WO2017017788A1

WO2017017788A1 - 部品実装機

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Publication number: WO2017017788A1
Application number: PCT/JP2015/071384
Authority: WO
Inventors: 芳行深谷
Original assignee: 富士機械製造株式会社
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2017-02-02
Also published as: EP3331337B1; US20180352691A1; US10716249B2; EP3331337A1; CN108029233A; EP3331337A4; CN108029233B; JPWO2017017788A1; JP6518328B2

Abstract

部品実装機（１０）は、ノズル吸着面（６ａ）を有する吸着ノズル（６）と、吸着ノズル（６）の先端のノズル撮像データ（１００）を取得するカメラ（２４）と、ノズル吸着面（６ａ）の良否を判定する制御装置（３０）と、を備えている。ノズル撮像データ（１００）は、吸着ノズル（６）の先端が撮影されるノズル領域と、吸着ノズル（６）の先端より下方の背景が撮影される背景領域が含まれている。制御装置（３０）は、ノズル吸着面（６ａ）又はノズル吸着面（６ａ）に付着した異物（１１０）の最下端位置を算出し、最下端位置から第１設定距離以上離れた第１位置（Ｌ１）及び最下端位置から第２設定距離以上離れた第２位置（Ｌ２）におけるノズル吸着面（６ａ）又はノズル吸着面（６ａ）に付着した異物（１１０）の垂直方向の位置である第１高さ（ｈ１）及び第２高さ（ｈ２）を算出し、第１高さ（ｈ１）と最下端位置の高さとの第１差分（Ｉ１）、及び、第２高さ（ｈ２）と最下端位置の高さとの第２差分（Ｉ２）を算出する差分を算出し、第１差分（Ｉ１）と第２差分（Ｉ２）のうち最小となる差分に基づいて、ノズル吸着面（６ａ）の良否を判定する。

Description

部品実装機

　本明細書に開示する技術は、部品を基板に実装する部品実装機に関する。

　特許文献１（日本国特許公開公報２００７－１２３８０７号公報）に、電子部品を吸着し移載する部品移載装置が開示されている。部品移載装置は、電子部品を吸着する吸着ノズルと、側面画像撮像用カメラと、画像メモリと、演算手段を備えている。側面画像撮像用カメラは、電子部品を吸着していない吸着ノズル単体及び電子部品吸着状態の吸着ノズルを撮像する。画像メモリは、電子部品を側方から撮像した電子部品単体の画像データと、電子部品を吸着していない吸着ノズルを側方から撮像した吸着ノズル単体の画像データを記憶する。演算手段は、電子部品吸着状態の吸着ノズルの画像データと吸着ノズル単体の画像データとの差から差分画像データを生成する。演算手段は、差分画像データと、電子部品単体の画像データを比較することで、吸着ノズルの吸着面の良否判定を実施している。

　特許文献１の部品移載装置では、電子部品吸着状態の吸着ノズルの画像データと、吸着ノズル単体の画像データと、電子部品単体の画像データを用いて、吸着ノズルの吸着面の良否を判定している。このため、電子部品吸着状態の吸着ノズルの画像データと、吸着ノズル単体の画像データを画像メモリに予め記憶しておく必要がある。この結果、部品移載装置に予め記憶される画像データの容量が大きくなるという問題がある。

　本明細書に開示する部品実装機は、部品を基板に実装する。この部品実装機は、部品を吸着するノズル吸着面を有する吸着ノズルと、吸着ノズルの側方に配置され、吸着ノズルの先端のノズル撮像データを取得するカメラと、吸着ノズルの吸着面の良否を判定する制御装置と、を備えている。ノズル撮像データは、吸着ノズルの先端が撮影されるノズル領域と、吸着ノズルの先端より下方の背景が撮影される背景領域が含まれている。制御装置は、ノズル撮像データにおいて、ノズル撮像データの垂直方向または水平方向に複数の第１検査線を走査し、複数の第１検査線がノズル吸着面又はノズル吸着面に付着した異物を検知した複数の位置情報から、ノズル吸着面又はノズル吸着面に付着した異物の最下端位置を算出する最下端位置算出処理と、複数の位置情報に基づいて、最下端位置から水平方向の一方側に第１設定距離以上離れた第１位置におけるノズル吸着面又はノズル吸着面に付着した異物の垂直方向の位置である第１高さと、最下端位置から水平方向の他方側に第２設定距離以上離れた第２位置におけるノズル吸着面又はノズル吸着面に付着した異物の垂直方向の位置である第２高さと、を算出し、第１高さと最下端位置の高さとの第１差分、及び、第２高さと最下端位置の高さとの第２差分を算出する差分算出処理と、差分算出処理で算出された第１差分と第２差分のうち最小となる差分に基づいて、ノズル吸着面の良否を判定する判定処理と、を実行する。

