JPWO2015097865A1 - 部品実装装置、部品実装方法 - Google Patents

Abstract

トレイＴにおける部品Ｅの状態の撮像は、パレット収容部２１０から供給位置Ｌsまでの途中にある供給位置Ｌsで実行される。したがって、供給位置Ｌsの近傍に位置する実装ヘッド４０から外れた撮像位置Ｌiで、かかる部品撮像を実行できる。その結果、供給位置Ｌsの近傍に位置する実装ヘッド４０が干渉するのを抑制しつつ、トレイＴおける部品Ｅの状態を適切に撮像することが可能となっている。

Description

この発明は、トレイ保持部から供給位置へ引き出されたトレイから部品を取り上げて基板に移動することで、基板に部品を実装する部品実装装置および部品実装方法に関する。

特許文献１では、電子部品を掴むためのチャックを備え、トレイに収容された電子部品をチャックにより掴んで基板へ移すことで、電子部品を基板に実装する部品実装装置（自動装着装置）が示されている。この装置には複数のトレイを保持するラックが取り付けられており、基板に応じた電子部品を収容するトレイをラックから供給位置にまで引き出した後に、供給位置のトレイに収容された電子部品をチャックにより基板へ実装する。さらに、この装置は、チャックにより掴まれた電子部品を撮影するカメラを備えており、カメラから出力される画像に基づいて電子部品の良否を判別する。

特許文献２では、複数の部品をロボットハンドでばらまいてから、これらの部品から選択した部品をロボットハンドで掴んで運ぶ技術が開示されている。この際、ばらまかれた部品をカメラによって撮影した画像から部品の状態（位置、姿勢）を認識し、その結果に基づいて、掴む部品が選択される。

特開平６−２５２５９４号公報 特開平６−１２７６９８号公報

ところで、部品実装装置において供給位置に引き出されたトレイから部品を取り上げるに際しては、予めトレイにおける部品の状態を撮像できることが好ましい。これに対して、特許文献１の部品実装装置では、チャックがトレイから取り上げた部品の状態はカメラの画像から撮像できるものの、トレイにおける部品の状態を撮像する構成は特に設けられていない。そこで、特許文献２の技術を応用して、トレイにおける部品の状態を撮像できるように部品実装装置を構成することが考えられる。しかしながら、部品実装装置においては、供給位置のトレイから部品を取り上げるヘッド（特許文献１のチャック）が設けられている。そのため、部品の取り上げに備えて供給位置の近傍に位置するヘッドが、トレイにおける部品の状態の撮像に干渉するおそれがあった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トレイ保持部から供給位置へ引き出されたトレイからヘッドにより部品を取り上げて基板に移動する部品実装装置および部品実装方法において、供給位置の近傍に位置するヘッドが干渉するのを抑制しつつ、トレイにおける部品の状態を適切に撮像することを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明にかかる部品実装装置は、上記目的を達成するために、部品が収容されたトレイを保持するトレイ保持部から供給位置まで前記トレイを搬送するトレイ搬送部と、トレイ搬送部がトレイを搬送する搬送経路におけるトレイ保持部と供給位置との間の撮像位置でトレイにおける部品の状態を撮像するカメラと、供給位置まで搬送されたトレイに収容された部品を取り上げて基板に移動するヘッドとを備えている。

本発明にかかる部品実装方法は、上記目的を達成するために、部品が収容されたトレイを保持するトレイ保持部からトレイを取り出して撮像位置まで搬送する工程と、撮像位置でトレイにおける部品の状態をカメラで撮像する工程と、撮像位置から供給位置までトレイを搬送する工程と、供給位置まで搬送されたトレイに収容された部品をヘッドにより取り上げて基板に移動する工程とを備えている。

このように構成された本発明（部品実装装置、部品実装方法）では、トレイ保持部から供給位置に搬送されたトレイからヘッドが部品を取り上げて基板に移動する。かかる構成では、供給位置の近傍に位置するヘッドがトレイにおける部品の状態の撮像に干渉（すなわち、写り込んだり、あるいは影になったり）するおそれがあった。これに対して、本発明では、トレイにおける部品の状態の撮像は、トレイ保持部から供給位置までの途中にある撮像位置で実行される。したがって、供給位置の近傍に位置するヘッドから外れた撮像位置で、かかる部品撮像を実行できる。その結果、供給位置の近傍に位置するヘッドが干渉するのを抑制しつつ、トレイにおける部品の状態を適切に撮像することが可能となっている。

この際、カメラは、トレイの搬送方向に対して垂直な方向から視て搬送経路と平行な方向において供給位置とは異なる位置に配置されているように、部品実装装置を構成しても良い。かかる構成は、供給位置の近傍に位置するヘッドとの接触を回避しつつカメラを配置することができ、好適である。

また、ヘッドを伴って移動する移動フレームをさらに備え、カメラは、移動フレームの可動範囲の外に配置されているように、部品実装装置を構成しても良い。かかる構成は、カメラが移動フレームに接触するのを防止でき、好適である。

