(57)【要約】【課題】部品を吸着するノズルの脱落やその先端汚れ等の不具合を確実に検出する部品搭載装置を提供する。【解決手段】搭載ヘッドにノズルが正常に装着されたときのノズルの状態をモデル化された幾何データとして予め記録装置の所定の記録部（ノズルデータマスタ）に記録して保持し、ノズルが交換されたとき（Ｓ０１）、及び部品の搭載処理を行ったときに（Ｓ０７）、その直後の搭載ヘッドのノズルの状態を示す画像データを取得し（Ｓ０３）（Ｓ０８）、その画像データと、当該ノズルのモデル化された幾何データ（Ｓ０３）（Ｓ０８）とを比較して正常か異常かを判断しているので（Ｓ０４）（Ｓ１０）、ノズルに少しでも異常があれば、直ちに異常が判別され、ノズル異常の警告報知が行われるので（Ｓ０６）、オペレータは部品搭載処理のエラーによる装置に稼動停止が（Ｓ０５）、ノズル状態の不良によって発生したことを直ちに知ることができ、適正に対処することができる。【選択図】      図４
2006114624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載ヘッドの先端に電子部品を吸着するノズルを着脱自在に装着し、該ノズルにより前記電子部品を吸着し、該電子部品をプリント基板に実装する電子部品搭載装置において、
前記搭載ヘッドに前記ノズルが正常に装着されたときのノズルの状態をモデル化された幾何データとしてノズルデータマスタに保持するノズルデータマスタ記憶手段と、
前記ノズルを前記搭載ヘッドに装着する処理を行った後に該搭載ヘッドの先端部の状態をノズル装着後イメージデータとして取得するノズル装着後イメージ取得手段と、
該ノズル装着後イメージ取得手段により取得された前記ノズル装着後イメージデータと前記ノズルデータマスタ記憶手段に記憶されている前記ノズルデータマスタの中の前記ノズルの前記モデル化された幾何データとを比較するノズル状態判断手段と、
該ノズル状態判断手段による比較結果に異常があった場合に稼動を停止してオペレータに警告を報知する不具合発生報知手段と、
を備えたことを特徴とする電子部品塔職装置。
【請求項２】
前記ノズル装着後イメージ取得手段は、前記電子部品を実装前の位置補正のために画像認識するための部品認織用カメラである、ことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【請求項３】
搭載ヘッドの先端に電子部品を吸着するノズルを着脱自在に装着し、該ノズルにより前記電子部品を吸着し、該電子部品をプリント基板に実装する電子部品搭載装置において、
前記搭載ヘッドに前記ノズルが正常に装着されたときのノズルの状態をモデル化された幾何データとしてノズルデータマスタに保持するノズルデータマスタ記憶手段と、
前記電子部品を前記プリント基板に実装する処理を行った後に前記ノズルの状態を部品実装後イメージデータとして取得する部品実装後イメージ取得手段と、
該部品実装後イメージ取得手段により取得された前記部品実装後イメージデータと前記ノズルデータマスタ記憶手段に記憶されている前記ノズルデータマスタの中の前記ノズルの前記モデル化された幾何データとを比較するノズル状態判断手段と、
該ノズル状態判断手段による比較結果に異常があった場合に稼動を停止してオペレータに警告を報知する不具合発生報知手段と、
を備えたことを特徴とする電子部品塔職装置。
【請求項４】
前記部品実装後イメージ取得手段は、前記電子部品を実装前の位置補正のために画像認識するための部品認織用カメラである、ことを特徴とする請求項３記載の電子部品搭載装置。
【請求項５】
前記ノズル装着後イメージ取得手段による前記ノズル装着後イメージデータの取得と、前記ノズル状態判断手段による前記ノズル装着後イメージデータと前記モデル化された幾何データとの比較と、による第１のチェック工程、並びに、前記部品実装後イメージ取得手段による前記部品実装後イメージデータの取得と、前記ノズル状態判断手段による前記部品実装後イメージデータと前記モデル化された幾何データとの比較と、による第２のチェック工程からなるノズル状態チェック工程の実施の可否を、前記ノズルデータマスタに対応する部品マスタに設定するチェック可否設定手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を吸着するノズルの脱落やその先端汚れ等の不具合を確実に検出する部品搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品（以下、単に部品という）をプリント回路基板（以下、単に基板という）に搭載する作業を処理する処理装置としてＮＣプログラムで動作する部品搭載装置がある。中には極めて大型で、それ一台で、複雑な回路構成の基板に多種類の部品を搭載可能な部品搭載装置もあるが、近年では、１号機、２号機、３号機というように複数台の小型の部品搭載装置を組み合わせて連結し、これで１つの生産ラインを構成する場合も多い。
