(57)【要約】【課題】ノズルによって部品を正確な位置で吸着保持し、装着する。【解決手段】ヘッド１０２に複数本マトリクス状に配置され、内方が負圧となる吸着孔１２３を有するノズル１２１の先端面１２４を部品に当接させて部品２００を吸着保持し、保持状態の部品２００を基板３００に装着して実装する部品実装方法であって、部品２００を保持していないノズル１２１の先端面１２４を含む二次元領域を撮像手段１０６が撮像し、得られる画像データ４００から、先端面１２４に配置される吸着孔１２３の開口部１２５に対応する暗色領域２１２を画像処理により特定し、特定された暗色領域２１２に基づきノズル１２１が部品を吸着する際の位置上の基準となるノズル１２１の吸着点Ｂ（１２１Ｂ）を導出する。【選択図】図６
2012059735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドに複数本マトリクス状に配置され、内方が負圧となる吸着孔を有するノズルの先端面を部品に当接させて部品を吸着保持し、保持状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装方法であって、
前記部品を保持していない前記ノズルの先端面を含む二次元領域を撮像手段が撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにより得られる画像データから、前記先端面に配置される前記吸着孔の開口部に対応する暗色領域を画像処理により特定する暗色領域特定ステップと、
前記暗色領域特定ステップにより特定された前記暗色領域に基づき前記ノズルが前記部品を吸着する際の位置上の基準となる吸着点を導出する吸着点導出ステップと
を含む部品実装方法。
【請求項２】
さらに、
前記撮像ステップを実行するに際し、当該部品実装機が備える照明手段の最大輝度の４０％以上で前記ノズルの先端を照明する照明ステップ
を含む請求項１に記載の部品実装方法。
【請求項３】
さらに、
前記ノズルの回転中心と、前記撮像ステップ中の前記ノズルの回転位相と、前記吸着点とに基づき、前記回転位相における前記吸着点の前記回転中心からのずれである偏心値を算出する偏心値算出ステップと、
前記ノズルの回転位相に基づき前記偏心値で前記部品の装着位置を補正する補正ステップと
を含む請求項１に記載の部品実装方法。
【請求項４】
さらに、
前記暗色領域特定ステップで特定された前記暗色領域の形状に関する情報である暗色形状を特定する暗色形状特定ステップと、
前記開口部の形状に関する情報である開口形状を取得する開口形状取得ステップと、
前記暗色形状と前記開口形状とを比較して判断することにより、前記ノズルが実装に適用できるか否かに関する情報である適否情報を作成する適否判断ステップと
を含む請求項１に記載の部品実装方法。
【請求項５】
内方が負圧となる吸着孔を有するノズルと、前記ノズルが複数本マトリクス状に配置されるヘッドとを備え、前記ノズルの先端面を部品に当接させて部品を吸着保持し、保持状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装機であって、
前記部品を保持していない前記ノズルの先端面を含む二次元領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られる画像データから、前記先端面に配置される前記吸着孔の開口部に対応する暗色領域を画像処理により特定する暗色領域特定部と、
前記暗色領域特定部により特定された暗色領域に基づき前記ノズルが前記部品を吸着する際の位置上の基準となる吸着点を導出する吸着点導出部と
を備える部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、部品を部品供給部から複数のノズルを備えるヘッドによって吸着保持し、保持された部品を基板上方まで搬送し、前記部品を基板に装着して実装する部品実装機、および、当該部品実装機によって実現される部品実装方法に関し、特に両端に電極を備えた微小部品を実装する部品実装機、及び、当該部品実装機によって実現される部品実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品供給部に供給される部品をノズルにより吸着保持し、基板上方まで部品を搬送し、部品を降下させて基板に取り付ける部品実装機がある。
【０００３】
近年において、電子機器の小型化に伴い、電子部品の小型化が進められている。例えば、小型の電子部品、例えば、１００５、０６０３、０４０２等と称されるような１辺の長さが１ｍｍにも満たない電子部品が登場している。従って、小型の電子部品を吸着するためのノズルの先端部も径が小さくなり、高い位置精度でノズルを位置決めして小型の電子部品を吸着する必要が生じている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の発明は、電子部品を保持したノズルを電子部品側からノズルの回転軸方向に撮像し、画像解析することにより、ノズルの回転軸に対する傾きなどを把握している。これにより、ノズルと電子部品との位置ずれによるピックアップミスなどの発生を抑制している。
