(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着ヘッドに複数の吸着ノズルを取り付け、前記吸着ノズルに部品を吸着して回路基板に実装する部品実装機において、
前記吸着ノズルに吸着しようとする部品が隣接する吸着ノズルと干渉するか否かを予め取得した当該部品のサイズのデータに基づいて判定する干渉判定手段と、
前記干渉判定手段により前記部品が前記隣接する吸着ノズルと干渉すると判定されたときに当該部品が前記隣接する吸着ノズルと干渉しないように当該部品の吸着位置を補正する吸着位置補正手段と、
前記吸着ノズルに吸着した部品をその下方から撮像するカメラと、
前記吸着ノズル毎に吸着しようとする部品が前記隣接する吸着ノズルと干渉せず且つ前記カメラの視野に収まる領域を部品吸着可能領域として設定する部品吸着可能領域設定手段とを備え、
前記干渉判定手段は、前記吸着ノズルに吸着しようとする部品のサイズのデータを当該吸着ノズルの部品吸着可能領域のサイズのデータと比較して当該部品のサイズが当該部品吸着可能領域のサイズよりも大きいと判定した場合は吸着不可と判定することを特徴とする部品実装機。
【請求項２】
前記部品吸着可能領域設定手段は、前記部品吸着可能領域を部品吸着時の吸着位置ずれ誤差に相当する吸着マージン分だけ狭めて設定することを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。
【請求項３】
前記干渉判定手段は、前記吸着ノズルに吸着しようとする部品のサイズのデータを当該吸着ノズルの部品吸着可能領域のサイズのデータと比較して当該部品のサイズが当該部品吸着可能領域のサイズ以下であると判定した場合は、補正前の吸着位置で当該部品が当該部品吸着可能領域内に収まるか否かを判定し、補正前の吸着位置で当該部品が当該部品吸着可能領域内に収まると判定した場合は、補正前の吸着位置で当該部品を当該吸着ノズルに吸着させ、補正前の吸着位置で当該部品が当該部品吸着可能領域内に収まらないと判定した場合は、当該部品が当該部品吸着可能領域からはみ出した量だけ当該部品の吸着位置を前記吸着位置補正手段により補正して当該部品を当該吸着ノズルに吸着させることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の吸着ノズルを取り付けた装着ヘッドを備えた部品実装機に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
例えば、リボルバー型の装着ヘッドを備えた部品実装機では、特許文献１（特開２００４−３０４１２０号公報）に記載されているように、装着ヘッドに複数の吸着ノズルを取り付け、各吸着ノズルにそれぞれ部品を吸着して回路基板に実装するようにしている。
【０００３】
尚、特許文献１では、「リボルバー」を「レボルバー」と表記しているが、以下の説明では、「リボルバー」を使用する。ここで、「リボルバー型の装着ヘッド」とは、装着ヘッドに複数の吸着ノズルを有するマルチノズルの装着ヘッドを意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０４１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、隣接する各吸着ノズルにそれぞれ部品を吸着する場合は、各吸着ノズルに吸着する部品の最大サイズを、隣接する吸着ノズルに吸着する部品どうしが干渉しない範囲に制限する必要があるが、それよりも大きなサイズの部品を吸着ノズルに吸着する場合には、部品を吸着する吸着ノズルに隣接する吸着ノズルを、部品の吸着に使用しない不使用ノズルとすることで、吸着ノズルに吸着する部品の最大サイズを、隣接する吸着ノズル（不使用ノズル）と干渉しない範囲で拡大することができる。
【０００６】
しかし、現状の部品実装機では、吸着ノズルに吸着する部品が隣接する吸着ノズルと干渉しないことを確認する手段がないため、吸着する部品のサイズが大きくなると、その部品が隣接する吸着ノズルと干渉して、部品の吸着位置がずれたり、部品の吸着に失敗したりして、実装不良が発生する原因となる。
