WO2021125102A1 - 実装システム及び実装方法 - Google Patents

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    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components

Abstract

本開示の課題は、第1対象物の実装品質を向上させることである。本開示に係る実装システム(10)は、実装ヘッド(1)と、撮像装置(2)と、制御装置(3)と、を備える。実装ヘッド(1)は、第1対象物を捕捉する捕捉部(11)を有する。実装ヘッド(1)は、捕捉部(11)を、第2対象物に向けて移動可能に保持する。撮像装置(2)は、実装ヘッド(1)に設けられる。撮像装置(2)は、特定対象物を含む特定領域を撮像視野に含む。制御装置(3)は、捕捉部(11)が第2対象物に向かって移動するように捕捉部(11)の移動を制御する。

Description

実装システム及び実装方法
 本開示は、一般に実装システム及び実装方法に関する。より詳細には、本開示は、第1対象物を捕捉する捕捉部を備える実装システム及び実装方法に関する。
 特許文献1には、基板上の所定の位置に部品を実装する部品実装装置が記載されている。
 特許文献1に記載の部品実装装置では、反り検出器により基板の反り量を検出し、反り量に応じて設定された部品の実装高さに部品を実装する。
特開2004-71641号公報
 特許文献1に記載の部品実装装置では、基板上の数点の反り量の検出データから基板全体の反りを推定しているため、実装位置ごとの実際の実装高さを検出することは困難である。そのため、例えば、基板がその厚み方向に反っている場合には部品(第1対象物)の実装不良が生じる可能性があった。
 本開示の目的は、第1対象物の実装品質を向上させることができる実装システム及び実装方法を提供することにある。
 本開示の一態様に係る実装システムは、実装ヘッドと、撮像装置と、制御装置と、を備える。前記実装ヘッドは、第1対象物を捕捉する捕捉部を有する。前記実装ヘッドは、前記捕捉部を、第2対象物に向けて移動可能に保持する。前記撮像装置は、前記実装ヘッドに設けられる。前記撮像装置は、特定対象物を含む特定領域を撮像視野に含む。前記制御装置は、前記撮像装置の出力に含まれる前記特定対象物に関する情報に基づいて、前記捕捉部が前記第2対象物に向かって移動するように前記捕捉部の移動を制御する。
 本開示の一態様に係る実装方法は、実装ヘッドと、撮像装置と、を備える実装システムに用いられる実装方法である。前記実装ヘッドは、第1対象物を捕捉する捕捉部を有する。前記実装ヘッドは、前記捕捉部を、第2対象物に向けて移動可能に保持する。前記撮像装置は、前記実装ヘッドに設けられる。前記撮像装置は、特定対象物を含む特定領域を撮像視野に含む。前記実装方法は、制御装置にて、前記捕捉部を移動する工程を有する。前記制御装置は、前記撮像装置の出力に含まれる前記特定対象物に関する情報に基づいて、前記捕捉部が前記第2対象物に向かって移動するように前記捕捉部を移動させる。
図1は、実施形態1に係る実装システムの概略斜視図である。 図2は、同上の実装システムのブロック図である。 図3A~図3Dは、同上の実装システムの動作を説明するための説明図である。 図4は、同上の実装システムの動作を説明するためのフローチャートである。 図5は、実施形態2に係る実装システムのブロック図である。 図6A~図6Dは、同上の実装システムの動作を説明するための説明図である。 図7は、同上の実装システムの動作を説明するためのフローチャートである。 図8A~図8Cは、実施形態2の変形例1に係る実装システムの動作を説明するための説明図である。 図9は、同上の実装システムの動作を説明するためのフローチャートである。 図10は、実施形態2の変形例2に係る実装システムの要部の概略側面図である。
 (実施形態1)
 以下、本実施形態に係る実装システム10及び実装方法について、図1~図4を参照して説明する。
 (1)概要
 本実施形態に係る実装システム10は、図1に示すように、捕捉部11にて捕捉した第1対象物T1を第2対象物T2に実装するための実装装置(実装機)である。実装システム10は、例えば、工場、研究所、事務所及び教育施設等の施設において、電子機器、自動車、衣料品、食料品、医薬品及び工芸品等の種々の製品の製造のための作業に用いられる。
 本実施形態では、実装システム10が、工場での電子機器の製造に用いられる場合について説明する。一般的な電子機器は、例えば、電源回路及び制御回路等の各種の回路ブロックを有している。これらの回路ブロックの製造にあたっては、一例として、はんだ塗布工程、実装工程、及びはんだ付け工程が、この順で行われる。はんだ塗布工程では、基板(プリント配線板を含む)にクリーム状はんだが塗布(又は印刷)される。実装工程では、基板に部品(電子部品を含む)が実装(搭載)される。はんだ付け工程では、例えば、部品が実装された状態の基板を、リフロー炉にて加熱することにより、クリーム状はんだを溶かしてはんだ付けが行われる。実装システム10は、実装工程において、第2対象物T2である基板200に対して、第1対象物T1である部品100を実装する作業を行う。すなわち、本実施形態に係る実装システム10では、第1対象物T1は、部品100であり、第2対象物T2は、部品100が実装される基板200である。
 このように、第2対象物T2(基板200)への第1対象物T1(部品100)の実装に用いられる実装システム10は、図1に示すように、第1対象物T1を捕捉するための捕捉部11を有する実装ヘッド1を備えている。捕捉部11は、一例として吸着ノズルからなり、第1対象物T1である部品100を、解放(つまり捕捉を解除)可能な状態で捕捉(保持)する。実装システム10は、捕捉部11にて第1対象物T1を捕捉した状態で、捕捉部11を第2対象物T2に近づけるように下降させて、第1対象物T1を第2対象物T2の実装面T21に実装する。
 このような実装システム10において、第2対象物T2の実装面T21に第1対象物T1を実装するに際しては、実装面T21上の実装位置(装着位置)となる特定領域R1(図3A~図3D参照)の認識等の目的で、特定領域R1を撮像することが求められる。そこで、本実施形態に係る実装システム10は、実装ヘッド1に加えて、図3Aに示すように、撮像装置2を備えている。これにより、実装システム10は、実装面T21の特定領域R1を撮像装置2にて撮像し、例えば、実装ヘッド1による第1対象物T1の実装中に、特定領域R1に含まれる特定対象物TA(図3A参照)の状態を画像で確認することが可能となる。そこで、本実施形態では、撮像装置2は、少なくとも実装面T21のうちの捕捉部11の直下の領域を撮像可能に構成されている。本実施形態では、特定対象物TAは、部品100と基板200との両方に接触する接触部材9である。また、本実施形態では、接触部材9は、部品100と基板200とを接合する接合部材91であり、例えば、はんだである。
 すなわち、本実施形態に係る実装システム10は、実装ヘッド1と、撮像装置2(図3A参照)と、制御装置3(図2参照)と、を備える。実装ヘッド1は、第1対象物T1を捕捉する捕捉部11を有する。実装ヘッド1は、捕捉部11を、第2対象物T2に向けて移動可能に保持する。撮像装置2は、実装ヘッド1に設けられる。撮像装置2は、特定対象物TA(図3A参照)を含む特定領域R1(図3A参照)を撮像視野R10(図3A参照)に含む。制御装置3は、撮像装置2の出力に含まれる特定対象物TAに関する情報に基づいて、捕捉部11が第2対象物T2に向かって移動するように捕捉部11の移動を制御する。
 本実施形態に係る実装システム10では、撮像装置2は、特定対象物TAを含む特定領域R1を撮像視野R10に含んでいる。また、実装システム10では、制御装置3は、撮像装置2の出力に含まれる特定対象物TAに関する情報に基づいて捕捉部11の移動を制御している。そのため、制御装置3は、例えば、特定対象物TAの状態に基づいて第2対象物T2に対する第1対象物T1の実装状態を判断することができる。したがって、本実施形態に係る実装システム10によれば、第1対象物T1の実装品質を向上させることができる。
 (2)詳細
 以下、本実施形態に係る実装システム10及び実装方法の詳細について、説明する。
 (2.1)前提
 本実施形態では一例として、表面実装技術(SMT:Surface Mount Technology)による部品(第1対象物T1)の実装に、実装システム10が用いられる場合について説明する。つまり、第1対象物T1としての部品100は、表面実装用の部品(SMD:Surface Mount Device)であって、第2対象物T2としての基板200の表面(実装面T21)上に配置されることをもって実装される。ただし、この例に限らず、挿入実装技術(IMT:Insertion Mount Technology)による部品(第1対象物T1)の実装に、実装システム10が用いられてもよい。この場合には、第1対象物T1としての部品100は、リード端子を有する挿入実装用の部品であり、第2対象物T2としての基板200の孔にリード端子を挿入することをもって、基板(第2対象物T2)の表面(実装面T21)上に実装される。
