JPWO2019163018A1

JPWO2019163018A1 - 部品実装システム及び、部品保持方法

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Publication number: JPWO2019163018A1
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Abstract

部品を散在するステージと、前記ステージ上を移動し、前記ステージ上の部品を保持する保持具と、前記保持具が保持に失敗した前記ステージ上の部品の位置情報を記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶された位置情報にある部品を保持対象から除外して、前記部品を保持するように前記保持具の作動を制御する制御装置とを備える部品実装システム。

Description

本発明は、部品が散在されるステージを備える部品実装システム等に関するものである。

部品実装システムには、下記特許文献に記載されているように、ステージの上に散在された状態で部品を供給するものがある。

国際公開第２０１６／０４６８９７号公報

本発明は、ステージ上の部品を適切に供給することを課題とする。

上記課題を解決するために、本明細書は、部品を散在するステージと、前記ステージ上を移動し、前記ステージ上の部品を保持する保持具と、前記保持具が保持に失敗した前記ステージ上の部品の位置情報を記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶された位置情報にある部品を保持対象から除外して、前記部品を保持するように前記保持具の作動を制御する制御装置とを備える部品実装システムを開示する。

また、上記課題を解決するために、本明細書は、部品を散在するステージ上を移動する保持具によって、前記ステージ上の部品を保持する部品保持方法であって、前記保持具が保持に失敗した前記ステージ上の部品の位置情報を記憶する記憶工程と、前記記憶工程において記憶された位置情報にある部品を保持対象から除外して、前記部品を保持するように前記保持具の作動を制御する制御工程とを含む部品保持方法を開示する。

本開示によれば、ステージに散在された部品が保持具により保持される際に、当該部品の保持に失敗した場合に、その部品のステージ上での位置に関する位置情報が記憶される。そして、その位置情報に応じた位置に散在されている部品が、保持対象の部品から除外される。これにより、保持具による保持に失敗した部品、つまり、保持具により保持し難い部品の保持を禁止することができ、ステージ上の部品の適切な供給を担保することが可能となる。

部品実装機を示す斜視図である。部品実装機の部品装着装置を示す斜視図である。ばら部品供給装置を示す斜視図である。部品供給ユニットを示す斜視図である。部品供給ユニットを示す透過図である。部品供給ユニットを示す透過図である。部品散在装置を示す斜視図である。部品散在装置を示す斜視図である。部品保持ヘッドを示す斜視図である。第２の部品保持ヘッドを示す斜視図である。電子回路部品が収納された状態の部品受け部材を示す図である。部品実装機の制御装置を示すブロック図である。ステージの上にリード部品が散在された状態を示す図である。パターンマッチングにより認識されるリード部品を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

（Ａ）部品実装機の構成
図１に、部品実装機１０を示す。部品実装機１０は、回路基材１２に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機１０は、装置本体２０、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４、撮像装置２６，２８、部品供給装置３０、ばら部品供給装置３２、制御装置（図１２参照）３４を備えている。なお、回路基材１２として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。

装置本体２０は、フレーム部４０と、そのフレーム部４０に上架されたビーム部４２とによって構成されている。基材搬送保持装置２２は、フレーム部４０の前後方向の中央に配設されており、搬送装置５０とクランプ装置５２とを有している。搬送装置５０は、回路基材１２を搬送する装置であり、クランプ装置５２は、回路基材１２を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置２２は、回路基材１２を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材１２を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材１２の搬送方向をＸ方向と称し、その方向に直角な水平の方向をＹ方向と称し、鉛直方向をＺ方向と称する。つまり、部品実装機１０の幅方向は、Ｘ方向であり、前後方向は、Ｙ方向である。

部品装着装置２４は、ビーム部４２に配設されており、２台の作業ヘッド６０，６２と作業ヘッド移動装置６４とを有している。各作業ヘッド６０，６２は、吸着ノズル（図２参照）６６を有しており、吸着ノズル６６によって部品を保持する。また、作業ヘッド移動装置６４は、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とＺ方向移動装置７２とを有している。そして、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とによって、２台の作業ヘッド６０，６２は、一体的にフレーム部４０上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド６０，６２は、図２に示すように、スライダ７４，７６に着脱可能に装着されており、Ｚ方向移動装置７２は、スライダ７４，７６を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド６０，６２は、Ｚ方向移動装置７２によって、個別に上下方向に移動させられる。

撮像装置２６は、下方を向いた状態でスライダ７４に取り付けられており、作業ヘッド６０とともに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に移動させられる。これにより、撮像装置２６は、フレーム部４０上の任意の位置を撮像する。撮像装置２８は、図１に示すように、フレーム部４０上の基材搬送保持装置２２と部品供給装置３０との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、撮像装置２８は、作業ヘッド６０，６２の吸着ノズル６６に保持された部品を撮像する。

部品供給装置３０は、フレーム部４０の前後方向での一方側の端部に配設されている。部品供給装置３０は、トレイ型部品供給装置７８とフィーダ型部品供給装置（図示省略）とを有している。トレイ型部品供給装置７８は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置は、テープフィーダ（図示省略）、スティックフィーダ（図示省略）によって部品を供給する装置である。

ばら部品供給装置３２は、フレーム部４０の前後方向での他方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置３２は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。以下に、部品供給装置３２の構成について詳しく説明する。なお、部品供給装置３０および、ばら部品供給装置３２によって供給される部品として、電子回路部品，太陽電池の構成部品，パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品，リードを有さない部品等が有る。

