(57)【要約】      （修正有）【課題】吸着ノズルによる電子部品の吸着位置を撮像画像から正確に読み取ることが可能な部品搭載装置を提供する。【解決手段】部品搭載装置１は、部品供給位置７で吸着ノズル１４の先端に電子部品１５を吸着し、上記吸着ノズルで吸着した上記電子部品をプリント基板４に搭載することを前提とし、上記吸着ノズルの側面から該吸着ノズルの先端近傍を対象とした２次元画像を取得する画像取得手段１７、１８と、該画像取得手段によって得られた上記吸着ノズルの先端近傍の２次元画像から吸着不良状態を検出する検出手段と、上記検出手段により上記吸着不良状態が検出された場合に、該吸着不良状態を正常状態に復旧させる復旧手段と、を有する。【選択図】図１
2005322802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給位置で吸着ノズルの先端に電子部品を吸着し、前記吸着ノズルで吸着した前記電子部品をプリント基板に搭載する部品搭載装置であって、
前記吸着ノズルの側面から、該吸着ノズルの先端近傍を対象とした２次元画像を取得する画像取得手段と、
該画像取得手段によって得られた前記吸着ノズルの先端近傍の２次元画像から吸着不良状態を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記吸着不良状態が検出された場合に、該吸着不良状態を正常状態に復旧させる復旧手段と、
を有することを特徴とする部品搭載装置。
【請求項２】
前記吸着ノズルは、前記プリント基板平面に対して平行移動する搭載ヘッド支持塔に備えられ、前記搭載ヘッド支持塔からの昇降動作に基づいて前記電子部品を吸着し、
前記画像取得手段は前記搭載ヘッド支持塔に備えた撮像カメラにより、前記吸着ノズルの先端近傍の２次元画像を側面から取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の部品搭載装置。
【請求項３】
前記吸着ノズルの先端近傍または該先端に吸着された電子部品を選択的に照明する照明装置を前記搭載ヘッド支持塔に備え、
前記画像取得手段は、前記照明装置により選択的に照明された前記吸着ノズルの先端近傍の側面画像または前記先端に吸着された電子部品の側面画像を前記撮像カメラにより取得し、
前記検出手段は、前記照明装置による照明対象に応じた手法で不良吸着状態を検出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の部品搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業ロボットにより電子部品をプリント基板上に搭載する部品搭載装置に関し、特に、作業ロボットで取得した電子部品の吸着姿勢を検査する検査機構を有する部品搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリント基板上に電子部品を搭載する装置として部品搭載装置が知られている。
本部品搭載装置では、プリント基板を部品搭載装置内にその上流から搬入し、そしてその搬入したプリント基板に対して、本部品搭載装置に構成される作業ロボットが、部品搭載装置に電子部品を供給する部品供給装置から上記プリント基板上の所定位置に電子部品を搭載する。
【０００３】
この作業ロボットは、部品搭載装置内に搬入された上記プリント基板の上方に構成され、プリント基板に対して水平に配設されたＹ軸レール、同じくプリント基板に対して水平に配設され且つＹ軸レールに摺動自在に懸下されたＸ軸レール、このＸ軸レールに摺動自在に懸下された搭載ヘッド支持塔、及び、この搭載ヘッド支持塔に支持されながらＺ軸方向への昇降及びＺ軸周りの自己回転が許容される搭載ヘッドにより構成される。
【０００４】
上記Ｘ軸レールは、例えばモータ及びボールネジで構成した位置決め機構により上記Ｙ軸レールを摺動し、上記搭載ヘッド支持塔も上記と同様な構成の位置決め機構により、Ｘ軸レールを摺動することができる。また、搭載ヘッドはＺ軸方向へ昇降及びＺ軸周りの自己回転が許容される吸着シャフトを備え、当該吸着シャフトはモータの駆動により昇降動作及び自己回転（θ方向の回転）ができる。
