(57)【要約】【課題】部品実装において、上記夫々の部品保持部材のヘッド部に対する位置ズレや部品保持部材の位置ズレ等に影響されることなく、特に、微小化された部品に対して、確実かつ安定した保持取出しを可能とし、効率的な部品実装を行う。【解決手段】基板の大略表面沿いの方向に、複数の部品保持部材を複数の部品取出し位置に対して相対的に移動させて、上記複数の部品保持部材についての夫々の上記部品保持部材の部品保持中心を含みかつその周囲に形成される夫々の部品保持可能範囲内に上記部品取出し位置を位置させるように、上記複数の部品保持部材と上記複数の部品取出し位置との位置合わせを行い、上記複数の部品取出し位置に供給された上記部品を上記複数の部品保持部材により同時的に保持して取り出す。【選択図】図９
2004356376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品（２３、５１）を、基板（２）の夫々の部品実装位置に実装する部品実装装置（１０１）において、
上記複数の部品を収納するとともに、上記夫々の部品が取り出し可能に供給される複数の部品取出し位置（８１）を一定の間隔ピッチ（Ｌ）にて整列配置して有する部品供給部（８０）と、
上記部品取出し位置に供給された上記部品を、その部品保持中心（４６）を基準として保持して取り出すとともに、上記部品実装位置において上記保持された部品の保持解除を行って、上記部品の上記基板への実装を行なう複数の部品保持部材（１０、２０）を、上記夫々の部品取出し位置の配列方向沿いに、上記一定の間隔の整数倍の間隔ピッチ（Ｐ）にて整列配列して備えるヘッド部（４、１４）と、
上記基板の大略表面沿いの方向（Ｘ、Ｙ）における上記ヘッド部と上記基板及び上記部品供給部との相対的な移動を行なう相対移動装置（５、１５）と、
上記夫々の上記部品保持部材において、上記部品保持中心を含みかつその周囲に形成される上記夫々の部品保持可能範囲（２９）を設定可能であって、複数の上記部品保持部材について、当該設定された夫々の部品保持可能範囲内に上記部品取出し位置を位置させるように、上記相対移動装置による上記相対的な移動の制御を行って、上記夫々の部品取出し位置に供給された上記部品の上記複数の部品保持部材による同時的な保持取出しを行い、上記相対的な移動により上記ヘッド部の上記基板の上方に位置させて、上記複数の部品保持部材により当該保持された夫々の部品を上記基板に実装させる制御装置（２１）とを備えることを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
上記部品保持中心は、上記部品保持部材の部品保持側先端部の外形中心であって、上記制御装置は、上記夫々の部品保持部材の種類又は上記保持される部品の種類に応じて、上記夫々の部品保持部材毎に上記部品保持可能範囲を設定可能である請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
上記夫々の部品保持部材は、上記基板の大略表面沿いの方向における位置であって、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心が本来位置されるべき位置である夫々の保持部材基準位置（４７）を有し、
上記夫々の部品保持部材における上記部品保持中心と上記保持部材基準位置との上記基板の大略表面沿いの方向の位置ズレ量を検出可能な位置ズレ量検出装置（９、１９、３６）をさらに備え、
上記制御装置は、上記位置ズレ量検出装置により検出された上記夫々の位置ズレ量を考慮して、上記相対移動装置による上記相対的な移動量を調整し、上記夫々の部品保持可能範囲内に上記夫々の部品取出し位置を位置させる請求項１又は２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
上記位置ズレ量検出装置は、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心に対する上記夫々の部品保持部材により保持された上記部品の保持位置の上記基板の大略表面沿いの方向の位置ズレ量を検出可能であり、
上記制御装置は、
上記位置ズレ量検出装置より検出された上記夫々の部品保持部材における上記部品の保持位置の位置ズレ量のデータを、上記夫々の部品保持部材毎に取り出し可能に記憶する記憶部（３２）と、
上記部品の保持取出しが行なわれる複数の上記部品保持部材についての上記位置ズレ量のデータを上記記憶部より取り出して、上記複数の部品保持部材における夫々の上記部品保持中心に対して、上記夫々の位置ズレ量のデータが考慮された位置である部品保持目標中心（２７）を設定するとともに、上記設定された夫々の部品保持目標中心を中心として、夫々の周囲に仮想的な上記部品保持可能範囲（２５）を設定し、上記夫々の部品保持中心を同一基準位置とした場合における上記夫々の仮想的な部品保持可能範囲が重複する範囲（２６）の中心（２８ａ、２８ｂ）と、上記夫々の部品保持中心との位置ズレ量を算出可能な位置ズレ量算出部（３３）とを備え、
上記制御装置は、上記位置ズレ量算出部により算出された位置ズレ量に基づいて、上記相対移動装置による上記相対的な移動量の調整を行う請求項３に記載の部品実装装置。
【請求項５】
上記制御装置は、上記記憶部より取り出された夫々の位置ズレ量のデータに、０．１から１の範囲のいずれかの係数を掛けて補正し、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心に対して、上記補正された夫々の位置ズレ量を考慮して、上記夫々の部品保持目標中心を設定する請求項４に記載の部品実装装置。
【請求項６】
上記制御装置は、同一の上記部品保持部材による同一の上記部品取出し位置からの上記部品の保持取出しに関する複数の上記位置ズレ量のデータを、上記記憶部から取り出して、当該取り出された複数の位置ズレ量のデータの相加平均を考慮して、上記部品保持目標中心を設定する請求項４又は５に記載の部品実装装置。
【請求項７】
上記位置ズレ量検出装置は、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持側先端部又は上記夫々の部品保持部材により保持された上記部品の上記部品保持側先端部に対する画像を撮像可能な撮像装置（９、１９）と、当該撮像装置により撮像された夫々の画像を処理することにより、上記夫々の位置ズレ量を検出する画像処理部（３２）とを備える請求項３から６のいずれか１つに記載の部品実装装置。
【請求項８】
上記夫々の位置ズレ量は、上記基板の大略表面沿いの方向であって、かつ、互いに直交する２方向の夫々において、検出又は算出される請求項３から７のいずれか１つに記載の部品実装装置。
【請求項９】
上記位置ズレ量検出装置は、上記夫々の部品取出し位置からの上記部品の保持取出しの高さ位置に位置された状態の上記夫々の部品保持部材に対して、上記夫々の位置ズレ量の検出を行なう請求項３から８のいずれか１つに記載の部品実装装置。
【請求項１０】
上記部品実装装置は、上記複数の部品として、複数の第１部品（２３）と、上記第１部品よりも狭隣接実装が行なわれる複数の第２部品（５１）とが、上記基板に混載して実装される部品実装装置であって、
上記制御装置は、
上記複数の部品保持部材による上記第１部品の保持取出しのための上記夫々の部品保持可能範囲（２９）を設定可能であり、
上記部品保持部材により保持された上記第２部品の上記基板の上記部品実装位置への実装の際に、当該部品保持部材と、上記基板において当該部品実装位置に隣接して既に実装されている他の上記第１部品及び上記第２部品との干渉を防止可能な範囲であり、かつ、上記部品保持可能範囲よりもさらに狭い範囲である上記複数の部品保持部材による上記第２部品の保持取出しのための狭隣接実装用の部品保持可能範囲（５５）を設定可能であり、
上記保持取出しが行なわれる上記部品の種類に応じて、上記部品保持可能範囲と上記狭隣接実装用の部品保持可能範囲を選択的に設定する請求項１から９のいずれか１つに記載の部品実装装置。
【請求項１１】
上記夫々の第２部品は、互いに隣接する上記第１部品又は上記第２部品との間隙寸法が０．１ｍｍから０．３ｍｍの範囲のいずれかの寸法となるように、上記基板に上記狭隣接実装される部品である請求項１０に記載の部品実装装置。
【請求項１２】
複数の部品（２３、５１）を複数の部品取出し位置（８１）に取り出し可能に順次供給し、当該供給された上記夫々の部品を、複数の部品保持部材（１０、２０）により同時的に保持して取り出し、上記保持された夫々の部品を、基板（２）の夫々の部品実装位置に順次実装する部品実装方法において、
上記基板の大略表面沿いの方向に、複数の上記部品保持部材を複数の上記部品取出し位置に対して相対的に移動させて、上記複数の部品保持部材についての夫々の上記部品保持部材の部品保持中心（４６）を含みかつその周囲に形成される夫々の部品保持可能範囲（２９）内に上記部品取出し位置を位置させるように、上記複数の部品保持部材と上記複数の部品取出し位置との位置合わせを行い、上記複数の部品取出し位置に供給された上記部品を上記複数の部品保持部材により同時的に保持して取り出して、当該保持された上記夫々の部品を上記基板に順次実装することを特徴とする部品実装方法。
【請求項１３】
上記夫々の部品保持部材が有する上記基板の大略表面沿いの方向における位置であって、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心が本来位置されるべき位置である夫々の保持部材基準位置（４７）と、上記夫々の部品保持部材における上記部品保持中心との上記基板の大略表面沿いの方向の位置ズレ量を検出し、
上記検出された上記夫々の位置ズレ量を考慮して、上記夫々の部品取出し位置に対する上記夫々の部品保持部材の相対的な移動量を調整し、上記夫々の部品保持可能範囲内に上記夫々の部品取出し位置を位置させて、上記夫々の部品保持部材により同時的な上記部品の保持取出しを行う請求項１２に記載の部品実装方法。
【請求項１４】
上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心に対する上記夫々の部品保持部材により保持された上記部品の保持位置の上記基板の大略表面沿いの方向の位置ズレ量を検出して、上記検出された位置ズレ量のデータを上記夫々の部品保持部材毎に記憶し、
次に上記部品の保持取出しが行なわれる複数の上記部品保持部材についての上記位置ズレ量のデータを、上記記憶されている上記データより取り出して、
上記複数の部品保持部材の夫々の上記部品保持中心に対して上記取り出された夫々の位置ズレ量が考慮された位置である部品保持目標中心（２７）を設定するとともに、上記設定された夫々の部品保持目標中心を中心として、夫々の周囲に仮想的な上記部品保持可能範囲（２５）を設定して、上記夫々の部品保持中心を同一基準位置とした場合における上記夫々の仮想的な部品保持可能範囲が重複する範囲（２６）の中心（２８ａ、２８ｂ）と、上記夫々の部品保持中心との位置ズレ量を算出し、
当該算出された位置ズレ量に基づいて、上記相対的な移動量の調整を行なう請求項１３に記載の部品実装方法。
【請求項１５】
上記同時的な部品の保持取出しを行おうとする上記複数の部品保持部材のうちの上記夫々の仮想的な部品保持可能範囲の重複する範囲を有する１又は複数の上記部品保持部材を１つの部品保持部材グループとし、
当該１つの部品保持部材グループにおいて、上記重複する範囲の中心と、上記夫々の部品保持中心との位置ズレ量を算出し、
当該算出された位置ズレ量に基づいて、上記相対的な移動量の調整を行い、上記１つの部品保持部材グループに属する上記複数の部品保持部材による上記複数の部品取出し位置よりの同時的な部品の保持取出しを行う請求項１４に記載の部品実装方法。
