(57)【要約】【課題】複数の部品保持部材により保持された部品の画像を撮像してその保持姿勢を認識し、上記認識結果に基づいて上記夫々の部品を回路基板に装着する部品装着ヘッド及び部品装着方法において、効率的かつ高精度に上記認識を行うことができる部品装着ヘッド及び部品装着方法を提供する。【解決手段】部品装着ヘッドにおいて、上記部品保持部材により保持された上記部品の画像を、上記部品保持部材の軸芯沿いの方向において撮像可能な第１部品撮像部と、上記保持された上記部品の画像を、上記部品保持部材の上記軸芯と略直交する方向沿いにおいて撮像可能な第２部品撮像部とを備えさせて、上記第１部品撮像部及び上記第２部品撮像部により上記部品の画像を互いに略直交する２つの方向からの画像を撮像して、夫々の画像に基づいて上記部品の保持姿勢を認識させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品（１）を解除可能に保持する複数の部品保持部材（１１）を一列に配列して備え、上記夫々の部品保持部材により保持された上記複数の部品を回路基板に装着可能な部品装着ヘッド（１００）において、
上記部品保持部材により保持された上記部品の画像を、上記部品保持部材の軸芯沿いの方向において撮像可能な第１部品撮像部（２０）と、
上記部品保持部材により保持された上記部品の画像を、上記部品保持部材の上記軸芯及び上記配列方向と略直交する方向沿いにおいて撮像可能な第２部品撮像部（３０）と、
上記第１部品撮像部及び上記第２部品撮像部を、上記夫々の部品保持部材の配列方向に沿って移動可能に支持する支持部材（２４、２５、２６）と、
上記第１部品撮像部及び上記第２部品撮像部を、上記夫々の部品保持部材の配列方向に沿って、上記一列の両端の夫々に配列された上記部品保持部材の間を移動させる移動装置（２７）と、
上記移動装置により上記配列方向に沿って上記第１部品撮像部及び上記第２部品撮像部を移動させながら、上記第１部品撮像部及び上記第２部品撮像部により上記夫々の部品保持部材により保持された部品の画像を順次撮像して、上記第１部品撮像部により撮像された上記夫々の部品の画像、及び上記第２部品撮像部により撮像された上記夫々の部品の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能な制御部（９）とを備え、
上記制御部により認識された上記夫々の部品の保持姿勢に基づいて、上記夫々の部品を上記回路基板に装着可能とすることを特徴とする部品装着ヘッド。
【請求項２】
部品（１）を解除可能に保持する複数の部品保持部材（１１）を一列に配列して備え、上記夫々の部品保持部材により保持された上記複数の部品を回路基板に装着可能な部品装着ヘッド（３００）において、
上記部品保持部材により保持された上記部品の画像を、上記部品保持部材の軸芯沿いの方向において撮像可能であって、上記夫々の部品保持部材に一対一に対応されかつ互いの配置関係が固定された複数の撮像素子部（３２３）と、上記部品保持部材の軸心上に位置されることにより、当該部品保持部材により保持された上記部品の上記軸芯沿いの方向の上記画像を反射して、上記対応する撮像素子部の光軸に沿って当該撮像素子部に入射させる反射部（３２１、３２２）とを備える第１部品撮像部（３２０）と、
上記部品保持部材により保持された上記部品の画像を、上記部品保持部材の上記軸芯及び上記配列方向と略直交する方向沿いにおいて撮像可能な第２部品撮像部（３０）と、
上記第１部品撮像部の上記反射部及び上記第２部品撮像部を、上記夫々の部品保持部材の配列方向に沿って移動可能に支持する支持部材（３２４）と、
上記反射部及び上記第２部品撮像部を、上記夫々の部品保持部材の配列方向に沿って、上記一列の両端の夫々に配列された上記部品保持部材の間を移動させる移動装置（２７）と、
上記移動装置により上記配列方向に沿って上記反射部及び上記第２部品撮像部を移動させながら、上記反射部を介して上記夫々の撮像素子部により対応する上記夫々の部品保持部材により保持された部品の画像を順次撮像するとともに、上記第２部品撮像部により上記夫々の部品保持部材により保持された部品の画像を順次撮像して、上記第１部品撮像部により撮像された上記夫々の部品の画像、及び上記第２部品撮像部により撮像された上記夫々の部品の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能な制御部（９）とを備え、
上記制御部により認識された上記夫々の部品の保持姿勢に基づいて、上記夫々の部品を上記回路基板に装着可能とすることを特徴とする部品装着ヘッド。
【請求項３】
上記制御部は、
上記第１部品撮像部により撮像された上記夫々の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材の上記軸芯と略直交する方向沿いにおける上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能であって、
上記第２部品撮像部により撮像された上記夫々の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材の上記軸芯沿いの方向における上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能である請求項１又は２に記載の部品装着ヘッド。
【請求項４】
上記第２部品撮像部は、上記一列に配列された夫々の部品保持部材を介して、互い対向するように配置された投光部（３１）と受光部（３２）とを備え、上記投光部より上記部品保持部材に保持された上記部品に向けて照射された光を、上記部品によりその一部が遮光されながら上記受光部にて受光することにより、上記部品を撮像可能なラインセンサー（３３）であり、
上記制御部は、上記ラインセンサーによる上記撮像結果情報に基づいて、上記部品の上記軸芯沿いの方向における上記保持姿勢を認識するとともに、上記撮像の際に、上記移動装置による上記ラインセンサーの上記配列方向沿いの移動位置を検出して、上記検出結果に基づいて、上記保持姿勢が認識された部品を上記夫々の部品の中より特定する請求項３に記載の部品装着ヘッド。
【請求項５】
上記移動装置は、上記第１部品撮像部を上記配列方向に移動させる駆動モータ（２８）を備え、
上記駆動モータは、上記夫々の部品保持部材を介して、上記第１部品撮像部と互いに対向するように配置されている請求項１に記載の部品装着ヘッド。
【請求項６】
上記駆動モータは、上記夫々の部品保持部材を介して、さらに上記第２部品撮像部とも互いに対向するように配置されている請求項５に記載の部品装着ヘッド。
【請求項７】
上記第１部品撮像部は、
上記部品保持部材の軸心（Ｓ）とは異なる軸をその光軸（Ｔ）として、上記部品保持部材により保持された部品の画像を、上記光軸に沿って入射して撮像可能な撮像素子部（２３、３２３）と、
上記部品保持部材の軸心沿いの方向における上記部品の画像を、上記撮像素子部の光軸に沿って反射して、上記撮像素子部に入射させる反射部（２１、２２、３２１、３２２）と、
上記部品保持部材の軸心と直交する平面であって、上記部品における画像が撮像される部品撮像平面（Ｑ）に対して、大略水平方向の光を直接的に照射する水平光照射部（６１）と、
上記光軸に略沿った光を照射するとともに、当該光を上記反射部により上記軸心沿いの方向に反射させて、上記部品撮像平面に対して大略垂直方向に当該光を照射する垂直光照射部（６０）と、
上記部品撮像平面に対して、上記水平方向及び上記垂直方向の略中間の角度に傾斜された光を直接的に照射する傾斜光照射部（６２）とを備え、
上記制御部は、上記部品保持部材により保持された部品の上記部品撮像平面に対して、上記水平光照射部、上記垂直光照射部、及び上記傾斜光照射部の夫々により同時的に上記夫々の光を照射した状態で、上記撮像素子部により上記部品の画像の撮像を行う請求項１から６のいずれか１つに記載の部品装着ヘッド。
【請求項８】
上記傾斜光照射部は、上記部品保持部材の軸心を対称軸として対称にかつ互いに対向して配置された複数の傾斜光用の照明部（６２ａ）を備え、
上記水平光照射部は、上記部品保持部材の軸心を対称軸として対称に、互いに対向して配置された複数の水平光用の照明部（６１ａ）を備え、
上記夫々の照明部は、上記部品保持部材の軸心上及びその周囲に形成される上記垂直光照射部による上記大略垂直方向の光の通過領域（Ｕ）の外周近傍に配置されている請求項７に記載の部品装着ヘッド。
【請求項９】
上記傾斜光照射部は、２組の上記傾斜光用の照明部（６２ａ）を有し、上記水平光照射部は、２組の上記水平光用の照明部（６１ａ）を有し、
上記部品の部品撮像平面沿いの平面において、上記傾斜光用の照明部と上記水平光用の照明部とが交互に、略４５度の角度ピッチにて配置されている請求項８に記載の部品装着ヘッド。
【請求項１０】
上記垂直光照射部は、上記垂直光照射部と上記部品の撮像平面とを結ぶ仮想直線（Ｖ）上に配置され、上記垂直照射部から上記部品撮像平面に上記仮想直線に沿って照射される光を遮断する遮光板（２８）を備えている請求項７から９のいずれか１つに記載の部品装着ヘッド。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１つに記載の部品装着ヘッドが、上記回路基板の表面における所定位置を撮像可能な基板撮像装置（４１及び４２）をさらに備え、
上記基板撮像装置は、撮像視野及び分解能の異なる２種類の基板撮像部として、
他方の上記基板撮像部よりも、狭視野かつ高分解能を有する第１基板撮像部（４１）と、
上記第１基板撮像部よりも、広視野かつ低分解能を有する第２基板撮像部（４２）とを備え、
上記制御部は、上記基板撮像装置において、上記回路基板への上記夫々の部品の装着精度に応じて、上記第１基板撮像部と上記第２基板撮像部とのいずれかを選択して、上記選択された基板撮像部により上記回路基板の表面の上記所定位置の画像を撮像させて、上記撮像された画像に基づいて、上記所定位置を認識させることを特徴とする部品装着ヘッド。
【請求項１２】
部品（１）を解除可能に保持し、かつ、一列に配列された複数の部品保持部材（１１）のうちの複数の上記部品保持部材の夫々に上記部品を保持させて、
上記部品保持部材の軸芯沿いの方向において、上記夫々の部品保持部材により保持された上記夫々の部品の画像を順次撮像するとともに、上記部品保持部材の上記軸芯及び上記配列方向と略直交する方向沿いにおいて、上記夫々の部品の画像を順次撮像し、
上記軸芯沿いの方向において撮像された上記夫々の画像、及び上記軸芯及び上記配列方向と略直交する方向沿いにおいて撮像された上記夫々の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識し、
上記認識された上記夫々の部品の保持姿勢に基づいて、上記夫々の部品を回路基板に装着することを特徴とする部品装着方法。
【請求項１３】
上記部品保持部材の軸芯沿いの方向において撮像された上記夫々の部品の画像に基づいて、上記軸芯と略直交する方向沿いにおける上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能であって、
上記部品保持部材の上記軸芯及び上記配列方向と略直交する方向沿いにおいて撮像された上記夫々の部品の画像に基づいて、上記軸芯沿いの方向における上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能である請求項１２に記載の部品装着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の部品保持部材を備え、上記夫々の部品保持部材により保持された上記部品の画像を撮像してその保持姿勢を認識し、上記認識結果に基づいて上記夫々の部品を回路基板に装着する部品装着ヘッド及び部品装着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複数の部品として電子部品が回路基板に装着されることにより形成される電子回路が内蔵される電子機器は、その小型化、高機能化、さらに低コスト化が市場より益々強く要望されている。
【０００３】
このような電子回路は、部品装着ヘッドの一例であるヘッド部を備える電子部品装着装置において、ステージ上に保持された上記回路基板に対して、上記ヘッド部により上記複数の電子部品が装着されることにより製造されている。また、このような電子部品装着装置においては、上記ステージ上あるいは上記ヘッド部に備えられた撮像装置等により、上記ヘッド部による上記電子部品の保持姿勢や上記回路基板における上記電子部品の装着位置が認識されて、上記認識結果に基づいて上記電子部品の上記回路基板への装着が行われている。
【０００４】
一方、このような電子部品装着装置においては、上記市場よりの要望に応えるべく、上記電子部品や上記回路基板は益々小型化され、上記回路基板への上記電子部品の高密度かつ高精度な装着を行えることが求められるとともに、装着に要する時間を短縮化して効率的な装着を行い、電子回路の製造コストを削減することが求められている。
【０００５】
ここで、このような従来の電子部品装着装置におけるヘッド部２００に備えられている撮像装置２１０について、図７に示すヘッド部２００の部分拡大模式説明図を用いて説明する。なお、ヘッド部２００は、部品保持部材の一例として８本の吸着ノズル２０１が一列に配列されて備えており、図７は、上記配列方向に直交する平面沿いのヘッド部２００の断面を示している。
【０００６】
図７に示すように、ヘッド部２００は、上記８本の吸着ノズル２０１をその先端部において電子部品１を吸着保持可能に備えており、さらに、夫々の吸着ノズル２０１はその軸芯沿い（図７の上下方向）に昇降可能かつ上記軸芯を回転中心として回転可能にヘッドフレーム２０２により支持されて備えている。
【０００７】
