(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上方へ移動可能である部品把持手段と、
前記部品把持手段とともに移動する光源と、
前記光源から照射される光を複数に分光する分光手段と、
前記分光手段によって分光され、基板に照射された光を撮像する第１撮像手段と、
前記分光手段によって分光された他の光を前記部品が備えるピンとともに撮像する第２撮像手段と、
前記第１撮像手段によって取得された画像に画像処理を施し、前記基板の状態を演算するとともに、前記第２撮像手段によって取得された画像に画像処理を施し、前記部品の状態を演算する演算部と、
前記演算部によって取得された前記基板の状態及び前記部品の状態に基づいて、前記基板と前記部品との位置関係を補正する補正手段と、
を、備えたことを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
前記光源は、前記部品把持手段とともに移動する第１光源および第２光源とを含み、
前記分光手段は、前記第１光源との位置関係を維持したまま移動し、前記第１光源から照射された光を透過光と屈折光とに分光する第１分光手段と、前記第２光源との位置関係を維持したまま移動し、前記第２光源から照射された光を透過光と屈折光とに分光する第２分光手段とを含み、
前記第１撮像手段は、前記第１分光手段によって分光され、基板に照射された屈折光と、前記第２分光手段によって分光され、基板に照射された屈折光を撮像し、
前記第２撮像手段は、前記第１分光手段によって分光された透過光と、前記第２分光手段によって分光された透過光と、前記部品が備えるピンを撮像することを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記第１光源は、前記部品把持手段の進行方向前側に配置され、前記第２光源は、前記部品把持手段の進行方向後側に配置されたことを特徴とする請求項２記載の部品実装装置。
【請求項４】
部品を把持した部品把持手段を基板の上方へ移動させつつ、前記部品把持手段とともに移動する光源から照射された光を分光する行程と、
基板に照射された前記光源の一の分光を撮像した画像に画像処理を施し、前記基板の状態を演算する行程と、
基板に照射された前記光源の一の分光を撮像する行程と、
前記光源の他の分光と、前記部品が備えるピンを撮像する行程と、
前記光源の他の分光と、前記部品が備えるピンを撮像した画像に画像処理を施し、前記部品の状態を演算する行程と、
演算された前記部品の状態と基板の状態とに基づいて、前記部品と前記基板との位置関係を補正する行程と、
を、備えたことを特徴とする部品実装方法。
【請求項５】
前記光源は、第１の光源と第２の光源とを含み、
前記分光する行程は、第１光源から照射された光を透過光と屈折光とに分光するとともに、前記部品把持手段とともに移動する第２光源から照射された光を透過光と屈折光とに分光する行程を含み、
基板に照射された前記光源の一の分光を撮像する行程は、基板に照射された前記二つの屈折光を撮像する行程であり、
前記光源の他の分光と、前記部品が備えるピンを撮像する行程は、前記第１光源の透過光と前記第２光源の透過光と、前記部品が備えるピンを撮像する行程であり、
基板に照射された前記光源の一の分光を撮像した画像に画像処理を施し、前記基板の状態を演算する行程は、前記二つの屈折光を撮像した画像に画像処理を施し、前記基板の状態を演算する行程であり、
前記光源の他の分光と、前記部品が備えるピンを撮像した画像に画像処理を施し、前記部品の状態を演算する行程は、前記第１光源の透過光と前記第２光源の透過光と、前記部品が備えるピンを撮像する行程であることを特徴とする請求項４記載の部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装装置及び部品実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピンを備えたコネクタ等の電子部品を基板に搭載する際に、基板に設けられたスルーホールにピンを圧入する。このようにピンをスルーホールに圧入することによって部品を基板に搭載することが可能な部品実装装置として、以下のような装置が知られている。このような部品実装装置は、実装ヘッドに回転部を備え、この回転部の先端部にそれぞれ吸装着ノズルを有する。そして、一の吸装着ノズルの途中部に透過光源が設けられ、他の吸装着ノズルの途中部に反射板が設けられる。さらに、実装ヘッドの側方に、ラインセンサ、レンズ系、ミラー及び反射光源、ビームスプリッタを有する撮像装置を一体に設ける（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４８８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
部品を基板に搭載するとき、部品の状態だけでなく、基板の状態も把握することにより、ピンをスルーホールへ圧入する作業の精度を向上させることができる。