この際、可動範囲は、搬送経路の上方から視て撮像位置と重複しており、カメラは、トレイの搬送方向に対して平行な方向から視て可動範囲に対して撮像位置とは反対側に配置されているように、部品実装装置を構成しても良い。かかる構成は、移動フレームの可動範囲と撮像位置とを搬送経路の上方から視て重複させることで、搬送経路に平行な方向への装置の小型化を可能としている。しかも、カメラはトレイの搬送方向に対して平行な方向から視て可動範囲に対して撮像位置とは反対側に配置されているため、カメラと移動フレームとの接触も防止されている。

さらに、カメラと撮像位置の間から移動フレームを外した状態で、トレイにおける部品の状態をカメラに撮像させる制御部を備えるように、部品実装装置を構成しても良い。かかる構成は、移動フレームが干渉するのを抑制しつつ、トレイにおける部品の状態を適切に撮像することが可能となっている。

また、搬送経路は水平であり、カメラは撮像位置の上方に配置されているように、部品実装装置を構成しても良い。この際、上述したように可動範囲に対して撮像位置とは反対側にカメラを配置（つまり、可動範囲の上側にカメラを配置し、可動範囲の下側に撮像位置を配置）することで、上方から下方に向けたカメラを移動フレームの可動範囲に配置した場合に比較して、カメラと移動フレームとの干渉を避けることができる。また、上方から下方に向けたカメラをヘッドに固定した場合と比較して、カメラから撮像位置までの距離を十分に確保することができる。

また、トレイ搬送部は、トレイ保持部から供給位置まで搬送する途中でトレイを撮像位置で一時的に停止させ、カメラは、撮像位置で停止しているトレイを撮像するように、部品実装装置を構成しても良い。かかる構成では、トレイを停止させた状態で、トレイにおける部品の状態を撮像できるため、比較的高い精度で部品撮像を行うことができる。

なお、カメラは、トレイ搬送部によって搬送経路に沿って搬送され、撮像位置を通過するトレイを撮像するように、部品実装装置を構成しても良い。

また、カメラが撮像した結果を表示するユーザーインターフェースをさらに備えるように、部品実装装置を構成しても良い。

本発明を適用可能な部品実装装置を模式的に例示する平面図である。 図１の部品実装装置を模式的に例示する斜視図である。 図１の部品実装装置が備える電気的構成を模式的に例示するブロック図である。 トレイから供給される部品をヘッドユニットによって実装する際に実行される動作を模式的に例示する図である。 トレイから供給される部品をヘッドユニットによって実装する際に実行される動作を模式的に例示するフローチャートである。 図５のフローチャートによって実行される手順の一部を模式的に例示する動作図である。 部品の状態の認識に用いられるユーザーインターフェースのディスプレイの内容を模式的に例示する図である。

図１は、本発明を適用可能な部品実装装置を模式的に例示する平面図である。図２は、図１の部品実装装置を模式的に例示する斜視図である。図３は、図１の部品実装装置が備える電気的構成を模式的に例示するブロック図である。図１では部品実装装置１００のＸフレーム６１が、図２では部品実装装置１００のハウジング１１が、それぞれ部分的に切り欠いて示されている。図１、図２および以下に示す図では、互いに直交するＸ軸およびＹ軸を水平方向とし、Ｚ軸を鉛直方向とするＸＹＺ直交座標系を適宜示す。

部品実装装置１００は、図３に示すコントローラー８によって装置各部を制御することで、外部から搬入した基板Ｓに部品（電子部品等）を実装した後に基板Ｓを外部に搬出するものである。コントローラー８は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリーで構成された主制御部８０と、メモリーで構成された記憶部８１とを有し、主制御部８０が記憶部８１に記憶されたプログラム８１０に基づいて駆動制御部８２および画像処理部８３を制御することで、基板搬入・部品実装・基板搬出等に必要な動作を装置各部に実行させる。また、コントローラー８は、部品実装装置１００に設けられたユーザーインターフェース９と通信を行うインターフェース制御部８５を有し、インターフェース制御部８５を介してユーザーからの入力を受け付けたり、ユーザーへ表示を行ったりする。なお、主制御部８０、記憶部８１、駆動制御部８２、画像処理部８３およびインターフェース制御部８５は、バス８４によって相互に接続されており、バス８４を介してデータを送受信する。

部品実装装置１００は、部品の実装を実行する各機能部を支持する基台１と、基台１および各機能部を覆うハウジング１１とを備える。この部品実装装置１００は、並列に配置された２本の基板搬送レーン２を基台１の上に備え、各基板搬送レーン２により基板搬送方向Ｘへ基板Ｓを搬送するデュアルレーン構造を具備する。さらに、部品実装装置１００は、部品を供給する４個の部品供給部３と、部品供給部３から供給された部品を基板搬送レーン２により搬入された基板Ｓへ移動する２個のヘッドユニット４とを備える。

