JPWO2019064609A1 - 部品装着機 - Google Patents

Abstract

部品装着機は、部品を吸着して保持する吸着ノズルに光を照射する照射装置と、照射装置により光を照射された吸着ノズルを撮像するカメラ装置と、吸着ノズルに保持された部品を基板に装着させる装着処理の実行中において、画像データに基づいて吸着ノズルが部品を保持しているか否かの保持検査を行う保持検査部と、照射装置が光を照射した際にカメラ装置に入射する光の輝度を測定する輝度測定部と、保持検査の結果において吸着ノズルが部品を保持していない場合に、輝度測定部による輝度の測定の結果に基づいて輝度の調整を行う輝度調整部と、を備える。

Description

本発明は、部品装着機に関するものである。

部品装着機は、吸着ノズルにより保持した部品を基板に装着し、種々の基板製品を生産する。特許文献１には、吸着ノズルを側方から撮像可能なカメラ装置を備える部品装着機が開示されている。このような部品装着機は、カメラ装置の撮像による画像データに基づいて、吸着ノズルに保持された部品の保持状態を認識する。これにより、部品装着機は、部品の保持状態に応じた処理を実行することができる。

特開２００９−１３００１４号公報

ところで、カメラ装置は、光源を有する照射装置が光を吸着ノズルに照射した状態で、吸着ノズルや部品の撮像を行う。光源の輝度は、例えば部品装着機の電源が投入された後に実行される調整処理により適正となるように維持が図られている。しかしながら、例えば長時間に亘る生産の継続中に光源の輝度が低下すると、カメラ装置による撮像や、部品の保持状態の認識処理に影響するおそれがある。

本明細書は、装着処理の実行中に照射装置により照射される光の輝度を調整可能な部品装着機を提供することを目的とする。

本明細書は、水平方向に移動可能な移動台と、部品を吸着して保持する吸着ノズルと、前記移動台に設けられ、前記吸着ノズルを昇降可能に支持する装着ヘッドと、前記吸着ノズルに光を照射する照射装置と、前記移動台に設けられ、前記照射装置により光を照射された前記吸着ノズルを撮像するカメラ装置と、前記カメラ装置の撮像により取得された画像データを用いて、前記吸着ノズルに保持された前記部品を基板に装着させる装着処理を実行する装着制御部と、前記装着処理の実行中において、前記画像データに基づいて前記吸着ノズルが前記部品を保持しているか否かの保持検査を行う保持検査部と、前記照射装置が光を照射した際に前記カメラ装置に入射する光の輝度を測定する輝度測定部と、前記保持検査の結果において前記吸着ノズルが前記部品を保持していない場合に、前記輝度測定部による前記輝度の測定の結果に基づいて前記輝度の調整を行う輝度調整部と、を備える部品装着機を開示する。

このような構成によると、装着処理の実行中において、吸着ノズルが部品を保持していないとの検査結果を条件に輝度測定の結果に基づいて輝度の調整が行われる。これにより、吸着ノズルが部品を持ち帰っておらず、部品を確実に保持も付着もしていないことを認識した上で、輝度の測定および調整を行うことができる。そして、装着処理の実行中に、照射装置による輝度が適宜調整されるので、調整の実行頻度を向上でき、長時間に亘る生産の継続中における輝度の低下に対応することが可能となる。よって、部品の保持状態の認識処理の精度低下を防止し、生産の停止を防止できる。

実施形態における部品装着機の構成を示す模式図である。 装着ヘッドおよびヘッドカメラユニットの内部を拡大して示す側面図である。 図２のＩＩＩ方向矢視図である。 カメラ装置の撮像により取得された画像データを示す図である。 部品装着機による装着処理を示すフローチャートである。 照射装置の輝度調整処理を示すフローチャートである。 装着サイクルにおける各部の動作と時間の関係を示すタイミング図である。 画像データにおける輝度の測定領域を示す拡大図である。 輝度の測定結果を含む統計情報を示す図である。

１．実施形態
１−１．部品装着機１の構成
部品装着機１は、図１に示すように、基板搬送装置１０、部品供給装置２０、部品移載装置３０、部品カメラ５１、基板カメラ５２、ヘッドカメラユニット６０、および制御装置７０を備える。基板搬送装置１０は、ベルトコンベアなどにより構成され、基板９０を搬送方向へと順次搬送する。基板搬送装置１０は、部品装着機１の機内に基板９０を搬入するとともに、機内の所定位置に基板９０を位置決めする。基板搬送装置１０は、部品装着機１による部品の装着処理が終了した後に、基板９０を部品装着機１の機外に搬出する。

部品供給装置２０は、基板９０に装着される部品を供給する。部品供給装置２０は、Ｘ軸方向に並んでセットされたフィーダ２１を有する。フィーダ２１は、多数の部品が収納されたキャリアテープを送り移動させて、フィーダ２１の先端側に位置する供給位置において部品を採取可能に供給する。

部品移載装置３０は、ヘッド駆動装置３１および移動台３２を備える。ヘッド駆動装置３１は、直動機構により移動台３２を水平方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）に移動可能に構成されている。移動台３２には、図示しないクランプ部材により装着ヘッド４０が交換可能に設けられる。装着ヘッド４０は、部品供給装置２０により供給される部品を、吸着ノズル４３などの保持部材により採取して基板９０の所定の装着位置に装着する。装着ヘッド４０の詳細構成については後述する。

部品カメラ５１、基板カメラ５２、およびヘッドカメラユニット６０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ５１、基板カメラ５２、およびヘッドカメラユニット６０は、外部入力される制御信号に基づいて撮像を行う。部品カメラ５１、基板カメラ５２、およびヘッドカメラユニット６０は、撮像により取得した画像データを送出する。

部品カメラ５１は、図１に示すように、光軸がＺ軸方向の上向きとなるように部品装着機１の基台に固定されている。部品カメラ５１は、装着ヘッド４０の吸着ノズル４３に保持された部品を下方から撮像可能に構成されている。基板カメラ５２は、光軸がＺ軸方向の下向きとなるように部品移載装置３０の移動台３２に設けられる。基板カメラ５２は、基板９０を上方から撮像可能に構成されている。