【０００３】
図６(a) は、従来の小型の部品搭載装置の外観斜視図であり、同図(b) は、上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。同図(a),(b) に示す部品搭載装置（以下、本体装置ともいう）１は、天井カバー上部に、液晶ディスプレイとタッチパネルからなり外部からの操作により各種の指示を入力することができる表示入力装置２と、ＣＲＴディスプレイからなるモニタ装置３と、稼動状態を報知する警報ランプ４とを備えている。
【０００４】
下部の基台５（同図(b) 参照）の上には、中央に固定と可動の１対の平行する基板案内レール６（６−１、６−２）が基板の搬送方向（図の斜め右下から斜め左上方向）に水平に延在して配設される。これらの基板案内レール６の下部に接してループ状の搬送ベルト（コンベアベルト）が走行可能に配設される。搬送ベルトは、それぞれ数ミリ幅のベルト脇部を基板案内レール６の下から基板搬送路に覗かせて、ベルト駆動モータにより駆動され、基板搬送方向に走行し、基板の裏面両側を下から支持しながら装置本体内に部品搭載前の基板をライン上流側から搬入し、部品搭載済みの基板をライン下流側に搬出する。
【０００５】
そして、基台５の内部には、特には図示しないが、基板の位置決め装置、基板を２本の案内レール６間に固定する基板固定機構、各部を制御する制御回路等が備えられている。また、更に基台５の上には、上記１対の基板案内レール６を跨いで、基板搬送方向に直角の方向（前後方向）に平行に延在する左右一対の固定レール７（７−１、７−２）が配設されている。これらの固定レール７に移動レール８が固定レール７に沿って滑動自在に係合し、この移動レール８に、基板に部品を搭載する作業を行う作業ヘッド９が移動レール８に沿って滑動自在に懸架されている。
【０００６】
図には定かに示していないが、上記の移動レール８には、その長手方向（横方向）に沿って作業ヘッド９を自在に移動させせる横方向駆動サーボモータが配設され、基台５上には、移動レール８を固定レール７に沿って前後に進退させる前後方向駆動サーボモータが配設されている。これらの横方向駆動サーボモータ及び前後方向駆動サーボモータが制御回路からの指示により正逆両方向に自在に回転することにより、作業ヘッド９が横方向及び前後方向に自在に移動する。
【０００７】
上記の基台５上の前部と後部には夫々部品供給ステージ１０（１０−１、１０−２）が配設されている。これら部品供給ステージ１０には、特には図示しないが、部品を収納したテープを巻着したリールを着脱自在に備えたテープカートリッジ方式の部品供給装置が複数種類の部品に対応して多数載設され、あるいは複数種類の部品に対応する複数枚のパレットを備えたトレイ方式の部品供給装置等が係合する。
【０００８】
上記の作業ヘッド９は、上下方向に自在に昇降可能であると共に３６０度方向に回転可能な機構を有する一つ又は複数の搭載ヘッドを備え、その搭載ヘッドの先端に着脱自在に装着する部品吸着ノズル（以下、単にノズルという）１１により、部品供給ステージ１０上に載設または係合する部品供給装置から所望の部品を吸着または把持して基板上に搭載する。
【０００９】
この作業ヘッド９は、屈曲自在で内部が空洞な帯状のチェーン体１２−１及び１２−２に保護・収容された複数本の不図示の信号コードによって装置本体の中央制御部と連結されている。作業ヘッド９は、これらの信号コードを介して中央制御部からは電力及び制御信号を供給され、中央制御部へは基板上の部品搭載位置の情報を示す画像データを送信する。
【００１０】
作業ヘッド９は、上述した移動レール８と固定レール７に係合して自在に移動し、その搭載ヘッドの先端にこれから吸着すべき部品に対応するノズル１１を装着すべく、ノズル交換器１３上で所望のノズル１１を装着し、部品供給ステージ１０上の適宜の部品供給装置から所望の部品を吸着し、その吸着した部品を、本体装置１内に自動搬入されて所定の位置に位置決め固定されている基板上に搭載する。
【００１１】
このとき、作業ヘッド９は、上記部品の搭載に先立って、基板案内レール６と部品供給ステージ１０の間に在ってノズル交換器１３と並んで配設されている照明具付き部品認識用カメラ１４の上に移動し、その部品認識用カメラ１４により、保持している部品の保持状態を撮像させ、その撮像された画像データを中央制御部に送信する。更に、作業ヘッド９は、自装置内部に配設されている基板認識用カメラ（図では見えない）によって、基板の部品搭載位置を撮像して、その撮像データを中央制御部へ転送する。
【００１２】
