(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体とその本体の側方へ突出した複数のリードとを備えた電子部品を供給する部品供給装置と、
プリント板を支持するプリント板支持装置と、
前記部品供給装置から供給される電子部品の本体を、その本体の上面の側から保持する保持装置と、
(a)ＸＹ座標面のＸ軸に平行な方向に移動可能なＸ軸スライドと、(b)そのＸ軸スライドを前記Ｘ軸に平行な方向の任意の位置へ移動させるＸ軸スライド移動装置と、(c)前記Ｘ軸スライドに、前記Ｘ軸と直交するＹ軸に平行な方向に移動可能に保持されたＹ軸スライドと、(d)そのＹ軸スライドを前記Ｙ軸に平行な方向の任意の位置へ移動させるＹ軸スライド移動装置とを含み、前記Ｙ軸スライドが前記保持装置を保持し、その保持装置を、前記部品供給装置と前記プリント板支持装置との間で移動させ、部品供給装置から受け取った電子部品をプリント板支持装置に支持されたプリント板に装着させる移動装置と、
前記保持装置に保持された電子部品の複数のリードが同一平面上に位置する度合いであるコプラナリティと、その電子部品の前記保持装置による保持位置ずれとを検出する電子部品状況検出装置と
を含み、その電子部品状況検出装置が、
前記保持装置に保持された電子部品に向かい、かつ、光軸が前記本体の底面に対して予め設定された角度、電子部品に接近するに従って前記上面から底面に向かう向きに傾斜する状態で配設された第一撮像装置と、
前記保持装置に保持された電子部品に対して前記第一撮像装置とは反対側において前記Ｘ軸スライドに取り付けられ、前記複数のリードのシルエット像を前記第一撮像装置に取得させる明るい背景を形成する背景形成装置と、
前記第一撮像装置とは別に設けられ、それぞれ前記Ｘ軸スライドに取り付けられた方向変換装置とカメラとを備え、そのカメラがその方向変換装置により方向変換された光に基づいて前記電子部品の底面に対向する方向から見た電子部品の像を取得する第二撮像装置と、
前記第一撮像装置により撮像された前記複数のリードの先端部の像に基づいて、それら複数のリードのコプラナリティを取得するための画像処理を行う第一画像処理部と、前記第二撮像装置により取得された電子部品の像に基づいてその電子部品の前記保持装置による保持位置ずれを取得する第二画像処理部とを備えた画像処理装置と
を含み、前記第一撮像装置，前記背景形成装置，前記方向変換装置および前記カメラが、前記Ｙ軸方向に関して互いに同じ位置に配置され、前記移動装置が前記保持装置を前記部品供給装置から前記プリント板支持装置へ移動させるべく前記Ｙ軸スライドを前記Ｘ軸スライドに対して移動させる際における電子部品の前記Ｘ軸スライドに対する相対移動軌跡上の同じ位置に停止している状態で、前記第一撮像装置と前記第二撮像装置とが電子部品を撮像することを特徴とする電子部品装着システム。
【請求項２】
前記電子部品の前記本体の平面形状が複数の辺を有する形状であり、前記電子部品を前記上面に直角でかつその上面のほぼ中央を通る回転軸線のまわりに回転させる回転装置を含み、その回転装置が、前記複数の辺のうち、前記複数のリードが設けられた辺の各々が、前記回転軸線より前記第一撮像装置に近い位置において前記第一撮像装置の光軸とほぼ直交する状態となる回転位置へ電子部品を回転させるものであることを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着システム。
【請求項３】
前記第二撮像装置に先に撮像を行わせ、前記第二画像処理部の処理結果に基づいて、その電子部品の前記複数のリードが設けられた辺が前記第一撮像装置の光軸と直交する状態となる回転位置へその電子部品を前記回転装置に回転させた後に、前記第一撮像装置に撮像を行わせる撮像制御部を含むことを特徴とする請求項２に記載の電子部品装着システム。
【請求項４】
前記第一撮像装置に先に撮像を行わせ、後に前記第二撮像装置に撮像を行わせる撮像制御部を含み、その撮像制御部が、前記コプラナリティが電子部品をプリント板に装着することができないものである場合に、前記第二撮像装置に撮像を行わせない手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品装着システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品装着システムに関するものであり、特に、リードのコプラナリティ検出および電子部品状況の検出の迅速化等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品には、本体と、その本体の側方へ突出したリードとを備えたものがある。この種の電子部品においては、コプラナリティ、すなわち複数のリードの先端部が同一平面上に位置する度合いを検出することが必要な場合がある。例えば、電子部品をプリント配線板に装着する場合、リードがプリント配線板に形成された回路上に載置され、接続されるのであるが、複数のリードのうち上方へ曲がったリードがあれば、回路に接触せず、装着不良を生ずるからである。
【０００３】
そのため、コプラナリティの検出には、従来、レーザ測長器が用いられ、複数のリードの各々について先端部の高さが測定されるようにされていた。リードに曲がりがあれば、その先端部の高さが変わり、位置すべき同一平面上から外れることからコプラナリティを検出することができるのであり、検出時には、電子部品がレーザ側長器に対して移動させられ、複数のリードの先端部の高さがそれぞれ測定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
しかしながら、レーザ測長器を用いる場合、種々の問題が生ずる。例えば、電子部品が、その上面に直角な軸線まわりに回転し、その上面および底面に平行な一平面内においてレーザ測長器に対して傾いていれば、リードの高さを検出すべく、電子部品が移動させられるとき、レーザ測長器から外れ、高さが測定されないリードが生じ、コプラナリティを検出することができない。
コプラナリティの検出に先立って予備検査を行い、電子部品を底面に直角な方向から撮像し、その傾きを検出して修正するようにすれば、全部のリードについて高さを検出し、コプラナリティを検出することができるが、予備検査を行う分、コプラナリティの検出に要する時間が長くなる。
例えば、保持装置により保持された電子部品の保持装置に対する位置ずれであって、電子部品の上面に平行な方向の位置ずれを検出することが必要である場合には、予備検査のための撮像に位置ずれ検出のための撮像を兼ねさせれば、時間の無駄が解消されると考えられる。しかしながら、コプラナリティ検出のために電子部品を回転させる場合には、コプラナリティの検出終了後、電子部品の回転位置を予備検査時、すなわち位置ずれ検出時の位置に戻しても、回転位置誤差により正確に戻らず、先に取得した電子部品の位置ずれと、実際の位置ずれとが異なることとなり、位置ずれ検出のために再度、撮像を行うことが必要となり、結局、コプラナリティ検出時間を短縮することができない。
また、レーザ測長器は高価であり、コプラナリティ検出コストが高くなる問題が生ずる。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景とし、電子部品のリードのコプラナリティ検出時間の増大と、検出コストの増大との少なくとも一方の問題を解消することができる電子部品装着システムを得ることを課題としてなされたものであり、本発明によって、(A)本体とその本体の側方へ突出した複数のリードとを備えた電子部品を供給する部品供給装置と、(B)プリント板を支持するプリント板支持装置と、(C)前記部品供給装置から供給される電子部品の本体を、その本体の上面の側から保持する保持装置と、（Ｄ）(i)ＸＹ座標面のＸ軸に平行な方向に移動可能なＸ軸スライドと、(ii)そのＸ軸スライドを前記Ｘ軸に平行な方向の任意の位置へ移動させるＸ軸スライド移動装置と、(iii)前記Ｘ軸スライドに、前記Ｘ軸と直交するＹ軸に平行な方向に移動可能に保持されたＹ軸スライドと、(iv)そのＹ軸スライドを前記Ｙ軸に平行な方向の任意の位置へ移動させるＹ軸スライド移動装置とを含み、前記Ｙ軸スライドが前記保持装置を保持し、その保持装置を、前記部品供給装置と前記プリント板支持装置との間で移動させ、部品供給装置から受け取った電子部品をプリント板支持装置に支持されたプリント板に装着させる移動装置と、(E)前記保持装置に保持された電子部品の複数のリードが同一平面上に位置する度合いであるコプラナリティと、その電子部品の前記保持装置による保持位置ずれとを検出する電子部品状況検出装置とを含み、その電子部品状況検出装置が、(a)前記保持装置に保持された電子部品に向かい、かつ、光軸が前記本体の底面に対して予め設定された角度、電子部品に接近するに従って前記上面から底面に向かう向きに傾斜する状態で配設された第一撮像装置と、(b)前記保持装置に保持された電子部品に対して前記第一撮像装置とは反対側において前記Ｘ軸スライドに取り付けられ、前記複数のリードのシルエット像を前記第一撮像装置に取得させる明るい背景を形成する背景形成装置と、(c)前記第一撮像装置とは別に設けられ、それぞれ前記Ｘ軸スライドに取り付けられた方向変換装置とカメラとを備え、そのカメラがその方向変換装置により方向変換された光に基づいて前記電子部品の底面に対向する方向から見た電子部品の像を取得する第二撮像装置と、(d)前記第一撮像装置により撮像された前記複数のリードの先端部の像に基づいて、それら複数のリードのコプラナリティを取得するための画像処理を行う第一画像処理部と、前記第二撮像装置により取得された電子部品の像に基づいてその電子部品の前記保持装置による保持位置ずれを取得する第二画像処理部とを備えた画像処理装置とを含み、前記第一撮像装置，前記背景形成装置，前記方向変換装置および前記カメラが、前記Ｙ軸方向に関して互いに同じ位置に配置され、前記移動装置が前記保持装置を前記部品供給装置から前記プリント板支持装置へ移動させるべく前記Ｙ軸スライドを前記Ｘ軸スライドに対して移動させる際における電子部品の前記Ｘ軸スライドに対する相対移動軌跡上の同じ位置に停止している状態で、前記第一撮像装置と前記第二撮像装置とが電子部品を撮像することを特徴とする電子部品装着システムが得られる。
この電子部品装着システムによれば、Ｘ軸スライドを、背景形成装置と、第二撮像装置の方向変換装置およびカメラとの保持部材として利用することが可能となり、電子部品装着システムの構成を単純化することができるとともに、移動装置が保持装置を、部品供給装置の部品供給位置からプリント基板上の装着位置へ直線の最短距離移動させる場合でも、保持装置に保持された電子部品は必ず第一撮像装置と第二撮像装置とによる撮像位置を通り、コプラナリティと位置ずれとの検出のために保持装置に余分な距離を移動させる必要がなく、しかも１回停止させればよいため、電子部品の装着作業の能率を向上させることができる効果が得られる。
本発明によって、さらに、下記各態様のリードのコプラナリティ検出装置，電子部品状況検出装置および電子部品装着システムが得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