【請求項１６】
上記取り出された夫々の位置ズレ量に、０．１から１の範囲のいずれかの係数を掛けて補正し、
上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心に対して、上記補正された夫々の位置ズレ量を考慮して、上記夫々の部品保持目標中心を設定する請求項１４又は１５に記載の部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の部品取出し位置に供給される複数の部品を、複数の部品保持部材により同時的に保持して取り出すとともに、基板の夫々の部品実装位置において上記保持された夫々の部品の保持解除を行って、上記夫々の部品の上記基板への実装を行う部品実装装置及び部品実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速実装の要求に対して、様々な構造の部品実装装置が開発されてきている。
【０００３】
例えば、複数の部品を夫々部品供給テープに収納して部品取出し位置（部品供給位置）まで供給する複数の部品供給カセットにおいて、夫々の部品取出し位置に供給された上記夫々の部品を、複数の吸着ノズルで夫々同時的に吸着保持して取り出した後、回路基板に上記夫々のの部品を実装する（あるいは装着する）ように構成されたいわゆるガントリータイプ骨格を有する部品実装装置が多く提案されている。
【０００４】
このような部品実装装置の多くは、部品の吸着取出しに要する時間を短縮することを目的として、複数本の吸着ノズルによる同時的な吸着が可能となるように、夫々の吸着ノズルが、夫々の部品供給カセットにおける夫々の部品取出し位置の配置間隔と同ピッチに配置された実装ヘッド部の形態を採っている。そのため、このような配置関係を保つことができるように、部品実装装置における設計やものづくりの管理が行われている。従って、複数本の吸着ノズルにて部品の同時的な吸着保持取出しを行う際には、当該吸着保持取出しを行う個々の吸着ノズルと夫々に対応する部品取出し位置との位置合わせが行われることとなり、このような位置合わせにより上記夫々の部品の同時的な吸着保持取出しを行うことができる。また、このような位置合わせの際に、上記夫々の吸着ノズルと上記夫々の部品取出し位置との間に位置ズレが存在しているような場合にあっては、このような夫々の位置ズレの平均値や中間値等を用いることにより当該位置ズレを補正して相対的な位置合わせが、上記吸着保持取出し毎に行われている。
【０００５】
また、詳しく見ていくと、実装ヘッド部においては、夫々の吸着ノズルが、例えば、図２や図４に示すように、その原点位置では各吸着ノズルがノズル基準位置４７（図中の一点鎖線）に位置されるように位置調整されている。しかしながら、このような位置調整が行われていても、夫々の吸着ノズルにおいては、ノズル上下用アクチュエータによるノズルシャフトの上下動作時に、吸着ノズルの上記原点位置と当該原点位置から下降された実装位置との間で、ノズル基準位置４７に対して吸着ノズルの先端側に広がるような位置ズレが発生する。このような位置ズレを検出して部品の実装精度を向上させるため、夫々の吸着ノズルが部品を吸着保持していない状態で、当該夫々の吸着ノズルの画像を認識カメラで認識させて、上記複数の吸着ノズルが原点位置と該原点位置から下降した実装位置との間での各々の位置ズレ量を検出するようにしている。
【０００６】
このような夫々の位置ズレ量に基づいて、各吸着ノズル毎にθ回転アクチュエータを設けてその位置ズレ量を補正する方式や、実装ヘッド部における夫々の吸着ノズル同士の位置関係を任意微調整が効くような機構にする等の施策が提案されたり、また、夫々の部品供給カセットにおいてその部品供給方向の位置ズレ量の補正を、各部品供給カセットの微調機能追加で解決可能とする施策が提案（例えば、特許文献１参照）されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１３５９９５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、０．６ｍｍ×０．３ｍｍサイズの部品に代表されるような微小部品が多くなってきた今日においては、１つの実装ヘッド部内に複数本の吸着ノズルを有して、複数の部品の同時的な吸着保持取出しを実現しようとする上記構造のものでは、各々の吸着ノズルにおける位置ズレ量が、上記微小部品に対して相対的に大きくなり、かつ、同時的な吸着取出しの際における他吸着ノズルの制約もあって、夫々の位置ズレ量を個別的に補正することができていないのが現状である。
【０００９】
つまり、複数本の吸着ノズルによる同時的な部品の吸着保持取出しにおける上記夫々の位置ズレ量の補正は、完全には実現化されていないのが現状である。結果として、微小部品になればなるほど、同時的な吸着保持取出しをあきらめて、吸着ノズル１本毎の個別的な吸着保持取出しを行うことにて、確実に位置ズレ量を補正しながら安定した吸着保持取出しの実現が図られている。このような方法では、部品の吸着保持取出しに要する時間を長引かせ、結果として部品実装装置の生産能力を低下させているという問題がある。
【００１０】
このような対策として、上述したように、部品供給カセットにおいて定ピッチ送りにて部品供給されている方向に微調整できる機能を追加することにより、位置ズレ量の補正を行ったり、位置ズレ量の補正の為だけに各吸着ノズル毎に個別にθ回転駆動できるアクチュエータを追加することによって偏芯した吸着ノズル軸回りに回転補正かけることにより、結果として吸着位置をＸＹ方向に移動させて上記位置ズレ量の補正を行うことにより、上記同時的な吸着保持取出しを実現する案等が提案されているが、そのどの方式も部品実装装置に新たな機構を設けることを前提としており、装置構成と制御方式の複雑化を招くとともに、設備のコスト増加を招いているという問題がある。
【００１１】
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、複数の部品取出し位置に供給される複数の部品を、複数の部品保持部材により同時的に保持して取り出すとともに、基板の夫々の部品実装位置において上記保持された夫々の部品の保持解除を行って、上記夫々の部品の上記基板への実装を行う部品実装において、上記夫々の部品保持部材のヘッド部に対する位置ズレや部品保持部材の位置ズレ等に影響されることなく、特に、微小化された部品に対して、確実かつ安定した保持取出しを可能とし、効率的な部品実装を行うことができる部品実装装置及び部品実装方法を提供することにある。
【００１２】
【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。
【００１３】
本発明の第１態様によれば、複数の部品を、基板の夫々の部品実装位置に実装する部品実装装置において、
上記複数の部品を収納するとともに、上記夫々の部品が取り出し可能に供給される複数の部品取出し位置を一定の間隔ピッチにて整列配置して有する部品供給部と、
上記部品取出し位置に供給された上記部品を、その部品保持中心を基準として保持して取り出すとともに、上記部品実装位置において上記保持された部品の保持解除を行って、上記部品の上記基板への実装を行なう複数の部品保持部材を、上記夫々の部品取出し位置の配列方向沿いに、上記一定の間隔の整数倍の間隔ピッチにて整列配列して備えるヘッド部と、
上記基板の大略表面沿いの方向における上記ヘッド部と上記基板及び上記部品供給部との相対的な移動を行なう相対移動装置と、
上記夫々の上記部品保持部材において、上記部品保持中心を含みかつその周囲に形成される上記夫々の部品保持可能範囲を設定可能であって、複数の上記部品保持部材について、当該設定された夫々の部品保持可能範囲内に上記部品取出し位置を位置させるように、上記相対移動装置による上記相対的な移動の制御を行って、上記夫々の部品取出し位置に供給された上記部品の上記複数の部品保持部材による同時的な保持取出しを行い、上記相対的な移動により上記ヘッド部の上記基板の上方に位置させて、上記複数の部品保持部材により当該保持された夫々の部品を上記基板に実装させる制御装置とを備えることを特徴とする部品実装装置を提供する。
【００１４】
本発明の第２態様によれば、上記部品保持中心は、上記部品保持部材の部品保持側先端部の外形中心であって、上記制御装置は、上記夫々の部品保持部材の種類又は上記保持される部品の種類に応じて、上記夫々の部品保持部材毎に上記部品保持可能範囲を設定可能である第１態様に記載の部品実装装置を提供する。
【００１５】
本発明の第３態様によれば、上記夫々の部品保持部材は、上記基板の大略表面沿いの方向における位置であって、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心が本来位置されるべき位置である夫々の保持部材基準位置を有し、
上記夫々の部品保持部材における上記部品保持中心と上記保持部材基準位置との上記基板の大略表面沿いの方向の位置ズレ量を検出可能な位置ズレ量検出装置をさらに備え、
上記制御装置は、上記位置ズレ量検出装置により検出された上記夫々の位置ズレ量を考慮して、上記相対移動装置による上記相対的な移動量を調整し、上記夫々の部品保持可能範囲内に上記夫々の部品取出し位置を位置させる第１態様又は第２態様に記載の部品実装装置を提供する。
【００１６】
本発明の第４態様によれば、上記位置ズレ量検出装置は、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心に対する上記夫々の部品保持部材により保持された上記部品の保持位置の上記基板の大略表面沿いの方向の位置ズレ量を検出可能であり、
上記制御装置は、
上記位置ズレ量検出装置より検出された上記夫々の部品保持部材における上記部品の保持位置の位置ズレ量のデータを、上記夫々の部品保持部材毎に取り出し可能に記憶する記憶部と、
上記部品の保持取出しが行なわれる複数の上記部品保持部材についての上記位置ズレ量のデータを上記記憶部より取り出して、上記複数の部品保持部材における夫々の上記部品保持中心に対して、上記夫々の位置ズレ量のデータが考慮された位置である部品保持目標中心を設定するとともに、上記設定された夫々の部品保持目標中心を中心として、夫々の周囲に仮想的な上記部品保持可能範囲を設定し、上記夫々の部品保持中心を同一基準位置とした場合における上記夫々の仮想的な部品保持可能範囲が重複する範囲の中心と、上記夫々の部品保持中心との位置ズレ量を算出可能な位置ズレ量算出部とを備え、
上記制御装置は、上記位置ズレ量算出部により算出された位置ズレ量に基づいて、上記相対移動装置による上記相対的な移動量の調整を行う第３態様に記載の部品実装装置を提供する。
【００１７】
本発明の第５態様によれば、上記制御装置は、上記記憶部より取り出された夫々の位置ズレ量のデータに、０．１から１の範囲のいずれかの係数を掛けて補正し、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心に対して、上記補正された夫々の位置ズレ量を考慮して、上記夫々の部品保持目標中心を設定する請求項４に記載の部品実装装置。
【００１８】
本発明の第６態様によれば、上記制御装置は、同一の上記部品保持部材による同一の上記部品取出し位置からの上記部品の保持取出しに関する複数の上記位置ズレ量のデータを、上記記憶部から取り出して、当該取り出された複数の位置ズレ量のデータの相加平均を考慮して、上記部品保持目標中心を設定する第４態様又は第５態様に記載の部品実装装置を提供する。
【００１９】
