(57)【要約】【課題】供給される電子部品のリードの長さにばらつきがある場合でも、適切に電子部品を実装することを可能にすること。【解決手段】３次元計測装置１は、リードＬを有する電子部品Ｃを保持するノズル１１と、ノズル１１に保持された状態の電子部品ＣのリードＬの長さであるリード長さＬＬを検出する検出装置１２と、を備える。３次元計測装置１は、検出装置１２が検出したリードＬの長さであるリード長さＬＬに基づいて、電子部品Ｃの実装条件を変更する実装条件変更部と、をさらに備える。【選択図】図１
2020107623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードを有する電子部品を保持するノズルと、
前記ノズルに保持された状態の前記電子部品の前記リードの長さを検出する検出装置と、を備える、
３次元計測装置。
【請求項２】
前記検出装置が検出した前記リードの長さに基づいて、前記電子部品の実装条件を変更する実装条件変更部をさらに備える、
請求項１に記載の３次元計測装置。
【請求項３】
前記実装条件変更部が変更する前記実装条件は、前記リードの先端を基板に近接させる近接条件及び前記リードを前記基板に形成された貫通孔に挿入させる挿入条件の少なくとも一方を含む、
請求項２に記載の３次元計測装置。
【請求項４】
前記検出装置は、
前記リードに周期が異なるパターン光を投影する投影装置と、
それぞれの前記パターン光が投影された前記リードの画像データを取得する撮像装置と、
前記リードの画像データに基づいて、前記リードの長さを検出する長さ検出部と、を有する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の３次元計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、３次元計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リードを有する電子部品のリードの長さに基づいて、電子部品を基板に実装する条件を決定する技術が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５９２５５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、供給される電子部品のリードの長さにばらつきがある場合、適切に電子部品を実装できない。
【０００５】
本発明の態様は、供給される電子部品のリードの長さにばらつきがある場合でも、適切に電子部品を実装することを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様に従えば、リードを有する電子部品を保持するノズルと、前記ノズルに保持された状態の前記電子部品の前記リードの長さを検出する検出装置と、を備える、３次元計測装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の態様によれば、供給される電子部品のリードの長さにばらつきがある場合でも、適切に電子部品を実装することを可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る電子部品実装システムの一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る３次元計測装置の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、実施形態に係る３次元計測装置の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、実施形態に係る制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るパターンデータの一例を示す模式図である。
【図６】図６は、実施形態に係る３次元計測方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施形態に係る実装方法を示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施形態に係る実装方法の一例を模式的に示す図である。
【図９】図９は、実施形態に係る実装方法の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１０】
