(57)【要約】【課題】マルチノズル型の電子部品実装装置において、小型化とコストダウン、及び生産のタクトタイムの短縮が図れる構成を提供する。【解決手段】装着ヘッド本体５に、４つの吸着ノズル７が正方形の頂点のそれぞれに位置するように設けられ、本体５内の回転機構により前記正方形の中心を回転中心として回転させられる。また、装着ヘッドに、認識カメラ９，９′と反射ミラー８Ａ，８Ａ′，８Ｂ，８Ｂ′が固定して設けられる。各吸着ノズル７は、そこに吸着された電子部品を認識カメラ９，９′で同時に撮像することができるとともに、他の吸着ノズルで部品を吸着できるように、その回転が制御される。このような構成により、複数部品を同時撮像中に、複数部品を吸着することができるので、部品吸着、部品認識動作を効率よく行うことができる。【選択図】        図２
2005064048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着ノズルで吸着された電子部品を撮像、認識して電子部品を回路基板に実装する電子部品実装装置において、
複数の吸着ノズルをヘッド垂直軸を回転中心として回転可能に設け、複数の吸着ノズルが電子部品を吸着する吸着位置をとるとともに、他の複数の吸着ノズルが撮像位置をとるように、各吸着ノズルを配置した装着ヘッドと、
前記装着ヘッドに搭載され、撮像位置にある各吸着ノズルで吸着された電子部品をそれぞれ同時に撮像する複数の撮像装置と、
吸着が終了した複数の吸着ノズルを撮像位置に移動させるとともに、他の複数の吸着ノズルを吸着位置に移動させ、複数の吸着ノズルによる部品吸着動作と複数の電子部品の同時撮像が並行して行われるように、各吸着ノズルの回転を制御する制御手段と、を有することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記複数の撮像装置が、同じ視野又は異なる視野を有することを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
前記複数の撮像装置の少なくとも一つが、吸着ノズルに吸着された電子部品の有無及び／又は高さを検出できる検出手段に置き換えられることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品実装装置。
【請求項４】
前記複数の吸着ノズルのノズル軸方向の向きが、垂直方向と水平方向間で切り替えられ、垂直方向に切り替えられたときは、電子部品の吸着ないし搭載が行われ、水平方向に切り替えられたときは、吸着された電子部品の撮像が行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を吸着ノズルで吸着して移動させ回路基板に搭載する電子部品実装装置に関し、特に装着ヘッドに吸着ノズルが複数設けられたマルチノズル型の電子部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記の電子部品実装装置では、吸着ノズルで吸着した電子部品をカメラで撮像して認識し、その電子部品の吸着位置ずれ（吸着ノズルの中心位置と吸着した部品の中心位置との位置ずれ）と吸着角度ずれ（傾き）を検出している。従来のマルチノズル型の電子部品実装装置における吸着した電子部品の撮像、認識のための構成が例えば下記の特許文献１，２，３に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載された構成では、垂直軸に対して傾斜したロータリーヘッドの円板状のノズル支持部に複数の吸着ノズルが周方向に配列支持されている。ノズル支持部の最も低いところの位置が吸着（又は装着）位置となっており、ノズル支持部の回転により各吸着ノズルを順次吸着（又は装着）位置に位置させて電子部品の吸着（又は装着）を行うようになっている。また、ノズル支持部の吸着位置と反対側の位置（最も高いところの位置）を撮影位置として、ノズル支持部の側方で撮影位置に対向する位置に、カメラと反射ミラーからなる撮影部が設けられ、順次電子部品を吸着した吸着ノズルが撮影位置に来たときに電子部品を撮影するようになっている。
【０００４】
特許文献２には特許文献１と同様の構成が記載されている。
【０００５】
