(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決め用突起部とリードが共に下方に突出し且つ前記リードの下端が前記位置決め用突起部の下端よりも下方に突出する挿入部品を、前記位置決め用突起部を挿入する位置決め孔と前記リードを挿入するリード挿入孔とが設けられた回路基板に実装する挿入部品実装方法において、
供給される前記挿入部品を部品保持具に保持する部品保持工程と、
前記部品保持具に保持した前記挿入部品の前記位置決め用突起部の下端と前記リードの下端とを別々に部品撮像用カメラで下方から撮像して、その撮像画像を処理することで、前記位置決め用突起部の下端の位置と前記リードの下端の位置を認識する画像処理工程と、
前記部品保持具に保持した前記挿入部品の前記リードの下端の位置を前記回路基板の前記リード挿入孔に挿入可能な位置に位置決めするリード位置決め工程と、
前記挿入部品を保持した前記部品保持具を下降させて前記リードの下端を前記回路基板の前記リード挿入孔に少しだけ挿入して前記位置決め用突起部の下端が前記回路基板の表面に到達する前に前記部品保持具の下降動作を一旦停止させる仮挿入工程と、
前記挿入部品の前記リードの下端を前記回路基板の前記リード挿入孔に少しだけ挿入した状態で前記部品保持具を水平方向に移動させて前記リードを変形させながら前記挿入部品の前記位置決め用突起部の下端の位置を前記回路基板の前記位置決め孔に挿入可能な位置に位置決めする位置決め用突起部位置決め工程と、
前記挿入部品を保持した前記部品保持具の下降動作を再開して前記挿入部品の前記位置決め用突起部を前記回路基板の前記位置決め孔に挿入するのと同時に前記リードを前記回路基板の前記リード挿入孔に挿入する本挿入工程と
を含む挿入部品実装方法であって、
前記画像処理工程では、前記部品撮像用カメラで下方から前記挿入部品の前記位置決め用突起部の下端と前記リードの下端を別々に撮像する際の照明光源として水平方向にレーザ光を放射する、９０°間隔で組み付けられた４つのレーザ光源を使用し、
前記リードの下端の位置を認識する場合には、前記部品保持具に保持した前記挿入部品を前記リードの下端部の高さ位置が前記レーザ光源の光軸と同じ高さ位置になるまで下降させた状態で、前記レーザ光源から水平方向に放射したレーザ光を前記リードの下端部外周面に照射して、前記部品撮像用カメラで下方から前記リードの下端を含む画像を撮像して、その撮像画像を処理することで前記リードの下端の位置を認識し、
一方、前記位置決め用突起部の下端の位置を認識する場合には、前記部品保持具に保持した前記挿入部品を前記位置決め用突起部の下端部の高さ位置が前記レーザ光源の光軸と同じ高さ位置になるまで下降させた状態で、前記レーザ光源から水平方向に放射したレーザ光を前記位置決め用突起部の下端部外周面に照射して、前記部品撮像用カメラで下方から前記位置決め用突起部の下端を含む画像を撮像して、その撮像画像を処理することで前記位置決め用突起部の下端の位置を認識することを特徴とする挿入部品実装方法。
【請求項２】
請求項１の挿入部品実装方法において、
前記回路基板の基準マークを基板撮像用カメラで撮像して、その撮像画像を処理することで、前記基準マークの位置を認識し、前記回路基板の製造元から提供される仕様データを用いて、前記基準マークの位置を基準とした前記回路基板の前記位置決め孔の位置と前記リード挿入孔の位置のデータを取得することを特徴とする挿入部品実装方法。
【請求項３】
請求項１の挿入部品実装方法において、
前記回路基板の前記位置決め孔と前記リード挿入孔とを別々に又は同時に基板撮像用カメラで撮像して、その撮像画像を処理することで、前記位置決め孔の位置と前記リード挿入孔の位置を認識することを特徴とする挿入部品実装方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の挿入部品実装方法において、
前記画像処理工程で認識した前記挿入部品の前記位置決め用突起部の下端と前記リードの下端との間の位置関係が前記回路基板の前記位置決め孔と前記リード挿入孔との間の位置関係と合致するか否かを判定し、
両者の位置関係が合致しないと判定した場合のみ、前記リード位置決め工程、前記仮挿入工程、前記位置決め用突起部位置決め工程及び前記本挿入工程を実行し、
前記両者の位置関係が合致すると判定した場合は、前記挿入部品の前記位置決め用突起部の下端と前記リードの下端とを同時に前記回路基板の前記位置決め孔と前記リード挿入孔に挿入可能な位置に位置決めした後、前記挿入部品の前記位置決め用突起部と前記リードとを同時に前記回路基板の前記位置決め孔と前記リード挿入孔に挿入することを特徴とする挿入部品実装方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の挿入部品実装方法において、
前記挿入部品には、複数の前記リードが一列に設けられ、それに対応して、前記回路基板には、複数の前記リード挿入孔が一列に設けられ、
前記画像処理工程で認識した前記挿入部品の前記複数のリードの下端の位置が本来の位置からリード毎にばらばらにずれていて前記複数のリードの下端を前記回路基板の前記複数のリード挿入孔に挿入できないと判定した場合は、実装不可と判定して、その挿入部品を所定の廃棄場所又は回収場所に廃棄することを特徴とする挿入部品実装方法。
