(57)【要約】  本発明は、基板保持装置と、部品供給装置と、部品移載装置と、第２軸方向において基板保持装置と部品供給装置との間に並設されたカメラ装置と、装着ノズルの第１軸方向の移動速度を制御する第１軸制御手段ならびに装着ノズルの第２軸方向の移動速度を制御する第２軸制御手段ならびに連係制御手段を含む制御装置と、を備えた部品実装機であって、連係制御手段は、装着ノズルが吸着位置から撮像位置まで移動する間で第１軸制御手段の制御による第１軸方向の移動所要時間よりも第２軸制御手段の制御による第２軸方向の移動所要時間が小さいと予測できる場合に、第１軸制御手段の制御を先行させて装着ノズルを第１軸方向に始動し、第２軸制御手段の制御を後行させる。これにより、電子部品の吸着から撮像を経て基板への装着までに要する実装タクトタイムを従来よりも短縮できる。
2014083618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を位置決め保持する基板保持装置と、
前記基板に装着する複数種の電子部品を、第１軸方向に並設された複数の吸着位置にそれぞれ供給する部品供給装置と、
前記複数の吸着位置から前記電子部品を吸着して保持された基板の装着位置に装着する装着ノズル、前記装着ノズルを前記第１軸方向に移動させる第１軸駆動機構、および前記装着ノズルを前記第１軸方向と直角な第２軸方向に移動させる第２軸駆動機構を有する部品移載装置と、
前記第２軸方向において前記基板保持装置と前記部品供給装置との間に並設され、前記装着ノズルに吸着された電子部品を撮像位置で撮像するカメラ装置と、
前記第１軸駆動機構を制御して前記装着ノズルの前記第１軸方向の移動速度成分である第１軸速度を制御する第１軸制御手段、前記第２軸駆動機構を制御して前記装着ノズルの前記第２軸方向の移動速度成分である第２軸速度を制御する第２軸制御手段、ならびに前記第１軸制御手段および前記第２軸制御手段を関連付けて制御し前記装着ノズルを前記吸着位置から前記撮像位置を経由して前記装着位置まで移動させる連係制御手段を含む制御装置と、を備えた部品実装機であって、
前記連係制御手段は、
前記装着ノズルが前記吸着位置から前記撮像位置まで移動する間で、前記第１軸制御手段の制御による前記第１軸方向の移動所要時間よりも前記第２軸制御手段の制御による前記第２軸方向の移動所要時間が小さいと予測できる場合に、
前記第１軸制御手段の制御を先行させて前記装着ノズルを前記第１軸方向に始動し、前記第２軸制御手段の制御を後行させる部品実装機。
【請求項２】
基板を位置決め保持する基板保持装置と、
前記基板に装着する複数種の電子部品を、第１軸方向に並設された複数の吸着位置にそれぞれ供給する部品供給装置と、
前記複数の吸着位置から前記電子部品を吸着して保持された基板の装着位置に装着する装着ノズル、前記装着ノズルを前記第１軸方向に移動させる第１軸駆動機構、および前記装着ノズルを前記第１軸方向と直角な第２軸方向に移動させる第２軸駆動機構を有する部品移載装置と、
前記第２軸方向において前記基板保持装置と前記部品供給装置との間に並設され、前記装着ノズルに吸着された電子部品を撮像位置で撮像するカメラ装置と、
前記第１軸駆動機構を制御して前記装着ノズルの前記第１軸方向の移動速度成分である第１軸速度を制御する第１軸制御手段、前記第２軸駆動機構を制御して前記装着ノズルの前記第２軸方向の移動速度成分である第２軸速度を制御する第２軸制御手段、ならびに前記第１軸制御手段および前記第２軸制御手段を関連付けて制御し前記装着ノズルを前記吸着位置から前記撮像位置を経由して前記装着位置まで移動させる連係制御手段を含む制御装置と、を備えた部品実装機であって、
前記連係制御手段は、
前記装着ノズルが前記吸着位置から前記撮像位置まで移動する間で、前記第１軸制御手段の制御による前記第１軸方向の移動所要時間よりも前記第２軸制御手段の制御による前記第２軸方向の移動所要時間が大きいと予測でき、かつ、前記装着ノズルが前記撮像位置から前記装着位置まで移動する間で、前記第１軸方向の移動所要時間よりも前記第２軸方向の移動所要時間が小さいと予測できる場合に、
前記装着ノズルが前記吸着位置から前記撮像位置まで移動する間で前記撮像位置から前記装着位置に向かう方向の反対側にオーバーランし、かつ前記装着ノズルが前記撮像位置を通過するときに前記撮像位置から前記装着位置に向かう方向の撮像時第１軸速度を有するように前記第１軸制御手段を制御する部品実装機。
【請求項３】
基板を位置決め保持する基板保持装置と、
前記基板に装着する複数種の電子部品を、第１軸方向に並設された複数の吸着位置にそれぞれ供給する部品供給装置と、
前記複数の吸着位置から前記電子部品を吸着して保持された基板の装着位置に装着する装着ノズル、前記装着ノズルを前記第１軸方向に移動させる第１軸駆動機構、および前記装着ノズルを前記第１軸方向と直角な第２軸方向に移動させる第２軸駆動機構を有する部品移載装置と、
前記第２軸方向において前記基板保持装置と前記部品供給装置との間に並設され、前記装着ノズルに吸着された電子部品を撮像位置で撮像するカメラ装置と、
前記第１軸駆動機構を制御して前記装着ノズルの前記第１軸方向の移動速度成分である第１軸速度を制御する第１軸制御手段、前記第２軸駆動機構を制御して前記装着ノズルの前記第２軸方向の移動速度成分である第２軸速度を制御する第２軸制御手段、ならびに前記第１軸制御手段および前記第２軸制御手段を関連付けて制御し前記装着ノズルを前記吸着位置から前記撮像位置を経由して前記装着位置まで移動させる連係制御手段を含む制御装置と、を備えた部品実装機であって、
前記連係制御手段は、
前記装着ノズルが前記吸着位置から前記撮像位置まで移動する間で、前記第１軸制御手段の制御による前記第１軸方向の移動所要時間よりも前記第２軸制御手段の制御による前記第２軸方向の移動所要時間が小さいと予測でき、かつ、前記装着ノズルが前記撮像位置から前記装着位置まで移動する間で、前記第１軸方向の移動所要時間よりも前記第２軸方向の移動所要時間が大きいと予測できる場合に、
前記装着ノズルが前記撮像位置を通過するときに前記吸着位置から前記撮像位置に向かう方向の撮像時第１軸速度を有し、かつ前記装着ノズルが前記撮像位置から前記装着位置まで移動する間で前記吸着位置から前記撮像位置に向かう方向にオーバーランするように前記第１軸制御手段を制御する部品実装機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、
前記第１軸制御手段は、前記装着ノズルが前記撮像位置を通過するときの撮像時第１軸速度を一定に保ち、
前記第２軸制御手段は、前記装着ノズルが前記撮像位置を通過するときの撮像時第２軸速度を一定に保つ部品実装機。
【請求項５】
請求項１を引用した請求項４において、前記第１軸制御手段は、前記撮像時第１軸速度をゼロに保つ部品実装機。
【請求項６】
請求項４または５において、前記第２軸制御手段は、
前記装着ノズルが前記吸着位置を始動し前記撮像位置まで移動する間で前記第２軸方向に最大限の加速を行うときの前記撮像位置における吸着側最大第２軸速度と、前記装着ノズルが前記撮像位置から移動して前記装着位置で停止する間で前記第２軸方向に最大限の減速を行うときの前記撮像位置における装着側最大第２軸速度とを比較し、小さい方を前記撮像時第２軸速度とする撮像時速度決定手段を含み、
前記電子部品の種類によって変化する吸着位置および装着位置の組み合わせに対応して個別に前記撮像時速度決定手段を行う部品実装機。
【請求項７】
請求項５または６において、前記撮像時速度決定手段が前記吸着側最大第２軸速度を前記撮像時第２軸速度としたときに、
前記第２軸制御手段は、前記装着ノズルが前記撮像位置を通過した以降に、最大限の減速を行って前記装着位置に停止できる範囲内で前記第２軸速度を前記撮像時第２軸速度よりも大きく制御する部品実装機。
【請求項８】
請求項５または６において、前記撮像時速度決定手段が前記装着側最大第２軸速度を前記撮像時第２軸速度としたときに、
前記第２軸制御手段は、前記装着ノズルが前記撮像位置を通過する以前に、最大限の減速を行って前記撮像位置を前記撮像時第２軸速度で通過できる範囲内で前記第２軸速度を前記撮像時第２軸速度よりも大きく制御する部品実装機。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれか一項において、
前記部品移載装置は、前記第１軸駆動機構および前記第２軸駆動機構とは別に、前記電子部品を吸着した装着ノズルを移動または回転させる他軸駆動機構をさらに有し、
前記制御装置は、
前記他軸駆動機構を制御する他軸制御手段と、
前記第１軸制御手段および前記第２軸制御手段の制御により前記装着ノズルが前記吸着位置を始動してから前記撮像位置まで移動するのに要する移動時間よりも、前記他軸制御手段の制御により前記他軸駆動機構が前記装着ノズルを移動または回転させるのに要する動作時間が大きい場合に、前記装着ノズルの始動時期を前記他軸駆動機構の動作開始時期から待機時間だけ遅らせる他軸待機手段と、をさらに有する部品実装機。
【請求項１０】
請求項９において、前記他軸待機手段は、前記動作時間から前記移動時間を減算した差時間よりも大きくなる可変の待機時間をデータベースに保持し、あるいは前記可変の待機時間を求める演算式を有する部品実装機。
【請求項１１】
請求項９または１０において、前記他軸駆動機構は、前記第１軸方向および前記第２軸方向に直角な第３軸方向に前記装着ノズルを移動させる第３軸駆動機構、前記装着ノズルを前記第３軸の周りに回転させるノズル回転駆動機構、および複数の装着ノズルを保持したノズルホルダを前記第３軸の周りに回転させるホルダ回転駆動機構の少なくとも一つを含む部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に電子部品を装着する部品実装機に関し、より詳細には、部品装着作業を行う装着ノズルの移動速度の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の電子部品が実装された基板を生産する設備として、はんだ印刷機、部品実装機、基板検査機、リフロー機などがあり、これらを基板搬送装置で連結して基板生産ラインを構築することが一般的になっている。このうち部品実装機では、まず、基板搬送装置が基板を搬送経路に沿って搬入し、基板保持装置により基板を位置決め保持する。次に、部品移載装置の装着ノズルが電子部品を吸着し、カメラ装置まで移動して吸着状態が撮像確認されると、当該の電子部品を基板に装着する。所定種類の所定数の電子部品の装着が終了すると、基板搬送装置が基板を搬出する。これで、電子部品実装の１タクトが終了し、次の基板の搬入に移る。【０００３】
上記した部品移載装置は、電子部品を吸着および装着する装着ノズルと、装着ノズルを水平なＸＹ平面内で移動させるＸ軸駆動機構およびＹ軸駆動機構とを備えるのが一般的である。装着ノズルは、部品供給装置の吸着位置からカメラ装置の撮像位置を経由して、基板の装着位置へと移動する。装着する電子部品の種類によって吸着位置および装着位置は変化するので、毎回の部品装着作業でＸ軸駆動機構およびＹ軸駆動機構の駆動動作が変化する。近年、実装タクトタイムを短縮するために、装着ノズルが高速で移動されるようになってきている。さらに、装着ノズルがカメラ装置の上方を停止することなく移動して、移動しながらの撮像を行うオンザフライ撮像（ On The Fly 撮像）も広まりつつある。【０００４】