　上記の部品実装機において、制御装置は、吸着ノズルの先端を撮影して得られるノズル撮像データのみを用いて、ノズル吸着面の良否を判定している。このため、部品実装機は、ノズル撮像データと比較する画像データを記憶しておく必要がない。この結果、部品実装機に予め記憶される画像データの容量を小さくすることができる。

部品実装機の構成を模式的に表す側面図である。部品実装機の制御系の構成を表すブロック図である。吸着ノズル正常時のノズル撮像データである。判定処理の手順を示すフローチャートである。吸着ノズル正常時のノズル撮像データに、垂直方向に伸びる第１検査線を、水平方向に間隔を空けて複数設定した状態を示す図である。吸着ノズル正常時のノズル撮像データである。吸着ノズルのノズル吸着面に異物が付着している場合のノズル撮像データに、垂直方向に伸びる第１検査線を、水平方向に間隔を空けて複数設定した状態を示す図である。吸着ノズルのノズル吸着面に異物が付着している場合のノズル撮像データである。吸着ノズルのノズル吸着面が欠けている場合のノズル撮像データに、垂直方向に伸びる第１検査線を、水平方向に間隔を空けて複数設定した状態を示す図である。吸着ノズルのノズル吸着面が欠けている場合のノズル撮像データである。吸着ノズル正常時のノズル撮像データに、水平方向に伸びる第１検査線を垂直方向に間隔を空けて複数設定した状態を示す図である。

　以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）制御装置は、判定処理において、最小となる差分が予め設定された第１設定値以上の場合に、ノズル吸着面の異常と判定してもよい。このような構成によると、第１設定値に基づいて、ノズル吸着面の異常を適切に判定することができる。

（特徴２）制御装置は、第１差分及び第２差分のみを用いて、判定処理を実行するように構成されていてもよい。このような構成によると、第１差分及び第２差分以外の差分も用いて判定処理を実行する場合に比べて、判定処理に要する時間を短縮することができる。

（特徴３）第１設定距離と第２設定距離は同一であり、正常な状態の吸着ノズルを撮像したノズル撮像データにおいて、ノズル吸着面の水平方向の長さを基準長さとしたときに、第１設定距離と第２設定距離は基準長さの半分以下に設定されていてもよい。このような構成によると、第１高さと第２高さの少なくとも一方は、ノズル吸着面の高さを算出することとなる。このため、ノズル吸着面の良否を適切に判定することができる。

（特徴４）制御装置は、最下端位置の高さを複数記憶する記憶部を備えていてもよい。制御装置は、最下端位置算出処理を行う毎に、記憶部に算出された最下端位置の高さを記憶させ、制御装置は、判定処理では、ノズル吸着面の異常であると判定した場合にさらに、今回の最下端位置算出処理で算出した最下端位置の高さと、記憶部に記憶される直前の最下端位置算出処理で算出した最下端位置の高さとの第３差分が予め設定された第２設定値以上となるときは、ノズル吸着面の異常がノズル吸着面への異物の付着であると判定し、第３差分が第２設定値未満となるときは、ノズル吸着面の異常がノズル吸着面の欠けであると判定するように構成されていてもよい。このような構成によると、制御装置は、ノズル吸着面の異常が、ノズル吸着面への異物の付着、又は、ノズル吸着面の欠けのいずれであるのかを適切に判定することができる。

（特徴５）部品実装機は、吸着ノズルを支持し、吸着ノズルと一体となって移動するヘッドを備えていてもよい。制御装置は、複数の制御回路を有しており、ヘッドには、複数の制御回路の１つが装着されており、制御装置は、ヘッドに装着されている制御回路により、最下端位置算出処理、差分算出処理、及び、判定処理を実行するように構成されていてもよい。このような構成によると、ヘッドに装着されている制御回路によってノズル吸着面の良否を判定している間に、ヘッド以外に装着されている制御回路によって他の処理を実行することができる。

　以下、図１～図３を用いて、本実施例に係る部品実装機１０について説明する。部品実装機１０は、回路基板２に電子部品４を実装する装置である。部品実装機１０は、表面実装機やチップマウンタとも称される。通常、部品実装機１０は、はんだ印刷機、他の部品実装機及び基板検査機とともに併設され、一連の実装ラインを構成する。