 また、本開示でいう「撮像光軸」は、撮像装置2で撮像される画像についての光軸であって、後述する撮像装置2の撮像素子21(図2参照)及び光学系22(図2参照)の両方によって定まる光軸である。つまり、撮像装置2で撮像される画像の中心からの光が通る光路が、撮像装置2の撮像光軸Ax1(図3A参照)となる。具体的には、撮像素子21の受光面の中心と、被写体のうちの光学系22を通して撮像素子21の受光面の中心に結像する部位と、を結ぶ直線が撮像装置2の撮像光軸Ax1となる。
 また、本開示でいう「画像」は、撮像装置2で撮像される画像であって、静止画(静止画像)及び動画(動画像)を含む。さらに、「動画」は、コマ撮り等により得られる複数の静止画にて構成される画像を含む。画像は、撮像装置2から出力されたデータそのものでなくてもよい。例えば、画像は、必要に応じて適宜データの圧縮、他のデータ形式への変換、又は撮像装置2で撮影された画像から一部を切り出す加工、ピント調整、明度調整、若しくはコントラスト調整等の加工が施されていてもよい。本実施形態では一例として、画像は、フルカラーの動画である。
 以下では一例として、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸の3軸を設定し、第2対象物T2である基板200の表面(実装面T21)に平行な軸を「X軸」及び「Y軸」とし、基板200の厚み方向に平行な軸を「Z」軸とする。さらに、第2対象物T2である基板200から見た捕捉部11側を、Z軸の正の向き(「上方」ともいう)と規定する。また、Z軸の正の向き(上方)から見た状態を、以下では「平面視」ともいう。X軸、Y軸、及びZ軸は、いずれも仮想的な軸であり、図面中の「X」、「Y」、「Z」を示す矢印は、説明のために表記しているに過ぎず、いずれも実体を伴わない。また、これらの方向は実装システム10の使用時の方向を限定する趣旨ではない。
 また、実装システム10には、冷却水の循環用のパイプ、電力供給用のケーブル及び空圧(正圧及び真空を含む)供給用のパイプ等が接続されるが、本実施形態では、これらの図示を適宜省略する。
 (2.2)全体構成
 次に、本実施形態に係る実装システム10の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。
 本実施形態に係る実装システム10は、図1及び図2に示すように、実装ヘッド1と、撮像装置2と、制御装置3と、を備えている。また、本実施形態では、実装システム10は、図2に示すように、実装ヘッド1、撮像装置2及び制御装置3に加えて、駆動装置4、部品供給装置5、搬送装置6、バックアップ装置7及び照明装置8を更に備えている。ただし、駆動装置4、部品供給装置5、搬送装置6、バックアップ装置7及び照明装置8は、実装システム10に必須の構成ではない。つまり、駆動装置4、部品供給装置5、搬送装置6、バックアップ装置7及び照明装置8の少なくとも1つは、実装システム10の構成要素に含まれなくてもよい。また、図1では、実装ヘッド1及び駆動装置4のみを図示し、その他の実装システム10の構成の図示を適宜省略している。
 実装ヘッド1は、少なくとも1つの捕捉部11を有している。本実施形態では、実装ヘッド1は、1つの捕捉部11を有している。実装ヘッド1は、捕捉部11にて第1対象物T1(部品100)を捕捉した状態で、捕捉部11を第2対象物T2(基板200)に近づけるように移動させ、第1対象物T1を第2対象物T2の実装面T21に実装する。言い換えると、実装ヘッド1は、捕捉部11を、第2対象物T2に近づけた第1位置と、第1位置に比較して第2対象物T2から離れた第2位置と、の間で移動可能に保持する。つまり、実装ヘッド1は、捕捉部11を、第2対象物T2に向けて移動可能に保持する。
 撮像装置2は、実装ヘッド1に固定されている。本実施形態では、実装システム10は、1つの撮像装置2を有している。撮像装置2は、撮像素子21と、光学系22と、を有している。撮像装置2は、例えば、動画を撮像するビデオカメラである。本実施形態では、撮像装置2は、図3Aに示すように、第2対象物T2(基板200)の実装面T21のうち、特定対象物TAを含む特定領域R1を撮像視野R10に含む。
 制御装置3は、実装システム10の各部を制御する。制御装置3は、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを主構成とする。すなわち、マイクロコントローラのメモリに記録されたプログラムを、マイクロコントローラのプロセッサが実行することにより、制御装置3の機能が実現される。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよく、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
 制御装置3は、例えば、実装ヘッド1、撮像装置2、駆動装置4、部品供給装置5、搬送装置6、バックアップ装置7及び照明装置8の各々と電気的に接続されている。制御装置3は、実装ヘッド1及び駆動装置4に制御信号を出力し、少なくとも捕捉部11にて捕捉した第1対象物T1を第2対象物T2の実装面T21に実装するように、実装ヘッド1及び駆動装置4を制御する。また、制御装置3は、撮像装置2及び照明装置8に制御信号を出力し、撮像装置2及び照明装置8を制御したり、撮像装置2で撮像された画像を撮像装置2から取得したりする。
 駆動装置4は、実装ヘッド1を移動させる装置である。本実施形態では、駆動装置4は、X-Y平面内で、実装ヘッド1を移動させる。ここでいう「X-Y平面」は、X軸及びY軸を含む平面であって、Z軸と直交する平面である。言い換えると、駆動装置4は、実装ヘッド1をX軸方向及びY軸方向に移動させる。本実施形態では、撮像装置2が実装ヘッド1に固定されているため、駆動装置4は、撮像装置2についても実装ヘッド1と共に移動させる。言い換えると、駆動装置4は、実装ヘッド1及び撮像装置2を、X-Y平面内で移動させる。
 具体的には、駆動装置4は、図1に示すように、X軸駆動部41と、Y軸駆動部42と、を有している。X軸駆動部41は、実装ヘッド1をX軸方向に直進移動させる。Y軸駆動部42は、実装ヘッド1をY軸方向に直進移動させる。Y軸駆動部42は、実装ヘッド1を、X軸駆動部41ごとY軸に沿って移動させることで、実装ヘッド1をY軸方向に直進移動させる。本実施形態では一例として、X軸駆動部41及びY軸駆動部42の各々は、リニアモータを含み、電力供給を受けてリニアモータで発生する駆動力により、実装ヘッド1を移動させる。
 部品供給装置5は、実装ヘッド1の捕捉部11にて捕捉される第1対象物T1としての部品100を供給する。部品供給装置5は、一例として、キャリアテープに収容された部品100を供給するテープフィーダを有している。または、部品供給装置5は、複数の部品100が載せ置かれたトレイを有していてもよい。実装ヘッド1は、このような部品供給装置5から、第1対象物T1(部品100)を捕捉部11にて捕捉する。
 搬送装置6は、第2対象物T2としての基板200を搬送する装置である。搬送装置6は、例えば、ベルトコンベヤ等で実現される。搬送装置6は、第2対象物T2(基板200)を、例えば、X軸に沿って搬送する。搬送装置6は、少なくとも実装ヘッド1の下方、つまりZ軸方向において捕捉部11と対向する実装スペースに、第2対象物T2を搬送する。そして、搬送装置6は、実装ヘッド1による第2対象物T2(基板200)への第1対象物T1(部品100)の実装が完了するまでは、実装スペースに第2対象物T2を停止させる。
 バックアップ装置7は、搬送装置6によって実装スペースに搬送された第2対象物T2としての基板200をバックアップする。つまり、搬送装置6によって実装スペースに搬送された第2対象物T2(基板200)は、バックアップ装置7にて、実装スペースに保持される。バックアップ装置7は、少なくとも実装ヘッド1による第2対象物T2(基板200)への第1対象物T1(部品100)の実装が完了するまでは、実装スペースにて第2対象物T2をバックアップする。
 照明装置8は、撮像装置2の撮像視野R10を照明する。照明装置8は、少なくとも撮像装置2が撮像するタイミングで撮像視野R10を照明すればよく、例えば、撮像装置2の撮像タイミングに合わせて発光する。本実施形態では、撮像装置2で撮像される画像は、フルカラーの動画であるので、照明装置8は、白色光等の可視光領域の波長域の光を出力する。本実施形態では一例として、照明装置8は、LED(Light Emitting Diode)等の光源を複数有している。照明装置8は、これら複数の光源を発光させることで、撮像装置2の撮像視野R10を照らす。照明装置8は、例えば、リング照明又は同軸落射照明等の適宜の照明方式にて実現される。照明装置8は、例えば、撮像装置2と共に実装ヘッド1に固定されている。