【０００５】
また更に、上記吸着シャフトの先端は吸着ノズルの装着が可能である。電子部品をプリント基板に搭載する際は吸着シャフトの先端に上記吸着ノズルを装着し、空気圧制御装置からその先端に対して正圧や負圧を選択的にかけることにより、上記吸着ノズルでの電子部品の吸着や解放を可能にする。
【０００６】
これらの各モータ、吸着ノズルにかけられる空気圧、または部品供給装置における電子部品の供給処理などはコンピュータによって制御され、所定のプログラムに基づいて、上記作業ロボットは所定経路をＸＹＺ方向及びθ方向に任意に移動し、これに伴ない、所定のタイミングで部品供給装置から供給された電子部品を吸着ノズルの先端で吸着し、吸着した電子部品をプリント基板上で解放する。
【０００７】
部品搭載装置では一般的に、部品供給装置からプリント基板に電子部品を運ぶ経路間に部品認識カメラが備えられ、吸着ノズルに吸着された電子部品を下方からその部品認識カメラによって撮像する。そしてその撮像画像から電子部品に対する吸着ノズルの吸着位置を解析し、この解析結果に基づいて当該電子部品のプリント基板上の搭載位置を微調整する。
【０００８】
また更に、部品供給装置からプリント基板に電子部品を運ぶ経路間には吸着ノズルに対する電子部品の吸着状態（正常吸着状態、または不良吸着状態（例えば未吸着状態や立ち状態など））を検査するための光センサが備えられる。この光センサは、レーザ光を上記経路間に平行に照射する発光素子及びその光を受ける受光素子により構成され、吸着ノズルに正常に吸着されている電子部品の下端が上記レーザ光に掛からない位置に配置される。このような構成の下では、吸着状態が立ち状態の時に、正常吸着状態と比べて電子部品の下端がより下方に位置するようになる。よって、立ち状態の電子部品の下端は上記レーザ光を遮断するため、遮断に基づく光量の変化を受光素子で検出することで電子部品の立ち状態を検出できる。なお、上記光センサの配置は、上記吸着部品の厚みに応じて、正常吸着状態時にレーザ光を遮断しないような位置に配置しなければならない。また、未吸着状態の場合は、当然、上記レーザ光を遮断しないため、正常吸着状態と判断されてしまう。このため、未吸着状態の検出を考慮に入れる場合は、吸着ノズル先端の真空圧の値から未吸着状態を判定する判定方向を併用しなければならない（特許文献１参照）。
【０００９】
部品搭載装置では、このような検査機構を合わせ持つことでプリント基板に対する電子部品搭載ミスを未然に防止している。
【特許文献１】特開平６−２１６５８４号公報（段落〔００１０〕−〔００１５〕、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、部品搭載装置には電子部品の吸着状態を検出する光センサが備えられている。当該光センサは、電子部品の不良吸着時に正常吸着時よりも下方に位置する電子部品の部位が当該光センサのレーザ光を遮るように構成され、電子部品の厚みを１次元の情報として得る事ができる。
【００１１】
しかし、部品搭載装置で取り扱う電子部品の種類は様々であり、その形状や大きさの違いによって電子部品の厚みも当然変化し、正常吸着状態時であっても各種電子部品の最下点は微妙に異なってくる。
【００１２】
このため、光学センサを所定位置に固定させたまま各種電子部品における不良吸着状態の検出を常に安定して精度良く得ることは困難であり、電子部品の種類に応じて光学センナの配置を変更する必要があった。
【００１３】
また、吸着ノズルに対する電子部品の吸着位置を検出するための部品認識カメラの撮像画像を用いて当該電子部品の吸着状態を解析することも検討されうるが、当該撮像画像では、下方から撮像した電子部品の幅に公差を生じ、例えば正常吸着状態時の電子部品と該正常吸着状態からやや傾斜した状態で吸着された電子部品との違いを検出することができない。
【００１４】
そこで本発明は、電子部品の種類に依存することなく不良吸着状態を検出できる、また僅かな傾斜でも不良吸着として検出することができる部品搭載装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