なお、以下に記載の発明の中には、補正によって、特許請求の範囲に記載の発明でも、その下位概念の発明でもなくなったものも存在するが、特許請求の範囲に記載の発明を理解する上で有益な記載を含むため、そのまま残すこととする。
【０００６】
（１）本体とその本体の側方へ突出したリードとを備えた電子部品の、複数のリードが同一平面上に位置する度合いであるコプラナリティを検出する装置であって、
電子部品の本体を、その本体の上面の側から保持する保持装置と、
その保持装置に保持された電子部品に向かい、かつ、光軸が前記本体の底面に対して予め設定された角度、電子部品に接近するに従って前記上面から底面に向かう向きに傾斜する状態で配設された撮像装置と、
電子部品に対して前記撮像装置とは反対側に配設され、前記複数のリードと光学的特性を異にする背景を形成する背景形成装置と、
前記撮像装置により撮像された前記複数のリードの先端部の像に基づいて、それら複数のリードのコプラナリティを取得する画像処理装置と
を含むリードのコプラナリティ検出装置。
撮像装置は、鏡，プリズム等光の向きを変える方向変更装置とカメラとを備えたものでもよく、カメラは備えるが方向変更装置は備えないものでもよい。撮像装置が方向変更装置を備える場合には、方向変更装置が電子部品に対向する状態で配設されることとなる。
撮像装置の電子部品の底面に対する傾斜角度は、リードの先端部が電子部品の本体と重なり合わない状態で撮像される角度とされる。ただし、複数のリードのうち、本体の底面に直角な方向に特に大きく曲がったものまで、それの先端部が本体と重なり合わないようにすることは不可欠ではない。また、先端部が本体と重なり合わないという要件が満たされる範囲内において、できる限り小さい角度とされることが望ましい。この角度は電子部品のリードの形状，寸法によって変わるが、一般的には、２度以上１５度以下の範囲から選定されることが望ましく、３度以上１２度以下、４度以上１０度以下の範囲から選定されることがさらに望ましい。
保持装置としては、例えば、開閉可能な把持爪により本体の側面に係合して本体をつかむものや、負圧により本体の上面を吸着して保持する吸着ノズル等が好適である。
背景形成装置は、リードの像を背景の像とは明瞭に区別して画像処理可能な背景の像を形成する特性を有する装置であればよく、例えば、 (2)項に記載されているように、光放射器としてもよく、リードが光を反射するのであれば、光を吸収するものとしてもよい。光の反射性あるいは吸収性は、例えば、色あるいは材質によって異ならせることが可能であり、互いに明瞭に異なるリードの像と背景の像とを得ることが可能である。
撮像装置により電子部品を撮像すれば、電子部品の撮像装置側に位置する複数のリードを同時に撮像し、その像を取得することができる。そして、撮像装置を電子部品の底面に対して傾斜させれば、リードが上方に曲がっていても、その先端部が本体やリードの基端部側の部分と重なることなく撮像され、リードの先端部の像を得ることができる。また、電子部品の現に撮像されている辺とは反対側の部分からリードが側方へ突出させられていても、それらリードを撮像しなくて済み、撮像が予定されたリードのみを撮像することができる。
撮像により得られたリードの像は、リードが本体の底面に直角な方向に曲がっていれば、長さ，撮像面上における像形成位置等が、曲がりがない場合とは異なり、それによりコプラナリティを取得することができる。撮像装置は、光軸が傾斜した状態で設けられているが、傾斜角度は小さく、リードの曲がりを殆ど誤差なく検出することができる。
このように撮像装置によってリードを撮像すれば、電子部品が傾いていても、本体に対して撮像装置側に位置し、撮像装置と対向するリードであって、撮像されるべき全部のリードを１度に撮像することができ、予備検査を行うことが不可欠ではなくなる。電子部品に傾きがないか、あってもコプラナリティの検出に支障がないほど小さい場合には、予備検査は不要であるのであり、コプラナリティの検出を迅速に、かつレーザ測長器より安い撮像装置によって安価に行うことができる。
電子部品の傾きがコプラナリティの検出に支障があるほど大きい場合には、予備検査を行って傾きを検出し、修正した上でコプラナリティの検出を行うことが望ましい。電子部品の傾きが大きければ、それにより、例えば、撮像面上におけるリードの像の形成位置が変わり、リードが曲がっていなくても曲がっていると判定されたり、リードの像が傾いて形成され、長さを正確に取得することができず、コプラナリティを正確に検出することができない等、コプラナリティの検出に支障が生ずるからである。この場合には、予備検査が行われ、傾きが検出されるとともに、コプラナリティの検出に先立って修正され、コプラナリティ検出時間を短縮することはできないが、安価に検出を行うことができる。
（２）前記背景形成装置が、電子部品および前記撮像装置に向かって光を放射する光放射器を含む(1) 項に記載のコプラナリティ検出装置。
光放射器は、それ自体が光源を備えたものでもよく、別に設けられた光源からの光に基づいて光を放射するものでもよい。後者には例えば、光源からの光を拡散させる光拡散部材、別に設けられた光源からの光を反射する反射器、あるいは別に設けられた紫外線源からの紫外線を吸収して可視光を放射する蛍光部材等が該当する。
本態様によれば、明るい背景の像の中に暗いリードの像が形成され、背景の像と明瞭に区別して画像処理が可能なリードの像が得られる。
（３）前記電子部品を前記上面に直角でかつその上面のほぼ中央を通る回転軸線のまわりに回転させる回転装置を含む(1) 項または(2) 項に記載のコプラナリティ検出装置。
（４）前記電子部品の前記本体の平面形状が複数の辺を有する形状であり、前記回転装置が、それら複数の辺のうち、前記複数のリードが設けられた辺の各々が、前記回転軸線より前記撮像装置に近い位置において前記撮像装置の光軸とほぼ直交する状態となる回転位置へ電子部品を回転させるものである(3) 項に記載のコプラナリティ検出装置。
本体の平面形状は複数の辺のみにより画定される多角形とされることが多いが、不可欠ではなく、辺と曲線とにより画定される形状でもよい。いずれにしても、辺の側方へリードが突出させられたものであれば、本発明に係るコプラナリティ検出装置により検査を行うことができる。最も一般的な本体の形状は四角形であり、４辺のすべてにリードが設けられる場合と、互に平行な２辺にのみリードが設けられる場合とがある。前者の場合には回転装置が電子部品を９０度ずつ少なくとも３回回転させることとなり、後者の場合には１８０度少なくとも１回回転させることとなる。
（５）前記画像処理装置により取得されたコプラナリティに基づいて電子部品の合否を判定する合否判定部を含む(1) 項ないし(4) 項のいずれかに記載のコプラナリティ検出装置。
電子部品の合否の判定は、種々の態様で行うことができる。例えば、複数のリードの全部の像に基づいて基準を設定し、各リードの基準に対するずれが設定値以内であるか否かにより行ってもよく、あるいは、電子部品が多角形であれば、辺毎に基準を設定し、１つの辺に属する複数のリードの各々の基準に対するずれが設定範囲内であるか否かの判定を行い、全部のずれが設定範囲内であれば、さらに、辺毎に設定された複数の基準に基づいて全体の基準を設定し、辺毎の基準の全体の基準に対するずれが設定範囲内であるか否かにより判定を行ってもよい。
（６）(1) 項ないし(4) 項のいずれかに記載のコプラナリティ検出装置と、
第一撮像装置としての前記撮像装置とは別に設けられ、前記電子部品の底面に直角な方向から見た電子部品の像を撮像する第二撮像装置と
を含み、かつ、前記画像処理装置が、前記コプラナリティ取得のための画像処理を行う第一画像処理部の他に、前記第二撮像装置により取得された電子部品の像に基づいてその電子部品の前記保持装置に対する前記上面に平行な方向の位置ずれを取得する第二画像処理部を備えた電子部品状況検出装置。
第二画像処理部により取得された電子部品の保持装置に対する位置ずれは、種々の態様で利用することが可能である。例えば、電子部品をプリント板に装着するのであれば、位置ずれを修正して、プリント板の正規の位置に精度良く装着することができ、あるいは位置ずれが修正が不可能なほど大きければ、その電子部品のプリント板への装着をやめる等の処理を行うことができるのである。
本態様によれば、コプラナリティの検出に基づいて電子部品を取り扱うことができる上、電子部品の保持装置に対する位置ずれにも基づいて電子部品を取り扱うことができ、取扱性がより向上する。
（７）前記第一撮像装置と前記第二撮像装置とが、同じ位置にある電子部品を撮像可能な位置に設けられた(6) 項に記載の電子部品状況検出装置。
第一撮像装置と第二撮像装置とは、別の位置にある電子部品を撮像可能な位置に設けてもよい。しかし、本態様によれば、例えば、保持装置が第一，第二撮像装置に対して移動させられるとともに、撮像が停止状態で行われる場合、停止回数が１回で済み、撮像に要する時間が短くて済み、コプラナリティおよび位置ずれを迅速に検出することができる。
（８）第一撮像装置に先に撮像を行わせ、後に第二撮像装置に撮像を行わせる撮像制御部を含む(6) 項または(7) 項に記載の電子部品状況検出装置。
２つの撮像装置による撮像を同時に行って、電子部品のコプラナリティと位置ずれとを同時に取得してもよい。しかし、撮像に順序を設定すれば、例えば、無駄な撮像および画像処理を行わずに済む。例えば、本項によれば、電子部品のコプラナリティの検出結果を、電子部品がプリント板に装着するに足るコプラナリティを有するか否かの判定に用いるのであれば、コプラナリティが悪過ぎて電子部品をプリント板に装着することができない場合に、位置ずれ検出のための第二撮像装置による撮像を行わないようにすることができる。
（９）前記撮像制御部が、前記回転装置に前記電子部品をほぼ装着姿勢まで回転させた後に前記第二撮像装置に撮像を行わせるものである(8) 項に記載の電子部品状況検出装置。
本態様によれば、例えば、コプラナリティ検出のために電子部品が回転装置によって回転させられる場合でも、その回転が終了した後に電子部品がほぼ装着姿勢まで回転させられることとなり、その姿勢はプリント板に装着されるまで変わらない。したがって、電子部品を回転装置によって回転させる場合、回転誤差が生ずるのが普通であるが、第二撮像装置による撮像以後、電子部品の回転により、取得した位置ずれが実際の位置ずれと異なってしまうことがなく、第二撮像装置の撮像に基づいて取得された位置ずれに基づいて、電子部品をプリント板に精度良く装着することができる。
（１０）(6) 項ないし(9) 項のいずれかに記載の電子部品状況検出装置と、
前記保持装置に電子部品を供給する部品供給装置と、
プリント板を支持するプリント板支持装置と、
前記保持装置を、前記部品供給装置から前記第一，第二撮像装置を経て前記プリント板支持装置へ移動させ、部品供給装置から受け取った電子部品を、前記電子部品状況検出装置により検出された位置ずれを修正して、前記プリント板支持装置に支持されたプリント板に装着させる移動装置と、
