JPWO2020039569A1 - 部品装着機および部品採取方法 - Google Patents

Abstract

部品装着機は、部品供給装置と第一判断部と第二判断部とタイミング設定部とを備える。第一判断部は、部品が採取位置において採取される前に部品を撮像し部品供給装置における部品の供給状態の適否を判断する供給状態判断を、部品供給装置から基板に供給される部品の数より少ない所定数の部品である第一部品について行う。第二判断部は、第一部品が供給された後に部品供給装置から供給される部品である第二部品についての供給状態判断の要否を、第一判断部による判断結果に基づいて判断する。タイミング設定部は、部品を採取し保持して基板に装着する保持部材が部品を採取するために下降動作を開始する動作開始タイミングを、第一部品および第二部品の両方について設定する。

Description

本明細書は、部品装着機および部品採取方法に関する技術を開示する。

特許文献１に記載の表面実装機は、部品供給装置と、監視手段と、ヘッド制御手段とを備えている。部品供給装置は、実装ヘッドがピックアップ動作を行う位置に到達する時間に合わせて電子部品を部品供給位置へ供給する供給動作プログラムに基づいて、電子部品の供給動作を行う。監視手段は、供給動作プログラムに対する供給動作の遅れを察知して信号を発生する。ヘッド制御手段は、当該信号を受けたときに、実装ヘッドの移動を制御する。

特許文献２に記載の実装装置は、撮像手段と、発光体座標検出手段と、制御手段とを備えている。撮像手段は、発光部品のうち少なくとも発光体の一部を含む領域を撮像して発光部品画像を取得する。発光体座標検出手段は、発光部品画像に基づいて発光体の特定部位の座標を検出する。制御手段は、検出された特定部位の座標に基づいて、発光部品を保持し発光部品を基板上に移動して、発光体の特定部位が基板上の所定座標に位置するように、発光部品の実装を行う。

特開２００９−２３１３６６号公報 国際公開第２０１６／０２０９７５号

部品供給装置から基板に供給されるすべての部品について、部品を採取する前に部品を撮像し部品の供給状態の適否を判断する供給状態判断を行うと、部品装着機のサイクルタイムが増加する可能性がある。また、部品の供給状態判断を行う部品装着機では、上記撮像が必要なため、部品が採取位置に位置決めされた後に、部品を採取する保持部材の下降動作を開始している。

このような事情に鑑みて、本明細書は、部品供給装置から所定数の部品を供給した後に供給する部品について供給状態判断の要否を判断するとともに、保持部材が部品を採取するために下降動作を開始する動作開始タイミングを設定可能な部品装着機および部品採取方法を開示する。

本明細書は、部品供給装置と、第一判断部と、第二判断部と、タイミング設定部とを備える部品装着機を開示する。前記部品供給装置は、基板に装着する部品を順に供給する。前記第一判断部は、前記部品が採取位置において採取される前に前記部品を撮像し前記部品供給装置における前記部品の供給状態の適否を判断する供給状態判断を、前記部品供給装置から前記基板に供給される前記部品の数より少ない所定数の前記部品である第一部品について行う。前記第二判断部は、前記第一部品が供給された後に前記部品供給装置から供給される前記部品である第二部品についての前記供給状態判断の要否を、前記第一判断部による判断結果に基づいて判断する。前記タイミング設定部は、前記部品を採取し保持して前記基板に装着する保持部材が前記部品を採取するために下降動作を開始する動作開始タイミングを、前記第一部品および前記第二部品の両方について設定する。

また、本明細書は、基板に装着する部品を順に供給する部品供給装置を備える部品装着機に適用され、第一判断工程と、第二判断工程と、タイミング設定工程とを備える部品採取方法を開示する。前記第一判断工程は、前記部品が採取位置において採取される前に前記部品を撮像し前記部品供給装置における前記部品の供給状態の適否を判断する供給状態判断を、前記部品供給装置から前記基板に供給される前記部品の数より少ない所定数の前記部品である第一部品について行う。前記第二判断工程は、前記第一部品が供給された後に前記部品供給装置から供給される前記部品である第二部品についての前記供給状態判断の要否を、前記第一判断工程による判断結果に基づいて判断する。前記タイミング設定工程は、前記部品を採取し保持して前記基板に装着する保持部材が前記部品を採取するために下降動作を開始する動作開始タイミングを、前記第一部品および前記第二部品の両方について設定する。

上記の部品装着機によれば、第一判断部、第二判断部およびタイミング設定部を備えている。これにより、上記の部品装着機は、第二部品についての供給状態判断の要否を、第一判断部による判断結果に基づいて判断することができる。また、上記の部品装着機は、第一部品および第二部品の両方について動作開始タイミングを設定することができる。部品装着機について上述したことは、部品採取方法についても同様に言える。

部品装着機１０の構成例を示す平面図である。 部品装着ヘッド２０の構成例を示す側面図である。 部品装着機１０の制御ブロックの一例を示すブロック図である。 第一判断部４１、第二判断部４２およびタイミング設定部４３による制御手順の一例を示すフローチャートである。 保持部材制御部４４による制御手順の一例を示すフローチャートである。 初期化部４５による制御手順の一例を示すフローチャートである。 第一部品８１が撮像位置ＰＣ１に位置決めされたときの第一部品８１の供給状態の一例を示す平面図である。 第一タイミングＴＧ１の一例を示す模式図である。 第二タイミングＴＧ２の一例を示す模式図である。 撮像位置ＰＣ１と採取位置ＰＰ１が異なる部品供給装置１２の一例を示す平面図である。 第一判断部４１、第二判断部４２およびタイミング設定部４３による制御手順の他の一例を示すフローチャートである。