本発明の部品搭載装置の態様の一つは、部品供給位置で吸着ノズルの先端に電子部品を吸着し、上記吸着ノズルで吸着した上記電子部品をプリント基板に搭載することを前提とし、上記吸着ノズルの側面から該吸着ノズルの先端近傍を対象とした２次元画像を取得する画像取得手段と、該画像取得手段によって得られた上記吸着ノズルの先端近傍の２次元画像から吸着不良状態を検出する検出手段と、上記検出手段により上記吸着不良状態が検出された場合に、該吸着不良状態を正常状態に復旧させる復旧手段と、を有する。
【００１６】
なお、上記吸着ノズルは、上記プリント基板平面に対して平行移動する搭載ヘッド支持塔に備えられ、上記搭載ヘッド支持塔からの昇降動作に基づいて上記電子部品を吸着し、上記画像取得手段は上記搭載ヘッド支持塔に備えた撮像カメラにより上記吸着ノズルの先端近傍の２次元画像を側面から取得する、ことが望ましい。
【００１７】
更に、上記吸着ノズルの先端近傍または該先端に吸着された電子部品を選択的に照明する照明装置を上記搭載ヘッド支持塔に備え、上記画像取得手段は、上記照明装置により選択的に照明された上記吸着ノズルの先端近傍の側面画像または上記先端に吸着された電子部品の側面画像を上記撮像カメラにより取得し、上記検出手段は、上記照明装置による照明対象に応じた手法（例えば電子部品の縦の寸法計測、傾きの計測、またはパターン認識などの手法の内の最適な手法）で不良吸着状態を検出することが望ましい。
【００１８】
本発明では、吸着ノズルの先端近傍や該先端に吸着された電子部品の側面画像を取得できるように部品搭載装置を構成する。このため、電子部品を吸着ノズルに吸着させる動作を行なった後に上記吸着ノズルの先端近傍を撮像すれば、電子部品が正常状態（この場合、電子部品が吸着ノズルの先端に水平に吸着されている状態）であるか不良吸着状態（この場合、電子部品が未吸着または吸着ノズルの先端に立ちの姿勢で吸着されている状態）であるかをその２次元画像から例えばパターン認識を用いて容易に判定できる。また、プリント基板に対する電子部品の搭載動作を行なった後に上記吸着ノズルの先端近傍を撮像すれば、電子部品が正常状態（この場合、電子部品を持ち帰っていない状態や、吸着ノズル先端の消耗や付着物の存在などのノズル障害がない状態）であるか不良吸着状態（この場合、電子部品を持ち帰っている状態や、上記ノズル障害を生じている状態）であるかをその２次元画像から例えばパターン認識を用いて容易に判定できる。
【００１９】
また、上記搭載ヘッド支持塔に上記吸着ノズルと共に構成した上記撮像カメラから上記吸着ノズルの先端近傍を撮像できるように構成することにより、部品搭載ヘッド支持塔の位置に無関係に任意の時点で当該吸着ノズル先端近傍の画像を取得できる。この場合、上記部品搭載ヘッドの移動中（例えば高速移動中など）に当該吸着ノズル先端近傍の画像を取得できる。
【００２０】
また、上記吸着ノズル先端近傍の照明（吸着ノズル先端の照明、吸着ノズルに吸着された電子部品の照明、またはこれらの両方の照明）を選択的に照明する照明装置を用いることにより、その照明対象に応じて不良吸着状態の検出手法（例えば電子部品の縦の寸法計測、傾きの計測、またはパターン認識などの手法など）を最適な方法に選択できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上述べたように本発明によれば、吸着ノズルの先端近傍の２次元画像から吸着不良状態を判定するので、電子部品の種類に依存することなく、また吸着ノズルの先端に僅かな傾斜角をもって吸着されていたとしても、不良吸着状態を精度良く安定して検出することができる。
【００２２】
また、搭載ヘッド支持塔の移動中に上記吸着ノズル先端近傍の側面画像が得られるので、部品搭載処理のスピードを落とすことなく効率良く不良吸着状態を検出できる。
そして、精度良く安定して不良吸着状態を検出できるので、不良基板の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態である部品搭載装置の一例である。
