JPWO2018131143A1 - 被実装物作業装置 - Google Patents

Abstract

この被実装物作業装置（１）は、被実装物（２）とヘッド（１４１）、（１４２）とに干渉が生じる場合に、保持部（１３２）に保持された被実装物（２）の形状と、ヘッドユニット（１４）の移動範囲（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）とに基づいて、保持部（１３２）の干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）を取得し、移動機構（１３１）により保持部（１３２）を干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に移動させるように構成されている。

Description

この発明は、被実装物作業装置に関し、特に、被実装物を保持して作業を行う被実装物作業装置に関する。

従来、立体基板（被実装物）を保持して作業を行う電子回路部品装着装置（被実装物作業装置）としては、たとえば、特開２０１２−１１９６４３号公報が知られている。

上記特開２０１２−１１９６４３号公報には、立体基板を保持する立体基板保持冶具（被実装物保持ユニット）と、立体基板保持冶具に保持された立体基板に電子回路部品を実装する装着ヘッド（ヘッド）とを含む電子回路部品装着装置が開示されている。ここで、立体基板は、電子回路部品を装着する第１被装着面と第２被装着面とを含む。第１被装着面および第２被装着面は、それぞれ傾斜している。

上記特開２０１２−１１９６４３号公報において、立体基板保持冶具は、立体基板を支持する支持ブロック（保持部）と、水平方向に延びる軸線を中心に支持ブロックを傾かせる第１回動装置（傾斜機構部）とを有している。また、支持ブロックは、基板支持昇降装置（昇降機構部）により昇降し、第２回動装置（回転機構部）により鉛直方向に延びる軸線を中心に回転する。このように、電子回路部品装着装置では、第１回動装置、基板支持昇降装置および第２回動装置により支持ブロックの位置を移動させている。これにより、第１回動装置、基板支持昇降装置および第２回動装置は、第１被装着面および第２被装着面のそれぞれを、装着ヘッドが電子回路部品を装着可能な位置に移動させることができる。

特開２０１２−１１９６４３号公報

上記特開２０１２−１１９６４３号公報に記載の支持ブロックは、第１被装着面および第２被装着面のそれぞれを水平面とするため、第１回動装置、基板支持昇降装置および第２回動装置により移動される。ここで、支持ブロックは、一の装着ヘッドが第１被装着面に電子回路部品を装着できるように、移動する。この場合、一の装着ヘッドに隣接する他の装着ヘッドと、移動を行った支持ブロックに支持される立体基板とが、干渉してしまう場合があるという問題点がある。そのため、ヘッドと被実装物保持ユニットの保持部に保持される被実装物との干渉を防止することが可能な被実装物作業装置が望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ヘッドと被実装物保持ユニットの保持部に保持される被実装物との干渉を防止することが可能な被実装物作業装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による被実装物作業装置は、部品が実装される被実装物を保持する被実装物保持ユニットと、被実装物保持ユニットに保持された被実装物に対して、作業を行う複数のヘッドを含むヘッドユニットとを備え、被実装物保持ユニットは、被実装物を保持する保持部と、保持部を移動させることにより、保持部に保持された被実装物を移動させる移動機構とを含み、被実装物とヘッドとに干渉が生じる場合に、保持部に保持された被実装物の形状と、ヘッドユニットの移動範囲とに基づいて、被実装物を保持する保持部の干渉回避位置を取得し、移動機構により保持部を干渉回避位置に移動させるように構成されている。

この発明の一の局面による被実装物作業装置では、上記のように、保持部に保持された被実装物の形状と、ヘッドユニットの移動範囲とに基づいて、被実装物を保持する保持部を干渉回避位置へ移動機構により移動させる。これにより、移動機構により保持部が干渉回避位置へ移動されるので、保持部に保持された被実装物は干渉回避位置へ移動される。その結果、ヘッドユニットのヘッドと被実装物保持ユニットの保持部に保持される被実装物との干渉を防止することができる。

上記一の局面による被実装物作業装置において、好ましくは、複数のヘッドの移動により、複数のヘッドのうちの作業を行うヘッド以外のヘッドと被実装物とに干渉が生じる場合に、干渉回避位置を取得して、移動機構により保持部を干渉回避位置に移動させるように構成されている。このように構成すれば、移動機構により保持部を干渉回避位置に移動させることにより、複数のヘッドが移動する際における、作業を行うヘッド以外のヘッドと被実装物との干渉を回避することができる。

上記被実装物の形状およびヘッドユニットの移動範囲に基づいて保持部の干渉回避位置が取得されるように構成されている被実装物作業装置において、好ましくは、被実装物の形状データおよびヘッドユニットの移動範囲データに基づいて、被実装物とヘッドユニットの複数のヘッドとに干渉が生じるか否かを判断し、干渉が生じる場合に、干渉回避位置を取得するように構成されている。このように構成すれば、データ上において、被実装物と複数のヘッドとの干渉が生じるか否かを判断することができる。これにより、実際に被実装物と複数のヘッドとを移動させて干渉が生じるか否かを判断するよりも、容易かつ迅速に被実装物と複数のヘッドとの干渉の有無を判断することができる。

上記移動機構により保持部が移動するように構成されている被実装物作業装置において、好ましくは、移動機構により保持部を回転、下降または傾ける動作のうちの少なくとも１つの動作を行うことにより、干渉回避位置に保持部を移動させるように構成されている。このように構成すれば、保持部を水平面内において直線移動させることなく、被実装物と複数のヘッドとの干渉を回避することができる。これにより、保持部を水平面内を直線移動させ、さらに、保持部を回転、下降または傾ける動作のうちの少なくとも１つの動作を行う場合よりも、保持部を干渉回避位置に移動させるための機構（直線移動機構）を減少させることができるとともに、直線移動を行わない分、保持部の干渉回避位置への移動の制御を簡略化することができる。

上記被実装物作業装置において、好ましくは、移動機構は、保持部に保持された被実装物を、上下方向に移動させる昇降機構部と、昇降機構部に取り付けられ、昇降機構部の移動方向に対して垂直な方向に延びる第１回転軸の回りに保持部を回転させる傾斜機構部と、傾斜機構部に取り付けられ、第１回転軸に垂直な方向に延びる第２回転軸回りに保持部を回転させる回転機構部とを含み、昇降機構部、傾斜機構部および回転機構部の少なくとも１つを用いて、保持部に下降、傾ける動作または回転の対応する動作を行わせることにより、干渉回避位置に保持部を移動させるように構成されている。このように構成すれば、回転機構部が傾斜機構部に取り付けられ、傾斜機構部が昇降機構部に取り付けられているので、被実装物が傾斜機構部により傾いていない状態において、被実装物を回転機構部により回転させることができる。これにより、被実装物が傾いていない状態において被実装物を回転させることができるので、被実装物が傾いている状態において被実装物を回転させる場合よりも、被実装物の回転半径を小さくすることができる。その結果、被実装物が傾いている状態において被実装物を回転させる機構よりも、複数のヘッドと被実装物との干渉を抑制することができる。

上記保持部により被実装物を干渉回避位置に移動させるように構成されている被実装物作業装置において、好ましくは、被実装物は、立体的な形状を有する基板と、基板上に実装される複数の部品とを含み、複数の部品のそれぞれが基板に実装される毎に、実装された部品と基板とを含む被実装物の形状と、複数のヘッドの移動範囲とに基づいて、被実装物と複数のヘッドとに干渉が生じる場合に、保持部を移動機構により干渉回避位置に移動させるように構成されている。このように構成すれば、立体的な形状を有する基板に複数の部品のそれぞれが実装される毎に実装された状態の被実装物の形状の変化を考慮して、保持部を干渉回避位置に移動させることができる。これにより、基板に実装された部品により、被実装物の形状が部品の実装毎に変化したとしても、被実装物と複数のヘッドとの干渉を回避することができる。

上記保持部により被実装物を干渉回避位置に移動させるように構成されている被実装物作業装置において、好ましくは、複数のヘッドは、直線状に並んで配置された複数の実装ヘッドを含み、複数の実装ヘッドにより連続して１サイクルの実装動作を行う場合に、１サイクルの期間中、被実装物と複数の実装ヘッドとの干渉を回避可能な所定の干渉回避位置に保持部を移動させて、１サイクルの実装動作をまとめて行うように構成されている。このように構成すれば、干渉回避位置から保持部により被実装物を移動させることなく、直線状に並んだ複数のヘッドのそれぞれの１サイクルの実装動作をまとめて行うことができる。これにより、複数のヘッドが被実装物に対して実装動作を行うための、保持部による被実装物の移動を最小にすることができる。なお、１サイクルとは、基板上の所定の場所における、実装ヘッドが被実装物に部品を実装動作を開始してから、全ての部品の実装が終わるまでの工程の期間を示している。

