JPWO2015181905A1 - 部品実装装置および部品実装方法 - Google Patents

Abstract

上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の上方に移動した後で吸着ノズルにより部品を基板に実装するヘッドユニットと、ヘッドユニットに設けられる基準マークと、吸着ノズルと基準マークとの配列方向においてヘッドユニットに対して移動自在に設けられる可動撮像部と、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部と、吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを撮像して得られる画像に基づいて吸着ノズルによる基板への部品の実装を補正する制御部とを備え、制御部は、可動撮像部を配列方向に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを可動撮像部により撮像する第１撮像モード、およびヘッドユニットを固定撮像部の上方を経由して基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを固定撮像部により撮像する第２撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得する。

Description

この発明は、吸着ノズルで部品を吸着したままヘッドユニットを基板の上方に移動させた後で上記部品を基板に実装する部品実装装置および部品実装方法に関するものである。

電子部品などの部品を基板に実装する部品実装装置が従来から数多く提供されている。部品実装装置では、テープフィーダーやトレイフィーダーなどの部品供給ユニットが装置の部品供給部に着脱自在に装着される。そして、部品供給ユニットから供給される部品がヘッドユニットに装備される実装ヘッドの下方端部に装着された吸着ノズルで吸着される。そして、当該部品を吸着ノズルで吸着したままヘッドユニットは基板側の移動目標位置に移動して実装ヘッドによる基板への部品の実装を行う。

ところで、上記部品実装装置では、吸着ノズルに対する部品の吸着ずれを考慮した上で基板への部品の実装を行う必要がある。そこで、例えば特許文献１に記載の装置では、ヘッドユニットの吸着ノズル近傍に基準マークが設けられるとともに、基台上にＣＣＤ（Charge Coupled Device）エリアセンサからなるカメラが固定配置されている。当該基準マークと吸着ノズルの位置関係は予め調べられ、既知の情報としてメモリに記憶されている。そして、部品吸着完了に、当該部品を吸着ノズルで吸着したままヘッドユニットがカメラの上方を経由して基板の上方位置に移動する。このカメラの上方空間を通過している間に上記基準マークと吸着部品がカメラにより撮像される。その撮像画像から基準マークと吸着部品の位置関係が導出され、これを上記既知の位置関係と対比して吸着ノズルに対する部品のずれ量を求め、このずれ量に基づいて移動目標位置を補正して実装精度の向上を図っている。

特開２００６−２４９５７号公報

ところで、上記部品実装装置では、基台に固定されたカメラにより部品を鉛直下方から撮像しているが、部品および基準マークを撮像する手段としてはスキャンカメラを用いることができる。このスキャンカメラは、ヘッドユニットに対して吸着ノズルの配列方向に移動自在に設けられ、配列方向に移動しながら吸着ノズルに吸着される部品（以下「吸着部品」という）と基準マークを撮像するものである。このように吸着部品と基準マークを撮像するために、互いに異なる方式が存在しているが、後で詳述するようにそれぞれ固有の問題を有している。そのため、双方の問題を補間する形で吸着部品および基準マークの撮像を行う技術が望まれるが、従来、このような技術が存在しておらず、汎用性の面、特に様々な部品サイズに対応することが難しかった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ヘッドユニットに装備される吸着ノズルで吸着される部品と、ヘッドユニットに設けられる基準マークとを撮像して得られる画像に基づいて実装位置を補正して部品を基板に実装する部品実装技術において、部品のサイズを問わず、当該部品と基準マークとを良好に撮像することを目的とする。

この発明の第１態様は、部品実装装置であって、上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の上方に移動して部品を基板に実装するヘッドユニットと、ヘッドユニットに設けられる基準マークと、吸着ノズルと基準マークとの配列方向においてヘッドユニットに対して移動自在に設けられる可動撮像部と、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部と、吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを撮像して得られる画像に基づいて基板への部品の実装を補正する制御部とを備え、制御部は、可動撮像部を配列方向に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを可動撮像部により撮像する第１撮像モード、およびヘッドユニットを固定撮像部の上方を経由して基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを固定撮像部により撮像する第２撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得することを特徴としている。

また、この発明の第２態様は、上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したままヘッドユニットを基板の上方に移動させて部品を基板に実装する部品実装方法であって、吸着ノズルに吸着される部品と、ヘッドユニットに設けられる基準マークとを撮像して画像を取得する画像取得工程と、画像に基づいて吸着ノズルによる基板への部品の実装を補正する補正工程とを備え、画像取得工程は、ヘッドユニットに設けられる可動撮像部を吸着ノズルと基準マークの配列方向に移動させながら吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを可動撮像部により撮像する第１撮像モードと、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部の上方を経由してヘッドユニットを基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを固定撮像部により撮像する第２撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得する工程であることを特徴としている。

このように構成された発明では、２種類の撮像手段、つまり可動撮像部および固定撮像部が設けられる。そして、可動撮像部が配列方向に移動しながら基準マークと部品を撮像可能となっている（第１撮像モード）。また、ヘッドユニットが固定撮像部の上方を移動する間に固定撮像部が基準マークと部品を撮像可能となっている（第２撮像モード）。このように、部品と基準マークとが映り込んだ、実装の補正に欠かせない画像が互いに異なる撮像モードで撮像可能となっている。したがって、部品と基準マークとを一方の撮像モードにより撮像することが難しくとも、他方の撮像モードにより撮像することが可能となる。

以上のように、本発明によれば、部品と基準マークとを有する画像を撮像するための撮像モードが２種類設けられ、それらを選択的に用いて上記画像を撮像することができる。そのため、部品サイズが相違したとしても、各部品サイズに対応した撮像モードを選択的に実行することによって、当該部品と基準マークとが映り込んだ画像を良好に撮像することができる。

本発明にかかる部品実装装置の第１実施形態の概略構成を示す平面図である。 図１に示す部品実装装置の部分正面図である。 図１に示す部品実装装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。 図１の部品実装装置での実装ターンの動作を示すフローチャートである。 実装ターンの動作を模式的に示す図である。 本発明にかかる部品実装装置の第２実施形態を示す図である。 本発明にかかる部品実装装置の第３実施形態を示す図である。

図１は本発明にかかる部品実装装置の第１実施形態の概略構成を示す平面図である。また、図２は図１に示す部品実装装置の部分正面図である。また、図３は図１に示す部品実装装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、図１および図２では、各図の方向関係を明確にするために、ＸＹＺ直角座標軸が示されている。

この部品実装装置１では、基台１１上に基板搬送機構２が配置されており、基板Ｓを所定の搬送方向Ｘに搬送可能となっている。より詳しくは、基板搬送機構２は、基台１１上において基板Ｓを図１の右側から左側へ搬送する一対のコンベア２１、２１を有しており、装置全体を制御する制御ユニット３からの制御指令にしたがって作動することで、基板Ｓを搬入し、所定の実装作業位置（同図に示す基板Ｓの位置）で停止させる。また、実装作業位置で停止する基板Ｓを図略の保持装置が固定し保持する。その後で、部品供給部４に装着されたテープフィーダー４１から供給される電子部品がヘッドユニット６に具備された実装ヘッド６１により基板Ｓに実装される。また、基板Ｓに搭載すべき部品の全部を基板Ｓに実装し終えると、保持装置が基板Ｓの保持を解除した後、基板搬送機構２が実装作業位置から基板Ｓを搬出する。