図７は、上記のテープカートリッジ方式の部品供給装置（以下、単に部品供給装置という）を模式的に示す斜視図である。尚、同図は、部品搭載装置１の部品供給ステージ１０上に取り付けて配設された状態を示している。同図に示すように、部品搭載装置１の部品供給ステージ１０の前後には、それぞれ所定のピッチで一列に配置された取り付け固定孔１５及び１６が形成されている。
【００１３】
部品供給装置１７は、上記の取り付け固定孔１５及び１６に、図では下になっていて見えない２本の取り付けピンを差し込まれて位置決めされ、固定レバー１８によって部品供給ステージ１０に固定される。
【００１４】
部品供給装置１７の後部に保持されるリール式カートリッジ１９には、上下２枚のテープ部材の間に多数のチップ状電子部品（不図示、以下、単に部品という）を挟んで収容する部品テープが巻着されており、この部品テープがリール式カートリッジ１９から引き出され、装置内部のガイド部を通って供給口２１まで引き出され、上下のテープが剥離されて部品が収納部から露出し、この露出した部品が、部品搭載装置１の作業ヘッド９の搭載ヘッド先端のノズル１１によって吸着されて取り出される。
【００１５】
上下に剥離された上側のテープ（トップテープ又はカバーテープ）２２は、巻取り用リール２３に巻き取られ、下側の部品収容テープ２４は、部品供給ステージ１０の内側縁部に沿って自然落下して部品搭載装置１の下方の間隙に滞留する。
【００１６】
図８は、上記作業ヘッド９のカバーを取り除いて内部の構成を示す斜視図である。同図に示すように、作業ヘッド９は、前述したように、チェーン体１２の内部に保持されている信号コードによって装置本体の中央制御部と連結されている。
【００１７】
この作業ヘッド９は、その先端に２個の搭載ヘッド２５及び２５と、基板認識用カメラ２６を備えている。２個の搭載ヘッド２５は、それぞれＺ軸方向（上下方向）に昇降可能であり且つθ軸方向（３６０°方向）に回転可能である。
【００１８】
また、２個の搭載ヘッド２５は、それぞれその先端に発光部２７を備え、その下部にノズル１１を着脱自在に装着している。ノズル１１は、発光部２７の照射光を拡散して部品の撮像背景を形成するための光拡散板１１−１と、部品供給装置１７から部品を吸着して基板へ移載するノズル本体１１−２とから構成される。
【００１９】
このような構成において、作業ヘッド９は、上述した固定レール７と移動レール８により前後左右に自在に移動し、部品供給装置１７からノズル本体１１−２で部品を吸着し、一方では、基台５側に配置されている部品認識用カメラ１４によって、上記吸着した部品の保持位置偏差を検出し、この検出した保持位置偏差に基づいて搭載位置データを補正し、他方では、基板認識用カメラ２６で基板の位置を確認して、その基板上に上記の部品を搭載する。
【００２０】
ところで、一般に上述したような部品搭載装置において、部品搭載処理の開始前のノズルの確認は、オペレータの目視によって行われている。そして、オペレータの判断によってノズル交換器１３からノズル１１の交換が行われていた。
【００２１】
このようにオペレータにノズル１１の交換作業が任されていたため、生産する基板ユニットの機種を切り替える際に、その基板ユニットに搭載される部品に応じたノズルをノズル交換器１３に配置し忘れた場合や、部品搭載プログラムに対応しないノズルをノズル交換器１３に配置した場合などには、搭載ヘッド２５が不適切なノズルを装着して部品の吸着を行おうとするため、部品を吸着することができず、吸着エラーを引き起こす等の不具合が発生する。
【００２２】
また、ノズル先端の汚れ具合の確認においても、オペレータが目視、または装置本体に備える吸着ノズルの状態を確認するための画面を通して確認しているため、ノズル先端の汚れに気づかないでノズル交換器に配置してしまうことがある。そうすると、部品の画像認識においてノズルの先端部分の汚れを部品として認識してしまう場合があり、そうなると搭載処理をしたにもかかわらず基板に部品が搭載されないという不具合が発生する。
【００２３】
また、ノズル先端の汚れは、オペレータが手作業で清掃するか、または清掃機で清掃しているため、清掃し過ぎで吸着ノズルの主要部である先端を傷めて吸着ノズルの寿命を短くしてしまう虞がある。そして、寿命が尽きた吸着ノズルは、新しいものと交換する必要があるが、寿命の尽きていることに気づかずに、オペレータは、その吸着ノズルをノズル交換器に配置してしまうことがある。そうすると、搭載ヘッドが吸着に適切でないノズルを装着して、うまく部品を吸上げることが出来ずに吸着エラーを起こすなどの不具合が発生する。
【００２４】
このように、基板ユニットの生産開始前のノズルの点検は、すべてオペレータの目視で行なわれているため、生産に不適切なノズルを見落としてしまう場合がある。そこで、適切なノズルを正しくノズル交換器に配置することが可能なノズル種類認識制御方法、ノズル汚れ認識制御方法、及びそれら制御方法を用いた部品搭載装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００２−２８０７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
