(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の部品を一度に保持し、保持する部品を順次基板に装着するマルチ装着ヘッドを備える部品実装機を対象とする部品実装方法であって、
前記マルチ装着ヘッドによる部品の吸着、移動、装着という一連の動作の繰り返しにおける１回分の一連動作をタスクとした場合に、
実装動作情報を取得する実装動作情報取得ステップと、
前記実装動作情報取得ステップにより得られる実装動作情報に基づき実装が正常にできたか否かを判定する実装判定ステップと、
前記実装判定ステップで実装異常と判定された場合に、実装異常が発生したタスクの次のタスクが開始するまでに実装異常となった部品を再実装するリカバリステップと
を含み、
前記リカバリステップでは、前記実装判定ステップにおいて１回のタスク内で複数回の実装異常が判定された場合に、実装異常が発生したタスクの終了後に実装異常となった複数の部品を一度に保持し再実装する実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は部品を基板に実装する部品実装機に適用される実装方法などに関し、特に、実装中の基板に発生する欠品等の実装異常に対するリカバリ処理が含まれる実装方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
部品実装機における電子部品の吸着、移動、装着という一連の動作中に、部品供給部から電子部品が取り出されない場合や、部品供給部から電子部品の装着位置までの移動中に保持した電子部品を落としてしまうなど、基板上に必要な電子部品が装着されない、いわゆる欠品や、電子部品の上面を吸着ノズルで正しく吸着できずに電子部品を立った状態もしくは斜めになった状態で吸着してしまう、いわゆる立ち吸着などの実装エラーがある確率で発生する。
【０００３】
従来、このような実装エラーが発生した場合、部品実装機を停止させずに実装エラーをリカバリするため、ひとまず実装エラーを無視して実装を継続して行い、実装プログラムの最終部品の実装が終了した後、実装エラーが発生した電子部品の実装を再度実行するようにしている。
【０００４】
しかしながら、電子機器の小型化に伴い、回路基板の小型化、高機能化が求められ、回路基板上の部品実装の高密度化、すなわち、基板上に実装される電子部品同士の間隔が非常に狭い場合があるため、一連の実装作業を終えた後に実装エラーが発生した電子部品の再実装を行おうとすると、既に装着されている電子部品と再実装する電子部品を保持するノズルの先端とが干渉して実装エラーをリカバリすることができない場合がある。
【０００５】
そこで、実装する電子部品を高さのグループに分けるとともに高さの低い電子部品から順に電子部品を実装し、実装エラーが発生した高さのグループが終了後、次の高さのグループの電子部品を実装する前に実装エラーをリカバリする技術が開示されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特許第３０４３４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、最近の部品実装機においては、部品実装機自体のコンパクト化、面積生産性向上のため、複数の電子部品を吸着保持することのできるマルチ装着ヘッドを採用するモジュラー式の部品実装機が普及するようになっている。このモジュラー式の部品実装機は、マルチ装着ヘッドで複数の電子部品を保持した後、一度にこれらの電子部品を基板上方にまで搬送し、その後、マルチ装着ヘッドを基板上方で移動させて電子部品を順次装着するため、前記のような電子部品の高さでグルーピングを行い高さグループ毎にリカバリを行う方法は、適用性に欠けるものとなっている。
【０００７】
すなわち、このようなモジュラー式の部品実装機では、前記マルチ装着ヘッドによる部品の吸着、移動、装着という一連の動作の繰り返しにおける１回分の一連動作、もしくは、１回分の一連動作によって移載される部品群をタスクとして管理している。そして、マルチ装着ヘッドの移動回数（タスク数）が最小になるようなタスクを生成して実装順序を決定している。
【０００８】
従って、実装エラーが発生すると、せっかくマルチ装着ヘッドの移動回数が最小になるようにタスクが決定されていても、リカバリによるマルチ装着ヘッドの移動回数が増えることなどにより、次以降のタスクの状態が崩れてしまう可能性があり、実装時間ロスが大きくなる。
【０００９】
そして、タスク内で発生した実装エラーについては、その影響（タクトロス）をそのタスク内だけに抑えて、次以降のタスクへ影響させないようにすることが肝要である。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、モジュラー式の部品実装機に好適な、実装エラーのリカバリが行える実装方法などの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明にかかる実装方法は、複数個の部品を一度に保持し、保持する部品を順次基板に装着するマルチ装着ヘッドを備える部品実装機を対象とする部品実装方法であって、前記マルチ装着ヘッドによる部品の吸着、移動、装着という一連の動作の繰り返しにおける１回分の一連動作をタスクとした場合に、実装動作情報を取得する実装動作情報取得ステップと、前記実装動作情報取得ステップにより得られる実装動作情報に基づき実装が正常にできたか否かを判定する実装判定ステップと、前記実装判定ステップで実装異常と判定された場合に、実装異常が発生したタスクの次のタスクが開始するまでに実装異常となった部品を再実装するリカバリステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
