(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１撮像部と、第２撮像部と、平面視で前記第１撮像部および前記第２撮像部の各々の中心を通る直線上以外の位置に配置された作業機構部とを含み、前記第１撮像部と前記第２撮像部と前記作業機構部とが、互いに所定の固定距離だけ離間した相互位置関係を有して構成されたヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットを水平面内で移動させる制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、前記ヘッドユニットを移動させる際に、前記第１撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第１移動ずれ量と、前記第２撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第２移動ずれ量と、前記第１撮像部、前記第２撮像部および前記作業機構部間の前記相互位置関係とに基づいて、前記作業機構部の中心位置を補正する制御を行うように構成されており、
前記第１移動ずれ量を有する実位置座標の前記第１撮像部の中心位置を中心に、前記第１撮像部の中心位置と前記作業機構部の中心位置との間の第１半径距離を半径とする円と、前記第２移動ずれ量を有する実位置座標の前記第２撮像部の中心位置を中心に、前記第２撮像部の中心位置と前記作業機構部の中心位置との間の第２半径距離を半径とする円とが交わる交点座標が、前記相互位置関係に基づいて求められる前記作業機構部の中心位置であり、
前記制御部は、前記作業機構部の中心位置の理論位置座標に対する前記交点座標の第１方向における差分である第１補正量と、前記作業機構部の中心位置の理論位置座標に対する前記第１方向と直交する第２方向における差分である第２補正量とに基づいて、前記作業機構部の中心位置を補正する制御を行うように構成されている、部品または基板の作業装置。
【請求項２】
前記第１移動ずれ量は、前記第１撮像部の中心位置の理論位置座標からの前記第１方向における第１ずれ量と、前記第２方向における第２ずれ量とを含み、
前記第２移動ずれ量は、前記第２撮像部の中心位置の理論位置座標からの前記第１方向における第３ずれ量と、前記第２方向における第４ずれ量とを含み、
前記交点座標と、前記第１撮像部の理論位置座標と、前記第１ずれ量と、前記第２ずれ量と、前記第１半径距離との間に成立する第１関係式と、前記交点座標と、前記第２撮像部の理論位置座標と、前記第３ずれ量と、前記第４ずれ量と、前記第２半径距離との間に成立する第２関係式とに基づいて、前記作業機構部の中心位置としての前記交点座標が算出されるように構成されている、請求項１に記載の部品または基板の作業装置。
【請求項３】
前記第１関係式は、前記交点座標の前記第１方向の座標位置と、前記第１撮像部の第１方向の理論位置座標および前記第１ずれ量に基づいて算出される第１水平距離と、前記交点座標の前記第２方向の座標位置と、前記第１撮像部の第２方向の理論位置座標および前記第２ずれ量に基づいて算出される第１垂直距離と、前記第１半径距離とを用いて規定される円の方程式であり、
前記第２関係式は、前記交点座標の前記第１方向の座標位置と、前記第２撮像部の第１方向の理論位置座標および前記第３ずれ量に基づいて算出される第２水平距離と、前記交点座標の前記第２方向の座標位置と、前記第２撮像部の第２方向の理論位置座標および前記第４ずれ量に基づいて算出される第２垂直距離と、前記第２半径距離とを用いて規定される円の方程式である、請求項２に記載の部品または基板の作業装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記ヘッドユニットを用いて部品または基板に関する作業が行われる際に、前記第１移動ずれ量と、前記第２移動ずれ量と、前記第１撮像部、前記第２撮像部および前記作業機構部の前記相互位置関係とに基づいて、前記作業機構部の中心位置を補正して前記ヘッドユニットを移動させる制御を行うように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品または基板の作業装置。
【請求項５】
第１撮像部と、第２撮像部と、平面視で前記第１撮像部および前記第２撮像部の各々の中心を通る直線上以外の位置に配置された吸着ノズルとを含み、前記第１撮像部と前記第２撮像部と前記吸着ノズルとが、互いに所定の固定距離だけ離間した相互位置関係を有して構成されたヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットを水平面内で移動させる制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、前記ヘッドユニットを移動させる際に、前記第１撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第１移動ずれ量と、前記第２撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第２移動ずれ量と、前記第１撮像部、前記第２撮像部および前記吸着ノズル間の前記相互位置関係とに基づいて、前記吸着ノズルの中心位置を補正する制御を行うように構成されており、
前記第１移動ずれ量を有する実位置座標の前記第１撮像部の中心位置を中心に、前記第１撮像部の中心位置と前記吸着ノズルの中心位置との間の第１半径距離を半径とする円と、前記第２移動ずれ量を有する実位置座標の前記第２撮像部の中心位置を中心に、前記第２撮像部の中心位置と前記吸着ノズルの中心位置との間の第２半径距離を半径とする円とが交わる交点座標が、前記相互位置関係に基づいて求められる前記吸着ノズルの中心位置であり、
前記制御部は、前記吸着ノズルの中心位置の理論位置座標に対する前記交点座標の第１方向における差分である第１補正量と、前記吸着ノズルの中心位置の理論位置座標に対する前記第１方向と直交する第２方向における差分である第２補正量とに基づいて、前記吸着ノズルの中心位置を補正する制御を行うように構成されている、部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品または基板の作業装置および部品実装装置に関し、特に、撮像部を含むヘッドユニットを備えた部品または基板の作業装置および部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像部を含むヘッドユニットを備えた部品実装装置などが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、２台のカメラ（撮像部）とこのカメラ間に配置された部品吸着ノズル（作業機構部）とを含み、基板上の任意の位置に移動可能な部品装着ヘッドを備えた部品実装装置が開示されている。この部品実装装置における部品装着ヘッドでは、カメラ間の部品吸着ノズルは２台のカメラ中心を通る直線（Ｘ軸）上に配置されており、２台のカメラを使用して基板面（Ｘ−Ｙ平面）内での部品装着ヘッドのＸ軸に対する回転角度（ヨーイング値）が把握可能に構成されている。この場合、カメラ中心から部品吸着ノズルまでの水平距離と、部品装着ヘッドの回転角度とに基づいて、部品吸着ノズルのＸ軸からのずれ量（Ｙ方向変位）が求められる。これにより、部品装着ヘッドを支持するＸ軸およびＹ軸フレームが歪んでいても、歪みに起因して生じる部品装着ヘッドの回転角度分だけずれ量が加味されて部品装着ヘッドが移動されるので、部品吸着ノズルは、部品実装位置に精度よく移動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４７５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された部品実装装置における部品装着ヘッドでは、２台のカメラ中心を通る直線（Ｘ軸）上に部品吸着ノズルが配置されているので、カメラ−部品吸着ノズル中心間距離と部品装着ヘッドの回転角度とに基づいて部品吸着ノズルのずれ量（Ｙ方向変位）は容易に把握される。しかしながら、たとえば、部品吸着ノズルが２台のカメラ中心を通る直線からずらされて配置された部品装着ヘッドにおいては、上記した手法をそのまま適用して部品吸着ノズルのずれ量を把握することは困難である。