同図（ａ）は部品搭載装置の外観斜視図である。
【００２４】
同図（ａ）の部品搭載装置１は、説明しやすいように同図の基台２上方の上部カバーを取り外し、内部機構を剥き出しにした状態の部品搭載装置である。
不図示の上部カバーは、その上面にＣＲＴや液晶などの表示装置が構成される。この表示装置には、後述の部品認識カメラや吸着状態認識カメラによって撮像された電子部品の撮像画像、或いは各種設定画面や電子部品の搭載状況を示す情報などが表示される。また、上記上部カバーにはキーボードやマウスなどの入力装置が構成され、上記表示装置に表示される設定画面における各種の設定入力を、当該入力装置から行なうことができる。また更に、上記上部カバーの上面には報知ランプが構成され、例えば部品搭載時にエラーを検出した場合には、この報知ランプを点滅させ、上記エラー状態を作業者に知らせることができる。上記各部は、基台２内部に構成される制御装置に信号ケーブルを介して電気接続され、制御される。
【００２５】
内部機構は、作業ロボット、部品供給機構、搬送機構、及び検査機構に大別できる。
上記搬送機構は、同図の左斜め上から右斜め下方向へ延在する基盤案内レール３に沿って、当該部品搭載装置１の上流側（同図の左斜め上）から下流側（右斜め下方向）へ不図示の搬送ベルトに載置しながらプリント基板４を搬送させる。上記搬送機構は、搬入されたプリント基板４の位置をプリント基板４の搬送経路の複数個所に設置されたセンサによって検出し、プリント基板４が部品搭載処理実行位置の直下に搬送された事が検出されると上記プリント基板４の背後から昇降テーブルを上昇させて該プリント基板４を部品搭載処理実行位置に位置固定する。そして、当該プリント基板４に対する電子部品の搭載が終了したことを検出すると上記位置固定を解除し、当該プリント基板４を下流側へ排出する。上記搬送ベルトの制御や位置固定の制御は、上記制御装置から信号ケーブルを介して対応の駆動モータを駆動させるなどして実行される。
【００２６】
部品供給機構は、基台２の前後に形成される部品供給台５に、テープカセット式部品供給装置（一般には単に、テープフィーダ、カセット式、又はテープ部品供給装置などと簡略に呼ばれている）６が、通常５０個〜７０個と多数装着され、基台２内部の制御装置と電気接続されることにより、該テープカセット式部品供給装置６に収容されている電子部品を所定のタイミングで部品供給位置７に送り出す。なお当該電子部品を供給するタイミングは、上記制御装置によって制御される。
【００２７】
作業ロボットは上記基台２の上方に構成され、上記部品供給位置７に供給された電子部品をプリント基板４上に運ぶ。基台２の上方には、基板搬送方向（Ｘ軸の正方向）に対して直角の方向に平行に延在する左右一対の固定レール（Ｙ軸レール）８が配設されている。そして、これら二つのＹ軸レール８に渡って移動レール（Ｘ軸レール）９が垂直に交差し、該移動レール（Ｘ軸レール）９は上記Y軸レール８に沿って滑動自在に該Y軸レール８に係合している。更に、各Ｘ軸レール９に、搭載ヘッド支持塔１０がＸ軸レール９に沿って滑動自在に懸架されている。各Ｘ軸レール９はＹ軸レール８内部のボールネジにナットを介して係合されており、ボールネジに対してカップリングを介して接合された同図のＹ軸モータ１１の回転駆動によりＹ軸方向への移動を実現している。また、各搭載ヘッド支持塔１０も、同様に、Ｘ軸レール９内部のボールネジにナットを介して係合されており、そのボールネジに対してカップリングを介して接合された不図示のＸ軸モータの回転によりＸ軸方向への移動を実現している。なお各モータは制御装置と信号ケーブルを介して接続され、駆動制御される。また、各モータには光学エンコーダが備えられ、モータの回転駆動により移動する上記搭載ヘッド支持塔１０のＸＹ方向への移動位置を上記制御装置に送信することができる。
【００２８】
同図（ｂ）は、上記搭載ヘッド支持塔１０の模式図である。なお、同図（ｂ）の搭載ヘッド支持塔１０は、同図（a）に示される搭載ヘッド支持塔１０の各種構成をA−A´方向から模式的に示したものである。
【００２９】
