(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一円周上に複数の部品保持具を保持した装着ヘッドの各部品保持具に電気部品を保持させ、その装着ヘッドを水平な移動平面内の予め定められた位置へ移動させて、回路基材の予め定められた位置に装着させる方法であって、
前記移動平面内における前記装着ヘッドの移動に基づく前記複数の部品保持具の任意の一つの最大移動可能領域の外側の領域へ、その任意の一つの部品保持具を、前記装着ヘッドの前記一円周の中心軸線まわりの回転によって移動させ、その位置で電気部品を回路基材に装着させることを特徴とする電気部品装着方法。
【請求項２】
一円周上に複数の部品保持具を保持した装着ヘッドの各部品保持具に電気部品を保持させ、その装着ヘッドを水平な移動平面内の予め定められた位置へ移動させて、回路基材の予め定められた位置に装着させる方法であって、
前記回路基材の前記電気部品を装着すべき位置が、前記装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに回転させることなく前記移動平面内において移動させることにより、前記電気部品を装着可能な領域内の位置である場合には、前記装着ヘッドを回転させることなくその装着ヘッドの前記複数の部品保持具に保持させた複数の電気部品を前記回路基材に装着させ、前記回路基材の前記電気部品を装着すべき位置が、前記装着ヘッドを前記移動平面内において移動させるのみでは前記電気部品を装着不可能な領域内の位置である場合には、前記装着ヘッドを前記移動平面内において移動させるとともにその装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに回転させて、その装着ヘッドの前記複数の部品保持具の少なくとも一つに保持させた電気部品を前記回路基材に装着させることを特徴とする電気部品装着方法。
【請求項３】
前記装着ヘッドを、互いに直交するＸ軸とＹ軸とにそれぞれ平行な方向に移動させるＸ軸方向移動装置およびＹ軸方向移動装置により、前記移動平面内で移動させるとともに、前記装着ヘッドとして、前記複数の部品保持具が、前記Ｙ軸に平行な直線を対称軸として線対称となる位置に保持させたものを使用し、前記装着ヘッドの回転を伴って前記電気部品の装着を行う場合には、前記装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに１８０度反転させて行うことを特徴とする請求項２に記載の電気部品装着方法。
【請求項４】
電気部品を供給する部品供給装置と、
回路基材を支持する基材支持装置と、
中心軸線を中心とする一円周上に複数の部品保持具を保持し、それら部品保持具の各々により前記部品供給装置から電気部品を受け取って前記基材支持装置に支持された回路基材に装着する装着ヘッドと、
その装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに回転させるヘッド回転装置と、
前記装着ヘッドを前記部品供給装置と前記基材支持装置との間で移動させるヘッド移動装置と、
前記装着ヘッドに保持された前記部品保持具による電気部品の前記基材支持装置上の回路基材に対する最大装着可能領域を、前記装着ヘッドの前記ヘッド移動装置による移動と前記ヘッド回転装置による回転との組合わせによってカバーすべく前記ヘッド移動装置と前記ヘッド回転装置とを制御する制御装置と
を含む電気部品装着システム。
【請求項５】
電気部品を供給する部品供給装置と、
回路基材を支持する基材支持装置と、
中心軸線を中心とする一円周上に複数の部品保持具を保持し、それら部品保持具の各々により前記部品供給装置から電気部品を受け取って前記基材支持装置に支持された回路基材に装着する装着ヘッドと、
その装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに回転させるヘッド回転装置と、
前記装着ヘッドを水平な移動平面内において前記部品供給装置と前記基材支持装置との間で移動させるヘッド移動装置と、
回路基材の電気部品を装着すべき位置が、前記装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに回転させることなく前記移動平面内において移動させることにより、電気部品を装着可能な領域内の位置である場合には、前記装着ヘッドを回転させることなくその装着ヘッドの前記複数の部品保持具に保持させた複数の電気部品を回路基材に装着させ、回路基材の電気部品を装着すべき位置が、前記装着ヘッドを前記移動平面内において移動させるのみでは電気部品を装着不可能な領域内の位置である場合には、前記装着ヘッドを前記移動平面内において移動させるとともにその装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに回転させて、その装着ヘッドの前記複数の部品保持具の少なくとも一つに保持させた電気部品を前記回路基材に装着させるべく前記ヘッド移動装置と前記ヘッド回転装置とを制御する制御装置と
を含む電気部品装着システム。
【請求項６】
前記装着ヘッドが、前記複数の部品保持具をそれら部品保持具の軸線まわりに自転可能に保持する回転体を含み、前記ヘッド回転装置がその回転体を前記一円周の中心軸線まわりに回転させることによりその回転体に保持された前記複数の部品保持具を前記一円周の中心軸線まわりに公転させるものであり、かつ、当該電気部品装着システムが、
前記複数の部品保持具を前記回転体に対して各部品保持具の前記軸線まわりに回転させることにより、それら複数の部品保持具を自転させる自転装置と、
前記複数の部品保持具を前記回転体に対してそれら部品保持具の軸線に平行な方向に移動させることにより、各部品保持具を互いに独立に前記部品供給装置および前記基材支持装置に対して昇降させる昇降装置と
を含む請求項４または５に記載の電気部品装着システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気部品を回路基材に装着する方法および電気部品装着システム等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気部品を装着ヘッドに保持させて、プリント配線板等の回路基材に装着することが広く行われている。その際、装着ヘッドにより保持された電気部品が予定通りのものであるか否か、予定通りの姿勢で保持されているか否か、予定通りの位置に保持されているか否か等の監視、あるいは保持位置誤差の検出等のために、電気部品を撮像することが行われている。撮像装置としては、多数の光電変換素子が直線状に並んだラインセンサや、面状に並んだ面センサと、レンズ，プリズム等の光学系とを備えたものが使用されている。面センサによる撮像は殆どの場合、電気部品と撮像装置との相対位置が不変の状態で行われ、ラインセンサによる撮像は、直線状に並んだ光電変換素子の並び方向（長手方向と称する）と交差する方向（通常、直交する方向）に、電気部品とラインセンサとを相対移動させつつ１ライン分ずつの撮像を行い、複数ライン分の画像データの集合として２次元画像を取得することにより行われる。
【０００３】
