(57)【要約】【課題】一つの装着ユニットで多数の部品種類を高スループットで装着可能な部品装着装置を提供する。【解決手段】部品供給部１０１から供給される複数種類の部品をプリント基板１０８に装着する部品装着装置１００であって、部品供給部１０１とプリント基板１０８を含む領域の上方を移動可能であり、複数の部品装着ノズル組１０５を有する部品装着ヘッド１０４を有し、各部品装着ノズル組１０５は、部品装着ヘッド１０４に対して、部品供給部１０１とプリント基板搬送路１０７とを結ぶ第１の方向およびこれに直交する第２の方向に沿ってそれぞれ個別に移動可能であり、部品装着ヘッド１０４は、部品供給部１０１から吸着した各部品について、１回の装着サイクルで、プリント基板１０８上の複数の所定の位置に対して、前記部品装着ヘッド１０４の位置を固定した状態で、各部品装着ノズル組１０５をそれぞれ個別に移動させて位置決めを行い、各部品を装着する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部から供給される複数種類の部品を、対象物搬送路に固定された対象物に装着する部品装着装置であって、
前記部品供給部と前記対象物を含む領域の上方を移動可能であり、複数の部品装着部材組を有する部品装着ヘッドを有し、
前記部品装着ヘッドの前記各部品装着部材組は、前記部品装着ヘッドに対して、前記部品供給部と前記対象物搬送路とを結ぶ第１の方向およびこれに直交する第２の方向に沿ってそれぞれ個別に移動可能であり、
前記部品装着ヘッドは、複数の前記部品装着部材組により前記部品供給部から吸着した各部品について、１回の装着サイクルで、前記部品装着ヘッドの位置を固定した状態で、前記対象物上の複数の所定の位置に対して、前記各部品装着部材組をそれぞれ個別に移動させて位置決めを行い、各部品を装着することを特徴とする部品装着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の部品装着装置において、
前記部品装着ヘッドは、１回の吸着サイクルで、前記部品供給部から取り出すべき複数の部品の位置に対して、前記部品装着ヘッドの位置を固定した状態で、前記各部品装着部材組をそれぞれ個別に移動させて位置決めを行い、各部品を吸着することを特徴とする部品装着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の部品装着装置において、
前記部品装着ヘッドの前記各部品装着部材組は、部品の吸着および解放を行う部品装着部材本体を上下方向に移動、および／または回転移動させて、前記部品装着部材が吸着している部品の位置、および／または姿勢を調整することを特徴とする部品装着装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品装着装置において、
前記対象物搬送路に対する、前記部品供給部と前記部品装着ヘッドからなる構成を、前記対象物搬送路の両側に有することを特徴とする部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に部品等を装着する技術に関し、特に、プリント基板への電子部品の装着など、小型の部品を多数装着する部品装着装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気製品等に用いられるプリント基板には、小型の部品を多数装着する必要があり、通常はプリント基板等に対して部品を機械的に装着する部品装着装置が利用される。これにより、部品の装着作業を効率的に高いスループットで実施することが可能となっている。一方で、近年では、電子機器等の小型化への要求や回路構成の複雑化への対応などに伴い、プリント基板やこれに装着する電子部品の小型化や部品の多品種化が進んでいる。例えば、数ｃｍ角のプリント基板に複数種類の微小な電子部品を数百個単位で装着するというようなことも要求される。
【０００３】
このような要求に対して、例えば、特開２００１−１１１３００号公報（特許文献１）には、部品を供給するための部品供給ユニットと、前記部品供給ユニットにより供給された前記部品を保持するための部品保持ユニットと、前記部品保持ユニットにより保持された前記部品の外形、位置を認識するための部品認識ユニットと、前記部品認識ユニットによる認識結果に基づいて、前記部品保持ユニットにより保持された前記部品を任意の位置に位置決めするための部品位置決めユニットとを備え、各ユニットが、前記部品や基板に応じた任意のユニットに交換・組み合わせ可能に構成されていることで、実装内容や実装規模に柔軟に対応して部品を基板に実装することができる小型で簡易な構成の部品実装ラインを提供することを可能とする技術が記載されている。