特許文献３に記載された構成では、それぞれ１つの吸着ノズルを有した複数の装着ヘッドがロータリインデックステーブルの外周縁部に所定角度間隔で設けられており、装着ヘッドのそれぞれに対して、それぞれの吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像するカメラが設けられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１８６４９０号公報（図１）
【特許文献２】
特開平１１−１７７２９７号公報（図２）
【特許文献３】
特開平６−２１６５６８号公報（図５，図６）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１，２に記載されたような構成では、吸着ノズルに吸着された電子部品の撮像、認識時において、１回に撮像、認識できる部品数は、ノズル支持部の最も高い撮影位置に位置する１つの吸着ノズルに吸着された１部品だけであり、同時に複数の部品を撮像、認識することはできない。また、電子部品の吸着時に１回に吸着できる部品数も、ノズル支持部の最も低い吸着位置に位置する１つの吸着ノズルによる１部品だけであり、複数の部品を同時に吸着することはできない。これらの点で生産のタクトタイムを短縮することができないという問題があった。
【０００８】
さらに、吸着ノズルに吸着された部品の撮像を１つだけのカメラで行なうので、例えば、その部品のサイズに応じて視野（画角、撮影範囲）の大きさ（広さ）が異なるカメラを切り換えて使用して適切に撮像し認識するというようなことができなかった。これは、特許文献３の構成でも、吸着ノズルに対してカメラが一対一に固定的に設けられているので、同様である。
【０００９】
また、特許文献３の構成では、装着ヘッド数（吸着ノズル数）が多くなるとカメラの数も同数で多数必要となり、装置のコスト上昇に繋がる。また、装着ヘッド毎（吸着ノズル毎）にカメラを取り付けるのでサイズが大型となり、装着ヘッドの移動軸のストロークも必要となり、装置の大型化に繋がってしまう。また、各装着ヘッド毎に取付けられたカメラの位置関係を認識し、補正値として装置の補正パラメータを持つ必要があり、制御が複雑になってしまう。
【００１０】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので、その課題は、マルチノズル型の電子部品実装装置において、装置の小型化とコストダウンが図れるとともに、生産のタクトタイムを短縮することができ、吸着ノズルに吸着された電子部品の認識を最適に行うことが可能な構成を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、
吸着ノズルで吸着された電子部品を撮像、認識して電子部品を回路基板に実装する電子部品実装装置において、
複数の吸着ノズルをヘッド垂直軸を回転中心として回転可能に設け、複数の吸着ノズルが電子部品を吸着する吸着位置をとるとともに、他の複数の吸着ノズルが撮像位置をとるように、各吸着ノズルを配置した装着ヘッドと、
前記装着ヘッドに搭載され、撮像位置にある各吸着ノズルで吸着された電子部品をそれぞれ同時に撮像する複数の撮像装置と、
吸着が終了した複数の吸着ノズルを撮像位置に移動させるとともに、他の複数の吸着ノズルを吸着位置に移動させ、複数の吸着ノズルによる部品吸着動作と複数の電子部品の同時撮像が並行して行われるように、各吸着ノズルの回転を制御する制御手段とを有する構成を採用した。
【００１２】
このような構成では、複数の電子部品を同時ないし順次吸着するときに、すでに吸着された複数の電子部品の同時撮像が可能なので、部品吸着、部品認識を効率よく行うことができ、基板生産タクトを短縮できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態によるマルチノズル型の電子部品実装装置の概略構成を示している。１は、装着ヘッドであり、後述のようにそれぞれ電子部品（以下、部品と略す）を吸着保持する４つの吸着ノズルと、これに吸着された部品の認識のために撮像を行なう２つの認識カメラを備えている。装着ヘッド１はＸ軸ガントリ２に摺動可能に取り付けられており、Ｘ軸移動機構の駆動によりＸ軸ガントリ２に沿ってＸ軸方向に移動される。Ｘ軸ガントリ２は平行に配置された２つのＹ軸ガントリ３に摺動可能に取り付けられており、Ｙ軸移動機構の駆動によりＹ軸ガントリ３に沿ってＹ軸方向に移動され、これにより装着ヘッド１がＹ軸方向に移動される。また、電子部品実装装置には、回路基板（以下、基板と略す）１６に実装する部品を供給する電子部品供給装置４が設けられている。
