(57)【要約】【課題】    本発明は、吸着ノズルに吸着された電子部品の不良状態を精度良く検出できる部品搭載装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の部品搭載装置は、吸着ノズル（１４）の先端に電子部品（２２）を吸着し、該吸着した電子部品をプリント基板に搭載することを前提とし、上記吸着ノズルの先端に吸着された電子部品の少なくとも二方向の各光の像（ｍ、ｎ）を同一平面（２１）上に結像する結像手段（１６、１７、２０）と、上記結像された各光の像を撮像して画像データを生成する撮像手段（２１、１５−１）と、上記生成された画像データに基づいて上記電子部品の不良状態（例えば上記吸着ノズルに吸着された電子部品の不良吸着状態、搭載予定の規格と異なる電子部品が上記吸着ノズルに吸着されている状態、当該電子部品が不良品である状態など）を検出する不良状態検出手段と、を有するように構成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着ノズルの先端に電子部品を吸着し、該吸着した電子部品をプリント基板に搭載する部品搭載装置であって、
前記吸着ノズルの先端に吸着された電子部品の少なくとも二方向の各光の像を同一平面上に結像する結像手段と、
前記結像された各光の像を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
前記生成された画像データに基づいて前記電子部品の不良吸着状態を検出する不良状態検出手段と、
を有することを特徴とする部品搭載装置。
【請求項２】
前記結像手段は、
前記電子部品を少なくとも二方向から照明する照明手段と、
前記照明手段による照明により浮かび上がる前記電子部品の前記少なくとも二方向の光の像の内の第一の光の像を所定の平面上に結像させる光学系と、
前記少なくとも二方向の光の像の内の第二の光の像が前記光学系を介して前記所定の平面上に結像されるように前記電子部品の反射光を反射させる反射ミラーと、
を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の部品搭載装置。
【請求項３】
前記第一の光の像及び第二の光の像は、前記所定の平面上の異なる位置に同時に結像する、
ことを特徴とする請求項２に記載の部品搭載装置。
【請求項４】
前記所定の平面は、複数の光電変換素子が集まって形成された各光電変換素子の受光領域の集合面であり、
前記撮像手段は、前記集合面で受光した光に基づいて単一の画像データを生成する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の部品搭載装置。
【請求項５】
電子部品を吸着した吸着ノズルを固定カメラの前記電子部品の撮影範囲に移動し、前記電子部品の光の像が前記固定カメラの撮像面に結像する所定のタイミングで、該撮像面に入射した光から画像データを生成し、該画像データの判定結果に従って前記電子部品をプリント基板に搭載する部品搭載装置であって、
前記撮像面に結像した前記光の像とは前記電子部品に対する視点角が異なる該電子部品の第二の光の像を前記固定カメラの撮像面に前記所定のタイミングで結像させるように前記電子部品の反射光を別角度へ光反射させる反射ミラーと、
前記所定のタイミングで、前記撮像面に結像した前記二つの光の像から画像データを生成する撮像部と、
前記二つの光の像から生成された画像データに基づいて前記電子部品の不良状態を検出し、不良状態であった場合に回復処理を行なう不良状態検出手段と、
を有することを特徴とする部品搭載装置。
【請求項６】
前記二つの光の像は前記撮像面内の異なる位置に結像し、
前記画像データは、前記二つの光の像の情報をそれぞれ有する、
ことを特徴とする請求項５に記載の部品搭載装置。
【請求項７】
前記電子部品が前記吸着ノズルに傾いて吸着されている場合に該傾きの情報が前記第二の光の像に含まれるように前記反射ミラーを配置する、
ことを特徴とする請求項２乃至６の内の何れか一つに記載の部品搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板上へ電子部品を搭載処理する際に該電子部品の状態の検査を行なう部品搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリント基板上に電子部品を搭載する装置として部品搭載装置が知られている。
本部品搭載装置では、プリント基板を部品搭載装置内にその上流から搬入し、そしてその搬入したプリント基板に対して、本部品搭載装置に構成される作業ロボットが、部品搭載装置に電子部品を供給する部品供給装置から上記プリント基板上の所定位置に電子部品を搭載する。
【０００３】
この作業ロボットは、部品搭載装置内に搬入された上記プリント基板の上方に構成され、プリント基板に対して水平に配設されたＹ軸レール、同じくプリント基板に対して水平に配設され且つＹ軸レールに摺動自在に懸下されたＸ軸レール、このＸ軸レールに摺動自在に懸下された搭載ヘッド支持塔、及び、この搭載ヘッド支持塔に支持されながらＺ軸方向への昇降及びＺ軸周りの自己回転が許容される搭載ヘッドにより構成される。