２本の基板搬送レーン２は概ね共通した構成を具備する。具体的には、基板搬送レーン２は、それぞれ基板搬送方向Ｘに平行に延びる２本のコンベア２１を並列に配置した構成を具備しており、部品実装装置１００では４本のコンベア２１が並列に配置されている。これらのうち真ん中の２本のコンベア２１は前後方向Ｙに移動可能な可動コンベア２１であり、可動コンベア２１を前後方向Ｙに移動することで、基板Ｓの幅に応じて各基板搬送レーン２の幅を調整することができる。かかる基板搬送レーン２は、同期して作動する２本のコンベア２１によって基板Ｓを基板搬送方向Ｘの上流側（Ｘ軸の矢印の反対側）から下流側（Ｘ軸の矢印側）へ搬送する。具体的には、駆動制御部８２が基板搬送レーン２を制御することで、基板搬送方向Ｘの上流側から部品実装装置１００内の実装位置（図１における基板Ｓの位置）まで基板Ｓを搬入する搬入動作、および実装位置から基板搬送方向Ｘの下流側へ基板を搬出する搬出動作を実行することができる。

かかる２本の基板搬送レーン２の前後方向Ｙの両側それぞれでは、２個の部品供給部３が基板搬送方向Ｘに並ぶ。これらのうち前後方向Ｙの後側（Ｙ軸の矢印の反対側）で基板搬送方向Ｘの上流側に配置された部品供給部３は比較的大型の部品ＥをトレイＴから供給する部品供給装置２００である。かかる部品供給装置２００としては、例えば国際公開２０１１／０８３５５３号に記載の部品供給装置を用いることができる。

具体的には、部品供給装置２００は、鉛直方向Ｚに並ぶ複数のパレット２０１を収容するパレット収容部２１０を備える。さらに、部品供給装置２００は、パレット２０１を前後方向Ｙへ搬送するパレット搬送機構２２０を備える。このパレット搬送機構２２０は、前後方向Ｙに延びる一対の搬送レール２２１と、前後方向Ｙに移動可能なクランプ機構２２２とを備える。そして、クランプ機構２２２がパレット２０１をクランプしつつ搬送レール２２１に平行に移動することで、基板Ｓを搬送レール２２１で支持しつつ前後方向Ｙに搬送することができる。したがって、駆動制御部８２がパレット搬送機構２２０を制御することで、パレット収容部２１０からパレット２０１を基板搬送レーン２側に引き出したり、引き出したパレット２０１をパレット収容部２１０に戻したりすることができる。なお、部品供給装置２００は、複数のパレット２０１を一体的に昇降させる昇降機構２３０を備えている。そして、駆動制御部８２が昇降機構２３０を制御することによって搬送レール２２１と同じ高さに位置決めされたパレット２０１が、選択的にパレット収容部２１０から引き出される。

かかるパレット２０１の上には、複数の部品Ｅを収容するトレイＴが載置されている。このトレイＴには、複数の部品Ｅが例えばユーザーによってばらまかれた状態で載置されている。そして、トレイＴはパレット２０１の移動に伴って、パレット収容部２１０内の収容位置Ｌcと、パレット収容部２１０より基板搬送レーン２側の供給位置Ｌsとの間を前後方向Ｙ（トレイＴの搬送方向）に移動する。また、収容位置Ｌcから供給位置Ｌsまでの搬送経路Ｐの途中には、撮像位置Ｌiが設けられており、トレイＴは収容位置Ｌcから撮像位置Ｌiを経由して供給位置Ｌsへ到る。この撮像位置Ｌiには、トレイ撮像カメラＣtが鉛直方向Ｚの上方から対向しており、後述するように、トレイＴにおける部品Ｅの状態が撮像位置Ｌiでトレイ撮像カメラＣtによって撮像される。したがって、画像処理部８３は、トレイ撮像カメラＣtの撮像結果に画像処理を施して、トレイＴにおける部品Ｅの位置・姿勢を認識することができる。

４個の部品供給部３のうち、部品供給装置２００以外の３個の部品供給部３は、比較的小型の部品をテープフィーダー５から供給する。つまり、３個の部品供給部３のそれぞれでは、複数のテープフィーダー５が基板搬送方向Ｘに並んでおり、各テープフィーダー５が先端の供給位置５aに間欠的に部品を送り出す。

こうして、各部品供給部３から供給された部品は、ヘッドユニット４によって取り上げられて基板Ｓに移される。具体的には、ヘッドユニット４は、前後方向Ｙの前側および後側のそれぞれに設けられている。そして、前側のヘッドユニット４は、基板搬送レーン２の前側に配置された２個の部品供給部３から部品を取り上げる一方、後側のヘッドユニット４は、基板搬送レーン２の後側に配置された２個の部品供給部３から部品を取り上げる。各ヘッドユニット４は、基板搬送方向Ｘに並ぶ９本の実装ヘッド４０を具備しており、各実装ヘッド４０の先端に取り付けられたノズルによって、部品供給部３から供給された部品を吸着する。