【００１５】
図２は装着ヘッド１の構成を示している。５は装着ヘッド本体であり、ここでは外形が円柱形に形成され、回転機構を内蔵しており、その回転機構の回転軸（後述する第４の実施形態の図７中の５０参照）は、装着ヘッドの垂直軸を形成する円柱形の中心軸に一致している。そして、回転機構の駆動により、その回転軸を回転中心として装着ヘッド本体５が回転するようになっている。
【００１６】
装着ヘッド本体５の外周には、それぞれ下側に吸着ノズル７を垂直に取りつけた４つのノズルヘッド６が固定されており、図３に示すように、それぞれの吸着ノズル７が装着ヘッド本体５の中心軸を中心とする円周Ｒ上でそれに内接する正方形の４つの頂点のそれぞれに位置するように配置されている。そして装着ヘッド本体５の回転に伴って、４つの吸着ノズル７が装着ヘッド本体５の中心軸（ヘッド垂直軸）を回転中心として、すなわち上記正方形の中心を回転中心として、回転するようになっている。
【００１７】
なお、装着ヘッド本体５の回転による４つの吸着ノズル７の回転位置に関して、図３に符号１１，１１′で示す右側の２つの吸着ノズル７の位置は、それぞれの吸着ノズルに吸着された部品認識のために撮像を行う撮像位置となっており、符号１０，１０′で示す左側の２つの吸着ノズル７の位置は、各吸着ノズル７により部品の吸着、或いは吸着した部品の基板への搭載を行う吸着位置ないし搭載位置となっている。そして、装着ヘッド本体５の回転によって４つの吸着ノズル７を回転させて、吸着ノズル７を順次２つずつ撮像位置１１，１１′ないし吸着（搭載）位置１０，１０′に位置付けられるようにし、２つの吸着ノズルで吸着された部品が、同時に撮像可能な位置にあるとき、他の２つの吸着ノズルが部品を吸着ないし搭載できる位置となるように各吸着ノズルの回転が制御される。
【００１８】
ノズルヘッド６はそれぞれの吸着ノズル７をＺ軸方向（垂直方向）に昇降させるＺ軸昇降機構と、吸着ノズル７をその垂直方向に沿った中心軸であるθ軸を中心に回転させるθ軸回転機構を有している。各ノズルヘッド６のＺ軸昇降機構とθ軸回転機構は、独立しており、他のノズルヘッド６の動作に関係なく昇降または回転動作することが可能となっている。なお、装着ヘッド本体５の回転機構と各ノズルヘッド６のθ軸回転機構も独立しており、それぞれ互いの動作に関係なく回転可能になっている。
【００１９】
また、装着ヘッド１には、吸着ノズル７のそれぞれに吸着された部品を撮像して認識するための２つのＣＣＤエリアカメラなどからなる認識カメラ（撮像装置）９，９′と、吸着ノズル７のそれぞれに吸着された部品の像を認識カメラ９，９′に導くための２対の反射ミラー（平面鏡）８Ａ，８Ａ′及び８Ｂ，８Ｂ′が装着ヘッド本体５と少し間隔を隔てて搭載され、図示の位置に固定されている。
【００２０】
反射ミラー８Ａ，８Ａ′は、図３に示すように、２つの吸着ノズル７の撮像位置１１，１１′のそれぞれの真下となる位置のそれぞれに固定されており、それぞれの図２中で右側の反射面が垂直方向に対して反時計方向に４５°傾斜するように配置されている。
【００２１】
反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′は、認識カメラ９，９′のそれぞれの真下で、反射ミラー８Ａ，８Ａ′と同じ高さで対向する位置のそれぞれに固定されており、それぞれの図２中で左側の反射面が垂直方向に対して時計方向に４５°傾斜するように配置されている。
【００２２】
このような配置により、装着ヘッド本体５の回転による４つの吸着ノズル７の回転位置が図２及び図３に示した位置にあるときに、図３中の撮像位置１１，１１′の各吸着ノズル７に部品が吸着されていれば、各部品の下面の像が反射ミラー８Ａ，８Ａ′及び８Ｂ，８Ｂ′を介して認識カメラ９，９′に導かれ、２つの部品の下面の撮像を同時に行えるようになっている。
【００２３】