ところで、上記特許文献１の技術は、ノズルの種類を認識する際、そのノズル上部に描かれているマークの形や数によってノズルの種類を特定したり、そのノズルの部品吸着面部分の形状によってノズルの種類を特定している。
【００２６】
ところが、近年、電子機器の小型化に伴って、電子機器に組み込まれる基板ユニット及びその基板ユニットに搭載される部品が小型化し、現在では、最も小さな部品では０．４×０．２ｍｍなどという、人の目では確認しきれない小型の部品が実用化されている。そして、そのような部品の小型化に伴って、部品を吸着するノズルも小型になっている。当然のことながらノズルの先端は極めて細く小さい。
【００２７】
このように小型化されたノズルにおいては、その先端部の汚れなどは、認識用画像を拡大して観察するなどの手数を要することとなり作業能率が低下する。
また、現在では、全ての作業を一人か二人で処理するようにオペレータの多様化が進み専門的熟練者を生産現場に配置することはほぼ不可能となっているので、基板ユニット生産の現場には経験の浅いオペレータが多く、上記のような部品搭載処理実行中における搭載エラーが発生した場合、部品搭載装置側で的確なエラー情報を報知出力しないと、オペレータは搭載エラーの発生原因を自分で探し出すことが困難で、容易にはノズルエラーに対処できなくなってきている。
【００２８】
例えば、ノズルが適正にノズル交換器に配置されていない場合、搭載ヘッドに装着したはずの吸着ノズルが途中で落下してしまった場合、あるいは吸着ノズルは正常でも部品が途中で落下してしまった場合などで、いすれの場合も熟練者であれば、部品認識エラーとして警告報知が出た時点で、適切に対処することが可能であった。
【００２９】
しかし、現在では、ノズル交換器に配置されていたノズルが適正でない場合、ノズルが脱落している場合、ノズルの先端に汚れがある場合といったエラーを、エラーの種類ごとに、適切に警告報知できないと、オペレータが直ちに対処するのは困難な状況になっている。
【００３０】
特に０．６×０．３ｍｍ以下などという人の目で確認しきれない小型の部品を吸着する小型のノズルでは、先端に汚れ（主として部品落下後の空搭載処理で基板の搭載位置に塗布されていた半田が付着する汚れ）や異物が付着していて吸着不良を起こしている場合でも、オペレータは何が原因で搭載不良が起きたのかを判断することが出来ない。
【００３１】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、部品を吸着するノズルの脱落やその先端汚れ等の不具合を確実に検出する部品搭載装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
以下に、本発明に係わる部品搭載装置（電子部品搭載装置）の構成を述べる。
先ず、第１の発明の電子部品搭載装置は、搭載ヘッドの先端に電子部品を吸着するノズルを着脱自在に装着し、該ノズルにより上記電子部品を吸着し、該電子部品をプリント基板に実装する電子部品搭載装置において、上記搭載ヘッドに上記ノズルが正常に装着されたときのノズルの状態をモデル化された幾何データとしてノズルデータマスタに保持するノズルデータマスタ記憶手段と、上記ノズルを上記搭載ヘッドに装着する処理を行った後に該搭載ヘッドの先端部の状態をノズル装着後イメージデータとして取得するノズル装着後イメージ取得手段と、該ノズル装着後イメージ取得手段により取得された上記ノズル装着後イメージデータと上記ノズルデータマスタ記憶手段に記憶されている上記ノズルデータマスタの中の上記ノズルの上記モデル化された幾何データとを比較するノズル状態判断手段と、該ノズル状態判断手段による比較結果に異常があった場合に稼動を停止してオペレータに警告を報知する不具合発生報知手段と、を備えて構成される。
【００３３】
そして、上記ノズル装着後イメージ取得手段は、例えば上記電子部品を実装前の位置補正のために画像認識するための部品認織用カメラで構成される。
次に、第２の発明の部品搭載装置は、搭載ヘッドの先端に電子部品を吸着するノズルを着脱自在に装着し、該ノズルにより上記電子部品を吸着し、該電子部品をプリント基板に実装する電子部品搭載装置において、上記搭載ヘッドに上記ノズルが正常に装着されたときのノズルの状態をモデル化された幾何データとしてノズルデータマスタに保持するノズルデータマスタ記憶手段と、上記電子部品を上記プリント基板に実装する処理を行った後に上記ノズルの状態を部品実装後イメージデータとして取得する部品実装後イメージ取得手段と、該部品実装後イメージ取得手段により取得された上記部品実装後イメージデータと上記ノズルデータマスタ記憶手段に記憶されている上記ノズルデータマスタの中の上記ノズルの上記モデル化された幾何データとを比較するノズル状態判断手段と、該ノズル状態判断手段による比較結果に異常があった場合に稼動を停止してオペレータに警告を報知する不具合発生報知手段と、を備えて構成される。