ヘッドカメラユニット６０は、図２に示すように、装着ヘッド４０に設けられ、移動台３２の移動に伴って装着ヘッド４０と一体的に移動する。ヘッドカメラユニット６０は、装着ヘッド４０に取り付けられた吸着ノズル４３および吸着ノズル４３に保持された部品Ｐを被写体とする。ヘッドカメラユニット６０は、被写体に光を照射した状態で、被写体を側方から撮像可能に構成される。ヘッドカメラユニット６０の詳細構成については後述する。

制御装置７０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置は、基板９０に部品を装着する装着処理を実行する。また、制御装置７０は、ヘッドカメラユニット６０が撮像の際に照射する光の輝度を測定し、必要に応じて輝度を調整する輝度調整処理を実行する。制御装置７０により実行される装着処理、および輝度調整処理の詳細については後述する。

１−２．装着ヘッド４０の詳細構成
装着ヘッド４０は、Ｚ軸と平行なＲ軸回りに回転可能なロータリヘッド４１を有する。ロータリヘッド４１は、図２および図３に示すように、全体形状として円柱状に形成される。ロータリヘッド４１は、Ｒ軸と同心の円周上において周方向に等間隔に複数（本実施形態では１２本）のホルダ４２が配置される。ロータリヘッド４１は、複数のホルダ４２をＺ軸方向に摺動可能に支持する。複数のホルダ４２の下端部には、図２に示すように、吸着ノズル４３が交換可能にそれぞれ取り付けられる。

また、複数のホルダ４２の外周側には、圧縮スプリング４４がそれぞれ配置される。圧縮スプリング４４は、ロータリヘッド４１に対してホルダ４２を上方に付勢する。これにより、複数のホルダ４２のそれぞれは、初期状態においては所定高さの上昇端に位置する。複数のホルダ４２のうち昇降位置Ｈ０（図３を参照）に割り出されたホルダ４２の上端には、ノズルレバー４５が当接する。ノズルレバー４５は、ボールねじ機構（図示しない）などの直動機構によりＺ軸方向への移動を制御される。

昇降位置Ｈ０に割り出されたホルダ４２は、ノズルレバー４５がＺ軸方向下方に移動すると、圧縮スプリング４４の弾性力に抗して下降する。また、ホルダ４２は、ノズルレバー４５がＺ軸方向上方に移動すると、圧縮スプリング４４の弾性力により上昇端側へと上昇する。また、昇降位置Ｈ０に割り出されたホルダ４２に取り付けられた吸着ノズル４３は、上記のような構成により、ホルダ４２と一体的に下降および上昇する。

また、ロータリヘッド４１は、図２に示すように、インデックス軸４６に連結される。インデックス軸４６は、Ｒ軸モータ（図示しない）の駆動によりロータリヘッド４１と一体的にＲ軸周りに回転する。複数のホルダ４２および複数の吸着ノズル４３は、ロータリヘッド４１の回転に伴ってＲ軸周りにそれぞれ回転する。

また、複数のホルダ４２の上端部には、従動ギヤ４７がそれぞれ固定されている。従動ギヤ４７は、インデックス軸４６の外周側に配置された駆動ギヤ４８に、Ｚ軸方向に摺動可能に噛合する。駆動ギヤ４８は、θ軸モータ（図示しない）の駆動によりＲ軸周りに回転し、噛合する全ての従動ギヤ４７をθ軸周りに自転させる。複数のホルダ４２および複数の吸着ノズル４３は、駆動ギヤ４８の回転に伴ってθ軸周りにそれぞれ回転する。

上記のように、装着ヘッド４０は、移動台３２の移動によりＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に構成される。また、装着ヘッド４０は、ロータリヘッド４１を所定角度に角度決めすることにより、装着ヘッド４０における昇降位置Ｈ０に、複数の吸着ノズル４３を順次割り出す。さらに、昇降位置Ｈ０に位置決めされた吸着ノズル４３は、θ軸周りの角度、およびＺ軸方向の高さを調整される。このような構成により、装着ヘッド４０は、複数のホルダ４２を介して複数の吸着ノズル４３を昇降可能に支持する。

複数の吸着ノズル４３のそれぞれには、負圧エア供給源からホルダ４２を介して負圧エアが供給される。これにより、複数の吸着ノズル４３のそれぞれは、先端部において部品Ｐを吸着して保持する。なお、上記の負圧エア供給源は、例えば装着ヘッド４０の内部に設けられたエアポンプ等により構成される。

以下では、図３に示すように、装着ヘッド４０により昇降される昇降位置Ｈ０に位置決めされた吸着ノズル４３に隣り合う２つの吸着ノズル４３の位置を、前待機位置Ｈ−１および後待機位置Ｈ＋１とする。前待機位置Ｈ−１は、ロータリヘッド４１の回転により昇降位置Ｈ０に次回割り出さる予定の吸着ノズル４３を待機させる位置である。後待機位置Ｈ＋１は、ロータリヘッド４１の回転により昇降位置Ｈ０に前回割り出された吸着ノズル４３を待機させる位置である。

１−３．ヘッドカメラユニット６０の詳細構成
ヘッドカメラユニット６０は、上記のように、移動台３２の移動に伴って装着ヘッド４０と一体的に移動する。ヘッドカメラユニット６０は、制御装置７０による撮像指令に基づいて、吸着ノズル４３および吸着ノズル４３に保持された部品Ｐを側方から撮像する。撮像による画像データ８０（図４を参照）は、制御装置７０に送出され、部品の保持検査などに用いられる。

ヘッドカメラユニット６０は、図２に示すように、ケース６１、カメラ装置６２、および照射装置６５を備える。ケース６１は、ロータリヘッド４１に円周上に配置された複数の吸着ノズル４３の一部を外周側から囲うように設けられる。カメラ装置６２は、本実施形態において、装着ヘッド４０を介して移動台３２に設けられる。カメラ装置６２は、照射装置６５により光を照射された吸着ノズル４３を撮像する。