また、図７に示すように、撮像装置２１０においては、吸着ノズル２０１の図示左側方向に配置され、かつ、その光軸上に配置された２枚の反射ミラー２０２及び２０３を介して、吸着ノズル２０１に吸着保持された電子部品１の画像をその図示下方より撮像可能なカメラ部２１１を備えている。また、撮像装置２１０は、夫々の吸着ノズル２０１の配列方向に沿って、上記夫々の吸着ノズル２０１の図示左側上方に配置され、かつ、ヘッドフレーム２０２に固定されたリニアガイドレール２１４を備えており、カメラ部２１１はこのリニアガイドレール２１４を介して、リニアガイドレール２１４沿い、すなわち、夫々の吸着ノズル２０１の上記配列方向沿いにスライド移動可能に、ヘッドフレーム２０２に支持されている。また、リニアガイドレール２１４の設置位置近傍におけるヘッドフレーム２０２には、カメラ部２１１をリニアガイドレール２１４沿いにスライド移動させるスライド移動装置２１５が固定されている。
【０００８】
このような撮像装置２１０により、夫々の吸着ノズル２０１により保持されている電子部品１の画像を撮像するような場合には、スライド移動装置２１５によりカメラ部２１１をリニアガイドレール２１４に沿ってスライド移動させながら、夫々の吸着ノズル２０１により保持されている電子部品１の上記下面側よりの画像を、夫々の反射ミラー２０２及び２０３を介して順次撮像する。このようにして撮像された夫々の画像は、ヘッド部２００が備える制御部等において、認識処理されて、夫々の電子部品１の吸着ノズル２０１に対する吸着保持姿勢として認識される。さらに、この認識された吸着保持姿勢が回路基板への装着姿勢に合致するように、吸着ノズル２０１の上記回転動作等により上記吸着保持姿勢の補正が行われた後、夫々の電子部品１の回路基板への装着動作が行われる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−３０７２９７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造のヘッド部２００においては、吸着ノズル２０１に吸着保持された電子部品１の画像の撮像が電子部品１の下方側より行われるため、吸着ノズル２０１の軸芯沿いの方向における（すなわち、図７の上下方向）電子部品１の吸着保持姿勢を認識することができず、例えば、電子部品１がチップ部品等の微小電子部品であるような場合にあっては、吸着ノズル２０１の先端部に対して斜めにされた状態（いわゆる斜め立ちの状態）で吸着保持されるような場合が起りやすく、このような状態は上記下方側から撮像された画像からは認識することが困難であり、このような状態が認識されないまま回路基板への装着動作が行われると、回路基板への電子部品１の装着エラーとなる場合があり、上記装着エラーとならないまでも高精度な電子部品の装着に対応できないという問題点がある。
【００１１】
また、ヘッド部２００においては、スライド移動装置２１５が、リニアガイドレール２１４及びカメラ部２１１の近傍におけるヘッドフレーム２０２に設置されているため、スライド移動装置２１５の稼動に伴う振動が、リニアガイドレール２１４を介してカメラ部２１１に伝達されやすく、カメラ部２１１が上記振動による影響を受けて電子部品１の画像を高精度に撮像することができないという問題点がある。また、ヘッド部２００における電子部品１の装着に要する時間を短縮化するために、スライド移動装置２１５によるカメラ部２１１のスライド移動速度を高めるような場合にあっては、上記伝達される振動が大きくなり、上記問題がさらに顕著となり、上記振動を低減させるために、上記スライド移動速度を低下させるような場合にあっては、上記装着に要する時間の短縮化を図れずに、効率的な電子部品の装着動作を行うことができなくなる。
【００１２】
さらに、ヘッド部２００において、例えば、さらに、回路基板における電子部品１の装着位置等を認識する基板認識装置が備えられているような場合にあっては、上記回路基板の装着位置を確実に認識して電子部品１の装着を行うことができるが、上記装着される電子部品１の装着精度に応じて、基板認識装置に要求される認識精度も異なる。そのため、上記高精度な電子部品の装着に対応すべく、高精度な認識精度を有する基板認識装置をヘッド部２００に備えさせるような場合にあっては、上記高精度な装着には対応することができるものの、その認識可能な視野が狭められ、例えば、上記高精度な装着が要求されないような電子部品１の装着においては、反って認識に要する時間が長くなり、装着効率を低下させる場合があるという問題点がある。
【００１３】
また、このような高精度な電子部品の装着に対応するためには、吸着ノズルにより吸着保持された部品の装着面の画像を明確に撮像する必要があるが、単に、上記部品の装着面に照明を照射してその画像の撮像を行なうだけでは、従来の汎用の部品の画像の撮像には対応できても、上記微小化された部品や上記多様化された形態の部品においては、その微小な形状や特殊な形状を有する装着面に照度のむら等が発生する場合があり、このような場合にあっては、上記夫々の部品の画像を明確に撮像することができず、高精度な電子部品の装着ができないという問題点もある。
【００１４】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、複数の部品保持部材を備え、上記夫々の部品保持部材により保持された上記部品の画像を撮像してその保持姿勢を認識し、上記認識結果に基づいて上記夫々の部品を回路基板に装着する部品装着ヘッド及び部品装着方法において、効率的かつ高精度に上記認識を行うことができる部品装着ヘッド及び部品装着方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１６】
本発明の第１態様によれば、部品を解除可能に保持する複数の部品保持部材を一列に配列して備え、上記夫々の部品保持部材により保持された上記複数の部品を回路基板に装着可能な部品装着ヘッドにおいて、
上記部品保持部材により保持された上記部品の画像を、上記部品保持部材の軸芯沿いの方向において撮像可能な第１部品撮像部と、
上記部品保持部材により保持された上記部品の画像を、上記部品保持部材の上記軸芯及び上記配列方向と略直交する方向沿いにおいて撮像可能な第２部品撮像部と、
上記第１部品撮像部及び上記第２部品撮像部を、上記夫々の部品保持部材の配列方向に沿って移動可能に支持する支持部材と、
上記第１部品撮像部及び上記第２部品撮像部を、上記夫々の部品保持部材の配列方向に沿って、上記一列の両端の夫々に配列された上記部品保持部材の間を移動させる移動装置と、
上記移動装置により上記配列方向に沿って上記第１部品撮像部及び上記第２部品撮像部を移動させながら、上記第１部品撮像部及び上記第２部品撮像部により上記夫々の部品保持部材により保持された部品の画像を順次撮像して、上記第１部品撮像部により撮像された上記夫々の部品の画像、及び上記第２部品撮像部により撮像された上記夫々の部品の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能な制御部とを備え、
上記制御部により認識された上記夫々の部品の保持姿勢に基づいて、上記夫々の部品を上記回路基板に装着可能とすることを特徴とする部品装着ヘッドを提供する。
【００１７】
本発明の第２態様によれば、部品を解除可能に保持する複数の部品保持部材を一列に配列して備え、上記夫々の部品保持部材により保持された上記複数の部品を回路基板に装着可能な部品装着ヘッドにおいて、
上記部品保持部材により保持された上記部品の画像を、上記部品保持部材の軸芯沿いの方向において撮像可能であって、上記夫々の部品保持部材に一対一に対応されたかつ互いの配置関係が固定された複数の撮像素子部と、上記部品保持部材の軸心上に位置されることにより、当該部品保持部材により保持された上記部品の上記軸芯沿いの方向の上記画像を反射して、上記対応する撮像素子部の光軸に沿って当該撮像素子部に入射させる反射部とを備える第１部品撮像部と、
上記部品保持部材により保持された上記部品の画像を、上記部品保持部材の上記軸芯及び上記配列方向と略直交する方向沿いにおいて撮像可能な第２部品撮像部と、
上記第１部品撮像部の上記反射部及び上記第２部品撮像部を、上記夫々の部品保持部材の配列方向に沿って移動可能に支持する支持部材と、
上記反射部及び上記第２部品撮像部を、上記夫々の部品保持部材の配列方向に沿って、上記一列の両端の夫々に配列された上記部品保持部材の間を移動させる移動装置と、
上記移動装置により上記配列方向に沿って上記反射部及び上記第２部品撮像部を移動させながら、上記反射部を介して上記夫々の撮像素子部により対応する上記夫々の部品保持部材により保持された部品の画像を順次撮像するとともに、上記第２部品撮像部により上記夫々の部品保持部材により保持された部品の画像を順次撮像して、上記第１部品撮像部により撮像された上記夫々の部品の画像、及び上記第２部品撮像部により撮像された上記夫々の部品の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能な制御部とを備え、
上記制御部により認識された上記夫々の部品の保持姿勢に基づいて、上記夫々の部品を上記回路基板に装着可能とすることを特徴とする部品装着ヘッドを提供する。
【００１８】
本発明の第３態様によれば、上記制御部は、
上記第１部品撮像部により撮像された上記夫々の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材の上記軸芯と略直交する方向沿いにおける上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能であって、
上記第２部品撮像部により撮像された上記夫々の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材の上記軸芯沿いの方向における上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能である第１態様又は第２態様に記載の部品装着ヘッドを提供する。
【００１９】
本発明の第４態様によれば、上記第２部品撮像部は、上記一列に配列された夫々の部品保持部材を介して、互い対向するように配置された投光部と受光部とを備え、上記投光部より上記部品保持部材に保持された上記部品に向けて照射された光を、上記部品によりその一部が遮光されながら上記受光部にて受光することにより、上記部品を撮像可能なラインセンサーであり、
上記制御部は、上記ラインセンサーによる上記撮像結果情報に基づいて、上記部品の上記軸芯沿いの方向における上記保持姿勢を認識するとともに、上記撮像の際に、上記移動装置による上記ラインセンサーの上記配列方向沿いの移動位置を検出して、上記検出結果に基づいて、上記保持姿勢が認識された部品を上記夫々の部品の中より特定する第３態様に記載の部品装着ヘッド。
【００２０】
本発明の第５態様によれば、上記移動装置は、上記第１部品撮像部を上記配列方向に移動させる駆動モータを備え、
上記駆動モータは、上記夫々の部品保持部材を介して、上記第１部品撮像部と互いに対向するように配置されている第１態様に記載の部品装着ヘッドを提供する。
【００２１】
本発明の第６態様によれば、上記駆動モータは、上記夫々の部品保持部材を介して、さらに上記第２部品撮像部とも互いに対向するように配置されている第５態様に記載の部品装着ヘッドを提供する。
【００２２】
本発明の第７態様によれば、上記第１部品撮像部は、
上記部品保持部材の軸心とは異なる軸をその光軸として、上記部品保持部材により保持された部品の画像を、上記光軸に沿って入射して撮像可能な撮像素子部と、
上記部品保持部材の軸心沿いの方向における上記部品の画像を、上記撮像素子部の光軸に沿って反射して、上記撮像素子部に入射させる反射部と、
上記部品保持部材の軸心と直交する平面であって、上記部品における画像が撮像される部品撮像平面に対して、大略水平方向の光を直接的に照射する水平光照射部と、
上記光軸に略沿った光を照射するとともに、当該光を上記反射部により上記軸心沿いの方向に反射させて、上記部品撮像平面に対して大略垂直方向に当該光を照射する垂直光照射部と、
上記部品撮像平面に対して、上記水平方向及び上記垂直方向の略中間の角度に傾斜された光を直接的に照射する傾斜光照射部とを備え、
上記制御部は、上記部品保持部材により保持された部品の上記部品撮像平面に対して、上記水平光照射部、上記垂直光照射部、及び上記傾斜光照射部の夫々により同時的に上記夫々の光を照射した状態で、上記撮像素子部により上記部品の画像の撮像を行う第１態様から第６態様のいずれか１つに記載の部品装着ヘッドを提供する。
【００２３】
本発明の第８態様によれば、上記傾斜光照射部は、上記部品保持部材の軸心を対称軸として対称にかつ互いに対向して配置された複数の傾斜光用の照明部を備え、
上記水平光照射部は、上記部品保持部材の軸心を対称軸として対称に、互いに対向して配置された複数の水平光用の照明部を備え、
上記夫々の照明部は、上記部品保持部材の軸心上及びその周囲に形成される上記垂直光照射部による上記大略垂直方向の光の通過領域の外周近傍に配置されている第７態様に記載の部品装着ヘッドを提供する。
【００２４】
本発明の第９態様によれば、上記傾斜光照射部は、２組の上記傾斜光用の照明部を有し、上記水平光照射部は、２組の上記水平光用の照明部を有し、
上記部品の部品撮像平面沿いの平面において、上記傾斜光用の照明部と上記水平光用の照明部とが交互に、略４５度の角度ピッチにて配置されている第８態様に記載の部品装着ヘッドを提供する。
【００２５】
本発明の第１０態様によれば、上記垂直光照射部は、上記垂直光照射部と上記部品の撮像平面とを結ぶ仮想直線上に配置され、上記垂直照射部から上記部品撮像平面に上記仮想直線に沿って照射される光を遮断する遮光板を備えている第７態様から第９態様のいずれか１つに記載の部品装着ヘッドを提供する。
【００２６】
本発明の第１１態様によれば、第１態様から第１０態様のいずれか１つに記載の部品装着ヘッドが、上記回路基板の表面における所定位置を撮像可能な基板撮像装置をさらに備え、
上記基板撮像装置は、撮像視野及び分解能の異なる２種類の基板撮像部として、