１．実施形態
１−１．部品装着機１０の構成例
図１に示すように、部品装着機１０は、基板搬送装置１１、部品供給装置１２、部品移載装置１３、部品カメラ１４、基板カメラ１５および制御装置１６を備えている。基板搬送装置１１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（Ｘ軸方向）に搬送する。基板９０は、回路基板であり、電子回路および電気回路のうちの少なくとも一方を形成する。基板搬送装置１１は、部品装着機１０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１１は、部品装着機１０による部品８０の装着処理が終了した後に、基板９０を部品装着機１０の機外に搬出する。

部品供給装置１２は、基板９０に装着する部品８０を順に供給する。具体的には、部品供給装置１２は、基板９０の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられる複数のフィーダ１２１を備えている。複数のフィーダ１２１の各々は、複数の部品８０が収納されているキャリアテープをピッチ送りさせて、フィーダ１２１の先端側に設けられる採取位置ＰＰ１において、部品８０を採取可能に供給する。

部品移載装置１３は、ヘッド駆動装置１３１および移動台１３２を備えている。ヘッド駆動装置１３１は、直動機構により移動台１３２を、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１３２には、クランプ部材（図示略）により部品装着ヘッド２０が着脱可能に（交換可能に）設けられている。部品装着ヘッド２０は、部品８０を採取して位置決めされた基板９０に部品８０を装着する。具体的には、部品装着ヘッド２０は、部品供給装置１２により供給される部品８０を保持部材３０によって採取して、位置決めされた基板９０の所定の装着位置に装着する。

部品カメラ１４および基板カメラ１５は、例えば、撮像素子を有するデジタル式の撮像装置を用いることができる。撮像素子は、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ：Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ：Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などのイメージセンサを用いることができる。部品カメラ１４および基板カメラ１５は、制御装置１６から送出される制御信号に基づいて撮像を行う。部品カメラ１４および基板カメラ１５は、撮像により取得した画像データを制御装置１６に送出する。

部品カメラ１４は、光軸がＺ軸方向の上向き（鉛直上方方向）となるように、部品装着機１０の基台に固定されている。部品カメラ１４は、保持部材３０によって保持されている部品８０を下方から撮像可能に構成されている。基板カメラ１５は、光軸がＺ軸方向の下向き（鉛直下方方向）となるように、部品移載装置１３の移動台１３２に設けられている。基板カメラ１５は、基板９０を上方から撮像可能に構成されている。また、基板カメラ１５は、部品８０の撮像位置ＰＣ１（本実施形態では、採取位置ＰＰ１と同じ位置）において、部品８０を上方から撮像することもできる。

制御装置１６は、公知の中央演算装置および記憶装置を備えており、制御回路が構成されている（いずれも図示略）。中央演算装置は、ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔであり、種々の演算処理を行うことができる。記憶装置は、第一記憶装置および第二記憶装置を備えている。第一記憶装置は、揮発性の記憶装置（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）であり、第二記憶装置は、不揮発性の記憶装置（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）である。制御装置１６には、基板９０に部品８０を装着する装着処理において、部品装着機１０に設けられている複数の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が入力される。制御装置１６は、制御プログラムおよび予め設定されている所定の装着条件などに基づいて、部品移載装置１３に対して制御信号を送出する。

制御装置１６は、部品８０が採取位置ＰＰ１において採取される前に部品８０を撮像して、部品供給装置１２における部品８０の供給状態の適否を判断する供給状態判断を行うことができる。部品８０は、例えば、基板カメラ１５によって撮像することができる。制御装置１６は、保持部材３０によって部品８０を採取する前に、保持部材３０の位置および角度を制御することもできる。

また、制御装置１６は、保持部材３０によって部品８０が採取され保持された後に、保持部材３０の位置および角度を制御することもできる。具体的には、制御装置１６は、保持部材３０によって保持されている部品８０を、部品カメラ１４を用いて撮像する。制御装置１６は、部品カメラ１４の撮像により取得した画像データに基づいて、保持部材３０における部品８０の姿勢を認識する。このとき、制御装置１６は、例えば、基板９０に対する位置決めの基準位置となる部品８０の部位、部品８０の外観で特徴的な部位などを画像処理により把握することによって、部品８０の姿勢を認識することができる。

次に、制御装置１６は、基板９０における所定位置の上方に向かって、部品装着ヘッド２０を移動させる。このとき、制御装置１６は、画像処理により認識された部品８０の姿勢に基づいて、保持部材３０の位置および角度を補正する。そして、制御装置１６は、保持部材３０を下降させて基板９０に部品８０を装着する。基板９０に装着された部品８０は、例えば、基板９０の上面に予め塗布されている接合材（例えば、クリームはんだ）の粘性などによるタック力で保持される。制御装置１６は、上述したピックアンドプレースサイクルを繰り返すことにより、基板９０に部品８０を装着する装着処理を実行する。本明細書では、上述したピックアンドプレースサイクルに要する時間をサイクルタイムという。

１−２．部品装着ヘッド２０の構成例
部品装着ヘッド２０は、図２に示すように、移動台１３２にクランプされるヘッド本体２１を備えている。ヘッド本体２１には、Ｒ軸モータ２２によって所定の角度ごとに回転角度を割り出し可能に、ロータリヘッド２３が設けられている。ロータリヘッド２３は、Ｒ軸と同心の円周上において周方向に等間隔に複数（例えば、１２本）のツール軸２４を、Ｚ軸およびＲ軸に平行なθ軸方向（図２の上下方向）に摺動可能に且つθ軸周りに回転可能に保持する。

ツール軸２４は、スプリング（図示略）の弾性力によりロータリヘッド２３に対して上方に付勢されている。これにより、ツール軸２４は、外力が付与されていない通常状態では、上昇端に位置している。ツール軸２４の下端部には、保持部材３０が着脱可能に取り付けられる。保持部材３０には、正圧エアまたは負圧エアが供給され、部品８０を採取する。保持部材３０には、負圧エアにより部品８０を吸着する吸着ノズルの他に、正圧エアまたは負圧エアにより動作するチャック（図示略）などが含まれる。また、ツール軸２４は、保持部材３０が取り付けられると、軸内スプリング（図示略）の弾性力により、保持部材３０を下方に付勢する。