以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面のＸ軸と平行な方向をＸ軸方向とし、所定面においてＸ軸と直交するＹ軸と平行な方向をＹ軸方向とし、所定面と直交するＺ軸と平行な方向をＺ軸方向とする。また、以下の説明においては、所定面を適宜、ＸＹ平面、と称する。本実施形態においては、ＸＹ平面と水平面とが平行であることとする。
【００１１】
［実施形態］
＜電子部品実装システム＞
実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る電子部品実装システム１００の一例を模式的に示す図である。図１は、電子部品実装システム１００を−Ｙ方向から見た図である。
【００１２】
図１に示すように、電子部品実装システム１００は、３次元計測装置１と、電子部品実装装置２と、を備える。電子部品実装システム１００は、３次元計測装置１で電子部品ＣのリードＬの長さであるリード長さＬＬ（図２参照）を検出し、検出したリード長さＬＬ（図２参照）に基づいて、電子部品実装装置２で電子部品Ｃを基板Ｐに実装する。以下において、先に電子部品実装装置２について説明してから、本実施形態に係る３次元計測装置１を説明する。
【００１３】
＜電子部品実装装置＞
電子部品実装装置２は、リードＬを有する電子部品Ｃを基板Ｐに実装する。図１に示すように、電子部品実装装置２は、電子部品Ｃを保持するノズル１１を保持する実装ヘッド２２と、電子部品Ｃを供給する電子部品供給装置２３と、電子部品Ｃが実装される基板Ｐを搬送する基板搬送装置２４と、電子部品実装装置２を制御する制御装置２９と、を備える。
【００１４】
電子部品供給装置２３は、テープを支持するテープリールと、テープリールから繰り出されたテープに保持されている電子部品Ｃを搬送するフィーダとを含む。なお、電子部品供給装置２３は、複数の電子部品Ｃを保持するトレイを含んでもよい。電子部品供給装置２３は、電子部品Ｃを供給位置ＳＰに供給する。
【００１５】
基板搬送装置２４は、基板Ｐを搬送するコンベアベルトと、実装位置ＭＰに搬送された基板Ｐの位置を固定するクランプ機構とを有する。
【００１６】
実装ヘッド２２は、ノズル１１に保持された電子部品Ｃを基板Ｐに実装する。実装ヘッド２２は、ヘッド駆動装置２５により、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに移動する。ノズル１１は、実装ヘッド２２に設けられているノズル駆動装置２６により、実装ヘッド２２に対してＺ軸方向及びθＺ方向のそれぞれに移動する。ノズル１１は、ヘッド駆動装置２５及びノズル駆動装置２６により、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、及びθＺ方向の４つの方向に移動可能である。実装ヘッド２２は、電子部品供給装置２３に規定される供給位置ＳＰと、基板Ｐに規定される実装位置ＭＰとの間を移動可能である。
【００１７】
実装ヘッド２２は、電子部品供給装置２３から供給された電子部品Ｃを供給位置ＳＰにおいてノズル１１で保持した後、実装位置ＭＰに配置されている基板Ｐに搬送する。実装ヘッド２２は、ノズル１１に保持されている電子部品Ｃを実装位置ＭＰに配置されている基板Ｐに実装する。
【００１８】
実装ヘッド２２は、電子部品Ｃを供給位置ＳＰにおいてノズル１１で保持した後、基板Ｐに搬送する前に、３次元計測装置１の計側位置ＴＰに電子部品Ｃを配置する。３次元計測装置１の計側位置ＴＰとは、３次元計測装置１のパターン光ＰＬ（図２参照）が照射可能な位置をいう。
【００１９】
基板搬送装置２４には、実装位置ＭＰに配置される基板Ｐに形成された貫通孔の位置を計測する位置計測装置２７が設けられている。基板Ｐに形成された貫通孔の位置を示す位置計測装置２７の計測データは、制御装置２９に出力される。
【００２０】
制御装置２９は、ヘッド駆動装置２５、ノズル駆動装置２６、位置計測装置２７、及び後述する３次元計測装置１の制御装置５のそれぞれに接続される。制御装置２９は、電子部品Ｃを基板Ｐに実装する前に、３次元計測装置１により電子部品Ｃのリード長さＬＬ（図２参照）の検出データを含む電子部品Ｃの３次元形状を計測する。実装ヘッド２２は、３次元計測装置１による電子部品Ｃのリード長さＬＬ（図２参照）の検出データに基づいて、後述するように、電子部品Ｃと基板Ｐとの相対位置を調整して、電子部品Ｃを基板Ｐに実装する。