この方法は、マルチ装着ヘッドを備えるモジュラー式の部品実装機に好適なリカバリ処理を含む実装方法である。
【００１３】
なお、本明細書、特許請求の範囲において「実装動作情報」とは、装着された部品の状態、及び、装着されるべき部品がなかった状態、ノズル先端の状態をも含む概念で記載されている。
【００１４】
また、「部品の装着状態」または単に「装着状態」とは、部品が正確に装着されている状態や、部品の位置ずれ、所定の取り付け状態とは異なる装着状態（いわゆる立ち装着やリード浮きなど）の他、部品が装着されていない状態などを含む概念で記載されている。
【００１５】
また、前記リカバリステップでは、前記実装判定ステップにおいて１回のタスク内で複数回の実装異常が判定された場合に、実装異常が発生したタスクの終了後に実装異常となった複数の部品を一度に保持し再実装することが望ましい。
【００１６】
これにより、リカバリのために部品供給部と基板との間をマルチ装着ヘッドが往復する回数を１回にまとめることができ、タスクの状態を大きく崩すことなく実装時間のロスを抑えることが可能となる。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、前記ステップをコンピュータに実行させるプログラムを採用してもよく、前記ステップを実行しうる手段を備えた部品実装機によっても、前記と同様の作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１８】
モジュラー式の部品実装機に好適な、実装エラーのリカバリが行える実装方法などの提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施の形態１）
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る部品実装機１００を一部切り欠いて示す外観斜視図である。
【００２１】
同図に示す部品実装機１００は、実装ラインに組み込むことができる装置であり、上流から受け取った基板に電子部品を装着し、所定数の電子部品が装着された基板である実装基板を下流に送り出す装置である。部品実装機１００は、電子部品を真空吸着により保持する吸着ノズルを備え、吸着保持した電子部品を搬送し基板に装着することができる装着ヘッドを複数備えたマルチ装着ヘッド１１０と、そのマルチ装着ヘッド１１０を水平面方向に移動させるＸＹロボット１１３と、多量に保持する電子部品を順次供給することのできる部品供給部１１５とを備えている。
【００２２】
この部品実装機１００は、具体的には、微少部品からコネクタ、１０ｍｍ角以上の大型電子部品やスイッチ・コネクタ等の異形部品、ＱＦＰ（Quad Flat Package）・ＢＧＡ（Ball Grid Array）等のＩＣ部品などの多様な電子部品を基板に高速に装着することができる高速多機能機である。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態を示したものであり、ここで記載する「高速多機能機」の語も、特許請求の範囲に記載した「部品実装機」の一例を示すために具体的に記載したものにすぎない。つまり、「部品実装機」の語は広く解釈されるべきであり、少なくとも部品を基板に実装する装置（機械）であれば「部品実装機」に含まれる。
【００２３】
図２は、部品実装機１００の主要な構成を示す平面図である。
部品実装機１００はさらに、各種形状の部品種に対応するためにマルチ装着ヘッド１１０（図３参照）に交換自在に取り付けられる交換用の吸着ノズルが保存されるノズルステーション１１９と、基板１２０の搬送用軌道を構成するレール１２１と、搬送された基板１２０が載置され電子部品が装着される装着テーブル１２２と、吸着ノズルに吸着保持された装着前の電子部品が不良の場合などに、当該部品を回収する部品回収装置１２３と、吸着ノズルが保持している電子部品を装着前に撮像し、画像解析に供する画像を提供する認識装置１２４とを備えている。
【００２４】
認識装置１２４は、吸着ノズルに吸着保持された装着前の電子部品を撮像し、吸着ノズルの位置と撮像された電子部品の画像とから、吸着ノズルに対する電子部品のＸ、Ｙ、θ方向のずれなどを取得する装置である。本実施形態に係る部品実装機１００は、認識装置１２４として、電子部品を撮像し装着前の電子部品の下方からの画像を得るＣＣＤカメラ方式の認識装置１２４ａと、レーザ光線を電子部品に照射し、反射光から装着前の電子部品の下方からの立体画像を得るラインセンサ方式の認識装置１２４ｂとを備えている。
【００２５】