実装ヘッド４０は、Ｚ軸サーボモーターＭzに接続されており、駆動制御部８２はＺ軸サーボモーターＭzを制御することで、実装ヘッド４０を下降位置と上昇位置（下降位置より高い）の間で昇降させる。その結果、実装ヘッド４０は、例えば部品供給部３からの部品の取り上げや基板Ｓへの部品の実装を行う際は下降位置に位置する一方、部品供給部３と基板Ｓとの間を移動する際は上昇位置に位置する。さらに、実装ヘッド４０は、Ｒ軸サーボモーターＭrからの駆動力を受けて回転可能であり、適宜回転することで吸着する部品の回転角度を調整する。より詳しくは、基板搬送レーン２の前後方向Ｙの外側には、上方を向くヘッド撮像カメラＣhが配置されており、実装ヘッド４０は、部品供給部３から部品を取り上げた後に、ヘッド撮像カメラＣhの上方を経由して基板Ｓへ向かう。一方、ヘッド撮像カメラＣhは、その上方を通過する実装ヘッド４０が吸着する部品を撮像し、画像処理部８３がヘッド撮像カメラＣhの撮像結果に画像処理を施して、実装ヘッド４０に吸着された部品の回転位置を認識する。そして、駆動制御部８２は、この認識結果に応じてＲ軸サーボモーターＭrを回転させて、実装ヘッド４０に吸着された部品の回転角度を調整する。これによって、適切な角度で部品を基板Ｓに実装することができる。

部品実装装置１００は、ヘッドユニット４をＸ方向へ駆動するＸ駆動機構６を備える。このＸ駆動機構６は、前後方向Ｙの前側および後側のそれぞれに設けられており、前側のＸ駆動機構６は前側のヘッドユニット４を支持する一方、後側のＸ駆動機構６は後側のヘッドユニット４を支持する。なお、これらＸ駆動機構６は概ね共通した構成を具備するため、ここでは一方のＸ駆動機構６について説明を行う。Ｘ駆動機構６は、基板搬送方向Ｘに延びるＸフレーム６１と、Ｘフレーム６１に取り付けられたネジ軸６２とを有する。このネジ軸６２は基板搬送方向Ｘに平行に設けられており、ヘッドユニット４はネジ軸６２に螺合する。さらに、Ｘフレーム６１には、ネジ軸６２を回転させるＸ軸サーボモーターＭxが取り付けられている。したがって、Ｘ軸サーボモーターＭxを回転させることで、ヘッドユニット４をネジ軸６２に沿って基板搬送方向Ｘに移動させることができる。さらに、部品実装装置１００は、ヘッドユニット４を伴ってＸ駆動機構６を前後方向Ｙへ駆動するＹ駆動機構７を備える。Ｙ駆動機構７は、前後方向Ｙに延びる１対のＹフレーム７１と、各Ｙフレーム７１に取り付けられた前後方向Ｙに延びるＹレール７２とを有する。そして、各Ｙフレーム７１のＹレール７２にＸ駆動機構６が架け渡されている。Ｙフレーム７１に内蔵された固定子とＸ駆動機構６に内蔵された可動子とでＹ軸リニアモーターＭyが構成されており、Ｙ軸リニアモーターＭyによって各Ｘ駆動機構６を前後方向Ｙに移動させることができる。このような構成では、駆動制御部８２がＸ軸サーボモーターＭxおよびＹ軸リニアモーターＭyを制御することで、ヘッドユニット４の実装ヘッド４０をＸＹ面内で移動させることができる。

また、部品実装装置１００のハウジング１１には、上述のユーザーインターフェース９が、前後方向Ｙの両側それぞれに取り付けられている。かかるユーザーインターフェース９は、ディスプレイ９１およびキーボード９２を有する。そして、コントローラー８はユーザーインターフェース９を介して、ディスプレイ９１に部品実装装置１００の状態を表示したり、ユーザーがキーボード９２により入力した情報を受け付けたりすることができる。なお、ディスプレイ９１は、タッチパネル方式等によって入力機能を併せ持ったものでも良い。このようにディスプレイ９１が入力機能を併せ持つ場合には、キーボード９２を省略しても構わない。

上述のとおり、部品実装装置１００では、ヘッドユニット４が部品供給装置２００のトレイＴから部品Ｅを取り上げて基板Ｓに移載する。特に本実施形態では、トレイＴでの部品Ｅの状態を撮像した結果に基づいてトレイＴから部品Ｅを取り上げて、基板Ｓへ実装する。続いては、かかる動作について詳述する。

図４は、トレイから供給される部品をヘッドユニットによって実装する際に実行される動作を模式的に例示する図である。図５は、トレイから供給される部品をヘッドユニットによって実装する際に実行される動作を模式的に例示するフローチャートである。図６は、図５のフローチャートによって実行される手順の一部を模式的に例示する動作図である。なお、図６では、部品実装装置１００の一部の構成は省略されており、図１での表示と必ずしも同じではない。図４に示すように、パレット収容部２１０では、複数のマガジン部２１１が鉛直方向Ｚへ並んでおり、各マガジン部２１１はトレイＴを収容することができる。そして、昇降機構２３０によって搬送レール２２１と同じ高さの挿脱位置Ｈaに位置決めされたマガジン部２１１に対して、パレット２０１の挿脱が可能となる。