【００２１】
＜３次元計測装置＞
図１に示すように、３次元計測装置１は、リードＬを有する電子部品Ｃを保持するノズル１１と、ノズル１１に保持されて計測位置ＴＰに配置された状態の電子部品Ｃのリード長さＬＬ（図２参照）を検出する検出装置１２と、を備える。
【００２２】
ノズル１１は、電子部品Ｃを着脱可能に保持する。ノズル１１は、電子部品Ｃを吸着して保持する吸着ノズルでもよいし、電子部品Ｃを挟んで保持する把持ノズルでもよい。
【００２３】
３次元計測装置１の検出装置１２は、供給装置ＳＰと実装位置ＭＰとの間の実装ヘッド２２の移動経路に、ノズル１１で保持して計測位置ＴＰに配置された状態の電子部品ＣのリードＬにパターン光ＰＬを照射可能な位置に配置される。
【００２４】
検出装置１２は、パターン光ＰＬを射出する射出装置３と、パターン光ＰＬを反射する反射部材６と、パターン光ＰＬが投影されたリードＬの画像データを取得する撮像装置４と、撮像装置４により取得されたリードＬの画像データに基づいてリードＬの３次元形状を算出する制御装置５と、を備える。
【００２５】
図２は、実施形態に係る３次元計測装置１の一例を示す模式図である。図３は、実施形態に係る３次元計測装置１の一例を示す模式図である。図２は、３次元計測装置１の構成要素である検出装置１２を、図１と同様の方向から見た図である。図３は、３次元計測装置１の構成要素である検出装置１２を、鉛直方向上側、すなわち＋Ｚ方向から見た図である。
【００２６】
図２に示すように、射出装置３は、光を発生する光源３１と、光源３１から発生した光を光変調してパターン光ＰＬを生成する光変調素子３２と、光変調素子３２で生成されたパターン光ＰＬを射出する射出光学系３３とを有する。
【００２７】
光変調素子３２は、デジタルミラーデバイス(Digital  Mirror  Device：ＤＭＤ)を含む。なお、光変調素子３２は、透過型の液晶パネルを含んでもよいし、反射型の液晶パネルを含んでもよい。光変調素子３２は、制御装置５から出力されるパターンデータに基づいてパターン光ＰＬを生成する。射出装置３は、パターンデータに基づいてパターン化されたパターン光ＰＬを射出する。
【００２８】
反射部材６は、射出装置３から射出されたパターン光ＰＬを反射してリードＬに照射する。反射部材６の反射面は、平面状である。
【００２９】
図２に示すように、撮像装置４は、リードＬで反射したパターン光ＰＬを結像する結像光学系４１と、結像光学系４１を介してリードＬの画像データを取得する撮像素子４２とを有する。撮像素子４２は、ＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary    Metal  Oxide    Semiconductor  Image    Sensor）又はＣＣＤイメージセンサ（Charge  Coupled    Device    Image  Sensor）を含む固体撮像素子である。
【００３０】
制御装置５は、コンピュータシステムを含み、射出装置３及び撮像装置４を制御する。制御装置５は、ＣＰＵ（Central    Processing    Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）又はＲＡＭ（Random  Access  Memory）のようなメモリ及びストレージを含む記憶装置と、信号及びデータを入出力可能な入出力回路を含む入出力インターフェースと、を有する。演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施する。
【００３１】
３次元計測装置１は、パターン投影法に基づいて、ノズル１１で保持して計測位置ＴＰに配置された状態の電子部品ＣのリードＬの３次元形状を計測する。射出装置３は、パターン光ＰＬとして、例えば正弦波状の明度分布の縞パターン光を位相シフトさせながら電子部品ＣのリードＬに照射する。パターン光ＰＬは、複数の方向から電子部品ＣのリードＬに照射される。
【００３２】
撮像装置４は、パターン光ＰＬが投影された電子部品ＣのリードＬの画像データを取得する。撮像装置４は、少なくとも、第１パターン光ＰＬ１が投影された電子部品ＣのリードＬの画像データと、第２パターン光ＰＬ２が投影された電子部品ＣのリードＬの画像データとを取得する。電子部品ＣのリードＬに入射する第１パターン光ＰＬ１の入射方向と第２パターン光ＰＬ２の入射方向とは異なる。