本発明の第７態様によれば、上記位置ズレ量検出装置は、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持側先端部又は上記夫々の部品保持部材により保持された上記部品の上記部品保持側先端部に対する画像を撮像可能な撮像装置と、当該撮像装置により撮像された夫々の画像を処理することにより、上記夫々の位置ズレ量を検出する画像処理部とを備える第３態様から第６態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。
【００２０】
本発明の第８態様によれば、上記夫々の位置ズレ量は、上記基板の大略表面沿いの方向であって、かつ、互いに直交する２方向の夫々において、検出又は算出される第３態様から第７態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。
【００２１】
本発明の第９態様によれば、上記位置ズレ量検出装置は、上記夫々の部品取出し位置からの上記部品の保持取出しの高さ位置に位置された状態の上記夫々の部品保持部材に対して、上記夫々の位置ズレ量の検出を行なう第３態様から第８態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。
【００２２】
本発明の第１０態様によれば、上記部品実装装置は、上記複数の部品として、複数の第１部品と、上記第１部品よりも狭隣接実装が行なわれる複数の第２部品とが、上記基板に混載して実装される部品実装装置であって、
上記制御装置は、
上記複数の部品保持部材による上記第１部品の保持取出しのための上記夫々の部品保持可能範囲を設定可能であり、
上記部品保持部材により保持された上記第２部品の上記基板の上記部品実装位置への実装の際に、当該部品保持部材と、上記基板において当該部品実装位置に隣接して既に実装されている他の上記第１部品及び上記第２部品との干渉を防止可能な範囲であり、かつ、上記部品保持可能範囲よりもさらに狭い範囲である上記複数の部品保持部材による上記第２部品の保持取出しのための狭隣接実装用の部品保持可能範囲を設定可能であり、
上記保持取出しが行なわれる上記部品の種類に応じて、上記部品保持可能範囲と上記狭隣接実装用の部品保持可能範囲を選択的に設定する第１態様から第９態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。
【００２３】
本発明の第１１態様によれば、上記夫々の第２部品は、互いに隣接する上記第１部品又は上記第２部品との間隙寸法が０．１ｍｍから０．３ｍｍの範囲のいずれかの寸法となるように、上記基板に上記狭隣接実装される部品である第１０態様に記載の部品実装装置を提供する。
【００２４】
本発明の第１２態様によれば、複数の部品を複数の部品取出し位置に取り出し可能に順次供給し、当該供給された上記夫々の部品を、複数の部品保持部材により同時的に保持して取り出し、上記保持された夫々の部品を、基板の夫々の部品実装位置に順次実装する部品実装方法において、
上記基板の大略表面沿いの方向に、複数の上記部品保持部材を複数の上記部品取出し位置に対して相対的に移動させて、上記複数の部品保持部材についての夫々の上記部品保持部材の部品保持中心を含みかつその周囲に形成される夫々の部品保持可能範囲内に上記部品取出し位置を位置させるように、上記複数の部品保持部材と上記複数の部品取出し位置との位置合わせを行い、上記複数の部品取出し位置に供給された上記部品を上記複数の部品保持部材により同時的に保持して取り出して、当該保持された上記夫々の部品を上記基板に順次実装することを特徴とする部品実装方法を提供する。
【００２５】
本発明の第１３態様によれば、上記夫々の部品保持部材が有する上記基板の大略表面沿いの方向における位置であって、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心が本来位置されるべき位置である夫々の保持部材基準位置と、上記夫々の部品保持部材における上記部品保持中心との上記基板の大略表面沿いの方向の位置ズレ量を検出し、
上記検出された上記夫々の位置ズレ量を考慮して、上記夫々の部品取出し位置に対する上記夫々の部品保持部材の相対的な移動量を調整し、上記夫々の部品保持可能範囲内に上記夫々の部品取出し位置を位置させて、上記夫々の部品保持部材により同時的な上記部品の保持取出しを行う第１２態様に記載の部品実装方法を提供する。
【００２６】
本発明の第１４態様によれば、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心に対する上記夫々の部品保持部材により保持された上記部品の保持位置の上記基板の大略表面沿いの方向の位置ズレ量を検出して、上記検出された位置ズレ量のデータを上記夫々の部品保持部材毎に記憶し、
次に上記部品の保持取出しが行なわれる複数の上記部品保持部材についての上記位置ズレ量のデータを、上記記憶されている上記データより取り出して、
上記複数の部品保持部材の夫々の上記部品保持中心に対して上記取り出された夫々の位置ズレ量が考慮された位置である部品保持目標中心を設定するとともに、上記設定された夫々の部品保持目標中心を中心として、夫々の周囲に仮想的な上記部品保持可能範囲を設定して、上記夫々の部品保持中心を同一基準位置とした場合における上記夫々の仮想的な部品保持可能範囲が重複する範囲の中心と、上記夫々の部品保持中心との位置ズレ量を算出し、
当該算出された位置ズレ量に基づいて、上記相対的な移動量の調整を行なう第１３態様に記載の部品実装方法を提供する。
【００２７】
本発明の第１５態様によれば、上記同時的な部品の保持取出しを行おうとする上記複数の部品保持部材のうちの上記夫々の仮想的な部品保持可能範囲の重複する範囲を有する１又は複数の上記部品保持部材を１つの部品保持部材グループとし、
当該１つの部品保持部材グループにおいて、上記重複する範囲の中心と、上記夫々の部品保持中心との位置ズレ量を算出し、
当該算出された位置ズレ量に基づいて、上記相対的な移動量の調整を行い、上記１つの部品保持部材グループに属する上記複数の部品保持部材による上記複数の部品取出し位置よりの同時的な部品の保持取出しを行う第１４態様に記載の部品実装方法を提供する。
【００２８】
本発明の第１６態様によれば、上記取り出された夫々の位置ズレ量に、０．１から１の範囲のいずれかの係数を掛けて補正し、
上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心に対して、上記補正された夫々の位置ズレ量を考慮して、上記夫々の部品保持目標中心を設定する第１４態様又は第１５態様に記載の部品実装方法を提供する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる部品実装装置１０１の全体概略斜視図を図１に示す。
【００３１】
図１に示す部品実装装置１０１において、１は、基板の一例である回路基板２を部品実装装置１０１に搬入可能なローダーであり、回路基板２−０を搬入している状態を示している。なお、以降の説明においては、位置に関係なく回路基板を示す場合には、「回路基板２」というように示し、また、特定の位置に位置されている回路基板を示す場合には、「回路基板２−０、２−１、２−２、又は２−３」というように示すものとする。また、１１は、回路基板２を部品実装装置１０１より搬出可能なアンローダーであり、回路基板２−３を搬出している状態を示している。また、３は、ローダー１から搬入される回路基板２を搬送保持する一対のサポートレール部を備える第１基板搬送保持装置であり、４は、部品を解除可能に吸着保持する部品保持部材の一例である吸着ノズル１０を交換可能に複数本、例えば４本、着脱可能に装備したヘッド部である。また、５は、ヘッド部４を部品実装装置１０１における装置上面である部品実装作業領域内の直行する２方向であるＸ軸方向及びＹ軸方向の所定位置に位置決めするＸＹロボット（相対移動装置の一例である）であり、７は、部品実装作業領域において部品供給部８Ａの近傍に配置され、かつ、複数の種類の部品に適した複数の種類の吸着ノズル１０を収納して、必要に応じてヘッド部４に装備された吸着ノズル１０と交換するノズルステーションである。８Ａ及び８Ｂは、部品実装作業領域における作業者に対する手前側である図示Ｙ軸方向手前側の端部にそれぞれ配置され、かつ、回路基板２に実装すべき複数の部品２３を部品取出し位置８１に連続的に順次供給する（部品２３及び部品取出し位置８１については、後述の説明で用いる図２に示す）複数の部品供給カセット８０を有する部品供給部である。また、８Ｃは、部品供給部８Ｂの近傍に配置され、かつ、上記回路基板２に実装すべき部品をトレー状に収納する部品供給部であり、９は、部品供給部８Ａの近傍の部品実装作業領域中央に近い側に配置され、かつ、ヘッド部４における夫々の吸着ノズル１０が吸着保持した部品２３の吸着姿勢を撮像する撮像装置の一例である認識カメラである。なお、部品供給部８Ａ及び８Ｂにおける夫々の部品供給カセット８０から供給される部品は、例えば、主に微小化されたチップ部品であり、一方、部品供給部８Ｃから供給される部品には、例えば、主にＩＣチップに代表されるようなＩＣ部品やコネクタ等の異形部品等である。
【００３２】
さらに、図１に示す部品実装装置１０１において、１３は、第１基板搬送保持装置３から搬送される回路基板２−１を受け取るとともに搬送保持する一対のサポートレール部を備える第２基板搬送保持装置であり、１４は、部品を解除可能に吸着保持する部品保持部材の一例である吸着ノズル２０を着脱可能に複数本、例えば４本、装備するヘッド部であり、１５は、ヘッド１４をＸ軸方向及びＹ軸方向の所定位置に位置決めするＸＹロボットであり、１７は、部品供給部１８Ａの近傍に配置され、かつ、複数の種類の部品に適した複数の種類の吸着ノズル２０を収納して、必要に応じてヘッド部１４に装備された吸着ノズル２０と交換するノズルステーションである。１８Ａ及び１８Ｂは、部品実装作業領域の作業者に対する奥側である図示Ｙ軸方向奥側の端部に夫々配置され、かつ、上記回路基板２−１に実装すべき部品２３を部品供給位置８１に１つずつ連続的に供給する複数の部品供給カセッ卜８０を有する部品供給部である。１８Ｃは、部品供給部１８Ｂの近傍に配置され、かつ、上記回路基板２に実装すべき部品をトレー状に収納保持されたトレー部品を収納する部品供給部、１９は、部品供給部１８Ａの近傍の部品実装作業領域中央に近い側に配置され、かつ、装着ヘッド１４の吸着ノズル２０が吸着した部品２３の吸着姿勢を撮像する認識カメラである。
【００３３】
このように、部品実装装置１０１においては、実装装置基台１６の上面に配置された２つの部品実装作業領域を有しており、第１基板搬送保持装置３及び第２基板搬送保持装置１３の夫々に保持された夫々の回路基板２に対して、同時的かつ個別的に部品実装動作を施すことが可能となっている。
【００３４】
また、ＸＹロボット５及び１５は、以下のように構成されている。図１に示すように、ＸＹロボット５及び１５は、ヘッド部４を図示Ｘ軸方向に移動可能に支持し、かつ、ヘッド部４のＸ軸方向の移動を駆動するＸ軸駆動部６ｂと、ヘッド部１４を図示Ｘ軸方向に移動可能に支持し、かつ、ヘッド部１４のＸ軸方向の移動を駆動するＸ軸駆動部６ｃと、実装装置基台１６上におけるＸ軸方向の夫々の端部近傍に設置され、かつ、夫々のＸ軸駆動部６ｂ及び６ｃを夫々の端部で支持し、かつ、夫々のＸ軸方向駆動部６ｂ及び６ｃの図示Ｙ軸方向への移動を駆動するＹ軸駆動部６ａとを備えている。また、Ｙ軸駆動部６ａは、夫々のＸ軸駆動部６ｂ及び６ｃを夫々のＹ軸方向への移動を互いに独立させて駆動することが可能であり、さらに、夫々のＸ軸駆動部６ｂ及び６ｃは、夫々のＹ軸方向への移動範囲が制限されており、夫々の移動による互いの衝突の発生が未然に防止されている。具体的には、Ｘ軸駆動部６ｂ及びＹ軸駆動部６ａにより、ヘッド部４は、図示手前側における部品実装領域の上方を、ヘッド部１４とは独立して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能となっており、一方、Ｘ軸駆動部６ｃ及びＹ軸駆動部６ａにより、ヘッド部１４は、図示奥側における部品実装領域の上方を、ヘッド部４とは独立して、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能となっている。