他方の上記基板撮像部よりも、狭視野かつ高分解能を有する第１基板撮像部と、
上記第１基板撮像部よりも、広視野かつ低分解能を有する第２基板撮像部とを備え、
上記制御部は、上記基板撮像装置において、上記回路基板への上記夫々の部品の装着精度に応じて、上記第１基板撮像部と上記第２基板撮像部とのいずれかを選択して、上記選択された基板撮像部により上記回路基板の表面の上記所定位置の画像を撮像させて、上記撮像された画像に基づいて、上記所定位置を認識させることを特徴とする部品装着ヘッドを提供する。
【００２７】
本発明の第１２態様によれば、部品を解除可能に保持し、かつ、一列に配列された複数の部品保持部材のうちの複数の上記部品保持部材の夫々に上記部品を保持させて、
上記部品保持部材の軸芯沿いの方向において、上記夫々の部品保持部材により保持された上記夫々の部品の画像を順次撮像するとともに、上記部品保持部材の上記軸芯及び上記配列方向と略直交する方向沿いにおいて、上記夫々の部品の画像を順次撮像し、
上記軸芯沿いの方向において撮像された上記夫々の画像、及び上記軸芯及び上記配列方向と略直交する方向沿いにおいて撮像された上記夫々の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識し、
上記認識された上記夫々の部品の保持姿勢に基づいて、上記夫々の部品を回路基板に装着することを特徴とする部品装着方法を提供する。
【００２８】
本発明の第１３態様によれば、上記部品保持部材の軸芯沿いの方向において撮像された上記夫々の部品の画像に基づいて、上記軸芯と略直交する方向沿いにおける上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能であって、
上記部品保持部材の上記軸芯及び上記配列方向と略直交する方向沿いにおいて撮像された上記夫々の部品の画像に基づいて、上記軸芯沿いの方向における上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能である第１２態様に記載の部品装着方法を提供する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる部品装着ヘッドの一例であるヘッド部１００の模式的な側面図（一部断面あり）を図１に示す。
【００３１】
図１に示すように、ヘッド部１００は、部品の一例である電子部品１を、その先端部である保持面１１ａにおいて解除可能に吸着保持することができる部品保持部材の一例である吸着ノズル１１を複数本、例えば８本、一定の間隔ピッチでもって一列に配列されて備えている。
【００３２】
このようなヘッド部１００は、電子部品装着装置（図示しない）におけるＸＹロボット等に備えられることにより、上記電子部品装着装置のステージ上に保持された回路基板に対して電子部品の装着動作を行うことができる。具体的には、上記電子部品供給装置における電子部品供給部にて供給される複数の電子部品１を、ヘッド部１００が備える夫々の吸着ノズル１１により吸着保持させるとともに、上記ＸＹロボットによりヘッド部１００を上記回路基板の上方に移動させて、上記回路基板における電子部品１の装着位置と、ヘッド部１００の吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１との位置合わせを行った後、ヘッド部１００にて上記吸着ノズル１１を下降させることにより、上記回路基板の装着位置に電子部品１を装着させることができる。
【００３３】
このような電子部品１の装着の際には、ヘッド部１００の夫々の吸着ノズル１１に吸着保持させた電子部品１の画像を、ヘッド部１００が備える部品撮像部により撮像して、夫々の電子部品１の吸着保持姿勢を認識し、これらの認識結果に基づいて、上記夫々の吸着保持姿勢と夫々の電子部品１の上記回路基板への装着姿勢との間の位置ずれを補正して、夫々の電子部品１の上記回路基板への装着を行っている。
【００３４】
このようなヘッド部１００の構造について、上記部品撮像部の構造を中心に以下に詳細に説明する。なお、図２は、ヘッド部１００の夫々の吸着ノズル１１の上記配列方向に直交する平面沿いにおける模式断面図である。
【００３５】
図１及び図２に示すように、ヘッド部１００おいては、８本のシャフト部５１が一定の間隔でもって一列に配列されており、夫々のシャフト部５１の先端部には吸着ノズル１１が夫々着脱可能に装備されている。また、夫々のシャフト部５１は、剛体により形成されたヘッドフレーム５２に、スプラインナット及び軸受け等を介して、その軸芯沿いに昇降可能、かつ、上記軸芯回りに回転可能に支持されている。さらに、ヘッド部１００は、夫々のシャフト部５１の上記昇降の動作を行う昇降装置５３、及び上記回転の動作を行う回転装置５４とを備えており、夫々の昇降装置５３及び回転装置５４はヘッドフレーム５２に固定されている。なお、夫々の昇降装置５３には、このようなヘッド部において一般的に用いられる機構であるボールねじ軸とナット部による機構（本実施形態にて用いている）や、エアシリンダを用いた機構等を用いることができる。また、夫々の回転装置５４には、ベルトを介してシャフト部５１を回転させる機構（本実施形態にて用いている）や、直接的にシャフト部５１を回転させる機構等を用いることができる。
【００３６】
また、図１及び図２に示すように、ヘッド部１００に備えられている夫々の吸着ノズル１１は、ヘッドフレーム５２の下部である下部フレーム５２ａよりその先端部である保持面１１ａが露出された状態となっている。この下部フレームには、上記部品撮像部として、吸着ノズル１１により保持された電子部品１の下面側である回路基板への装着面の画像を撮像することができる第１部品撮像部の一例である部品装着面撮像装置２０が備えられている。この部品装着面撮像装置２０の部分拡大断面図を図３に示す。
【００３７】
図３に示すように、部品装着面撮像装置２０は、夫々の吸着ノズル１１の図示左側方向に配置され、その光軸上に配置された２枚の反射ミラー２１及び２２を介して、吸着ノズル１１の保持面１１ａにおいて吸着保持された電子部品１の画像を、その図示下方側より撮像可能、すなわち電子部品１の装着面（部品撮像平面の一例である）の画像を撮像可能な撮像素子部の一例であるカメラ部２３を備えている。また、部品装着面撮像装置２０は、吸着ノズル１１と干渉することなく、吸着ノズル１１の周囲を囲むように配置された大略Ｕ字状の断面形状を有する支持部材の一例である撮像フレーム２４を備えており、カメラ部２３、及び夫々の反射ミラー２１及び２２が、この撮像フレーム２４に夫々の配置関係が保たれた状態で固定されている。
【００３８】
また、図３に示すように、カメラ部２３は、吸着ノズル１１の軸芯に対して、その光軸が、吸着ノズル１１側に向けて略４０度程度傾斜された状態で図示下向きに配置されている。また、図示左側に配置されている反射部の一例である反射ミラー２１は、上記光軸上においてその反射面が吸着ノズル１１側に傾斜されて、上記軸芯に対して略６５度傾斜されて配置されるとともに、図示右側に配置されている反射部の一例である反射ミラー２２は、その反射面が反射ミラー２１の反射面と対向する側に、上記軸芯に対して略４５度傾斜され、かつ、吸着ノズル１１の軸芯上における吸着ノズル１１の下方に位置するように配置されている。
【００３９】
また、図１及び図３に示すように、部品装着面撮像装置２０は、ヘッド部１００が備える夫々の吸着ノズル１１の配列方向に沿って、上記夫々の吸着ノズル１１を介して、互いに対向するように、下部フレーム５２ａの下面に固定された細長棒形状を有する２本のリニアガイドレール２５（このリニアガイドレール２５も支持部材の一例である）を備えており、夫々のリニアガイドレール２５には、撮像フレーム２４の上記大略Ｕ字状の断面形状の夫々の上端部に固定された略凹状の断面形状を有するリニアガイドスライダー２６（このリニアガイドスライダー２６も支持部材の一例である）が夫々係合されている。また、夫々のリニアガイドスライダー２６は、夫々のリニアガイドレール２５に係合された状態で、夫々のリニアガイドレール２５の長手方向（すなわち、夫々の吸着ノズル１１の配列方向である）に沿って、スライド移動可能となっている。すなわち、カメラ部２３、及び夫々の反射ミラー２１及び２２を固定して支持している撮像フレーム２４は、夫々のリニアガイドスライダー２６及び夫々のリニアガイドレール２５を介して、下部フレーム５２ａにより支持されているとともに、夫々のリニアガイドレール２５により案内されながら、夫々の吸着ノズル１１の配列方向に沿って、スライド移動可能とされている。
【００４０】
さらに、図１及び図３に示すように、部品装着面撮像装置２０は、夫々のリニアガイドレール２５により案内させながら、撮像フレーム２４を、夫々の吸着ノズル１１の配列方向に沿ってスライド移動させる移動装置の一例であるスライド駆動部２７を備えており、スライド駆動部２７は駆動モータ２８を備え、駆動モータ２８が正逆いずれかの回転方向に回転駆動されることにより、撮像フレーム２４の上記配列方向沿いのスライド移動（往復移動）を行うことが可能となっている。また、図１に示すように、駆動モータ２８は、ヘッドフレーム５２に固定されており、その固定位置は、図３において（図３においては、駆動モータ２８を図示しない）、吸着ノズル１１を介して、カメラ部２３と対向可能な位置となっている。すなわち、図３において、吸着ノズル１１に対して、図示左側にカメラ部２３が配置されて固定されており、図示右側に駆動モータ２８が配置されて固定されており、駆動モータ２８が、カメラ部２３の設置位置から遠ざけられて設置されている。
【００４１】
また、図１及び図３に示すように、スライド駆動部２７は、駆動モータ２８の駆動軸に係合されて、駆動モータ２８の上記回転駆動により走行可能な駆動ベルト２９を備えており、この駆動ベルト２９は、上記吸着ノズル１１の配列方向沿いに配置されるとともに、その一部が撮像フレーム２４の図３における図示右上において上方に突出された部分であるアーム２４ａに固定されている。これにより、駆動ベルト２９及びアーム２４ａを介して、駆動モータ２８の上記回転駆動により、撮像フレーム２４の上記スライド駆動が可能となっている。なお、この駆動ベルト２９及びアーム２４ａは、上記駆動モータ２８の設置位置と同様に、図３において、吸着ノズル１１を介して、カメラ部２３と対向するように、配置されている。
【００４２】
また、スライド駆動部２７による撮像フレーム２４の上記スライド移動の範囲は、図１に示す図示左側の撮像フレーム２４（図示実線のもの）の位置から、図示右側の撮像フレーム２４（図示仮想線のもの）の位置までの間となっている。すなわち、撮像フレーム２４の上記略Ｕ字状の断面における内側を、ヘッド部１００が備える８本の吸着ノズル１１が全て通過されるように、撮像フレーム２４の上記スライド移動が可能となっている。
【００４３】
また、撮像フレーム２４がこのようにスライド移動可能となっていることにより、撮像フレーム２４に固定されているカメラ部２３、反射ミラー２１及び２２の夫々が、撮像フレーム２４とともに、夫々の配置関係が保持された状態で上記スライド移動可能とされている。これにより、ヘッド部１００が備える８本の吸着ノズル１１の保持面１１ａにて吸着保持された夫々の電子部品１について、カメラ部２３により、夫々の反射ミラー２１及び２２を介して、夫々の下方側（すなわち、吸着ノズル１１の軸芯沿いの方向）よりの画像の撮像を行うことが可能となっている。
【００４４】
なお、部品装着面撮像装置２０においては、カメラ部２３の上記光軸に沿って光を照射して、吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１に上記光を照射することができる複数の照明部が備えられており、これらの照明部が点灯された状態において、夫々の電子部品１の画像の撮像が行われる。
【００４５】
さらに、ヘッド部１００においては、もう１つの上記部品撮像部として、第２部品撮像部の一例である部品厚み撮像装置３０を備えている。部品装着面撮像装置２０が、夫々の吸着ノズル１１により吸着保持された状態の電子部品１の画像を、吸着ノズル１１の上記軸芯沿いとして、その下方側より撮像して電子部品１の装着面の画像を撮像するのに対して、部品厚み撮像装置３０は、夫々の電子部品１の画像を、夫々の吸着ノズル１１の軸芯及び上記配列方向と略直交する方向沿いに撮像する、すなわち、電子部品１の側部よりの画像を撮像することができる。
【００４６】
図１に示すように、部品厚み撮像装置３０は、部品装着面撮像装置２０における撮像フレーム２４に固定されており、撮像フレーム２４の上記スライド移動とともに、上記配列方向沿いにスライド移動可能となっている。この部品厚み撮像装置３０の模式的な構造を示す模式説明図として、図３のヘッド部１００と同じ方向から見た模式説明図を図４に、図１のヘッド部１００と同じ方向から見た模式説明図を図５に示す。なお、図４及び図５は、部品厚み撮像装置３０の構造を説明することを主目的とした図であるため、部品装着面撮像装置２０におけるカメラ部２３等の図示を省略した図としている。
【００４７】
図４に示すように、部品厚み撮像装置３０は、上記一列に配列された夫々の吸着ノズル１１を介して、互いに対向するように配置された投光部３１と受光部３２とを備えるラインセンサー３３を備えており、投光部３１及び受光部３２は上記配置にて、撮像フレーム２４に固定されている。さらに、詳細には、ラインセンサー３３において、投光部３１と受光部３２とは、互いの設置高さが略同じ高さ位置とされていることが好ましく、本実施形態においては、上記略同じ高さ位置とされた状態でその高さ位置の略中間の高さ位置付近に、電子部品１の画像を撮像可能とされた状態の夫々の吸着ノズル１１の保持面１１ａが位置されている。また、投光部３１において光を照射する投光面３１ａと、受光部３２において上記照射された光を受光する受光面３２ａとが、互いに対向しかつ略平行となるように、投光部３１及び受光部３２とが配置されて、撮像フレーム２４に固定されている。このように、投光部３１及び受光部３２が配置されていることにより、ラインセンサー３３において、投光部３１と受光部３２との間に位置された電子部品１（吸着ノズル１１により吸着保持されている）に対して、投光部３１の投光面３１ａより、上記電子部品１に向けて光を照射し、上記照射された光の一部が上記電子部品１により（例えば、その厚さ方向の形状により）遮光されながら、受光部３２の受光面３２ａにて受光することが可能となっている。