【０００４】
さらに、例えば、特許第４４５７１７３号明細書（特許文献２）には、複数の装着ユニットの部品装着部の各々に、汎用装着ヘッドと、その汎用装着ヘッドよりも装着可能な電子回路部品の種類は少ないが装着能率が優れた高能率装着ヘッドとを含む複数種類の装着ヘッドを選択的に取り付け可能とし、かつ、複数の装着ユニットの各々において使用される装着ヘッドの種類を予め定められた規則に従って決定する装着ヘッド選択部を含み、かつ、その装着ヘッド選択部が、複数の装着ユニットによって生産予定のプリント回路板の生産が可能であり、かつ、汎用装着ヘッドの取付数が最も少なくなるように、装着ヘッドの種類を決定することで、それぞれ電子回路部品を回路基板に装着する複数の装着ユニットを直列に含む電子回路部品装着システムをさらに使い勝手の良いものとする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１１３００号公報
【特許文献２】特許第４４５７１７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１や特許文献２などには、プリント基板等に対して複数種類の部品を機械的に装着する部品装着装置に係る従来技術が記載されている。しかしながら、これらの従来技術に係る部品装着装置では、例えば、多品種混在生産ラインのように多数の種類の部品を装着する必要がある場合、柔軟に対応することが可能ではあるものの、装着ユニットの交換や部品供給部のフィーダ交換等の段取り作業が必要となり、生産スループットが低下する。
【０００７】
このような段取り作業を回避するためには、例えば、必要な部品種類を全て提供可能なように多数の装着ユニットを連結する方法が考えられる。しかしながら、装着ユニットの数が増えると、装着ユニット間のプリント基板の搬送や固定、基板位置の認識、部品の装着等の処理を何度も繰り返す必要が生じ、やはり生産スループットが低下する。一方で、この繰り返し処理の回数を減らすために、例えば、一つの装着ユニットの部品供給部のフィーダ数を増やすことも考えられる。しかしながら、その結果、一つの装着ユニットが大きくなることによる各部品装着ヘッドの移動距離の増加や、一つの装着ユニットにおいて同時に動作可能な部品装着ヘッド数の減少などにより、やはり生産スループットが低下するという課題がある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、一つの装着ユニットで多数の部品種類を高スループットで装着可能な部品装着装置を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１０】
本発明の代表的な実施の形態による部品装着装置は、部品供給部から供給される複数種類の部品を、対象物搬送路に固定された対象物に装着する部品装着装置であって、前記部品供給部と前記対象物を含む領域の上方を移動可能であり、複数の部品装着部材組を有する部品装着ヘッドを有し、前記部品装着ヘッドの前記各部品装着部材組は、前記部品装着ヘッドに対して、前記部品供給部と前記対象物搬送路とを結ぶ第１の方向およびこれに直交する第２の方向に沿ってそれぞれ個別に移動可能であり、前記部品装着ヘッドは、複数の前記部品装着部材組により前記部品供給部から吸着した各部品について、１回の装着サイクルで、前記対象物上の複数の所定の位置に対して、前記部品装着ヘッドの位置を固定した状態で、前記各部品装着部材組をそれぞれ個別に移動させて位置決めを行い、各部品を装着することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１２】
すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、多くの装着ユニット（モジュール）を連結することなく、一つの装着ユニットで多数の部品種類を高スループットで装着することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態である部品装着装置の構成例について概要を示した上面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における部品装着ヘッドの構成例について概要を示した斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態における部品装着ヘッドの構成例について概要を示した底面図である。