上記保持部により被実装物を干渉回避位置に移動させるように構成されている被実装物作業装置において、好ましくは、ヘッドユニットは、被実装物の高さ位置を計測する高さ計測部を含み、干渉回避位置に保持部を移動させた状態において、高さ計測部により被実装物の高さ位置を計測して、保持部が干渉回避位置に配置されているか否かを確認するように構成されている。このように構成すれば、干渉回避位置に被実装物が配置されているか否かを高さ計測部により確認することができる。これにより、被実装物と複数のヘッドとの干渉を確実に回避することができる。

本発明によれば、上記のように、ヘッドと被実装物保持ユニットの保持部に保持される被実装物との干渉を防止することができる。

本発明の一実施形態による被実装物作業装置の全体構成を示した正面図である。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置において把持される被実装物の示した斜視図である。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置の全体構成を示した平面図である。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置の全体構成を示した側面図である。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置の制御的な構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置の被実装物保持ユニットを示す斜視図である。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置における、被実装物と実装ヘッドとの干渉を回避するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置において、被実装物にディスペンスヘッドがクリームはんだを塗布する状態のシミュレーションを示した被実装物作業装置の側面図である。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置において、被実装物と実装ヘッドとが干渉する状態のシミュレーションを示した被実装物作業装置の側面図である。 図１０（ａ）は被実装物の干渉回避位置を示した被実装物作業装置の側面図である。図１０（ｂ）は被実装物の高さ位置を計測する状態を示した被実装物作業装置の側面図である。 図１１（ａ）は被実装物にディスペンスヘッドがクリームはんだを塗布する状態を示した被実装物作業装置の側面図である。図１１（ｂ）はディスペンスヘッドの可動範囲を示した被実装物の平面図である。図１１（ｃ）はディスペンスヘッドの作業範囲を示した被実装物の平面図である。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置における、被実装物とディスペンスヘッドとの干渉を回避するためのフローチャートである。 図１３（ａ）は被実装物に実装ヘッドが電子部品を実装する状態のシミュレーションを示した被実装物作業装置の側面図である。図１３（ｂ）は被実装物とディスペンスヘッドとが干渉する状態のシミュレーションを示した被実装物作業装置の側面図である。 図１４（ａ）は被実装物の干渉回避位置を示した被実装物作業装置の側面図である。図１４（ｂ）は被実装物の高さ位置を計測する状態を示した被実装物作業装置の側面図である。 図１５（ａ）は被実装物に実装ヘッドが電子部品を実装する状態を示した被実装物作業装置の側面図である。図１５（ｂ）は実装ヘッドの可動範囲を示した被実装物の平面図である。図１５（ｃ）は実装ヘッドの作業範囲を示した被実装物の平面図である。 図１６（ａ）は基板上に電子部品が実装された被実装物と実装ヘッドとが干渉する状態のシミュレーションを示した被実装物作業装置の側面図である。図１６（ｂ）は被実装物を干渉回避位置に移動させた状態のシミュレーションを示した被実装物作業装置の側面図である。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置における、複数の実装ヘッドを用いて同時に複数の電子部品を基板上に実装した状態を示した側面図である。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置のヘッドユニットの移動時における、ヘッドユニットと被実装物との干渉を回避するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置において、ヘッドユニットが移動する状態のシミュレーションを示した被実装物作業装置の側面図である。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置において、被実装物とディスペンスヘッドとが干渉する状態のシミュレーションを示した被実装物作業装置の側面図である。 図２１（ａ）は被実装物の干渉回避位置を示した被実装物作業装置の側面図である。図２１（ｂ）はヘッドユニットが移動した状態を示した被実装物作業装置の側面図である。 本発明の一実施形態による被実装物作業装置において、傾斜機構部を用いて被実装物を干渉回避位置に移動させた状態のシミュレーションを示した被実装物作業装置の側面図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

被実装物作業装置１は、図１に示すように、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗などの電子部品７を、基板８などに実装するように構成されている。ここで被実装物作業装置１において、基板８が搬送される方向をＸ方向とし、水平方向におけるＸ方向に垂直な方向をＹ方向とする。また、被実装物作業装置１においてＸ方向およびＹ方向に垂直な方向をＺ方向とする。なお、電子部品７は、特許請求の範囲の「部品」の一例である。

＜被実装物＞
被実装物２は、基板８と、基板８上に実装される複数の電子部品７と、被実装物作業装置１内を搬送されるために基板８が載置される載置部材３１とを含む。基板８は、図２に示すように、平らな板状ではなく立体的な形状を有する基板８となっている。たとえば図２の例では、基板８は、ベース部２１と、ベース部２１から突出した凸部２２とを含んでいる。凸部２２は、ベース部２１の一方の縁部の全長に亘って設けられている。被実装物２は、凸部２２の突出方向に高さを有している。

ベース部２１の上面は、図２に示すように、電子部品７を実装する第１実装面２１ａとなっている。また、凸部２２の上面は、電子部品７を実装する第２実装面２２ａとなっている。第１実装面２１ａには、第１実装面２１ａの他の部分より凹んでいる凹部２３が形成されている。また、第２実装面２２ａは、平坦面となっている。第１実装面２１ａには、図示しない位置認識マーク（（フィデューシャルマーク）ＦＭ）が付されている。

＜被実装物作業装置＞
被実装物作業装置１は、図１に示すように、搬入される基板８をＸ２側に搬送し、所定位置において基板８の第１実装面２１ａおよび第２実装面２２ａに電子部品７を実装する機能を有している。具体的に、被実装物作業装置１は、基台１０と、被実装物搬送部１１と、テープフィーダ１２（図３参照）と、被実装物保持ユニット１３と、ヘッドユニット１４と、支持部１５と、一対のレール部１６（図３参照）と、部品認識カメラ１７（図３参照）と、基板認識カメラ１８（図４参照）と、レーザー計測部１９（図４参照）と、制御装置２０（図５参照）とを備えている。

＜被実装物搬送部＞
被実装物搬送部１１は、図３に示すように、基板８を搬入し、搬送方向（Ｘ２方向）に搬送し、搬出するように構成されている。被実装物搬送部１１は、上流側搬送部１１１と、中央搬送部１１２と、下流側搬送部１１３とを含んでいる。

上流側搬送部１１１は、図３に示すように、一対の第１コンベア部１１１ａを有している。一対の第１コンベア部１１１ａは、基板８を載置する載置部材３１における搬送方向と垂直な方向（Ｙ方向）の両端部を下方から支持する。一対の第１コンベア部１１１ａは、搬入された基板８を中央搬送部１１２まで搬送する。

中央搬送部１１２は、上流側搬送部１１１と下流側搬送部１１３との間に配置されている。中央搬送部１１２は、図３に示すように、一対の第２コンベア部１１２ａを有している。一対の第２コンベア部１１２ａは、基板８を載置する載置部材３１における搬送方向と垂直な方向（Ｙ方向）の両端部を下方から支持する。一対の第２コンベア部１１２ａは、基板８を上流側搬送部１１１から受け取り、受け取った基板８を下流側搬送部１１３まで搬送する。また、一対の第２コンベア部１１２ａは、基板８を被実装物保持ユニット１３への受け渡し位置まで移動させる。

下流側搬送部１１３は、図３に示すように、一対の第３コンベア部１１３ａを有している。一対の第３コンベア部１１３ａは、基板８を載置する載置部材３１における搬送方向と垂直な方向（Ｙ方向）の両端部を下方から支持する。一対の第３コンベア部１１３ａは、電子部品７を実装した基板８を中央搬送部１１２から受け取り、下流側の図示しない搬送路に電子部品７を実装した基板８を搬出する。

＜テープフィーダ＞
図３に示すように、基台１０のＹ２側の端部には、複数のテープフィーダ１２を配置するためのフィーダ配置部１０ａが設けられている。また、基台１０のＹ１側の端部には、フィーダ配置部１０ａが設けられておらず、テープフィーダ１２が配置されていない。

テープフィーダ１２は、図４に示すように、複数の電子部品７を所定の間隔を隔てて保持したテープが巻き回されたリール１２１を保持している。テープフィーダ１２は、リール１２１を回転させて電子部品７を保持するテープを送出することにより、先端から電子部品７を供給する。各テープフィーダ１２は、フィーダ配置部１０ａに設けられた図示しないコネクタを介して制御装置２０（図５参照）に電気的に接続されている。これにより、各テープフィーダ１２は、制御装置２０からの制御信号に基づいて、リール１２１からテープを送出する。