【００３３】
図２に示すように、第１パターン光ＰＬ１は、射出装置３から射出され電子部品ＣのリードＬにダイレクトに照射されるパターン光ＰＬである。図２に示すように、第２パターン光ＰＬ２は、射出装置３から射出され反射部材６で反射して電子部品ＣのリードＬに照射されるパターン光ＰＬである。
【００３４】
制御装置５は、射出装置３からの第１パターン光ＰＬ１が電子部品ＣのリードＬに照射される第１照射状態と、反射部材６からの第２パターン光ＰＬ２が電子部品ＣのリードＬに照射される第２照射状態との一方から他方に変化するように、光変調素子３２を制御する。
【００３５】
図２に示すように、電子部品ＣのリードＬに第１パターン光ＰＬ１を照射するとき、制御装置５は、射出光学系３３の射出面３３Ｓの第１領域３３１からパターン光ＰＬが射出され、射出面３３Ｓの第２領域３３２からパターン光ＰＬが射出されないように、光変調素子３２を制御する。第１領域３３１から射出されたパターン光ＰＬは、反射部材６を介さずに、第１パターン光ＰＬ１として電子部品ＣのリードＬにダイレクトに照射される。
【００３６】
図２に示すように、電子部品ＣのリードＬに第２パターン光ＰＬ２を照射するとき、制御装置５は、射出光学系３３の射出面３３Ｓの第２領域３３２からパターン光ＰＬが射出され、射出面３３Ｓの第１領域３３１からパターン光ＰＬが射出されないように、光変調素子３２を制御する。第２領域３３２から射出されたパターン光ＰＬは、光軸ＡＸを通過して反射部材６に照射される。第２領域３３２から射出されたパターン光ＰＬは、反射部材６を介して、第２パターン光ＰＬ２として電子部品ＣのリードＬに照射される。
【００３７】
図１及び図２に示す例において、第１領域３３１は、射出光学系３３の光軸よりも＋Ｘ側の射出面３３Ｓの半分の領域であり、第２領域３３２は、射出光学系３３の光軸よりも−Ｘ側の射出面３３Ｓの半分の領域である。第１領域３３１から射出されたパターン光ＰＬは、ノズル１１で保持して計測位置ＴＰに配置された状態の電子部品ＣのリードＬに照射される。第２領域３３２から射出されたパターン光ＰＬは、反射部材６の反射面に照射され、反射部材６の反射面で反射した後、ノズル１１で保持して計測位置ＴＰに配置された状態の電子部品ＣのリードＬに照射される。
【００３８】
図１及び図２に示すように、射出装置３、撮像装置４及び反射部材６は、ハウジング７に支持される。射出装置３と撮像装置４と反射部材６との相対位置は、ハウジング７により固定される。撮像装置４は、計測位置ＴＰよりも−Ｚ側に配置される。撮像装置４の入射面４１Ｓは、計測位置ＴＰに配置される電子部品ＣのリードＬと対向可能である。
【００３９】
反射部材６は、入射面４１Ｓと計測位置ＴＰに配置される電子部品Ｃとの間の結像光学系４１の光軸ＡＸの周囲の少なくとも一部に配置される。射出装置３は、入射面４１Ｓと計測位置ＴＰに配置される電子部品Ｃとの間の結像光学系４１の光軸ＡＸの周囲の少なくとも一部に配置される。反射部材６は、射出装置３よりも計測位置ＴＰに近い位置に配置される。
【００４０】
図３に示すように、射出装置３は、光軸ＡＸの周囲に２つ配置される。また、反射部材６は、光軸ＡＸの周囲に２つ配置される。
【００４１】
第１の反射部材６は、光軸ＡＸの−Ｘ側に配置される。第１の射出装置３は、光軸ＡＸの＋Ｘ側に配置される。第１の射出装置３は、第１の反射部材６に第２パターン光ＰＬ２を照射可能である。第１の反射部材６で反射した第２パターン光ＰＬ２は、計測位置ＴＰに配置された電子部品ＣのリードＬに照射される。また、第１の射出装置３は、計測位置ＴＰに配置された電子部品ＣのリードＬにダイレクトに第１パターン光ＰＬ１を照射可能である。
【００４２】
第２の反射部材６は、光軸ＡＸの＋Ｙ側に配置される。第２の射出装置３は、光軸ＡＸの−Ｙ側に配置される。第２の射出装置３は、第２の反射部材６に第２パターン光ＰＬ２を照射可能である。第２の反射部材６で反射した第２パターン光ＰＬ２は、計測位置ＴＰに配置された電子部品ＣのリードＬに照射される。また、第２の射出装置３は、計測位置ＴＰに配置された電子部品ＣのリードＬにダイレクトに第１パターン光ＰＬ１を照射可能である。
【００４３】