【請求項６】
位置決め用突起部とリードが共に下方に突出し且つ前記リードの下端が前記位置決め用突起部の下端よりも下方に突出する挿入部品を、前記位置決め用突起部を挿入する位置決め孔と前記リードを挿入するリード挿入孔とが設けられた回路基板に実装する挿入部品実装装置において、
供給される前記挿入部品を保持する部品保持具と、
前記部品保持具に保持した前記挿入部品の前記位置決め用突起部の下端と前記リードの下端とを別々に部品撮像用カメラで下方から撮像して、その撮像画像を処理することで、前記位置決め用突起部の下端の位置と前記リードの下端の位置を認識する画像処理手段と、
前記部品保持具に保持した前記挿入部品の前記リードの下端の位置を前記回路基板の前記リード挿入孔に挿入可能な位置に位置決めするリード位置決め手段と、
前記挿入部品を保持した前記部品保持具を下降させて前記リードの下端を前記回路基板の前記リード挿入孔に少しだけ挿入して前記位置決め用突起部の下端が前記回路基板の表面に到達する前に前記部品保持具の下降動作を一旦停止させる仮挿入手段と、
前記挿入部品の前記リードの下端を前記回路基板の前記リード挿入孔に少しだけ挿入した状態で前記部品保持具を水平方向に移動させて前記リードを変形させながら前記挿入部品の前記位置決め用突起部の下端の位置を前記回路基板の前記位置決め孔に挿入可能な位置に位置決めする位置決め用突起部位置決め手段と、
前記挿入部品を保持した前記部品保持具の下降動作を再開して前記挿入部品の前記位置決め用突起部を前記回路基板の前記位置決め孔に挿入するのと同時に前記リードを前記回路基板の前記リード挿入孔に挿入する本挿入手段と
を備えた挿入部品実装装置であって、
前記部品撮像用カメラで下方から前記挿入部品の前記位置決め用突起部の下端と前記リードの下端を別々に撮像する際の照明光源として水平方向にレーザ光を放射する、９０°間隔で組み付けられた４つのレーザ光源を備え、
前記画像処理手段は、
前記リードの下端の位置を認識する場合には、前記部品保持具に保持した前記挿入部品を前記リードの下端部の高さ位置が前記レーザ光源の光軸と同じ高さ位置になるまで下降させた状態で、前記レーザ光源から水平方向に放射したレーザ光を前記リードの下端部外周面に照射して、前記部品撮像用カメラで下方から前記リードの下端を含む画像を撮像して、その撮像画像を処理することで前記リードの下端の位置を認識し、
一方、前記位置決め用突起部の下端の位置を認識する場合には、前記部品保持具に保持した前記挿入部品を前記位置決め用突起部の下端部の高さ位置が前記レーザ光源の光軸と同じ高さ位置になるまで下降させた状態で、前記レーザ光源から水平方向に放射したレーザ光を前記位置決め用突起部の下端部外周面に照射して、前記部品撮像用カメラで下方から前記位置決め用突起部の下端を含む画像を撮像して、その撮像画像を処理することで前記位置決め用突起部の下端の位置を認識することを特徴とする挿入部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決め用突起部とリードが共に下方に突出し且つ前記リードの下端が前記位置決め用突起部の下端よりも下方に突出する挿入部品を、前記位置決め用突起部を挿入する位置決め孔と前記リードを挿入するリード挿入孔とが設けられた回路基板に実装する挿入部品実装方法及び挿入部品実装装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１（特開平９−３５７８２号公報）、特許文献２（特開平８−６９８３８号公報）等に記載されているように、回路基板に実装するコネクタ等の大型の部品の接合強度を高める等の目的で、部品の複数箇所に、下方に突出する位置決め用突起部を設け、回路基板の複数箇所に形成した位置決め孔に前記位置決め用突起部を挿入することで、前記回路基板の複数箇所の位置決め孔を基準にして前記部品を位置決めして回路基板に実装するようにしたものがある。以下、位置決め用突起部が設けられた部品を「挿入部品」という。
【０００３】
更に、挿入部品に、複数のリードを下方に突出させるように配列し、実装時に、これら複数のリードを回路基板に設けた複数のリード挿入孔に挿入するようにしたものがある。このような構成の挿入部品を部品実装機で回路基板に実装する場合は、トレイフィーダ等の部品供給装置で供給される挿入部品を部品実装機の部品保持具（吸着ノズル又はチャック等）でピックアップして、回路基板の上方へ移動させる途中で、当該挿入部品をその下面側から部品撮像用カメラで撮像して、その撮像画像を処理することで、当該挿入部品の位置決め用突起部の位置を認識して、その認識結果に基づいて当該挿入部品の実装位置や角度のずれを補正して、当該挿入部品の位置決め用突起部を回路基板の位置決め孔に挿入可能な位置に位置決めした後、当該挿入部品を保持する部品保持具を下降させることで、当該挿入部品の位置決め用突起部とリードを同時に回路基板の位置決め孔とリード挿入孔に挿入するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３５７８２号公報
【特許文献２】特開平８−６９８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、挿入部品のリードは、数１００μｍ〜数ｍｍの細い金属で形成されているため、外力によって変形しやすい。このため、挿入部品の製造ばらつきや外力によるリードの変形によって、挿入部品の位置決め用突起部とリードとの間の位置関係が本来の位置関係からずれている可能性がある。