このように構成された基板搬送機構２の前方側（＋Ｙ軸方向側）および後方側（−Ｙ軸方向側）には、部品供給部４が配置されている。これらの部品供給部４に対し、多数のテープフィーダー４１が着脱自在に装着されている。各テープフィーダー４１では、部品を収納・保持したテープを巻回したリールが装着されている。テープには、集積回路（ＩＣ）、トランジスタ、コンデンサ等のチップ部品が所定間隔おきに収納、保持されている。そして、実装ヘッド６１の先端に取り付けられた吸着ノズル６１１により部品がピックアップされるにつれてテープがリールから間欠的に送り出される。

ヘッドユニット６は実装ヘッド６１の吸着ノズル６１１により部品を吸着保持したまま基板Ｓの上方位置に搬送するとともに、ユーザより予め指定された基板Ｓの実装位置に実装するものである。本実施形態では、８本の実装ヘッド６１がＸ軸方向に一列に配列されており、最大８個の部品を一括して基板Ｓの上方位置に搬送可能となっている。また、ヘッドユニット６では、後述するように実装の補正を行うための基準マークとして４個の基準マークＭＫ１、ＭＫ１、ＭＫ２、ＭＫ２が設けられるとともに、２種類のカメラ７１、７２が設けられている。

カメラ７１は基板認識用カメラであり、照明部およびＣＣＤカメラなどから構成されており、基板Ｓに付されたフィデューシャルマークを撮像すること等によって基板認識を行う。一方、カメラ７２はヘッドユニット６の下方側で、撮像部７２ａの上端７２ａ1が高さ位置ＨＰ１（図２（ｂ）中の１点鎖線）より下方となり、撮像部７２ａの下端すなわちカメラ７２の下端７２ｂが基板Ｓ上に実装される最も高さの高い部品より上方となるように、ヘッドユニット６に対してＸ軸方向に移動自在に取り付けられたスキャンカメラであり、スキャン用駆動モーター７２１の駆動制御によりＸ軸方向に移動し、高さ位置ＨＰ１に位置する物体を撮像可能となっている。つまり、高さ位置ＨＰ１はスキャンカメラ７２の焦点位置（あるいは被写界深度内の位置）に相当している。このため、スキャンカメラ７２をＸ軸方向にスキャンさせることによって、高さ位置ＨＰ１に位置する基準マークＭＫ１、ＭＫ１と、高さ位置ＨＰ１に位置決めされる部品の下面とを、下方を移動する撮像部７２ａで撮像し、基準マークＭＫ１、部品および基準ＭＫ１がこの配列順序で映り込んだ画像を取得可能となっている。

上記したスキャン用基準マークＭＫ１、ＭＫ１は別の基準マークＭＫ２、ＭＫ２とともに実装ヘッド６１の配列方向Ｘに配列されている。より詳しくは、図２（ｂ）に示すように、実装ヘッド列の（＋Ｘ）軸方向側および（−Ｘ）軸方向側に基準マークＭＫ２、ＭＫ２がそれぞれ設けられ、さらに基準マークＭＫ２の（＋Ｘ）軸方向側および（−Ｘ）軸方向側に基準マークＭＫ１、ＭＫ１がそれぞれ設けられている。このため、ヘッドユニット６を下方側から見ると、図１の点線に示すように、基準マークＭＫ１、ＭＫ２、８本の吸着ノズル６１１および基準マークＭＫ２、ＭＫ１がＸ軸方向に列状に配置されている。

スキャン用基準マークＭＫ１、ＭＫ１は、ヘッドユニット６において各実装ヘッド６１を支持する支持フレーム（上下方向Ｚに移動することがない部位）から上下方向Ｚに延設された棒状部材６０１の下端面に取り付けられ、上下方向Ｚにおいて所定の高さ位置ＨＰ１に位置している。一方、基準マークＭＫ２、ＭＫ２は、基台１１に固定される基台カメラ７３により撮像可能にヘッドユニット６に取り付けられている。なお、基台カメラ７３の焦点位置（あるいは被写界深度内の位置）は高さ位置ＨＰ１よりも低い高さ位置ＨＰ２（図２（ｂ）中の２点鎖線）である。ここで、基準マークＭＫ２、ＭＫ２をスキャン用基準マークＭＫ１、ＭＫ１と同様に、基準マークＭＫ２、ＭＫ２が設けられる下端面が、高さ位置ＨＰ２となるように棒状部材をヘッドユニット６の支持フレームから下方に延設すると、基準マークＭＫ２、ＭＫ２とスキャンカメラ７２とが干渉してしまう。

そこで、本実施形態では、カメラ７２との干渉を回避しつつ基準マークＭＫ２、ＭＫ２を固定カメラ７２によって撮像するために特許第４３４３７１０号公報に記載された技術と同様の構成を採用している。つまり、図２（ｂ）に示すように、上記支持フレーム（図示省略）に対して円筒ケース６０２、６０２が取り付けられている。各円筒ケース６０２はスキャンカメラ７２の移動経路よりも高い位置（撮像部７２ａの上端７２ａ1よりも高い位置）に配置され、円筒ケース６０２とスキャンカメラ７２との相互干渉が回避される。各円筒ケース６０２の内部では、上下方向Ｚに延設された棒状部材６０３と、レンズ６０４とが設けられている。棒状部材６０３は棒状部材６０１よりも短く、その下端面に基準マークＭＫ２が取り付けられている。そして、基準マークＭＫ２の下方位置に配置されたレンズ６０４が基準マークＭＫ２の像を基準マークＭＫ１と基台カメラ７３との間の高さ位置ＨＰ２に形成する。このため、基準マークＭＫ２、ＭＫ２と、高さ位置ＨＰ２に位置決めされる部品の下面とを基台カメラ７３で撮像すると、基準マークＭＫ２、部品および基準マークＭＫ２がこの配列状態で映り込んだ画像を取得可能となっている。

このように本実施形態では、２種類の基準マークが設けられている。そこで、両者を明確に区別するため、以下においては、スキャンカメラ７２で撮像される基準マークＭＫ１を「第１基準マークＭＫ１」と称する一方、基台カメラ７３により撮像される基準マークＭＫ２を「第２基準マークＭＫ２」と称する。また、２種類の高さ位置が設定されている。そこで、両者を明確に区別するため、以下においては、基準マークＭＫ１の高さ位置である高さ位置ＨＰ１を「第１高さ位置」と称する一方、基準マークＭＫ２の像の高さ位置である高さ位置ＨＰ２を「第２高さ位置」と称する。なお、これら２種類の基準マークおよび高さ位置の使い分けについては後で詳述する。

ヘッドユニット６では、８本の実装ヘッド６１がＸ軸方向（基板搬送機構２による基板Ｓの搬送方向）に等ピッチで列状に設けられている。また、各実装ヘッド６１の先端部に装着された吸着ノズル６１１は圧力切替機構（図示省略）を介して真空供給源、正圧源、および大気のいずれかに連通可能とされており、圧力切替機構により吸着ノズル６１１に与える圧力が切り替えられる。