同図（ｂ）に示されるように、搭載ヘッド支持塔１０には更に搭載ヘッド１２が構成されている。この搭載ヘッド１２は、鉛直方向（同図のZ軸方向）に延在する吸着シャフト１３を備える。この吸着シャフト１３は同図のZ軸方向に昇降自在に構成されており、不図示のZ軸駆動モータの駆動により吸着シャフト１３の昇降動作を実現している。更に、上記吸着シャフト１３は自軸を中心に自己回転（同図のθ回転）自在に構成されている。この自己回転は、θ軸モータの駆動により実現される。
【００３０】
また更に、吸着シャフト１３の先端には電子部品を直に吸着する吸着ノズル１４が装着されている。この吸着ノズル１４は、交換自在に複数種類の吸着ノズルが配列される不図示の吸着ノズル交換台（ツールチェンジャ）から選択的に当該吸着シャフト１３先端に装着される。上記吸着シャフト１３や吸着ノズル１４は内部が中空構造であり、互いの接続部で連通している。これら内部の空気圧は制御装置によって制御され、上記吸着ノズル１４端部（吸着面）に正圧や負圧が加えられる。なお、当該吸着ノズル１４は上記吸着シャフト１３に固定されるため、吸着シャフト１３が自己回転すると、当然、その先端の装着された吸着ノズルも共に自己回転する。なお、上記Ｚ軸駆動モータやθ軸モータは制御装置と信号ケーブルを介して接続され、駆動制御される。
【００３１】
このように、Ｘ軸レール９によるＹ軸方向への水平移動、搭載ヘッド支持塔１０によるＸ軸方向への水平移動により、搭載ヘッド支持塔１０は水平面内の移動を任意に行なう。そして、搭載ヘッド支持塔１０における、吸着シャフト１３のＺ軸方向への昇降移動且つθ方向への回転を組み合わせることにより、部品供給位置７とプリント基板４間の前後左右上下移動及び水平面内における３６０度の向きの調整を自在に行なうことができる。
【００３２】
検査機構は、上記部品供給位置７からプリント基板４上に電子部品を運ぶ際に上記吸着ノズル１４に吸着した電子部品（同図（ｂ）には、正常吸着状態の電子部品１５が示される）を検査する。本検査機構では、電子部品に対する吸着ノズル１４の吸着位置を解析するためのカメラ（同図（a）の部品認識カメラ１６）及び吸着ノズル１４に対する電子部品の吸着状態を検査するためのカメラ（同図（ｂ）の吸着状態認識カメラ１７）が構成される。各種カメラは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラなどにより構成される。そして、上記部品認識カメラ１６は基台２に上向きに配置され、吸着部品を下から撮像する。一方の吸着状態認識カメラ１７は、搭載ヘッド支持塔１０内に横向きに配置され、吸着部品を横から撮像する。本例の構成では上記吸着状態認識カメラ１７は、部品搭載ヘッド１０内の、吸着シャフト１３が上昇動作して吸着ノズル１４の位置が最上端にきたときに該吸着ノズル１４の吸着面及び吸着部品を真横から撮像できる位置に配置されている。そして、吸着状態認識カメラ１７の近傍に、上記吸着部品、該吸着部品及び吸着ノズル１４の先端、または吸着ノズル１４の先端のいずれかを選択的に照明する照明装置１８が支持部材１９を介して構成されている。この照明装置１８は、照明対象を効果的に照明できればよく、その形態や配置は適宜決めてよい。例えば、吸着状態認識カメラ１７の視野範囲を塞がないように視野範囲部分をくり抜いて撮像レンズの周囲に照明装置１８を設けるなどしてよい。また、吸着状態認識カメラ１７は、本例のような配置が望ましいが、吸着ノズル１４の先端（少なくとも吸着部品を含む）を側面から撮像できる配置であればよい。
【００３３】
この部品認識カメラ１６、吸着状態認識カメラ１７、及び照明装置１８は、信号ケーブルを介して上記制御装置と電気接続され、制御装置の指示の下に、照明装置を発光させて吸着部品を撮像し、２次元の撮像画像を上記制御装置に送信する。
【００３４】
図２は、上記制御装置のブロック図である。
本制御装置は、部品搭載装置全体を制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）２０を有しており、そのＣＰＵ２０には、バス２１を介して読み出し専用メモリであるＲＯＭ２２、読み書き自在のメモリであるＲＡＭ２３、認識画像を処理する画像処理部２４、キー入力部２５、Ｉ／Ｏ制御部２６等が接続されている。
