫々の動作は、反転ヘッド制御部１００により統括的な制御が行われる。
まず、具体的な動作に説明を行う前に、図８Ａから図８Ｄに示す電子部品実装装置１０１について説明する。
図８Ａから図８Ｄに示す電子部品実装装置１０１においては、図示左側に部品供給部４が、図示右側に実装部５が配置されている。図８Ａから図８ＤにおけるＡの位置が上記部品取出し位置となっており、この部品取出し位置Ａにおいて、複数の電子部品２が反転ヘッド部５１により取り出し可能に供給部品配置部１２上に配置されている。なお、供給部品配置部１２において、夫々の電子部品２は、その基板３への接合部である複数のバンプが形成された側の表面である基板３への実装側表面２ａを上面側として配置されている。
また、図８Ａから図８ＤにおけるＢの位置が上記部品受渡し位置となっており、この部品受渡し位置Ｂにおいて、反転ヘッド部５１から実装ヘッド部２０に電子部品２が受け渡される。さらに、図８Ａから図８ＤにおけるＣの位置（あるいは領域）が上記基板実装領域となっており、この基板実装領域Ｃにおいて、基板３が保持された基板保持台２８が配置されている。なお、図８Ａに示すように、この基板３には、基板３に実装されるべき複数の電子部品２のうちの１つの電子部品２がその実装側表面を下面として、基板３に既に実装されている。なお、図８Ａから図８Ｄにおいては、図示左右方向がＹ軸方方向、図示上下方向がＺ軸方向となっている。
このような電子部品実装装置１０１において、まず、図７のフローチャートに示すステップＳ１にて、反転ヘッド装置５０において、ヘッド移動装置９０により反転ヘッド部５１を部品受渡し位置Ａに移動させるとともに、供給部品配置部１２に配置された吸着保持すべき電子部品２と、吸着ノズル５２との位置合わせを行う。なお、このような位置合わせは、部品供給部４における供給部品配置部１２に配置されている夫々の電子部品２の配置位置の画像を、認識カメラ装置１５０により撮像して、当該画像の認識処理を行ない、その認識結果に基づいて、ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１の移動位置を制御することにより行うことができる。また、部品供給部４に供給部品配置部１２をＸ軸方向に移動させる移動装置を備えさせることにより、上記位置合わせを２次元的に確実に行うことができる。なお、この位置合わせの際には、反転ヘッド部５１は反転されていない状態であり、吸着ノズル５２の先端が、図示下方に位置されている状態である。
次に、反転ヘッド装置５０において、ヘッド昇降装置７０により反転ヘッド部５１を下降させる（ステップＳ２）。具体的には、図３〜図６において、昇降モータ７１を回転駆動させることにより、昇降の原点位置に位置されている状態の昇降用カム部７２を偏心軸Ｑ回りに回転させて、その外周部７２ａを昇降用カムフォロア部７３に当接させるとともに図示Ｚ軸方向下向きに押し下げて、ノズル支持部５８をＬＭガイド４２により案内しながら下降させて、反転ヘッド部５１を下降させることにより行われる。
これにより、供給部品配置部１２に配置されている電子部品２の実装側表面２ａに、吸着ノズル５２の先端部分が当接される。この当接とともに吸着ノズル５２により電子部品２を実装側表面２ａにおいて吸着保持する（ステップＳ２）。なお、このような状態が、図８Ａに示す状態である。また、図８Ａに示すように、実装部５においては、実装ヘッド部２０が、基板実装位置Ｃに位置された状態にある。また、供給部品配置部１２に配置された夫々の電子部品２が、例えばダイシングが施されたウェハより供給されるような電子部品２であるような場合にあっては、取り出しが行われる電子部品２をその下面から突き上げる突き上げ装置等が設けられて、当該電子部品２が突き上げられた状態で、吸着ノズル５２との当接が行われる。
その後、電子部品２を吸着保持した状態で、ヘッド昇降装置７０により反転ヘッド部５１の上昇が開始されて（ステップＳ４）、当該電子部品２が供給部品配置部１２から取り出される。具体的には、図３〜図６において、昇降モータ７１を上記下降の場合と反対方向に回転駆動させることにより、昇降用カムフォロア部７３に当接されている状態の昇降用カム部７２を偏心軸Ｑ回りに上記反対方向に回転させて、その外周部７２ａと昇降用カムフォロア部７３との当接位置を上方に位置させて、ばね４１により常時上方に付勢されているノズル支持部５８をＬＭガイド４２により案内させながら上昇させて、反転ヘッド部５１を上昇させることにより行われる。なお、このような状態が図８Ｂに示す状態である。なお、図８Ｂに示すように、実装部５においては、実装ヘッド部２０がＸロボット２２により図示Ｘ軸方向左側に移動されて、部品受渡し位置Ｂの上方へと移動されている。このような実装ヘッド部２０の移動は、このようなタイミングのみに限定されるものではなく、反転ヘッド部５１が部品受渡し位置Ｂに移動されるまでに行われていればよい。
図７のステップＳ３における反転ヘッド部５１の上昇開始の後、当該吸着保持された電子部品２が、供給部品配置部１２に配置されているその他の夫々の電子部品２やその他の部材等との干渉が防止されるような高さ位置に達すると、ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１の図示Ｘ軸方向右向きへの移動が開始される（ステップＳ５）。
それとともに、必要に応じて、θ回転装置５３による吸着ノズル５２の軸心Ｐ回りのθ回転が行われる（ステップＳ５）。このようなθ回転は、供給部品配置部１２における電子部品２の平面的な配置方向と、基板３に実装される平面的な配置方向との相違を解消するために行われるものである。このような吸着ノズル５２のθ回転が行われることにより、吸着保持されている電子部品２の平面的な配置方向を回転させて、上記実装される平面的な配置方向に回転移動させることができる。なお、このような配置方向の相違は、例えば、配置方向のデータとして、反転ヘッド制御部１００等に予め入力されていることにより、反転ヘッド制御部１００によりθ回転装置５３が制御されて行われる。また、上記配置方向の相違が無き場合には、このようなθ回転は行われない。具体的には、図３〜図６において、θ回転モータ５４を回転駆動させて、この回転駆動を夫々のプーリ５７、５９、及びベルト５６を介して、吸着ノズル５２に伝達し、吸着ノズル５２を軸心Ｐ回りに回転させることにより行われる。
さらに、上記ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１の移動開始とともに、Ｙ軸方向補正装置８０による反転ヘッド部５１のＹ軸方向の配置位置の補正動作が行われる（ステップＳ５）。このように、上記Ｙ軸方向の補正動作が行われることにより、部品取出し位置Ａと部品受渡し位置ＢとのＹ軸方向における位置ずれを補正して、反転ヘッド部５１を確実に部品受渡し位置Ｂに位置させることができる。具体的には、図３及び図４において、補正モータ８３を回転駆動させて補正用カム部８４を偏心軸Ｓ回りに回転させ、この補正用カム部８４の外周部に、ばね８６により付勢されて常時当接されている状態の補正用カムフォロア部８５を図示Ｙ軸方向に移動させることにより、Ｙ軸方向可動フレーム８１ａをＬＭガイド８２にて案内しながら、図示Ｙ軸方向に移動させることでもって、反転ヘッド部５１の上記補正の移動が行われる。
その後、上昇が行なわれている反転ヘッド部５１が、その上昇の上限位置に達すると、ヘッド昇降装置７０による上記上昇が停止されて終了する（ステップＳ６）。このような上昇の上限位置の検出は、昇降モータ７１の回転駆動量や、図５に示すドク７４及びセンサ７５を用いて、昇降用カム部７２の外周部７２ａにおける当接退避部が、Ｚ軸方向における下端位置に位置されたことを検出（すなわち、上記カム原点位置に位置されたことを検出）することにより行われる。また、上記上限位置においては、昇降用カム部７２は昇降の原点位置に位置された状態とされており、昇降用カム部７２と昇降用カムフォロア部７３との間には、互いに接触しないような隙間が確保された状態とされている。すなわち、ヘッド昇降装置７０と反転ヘッド部５１とが互いに分離された状態とされる。
その後、図示Ｘ軸方向への移動が行なわれており、かつ、ヘッド昇降装置７０と分離された状態の反転ヘッド部５１に対して、ヘッド反転装置６０による反転が行われる（ステップＳ７）。具体的には、図３〜図６において、反転モータ６１が回転駆動されて、この回転駆動が夫々のプーリ６２、６４、及びベルト６３を介して反転シャフト６６に伝達され、反転シャフト６６を反転軸Ｒ回りに回転させて、ＬＭガイド４２を介してノズル支持部５８を回転させて、反転ヘッド部５１を反転軸Ｒを中心として反転させることにより行われる。このように反転ヘッド部５１を反転させることで、吸着ノズル５２を図示Ｚ軸方向において反転させることができ、これにより、上方に位置された吸着ノズル５２の先端部に吸着保持されている電子部品２の実装側表面２ａを下面とさせることができる。なお、このような反転の際に、ヘッド昇降装置７０と反転ヘッド部５１とは互いに分離された状態とされているため、反転ヘッド部５１とヘッド昇降装置７０とが干渉されることはない。
その後、ヘッド反転装置６０による反転ヘッド部５１の反転動作、及びＹ軸方向補正装置８０によるＹ軸方向の補正動作が終了し、また、反転ヘッド部５１が部品受渡し位置Ｂに位置されて、ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１のＸ軸方向に移動が停止されて終了する（ステップＳ８）。
それとともに、部品受渡し位置Ｂに位置されている実装ヘッド部２０が下降されて、反転ヘッド部５１の吸着ノズル５２の先端部に吸着保持されている電子部品２の上面が実装ヘッド部２０により吸着保持される。それとともに、反転ヘッド部５１の吸着ノズル５２による電子部品２の吸着保持が解除されて、実装ヘッド部２０が上昇されることにより、電子部品２の実装ヘッド部２０への受渡しが行われる（ステップＳ９）。このような状態が図８Ｃに示す状態である。
その後、図８Ｄに示すように、実装部５において、電子部品２が受け渡された実装ヘッド部２０が、基板実装位置Ｃに移動されて、基板３への電子部品２の実装が行われる。なお、この基板３への電子部品２の実装動作については、上述した通りであるので、説明を省略する。
次に、電子部品実装装置１０１における実装ヘッド部２０の基板実装領域Ｃの基板保持台２８の近傍位置から、反転ヘッド部５１との間の電子部品２の受渡しが行われる部品受け渡し位置Ｂまでの移動動作について説明する。
本第１実施形態における実装ヘッド部２０の当該移動に関する説明を行う前に、従来における当該移動の説明を行う。なお、説明の便宜上、実装ヘッド部２０等の符号は、電子部品実装装置１０１における符号を用いるものとする。
まず、図９に従来における実装ヘッド部２０の移動動作を示す模式説明図を示す。図９に示すように、基板実装領域Ｃにおいて、基板保持部２８の上面にまで下降された実装ヘッド部２０（図示破線の実装ヘッド部２０）は、まず、所定の高さ位置であるセンサ高さ位置Ｈ２にまで上昇される。センサ高さ位置Ｈ２において、図示しないセンサにより、実装ヘッド部がセンサ高さ位置Ｈ２にまで上昇されたことが検出されると、実装ヘッド部２０の図示Ｘ軸方向左向きへの移動が開始される。その後、実装ヘッド部２０の上昇とＸ軸方向の移動が並行して行われ、移動軌跡Ｄにおいて、実装ヘッド部２０が、部品受渡し位置Ｂにおける反転ヘッド部５１の上方の目標高さ位置Ｈ１に移動される。このような従来の移動においては、単にセンサによる検出後に、Ｘ軸方向の移動を開始するため、簡単な処理で上記移動を行うことができる。
しかしながら、上記検出を行うための専用のセンサを設置する必要があり、上記センサの故障時には実装ヘッド部２０と反転ヘッド部５１との干渉が発生する可能性がある。さらに、当該センサが高さ位置であるセンサ高さ位置Ｈ２のみを検出しているため、実装ヘッド部２０のＸ軸方向の移動速度が変わった場合には、例えば、図１０に示すように、実装ヘッド部２０が移動軌跡Ｅを描いて移動されて、実装ヘッド部２０と反転ヘッド部５１との干渉が発生する危険性もある。
このような問題を解決する本第１実施形態における実装ヘッド部２０の上記移動動作を図１１に示す。図１１に示すように、まず、実装ヘッド部２０の移動開始時に、上記実装制御部等において、実装ヘッド部２０と反転ヘッド部５１とが干渉しないような移動軌跡Ｆの通過点Ｔの座標データを算出する。なお、この座標データは予め上記実装制御部等において設定されているような場合であってもよい。
次に、上記実装制御部等において、実装ヘッド部２０の当該移動によって、通過点Ｔを通過するまでに要する時間を、Ｚ軸方向の移動とＸ軸方向の移動の夫々について算出する。その後、当該算出された夫々の時間のうちの長くかかる方の移動動作を先に開始させるとともに、上記夫々の時間の差を算出して、上記差分だけ待たせた上で、もう一方の移動動作を開始させる。このように夫々の移動動作を行うことにより、上記夫々の移動動作によって通過点Ｔを同時に通過させる、すなわち、通過点Ｔを確実に通過するような移動軌跡Ｆを描いて、実装ヘッド部２０の移動を行うことができる。
