(57)【要約】      （修正有）【課題】電子部品を傾いた姿勢のまま基板上面に搭載しても、精度良く実装することができる表面実装機を提供する。【解決手段】本発明の表面実装機１０によると、電子部品Ｐが吸着ノズル５２によって吸着された状態において、部品認識カメラ１２により撮像された電子部品Ｐの下面側の撮像画像に基づいて電子部品Ｐの中心点のＸＹ平面における位置を基準点位置取得手段により算出し、サイドビューカメラ１３により撮像された電子部品Ｐの側面側の撮像画像に基づいて搭載前後における電子部品Ｐの中心点の位置の搭載ずれΔＸ、ΔＹを載置ずれ算出手段により算出し、この搭載ずれΔＸ、ΔＹ及び吸着ずれ量Ｘａ、Ｙａに基づいて補正位置算出手段が基板Ｂに対する吸着ノズル５２の載置位置を補正した補正位置を算出する。【選択図】図３
2008227069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を吸着する吸着ノズルと、
前記吸着ノズルによって吸着された前記電子部品を下方から撮像する下方カメラと、
水平面に対してほぼ平行となる面をＸＹ平面と定義し、そのＸＹ平面に対して直交する方向をＺ方向と定義したときに、前記ＸＹ平面内の所定の方向から見た前記電子部品の前記ＸＹ平面に対する傾きを検知する傾き検知手段と、
前記水平面に対してほぼ平行となるように保持された基板と前記吸着ノズルとのうち少なくとも一方を移動することで、前記基板に対して前記吸着ノズルを相対的に前記ＸＹ平面において移動可能とする駆動装置と、
前記下方カメラにより撮像された前記電子部品の下面側の撮像画像に基づいて前記電子部品の下面あるいは前記電子部品の基板接触電極の先端を通過する仮想面における基準点の前記ＸＹ平面における位置を取得する基準点位置取得手段と、
前記基準点の前記ＸＹ平面における位置の前記吸着ノズルに対する吸着ずれ量を算出する吸着ずれ算出手段と、
前記傾き検知手段により検知された前記傾きに基づいて傾き状態にある前記電子部品の前記基準点の前記ＸＹ平面における位置と前記基板上面に載置されたとする前記電子部品の前記基準点の前記ＸＹ平面における位置との載置ずれ量を算出する載置ずれ算出手段と、
前記吸着ずれ算出手段により算出された吸着ずれ量と前記載置ずれ算出手段により算出された載置ずれ量との両方のずれ量から、前記基板に対する前記吸着ノズルのＸＹ方向載置位置を補正した補正位置を算出する補正位置算出手段と、
この補正位置算出手段により算出された補正位置に基づき前記駆動装置を駆動制御する制御装置とを備える部品移載装置。
【請求項２】
前記傾き検知手段は、側方から前記電子部品を撮像する側方カメラを備え、前記側方カメラにより撮像された前記電子部品の側面側の撮像画像に基づいて前記傾きを検知する請求項１に記載の部品移載装置。
【請求項３】
前記傾き検知手段は、下方から前記電子部品にレーザを照射すると共に反射光から距離を測定するレーザ高さ計測機を備え、前記レーザ高さ計測機により計測された前記距離に基づいて前記傾きを検知する請求項１に記載の部品移載装置。
【請求項４】
前記傾き検知手段は、前記下方カメラと前記電子部品の下面を斜め下方から撮像する傾斜カメラの２つのカメラからなるカメラユニットを備え、前記カメラユニットにより撮像された前記電子部品の下面側の撮像画像に基づいて前記傾きを検知する請求項１に記載の部品移載装置。
【請求項５】
前記傾き検知手段は、前記電子部品の下面の前記基板上面に対する角度あるいは前記仮想面の前記基板上面に対する角度として前記傾きを取得し、前記補正位置算出手段は、前記電子部品の前記基板上面に載置された状態でのＺ方向の寸法を取得するＺ方向寸法取得手段を備え、前記傾き検知手段により取得された前記角度及び前記Ｚ方向の寸法に基づいて前記補正位置を算出する請求項１又は請求項２に記載の部品移載装置。
【請求項６】
前記基準点位置取得手段は、前記下方カメラにより撮像された前記電子部品の撮像画像における中心点を前記基準点としてその位置を取得し、前記制御装置は、前記電子部品の撮像画像における中心点の位置と前記吸着ノズルの中心点の位置とのずれ量が所定のずれ基準値を越えている場合には、その電子部品を前記基板上面に移載しないようにする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の部品移載装置。
【請求項７】
前記吸着ノズルはＺ方向に延びるＺ軸に対してほぼ平行となる回動軸を中心として軸回転可能に設けられ、前記傾き検知手段は前記吸着ノズルを回転させることにより前記電子部品の吸着姿勢をそれぞれ異なる方向から見た傾きを検知し、前記補正位置算出手段は、前記異なる方向から見た各傾きに基づいて前記基板に対する前記吸着ノズルのＸＹ方向載置位置を前記異なる方向についてそれぞれ補正する請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の部品移載装置。
【請求項８】
電子部品を吸着する吸着ノズルと、
前記吸着ノズルによって吸着された前記電子部品を下方から撮像する下方カメラと、
水平面に対してほぼ平行となる面をＸＹ平面と定義し、そのＸＹ平面に対して直交する方向をＺ方向と定義したときに、前記水平面に対してほぼ平行となるように保持された基板と前記吸着ノズルとのうち少なくとも一方を移動することで、前記基板に対して前記吸着ノズルを相対的に前記ＸＹ平面において移動可能とする駆動装置と、
前記電子部品が複数のリード端子を有する場合に、前記電子部品のリード端子群の位置を計測する計測手段と、
その計測手段により計測された前記リード端子群の位置データに基づいて前記リード端子群の平坦度を算出するコプラナリティ算出手段とを備えた部品移載装置において、
前記計測手段により計測された前記リード端子群の位置データを利用して前記電子部品のうち前記リード端子の先端が前記基板上面に接する装着面を算出すると共にこの装着面の前記基板に対する傾きを算出する傾き算出手段と、
前記装着面の前記ＸＹ平面における所定の寸法を取得するＸＹ寸法取得手段と、
前記電子部品の下面あるいは前記装着面における基準点の前記ＸＹ平面における位置を取得する基準点位置取得手段と、
前記基準点の前記ＸＹ平面における位置の前記吸着ノズルに対する吸着ずれ量を算出する吸着ずれ算出手段と、
前記装着面の前記基板に対する傾き及び前記装着面の前記ＸＹ平面における所定の寸法に基づいて傾き状態にある前記電子部品の前記基準点の前記ＸＹ平面における位置と前記基板上面に載置されたとする前記電子部品の前記基準点の前記ＸＹ平面における位置とのずれ量を載置ずれ量として算出する載置ずれ算出手段と、
前記吸着ずれ算出手段により算出された吸着ずれ量と前記載置ずれ算出手段により算出された載置ずれ量との両方のずれ量から、前記基板に対する前記吸着ノズルのＸＹ方向載置位置を補正した補正位置を算出する補正位置算出手段と、
この補正位置算出手段により算出された補正位置に基づき前記駆動装置を駆動制御する制御装置とを備える部品移載装置。
【請求項９】
電子部品を吸着する吸着ノズルと、
前記吸着ノズルによって吸着された前記電子部品を下方から撮像する下方カメラと、
水平面に対してほぼ平行となる面をＸＹ平面と定義し、そのＸＹ平面に対して直交する方向をＺ方向と定義したときに、前記水平面に対してほぼ平行となるように保持された基板と前記吸着ノズルとのうち少なくとも一方を移動することで、前記基板に対して前記吸着ノズルを相対的に前記ＸＹ平面において移動可能とする駆動装置と、
前記電子部品がその下面に露出する複数の基板接触電極を有する場合に、前記電子部品の前記基板接触電極群の位置を計測する計測手段と、
その計測手段により計測された前記基板接触電極群の位置データに基づいて前記基板接触電極群の平坦度を算出するコプラナリティ算出手段とを備えた部品移載装置において、
前記計測手段により計測された前記基板接触電極群の位置データを利用して前記電子部品のうち前記基板接触電極の先端が前記基板上面に接する装着面を算出すると共にこの装着面の前記基板に対する傾きを算出する傾き算出手段と、
前記装着面の前記ＸＹ平面における所定の寸法を取得するＸＹ寸法取得手段と、
前記電子部品の下面あるいは前記装着面における基準点の前記ＸＹ平面における位置を取得する基準点位置取得手段と、
前記基準点の前記ＸＹ平面における位置の前記吸着ノズルに対する吸着ずれ量を算出する吸着ずれ算出手段と、