【０００５】
また、特許文献２に記載の発明は、直接ノズルの先端部を撮像し、画像解析することにより、ノズルの回転軸に対する傾き等を把握している。
【０００６】
さらに、特許文献３に記載の発明は、ノズルの位置を認識するためのフランジをノズルの先端近傍に設け、当該フランジを撮像することで、ノズルの回転軸とノズルの先端部との位置関係を把握している。
【０００７】
これらの技術により、ノズルの先端部の位置を正確に把握することができ、小型の電子部品の高い位置精度で吸着保持し、実装できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−５７４９６号公報
【特許文献２】特開平６−２３２５９９号公報
【特許文献３】特開２００３−１２４６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、最近の部品実装機は、高い生産性を確保するため、複数本のノズルがマトリクス状に配置されるヘッドを備える場合が多い。このようなヘッドに備えられるノズルの先端を撮像する場合、高い照度で照明すればより高速にノズルの先端部を撮像することができるが、他のノズルによる反射光などによってハレーションが発生し、ノズルの先端部の輪郭を正確に撮像することが困難となる。一方、ハレーションを抑制するために照度を落とすと、撮像に時間がかかり、画像に多くのノイズが発生するため画像解析にも時間がかかるなど、部品実装機の生産性に影響をおよぼす。
【００１０】
さらに、小型の電子部品を吸着保持する為、ノズルは、先端に向かって細くなるテーパ部分を先端部に有する場合があり、撮像のための照明の照度や照射角度によっては、テーパ面の影響によりノズル先端面の輪郭を正確に把握することが困難な場合もある。
【００１１】
このように、ノズル先端面の位置を部品実装機が正確に把握していない状態で、部品を吸着保持したり装着したりする場合、図１１に示すように、電子部品に対しノズルが偏った荷重をかけることとなり、電子部品の欠損や破損が発生する場合がある。
【００１２】
本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数本のノズルが配置されるヘッドを備えながら、ノズル先端部の撮像と画像解析とにより、小型の電子部品を高い精度で吸着保持し実装することのできる部品実装機、および、部品実装方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる部品実装方法は、ヘッドに複数本マトリクス状に配置され、内方が負圧となる吸着孔を有するノズルの先端面を部品に当接させて部品を吸着保持し、保持状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装方法であって、前記部品を保持していない前記ノズルの先端面を含む二次元領域を撮像手段が撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップにより得られる画像データから、前記先端面に配置される前記吸着孔の開口部に対応する暗色領域を画像処理により特定する暗色領域特定ステップと、前記暗色領域特定ステップにより特定された暗色領域に基づき前記ノズルが前記部品を吸着する際の位置上の基準となる吸着点を導出する吸着点導出ステップとを含むことを特徴としている。
【００１４】
これにより、開口部の内側と開口部の外周縁に該当するノズルの先端面との間の高いコントラストに基づき画像処理を行うことができるため、高い精度でノズルの吸着点を特定することが可能となる。従って小型の部品を正確な位置で吸着することができ、正確な位置に装着することが可能となる。また例えば、両端に電極が設けられる小型の部品の場合、両端の電極に均等にノズルの端面を当接させることができ、小型の部品を均等な荷重で吸着保持し、また、基板に装着することができるため、吸着や装着の際に偏荷重による部品の欠損を回避することができる。
【００１５】
さらに、前記撮像ステップを実行するに際し、当該部品実装機が備える照明手段の最大輝度の４０％以上で前記ノズルの先端を照明する照明ステップを含んでもよい。
【００１６】
これによれば、開口部外周縁に当たるノズルの先端面を高い輝度で撮像することができるため、高速で撮像処理を行うことができる。従って、部品実装の生産効率の向上に寄与することが可能となる。一方、高い輝度でノズルの先端部を照明した場合、ハレーションが発生したり、他のノズルからの反射により撮像により得られる画像データにノイズや乱れ等の画像の不具合が発生する可能性もあるが、本発明の場合、暗色領域に対して画像処理を行うため、高輝度の照明による上記画像データの不具合を無視して画像処理を行うことができ、高い精度で吸着点を導出することができる。