【００３５】
また、図１に示すように、部品実装装置１０１には、上記基板搬入搬出、部品保持、部品認識、及び、部品装着動作等を互いの動作を関連付けながら統括的な制御を行うことが可能な制御装置の一例である実装制御装置２１が備えられている。実装制御装置２１は、夫々の部品供給部８Ａ、８Ｂ、１８Ａ、及び１８Ｂ、部品供給カセット８０、ヘッド部４及び１４、認識カメラ９及び１９、第１基板搬送保持装置３、第２基板搬送保持装置１３、ＸＹロボット５及び１５、ローダー１、並びに、アンローダー１１等が接続されている。また、実装制御装置２１には、後述おいて説明かつ図示するようなデータベース部及びメモリ部が備えられており、このデータベース部には、部品の種類に応じた形状や高さ等に関する部品情報のライブラリー、回路基板の種類に応じた形状等に関する基板情報、部品の種類に対応された夫々の種類の吸着ノズルの形状やノズル位置情報等が、予め取り出し可能に記憶されており、また、メモリ部には、どの部品をどの位置にどの順番で実装するか等の実装プログラムであるＮＣデータ、どの部品をどの部品供給部材に配列するかなどの配列プログラム又は当該配列された配列情報、後述する部品保持可能範囲に関する情報、及び夫々の基板搬送保持装置における基板搬送位置の情報等が取り出し可能に記憶されている。なお、実装制御装置２１において、上述の夫々の情報が、データベース部に記憶させるのか、メモリ部に記憶させるのかは、その部品実装の実情に応じて、様々な形態を取り得る。
【００３６】
ここで、ヘッド部４及び１４の構造について詳細に説明する。なお、ヘッド部４及びヘッド部１４は、同様な構造を有しているため、以下の説明においては、代表して、ヘッド部４の構造の説明を図２に示すヘッド部４の部分斜視図を用いて行うものとする。
【００３７】
図２に示すように、ヘッド部４は、複数本、例えば、４本の吸着ノズル１０が、図示Ｘ軸方向に沿って、一定の間隔ピッチＰでもって配列された状態で備えるいわゆる多連式ヘッド部の構造を有している。このようなヘッド部４が備える夫々の吸着ノズル１０を、Ｘ軸方向図示右側から左側へ順に、第１吸着ノズル１０ａ、第２吸着ノズル１０ｂ、第３吸着ノズル１０ｃ、第４吸着ノズル１０ｄとする。また、図２に示すように、部品供給部８Ａ（あるいは８Ｂ）には複数の部品供給カセット８０が、一定の間隔ピッチＬでもって図示Ｘ軸方向に沿って配列されている。このような夫々の部品供給カセット８０を、Ｘ軸方向図示右側から左側へ順に、第１部品供給カセット８０ａ、第２部品供給カセット８０ｂ、第３部品供給カセット８０ｃ、第４部品供給カセット８０ｄとする。また、夫々の吸着ノズル１０の配列における一定の間隔ピッチＰは、夫々の部品供給カセット８０の配列における一定の間隔ピッチＬの整数倍の寸法であればよく、本実施形態においては、間隔ピッチＰと間隔ピッチＬは同一寸法となっている。なお、以降の説明において、第１吸着ノズル１０ａ〜第４吸着ノズル１０ｄを特定して用いない場合には、単に「吸着ノズル１０」と示すものとし、同様に、第１部品供給カセット８０ａ〜第４部品供給カセット８０ｄを特定して用いない場合には、単に「部品供給カセット８０」と示すものとする。
【００３８】
また、第１吸着ノズル１０ａ〜第４吸着ノズル１０ｄは、互いに同一構造を有しており、各吸着ノズル１０は、吸着ノズル１０と、吸着ノズル１０に上下動作を行わせるためのアクチュエータ４０と、プーリー４１とを備える。第１吸着ノズル１０ａのプーリー４１及び第３吸着ノズル１０ｃのプーリー４１にはタイミングベルト４３が係合されており、当該係合によりθ回転用モータ４２ａの正逆回転駆動がタイミングベルト４３を介して伝達されて、第１吸着ノズル１０ａ及び第３吸着ノズル１０ｃを同時的にθ回転（吸着ノズル１０の軸芯周りの回転）させることが可能となっている。
【００３９】
また、同様に、第２吸着ノズル１０ｂのプーリ一４１及び第４吸着ノズル１０ｄのプーリー４１には別のタイミングベルト４３が係合されており、これによりθ回転用モータ４２ｂの正逆回転駆動力がタイミングベルト４３を介して伝達されて、第２吸着ノズル１０ｂ及び第４吸着ノズル１０ｄを同時的にθ回転させることが可能となっている。
【００４０】
また、夫々のアクチュエータ４０は、例えば、エアシリンダにより構成され、当該エアシリングのオン・オフにより対応する吸着ノズル１０を上下動させて、選択的に部品吸着保持又は部品実装動作を行うことが可能となっている。なお、図２に示すように、θ回転用モータ４２ａの動力がタイミングベルト４３を介して伝達され、第１吸着ノズル１０ａ及び第３吸着ノズル１０ｃを夫々θ回転させ、θ回転用モータ４２ｂの動力がタイミングベルト４３を介して伝達され、第２吸着ノズル１０ｂ及び第４吸着ノズル１０ｄを夫々θ回転させるように構成されているが、このような構成は一例であって、夫々の吸着ノズル１０の上下動とθ回転が夫々１個のアクチュエータのみで行うことを可能として、複数の吸着ノズル１０を選択的に駆動させるような構成でもあっても構わない。
【００４１】
また、図２に示すように、夫々の部品供給カセット８０は、複数の部品２３を取り出し可能に収容するとともに、当該部品２３を取り出し可能に配置する部品取出し位置８１を備えている。また、夫々の部品取出し位置８１は、図示Ｘ軸方向に一定の間隔ピッチＬでもって一列に配列されている。このように、夫々の部品取出し位置８１が配置されていることにより、図２に示すように、例えば、第１部品供給カセット８０ａにおける部品取出し位置８１の上方に第１吸着ノズル１０ａを、第２部品供給カセット８０ｂにおける部品取出し位置８１の上方に第２吸着ノズル１０ｂを、第３部品供給カセット８０ｃにおける部品取出し位置８１の上方に第３吸着ノズル１０ｃを、第４部品供給カセット８０ｄにおける部品取出し位置８１の上方に第４吸着ノズル１０ｃを、同時的に配置させることができ、夫々の吸着ノズル１０による夫々の部品取出し位置８１からの同時的な部品２３の吸着保持取出しを行うことが可能となっている。
【００４２】
また、認識カメラ９及び１９は、上述したように吸着ノズル１０又は２０が吸着保持した部品２３の吸着保持姿勢を撮像する他、夫々の吸着ノズル１０又は２０のノズル基準位置に対する夫々の吸着ノズル１０又は２０自体の位置ズレ量を検出する位置ズレ量検出装置としても機能する。具体的には、加工精度などの原因により、吸着ノズル１０（あるいは２０、以下同じ）の上下動作時において、吸着ノズル１０の原点高さ位置（例えば、当該上下動作の移動範囲における上端近傍の位置）と当該原点高さ位置から下降された吸着実装高さ位置（例えば、上記移動範囲の下端近傍の位置）との間で、吸着ノズル１０の先端部（部品保持側先端部）におけるＸ軸方向又はＹ軸方向における位置ズレが発生する。すなわち、吸着ノズル１０の先端部における外形中心である部品保持中心が本来位置されるべき位置であるノズル基準位置（保持部材基準位置の一例である）と、上記部品保持中心とが、吸着ノズル１０が上記原点高さ位置に位置されている場合には、互いに一致されていたとしても、吸着ノズル１０が上記吸着実装高さ位置に位置された場合には、互いの間に位置ズレが発生することとなる。
【００４３】
このような位置ズレが発生している夫々の各吸着ノズル１０の初期位置ズレ量の補正（キャリブレーション）のために、上記吸着実装位置に対応する位置まで下降させた吸着ノズル１０をその軸周りにθ回転させた夫々の状態における吸着ノズル１０の先端部の画像を認識カメラ９にて撮像し、当該撮像された画像を認識処理することにより、上記ノズル基準位置（図２におけるＸ軸及びＹ軸に直交する一点鎖線で示す）に対する部品保持中心のＸ方向とＹ方向の初期位置ズレ量を夫々検出する。次に、上記ノズル基準位置に対して部品２３を吸着保持する時の吸着ノズル１０の姿勢（上記吸着実装高さ位置に位置され、かつ、吸着保持時のθ回転方向が決まった状態の姿勢）における吸着ノズル１０の先端部の画像を認識カメラ９にて撮像し、当該撮像された画像を認識処理することにより、吸着ノズル１０の部品保持中心と上記ノズル基準位置との位置ズレ量を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置ズレ量として夫々検出する。実装される部品２３が微小になればなる程、このノズル基準位置に対する吸着保持時の吸着ノズル１０の部品保持中心の差異が、部品２３の吸着保持に無視できないレベルとなっており、吸着保持動作時は、この吸着ノズル１０の部品保持中心の位置ズレ量を補正して吸着保持することが、安定した吸着保持に必要となる。なお、認識カメラ９により撮像された画像の認識処理は、実装制御装置２１より行なわれる。
【００４４】
また、図３（Ａ）に、吸着ノズル１０をその先端部下面である部品吸着面４４から見た平面図を示す。なお、この図３（Ａ）に示す吸着ノズル１０は、一例としてチップ部品吸着用の吸着ノズルである。図３（Ａ）に示すように、吸着ノズル１０の部品吸着面４４は、チップ部品である部品２３を真空引き吸着するために大略Ｈ型形状を有する吸着穴４５が設けられている。なお、このような吸着穴４５の形状には、上記Ｈ型形状のものに限られず、様々な形状のものを用いることができ、また、部品吸着面４４の形状にも様々な形状を用いることができる。
【００４５】
次に、図３（Ｂ）に、上記チップ部品である部品２３を吸着ノズル１０で吸着保持させた状態を、下面側から見た平面図を示す。また、以降の説明の理解を容易とするため、図３（Ｂ）に示す部品２３には、部品２３の平面的な外形中心である部品重心２４を示している。なお、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す夫々の一点鎖線の交点が、吸着ノズル１０の部品保持中心４６であり、夫々の一点鎖線は部品２３の吸着保持時の部品保持中心４６を基準とする座標軸である。図３（Ｂ）に示すように、部品２３の部品重心２４と吸着ノズル１０の部品保持中心３０とは、当該座標軸上においては互いに一致していないものの、部品２３は吸着ノズル１０に正常に吸着保持されている状態を示している。
【００４６】
また、図４は、吸着ノズル１０がその上下動の範囲における下端近傍の高さ位置（例えば、下死点高さ）まで下降された状態で、吸着ノズル１０の回転中心であるノズル基準位置４７周りに回転移動させた状態を示す模式平面図である。図４においては、吸着ノズル１０を図示時計方向に、０°回転、９０゜回転、１８０°回転、２７０゜回転と回転移動させた夫々の状態を示しており、４４ａは０°回転の時の部品吸着面であり、４４ｂが９０°回転の時、４４ｃが１８０°回転の時、４４ｄが２７０°回転の時における夫々の部品吸着面を示している。一般に、部品の吸着保持動作は、吸着ノズル１０が、上記０゜回転の位置に位置された状態で行なわれるので、部品吸着面４４ａの外形重心が、部品保持中心４６と定義される。
【００４７】
次に、吸着ノズル１０における代表的な部品２３の吸着保持状態を、当該吸着ノズル１０の下面側より示した平面図を図５（Ａ）〜（Ｄ）に示し、図５（Ｂ）の側面図を図５（Ｅ）に、図５（Ｃ）の側面図を図５（Ｆ）に示す。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、正常に、すなわち、吸着保持された部品２３を回路基板２に実装することが可能な状態で、吸着保持されている状態を示している。例えば、図５（Ｅ）に示すように、吸着ノズル１０の部品吸着面４４ａと部品２３の上面が略平行に保たれた状態で、部品２３が吸着保持されている。