【０００５】
しかしながら、上記のような部品実装装置は、部品の状態を認識し、部品の位置補正等は可能であるが、部品が搭載される基板の状態を把握することまでは考慮されていない。
【０００６】
そこで、本明細書開示の部品実装装置及び部品実装方法は、部品の状態と基板の状態の双方を認識し、スルーホールへのピンの圧入作業の精度を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書開示の部品実装装置は、基板の上方へ移動可能である部品把持手段と、
前記部品把持手段とともに移動する光源と、前記光源から照射される光を複数に分光する分光手段と、前記分光手段によって分光され、基板に照射された光を撮像する第１撮像手段と、前記分光手段によって分光された他の光を前記部品が備えるピンとともに撮像する第２撮像手段と、前記第１撮像手段によって取得された画像に画像処理を施し、前記基板の状態を演算するとともに、前記第２撮像手段によって取得された画像に画像処理を施し、前記部品の状態を演算する演算部と、前記演算部によって取得された前記基板の状態及び前記部品の状態に基づいて、前記基板と前記部品との位置関係を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする部品実装装置。
【０００８】
光源から照射された光を分光し、一の光を部品の状態の判別に用い、他の光を基板の状態の判別に用いる。これにより、部品の状態と基板の状態の双方を認識し、スルーホールへのピンの圧入作業の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本明細書開示の部品実装装置によれば、部品の状態と基板の状態の双方を認識し、スルーホールへのピンの圧入作業の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、比較例の部品実装装置を模式的に示した説明図である。
【図２】図２は、比較例の部品実装装置の問題点を指摘する説明図である。
【図３】図３は、比較例の部品実装装置の問題点を指摘する説明図である。
【図４】図４は、比較例の部品実装装置の問題点を指摘する説明図である。
【図５】図５は、実施例の部品実装装置のブロック図である。
【図６】図６は、コネクタ搬送部が第１カメラの上方に位置した状態の部品実装装置を模式的に示す説明図である。
【図７】図７は、コネクタ搬送部がプリント基板上に移動した状態の部品実装装置を模式的に説明図である。
【図８】図８（Ａ）はアパーチャを装着していない状態のレーザー光の照射の様子を示し、図８（Ｂ）は、アパーチャを装着した状態のレーザー光の照射の様子を示した説明図である。
【図９】図９は、実施例の部品実装装置によるコネクタ実装の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、コネクタの位置ズレ及び傾きの検出方法の説明図である。
【図１１】図１１は、プリント基板の傾き検出方法の説明図である。
【図１２】図１２は、プリント基板高さの検出方法の説明図である。
【図１３】図１３は、Ｙ軸及びＺ軸の説明図である。
【図１４】図１４は、アライメントマーカーの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。
【実施例】
【００１２】
まず、本実施例の部品実装装置１を説明する前に、図１乃至図４を参照しつつ比較例の部品実装装置１００について説明する。図１は、比較例の部品実装装置１００を模式的に示した説明図である。図２乃至図４は、比較例の部品実装装置１００の問題点を指摘する説明図である。
【００１３】
部品実装装置１００は、図１に示すように、コネクタ１５０を基板に相当する搬送するプリント基板１５１上に搬送する。ピン１５０Ｐを備えたコネクタ１５０は、プリント基板１５１に搭載される部品の一例である。ピン１５０Ｐは行列をなすように複数設けられている。
【００１４】
部品実装装置１００は、移動レール１１０に沿って、プリント基板１５１の上方に移動可能であるコネクタ搬送部１２０を備えている。このコネクタ搬送部１２０は、コネクタ１５０を把持するハンド機構１２１を備えている。
【００１５】
そして、コネクタ搬送部１２０には、進行方向前側に配置された第１基準ピン１２２を備えている。また、進行方向後側に第２基準ピン１２３を備えている。また、コネクタ搬送部１２０は、プリント基板１５１の状態を認識するためにプリント基板１５１を撮像する第１カメラ１２４を備えている。さらに、コネクタ搬送部１２０は、プリント基板１５１までの距離を測位する基板測位センサ１２５を備えている。なお、部品実装装置１００は、プリント基板１５１が設置されるステージ側にコネクタ１５０のピン１５０Ｐとともに第１基準ピン１２２及び第２基準ピン１２３を撮像する第２カメラ１３０を備えている。また、部品実装装置１００は、コネクタ搬送部１２０が移動レールに沿って移動するときに、第２カメラ１３０によって撮像される第１基準ピン１２２、第２基準ピン１２３、コネクタ１５０のピン１５０Ｐを照射する照明１４０を備えている。