特許文献１の電子部品実装機は、オンザフライ撮像を行う装置の一例である。特許文献１では、移載ヘッドに特定の一定速度の直線移動をさせつつ撮像を行うにあたって、一定速度に到達するまでに要する準備距離よりも移載ヘッドが遠い位置に有れば、一旦停止することなく移載ヘッドを駆動させて撮像を行う。また、移載ヘッドが近い位置に有れば、一定速度への加速が可能な所定の撮影移動開始位置まで移載ヘッドを移動して一旦停止させ、この後の加減速により一定速度に到達してから撮像を行う。これにより、搭載タクトを向上できる（実装タクトタイムを短縮できる）、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０１２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１では、一定速度や所定の撮影移動開始位置などの固定的な条件を用いているため、実装タクトタイムの短縮効果が限定的になっている。逆に言えば、電子部品の種類によって変化する吸着位置および装着位置の組み合わせに対応して、装着ノズルの移動速度および移動経路を個別に制御してやることで、より一層の実装タクトタイムの短縮が期待できる。また、従来のＸ軸駆動機構およびＹ軸駆動機構による制御では、装着ノズルのＸ軸速度とＹ軸速度とを関連付ける制御が必ずしも合理化されていない。例えば、装着ノズルがカメラ装置の撮像位置を通過する際に、特定の軸方向の位置や速度の制約から他の軸方向の途中停止や途中減速が必要になる場合があり、移動所要時間の短縮効果が減殺されていた。【０００７】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、電子部品の吸着から撮像を経て基板への装着までに要する実装タクトタイムを従来よりも短縮できる部品実装機を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する請求項１に係る部品実装機の発明は、基板を位置決め保持する基板保持装置と、前記基板に装着する複数種の電子部品を、第１軸方向に並設された複数の吸着位置にそれぞれ供給する部品供給装置と、前記複数の吸着位置から前記電子部品を吸着して保持された基板の装着位置に装着する装着ノズル、前記装着ノズルを前記第１軸方向に移動させる第１軸駆動機構、および前記装着ノズルを前記第１軸方向と直角な第２軸方向に移動させる第２軸駆動機構を有する部品移載装置と、前記第２軸方向において前記基板保持装置と前記部品供給装置との間に並設され、前記装着ノズルに吸着された電子部品を撮像位置で撮像するカメラ装置と、前記第１軸駆動機構を制御して前記装着ノズルの前記第１軸方向の移動速度成分である第１軸速度を制御する第１軸制御手段、前記第２軸駆動機構を制御して前記装着ノズルの前記第２軸方向の移動速度成分である第２軸速度を制御する第２軸制御手段、ならびに前記第１軸制御手段および前記第２軸制御手段を関連付けて制御し前記装着ノズルを前記吸着位置から前記撮像位置を経由して前記装着位置まで移動させる連係制御手段を含む制御装置と、を備えた部品実装機であって、前記連係制御手段は、前記装着ノズルが前記吸着位置から前記撮像位置まで移動する間で、前記第１軸制御手段の制御による前記第１軸方向の移動所要時間よりも前記第２軸制御手段の制御による前記第２軸方向の移動所要時間が小さいと予測できる場合に、前記第１軸制御手段の制御を先行させて前記装着ノズルを前記第１軸方向に始動し、前記第２軸制御手段の制御を後行させる。【０００９】
請求項２に係る部品実装機の発明は、基板を位置決め保持する基板保持装置と、前記基板に装着する複数種の電子部品を、第１軸方向に並設された複数の吸着位置にそれぞれ供給する部品供給装置と、前記複数の吸着位置から前記電子部品を吸着して保持された基板の装着位置に装着する装着ノズル、前記装着ノズルを前記第１軸方向に移動させる第１軸駆動機構、および前記装着ノズルを前記第１軸方向と直角な第２軸方向に移動させる第２軸駆動機構を有する部品移載装置と、前記第２軸方向において前記基板保持装置と前記部品供給装置との間に並設され、前記装着ノズルに吸着された電子部品を撮像位置で撮像するカメラ装置と、前記第１軸駆動機構を制御して前記装着ノズルの前記第１軸方向の移動速度成分である第１軸速度を制御する第１軸制御手段、前記第２軸駆動機構を制御して前記装着ノズルの前記第２軸方向の移動速度成分である第２軸速度を制御する第２軸制御手段、ならびに前記第１軸制御手段および前記第２軸制御手段を関連付けて制御し前記装着ノズルを前記吸着位置から前記撮像位置を経由して前記装着位置まで移動させる連係制御手段を含む制御装置と、を備えた部品実装機であって、前記連係制御手段は、前記装着ノズルが前記吸着位置から前記撮像位置まで移動する間で、前記第１軸制御手段の制御による前記第１軸方向の移動所要時間よりも前記第２軸制御手段の制御による前記第２軸方向の移動所要時間が大きいと予測でき、かつ、前記装着ノズルが前記撮像位置から前記装着位置まで移動する間で、前記第１軸方向の移動所要時間よりも前記第２軸方向の移動所要時間が小さいと予測できる場合に、前記装着ノズルが前記吸着位置から前記撮像位置まで移動する間で前記撮像位置から前記装着位置に向かう方向の反対側にオーバーランし、かつ前記装着ノズルが前記撮像位置を通過するときに前記撮像位置から前記装着位置に向かう方向の撮像時第１軸速度を有するように前記第１軸制御手段を制御する。【００１０】
請求項３に係る部品実装機の発明は、基板を位置決め保持する基板保持装置と、前記基板に装着する複数種の電子部品を、第１軸方向に並設された複数の吸着位置にそれぞれ供給する部品供給装置と、前記複数の吸着位置から前記電子部品を吸着して保持された基板の装着位置に装着する装着ノズル、前記装着ノズルを前記第１軸方向に移動させる第１軸駆動機構、および前記装着ノズルを前記第１軸方向と直角な第２軸方向に移動させる第２軸駆動機構を有する部品移載装置と、前記第２軸方向において前記基板保持装置と前記部品供給装置との間に並設され、前記装着ノズルに吸着された電子部品を撮像位置で撮像するカメラ装置と、前記第１軸駆動機構を制御して前記装着ノズルの前記第１軸方向の移動速度成分である第１軸速度を制御する第１軸制御手段、前記第２軸駆動機構を制御して前記装着ノズルの前記第２軸方向の移動速度成分である第２軸速度を制御する第２軸制御手段、ならびに前記第１軸制御手段および前記第２軸制御手段を関連付けて制御し前記装着ノズルを前記吸着位置から前記撮像位置を経由して前記装着位置まで移動させる連係制御手段を含む制御装置と、を備えた部品実装機であって、前記連係制御手段は、前記装着ノズルが前記吸着位置から前記撮像位置まで移動する間で、前記第１軸制御手段の制御による前記第１軸方向の移動所要時間よりも前記第２軸制御手段の制御による前記第２軸方向の移動所要時間が小さいと予測でき、かつ、前記装着ノズルが前記撮像位置から前記装着位置まで移動する間で、前記第１軸方向の移動所要時間よりも前記第２軸方向の移動所要時間が大きいと予測できる場合に、前記装着ノズルが前記撮像位置を通過するときに前記吸着位置から前記撮像位置に向かう方向の撮像時第１軸速度を有し、かつ前記装着ノズルが前記撮像位置から前記装着位置まで移動する間で前記吸着位置から前記撮像位置に向かう方向にオーバーランするように前記第１軸制御手段を制御する。【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記第１軸制御手段は、前記装着ノズルが前記撮像位置を通過するときの撮像時第１軸速度を一定に保ち、前記第２軸制御手段は、前記装着ノズルが前記撮像位置を通過するときの撮像時第２軸速度を一定に保つ。【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１を引用した請求項４において、前記第１軸制御手段は、前記撮像時第１軸速度をゼロに保つ。【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項４または５において、前記第２軸制御手段は、前記装着ノズルが前記吸着位置を始動し前記撮像位置まで移動する間で前記第２軸方向に最大限の加速を行うときの前記撮像位置における吸着側最大第２軸速度と、前記装着ノズルが前記撮像位置から移動して前記装着位置で停止する間で前記第２軸方向に最大限の減速を行うときの前記撮像位置における装着側最大第２軸速度とを比較し、小さい方を前記撮像時第２軸速度とする撮像時速度決定手段を含み、前記電子部品の種類によって変化する吸着位置および装着位置の組み合わせに対応して個別に前記撮像時速度決定手段を行う。【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項５または６において、前記撮像時速度決定手段が前記吸着側最大第２軸速度を前記撮像時第２軸速度としたときに、前記第２軸制御手段は、前記装着ノズルが前記撮像位置を通過した以降に、最大限の減速を行って前記装着位置に停止できる範囲内で前記第２軸速度を前記撮像時第２軸速度よりも大きく制御する。【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項５または６において、前記撮像時速度決定手段が前記装着側最大第２軸速度を前記撮像時第２軸速度としたときに、前記第２軸制御手段は、前記装着ノズルが前記撮像位置を通過する以前に、最大限の減速を行って前記撮像位置を前記撮像時第２軸速度で通過できる範囲内で前記第２軸速度を前記撮像時第２軸速度よりも大きく制御する。【００１６】
請求項９に係る発明は、請求項４〜８のいずれか一項において、前記部品移載装置は、前記第１軸駆動機構および前記第２軸駆動機構とは別に、前記電子部品を吸着した装着ノズルを移動または回転させる他軸駆動機構をさらに有し、前記制御装置は、前記他軸駆動機構を制御する他軸制御手段と、前記第１軸制御手段および前記第２軸制御手段の制御により前記装着ノズルが前記吸着位置を始動してから前記撮像位置まで移動するのに要する移動時間よりも、前記他軸制御手段の制御により前記他軸駆動機構が前記装着ノズルを移動または回転させるのに要する動作時間が大きい場合に、前記装着ノズルの始動時期を前記他軸駆動機構の動作開始時期から待機時間だけ遅らせる他軸待機手段と、をさらに有する。【００１７】
請求項１０に係る発明は、請求項９において、前記他軸待機手段は、前記動作時間から前記移動時間を減算した差時間よりも大きくなる可変の待機時間をデータベースに保持し、あるいは前記可変の待機時間を求める演算式を有する。【００１８】