前記装着面の前記基板に対する傾き及び前記装着面の前記ＸＹ平面における所定の寸法に基づいて傾き状態にある前記電子部品の前記基準点の前記ＸＹ平面における位置と前記基板上面に載置されたとする前記電子部品の前記基準点の前記ＸＹ平面における位置とのずれ量を載置ずれ量として算出する載置ずれ算出手段と、
前記吸着ずれ算出手段により算出された吸着ずれ量と前記載置ずれ算出手段により算出された載置ずれ量との両方のずれ量から、前記基板に対する前記吸着ノズルのＸＹ方向載置位置を補正した補正位置を算出する補正位置算出手段と、
この補正位置算出手段により算出された補正位置に基づき前記駆動装置を駆動制御する制御装置とを備える部品移載装置。
【請求項１０】
前記計測手段は複数の計測カメラを備え、前記各計測カメラがそれぞれ異なる方向から前記電子部品を撮像し、この電子部品の撮像画像に基づいて前記リード端子群もしくは前記基板接触電極群の位置データを取得する請求項８又は請求項９に記載の部品移載装置。
【請求項１１】
基台上に基板搬送手段を備え、請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載した部品移載装置により前記基板搬送手段により搬送された基板に前記電子部品を実装する表面実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着ノズルにより電子部品を吸着し、吸着された電子部品を所定箇所に移載する部品移載装置及び表面実装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置としては、例えば下記特許文献１に記載の表面実装機が知られている。この表面実装機は、吸着ノズルに吸着された電子部品を部品認識カメラにより撮像して吸着状態の検査を行う。吸着状態の検査は、正規吸着状態の撮像画像と比較することで行われ、吸着ずれ量を算出し、その吸着ずれ量に基づいて部品搭載時の搭載位置を補正するようになっている。
【０００３】
しかしながら、電子部品の吸着面は必ずしも水平とは限らず段差を有する場合もあり、この段差によって電子部品が傾いた状態で吸着されることもある。このような場合には、吸着状態の検査によって「傾き不良」と判定し、その電子部品については搭載処理を中止して廃棄し、再度、新たな電子部品を吸着し直すようになっている。
【特許文献１】特開２００５−３２２８０２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電子部品の吸着状態が傾き不良と判定された場合には、再度電子部品を吸着し直す必要があるため、この再吸着に要する時間分だけタクトタイムが長くなってしまう。かといって、傾いた姿勢のまま電子部品を搭載すると、傾いた姿勢における電子部品の底面の下端部側が基板上面に接触した後、その底面が基板に接触している下端部側を回動中心として弧状の軌跡を描きながら基板上面に搭載されるため、電子部品の実装位置が横にずれてしまうことになる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電子部品を傾いた姿勢のまま基板上面に搭載しても、精度良く搭載することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、電子部品を吸着する吸着ノズルと、吸着ノズルによって吸着された電子部品を下方から撮像する下方カメラと、水平面に対してほぼ平行となる面をＸＹ平面と定義し、そのＸＹ平面に対して直交する方向をＺ方向と定義したときに、ＸＹ平面内の所定の方向から見た電子部品のＸＹ平面に対する傾きを検知する傾き検知手段と、水平面に対してほぼ平行となるように保持された基板と吸着ノズルとのうち少なくとも一方を移動することで、基板に対して吸着ノズルを相対的にＸＹ平面において移動可能とする駆動装置と、下方カメラにより撮像された電子部品の下面側の撮像画像に基づいて電子部品の下面あるいは電子部品の基板接触電極の先端を通過する仮想面における基準点のＸＹ平面における位置を取得する基準点位置取得手段と、基準点のＸＹ平面における位置の吸着ノズルに対する吸着ずれ量を算出する吸着ずれ算出手段と、傾き検知手段により検知された傾きに基づいて傾き状態にある電子部品の基準点のＸＹ平面における位置と基板上面に載置されたとする電子部品の基準点のＸＹ平面における位置との載置ずれ量を算出する載置ずれ算出手段と、吸着ずれ算出手段により算出された吸着ずれ量と載置ずれ算出手段により算出された載置ずれ量との両方のずれ量から、基板に対する吸着ノズルのＸＹ方向載置位置を補正した補正位置を算出する補正位置算出手段と、この補正位置算出手段により算出された補正位置に基づき駆動装置を駆動制御する制御装置とを備える構成としたところに特徴を有する。
【０００６】
このような構成によると、下方カメラにより撮像された吸着状態にある電子部品の下面側の撮像画像に基づいて電子部品の基準点のＸＹ平面における位置を基準点位置取得手段により取得し、電子部品の基準点のＸＹ平面における位置の吸着ずれ量及び載置ずれ量に基づいて基板に対する吸着ノズルのＸＹ方向載置位置を補正した補正位置を算出し、この補正位置に基づいて制御装置が駆動装置を駆動制御する。したがって、電子部品が傾いた姿勢のまま基板上面に載置しても電子部品を精度良く移載することができる。
【０００７】
本発明の実施態様として、以下の構成が好ましい。
傾き検知手段は、側方から電子部品を撮像する側方カメラを備え、側方カメラにより撮像された電子部品の側面側の撮像画像に基づいて傾きを検知してもよい。
【０００８】
傾き検知手段は、下方から電子部品にレーザを照射すると共に反射光から距離を測定するレーザ高さ計測機を備え、レーザ高さ計測機により計測された距離に基づいて傾きを検知してもよい。
【０００９】
傾き検知手段は、下方カメラと電子部品の下面を斜め下方から撮像する傾斜カメラの２つのカメラからなるカメラユニットを備え、カメラユニットにより撮像された電子部品の下面側の撮像画像に基づいて傾きを検知してもよい。
【００１０】
傾き検知手段は、電子部品の下面の基板上面に対する角度あるいは仮想面の基板上面に対する角度として傾きを取得し、補正位置算出手段は、電子部品の基板上面に載置された状態でのＺ方向の寸法を取得するＺ方向寸法取得手段を備え、傾き検知手段により取得された角度及びＺ方向の寸法に基づいて補正位置を算出してもよい。このような構成によると、電子部品の下面の基板上面に対する角度あるいは仮想面の基板上面に対する角度とＺ方向の寸法とに基づいて補正位置算出手段が補正位置を算出することができる。尚、基板は、基板バックアップ機構で支持され、できるだけ水平となるようにクランプ機構で保持されているので、基板上面を基準面として電子部品の下面あるいは仮想面の傾きを検出可能である。もしくは、吸着ノズルの先端面は、できるだけ水平となるように保持されているので、吸着ノズルの先端面を基準面として電子部品の下面あるいは仮想面の傾きを検出可能である。
【００１１】
基準点位置取得手段は、下方カメラにより撮像された電子部品の撮像画像における中心点を基準点としてその位置を取得し、制御装置は、電子部品の撮像画像における中心点の位置と吸着ノズルの中心点の位置とのずれ量が所定のずれ基準値を越えている場合には、その電子部品を基板上面に移載しないようにしてもよい。ずれ量は、例えばＸＹ平面におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び周り方向のずれ量としてもよい。このようにすると、電子部品の中心点の位置と吸着ノズルの中心点の位置とのずれ量に基づいて、電子部品の良否を判定することができる。
【００１２】
吸着ノズルはＺ方向に延びるＺ軸に対してほぼ平行となる回動軸を中心として軸回転可能に設けられ、傾き検知手段は吸着ノズルを回転させることにより電子部品の吸着姿勢をそれぞれ異なる方向から見た傾きを検知し、補正位置算出手段は、異なる方向から見た各傾きに基づいて基板に対する吸着ノズルのＸＹ方向載置位置を異なる方向についてそれぞれ補正してもよい。このようにすると、補正位置算出手段が異なる方向から見た各傾きに基づいて電子部品の基準点の位置を異なる方向についてそれぞれ補正することができ、１方向について補正する場合よりも精度良く電子部品を載置することができる。
【００１３】