特に、ラインセンサ方式の認識装置１２４ｂは、電子部品の下方から電子部品を立体的に把握することができるため、電子部品が備えるリードの異常な曲がりや、電極の欠損など実装エラー発生の原因を検出することができる。
【００２６】
部品供給部１１５は、部品実装機１００の前後に設けられており、長尺のテープに一列に配置されて保持された電子部品を順次供給するテープフィーダが多数並んで配置される部品供給部１１５ａと、プレートの中にマトリクス状に収納される電子部品を供給する部品供給部１１５ｂとを有している。
【００２７】
図３は、マルチ装着ヘッド１１０を示す斜視図である。
同図に示すように、マルチ装着ヘッド１１０は、複数個の装着ヘッドが備えられており、各装着ヘッドには吸着ノズル１１１が備えられている。また、マルチ装着ヘッド１１０の両側部には装着した電子部品３００の装着状態を撮像するための実装点カメラ１０１が取り付けられている。
【００２８】
なお、発明を実施するための最良の形態の項では、前記認識装置１２４におけるカメラと区別すべく「実装点カメラ」なる語を使用している。つまり「実装点」の語に本発明を限定する意図は含まれておらず、単に実装点近傍やその直上を撮像するためのカメラとしての意味を有しているにすぎない。
【００２９】
吸着ノズル１１１は、真空吸着により電子部品を保持し、上昇・下降が自在な部材である。また、吸着ノズル１１１の先端は、金属で構成されており、さらに、吸着ノズル１１１の先端面には、電子部品との接触による摩耗を防止するため、超硬合金でバインドされたダイヤモンドなどの被膜が施されている。
【００３０】
実装点カメラ１０１は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子とレンズとからなるデジタル式のカメラであり、マルチ装着ヘッド１１０に対し、カメラ保持具１０２を介して取り付けられている。
【００３１】
カメラ保持具１０２は、内部に駆動源と駆動機構からなる駆動部とを備えており、外部からの制御により、保持している実装点カメラ１０１を揺動させたり回転させたりすることができるようになっている。
【００３２】
図４（ａ）は、マルチ装着ヘッド１１０の側面図であり、（ｂ）は、マルチ装着ヘッド１１０の下面図であり、（ｃ）及び（ｄ）は、電子部品３００を拡大して示す上面図である。
【００３３】
マルチ装着ヘッド１１０の両側方に取り付けられる二つの実装点カメラ１０１は、同図（ａ）に示すように、カメラ保持具１０２が備える駆動部により揺動し、いずれの吸着ノズル１１１が電子部品３００を装着する状態でも撮像できるようになっている。
【００３４】
また、同図（ｂ）に示すように、一直線Ｌ１上に並ぶ吸着ノズル１１１に対し、二つの実装点カメラ１０１は、前記線Ｌ１上には配置されておらず、吸着ノズル１１１が並ぶ線Ｌ１と二つの実装点カメラ１０１を結ぶ線Ｌ２とが交差するように配置されている。
【００３５】
また、二つの実装点カメラ１０１は、Ｌ１とＬ２との交差点である交差点Ｐが二つの実装点カメラ１０１の間に存在するとともに一方の端部に存在する吸着ノズル１１１と他方の端部に存在する吸着ノズル１１１との間に存在するように配置されている。
【００３６】
これにより、電子部品３００を異なる角度（水平面内における）で撮像することができるようになっている。
【００３７】
つまり、例えば、電子部品３００は、直方体であると仮定し、直方体の一辺が前記吸着ノズル１１１が並ぶ線Ｌ１と平行な状態で装着される場合、図４（ｃ）に示すように、吸着ノズル１１１が並ぶ線Ｌ１に対し、二つの実装点カメラ１０１が前記直線上に配置されていれば、電子部品３００の第１面と第３面と第５面との画像情報は得られるが、第２面と第４面との画像情報は得られないか、または、得られ難い。
【００３８】
一方、図４（ｄ）に示すように、本実施形態の配置によって異なる角度（水平面における）から電子部品３００を撮像した場合は、二つの実装点カメラ１０１のうち一方（図中左）の実装点カメラ１０１で電子部品３００の第１面と第２面と第３面とを撮像し、他方
（図中右）の実装点カメラ１０１で、電子部品３００の第１面と第４面と第５面とを撮像できるようになる。従って、二つの実装点カメラ１０１で一度に取得できる電子部品の画像情報が増えるため、例えば、電子部品の第２面にのみ不具合が発生しても検出することが可能となる。
【００３９】
ただし、電子部品３００が直方体とした場合、直方体の一辺が二つの実装点カメラ１０１を結ぶ線Ｌ２と平行な状態で装着される場合、図４（ｃ）に示す状態と同じような状態になり電子部品３００の第１面と第３面と第５面との画像情報だけが取得できることになる。しかし、一般的に電子部品３００が有する辺を吸着ノズル１１１が並ぶ線Ｌ１と平行または垂直な状態として電子部品３００を装着する場合が多く、吸着ノズル１１１が並ぶ線Ｌ１を挟んで異なる側に二つの実装点カメラ１０１を配置することは好ましい態様である。
【００４０】
なお、上記記載は、吸着ノズル１１１と実装点カメラ１０１とが一直線上に配置されることを否定するものではない。吸着ノズル１１１と実装点カメラ１０１とが一直線上に配置される場合、実装点カメラ１０１を水平面内で回転させる必要がなく実装点カメラ１０１を１軸のみで揺動させるだけで良くなる。