【００３４】
そして、上記部品実装後イメージ取得手段は、例えば上記電子部品を実装前の位置補正のために画像認識するための部品認織用カメラで構成される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、搭載ヘッドに正常に装着されたときのノズルの状態をモデル化された幾何データとしてノズルデータマスタに保持して、このノズルデータマスタのモデル化された幾何データと現在作業を実行中のノズルの状態を示すデータとを常に比較するようにするので、少しでもノズルに以上があれば直ちに警告報知を行うことができ、これにより警告報知が出たときは、無条件でノズルを交換するようにして、不慣れなオペレータによる判断の負担を軽減すると共に、基板ユニット生産ラインの作業能率の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３７】
図１は、本発明の部品搭載装置の主要部の内部構成を模式的に示す図である。なお、本例の部品搭載装置の概ねの外観は図６(a) に示した部品搭載装置１と同様である。
なお、図１には、２本の基板案内レール３１、搬入された基板３２、供給ステージ３３、その供給ステージ３３に配設されたテープリール式部品供給装置３４、及びトレー式部品供給装置３５、基板３２上を前後左右（ＸＹ方向）に移動して部品搭載作業を行う作業ヘッド３６、この作業ヘッド３６に保持されて上下（Ｚ方向）に昇降し且つ３６０度に回転自在な６個のロータリー型の搭載ヘッド３７、この搭載ヘッド３７の先端に吸着された部品を画像認識する部品認識用カメラ３８を示している。また、ノズル交換器の図示は省略している。
【００３８】
搭載ヘッド３７は、トレー式部品供給装置３５の部品ステージ３９に装置内部のパレット収容棚から引き出されているパレット４１上のトレー４２から部品４３を吸着し、あるいはテープリール式部品供給装置３４のテープリール４４から部品供給口４５まで引き出される部品テープ４６の部品４７を図の矢印ａで示すように吸着して引き上げ、矢印ｂで示すように基板３２上に移動する途上で部品認識用カメラ３８で部品４３又は４７を画像認識し、位置の補正を行って、その部品４３又は４７を矢印ｃで示すように基板３２上に搭載する。
【００３９】
図２は、上記部品搭載装置の搭載ヘッドの構成を示す拡大斜視図である。同図には、図１に示した構成と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。また、図２には、搭載ヘッド３７（ロータリー型の６個のうち３個の搭載ヘッド３７が図の手前側に見えている）とその先端に取り付けられているノズル４８、搭載ヘッド３７と共に作業ヘッド３６に支持されている基盤認識用カメラ４９を示している。
【００４０】
図３は、上記のように構成される部品搭載装置のシステムブロック図である。同図に示すように、本例の部品搭載装置５０は、ＣＰＵ５１と、このＣＰＵ５１にバス５２で接続されたｉ／ｏ（入出力）制御ユニット５３及び画像処理ユニット５４からなる制御部を備えている。また、ＣＰＵ５１にはメモリ５５が接続されている。メモリ５５は特には図示しないがプログラム領域とデータ領域を備えている。
【００４１】
また、ｉ／ｏ制御ユニット５３には、基板３２（図１及び図２参照）の部品搭載位置を照明するための基板照明装置５６や、搭載ヘッド３７のノズル４８（図２参照）に吸着されている部品４３又は４７を照明するための部品認識用カメラ３８と一体に装備されているＬＥＤ照明器５７が照明制御ユニット５８を介して接続されている。
【００４２】
更に、ｉ／ｏ制御ユニット５３には、それぞれのアンプ（ＡＭＰ）を介してＸ軸モータ６１、Ｙ軸モータ６２、Ｚ軸モータ６３、及びθ軸モータ６４が接続されている。Ｘ軸モータ６１は、作業ヘッド３６をＸ方向に駆動し、Ｙ軸モータ６２は、作業ヘッド３６をＹ方向に駆動し、Ｚ軸モータ６３は搭載ヘッド３７を上下に駆動し、そしてθ軸モータ６４は搭載ヘッド３７つまりノズル４８を３６０度回転させる。
【００４３】
上記の各アンプには、特には図示しないが、それぞれエンコーダが配設されており、これらのエンコーダにより各モータ（Ｘ軸モータ６１、Ｙ軸モータ６２、Ｚ軸モータ６３、及びθ軸モータ６４）の回転に応じたエンコーダ値がｉ／ｏ制御ユニット５３を介してＣＰＵ５１に入力する。これにより、ＣＰＵ５１は、各搭載ヘッド３７の前後、左右、上下の現在位置、及び回転角を認識することができる。