その移動装置の制御に、前記コプラナリティ検出装置により検出されたコプラナリティを利用するコプラナリティ利用手段と
を含む電子部品装着システム。
プリント板は、絶縁基板に形成されたプリント回路に電子部品が装着されていないプリント配線板でもよく、プリント回路に電子部品が載置され、半田付け接合が為されて電気回路が形成されたプリント回路板でもよい。プリント配線板は、一部に電子部品が載置されたものでもよい。
移動装置は、保持装置を、プリント板の表面に平行な平面内の一方向へ移動させる装置としてもよく、その平面内において互いに直交する２方向の成分を有する方向へ移動させる装置としてもよい。前者の場合、プリント板はプリント板移動装置により、上記平面内において保持装置の移動方向と直交する方向へ移動させられる。
コプラナリティ利用手段は、例えば、コプラナリティ検出装置により検出されたコプラナリティに応じて電子部品のプリント板への押付荷重を制御する手段としたり、次項に記載の放棄制御手段としたりすることができる。前者は、例えば、コプラナリティが良好な電子部品の押付荷重は小さくし、コプラナリティが良好ではない電子部品の押付荷重は小さくするものとすることができる。コプラナリティの悪さを表す数値に比例的に押付荷重を変えるものとすることも可能であり、２段以上の段階的に変えるものとすることもできる。
（１１）前記コプラナリティ検出装置が、前記画像処理装置により取得されたコプラナリティに基づいて電子部品の合否を判定する合否判定部を含み、前記コプラナリティ利用手段が、合否判定部により不合格と判定された電子部品を予め定められた放棄位置において放棄させる放棄制御手段である(10)項に記載の電子部品装着システム。
（１２）前記移動装置が、
前記プリント板の表面に平行なＸＹ座標面のＸ軸に平行な方向に移動可能なＸ軸スライドと、
そのＸ軸スライドを前記Ｘ軸に平行な方向の任意の位置へ移動させるＸ軸スライド移動装置と、
前記Ｘ軸スライドに、前記Ｘ軸と直交するＹ軸に平行な方向に移動可能に保持されたＹ軸スライドと、
そのＹ軸スライドを前記Ｙ軸に平行な方向の任意の位置へ移動させるＹ軸スライド移動装置と
を含み、前記保持装置が前記Ｙ軸スライドに保持された(10)項または(11)項に記載の電子部品装着システム。
（１３）前記Ｙ軸スライドが前記Ｘ軸スライドに対して移動する際における電子部品の移動軌跡上において、その電子部品の像を撮像可能な位置に前記第一，第二撮像装置が配設された(12)項に記載の電子部品装着システム。
本態様によれば、保持装置は、電子部品を保持した後、プリント板へ移動する途中で必ず第一，第二撮像装置により撮像可能な位置を通り、撮像される。したがって、撮像のために遠回りすることなく、部品供給装置の部品供給位置からプリント板の部品装着個所まで保持装置を最短経路で移動させることができ、コプラナリティおよび位置ずれを検出しつつ、迅速に電子部品をプリント板に装着することができる。あるいは、撮像のための移動距離の増大を小さく抑えつつ、コプラナリティを検出することができる。
（１４）前記背景形成装置が前記Ｘ軸スライドに取り付けられた(13)項に記載の電子部品装着システム。
背景形成装置は、Ｘ軸スライドと共に移動し、保持装置が第一撮像装置により撮像可能な位置に至ったとき、電子部品に対して背景を形成し、電子部品が撮像される状態が得られる。
（１５）前記第一撮像装置のカメラが前記保持装置に保持された電子部品を間にして前記背景形成装置とに対向する位置に設けられた(14)項に記載の電子部品装着システム。
（１６）前記第二撮像装置が、前記Ｘ軸スライドに固定されて前記保持装置に保持された電子部品と対向する方向変更装置と、同じくＸ軸スライドに固定されて方向変更装置に対向するカメラとを含む(10)項ないし(15)項のいずれかに記載の電子部品装着システム。
第二撮像装置は、方向変更装置を有さず、電子部品と対向する位置に設けられたカメラのみを有するものとしてもよく、あるいは電子部品と対向する位置に設けられた方向変換装置と、Ｙ軸スライドに設けられたカメラとを含むものとしてもよいが、本項によれば、例えば、方向変換装置によって電子部品の像を形成する像形成光の方向を変換することにより、カメラの設置の自由度が高くなり、また、Ｙ軸スライドに撮像装置が設けられないため、軽く、慣性が小さく、移動速度を高くすることが可能である。さらに、Ｙ軸スライドにカメラのための配線を設けることが不要となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態である電子部品装着システムが図１，図２に示されている。図１および図２において１０は電子部品装着システムのベースである。ベース１０上には、回路基材の一種であるプリント板たるプリント配線板１２をＸ軸方向（図１においては左右方向）に搬送する配線板コンベヤ１４，プリント配線板１２に電子部品を装着する部品装着装置１８および部品装着装置１８に電子部品を供給する部品供給装置２０，２２等が設けられている。
【０００８】
本実施形態においてプリント配線板１２は、配線板コンベヤ１４により水平な姿勢で搬送され、図示を省略する停止装置によって予め定められた部品装着位置において停止させられるとともに、ベース１０の部品装着位置に対応する部分に設けられたプリント板支持装置たる配線板支持装置２６（図５参照）により支持される。本実施形態においてプリント配線板１２は、その電子部品が装着される被装着面２８が水平な姿勢で支持される。前記Ｘ軸方向は、被装着面２８に平行であって、本実施形態では水平なＸＹ座標面における一方向である。
【０００９】
配線板コンベヤ１４は、図５に概略的に示すように、一対のガイドレール３０，３２を備えている。本実施形態において、ガイドレール３０，３２のうちの一方はベース１０に位置を固定して設けられた固定ガイドレールであり、他方は固定ガイドレールに接近，離間可能に設けられた可動ガイドレールであり、配線板コンベヤ１４の幅（搬送方向に直角な方向の寸法）に応じて可動ガイドレールが移動させられ、搬送幅が変更される。
【００１０】
一対のガイドレール３０，３２にはそれぞれ、無端の巻掛体たるコンベヤベルト３４が巻き掛けられており、プリント配線板１２はコンベヤベルト３４上に載せられ、これら１対のコンベヤベルト３４が、配線板搬送用モータ３６（図１０参照）を駆動源とするベルト駆動装置によって同期して周回させられることにより、プリント配線板１２が水平な姿勢で搬送される。
【００１１】
配線板支持装置２６は、本実施形態においては、図５に概略的に示すように、１対のクランプ部材４０および複数の支持部材４２を有する。１対のクランプ部材４０は板状を成し、昇降台４４の、配線板搬送方向に平行な両縁にそれぞれ、配線板搬送方向に平行に立設されており、複数の支持部材４２は、昇降台４４の１対のクランプ部材４０の間の部分であって、プリント配線板１２の裏面（当該電子部品装着システムにおいて電子部品が装着される被装着面２８とは反対側の面）の被支持部に対応する位置に立設されている。
【００１２】
昇降台４４は、昇降台駆動装置５０によって昇降させられる。昇降台駆動装置５０は、図示の例においては、駆動源として昇降用シリンダ５２を備えている。昇降用シリンダ５２は、流体圧アクチュエータたる流体圧シリンダの一種であり、本実施形態においてはエアシリンダとされている。昇降用シリンダ５２は上下方向に設けられ、ピストンロッド５４が昇降台４４に係合させられている。したがって、ピストンロッド５４が伸縮させられれば、昇降台４４は複数ずつのガイドロッド５６およびガイド筒５８を含む案内装置６０により案内されつつ昇降させられ、クランプ部材４０および支持部材４２が、プリント配線板１２の被装着面２２に直角な方向に移動させられてプリント配線板１２に接近，離間させられる。１対のクランプ部材４０は、プリント配線板１２をコンベヤベルト３４から持ち上げて、その縁部をガイドレール３０，３２にそれぞれ設けられた押さえ部６２との間に挟んでプリント配線板１２をクランプし、支持部材４２はプリント配線板１２の裏面に接触し、下方から支持する。
【００１３】
部品供給装置２０，２２は、図１に示すように、配線板コンベヤ１４に対して、ベース１０のＸＹ座標面においてＸ軸方向と直交するＹ軸方向の両側にそれぞれ設けられている。Ｙ軸方向に互いに隔たって設けられているのである。本実施形態において部品供給装置２０はフィーダ型部品供給装置とされ、部品供給装置２２はトレイ型部品供給装置とされている。フィーダ型電子部品供給装置２０においては、多数のフィーダ７０がＸ軸方向に並べて設置される。各フィーダ７０にはテーピング電子部品がセットされる。テーピング電子部品は、キャリヤテープに等間隔に形成された部品収容凹部の各々に電子部品が収容され、それら部品収容凹部の開口がキャリヤテープに貼り付けられたカバーフィルムによって塞がれることにより、キャリヤテープ送り時における電子部品の部品収容凹部からの飛び出しが防止されたものである。このキャリヤテープがＹ軸方向に所定ピッチずつ送られ、カバーフィルムが剥がされるとともに、部品供給位置へ送られる。フィーダ７０により供給される電子部品は、図示は省略するが、リードを有する電子部品もあれば、リードを有さない電子部品もある。
【００１４】
また、トレイ型電子部品供給装置２２は、電子部品を部品トレイ７６（図３参照）に収容して供給する。部品トレイ７６は、上下方向に配設された多数の部品トレイ収容箱７８内にそれぞれ１枚ずつ収容されている。これら部品トレイ収容箱７８はそれぞれ図示しない支持部材により支持され、コラム７９（図１および図２参照）内に設けられた昇降装置により順次部品供給位置へ上昇させられるのであるが、部品供給位置の上方には後述する保持装置が電子部品を取り出すためのスペースを確保することが必要である。
【００１５】
そのため、電子部品を供給し終わった部品トレイ収容箱７８は、次の部品トレイ収容箱７８が部品供給位置へ上昇させられるのと同時に、上記スペース分上昇させられ、上方の退避領域へ退避させられる。このトレイ型電子部品供給装置２２は、部品トレイ収容箱７８に部品トレイ７８が１枚ずつ収容されていることを除いて、特公平２−５７７１９号公報に記載の電子部品供給装置と同じであり、説明は省略する。
【００１６】
上記のように、上方にスペースが形成されたトレイ収容箱７８内の部品トレイ７６から部品装着装置１８が１個ずつ電子部品を取り出す。各部品トレイ７６はは、マトリックス状に形成された多数の部品収容凹部８０にそれぞれ電子部品を１個ずつ収容しており、各部品収容凹部８０は、図６に示すように、電子部品８２をほぼ位置決めした状態で収容している。したがって、部品装着装置１８は、電子部品８２のほぼ中央を保持し、ほぼ正しい回転姿勢で取り出すことができる。
【００１７】