したがって、ステップＳ１０１では、ユーザーは、部品ストッカーＳＴから複数の部品Ｅを掴んでトレイＴ上にばら撒き、こうして部品Ｅがばら撒かれたトレイＴをマガジン部２１１に収容する。この際、複数のマガジン部２１１それぞれに対して、部品Ｅが収容されたトレイＴを収容することができる。ステップＳ１０２では、部品供給装置２００の昇降機構２３０が部品Ｅの収容されたトレイＴを挿脱位置Ｈaに位置決めする。続いて、ステップＳ１０３では、パレット搬送機構２２０はクランプ機構２２２（図１）によって、トレイＴを収容位置Ｌcから基板搬送レーン２側へ前後方向Ｙに引き出して、撮像位置Ｌiに停止させる。こうして、撮像位置Ｌiの上方に配置されたトレイ撮像カメラＣtによる部品撮像の準備が整えられる。

ところで、上述のとおり、Ｘフレーム６１はＹ軸リニアモーターＭyからの駆動力を受けて前後方向Ｙへ移動する。かかるＸフレーム６１の可動範囲Ｒ61は、図４に示すように、搬送経路Ｐに平行な方向（前後方向Ｙ）において（換言すれば、上方から視て）撮像位置Ｌiおよびトレイ撮像カメラＣtと重複している。この際、トレイ撮像カメラＣtとＸフレーム６１との接触を避けるべく、トレイ撮像カメラＣtはＸフレーム６１の可動範囲Ｒ61の外に配置されている。より詳しくは、トレイ撮像カメラＣtは、トレイＴの搬送方向（前後方向Ｙ）に対して平行な方向から視て可動範囲Ｒ61に対して撮像位置Ｌiとは反対側に配置されており、換言すれば、トレイ撮像カメラＣtと撮像位置Ｌiの間に可動範囲Ｒ61が存在する。また、トレイ撮像カメラＣtは、Ｘフレーム６１の可動範囲Ｒ61のみならず、ヘッドユニット４（実装ヘッド４０を含む）の可動範囲からも外れており、すなわちヘッドユニット４の可動範囲の外に配置されている。

ただし、トレイ撮像カメラＣtとＸフレーム６１等との接触が防止されていても、Ｘフレーム６１の可動範囲Ｒ61は、トレイ撮像カメラＣtと撮像位置Ｌiとの間に重複しているため、Ｘフレーム６１がこれらの間に位置している場合も想定される。かかる場合、Ｘフレーム６１がトレイ撮像カメラＣtによる部品Ｅの撮像に干渉してしまう。そこで、主制御部８０は、トレイ撮像カメラＣtによる撮像に先立って、Ｘフレーム６１の位置を確認する。そして、Ｘフレーム６１がトレイ撮像カメラＣtと撮像位置Ｌiの間に重複している場合は、主制御部８０は、Ｘフレーム６１をこれらの間から外す。こうして、Ｘフレーム６１をトレイ撮像カメラＣtと撮像位置Ｌiの間から外した状態で、撮像位置Ｌiに停止するトレイＴでの部品Ｅの状態がトレイ撮像カメラＣtによって撮像される（ステップＳ１０４）。

かかる撮像が完了すると、主制御部８０が画像処理部８３およびインターフェース制御部８５を制御して、例えばパターンマッチング等の画像認識技術を用いて、各部品Ｅの状態（位置および姿勢）を認識する（ステップＳ１０５）。図７は、部品の状態の認識に用いられるユーザーインターフェースのディスプレイの内容を模式的に例示する図である。主制御部８０は、インターフェース制御部８５を制御することで、ディスプレイ９１のメインビュー９１１にトレイ撮像カメラＣtの撮像画像を表示する。これと並行して、主制御部８０は、ユーザーインターフェース９を介してユーザーの初期設定を受け付ける。この初期設定では、主として部品Ｅの各状態（表向き、裏向き等）に対応するパターンがユーザーにより入力される。具体例的には、ユーザーは、「設定解除」と記載されたアイコン９１３をクリックすることで、画像処理部８３へのパターンの設定状態を初期化する。続いて、ユーザーは、メインビュー９１１に表示される部品Ｅのうち、パターン１の状態（ここの例では表向きの状態）にある部品Ｅをサブビュー９１２に表示する。なお、サブビュー９１２への表示は、例えば該当する部品Ｅをクリックすることで実行される。続いて、「パターン１に設定」と記載されたアイコン９１４をクリックする。これによって、表向きの状態にある部品Ｅのパターンが画像処理部８３に設定される。同様にして、パターン２の状態（ここの例では裏向きの状態）にある部品Ｅについて、パターンの設定が実行される。

こうして、表向きの状態および裏向きの状態にある部品Ｅのパターン１、２が画像処理部８３に設定されると、画像処理部８３は、トレイ撮像カメラＣtによる撮像画像（すなわち、メインビュー９１１に表示されている画像）に対してパターンマッチングを行って、部品Ｅとパターン１、２それぞれのマッチングの程度を示すスコアを求める。これによって、パターン１、２それぞれについてのスコアが各部品Ｅについて求められる。そして、パターン１、２のうちスコアが所定閾値より高い方のパターンを、該当部品Ｅのパターンに決定する。この際、パターンマッチングの精度の限界等に起因して、パターン１、２の両方のスコアが所定閾値より高くなる場合がある。この場合は、より吸着に適さないパターン２（すなわち、裏向きの状態）を、該当部品Ｅのパターンに決定する。こうして、各部品Ｅがパターン１、２のいずれに属するか、換言すれば表向きの状態および裏向きの状態のいずれに属するかが判断されて、リスト表示部９１６に表示される。また、画像処理部８３は、部品Ｅの位置や回転角度を示すマークＭＫを各部品Ｅに設定するとともに、マークＭＫのＸ座標（マーク距離Ｘ）、Ｙ座標（マーク距離Ｙ）および回転角度をリスト表示部９１６に表示する。