【図４】本発明の一実施の形態における部品装着ノズル組の構成例について概要を示した斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態における制御システムの構成例について概要を示した図である。
【図６】本発明の一実施の形態における部品装着プログラムの処理の流れの例について概要を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
本発明の一実施の形態である部品装着装置は、例えば、プリント基板等の対象物に複数種類の電子部品等の部品を多数装着することを可能とする装置である。本実施の形態の部品装着装置は、従来技術のように、部品装着ヘッドが部品供給部から取り出した複数の部品を、対象物に対して１つずつ位置決めして装着するのではなく、１回の動作（装着サイクル）で同時に複数の部品を位置決めして装着するという構成を有する。これにより、従来技術と比較して部品装着時の部品装着ヘッドの移動回数を低減することができ、生産スループットを向上させることを可能とする。
【００１６】
図１は、本実施の形態における部品装着装置の構成例について概要を示した上面図である。図１では、部品装着装置１００において部品装着の動作を行う機構に係る部分の構成例を示しており、図中の水平方向をＸ軸方向、垂直方向をＹ軸方向としている。部品装着装置１００は、例えば、部品供給部１０１、部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０２、部品装着ヘッドＸ軸駆動部１０３、部品装着ヘッド１０４、部品装着ノズル組１０５、部品認識カメラ１０６、およびプリント基板搬送路１０７を有する。
【００１７】
図１の例では、部品を装着する対象のプリント基板１０８を搬送・固定するプリント基板搬送路１０７に対して、Ｙ軸方向の両側に１つずつ部品供給部１０１が配置されており、さらに、Ｘ軸方向の両側にＹ軸方向に沿って１組の部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０２が配置されている。また、各部品供給部１０１とプリント基板搬送路１０７を含む領域の上方には、Ｘ軸方向に沿って１つずつの部品装着ヘッドＸ軸駆動部１０３が配置されている。部品装着ヘッドＸ軸駆動部１０３は、部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０２により、対応する部品供給部１０１とプリント基板１０８を含む領域の上方をＹ軸方向に移動可能なストロークを有する。
【００１８】
また、各部品装着ヘッドＸ軸駆動部１０３には、それぞれ１つずつ部品装着ヘッド１０４が取り付けられている。部品装着ヘッド１０４は、部品装着ヘッドＸ軸駆動部１０３により、対応する部品供給部１０１とプリント基板１０８を含む領域の上方をＸ軸方向に移動可能なストロークを有する。また、プリント基板搬送路１０７と各部品供給部１０１との間にそれぞれ部品認識カメラ１０６が配置されている。
【００１９】
図１の例では、プリント基板搬送路１０７およびプリント基板１０８のＹ軸方向の両側に対称的に部品供給部１０１と部品装着ヘッドＸ軸駆動部１０３および部品装着ヘッド１０４を配置する構成とすることで、処理の並列度をより高め、生産スループットを向上させるとともに、装置構成の小型化を図っているが、プリント基板搬送路１０７およびプリント基板１０８の片側だけにこれら各部を有する構成であってもよい。
【００２０】
図２は、本実施の形態における部品装着ヘッド１０４の構成例について概要を示した斜視図である。部品装着ヘッド１０４は、部品供給部１０１から複数の部品を取り出して、取り出した各部品をプリント基板搬送路１０７上のプリント基板１０８に装着するものであり、例えば、部品装着ヘッドベース部２０１、プリント基板認識カメラ２０４、および複数（図２の例では８つ）の部品装着ノズル組１０５を有する。
【００２１】
