(57)【要約】      （修正有）【課題】部品を基板に実装する部品実装機に関し、リアルタイムで部品の実装状態を確認することができ、タクトロスを発生させることなく部品の実装状態を取得することができる部品実装機を提供する。【解決手段】装着ヘッド１１０により部品を基板に実装する部品実装機であって、実装状態を異なる方向から撮像することができる複数のカメラ１０１を備える。装着ヘッド１１０は、部品を保持し装着ヘッド１１０に対して出没するノズル１１１を備え、撮像制御手段による撮像タイミングは、部品を基板に装着した後、当該部品を保持していたノズル１１１が上昇を開始して上限に達するまでである。【選択図】図３
2007214460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着ヘッドにより部品を基板に実装する部品実装機であって、
実装状態を異なる方向から撮像することができる複数のカメラを備えることを特徴とする部品実装機。
【請求項２】
前記カメラは、前記装着ヘッドとともに移動する請求項１に記載の部品実装機。
【請求項３】
前記カメラは、前記装着ヘッドに取り付けられる請求項１に記載の部品実装機。
【請求項４】
さらに、
一体に移動する複数の装着ヘッドを備え、
前記カメラは、部品を装着する装着ヘッドとの相対的位置関係に従い回動する請求項３に記載の部品実装機。
【請求項５】
さらに、
前記カメラの撮像タイミングを制御する撮像制御手段を備える
請求項１に記載の部品実装機。
【請求項６】
前記装着ヘッドは、部品を保持し前記装着ヘッドに対して出没するノズルを備え、
前記撮像制御手段による撮像タイミングは、部品を基板に装着した後、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である請求項５に記載の部品実装機。
【請求項７】
前記装着ヘッドは、部品を保持し前記装着ヘッドに対して出没するノズルを備え、
前記撮像制御手段による撮像タイミングは、ノズルの上昇と同期する請求項５に記載の部品実装機。
【請求項８】
前記カメラは、上昇するノズルに追随して視野を変更することができる請求項６または請求項７に記載の部品実装機。
【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関し、特に、リアルタイムで部品の実装状態を確認することのできる部品実装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品実装機によって基板上に実装された部品の位置精度や欠品の有無などの実装状態を検査、確認するには、実装ラインにおいて部品実装機の下流に配置された検査装置が用いられている。この場合、実装ラインに搬入された基板に対して部品実装機が部品を実装し、全ての部品が実装された基板が下流に位置する検査装置に搬入され、検査装置において実装状態の検査が行われる。
【０００３】
このような従来の方法では、欠品や位置ずれの恒常的な発生を把握するには多くの基板を検査装置にかけ、統計的な処理をしなければならず、欠品や位置ずれの対策を講じる頃には多くの不良な基板が発生してしまい、歩留まりが悪化することになる。
【０００４】
さらに、昨今では、大量生産の実装現場より多品種少量生産の実装現場が増えてきており、これが更に進んで、異なる種類の基板を次々に生産する小ロット生産が行われるようになってきている。この場合、前記のように検査装置において実装状態が不良と判定されたときには、上流の部品実装機では、既に該当ロットの生産が終了し、次の異なる基板が生産されている状態となっており、前記不良が発生した基板を再度生産するには現在生産しているロットの生産終了を待ち、実装機の段取り替えを実施した上で再生産する必要がある。
【０００５】
そこで、基板に装着された部品の装着状態をできる限り早期に検査、確認するために、部品を基板に装着するための装着ヘッドにカメラを取り付け、部品を基板に装着した後、装着ヘッドを移動させ、装着後の部品を撮像し、部品の搭載ずれなどを確認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】特開２００５−１６６７６９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、特許文献１に開示されている技術では、装着ヘッドを装着位置に移動し位置決めした状態では、カメラで装着した部品を確認することはできない。基板に装着された部品を確認するためには、装着ヘッドを装着位置から更にカメラが前記部品の上方に合致する位置まで移動させなければならない。従って、装着する全ての部品について位置ずれなどを確認しようとすれば、部品を装着するたびに、装着ヘッドを余分にカメラで装着した部品を撮像可能な位置まで移動させなければならないため、完成された基板を得るのに多大な時間を必要とする。また、全ての電子部品を装着した後、装着ヘッドを移動させ、装着された各部品について撮像を行えば、全部品の装着が終了するまでは、効率的な装着ヘッドの移動は可能となるが、別途撮像の時間が必要となり、その間は当該部品実装機で実装作業が行えないため、完成された基板を生産する時間が長期化してしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、実装基板の生産に必要な時間の増加を抑止しつつ、部品の実装状態を確認することのできる部品実装機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明にかかる部品実装機は、装着ヘッドにより部品を基板に実装する部品実装機であって、実装状態を異なる方向から撮像することができる複数のカメラを備えることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、実装状態が撮像された複数の画像を得ることができ、これに基づき実装状態の詳細な画像情報を提供することが可能となる。