【００１７】
さらに、前記ノズルの回転中心と、前記撮像ステップ中の前記ノズルの回転位相と、前記吸着点とに基づき、前記回転位相における前記吸着点の前記回転中心からのずれである偏心値を算出する偏心値算出ステップと、前記ノズルの回転位相に基づき前記偏心値で部品の装着位置を補正する補正ステップとを含んでもよい。
【００１８】
これにより、吸着状態から所定の角度部品を回転させて基板に装着する場合でも、偏心値に基づく補正によって、正確な位置に部品を装着することが可能となる。
【００１９】
さらに、前記暗色領域特定ステップで特定された前記暗色領域の形状に関する情報である暗色形状を特定する暗色形状特定ステップと、前記開口部の形状に関する情報である開口形状を取得する開口形状取得ステップと、前記暗色形状と前記開口形状とを比較して判断することにより、前記ノズルが実装に適用できるか否かに関する情報である適否情報を作成する適否判断ステップとを含んでもよい。
【００２０】
これによれば、暗色領域の形状に基づき、開口部の目詰まりやノズル先端面の欠損などのノズルが実装に適用できるか否かに関する情報である適否情報を正確に作成することができ、ノズルの自動交換やメンテナンスを行うか否かの判断を正確に行うことが可能となる。
【００２１】
また、上記目的を達成するために、本願発明にかかる部品実装機は、内方が負圧となる吸着孔を有するノズルと、前記ノズルが複数本マトリクス状に配置されるヘッドとを備え、前記ノズルの先端面を部品に当接させて部品を吸着保持し、保持状態の前記部品を基板に装着して実装する部品実装機であって、前記部品を保持していない前記ノズルの先端面を含む二次元領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により得られる画像データから、前記先端面に配置される前記吸着孔の開口部に対応する暗色領域を画像処理により特定する暗色領域特定部と、前記暗色領域特定部により特定された暗色領域に基づき前記ノズルが前記部品を吸着する際の位置上の基準となる吸着点を導出する吸着点導出部とを備えることを特徴としている。
【００２２】
これにより、開口部の内側と開口部の外周縁に該当するノズルの先端面との間の高いコントラストに基づき画像処理を行うことができるため、高い精度でノズルの吸着点を特定することが可能となる。従って小型の部品を正確な位置で吸着することができ、正確な位置に装着することが可能となる。また例えば、両端に電極が設けられる小型の部品の場合、両端の電極に均等にノズルの端面を当接させることができ、小型の部品を均等な荷重で吸着保持し、また、基板に装着することができるため、吸着や装着の際に偏荷重による部品の欠損を回避することができる。
【００２３】
なお、前記部品実装方法が含む各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを実施することも本願発明の実施に該当する。無論、そのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本願発明の実施に該当する。
【発明の効果】
【００２４】
本願発明によれば、高速かつ正確にノズルの吸着点を導出することができるため、部品の吸着時や装着時に発生する衝撃荷重の偏りを抑制して、小型の部品の欠損や破損を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、部品実装機を模式的に示す斜示図である。
【図２】図２は、ヘッドおよび撮像手段などを示す斜示図である。
【図３】図３は、ヘッドおよび撮像手段などを正面（Ｙ軸方向）から示す図である。
【図４】図４は、ＸＺ平面で仮想的に切断されたノズルを示す側面図である。
【図５】図５は、ノズルを下方から示す底面図である。
【図６】図６は、部品実装機の機能部を機構部と共に示すブロック図である。
【図７】図７は、画像処理手段内の各機能部を示すブロック図である。
【図８】図８は、撮像手段により撮像された画像データを視覚的に示す図である。
【図９】図９は、部品実装方法の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、ノズルが部品を吸着する直前の状態を側面から一部を切り欠いて示す図である。
【図１１】図１１は、回転中心軸の位置情報に基づき部品を吸着する直前の状態を側面から一部を切り欠いて示す図である。
【図１２】図１２は、ノズルの適否判断の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、画像データを視覚的に示した図である。