照射装置６５は、１または複数の吸着ノズル４３に光を照射する。本実施形態において、照射装置６５は、カメラ装置６２による撮像の際に、前待機位置Ｈ−１および後待機位置Ｈ＋１に位置決めされた２つの吸着ノズル４３に対して光を照射する。照射装置６５は、光源６６と、反射部材６７と、光学部材６８とを有する。光源６６は、ケース６１のうち吸着ノズル４３に面する円筒状の内周面に配置される。光源６６は、ロータリヘッド４１の中心方向（Ｒ軸に向かう方向）に光を放射する複数の発光ダイオードなどにより構成される。

反射部材６７は、円柱状に形成され、円筒状の外周面において光を反射する。反射部材６７は、ロータリヘッド４１の下端にＲ軸と同軸となるように配置される。反射部材６７は、インデックス軸４６の回転に伴ってロータリヘッド４１と一体的に回転する。反射部材６７は、図２に示すように、ロータリヘッド４１の下端から、上昇端に位置する吸着ノズル４３の先端部よりも下方に突出するように構成される。このような構成により、反射部材６７は、光源６６が照射した光を反射する。

光学部材６８は、ケース６１の内側に配置され、撮像の対象物である吸着ノズル４３の先端部からカメラ装置６２に至るまでの光路を形成する。具体的には、光学部材６８は、一対の第一プリズム６８１と、第二プリズム６８２とにより構成される。一対の第一プリズム６８１は、吸着ノズル４３の前待機位置Ｈ−１および後待機位置Ｈ＋１に対応する位置に配置される。第二プリズム６８２は、一対の第一プリズム６８１により屈折された光を入射してカメラ装置６２の光軸に平行な光に屈折させる。

上記のような構成により、光学部材６８は、反射部材６７による反射光を照射された２つの吸着ノズル４３がカメラ装置６２のカメラ視野に収まるように光路を形成する。よって、カメラ装置６２は、ロータリヘッド４１において、前待機位置Ｈ−１および後待機位置Ｈ＋１に割り出された２つの吸着ノズル４３の先端部を撮像可能に構成される。これにより、ヘッドカメラユニット６０は、図４に示すような画像データ８０をカメラ装置６２の撮像により生成し、制御装置７０へと送出する。

なお、画像データ８０は、反射部材６７を背景とし、ホルダ４２や吸着ノズル４３、部品Ｐが存在する範囲が影となるように撮像される。さらに、画像データ８０は、カメラ装置６２または制御装置７０において例えば二値化などの画像処理を実行されて、背景とのコントラストを強調される。図４および図８は、上記の二値化により黒色となる部分を斜線にて示す。

ここで、本実施形態において、照射装置６５は、カメラ装置６２による撮像の際に、制御装置７０により給電されて光を照射する。照射装置６５が光を照射した際に、反射部材６７および光学部材６８を介してカメラ装置６２に入射する光の輝度は、種々の原因により低下することがある。上記の原因としては、例えば光源６６の経年劣化や、反射部材６７や光学部材６８への粉塵の付着などが想定される。また、カメラ装置６２に入射する光の輝度は、光源６６に供給する電流の電流値を適宜変動させることにより調整することができる。

１−４．制御装置７０の詳細構成
制御装置７０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置７０は、外部のホストコンピュータと通信し、各種情報に基づいて部品移載装置３０などの動作を制御する。なお、以下の説明における「画像データ」は、説明がある場合を除いて、ヘッドカメラユニット６０の撮像により取得された画像データをいう。制御装置７０は、図１に示すように、装着制御部７１、保持検査部７２、輝度測定部７３、輝度調整部７４、および記憶部７５を有する。

装着制御部７１は、吸着ノズル４３に保持された部品Ｐを基板９０に装着させる装着処理を実行する。より詳細には、装着制御部７１は、装着処理において、部品装着機１に複数設けられた各種センサから出力される情報、画像処理などによる認識処理の結果を入力する。そして、装着制御部７１は、制御プログラムや予め設定されている規定の装着条件などに基づいて、部品移載装置３０などに制御信号を送出する。

これにより、装着ヘッド４０に支持された複数の吸着ノズル４３の位置および角度が制御される。そして、部品供給装置２０により供給された部品Ｐを採取するとともに、基板９０の規定位置に装着する。部品装着機１による装着処理の詳細については後述する。なお、上記の画像処理には、吸着ノズル４３による部品Ｐの保持状態（部品の有無および姿勢を含む）の認識処理や、基板９０の位置認識や装着された部品の適否判定が含まれる。

保持検査部７２は、装着処理の実行中において、画像データ８０に基づいて吸着ノズル４３が部品Ｐを保持しているか否かの保持検査を行う。本実施形態において、保持検査部７２は、ヘッドカメラユニット６０の撮像により取得した画像データ８０を用いて保持検査を行う。ここで、装着処理の実行中において、基板９０に部品Ｐの装着を試行した吸着ノズル４３が誤って部品Ｐを持ち帰ることがある。部品Ｐの持ち帰りは、例えば、吸着ノズル４３の先端部に基板９０に塗布されたクレームはんだなどが付着するなどして、部品Ｐが吸着ノズル４３から離れずに装着ヘッド４０側へと戻されることにより発生し得る。

そこで、本実施形態において、保持検査部７２は、基板９０に部品Ｐの装着を試行した吸着ノズル４３が誤って部品Ｐを持ち帰ったことを検出する持ち帰り検査を保持検査として行う。より具体的には、ロータリヘッド４１の昇降位置Ｈ０に位置決めされた吸着ノズル４３が部品Ｐの装着を試行した場合に、ロータリヘッド４１を回転させて上記の吸着ノズル４３を後待機位置Ｈ＋１に位置決めする。保持検査部７２は、この状態でヘッドカメラユニット６０の撮像により取得された画像データ８０を画像処理して、後待機位置Ｈ＋１に位置する吸着ノズル４３が部品Ｐを保持していないか否かにより持ち帰りの有無を検査する。

輝度測定部７３は、照射装置６５が光を照射した際にカメラ装置６２に入射する光の輝度を測定する。輝度測定は、例えば光路上に設けられた光センサの検出値に基づいて測定してもよい。本実施形態において、輝度測定部７３は、ヘッドカメラユニット６０のカメラ装置６２の撮像により取得された画像データ８０に基づいて輝度を測定する。