【００１０】
なお、本明細書、特許請求の範囲において「実装状態」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。
【００１１】
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。
【００１２】
また、前記カメラは、前記装着ヘッドとともに移動してもよく、前記装着ヘッドに取り付けられてもよい。
【００１３】
これによれば、部品が装着される位置が移動する場合でも、これに追随して実装状態の撮像が可能となる。
【００１４】
さらに、前記カメラの撮像タイミングを制御する撮像制御手段を備えるてもよく、また、前記撮像制御手段による撮像タイミングは、部品を基板に装着した後、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、或いは、ノズルの上昇と同期することが望ましい。
【００１５】
これによれば、撮像に必要な時間を別途設ける必要なく、部品を装着した直後の実装状態を撮像することができる。
【００１６】
また、前記カメラは、上昇するノズルに追随して視野を変更することができるものであることが好ましい。
【００１７】
これによれば、ノズルの状態を詳細に撮像することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
実装状態を異なる方向から撮像することで、実装状態の詳細な画像情報を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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１２０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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
ただし、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軸のみ揺動させるだけで良くなる。
【００３９】
図５は、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。
同図に示すように、実装状態判定装置２００は、部品実装機１００に備えられ、実装点カメラ１０１で撮像された画像情報を取得して実装状態の判定を行う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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
次に、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。
【００４８】
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））。
【００４９】
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））。
【００５０】
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。
【００５１】
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））。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
判定の結果、実装状態が悪ければ（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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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）。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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）等の実装異常が発生しているか否かの判定について説明する。
【００６３】
図９は、実装異常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）。
【００６４】
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。
【００６５】
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）。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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）。
【００７３】
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。
【００７４】
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）。
【００７５】
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）。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
次に、リカバリ処理について説明する。