【図１４】図１４は、部品回転による補正の流れを示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、画像データにおいて回転中心と吸着点とを視覚的に示す図である。
【図１６】図１６は、部品を吸着した状態のノズルを下方から示し、仮想的に吸着点と回転中心とを付記した図である。
【図１７】図１７は、図１６は、部品を吸着した状態のノズルを下方から示し、仮想的に吸着点と回転中心とを付記した図であって、９０度回転させた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に本願発明にかかる部品実装機の実施の形態を説明し、当該部品実装機を用いた部品実装方法の実施の形態を説明する。
【００２７】
図１は、部品実装機を模式的に示す斜示図である。
同図に示すように、本実施の形態にかかる部品実装機１００は、ノズル１２１の先端面を部品２００に当接させて部品を吸着保持し、保持状態の部品２００を基板３００に装着して実装する装置であって、ノズル１２１と、ヘッド１０２と、撮像手段１０６と、照明手段１０７とを備えている。さらに部品実装機１００は、部品供給部１０１と、ヘッド１０２をＸ軸方向に案内するＸビーム１０３と、Ｘビーム１０３をＹ軸方向に案内するＹビーム１０４と、部品実装機１００の基礎となる基台１０５とを備えている。
【００２８】
部品供給部１０１には、テープフィーダ１１０が多数並んで配置されている。テープフィーダ１１０は、それぞれ部品実装機１００に対し、着脱可能に取り付けられている。テープフィーダ１１０には、リール１１２に巻き付けられた状態で供給されるキャリアテープ１１１が取り付けられている。
【００２９】
図２は、ヘッドおよび撮像手段などを示す斜示図である。
図３は、ヘッドおよび撮像手段などを正面（Ｙ軸方向）から示す図である。
【００３０】
ヘッド１０２は、ＸＹ平面内を自在に移動し、部品供給部１０１から部品２００を吸着保持し、搬送し、部品２００を基板に装着するための装置であり、複数本のノズル１２１と、各ノズル１２１をＺ軸方向に独立して往復動させる駆動手段１２２とを備えている。また、ヘッド１０２は、ノズル１２１をθ方向（図２参照）に回転させる第二駆動手段（図示せず）も備えている。
【００３１】
図４は、ＸＺ平面で仮想的に切断されたノズルを示す側面図である。
図５は、ノズルを下方から示す底面図である。
【００３２】
ノズル１２１は、内方が負圧となる吸着孔１２３を有する部材であり、ノズル１２１の先端面１２４を部品に当接させて部品を吸着保持し部品２００を直接保持する筒状の部材である。本実施の形態の場合、ノズル１２１の先端部は、先に向かって縮径するテーパ形状となっている。これは、ノズル１２１によって、小型の部品２００（例えば１００５、０６０３、０４０２と称される電子部品）を吸着するためである。ノズル１２１は、図４に示す回転中心軸Ａを中心として第二駆動手段（図示せず）によりθ方向に回転する。なお、図４においては、回転中心軸Ａは、ノズル１２１の中心を通るように記載されているが、ノズル１２１は、回転中心軸Ａに対して偏心した吸着孔１２３を備える場合や、ノズル１２１自体が回転中心軸Ａに対して傾いている場合など不確定である。
【００３３】
吸着孔１２３は、部品実装機１００が備える真空装置（図示せず）に真空経路を介して接続される孔であり、部品２００を吸着し、保持する場合は、吸着孔１２３の内方は負圧（大気圧よりも低い圧力）に維持され、部品２００を基板３００に実装する際は、吸着孔１２３の内方は、負圧から切り替えられて正圧（大気圧よりも高い圧力）となる。本実施の形態の場合、図５に示すように、小型の部品２００を効率よく吸着するためノズル１２１の先端面１２４に位置する吸着孔１２３の開口部１２５の形状は、円形と、当該円形の直径よりも幅が狭い長円とを組み合わせた形状となっている。
【００３４】
撮像手段１０６は、部品２００を保持していない状態のノズル１２１の先端面１２４を含む二次元領域を撮像する装置である。具体的にはＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなど半導体素子アレイを用いて像をデジタルで得る装置である。本実施の形態の場合、撮像手段１０６は、ノズル１２１の下方からノズル１２１の先端面を撮像できるように、撮像方向を上方に向けて基台１０５の上面に取り付けられている。
【００３５】
照明手段１０７は、ノズル１２１の先端部に光を照射し、先端面１２４近傍を撮像可能な明るさとする装置である。本実施の形態の場合、照明手段１０７は、先端面１２４の下方から先端面１２４に向いた光軸を有するＬＥＤを備えており、当該ＬＥＤは、撮像手段１０６の外周縁に円周上に並べて複数個設けられている。また、照明手段１０７は、輝度が可変であり、輝度が０の状態から最大輝度である２５５まで２５６段階で輝度を任意に設定できるものとなっている。