各実装ヘッド６１はヘッドユニット６に対して図略のノズル昇降駆動機構により昇降（Ｚ軸方向の移動）可能に、かつ図略のノズル回転駆動機構によりノズル中心軸回りに回転（図２のＲ方向の回転）可能となっている。これらの駆動機構のうちノズル昇降駆動機構は吸着もしくは装着を行う時の下降位置（下降端）と、搬送を行う時の上昇位置（上昇端）との間で実装ヘッド６１を昇降させるものである。一方、ノズル回転駆動機構は吸着ノズル６１１を必要に応じて回転させるための機構であり、回転駆動により部品を搭載時における所定のＲ軸方向に位置させることが可能となっている。なお、これらの駆動機構については、それぞれＺ軸モーター６２Ｚ、Ｒ軸モーター６２Ｒおよび所定の動力伝達機構で構成されており、制御ユニット３のモーター制御部３１によりＺ軸モーター６２ＺおよびＲ軸モーター６２Ｒを駆動制御することで各実装ヘッド６１がＺ方向およびＲ方向に移動させられる。

また、ヘッドユニット６は、これらの実装ヘッド６１で吸着された部品を部品供給部４と基板Ｓとの間で搬送して基板Ｓに実装するため、基台１１の所定範囲にわたりＸ軸方向およびＹ軸方向（Ｘ軸およびＺ軸方向と直交する方向）に移動可能となっている。すなわち、ヘッドユニット６は、Ｘ軸方向に延びる実装ヘッド支持部材６３に対してＸ軸に沿って移動可能に支持されている。また、実装ヘッド支持部材６３は、両端部がＹ軸方向の固定レール６４に支持され、この固定レール６４に沿ってＹ軸方向に移動可能になっている。そして、このヘッドユニット６は、Ｘ軸モーター６２Ｘによりボールねじ６６を介してＸ軸方向に駆動され、実装ヘッド支持部材６３はＹ軸モーター６２Ｙによりボールねじ６８を介してＹ軸方向へ駆動される。このようにヘッドユニット６は実装ヘッド６１に吸着された部品を部品供給部４から移動目的位置まで搬送可能となっている。

部品実装装置１には、オペレータとのインターフェースとして機能する表示ユニット５（図３）を備える。表示ユニット５は、制御ユニット３と接続され、部品実装装置１の動作状態を表示する機能のほか、タッチパネルで構成されてオペレータからの入力を受け付ける入力端末としての機能も有する。

次に、制御ユニット３の構成について図３を参照しつつ説明する。制御ユニット３は、装置本体の内部の適所に設けられ、論理演算を実行する周知のＣＰＵ（Central Processing Unit）、初期設定等を記憶しているＲＯＭ（Read Only Memory）、装置動作中の様々なデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。

制御ユニット３は、機能的には、モーター制御部３１、外部入出力部３２、画像処理部３３、サーバ通信制御部３４、フィーダー通信制御部３５、メモリ３６および演算処理部３７を備えている。

上記モーター制御部３１は、上記Ｘ軸モーター６２Ｘ、Ｙ軸モーター６２Ｙ、Ｚ軸モーター６２Ｚ、Ｒ軸モーター６２Ｒおよびスキャン用駆動モーター７２１の駆動を制御する。外部入出力部３２は、部品実装装置１に装備されている各種センサー類９１からの信号を入力する一方、部品実装装置１に装備されている各種アクチュエータ等９２に対して信号を出力する。画像処理部３３は、基台カメラ７３、基板認識カメラ７１およびスキャンカメラ７２から画像データを取り込み、２値化等の画像処理を行う。サーバ通信制御部３４はサーバ（図示省略）との間で情報等の交信を行う。フィーダー通信制御部３５は各テープフィーダー４１との間で情報等の交信を行う。

メモリ３６は部品実装処理のプログラム、部品の種類やサイズなどの部品情報、基準マークと吸着ノズル６１１との位置関係、基準マークの基準間隔、実装に必要な各種データなどを記憶する。

上記演算処理部３７は、ＣＰＵ等のような演算機能を有するものであり、上記メモリ３６に記憶されているプログラムに従ってモーター制御部３１や画像処理部３３などを制御することでヘッドユニット６による実装ターン（あるいは実装サイクルとも称する）を繰り返す。この実装ターンは、ヘッドユニット６が例えば基板Ｓ上方位置から部品供給部４上方に移動し、ヘッドユニット６により部品供給部４から供給される１つまたは複数の部品を吸着し、実装作業位置で停止する基板Ｓの上方位置に移動した後で、並行して部品を基板Ｓに装着する一連の工程を意味しており、一回の実装ターンにおいて最大８個（実装ヘッド６１の本数分）の部品を基板Ｓに実装することが可能となっている。また、本実施形態では、２種類の基準マーク、つまり第１基準マークＭＫ１および第２基準マークＭＫ２がヘッドユニット６に設けられ、それぞれ異なるカメラで撮像するように構成されている。そこで、演算処理部３７は、次に説明するように、実装ターンを実行する前に部品の背の高さ（上下方向Ｚにおける部品の高さ）に基づいて部品と基準マークを撮像する撮像モードを選択する。また、演算処理部３７は、実装ターン中に吸着ノズル６１１に吸着された部品および基準マークの画像を選択された撮像モードで撮像し、当該画像に基づいてヘッドユニット６の移動目標位置を補正した上で基板Ｓに部品を実装する。このように、本実施形態では、演算処理部３７は撮像モード選択部３７１、画像取得処理部３７２および実装補正処理部３７３としての機能を有している。

図４は図１の部品実装装置での実装ターンの動作を示すフローチャートである。また、図５は実装ターンの動作を模式的に示す図である。この部品実装装置１では、メモリ３６に記憶されているプログラムに従って演算処理部３７が装置各部を制御し、以下に説明するようにして実装ターンを実行する。

ステップＳ１では、実装ターンにより８本の実装ヘッド６１を使って基板Ｓに実装すべき部品（以下「実装対象部品」という）に関する部品情報が読み出される。そして、各実装対象部品の高さ、つまり上下方向Ｚのサイズが相互に比較され、実装対象部品の最大高さが導出される（ステップＳ２）。例えば図５（ａ）に示すように、８個の実装対象部品のいずれもが背の低い部品（以下「背低部品」という）８Ｌであるときには、必然的に最大高さも低い値となる。一方、図５（ｂ）に示すように、実装対象部品の中に背の高い部品（以下「背高部品」という）８Ｈが含まれているときには、最大高さは背高部品８Ｈの高さとなる。

こうして最大高さが求まると、当該最大高さが基準高さ以下であるか否かが判定される（ステップＳ３）。ここで、「基準高さ」とは次に説明するように撮像モードの切替基準となるものであり、スキャンカメラ７２により部品を撮像するかしないかを決める境界値に対応している。基準高さ以下の高さを有する部品、つまり背低部品８Ｌについては後述するように実装ターンを実行するのに要する時間を短縮するために、スキャンカメラ７２により撮像することが望ましく、ステップＳ３で「ＹＥＳ」と判定される。つまり、当該実装ターンでの実装対象部品のすべてが背低部品８Ｌである場合には、第１撮像モードが実行される（ステップＳ４）。