本発明は、電子部品を吸着する吸着ノズルと、吸着ノズルによって吸着された電子部品を下方から撮像する下方カメラと、水平面に対してほぼ平行となる面をＸＹ平面と定義し、そのＸＹ平面に対して直交する方向をＺ方向と定義したときに、水平面に対してほぼ平行となるように保持された基板と吸着ノズルとのうち少なくとも一方を移動することで、基板に対して吸着ノズルを相対的にＸＹ平面において移動可能とする駆動装置と、電子部品が複数のリード端子を有する場合に、電子部品のリード端子群の位置を計測する計測手段と、その計測手段により計測されたリード端子群の位置データに基づいてリード端子群の平坦度を算出するコプラナリティ算出手段とを備えた部品移載装置において、計測手段により計測されたリード端子群の位置データを利用して電子部品のうちリード端子の先端が基板上面に接する装着面を算出すると共にこの装着面の基板に対する傾きを算出する傾き算出手段と、装着面のＸＹ平面における所定の寸法を取得するＸＹ寸法取得手段と、電子部品の下面あるいは装着面における基準点のＸＹ平面における位置を取得する基準点位置取得手段と、基準点のＸＹ平面における位置の吸着ノズルに対する吸着ずれ量を算出する吸着ずれ算出手段と、装着面の基板に対する傾き及び装着面のＸＹ平面における所定の寸法に基づいて傾き状態にある電子部品の基準点のＸＹ平面における位置と基板上面に載置されたとする電子部品の基準点のＸＹ平面における位置とのずれ量を載置ずれ量として算出する載置ずれ算出手段と、吸着ずれ算出手段により算出された吸着ずれ量と載置ずれ算出手段により算出された載置ずれ量との両方のずれ量から、基板に対する吸着ノズルのＸＹ方向載置位置を補正した補正位置を算出する補正位置算出手段と、この補正位置算出手段により算出された補正位置に基づき駆動装置を駆動制御する制御装置とを備える構成としてもよい。このような構成によると、コプラナリティ算出手段による平坦度測定の際に計測手段によって計測されたリード端子群の位置データを利用して電子部品の下面あるいは装着面の基板に対する傾きを算出することができる。
【００１４】
また、本発明は、電子部品を吸着する吸着ノズルと、吸着ノズルによって吸着された電子部品を下方から撮像する下方カメラと、水平面に対してほぼ平行となる面をＸＹ平面と定義し、そのＸＹ平面に対して直交する方向をＺ方向と定義したときに、水平面に対してほぼ平行となるように保持された基板と吸着ノズルとのうち少なくとも一方を移動することで、基板に対して吸着ノズルを相対的にＸＹ平面において移動可能とする駆動装置と、電子部品がその下面に露出する複数の基板接触電極を有する場合に、電子部品の基板接触電極群の位置を計測する計測手段と、その計測手段により計測された基板接触電極群の位置データに基づいて基板接触電極群の平坦度を算出するコプラナリティ算出手段とを備えた部品移載装置において、計測手段により計測された基板接触電極群の位置データを利用して電子部品のうち基板接触電極の先端が基板上面に接する装着面を算出すると共にこの装着面の基板に対する傾きを算出する傾き算出手段と、装着面のＸＹ平面における所定の寸法を取得するＸＹ寸法取得手段と、電子部品の下面あるいは装着面における基準点のＸＹ平面における位置を取得する基準点位置取得手段と、基準点のＸＹ平面における位置の吸着ノズルに対する吸着ずれ量を算出する吸着ずれ算出手段と、装着面の基板に対する傾き及び装着面のＸＹ平面における所定の寸法に基づいて傾き状態にある電子部品の基準点のＸＹ平面における位置と基板上面に載置されたとする電子部品の基準点のＸＹ平面における位置とのずれ量を載置ずれ量として算出する載置ずれ算出手段と、吸着ずれ算出手段により算出された吸着ずれ量と載置ずれ算出手段により算出された載置ずれ量との両方のずれ量から、基板に対する吸着ノズルのＸＹ方向載置位置を補正した補正位置を算出する補正位置算出手段と、この補正位置算出手段により算出された補正位置に基づき駆動装置を駆動制御する制御装置とを備える構成としてもよい。このような構成によると、コプラナリティ算出手段による平坦度測定の際に計測手段によって計測された基板接触電極群の位置データを利用して電子部品の下面あるいは装着面の基板に対する傾きを算出することができる。
【００１５】
計測手段は複数の計測カメラを備え、各計測カメラがそれぞれ異なる方向から電子部品を撮像し、この電子部品の撮像画像に基づいてリード端子群もしくは基板接触電極群の位置データを取得するようにしてもよい。このようにすると、計測カメラを用いてリード端子群の位置データもしくは基板接触電極群の位置データを３次元的に取得することができる。
【００１６】
本発明は、基台上に基板搬送手段を備え、上記部品移載装置により基板搬送手段により搬送された基板に電子部品を実装する表面実装機としてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、電子部品が傾いた状態で吸着ノズルに吸着され、その電子部品を傾いた姿勢のまま基板上面に載置しても、電子部品を基板上面に精度良く移載することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７によって説明する。
本実施形態にかかる表面実装機１０は、図１及び図２に示すように、基台１１上に配置されてプリント基板（本発明の「基板」に相当し、以下、略して基板という。）Ｂを搬送する一対のコンベア（本発明の「基板搬送手段」に相当する。）２０と、両コンベア２０の両側に配置された部品供給部３０と、基台１１の上方に設けられた電子部品実装用のヘッドユニット４０とを備えている。基板Ｂは、基板バックアップ機構（図示せず）で支持され、できるだけ水平となるように（水平面に対する角度が所定の許容角度以下となるように）クランプ機構で保持されている。尚、以下の説明において、ＸＹ平面とは水平面に対してほぼ平行となる面とし、Ｚ軸方向とはＸＹ平面に対して直交する方向とする。
【００１９】
部品供給部３０は、コンベア２０に対してフロント側とリア側のそれぞれ上流部と下流部の合計４箇所に設けられている。この部品供給部３０には、部品供給装置５０が複数並列配置されている。部品供給装置５０は、複数の電子部品Ｐが保持されたテープフィーダを備え、部品供給装置取付部６０に対して、その並列配置方向に直交する水平方向にスライドさせて取り付けられるようになっている。
【００２０】
ヘッドユニット４０は、図３に示すように、部品供給部３０から吸着ノズル５２によって電子部品Ｐをピックアップして基板Ｂ上に装着し得るように、部品供給部３０と基板Ｂとの間を移動可能である。具体的には、ヘッドユニット４０は、図２に示すように、Ｘ軸方向（ＸＹ平面内においてコンベア２０の基板搬送方向にほぼ沿う方向）に延びるヘッドユニット支持部材４２によってＸ軸方向に移動可能に支持され、このヘッドユニット支持部材４２は、その両端部においてＹ軸方向（ＸＹ平面内においてＸ軸方向と直交する方向）に延びる一対のガイドレール４３によってＹ軸方向に移動可能に支持されている。このヘッドユニット４０は、Ｘ軸モータ４４によりボールねじ軸４５、及びこのボールねじ軸４５に嵌合し、ヘッドユニット４０に固定支持されるボールナット（図示せず）を介してＸ軸方向の駆動が行われる。ヘッドユニット支持部材４２は、Ｙ軸モータ４６によりボールねじ軸４７、及びこのボールねじ軸４７に嵌合し、ヘッドユニット支持部材４２に固定支持されるボールナット（図示せず）を介してＹ軸方向の駆動が行われるようになっている（これらの構造が本発明の駆動装置を構成する）。
【００２１】
また、ヘッドユニット４０には、複数のヘッド４１がＸ軸方向に並んで搭載されている。各ヘッド４１は、Ｚ軸モータ４８を駆動源とする昇降機構によりＺ軸方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方に対して直交する方向）に延びる駆動軸に沿って駆動されると共に、Ｒ軸モータ４９を駆動源とする回転駆動機構により回転方向（Ｒ軸方向）に駆動されるようになっている。尚、各ヘッド４１（吸着ノズル５２）の駆動軸は、Ｚ軸に対して所定の許容角度以下となるように設定されている。
【００２２】
各ヘッド４１の先端には、電子部品Ｐを吸着して基板Ｂ上面の所定の実装位置に搭載するための吸着ノズル５２が設けられている。ヘッド４１の内部には図外の空気圧供給手段によって、電子部品Ｐの吸着、電子部品Ｐの運搬中及びヘッド４１の下降中に負圧が、電子部品Ｐを装着する瞬間には正圧が、それぞれ供給される。これにより各吸着ノズル５２は、電子部品Ｐの吸着時には空気圧供給手段から負圧が供給されて、その負圧による吸引力で電子部品Ｐを吸着してピックアップできる。なお、基台１１上には、複数種の吸着ノズル５２を保管し、基板Ｂ上に載置される電子部品Ｐを吸着するのに適した吸着ノズル５２を適宜選択可能とするノズルストッカー（図示せず）が設置されている。