ばら部品供給装置３２は、図３に示すように、本体８０と、部品供給ユニット８２と、撮像装置８４と、部品引渡し装置８６とを有している。

（ａ）部品供給ユニット
部品供給ユニット８２は、部品供給器８８と部品散在装置（図４参照）９０と部品戻し装置（図４参照）９２とを含み、それら部品供給器８８と部品散在装置９０と部品戻し装置９２とが一体的に構成されたものである。部品供給ユニット８２は、本体８０のベース９６に着脱可能に組み付けられており、ばら部品供給装置３２では、５台の部品供給ユニット８２が、Ｘ方向に１列に並んで配設されている。

部品供給器８８は、概して直方体の箱形状をなし、図４及び図５に示すように、Ｙ方向に延びるように配設されている。なお、Ｙ方向を部品供給器８８の前後方向と記載し、部品供給ユニット８２において、部品戻し装置９２が配設されている側に向かう方向を、前方と記載し、部品供給器８８が配設されている側に向かう方向を、後方と記載する。

部品供給器８８は、上面と前面とにおいて開口しており、上面の開口は、部品の投入口９７とされ、前面の開口は部品の排出口９８とされている。部品供給器８８では、投入口９７の下方に、傾斜板１０４が配設されている。傾斜板１０４は、部品供給器８８の後方側の端面から中央方向に向かって、下方に傾斜するように配設されている。

また、傾斜板１０４の前方側に、図５に示すように、コンベア装置１０６が配設されている。コンベア装置１０６は、傾斜板１０４の前方側端部から部品供給器８８の前方に向かって、上方に傾斜するように配設されている。なお、コンベア装置１０６のコンベアベルト１１２は、図５での反時計回りに回転する。つまり、コンベア装置１０６による搬送方向は、傾斜板１０４の前端部から前方に向かって斜め上方とされている。

また、コンベア装置１０６の前方側端部の下方には、傾斜板１２６が配設されている。傾斜板１２６は、部品供給器８８の前方側の端面からコンベア装置１０６の下方に向かって配設されており、後方側の端部が斜め下方に傾斜している。さらに、その傾斜板１２６の下方にも、傾斜板１２８が配設されている。傾斜板１２８は、コンベア装置１０６の中央部の下方から部品供給器８８の排出口９８に向かって、前方側の端部が下方に位置するように傾斜している。

また、ベース９６には、図４に示すように、１対のサイドフレーム部１３０が組み付けられている。１対のサイドフレーム部１３０は、対向した状態で互いに平行且つ、Ｙ方向に延びるように立設されている。そして、1対のサイドフレーム部１３０の間の距離は、部品供給器８８の幅方向の寸法より僅かに大きくされており、１対のサイドフレーム部１３０の間に、部品供給器８８が着脱可能に装着されている。

部品散在装置９０は、部品支持部材１５０と部品支持部材移動装置１５２とを含む。部品支持部材１５０は、ステージ１５６と１対の側壁部１５８とによって構成されている。ステージ１５６は、概して長手形状の板形状をなし、１対のサイドフレーム部１３０の間に装着された部品供給器８８の下方から前方に延び出すように、配設されている。なお、ステージ１５６の上面は、概して水平とされており、図５に示すように、部品供給器８８の傾斜板１２８の前方側の端部と僅かなクリアランスのある状態で配設されている。また、１対の側壁部１５８は、図４に示すように、ステージ１５６の長手方向の両側部に立設された状態で固定されており、各側壁部１５８の上端は、ステージ１５６の上面より上方に延び出している。

また、部品支持部材移動装置１５２は、部品支持部材１５０をエアシリンダ（図１２参照）１６６の作動によりＹ方向にスライドさせる。この際、部品支持部材１５０は、部品供給器８８の下方に格納された格納状態（図６参照）と、部品供給器８８の下方から露出した露出状態（図５参照）との間で移動する。

部品戻し装置９２は、図７に示すように、部品収容容器１８０と容器搖動装置１８１とを含む。部品収容容器１８０は、概して箱状をなし、底面が円弧形状とされている。部品収容容器１８０は、部品支持部材１５０のステージ１５６の前方側の端部において搖動可能に保持されており、容器搖動装置１８１の作動により、揺動する。この際、部品収容容器１８０は、開口を上方に向けた収容姿勢（図７参照）と、開口を部品支持部材１５０のステージ１５６の上面に向けた戻し姿勢（図８参照）との間で搖動する。

（ｂ）撮像装置
撮像装置８４は、図３に示すように、カメラ２９０とカメラ移動装置２９２とを含む。カメラ移動装置２９２は、ガイドレール２９６とスライダ２９８とを含む。ガイドレール２９６は、部品供給器８８の上方において、ばら部品供給装置３２の幅方向（Ｘ方向）に延びるように、本体８０に固定されている。スライダ２９８は、ガイドレール２９６にスライド可能に取り付けられており、電磁モータ（図１２参照）２９９の作動により、任意の位置にスライドする。また、カメラ２９０は、下方を向いた状態でスライダ２９８に装着されている。

（ｃ）部品引渡し装置
部品引渡し装置８６は、図３に示すように、部品保持ヘッド移動装置３００と部品保持ヘッド３０２と２台のシャトル装置３０４とを含む。

部品保持ヘッド移動装置３００は、Ｘ方向移動装置３１０とＹ方向移動装置３１２とＺ方向移動装置３１４とを含む。Ｙ方向移動装置３１２は、Ｘ方向に延びるように、部品供給ユニット８２の上方に配設されたＹスライダ３１６を有しており、Ｙスライダ３１６は、電磁モータ（図１２参照）３１９の駆動により、Ｙ方向の任意の位置に移動する。Ｘ方向移動装置３１０は、Ｙスライダ３１６の側面に配設されたＸスライダ３２０を有しており、Ｘスライダ３２０は、電磁モータ（図１２参照）３２１の駆動により、Ｘ方向の任意の位置に移動する。Ｚ方向移動装置３１４は、Ｘスライダ３２０の側面に配設されたＺスライダ３２２を有しており、Ｚスライダ３２２は、電磁モータ（図１２参照）３２３の駆動により、Ｚ方向の任意の位置に移動する。