部品トレイ７６に収容されて供給される電子部品８２は比較的大きく、例えば、図７に示すように、本体９０と、本体９０の複数の辺ないし側面からそれぞれ、側方へ突出した複数のリード９２とを備えたものとされている。複数のリード９２はそれぞれ、図６に示すように、本体９０から、本体９０の上面９４（リード９２がプリント配線板１２に接続される際、プリント配線板１２側とは反対側となる面）および底面９６（リード９２のプリント配線板１２への接続時にプリント配線板１２側となる面）に平行な姿勢で側方へ突出させられた後、底面９６側へ曲げられ、更に先端部が曲げられて、上面９４および底面９６に平行に、かつ側方へ突出させられている。本実施形態では、説明を簡単にするために、本体９０は平面形状が正方形状を成し、４つの辺にそれぞれ設けられた複数のリード９０の各数は等しく、かつ長さが同じであるとする。
【００１８】
部品収容凹部８０は上方に開口して設けられており、その横断面の大きさは、電子部品８２を、その軸線（本体９０の中心を通り、上面９４および底面９６に直角な線）まわりの位置である回転位置が殆ど変わらず、上面９４および底面９６に平行な一平面内において殆ど傾かず、後述するコプラナリティの検査に支障が生ずることがない状態で保持する大きさとされている。
【００１９】
部品装着装置１８を説明する。
部品装着装置１８は、図３に示す保持装置１００が互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向との少なくとも一方の成分を有する方向に直線移動して電子部品８２を搬送し、プリント配線板１２の表面ないし上面である被装着面２８に装着するものとされている。そのため、図１に示すように、ベース１０の配線板コンベヤ１４のＹ軸方向における両側にはそれぞれ、ボールねじ１０４がＸ軸方向に平行に設けられるとともに、Ｘ軸スライド１０６に設けられたナット１０８（図４には１個のみ図示されている）の各々に螺合されており、これらボールねじ１０４がそれぞれ、Ｘ軸スライド駆動用モータ１１０によって回転させられることにより、Ｘ軸スライド１０６がＸ軸に平行な方向の任意の位置へ移動させられる。Ｘ軸スライド１０６は、図１に示すように、フィーダ型電子部品供給装置２０から配線板コンベヤ１４を越えてトレイ型電子部品供給装置２２にわたる長さを有する。なお、ベース１０上には、２つのボールねじ１０４の下側にそれぞれ案内部材たるガイドレール１１２（図４参照）が設けられており、Ｘ軸スライド１０６は被案部材たるガイドブロック１１４においてガイドレール１１２に摺動可能に嵌合され、移動が案内される。以上、ナット１０８，ボールねじ１０４およびＸ軸スライド駆動用モータ１１０等がＸ軸スライド移動装置１１６を構成している。
【００２０】
Ｘ軸スライド１０６上には、ボールねじ１２０（図４参照）がＹ軸方向に平行に設けられるとともに、Ｙ軸スライド１２２がナット１２４において螺合されている。このボールねじ１２０がＹ軸スライド駆動用モータ１２６（図１参照）によりギヤ１２８，１３０を介して回転させられることにより、Ｙ軸スライド１２２は案内部材たる一対のガイドレール１３２に案内されてＹ軸方向に平行な任意の位置に移動させられる。以上、ナット１２４，ボールねじ１２０およびＹ軸スライド駆動用モータ１２６等がＹ軸スライド移動装置１３４を構成し、前記Ｘ軸スライド１０６，Ｘ軸スライド移動装置１１６およびＹ軸スライド１２２と共に移動装置１３６を構成しており、保持装置１００は、移動装置１３６により、プリント配線板１２の被装着面２８に平行な一平面であって、水平面内の任意の位置へ移動させられる。
【００２１】
Ｙ軸スライド１２２の垂直な側面１４０に、図１および図３に示すように、保持装置１００，保持装置１００を昇降させる昇降装置１４４，保持装置１００をその軸線まわりに回転させる回転装置１４６が設けられており、これら保持装置１００等が部品装着ユニットを構成している。本実施形態では、部品装着ユニットは１組設けられているのであり、複数組設けてもよい。例えば、Ｙ軸スライド１２２に複数の部品装着ユニットをＹ軸方向に平行に１列に並べて設ける。
【００２２】
本実施形態の部品装着ユニットは、特開平４−３７２１９９号公報に記載の部品装着ユニットと同様に構成されており、簡単に説明する。
Ｙ軸スライド１２２の側面１４０には設けられたブロック状の支持部１５０には、図８に示すように、ナット１５２およびスプライン部材１５４がそれぞれ同心にかつ上下方向に距離を隔てた状態で、自身の軸線まわりであって、本実施形態においては垂直軸線まわりに回転可能に支持されており、ナット１５２には中空ロッド１５６の雄ねじ部１５８が螺合され、スプライン部材１５４には中空ロッド１５６の雄ねじ部１５８の下方に形成されたスプライン部１６０が嵌合されている。これらナット１５２およびスプライン部材１５４は、多数のボールを保持したボールナットおよびボールスプライン部材である。
【００２３】
ナット１５２は、ノズル昇降用モータ１６４，歯車１６６，１６８を含む回転駆動装置により軸線まわりに回転させられ、それにより中空ロッド１５６が軸方向に移動させられ、昇降させられる。ナット１５２，歯車１６６，１６８およびノズル昇降用モータ１６４が昇降装置１４４を構成しているのである。昇降装置１４４は、中空ロッド１５６、ひいては保持装置１００をその軸線に平行な方向に移動させる移動装置でもあり、保持装置１００をプリント配線板１２の表面に直角な方向に移動させ、プリント配線板１２に接近，離間させる接近・離間装置でもある。なお、ノズル昇降用モータ１６４の回転角度はエンコーダ１７０によって検出されるようになっている。
【００２４】
また、スプライン部材１５４の支持部１５０から突出した下端部には歯車１７２が固定され、ノズル回転用モータ１７４（図１０参照）の出力軸に固定の歯車に噛み合わされており、ノズル回転用モータ１７４によってスプライン部材１５４が回転させられることにより、中空ロッド１５６がその垂直な軸線まわりに回転させられる。この際、前記ノズル昇降用モータ１６４も回転させられ、ナット１５２がスプライン部材１５４と同様に回転させられ、中空ロッド１５６の回転を許容する。それにより、保持装置１００がその軸線まわりに回転させられ、保持装置１００に保持された電子部品が、その上面９４に直角でかつ上面９４のほぼ中央をとおる回転軸線であって、本実施形態においては垂直な軸線まわりに回転させられる。ノズル回転用モータ１７４の回転角度はエンコーダ１７６（図１０参照）により検出される。なお、中空ロッド１５６を昇降させるべく、ナット１５２が回転させられるときには、スプライン部材１５４は静止させられており、中空ロッド１５６の回転を阻止するとともに、昇降を許容する。
【００２５】
上記中空ロッド１５６の下端部には、チャックアダプタ１８０が着脱可能に、かつ抜け出し不能に取り付けられ、チャックアダプタ１８０にはチャック１８２が着脱可能に、かつ抜け出し不能に取り付けられている。これら３部材が吸着ノズル１８４を着脱可能に保持するホルダ１８６を構成し、吸着ノズル１８４およびホルダ１８６が保持装置１００を構成している。
【００２６】
吸着ノズル１８４は、図９に示すように、スリーブ１９０と、スリーブ１９０に嵌合された吸着管１９２とを有している。スリーブ１９０はチャックアダプタ１８０に嵌合されるとともに、チャックアダプタ１８０との間に配設された圧縮コイルスプリング１９８（以下、スプリング１９８と略称する。）によりチャックアダプタ１８０から抜け出す向きに付勢されており、１対の耳部２００にそれぞれ設けられ、互いに同一平面上に位置する１対の傾斜面２０２が、チャック１８２に設けられた係合部たる１対のピン２０４に係合することにより、吸着ノズル１８４はチャック１８２によって軸方向に相対移動不能かつ相対回転不能に保持されている。圧縮コイルスプリング１９８は、付勢手段の一種である弾性部材たるばね部材である。
【００２７】
スリーブ１９０には、チャック１８２からの突出端部の外周面に発光板２０６が嵌合固定される一方、内周面に吸着管１９２が嵌合されるとともに発光板２０６を貫通して下方へ突出させられている。発光板２０６は、光放射器の一種であり、吸着ノズル１８４による電子部品の保持姿勢の検出時に紫外線を受けて可視光線を放射するものである。
【００２８】
吸着ノズル１８４は電子部品を負圧により吸着し、装着対象部材としてのプリント配線板１２に装着する。そのため、吸着ノズル１８４は、図８および図９に示すように、中空ロッド１５６内に軸方向に相対移動可能に嵌合されたパイプ２１０，中空ロッド１５６の上端部に相対回転可能かつ軸方向に移動不能に取り付けられたフレーム２１２，フレーム２１２に取り付けられたニップル２１４等を経て図示を省略する負圧源，正圧源および大気に接続されており、電磁方向切換弁装置（図示省略）の切換えにより、吸着管１９２が負圧源，正圧源および大気に択一的に連通させられる。吸着管１９２は、負圧の供給により、例えば電子部品８２を、その本体９０の上面９４において吸着し、正圧の供給により電子部品８２を開放する。本実施形態において吸着ノズル１８４は、電子部品を水平な姿勢で吸着し、保持する
【００２９】
パイプ２１０はその自重により、図９に示すように、ホルダ１８６により保持された吸着ノズル１８４のスリーブ１９０の上面に当接しており、吸着ノズル１８４に連通させられるとともに、吸着ノズル１８４と共に昇降させられる。本実施形態においては、パイプ２１０の移動に基づいて、ホルダ１８６と吸着ノズル１８４との相対移動の開始を検出するようにされている。そのため、パイプ２１０の上端部には、図７に示すように、ドグ２２２が固定され、前記フレーム２１２の上部には光電スイッチ２２６が配設されている。
【００３０】
光電スイッチ２２６はフレーム２１２に図示を省略する位置調節装置を介して支持され、電子部品の非装着時においてドグ２２２から上側に外れた位置に設けられている。この光電スイッチ２２６は本実施形態においては反射型であり、発光器および受光器を有し、発光器が発する光が反射されて受光する場合にＯＮ信号を発し、光が反射されず、受光しない場合にＯＦＦ信号を発する。したがって、吸着ノズル１８４がホルダ１８６から最も長く突出した状態では、光電スイッチ２２６が発する光を反射するものがなく、受光しないためＯＦＦ信号を発するが、吸着ノズル１８４が僅かにホルダ１８６内に引っ込めば、ドグ２２２により光が反射されてＯＮ信号を発し、それにより吸着ノズル１８４とホルダ１８６との相対移動の開始が検出される。本実施例においては、パイプ２１０，ドグ２２２および光電スイッチ２２６がホルダ１８６と吸着ノズル１８４との相対移動の開始を検出する相対移動検出装置を構成しているのである。
【００３１】
プリント配線板１２には、電子部品８２を始めとし、複数種類の電子部品が装着されるが、種類が異なれば大きさ（横断面積と高さとの少なくとも一方）が異なることが多く、電子部品８２が大きいほど吸着管１９２の直径が大きい吸着ノズル１８４が使用される。そのため、吸着管１９２の直径が異なる複数種類の吸着ノズル１８４が用意され、図示しないノズル収容装置に収容されており、装着する電子部品の種類に応じて交換される。吸着管１９２の直径が異なれば、長さも異なるようにすることも可能であるが、ここでは理解を容易にするために、吸着管１９２の直径が異なっても、長さは同じであることとする。
【００３２】