【００２３】
基台１１においてコンベア２０のフロント側とリア側には、図２に示すように、部品認識カメラ１２（本発明の「下方カメラ」に相当する。）が設置されている。部品認識カメラ１２は、吸着ノズル５２で吸着された電子部品Ｐの吸着姿勢をＺ軸方向下方から撮像して、電子部品Ｐの下面側の撮像画像を得ることができる。部品認識カメラ１２は詳細には、光電変換素子を含んで構成され、得られた画像をアナログ画像信号に変換する。このアナログ画像信号は、後述する画像処理部１００へ出力され、画像処理部１００内のＡ／Ｄ変換部（図示せず）によりデジタル画像信号に変換される。なお、部品認識カメラ１２の近傍には、吸着ノズル５２に吸着された電子部品Ｐを照明する照明装置９１が設けられている。
【００２４】
ヘッドユニット支持部材４２の下面側には、サイドビューカメラ（本発明の「側方カメラ」に相当する。）１３が設置されている。サイドビューカメラ１３は、図３に示すように、ヘッドユニット支持部材４２の下面部中央から下方に垂下形成されており、その下端部において吸着ノズル５２で吸着された電子部品Ｐの吸着姿勢をＸ軸方向奥側から撮像して、電子部品Ｐの側面側の撮像画像を得ることができる。その他の詳細な構成については、部品認識カメラ１２と同様であって、得られた画像をアナログ画像信号に変換し、このアナログ画像信号が画像処理部１００へ出力される。
【００２５】
ヘッドユニット４０の外面には、一対の基板カメラ１４がヘッドユニット４０を間に挟んだ両側と一体に取り付けられている。両基板カメラ１４はＸ軸方向に所定間隔を空けて配置され、ヘッドユニット４０と共にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動される。また、基板Ｂ上面における電子部品Ｐの実装位置によって、両基板カメラ１４のうちいずれか一方が選択され、基板Ｂ上面を撮像することで基板Ｂ上面における可動領域の全範囲を撮像可能である。なお、基板カメラ１４は上記部品認識カメラ１２と同様の構成であって、基板カメラ１４によって得られた画像がアナログ画像信号に変換され、このアナログ画像信号が画像処理部１００へ出力される。
【００２６】
次に、本実施形態による表面実装機１０のコントローラ７０を中心とした電気的構成について図４を参照して説明する。コントローラ７０は、演算処理部７１と、実装プログラム記憶手段７２と、搬送系データ記憶手段７３と、モータ制御部８０と、外部入出力部１１０と、画像処理部１００とから構成されている。なお、コントローラ７０は、本発明の「吸着ずれ算出手段」、「載置ずれ算出手段」、「補正位置算出手段」、「Ｚ方向寸法取得手段」、及び「制御装置」に相当し、画像処理部１００は、本発明の「基準点位置取得手段」に相当する。
【００２７】
モータ制御部８０には、Ｘ軸モータ４４、Ｙ軸モータ４６、Ｚ軸モータ４８、及びＲ軸モータ４９が接続されている。モータ制御部８０は、実装プログラム記憶手段７２に記憶された実装プログラムに基づいて各モータ４４、４６、４８、及び４９を駆動する。これにより、電子部品ＰはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、及びＲ軸方向に自在に搬送される。なお、Ｚ軸方向とは基板Ｂ上面に沿ったＸＹ平面に対して直交する方向である。
【００２８】
部品認識カメラ１２、サイドビューカメラ１３、及び基板カメラ１４は画像処理部１００に接続されている。画像処理部１００は、部品認識カメラ１２により撮像された電子部品Ｐの下面側の撮像画像に基づいて電子部品ＰをＸＹ平面上に投影させた場合におけるＸ軸方向の寸法であるＸ寸法Ｘ１及びＹ軸方向の寸法であるＹ寸法Ｙ１を画像データ上で取得する。そして、画像処理部１００は、電子部品ＰのＸ寸法Ｘ１及びＹ寸法Ｙ１から電子部品Ｐの中心点Ｃ１をＸＹ平面上の基準点として中心点座標（本発明の「電子部品の撮像画像における中心点の位置」に相当する。）を取得する。また、部品認識カメラ１２は吸着ノズル５２が所定の位置にあるときに電子部品Ｐを撮像するから、その撮像画像中における吸着ノズル５２が存在するであろう位置は画像処理部１００により予め把握されており、画像処理部１００は吸着ノズル５２の中心位置に対する電子部品Ｐの中心点座標のＸ軸方向における吸着ずれ量Ｘａ、Ｙ軸方向における吸着ずれ量Ｙａ、及びＸＹ平面上のＲ軸周りの吸着ずれ角度θａを算出する。
【００２９】
次に、本実施形態の表面実装機１０により電子部品Ｐを基板Ｂ上面の所定の実装位置に搭載する動作方法について図５を参照して説明する。
まず、電子部品ＰのＸ軸方向の吸着ずれ量Ｘａの上限許容値ＸＵ、Ｙ軸方向の吸着ずれ量Ｙａの上限許容値ＹＵ、Ｒ軸周りの吸着ずれ角度θａの上限許容角度θＵを設定し、これらの上限許容値ＸＵ、ＹＵ、及び上限許容角度θＵを入力装置（図示せず）によって入力し、実装プログラム記憶手段７２あるいは搬送系データ記憶手段７３に記憶させておく。
【００３０】
コンベア２０によって運搬されてきた基板Ｂが所定位置において停止すると、基板カメラ１４により基板Ｂのフィデューシャルマーク（図示せず）が認識されることで基板ＢのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置が認識される。すると、モータ制御部８０によりＸ軸モータ４４、Ｙ軸モータ４６、及びＺ軸モータ４８が作動され、吸着ノズル５２が電子部品Ｐを吸着可能な位置に運ばれる。このとき、吸着ノズル５２はその中心が部品供給部３０の所定の位置に至るように制御される。この後、ヘッド４１が下降すると共に吸着ノズル５２に負圧が供給され、テープフィーダに保持された電子部品Ｐを吸着して（Ｓ１０１）、ヘッド４１が上昇することでテープフィーダから電子部品Ｐをピックアップし、部品認識カメラ１２上空へ向けてＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。
【００３１】
そこで、電子部品Ｐが部品認識カメラ１２によってＺ軸方向下側から撮像され、電子部品Ｐの下面側が認識されると共に（Ｓ１０２）、電子部品Ｐの下面側の撮像画像データが画像処理部１００へ出力される。また、部品認識カメラ１２による撮像と同期して電子部品Ｐがサイドビューカメラ１３によりＸ軸方向奥側から撮像されると、電子部品Ｐの側面側が認識されると共に（Ｓ１０３）、電子部品Ｐの側面側の撮像画像データが画像処理部１００へ出力される。
【００３２】
そして、画像処理部１００は、電子部品Ｐの下面側の撮像画像データに基づいて、電子部品ＰのＸ寸法Ｘ１、Ｙ寸法Ｙ１を取得する。そして、これらの寸法Ｘ１、Ｙ１、及び吸着ノズル５２の中心位置の座標に基づいて電子部品Ｐの中心点座標を取得する。これと同時に、吸着ノズル５２の中心位置に対する電子部品Ｐの中心点座標のＸ軸方向の吸着ずれ量Ｘａ、Ｙ軸方向の吸着ずれ量Ｙａ、及びＲ軸周りの吸着ずれ角度θａを取得する（Ｓ１０４）。
【００３３】
Ｘ軸方向の吸着ずれ量Ｘａが上限許容値ＸＵを越えていたら（Ｓ１０５のＮｏ）、その電子部品Ｐを廃棄し（Ｓ１０６）、ヘッドユニット４０をテープフィーダの電子部品Ｐを吸着可能な位置に移動させ、再び電子部品Ｐの吸着動作を行う（Ｓ１０１）。同様に、Ｙ軸方向の吸着ずれ量Ｙａが上限許容値ＹＵを越えていた場合も（Ｓ１０５のＮｏ）、その電子部品Ｐを廃棄し（Ｓ１０６）、上記同様再び電子部品Ｐの吸着動作を行い（Ｓ１０１）、Ｒ軸周りの吸着ずれ角度θａが上限許容値θＵを越えていた場合も（Ｓ１０５のＮｏ）、その電子部品Ｐを廃棄し（Ｓ１０６）、上記同様再び電子部品Ｐの吸着動作を行う（Ｓ１０１）。
【００３４】
一方、Ｘ軸方向の吸着ずれ量Ｘａ、Ｙ軸方向の吸着ずれ量Ｙａ、及びＲ軸方向の吸着ずれ角度θａが、それぞれ上限許容値ＸＵ、ＹＵ、及び上限許容角度θＵ以下の場合は（Ｓ１０５のＹｅｓ）、ヘッド４１をＲ軸方向に９０°回転させ（Ｓ１０７）、サイドビューカメラ１３により９０°回転後の電子部品Ｐの側面側を撮像する。すると、電子部品Ｐの側面側が認識されると共に（Ｓ１０８）、電子部品Ｐの側面側の撮像画像データが画像処理部１００へ出力される。サイドビューカメラ１３による撮像が終了すると、ヘッド４１をＲ軸方向に逆回転させて回転前の状態に復帰させる。画像処理部１００は、９０°回転前後における電子部品Ｐの側面側の撮像画像データに基づいて電子部品Ｐの高さ寸法Ｚ０、回転前における電子部品Ｐの下面の基板Ｂ上面に対する角度θ１、及び９０°回転後における電子部品Ｐの下面の基板Ｂ上面に対する角度θ２を取得する（Ｓ１０９）。尚、角度θ１及びθ２は、本発明の「ＸＹ平面内の所定方向から見た電子部品の基板に対する傾き」に相当する。