ラインセンサは、上記のように、電気部品と相対移動しつつ撮像を行うものであるため、装着ヘッドによる電気部品の搬送経路の途中に配設しておけば、搬送のための移動を撮像に利用することができる。また、ラインセンサは、一般に、面センサに比較して解像度が高く、かつ、広い領域の撮像を行うことができるものである。しかし、１ライン分ずつの画像データを取得しつつ電気部品に対して相対移動させることが必要であるため、相対移動速度を高めることが難しいという問題がある。上記のように、搬送のための移動を撮像に利用する場合には、搬送速度を低くすることが必要になる場合が多いのである。
【０００４】
また、電気部品を回路基材に装着するための電気部品装着システムとして、装着ヘッドをＸＹロボットに取り付け、部品供給装置と回路基材支持装置との間を移動させるものがある。部品供給装置は、一般に、複数の部品供給部の各々から電気部品を供給するものとされる。例えば、各々一種類の電気部品を１個ずつ部品供給部から供給するフィーダが複数個、それらの部品供給部が一直線，一円周等の線に沿って並ぶ状態にテーブルに固定された部品供給テーブルや、トレイに縦横に並べて形成された部品収容凹部に１個ずつの電気部品が収容された部品供給トレイ等が部品供給装置として使用されるのである。回路基材支持装置は、回路基材を一直線に沿って搬送する基材コンベヤの一部として構成されたり、回路基材を搬入する搬入コンベヤと搬出する搬出コンベヤとの間に専用の基材支持装置として配設されたりする。
【０００５】
この種の電気部品装着システムにおいては、装着ヘッド自体の移動領域より、ＸＹロボットのＸスライド，Ｙスライドあるいは装着ヘッドを保持するヘッド保持部材等の移動領域の方が広くなるのが普通であり、そのために、電気部品装着システムの設置スペースが大きくなって、工場内スペース当たりの装着作業能率が低下し、あるいは回路基材の搬送距離が長くなることにより作業能率が低下する問題があった。この問題は、複数の電気部品装着システムが互いに近接して配列され、装着ラインが構成される場合や、電気部品装着モデュールが複数個配列されて１ユニットの電気部品装着システムが構成される場合に特に重大となる。なお、後者の場合には、電気部品装着モデュール自体も電気部品装着システムであることになる。
【０００６】
また、電気部品装着システムにおいては、装着ヘッドに複数の吸着ノズル等の部品保持具を保持させ、それら複数の部品保持具に各々１個ずつの電気部品を保持させて部品供給装置と基材支持装置との間を移動させることが行われている。このようにすれば、１回の移動によって複数の電気部品を装着することができる。しかし、移動に要する時間は短縮し得るものの、電気部品の受取りや装着は１個ずつ行う必要があるため、この作業の能率は向上させることができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
本発明は、以上の事情を背景として、電気部品の撮像を改善すること、電気部品装着システムを小形化すること、部品供給装置からの電気部品の受取りを能率よく行うことの少なくとも一つにより、装着作業の能率向上を図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、下記各態様の電気部品撮像方法、電気部品装着方法，電気部品装着システム等が得られる。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、以下の態様項の中には、補正によって、特許請求の範囲に記載の発明でも、それ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んでいるため、そのまま残すこととする。
【０００８】
（１）電気部品を吸着ノズルに吸着させて搬送させるとともに、その搬送の経路の少なくとも一部において、ラインセンサを吸着ノズルと共に移動させつつ吸着ノズルの軸線と直交する方向に相対移動させ、その吸着ノズルに保持されている電気部品を撮像することを特徴とする電気部品撮像方法。
このように、ラインセンサを吸着ノズルと共に移動させつつ、吸着ノズルに対して相対移動させれば、その相対移動を撮像のための移動として利用することができ、撮像のための移動速度を低くくして良好な２次元像を得つつ、吸着ノズルおよび撮像装置を高速で移動させて電気部品の搬送能率を高め、電気部品装着作業の能率を向上させることができる。
なお、上記相対移動の方向は、吸着ノズルによる電気部品の搬送経路に平行な方向でもよく、搬送経路と交差する方向でもよい。また、撮像の方向は、吸着ノズルの軸線に平行な方向でも直角な方向でもよい。例えば、部品保持具による電気部品の保持位置誤差を検出する際には、吸着ノズルの軸線に平行な方向から撮像するのがよく、部品保持具による電気部品の保持姿勢が適切か否かを検出する際には、吸着ノズルの軸線に直角な方向から撮像するのがよい。
（２）一円周上に複数の部品保持具を保持した装着ヘッドの各部品保持具に電気部品を保持させ、その装着ヘッドを水平な移動平面内の予め定められた位置へ移動させて、回路基材の予め定められた位置に装着させる方法であって、
前記移動平面内における前記装着ヘッドの移動に基づく前記複数の部品保持具の任意の一つの最大移動可能領域の外側の領域へ、その任意の一つの部品保持具を、前記装着ヘッドの前記一円周の中心軸線まわりの回転によって移動させ、その位置で電気部品を回路基材に装着させることを特徴とする電気部品装着方法（請求項１）。
このように、装着ヘッドの移動と回転との組合わせによって部品保持具を移動させれば、装着ヘッドを保持するヘッド保持部材等の移動領域の割に、部品保持具の移動領域を広
くすることができ、結局、回路基材の電気部品装着可能領域の大きさの割りに電気部品装着システムを小形化することができる。それによって、回路基材の搬送距離を短縮して装着作業能率を向上させ、あるいは、電気部品装着システムの所要設置スペースを小さくして、工場内スペース当たりの作業能率を向上させることができる。
（３）複数の部品供給部からそれぞれ電気部品を供給する部品供給装置から、装着ヘッドに電気部品を取り出させ、搬送させて、回路基材の予め定められた位置に装着させる方法であって、
前記装着ヘッドとして複数の部品保持具を備えたものを使用し、それら複数の部品保持具のうちの少なくとも２つを同時に前記複数の部品供給部に相対的に接近させ、少なくとも２つの電気部品を同時に取り出させることを特徴とする電気部品装着方法。
このように、複数の部品保持具のうちの少なくとも２つと部品供給部とを同時に接近させ、少なくとも２つの電気部品を同時に取り出させれば、１個ずつ取り出されていた従来に比較して、取出しに要する時間を短縮し、電気部品の装着作業能率を向上させることができる。
上記 (1)〜 (3)項に記載の特徴は、任意に２個以上組み合わせて採用することが可能である。ただし、 (2)項または (3)項の特徴を (1)項の特徴と組み合わせる場合には、部品保持具を吸着ノズルと読み替えるものとする。また、次項以下に記載の特徴を上記 (1)項ないし (3)項のいずれかに適用することも可能である。
（４）電気部品を供給する部品供給装置と、
回路基材を支持する基材支持装置と、
部品供給装置から電気部品を受け取って基材支持装置に支持された回路基材に装着する装着ヘッドと、
その装着ヘッドを保持しているヘッド保持部材を移動させることによって装着ヘッドを部品供給装置と基材支持装置との間で移動させるヘッド移動装置と、
そのヘッド移動装置による装着ヘッドの部品供給装置から基材支持装置への移動に追従しつつ装着ヘッドに対して相対移動する相対移動部材と、