【００４１】
図５は、実装動作情報を判定する実装状態判定装置２００の機能構成を示すブロック図である。
【００４２】
同図に示すように、実装状態判定装置２００は、部品実装機１００の各機構部１０３と情報の授受を行いつつ実装状態の良否を判定するコンピュータであり、撮像制御手段としてのカメラ制御部２０１と、位置情報取得部２０２と、画像処理部２０３と、判定部２０４とを備えている。
【００４３】
カメラ制御部２０１は、吸着ノズル１１１が電子部品３００を基板１２０に装着した後上昇に転向したことを示す信号を取得し、当該信号と同期し、または、その信号取得直後に実装点カメラ１０１を制御して撮像を行わせる処理部である。また、吸着ノズル１１１が上限に達する、すなわち、吸着ノズル１１１がマルチ装着ヘッド１１０に収納完了状態となったことを示す信号を取得するまで、必要な回数、必要なアングルで実装点カメラ１０１に撮像を行わせることができるようになっている。
【００４４】
また、マルチ装着ヘッド１１０の両側に取り付けられている二つのカメラ保持具１０２内の駆動部をそれぞれ独立して制御し、実装点カメラ１０１を揺動させ、また、回転させて、二つの実装点カメラ１０１が常に実装点近傍を臨むように制御することができるようになっている。また、カメラ制御部２０１は、実装動作情報の一つである実装状態を撮像したときの実装点カメラ１０１の揺動角や回転角の情報を取得する機能も有している。
【００４５】
位置情報取得部２０２は、装着ヘッドから降下し、電子部品３００を基板１２０に装着するための動作を行っている吸着ノズル１１１の水平面内の位置情報を取得する処理部である。当該位置情報は、ＸＹロボット１１３に備えられるエンコーダからの情報と、マルチ装着ヘッド１１０における吸着ノズル１１１の位置に基づき取得される。なお、当該情報は予め部品実装機１００が取得する実装点の情報でもよい。
【００４６】
画像処理部２０３は、実装点カメラ１０１から得られた画像情報と、実装点カメラ１０１の揺動角や回転角等に基づき撮像された電子部品３００の歪みを処理し画像を合成する処理部である。
【００４７】
判定部２０４は、画像処理部２０３で処理された画像に基づき実装状態の良否を判定する処理部である。また、判定部２０４は、さらに画像を解析し、電子部品３００のずれ量を算出する機能も有している。なお、判定方法やずれ量の算出方法については後述する。
【００４８】
次に、上記部品実装機１００における一般的な部品の実装動作の概略を説明する。
まず、＜１＞マルチ装着ヘッド１１０を部品供給部１１５の上方にまで移動させ、各吸着ノズル１１１で所望の電子部品３００を吸着保持する。次に、＜２＞電子部品３００を認識装置１２４上方で通過させて電子部品３００の保持状態を確認する。次に、＜３＞実装点上方に各吸着ノズル１１１が位置するようにマルチ装着ヘッド１１０順次移動させ、実装点に位置する吸着ノズル１１１から順に保持する電子部品３００を降下させて電子部品３００を基板１２０に装着する。＜４＞マルチ装着ヘッド１１０が保持する電子部品３００（本実施形態では最大４個）の装着が終了すれば、新たな電子部品３００を吸着するためにマルチ装着ヘッド１１０は部品供給部１１５に向かう。
【００４９】
以上＜１＞〜＜４＞を繰り返すことにより、基板１２０に電子部品３００が実装される。なお、本明細書では前記＜１＞〜＜４＞の動作もしくはその１回の動作により移載される部品の集まりを「タスク」と記載することがある。
【００５０】
次に、実装動作情報の一つである実装状態の確認方法を説明する。
図６は、実装状態の確認処理動作を示すフローチャートである。
【００５１】
図７は、電子部品３００を基板１２０に装着する際の動作を示す側面図である。
まず、部品供給部１１５で電子部品３００を所定数保持したマルチ装着ヘッド１１０は、減速しつつ基板１２０上の実装点上方の位置で停止する（Ｓ５０１、図７（ａ））。
【００５２】
次に、吸着ノズル１１１は、基板１２０に電子部品３００を装着するために下降を開始する（Ｓ５０２、図７（ｂ））。
【００５３】
当該吸着ノズル１１１の下降時間を利用し、マルチ装着ヘッド１１０の両側部にある実装点カメラ１０１のそれぞれの視野を調整する（Ｓ５０３）。具体的には、図７（ｂ）に示す状態の場合、マルチ装着ヘッド１１０の最も左に位置する吸着ノズル１１１が下降し電子部品３００を基板１２０に装着するため、当該電子部品３００の装着位置（実装点）を臨むようにカメラ制御部２０１は、実装点カメラ１０１の揺動角及び回転角を制御する。
【００５４】
次に、電子部品３００が基板１２０に当接した後、吸着ノズル１１１内部を陽圧にし（いわゆるブローを行い）つつ、吸着ノズル１１１を上昇させる（Ｓ５０５、図７（ｃ））。
【００５５】
当該上昇のタイミングに同期して、二つの実装点カメラ１０１による撮像を行う（Ｓ５０６、図７（ｃ））。当該撮像により得られる画像は、上昇のタイミングに同期して得られるため、電子部品３００と吸着ノズル１１１の先端の像が同時に撮像されている。なお、マルチ装着ヘッド１１０が移動中（Ｓ５０１）に電子部品３００を落とした場合などは、電子部品３００の像が得られない場合がある。
【００５６】