【００４８】
一方、図５（Ｃ）は、吸着ノズル１０により部品２３が斜めに吸着保持された状態を示している。すなわち、図５（Ｆ）に示すように、部品２３の上面が、吸着ノズル１０の部品吸着面４４ａに対して傾斜された状態で吸着保持されており、このような状態では、当該吸着保持された部品２３を回路基板２に実装することができず、いわゆるＮＧ吸着となり、所定の実装を行わず、実装装置基台１６上における所定位置に移動されて、部品廃棄されることとなる。
【００４９】
図５（Ａ）又は（Ｂ）に示すように、吸着ノズル１０の部品保持中心４６と部品２３の部品重心２４とが完全に一致せず、両者間にある程度の位置ズレが生じているような場合であって、吸着ノズル１０による部品２３の吸着保持を行うことは可能であるが、上記位置ズレ量が一定以上となるような場合にあっては、図５（Ｃ）に示すように、ＮＧ吸着となる。
【００５０】
図５（Ｄ）に、このような上記位置ズレ量を上記一定の範囲内として正常な部品吸着を行うことができる範囲である部品保持可能範囲の概念を示す概念図を示す。図５（Ｄ）に示すように、正常な部品吸着、すなわち、安定吸着を確実に行うことができる部品保持可能範囲２９は、吸着ノズル１０の部品吸着面４４ａの外形寸法Ｋ及びＪの夫々に対して、１／２の寸法に設定され、かつ、吸着ノズル１０の部品保持中心４６を含みかつ当該部品保持中心４６を中心としてその周囲に形成されている。つまり、このように設定された部品保持可能範囲２９内に部品重心２４が位置されるような位置関係で、吸着ノズル１０により部品２３を吸着保持することにより、安定した吸着保持を実現することができる。例えば、１．０ｍｍ×０．５ｍｍサイズのチップ部品が部品２３であるような場合にあっては、部品保持可能範囲２９は、０．５ｍｍ×０．２５ｍｍ程度の範囲となる。
【００５１】
逆に、この部品保持可能範囲２９内に部品重心２４が位置されないような状態で、吸着ノズル１０により部品２３が吸着保持されるような場合にあっては、図５（Ｃ）及び（Ｆ）に代表されるような斜め吸着状態となってしまい、上記ＮＧ吸着となってしまう。なお、このような部品保持可能範囲２９は、吸着ノズル１０の種類や吸着保持される部品２３の形状等により異なるものであり、例えば、当該種類や形状に基づいて実験的に決定することができる。
【００５２】
従って、夫々の吸着ノズル１０による部品２３の吸着保持動作に、このような部品保持可能範囲２９という概念を用いることにより、当該吸着保持の際における夫々の部品供給カセット８０の部品取出し位置８１に対する夫々の吸着ノズル１０の位置決めは、従来のように、部品保持中心４６の近傍に部品取出し位置８１を位置させるように両者夫々位置を相対的に補正して厳密な位置合わせする方式を用いなくても、この吸着ノズル１０の部品保持可能範囲２９内に部品取出し位置８１が位置されるように、吸着ノズル１０を大まかに位置決めすることでもって、安定した部品２３の吸着保持を実現することが可能である。なお、夫々の部品供給カセット８０においては、夫々の部品取出し位置８１に部品重心２４が位置されるように、部品２３の連続的な供給が行なわれる。
【００５３】
なお、この部品保持可能範囲２５は、上述したように、吸着ノズル１０の種類や吸着保持される部品２３の種類に応じて決定されるものであるため、当該種類に基づいて、吸着ノズル１０の部品保持中心４６を基準として任意の範囲を設定することが可能となっている。
【００５４】
次に、図２に示したヘッド部１０について、夫々の部品供給カセット８０からの４本同時的な吸着保持取出しを行った場合における夫々の部品取出し位置８１にて装置前面からみた断面的な模式図を図６（Ａ）に示す。また、図６（Ａ）におけるＶ−Ｖ線断面図を図６（Ｂ）に示す。図６（Ａ）に示すように、夫々の部品供給カセット８０において部品供給位置８１に取り出し可能に位置決めされた状態の部品２３を、夫々の吸着ノズル１０が同時的に下降して吸着保持することによって、複数の部品２３の同時的な吸着保持を実現可能としている。
【００５５】
また、図６（Ｂ）に示すように、理論的には夫々の吸着ノズル１０の部品保持中心４６が、図示一点鎖線で示した夫々の部品供給カセット８０の上方に同時的に位置させることが可能なように、ヘッド部４が設計されているが、現実的には加工精度のバラつき等の要因で、部品保持中心４６（夫々の部品保持中心４６を特定して用いる場合には、第１吸着ノズル１０ａ〜第４吸着ノズル１０ｄの夫々について、第１部品保持中心４６ａ、第２部品保持中心４６ｂ、第３部品保持中心４６ｃ、第４部品保持中心４６ｄとする）と、夫々の部品取出し位置８１との間に位置ズレが生じているのが現状である。すなわち、夫々の吸着ノズル１０において、夫々の部品保持中心４６と夫々のノズル基準位置４７との間に位置ズレが生じており、夫々の部品取出し位置８１の上方に合致させるように、夫々のノズル基準位置４７を位置させたとしても、当該位置ズレの発生により、夫々の部品保持中心４６を夫々の部品取出し位置８１の上方に合致させるように位置させることができない。
【００５６】
また、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ヘッド部４においては、夫々の吸着ノズル１０におけるノズル基準位置４７を配置させる基準位置となるヘッド基準位置４８が設けられており、このヘッド基準位置４８を基準位置としてＸＹロボット５等により、ヘッド部４のＸ軸方向又はＹ軸方向の移動が行なわれる。すなわち、夫々の吸着ノズル１０は、互いの相対的な位置関係が保たれた状態で、夫々のノズル基準位置４６を基準として、夫々の部品取出し位置８１との位置合わせが行なわれることとなる。従って、ある１本の吸着ノズル１０におけるノズル基準位置４７と部品保持中心４６との位置ズレを、当該１本の吸着ノズル１０だけに注目して補正を行なうことは可能ではあるが、このような補正では、ＸＹロボット５に搭載されているヘッド部４全体の位置をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させることとなる。その結果として、当該１本の吸着ノズル１０の他の吸着ノズル１０における夫々のノズル基準位置４６も移動されることとなり、対象となる夫々の部品取出し位置８１に対して、さらに、位置ズレが生じることになる。
【００５７】
ここで、部品実装装置１０１が備える実装制御装置２１の構成について、図７を用いて説明する。
【００５８】
図７に示すように、実装制御装置２１は、上述したデータベース部３５と、メモリ部３２に加えて、認識カメラ９及び１９にて撮像された画像の認識処理を行う画像処理部３６と、当該認識処理の結果に基づいて、上述の夫々の位置ズレ量の算出を行なう位置ズレ量算出部３３と、実装制御装置２１の外部との情報の入出力を行う入出力部３４と、データベース部３５、メモリ部３２、画像処理部３６、位置ズレ量算出部３３、及び入出力部３４の夫々の動作を互いに関連付けながら統括的な制御を行う制御部３１とを備えている。
【００５９】
例えば、メモリ部３２に予め記憶されたＮＣデータ等に基づいて、制御部３１が、部品２３の種類や対応する吸着ノズル１０の種類を認識し、夫々に応じた部品実装に必要な情報を、データベース部３５において予め入力されているライブラリーの中より取り出す。このような情報としては、例えば、当該部品２３及び吸着ノズル１０に対応する部品保持可能範囲２９等がある。
【００６０】
さらに、認識カメラ９にて撮像された画像データを、入出力部３４を介して画像処理部３６に取り込み、当該画像の認識処理を行ない、上記位置ズレ量のデータとして当該認識結果をメモリ部３２に記憶させることができる。また、メモリ部３２に記憶されている上記位置ズレ量のデータを、位置ズレ量算出部３３に取り込み、当該データをさらに加工等することで、位置ズレ量を演算して算出することもできる。このような夫々の動作は、制御部３１により制御されて行なわれる。なお、本第１実施形態においては、画像処理部３６と夫々の認識カメラ９及び１９により、位置ズレ量検出装置が構成されている。
【００６１】
上述のような構成及び機能を有する部品実装装置１０１において、位置ズレ量を補正して、複数の吸着ノズル１０による複数の部品取出し位置８１からの同時的な部品２３の吸着保持取出しを行なう方法について、以降に具体的な例を用いて説明する。
【００６２】
まず、このような位置ズレ量の補正動作を行なう前の事前準備動作について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
図８に示すように、ステップＳ１において、部品２３の種類、当該部品２３の種類に対応した吸着ノズル１０の種類、当該吸着ノズル１０の種類や部品２３の種類に対応した部品保持可能範囲２９のデータを、データベース部３５に入力して、ライブラリ登録を行なう。それとともに、ステップＳ２において、部品実装装置１０１が備える夫々の部品供給カセット８０のうちのどの部品供給カセット８０にどの部品２３が収容されているのかを、メモリ部３２あるいはデータベース部３５に入力して登録する。さらに、ステップＳ３において、ヘッド部４に装備されている夫々の吸着ノズル１０の種類及び装備位置のデータを、メモリ部３２に入力して登録する。なお、ステップＳ１からＳ３までの夫々の動作は、このような順序に限定されるものではなく、その他の順序であってもよく、さらに、同時的に行なわれるような場合であってもよい。
【００６４】
その後、ステップＳ４において、夫々の吸着ノズル１０について、ノズル基準位置４７に対する部品保持中心４６の位置を事前教示して、メモリ部３２に登録する。具体的には、例えば、ヘッド部４（又は１４）において、夫々の吸着ノズル１０（又は２０）に部品２３を吸着保持させていない状態にて、ＸＹロボット５によりヘッド部４を認識カメラ９の上方に位置させるとともに、夫々の吸着ノズル１０を下降させて吸着実装高さ位置に位置させる。このような状態にて、認識カメラ９により夫々の吸着ノズル１０の部品吸着面４４の画像を撮像し、当該撮像された画像を実装制御装置２１に取り込む。実装制御装置２１においては、当該夫々の画像を画像処理部３６にて認識処理を行ない、認識された結果に基づいて、夫々の吸着ノズル１０における部品保持中心４６のノズル基準位置４７に対する位置を認識する。これらの部品保持中心４６を、初期における部品保持目標中心の位置として、メモリ部３２に記憶させる（ステップＳ５における部品保持目標中心のデフォルト値の設定）。これにより、位置ズレ量の補正動作の事前準備動作が完了する。
【００６５】
次に、このような事前準備が完了した後、位置ズレ量の補正動作を行う方法について説明する。
【００６６】
図９（Ａ）〜（Ｃ）の夫々は、ヘッド部４が備える４本の吸着ノズル１０における夫々の部品保持中心４６を、同一の基準位置として、例えば、図６（Ｂ）に示すヘッド基準位置４８に重ねた状態を示す模式平面説明図である。また、図示する平面においては、ヘッド基準位置４８あるいは夫々の部品保持中心４６を基準位置とする座標軸がＸ軸方向及びＹ軸方向に設定されている。
【００６７】