 また、実装システム10は、上記構成に加えて、例えば、通信部等を備えている。通信部は、直接的、又はネットワーク若しくは中継器等を介して間接的に、上位システムと通信するように構成されている。これにより、実装システム10は、上位システムとの間でデータを授受することが可能である。
 (2.3)実装ヘッド
 次に、実装ヘッド1のより詳細な構成について、図1~図3Dを参照して説明する。
 本実施形態では、実装ヘッド1は、捕捉部11に加えて、捕捉部11を移動させるためのアクチュエータ12(図2参照)と、捕捉部11及びアクチュエータ12を保持するヘッドボディ13と、を更に有している。本実施形態に係る実装システム10では、1つのヘッドボディ13に、捕捉部11及びアクチュエータ12を1つずつ保持している。これにより、実装ヘッド1では、1つの第1対象物T1(部品100)を捕捉可能である。
 捕捉部11は、例えば、吸着ノズルである。捕捉部11は、制御装置3にて制御され、第1対象物T1を捕捉(保持)する捕捉状態と、第1対象物T1を解放(捕捉を解除)する解放状態と、を切替可能である。ただし、捕捉部11は、吸着ノズルに限らず、例えば、ロボットハンドのように第1対象物T1を挟む(摘む)ことによって捕捉(保持)する構成でもよい。
 捕捉部11による第1対象物T1の捕捉に関しては、実装ヘッド1は、動力としての空圧(真空)の供給を受けて動作する。つまり、実装ヘッド1は、捕捉部11に繋がる空圧(真空)の供給路上のバルブを開閉することによって、捕捉部11の捕捉状態と、解放状態と、を切り替える。
 アクチュエータ12は、捕捉部11をZ軸方向に直進移動させる。さらに、アクチュエータ12は、捕捉部11をZ軸方向に沿った軸線を中心とする回転方向(以下、「θ方向」という)に回転移動させる。本実施形態では一例として、Z軸方向への捕捉部11の移動に関しては、アクチュエータ12は、リニアモータで発生する駆動力にて駆動する。θ方向への捕捉部11の移動に関しては、アクチュエータ12は、回転型モータで発生する駆動力にて駆動する。一方で、上述したように、実装ヘッド1は、駆動装置4によりX軸方向及びY軸方向に直進移動する。結果的に、実装ヘッド1に含まれる捕捉部11は、駆動装置4及びアクチュエータ12によって、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向及びθ方向に移動することが可能である。
 ヘッドボディ13は、一例として、金属製であって直方体状に形成されている。捕捉部11及びアクチュエータ12がヘッドボディ13に組み付けられることによって、ヘッドボディ13は捕捉部11及びアクチュエータ12を保持する。本実施形態では、捕捉部11は、Z軸方向及びθ方向への移動が可能な状態で、アクチュエータ12を介してヘッドボディ13に間接的に保持される。実装ヘッド1は、ヘッドボディ13が駆動装置4にてX-Y平面内で移動させられることによって、X-Y平面内を移動する。
 上述した構成によれば、実装ヘッド1は、捕捉部11にて第1対象物T1(部品100)を捕捉した状態で、捕捉部11を第2対象物T2(基板200)に近づけるように移動させ、第1対象物T1を第2対象物T2の実装面T21に実装することが可能となる。つまり、実装ヘッド1は、捕捉部11を、少なくとも、第2対象物T2に近づけた第1位置と、第1位置に比較して第2対象物T2から離れた第2位置と、の間で移動させる。要するに、実装ヘッド1は、第1対象物T1を捕捉した状態の捕捉部11を、第2位置から第1位置に移動させることで、第1対象物T1を第2対象物T2の実装面T21に実装する。
 本実施形態では、図3Cに示す捕捉部11の位置が第1位置であり、図3Aに示す捕捉部11の位置が第2位置である。言い換えると、第1位置は捕捉部11の下死点であり、第2位置は捕捉部11の上死点である。ただし、本開示でいう「下死点」とは、捕捉部11の可動域における下限位置ではなく、第1対象物T1を第2対象物T2の実装面T21に実装する際の捕捉部11の下限位置をいう。
 (2.4)撮像装置
 次に、撮像装置2のより詳細な構成について、図2~図3Dを参照して説明する。
 本実施形態では、撮像装置2は、図2に示すように、撮像素子21と、光学系22と、を有している。光学系22は、撮像素子21に対して、特定領域R1を含む撮像視野R10の画像を結像する。
 撮像素子21は、例えば、CCD(Charge Coupled Devices)又はCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)のようなイメージセンサである。撮像素子21は、受光面に結像した画像を電気信号に変換して出力する。
 光学系22は、1つ以上のレンズ及びミラー等を含んでいる。本実施形態では一例として、光学系22は、複数のレンズの組み合わせ(レンズ群)にて実現される。光学系22は、図3Aに示すような撮像視野R10からの光を撮像素子21の受光面に結像させる。本実施形態では、撮像装置2の光学系22はテレセントリック光学系である。つまり、光学系全体で主光線が光軸(撮像光軸Ax1)に対して平行になる。なお、光学系22は、上記の構成に限定されない。
 ところで、撮像装置2は、図3Aに示すように、第2対象物T2(基板200)の実装面T21のうちの実装面T21に垂直な方向(Z軸方向)において捕捉部11と対向する特定領域R1を、撮像視野R10に含んでいる。言い換えると、撮像装置2は、第2対象物T2の実装面T21上に捕捉部11が位置する状態で、実装面T21における捕捉部11の直下の領域を、特定領域R1として撮像視野R10に含む。さらに言い換えると、特定領域R1は、第2対象物T2の実装面T21上に捕捉部11が位置する状態で、捕捉部11の直下に位置する特定対象物TAを含む領域である。そのため、撮像装置2では、捕捉部11の直下の領域の画像を撮像することが可能である。
 具体的には、撮像装置2は、実装ヘッド1のヘッドボディ13に保持されることにより、実装ヘッド1に固定されている。撮像装置2は、図示を省略しているが、ヘッドボディ13の側面に固定されることで、ヘッドボディ13に保持されている。捕捉部11は、ヘッドボディ13の下面に配置されているため、撮像装置2は、平面視において捕捉部11の側方に配置されることになる。
 ここで、撮像装置2は、図3Aに示すように、第2対象物T2の実装面T21の垂線に対して傾斜する撮像光軸Ax1を有している。つまり、撮像装置2は、その撮像光軸Ax1を実装面T21の垂線に対して傾斜させるような姿勢で実装ヘッド1に固定されている。言い換えると、撮像装置2の撮像光軸Ax1は、Z軸に対して傾斜している。このように、撮像装置2は、捕捉部11の側方に配置され、かつ撮像光軸Ax1がZ軸に対して傾斜していることで、捕捉部11の直下の特定領域R1を撮像可能である。
 (2.5)制御装置
 次に、制御装置3のより詳細な構成について、図2~図3Dを参照して説明する。
 制御装置3は、上述したように、実装ヘッド1に制御信号を出力することにより、実装ヘッド1を制御する。具体的には、制御装置3は、実装ヘッド1を制御することにより、第2位置に位置する捕捉部11が第1位置に達するまで捕捉部11をZ軸方向に直進移動させる。言い換えると、制御装置3は、撮像装置2の撮像視野R10に含まれる特定対象物TAの状態が所定の状態に達するまで捕捉部11を移動させる。また、制御装置3は、実装ヘッド1を制御することにより、捕捉部11を第1位置に移動させた後に、捕捉部11による第1対象物T1の捕捉を解除する、又は捕捉部11にて第1対象物T1を捕捉する。言い換えると、制御装置3は、撮像装置2の撮像視野R10に含まれる特定対象物TAの状態が所定の状態に達するまで捕捉部11を移動させた後、捕捉部11による第1対象物T1の捕捉を解除する、又は捕捉部11にて第1対象物T1を捕捉する。本実施形態では、捕捉部11にて捕捉された第1対象物T1を第2対象物T2の実装面T21に実装する実装処理を例示しており、制御装置3は、実装ヘッド1を制御することにより、捕捉部11による第1対象物T1の捕捉を解除する。
 また、本実施形態では、制御装置3は、特定対象物TAの形状の変化に基づいて第1対象物T1が第2対象物T2に実装(装着)されているか否かを判断する。ここで、本実施形態では、特定対象物TAは、第1対象物T1と第2対象物T2とを接触させる接触部材9である。言い換えると、第1対象物T1と第2対象物T2との両方に接触する接触部材9が特定領域R1に含まれている。さらに、本実施形態では、接触部材9は、第1対象物T1と第2対象物T2とを接合する接合部材91であり、例えば、はんだである。制御装置3は、特定対象物TAとしての接触部材9の平面視における形状の変化に基づいて、第1対象物T1が第2対象物T2に実装(装着)されているか否かを判断する。言い換えると、制御装置3は、接触部材9の形状の変化に基づいて、捕捉部11の第2対象物T2側への移動を制御する。具体的には、制御装置3は、特定対象物TAのX軸方向の長さ寸法L1が、例えば、L11(図3B参照)から、L11よりも大きいL12(図3C参照)に変化していれば、第1対象物T1が第2対象物T2に実装(装着)されていると判断する。ここで、本実施形態では、特定対象物TAのX軸方向の長さ寸法L1は、図3B及び図3Cに示すように、第1対象物T1におけるX軸方向の端面から特定対象物TAにおける上記端面と反対側の端部までの長さである。