　図１に示すように、部品実装機１０は、複数の部品フィーダ１２と、フィーダ保持部１４と、実装ヘッド１６と、撮像ユニット２０と、実装ヘッド１６および撮像ユニット２０を移動させる移動装置１８と、基板コンベア２６と、操作パネル２８と、制御装置３０を備える。

　各々の部品フィーダ１２は、複数の電子部品４を収容している。部品フィーダ１２は、フィーダ保持部１４に着脱可能に取り付けられ、実装ヘッド１６へ電子部品４を供給する。部品フィーダ１２の具体的な構成は特に限定されない。各々の部品フィーダ１２は、例えば、巻テープ上に複数の電子部品４を収容するテープ式フィーダ、トレイ上に複数の電子部品４を収容するトレイ式フィーダ、又は、容器内に複数の電子部品４をランダムに収容するバルク式フィーダのいずれであってもよい。

　移動装置１８は、部品フィーダ１２と回路基板２との間で実装ヘッド１６および撮像ユニット２０を移動させる移動装置の一例である。本実施例の移動装置１８は、移動ベース１８ａをＸ方向及びＹ方向に移動させるＸＹロボットである。移動装置１８は、移動ベース１８ａを案内するガイドレールや、移動ベース１８ａをガイドレールに沿って移動させる移動機構や、その移動機構を駆動するモータ等によって構成されている。移動装置１８は、部品フィーダ１２および回路基板２の上方に配置されている。移動ベース１８ａに対して実装ヘッド１６および撮像ユニット２０が取付けられている。実装ヘッド１６および撮像ユニット２０は、移動装置１８によって部品フィーダ１２の上方及び回路基板２の上方を移動する。

　実装ヘッド１６は、電子部品４を吸着する吸着ノズル６を備えている。吸着ノズル６は、実装ヘッド１６に対して着脱可能とされている。吸着ノズル６は、Ｚ方向（図面上下方向）に移動可能に実装ヘッド１６に取り付けられている。吸着ノズル６は、電子部品４を吸着するノズル吸着面６ａと、吸着ノズル６の先端に向かって細くなるノズル側面６ｂを備えている。吸着ノズル６は、実装ヘッド１６に収容されたアクチュエータ（図示省略）によって上下方向に昇降すると共に、また、電子部品４を吸着可能に構成されている。実装ヘッド１６により電子部品４を回路基板２に実装するには、まず、部品フィーダ１２に収容された電子部品４に吸着ノズル６のノズル吸着面６ａが当接するまで、吸着ノズル６を下方に移動させる。次いで、吸着ノズル６に電子部品４を吸着し、吸着ノズル６を上方に移動させる。次いで、移動装置１８により実装ヘッド１６を回路基板２に対して位置決めする。次いで、吸着ノズル６を回路基板２に向かって下降させることで、回路基板２に電子部品４を実装する。本実施例では、実装ヘッド１６による上記の動作を実装処理という。

　撮像ユニット２０は、移動ベース１８ａに取り付けられている。このため、実装ヘッド１６が移動すると、撮像ユニット２０も一体となって移動する。撮像ユニット２０は、カメラ支持部２２とカメラ２４を備えている。カメラ支持部２２は、移動ベース１８ａに取り付けられている。カメラ支持部２２には、カメラ２４が取付けられている。カメラ２４は、吸着ノズル６の側方（図面Ｙ方向）に配置されている。なお、実装ヘッド１６により、吸着ノズル６を上下方向に昇降することで、カメラ２４の撮像領域に含まれる吸着ノズル６の領域を調整することができる。

　基板コンベア２６は、回路基板２の部品実装機１０への搬入、部品実装機１０への位置決め、及び部品実装機１０からの搬出を行う装置である。本実施例の基板コンベア２６は、例えば、一対のベルトコンベアと、ベルトコンベアに取り付けられると共に回路基板２を下方から支持する支持装置（図示省略）と、ベルトコンベアを駆動する駆動装置により構成することができる。操作パネル２８は、作業者の指示を受け付ける入力装置であるとともに、作業者に対して各種の情報を表示する表示装置でもある。

　制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたコンピュータを用いて構成されている。図２に示すように、制御装置３０には、部品フィーダ１２と、実装ヘッド１６と、移動装置１８と、カメラ２４、操作パネル２８が通信可能に接続されている。制御装置３０は、これら各部（１２、１６、１８、２４、２８等）を制御することで、電子部品４の回路基板２への実装を行う。