部品装着ヘッド１０４は、例えば、図１の例における部品装着ヘッドＸ軸駆動部１０３が有する部品装着ヘッドＸ軸駆動部ガイド２０２を介して、部品装着ヘッドＸ軸駆動部１０３に取り付けられる。部品装着ヘッドＸ軸駆動部１０３は、例えば、部品装着ヘッドＸ軸駆動部送りねじ２０３を有し、これによって、部品装着ヘッドベース部２０１を介して部品装着ヘッド１０４全体を部品供給部１０１とプリント基板搬送路１０７の上方でＸ軸方向に移動可能なストロークを有する。
【００２２】
図３は、本実施の形態における部品装着ヘッド１０４の構成例について概要を示した底面図である。本実施の形態では、部品装着ヘッド１０４は、部品装着ヘッドベース部２０１の底面にＸ軸方向に沿って２本１組の部品装着ノズルＸ軸ガイド２０６を複数組（図３の例では２組）並行に有しており、各組に対して部品装着ノズル組１０５がそれぞれ列状に複数（図３の例では各組について４つずつ）取り付けられている。各部品装着ノズル組１０５は、部品装着ノズルＸ軸ガイド２０６に沿ってＸ軸方向に移動可能なストロークを有する。なお、部品装着ノズルＸ軸ガイド２０６の組の数（部品装着ノズル組１０５の列の数）や、各組に対して取り付けられる部品装着ノズル組１０５の数は、図示した例に限らず、適宜設定することができる。また、図３の例では、部品装着ノズル組１０５を列状に配置しているが、配置の形状は特にこれに限られない。
【００２３】
図４は、本実施の形態における部品装着ノズル組１０５の構成例について概要を示した斜視図である。部品装着ノズル組１０５は、部品供給部１０１により供給される部品を吸着等により取り出して、プリント基板１０８上の所定の位置に装着するノズルであり、例えば、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０７、部品装着ノズルＸ軸ベース部２０８、部品装着ノズルＹ軸駆動部２０９、部品装着ノズルＹ軸ベース部２１０、部品装着ノズル回転機構部２１１、部品装着ノズル上下駆動部２１２、部品装着ノズル本体２１３を有する。
【００２４】
部品装着ノズル組１０５は、部品装着ノズルＸ軸ベース部２０８および部品装着ノズルＸ軸ガイド２０６を介して、図２、図３に示すように、部品装着ヘッド１０４の底面に支持され、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０７によって、部品装着ノズルＸ軸ガイド２０６に沿ってＸ軸方向に移動可能なストロークを有する。また、部品装着ノズルＸ軸ベース部２０８の下部に部品装着ノズルＹ軸駆動部２０９を介して取り付けられた部品装着ノズルＹ軸ベース部２１０は、部品装着ノズルＹ軸駆動部２０９に沿ってＹ軸方向に移動可能なストロークを有する。すなわち、これらの移動により、部品装着ノズル本体２１３の位置をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させて微調整することが可能である。
【００２５】
さらに、部品装着ノズル本体２１３は、部品装着ノズル回転機構部２１１および部品装着ノズル上下駆動部２１２を介して部品装着ノズルＹ軸ベース部２１０に取り付けられている。これらにより、部品装着ノズル本体２１３は、ＸＹ平面上で回転可能であり、また、上下方向に移動可能なストロークを有する。すなわち、これらの移動等により、部品装着ノズル本体２１３の先端に吸着等（例えば空気圧等を利用）により保持された部品の姿勢を調整し、プリント基板搬送路１０７上のプリント基板１０８の所定の位置で解放することで部品を装着することが可能である。この部品装着ノズル本体２１３は、吸着する部品の種類等に応じて異なる特性のものを適宜付け替えることが可能である。
【００２６】
なお、図４の例に示すように、本実施の形態では、部品装着ノズル組１０５において、部品を取り出して保持し、装着する部材（部品装着部材）として、部品を吸着して保持するノズルを用いているが、部品装着部材はこれに限らず、例えば、部品を挟んで取り出して保持するチャック等を用いることも可能である。また、図４の例では、例えば、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０７は、部品装着ノズル組１０５を部品装着ノズルＸ軸ガイド２０６に沿って移動させるためにラックアンドピニオン機構を用いているが、これに限らず、他の各駆動部も含め、例えば、ピエゾアクチュエーターやリニアモーターなどの公知の各種技術を適宜利用することができる。
【００２７】