したがって、上記特許文献１の構成では、撮像部中心間を通る直線上に部品吸着ノズル（作業機構部）が配置されていない部品装着ヘッドの場合には、部品吸着ノズル（作業機構部）を部品実装位置（作業位置）に精度よく移動させることができないという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、撮像部中心間を通る直線上に作業機構部が配置されていない場合においても作業機構部を作業位置に精度よく移動させることが可能な部品または基板の作業装置および部品実装装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における部品または基板の作業装置は、第１撮像部と、第２撮像部と、平面視で第１撮像部および第２撮像部の各々の中心を通る直線上以外の位置に配置された作業機構部とを含み、第１撮像部と第２撮像部と作業機構部とが、互いに所定の固定距離だけ離間した相互位置関係を有して構成されたヘッドユニットと、ヘッドユニットを水平面内で移動させる制御を行う制御部とを備え、制御部は、ヘッドユニットを移動させる際に、第１撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第１移動ずれ量と、第２撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第２移動ずれ量と、第１撮像部、第２撮像部および作業機構部間の相互位置関係とに基づいて、作業機構部の中心位置を補正する制御を行うように構成されており、第１移動ずれ量を有する実位置座標の第１撮像部の中心位置を中心に、第１撮像部の中心位置と作業機構部の中心位置との間の第１半径距離を半径とする円と、第２移動ずれ量を有する実位置座標の第２撮像部の中心位置を中心に、第２撮像部の中心位置と作業機構部の中心位置との間の第２半径距離を半径とする円とが交わる交点座標が、相互位置関係に基づいて求められる作業機構部の中心位置であり、制御部は、作業機構部の中心位置の理論位置座標に対する交点座標の第１方向における差分である第１補正量と、作業機構部の中心位置の理論位置座標に対する第１方向と直交する第２方向における差分である第２補正量とに基づいて、作業機構部の中心位置を補正する制御を行うように構成されている。
【０００８】
この発明の第１の局面による部品または基板の作業装置では、上記のように、ヘッドユニットを移動させる際に、第１撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第１移動ずれ量と、第２撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第２移動ずれ量と、第１撮像部、第２撮像部および作業機構部の相互位置関係とに基づいて、作業機構部の中心位置を補正する制御を行うように制御部を構成することによって、第１撮像部および第２撮像部の各々の中心を通る直線上に作業機構部が配置されていないヘッドユニットであっても、第１移動ずれ量と、第２移動ずれ量と、第１撮像部、第２撮像部および作業機構部の相互位置関係とに基づいて、ヘッドユニットを移動させる際に作業機構部の中心位置を適正に補正することができる。これにより、作業機構部を、部品または基板に関する作業位置に精度よく移動させることができる。
また、第１移動ずれ量を有する実位置座標の第１撮像部の中心位置を中心に、第１撮像部の中心位置と作業機構部の中心位置との間の第１半径距離を半径とする円と、第２移動ずれ量を有する実位置座標の第２撮像部の中心位置を中心に、第２撮像部の中心位置と作業機構部の中心位置との間の第２半径距離を半径とする円とが交わる交点座標が、上記相互位置関係に基づいて求められる作業機構部の中心位置であり、制御部は、作業機構部の中心位置の理論位置座標に対する交点座標の第１方向における差分である第１補正量と、作業機構部の中心位置の理論位置座標に対する第１方向と直交する第２方向における差分である第２補正量とに基づいて、作業機構部の中心位置を補正する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、第１撮像部と第２撮像部と作業機構部との相互位置関係に基づいて、移動ずれを起こす作業機構部の中心位置（交点座標）を容易に特定（推算）することができるので、移動ずれを含む実位置座標と理論位置座標との差分に相当する第１補正量および第２補正量を容易に求めることができる。これにより、第１補正量および第２補正量を加味して作業機構部を部品または基板に関する作業位置に正確に移動させることができる。
【００１０】
上記第１の局面による部品または基板の作業装置において、好ましくは、第１移動ずれ量は、第１撮像部の中心位置の理論位置座標からの第１方向における第１ずれ量と、第２方向における第２ずれ量とを含み、第２移動ずれ量は、第２撮像部の中心位置の理論位置座標からの第１方向における第３ずれ量と、第２方向における第４ずれ量とを含み、交点座標と、第１撮像部の理論位置座標と、第１ずれ量と、第２ずれ量と、第１半径距離との間に成立する第１関係式と、交点座標と、第２撮像部の理論位置座標と、第３ずれ量と、第４ずれ量と、第２半径距離との間に成立する第２関係式とに基づいて、作業機構部の中心位置としての交点座標が算出されるように構成されている。このように構成すれば、水平面内における作業機構部の中心位置（交点座標）を数値計算法などを利用して容易に算出することができる。したがって、作業機構部の中心位置の補正制御に用いられる交点座標（実位置座標）と理論位置座標との差分に相当する第１補正量および第２補正量を正確に求めることができる。
【００１１】
この場合、好ましくは、第１関係式は、交点座標の第１方向の座標位置と、第１撮像部の第１方向の理論位置座標および第１ずれ量に基づいて算出される第１水平距離と、交点座標の第２方向の座標位置と、第１撮像部の第２方向の理論位置座標および第２ずれ量に基づいて算出される第１垂直距離と、第１半径距離とを用いて規定される円の方程式であり、第２関係式は、交点座標の第１方向の座標位置と、第２撮像部の第１方向の理論位置座標および第３ずれ量に基づいて算出される第２水平距離と、交点座標の第２方向の座標位置と、第２撮像部の第２方向の理論位置座標および第４ずれ量に基づいて算出される第２垂直距離と、第２半径距離とを用いて規定される円の方程式である。このように構成すれば、円の方程式として規定される第１関係式および第２関係式を連立して解くことにより、２つの円が交わる点に対応する作業機構部の中心位置（交点座標）を容易に求めることができる。
【００１２】
上記第１の局面による部品または基板の作業装置において、好ましくは、制御部は、ヘッドユニットを用いて部品または基板に関する作業が行われる際に、第１移動ずれ量と、第２移動ずれ量と、第１撮像部、第２撮像部および作業機構部の相互位置関係とに基づいて、作業機構部の中心位置を補正してヘッドユニットを移動させる制御を行うように構成されている。このように構成すれば、制御部は、部品または基板に関する作業が行われる際に作業機構部の中心位置の補正量をその都度演算すればよい。これにより、たとえば、膨大な数の作業位置に関する補正量をマトリクス的に求めておき作業装置側でデータとして記憶しておく場合と比較して、このようなデータを保持する必要がない分、作業装置側でのデータ保有量を著しく少なくすることができる。
【００１３】
この発明の第２の局面における部品実装装置は、第１撮像部と、第２撮像部と、平面視で第１撮像部および第２撮像部の各々の中心を通る直線上以外の位置に配置された吸着ノズルとを含み、第１撮像部と第２撮像部と吸着ノズルとが、互いに所定の固定距離だけ離間した相互位置関係を有して構成されたヘッドユニットと、ヘッドユニットを水平面内で移動させる制御を行う制御部とを備え、制御部は、ヘッドユニットを移動させる際に、第１撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第１移動ずれ量と、第２撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第２移動ずれ量と、第１撮像部、第２撮像部および吸着ノズル間の相互位置関係とに基づいて、吸着ノズルの中心位置を補正する制御を行うように構成されており、第１移動ずれ量を有する実位置座標の第１撮像部の中心位置を中心に、第１撮像部の中心位置と吸着ノズルの中心位置との間の第１半径距離を半径とする円と、第２移動ずれ量を有する実位置座標の第２撮像部の中心位置を中心に、第２撮像部の中心位置と吸着ノズルの中心位置との間の第２半径距離を半径とする円とが交わる交点座標が、相互位置関係に基づいて求められる吸着ノズルの中心位置であり、制御部は、吸着ノズルの中心位置の理論位置座標に対する交点座標の第１方向における差分である第１補正量と、吸着ノズルの中心位置の理論位置座標に対する第１方向と直交する第２方向における差分である第２補正量とに基づいて、吸着ノズルの中心位置を補正する制御を行うように構成されている。
【００１４】