この第１撮像モードはステップＳ４１〜Ｓ４５を実行して部品８Ｌと第１基準マークＭＫ１、ＭＫ１の画像をスキャンカメラ７２によって撮像するモードである。より詳しくは、ヘッドユニット６が実装対象部品を供給するテープフィーダー４１の上方位置に移動した後で実装ヘッド６１が下降して吸着ノズル６１１によって実装対象部品８Ｌを吸着して保持する（ステップＳ４１）。それに続いて、実装対象部品８Ｌを吸着保持した実装ヘッド６１が上昇を開始し、当該実装対象部品８Ｌの下面が第１高さ位置ＨＰ１に達した時点で実装ヘッド６１の上昇を停止して位置決めする（ステップＳ４２）。このような工程（ステップＳ４１、Ｓ４２）は、実装ターンの全実装対象部品８Ｌについて実行されたことが確認される、つまりステップＳ４３で「ＹＥＳ」と判定されるまで繰り返して行われる。なお、本実施形態では、実装ヘッド６１が８本であるため、最大８回繰り返される。

全部品の吸着が完了すると、図５（ａ）に示すように、ヘッドユニット６は基板Ｓの実装位置ＭＰの上方位置への直接移動を開始する（ステップＳ４４）。基台カメラ７３による撮像を行うためには基台カメラ７３の上方を経由する必要がある。しかしながら、この第１撮像モードでは基台カメラ７３による撮像は行われないため、ヘッドユニット６は基台カメラ７３の上方を経由することなく、部品供給部４から基板Ｓの上方位置に向かって直線的に移動する（図５中の（ａ−１）欄参照）。また、このヘッドユニット６の移動と並行して、スキャンカメラ７２がＸ軸方向に移動する（図５中の（ａ−２欄参照）。その移動中にスキャンカメラ７２は第１基準マークＭＫ１、ＭＫ１および各吸着ノズル６１１に吸着されている実装対象部品８Ｌを撮像し（ステップＳ４５）、第１基準マークＭＫ１、部品８Ｌ、８Ｌ、…、第１基準マークＭＫ１がこの順序で映り込んだ画像ＩＭ１が取得され（図５中の（ａ−３）欄参照）、メモリ３６に記憶される。このように実装対象部品がすべて背低部品８Ｌである場合には、ヘッドユニット６を基台カメラ７３の上方を経由させることなく基板Ｓの上方に移動させることができるため、実装ターンを実行するのに要する時間を短縮することができる。

実装ターンにおいて実装すべき部品、つまり実装対象部品に背高部品が含まれている場合、上記した第１撮像モードを実行することは望ましくない。というのも、スキャンカメラ７２によるスキャンを可能とするため、背高部品の下面を第１高さ位置ＨＰ１に位置決めする必要がある。すなわち、実装ヘッド６１の上昇ストロークを大きくする必要があり、ヘッドユニット６が大型化してしまうからである。また、実装ヘッド６１の上昇ストロークを大きくすると時間も掛かるからである。そこで、本実施形態では、この問題を解消するために、実装対象部品の全部あるいは一部が背高部品８Ｈであり、最大高さが基準高さを超え、スキャンカメラ７２により撮像することが望ましくない場合、ステップＳ３で「ＮＯ」と判定され、第２撮像モードが実行される（ステップＳ５）。

この第２撮像モードはステップＳ５１〜Ｓ５５を実行して部品８Ｌ、８Ｈと第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２の画像をスキャンカメラ７２によって撮像するモードである。より詳しくは、ヘッドユニット６が実装対象部品を供給するテープフィーダー４１の上方位置に移動した後で実装ヘッド６１が下降して吸着ノズル６１１によって実装対象部品８Ｌ（または８Ｈ）を吸着して保持する（ステップＳ５１）。それに続いて、実装対象部品８Ｌ（または８Ｈ）を吸着保持した実装ヘッド６１が上昇を開始し、当該実装対象部品８Ｌ（または８Ｈ）の下面が第２高さ位置ＨＰ２に達した時点で実装ヘッド６１の上昇を停止して位置決めする（ステップＳ５２）。このような工程（ステップＳ５１、Ｓ５２）は、実装ターンの全実装対象部品について実行されたことが確認される、つまりステップＳ４３で「ＹＥＳ」と判定されるまで繰り返して行われる。なお、本実施形態では、第１撮像モードと同様に最大８回繰り返され、実装ヘッド６１で保持される部品に例えば図５（ｂ−２）欄に示されているように背高部品８Ｈと背低部品８Ｌが混在していたり、図示を省略しているが実装ヘッド６１で保持される全部品が背高部品８Ｈとなる場合がある。

全部品の吸着が完了すると、基台カメラ７３の上方を経由するヘッド移動動作が開始される（ステップＳ５４）。このヘッド移動動作は、ヘッドユニット６が部品供給部４から基台カメラ７３の近傍位置まで移動し、それに続いて基台カメラ７３の上方を吸着ノズル６１１で保持する部品および第２基準マークＭＫ２が横切るように移動した後で基板Ｓの実装位置ＭＰの上方位置に移動する動作である（図５中の（ｂ−１）欄参照）。そして、基台カメラ７３の上方をヘッドユニット６が通過する際に、基台カメラ７３は、部品８Ｌ、８Ｈおよび第２高さ位置ＨＰ２に形成される第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２の像Ｉｍを撮像し（ステップＳ５５）、第２基準マークＭＫ２、部品８Ｌ、８Ｈ、…、第２基準マークＭＫ２がこの順序で映り込んだ画像ＩＭ２が取得され（図５中の（ｂ−３）欄参照）、メモリ３６に記憶される。一方、図示を省略するが、実装ヘッド６１の吸着ノズル６１１で吸着保持される部品が全て背高部品８Ｈであるときには、第２基準マークＭＫ２、部品８Ｈ、８Ｈ、…、第２基準マークＭＫ２がこの順序で映り込んだ画像が取得される。このように実装対象部品が全て背高部品８Ｈである、あるいは実装対象部品中に背高部品８Ｈが含まれていたとしても、第２基準マークＭＫ２および全実装対象部品８Ｌ、８Ｈの画像を確実に撮像することができる。なお、図５中の符号Ｉmk1、Ｉmk2はそれぞれ基準マークＭＫ１、ＭＫ２の画像であり、符号Ｉ8L、Ｉ8Hはそれぞれ背低部品８Ｌおよび背高部品８Ｈの画像である。

この第２撮像モードを実行することで、ヘッドユニット６を基台カメラ７３の上方を経由させて基板Ｓの上方に移動させることにより、実装ターンを実行するのに要する時間が長くはなるが、実装ヘッド６１の上昇ストロークを大きくする必要はなく、ヘッドユニット６の大型化を防ぐことができるとともに、各実装ヘッド６１を上昇させるに要する時間を短くし、実装ターンを実行するのに要する時間が長くなることを軽減できる。

また、第２撮像モードにかかる時間は第１撮像モードのそれよりも長いが、１回の第２撮像モードでより多くの背高部品８Ｈを撮像し、その撮像された画像に基づき部品実装を行うと、１枚の基板Ｓに対して実行すべき第２撮像モードの回数を抑制することができ、タクトタイムの短縮が可能となる。つまり、第２撮像モードでは、実装ヘッド６１の吸着ノズル６１１で吸着保持する部品の多くが背高部品８Ｈであることが望ましく、これによってタクトタイムの短縮を図ることができる。