【０００４】
上記Ｘ軸レールは、例えばモータやボールネジなど構成した位置決め機構により上記Ｙ軸レールを摺動し、上記搭載ヘッド支持塔も上記と同様な構成の位置決め機構により、Ｘ軸レールを摺動することができる。また、搭載ヘッドはＺ軸方向へ昇降及びＺ軸周りの自己回転が許容される吸着シャフトを備え、当該吸着シャフトがモータ駆動されることによりにより昇降動作や自己回転（θ方向の回転）ができる。
【０００５】
また更に、上記吸着シャフトの先端は吸着ノズルの装着が可能である。電子部品をプリント基板に搭載する際は吸着シャフトの先端に上記吸着ノズルを装着し、空気圧制御装置からその先端に対して正圧や負圧を選択的に加えることにより、上記吸着ノズルでの電子部品の吸着や解放を可能にする。
【０００６】
これらの各モータ、吸着ノズルにかけられる空気圧、または部品供給装置における電子部品の供給処理などはコンピュータによって制御され、所定のプログラムに基づいて、上記作業ロボットは所定経路をＸＹＺ方向及びθ方向に任意に移動し、これに伴ない、所定のタイミングで部品供給装置から供給された電子部品を吸着ノズルの先端で吸着し、吸着した電子部品をプリント基板上で解放する。
【０００７】
部品搭載装置では一般的に、部品供給装置からプリント基板に電子部品を運ぶ経路間に固定の部品認識カメラが備えられ、吸着ノズルに吸着された電子部品を下方からその部品認識カメラによって撮像する。そしてその撮像画像から電子部品に対する吸着ノズルの吸着位置を解析し、この解析結果に基づいて当該電子部品のプリント基板上の搭載位置を微調整する。
【０００８】
また更に、部品供給装置からプリント基板に電子部品を運ぶ経路間には吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態（正常吸着状態、または不良吸着状態（例えば未吸着状態や立ち状態など））を検査するための光センサが備えられる。この光センサは、レーザ光を上記経路間に平行に照射する発光素子及びその光を受ける受光素子により構成され、吸着ノズルに正常に吸着されている電子部品の下端が上記レーザ光に掛からない位置に配置される。このような構成の下では、吸着状態が立ち状態の時に、正常吸着状態と比べて電子部品の下端がより下方に位置するようになる。よって、立ち状態の電子部品の下端は上記レーザ光を遮断するため、遮断に基づく光量の変化を受光素子で検出することで電子部品の立ち状態を検出できる。なお、上記光センサの配置は、上記吸着部品の厚みに応じて、正常吸着状態時にレーザ光を遮断しないような位置に配置しなければならない。また、未吸着状態の場合は、当然、上記レーザ光を遮断しないため、正常吸着状態と判断されてしまう。このため、未吸着状態の検出を考慮に入れる場合は、吸着ノズル先端の真空圧の値から未吸着状態を判定する判定方向を併用しなければならない（特許文献１参照）。
【０００９】
以上のように部品搭載装置では、上述した検査機構を合わせ持つことでプリント基板に対する電子部品の搭載ミスを未然に防止している。
【特許文献１】特開平６−２１６５８４号公報（段落〔００１０〕−〔００１５〕、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、部品搭載装置には電子部品の吸着状態を検出する光センサが備えられている。当該光センサは、電子部品の不良吸着時に正常吸着時よりも下方に位置する電子部品の部位が当該光センサのレーザ光を遮るように構成され、電子部品の厚みを１次元の情報として得る事ができる。
【００１１】
しかし、部品搭載装置で取り扱う電子部品の種類は様々であり、その形状や大きさの違いによって電子部品の厚みも当然変化し、正常吸着状態時であっても各種電子部品の最下点は微妙に異なってくる。
【００１２】
このため、光センサを所定位置に固定させたまま各種電子部品における不良吸着状態の検出を常に安定して精度良く得ることは困難であり、電子部品の種類に応じて光センサの配置を変更する必要があった。
【００１３】
また、吸着ノズルに対する電子部品の吸着位置を検出するための部品認識カメラの撮像画像を用いて当該電子部品の吸着状態を解析することも検討されうるが、当該撮像画像では、下方から撮像した電子部品の幅に公差を生じ、例えば正常吸着状態時の電子部品と該正常吸着状態からやや傾斜した状態で吸着された電子部品との違いを検出することができない。
【００１４】
そこで本発明は、吸着ノズルに吸着された電子部品の不良状態（例えば上記吸着ノズルに吸着された電子部品の不良吸着状態、搭載予定の規格と異なる電子部品が上記吸着ノズルに吸着されている状態、当該電子部品が不良品である状態など）を精度良く検出できる部品搭載装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