Ｙ軸スライド１２２にはまた、プリント配線板１２に設けられた基準であるフィデューシャルマーク（以下Ｆマークと称する）を撮像する撮像装置たるＦマークカメラ２４０（図１参照）が移動不能に設けられている。Ｆマークカメラ２４０は、本実施形態においては、ＣＣＤ（電荷結合素子）とレンズ系とを備えており、被写体の二次元像を一挙に取得する面撮像装置たるＣＣＤカメラとされている。ＣＣＤは、一平面上に多数の微小な受光素子を配列させたものであり、各受光素子の受光状態に応じた電気信号を発生させる。Ｆマークカメラ２４０に対応して照明装置２４２が配設されており、Ｆマークおよびその周辺を照明する。
【００３３】
Ｘ軸スライド１０６には、ちょうどＸ軸スライド１０６を移動させる２つのボールねじ１０４にそれぞれ対応する位置であって、フィーダ型電子部品供給装置２０とプリント配線板１２との間およびトレイ型電子部品供給装置２２とプリント配線板１２との間の位置にそれぞれ、撮像装置２４８が移動不能に取り付けられ、第二撮像装置を構成している。これら撮像装置２４８の構成は同じであり、一方の撮像装置２４８を代表的に説明する。
【００３４】
撮像装置２４８は、図４に示すように、電子部品８２を撮像する部品カメラ２５０および方向変換装置２５１を備え、方向変換装置２５１は、反射装置としての反射鏡２５２，２５４を有している。反射鏡２５２，２５４は、図示しないブラケットによりＸ軸スライド１０６の下部に固定されており、一方の反射鏡２５２は、保持装置１００のＹ軸方向の移動経路の真下において、吸着ノズル１８４の中心線を含む垂直面に対して約４５度傾斜させられ、それのＸ軸スライド１０６に近い側の端部が下方に位置する反射面２５６を有する。
【００３５】
それに対して他方の反射鏡２５４は、Ｘ軸スライド１０６を挟んだ反対側に反射鏡２５２の反射面２５６と垂直面に対して対称に傾斜し、Ｘ軸スライド１０６に近い側の端部が下方に位置する反射面２５８を有する。Ｘ軸スライド１０６の保持装置１００が設けられた側とは反対側であって、前記反射鏡２５４の反射面２５８に対向する位置において、吸着ノズル１８４に保持された電子部品を撮像する部品カメラ２５０が下向きに固定されている。したがって、保持装置１００が移動装置１３６によって移動させられ、Ｙ軸方向においてボールねじ１０４に対応する位置であって、反射鏡２５２上に位置する位置に至れば、部品カメラ２５０は電子部品を撮像することができる。撮像装置２４８は、Ｙ軸スライド１２２がＸ軸スライド１０６に対して移動する際における電子部品の移動軌跡上において、その電子部品の像を撮像可能な位置に配設されているのである。本実施形態において部品カメラ２５０は、前記Ｆカメラ２４０と同様に、面撮像装置であって、ＣＣＤカメラとされている。
【００３６】
反射鏡２５２の近傍には、図示は省略するが、紫外線照射装置が設けられ、吸着ノズル１８４の発光板２０６に向かって紫外線を照射するようにされている。発光板２０６は紫外線を吸収して可視光線を放射し、吸着ノズル１８４に吸着された電子部品を背後から照明し、部品カメラ２５０は発光板２０６を明るい背景として電子部品のシルエット像であって、回転軸線に平行な方向から見た電子部品の像を撮像する。本実施形態においては、発光板２０６および紫外線照射装置が照明装置を構成している。
【００３７】
ベース１０の２つのボールねじ１０４のうち、トレイ型部品供給装置２２と配線板支持装置２６との間に設けられたボールねじ１０４に対応する位置には、図１に示すように、コプラナリティ検出用カメラ２７０が図示しない支持部材により支持されて位置を固定して設けられ、第一撮像装置を構成している。本実施形態においてコプラナリティ検出用カメラ２７０は、ＣＣＤカメラにより構成され、多数の受光素子が一平面状に配列された撮像面２７２（図１４参照）を有し、電子部品の二次元像を一挙に撮像する面撮像装置とされている。
【００３８】
コプラナリティ検出用カメラ２７０は、図１および図４に示すように、Ｘ軸方向（トレイ型部品供給装置２２と配線板コンベヤ１４とが並ぶ方向と直角な方向）において部品供給装置２０，２２から外れた位置であって、部品吸着ノズル１８４により保持された電子部品８２に向かい、かつ、その光軸がＸ軸方向に平行であって、電子部品８２の本体９０の底面９６に対して、予め設定された角度、本実施形態においては６度、電子部品８２に接近するに従って、電子部品８２の上面９４から底面９６に向かう向きに傾斜する状態で配設されている。コプラナリティ検出用カメラ２７０は、Ｙ軸方向においては、撮像装置２４８と同じ位置に設けられているのである。
【００３９】
したがって、コプラナリティ検出用カメラ２７０は、電子部品８２がＹ軸方向において、トレイ型部品供給装置２２と配線板コンベヤ１４との間のボールねじ１０４に対応する位置に位置する状態では、電子部品８２のＸ軸方向の位置を問わず、電子部品８２を撮像することができる。コプラナリティ検出用カメラ２７０は、前記撮像装置２４８と同様に、Ｙ軸スライド１２２がＸ軸スライド１０６に対して移動する際における電子部品の移動軌跡上において、その電子部品の像を撮像可能な位置に設けられているのであり、本実施形態では、撮像装置２４８およびコプラナリティ検出用カメラ２７０は、同じ位置、すなわち配線板コンベヤ１４とトレイ型部品供給装置２２との間に設けられたボールねじ１０４の上方であって、そのボールねじ１０４に対応する位置に設けられた撮像装置２４８の反射鏡２５２の上方の位置に位置する電子部品を撮像可能な位置に設けられている。電子部品８２は、後述するように、トレイ型部品供給装置２２の部品供給位置からプリント配線板１２の部品装着個所へ最短の経路で移動させられ、その移動の途中において停止させられてコプラナリティ検出用カメラ２７０により撮像され、撮像位置は電子部品８２に応じて異なることとなるが、コプラナリティ検出用カメラ２７０の焦点は、撮像時における電子部品のＸ軸方向の位置に応じて合わされる。
【００４０】
Ｘ軸スライド１０６には、上下方向においてはＹ軸スライド１２２と撮像装置２４８の方向変換装置２５１との間の位置であり、吸着ノズル１８４により保持された電子部品８２に対してコプラナリティ検出用カメラ２７０とは反対側の位置であって、保持装置１００に保持された電子部品を間にしてコプラナリティ検出用カメラ２７０と対向する位置に平面光源２８０が固定され、背景形成装置たる光放射器を構成している。平面光源２８０は、多数の発光ダイオードが一平面状に並べられるとともに、拡散板によって光が拡散されるものとされ、あるいは多数の光ファイバーの各先端部が一平面状に並べられて成るものとされ、電子部品およびコプラナリティ検出カメラ２７０に向かって光を放射する。なお、図２においては、コプラナリティ検出用カメラ２７０の図示は省略されている。
【００４１】
本電子部品装着システムは、制御手段として、図１０に示す制御装置３００を備えている。制御装置３００は、ＰＵ３０２，ＲＯＭ３０４，ＲＡＭ３０６およびそれらを接続するバス３０８を有するコンピュータを主体とするものである。バス３０８には画像入力インタフェース３１２が接続され、前記Ｆマークカメラ２４０，部品カメラ２５０およびコプラナリティ検出用カメラ２７０が接続されている。バス３０８にはまた、サーボインタフェース３１４が接続され、Ｘ軸スライド駆動用モータ１１０等の各種アクチュエータが接続されている。Ｘ軸スライド駆動用モータ１１０等は駆動源たる電動モータの一種であり、本実施形態ではサーボモータとされているが、回転角度を制御可能なモータであれば採用可能であり、ステップモータ等を用いることもできる。
【００４２】
バス３０８にはまた、デジタル入力インタフェース３１８が接続され、前記エンコーダ１７０，１７６を始めとし、図示は省略するが、Ｘ軸スライド駆動用モータ１１０等、サーボモータの回転角度を検出するエンコーダが接続されている。バス３０８にはさらに、デジタル出力インタフェース３２０が接続され、配線板搬送用モータ３６，昇降用シリンダ５２等が接続されている。上記ＲＡＭ３０６には、図示を省略するメインルーチン，図１１ないし図１３にそれぞれフローチャートで表す電子部品装着ルーチン，コプラナリティ検出用撮像ルーチン等を始めとする種々の制御プログラムが記憶させられている。なお、接続の図示は図示は省略するが、制御装置３００は各種カメラを制御する。なお、図示は省略するが、モータ１１０等は駆動回路を介して駆動され、Ｆマークカメラ２４０等は制御回路を介して制御される。これら駆動回路および制御回路が前記コンピュータと共同して制御装置３００を構成している。
【００４３】
次に作動を説明する。
電子部品をプリント配線板１２に装着する装着作業の基本的な動作は、例えば、特許第２８２４３７８号公報に記載されているようによく知られており、簡単に説明し、本発明に関連の深い部分を詳細に説明する。
プリント配線板１２への電子部品８２の装着時には、プリント配線板１２は配線板コンベヤ１４によって搬入され、図示しない停止装置によって部品装着位置において停止させられる。停止後、クランプ部材４０および支持部材４２が上昇させられ、プリント配線板１２を下方から支持するとともにクランプする。
【００４４】
その状態でＦマークカメラ２４０が移動装置１３６によって移動させられ、プリント配線板１２に設けられた基準マーク（図示省略）を撮像する。そして、基準マークの撮像データが画像処理され、プリント配線板１２の位置誤差が検出されるとともに、複数の部品装着個所の各Ｘ軸，Ｙ軸方向における位置誤差ΔＸ′，ΔＹ′が算出される。
【００４５】
次いで、プリント配線板１２に電子部品８２等の電子部品（以下、電子部品と略称する）が装着される。電子部品の装着時には、保持装置１００は、Ｘ軸スライド１０６およびＹ軸スライド１２２の移動によりフィーダ型電子部品供給装置２０またはトレイ型電子部品供給装置２２の部品供給位置へ移動して電子部品を保持し、撮像により吸着ノズル１８４による電子部品の保持位置誤差が検出され、修正してプリント配線板１２に装着する。本実施形態においては、トレイ型部品供給装置２２により供給される電子部品８２については、更に、リード９２のコプラナリティが検査されるため、トレイ型部品供給装置２２により供給される電子部品８２のプリント配線板１２への装着を詳細に説明する。
【００４６】
電子部品８２がプリント配線板１２に装着される際、複数のリード９２の各先端部がそれぞれ、プリント配線板１２の被装着面２８に形成されたプリント回路上に置かれる。したがって、複数のリード９２のうち、上側、すなわち本体９０の上面９４側へ、あるいは下側、すなわち底面９６側へ大きく曲がったものがあれば、電子部品８２がプリント配線板１２上に置かれたとき、プリント回路に接触しないリード９２あるいは過剰に接触するリード９２が生ずる。そのため、リード９２のコプラナリティが検出され、電子部品８２をプリント配線板１２に装着してもよいか否かが検査される。
【００４７】
トレイ型部品供給装置２２により供給される電子部品８２のプリント配線板１２への装着を概略的に説明する。
保持装置１００は、移動装置１３６によりトレイ型部品供給装置２２へ移動させられ、吸着ノズル１８４が電子部品８２を負圧により吸着する。保持装置１００は電子部品８２の吸着後、プリント配線板１２へ移動させられる途中で、トレイ型部品供給装置２２と配線板コンベヤ１４との間に設けられた撮像装置２４８の反射鏡２５２上で停止させられ、まず、コプラナリティ検出用カメラ２７０により撮像される。