図９（Ａ）に示すように、４本の吸着ノズル１０により同時的に部品２３の吸着保持取出しを正常に行って得られた夫々の部品保持中心４６（ａ〜ｄ）から見た次回の（すなわち、これから行おうとする部品の吸着保持取出しの）部品保持目標中心２７（夫々の部品保持目標中心２７を特定して用いる場合には、第１吸着ノズル１０ａから第４吸着ノズル１０ｄの夫々について順次、第１部品保持目標中心２７ａ、第２部品保持目標中心２７ｂ、第３部品保持目標中心２７ｃ、第４部品保持目標中心２７ｄとして示す）が、上記ＸＹ座標上にプロットされている。この夫々の部品保持目標中心２７は、前回の吸着保持において夫々の部品２３が吸着保持された状態の画像を認識カメラ９（あるいは１９）で撮像し、撮像された夫々の画像が認識処理されることにより、夫々の部品保持中心４６に対する実際に部品２３が吸着保持された位置（すなわち、部品２３の部品重心２４の位置）が認識され、当該認識された位置を用いることにより、設定される。すなわち、部品保持中心４６と部品重心２４との間の位置ズレ量のデータである当該認識結果データが、メモリ部３２に記憶され、このデータが取り出されるとともに、任意の係数を掛けることにより、夫々の部品保持中心４６に対して、夫々の部品保持目標中心２７を設定することができる。
【００６８】
このような部品保持目標中心２７の設定にあたって、例えば、この係数が１の場合は、前回の吸着保持における吸着保持された部品重心２４と、部品保持中心４６との間の位置ズレ量が、そのまま次回の部品保持目標中心２７とすることになる。また、上記係数が１未満の場合は、過去の吸着保持結果に遡って、次回の部品保持目標中心２７を設定することになる。すなわち、上記係数が１以上ではその都度、部品２３の吸着保持位置の位置ズレ量に対応して、次回の吸着位置の補正を行うこととなり、当該補正が発散する危険性をはらんでいる。また、上記係数を１以下の小さい値にするといつまで経っても位置ズレの補正が効かないことになる。従って、このような係数としては、経験則には０．１〜１の数値を用いることが好ましい。なお、上記メモリ部３２に記憶されている位置ズレ量のデータを次回の吸着保持に用いるような場合には、同一の吸着ノズル１０より同一の部品供給カセット８０から部品２３の吸着保持取出しが行われたデータを用いる必要があることは言うまでもない。
【００６９】
次に、図９（Ｂ）に示すように、夫々の吸着ノズル１０について、次回の部品保持目標中心２７が設定された位置を基準位置（中心）として、部品保持目標中心２７の周囲に部品保持可能範囲２９に相当する範囲である部品保持可能範囲２５（第１吸着ノズル１０ａから第４吸着ノズル１０ｄの夫々について順次、第１部品保持可能範囲２５ａ、第２部品保持可能範囲２５ｂ、第３部品保持可能範囲２５ｃ、第４部品保持可能範囲２５ｄ）を仮想的に設定する。なお、このような夫々の仮想的な部品保持可能範囲２５は、夫々の吸着ノズル１０の種類や吸着保持される部品２３の種類等に応じて設定される。従って、夫々の仮想的な部品保持可能範囲２５が大きさが異なるような場合であってもよい。また、夫々の部品保持目標中心２７を基準位置とした夫々の部品保持可能範囲２５の設定が、「仮想的」であるのは、この仮想的な部品保持可能範囲２５は、後述の動作において説明するように、上記位置ズレ量を補正するための仮想的な設定であるためであり、あくまで部品保持可能範囲２９は、部品保持中心４６を基準位置として設定された上で、次回の吸着保持動作も行なわれるため、これと区別する意図である。
【００７０】
その後、夫々の仮想的な部品保持可能範囲２５が、図９（Ｂ）に示す状態において、重複する範囲を算出する。その算出結果の重複範囲２６が図中のハンチング部分の範囲である。従って、次に行なわれる部品２３の同時的な吸着保持取出しは、この重複範囲２６の中に入るように、夫々の吸着ノズル１０の部品保持中心４６をを位置決め、すなわち、ヘッド基準位置４８が、重複範囲２６の中に入るように位置決めをすれば、次回の同時的な吸着保持取出しの動作も安定して実現することが可能である。
【００７１】
それを分かり易く示したのが図９（Ｃ）である。図９（Ｂ）に示すように４本全ての吸着ノズル１０についての仮想的な部品保持可能範囲２５が重なり合うことができたので、これは、次回の吸着保持取出しにおいても、４本の吸着ノズル１０で同時的な吸着保持取出しが可能であることを意味している。この次回の吸着保持取出しを行なうためのヘッド部４の位置決め目標位置となるのが、図９（Ｃ）に示す重複領域２６内の領域である。さらに、次回の吸着保持取出しにおける安定性を向上させるためには、重複範囲２６の図心（中心）である重心２８ａの位置に、ヘッド基準位置４８を位置決めすれば良い。なお、図９（Ｃ）に示すように、重複範囲２６の重心２８ａとヘッド基準位置４８との位置ズレ量は、Ｘ軸方向にΔＸ１、Ｙ軸方向にΔＹ１となっており、この位置ズレ量（ΔＸ１，ΔＹ１）が、そのまま、ヘッド部４の位置決めの際における補正量となる。
【００７２】
なお、上述の説明においては、前回における４本の吸着ノズル１０による同時的な吸着保持取出しの結果に基づいて、夫々の部品中心位置４６の位置ズレ量を同等量補正しようとする方式を記述したが、このような場合にのみ限定されるものではない。例えば、過去複数回の吸着保持取出しの結果の相加平均を算出して、当該算出された位置ズレ量の平均値に基づいて、補正を行うような場合であってもよい。このような過去の吸着保持取出しにおける位置ズレ量のデータとしては、例えば、過去４〜５回程度遡って用いることができる。
【００７３】
このような複数の部品２３の同時的な吸着保持取出しの動作における位置ズレ量の補正を行う方法の手順について、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すヘッド部４の動作を示す模式説明図と、図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００７４】
まず、図１１に示すフローチャートにおけるステップＳ１１において、メモリ部３２より、前回の吸着保持取出しにおける位置ズレ量のデータを取り出して、ステップＳ１２において、当該位置ズレ量データに基づいて、夫々の吸着ノズル１０に対する部品保持目標中心２７を設定する。なお、この設定においては、上述したような係数を用いることにより行なわれる。また、最初に部品実装動作が開始されるような場合にあっては、図８のフローチャートにおけるステップＳ５にて設定されたデフォルト値である部品保持目標中心のデータが用いられる。
【００７５】
次に、ステップＳ１３において、当該設定された夫々の部品保持目標中心２７を基準として、制御部３１により、夫々の部品保持可能範囲２５を仮想的に設定する。その後、ステップＳ１４において、位置ズレ量算出部３３により、夫々の仮想的な部品保持可能範囲２５の重複範囲２６を、図９（Ｂ）に示すように算出するとともに、その重複範囲２６の重心２８ａを求め、ステップＳ１５において、重心２８ａと夫々の部品保持中心４６との位置ズレ量を算出する。なお、このとき夫々の仮想的な部品保持可能範囲２５が重なるもの同士を、吸着ノズルグループとして、１又は複数の吸着ノズルグループに分けて、夫々の吸着ノズルグループ毎に重複範囲２６の算出等を行なう。また、吸着ノズルグループは、１本の吸着ノズル１０により構成されるような場合もある。
【００７６】
次に、１つの吸着ノズルグループが選択されて、ステップＳ１６において、上記算出された位置ズレ量に基づいて、ＸＹロボット５によるヘッド部４の移動位置の補正を行ない、当該吸着ノズルグループに属する夫々の吸着ノズル１０における部品保持中心４６を中心として設定される部品保持可能範囲２９（仮想的なものではない）と、夫々の部品供給カセット８０の部品取出し位置８１との位置決めを行なう。なお、この位置決めの状態を示すのが、図１０（Ａ）である。例えば、図９（Ｃ）に示すように、上記位置ズレ量が、（ΔＸ１，ΔＹ１）であるような場合にあっては、図１０（Ａ）に示すように、ＸＹロボット５によるヘッド部４の移動位置４９に対して、当該位置ズレ量を補正量（ΔＸ１，ΔＹ１）として、ヘッド部４の移動位置を補正する（なお、図１０（Ａ）においては、Ｘ軸方向についてのみを示している）。
【００７７】
その後、ステップＳ１７において、当該吸着ノズルグループに属する夫々の吸着ノズル１０による同時的な吸着保持取出し動作を実施する。この状態を示すのが図１０（Ｂ）及び（Ｃ）である。当該吸着保持取出しが完了すると、ステップＳ１８において、他の吸着ノズルグループがあるかどうかが確認され、他の吸着ノズルグループが存在する場合には、当該他の吸着ノズルグループに属する吸着ノズル１０に対して、ステップＳ１５〜Ｓ１７までの夫々の動作が順次行なわれる。なお、図１０に示す状態においては、ヘッド部４が備える４本の吸着ノズル１０全てが、１つの吸着ノズルグループに属されている場合を示している。
【００７８】
他の吸着ノズルグループが存在しないと判断された場合には、ＸＹロボット４によりヘッド部４が認識カメラ９の上方に移動され、夫々の吸着ノズル１０が、吸着実装高さ位置にまで下降された状態で、認識カメラ９により、夫々の吸着ノズル１０による部品２３の部品保持位置及び保持姿勢の画像が撮像される（ステップＳ１９）。それとともに、夫々の画像が、画像処理部３６に取り込まれて、上記部品保持位置や保持姿勢が認識される。その後、ヘッド部４が回路基板２の上方に移動されて、上記認識結果に基づいて、夫々の部品２３の実装動作が実施される（ステップＳ２１）。
【００７９】
その後、ステップＳ２２において、上記認識結果の１つである夫々の吸着ノズル１０についての部品保持中心４６と部品保持位置との位置ズレ量のデータを、メモリ部３２に読み込んで記憶させる。なお、このメモリ部３２への記憶の際には、当該データは、その吸着ノズル１０の種類、部品２３の種類、及び部品供給カセット８０の位置等の識別データと関連付けられた状態で記憶される。
【００８０】
次に、ステップＳ２３にて、次の部品実装を実施するかどうかが判断されて、継続して行なう場合には上記夫々のステップが順次行なわれる。実装動作を継続して行なわない場合には、部品実装動作が完了する。
【００８１】
また、図１２（Ａ）〜（Ｄ）は、図９（Ａ）〜（Ｃ）とのケース違いを示している。すなわち、図１２においては、図９の場合と比べて、次回の夫々の部品保持目標中心２７のバラツキが大きくなっている。具体的には、図１２（Ｂ）に示すように、夫々の吸着ノズル１０について、仮想的な部品保持可能範囲２５を設定しても、第１部品保持可能範囲２５ａ、第２部品保持可能範囲２５ｂ、及び第４部品保持可能範囲２５ｄの夫々は、重複する範囲を有するものの、第３部品保持可能範囲２５ｃは重複する範囲を有していない。
【００８２】
このような場合にあっては、上述したように、第１吸着ノズル１０ａ、第２吸着ノズル１０ｂ、及び第４吸着ノズル１０ｄを、１つの吸着ノズルグループとし、さらに、第３吸着ノズル１０ｃを他の１つの吸着ノズルグループとして設定する。
【００８３】
その後、図１２（Ｃ）に示すように、上記１つの吸着ノズルグループに対して、重複範囲２６ａを算出して、その重心２８ｂと夫々の部品保持中心４６との位置ズレ量（ΔＸ２，ΔＹ２）を算出して、当該位置ズレ量を補正して、夫々の部品２３の吸着保持取出しを行う。
【００８４】
一方、図１２（Ｄ）に示すように、上記他の１つの吸着ノズルグループに対して、すなわち、第３吸着ノズル１０ｃに対しては、その仮想的な第３部品保持可能範囲２５ｃをそのまま上記重複範囲と見なして、その重心２８ｃと部品保持中心４６との位置ズレ量（ΔＸ３，ΔＹ３）を算出し、当該位置ズレ量を補正して、部品２３の吸着保持取出しを行う。
【００８５】
また、図１３（Ａ）〜（Ｄ）に、このようなヘッド部４における位置ズレ量の補正動作の模式的な説明図を示す。図１３（Ｂ）に示すように、上記１つの吸着ノズルグループにより部品の保持取出しを行なう場合には、ヘッド部４の移動位置の補正量は、（ΔＸ２，ΔＹ２）となり（ただし、図においてはΔＸ２のみを示す）、一方、図１３（Ｄ）に示すように、上記他の１つの吸着ノズルグループである第３吸着ノズル１０ｃにより部品の保持取出しを行なう場合には、ヘッド部４の移動位置の補正量は、上記先の補正量（ΔＸ２，ΔＹ２）にさらに補正量（ΔＸ３，ΔＹ３）が考慮されたものとなる（ただし、図においては（ΔＸ２＋ΔＸ３）のみを示す）。