本発明の部品搭載装置の態様の一つは、吸着ノズルの先端に電子部品を吸着し、該吸着した電子部品をプリント基板に搭載することを前提とし、上記吸着ノズルの先端に吸着された電子部品の少なくとも二方向の各光の像を同一平面上に結像する結像手段と、上記結像された各光の像を撮像して画像データを生成する撮像手段と、上記生成された画像データに基づいて上記電子部品の不良状態（例えば上記吸着ノズルに吸着された電子部品の不良吸着状態、搭載予定の規格と異なる電子部品が上記吸着ノズルに吸着されている状態、当該電子部品が不良品である状態など）を検出する不良状態検出手段と、を有するように構成する。
【００１６】
なお、上記結像手段は、上記電子部品を少なくとも二方向から照明する照明手段と、上記照明手段による照明により浮かび上がる上記電子部品の上記少なくとも二方向の光の像の内の第一の光の像を所定の平面上に結像させる光学系と、上記少なくとも二方向の光の像の内の第二の光の像が上記光学系を介して上記所定の平面上に結像されるように上記電子部品の反射光を反射させる反射ミラーと、を有する、ように構成することが望ましい。
【００１７】
また更に、上記第一の光の像及び第二の光の像が、上記所定の平面上の異なる位置に同時に結像する、ように構成することが望ましい。
なお、上記所定の平面は、複数の光電変換素子が集まって形成された各光電変換素子の受光領域の集合面であり、上記撮像手段は、上記集合面で受光した光に基づいて単一の画像データを生成するものが良い。
【００１８】
本発明の部品搭載装置のその他の態様の一つは、電子部品を吸着した吸着ノズルを固定カメラの上記電子部品の撮影範囲に移動し、上記電子部品の光の像が上記固定カメラの撮像面に結像する所定のタイミングで、該撮像面に入射した光から画像データを生成し、該画像データの判定結果に従って上記電子部品をプリント基板に搭載することを前提とし、上記撮像面に結像した上記光の像とは上記電子部品に対する視点角が異なる該電子部品の第二の光の像を上記固定カメラの撮像面に上記所定のタイミングで結像させるように上記電子部品の反射光を別角度へ光反射させる反射ミラーと、上記所定のタイミングで、上記撮像面に結像した上記二つの光の像から画像データを生成する撮像部と、上記二つの光の像から生成された画像データに基づいて上記電子部品の不良状態を検出し、不良状態であった場合に回復処理を行なう不良状態検出手段と、を有するように構成する。
【００１９】
なお、上記二つの光の像は上記撮像面内の異なる位置に結像し、上記画像データは、上記二つの光の像の情報をそれぞれ有する、ように構成することが望ましい。
また、上記電子部品が上記吸着ノズルに傾いて吸着されている場合にその傾きの情報が上記第二の光の像に含まれるように上記反射ミラーを配置する、と良い。
【００２０】
本発明では、電子部品の少なくとも二方向の各光の像が同一平面上に結像され、その結像された各光の像を基にして画像データが生成される。そして、電子部品の吸着状態を検査する際に、上記画像データに含まれる上記電子部品の互いに異なる視点角の光の像情報を使用することができるようになる。
【００２１】
よって、上記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着状態や種類等が不良であった場合、当該電子部品を一方向から見た時に観察される当該電子部品の像情報からは正常である（吸着状態、電子部品の種類、または品質等が正常である）と判断されても、当該電子部品をその他の方向から見た時に観察される当該電子部品の像情報から上記判断を不良であると改善することが可能になる。
【００２２】
例えば、上記吸着ノズルに吸着された電子部品がその底面は正常な電子部品と同一規格で、その高さは正常な電子部品と異なる規格であった場合、底面から見た時に観察される当該電子部品の像情報は正常と判断されても、その側方から見たときに観察される当該電子部品の像情報から当該電子部品は種類が異なると判断できる。
【００２３】
また、当該電子部品を一方向から見た時に観察される当該電子部品の像情報には傷等（プリント基板に搭載した場合に不具合を生じる原因となるもの）を含まない面の電子部品が示され、当該像情報からは不良品でないと判断されても、当該電子部品を上記方向とは異なる方向から見たときに観察される当該電子部品の像情報に傷等が含まれている場合に、不良品と判断できる。
【００２４】
また、電子部品が上記吸着ノズルに傾いて吸着されていた場合、当該電子部品を一方向から見た時に観察される当該電子部品の像情報は傾きのない正常なものであっても、当該電子部品を上記方向とは異なる方向から見たときに観察される当該電子部品の像情報は傾きをもつ不良な電子部品の画像情報を含むので、この像情報から当該電子部品は不良吸着状態であると判断できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上述べたように本発明によれば、吸着ノズルに吸着された電子部品の複数方向の各光の像を画像データに変換するため、当該画像データに含まれる上記複数方向の各光の像情報から電子部品の不良状態をこれまで以上に正確に検出できる。
【００２６】
よって、不良状態にある電子部品がプリント基板に搭載されることによる不良基板の発生を大幅に抑止することが可能になる。