複数の保持部材３０の各々は、保持部材３０のエア通路（図示略）にエアが供給されて部品８０を保持する。複数の保持部材３０は、Ｒ軸モータ２２の駆動に伴ってロータリヘッド２３が回転することにより、Ｒ軸周りの所定の角度位置（例えば、ツール軸２４の昇降位置）に順次割り出される。部品装着ヘッド２０は、図２に示すように、ヘッド本体２１に固定されたθ軸モータ２５を備えている。θ軸モータ２５の出力軸には、複数のギヤを介して回転力を伝達可能に全てのツール軸２４が連結されている。ツール軸２４および保持部材３０は、θ軸モータ２５の動作によりθ軸周りに一体的に回転（自転）し、回転角度や回転速度が制御される。

また、ヘッド本体２１には、Ｚ軸方向（鉛直上下方向）に移動可能に作動部材２６が設けられている。作動部材２６は、Ｚ軸モータ２７の駆動によって動作するボールねじ機構２８によりＺ軸方向に昇降する。作動部材２６は、複数のツール軸２４のうちの昇降位置に割り出されたツール軸２４の上端部に接触するレバー２９を備えている。レバー２９は、作動部材２６のＺ軸方向下方への移動に伴って下降する。レバー２９は、接触するツール軸２４のスプリングの弾性力に抗してツール軸２４をＺ軸方向の下方へと押圧し、ツール軸２４を下降させる。ツール軸２４および保持部材３０は、Ｚ軸モータ２７の駆動によりＺ軸方向に一体的に昇降し、Ｚ軸方向位置や移動速度が制御される。

１−３．供給状態判断および動作開始タイミング設定の一例
既述したように、部品装着機１０は、部品供給装置１２と、制御装置１６とを備えている。部品供給装置１２は、基板９０に装着する部品８０を順に供給する。制御装置１６は、制御ブロックとして捉えると、第一判断部４１と、第二判断部４２と、タイミング設定部４３とを備えている。制御装置１６は、保持部材制御部４４および初期化部４５のうちの少なくとも一方をさらに備えると好適である。図３に示すように、本実施形態の制御装置１６は、第一判断部４１と、第二判断部４２と、タイミング設定部４３と、保持部材制御部４４と、初期化部４５とを備えている。

また、制御装置１６は、図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに示すフローチャートに従って、制御プログラムを実行する。第一判断部４１は、ステップＳ１１に示す処理を行う。第二判断部４２は、ステップＳ１２に示す判断を行う。また、第二判断部４２は、ステップＳ１３およびステップＳ１４に示す処理を行う。タイミング設定部４３は、ステップＳ１５およびステップＳ１６に示す処理を行う。保持部材制御部４４は、ステップＳ２１およびステップＳ２３に示す判断を行う。また、保持部材制御部４４は、ステップＳ２２に示す処理を行う。初期化部４５は、ステップＳ３１に示す判断を行う。また、初期化部４５は、ステップＳ３２に示す処理を行う。

１−３−１．第一判断部４１
第一判断部４１は、第一部品８１について供給状態判断を行う（ステップＳ１１）。第一部品８１は、部品供給装置１２から基板９０に供給される部品８０の数より少ない所定数の部品８０をいう。上記所定数は限定されないが、所定数は、一つであると好適である。また、第一部品８１は、部品供給装置１２から最初に供給される一つ目の部品８０であると好適である。

部品供給装置１２は、基板９０に装着する部品８０を順に供給するので、同じ供給状態が連続する可能性が高い。特に、同一の部品供給装置１２（例えば、同一のフィーダ１２１）によって、同一メーカの同一ロットで生産された同種の部品８０を供給する場合、同じ供給状態が連続する可能性がさらに高まる。具体的には、部品供給装置１２から最初に供給された一つ目の部品８０が、撮像位置ＰＣ１（採取位置ＰＰ１）に位置決めされたときの当該部品８０の位置および角度と、当該部品８０が供給された後に部品供給装置１２から供給される部品８０の位置および角度とは、所定範囲（許容範囲）に含まれる可能性が高い。そこで、本実施形態の第一判断部４１は、部品供給装置１２から最初に供給される一つ目の部品８０である第一部品８１について、供給状態判断を行う。

供給状態判断は、部品８０が図１に示す採取位置ＰＰ１において採取される前に部品８０を撮像し、部品供給装置１２における部品８０の供給状態の適否を判断することをいう。撮像手段および撮像方法は、限定されない。第一判断部４１は、例えば、基板カメラ１５を用いて、撮像位置ＰＣ１（採取位置ＰＰ１）に位置決めされている部品８０を撮像することができる。第一判断部４１は、第一部品８１が撮像位置ＰＣ１に位置決めされたときの第一部品８１の位置および角度の両方が所定範囲に含まれるときに、第一部品８１の供給状態が適当であると判断すると好適である。また、第一判断部４１は、第一部品８１が撮像位置ＰＣ１に位置決めされたときの第一部品８１の位置および角度のうちの少なくとも一方が所定範囲に含まれないときに、第一部品８１の供給状態が不適当であると判断すると好適である。

図５の破線で示す部品８０は、部品８０の中心位置８０ａが撮像位置ＰＣ１（採取位置ＰＰ１）において回転することなく、位置決めされている。同図の実線で示す第一部品８１は、第一部品８１の中心位置８１ａが撮像位置ＰＣ１（採取位置ＰＰ１）から、偏差ΔＸ分、移動した位置において、角度θ１分、反時計回りに回転して位置決めされている。部品８０の外形形状８０ｓ（同図では矩形形状）および中心位置８０ａ、並びに、第一部品８１の外形形状８１ｓ（同図では矩形形状）および中心位置８１ａは、例えば、基板カメラ１５によって撮像された撮像画像を画像処理して取得することができる。このように、第一判断部４１は、第一部品８１を撮像した撮像画像を画像処理して取得した第一部品８１の外形形状８１ｓおよび中心位置８１ａに基づいて、第一部品８１が撮像位置ＰＣ１（採取位置ＰＰ１）に位置決めされたときの第一部品８１の位置および角度を取得すると好適である。