続いて、主制御部８０は、トレイＴでの部品Ｅの状態を認識した結果に基づいて、実装ヘッド４０によって取り上げることが可能な（すなわち、吸着可能な）部品Ｅを、トレイＴの複数の部品Ｅから選択する（ステップＳ１０６）。こうして、ステップＳ１０６では、複数の部品Ｅのうち、重なり合ったりあるいは裏向いたりして取り上げるのに適さない部品Ｅ以外の部品Ｅが選択される。また、かかる画像認識および部品選択と並行して、パレット搬送機構２２０は、撮像位置Ｌiから基板搬送レーン２側へ前後方向ＹにトレイＴを搬送して、基板搬送レーン２に隣り合う供給位置ＬsにトレイＴを停止させる（ステップＳ１０７）。

トレイＴが供給位置Ｌsに位置決めされると、主制御部８０は、ステップＳ１０６での部品選択の結果に基づいて、実装ヘッド４０によって吸着可能な部品ＥがトレイＴ上に存在するか否かを判断する（ステップＳ１０８）。そして、吸着可能な部品Ｅが存在する場合（ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」の場合）には、主制御部８０は、吸着可能な部品ＥをトレイＴから取り上げて基板Ｓに移動するように駆動制御部８２に指令を出す。そして、駆動制御部８２はこの指令に従ってヘッドユニット４を動作させる。その結果、ヘッドユニット４は、吸着可能な部品Ｅを実装ヘッド４０によって取り上げた後に、ヘッド撮像カメラＣhの上方を経由して基板Ｓに移動する。続いて、ヘッドユニット４は、ヘッド撮像カメラＣhが部品Ｅを撮像した結果に応じて部品Ｅの実装角度や実装位置を調整してから、部品Ｅを基板Ｓに載置する。こうして、トレイＴから基板Ｓへ部品Ｅが移載されて、部品実装が実行される（ステップＳ１０９）。

ステップＳ１１０では、主制御部８０は、プログラム８１０を参照して、当該部品Ｅの実装を継続するか否かを判断する。そして、主制御部８０は、部品Ｅの実装を継続しない場合（ステップＳ１１０で「ＮＯ」の場合）には、図５のフローを終了する一方、部品Ｅの実装を継続する場合（ステップＳ１１０で「ＹＥＳ」の場合）には、ステップＳ１０８に戻る。

ステップＳ１０８において、吸着可能な部品ＥがトレイＴ上に存在するか否かを判断した結果、当該部品Ｅが存在する場合は、ステップＳ１０９、Ｓ１１０を再度実行する。一方、ステップＳ１０８において、吸着可能な部品ＥがトレイＴ上に存在しないと判断した場合（ステップＳ１０８で「ＮＯ」の場合）には、パレット搬送機構２２０がトレイＴを供給位置Ｌsから収容位置Ｌcに戻す。そして、ステップＳ１０２では、昇降機構２３０がパレット収容部２１０を昇降させて、ステップＳ１１１で収容位置Ｌcに戻されたトレイＴとは別のトレイＴを挿脱位置Ｈaに位置決めする。こうして、挿脱位置Ｈaに位置決めされたトレイＴに対して、ステップＳ１０３以後の動作が実行される。

以上に説明したように、本実施形態では、トレイ撮像カメラＣtによってトレイＴにおける部品Ｅの状態が撮像されている。したがって、ヘッドユニット４によって取り上げるのに適した状態の部品Ｅを撮像結果に基づき複数の部品Ｅのうちから選択して、基板Ｓに移動することができる。特に、本実施形態のように、トレイＴにおいて複数の部品Ｅがばらまかれて収容されている構成では、部品Ｅどうしが重なっていたり、部品Ｅが裏向いていたりするために、必ずしも全ての部品Ｅが取り上げるのに適しているとは限らない。そこで、予めトレイＴでの部品Ｅの状態を撮像することで、この撮像結果に基づいて適切な部品Ｅを選択できるように構成されている。

ただし、部品実装装置１００においては、パレット収容部２１０から供給位置Ｌsに搬送されたトレイＴからヘッドユニット４の実装ヘッド４０が部品Ｅを取り上げて基板Ｓに移動する。かかる構成では、撮像位置Ｌiの近傍に位置する実装ヘッド４０がトレイＴにおける部品Ｅの状態の撮像に干渉（すなわち、写り込んだり、あるいは影になったり）するおそれがあった。これに対して、本実施形態では、トレイＴにおける部品Ｅの状態の撮像は、パレット収容部２１０から供給位置Ｌsまでの途中にある撮像位置Ｌiで実行される。したがって、供給位置Ｌsの近傍に位置する実装ヘッド４０から外れた撮像位置Ｌiで、かかる部品撮像を実行できる。その結果、供給位置Ｌsの近傍に位置する実装ヘッド４０が干渉するのを抑制しつつ、トレイＴおける部品Ｅの状態を適切に撮像することが可能となっている。