【００４４】
更に、上記のｉ／ｏ制御ユニット５３には、バキュームユニット６５が接続されている。バキュームユニット６５はバキュームチューブ６６を介して搭載ヘッド３７のノズル４８に空気的に接続されている。このバキュームチューブ６６には空圧センサ６７が配設されている。バキュームユニット６５は、ノズル４８に対しバキュームによって部品４３又は４７を吸着させ、又はバキューム解除とエアブローとバキュームブレイク（真空破壊）によって吸着を解除させる。
【００４５】
このとき、空圧センサ６７からバキュームチューブ６６内の空気圧データが電気信号としてｉ／ｏ制御ユニット５３を介しＣＰＵ５１に出力される。これにより、ＣＰＵ５１は、バキュームチューブ６６内の空気圧の状態を知って、ノズル４８によって部品４３又は４７を吸着する準備が出来ているか否かを認識することができると共に、吸着された部品４３又は４７が正常に吸着されているか否かを認識することができる。
【００４６】
更に、上記のｉ／ｏ制御ユニット５３には、位置決め装置、ベルト駆動モータ、基板センサ、異常表示ランプ等がそれぞれのドライバを介して接続されている。位置決め装置は、部品搭載装置５０の基台内部において基板案内レール３１の下方に配置され、装置内に案内されてくる基板３２の位置決めを行う。ベルト駆動モータは案内レール３１に一体的に配設されている搬送ベルトを循環駆動する。基板センサは基板３２の搬入と搬出を検知する。異常表示ランプは部品搭載装置５０の動作異常や作業領域内の異物進入等の異常時に点灯又は点滅して異常発生を現場作業者に報知する。
【００４７】
また、ＣＰＵ５１には、通信ｉ／ｏインターフェース６８、表示操作入力装置６９、記録装置７０が接続されている。通信ｉ／ｏインターフェース６８は、例えばティーチング処理などを例えばパーソナルコンピュータ等の他の処理装置で行う場合などに、これらの処理装置と有線又は無線で接続してＣＰＵ５１との通信が可能であるようにする。
【００４８】
記録装置７０は、例えばハードデスク、ＭＯ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷ、フラッシュメモリ装置等の各種の記録媒体を装着可能であり、部品搭載装置５０の部品搭載処理、その事前に行なわれる部品搭載ティーチング処理等のプログラムや、部品ライブラリのデータ、後述するノズルデータマスタを記録して保持している。
【００４９】
また、記録装置７０は、ＣＡＤからのＮＣデータ等の各種のデータを記録して保持しており、これらのプログラムはＣＰＵ５１によりメモリ５５のプログラム領域にロードされて各部の制御の処理に使用され、データもメモリ５５のデータ領域に読み出されて、所定の処理がなされる。処理されて更新されたデータは、所定の記録媒体の所定のデータ領域に格納されて保存される。また、メモリ５５のデータ領域は、細分化された多数のレジスタ領域を備えており、このレジスタ領域には各種の計数値が一時的に保存される。
【００５０】
表示操作入力装置６９は、部品搭載作業の実行時には、画像処理ユニット５４が作業ヘッド３６側の基板認識用カメラ４９で撮像した基板３２の画像や、同じく画像処理ユニット５４が本体装置側の部品認識用カメラ３８で撮像した部品４３又は４７の画像を表示装置に表示する。またティーチング処理の実行時には、ティーチング画面を表示する。
【００５１】
ＣＰＵ５１は、基板３２に部品４３（又は４７）を搭載するに当たっては、トレー式部品供給装置３５又はテープリール式部品供給装置３４から搭載ヘッド３７先端のノズル４８に吸着した部品４３又は４７を、部品認識用カメラ３８で画像認識し、その画像認識した部品４３又は４７を搭載すべき基板３２の搭載位置を基板認識用カメラ４９で画像認識し、その画像認識した基板上の搭載位置に、上記画像認識した部品４３又は４７を位置補正しながら搭載する。
【００５２】
本実施の形態では、近年特に多くなった０．６×０．３ｍｍ以下というような極微の小型部品を基板３２に搭載するが、そのような小型部品を基板に搭載するに際し、ノズル４８の先端に汚れや異物が付着していたのでは、部品の搭載を正しく実行することが出来ないことは前述した。
【００５３】
そこで、本例では、先ず部品実装前の位置補正のために画像認識を行う部品認織用カメラ３８を用いて、ノズル４８の異常を検出するようにしている。そして、このノズル４８の異常検出では、搭載ヘッド３７にノズル４８が正常に装着されたときのノズルの状態をモデル化された幾何データとして、記録装置７０の所定の記録部に記録されているノズルデータマスタに保持する。
【００５４】
そして、ノズル４８を搭載ヘッド３７に装着する処理、つまりノズル交換の処理を行った後、ノズル４８の先端の状態を示すノズル装着後イメージデータを部品認織用カメラ３８で取得し、その取得したノズル装着後イメージデータとノズルデータマスタに保持されている当該ノズル４８のモデル化された幾何データと比較して正常か異常かを判断する。