＜被実装物保持ユニット＞
被実装物保持ユニット１３は、図１に示すように、受け渡し位置において、被実装物搬送部１１から受け渡され、電子部品７が実装される被実装物２を保持する。被実装物保持ユニット１３は、被実装物２を保持する保持部１３２と、保持部１３２を移動させることにより、保持部１３２に保持された被実装物２を移動させる移動機構１３１とを含む。

被実装物保持ユニット１３は、保持された被実装物２を移動機構１３１により上下方向（Ｚ方向）に移動させることができる。被実装物保持ユニット１３は、保持された被実装物２を移動機構１３１により傾斜させることができる。本明細書において傾斜とは、Ｚ方向に対してＹ１方向またはＹ２方向に被実装物２を回動させることを示す。被実装物保持ユニット１３は、保持された被実装物２を移動機構１３１により回転させることができる。このように、被実装物保持ユニット１３は、移動機構１３１により保持部１３２を上下方向の移動、傾斜、回転させる動作のうち少なくとも１つの動作を行うことにより、被実装物２の姿勢を調整可能となっている。なお、被実装物保持ユニット１３の詳細な構成は、後述する。

ここで、基板８は、図１に示すように、載置部材３１に保持された状態において、被実装物２として被実装物搬送部１１により搬送される。載置部材３１は、基板８を被実装物搬送部１１により搬送するための部材となっている。載置部材３１は、基板８を着脱可能に保持している。また、載置部材３１は、被実装物保持ユニット１３により保持されるように構成されている。

図１に示すように、載置部材３１は、板状に形成される載置部３１１と、載置部３１１の下面に設けられる被保持部３１２とを有している。載置部３１１には、上面（Ｚ１側の面）に微粘着性の接着層が形成されている。載置部３１１は、被実装物２が接着層に接着されることにより、上面に着脱可能に被実装物２を保持する。また、載置部３１１の下面（Ｚ２側の面）には、被実装物保持ユニット１３が載置部材３１を保持するための被保持部３１２が設けられている。被保持部３１２は、載置部３１１に被実装物２が保持された状態の載置部材３１のＸ方向の中央付近に設けられている。被保持部３１２は、載置部３１１の下面から下方（Ｚ２方向）に向けて突出する。被実装物保持ユニット１３は、載置部材３１の被保持部３１２を挟持することにより載置部材３１を保持する。これにより、基板８は、載置部材３１を介して被実装物保持ユニット１３により保持される。

基台１０の中央部には、図３に示すように、平面視において矩形形状を有する開口部１０ｂが形成されている。基台１０の開口部１０ｂには、収容部１０ｃが取り付けられている。収容部１０ｃは、図１に示すように、基台１０の上面（Ｚ１側の面）から下方（Ｚ２方向）に向けて凹む凹形状に形成されている。被実装物保持ユニット１３は、一部が収容部１０ｃ内に収容されるように配置されている。

＜レール部＞
レール部１６は、図３に示すように、支持部１５を搬送方向と垂直な方向（Ｙ方向）に移動可能に構成されている。具体的には、一対のレール部１６は、それぞれＹ方向に延びるように形成されている。一対のレール部１６は、基台１０のＸ方向の両端部に固定されている。一対のレール部１６は、それぞれ、Ｙ方向に延びるボールネジ軸１６ａと、ボールネジ軸１６ａに設けられた複数のＹ軸モータ１６ｂと、図示しないガイドレールとを含んでいる。各Ｙ軸モータ１６ｂは、それぞれ対応するボールネジ軸１６ａを回転させる。支持部１５は、各Ｙ軸モータ１６ｂにより各ボールネジ軸１６ａが回転されると、一対のレール部１６に沿って搬送方向と垂直な方向（Ｙ方向）に移動する。

＜支持部＞
支持部１５は、図３に示すように、ヘッドユニット１４を搬送方向（Ｘ方向）に移動可能に構成されている。具体的には、支持部１５は、Ｘ方向に延びるボールネジ軸１５ａと、ボールネジ軸１５ａを回転させるＸ軸モーター１５ｂと、Ｘ方向に延びる図示しないガイドレールとを含んでいる。ヘッドユニット１４は、Ｘ軸モーター１５ｂによりボールネジ軸１５ａが回転されることにより、支持部１５に沿って搬送方向（Ｘ方向）に移動する。

このような構成により、ヘッドユニット１４は、基台１０の上方を水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動可能に構成されている。これにより、ヘッドユニット１４は、たとえばテープフィーダ１２の上方に移動して、テープフィーダ１２から供給される電子部品７を吸着することが可能となっている。また、ヘッドユニット１４は、たとえば被実装物保持ユニット１３に保持された状態の基板８の上方に移動して、吸着した電子部品７を基板８上に実装することが可能となっている。

＜ヘッドユニット＞
ヘッドユニット１４は、図１に示すように、被実装物保持ユニット１３に保持された被実装物２に対して作業を行う構成となっている。ヘッドユニット１４は、支持部１５および一対のレール部１６を介して、基台１０に取り付けられている。また、ヘッドユニット１４は、被実装物搬送部１１、被実装物保持ユニット１３およびテープフィーダ１２よりも上方（Ｚ１方向）に配置されている。ヘッドユニット１４は、被実装物保持ユニット１３により保持された状態の被実装物２に電子部品７の実装作業を行う。実装作業とは、ヘッドユニット１４がテープフィーダ１２から供給される電子部品７を吸着するとともに、吸着された電子部品７を基板８上に実装する作業となっている。

ヘッドユニット１４は、図１に示すように、ディスペンスヘッド１４１と、実装ヘッド１４２と、複数のボールネジ軸１４３と、Ｚ軸モーター１４４と、Ｒ軸モーター１４５（図５参照）とを有している。ディスペンスヘッド１４１と実装ヘッド１４２とは、搬送方向（Ｘ方向）に沿って直線状に一列に並んで配置されている。ボールネジ軸１４３およびＺ軸モーター１４４は、ディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２のそれぞれに設けられている。なお、ディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２は、特許請求の範囲の「複数のヘッド」の一例である。

ディスペンスヘッド１４１は、図１に示すように、先端に取り付けられるノズルを有している。ディスペンスヘッド１４１は、図示しないシリンジから供給されるクリームはんだを先端のノズルから吐出し、被実装物２の第１実装面２１ａおよび第２実装面２２ａにクリームはんだを塗布可能に構成されている。

実装ヘッド１４２は、図１に示すように、先端（下端）に取り付けられるノズルを有している。実装ヘッド１４２は、図示しない負圧発生機によりノズルの先端部に発生した負圧によって、テープフィーダ１２から供給される電子部品７を吸着して保持可能に構成されている。また、実装ヘッド１４２は、図示しない正圧発生機によりノズルの先端部に発生した正圧によって、保持している電子部品７を被実装物２の第１実装面２１ａおよび第２実装面２２ａに実装可能に構成されている。Ｒ軸モーター１４５は、実装ヘッド１４２をノズルの中心軸回り（Ｚ軸回り）に回転させるように構成されている。

各ボールネジ軸１４３は、図１に示すように、それぞれ上下方向に延びる。各Ｚ軸モーター１４４は、それぞれ対応するボールネジ軸１４３を回転させる。実装ヘッド１４２およびディスペンスヘッド１４１は、Ｚ軸モーター１４４によりボールネジ軸１４３が回転されると、ボールネジ軸１４３に沿って上下方向に移動可能となっている。これにより、実装ヘッド１４２は、電子部品７の吸着および実装（装着）などを行うことが可能な第１高さ位置と、ヘッドユニット１４の水平方向の移動が可能となる第２高さ位置との間において上下方向に移動可能となっている。ディスペンスヘッド１４１は、クリームはんだの塗布などを行うことが可能な第３高さ位置と、ヘッドユニット１４の水平方向の移動が可能となる第４高さ位置との間において上下方向に移動可能となっている。

＜部品認識カメラ＞
部品認識カメラ１７は、図３に示すように、電子部品７の実装に先立って実装ヘッド１４２のノズルに吸着された電子部品７を下方（Ｚ２方向）から撮像するように構成されている。具体的には、部品認識カメラ１７は、基台１０におけるテープフィーダ１２の近傍に設けられている。

＜基板認識カメラ＞
基板認識カメラ１８は、図４に示すように、電子部品７の実装に先立って被実装物２に付された位置認識マークを上方（Ｚ１方向）から撮像するように構成されている。位置認識マークは、被実装物２の位置を認識するためのマークである。具体的には、基板認識カメラ１８は、ヘッドユニット１４の背面（Ｙ１方向）の下端部（Ｚ２方向）に設けられている。基板認識カメラ１８は、ヘッドユニット１４とともに、基台１０上を水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動可能となっている。