【００８６】
本第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。
【００８７】
まず、部品実装装置１０１において、実装制御装置２１が、夫々の吸着ノズル１０（又は２０、以下同じ）について、夫々の部品保持中心４６を中心としてその周囲に部品保持可能範囲２９を設定可能であることにより、複数の吸着ノズル１０による複数の部品取出し位置８１からの同時的な部品２３の吸着保持取出しを行なう場合に、従来のように、部品保持中心４６と部品取出し位置８１との点と点との位置合わせを行う必要がなく、夫々の部品保持可能範囲２９の中に、夫々の部品取出し位置８１を位置させるような点とエリア（範囲）との位置合わせでもって行なうことができる。従って、従来の点と点との位置合わせのような厳密な位置合わせを行う必要を無くすことができ、点がエリア内に入るような位置合わせとすることができ、位置合わせを容易化しながら、確実かつ安定して部品の吸着保持が可能となる。このように位置合わせの容易化が図られることにより、部品の吸着保持取出しに要する時間を短縮化することができ、効率的な部品実装を提供することができる。
【００８８】
また、このように位置合わせを容易化することで、従来において、点と点との厳密な位置合わせを確保するために必要であった様々な機構や複雑な制御方式を不要とすることができ、設備コストを抑えることが可能となる。
【００８９】
また、このような複数の吸着ノズル１０による複数の部品取出し位置８１からの同時的な部品２３の吸着保持取出しの際には、夫々の吸着ノズル１０の先端部の位置ズレが問題となるが、夫々の吸着ノズル１０の先端部の画像を認識カメラ９（又は１９）で撮像することにより、当該先端部の外形中心である部品保持中心４６と、当該部品保持中心４６が本来位置されるべき位置であるノズル基準位置４７との位置ズレ量を確実に検出することができる。よって、当該検出された位置ズレ量をさらに補正することで、より安定した部品吸着保持取出しを実現することができる。
【００９０】
また、過去に同一の吸着ノズル１０により同一の部品取出し位置８１より吸着保持取出しが行われた部品２３の保持位置の部品保持中心４６に対する位置ズレ量を検出し、当該位置ズレ量に基づいて次回の部品保持目標中心２７を設定して、この部品保持目標中心２７を中心として部品保持可能範囲２９に相当する範囲である仮想的な部品保持可能範囲２５を設定、夫々の吸着ノズル１０の部品保持中心４６を同一基準位置とした場合に、夫々の仮想的な部品保持可能範囲２５が重なるかどうかを見ることで、当該重なりを有する夫々の吸着ノズル１０を１つの吸着ノズルグループとして、同時的な部品の吸着保持取出しを行なうことができる。
【００９１】
さらに、夫々の仮想的な部品保持可能範囲２５の重複範囲２６の重心２８（又は、２８ａ若しくは２８ｂ）と、夫々の部品保持中心４６との位置ズレ量を、位置ズレ量算出部３３にて算出し、当該算出された位置ズレ量を、吸着保持取出しのためのヘッド部４の移動位置の補正量とすることで、夫々の部品取出し位置８１をより確実に夫々の部品保持可能範囲２９内に位置させることができ、より安定した吸着保持取出しを可能とすることができる。特に、これは、微小化されたチップ部品等の吸着保持取出しを行なう際に有効であり、微小化された部品の確実かつ安定した吸着保持取出しを実現可能とすることができ、効率的な部品実装を行なうことができる。
【００９２】
また、過去の吸着保持取出しにおける部品２３の保持位置の部品保持中心４６に対する位置ズレ量の検出データに基づいて、次回の部品保持目標中心２７を設定する際には、当該位置ズレ量のデータに、０．１から１の範囲のいずれかの係数を掛けて補正して、その補正値に基づいて次回の部品保持目標中心２７を設定することができる。このように補正することで、位置ズレ量の補正の発散や収束の度合いを、部品実装の形態や実情に応じて、自由に制御することができる。
【００９３】
また、このような次回の部品保持目標中心２７の設定においては、複数の過去の位置ズレ量のデータの相加平均を算出し、算出された平均値に基づいて、部品保持目標中心２７を設定することもできる。過去の複数のデータに基づいて設定するため、位置ズレ量の補正の信頼性を向上させることができる。
【００９４】
また、吸着ノズル１０について設定される部品保持可能範囲２９は、部品２３の種類、形状、吸着ノズル１０の種類等により、任意に設定することができるため、様々な種類の部品２３の実装にも対応することができる。
【００９５】
（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実装装置は、上記第１実施形態の部品実装装置１０１と同様な構成を有するものの、部品の狭隣接実装に対応することができる部品実装方法を行なうことができるものである。
【００９６】
近年、部品実装においては、部品の微小化が進むとともに、夫々の部品が回路基板により集積化されて実装されるようになりつつあり、夫々の部品が回路基板に狭隣接化されて実装されるようになってきている。このような狭隣接実装が行なわれる場合における従来の問題点を、図１４に示す模式図を用いて説明する。
【００９７】
図１４に示すように、回路基板２には、狭隣接実装が行なわれない部品である第１部品２３が、既に実装されている状態を示している。このような第１部品２３は、例えば、上記第１実施形態に示すような方法で実装することができる。その後，狭隣接実装が行なわれる部品である第２部品５１が、吸着ノズル１０により吸着保持されて、回路基板２における夫々の第１部品２３の間への実装が行なわれる。このとき、第２部品５１はその部品重心２４が、吸着ノズル１０の部品保持中心４６に対して設定された部品保持可能範囲２９内に位置されるように、すなわち正常な状態で吸着保持されている。
【００９８】
しかしながら、このように正常な状態で吸着保持されているにも拘らず、狭隣接実装であることより、夫々の第１部品２３の端部と第２部品５１の端部との間の間隔寸法が狭いことに起因して、図１４に示す状態のままで、吸着ノズル１０を下降させて第２部品５１の実装を行なおうとした場合には、吸着ノズル１０の先端部と、図示左側に実装されている第１部品２３とが干渉していまうという問題が発生する場合がある。このような場合にあっては、第１部品２３や吸着ノズル１０の破損が発生する恐れがあり、正常な部品実装を行うことができないことになる。
【００９９】
このような問題を解決するため、本第２実施形態の部品実装方法においては、第２部品５１のように狭隣接実装が行なわれる部品に対しては、上記第１実施形態における確実かつ安定した吸着保持を可能とすることを目的とした部品保持可能範囲２９よりもさらに狭い範囲であって、図１４に示すような狭隣接実装が行なわれるような場合に、吸着ノズル１０が隣接する他の部品との干渉を防止可能な範囲である狭隣接実装用の部品保持可能範囲５５を設定することが可能となっている。
【０１００】
具体的には，図１５に示すように、第２部品５１が部品供給カセット８０より吸着保持取出しが行なわれる場合には、部品保持可能範囲２９に代えて、狭隣接実装用の部品保持可能範囲５５が用いられる。例えば、複数の吸着ノズル１０により同時的な第２部品５１の吸着保持取出しが行なわれるような場合にあっては、このような狭隣接実装用の部品保持可能範囲５５が、部品保持可能範囲２９に代えて適用された上で、上記第１実施形態における補正方法を用いて、位置ズレ量の補正が行なわれることとなる。このようにして吸着保持された第２部品５１は、図１５に示すように、吸着ノズル１０と第１部品２３との干渉が防止されながら、吸着保持している第２部品５１を回路基板２へ狭隣接実装することができる。
【０１０１】
なお、このような狭隣接実装とは、例えば、隣接する第１部品２３又は第２部品５１との間隔寸法が、０．３ｍｍから５／１００ｍｍの範囲のいずれかの寸法、特に０．３ｍｍから０．１ｍｍの範囲のいずれかの寸法とされるような実装をいうものとする。また、吸着ノズル１０において設定された部品保持可能範囲２９内に部品重心２４が位置されて吸着保持された部品を、回路基板２の部品実装位置に実装するような場合に、当該部品実装位置に隣接して先に実装されている他の部品と、当該吸着ノズル１０との干渉が発生するような間隔寸法で、当該部品が実装されるようなものを、狭隣接実装としている。
【０１０２】
また、吸着ノズル１０による第２部品５１の吸着保持取出しの際に、狭隣接実装用の部品保持可能範囲５５と、通常の部品保持可能範囲２９とを、その実装形態に応じて個別に選択可能とするような場合であってもよい。例えば、第２部品５１に対して狭隣接実装が行なわれるような場合には、狭隣接実装用の部品保持可能範囲５５を設定して、第１部品２３や他の第２部品５１と吸着ノズル１０との干渉を防止することができ、一方、第２部品５１に対して通常の部品実装が行なわれるような場合には、通常の部品保持可能範囲２９を設定して、効率的な部品実装を行なうことができる。
【０１０３】
上記第２実施形態によれば、吸着ノズル１０に対して、部品実装形態、すなわち、狭隣接実装が行なわれるか、通常の部品実装が行なわれるのかに応じて、２種類の部品保持可能範囲を選択的に設定可能とし、通常の部品実装が行なわれる第１部品２３に対しては、上記通常の部品保持可能範囲２９を設定して、効率的な部品実装を提供することができるとともに、狭隣接実装が行なわれる第２部品５１に対しては、通常の部品保持可能範囲２９よりも狭い範囲であって、先に実装されている第１部品２３又は第２部品５１と吸着ノズル１０との干渉を防止することができる狭隣接実装用の部品保持可能範囲５５を設定して、確実かつ安定した部品の吸着保持取出しを担保しながら、上記吸着ノズル１０との干渉を防止して、確実かつ正確な部品実装を行うことができる。
【０１０４】
従って、様々な形態の部品実装に対しても対応することができ、特に、微小化されかつ狭隣接実装が行なわれる部品の効率的な実装に対応可能な部品実装を提供することができる。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明の上記第１態様によれば、部品実装装置において、制御装置が、夫々の部品保持部材について、夫々の部品保持中心を含みかつその周囲に形成される部品保持可能範囲を設定可能であることにより、複数の上記部品保持部材による複数の部品取出し位置からの同時的な部品の保持取出しを行なう場合に、従来のように、部品保持中心と部品取出し位置との「点と点との位置合わせ」を行う必要がなく、本態様においては、上記夫々の部品保持可能範囲の中に、上記夫々の部品取出し位置を位置させるような「点とエリアとの位置合わせ」でもって行なうことができる。従って、従来の「点と点との位置合わせ」のような厳密な位置合わせを行う必要を無くすことができ、点がエリア内に入るような位置合わせとすることができ、位置合わせを容易化しながら、確実かつ安定して部品の保持取出しを可能とすることができる。このように位置合わせの容易化が図られることにより、部品の保持取出しに要する時間を短縮化することができ、部品実装におけるタクトを向上させて、効率的な部品実装を提供することができる。
【０１０６】
また、このように位置合わせを容易化することで、従来において、点と点との厳密な位置合わせを確保するために必要であった様々な機構や複雑な制御方式を不要とすることができるため、部品実装装置における設備コストを抑えることが可能となる。
【０１０７】