更に、不良基板が発生することによって生じるオペレータの作業を削減でき、生産効率を向上させることが可能になる。
【００２７】
また、新たにカメラを設ける必要なく既存の固定カメラで上記吸着ノズルに吸着された電子部品の複数方向の各光の像を撮像できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態である部品搭載装置の一例である。
同図（ａ）は部品搭載装置の外観斜視図である。
【００２９】
同図（ａ）の部品搭載装置１は、説明しやすいように同図の基台２上方の上部カバーを取り外し、内部機構を剥き出しにした状態の部品搭載装置である。
不図示の上部カバーは、その上面にＣＲＴや液晶などの表示装置が構成される。この表示装置には、後述の部品認識カメラ（１５−１、１５−２）によって撮像された電子部品の撮像画像、或いは各種設定画面や電子部品の搭載状況を示す情報などが表示される。また、上記上部カバーにはキーボードやマウスなどの入力装置が構成され、上記表示装置に表示される設定画面における各種の設定入力を、当該入力装置から行なうことができる。また更に、上記上部カバーの上面には報知ランプが構成され、例えば部品搭載時にエラーを検出した場合には、この報知ランプを点滅させ、上記エラー状態を作業者に知らせることができる。上記各部は、基台２内部に構成される制御装置に信号ケーブルを介して電気接続され、制御される。
【００３０】
本部品搭載装置１の内部機構は、作業ロボット、部品供給機構、搬送機構、及び検査機構に大別できる。
上記搬送機構は、同図の左斜め上から右斜め下方向へ延在する基盤案内レール３に沿って、当該部品搭載装置１の上流側（同図の左斜め上）から下流側（右斜め下方向）へ不図示の搬送ベルトに載置しながらプリント基板４を搬送させる。上記搬送機構は、搬入されたプリント基板４の位置をプリント基板４の搬送経路の複数個所に設置された不図示のセンサによって検出し、プリント基板４が部品搭載処理実行位置の直下に搬送された事が検出されると上記プリント基板４の背後から昇降テーブルを上昇させて該プリント基板４を部品搭載処理実行位置に位置固定する。そして、当該プリント基板４に対する電子部品の搭載が終了したことを検出すると上記位置固定を解除し、当該プリント基板４を下流側へ排出する。上記搬送ベルトの制御や位置固定の制御は、上記制御装置から信号ケーブルを介して対応の駆動モータ（各駆動モータについては後述する）を駆動させるなどして実行される。
【００３１】
部品供給機構は、基台２の前後に形成される部品供給台５に、テープカセット式部品供給装置（一般には単に、テープフィーダ、カセット式、又はテープ部品供給装置などと簡略に呼ばれている）６が、通常５０個〜７０個と多数装着され、基台２内部の制御装置と電気接続されることにより、該テープカセット式部品供給装置６に収容されている電子部品を所定のタイミングで部品供給位置７に送り出す。なお当該電子部品を供給するタイミングは、上記制御装置によって制御される。
【００３２】
作業ロボットは上記基台２の上方に構成され、上記部品供給位置７に供給された電子部品をプリント基板４上に運ぶ。基台２の上方には、基板搬送方向（同図のＸ軸の正方向）に対して直角の方向に平行に延在する左右一対の固定レール（Ｙ軸レール）８が配設されている。そして、これら二つのＹ軸レール８に渡って移動レール（Ｘ軸レール）９が垂直に交差し、該移動レール（Ｘ軸レール）９は上記Y軸レール８に沿って滑動自在に該Y軸レール８に係合している。更に、Ｘ軸レール９に、搭載ヘッド支持塔１０がＸ軸レール９に沿って滑動自在に懸架されている。Ｘ軸レール９はＹ軸レール８内部のボールネジにナットを介して係合されており、ボールネジに対してカップリングを介して接合された同図のＹ軸モータ１１の回転駆動により同図のＹ軸方向への移動を実現している。また、各搭載ヘッド支持塔１０も、同様に、Ｘ軸レール９内部のボールネジにナットを介して係合されており、そのボールネジに対してカップリングを介して接合された不図示のＸ軸モータの回転により同図のＸ軸方向への移動を実現している。なお各モータは制御装置と信号ケーブルを介して接続され、駆動制御される。また、各モータには光学エンコーダが備えられ、モータの回転駆動により移動する上記搭載ヘッド支持塔１０のＸＹ方向への移動位置を上記制御装置に送信することもできる。
【００３３】
同図（ｂ）は、上記搭載ヘッド支持塔１０内部の模式図である。なお、同図（ｂ）の搭載ヘッド支持塔１０は、同図（a）に示される搭載ヘッド支持塔１０内部をA−A´の向きに向かって作図されたものであり、特に主要な部分のみ示されている。
【００３４】
同図（ｂ）に示されるように、搭載ヘッド支持塔１０には更に搭載ヘッド１２が構成されている。この搭載ヘッド１２は、鉛直方向（同図のZ軸方向）に延在する吸着シャフト１３を備える。この吸着シャフト１３は同図のZ軸方向に昇降自在に構成されており、不図示のZ軸駆動モータの駆動により昇降動作される。更に、上記吸着シャフト１３は自軸を中心に自己回転（同図のθ回転）自在に構成され、これまた不図示のθ軸モータの駆動により自己回転する。
【００３５】