また、吸着（搭載）位置１０，１０′のそれぞれにある２つの吸着ノズル７は、反射ミラー８Ａ，８Ａ′が邪魔にならないので、下降させて２つの部品の同時ないし順次吸着を行ったり、あるいは吸着した部品を順次搭載できるようになっている。
【００２４】
図４は電子部品実装装置の制御系の構成を示している。２０は、装置全体を制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、並びにＲＡＭ、ＲＯＭなどからなるコントローラ（制御手段）であり、これに以下の２１〜３１の構成が接続され、制御される。
【００２５】
Ｘ軸モータ２１は、装着ヘッド１のＸ軸移動機構の駆動源で、装着ヘッド１をＸ軸ガントリ２に沿ってＸ軸方向に移動させる。また、Ｙ軸モータ２２は、装着ヘッド１のＹ軸移動機構の駆動源で、Ｘ軸ガントリ２をＹ軸ガントリ３に沿ってＹ軸方向に移動させる。これにより装着ヘッド１はＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能となる。
【００２６】
Ｚ軸モータ２３は、吸着ノズル７を昇降させるＺ軸昇降機構の駆動源で、吸着ノズル７をＺ軸方向に昇降させる。また、θ軸モータ２４は、吸着ノズル７のθ軸回転機構の駆動源で、吸着ノズル７をそのノズル中心軸を中心にして回転させる。なお、図４では、Ｚ軸モータ２３とθ軸モータ２４は、１個しか図示されていないが、装着されるノズルヘッド（吸着ノズル）の数（図２の例では４個）だけ設けられる。
【００２７】
ヘッド回転モータ２５は、先述した装着ヘッド本体５の回転機構の駆動源で、装着ヘッド本体５並びに各吸着ノズル７をヘッド垂直軸を中心に回転させる。
【００２８】
バキューム機構２６は真空を発生し、不図示のバキュームスイッチを介してノズルヘッド６のそれぞれの吸着ノズル７に真空の負圧をかける。
【００２９】
画像認識装置２７は、吸着ノズル７に吸着され、認識カメラ９で撮像された部品３２の画像認識を行うもので、Ａ／Ｄ変換器２７ａ、メモリ２７ｂ及びＣＰＵ２７ｃから構成される。画像認識装置２７は、認識カメラ９と９′のそれぞれから出力されるアナログの画像信号を別々に処理し、それぞれの画像信号をＡ／Ｄ変換器２７ａによりデジタル信号に変換してメモリ２７ｂの所定領域に格納し、ＣＰＵ２７ｃが各部品の画像データに基づいて吸着された各部品３２の吸着位置ずれと角度ずれを算出する。
【００３０】
キーボード２８とマウス２９は部品データなどのデータを入力するために用いられる。
【００３１】
記憶装置３０は、フラッシュメモリ、ハードディスクなどで構成され、キーボード２８とマウス２９により入力された部品データ、あるいは不図示のホストコンピュータから供給される部品データなどを格納するのに用いられる。
【００３２】
モニタ（表示装置）３１は、部品データ、演算データ、及び認識カメラ９，９′で撮像した部品３２の画像などを表示する。
【００３３】
なお、図３は、制御系の構成を示す図なので、各要素の配置は必ずしも、実際のものとは一致しておらず、例えば、認識カメラ９は、カメラの向きが逆で、部品の下方に図示されている。
【００３４】
次に、以上の構成において部品の吸着から画像認識を行なって基板に搭載するまでの動作について説明する。以下の動作はコントローラ（制御手段）２０の制御により行われる。なお、後述する第２〜第４の実施形態における動作もコントローラ２０の制御により行われる。
【００３５】
まず、Ｘ軸モータ２１とＹ軸モータ２２の駆動により装着ヘッド１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動させ、電子部品供給装置４上で所定の部品供給位置上まで移動させる。その間にヘッド回転モータ２５の駆動により装着ヘッド本体５を回転させて４つの吸着ノズル７を図２及び図３に示す回転位置に回転させ、隣り合う２つの吸着ノズル７を吸着位置１０，１０′に、残りの隣り合う２つの吸着ノズル７を撮像位置１１，１１′に位置するようにする。
【００３６】