このような移動動作を行うことにより、Ｚ軸方向あるいはＸ軸方向の移動速度が変更されても、実装ヘッド部２０が反転ヘッド部５１に干渉することを防止することができ、確実かつ効率的な実装ヘッド部２０の移動を行うことができる。なお、反転ヘッド部５１が、部品受渡し位置Ｂに位置されていないような場合には、上記通過点Ｔを通過させるような実装ヘッド部２０の移動制御を行わず、最短距離でより直線的に実装ヘッド部２０を移動させるような場合であってもよい。
（第１実施形態による効果）
上記第１実施形態によれば、以下のような種々の効果を得ることができる。
まず、反転ヘッド装置５０において、反転動作及び昇降動作が行われる対象物である反転ヘッド部５１が、吸着ノズル５２とこの吸着ノズル５２のθ回転を行うθ回転装置５３のみを備える最小限の構成として、反転ヘッド部５１の上記反転動作を行うヘッド反転装置６０と上記昇降動作を行うヘッド昇降装置７０とを上記対象物に含ませるのではなく、反転ヘッド部５１とは別に備えさせていることにより、反転ヘッド部５１のコンパクト化を図ることができる。
また、ヘッドフレーム８１に取り付けられているヘッド反転装置７０における反転軸Ｒ回りの回転が行われる反転シャフト６６に、ＬＭガイド４２を介してＺ軸方向に昇降可能に、反転ヘッド部５１が支持されていること、及び、同様にヘッドフレーム８１に取り付けられているヘッド昇降装置６０における偏心軸Ｑ回りの偏心の回転が行われる昇降用カム部７２と、この昇降用カム部７２の外周部７２ａと当接される反転ヘッド部５１に取り付けた昇降用カムフォロア部７３との間に、昇降用カム部７２の回転位置によって、互いに接触しない程度の隙間を確保させることができることにより、このような反転ヘッド部５１のコンパクト化を達成することが可能となる。
すなわち、ＬＭガイド４２を介してＺ軸方向に移動可能に、反転ヘッド部５１がヘッド反転装置６０に支持されていることにより、ヘッド昇降装置７０により、ＬＭガイド４２に案内させながら、反転ヘッド部５１のＺ軸方向の昇降動作を、ヘッド反転装置６０に影響されることなく行うことができる。さらに、昇降用カム部７２の回転位置によって、昇降用カム部７２と昇降用カムフォロア部７３との間に上記隙間が確保可能とされていることにより、ヘッド昇降装置７０と反転ヘッド部５１とを分離した状態とさせて、ヘッド反転装置６０により、ヘッド昇降装置７０に影響されることなく、反転ヘッド部５１の反転動作を行うことができる。従って、反転ヘッド部５１の上記反転動作及び上記昇降動作を行うヘッド反転装置６０及びヘッド反転装置７０の夫々を、反転ヘッド部５１とは別の構成として備えさせることが可能となる。よって、反転ヘッド部５１自体には、上述のように、必要最小限の機構を備えさせる構成させることができ、反転ヘッド部５１のコンパクト化を図ることができる。
このように反転ヘッド装置５０において反転ヘッド部５１のコンパクト化を達成することができることにより、移動される反転ヘッド部５１を実装部５における実装ヘッド部２０と基板保持台２８との間に位置させること、あるいは、実際に上記間に位置させなくても反転ヘッド部５１をできるだけ基板実装位置Ｃの近傍に移動させることが可能となる。
従って、従来の部品供給ヘッド５０１では実現不可能であった上記効果を達成することができ、これにより、反転ヘッド部５１の動線である部品供給動線（すなわち、部品取出し位置Ａから部品受渡し位置Ｂまでの動線）と、実装ヘッド部２０の動線である部品実装動線（すなわち、部品受渡し位置Ｂから基板実装領域Ｃまでの動線）とにおいて、直接的に部品実装動作に影響を与える実装ヘッド部２０の上記部品実装動線の距離を短くするとともに、その動作速度を抑えて振動の発生を低減させ、かつ、直接的に部品実装動作に影響を与えない反転ヘッド部５１の上記部品供給動線の距離を長くするとともに、その動作速度は高速化することが可能となる。よって、部品実装の精度の向上及び生産性の向上を両立して実現可能な反転ヘッド装置５０、及び反転ヘッド装置５０を備える部品供給部４、及び電子部品実装装置１０１を提供することができる。
なお、具体的な電子部品実装装置１０１の実施例においては、図８Ａから図８Ｄにおける部品取出し位置Ａと部品受渡し位置Ｂとの間の距離寸法を長く設定して、部品受渡し位置Ｂと基板実装領域Ｃとの間の距離寸法を、従来４５０ｍｍ程度であったものを、１３０ｍｍ程度にまで短縮化することが可能となった。また、反転ヘッド部５１自体のコンパクト化により、そのＺ軸方向の寸法も小さくすることができ、例えば、実装ヘッド部２０と基板保持台２８との間の距離寸法を、従来２００ｍｍＨ程度であったものを、６７ｍｍＨ程度までに短縮化した上で、その間に、上記コンパクト化された反転ヘッド部５１を位置させることが可能となった。
また、反転ヘッド装置５０において、反転ヘッド部５１を昇降及び反転可能に支持するとともに、ヘッド反転装置６０及びヘッド昇降装置７０を支持しているヘッドフレーム８１が、Ｙ軸方向可動フレーム８１ａとＸ軸方向可動フレーム８１ｂとを備えて、Ｙ軸方向可動フレーム８１ａが上記支持を行うとともに、Ｘ軸方向可動フレーム８１ｂの上面において、Ｙ軸方向補正装置８０によりＹ軸方向に移動可能とされていることにより、反転ヘッド部５１をＹ軸方向にも移動させることが可能となっている。
従って、反転ヘッド装置５０において、反転ヘッド部５１のコンパクト化を実現するとともに、反転ヘッド部５１における吸着ノズル５２のθ回転、反転ヘッド部５１の昇降及び反転、さらに反転ヘッド部５１のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動というような反転ヘッド部５１の多用な動作を実現可能とすることができ、より高精度な部品実装にも対応することができるとともに、部品実装における生産性を向上させることができる。
（第２実施形態）
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他の種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第２の実施形態にかかる部品供給装置について以下に説明する。
本第２実施形態の部品供給装置は、上記第１実施形態の部品供給部４の供給部品配置部１２に配置された電子部品２の画像の撮像を行なう認識カメラ装置１５０とは、異なる構成を有する部品認識装置の一例である認識カメラ装置を備えている点においてのみ、上記第１実施形態と異なる構成を有しているものの、その他の構成については上記第１実施形態と同様となっている。従って、以下の説明においては、この異なる構成についてのみ行なうものとする。なお、以下の説明においては、その理解を容易なものとするために、上記第１実施形態と同じ構成を有する部分には、同じ参照番号を付し、その説明を省略するものとする。
まず、本第２実施形態の部品供給装置（部品供給部）が備える反転ヘッド装置２５０の部分拡大斜視図を図１４に示す。図１４に示すように、反転ヘッド装置２５０は、図３に示す上記第１実施形態の反転ヘッド装置５０と略同じ構成を有しているものの、反転ヘッド部５１に隣接して認識カメラ装置２８０が備えられている点において異なる構成を有している。また、このような認識カメラ装置２８０の図示Ｘ軸方向から見た部分的な側面図を図１５に示し、図示Ｙ軸方向から見た部分的な正面図を図１６に示し、図示Ｚ軸方向から見た部分的な平面図を図１７に示す。
図１４から図１７に示すように、反転ヘッド装置２５０において、認識カメラ装置２８０は、反転ヘッド部５１の図示Ｘ軸方向左側に配置されるように、ヘッドフレーム８１に固定されており、ヘッドフレーム８１と一体的な状態とされている。これにより、ヘッド移動装置２９０（図１４から図１７においては図示しない）により、ヘッドフレーム８１を図示Ｘ軸方向に沿って移動させることで、反転ヘッド部５１とともに、認識カメラ装置２８０を図示Ｘ軸方向に移動させることが可能となっている。
また、図１４に示すように、認識カメラ装置２８０は、図示Ｙ軸方向左側に配置され、Ｙ軸方向に沿って配置された光軸Ｊ（図１５に示す）を有するカメラ部２８１と、図示Ｚ軸方向に沿って配置された画像撮像軸Ｋ（図１５に示す）を有し、この画像撮像軸Ｋの上向きに沿って入射される電子部品２の画像を、光軸Ｊに沿って反射する反射ミラー部２８２と、電子部品２の画像の撮像にために必要な光を照射する照明部２８３とを備えている。また、画像撮像軸Ｋと、反転ヘッド部５１が有する吸着ノズル５２の軸心Ｐとは、互いにそのＹ軸方向の配置位置が合致するように配置されている（すなわち、Ｘ軸方向に沿って一直線上に配置されている）。
このような構成の認識カメラ装置２８０を有する反転ヘッド装置２５０における電子部品２の吸着取出し動作から、吸着取出しされた電子部品２の実装ヘッド部２０への受渡し動作までについて、図１８に示す模式説明図を用いて説明する。
図１８に示すように、反転ヘッド装置２５０において、ヘッド移動装置２９０によりヘッドフレーム８１を図示Ｘ軸方向に沿って移動させることで、ヘッドフレーム８１と一体的に認識カメラ装置２８０を部品取出し位置Ａに移動させるとともに、供給部品配置部１２に配置された吸着保持すべき電子部品２と、認識カメラ装置２８０の画像撮像軸Ｋとの位置合わせを行なう。
この位置合わせの後、認識カメラ装置２８０により上記電子部品２の画像の撮像を行なう。この撮像された画像は、反転ヘッド制御部１００に入力されて、画像認識処理が行なわれ、認識結果に基づき、上記電子部品２の配置位置が認識される。
その後、この配置位置の認識結果に基づいて、ヘッド移動装置２９０によりヘッドフレーム８１が図示Ｘ軸方向に沿って移動されることで、ヘッドフレーム８１と一体的に反転ヘッド部５１が移動されるとともに、上記電子部品２と、反転ヘッド部５１の吸着ノズル５２の軸心Ｐとの位置合わせを行なう。なお、この位置合わせの際には、反転ヘッド部５１は反転されていない状態であり、吸着ノズル５２の先端が、図示下方に位置されている状態である。
次に、反転ヘッド装置２５０において、ヘッド昇降装置７０により反転ヘッド部５１を下降させ、上記第１実施形態と同様な手順にて、反転ヘッド部５１による上記電子部品２の吸着取出しを行なう。
その後、ヘッド移動装置２９０によりヘッドフレーム８１を図示Ｘ軸方向に移動させることで、電子部品２を吸着保持する反転ヘッド部５１を部品受渡し位置Ｂに移動させる。この移動の過程において、反転ヘッド部５１の反転動作が行なわれる。また、この反転ヘッド部５１の移動とともに、ヘッドフレーム８１に固定された認識カメラ装置２８０も一体的に移動されることとなる。
部品受渡し位置Ｂに到達した反転ヘッド部５１は、同様に基板実装位置Ｃから部品受渡し位置Ｂに移動された実装ヘッド部２０に、吸着保持する電子部品２を受け渡す。その後、実装ヘッド部２０は基板実装位置Ｃに移動されて、電子部品２の基板３への実装動作が行なわれる。
一方、反転ヘッド部５１と認識カメラ装置２８０とは、部品受渡し位置Ｂから部品取出し位置Ａに一体的に移動されて、認識カメラ装置２８０による次の電子部品２の画像の撮像動作が行なわれる。
以降、上記同様な動作が繰り返し行われて、複数の電子部品２の吸着取出し動作及び実装動作が行なわれる。
（第２実施形態による効果）
上記第２実施形態によれば、ヘッド移動装置２９０による反転ヘッド部５１の移動速度の高速化が図られていることを利用して、ヘッドフレーム８１に反転ヘッド部５１だけでなく、電子部品２の画像の撮像を行なう認識カメラ装置２８０をも支持させることにより、ヘッド移動装置２９０により、反転ヘッド部５１と認識カメラ装置２８０のＸ軸方向における移動を駆動することができる。
このような構成は、図１９の模式説明図に示す上記第１実施形態の電子部品実装装置１０１の構成のように、部品供給部４が、反転ヘッド部５１の移動を駆動するヘッド移動装置９０と、認識カメラ装置１５０のカメラ部１５１の移動を駆動するカメラ移動装置１５２とが、別々に備えられているような場合と比べて、認識カメラ装置２８０の構成をより簡単なものとすることができるとともに、装置全体のコストを低減することができる。
また、このようにヘッド移動装置２９０が、認識カメラ装置２８０と反転ヘッド部とのＸ軸方向における移動を共に担うような場合であっても、ヘッド移動装置２９０による反転ヘッド部５１及び認識カメラ装置２８０の移動速度が高速化されている（例えば、移動速度：１ｍ／０．５秒）ため、次に吸着保持される電子部品２の画像の撮像動作、当該電子部品２の吸着保持動作、及び反転ヘッド部５１の部品取出し位置Ａから部品受渡し位置Ｂまでの移動動作を、実装ヘッド部２０による電子部品２の実装動作の間に行なうことができ、部品実装動作に要する時間を増加させることもない。
よって、電子部品実装装置において、効率的な電子部品の供給動作及び実装動作を行なうことを可能としながら、その構造を簡単なものし、コストの低減を図ることが可能となる。
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