【０００７】
また、吸着ノズルに吸着する部品が隣接する吸着ノズルと干渉する場合であっても、部品の吸着位置をずらせば、部品が隣接する吸着ノズルと干渉しなくなる場合もあるが、現状の部品実装機では、部品の吸着位置をどの程度ずらせば吸着ノズルと干渉しなくなるか不明であるため、部品の吸着位置をずらすこともできない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、装着ヘッドに複数の吸着ノズルを取り付け、前記吸着ノズルに部品を吸着して回路基板に実装する部品実装機において、前記吸着ノズルに吸着しようとする部品が隣接する吸着ノズルと干渉するか否かを、予め取得した当該部品のサイズのデータに基づいて干渉判定手段により判定し、その結果、前記部品が前記隣接する吸着ノズルと干渉すると判定されたときに、当該部品が隣接する吸着ノズルと干渉しないように当該部品の吸着位置を吸着位置補正手段により補正する技術思想であり、具体的には、吸着ノズルに吸着した部品をその下方から撮像するカメラと、前記吸着ノズル毎に吸着しようとする部品が前記隣接する吸着ノズルと干渉せず且つ前記カメラの視野に収まる領域を部品吸着可能領域として設定する部品吸着可能領域設定手段とを備え、前記干渉判定手段は、前記吸着ノズルに吸着しようとする部品のサイズのデータを当該吸着ノズルの部品吸着可能領域のサイズのデータと比較して当該部品のサイズが当該部品吸着可能領域のサイズよりも大きいと判定した場合は、吸着不可と判定することを特徴とするものである。このように、予め取得した部品のサイズのデータを用いれば、吸着ノズルに吸着しようとする部品が隣接する吸着ノズルと干渉するか否かを精度良く判定できると共に、当初（補正前）の吸着位置では部品が隣接する吸着ノズルと干渉する場合でも、当該部品が隣接する吸着ノズルと干渉しないように当該部品の吸着位置を精度良く補正することが可能となり、隣接する吸着ノズルと干渉しない範囲のスペースを有効に利用して大きなサイズの部品を吸着できる。
【０００９】
ところで、吸着ノズルに吸着した部品をその下方から撮像するカメラを備えた部品実装機では、吸着ノズルに吸着した部品がカメラの視野から一部分でもはみ出すと、吸着部品全体の撮像画像を取り込めないため、画像処理エラーとなり、部品の吸着姿勢や吸着位置ずれ等を判定できなくなる等の問題が発生する。
【００１１】
そこで、請求項１に係る発明では、吸着ノズルに吸着した部品をその下方から撮像するカメラと、部品を吸着する吸着ノズル毎に当該部品が隣接する吸着ノズルと干渉せず且つカメラの視野に収まる領域を部品吸着可能領域として設定する部品吸着可能領域設定手段とを備え、前記干渉判定手段は、前記吸着ノズルに吸着しようとする部品のサイズのデータを当該吸着ノズルの部品吸着可能領域のサイズのデータと比較して当該部品のサイズが当該部品吸着可能領域のサイズよりも大きいと判定した場合は、吸着不可と判定するようにしている。このようにすれば、カメラの視野からはみ出すような部品の吸着を未然に防止でき、画像処理エラーを未然に防止できると共に、部品を吸着する吸着ノズル毎に、当該部品が隣接する吸着ノズルと干渉せず且つカメラの視野に収まる領域を部品吸着可能領域として設定しておけば、部品を吸着する吸着ノズル毎に、干渉の有無、吸着位置の補正の要否、吸着可否の判定を能率良く行うことができる。
また、請求項２のように、前記部品吸着可能領域設定手段は、前記部品吸着可能領域を部品吸着時の吸着位置ずれ誤差に相当する吸着マージン分だけ狭めて設定するようにすると良い。このようにすれば、部品吸着時の吸着位置ずれ誤差により部品が隣接する吸着ノズルと干渉したりカメラ視野からはみ出すことを防止することができる。