また更に、吸着シャフト１３の先端には電子部品を直に吸着する吸着ノズル１４が装着されている。この吸着ノズル１４は、交換自在に複数種類の吸着ノズルが配列される不図示の吸着ノズル交換台（ツールチェンジャ）から選択的に当該吸着シャフト１３先端に装着される。上記吸着シャフト１３や吸着ノズル１４は内部が中空構造であり、互いの接続部で各々の内部が連通している。これら内部の空気圧は不図示の空気圧制御装置によって制御され、上記吸着ノズル１４端部（吸着面）に正圧や負圧が加えられる。なお、上記空気圧制御装置は従来の構成であるため、以下においては特に説明しない事とする。
【００３６】
また、当該吸着ノズル１４は上記吸着シャフト１３に固定されるため、吸着シャフト１３が自己回転すると、当然、その先端の装着された吸着ノズル１４も共に自己回転する。また、上記Ｚ軸駆動モータやθ軸モータは制御装置と信号ケーブルを介して接続され、この制御装置から駆動制御される。
【００３７】
上記搭載ヘッド支持塔１０は、Ｙ軸モータ１１の回転駆動に基づくＸ軸レール９のＹ軸方向への水平移動及び、Ｘ軸モータの回転駆動に基づく搭載ヘッド支持塔１０自身のＸ軸方向への水平移動により、部品供給位置７及びプリント基板４間上方の水平面内の任意位置へ移動可能になる。そして更に、搭載ヘッド支持塔１０に構成される吸着シャフト１３のＺ軸方向への昇降移動且つθ方向への回転を組み合わせれば、上記吸着シャフト１３の先端または吸着シャフト１３の先端に装着された吸着ノズル１４の端面の、部品供給位置７とプリント基板４間の移動経路内の前後左右上下移動及び、水平面内における３６０度の向きの調整が自在になる。
【００３８】
検査機構は、上記部品供給位置７で吸着された電子部品（この場合吸着部品ともいう）をプリント基板４上の所定位置に搭載する際の搭載ミスを未然に防止するためのものであり、上記吸着部品を予めプログラムに記述されたプリント基板上の所定位置に搭載する前に、吸着ノズル１４の端面による上記吸着部品上の吸着位置が予め決められた位置（例えば電子部品上面の中央など）からどれくらいずれているか、または、当該吸着部品が不良状態（例えば吸着部品が吸着ノズル１4の吸着面に対して傾いて吸着されていたり未吸着であったりする状態を示す不良吸着状態、当該吸着部品が搭載予定の規格外、または当該吸着部品が不良品）であるか否かを検査する。
【００３９】
本例は上記ズレの検査と上記吸着不良の検査を共に行なう場合を取り扱うものとし、当該吸着部品を複数角度から見たときの各像の画像データを生成し、基台２内部に構成される制御装置で当該画像データを基に検査処理する。
【００４０】
上記各像の画像データを生成するために本例では、例えば凸レンズや複数の組み合わせレンズなどのレンズと絞りなどからなる光学系、該光学系を通過して入射してきた光を電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）、該電気信号に対して各種処理を行なう回路、及び上記光学系を介して上記ＣＣＤ上に結像させる吸着部品の一方向の像を浮き上がらせるための照明装置、などを備える部品認識カメラ１５−1（または１５−２）が構成されている。更に上記部品認識カメラ１５−1（または１５−２）は基台２内部の制御装置と信号ケーブルを介して接続されており、上記各種処理が施された電気信号は上記信号ケーブルを介して上記制御装置に送信され、そこで後述の画像処理回路でデジタル信号に変換されるなどの処理が施され、画像データが生成される。
【００４１】
また本例の部品認識カメラ１５−1（または１５−２）は、上記作業ロボットにより上記吸着部品が所定位置に移動した時に、このタイミングで上記吸着部品の下方の像を浮かび上がらせ且つその像を上記光学系を介して上記ＣＣＤに結像されるようにその撮影範囲を同図の上向き（同図Ｚ軸の正の向き）にして基台２上に配置する従来配置をとる。
【００４２】
そして新たな構成として、上記タイミングで上記吸着部品の下方以外の方向の像が上記撮像対象の部品認識カメラ１５−1（または１５−２）のＣＣＤ上に結像するように、搭載ヘッド支持塔１０に異方向像結像手段が構成される。
【００４３】
本例の異方向像結像手段は、吸着部品の下方以外の方向の像を浮かび上がらせるために上記部品認識カメラ１５−1（または１５−２）の照明装置とは異なる方向から（本例ではＹ軸の正方向に向けて）当該吸着部品を照明する照明装置１６と、照明により浮かび上がる当該吸着部品の上記下方以外の方向（本例ではＹ軸の負方向）の像が上記撮像対象の部品認識カメラ１５−1（または１５−２）に構成されるＣＣＤ上に上記タイミングで結像されるように配置されたミラー１７からなる。
【００４４】
なお、上記部品認識カメラ１５−1（または１５−２）に構成される照明装置及び照明装置１６は、撮影対象の部品認識カメラ１５−1（または１５−２）のＣＣＤに結像する吸着部品の像の光路を遮らないように例えばその光路の周辺を取り巻くように配置したリング状の照明装置などを適用すれば良い。
【００４５】