＜レーザー計測部＞
レーザー計測部１９は、図１に示すように、電子部品７の実装に先立って被実装物２の高さ位置Ｈ１を計測するように構成されている。具体的には、レーザー計測部１９は、被実装物２にレーザー光を照射して、被実装物２から反射された反射光を受光することにより、被実装物２の高さ位置Ｈ１を計測する。ここで、レーザー計測部１９により計測される高さ位置Ｈ１は、レーザー計測部１９の下端位置から被実装物２の上面の計測位置までの距離に基づいて算出される。なお、レーザー計測部１９は、特許請求の範囲の「高さ計測部」の一例である。また、高さ位置Ｈ１は、特許請求の範囲の「高さ位置」の一例である。

レーザー計測部１９は、図４に示すように、ヘッドユニット１４の背面側（Ｙ１方向）に取り付けられている。レーザー計測部１９は、ヘッドユニット１４とともに、基台１０上を水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動可能となっている。また、レーザー計測部１９は、基台１０上を水平方向に移動して、被実装物２における部品実装位置の上方からレーザー光を照射する。

＜制御装置＞
図５に示すように、制御装置２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含み、被実装物作業装置１の動作を制御するように構成されている。具体的には、制御装置２０は、被実装物搬送部１１、被実装物保持ユニット１３、ヘッドユニット１４、支持部１５、一対のレール部１６、部品認識カメラ１７、基板認識カメラ１８、レーザー計測部１９、およびテープフィーダ１２などを予め記憶されたプログラムに従って制御する。たとえば、制御装置２０は、レーザー計測部１９の被実装物２の高さ位置Ｈ１の計測結果を取得する。制御装置２０は、被実装物２の高さ位置Ｈ１の計測結果に基づいて、被実装物２の高さ位置Ｈ１を被実装物保持ユニット１３により調節する。また、制御装置２０は、被実装物２の高さ位置の計測結果に基づいて、実装ヘッド１４２およびディスペンスヘッド１４１の下降量を調節する。

＜被実装物保持ユニット＞
図６に示すように、被実装物保持ユニット１３は、移動機構１３１と、保持部１３２と、固定部１３３とを含んでいる。また、移動機構１３１は、昇降機構部１３１ａと、傾斜機構部１３１ｂと、回転機構部１３１ｃとを有している。

昇降機構部１３１ａは、図６に示すように、上下方向に延びる軸線Ａ１（一点鎖線により示す）に沿って、保持部１３２を上下方向に移動させるように構成されている。具体的には、昇降機構部１３１ａは、駆動モータ４１と、ベルトプーリー機構部４２と、ボールネジ軸４３と、取付部４４とを有している。

駆動モータ４１は、ベルトプーリー機構部４２を介してボールネジ軸４３を回転させる。ボールネジ軸４３は、ベルトプーリー機構部４２を介して伝達された駆動モータ４１の駆動力により、軸線Ａ１回りに回転する。取付部４４は、傾斜機構部１３１ｂ、回転機構部１３１ｃおよび保持部１３２を昇降機構部１３１ａに取り付けるための部材である。取付部４４のＹ１側には、傾斜機構部１３１ｂが取り付けられている。傾斜機構部１３１ｂのＸ２側には、回転機構部１３１ｃおよび保持部１３２が取り付けられている。取付部４４は、駆動モータ４１によりボールネジ軸４３が回転されることにより、ボールネジ軸４３に沿って上下方向に移動可能となっている。これにより、昇降機構部１３１ａは、取付部４４とともに、傾斜機構部１３１ｂ、回転機構部１３１ｃ、保持部１３２を上下方向（Ｚ方向）に移動可能となっている。なお、軸線Ａ１は、ボールネジ軸４３の中心を通る軸線である。

傾斜機構部１３１ｂは、軸線Ａ１に対して垂直な方向に延びる軸線Ａ２回りに保持部１３２を回転させることにより、保持部１３２を傾斜させるように構成されている。具体的には、傾斜機構部１３１ｂは、駆動モータ５１と、ベルトプーリー機構部５２と、回転軸部５３とを有している。なお、軸線Ａ２は、特許請求の範囲の「第１回転軸」の一例である。

駆動モータ５１は、ベルトプーリー機構部５２を介して回転軸部５３を回転させる。また、駆動モータ５１は、正回転（時計回りの回転）および逆回転（反時計回りの回転）が可能となっている。回転軸部５３は、ベルトプーリー機構部５２を介して伝達された駆動モータ５１の駆動力により、軸線Ａ２回りに回転する。なお、軸線Ａ２は、回転軸部５３の中心を通る軸線である。

回転軸部５３のＸ２側の端部には、回転機構部１３１ｃが取り付けられている。回転機構部１３１ｃは、駆動モータ５１により回転軸部５３が回転されることにより、回転軸部５３とともに軸線Ａ２回りに回転可能となっている。これにより、傾斜機構部１３１ｂは、回転機構部１３１ｃを保持部１３２とともに軸線Ａ２回りに回転させて、ＹＺ平面内において傾斜させる。ここで、傾斜機構部１３１ｂは、基準状態から搬送方向と垂直なＹ１方向側またはＹ２方向側に、それぞれ、０度以上９０度以下の角度範囲において回転機構部１３１ｃを傾斜させることができる。

回転機構部１３１ｃは、図６に示すように、軸線Ａ２に垂直な方向に延びる軸線Ａ３回りに保持部１３２を回転させるように構成されている。具体的には、回転機構部１３１ｃは、駆動モータ６１と、ベルトプーリー機構部６２とを有している。なお、軸線Ａ３は、特許請求の範囲の「第２回転軸」の一例である。

駆動モータ６１は、ベルトプーリー機構部６２を介して保持部１３２を回転させる。また、駆動モータ６１は、正回転（時計回りの回転）および逆回転（反時計回りの回転）が可能となっている。保持部１３２は、ベルトプーリー機構部６２を介して伝達された駆動モータ６１の駆動力により、軸線Ａ３回りに回転する。

保持部１３２は、図４に示すように、載置部材３１を介して被実装物２を保持するように構成されている。具体的には、保持部１３２は、図６に示すように、円柱形状を有する本体部と、複数（３つ）のつめ部６３とを有している。本体部は、回転機構部１３１ｃに取り付けられている。複数（３つ）のつめ部６３は、本体部に等角度間隔（１２０度間隔）において配置されている。また、複数のつめ部６３は、それぞれ本体部の径方向に移動可能となっている。複数のつめ部６３は、それぞれ本体部の径方向の中心に向かって移動することにより、載置部材３１の被保持部３１２を把持することができる。複数のつめ部６３は、それぞれ本体部の径方向の中心とは反対側に向かって移動することにより、載置部材３１の被保持部３１２の把持を解除することができる。

固定部１３３は、図１に示すように、被実装物保持ユニット１３を基台１０に取り付けて固定するための部材である。被実装物保持ユニット１３は、固定部１３３を介して、たとえばネジなどを収容部１０ｃの上縁部に挿通させることにより基台１０に固定される。

＜ディスペンスヘッドによるクリームはんだ塗布の際の干渉回避＞
被実装物作業装置１では、ヘッドユニット１４がレール部１６および支持部１５を用いて水平面内を移動する。ここで、ヘッドユニット１４が被実装物２の近傍へと移動する場合を想定する。この場合、ヘッドユニット１４のディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２が、被実装物２の高さ位置Ｈ１によっては被実装物２に干渉してしまう場合がある。

また、ヘッドユニット１４のディスペンスヘッド１４１によりクリームはんだを被実装物２の表面に塗布できるように、被実装物２の移動および姿勢の変化をさせる場合を想定する。この場合、ディスペンスヘッド１４１がクリームはんだを塗布する作業面よりも上方に出ている被実装物２の一部分がある場合、被実装物２が実装ヘッド１４２に干渉してしまう場合がある。

そのため、本実施形態の被実装物作業装置１は、保持部１３２に保持された被実装物２とヘッドユニット１４のノズルとの干渉を回避するように構成されている。以下、被実装物保持ユニット１３による、ヘッドユニット１４のヘッド（ディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２）と保持部１３２に保持された被実装物２との干渉の回避について説明する。

被実装物作業装置１では、図７に示すような処理に基づいて、被実装物保持ユニット１３の保持部１３２に保持された被実装物２（特に基板８）と実装ヘッド１４２との干渉を回避する。