従来の部品装着ヘッドは、例えば円形であり、１つの部品装着ヘッドに、部品装着のためのノズルを円状に複数配置する構成をとっており、１つの部品装着ヘッドは同時に複数の部品を吸着することが可能となっている。しかしながら、これらの部品をプリント基板等の対象物に装着する際には、例えば円形の部品装着ヘッドを回転させながら、一度に１つずつ位置決めをして装着することになる。従って、部品装着ヘッドが吸着した全ての部品を装着するためには、原則として吸着した部品数と同じ回数分、部品装着ヘッドの装着位置への移動と部品装着の動作を繰り返す必要がある。
【００２８】
一方で、本実施の形態では、部品装着ヘッド１０４において、複数の部品装着ノズル組１０５が、それぞれ個別に独立して位置や姿勢を微調整することができるため、同時に複数（種類）の部品を位置決めして装着することが可能である。従って、従来の部品装着ヘッドと比較して、部品装着ヘッド１０４の移動回数を削減することができ、生産スループットを向上させることができる。
【００２９】
図５は、本実施の形態における部品装着装置１００の制御システムの構成例について概要を示した図である。制御システム４００は、例えば、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）４０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０３、インターフェイス４０４、外部記憶装置４０５、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）タッチパネル４０６、バーコードリーダ４０７、プリント基板認識画像処理回路４０８、プリント基板認識カメラ２０４、部品認識画像処理回路４０９、部品認識カメラ１０６などを有する。また、図１〜図４に示した各部の駆動回路およびその駆動部として、部品供給部駆動回路４１０、部品供給部駆動部４１３、部品装着ヘッド・ノズル駆動回路４１１、部品装着ヘッド・ノズル駆動部４１４、プリント基板搬送路駆動回路４１２、およびプリント基板搬送路駆動部４１５などを有する。
【００３０】
制御システム４００の電源が投入されると、ＲＯＭ４０３に収められた起動プログラムがＭＰＵ４０１により実行される。起動処理では、インターフェイス４０４に接続された各装置や回路をまず初期化し、その後、各駆動部が動作して、部品供給部１０１、および部品装着ヘッド１０４の各機構部を所定の待機位置に停止させる。その後、外部記憶装置４０５に保持されている部品装着プログラムがＭＰＵ４０１により実行される。部品装着プログラムは、バーコードリーダ４０７等による部品供給情報の入力や、ＬＣＤタッチパネル４０６による生産するプリント基板１０８の型式や枚数、生産の開始指示等の入力を受け付けるための待ち状態となり、生産の開始指示を受け付けると、以下の処理フローに従ってプリント基板１０８に部品を装着する処理を開始する。
【００３１】
図６は、本実施の形態における部品装着プログラムの処理の流れの例について概要を示したフローチャートである。ここでは、１枚のプリント基板１０８に部品を装着する場合の処理の流れの例について説明する。従って、複数のプリント基板１０８への部品の装着を連続して実行するには、図６の処理フローに示した一連の処理を適宜繰り返すことになる。
【００３２】
まず、部品装着処理を開始する前に、初期処理として、部品装着装置１００の操作担当者（以下では単に“ユーザ”と記載する場合がある）から各種の設定情報の入力を受け付けて外部記憶装置４０５に保持しておく（Ｓ０１）。例えば、部品型式ごとの部品の寸法、使用可能な部品装着ノズル本体２１３の種類、部品装着ヘッド１０４で部品を運搬する際のＸ軸およびＹ軸方向の速度や加速度、部品装着ノズル上下駆動部２１２の速度や加速度、下降時の高さ、部品認識カメラ１０６の撮像方法、および部品認識画像処理回路４０９による画像認識方法などの情報を含む部品情報を外部記憶装置４０５に保持しておく。
【００３３】
また、プリント基板１０８に装着する部品をユーザが予め部品供給部１０１に配置し、部品メーカから供給される部品フィーダに貼付された部品型式情報を、ユーザがバーコードリーダ４０７によって読み取る、もしくはＬＣＤタッチパネル４０６を介して入力する等により、どの型式の部品が部品供給部１０１のどの位置に配置されているかの情報を取得する。当該情報と上記の部品情報とに基づいて、部品型式ごとに、部品装着ヘッド１０４の各部品装着ノズル組１０５が部品供給部１０１から部品を取り出す際の停止座標を予め計算し、外部記憶装置４０５に保存しておく。