請求項１１に係る発明は、請求項９または１０において、前記他軸駆動機構は、前記第１軸方向および前記第２軸方向に直角な第３軸方向に前記装着ノズルを移動させる第３軸駆動機構、前記装着ノズルを前記第３軸の周りに回転させるノズル回転駆動機構、および複数の装着ノズルを保持したノズルホルダを前記第３軸の周りに回転させるホルダ回転駆動機構の少なくとも一つを含む。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る部品実装機の発明では、装着ノズルが吸着位置から撮像位置まで移動する間で第１軸方向の移動所要時間よりも第２軸方向の移動所要時間が小さいと予測できる場合に、第１軸制御手段の制御を先行させて装着ヘッドを第１軸方向に始動し、第２軸制御手段の制御を後行させる。上記した第１軸方向および第２軸方向の移動所要時間の大小関係は、第１軸方向において吸着位置が撮像位置から遠いという第１の特定場合を表している。第１の特定場合に本態様の制御を行うと、装着ノズルの第２軸方向の位置が第１軸方向の位置よりも先に撮像位置に一致しないように制御できる。したがって、装着ノズルが撮像位置を通過するときに、部品供給装置から基板に向かう第２軸方向にノンストップで移動でき、第２軸方向の途中停止や途中減速が不要であることを意味する。【００２０】
これに対して従来制御では、吸着位置がどこであるかを問わず、装着ノズルが始動するときに第１軸速度および第２軸速度を同時に発生させていた。そして、装着ノズルの位置が先に撮像位置に一致する側の軸で、当該軸方向の速度をゼロに落としていた。上記した第１の特定場合に従来制御を行うと、装着ノズルの第２軸方向の位置が先に撮像位置に一致し、第１軸方向の位置が後から撮像位置に一致する。したがって、装着ノズルが撮像位置を通過するときに第２軸速度はゼロに落ちており、撮像位置を通過した後に第２軸方向に大きな加速が必要になる。これは、装着ノズルが撮像位置で屈折した移動経路を通り、かつ、装着ノズルが部品供給装置から基板に向かう第２軸方向で途中停止して再加速することを意味する。【００２１】
したがって、本発明によれば、吸着位置から撮像位置までの移動所要時間に余裕のある第２軸方向の制御を第１軸方向よりも後行させることで、装着ノズルを第２軸方向にノンストップで移動できる。これにより、装着ノズルが吸着位置から装着位置まで移動するのに要する総移動時間を従来よりも短縮できる。つまり、従来よりも実装タクトタイムを短縮できる。【００２２】
請求項２に係る部品実装機の発明では、装着ノズルが吸着位置から撮像位置まで移動する間で第１軸方向の移動所要時間よりも第２軸方向の移動所要時間が大きく、かつ、装着ノズルが撮像位置から装着位置まで移動する間で第１軸方向の移動所要時間よりも第２軸方向の移動所要時間が小さい場合に、装着ノズルが吸着位置から撮像位置まで移動する間で撮像位置から装着位置に向かう方向の反対側にオーバーランし、かつ装着ノズルが撮像位置を通過するときに撮像位置から装着位置に向かう方向の撮像時第１軸速度を有する。上記した第１軸方向および第２軸方向の移動所要時間の大小関係は、第１軸方向において吸着位置が撮像位置に近く、かつ第１軸方向において装着位置が撮像位置から遠いという第２の特定場合を表している。第２の特定場合に本発明の制御を行うと、装着ノズルは、吸着位置を始動した後に装着位置から離れるように大回りしながら撮像位置に到達する。さらに、装着ノズルは、装着位置に向かう方向の撮像時第１軸速度を有して撮像位置を通過する。【００２３】
これに対して、第２の特定場合に従来制御を行うと、装着ノズルが大回りすることはない。つまり、装着ノズルが撮像位置を通過するときに第１軸速度はゼロになり、通過後に第１軸方向に大きく加速する必要が生じる。このため、本発明では、装着ノズルが撮像時第１軸速度を有して撮像位置を通過する分だけ、撮像位置から装着位置までの移動時間を従来よりも短縮できる。また、吸着位置から撮像位置までの間では、第１軸方向の移動所要時間よりも第２軸方向の移動所要時間が大きいので、装着ノズルが第１軸方向に大回りしても時間的なロスは生じない。したがって、本発明によれば、装着ノズルの吸着位置から装着位置までの総移動時間を従来よりも短縮して、従来よりも実装タクトタイムを短縮できる。【００２４】
請求項３に係る部品実装機の発明では、装着ノズルが吸着位置から撮像位置まで移動する間で第１軸方向の移動所要時間よりも第２軸方向の移動所要時間が小さく、かつ、装着ノズルが撮像位置から装着位置まで移動する間で第１軸方向の移動所要時間よりも第２軸方向の移動所要時間が大きい場合に、装着ノズルが撮像位置を通過するときに吸着位置から撮像位置に向かう方向の撮像時第１軸速度を有し、かつ装着ノズルが撮像位置から装着位置まで移動する間で吸着位置から撮像位置に向かう方向にオーバーランする。上記した第１軸方向および第２軸方向の移動所要時間の大小関係は、第１軸方向において吸着位置が撮像位置から遠く、かつ第１軸方向において装着位置が撮像位置に近いという第３の特定場合を表している。第３の特定場合に本発明の制御を行うと、装着ノズルは、吸着位置を始動した方向の撮像時第１軸速度を有して撮像位置を通過し、かつ撮像位置を通過した後に吸着位置から離れるように大回りしながら装着位置に到達する。【００２５】
これに対して、第３の特定場合に従来制御を行うと、装着ノズルが大回りすることはない。つまり、装着ノズルが撮像位置を通過するときの第１軸速度はゼロとなり、吸着位置から撮像位置まで移動する間に大きく減速する必要が生じる。このため、本発明では、装着ノズルが撮像時第１軸速度を有して撮像位置を通過できる分だけ、吸着位置から撮像位置までの移動時間を従来よりも短縮できる。また、撮像位置から装着位置までの間では、第１軸方向の移動所要時間よりも第２軸方向の移動所要時間が大きいので、装着ノズルが第１軸方向に大回りしても時間的なロスは生じない。したがって、本発明によれば、装着ノズルの吸着位置から装着位置までの総移動時間を従来よりも短縮して、従来よりも実装タクトタイムを短縮できる。【００２６】
請求項４に係る発明では、装着ノズルが撮像位置を通過するときの撮像時第１軸速度および撮像時第２軸速度が一定に保たれる。つまり、装着ノズルは撮像位置を斜行するが、移動速度が一定となり、オンザフライ撮像に適した良好な撮像条件が満たされる。このため、加減速により装着ノズルの先端部が振れたりすることが生じない。したがって、カメラ装置は適正な撮像タイミングで鮮明な撮像データを安定的に得て、部品吸着状態を高い精度で判定できる。【００２７】
請求項５に係る発明では、装着ノズルが撮像位置を通過するときの撮像時第１軸速度がゼロに保たれ、撮像時第２軸速度が一定に保たれる。つまり、装着ノズルの移動速度が第２軸方向のみの一定速度となり、オンザフライ撮像に適した極めて良好な撮像条件が満たされる。したがって、カメラ装置は鮮明な撮像データを確実に得て、部品吸着状態を高い精度で確実に判定できる。【００２８】
請求項６に係る発明では、第２軸制御手段は、吸着側最大第２軸速度と装着側最大第２軸速度とを比較して小さい方を撮像時第２軸速度とする撮像時速度決定手段を含み、電子部品の種類によって変化する吸着位置および装着位置の組み合わせに対応して個別に撮像時速度決定手段を行う。つまり、装着する電子部品の種類に応じて実現可能な最大の第２軸速度を個別に決定する。これにより、電子部品の種類に対応して、それぞれで第２軸方向の移動時間を短縮でき、従来よりも実装タクトタイムを短縮できる。【００２９】
仮に、本態様で決定した撮像時第２軸速度を超える過大速度を設定しても、実際の制御が追従せずに不具合が発生する。つまり、装着ノズルが吸着位置を始動し撮像位置まで移動する間で最大限の加速を行っても設定した過大速度まで到達できない不具合、あるいは、装着ノズルが設定した過大速度で撮像位置を通過すると最大限の減速を行っても装着位置で停止できずに通り過ぎてしまう不具合が発生する。一方、本態様で決定した撮像時第２軸速度よりも小さな過小速度を設定すると、速度が減少した分だけ実装タクトタイムが延びる。【００３０】
請求項７に係る発明では、吸着側最大第２軸速度を撮像時第２軸速度としたときに、第２軸制御手段は、装着ノズルが前記撮像位置を通過した以降に、第２軸速度を撮像時第２軸速度よりも大きく制御する。つまり、撮像時第２軸速度が吸着側の加速の制限条件によって決定されたときには、装着側では速度制御に余裕が生じているので装着ノズルをさらに一層高速で移動できる。これにより、実装タクトタイムをさらに一層短縮できる。【００３１】
請求項８に係る発明では、装着側最大第２軸速度を撮像時第２軸速度としたときに、第２軸制御手段は、装着ノズルが撮像位置を通過する以前に、第２軸速度を撮像時第２軸速度よりも大きく制御する。つまり、請求項７とは逆に、撮像時第２軸速度が装着側の減速の制限条件によって決定されたときには、吸着側では速度制御に余裕が生じているので装着ノズルをさらに一層高速で移動できる。これにより、実装タクトタイムをさらに一層短縮できる。【００３２】
請求項９に係る発明では、装着ノズルが吸着位置を始動してから撮像位置まで移動するのに要する移動時間よりも、他軸制御手段の制御により他軸駆動機構が装着ノズルを移動または回転させるのに要する動作時間が大きい場合に、装着ノズルの始動時期を他軸駆動機構の動作開始時期から待機時間だけ遅らせる。装着ノズルが撮像位置に到達したときに他軸駆動機構によって駆動されている途中であると、カメラ装置は鮮明な撮像データを得られない。本態様では待機時間を設けているので、装着ノズルが撮像位置に到達したときに既に他軸駆動が終了しており、カメラ装置は鮮明な撮像データを得られる。また、装着ノズルは、撮像位置で停止して他軸駆動が終了するまで待つ必要がなく、撮像位置をノンストップで通過して途中停止や途中減速を避けることができる。したがって、実装タクトタイムを短縮でき、加えて省電力効果が生じる。【００３３】
請求項１０に係る発明では、他軸待機手段は、可変の待機時間をデータベースに保持し、あるいは可変の待機時間を求める演算式を有している。他軸駆動機構の動作時間は、各種の要因によって変化し得るものである。一方、装着ノズルの移動時間も吸着位置および装着位置により変化する。このような変化に対応した待機時間をデータベースあるいは演算式を用いて正確に推定し最適化することで、請求項９の効果が顕著になる。【００３４】
請求項１１に係る発明では、他軸駆動機構は、第３軸駆動機構、ノズル回転駆動機構、およびホルダ回転駆動機構の少なくとも一つを含んでいる。装着ノズルが撮像位置に到達したときに他軸駆動機構のいずれかが駆動途中であると、カメラ装置は鮮明な撮像データを得られない。待機時間を設けた本態様では、装着ノズルが撮像位置に到達したときに既に全ての他軸の駆動動作が終了しており、カメラ装置は鮮明な撮像データを得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態の部品実装機の装置構成を示した斜視図である。
【図２】制御コンピュータ（制御装置）の部品装着作業に関連する制御機能を説明する機能ブロック図である。
【図３】第１実施形態の部品実装機のうちで部品装着作業に関係する一部分を模式的に示した平面図である。
【図４】第１実施形態の第１の特定場合における装着ノズルの移動制御方法を模式的に説明する平面図である。