更に、請求項３のように、前記干渉判定手段は、前記吸着ノズルに吸着しようとする部品のサイズのデータを当該吸着ノズルの部品吸着可能領域のサイズのデータと比較して当該部品のサイズが当該部品吸着可能領域のサイズ以下であると判定した場合は、補正前の吸着位置で当該部品が当該部品吸着可能領域内に収まるか否かを判定し、補正前の吸着位置で当該部品が当該部品吸着可能領域内に収まると判定した場合は、補正前の吸着位置で当該部品を当該吸着ノズルに吸着させ、補正前の吸着位置で当該部品が当該部品吸着可能領域内に収まらないと判定した場合は、当該部品が当該部品吸着可能領域からはみ出した量だけ当該部品の吸着位置を前記吸着位置補正手段により補正して当該部品を当該吸着ノズルに吸着させるようにすると良い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明の一実施例を示す装着ヘッドの下面図である。
【図２】図２は干渉判定と吸着位置補正の方法を説明する図である。
【図３】図３は干渉判定・吸着位置補正プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態をリボルバー型の部品実装機に適用して具体化した一実施例を説明する。
本実施例では、例えば特開２０００−２９４９９０号公報に記載された部品実装機を使用する。この部品実装機の機械的構成は、上記公報に記載された構成と同じもので良いので、説明を省略し、主要な部分についてのみ説明する。
【００１４】
図１に示すように、リボルバー型の円形の装着ヘッド１１の下面側に、複数本（本実施例では８本）の吸着ノズル１２，１３が所定の配置パターンで下向きに保持されている。吸着ノズル１２，１３に吸着した部品をその下方から撮像するカメラ（図示せず）が装備されている。
【００１５】
隣接する吸着ノズル１２，１３にそれぞれ部品を吸着する場合は、各吸着ノズル１２，１３に吸着する部品の最大サイズが隣接する吸着ノズル１２，１３に吸着する部品どうしが干渉しない範囲に制限されるが、それよりも大きなサイズの部品を吸着ノズル１２に吸着する場合には、部品を吸着する吸着ノズル１２に隣接する吸着ノズル１３を、部品の吸着に使用しない不使用ノズルとすることで、吸着ノズル１２に吸着する部品の最大サイズを、隣接する不使用ノズル１３と干渉しない範囲で拡大することができる。
【００１６】
以下、比較的大きなサイズの部品を吸着ノズル１２に吸着する場合に、当該部品が隣接する不使用ノズル１３と干渉しないように吸着する方法を図１及び図２を用いて説明する。吸着ノズル１２に吸着した部品をその下方から撮像するカメラを備えた部品実装機では、吸着ノズル１２に吸着した部品がカメラの視野から一部分でもはみ出すと、吸着部品全体の撮像画像を取り込めないため、画像処理エラーとなり、部品の吸着姿勢や吸着位置ずれ等を判定できなくなる等の問題が発生する。
【００１７】
そこで、本実施例では、部品を吸着する吸着ノズル１２毎に、当該部品が隣接する不使用ノズル１３と干渉せず且つカメラの視野に収まる領域を部品吸着可能領域１４として設定する。各部品吸着可能領域１４は、部品吸着時の吸着位置ずれ誤差に相当する吸着マージンＭx ，Ｍy 分だけ狭めて設定することで、部品吸着時の吸着位置ずれ誤差により部品が不使用ノズル１３と干渉したりカメラ視野からはみ出すことを防止するようにしている。各部品吸着可能領域１４は、設計・製造データから求められる各吸着ノズル１２，１３の中心のＸ・Ｙ座標とノズル径とカメラの視野のサイズに基づいて算出すれば良い。
【００１８】
部品実装機の記憶装置（図示せず）には、予め各吸着ノズル１２，１３の中心のＸ・Ｙ座標とノズル径とカメラの視野のサイズに基づいて算出された各部品吸着可能領域１４の４つの角部のＸ・Ｙ座標のデータが記憶されると共に、各吸着ノズル１２に吸着しようとする部品のサイズ（少なくともＸ・Ｙ方向のサイズＸp ，Ｙp ）のデータが部品データとして記憶されている。この部品データは、吸着ノズル１２に吸着した部品をその下方からカメラで撮像して画像認識する際に使用する画像認識用の部品データを用いれば良い。
【００１９】