また、トレイ撮像カメラＣtは、図４に示すように、トレイＴの搬送方向（前後方向Ｙ）に対して垂直な方向から視て搬送経路Ｐと平行な方向（前後方向Ｙ）において供給位置Ｌsとは異なる位置に配置されている。かかる構成は、供給位置Ｌsの近傍に位置する実装ヘッド４０との接触を回避しつつトレイ撮像カメラＣtを配置することができ、好適である。

また、トレイ撮像カメラＣtは、Ｘフレーム６１の可動範囲Ｒ61の外に配置されている。かかる構成は、トレイ撮像カメラＣtカメラがＸフレーム６１に接触するのを防止でき、好適である。

また、Ｘフレーム６１の可動範囲Ｒ61は、搬送経路Ｐの上方から視て撮像位置Ｌiと重複しており、トレイ撮像カメラＣtは、トレイＴの搬送方向（前後方向Ｙ）に対して平行な方向から視て可動範囲Ｒ61に対して撮像位置Ｌiとは反対側に配置されている。かかる構成は、Ｘフレーム６１の可動範囲Ｒ61と撮像位置Ｌiとを搬送経路Ｐの上方から視て重複させることで、搬送経路Ｐに平行な方向（前後方向Ｙ）への部品実装装置１００の小型化を可能としている。しかも、トレイ撮像カメラＣtは、トレイＴの搬送方向（前後方向Ｙ）に対して平行な方向から視て可動範囲Ｒ61に対して撮像位置Ｌiとは反対側に配置されているため、トレイ撮像カメラＣtとＸフレーム６１との接触も防止されている。

特に、本実施形態では、搬送経路Ｐが水平で、トレイ撮像カメラＣtが撮像位置Ｌiの上方に配置されている。かかる構成では、上述のように可動範囲Ｒ61に対して撮像位置Ｌiとは反対側にトレイ撮像カメラＣtを配置（つまり、可動範囲Ｒ61の上側にトレイ撮像カメラＣtを配置し、可動範囲Ｒ61の下側に撮像位置Ｌiを配置）することで、上方から下方に向けたトレイ撮像カメラＣtをＸフレーム６１の可動範囲Ｒ61に配置した場合に比較して、トレイ撮像カメラＣtとＸフレーム６１との干渉を避けることができる。また、上方から下方に向けたトレイ撮像カメラＣtを実装ヘッド４０に固定した場合と比較して、トレイ撮像カメラＣtから撮像位置Ｌiまでの距離を十分に確保することができる。

さらに、トレイ撮像カメラＣtと撮像位置Ｌiの間からＸフレーム６１を外した状態で、トレイＴにおける部品Ｅの状態をトレイ撮像カメラＣtに撮像させるコントローラー８が具備されている。かかる構成は、Ｘフレーム６１が干渉するのを抑制しつつ、トレイＴにおける部品Ｅの状態を適切に撮像することが可能となっている。

また、パレット搬送機構２２０は、パレット収容部２１０から供給位置Ｌsまで搬送する途中で基板Ｓを撮像位置Ｌiで一時的に停止させる。そして、トレイ撮像カメラＣtは、撮像位置Ｌiで停止している基板Ｓを撮像する。かかる構成では、トレイＴを停止させた状態で、トレイＴにおける部品Ｅ状態を撮像できるため、比較的高い精度で部品撮像を行うことができる。

このように本実施形態では、部品実装装置１００が本発明の「部品実装装置」の一例に相当し、部品Ｅが本発明の「部品」の一例に相当し、基板Ｓが本発明の「基板」に相当し、トレイＴが本発明の「トレイ」に相当し、パレット収容部２１０が本発明の「トレイ保持部」の一例に相当し、パレット搬送機構２２０が本発明の「パレット搬送機構」の一例に相当し、搬送経路Ｐが本発明の「搬送経路」の一例に相当し、収容位置Ｌcが本発明の「収容位置」の一例に相当し、撮像位置Ｌiが本発明の「撮像位置」の一例に相当し、供給位置Ｌsが本発明の「供給位置」の一例に相当し、トレイ撮像カメラＣtが本発明の「カメラ」の一例に相当し、実装ヘッド４０が本発明の「ヘッド」の一例に相当し、Ｘフレーム６１が本発明の「移動フレーム」の一例に相当し、可動範囲Ｒ61が本発明の「可動範囲」の一例に相当し、コントローラー８が本発明の「制御部」の一例に相当し、ユーザーインターフェース９が本発明の「ユーザーインターフェース」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、部品供給装置２００を具備する部品実装装置１００が例示されていた。しかしながら、部品供給装置２００と別体で構成されて、部品供給装置２００が後付けされる部品実装装置１００に対しても本発明を適用可能である。