また、輝度測定部７３が輝度の測定に用いる画像データ８０は、保持検査（本実施形態において、持ち帰り検査）に用いられた画像データ８０である。詳細には、この画像データ８０は、保持検査に用いられた画像データ８０そのものでもよいし、複写されたものでもよい。さらに、輝度測定部７３は、画像データ８０の一部である測定領域８１を輝度の測定に用いる。具体的には、輝度測定部７３は、測定領域８１の平均輝度を算出し、その算出結果をカメラ装置６２に入射する光の輝度とする。その他に、輝度測定部７３は、測定領域８１における各部位について、予め設定された重み付けを勘案して輝度を測定してもよい。

ここで、輝度測定部７３による輝度の測定に要する測定時間は、測定領域８１の広さに応じて変動する。つまり、輝度測定部７３の画像処理能力が低くなるに従って、測定時間は長くなる。本実施形態において、画像データ８０における測定領域８１の位置および広さについては、装着処理における吸着ノズル４３の昇降に要する昇降時間などを勘案して設定される。測定領域８１の設定の詳細については後述する輝度調整処理において説明する。

輝度調整部７４は、保持検査部７２による保持検査（持ち帰り検査）の結果において吸着ノズル４３が部品を保持していない場合に、輝度測定部７３による輝度の測定の結果に基づいて輝度の調整を行う。具体的には、輝度調整部７４は、例えば輝度の測定結果に応じて、照射装置６５の光源６６に供給する電流値を変動させることにより調整する。

また、輝度調整部７４は、測定された輝度が標準輝度に対して許容範囲に収まっている場合には、輝度調整を省略してもよい。なお、輝度調整のために変動させる電流値は、例えば測定された輝度と標準輝度との差分に応じた値であってもよいし、現在の電流値から規定値だけ変化させた値であってもよい。

記憶部７５は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。この記憶部７５には、部品装着機１を動作させるための制御プログラム、ヘッドカメラユニット６０から制御装置７０に送出された画像データ、輝度測定部７３による測定の結果などが記憶される。

１−５．部品装着機１による装着処理
部品装着機１による装着処理について図５を参照して説明する。制御装置７０の装着制御部７１は、装着処理において、先ず、複数の吸着ノズル４３に部品Ｐを順次吸着させる吸着サイクルを実行する（ステップ１１（以下、「ステップ」を「Ｓ」と表記する））。より詳細には、装着制御部７１は、部品供給装置２０において所定種類の部品Ｐを供給するフィーダ２１の上方まで装着ヘッド４０を移動させるとともに、昇降位置Ｈ０に吸着ノズル４３を位置決めする。そして、装着制御部７１は、吸着ノズル４３を下降させて部品Ｐを吸着した後に、再び吸着ノズル４３を上昇させる。

次に、装着制御部７１は、複数の吸着ノズル４３に保持された部品Ｐの保持状態を認識する状態認識処理を実行する（Ｓ１２）。より詳細には、装着制御部７１は、装着ヘッド４０を部品カメラ５１の上方に移動させ、部品カメラ５１に撮像指令を送出する。装着制御部７１は、部品カメラ５１の撮像により取得された画像データを画像処理して、複数の吸着ノズル４３のそれぞれに保持された部品Ｐの姿勢（位置および角度）を認識する。

続いて、装着制御部７１は、複数の吸着ノズル４３に部品Ｐを基板９０に順次装着させる装着サイクルを実行する（Ｓ１３）。より詳細には、装着制御部７１は、基板９０における所定の装着位置の上方まで装着ヘッド４０を移動させるとともに、昇降位置Ｈ０に吸着ノズル４３を位置決めする。このとき、装着制御部７１は、状態認識処理（Ｓ１２）の結果に基づいて、吸着ノズル４３の位置および角度を補正する。そして、装着制御部７１は、吸着ノズル４３を下降させて部品Ｐを装着した後に、再び吸着ノズル４３を上昇させる。

そして、制御装置７０は、現在の基板９０に対して装着する全ての部品Ｐの装着が終了したか否かを判定し（Ｓ１４）、装着が終了するまでピックアンドプレースサイクル（Ｓ１１−Ｓ１３）が繰り返される。制御装置７０は、全ての部品Ｐの装着が終了した場合に（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、現在の基板９０に対する装着処理を終了する。その後に、基板搬送装置１０は、現在の基板９０を機外に搬出するとともに、次の基板９０を機内に搬入する。そして、制御装置７０は、上記のピックアンドプレースサイクルを繰り返すように装着処理を再び実行する。

１−６．保持検査および照射装置６５の輝度調整処理
保持検査部７２による保持検査、および照射装置６５の調整処理について、図４−図８を参照して説明する。装着処理における装着サイクル（図５のＳ１３）では、図７の時刻Ｔ０−時刻Ｔ１に示すように、装着ヘッド４０の装着位置への移動と、昇降位置Ｈ０への吸着ノズル４３の位置決め（ロータリヘッド４１の回転）が並行して実行される。さらに、昇降位置Ｈ０への吸着ノズル４３の位置決めが終了し、ロータリヘッド４１の回転が停止すると、部品の保持検査（持ち帰り検査）、および照射装置６５の調整処理が一連で実行される。

詳細には、保持検査部７２は、ロータリヘッド４１の回転が停止すると、後待機位置Ｈ＋１に位置決めされた吸着ノズル４３を撮像するように、ヘッドカメラユニット６０に撮像指令を送出する。これにより、図６に示すように、ヘッドカメラユニット６０による撮像処理が実行される（Ｓ２１）。このとき、照射装置６５の光源６６に所定の電流値の電流が供給され、光が照射される。そして、光源６６から照射された光は、反射部材６７および光学部材６８により形成される光路を経て、カメラ装置６２に入射する。