このように、第１及び第２の射出装置３と、第１及び第２の反射部材６とは、計測位置ＴＰに配置された電子部品ＣのリードＬに、４つの方向からパターン光ＰＬを投影可能である。撮像装置４は、第１の射出装置３からの第１パターン光ＰＬ１が投影された電子部品ＣのリードＬの画像データ、第１の反射部材６からの第２パターン光ＰＬ２が投影された電子部品ＣのリードＬの画像データ、第２の射出装置３からの第１パターン光ＰＬ１が投影された電子部品ＣのリードＬの画像データ、及び第２の反射部材６からの第２パターン光ＰＬ２が投影された電子部品ＣのリードＬの画像データのそれぞれを取得する。
【００４４】
上記したように、射出装置３と反射部材６とは、合わせて、リードＬに周期が異なるパターン光ＰＬを投影する本発明に係る投影装置８（図１参照）を構成する。投影装置８を構成する射出装置３と反射部材６とは、本実施形態では、互いにＸ軸方向に対向して設けられた１組と、互いにＹ軸方向に対向して設けられた１組との合計２組を有しているが、本発明ではこれに限定されることなく、１組でも、３組以上有していてもよい。また、投影装置８は、複数の射出装置３が単独で構成する形態でもよい。
【００４５】
なお、本実施形態では、射出装置３と反射部材６とによる投影装置８と、撮像装置４と、を含む位相シフト法を用いる形態の検出装置１２を好ましい形態のものとして使用しているが、本発明ではこれに限定されず、撮像画像解析法を用いる形態のものを使用してもよい。
【００４６】
＜制御装置＞
図４は、実施形態に係る制御装置５の一例を示す機能ブロック図である。制御装置５は、入出力部５１と、パターン生成部５２と、画像データ取得部５３と、位相値算出部５４と、３次元形状算出部５５と、実装条件変更部５６と、を有する。
【００４７】
入出力部５１は、制御装置５の入出力インターフェースが、実施形態に係る３次元計測装置１が実施形態に係る３次元計測方法を実行するための３次元計測プログラムを実行することにより、実現される機能部である。
【００４８】
パターン生成部５２、画像データ取得部５３、位相値算出部５４、３次元形状算出部５５及び実装条件変更部５６は、制御装置５の演算処理装置が、実施形態に係る３次元計測装置１が実施形態に係る３次元計測方法を実行するための３次元計測プログラムを実行することにより、実現される機能部である。
【００４９】
パターン生成部５２は、パターンデータを生成する。パターン生成部５２で生成されたパターンデータは、入出力部５１を介して光変調素子３２に出力される。光変調素子３２は、パターン生成部５２で生成されたパターンデータに基づいて、パターン光ＰＬを生成する。パターン生成部５２に生成されるパターンデータは、反射部材６を介さずに射出装置３からの第１パターン光ＰＬ１を電子部品ＣのリードＬに照射するための第１パターンデータと、反射部材６を介して射出装置３からの第２パターン光ＰＬ２を電子部品ＣのリードＬに照射するための第２パターンデータとを含む。
【００５０】
図５は、本実施形態に係るパターンデータの一例を示す模式図である。パターン生成部５２は、図５（Ａ）に示すように、電子部品ＣのリードＬに第１パターン光ＰＬ１を照射させるとき、射出光学系３３の射出面３３Ｓの第１領域３３１からパターン光ＰＬを射出させ、射出面３３Ｓの第２領域３３２からパターン光ＰＬを射出させないように、第１パターンデータを生成し、光変調素子３２を制御する。
【００５１】
パターン生成部５２は、図５（Ｂ）に示すように、電子部品ＣのリードＬに第２パターン光ＰＬ２を照射させるとき、射出光学系３３の射出面３３Ｓの第２領域３３２からパターン光ＰＬを射出させ、射出面３３Ｓの第１領域３３１からパターン光ＰＬを射出させないように、第２パターンデータを生成し、光変調素子３２を制御する。
【００５２】
画像データ取得部５３は、入出力部５１を介して、撮像素子４２から画像データを取得する。画像データ取得部５３は、第１及び第２の射出装置３により第１パターン光ＰＬ１が投影された電子部品ＣのリードＬの画像データ、及び第１及び第２の反射部材６からの第２パターン光ＰＬ２が投影された電子部品ＣのリードＬの画像データを取得する。
【００５３】
位相値算出部５４は、画像データの輝度に基づいて、画像データの複数の画素それぞれの位相値を算出する。位相値算出部５４は、位相シフトされたパターン光ＰＬのそれぞれが投影された電子部品ＣのリードＬの複数の画像データの同一の点の輝度に基づいて、その点に対応する画像データの画素の位相値を算出する。位相値算出部５４は、画像データの複数の点それぞれの輝度に基づいて、画像データの複数の画素それぞれの位相値を算出する。