この発明の第２の局面による部品実装装置では、上記のように、ヘッドユニットを移動させる際に、第１撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第１移動ずれ量と、第２撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第２移動ずれ量と、第１撮像部、第２撮像部および吸着ノズルの相互位置関係とに基づいて、吸着ノズルの中心位置を補正する制御を行うように制御部を構成することによって、第１撮像部および第２撮像部の各々の中心を通る直線上に吸着ノズルが配置されていないヘッドユニットであっても、第１移動ずれ量、第２移動ずれ量および第１撮像部、第２撮像部および吸着ノズルの相互位置関係に基づいて、ヘッドユニットを移動させる際に吸着ノズルの中心位置を適正に補正することができる。これにより、吸着ノズルを、部品を実装する実装位置に精度よく移動させることができる。
また、第１移動ずれ量を有する実位置座標の第１撮像部の中心位置を中心に、第１撮像部の中心位置と吸着ノズルの中心位置との間の第１半径距離を半径とする円と、第２移動ずれ量を有する実位置座標の第２撮像部の中心位置を中心に、第２撮像部の中心位置と吸着ノズルの中心位置との間の第２半径距離を半径とする円とが交わる交点座標が、上記相互位置関係に基づいて求められる作業機構部の中心位置であり、制御部は、吸着ノズルの中心位置の理論位置座標に対する交点座標の第１方向における差分である第１補正量と、吸着ノズルの中心位置の理論位置座標に対する第１方向と直交する第２方向における差分である第２補正量とに基づいて、吸着ノズルの中心位置を補正する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、第１撮像部と第２撮像部と吸着ノズルとの相互位置関係に基づいて、移動ずれを起こす吸着ノズルの中心位置（交点座標）を容易に特定（推算）することができるので、移動ずれを含む実位置座標と理論位置座標との差分に相当する第１補正量および第２補正量を容易に求めることができる。これにより、第１補正量および第２補正量を加味して吸着ノズルを部品を実装する実装位置に正確に移動させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上記のように、第１撮像部および第２撮像部の各々の中心を通る直線上に作業機構部が配置されていないヘッドユニットであっても、第１移動ずれ量、第２移動ずれ量および第１撮像部、第２撮像部および作業機構部の相互位置関係に基づいて、ヘッドユニットを移動させる際に作業機構部の中心位置を適正に補正することができるので、作業機構部を部品または基板に関する作業位置に精度よく移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による表面実装機の構成を示した平面図である。
【図２】本発明の一実施形態による表面実装機を奥行方向（Ｙ２方向）に沿って見た場合の側面図である。
【図３】本発明の一実施形態による表面実装機の制御上の構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による表面実装機において、移動中のヘッドユニットがガイドレールの歪みに起因して水平面内で回転移動を起こした状態を示した図である。
【図５】図４に示したヘッドユニットのずれに伴う吸着ノズルの理論位置座標からのずれ量（補正量）を算出する方法を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態による表面実装機において、装置が有する歪み量を主カメラおよび副カメラを用いて予め計測する際に使用される治具プレートを示した図である。
【図７】本発明の一実施形態による表面実装機において、治具プレートに基づいて計測された歪み量に基づいて作成されメモリに記憶された補正テーブルを示した図である。
【図８】本発明の一実施形態による表面実装機において、表面実装機が有する歪み量を主カメラおよび副カメラを用いて予め計測する際の演算処理部の処理フローを示した図である。
【図９】本発明の一実施形態による表面実装機において、ヘッドユニットを駆動して電子部品を実装する際の演算処理部の処理フローを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
まず、図１〜図７を参照して、本発明の一実施形態による表面実装機１００の構造について説明する。なお、表面実装機１００は、本発明の「部品または基板の作業装置」および「部品実装装置」の一例である。
【００１９】
本発明の一実施形態による表面実装機１００は、図１および図２に示すように、プリント基板（配線基板）１に電子部品２を実装する装置である。表面実装機１００は、図１に示すように、基台５と、基台５上（紙面手前側）に設けられた基板搬送部１０と、基板搬送部１０の上方をＸ−Ｙ平面（紙面）に沿って移動可能なヘッドユニット２０と、ヘッドユニット２０をＸ方向に移動可能に支持する支持部３０と、支持部３０をＹ方向に移動させる移動機構部４０とを備えている。なお、電子部品２は、本発明の「部品」の一例である。
【００２０】
基板搬送部１０の両側（Ｙ１（Ｙ２）側）には、電子部品２を供給するための多数列のテープフィーダ３が配置されている。テープフィーダ３は、複数の電子部品２を所定の間隔を隔てて保持したテープが巻き回されたリール（図示せず）を保持している。そして、リールが回転されてテープが送出されることにより、先端部から電子部品２が供給されるように構成されている。また、ヘッドユニット２０は、テープフィーダ３から電子部品２を取得するとともに、基板搬送部１０上のプリント基板１に電子部品２を実装する機能を有する。ここで、電子部品２は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗器などの小片状の電子部品である。
【００２１】
また、表面実装機１００には、図２に示すように、カバー６が基台５上に設けられたケーシング７に取り付けられている。カバー６は、ケーシング７に対して上方（矢印Ｕ方向）に回動可能であり、ユーザ（オペレータ）が基板搬送部１０にアクセス可能に構成されている。なお、図２では、図示の都合上、ケーシング７に覆われて本来ならば外部からは見えない内部構造についても実線で示している。
【００２２】
また、図３に示すように、表面実装機１００には、装置本体各部の動作制御を行うための制御装置７０が内蔵されている。制御装置７０は、演算処理部（ＣＰＵ）７１と、記憶部７２（動作プログラム記憶部７２ａおよび補正用データ記憶部７２ｂ）と、画像処理部７３と、モータ制御部７４と、外部入出力部７５とによって主に構成されている。なお、制御装置７０を構成する個々の構成要素については、詳細を後述する。なお、演算処理部７１は、本発明の「制御部」の一例である。
【００２３】
基板搬送部１０は、図１に示すように、プリント基板１の搬送方向であるＸ方向に延びる一対のコンベア部１１を備えている。また、コンベア部１１には、プリント基板１の搬送状況を検出する複数の基板センサ（図示せず）が設けられている。これにより、コンベア部１１に保持されたプリント基板１は、基板センサの検出結果に基づいて搬送される。また、基板搬送部１０には、搬送中のプリント基板１を部品実装時の停止位置において停止させた状態で保持するクランプ機構が内部に設けられている。
【００２４】
支持部３０は、図２に示すように、Ｘ方向に延びるボールネジ軸３１と、ボールネジ軸３１を回転させるサーボモータ３２と、ボールネジ軸３１に沿って延びるガイドレール３３とを有している。また、ヘッドユニット２０は、ボールネジ軸３１が螺合されるボールナット（図示せず）が取り付けられたスライドガイド部２１を有している。これにより、ヘッドユニット２０は、スライドガイド部２１がガイドレール３３にガイドされながらボールネジ軸３１の回転とともにＸ方向に沿って往復移動される。
【００２５】
また、支持部３０は、基台５上に固定された移動機構部４０に載せられた状態でＸ方向と略直交するＹ方向に移動可能に構成されている。具体的には、図１に示すように、移動機構部４０は、Ｙ方向に延びるボールネジ軸４１と、ボールネジ軸４１を回転させるサーボモータ４２と、ボールネジ軸４１に沿って延びる一対のガイドレール４３とを有している。また、ガイドレール４３は、支持部３０の両端部（Ｘ方向）を移動可能に支持している。また、支持部３０には、ボールネジ軸４１が螺合されるボールナット３５が設けられている。これにより、支持部３０は、ガイドレール４３にガイドされながらボールネジ軸４１の回転とともにボールナット３５がＹ方向に往復移動される。したがって、ヘッドユニット２０は、ボールネジ軸３１および４１を回転させることにより、基台５上をＸ−Ｙ平面に沿って任意の位置に移動することが可能に構成されている。
【００２６】