また、このような上記部品保持可能範囲を用いることにより、上記「点とエリアの位置合わせ」を実現することができるため、従来の上記「点と点との位置合わせ」では同時的な保持取出しを行うことができなかったような部品までをも同時的な保持取出しを可能とすることができる。従って、部品の保持取出しに要する時間を短縮化することができ、さらに効率化された部品実装を提供することができる。
【０１０８】
本発明の上記第２態様によれば、上記制御装置が、上記夫々の部品保持部材の種類や上記部品の種類に応じて、上記部品保持可能範囲を設定可能であることにより、より様々な部品実装の形態に対応することができる。
【０１０９】
本発明の上記第３態様によれば、このような上記複数の部品保持部材による上記複数の部品取出し位置からの同時的な部品の保持取出しの際には、上記夫々の部品保持部材の部品保持中心の位置ズレが問題となるが、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心と、上記部品保持中心が本来位置されるべき位置である保持部材基準位置との位置ズレ量を位置ズレ量検出装置により検出することができる。よって、当該検出された位置ズレ量を考慮して、さらに上記相対的な移動量を調整することで、より安定した部品保持取出しを実現することができる。
【０１１０】
本発明の上記第４態様によれば、上記位置ズレ量検出装置は、上記夫々の部品保持部材の上記部品保持中心に対する上記夫々の部品保持部材により保持された上記部品の保持位置の上記基板の大略表面沿いの方向の位置ズレ量を検出可能であり、上記制御装置は、上記部品の保持取出しが行なわれる複数の上記部品保持部材についての上記位置ズレ量のデータを上記記憶部より取り出して、上記複数の部品保持部材における夫々の上記部品保持中心に対して、上記夫々の位置ズレ量のデータが考慮された位置である部品保持目標中心を設定するとともに、上記設定された夫々の部品保持目標中心を中心として、夫々の周囲に上記部品保持可能範囲を仮想的に設定し、上記夫々の部品保持中心を同一基準位置とした場合における上記夫々の仮想的な部品保持可能範囲が重複する範囲の中心と、上記夫々の部品保持中心との位置ズレ量を算出することにより、当該位置ズレ量に基づいて、上記相対移動装置による上記相対的な移動量の調整を行うことができる。
【０１１１】
すなわち、過去に行われた上記部品保持部材による部品の保持取出しの保持位置のデータに基づいて設定された上記夫々の仮想的な部品保持可能範囲の重複範囲を用いて、上記位置ズレ量の調整を行うため、最大公約数的な部品保持可能範囲を用いて部品の保持取出しを行うことができ、より確実かつ安定した保持取出しを行うことができる。
【０１１２】
さらに、上記重複する範囲の中心と、上記夫々の部品保持中心との位置ズレ量を用いて、上記相対的な移動量の調整を行っているため、さらに保持取出しを安定化したものとすることができる。
【０１１３】
また、本発明のその他の態様によれば、上記夫々の部品保持部材について、上記夫々の仮想的な部品保持可能範囲の重複する範囲を有する１又は複数の上記部品保持部材を１つの部品保持部材グループとして、夫々の上記部品保持部材グループごとに、上記位置ズレ量の算出を行って、部品の保持取出しを同時的に行うことができる。これにより、位置ズレ量が大きく外れたものを、別のグループとし、位置ズレ量が一定の範囲内にあるもの同士を同じグループとすることができるため、上記夫々の部品保持部材グループ内での部品の保持取出しの確実性や安定性をより向上させることができ、効率的な部品実装を可能とすることができる。
【０１１４】
また、過去の保持取出しにおける上記部品の保持位置の上記部品保持中心に対する位置ズレ量の検出データに基づいて、次回の部品保持目標中心を設定する際には、当該位置ズレ量のデータに、０．１から１の範囲のいずれかの係数を掛けて補正して、その補正値に基づいて次回の部品保持目標中心を設定することができる。このように補正することで、位置ズレ量の補正の発散や収束の度合いを、部品実装の形態や実情に応じて、自由に制御することができる。このような上記範囲におけるいずれかの係数の選択は、例えば、部品実装の状況、すなわち、部品の保持エラーの発生頻度、実装エラーの発生頻度、又は上記基板に実装された部品の部品実装位置との位置ズレ量等に応じて行うことができる。
【０１１５】
また、このような次回の部品保持目標中心の設定においては、複数の過去の位置ズレ量のデータの相加平均を算出し、算出された平均値に基づいて、部品保持目標中心を設定することもできる。過去の複数のデータに基づいて設定するため、位置ズレ量の補正の信頼性を向上させることができる。
【０１１６】
また、上記位置ズレ量検出装置は、上記夫々の部品取出し位置からの上記部品の保持取出しの高さ位置に位置された状態の上記夫々の部品保持部材に対して、上記夫々の位置ズレ量の検出を行なうことにより、部品の保持取出し時における上記部品保持部材の昇降動作に伴う位置ズレ量を確実に検出することができる。
【０１１７】
また、上記部品実装装置は、上記複数の部品として、複数の第１部品と、上記第１部品よりも狭隣接実装が行なわれる複数の第２部品とが、上記基板に混載して実装される部品実装装置である場合に、上記制御装置が、上記複数の部品保持部材による上記第１部品の保持取出しのための上記夫々の部品保持可能範囲を設定可能であり、上記部品保持部材により保持された上記第２部品の上記基板の上記部品実装位置への実装の際に、当該部品保持部材と、上記基板において当該部品実装位置に隣接して既に実装されている他の上記第１部品及び上記第２部品との干渉を防止可能な範囲であり、かつ、上記部品保持可能範囲よりもさらに狭い範囲である上記複数の部品保持部材による上記第２部品の保持取出しのための狭隣接実装用の部品保持可能範囲を設定可能であり、上記保持取出しが行なわれる上記部品の種類に応じて、上記部品保持可能範囲と上記狭隣接実装用の部品保持可能範囲を選択的に設定することにより、狭隣接実装に確実に対応することができる。
【０１１８】
特に、微小化された部品は、狭隣接実装が行なわれることが多いため、上記部品の保持取出しが確実に行うことができるだけでなく、確実な保持取出しが行えた上で、さらに、上記狭隣接実装にも対処可能である必要がある。よって、上記狭隣接用の部品保持可能範囲を選択的に設定可能とすることにより、微小化された部品の様々な実装に効率的に対応することができる部品実装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実施形態にかかる部品実装装置の斜視図である。
【図２】図１の部品実装装置が備えるヘッド部の構造、及び吸着ノズルと部品供給カセットとの相対位置関係を示す模式斜視図である。
【図３】吸着ノズルの下面から見た模式平面図であり、（Ａ）は部品を吸着保持していない状態であり、（Ｂ）は部品を吸着保持した状態である。
【図４】吸着ノズルをノズル基準位置（回転中心基準）において、０゜回転、９０°回転、１８０°回転、２７０゜回転させた時の吸着ノズルの先端部の偏芯状態を示す模式平面図である。
【図５】吸着ノズルに実際に部品を吸着保持させた状態の模式平面図であり、（Ａ）は正常な吸着保持状態であり、（Ｂ）も正常な吸着保持状態であり、（Ｃ）はＮＧ吸着状態であり、（Ｄ）は部品保持中心に対して設定された部品保持可能範囲を示す図であり、（Ｅ）は（Ｂ）の正常な吸着保持状態の側面図であり、（Ｆ）は（Ｃ）のＮＧ吸着状態の側面図である。
【図６】ヘッド部におけるヘッド基準位置、吸着ノズルのノズル基準位置、部品保持中心、部品供給カセットにおける部品取出し位置の夫々の位置関係を示す図であり、（Ａ）はヘッド部の側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のヘッド部におけるＶ−Ｖ線断面図である。
【図７】実装制御装置の主要な構成を示すブロック図である。
【図８】部品の吸着保持取出しの事前準備工程の手順を示すフローチャートである。
【図９】ヘッド部におけるヘッド基準位置と、夫々の吸着ノズルの部品保持中心とを同一の基準位置に重ねた状態の図であって、位置ズレ量の補正動作を説明するための説明図であり、（Ａ）は次回の部品保持目標中心が設定された状態を示し、（Ｂ）は仮想的な部品保持可能範囲が設定された状態を示し、（Ｃ）は重複範囲の重心と夫々の部品保持中心との位置ずれ量を算出している状態を示す。
【図１０】図９及び図１１に示す位置ズレ量の補正動作が行われた場合の部品の吸着保持取出しの動作手順を示すヘッド部の側面の模式説明図であり、（Ａ）は位置ズレ量が補正されている状態であり、（Ｂ）は部品が吸着保持されている状態であり、（Ｃ）が部品が吸着保持取出しされた状態である。
【図１１】部品の吸着保持取出しにおける位置ズレ量の補正動作の手順を示すフローチャートである。
【図１２】ヘッド部におけるヘッド基準位置と、夫々の吸着ノズルの部品保持中心とを同一の基準位置に重ねた状態の図であって、位置ズレ量の補正動作を説明するための説明図であり、（Ａ）は次回の部品保持目標中心が設定された状態を示し、（Ｂ）は仮想的な部品保持可能範囲が設定された状態を示し、（Ｃ）は１つの吸着ノズルグループについて、重複範囲の重心と夫々の部品保持中心との位置ずれ量を算出している状態を示し、（Ｄ）は第３吸着ノズルについて、位置ずれ量を算出している状態を示す。
【図１３】図１２における補正動作が行われた場合のヘッド部の動作を示すヘッド部の模式側面図であり、（Ａ）は吸着ノズルグループの設定が行われている状態であり、（Ｂ）は最初の吸着ノズルグループにより吸着保持取出しが行われている状態であり、（Ｃ）は（Ｂ）の動作が完了した状態であり、（Ｄ）は第３吸着ノズルにより部品の吸着保持取出しが行われている状態であり、（Ｅ）は全ての吸着ノズルによる吸着保持取出し動作が完了した状態である。
【図１４】従来の部品実装方法により、狭隣接実装が行われている状態を示す模式説明図である。
【図１５】本発明の第２実施形態における部品実装方法であって、狭隣接実装用の部品保持可能範囲が設定されて、狭隣接実装が行われている状態を示す模式説明図である。
【符号の説明】
１：ローダー
２、２−０、２−１、２−２、２−３：回路基板
３，１３：第１基板搬送保持装置、第２基板搬送保持装置
４、１４：ヘッド部
５、１５：ＸＹロボット
６ａ：Ｙ軸駆動部
６ｂ、６ｃ：Ｘ軸駆動部
７、１７：ノズルステーション
８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ：部品供給部
９、１９：認識カメラ
１０：吸着ノズル
１０ａ：第１吸着ノズル
１０ｂ：第２吸着ノズル
１０ｃ：第３吸着ノズル
１０ｄ：第４吸着ノズル
２１：実装制御装置
２２：メモリ部
２３：部品（第１部品）
２４：部品重心
２５：仮想的な部品保持可能範囲
２６、２６ｂ、２６ｃ：重複範囲
２７：部品保持目標中心
２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ：重複範囲の重心
２９：部品保持可能範囲
４０：アクチュエータ
４１：プーリー
４２ａ、４２ｂ：θ回転用モータ
４３：タイミングベルト
４４：部品吸着面
４５：吸着穴
４６：部品保持中心
４７：ノズル基準位置
４８：ヘッド基準位置
４９：補正前のヘッド基準位置の移動位置
５１：第２部品
５５：狭隣接実装用の部品保持可能範囲
８０：部品供給カセット
８１：部品供給位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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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