【００５４】
３次元形状算出部５５は、画像データの複数の画素それぞれの位相値に基づいて、画像データの複数の画素それぞれに対応する電子部品ＣのリードＬの複数の点それぞれの高さデータを算出して、電子部品ＣのリードＬの３次元形状を算出する。
【００５５】
３次元形状算出部５５は、より詳細には、電子部品ＣのリードＬの先端における高さデータに基づいて、電子部品ＣのリードＬの先端における３次元形状を算出し、電子部品Ｃの鉛直方向の全体の長さである図２に示す部品高さＣＬと、電子部品ＣのリードＬの長さである図２に示すリード長さＬＬを算出する。３次元形状算出部５５は、電子部品ＣのリードＬの先端における高さデータのみを使用することで、本実施形態にとって必要な電子部品ＣのリードＬの先端における３次元形状を最小限の電算処理で取得することができる。このように、３次元形状算出部５５は、電子部品ＣのリードＬの画像データに基づいて、電子部品Ｃのリード長さＬＬを検出する本発明に係る長さ検出部を構成する。
【００５６】
実装条件変更部５６は、３次元形状算出部５５が算出した電子部品Ｃのリード長さＬＬに基づいて、電子部品Ｃの実装条件を変更する。実装条件変更部５６は、電子部品Ｃのリード長さＬＬに基づいて、リードＬの先端を基板Ｐに近接させる近接条件と、リードＬを基板Ｐに形成された貫通孔に挿入させる挿入条件と、を変更する。
【００５７】
実装条件変更部５６は、具体的には、３次元形状算出部５５が算出した電子部品Ｃのリード長さＬＬの計測データを制御装置２９に送信し、実装ヘッド２２が電子部品Ｃのリード長さＬＬに基づいて電子部品Ｃと基板Ｐとの相対位置を調整して、電子部品Ｃを基板Ｐに実装するように、制御装置２９に指令を出す。
【００５８】
＜３次元計測方法＞
実施形態に係る３次元計測装置１の作用について、以下に説明する。図６は、実施形態に係る３次元計測方法を示すフローチャートである。３次元計測装置１によって実行される実施形態に係る３次元計測方法について、図６を用いて説明する。
【００５９】
図６に示すように、実施形態に係る３次元計測方法は、パターン生成ステップＳ１０と、画像データ取得ステップＳ２０と、位相値算出ステップＳ３０と、リード長さ検出ステップＳ４０と、実装条件変更ステップＳ５０と、を有する。
【００６０】
パターン生成部５２は、第１パターンデータ及び第２パターンデータをそれぞれ生成する（パターン生成ステップＳ１０）。パターン生成ステップＳ１０では、さらに、制御装置５が、第１及び第２の射出装置３を制御して、パターン生成部５２が作成した第１パターンデータ及び第２パターンデータのそれぞれに基づく第１パターン光ＰＬ１及び第２パターン光ＰＬ２をそれぞれ射出させ、電子部品ＣのリードＬに向けて照射させる。
【００６１】
パターン生成ステップＳ１０では、具体的には、パターン生成部５２が、図５（Ａ）を参照して説明したように、射出面３３Ｓの第１領域３３１からパターン光ＰＬを射出させ、射出面３３Ｓの第２領域３３２からパターン光ＰＬを射出させないように、第１パターンデータを生成し、光変調素子３２を制御する。パターン生成ステップＳ１０では、制御装置５が、射出装置３を制御して、パターン生成部５２が作成した第１パターンデータに基づく第１パターン光ＰＬ１を射出させ、反射部材６を介さずに、電子部品ＣのリードＬに向けて直接照射させる。
【００６２】
パターン生成ステップＳ１０では、また、パターン生成部５２が、図５（Ｂ）を参照して説明したように、射出面３３Ｓの第２領域３３２からパターン光ＰＬを射出させ、射出面３３Ｓの第１領域３３１からパターン光ＰＬを射出させないように、第２パターンデータを生成し、光変調素子３２を制御する。パターン生成ステップＳ１０では、制御装置５が、射出装置３を制御して、パターン生成部５２が作成した第２パターンデータに基づく第２パターン光ＰＬ２を射出させ、反射部材６を介して、電子部品ＣのリードＬに向けて照射させる。
【００６３】
画像データ取得部５３は、第１パターン光ＰＬ１及び第２パターン光ＰＬ２がそれぞれ投影された電子部品ＣのリードＬの画像データを複数取得する（画像データ取得ステップＳ２０）。
【００６４】