また、ヘッドユニット２０は、図２に示すように、スライドガイド部２１に固定された搭載ヘッド２２と、搭載ヘッド２２の両端部（Ｘ方向）にそれぞれ取り付けられた主カメラ２３および副カメラ２４とを有している。ここで、図１に示すように、ヘッドユニット２０は、主カメラ２３のボールネジ軸３１（Ｘ軸線６００）からの離間距離Ｌ１（Ｙ１方向）と副カメラ２４のボールネジ軸３１からの離間距離Ｌ２（Ｙ１方向）とが互いに異なる（Ｌ１＜Ｌ２）ように構成されている。すなわち、主カメラ２３の中心および副カメラ２４の中心を通る直線５００上に吸着ノズル２５は配置されていない。また、搭載ヘッド２２は、プリント基板１と対向する下面側（図２のＺ１側）に設けられた複数（６個）の吸着ノズル２５を有している。また、図１に示すように、個々の吸着ノズル２５は、主カメラ２３のＹ方向の位置からＹ１方向に距離Ｌ３だけオフセットされた位置に配置されている。また、図２に示すように、各々の吸着ノズル２５は、負圧発生機（図示せず）によりノズル先端部に発生させた負圧によって電子部品２を吸着して保持する機能を有する。なお、主カメラ２３および副カメラ２４は、それぞれ、本発明の「第１撮像部」および「第２撮像部」の一例である。また、吸着ノズル２５は、本発明の「作業機構部」の一例である。
【００２７】
ここで、長尺部材であるガイドレール３３は、精度よく設計／製造されたとしてもその形状は若干歪んでいる。すなわち、ガイドレール３３はＸ方向に沿って完全に真っ直ぐではなく、Ｙ方向への微小な変位を有して全体としてうねりが生じている。したがって、ボールネジ軸３１の回転とともにスライドガイド部２１がガイドレール３３に摺動しながらＸ方向に移動された場合、摺動面のうねりに起因して、スライドガイド部２１とともにヘッドユニット２０は水平面（Ｘ−Ｙ平面）内でＸ軸を中心として右に左に微小に振れながら移動される。
【００２８】
たとえば、図４に示すように、ヘッドユニット２０がプリント基板１（図１参照）上の実装位置に移動されたとする。すなわち、ヘッドユニット２０は、摺動面のうねりに起因してＹ１方向に所定量だけ平行移動されることに加えて、その変位した位置からさらに所定の水平回転角度を伴って反時計回りに微小量回転されたとする。なお、図４では、便宜的に振れを伴うヘッドユニット２０の姿勢を誇張して図示しており、実際にはヘッドユニット２０の姿勢はこれほど顕著に振れない。また、図４では、以降の説明の都合上、図１に示した表面実装機１００の前後方向（Ｙ方向）を逆さまにした状態でヘッドユニット２０周辺部を模式的に示している。
【００２９】
ここで、本実施形態では、吸着ノズル２５の中心が主カメラ２３の中心からＹ１方向に副カメラ２４の中心を越えて距離Ｌ３だけＹ１側にずらされた配置構成を有するヘッドユニット２０に対して以下のような駆動制御が適用されるように構成されている。
【００３０】
すなわち、本実施形態では、演算処理部７１（図３参照）により、予め把握されたガイドレール３３の歪み（うねり）を加味してサーボモータ３２および４２（図３参照）の回転数が調整されてヘッドユニット２０が移動される制御が行われる。また、この駆動制御は、個々の電子部品２（図２参照）の実装動作においてその都度実行される。これにより、プリント基板１の所定の実装位置に、電子部品２が吸着された吸着ノズル２５をその都度正確に移動させることが可能に構成されている。以下、この駆動制御を行うにあたっての演算処理部７１が行う演算内容について詳細に説明する。
【００３１】
１つの電子部品２の実装動作において行われる演算処理の概要は次の通りである。図５に示すように、まず、主カメラ２３と副カメラ２４と吸着ノズル２５との位置関係に基づいて吸着ノズル２５の中心位置（理論位置からのずれを起こした実位置座標）を求める。この際、主カメラ２３の中心位置の理論位置座標からのずれ量ΔＸａおよびΔＹａと、副カメラ２４の中心位置の理論位置座標からのずれ量ΔＸｂおよびΔＹｂと、主カメラ２３の中心位置の理論位置座標から吸着ノズル２５の中心位置の理論位置座標までの距離Ｒｍと、副カメラ２４の中心位置の理論位置座標から吸着ノズル２５の中心位置の理論位置座標までの距離Ｒｓとを用いて吸着ノズル２５の中心位置を算出する。そして、吸着ノズル２５の理論位置座標とずれを起こした実位置座標との差分を得ることで、吸着ノズル２５の中心位置のＸ方向の移動量Ｍｖ（ｄｘ）およびＹ方向の移動量Ｍｖ（ｄｙ）を算出する。そして、直ちに、その電子部品２の制御プログラム上で指定されている実装位置座標から上記算出された移動量Ｍｖ（ｄｘ）およびＭｖ（ｄｙ）が補正量として差し引かれて、ずれ量分が加味された制御量（サーボモータの回転数）が生成される。
【００３２】
なお、ずれ量ΔＸａおよびΔＹａは、本発明の「第１移動ずれ量」の一例であり、ずれ量ΔＸｂおよびΔＹｂは、本発明の「第２移動ずれ量」の一例である。また、ずれ量ΔＸａおよびΔＹａは、それぞれ、本発明の「第１ずれ量」および「第２ずれ量」の一例であり、ずれ量ΔＸｂおよびΔＹｂは、それぞれ、本発明の「第３ずれ量」および「第４ずれ量」の一例である。また、移動量Ｍｖ（ｄｘ）およびＭｖ（ｄｙ）は、それぞれ、本発明の「第１補正量」および「第２補正量」の一例である。また、距離ＲｍおよびＲｓは、それぞれ、本発明の「第１半径距離」および「第２半径距離」の一例である。以下に、演算処理に使用される各パラメータの求め方について説明する。
【００３３】
図５に示すように、まず、ガイドレール３３（図４参照）が歪み（うねり）の全くない理想的な状態であったとすると、ヘッドユニット２０がどの位置に移動されても、ヘッドユニット２０において複数の吸着ノズル２５の中心を通る直線６２０（図４参照）と装置の理論上のＸ軸線６１０（図４参照）とは略平行である。この場合に、理論位置となる主カメラ２３の中心位置座標は、（Ｘｍ、Ｙｍ）で示され、理論位置となる副カメラ２４の中心位置座標は、（Ｘｓ、Ｙｓ）で示される。また、主カメラ２３からＹ１方向に距離Ｌ３だけ離間した理論位置としての吸着ノズル２５の中心位置座標は（Ｘｕ１、Ｙｕ１）で示される。なお、図５では、主カメラ２３、副カメラ２４および吸着ノズル２５の各々の中心点を通る図形Ｇ１（破線で示す）を用いて、ヘッドユニット２０の姿勢を表現している。
【００３４】
次に、実際にガイドレール３３が歪み（うねり）を有する状態においては、図４に示すように、ヘッドユニット２０が移動されてある位置に達した際、ヘッドユニット２０における直線６２０と装置のＸ軸線６１０とは、互いに交差する。つまり、ヘッドユニット２０は、図５において図形Ｇ１の位置からＸ１方向およびＹ１方向に斜めに平行移動される挙動と、さらに水平面内で反時計回りに回転される挙動とが合成されて図形Ｇ２（実線で示す）の位置に到達する。したがって、吸着ノズル２５の中心位置座標は、図形Ｇ１における理論位置座標（Ｘｕ１、Ｙｕ１）から図形Ｇ２における実位置座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）へと回転移動される。なお、実位置座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）は、本発明の「交点座標」の一例である。
【００３５】
ここで、主カメラ２３、副カメラ２４および吸着ノズル２５の各々の中心位置には、幾何学的に次のような関係がある。すなわち、主カメラ２３の理論位置座標からのずれ量ΔＸａおよびΔＹａが既知であり、かつ、主カメラ２３と吸着ノズル２５との離間距離が距離Ｒｍである場合、ずれを起こした主カメラ２３と吸着ノズル２５との位置関係には、次式が成り立つ。
（Ｘｕ２−（Ｘｍ＋ΔＸａ））２＋（Ｙｕ２−（Ｙｍ＋ΔＹａ））２＝Ｒｍ２・・・（式１）
【００３６】
同様に、副カメラ２４の理論位置座標からのずれ量ΔＸｂおよびΔＹｂが既知であり、かつ、副カメラ２４と吸着ノズル２５との離間距離が距離Ｒｓである場合、ずれを起こした副カメラ２４と吸着ノズル２５との位置関係には、次式が成り立つ。
（Ｘｕ２−（Ｘｓ＋ΔＸｂ））２＋（Ｙｕ２−（Ｙｓ＋ΔＹｂ））２＝Ｒｓ２・・・（式２）
【００３７】
すなわち、（式１）は、ずれを起こした吸着ノズル２５の中心位置のＸ方向の座標位置Ｘｕ２と、主カメラ２３のＸ方向の理論位置座標Ｘｍおよびずれ量ΔＸａに基づいて「Ｘｕ２−（Ｘｍ＋ΔＸａ）」として算出される第１水平距離（Ｘ方向）と、ずれを起こした吸着ノズル２５の中心位置のＹ方向の座標位置Ｙｕ２と、主カメラ２３のＹ方向の理論位置座標Ｙｍおよびずれ量ΔＹａに基づいて「Ｙｕ２−（Ｙｍ＋ΔＹａ）」として算出される第１垂直距離（Ｙ方向）と、距離Ｒｍとを用いて規定される円の方程式である。図５においては、ずれ量ΔＸａおよびΔＹａを有する実位置座標の主カメラ２３の中心位置を中心に、主カメラ２３の中心位置と吸着ノズル２５の中心位置との間の距離Ｒｍを半径とする円７００（円弧の一部を２点鎖線で示す）が（式１）により記述される。
【００３８】
また、（式２）は、ずれを起こした吸着ノズル２５の中心位置のＸ方向の座標位置Ｘｕ２と、副カメラ２４のＸ方向の理論位置座標Ｘｓおよびずれ量ΔＸｂに基づいて「Ｘｕ２−（Ｘｓ＋ΔＸｂ）」として算出される第２水平距離（Ｘ方向）と、ずれを起こした吸着ノズル２５の中心位置のＹ方向の座標位置Ｙｕ２と、副カメラ２４のＹ方向の理論位置座標Ｙｓおよびずれ量ΔＹｂに基づいて「Ｙｕ２−（Ｙｓ＋ΔＹｂ）」として算出される第２垂直距離（Ｙ方向）と、距離Ｒｓとを用いて規定される円の方程式である。図５においては、ずれ量ΔＸｂおよびΔＹｂを有する実位置座標の副カメラ２４の中心位置を中心に、副カメラ２４の中心位置と吸着ノズル２５の中心位置との間の距離Ｒｓを半径とする円７１０（円弧の一部を２点鎖線で示す）が（式２）により記述される。なお、（式１）および（式２）は、それぞれ、本発明の「第１関係式」および「第２関係式」の一例である。