まず、ステップＳ１において、制御装置２０は、電子部品７、基板８、ヘッドユニット１４およびヘッドの形状のデータを取得する。具体的には、制御装置２０は、電子部品７の３次元データ、基板８の３次元データ、ヘッドユニット１４の３次元データおよびディスペンスヘッド１４１の３次元データを取得する。制御装置２０では、水平面内の座標および鉛直方向の座標により構成される３次元座標を用いて、電子部品７の形状を表した被実装物２の３次元データがＲＡＭに格納されている。また、制御装置２０では、３次元座標を用いて、基板８の形状を表した基板８の３次元データがＲＡＭに格納されている。また、制御装置２０では、３次元座標を用いて、ヘッドユニット１４の形状を表したヘッドユニット１４の３次元データがＲＡＭに格納されている。さらに、制御装置２０では、３次元座標を用いて、ディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２のそれぞれの形状を表したディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２の３次元データがＲＡＭに格納されている。なお、電子部品７の３次元データおよび基板８の３次元データは、特許請求の範囲の「被実装物の形状データ」の一例である。

また、制御装置２０は、被実装物保持ユニット１３およびヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ１のデータを取得する。具体的には、制御装置２０は、被実装物保持ユニット１３およびヘッドユニット１４のそれぞれの移動範囲Ｒ１のデータとして、被実装物作業装置１の全体構成の３次元データに基づいて、予め決められているそれぞれの移動範囲Ｒ１のデータを取得する。被実装物保持ユニット１３、ヘッドユニット１４、ディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２のそれぞれの移動範囲Ｒ１のデータは、ＲＡＭに格納されている。

ステップＳ２において、制御装置２０は、ヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ１および被実装物２の形状に基づいて干渉の判断を行う。具体的には、制御装置２０は、被実装物保持ユニット１３、被実装物２、ヘッドユニット１４、ディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２の形状の３次元データに基づいてシミュレーションを行う。ここで、シミュレーションは、被実装物保持ユニット１３およびヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ１のデータに基づいて、基板８に電子部品７を実装する実装位置に、被実装物保持ユニット１３およびヘッドユニット１４それぞれを仮想的に移動させることにより行う。このとき、制御装置２０は、ヘッドユニット１４の３次元データと、被実装物保持ユニット１３に保持されている被実装物２の３次元データとが重なり合った場合に干渉が生じると判断する。ステップＳ２において、ヘッドユニット１４の３次元データと被実装物２の３次元データとの間に干渉が生じない場合はステップＳ９へ進む。

ステップＳ２のシミュレーションの一例として、図８〜図１０に示すように、３次元データ上において、ディスペンスヘッド１４１が、被実装物２の第１実装面２１ａにクリームはんだを塗布する場合を想定する。図８に示すように、実装ヘッド１４２の下方に被実装物２の凸部２２が位置している。ここで、図９に示すように、ヘッドユニット１４をＺ２方向に移動させ、ヘッドユニット１４を実装位置Ｉ１（第３高さ位置）に仮想的に移動させるとする。被実装物２とヘッドユニット１４との干渉または非干渉は、基板８の形状データとヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ１とに基づいて、表１のように表される。

移動範囲Ｒ１は、実際のヘッドユニット１４の位置から仮想的に移動させたヘッドユニット１４の位置までの距離となっている。基板８の形状データは、あらかじめ制御装置２０のＲＡＭに格納されている。表１において、基板８の形状データは、上から２行目の形状となっている。また、表１において、移動範囲Ｒ１が実装位置Ｉ１となるときは、２列目となっている。このとき、表１に示すように、ディスペンスヘッド１４１が第１実装面２１ａにクリームはんだを塗布できる実装位置Ｉ１に配置されると、被実装物２の凸部２２と実装ヘッド１４２とが干渉（図９参照）してしまうことになる。この場合は、ステップＳ３に進む。なお、移動範囲Ｒ１は、特許請求の範囲の「移動範囲データ」の一例である。

図７に示すように、ステップＳ３において、制御装置２０は、実装ヘッド１４２と被実装物２とが干渉を回避可能な干渉回避位置Ｉ２を取得する。具体的には、制御装置２０は、回転機構部１３１ｃ、傾斜機構部１３１ｂおよび昇降機構部１３１ａの少なくとも１つを用いて、保持部１３２に回転、傾斜または昇降といった対応する動作を行わせることにより干渉回避位置へ移動させる。

ステップＳ３のシミュレーションの一例として、図９に示したシミュレーション結果に基づいて、制御装置２０は、図１０（ａ）に示すような、被実装物２を回転機構部１３１ｃにより約１８０°回転させた位置への移動という干渉回避位置Ｉ２のシミュレーション結果を取得する。この場合、被実装物２の凸部２２が実装ヘッド１４２の下方に位置しないので、凸部２２と実装ヘッド１４２とが干渉しない。このように、制御装置２０は、被実装物２と実装ヘッド１４２とが干渉しない被実装物２の位置および姿勢をシミュレーションにより決定する。なお、干渉回避位置Ｉ２は、特許請求の範囲の「干渉回避位置」の一例である。

図７に示すように、ステップＳ４において、制御装置２０は、ステップＳ３において計算された干渉回避位置Ｉ２に基づいて、被実装物２を昇降、回転および傾斜させる。すなわち、制御装置２０は、昇降機構部１３１ａ、傾斜機構部１３１ｂおよび回転機構部１３１ｃに対して、干渉回避位置Ｉ２に移動させるために必要な指令を出力する。上記したシミュレーションによる干渉回避位置Ｉ２では、制御装置２０は、約１８０°回転させるという指令を回転機構部１３１ｃに対して出力する。これにより、被実装物２は、図１０（ｂ）に示すように、回転機構部１３１ｃにより約１８０°回転された状態になる。

ステップＳ５において、制御装置２０は、図１０（ｂ）に示すように、レーザー計測部１９により被実装物２の高さ位置Ｈ１を計測する。レーザー計測部１９は、支持部１５によるヘッドユニット１４の搬送方向（Ｘ方向）の移動に伴い、搬送方向（Ｘ方向）に移動する。また、レーザー計測部１９は、レール部１６によるヘッドユニット１４の搬送方向に垂直な方向（Ｙ方向）の移動に伴い、搬送方向に垂直な方向（Ｙ方向）に移動する。このように、レーザー計測部１９は、支持部１５とレール部１６とにより水平面内を移動し、被実装物２の上面の全体にレーザー光を照射することができる。レーザー計測部１９において計測された高さ位置Ｈ１は、制御装置２０に送信され、制御装置２０の記憶媒体であるＲＡＭに格納される。このように、制御装置２０は、実際の被実装物２の上面の高さ位置Ｈ１を取得することができる。

ステップＳ６において、制御装置２０は、計測された高さ位置Ｈ１が干渉回避位置Ｉ２となっているかを確認する。具体的には、ステップＳ３において取得した干渉回避位置Ｉ２のデータと、ステップＳ５において取得した被実装物２の高さ位置Ｈ１のデータとを比較する。ステップＳ６において、干渉回避位置Ｉ２のデータと被実装物２の高さ位置Ｈ１のデータとが一致しない場合はステップＳ４へ戻る。ステップＳ６において、干渉回避位置Ｉ２のデータと被実装物２の高さ位置Ｈ１のデータとが一致する場合はステップＳ７へ進む。

ステップＳ７において、制御装置２０は、図１１（ａ）に示すように、被実装物２を干渉回避位置Ｉ２に固定した状態における、ディスペンスヘッド１４１の可動範囲Ｐ１を計算する。すなわち、図１１（ｂ）に示すように、レーザー計測部１９により計測された被実装物２の上面のデータにおいて、ディスペンスヘッド１４１が被実装物２に干渉せずに、アクセスできる範囲を計算する。ディスペンスヘッド１４１がアクセスできる範囲は、被実装物２の３次元データおよびディスペンスヘッド１４１のそれぞれの形状の３次元データと、ヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ１のデータとに基づいて計算される。

図７に示すように、ステップＳ８において、制御装置２０は、被実装物２を干渉回避位置Ｉ２に固定した状態における、ディスペンスヘッド１４１の作業範囲Ｐ２を計算する。すなわち、制御装置２０は、図１１（ｃ）に示すように、ディスペンスヘッド１４１がアクセスできる範囲（可動範囲Ｐ１）のうち、被実装物２を動かさずに、支持部１５およびレール部１６を用いてヘッドユニット１４を移動させることにより、被実装物２と干渉せずに、ディスペンスヘッド１４１が作業可能な作業範囲Ｐ２を計算する。ディスペンスヘッド１４１の作業範囲Ｐ２は、干渉回避位置Ｉ２に移動した状態の被実装物２の形状の３次元データおよびヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ１のデータに基づいて計算される。

ステップＳ９において、ディスペンスヘッド１４１は、被実装物２にクリームはんだを塗布する。すなわち、ディスペンスヘッド１４１は、ステップＳ８において計算された、被実装物２におけるディスペンスヘッド１４１が作業できる作業範囲Ｐ２内の塗布点に対してクリームはんだを塗布する。