【００３４】
また、プリント基板１０８の型式ごとに、プリント基板１０８の寸法、プリント基板搬送路１０７上でプリント基板１０８を固定する位置、プリント基板１０８の座標原点位置、プリント基板１０８に付された認識マークの原点からの座標、プリント基板１０８に装着する部品の型式、装着座標および角度等の情報を含むプリント基板設計情報についても、同様に外部記憶装置４０５に保存しておく。
【００３５】
プリント基板１０８への部品装着は、後述するように、部品装着ヘッド１０４を部品供給部１０１上に移動させ、指定された複数の部品を指定された部品装着ノズル組１０５によって吸着する部品吸着サイクルと、部品の吸着姿勢を測定後に部品装着ヘッド１０４をプリント基板１８上に移動させ、吸着した各部品をプリント基板１０８の指定された位置に装着する部品装着サイクルとによって構成される部品実装サイクルを、必要な部品が全てプリント基板に装着されるまで繰り返すことにより実現される。
【００３６】
ここで、各部品実装サイクルにおいて、各部品吸着サイクルで、どの位置に部品装着ヘッド１０４を移動させ、どの順番でどの部品装着ノズル組１０５を使用してどの部品供給部１０１の部品を吸着するか、吸着後の部品の姿勢を測定するための部品認識カメラ１０６の撮像条件や認識方法、各部品装着サイクルで、どの位置に部品装着ヘッド１０４を移動させ、どの順番でどの部品装着ノズル組１０５に吸着されている部品をプリント基板１０８上のどの位置にどの向きで装着するか、等の情報を予め定めておき、これらの情報を部品実装サイクル情報として外部記憶装置４０５に保存しておく。
【００３７】
各種設定情報が外部記憶装置４０５に保持された状態で、ユーザが、生産するプリント基板１０８を特定する情報として型式等の情報をＬＣＤタッチパネル４０６を介して入力し、生産開始を指示すると、プリント基板１０８への部品の装着による生産を開始する（Ｓ０２）。生産を開始すると、まず、予め外部記憶装置４０５に保持している部品実装サイクル情報、および指定されたプリント基板１０８についてのプリント基板設計情報を読み込んで、ＲＡＭ４０２に保持する（Ｓ０３）。次に、読み込んだプリント基板設計情報に定義されたプリント基板１０８の固定位置の情報に従って、プリント基板１０８をプリント基板搬送路１０７上で搬送し、指定された固定位置にプリント基板１０８を固定する（Ｓ０４）。
【００３８】
その後、部品実装サイクルの開始前に、プリント基板搬送路１０７上に固定されたプリント基板１０８の位置を把握するため、プリント基板設計情報に定義されたプリント基板１０８の認識マークの座標情報に従って、指定された部品装着ヘッド１０４が認識マークをプリント基板認識カメラ２０４で撮像し、プリント基板認識画像処理回路４０８によって認識マークの位置を検出して、その座標の情報をＲＡＭ４０２に保存する（Ｓ０５）。これにより、プリント基板１０８上において部品を配置するための座標系の原点位置を把握する。
【００３９】
その後、部品実装サイクルのループ処理を開始する（Ｓ０６）。ここでは、ステップＳ０３で読み込んだ部品実装サイクル情報に基づいて、まず、部品吸着サイクルのループ処理を開始する（Ｓ０７）。部品吸着サイクルでは、まず、部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０２および部品装着ヘッドＸ軸駆動部１０３により、部品装着ヘッド１０４を部品供給部１０１上の指定された位置に移動させる（Ｓ０８）。
【００４０】
次に、部品供給部１０１上の指定された複数の部品の取り出し位置に対して、部品毎に指定された部品装着ノズル組１０５を、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０７、部品装着ノズルＹ軸駆動部２０９、部品装着ノズル回転機構部２１１を駆動して微調整することで位置決めする（Ｓ０９）。その後、部品装着ノズル上下駆動部２１２を駆動して部品装着ノズル本体２１３を下降させ、指定された複数の部品を各部品装着ノズル組１０５により同時に吸着する（Ｓ１０）。
【００４１】
ここで、図２、図３で示したように、１つの部品装着ヘッド１０４は、複数の部品装着ノズル組１０５を有するので、一度に複数の部品を吸着可能である。また、図４で示したように、各部品装着ノズル組１０５は部品装着ノズルＸ軸駆動部２０７および部品装着ノズルＹ軸駆動部２０９を有する。従って、部品装着ヘッド１０４を部品供給部１０１上の所定の位置に固定した状態で、各部品装着ノズル組１０５を個別に適切な位置に移動させることにより、複数の部品に対して同時に位置決めして同時に部品を吸着することが可能である。