第一判断部４１は、第一部品８１が撮像位置ＰＣ１（採取位置ＰＰ１）に位置決めされたときの第一部品８１の位置が所定範囲（許容範囲）であり、かつ、角度θ１が所定範囲（許容範囲）であるときに、第一部品８１の供給状態が適当であると判断する。第一部品８１の位置は、例えば、中心位置８１ａまたは偏差ΔＸで表すことができる。この場合、制御装置１６は、第一部品８１の供給状態に応じて、保持部材３０の採取位置ＰＰ１および角度を調整することができる。第一判断部４１は、第一部品８１が撮像位置ＰＣ１（採取位置ＰＰ１）に位置決めされたときの第一部品８１の位置（中心位置８１ａまたは偏差ΔＸ）および角度θ１のうちの少なくとも一方が所定範囲（許容範囲）に含まれないときに、第一部品８１の供給状態が不適当であると判断する。この場合、第一部品８１の供給状態は、制御プログラム、装着条件などで予定されている供給状態と異なり、例えば、第一部品８１の生産メーカ、生産ロットなどが異なる可能性がある。

１−３−２．第二判断部４２
第二判断部４２は、第二部品８２についての供給状態判断の要否を、第一判断部４１による判断結果に基づいて判断する。第二部品８２は、第一部品８１が供給された後に部品供給装置１２から供給される部品８０をいう。本実施形態では、第二部品８２は、部品供給装置１２から基板９０に供給される二つ目以降の部品８０である。

第二判断部４２は、第一判断部４１によって第一部品８１の供給状態が適当と判断されたか否かを判断する（図４Ａに示すステップＳ１２）。第一判断部４１によって第一部品８１の供給状態が適当であると判断された場合（ステップＳ１２でＹｅｓの場合）、第二判断部４２は、第二部品８２について供給状態判断が不要であると判断すると好適である（ステップＳ１３）。既述したように、同じ供給状態が連続する可能性が高い場合に、第一部品８１について供給状態が適当であれば、第二部品８２についての供給状態判断は、不要である。これにより、本実施形態の部品装着機１０は、部品８０の供給状態判断を簡素化することができる。第一判断部４１によって第一部品８１の供給状態が不適当であると判断された場合（ステップＳ１２でＮｏの場合）、第二判断部４２は、第二部品８２について供給状態判断が必要であると判断すると好適である（ステップＳ１４）。この場合、制御装置１６は、第二部品８２についても供給状態判断を行い、第二部品８２の供給状態を確認する。

１−３−３．タイミング設定部４３
タイミング設定部４３は、部品８０を採取し保持して基板９０に装着する保持部材３０が部品８０を採取するために下降動作を開始する動作開始タイミングを、第一部品８１および第二部品８２の両方について設定する。具体的には、タイミング設定部４３は、第一部品８１について第一タイミングＴＧ１を設定すると好適である。また、タイミング設定部４３は、第一判断部４１によって第一部品８１の供給状態が適当であると判断されたときに、第二部品８２について第二タイミングＴＧ２を設定すると好適である（ステップＳ１５）。但し、部品８０が撮像されるときの部品８０の撮像位置ＰＣ１と、部品８０が採取されるときの部品８０の採取位置ＰＰ１とが一致しているものとする。

第一タイミングＴＧ１は、部品８０が採取位置ＰＰ１に位置決めされた後に保持部材３０の下降動作を開始する動作開始タイミングをいう。第二タイミングＴＧ２は、保持部材３０が下降動作を開始してから部品８０に到達するまでの所要時間ΔＴ分、少なくとも第一タイミングＴＧ１と比べて早く設定される動作開始タイミングをいう。図６Ａは、第一タイミングＴＧ１の一例を示している。時刻Ｔ１１は、部品８０が採取位置ＰＰ１に位置決めされる時刻を示している。時刻Ｔ１２は、保持部材３０の下降動作を開始する時刻を示している。時刻Ｔ１３は、保持部材３０が部品８０に到達する時刻を示している。この場合、所要時間ΔＴは、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３までの時間である。

既述したように、第一判断部４１は、第一部品８１について供給状態判断を行う。そのため、第一部品８１の撮像が必要であり、第一部品８１が採取位置ＰＰ１に位置決めされた後に保持部材３０の下降動作を開始する必要がある。そこで、タイミング設定部４３は、第一部品８１について第一タイミングＴＧ１を設定する。その結果、時刻Ｔ１２において、保持部材３０の下降動作が開始され、時刻Ｔ１３において、保持部材３０が部品８０に到達する。

図６Ｂは、第二タイミングＴＧ２の一例を示している。時刻Ｔ２１は、保持部材３０の下降動作を開始する時刻を示している。時刻Ｔ１１は、図６Ａの時刻Ｔ１１と同じであり、部品８０が採取位置ＰＰ１に位置決めされる時刻を示している。第二判断部４２は、第一判断部４１によって第一部品８１の供給状態が適当であると判断されると、第二部品８２について供給状態判断が不要であると判断する。この場合、第二部品８２の撮像が不要であり、第二部品８２が採取位置ＰＰ１に位置決めされる前に保持部材３０の下降動作を開始することができる。そこで、タイミング設定部４３は、第二部品８２について第二タイミングＴＧ２を設定する。その結果、時刻Ｔ２１において、保持部材３０の下降動作が開始され、時刻Ｔ１１において、保持部材３０が部品８０に到達する。これにより、本実施形態の部品装着機１０は、サイクルタイムを低減することができる。