【０００６】
しかし、上述した従来の挿入部品の実装方法では、回路基板の位置決め用突起部の位置を画像認識して、当該挿入部品の位置決め用突起部を回路基板の位置決め孔に挿入可能な位置に位置決めした状態で、当該挿入部品を保持する部品保持具を下降させて、当該挿入部品の位置決め用突起部とリードの両方を同時に回路基板の位置決め孔とリード挿入孔に挿入するようにしているため、挿入部品の製造ばらつきやリードの変形によってリードの下端が回路基板のリード挿入孔から位置ずれして挿入できない可能性がある。
【０００７】
尚、挿入部品のリードの下端を回路基板のリード挿入孔に挿入可能な位置に位置決めした状態で、当該挿入部品を保持する部品保持具を下降させて、当該挿入部品のリードと位置決め用突起部の両方を同時に回路基板のリード挿入孔と位置決め孔に挿入することも考えられるが、この場合には、挿入部品の製造ばらつきやリードの変形によって位置決め用突起部の下端が回路基板の位置決め孔から位置ずれして挿入できない可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、挿入部品の製造ばらつきや外力によるリードの変形によって、挿入部品の位置決め用突起部とリードとの間の位置関係が本来の位置関係からずれている場合でも、可能な限り、挿入部品の位置決め用突起部とリードを回路基板の位置決め孔とリード挿入孔に挿入することができ、挿入できないために廃棄する挿入部品の数を低減できて、その分、生産コストを低減できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一般に、位置決め用突起部とリードが共に下方に突出するように設けられた挿入部品は、リードの下端が位置決め用突起部の下端よりも下方に突出している。
【００１０】
この点に着目して、請求項１に記載の挿入部品実装方法は、（１）供給される挿入部品を部品保持具に保持する部品保持工程と、（２）前記部品保持具に保持した前記挿入部品の位置決め用突起部の下端とリードの下端とを別々に部品撮像用カメラで下方から撮像して、その撮像画像を処理することで、前記位置決め用突起部の下端の位置と前記リードの下端の位置を認識する画像処理工程と、（３）前記部品保持具に保持した前記挿入部品の前記リードの下端の位置を前記回路基板の前記リード挿入孔に挿入可能な位置に位置決めするリード位置決め工程と、（４）前記挿入部品を保持した前記部品保持具を下降させて前記リードの下端を前記回路基板の前記リード挿入孔に少しだけ挿入して前記位置決め用突起部の下端が前記回路基板の表面に到達する前に前記部品保持具の下降動作を一旦停止させる仮挿入工程と、（５）前記挿入部品の前記リードの下端を前記回路基板の前記リード挿入孔に少しだけ挿入した状態で前記部品保持具を水平方向に移動させて前記リードを変形させながら前記挿入部品の前記位置決め用突起部の下端の位置を前記回路基板の前記位置決め孔に挿入可能な位置に位置決めする位置決め用突起部位置決め工程と、（６）前記挿入部品を保持した前記部品保持具の下降動作を再開して前記挿入部品の前記位置決め用突起部を前記回路基板の前記位置決め孔に挿入するのと同時に前記リードを前記回路基板の前記リード挿入孔に挿入する本挿入工程とを含む挿入部品実装方法であって、前記画像処理工程では、前記部品撮像用カメラで下方から前記挿入部品の前記位置決め用突起部の下端と前記リードの下端を別々に撮像する際の照明光源として水平方向にレーザ光を放射する、９０°間隔で組み付けられた４つのレーザ光源を使用し、前記リードの下端の位置を認識する場合には、前記部品保持具に保持した前記挿入部品を前記リードの下端部の高さ位置がレーザ光源の光軸と同じ高さ位置になるまで下降させた状態で、前記レーザ光源から水平方向に放射したレーザ光を前記リードの下端部外周面に照射して、前記部品撮像用カメラで下方から前記リードの下端を含む画像を撮像して、その撮像画像を処理することで前記リードの下端の位置を認識し、一方、前記位置決め用突起部の下端の位置を認識する場合には、前記部品保持具に保持した前記挿入部品を前記位置決め用突起部の下端部の高さ位置が前記レーザ光源の光軸と同じ高さ位置になるまで下降させた状態で、前記レーザ光源から水平方向に放射したレーザ光を前記位置決め用突起部の下端部外周面に照射して、前記部品撮像用カメラで下方から前記位置決め用突起部の下端を含む画像を撮像して、その撮像画像を処理することで前記位置決め用突起部の下端の位置を認識することを特徴とするものである。
【００１１】
要するに、本発明の挿入部品実装方法では、部品保持具に保持した挿入部品の位置決め用突起部の下端の位置とリードの下端の位置を画像認識した後、挿入部品のリードの下端の位置を回路基板のリード挿入孔に挿入可能な位置に位置決めしてリードの下端を回路基板のリード挿入孔に少しだけ挿入して位置決め用突起部の下端が回路基板の表面に到達する前に部品保持具の下降動作を一旦停止させ、この状態で、当該挿入部品を保持した部品保持具を水平方向に移動させてリードを変形させながら位置決め用突起部の下端の位置を回路基板の位置決め孔に挿入可能な位置に位置決めした後、部品保持具の下降動作を再開して挿入部品の位置決め用突起部を回路基板の位置決め孔に挿入するのと同時にリードを回路基板のリード挿入孔に挿入するようにしたので、挿入部品の製造ばらつきや外力によるリードの変形によって、挿入部品の位置決め用突起部とリードとの間の位置関係が本来の位置関係からずれている場合でも、可能な限り、挿入部品の位置決め用突起部とリードを回路基板の位置決め孔とリード挿入孔に挿入することができ、挿入できないために廃棄する挿入部品の数を低減できて、その分、生産コストを低減できる。