【００３５】
ＲＯＭ２２には、上記各部を制御するプログラムが格納されている。
ＲＡＭは、例えばフロッピー（登録商標）ディスクやコンパクトディスク等の外部記録装置からＩ／Ｏ制御部２６を介して読み込まれた部品搭載プログラムを記憶する領域や、演算処理の中間データを一時的に記憶するワーク領域などを備えている。
【００３６】
ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２２から読み出す制御プログラムに基づいて上記各部を制御しながら、ＲＡＭ２３から読み出した部品搭載プログラムに従って後述する部品搭載処理を実行する。
【００３７】
画像処理部２４は、図１の部品認識カメラ１６や吸着状態認識カメラ１７を駆動して、その撮像したアナログ信号をデジタル信号に変換し、これをＣＰＵ２０に転送する。ＣＰＵ２０では、この信号を基に、部品搭載プログラムに記述されている正常吸着状態の情報（例えば正常吸着状態時の部品の厚み、部品の傾き、撮像画像中に示される部品の位置、または形状パターンなど）に基づく不良吸着状態のチェックや、当初予定の電子部品上の吸着位置を基準とした位置ズレのチェックを行ない、不良吸着状態であると判定すれば、部品搭載処理を中断してリカバリー処理に移行し、また、位置ズレの場合は部品搭載時の搭載位置を補正する。
【００３８】
キー入力部２５は、入力装置の入力操作キーに接続されており、入力操作キーの外部からの操作信号をＣＰＵ２０に出力する。
Ｉ／Ｏ制御部２６には、図１の照明装置１８を発光させるドライバ、搬送ベルトを駆動するベルト駆動モータのドライバ、プリント基板を位置固定するための昇降テーブルを昇降させるシリンダのドライバ、各モータのドライバ、プリント基板や部品搭載ヘッドの状態・移動位置を検出するセンサや吸着ノズルの吸着面にかかる空気圧を測定するセンサなどの各種センサを駆動するドライバ、報知ランプを駆動するドライバ、表示装置を駆動するドライバ、外部記憶装置を駆動するドライバ等、各種のドライバが接続されている。
【００３９】
続いて本部品搭載装置における部品搭載処理について図１を用いて説明する。
搬送ベルトが駆動されることにより本装置１の上流からプリント基板４が搬入されると、該プリント基板４は所定位置に位置固定される。そして、部品搭載プログラムに記述された搭載順や搭載部品の各種設定情報（部品マスタともいう）に従い、当該プリント基板４に対して部品搭載処理が実行される。
【００４０】
プリント基板４が位置固定されると、先ず、Ｘ軸レールやＹ軸レールの駆動モータを駆動して、搭載ヘッド支持塔１０を不図示のツールチェンジャに移動する。そして、Ｚ軸駆動モータを駆動して吸着シャフトを昇降動作させ、処理対象となる電子部品に対応する吸着ノズル１４を吸着シャフト１３の先端に装着する。
【００４１】
続いて、Ｘ軸レールやＹ軸レールの駆動モータを駆動して搭載ヘッド支持塔１０をテープカセット式部品供給装置６の部品供給位置７へ移動する。更に、Ｚ軸駆動モータを駆動して吸着シャフト１３を下降動作させると共に吸着面ノズル１４の吸着面に負圧をかけ、該部品供給位置７に供給された電子部品を吸着ノズル１４の吸着面で吸着する。そして、吸着面に負圧をかけたまま、Ｚ軸駆動モータを駆動して吸着シャフト１３を上昇動作させ、吸着ノズル１４を搭載ヘッド支持塔１０内に納める（図１（ｂ）の配置にする）。
【００４２】