なお、第二部品８２が採取位置ＰＰ１に位置決めされる前に保持部材３０が到達予定位置に到達すると、第二部品８２と保持部材３０とが干渉し、保持部材３０は、第二部品８２の採取を失敗する可能性がある。そのため、図６Ｂに示すように、第二タイミングＴＧ２は、部品８０が採取位置ＰＰ１に位置決めされるタイミングに合わせて保持部材３０が部品８０に到達するように、設定されていると好適である。この場合、部品装着機１０は、サイクルタイムを最短化することができる。

また、タイミング設定部４３は、第一判断部４１によって第一部品８１の供給状態が不適当であると判断されたときに、第二部品８２について第一タイミングＴＧ１を設定すると好適である（ステップＳ１６）。つまり、タイミング設定部４３は、第一部品８１および第二部品８２の両方について第一タイミングＴＧ１を設定する。但し、部品８０が撮像されるときの部品８０の撮像位置ＰＣ１と、部品８０が採取されるときの部品８０の採取位置ＰＰ１とが一致しているものとする。

第二判断部４２は、第一判断部４１によって第一部品８１の供給状態が不適当であると判断されると、第二部品８２について供給状態判断が必要であると判断する。この場合、第二部品８２の撮像が必要であり、第二部品８２が採取位置ＰＰ１に位置決めされた後に保持部材３０の下降動作を開始する必要がある。そこで、タイミング設定部４３は、第二部品８２について第一タイミングＴＧ１を設定する。その結果、時刻Ｔ１２において、保持部材３０の下降動作が開始され、時刻Ｔ１３において、保持部材３０が部品８０に到達する。

１−３−４．保持部材制御部４４
タイミング設定部４３によって設定された動作開始タイミングは、部品供給装置１２に送信される。部品供給装置１２は、タイミング設定部４３によって設定された動作開始タイミングに基づいて、部品８０が採取位置ＰＰ１に位置決めされたことを示す完了通知を保持部材制御部４４に送信する。

例えば、部品供給装置１２が複数のフィーダ１２１を備える場合、複数のフィーダ１２１の各々は、スプロケットと、スプロケットを回転駆動させる駆動装置と、スプロケットの回転位置を検出する位置検出器とを備えている（いずれも図示略）。スプロケットは、複数の部品８０が収納されているキャリアテープをピッチ送りする。駆動装置は、例えば、ステッピングモータ、サーボモータなどの位置決め可能な電動機を用いることができる。動作開始タイミングが第一タイミングＴＧ１に設定されている場合、部品供給装置１２は、部品８０が実際に採取位置ＰＰ１に位置決めされた後に、完了通知を送信する。部品供給装置１２は、例えば、位置検出器の検出値によって、部品８０が採取位置ＰＰ１に位置決めされたことを知得することができる。

動作開始タイミングが第二タイミングＴＧ２に設定されている場合、部品供給装置１２は、部品８０が採取位置ＰＰ１に位置決めされる前に、完了通知を送信することができる。部品供給装置１２は、例えば、駆動装置に対する指令（ステッピングモータに送信するパルス信号のパルス数、サーボモータに送信する位置指令）と、位置検出器の検出値（現在位置）とによって、完了通知を送信するタイミングを知得することができる。

保持部材制御部４４は、保持部材３０を制御する。保持部材制御部４４は、部品供給装置１２から完了通知を受信したときに、保持部材３０の下降動作を開始させる。具体的には、保持部材制御部４４は、部品供給装置１２から完了通知を受信したか否かを判断する（図４Ｂに示すステップＳ２１）。完了通知を受信した場合（ステップＳ２１でＹｅｓの場合）、保持部材制御部４４は、図２に示すＺ軸モータ２７を駆動させて、ツール軸２４および保持部材３０をＺ軸方向の下方に移動させる。これにより、保持部材３０の下降動作が開始される（ステップＳ２２）。完了通知を受信していない場合（ステップＳ２１でＮｏの場合）、制御は、ステップＳ２１の判断に戻り、保持部材制御部４４は、完了通知を受信するまで待機する。

次に、保持部材制御部４４は、基板９０に装着するすべての部品８０（第一部品８１および第二部品８２）について、採取が完了したか否かを判断する（ステップＳ２３）。すべての部品８０について採取が完了した場合（ステップＳ２３でＹｅｓの場合）、制御は、一旦、終了する。すべての部品８０について採取が完了していない場合（ステップＳ２３でＮｏの場合）、制御は、ステップＳ２１の判断に戻り、保持部材制御部４４は、部品供給装置１２から完了通知を受信したか否かを判断する。

このようにして、保持部材３０は、タイミング設定部４３によって設定された動作開始タイミングで、部品８０を採取するための下降動作を開始することができる。なお、部品８０が採取位置ＰＰ１に位置決めされたことを部品供給装置１２が検出し、完了通知を送信して、保持部材制御部４４が完了通知を受信するまでには、所定時間を要する。また、保持部材制御部４４がＺ軸モータ２７を駆動させる指令を送信してから、実際に保持部材３０の下降動作が開始されるまでには、所定時間を要する。図６Ａに示す時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの時間には、これらの所定時間が含まれている。

また、保持部材制御部４４は、保持部材３０によって保持されている第一部品８１を撮像した撮像画像を画像処理して取得した保持部材３０における第一部品８１の姿勢に基づいて、保持部材３０の位置および角度を補正して第一部品８１を基板９０に装着すると好適である。具体的には、保持部材制御部４４は、例えば、保持部材３０によって保持されている第一部品８１を、図１に示す部品カメラ１４を用いて撮像する。保持部材制御部４４は、部品カメラ１４によって撮像された撮像画像を画像処理して保持部材３０における第一部品８１の姿勢を取得する。保持部材制御部４４は、第一部品８１の姿勢に基づいて、保持部材３０の位置および角度を補正して、第一部品８１を基板９０に装着する。