部品保持ヘッド３０２は、図９に示すように、ヘッド本体３３０と吸着ノズル３３２とノズル旋回装置３３４とノズル回転装置３３５とを含む。ヘッド本体３３０は、Ｚスライダ３２２と一体的に形成されている。吸着ノズル３３２は、エアの吸引により部品を保持するものであり、ホルダ３４０の下端部に着脱可能に装着されている。ホルダ３４０は、支持軸３４４において屈曲可能とされており、ノズル旋回装置３３４の作動により、ホルダ３４０が上方向に９０度屈曲する。これにより、ホルダ３４０の下端部に装着されている吸着ノズル３３２は、９０度旋回し、旋回位置に位置する。つまり、吸着ノズル３３２は、ノズル旋回装置３３４の作動により、非旋回位置と旋回位置との間で旋回する。もちろん、非旋回位置と旋回位置との間の角度で位置決め停止させることも可能である。また、ノズル回転装置３３５は、吸着ノズル３３２をそれの軸心周りに回転させる。

なお、部品保持ヘッド３０２は、圧力センサ（図１２参照）３３６を有しており、吸着ノズル３３２によるエアの吸引圧が、圧力センサ３３６により測定される。これにより、吸着ノズル３３２による部品の吸着の適否が検出される。詳しくは、吸着ノズル３３２による部品吸着後に、圧力センサ３３６による検出値、つまり、吸着ノズル３３２によるエアの吸引圧が所定の圧力に達すれば、適切に部品が吸着ノズル３３２により吸着保持されている。一方、吸着ノズル３３２による部品吸着後に、圧力センサ３３６による検出値、つまり、吸着ノズル３３２によるエアの吸引圧が所定の圧力に達しなければ、部品は吸着ノズル３３２により吸着保持されていない。このように、部品保持ヘッド３０２では、吸着ノズル３３２による部品の吸着の適否が検出される。

また、部品引渡し装置８６は、図１０に示すように、部品保持ヘッド３０２と異なる構造の部品保持ヘッド３６０を有しており、部品保持ヘッド３０２の代わりに、Ｚスライダ３２２に着脱可能に装着される。部品保持ヘッド３６０は、８個のチャック３６２を有しており、それら８個のチャック３６２の各々は、１対の把持爪３６４を接近離間させることで、部品を把持する。なお、８個のチャック３６２は、部品保持ヘッド３６０に着脱可能とされており、チャック３６２の代わりに、吸着ノズル３３２を装着することも可能とされている。つまり、部品保持ヘッド３６０には、吸着ノズル３３２とチャック３６２とのうちの任意のものを８個装着することが可能とされている。

また、２台のシャトル装置３０４の各々は、図３に示すように、部品キャリヤ３８８と部品キャリヤ移動装置３９０とを含み、部品供給ユニット８２の前方側に横方向に並んで、本体８０に固定されている。部品キャリヤ３８８には、５個の部品受け部材３９２が、横方向に一列に並んだ状態で装着されており、各部品受け部材３９２に、部品が載置される。

なお、ばら部品供給装置３２は、種々の部品を供給することが可能であり、部品受け部材３９２は、部品の形状に応じて種々のものが用意されている。ここでは、ばら部品供給装置３２により供給される電子回路部品として、図１１に示すように、リードを有するリード部品４１０に対応する部品受け部材３９２について説明する。リード部品４１０は、ブロック状の部品本体４１２と、部品本体４１２の底面から突出する２本のリード４１４とから構成されている。

また、部品受け部材３９２には、リード部品４１０に応じた形状の部品受容凹部４１６が形成されている。部品受容凹部４１６は、段付き形状の凹部であり、部品受け部材３９２の上面に開口する本体部受容凹部４１８と、その本体部受容凹部４１８の底面に開口するリード受容凹部４２０とから構成されている。そして、リード部品４１０は、リード４１４が下方を向く姿勢で、部品受容凹部４１６の内部に挿入される。これにより、リード４１４がリード受容凹部４２０に挿入されるとともに、部品本体４１２が本体部受容凹部４１８に挿入された状態で、リード部品４１０が部品受容凹部４１６の内部に載置される。

また、部品キャリヤ移動装置３９０は、図３に示すように、板状の長手部材であり、前後方向に延びるように、部品供給ユニット８２の前方側に配設されている。部品キャリヤ移動装置３９０の上面には、部品キャリヤ３８８が前後方向にスライド可能に配設されており、電磁モータ（図１２参照）４３０の駆動により、前後方向の任意の位置にスライドする。なお、部品キャリヤ３８８が、部品供給ユニット８２に接近する方向にスライドした際には、部品保持ヘッド移動装置３００による部品保持ヘッド３０２の移動範囲内に位置する部品受取位置までスライドする。一方、部品キャリヤ３８８が、部品供給ユニット８２から離れる方向にスライドした際には、作業ヘッド移動装置６４による作業ヘッド６０，６２の移動範囲内に位置する部品供給位置までスライドする。