【００４８】
本実施形態において電子部品８２は本体９０が平面形状が正方形状を成し、辺を４つ有するとともに、全部の辺からそれぞれリード９２が複数ずつ突出させられている。したがって、１つの辺について撮像が行われる毎に電子部品８２が９０度ずつ回転させられ、４つの辺が順次、撮像回転位置に位置させられる。撮像回転位置は、辺が、電子部品８２の回転軸線よりコプラナリティ検出用カメラ２７０に近い位置において、Ｙ軸にほぼ平行となり、カメラ２７０の光軸とほぼ直交する状態となる位置である。４つの辺の全部についてそれぞれ、撮像が行われ、撮像後、全部のリード９２の像データが画像処理され、コプラナリティが検出される。
【００４９】
そして、検出された複数のリード９２のコプラナリティに基づいて電子部品８２の合否が判定される。複数のリード９２の先端部がほぼ一平面上に位置し、電子部品８２を全部のリード９２がプリント配線板１２にほぼ均一に接触した状態でプリント配線板１２に載置し、装着することができるか否かの判定が行われるのであり、合格であれば、電子部品８２は更に、部品カメラ２５０により撮像され、撮像データに基づいて吸着ノズル１８４による電子部品８２の保持位置誤差が検出される。本実施形態において保持位置誤差には、電子部品８２の保持装置１００に対する上面９４に平行な方向の位置ずれおよび回転軸線まわりの位置誤差である回転位置誤差が含まれる。これらずれは電子部品８２がプリント配線板１２に装着されるまでの間に修正され、電子部品は正規の姿勢でプリント配線板１２の正規の部品装着個所に装着される。それに対し、リード９２のコプラナリティが、電子部品８２をプリント配線板１２に装着することができないほど悪ければ、その電子部品８２は不合格となり、プリント配線板１２に装着されず、排出される。
【００５０】
フローチャートに基づいて詳細に説明する。
図１１に示す電子部品装着ルーチンにおいてはまず、ステップ０（以下、Ｓ０と記載する。他のステップについても同じ。）において、Ｆ３フラグがＯＮにセットされているか否かの判定が行われる。Ｆ３フラグはＯＮにセットされることにより、電子部品８２が吸着ノズル１８４により吸着されたことを記憶する。Ｆ３フラグはメインルーチンの初期設定等においてＯＦＦにリセットされており、Ｓ０の判定はＮＯになってＳ１が実行され、吸着ノズル１８４による電子部品８２の吸着が行われる。保持装置１００が移動装置１３６により移動させられ、吸着ノズル１８４は部品トレイ７６に収容された多数の電子部品８２のうち、吸着すべき電子部品８２上へ移動させられる。そして、吸着ノズル１８４が昇降装置１４４により下降させられ、吸着管１９２が電子部品８２に接触させられるとともに、吸着ノズル１８４に負圧が供給されて電子部品８２を上面９４側から吸着する。その後、吸着ノズル１８４が上昇させられて電子部品８２が部品トレイ７６から取り出され、吸着ノズル１８４が移動装置１３６によりプリント配線板１２へ移動させられるが、移動の途中で停止させられ、電子部品８２の撮像が行われる。
【００５１】
電子部品８２を保持した保持装置１００は、吸着した電子部品８２が収容されていた部品収容凹部８０と、プリント配線板１２の部品装着個所とを結ぶ直線に沿って部品装着個所へ移動させられるのであるが、この際、Ｘ軸スライド１０６の部品供給位置、すなわち部品収容凹部８０と部品装着個所との間の位置に固定されている反射鏡２５２上を通過する。
【００５２】
部品供給位置および部品装着個所がトレイ型部品供給装置２２およびプリント配線板１２のいずれの位置にあっても、保持装置１００が部品供給位置から部品装着個所へ移動するためには必ず、Ｘ軸スライド１０６上をＹ軸方向へ移動してトレイ型部品供給装置２２とプリント配線板１２との間の部分を通る。したがって、保持装置１００は、Ｘ軸スライド１０６のトレイ型部品供給装置２２とプリント配線板１２との間であって、部品供給位置と部品装着個所との間に位置する部分に固定されている反射鏡２５２上であって、Ｙ軸方向において撮像装置２４８と同じ位置に設けられたコプラナリティ検出用カメラ２７０により撮像可能な位置を必ず通り、Ｓ２が実行され、コプラナリティ検出用カメラ２７０による電子部品８２の撮像が行われる。このように電子部品８２は移動途中で必ず反射鏡２５２上を通り、コプラナリティ検出用カメラ２７０により撮像可能な位置を通るため、本実施形態では、部品供給位置から部品装着個所まで、移動装置１３６により実現可能な最も短い距離で移動させられる。
【００５３】
そして、保持装置１００は、吸着ノズル１８４に保持された電子部品８２が反射鏡２５２の真上に位置する状態で停止させられ、まず、コプラナリティ検出用カメラ２７０によって電子部品８２が撮像される。カメラ２７０による電子部品８２の撮像を図１２に示すコプラナリティ検出用撮像ルーチンに基づいて説明する。
【００５４】
コプラナリティ検出用撮像ルーチンのＳ２１においては、Ｆ１フラグがＯＮにセットされているか否かが判定される。Ｆ１フラグは、ＯＮにセットされることにより、電子部品８２のリード９２が突出させられた辺の数であって、電子部品８２について行われる撮像の回数を数えるカウンタのカウント値Ｃが１にセットされたこと等を記憶する。これらＦ１フラグ，カウンタ，後述するＦ２フラグおよび前記Ｆ３フラグは、図示は省略するが、ＲＡＭ３０６に設けられている。Ｆ１フラグはメインルーチンの初期設定等においてＯＦＦにリセットされており、Ｓ２１の判定はＮＯになってＳ２２が実行され、カウント値Ｃが１にセットされるとともに、Ｆ１フラグおよびＦ３フラグがＯＮにセットされる。
【００５５】
次いでＳ２３が実行され、電子部品８２のリード９２が突出させられた辺が、前記撮像回転位置に位置するようにされる。電子部品８２は、全部の辺からリード９２が突出させられており、吸着後、検出位置に至ったとき、電子部品８２を回転させなくても、リード９２が突出させられた辺が撮像回転位置にある。そのため、電子部品８２の場合、Ｓ２３では回転させられない。
【００５６】
例えば、電子部品が、複数の辺を有するが、そのうちの一部の辺からのみリードが突出させられている場合、電子部品が反射鏡２５２上へ至ったとき、リードが突出させられた辺が撮像回転位置にない場合があり、その場合には、Ｓ２３において電子部品が回転させられて、リードが突出させられた辺が撮像回転位置に位置させられるのである。Ｓ２３において電子部品を回転させるか否かは、部品トレイ７６に収容された状態での電子部品の回転位置およびリードが突出させられた辺等からわかる。
【００５７】
次いでＳ２４が実行されてコプラナリティ検出用カメラ２７０により電子部品８２が撮像され、図１４に示すように、平面光源２８０が放つ光により形成される明るい背景の像の中に、吸着管１９２，本体９０およびリード９２の投影像であって、暗い像が形成される。コプラナリティ検出用カメラ２７０は、前述のように、光軸が本体９０の底面９６に対して、上面９４から底面９６に向かう向きに傾斜させられており、撮像回転位置に位置する辺から突出させられた複数のリード９２の各々について、本体９０やリード９２の基端部側の部分と重なることなく、リード９２の先端部の像が形成されるのであり、また、平面光源２８０がコプラナリティ検出用カメラ２７０とは反対側から電子部品８２およびカメラ２７０に対して光を放射しており、背景が明るいのに対し、暗く、明るさのコントラストの大きいリード９２の像が形成される。さらに、撮像回転位置に位置する辺とは反対側に位置する辺から突出させられたリード９２が撮像されることがない。なお、本実施形態では、理解を容易にするために、リード９２等の撮像により得られる像についても、リード９２等と同じ符号を付すこととする。
【００５８】
撮像後、Ｓ２５が実行され、撮像が終了であるか否かが判定される。この判定は、本実施形態においては、電子部品８２のリード９２が突出させられた辺の数に等しい回数、撮像が行われたか否かにより為される。撮像回数はカウンタにより数えられ、電子部品８２の場合、カウント値Ｃが４になったか否かが判定される。電子部品のリードが突出させられた辺の数，各辺を撮像回転位置に位置させるために必要な間欠回転角度および装着時における電子部品の姿勢（軸線まわりの位置）等は、電子部品の種類と対応付けてＲＡＭ３０６に記憶されている。
【００５９】
Ｓ２５の判定は、撮像が電子部品８２のリード９２が突出させられた辺の数に等しい回数、行われるまでＮＯであり、Ｓ２６が実行されてカウント値Ｃが１増加させられる。次いでＳ２７が実行され、電子部品８２が回転させられて、次にリード９２が撮像される辺が撮像回転位置に位置させられる。
【００６０】
本実施形態において電子部品８２の本体９０は平面形状が正方形状を成し、４つの辺を有する。したがって、１つの辺に設けられたリード９２の撮像が終了したならば、電子部品８２は回転装置１４６により９０度ずつ回転させられて、隣接する辺に設けられた複数のリード９２が撮像されるようにされる。
【００６１】
電子部品８２のリード９２が突出させられた辺の数に等しい回数、撮像が行われるまで、Ｓ２１，Ｓ２４〜Ｓ２７が繰り返し実行される。Ｆ３フラグがＯＮにセットされているため、電子部品装着ルーチンのＳ０の判定はインタフェースになり、Ｓ１がスキップされ、電子部品８２の吸着は行われず、Ｓ２が実行される。また、電子部品装着ルーチンのＳ３においては、Ｆ２フラグがＯＮにセットされているか否かにより、コプラナリティ検出用カメラ２７０による電子部品８２の撮像が終了したか否かが判定されるが、撮像が終了していない状態では、Ｓ３の判定はＮＯになってルーチンの実行は終了する。
【００６２】
コプラナリティ検出用カメラ２７０による撮像が、リード９２が突出させられた辺の数に等しい回数、行われれば、Ｓ２５の判定がＹＥＳになってＳ２８が実行され、カウンタのカウント値Ｃが０にリセットされるとともに、Ｆ２フラグがＯＮにセットされてルーチンの実行は終了する。Ｆ２フラグは、ＯＮにセットされることにより、コプラナリティ検出用カメラ２７０による電子部品８２の撮像が終了したことを記憶する。
【００６３】
そのため、コプラナリティ検出用カメラ２７０による電子部品８２の撮像が終了すれば、Ｓ３の判定がＹＥＳになってＳ４が実行され、撮像により得られた全部のリード９２の撮像データが画像処理される。本実施形態においては、画像処理により、撮像面２７２に形成されたリード９２の像の長さ、すなわち本体９０の像から突出した部分の長さが求められる。画像処理は、例えば、特開平８−１８０１９１号公報に記載されているように、パターンマッチングの手法により行われる。
【００６４】
画像処理後、Ｓ５が実行され、電子部品８２の合否の判定が行われる。この判定は、本実施形態においては、４辺の各々について、複数のリード９２の各像の長さに対する外れが最も小さくなる直線である回帰直線が最小二乗法等により求められ、回帰直線に対するリード９２の像の外れが設定値以内であるか否かにより行われる。なお、同じ辺から突出させられた複数のリード９２の間隔に誤差はなく、等間隔であることとする。