図５に示すように、第一部品８１の中心位置８１ａからＸ軸方向と反対方向（Ｘ軸の負の方向）に偏差ΔＸ分、移動した位置において、角度θ１分、反時計回りに回転した状態で、保持部材３０によって第一部品８１が保持されている場合を想定する。この場合、保持部材制御部４４は、制御プログラム、装着条件などによって決められている装着予定位置に対して、Ｘ軸方向と反対方向（Ｘ軸の負の方向）に偏差ΔＸ分、移動した位置を、第一部品８１の装着位置とし、保持部材３０の目標位置とする。また、保持部材制御部４４は、保持部材３０の補正回転角度を角度θ１（時計回り）とする。第一部品８１について上述したことは、第二部品８２についても同様に言える。

既述したように、第一判断部４１は、第一部品８１を撮像した撮像画像を画像処理して取得した第一部品８１の外形形状８１ｓおよび中心位置８１ａに基づいて、第一部品８１が撮像位置ＰＣ１（採取位置ＰＰ１）に位置決めされたときの第一部品８１の位置および角度を取得することができる。保持部材制御部４４が保持部材３０の位置および角度を補正する際の保持部材３０の位置決め精度は、第一判断部４１が第一部品８１について供給状態判断を行う際の第一部品８１の位置決め精度と比べて、高精度である必要がある。本実施形態の部品装着機１０は、必要とされる位置決め精度に応じて、第一部品８１および保持部材３０の位置決めを行うことができる。

１−３−５．初期化部４５
初期化部４５は、第二部品８２を供給している部品供給装置１２が取り替えられたとき、または、当該部品供給装置１２の取り替えが予測されるときに、取り替えられた部品供給装置１２から供給される部品８０について、第一判断部４１、第二判断部４２およびタイミング設定部４３による処理を実行させる。

第二部品８２を供給している部品供給装置１２（例えば、フィーダ１２１）が取り替えられたときには、第一判断部４１は、取り替えられた部品供給装置１２から供給される第一部品８１について、供給状態判断を行うと良い。また、第二判断部４２は、取り替えられた部品供給装置１２から供給される第二部品８２について、供給状態判断の要否判断を行うと良い。さらに、タイミング設定部４３は、取り替えられた部品供給装置１２から供給される第一部品８１および第二部品８２の両方について、動作開始タイミングを設定すると良い。

また、部品供給装置１２（例えば、フィーダ１２１）は、複数の部品収納部（例えば、キャリアテープが巻回されているテープリール）を備えることができる。この場合、部品供給装置１２は、一の部品収納部（テープリール）から部品８０が供給された後に、他の部品収納部（テープリール）から部品８０を供給することができる。他の部品収納部（テープリール）から部品８０を供給するタイミングは、例えば、一の部品収納部（テープリール）から供給した部品８０の部品数をカウントすることにより、予測することができる。このように、第二部品８２を供給している部品供給装置１２（部品収納部）の取り替えが予測されるときも同様に、第一判断部４１、第二判断部４２およびタイミング設定部４３は、上述した判断および処理を行うと良い。

初期化部４５は、取り替えられた部品供給装置１２から部品８０の供給が開始されるか否かを判断する（図４Ｃに示すステップＳ３１）。初期化部４５は、例えば、取り替える前の部品供給装置１２（例えば、フィーダ１２１）の識別コードと、取り替えられた部品供給装置１２（例えば、フィーダ１２１）の識別コードとの相違によって、部品供給装置１２が取り替えられた否かを判断することができる。また、初期化部４５は、例えば、生産計画などによって、部品供給装置１２の取り替えタイミングを知得することもできる。さらに、初期化部４５は、上述したように、部品８０の部品数をカウントすることにより、部品供給装置１２（部品収納部（テープリール））の取り替えタイミングを知得することもできる。

取り替えられた部品供給装置１２から部品８０の供給が開始される場合（ステップＳ３１でＹｅｓの場合）、初期化部４５は、初期化処理を行う（ステップＳ３２）。具体的には、初期化部４５は、取り替えられた部品供給装置１２から供給される第一部品８１について、第一判断部４１に既述した判断を行わせる。また、初期化部４５は、取り替えられた部品供給装置１２から供給される第二部品８２について、第二判断部４２に既述した判断を行わせる。さらに、初期化部４５は、取り替えられた部品供給装置１２から供給される第一部品８１および第二部品８２の両方について、タイミング設定部４３に動作開始タイミングを設定させる。取り替えられた部品供給装置１２から供給される部品８０の供給開始でない場合（ステップＳ３１でＮｏの場合）、制御は、一旦、終了する。

２．変形形態
部品８０が撮像されるときの部品８０の撮像位置ＰＣ１と、部品８０が採取されるときの部品８０の採取位置ＰＰ１とは、異なっていても良い。図７は、撮像位置ＰＣ１と採取位置ＰＰ１が異なる部品供給装置１２（例えば、フィーダ１２１）の一例を示している。図８は、この場合の第一判断部４１、第二判断部４２およびタイミング設定部４３による制御手順の一例を示している。

図８のステップＳ４１に示す処理は、図４ＡのステップＳ１１に示す処理に相当する。ステップＳ４２に示す判断は、ステップＳ１２に示す判断に相当する。ステップＳ４３に示す処理は、ステップＳ１３に示す処理に相当する。ステップＳ４４に示す処理は、ステップＳ１４に示す処理に相当する。ステップＳ４５に示す処理は、ステップＳ１５に示す処理に相当する。また、図８に示す制御は、図４ＡのステップＳ１６に示す処理の代わりに、ステップＳ４５に示す処理（ステップＳ１５に相当する処理）を行う。