また、制御装置３４は、図１２示すように、統括制御装置４５０と、複数の個別制御装置（図では１つのみ図示されている）４５２と、画像処理装置４５４とを含む。統括制御装置４５０は、コンピュータを主体として構成されたものであり、基材搬送保持装置２２，部品装着装置２４，撮像装置２６，撮像装置２８，部品供給装置３０，ばら部品供給装置３２に接続されている。これにより、統括制御装置４５０は、基材搬送保持装置２２，部品装着装置２４，撮像装置２６，撮像装置２８，部品供給装置３０，ばら部品供給装置３２を統括して制御する。複数の個別制御装置４５２は、コンピュータを主体として構成されたものであり、基材搬送保持装置２２，部品装着装置２４，撮像装置２６，撮像装置２８，部品供給装置３０，ばら部品供給装置３２に対応して設けられている（図では、ばら部品供給装置３２に対応する個別制御装置４５２のみが図示されている）。

ばら部品供給装置３２の個別制御装置４５２は、部品散在装置９０，部品戻し装置９２，カメラ移動装置２９２，部品保持ヘッド移動装置３００，部品保持ヘッド３０２，シャトル装置３０４に接続されている。これにより、ばら部品供給装置３２の個別制御装置４５２は、部品散在装置９０，部品戻し装置９２，カメラ移動装置２９２，部品保持ヘッド移動装置３００，部品保持ヘッド３０２，シャトル装置３０４を制御する。また、画像処理装置４５４は、撮像装置８４に接続されており、撮像装置８４により撮像された撮像データを処理する。その画像処理装置４５４は、ばら部品供給装置３２の個別制御装置４５２に接続されている。これにより、ばら部品供給装置３２の個別制御装置４５２は、撮像装置８４により撮像された撮像データを取得する。

また、ばら部品供給装置３２は記憶装置４５８を有している。その記憶装置４５８は、個別制御装置４５２に接続されており、個別制御装置４５２からの指令に従って、各種情報を記憶する。

（Ｂ）部品実装機の作動
部品実装機１０は、上述した構成によって、基材搬送保持装置２２に保持された回路基材１２に対して部品の装着作業が行われる。具体的には、回路基材１２が、作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置５２によって固定的に保持される。次に、撮像装置２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。これにより、回路基材１２の保持位置の誤差に関する情報が得られる。また、部品供給装置３０若しくは、ばら部品供給装置３２は、所定の供給位置において、部品を供給する。なお、ばら部品供給装置３２による部品の供給に関しては、後で詳しく説明する。そして、作業ヘッド６０，６２の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、吸着ノズル６６によって部品を保持する。続いて、部品を保持した作業ヘッド６０，６２が、撮像装置２８の上方に移動し、撮像装置２８によって、吸着ノズル６６に保持された部品が撮像される。これにより、部品の保持位置の誤差に関する情報が得られる。そして、部品を保持した作業ヘッド６０，６２が、回路基材１２の上方に移動し、保持している部品を、回路基材１２の保持位置の誤差，部品の保持位置の誤差等を補正し、回路基材１２上に装着する。

（Ｃ）ばら部品供給装置の作動
ばら部品供給装置３２では、リード部品４１０が、作業者によって部品供給器８８の投入口９７から投入され、その投入されたリード部品４１０が、部品供給ユニット８２，部品引渡し装置８６の作動により、部品キャリヤ３８８の部品受け部材３９２に載置された状態で供給される。

詳しくは、作業者は、５つあるうちの１つの部品供給器８８の上面の投入口９７から、ばら部品供給装置３２が供給する複数種類の部品のうち、その１つの部品供給器８８が供給する部品として、リード部品４１０を投入する。この際、部品支持部材１５０は、部品支持部材移動装置１５２の作動により、部品供給器８８の下方に移動しており、格納状態とされている（図６参照）。なお、部品支持部材１５０が格納状態とされている際に、部品支持部材１５０の前方側の端部に配設された部品収容容器１８０は、部品供給器８８の前方に位置しており、部品収容容器１８０の開口を上方に向けた姿勢（収容姿勢）とされている。

部品供給器８８の投入口９７から投入されたリード部品４１０は、部品供給器８８の傾斜板１０４の上に落下し、傾斜板１０４の前方側の下端まで転がり落ちる。この際、傾斜板１０４の前方側の下端まで転がり落ちたリード部品４１０は、傾斜板１０４の前方側の下端と、コンベア装置１０６の後方側の下端との間に山積される。そして、コンベア装置１０６が作動されることで、コンベア装置１０６のコンベアベルト１１２が図６での反時計回りに周回する。これにより、傾斜板１０４とコンベアベルト１１２との間に山積されたリード部品４１０が、コンベアベルト１１２によって斜め上方に向かって搬送される。

そして、コンベアベルト１１２によって搬送されたリード部品４１０は、コンベア装置１０６の前方側の上端から傾斜板１２６の上に落下する。その傾斜板１２６の上に落下したリード部品４１０は、傾斜板１２６の上を後方に向かって転がり落ち、傾斜板１２８の上に落下する。その傾斜板１２８の上に落下したリード部品４１０は前方に向かって転がり落ち、部品供給器８８の前方側の排出口９８から排出される。

これにより、部品供給器８８の排出口９８から排出されたリード部品４１０は、部品収容容器１８０の内部に収容される。そして、部品供給器８８から所定量のリード部品４１０が排出されると、つまり、コンベア装置１０６が一定量作動すると、コンベア装置１０６が停止する。次に、部品支持部材１５０が、部品支持部材移動装置１５２の作動により、格納状態から前方に向かって移動する。