また、上記実施形態では、トレイ撮像カメラＣtの具体的な構成については特に言及しなかった。しかしながら、トレイ撮像カメラＣtとしては、種々のカメラを使用できる。具体例を挙げると、固体撮像素子等で構成されたカメラを用いることができ、この際、一次元イメージセンサー（リニアイメージセンサー）あるいは二次元イメージセンサー（エリアイメージセンサー）等を用いることができる。

また、上記実施形態では、トレイ撮像カメラＣtは、鉛直方向Ｚから撮像位置Ｌiに対向していた。しかしながら、鉛直方向Ｚに対して傾いた角度から撮像位置Ｌiに対向するように、例を挙げると斜め上方から撮像位置Ｌiに対向するように、トレイ撮像カメラＣtを配置しても良い。

また、上記実施形態では、トレイＴを撮像位置Ｌiで一時的に停止させていた。しかしながら、撮像位置Ｌiで停止させることなく、パレット収容部２１０から供給位置ＬsにトレイＴを搬送するように構成しても良い。この際、パレット搬送機構２２０によって搬送経路Ｐに沿って搬送され、撮像位置Ｌiを通過するトレイＴを、トレイ撮像カメラＣtによって撮像すればよい。

また、上記実施形態では、複数の部品ＥがトレイＴにばらまかれた状態で収容された場合が例示されていた。しかしながら、複数の部品ＥがトレイＴに整列された状態で収容された場合についても本発明を適用しても構わない。

また、Ｘフレーム６１の可動範囲Ｒ61は、搬送経路Ｐに平行な方向（前後方向Ｙ）において撮像位置Ｌiと重複していた。しかしながら、可動範囲Ｒ61と撮像位置Ｌiとが搬送経路Ｐに平行な方向（前後方向Ｙ）において相互に外れていても構わない。

なお、上記実施形態では、パターンマッチングに用いるパターン１、２の設定作業を、これから部品実装に供する部品Ｅを撮像した画像に基づいて実行していた。しかしながら、過去に同種の部品Ｅを撮像した画像が既にある場合は、これをサブビュー９１２に表示しつつパターン１、２の設定作業を行っても良い。

１００…部品実装装置
Ｅ…部品
Ｓ…基板
Ｔ…トレイ
２００…部品供給装置
２１０…パレット収容部（トレイ保持部）
２２０…パレット搬送機構（トレイ搬送部）
Ｐ…搬送経路
Ｙ…前後方向（トレイＴの搬送方向）
Ｌc…収容位置
Ｌi…撮像位置
Ｌs…供給位置
Ｃt…トレイ撮像カメラ（カメラ）
４０…実装ヘッド（ヘッド）
６１…Ｘフレーム（移動フレーム）
Ｒ61…可動範囲
８…コントローラー（制御部）
９…ユーザーインターフェース

Claims (10)

1. 部品が収容されたトレイを保持するトレイ保持部から供給位置まで前記トレイを搬送するトレイ搬送部と、
   前記トレイ搬送部が前記トレイを搬送する搬送経路における前記トレイ保持部と前記供給位置との間の撮像位置で前記トレイにおける前記部品の状態を撮像するカメラと、
   前記供給位置まで搬送された前記トレイに収容された前記部品を取り上げて基板に移動するヘッドと
   を備えた部品実装装置。
2. 前記カメラは、前記トレイの搬送方向に対して垂直な方向から視て前記搬送経路と平行な方向において前記供給位置とは異なる位置に配置されている請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記ヘッドを伴って移動する移動フレームをさらに備え、
   前記カメラは、前記移動フレームの可動範囲の外に配置されている請求項１または２に記載の部品実装装置。
4. 前記可動範囲は、前記搬送経路の上方から視て前記撮像位置と重複しており、
   前記カメラは、前記トレイの搬送方向に対して平行な方向から視て前記可動範囲に対して前記撮像位置とは反対側に配置されている請求項３に記載の部品実装装置。
5. 前記カメラと前記撮像位置の間から前記移動フレームを外した状態で、前記トレイにおける前記部品の状態を前記カメラに撮像させる制御部をさらに備えた請求項４に記載の部品実装装置。
6. 前記搬送経路は水平であり、前記カメラは前記撮像位置の上方に配置されている請求項１ないし５のいずれか一項に記載の部品実装装置。
7. 前記トレイ搬送部は、前記トレイ保持部から供給位置まで搬送する途中で前記トレイを前記撮像位置で一時的に停止させ、
   前記カメラは、前記撮像位置で停止している前記トレイを撮像する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の部品実装装置。
8. 前記カメラは、前記トレイ搬送部によって前記搬送経路に沿って搬送され、前記撮像位置を通過する前記トレイを撮像する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の部品実装装置。
9. 前記カメラが撮像した結果を表示するユーザーインターフェースをさらに備える請求項１ないし８のいずれか一項に記載の部品実装装置。
10. 部品が収容されたトレイを保持するトレイ保持部から前記トレイを取り出して撮像位置まで搬送する工程と、
    前記撮像位置で前記トレイにおける前記部品の状態をカメラで撮像する工程と、
    前記撮像位置から前記供給位置まで前記トレイを搬送する工程と、
    前記供給位置まで搬送された前記トレイに収容された前記部品をヘッドにより取り上げて基板に移動する工程と
    を備えた部品実装方法。

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