ところで、一般に部品撮像用カメラの照明光源として用いられる同軸落射照明光源の照明では、挿入部品のリードの下端の位置や位置決め用突起部の下端の位置を部品撮像用カメラの撮像画像から精度良く認識するのが困難である。そのため、挿入部品の位置決め用突起部の下端とリードの下端を部品撮像用カメラで撮像する際の照明光源として、撮像対象に対して９０°間隔で水平方向にレーザ光を放射する４つのレーザ光源を使用するが、リードの下端が位置決め用突起部の下端よりも下方に突出しているため、レーザ光源の照明では、リードの下端と位置決め用突起部の下端を同時に画像認識できない。
そこで、本発明では、リードの下端の位置と位置決め用突起部の下端の位置の画像認識を、次のようにして別々に行う。リードの下端の位置を認識する場合には、部品保持具に保持した挿入部品をリードの下端部の高さ位置がレーザ光源の光軸と同じ高さ位置になるまで下降させた状態で、レーザ光源から水平方向に放射したレーザ光を挿入部品のリードの下端部外周面に照射して、部品撮像用カメラで下方からリードの下端を含む画像を撮像することで、その画像からリードの下端の位置を認識する。一方、位置決め用突起部の下端の位置を認識する場合には、部品保持具に保持した挿入部品を位置決め用突起部の下端部の高さ位置がレーザ光源の光軸と同じ高さ位置になるまで下降させた状態で、レーザ光源から水平方向に放射したレーザ光を挿入部品の位置決め用突起部の下端部外周面に照射して、部品撮像用カメラで下方から位置決め用突起部の下端を含む画像を撮像することで、その画像から位置決め用突起部の下端の位置を認識する。
【００１２】
本発明は、請求項２のように、回路基板の基準マークを基板撮像用カメラで撮像して、その撮像画像を処理することで、前記基準マークの位置を認識し、回路基板の製造元から提供される仕様データ（回路基板の基準マークの位置を基準とした位置決め孔やリード等の位置データ）を用いて、基準マークの位置を基準とした回路基板の位置決め孔の位置とリード挿入孔の位置のデータを取得するようにしても良い。この場合は、回路基板の基準マークの位置を画像認識するだけで良く、この基準マークの位置の画像認識は、部品実装前に部品実装機内における回路基板への部品実装位置を決めるために行われるため、その画像認識結果をそのまま利用すれば良く、新たに画像認識処理を追加する必要はない。
【００１３】
或は、請求項３のように、回路基板の位置決め孔とリード挿入孔とを別々に又は同時に基板撮像用カメラで撮像して、その撮像画像を処理することで、回路基板の位置決め孔の位置とリード挿入孔の位置を認識するようにしても良い。このようにすれば、回路基板の製造ばらつきによる位置決め孔とリード挿入孔の位置のばらつきがあっても、回路基板の位置決め孔とリード挿入孔の位置のばらつきを画像認識できるため、回路基板の位置決め孔とリード挿入孔の位置のばらつきにも対応することができる。これにより、回路基板の製造ばらつき等によって回路基板の位置決め孔とリード挿入孔との間の位置関係が本来の位置関係からずれている場合でも、可能な限り、挿入部品の位置決め用突起部とリードを回路基板の位置決め孔とリード挿入孔に挿入することができる。
【００１４】
ところで、挿入部品の位置決め用突起部の下端とリードの下端との間の位置関係が本来の位置関係からずれていない場合は、従来と同様の実装方法でも、挿入部品を回路基板に実装可能である。
【００１５】
そこで、請求項４のように、画像処理工程で認識した挿入部品の位置決め用突起部の下端とリードの下端との間の位置関係が回路基板の位置決め孔とリード挿入孔との間の位置関係と合致するか否かを判定し、両者の位置関係が合致しないと判定した場合のみ、前記リード位置決め工程、前記仮挿入工程、前記位置決め用突起部位置決め工程及び前記本挿入工程を実行し、前記両者の位置関係が合致すると判定した場合は、前記挿入部品の位置決め用突起部の下端とリードの下端とを同時に回路基板の位置決め孔と前記リード挿入孔に挿入可能な位置に位置決めした後、挿入部品の位置決め用突起部とリードとを同時に回路基板の位置決め孔とリード挿入孔に挿入するようにしても良い。このようにすれば、画像認識した挿入部品の位置決め用突起部の下端とリードの下端との間の位置関係が、回路基板の位置決め孔とリード挿入孔との間の位置関係と合致する場合には、従来同様に、１回の位置決め工程と１回の挿入工程で、挿入部品の位置決め用突起部とリードの両方を同時に回路基板の位置決め孔とリード挿入孔に挿入することができて、工程数を少なくすることができ、挿入部品を回路基板に実装するサイクルタイムを短縮できる。
【００１６】