その相対移動部材に保持され、相対移動部材の装着ヘッドに対する相対移動に伴って前記装着ヘッドに保持された電気部品に対して相対移動し、その電気部品の２次元像を取得するラインセンサと
そのラインセンサにより取得された２次元像に基づいて装着ヘッドによる電気部品の保持位置誤差を求め、前記ヘッド移動装置による装着ヘッドの移動を保持位置誤差を低減させるように制御する制御装置と
を含む電気部品装着システム。
本項の電気部品装着システムは、前記 (1)項の方法の実施に好適なものである。
（５）前記相対移動装置が、ステータとそのステータに沿って直線的に移動可能な可動子とを備え、ステータが前記ヘッド保持部材と前記相対移動部材との一方に取り付けられ、可動子が他方に取り付けられたリニアモータを含む (4)項に記載の電気部品装着システム。
リニアモータを使用すれば、相対移動装置の構造を単純化し、システムの製造コストを低減することができる。
（６）前記ヘッド移動装置が、前記ヘッド保持部材を、前記基材支持装置に支持された回路基材の表面に平行な平面内において互いの直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるＸＹロボットであり、そのＸＹロボットと前記相対移動部材とが、前記Ｘ軸方向と前記Ｙ軸方向とのいずれか一方向のガイドを共有している (4)項または (5)項に記載の電気部品装着システム。
ＸＹロボットと相対移動部材とが共有するガイドは、そのガイドの長手方向に関して電気部品装着システム全体の寸法を特に小さくすることが望まれる側のガイドとすることも可能であるが、反対側のガイドとすることが望ましい。
（７）前記装着ヘッドが複数の部品保持具を備え、それら複数の部品保持具により複数の電気部品を保持するものである (4)項ないし (6)項のいずれか一つに記載の電気部品装着
システム。
（８）前記ラインセンサが前記複数の部品保持具のうちの少なくとも一部である複数の部品保持具に保持された複数の電気部品の２次元像を同時に取得するものである (6)項に記載の電気部品装着システム。
複数の部品保持具のすべてに保持された電気部品の撮像が同時に取得されるようにすれば、特に大きな効果が得られるが、電気部品の所要搬送距離と、撮像に要する時間との関係で、搬送中にラインセンサと装着ヘッドとの相対移動が複数回行われ、それによってすべての電気部品の２次元像が取得されるようにしてもよい。電気部品の搬送が適正な速度で行われている間であれば、撮像が複数回行われるようにしても問題はなく、それによって、ラインセンサを小形化し、設備コストを低減することができる。
（９）前記装着ヘッドが中心軸線まわりに回転可能であり、その中心軸線を中心とする一円周上に前記複数の部品保持具を保持する (7)項または (8)項に記載の電気部品装着システム。
比較的小形の装着ヘッドに多くの部品保持具を保持させることができ、また、装着ヘッドの回転により電気部品を迅速に所望の位置に位置決めすることが可能となる。
（１０）電気部品を供給する部品供給装置と、
回路基材を支持する基材支持装置と、
中心軸線を中心とする一円周上に複数の部品保持具を保持し、それら部品保持具の各々により前記部品供給装置から電気部品を受け取って前記基材支持装置に支持された回路基材に装着する装着ヘッドと、
その装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに回転させるヘッド回転装置と、
前記装着ヘッドを前記部品供給装置と前記基材支持装置との間で移動させるヘッド移動装置と、
前記装着ヘッドに保持された前記部品保持具による電気部品の前記基材支持装置上の回路基材に対する最大装着可能領域を、前記装着ヘッドの前記ヘッド移動装置による移動と前記ヘッド回転装置による回転との組合わせによってカバーすべく前記ヘッド移動装置と前記ヘッド回転装置とを制御する制御装置と
を含む電気部品装着システム（請求項４）。
本項の電気部品装着システムは、前記 (2)項の方法の実施に好適なものである。
（１１）複数の部品供給部からそれぞれ電気部品を供給する部品供給装置と、
回路基材を支持する基材支持装置と、
複数の部品保持具を保持し、それら部品保持具の各々により前記部品供給装置から電気部品を受け取って前記基材支持装置に支持されている回路基材に装着する装着ヘッドと、
装着ヘッドを部品供給装置と基材支持装置との間で移動させるヘッド移動装置と、
装着ヘッドが前記部品供給装置の近傍に位置する状態において、その装着ヘッドに保持されている前記複数の部品保持具のうちの少なくとも２つと部品供給装置とを同時に接近させて、少なくとも２つの電気部品を同時に受け取らせる受取制御装置と
を含む電気部品装着システム。
本項の電気部品装着システムは、前記 (3)項の方法の実施に好適なものである。
（１２）前記部品供給装置が前記複数の部品供給部を一直線上に並んだ状態で備え、前記複数の部品保持具のうちの少なくとも２つものの中心間隔が、前記複数の部品供給部の最小配列ピッチの整数倍とされた(11)項に記載の電気部品装着システム。
このようにすれば、複数の部品保持具を複数の部品供給部に対応する位置に同時に位置決めすることが容易となる。
（１３）前記装着ヘッドが、ヘッド保持部材に中心軸線まわりに回転可能に保持され、その中心軸線を中心とする一円周上に前記複数の部品保持具を保持するものである(12)項に記載の電気部品装着システム。
上記一円周において互いに隣接する部品保持具の中心間隔、あるいはＮ個おきの部品保持具の中心間隔が、最小配列ピッチの整数倍となるようにしても、次項におけるようにしてもよい。
（１４）前記複数の部品保持具のうち、前記一円周の中心軸線に直角で互いに平行な複数の直線上に位置する２つずつの部品保持具の中心間隔が前記最小配列ピッチの整数倍とされた(13)項に記載の電気部品装着システム。
（１５）前記ラインセンサが、少なくとも前記装着ヘッドに対する相対移動領域の両端部において、前記装着ヘッドにより前記回路基材に電気部品を装着することを許容する(4) 項ないし (9)項に記載の電気部品装着システム。
例えば、複数の部品保持具のすべてに保持された電気部品の像が同時に取得される場合には、ラインセンサは装着ヘッドに対して片道分移動すれば済む。このときラインセンサが相対移動領域の一方である移動開始位置においてのみ電気部品の装着を許容し、他方である移動終了位置においては電気部品の装着を許容しないとすれば、ラインセンサを移動開始位置へ戻してから電気部品を装着することとなり、作業能率が低下する。本項に記載の電気部品装着システムによれば、ラインセンサが相対移動可能領域の両端部のいずれにあっても電気部品の装着を許容するので、ラインセンサを撮像が終了した位置から近い方の端部において待機させれば、移動にかかる時間を短縮して作業能率を向上させることが可能となる。ラインセンサを移動開始位置とは反対側の位置で停止させて電気部品を装着する場合は、すべての電気部品について装着が終了した後で、装着ヘッドが部品供給部に移動する間に、ラインセンサを移動開始位置へ復帰させておくことが望ましい。
（１６）一円周上に複数の部品保持具を保持した装着ヘッドの各部品保持具に電気部品を保持させ、その装着ヘッドを水平な移動平面内の予め定められた位置へ移動させて、回路基材の予め定められた位置に装着させる方法であって、