【００３５】
ところで、電子部品Ｐの吸着面は必ずしも水平とは限らず段差を有する場合もあり、この段差によって電子部品Ｐが傾いた状態で吸着されることもある。電子部品Ｐを傾いた姿勢のまま基板Ｂ上面に搭載すると、電子部品Ｐは、図６及び図７に示すように、傾いた姿勢における電子部品Ｐの下端部Ｐ１が基板Ｂ上面に接触した後、この下端部Ｐ１を回動中心として傾いた姿勢における電子部品Ｐの先端Ｐ２（図６参照）及びＰ３（図７参照）が弧状の軌跡を描きながら基板Ｂ上面へ移動するため、搭載前の部品中心点Ｃ１に対する搭載後の部品中心点Ｃ２のＸ軸方向における搭載ずれ量ΔＸ、Ｙ軸方向における搭載すれ量ΔＹが生じることになる。このため、吸着ノズル５２の中心位置に対する搭載後の電子部品Ｐの中心点Ｃ２のＸ軸方向におけるずれ量はＸａ＋ΔＸとなり、Ｙ軸方向におけるずれ量はＹａ＋ΔＹとなる。したがって、ずれ量として吸着ずれ量Ｘａ及びＹａのみを考慮して、基板Ｂに対する吸着ノズル５２のＸＹ方向載置位置を補正すると、搭載後の電子部品Ｐの中心点Ｃ２は、電子部品Ｐの所定の実装位置に対してＸ軸方向にΔＸ、Ｙ軸方向にΔＹだけずれた位置に実装されることになる。尚、搭載ずれ量ΔＸ及びΔＹは本発明の「載置ずれ量」に相当する。
【００３６】
この対策として、本実施形態では、図５のＳ１０９〜Ｓ１１１に示すように、吸着ずれ量Ｘａ、Ｙａのみならず、搭載ずれ量ΔＸ、ΔＹについても考慮して、吸着ノズル５２のＸＹ方向載置位置を補正することにより、搭載後の電子部品Ｐの中心点Ｃ２が所定の実装位置と一致するようにしている。具体的には、搭載ずれ量ΔＸ及びΔＹから、吸着ずれ量Ｘａ及びＹａから差し引いた値を総ずれ量とし、この総ずれ量を吸着ノズル５２のＸＹ方向載置位置から差し引くことにより補正位置を算出している。以下、搭載ずれ量ΔＸ及びΔＹを算出する方法について説明する。
【００３７】
まず、ΔＸを算出する方法について説明する。画像処理部１００は、図６に示すように、サイドビューカメラ１３により撮像された電子部品Ｐの側面側の撮像画像に基づいて電子部品Ｐの高さ寸法（本発明の「Ｚ方向の寸法」に相当する。）Ｚ０、Ｘ軸方向の寸法Ｘ０、及び角度θ１を取得する。なお、高さ寸法Ｚ０は予め実装プログラム記憶手段７２あるいは搬送系データ記憶手段７３に記憶された電子部品Ｐのサイズ情報を用いてもよい。角度θ１は、Ｙ軸方向から見たときにおける傾き状態にある電子部品Ｐの基板接触電極が基板Ｂに接する仮想面（電子部品Ｐの下面）Ｖ１の基板Ｂ上面に対する角度である。中心点Ｃ１は、傾き状態にある電子部品Ｐの中心を通る軸線Ｓ５と仮想面Ｖ１との交点として把握することができる。また、中心点Ｃ２は、基板Ｂ上面に搭載された電子部品Ｐの中心を通る軸線Ｓ６と仮想面Ｖ１との交点として把握することができる。ΔＸは、図６の一番右の寸法線をＳ１として、式１に示すように、寸法線Ｓ１からＣ２までのＸ軸方向における距離｛Δ１＋（Ｘ０）／２｝と、寸法線Ｓ１からＣ１までのＸ軸方向における距離｛（Ｘ１）／２｝との差として求めることができる。
＜式１＞  ΔＸ＝｛Δ１＋（Ｘ０）／２｝−｛（Ｘ１）／２｝
Δ１は、式２に示すように、Ｚ軸方向の傾きθ１とＺ軸方向の寸法Ｚ０とから算出される。
＜式２＞  Δ１＝Ｚ０ｓｉｎθ１
また、Ｘ１は、式３に示すように、Ｘ０とθ１とΔ１とから算出される。
＜式３＞  Ｘ１＝Ｘ０ｃｏｓθ１＋Δ１
よって、式２と式３を式１に代入すると、
ΔＸ＝｛Ｚ０ｓｉｎθ１＋（Ｘ０）／２｝−｛（Ｘ０ｃｏｓθ１＋Ｚ０ｓｉｎθ１）／２｝
＝｛Ｚ０ｓｉｎθ１−Ｘ０ｃｏｓθ１＋Ｘ０｝／２
ここで、θ１が０に近ければ、ｃｏｓθ１を１と近似することができるので、
ΔＸ≒｛Ｚ０ｓｉｎθ１｝／２＝Δ１／２    となる。
すなわち、ΔＸはΔ１の半分の数値として算出することができる。
【００３８】
一方、ΔＹについては、電子部品Ｐが吸着された吸着ノズル５２をＲ軸方向に９０°回転させた後に、サイドビューカメラ１３によって電子部品Ｐの側面側を撮像し、図７に示す撮像画像を取得することにより算出することができる。角度θ２は、Ｘ軸方向から見たときにおける電子部品Ｐの基板接触電極が基板Ｂに接する仮想面（電子部品Ｐの下面）Ｖ１の基板Ｂ上面に対する角度である。ΔＹの算出方法については、ΔＸの算出方法と同様であるため、詳細な説明を省略するものの、上記と同様の計算式により、ΔＹについては、
ΔＹ＝｛Ｚ０ｓｉｎθ２−Ｘ０ｃｏｓθ２＋Ｘ０｝／２
となり、θ２が０に近ければ、ｃｏｓθ１を１と近似することができるので、
ΔＹ≒｛Ｚ０ｓｉｎθ２｝／２＝Δ２／２    となる。
すなわち、ΔＹはΔ２の半分の数値として算出することができる。
【００３９】
このようにして、電子部品Ｐの高さ寸法Ｚ０、角度θ１、及び角度θ２に基づいて搭載ずれ量ΔＸ、ΔＹが算出される（Ｓ１１０）。そして、上記Ｘ軸方向の吸着ずれ量ＸａからΔＸを差し引くと共に上記Ｙ軸方向の吸着ずれ量ＹａからΔＹを差し引くことにより、吸着ずれ量と搭載ずれ量の両方のずれ量を考慮した総ずれ量を算出する（Ｓ１１１）。そして、この総ずれ量（Ｘａ−ΔＸ）及び（Ｙａ−ΔＹ）に基づいて基板Ｂに対する吸着ノズル５２のＸＹ方向載置位置を補正した補正位置を算出し、この補正位置に向けてヘッドユニット４０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動し、ヘッド４１を基板Ｂ上面に向けてＺ軸方向に下降させる。
【００４０】
空気圧供給手段により吸着ノズル５２に正圧が供給され、電子部品Ｐが吸着ノズル５２から離脱し、傾いた姿勢における電子部品Ｐの下端部Ｐ１が基板Ｂ上面に接触すると、電子部品Ｐの下端部Ｐ１を回動中心として先端Ｐ２及びＰ３が弧状の軌跡を描きながら基板Ｂ上面に向けて移動し、電子部品Ｐが基板Ｂ上面の所定の実装位置に搭載される（Ｓ１１２）。電子部品Ｐが基板Ｂ上面に搭載されたら、ヘッド４１を上昇させて、ヘッドユニット４０を原点位置に復帰させる。こうして電子部品Ｐの部品搭載動作が終了すると（Ｓ１１３）、ヘッドユニット４０は、次に搭載される電子部品Ｐがある場合には、再びヘッドユニット４０を部品供給部３０のテープフィーダへ移動し、次に搭載される電子部品Ｐの吸着を行う（Ｓ１０１）。
【００４１】
以上のように本実施形態では、以下の効果を奏することができる。
１．吸着ずれ量Ｘａ及びＹａを考慮するのみならず電子部品Ｐの傾き姿勢に起因して生じる搭載ずれ量ΔＸ及びΔＹをも考慮することにより、電子部品Ｐを傾いた姿勢のまま基板Ｂ上面に搭載しても電子部品Ｐを精度良く実装することができる。
２．サイドビューカメラ１３による撮像画像を用いて電子部品ＰのＺ方向の寸法Ｚ０を算出しているから、寸法Ｚ０をより高い精度で取得することができる。
【００４２】
３．吸着ノズル５２の中心位置に対する電子部品Ｐの中心点Ｃ１の吸着ずれ量Ｘａ、Ｙａ、及び吸着ずれ角度θａに基づいて、電子部品Ｐの良否を判定することができる。
４．Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれについて補正することができるから、いずれか一方のみについて補正する場合よりも精度良く電子部品Ｐを実装することができる。
【００４３】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図８ないし図１５によって説明する。
実施形態２の表面実装機２１０は、実施形態１の表面実装機１０におけるサイドビューカメラ１３を３Ｄセンサ（本発明の「計測手段」に相当する。）２２０に変更したものであって、その他の共通する構成については同じ符号を用いると共に、重複する説明を省略する。なお、本実施形態では、電子部品Ｐとして複数のリード端子Ｔを有するパッケージ型の実装用部品Ｐを例として説明するものの、本実施形態に適用可能な電子部品はパッケージ型の実装用部品Ｐに限られず、両側に電極を有するチップ部品であってもよいし、あるいは下面に露出した電極を有するＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Size Package）等であってもよい。