図１２は、リカバリ処理の動作を示すフローチャートである。
【００８０】
まず、予め設定されているリカバリ処理の内容を確認する（Ｓ２０１）。リカバリ処理の内容とは、（１）実装順序遵守、（２）タスク順遵守、（３）タスク再構成、（４）後回しの４種類である。
【００８１】
（１）実装順序遵守とは、電子部品３００を基板１２０に装着する順序を変更しないリカバリ処理の方法である。つまり、判定部２０４において欠品と判定されると、次部品の装着を一旦中断し（Ｓ２０２）、欠品となった電子部品３００を吸着するためにマルチ装着ヘッド１１０を部品供給部１１５まで移動させ、当該電子部品３００を再吸着する（Ｓ２０３）。この場合、マルチ装着ヘッド１１０には他の電子部品３００が保持されている場合もあり得る。
【００８２】
次に、前記吸着した電子部品３００を再度同じ実装点に装着し、その後今までの実装条件で実装を続ける（Ｓ２０４）。
【００８３】
このリカバリ処理は、特に高密度実装（隣接する電子部品３００同士の間隔が非常に狭い実装状態）の場合に有効である。すなわち、高密度実装の場合、高さの低い電子部品３００ａから順に実装しなければ、図１３に示すように、装着済みの電子部品３００ｂと吸着ノズル１１１の端面とが干渉するおそれがあり、実装順序の変更が困難だからである。
【００８４】
（２）タスク順遵守とは、タスク内においては、電子部品を基板１２０に装着する順序を変更するリカバリ処理の方法である。つまり、判定部２０４において欠品と判定されると、欠品状態のまま欠品が発生したタスクを最後まで実行する（Ｓ２１１）。次に、欠品となった電子部品３００（欠品がタスク内で複数発生した場合は複数）を部品供給部１１５から吸着し、搬送し、装着する（Ｓ２１２）。その後今までの実装条件で実装を続ける（Ｓ２１３）。
【００８５】
このリカバリ処理は、前述のような高密度実装であっても、タスク内の電子部品３００の高さがほぼ同じ場合に適した処理であり、後述のように実装条件の再最適化を行う必要がないため簡易な処理である。特に、同一タスク内で複数の欠品が発生した場合は、マルチ装着ヘッド１１０が実装位置と吸着位置とを往復する行程をまとめて一つにすることができるため、リカバリ処理にかかる時間を減少させることができる。
【００８６】
（３）タスク再構成とは、タスク内や後のタスク間においては、電子部品を基板１２０に装着する順序を変更するリカバリ処理の方法である。つまり、判定部２０４において欠品と判定されると、欠品状態のまま欠品が発生したタスクを最後まで実行する（Ｓ２０５）。一方、欠品が判定された段階で、欠品が発生したタスク以降のタスクにおいて、欠品した電子部品３００を再度実装する条件を付加して実装条件の最適化を行う（Ｓ２０６）。次に、当該最適化された新たな実装条件に従い実装を続行する（Ｓ２０７）。
【００８７】
このリカバリ処理は、ある程度高密度実装ではあるが、タスク内やその後のタスク間における実装順序ならば、変更可能な場合に有効であり、一枚の基板１２０への実装が完了するまでの時間にほとんど影響を与えない点で優れている。つまり、欠品が発生したことにより別途マルチ装着ヘッド１１０を基板１２０と部品供給部１１５間で往復させる必要がなく、タスクにおける時間的ロスが発生しにくいからである。
【００８８】
（４）後回しとは、既存の実装条件による実装処理が全て終了した後、欠品の電子部品３００を実装するリカバリ処理の方法である。つまり、判定部２０４において欠品と判定されると、欠品した電子部品３００の種類や実装点などの欠品状態を記憶しておき（Ｓ２０８）、既存の実装条件に従い実装処理を続行させ（Ｓ２０９）、当該実装条件に基づく処理が終了した後、欠品の電子部品３００を実装する（Ｓ２１０）。
【００８９】
このリカバリ処理は、実装順序の大幅な変更を許容する基板１２０に対して有効な処理であり、実装処理中に最適化を行う必要がないため簡易なリカバリ処理方法である。
【００９０】
前記複数のリカバリ処理は、事前の設定に従い選択されたが、これに限定されるわけではない。例えば、欠品となった電子部品３００の実装順序が変更可能か否かを判断し、変更不可能な電子部品３００または実装点であれば（１）実装順序遵守のリカバリ処理方法を採用し、タスク順を守ればよい電子部品３００または実装点であれば（２）タスク順遵守または（３）タスク再構成のリカバリ処理方法を採用し、それ以外なら（４）後回しのリカバリ処理を採用してもかまわない。また、これらの判断時期は、装着状態の不具合が発生した直後が好ましく、また、不具合が発生したならばどのような処理を行うかを示す情報を実装条件に付加してもかまわない。
【００９１】
次に、実装点カメラ１０１の変形例について説明する。
【００９２】
＜変形例１＞
図１４は、実装点カメラ１０１の変形例を示す側面図である。
【００９３】
同図（ａ）に示すように、本変形例の場合、実装点カメラ１０１は吸着ノズル１１１の脇に複数個配置されており、これらの実装点カメラ１０１によって、実装点近傍を撮像する。
【００９４】
このような実装点カメラ１０１の場合、電子部品３００を実装する実装点と実装点カメラ１０１との相対的な位置関係や角度が一定となる。従って、これらの実装点カメラ１０１で撮像された画像の歪みの除去や画像の合成に用いる位置関係のパラメータが一定となるため、コンピュータによる演算が容易になる。
【００９５】
また、このような実装点カメラ１０１は、高速で移動し急激な加速や減速が繰り返されるマルチ装着ヘッド１１０に固定されるが、可動部がないため、実装点カメラ１０１の取り付け安定性が高く、この実装点カメラ１０１から得られる画像の信頼性も高い。
【００９６】
また、各実装点カメラ１０１の視野角を広くし、一つの実装点を多くのカメラが撮像できるものとすれば、同時に複数の画像を得ることができ、合成などの精度を向上させることが可能となる。