前記回路基材の前記電気部品を装着すべき位置が、前記装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに回転させることなく前記移動平面内において移動させることにより、前記電気部品を装着可能な領域内の位置である場合には、前記装着ヘッドを回転させることなくその装着ヘッドの前記複数の部品保持具に保持させた複数の電気部品を前記回路基材に装着させ、前記回路基材の前記電気部品を装着すべき位置が、前記装着ヘッドを前記移動平面内において移動させるのみでは前記電気部品を装着不可能な領域内の位置である場合には、前記装着ヘッドを前記移動平面内において移動させるとともにその装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに回転させて、その装着ヘッドの前記複数の部品保持具の少なくとも一つに保持させた電気部品を前記回路基材に装着させることを特徴とする電気部品装着方法（請求項２）。
電気部品を保持させられた複数の部品保持具が保持する全部の電気部品について、回路基材に装着すべき位置が装着ヘッドの移動平面内における移動のみによって部品保持具が到達することができる位置であるか否かにより、装着ヘッドが移動平面内において移動させられるのみとされ、あるいはそれに加えて回転させられて、電気部品の回路基材への装着が行われる。
（１７）前記装着ヘッドを、互いに直交するＸ軸とＹ軸とにそれぞれ平行な方向に移動させるＸ軸方向移動装置およびＹ軸方向移動装置により、前記移動平面内で移動させるとともに、前記装着ヘッドとして、前記複数の部品保持具が、前記Ｙ軸に平行な直線を対称軸として線対称となる位置に保持させたものを使用し、前記装着ヘッドの回転を伴って前記電気部品の装着を行う場合には、前記装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに１８０度反転させて行うことを特徴とする(16)項に記載の電気部品装着方法（請求項３）。
装着ヘッドの１８０度の回転により、部品保持具は対称軸を超え、装着ヘッドの移動平面内における移動のみによって部品保持具が到達し得る領域の外側の領域へ移動させられる。
（１８）電気部品を供給する部品供給装置と、
回路基材を支持する基材支持装置と、
中心軸線を中心とする一円周上に複数の部品保持具を保持し、それら部品保持具の各々により前記部品供給装置から電気部品を受け取って前記基材支持装置に支持された回路基材に装着する装着ヘッドと、
その装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに回転させるヘッド回転装置と、
前記装着ヘッドを水平な移動平面内において前記部品供給装置と前記基材支持装置との間で移動させるヘッド移動装置と、
回路基材の電気部品を装着すべき位置が、前記装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに回転させることなく前記移動平面内において移動させることにより、電気部品を装着可能な領域内の位置である場合には、前記装着ヘッドを回転させることなくその装着ヘッドの前記複数の部品保持具に保持させた複数の電気部品を回路基材に装着させ、回路基材の電気部品を装着すべき位置が、前記装着ヘッドを前記移動平面内において移動させるのみでは電気部品を装着不可能な領域内の位置である場合には、前記装着ヘッドを前記移動平面内において移動させるとともにその装着ヘッドを前記一円周の中心軸線まわりに回転させて、その装着ヘッドの前記複数の部品保持具の少なくとも一つに保持させた電気部品を前記回路基材に装着させるべく前記ヘッド移動装置と前記ヘッド回転装置とを制御する制御装置と
を含む電気部品装着システム（請求項５）。
（１９）前記装着ヘッドが、前記複数の部品保持具をそれら部品保持具の軸線まわりに自転可能に保持する回転体を含み、前記ヘッド回転装置がその回転体を前記一円周の中心軸線まわりに回転させることによりその回転体に保持された前記複数の部品保持具を前記一円周の中心軸線まわりに公転させるものであり、かつ、当該電気部品装着システムが、
前記複数の部品保持具を前記回転体に対して各部品保持具の前記軸線まわりに回転させることにより、それら複数の部品保持具を自転させる自転装置と、
前記複数の部品保持具を前記回転体に対してそれら部品保持具の軸線に平行な方向に移動させることにより、各部品保持具を互いに独立に前記部品供給装置および前記基材支持装置に対して昇降させる昇降装置と
を含む(10)項または(18)項に記載の電気部品装着システム（請求項６）。
複数の部品保持具が自転装置によって自転させられることにより、現に装着されるべき電気部品の姿勢のずれが修正され、複数の部品保持具が昇降装置によって互いに独立して昇降させられることにより、部品保持具による部品供給装置からの電気部品の取出しおよび回路基材への電気部品の装着が行われる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の一実施形態である電気部品装着システムを示す。この電気部品装着システムはベッド１０を有し、そのベッド１０上に、パレットを搬入するパレット搬入装置１２と、搬入されたパレットを一定ピッチずつ繰返し搬送するパレット搬送装置１４と、パレット搬出装置１６とがそれらの順に水平面内のＸ軸方向（図において左右方向）に並んで設けられている。パレット搬送装置１４の上方に複数の装着装置１８が、上記パレット搬送装置１４によるパレットの搬送ピッチと同じピッチで配設されている。また、図２に示すように、各装着装置１８に水平方向において隣接する状態で電気部品供給装置２０が設けられている。以下、各装置を説明する。
【００１０】
パレット搬送装置１４は、図２に示すように、プリント配線板２２を支持するパレット２４を水平面内のＸ軸方向に沿って搬送する。パレット２４はガイド２６に案内され、図示を省略するパレット送り装置により上記一定ピッチずつＸ軸方向に送られる。そのため、図示しない位置決め装置により位置決めされてパレット２４に固定されている各プリント配線板２２が、上記複数の装着装置１８の各々の真下の位置へ搬送され、位置決めされる。これ以上の詳細な説明は、本発明を理解する上で必要ではないため、省略する。
【００１１】
上記複数の電気部品供給装置２０の各々は、複数のフィーダ２８を備えている。図１には、それらフィーダ２８が単純な矩形で示されている。これらフィーダ２８は、ベッド１０に設けられたフィーダ取付台３０に、Ｘ軸方向に並んだ状態で固定される。各フィーダ２８により供給される電気部品３２（図３参照) は、キャリヤテープにより保持されてテープ化電気部品とされている。キャリヤテープには多数の電気部品収容凹部が等間隔に設けられ、各電気部品収容凹部に電気部品３２が収容されるとともにカバーテープが貼り付けられて電気部品収容凹部の開口が塞がれている。
【００１２】
テープ化電気部品は、リールに巻き付けられており、図示しない送り装置により１ピッチずつ送られ、カバーテープがはがされた複数の電気部品収容凹部に収容された電気部品３２のうち、先頭の電気部品３２が予め定められた部品供給部３４に位置決めされる。複数のフィーダ２８は前記のようにＸ軸方向に並んで固定されているため、それらの部品供給部３４はＸ軸に平行な一直線に沿って並ぶこととなる。なお、フィーダ２８に代えて、ケーシング内に収容された電気部品３２を振動，傾斜，空気流，コンベアベルト等あるいはそれらの組み合わせにより一列に並べて部品供給部へ送り、１個ずつ供給するもの等、種々の態様のものが採用可能である。