【００１６】
部品実装装置１００は、ハンド機構１２１に把持されたコネクタ１５０の状態、具体的には、どのようなズレを生じているかを検出するため、行列をなすピン１５０Ｐの並びを第２カメラ１３０で撮像し、画像処理を行う。このとき、仮に、第１基準ピン１２２、第２基準ピン１１３が省略されており、ピン１５０Ｐのみを撮像すると、ピン１５０Ｐのコネクタ搬送部１２０に対するズレを判断するための基準となる点を取得することができなくなる。この場合、ピン１５０Ｐと、コネクタ搬送部１２０の所定の一部を基準とすることが考えられるが、撮像した画像を画像処理するときに、ピン１５０Ｐのみを抽出することが困難となることが考えられる。
【００１７】
比較例の部品実装装置１００であれば、コネクタ搬送部１２０に固定された第１基準ピン１２２、第２基準ピン１２３をピン１５０Ｐとともに撮像してこの撮像画像を元にしてコネクタ１５０の状態を把握することができる。
【００１８】
しかしながら、比較例の部品実装装置１００では、以下のような不都合が生じることが懸念される。
【００１９】
まず、図２に示すように、ハンド機構１２１によって把持される対象が、高さ方向の寸法の異なるコネクタ１５０ａとコネクタ１５０ｂである場合、以下のような不都合が生じる。第２カメラ１３０でピン１５０ａＰを第１基準ピン、第２基準ピン１２３とともに撮像しようとするとき、第１基準ピン１２２、第２基準ピン１２３の先端と第２カメラ１３０迄の距離をピン１５０ａＰの先端と第２カメラ１３０迄の距離を一致させる。これにより、第１基準ピン１２２、第２基準ピン１２３、ピン１５０ａＰをピントが合った状態で撮像することができる。ところが、ハンド機構１２１がコネクタ１５０ａに代えてコネクタ１５０ｂを把持する場合、そのままでは、第１基準ピン１２２、第２基準ピン１２３の先端よりも、ピン１５０ｂＰの先端の位置が第２カメラ１３０に近づく。このため、ピントを合わせた状態で撮像するためには、第１基準ピン１２２の先端、第２基準ピン１２３の先端の位置調整が必要となる。これは、部品実装の工数増加と作業性低下を招く。
【００２０】
また、図３に示すように、コネクタ１５０ａ用の第１基準ピン１２２ａ、第２基準ピン１２３ａを準備し、コネクタ１５０ｂ用の第１基準ピン１２２ｂ、第２基準ピン１２３ｂを準備する場合、以下のような不都合が生じる。ここで、第１基準ピン１２２ａ、第２基準ピン１２３ａの高さは、ピン１５０ａＰの高さと一致させている。第１基準ピン１２２ｂ、第２基準ピン１２３ｂの高さは、ピン１５０ｂＰの高さと一致させている。ハンド機構１２１を取り替えることにより、コネクタ搬送部１２０の中心部から第１基準ピン１２２ａまでの距離Ａと、第１基準ピン１２２ｂまでの距離Ｂとにバラツキが生じるおそれがある。このように基準ピンの位置にバラツキが生じるのでは、基準ピンを基準として用いることができない。また、ハンド機構１２１を取り替えるときに、図中、矢示Ｃで示すように、上下方向のバラツキが生じるおそれもある。
【００２１】
さらに、図４に示すように、プリント基板１５１上に既に他の部品１５３が搭載されている場合は以下のような不都合が考えられる。すなわち、コネクタ搬送部１２０をプリント基板１５１上に搭載しようとすると、第１基準ピン１２２や第２基準ピン１２３が部品１５３と接触してしまうことがある。これにより、部品１５３や第１基準ピン１２２、第２基準ピン１２３が破損するおそれがある。また、他の部品１５３が搭載されていないときであっても、ピン１５０Ｐの先端と第１基準ピン１２２、第２基準ピン１２３の先端は同じ高さに調節されている。このため、コネクタ１５０の圧入時に第１基準ピン１２２、第２基準ピン１２３がプリント基板１５１に接触し、第１基準ピン１２２、第２基準ピン１２３を曲げてしまう等の不都合が生じるおそれがある。これに対処すべく、第１基準ピン１２２、第２基準ピン１２３にバネ材等を仕込むことも考えられるが、その反面、位置のバラツキ発生のおそれが増す。
【００２２】
つぎに、本実施例の部品実装装置１について図５〜図７を参照しつつ説明する。図５は、実施例の部品実装装置１のブロック図である。図６は、コネクタ搬送部２０が第１カメラ３１の上方に位置した状態の部品実装装置１を模式的に示す説明図である。図７は、コネクタ搬送部２０機構がプリント基板１５１上に移動した状態の部品実装装置１を模式的に説明図である。
【００２３】
部品実装装置１は、移動レール１０に沿って、プリント基板１５１の上方に移動可能であるコネクタ搬送部２０を備えている。コネクタ搬送部２０は、図６に示すように部品実装行程において矢示７０の方向に移動する。このコネクタ搬送部２０は、コネクタ１５０を把持する部品把持手段の一例であるハンド機構２１を備えている。また、コネクタ搬送部２０は、Ｚ方向の移動を実現する上下移動機構２２を備える。コネクタ搬送部２０は、Ｘ軸方向の移動を実現する左右移動機構２３を備える。コネクタ搬送部２０は、Ｚ軸回りの回転を実現するハンド回転機構２４を備える。なお、本明細書において、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向は図６に示す方向とする。