本発明は、部品取出し位置において、部品配置部に配列された部品をその基板への実装側表面にて保持して、上記保持された部品を部品受渡し位置に移動させるとともに、上記部品の上記実装側表面を反転させて、上記部品受渡し位置において上記部品を実装ヘッド部に受け渡し、上記実装ヘッド部による上記基板への上記部品の実装を可能とさせる部品供給ヘッド装置、並びに上記部品供給ヘッド装置を備える部品供給装置及び部品実装装置、及び実装ヘッド部の移動方法に関する。

従来、この種の部品供給ヘッド装置は種々の構造のものが知られている（例えば、特開平１１−１０２９３６号公報参照）。例えば、図１２に示すような部品供給ヘッド装置５０１がある。

図１２に示すように、部品供給ヘッド装置５０１は、部品を保持する保持ノズル５０２をその先端に有して、保持ノズル５０２をその軸芯を回転中心として回転（いわゆるθ回転）可能に支持するヘッド部５０３と、保持ノズル５０２を上記軸芯回りにθ回転させるθ回転装置５１０と、このヘッド部５０３を回転させて上下方向に反転させるヘッド反転装置５２０と、このヘッド部５０３をその軸芯沿いの方向に昇降させるヘッド昇降装置５３０とを備えている。

図１２に示すように、ヘッド部５０３は、保持ノズル５０２がその先端に固定されたボールねじ軸部５０４と、このボールねじ軸部５０４に螺合されたナット部５０５とを備えている。また、θ回転装置５１０は、駆動モータの回転運動を、カムとカムフォロアを用いて、ナット部５０５に上下方向の往復運動として伝達することが可能となっている。ナット部５０５が上下方向に往復運動されることにより、ボールねじ軸部５０４が上記軸芯回りに回転されて、保持ノズル５０２のθ回転が可能となっている。

また、図１２に示すように、θ回転装置５１０及びヘッド反転装置５２０は、共にヘッドフレーム５４０により支持されており、また、ヘッド部５０３も、上記反転可能に、ヘッドフレーム５４０に支持されている。さらに、ヘッド昇降装置５３０は、ヘッドフレーム５４０を昇降させることで、ヘッド部５０３を昇降させることが可能となっている。

また、図１２においては図示しないが、部品供給ヘッド装置５０１には、部品供給装置において取り出し可能に夫々の部品が配列された部品配置部よりヘッド部５０３により、部品を取出す位置から、部品実装装置における基板への部品実装を行う実装ヘッドに、上記取り出した部品を受け渡す部品受け渡し位置との間でヘッド部５０３を移動させる移動装置（図示しない）が備えられている。この移動装置は、ヘッド部５０３、θ回転装置５１０、ヘッド反転装置５２０、ヘッドフレーム５４０、及びヘッド昇降装置５３０の夫々を一体的に移動させることで、ヘッド部５０３の上記移動を行う構成とされている。

現在、複数の部品を基板に実装して部品実装基板を生産する部品実装においては、上記部品実装基板の品質を向上させるために部品実装の精度の向上を図ることと、併せてその生産コストを削減することが強く要望されている。このように生産コストを削減するための一つ手法としては、部品実装の高速化を図り、生産効率を向上させることが考えられる。一方、このように部品実装の高速化を図れば、部品実装装置における各構成部の動作速度の高速化も図る必要があり、それに伴って振動の発生が大きくなり、当該振動の発生が部品実装の精度に大きく影響し、部品実装の精度を低下させることも考えられる。

部品実装の精度を低下させずに、当該部品実装の高速化を図る一つの手法としては、部品供給ヘッド装置５０１における上記移動装置によるヘッド部５０３の移動の動線である部品供給動線（すなわち、部品取出し位置から部品受渡し位置までの動線）と、実装ヘッド部の移動の動線である部品実装動線（すなわち、部品受渡し位置から基板上の部品の実装位置までの動線）とを比較して、直接的に部品実装動作に影響を与える実装ヘッド部の上記部品実装動線の距離を短くするとともに、その動作速度を抑えて振動の発生を低減させ、かつ、直接的に部品実装動作に影響を与えることが少ないヘッド部５０３の上記部品供給動線の距離を長くするとともに、その動作速度の高速化を図って、当該移動に要する時間の短縮化を図ることが考えられる。

このような手法を実現可能とするためには、部品供給ヘッド装置５０１のヘッド部５０３を高速移動可能、かつ、少しでも部品が実装される基板への近傍（すなわち、基板近傍における実装ヘッド部と基板との間）へと移動可能とする必要がある。

しかしながら、従来の構成では、部品供給ヘッド装置５０１において、実際に移動される構成部分が、ヘッド部５０３、θ回転装置５１０、ヘッド反転装置５２０、ヘッドフレーム５４０、及びヘッド昇降装置５３０というように、コンパクトなものではなく、上記手法を実現することが困難であるという問題点がある。

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、部品配置部より供給される夫々の部品をヘッド部により保持して移動させ、基板への部品実装を行う実装ヘッド部に上記保持された部品を受け渡して、上記夫々の部品の供給を行う部品供給ヘッド装置において、上記ヘッド部の上記移動の高速化及びコンパクト化を図って、部品実装の精度の向上及び生産性の向上を実現可能な部品供給ヘッド装置、並びに上記部品供給ヘッド装置を備える部品供給装置、部品実装装置、及び実装ヘッド部の移動方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、部品取出し位置において、部品配置部に配列された部品をその基板への実装側表面にて保持して、上記保持された部品を部品受渡し位置に移動させるとともに、上記部品の上記実装側表面を反転させて、上記部品受渡し位置において上記部品を実装ヘッド部に受け渡し、上記実装ヘッド部による上記基板への上記部品の実装を可能とさせる部品供給ヘッド装置において、
上記部品を解除可能に保持する保持部と、上記保持部をその軸心を回転中心として回転させる回転装置とを有するヘッド部と、
上記保持部の上記軸心沿いの方向に昇降可能に、上記ヘッド部を支持するとともに上記昇降を案内可能な昇降支持案内部を有し、上記保持部の上記軸心と略直交する方向に配置された反転中心において上記ヘッド部を上記昇降支持案内部を介して反転させて、上記保持部をその上記軸心沿いの方向において反転させるヘッド反転装置と、
上記昇降支持案内部により案内されながら、上記保持部の上記軸心沿いの方向に上記ヘッド部を昇降させて、上記保持部を昇降させるヘッド昇降装置と、
上記ヘッド昇降装置及び上記ヘッド反転装置を支持するヘッド支持部と、
上記部品取出し位置と上記部品受渡し位置との間において、上記ヘッド支持部を移動させるヘッド移動装置とを備える部品供給ヘッド装置を提供する。

本発明の第２態様によれば、上記ヘッド昇降装置は、
上記保持部の上記軸心と略直交する方向において配置された回転中心を偏心軸として有し、上記回転中心回りの偏心の回転運動を行うカム部と、
上記カム部を上記回転中心回りに回転運動させる昇降用駆動装置と、
上記ヘッド部に備えられて、上記カム部の上記偏心の回転運動を上記保持部の上記軸心沿いの方向における上記昇降の往復運動に変換するカムフォロア部とを備えている第１態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。

本発明の第３態様によれば、上記カム部は、上記偏心軸の周囲に連続的に形成されて、上記回転運動を上記カムフォロア部に伝達するカム曲線部を備え、
上記カム曲線部は、上記カムフォロア部と当接される当接部と、上記当接部に連続して形成された上記カムフォロア部との上記当接が退避される当接退避部とを有する第２態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。

本発明の第４態様によれば、上記ヘッド反転装置による上記ヘッド部の反転は、上記ヘッド昇降装置における上記カム部と上記カムフォロア部との上記当接が退避された状態で可能とされる第３態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。

本発明の第５態様によれば、上記ヘッド昇降装置は、上記カム部と上記カムフォロア部との上記当接が退避された状態の上記カム部の回転運動に回転負荷を付与する回転負荷部をさらに備える第４態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。

本発明の第６態様によれば、上記ヘッド昇降装置の上記カム部の上記回転中心、及び上記ヘッド反転装置の上記反転中心は、互いに上記ヘッド移動装置の移動方向と略直交する方向に配置されている第２態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。

本発明の第７態様によれば、上記保持部の上記軸芯と略直交し、かつ、上記ヘッド移動装置の移動方向と略直交する方向において、上記ヘッド支持部を移動させるヘッド支持部移動装置をさらに備える第１態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。

本発明の第８態様によれば、上記昇降支持案内部は、上記ヘッド部又は上記ヘッド反転装置のいずれか一方に取り付けられたレール部と、いずれか他方に取り付けられた上記レール部に係合されかつ案内されながら移動可能なレール係合部を有するＬＭガイドである第１態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。

本発明の第９態様によれば、上記部品配置部に配列された上記部品の画像の撮像を行ない、上記部品配置部における当該部品の配置を認識する部品認識装置をさらに備え、
上記部品認識装置は、上記ヘッド支持部に支持されて、上記ヘッド移動装置により上記ヘッド支持部とともに移動可能とされる第１態様に記載の部品供給ヘッド装置を提供する。

本発明の第１０態様によれば、第１態様に記載の部品供給ヘッド装置と、
上記ヘッド部に取り出し可能に複数の上記部品を配列する上記部品配置部と、
上記部品配置部に上記夫々の部品を配置可能に収納する部品供給収納部とを備える部品供給装置を提供する。

本発明の第１１態様によれば、第１０態様に記載の部品供給装置と、
上記部品を解除可能に保持する上記実装ヘッド部と、
上記基板を解除可能に保持する基板保持部と、
上記基板保持部と上記実装ヘッド部との位置決めを行う位置決め装置とを備える部品実装装置を提供する。

本発明の第１２態様によれば、実装ヘッド部による基板への部品の実装が行われる基板実装領域の上方から、反転ヘッド部に保持された上記部品の上記実装ヘッド部への受け渡しが行われる部品受け渡し位置まで、上記実装ヘッド部を移動させる方法において、
上記基板実装領域と上記部品受渡し位置との間における上記実装ヘッド部の移動における上記実装ヘッド部と上記反転ヘッド部とが干渉しないような通過点を算出し、
上記実装ヘッド部が移動された場合に、上記算出された通過点を通過するまでに要する移動時間を、上記基板の表面沿いの方向における移動と上記基板の表面と略直交する方向における移動との夫々において算出し、
上記算出された夫々の移動時間のうちの長い方の上記移動を開始するとともに、上記夫々の移動時間の差を算出し、
上記移動時間の差分だけ上記他方の移動の開始を待機させた後、上記他方の移動を開始して、上記通過点を経由するように上記実装ヘッド部を上記部品受け渡し位置にまで移動させる実装ヘッド部の移動方法を提供する。

本発明の上記第１態様によれば、部品供給ヘッド装置において、反転動作及び昇降動作が行われる対象物であるヘッド部が、部品を保持する機能を有する保持部とこの上記保持部のその軸心回りの回転を行う回転装置のみを備える最小限の構成として、上記ヘッド部の上記反転動作を行うヘッド反転装置と上記昇降動作を行うヘッド昇降装置とを上記対象物に含ませるのではなく、上記ヘッド部とは別に備えさせていることにより、上記ヘッド部のコンパクト化を図ることができる。

すなわち、上記ヘッド部を上記昇降可能に支持するとともに上記昇降を案内可能な昇降支持案内部を介して、上記ヘッド部が反転可能に上記ヘッド反転装置により支持されており、かつ、上記昇降支持案内部により案内されながら、上記ヘッド部を上記ヘッド昇降装置により上記昇降可能とされていることにより、上記ヘッド部を必要最小限の構成とすることができ、上記ヘッド部のコンパクト化を達成することができるものである。

このように上記部品供給ヘッド装置において、上記ヘッド部のコンパクト化を達成することができることにより、移動される上記ヘッド部を、実装ヘッド部による基板への上記部品の実装位置のできるだけ近くの位置に移動させることが可能となる。このような効果は従来においては達成することが困難なものであった。

これにより、上記ヘッド部の移動における動線である部品供給動線（すなわち、部品取出し位置から部品受渡し位置までの動線）と、上記実装ヘッド部の移動における動線である部品実装動線（すなわち、上記部品受渡し位置から上記基板への上記部品の実装位置までの動線）とにおいて、直接的に部品実装動作に影響を与える上記実装ヘッド部の上記部品実装動線の距離を短く設定して、上記実装ヘッド部の動作速度を抑えてそれに伴う振動の発生を低減させることができ、上記部品実装における実装精度を向上させることができる。さらに、それとともに、直接的に部品実装動作に影響を与えることが少ない上記ヘッド部（すなわち、上記ヘッド部の移動によって発生する振動は、上記実装ヘッド部や上記基板に影響を与えることが少ない）の上記部品供給動線の距離を長く設定して、上記ヘッド部の動作速度を高速化することが可能となる。これにより、上記部品実装における上記部品の上記実装ヘッド部への供給に要する時間を短縮化することができ、上記部品実装における生産性を向上させることができる。従って、部品実装の精度の向上及び部品実装の生産性の向上を両立して実現可能な部品供給ヘッド装置を提供することができる。

本発明の上記第２態様によれば、上記コンパクト化されたヘッド部の上記昇降動作を行う上記ヘッド昇降装置が、複雑な構成を有するのではなく、カム部とカムフォロア部というような簡単な構成を備えていることにより、上記昇降動作を確実に行うことができるとともに、上記ヘッド昇降装置自体もコンパクトなものとすることができる。これにより、上記ヘッド部とともに、上記ヘッド昇降装置及び上記ヘッド反転装置の上記部品取出し位置と上記部品受渡し位置との間の移動を行うヘッド移動装置による当該移動の速度を高速化することができ、上記実装ヘッド部への上記部品の供給に要する時間の短縮化を図ることができる。

本発明の上記第３態様、上記第４態様、及び上記第５態様によれば、上記ヘッド昇降装置における上記カム部と上記カムフォロア部との当接が退避可能であって、この当接が退避された状態で、上記ヘッド反転装置による上記ヘッド部の反転が行われる構成とされていることにより、上記ヘッド反転装置は、上記ヘッド昇降装置により上記反転の動作を阻害されることなく、上記反転の動作を行うことができる。このように上記ヘッド昇降装置と上記ヘッド反転装置とが構成されていることによって、上記反転動作及び上記昇降動作が行われる上記対象物である上記ヘッド部の構成に含まれることなく、上記ヘッド昇降装置と上記ヘッド反転装置とを上記ヘッド部とが別の構成とすることができ、上記ヘッド部のコンパクト化の達成を可能とすることができる。

また、このような上記カム部と上記カムフォロア部との当接退避の状態は、上記昇降支持案内部を介して上記ヘッド反転装置により昇降可能に支持されている上記ヘッド部が、その自重が相殺されるように、上記昇降支持案内部により案内されながら、常時上昇方向に付勢されるとともに、その付勢方向の上限位置が規制されていることにより成し得るものである。

また、上記ヘッド昇降装置が、上記カム部と上記カムフォロア部との上記当接が退避された状態の上記カム部の回転運動に回転負荷を付与する回転負荷部をさらに備えることにより、上記当接が退避されて、上記カム部と上記カムフォロア部との間の当接により、上記カム部の回転運動に対して負荷が生じないような場合であっても、上記回転負荷部により上記カム部に対して負荷を付与することができる。従って、上記カム部の回転運動を安定して行なうことが可能となり、上記回転運動の制御性を良好なものとすることができる。