ステップＳ１０において、制御装置２０は、ディスペンスヘッド１４１が作業範囲Ｐ２における、ディスペンスヘッド１４１の基板８へのクリームはんだの塗布が完了したか否かを判断する。制御装置２０は、クリームはんだの被実装物２へのクリームはんだの塗布が完了していない場合、ステップＳ９に戻る。

ステップＳ１１において、制御装置２０は、被実装物２の全ての部分における、ディスペンスヘッド１４１の被実装物２へのクリームはんだの塗布が完了したか否かを判断する。制御装置２０は、クリームはんだの被実装物２へのクリームはんだの塗布が完了していた場合、作業を終了する。

＜実装ヘッドによる電子部品の実装の際の干渉回避＞
次に、被実装物作業装置１では、図１２に示すような処理に基づいて、被実装物保持ユニット１３の保持部１３２に保持された被実装物２とディスペンスヘッド１４１との干渉を回避する。

まず、ステップＳ１２において、制御装置２０は、電子部品７、基板８、ヘッドユニット１４およびヘッドの形状のデータを取得する。また、制御装置２０は、被実装物保持ユニット１３、ヘッドユニット１４およびヘッド（ディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２）の移動範囲Ｒ２のデータを取得する。

ステップＳ１３において、制御装置２０は、ヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ２および被実装物２の形状に基づいて干渉の判断を行う。具体的には、制御装置２０は、被実装物保持ユニット１３、被実装物２、ヘッドユニット１４、ディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２の形状の３次元データに基づいてシミュレーションを行う。ここで、シミュレーションは、被実装物保持ユニット１３およびヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ２のデータに基づいて、基板８に電子部品７を実装する実装位置にそれぞれを仮想的に移動させることにより行う。このとき、制御装置２０は、ヘッドユニット１４の３次元データと、被実装物保持ユニット１３に保持されている被実装物２の３次元データとが重なり合った場合に干渉が生じると判断する。ステップＳ１３において、ヘッドユニット１４の３次元データと被実装物２の３次元データとの間に干渉が生じない場合はステップＳ９へ進む。なお、移動範囲Ｒ２は、特許請求の範囲の「移動範囲データ」の一例である。

ステップＳ１３のシミュレーションの一例として、図１３および図１４に示すように、３次元データ上において、実装ヘッド１４２が、被実装物２の第１実装面２１ａに電子部品７を実装する場合を想定する。図１３（ａ）に示すように、ディスペンスヘッド１４１の下方に被実装物２の凸部２２が位置している。ここで、図１３（ｂ）に示すように、ヘッドユニット１４をＺ２方向に移動させ、ヘッドユニット１４を実装位置Ｉ３（第１高さ位置）に仮想的に移動させるとする。被実装物２とヘッドユニット１４との干渉または非干渉は、基板８の形状データとヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ２とに基づいて、表２のように表される。

移動範囲Ｒ２は、実際のヘッドユニット１４の位置から仮想的に移動させたヘッドユニット１４の位置までの距離となっている。基板８の形状データは、あらかじめ制御装置２０のＲＡＭに格納されている。表２において、基板８の形状データは、上から２行目の形状となっている。また、表２において、移動範囲Ｒ２が実装位置Ｉ２となるときは、２列目となっている。このとき、表２に示すように、このとき、実装ヘッド１４２が第１実装面２１ａに電子部品７を実装できる位置に配置すると、被実装物２の凸部２２とディスペンスヘッド１４１とが干渉（図１３（ｂ）参照）してしまうことになる。この場合は、ステップＳ１４に進む。

図１４（ａ）に示すように、ステップＳ１４において、制御装置２０は、ディスペンスヘッド１４１と被実装物２との干渉を回避可能な干渉回避位置Ｉ４を取得する。具体的には、制御装置２０は、回転機構部１３１ｃ、傾斜機構部１３１ｂおよび昇降機構部１３１ａの少なくとも１つを用いて、保持部１３２に回転、傾斜または昇降といった対応する動作を行わせることにより干渉回避位置Ｉ４へ移動させる。なお、干渉回避位置Ｉ４は、特許請求の範囲の「干渉回避位置」の一例である。

ステップＳ１４のシミュレーションの一例として、図１３（ｂ）に示したシミュレーション結果に基づいて、制御装置２０は、図１４（ａ）に示すような、被実装物２を回転機構部１３１ｃにより約１８０°回転させた位置への移動という干渉回避位置Ｉ４のシミュレーション結果を取得する。この場合、被実装物２の凸部２２がディスペンスヘッド１４１の下方に位置しないので、凸部２２とディスペンスヘッド１４１とが干渉しない。このように、制御装置２０は、被実装物２と実装ヘッド１４２とが干渉しない被実装物２の位置および姿勢をシミュレーションにより決定する。

図１２に示すように、ステップＳ１５において、制御装置２０は、ステップＳ１４において計算された干渉回避位置Ｉ４に基づいて、被実装物２を昇降、回転および傾斜させる。すなわち、制御装置２０は、昇降機構部１３１ａ、傾斜機構部１３１ｂおよび回転機構部１３１ｃに対して、干渉回避位置Ｉ４に移動させるために必要な指令を出力する。上記したシミュレーションによる干渉回避位置Ｉ４では、制御装置２０は、約１８０°回転させるという指令を回転機構部１３１ｃに対して出力する。これにより、被実装物２は、図１４（ｂ）に示すように、回転機構部１３１ｃにより約１８０°回転された状態になる。

ステップＳ１６において、制御装置２０は、レーザー計測部１９により被実装物２の高さ位置Ｈ１を計測する。レーザー計測部１９において計測された被実装物２の上面の高さ位置Ｈ１は、制御装置２０に送信され、制御装置２０の記憶媒体であるＲＡＭに格納される。

ステップＳ１７において、制御装置２０は、計測された高さ位置Ｈ１が干渉回避位置Ｉ４となっているかを確認する。具体的には、ステップＳ１４において取得した干渉回避位置Ｉ４のデータと、ステップＳ１６において取得した被実装物２の高さ位置Ｈ１のデータとを比較する。ステップＳ１７において、干渉回避位置Ｉ４のデータと被実装物２の高さ位置Ｈ１のデータとが一致しない場合はステップＳ１５へ戻る。干渉回避位置Ｉ４のデータと被実装物２の高さ位置Ｈ１のデータとが一致する場合は、ステップＳ１８へと進む。

ステップＳ１８において、制御装置２０は、図１５（ａ）に示すように、実装物２を干渉回避位置Ｉ４に固定した状態における、実装ヘッド１４２の可動範囲Ｐ３を計算する。すなわち、図１５（ｂ）に示すように、レーザー計測部１９により計測された被実装物２の上面のデータにおいて、実装ヘッド１４２が被実装物２に干渉せずに、アクセスできる範囲を計算する。実装ヘッド１４２がアクセスできる範囲は、被実装物２の３次元データおよび実装ヘッド１４２のそれぞれの形状の３次元データと、ヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ２のデータとに基づいて計算される。

図１２に示すように、ステップＳ１９において、制御装置２０は、被実装物２を干渉回避位置Ｉ４に固定した状態における、実装ヘッド１４２の作業範囲Ｐ４を計算する。すなわち、制御装置２０は、図１５（ｃ）に示すように、実装ヘッド１４２がアクセスできる範囲（可動範囲Ｐ３）のうち、被実装物２を動かさずに、支持部１５およびレール部１６を用いてヘッドユニット１４を移動させることにより、被実装物２と干渉せずに、実装ヘッド１４２が作業可能な作業範囲Ｐ４を計算する。実装ヘッド１４２の作業範囲Ｐ４は、干渉回避位置Ｉ４に移動した状態の被実装物２の形状の３次元データおよびヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ２のデータに基づいて計算される。

ステップＳ２０において、実装ヘッド１４２は、被実装物２に電子部品７を実装する。すなわち、実装ヘッド１４２は、ステップＳ１９において計算された、被実装物２における実装ヘッド１４２が作業できる作業範囲Ｐ４内の実装部分に対して電子部品７を実装する。

ステップＳ２１において、制御装置２０は、実装ヘッド１４２の作業範囲Ｐ２における、実装ヘッド１４２による電子部品７の実装が完了したか否かを判断する。制御装置２０は、実装ヘッド１４２による電子部品７の実装が完了していない場合、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２２において、制御装置２０は、被実装物２の全ての部分における、実装ヘッド１４２による電子部品７の実装が完了したか否かを判断する。制御装置２０は、実装ヘッド１４２による電子部品７の実装が完了していた場合、作業を終了する。

なお、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、被実装物２が、基板８上に電子部品７が実装されたものであっても、基板８上に電子部品７が実装される毎に、上記した方法により干渉回避位置の計算が行われる。すなわち、ステップＳ２またはステップＳ１３において、制御装置２０は、電子部品７が基板８に実装された被実装物２、ヘッドユニット１４、ディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２の３次元データに基づいてシミュレーションを行う。