【００１３】
本電気部品装着システムは１６台の装着装置１８を備えているが、図１にはそのうちの１台が代表的に示されている。各装着装置１８は、ベッド１０上にＸ軸方向に並んで立設されたコラム４２から水平に延び出た支持アーム４４に支持されている (図２参照) 。図４に示すように、各支持アーム４４の下面には、位置決め面４６がＹ軸方向に平行に形成され、その位置決め面４６によりＸ軸方向に関して位置決めされて、ガイド４８が支持アーム４４に取り付けられている。ガイド４８には、ボールねじ５０がＹ軸方向に平行に取り付けられ、そのボールねじ５０に図３に示す第一Ｙ軸スライド５２が螺合されている。ボールねじ５０は、ガイド４８の先端面に取り付けられたＹ軸モータ５４により駆動され、第一Ｙ軸スライド５２をガイド４８に沿って移動させる。Ｙ軸モータ５４は、サーボモータであって正逆両方向に任意の角度回転させることができる。ガイド４８は、第一Ｙ軸スライド５２と、複数のボールを介して係合させられている。それらガイド４８，ボールねじ５０，第一Ｙ軸スライド５２，Ｙ軸モータ５４等が共同してＹ軸方向移動装置５８を構成しており、かつ、ガイド４８が装着装置本体を構成している。
【００１４】
第一Ｙ軸スライド５２にブラケット６０が固定されている。ブラケット６０はＸ軸方向において装着装置１８の幅よりわずかに狭く形成されている。ブラケット６０の電気部品供給装置２０側の側面６２がＸ軸方向に平行で垂直な平面とされ、その側面６２にボールねじ６４がＸ軸方向に平行に取り付けられ、Ｘ軸スライド６６が螺合されている。Ｘ軸スライド６６は、さらに、Ｘ軸方向に延びる一対のガイドレール６８に摺動可能に嵌合されている。Ｘ軸スライド６６は、Ｘ軸モータ７０によるボールねじ６４の回転に伴い、ガイドレール６８に案内されて移動させられる。Ｘ軸モータ７０は、サーボモータであって正逆両方向に任意の角度回転させることができる。Ｘ軸モータ７０は、ボールねじ６４からＹ軸方向に隔った位置においてブラケット６０に固定され、それの出力軸に駆動プーリ７２が固定されている。ブラケット６０は複数の板材により構成されており、Ｘ軸モータ７０，駆動プーリ７２等はブラケット６０の内側空間内に配設されている。ボールねじ６４の端部に被駆動プーリ７６が固定され、タイミングベルト７４によりＸ軸モータ７０の回転がボールねじ６４に伝達される。これらＸ軸スライド６６，ガイドレール６８，ボールねじ６４，Ｘ軸モータ７０等がＸ軸方向移動装置７８を構成している。
【００１５】
装着装置１８は装着ヘッド８０を備えている。Ｘ軸スライド６６に、ブラケット８２が固定され、ブラケット８２に装着ヘッド８０が垂直軸線まわりに回転可能に保持されている。ブラケット８２は垂直方向に並ぶ２つの保持部８８，９０を備え、それら保持部８８，９０には垂直軸線に沿って貫通する貫通穴８４，８６がそれぞれ形成されている。２つの貫通穴８４，８６は互いに同心に設けられ、上方に位置する上側保持部８８に比較的小径の貫通穴８４が形成され、下方に位置する下側保持部９０に比較的大径の貫通穴８６が形成されている。各貫通穴８４，８６の内側に一対の軸受９２，９４がそれぞれ設けられている。
装着ヘッド８０は、垂直方向に延びる段つき円筒状の回転体１００を有する。回転体１００は比較的大径の大径部１０２と、大径部１０２の上端面から垂直方向に延び出す小径部１０４とを有し、小径部１０４が、前述の上側保持部８８に軸受９２を介して軸線まわりに回転可能にかつ軸方向移動不能に保持されるとともに、大径部１０２が、小径部１０４と同様に下側保持部９０に回転可能かつ軸方向移動不能に保持されている。
【００１６】
ブラケット８２には、さらに、複雑さを避けるために図示を省略する取付部材を介して回転体用サーボモータ（以下、公転用モータと称する）１０６が固定的に取り付けられている。なお、図１においては、理解を容易にするために、公転用モータ１０６および後述する自転用モータ１４６が省略されている。公転用モータ１０６の出力軸１０８に駆動プーリ１１０が固定され、小径部１０４の上側保持部８８から下方に突出した部分に被駆動プーリ１１２が固定的に嵌合されている。それら駆動プーリ１１０および被駆動プーリ１１２はタイミングプーリであり、タイミングベルト１１４により回転が伝達される。公転用モータ１０６によって回転体１００の中心軸線まわりの回転が制御される。本実施形態においては、回転体１００が垂直軸線まわりの回転角が一定に保たれる通常状態と、通常状態に対して１８０度回転させられる反転状態とに切り替えられる。
【００１７】
公転用モータ１０６は、装着ヘッド８０に対してＸ軸方向に突出しないようにされている。具体的には、装着ヘッド８０とＸ軸方向位置が一致させられているのであり、そのことによって装着ヘッド８０がＸ軸方向に移動した場合であっても、公転用モータ１０６が装着装置１８から突出することが回避できる。なお、公転用モータ１０６は、正逆両方向に任意の角度回転可能としてもよい。
【００１８】
回転体１００の大径部１０２に、大径部１０２を垂直方向に貫通する保持穴１２０が複数個設けられている。本実施形態においては、６個の保持穴１２０が、回転軸線を中心とする円周上に、かつ、Ｙ軸方向に平行な直線を対称軸として線対称となる位置に形成されている（図６参照）。さらに、互いに線対称をなす保持穴１２０同士のＸ軸方向における間隔が、前述のフィーダ２８の配列ピッチの整数倍とされている。具体的には、本実施形態においてはフィーダ２８の配列ピッチが１０mmであり、軸対称をなす２つずつの保持穴１２０が３組、Ｙ軸方向に並んで、２０mm，３０mm，２０mmの中心間隔で形成されている。
【００１９】
各保持穴１２０には中空円筒状のスリーブ１２２が嵌合されている。スリーブ１２２は、保持穴１２０の長さより短く、保持穴１２０の上部を残して保持穴１２０に嵌合されている。そのスリーブ１２２に、吸着ノズル保持軸１２４が軸方向に摺動可能にかつ回転可能に嵌合されている。
【００２０】
保持穴１２０の上側開口は、閉塞部材１２６が図示しないシール部材によりシールされて嵌合されるとともに固定されて、閉塞されている。吸着ノズル保持軸１２４の上端部であってスリーブ１２２から突出した部分にピストン１２８が一体的に設けられており、ピストン１２８の軸方向両側に圧力室１３０，１３２がそれぞれ形成される。それら両側の圧力室１３０，１３２のいずれか一方に図示しない連通路を介して圧力気体が送り込まれることにより、ピストン１２８と吸着ノズル保持軸１２４とが一体的に昇降させられる。ピストン１２８と保持穴１２０とが吸着ノズル保持軸１２４を昇降させる昇降用エアシリンダ１３４を構成しているのである。吸着ノズル保持軸１２４は互いに独立して昇降可能とされている。
【００２１】