　制御装置３０は、記憶装置４０が通信可能に接続されている。記憶装置４０には、部品実装機１０の動作を制御するための演算プログラム、後述する設定距離算出処理で算出される第１設定距離Ｌ₁及び第２設定距離Ｌ₂と、後述する判定処理で算出される最下端位置ｐ_Lの位置情報ｐ_L（ｘ_L、ｚ_L）が記憶される。制御装置３０は、演算プログラムを実行することで、回路基板２に電子部品４を実装する実装処理と、設定距離Ｌ₁、Ｌ₂を算出する設定距離算出処理と、ノズル吸着面６ａの良否を判定する判定処理を実行する。

　図３を用いて制御装置３０が実行する設定距離算出処理について説明する。設定距離算出処理は、吸着ノズル６を交換した直後にのみ実行される処理である。なお、設定距離算出処理は、吸着ノズル６を交換した直後以外でも、回路基板２への電子部品４の実装が所定回数実行される毎に、実行されるように設定されていてもよい。

　まず、制御装置３０は、吸着ノズル６を交換した直後のノズル撮像データ１００（すなわち、電子部品４を吸着していない状態の吸着ノズル６の撮像データ）を取得する。次いで、制御装置３０は、ノズル撮像データ１００に対して画像処理を実行する。具体的には、制御装置３０は、まず、ノズル撮像データ１００に対して２値化処理を実行する。ノズル撮像データ１００に対する２値化処理は、公知の方法で実行される。なお、２値化処理を行う際の輝度値の閾値は、背景領域と、それ以外の領域（例えば、吸着ノズル６、異物１１０等）を区別することができる値を設定する。これにより、制御装置３０は、ノズル撮像データ１００内の吸着ノズル６及び異物１１０と、背景領域とを明確に区別することができるようになる（図３）。次いで、制御装置３０は、ノズル撮像データ１００を用いて、ノズル撮像データ１００内のノズル吸着面６ａの水平方向の長さ（基準長さＤ）を算出する。次いで、制御装置３０は、基準長さＤに基づいて、第１設定距離Ｌ₁及び第２設定距離Ｌ₂を決定する。具体的には、制御装置３０は、基準長さＤの半分以下の数値を、第１設定距離Ｌ₁及び第２設定距離Ｌ₂に決定する。この際、制御装置３０は、カメラ２４の分解能などを考慮して、第１設定距離Ｌ₁及び第２設定距離Ｌ₂を決定する。すなわち、第１設定距離Ｌ₁と第２設定距離Ｌ₂を加算した値が、カメラ２４の分解能を考慮しても、ノズル吸着面６ａの水平方向の基準長さＤよりも短くなるように設定する。次いで、制御装置３０は、第１設定距離Ｌ₁及び第２設定距離Ｌ₂を記憶装置４０に記憶する。なお、実施例１では、第１設定距離Ｌ₁及び第２設定距離Ｌ₂は、後述する第１検査線Ｃ₁～Ｃ₂₀の間隔Ｓの２倍の距離に設定される。すなわち、第１設定距離Ｌ₁及び第２設定距離Ｌ₂の距離は同一である。

　図４～図８を用いて、制御装置３０が実行する判定処理について、説明する。判定処理は、回路基板２への電子部品４の実装が完了する毎に実行される処理である。このため、判定処理は、実装ヘッド１６が、回路基板２の上方から、部品フィーダ１２の上方に移動している間に完了していることが好ましい。なお、実施例１の判定処理では、第１検査線Ｃの数は２０本である。

　まず、ステップＳ１２において、制御装置３０は、カメラ２４を動作させ、吸着ノズル６のノズル撮像データ１００を撮像する。次いで、ステップＳ１４において、制御装置３０は、ステップＳ１２で撮像されたノズル撮像データ１００に対して、画像処理を実行する。画像処理については、設定距離算出処理で実行される画像処理と同一の処理（すなわち、２値化処理）が実行される。次いで、ステップＳ１６において、制御装置３０は、ノズル撮像データ１００に対して、予め設定された複数の第１検査線Ｃ₁～Ｃ₂₀のそれぞれについて走査し、当該検査線上に物体があるか否かを判定する。図５に示すように、ノズル撮像データ１００には、予め第１検査線Ｃ₁～Ｃ₂₀が設定されている。第１検査線Ｃ₁～Ｃ₂₀は、垂直方向に伸びており、水平方向に一定の間隔を空けて配置されている。制御装置３０は、各第１検査線Ｃ₁～Ｃ₂₀のそれぞれについてＺ方向（垂直方向）に走査し、各第１検査線上の点の輝度から背景画像か否かを判定する。すなわち、各第１検査線Ｃ₁～Ｃ₂₀上の各点に、吸着ノズル６又は異物１１０が存在するか否かが判定される。