【００２４】
部品実装装置１は、ハンド機構２１を含むコネクタ搬送部２０とともに移動する光源、すなわち、第１レーザー発光部（第１光源）２５と第２レーザー発光部（第２光源）２７を備えている。光源は、どのような光源であっても採用することができるが、指向性が良好なレーザー光源を用いている。すなわち、例えば、ハロゲンや、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることができるが、これらの光源は、光量不足となることが考えられる。光量不足の対策として、カメラのゲイン調整（アップ）を行っても、コネクタ１５０のピン１５０Ｐの光量が強く、ハレーションが発生するおそれがあり、ピン１５０Ｐの画像が適切に取り込めないおそれがある。そこで、レーザー光源を用いることが望ましい。第１レーザー発光部２５は、コネクタ搬送部２０の進行方向前側に配置され、第２レーザー発光部２７は、コネクタ搬送部２０の進行方向後側に配置されている。第１レーザー発光部２５、第２レーザー発光部２７は、コネクタ搬送部２０に取り付けられているため、発光するレーザー光を基準点とすることができる。レーザー光を利用することで、比較例で発生するおそれがあった、プリント基板１５０や既にプリント基板１５０へ搭載された部品への接触、破損を回避することができる。
【００２５】
部品実装装置１は、第１レーザー発光部２５から照射される光（レーザー光）Ｌ１を分光する第１分光手段の一例である第１ハーフミラー２６を備えている。第１ハーフミラー２６は、第１レーザー発光部２５との位置関係を維持したまま移動し、第１レーザー発光部２５から照射される光Ｌ１を透過光Ｌ２と屈折光Ｌ３とに分光する。
【００２６】
部品実装装置１は、第２レーザー発光部２７から照射される光（レーザー光）Ｌ１を分光する第２分光手段の一例である第２ハーフミラー２８を備えている。第２ハーフミラー２８は、第２レーザー発光部２７との位置関係を維持したまま移動し、第２レーザー発光部２６から照射される光Ｌ１を透過光Ｌ２と屈折光Ｌ３とに分光する。
【００２７】
第１レーザー発光部２５、第１ハーフミラー２６、第２レーザー発光部２７、第２ハーフミラー２８は、光学系に含まれる。第１レーザー発光部２５、第２レーザー発光部２７には、それぞれアパーチャが装着されている。図８（Ａ）はアパーチャを装着していない状態のレーザー光が照射されたレーザーポインタＬＰの様子を示している。図８（Ｂ）は、アパーチャを装着した状態のレーザー光が照射されたレーザーポインタＬＰの様子を示した説明図である。アパーチャを装着したことにより、レーザーポインタＬＰの形状を絞り、安定化させることができる。このため、後に行われる画像処理において、レーザーポインタＬＰの重心を精度よく演算することができるようになる。図８（Ａ）、（Ｂ）中、参照番号１５０ＰＰは、撮像画像におけるピンを示している。
【００２８】
部品実装装置１は、コネクタ搬送部２０とともに移動する第１カメラ２９を備えている。第１カメラ２９は、基板１５１の状態を認識するための撮像を行う。第１カメラ２９は、エリアセンサ−カメラであるが、ラインセンサ−カメラとすることもできる。このような第１カメラ２９は、第１撮像手段の一例である。図７に示すように、第１カメラ２９は、第１ハーフミラー２６によって分光され、プリント基板１５１に照射された屈折光Ｌ３と、前記第２ハーフミラー２８によって分光され、基板に照射された屈折光を撮像する。
【００２９】
部品実装装置１は、コネクタピン撮像部３０を備える。コネクタピン撮像部３０は、コネクタ搬送部２０とは別個に、プリント基板１５１が設置されるステージ側に設けられている。コネクタピン撮像部３０は、第２カメラ３１とを含む。第２カメラ３１は、第１ハーフミラー２６によって分光された透過光と、第２ハーフミラー２８によって分光された透過光と、コネクタ１５０が備えるピン１５０Ｐを撮像する。第２カメラ３１は、ラインセンサ−カメラであるが、エリアセンサ−カメラとすることもできる。このような第２カメラ３１は、第２撮像手段の一例である。
【００３０】
部品実装装置１は、基板位置決め部４０を備える。基板位置決め部４０は、プリント基板１５１をＹ軸方向に移動させる基板移動機構４１を含む。また、基板位置決め部４０は、プリント基板１５１をＹ軸回りに回転させる第１基板回転機構４２、プリント基板１５１をＺ軸回りに回転させる第２基板回転機構４３を含む。なお、プリント基板１５１をＺ方向に移動させる機構は、備えられていない。この理由は、コネクタ搬送部２０が備える上下移動機構２２により、プリント基板１５１とコネクタ１５０との相対的な位置調整が可能であるためである。