吸着ノズル保持軸１２４の、スリーブ１２２から下方へ突出した部分に被駆動ギヤ１３６が同心にかつ一体的に設けられている。各被駆動ギヤ１３６は、回転体１００と同軸の駆動ギヤ１３８に噛み合わせられている。駆動ギヤ１３８は、被駆動ギヤ１３６より軸方向に長く形成されており、吸着ノズル保持軸１２４が上昇端位置および下降端位置の間のいずれに位置しても、駆動ギヤ１３８と被駆動ギヤ１３６とが噛み合った状態が維持される。駆動ギヤ１３８の上側端面から同心にかつ一体的に回転軸１４０が延び出し、その回転軸１４０が回転体１００の中心を貫通する貫通穴１４２に回転可能に嵌合されている。回転軸１４０の上端部に被駆動プーリ１４４が固定されている。ブラケット８２に、図示を省略する取付部材を介してサーボモータ（以下、自転用モータと称する）１４６が取り付けられ、その自転用モータ１４６の出力軸に駆動プーリ１４８が固定されている。被駆動プーリ１４４および駆動プーリ１４８はタイミングプーリであり、それらにタイミングベルト１５０が巻き掛けられて、自転用モータ１４６の回転が回転軸１４０に伝達されると共に、駆動ギヤ１３８を介して被駆動ギヤ１３６に伝達される。自転用モータ１４６により６本の吸着ノズル保持軸１２４が同期して一斉に回転させられるのである。回転軸１４０は正逆両方向に任意の角度回転させられる。なお、自転用モータ１４６も、公転用モータ１０６と同様に装着ヘッド８０とＸ軸方向における位置が一致させられている。このことにより、装着ヘッド８０がＸ軸方向に移動する際に、自転用モータ１４６が装着装置１８から突出することがない。
【００２２】
吸着ノズル保持軸１２４の下端部に電気部品３２を吸着する吸着ノズル１６０が軸方向移動可能にかつ、相対回転不能に取り付けられている。吸着ノズル保持軸１２４の内部に図示しない弾性部材が備えられ、その弾性部材により吸着ノズル１６０が吸着ノズル保持軸１２４から突出する向きに付勢されている。吸着ノズル１６０には、それと一体的に設けられ半径方向に延び出す背景板１６２が設けられている。背景板１６２は下向きの面が黒などの暗色とされ、電気部品３２より大きくされている。
本実施形態においては、一つの装着装置１８に設けられるフィーダ２８と吸着ノズル１６０とが同数とされており、装着ヘッド６０は電気部品供給装置２０への１回の接近により、その電気部品供給装置２０が供給可能な電気部品のすべてを受け取る。
【００２３】
装着装置１８には、さらに、吸着ノズル１６０に保持された電気部品３２を撮像する撮像ユニット２００が備えられ、その撮像ユニット２００は、装着ヘッド８０と共にＹ軸方向に移動しつつ、装着ヘッド８０に対してＹ軸方向に相対移動可能とされている。以下に、詳細に説明する。
【００２４】
前述のブラケット６０を挟んで装着ヘッド８０と反対側に、前述の第一Ｙ軸スライド５２と独立して別のスライド（以下、第二Ｙ軸スライドと称する）２０２が設けられている。この第二Ｙ軸スライド２０２は、第一Ｙ軸スライド５２と同じガイド４８に摺動可能に係合させられて、Ｙ軸方向の移動を案内されているが、前述のボールねじ５０には螺合されておらず、Ｙ軸モータ５４の回転とは無関係にＹ軸方向に移動可能とされている。図４に示すように、第二Ｙ軸スライド２０２に、Ｙ軸方向に貫通する貫通穴２０３が形成され、ボールねじ５０がその貫通穴２０３を貫通している。第二Ｙ軸スライド２０２の下面にブラケット２０４が固定されている。ブラケット２０４は、リニアモータ２０６により前記ブラケット６０に相対移動可能に連結されている。ブラケット２０４にリニアモータ２０６の可動子２０８が固定され、ブラケット６０にステータ２１０が固定されている。
【００２５】
ステータ２１０は、非磁性材料であるアルミニウム合金からなる本体２１２がブラケット６０に固定され、ブラケット６０の装着ヘッド８０側とは反対側の端部からＹ軸方向に延び出し、その本体２１２のブラケット６０から突出する部分に多数の永久磁石２１４が固定されたものである。本体２１２は、装着装置１８から突出しないように、ブラケット６０の側面に固定されている。各永久磁石２１４は角材状をなし、互いに逆向きの２側面の一方がＮ極、他方がＳ極に磁化されたものであり、Ｎ極とＳ極とが交互に配列されている。各永久磁石２１４は、Ｎ極，Ｓ極の両面が本体２１２の側面から少量突出する状態で固定されており、本体２１２の表側と裏側とでは、Ｎ極とＳ極とが千鳥状にずれるようにされている。
【００２６】
可動子２０８は、ステータ２１０の表側と裏側とにそれぞれ対向する２つの鉄心２１６を備えており、それら鉄心２１６が下端において連結部材２１８により互いに連結され、全体としてコの字形をなしている。各鉄心２１６には、それぞれＵ相, Ｖ相，Ｗ相のコイルが巻かれてコイルユニットを構成している。コイルユニットは、電機子電流の制御により、各コイルが発生させる磁力とステータ２１０の永久磁石２１４の磁力との相互作用によって可動子２０８をステータ２１０に沿って直線的に移動させる直動力を発生させるように構成されている。可動子２０８は、ブラケット２０４の側面に固定されており、リニアモータ２０６が作動する際にステータ２１０とブラケット２０４とが互いに干渉しないようにされている。具体的には、ブラケット２０４は、断面形状がコの字形に形成され、垂直方向に延びる部分であって側面に可動子２０８が取り付けられる取付部２２０と、それの両端部から水平に延びる一対の支持腕２２２，２２４とを有する。支持腕２２２，２２４は板状をなす。上側の支持腕２２２において第二Ｙ軸スライド２０２の下面に取り付けられ、下側の支持腕２２４の下面に後述する撮像装置が固定されている。
【００２７】
この可動子２０８のステータ２１０に対する移動は、ステータ２１０の表側と裏側とにそれぞれ固定されたガイド２２６によって案内される。可動子２０８のステータ２１０に対向する両内側面に図示しないスライダがそれぞれ固定されており、これらスライダがそれぞれガイド２２６にボールを介して係合させられることにより、可動子２０８がガイド２２６に沿って軽快に移動し得るようにされているのである。
【００２８】
ブラケット２０４の支持腕２２４の下面に、撮像装置としてのラインセンサ２２８が取り付けられている。ラインセンサ２２８は光電変換素子がＸ軸方向に沿って直線状に配置されたものであって、それの撮像面が垂直下向きとされている。
【００２９】
ラインセンサ２２８の下方に一対のプリズム２３０，２３２が設けられている。一対のプリズム２３０，２３２は、ラインセンサ２２８の下方に配置されたセンサ側プリズム２３０と、電気部品３２の下方に回り込む部品側プリズム２３２とであり、それらが互いに独立して形成されて、ブラケット２０４にそれぞれ保持されている。一対のプリズム２３０，２３２は、Ｙ軸方向に延びる図示しない一対のアームを備えた取付部材によりブラケット２０４に取り付けられているのである。部品側プリズム２３２は、ブラケット２０４がブラケット６０にもっとも接近した場合に、装着ヘッド８０を挟んでセンサ側プリズム２３０の反対側に位置し、ブラケット２０４がブラケット６０からもっとも離間した場合に、センサ側プリズム２３０と同じ側に位置するようにされている。
【００３０】
センサ側プリズム２３０は、ラインセンサ２２８の光電変換素子の列の真下に反射面２３４を有し、その反射面２３４が光電変換素子の列を通る垂直面に対して４５度、装着ヘッド８０に接近するほど低くなる向きに傾斜させられている。これに対して部品側プリズム２３２は、対称に約４５度に傾斜する反射面２３６を有する。一対のプリズム２３０，２３２はそれぞれ、Ｘ軸方向の幅がラインセンサ２２８の幅に対応して形成されている。
【００３１】
前記取付部材の一対のアームと、部品側およびセンサ側プリズム２３０，２３２とにより囲まれる領域が垂直方向に抜けた領域とされている。この領域は、吸着ノズル１６０に保持された複数の電気部品３２より水平方向に広い領域であり、センサ側プリズム２２６と部品側プリズム２２８との間を通過して吸着ノズル１６０を昇降させて電気部品３２の装着作業を実施することができる。