【００４８】
また、上述のようにラインセンサー３３は、撮像フレーム２４に固定されているため、撮像フレーム２４がスライド駆動部２７により上記配列方向沿いに上記スライド移動されることにより、ラインセンサー３３も上記配列方向沿いにスライド移動させることが可能となっている。すなわち、図５に示すように、ラインセンサー３３は、図示左端位置（図示実線のもの）と図示右端位置（図示仮想線のもの）との間で、上記配列方向に沿って往復方向にスライド移動可能となっている。このようにラインセンサー３３が上記スライド移動可能となっていることにより、ラインセンサー３３を上記配列方向沿いに上記スライド移動させて、ヘッド部１００が備える８本の吸着ノズル１１のうち、投光部３１と受光部３２との間にその保持面１１ａが位置された吸着ノズル１１により保持されている電子部品１について、上記軸芯及び上記配列方向に略直交する方向沿いの画像、すなわち、電子部品１の厚み方向の形状を認識することができる画像を撮像することができる。
【００４９】
また、図１に示すように、ヘッド部１００は、部品装着面撮像装置２０及び部品厚み撮像装置３０の夫々の動作を制御する制御部９を備えている。制御部９は、部品装着面撮像装置２０において、夫々の照明部の点灯／消灯動作制御及び撮像タイミングの制御等を含めたカメラ部２３の撮像動作、駆動モータ２８の駆動動作及び夫々のリニアガイドレール２５上における撮像フレーム２４のスライド移動位置の検出等を含めたスライド駆動部２７の動作制御を行うことが可能となっている。また、制御部９は、部品厚み撮像装置３０において、投光部３１による光の照射動作及び受光部３２における上記照射された光の受光動作を含めたラインセンサー３３の撮像動作制御を行うことが可能となっている。
【００５０】
なお、図３における撮像フレーム２４の図示右方には、ケーブルベア５５が設置されており、ケーブルベア５５には、制御部９と部品装着面撮像装置２０との間、また、制御部９と部品厚み撮像装置３０との間において伝達される制御信号等の伝達を行う複数のケーブルが収納されている。なお、このケーブルベア５５は大略横向きＵ字形状に形成されており、その内部に、上記横向きＵ字状に曲げさせた状態で上記夫々のケーブルを収納しているため、撮像フレーム２４の上記スライド移動に影響を与えることがないように構成されている。
【００５１】
次に、部品装着面撮像装置２０が備える電子部品１の画像の撮像に必要な光を照射する照明部の構成について、部品装着面撮像装置２０の模式的な拡大部分断面図である図８と、図８におけるＡ−Ａ線矢視図である図９と、図８におけるＢ−Ｂ線矢視図である図１０とを用いて説明する。
【００５２】
図８に示すように、部品装着面撮像装置２０は、ヘッド部１００が備える夫々の吸着ノズル１１の軸心Ｓとは異なる軸（すなわち、互いに一致しない軸）をその光軸Ｔとして、夫々の吸着ノズル１１により吸着保持された電子部品１の軸心Ｓ沿い方向の画像を、反射ミラー２２を介して反射ミラー２１により光軸Ｔ沿いの方向に反射させて、光軸Ｔに沿って入射することで、夫々の画像の撮像を行なうカメラ部２３を備えている。
【００５３】
また、夫々の吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１は、その下面を回路基板への装着面（軸心Ｓと直交する平面であって、部品装着平面の一例であり、装着平面というような場合であってもよい）Ｑとして、その画像がカメラ部２３により撮像されることとなるが、当該撮像の際にはこの装着面Ｑに撮像に必要な照度を与えるべく、複数の方向より光が照射されることとなる。このような光の照射を行なう照明部として、電子部品１の装着面Ｑに対して、水平方向より僅かに傾斜させた光（大略水平方向の光）を、反射ミラー２１、２２等を介することなく、電子部品１に直接的に照射する水平光照射部６１と、カメラ部２３の近傍より、光軸Ｔに略沿った光を照射するとともに、当該光を反射ミラー２１及び２２を介して軸心Ｓ沿いの方向に反射させて、電子部品１の装着面Ｑに対して大略垂直方向に当該光を照射する垂直光照射部６０と、電子部品１の部品撮像面Ｑに対して、上記水平方向と上記垂直方向の略中間の角度に傾斜された光を、反射ミラー２１、２２等を介することなく、電子部品１に直接的に照射する傾斜光照射部の一例であるメイン照射部６２とを、部品装着面撮像装置２０は備えている。なお、水平光照射部６１は、装着面Ｑに対して、例えば、１０〜２０度程度傾斜された光を照射可能であって、垂直光照射部６０は、装着面Ｑに対して、例えば、７０〜８０度程度傾斜された光を照射可能であって、メイン照射部６２は、装着面Ｑに対して、４０〜５０度程度傾斜された光を照射可能となっている。また、図８に示すように、水平光照射部６１及びメイン照射部６２は、装着面Ｑの近傍の位置に配置されるように、撮像フレーム２４に取り付けられて固定されており、垂直光照射部６０は、カメラ部２３の近傍に配置されるように、撮像フレーム２４に取り付けられて固定されている。
【００５４】
また、図８及び図９に示すように、メイン照射部６２は、撮像可能な状態とされた吸着ノズル１１の軸心Ｓを対称軸として、対称にかつ互いに対向して配置された複数の照明部６２ａ（例えば、ＬＥＤ等により構成されている）を備えており、また、水平光照射部６１は、上記軸心を対称軸として、対称にかつ互いに対向して配置された複数の照明部６１ａ（例えば、ＬＥＤ等により構成されている）を備えている。図９に示すように、夫々の照明部６１ａ及び６２ａは、吸着ノズル１１の軸心Ｓ上及びその周囲に形成される垂直光照射部６０による大略垂直方向の光の通過領域Ｕ、言い換えれば、電子部品１の装着面Ｑの画像の通過領域Ｕの外周近傍に配置されている。具体的には、図９に示すように、メイン照射部６２は、上記対称かつ互いに対向する照明部６２ａの組を、例えば２組（すなわち、合計４台の照明部６２ａを）備えており、水平光照射部６１は、上記対称かつ互いに対向する照明部６１ａの組を、例えば２組（すなわち、合計４台の照明部６１ａ）備えている。さらに、装着面Ｑ沿いの平面において、図示Ｘ軸方向とＹ軸方向との夫々の方向に、メイン照射部６２の夫々の組の照明部６２ａが配置され、図示Ｘ軸方向に対して略４５度傾斜された夫々の方向に、水平光照射部６１の夫々の組の照明部６１ａが配置されている。すなわち、メイン照射部６２の照明部６２ａと水平光照射部６１の照明部６１ａは、交互に略４５度の角度ピッチにて配置されている。なお、図９において、図示Ｘ軸方向に配置されている夫々の照明部６２ａの上端の高さ位置は、撮像可能な状態とされた吸着ノズル１１による吸着保持された電子部品１の装着面Ｑの高さ位置よりも下方に位置されているため、部品装着面撮像装置２０と夫々の吸着ノズル１１の図示Ｘ軸方向における相対的な移動が行われても、夫々の電子部品１と、夫々の照明部６２ａとの干渉は発生しない。なお、言い換えれば、電子部品１は、部品装着面撮像装置２０によりその画像の撮像が可能であって、部品装着面撮像装置２０との間で、上記干渉が発生しないような形成高を有するような電子部品１であるということもできる。
【００５５】
また、図１０に示すように、垂直光照射部６０は、光軸Ｔに沿った画像を通過可能にその中央部に形成された孔部６０ｂを有しており、この孔部６０ｂの周囲に複数の照明部６０ａ（例えば、ＬＥＤ等により構成されている）が設置されている。なお、図８においては、撮像フレーム２４の図示下方に仮想線（２点鎖線）により反射ミラー２１及び垂直光照射部６０の鏡像を示している。また、夫々の反射ミラー２１及び２２は、垂直光照射部６０より照射される光を、むらなく反射可能であって、かつ、装着面Ｑにおける電子部品１の画像をむらなく反射可能な大きさ形成されている。
【００５６】
さらに、図８及び図９に示すように、垂直光照射部６０は、垂直光照射部６０と、装着面Ｑとを結ぶ仮想直線Ｖ上に配置され、垂直光照射部６０からこの仮想直線Ｖに沿って照射される光を遮断する遮光板６３を備えている。遮光板６３は、図９の図示左端に配置されたメイン照射部６２の左端近傍に位置されるように、撮像フレーム２４に取り付けられている。また、その形成幅である遮光幅は、図１０に示す垂直光照射部６０の形成幅と略同じ大きさに形成されている。このように垂直光照射部６０から仮想直線Ｖに沿って漏れて照射される光を遮断板６３により遮断することにより、電子部品１の装着面Ｑに当該光が照射されて、光の照射むらが発生することを防止することができる。
【００５７】
また、制御部９においては、部品装着面撮像装置２０により撮像された夫々の電子部品１の画像に基づいて、上記夫々の吸着ノズル１１の軸芯と略直交する方向沿いにおける夫々の吸着ノズル１１による電子部品１の吸着保持姿勢を認識処理することが可能であって、また、部品厚み撮像装置３０により撮像された夫々の電子部品１の画像に基づいて、上記夫々の吸着ノズル１１の軸芯沿いの方向における夫々の吸着ノズル１１による電子部品１の吸着保持姿勢を認識処理することが可能となっている。なお、制御部９は、ヘッド部１００が備える夫々の昇降装置５３の昇降動作、及び夫々の回転装置５４の回転動作を制御することが可能となっている。さらに、制御部９は、上記撮像の際に、水平光照射部６１、メイン照射部６２、及び垂直光照射部６０による夫々の光の照射／照射停止の動作を、撮像フレーム２４の移動動作に関連させて制御することが可能となっている。
【００５８】
このような構成のヘッド部１００において、夫々の吸着ノズル１１に電子部品１を吸着保持させて、部品装着面撮像装置２０及び部品厚み撮像装置３０により、夫々の電子部品１の画像を撮像して、これらの画像により夫々の電子部品１の吸着保持姿勢を認識し、上記認識結果に基づいて、夫々の電子部品１を回路基板上に装着する動作について、以下に説明する。なお、以下に説明するヘッド部１００の夫々の動作は、制御部９により制御されている。
【００５９】
まず、このようなヘッド部１００が備えられている上記電子部品装着装置（図示しない）において、上記ＸＹロボットによりヘッド部１００を上記電子部品供給部の上方に移動させるとともに、上記ＸＹロボットによりヘッド部１００の夫々の吸着ノズル１１の保持面１１ａと、上記電子部品供給部に取り出し可能に収納されている夫々の電子部品１との位置合わせを行う。上記位置合わせの後、ヘッド部１００の夫々の昇降装置５３により夫々のシャフト部５１を介して、夫々の吸着ノズル１１を下降させ、夫々の電子部品１の上面を保持面１１ａに当接させるとともに吸着保持し、その後、夫々の吸着ノズル１１を上昇させて、夫々の電子部品１の上記電子部品供給部からの吸着取り出しを行う。これにより、ヘッド部１００が備える夫々の吸着ノズル１１の夫々の保持面１１ａに電子部品１が吸着保持された状態とされる。なお、上記電子部品１の吸着取り出しは、ヘッド部１００が備える全ての吸着ノズル１１について同時的に行うような場合であってもよく、また、このような場合に代えて、順次行うような場合であってもよい。この吸着取り出しの後、上記ＸＹロボットにより、上記ステージ上に保持された上記回路基板の上方に向けて、ヘッド部１００の移動が開始される。
【００６０】
このヘッド部１００の移動過程において、ヘッド部１００が備える部品装着面撮像装置２０及び部品厚み撮像装置３０により、上記吸着保持された夫々の電子部品１の吸着保持姿勢の画像の撮像が行われることとなる。
【００６１】
このように夫々の吸着ノズル１１に電子部品１が吸着保持された状態のヘッド部１００は、図５の部分模式説明図に示すような状態となっている。なお、図５において、ヘッド部１００が備える８本の吸着ノズル１１を、図示左側より右側に向けて、第１吸着ノズル１１−１、第２吸着ノズル１１−２、・・・、第８吸着ノズル１１−８とする。
【００６２】
図５に示すように、ヘッド部１００において、部品装着面撮像装置２０の撮像フレーム２４は、夫々の吸着ノズル１１の配列方向沿いの上記スライド移動範囲における図示左端位置として、リニアガイドレール２５の図示左端近傍に位置された状態とされている。このような状態において、スライド駆動部２７の駆動モータ２８が回転駆動されて、駆動ベルト２９及びアーム２４ａを介して、撮像フレーム２４の図示矢印方向のスライド移動が開始される。なお、スライド駆動部２７による撮像フレーム２４の移動速度は、例えば、９５０ｍｍ／ｓとされている。
【００６３】
このスライド移動が開始されると、まず、撮像フレーム２４に固定されているラインセンサー３３の投光部３１と受光部３２との間を、第１吸着ノズル１１−１により吸着保持されている電子部品１が通過し、さらに、この電子部品１が撮像フレーム２４の内側を通過して、反射ミラー２２により上方に向けて屈折されたカメラ部２３の光軸上を通過する。さらに、連続的に撮像フレーム２４が上記スライド移動されることにより、ラインセンサー３３の上記間に第２吸着ノズル１１−２により吸着保持されている電子部品１が通過され、さらに、この電子部品１が撮像フレーム２４の内側を通過して、反射ミラー２２により上方に向けて反射されたカメラ部２３の光軸上を通過する。その後、同様にその他の電子部品１も順次通過され、上記８個の電子部品１が全て通過されることになる。
【００６４】
このような夫々の電子部品１の通過の際に、部品厚み撮像装置３０においては、上記スライド移動開始後、第１吸着ノズル１１−１に吸着保持されている電子部品１が投光部３１と受光部３２との間に位置される前に、投光部３１より受光部３２に向けて光の照射が連続的に行われている状態とされる。なお、この照射開始のタイミングは、リニアガイドレール２５上における撮像フレーム２４の移動位置が検出されて制御部９に入力されること、あるいは、上記スライド移動開始からの経過時間が制御部９にて計測されること等により制御される。