また、上記作業ロボットにより上記吸着部品が上記タイミングの位置へ到達したか否かは、上記作業ロボットの各種モータに備えられているエンコーダから送信されてくる情報や上記撮影範囲の入り口に構成されたセンサによって推定できる。
【００４６】
このような構成の基で生成された上記画像データからは、制御装置において各種の画像処理が施されることにより上記不良状態や上記ズレが検出できる。そして、不良状態が検出された場合は、その不良状態に応じて対応方法を分けても良いが例えばティーチング処理に移行したり吸着ノズルに電子部品を吸着させる処理に戻ったりする回復処理を行ない、またズレが検出された場合は搭載時にズレが生じないようにプリント基板に対する当所搭載予定位置を再設定することができる。
【００４７】
上記不良吸着を検出する画像処理では、例えば、予め登録されている各方向の電子部品の形状データを基準にして上記画像データにパターン認識処理を施し、登録されている形状データに一致しない場合はエラーと判定することができる。また、上記画像データに傾斜情報（例えば斜め線）が含まれているか否かを画像処理し、含まれている場合に不良吸着と判定させることなどもできる。
【００４８】
上記ズレを検出する画像処理では、例えば、上記各種モータに備えられたエンコーダから送信される上記吸着ノズル１４の吸着面の位置情報を上記下方の像から生成された当該吸着部品の下方画像上に反映し、当該下方画像上に反映した上記吸着面の位置が部品搭載装置に予め設定されている吸着位置からどの程度ずれているかを算出できる。
【００４９】
上述した例では部品搭載処理をスムーズに行なうために二つの部品認識カメラ１５−1及び１５−２が構成されているが、以下の説明では、説明を分かり易くするためにこれら二つの部品認識カメラの内の部品認識カメラ１５−1を撮像対象の部品認識カメラとしてとり上げて説明する。よって、言うまでもないが以下に述べる部品認識カメラ１５−1の説明は全て部品認識カメラ１５−２に対しても適用できる。
【００５０】
図２は、上記吸着部分の撮影時の搭載ヘッド支持塔１０と部品認識カメラ１５−1の配置関係、及び、この配置における吸着部分の像の光路の説明図である。
同図は、図１（ｂ）と同様に図１（a）に示される搭載ヘッド支持塔１０内部の主要構成部をA−A´の向きに向かって作図し、これに加えて上記撮影時の部品認識カメラ１５−1の位置にその内部構造の一部を模式的に示している。
【００５１】
よって、同図には、図１と同一個所には同一番号を付すこととした。
同図の部品認識カメラ１５−1には、例えば凸レンズや複数の組み合わせレンズなどのレンズと不図示の絞りなどからなる光学系２０、該光学系２０を通過して入射してきた光を電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）２１が示されている。このＣＣＤ２１は、複数の光電変換素子が集まって形成されており、それらからなる受光領域は略平面をなす。
【００５２】
なお、同図には、上記電気信号に対して各種処理を行なう回路や、上記光学系２０を介して上記ＣＣＤ２１上に結像させる吸着部品の一方向の像を浮き上がらせるための照明装置や、基台２内部の制御装置と接続される信号ケーブルなどは省略している。
【００５３】
同図の実線ｍは、上記照明装置の照明によって浮き上がる同図の吸着部品２２の下方の光の像がCCD２１上に結像するときの光路を示している。一方、同図の破線ｎは、照明装置１６の照明によって浮き上がる吸着部品２２の側方の光の像がCCD２１上に結像するときの光路の例である。
【００５４】
同図に示される光路ｍから分かるように、同図の配置は、吸着部品２２を下方から照明した時に浮き出る光の像をＣＣＤ２１の撮像範囲の略中央に結像させた場合のものであり、部品認識カメラ１５−1によるXY平面内の撮影範囲の略中央に吸着ノズル１４の中心軸が位置するようにしている。本配置構成で部品認識カメラ１５−1の不図示の照明装置の照明によって上記吸着部分の下面が照射されると、この反射光が上記光学系２０の上面から入射され、その光学系２０を通過した光がCCD２１の全撮像領域中の中央付近の領域に結像される。
【００５５】
またこれと同時に、同図に示される光路ｎから分かるように、照明装置１６から上記吸着部品の側方が照明されると、その吸着部品からの反射光はミラー１７によって反射され、その光が光学系２０の上面から入射する。そして、その光学系２０を通過した光がCCD２１の全撮像領域中の中央からやや外部に離れた領域に結像される。
【００５６】
なお、上記CCD２１の撮像領域に対する上記吸着部品の下方の像及び側方の像の結像位置は、光学系２０における各種レンズの組み合わせ方やミラー１７の角度（φ）調節などによって決まる光学的な距離によって異なってくるが、同図のような光路を取れば各結像位置が互いに重ならないようにすることができる。
【００５７】
また、上記部品認識カメラの分解能は、上記ＣＣＤ２１上の異なる位置に結像した上記各光の像を互いに異なる光電変換素子で撮像できる程度であれば良い。
図３は、上記吸着部品の下方の像及び側方の像をCCD２１上の異なる撮像領域に結像させた場合に生成される画像データの一例である。
【００５８】