また、図１７に示すように、実装ヘッド１４２が複数（２本）ある場合においても、上記した方法により干渉回避位置の計算が行われる。この場合、干渉回避位置における電子部品７の実装動作の工程の期間を示した１サイクルにかかる時間を短縮するため、制御装置２０は、干渉回避位置において実装動作を実装ヘッド１４２を２本用いて、基板８上に電子部品７を実装してもよい。また、制御装置２０は、干渉回避位置において実装動作を実装ヘッド１４２を２本用いて、１サイクルの実装ヘッドによる基板８上への電子部品７を実装動作を連続しておこなってもよい。

＜移動時における被実装物とヘッドユニットとの干渉回避＞
次に、被実装物作業装置１では、図１８に示すような処理に基づいて、ヘッドユニット１４の移動時における、被実装物２とヘッドユニット１４との干渉を回避する。

まず、ステップＳ２３において、制御装置２０は、電子部品７、基板８、ヘッドユニット１４およびヘッド（ディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２）の形状のデータを取得する。また、制御装置２０は、被実装物保持ユニット１３、ヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ３のデータを取得する。

ステップＳ２４において、制御装置２０は、ヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ３および被実装物２の形状に基づいて干渉の判断を行う。具体的には、制御装置２０は、被実装物保持ユニット１３、被実装物２、ヘッドユニット１４、ディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２の形状の３次元データに基づいてシミュレーションを行う。ここで、シミュレーションは、ヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ３のデータに基づいて、ヘッドユニット１４をＸ方向またはＹ方向に移動させることにより行う。このとき、制御装置２０は、ヘッドユニット１４の３次元データと、被実装物保持ユニット１３に保持されている被実装物２の３次元データとが重なり合った場合に干渉が生じると判断する。ステップＳ２４において、ヘッドユニット１４の３次元データと被実装物２の３次元データとの間に干渉が生じない場合はステップＳ２７へ進む。なお、移動範囲Ｒ３は、特許請求の範囲の「移動範囲データ」の一例である。

ステップＳ２４のシミュレーションの一例として、図１９に示すように、３次元データ上において、ディスペンスヘッド１４１と被実装物２の凸部２２とが干渉する場合を想定する。実装ヘッド１４２の下方に被実装物２の凸部２２が位置している。ここで、図２０に示すように、ヘッドユニット１４をＸ１方向に移動させ、ヘッドユニット１４を通過位置Ｐ１に仮想的に移動させるとする。被実装物２とヘッドユニット１４との干渉または非干渉は、基板８の形状データとヘッドユニット１４の移動範囲Ｒ３とに基づいて、表３のように表される。

移動範囲Ｒ３は、実際のヘッドユニット１４の位置から仮想的に移動させたヘッドユニット１４の位置までの距離となっている。基板８の形状データは、あらかじめ制御装置２０のＲＡＭに格納されている。表３において、基板８の形状データは、上から２行目の形状となっている。また、表３において、移動範囲Ｒ３が通過位置Ｐ１となるときは、２列目となっている。このとき、表３に示すように、支持部１５によりヘッドユニット１４をそのままＸ１方向に移動させてしまうと、ディスペンスヘッド１４１が被実装物２の凸部２２に干渉してしまうことになる。この場合は、ステップＳ２５に進む。

図２１（ａ）に示すように、ステップＳ２５において、制御装置２０は、ディスペンスヘッド１４１と被実装物２とが干渉しない、干渉回避位置Ｉ５を取得する。具体的には、制御装置２０は、回転機構部１３１ｃ、傾斜機構部１３１ｂおよび昇降機構部１３１ａの少なくとも１つを用いて、保持部１３２に回転、傾斜または昇降といった対応する動作を行わせることにより干渉回避位置Ｉ５へ移動させる。なお、干渉回避位置Ｉ５は、特許請求の範囲の「干渉回避位置」の一例である。

図２１（ａ）に示すシミュレーションに対応する干渉回避位置Ｉ５への移動として、制御装置２０は、図２１（ｂ）に示すような、被実装物２を昇降機構部１３１ａにより下降させるという干渉回避位置Ｉ５を取得する。なお、制御装置２０は、図２２に示すような、被実装物２を傾斜機後部により傾けさせるという干渉回避位置Ｉ５を出力してもよい。

図１８に示すように、ステップＳ２６において、制御装置２０は、ステップＳ１７において計算された干渉回避位置Ｉ５に基づいて、被実装物２を昇降、回転および傾斜させる。すなわち、制御装置２０は、昇降機構部１３１ａ、傾斜機構部１３１ｂおよび回転機構部１３１ｃを駆動させる指令を出力する。上記したシミュレーションによる干渉回避位置Ｉ５では、制御装置２０は、被実装物２を下降または傾斜させるという指令を昇降機構部１３１ａに対して出力する。

ステップＳ２７において、制御装置２０は、被実装物２の移動または姿勢変化が完了したか否かを判断する。制御装置２０は、被実装物２の移動または姿勢変化が完了していた場合、作業を終了する。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、被実装物作業装置１の制御装置２０は、ヘッド（ディスペンスヘッド１４１または実装ヘッド１４２）の作業の際、被実装物２とヘッドとに干渉が生じる場合、被実装物２の形状とヘッドユニット１４の移動範囲（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）とに基づいて、保持部１３２の干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）を取得する。また、制御装置２０は、保持部１３２を干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に移動機構１３１により移動されるように構成されている。これにより、制御装置２０は、保持部１３２を干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に移動機構１３１により移動されることができるので、ヘッドと被実装物２との干渉を防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置２０は、ヘッドユニット１４の移動の際、ディスペンスヘッド１４１または実装ヘッド１４２と被実装物２とに干渉が生じる場合に、干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）を取得して、移動機構１３１により保持部１３２を干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に移動させる。これにより、ヘッドユニット１４が移動する際に、移動機構１３１により保持部１３２を干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に移動させることにより、ディスペンスヘッド１４１または実装ヘッド１４２と被実装物２との干渉を回避することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置２０は、被実装物２の３次元の形状データおよびヘッドユニット１４の移動範囲データ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に基づいて、被実装物２とヘッドとに干渉が生じるか否かを判断する。そして、制御装置２０は、被実装物２とヘッドとに干渉が生じる場合に、干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）を取得するように構成されている。これにより、３次元データ上において、被実装物２とヘッドとの干渉が生じるか否かを判断することができる。この結果、実際に被実装物２とヘッドとを移動させて干渉が生じるか否かを判断するよりも、容易かつ迅速に被実装物２と複数のヘッドとの干渉の有無を判断することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置２０は、移動機構１３１により保持部１３２を回転、下降または傾ける動作のうちの少なくとも１つの動作を行うことにより、干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に保持部１３２を移動させる。これにより、制御装置２０は、保持部１３２を水平面内において直線移動させることなく、被実装物２とヘッドとの干渉を回避することができる。これにより、保持部１３２を水平面内を直線移動させ、保持部１３２を回転、下降または傾ける動作のうちの少なくとも１つの動作をさせる場合よりも、保持部１３２を干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に移動させるための機構（直線移動機構）を減少させることができる。その結果、保持部１３２の干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）への移動の制御を簡略化することができる。