そして、部品支持部材１５０が格納状態から所定量、前方に向かって移動したタイミングで、部品戻し装置９２の容器搖動装置１８１が作動し、部品収容容器１８０が搖動する。これにより、部品収容容器１８０の姿勢が、開口を上方に向けた姿勢（収容姿勢）から、開口をステージ１５６に向けた姿勢（戻し姿勢）に勢いよく変化する。この際、部品収容容器１８０に収容されたリード部品４１０が、ステージ１５６に向かって勢いよく放出される。これにより、部品収容容器１８０からステージ１５６の上にリード部品４１０が散在される。

なお、部品支持部材１５０のステージ１５６の上にリード部品４１０が散在されると、図１３に示すように、リード部品４１０は、概ね２つの姿勢でステージ１５６の上に散在される。具体的には、第１の姿勢として、リード４１４の延び出す面が側方を向き、その２本のリード４１４が概して水平方向に並んだ状態の姿勢で、リード部品４１０は散在される。また、第２の姿勢として、リード４１４の延び出す面が側方を向き、その２本のリード４１４が概して鉛直方向に並んだ状態の姿勢で、リード部品４１０は、散在される。なお、リード部品４１０を散在される姿勢によって区別する際に、第１の姿勢のリード部品４１０ａ、第２の姿勢のリード部品４１０ｂと記載する。

リード部品４１０が、上述したようにステージ１５６の上に散在されると、撮像装置８４のカメラ２９０が、カメラ移動装置２９２の作動により、部品支持部材１５０の上方に移動する。そして、ステージ１５６の上に散在されているリード部品４１０が、カメラ２９０により撮像される。そして、カメラ２９０により撮像された撮像データに基づいて、ピックアップの対象となるリード部品（以下、「ピックアップ対象部品」と略す場合がある）が、パターンマッチングによって特定される。

具体的には、カメラ２９０によるリード部品４１０の撮像データに基づいて、リード部品４１０の外形線（アウトライン）が特定され、リード部品４１０の上面の形状、つまり、リード部品４１０の上方からの視点における形状が演算される。さらに、撮像データに基づいて、リード部品４１０の位置も演算される。一方、記憶装置４５８には、図１４に示すように、第１の姿勢のリード部品４１０ａの外形線に応じた形状の画像データ（以下、「第１姿勢部品画像データ」と略する場合がある）が記憶されている。

そして、撮像データに基づいて演算されたリード部品４１０の上面の形状（以下、「撮像部品形状」と記載する場合がある）が、第１姿勢部品画像データに基づくリード部品４１０の形状（以下、「第１記憶部品形状」と記載する場合がある）と一致するか否かが判断される。そして、撮像部品形状が第１記憶部品形状と一致すると判断された場合に、その撮像部品形状に応じたリード部品４１０が、ピックアップ対象部品として設定される。

つまり、第１の姿勢のリード部品４１０ａが、ピックアップ対象部品として設定され、第２の姿勢のリード部品４１０ｂは、ピックアップ対象部品として設定されない。これは、第２姿勢のリード部品４１０ｂでは、上方を向く部品本体４１２の側面の面積が小さく、部品本体４１２を吸着ノズル３３２により適切に保持できないためである。

そして、ピックアップ対象部品として設定されたリード部品４１０の位置情報などが、撮像データに基づいて演算される。次に、演算されたピックアップ対象部品の位置情報に基づいて、ピックアップ対象部品の上方に、部品保持ヘッド３０２が、部品保持ヘッド移動装置３００の作動により移動し、吸着ノズル３３２によってピックアップ対象部品が吸着保持される。なお、吸着ノズル３３２によってピックアップ対象部品が吸着保持される際に、吸着ノズル３３２は、非旋回位置に位置している。

次に、リード部品４１０が吸着ノズル３３２によって保持された後に、部品保持ヘッド３０２が部品キャリヤ３８８の上方に移動する。この際、部品キャリヤ３８８は、部品キャリヤ移動装置３９０の作動により、部品受取位置に移動している。また、部品保持ヘッド３０２が部品キャリヤ３８８の上方に移動する際に、吸着ノズル３３２は、旋回位置に旋回される。なお、旋回位置の吸着ノズル３３２に保持されたリード部品４１０のリード４１４が、鉛直方向での下方を向くように、吸着ノズル３３２は、ノズル回転装置３３５の作動により、旋回する。

また、部品保持ヘッド３６０にリード部品４１０が保持される場合に、部品保持ヘッド３６０のチャック３６２は、リード４１４を下方に向けた姿勢のリード部品４１０の部品本体４１２を把持する。このため、チャック３６２に把持されたリード部品４１０では、旋回されなくても、リード４１４が鉛直方向での下方を向いており、部品受け部材３９２の部品受容凹部４１６内に挿入される。これにより、部品保持ヘッド３６０では、部品を旋回することなく、部品受容凹部４１６にリード部品４１０が載置される。

また、部品保持ヘッド３０２が部品キャリヤ３８８の上方に移動すると、リード４１４が鉛直方向での下方を向いた状態のリード部品４１０が、部品受け部材３９２の部品受容凹部４１６内に挿入される。これにより、リード部品４１０は、図１１に示すように、リード４１４を鉛直方向での下方に向けた状態で、部品受け部材３９２に載置される。

そして、リード部品４１０が部品受け部材３９２に載置されると、部品キャリヤ３８８は、部品キャリヤ移動装置３９０の作動により、部品供給位置に移動する。部品供給位置に移動した部品キャリヤ３８８は、作業ヘッド６０，６２の移動範囲に位置しているため、ばら部品供給装置３２では、この位置においてリード部品４１０が部品実装機１０に供給される。このように、ばら部品供給装置３２では、リード４１４が下方を向き、リード４１４が接続された底面と対向する上面が上方を向いた状態で、リード部品４１０が供給される。このため、作業ヘッド６０，６２の吸着ノズル６６は、適切にリード部品４１０を保持することができる。