 本実施形態では、「特定対象物TAに関する情報」は、特定対象物TAのX軸方向の長さ寸法L1の変化量である。また、本実施形態では、「特定対象物TAの状態が所定の状態に達する」とは、特定対象物TAの長さ寸法L1の変化量が(L12-L11)に達することである。
 ところで、本実施形態に係る実装システム10では、制御装置3は、特定対象物TAのX軸方向の長さ寸法L1の大きさから、第1対象物T1と第2対象物T2とを接合する複数(図示例では2個)の接合部材91の短絡(ブリッジ)を検出することができる。制御装置3は、例えば、各接合部材91のX軸方向の長さ寸法L1がL12よりも長くなっていれば、複数の接合部材91が短絡していると判断する。
 (3)実装方法
 次に、本実施形態に係る実装方法について、図3A~図3D及び図4を参照して説明する。
 本実施形態に係る実装方法は、実装ヘッド1と、撮像装置2と、を備える実装システム10に用いられる実装方法である。実装ヘッド1は、第1対象物T1を捕捉する捕捉部11を有する。実装ヘッド1は、捕捉部11を、第2対象物T2に向けて移動可能に保持する。撮像装置2は、実装ヘッド1に設けられる。撮像装置2は、特定対象物TAを含む特定領域R1を撮像視野R10に含む。上記実装方法は、制御装置3にて、捕捉部11を移動する工程を有する。制御装置3は、撮像装置2の出力に含まれる特定対象物TAに関する情報に基づいて、捕捉部11が第2対象物T2に向かって移動するように捕捉部11を移動させる。
 すなわち、本実施形態に係る実装方法は、本実施形態に係る実装システム10を用いて、捕捉部11を移動する方法である。この実装方法では、撮像装置2の出力に含まれる特定対象物TAに関する情報に基づいて、捕捉部11を第2対象物T2に向かって移動させている。したがって、例えば、第2対象物T2としての基板200がZ軸方向に反っている場合でも、特定対象物TAの状態に基づいて、第1対象物T1を第2対象物T2に確実に実装(装着)することができる。
 図3A~図3Dは、本実施形態に係る実装方法を含む、実装システム10の全体動作を表す模式図である。また、図4は、本実施形態に係る実装方法を含む、実装システム10の全体動作を表すフローチャートである。
 制御装置3は、駆動装置4を制御することにより、実装ヘッド1をX軸方向及びY軸方向に移動させる(ステップS11)。具体的には、制御装置3は、X軸駆動部41にて実装ヘッド1をX軸方向に直進移動させ、かつY軸駆動部42にて実装ヘッド1をY軸方向に直進移動させる。このとき、制御装置3は、第1対象物T1を捕捉した捕捉部11のXY座標と、第2対象物T2の実装面T21における第1対象物T1の実装位置(装着位置)のXY座標と、が一致するように、実装ヘッド1をX軸方向及びY軸方向に移動させる。図3Aに示すように、捕捉部11のXY座標と第1対象物T1の実装位置のXY座標とが一致する位置に実装ヘッド1が到達すると、制御装置3は、撮像装置2を起動し、特定領域R1の撮像を開始させる。本実施形態では、図3Aに示すように、第1対象物T1と第2対象物T2とを接合する特定対象物TAとしての接合部材91が特定領域R1に含まれる。
 制御装置3は、図3Aに示すように、捕捉部11のXY座標と第1対象物T1の実装位置のXY座標とが一致している状態から、アクチュエータ12を制御することにより、捕捉部11をZ軸方向に直進移動(下降)させる(ステップS12)。これにより、捕捉部11に捕捉された第1対象物T1は、第2対象物T2に近づくように移動し、第2対象物T2の実装面T21に配置された特定対象物TAに接触する。
 ここで、制御装置3は、第1対象物T1が特定対象物TAに接触することによる特定対象物TAの形状の変化に基づいて、捕捉部11の移動量を調整する。言い換えると、制御装置3は、第1対象物T1が特定対象物TAに接触してからの押込み量が規定量となるように、捕捉部11の移動量を調整する(ステップS13)。具体的には、制御装置3は、特定対象物TAのX軸方向の長さ寸法L1の変化量が(L12-L11)となるまで、捕捉部11をZ軸方向に直進移動させる。
 すなわち、制御装置3は、特定対象物TAのX軸方向の長さ寸法L1の変化量が(L12-L11)よりも小さければ(ステップS13:No)、捕捉部11をZ軸方向に直進移動させ続ける。そして、制御装置3は、特定対象物TAのX軸方向の長さ寸法L1の変化量が(L12-L11)に達すると(ステップS13:Yes)、捕捉部11の移動を停止させると共に、捕捉部11による第1対象物T1の捕捉を解除する(ステップS14)。
 そして、制御装置3は、図3Dに示すように、アクチュエータ12を制御することにより、捕捉部11をZ軸方向に直進移動(上昇)させる(ステップS15)。制御装置3は、捕捉部11が第2位置に達すると、撮像装置2を停止し、特定領域R1の撮像を終了させる。なお、制御装置3は、捕捉部11が第1対象物T1の捕捉を解除したタイミングで、撮像装置2を停止してもよい。
 上述のような実装方法を、実装システム10の制御装置3が実行することにより、第1対象物T1を第2対象物T2に確実に実装(装着)することができる。すなわち、本実施形態に係る実装方法によれば、第1対象物T1の実装品質を向上させることができる。
 上述の実装方法では、実装ヘッド1をX軸方向及びY軸方向に移動させた後、アクチュエータ12をZ軸方向に移動させているが、X軸方向及びY軸方向への実装ヘッド1の移動(ステップS11)とZ軸方向へのアクチュエータ12の移動(ステップS12)とを同時に行ってもよい。
 (4)変形例
 実施形態1は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、本開示で参照する図面は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、実施形態1に係る実装方法と同様の機能は、実装システム10、(コンピュータ)プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係るプログラムは、実施形態1に係る実装方法を、1以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。
 以下、実施形態1の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
 本開示における実装システム10は、例えば、制御装置3等にコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における実装システム10としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。更に、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1ないし複数の電子回路で構成される。
 また、実装システム10における複数の機能が、1つの筐体内に集約されていることは実装システム10に必須の構成ではない。実装システム10の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、実装システム10の少なくとも一部の機能、例えば、制御装置3の機能は、クラウド(クラウドコンピューティング)等によって実現されてもよい。
 反対に、実施形態1において、複数の装置に分散されている実装システム10の少なくとも一部の機能が、1つの筐体内に集約されていてもよい。例えば、実装ヘッド1と制御装置3とに分散されている一部の機能が、全て実装ヘッド1に集約されてもよい。
 また、実装システム10の用途は、工場での電子機器の製造に限らない。例えば、ガラス板への機械部品の実装に実装システム10が用いられる場合、実装システム10は、第2対象物T2であるガラス板に対して、第1対象物T1である機械部品を実装する作業を行う。
 また、実装ヘッド1に備わっている捕捉部11の数、及び撮像装置2の数は、実施形態1で説明した数に限らない。例えば、捕捉部11及び撮像装置2の各々は2個以上であってもよい。また、捕捉部11及び撮像装置2の数は同じであってもよいし、異なっていてもよい。一例として、撮像装置2の数が捕捉部11の数よりも少ない場合には、1つの撮像装置2にて複数の捕捉部11を撮像可能に構成されていればよい。
 また、撮像装置2は、フルカラーの動画を撮像可能なビデオカメラに限らず、例えば、モノクロ画像を撮像可能なカメラ、静止画を撮像可能なスチルカメラ、又はラインセンサ等であってもよい。