装着ヘッド１が部品供給位置上に到達したら、吸着位置１０，１０′にある２つの吸着ノズル７をそれぞれのＺ軸モータ２３の駆動により下降させ、それぞれにバキューム機構２６から真空の負圧をかけて部品供給位置にある不図示の２つの部品を同時に吸着、保持させた後、上昇させる。なお、ここで吸着される２つの部品の位置関係が上記２つの吸着ノズル７の位置関係に対応しておらず、２部品の同時吸着ができない場合は、まず１つの吸着ノズル７により１部品を吸着した後、装着ヘッド１をＸ軸ないしＹ軸方向に少し移動させ、他の吸着ノズル７の位置を他の１部品の位置に合わせてその部品を吸着する。
【００３７】
次に、装着ヘッド１を電子部品供給装置４上で次の部品供給位置上へＸ軸ないしＹ軸方向に移動させる。その移動の間に、装着ヘッド本体５の回転により４つの吸着ノズル７を１８０°回転させ、既に部品を吸着した２つの吸着ノズル７を撮像位置１１，１１′に、まだ部品を吸着していない２つの吸着ノズル７を吸着位置１０，１０′に位置させる。
【００３８】
装着ヘッド１が部品供給位置上に到達したら、吸着位置１０，１０′にある２つの吸着ノズル７を下降させ、それぞれに真空の負圧をかけて部品供給位置にある２つの部品を同時に吸着、保持させた後、上昇させる。なお、ここで先述したのと同様に、位置関係によって２部品の同時吸着ができない場合は、部品を順次に吸着する。
【００３９】
このように、２つの吸着ノズルが部品吸着位置１０、１０′にあって部品を吸着できるときには、他の２つの吸着ノズル７は、すでに撮像位置１１、１１′にあるので、該吸着ノズルで吸着されている部品は、認識カメラ９、９′で同時に撮像できるようになる。従って、２つの部品のそれぞれの下面の像を反射ミラー８Ａ，８Ａ′及び８Ｂ，８Ｂ′を介して認識カメラ９，９′で撮像し、それぞれの画像信号を画像認識装置２７で処理して２部品の画像認識を行い、それぞれの部品の吸着位置ずれと角度ずれを算出し、メモリ２７ｂないし記憶装置３０などに記憶しておく。
【００４０】
続いて、装着ヘッド本体５の回転により４つの吸着ノズル７を１８０°回転させて、吸着位置１０，１０′にあった２つの吸着ノズル７を、撮像位置１１、１１′に回転させ、そこに吸着された２部品のそれぞれの下面の像を認識カメラ９，９′で同時に撮像し、画像認識装置２７で処理して２部品の画像認識を行い、各部品の吸着位置ずれと角度ずれを算出し、記憶する。
【００４１】
このようにして４つの吸着ノズル７全てが部品を吸着した後、装着ヘッド１を基板上で部品を搭載する位置までＸ軸方向ないしＹ軸方向へ移動させる。その移動中に、算出された部品の角度ずれを、各θ軸モータ２４を駆動することにより補正しておく。
【００４２】
下方に反射ミラーのない吸着ノズル７が搭載位置に移動すると、上記算出した位置ずれを補正したあと、吸着ノズル７を下降させ、そのバキュームスイッチを切り、真空の負圧を解除して部品を基板上に搭載した後、上昇させる。同様に、下方に反射ミラーのない他方の吸着ノズル７を、搭載位置に移動させ、算出した位置ずれを補正した後、吸着ノズル７を、下降させて部品搭載を行う。
【００４３】
続いて、装着ヘッド本体５の回転により４つの吸着ノズル７を１８０°回転させ、下方に反射ミラーがなくなった２つの吸着ノズルをそれぞれ搭載位置に移動させ、そこに吸着されている各部品を、位置補正後上述した動作で順次所定の基板位置に搭載する。
【００４４】
このようにして４つの吸着ノズル７に吸着した４個の部品の搭載が終了したら、装着ヘッド１を電子部品供給装置４上の部品供給位置へ移動した後、以上の動作を繰り返すことにより、順次部品の搭載を４個ずつ行うことができる。
【００４５】
以上のような本実施形態によれば、吸着ノズル７に吸着された部品の撮像、認識を行なう際に、１度に２部品を同時に撮像して認識できるとともに、それと並行して２部品を同時にあるいは順次に吸着できるので、生産のタクトタイムを短縮することができる。また認識カメラを吸着ノズル毎に設ける特許文献３の構成に比べて、装置全体を小型化できると共に、制御を簡単に行なえ、装置のコストダウンが図れる。
【００４６】
［第２の実施形態］
上述した第１の実施形態の構成において、認識カメラ９は視野（画角、撮影範囲）の大きさ（広さ）が通常のものとするが、認識カメラ９′は視野が通常より大きいものとし、吸着ノズル７に吸着された部品を撮像して認識する際に、その部品が通常のサイズの小型ないし中型部品である場合は認識カメラ９で撮像し、大きいサイズの大型部品である場合は認識カメラ９′で撮像するようにしてもよい。
【００４７】