一般に、挿入部品には、複数のリードが一列に設けられ、それに対応して、回路基板には、複数のリード挿入孔が一列に設けられているため、挿入部品の複数のリードの下端の位置が本来の位置からリード毎に変形方向や変形量がばらばらにずれていると、複数のリードの下端を回路基板の複数のリード挿入孔に挿入できない可能性がある。そこで、請求項５のように、画像認識した挿入部品の複数のリードの下端の位置が本来の位置からリード毎にばらばらにずれていて複数のリードの下端を回路基板の複数のリード挿入孔に挿入できないと判定した場合は、実装不可と判定して、その挿入部品を所定の廃棄場所又は回収場所に廃棄するようにすれば良い。このようにすれば、画像認識結果に基づいて、挿入部品の複数のリードの下端を回路基板の複数のリード挿入孔に挿入できないと判定した場合は、それ以降の工程を行わずに済み、実装不可の挿入部品を速やかに廃棄して、次の挿入部品についての工程を速やかに開始することができ、挿入部品を回路基板に実装するサイクルタイムを短縮できる。
【００１７】
尚、請求項６に係る発明は、請求項１に記載の「挿入部品実装方法」の発明と実質的に同一の技術思想を「挿入部品実装装置」の発明として記載したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明の一実施例におけるモジュール型部品実装システムの構成を示す斜視図である。
【図２】図２は実装ヘッド、部品撮像用カメラ、同軸落射照明光源及び側面照明用のレーザ光源の位置関係を示す斜視図である。
【図３】図３は部品実装機の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】図４（ａ）は挿入部品の正面図、同図（ｂ）は挿入部品の下面図、同図（ｃ）は挿入部品の左側面図である。
【図５】図５は挿入部品を実装する回路基板の構成例を示す図である。
【図６】図６は回路基板に挿入部品を実装した状態を示す平面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｄ）は回路基板に挿入部品を実装する方法の各工程を説明する工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態をモジュール型部品実装システムに適用して具体化した一実施例を説明する。
まず、図１乃至図３を用いてモジュール型部品実装システムの構成を説明する。
【００２０】
モジュール型部品実装システムのベース台１１上に、回路基板の搬送方向に隣接して複数台の部品実装機１２が入れ替え可能に整列配置されている。各部品実装機１２は、本体ベッド１３上に、テープフィーダ、トレイフィーダ等の部品供給装置１４と、回路基板４３（図５〜図７参照）を搬送するコンベア１５と、部品保持具である１本又は複数本の吸着ノズル２１（図２参照）又はチャック等を交換可能に保持する実装ヘッド１７と、この実装ヘッド１７をＸＹ方向に移動させるヘッド移動装置２２と、実装ヘッド１７の部品保持具２１に保持した部品（後述する挿入部品４１等）をその下面側から撮像する部品撮像用カメラ１６等を搭載して構成され、上部フレーム１８の前面部には、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置１９と、操作キー、タッチパネル等の操作部２０とが設けられている。また、ヘッド移動装置２２には、回路基板４３の基準マーク（図示せず）を撮像する基板撮像用カメラ２３（図３参照）が実装ヘッド１７と一体的にＸＹ方向に移動するように取り付けられている。尚、図５〜図７に図示した回路基板４３は挿入部品４１を実装する部分のみを図示したものであり、他の電子部品を実装する部分の図示は省略されている。
【００２１】
図２に示すように、実装ヘッド１７は、ヘッド移動装置２２によってＸＹ方向に移動する支持ブラケット２４に回転可能に組み付けられ、ヘッド回転用のモータ２５によって実装ヘッド１７の中心軸の回りを吸着ノズル２１の配列ピッチ角度ずつ間欠的に回転する（ピッチ駆動する）ように構成され、この実装ヘッド１７の回転と一体的に吸着ノズル２１を旋回させるようになっている。この実装ヘッド１７には、吸着ノズル２１を保持する複数本のノズルホルダ２６が上下方向（Ｚ方向）に昇降可能に組み付けられ、部品吸着動作時や部品実装動作時には、実装ヘッド１７の所定の回転位置に位置する１本のノズルホルダ２６（吸着ノズル２１）がノズル昇降モータ２７を駆動源とするノズル昇降機構２８によって昇降される。各ノズルホルダ２６の吸着ノズル２１は、ノズル回転用のモータ２９によって回転（自転）するように構成され、各吸着ノズル２１に吸着した部品の傾き（水平方向の回転角度のずれ）を、部品実装前に各吸着ノズル２１の回転によって修正するようにしている。
【００２２】
一方、部品撮像用カメラ１６は、部品供給装置１４の部品吸着位置の近くに上向きに配置されている。図２に示すように、部品撮像用カメラ１６の上側には、レンズ３１を介して同軸落射照明光源３２が上向きに取り付けられている。この同軸落射照明光源３２は、ＬＥＤ等の発光素子を部品撮像用カメラ１６の光軸と同軸の円環状に配列して構成され、部品撮像時に実装ヘッド１７の部品保持具（吸着ノズル２１又はチャック等）に保持した部品をその下面側から照明するようになっている。この同軸落射照明光源３２の枠状の照明カバー３３の上面側には、部品撮像用カメラ１６の光軸に向かって水平方向にレーザ光を放射する４つのレーザ光源３４が９０°間隔で組み付けられている。