その一方で、第２撮像モードにおける撮像対象部品を背高部品８Ｈのみに限定すると、例えば一部の実装ヘッド６１において吸着ノズル６１１で背高部品８Ｈを保持し、他の実装ヘッド６１が空の状態、つまり吸着ノズル６１１で部品を吸着しない状態となることがある。ここで、空の状態の実装ヘッド本数が増えると、１枚の基板Ｓに対して実行すべき実装ターンの数も増え、タクトタイムが長くなる。この点を考慮すると、背高部品８Ｈを保持する吸着ノズル６１１以外の吸着ノズル６１１の全部または一部で背低部品８Ｌを吸着し、背高部品８Ｈおよび背低部品８Ｌを混在させて第２撮像モードを行うことが好適な場合もある。

そこで、本実施形態では、上記したように第２撮像モードにおいて実装ヘッド６１の吸着ノズル６１１により保持する部品を全て背高部品８Ｈとすることも、背高部品８Ｈと背低部品８Ｌを混在させることも可能となっている。そのため、タクトタイムを効果的に短縮することができる。

撮像モードが完了すると、第１画像ＩＭ１または第２画像ＩＭ２に基づいてヘッドユニット６による部品の実装位置が補正されて実装対象部品が基板に実装される（ステップＳ６）。すなわち、演算処理部３７は、メモリ３６から基準マークと吸着ノズル６１１との位置関係を読み出し、当該位置関係ならびに画像（第１画像ＩＭ１または第２画像ＩＭ２）上での吸着ノズル６１１と吸着部品との位置関係とに基づき、各吸着ノズル６１１に対する部品の吸着ズレ量を算出する。また、演算処理部３７は、メモリ３６から基準マークの基準間隔を読み出し、当該基準間隔ならびに上記画像に含まれる２つの基準マーク（２つの第１基準マークＭＫ１、ＭＫ１、あるいは２つの第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２）の間隔に基づいてＸ軸方向におけるヘッドユニット６の移動誤差を算出する（ステップＳ６１）。

そして、演算処理部３７は装置各部を制御してヘッドユニット６により全実装対象部品を基板Ｓに実装する（ステップＳ６２〜Ｓ６４）。つまり、ヘッドユニット６は移動目標位置に移動して部品の実装位置ＭＰの上方に位置決めされる（ステップＳ６２）。このとき、移動前に吸着ズレ量および移動誤差に基づき、これらを是正するようにヘッドユニット６の移動目標位置が補正される。そして、実装位置ＭＰの上方へのヘッドユニット６の移動に続いて、部品の実装が行われる（ステップＳ６３）。

なお、ステップＳ６２、Ｓ６３において、ヘッドユニット６は補正された移動目標位置に移動中、部品の実装位置ＭＰの上方に位置決めされる少し手前から実装ヘッド６１による部品の下降が開始され、補正後の部品実装位置に基づく部品の実装位置ＭＰに部品の実装が行われるようにしても良い。

こうして部品が実装されると、当該実装ターンの実装対象部品のすべてが実装されたか否かが判定され（ステップＳ６４）、未実装の部品が残っている（ステップＳ６４で「ＮＯ」と判定される）間、ヘッドユニット６の移動（ステップＳ６２）および部品実装（ステップＳ６３）が繰り返される。一方、ステップＳ６４で「ＹＥＳ」と判定されると、実装ターンが終了する。

以上のように、本実施形態によれば、本発明の「可動撮像部」の一例に相当するスキャンカメラ７２と、本発明の「固定撮像部」の一例に相当する基台カメラ７３とが設けられている。そして、実装ターンの実装対象部品の最大高さに応じて２種の撮像モードのうちの一方を選択的に実行することで、部品のサイズ、特に上下方向Ｚのサイズを問わずに、実装の補正に欠かせない画像（部品と基準マークとが映り込んだ画像ＩＭ１や画像ＩＭ２）を撮像することが可能となっている。その結果、基板Ｓに対して、種々の部品を高精度に実装することが可能となっている。

また、実装ターンの全実装対象部品が背低部品８Ｌであるときには、第１撮像モードで全実装対象部品と基準マークとを映し込んだ画像を撮像しているため、ヘッドユニット６の部品供給部４の上方から基板Ｓの上方に移動するのにかかる時間を短縮し、タクトタイムの改善を図ることができる。一方、背高部品８Ｈを含むときには第２撮像モードを実行するが、本実施形態では、第２撮像モード用の基準マークＭＫ２を直接撮像するのではなく、基台カメラ７３の焦点位置を第１高さ位置ＨＰ１よりも低い第２高さ位置ＨＰ２に設定するとともに、第２高さ位置ＨＰ２に形成した基準マークＭＫ２の像Ｉｍを基台カメラ７３で撮像しているため、次に説明する優れた作用効果が得られる。

部品の実装精度を向上させるためには、上記したようにヘッドユニット６に基準マークを設け、吸着ノズル６１１で吸着した部品と一緒に同一の画像に映り込むように基準マークを撮像する必要がある。ここで、基準マークとともに部品を撮像して画像を取得し、当該画像を吸着ズレ量および移動誤差の算出に供するという目的を達成するためには、基台カメラ７３の焦点位置を第１高さ位置ＨＰ１に一致させ、背低部品８Ｌおよび背高部品８Ｈを問わず、吸着ノズル６１１で吸着される部品の下面が第１高さ位置ＨＰ１に位置するように各実装ヘッド６１をＺ軸方向に位置決めすればよい。なお、このような観点から部品実装装置１の構成簡素化を図ったものが後で説明する第３実施形態である。

しかしながら、部品の下面を第１高さ位置ＨＰ１に位置させるためには、部品吸着後に実装ヘッド６１を上昇させる必要があり、その上昇量は、吸着部品が背高になるにしたがって増大し、Ｚ軸の上昇端ストロークを長く伸ばす必要が生じる。これは、部品実装装置１のコスト増大およびタクトタイムの悪化を招いてしまう。これに対し、本実施形態では、基台カメラ７３の焦点位置を第１高さ位置ＨＰ１よりも低い第２高さ位置ＨＰ２に設定することで図５中の（ｂ−２）欄に示すように背高部品８Ｈを吸着する実装ヘッド６１であっても大幅に上昇させる必要がなく、上記問題の発生を回避することができる。

また、背高部品８Ｈとともに基準マークを基台カメラ７３で連続して撮像するために第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２が上記第２高さ位置ＨＰ２を位置するように構成すると、第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２とスキャンカメラ７２との干渉が発生することがある。しかしながら、本実施形態では、上記したように第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２を内蔵する円筒ケース６０２をスキャンカメラ７２の移動経路よりも高い位置に配置し、しかも当該円筒ケース６０２に設けられるレンズ６０４（図２参照）によって第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２の像Ｉｍを第２高さ位置ＨＰ２に形成している。このため、第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２とスキャンカメラ７２との干渉を回避しつつ第１基準マークＭＫ１、ＭＫ１のスキャンカメラ７２による撮像が可能となるとともに、移動すれば第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２と干渉するスキャンカメラ７２ではなく、第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２と干渉することがない基台カメラ７３による第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２の撮像が可能となっている。