【００３６】
本実施の形態の場合、部品実装機１００は、一組の撮像手段１０６と、照明手段１０７を備え、１本ずつノズル１２１の先端面１２４を撮像するものとしているが、例えば、撮像手段１０６と、照明手段１０７とを複数組み備え、複数本のノズル１２１の先端面１２４を同時に撮像するものでもかまわない。
【００３７】
これによれば、複数のノズル１２１における各吸着点の導出作業を短縮化することができるため好ましい。
【００３８】
図６は、部品実装機の機能部を機構部と共に示すブロック図である。
図７は、画像処理手段内の各機能部を示すブロック図である。
【００３９】
図８は、撮像手段により撮像された画像データを視覚的に示す図である。
同図に示すように部品実装機１００は、画像処理手段１３１と、制御手段１３２と、照度調整手段１３３と、保持手段１３４とを機能部として備えている。本実施の形態の場合、画像処理手段１３１と、制御手段１３２と、照度調整手段１３３とは、演算装置（コンピュータ）とプログラムとによって実現される処理部であり、データなどを保持する保持手段１３４は、ハードディスクなどの記憶装置である。なお、それぞれは独立した装置として存在するものでもかまわない。
【００４０】
画像処理手段１３１は、撮像手段１０６により得られる画像データ４００に基づき種々の処理を行う処理部であり、本実施の形態の場合、図７に示すように、暗色領域特定部１４１と、吸着点導出部１４２と、偏心値算出部１４３と、補正指示部１４４と、暗色形状特定部１４５と、適否判断部１４６とを備えている。
【００４１】
暗色領域特定部１４１は、撮像手段１０６により得られる画像データ４００から、先端面１２４に配置される開口部１２５に対応する暗色領域２１２を画像処理により特定する処理部である。暗色領域特定部１４１は、例えば、輝度に関する閾値を設定して画像データ４００を２値化することにより暗色領域２１２を特定する。
【００４２】
吸着点導出部１４２は、暗色領域特定部１４１により特定された暗色領域２１２に基づきノズル１２１が部品２００を吸着する際の位置上の基準となる吸着点１２１Ｂ（図８において仮想的に白抜きの円で示す）を導出する。例えば、暗色領域２１２の重心や、図１０に示す小型部品２００のように両端（Ｘ軸方向）に電極２０３がある場合は、その両端電極方向（Ｘ軸方向）のノズル１２１の吸着点１２１Ｂの位置をノズル１２１の開口１２５の長手方向の長さＦ１の中心を部品２００の両端電極方向（Ｘ軸方向）に対する中心とする吸着点１２１Ｂとすればよい。
【００４３】
偏心値算出部１４３は、ノズル１２１の回転中心点１２１Ａ（図４における回転中心軸Ａと先端面１２４との交点）と、当該画像データ４００を得た際のノズル１２１の回転位相とを保持手段１３４や制御手段１３２から取得し、吸着点導出部１４２で導出された吸着点１２１Ｂを取得して、回転位相にひもづけられた吸着点１２１Ｂの回転中心点１２１Ａからのずれである偏心値を算出する処理部である。本実施の形態の場合、回転中心点１２１Ａを原点としＸＹ平面における吸着点１２１Ｂの座標と回転位相とをひもづけた情報が偏心値となる。
【００４４】
補正指示部１４４は、ノズル１２１にて吸着保持した部品２００をノズル１２１を所定の角度回転させて装着する場合に、ノズル１２１の装着時の回転位相に基づき偏心値算出部１４３で算出された偏心値で部品の装着位置を補正する指示を制御手段１３２に与える処理部である。
【００４５】
暗色形状特定部１４５は、暗色領域特定部１４１で特定された暗色領域２１２の形状に関する情報である暗色形状を特定する処理部である。ここで、暗色形状とは、例えば、特定された暗色領域２１２のＸ軸方向の長さやＹ軸方向の長さなどの一次元の情報等でもよく、暗色領域２１２の面積など二次元の情報などでもよい。また、暗色領域２１２の周縁の形状等でもかまわない。
【００４６】
適否判断部１４６は、暗色形状とあらかじめ基準として特定されている開口部１２５の形状を示す情報である開口形状とを比較して判断することにより、ノズル１２１が実装に適用できるか否かに関する情報である適否情報を作成する処理部である。本実施の形態の場合、適否判断部１４６は、否の情報が作成された場合にのみ当該情報を制御手段１３２に送信するものとなっている。また、否の情報が作成される場合とは、例えば、開口形状に対して暗色形状の面積が大きすぎる場合、ノズル１２１の先端が欠損していると考えられるため否の情報が作成される。一方、暗色形状の面積が小さすぎる場合、開口部１２５が目詰まりを起こしていると考えられるため、この場合も否の情報が作成される。
【００４７】