【００４２】
ただし、部品供給部１０１上の部品配置と部品装着ノズルＸ軸駆動部２０７および部品装着ノズルＹ軸駆動部２０９の可動範囲の制約により、同時に位置決め可能な部品数が１つの部品装着ヘッド１０４が有する部品装着ノズル組１０５の数より少ない、すなわち、１回の部品吸着サイクルで、部品装着ヘッド１０４の各部品装着ノズル組１０５に必要な部品全てを吸着することができない場合もある。
【００４３】
そこで、１回の部品実装サイクルで装着する全部品の吸着が完了していない（まだ部品を吸着していない状態の部品装着ノズル組１０５が存在する）場合は、全部品の吸着が完了するまで上記の部品吸着サイクルの処理を繰り返す（Ｓ１１、Ｓ０７）。全部品の吸着が完了している場合は、部品吸着サイクルのループ処理を終了し（Ｓ１１）、部品装着ヘッド１０４を部品認識カメラ１０６上に移動させ、各部品装着ノズル組１０５によって吸着した部品を部品認識カメラ１０６で撮像して部品認識画像処理回路４０９によって部品の吸着位置、回転、傾き等の姿勢を計算し、結果をＲＡＭ４０２に保持する（Ｓ１２）。
【００４４】
次に、ステップＳ０３で読み込んだ部品実装サイクル情報に基づいて、部品装着サイクルのループ処理を開始する（Ｓ１３）。部品装着サイクルでは、まず、部品装着ヘッドＹ軸駆動部１０２および部品装着ヘッドＸ軸駆動部１０３により、部品装着ヘッド１０４をプリント基板１０８上の指定された位置に移動させる（Ｓ１４）。
【００４５】
次に、部品装着ヘッド１０４が保持する複数の部品について、これらを吸着している各部品装着ノズル組１０５を、ステップＳ１２で測定した吸着位置や回転等の情報を参照して、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０７、部品装着ノズルＹ軸駆動部２０９、部品装着ノズル回転機構部２１１を駆動して位置や回転等を微調整することで補正して位置決めする（Ｓ１５）。その後、部品装着ノズル上下駆動部２１２を駆動して部品装着ノズル本体２１３を下降させ、各部品装着ノズル組１０５により複数の部品を同時に装着する（Ｓ１６）。
【００４６】
部品装着サイクルにおいても、上記の部品吸着サイクルと同様に、部品装着ヘッド１０４をプリント基板１０８上の所定の位置に固定した状態で、各部品装着ノズル組１０５を個別に適切な位置に移動させることにより、複数の部品装着位置に対して同時に位置決めして同時に部品を装着することが可能である。一方で、プリント基板１０８上の装着位置と部品装着ノズルＸ軸駆動部２０７および部品装着ノズルＹ軸駆動部２０９の可動範囲の制約により、同時に位置決め可能な部品数が１つの部品装着ヘッド１０４が部品装着ノズル組１０５により吸着している部品の数より少ない、すなわち、１回の部品装着サイクルで、部品装着ヘッド１０４の各部品装着ノズル組１０５に吸着されている部品全てを装着することができない場合もある。
【００４７】
そこで、１回の部品実装サイクルで装着する全部品の装着が完了していない（まだ部品を吸着した状態の部品装着ノズル組１０５が存在する）場合は、全部品の装着が完了するまで上記の部品装着サイクルの処理を繰り返す（Ｓ１７、Ｓ１３）。全部品の装着が完了している場合は、部品装着サイクルのループ処理を終了する（Ｓ１７）。このとき、全ての部品実装サイクルが完了していない場合は、全ての部品実装サイクルが完了するまで上記の部品実装サイクルの処理を繰り返す（Ｓ１８、Ｓ０６）。全ての部品実装サイクルが完了すると部品実装サイクルのループ処理を終了し（Ｓ１８）、これにより、プリント基板１枚分の部品装着処理が完了する。
【００４８】
従来技術では、一つの部品装着ヘッド１０４に複数の部品装着ノズル組１０５を有する構成となってはいるものの、本実施の形態のように、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０７、および部品装着ノズルＹ軸駆動部２０９に相当する構成を有さないため、各部品装着ノズル組１０５は部品装着ヘッド１０４と一体となってＸ軸方向、Ｙ軸方向で固定される。従って、一度に１つの部品装着ノズル組１０５しか位置決めすることができず、複数の部品を１つずつ吸着・装着することしかできなかった。