次に、吸着ノズル１１１が上限に達するまでの時間を利用し、画像処理部２０３は、実装点カメラ１０１により得られた二つの画像を合成処理し（Ｓ５０７）、当該処理後の画像に基づき実装状態の良否の判定を行う（Ｓ５０８）。なお、合成処理、判定の処理の詳細については後述する。
【００５７】
判定の結果、実装状態が良ければ（Ｓ５０８：Ｇ）次の実装、または、新たな電子部品３００の吸着のためマルチ装着ヘッド１１０が移動する。
【００５８】
判定の結果、実装状態が不良と判定されれば（Ｓ５０８：ＮＧ）、リカバリの処理を行う。なお、リカバリ処理の詳細については後述する。
【００５９】
次に、画像処理部２０３が行う画像の合成処理について説明する。
図８は、画像の合成処理を概念的、模式的に示した図である。
【００６０】
例えば、直方体の電子部品３００を実装点カメラ１０１で撮像した場合、図８（ａ）（ｂ）にそれぞれ示すように、実装点カメラ１０１と電子部品３００との距離及び角度の違いにより、歪みの状態が異なる二つの画像が得られる。
【００６１】
画像処理部２０３は、カメラ制御部２０１などから実装点カメラ１０１と電子部品３００との距離、及び、電子部品３００を撮像したときの実装点カメラ１０１の揺動角や回転角、マルチ装着ヘッド１１０の取り付け状態により予め与えられる二つの実装点カメラ１０１の位置関係の情報等を取得し、これらの情報に基づき一方の実装点カメラ１０１で撮像された画像（図８（ａ）参照）と他方の実装点カメラ１０１で撮像された画像（図８（ｂ）参照）との二つの画像を合成する。また、当該合成の際、電子部品３００の同一部分における歪みの状態の異なる二つの像を解析することにより、正確な電子部品３００の立体的な画像データを得ることが可能となる（図８（ｃ）参照）。
【００６２】
なお、図８（ｃ）では、合成後の電子部品３００の像を一方向から見た図として表しているが合成された画像のデータは、電子部品３００の裏側以外の各面の情報を備えており、いろいろな角度から見た画像を得ることも可能である。
【００６３】
このように、複数の方向から得られる画像を合成することで、装着点における電子部品３００の見えない領域（電子部品３００の裏側は除く）をなくすことができる。また、歪みが補正された正確な電子部品３００の像を得ることができるため、正確な位置ずれの判定に供することができる。
【００６４】
つまり、二つの実装点カメラ１０１で複数の角度から同時に実装状態に関する画像を取得した場合は、電子部品３００の位置を精度良く取得することが可能となる。また、電子部品３００の一面にのみ発生する不具合も検出することが可能となる。さらに、立体的な像を得ることができるため、立ち装着などの不具合を精度良く検出することもできる。
【００６５】
なお、本実施形態は、本発明の一実施形態を示したものであり、ここで記載する二つの実装点カメラ１０１を備える点、及び、それに基づく上記効果は本発明を限定するものではない。
【００６６】
例えば、部品実装機１００に実装点カメラ１０１が単数備えられた場合でも、電子部品が装着されたか（欠品が発生していないか）否等から実装状態の良否を判定することは可能である。また、予め与えられる電子部品の正常な装着状態の像と比較することにより、立ち装着などもある程度検出することは可能である。また、実装点カメラ１０１の視野内に不具合（閾値以上の輝度をを備える像があるなど）がある場合は、これも検出することができる。
【００６７】
次に、基板１２０に電子部品３００が装着されていない状態（以下「欠品」と記す）等の実装異常の一つである実装不良が発生しているか否かの判定について説明する。
【００６８】
図９は、実装不良の判定処理動作を示すフローチャートである。
まず判定部２０４は、画像処理部２０３から処理済の画像情報を取得し（Ｓ９０１）、当該画像情報内に部品の像が有るか否かを判定する（Ｓ９０２）。
【００６９】
判定部２０４により画像内に電子部品３００がない、すなわち欠品と判定されると（Ｓ９０２：Ｎ）、再装着などを試みるリカバリ処理が行われる。
【００７０】
一方、電子部品３００が有ると判定されると（Ｓ９０２：Ｙ）、次に吸着ノズル１１１の状態が確認される（Ｓ９０３）。
【００７１】
吸着ノズル１１１の先端の像に輝度の高い部分がある（吸着ノズル１１１の先端にはんだが付着していると判断される）、また、吸着ノズル１１１の先端の形状が通常と異なる（吸着ノズル１１１の先端が欠損したと判断される）等が検出されると異常と判定され（Ｓ９０３：Ｎ）、当該情報を送信する（Ｓ９０５）。不具合の発生した吸着ノズル１１１は次行程における不良装着などの原因になるため、前記情報はこれを回避するために用いられる。
【００７２】
次に、電子部品３００の装着状態が判定される（Ｓ９０４）。実装状態判定装置２００は、予め正常な装着状態の電子部品３００の画像を取得しており、当該画像と撮像された画像とを比較し、輝度の高い部分がある（リードの部分が撮像されておりリード浮きの装着状態であると判断される）、また、形状が異なる（立ち装着の状態であると判断される）等が検出されると異常と判定され（Ｓ９０４：Ｎ）、異常処理が行われる。
【００７３】
一方、装着状態が正常であると判定されると（Ｓ９０４：Ｙ）、ずれ量の算出などが行われる。