そうした場合の動作の詳細を図５により説明する。図５において、反射ミラー８Ａの真上の撮像位置１１は、通常の視野の認識カメラ９で撮像する小型ないし中型部品の撮像位置となり、反射ミラー８Ａ′の真上の撮像位置１１′は、視野の大きな認識カメラ９′で撮像する大型部品の撮像位置となる。
【００４８】
まず、図５の左側に示す最初の状態で、吸着位置１０にある縦線模様を付した吸着ノズル７は小型部品を、また吸着位置１０′にある網線模様を付した吸着ノズル７は大型部品を吸着しているものとし、それぞれの符号７に（小）と（大）の符号を付してある。
【００４９】
この状態から、装着ヘッド本体５の回転により４つの吸着ノズル７を図５の中央に示すように時計方向へ９０°回転させる。こうして吸着ノズル７（大）を大型部品の撮像位置１１′に位置付け、それに吸着された大型部品を認識カメラ９′で撮像し、認識する。次に、４つの吸着ノズル７を図５の右側に示すように時計方向へ１８０°回転させて、吸着ノズル７（小）を小型ないし中型部品の撮像位置１１に位置付け、それに吸着された小型部品を認識カメラ９で撮像し、認識する。
【００５０】
また、最初に吸着位置１０にある吸着ノズル７に大型部品、吸着位置１０′にある吸着ノズル７に小型部品が吸着されている場合には、４つの吸着ノズル７を１８０°回転させて２部品の撮像を同時に行う。
【００５１】
なお、この実施形態においても、図５の左側に示す状態の前に、撮像位置１１′にある吸着ノズル７で大型部品を、また撮像位置１１にある吸着ノズル７で小型ないし中型部品を吸着しておくと、図５の左側に示す状態のときに、２部品を同時に撮像できるととともに、他の吸着ノズル７（大）で、大型の部品を、また吸着ノズル７（小）で小型ないし中型部品を同時にないし順次に吸着することができ、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００５２】
このようにして、撮像する部品のサイズに応じて、視野の異なる認識カメラ９，９′を切り換えて使用して、その部品の撮像、認識を効果的に行うなうことができる。
【００５３】
［第３の実施形態］
次に、図６は本発明の第３の実施形態による装置の装着ヘッドの構成を示しており、同図で第１の実施形態と共通の部分には共通の符号を付してあり、その説明は省略する。
【００５４】
図６の装着ヘッドの構成では、図２の第１の実施形態の構成における反射ミラー８Ａ′，８Ｂ′と認識カメラ９′を省き、その撮像装置に代わり変位センサ１４を反射ミラー８Ｂ′に対応する位置に固定して設けている。変位センサ１４は、例えばレーザー光の走査により、図３の撮像位置１１′に対応する位置にある吸着ノズル７に吸着された部品またはそのノズル７を認識して、部品の有無と高さを光学的に検出する。これ以外の構成は第１の実施形態と共通とする。
【００５５】
このような構成によれば、装着ヘッド本体５の回転により４つの吸着ノズル７を９０°ずつ回転させて順次２つの吸着ノズル７を図６に示した認識カメラ９による撮像位置と変位センサ１４による検出位置に位置付け、一方の吸着ノズル７に吸着された部品を認識カメラ９で撮像して認識し吸着位置ずれと角度のずれを検出すると同時に、変位センサ１４により、他方の吸着ノズル７に吸着された部品またはそのノズルを認識してその有無と高さを検出することができる。従って、生産のタクトタイムを短縮することができる。
【００５６】
なお、変位センサ１４の代わりに光電センサやコプラナリティセンサなどを用いてもよい。
【００５７】
この実施形態においても、認識カメラ９と変位センサ１４で部品を同時に撮像ないし検出できるととともに、他の２つの吸着ノズルで部品を同時にないし順次に吸着することができるので、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００５８】
［第４の実施形態］
図７は、本発明の第４の実施形態による装置の装着ヘッドの構成を示しており、第１の実施形態の構成における装着ヘッド本体５とノズルヘッド６のそれぞれに対応する装着ヘッド本体とノズルヘッドの外装を取り外した状態で示してある。なお、図７に示す吸着ノズル７のそれぞれは図７で図示を省略し図８に示した回転機構を介して図７に示す位置に取り付けられる。
【００５９】