続いて、Ｘ軸レールやＹ軸レールの駆動モータを駆動し、部品搭載ヘッド１０を部品認識カメラ１６の上方を経由してプリント基板４へ移動する。この間、吸着シャフト１４と吸着状態認識カメラ１７は図１（ｂ）の状態が保たれるので、照明装置１８を駆動して吸着部品を照明し、吸着状態認識カメラ１７で電子部品の吸着状態を撮像する。この撮像画像は制御装置に送信され、例えば電子部品の縦の寸法計測や傾きの計測、またはパターン認識などにより吸着状態が判定される。この時、不良吸着状態（電子部品の未吸着状態や立ち状態など）と判定されると、部品搭載処理を中断して当該電子部品を正常吸着状態にするためのリカバリー処理を行ない、引き続き、部品搭載処理を続行する。また、部品搭載ヘッド１０が部品認識カメラ１６の上方に到達すると、不図示の照明装置により電子部品の背面が照明され、部品認識カメラ１６により上記電子部品の背面が撮像される。この撮像画像は制御装置に送信され、該撮像画像と撮像時の部品搭載ヘッド１０の位置情報から、電子部品に対する吸着位置のズレ量や部品搭載位置に対する回転角が算出され、この算出結果から、電子部品を搭載するプリント基板４上の当初予定位置及び吸着ノズルの当初予定回転角θを修正する。
【００４３】
部品搭載ヘッド１０がプリント基板４の部品搭載位置へ到達すると、Ｚ軸駆動モータを駆動して吸着シャフト１３を下降動作させ、部品搭載位置で吸着面ノズル１４の吸着面に正圧をかけて吸着部品を解放する。そして、Ｚ軸駆動モータを駆動して吸着シャフト１３を上昇動作させ、吸着ノズル１４を搭載ヘッド支持塔１０内に納める（図１（ｂ）の配置にする）。このとき、吸着シャフト１４と吸着状態認識カメラ１７は図１（ｂ）の状態が保たれるので、照明装置１８を駆動して吸着ノズルを照明し、吸着状態認識カメラ１７で吸着ノズル１４の先端を撮像する。この撮像画像は制御装置に送信され、例えば吸着ノズル先端の寸法計測や傾きの計測、またはパターン認識などにより吸着部品の未解放、吸着ノズルの吸着面の消耗やはんだ等の付着（ノズル障害）が判定される。この時、未解放と判定されると、部品搭載処理を中断してリカバリー処理を行ない、次の電子部品に対して上記処理を繰り返す。また、ノズル障害と判定されると、例えばノズルが消耗して長さが短くなった場合は電子部品の吸着・解放を行なうために駆動するZ軸モータの駆動量が変化するため部品搭載処理を中断し、そのZ軸駆動モータの駆動量を設定変更したり吸着ノズル１４の交換を行ない、吸着ノズルの先端に付着物がある場合はその付着物の拭き取りを行ない、次の電子部品に対して上記処理を繰り返す。
【００４４】
なお、当該吸着状態認識カメラ１７による撮像及び該撮像画像に基づく処理は、同図のような配置構成であれば、吸着ノズル１４の吸着面または吸着部品が吸着状態認識カメラ１７の撮像範囲内に位置するときにいつでも実行できる。このため、電子部品の吸着後に実行すれば、不良吸着状態を直ちに見つけることができ、不良吸着状態のままプリント基板に電子部品が搭載されることはなくなり、不良基板の発生を防止できる。また、電子部品をプリント基板に搭載した後に上記処理を実行すれば、電子部品の持ち帰りや吸着面の障害を直ちに見つけることができ、不良基板の発生を防止できる。当然、部品搭載処理の停止時に図１（ｂ）の配置に吸着ノズルを移動して吸着状態認識カメラ１７を駆動すれば、吸着ノズル１４の吸着面の状態を検査することもできる。
【００４５】
図３は、吸着ノズル１４によって吸着された電子部品を吸着状態認識カメラ１７で撮像した場合の撮像イメージを説明するための図である。本例では、電子部品を吸着してからプリント基板に当該電子部品を搭載するまでの吸着状態検査を例に述べる。
【００４６】
同図の左側に、吸着ノズル１４と、照明装置１８及び吸着状態認識カメラ１７の配置構成が示され、右側に吸着状態認識カメラ１７の撮像画像が示される。なお、電子部品は斜線で示している。
【００４７】
同図（a）は、正常吸着状態の例である。
同図の撮像画像に示されるように、正常吸着状態時には電子部品が所定の厚みで平行に撮像される。このため制御装置では、予め設定された当該電子部品の厚みから正常吸着状態と判定することができる。
【００４８】
同図（ｂ）は、第一の立ち状態の例である。
第一の立ち状態は、吸着状態認識カメラ１７の撮像向きに対して電子部品が手前側または奥手側に傾斜した状態で吸着ノズル１４に吸着される。
【００４９】
本例では撮像方向に対して電子部品の手前側を吸い上げており、その奥手側が下方に傾斜している。撮像画像を見ると電子部品は平行に写っているがその厚みが正常時よりも大きくなる。このため制御装置では、予め設定された当該電子部品の厚みよりも大きい立ち状態と判定することができる。なお、言うまでもないが、本例とは反対に撮像方向に対して電子部品の奥手側を吸い上げ手前側が下方に傾斜している場合であっても、撮像画像は本例と同様となり、制御装置で立ち状態と判定できる。