【００３２】
ラインセンサ２２８の下端部に照明装置２３８が取り付けられている。照明装置２３８は、Ｘ軸方向に並行に延びる２本の棒状の光源２４０を有し、それら光源２４０による照明光が長手形状の凸レンズ２４２により収束させられて、反射面２３４を通過し、反射面２３６により反射されて部品側プリズムから垂直上向きに投光される。反射面２３４はハーフミラーなのである。照明装置２３８は光を透過しない素材により覆われており、反射面２３４に対向する部分のみ開口している。
【００３３】
本電気部品装着システムは図５に示す制御装置２５０により制御される。制御装置２５０は、ＣＰＵ２５２，ＲＯＭ２５４，ＲＡＭ２５６を主体とするコンピュータ２５８を備えている。コンピュータ２５８は、それらＣＰＵ２５２，ＲＯＭ２５４，ＲＡＭ２５６を互いに接続するバス２６０を有し、バス２６０には入力インタフェース２６２が接続されている。入力インタフェース２６２には、Ｙ軸モータ５２，Ｘ軸モータ７０，公転用モータ１０６，自転用モータ１４６などの回転をそれぞれ検出する複数のエンコーダ２６４や、Ｘ軸スライド６６の０点位置を検出する位置検出センサ２６６や、ラインセンサ２２８等が接続されている。バス２６０にはまた、出力インタフェース２６８が接続され、出力インタフェース２６８は複数の駆動回路２７０を介して、前述のＹ軸モータ５４，Ｘ軸モータ７０，公転用モータ１０６および自転用モータ１４６や、昇降用エアシリンダ１３４（厳密にはそれを制御する電磁弁装置），リニアモータ２０６等が接続されている。ＲＯＭ２５４には、本電気部品装着システムによる電気部品３２の装着に必要な種々のプログラムが格納されている。
【００３４】
以上のように構成された電気部品装着システムの作動を説明する。まず、概略的に説明する。プリント配線板２２を支持したパレット２４が、パレット搬送装置１４により一斉に間欠的に所定ピッチずつ搬送され、１６個の装着装置１８の各部品装着エリアにおいてパレット２４上のプリント配線板２２に電気部品３２が装着される。パレット２４は、１ピッチ送られる毎に位置決めされる。このパレット搬送作動は、特開平７−４５９９５号公報に記載されている作動とほぼ同じであるので、説明を省略する。
【００３５】
プリント配線板２２の搬送作業と並行して、電気部品３２が装着装置１８へ供給される。装着ヘッド８０が部品供給部３４上に移動させられ、今回装着されるべき電気部品３２が吸着ノズル１６０により吸着されるのである。装着ヘッド８０が部品供給部３４の上方から電気部品３２を装着する装着位置へ移動する間に、各吸着ノズル１６０に吸着された電気部品３２が撮像されると共に、得られた画像データが処理されて電気部品３２の保持位置および姿勢のずれ（電気部品３２の中心点の位置ずれおよび中心点まわりの回転位置ずれ）が取得され、それらずれが補正されてプリント配線板２２に装着される。これら電気部品供給作動と電気部品装着作動のうち、従来のものとほぼ同じである部分については簡単に説明し、特徴的な部分と、吸着ノズル１６０による電気部品３２の保持姿勢を撮像する撮像とについて詳細に説明する。
【００３６】
本実施形態においては、６個の吸着ノズル１６０のうち対となる２個ずつの吸着ノズル１６０のＸ軸方向の幅が、前述のようにフィーダ２８の間隔の整数倍とされているので、それぞれ対をなす２個ずつの吸着ノズル１６０により２個ずつの電気部品３２が同時に吸着される。具体的には、図６に示すように、フィーダ２８と吸着ノズル１６０とが互いに対応付けられており、６個のフィーダ２８を上流側から順にＡ, Ｂ，Ｃ，Ｄ，ＥおよびＦと称することとすれば、間隔が２０mmである２対の吸着ノズル１６０によってＡおよびＣ、ＤおよびＦからそれぞれ同時に電気部品３２が供給され、間隔が３０mmである一対の吸着ノズル１６０によってＢおよびＥから同時に電気部品が取り出される。
【００３７】
電気部品３２が吸着され、すべての吸着ノズル１６０が装着ヘッド８０に対して上昇端位置まで上昇した状態において、電気部品３２の像が撮像される。具体的には、まず、装着ヘッド８０のＸ軸方向位置がラインセンサ２２８と一致させられる。本電気部品装着システムにおいては、ラインセンサ２２８はＸ軸方向に関して各装着装置１８の中央に設けられているので、装着ヘッド８０も装着装置１８のＸ軸方向における中央に位置させられるのである。以後、撮像作業が終了するまで装着ヘッド８０のＸ軸方向移動が禁止され、装着ヘッド８０のＹ軸方向移動は許容される。
【００３８】
撮像作業が開始されるまではラインセンサ２２８は装着ヘッド８０からもっとも離間した位置である初期位置に待機させられている。その状態においては、一対のプリズム２３０，２３２が装着ヘッド８０に対して同じ側に位置している。制御装置２５０により撮像作業の開始が指示されれば、リニアモータ２０６が作動させられて、ブラケット２０４がブラケット６０に対して接近する向きに移動し始める。それまではリニアモータ２０６が停止させられているため、ブラケット２０４はブラケット６０に固定的に連結された状態にあり、そのブラケット２０４に保持されたラインセンサ２２８は、Ｙ軸方向に移動している装着ヘッド８０に追従しての移動しているに過ぎないが、リニアモータ２０６の作動が開始されれば、ラインセンサ２２８は装着ヘッド８０に追従して高速で移動しつつ、さらに装着ヘッド８０に対して相対移動し始めるのである。
【００３９】
ブラケット２０４のブラケット６０に対する相対移動に伴って、部品側プリズム２３０が電気部品３２の下方を通過し、ラインセンサ２２８による撮像が行われる。その際、照明装置２３８による照明光がセンサ側プリズム２３０を透過して部品側プリズム２３２に向かって投光され、さらに部品側プリズム２３２から電気部品３２に向かって投光される。その照明光が電気部品３２の表面において反射された明るい像と、背景板１６２による暗い像とを含む像形成光が、照明光とは逆の順にプリズム２３０，２３２により反射されてラインセンサ２２８の撮像面に入光する。部品側プリズム２３２が電気部品３２の下方を通過するとともに、電気部品３２の像が細い帯状の部分ずつ順に取得されるのである。部品側プリズム２３２がすべての電気部品３２の下方を通過すれば今回の撮像が終了し、部品側プリズム２３２は装着ヘッド８０を挟んで撮像装置２００の反対側に位置する。その状態において、ブラケット２０４がブラケット６０に対して停止させられ、以後１回の装着作業が終了するまでブラケット６０に対する相対移動が禁止される。
【００４０】
以上のようにして撮像が終了すれば、装着ヘッド８０のＸ軸方向移動禁止が解除される。以後は、装着ヘッド８０がそれまでのＹ軸方向の移動に加えてＸ軸方向の移動も行いつつ、プリント配線板２２上の最初に電気部品を装着すべき位置に向かわされるのである。その移動中に、撮像により取得された画像データに基づいて、各電気部品３２の保持位置および姿勢のずれが演算され、その演算結果に基づいて各電気部品の保持位置および姿勢のずれを補正するための吸着ノズル１６０の回転角度および装着ヘッド８０の停止位置の補正量が演算される。この演算は、少なくとも最初にプリント配線板２２に装着されるべき電気部品３２に関しては、遅くとも、装着ヘッド８０が最初の停止位置に到達するまでに終了していることが必要であるが、他の電気部品３２に関しては、それより前に装着される電気部品の装着作業中に行われてもよい。遅くとも、各電気部品３２の装着のために装着ヘッド８０が停止させられるまでに終了していればよいのである。各電気部品３２の装着に当たっては、吸着ノズル１６０が一斉に自転させられることにより、現に装着されるべき電気部品３２の姿勢のずれが修正されるとともに、装着ヘッド８０の停止位置が補正され、装着ヘッド８０がその補正後の停止位置に停止させられることにより、電気部品３２の保持位置誤差が修正される。また、装着時には、ブラケット２０４がブラケット６０に最も近接した状態で相対移動を禁止されているので、各吸着ノズル１６０は、センサ側プリズム２３０と部品側プリズム２３２との間を通過して、電気部品３２をプリント配線板２２に装着する。