【００６５】
リード９２が、本体９０の上面９４側へ、すなわち上方へ曲がっていれば、図１４に示すように、リード９２の像の長さは短くなり、底面９６側へ、すなわち下方へ曲がっていれば、リード９２の像の長さは長くなる。リード９２が上方へ曲がっている場合に、リード９２の外れ量が許容される量であるか否かを判定するための判定値ΔＬ１と、下方へ曲がっている場合に外れ量が許容される量であるか否かを判定するための判定値ΔＬ２とは、本実施形態においては等しくされている。また、コプラナリティ検出用カメラ２７０は傾斜して設けられており、その分、リード９２の像の長さが長くなり、それを考慮して判定値ΔＬ１，ΔＬ２は設定されている。
【００６６】
電子部品８２の４つの辺のうち、任意の１辺から順に、複数のリード９２の像の各々について、回帰直線に対する外れ量，方向が求められるとともに、判定値と比較され、リード９２が上下いずれの方向へ曲がっていても、１つでも外れ量が判定値を超えるリード９２があれば、以後、残りのリード９２についての判定は行われず、その電子部品８２はコプラナリティが悪く、プリント配線板１２への装着に不適切であって不合格とされる。
【００６７】
全部のリード９２について外れ量が判定値以内であれば、更に、４つの辺にそれぞれ設けられた複数ずつのリード９２により構成されるリード群同士の平面度について、電子部品８２が合格であるか否かの判定が行われる。電子部品８２をプリント配線板１２に装着する場合、本体９０が、プリント配線板１２に被装着面２８に対して多少傾いても、リード９２がプリント配線板１２上にほぼ均等に載置されれば、回路の接続が良好に為されるからである。この判定は、本実施形態では、４辺の各々において求められたリード９２の像の長さについての回帰直線について、それら回帰直線に対する外れが最小の仮想平面を求め、その面に対する回帰直線の外れ量および方向を求めて判定値と比較することにより行われる。この判定値も、ずれの方向によって２つ設定されるが、本実施形態では同じ大きさとされている。全部の回帰直線の外れ量がいずれも設定範囲内であり、判定値以下であれば、電子部品８２は、リード全体の平面度についても合格とされる。それに対し、１つでも設定範囲から外れる回帰直線があれば、不合格とされる。
【００６８】
リード各々および全体のコプラナリティがいずれも良好であり、電子部品８２が合格であれば、Ｓ５の判定はＹＥＳになってＳ６が実行され、電子部品８２の姿勢を変更するか否かが判定される。コプラナリティ検出用の撮像終了時における電子部品８２の回転位置と、装着時の電子部品８２の回転位置（姿勢）とが同じであるか否かが判定されるのである。
【００６９】
コプラナリティ検出用の撮像が終了した状態での電子部品８２の姿勢が装着時の姿勢と同じであれば、姿勢変更は不要であり、Ｓ６の判定はＮＯになってＳ８が実行される。それに対し、コプラナリティ検出用の撮像が終了した状態での電子部品８２の姿勢が装着時の姿勢とは異なる場合には、Ｓ６の判定がＹＥＳになってＳ７が実行され、吸着ノズル１８４が回転装置１４６により回転させられ、電子部品８２がその回転軸線まわりに回転させられて、その姿勢が装着時の姿勢に変更される。
【００７０】
例えば、電子部品８２を、吸着時とは異なる姿勢でプリント配線板１２に装着する場合、コプラナリティ検出のための撮像終了時の姿勢が装着時の姿勢と同じになっていれば、姿勢変更の必要はなく、Ｓ６の判定はＮＯになり、異なっていれば、Ｓ６の判定がＹＥＳになって、Ｓ７が実行され、電子部品８２の姿勢が装着時の姿勢とされる。
【００７１】
また、電子部品８２を吸着時と同じ姿勢でプリント配線板１２に装着する場合でも、コプラナリティ検出のための回転により、電子部品８２の姿勢が吸着時、すなわち装着時の姿勢と異なっていれば、Ｓ６の判定がＹＥＳになって、Ｓ７が実行され、電子部品８２の姿勢が吸着時（装着時）の姿勢に戻される。
【００７２】
そして、Ｓ８が実行され、電子部品８２が部品カメラ２５０により撮像される。発光板２０６を明るい背景とする電子部品８２のシルエット像を形成する光は、反射面２５６により水平方向に反射された後、反射面２５８により上方へ反射されて部品カメラ２５０の撮像面に入光し、その像形成光により電子部品８２のシルエット像が部品カメラ２５０により撮像される。
【００７３】
撮像後、Ｓ９が実行され、吸着ノズル１８４による電子部品８２の保持位置誤差が求められる。撮像された像のデータが画像処理されるとともに、保持位置誤差のない正規の像のデータと比較され、位置ずれΔＸ，ΔＹおよび回転位置誤差Δθが算出されるのである。
【００７４】
上述の処理と並行して、装着ヘッド６０がプリント配線板１２の部品装着個所上へ移動させられる。そして、Ｓ１０が実行され、吸着ノズル１８４が下降させられて電子部品８２を被装着面２８の部品装着個所に装着する。また、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３フラグのリセット等の終了処理が行われる。電子部品８２が部品装着個所へ移動させられる際、保持装置１００の移動距離が修正され、電子部品８２の位置ずれΔＸ，ΔＹおよびプリント配線板１２の部品装着個所の水平位置誤差ΔＸ′，ΔＹ′が修正されるとともに、電子部品８２が回転させられて回転位置誤差Δθが修正され、電子部品８２はプリント配線板１２の部品装着個所に正しい姿勢で装着される。
【００７５】
装着時には、保持装置１００が昇降装置１４４により下降させられ、吸着ノズル１８４がホルダ１８６と共に下降して電子部品８２のリード９２がプリント配線板１２に当接させられる。リード９２のコプラナリティが検出され、合格した電子部品８２であり、全部のリード９２がプリント配線板１２に形成された回路上にほぼ均一に接触した状態で載置される。ホルダ１８６はこの状態から更に小距離下降させられるのであるが、この下降はホルダ１８６がスプリング１９８を圧縮しつつ吸着ノズル１８４に対して移動することにより許容され、電子部品８２がスプリング１９８の付勢によりプリント配線板１２に押し付けられる。
【００７６】
このようにホルダ１８６と吸着ノズル１８４とが相対移動するとき、ホルダ１８６の上端部に設けられたフレーム２１２と吸着ノズル１８４のスリーブ１９０上に載ったパイプ２１０とが相対移動し、ドグ２２２が光電スイッチ２２６の発光器が発する光を反射し、光電スイッチ２２６が発する信号がＯＦＦ信号からＯＮ信号に変わり、相対移動の開始が検出される。
【００７７】
電子部品８２をプリント配線板１２に押し付ける押付荷重は、吸着ノズル１８４とホルダ１８６との相対移動距離が大きいほど大きくなるが、本実施形態においては、電子部品の種類に関係なく、電子部品をプリント配線板１２に押し付ける押付荷重は一定とされている。そのため、吸着ノズル１８４とホルダ１８６との相対移動距離、すなわちスプリング１９８の圧縮量は一定とされており、相対移動開始の検出後、ノズル昇降用モータ１６４は、その設定された相対移動距離が得られる角度、回転させられる。設定された相対移動距離を得るのに必要なノズル昇降用モータ１６４の回転角度は予め設定されており、エンコーダ１７０により検出されるモータ１６４の回転角度が設定された大きさになるまでノズル昇降用モータ１６４が駆動される。ホルダ１８６は、設定された押付荷重が得られるれた量だけ下降させられるのであり、電子部品８２は所定の押付け力でプリント基板９６に押し付けられる。その後、吸着ノズル１８４が正圧源に連通させられ、電子部品８２を解放し、１個の電子部品８２の装着が終了し、吸着ノズル１８４は次に装着する電子部品を吸着すべく、上昇させられるとともに移動させられる。
【００７８】
以上、リード９２のコプラナリティが良好であり、電子部品８２が合格である場合を説明したが、不合格の場合には、Ｓ５の判定がＮＯになってＳ１１が実行され、電子部品８２が排出される。本実施形態では、図示は省略するが、ベース１０上に設けられた排出コンベヤに排出される。排出コンベヤは、保持装置１００の移動可能領域内の位置であって、予め定められた放棄位置たる排出位置に設けられており、保持装置１００は排出コンベヤ上へ移動させられ、吸着ノズル１８４が下降させられて電子部品８２を排出コンベヤ上に載置し、解放する。
【００７９】
電子部品８２が部品トレイ７６の部品収容凹部８０に収容される場合であっても、電子部品８２がコプラナリティの検出に支障が生ずるほど傾くことがある。例えば、部品収容凹部８０の大きさが電子部品８２の種類，寸法等に合っておらず、過大であれば、電子部品８２が部品収容凹部８０内において大きく回転してしまうことがあるのである。そのような場合には、電子部品８２の吸着後、コプラナリティの検出に先立って電子部品８２の傾きを検査する予備検査を行う。
【００８０】
予備検査が必要であるか否かは、例えば、装着される電子部品８２の種類等により得られる電子部品８２の収容状態からわかり、その場合には、図１３にフローチャートで表す電子部品装着ルーチンが実行される。そして、Ｓ３１において電子部品８２の吸着が行われた後、Ｓ３２が実行され、予備検査が行われる。コプラナリティの検出等のために電子部品８２が反射鏡２５２上で停止させられた後、コプラナリティ検出用カメラ２７０による撮像に先立って部品カメラ２５０により電子部品８２が撮像されるのである。そして、電子部品８２の撮像データに基づいて画像処理が行われ、電子部品８２の傾きが演算されるとともに、電子部品８２が回転させられ、傾きが修正されてコプラナリティの検出に支障がないようにされる。その後、Ｓ３３以下のステップが前記Ｓ２以下のステップと同様に実行される。
【００８１】
なお、フィーダ型部品供給装置２０により供給される電子部品のプリント配線板１２への装着は、コプラナリティの検出が行われないことを除いて、トレイ型部品供給装置２２により供給される電子部品８２のプリント配線板１２への装着と同様に行われる。図示は省略するが、図１０に示す電子部品装着ルーチンのＳ０，Ｓ１，Ｓ６〜Ｓ１０を含むステップを含んで構成される電子部品装着ルーチンが実行され、電子部品がプリント配線板１２に装着される。
【００８２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、制御装置３００のＳ５およびＳ３６を実行する部分が合否判定部を構成している。また、制御装置３００のＳ４，Ｓ３５を実行する部分が第一画像処理部を構成し、Ｓ９，Ｓ４０を実行する部分が第二画像処理部を構成し、これらが画像処理装置を構成している。さらに、制御装置３００のＳ２，Ｓ３３およびＳ６ないしＳ８，Ｓ３７〜Ｓ３９を実行する部分が撮像制御部を構成し、Ｓ１１，Ｓ４２を実行する部分がコプラナリティ利用手段たる放棄制御手段を構成している。また、制御装置３００のＳ３２を実行する部分が予備検査部および傾き修正部を構成している。
【００８３】
上記実施形態において、電子部品をプリント配線板に押し付ける押付荷重は、電子部品の種類が異なっても一定とされていたが、電子部品の種類に応じて異ならせてもよい。例えば、リードの数，剛性等に応じて異ならせるのである。１３また、リードのコプラナリティの度合いに応じて押付荷重を変えてもよい。