【００２３】
吸着ノズル２１等の部品保持具に保持した部品が、図４、図７に示すような位置決め用突起部４２（例えばボス、ピン等）と逆Ｌ字型のリード４５が共に下方に突出するように設けられた挿入部品４１である場合に、挿入部品４１の位置決め用突起部４２の下端とリード４５の下端をその下方から部品撮像用カメラ１６で撮像する際の照明光源として４つのレーザ光源３４を使用するようにしている。
【００２４】
本実施例の実装方法で実装する挿入部品４１は、リード４５の下端が位置決め用突起部４２の下端よりも下方に突出しているため、リード４５の下端の位置の画像認識と位置決め用突起部４２の下端の位置の画像認識は、次のように、別々に行うようにしている。リード４５の下端の位置の画像認識する場合は、吸着ノズル２１等の部品保持具に保持した挿入部品４１をリード４５の下端部の高さ位置がレーザ光源３４の光軸と同じ高さ位置になるまで下降させた状態で、４つのレーザ光源３４から水平方向に放射したレーザ光を挿入部品４１のリード４５の下端部外周面に照射して、部品撮像用カメラ１６でリード４５の下端を含む画像を撮像することで、その画像からリード４５の下端を背景と区別して明瞭に認識できるようになっている。次に、位置決め用突起部４２の下端の位置の画像認識する場合は、吸着ノズル２１等の部品保持具に保持した挿入部品４１を位置決め用突起部４２の下端部の高さ位置がレーザ光源３４の光軸と同じ高さ位置になるまで下降させた状態で、４つのレーザ光源３４から水平方向に放射したレーザ光を挿入部品４１の位置決め用突起部４２の下端部外周面に照射して、部品撮像用カメラ１６で位置決め用突起部４２の下端を含む画像を撮像することで、その画像から位置決め用突起部４２の下端面の形状を挿入部品４１の下面と区別して明瞭に認識できるようになっている。
【００２５】
尚、位置決め用突起部４２の下端面が挿入部品４１の下面と異なる色に着色される等して、挿入部品４１の下面側を同軸落射照明光源３２で照明して撮像した画像から位置決め用突起部４２の下端面の形状を挿入部品４１の下面と区別して認識可能である場合は、挿入部品４１の下面側を同軸落射照明光源３２で照明して、位置決め用突起部４２の下端を含む画像を撮像して、その画像から位置決め用突起部４２の下端の位置を認識するようにしても良い。同様に、リード４５の下端面がリード４５の他の部分と異なる色に着色される等して、同軸落射照明光源３２で照明して撮像した画像からリード４５の下端をリード４５の他の部分や背景と区別して認識可能である場合は、同軸落射照明光源３２で照明して、リード４５の下端を含む画像を撮像して、その画像からリード４５の下端の位置を認識するようにしても良い。
【００２６】
各部品実装機１２は、上流側の部品実装機１２から搬送されてくる回路基板４３をコンベア１５によって所定位置まで搬送してクランプ機構（図示せず）で当該回路基板４３をクランプして位置決めした後、当該回路基板４３の基準マークを基板撮像用カメラ２３で撮像して、その撮像画像を処理して当該回路基板４３の基準マークの位置を認識すると共に、部品供給装置１４によって供給される部品を実装ヘッド１７の吸着ノズル２１等の部品保持具で保持して、当該部品を撮像位置へ移動させて部品撮像用カメラ１６で撮像して当該部品の保持姿勢や位置ずれ等を画像認識してからコンベア１５上の回路基板４３に実装する。この際、回路基板４３の基準マークの位置を基準にして、当該回路基板４３の製造元から提供される仕様データ（基準マークの位置を基準とした回路基板４３の部品実装位置のデータ）を用いて回路基板４３の部品実装位置を決定すると共に、実装ヘッド１７の吸着ノズル２１等の部品保持具で保持した部品の位置ずれや傾き（水平方向の回転角度のずれ）を補正して当該部品を回路基板４３上の部品実装位置に実装する。
【００２７】
ところで、部品実装機１２で回路基板４３に実装する部品の中には、図４に示すような挿入部品４１がある。この挿入部品４１は、例えばコネクタ部品等の大型の部品であり、挿入部品４１と回路基板４３（図５〜図７参照）との接合強度を高める等の目的で、挿入部品４１の下面の複数箇所（例えば２箇所）に、下方に突出する位置決め用突起部４２（例えばボス、ピン等）を設け、回路基板４３の複数箇所（例えば２箇所）に形成した位置決め孔４４に位置決め用突起部４２を挿入するようにしている。更に、挿入部品４１に、複数のリード４５を下方に突出させるように一列に配列し、実装時に、これら複数のリード４５を回路基板４３に設けた複数のリード挿入孔４６に挿入するようにしたものがある。一般に、挿入部品４１のリード４５は、数１００μｍ〜数ｍｍの細い金属で形成されているため、外力によって変形しやすい。このため、挿入部品４１の製造ばらつきや外力によるリード５６の変形によって、挿入部品４１の位置決め用突起部４２とリード４５との間の位置関係が本来の位置関係からずれている可能性があり、従来の実装方法では、挿入部品４１の位置決め用突起部４２やリード４５を回路基板４３の位置決め孔４４やリード挿入孔４６に挿入できない可能性がある。
【００２８】
この対策として、本実施例では、部品実装機１２の各機構の動作を制御する制御装置５１は、挿入部品実装プログラム（図示せず）を実行することで、部品保持工程、画像処理工程、リード位置決め工程、仮挿入工程、位置決め用突起部位置決め工程、本挿入工程を順に実行して、画像処理手段、リード位置決め手段、仮挿入手段、位置決め用突起部位置決め手段、本挿入手段としての機能を実現する。以下、各工程の内容を説明する。