【図５】第１実施形態の第２の特定場合の制御に用いる速度時間特性図である。
【図６】第２の特定場合の従来制御に用いる速度時間特性図である。
【図７】第１実施形態の第２の特定場合における装着ノズルの移動制御方法を模式的に説明する平面図である。
【図８】第１実施形態の第２の特定場合の制御に用いる速度時間特性図である。
【図９】第２の特定場合の従来制御に用いる速度時間特性図である。
【図１０】第１実施形態の第３の特定場合に行う装着ノズルの移動制御方法を模式的に説明する平面図である。
【図１１】第１実施形態の第３の特定場合の制御に用いる速度時間特性図である。
【図１２】第２実施形態の制御コンピュータ（制御装置）の部品装着作業に関連する制御機能を説明する機能ブロック図である。
【図１３】第２実施形態の撮像時速度決定手段の機能を説明する第１例のＹ軸速度時間特性図である。
【図１４】図１３の第１例のＹ軸速度時間特性図を変形した第１変形例である。
【図１５】図１３の第１例のＹ軸速度時間特性図を変形した第２変形例である。
【図１６】第２実施形態の撮像時速度決定手段の機能を説明する第２例のＹ軸速度時間特性図である。
【図１７】図１６の第２例のＹ軸速度時間特性図を変形した第３変形例である。
【図１８】従来制御に用いるＹ軸速度時間特性図である。
【図１９】第２実施形態の部品実装機の他軸待機手段の機能を説明する動作時間特性図である。
【図２０】従来制御による他軸動作の機能を説明する動作時間特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の第１実施形態の部品実装機１について、図１〜図１１を参考にして説明する。図１は、第１実施形態の部品実装機１の装置構成を示した斜視図である。図１には共通ベース９０上に並設された２台の部品実装機１が示されており、以降では１台分について説明する。部品実装機１は、基板搬送装置２、部品供給装置３、部品移載装置４、カメラ装置５、制御コンピュータ６（図２示）などが機台９１に組み付けられて構成されている（符号は右手前側の部品実装機１のみに付してある）。図１の右上のＸＹＺ座標軸に示されるように、部品実装機１の水平幅方向（図１の紙面左上から右下に向かう方向）をＸ軸方向、部品実装機１の水平長手方向（図１の紙面左下から右上に向かう方向）をＹ軸方向、鉛直高さ方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向は、本発明の第１軸方向、第２軸方向、および第３軸方向に相当する。
【００３７】
基板搬送装置２は、部品実装機１の長手方向の中間辺りに設けられている。基板搬送装置２は、第１搬送装置２１および第２搬送装置２２が並設された、いわゆるダブルコンベアタイプの装置である。第１および第２搬送装置２１、２２は、２枚の基板Ｋを並行操作してＸ軸方向に搬入し、位置決めし、搬出する。第１および第２搬送装置２１、２２はそれぞれ、機台９１上に離隔してＸ軸方向に平行に並設された一対のコンベアレール（符号略）を有している。各コンベアレールは、搬送経路を形成しており、コンベアベルト（図示省略）が輪転可能に装架されている。コンベアベルトは、輪転することにより、載置された基板Ｋを搬送する。また、第１および第２搬送装置２１、２２はそれぞれ、部品実装位置まで搬送された基板Ｋを機台９１側から押し上げて位置決め保持する基板保持装置（図示省略）を有している。基板Ｋの表面には、電子部品の種類ごとに異なる装着位置Ｐ３が設定されている。
【００３８】
部品供給装置３は、フィーダ方式の装置であり、部品実装機１の長手方向の前部（図１の左前側）に設けられている。部品供給装置３は、機台９１上に複数のカセット式フィーダ３１がＸ軸方向に並設されて構成されている。各カセット式フィーダ３１は、機台９１に離脱可能に取り付けられた本体３２と、本体３２の後部（部品実装機１の前側）に回転可能かつ着脱可能に装着された供給リール３３と、本体３２の先端（部品実装機１の中央寄り）に設けられた部品供給部３４とを備えている。供給リール３３は電子部品を供給する媒体であり、多数の電子部品を一定の間隔で保持したキャリアテープ（図示省略）が巻回されている。このキャリアテープの先端が部品供給部３４まで引き出され、キャリアテープごとに異なる種類の電子部品が供給される。電子部品が供給される位置は、本発明の吸着位置Ｐ１に相当する。複数の吸着位置Ｐ１はＸ軸方向に並設されており、電子部品の種類が異なれば吸着位置Ｐ１も異なる。
【００３９】
部品移載装置４は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能ないわゆるＸＹロボットタイプの装置である。部品移載装置４は、部品実装機１の長手方向の後部（図１の右奥側）から前部の部品供給装置３の上方にかけて配設されている。部品移載装置４は、ヘッド駆動機構４１、実装ヘッド４５などにより構成されている。ヘッド駆動機構４１は、実装ヘッド４５をＸ軸方向に駆動するＸ軸駆動機構４２（図２示）、および実装ヘッド４５をＹ軸方向に駆動するＹ軸駆動機構４３（図２示）を含んでいる。Ｘ軸駆動機構４２およびＹ軸駆動機構４３は、本発明の第１軸駆動機構および第２軸駆動機構に相当する。Ｘ軸駆動機構４２およびＹ軸駆動機構４３として、例えばリニアモータ機構やボールねじ送り機構などを用いることができる。
【００４０】
実装ヘッド４５の下方には、ノズルホルダ４６が設けられている。ノズルホルダ４６は、負圧を利用して部品を吸着および装着する装着ノズルを複数個下向きに保持している。実装ヘッド４５は、Ｚ軸の回りにノズルホルダ４６を回転駆動するＲ軸回転駆動機構４７（図２示）を有している。実装ヘッド４５は、さらに、選択した装着ノズルをＺ軸方向下向きに延伸動作およびＺ軸方向上向きに縮退動作させるＺ軸駆動機構４８（図２示）、および選択した装着ノズルをＺ軸の回りに回転駆動するθ軸回転駆動機構４９（図２示）を有している。Ｒ軸回転駆動機構４７、Ｚ軸駆動機構４８、およびθ軸回転駆動機構４９は、本発明の他軸駆動機構に相当する。これらの他軸駆動機構４７〜４９は、例えば、駆動源にサーボモータを用いて構成できる。
【００４１】
カメラ装置５は、装着ノズルに吸着された電子部品を下方から撮像する。カメラ装置５は、Ｙ軸方向において基板搬送装置２の基板保持装置と部品供給装置３との間に並設されている。具体的に、カメラ装置５は、部品供給装置３の部品供給部３４付近の機台９１に上向きに配設されている。カメラ装置５の上方空間に撮像位置Ｐ２が設定されている。
【００４２】
制御コンピュータ６は、基板搬送装置２、部品供給装置３、部品移載装置４、およびカメラ装置５と通信ケーブルによって接続されている。制御コンピュータ６は、各装置２〜５から必要な情報を入手して演算や判定などを行い、適宜指令を発して各装置２〜５の動作を制御する。オペレータが制御コンピュータ６から出力された情報を確認し、さらには必要な操作や設定を行うために、上部のカバー９２の前側上部に表示操作装置９３が配設されている。
【００４３】
第１実施形態の部品実装機１において、電子部品の吸着から装着に至る一連の部品装着作業は次のように行われる。すなわち、まず、部品移載装置４のヘッド駆動機構４１は、装着する電子部品が供給されるカセット式フィーダ３１の部品供給部３４の上方まで実装ヘッド４５を移動する。次に、装着ノズルは、吸着位置Ｐ１で負圧を利用して下方の先端部で電子部品を吸着する。次に、ヘッド駆動機構４１は、カメラ装置５の上方の撮像位置Ｐ２まで実装ヘッド４５を移動する。カメラ装置５は、装着ノズルが電子部品を吸着している状態を下方から撮像して、部品吸着状態を確認する。次に、ヘッド駆動機構４１は、位置決めされた基板Ｋの上方まで実装ヘッド４５を移動する。次に、装着ノズルがＺ軸方向下向きに延伸動作し、電子部品が基板Ｋの装着位置Ｐ３に当接し負圧が解消されて装着される。なお、他軸駆動機構４７〜４９についての詳細な説明は省略しているが、これらも適宜動作する。
【００４４】
上述した部品装着作業は、本発明の制御装置に相当する制御コンピュータ６によって実行制御されている。図２は、制御コンピュータ６（制御装置）の部品装着作業に関連する制御機能を説明する機能ブロック図である。制御コンピュータ６は、Ｘ軸制御手段６１、Ｙ軸制御手段６２、および連係制御手段６３を含んでいる。Ｘ軸制御手段６１は、本発明の第１軸制御手段に相当し、Ｘ軸駆動機構４２を制御して装着ノズルのＸ軸方向の移動速度成分であるＸ軸速度Ｖｘを制御する。Ｙ軸制御手段６２は、本発明の第２軸制御手段に相当し、Ｙ軸駆動機構４３を制御して装着ノズルのＹ軸方向の移動速度成分であるＹ軸速度Ｖｙを制御する。連係制御手段６３は、Ｘ軸制御手段６１およびＹ軸制御手段６２を関連付けて制御し、装着ノズルを吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２を経由して装着位置Ｐ３まで移動させる。
【００４５】
また、制御コンピュータ６は、Ｒ軸回転駆動機構４７を制御するＲ軸制御手段６４、Ｚ軸駆動機構４８を制御するＺ軸制御手段６５、およびθ軸回転駆動機構４９を制御するθ軸制御手段６６を含んでいる。Ｒ軸制御手段６４、Ｚ軸制御手段６５、およびθ軸制御手段６６は、本発明の他軸制御手段に相当する。さらに、制御コンピュータ６は、装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過する撮像タイミングを見計らってカメラ装置５に撮像を行わせるオンザフライ撮像制御手段６７を含んでいる。
【００４６】
次に、制御コンピュータ６による部品装着作業時の装着ノズルの移動制御方法について説明する。なお、説明を簡明にするために、以降ではノズルホルダ４６に保持された装着ノズルは１個であるとし、第１搬送装置２１上の基板Ｋを考える。図３は、第１実施形態の部品実装機１のうちで部品装着作業に関係する一部分を模式的に示した平面図である。図３には、部品供給装置３の吸着位置Ｐ１、カメラ装置５の撮像位置Ｐ２、および第１搬送装置２１に保持された基板Ｋの装着位置Ｐ３が示されている。吸着位置Ｐ１および装着位置Ｐ３は電子部品の種類に応じて位置変化し、撮像位置Ｐ２は固定位置である。
【００４７】
図３の右方向を＋Ｘ軸方向、その逆の左方向を−Ｘ軸方向、部品供給装置３から基板Ｋに向かう上方向を＋Ｙ軸方向、その逆の下方向を−Ｙ軸方向とする。また、図示されるように、吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２までの第１Ｘ軸距離Ｄｘおよび第１Ｙ軸距離Ｄｙとし、撮像位置Ｐ２から装着位置Ｐ３までの第２Ｘ軸距離Ｌｘおよび第２Ｙ軸距離Ｌｙとする。装着ノズルは、電子部品の吸着から装着までの間に＋Ｘ軸方向および−Ｘ軸方向に移動し、かつＸ軸方向の移動に重畳して＋Ｙ軸方向に移動し、−Ｙ軸方向には移動しない。もちろん、装着ノズルは、電子部品の装着を終えた後には、−Ｙ軸方向に移動して次の電子部品の吸着に向かう。
【００４８】