図７に示すように、例えば、部品８０の採取位置ＰＰ１が、部品８０を撮像するときに用いる光源の照射範囲ＲＡ１から所定距離Ｌ１以上、離間している場合を想定する。所定距離Ｌ１は、当該光源を用いて部品８０を撮像可能な最大範囲であり、例えば、照射範囲ＲＡ１の中心を起点とする距離で表すことができる。所定距離Ｌ１は、部品８０の種類、撮像条件（例えば、光源の光量、照射角度、露光時間、絞り）などに基づいて、予め設定しておくことができる。本形態の部品装着機１０は、部品８０を撮像するときに用いる光源の取り付け位置が、採取位置ＰＰ１によって限定されない。

本形態では、部品８０の採取位置ＰＰ１において部品８０を撮像することができない。そのため、部品８０の供給状態判断を行う際に、採取位置ＰＰ１と異なる位置で部品８０を撮像する必要がある。この場合、制御装置１６は、部品供給装置１２に対して、採取位置ＰＰ１と異なる撮像位置ＰＣ１に部品８０を位置決めさせる。撮像位置ＰＣ１と採取位置ＰＰ１が同じ場合と同様にして、第一判断部４１は、第一部品８１について、供給状態判断を行う（ステップＳ４１）。そして、第二判断部４２は、第一判断部４１によって第一部品８１の供給状態が適当であると判断されたときに（ステップＳ４２でＹｅｓの場合）、第二部品８２について供給状態判断が不要であると判断すると好適である（ステップＳ４３）。また、第二判断部４２は、第一判断部４１によって第一部品８１の供給状態が不適当であると判断されたときに（ステップＳ４２でＮｏの場合）、第二部品８２について供給状態判断が必要であると判断すると好適である（ステップＳ４４）。

制御装置１６は、部品８０の撮像が完了した後に、部品供給装置１２に対して、採取位置ＰＰ１に部品８０を位置決めさせる。採取位置ＰＰ１では部品８０の撮像を行わないので、第一判断部４１によって判断された第一部品８１の供給状態の適否に関わらず、タイミング設定部４３は、第一部品８１および第二部品８２の両方について第二タイミングＴＧ２を設定する（ステップＳ４５）。なお、制御装置１６は、部品供給装置１２に対して、撮像位置ＰＣ１から後退位置ＰＢ１に部品８０を一旦移動させた後に部品８０を前進させて、採取位置ＰＰ１に部品８０を位置決めさせることもできる。これにより、部品装着機１０は、バックラッシによる位置決め誤差を低減することができる。

３．その他
部品供給装置１２（例えば、フィーダ１２１）は、基板９０に装着する部品８０を順に供給することができれば良く、同一メーカの同一ロットで生産された同種の部品８０を供給する装置に限定されるものではない。また、基板９０には、通常、複数種類の部品８０を装着する。この場合、部品供給装置１２は、複数種類の部品８０を供給することができ、複数種類の部品８０を供給する複数のフィーダ１２１の各々について、本明細書で既述したことが言える。

さらに、第一部品８１は、部品供給装置１２から基板９０に供給される部品８０の数より少ない所定数の部品８０であれば良く、部品供給装置１２から最初に供給される一つ目の部品８０に限定されるものではない。例えば、第一判断部４１は、部品供給装置１２から供給される数点（例えば、２点〜５点）の部品８０について、供給状態判断を行うこともできる。これにより、第一判断部４１は、部品８０の供給状態の連続性を確認することもできる。

また、部品供給装置１２の配置は、種々の形態を採り得る。例えば、二つの部品供給装置１２が基板搬送装置１１を挟んで対向して配置される部品装着機１０であっても良い。この場合、二つの部品供給装置１２の各々について、基板搬送装置１１を設けることもでき、二つの部品供給装置１２について、一つの基板搬送装置１１を設けることもできる。

４．部品採取方法
部品装着機１０について既述したことは、部品採取方法についても同様に言える。具体的には、部品採取方法は、基板９０に装着する部品８０を順に供給する部品供給装置１２を備える部品装着機１０に適用される。部品採取方法は、第一判断工程と、第二判断工程と、タイミング設定工程とを備える。第一判断工程は、第一判断部４１が行う制御に相当する。第二判断工程は、第二判断部４２が行う制御に相当する。タイミング設定工程は、タイミング設定部４３が行う制御に相当する。また、部品採取方法は、保持部材制御工程および初期化工程のうちの少なくとも一方を備えると好適である。保持部材制御工程は、保持部材制御部４４が行う制御に相当する。初期化工程は、初期化部４５が行う制御に相当する。

５．実施形態の効果の一例
部品装着機１０によれば、第一判断部４１、第二判断部４２およびタイミング設定部４３を備えている。これにより、部品装着機１０は、第二部品８２についての供給状態判断の要否を、第一判断部４１による判断結果に基づいて判断することができる。また、部品装着機１０は、第一部品８１および第二部品８２の両方について動作開始タイミングを設定することができる。部品装着機１０について上述したことは、部品採取方法についても同様に言える。

１０：部品装着機、１２：部品供給装置、３０：保持部材、
４１：第一判断部、４２：第二判断部、４３：タイミング設定部、
４４：保持部材制御部、４５：初期化部、
８０：部品、８１：第一部品、８２：第二部品、９０：基板、
ＰＣ１：撮像位置、ＰＰ１：採取位置、
ＴＧ１：第一タイミング、ＴＧ２：第二タイミング、ΔＴ：所要時間、
ＲＡ１：照射範囲、Ｌ１：所定距離、
８１ｓ：外形形状、８１ａ：中心位置。

Claims (13)