　次いで、ステップＳ１８において、制御装置３０は、吸着ノズル６又はノズル吸着面６ａに付着した異物１１０の最下端位置ｐ_Lを算出する。具体的には、まず、制御装置３０は、吸着ノズル６又はノズル吸着面６ａに付着した異物１１０を検知した複数の第１検査線Ｃ_nのそれぞれについて、検知した吸着ノズル６又は異物１１０の最も下方となる点の位置情報ｐ_n（ｘ_n、ｚ_n）を算出する。次いで、制御装置３０は、複数の第１検査線Ｃ_nの位置情報ｐ_n（ｘ_n、ｚ_n）のうち、高さ情報ｚ_nが最小となる位置情報ｐ_nを最下端位置ｐ_Lの位置情報ｐ_L（ｘ_L、ｚ_L）として決定する。なお、最小となる高さ情報ｚ_nが複数ある場合、制御装置３０は、Ｘ方向の最も正方向側の位置情報ｐ_nを最下端位置ｐ_Lの位置情報ｐ_L（ｘ_L、ｚ_L）として算出する。例えば、図５の場合、位置情報ｐ₈～ｐ₁₃の高さ情報ｚ₈～ｚ₁₃が最小となる。この場合、制御装置３０は、位置情報ｐ₈（ｘ₈、ｚ₈）を最下端位置ｐ_Lの位置情報ｐ_L（ｘ_L、ｚ_L）として算出する。

　次いで、ステップＳ２０において、制御装置３０は、第１高さｈ₁及び第２高さｈ₂を算出する。第１高さｈ₁は、最下端位置ｐ_LからＸ方向の正方向側に第１設定距離Ｌ₁離れた位置において、垂直方向に伸びる走査線上を走査したときに、走査線が吸着ノズル６又はノズル吸着面６ａに付着した異物１１０を検知した最下点である第１位置ｑ₁の高さ情報である。第２高さｈ₂は、最下端位置ｐ_LからＸ方向の負方向側に第２設定距離Ｌ₂離れた位置において、垂直方向に伸びる走査線上を走査したときに、走査線が吸着ノズル６又はノズル吸着面６ａに付着した異物１１０を検知した最下点である第２位置ｑ₂の高さ情報である。実施例１では、第１設定距離Ｌ₁及び第２設定距離Ｌ₂には、隣接する第１検査線Ｃ_n～Ｃ_n+1の間隔Ｓの２倍の距離が設定されている。このような構成によると、ステップＳ１８で算出した複数の位置情報ｐ_n（ｘ_n、ｚ_n）を用いて、第１高さｈ₁及び第２高さｈ₂を算出することができる。例えば、図６の場合、第１高さｈ₁は位置ｐ₆の高さ情報ｚ₆から算出され、第２高さｈ₂は位置ｐ₁₀の高さ情報ｚ₁₀から算出される。これにより、第１高さｈ₁及び第２高さｈ₂を算出するのに要する時間を短縮することができる。また、第１設定距離Ｌ₁及び第２設定距離Ｌ₂が、基準長さＤの半分以下に設定されているため、第１高さｈ₁及び第２高さｈ₂の少なくとも一方は、ノズル吸着面６ａ又はノズル吸着面６ａに付着した異物１１０を検知することができる。

　次いで、ステップＳ２２において、制御装置３０は、第１差分Ｉ₁と第２差分Ｉ₂を算出する。第１差分Ｉ₁は、最下端位置ｐ_Lの高さ情報ｚ_Lと第１位置ｑ₁の第１高さｈ₁の差分であり、第２差分Ｉ₂は、最下端位置ｐ_Lの高さ情報ｚ_Lと第２位置ｑ₂の第２高さｈ₂の差分である（図８）。次いで、ステップＳ２４において、制御装置３０は、第１差分Ｉ₁と第２差分Ｉ₂のうち最小となる差分を、判定差分Ｉに決定する。

　次いで、ステップＳ２６において、制御装置３０は、判定差分Ｉが第１設定値以上か否かを判定する。判定差分Ｉが第１設定値以上の場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）、制御装置３０は、ステップＳ３０に進む。第１設定値は、検出したい異物１１０の大きさや検出したいノズルの欠けの大きさを考慮した値が設定される。これにより、判定差分Ｉが第１設定値以上か否かを判定することで、吸着ノズル６のノズル吸着面６ａに異常が発生しているか否かを判定することができる。一方、判定差分Ｉが第１設定値未満の場合（ステップＳ２６でＮＯ）、制御装置３０は、吸着ノズル６のノズル吸着面６ａが正常であると判定し、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８において、制御装置３０は、今回算出した最下端位置ｐ_Lの位置情報ｐ_L（ｘ_L、ｚ_L）を記憶装置４０に記憶し、判定処理を終了する。