本第１実施形態で、制御コンピュータ６は、３種類の特定場合に従来制御と異なる新しい移動制御を行う。第１の特定場合は、装着ノズルが吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２まで移動する間でＸ軸方向の移動所要時間よりもＹ軸方向の移動所要時間が小さいと予測できる場合である。ここで、例えばＸ軸駆動機構４２とＹ軸駆動機構４３とで速度性能が同等の場合には、移動所要時間の大小関係は移動距離の大小関係に置き換えて考えることができる。つまり、次の不等式（１）が成立すると第１の特定場合に該当する。
（第１Ｘ軸距離Ｄｘ）＞（第１Ｙ軸距離Ｄｙ）……………（１）
また、Ｘ軸駆動機構４２とＹ軸駆動機構４３とで速度性能が異なる場合であっても、移動距離があらかじめ定まっているので、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の移動所要時間を予測できる。これにより、第１の特定場合に該当するか否かを判定できる。
【００４９】
第１の特定場合に、連係制御手段６３は、Ｘ軸制御手段６１によるＸ軸駆動機構４２の動作を先行させて装着ヘッドを吸着位置Ｐ１からＸ軸方向に始動し、Ｙ軸制御手段６２によるＹ軸駆動機構４３の動作を後行させる。図４は、第１実施形態の第１の特定場合における装着ノズルの移動制御方法を模式的に説明する平面図である。
【００５０】
図４では、不等式（１）が成立しており、第２Ｘ軸距離Ｌｘ＝０の場合が例示されている。図４で、太い実線は第１実施形態の制御による装着ノズルの移動経路Ｔｒ１を示し、中太の破線は従来制御による装着ノズルの移動経路Ｔｒ２を示している。また、図５は第１実施形態の第１の特定場合の制御に用いる速度時間特性図であり、図６は第１の特定場合の従来制御に用いる速度時間特性図である。図５および図６で、横軸は共通の時間軸ｔであり、図４に示された装着ノズルの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｑ１、Ｑ２が併記されている。
【００５１】
図５に示される第１実施形態の制御では、時刻ｔ１に装着ノズルが吸着位置Ｐ１から始動するときにＸ軸速度Ｖｘのみが発生する。装着ノズルは、図４の移動経路Ｔｒ１に示されるように、吸着位置Ｐ１から＋Ｘ軸方向に移動する。装着ノズルが途中位置Ｑ１に達した時刻ｔ３には、Ｙ軸速度Ｖｙが重畳される。すると、装着ノズルの移動経路Ｔｒ１は、屈曲しながら撮像位置Ｐ２の方向に向かう。装着ノズルが撮像位置Ｐ２に近づくと、Ｘ軸速度Ｖｘが減速される。装着ノズルは、時刻ｔ４にＹ軸速度Ｖｙのみを有して撮像位置Ｐ２を＋Ｙ軸方向に通過する。また、通過するタイミングで、装着ノズルはカメラ装置５によって撮像される。以降、装着ノズルは＋Ｙ軸方向に直進し、装着位置Ｐ３に近づくとＹ軸速度Ｖｙが減速される。時刻ｔ５に、装着ノズルは装着位置Ｐ３に到達して停止する。
【００５２】
一方、図６に示される従来制御では、時刻ｔ１に装着ノズルが吸着位置Ｐ１から始動するときにＸ軸速度ＶｘおよびＹ軸速度Ｖｙが同時に発生する。装着ノズルは、移動経路Ｔｒ２に示されるように、吸着位置Ｐ１から斜めに移動する。装着ノズルのＹ軸方向位置が撮像位置Ｐ２に近付くと、Ｙ軸速度Ｖｙが減速される。時刻ｔ２に途中位置Ｑ２で装着ノズルのＹ軸方向位置が撮像位置Ｐ２に一致した後、装着ノズルは、Ｘ軸速度Ｖｘのみを有して＋Ｘ軸方向に移動する。装着ノズルが撮像位置Ｐ２に近づくと、Ｘ軸速度Ｖｘが減速される。時刻ｔ４に装着ノズルが撮像位置Ｐ２に到達すると瞬間的に停止状態となる。また、このタイミングで、装着ノズルはカメラ装置５によって撮像される。以降、装着ノズルは、Ｙ軸速度Ｖｙが加速されて＋Ｙ軸方向に直進する。装着ノズルが装着位置Ｐ３に近づくとＹ軸速度Ｖｙが減速される。時刻ｔ６に、装着ノズルは装着位置Ｐ３に到達して停止する。
【００５３】
図５と図６を比較すると、Ｘ軸速度Ｖｘの時間特性は一致しており、吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２までの移動時間（ｔ１〜ｔ４）も変わらない。しかしながら、図６の従来制御では、装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過するときのＹ軸速度Ｖｙ＝０であり、通過後の加速が必要である。これに対して、図５の第１実施形態の制御では、装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過するときにＹ軸速度Ｖｙを有し、Ｙ軸方向で途中減速していない。したがって、第１実施形態の制御によれば、図６に破線のハッチングＨ１で示される移動距離相当分だけ、従来制御よりも装着ノズルが先行する。この先行分に相当して、装着ノズルが装着位置Ｐ３に到達する時刻ｔ５が早められている（ｔ５＜ｔ６）。
【００５４】
第１実施形態の第１の特定場合には、吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２までの移動所要時間に余裕のあるＹ軸方向の制御をＸ軸方向よりも後行させることで、装着ノズルを＋Ｙ軸方向にノンストップで移動させることができる。これにより、装着ノズルが吸着位置Ｐ１から装着位置Ｐ３まで移動するのに要する総移動時間を従来よりも短縮できる。つまり、従来よりも実装タクトタイムを短縮できる。さらに、図６の従来制御ではＹ軸方向で途中停止しているのに対し、図５の第１実施形態の制御ではＹ軸方向の途中停止や途中減速が不要になる。したがって、Ｙ軸方向に関して、減速時の駆動エネルギーの浪費が抑制されて省電力効果が生じる。
【００５５】
次に、第２の特定場合は、装着ノズルが吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２まで移動する間でＸ軸方向の移動所要時間よりもＹ軸方向の移動所要時間が大きく、かつ、装着ノズルが撮像位置Ｐ２から装着位置Ｐ３まで移動する間でＸ軸方向の移動所要時間よりもＹ軸方向の移動所要時間が小さい場合である。ここで、例えばＸ軸駆動機構４２とＹ軸駆動機構４３とで速度性能が同等の場合には、移動所要時間の大小関係は移動距離の大小関係に置き換えて考えることができる。つまり、次の不等式（２）および（３）が共に成立すると第２の特定場合に該当する。
（第１Ｘ軸距離Ｄｘ）＜（第１Ｙ軸距離Ｄｙ）……………（２）
（第２Ｘ軸距離Ｌｘ）＞（第２Ｙ軸距離Ｌｙ）……………（３）
また、Ｘ軸駆動機構４２とＹ軸駆動機構４３とで速度性能が異なる場合であっても、移動距離があらかじめ定まっているので、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の移動所要時間を予測できる。これにより、第２の特定場合に該当するか否かを判定できる。
【００５６】
第２の特定場合に、連係制御手段６３は、装着ノズルが吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２まで移動する間で撮像位置Ｐ２から装着位置Ｐ３に向かう方向の反対側にオーバーランさせる。かつ、連係制御手段６３は、装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過するときに撮像位置Ｐ２から装着位置Ｐ３に向かう方向の撮像時第１軸速度（Ｘ軸速度Ｖｘ）を有するように制御する。図７は、第１実施形態の第２の特定場合における装着ノズルの移動制御方法を模式的に説明する平面図である。
【００５７】
図７では、不等式（２）および（３）が共に成立しており、第１Ｘ軸距離Ｄｘ＝０の場合が例示されている。図７で、太い実線は第１実施形態の制御による装着ノズルの移動経路Ｔｒ３を示し、中太の破線は従来制御による装着ノズルの移動経路Ｔｒ４を示している。また、図８は第１実施形態の第２の特定場合の制御に用いる速度時間特性図であり、図９は第２の特定場合の従来制御に用いる速度時間特性図である。図８および図９で、横軸は共通の時間軸ｔであり、図７に示された装着ノズルの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５が併記されている。
【００５８】
図８に示される第１実施形態の制御では、連係制御手段は、時刻ｔ１１に装着ノズルが吸着位置Ｐ１から始動するときに、Ｙ軸速度Ｖｙと＋Ｘ軸方向のＸ軸速度Ｖｘとを同時に発生させる。ここで、＋Ｘ軸方向のＸ軸速度Ｖｘは、撮像位置Ｐ２から装着位置Ｐ３に向かう−Ｘ軸方向の反対側である。装着ノズルは、図７の移動経路Ｔｒ３に示されるように、吸着位置Ｐ１から装着位置Ｐ３の反対側の方向に斜めにオーバーランし、装着位置Ｐ３から離れるように大回りする。そして、時刻ｔ１２に装着ノズルが吸着位置Ｐ１と撮像位置Ｐ２との中間付近の途中位置Ｑ３に到達すると、Ｘ軸速度Ｖｘが−Ｘ軸方向に変化する。これ以降には反対側のオーバーランが徐々に減少して、装着ノズルは撮像位置Ｐ２に向かう。そして、時刻ｔ１３に装着ノズルが撮像位置Ｐ２に到達するまでにオーバーランが解消される。すなわち、図８のＸ軸速度Ｖｘの時間特性で、ハッチングＨ２の面積（移動距離に相当）とハッチングＨ３の面積とが等しくなる。
【００５９】
装着ノズルは、時刻ｔ１３に−Ｘ軸方向のＸ軸速度ＶｘおよびＹ軸速度Ｖｙを有して撮像位置Ｐ２を斜めに通過する。また、装着ノズルは、通過するタイミングにカメラ装置５によって撮像される。このときの−Ｘ軸方向のＸ軸速度Ｖｘは、本発明の撮像時第１軸速度に相当する。以降、装着ノズルは斜めに移動する。装着ノズルのＹ軸方向位置が装着位置Ｐ３に近付くと、Ｙ軸速度Ｖｙが減速される。時刻ｔ１４に途中位置Ｑ４で、装着ノズルのＹ軸方向位置が装着位置Ｐ３に一致した後、装着ノズルはＸ軸速度Ｖｘのみを有して−Ｘ軸方向に移動する。装着ノズルが装着位置Ｐ３に近づくとＸ軸速度Ｖｘが減速される。装着ノズルは、時刻ｔ１５に装着位置Ｐ３に到達して停止する。
【００６０】
一方、図９に示される従来制御では、装着ノズルが大回りすることはない。つまり、時刻ｔ１１に装着ノズルが吸着位置Ｐ１から始動するときに、Ｙ軸速度Ｖｙのみが発生する。装着ノズルは、移動経路Ｔｒ４に示されるように、吸着位置Ｐ１から＋Ｙ軸方向に移動する。装着ノズルは、時刻ｔ１３に撮像位置Ｐ２を＋Ｙ軸方向に通過する。また、装着ノズルは、通過するタイミングにカメラ装置５によって撮像される。装着ノズルは、撮像位置Ｐ２を通過した直後から−Ｘ軸方向に加速され、徐々に斜めに向きを変えながら移動する。装着ノズルのＹ軸方向位置が装着位置Ｐ３に近付くと、Ｙ軸速度Ｖｙが減速される。時刻ｔ１４に途中位置Ｑ５で装着ノズルのＹ軸方向位置が装着位置Ｐ３に一致した後、装着ノズルはＸ軸速度Ｖｘのみを有して−Ｘ軸方向に移動する。途中位置Ｑ５は、第１実施形態の途中位置Ｑ４と比較して、装着位置Ｐ３から離れている。装着ノズルが装着位置Ｐ３に近づくとＸ軸速度Ｖｘが減速される。装着ノズルは、時刻ｔ１６に装着位置Ｐ３に到達して停止する。
【００６１】