【００２９】
［部品保持工程］
部品供給装置１４によって供給される挿入部品４１を実装ヘッド１７の吸着ノズル２１等の部品保持具で保持する。
【００３０】
［画像処理工程（画像処理手段）］
同軸落射照明光源３２の照明では、リード４５の下端の位置や位置決め用突起部４２の下端の位置を部品撮像用カメラ１６の撮像画像から精度良く認識するのが困難であるため、挿入部品４１の位置決め用突起部４２の下端とリード４５の下端を部品撮像用カメラ１６で撮像する際の照明光源として４つのレーザ光源３４を使用するが、リード４５の下端が位置決め用突起部４２の下端よりも下方に突出しているため、レーザ光源３４の照明では、リード４５の下端と位置決め用突起部４２の下端を同時に画像認識できない。
【００３１】
そこで、本実施例では、リード４５の下端の位置と位置決め用突起部４２の下端の位置の画像認識を、次のようにして別々に行う。リード４５の下端の位置の画像認識する場合は、吸着ノズル２１等の部品保持具に保持した挿入部品４１をリード４５の下端部の高さ位置がレーザ光源３４の光軸と同じ高さ位置になるまで下降させた状態で、４つのレーザ光源３４から水平方向に放射したレーザ光を挿入部品４１のリード４５の下端部外周面に照射して、部品撮像用カメラ１６でリード４５の下端を含む画像を撮像することで、その画像からリード４５の下端の位置（ＸＹ座標）を認識する。次に、位置決め用突起部４２の下端の位置の画像認識する場合は、吸着ノズル２１等の部品保持具に保持した挿入部品４１を位置決め用突起部４２の下端部の高さ位置がレーザ光源３４の光軸と同じ高さ位置になるまで下降させた状態で、４つのレーザ光源３４から水平方向に放射したレーザ光を挿入部品４１の位置決め用突起部４２の下端部外周面に照射して、部品撮像用カメラ１６で位置決め用突起部４２の下端を含む画像を撮像することで、その画像から位置決め用突起部４２の下端の位置（ＸＹ座標）を認識する。
【００３２】
一方、回路基板４３の位置決め孔４４の位置とリード挿入孔４６の位置のデータは、事前に基板撮像用カメラ２３で回路基板４３の基準マークを撮像した画像から認識した回路基板４３の基準マークの位置を基準にして、当該回路基板４３の製造元から提供される仕様データ（基準マークの位置を基準とした回路基板４３の位置決め孔４４の位置とリード挿入孔４６の位置のデータ）から求める。尚、回路基板４３の基準マークの位置の画像認識は、部品実装前に部品実装機１２内における回路基板４３への部品実装位置を決めるために行われるため、その画像認識結果をそのまま利用すれば良く、新たに画像認識処理を追加する必要はない。
【００３３】
［リード位置決め工程（リード位置決め手段）］
上記画像処理工程の終了後に、リード位置決め工程に進み、ヘッド移動装置２２によって実装ヘッド１７を水平方向に移動させて、図７（ａ）に示すように、実装ヘッド１７の吸着ノズル２１等の部品保持具に保持した挿入部品４１のリード４５の下端の位置（画像処理工程で認識した位置）を回路基板４３のリード挿入孔４６に挿入可能な位置に位置決めする。この際、リード４５の下端面の中心を回路基板４３のリード挿入孔４６の中心に一致させるように挿入部品４１を位置決めする。
【００３４】
［仮挿入工程（仮挿入手段）］
上記リード位置決め工程の終了後に、仮挿入工程に進み、図７（ｂ）に示すように、挿入部品４１を保持した部品保持具を下降させて、リード４５の下端を回路基板４３のリード挿入孔４６に少しだけ挿入して位置決め用突起部４２の下端が回路基板４３の表面に到達する前に部品保持具の下降動作を一旦停止させる。
【００３５】
［位置決め用突起部位置決め工程（位置決め用突起部位置決め手段）］
上記仮挿入工程の終了後に、位置決め用突起部位置決め工程に進み、図７（ｃ）に示すように、挿入部品４１を保持した部品保持具を水平方向に移動させてリード４５を変形させながら位置決め用突起部４２の下端の位置（画像処理工程で認識した位置）を回路基板４３の位置決め孔４４に挿入可能な位置に位置決めする。この際、位置決め用突起部４２の下端面の中心を回路基板４３の位置決め孔４４の中心に一致させるように挿入部品４１を位置決めする。
【００３６】
［本挿入工程（本挿入手段）］
上記位置決め用突起部位置決め工程の終了後に、本挿入工程に進み、図７（ｄ）に示すように、部品保持具の下降動作を再開して挿入部品４１の位置決め用突起部４２を回路基板４３の位置決め孔４４に挿入するのと同時にリード４５を回路基板４３のリード挿入孔４６に挿入する。この状態で、リード４５を回路基板４３に半田付けすれば、回路基板４３への挿入部品４１の実装工程が終了する。
【００３７】
以上説明した本実施例のように、位置決め工程と挿入工程をそれぞれ２回に分けて行うようにすれば、挿入部品４１の製造ばらつきや外力によるリード４５の変形によって、挿入部品４１の位置決め用突起部４２とリード４５との間の位置関係が本来の位置関係からずれている場合でも、可能な限り、挿入部品４１の位置決め用突起部４２とリード４５を回路基板４３の位置決め孔４４とリード挿入孔４６に挿入することができ、挿入できないために廃棄する挿入部品４１の数を低減できて、その分、生産コストを低減できる。
【００３８】