【００３９】
なお、（式１）において、主カメラ２３の中心位置の理論位置座標からのずれ量ΔＸａおよびΔＹａは、図形Ｇ１から図形Ｇ２への主カメラ２３の中心位置座標のＸ方向およびＹ方向のずれ量（変位量）として後述する補正テーブル５ａ（図７参照）に基づいて算出される値である。また、（式２）において、副カメラ２４の中心位置の理論位置座標からのずれ量ΔＸｂおよびΔＹｂは、図形Ｇ１から図形Ｇ２への副カメラ２４の中心位置座標のＸ方向およびＹ方向のずれ量（変位量）として後述する補正テーブル５ｂ（図７参照）に基づいて算出される値である。なお、補正テーブル５ａおよび５ｂについては、それぞれ、電子部品２（図２参照）の実装動作を行う前に、ヘッドユニット２０を装置上で試験的に動かすことによって取得される。この点については、後程、説明する。
【００４０】
したがって、本実施形態では、上記した（式１）および（式２）を連立してＸｕ２およびＹｕ２について解くことにより、ずれを起こした吸着ノズル２５の中心位置の実位置座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）を求めることが可能となる。また、実位置座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）は、円７００と円７１０との「交点座標」に相当する。なお、連立方程式の解（Ｘｕ２、Ｙｕ２）の組み合わせは、２通り求まるが、図５より、Ｙｕ２＞Ｙｍ＋ΔＹａ、かつ、Ｙｕ２＞Ｙｓ＋ΔＹｂの位置関係から、制御処理に有効となる側の解（実位置座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２））が特定される。
【００４１】
また、方程式の解として得られた実位置座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）と吸着ノズル２５の理論位置座標（Ｘｕ１、Ｙｕ１）との差分を求めることによって、吸着ノズル２５の中心位置の移動量Ｍｖ（ｄｘ）およびＭｖ（ｄｙ）が制御時の補正量として算出される。すなわち、
移動量Ｍｖ（ｄｘ）＝Ｘｕ２−Ｘｕ１・・・（式３）
移動量Ｍｖ（ｄｙ）＝Ｙｕ２−Ｙｕ１・・・（式４）
である。
【００４２】
これにより、本実施形態では、演算処理部７１により、（式１）〜（式４）を通して、図形Ｇ１を構成する各々の機械座標（主カメラ２３の中心位置の理論位置座標（Ｘｍ、Ｙｍ）、副カメラ２４の中心位置の理論位置座標（Ｘｓ、Ｙｓ）および吸着ノズル２５の中心位置の理論位置座標（Ｘｕ１、Ｙｕ１））の相互位置関係に基づいて、ずれを起こした吸着ノズル２５の実位置座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）が算出される。そして、実位置座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）に基づいて、図形Ｇ２のように任意の位置に移動された吸着ノズル２５の中心位置の移動量Ｍｖ（ｄｘ）およびＭｖ（ｄｙ）が推算されるように構成されている。なお、移動量Ｍｖ（ｄｘ）およびＭｖ（ｄｙ）は、それぞれ、本発明の「第１補正量」および「第２補正量」の一例である。
【００４３】
言い換えると、プリント基板１の座標（Ｘｕ１、Ｙｕ１）へ電子部品２を実装する指令が実行される際、本演算処理を行わない場合には、制御プログラム上ヘッドユニット２０とともに吸着ノズル２５をこの座標（理論位置座標）に移動させても実際には吸着ノズル２５は実位置座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）に移動されてしまう。したがって、ヘッドユニット２０を移動させる際、本演算処理を行って吸着ノズル２５のＸ方向の移動量Ｍｖ（ｄｘ）を加味してサーボモータ３２の回転数を補正するとともに、吸着ノズル２５のＹ方向の移動量Ｍｖ（ｄｙ）を加味してサーボモータ４２の回転数を補正する制御を実行させる。これにより、移動中のヘッドユニット２０の姿勢がガイドレール３３の歪に起因して右に左に振れたとしても、吸着ノズル２５の中心位置を制御プログラム上の理論位置座標（Ｘｕ１、Ｙｕ１）に向けて正確に移動させることが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態では、（式１）に示される主カメラ２３の中心位置のＸ方向のずれ量ΔＸａおよびＹ方向のずれ量ΔＹａ、および、（式２）に示される副カメラ２４の中心位置のＸ方向のずれ量ΔＸｂおよびＹ方向のずれ量ΔＹｂについては、以下の計測手法によってこれらの値を算出するための基準となるデータ（補正テーブル５ａおよび５ｂ）を事前に取得するように構成されている。
【００４５】
具体的には、図６に示すようなガラス製の治具プレート１０５を用いて、表面実装機１００の支持部３０（Ｘ軸）および移動機構部４０（Ｙ軸）に内在する歪を補正するための基準データとなる補正量（ずれ量）を計測するように構成されている。この治具プレート１０５の表面には、互いに直交する方向（Ｘ軸およびＹ軸方向）に沿って格子状に付された複数（Ｐ×Ｑ個）の基準マークＲ（Ｒ１１〜ＲＰＱ）が印刷されている。そして、プリント基板１の代わりに治具プレート１０５をコンベア部１１に載置して所定の位置で固定した後、ヘッドユニット２０を移動させて個々の基準マークＲを順次撮像する。
【００４６】
ここで、本実施形態では、まず、ヘッドユニット２０の主カメラ２３（図４参照）を使用して、個々の基準マークＲを撮像するとともに、各位置での撮像された基準マークＲの理論位置からのずれ量を求める。具体例を挙げて説明すると、たとえば、支持部３０（Ｘ軸）および移動機構部４０（Ｙ軸）を駆動して主カメラ２３の中心を制御プログラム上での座標（１、１）に移動させたとする。この場合、主カメラ２３の撮像視野の中心位置座標（１、１）と治具プレート１０５における実座標（Ｘ１１、Ｙ１１）に付された基準マークＲ１１とが完全に重ならない場合、理論座標（１、１）に対する実座標（Ｘ１１、Ｙ１１）の補正量（ずれ量）が、撮像後の画像処理結果に基づいて（ΔＸ１１、ΔＹ１１）として求まる。このような補正量の算出を、支持部３０をＸ方向に駆動してガイドレール３３に沿った基準マークＲ１１（実座標（Ｘ１１、Ｙ１１））から基準マークＲＰ１（実座標（Ｘ１Ｐ、Ｙ１Ｐ））まで逐次的に行う。また、主カメラ２３の中心位置を基準点（原点）に戻した後、今度は、支持部３０を固定したまま移動機構部４０をＹ方向に駆動してガイドレール４３に沿った基準マークＲ１２（実座標（Ｘ２１、Ｙ２１））から基準マークＲ１Ｑ（実座標（ＸＱ１、ＹＱ１））まで補正量の算出を逐次的に行う。すなわち、図６においては、Ｌ字型の破線枠１０６で囲まれた範囲に存在する基準マークＲに関する各々の補正量（ΔＸ、ΔＹ）が算出される。この結果、図７の上段領域に示されるような補正テーブル５ａが得られる。
【００４７】
また、上記と同様の手順で、副カメラ２４（図４参照）に関する補正量（ΔＸ、ΔＹ）の算出動作を行う。この場合、コンベア部１１に一時的に固定されていた治具プレート１０５を、主カメラ２３および副カメラ２４の中心間距離Ｘｃ（＝｜Ｘｓ−Ｘｍ｜）（図５参照）だけＸ１方向に移動させて再びコンベア部１１に固定することにより、治具プレート１０５を副カメラ２４用の位置にセットする。そして、Ｘ方向に並ぶ基準マークＲ１１〜ＲＰ１およびＹ方向に並ぶ基準マークＲ１２〜Ｒ１Ｑを副カメラ２４を用いて順次撮像しながら各々の補正量（ΔＸ、ΔＹ）を算出する。この結果、図７の下段領域に示されるような補正テーブル５ｂが得られる。また、補正テーブル５ａおよび５ｂは、記憶部７２内の補正用データ記憶部７２ｂ（図３参照）に記憶される。このようにして、上記した主カメラ２３のＸ方向のずれ量ΔＸａおよびＹ方向のずれ量ΔＹａ、および、副カメラ２４のＸ方向のずれ量ΔＸｂおよびＹ方向のずれ量ΔＹｂを求めるための基礎データが事前に取得される。
【００４８】