制御手段１３２は、ヘッド１０２、ノズル１２１、Ｘビーム１０３、Ｙビーム１０４などの部品実装機１００が備える機構部の位置を駆動手段１２２、第二駆動手段１２６等を制御することにより決定すると共に、各機構部の現在位置を把握することのできる処理部である。具体的には、駆動手段１２２、第二駆動手段１２６等や機構部に設けられたエンコーダから得られる情報に基づき機構部の位置を把握するものとなっている。また、制御手段１３２は、画像処理手段１３１から取得した吸着点に基づき部品２００を吸着すべき位置Ｃ（図１１参照）にノズル１２１を正確移動させることができるものとなっている。
【００４８】
照度調整手段１３３は、照明手段１０７が放射する光の強度を変化させ、各強度において得られた画像データ４００に基づき画像処理に適した光の強度を決定することができる処理部である。しかし、本実施の形態の場合、照度調整手段１３３はあらかじめ定められた値、例えば、１００以上２５０以下の範囲から選定される値（２２０など）で発光するように照明手段１０７を制御する。
【００４９】
保持手段１３４は、各種情報が記憶されている装置である。保持手段１３４が記憶している情報としては、ノズル１２１の種類を示す情報であるノズル種とノズル１２１の開口部１２５の形状を示す開口形状とが対応づけられたノズル情報１３５等を例示できる。
【００５０】
次に、上記部品実装機１００を用いた部品実装方法を説明する。
図９は、部品実装方法の流れを示すフローチャートである。
【００５１】
まず、測定対象となるノズル１２１を撮像手段１０６の上方に移動させる（Ｓ１０１：移動ステップ）。
【００５２】
次に、照度調整手段１３３は、照明手段１０７の光の輝度を照明手段１０７の最大輝度の４０％以上（好ましくは、最大輝度の４０％以上、９８％以下、より好ましくは最大輝度の４５％以上、９３％以下）で前記ノズルの先端を照明する。この程度の輝度で照明すれば、良好な画像データ４００を３ｍｓｅｃ程度で取得することが可能となる。これにより、撮像処理に要する時間を短縮することができ、部品実装機１００の生産効率を向上させることが可能となる。
【００５３】
本実施の形態の場合、最大輝度は２５５であるため、おおよそ１００以上の値で照明すればよい。一方、輝度を２５０（最大輝度の９８％）よりも大きく設定すると、光が、部品実装機１００が備える他のカメラに進入する可能性が高くなるため好ましくない。具体的には輝度を２２０（最大輝度の８８％）に固定して照明を行っている（Ｓ１０４：照明ステップ）。
【００５４】
次に、照明ステップ（Ｓ１０４）においてあらかじめ定められた輝度（例えば２２０）で照明手段１０７がノズル１２１先端部を照明し、ノズル１２１の先端面１２４を含む二次元領域を撮像手段１０６が撮像する（Ｓ１０７：撮像ステップ）。
【００５５】
図８において、暗色領域２１２は、開口部１２５を示す像であり、明色領域２１３は、開口部１２５以外の先端面１２４や、ノズル１２１のテーパ部分を示す像である。また、同図は画像データ４００を線図により表しているため、境界が明確であるが、実際の画像データ４００において、境界は不明確である。特に明色領域２１３は、テーパ部分を含んでいるため非常にぼやけた境界となる。
【００５６】
次に、撮像ステップＳ１０４により得られる画像データ４００から、暗色領域特定部１４１が開口部１２５を示す領域である暗色領域２１２を画像処理により特定する（Ｓ１１０：暗色領域特定ステップ）。
【００５７】
暗色領域２１２の特定において、得られる画像データ４００のノズル１２１の先端部分のエッジなどの像は、ハレーションなどによりぼやけている可能性もあるが、Ｚ軸方向に吸着孔１２３は細く長い孔（図３参照）であるため、照明手段１０７の輝度にあまり影響を受けることなく、開口部１２５の像は安定して暗色を呈している。従って、暗色領域２１２画像処理にシンプルな２値化の画像処理方法を採用したとしても、暗色領域２１２を抽出することにより、安定かつ正確に暗色領域２１２を特定することが可能となる。
【００５８】
例えば、開口部１２５以外は比較的高い反射率であるため、得られる画像データ４００は、暗色領域２１２以外は高い輝度となる。一方、開口部１２５は安定した暗色となる。従って、画像データ４００を所定の輝度を閾値として２値化することにより、暗色領域２１２の探索及び特定は容易かつ正確に行うことが可能となる。
【００５９】
次に、特定された暗色領域２１２に基づき、ノズル１２１が部品２００を吸着し装着する際の位置的基準となる吸着点１２１Ｂを吸着点導出部１４２が導出する（Ｓ１１３：導出ステップ）。具体的には、吸着点導出部１４２が、画像データ４００における暗色領域２１２の重心（または中心）を求める。一方、制御手段１３２から撮像時のノズル１２１の回転中心軸Ａのノズル１２１の先端面１２４におけるＸＹ平面上の位置情報（ノズル１２１の回転中心点１２１Ａの位置情報）を取得する。そして、これら二つのデータから、ノズル１２１が部品２００を吸着し装着する際のノズル１２１の先端面１２４におけるＸＹ平面上の位置の基準となる吸着点１２１Ｂを導出する。
【００６０】
本実施の形態の場合、８本のノズル１２１に対し、それぞれ吸着点１２１Ｂが導出できるように前記処理を繰り返す。