【００６５】
ラインセンサー３３において上記光の照射が行われている状態で、夫々の電子部品１が、投光部３１と受光部３２との間を通過される。この夫々の通過の際に、投光部３１より照射されている光の一部が上記通過される電子部品１により一時的に遮光され、この一部遮光状態を有する光が受光部３２に受光される。全ての電子部品１が通過された後、投光部３１による光の照射が停止される。なお、この照射停止のタイミングは、上記照射開始のタイミング同様に、制御部９にて制御される。
【００６６】
一方、このような夫々の電子部品１の通過の際に、部品装着面撮像装置２０においては、上記スライド移動開始後、第１吸着ノズル１１−１に吸着保持されている電子部品１が撮像フレーム２４の内側を通過して、反射ミラー２２により上方に向けて屈折されたカメラ部２３の光軸が、第１吸着ノズル１１−１の軸芯と略合致する前に、撮像フレーム２４に取り付けられた夫々の照明部６０ａ、６１ａ、及び６２ａが点灯されて、電子部品１の装着面Ｑに夫々の光が略均等に照射される。その後、上記光軸が、第２吸着ノズル１１−１の軸芯と略合致された時に、カメラ部２３により、例えば電子シャッター機能等を用いて、上記電子部品１の画像が、反射ミラー２２、及び反射ミラー２１を介して撮像される。同様にして、第２吸着ノズル１１−２の軸芯が、カメラ部２３の上記光軸に略合致された時に、カメラ部２３により第２吸着ノズル１１−２により吸着保持されている電子部品１の画像が撮像される。さらに、連続的に撮像フレーム２４が移動されて、夫々の電子部品１の画像が、順次カメラ部２３により撮像される。全ての電子部品１の画像の撮像が行われた後、上記夫々の照明部６０ａ、６１ａ、及び６２ａが消灯される。
【００６７】
なお、部品装着面撮像装置２０における上記夫々の撮像のタイミングは、リニアガイドレール２５上における撮像フレーム２４の移動位置が検出されて制御部９に入力されること、あるいは、上記スライド移動開始からの経過時間が制御部９にて計測されること等により制御される。
【００６８】
このような移動位置の検出は、図３に示すように、図示左上方のリニアガイドレール２５が設置されている下部フレーム５２ａの図示左側側面に、夫々の吸着ノズル１１の配列方向沿いに設置された細長い板状のリニアスケール６１と、このリニアスケール６１に対向かつ近接された状態（接触されない状態である）で、撮像フレーム２４の図示左上部に設置された移動位置読み取りヘッド６２とが備えられ、撮像フレーム２４の上記スライド移動とともに、移動位置読み取りヘッド６２がリニアスケール６１に上記対向かつ近接された状態でスライド移動されて、その移動位置を検出するとともに、制御部９に出力することにより、検出可能となっている。
【００６９】
全ての電子部品１の画像の撮像が行われ、撮像フレーム２４がそのスライド移動範囲における図５の図示右端位置であるリニアガイドレール２５の図示右端近傍に位置されると、スライド駆動部２７の駆動モータ２８の回転駆動が停止されて、撮像フレーム２４が上記スライド移動が停止される。
【００７０】
このようにして部品装着面撮像装置２０及び部品厚み撮像装置３０により撮像された夫々の画像は、撮像フレーム２４の上記スライド移動中あるいは移動終了後、撮像結果情報の一例である画像データとして制御部９へ順次出力されるとともに、上記夫々の撮像時のリニアガイドレール２５における撮像フレーム２４の移動位置の位置データも順次制御部９へ出力される。
【００７１】
制御部９においては、上記入力された夫々の画像データの認識処理が順次行われるとともに、上記夫々の画像データが移動位置読み取りヘッド６２より入力された撮像フレーム２４の移動位置の位置データと照合されて、夫々の画像データがどの吸着ノズル１１により保持された電子部品１の対応するものであるかが認識される。
【００７２】
これにより、制御部９において、部品装着面撮像装置２０により撮像された夫々の電子部品１の画像に基づいて、夫々の吸着ノズル１１の軸芯と略直交する方向沿いにおける夫々の吸着ノズル１１による電子部品１の吸着保持姿勢が認識され、また、部品厚み撮像装置３０により撮像された夫々の電子部品１の画像（すなわち、夫々の光の遮光状態の画像）に基づいて、夫々の吸着ノズル１１の軸芯沿いの方向における夫々の吸着ノズル１１による電子部品１の吸着保持姿勢が認識される。
【００７３】
このように認識された夫々の電子部品１の夫々の方向における吸着保持姿勢と、予め制御部９に入力されている夫々の電子部品１の装着姿勢とが、制御部９において比較されて、両者間の位置ずれ量が認識される。
【００７４】
その後、上記ＸＹロボットにより移動されているヘッド部１００が、上記回路基板の上方に移動されて、一番目に装着動作が行われる吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１と、上記回路基板の装着位置との位置合わせが行われる。この位置合わせの際、例えば、制御部９にて認識された上記位置ずれ量に基づいて、吸着ノズル１１の軸芯回りの回転方向における位置ずれの補正が、ヘッド部１００の回転装置５４により行われ、上記回路基板の装着表面と平行な方向における位置ずれの補正が、上記ＸＹロボットにより行われる。さらに、その後、ヘッド部１００の昇降装置５３により上記吸着ノズル１１が下降されて電子部品１の上記装着位置への装着が行われるが、この下降の際に、吸着ノズル１１の軸芯方向における位置ずれの補正が、昇降装置５３により行われる。同様な手順で、その他の吸着ノズル１１についても、上記夫々の位置ずれに基づいて、上記夫々の補正が組み合わされて行われながら、夫々の電子部品１が上記回路基板に装着される。
【００７５】
なお、ヘッド部１００の夫々の吸着ノズル１１に吸着保持されている電子部品１の中には、その吸着保持姿勢が正常な状態ではなく、上記夫々の補正を施したとしても、上記回路基板に装着すれば、装着不良が発生するような場合がある。このような問題は、電子部品１の形状が小型化される程、顕著となる。例えば、図５に示すヘッド部１００においては、第５吸着ノズル１１−５により吸着保持されている電子部品１が、第５吸着ノズル１１−５の軸芯に対して略直交する方向沿いに位置されているべきその装着面が、大きく傾斜された状態で吸着保持されている。さらに、第８吸着ノズル１１−８により吸着保持されている電子部品１が、第８吸着ノズル１１−８の軸芯沿いの方向と、その装着面とが略平行とされた状態、すなわち、電子部品１の側面が保持面１１ａにて吸着保持された状態で吸着保持されている。
【００７６】
このような状態で吸着保持されているような場合にあっては、部品装着面撮像装置２０により、夫々の電子部品１をその下側から撮像した画像からだけでは、夫々の吸着保持姿勢が正常ではないということを、制御部９において認識することが困難な場合があり、このような場合にあっては、上記夫々の電子部品１がそのまま装着動作が行われ、装着不良を発生させる場合がある。
【００７７】
しかしながら、部品装着面撮像装置２０による電子部品１の下側からの画像の撮像に加えて、部品厚み撮像装置３０により、電子部品１をその横側からも撮像することにより、制御部９において、電子部品１の吸着保持姿勢を下側及び横側からの２方向からの画像に基づいて認識することができる。これにより、制御部９において、上記２方向からの画像のいずれかに異常があった場合（補正不可能な吸着保持姿勢であった場合）に、その電子部品１の吸着保持姿勢に異常があるものと判断することができ、このような場合には、その電子部品１の装着動作を取りやめること等で、上記装着不良の発生を未然に防ぐことができる。なお、このような電子部品１の吸着保持姿勢に異常が検出されたような場合にあっては、制御部９より、電子部品装着装置のオペレータに対して警報を出力することも可能である。
【００７８】
また、ヘッド部１００においては、上記回路基板における電子部品１の装着位置を判断するための基準となる基板マーク（回路基板の所定位置の一例である）等を撮像することにより、その撮像された基板マークの画像に基づいて、上記装着位置を認識することができる基板撮像装置が備えられている。ヘッド部１００にこのような基板撮像装置が備えられていることにより、上記回路基板における上記基板マークを確実に認識して、夫々の吸着ノズル１１への吸着保持姿勢が認識された電子部品１を、確実に上記装着位置に装着することができる。このような基板撮像装置が備えられた状態のヘッド部１００の部分拡大模式図を図６に示す。なお、図６は、上記基板撮像装置の構成の説明を主目的とした図であるため、ヘッド部１００に備えられている部品装着面撮像装置２０及び部品厚み撮像装置３０を省略した模式図となっている。また、同様に、図１のヘッド部１００の模式図は、上記基板撮像装置を省略した模式図となっている。
【００７９】
図６に示すように、ヘッド部１００のヘッドフレーム５２の図示左右両端部の夫々には、基板撮像装置として、第１基板撮像部の一例である第１基板撮像カメラ４１と、第２基板撮像部の一例である第１基板撮像カメラ４２とが固定されて取り付けられている。
【００８０】
第１基板撮像カメラ４１と第２基板撮像カメラ４２の夫々は、夫々の光軸が、ヘッド部１００に備えられている夫々の吸着ノズル１１の軸芯と略平行、すなわち、上記電子部品装着装置のステージ上に保持された上記回路基板の装着表面と略直交するように、図示下方に配置された上記回路基板を撮像可能に、ヘッドフレーム５２に取り付けられている。
【００８１】
また、図６の図示左側においてヘッドフレーム５２に取り付けられている第１基板撮像カメラ４１は、図示右側においてヘッドフレームに取り付けられている第２基板撮像カメラ４２よりも、その撮像視野が狭視野であり、かつ、その分解能が高分解能とされており、逆に、第２基板撮像カメラ４２は、第１基板撮像カメラ４１よりも、その撮像視野が広視野であり、かつ、その分解能が低分解能とされている。
【００８２】
すなわち、第１基板撮像カメラ４１は、その狭視野かつ高分解能の機能を用いて、装着される電子部品１の装着精度として、高い装着精度（例えば、装着精度が±２５μｍ程度以内）が要求される回路基板の上記撮像に対して用いられることが好適である。このような第１基板撮像カメラ４１は、例えば、装着される夫々の電子部品１の装着（実装）間隔ピッチが狭い高密度装着としての電子部品の狭隣接実装や、電子部品１の電極に高融点はんだでバンプを形成し、上記夫々のバンプを共晶はんだで回路基板上の電極に接合するフリップチップ実装方式であるいわゆるＣ４実装等が行われる回路基板の上記基板マークの認識等のための撮像に用いることができる。
【００８３】
一方、第２基板撮像カメラ４２は、その高視野かつ低分解能の機能を用いて、装着される電子部品１の装着精度として、上記高い装着精度が要求されず、また、その製作精度も高い精度を有さないような回路基板の上記撮像に対して用いられる。すなわち、上記電子部品１の装着精度よりも、回路基板の装着位置等の認識処理において安定性が求められるような場合に用いられることが好適である。このような第２基板撮像カメラ４２は、例えば、上記狭隣接実装や上記Ｃ４実装等の高精度な実装（装着）が行われない一般回路基板等に対して用いられ、このような一般回路基板は、その製作精度が高くないことにより、電子部品装着装置において傾けられた状態あるいはその保持位置がずれた状態で保持される場合もあるが、第２基板撮像カメラ４２が高視野を有していることにより、このような場合であっても、上記撮像により上記基板マーク等を認識することができる。
【００８４】
また、図６に示すように、第１基板撮像カメラ４１及び第２基板撮像カメラ４２の夫々における撮像動作は、制御部９により制御可能となっている。また、制御部９においては、ヘッド部１００が備えられた電子部品装着装置に供給される回路基板に要求される電子部品１の装着精度等のデータが予め、あるいは、上記供給とともに入力されており、上記データに基づいて、第１基板認識カメラ４１と第２基板認識カメラ４２のうちのいずれかが選択されて、上記選択された基板撮像カメラに対する上記撮像動作の制御が行われる。
【００８５】
また、制御部９においては、第１基板撮像カメラ４１及び第２基板撮像カメラ４２の夫々において撮像された上記基板マークの画像に基づいて、上記回路基板の上記電子部品装着装置における実際の保持位置を認識し、上記認識結果を基として上記回路基板における夫々の電子部品１の装着位置を認識することできる。
【００８６】
なお、第１基板撮像カメラ４１及び第２基板撮像カメラ４２が備えられたヘッド部１００においては、第１基板撮像カメラ４１により撮像された画像に基づく基板マークの認識精度として、±４μｍ程度の認識精度を有しており、また、第２基板撮像カメラ４２により撮像された画像に基づく基板マークの認識精度として、±１０μｍ程度の認識精度を有している。
【００８７】
なお、上記実施形態の変形例としては、例えば、部品厚み撮像装置３０が、投光部３１及び受光部３２により構成されるラインセンサー３３を備えるような場合に代えて、部品装着面撮像装置２０のカメラ部２３と同様なカメラ部を備えているような場合であってもよい。このような場合であっても、撮像フレーム２４の上記スライド移動により、上記カメラ部を夫々の吸着ノズル１１の配列方向に沿って移動させることができ、この移動過程において夫々の電子部品１の画像の撮像を行うことができるからである。なお、この場合、上記カメラ部の光軸は、夫々の吸着ノズル１１の軸芯及び配列方向と略直交しており、夫々の電子部品１の吸着保持高さと、上記光軸の高さが略同じとされていることが好ましい。
【００８８】
また、例えば、カメラ部２３とラインセンサー３３とが、同じ駆動モータ２８で上記スライド移動されるような場合に代えて、夫々を別々な駆動モータにて上記スライド移動させるような場合であってもよい。このような場合にあっては、設置する駆動モータの数量が増加するものの、ヘッド部１００における夫々の構成部品の配置設計における自由度が大きくなるという効果がある。