また、ばら部品供給装置３２では、部品支持部材１５０のステージ１５６の上にピックアップ対象部品が散在されている際に、散在されているピックアップ対象部品のピックアップが繰り返され、ピックアップされたピックアップ対象部品が部品受け部材３９２に載置される。そして、その部品受け部材３９２が部品供給位置に移動することで、リード部品４１０の供給が行われる。

つまり、部品保持ヘッド３０２に保持されたリード部品４１０が、部品受け部材３９２に載置されると、部品保持ヘッド３０２は、再度、ステージ１５６の上方に移動する。なお、部品保持ヘッド３０２がステージ１５６上のリード部品４１０を保持し、当該保持したリード部品４１０を部品受け部材３９２に載置している間に、ステージ１５６の上に散在されているリード部品４１０が、カメラ２９０により撮像される。この際、その撮像により作成された撮像データに基づいて、上述したパターンマッチングにより、ピックアップ対象部品が特定され、特定されたピックアップ対象部品の位置が演算される。そして、特定されたピックアップ対象部品が、演算された位置において、部品保持ヘッド３０２により保持される。

つまり、ステージ１５６の上からリード部品４１０がピックアップされる毎に、ステージ１５６に散在されているリード部品４１０がカメラ２９０により撮像される。そして、部品保持ヘッド３０２は、カメラ２９０による撮像が行われる毎に、新たな撮像により作成された撮像データに基づいて、ピックアップ対象部品をピックアップする。これは、適切な保持動作を担保するためである。詳しくは、部品保持ヘッド３０２による保持動作が一度でも行われると、部品保持ヘッド３０２のステージ１５６へのアクセスによって、ステージ上の部品位置がズレる虞がある。そこで、部品保持ヘッド３０２による保持動作が行われる毎に、新たな撮像データが作成され、その新たな撮像データに基づいて部品保持ヘッド３０２による保持動作が行われる。これにより、部品保持ヘッド３０２のステージ１５６へのアクセス、例えば、吸着ノズル３３２のリード部品４１０への接触、あるいは動作振動によって、ステージ上の部品位置がズレた場合であっても、部品位置がズレた後の撮像データに基づいて、部品保持ヘッド３０２による保持動作が実行されるため、部品保持ヘッド３０２による保持動作を適切に担保することができる。

ただし、このように、部品保持ヘッド３０２による保持動作毎に、カメラ２９０による撮像が行われて、部品保持ヘッド３０２による保持動作が担保されても、部品保持ヘッド３０２がリード部品４１０の保持に失敗する場合がある。部品保持ヘッド３０２によるリード部品４１０の保持失敗の理由としては、種々の理由があるが、例えば、部品の寸法誤差が挙げられる。具体的には、例えば、部品の設計上の厚さ寸法が、１０ｍｍであるにも拘らず、実際の部品の厚さ寸法が、９．９ｍｍである場合において、上下方向における保持位置の誤差等により、その部品の保持に失敗する場合がある。吸着ノズル３３２の寸法誤差、あるいは、吸着ノズル３３２や部品の破損においても同様である。このような場合には、その部品に対して、保持動作を何度繰り返しても、保持に失敗する可能性が高い。そして、保時に失敗する可能性の高い部品に対して、何度も保持動作を行うことは時間の無駄である。

このようなことに鑑みて、ばら部品供給装置３２では、部品保持ヘッド３０２による部品の保持が失敗した場合に、その保持に失敗した部品のステージ１５６での位置に関する情報（以下、「位置情報」と記載する）を記憶する。そして、その位置情報に応じた位置に散在されている部品が、ピックアップ対象部品から除外される。

具体的には、部品保持ヘッド３０２による部品の保持動作が行われると、保持対象の部品が吸着ノズル３３２により適切に保持されたか否かが判断される。この際、上述したように、圧力センサ３３６の検出値が所定の圧力に達していれば、保持対象の部品が適切に吸着ノズル３３２により保持されたと判断され、吸着ノズル３３２により保持された部品が、部品受け部材３９２に載置される。一方、部品保持ヘッド３０２による部品の保持動作後に、圧力センサ３３６の検出値が所定の圧力に達しなければ、保持対象の部品が吸着ノズル３３２により保持されていない（吸着されていない）と判断される。つまり、保持対象の部品の保持に失敗したと判断される。

そして、保持対象の部品の保持に失敗したと判断されると、保持に失敗した際の部品の保持位置の座標が特定される。つまり、部品保持ヘッド３０２による部品の保持動作時には、保持対象の部品の位置がステージ上でのＸＹ座標で演算され、その演算されたＸＹ座標での位置において、保持対象の部品の中心位置（形状が非対称である場合は重心位置）が吸着ノズル３３２により保持されるため、その保持対象の部品のＸＹ座標での位置が、保持に失敗した際の部品の保持位置の座標として特定される。そして、その保持位置を中心とした半径２ｍｍの領域が、部品の保持に失敗した領域（以下、「部品保持失敗領域」と記載する）として設定される。

具体的に、例えば、図１３に示すように、ステージ１５６に複数のリード部品４１０が散在されている状態において、ステージ１５６での右下に位置する第１の姿勢のリード部品４１０ａの保持に失敗した場合について説明する。この第１の姿勢のリード部品４１０ａの保持位置は、部品の中心位置である×印４３０により示される位置であり、その×印４３０を中心とする半径２ｍｍの領域４３２が、部品保持失敗領域として設定され、その部品保持失敗領域４３２が記憶装置４５８に記憶される。なお、半径２ｍｍの根拠としては、ばら部品供給装置３２により供給可能な部品の最小寸法が４ｍｍ角程度であり、その中心から半径２ｍｍの領域を部品保持失敗領域４３２に設定することで、保持に失敗した部品が位置ズレを起こした場合であっても、経験上、部品保持失敗領域４３２の内部に、保持に失敗した部品の中心位置が含まれる場合が多いためであり、その部品保持失敗領域４３２は部品の大きさや形状、あるいは保持条件に応じて随時変更が可能である。