図７において、５０は、装着ヘッド本体の回転軸であり、不図示の固定部材により垂直方向に沿うようにして図１のＸ軸ガントリに固定される。この回転軸５０に対して装着ヘッド本体を構成する回転支持部材５１が回転軸５０を回転中心として回転可能に取り付けられており、ここでは不図示のヘッド回転モータ（図４の２５参照）の駆動により回転するようになっている。
【００６０】
回転支持部材５１の上端には、４枚の支持板５２が四方に突出して設けられ、それぞれの上にＺ軸モータ２３が固定されている。また、支持板５２の下方で回転支持部材５１の四方の側のそれぞれにスライダ６０が垂直方向に摺動可能に取り付けられており、Ｚ軸モータ２３の駆動により垂直方向に昇降するようになっている。
【００６１】
スライダ６０のそれぞれの上端にはθ軸モータ２４が固定され、下端には図８に示すノズルホルダ６１が取り付けられており、ノズルホルダ６１により吸着ノズル７が支持されている。ノズルホルダ６１はθ軸モータ２４のθ軸に一致する回転軸２４ａに連結されており、θ軸モータ２４の駆動によりθ軸を回転中心として回転し、これにより吸着ノズル７もθ軸を回転中心として回転するようになっている。
【００６２】
また、ノズルホルダ６１のそれぞれの片側にθ′軸モータ６２が固定されている。θ′軸は、θ軸に一致する回転軸２４ａに対して固定された水平軸であり、回転軸２４ａの回転により向きが変わるが、回転軸２４ａが基準の回転位置にあるときに、回転支持部材５１の回転による４つの吸着ノズル７の回転の円周の接線方向に平行になるものとする。θ′軸モータ６２の駆動により吸着ノズル７がθ′軸を回転中心として回転し、図７に示すように、垂直下向きになる回転位置から側方へ水平な向きになる回転位置へ、及びその逆に回転できるようになっている。
【００６３】
なお、４組のＺ軸モータ２３、θ軸モータ２４、スライダ６０、ノズルホルダ６１、θ′軸モータ６２、及び吸着ノズル７により４つのノズルヘッドが構成される。また、４つのノズルヘッドの吸着ノズル７は、回転軸５０を中心とする正方形の頂点のそれぞれに位置するように配置されている。
【００６４】
また、反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′が装着ヘッド本体の側方近傍で吸着ノズル７に対応する高さで回転軸５０を中心とする円周上で９０°離れた位置のそれぞれに固定して設けられており、その装着ヘッド本体側を向く反射面は垂直方向に対して４５°傾斜している。
【００６５】
そして反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′のそれぞれの真上の位置に認識カメラ９，９′が固定して設けられている。
【００６６】
このような構成によれば、４つの吸着ノズル７に吸着した部品の撮像と認識を行なう場合、ヘッド回転モータの駆動により回転支持部材５１を回転させて図示した２つの吸着ノズル７が反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′に対向する位置に位置付け、その２つの吸着ノズル７を垂直下向きの回転位置から側方へ水平な向きとなる回転位置に回転させることにより、それぞれに吸着された２部品の下面を反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′を介して認識カメラ９，９′で同時に撮像することができる。そのとき、他の２つの吸着ノズルで部品を同時にないし順次に吸着することができ、第１の実施形態と同様な効果が得られる。また、その後、回転支持部材５１を１８０°回転させて、同様にして他の２つに吸着された２部品の下面を同時に撮像することができる。
【００６７】
また、部品の吸着動作では、第１の実施形態で設けられた反射ミラー８Ａ，８Ａ′がなく、これが邪魔にならないので、４つの吸着ノズル７と４つの部品の位置関係が合えば、４部品を同時に吸着することができる。
【００６８】
また、部品の搭載動作では、第１の実施形態のように搭載を行なう２つの吸着ノズル７を反射ミラー８，８Ａ′から退避させるために４つの吸着ノズル７を回転させる必要がなく、搭載動作が簡単になる。
【００６９】