【００５５】
更に、基板への部品搭載処理を行った後にも、ノズル４８の先端の状態を示す部品実装後イメージデータを部品認織用カメラ３８で取得し、その取得した部品実装後イメージデータとノズルデータマスタに保持されている当該ノズル４８のモデル化された幾何データと比較して正常か異常かを判断する。
【００５６】
図４は、ＣＰＵ５１による上記の処理動作を説明するフローチャートである。
図５(a) は、上記の処理で使用される予め上述したノズルデータマスタに保持されている或るノズルのモデル化された幾何データであり、同図(b) は、例えば基板への部品実装後にそのノズルに汚れが付着した部品実装後イメージデータの例を示す図である。尚、ノズルが搭載ヘッドから脱落している場合には、部品認織用カメラ３８はノズルの先端に焦点を合わせてあるので、カメラの視野には、焦点の合わない搭載ヘッドを下から見たぼやけた画像しか写し出されない。
【００５７】
図４において、ＣＰＵ５１は、ノズルの交換が行われたか否か判別する（Ｓ０１）。そして、ノズルの交換が行われていれば（Ｓ０１がＹｅｓ）、次に、搭載ヘッド３７を部品認織用カメラ３８の上に移動させ、部品認織用カメラ３８によりノズルの状態を撮像し、その撮像して得られたノズルの状態を示す画像データを、ノズル装着後イメージデータとして、記録装置７０の一時記憶領域に記憶する（Ｓ０２）。
【００５８】
続いて、ＣＰＵ５１は、ノズルデータマスタに保持されている上記のノズルに対応するモデル化された幾何データを読み出して（Ｓ０３）、このモデル化された幾何データと上記のノズル装着後イメージデータと比較し、異常か否かを判断する（Ｓ０４）。
【００５９】
この処理では、例えば図５(a),(b) に示すように、同図(a) のモデル化された幾何データと、同図(b) に示す先端に汚れ又は異物が付着したノズルのノズル装着後イメージデータが比較される。同図(b) に示す例は、オペレータがノズル先端の汚れに気づかないまま、そのノズルをノズル交換器に配置した場合の例である。
【００６０】
このような場合は、両イメージデータは一致しない、すなわち異常と判断される（Ｓ０４がＹｅｓ）。この場合は、ＣＰＵ５１は、本体装置の稼動を直ちに停止させ（Ｓ０５）、続いて、ノズルが異常であることを警告報知する（Ｓ０６）。
【００６１】
この警告報知では、例えば警告灯の点滅表示のほかに、表示装置にノズルが異常であることのメッセージを表示し、更に異常を示しているノズル先端の画像を表示するようにする。
【００６２】
上記処理Ｓ０４の判別で、異常でないときは（Ｓ０４がＮｏ）、通常のように部品の搭載処理を実行した後（Ｓ０７）、次の部品を吸着する前に、搭載ヘッド３７を部品認織用カメラ３８の上に移動させ、部品認織用カメラ３８によりノズルの状態を撮像し、その撮像して得られたノズルの状態を示す画像データを、部品実装後イメージデータとして、記録装置７０の一時記憶領域に記憶する（Ｓ０８）。
【００６３】
続いて、ＣＰＵ５１は、この場合もノズルデータマスタに保持されている上記のノズルに対応するモデル化された幾何データを読み出して（Ｓ０９）、このモデル化された幾何データと上記の部品実装後イメージデータと比較し、異常か否かを判断する（Ｓ０１０）。
【００６４】
この処理では、例えば図５(a),(b) に示すように、同図(a) のモデル化された幾何データと、同図(b) に示す先端に汚れ又は異物が付着したノズルの部品実装後イメージデータが比較される。
【００６５】
この場合は、図５(b) に示す例は、吸着後の部品が脱落し、ノズルの吸着口が余りにも小さいために部品が脱落してもバキュームチューブ６６内の空圧が大きく変化せず、そのため空圧センサ６７では部品が脱落したことを検出できなかった場合であり、そのままの状態で部品搭載処理（空搭載処理）を行ったため、基板の搭載位置に塗布されていた半田がノズルの先端に付着した例を示している。
【００６６】
したがって、この場合も異常であると判断されて（Ｓ１０がＹｓｅ）、上述の処理Ｓ０５及び処理Ｓ０６を実行する。また、上記の処理Ｓ０８で取得された部品実装後イメージデータが、図５(a) のようであれば、異常ではないので（Ｓ１０がＮｏ）、この場合は、処理Ｓ０１に戻って、処理Ｓ０１〜Ｓ１０を繰り返す。
【００６７】
また、上記の処理Ｓ０１における判別で、ノズル交換でないときは（Ｓ０１がＮｏ）、直ちに処理Ｓ０７以降の処理を実行する。