【００６１】
図１０は、ノズルが部品を吸着する直前の状態を側面（Ｙ軸方向）から一部を切り欠いて示す図である。
【００６２】
図１１は、回転中心軸の位置情報に基づき部品を吸着する直前の状態を側面（Ｙ軸方向）から一部を切り欠いて示す図である。
【００６３】
上記部品実装機１００を用い上記部品実装方法を適用すれば、図１０に示すように、ノズル１２１が傾いていたり曲がっていたりして回転中心軸Ａと、吸着孔１２３の開口部１２５の重心である吸着点Ｂ（１２１Ｂ）とがずれた場合であっても、および／あるいは、加工時の不具合によりノズル１２１に対し吸着孔１２３が偏心した状態で設けられているため、回転中心軸Ａと吸着点Ｂとがずれた場合であっても、部品実装機１００は、吸着点Ｂ（１２１Ｂ）の位置を正確に把握しているため、部品２００の中心位置Ｃと吸着点Ｂ（１２１Ｂ）とをＸＹ平面において正確に一致させることが可能となる。従って、ノズル１２１が部品２００に均等に荷重をかけることができ、部品２００の欠損や破損を回避することが可能となる。
【００６４】
具体的には、ノズル１２１の先端面１２４の径が０．３ｍｍであり、部品２００が１００５と称される小型部品であった場合、本願発明を採用することなく前記ノズル１２１で前記部品２００を吸着した場合、吸着点Ｂ（１２１Ｂ）が回転中心軸Ａの回転中心点１２１Ａ、および／あるいは、ノズル１２１の先端面１２４の中心（ノズル外形の中心）からずれることによって発生するミス（部品２００の欠損や吸着ができない、立ち吸着など）の発生確率が０．０２％であったのに対し、本願発明を採用することにより、１００００個の部品２００を吸着した結果ミスを確認することはできなかった。
【００６５】
次に、ノズル１２１が実装に適用できるか否かを判断するステップについて説明する。
図１２は、ノズルの適否判断の流れを示すフローチャートである。
【００６６】
まず、暗色領域特定ステップ（Ｓ１１０）で特定された暗色領域２１２の形状に関する情報である暗色形状を暗色形状特定部１４５が特定する（Ｓ２０１：暗色形状特定ステップ）。
【００６７】
ここで、暗色形状とは、例えば、図１３に示すように、暗色領域２１２のＸ軸方向における最長の長さＦ１（長手方向の長さ）や、Ｙ軸方向における最長の長さＦ２（短手方向の長さ）、暗色領域の面積Ｓ等である。また、これらの情報が組み合わされたものも暗色形状である。
【００６８】
次に、適否判断部１４６は、保持手段１３４に保持されているノズル情報１３５から開口部１２５の形状に関する情報である開口形状を取得する（Ｓ２０４：開口形状取得ステップ）。
【００６９】
ここで、開口形状とは、ノズル１２１の開口部１２５の実際の形状であり、前記暗色形状であるＸ軸方向における最長の長さＦ１や、Ｙ軸方向における最長の長さＦ２、面積Ｓ等に対応したデータである。なお、開口形状は設計値でもよく、また、実測値でもかまわない。
【００７０】
次に、適否判断部１４６は、暗色形状を暗色形状特定部１４５から取得して開口形状と比較することによりノズル１２１が実装に適用できるか否かを判断する（Ｓ２０７：適否判断ステップ）。
【００７１】
例えば、適否判断部１４６は、暗色領域２１２のＸ軸方向における最長の長さＦ１に基づき適否の判断を行う。すなわち、Ｆ１がこれに対応する開口形状よりも長い場合（画像解析により発生する誤差範囲よりも長い場合）は、ノズル１２１の先端に欠損や破損があるとして否と判断する。また、Ｆ１が所定の長さ（例えば開口形状の９０％）より短い場合、ノズル１２１が許容範囲を超えて目詰まりしているとして否と判断する。
【００７２】
なお、適否判断部１４６は、これらの判断をＦ２やＳに関しても行い、総合的に適否を判断してもよい。
【００７３】
以上により、適否判断部１４６が否と判断した場合、否の旨を示す適否情報を作成する（Ｓ２１０：情報作成ステップ）。
【００７４】
なお、本実施の形態では適否判断情報として否の情報のみ作成したが、適否判断情報として適の情報のみ作成してもよく、また、適か否かのいずれかの情報を判断に伴って作成してもかまわない。
【００７５】
以上の適否情報を制御手段１３２が取得することにより、ノズル１２１の交換を行ったり、ノズル１２１に不具合が発生していることを報知することが可能となる。これにより、部品実装機１００の不具合の発生を回避して、実装基板製造の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００７６】
次に、吸着保持された部品２００を所定の角度回転させた上で実装する場合の補正に関するステップについて説明する。
【００７７】
図１４は、部品回転による補正の流れを示すフローチャートである。