本発明の上記第６態様によれば、上記ヘッド昇降装置の上記カム部の上記回転中心、及び上記ヘッド反転装置の上記反転中心が、互いに上記ヘッド移動装置の移動方向と略直交する方向に配置されていることにより、上記ヘッド昇降装置及び上記ヘッド反転装置の夫々の配置をよりコンパクトなものとすることができる。従って、上記ヘッド移動装置による上記ヘッド部の移動の速度を高速化することができ、上記ヘッド部による上記実装ヘッド部への上記部品の受渡しに要する時間を短縮化することができる。

本発明の上記第７態様によれば、上記部品供給ヘッド装置において、上記保持部の上記軸芯と略直交し、かつ、上記ヘッド移動装置の移動方向と略直交する方向において、上記ヘッド支持部を移動させるヘッド支持部移動装置がさらに備えられていることにより、上記部品受渡し位置における上記ヘッド部と上記実装ヘッド部との上記方向の位置合わせを、上記部品供給ヘッド装置側において行うことができる。これにより、上記実装ヘッド部の移動動線をより簡単なものとすることができ、上記移動に伴って発生する振動等を低減することができ、部品実装における精度を向上させることができる。

本発明の上記第８態様によれば、上記昇降支持案内部が、上記ヘッド部又は上記ヘッド反転装置のいずれか一方に取り付けられたレール部と、いずれか他方に取り付けられた上記レール部に係合されかつ案内されながら移動可能なレール係合部を有するＬＭガイドであることにより、上記夫々の態様による効果を達成することができる。

本発明の上記第９態様によれば、上記部品供給ヘッド装置が、上記部品配置部に配列された上記部品の画像の撮像を行ない、上記部品配置部における当該部品の配置を認識する部品認識装置をさらに備え、当該部品認識装置が、上記ヘッド支持部に支持されて当該ヘッド支持部と一体的な状態とされ、上記ヘッド移動装置により上記ヘッド支持部とともに移動可能とされていることにより、上記ヘッド部の移動装置と上記部品認識装置の移動装置とを上記ヘッド移動装置に共通化することができる。このような構成は、上記ヘッド移動装置による上記ヘッド部の移動速度が高速化されたことにより達成できるものであり、上記部品供給ヘッド装置の構成を簡単なものとして、その信頼性を高めることができるとともに、装置の製作コストを低減することができる。

本発明の上記第１０態様又は上記第１１態様によれば、上記夫々の態様による効果を得ることができる上記部品供給ヘッド装置を備える部品供給装置や部品実装装置において、上記部品実装の精度の向上と部品実装における生産性の向上とを両立させることができるという効果を得ることができる。

本発明の上記第１２態様によれば、上記基板実装領域と上記部品受渡し位置との間における上記実装ヘッド部の移動における上記実装ヘッド部と上記反転ヘッド部とが干渉しないような通過点を算出し、上記実装ヘッド部が移動された場合に、上記算出された通過点を通過するまでに要する移動時間を、上記基板の表面沿いの方向における移動と上記基板の表面と略直交する方向における移動との夫々において算出し、上記算出された夫々の移動時間のうちの長い方の上記移動を開始するとともに、上記夫々の移動時間の差を算出し、上記移動時間の差分だけ上記他方の移動の開始を待機させた後、上記他方の移動を開始して、上記通過点を経由するように上記実装ヘッド部を上記部品受け渡し位置にまで移動させることにより、当該移動に要する時間を短縮することができ、部品実装における生産性を向上させることができる。特に、従来においては、上記基板の表面と略直交する方向の移動を先に開始した後に、他方の移動を開始していたため、常に上記他方の移動開始が制限されることとなり、上記実装ヘッド部の移動に要する時間の短縮化を図れない場合があるという問題を改善することができる。

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかる部品供給ヘッド装置、並びに上記部品供給ヘッド装置を備える部品供給装置、及び部品実装装置の一例である電子部品実装装置１０１を図１に示す。以下にまず、図１に基づいて、電子部品実装装置１０１の構成及び動作について説明する。

図１に示すように、電子部品実装装置１０１は、部品の一例であるチップ部品やベアＩＣチップ等の電子部品２を基板３に実装する実装動作を行う装置であり、大別して、複数の電子部品２を供給可能に収容する部品供給装置の一例である部品供給部４と、この部品供給部４から供給される各電子部品２を基板３に実装する実装動作を行う実装部５とを備えている。

図１に示す部品供給部４においては、多数の電子部品２が形成された半導体ウェハ、又は、多数の電子部品２が格子上に配列されて収容された部品トレイを、選択的に供給可能に収容している部品供給収納部の一例であるリフター部１０が、部品供給部４の図示Ｙ軸方向手前側に設置されている。

また、部品供給部４には、リフター部１０から選択的に供給される上記半導体ウェハあるいは部品トレイを配置して、夫々より電子部品２を取り出し可能な状態とさせる部品配置部の一例である供給部品配置部１２が備えられている。なお、リフター部１０から上記半導体ウェハが供給されるような場合には、供給部品配置部１２において、上記半導体ウェハに対してエキスパンド動作が施される。

さらに、部品供給部４には、供給部品配置部１２上に選択的に配置された上記半導体ウェハあるいは部品トレイから電子部品２を個別に吸着保持して、図示Ｘ軸方向沿いに実装部５に向けて移動させるとともに、上記吸着保持した電子部品２を上下方向に反転させる部品供給ヘッド装置の一例である反転ヘッド装置５０が備えられている。なお、反転ヘッド装置５０の詳細な構成については後述するものとする。

また、図１に示すように、実装部５には、電子部品２を吸着保持して基板３に実装する実装ヘッド部２０が備えられている。また、互いに図示Ｘ軸方向沿いに配置された位置であって、反転ヘッド装置５０により保持された電子部品２が実装ヘッド部２０に受渡し可能な位置である部品受渡し位置と、基板３に対する電子部品２の実装動作が行われる基板実装領域との間で、実装ヘッド部２０を支持しながら、図示Ｘ軸方向に沿って進退移動させる移動装置の一例であるＸ軸ロボット２２が、さらに実装部５に備えられている。また、反転ヘッド装置５０は、互いに図示Ｘ軸方向沿いに配置された位置である、部品供給部４の供給部品配置部１２の上方の位置である部品取出し位置と、上記部品受渡し位置との間で、上記保持された電子部品２を移動可能となっている。

また、実装ヘッド部２０は、ボイスコイルモータ等の移動手段にて昇降駆動可能であり、かつ、吸着保持した電子部品２を介して、押圧エネルギーや超音波振動エネルギーや熱エネルギー等の接合エネルギーを、電子部品２と基板３の接合部に付与できるように構成された保持部（図示しない）を備えており、電子部品２を基板３に対して加圧しながら上記接合エネルギーを付与することが可能となっている。また、Ｘ軸ロボット２２は、例えば、ボールねじ軸部とこのボールねじ軸部に螺合されたナット部とを用いた移動機構（図示しない）が備えられている。

また、図１に示すように、実装ヘッド部２０及びＸ軸ロボット２２の下方における実装部５の基台２４上には、基板３を図示Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能であって、かつ、実装ヘッド部２０に対する基板３上における電子部品２が実装される位置の位置決めを行う位置決め装置の一例であるＸＹテーブル２６が配設されている。このＸＹテーブル２６は、図示Ｘ軸方向とＹ軸方向との夫々に、例えばサーボモータにて移動駆動するとともに、リニアスケールを用いてフルクローズ制御にて位置決めすることが可能となっている。また、このＸＹテーブル２６の上面には、基板３を解除可能に保持して固定する基板保持台２８が設置されている。なお、図１において、Ｘ軸方向とＹ軸方向は、基板３の表面沿いの方向であって、かつ、互いに直交する方向である。

また、ＸＹテーブル２６には、部品撮像装置の一例である部品撮像カメラ２５が備えられている。部品撮像カメラ２５は、図示上方に配置された電子部品２の画像を撮像可能となっている。具体的には、実装ヘッド部２０により吸着保持された電子部品２を、ＸＹテーブル２６による部品撮像カメラ２５の図示Ｘ軸方向又はＹ軸方向の移動により、部品撮像カメラ２５の上方に位置させることにより、当該画像を撮像することができる。電子部品実装装置１０１においては、このような電子部品２の画像に基づいて、当該電子部品２が基板３への実装に適しているかどうかや、実装ヘッド部２０による当該電子部品２の吸着保持姿勢が判断される。

また、図１に示すように、電子部品実装装置１０１には、基台２４の上面における図示Ｙ軸方向手前側の端部において、図示Ｘ軸方向左向きに基板３を搬送し、基板保持台２８への基板３の供給及び基板保持台２８からの基板３の排出を行う基板搬送装置３０が備えられている。基板搬送装置３０は、電子部品実装装置１０１の図示Ｘ軸方向右側の端部からＸＹテーブル２６上の基板保持台２８にまで、基板３を搬送して供給するローダ部の一例であるローダ３２と、基板保持台２８から電子部品実装装置１０１の図示Ｘ軸方向左側の端部にまで、基板３を搬送して排出するアンローダ部の一例であるアンローダ３４とを備えている。なお、本第１実施形態においては、電子部品実装装置１０１におけるＸＹテーブル２６と基板支持台２８とが、基板３の上記移動及び保持を行う基板保持移動装置の一例となっている。

次に、このような構成を有する電子部品実装装置１０１における電子部品２の基板３への実装動作について説明する。

図１の電子部品実装装置１０１において、基台２４上におけるローダ３２及びアンローダ３４の間に位置するように、基板保持台２８がＸＹテーブル２６により移動される。それとともに、電子部品実装装置１０１にて夫々の電子部品２の実装が行われるべき基板３が、例えば、電子部品実装装置１０１に隣接する他の装置等より基板搬送装置３０のローダ３２に供給されて、ローダ３２にて基板搬送方向Ｂに基板３が搬送されて、この基板３が基板保持台２８に供給されて保持される。その後、ＸＹテーブル２６が図示Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動されて、基板３が上記基板実装領域に移動される。

一方、部品供給部４において、供給部品配置部１２に配置された夫々の電子部品２が、反転ヘッド装置５０により上記部品取出し位置にて吸着保持されて取り出される。反転ヘッド装置５０において、この電子部品２が反転されるとともに、上記部品取出し位置より上記部品受渡し位置にまで移動される。また、実装部５にて実装ヘッド部２０が、Ｘ軸ロボット２２により、上記部品受渡し位置にまで移動されて、反転ヘッド装置５０から実装ヘッド部２０に電子部品２が受け渡される。その後、上記受け渡された電子部品２を吸着保持した状態の実装ヘッド部２０が、Ｘ軸ロボット２２により、上記基板実装領域の上方へと移動される。

その後、上記基板実装領域において、ＸＹテーブル２６により部品撮像カメラ２５が、実装ヘッド部２０により吸着保持された状態の電子部品２の下方へと移動されて、当該電子部品２の画像の撮像が行われる。この撮像された画像に基づいて、当該電子部品２の基板３への実装の適否の判断や、吸着保持姿勢のθ補正等が行われる。

その後、当該電子部品２が上記実装に適していると判断された場合には、実装ヘッド部２０により吸着保持されている電子部品２と、基板保持台２８により保持されている基板３における電子部品３が実装されるべき位置との位置合わせが、ＸＹテーブル２６の移動により行われる。この位置合わせの後、実装ヘッド部２０の昇降動作等が行われて、電子部品２の基板３への実装動作が行われる。複数の電子部品２の上記実装動作が行われるような場合にあっては、上記夫々の動作が繰り返して行うことにより、夫々の電子部品２の実装動作が行われる。

その後、夫々の電子部品２の上記実装動作が終了すると、夫々の電子部品２が実装された状態の基板３が、基板保持台２８とともに、ＸＹテーブル２６により、ローダ３２とアンローダ３４との上記間の位置にまで移動されて、基板保持台２８より基板３がアンローダ３４に受け渡され、アンローダ３４にて基板３が搬送されて、電子部品実装装置１０１より基板３が排出される。上記排出された基板３は、例えば、電子部品実装装置１０１に隣接して設置されている上記部品実装の次の処理等を行う他の装置に供給されたり、部品実装済みの基板３として基板収納装置等に収納されたりする。

このようにして、電子部品実装装置１０１において、夫々の電子部品２の基板３への実装動作が行われる。なお、夫々の電子部品２が実装された基板３がアンローダ３４により排出された後、新たな別の基板３がローダ３２により供給されることにより、順次供給される夫々の基板３に対して夫々の電子部品２の実装が行われる。

次に、電子部品実装装置１０１における部品供給部４が備える反転ヘッド装置５０の部分半透過斜視図を図２に示し、図２に基づいて反転ヘッド装置５０の詳細な構成について説明する。

図２に示すように、反転ヘッド装置５０は、電子部品２を解除可能に吸着保持する保持部の一例である吸着ノズル５２と、この吸着ノズル５２をその軸心を回転中心として、この回転中心回りに回転（いわゆるθ回転）させる回転装置の一例であるθ回転装置５３とを備えるヘッド部の一例である反転ヘッド部５１を備えている。また、反転ヘッド装置５０は、吸着ノズル５２の上記軸心沿いの方向に反転ヘッド部５１を昇降させて、吸着ノズル５２の昇降を行うヘッド昇降装置７０と、反転ヘッド部５１を上記昇降可能に支持するとともに、吸着ノズル５２の上記軸心と略直交する方向である図示Ｙ軸方向に配置された反転中心において反転ヘッド部５１を回転させて、吸着ノズル５２をその上記軸心沿いの方向に反転させるヘッド反転装置６０と、ヘッド昇降装置７０とヘッド反転装置６０とを支持するヘッド支持部の一例であるヘッドフレーム８１とを備えている。さらに、反転ヘッド装置５０は、ヘッドフレーム８１を、図示Ｘ軸方向に進退移動させるヘッド移動装置９０を備えており、当該移動により、図示Ｘ軸方向左側端部近傍に位置される上記部品取出し位置と、図示Ｘ軸方向右側端部近傍に位置される上記部品受渡し位置との間において、反転ヘッド部５１を進退移動させることが可能となっている。なお、図２においては、吸着ノズル５２の上記軸心は図示Ｚ軸方向に配置されており、このＺ軸方向は、図示Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向となっている。