ところで、挿入部品４１の位置決め用突起部４２の下端とリード４５の下端との間の位置関係が本来の位置関係からずれていない場合は、従来と同様の実装方法でも、挿入部品４１を回路基板４３に実装可能である。
【００３９】
そこで、本実施例では、部品実装機１２の制御装置５１は、画像処理工程で認識した挿入部品４１の位置決め用突起部４２の下端とリード４５の下端との間の位置関係が回路基板４３の位置決め孔４４とリード挿入孔４６との間の位置関係と合致するか否かを判定し、両者の位置関係が合致しないと判定した場合のみ、前記リード位置決め工程、前記仮挿入工程、前記位置決め用突起部位置決め工程及び前記本挿入工程を実行し、両者の位置関係が合致すると判定した場合は、部品保持具に保持した挿入部品４１の位置決め用突起部４２の下端とリード４５の下端とを同時に回路基板４３の位置決め孔４４とリード挿入孔４６に挿入可能な位置に位置決めした後、当該挿入部品４１を保持する部品保持具を下降させて挿入部品４１の位置決め用突起部４２とリード４５とを同時に回路基板４３の位置決め孔４４とリード挿入孔４６に挿入する。
【００４０】
このようにすれば、画像処理工程で認識した挿入部品４１の位置決め用突起部４２の下端とリード４５の下端との間の位置関係が、回路基板４３の位置決め孔４４とリード挿入孔４６との間の位置関係と合致する場合には、従来同様に、１回の位置決め工程と１回の挿入工程で、挿入部品４１の位置決め用突起部４２とリード４５の両方を同時に回路基板４３の位置決め孔４４とリード挿入孔４６に挿入することができて、工程数を少なくすることができ、挿入部品４１を回路基板４３に実装するサイクルタイムを短縮できる。
【００４１】
一般に、挿入部品４１には、複数のリード４５が一列に設けられ、それに対応して、回路基板４３には、複数のリード挿入孔４６が一列に設けられているため、挿入部品４１の複数のリード４５の下端の位置が本来の位置からリード４５毎に変形方向や変形量がばらばらにずれていると、複数のリード４５の下端を回路基板４３の複数のリード挿入孔４６に挿入できない可能性がある。
【００４２】
そこで、本実施例では、部品実装機１２の制御装置５１は、画像処理工程で認識した挿入部品４１の複数のリード４５の下端の位置が本来の位置からリード４５毎にばらばらにずれていて複数のリード４５の下端を回路基板４３の複数のリード挿入孔４６に挿入できないと判定した場合は、実装不可と判定して、その挿入部品４１を所定の廃棄場所又は回収場所に廃棄するようにしている。このようにすれば、画像認識結果に基づいて、挿入部品４１の複数のリード４５の下端を回路基板４３の複数のリード挿入孔４６に挿入できないと判定した場合は、それ以降の工程を行わずに済み、実装不可の挿入部品４１を速やかに廃棄して、次の挿入部品４１についての工程を速やかに開始することができ、挿入部品４１を回路基板４３に実装するサイクルタイムを短縮できる。
【００４３】
尚、本実施例では、回路基板４３の位置決め孔４４の位置とリード挿入孔４６の位置のデータは、事前に基板撮像用カメラ２３で回路基板４３の基準マークを撮像した画像から認識した回路基板４３の基準マークの位置を基準にして、当該回路基板４３の製造元から提供される仕様データ（基準マークの位置を基準とした回路基板４３の位置決め孔４４の位置とリード挿入孔４６の位置のデータ）から求めるようにしたが、本発明は、回路基板４３の位置決め孔４４とリード挿入孔とを別々に又は同時に基板撮像用カメラ２３で撮像して、その撮像画像を処理することで、回路基板４３の位置決め孔４４の位置とリード挿入孔の位置を認識するようにしても良い。このようにすれば、回路基板４３の製造ばらつきによる位置決め孔４４とリード挿入孔４６の位置のばらつきがあっても、回路基板４３の位置決め孔４４とリード挿入孔４６の位置のばらつきを画像認識できるため、位置決め孔４４とリード挿入孔４６の位置のばらつきにも対応することができる。これにより、回路基板４３の製造ばらつき等によって回路基板４３の位置決め孔４４とリード挿入孔４６との間の位置関係が本来の位置関係からずれている場合でも、可能な限り、挿入部品４１の位置決め用突起部４２とリード４５を回路基板４３の位置決め孔４４とリード挿入孔４６に挿入することができる。
【００４４】
尚、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば部品実装機１２の構成を適宜変更したり、挿入部品４１や回路基板４３の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４５】
１２…部品実装機、１４…部品供給装置、１５…コンベア、１６…部品撮像用カメラ、１７…実装ヘッド、２１…吸着ノズル（部品保持具）、２２…ヘッド移動装置、２３…基板撮像用カメラ、３２…同軸落射照明光源、３４…レーザ光源、４１…挿入部品、４２…位置決め用突起部、４３…回路基板、４４…位置決め孔、４５…表面実装用電極部、４６…リード挿入孔、５１…制御装置（画像処理手段，リード位置決め手段，仮挿入手段，位置決め用突起部位置決め手段，本挿入手段）
【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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