なお、本実施形態では吸着部品の撮像、認識時に吸着ノズル７を垂直下向きとなる回転位置から側方へ水平な向きとなる回転位置まで回転させるものとしたが、反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′の高さなどによる吸着ノズル７と反射ミラー８Ｂ，８Ｂ′の位置関係が異なれば、側方へ水平な向きより下向きあるいは水平な向きより上向きの所定の回転位置まで回転させることになる。
【００７０】
また、本実施形態において、第２の実施形態のように認識カメラ９，９′の視野の大きさが異なるものとしてもよいし、第３の実施形態のように反射ミラー８Ｂ′と認識カメラ９′を省き、その代わりに変位センサなどを設けてもよい。
【００７１】
［第５の実施形態］
以上に説明した第１〜第４の実施形態では、吸着ノズル７を４つとして、それぞれが正方形の４つの頂点のそれぞれに位置するように配置するものとしたが、図９に示すように、吸着ノズル７を６本として、それぞれが正６角形の６つの頂点のそれぞれに位置するように配置するようにしてもよい。また、吸着ノズル７の数を４以上で６以外の複数として、それぞれがその数の正多角形の頂点のそれぞれに位置するように配置するものとしてもよい。
【００７２】
また、部品の撮像装置として認識カメラだけを設ける場合の認識カメラの数、或いは撮像装置として認識カメラと変位センサなどの認識手段を設ける場合はそれを合わせた数は２に限らず、３以上としてもよい。ただし、撮像装置の数は吸着ノズルより少数とすることは勿論である。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電子部品実装装置によれば、複数の電子部品を同時に撮像できるとともに、そのとき、他の複数の吸着ノズルにより電子部品を同時にないし順次に吸着できるので、部品吸着動作並びに部品認識動作を効率よく行うことができ、基板生産タクトを短縮することが可能になる。また、吸着ノズル毎に電子部品の認識装置を１つづつ設ける従来の構成に比べて装置の小型化とコストダウンが図れる。また、複数の認識装置として複数の認識カメラを設ける場合に、それらの視野の大きさが異なるものとすることにより、撮像する電子部品のサイズに応じて、カメラを切り換えて使用し、その部品を効率的に撮像、認識することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における電子部品実装装置の全体の概略構成を説明する斜視図である。
【図２】同装置の装着ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図３】同装置の装着ヘッドの吸着ノズルの配置を説明する説明図である。
【図４】同装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施形態における吸着した電子部品の撮像、認識動作を説明する説明図である。
【図６】第３の実施形態における装着ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図７】第４の実施形態における装着ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図８】第４の実施形態における装着ヘッドの吸着ノズルのθ′軸回転機構を示す側面図である。
【図９】第５の実施形態における装着ヘッドの吸着ノズルの配置を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  装着ヘッド
２  Ｘ軸ガントリ
３  Ｙ軸ガントリ
４  電子部品供給装置
５  装着ヘッド本体
６  ノズルヘッド
７  吸着ノズル
８Ａ，８Ａ′，８Ｂ，８Ｂ′  反射ミラー
９，９′  認識カメラ
１４  変位センサ
１６  回路基板
２０  コントローラ
２１  Ｘ軸モータ
２２  Ｙ軸モータ
２３  Ｚ軸モータ
２４  θ軸モータ
２５  ヘッド回転モータ
２６  バキューム機構
２７  画像認識装置
３２  電子部品
６２  θ′軸モータ
【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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