図８と図９を比較すると、Ｙ軸速度Ｖｙの時間特性は一致しており、吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２までの移動時間（ｔ１１〜ｔ１３）も変わらない。しかしながら、図９の従来制御では、装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過するときのＸ軸速度Ｖｘ＝０であり、通過後の加速が必要である。これに対して、図８の第１実施形態の制御では、撮像位置Ｐ２を通過するときに−Ｘ軸方向のＸ軸速度Ｖｘを有している。したがって、第１実施形態の制御によれば、図９に破線のハッチングＨ４で示される移動距離分だけ、従来制御よりも装着ノズルが先行する。この先行分に相当して、装着ノズルが装着位置Ｐ３に到達する時刻ｔ１５が早められている（ｔ１５＜ｔ１６）。
【００６２】
第１実施形態の第２の特定場合には、装着ノズルが−Ｘ軸方向のＸ軸速度Ｖｘを有して撮像位置Ｐ２を通過する分だけ、撮像位置Ｐ２から装着位置Ｐ３までの移動時間を従来よりも短縮できる。また、吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２までの間では、Ｘ軸方向の移動所要時間よりもＹ軸方向の移動所要時間（ｔ１１〜ｔ１３）が大きいので、装着ノズルがＸ軸方向に大回りしても時間的なロスは生じない。したがって、装着ノズルの吸着位置Ｐ１から装着位置Ｐ３までの総移動時間を従来よりも短縮して、従来よりも実装タクトタイムを短縮できる。
【００６３】
次に、第３の特定場合は、装着ノズルが吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２まで移動する間でＸ軸方向の移動所要時間よりもＹ軸方向の移動所要時間が小さく、かつ、装着ノズルが撮像位置Ｐ２から装着位置Ｐ３まで移動する間でＸ軸方向の移動所要時間よりもＹ軸方向の移動所要時間が大きい場合である。ここで、例えばＸ軸駆動機構４２とＹ軸駆動機構４３とで速度性能が同等の場合には、移動所要時間の大小関係は移動距離の大小関係に置き換えて考えることができる。つまり、次の不等式（４）および（５）が共に成立すると第３の特定場合に該当する。
（第１Ｘ軸距離Ｄｘ）＞（第１Ｙ軸距離Ｄｙ）……………（４）
（第２Ｘ軸距離Ｌｘ）＜（第２Ｙ軸距離Ｌｙ）……………（５）
また、Ｘ軸駆動機構４２とＹ軸駆動機構４３とで速度性能が異なる場合であっても、移動距離があらかじめ定まっているので、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の移動所要時間を予測できる。これにより、第３の特定場合に該当するか否かを判定できる。
【００６４】
第３の特定場合に、連係制御手段６３は、装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過するときに吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２に向かう方向の撮像時第１軸速度（Ｘ軸速度Ｖｘ）を有するように制御する。かつ、連係制御手段６３は、装着ノズルが撮像位置Ｐ２から装着位置Ｐ３まで移動する間で吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２に向かう方向にオーバーランさせる。図１０は、第１実施形態の第３の特定場合に行う装着ノズルの移動制御方法を模式的に説明する平面図である。
【００６５】
図１０では、不等式（４）および（５）が共に成立しており、かつ、吸着位置Ｐ１、撮像位置Ｐ２、および装着位置Ｐ３の配置が図４に示される第１の特定場合と同じになっている。図１０で、太い実線は第３の特定場合の制御による装着ノズルの移動経路Ｔｒ５を示し、中太の破線は第１の特定場合の制御による装着ノズルの移動経路Ｔｒ１を再表示している。また、図１１は第１実施形態の第３の特定場合の制御に用いる速度時間特性図である。図１１で、横軸は共通の時間軸ｔであり、図１０に示された装着ノズルの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｑ６、Ｑ７が併記されている。
【００６６】
図１１に示される第１実施形態の第３の特定場合の制御では、連係制御手段６３は、時刻ｔ２１に装着ノズルが吸着位置Ｐ１から始動するときにＸ軸速度Ｖｘのみを発生させる。装着ノズルは、図１０の移動経路Ｔｒ５に示されるように、吸着位置Ｐ１から＋Ｘ軸方向に移動する。装着ノズルが途中位置Ｑ６に達した時刻ｔ２２には、Ｙ軸速度Ｖｙが重畳される。図示されるように、途中位置Ｑ６は第１の特定場合の途中位置Ｑ１よりも吸着位置Ｐ２に近い。つまり、Ｙ軸速度Ｖｙが重畳される時刻ｔ２２は、第１の特定場合の時刻ｔ３よりも早い（ｔ２２＜ｔ３）。装着ノズルの移動経路Ｔｒ５は、屈曲しながら撮像位置Ｐ２の方向に向かう。装着ノズルが撮像位置Ｐ２に近づいても、第１の特定場合と異なって、Ｘ軸速度Ｖｘは減速されない。装着ノズルは、時刻ｔ２３にＸ軸速度ＶｘおよびＹ軸速度Ｖｙを有して撮像位置Ｐ２を斜めに通過する。また、通過するタイミングで、装着ノズルはカメラ装置５によって撮像される。このときのＸ軸速度Ｖｘは、本発明の撮像時第１軸速度に相当する。
【００６７】
以降、装着ノズルは、撮像位置Ｐ２から装着位置Ｐ３まで移動する間で、＋Ｘ軸方向にオーバーランして、吸着位置Ｐ１から離れるように大回りする。そして、時刻ｔ２４に装着ノズルが撮像位置Ｐ２と装着位置Ｐ３との中間付近の途中位置Ｑ７に到達すると、Ｘ軸速度Ｖｘが−Ｘ軸方向に変化する。これ以降にはオーバーランが徐々に減少して、装着ノズルは装着位置Ｐ３に向かう。そして、装着ノズルが装着位置Ｐ３に近づくと、Ｘ軸速度ＶｘおよびＹ軸速度Ｖｙが減速される。装着ノズルは、時刻ｔ２５に装着位置Ｐ３に到達して停止する。
【００６８】
図１１を図５と比較すると、Ｙ軸速度Ｖｙの時間特性の台形形状は一致しているが、図１１では台形形状の位置が図５よりも時間的に先行している。つまり、装着ノズルが装着位置Ｐ３に到達する時刻ｔ２５が一層早められている（ｔ２５＜ｔ５）。この効果は、装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過するときのＸ軸速度Ｖｘの有無に起因して発生している。これを図１１上で説明するために、第１の特定場合に装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過する時刻ｔ４を図１１に転記する。この通過時刻ｔ４は、Ｘ軸速度Ｖｘを減速した分（破線示）だけ第３の特定場合の通過時刻ｔ２３よりも遅れている。したがって、第３の特定場合では、この差分Δｔ（＝ｔ４−ｔ２３）だけ、Ｙ軸速度Ｖｙを重畳させる時刻ｔ２２を早めることができる。結果として、装着ノズルの吸着位置Ｐ１から装着位置Ｐ３までの総移動時間は、第１の特定場合よりも差分Δｔだけ短縮される。
【００６９】
第１実施形態の第３の特定場合には、装着ノズルがＸ軸速度Ｖｘを有して撮像位置Ｐ２を通過できる分だけ、吸着位置Ｐ１から撮像位置Ｐ２までの移動時間を従来制御や第１の特定場合よりも短縮できる。また、撮像位置Ｐ２から装着位置Ｐ３までの間では、Ｘ軸方向の移動所要時間よりもＹ軸方向の移動所要時間が大きいので、装着ノズルがＸ軸方向に大回りしても時間的なロスは生じない。したがって、装着ノズルの吸着位置Ｐ１から装着位置Ｐ３までの総移動時間を従来制御や第１の特定場合よりもさらに一層短縮して、実装タクトタイムをさらに一層短縮できる。加えて、図１１に示されるように、Ｙ軸方向に関して、Ｙ軸速度Ｖｙが途中減速されず、減速時の駆動エネルギーの浪費が抑制されて省電力効果が生じる。
【００７０】
なお、ノズルホルダ４６に保持された複数の装着ノズルにより複数の電子部品の装着作業をまとめて行う場合にも、第１実施形態による装着ノズルの移動制御を実施できる。この場合には、部品供給装置３で最後に電子部品を吸着する吸着位置Ｐ１、および基板Ｋ上で最初に電子部品を装着する装着位置Ｐ３を考慮すればよい。また、第１実施形態における装着ノズルの速度時間特性は、一定加速度の加速期間、定速度期間、および一定減速速度の減速期間からなる台形形状で図面に例示されているが、これに限定されない。すなわち、Ｘ軸速度ＶｘおよびＹ軸速度Ｖｙの時間的性は、装着する電子部品の吸着位置Ｐ１と装着位置Ｐ３の組み合わせに応じて、適宜可変に制御できる。また、吸着位置Ｐ１と装着位置Ｐ３の組み合わせが３種類の特定場合に該当しないときには、従来の制御方法を用いることができる。
【００７１】
ところで、図５、図８および図１１に示されるように３種類の特定場合でそれぞれ、装着ノズルのＹ軸速度Ｖｙの時間特性は一つの台形形状となっており、途中停止や途中減速の必要が無い。Ｙ軸駆動機構の加速性能および減速性能が極めて高ければ、このような制御を行えて、定速度期間中に一定の上限速度を維持できる。しかしながら、実際には吸着位置Ｐ１と装着位置Ｐ３との距離は限定されており、加速性能および減速性能の限界によってＹ軸速度Ｖｙの時間特性が制約されがちである。このため、定速度期間中に撮像位置Ｐ２を通過することが難しくなる。装着ノズルが加速しているときや減速しているときに撮像を行うと、鮮明な撮像データを得られなくなるおそれが生じる。例えば、加速中や減速中には装着ノズルに応力が発生するので、これによってノズル先端部が振れたりして、撮像データの精度が低下しがちになる。また、装着ノズルの加速中や減速中では撮像タイミングの取り方が難しく、駆動機構とカメラ装置との間で同期を保てなくなるおそれが生じる。
【００７２】
また、装着ノズルが撮像位置Ｐ２に到達したときに他軸駆動機構４７〜４９によって駆動されている途中であると、カメラ装置５は鮮明な撮像データを得られない。このときに、装着ノズルは撮像位置Ｐ２で停止し、他軸駆動の終了を待ってカメラ装置５が撮像を行い、その後に装着ノズルが再始動することになる。この結果として、装着ノズルの移動時間が延びてしまうおそれが生じる。
【００７３】
第２実施形態の部品実装機は、上述したおそれを解消する。第２実施形態の部品実装機について、図１２〜図２０を参考にして説明する。第２実施形態の部品実装機の装置構成は第１実施形態と同じであり、制御コンピュータ６の制御機能が異なる。図１２は、第２実施形態の制御コンピュータ６Ａ（制御装置）の部品装着作業に関連する制御機能を説明する機能ブロック図である。第２実施形態の制御コンピュータ６Ａは、第１実施形態の各手段６１〜６７を含むことに加えて、Ｙ軸制御手段６２内に撮像時速度決定手段６８を含み、さらに他軸待機手段６９を含んでいる。
【００７４】
図１３は、第２実施形態の撮像時速度決定手段６８の機能を説明する第１例のＹ軸速度時間特性図である。図１３で横軸は時間軸ｔ、縦軸はＹ軸速度Ｖｙを示している。撮像時速度決定手段６８は、カメラ装置５の撮像中心位置ＰＭの周りに所定範囲を有した撮像位置Ｐ２を設定する。そして、撮像時速度決定手段６８は、撮像位置Ｐ２の範囲内で撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳ（撮像時第２軸速度）を一定に保つ。
【００７５】