【００５０】
同図（ｃ）は、第二の立ち状態の例である。
第二の立ち状態は、吸着状態認識カメラ１７の撮像向きに対して電子部品が左右に傾斜した状態で吸着ノズル１４に吸着される。
【００５１】
本例では撮像方向に対して電子部品の左側を吸い上げており、右側が下方に傾斜している。撮像画像を見ると電子部品は傾斜して写っている。このため制御装置では、予め設定された当該電子部品の傾き（通常は傾斜角は０度）よりも傾斜している立ち状態と判定することができる。なお、言うまでもないが、本例とは反対に撮像方向に対して右側を吸い上げ、左側が下方に傾斜している場合も同様に立ち状態として判定できる。
【００５２】
なお、同図（a）から（ｃ）の撮像画像が、プリント基板に電子部品が搭載された後に撮像されたものであるとすると、吸着ノズルの先端形状のパターン認識を施すなどして制御装置では部品の持ち帰りと判定できる。
【００５３】
同図（ｄ）は、未吸着状態の例である。
照明装置によって照明される対象が電子部品に設定されている場合は何も写らないため、制御装置では未吸着状態と判定できる。また、本例に示されるように吸着ノズルも照明の対象に含まれている場合は、吸着ノズルの先端が写されるため、吸着ノズル先端の形状と吸着対象の電子部品の形状とのパターン認識を施すなどして制御装置で未吸着状態を判定できる。
【００５４】
なお、同図（ｄ）の撮像画像が、プリント基板に電子部品が搭載された後に撮像されたものであるとすると、照明装置が照明する対象に応じて、例えば吸着ノズルの先端形状のパターン認識を施すなどすることにより、制御装置では正常に電子部品が搭載されたと判定できる。
【００５５】
本発明の実施形態においては、吸着状態認識カメラ１７を部品搭載ヘッド１０に固定し、該吸着状態認識カメラ１７はZ軸移動またはθ回転を行なう部品搭載ヘッド12と共にXY平面を移動する。このため、当該吸着状態認識カメラ１７では、吸着ノズルの先端や吸着ノズル先端に吸着された電子部品の吸着状態を適宜検査できる。そして、例えば吸着部品を真横（真横が望ましいが、真横からやや角度を持たせた位置であってもよい）から撮像する配置に当該吸着状態認識カメラ１７を配置すれば、吸着部品や吸着ノズルの先端の横からの２次元画像が得られ、この２次元画像から吸着部品の形状、厚み、或いは傾斜角などを比較分析することにより、精度良く吸着状態・吸着面の状態を検出できる。
【００５６】
そして、吸着状態認識カメラ１７の配置を変えることなく、吸着不良状態や電子部品の形状にばらつきがある場合にも各吸着不良状態を精度良く安定して検出し、また、吸着ノズルの吸着面のわずかな障害でも精度良く検出し、プリント基板に対する電子部品の搭載エラーを未然に防止することができ、この結果、不良基板の発生を防止できる。また更に、電子部品の持ち帰りも防止できる。
【００５７】
以上より、プリント基板への部品搭載処理の生産効率を上げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態である部品搭載装置の一例である。
【図２】本部品搭載装置の制御装置のブロック図である。
【図３】吸着状態認識カメラ１７による撮像イメージの説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１          部品搭載装置
２          基台
４          プリント基板
７          部品供給位置
１０        搭載ヘッド支持塔
１２        部品搭載ヘッド
１３        吸着シャフト
１４        吸着ノズル
１５        電子部品
１７        吸着状態認識カメラ
１８        照明装置
【図１】
2005322802.tif 000003
【図２】
2005322802.tif 000004
【図３】
2005322802.tif 000005