　次いで、ステップＳ３０において、制御装置３０は、今回算出した最下端位置ｐ_Lの高さ情報ｚ_Lと、記憶装置４０に記憶されている前回の判定処理で算出された最下端位置ｐ_L-1の高さ情報ｚ_L-1の差分である第３差分Ｉ₃を算出する。なお、第３差分Ｉ₃は、ｚ_L-1－ｚ_Lで算出される。

　次いでステップＳ３２において、制御装置３０は、第３差分Ｉ₃が第２設定値以上か否かを判定する。第３差分Ｉ₃が第２設定値以上の場合（ステップＳ３２でＹＥＳ）、制御装置３０は、ステップＳ３４に進む。図８に示すように、ノズル吸着面６ａに異物１１０が付着した場合、ノズル撮像データ１００の最下端位置ｐ_Lは低くなる。この場合、第３差分Ｉ₃は、正の値になる。第３差分Ｉ₃が第２設定値以上か否かを判定することで、ノズル吸着面６ａに異物１１０が付着しているか否かを判定することができる。次いで、ステップＳ３４において、制御装置３０は、ノズル吸着面６ａに異物１１０が付着したことを判定したことを、報知する。報知の方法としては、例えば、操作パネル２８にノズル欠け判定を表示させるなどである。これにより、作業者は、ノズル吸着面６ａの洗浄などを、部品実装機１０に指示することができる。一方、第３差分Ｉ₃が第２設定値未満の場合（ステップＳ３２でＮＯ）、制御装置３０は、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６において、制御装置３０は、吸着ノズル６のノズル吸着面６ａの欠けを判定したことを報知する。報知の方法としては、例えば、操作パネル２８にノズル欠け判定を表示させるなどである。これにより、作業者は、吸着ノズル６を交換するなどの指示を、部品実装機１０に指示することができる。

（ケースＡ）
　図７、８を用いて、実施例１の判定処理によって、異常を判定することができる具体的なケースＡを説明する。ケースＡの吸着ノズル６のノズル吸着面６ａには、異物１１０が付着している。なお、直前の判定処理は、ノズル吸着面６ａが正常な状態（図６の状態）で実行されている。このため、記憶装置４０には、最下端位置ｐ_Lの位置情報ｐ_L（ｘ_L、ｚ_L）として、位置情報ｐ₈（ｘ₈、ｚ₈）が記憶されている。

　図７の場合、ステップＳ１８において、制御装置３０は、異物１１０の下面を検知した第１検査線Ｃ₁₂の位置情報ｐ₁₂（ｘ₁₂、ｚ₁₂）を最下端位置ｐ_Lの位置情報ｐ_L（ｘ_L、ｚ_L）として算出する。次いで、ステップＳ２０において、制御装置３０は、第１高さｈ₁及び第２高さｈ₂を算出する。上述のように、第１設定距離Ｌ₁及び第２設定距離Ｌ₂は、間隔Ｓの２倍の距離が設定されている。このため、第１高さｈ₁は位置情報ｐ₁₀の高さ情報ｚ₁₀を用いて算出され、第２高さｈ₂は位置情報ｐ₁₄の高さ情報ｚ₁₄を用いて算出される。次いで、ステップＳ２２において、制御装置３０は、第１差分Ｉ₁及び第２差分Ｉ₂を算出する。

　次いで、ステップＳ２４において、制御装置３０は、第１差分Ｉ₁及び第２差分Ｉ₂のうち最小である第１差分Ｉ₁を判定差分Ｉとして設定する。この場合、判定差分Ｉとは吸着ノズル６のノズル吸着面６ａに付着している異物１１０の高さとなる。第１高さｈ₁は、ノズル吸着面６ａに位置する位置情報ｐ₁₀の高さ情報ｚ₁₀であり、第２高さｈ₂はノズル側面６ｂに位置する位置情報ｐ₁₄の高さ情報ｚ₁₄である。ノズル側面６ｂは、ノズル吸着面６ａよりも上方に位置する。このため、第１差分Ｉ₁を判定差分Ｉにすることで、異物１１０の高さを適切に算出することができる。