カメラ装置６２の撮像により、図４に示すような画像データ８０が取得される。カメラ装置６２の撮像が終了すると（図７の時刻Ｔ２）、保持検査部７２は、後待機位置Ｈ＋１に位置決めされた吸着ノズル４３が直前に試行した装着動作において誤って部品Ｐを持ち帰っていないか、または正常に部品Ｐを開放したかの持ち帰り検査を実行する（Ｓ２２）。詳細には、保持検査部７２は、画像データ８０を画像処理して、後待機位置Ｈ＋１に位置決めされた吸着ノズル４３の先端部の輪郭の適否により持ち帰りの有無を検査する。

制御装置７０は、保持検査（Ｓ２２）の結果において吸着ノズル４３が部品Ｐを保持している（持ち帰っている）場合に（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、誤動作の状態から回復させるためにリカバリ処理を実行する（Ｓ３１）。上記のリカバリ処理は、例えば吸着ノズル４３を部品廃棄ボックス（図示しない）の上方まで移動させるとともに正圧エアを供給する処理である。これにより、吸着ノズル４３の先端から正圧エアが噴出され、付着した部品Ｐが部品廃棄ボックスに廃棄される。その他に、リカバリ処理は、部品Ｐの持ち帰りが発生し、作業者によるメンテナンスが必要であることを報知する処理であってもよい。

輝度測定部７３は、保持検査（Ｓ２２）の結果において吸着ノズル４３が部品Ｐを保持していない（持ち帰っていない）場合に（Ｓ２３：Ｎｏ）、輝度測定を行う（Ｓ２４）。詳細には、輝度測定部７３は、保持検査（Ｓ２２）に用いられた画像データ８０に対して予め設定されている測定領域８１の平均輝度を算出することにより、輝度を測定する。測定された輝度が正常である場合には（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、輝度調整処理を終了する。

一方で、測定された輝度が正常でない場合には（Ｓ２５：Ｎｏ）、輝度調整部７４は、輝度測定（Ｓ２４）の結果に基づいて、輝度調整を行う（Ｓ２６）。詳細には、輝度調整部７４は、次回の撮像処理（Ｓ２１）の際に照射装置６５の光源６６に供給される電流の電流値を、測定された輝度と標準輝度との差分に応じて変動させる。これにより、次回の撮像処理（Ｓ２１）では、例えば輝度が低下した分に応じて光源６６に供給される電流が増加し、今回の撮像よりも明るくなるように光が照射される。

なお、画像データ８０における測定領域８１は、図８に示すように、吸着ノズル４３の先端から下方に位置する基準線Ｌの一部を上辺とし、所定のアスペクト比を有する矩形状に設定される。基準線Ｌは、吸着ノズル４３の個体差や熱変位などを勘案し、画像データ８０において上昇端に位置する吸着ノズル４３の先端部が含まれない上限位置に設定される。

また、輝度測定は、測定領域８１を広くするほど測定精度が向上する一方で、測定に要する測定時間（図７の時刻Ｔ３−時刻Ｔ６）が長くなる。ここで、輝度の調整時間Ｔａがカメラ装置６２の休止時間Ｔｐを超えると、次回の撮像処理（Ｓ２１）を開始できないため待機時間が発生し、装着サイクルの所要時間が延びる。

そのため、画像データ８０における測定領域８１は、輝度の調整時間Ｔａがカメラ装置６２の休止時間Ｔｐを超えないように予め設定される。ここで、「輝度の調整時間Ｔａ」とは、装着サイクルにおいてカメラ装置６２の撮像（Ｓ２１）が終了してから輝度測定部７３による輝度の測定（Ｓ２４）および輝度調整部７４による輝度の調整（Ｓ２６）が終了するまでの時間（図７の時刻Ｔ２−時刻Ｔ７）に相当する。

また、「カメラ装置６２の休止時間Ｔｐ」とは、装着サイクルにおいてカメラ装置６２の撮像（Ｓ２１）が終了してから次の撮像（Ｓ２１）が行われるまでの時間（図７の時刻Ｔ２−時刻Ｔ８）に相当する。なお、装着サイクルにおいては、装着ヘッド４０の移動に要する時間が連続する装着位置の距離により変動し、その他のロータリヘッド４１の回転や吸着ノズル４３の昇降に要する時間は概ね一定であると考えることができる。

そこで、測定領域８１は、連続する装着位置の距離が最短となる場合を基準とし、制御装置７０の画像処理能力を勘案し、カメラ装置６２の休止時間Ｔｐに対して輝度の調整時間Ｔａが短くなるように設定される。これにより、輝度測定（Ｓ２４）の結果において輝度調整が必要な場合であっても次回の撮像（Ｓ２１）までに輝度調整が終了することになる（図７の時刻Ｔ７が時刻Ｔ８より前となる）。

１−７．実施形態の構成による効果
照射装置６５による輝度の調整は、吸着ノズル４３が部品Ｐを保持する領域およびその周辺の領域を光路として、カメラに入射する光の輝度が正常であるかを測定することが好ましい。しかしながら、装着処理の実行中においては、上記の領域に部品Ｐが保持されており、装着処理への影響を防止する観点からは輝度の測定を行う期間が限られている。また、基板９０へと部品Ｐの装着を試行した後でも、吸着ノズル４３が誤って部品Ｐを持ち帰る可能性が僅かながら存在する。仮に部品Ｐを持ち帰った状態で輝度の測定および調整を行うと、正常な輝度に対して過度に輝度を高くしてしまうおそれがある。

これに対して、上記のような構成によると、装着処理の実行中において、吸着ノズル４３が部品Ｐを保持していないとの検査結果を条件に輝度測定の結果に基づいて輝度の調整が行われる。これにより、吸着ノズル４３が部品Ｐを持ち帰っておらず、部品Ｐを確実に保持も付着もしていないことを認識した上で、輝度の測定および調整を行うことができる。そして、装着処理の実行中に、照射装置６５による輝度が適宜調整されるので、調整の実行頻度を向上でき、長時間に亘る生産の継続中における輝度の低下に対応することが可能となる。よって、部品Ｐの保持状態の認識処理の精度低下を防止し、生産の停止を防止できる。