 また、制御装置3は、特定対象物TAの形状に基づいて、第1対象物T1が第2対象物T2に実装(装着)されているか否かを判断してもよい。言い換えると、制御装置3は、特定対象物TA(接触部材9)の形状に基づいて、捕捉部11の第2対象物T2側への移動を制御してもよい。例えば、図3Cに示すように、特定対象物TAのX軸方向の長さ寸法L1がL12に達していれば、制御装置3は、第1対象物T1が第2対象物T2に実装(装着)されたと判断する。すなわち、図3Cに示す位置が第1位置となる。一方、制御装置3は、特定対象物TAのX軸方向の長さ寸法L1がL12に達していなければ、特定対象物TAのX軸方向の長さ寸法L1がL12に達するまで捕捉部11を第1位置(第2対象物T2)側に移動させる。さらに、制御装置3は、特定対象物TAの形状の変化と、特定対象物TAの形状と、を組み合わせて、第1対象物T1が第2対象物T2に実装(装着)されているか否かを判断してもよい。例えば、図3A~図3Dに示す例では、制御装置3は、特定対象物TAのX軸方向の長さ寸法L1の変化量が(L12-L11)であり、かつ特定対象物TAのX軸方向の長さ寸法L1がL12に達していれば、第1対象物T1が第2対象物T2に実装(装着)されていると判断する。
 また、特定対象物TAの形状の変化はX軸方向の長さ寸法L1に限らず、例えば、特定対象物TAのZ軸方向の高さ寸法であってもよい。言い換えると、特定対象物TAの形状の変化は、第1対象物T1の側面に沿って立ち上がる特定対象物TAの這い上がり量の変化であってもよい。例えば、図3Bに示すように、第1対象物T1が特定対象物TAに接触していない状態では、特定対象物TAの這い上がり量はゼロである。これに対して、図3Cに示すように、捕捉部11が第1位置に達している状態では、特定対象物TAの這い上がり量が所定値に達している。したがって、制御装置3は、特定対象物TAの這い上がり量の変化量が所定値に達していることから、第1対象物T1が第2対象物T2に実装(装着)されたと判断する。この場合においても、特定対象物TAの這い上がり量の変化量が所定値に達する第1位置まで捕捉部11を押し込むことにより、第1対象物T1を第2対象物T2に確実に実装(装着)することができ、第1対象物T1の実装品質を向上させることができる。なお、この場合においても、制御装置3は、特定対象物TAの這い上がり量の変化(形状の変化)ではなく、特定対象物TAの這い上がり量(形状)に基づいて、第1対象物T1が第2対象物T2に実装されているか否かを判断してもよい。
 接合部材91は、はんだに限らず、例えば、導電性ペースト又は接着剤であってもよい。また、接触部材9についても、はんだのような接合部材91に限らず、例えば、シリコングリースのような放熱グリースであってもよい。
 上述の実施形態では、制御装置3は、特定対象物TAの長さ寸法L1の変化量に基づいて、第1対象物T1が第2対象物T2に実装(装着)されているか否かを判断している。これに対して、制御装置3は、例えば、特定対象物TAの端部の変化量に基づいて、第1対象物T1が第2対象物T2に実装(装着)されているか否かを判断してもよい。
 (実施形態2)
 本実施形態に係る実装システム10Aでは、図5に示すように、制御装置3Aが検出部31及び判定部32を有している点で、実施形態1に係る実装システム10と相違する。以下、実施形態1と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
 (1)全体構成
 本実施形態に係る実装システム10Aは、実装ヘッド1と、撮像装置2と、制御装置3Aと、を備えている。実装ヘッド1は、第1対象物T1を捕捉する捕捉部11を有する。実装ヘッド1は、捕捉部11を、第2対象物T2に向けて移動可能に保持する。撮像装置2は、特定対象物TAを含む特定領域R1を撮像視野R10に含む。制御装置3Aは、撮像装置2の出力に含まれる特定対象物TAに関する情報に基づいて、捕捉部11が第2対象物T2に向かって移動するように捕捉部11の移動を制御する。
 本実施形態に係る実装システム10Aは、図5に示すように、実装ヘッド1、撮像装置2及び制御装置3Aに加えて、駆動装置4、部品供給装置5、搬送装置6、バックアップ装置7及び照明装置8を更に備えている。
 撮像装置2は、図6A~図6Dに示すように、接触部材9を含む特定領域R1を撮像視野R10に含む。また、本実施形態では、図6A~図6Dに示すように、捕捉部11及び捕捉部11に捕捉された第1対象物T1が撮像視野R10に含まれている。本実施形態では、捕捉部11及び第1対象物T1(基板200)が特定対象物TAである。また、本実施形態では、第1対象物T1は、部品100であり、第2対象物T2は、部品100が実装される基板200である。
 制御装置3Aは、図5に示すように、検出部31と、判定部32と、を有している。
 検出部31は、撮像装置2の出力に基づいて第3対象物T3が第4対象物T4に接地したことを検出する。本開示でいう「接地する」とは、第3対象物T3が第4対象物T4に接触することを意味する。また、本開示でいう「接触」は、点接触であってもよいし、線接触であってもよいし、面接触であってもよい。本実施形態では、第3対象物T3と第4対象物T4との接触は面接触である。
 本実施形態では、第3対象物T3は、第2対象物T2(基板200)の実装面T21に実装(装着)される第1対象物T1(部品100)である。第4対象物T4は、第2対象物T2の実装面T21上に配置され、第1対象物T1と第2対象物T2とを接触させる接触部材9である。また、本実施形態では、接触部材9は、第1対象物T1と第2対象物T2とを接合する接合部材91である。接合部材91は、例えば、はんだである。
 検出部31は、一例として、捕捉部11の移動量の変化に基づいて第3対象物T3が第4対象物T4に接地したことを検出する。言い換えると、検出部31は、特定対象物TA(捕捉部11)の状態が所定の状態に達することで第3対象物T3が第4対象物T4に接地したことを検出する。第3対象物T3が第4対象物T4に接触すると、第4対象物T4からの反力によって捕捉部11の移動量が小さくなる。したがって、検出部31は、捕捉部11の移動量が変化する(小さくなる)ことをもって、第3対象物T3が第4対象物T4に接地したことを検出する。本実施形態では、「特定対象物TAの状態が所定の状態に達する」とは、捕捉部11の移動量が変化する(小さくなる)ことである。
 判定部32は、第1処理を実行した後に第2処理を実行するか否かを判定する。言い換えると、判定部32は、第3対象物T3が第4対象物T4に接地した後に捕捉部11を更に第2対象物T2側に移動させるか否かを判定する。第1処理は、第3対象物T3が第4対象物T4に接地するまで捕捉部11を第1位置(第2対象物T2)側に移動させる処理である。本実施形態では、制御装置3Aは、第1処理において、捕捉部11の移動量に基づいて、捕捉部11を第2対象物T2側へ移動させる。第2処理は、第3対象物T3が第4対象物T4に接地した後に捕捉部11を更に第2対象物T2側に移動させる処理(以下、「押込み処理」ともいう)である。本実施形態では、制御装置3Aは、第2処理において、第3対象物T3が第4対象物T4に接地した後に捕捉部11を更に第2対象物T2側に移動させる。判定部32は、一例として、撮像装置2にて撮像される画像に含まれる接触部材9のX軸方向の長さ寸法に基づいて、第2処理を実行するか否かを判定する。具体的には、判定部32は、検出部31が第3対象物T3の接地を検出したタイミングで、接触部材9のX軸方向の長さ寸法が所定長さに達していれば、第2処理が不要であると判定する。一方、判定部32は、検出部31が第3対象物T3の接地を検出したタイミングで、接触部材9のX軸方向の長さ寸法が所定長さに達していなければ、第2処理が必要であると判定する。すなわち、制御装置3Aは、第3対象物T3が接地したタイミングで、捕捉部11を第2対象物T2側に移動させるか否かを判断するように構成されている。
 要するに、制御装置3Aは、第3対象物T3が第4対象物T4に接地したタイミングで、押込み処理が必要であるか否かを判断する。言い換えると、制御装置3Aは、実装ヘッド1に第1処理を実行させることで第3対象物T3が第4対象物T4に接地したタイミングで、実装ヘッド1に第2処理を実行させるか否かを判断する。
 制御装置3Aは、判定部32が第2処理を実行すると判定した場合には、第1処理を実行した後に第2処理を実行する。また、制御装置3Aは、判定部32が第2処理を実行しないと判定した場合には、第1処理のみを実行する。
 ところで、制御装置3Aは、上述したように、撮像装置2の出力に基づいて捕捉部11の移動を制御するように構成されている。具体的には、制御装置3Aは、第1処理において、撮像装置2にて撮像された画像に基づいて、第3対象物T3が第4対象物T4に接地するまで捕捉部11が第2対象物T2側に移動するように、捕捉部11の移動を制御する。一方、制御装置3Aは、第2処理においては、捕捉部11が予め設定された移動量だけ第2対象物T2側に移動するように、捕捉部11の移動を制御する。言い換えると、制御装置3は、第3対象物T3が第4対象物T4に接地した後に予め定められた移動量だけ捕捉部11を更に第2対象物T2側に移動させる。すなわち、本実施形態に係る実装システム10Aでは、第3対象物T3の接地タイミングで、撮像装置2にて撮像される画像に基づいて捕捉部11を移動させるフィードバック制御から、予め設定された移動量だけ捕捉部11を移動させるシーケンス制御に切り替えられる。