　次いで、ステップＳ２６において、制御装置３０は、判定差分Ｉが第１設定値以上であると判定し、ステップＳ３０に進む。第１設定値には、異物１１０を検出することのできる値が設定されている。次いで、ステップＳ３０において、制御装置３０は、今回算出した最下端位置ｐ_Lの高さ情報ｚ_Lと前回の判定処理で算出された最下端位置ｐ_L-1の高さ情報ｚ_L-1の差分である第３差分Ｉ₃を算出する。図８の場合、第３差分Ｉ₃は正の値となる。次いで、ステップＳ３２において、制御装置３０は、第３差分Ｉ₃が第２設定値以上であると判定し、ステップＳ３４に進む。次いで、ステップＳ３４において、制御装置３０は、異物吸着判定信号を操作パネル２８に送信する。これにより、作業者は、ノズル吸着面６ａに異物１１０が付着していることを認識することができる。

（ケースＢ）
　図９、１０を用いて、実施例１の判定処理によって、異常を判定することができる他の具体的なケースＢを説明する。ケースＢの吸着ノズル６では、ノズル吸着面６ａの一部が欠けている。なお、直前の判定処理は、ノズル吸着面６ａが正常な状態（図６の状態）で実行されている。このため、記憶装置４０には、最下端位置ｐ_Lの位置情報ｐ_L（ｘ_L、ｚ_L）として、位置情報ｐ₈（ｘ₈、ｚ₈）が記憶されている。

　図９の場合、ステップＳ１８において、制御装置３０は、ノズル吸着面６ａを検知した第１検査線Ｃ₁₂の位置情報ｐ₁₂（ｘ₁₂、ｚ₁₂）を最下端位置ｐ_Lの位置情報ｐ_L（ｘ_L、ｚ_L）として算出する。次いで、ステップＳ２０において、制御装置３０は、第１高さｈ₁及び第２高さｈ₂を算出する。第１高さｈ₁はノズル欠け面６ｃに位置する位置情報ｐ₁₀の高さ情報ｚ₁₀を用いて算出され、第２高さｈ₂はノズル側面６ｂに位置する位置情報ｐ₁₄の高さ情報ｚ₁₄を用いて算出される。なお、ノズル欠け面６ｃのＸ方向の位置は、ノズル吸着面６ａが正常な場合のノズル吸着面６ａのＸ方向の位置に含まれる。次いで、ステップＳ２２において、制御装置３０は、第１差分Ｉ₁及び第２差分Ｉ₂を算出する。

　次いで、ステップＳ２４において、制御装置３０は、第１差分Ｉ₁及び第２差分Ｉ₂のうち、最小となる第１差分Ｉ₁を判定差分Ｉとして算出する。ノズル欠け面６ｃのノズル吸着面６ａに対する傾きは、ノズル側面６ｂのノズル吸着面６ａに対する傾きよりも小さい場合が多い。図１０に示すように、ノズル欠け面６ｃに位置する高さ情報ｚ₁₀を用いて算出された第１差分Ｉ₁の方が、ノズル側面６ｂに位置する高さ情報ｚ₁₄を用いて算出された第２差分Ｉ₂よりも小さい。このため、判定差分Ｉには、第１差分Ｉ₁が採用される。これにより、ノズル吸着面６ａの欠けの大きさを適切に算出することができる。

　次いで、ステップＳ２６において、制御装置３０は、判定差分Ｉが第１設定値以上であると判定し、ステップＳ３０に進む。第１設定値には、ノズルの欠けを検出することができる値が設定されている。次いで、ステップＳ３０において、制御装置３０は、今回算出した最下端位置ｐ_Lの高さ情報ｚ_Lと前回の判定処理で算出された最下端位置ｐ_L-1の高さ情報ｚ_L-1の差分である第３差分Ｉ₃を算出する。図１０の場合、第３差分Ｉ₃は略０となる。次いで、ステップＳ３２において、制御装置３０は、第３差分Ｉ₃が第２設定値未満であると判定し、ステップＳ３６に進む。次いで、ステップＳ３６において、制御装置３０は、ノズル欠け判定信号を操作パネル２８に送信する。これにより、作業者は、ノズル吸着面６ａの欠けを認識することができる。

　上述の説明から明らかなように、実施例１の部品実装機１０において、設定距離算出処理及び判定処理は、今回撮像したノズル撮像データ１００のみを用いて実行されている。すなわち、実施例１の部品実装機１０では、ノズル撮像データ１００のみで、吸着ノズル６のノズル吸着面６ａの良否を判定することができる。このため、記憶装置４０に、予めノズル撮像データを記憶しておく必要が無い。この結果、記憶装置４０に予め記憶される各種のデータの容量を小さくすることができる。また、第１差分Ｉ₁及び第２差分Ｉ₂のうち最小となる差分を用いることで、ノズル吸着面６ａの良否を適切に判定することができる。