また、輝度測定部７３は、画像データ８０に基づいて輝度を測定する。このような構成によると、輝度を測定するために新たに光センサなどを光路上に設ける必要がなく、既存設備を利用できるので設備コストを低減できる。また、画像データ８０を輝度の測定に用いることにより、カメラ装置６２に入射する光の輝度を確実に測定できるので測定精度を向上できる。

また、輝度測定部７３が輝度の測定に用いる画像データ８０は、保持検査に用いられた画像データ８０である。このような構成によると、輝度測定部７３は、保持検査に用いられた画像データ８０、即ち既に撮像して取得された画像データ８０を流用して、輝度の測定を行うことができる。これにより、画像データ８０を取得するための新たな撮像を省略できるので、処理負荷を軽減できるとともに、輝度測定を速やかに開始できる。

また、保持検査部７２は、装着処理の実行中に、基板９０に部品Ｐの装着を試行した吸着ノズル４３が誤って部品Ｐを持ち帰ったことを検出する持ち帰り検査を保持検査として行う。このような構成によると、輝度測定部７３は、保持検査に用いられた画像データ８０を流用して輝度の測定を行う。これにより、持ち帰り検査の検査結果により吸着ノズル４３に部品Ｐが付着していないことを確実に認識し、当該認識を契機に輝度測定の結果を反映した輝度調整を行うことができる。これにより、仮に吸着ノズル４３が誤って部品Ｐを持ち帰った場合には、輝度の測定および調整が行われるのを防止し、正常な輝度に対して過度に輝度を高くしてしまうことを防止できる。

また、カメラ装置６２は、複数の吸着ノズル４３のうち装着ヘッド４０により昇降される位置に位置決めされた吸着ノズル４３に隣り合う２つの吸着ノズル４３を側方から撮像する。このような構成によると、反射部材６７を含めた照射装置６５の適正な状態を維持することができる。カメラ装置６２に入射する光は、光源６６から照射された光が反射部材６７で反射し、吸着ノズル４３の先端の周辺を通る光路をたどる。そのため、輝度が低下する要因としては、例えば光源６６の経年劣化の他に、反射部材６７や光学部材６８に埃などが付着したことなどが想定される。このような構成からなる照射装置６５に対応して、光源６６の輝度を測定および調整することが可能となる。

また、輝度測定部７３は、画像データ８０の一部である測定領域８１を輝度の測定に用いる。このような構成によると、画像データ８０の全体を輝度の測定に用いる構成と比較して、測定の処理負荷を軽減でき、測定の所要時間を短縮できる。よって、装着処理に輝度の測定および調整が影響することを防止できるので、生産効率を低下させることなく輝度の適正な状態を維持することができる。

測定領域８１の広さは、カメラ装置６２の撮像が終了してから次の撮像が行われるまでの休止時間Ｔｐに対して、カメラ装置６２の撮像が終了してから輝度測定部７３による輝度の測定および輝度調整部７４による輝度の調整が終了するまでの調整時間Ｔａが短くなるように設定される（Ｔｐ＞Ｔａ）。このような構成によると、調整時間Ｔａが装着処理に影響することを確実に防止できるので、生産効率の低下を防止できる。また、測定領域８１を適宜設定することが可能なので、輝度の測定精度の低下を最小限に抑制しつつ、適正な輝度を維持することができる。

２．実施形態の変形態様
２−１．輝度の測定について
実施形態において、輝度測定部７３は、保持検査部７２による保持検査に用いられた画像データ８０における測定領域８１に基づいて輝度を測定する構成とした。これに対して、輝度測定部７３は、画像データ８０のうちホルダ４２、吸着ノズル４３、および部品Ｐが写り得る領域を除いた全ての領域を測定領域として輝度を測定してもよい。このような構成によると、輝度測定に用いられる画像領域が広くなるため測定精度の向上を図ることができる。

また、実施形態において、輝度測定に用いられる画像データ８０は、保持検査部７２による保持検査に用いられた画像データ８０である構成とした。これに対して、輝度測定部７３は、例えば測定用の電流値を光源６６に供給した状態で、新たに撮像を行うようにカメラ装置６２に撮像指令を送出し、その撮像により取得された画像データに基づいて輝度を測定してもよい。

また、輝度測定部７３は、他の処理に用いられた画像データ８０に基づいて輝度を測定してもよい。例えば、輝度測定部７３は、吸着サイクルにおいて行われる吸着検査に用いられた画像データに基づいて輝度を測定してもよい。ここで、装着処理の実行中において、部品供給装置２０から部品Ｐの採取を試行した後の吸着ノズル４３が部品Ｐを吸着していないことがある。このような吸着不良は、例えば、フィーダ２１に装填されたキャリアテープのキャビティに部品Ｐが収容されていなかったり、下降した吸着ノズル４３の先端部が部品Ｐに到達しなかったりした場合に発生し得る。

そこで、部品装着機１は、上記の吸着検査を行う吸着検査部をさらに備える。ここでは、吸着検査部は、保持検査部７２の一機能として部品装着機１に組み込まれた態様として説明する。吸着検査部としての保持検査部７２は、部品供給装置２０から部品Ｐの採取を試行した後の吸着ノズル４３が部品Ｐを吸着しているか否かの吸着検査を行う。より具体的には、ロータリヘッド４１の昇降位置Ｈ０に位置決めされた吸着ノズル４３が部品Ｐの採取を試行した場合に、ロータリヘッド４１を回転させて上記の吸着ノズル４３を後待機位置Ｈ＋１に位置決めする。

保持検査部７２は、この状態でヘッドカメラユニット６０の撮像により取得された画像データを画像処理して、後待機位置Ｈ＋１に位置する吸着ノズル４３が部品Ｐを保持しているか否かにより吸着不良の有無を検査する。そして、保持検査部７２は、装着処理の実行中に、上記の吸着検査に用いられた画像データのうち部品供給装置２０から部品Ｐの採取を試行する前の吸着ノズル４３（即ち、前待機位置Ｈ−１に位置決めされた吸着ノズル４３）が撮像された領域を用いて、この吸着ノズル４３が先に実行された装着サイクルにおいて誤って部品Ｐを持ち帰ったことを検出する持ち帰り検査を保持検査として行う。