【００９７】
また、同図（ｂ）に示すように、実装点カメラ１０１を出没自在としてもよい。この場合、前記作用、効果に加えて、実装点近傍を至近距離で鮮明に撮像することが可能となる。
【００９８】
＜変形例２＞
図１５は、実装点カメラ１０１の他の変形例を示す裏面図（ａ）、及び、側面図（ｂ）である。
【００９９】
同図に示すように、本変形例の場合、マルチ装着ヘッド１１０は、８個の吸着ノズル１１１と、第１の実装点カメラ１０１ａと、第２の実装点カメラ１０１ｂと、第３の実装点カメラ１０１ｃとを備える。また、第１の実装点カメラ１０１ａと、第２の実装点カメラ１０１ｂと、第３の実装点カメラ１０１ｃとは、それぞれマルチ装着ヘッド１１０に対し独立してスライド自在となされている。また、第１の実装点カメラ１０１ａと、第２の実装点カメラ１０１ｂと、第３の実装点カメラ１０１ｃとは、それぞれ、図示しない駆動装置により駆動力が与えられており、それぞれ独立にスライド位置を制御することができるものとなされている。
【０１００】
また、マルチ装着ヘッド１１０は、第１の実装点カメラ１０１ａをスライドさせるガイドとなる長孔Ｒ１と、第２の実装点カメラ１０１ｂスライドさせるガイドとなる長孔Ｒ２と、第３の実装点カメラ１０１ｃをスライドさせるガイドとなる長孔Ｒ３が穿設されている。
【０１０１】
そして、マルチ装着ヘッド１１０において、第１の実装点カメラ１０１ａのスライド範囲となる長孔Ｒ１と、第２の実装点カメラ１０１ｂのスライド範囲となる長孔Ｒ２と、第３の実装点カメラ１０１ｃのスライド範囲となる長孔Ｒ３とは、マルチ装着ヘッド１１０の長手方向に延びており、等間隔、かつ、平行に配置されている。
【０１０２】
一方、吸着ノズル１１１の内４個は、長孔Ｒ１と、長孔Ｒ２との中間位置にそれぞれ等間隔に配置され、吸着ノズル１１１の内の他の４個は、長孔Ｒ２と、長孔Ｒ３との中間位置にそれぞれ等間隔に配置されている。
【０１０３】
このような実装点カメラ１０１ａ、実装点カメラ１０１ｂ、実装点カメラ１０１ｃを備えた場合、実装点カメラ１０１ａ、実装点カメラ１０１ｂ、実装点カメラ１０１ｃをそれぞれ独立してスライドさせることによって、部品種に応じた最適な位置に実装点カメラ１０１ａ、実装点カメラ１０１ｂ、実装点カメラ１０１ｃを配置し、異なる撮像方向で撮像することができる。また、実装点カメラ１０１ａ、実装点カメラ１０１ｂ、実装点カメラ１０１ｃをスライドさせながら、同じ実装状態を異なる撮像方向で複数回撮像することができ、得られる画像の精度や全体の情報量を向上させることが可能となる。
【０１０４】
＜変形例３＞
図１６は、ロータリー式の部品実装機１００の主要部を示す斜視図である。
【０１０５】
同図に示すロータリー式の部品実装機１００は、固定軸の周りに複数の装着ヘッド１１２を回転させ、固定軸の周りの所定の位置で部品供給部１１５から電子部品３００を吸着し、所定の位置（同図においては吸着位置から１８０度の位置）で電子部品３００を基板１２０に装着する装置である。従って、装着位置は一定で、基板１２０が水平面内を移動しつつ電子部品３００が装着される。
【０１０６】
ロータリー式部品実装機１００に取り付けられる実装点カメラは、部品実装機１００本体から逆Ｌ字形に延びるカメラ保持具１０２の先端に取り付けられている（図示せず）。
【０１０７】
また、実装点カメラは、吸着ノズル１１１が電子部品３００を実装するために上下する位置、すなわち実装位置を挟んで二つ設けられている。なお、当該カメラ保持具１０２に備えられる実装点カメラは、吸着ノズル１１１の上下に追従するように、または、独自に視点を移動させることができるものとなされている。
【０１０８】
当該ロータリー式の部品実装機１００のように、実装位置が固定される場合、実装点カメラも固定することができ、安定した状態で撮像することが可能となる。
【０１０９】
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。
【０１１０】
なお、上記実施形態及びその変形例において、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。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
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として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【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（ｂ）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】実装異常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】リカバリ処理の動作を示すフローチャートである。
【図１３】電子部品と吸着ノズルの干渉状態を示す図である。
【図１４】実装点カメラの変形例を示す側面図である。
【図１５】（ａ）は、実装点カメラの他の変形例を示す裏面図、（ｂ）は、側面図である。
【図１６】ロータリー式の部品実装機の主要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１３】
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】
2007214460.tif 000003
【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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