画像データ取得ステップＳ２０では、具体的には、画像データ取得部５３が、第１及び第２の射出装置３により第１パターン光ＰＬ１が投影された電子部品ＣのリードＬの画像データ、及び第１及び第２の反射部材６からの第２パターン光ＰＬ２が投影された電子部品ＣのリードＬの画像データを、入出力部５１を介して、撮像装置４の撮像素子４２から取得する。
【００６５】
位相値算出部５４は、第１パターン光ＰＬ１及び第２パターン光ＰＬ２のそれぞれが投影された電子部品ＣのリードＬの複数の画像データの輝度に基づいて、それらの画像データの複数の画素それぞれの位相値を算出する（位相値算出ステップＳ３０）。
【００６６】
３次元形状算出部５５は、第１パターン光ＰＬ１が投影された電子部品ＣのリードＬの画像データと第２パターン光ＰＬ２が投影された電子部品ＣのリードＬの画像データとに基づいて、電子部品Ｃのリード長さＬＬを算出する（リード長さ検出ステップＳ４０）。
【００６７】
リード長さ検出ステップＳ４０では、具体的には、３次元形状算出部５５が、画像データの複数の画素それぞれの位相値に基づいて、電子部品ＣのリードＬの先端における３次元形状を算出する。
【００６８】
３次元形状算出部５５は、位相値に基づいて、三角測量の原理により、電子部品ＣのリードＬの先端に対応する画像データの各画素の高さデータを算出する。ここで、画像データの各画素における高さデータと電子部品ＣのリードＬの先端における各点の高さデータとは１対１で対応する。電子部品ＣのリードＬの先端における各点の高さデータは、３次元空間における電子部品ＣのリードＬの先端における各点の座標値を示す。これに基づき、リード長さ検出ステップＳ４０では、３次元形状算出部５５が、電子部品ＣのリードＬの先端における各点における高さデータに基づいて、電子部品ＣのリードＬの先端における３次元形状を算出する。
【００６９】
リード長さ検出ステップＳ４０では、さらに、３次元形状算出部５５が、電子部品ＣのリードＬの先端における３次元形状に基づいて、電子部品Ｃの部品高さＣＬ及びリード長さＬＬを算出する。
【００７０】
実装条件変更部５６は、３次元形状算出部５５が算出した電子部品Ｃのリード長さＬＬに基づいて、電子部品Ｃの実装条件を変更する（実装条件変更ステップＳ５０）。
【００７１】
実装条件変更ステップＳ５０では、具体的には、実装条件変更部５６が、電子部品Ｃのリード長さＬＬに基づいて、リードＬの先端を基板Ｐに近接させる近接条件と、リードＬを基板Ｐに形成された貫通孔に挿入させる挿入条件と、を変更する。
【００７２】
＜実装方法＞
実施形態に係る電子部品実装システム１００の作用について、以下に説明する。図７は、実施形態に係る実装方法を示すフローチャートである。図８及び図９のそれぞれは、実施形態に係る実装方法の一例を模式的に示す図である。なお、図８及び図９のそれぞれでは、説明に用いる電子部品Ｃ及び基板Ｐ以外の部分の図示を省略している。電子部品実装システム１００によって実行される実施形態に係る実装方法について、図７、図８及び図９を用いて説明する。
【００７３】
図７に示すように、実施形態に係る実装方法は、検出ステップＳ６０と、近接ステップＳ７０と、挿入ステップＳ８０と、を有する。
【００７４】
３次元計測装置１は、実施形態に係る３次元計測方法を実行することで、電子部品Ｃのリード長さＬＬを検出し、電子部品Ｃのリード長さＬＬの計測データを制御装置２９に送信し、実装ヘッド２２が電子部品Ｃのリード長さＬＬに基づいて電子部品Ｃと基板Ｐとの相対位置を調整して、電子部品Ｃを基板Ｐに実装するように、制御装置２９に指令を出す（検出ステップＳ６０）。
【００７５】
制御装置２９は、３次元計測装置１からの指令に基づいて、実装ヘッド２２のヘッド駆動装置２５及びノズル駆動装置２６を制御することで、ノズル１１で保持した電子部品ＣのリードＬの鉛直方向下側の先端を基板Ｐの上面に近接させる（近接ステップＳ７０）。
【００７６】
近接ステップＳ７０では、制御装置２９が、実装ヘッド２２のノズル駆動装置２６を制御して、３次元計測装置１から受信した電子部品Ｃのリード長さＬＬに基づき、図８に示すように、ノズル１１で保持した電子部品ＣのリードＬの鉛直方向下側の先端を基板Ｐの上面に近接させるように、ノズル１１を鉛直方向下側に下降移動させる。
【００７７】