このような構成を有する反転ヘッド装置５０について、ヘッド移動装置９０により移動される部分の部分半透過拡大斜視図を図３に示す。また、図３の反転ヘッド装置５０の図示Ｘ軸方向における断面図を図４に示し、また、図４におけるＡ−Ａ線矢視図を図５に示し、図４におけるＢ−Ｂ線矢視図を図６に示す。これらの図３〜図６に基づいて、以下に反転ヘッド装置５０のさらに詳細な構成について説明する。

まず、反転ヘッド部５１においては、吸着ノズル５２がその軸心Ｐ回りに回転可能に、ノズル支持部５８により複数の軸受け部を介して支持されている。吸着ノズル５２は、図示下方先端において、例えば、真空吸引等を用いて、電子部品２を解除可能に保持することが可能となっている。また、吸着ノズル５２の軸心Ｐの図示上端部分には、プーリ５９が軸心Ｐを回転中心として回転可能に固定されている。また、ノズル支持部５８において吸着ノズル５２の軸心Ｐ沿いの方向に配置された駆動軸を有するθ回転モータ５４の上記駆動軸の図示上端部分にもプーリ５７が固定されており、その設置高さ位置がプーリ５９と略同じとされている。さらに、プーリ５９とプーリ５７とには、ベルト５６が係合されており、θ回転モータ５４が正逆いずれかの回転方向に回転駆動されることにより、プーリ５７の上記駆動軸回りの回転が、ベルト５６によりプーリ５９に伝達されて、プーリ５９が軸心Ｐ回りに正逆いずれかの方向に回転されることが可能となっている。これにより、吸着ノズル５２を軸心Ｐ回りに回転、すなわち、いわゆるθ回転を行うことが可能となっている。また、図４におけるプーリ５９の図示左側には、プーリ５９の回転方向の原点位置を検出する原点センサ５５が備えられており、これにより、吸着ノズル５２のθ回転の原点位置を検出することが可能となっている。なお、本第１実施形態においては、θ回転装置５３は、θ回転モータ５４、原点センサ５５、プーリ５７及び５９、及びベルト５６を備えている。

また、ヘッド反転装置６０においては、ヘッドフレーム８１の下部に、複数の軸受６７を介してその軸心である反転軸Ｒを回転中心として回転可能に支持されている反転シャフト６６を備えている。なお、反転軸Ｒは図示Ｙ軸方向に沿って配置されており、さらに、吸着ノズル５２の軸心Ｐと直交するように配置されている。また、図４において、反転シャフト６６の図示左側の端部には、図示Ｚ軸方向において移動可能に構成された昇降支持案内部の一例であるＬＭガイド４２を介して、反転ヘッド部５１のノズル支持部５８が取り付けられている。なお、このようなＬＭガイド４２は、反転シャフト６６に固定されたレール部と、ノズル支持部５８に固定され、かつ、上記レール部に係合されたレール係合部とにより構成されており、上記レール係合部が上記レール部に支持されかつ案内されることが可能となっている。また、図４における反転シャフト６６の図示左側の端部下部には、ばね受部６５が固定されており、このばね受部６５の上部とノズル支持部５８の下部との間に、ばね４１が設けられており、このばね４１によりノズル支持部５８が、ＬＭガイド４２に沿って常時上方に、すなわちＺ軸方向に付勢された状態とされている。また、ノズル支持部５８にはストッパー４３が取り付けられており、このストッパー４３によって上記ばね４１によるＬＭガイド４２に沿った上方への付勢位置の図示上限が規制されている。従って、ノズル支持部５８は、この上限の規制位置をその昇降動作の上限位置として、この上限位置より図示下方に下降されることとなる。

また、図４に示すように、反転シャフト６６の図示右側の端部には、反転軸Ｒをその回転中心とするプーリ６４が取り付けられている。また、図３に示すように、反転軸Ｒと略平行にかつその高さ位置を同じとして、図示Ｙ軸方向にその駆動軸が配置された反転モータ６１が、ヘッドフレーム８１に設置されている。図３に示すように、反転モータ６１の駆動軸における図示Ｙ軸方向左側の端部には、駆動軸とその回転中心を同じとするプーリ６２が取り付けられている。また、プーリ６２及び６４の夫々は、Ｙ軸方向の夫々の位置を同じとして配置されている。さらに、プーリ６２とプーリ６４とには、ベルト６３が係合されており、反転モータ６１が正逆いずれかの回転方向に回転駆動されることにより、プーリ６２の上記駆動軸回りの回転が、ベルト６３によりプーリ６４に伝達されて、プーリ６４が反転軸Ｒ回りに正逆いずれかの方向に回転させることが可能となっている。これにより、反転シャフト６６が反転軸Ｒ回りに回転されて、ＬＭガイド４２を介してノズル支持部５８を正逆いずれかの方向に回転、すなわち、反転ヘッド部５１を回転させることが可能となっている。このように、反転ヘッド部５１を回転させることにより、吸着ノズル５２を軸心Ｐ沿いの方向において、反転させることができる。なお、図４において、プーリ６４の図示右側には、スリップリング６８が備えられており、このスリップリング６８を通して、反転ヘッド部５１のθ回転装置５３への制御信号や動力線の受渡しが行われる。なお、本第１実施形態においては、ヘッド反転装置６０は、反転モータ６１、プーリ６２及び６４、ベルト６３、反転シャフト６６、ばね受部６５、及びスリップリング６８を備えている。

また、ヘッド昇降装置７０においては、ヘッド反転装置６０の反転軸Ｒの図示Ｚ軸方向の上方かつ図示Ｙ軸方向沿いに配置された駆動軸７１ａを備える昇降用駆動装置の一例である昇降モータ７１が備えられており、この昇降モータ７１は、ヘッドフレーム８１に固定されている。また、昇降モータ７１の駆動軸７１ａには、駆動軸７１ａの軸心を偏心の回転中心（偏心軸Ｑとする）として、駆動軸７１ａとともに偏心軸Ｑ回りに回転されて、偏心の回転運動が行われる円盤状のカム部の一例である昇降用カム部７２が取り付けられている。また、反転ヘッド部５１のノズル支持部５８の上部には、この昇降用カム部７２の外周部７２ａと当接可能なカムフォロア部の一例である昇降用カムフォロア部７３が取り付けられている。なお、昇降用カムフォロア部７３は回転可能なローラ状のものであってもよいし、回転不可能に固定されたようなものであってもよい。これにより、昇降モータ７１がその駆動軸回りの正逆いずれかの方向に回転駆動されることにより、昇降用カム部７２の偏心軸Ｑ回りの偏心の回転運動が行われ、当該回転運動が昇降用カムフォロア部７２により図示Ｚ軸方向の往復運動に変換させることが可能となっている。また、このような往復運動は、ノズル支持部５８に伝達されて、ノズル支持部５８がＬＭガイド４２によりその移動方向が案内されながら、反転ヘッド部５１が図示Ｚ軸方向沿いに、すなわち、その軸心Ｐ沿いに昇降されることとなる。なお、このような反転ヘッド部５１の昇降動作量は、図５に示すように、昇降用カム部７２における偏心軸Ｑとこの偏心軸Ｑより図示Ｚ軸方向下向きの外周部７２ａまでの寸法の昇降用カム部７２の回転による変化量と等しくなる。

また、図５に示すように、本第１実施形態においては、昇降用カム部７２の外周部７２ａが、偏心軸Ｑの周囲に連続的に形成されたカム曲線部の一例となっている。さらに、この外周部７２ａは、その外周全体のうち、昇降用カムフォロア部７３と当接される当接部と、この当接部に連続して形成された昇降カムフォロア部７３との当接が退避される当接退避部とを備えている。

具体的には、昇降用カム部７２において、上記回転が行われることにより、外周部７２ａのうちの上記当接部が図示Ｚ軸方向下向きの位置に位置された場合には、外周部７２ａと昇降用カムフォロア部７３とが確実に当接された状態となり、この当接された状態にて昇降用カム部７２の回転が行われることにより、昇降用カムフォロア部７３が昇降されることになる。

一方、昇降用カム部７２において、外周部７２ａのうちの上記当接退避部が図示Ｚ軸方向下向きの位置に位置された場合には、外周部７２ａと昇降用カムフォロア部７３との間に、互いに当接されないような隙間が確保された状態とされる。すなわち、ばね４１により常時上方へ付勢された状態のノズル支持部５８におけるストッパー４３によるその昇降の上限規制位置において、昇降用カムフォロア部７３と昇降用カム部７２の外周部７２ａとの間に上記隙間が確保された状態とされる。このように上記隙間が確保されることで、ヘッド昇降装置７０を、反転ヘッド部５１から切り離すことができ、ヘッド反転装置６０により反転ヘッド部５１を円滑に反転させることが可能となる。なお、このような状態において反転ヘッド部５１が反転されても、反転ヘッド部５１が昇降用カム部７２に当接しないように反転ヘッド部５１は形成されている。なお、本第１実施形態においては、このような隙間として、例えば、０．０５ｍｍ程度の寸法の隙間を確保可能としている。また、ヘッド昇降装置７０において、外周部７２ａにおける上記当接退避部が図示Ｚ軸方向下向きの位置に位置された場合を、昇降用カム部７２のカム原点位置としている。従って、昇降用カム部７２が上記カム原点位置に位置されている状態においてのみ、ヘッド反転装置６０による反転ヘッド部５１の反転動作が可能となっている。

また、図４及び図５に示すように、ヘッド昇降装置７０においては、昇降用カム部７２の上記回転による外周部７２ａの移動範囲を規制するカム曲線有効範囲検出用のドグ７４が、駆動軸７１ａの先端に取り付けられている。このドグ７４はその外周部において一部切り欠き部分を有している略円盤状の形状を有しており、昇降用カム部７２の上記回転に合わせて、偏心軸Ｑ回りに回転可能とされている。また、ヘッドフレーム８１には、このドグ７４の上記外周部における切り欠きの有無を検出することにより、昇降用カム部７２の外周部７２ａの移動位置を検出するとともに、その移動範囲を上記カム曲線の有効範囲内に規制するカム曲線有効範囲検出用のセンサ７５が取り付けられている。これにより、昇降用カム部７２の上記回転範囲が上記カム曲線の有効範囲内に規制することが可能となり、反転ヘッド部５１の昇降動作を確実に行うことができる。

また、図４及び図５に示すように、昇降用カム部７２の上記回転におけるその回転位置の制御性を良好とさせることを目的として、昇降用カム部７２に上記回転に対する一定の負荷を付与する回転負荷部の一例である回転負荷機構７６が、ヘッドフレーム８１に取り付けられている。回転負荷機構７６は、昇降用カム部７２の外周部７２ａに、その図示Ｚ軸方向上方において当接される負荷用カムフォロア部７６ａを先端に備える負荷用レバー７６ｂと、この負荷用レバー７６ｂの略中央付近を支点として、負荷用カムフォロア部７２ａが常時昇降用カム部７２の外周部７２ａに当接するように付勢するばね７６ｃとを備えている。このばね７６ｃの付勢力が、負荷用レバー７６ｂを介して負荷用カムフォロア部７６ａにより、昇降用カムフォロア部７２に常時伝達可能とされていることにより、昇降用カムフォロア部７２の上記回転に一定の負荷が常時与えられている。これにより、昇降用カム部７２と昇降用カムフォロア部７３との間に隙間が確保されて、両者間の当接により生じる回転負荷が発生しないような場合であっても、回転負荷機構７６により昇降用カム部７２に回転負荷を与えることができるため、昇降用カム部７２の回転を安定して行うことができ、その回転量の制御性を良好とさせることができる。

次に、図４に示すように、ヘッドフレーム８１は、反転ヘッド部５１、ヘッド昇降装置７０、及びヘッド反転装置６０を支持し、かつ、図示Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸方向可動フレーム８１ａと、このＹ軸方向可動フレーム８１ａを上記Ｙ軸方向に移動可能に支持するとともに、図示Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸方向可動フレーム８１ｂとにより構成されている。Ｙ軸方向可動フレーム８１ａは、Ｘ軸方向可動フレーム８１ｂの上面に、図示Ｙ軸方向に配設されたＬＭガイド８２を介して取り付けられており、このＬＭガイド８２により案内されながら、図示Ｙ軸方向に移動可能となっている。また、Ｘ軸方向可動フレーム８１ｂは、ヘッド移動装置９０のベースフレーム９１上に図示Ｘ軸方向に配設された２つのＬＭガイド９２に取り付けられており、夫々のＬＭガイド９２により案内されながら、図示Ｘ軸方向に移動可能となっている。

また、図２に示すように、ヘッド移動装置９０においては、図示Ｘ軸方向に沿ってベースフレーム９１の上面に配設されたボールねじ軸部９３が備えられている。また、このボールねじ軸部９３は、ベースフレーム９１の図示Ｘ軸方向における両端部近傍において、回転可能に固定されている。さらに、このボールねじ軸部９３に螺合されたナット部９４が備えられており（図４参照）、ナット部９４にはＸ軸方向可動フレーム８１ｂが取り付けられている。また、図２に示すように、ヘッド移動装置９０は、ボールねじ軸部９３の図示Ｘ軸方向左側端部にその回転中心をボールねじ軸部９３の軸心と同じとするプーリ９５と、ボールねじ軸部９３の軸心の上方に、図示Ｘ軸方向において配置された駆動軸を有する移動モータ９８と、移動モータ９８の駆動軸の端部に取り付けられたプーリ９７と、プーリ９５及び９７の夫々に係合されたベルト９６とが備えられている。また、プーリ９５とプーリ９７とは、図示Ｘ軸方向におけるその配置位置が夫々同じとなるように配置されている。このようにヘッド移動装置９０が構成されていることにより、移動モータ９８を正逆いずれかの回転方向に回転駆動させて、プーリ９７を上記軸心回りに回転させることにより、ベルト９６を介してプーリ９５を正逆いずれかの方向に回転させることができる。これにより、ボールねじ軸部９３が正逆いずれかの方向に回転されて、それに螺合されているナット部９４を図示Ｘ軸方向に沿って進退移動させることができ、ヘッドフレーム８１を図示Ｘ軸方向に沿って進退移動させて、反転ヘッド部５１の図示Ｘ軸方向沿いの移動を行うことができる。