【００４４】
ヘッドユニット４０の可動範囲内には、３Ｄセンサ２２０が設けられ、この３Ｄセンサ２２０により吸着ノズル５２に吸着された実装用部品Ｐの下面側が撮像される。３Ｄセンサ２２０は、図９に示すように、基台１１に対して固定されるベースプレート２２１を備えている。このベースプレート２２１の上端部には、吸着ノズル５２に吸着された実装用部品Ｐの下面側に斜め下方から撮像用の光を照射する第１の照明手段２３０と、実装用部品Ｐの下面にＺ軸方向下側から撮像用の光を照射する第２の照明手段２３１とが固定されている。
【００４５】
第１及び第２の照明手段２３０，２３１は、複数のＬＥＤ２３２を光源として構成されている。第１の照明手段２３０のＬＥＤ２３２は、ベースプレート２２１のＸ軸方向の略中央位置の上方に搬送された実装用部品Ｐの下面に向けて出射された自然光が実装用部品Ｐの下面で反射する反射点を基準とするＹＺ平面に対して略４０°の入射角及び反射角となるようにベースプレート２２１に固定されている。また、各ＬＥＤ２３２の自然光Ｓの照射経路上には、屈折レンズ２３３が設けられている。
【００４６】
屈折レンズ２３３は、各ＬＥＤ２３２から照射された自然光Ｓを所定の平面（例えば、ベースプレート２２１や、屈折レンズ２３３のＬＥＤ２３２側表面の先端部どうしを結ぶ平面）に略直交する平行光あるいは略平行光になるように屈折させる。この屈折レンズ２３３におけるＬＥＤ２３２とは反対側の表面は、かまぼこ状に凸に形成されており、図１０に示すように、平行光あるいは略平行光は、屈折レンズ２３３から出射するときに、Ｙ軸方向には平行あるいは略平行を維持したまま屈曲されて、平面状屈曲光ＨとなりＹ軸方向の直線状の集光位置ＳＩに集光される。
【００４７】
この集光位置ＳＩに実装用部品Ｐの下面位置が一致するように、ヘッド４１のＺ軸方向位置が調整される。また、図１０に示すように、集光位置ＳＩ上において、ＬＥＤ２３２のＹ軸方向の配置ピッチに対応した高集光部ＳＩ１、ＳＩ２、ＳＩ３、…が形成され、Ｙ軸方向に明るい部位と、相対的に暗い部位とが交互に生じることになるので、屈折レンズ２３３と実装用部品Ｐとの間には、平面状屈曲光ＨをＹ軸方向にのみ拡散させるディフューザ２３４が配設され、このディフューザ２３４により各平面状屈曲光Ｈは、実装用部品Ｐ側へ向かうにつれてＹ軸方向で扇状に広がり、Ｙ軸方向において略均一な明るさとなる。
【００４８】
すなわち、屈折レンズ２３３及びディフューザ２３４により照明手段２３０の各ＬＥＤ２３２から照射された自然光Ｓの平面状屈曲光Ｈに屈曲され、これら平面状屈曲光Ｈが実装用部品Ｐの下面に集光されると共に、それぞれＹ軸方向へ拡散することによって、各平面状屈曲光Ｈが実装用部品Ｐの下面でＹ軸方向へ延びる集光位置ＳＩに対して照射されることとなる。第１の照明手段２３０から集光位置ＳＩへ照射された各平面状屈曲光Ｈは、当該集光位置ＳＩを基準とするＹＺ平面の面対称となる左側へ反射し、この反射光Ｒはミラー２３５により下方側へ反射されることとなる。一方、第２の照明手段２３１からの光は実装用部品Ｐの下面によって下方へ反射する。
【００４９】
ミラー２３５によって反射した光は第１のカメラ２３６が受光し、第２の照明手段２３１の光は実装用部品Ｐによって下方へ反射した後に第２のカメラ２３７が受光する。これらの第１及び第２のカメラ２３６，２３７は、撮像素子としてラインセンサ（図示せず）を使用しており、それぞれベースプレート２２１に固定されている。なお、第１及び第２のカメラ２３６，２３７によって本発明でいう計測カメラが構成されている。また、本実施形態では、第１のカメラ２３６が第２のカメラ２３７の下方に位置付けられているが、これらのカメラ２３６，２３７の位置は光路を遮ることがない位置であれば適宜変更することができる。これらの第１及び第２の照明手段２３０，２３１の点灯・消灯の切換えと、第１及び第２のカメラ２３６，２３７の撮像動作はコントローラ７０が制御する。
【００５０】
次に、本実施形態による表面実装機２１０のコントローラ７０を中心とした電気的構成について図１２を参照して説明する。コントローラ７０は、演算処理部８０と、実装プログラム記憶手段７２と、搬送系データ記憶手段７３と、モータ制御部８０と、外部入出力部１１０と、画像処理部１００とから構成されており、上記３Ｄセンサ２２０は画像処理部１００に接続されている。なお、コントローラ７０は、本発明の「コプラナリティ算出手段」、「傾き算出手段」、「吸着ずれ算出手段」、「載置ずれ算出手段」、「補正位置算出手段」、及び「制御装置」に相当し、画像処理手段１００は、本発明の「基準点位置取得手段」及び「ＸＹ寸法取得手段」に相当する。
【００５１】
続いて、本実施形態の表面実装機２１０により実装用部品Ｐを基板Ｂ上面の所定の実装位置に搭載する動作方法について図１３を参照して説明する。
まず、実装用部品ＰのＸ軸方向の吸着ずれ量Ｘａの上限許容値ＸＵ、Ｙ軸方向の吸着ずれ量Ｙａの上限許容値ＹＵ、及びＲ軸周りの吸着ずれ傾きθａの上限許容値θＵを設定し、これらの上限許容値ＸＵ、ＹＵ、及び上限許容角度θＵを入力装置（図示せず）によって入力し、実装プログラム記憶手段７２あるいは搬送系データ記憶手段７３に記憶させておく。
【００５２】
コンベア２０によって運搬されてきた基板Ｂが所定位置において停止すると、基板カメラ１４により基板Ｂのフィデューシャルマーク（図示せず）が認識されることで基板ＢのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置が認識される。すると、モータ制御部８０によりＸ軸モータ４４、Ｙ軸モータ４６、及びＺ軸モータ４８が作動され、吸着ノズル５２が実装用部品Ｐを吸着可能な位置に運ばれる。このとき、吸着ノズル５２はその中心が部品供給部３０の所定の位置に至るように制御される。この後、ヘッド４１が下降すると共に吸着ノズル５２に負圧が供給され、トレーフィーダに保持された実装用部品Ｐを吸着して（Ｓ２０１）、ヘッド４１が上昇することでトレーフィーダから実装用部品Ｐをピックアップし、部品認識カメラ１２上空へ向けてＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。
【００５３】
そこで、実装用部品Ｐが部品認識カメラ１２によってＺ軸方向下側から撮像されると、実装用部品Ｐの下面側が認識されると共に（Ｓ２０２）、実装用部品Ｐの下面側の撮像画像データが画像処理部１００へ出力される。画像処理部１００は、実装用部品Ｐの下面側の撮像画像データに基づいて、実装用部品ＰをＸＹ平面上に投影させた場合におけるＸ軸方向の寸法であるＸ寸法Ｘ１、Ｙ軸方向の寸法であるＹ寸法Ｙ１を取得する。そして、これらの寸法Ｘ１、Ｙ１、及び吸着ノズル５２の中心位置の座標に基づいて実装用部品Ｐの中心点座標を取得する。これと同時に、吸着ノズル５２の中心位置に対する実装用部品Ｐの中心点座標のＸ軸方向の吸着ずれ量Ｘａ、Ｙ軸方向の吸着ずれ量Ｙａ、及びＲ軸周りの吸着ずれ角度θａを取得する（Ｓ２０３）。
【００５４】
Ｘ軸方向の吸着ずれ量Ｘａが上限許容値ＸＵを越えていたら（Ｓ２０４のＮｏ）、その実装用部品Ｐを廃棄し（Ｓ２０５）、ヘッドユニット４０をトレーフィーダの実装用部品Ｐを吸着可能な位置に移動させ、再び実装用部品Ｐの吸着動作を行う（Ｓ２０１）。同様に、Ｙ軸方向の吸着ずれ量Ｙａが上限許容値ＹＵを越えていた場合も（Ｓ２０４のＮｏ）、その実装用部品Ｐを廃棄し（Ｓ２０５）、上記同様再び実装用部品Ｐの吸着動作を行い（Ｓ２０１）、Ｒ軸周りの吸着ずれ角度θａが上限許容角度θＵを越えていた場合も（Ｓ２０４のＮｏ）、その実装用部品Ｐを廃棄し（Ｓ２０５）、上記同様再び実装用部品Ｐの吸着動作を行う（Ｓ２０１）。
【００５５】
一方、Ｘ軸方向の吸着ずれ量Ｘａ、Ｙ軸方向の吸着ずれ量Ｙａ、及びＲ軸方向の吸着ずれ角度θａが、それぞれ上限許容値ＸＵ、ＹＵ、及び上限許容角度θＵ以下の場合は（Ｓ２０４のＹｅｓ）、３Ｄセンサ２２０による部品認識が行われる。この部品認識は以下の手順で行われる。
【００５６】
実装用部品Ｐは、ヘッド４１により、集光位置ＳＩに実装用部品Ｐの下面位置が一致するようにＺ軸方向に移動される。そして、ヘッドユニット４０により、図１１に示すように、３Ｄセンサ２２０の上空において実装用部品Ｐのリード端子列ａが集光位置ＳＩを矢印の方向に沿って通過するように実装用部品Ｐを搬送させる。このとき、第１及び第２のカメラ２３６，２３７によって取得された各撮像画像データは画像処理部１００へ出力される。これにより、リード端子列ａの各リード端子Ｔが画像処理部１００によって認識され（Ｓ２０６）、リード端子群Ｔの位置データが取得される。