【００８４】
リードのコプラナリティの度合いに応じて押付荷重を変更する場合を簡単に説明する。
リードのコプラナリティが、電子部品のプリント配線板への装着に支障がない程度の度合いであっても、例えば、上方へ曲がったリードがあれば、そのリードをプリント配線板に接触させるためには、上方への曲がりがない場合あるいはリードが下方へのみ曲がっている場合に比較して押付荷重を大きくし、リード９２が確実にプリント配線板１２に形成された回路に接触するようにすることが望ましい。そのため、リードのコプラナリティを検出し、電子部品が合格であれば、リードの像のずれ量および方向に基づいて押付荷重を設定する。
【００８５】
押付荷重は、リード９２が上側にのみ曲がっているのであれば、曲がっていない場合に比較して大きくされる。押付荷重は、例えば、曲がり量（基準に対するずれ量）の最大値に基づいて設定してもよく、曲がり量の平均に基づいて設定してもよい。押付荷重の変更量は、リード９２の曲がり量に比例して設定してもよく、段階的に設定してもよい。また、下側に曲がっているリード９２があれば、押付荷重を大きくすれば、そのリード９２がプリント配線板１２に過剰に押し付けられることとなるため、リード９２の下側への曲がりも考慮し、押付荷重の増加量を減らしてもよい。リード９２が下側のみに曲がっているのであれば、押付荷重を小さくしてもよく、変更しなくてもよい。
【００８６】
押付荷重は、例えば、上記実施形態の部品装着装置１８におけるように、電子部品８２がリード９２においてプリント配線板１２に当接した後、吸着ノズル１８４がスプリング１９８を圧縮しつつホルダ１８６に対して移動する相対移動距離の大きさによって変えることができる。したがって、押付荷重が決定されたならば、例えば、前記特開平４−３７２１９９号公報に記載されているように、得るべき押付荷重，スプリング１９８のセット荷重，ばね定数，吸着ノズル１８４とホルダ１８６とが相対移動を開始するまでの相対移動距離等に基づいて、相対移動開始後の移動距離が演算され、その移動に必要なノズル昇降用モータ１６４の回転角度が算出される。この演算は、例えば、コプラナリティの検出後、電子部品がプリント配線板１２に装着されるまでの間に行われ、リード９２の曲がりに応じて変更された押付荷重で電子部品８２がプリント配線板１２に押し付けられ、装着される。コンピュータのコプラナリティに基づいて押付荷重を設定する部分が押付荷重設定部を構成し、吸着ノズル１８４とホルダ１８６との相対移動の開始を検出する前記相対移動開始検出装置と、コンピュータの相対移動の開始検出および設定された押付荷重に基づいて昇降用モータ１６４を制御する制御部とともに、押付荷重制御装置ないし押付荷重変更装置を構成している。
【００８７】
また、上記実施形態においてコプラナリティに基づく電子部品の合否の判定値は、リードが上に曲がっている場合と下に曲がっている場合とで同じにされていたが、異ならせてもよい。その場合、上に曲がっている場合の判定値を、下に曲がっている場合の判定値より小さくすることが望ましい。リードが下側に曲がっている場合には、その曲がったリードをプリント配線板に押し付ける押付荷重が曲がりがない場合より大きくなるが、プリント配線板１２に接触させ、回路に接続することができ、曲がりが大きくても支障がないことが多いが、リードが上側に曲がっている場合には、曲がりが大きければ、プリント配線板１２に接触せず、接続不良を生ずる恐れがあるからである。
【００８８】
さらに、上記実施形態においてコプラナリティに基づく電子部品の合否の判定は、まず、辺毎にリードの外れ量を判定値と比較し、外れ量が判定値を超えるリードがなければ、辺同士においてリードのコプラナリティの度合いが検査されるようにされていたが、これらの判定を同時に行ってもよい。全部のリードを撮像した後、それらリードの像に基づいて、全部のリードに対する外れが最も小さい仮想平面を求め、全部のリードについて、仮想平面に対する外れが設定値以内であるか否かを判定するのである。
【００８９】
また、フィーダ式部品供給装置２０により供給されるリード付きの電子部品についてもリードのコプラナリティを検出するようにしてもよい。ベース１０のフィーダ式部品供給装置２０と配線板コンベヤ１４との間に設けられたボールねじ１０４に対応する部分にコプラナリティ検出用カメラ２７０を設けるとともに、Ｘ軸スライド１０６にコプラナリティ検出用カメラ２７０と対向して平面光源２８０を設けるのである。このようにすれば、フィーダ式部品供給装置２０により供給される電子部品についてリードのコプラナリティを検出する場合、短い処理時間で検出することができる。フィーダ式部品供給装置２０により電子部品を供給する場合でも、例えば、電子部品がテーピング電子部品の状態で供給されるのであれば、電子部品は、キャリヤテープに形成された部品収容凹部にほぼ位置決めされて収容されている。そのため、電子部品が大きく傾くことがなく、部品装着装置１８は電子部品のほぼ中央を保持し、正しい回転姿勢で取り出すことができ、予備検査を行うことなく、電子部品を撮像してコプラナリティを検出することができる。必要であれば、予備検査を行ってもよい。
【００９０】
あるいは、コプラナリティ検出用カメラおよび背景形成装置を１組のみ設け、複数の部品供給装置により供給される電子部品のリードのコプラナリティの検出に共用するようにしてもよい。例えば、トレイ型部品供給装置２２と配線板コンベヤ１４との間に設けられたコプラナリティ検出用カメラ２７０およびそのカメラ２７０に対向して設けられた平面光源２８０を、部品供給装置２０，２２に共用とする。保持装置１００がフィーダ式部品供給装置２０から電子部品を取り出した後、プリント配線板１２に装着する前に、Ｙ軸方向においてコプラナリティ検出用カメラ２７０が設けられた位置へ移動させ、電子部品をカメラ２７０に撮像させ、コプラナリティが検出されるようにするのである。共用のコプラナリティ用検出用カメラおよび平面光源は、２つの部品供給装置の真中の位置に設けてもよい。
【００９１】
また、上記実施形態において電子部品８２は、トレイ型部品供給装置２２からプリント配線板１２に移動する最短経路の途中で停止させられ、コプラナリティ検出用カメラ２７０により撮像され、撮像位置が電子部品８２が異なっていたが、Ｘ軸方向に平行な方向において予め設定された撮像位置においてコプラナリティ検出用カメラ２７０により撮像されるようにしてもよい。例えば、部品トレイ７８のＸ軸方向に平行な方向の辺の中央に対応する位置を撮像位置とする。この場合には、カメラ２７０の焦点は、一定とされる。撮像位置を一定の位置に設定すれば、電子部品８２によっては、コプラナリティの検出のために撮像位置へ移動すべく、移動距離が長くなることもあるが、コプラナリティ検出用カメラ２７０は、Ｙ軸方向においては、保持装置１００がトレイ型部品供給装置２２からプリント配線板１２へ移動する経路の途中にあり、移動距離の増大が小さく抑えられる。
【００９２】
さらに、上記実施形態においてコプラナリティ検出用カメラ２７０は、ベース１０に移動不能に取り付けられていたが、Ｘ軸スライド１０６に移動不能に設けてもよい。
【００９３】
さらにまた、第一，第二撮像装置は面撮像装置に限らず、ラインセンサにより構成してもよい。ラインセンサは、一直線状に並べられた多数の撮像素子を有し、被写体とを相対移動させつつ、繰り返し撮像を行うことによって二次元像が得られる。第一撮像装置をラインセンサにより構成する場合、例えば、ラインセンサを多数の撮像素子が、電子部品の上面と交差する方向において一直線状に並ぶ状態で設け、ラインセンサと電子部品とを、電子部品の上面に平行な方向に相対移動させてもよく、あるいは撮像素子を、電子部品の上面と平行な方向において一直線状に並ぶ状態で設け、ラインセンサと電子部品とを、電子部品の上面と直角な方向に相対移動させてもよい。光軸を電子部品の本体の底面に対して傾斜させることは、面撮像装置の場合と同じである。
【００９４】
また、上記実施形態において撮像装置２４８および平面光源２８０はＸ軸スライド１０６に設けられ、保持装置１００が部品供給装置２２からプリント配線板１２へ移動する最短経路の途中で撮像が行われるようにされていたが、これは不可欠ではなく、例えば、ベースの保持装置の移動可能領域のいずれかに位置を固定して設けてもよい。
【００９５】
さらに、電子部品が複数の辺からリードが側方へ突出させられたものである場合、各辺毎のリードの数は異なっていてもよく、長さも互いに異なっていてもよい。また、本体の平面形状は矩形でもよい。
【００９６】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である電子部品装着システムを示す平面図である。
【図２】上記電子部品装着システムを示す側面図である。
【図３】上記電子部品装着システムの部品装着装置を示す側面図である。
【図４】上記部品装着装置を示す正面図（一部断面）である。
【図５】上記電子部品装着システムの配線板支持装置を概略的に示す側面図（一部断面）である。
【図６】上記電子部品装着システムのトレイ型部品供給装置の部品トレイの一部を示す正面図（一部断面）である。
【図７】上記部品トレイに収容された電子部品を示す平面図である。
【図８】上記部品装着装置の部品装着ユニットを示す側面図（一部断面）である。
【図９】上記部品装着ユニットの保持装置を示す側面断面図である。
【図１０】上記電子部品装着システムの制御装置を概略的に示すブロック図である。
【図１１】上記制御装置のコンピュータのＲＡＭに記憶された電子部品装着ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】上記コンピュータのＲＡＭに記憶されたコプラナリティ検出用撮像ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】上記制御装置のコンピュータのＲＡＭに記憶された別の態様の電子部品装着ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】コプラナリティ検出用カメラにより撮像された電子部品の像を示す図である。
【符号の説明】
１２：プリント配線板    １４：配線板コンベヤ    １８：部品装着装置    ２０，２２：部品供給装置    ２６：配線板支持装置    ８２：電子部品    ９０：本体    ９２：リード    ９４：上面    ９６：底面    １００：保持装置  １０６：Ｘ軸スライド    １１６：Ｘ軸スライド移動装置    １２２：Ｙ軸スライド    １３４：Ｙ軸スライド移動装置    １３６：移動装置    １４４：昇降装置    １４６：回転装置    １８４：吸着ノズル    ２４８：撮像装置    ２５０：部品カメラ    ２５１：方向変換装置    ２７０：コプラナリティ検出用カメラ    ２８０：平面光源    ３００：制御装置
【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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