そして、輝度測定部７３は、上記の保持検査に用いられた画像データのうち前待機位置Ｈ−１に位置決めされた吸着ノズル４３が撮像された領域に基づいて、輝度を測定する。このように、装着処理では、保持検査としての持ち帰り検査を装着サイクルにて行う他に、吸着サイクルにて行うことがある。そして、輝度測定部７３は、上記のように画像データのうち吸着検査では不使用の領域（前待機位置Ｈ−１の吸着ノズル４３が撮像された領域）を用いて、保持検査および輝度測定を行うことができる。

また、輝度測定の結果により輝度調整が必要であれば、吸着サイクルにおいて輝度調整を行うことができる。但し、上記のように吸着検査に用いられた画像データを流用して、輝度測定などを行うには、光学部材６８の構成により１回の撮像で２つの吸着ノズル４３を同時に撮像可能なヘッドカメラユニット６０の構成が必要となる。

２−２．測定結果の統計
部品装着機１は、実施形態にて例示した態様により、装着処理の実行中に輝度測定および必要な輝度調整を行う。このような構成において、部品装着機１は、複数回に亘る輝度測定部７３による輝度の測定の結果を統計情報Ｎｓとして記憶部７５に記憶してもよい。また、上記の統計情報Ｎｓは、図９に示すように、測定に用いた画像データ８０における吸着ノズル４３に係るノズル情報Ｎｎ、および吸着ノズル４３を支持するホルダ４２に係るホルダ情報Ｎｈが含まれるようにしてもよい。

上記の「ノズル情報Ｎｎ」および「ホルダ情報Ｎｈ」は、例えば吸着ノズル４３やホルダ４２にそれぞれ付与された識別符号や、それぞれの種別を含む情報である。また、統計情報Ｎｓは、輝度測定の測定番号（図９の「Ｎｏ．」）ごとの測定値に、輝度測定に用いられた画像データを取得するための撮像を行った際のロータリヘッド４１の角度、ノズル情報Ｎｎ、およびホルダ情報Ｎｈを関連付けた情報としてもよい。

このような構成によると、統計情報Ｎｓとして輝度の測定の結果が蓄積されるため、輝度がどのように低下しているかなどの変化を捉えることができる。また、照射装置６５の反射部材６７は、ロータリヘッド４１と一体的に回転する。そのため、複数回に亘る撮像に用いられた反射部材６７の各角度を統計情報に含ませることにより、輝度の低下の原因が光源６６にあるのか、または反射部材６７にあるのかなどの判断材料とすることができる。これにより、輝度の低下に対して適正な対処が可能となり、生産の停止を防止して生産効率の低下を抑制できる。

ここで、画像データ８０を用いて輝度の測定を行う場合には、画像データ８０に含まれる吸着ノズル４３やホルダ４２の占める領域の大きさや形状が測定結果に影響し得る。そのため、画像データ８０にノズル情報Ｎｎやホルダ情報Ｎｈを含ませることにより、統計情報Ｎｓをより高精度に解析することが可能となる。これにより、輝度の変化の傾向を適正に認識したり、輝度の低下の原因の特定および対処を確実に行ったりすることが可能となる。

２−３．その他
実施形態において、装着ヘッド４０は、複数の吸着ノズル４３を支持可能なロータリヘッド４１を有する構成とした。これに対して、装着ヘッド４０は、１つの吸着ノズル４３のみを支持する構成としてもよい。このような構成においても実施形態と同様に、吸着ノズル４３を対象とした部品の保持検査を行い、その保持検査の結果において吸着ノズル４３が部品を保持していない場合に、輝度測定の結果に基づいて輝度調整を行う構成とすることができる。

また、ヘッドカメラユニット６０は、反射部材６７を有しない構成としてもよい。例えば、ロータリヘッド４１の下端に反射部材６７に代えて光源６６を配置し、吸着ノズル４３の周囲を光路とする光をカメラ装置６２に入射させて撮像を行ってもよい。また、光源６６が吸着ノズル４３に光を直接的に照射し、その反射光をカメラ装置６２に入射させて撮像を行ってもよい。但し、ヘッドカメラユニット６０の構成を簡易にし、２つの吸着ノズル４３を同時に撮像可能にするという観点からは、実施形態にて例示した態様が好適である。

実施形態において、保持検査部７２、輝度測定部７３、および輝度調整部７４は、制御装置７０に組み込まれた態様を例示して説明した。これに対して、保持検査部７２、輝度測定部７３、および輝度調整部７４は、ヘッドカメラユニット６０に組み込まれる構成としてもよい。このような構成によると、保持検査などの結果のみが制御装置７０に送出されることになり、画像データの転送を省略できる。ヘッドカメラユニット６０と制御装置７０との間における通信負荷を軽減できる。

また、上記の構成によると、輝度測定や輝度調整をヘッドカメラユニット６０において完結することができるので、制御装置７０における処理負荷を軽減できる。なお、ヘッドカメラユニット６０は、移動台３２に設けられて装着ヘッド４０と一体的に移動することから、小型で軽量であることが望ましい。そのため、ヘッドカメラユニット６０には、制御装置７０と比較すると画像処理能力が低いＣＰＵが搭載されることがある。このような観点からは、画像データ８０における測定領域８１を適宜設定することは、装着処理の効率低下を防止することができ特に有用である。

実施形態において、輝度測定部７３は、保持検査としての持ち帰り検査が終了し、検査結果において吸着ノズル４３が部品Ｐを持ち帰っていない場合に（Ｓ２３：Ｎｏ）、輝度測定を行う構成とした。これに対して、輝度測定部７３は、例えば保持検査と並行して同一の画像データ８０を用いて輝度測定を行う構成としてもよい。そして、輝度調整部７４は、持ち帰り検査が終了した後に、その検査結果において持ち帰りがない場合に輝度測定の結果を用いて輝度調整をする。輝度調整部７４は、仮に検査結果において持ち帰りがある場合には、輝度測定の結果を破棄して輝度調整処理を終了する。