【００５７】
次に、ヘッド４１をＲ軸方向に９０°回転させ（Ｓ２０８）、実装用部品Ｐの次のリード端子列ｂが集光位置ＳＩを通過するように実装用部品Ｐを搬送させることにより、リード端子列ｂの各リード端子Ｔが画像処理部１００によって認識され（Ｓ２０９）、リード端子群Ｔの位置データが取得される。そして、全てのリード端子列ａ〜ｄについて認識が完了したか否かを確認し、完了していなければ（Ｓ２０７のＮｏ）、ヘッド４１を９０°回転させることにより（Ｓ２０８）、残りのリード端子列ｃ，ｄの認識を順次行い（Ｓ２０９）、全ての各リード端子Ｔの位置データを取得する。
【００５８】
この後、リード端子群Ｔの位置データに基づいてリード端子群Ｔの平坦度が算出される。この平坦度が所定の基準値を上回ると、その実装用部品Ｐについては廃棄される。なお、装着面Ｖ２は、リード端子群Ｔのうち最も突出した３つのリード端子Ｔを選択し、これら３点のリード端子Ｔの先端を結んで構成される３次元空間における仮想平面として算出される。
【００５９】
この平坦度測定に加えて、画像処理部１００は、リード端子群Ｔの平坦度を測定する際に算出されたリード端子群Ｔの位置データを利用してリード端子Ｔの先端が基板Ｂ上面に接する装着面Ｖ２が算出され、この装着面Ｖ２の基板Ｂ上面に対する角度θ３、θ４（本発明の「装着面の基板に対する傾き」に相当する。）を取得する（Ｓ２１０）。ここで、中心点Ｃ１は、傾き状態にある電子部品Ｐの中心を通る軸線Ｓ７と装着面Ｖ２との交点として把握することができる。また、中心点Ｃ２は、基板Ｂ上面に搭載された電子部品Ｐの中心を通る軸線Ｓ８と装着面Ｖ２との交点として把握できる。以下、角度θ３、θ４の算出方法について説明する。
【００６０】
角度θ３は、図１４に示すように、中心点Ｃ１を通るＸＺ平面と装着面Ｖ２とが交わる直線Ｌ１を算出し、この直線Ｌ１をＸＹ平面上に投影させた直線Ｌ２を算出し、この直線Ｌ２に対する直線Ｌ１の傾きとして算出される。角度θ４は、図１５に示すように、上記と同様にして、中心点Ｃ１を通るＹＺ平面と装着面Ｖ２とが交わる直線Ｌ３を算出し、この直線Ｌ３をＸＹ平面上に投影させた直線Ｌ４を算出し、この直線Ｌ４に対する直線Ｌ３の傾きとして算出される。
【００６１】
ところで、吸着ノズル５２による実装用部品Ｐの吸着姿勢は必ずしも水平とは限らず、あるいは、吸着姿勢は水平でも装着面Ｖ２は必ずしも水平であるとは限らない場合がある。このような場合、実装用部品Ｐの装着面Ｖ２が基板Ｂ上面に対して傾いた姿勢のまま搭載されると、実装用部品Ｐは、図１４及び図１５に示すように、傾いた姿勢における実装用部品Ｐの下端部Ｐ１が基板Ｂ上面に接触した後、この下端部Ｐ１を回動中心として傾いた姿勢における実装用部品Ｐの先端Ｐ２（図１４参照）及びＰ３（図１５参照）が弧状の軌跡を描きながら基板Ｂ上面へ移動するため、搭載前の部品中心点Ｃ１に対する搭載後の部品中心点Ｃ２のＸ軸方向における搭載ずれ量ΔＸ、Ｙ軸方向における搭載ずれ量ΔＹが生じることになる。このため、吸着ノズル５２の中心位置に対する搭載後の実装用部品Ｐの中心点Ｃ２のＸ軸方向におけるずれ量はＸａ＋ΔＸとなり、Ｙ軸方向におけるずれ量はＹａ＋ΔＹとなる。したがって、ずれ量として吸着ずれ量Ｘａ及びＹａのみを考慮して、基板Ｂに対する吸着ノズル５２のＸＹ方向載置位置を補正すると、搭載後の実装用部品Ｐの中心点Ｃ２は、実装用部品Ｐの所定の実装位置に対してＸ軸方向にΔＸ、Ｙ軸方向にΔＹだけずれた位置に実装されることになる。尚、搭載ずれ量ΔＸ及びΔＹは本発明の「載置ずれ量」に相当する。
【００６２】
この対策として、本実施形態では、図１３のＳ２１０〜Ｓ２１２に示すように、吸着ずれ量Ｘａ、Ｙａのみならず、搭載ずれ量ΔＸ、ΔＹについても考慮して、吸着ノズル５２のＸＹ方向載置位置を補正することにより、搭載後の実装用部品Ｐの中心点Ｃ２が所定の実装位置と一致するようにしている。具体的には、搭載ずれ量ΔＸ及びΔＹから、吸着ずれ量Ｘａ及びＹａから差し引いた値を総ずれ量とし、この総ずれ量を吸着ノズル５２のＸＹ方向載置位置から差し引くことにより補正位置を算出している。以下、搭載ずれ量ΔＸ及びΔＹを算出する方法について説明する。
【００６３】
まず、ΔＸを算出する方法について説明する。傾いた姿勢における実装用部品ＰのＸ軸方向の寸法Ｘ１は、実施形態１と同様にして、部品認識カメラ１２による実装用部品Ｐの下面側の撮像画像に基づいて算出される。また、ＸＺ平面上の傾きθ３は、上述のように、３Ｄセンサ２２０及びコントローラ７０により取得される。ΔＸは、図１４の一番左の寸法線をＳ３として、寸法線Ｓ３から中心点Ｃ２までのＸ軸方向における距離｛（Ｘ０）／２｝と、寸法線Ｓ３から中心点Ｃ１までのＸ軸方向における距離｛（Ｘ１）／２｝との差として求めることができる。…式４
＜式４＞  ΔＸ＝｛（Ｘ０）／２｝−｛（Ｘ１）／２｝
＝（Ｘ０−Ｘ１）／２
一方、Ｘ０はＸ１とθ３とから算出される。…式５
＜式５＞  Ｘ０＝（Ｘ１）／ｃｏｓθ３
よって、ΔＸ＝Ｘ１｛（１／ｃｏｓθ３）−１｝／２    となる。
【００６４】
一方、ΔＹの算出方法については、ΔＸの算出方法と同様であるため、詳細な説明を省略するものの、上記と同様の計算式により、ΔＹについては、
ΔＹ＝Ｙ１｛（１／ｃｏｓθ４）−１｝／２    となる。
【００６５】
このようにして、実装用部品ＰのＸ寸法Ｘ１、Ｙ寸法Ｙ１、Ｚ軸方向の傾きθ３、θ４に基づいて搭載ずれ量ΔＸ、ΔＹが算出される（Ｓ２１１）。そして、上記Ｘ軸方向の吸着ずれ量ＸａからΔＸを差し引くと共に上記Ｙ軸方向の吸着ずれ量ＹａからΔＹを差し引くことにより、吸着ずれ量と搭載ずれ量の両方のずれ量を考慮したずれ量を算出する（Ｓ２１２）。そして、このずれ量（Ｘａ−ΔＸ）及び（Ｙａ−ΔＹ）に基づいて基板Ｂに対する吸着ノズル５２のＸＹ方向載置位置を補正した補正位置を算出し、この補正位置に向けてヘッドユニット４０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動し、ヘッド４１を基板Ｂ上面に向けてＺ軸方向に下降させる。
【００６６】
空気圧供給手段により吸着ノズル５２に正圧が供給され、実装用部品Ｐが吸着ノズル５２から離脱し、傾いた姿勢における実装用部品Ｐの下端部Ｐ１が基板Ｂ上面に接触すると、実装用部品Ｐの下端部Ｐ１を回動中心として先端Ｐ２及びＰ３が弧状の軌跡を描きながら基板Ｂ上面に移動し、実装用部品Ｐが基板Ｂ上面の所定の実装位置に搭載される（Ｓ２１３）。電子部品Ｐが基板Ｂ上面に搭載されたら、ヘッド４１を上昇させて、ヘッドユニット４０を原点位置に復帰させる。こうして実装用部品Ｐの部品搭載動作が終了すると（Ｓ２１４）、ヘッドユニット４０は、次に搭載される実装用部品Ｐがある場合には、再びヘッドユニット４０を部品供給部３０のトレーフィーダへ移動し、次に搭載される実装用部品Ｐの吸着を行う（Ｓ２０１）。
【００６７】
以上のように本実施形態では、以下の効果を奏することができる。
１．吸着ずれ量Ｘａ及びＹａを考慮するのみならず実装用部品Ｐの傾き姿勢に起因して生じる搭載ずれ量ΔＸ及びΔＹをも考慮することにより、実装用部品Ｐを傾いた姿勢のまま基板Ｂ上面に搭載されても実装用部品Ｐを精度良く実装することができる。
２．リード端子群Ｔの平坦度測定の際に取得されたリード端子群Ｔの位置データを利用して装着面Ｖ２を算出し、この装着面Ｖ２の基板Ｂ上面に対する角度θ３及びθ４から搭載ずれ量Δ３及びΔ４を求めることができる。したがって、既存の計測手段（３Ｄセンサ２２０）を用いて搭載ずれ量Δ３、Δ４を算出することができるから、新たな計測手段を設ける必要がない。
【００６８】
３．吸着ノズル５２の中心位置に対する実装用部品Ｐの中心点Ｃ１の吸着ずれ量Ｘａ、Ｙａ、及び吸着ずれ角度θａに基づいて、実装用部品Ｐの良否を判定することができる。
４．Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれについて補正することができるから、いずれか一方のみについて補正する場合よりも精度良く実装用部品Ｐを搭載することができる。