このように第１実施形態では、第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２とスキャンカメラ７２との干渉を回避するために上記配置構造を採用しているが、この配置構造の代わりに、例えば図６に示すように第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２をスキャンカメラ７２の可動範囲よりも外側に配置してもよい。以下、図６を参照しつつ第２実施形態について説明する。

図６は本発明にかかる部品実装装置の第２実施形態を示す図である。第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、上記したように第２基準マークＭＫ２、ＭＫ２に関する構成であり、その他の構成および動作は基本的に第１実施形態と同一である。すなわち、第２実施形態では、図６中の（ａ−２）欄に示すように、スキャンカメラ７２の可動範囲の（−Ｘ）軸方向側に棒状部材６０１よりも長い棒状部材６０５が支持フレーム（図示省略）から上下方向Ｚに延設されるとともに棒状部材６０５の下端面に第２基準マークＭＫ２が取り付けられ、第２基準マークＭＫ２を第２高さ位置ＨＰ２に位置させている。また、図６への図示を省略しているが、スキャンカメラ７２の可動範囲の（＋Ｘ）軸方向側にも下端面に第２基準マークＭＫ２を取り付けた棒状部材６０５が設けられ、第２基準マークＭＫ２を第２高さ位置ＨＰ２に位置させている。

第２実施形態では、スキャンカメラ７２は通常（−Ｘ）軸方向側の棒状部材６０１、６０５の間で停止して待機する。そして、第１撮像モードでは第１実施形態と同様に部品供給部４の上方から基板Ｓの上方へのヘッドユニット６の直線移動と並行してスキャンカメラ７２が可動範囲内をＸ軸方向に移動して第１基準マークＭＫ１、部品８Ｌ、…、第１基準マークＭＫ１を撮像する。こういて、画像ＩＭ１が取得される。そして、撮像完了後、スキャンカメラ７２は、次の第１撮像モードの開始まで、（−Ｘ）軸方向側の棒状部材６０１、６０５の間で待機する。

一方、第２撮像モードでは、ヘッドユニット６が基台カメラ７３の上方を通過する間に基台カメラ７３が第２基準マークＭＫ２、部品８Ｌ、部品８Ｈ、…、第２基準マークＭＫ２を撮像する。

このように第２実施形態では、円筒部材６０２やレンズ６０４を設ける必要がなくなり、より簡単な構成で第１実施形態と同様の作用効果が得られる。なお、装置構成のさらなる簡素化を図るためには、図７に示すように部品実装装置１を構成すればよい。以下、図７を参照しつつ第３実施形態について説明する。

図７は本発明にかかる部品実装装置の第３実施形態を示す図である。第３実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、基準マークとして第１基準マークＭＫ１、ＭＫ１のみが設けられている点と、基台カメラ７３の焦点位置がスキャンカメラ７２の焦点位置と同様、第１高さ位置ＨＰ１に一致している点とであり、その他の構成は第１実施形態と同一である。そこで、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して構成説明を省略する。

第３実施形態での第１撮像モードは第１実施形態と同様にして行われる。つまり、図７（ａ）に示すように、部品供給部４の上方から基板Ｓの上方へのヘッドユニット６の直線移動と並行してスキャンカメラ７２がＸ軸方向に移動して第１基準マークＭＫ１、部品８Ｌ、…、第１基準マークＭＫ１を撮像して画像ＩＭ１を取得する。

一方、第２撮像モードは次のようにして行われる。この第２撮像モードでは、実装ヘッド６１は吸着ノズル６１１により部品８Ｌ（または８Ｈ）を保持すると、上昇を開始する。そして、吸着している部品８Ｌ（または８Ｈ）の下面が第１高さ位置ＨＰ１に達した時点で実装ヘッド６１の上昇を停止して位置決めする。このような工程は、実装ターンの全実装対象部品について実行されたことが確認されるまで繰り返して行われる。そして、全部品の吸着が完了すると、図７中の（ｂ−１）欄に示すように、基台カメラ７３の上方を経由するヘッド移動動作が開始される。このヘッド移動動作は、ヘッドユニット６が部品供給部４から基台カメラ７３の近傍位置まで移動し、それに続いて基台カメラ７３の上方を吸着ノズル６１１で保持する部品および第１基準マークＭＫ１が横切るように移動した後で基板Ｓの実装位置ＭＰの上方位置に移動する動作である（図７中の（ｂ−１）欄参照）。そして、基台カメラ７３の上方をヘッドユニット６が通過する際に、基台カメラ７３は、部品８Ｌ、８Ｈおよび第１高さ位置ＨＰ１に形成される第１基準マークＭＫ１、ＭＫ１の像Ｉｍを撮像し、部品８Ｌ、８Ｈ、…が映り込んだ画像ＩＭ２が取得され（図７中の（ｂ−３）欄参照）、メモリ３６に記憶される。このように実装対象部品中に背高部品８Ｈが含まれていたとしても、基台カメラ７３により第１基準マークＭＫ１、ＭＫ１および全実装対象部品８Ｌ、８Ｈの画像を確実に撮像することができる。

以上のように、第３実施形態においても、第１実施形態や第２実施形態と同様に、部品のサイズ、特に上下方向Ｚのサイズを問わずに、実装の補正に欠かせない画像（部品と基準マークとが映り込んだ画像ＩＭ１や画像ＩＭ２）を撮像することが可能となっており、基板Ｓに対して、種々の部品を高精度に実装することが可能となっている。しかも、第１撮像モードおよび第２撮像モードのいずれにおいても、同一の基準マークＭＫ１、ＭＫ１を用いているため、基準マークの個数は第１実施形態や第２実施形態よりも少なく、装置構成をさらに簡素化することができる。
すなわち、第３実施形態においては、実装対象部品８Ｈの撮像のため実装ヘッド６１の上昇ストロークを大きくし、ヘッドユニット６の大型化を招くことにはなるが、第１撮像モードを実行することで、実装ターンを実行するのに要する時間を短くできるとともに、カメラ７２が不調となった場合に直に実装を停止しなくても、第２撮像モードを実行することで、基台カメラ７３により第１基準マークＭＫ１、ＭＫ１および全実装対象部品８Ｌ、８Ｈの画像を確実に撮像することができ、全実装対象部品８Ｌ、８Ｈの各部品吸着ノズル６１１への吸着ずれによる実装位置ずれを防いで実装することが可能となる。

このように第１実施形態ないし第３実施形態では、制御ユニット３および演算処理部３７が本発明の「制御部」の一例に相当している。また、第１実施形態では、レンズ６０４が本発明の「結像部」の一例に相当している。また、第１実施形態ないし第３実施形態では、第１高さ位置ＨＰ１は本発明の「第１基準マークと同一の高さ位置」に相当し、第１実施形態および第２実施形態では、第２高さ位置ＨＰ２は本発明の「第２基準マークの像と同一の高さ位置」に相当している。また、第１撮像モード（ステップＳ４）および第２撮像モード（ステップＳ５）が本発明の「画像取得工程」に相当している。また、ステップＳ６２では吸着ズレ量および移動誤差を是正するようにヘッドユニット６の移動目標位置を補正した後でヘッドユニット６を移動目標位置に移動させており、これが本発明の「補正工程」の一例に相当している。