図１３で、撮像時速度決定手段６８は、まず、時刻ｔ５１に装着ノズルが吸着位置Ｐ１を始動して時刻ｔ５２に撮像位置Ｐ２の始端まで移動する間で、Ｙ軸方向に最大限の加速を行うときの撮像位置Ｐ２の始端における吸着側最大Ｙ軸速度Ｖｙａ（吸着側最大第２軸速度）を演算する。この演算は、装着する電子部品によって定まる第１Ｙ軸距離ＤｙとＹ軸駆動機構４３の加速性能に基づいて行う。撮像時速度決定手段６８は、次に、装着ノズルが時刻ｔ５４に撮像位置Ｐ２の終端から移動して装着位置Ｐ３で停止する間で、Ｙ軸方向に最大限の減速を行うときの撮像位置Ｐ２の終端における装着側最大Ｙ軸速度Ｖｙｄ（装着側最大第２軸速度）を演算する。この演算は、装着する電子部品によって定まる第２Ｙ軸距離ＬｙとＹ軸駆動機構４３の減速性能に基づいて行う。撮像時速度決定手段６８は、三番目に、吸着側最大Ｙ軸速度Ｖｙａと装着側最大Ｙ軸速度Ｖｙｄとを比較し、小さい方を撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳとする。図１３の第１例では、吸着側最大Ｙ軸速度Ｖｙａが撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳとされている。
【００７６】
これにより、Ｙ軸制御手段６２の第１例におけるＹ軸速度時間特性が決まる。すなわち、Ｙ軸制御手段６２は、時刻ｔ５１に装着ノズルが吸着位置Ｐ１を始動した直後から最大限の加速を行う。装着ノズルは、時刻ｔ５２に撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳまで加速されてちょうど撮像位置Ｐ２の始端に到達する。その後、Ｙ軸制御手段６２は撮像位置Ｐ２の範囲内で撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳを一定に保ち、装着ノズルは時刻ｔ５３に撮像中心位置ＰＭを通過する。このタイミングで、装着ノズルはカメラ装置５に撮像される。撮像が終了した後もＹ軸制御手段６２は撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳを一定に保ち、装着ノズルは時刻ｔ５４に撮像位置Ｐ２の終端に到達する。この後、Ｙ軸制御手段６２は概ね一定の減速度で減速し、装着ノズルは時刻ｔ５５に装着位置Ｐ３に到達して停止する。
【００７７】
また、図１３では、撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳが吸着側の加速の制限条件によって決定されているので、装着側では速度制御に余裕が生じている。したがって、第２軸制御手段の第１例のＹ軸速度時間特性図は、図１４や図１５のように変形することもできる。図１４は図１３の第１例のＹ軸速度時間特性図を変形した第１変形例であり、図１５は図１３の第１例のＹ軸速度時間特性図を変形した第２変形例である。
【００７８】
図１４の第１変形例では、装着ノズルが時刻ｔ５４に撮像位置Ｐ２の終端に到達した以降も、Ｙ軸制御手段６２は撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳを維持する。Ｙ軸制御手段６２は、時刻ｔ５６以降は最大限の減速を行い、装着ノズルは時刻ｔ５７に装着位置Ｐ３に到達して停止する。図１５の第２変形例では、装着ノズルが時刻ｔ５４に撮像位置Ｐ２の終端に到達した直後から、Ｙ軸制御手段６２はＹ軸速度Ｖｙを再加速する。この再加速は、最大限の減速を行って装着位置Ｐ３に停止できる範囲内で行う。Ｙ軸制御手段６２は、時刻ｔ５８に加速から減速へと切替え、以降は最大限の減速を行い、装着ノズルは時刻ｔ５９に装着位置Ｐ３に到達して停止する。第１変形例で、装着ノズルが装着位置Ｐ３に到達する時刻ｔ５７は、図１３の到達時刻ｔ５５よりも早くなる。第２変形例で、装着ノズルが装着位置Ｐ３に到達する時刻ｔ５９は、第１変形例の到達時刻ｔ５７よりもさらに早くなる。
【００７９】
次に、図１６は、第２実施形態の撮像時速度決定手段６８の機能を説明する第２例のＹ軸速度時間特性図である。図１６で横軸は時間軸ｔ、縦軸はＹ軸速度Ｖｙを示している。第１例と同様に、撮像時速度決定手段６８は、カメラ装置５の撮像中心位置ＰＭの周りに所定範囲を有した撮像位置Ｐ２を設定する。そして、撮像時速度決定手段６８は、撮像位置Ｐ２の範囲内で撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳ（撮像時第２軸速度）を一定に保つ。
【００８０】
図１６で、撮像時速度決定手段６８は、まず、装着ノズルが吸着位置Ｐ１を始動して時刻ｔ６２に撮像位置Ｐ２の始端まで移動する間で、Ｙ軸方向に最大限の加速を行うときの撮像位置Ｐ２の始端における吸着側最大Ｙ軸速度Ｖｙａ（吸着側最大第２軸速度）を演算する。撮像時速度決定手段６８は、次に、装着ノズルが時刻ｔ６４に撮像位置Ｐ２の終端から移動して装着位置Ｐ３で停止する間で、Ｙ軸方向に最大限の減速を行うときの撮像位置Ｐ２の終端における装着側最大Ｙ軸速度Ｖｙｄ（装着側最大第２軸速度）を演算する。撮像時速度決定手段６８は、三番目に、吸着側最大Ｙ軸速度Ｖｙａと装着側最大Ｙ軸速度Ｖｙｄを比較し、小さい方を撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳとする。図１６の第２例では、装着側最大Ｙ軸速度Ｖｙｄは撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳとされている。
【００８１】
これにより、Ｙ軸制御手段６２の第２例におけるＹ軸速度時間特性が決まる。すなわち、時刻ｔ６１に装着ノズルが吸着位置Ｐ１を始動した直後から、Ｙ軸制御手段６２は最大限の加速を行う。装着ノズルは、時刻ｔ６２に撮像位置Ｐ２よりも手前で撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳまで加速され、以降は撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳを保つ。装着ノズルは、時刻ｔ６３に撮像位置Ｐ２の始端に到達する。その後、Ｙ軸制御手段６２は撮像位置Ｐ２の範囲内で撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳを一定に保ち、装着ノズルは時刻ｔ６４に撮像中心位置ＰＭを通過する。このタイミングで、装着ノズルはカメラ装置５に撮像される。撮像が終了した後も、Ｙ軸制御手段６２は撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳを一定に保つ。装着ノズルは、時刻ｔ６５に撮像位置Ｐ２の終端に到達する。この後、Ｙ軸制御手段６２は最大限の減速度で減速し、装着ノズルは時刻ｔ６６に装着位置Ｐ３に到達し、Ｙ軸速度がちょうどゼロになって停止する。
【００８２】
また、図１６では、撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳが装着側の減速の制限条件によって決定されているので、吸着側では速度制御に余裕が生じている。したがって、Ｙ軸制御手段６２の第２例のＹ軸速度時間特性図は、図１７のように変形することもできる。図１７は、図１６の第２例のＹ軸速度時間特性図を変形した第３変形例である。
【００８３】
図１７の第３変形例では、Ｙ軸制御手段６２は、装着ノズルが吸着位置Ｐ１を始動する時刻ｔ６７を図１６の時刻ｔ６１よりも遅くして、始動直後から最大限の加速を行う。この加速は、最大限の減速を行って撮像位置Ｐ２を撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳで通過できる範囲内で行う。装着ノズルのＹ軸速度Ｖｙは撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳを超えて加速され、Ｙ軸制御手段６２は時刻ｔ６８で加速から減速に切り替え、最大限の減速度で減速する。これにより、装着ノズルは、時刻ｔ６３に撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳまで減速され、ちょうど撮像位置Ｐ２の始端に到達する。以降は、図１６と同じＹ軸速度時間特性になる。第３変形例では、装着ノズルが吸着位置Ｐ１を始動する時刻ｔ６７は、図１６の始動時刻ｔ６１よりも遅くなる。
【００８４】
第２実施形態において、Ｙ軸制御手段６２は、電子部品の種類によって変化する吸着位置Ｐ１および装着位置Ｐ３の組み合わせに対応して、個別に撮像時速度決定手段６８を行う。つまり、第２実施形態のＹ軸制御手段６２は、電子部品の種類ごとに図１３〜図１７に例示されたＹ軸速度時間特性図を作成し、これに基づいて装着ノズルの移動を制御する。したがって、撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳは、電子部品の種類ごとに異なる。
【００８５】
次に、撮像時速度決定手段６８の効果について、従来制御と比較して説明する。図１８は、従来制御に用いるＹ軸速度時間特性図である。図１８で、電子部品の吸着位置Ｐ１によって決まる吸着側最大Ｙ軸速度Ｖｙａは、最大値Ｖｙａ−ｍａｘから最小値Ｖｙａ−ｍｉｎまで変化する。また、電子部品の装着位置Ｐ３によって決まる装着側最大Ｙ軸速度Ｖｙｄは、最大値Ｖｙｄ−ｍａｘから最小値Ｖｙｄ−ｍｉｎまで変化する。従来制御では、これらのうちでもっとも小さい値を撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳーｃｎｖとするのが一般的であった。図１８の例では、吸着側の最小値Ｖｙａ−ｍｉｎが撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳーｃｎｖとされている。そして、従来制御では、この撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳーｃｎｖを全ての電子部品に適用していた。
【００８６】
図１８の従来制御の例では、時刻ｔ７１に装着ノズルが吸着位置Ｐ１を始動した直後から最大限の加速を行う。時刻ｔ７２に撮像位置Ｐ２よりも手前で装着ノズルが撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳーｃｎｖに達すると、以降は加減速せずに撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳーｃｎｖを維持する。そして、装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過しても撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳーｃｎｖを維持し、時刻ｔ７３以降に減速する。装着ノズルは、時刻ｔ７４に装着位置Ｐ３に到達して停止する。従来制御では、撮像位置Ｐ２の前後両方で加速できる余地があるにもかかわらず、Ｙ軸速度Ｖｙは一律に決められた撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳーｃｎｖで制限されていた。
【００８７】