1. 基板に装着する部品を順に供給する部品供給装置と、
   前記部品が採取位置において採取される前に前記部品を撮像し前記部品供給装置における前記部品の供給状態の適否を判断する供給状態判断を、前記部品供給装置から前記基板に供給される前記部品の数より少ない所定数の前記部品である第一部品について行う第一判断部と、
   前記第一部品が供給された後に前記部品供給装置から供給される前記部品である第二部品についての前記供給状態判断の要否を、前記第一判断部による判断結果に基づいて判断する第二判断部と、
   前記部品を採取し保持して前記基板に装着する保持部材が前記部品を採取するために下降動作を開始する動作開始タイミングを、前記第一部品および前記第二部品の両方について設定するタイミング設定部と、
   を備える部品装着機。
2. 前記部品が撮像されるときの前記部品の撮像位置と、前記部品が採取されるときの前記部品の前記採取位置とが一致しており、
   前記部品が前記採取位置に位置決めされた後に前記保持部材の前記下降動作を開始する前記動作開始タイミングを第一タイミングとし、前記保持部材が前記下降動作を開始してから前記部品に到達するまでの所要時間分、少なくとも前記第一タイミングと比べて早く設定される前記動作開始タイミングを第二タイミングとするとき、
   前記第二判断部は、前記第一判断部によって前記第一部品の供給状態が適当であると判断されたときに、前記第二部品について前記供給状態判断が不要であると判断し、
   前記タイミング設定部は、前記第一部品について前記第一タイミングを設定し、前記第二部品について前記第二タイミングを設定する請求項１に記載の部品装着機。
3. 前記部品が撮像されるときの前記部品の撮像位置と、前記部品が採取されるときの前記部品の前記採取位置とが一致しており、
   前記部品が前記採取位置に位置決めされた後に前記保持部材の前記下降動作を開始する前記動作開始タイミングを第一タイミングとするとき、
   前記第二判断部は、前記第一判断部によって前記第一部品の供給状態が不適当であると判断されたときに、前記第二部品について前記供給状態判断が必要であると判断し、
   前記タイミング設定部は、前記第一部品および前記第二部品の両方について前記第一タイミングを設定する請求項１に記載の部品装着機。
4. 前記部品が撮像されるときの前記部品の撮像位置と、前記部品が採取されるときの前記部品の前記採取位置とが異なっており、
   前記部品が前記採取位置に位置決めされた後に前記保持部材の前記下降動作を開始する前記動作開始タイミングを第一タイミングとし、前記保持部材が前記下降動作を開始してから前記部品に到達するまでの所要時間分、少なくとも前記第一タイミングと比べて早く設定される前記動作開始タイミングを第二タイミングとするとき、
   前記タイミング設定部は、前記第一部品および前記第二部品の両方について前記第二タイミングを設定する請求項１に記載の部品装着機。
5. 前記第二判断部は、前記第一判断部によって前記第一部品の供給状態が適当であると判断されたときに、前記第二部品について前記供給状態判断が不要であると判断し、前記第一判断部によって前記第一部品の供給状態が不適当であると判断されたときに、前記第二部品について前記供給状態判断が必要であると判断する請求項４に記載の部品装着機。
6. 前記部品の前記採取位置は、前記部品を撮像するときに用いる光源の照射範囲から所定距離以上、離間している請求項４または請求項５に記載の部品装着機。
7. 前記第二部品を供給している前記部品供給装置が取り替えられたとき、または、当該部品供給装置の取り替えが予測されるときに、取り替えられた前記部品供給装置から供給される前記部品について、前記第一判断部、前記第二判断部および前記タイミング設定部による処理を実行させる初期化部を備える請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の部品装着機。
8. 前記保持部材を制御する保持部材制御部を備え、
   前記部品供給装置は、前記タイミング設定部によって設定された前記動作開始タイミングに基づいて、前記部品が前記採取位置に位置決めされたことを示す完了通知を前記保持部材制御部に送信し、
   前記保持部材制御部は、前記部品供給装置から前記完了通知を受信したときに、前記保持部材の前記下降動作を開始させる請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の部品装着機。
9. 前記第一判断部は、前記第一部品が撮像位置に位置決めされたときの前記第一部品の位置および角度の両方が所定範囲に含まれるときに、前記第一部品の供給状態が適当であると判断し、前記第一部品が撮像位置に位置決めされたときの前記第一部品の位置および角度のうちの少なくとも一方が前記所定範囲に含まれないときに、前記第一部品の供給状態が不適当であると判断する請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の部品装着機。
10. 前記保持部材を制御する保持部材制御部を備え、
    前記第一判断部は、前記第一部品を撮像した撮像画像を画像処理して取得した前記第一部品の外形形状および中心位置に基づいて、前記第一部品が前記撮像位置に位置決めされたときの前記第一部品の位置および角度を取得し、
    前記保持部材制御部は、前記保持部材によって保持されている前記第一部品を撮像した撮像画像を画像処理して取得した前記保持部材における前記第一部品の姿勢に基づいて、前記保持部材の位置および角度を補正して前記第一部品を前記基板に装着する請求項９に記載の部品装着機。
11. 前記部品供給装置は、同一メーカの同一ロットで生産された同種の前記部品を供給する請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の部品装着機。
12. 前記第一部品は、前記部品供給装置から最初に供給される一つ目の前記部品である請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の部品装着機。
13. 基板に装着する部品を順に供給する部品供給装置を備える部品装着機に適用され、
    前記部品が採取位置において採取される前に前記部品を撮像し前記部品供給装置における前記部品の供給状態の適否を判断する供給状態判断を、前記部品供給装置から前記基板に供給される前記部品の数より少ない所定数の前記部品である第一部品について行う第一判断工程と、
    前記第一部品が供給された後に前記部品供給装置から供給される前記部品である第二部品についての前記供給状態判断の要否を、前記第一判断工程による判断結果に基づいて判断する第二判断工程と、
    前記部品を採取し保持して前記基板に装着する保持部材が前記部品を採取するために下降動作を開始する動作開始タイミングを、前記第一部品および前記第二部品の両方について設定するタイミング設定工程と、
    を備える部品採取方法。

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