【００４１】
本電気部品装着システムの装着ユニットによって、電気部品３２を装着可能な領域は図６に示す矩形の領域である。もし、装着ヘッド８０が回転しないとすれば、装着可能領域が吸着ノズル１６０によって異なる。すなわち、装着ヘッド８０の右半分にある吸着ノズル１６０によって装着可能な領域は、図６において右上がりの斜線によるハッチングが施された領域であり、装着ヘッド８０の左半分にある吸着ノズル１６０によって装着可能な領域は、左上がりの斜線によるハッチングが施された領域なのである。右上がりの斜線によるハッチングと左上がりの斜線によるハッチングとが重なっている中央の領域は、装着ヘッド８０のいずれの吸着ノズル１６０によっても電気部品３２を装着し得る領域であるが、その中央の領域の両側にある２つの領域、すなわちそれぞれ右上がりの斜線によるハッチングのみ、あるいは左上がりの斜線によるハッチングのみが施されている領域は、装着ヘッド８０の右半分あるいは左半分にある吸着ノズル１６０によってのみ電気部品３２を装着し得る領域なのである。それに対し、本電気部品装着システムにおいては装着ヘッド８０が、前述のように１８０度の回転が可能であるため、装着ヘッド８０の右半分にある吸着ノズル１６０のいずれかにより、左側の領域に電気部品３２を装着する必要が生じた場合、あるいは、装着ヘッド８０の左半分にある吸着ノズル１６０のいずれかにより、右側の領域に電気部品３２を装着する必要が生じた場合には、装着ヘッド８０を１８０度回転させれば、それら装着が可能になる。換言すれば、装着ヘッド８０の移動と回転との組合わせによって、その装着ヘッド８０に保持されているどの吸着ノズル１６０によっても、図６にハッチングが施されている矩形の領域のどの位置にも電気部品３２を装着することができるのである。すべての吸着ノズル１６０に同じ最大装着可能をカバーさせることができるのである。
【００４２】
すべての吸着ノズル１６０について、電気部品３２の装着が終了すれば、装着ヘッド８０が電気部品供給位置に移動させられて次回の電気部品供給作業が実行されるが、その電気部品供給位置への移動の間にブラケット２０４が初期位置へ戻される。なお、ブラケット２０４は、撮像作業の終了した後であって、次の部品供給が開始されるまでの間の適宜の時期に初期位置へ移動させられればよい。
【００４３】
以上の説明から明らかなように、パレット２４とパレット搬送装置１４とが互いに共同して基材支持装置を構成し、Ｙ軸方向移動装置５８とＸ軸方向移動装置とが互いに共同してヘッド移動装置を構成し、ブラケット２０４が相対移動部材を構成し、吸着ノズル１０６が部品保治具の一種である吸着具を構成し、公転用モータ１０６がヘッド回転装置を構成している。
【００４４】
本実施形態においては、装着ヘッド８０に６つの吸着ノズル１６０が保持されているが吸着ノズル１６０はそれより多く設けられても少なく設けられてもよい。例えば、前述の電気部品３２より大きな電気部品を装着する場合には、図７に示すように、装着ヘッド８０に４つの吸着ノズル１６０を等角度間隔に、かつ、Ｙ軸に平行な線に対して線対称に設け、それら互いに線対称の吸着ノズル同士の間隔が、フィーダの間隔の整数倍となるようにすればよい。この場合は、吸着ノズル同士の間隔がフィーダの間隔の２倍となるようにすれば、電気部品供給時の装着ヘッド８０の移動量を抑えることができる。
【００４５】
また、上記の実施形態においては、一対のプリズム２３０，２３２が、それらの間に空間が形成されるように設けられているので、電気部品３２の撮像が終了して画像処理に基づく補正が終了すれば、直ちに電気部品３２を装着することが可能となる。撮像装置２００を初期位置に戻す作業のために装着のタイミングが遅れることを回避できるのである。
【００４６】
また、本実施形態における組み合わせによれば、吸着作動時における装着ヘッド８０の移動を最小限に抑えることができる。なお、吸着ノズル１６０と電気部品供給装置２０との組み合わせは、先に示したものと異なる組み合わせであってもよい。また、対をなす吸着ノズル１６０について、常に同時に電気部品３２を吸着することは不可欠ではなく、異なるタイミングでそれぞれ電気部品３２を吸着させてもよい。
【００４７】
さらに、上記の実施形態においては、複数の吸着ノズル１６０について同時に電気部品３２を吸着するので、電気部品３２を吸着する吸着作業の能率を向上させることができるが、複数の吸着ノズルに複数の電気部品を同時に吸着させることは不可欠ではない。そして、同時に吸着させない場合には、吸着ノズルとフィーダの配設間隔に特に制約はない。
【００４８】
装着ヘッド８０のすべての吸着ノズル１６０に吸着された電気部品３２の撮像を一挙に行えば、撮像を短時間で完了することができるが、複数回に分けて行ってもよい。例えば、撮像すべき領域をＸ軸方向に複数の部分領域に分割し、それら部分領域をそれぞれ撮像ユニット２００の片道分の移動を利用して撮像するとともに、装着ヘッド８０を順にＸ軸方向に間欠移動させるのである。その場合、撮像がＹ軸方向におけるブラケット２０４の往移動と復移動との両方において行われるようにしても、往移動と復移動との一方においてのみ行われるようにしてもよい。
【００４９】
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】本発明の一実施形態である電気部品装着システムを示す正面図である。
【図２】上記システムにおける装着ユニットを示す側面図である。
【図３】図２における装着ユニットの要部を拡大して示す側面断面図である。
【図４】図３におけるIV−IV断面図である。
【図５】上記システムにおける制御部を示すブロック図である。
【図６】上記システムによる電気部品の装着を説明するための平面図である。
【図７】本発明の別の実施形態である電気部品装着システムによる電気部品の装着を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１８：電気部品装着機      ２０：電気部品供給装置      ２８：フィーダ
５２：第一Ｙ軸スライド      ５８：Ｙ軸方向移動装置      ７８：Ｘ軸方向移動装置      ８０：装着ヘッド      ２００：撮像ユニット      ２０２：第二Ｙ軸スライド      ２０６：リニアモータ      ２２８：ラインセンサ
２３０：センサ側プリズム      ２３２：部品側プリズム
【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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