【００３１】
部品実装装置１は、演算部５０を備える。演算部５０は、第１カメラ２９によって取得された画像に画像処理を施し、プリント基板１５１の状態を演算する。また、第２カメラ３１によって取得された画像に画像処理を施し、コネクタ１５０の状態を演算する。具体的に、演算部５０は、２値化処理部５１、基準特徴パターン検出部５２、重心検出部５３を備える。さらに、演算部５０は、ピン位置演算部５４、コネクタ位置演算部５５、基板高さ及び傾き演算部５６、基板位置演算部５７を備える。
【００３２】
部品実装装置１は、制御部６０を備えている。制御部６０は、部品実装装置１全体の制御を司る。制御部６０は、コネクタ搬送部２０、コネクタピン撮像部３０と電気的に接続されている。制御部６０は、演算部５０によって取得されたプリント基板１５１の状態及びコネクタ１５０の状態に基づいてプリント基板１５０とコネクタ１５０との位置関係を補正する補正指令を発する。具体的には、補正手段に含まれる上下移動機構２２、左右移動機構２３、ハンド回転機構２４、基板移動機構４１、第１基板回転機構４２、第２基板回転機構４３に対して制御部６０より補正指令が発せれる。
【００３３】
このように、本実施例の部品実装装置１は、比較例の部品実装装置１００と異なる。部品実装装置１と部品実装装置１００との相違点を整理すると、部品実装装置１は、第１基準ピン１２２に代えて、第１レーザー発光部２５及び第１ハーフミラー２６を備えている。また、部品実装装置１は、第２基準ピン１２３に代えて、第２レーザー発光部２７及び第２ハーフミラー２８を備えている。
【００３４】
つぎに、以上のような部品実装装置１の動作について、図９を参照しつつ説明する。部品実装装置１の動作は、制御部６０の指令に基づいて行われる。
【００３５】
まず、ステップＳ１において、ハンド機構２１によってコネクタ１５０を把持する。そして、ステップＳ２において、コネクタ１５０を把持したコネクタ搬送部２０を移動レール１０に沿って移動させる。このとき、コネクタ搬送部２０とともに移動する第１レーザー発光部２５から照射されたレーザー光Ｌ１を第１ハーフミラー２６により透過光Ｌ２と屈折光Ｌ３とに分光する。また、コネクタ搬送部２０とともに移動する第２レーザー発光部２７から照射されたレーザー光Ｌ１を第２ハーフミラー２８により透過光Ｌ２と屈折光Ｌ３とに分光する。そして、移動レール１０に沿って移動するコネクタ１５０が備えるピン１５０Ｐと二つの透過光Ｌ２をラインセンサーカメラである第２カメラ３１によって撮像する。
【００３６】
つぎに、ステップＳ３において、ステップＳ２で撮像した画像に対し演算部５０による画像処理を行う。具体的には、２値化処理部５１において２値化処理を行い、２値化処理が行われた画像に対し、基準特徴パターン検出部５２により基準特徴パターンの検出を行う。ここで、基準特徴パターンとは、２値化処理された画像上のレーザー画像ＬＰとピン１５０Ｐが映し出されたピン画像ＰＰの配列である。ステップＳ３では、さらに、重心検出部５３による重心検出が行われる。重心検出は、レーザー画像ＬＰ、ピン画像ＰＰの位置座標を得るために、各画像の重心を検出するものである。
【００３７】
つぎに、ステップＳ４において、ピン位置演算部５４、コネクタ位置演算部５５によるコネクタ把持ズレの算出を行う。すなわち、二つの透過光Ｌ２と、コネクタ１５０が備えるピン１５０Ｐを撮像した画像に画像処理を施し、コネクタ１５０の状態を演算する。このコネクタ把持ズレには、コネクタ１５０のコネクタ搬送部２０に対するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ズレ（Ｓｘ、Ｓｙ）とＺ軸回りの角度ズレθ１が含まれる。図１０は、画像処理を行い、検出された重心の配置の一例を示したものである。図１０中、符号Ｐｆは、第１レーザー発光部２５による透過光Ｌ２の位置を示している。符号Ｐｒは、第２レーザー発光部２７による透過光Ｌ２の位置を示している。レーザー照射点Ｐｆとレーザー照射点Ｐｒとの距離はＬであり、この距離Ｌは固定値である。この例では、コネクタ１５０は、４行×１０列のピン１５０Ｐを備えている。図１０では、１行１列目に位置するピン１５０Ｐの重心がＰ１１と表されている。そして、その位置座標は、レーザー照射点Ｐｆを原点として、Ｘ軸方向に距離ａ離れ、Ｙ軸方向に距離ｂ離れた座標（Ｘａ、Ｙｂ）と表記される。
【００３８】
ここで、より正確な座標（Ｘａ、Ｙｂ）を得るために、Ｘ軸方向の直線近似式Ｘａｐｐ、Ｙ軸方向の直線近似式Ｙａｐｐを算出し、この交点を座標（Ｘａ、Ｙｂ）とする。図１０において、１行２列目の重心は、Ｐ１２と表され、１行３列目の重心は、Ｐ１３と表され、１行１０列目の重心は、Ｐ１１０と表される。４行１列目の重心はＰ４１と表され、４行１０列目の重心は、Ｐ４１０と表される。直線近似式Ｘａｐｐは、Ｘ軸方向に延びるＰ１１〜Ｐ１１０の重心の座標を用いることによって得る。直線近似式Ｙａｐｐは、Ｙ軸方向に延びるＰ１１〜Ｐ４１の重心の座標を用いることによって得る。