また、反転ヘッド装置５０は図示Ｘ軸方向がＹ軸方向に比して長くなるように構成されている。このように構成されていることにより、ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１の図示Ｘ軸方向の移動に伴って、例えば、反転ヘッド部５１の図示Ｙ軸方向の位置に、移動誤差が発生する場合が考えられる。このような誤差は、ヘッド移動装置９０におけるボールねじ軸部９３の製作誤差や、ＬＭガイド９２の製作誤差により発生する可能性があるものである。また、反転ヘッド部５１により吸着保持された電子部品２を、実装ヘッド部２０に受け渡す場合に、この受渡し位置を図示Ｙ軸方向において微調整することができる装置を、反転ヘッド装置５０に備えておく必要も考えられる。

そのため、反転ヘッド装置５０においては、反転ヘッド部５１の図示Ｙ軸方向の位置を移動させて、当該方向における位置の補正を行うヘッド支持部移動装置の一例であるＹ軸方向補正装置８０が備えられている。図３及び図４に示すように、Ｙ軸方向補正装置８０は、Ｘ軸方向可動フレーム８１ｂの上面に取り付けられ、かつ、その駆動軸が図示Ｘ軸方向沿いに配置された補正モータ８３と、補正モータ８３の上記駆動軸にその偏心の回転中心（偏心軸Ｓとする）として、偏心軸Ｓ回りに偏心の回転運動を行う補正用カム部８４と、図４におけるＹ軸方向可動フレーム８１ａの図示右端に取り付けられているとともに、補正用カム部８４の外周部に当接されている補正用カムフォロア部８５とを備えている。また、Ｙ軸方向可動フレーム８１ａにその一端が、Ｘ軸方向可動フレーム８１ｂにその他端が固定されたばね８６が取り付けられており、このばね８６の引張力によって、補正用カム部８４と補正用カムフォロア部８５との上記当接が常時付勢された状態とされている。このように、Ｙ軸方向補正装置８０が構成されていることにより、補正モータ８３を正逆いずれかの方向に回転駆動させて、補正用カム部８４の偏心軸Ｓ回りの偏心の回転運動を行い、補正用カムフォロア部８５により当該回転運動を図示Ｙ軸方向における往復運動に変換して、Ｙ軸方向可動フレーム８１ａをＬＭガイド８２により案内させながら、図示Ｙ軸方向に移動させることができる。これにより、反転ヘッド部５１の図示Ｙ軸方向の配置位置を補正することが可能となっている。

また、図１に示すように、部品供給部４には、供給部品配置部１２に配置されている夫々の電子部品２の画像を撮像して、夫々の電子部品２の配置位置を認識する認識装置の一例である認識カメラ装置１５０が備えられている。このような認識カメラ装置１５０が備えられていることにより、この認識結果に基づいて、ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１の移動を行ない、供給部品配置部１２に配置された電子部品２の反転ヘッド部５１による吸着取出しを行なうことが可能となる。

ここでこの認識カメラ装置１５０の拡大斜視図を図１３に示す。図１３に示すように、認識カメラ装置１５０は、その鉛直下方に配置された電子部品２の画像を撮像可能なカメラ部１５１と、カメラ部１５１を図示Ｘ軸方向に移動可能に支持しながら、当該移動を行なうカメラ部移動装置１５２と、カメラ部移動装置１５２を支持する支持フレーム１５３とを備えている。カメラ部移動装置１５２は、図示Ｘ軸方向に沿って配置されたＬＭレール１５４と、ＬＭレール１５４に沿って移動可能に、このＬＭレール１５４と係合されるとともに、カメラ部１５１に固定されたＬＭブロック１５５とを備えている。さらに、カメラ部移動装置１５２は、図示Ｘ軸方向に沿って配置されるとともに、その軸心回りに回転可能に支持フレーム１５３に固定されたボールネジ軸部１５６と、このボールネジ軸部１５６と螺合されるとともに、カメラ部１５１に固定されたナット部１５７と、ボールネジ軸部１５６の上記軸心回りの回転を駆動する駆動モータ１５８とを備えている。

このような構成の認識カメラ装置１５０において、駆動モータ１５８によりボールネジ軸部１５６をその軸心回りに正逆いずれかの方向に回転駆動することにより、ナット部１５７に固定されたカメラ部１５１を、ＬＭレール１５４に沿って図示Ｘ軸方向に進退移動させることができる。これにより、供給部品配置部１２に配置された電子部品２の上方に、カメラ部１５１を配置させて、カメラ部１５１により当該電子部品２の画像を撮像し、この画像に基づいて電子部品２の配置位置を認識することができる。

また、電子部品実装装置１０１には、夫々の構成部分を互いに関連付けて統括的な制御を行う実装制御部が備えられており、この実装制御部には、部品供給部４や実装部５における動作の制御が統括的に行われる。また、図２に示すように、搬送ヘッド装置５０には、上記実装制御部により統括的な制御が行われる反転ヘッド制御部１００が備えられている。反転ヘッド制御部１００は、吸着ノズル５２の吸着保持動作、θ回転装置５３のθ回転動作、ヘッド反転装置６０による反転ヘッド部５１の反転動作、ヘッド昇降装置７０による反転ヘッド部５１の昇降動作、Ｙ軸方向補正装置８０による反転ヘッド部５１の図示Ｙ軸方向の配置位置の補正動作、さらに、ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１の図示Ｘ軸方向の移動動作の夫々の動作の制御を、互いに関連付けながら統括して行うことが可能となっている。なお、反転ヘッド制御部１００は、認識カメラ装置１５０におけるカメラ部移動装置１５２によるカメラ部１５１の移動動作、カメラ部１５１による電子部品２の画像の撮像動作、及び撮像された画像の認識処理動作の夫々の制御を行なうことが可能となっており、これらの動作制御も上記夫々の動作制御と互いに関連付けられて行なうことが可能となっている。

このような構成の電子部品実装装置１０１において、部品供給部４にて供給された電子部品２が、反転ヘッド装置５０により、上記部品取出し位置から上記部品受渡し位置にまで移動されて、実装部５における実装ヘッド部２０に電子部品２が受け渡されて、実装ヘッド部２０により当該電子部品２が基板３に実装される部品実装動作について、以下に説明する。なお、このような部品実装動作のうちの主として反転ヘッド装置５０の動作手順を示すフローチャートを図７に示し、また、この部品実装動作の流れを示す模式説明図を図８Ａから図８Ｄに示し、図７及び図８Ａから図８Ｄに基づいて、部品実装動作の説明を行うものとする。なお、以下に述べる夫々の動作は、電子部品実装装置１０１の上記実装制御部により統括的に制御されるものであり、特にそれらの動作のうちの反転ヘッド装置５０に関係する夫々の動作は、反転ヘッド制御部１００により統括的な制御が行われる。

まず、具体的な動作に説明を行う前に、図８Ａから図８Ｄに示す電子部品実装装置１０１について説明する。

図８Ａから図８Ｄに示す電子部品実装装置１０１においては、図示左側に部品供給部４が、図示右側に実装部５が配置されている。図８Ａから図８ＤにおけるＡの位置が上記部品取出し位置となっており、この部品取出し位置Ａにおいて、複数の電子部品２が反転ヘッド部５１により取り出し可能に供給部品配置部１２上に配置されている。なお、供給部品配置部１２において、夫々の電子部品２は、その基板３への接合部である複数のバンプが形成された側の表面である基板３への実装側表面２ａを上面側として配置されている。

また、図８Ａから図８ＤにおけるＢの位置が上記部品受渡し位置となっており、この部品受渡し位置Ｂにおいて、反転ヘッド部５１から実装ヘッド部２０に電子部品２が受け渡される。さらに、図８Ａから図８ＤにおけるＣの位置（あるいは領域）が上記基板実装領域となっており、この基板実装領域Ｃにおいて、基板３が保持された基板保持台２８が配置されている。なお、図８Ａに示すように、この基板３には、基板３に実装されるべき複数の電子部品２のうちの１つの電子部品２がその実装側表面を下面として、基板３に既に実装されている。なお、図８Ａから図８Ｄにおいては、図示左右方向がＹ軸方方向、図示上下方向がＺ軸方向となっている。

このような電子部品実装装置１０１において、まず、図７のフローチャートに示すステップＳ１にて、反転ヘッド装置５０において、ヘッド移動装置９０により反転ヘッド部５１を部品受渡し位置Ａに移動させるとともに、供給部品配置部１２に配置された吸着保持すべき電子部品２と、吸着ノズル５２との位置合わせを行う。なお、このような位置合わせは、部品供給部４における供給部品配置部１２に配置されている夫々の電子部品２の配置位置の画像を、認識カメラ装置１５０により撮像して、当該画像の認識処理を行ない、その認識結果に基づいて、ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１の移動位置を制御することにより行うことができる。また、部品供給部４に供給部品配置部１２をＸ軸方向に移動させる移動装置を備えさせることにより、上記位置合わせを２次元的に確実に行うことができる。なお、この位置合わせの際には、反転ヘッド部５１は反転されていない状態であり、吸着ノズル５２の先端が、図示下方に位置されている状態である。

次に、反転ヘッド装置５０において、ヘッド昇降装置７０により反転ヘッド部５１を下降させる（ステップＳ２）。具体的には、図３〜図６において、昇降モータ７１を回転駆動させることにより、昇降の原点位置に位置されている状態の昇降用カム部７２を偏心軸Ｑ回りに回転させて、その外周部７２ａを昇降用カムフォロア部７３に当接させるとともに図示Ｚ軸方向下向きに押し下げて、ノズル支持部５８をＬＭガイド４２により案内しながら下降させて、反転ヘッド部５１を下降させることにより行われる。

これにより、供給部品配置部１２に配置されている電子部品２の実装側表面２ａに、吸着ノズル５２の先端部分が当接される。この当接とともに吸着ノズル５２により電子部品２を実装側表面２ａにおいて吸着保持する（ステップＳ２）。なお、このような状態が、図８Ａに示す状態である。また、図８Ａに示すように、実装部５においては、実装ヘッド部２０が、基板実装位置Ｃに位置された状態にある。また、供給部品配置部１２に配置された夫々の電子部品２が、例えばダイシングが施されたウェハより供給されるような電子部品２であるような場合にあっては、取り出しが行われる電子部品２をその下面から突き上げる突き上げ装置等が設けられて、当該電子部品２が突き上げられた状態で、吸着ノズル５２との当接が行われる。

その後、電子部品２を吸着保持した状態で、ヘッド昇降装置７０により反転ヘッド部５１の上昇が開始されて（ステップＳ４）、当該電子部品２が供給部品配置部１２から取り出される。具体的には、図３〜図６において、昇降モータ７１を上記下降の場合と反対方向に回転駆動させることにより、昇降用カムフォロア部７３に当接されている状態の昇降用カム部７２を偏心軸Ｑ回りに上記反対方向に回転させて、その外周部７２ａと昇降用カムフォロア部７３との当接位置を上方に位置させて、ばね４１により常時上方に付勢されているノズル支持部５８をＬＭガイド４２により案内させながら上昇させて、反転ヘッド部５１を上昇させることにより行われる。なお、このような状態が図８Ｂに示す状態である。なお、図８Ｂに示すように、実装部５においては、実装ヘッド部２０がＸロボット２２により図示Ｘ軸方向左側に移動されて、部品受渡し位置Ｂの上方へと移動されている。このような実装ヘッド部２０の移動は、このようなタイミングのみに限定されるものではなく、反転ヘッド部５１が部品受渡し位置Ｂに移動されるまでに行われていればよい。

図７のステップＳ３における反転ヘッド部５１の上昇開始の後、当該吸着保持された電子部品２が、供給部品配置部１２に配置されているその他の夫々の電子部品２やその他の部材等との干渉が防止されるような高さ位置に達すると、ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１の図示Ｘ軸方向右向きへの移動が開始される（ステップＳ５）。

それとともに、必要に応じて、θ回転装置５３による吸着ノズル５２の軸心Ｐ回りのθ回転が行われる（ステップＳ５）。このようなθ回転は、供給部品配置部１２における電子部品２の平面的な配置方向と、基板３に実装される平面的な配置方向との相違を解消するために行われるものである。このような吸着ノズル５２のθ回転が行われることにより、吸着保持されている電子部品２の平面的な配置方向を回転させて、上記実装される平面的な配置方向に回転移動させることができる。なお、このような配置方向の相違は、例えば、配置方向のデータとして、反転ヘッド制御部１００等に予め入力されていることにより、反転ヘッド制御部１００によりθ回転装置５３が制御されて行われる。また、上記配置方向の相違が無き場合には、このようなθ回転は行われない。具体的には、図３〜図６において、θ回転モータ５４を回転駆動させて、この回転駆動を夫々のプーリ５７、５９、及びベルト５６を介して、吸着ノズル５２に伝達し、吸着ノズル５２を軸心Ｐ回りに回転させることにより行われる。

さらに、上記ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１の移動開始とともに、Ｙ軸方向補正装置８０による反転ヘッド部５１のＹ軸方向の配置位置の補正動作が行われる（ステップＳ５）。このように、上記Ｙ軸方向の補正動作が行われることにより、部品取出し位置Ａと部品受渡し位置ＢとのＹ軸方向における位置ずれを補正して、反転ヘッド部５１を確実に部品受渡し位置Ｂに位置させることができる。具体的には、図３及び図４において、補正モータ８３を回転駆動させて補正用カム部８４を偏心軸Ｓ回りに回転させ、この補正用カム部８４の外周部に、ばね８６により付勢されて常時当接されている状態の補正用カムフォロア部８５を図示Ｙ軸方向に移動させることにより、Ｙ軸方向可動フレーム８１ａをＬＭガイド８２にて案内しながら、図示Ｙ軸方向に移動させることでもって、反転ヘッド部５１の上記補正の移動が行われる。