 (2)実装方法
 次に、本実施形態に係る実装方法について、図6A~図6D及び図7を参照して説明する。
 本実施形態に係る実装方法は、実装ヘッド1と、撮像装置2と、を備える実装システム10Aに用いられる実装方法である。実装ヘッド1は、第1対象物T1を捕捉する捕捉部11を有する。実装ヘッド1は、捕捉部11を、第2対象物T2に向けて移動可能に保持する。撮像装置2は、実装ヘッド1に設けられる。撮像装置2は、特定対象物TAを含む特定領域R1を撮像視野R10に含む。上記実装方法は、制御装置3Aにて、捕捉部11を移動する工程を有する。制御装置3Aは、撮像装置2の出力に含まれる特定対象物TAに関する情報に基づいて、捕捉部11を第2対象物T2に向かって移動させる。
 すなわち、本実施形態に係る実装方法は、本実施形態に係る実装システム10Aを用いて、捕捉部11を移動する方法である。この実装方法では、撮像装置2の出力に含まれる特定対象物TAに関する情報に基づいて、捕捉部11を第2対象物T2に向かって移動させている。したがって、例えば、第2対象物T2としての基板200がZ軸方向に反っている場合でも、特定対象物TAの状態に基づいて、第1対象物T1を第2対象物T2に確実に実装(装着)することができる。本実施形態では、「特定対象物TAに関する情報」は、特定対象物TAとしての捕捉部11の移動量である。
 図6A~図6Dは、本実施形態に係る実装方法を含む、実装システム10Aの全体動作を表す模式図である。また、図7は、本実施形態に係る実装方法を含む、実装システム10Aの全体動作を表すフローチャートである。
 制御装置3Aは、駆動装置4を制御することにより、実装ヘッド1をX軸方向及びY軸方向に移動させる(ステップS21)。具体的には、制御装置3Aは、X軸駆動部41にて実装ヘッド1をX軸方向に直進移動させ、かつY軸駆動部42にて実装ヘッド1をY軸方向に直進移動させる。このとき、制御装置3Aは、第1対象物T1を捕捉した捕捉部11のXY座標と、第2対象物T2の実装面T21における第1対象物T1の実装位置(装着位置)のXY座標と、が一致するように、実装ヘッド1をX軸方向及びY軸方向に移動させる。図6Aに示すように、捕捉部11のXY座標と第1対象物T1の実装位置のXY座標とが一致する位置に実装ヘッド1が到達すると、制御装置3Aは、撮像装置2を起動し、特定領域R1の撮像を開始させる。本実施形態では、図6Aに示すように、第2対象物T2の実装面T21に配置された接触部材9が特定領域R1に含まれている。また、本実施形態では、捕捉部11及び捕捉部11にて捕捉された第1対象物T1が撮像装置2の撮像視野R10に含まれている。
 制御装置3Aは、図6Aに示すように、捕捉部11のXY座標と第1対象物T1の実装位置のXY座標とが一致している状態から、アクチュエータ12を制御することにより、捕捉部11をZ軸方向に直進移動(下降)させる(ステップS22)。これにより、捕捉部11に捕捉された第1対象物T1は、第2対象物T2に近づくように移動し、第2対象物T2の実装面T21に配置された接触部材9に接触する。制御装置3Aの検出部31は、捕捉部11の移動量が変化した(小さくなった)ことをもって、第3対象物T3としての第1対象物T1が第4対象物T4としての接触部材9に接地したことを検出する(ステップS23)。
 制御装置3Aの判定部32は、検出部31が第3対象物T3の接地を検出すると、押込み処理としての第2処理が必要であるか否かを判定する(ステップS24)。制御装置3Aは、判定部32が第2処理を実行すると判定した場合には(ステップS24:Yes)、アクチュエータ12を制御することにより、予め設定された移動量だけ捕捉部11をZ軸方向に移動(下降)させる(ステップS25)。そして、制御装置3Aは、捕捉部11のZ軸方向への移動を停止した後、捕捉部11による第1対象物T1の捕捉を解除する(ステップS26)。一方、制御装置3Aは、判定部32が第2処理を実行しないと判定した場合には(ステップS24:No)、捕捉部11のZ軸方向への移動を停止した後、捕捉部11による第1対象物T1の捕捉を解除する(ステップS26)。
 そして、制御装置3Aは、図6Dに示すように、アクチュエータ12を制御することにより、捕捉部11をZ軸方向に直進移動(上昇)させる(ステップS27)。制御装置3Aは、捕捉部11が第2位置に達すると、撮像装置2を停止し、特定領域R1の撮像を終了させる。なお、制御装置3Aは、捕捉部11が第1対象物T1の捕捉を解除したタイミングで、撮像装置2を停止してもよい。
 上述のような実装方法を、実装システム10Aの制御装置3Aが実行することにより、第1対象物T1を第2対象物T2に確実に実装(装着)することができる。すなわち、本実施形態に係る実装方法によれば、第1対象物T1の実装品質を向上させることができる。
 上述の実装方法では、実装ヘッド1をX軸方向及びY軸方向に移動させた後、アクチュエータ12をZ軸方向に移動させているが、X軸方向及びY軸方向への実装ヘッド1の移動(ステップS21)とZ軸方向へのアクチュエータ12の移動(ステップS22)とを同時に行ってもよい。
 (3)変形例
 以下、実施形態2の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
 (3.1)変形例1
 図8A~図8Cに示すように、第2対象物T2は、第1対象物T1としての部品100が収容される収容器300であってもよい。すなわち、変形例1に係る実装システム10Aは、第2対象物T2としての収容器300に収容された第1対象物T1としての部品100を吸着する吸着処理にも用いることができる。第2対象物T2としての収容器300は、キャリアテープ、又はトレイ等である。本実施形態では、収容器300はキャリアテープである。要するに、第1対象物T1は、部品100であり、第2対象物T2は、部品100が収容される収容器300である。また、変形例1では、特定対象物TAは、捕捉部11である。収容器300としての第2対象物T2は、図8A~図8Cに示すように、第1対象物T1としての部品100が収容される収容部T22を有している。
 次に、変形例1に係る実装方法について、図8A~図8C及び図9を参照して説明する。
 制御装置3Aは、駆動装置4を制御することにより、実装ヘッド1をX軸方向及びY軸方向に移動させる(ステップS31)。具体的には、制御装置3Aは、X軸駆動部41にて実装ヘッド1をX軸方向に直進移動させ、かつY軸駆動部42にて実装ヘッド1をY軸方向に直進移動させる。このとき、制御装置3Aは、捕捉部11のXY座標と、第2対象物T2の収容部T22内の第1対象物T1のXY座標と、が一致するように、実装ヘッド1をX軸方向及びY軸方向に移動させる。図8Aに示すように、捕捉部11のXY座標と第1対象物T1のXY座標とが一致する位置に実装ヘッド1が到達すると、制御装置3Aは、撮像装置2を起動し、特定領域R1の撮像を開始させる。変形例1では、図8Aに示すように、捕捉部11にて捕捉される第1対象物T1が特定領域R1に含まれている。
 制御装置3Aは、図8Aに示すように、捕捉部11のXY座標と第1対象物T1のXY座標とが一致している状態から、アクチュエータ12を制御することにより、捕捉部11をZ軸方向に直進移動(下降)させる(ステップS32)。これにより、捕捉部11は、第2対象物T2の収容部T22に収容された第1対象物T1に近づくように移動し、第1対象物T1の表面(上面)に接触する。制御装置3Aの検出部31は、捕捉部11が第1対象物T1に接触することで捕捉部11の移動量が変化した(小さくなった)ことをもって、第3対象物T3としての捕捉部11が第4対象物T4としての第1対象物T1(部品100)に接地したことを検出する(ステップS33)。また、検出部31は、X軸方向における捕捉部11の寸法に対して部品100の寸法が小さい場合、捕捉部11が第2対象物T2に接触することで捕捉部11の移動量が変化した(小さくなった)ことをもって、第3対象物T3としての捕捉部11が第4対象物T4としての第2対象物T2(収容器300)に接地したことを検出する。
 制御装置3Aの判定部32は、検出部31が第3対象物T3(捕捉部11)の接地を検出すると、押込み処理としての第2処理が必要であるか否かを判定する(ステップS34)。制御装置3Aの判定部32は、一例として、第4対象物T4としての第1対象物T1が収容されている第2対象物T2のZ軸方向の撓み量が所定値に達していなければ、第2処理を実行すると判定する。
 制御装置3Aは、判定部32が第2処理を実行すると判定した場合には(ステップS34:Yes)、アクチュエータ12を制御することにより、予め設定された移動量だけ捕捉部11をZ軸方向に移動(下降)させる(ステップS35)。そして、制御装置3Aは、捕捉部11のZ軸方向への移動を停止した後、捕捉部11にて第1対象物T1を捕捉する(ステップS36)。一方、制御装置3Aは、判定部32が第2処理を実行しないと判定した場合には(ステップS34:No)、捕捉部11のZ軸方向への移動を停止した後、捕捉部11にて第1対象物T1を捕捉する(ステップS36)。