【００３９】
制御部６０は、重心Ｐ１１が本来位置するべき正規座標（Ｘ０、Ｙ０）の情報を予め記憶している。正規座標（Ｘ０、Ｙ０）は、コネクタ搬送部２０個々の固有の値である。制御部６０は、直線近似式Ｘａｐｐと直線近似式Ｙａｐｐの交点として得られた座標（Ｘａ、Ｙｂ）との差分を算出する。すなわち、
（Ｘａ、Ｙｂ）−（Ｘ０、Ｙ０）＝位置ズレ量（Ｓｘ、Ｓｙ）
となる。
【００４０】
角度ズレθ１は、直線近似式ＸａｐｐのＸ軸方向に対する角度である。この角度ズレθ１は、以下のようにして算出する。
【００４１】
図１０中、符号Ｐｉｎ１は、レーザー照射点ＰｆからＹ軸方向に延長した第１線分Ｙｅｘ１と直線近似式Ｘａｐｐとの交点である。この交点Ｐｉｎ１の位置Ｐｆからの距離はｃである。図１０中、符号Ｐｉｎ２は、レーザー照射点ＰｒからＹ方向に延長した第２線分Ｙｅｘ２と直線近似式Ｘａｐｐとの交点である。この交点Ｐｉｎ２の位置Ｐｒからの距離はｄである。これにより、図１０中に示した距離ｅを算出し、θ１を算出することができる。すなわち、
ｔａｎ−１＝ｅ／Ｌ
（ｅ＝ｄ−ｃ）
となる。
【００４２】
以上のように、コネクタ１５０の位置ズレ（Ｓｘ、Ｓｙ）と、角度ズレθ１を算出することができる。
【００４３】
ステップＳ５では、制御部６０は、位置ズレ（Ｓｘ、Ｓｙ）と、角度ズレθ１を補正するように、左右移動機構２３、ハンド回転機構２４、基板移動機構４１に指令を発する。なお、図１３（Ａ）、（Ｂ）は、各軸に対するプリント基板１５１の回転の様子を示している。コネクタ１５０の角度ズレθ１が生じている場合であっても、プリント基板１５１を回転させることにより、相対的な位置合せを行うことができる。
【００４４】
ステップＳ６では、制御部６０は、コネクタ１５０を基板、すなわちプリント基板１５１上に搬送する。なお、ステップＳ６の処理は、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理と並行して行ってもよい。
【００４５】
コネクタ１５０がプリント基板１５１上に搬送されたら、ステップ７において、第１カメラ２９によりプリント基板１５１に照射された二つの屈折光Ｌ３を撮像する。
【００４６】
ステップＳ８では、ステップＳ７で撮像した画像に対し演算部５０による画像処理を行う。具体的には、二つの屈曲光Ｌ３の重心を求め、その座標を検出する。重心は、ステップＳ３の場合と同様に行う。
【００４７】
ステップＳ９では、基板高さ及び傾き演算部５６により、プリント基板１５１のＹ軸回りの傾きθ３を算出する。傾きθ３の算出につき、図１１を参照しつつ説明する。屈曲光Ｌ３の水平方向との角度θ２を固定値として設定しておく。第１レーザー発光部２５と第２レーザー発光部２７との中心線と、第１ハーフミラー２６による屈曲光Ｌ３のプリント基板１５１上の位置と距離Ｗｌを計測する。これは画像処理した画像を用いて行う。これにより、第１レーザー発光部２５が位置する側（前側）のプリント基板１５１の端部の高さＨｌを算出することができる。すなわち、
Ｗｌ／ｔａｎθ２＝Ｈｌ
となる。
【００４８】
他方、第１レーザー発光部２５と第２レーザー発光部２７との中心線と、第２ハーフミラー２８による屈曲光Ｌ３のプリント基板１５１上の位置と距離Ｗｒを計測する。これは画像処理した画像を用いて行う。これにより、第２レーザー発光部２７が位置する側（後側）のプリント基板１５１の端部の高さＨｒを算出することができる。すなわち、
Ｗｒ／ｔａｎθ２＝Ｈｒ
となる。
【００４９】
そして、
Ｈｌ−Ｈｒ＝Ｈｔ
Ｗｌ＋Ｗｒ＝Ｗｔ
を算出し、その後、
ｔａｎ−１θ３＝Ｈｔ／Ｗｔ
により、プリント基板１５１のＹ軸回りの傾きθ３が算出される。
【００５０】
ステップＳ１０では、制御部６０は、傾きθ３を補正するように、第１基板回転機構４２に指令を発する。
【００５１】
ステップＳ１１では、再び第１カメラ２９によりプリント基板１５１に照射された二つの屈折光Ｌ３を撮像する。すなわち、傾き補正が終了した状態でプリント基板１５１に照射された二つの屈折光Ｌ３を撮像する。
【００５２】
ステップＳ１２では、ステップＳ１１で撮像した画像に対し演算部５０による画像処理を行う。具体的には、二つの屈曲光Ｌ３の重心を求め、その座標を検出する。重心は、ステップＳ３の場合と同様に行う。
【００５３】
ステップＳ１３では、基板高さ及び傾き演算部５６により、プリント基板１５１の高さΔＨを算出する。高さΔＨの算出につき、図１２を参照しつつ説明する。まず、第１ハーフミラー２６と第２ハーフミラー２８と間隔を第１レーザー発光部２５と第２レーザー発光部２７の間隔と同様に距離Ｌに設定しておく。距離Ｌは固定値である。また、屈曲光Ｌ３の水平方向との角度θ２を固定値として設定しておく。
【００５４】
そして、プリント基板１５１上に照射された屈曲光Ｌ３の重心の間隔Ｗを画像処理した画像から求める。これにより、
Ｌ／２・ｔａｎθ２＝Ｈ
Ｗ／２・ｔａｎθ２＝ｈ
が算出され、