【００７４】
本実施形態においては、立体的な電子部品３００の像に基づき前記判定が行われるため、例えば立方体形状の電子部品３００の一面（裏面を除く）にのみリード浮きなどの異常が発生していても、異常の判定が可能である。
【００７５】
次に、判定部２０４が行う位置ずれ量の算出と当該ずれ量に基づく実装状態の良否の判定について説明する。
【００７６】
図１０は、判定部２０４が行う位置ずれ量の算出と当該ずれ量に基づく実装状態の良否の判定動作を示すフローチャートである。
【００７７】
図１１は、電子部品３００の位置関係を示す図である。
まず、判定部２０４は取得した画像情報から、画像情報Ｑにおける水平面における電子部品３００の中心（重心）座標（ｘ，ｙ）（図１１（ｃ）参照）を特定する（Ｓ１０１）。
【００７８】
次に、実装点カメラ１０１の揺動角θ1、θ2、回転角φ1、φ2、及び、マルチ装着ヘッド１１０の位置座標（ＸH，ＹH）に基づき（図１１（ａ）（ｂ）参照）、画像情報Ｑにおける水平面内の実装点の座標（Ｘ，Ｙ）（図１１（ｃ）参照）を特定する（Ｓ１０２）。なお、水平面内の実装点の座標（Ｘ，Ｙ）は、吸着ノズル１１１先端面の中心位置の座標でもある。
【００７９】
次に前記電子部品３００の中心座標（ｘ，ｙ）と実装点の座標（Ｘ，Ｙ）から電子部品３００のずれ量を算出する（Ｓ１０３）。
【００８０】
次に、前記ずれ量と予め定められるずれ量の許容値の上限である閾値とを比較し（Ｓ１０４）、ずれ量が閾値を上回った場合（Ｓ１０４：Ｎ）、警告情報を発信する（Ｓ１０６）。
【００８１】
一方、ずれ量が閾値内の場合（Ｓ１０４：Ｙ）、ずれ量、及び、次の処理が可能である旨の情報を発信する（Ｓ１０５）。前記ずれ量は統計的な処理が施され位置制御のフィードバックに供される。
【００８２】
上述の方法によれば、実装状態の良否を電子部品３００装着の都度確認することができ、装着不良が発生すれば、現在実装している基板１２０に対してリカバリ処理を行うことができるため、不良基板１２０の発生を抑制して歩留まりの向上を図ることが可能となる。また、実装状態の一つである吸着ノズル１１１の状態も確認できるため、次行程で当該吸着ノズル１１１を使用することによる不具合の発生を、事前に検知することもできる。しかも、吸着ノズル１１１の上昇とともに当該確認作業を行うため、タクトタイムを犠牲にすることなく、前記効果を享受することが可能となる。
【００８３】
また、複数の実装点カメラ１０１により実装状態を撮像することで、基板１２０上の実装点に対する電子部品３００の装着ずれを定量的に取得することもでき、実装状態の良否ばかりでなく、フィードバック制御に供される情報を提供することも可能となる。
【００８４】
なお、撮像により取得する画像数は単数でもかまわない。つまり、実装点カメラ１０１が単数（いずれか一つ）であってもかまわない。得られる画像が単数であっても、画像に電子部品３００が映っているかいないかにより電子部品３００の欠品（つまり、マルチ装着ヘッド１１０で搬送中の部品落下、部品持ち帰り）を判定することができるからである。また、ノズル先端部の輝度によって、ノズル先端にはんだが付着したか否かの判定をすることができるからである。
【００８５】
次に、リカバリ処理について説明する。
図１２は、リカバリ処理の制御を行う制御部のブロック図である。
【００８６】
同図に示すように、制御部４００は、実装動作情報取得部４０１と、実装判定部４０２と、リカバリ制御部４０３とを備えている。
【００８７】
実装動作情報取得部４０１は、上述のカメラ制御部２０１と、位置情報取得部２０２と、画像処理部２０３等のように、機構部１０３における実装動作情報を取得する処理部である。
【００８８】
実装判定部４０２は、実装動作情報取得部４０１により得られる実装動作情報に基づき基板１２０上に欠品が発生したか否かなど、実装が正常にできたか否かを判定する処理部である。
【００８９】
リカバリ制御部４０３は、実装判定部４０２で実装異常と判定された場合に、実装異常が発生したタスクの次のタスクが開始するまでに実装異常となった部品を再実装するように機構部１０３を制御する処理部である。
【００９０】
図１３は、リカバリ処理の動作を示すフローチャートである。
まず、通常の方法に従い、部品の吸着（Ｓ２１１）、部品の認識（Ｓ２１２）、部品の装着（Ｓ２１３）という１タスク分の動作を行う。
【００９１】
次に、実装判定部４０２によって、今装着した１タスク内で欠品等の実装エラーが発生したか否かが判定される（Ｓ２１４）。
【００９２】
ここで、実装エラーが発生していないと判定されると（Ｓ２１４：Ｎ）、１タスクが終了し、次のタスクに移行する。
【００９３】
一方実装エラーが発生したと判定されると（Ｓ２１４：Ｙ）、リカバリ制御部４０３は、実装エラーが発生して結果的に部品の実装ができなかった部品（複数あれば複数の該当部品）を特定し、機構部１０３を制御して、当該部品と同じ部品が吸着させる（Ｓ２１５）そして、当該部品を認識（Ｓ２１６）させた後、再実装を行う（Ｓ２１７）。
【００９４】