 そして、制御装置3Aは、図8Cに示すように、アクチュエータ12を制御することにより、第1対象物T1を捕捉した捕捉部11をZ軸方向に直進移動(上昇)させる(ステップS37)。制御装置3Aは、捕捉部11が第2位置に達すると、撮像装置2を停止し、特定領域R1の撮像を終了させる。なお、制御装置3Aは、捕捉部11が第1対象物T1の捕捉を解除したタイミングで、撮像装置2を停止してもよい。
 上述のような実装方法(吸着方法)を、実装システム10Aの制御装置3Aが実行することにより、捕捉部11にて第1対象物T1を確実に吸着することができる。すなわち、変形例1に係る実装方法は、捕捉部11にて捕捉された第1対象物T1(部品100)を第2対象物T2(基板200)の実装面T21に実装する実装処理だけでなく、捕捉部11にて第1対象物T1(部品100)を吸着する吸着処理を含む。
 上述の実装方法では、実装ヘッド1をX軸方向及びY軸方向に移動させた後、アクチュエータ12をZ軸方向に移動させているが、X軸方向及びY軸方向への実装ヘッド1の移動(ステップS31)とZ軸方向へのアクチュエータ12の移動(ステップS32)とを同時に行ってもよい。
 (3.2)変形例2
 特定対象物TAは、図10に示すように、アクチュエータ12を含んでいてもよい。アクチュエータ12は、捕捉部11としての吸着ノズルを保持するノズルホルダ121と、ノズルホルダ121の上端部に連結されたシャフト122と、を有している。
 ノズルホルダ121は、ばね体14を含む。ばね体14は、その伸縮方向がZ軸方向となるように配置されており、捕捉部11に対して下向きのばね力を作用させる。捕捉部11は、ばね体14からのばね力に抗って、ノズルホルダ121に対してZ軸方向に移動可能な状態でノズルホルダ121に保持されている。
 シャフト122は、リニアモータで発生する駆動力により、Z軸方向に移動可能に構成されている。したがって、シャフト122をZ軸方向に移動させることにより、第1位置と第2位置との間で捕捉部11を移動させることができる。つまり、ノズルホルダ121とシャフト122とで構成されるアクチュエータ12は、捕捉部11を第1位置と第2位置との間で移動可能に保持する保持部材として機能する。変形例2では、特定対象物TAは、捕捉部11を第1位置と第2位置との間で移動可能に保持する保持部材(アクチュエータ12)を含む。また、シャフト122の外周面には、測定点(特定点)P1が設けられている。
 撮像装置2は、図10に示すように、特定対象物TAとしてのアクチュエータ12を含む特定領域R1を撮像視野R10に含む。撮像装置2は、X軸方向において、特定対象物TAとしてのアクチュエータ12と並んでいる。つまり、撮像装置2は、特定対象物TAの側方に配置されている。これにより、撮像装置2は、捕捉部11が第2位置から第1位置に移動する際に、特定対象物TAとしてのアクチュエータ12のシャフト122に設けられた測定点P1を撮像することができる。
 変形例2に係る実装システム10Aでは、制御装置3Aは、第3対象物T3が第4対象物T4に接地するまでの第1処理において、撮像装置2の撮像視野R10に含まれる測定点P1の移動量に基づいて、捕捉部11の第2対象物T2側への移動を制御する。また、実装システム10Aでは、制御装置3Aは、第2処理においても、撮像装置2の撮像視野R10に含まれる測定点P1の移動量に基づいて、捕捉部11の第2対象物T2側への移動を制御する。ここで、第2処理では、捕捉部11は第1対象物T1に接しているため、捕捉部11の第2対象物T2側への移動は規制されるが、ノズルホルダ121に設けられたばね体14が圧縮されることでシャフト122は第2対象物T2側へ移動可能である。したがって、制御装置3Aは、第2処理において、シャフト122に設けられた測定点P1の移動量に基づいて、捕捉部11の第2対象物T2側への移動を制御することができる。
 (3.3)その他の変形例
 検出部31は、接触部材9の形状の変化に基づいて、第3対象物T3が第4対象物T4に接地したことを検出してもよい。第4対象物T4としての接触部材9は、第3対象物T3としての第1対象物T1が接触することにより、少なくともX軸方向に変形する。したがって、検出部31は、撮像装置2にて撮像された画像に含まれる接触部材9のX軸方向の長さ寸法が変化したことをもって、第3対象物T3が第4対象物T4に接地したことを検出する。
 特定対象物TAは、第1対象物T1(部品100)、捕捉部11、及び保持部材としてのアクチュエータ12の少なくとも1つを含んでいればよい。したがって、特定対象物TAは、第1対象物T1、捕捉部11及びアクチュエータ12のいずれか1つを含んでいてもよいし、2つ以上を含んでいてもよい。
 また、第2対象物T2が収容器300である場合において、制御装置3Aの判定部32は、ノズルホルダ121に対する捕捉部11(吸着ノズル)の移動量に基づいて、捕捉部11が第1位置に達しているか否かを判断してもよい。例えば、捕捉部11に対するばね体14(図10参照)からのばね力が、捕捉部11が第1対象物T1に接触した状態における収容器300からの反力よりも小さい場合を想定する。この場合、捕捉部11は、捕捉部11が第1対象物T1に接触した後においては、シャフト122を下向きに移動させることにより、ノズルホルダ121に対して上向きに移動することになる。したがって、制御装置3Aの判定部32は、撮像装置2にて撮像された画像に含まれる、ノズルホルダ121に対する捕捉部11の移動量から、捕捉部11が第1位置に達しているか否かを判断することができる。
 さらに、この場合において、ノズルホルダ121に対して捕捉部11が移動することにより、撮像装置2にて撮像されるノズルホルダ121の長さ寸法(Z軸方向の寸法)が小さくなる。そのため、判定部32は、ノズルホルダ121の長さ寸法と所定の閾値とを比較することにより、捕捉部11が第1位置に達しているか否かを判断することもできる。
 また、特定対象物TAは、実施形態1と同様、接触部材9であってもよい。この場合、制御装置3Aは、第3対象物T3が第4対象物T4に接地した後に、特定対象物TAの状態が所定の状態に達するまで捕捉部11を更に第2対象物T2側に移動させてもよい。制御装置3Aは、第3対象物T3が第4対象物T4に接地した後に、例えば、接触部材9のX軸方向の長さ寸法が所定長さに達するまで捕捉部11を更に第2対象物T2側に移動させる。つまり、「特定対象物TAの状態が所定の状態に達する」とは、特定対象物TAとしての接触部材9のX軸方向の長さ寸法が所定長さになることである。
 上述の実施形態2(変形例を含む)で説明した構成は、実施形態1(変形例を含む)で説明した構成と適宜組み合わせて適用可能である。
 (まとめ)
 以上説明したように、第1の態様に係る実装システム(10;10A)は、実装ヘッド(1)と、撮像装置(2)と、制御装置(3;3A)と、を備える。実装ヘッド(1)は、第1対象物(T1)を捕捉する捕捉部(11)を有する。実装ヘッド(1)は、捕捉部(11)を、第2対象物(T2)に向けて移動可能に保持する。撮像装置(2)は、実装ヘッド(1)に設けられる。撮像装置(2)は、特定対象物(TA)を含む特定領域(R1)を撮像視野(R10)に含む。制御装置(3;3A)は、撮像装置(2)の出力に含まれる特定対象物(TA)に関する情報に基づいて、捕捉部(11)が第2対象物(T2)に向かって移動するように捕捉部(11)の移動を制御する。
 この態様によれば、第1対象物(T1)の実装品質を向上させることができる。
 第2の態様に係る実装システム(10;10A)では、第1の態様において、制御装置(3;3A)は、特定対象物(TA)の状態が所定の状態に達するまで捕捉部(11)を移動させる。
 この態様によれば、第1対象物(T1)の実装品質を向上させることができる。
 第3の態様に係る実装システム(10;10A)は、第2の態様において、検出部(31)を更に備える。検出部(31)は、撮像装置(2)の出力に基づいて第3対象物(T3)が第4対象物(T4)に接地したことを検出する。検出部(31)は、特定対象物(TA)の状態が所定の状態に達することで第3対象物(T3)が第4対象物(T4)に接地したことを検出する。
 この態様によれば、第1対象物(T1)の実装品質を向上させることができる。
 第4の態様に係る実装システム(10;10A)では、第3の態様において、制御装置(3;3A)は、第3対象物(T3)が第4対象物(T4)に接地した後に捕捉部(11)を更に第2対象物(T2)側に移動させる。
 この態様によれば、第1対象物(T1)の実装品質を向上させることができる。
 第5の態様に係る実装システム(10;10A)は、第3又は第4の態様において、判定部(32)を更に備える。判定部(32)は、第3対象物(T3)が第4対象物(T4)に接地した後に捕捉部(11)を更に第2対象物(T2)側に移動させるか否かを判定する。
 この態様によれば、第1対象物(T1)の実装品質を向上させることができる。