本例では不良吸着の一例として、吸着ノズルに対して電子部品が傾いて吸着された斜め吸着状態を挙げて説明する。
図３（a）は、正常吸着状態時の画像データであり、図３（ｂ）は斜め吸着状態時の画像データである。
【００５９】
同図の例では画像データ３０−1（または３０−２）の中央に吸着部品の下方の光の像情報３１−1（または３１−２）が示され、左側に吸着部分の側方の光の像情報３２−1（または３２−２）が示されている。
【００６０】
同図の例の場合、各画像データ３０−1、３０−２の中央に示される吸着部分の下方の光の像情報３１−１、３１−２は、実際には縦の長さが異なっているが、画像判定処理では公差を加味して判定されるため、その違いが公差に吸収されてしまう場合には画像判別することが困難となる。
【００６１】
しかし、各画像データ３０−1、３０−２の左寄りに示される吸着部品の側方の光の像情報３２−１、３２−２を参照すると明らかであるが、傾斜情報が現れる方向の光の像情報が画像データに含まれるため、その傾斜をその画像から検出することにより当該検査により不良吸着と判定できるようになる。
【００６２】
図４は、上記制御装置のブロック図である。
本制御装置は、部品搭載装置全体を制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）４０を有しており、そのＣＰＵ４０には、バス４１を介して読み出し専用メモリであるＲＯＭ４２、読み書き自在のメモリであるＲＡＭ４３、認識画像を処理する画像処理部４４、キー入力部４５、Ｉ／Ｏ制御部４６等が接続されている。
【００６３】
ＲＯＭ４２には、上記各部を制御するプログラムが格納されている。
ＲＡＭ４３は、例えばフロッピー（登録商標）ディスクやコンパクトディスク等の外部記録装置からＩ／Ｏ制御部４６を介して読み込まれた部品搭載プログラムを記憶する領域や、演算処理の中間データを一時的に記憶するワーク領域などを備えている。
【００６４】
ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ４２から読み出す制御プログラムに基づいて上記各部を制御しながら、ＲＡＭ４３から読み出した部品搭載プログラムに従って後述する部品搭載処理を実行する。
【００６５】
画像処理部４４は、図１の部品認識カメラ１５を駆動して、その撮像したアナログ信号をデジタル信号に変換し、これをＣＰＵ２０に転送する。ＣＰＵ２０では、このデジタル信号（画像データ）に含まれる吸着部品の互いに異なる方向の光の像情報を基に、部品搭載プログラムに記述されている正常状態の情報（例えば正常吸着状態時の部品の厚み、部品の傾き、撮像画像中に示される部品の位置、または形状パターンなど）に基づく不良状態検査や、電子部品上の吸着位置の位置ズレ検査を行ない、不良状態であると判定すれば、部品搭載処理を中断して回復処理に移行し、また、位置ズレの場合は当該吸着部品を搭載するプリント基板上の位置を再設定する。
【００６６】
キー入力部４５は、入力装置の入力操作キーに接続されており、入力操作キーの外部からの操作信号をＣＰＵ４０に出力する。
Ｉ／Ｏ制御部４６には、図１の部品認識カメラ１５−１に構成されている不図示の照明装置や図２の照明装置１６を駆動して対象個所を照明するドライバ、搬送ベルトを駆動するベルト駆動モータのドライバ、プリント基板を位置固定するための昇降テーブルを昇降させるシリンダのドライバ、各モータのドライバ、プリント基板や部品搭載ヘッドの状態・移動位置を検出するセンサや吸着ノズルの吸着面にかかる空気圧を測定するセンサなどの各種センサを駆動するドライバ、報知ランプを駆動するドライバ、表示装置を駆動するドライバ、外部記憶装置を駆動するドライバ等、各種のドライバが接続されている。
【００６７】
続いて本部品搭載装置における部品搭載処理について図１を用いて説明する。
搬送ベルトが駆動されることにより本装置１の上流からプリント基板４が搬入されると、該プリント基板４は所定位置に位置固定される。そして、部品搭載プログラムに記述された搭載順や搭載部品の各種設定情報（部品マスタともいう）に従い、当該プリント基板４に対して部品搭載処理が実行される。
【００６８】
プリント基板４が位置固定されると、先ず、Ｘ軸レール９やＹ軸レール８の駆動モータを駆動して、搭載ヘッド支持塔１０を不図示のツールチェンジャに移動する。そして、Ｚ軸駆動モータを駆動して吸着シャフト１３を昇降動作させ、処理対象となる電子部品に対応する吸着ノズル１４を吸着シャフト１３の先端に装着する。
【００６９】
続いて、Ｘ軸レール９やＹ軸レール８の駆動モータを駆動して搭載ヘッド支持塔１０をテープカセット式部品供給装置６の部品供給位置７へ移動する。更に、Ｚ軸駆動モータを駆動して吸着シャフト１３を下降動作させると共に吸着ノズル１４の吸着面に負圧をかけ、該部品供給位置７に供給された電子部品を吸着ノズル１４の吸着面で吸着する。そして、吸着面に負圧をかけたまま、Ｚ軸駆動モータを駆動して吸着シャフト１３を上昇動作させ、吸着ノズル１４を搭載ヘッド支持塔１０内に納める（図１（ｂ）の配置にする）。
【００７０】