【００８９】
上記第１実施形態によれば、以下のような種々の効果を得ることができる。
【００９０】
まず、ヘッド部１００が、夫々の吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１の画像を、吸着ノズル１１の軸芯沿いの方向から撮像する部品装着面撮像装置２０を備えるとともに、さらに加えて、夫々の電子部品１の画像を、吸着ノズル１１の軸芯及び配列方向と略直交する方向から撮像する部品厚み撮像装置３０を備えていることにより、夫々の電子部品１を互いに略直交する２方向より撮像することができ、上記夫々の方向から撮像された画像に基づいて、夫々の電子部品１の吸着ノズル１１による吸着保持姿勢を確実に認識することができる。
【００９１】
従来のヘッド部のように、夫々の電子部品１を上記軸芯沿いの方向、すなわち、上記吸着保持されている夫々の電子部品１をその下方側より撮像して、その吸着保持姿勢を認識するような場合において、例えば、電子部品１が小型のチップ部品等の微小な電子部品であり、吸着ノズルの先端に対して斜めにされた状態で吸着保持さているような場合（このような場合が起りやすい）にあっては、上記下方側から撮像された画像からは、このような吸着保持姿勢を認識することが困難であるのに対して、上記実施形態のヘッド部１００においては、上記軸芯沿いの方向に加えて、さらに上記方向に略直交する方向（すなわち、横方向）からも夫々の電子部品１の画像を撮像して、上記横方向からの画像に基づいても、電子部品１の吸着保持姿勢を認識しているため、上記斜めに吸着保持された電子部品１の吸着保持姿勢を確実に認識することができる。従って、夫々の吸着ノズル１１における電子部品１の吸着保持姿勢を確実かつ正確に認識することができ、この認識結果に基づいて夫々の電子部品１を回路基板に装着することができ、高精度な電子部品の装着に対応することができる。
【００９２】
また、ヘッド部１００に備えられた夫々の吸着ノズル１１の配列方向に沿って移動可能に、撮像フレーム２４及び夫々のリニアガイドレール２５を介して下部フレーム５２ａに支持されて、部品装着面撮像装置２０及び部品厚み撮像装置３０がヘッド部１００に備えられているため、部品装着面撮像装置２０及び部品厚み撮像装置３０の夫々を上記配列方向沿いに移動させることで、夫々の吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１の上記夫々の方向よりの画像の撮像を行うことができる。このような撮像動作は、ヘッド部１００における夫々の吸着ノズル１１への電子部品１の吸着取り出しを電子部品供給部にて行った後、ＸＹロボットによるヘッド部１００の上記電子部品供給部の上方から回路基板の上方までの移動過程において、ヘッド部の上記移動と同時的に行うことができ、電子部品の装着動作に対する上記撮像動作による影響を低減させることができ、効率的な電子部品の装着を行うことが可能となる。
【００９３】
また、部品厚み撮像装置３０として、吸着ノズル１１により保持された電子部品１を介して互いに対向して配置されて撮像フレーム２４に固定された投光部３１及び受光部３２よりなるラインセンサー３３が用いられることにより、投光部３１より受光部３２に向けて照射された光を、電子部品１によりその一部が遮光された状態で受光部３２にて受光して、電子部品１を撮像することができるため、この撮像結果である上記光の遮光状態に基づいて、電子部品１の横方向からの吸着保持姿勢を確実かつ正確に認識することができる。また、このようなラインセンサー３３を用いることで、部品厚み撮像装置３０の構成を簡単なものとするとともに、低いコストで部品厚み撮像装置３０を構成することができる。
【００９４】
また、ヘッド部１００において、部品装着面撮像装置２０のカメラ部２３と、部品厚み撮像装置３０のラインセンサー３３とが、１つの撮像フレーム２４にともに固定されていることにより、撮像フレーム２４のスライド移動によって、カメラ部２３とラインセンサー３３とを一体的に移動させることができ、夫々の吸着ノズル１１により吸着保持された電子部品１の画像を、カメラ部２３とラインセンサー３３とで略同時的に近い状態で撮像することができる。これにより、撮像に要する時間を短縮化することができ、効率的な撮像を提供することができるとともに、１つの電子部品１の画像を略同時的に、互いに異なる２つの方向から撮像することができるため、より確実に電子部品１の吸着保持姿勢の認識を行うことが可能となる。
【００９５】
また、上記撮像においては、撮像フレーム２４のスライド移動位置を、リニアスケール６１及び移動位置読み取りヘッド６２を用いて検出し、この検出結果を制御部９に出力することにより、制御部９において、上記吸着保持姿勢が認識された電子部品１を特定することができるため、確実に夫々の電子部品１の吸着保持姿勢を認識することができる。
【００９６】
また、このようなスライド移動位置を検出可能な移動位置読み取りヘッド６２が部品装着面撮像装置２０のカメラ部２３の近傍に設置されていることにより、カメラ部２３の移動位置を高い精度でもって検出することができる。
【００９７】
また、制御部９と部品装着面撮像装置２０及び部品厚さ撮像装置３０との間のケーブルを収納するケーブルベア５５は、その収納されるケーブルの重量により、重いものとなっているが、このような重量物を図３に示すように、吸着ノズル１１を介して、カメラ部２３と対向する位置に設置することにより、撮像フレーム２４の重量バランスを良好とさせて、撮像フレーム２４の上記昇降移動を安定させて行うことができ、確実な電子部品１の吸着保持姿勢の撮像を行うことができる。
【００９８】
また、ヘッド部１００において、部品装着面撮像装置２０のカメラ部２３が固定された撮像フレーム２４をスライド移動させるスライド駆動部２７の駆動モータ２８が、カメラ部２３の近傍でなはく、夫々の吸着ノズル１１を介して、カメラ部２３と対向する位置に設置され、駆動モータ２８がカメラ部２３から遠く離された位置においてヘッドフレーム５２に設置されていることにより、電子部品１の撮像時、すなわち撮像フレーム２４のスライド移動時において発生する駆動モータ２８の振動が、カメラ部２３に伝達され難くすることができ、伝達される上記振動を低減させることができる。従って、カメラ部２３による電子部品１の画像の撮像における上記振動による影響を低減することができ、電子部品１の画像を高精度に撮像することができ、電子部品１の吸着保持姿勢を高精度に認識することが可能となる。例えば、このような部品装着面撮像装置２０による撮像の繰り返し精度（いわゆる３σ）は、５μｍ程度となっており、従来の撮像装置における繰り返し撮像精度である３０μｍ程度より、大きくその精度を高めることが可能となっている。
【００９９】
また、例えば、部品厚み撮像装置３０が、投光部３１及び受光部３２により構成されるラインセンサー３３に代えて、部品装着面撮像装置２０のカメラ部２３と同様なカメラ部を備えているような場合にあっては、この部品厚み撮像装置３０のカメラ部を、駆動モータ２８から離間させて、夫々の吸着ノズル１１を介して対向するように設置させることにより、上記振動低減による効果を、部品厚み撮像装置３０においても得ることが可能となり、ヘッド部１００において、さらに電子部品１の吸着保持姿勢の認識精度を高めることができる。
【０１００】
また、ヘッド部１００において、回路基板における基板マークを撮像して認識することができる基板撮像カメラを１台ではなく、互いに異なる性能を有する２台の上記基板撮像カメラを備えさせることにより、電子部品装着装置に供給される回路基板の特性（電子部品の装着精度等）において、使い分けることができ、上記基板マークの認識精度を低下させることなく、効率的な認識を行うことができる。
【０１０１】
具体的には、ヘッド部１００において、狭視野かつ高解像度と有する第１基板撮像カメラ４１と、高視野かつ低解像度を有する第２基板撮像カメラ４２とを備えさせて、制御部９において予め入力されている回路基板の基板データ等に基づいて、いずれの基板撮像カメラを用いるかを判断させて、供給された回路基板に最適な基板撮像カメラを選択させ、上記選択された基板撮像カメラにより上記回路基板の上記基板マークの撮像を確実かつ効率的に行うことができる。すなわち、高い認識精度が要求される回路基板に対しては、第１基板撮像カメラ４１を選択して、高い精度でもって上記基板マークを撮像して認識させ、また、認識精度よりも確実に安定性を有した認識が要求される回路基板に対しては、第２基板撮像カメラ４２を選択して、より広い視野でもって安定して上記基板マークを撮像して認識させることができる。従って、基板マークの認識において、夫々の認識精度に応じた認識処理を、効率的に行うことが可能となる。
【０１０２】
さらに、ヘッド部１００においては、第１基板撮像カメラ４１及び第２基板撮像カメラ４２により、このような基板マークの夫々の認識精度に応じた効率的かつ確実な認識動作と、部品装着面撮像装置２０及び部品厚み撮像装置３０により、夫々の電子部品１の吸着保持姿勢の高精度に認識動作とを、組み合わせて行うことにより、さらに高精度かつ効率的な電子部品１の装着動作を行うことが可能となる。
【０１０３】
また、部品装着面撮像装置２０において、吸着ノズル１１により吸着保持された電子部品１の装着面Ｑに、略水平に光を照射する水平光照射部６１と、略垂直に光を照射する垂直光照射部６０と、略４５度に傾斜された光を照射するメイン照射部６２とが備えられており、夫々の照射部より電子部品１の装着面Ｑに光が照射された状態で、カメラ部２３による撮像が行なわれることにより、当該装着面Ｑの画像を明確に撮像することができる。特に、微小化された電子部品や多様化された形態の電子部品におけるその微小な形状や特殊な形状を有する装着面Ｑに、上記様々な方向よりの光を照射することにより、照度のむらの発生を防止することができる。
【０１０４】
また、吸着ノズル１１により吸着保持された電子部品１の近傍に配置されているメイン照射部６２と水平光照射部６１とが、夫々の照明部６２ａ及び６１ａが互いに対向するように、かつ、装着面Ｑ沿いの平面において、略４５度の角度ピッチで交互に配置されていることにより、電子部品１の装着面Ｑに対して、さらに、様々な方向より均等な状態の光を照射することができ、照度むらの発生をより確実に防止することができる。また、メイン照射部６２と水平光照射部６１との構成をコンパクトなものとすることができ、夫々の吸着ノズル１１の昇降移動距離を短縮化して、効率的な部品装着を行なうことができる。
【０１０５】
また、垂直光照射部６０は、垂直光照射部６０と、電子部品１の装着面Ｑとを結ぶ仮想直線Ｖ上に配置され、垂直光照射部６０からこの仮想直線Ｖに沿って照射される光を遮断する遮光板６３を備えていることにより、垂直光照射部６０から仮想直線Ｖに沿って漏れて照射される光を遮断板６３により遮断することができ、電子部品１の装着面Ｑに当該光が照射されて、光の照射むらが発生することを防止することができる。
【０１０６】
また、従来の撮像装置（本第１実施形態の部品装着面撮像装置２０に該当するような撮像装置）による夫々の電子部品の画像の撮像の際には、上記夫々の吸着ノズルに対して、上記従来の撮像装置を、上記夫々の吸着ノズルの配列方向に沿って移動させることとなるが、このような移動を行なう移動装置には、ボールねじ軸部とこれに螺合されたナット部とが用いられたボールねじ機構が用いられている。しかしながら、上記ボールねじ軸部を回転駆動させる駆動モータよりの発熱が、上記ボールねじ軸部に伝熱されることにより、上記ボールねじ軸部の熱膨張が発生し、上記ボールねじ軸部に対する上記ナット部の移動位置、すなわち、上記撮像装置の移動位置を正確に検出することができない場合が生じ、このような場合にあっては、上記従来の撮像装置による上記夫々の部品の画像の撮像や認識を正確に行うことができず、高精度な部品実装に対応できないという問題点がある。
【０１０７】
しかしながら、本第１実施形態の部品装着面撮像装置２０の移動を行うスライド駆動部２７は、主に硬質ゴム等をその主材料とする駆動ベルト２９を介して、撮像フレーム２４の上記移動を行なっているため、駆動モータ２８の発熱を、駆動ベルト２９介して撮像フレーム２４に伝達され難くすることができる。従って、当該熱によるカメラ部２３等への影響を防止することができる。
【０１０８】
また、このようにスライド駆動部２７として、駆動ベルト２９を用いた機構を採用するような場合であっても、夫々の吸着ノズル１１の配列方向沿いに下部フレーム５２ａにリニアスケール６１と、これに対向された移動位置読み取りヘッド６２とが備えられていることにより、撮像フレーム２４の移動位置を、確実に検出することができるため、上記熱の影響が低減された確実かつ高精度な撮像を行なうことができる。
【０１０９】
（第２実施形態）
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第２実施形態にかかる部品装着ヘッドの一例であるヘッド部３００の模式的な側面図（一部断面あり）を図１１に示す。
【０１１０】
図１１に示すように、ヘッド部３００は、上記第１実施形態のヘッド部１００と異なる構造の部品装着面撮像装置３２０を備えており、その他の構造については、ヘッド部１００と同様である。従って、以下の説明においては、この異なる構造についてのみ説明するものとする。なお、ヘッド部３００において、上記第１実施形態のヘッド部１００と同様な構成部分には、その説明の理解を容易とするため、同じ符号を用いるものとする。また、夫々の吸着ノズル１１の配列方向に直交する平面を断面とするヘッド部３００の断面図を図１２に示す。
【０１１１】