ΔＨ＝Ｈ−ｈ
が算出される。
【００５５】
ステップＳ１４では、制御部６０は、規定高さとの基板高さズレを補正するように、上下移動機構２２に指令を発する。なお、プリント基板１５１が設置されたテーブルに上下移動機構が装着されている場合には、この上下移動機構によって高さ調整を行ってもよい。
【００５６】
ステップＳ１５では、再び第１カメラ２９によりプリント基板１５１に照射された二つの屈折光Ｌ３を撮像する。すなわち、傾き補正、高さ補正が終了した状態でプリント基板１５１に照射された二つの屈折光Ｌ３を撮像する。このとき、図１４に示すようなアライメントマーカーＭを併せて撮像する。アライメントマーカーＭは、プリント基板１５１の表面に矩形に配置されており、これを基準とすることにより、プリント基板１５１のＺ軸回りのズレを検出することができる。
【００５７】
ステップＳ１６では、ステップＳ１５で撮像した画像に対し演算部５０による画像処理を行う。具体的には、二つの屈曲光Ｌ３の重心及びアライメントマーカーＭの重心を求め、その座標を検出する。重心は、ステップＳ３の場合と同様に行う。
【００５８】
ステップＳ１７では、基板位置演算部５７により、プリント基板１５１のＺ軸回りのズレを算出する。具体的には、アライメントマーカーＭの重心の並びがＸ軸及びＹ軸に対してどの程度乖離しているかによって算出する。
【００５９】
ステップＳ１８では、制御部６０は、プリント基板１５１のＺ軸回りの傾きを補正するように、第２基板回転機構４３、もしくはハンド回転機構２４に指令を発する。
【００６０】
ステップＳ１９では、制御部６０は、上下移動機構２２に指令を発し、あらかじめ規定された量だけコネクタ１５０をプリント基板１５１側へ移動させ、ピン１５０Ｐをプリント基板１５１に設けられたスルーホールに圧入する。
【００６１】
以上が、部品実装装置１の一連の動作である。本実施例の部品実装装置１は、第１レーザー発光部２５、第２レーザー発光部２７によって発光したレーザー光を用いてコネクタ１５０の傾きや、ズレといった状態を検出しているため、装置がプリント基板１５１やプリント基板１５１に搭載された部品に接触してしまうことがない。また、レーザー光を分光してプリント基板１５１の傾きや、ズレといった状態を把握し、これに基づいて補正を行っている。すなわち、コネクタ（部品）１５０の状態とプリント基板１５１の状態の双方を認識し、スルーホールへのピン１５０Ｐの圧入作業の精度を向上させることができる。
【００６２】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。例えば、第１レーザー発光部２５や第２レーザー発光部２７のレーザー光をさらに分光することにより、プリント基板１５１のＸ軸回りの傾きも算出し、これを補正することができる。
【００６３】
（付記）
（付記１）
基板の上方へ移動可能である部品把持手段と、
前記部品把持手段とともに移動する光源と、
前記光源から照射される光を複数に分光する分光手段と、
前記分光手段によって分光され、基板に照射された光を撮像する第１撮像手段と、
前記分光手段によって分光された他の光を前記部品が備えるピンとともに撮像する第２撮像手段と、
前記第１撮像手段によって取得された画像に画像処理を施し、前記基板の状態を演算するとともに、前記第２撮像手段によって取得された画像に画像処理を施し、前記部品の状態を演算する演算部と、
前記演算部によって取得された前記基板の状態及び前記部品の状態に基づいて、前記基板と前記部品との位置関係を補正する補正手段と、
を、備えたことを特徴とする部品実装装置。
【００６４】
（付記２）
前記光源は、前記部品把持手段とともに移動する第１光源および第２光源とを含み、
前記分光手段は、前記第１光源との位置関係を維持したまま移動し、前記第１光源から照射された光を透過光と屈折光とに分光する第１分光手段と、前記第２光源との位置関係を維持したまま移動し、前記第２光源から照射された光を透過光と屈折光とに分光する第２分光手段とを含み、
前記第１撮像手段は、前記第１分光手段によって分光され、基板に照射された屈折光と、前記第２分光手段によって分光され、基板に照射された屈折光を撮像し、
前記第２撮像手段は、前記第１分光手段によって分光された透過光と、前記第２分光手段によって分光された透過光と、前記部品が備えるピンを撮像することを特徴とする付記１記載の部品実装装置。
【００６５】
（付記３）
移動レールに沿って移動可能である部品把持手段と、
前記部品把持手段とともに移動する第１光源と、
前記第１光源との位置関係を維持したまま移動し、前記第１光源から照射された光を透過光と屈折光とに分光する第１分光手段と、
前記部品把持手段とともに移動する第２光源と、
前記第２光源との位置関係を維持したまま移動し、前記第２光源から照射された光を透過光と屈折光とに分光する第２分光手段と、
前記第１分光手段によって分光され、基板に照射された屈折光と、前記第２分光手段によって分光され、基板に照射された屈折光を撮像する第１撮像手段と、