続いて、Ｘ軸レール９やＹ軸レール８の駆動モータを駆動し、部品搭載ヘッド１０を部品認識カメラ１５−１の上方を経由してプリント基板４へ移動する。
そして部品搭載ヘッド１０が部品認識カメラ１５−１の撮影範囲に到達すると照明装置１６及び部品認識カメラ１５−１に構成される不図示の照明装置とが駆動され、吸着部品を下方及び側方から照明する。この照明による電子部品の異なる方向の光の像がＣＣＤ２１の撮像領域の異なる位置に結像し、このとき、部品認識カメラ１５−１のＣＣＤ２１に結像した光は電気信号に変換される。そしてこの信号は制御装置へ伝送されてデジタル画像データに変換され、上述した画像処理による上記ズレ検査や上記吸着不良検査を施し、ズレが見つかった場合は搭載位置を再設定し、吸着不良が見つかった場合は回復処理を行なう。
【００７１】
そして、上記処理を終え、部品搭載ヘッド１０がプリント基板４の部品搭載位置へ到達すると、Ｚ軸駆動モータを駆動して吸着シャフト１３を下降動作させ、部品搭載位置で吸着面ノズル１４の吸着面に正圧をかけて吸着部品を解放する。そして、Ｚ軸駆動モータを駆動して吸着シャフト１３を上昇動作させ、吸着ノズル１４を搭載ヘッド支持塔１０内に納める（図１（ｂ）の配置にする）。
【００７２】
本発明の実施形態では、電子部品の少なくとも二方向の各光の像が同一平面上に結像され、その結像された各光の像を基にして画像データが生成される。そして、電子部品の吸着状態を検査する際に、上記画像データに含まれる上記電子部品の互いに異なる視点角の光の像情報を使用することができるようになる。
【００７３】
よって、上記吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着状態や種類等が不良であった場合、当該電子部品を一方向から見た時に観察される当該電子部品の像情報からは正常である（吸着状態、電子部品の種類、または品質等が正常である）と判断されても、当該電子部品をその他の方向から見た時に観察される当該電子部品の像情報から上記判断を不良であると改善することが可能になる。
【００７４】
例えば、上記吸着ノズルに吸着された電子部品がその底面は正常な電子部品と同一規格で、その高さは正常な電子部品と異なる規格であった場合、底面から見た時に観察される当該電子部品の像情報は正常と判断されても、その側方から見たときに観察される当該電子部品の像情報から当該電子部品は種類が異なると判断できる。
【００７５】
また、当該電子部品を一方向から見た時に観察される当該電子部品の像情報には傷等（プリント基板に搭載した場合に不具合を生じる原因となるもの）を含まない面の電子部品が示され、当該像情報からは不良品でないと判断されても、当該電子部品を上記方向とは異なる方向から見たときに観察される当該電子部品の像情報に傷等が含まれている場合に、不良品と判断できる。
【００７６】
また、電子部品が上記吸着ノズルに傾いて吸着されていた場合、当該電子部品を一方向から見た時に観察される当該電子部品の像情報は傾きのない正常なものであっても、当該電子部品を上記方向とは異なる方向から見たときに観察される当該電子部品の像情報は傾きをもつ不良な電子部品の画像情報を含むので、この像情報から当該電子部品は不良吸着状態であると判断できる。
【００７７】
以上述べたように本発明の実施形態によれば、吸着ノズルに吸着された電子部品の複数方向の各光の像を画像データに変換するため、当該画像データに含まれる上記複数方向の各光の像情報から電子部品の不良状態をこれまで以上に正確に検出できる。
【００７８】
よって、不良状態にある電子部品がプリント基板に搭載されることによる不良基板の発生を大幅に抑止することが可能になる。
更に、不良基板が発生することによって生じるオペレータの作業を削減でき、生産効率を向上させることが可能になる。
【００７９】
また、新たにカメラを設ける必要なく既存の固定カメラで上記吸着ノズルに吸着された電子部品の複数方向の各光の像を撮像できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態である部品搭載装置の一例である。
【図２】吸着部品撮影時の搭載ヘッド支持塔１０と部品認識カメラ１５−1の配置関係、及び、この配置における吸着部品の像の光路の説明図である。
【図３】吸着部品の異なる方向の光の像から生成した画像データの一例である。
【図４】本部品搭載装置の制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０        搭載ヘッド支持塔
１２        搭載ヘッド
１３        吸着シャフト
１４        吸着ノズル
１５−１    部品認識カメラ
１６        照明装置
１７        反射ミラー
２０        光学系
２１        ＣＣＤ
２２        吸着部品
【図１】
2006040921.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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