部品実装機の制御装置（図示せず）は、吸着ノズル１２に吸着しようとする部品のサイズのデータを当該吸着ノズル１２の部品吸着可能領域１４のサイズのデータと比較して当該部品のサイズが当該部品吸着可能領域１４のサイズ以下であるか否かを判定し、当該部品のサイズが当該部品吸着可能領域１４のサイズよりも大きい場合（当該部品のＸ方向とＹ方向の両方のサイズＸp ，Ｙp 又はいずれか一方のサイズが当該部品吸着可能領域１４のＸ・Ｙ方向のサイズＸs ，Ｙs よりも大きい場合）は、吸着不可と判断して、別の吸着ノズル１２に吸着可能であるか否かを同様の方法で判定する。最終的に、いずれの吸着ノズル１２にも吸着できないと判定されれば、データチェックエラーを表示装置（図示せず）に表示する。
【００２０】
これに対し、吸着ノズル１２に吸着しようとする部品のサイズが当該吸着ノズル１２の部品吸着可能領域１４のサイズ以下である場合（当該部品のＸ・Ｙ両方向のサイズＸp ，Ｙp が当該部品吸着可能領域１４のＸ・Ｙ両方向のサイズＸs ，Ｙs 以下である場合）は、吸着可能と判断する。この場合は、当初（補正前）の吸着位置で部品が部品吸着可能領域１４内に収まるか否かを判定し、当初の吸着位置で部品が部品吸着可能領域１４内に収まると判定されれば、吸着位置を補正せずに、当初の吸着位置で部品を吸着ノズル１２に吸着する。
【００２１】
一方、当初の吸着位置では部品が部品吸着可能領域１４からはみ出すと判定されれば、部品が部品吸着可能領域１４からはみ出した量（Ｘ方向はみ出し量ΔＸとＹ方向はみ出し量ΔＹ）を算出し、当該はみ出し量ΔＸ，ΔＹ分だけ部品の吸着位置をＸ・Ｙ方向に補正した上で、当該部品を吸着ノズル１２に吸着する。尚、吸着位置の補正量は、はみ出し量ΔＸ，ΔＹ以上であっても良く、要は、部品が部品吸着可能領域１４内に収まるように設定すれば良い。
【００２２】
以上説明した本実施例の干渉判定・吸着位置補正の処理は、部品実装機の制御装置によって図３の干渉判定・吸着位置補正プログラムに従って実行される。本プログラムは、各吸着ノズル１２に部品を吸着する動作を開始する前に実行され、特許請求の範囲でいう干渉判定手段、吸着位置補正手段及び部品吸着可能領域設定手段としての機能を実現する。
【００２３】
本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、部品を吸着しようとする吸着ノズル１２の部品吸着可能領域１４の４つの角部のＸ・Ｙ座標のデータ（Ｘmin ，Ｙmin ）、（Ｘmax ，Ｙmin ）、（Ｘmin ，Ｙmax ）、（Ｘmax ，Ｙmax ）を記憶装置から読み込み、当該部品吸着可能領域１４のＸ・Ｙ方向のサイズＸs ，Ｙs を算出する。
Ｘs ＝Ｘmax −Ｘmin
Ｙs ＝Ｙmax −Ｙmin
【００２４】
この後、ステップ１０２に進み、吸着ノズル１２に吸着しようとする部品のＸ・Ｙ方向のサイズＸp ，Ｙp のデータを記憶装置に記憶された画像処理用の部品データから読み込む。
【００２５】
ここで、ステップ１０２の「部品サイズＸp ，Ｙp の読み込み」は、原則的には部品外形寸法になるが、部品種（例：ＢＧＡ素子、コネクタなど）によっては、画像処理の必要性から部品の最外形までの寸法ではなく、部品外形近傍の電極位置までの寸法になる場合がある。従って、その場合は、部品外形近傍の電極位置までが部品吸着可能領域１４に入っていれば良く、隣接する不使用ノズル１３との干渉がない限り、カメラ視野側の２辺が部品吸着可能領域１４からはみ出していても、吸着位置の補正無しで吸着することになる。つまり、隣接する不使用ノズル１３側の２辺は干渉の有無を判定するために部品外形でなければならないが、カメラ視野側の２辺は画像処理する外形で決定される。
【００２６】
上記ステップ１０２で、部品サイズＸp ，Ｙp の読み込みを行った後、ステップ１０３に進み、吸着しようとする部品のＸ・Ｙ方向のサイズＸp ，Ｙp の両方が部品吸着可能領域１４のＸ・Ｙ方向のサイズＸs ，Ｙs 以下であるか否かを判定する。その結果、吸着しようとする部品のＸ・Ｙ方向のサイズＸp ，Ｙp の両方又はいずれか一方が部品吸着可能領域１４のＸ・Ｙ方向のサイズＸs ，Ｙs よりも大きいと判定されれば、吸着しようとする部品が部品吸着可能領域１４内に収まらないと判断して、ステップ１０４に進み、吸着不可と判定する。この場合は、別の吸着ノズル１２に吸着可能であるか否かを同様の方法で判定し、最終的に、いずれの吸着ノズル１２にも吸着できないと判定されれば、データチェックエラーを表示装置（図示せず）に表示する。