このように、本例では、搭載ヘッドにノズルが正常に装着されたときのノズルの状態をモデル化された幾何データとして予め記録装置の所定の記録部（ノズルデータマスタ）に記録して保持し、ノズルが交換されたとき、及び部品の搭載（実装）処理を行ったときに、その直後のノズルの状態を示す画像データを取得し、その画像データと、当該ノズルのモデル化された幾何データとを比較して正常か異常かを判断しているので、ノズルに少しでも異常があれば、直ちに異常が判別され、ノスル異常の警告報知が行われるので、オペレータは部品搭載処理のエラーが、ノズル状態の不良によって発生したことを直ちに知ることができ、適正に対処することができる。
【００６８】
尚、上記の実施形態では、モデル化された幾何データをノズルデータマスタに保持するようにしているが、これに限ることなく、部品搭載処理プログラム（ＮＣプログラム）の搭載部品ＩＤにリンクする部品マスタ（全ての搭載部品に関するあらゆるデータが記述されているデータ）にモデル化された幾何データを保持するようにしてもよい。
【００６９】
また、ノズルが交換されたとき及び部品の搭載（実装）処理を行ったときに、その直後のノズルの状態を示す画像データを取得し、その画像データと、当該ノズルのモデル化された幾何データとを比較するノズル状態のチェック工程の実施の可否を、段取り時のティーチングのときに、ノズルデータマスタに対応する部品マスタに任意に設定できるようにしておくと、０．６×０．３ｍｍ以下の微小チップの搭載処理のときのみに、ノズル状態のチェック処理を限定することができ、これにより、部品搭載処理のタクトを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の部品搭載装置の主要部の内部構成を模式的に示す図である。
【図２】部品搭載装置の搭載ヘッドの構成を示す拡大斜視図である。
【図３】部品搭載装置のシステムブロック図である。
【図４】部品搭載装置のＣＰＵによるノズル不良検出の処理動作を説明するフローチャートである。
【図５】(a) は予めノズルデータマスタに保持されるモデル化された幾何データの例を示す図、(b) はノズルに汚れが付着したイメージデータの例を示す図である。
【図６】(a) は従来の小型の部品搭載装置の外観斜視図、(b) は上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図７】従来の部品供給ステージ上に取り付けられたテープカートリッジ方式の部品供給装置を模式的に示す斜視図である。
【図８】従来の作業ヘッドのカバーを取り除いて内部の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
１      部品搭載装置
２      表示入力装置
３      モニタ装置
４      警報ランプ
５      基台
６（６−１、６−２）  基板案内レール
７（７−１、７−２）  固定レール
８      移動レール
９      作業ヘッド
１０（１０−１、１０−２）  部品供給ステージ
１１    ノズル（部品吸着ノズル）
１１−１  光拡散板
１１−２  ノズル本体
１２−１、１２−２  チェーン体
１３    ノズル交換器
１４    部品認識用カメラ
１５、１６  取り付け固定孔
１７    部品供給装置
１８    固定レバー
１９    リール式カートリッジ
２１    供給口
２２    トップテープ（カバーテープ）
２３    巻取り用リール
２４    部品収容テープ
２５    搭載ヘッド
２６    基板認識用カメラ
２７    発光部
３１    基板案内レール
３２    基板
３３    供給ステージ
３４    テープリール式部品供給装置
３５    トレー式部品供給装置
３６    作業ヘッド
３７    搭載ヘッド
３８    部品認識用カメラ
３９    部品ステージ
４１    パレット
４２    トレー
４３    部品
４４    テープリール
４５    部品供給口
４６    部品テープ
４７    部品
４８    吸着ノズル
４９    基盤認識用カメラ
５０    部品搭載装置
５１    ＣＰＵ
５２    バス
５３    ｉ／ｏ（入出力）制御ユニット
５４    画像処理ユニット
５５    メモリ
５６    基板照明装置
５７    ＬＥＤ照明器
５８    照明制御ユニット
６１    Ｘ軸モータ
６２    Ｙ軸モータ
６３    Ｚモータ
６４    θ軸モータ
６５    バキュームユニット
６６    バキュームチューブ
６７    空圧センサ
６８    通信ｉ／ｏインターフェース
６９    表示操作入力装置
７０    記録装置
【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】
2006114624.tif 000009
【図８】
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