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、上記第１実施形態および第２実施形態では、基準マークとして、第１基準マークＭＫ１を２個設けるとともに第２基準マークＭＫ２を２個設けているが、各基準マークの個数はこれに限定されるものではなく、任意である。また、第３実施形態では、基準マー軸として基準マークＭＫ１を２個設けているが、基準マークＭＫ１の個数も任意である。ただし、ヘッドユニット６の移動誤差を検出し、これを是正するためには、基準マーク毎の個数を２以上に設定する必要がある。

また、第１実施形態では、本発明の「結像部」を単レンズ６０４で構成しているが、複数枚のレンズを組み合わせて基準マークＭＫ２の像を高さ位置ＨＰ２に結像するように構成してもよい。

また、第１実施形態ないし第３実施形態では、ボールねじと回転モーターとを組み合わせた、いわゆるボールねじ機構によってヘッドユニット６をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動しているが、駆動方式はこれに限定されるものではなく、例えばリニアモーターにより駆動するように構成してもよい。

１…部品実装装置、
３…制御ユニット（制御部）、
６…ヘッドユニット、
８Ｈ，８Ｌ…部品
３７…演算処理部（制御部）、
７２…スキャンカメラ（可動撮像部）、
７３…基台カメラ（固定撮像部）、
６０４…レンズ（結像部）、
６１１…吸着ノズル、
Ｓ…基板、
ＨＰ１…第１高さ位置、
ＨＰ２…第２高さ位置、
ＩＭ１…第１画像、
ＩＭ２…第２画像、
Ｉｍ…（第２基準マークの）像、
ＭＫ１…第１基準マーク、
ＭＫ２…第１基準マーク
Ｘ…配列方向

この発明の第１態様は、部品実装装置であって、上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の上方に移動して部品を基板に実装するヘッドユニットと、ヘッドユニットに設けられる基準マークと、吸着ノズルと基準マークとの配列方向においてヘッドユニットに対して移動自在に設けられる可動撮像部と、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部と、吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを撮像して得られる画像に基づいて基板への部品の実装を補正する制御部と、第２基準マークの像を第１基準マークと固定撮像部との間の高さ位置に結像する結像部と、を備え、基準マークとして、可動撮像部により撮像可能な第１基準マークが設けられるとともに固定撮像部により撮像可能な第２基準マークが移動する可動撮像部と干渉しない位置に設けられ、第２基準マークおよび結像部は配列方向に移動する可動撮像部と干渉しない高さ位置に設けられ、固定撮像部は第２基準マークの像を撮像し、制御部は、可動撮像部を配列方向に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを可動撮像部により撮像する第１撮像モード、およびヘッドユニットを固定撮像部の上方を経由して基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを固定撮像部により撮像する第２撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得することを特徴としている。
また、この発明の第２態様は、部品実装装置であって、上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の上方に移動して部品を基板に実装するヘッドユニットと、 ヘッドユニットに設けられる基準マークと、吸着ノズルと基準マークとの配列方向においてヘッドユニットに対して移動自在に設けられる可動撮像部と、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部と、吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを撮像して得られる画像に基づいて基板への部品の実装を補正する制御部とを備え、基準マークとして、可動撮像部により撮像可能な第１基準マークが設けられるとともに固定撮像部により撮像可能な第２基準マークが、配列方向において可動撮像部が移動する範囲よりも外側で、第１基準マークよりも低い高さ位置に設けられ、制御部は、可動撮像部を配列方向に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを可動撮像部により撮像する第１撮像モード、およびヘッドユニットを固定撮像部の上方を経由して基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを固定撮像部により撮像する第２撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得し、第１撮像モードでは可動撮像部により撮像される第１基準マークを基準マークとする一方、第２撮像モードでは固定撮像部により撮像される第２基準マークを基準マークとすることを特徴としている。 この発明の第３態様は、部品実装装置であって、上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の上方に移動して部品を基板に実装するヘッドユニットと、 ヘッドユニットに設けられる基準マークと、吸着ノズルと基準マークとの配列方向においてヘッドユニットに対して移動自在に設けられる可動撮像部と、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部と、吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを撮像して得られる画像に基づいて基板への部品の実装を補正する制御部とを備え、ヘッドユニットは吸着ノズルを複数個装備し、基準マークとして、可動撮像部により撮像可能な第１基準マークが設けられるとともに固定撮像部により撮像可能な第２基準マークが移動する可動撮像部と干渉しない位置に設けられ、制御部は、可動撮像部を配列方向に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを可動撮像部により撮像する第１撮像モード、およびヘッドユニットを固定撮像部の上方を経由して基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを固定撮像部により撮像する第２撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得し、各吸着ノズルで吸着される部品の上下方向における最大高さが基準値以下のときには第１撮像モードを選択する一方、最大高さが基準値を超えるときには第２撮像モードを選択することを特徴としている。

また、この発明の第４態様は、上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したままヘッドユニットを基板の上方に移動させて部品を基板に実装する部品実装方法であって、吸着ノズルに吸着される部品と、ヘッドユニットに設けられる基準マークとを撮像して画像を取得する画像取得工程と、画像に基づいて吸着ノズルによる基板への部品の実装を補正する補正工程とを備え、画像取得工程は、ヘッドユニットに設けられる可動撮像部を吸着ノズルと基準マークの配列方向に移動させながら吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを可動撮像部により撮像する第１撮像モードと、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部の上方を経由してヘッドユニットを基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを固定撮像部により撮像する第２撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得する工程であり、ヘッドユニットに吸着ノズルが複数個設けられ、各吸着ノズルで部品を吸着したままヘッドユニットを移動させ、画像取得工程は、各吸着ノズルで吸着される部品の上下方向における最大高さが基準値以下のときには第１撮像モードを選択する一方、最大高さが基準値を超えるときには第２撮像モードを選択することを特徴としている。