これに対して、第２実施形態の撮像時速度決定手段６８は、電子部品の種類ごとに撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳを決めている。したがって、Ｙ軸制御手段６２は、吸着位置Ｐ１や装着位置Ｐ３が撮像位置Ｐ２から離れている場合には、従来制御よりも格段に大きな撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳを用いることができる。これにより、電子部品の種類に対応して、それぞれで装着ノズルのＹ軸方向の移動時間を短縮でき、従来よりも実装タクトタイムを短縮できる。さらに、図１５や図１７の変形例では、Ｙ軸制御手段６２は、撮像位置Ｐ２の前後いずれかで装着ノズルのＹ速度Ｖｙを撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳよりも大きくしている。したがって、実装タクトタイムをさらに一層短縮できる。
【００８８】
また、第１実施形態の第１の特定場合に撮像時速度決定手段６８を併用すると、装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過するときのＸ軸速度Ｖｘ（撮像時第１軸速度）がゼロに保たれ、Ｙ軸速度Ｖｙ（撮像時第２軸速度）が一定に保たれる。つまり、装着ノズルの移動速度がＹ軸方向のみの一定速度となり、オンザフライ撮像に適した極めて良好な撮像条件が満たされる。したがって、実装タクトタイムを短縮する効果に加えて、カメラ装置５は鮮明な撮像データを確実に得て、部品吸着状態を高い精度で確実に判定できる。
【００８９】
さらに、第１実施形態の第２および第３の特定場合に撮像時速度決定手段６８を併用すると、装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過するときのＸ軸速度Ｖｘ（撮像時第１軸速度）およびＹ軸速度Ｖｙ（撮像時第２軸速度）が一定に保たれる。つまり、装着ノズルは撮像位置を斜行するが、移動速度が一定となり、オンザフライ撮像に適した良好な撮像条件が満たされる。このため、加減速により装着ノズルの先端部が振れたりすることが生じない。したがって、実装タクトタイムを短縮する効果に加えて、カメラ装置５は適正な撮像タイミングで鮮明な撮像データを安定的に得て、部品吸着状態を高い精度で判定できる。
【００９０】
次に、他軸待機手段６９について説明する。図１９は、第２実施形態の部品実装機の他軸待機手段６９の機能を説明する動作時間特性図である。図１９で、横軸は共通の時間軸ｔであり、上のグラフは他軸駆動機構の動作の時間特性を示し、下のグラフはＸ軸速度ＶｘおよびＹ軸速度Ｖｙの時間特性Ｃｈｒ１を示している。他軸駆動機構は、Ｒ軸回転駆動機構４７、Ｚ軸駆動機構４８、およびθ軸回転駆動機構４９のいずれであってもよく、また複数であってもよい。
【００９１】
他軸待機手段６９は、Ｘ軸制御手段６１およびＹ軸制御手段６２の制御により装着ノズルが吸着位置Ｐ１を始動してから撮像位置Ｐ２まで移動するのに要する移動時間Ｔｍｏｖｅよりも、他軸制御手段６４〜６６の制御により他軸駆動機構４７〜４９が装着ノズルを移動または回転させるのに要する動作時間Ｔａｃｔが大きい場合に、装着ノズルの始動時期ｔ８２を他軸駆動機４７〜４９構の動作開始時期ｔ８１から待機時間Ｔｗａｉｔだけ遅らせる。
【００９２】
図１９の例では、時刻ｔ８１に装着ノズルが電子部品の吸着を終了して、移動可能な状態になっている。ここで、撮像位置Ｐ２における撮像の準備として、他軸駆動機構４７〜４９の動作によって装着ノズルを駆動する場合がある。この場合に、他軸待機手段６９は、装着ノズルの移動時間Ｔｍｏｖｅと、他軸駆動機構４７〜４９の動作時間Ｔａｃｔとを大小比較する。移動時間Ｔｍｏｖｅよりも動作時間Ｔａｃｔが大きい場合に、他軸待機手段６９は、直ちに他軸駆動機構４７〜４９を動作させる。そして、他軸待機手段６９は、待機時間Ｔｗａｉｔだけ遅れた時刻ｔ８２に、Ｘ軸制御手段６１およびＹ軸制御手段６２の制御を開始させる。
【００９３】
これにより、他軸駆動機構４７〜４９の駆動動作の終了と、装着ノズルの撮像位置Ｐ２の始端への到達とが時刻ｔ８３で略一致する。したがって、カメラ装置５は、撮像タイミングを待つことなく鮮明な画像データを得られる。また、撮像後に装着の準備として、他軸駆動機構４７〜４９の動作によって装着ノズルを駆動する場合がある。この場合には、装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過した直後の時刻ｔ８４に他軸駆動機構４７〜４９を動作させる。時刻ｔ８５に他軸駆動機構４７〜４９の駆動動作が終了し、時刻ｔ８６に装着ノズルが装着位置Ｐ３に到達して停止する。
【００９４】
ここで、他軸駆動機構４７〜４９の動作時間Ｔａｃｔは、各種の要因によって変化し得るものである。例えば、動作時間Ｔａｃｔは、装着ノズルを交換すると変化し、複数の装着ノズルを保持したノズルホルダ４６を交換しても変化し得る。さらには、複数の装着ノズルの全部が部品を吸着するのか、あるいは一部だけが部品を吸着するのかによっても動作時間Ｔａｃｔは変化する、また、吸着する部品の大きさや形状によって動作時間Ｔａｃｔが変化することも考えられる。一方、装着ノズルの移動時間Ｔｍｏｖｅも吸着位置Ｐ１によって変化する。このような変化に対応するために、他軸待機手段６９は、待機時間Ｔｗａｉｔをデータベースあるいは演算式を用いて正確に推定し最適化する。
【００９５】
次に、他軸待機手段６９の効果について、従来制御と比較して説明する。図２０は、従来制御による他軸動作の機能を説明する動作時間特性図である。図２０の表示形式は、図１９に一致させてある。図２０には、従来制御によるＸ軸速度ＶｘおよびＹ軸速度Ｖｙの時間特性Ｃｈｒ２が示され、かつ、図１９に示されたＸ軸速度ＶｘおよびＹ軸速度Ｖｙの時間特性Ｃｈｒ１が破線で再表示されている。
【００９６】
従来制御では、装着ノズルが電子部品の吸着を終了した後に他軸駆動機構４７〜４９の動作が必要なとき、時刻ｔ８１の時期に他軸駆動機構４７〜４９とＸ軸制御手段６１およびＹ軸制御手段６２とを同時に始動させていた、そして、Ｘ軸制御手段６１およびＹ軸制御手段６２は、他軸駆動機構４７〜４９の駆動動作に合わせて装着ノズルを加速していた。つまり、図２０の時間特性Ｃｈｒ２に示されるように、Ｘ軸制御手段６１およびＹ軸制御手段６２は、他軸駆動機構４７〜４９の駆動動作が終了する時刻ｔ８３の時期に、装着ノズルが撮像位置Ｐ２に到達するように見計らって制御していた。このため、従来制御では、装着ノズルが撮像位置Ｐ２を通過するときの移動速度Ｖｘ、Ｖｙが小さく、その後に再加速しても、装着ノズルが装着位置Ｐ３に到達する時刻ｔ８７は図１９の到達時刻ｔ８６よりも遅れる。
【００９７】
さらに、従来制御では、時刻ｔ８１の時期に他軸駆動機構４７〜４９とＸ軸制御手段６１およびＹ軸制御手段６２とを同時に始動させ、装着ノズルを最大限に加速することも行われていた。この場合には、他軸駆動機構４７〜４９の駆動動作が終了する以前に装着ノズルが撮像位置Ｐ２の始端に到達する。このため、装着ノズルは、撮像中心位置ＰＭで一旦停止して他軸駆動機構４７〜４９の駆動動作が終了するのを持ち、カメラ装置５による撮像が終わってから再始動していた。したがって、装着ノズルの装着位置Ｐ３への到達は、図２０の場合よりもさらに遅れていた。
【００９８】
これに対して、第２実施形態の他軸待機手段６９は、待機時間Ｔｗａｉｔを設けているので、装着ノズルが撮像位置Ｐ２に到達したときに既に他軸駆動が終了している。さらに、他軸待機手段６９は、他軸駆動機構４７〜４９の動作時間Ｔａｃｔおよび装着ノズルの移動時間Ｔｍｏｖｅの変化に対応した待機時間Ｔｗａｉｔをデータベースあるいは演算式を用いて正確に推定し最適化する。したがって、装着ノズルの撮像位置Ｐ２への到達と他軸駆動機構４７〜４９の駆動終了とをタイミング的に一致させることができ、装着ノズルは、撮像位置Ｐ２で一時停止して他軸駆動が終了しカメラ装置５が撮像を行うまで待つ必要がなく、撮像位置Ｐ２を高速で通過することができる、これにより、実装タクトタイムを短縮する効果が顕著になる。一方、カメラ装置５は、他軸駆動が終了して一定速度で通過する装着ノズルを撮像できるので、鮮明な撮像データを得られる。
【００９９】
なお、第２実施形態の撮像時速度決定手段６８は、演算誤差や制御誤差を考慮し、ある程度の裕度を見込んで撮像時Ｙ軸速度ＶｙＳを決定するようにしてもよい。また、他軸待機手段６９は、各種の推定方法を用いて他軸駆動機構４７〜４９の動作時間Ｔａｃｔおよび装着ノズルの移動時間Ｔｍｏｖｅをそれぞれ推定し、前者Ｔａｃｔから後者Ｔｍｏｖｅを減算して待機時間Ｔｗａｉｔを求めるようにしてもよい。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１：部品実装機
２：基板搬送装置
３：部品供給装置
４：部品移載装置
４１：ヘッド駆動機構    ４２：Ｘ軸駆動機構
４３：Ｙ軸駆動機構    ４５：部品実装ヘッド
４６：ノズルホルダ    ４７：Ｒ軸回転駆動機構
４８：Ｚ軸駆動機構    ４９：θ軸回転駆動機構
５：カメラ装置
６、６Ａ：制御コンピュータ
６１：Ｘ軸制御手段    ６２：Ｙ軸制御手段
６３：連係制御手段    ６４：Ｒ軸制御手段
６５：Ｚ軸制御手段    ６６：θ軸制御手段
６７：オンザフライ撮像制御手段
６８：撮像時速度決定手段    ６９：他軸待機手段
Ｋ：基板
Ｐ１：吸着位置    Ｐ２：撮像位置    Ｐ３：装着位置
ＰＭ：撮像中心位置    Ｑ１〜Ｑ７：途中位置
Ｖｘ：Ｘ軸速度    Ｖｙ：Ｙ軸速度
Ｔｒ１〜Ｔｒ５：装着ノズルの移動軌跡
Ｔａｃｔ：動作時間    Ｔｍｏｖｅ：移動時間
Ｔｗａｉｔ：待機時間
【図１】
2014083618.tif 000003
【図２】
2014083618.tif 000004
【図３】
2014083618.tif 000005
【図４】
2014083618.tif 000006
【図５】
2014083618.tif 000007
【図６】
2014083618.tif 000008
【図７】
2014083618.tif 000009
【図８】
2014083618.tif 000010
【図９】
2014083618.tif 000011
【図１０】
2014083618.tif 000012
【図１１】
2014083618.tif 000013
【図１２】
2014083618.tif 000014
【図１３】
2014083618.tif 000015
【図１４】
2014083618.tif 000016
【図１５】
2014083618.tif 000017
【図１６】
2014083618.tif 000018
【図１７】
2014083618.tif 000019
【図１８】
2014083618.tif 000020
【図１９】
2014083618.tif 000021
【図２０】
2014083618.tif 000022
【国際調査報告】
2014083618.tif 000023
2014083618.tif 000024
2014083618.tif 000025
2014083618.tif 000026