 第6の態様に係る実装システム(10;10A)では、第1~第5のいずれかの態様において、特定対象物(TA)は、第1対象物(T1)、捕捉部(11)、及び保持部材(12)の少なくとも1つを含む。保持部材(12)は、捕捉部(11)を移動可能に保持する。
 この態様によれば、特定領域(R1)に含まれる特定対象物(TA)から、捕捉部(11)の移動量を判断することができる。
 第7の態様に係る実装システム(10;10A)では、第6の態様において、撮像装置(2)は、捕捉部(11)が移動する際に特定対象物(TA)における特定点(P1)を撮像可能となるように、特定対象物(TA)の側方に配置されている。
 この態様によれば、撮像装置(2)にて撮像される特定点(P1)から、捕捉部(11)の移動量を判断することができる。
 第8の態様に係る実装システム(10;10A)では、第6又は第7の態様において、制御装置(3;3A)は、特定対象物(TA)の移動量に基づいて、捕捉部(11)を第2対象物(T2)側へ移動させる。
 この態様によれば、捕捉部(11)又は部品(100)の移動量に基づいて、捕捉部(11)の第2対象物(T2)側への移動を制御することができる。
 第9の態様に係る実装システム(10;10A)では、第1~第5のいずれかの態様において、特定対象物(TA)は、第1対象物(T1)と第2対象物(T2)との両方に接触する接触部材(9)である。
 この態様によれば、接触部材(9)を介して第1対象物(T1)と第2対象物(T2)とを接触させることができる。
 第10の態様に係る実装システム(10;10A)では、第9の態様において、接触部材(9)は、第1対象物(T1)と第2対象物(T2)とを接合する接合部材(91)である。
 この態様によれば、接合部材(91)を介して第1対象物(T1)と第2対象物(T2)とを接合することができる。
 第11の態様に係る実装システム(10;10A)では、第9又は第10の態様において、制御装置(3;3A)は、接触部材(9)の形状に基づいて、捕捉部(11)を第2対象物(T2)側へ移動させる。
 この態様によれば、接触部材(9)の形状に基づいて、捕捉部(11)の第2対象物(T2)側への移動を制御することができる。
 第12の態様に係る実装システム(10;10A)では、第9又は第10の態様において、制御装置(3;3A)は、接触部材(9)の形状の変化に基づいて、捕捉部(11)を第2対象物(T2)側へ移動させる。
 この態様によれば、接触部材(9)の形状の変化に基づいて、捕捉部(11)の第2対象物(T2)側への移動を制御することができる。
 第13の態様に係る実装システム(10;10A)では、第1~第12のいずれかの態様において、第1対象物(T1)は、部品(100)である。第2対象物(T2)は、部品(100)が実装される基板(200)である。
 この態様によれば、基板(200)に対する部品(100)の実装品質を向上させることができる。
 第14の態様に係る実装システム(10;10A)では、第1~第12のいずれかの態様において、第1対象物(T1)は、部品(100)である。第2対象物(T2)は、部品(100)が収容される収容器(300)である。
 この態様によれば、捕捉部(11)にて部品(100)を確実に吸着することができる。
 第15の態様に係る実装システム(10;10A)では、第2の態様において、制御装置(3;3A)は、特定対象物(TA)の状態が所定の状態に達するまで捕捉部(11)を移動させた後、捕捉部(11)による第1対象物(T1)の捕捉を解除する、又は捕捉部(11)にて第1対象物(T1)を捕捉する。
 この態様によれば、第1対象物(T1)の実装品質を向上させることができる。
 第16の態様に係る実装方法は、実装ヘッド(1)と、撮像装置(2)と、を備える実装システム(10;10A)に用いられる実装方法である。実装ヘッド(1)は、第1対象物(T1)を捕捉する捕捉部(11)を有する。実装ヘッド(1)は、捕捉部(11)を、第2対象物(T2)に向けて移動可能に保持する。撮像装置(2)は、実装ヘッド(1)に設けられる。撮像装置(2)は、特定対象物(TA)を含む特定領域(R1)を撮像視野(R10)に含む。実装方法は、制御装置(3;3A)にて、捕捉部(11)を移動する工程を有する。制御装置(3;3A)は、撮像装置(2)の出力に含まれる特定対象物(TA)に関する情報に基づいて、捕捉部(11)が第2対象物(T2)に向かって移動するように捕捉部(11)を移動させる。
 この態様によれば、第1対象物(T1)の実装品質を向上させることができる。
 第2~第15の態様に係る構成については、実装システム(10;10A)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
1 実装ヘッド
2 撮像装置
3,3A 制御装置
9 接触部材
10,10A 実装システム
11 捕捉部
12 アクチュエータ(保持部材)
31 検出部
32 判定部
91 接合部材
100 部品
200 基板
300 収容器
R1 特定領域
TA 特定対象物
T1 第1対象物
T2 第2対象物
T3 第3対象物
T4 第4対象物

Claims (16)

  1.  第1対象物を捕捉する捕捉部を有し、前記捕捉部を、第2対象物に向けて移動可能に保持する実装ヘッドと、
     前記実装ヘッドに設けられ、特定対象物を含む特定領域を撮像視野に含む撮像装置と、
     前記撮像装置の出力に含まれる前記特定対象物に関する情報に基づいて、前記捕捉部が前記第2対象物に向かって移動するように前記捕捉部の移動を制御する制御装置と、を備える、
     実装システム。
  2.  前記制御装置は、前記特定対象物の状態が所定の状態に達するまで前記捕捉部を移動させる、
     請求項1に記載の実装システム。
  3.  前記撮像装置の出力に基づいて第3対象物が第4対象物に接地したことを検出する検出部を更に備え、
     前記検出部は、前記特定対象物の状態が前記所定の状態に達することで前記第3対象物が前記第4対象物に接地したことを検出する、
     請求項2に記載の実装システム。
  4.  前記制御装置は、前記第3対象物が前記第4対象物に接地した後に前記捕捉部を更に前記第2対象物側に移動させる、
     請求項3に記載の実装システム。
  5.  前記第3対象物が前記第4対象物に接地した後に前記捕捉部を更に前記第2対象物側に移動させるか否かを判定する判定部を更に備える、
     請求項3又は4に記載の実装システム。
  6.  前記特定対象物は、前記第1対象物、前記捕捉部、及び前記捕捉部を移動可能に保持する保持部材の少なくとも1つを含む、
     請求項1~5のいずれか1項に記載の実装システム。
  7.  前記撮像装置は、前記捕捉部が移動する際に前記特定対象物における特定点を撮像可能となるように、前記特定対象物の側方に配置されている、
     請求項6に記載の実装システム。
  8.  前記制御装置は、前記特定対象物の移動量に基づいて、前記捕捉部を前記第2対象物側へ移動させる、
     請求項6又は7に記載の実装システム。
  9.  前記特定対象物は、前記第1対象物と前記第2対象物との両方に接触する接触部材である、
     請求項1~5のいずれか1項に記載の実装システム。
  10.  前記接触部材は、前記第1対象物と前記第2対象物とを接合する接合部材である、
     請求項9に記載の実装システム。
  11.  前記制御装置は、前記接触部材の形状に基づいて、前記捕捉部を前記第2対象物側へ移動させる、
     請求項9又は10に記載の実装システム。
  12.  前記制御装置は、前記接触部材の形状の変化に基づいて、前記捕捉部を前記第2対象物側へ移動させる、
     請求項9又は10に記載の実装システム。
  13.  前記第1対象物は、部品であり、
     前記第2対象物は、前記部品が実装される基板である、
     請求項1~12のいずれか1項に記載の実装システム。
  14.  前記第1対象物は、部品であり、
     前記第2対象物は、前記部品が収容される収容器である、
     請求項1~12のいずれか1項に記載の実装システム。
  15.  前記制御装置は、前記特定対象物の状態が前記所定の状態に達するまで前記捕捉部を移動させた後、前記捕捉部による前記第1対象物の捕捉を解除する、又は前記捕捉部にて前記第1対象物を捕捉する、
     請求項2に記載の実装システム。
  16.  第1対象物を捕捉する捕捉部を有し、前記捕捉部を、第2対象物に向けて移動可能に保持する実装ヘッドと、
     前記実装ヘッドに設けられ、特定対象物を含む特定領域を撮像視野に含む撮像装置と、を備える実装システムに用いられる実装方法であって、
     前記撮像装置の出力に含まれる前記特定対象物に関する情報に基づいて、前記捕捉部が前記第2対象物に向かって移動するように前記捕捉部を移動させる制御装置にて、前記捕捉部を移動する工程を有する、
     実装方法。
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