近接ステップＳ７０では、また、制御装置２９が、実装ヘッド２２のヘッド駆動装置２５及びノズル駆動装置２６を制御して、ノズル１１で保持した電子部品ＣのリードＬの３次元形状の計測データと、基板Ｐに形成された貫通孔の位置を示す位置計測装置２７の計測データとに基づいて、ノズル１１で保持した電子部品ＣのリードＬの鉛直方向下側の先端の水平方向の位置と、基板Ｐに形成された貫通孔の水平方向の位置とを一致させるように、実装ヘッド２２を水平方向に移動させるとともに、ノズル１１を鉛直方向回りに回転させる。
【００７８】
制御装置２９は、３次元計測装置１からの指令に基づいて、実装ヘッド２２のノズル駆動装置２６を制御することで、ノズル１１で保持した電子部品ＣのリードＬを基板Ｐに形成された貫通孔に挿入させる（挿入ステップＳ８０）。
【００７９】
挿入ステップＳ８０では、制御装置２９が、実装ヘッド２２のノズル駆動装置２６を制御して、３次元計測装置１から受信した電子部品Ｃのリード長さＬＬに基づき、図９に示すように、ノズル１１で保持した電子部品ＣのリードＬを基板Ｐに形成された貫通孔に挿入させるように、ノズル１１を鉛直方向下側に下降移動させる。
【００８０】
なお、実施形態に係る実装方法では、３次元計測装置１による電子部品ＣのリードＬの３次元形状の計測データに基づいて、リードＬがハの字に開きすぎている等のために基板Ｐに形成された貫通孔に挿入させることが困難である場合には、当該電子部品Ｃを基板Ｐに搭載しない処理を行う。
【００８１】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、検出装置１２により、ノズル１１で保持した状態の電子部品ＣのリードＬの長さであるリード長さＬＬを検出するので、供給される電子部品ＣのリードＬの長さであるリード長さＬＬにばらつきがある場合でも、適切に電子部品Ｃを実装することを可能にする。
【００８２】
本実施形態によれば、検出装置１２が検出したリードＬの長さであるリード長さＬＬに基づいて、電子部品Ｃの実装条件を変更する実装条件変更部５６をさらに備える。このため、本実施形態によれば、供給される電子部品ＣのリードＬの長さであるリード長さＬＬにばらつきがある場合でも、リード長さＬＬを検出し、検出したリード長さＬＬに基づいて適切に電子部品Ｃを実装することを可能にする。
【００８３】
本実施形態によれば、実装条件変更部５６が変更する実装条件は、リードＬの先端を基板Ｐに近接させる近接条件及びリードＬを基板Ｐに形成された貫通孔に挿入させる挿入条件の少なくとも一方を含む。このため、本実施形態によれば、供給される電子部品ＣのリードＬの長さであるリード長さＬＬによって電子部品Ｃを実装に影響がある条件を適切に変更するので、検出したリード長さＬＬに基づいてより適切に電子部品Ｃを実装することを可能にする。
【００８４】
本実施形態によれば、検出装置１２は、リードＬに周期が異なるパターン光ＰＬを投影する投影装置８を構成する射出装置３及び反射部材６と、それぞれのパターン光ＰＬが投影されたリードＬの画像データを取得する撮像装置４と、リードＬの画像データに基づいて、リードＬの長さであるリード長さＬＬを検出する長さ検出部として機能する３次元形状算出部５５と、を有する。このため、本実施形態によれば、位相シフト法を用いて、容量的に比較的少ない処理により、高い精度でリード長さＬＬを検出して、リード長さＬＬに基づいた適切な電子部品Ｃの実装を可能にする。
【符号の説明】
【００８５】
１…３次元計測装置、２…電子部品実装装置、３…射出装置、４…撮像装置、５…制御装置、６…反射部材、７…ハウジング、８…投影装置、１１…ノズル、１２…検出装置、２２…実装ヘッド、２３…電子部品供給装置、２４…基板搬送装置、２５…ヘッド駆動装置、２６…ノズル駆動装置、２７…位置計測装置、２９…制御装置、３１…光源、３２…光変調素子、３３…射出光学系、３３Ｓ…射出面、４１…結像光学系、４１Ｓ…入射面、４２…撮像素子、５１…入出力部、５２…パターン生成部、５３…画像データ取得部、５４…位相値算出部、５５…３次元形状算出部、５６…実装条件変更部、１００…電子部品実装システム、３３１…第１領域、３３２…第２領域、ＡＸ…光軸、Ｃ…電子部品、ＣＬ…部品高さ、Ｌ…リード、ＬＬ…リード長さ、ＭＰ…実装位置、Ｐ…基板、ＰＬ…パターン光、ＰＬ１…第１パターン光、ＰＬ２…第２パターン光、ＳＰ…供給位置、ＴＰ…計側位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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