この発明の第１態様は、部品実装装置であって、上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の上方に移動して部品を基板に実装するヘッドユニットと、ヘッドユニットに設けられる基準マークと、吸着ノズルと基準マークとの配列方向においてヘッドユニットに対して移動自在に設けられる可動撮像部と、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部と、吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを撮像して得られる画像に基づいて基板への部品の実装を補正する制御部と、結像部とを備え、基準マークとして、可動撮像部により撮像可能な第１基準マークが設けられるとともに固定撮像部により撮像可能な第２基準マークが設けられ、結像部は、第２基準マークの像を第１基準マークと固定撮像部との間の高さ位置に結像し、第２基準マークおよび結像部は配列方向に移動する可動撮像部と干渉しない高さ位置に設けられ、制御部は、可動撮像部を配列方向に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と第１基準マークとを可動撮像部により撮像する第１撮像モード、およびヘッドユニットを固定撮像部の上方を経由して基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と第２基準マークとを固定撮像部により撮像する第２撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得することを特徴としている。
また、この発明の第２態様は、部品実装装置であって、上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の上方に移動して部品を基板に実装するヘッドユニットと、 ヘッドユニットに設けられる基準マークと、吸着ノズルと基準マークとの配列方向においてヘッドユニットに対して移動自在に設けられる可動撮像部と、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部と、吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを撮像して得られる画像に基づいて基板への部品の実装を補正する制御部とを備え、基準マークとして、可動撮像部により撮像可能な第１基準マークが設けられるとともに固定撮像部により撮像可能な第２基準マークが、配列方向において可動撮像部が移動する範囲よりも外側で、第１基準マークよりも低い高さ位置に設けられ、制御部は、可動撮像部を配列方向に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを可動撮像部により撮像する第１撮像モード、およびヘッドユニットを固定撮像部の上方を経由して基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを固定撮像部により撮像する第２撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得し、第１撮像モードでは可動撮像部により撮像される第１基準マークを基準マークとする一方、第２撮像モードでは固定撮像部により撮像される第２基準マークを基準マークとすることを特徴としている。
この発明の第３態様は、部品実装装置であって、上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の上方に移動して部品を基板に実装するヘッドユニットと、 ヘッドユニットに設けられる基準マークと、吸着ノズルと基準マークとの配列方向においてヘッドユニットに対して移動自在に設けられる可動撮像部と、可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部と、吸着ノズルに吸着される部品と基準マークを撮像して得られる画像に基づいて基板への部品の実装を補正する制御部とを備え、ヘッドユニットは吸着ノズルを複数個装備し、基準マークとして、可動撮像部により撮像可能な第１基準マークが設けられるとともに固定撮像部により撮像可能な第２基準マークが移動する可動撮像部と干渉しない位置に設けられ、制御部は、可動撮像部を配列方向に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを可動撮像部により撮像する第１撮像モード、およびヘッドユニットを固定撮像部の上方を経由して基板の上方に移動させて吸着ノズルに吸着される部品と基準マークとを固定撮像部により撮像する第２撮像モードのいずれか一方を選択して画像を取得し、各吸着ノズルで吸着される部品の上下方向における最大高さが基準値以下のときには第１撮像モードを選択する一方、最大高さが基準値を超えるときには第２撮像モードを選択することを特徴としている。

Claims (11)

1. 上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の上方に移動して前記部品を前記基板に実装するヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットに設けられる基準マークと、
   前記吸着ノズルと前記基準マークとの配列方向において前記ヘッドユニットに対して移動自在に設けられる可動撮像部と、
   前記可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部と、
   前記吸着ノズルに吸着される部品と前記基準マークを撮像して得られる画像に基づいて前記基板への前記部品の実装を補正する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記可動撮像部を前記配列方向に移動させて前記吸着ノズルに吸着される部品と前記基準マークとを前記可動撮像部により撮像する第１撮像モード、および前記ヘッドユニットを前記固定撮像部の上方を経由して前記基板の上方に移動させて前記吸着ノズルに吸着される部品と前記基準マークとを前記固定撮像部により撮像する第２撮像モードのいずれか一方を選択して前記画像を取得することを特徴とする部品実装装置。
2. 請求項１に記載の部品実装装置であって、
   前記基準マークとして、前記可動撮像部により撮像可能な第１基準マークと、前記固定撮像部により撮像可能な第２基準マークとが設けられ、
   前記制御部は、前記第１撮像モードでは前記基準マークとして前記第１基準マークを撮像する一方、前記第２撮像モードでは前記基準マークとして前記第２基準マークを撮像する部品実装装置。
3. 請求項２に記載の部品実装装置であって、
   前記第２基準マークの像を前記第１基準マークと前記固定撮像部との間の高さ位置に結像する結像部をさらに備え、
   前記第２基準マークおよび前記結像部は前記配列方向に移動する前記可動撮像部と干渉しない高さ位置に設けられ、
   前記固定撮像部は前記第２基準マークの像を撮像する部品実装装置。
4. 請求項３に記載の部品実装装置であって、
   前記制御部は、
   前記第１撮像モードでは、前記吸着ノズルに吸着される前記部品の下面を前記第１基準マークと同一の高さ位置に位置決めして前記可動撮像部により前記部品および前記第１基準マークを撮像し、
   前記第２撮像モードでは、前記吸着ノズルに吸着される前記部品の下面を前記第２基準マークの像と同一の高さ位置に位置決めして前記固定撮像部により前記部品および前記第２基準マークの像を撮像する部品実装装置。
5. 請求項２に記載の部品実装装置であって、
   前記第２基準マークは、前記配列方向において前記可動撮像部が移動する範囲よりも外側で、前記第１基準マークよりも低い高さ位置に設けられ、
   前記制御部は、前記第１撮像モードでは前記可動撮像部により撮像される前記第１基準マークを前記基準マークとする一方、前記第２撮像モードでは前記固定撮像部により撮像される前記第２基準マークを前記基準マークとする部品実装装置。
6. 請求項５に記載の部品実装装置であって、
   前記制御部は、
   前記第１撮像モードでは、前記吸着ノズルに吸着される前記部品の下面を前記第１基準マークと同一の高さ位置に位置決めして前記可動撮像部により前記部品および前記第１基準マークを撮像し、
   前記第２撮像モードでは、前記吸着ノズルに吸着される前記部品の下面を前記第２基準マークと同一の高さ位置に位置決めして前記固定撮像部により前記部品および前記第２基準マークを撮像する部品実装装置。
7. 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であって、
   前記ヘッドユニットは前記吸着ノズルを複数個装備し、
   前記制御部は、各吸着ノズルで吸着される部品の上下方向における最大高さが基準値以下のときには前記第１撮像モードを選択する一方、前記最大高さが前記基準値を超えるときには前記第２撮像モードを選択する部品実装装置。
8. 請求項７に記載の部品実装装置であって、
   前記第２撮像モードでは、各吸着ノズルで吸着する部品の上下方向における高さが前記基準値を超える部品実装装置。
9. 請求項７に記載の部品実装装置であって、
   前記第２撮像モードでは、前記複数の吸着ノズルうちの一部の吸着ノズルで吸着する部品の上下方向における高さが前記基準値を超え、残りの吸着ノズルで吸着する部品の上下方向における高さが前記基準値以下である部品実装装置。
10. 請求項１に記載の部品実装装置であって、
    前記基準マークは、前記可動撮像部および前記固定撮像部により撮像可能とされ、
    前記制御部は、前記第１撮像モードと前記第２撮像モードのそれぞれにおいて、同一の前記基準マークを撮像することを特徴とする部品実装装置。
11. 上下方向に昇降可能な吸着ノズルで部品を吸着したままヘッドユニットを基板の上方に移動させて前記部品を前記基板に実装する部品実装方法であって、
    前記吸着ノズルに吸着される部品と、前記ヘッドユニットに設けられる基準マークとを撮像して画像を取得する画像取得工程と、
    前記画像に基づいて前記吸着ノズルによる前記基板への前記部品の実装を補正する補正工程とを備え、
    前記画像取得工程は、前記ヘッドユニットに設けられる可動撮像部を前記吸着ノズルと前記基準マークの配列方向に移動させながら前記吸着ノズルに吸着される部品と前記基準マークを前記可動撮像部により撮像する第１撮像モードと、前記可動撮像部が移動する高さ位置よりも低い位置に固定される固定撮像部の上方を経由して前記ヘッドユニットを前記基板の上方に移動させて前記吸着ノズルに吸着される部品と前記基準マークとを前記固定撮像部により撮像する第２撮像モードのいずれか一方を選択して前記画像を取得する工程であることを特徴とする部品実装方法。

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