このリカバリ処理は、マルチ装着ヘッド１１０の部品供給部１１５と基板１２０との間の移動回数を最小とするために生成されたタスクを崩すことなくリカバリを実行できる点で有効である。また、同一タスク内で複数の欠品等の実装エラー（実装不良）が発生した場合はさらに有効である。すなわち、実装エラーが発生する都度発生するマルチ装着ヘッド１１０の移動を、タスクの終了後にまとめて一つにすることができるため、リカバリ処理によるマルチ装着ヘッド１１０の移動回数を最小限（本実施の形態では１回）に抑えて、リカバリにかかる時間を減少させることができる。
【００９５】
なお、本実施形態では、実装状態を取得する方法として、実装点カメラ１０１の撮像による場合を示したが、本発明はこれに限定されるわけではない。
【００９６】
また、実装エラーとは、吸着エラー、認識エラー、装着エラーなどである。
例えば、吸着ノズル１１１内に空気の流量や真空度合などを検出する吸着センサで実装状態を取得し、吸着ノズル１１１が電子部品３００を正常に吸着している状態では発生しないような空気の流れなどに基づき、部品が吸着されていない場合や、立ち吸着などの実装不良を検出してもかまわない。
【００９７】
また、マルチ装着ヘッド１１０に吸着保持された電子部品３００を実装点カメラ１０１ではなく、認識装置１２４で撮像して実装状態を取得し、ノズル１１１に電子部品３００が吸着されていなかったり、電子部品３００が立ち吸着状態であったり、認識装置のエラーが発生して電子部品が装着されなかったような場合を実装不良として検出してもかまわない。
【００９８】
さらに、前記吸着センサや撮像により実装状態を取得して、装着処理を実行した後であっても吸着ノズル１１１に電子部品３００が保持された状態となる、いわゆる持ち帰りを、実装不良として検出してもかまわない。
【００９９】
また、本実施の形態は、実施可能要件を満たすべく、できる限り具体的に実施の形態を記載しているのであり、これらの記載により本発明を限定する意図は全くない。例えば、本発明における実装不良の具体例として、本実施の形態では欠品を例示しているが、この記載により、「実装不良」の語が「欠品」に限定されることはないのは勿論である。
【０１００】
以上のような装置構成、及び、方法を採用すれば、基板１２０に装着された直後の電子部品３００の状態（電子部品３００がないという状態も含む）を基板１２０の生産時間に影響を及ぼすことなく直接画像により監視し判定することができる。従って、欠品などが発生した基板１２０に対し直接リカバリ処理を施すことが可能となり、装着不良が発生する基板１２０の数が減少し、歩留まりを向上させることが可能となる。
【０１０１】
なお、上記実施形態において、マルチ装着ヘッド１１０に取り付けられた実装点カメラ１０１や、部品実装機１００本体に取り付けられた実装点カメラ１０１を例示したが、本発明はこれらの実装点カメラ１０１によって撮像することのみに限定されるわけではない。例えば、実装点カメラ１０１は、マルチ装着ヘッド１１０に直接取り付けられることなく、マルチ装着ヘッド１１０に追従する装置に取り付けられてもよい。すなわち、当該部品を保持していたノズルが上昇を開始して上限に達するまでに、当該部品の実装状態を撮像する、例えば、吸着ノズル１１１が上昇中に実装点に装着された部品を撮像できるようなものであれば特に限定されない。
【０１０２】
また、実装エラー（実装不良）は欠品ばかりでなく、認識装置１２４で検出された電子部品３００のリードの異常な曲がりなども含まれる。そして、そのリカバリは、実装エラーのため実装できなかった電子部品３００を部品回収装置１２３で回収し、当該タスクの終了後に実装エラーが発生した電子部品３００と同種の部品を実装するものでもよい。
【０１０３】
なお、図１４（ａ）に示すように、タスク内で二個以上の部品（部品Ｂ、部品Ｄ）が異常となった場合、同図（ｂ）に示すように部品Ｂと部品Ｄとを実装するリカバリ処理が行われる。このリカバリ処理の際の実装順序は、予め定められていた実装順（例えばＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ）に従い、Ｂ→Ｄの順番で実装すればよい。
【０１０４】
さらに、異常となった部品の全ての順番に対してタクトタイムを算出し、タクトの短い順番を採用しても良い。例えば、Ｂ→Ｄの順番によるタクトタイムとＤ→Ｂの順番によるタクトタイムとを比較し、Ｄ→Ｂの順番による方が短ければＤ→Ｂの順番を採用すればよい。
【０１０５】
（実施の形態２）
次に、一つの基板に対し、二つのマルチ装着ヘッド１１０（図３参照）が互いに協調して（または、交互動作することにより）部品実装を行なう部品実装機１００におけるリカバリ動作について説明する。
【０１０６】
図１５は、部品実装機の主要な構成を示す平面図である。
本実施の形態にかかる部品実装機１００は、部品供給部１１５と、マルチ装着ヘッド１１０と、認識装置１２４等を前後（同図中上下）に二つ備えている。前の設備と後の設備とは相互に独立しており、一方の設備のみで基板に電子部品を実装することが可能な構成となっている。
【０１０７】
上記のような交互打ちの可能な部品実装機１００の場合、二つのマルチ装着ヘッド１１０ａ、１１０ｂは、図１６（ａ）に示すように、通常交互に実装処理が行われる。交互に実装を行うことでスループットの向上を図ることができるためである。