　以上、本明細書に開示の技術に係る実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

　実施例１では、制御装置３０が、基準長さＤを算出している。しかしながら、制御装置３０が、外部の制御装置と通信可能であり、外部の制御装置から基準長さＤが入力されるように構成されていてもよい。

　実施例１では、ノズル撮像データ１００に対して、垂直方向に伸びる複数の第１検査線Ｃが水平方向に間隔を空けて設定されている。しかしながら、ノズル撮像データ１００に対して、水平方向に伸びる複数の第１検査線Ｃが垂直方向に間隔を空けて配置されていてもよい（図１１）。

　本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims

　部品を基板に実装する部品実装機であって、
　前記部品を吸着するノズル吸着面を有する吸着ノズルと、
　前記吸着ノズルの側方に配置され、前記吸着ノズルの先端のノズル撮像データを取得するカメラと、
　前記吸着ノズルの吸着面の良否を判定する制御装置と、を備えており、
　前記ノズル撮像データは、前記吸着ノズルの先端が撮影されるノズル領域と、前記吸着ノズルの先端より下方の背景が撮影される背景領域が含まれており、
　前記制御装置は、前記ノズル撮像データにおいて、前記ノズル撮像データの垂直方向または水平方向に複数の第１検査線を走査し、前記複数の第１検査線が前記ノズル吸着面又は前記ノズル吸着面に付着した異物を検知した複数の位置情報から、前記ノズル吸着面又は前記ノズル吸着面に付着した異物の最下端位置を算出する最下端位置算出処理と、
　前記複数の位置情報に基づいて、前記最下端位置から前記水平方向の一方側に第１設定距離以上離れた第１位置における前記ノズル吸着面又は前記ノズル吸着面に付着した異物の垂直方向の位置である第１高さと、前記最下端位置から前記水平方向の他方側に第２設定距離以上離れた第２位置における前記ノズル吸着面又は前記ノズル吸着面に付着した異物の垂直方向の位置である第２高さと、を算出し、前記第１高さと前記最下端位置の高さとの第１差分、及び、前記第２高さと前記最下端位置の高さとの第２差分を算出する差分算出処理と、
　前記差分算出処理で算出された前記第１差分と前記第２差分のうち最小となる差分に基づいて、前記ノズル吸着面の良否を判定する判定処理と、を実行する、部品実装機。
　前記制御装置は、前記判定処理において、前記最小となる差分が予め設定された第１設定値以上の場合に、前記ノズル吸着面の異常と判定する、請求項１に記載の部品実装機。
　前記制御装置は、前記第１差分及び前記第２差分のみを用いて、判定処理を実行するように構成されている、請求項１または２に記載の部品実装機。
　前記第１設定距離と前記第２設定距離は、同一であり、
　正常な状態の前記吸着ノズルを撮像した前記ノズル撮像データにおいて、前記ノズル吸着面の前記水平方向の長さを基準長さとしたときに、前記第１設定距離と前記第２設定距離は前記基準長さの半分以下に設定されている、請求項３に記載の部品実装機。
　前記制御装置は、前記最下端位置の高さを複数記憶する記憶部を備えており、
　前記制御装置は、前記最下端位置算出処理を行う毎に、前記記憶部に算出された前記最下端位置の高さを記憶させ、
　前記制御装置は、前記判定処理では、前記ノズル吸着面の異常であると判定した場合にさらに、今回の前記最下端位置算出処理で算出した前記最下端位置の高さと、前記記憶部に記憶される直前の前記最下端位置算出処理で算出した前記最下端位置の高さとの第３差分が予め設定された第２設定値以上となるときは、前記ノズル吸着面の異常が前記ノズル吸着面への異物の付着であると判定し、前記第３差分が前記第２設定値未満となるときは、前記ノズル吸着面の異常が前記ノズル吸着面の欠けであると判定するように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の部品実装機。
　前記吸着ノズルを支持し、前記吸着ノズルと一体となって移動するヘッドを備えており、
　前記制御装置は、複数の制御回路を有しており、
　前記ヘッドには、前記複数の制御回路の１つが装着されており、
　前記制御装置は、前記ヘッドに装着されている前記制御回路により、前記最下端位置算出処理、前記差分算出処理、及び、前記判定処理を実行するように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の部品実装機。