【００６９】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本実施形態では、電子部品Ｐの基準点のＸＹ平面における座標として電子部品Ｐの中心点Ｃ１の座標を算出しているものの、本発明によると、電子部品Ｐの基準点のＸＹ平面における座標は、他の場所であってもよく、例えば電子部品Ｐの傾いた姿勢における下端部Ｐ１をＸＹ平面に投影させた点の座標としてもよい。
【００７０】
（２）本実施形態では、吸着ずれ量Ｘａ、Ｙａ及び搭載ずれ量ΔＸ、ΔＹに基づいて吸着ノズル５２側の位置を補正しているものの、本発明によると、吸着ずれ量Ｘａ、Ｙａ及び搭載ずれ量ΔＸ、ΔＹに基づいて基板Ｂ側の位置を補正してもよい。
【００７１】
（３）実施形態１では、角度θ１、θ２、及び高さ寸法Ｚ０に基づいて搭載ずれ量ΔＸ及びΔＹを算出しているものの、本発明によると、角度θ１及びθ２が小さいときには、電子部品Ｐの側面側の撮像画像に基づいてΔ１及びΔ２を画像処理部１００により取得し、Δ１及びΔ２の半分の値として搭載ずれ量ΔＸ及びΔＹを算出してもよい。
【００７２】
（４）実施形態１では、傾き検知手段としてサイドビューカメラ１３を用いて電子部品Ｐの側面側の撮像画像に基づいて電子部品Ｐの高さ寸法Ｚ０を算出するものを例示しているものの、本発明によると、予め搬送系データ記憶手段７３に記憶させた電子部品Ｐの高さ寸法Ｚ０を用いてもよい。
【００７３】
（５）実施形態１では、角度θ１及びθ２をサイドビューカメラ１３による撮像画像に基づいて仮想面Ｖ１の基板Ｂ上面に対する角度として取得しているものの、本発明によると、電子部品ＰのＸＹ平面に対する傾きを取得するものであれば他の方法によって取得してもよい。すなわち、サイドビューカメラ１３の撮像画像には予めＸＹ平面と平行となる基準線を組み込んでおき、この基準線に基づいて角度θ１及びθ２を取得するか、撮像画像中の吸着ノズル５２の先端面（ほぼ水平となるように設定されている。）を基準線として角度θ１及びθ２を取得する。あるいは、撮像画像中の吸着ノズル５２から、中心線を求め、さらにこの中心線と直交するＸＹ平面と平行な基準線を求め、この基準線に基づいて角度θ１及びθ２を取得する。
【００７４】
（６）実施形態１では、サイドビューカメラ１３による撮像画像に基づいて角度θ１及びθ２を取得しているものの、本発明によると、傾き検知手段として、下方から電子部品Ｐにレーザを照射すると共に反射光から距離を測定するレーザ高さ計測機を用いて角度θ１及びθ２を取得してもよい。
具体的には、レーザ高さ計測機は、投光部（図示せず）と受光部（図示せず）と光位置検出素子（図示せず）とを備え、図示はしないものの、部品認識カメラ１２の近傍において基台１１上に設置されている。投光部１４から出射されたレーザ光は、投光部の真上に位置する電子部品Ｐの基板接触電極の先端で反射し、この反射光が受光部に進入して光位置検出素子によって投光部からのＺ軸方向の距離が検出される。したがって、投光部の真上で電子部品ＰをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させると、Ｘ軸方向への移動量に対するＺ軸方向の変位量及びＹ軸方向への移動量に対するＺ軸方向の変位量を計測することができる。よって、Ｘ軸方向の移動量、Ｙ軸方向の移動量、及びＺ軸方向の変位量に基づいて角度θ１及びθ２を算出することができる。
【００７５】
（７）実施形態１では、サイドビューカメラ１３による撮像画像に基づいて角度θ１及びθ２を取得しているものの、本発明によると、傾き検知手段として、下方カメラと電子部品Ｐの下面を斜め下方から撮像する傾斜カメラからなるカメラユニットを用いて角度θ１及びθ２を取得してもよい。このカメラユニットを具体化したものが実施形態２における３Ｄセンサ２２０であるため、その構造説明については省略する。このカメラユニットを用いて電子部品Ｐの下面を撮像すると、電子部品Ｐの形状を立体的に把握することができるから、この立体画像に基づいて電子部品Ｐの下面のＸ軸方向におけるＸ寸法、Ｙ軸方向におけるＹ寸法、及びＺ軸方向におけるＺ寸法を算出し、これらの寸法に基づいて角度θ１及びθ２を算出することができる。
【００７６】
（８）実施形態１では、ヘッド４１を９０°回転させることにより、電子部品Ｐの側面側を異なる２方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）から撮像してそれぞれの方向について補正を行っているものの、本発明によると、例えば電子部品Ｐの側面側をＹ軸方向から撮像しＸ軸方向のみを補正してもよい。また、ヘッド４１の回転角度は、必ずしも９０°である必要はなく、例えば６０°であってもよい。
【００７７】
（９）実施形態２では、計測手段として、３Ｄセンサ２２０を例示しているものの、本発明によれば、計測手段としてレーザ高さ計測機等を用いてＺ軸方向の高さ位置データを取得し、部品認識カメラ１２による撮像画像に基づいてＸＹ方向の位置データを取得してもよい。
【００７８】
（１０）実施形態２では、ＱＦＰ等のリード端子Ｔを有する実装用部品Ｐを例示しているものの、本発明によると、ＢＧＡやＣＳＰ等の下面電極を備えた電子部品についても適用可能である。
【００７９】
（１１）本実施形態では、本発明の部品移載装置として表面実装機１０、２１０に適用したものを例示しているものの、本発明によると、ＩＣ部品を検査するために部品を検査ソケットに順次運搬載置する、所謂ＩＣハンドラーと呼ばれる部品検査装置に適用したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施形態１の表面実装機の正面図
【図２】その表面実装機の平面図
【図３】その電子部品を部品認識カメラによって下方から撮像する様子を示す概略図
【図４】その表面実装機の電気的構成を示すブロック図
【図５】その表面実装機により電子部品を基板上面の所定の実装位置に搭載する動作方法を示すフローチャート
【図６】その電子部品のＸ軸方向における搭載ずれを考慮して所定の実装位置に搭載する様子を示した概略図
【図７】その電子部品のＹ軸方向における搭載ずれを考慮して所定の実装位置に搭載する様子を示した概略図
【図８】実施形態２の電子部品を部品認識カメラ及び３Ｄセンサによって下方から撮像する様子を示す概略図
【図９】その３Ｄセンサの内部構造を側方から見た状態を示す側面図
【図１０】その屈折レンズを通過した平行光が直線状の集光位置に集光される様子を示した概略図
【図１１】その実装用部品の各リード端子列が集光位置を通過するように搬送して各リード端子の位置データを取得する様子を示した平面図
【図１２】その表面実装機の電気的構成を示すブロック図
【図１３】その表面実装機により電子部品を基板上面の所定の実装位置に搭載する動作方法を示すフローチャート
【図１４】その実装用部品のＸ軸方向における搭載ずれを考慮して所定の実装位置に搭載する様子を示した概略図
【図１５】その実装用部品のＹ軸方向における搭載ずれを考慮して所定の実装位置に搭載する様子を示した概略図
【符号の説明】
【００８１】
１０、２１０…表面実装機（部品移載装置）
１１…基台
１２…部品認識カメラ（下方カメラ）
１３…サイドビューカメラ（側方カメラ）
２０…コンベア（基板搬送手段）
５２…吸着ノズル
７０…コントローラ（吸着ずれ算出手段、載置ずれ算出手段、補正位置算出手段、制御装置、コプラナリティ算出手段、傾き算出手段）
１００…画像処理部（基準点位置取得手段、Ｚ方向寸法取得手段、ＸＹ寸法取得手段）
２２０…３Ｄセンサ（計測手段）
２３６…第１のカメラ（計測カメラ）
２３７…第２のカメラ（計測カメラ）
Ｂ…プリント基板
Ｃ１…搭載前の電子部品の中心点
Ｃ２…搭載後の電子部品の中心点
Ｐ…電子部品（実装用部品）
Ｖ１…仮想面
Ｖ２…装着面
Ｘ１…Ｘ軸方向の寸法（ＸＹ平面における所定の寸法）
Ｘａ…Ｘ軸方向の吸着ずれ量
ＸＵ…Ｘａの上限許容値
Ｙ１…Ｙ軸方向の寸法（ＸＹ平面における所定の寸法）
Ｙａ…Ｙ軸方向の吸着ずれ量
ＹＵ…Ｙａの上限許容値
Ｚ０…電子部品の高さ寸法（Ｚ方向の寸法）
ΔＸ…Ｘ軸方向の搭載ずれ量
ΔＹ…Ｙ軸方向の搭載ずれ量
θ１、θ２…仮想面（装着面）の基板上面に対する角度
θａ…Ｒ軸周りの吸着ずれ角度
θＵ…θａの上限許容角度
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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