したがって、一例として、プリント基板１の座標（Ｘｕ１、Ｙｕ１）へ電子部品２を実装する動作が実行される際、まず、演算処理部７１により補正テーブル５ａが参照されて主カメラ２３の中心位置座標（Ｘｍ、Ｙｍ）に最寄りの基準マークＲｐｑに対応する補正量（ΔＸ、ΔＹ）が抽出されるとともに、補正テーブル５ｂが参照されて主カメラ２３から距離Ｘｃだけ離れた副カメラ２４の補正量（ΔＸ、ΔＹ）が抽出される。ここで、補正量（ΔＸ、ΔＹ）は、上述の通り図６におけるＬ字型の破線枠１０６で囲まれた範囲の基準マークＲに関するデータしか補正テーブル５ａ（５ｂ）に記憶されていない。このため、本実施形態では、中心位置座標（Ｘｍ、Ｙｍ）または（Ｘｓ、Ｙｓ）に最寄りの基準マークＲｐｑに関する補正量（ΔＸ、ΔＹ）は、基準マークＲｐ１の補正量のＸ成分ΔＸ１ｐと、基準マークＲ１ｑの補正量のＹ成分ΔＹｑ１とを引用するように構成されている。すなわち、基準マークＲｐｑに関する補正量（ΔＸ、ΔＹ）に（ΔＸ１ｐ、ΔＹｑ１）を代入して処理が行われる。これは、Ｘ軸を構成するガイドレール３３の歪みに起因する主カメラ２３（または副カメラ２４）のずれ量は、Ｙ軸移動を担う移動機構部４０をガイドレール４３上のどの位置に固定しても同じであるので、必ずしも治具プレート１０５において全ての基準マークＲ（合計Ｐ×Ｑ個）に関する補正量（ずれ量）を計測する必要がないという理由からである。また、これによって補正用データ記憶部７２ｂの容量も節約される。
【００４９】
また、上記の手法で主カメラ２３（図４参照）の中心位置座標（Ｘｍ、Ｙｍ）に最寄りの基準マークＲｐｑに対応する補正量（ΔＸ１ｐ、ΔＹｑ１）が抽出された際、この基準マークＲｐｑの座標と主カメラ２３の座標（Ｘｍ、Ｙｍ）とは厳密には一致しない。したがって、図６に示すように、最寄りの基準マークＲｐｑとＸ方向に１つ隣の基準マークＲ（ｐ＋１、ｑ）およびＹ方向に１つ隣のＲ（ｐ、ｑ＋１）の各々の補正量を補間することによって、座標（Ｘｍ、Ｙｍ）に対応する厳密な補正量（ΔＸ、ΔＹ）を算出するように構成されている。
【００５０】
本実施形態では、演算処理の際に補正テーブル５ａおよび５ｂが参照されることにより、主カメラ２３の中心位置の理論位置座標からのずれ量ΔＸａおよびΔＹａ、および、副カメラ２４の中心位置の理論位置座標からのずれ量ΔＸｂおよびΔＹｂがそれぞれ取得される。そして、（式１）および（式２）を連立して解くことで、ずれを起こした吸着ノズル２５の実位置座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）が求められる。そして、（式３）および（式４）に示される最終的な移動量Ｍｖ（ｄｘ）および移動量Ｍｖ（ｄｙ）がそれぞれ算出される。この演算処理の後、直ちに吸着ノズル２５のＸ方向の移動量Ｍｖ（ｄｘ）を加味してサーボモータ３２（図３参照）が回転されるとともに、Ｙ方向の移動量Ｍｖ（ｄｙ）を加味してサーボモータ４２（図３参照）が回転される。これにより、吸着ノズル２５は、制御プログラム上の座標（Ｘｕ１、Ｙｕ１）に向けてずれを伴うことなく正確に移動される。
【００５１】
また、各々の吸着ノズル２５は、サーボモータ２６（図３参照）および図示しない昇降機構によって、ヘッドユニット２０に対して上下方向（Ｚ方向）に移動可能に構成されている。表面実装機１００では、ヘッドユニット２０が吸着ノズル２５を下降位置まで下げた状態で電子部品２（図２参照）をテープフィーダ３（図１参照）から吸着し、電子部品２を吸着した状態で一旦上昇位置に戻されてプリント基板１（図１参照）上の所定の位置まで搬送され、その位置で再び吸着ノズル２５が下げられて電子部品２をプリント基板１に実装する動作を行うように構成されている。また、吸着ノズル２５は、サーボモータ２７（図３参照）および図示しない回転機構によって、ノズル軸（Ｚ軸）を中心としてＸ−Ｙ平面で回転されるように構成されている。これにより、吸着ノズル２５の先端部に保持された電子部品２の姿勢（Ｘ−Ｙ平面での向き）が詳細に調整される。
【００５２】
また、基台５の上面５ａ上には、基板用カメラ５０および部品用カメラ６０が固定的に設置されている。部品用カメラ６０は、吸着ノズル２５に吸着された電子部品２の下面側を下方から撮像する機能を有している。これにより、電子部品２の形状の良否が判別されるとともに、吸着ノズル２５の電子部品２に対する吸着位置の良否が判別される。
【００５３】
また、図３に示すように、表面実装機１００の動作は、制御装置７０によって制御される。演算処理部７１は、表面実装機１００の動作を全般的に統括する。記憶部７２における動作プログラム記憶部７２ａには、演算処理部７１が実行可能な制御プログラムやヘッドユニット２０を移動させる際に必要となるデータ類などが格納されている。また、補正用データ記憶部７２ｂには、上記した補正テーブル５ａおよび５ｂが格納されている。また、画像処理部７３は、基板用カメラ５０に加えて主カメラ２３および２４が撮像した画像データの処理を行って表面実装機１００の動作に必要とされるデータを内部的に生成する役割を有している。
【００５４】
モータ制御部７４は、演算処理部７１から出力される制御信号に基づいて、表面実装機１００の各サーボモータ（支持部３０をＹ方向に移動させるサーボモータ４２（図１参照）、ヘッドユニット２０をＸ方向に移動させるサーボモータ３２（図１参照）、吸着ノズル２５を上下方向に移動させるサーボモータ２６、および、吸着ノズル２５をノズル軸を中心に回転させるサーボモータ２７など）を制御するように構成されている。また、モータ制御部７４は、基板搬送部１０に設けられた基板搬送軸（図示せず）のサーボモータを制御するように構成されている。また、モータ制御部７４は、各サーボモータが有するエンコーダ（図示せず）からの信号に基づいてヘッドユニット２０のＸ−Ｙ平面の位置、吸着ノズル２５の高さ位置および回転位置などが認識可能に構成されている。また、外部入出力部７５は、運転開始ボタンを含む運転操作上の各種ボタン類７６や、基板センサなどの各種センサ類７７からの入出力を制御する機能を有している。このようにして、表面実装機１００は構成されている。
【００５５】
次に、図１、図３および図５〜図８を参照して、主カメラ２３および副カメラ２４を用いて表面実装機１００が有する歪を補正するための基準データとなる補正量（ずれ量）を取得する際の演算処理部７１の制御処理フローについて説明する。なお、本制御処理フローが開始される前に、ユーザにより治具プレート１０５をコンベア部１１（図１参照）に載置して所定の位置に固定する段取り作業が行われる。したがって、以下の説明では、治具プレート１０５（図６参照）がコンベア部１１に固定された後の表面実装機１００（図１参照）の動作について説明する。また、代表例として、主カメラ２３（図１参照）による補正量（ずれ量）を求める際の表面実装機１００の動作について説明する。
【００５６】
まず、図８に示すように、ステップＳ１では、演算処理部７１（図３参照）により主カメラ２３（図３参照）の撮像回数を計数する変数（カウンタ）が初期化される。すなわち、カウンタは、ｐ＝１かつｑ＝１に設定される。そして、ステップＳ２では、演算処理部７１の指令に基づき、サーボモータ３２（図３参照）が駆動されてヘッドユニット２０（図１参照）における主カメラ２３の中心位置（撮像視野の中心点）が、制御プログラム上での理論座標（１、１）に移動される。そして、ステップＳ３では、主カメラ２３の中心が理論座標（１、１）に停止された状態でコンベア部１１（図１参照）に固定された治具プレート１０５（図６参照）上の第１行目の実座標（Ｘ１１、Ｙ１１）に付された基準マークＲ１１が撮像される。
【００５７】
そして、ステップＳ４では、理論座標（１、１）に対する実座標（Ｘ１１、Ｙ１１）の補正量（ずれ量）が、主カメラ２３による撮像後の画像処理結果に基づいて（ΔＸ１１、ΔＹ１１）として算出される。
【００５８】
そして、ステップＳ５では、第１行目（Ｘ方向）の全ての基準マークＲ（Ｒ１１〜ＲＰ１）の撮像が終了したか否かが判断される。ステップＳ５において第１行目の全ての基準マークＲ（Ｒ１１〜ＲＰ１）の撮像が終了していないと判断された（Ｎｏ判定）場合、ステップＳ６においてｐを１つ繰り上げる（ｐ＝ｐ＋１とする）。そして、ステップＳ２に戻り、以降同様の処理が繰り返される。すなわち、ステップＳ２〜Ｓ６の動作では、主カメラ２３の中心位置が理論座標（１、１）から（２、１）へ横方向に移動され、対応する第１行目の実座標（Ｘ１２、Ｙ１２）の基準マークＲ２１（図６参照）が撮像され、画像処理に基づいて（ΔＸ１２、ΔＹ１２）が算出される。その後、ｐが１つ繰り上げられて、主カメラ２３の中心が理論座標（２、１）から（３、１）へ横方向に移動され、対応する第１行目の実座標（Ｘ１３、Ｙ１３）の基準マークＲ３１（図６参照）が撮像され、画像処理に基づいて（ΔＸ１３、ΔＹ１３）が算出される。この動作がｐ＝Ｐになるまで繰り返される。なお、算出された第１行目の各実座標に対応する補正量（ΔＸ、ΔＹ）は、その都度、記憶部７２（図３参照）の作業用メモリ領域に一時的に保存される。
【００５９】