このような構成によると、持ち帰り検査と並行して輝度測定を行うことが可能となるので、輝度測定の所要時間を長く確保して測定精度の向上を図ったり、輝度測定の所要時間を変えずに調整時間Ｔａの短縮を図ったりすることができる。但し、上記のように持ち帰り検査の結果によっては、輝度測定が無駄となることがあるため、処理負荷をなるべく軽減するという観点からは、実施形態にて例示した態様が好適である。

また、実施形態において、照射装置６５の輝度調整処理は、装着サイクル（Ｓ１３）でロータリヘッド４１が回転する度に実行される構成とした。これに対して、照射装置６５の輝度調整処理は、適宜設定された頻度で実行され得る。例えば、輝度調整処理は、ロータリヘッド４１が所定角度にある場合に実行されたり、複数回に亘るピックアンドプレースサイクルのうち１回においてロータリヘッド４１が回転する度に実行されたりする構成としてもよい。その他に、輝度調整処理は、前回の輝度調整処理から一定期間が経過したこと、または所定回数の撮像処理が実行されたことを契機に実行されるように、頻度を適宜設定され得る。

１：部品装着機、 １０：基板搬送装置、 ２０：部品供給装置、 ３０：部品移載装置、 ３２：移動台、 ４０：装着ヘッド、 ４２：ホルダ、 ４３：吸着ノズル、 ６０：ヘッドカメラユニット、 ６２：カメラ装置、 ６５：照射装置、 ６６：光源、 ６７：反射部材、 ６８：光学部材、 ７０：制御装置、 ７１：装着制御部、 ７２：保持検査部（吸着検査部）、 ７３：輝度測定部、 ７４：輝度調整部、 ７５：記憶部、 ８０：画像データ、 ８１：測定領域、 ９０：基板、 Ｐ：部品、 Ｔａ：調整時間、 Ｔｐ：（カメラ装置の）休止時間、 Ｎｓ：統計情報、 Ｎｎ：ノズル情報、 Ｎｈ：ホルダ情報

Claims (10)

1. 水平方向に移動可能な移動台と、
   部品を吸着して保持する吸着ノズルと、
   前記移動台に設けられ、前記吸着ノズルを昇降可能に支持する装着ヘッドと、
   前記吸着ノズルに光を照射する照射装置と、
   前記移動台に設けられ、前記照射装置により光を照射された前記吸着ノズルを撮像するカメラ装置と、
   前記カメラ装置の撮像により取得された画像データを用いて、前記吸着ノズルに保持された前記部品を基板に装着させる装着処理を実行する装着制御部と、
   前記装着処理の実行中において、前記画像データに基づいて前記吸着ノズルが前記部品を保持しているか否かの保持検査を行う保持検査部と、
   前記照射装置が光を照射した際に前記カメラ装置に入射する光の輝度を測定する輝度測定部と、
   前記保持検査の結果において前記吸着ノズルが前記部品を保持していない場合に、前記輝度測定部による前記輝度の測定の結果に基づいて前記輝度の調整を行う輝度調整部と、
   を備える部品装着機。
2. 前記輝度測定部は、前記画像データに基づいて前記輝度を測定する、請求項１に記載の部品装着機。
3. 前記輝度測定部が前記輝度の測定に用いる前記画像データは、前記保持検査に用いられた前記画像データである、請求項２に記載の部品装着機。
4. 前記保持検査部は、前記装着処理の実行中に、前記基板に前記部品の装着を試行した前記吸着ノズルが誤って前記部品を持ち帰ったことを検出する持ち帰り検査を前記保持検査として行う、請求項３に記載の部品装着機。
5. 前記装着ヘッドは、円周上に等間隔で配置された前記吸着ノズルを支持するロータリヘッドを有し、
   前記照射装置は、
   前記ロータリヘッドの回転の中心方向に光を照射する光源と、
   前記ロータリヘッドに設けられ、前記光源が照射した光を反射する反射部材と、
   前記反射部材による反射光を照射された２つの前記吸着ノズルが前記カメラ装置のカメラ視野に収まるように光路を形成する光学部材と、を有し、
   前記カメラ装置は、複数の前記吸着ノズルのうち前記装着ヘッドにより昇降される位置に位置決めされた前記吸着ノズルに隣り合う２つの前記吸着ノズルを側方から撮像する、請求項３または４に記載の部品装着機。
6. 前記部品装着機は、前記装着処理の実行中に、前記画像データのうち前記部品を供給する供給装置から前記部品の採取を試行した後の前記吸着ノズルが撮像された領域を用いて、前記吸着ノズルが前記部品を吸着しているか否かの吸着検査を行う吸着検査部をさらに備え、
   前記保持検査部は、前記装着処理の実行中に、前記吸着検査に用いられた前記画像データのうち前記供給装置から前記部品の採取を試行する前の前記吸着ノズルが撮像された領域を用いて、前記吸着ノズルが誤って前記部品を持ち帰ったことを検出する持ち帰り検査を前記保持検査として行う、請求項５に記載の部品装着機。
7. 前記輝度測定部は、前記画像データの一部である測定領域を前記輝度の測定に用いる、請求項２−６の何れか一項に記載の部品装着機。
8. 前記輝度測定部による前記輝度の測定に要する測定時間は、前記測定領域の広さに応じて変動し、
   前記測定領域の広さは、前記カメラ装置の撮像が終了してから次の撮像が行われるまでの休止時間に対して、前記カメラ装置の撮像が終了してから前記輝度測定部による前記輝度の測定および前記輝度調整部による前記輝度の調整が終了するまでの調整時間が短くなるように設定される、請求項７に記載の部品装着機。
9. 前記部品装着機は、複数回に亘る前記輝度測定部による前記輝度の測定の結果を統計情報として記憶する、請求項２−８の何れか一項に記載の部品装着機。
10. 前記装着ヘッドは、前記移動台に対して昇降可能に構成され、前記吸着ノズルを支持するホルダを有し、
    前記統計情報には、測定に用いた前記画像データにおける前記吸着ノズルに係るノズル情報、および前記吸着ノズルを支持する前記ホルダに係るホルダ情報の少なくとも一方が含まれる、請求項９に記載の部品装着機。

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