その後、上昇が行なわれている反転ヘッド部５１が、その上昇の上限位置に達すると、ヘッド昇降装置７０による上記上昇が停止されて終了する（ステップＳ６）。このような上昇の上限位置の検出は、昇降モータ７１の回転駆動量や、図５に示すドク７４及びセンサ７５を用いて、昇降用カム部７２の外周部７２ａにおける当接退避部が、Ｚ軸方向における下端位置に位置されたことを検出（すなわち、上記カム原点位置に位置されたことを検出）することにより行われる。また、上記上限位置においては、昇降用カム部７２は昇降の原点位置に位置された状態とされており、昇降用カム部７２と昇降用カムフォロア部７３との間には、互いに接触しないような隙間が確保された状態とされている。すなわち、ヘッド昇降装置７０と反転ヘッド部５１とが互いに分離された状態とされる。

その後、図示Ｘ軸方向への移動が行なわれており、かつ、ヘッド昇降装置７０と分離された状態の反転ヘッド部５１に対して、ヘッド反転装置６０による反転が行われる（ステップＳ７）。具体的には、図３〜図６において、反転モータ６１が回転駆動されて、この回転駆動が夫々のプーリ６２、６４、及びベルト６３を介して反転シャフト６６に伝達され、反転シャフト６６を反転軸Ｒ回りに回転させて、ＬＭガイド４２を介してノズル支持部５８を回転させて、反転ヘッド部５１を反転軸Ｒを中心として反転させることにより行われる。このように反転ヘッド部５１を反転させることで、吸着ノズル５２を図示Ｚ軸方向において反転させることができ、これにより、上方に位置された吸着ノズル５２の先端部に吸着保持されている電子部品２の実装側表面２ａを下面とさせることができる。なお、このような反転の際に、ヘッド昇降装置７０と反転ヘッド部５１とは互いに分離された状態とされているため、反転ヘッド部５１とヘッド昇降装置７０とが干渉されることはない。

その後、ヘッド反転装置６０による反転ヘッド部５１の反転動作、及びＹ軸方向補正装置８０によるＹ軸方向の補正動作が終了し、また、反転ヘッド部５１が部品受渡し位置Ｂに位置されて、ヘッド移動装置９０による反転ヘッド部５１のＸ軸方向に移動が停止されて終了する（ステップＳ８）。

それとともに、部品受渡し位置Ｂに位置されている実装ヘッド部２０が下降されて、反転ヘッド部５１の吸着ノズル５２の先端部に吸着保持されている電子部品２の上面が実装ヘッド部２０により吸着保持される。それとともに、反転ヘッド部５１の吸着ノズル５２による電子部品２の吸着保持が解除されて、実装ヘッド部２０が上昇されることにより、電子部品２の実装ヘッド部２０への受渡しが行われる（ステップＳ９）。このような状態が図８Ｃに示す状態である。

その後、図８Ｄに示すように、実装部５において、電子部品２が受け渡された実装ヘッド部２０が、基板実装位置Ｃに移動されて、基板３への電子部品２の実装が行われる。なお、この基板３への電子部品２の実装動作については、上述した通りであるので、説明を省略する。

次に、電子部品実装装置１０１における実装ヘッド部２０の基板実装領域Ｃの基板保持台２８の近傍位置から、反転ヘッド部５１との間の電子部品２の受渡しが行われる部品受け渡し位置Ｂまでの移動動作について説明する。

本第１実施形態における実装ヘッド部２０の当該移動に関する説明を行う前に、従来における当該移動の説明を行う。なお、説明の便宜上、実装ヘッド部２０等の符号は、電子部品実装装置１０１における符号を用いるものとする。

まず、図９に従来における実装ヘッド部２０の移動動作を示す模式説明図を示す。図９に示すように、基板実装領域Ｃにおいて、基板保持部２８の上面にまで下降された実装ヘッド部２０（図示破線の実装ヘッド部２０）は、まず、所定の高さ位置であるセンサ高さ位置Ｈ２にまで上昇される。センサ高さ位置Ｈ２において、図示しないセンサにより、実装ヘッド部がセンサ高さ位置Ｈ２にまで上昇されたことが検出されると、実装ヘッド部２０の図示Ｘ軸方向左向きへの移動が開始される。その後、実装ヘッド部２０の上昇とＸ軸方向の移動が並行して行われ、移動軌跡Ｄにおいて、実装ヘッド部２０が、部品受渡し位置Ｂにおける反転ヘッド部５１の上方の目標高さ位置Ｈ１に移動される。このような従来の移動においては、単にセンサによる検出後に、Ｘ軸方向の移動を開始するため、簡単な処理で上記移動を行うことができる。

しかしながら、上記検出を行うための専用のセンサを設置する必要があり、上記センサの故障時には実装ヘッド部２０と反転ヘッド部５１との干渉が発生する可能性がある。さらに、当該センサが高さ位置であるセンサ高さ位置Ｈ２のみを検出しているため、実装ヘッド部２０のＸ軸方向の移動速度が変わった場合には、例えば、図１０に示すように、実装ヘッド部２０が移動軌跡Ｅを描いて移動されて、実装ヘッド部２０と反転ヘッド部５１との干渉が発生する危険性もある。

このような問題を解決する本第１実施形態における実装ヘッド部２０の上記移動動作を図１１に示す。図１１に示すように、まず、実装ヘッド部２０の移動開始時に、上記実装制御部等において、実装ヘッド部２０と反転ヘッド部５１とが干渉しないような移動軌跡Ｆの通過点Ｔの座標データを算出する。なお、この座標データは予め上記実装制御部等において設定されているような場合であってもよい。

次に、上記実装制御部等において、実装ヘッド部２０の当該移動によって、通過点Ｔを通過するまでに要する時間を、Ｚ軸方向の移動とＸ軸方向の移動の夫々について算出する。その後、当該算出された夫々の時間のうちの長くかかる方の移動動作を先に開始させるとともに、上記夫々の時間の差を算出して、上記差分だけ待たせた上で、もう一方の移動動作を開始させる。このように夫々の移動動作を行うことにより、上記夫々の移動動作によって通過点Ｔを同時に通過させる、すなわち、通過点Ｔを確実に通過するような移動軌跡Ｆを描いて、実装ヘッド部２０の移動を行うことができる。

このような移動動作を行うことにより、Ｚ軸方向あるいはＸ軸方向の移動速度が変更されても、実装ヘッド部２０が反転ヘッド部５１に干渉することを防止することができ、確実かつ効率的な実装ヘッド部２０の移動を行うことができる。なお、反転ヘッド部５１が、部品受渡し位置Ｂに位置されていないような場合には、上記通過点Ｔを通過させるような実装ヘッド部２０の移動制御を行わず、最短距離でより直線的に実装ヘッド部２０を移動させるような場合であってもよい。

（第１実施形態による効果）
上記第１実施形態によれば、以下のような種々の効果を得ることができる。

まず、反転ヘッド装置５０において、反転動作及び昇降動作が行われる対象物である反転ヘッド部５１が、吸着ノズル５２とこの吸着ノズル５２のθ回転を行うθ回転装置５３のみを備える最小限の構成として、反転ヘッド部５１の上記反転動作を行うヘッド反転装置６０と上記昇降動作を行うヘッド昇降装置７０とを上記対象物に含ませるのではなく、反転ヘッド部５１とは別に備えさせていることにより、反転ヘッド部５１のコンパクト化を図ることができる。

また、ヘッドフレーム８１に取り付けられているヘッド反転装置７０における反転軸Ｒ回りの回転が行われる反転シャフト６６に、ＬＭガイド４２を介してＺ軸方向に昇降可能に、反転ヘッド部５１が支持されていること、及び、同様にヘッドフレーム８１に取り付けられているヘッド昇降装置６０における偏心軸Ｑ回りの偏心の回転が行われる昇降用カム部７２と、この昇降用カム部７２の外周部７２ａと当接される反転ヘッド部５１に取り付けた昇降用カムフォロア部７３との間に、昇降用カム部７２の回転位置によって、互いに接触しない程度の隙間を確保させることができることにより、このような反転ヘッド部５１のコンパクト化を達成することが可能となる。

すなわち、ＬＭガイド４２を介してＺ軸方向に移動可能に、反転ヘッド部５１がヘッド反転装置６０に支持されていることにより、ヘッド昇降装置７０により、ＬＭガイド４２に案内させながら、反転ヘッド部５１のＺ軸方向の昇降動作を、ヘッド反転装置６０に影響されることなく行うことができる。さらに、昇降用カム部７２の回転位置によって、昇降用カム部７２と昇降用カムフォロア部７３との間に上記隙間が確保可能とされていることにより、ヘッド昇降装置７０と反転ヘッド部５１とを分離した状態とさせて、ヘッド反転装置６０により、ヘッド昇降装置７０に影響されることなく、反転ヘッド部５１の反転動作を行うことができる。従って、反転ヘッド部５１の上記反転動作及び上記昇降動作を行うヘッド反転装置６０及びヘッド反転装置７０の夫々を、反転ヘッド部５１とは別の構成として備えさせることが可能となる。よって、反転ヘッド部５１自体には、上述のように、必要最小限の機構を備えさせる構成させることができ、反転ヘッド部５１のコンパクト化を図ることができる。

このように反転ヘッド装置５０において反転ヘッド部５１のコンパクト化を達成することができることにより、移動される反転ヘッド部５１を実装部５における実装ヘッド部２０と基板保持台２８との間に位置させること、あるいは、実際に上記間に位置させなくても反転ヘッド部５１をできるだけ基板実装位置Ｃの近傍に移動させることが可能となる。

従って、従来の部品供給ヘッド５０１では実現不可能であった上記効果を達成することができ、これにより、反転ヘッド部５１の動線である部品供給動線（すなわち、部品取出し位置Ａから部品受渡し位置Ｂまでの動線）と、実装ヘッド部２０の動線である部品実装動線（すなわち、部品受渡し位置Ｂから基板実装領域Ｃまでの動線）とにおいて、直接的に部品実装動作に影響を与える実装ヘッド部２０の上記部品実装動線の距離を短くするとともに、その動作速度を抑えて振動の発生を低減させ、かつ、直接的に部品実装動作に影響を与えない反転ヘッド部５１の上記部品供給動線の距離を長くするとともに、その動作速度は高速化することが可能となる。よって、部品実装の精度の向上及び生産性の向上を両立して実現可能な反転ヘッド装置５０、及び反転ヘッド装置５０を備える部品供給部４、及び電子部品実装装置１０１を提供することができる。

なお、具体的な電子部品実装装置１０１の実施例においては、図８Ａから図８Ｄにおける部品取出し位置Ａと部品受渡し位置Ｂとの間の距離寸法を長く設定して、部品受渡し位置Ｂと基板実装領域Ｃとの間の距離寸法を、従来４５０ｍｍ程度であったものを、１３０ｍｍ程度にまで短縮化することが可能となった。また、反転ヘッド部５１自体のコンパクト化により、そのＺ軸方向の寸法も小さくすることができ、例えば、実装ヘッド部２０と基板保持台２８との間の距離寸法を、従来２００ｍｍＨ程度であったものを、６７ｍｍＨ程度までに短縮化した上で、その間に、上記コンパクト化された反転ヘッド部５１を位置させることが可能となった。

また、反転ヘッド装置５０において、反転ヘッド部５１を昇降及び反転可能に支持するとともに、ヘッド反転装置６０及びヘッド昇降装置７０を支持しているヘッドフレーム８１が、Ｙ軸方向可動フレーム８１ａとＸ軸方向可動フレーム８１ｂとを備えて、Ｙ軸方向可動フレーム８１ａが上記支持を行うとともに、Ｘ軸方向可動フレーム８１ｂの上面において、Ｙ軸方向補正装置８０によりＹ軸方向に移動可能とされていることにより、反転ヘッド部５１をＹ軸方向にも移動させることが可能となっている。

従って、反転ヘッド装置５０において、反転ヘッド部５１のコンパクト化を実現するとともに、反転ヘッド部５１における吸着ノズル５２のθ回転、反転ヘッド部５１の昇降及び反転、さらに反転ヘッド部５１のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動というような反転ヘッド部５１の多用な動作を実現可能とすることができ、より高精度な部品実装にも対応することができるとともに、部品実装における生産性を向上させることができる。

（第２実施形態）
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他の種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第２の実施形態にかかる部品供給装置について以下に説明する。

本第２実施形態の部品供給装置は、上記第１実施形態の部品供給部４の供給部品配置部１２に配置された電子部品２の画像の撮像を行なう認識カメラ装置１５０とは、異なる構成を有する部品認識装置の一例である認識カメラ装置を備えている点においてのみ、上記第１実施形態と異なる構成を有しているものの、その他の構成については上記第１実施形態と同様となっている。従って、以下の説明においては、この異なる構成についてのみ行なうものとする。なお、以下の説明においては、その理解を容易なものとするために、上記第１実施形態と同じ構成を有する部分には、同じ参照番号を付し、その説明を省略するものとする。

まず、本第２実施形態の部品供給装置（部品供給部）が備える反転ヘッド装置２５０の部分拡大斜視図を図１４に示す。図１４に示すように、反転ヘッド装置２５０は、図３に示す上記第１実施形態の反転ヘッド装置５０と略同じ構成を有しているものの、反転ヘッド部５１に隣接して認識カメラ装置２８０が備えられている点において異なる構成を有している。また、このような認識カメラ装置２８０の図示Ｘ軸方向から見た部分的な側面図を図１５に示し、図示Ｙ軸方向から見た部分的な正面図を図１６に示し、図示Ｚ軸方向から見た部分的な平面図を図１７に示す。