また、ステップＳ５において第１行目（Ｘ方向）の全ての基準マークＲ（Ｒ１１〜ＲＰ１）の撮像が終了したと判断（Ｙｅｓ判定）された場合、ステップＳ７では、第１列目（Ｙ方向）の全ての基準マークＲ（Ｒ１２〜Ｒ１Ｑ）の撮像が終了したか否かが判断される。ステップＳ７において第１列目の全ての基準マークＲ（Ｒ１２〜Ｒ１Ｑ）の撮像が終了していないと判断（Ｎｏ判定）された場合、ステップＳ８においてｐ＝１を固定値として設定するとともにｑを１つ繰り上げる（ｑ＝ｑ＋１とする）。そして、ステップＳ２に戻り、以降同様の処理が繰り返される。すなわち、ステップＳ２〜Ｓ８（ステップＳ６を除く）の動作では、主カメラ２３の中心が理論座標（Ｐ、１）から（１、２）に移動され、対応する第１列目の実座標（Ｘ２１、Ｙ２１）の基準マークＲ１２（図６参照）が撮像され、画像処理に基づいて（ΔＸ２１、ΔＹ２１）が算出される。その後、ｑが１つ繰り上げられて、主カメラ２３の中心が理論座標（１、２）から（１、３）移動され、対応する第１列目の実座標（Ｘ３１、Ｙ３１）の基準マークＲ１３（図６参照）が撮像され、画像処理に基づいて（ΔＸ３１、ΔＹ３１）が算出される。この動作がｑ＝Ｑ（ｐ＝１は固定値）になるまで繰り返される。なお、算出された第１列目の各実座標に対応する補正量（ΔＸ、ΔＹ）は、その都度、記憶部７２の作業用メモリ領域に一時的に保存される。
【００６０】
また、ステップＳ７において第１列目（Ｙ方向）の全ての基準マークＲ（Ｒ１２〜Ｒ１Ｑ）の撮像が終了したと判断（Ｙｅｓ判定）された場合、ステップＳ９では、記憶部７２の作業用メモリ領域に保存されている各実座標に対応する補正量（ΔＸ、ΔＹ）を参照して補正テーブル５ａ（図７参照）が作成されるとともに、補正テーブル５ａが補正用データ記憶部７２ｂ（図３参照）に記憶される。このようにして、図６における破線枠１０６で囲まれた部分の基準マークＲに関する各々の補正量（ΔＸ、ΔＹ）が取得されて本制御は終了される。
【００６１】
なお、上記した本制御処理フローは、副カメラ２４（図３参照）による補正量（ずれ量）を求める動作にも同様に適用される。この場合、ユーザによってコンベア部１１（図１参照）に一時的に固定されていた治具プレート１０５（図６参照）が主カメラ２３および副カメラ２４の中心間距離Ｘｃ（＝｜Ｘｓ−Ｘｍ｜）（図５参照）だけＸ１方向に移動させて再びコンベア部１１に固定することにより、治具プレート１０５を副カメラ２４用の位置にセットする。そして、本制御処理フローの実行とともに補正テーブル５ｂ（図７参照）が作成されて補正用データ記憶部７２ｂ（図３参照）に記憶される。このようにして、主カメラ２３および副カメラ２４を用いて表面実装機１００が有する歪を補正するための補正量（ずれ量）の基礎データが取得される。
【００６２】
次に、図２、図３、図５〜図７および図９を参照して、電子部品２をプリント基板１に実装する際の演算処理部７１の制御処理フローについて説明する。
【００６３】
まず、図９に示すように、ステップＳ２１では、演算処理部７１（図３参照）により部品搭載データに含まれる最初の電子部品２（図２参照）の実装位置座標（たとえば（Ｘｕ１、Ｙｕ１）（図５参照））が読み込まれる。
【００６４】
次に、ステップＳ２２では、補正テーブル５ａおよび５ｂ（図７参照）に基づいて、ヘッドユニット２０を移動させる際の補正量（移動量Ｍｖ（ｄｘ）およびＭｖ（ｄｙ））が算出される。
【００６５】
具体的には、まず、補正テーブル５ａから主カメラ２３の中心位置座標（Ｘｍ、Ｙｍ）に最寄りの基準マークＲｐｑ（図６参照）に関して算出された補正量（ΔＸ１ｐ、ΔＹｑ１）が抽出されるとともに、最寄りの基準マークＲｐｑのＸ１方向に１つ隣の基準マークＲ（ｐ＋１、ｑ）の補正量（ΔＸ１、ｐ＋１、ΔＹｑ１）およびＹ１方向に１つ隣のＲ（ｐ、ｑ＋１）の補正量（ΔＸ１ｐ、ΔＹｑ＋１、１）がそれぞれ抽出される。そして、各々の補正量を補間することによって、Ｘ座標Ｘｍに対応する補正量ΔＸａおよびＹ座標Ｙｍに対応する補正量ΔＹａが算出される。また、同様に、補正テーブル５ｂから副カメラ２４の中心位置座標（Ｘｓ、Ｙｓ）に最寄りの基準マークＲｐｑ（図６参照）に関して算出された補正量（ΔＸ１ｐ、ΔＹｑ１）が抽出されるとともに、最寄りの基準マークＲｐｑのＸ１方向に１つ隣の基準マークＲ（ｐ＋１、ｑ）の補正量（ΔＸ１、ｐ＋１、ΔＹｑ１）およびＹ１方向に１つ隣のＲ（ｐ、ｑ＋１）の補正量（ΔＸ１ｐ、ΔＹｑ＋１、１）がそれぞれ抽出される。そして、各々の補正量を補間することによって、Ｘ座標Ｘｓに対応する補正量ΔＸｂおよびＹ座標Ｙｓに対応する補正量ΔＹｂが算出される。
【００６６】
そして、主カメラ２３の中心位置の理論位置座標（Ｘｍ、Ｙｍ）、副カメラ２４の中心位置の理論位置座標（Ｘｓ、Ｙｓ）、主カメラ２３と吸着ノズル２５との離間距離Ｒｍ、副カメラ２４と吸着ノズル２５との離間距離Ｒｓ、および上記した主カメラ２３に関して算出された補正量（ΔＸａ、ΔＹａ）および副カメラ２４に関して算出された補正量（ΔＸｂ、ΔＹｂ）の各データを（式１）および（式２）に代入するとともに、（式１）および（式２）連立してＸｕ２およびＹｕ２について解く。そして、（式３）に基づき最終的な補正量（移動量Ｍｖ（ｄｘ）（＝Ｘｕ２−Ｘｕ１））が算出されるとともに、（式４）に基づき最終的な補正量（移動量Ｍｖ（ｄｙ）（＝Ｙｕ２−Ｙｕ１））が算出される。ステップＳ２２では、このような演算処理が演算処理部７１によって行われる。
【００６７】
次に、ステップＳ２３では、ステップＳ２２で求められた補正量（移動量Ｍｖ（ｄｘ）およびＭｖ（ｄｙ））を加味してヘッドユニット２０を実装位置まで移動させる。すなわち、吸着ノズル２５のＸ方向の移動量Ｍｖ（ｄｘ）を加味してサーボモータ３２（図３参照）が回転されるとともに、Ｙ方向の移動量Ｍｖ（ｄｙ）を加味してサーボモータ４２（図３参照）が回転される。そして、ステップＳ２４では、実装位置まで移動された状態のヘッドユニット２０において、電子部品２（図２参照）をプリント基板１（図２参照）に実装する。
【００６８】
そして、ステップＳ２５では、部品搭載データにおいて未実装（未実行）の部品搭載データが残っているか否かが判断される。ステップＳ２５において搭載データが残っていると判断（Ｎｏ判定）された場合、ステップＳ２１に戻り、以降同様の処理が繰り返される。すなわち、新たに実装する電子部品２の実装位置座標（Ｘｕ１、Ｙｕ１）が読み込まれるとともに、補正テーブル５ａおよび５ｂ（図７参照）に基づいて、この電子部品２に関する補正量（移動量Ｍｖ（ｄｘ）およびＭｖ（ｄｙ））が算出される。そして、Ｘ方向の移動量Ｍｖ（ｄｘ）を加味してサーボモータ３２（図３参照）が回転されるとともに、Ｙ方向の移動量Ｍｖ（ｄｙ）を加味してサーボモータ４２（図３参照）が回転されて、電子部品２がプリント基板１に実装されることが実装動作毎に繰り返される。また、ステップＳ２５において未実装の搭載データがない（全て実装済である）と判断（Ｙｅｓ判定）された場合、本制御は終了される。
【００６９】
本実施形態では、上記のように、ヘッドユニット２０を移動させる際に、主カメラ２３の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標のずれ量ΔＸａ（Ｘ方向）およびずれ量ΔＹａ（Ｙ方向）と、副カメラ２４の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標のずれ量ΔＸｂ（Ｘ方向）およびずれ量ΔＹｂ（Ｙ方向）と、主カメラ２３、副カメラ２４および吸着ノズル２５の相互位置関係とに基づいて、吸着ノズル２５の実位置座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）を補正する制御を行うように演算処理部７１を構成する。これにより、主カメラ２３および副カメラ２４の各々の中心を通る直線５００上に吸着ノズル２５が配置されていない（主カメラ２３からＹ１側に距離Ｌ３だけ離間している）ヘッドユニット２０であっても、ずれ量ΔＸａおよびΔＹａと、ずれ量ΔＸｂおよびΔＹｂと、主カメラ２３、副カメラ２４および吸着ノズル２５の相互位置関係とに基づいて、ヘッドユニット２０を移動させる際に吸着ノズル２５の中心位置を適正に補正してＸ−Ｙ平面内を移動させることができる。これにより、吸着ノズル２５をプリント基板１上の実装位置に精度よく移動させることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、ずれ量ΔＸａおよびΔＹａを有する実位置座標の主カメラ２３の中心位置を中心に、主カメラ２３の中心位置と吸着ノズル２５の中心位置との間の距離Ｒｍを半径とする円７００（図５参照）と、ずれ量ΔＸｂおよびΔＹｂを有する実位置座標の副カメラ２４の中心位置を中心に、副カメラ２４の中心位置と吸着ノズル２５の中心位置との間の距離Ｒｓを半径とする円７１０（図５参照）とが交わる交点座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）が、主カメラ２３と副カメラ２４と吸着ノズル２５との相互位置関係に基づいて求められる吸着ノズル２５の中心位置（実位置座標）となる。そして、吸着ノズル２５の中心位置の理論位置座標（Ｘｕ１、Ｙｕ１）に対する実位置座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）のＸ方向における差分である補正量（移動量Ｍｖ（ｄｘ））と、この理論位置座標（Ｘｕ１、Ｙｕ１）に対するＹ方向における差分である補正量（移動量Ｍｖ（ｄｙ））とに基づいて、吸着ノズル２５の中心位置を補正する制御を行うように演算処理部７１を構成する。これにより、主カメラ２３と副カメラ２４と吸着ノズル２５との相互位置関係に基づいて、移動ずれを起こす吸着ノズル２５の中心位置の実位置座標（交点座標）を容易に特定（推算）することができるので、移動ずれを含む実位置座標と理論位置座標との差分に相当する移動量Ｍｖ（ｄｘ）および移動量Ｍｖ（ｄｙ）を容易に求めることができる。これにより、補正量としての移動量Ｍｖ（ｄｘ）および移動量Ｍｖ（ｄｙ）を加味して吸着ノズル２５をプリント基板１上の実装位置に正確に移動させることができる。