そして、部品保持失敗領域４３２が記憶装置４５８に記憶されると、その部品保持失敗領域４３２の内部に位置する部品が、ピックアップ対象部品から除外される。つまり、撮像データに基づいて、パターンマッチングが実行されることで、ピックアップ対象部品が特定され、特定されたピックアップ対象部品のステージ上での位置が演算される。続いて、ピックアップ対象部品のステージ上での位置が、部品保持失敗領域４３２の内部に位置しているか否かが判断される。そして、部品保持失敗領域４３２の内部に位置する部品は、ピックアップ対象部品から除外される。

つまり、例えば、図１３に示すステージ１５６では、第１の姿勢のリード部品４１０ａが５個、存在し、それら５個のリード部品４１０ａが、パターンマッチングにより、ピックアップ対象部品として特定される。ただし、それら５個のリード部品４１０ａのうちの右下に位置するリード部品４１０ａの中心位置は、部品保持失敗領域４３２の内部に位置するため、ピックアップ対象部品から除外される。このため、図１３に示すステージ１５６では、それ以外の４個のリード部品４１０ａがピックアップ対象部品と認定され、それら４個のピックアップ対象部品から、順次、部品保持ヘッド３０２により保持される。

このように、保持に失敗した部品の位置が、部品保持失敗領域４３２として記憶装置４５８に記憶され、その部品保持失敗領域４３２に位置する部品が、ピックアップ対象部品から除外されることで、適切に保持することができない可能性の高い部品の保持を防止することができる。これにより、適切に保持することができない可能性の高い部品の保持に要する時間を省くことが可能となり、時間の浪費を抑制することができる。

また、ステージ１５６からピックアップ対象部品が、順次、ピックアップされると、ピックアップ対象部品から除外されたリード部品４１０，ピックアップが不可能と判断されたリード部品４１０、判別が不能と判断されたリード部品４１０が、ステージ１５６に残存する。このため、ステージから、そのようなリード部品４１０をピックアップすることはできない。そこで、ばら部品供給装置３２では、そのような場合に、ステージ１５６の上に残存しているリード部品４１０が部品収容容器１８０に回収される。そして、部品収容容器１８０に回収されたリード部品４１０が、ステージ１５６の上に、再度、散在され、リード部品４１０の姿勢が変更されることで、ステージ１５６からのリード部品４１０のピックアップが再開される。

具体的には、ステージ１５６の上のピックアップ対象部品が全てピックアップされると、部品支持部材１５０が、部品支持部材移動装置１５２の作動により、部品供給器８８の下方に向かって移動する。つまり、部品支持部材１５０が、露出状態（図５参照）から格納状態（図６参照）に向かって移動する。この際、部品支持部材１５０の前端部に配設されている部品収容容器１８０は、開口を上方に向けた姿勢（回収姿勢）とされている。そして、部品支持部材１５０が露出状態から格納状態に向かって移動する際に、部品支持部材１５０のステージ１５６上のリード部品４１０は、部品供給器８８の傾斜板１２８の前方側の端部によって堰き止められる。

さらに、部品支持部材１５０が、図６に示すように、格納状態に至るまで移動すると、ステージ１５６上のリード部品４１０が、部品収容容器１８０の内部に掻き落とされる。これにより、ステージ１５６の上のリード部品４１０が、部品収容容器１８０に回収される。このように、ステージ１５６の上のリード部品４１０が部品収容容器１８０に回収されると、その回収されたリード部品４１０に加えてピックアップされた分のリード部品４１０が部品供給器８８から補給され、それらを合算したリード部品４１０が部品収容容器１８０からステージ１５６の上に補給される。

詳しくは、部品収容容器１８０へのリード部品４１０の回収が完了した際に、部品支持部材１５０は、図６に示すように、格納状態とされている。このため、部品支持部材１５０が、部品支持部材移動装置１５２の作動により、格納状態から前方に向かって移動する。そして、部品支持部材１５０が格納状態から所定量、前方に向かって移動したタイミングで、部品戻し装置９２の容器搖動装置１８１が作動し、部品収容容器１８０が搖動する。これにより、部品収容容器１８０の姿勢が、開口を上方に向けた姿勢（収容姿勢）から、開口をステージ１５６に向けた姿勢（戻し姿勢）に勢いよく変化する。

この際、部品収容容器１８０に収容されたリード部品４１０が、ステージ１５６に向かって勢いよく放出される。これにより、部品収容容器１８０からステージ１５６の上にリード部品４１０が散在される。つまり、部品収容容器１８０に回収されたリード部品４１０が、ステージ１５６に補給される。これにより、補給されたリード部品４１０の姿勢が変更され、ステージ１５６の上から、再度、ピックアップ対象となったリード部品４１０がピックアップされる。