図１４から図１７に示すように、反転ヘッド装置２５０において、認識カメラ装置２８０は、反転ヘッド部５１の図示Ｘ軸方向左側に配置されるように、ヘッドフレーム８１に固定されており、ヘッドフレーム８１と一体的な状態とされている。これにより、ヘッド移動装置２９０（図１４から図１７においては図示しない）により、ヘッドフレーム８１を図示Ｘ軸方向に沿って移動させることで、反転ヘッド部５１とともに、認識カメラ装置２８０を図示Ｘ軸方向に移動させることが可能となっている。

また、図１４に示すように、認識カメラ装置２８０は、図示Ｙ軸方向左側に配置され、Ｙ軸方向に沿って配置された光軸Ｊ（図１５に示す）を有するカメラ部２８１と、図示Ｚ軸方向に沿って配置された画像撮像軸Ｋ（図１５に示す）を有し、この画像撮像軸Ｋの上向きに沿って入射される電子部品２の画像を、光軸Ｊに沿って反射する反射ミラー部２８２と、電子部品２の画像の撮像にために必要な光を照射する照明部２８３とを備えている。また、画像撮像軸Ｋと、反転ヘッド部５１が有する吸着ノズル５２の軸心Ｐとは、互いにそのＹ軸方向の配置位置が合致するように配置されている（すなわち、Ｘ軸方向に沿って一直線上に配置されている）。

このような構成の認識カメラ装置２８０を有する反転ヘッド装置２５０における電子部品２の吸着取出し動作から、吸着取出しされた電子部品２の実装ヘッド部２０への受渡し動作までについて、図１８に示す模式説明図を用いて説明する。

図１８に示すように、反転ヘッド装置２５０において、ヘッド移動装置２９０によりヘッドフレーム８１を図示Ｘ軸方向に沿って移動させることで、ヘッドフレーム８１と一体的に認識カメラ装置２８０を部品取出し位置Ａに移動させるとともに、供給部品配置部１２に配置された吸着保持すべき電子部品２と、認識カメラ装置２８０の画像撮像軸Ｋとの位置合わせを行なう。

この位置合わせの後、認識カメラ装置２８０により上記電子部品２の画像の撮像を行なう。この撮像された画像は、反転ヘッド制御部１００に入力されて、画像認識処理が行なわれ、認識結果に基づき、上記電子部品２の配置位置が認識される。

その後、この配置位置の認識結果に基づいて、ヘッド移動装置２９０によりヘッドフレーム８１が図示Ｘ軸方向に沿って移動されることで、ヘッドフレーム８１と一体的に反転ヘッド部５１が移動されるとともに、上記電子部品２と、反転ヘッド部５１の吸着ノズル５２の軸心Ｐとの位置合わせを行なう。なお、この位置合わせの際には、反転ヘッド部５１は反転されていない状態であり、吸着ノズル５２の先端が、図示下方に位置されている状態である。

次に、反転ヘッド装置２５０において、ヘッド昇降装置７０により反転ヘッド部５１を下降させ、上記第１実施形態と同様な手順にて、反転ヘッド部５１による上記電子部品２の吸着取出しを行なう。

その後、ヘッド移動装置２９０によりヘッドフレーム８１を図示Ｘ軸方向に移動させることで、電子部品２を吸着保持する反転ヘッド部５１を部品受渡し位置Ｂに移動させる。この移動の過程において、反転ヘッド部５１の反転動作が行なわれる。また、この反転ヘッド部５１の移動とともに、ヘッドフレーム８１に固定された認識カメラ装置２８０も一体的に移動されることとなる。

部品受渡し位置Ｂに到達した反転ヘッド部５１は、同様に基板実装位置Ｃから部品受渡し位置Ｂに移動された実装ヘッド部２０に、吸着保持する電子部品２を受け渡す。その後、実装ヘッド部２０は基板実装位置Ｃに移動されて、電子部品２の基板３への実装動作が行なわれる。

一方、反転ヘッド部５１と認識カメラ装置２８０とは、部品受渡し位置Ｂから部品取出し位置Ａに一体的に移動されて、認識カメラ装置２８０による次の電子部品２の画像の撮像動作が行なわれる。

以降、上記同様な動作が繰り返し行われて、複数の電子部品２の吸着取出し動作及び実装動作が行なわれる。

（第２実施形態による効果）
上記第２実施形態によれば、ヘッド移動装置２９０による反転ヘッド部５１の移動速度の高速化が図られていることを利用して、ヘッドフレーム８１に反転ヘッド部５１だけでなく、電子部品２の画像の撮像を行なう認識カメラ装置２８０をも支持させることにより、ヘッド移動装置２９０により、反転ヘッド部５１と認識カメラ装置２８０のＸ軸方向における移動を駆動することができる。

このような構成は、図１９の模式説明図に示す上記第１実施形態の電子部品実装装置１０１の構成のように、部品供給部４が、反転ヘッド部５１の移動を駆動するヘッド移動装置９０と、認識カメラ装置１５０のカメラ部１５１の移動を駆動するカメラ移動装置１５２とが、別々に備えられているような場合と比べて、認識カメラ装置２８０の構成をより簡単なものとすることができるとともに、装置全体のコストを低減することができる。

また、このようにヘッド移動装置２９０が、認識カメラ装置２８０と反転ヘッド部とのＸ軸方向における移動を共に担うような場合であっても、ヘッド移動装置２９０による反転ヘッド部５１及び認識カメラ装置２８０の移動速度が高速化されている（例えば、移動速度：１ｍ／０．５秒）ため、次に吸着保持される電子部品２の画像の撮像動作、当該電子部品２の吸着保持動作、及び反転ヘッド部５１の部品取出し位置Ａから部品受渡し位置Ｂまでの移動動作を、実装ヘッド部２０による電子部品２の実装動作の間に行なうことができ、部品実装動作に要する時間を増加させることもない。

よって、電子部品実装装置において、効率的な電子部品の供給動作及び実装動作を行なうことを可能としながら、その構造を簡単なものし、コストの低減を図ることが可能となる。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

本発明の第１実施形態にかかる電子部品実装装置の斜視図である。 図１の電子部品実装装置が備える反転ヘッド装置の斜視図である。 図２の反転ヘッド装置の部分拡大斜視図である。 図２の反転ヘッド装置のＸ軸方向における断面図である。 図４の反転ヘッド装置におけるＡ−Ａ線矢視図である。 図４の反転ヘッド装置におけるＢ−Ｂ線矢視図である。 上記反転ヘッド装置における電子部品の実装ヘッド部への受け渡し動作の手順を示すフローチャートである。 図７の夫々の受け渡し動作における反転ヘッド部と実装ヘッド部の関係を示す模式説明図であり、反転ヘッド部が部品取出し位置にて電子部品の保持取出しを行なっている状態を示す図である。 図７の夫々の受け渡し動作における反転ヘッド部と実装ヘッド部の関係を示す模式説明図であり、反転ヘッド部による電子部品の保持取出しが完了し、かつ、実装ヘッド部が部品受渡し位置に位置されている状態を示す図である。 図７の夫々の受け渡し動作における反転ヘッド部と実装ヘッド部の関係を示す模式説明図であり、部品受渡し位置にて、反転ヘッド部から実装ヘッド部へ電子部品の受渡しが行われている状態を示す図である。 図７の夫々の受け渡し動作における反転ヘッド部と実装ヘッド部の関係を示す模式説明図であり、実装ヘッド部による電子部品の実装動作が行われている状態を示す図である。 従来の実装ヘッド部の部品受渡し位置への移動動作を示す模式説明図である。 従来の実装ヘッド部の部品受渡し位置への移動動作を示す模式説明図である。 上記第１実施形態における実装ヘッド部の部品受渡し位置への移動動作を示す模式説明図である。 従来の部品供給ヘッド装置を示す斜視図である。 上記第１実施形態の部品供給部が備える認識カメラ装置の斜視図である。 本発明の第２実施形態にかかる認識カメラ装置を備える反転ヘッド装置の部分的な斜視図である。 図１４の認識カメラ装置をＸ軸方向から見た側面図である。 図１４の認識カメラ装置をＹ軸方向から見た正面図である。 図１４の認識カメラ装置をＺ軸方向から見た平面図である。 上記第２実施形態の反転ヘッド装置の動作を説明する模式説明図である。 上記第１実施形態の反転ヘッド装置の動作及び認識カメラ装置の動作を示す模式説明図である。

Claims (12)

1. 部品取出し位置（Ａ）において、部品配置部（１２）に配列された部品（２）をその基板（３）への実装側表面（２ａ）にて保持して、上記保持された部品を部品受渡し位置（Ｂ）に移動させるとともに、上記部品の上記実装側表面を反転させて、上記部品受渡し位置において上記部品を実装ヘッド部（２０）に受け渡し、上記実装ヘッド部による上記基板への上記部品の実装を可能とさせる部品供給ヘッド装置（５０、２５０）において、
   上記部品を解除可能に保持する保持部（５２）と、上記保持部をその軸心（Ｐ）を回転中心として回転させる回転装置（５３）とを有するヘッド部（５１）と、
   上記保持部の上記軸心沿いの方向に昇降可能に、上記ヘッド部を支持するとともに上記昇降を案内可能な昇降支持案内部（４２）を有し、上記保持部の上記軸心と略直交する方向に配置された反転中心（Ｒ）において上記ヘッド部を上記昇降支持案内部を介して反転させて、上記保持部をその上記軸心沿いの方向において反転させるヘッド反転装置（６０）と、
   上記昇降支持案内部により案内されながら、上記保持部の上記軸心沿いの方向に上記ヘッド部を昇降させて、上記保持部を昇降させるヘッド昇降装置（７０）と、
   上記ヘッド昇降装置及び上記ヘッド反転装置を支持するヘッド支持部（８１）と、
   上記部品取出し位置と上記部品受渡し位置との間において、上記ヘッド支持部を移動させるヘッド移動装置（９０、２９０）とを備える部品供給ヘッド装置。
2. 上記ヘッド昇降装置は、
   上記保持部の上記軸心と略直交する方向において配置された回転中心を偏心軸（Ｑ）として有し、上記回転中心回りの偏心の回転運動を行うカム部（７２）と、
   上記カム部を上記回転中心回りに回転運動させる昇降用駆動装置（７１）と、
   上記ヘッド部に備えられて、上記カム部の上記偏心の回転運動を上記保持部の上記軸心沿いの方向における上記昇降の往復運動に変換するカムフォロア部（７３）とを備える請求項１に記載の部品供給ヘッド装置。
3. 上記カム部は、上記偏心軸の周囲に連続的に形成されて、上記回転運動を上記カムフォロア部に伝達するカム曲線部（７２ａ）を備え、
   上記カム曲線部は、上記カムフォロア部と当接される当接部と、上記当接部に連続して形成された上記カムフォロア部との上記当接が退避される当接退避部とを有する請求項２に記載の部品供給ヘッド装置。
4. 上記ヘッド反転装置による上記ヘッド部の反転は、上記ヘッド昇降装置における上記カム部と上記カムフォロア部との上記当接が退避された状態で可能とされる請求項３に記載の部品供給ヘッド装置。
5. 上記ヘッド昇降装置は、上記カム部と上記カムフォロア部との上記当接が退避された状態の上記カム部の回転運動に回転負荷を付与する回転負荷部（７６）をさらに備える請求項４に記載の部品供給ヘッド装置。
6. 上記ヘッド昇降装置の上記カム部の上記回転中心、及び上記ヘッド反転装置の上記反転中心は、互いに上記ヘッド移動装置の移動方向（Ｘ）と略直交する方向（Ｙ）に配置されている請求項２に記載の部品供給ヘッド装置。
7. 上記保持部の上記軸芯と略直交し、かつ、上記ヘッド移動装置の移動方向と略直交する方向（Ｙ）において、上記ヘッド支持部を移動させるヘッド支持部移動装置（８０）をさらに備える請求項１に記載の部品供給ヘッド装置。
8. 上記昇降支持案内部は、上記ヘッド部又は上記ヘッド反転装置のいずれか一方に取り付けられたレール部と、いずれか他方に取り付けられた上記レール部に係合されかつ案内されながら移動可能なレール係合部を有するＬＭガイド（４２）である請求項１に記載の部品供給ヘッド装置。
9. 上記部品配置部に配列された上記部品の画像の撮像を行ない、上記部品配置部における当該部品の配置を認識する部品認識装置（２８０）をさらに備え、
   上記部品認識装置は、上記ヘッド支持部に支持されて、上記ヘッド移動装置（２９０）により上記ヘッド支持部とともに移動可能とされる請求項１に記載の部品供給ヘッド装置。
10. 請求項１に記載の部品供給ヘッド装置（５０）と、
    上記ヘッド部に取り出し可能に複数の上記部品を配列する上記部品配置部（１２）と、
    上記部品配置部に上記夫々の部品を配置可能に収納する部品供給収納部（１０）とを備える部品供給装置。
11. 請求項１０に記載の部品供給装置（４）と、
    上記部品を解除可能に保持する上記実装ヘッド部（２０）と、
    上記基板を解除可能に保持する基板保持部（２８）と、
    上記基板保持部と上記実装ヘッド部との位置決めを行う位置決め装置（２６）とを備える部品実装装置。
12. 実装ヘッド部（２０）による基板（３）への部品（２）の実装が行われる基板実装領域の上方から、反転ヘッド部（５１）に保持された上記部品の上記実装ヘッド部への受け渡しが行われる部品受け渡し位置まで、上記実装ヘッド部を移動させる方法において、
    上記基板実装領域と上記部品受渡し位置との間における上記実装ヘッド部の移動における上記実装ヘッド部と上記反転ヘッド部とが干渉しないような通過点を算出し、
    上記実装ヘッド部が移動された場合に、上記算出された通過点を通過するまでに要する移動時間を、上記基板の表面沿いの方向における移動と上記基板の表面と略直交する方向における移動との夫々において算出し、
    上記算出された夫々の移動時間のうちの長い方の上記移動を開始するとともに、上記夫々の移動時間の差を算出し、
    上記移動時間の差分だけ上記他方の移動の開始を待機させた後、上記他方の移動を開始して、上記通過点を経由するように上記実装ヘッド部を上記部品受け渡し位置にまで移動させる実装ヘッド部の移動方法。

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