【００２７】
これに対し、上記ステップ１０３で、吸着しようとする部品のＸ・Ｙ方向のサイズＸp ，Ｙp の両方が部品吸着可能領域１４のＸ・Ｙ方向のサイズＸs ，Ｙs 以下であると判定されれば、ステップ１０５に進み、当初（補正前）の吸着位置で部品が部品吸着可能領域１４内に収まるか否かを判定する。この判定は、部品の４つの角部のＸ・Ｙ座標と部品吸着可能領域１４の４つの角部のＸ・Ｙ座標とを比較して行えば良い。尚、部品の４つの角部のＸ・Ｙ座標は、当初（補正前）の吸着位置のＸ・Ｙ座標と部品のサイズＸp ，Ｙp とを用いて算出すれば良い。
【００２８】
上記ステップ１０５で、当初の吸着位置で部品が部品吸着可能領域１４内に収まると判定されれば、ステップ１０６に進み、吸着位置を補正せずに、当初の吸着位置で部品を吸着ノズル１２に吸着する。
【００２９】
一方、上記ステップ１０５で、当初の吸着位置では部品が部品吸着可能領域１４内に収まらないと判定されれば、ステップ１０７に進み、部品が部品吸着可能領域１４からはみ出した量（Ｘ方向はみ出し量ΔＸとＹ方向はみ出し量ΔＹ）を算出し、次のステップ１０８で、当該はみ出し量ΔＸ，ΔＹ分だけ部品の吸着位置をＸ・Ｙ方向に補正した上で、当該部品を吸着ノズル１２に吸着する。
【００３０】
以上説明した本実施例によれば、部品を吸着する吸着ノズル１２毎に当該部品が隣接する不使用ノズル１３と干渉せず且つカメラの視野に収まる領域を部品吸着可能領域１４として設定し、吸着ノズル１２に吸着しようとする部品のサイズのデータ（部品データ）を当該吸着ノズル１２の部品吸着可能領域１４のサイズのデータと比較して当該部品が当該部品吸着可能領域１４内に収まるか否かを判定するようにしたので、吸着しようとする部品が隣接する不使用ノズル１３と干渉せず且つカメラの視野に収まるか否かを精度良く判定できると共に、当初（補正前）の吸着位置では部品が隣接する不使用ノズル１３と干渉したりカメラの視野に収まらない場合でも、当該部品が隣接する不使用ノズル１３と干渉せず且つカメラの視野に収まる部品吸着可能領域１４内で当該部品の吸着位置を精度良く補正することが可能となり、部品吸着可能領域１４内のスペースを有効に利用して大きなサイズの部品を能率良く吸着でき、スループットを向上させることができる。
【００３１】
尚、本実施例では、部品を吸着する吸着ノズル１２毎に部品吸着可能領域１４を設定したが、本発明に関連する参考例では、部品吸着可能領域１４を設定せずに干渉判定と吸着位置補正を次のようにして実行するようにしている。例えば、まず、吸着ノズル１２に吸着しようとする部品が隣接する不使用ノズル１３と干渉するか否かを、予め取得した当該部品のサイズのデータ、吸着位置のＸ・Ｙ座標、不使用ノズル１３の中心のＸ・Ｙ座標及びノズル径に基づいて判定すると共に、当初の吸着位置で該部品がカメラの視野に収まるか否かを判定し、その結果、当該部品が隣接する不使用ノズル１３と干渉すると判定されたり、当該部品がカメラの視野に収まらないと判定されたときに、当該部品が隣接する不使用ノズル１３と干渉せず且つカメラの視野に収まる範囲で当該部品の吸着位置を補正し、当該部品がカメラの視野に収まらない場合に、吸着不可と判定する。
【００３２】
その他、本発明は、装着ヘッド１１に取り付ける吸着ノズル１２の本数を変更したり、吸着ノズル１２の配置パターンを変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。
【符号の説明】
【００３３】
１１…装着ヘッド、１２…部品を吸着する吸着ノズル、１３…隣接する不使用ノズル（吸着ノズル）、１４…部品吸着可能領域
【図１】
0005570050.tif 000002
【図２】
0005570050.tif 000003
【図３】
0005570050.tif 000004