図１１及び図１２に示すように、ヘッド部３００は、８本の吸着ノズル１１を一列に配列して備えている。また、ヘッドフレーム５２の下部である下部フレーム５２ａには、吸着ノズル１１により保持された電子部品１の装着面の画像の撮像を行なう第１部品撮像部の一例である部品装着面撮像装置３２０が備えられている。この部品装着面撮像装置３２０は、上記第１実施形態の部品装着面撮像装置２０のように撮像フレーム２４に１つのカメラ部２３が備えられているのではなく、８本の吸着ノズル１１に一対一に対応するように、下部フレーム５２ａに固定された複数の撮像素子部の一例である８台のカメラ部３２３を備えている。夫々のカメラ部３２３は、吸着ノズル１１の配列方向に平行に一列に配置されている。一方、上記第１実施形態の部品装着面撮像装置２０と同様に、夫々の吸着ノズル１１の配列方向に沿って移動可能に下部フレーム５２ａに支持されている撮像フレーム３２４は、上記部品装着面撮像装置２０におけるカメラ部２３のみが取り除かれた構造を有している。すなわち、反射部の一例である反射ミラー３２１及び３２２、並びに、照射部３２５（水平光照射部、メイン照射部、及び垂直光照射部をまとめて照射部３２５とする）が、上記第１実施形態における夫々の配置関係を保たれた状態で、撮像フレーム３２４に固定されて支持されている。
【０１１２】
また、図１１及び図１２に示すように、部品装着面撮像装置３２０は、撮像フレーム３２４を夫々の吸着ノズル１１の配列方向沿いにスライド移動させるスライド駆動部２７を備えており、当該スライド移動により、夫々の吸着ノズル１１とともに夫々のカメラ部３２３に対して、撮像フレーム３２４とともに、反射ミラー３２１及び３２２、並びに、照射部３２５をスライド移動させることが可能となっている。
【０１１３】
また、スライド駆動部２７による撮像フレーム３２４のスライド移動により、撮像フレーム３２４に固定された反射ミラー３２２の略中央部分が、１本の吸着ノズル１１の軸心上に位置された状態において、当該吸着ノズル１１の上記軸心を反射ミラー３２２及び３２１で反射させて屈折させ、当該吸着ノズル１１に対応するカメラ部３２３の光軸と合致させることが可能となっている。すなわち、このような状態においては、上記第１実施形態の部品装着面撮像装置２０におけるカメラ部２３と夫々の反射ミラー２１及び２２等の配置関係と同様な配置関係を構成することが可能となっている。従って、スライド駆動部２７により撮像フレーム３２４の上記スライド移動を行なうことによって、反射ミラー３２２を順次夫々の吸着ノズル１１の軸心上に配置させていくことにより、夫々のカメラ部３２３にて夫々の吸着ノズル１１により吸着保持された電子部品１の画像を順次撮像していくことが可能となっている。
【０１１４】
なお、上記スライド移動により、移動される撮像フレーム３２４と、下部フレーム５２ａに固定された夫々のカメラ部３２３とは、互いに干渉しないように配置されている。
【０１１５】
また、図１２に示すように、ヘッド部３００は、夫々の吸着ノズル１１の配列方向であるＸ軸方向に沿って剛体部材にて形成されたＸ軸ビーム１３ａに、上記Ｘ軸方向に移動可能に、ヘッドフレーム５２にて支持されており、ボールねじ軸部とこれに螺合されたナット部とを用いた機構であるＸ軸ロボット１３により、ヘッド部３００はＸ軸方向に進退移動可能とされている。
【０１１６】
次に、このような構成を有するヘッド部３００を備える部品装着装置４００の部分的な模式平面図を図１３に示し、図１３を用いて、部品装着面撮像装置３２０による撮像の動作について説明する。
【０１１７】
図１３に示すように、部品装着装置４００は、ヘッド部３００を図示Ｘ軸方向に移動可能に支持するＸ軸ビーム１３ａと、当該ヘッド部３００を図示Ｘ軸方向に移動させるＸ軸ロボット１３と、このＸ軸ビーム１３ａを図示Ｙ軸方向に移動させる図示しないＹ軸ロボット１４とを備えている。また、部品装着装置４００は、複数の電子部品１を供給可能に収容する部品供給部６と、夫々の電子部品１が装着される回路基板３を解除可能に保持するステージ１５とを備えている。
【０１１８】
図１３において、まず、Ｘ軸ロボット１３及びＹ軸ロボットによりヘッド部３００の夫々の吸着ノズル１１を部品供給部６の上方に移動させる。当該移動の後、夫々の吸着ノズル１１を下降させて電子部品１の吸着保持を行うとともに、上昇させて、夫々の電子部品１の部品供給部６からの取り出しを行なう。
【０１１９】
その後、図１３に示すように、Ｘ軸ロボット１３及びＹ軸ロボットによりヘッド部３００の部品供給部６からステージ１５に保持された回路基板３の上方への移動を開始する。当該移動の開始とともに、スライド駆動部２７により、ヘッド部３００の図示左側に位置されている撮像フレーム３２４を図示Ｘ軸方向右向きへのスライド移動を開始する。
【０１２０】
当該スライド移動の開始とともに、撮像フレーム３２４に固定されている照射部３２５の照明を点灯する。その後、撮像フレーム３２４に固定された反射ミラー３２２の略中央部分が、図示左側端部に配置されている吸着ノズル１１の軸心上に位置されたタイミングにて、電子シャッター等を用いて、当該吸着ノズル１１により吸着保持され、その装着面に照射部３２５よりの光が照射された状態の電子部品１の装着面の画像を、反射ミラー３２２及び３２１を介して、当該吸着ノズル１１に対応するカメラ部３２３に入射させて画像の撮像を行う。撮像フレームの上記スライド移動に伴って、順次反射ミラー３２２を夫々の吸着ノズル１１の軸心上に位置させて、夫々の電子部品１の画像を対応する夫々のカメラ部３２３により撮像する。また、夫々のカメラ部３２３により撮像された画像データは、各々の撮像が行われた直後に、制御部９に順次出力され、制御部９にて夫々の画像の認識処理が並行して行なわれる。全ての電子部品１の画像の撮像が終了し、撮像フレーム３２４がヘッド部３００の図示右側に位置された状態となると、スライド駆動部２７による撮像フレーム３２４の移動が停止される。
【０１２１】
その後、回路基板３の上方にヘッド部３００が到達すると、最初に装着が行なわれる吸着ノズル１１と、回路基板３の実装位置との位置合わせが行なわれ、制御部９における認識処理の結果に基づいて、電子部品１の装着が順次行なわれる。
【０１２２】
なお、上述においては、説明を省略したが、上記第１実施形態と同様に、撮像フレーム３２４に部品厚み撮像装置３０が備えられており、上記電子部品１の装着面の画像の撮像とともに、部品厚み撮像装置３０によっても電子部品１の吸着保持姿勢が認識される。
【０１２３】
また、夫々のカメラ部３２３には、その画像の撮像に要する時間が短いという特徴を有するいわゆるシャッターカメラを用いることができる。このようなシャッターカメラとしては、例えば、ＮＴＳＣ仕様のＣＣＤカメラがある。このようなシャッターカメラにて電子シャッターを用いる場合には、ＣＣＤに画像を取り入れる時間を電気的に制御して、画像を取り入れる時間だけ、当該ＣＣＤを露光させることにより行なわれる。また、このような露光に必要な光の量は、照明部３２５に用いられているＬＥＤの発光強さと発光時間の積分となる。このような露光の際に被撮像物がカメラに対して相対的に移動していると、その分だけ撮像された画像がぶれることとなる。例えば、上記第１実施形態にように、９５０ｍｍ／ｓにて被撮像物である電子部品１が相対的に移動するような場合にあっては、例えば、５０μｓの時間だけ露光させると、撮像された画像は約５０μｍ程度ぶれることとなる。ただし、これまでの実績からも、画像のぶれが５０μｍ程度なら、電子部品１の装着精度に影響がないような画像の撮像が行なえることが確認されている。また、上記第１実施形態においては、上記露光のための光量を確実に確保するために、当該露光の前後においても余裕をとってＬＥＤの発光を行なっているため、結果的には、ＬＥＤは１００μｓ程度の時間だけ発光させていることとなる。また、電子シャッターとして用いる場合にあっては、瞬間的に大量の光を被対象物に照射させて、露光時間を短くすることにより、正確な画像の撮像を行なうことができるものの、このようなＬＥＤの発光強さは、そのままＬＥＤの寿命と反比例することとなる。
【０１２４】
一方、本第２実施形態においては、夫々の吸着ノズル１１と夫々のカメラ部３２３との相対位置が固定されているため、照射部３２５におけるＬＥＤの発光強さを弱くして、露光時間を長くすることができる。従って、ＬＥＤの寿命を延ばすことができる。例えば、露光時間を２００μｓ、ＬＥＤの発光強さを第１実施形態に対して１／４とし、照射時間を３００μｓとすることで夫々の画像の撮像を行なうことができる。
【０１２５】
また、このような場合に代えて、その他通常のカメラを用いるような場合であってもよい。このようなカメラを用いる利点としては、シャッターカメラに比してそのコストが安価であり、撮像の際にフラッシュ式のような瞬間的な強度の照度が要求されず、ＬＥＤの発光強さをさらに低減させることができ、照射部３２５の寿命を延ばすことができるということがある。
【０１２６】
上記第２実施形態によれば、夫々のカメラ部３２３をヘッド部３００の下部フレーム５２ａの固定させたことにより、撮像の際にカメラ部３２３を移動させることなく停止させた状態とすることができる。よって、カメラ部３２３の移動による振動等の影響の発生を防止することができ、高精度な画像の撮像を行なうことができる。
【０１２７】
また、ヘッド部３００が備える夫々の吸着ノズル１１に一対一に対応するように、夫々のカメラ部３２３が備えられているため、夫々の吸着ノズル１１とカメラ部３２３との配置関係を常時安定させて確保することができ、安定した画像の撮像を行なうことができる。
【０１２８】
また、このように夫々の吸着ノズル１１とカメラ部３２３との配置関係が固定されているため、撮像フレーム３２４に固定された反射ミラー３２２の略中央部分を吸着ノズル１１の軸心上に位置させることで、画像の撮像を行うことができる。よって、スライド駆動部２７による撮像フレーム３２４の高精度なスライド移動を不要とすることができ、高精度なリニアスケール６１を備えさせるという必要性を無くすことができる。例えば、ある程度の位置が検出できる程度の精度のリニアスケール等で十分とすることができる、又は、リニアスケール自体を不要とすることができる。
【０１２９】
また、このように一対一にカメラ部４２３が備えられていることにより、各々のカメラ部３２３で画像の撮像が終了次第、すぐに、当該画像データを制御部９に出力して認識処理を開始することができるため、制御部９にて、全ての画像の撮像が終了する前に、画像の認識処理を開始することができ、撮像から認識処理が終了するまでの時間を短縮化することができる。よって、効率的な電子部品の装着を行なうことが可能となる。
【０１３０】
また、夫々のカメラ部３２３が移動しないため、夫々のカメラ部３２３の接続されている制御ケーブル等の移動の必要も無くすことができる。特に、このような制御ケーブルには、ＥＭＣ（電磁波対策）のためにシールド線と呼ばれるその重量が重くかつ太いケーブルが用いられることより、ケーブルの移動を不要とすることで、スライド駆動部２７の動力を低減することができる。
【０１３１】
さらに、スライド駆動部２７によりスライド移動される撮像フレーム３２４上からカメラ部３２３を無くすことができるため、スライド駆動部２７の動力を低減することができるとともに、移動速度を向上させて、効率的な撮像を行うことができる。
【０１３２】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【０１３３】
【発明の効果】
本発明の上記第１態様によれば、部品装着ヘッドが、夫々の部品保持部材により保持された部品の画像を、上記部品保持部材の軸芯沿いの方向から撮像する第１部品撮像部を備えるとともに、さらに加えて、上記夫々の部品の画像を、上記部品保持部材の上記軸芯及び配列方向と略直交する方向から撮像する第２部品撮像部を備えていることにより、上記夫々の部品を互いに略直交する２つの方向から撮像することができ、上記２つの方向から撮像された夫々の画像に基づいて、上記夫々の部品の上記部品保持部材による保持姿勢を確実に認識することができる。
【０１３４】
すなわち、従来の部品装着ヘッドのように、上記夫々の部品を上記軸芯沿いの方向から撮像して、その保持姿勢を認識するような場合において、例えば、上記部品が小型のチップ部品等の微小な部品であり、上記部品保持部材の先端に対して斜めにされた状態で保持さているような場合（このような場合が起りやすい）にあっては、上記軸沿いの方向において撮像された画像からは、このような保持姿勢を認識することが困難であるのに対して、上記第１態様の部品装着ヘッドにおいては、上記軸芯沿いの方向に加えて、さらに上記軸芯沿いの方向に略直交する方向からも上記夫々の部品の画像を撮像して、この上記略直交する方向からの画像に基づいても、上記夫々の部品の保持姿勢を認識しているため、上記斜めに保持された部品の保持姿勢を確実に認識することができる。従って、上記夫々の部品保持部材における上記部品の保持姿勢を確実かつ正確に認識することができ、この認識結果に基づいて上記夫々の部品を回路基板に装着することができ、高精度な部品の装着に対応することができる。
【０１３５】
また、上記部品装着ヘッドに備えられた上記夫々の部品保持部材の上記配列方向に沿って移動可能に、支持部材に支持されて、上記第１部品撮像部及び上記第２部品撮像部が上記部品装着ヘッドに備えられているため、上記第１部品撮像部及び上記第２部品撮像部の夫々を上記配列方向沿いに移動装置により移動させることで、上記夫々の部品保持部材により保持されている上記部品の上記２つの方向よりの画像の撮像を順次行うことができる。従って、上記部品装着ヘッドに複数の上記部品保持部材が備えられているような場合であっても、上記第１部品撮像部及び上記第２部品撮像部の夫々により、効率的に上記２つの方向からの上記夫々の部品の画像の撮像を行うことができ、効率的に上記撮像を行うことができる。
【０１３６】
本発明の上記第２態様によれば、上記第１態様による効果に加えてさらに以下のような効果を得ることができる。
【０１３７】