まず、偏心値算出部１４３は、回転中心軸ＡのＸＹ平面上の位置である回転中心点Ａ（１２１）と、撮像ステップ（Ｓ１０７）において撮像した際のノズル１２１の基準位置（例えばノズル１２１を回転させるためのサーボモータに定められる基準位置などであり、ヘッド１０２に対して任意に定める位置などである。具体的には、Ｘビーム１０３の長手方向（Ｘ軸方向）と吸着孔１２３の長手方向が平行となる位置などである。）からの回転角度を示す情報である回転位相とを制御手段１３２から取得する。また、偏心値算出部１４３は、吸着点Ｂ（１２１Ｂ）を吸着点導出部１４２から取得する（Ｓ３０１：取得ステップ）。そして偏心値算出部１４３は、取得した回転位相における吸着点Ｂ（１２１Ｂ）の回転中心Ａからのずれである偏心値を算出する（Ｓ３０４：偏心値算出ステップ）。
【００７８】
次に、制御手段１３２は、部品２００を吸着保持した際のノズル１２１の回転位相に対し、前記部品２００を実装する際のノズル１２１の回転位相が異なる場合、偏心値算出部１４３で算出された偏心値に基づき部品の装着位置を補正する（Ｓ３０７：補正ステップ）。
【００７９】
具体的に例えば、偏心値算出部１４３は、図１５に示すように、ノズル１２１の回転中心点Ａ（１２１Ａ）を原点とした極座標として補正値を算出する。そして部品実装機１００は、図１６に示すように部品２００を部品供給部１０１にてノズル１２１で部品２００を吸着保持し、図１７に示すように、ノズル１２１に吸着保持された部品２００を９０度回転させて装着する場合、極座標で示された補正値を考慮した位置に基づき基板３００に部品２００を装着する。
【００８０】
以上の様に、偏心値を算出し、部品２００の回転に対応した補正を行うことで、正確な位置に部品２００を装着することが可能となる。
【００８１】
なお、偏心値は、極座標に限定される訳ではなく、直交座標など任意の方法で表現することができる。
【００８２】
また、ノズル１２１の吸着点１２１Ｂを導出する時は、部品供給部１０１より部品２００を吸着する場合や基板３００に部品２００を装着（実装）する場合において、その吸着や装着の高さ、および／あるいは、その吸着や装着の姿勢で行ってもよい。これにより、ノズル１２１のずれなどにより回転中心点１２１Ａと吸着点１２１Ｂとが異なる場合であっても、回転中心点１２１Ａとの偏心値が考慮されたノズル１２１の吸着点１２１Ｂとして導出することが可能で、小型の電子部品を高い位置精度で吸着保持し実装することができる。
【００８３】
また、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、特許請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を
施して得られる変形例も本願発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本願発明は、電子部品をプリント基板などに表面に実装して実装基板を製造する実装基板生産工程に適用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１００  部品実装機
１０１  部品供給部
１０２  ヘッド
１０３  Ｘビーム
１０４  Ｙビーム
１０５  基台
１０６  撮像手段
１０７  照明手段
１１０  テープフィーダ
１１１  キャリアテープ
１１２  リール
１２１  ノズル
１２１Ａ  回転中心点
１２１Ｂ  吸着点（仮想）
１２２  駆動手段
１２３  吸着孔
１２４  先端面
１２５  開口部
１２６  第二駆動手段
１３１  画像処理手段
１３２  制御手段
１３３  照度調整手段
１３４  保持手段
１３５  ノズル情報
１４１  暗色領域特定部
１４２  吸着点導出部
１４３  偏心値算出部
１４４  補正指示部
１４５  暗色形状特定部
１４６  適否判断部
２００  部品
２１２  暗色領域
２１３  明色領域
３００  基板
４００  画像データ
【図１】
2012059735.tif 000003
【図２】
2012059735.tif 000004
【図３】
2012059735.tif 000005
【図４】
2012059735.tif 000006
【図５】
2012059735.tif 000007
【図６】
2012059735.tif 000008
【図７】
2012059735.tif 000009
【図８】
2012059735.tif 000010
【図９】
2012059735.tif 000011
【図１０】
2012059735.tif 000012
【図１１】
2012059735.tif 000013
【図１２】
2012059735.tif 000014
【図１３】
2012059735.tif 000015
【図１４】
2012059735.tif 000016
【図１５】
2012059735.tif 000017
【図１６】
2012059735.tif 000018
【図１７】
2012059735.tif 000019