【００７１】
また、本実施形態では、実位置座標（交点座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２））と、主カメラ２３の理論位置座標（Ｘｍ、Ｙｍ）と、ずれ量ΔＸａと、ずれ量ΔＹａと、距離Ｒｍとの間に成立する第１関係式としての（式１）と、交点座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）と、副カメラ２４の理論位置座標（Ｘｓ、Ｙｓ）と、ずれ量ΔＸｂと、ずれ量ΔＹｂと、距離Ｒｓとの間に成立する第２関係式としての（式２）とに基づいて、吸着ノズル２５の中心位置としての交点座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２）が算出されるように構成されている。これにより、水平面（Ｘ−Ｙ平面）内における吸着ノズル２５の中心位置の実位置座標（交点座標）を数値計算などを利用して容易に算出することができる。したがって、吸着ノズル２５の中心位置の補正制御に用いられる実位置座標（交点座標）と理論位置座標との差分に相当する補正量（移動量Ｍｖ（ｄｘ）および移動量Ｍｖ（ｄｙ））を正確に求めることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、（式１）は、ずれを起こした吸着ノズル２５の中心位置のＸ方向の座標位置Ｘｕ２と、主カメラ２３のＸ方向の理論位置座標Ｘｍおよびずれ量ΔＸａに基づいて算出されるＸ方向の第１水平距離（＝Ｘｕ２−（Ｘｍ＋ΔＸａ））と、ずれを起こした吸着ノズル２５の中心位置のＹ方向の座標位置Ｙｕ２と、主カメラ２３のＹ方向の理論位置座標Ｙｍおよびずれ量ΔＹａに基づいて算出されるＹ方向の第１垂直距離（＝Ｙｕ２−（Ｙｍ＋ΔＹａ））と、距離Ｒｍとを用いて規定される円７００の方程式である。また、（式２）は、ずれを起こした吸着ノズル２５の中心位置のＸ方向の座標位置Ｘｕ２と、副カメラ２４のＸ方向の理論位置座標Ｘｓおよびずれ量ΔＸｂに基づいて算出されるＸ方向の第２水平距離（＝Ｘｕ２−（Ｘｓ＋ΔＸｂ））と、ずれを起こした吸着ノズル２５の中心位置のＹ方向の座標位置Ｙｕ２と、副カメラ２４のＹ方向の理論位置座標Ｙｓおよびずれ量ΔＹｂに基づいて算出されるＹ方向の第２垂直距離（＝Ｙｕ２−（Ｙｓ＋ΔＹｂ））と、距離Ｒｓとを用いて規定される円７１０の方程式である。これにより、円の方程式として規定される（式１）および（式２）を連立して解くことにより、２つの円７００および７１０が交わる点に対応する吸着ノズル２５の中心位置（交点座標（Ｘｕ２、Ｙｕ２））を容易に求めることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、ヘッドユニット２０を用いて電子部品２をプリント基板１に実装する部品実装動作が行われる際に、ずれ量ΔＸａおよびΔＹａと、ずれ量ΔＸｂおよびΔＹｂと、主カメラ２３、副カメラ２４および吸着ノズル２５の相互位置関係とに基づいて、吸着ノズル２５の中心位置を補正してヘッドユニット２０を移動させる制御を行うように演算処理部７１を構成する。これにより、演算処理部７１は、部品実装動作が行われる際に吸着ノズル２５の中心位置の補正量となる移動量Ｍｖ（ｄｘ）および移動量Ｍｖ（ｄｙ）をその都度演算すればよい。すなわち、たとえば、膨大な数の実装位置に関する補正量（移動量Ｍｖ（ｄｘ）および移動量Ｍｖ（ｄｙ））をマトリクス的に求めておき表面実装機１００側でデータとして記憶しておく場合と比較して、このようなデータを保持する必要がない分、表面実装機１００側でのデータ保有量を著しく少なくすることができる。
【００７４】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７５】
たとえば、上記実施形態では、表面実装機に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明の「部品または基板の作業装置」の一例として、電子部品を固定する半田ペーストや接着剤などの塗布剤を基板上の所定の塗布位置に塗布するディスペンサに、本発明を適用してもよい。すなわち、このようなディスペンサにおいては、第１撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第１移動ずれ量と、第２撮像部の中心位置に関する理論位置座標に対する実位置座標の第２移動ずれ量と、第１撮像部、第２撮像部および吐出ノズル（作業機構部）の相互位置関係とに基づいて、吐出ノズルの中心位置を補正しながらディスペンサヘッド（ヘッドユニット）を移動させる制御を行うことが可能である。また、本発明の「部品または基板の作業装置」の一例として、吸着ノズル（作業機構部）に吸着させた電子部品を所定の位置に配置した検査ソケットまで移送するとともに検査ソケットに接続して電子部品の性能検査を行う部品試験装置に、本発明を適用してもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、複数（６個）の吸着ノズル２５がＸ軸方向に一列に配置されたヘッドユニット２０を移動させる際に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、搭載ヘッド２２の下面側に円環状に配置された複数の吸着ノズル２５を備えたロータリ型ヘッドユニットを移動させる際に本発明を適用してもよい。なお、ロータリ型ヘッドユニットでは、円環状に配置された吸着ノズル２５が搭載ヘッド２２の下面側で水平方向に循環移動されて各々の吸着ノズル２５の作業位置が変更される。この場合も、主カメラ２３または副カメラ２４と個々の吸着ノズル２５との位置関係は既知であるので、本発明を容易に適用することができる。
【００７７】
また、上記実施形態では、主カメラ２３のボールネジ軸３１（Ｘ軸線６００）からの離間距離Ｌ１（Ｙ１方向）と副カメラ２４のボールネジ軸３１からの離間距離Ｌ２（Ｙ１方向）とが互いに異なる（Ｌ１＜Ｌ２）ようにヘッドユニット２０を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。主カメラ２３のボールネジ軸３１に対する離間距離と副カメラ２４のボールネジ軸３１に対する離間距離とが互いに略等しく構成され（主カメラ２３と副カメラ２４とを結ぶ直線５００がＸ軸線６００と平行な配置関係にある状態）、かつ、主カメラ２３および副カメラ２４を通る直線上に吸着ノズル２５が配置されないようなヘッドユニットの移動制御に対しても、本発明を適用してもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、Ｘ方向に沿って見た場合の主カメラ２３と副カメラ２４との間の領域において主カメラ２３の中心位置に対して距離Ｌ３だけＹ１方向にずらされた位置に吸着ノズル２５が配置されたヘッドユニット２０の移動制御にあたり本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、副カメラ２４の主カメラ２３とは反対側（Ｘ１方向）の領域に吸着ノズル２５が配置されたヘッドユニットの移動制御に対して本発明を適用してもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、治具プレート１０５におけるＬ字型の破線枠１０６で囲まれた部分の基準マークＲに関してのみの補正量（ΔＸ、ΔＹ）を計測して補正テーブル５ａ（５ｂ）を作成した例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、補正用データ記憶部７２ｂの記憶容量が十分確保されるならば、全ての基準マークＲ（合計Ｐ×Ｑ個）に関する補正量（ΔＸ、ΔＹ）を計測して補正テーブルを作成してもよい。
【符号の説明】
【００８０】
２  電子部品（部品）
２０  ヘッドユニット
２３  主カメラ（第１撮像部）
２４  副カメラ（第２撮像部）
２５  吸着ノズル（作業機構部）
７１  演算処理部（制御部）
１００  表面実装機（部品実装装置、部品または基板の作業装置）
【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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