まず、夫々の部品保持部材に一対一に対応されかつ互いの配置関係が固定された複数の撮像素子部を第１部品撮像部に備えさせたことにより、撮像の際に上記夫々の撮像素子部を移動させることなく、停止させた状態とすることができる。よって、上記第１部品撮像部による画像の撮像の際に上記夫々の撮像素子部の移動による振動等の影響の発生を防止することができ、高精度な画像の撮像を行なうことができる。
【０１３８】
また、上記部品装着ヘッドが備える上記夫々の部品保持部材に一対一に対応するようにかつ互いの配置関係が固定されて、上記夫々の撮像素子部が備えられているため、上記夫々の部品保持部材と上記夫々の撮像素子部との配置関係を常時安定させて確保することができ、安定した画像の撮像を行なうことができる。
【０１３９】
また、このように上記夫々の部品保持部材と上記夫々の撮像素子部との配置関係が固定されているため、移動可能となっている反射部の例えば反射面の略中央近傍を上記部品保持部材の軸心上に位置させることで、画像の撮像を行うことができる。よって、移動装置による上記反射部の高精度な移動を不要とすることができ、高精度な移動装置を備えさせるという必要性を無くすことができる。従って、装置構成を簡素化しながら、高精度な撮像を行うことができる。
【０１４０】
また、このように一対一に上記夫々の撮像素子部が備えられていることにより、上記各々の撮像素子部で画像の撮像が終了次第、すぐに、当該画像データを制御部に出力して認識処理等を開始することができるため、上記制御部にて、全ての画像の撮像が終了する前に、画像の認識処理を開始することができ、撮像から認識処理が終了するまでの時間を短縮化することができる。よって、効率的な撮像及び部品の装着を行なうことが可能となる。
【０１４１】
さらに、上記移動装置により移動される構成部を上記反射部及び上記第２部品撮像部のみとすることができるため、上記移動装置の動力を低減することができるとともに、その移動速度を向上させて、効率的な撮像及び部品の装着を行うことができる。
【０１４２】
本発明の上記第３態様によれば、上記部品装着ヘッドにおいて、上記２つの方向からの画像に基づいて、上記部品の保持姿勢の認識を行う制御部が、上記第１部品撮像部により撮像された上記夫々の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材の上記軸芯と略直交する方向沿いにおける上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能であって、上記第２部品撮像部により撮像された上記夫々の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材の上記軸芯沿いの方向における上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能であることにより、上記夫々の部品の保持姿勢を確実かつ正確に、上記２つの方向夫々から認識することができ、この認識結果に基づいて上記夫々の部品を回路基板に高い装着位置精度でもって装着することができる部品装着ヘッドを提供することができる。
【０１４３】
本発明の上記第４態様によれば、上記第２部品撮像部として、上記部品保持部材を介して互いに対向するように配置された投光部及び受光部よりなるラインセンサーが用いられることにより、上記投光部より上記受光部に向けて照射された光を、上記部品によりその一部が遮光された状態で上記受光部にて受光して、上記部品を撮像することができるため、この撮像結果情報である上記光の遮光状態に基づいて、上記軸芯沿いの方向における上記部品の保持姿勢を確実かつ正確に認識することができる。さらに加えて、このような上記ラインセンサーを用いることで、上記第２部品撮像装置の構造を簡単なものとして、上記第２部品撮像装置のコストを削減することができる。
【０１４４】
また、上記制御部において、上記ラインセンサーによる上記撮像結果情報に基づいて、上記保持姿勢を認識するとともに、上記撮像の際に、上記移動装置による上記ラインセンサーの上記配列方向沿いの移動位置を検出することにより、上記検出結果に基づいて、上記保持姿勢が認識された上記部品を、上記夫々の部品の中から特定することができ、確実に上記夫々の部品の保持姿勢を認識することができる。
【０１４５】
本発明の上記第５態様によれば、上記移動装置が、上記第１部品撮像部を上記配列方向に移動させる駆動モータを備え、上記駆動モータが、上記夫々の部品保持部材を介して、上記第１部品撮像部と互いに対向するように配置されていることにより、上記第１部品撮像部において上記駆動モータから伝達される上記駆動モータの駆動に伴う振動を低減することができる。従って、上記第１部品撮像部による上記部品の画像の撮像における上記振動による影響を低減することができ、上記部品の画像を高精度に撮像することができ、上記部品の保持姿勢を高精度に認識することが可能となる。
【０１４６】
本発明の上記第６態様によれば、上記駆動モータが、さらに、上記夫々の部品保持部材を介して、上記第２部品撮像部とも互いに対向するように配置されていることにより、上記第２部品撮像部においても上記駆動モータから伝達される上記振動を低減することができる。従って、上記第２部品撮像部による上記部品の画像の撮像における上記振動による影響を低減することができ、上記部品の画像を高精度に撮像することができ、上記部品の保持姿勢をさらに高精度に認識することが可能となる。
【０１４７】
本発明の上記第７態様によれば、上記第１部品撮像部が、上記部品における画像が撮像される部品撮像平面に対して、大略水平方向の光を直接的に照射する水平光照射部と、上記部品撮像平面に対して大略垂直方向に当該光を照射する垂直光照射部と、上記部品撮像平面に対して、上記水平方向及び上記垂直方向の略中間の角度に傾斜された光を直接的に照射する傾斜光照射部とを備えていることにより、上記水平光照射部、上記垂直光照射部、及び上記傾斜光照射部の夫々により同時的に上記夫々の光を照射した状態で、撮像素子部により上記部品の画像の撮像を行うことができる。従って、より多様化されて様々な形態を有する上記部品の上記部品撮像平面に対して、様々な方向から光を照射することができるため、上記部品撮像平面の照度むらの発生を低減することができる。よって、上記可動撮像装置により上記夫々の部品の画像を高精度に撮像することができ、高精度な実装を行なうことができる。
【０１４８】
本発明の上記第８態様又は上記第９態様によれば、上記傾斜光照射部は、上記部品保持部材の軸心を対称軸として対称にかつ互いに対向して配置された複数の傾斜光用の照明部を備え、上記水平光照射部は、上記部品保持部材の軸心を対称軸として対称に、互いに対向して配置された複数の水平光用の照明部を備え、上記夫々の照明部が、上記部品保持部材の軸心上及びその周囲に形成される上記垂直光照射部による上記大略垂直方向の光の通過領域の外周近傍に配置されていることにより、上記夫々の照明部の配置構成をコンパクトなものとすることができる。さらに、上記傾斜光照射部は、２組の上記傾斜光用の照明部を有し、上記水平光照射部は、２組の上記水平光用の照明部を有し、上記第１部品の部品撮像平面沿いの平面において、上記傾斜光用の照明部と上記水平光用の照明部とが交互に、略４５度の角度ピッチにて配置されていることにより、さらにコンパクトな配置構成とすることができるとともに、夫々の上記照明部から照射される光を、上記部品の部品撮像平面に均等な状態の光として照射することができる。従って、上記第１部品撮像部をコンパクトなものとすることができるとともに、上記部品撮像平面における照度むらを低減し、より多様化された形態の部品の画像の撮像を、効率的かつ高精度に行なうことができる。
【０１４９】
本発明の上記第１０態様によれば、上記垂直光照射部は、上記垂直光照射部と上記部品の撮像平面とを結ぶ仮想直線上に配置され、上記垂直照射部から上記部品撮像平面に上記仮想直線に沿って照射される光を遮断する遮光板を備えていることにより、上記垂直照射部から漏れる光が、上記部品撮像平面に照度むらとなることを防止することができ、高精度な撮像を行なうことができる。
【０１５０】
本発明の上記第１１態様によれば、上記第１態様から第５態様のいずれかの上記部品装着ヘッドが、上記回路基板の表面における所定位置を撮像可能な基板撮像装置として、撮像視野及び分解能の異なる２種類の基板撮像部を備えさせて、撮像される上記回路基板における装着精度に応じて、夫々の上記基板撮像部を使い分けることにより、効率的な上記基板の撮像を行うことができる。すなわち、上記部品装着ヘッドにおいて、他方の上記基板撮像部よりも、狭視野かつ高分解能を有する第１基板撮像部と、上記第１基板撮像部よりも、広視野かつ低分解能を有する第２基板撮像部とを備えさせることにより、上記制御部において、上記回路基板への上記夫々の部品の装着精度に応じて、上記第１基板撮像部と上記第２基板撮像部とのいずれかを選択して、上記選択された基板撮像部により上記回路基板の表面の上記所定位置の画像を撮像させて、上記撮像された画像に基づいて、上記所定位置を認識させることができるため、効率的な上記回路基板の上記所定位置の認識を行うことができる部品装着ヘッドを提供することが可能となる。
【０１５１】
本発明の上記第１２態様によれば、夫々の部品保持部材により保持された部品の画像を、上記部品保持部材の軸芯沿いの方向から順次撮像するとともに、上記夫々の部品の画像を、上記部品保持部材の上記軸芯及び配列方向と略直交する方向からも順次撮像することにより、上記夫々の部品を互いに略直交する２つの方向から撮像することができ、上記２つの方向から撮像された夫々の画像に基づいて、上記夫々の部品の上記部品保持部材による保持姿勢を確実に認識することができる。
【０１５２】
すなわち、従来の部品装着方法のように、上記夫々の部品を上記軸芯沿いの方向から撮像して、その保持姿勢を認識するような場合において、例えば、上記部品が小型のチップ部品等の微小な部品であり、上記部品保持部材の先端に対して斜めにされた状態で保持さているような場合（このような場合が起りやすい）にあっては、上記軸沿いの方向において撮像された画像からは、このような保持姿勢を認識することが困難であるのに対して、上記第７態様の部品装着方法においては、上記軸芯沿いの方向に加えて、さらに上記軸芯沿いの方向に略直交する方向からも上記夫々の部品の画像を撮像して、この上記略直交する方向からの画像に基づいても、上記夫々の部品の保持姿勢を認識しているため、上記斜めに保持された部品の保持姿勢を確実に認識することができる。従って、上記夫々の部品保持部材における上記部品の保持姿勢を確実かつ正確に認識することができ、この認識結果に基づいて上記夫々の部品を回路基板に装着することができ、高精度な部品の装着に対応することができる部品装着方法を提供することができる。
【０１５３】
本発明の上記第１３態様によれば、上記２つの方向からの画像に基づいて、上記部品保持部材の上記軸芯沿いの方向において撮像された上記夫々の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材の上記軸芯と略直交する方向沿いにおける上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能であって、上記部品保持部材の上記軸芯及び上記配列方向と略直交する方向において撮像された上記夫々の画像に基づいて、上記夫々の部品保持部材の上記軸芯沿いの方向における上記夫々の部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能であることにより、上記夫々の部品の保持姿勢を確実かつ正確に、上記２つの方向夫々から認識することができ、この認識結果に基づいて上記夫々の部品を回路基板に高い装着位置精度でもって装着することができる部品装着方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるヘッド部の模式的な側面断面図である。
【図２】図１のヘッド部の吸着ノズルの配列方向に直交する平面沿いにおける模式断面図である。
【図３】上記ヘッド部における部品装着面撮像装置の部分拡大模式断面図である。
【図４】上記ヘッド部における部品厚み撮像装置の模式説明図である。
【図５】上記ヘッド部における吸着ノズルの上記配列方向沿いの部品厚み撮像装置の模式説明図である。
【図６】第１基板撮像カメラ及び第２基板撮像カメラが備えられた状態のヘッド部の部分拡大模式図である。
【図７】従来のヘッド部における撮像装置の模式説明図である。
【図８】部品装着面撮像装置の部分拡大側面図である。
【図９】図８の部品装着面撮像装置の水平光照射部とメイン照射部のＡ−Ａ線矢視図である。
【図１０】図８の部品装着面撮像装置の垂直光照射部のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかるヘッド部の模式的な側面断面図である。
【図１２】図１１１のヘッド部の吸着ノズルの配列方向に直交する平面沿いにおける模式断面図である。
【図１３】図１１のヘッド部を備える部品装着装置の部分模式平面図である。
【符号の説明】
１…電子部品、９…制御部、１１…吸着ノズル、２０…部品装着面撮像装置、２１及び２２…反射ミラー、２３及び３２３…カメラ部、２４及び３２４…撮像フレーム、２４ａ…アーム、２５…リニアガイドレール、２６…リニアガイドスライダー、２７…スライド駆動部、２８…駆動モータ、２９…駆動ベルト、３０…部品厚み撮像装置、３１…投光部、３２…受光部、３３…ラインセンサー、４１…第１基板撮像カメラ、４２…第２基板撮像カメラ、５１…シャフト部、５２…ヘッドフレーム、５３…昇降装置、５４…回転装置、５５…ケーブルベア、６１…リニアスケール、６２…移動位置読み取りヘッド、１００及び３００…ヘッド部。
【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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