なお、ステージ１５６の上のリード部品４１０が、部品収容容器１８０に回収され、部品収容容器１８０に回収されたリード部品４１０が、再度、ステージ１５６の上に散在されると、記憶装置４５８に記憶された部品保持失敗領域４３２は、削除される。これは、リード部品４１０の部品収容容器１８０への回収及び、ステージ１５６への再散在により、保持に失敗した部品が、部品保持失敗領域４３２から移動するためである。このため、リード部品４１０の部品収容容器１８０への回収及び、ステージ１５６への再散在の後に、上記手順に従って、ピックアップ対象部品が特定され、ピックアップ対象部品がピックアップされる。そして、その際に、部品保持に失敗すると、その部品の保持位置（部品の中心位置）に基づいて、部品保持失敗領域４３２が設定され、部品保持失敗領域４３２に中心位置がある部品が、ピックアップ対象部品から除外される。

ちなみに、ばら部品供給装置３２は、部品供給システムの一例である。ステージ１５６は、ステージの一例である。カメラ２９０は、撮像装置の一例である。吸着ノズル３３２は、保持具の一例である。個別制御装置４５２は、制御装置の一例である。記憶装置４５８は、記憶装置の一例である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、部品保持ヘッド３０２による保持動作が行われる毎に、カメラ２９０によりステージ１５６が撮像され、撮像が行われる毎に、新たな撮像により作成された撮像データに基づいて、部品保持ヘッド３０２により部品の保持動作が行われている。一方、１の撮像データに基づいて、部品保持ヘッド３０２による保持動作が、複数回実行されてもよい。具体的には、例えば、部品保持ヘッド３０２による部品の保持動作が、２以上の設定回数、実行される毎に、カメラ２９０によりステージ１５６が撮像され、１の撮像データに基づいて、部品保持ヘッド３０２による部品の保持動作が、上記設定回数、実行されてもよい。つまり、１の撮像データを、部品保持ヘッド３０２による保持動作に、設定回数分、使いまわしてもよい。また、撮像するタイミングは、部品収容容器１８０に収容されたリード部品４１０をステージ１５６に散在した直後である時に限定されず、散在した後であって、部品を吸着する前のタイミングであれば何れのタイミングであってもよい。これにより、カメラ２９０による撮像回数を少なくすることが可能となる。

また、部品保持ヘッド３０２は、１個の吸着ノズル３３２しか有していないため、リード部品４１０が１個毎に、ステージ１５６から部品受容凹部４１６に載置されているが、部品保持ヘッド３６０は、複数のチャック３６２を有しているため、複数のリード部品４１０を順次、ステージ１５６から部品受容凹部４１６に載置することが可能である。つまり、部品保持ヘッド３６０は、８個のチャック３６２により８個のリード部品４１０を把持した後に、ステージ１５６の上から部品受け部材３９２の上に移動し、それら８個のリード部品４１０の全てが、順次、部品受容凹部４１６を全て埋めるようにして載置される。これにより、効率よくステージ１５６上のリード部品４１０を部品受容凹部４１６に載置することが可能となる。

また、保持具である吸着ノズル３３２を把持チャックに変更して適用することは容易である。

また、上記実施例では、リード部品４１０に本発明が適用されているが、種々の種類の部品に本発明を適用することが可能である。具体的には、例えば、太陽電池の構成部品，パワーモジュールの構成部品，リードを有さない電子回路部品等に、本発明を適用することが可能である。

３２：ばら部品供給装置（部品供給システム）１５６：ステージ２９０：カメラ（撮像装置）３３２：吸着ノズル（保持具）４５２：個別制御装置（制御装置）

Claims

部品を散在するステージと、
前記ステージ上を移動し、前記ステージ上の部品を保持する保持具と、
前記保持具が保持に失敗した前記ステージ上の部品の位置情報を記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に記憶された位置情報にある部品を保持対象から除外して、前記部品を保持するように前記保持具の作動を制御する制御装置と
を備える部品実装システム。
前記位置情報は、前記保持具が保持に失敗した部品の保持位置を含む所定の領域に関する情報である請求項１に記載の部品実装システム。
前記部品実装システムが、
前記ステージ上の部品を撮像する撮像装置を備え、
前記制御装置は、
前記撮像装置による撮像データに基づいて、前記保持具の作動を制御する請求項１または請求項２に記載の部品実装システム。
前記撮像装置は、
前記保持具による部品の保持動作が実行される毎に、前記ステージ上の部品を撮像し、
前記制御装置は、
前記撮像装置により撮像が行われる毎に、新たな撮像により作成された撮像データに基づいて、前記保持具の作動を制御する請求項３に記載の部品実装システム。
前記制御装置は、
前記撮像装置による１の撮像データに基づいて、前記保持具による部品の保持動作が複数回実行されるように、前記保持具の作動を制御する請求項３に記載の部品実装システム。
前記撮像装置は、
前記保持具による部品の保持動作が、設定回数、実行される毎に、前記ステージ上の部品を撮像し、
前記制御装置は、
前記撮像装置による１の撮像データに基づいて、前記保持具による部品の保持動作が、前記設定回数、実行されるように、前記保持具の作動を制御する請求項５に記載の部品実装システム。
前記部品実装システムは、
複数の前記保持具を備え、
前記制御装置は、
前記複数の保持具の全てで部品を保持した後に、前記ステージ上から移動するように、前記複数の保持具の作動を制御する請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の部品実装システム。
前記部品実装システムは、
前記保持具が前記ステージ上の部品を保持することで、前記ステージ上の保持対象の部品が減少した場合に、前記ステージに散在する部品の数を増加させる増加機構を備える請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の部品実装システム。
部品を散在するステージ上を移動する保持具によって、前記ステージ上の部品を保持する部品保持方法であって、
前記保持具が保持に失敗した前記ステージ上の部品の位置情報を記憶する記憶工程と、
前記記憶工程において記憶された位置情報にある部品を保持対象から除外して、前記部品を保持するように前記保持具の作動を制御する制御工程と
を含む部品保持方法。