前記第１分光手段によって分光された透過光と、前記第２分光手段によって分光された透過光と、前記部品が備えるピンを撮像する第２撮像手段と、
前記第１撮像手段によって取得された画像に画像処理を施し、前記基板の状態を演算するとともに、前記第２撮像手段によって取得された画像に画像処理を施し、前記部品の状態を演算する演算部と、
前記演算部によって取得された前記基板の状態及び前記部品の状態に基づいて、前記基板と前記部品との位置関係を補正する補正手段と、
を、備えたことを特徴とする部品実装装置。
【００６６】
（付記４）
前記第１光源は、前記部品把持手段の進行方向前側に配置され、前記第２光源は、前記部品把持手段の進行方向後側に配置されたことを特徴とする付記２又は３記載の部品実装装置。
【００６７】
（付記５）
部品を把持した部品把持手段を基板の上方へ移動させつつ、前記部品把持手段とともに移動する光源から照射された光を分光する行程と、
基板に照射された前記光源の一の分光を撮像した画像に画像処理を施し、前記基板の状態を演算する行程と、
基板に照射された前記光源の一の分光を撮像する行程と、
前記光源の他の分光と、前記部品が備えるピンを撮像する行程と、
前記光源の他の分光と、前記部品が備えるピンを撮像した画像に画像処理を施し、前記部品の状態を演算する行程と、
演算された前記部品の状態と基板の状態とに基づいて、前記部品と前記基板との位置関係を補正する行程と、
を、備えたことを特徴とする部品実装方法。
【００６８】
（付記６）
前記光源は、第１の光源と第２の光源とを含み、
前記分光する行程は、第１光源から照射された光を透過光と屈折光とに分光するとともに、前記部品把持手段とともに移動する第２光源から照射された光を透過光と屈折光とに分光する行程を含み、
基板に照射された前記光源の一の分光を撮像する行程は、基板に照射された前記二つの屈折光を撮像する行程であり、
前記光源の他の分光と、前記部品が備えるピンを撮像する行程は、前記第１光源の透過光と前記第２光源の透過光と、前記部品が備えるピンを撮像する行程であり、
基板に照射された前記光源の一の分光を撮像した画像に画像処理を施し、前記基板の状態を演算する行程は、前記二つの屈折光を撮像した画像に画像処理を施し、前記基板の状態を演算する行程であり、
前記光源の他の分光と、前記部品が備えるピンを撮像した画像に画像処理を施し、前記部品の状態を演算する行程は、前記第１光源の透過光と前記第２光源の透過光と、前記部品が備えるピンを撮像する行程であることを特徴とする付記５記載の部品実装方法。
【００６９】
（付記７）
部品を把持した部品把持手段を移動レールに沿って移動させつつ、前記部品把持手段とともに移動する第１光源から照射された光を透過光と屈折光とに分光するとともに、前記部品把持手段とともに移動する第２光源から照射された光を透過光と屈折光とに分光する行程と、
基板に照射された前記二つの屈折光を撮像する行程と、
前記二つの透過光と、前記部品が備えるピンを撮像する行程と、
前記二つの屈折光を撮像した画像に画像処理を施し、前記基板の状態を演算する行程と、
前記二つの透過光と、前記部品が備えるピンを撮像した画像に画像処理を施し、前記部品の状態を演算する行程と、
演算された前記基板の状態と部品の状態とに基づいて、前記基板と前記部品との位置関係を補正する行程と、
を、備えたことを特徴とする部品実装方法。
【符号の説明】
【００７０】
１…部品実装装置
１０…移動レール
２０…コネクタ搬送部
２１…ハンド機構
２２…上下移動機構
２３…左右移動機構
２４…ハンド回転機構
２５…第１レーザー発光部
２６…第１ハーフミラー
２７…第２レーザー発光部
２８…第２ハーフミラー
３０…コネクタピン撮像部
３１…第１カメラ
３２…ピン照射用照明
４０…基板位置決め部
４１…基板移動機構
４２…第１基板回転機構
４３…第２基板回転機構
５０…画像処理部
５１…２値化処理部
５２…基準特徴パターン検出部
５３…重心検出部
５４…基準ピン位置演算部
５５…コネクタ傾き演算部
５６…基板位置演算部
６０…制御部
【図１】
0005516307.tif 000002
【図２】
0005516307.tif 000003
【図３】
0005516307.tif 000004
【図４】
0005516307.tif 000005
【図５】
0005516307.tif 000006
【図６】
0005516307.tif 000007
【図７】
0005516307.tif 000008
【図８】
0005516307.tif 000009
【図９】
0005516307.tif 000010
【図１０】
0005516307.tif 000011
【図１１】
0005516307.tif 000012
【図１２】
0005516307.tif 000013
【図１３】
0005516307.tif 000014
【図１４】
0005516307.tif 000015