また、本実施形態では、上記のように、移動機構１３１は、昇降機構部１３１ａと、傾斜機構部１３１ｂと回転機構部１３１ｃとを含んでいる。ここで、制御装置２０は、回転機構部１３１ｃ、昇降機構部１３１ａおよび傾斜機構部１３１ｂの少なくとも１つを用いて、保持部１３２に回転、下降または傾ける動作の対応する動作を行わせ、干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に保持部１３２を移動させる。ここで、回転機構部１３１ｃが傾斜機構部１３１ｂに取り付けられ、傾斜機構部１３１ｂが昇降機構部１３１ａに取り付けられていることにより、被実装物２を傾斜機構部１３１ｂにより傾かせた後、被実装物２を回転機構部１３１ｃにより回転させることができる。これにより、回転機構部１３１ｃが傾斜機構部１３１ｂに取り付けられ、傾斜機構部１３１ｂが昇降機構部１３１ａに取り付けられているので、被実装物２が傾斜機構部１３１ｂにより傾いていない状態において、被実装物２を回転機構部１３１ｃにより回転させることができる。このため、被実装物２が傾いていない状態において被実装物２を回転させることができるので、被実装物２が傾いている状態において被実装物２を回転させる場合よりも、被実装物２の回転半径を小さくすることができる。この結果、被実装物２が傾いている状態において被実装物２を回転させる機構よりも、被実装物２とディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２との干渉を抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、被実装物２は、立体的な形状を有する基板８と、基板８上に実装される複数の電子部品７とを含んでいる。また、制御装置２０は、複数の電子部品７のそれぞれが基板８に実装される毎に、電子部品７と基板８とを含む被実装物２の形状と、ヘッドの移動範囲（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）とに基づいて、被実装物２と複数のヘッドとに干渉が生じる場合に、保持部１３２を移動機構１３１により干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に移動させる。これにより、基板８に複数の電子部品７のそれぞれが実装される毎に実装された状態の被実装物２の形状の変化を考慮して、保持部１３２を干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に移動させることができる。この結果、被実装物２の形状が基板８に実装された電子部品７により変化したとしても、被実装物２と複数のヘッドとの干渉を回避することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御装置２０は、２本の実装ヘッド１４２を用いて基板８上に電子部品７を実装する場合、干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４）において１サイクルの実装動作をまとめて行うように構成されている。これにより、干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４）から保持部１３２により被実装物２を移動させることなく、直線状に並んだ実装ヘッド１４２により１サイクルの実装動作をまとめて行うことができる。この結果、２本の実装ヘッド１４２が被実装物２に対して実装動作を行うための、保持部１３２による被実装物２の移動を最小にすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ヘッドユニット１４は、被実装物２の高さ位置Ｈ１を計測するレーザー計測部１９を含んでいる。また、制御装置２０は、干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に保持部１３２を移動させた状態において、レーザー計測部１９により被実装物２の高さ位置Ｈ１を計測して、保持部１３２が干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に配置されているか否かを確認する。これにより、干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に被実装物２が配置されているか否かをレーザー計測部１９により確認することができる。これにより、被実装物２とディスペンスヘッド１４１および実装ヘッド１４２との干渉を確実に回避することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記本実施形態では、ヘッドユニット１４が、ディスペンスヘッド１４１と実装ヘッド１４２とを含む例を示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、ヘッドユニットが、ディスペンスヘッドまたは実装ヘッドの一方を複数本含んでいてもよい。また、ヘッドユニットが、ディスペンスヘッドおよび実装ヘッドのそれぞれを複数本含んでいてもよい。また、ディスペンスヘッドおよび実装ヘッド以外の他の作業を行うヘッドを含んでいてもよい。

上記本実施形態では、ディスペンスヘッド１４１は、クリームはんだを基板８上に塗布する構成であったが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、ディスペンスヘッドが、基板上に接着剤や導電ペーストを塗布する構成であってもよい。

上記本実施形態では、制御装置２０は、ディスペンスヘッド１４１がクリームはんだを基板８上の塗布部分の全てに塗布した後、実装ヘッド１４２により電子部品７を基板８上の実装部分の全てに実装するように構成されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、ディスペンスヘッドによるクリームはんだの基板上の塗布と、実装ヘッドにより電子部品の実装とを、それぞれ交互に行ってもよい。

上記本実施形態では、被実装物２は、立体的な基板８を含んでいたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、基板が平面的な基板であってもよい。

上記本実施形態では、制御装置２０は、仮想的な空間座標を用いて表した図形を用いたシミュレーションにより干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）を計算していたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、制御装置が、ディスペンスヘッド、実装ヘッドおよび実装物の寸法を用いて、数値計算により干渉回避位置を計算してもよい。

上記本実施形態では、制御装置２０は、基板８上に電子部品７を実装する１サイクルの間の実装ヘッド１４２の動作を２本の実装ヘッド１４２を用いて行っていたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、制御装置が、１サイクルの間の実装ヘッドの動作を３本以上の実装ヘッド１４２を用いて行ってもよい。

上記本実施形態では、制御装置２０は、昇降機構部１３１ａ、傾斜機構部１３１ｂおよび回転機構部１３１ｃのいずれか１つを用いて、干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）に被実装物２を移動させていたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、制御装置が、昇降機構部、傾斜機構部および回転機構部のうちの２つ以上を用いて、被実装物を干渉回避位置に移動させてもよい。

上記本実施形態では、特許請求の範囲の「高さ計測部」として、レーザー計測部１９を用いていたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、特許請求の範囲の「高さ計測部」として、タッチセンサを用いてもよい。

上記本実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理動作を処理フローに沿って順番に処理を行なうフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

１ 被実装物作業装置
２ 被実装物
７ 電子部品
８ 基板
１３ 被実装物保持ユニット
１４ ヘッドユニット
１９ レーザー計測部（高さ計測部）
２０ 制御装置
１３２ 保持部
１３１ 移動機構
１３１ａ 昇降機構部
１３１ｂ 傾斜機構部
１３１ｃ 回転機構部
１４１ ディスペンスヘッド（複数のヘッド）
１４２ 実装ヘッド（複数のヘッド）
Ｈ１ 高さ位置
Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５ 干渉回避位置
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 移動範囲
Ａ２ 軸線（第１回転軸）
Ａ３ 軸線（第２回転軸）

Claims (8)

1. 部品（７）が実装される被実装物（２）を保持する被実装物保持ユニット（１３）と、
   前記被実装物保持ユニットに保持された前記被実装物に対して、作業を行う複数のヘッド（１４１）、（１４２）を含むヘッドユニット（１４）とを備え、
   前記被実装物保持ユニットは、前記被実装物を保持する保持部（１３２）と、前記保持部を移動させることにより、前記保持部に保持された前記被実装物を移動させる移動機構（１３１）とを含み、
   前記被実装物と前記ヘッドとに干渉が生じる場合に、前記保持部に保持された前記被実装物の形状と、前記ヘッドユニットの移動範囲（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）とに基づいて、前記被実装物を保持する前記保持部の干渉回避位置（Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）を取得し、前記移動機構により前記保持部を前記干渉回避位置に移動させるように構成されている、被実装物作業装置。
2. 前記複数のヘッドの移動により、前記複数のヘッドのうちの作業を行う前記ヘッド以外の前記ヘッドと前記被実装物とに干渉が生じる場合に、前記干渉回避位置を取得して、前記移動機構により前記保持部を前記干渉回避位置に移動させるように構成されている、請求項１に記載の被実装物作業装置。
3. 前記被実装物の形状データおよび前記ヘッドユニットの移動範囲データに基づいて、前記被実装物と前記ヘッドユニットの前記複数のヘッドとに干渉が生じるか否かを判断し、干渉が生じる場合に、前記干渉回避位置を取得するように構成されている、請求項１または２に記載の被実装物作業装置。
4. 前記移動機構により前記保持部を回転、下降または傾ける動作のうちの少なくとも１つの動作を行うことにより、前記干渉回避位置に前記保持部を移動させるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被実装物作業装置。
5. 前記移動機構は、
   前記保持部に保持された前記被実装物を、上下方向に移動させる昇降機構部（１３１ａ）と、
   前記昇降機構部に取り付けられ、前記昇降機構部の移動方向に対して垂直な方向に延びる第１回転軸（Ａ２）の回りに前記保持部を回転させる傾斜機構部（１３１ｂ）と、
   前記傾斜機構部に取り付けられ、前記第１回転軸に垂直な方向に延びる第２回転軸（Ａ３）回りに前記保持部を回転させる回転機構部（１３１ｃ）とを含み、
   前記昇降機構部、前記傾斜機構部および前記回転機構部の少なくとも１つを用いて、前記保持部に下降、傾ける動作または回転の対応する動作を行わせることにより、前記干渉回避位置に前記保持部を移動させるように構成されている、請求項４に記載の被実装物作業装置。
6. 前記被実装物は、立体的な形状を有する基板（８）と、前記基板上に実装される前記複数の部品とを含み、
   前記複数の部品のそれぞれが前記基板に実装される毎に、実装された前記部品と前記基板とを含む前記被実装物の形状と、前記複数のヘッドの移動範囲とに基づいて、前記被実装物と前記複数のヘッドとに干渉が生じる場合に、前記保持部を前記移動機構により前記干渉回避位置に移動させるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の被実装物作業装置。
7. 前記複数のヘッドは、直線状に並んで配置された複数の実装ヘッドを含み、
   前記複数の実装ヘッドにより連続して１サイクルの実装動作を行う場合に、前記１サイクルの期間中、前記被実装物と前記複数の実装ヘッドとの干渉を回避可能な所定の前記干渉回避位置に前記保持部を移動させて、前記１サイクルの実装動作をまとめて行うように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の被実装物作業装置。
8. 前記ヘッドユニットは、前記被実装物の高さ位置（Ｈ１）を計測する高さ計測部（１９）を含み、
   前記干渉回避位置に前記保持部を移動させた状態において、前記高さ計測部により前記被実装物の高さ位置を計測して、前記保持部が前記干渉回避位置に配置されているか否かを確認するように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の被実装物作業装置。

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