【００４９】
このため、複数の部品を同時に吸着・装着するためには複数の部品装着ヘッド１０４を有する必要があるが、この場合は部品装着ヘッド１０４の数しか同時に部品を吸着・装着できないため、生産スループットは部品装着ヘッド１０４の数に依存していた。部品装着ヘッド１０４の数を増やすと生産スループットは向上するかに思われる。しかしながら、実際は、狭いプリント基板１０８上に複数の部品装着ヘッド１０４が集中するため、部品装着ヘッド１０４同士が移動の際に干渉し合って同時に位置決めすることができず、生産スループットは部品装着ヘッド１０４の数に比例して向上することはない。
【００５０】
これに対し、本実施の形態の部品装着装置１００によれば、部品装着ヘッド１０４が有する各部品装着ノズル組１０５を、部品装着ヘッド１０４の位置を固定した状態で、部品装着ノズルＸ軸駆動部２０７、および部品装着ノズルＹ軸駆動部２０９によりそれぞれ個別に微動させて位置を調整することにより、複数の部品、もしくは部品の装着位置に対して同時に位置決めすることが可能である。これにより、複数の部品装着ヘッド１０４間の干渉を回避しつつ、プリント基板１０８に対して同時に複数の部品の装着が可能であり、従来技術に比べて、生産スループットを改善することができる。
【００５１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の各実施の形態で説明した例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態における構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００５２】
また、上記の各構成や機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成や機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤメモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の記録媒体に置くことができる。また、各図において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【００５３】
また、上記の各実施の形態では、部品装着装置の例として、プリント基板上に電子部品等を装着する部品装着装置１００について説明したが、適用分野はこれに限らず、例えば、機械製品の製造や食品の加工など、工業的に多数生産される物品に対して部品等の物を装着・配置する装置に対しても広く適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、プリント基板への電子部品の装着など、小型の部品を多数装着する部品装着装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１００…部品装着装置、１０１…部品供給部、１０２…部品装着ヘッドＹ軸駆動部、１０３…部品装着ヘッドＸ軸駆動部、１０４…部品装着ヘッド、１０５…部品装着ノズル組、１０６…部品認識カメラ、１０７…プリント基板搬送路、１０８…プリント基板、
２０１…部品装着ヘッドベース部、２０２…部品装着ヘッドＸ軸駆動部ガイド、２０３…部品装着ヘッドＸ軸駆動部送りねじ、２０４…プリント基板認識カメラ、２０６…部品装着ノズルＸ軸ガイド、２０７…部品装着ノズルＸ軸駆動部、２０８…部品装着ノズルＸ軸ベース部、２０９…部品装着ノズルＹ軸駆動部、２１０…部品装着ノズルＹ軸ベース部、２１１…部品装着ノズル回転機構部、２１２…部品装着ノズル上下駆動部、２１３…部品装着ノズル本体、
４００…制御システム、４０１…ＭＰＵ、４０２…ＲＡＭ、４０３…ＲＯＭ、４０４…インターフェイス、４０５…外部記憶装置、４０６…ＬＣＤタッチパネル、４０７…バーコードリーダ、４０８…プリント基板認識画像処理回路、４０９…部品認識画像処理回路、４１０…部品供給部駆動回路、４１１…部品装着ヘッド・ノズル駆動回路、４１２…プリント基板搬送路駆動回路、４１３…部品供給部駆動部、４１４…部品装着ヘッド・ノズル駆動部、４１５…プリント基板搬送路駆動部。
【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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