【０１０８】
ここで、図１６（ｂ）に示すように、タスク２に異常が発生したとする。
リカバリを行うためにタスク２’を実行する必要がある。タスク２’とは、実装異常が発生したタスク（例えば、図１４（ａ）に示すタスク）において、そのタスクで実装異常となった部品（例えば、図１４（ａ）に示す×印を付したＢ、Ｄ）のみからなるタスク（例えば、図１４（ｂ）に示すタスク）である。
【０１０９】
当該リカバリのためのタスク２’を実行するタイミングとしては、図１６（ｃ）に示すように、タスク３を実行させずにマルチ装着ヘッド１１０ａを待機させておき、タスク２に続いてマルチ装着ヘッド１１０ｂによるタスク２’を実行させてもよい。また、図１６（ｄ）に示すように、タスク３を先に実行した後、マルチ装着ヘッド１１０ｂによるタスク２’を実行させてもよい。
【０１１０】
つまり、第１のリカバリの方法（図１６（ｃ）に示される方法）とは、マルチ装着ヘッド１１０ａ、１１０ｂを区別することなく（いずれのヘッドであっても）、実装異常があったタスクの次のタスクを開始する前にリカバリを行うものである。この場合、図１６（ｃ）で示すように、実装異常となったタスクを実行したマルチ装着ヘッド１１０ｂが続けて動作することになり、これに対向して配置されるマルチ装着ヘッド１１０ａは前記リカバリが終わるまで待ち状態となる。このため、この時点ではタクトロスとなる可能性があるが、リカバリ処理終了後のタスクは、当初決められたタイミングで進行することとなる。
【０１１１】
一方、第２のリカバリ方法（図１６（ｄ）に示される方法）とは、実装異常があったタスクの次のタスク（先のタスクとマルチ装着ヘッドが異なる）が終了した後にリカバリを行うものである。この場合、図１６（ｄ）で示すように、実装異常となったタスクを実行したヘッド１１０ｂは装着できなかった部品を保持して待機し、これに対向して配置されるヘッド１１０ａの実装が終了した直後、実装異常が発生したヘッド１１０ｂを用いてリカバリ処理が行われる。つまり、実装異常が発生したマルチ装着ヘッドが次に行うタスクを開始する前に、前記実装異常が発生したマルチ装着ヘッドを用いリカバリ処理が行われる。このため、実装異常のあったタイミングではタクトロスは発生することがないが、実装異常のあったヘッドについては、以降のタスクが１タスク分後にシフトされ、最終タスクは当初より遅れて実施されることとなる。
【０１１２】
さらに、上記（ｃ）の場合と（ｄ）の場合とのスループットを算出し、短い方の順番を採用しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、部品実装機、特に電子部品を回路基板に実装する部品実装機に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る部品実装機を一部切り欠いて示す外観斜視図である。
【図２】部品実装機の主要な構成を示す平面図である。
【図３】マルチ装着ヘッドを示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、マルチ装着ヘッドの側面図、（ｂ）は、マルチ装着ヘッドの下面図、（ｃ）及び（ｄ）は、電子部品３００を拡大して示す上面図である。
【図５】実装状態判定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図６】実装状態の確認処理動作を示すフローチャートである。
【図７】電子部品を基板に装着する際の動作を示す側面図である。
【図８】画像の合成処理を概念的、模式的に示した図である。
【図９】実装不良の判定処理動作を示すフローチャートである。
【図１０】判定部が行う位置ずれ量の算出と当該ずれ量に基づく実装状態の良否の判定動作を示すフローチャートである。
【図１１】電子部品の位置関係を示す図である。
【図１２】リカバリ処理の制御を行う制御部のブロック図である。
【図１３】リカバリ処理の動作を示すフローチャートである。
【図１４】（ａ）は、実装異常発生の状態を模式的に示す図、（ｂ）は、リカバリのタスクを示す図。
【図１５】交互打ちが可能な部品実装機の主要な構成を示す平面図である。
【図１６】交互打ちが可能な部品実装機のリカバリを行うタイミングを示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１００ 部品実装機
１０１ 実装点カメラ
１０２ カメラ保持具
１０３ 機構部
１１０ マルチ装着ヘッド
１１１ 吸着ノズル
１１３ ＸＹロボット
１１５ 部品供給部
１１９ ノズルステーション
１２０ 基板
１２１ レール
１２２ 装着テーブル
１２３ 部品回収装置
１２４ 認識装置
２００ 実装状態判定装置
２０１ カメラ制御部
２０２ 位置情報取得部
２０３ 画像処理部
２０４ 判定部
３００ 電子部品
【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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【図１６】
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