(57)【要約】【課題】生産タクトの増加を抑制しつつ、部品の実装位置を精度良く補正することができる部品実装装置を提供する。【解決手段】ノズル１１０に保持されている部品３０を撮像装置２００により撮像することが可能な焦点位置Ｒにおいて、基板２０へ部品３０を実装するヘッド１００のノズル１１０に保持されている部品３０を撮像し、基板２０への部品３０の実装位置を補正する部品実装装置１０であって、部品３０を撮像する撮像装置２００の焦点位置Ｒに、第一光源１２０から発せられた光を導く、ノズル１１０に設けられたフランジ部１１１と、フランジ部１１１により導かれ撮像装置２００にて撮像された光の位置から、ノズル１１０の基準位置を取得する位置取得部４３０と、取得された基準位置を用いて、基板２０への部品３０の実装位置を補正する実装位置補正部４４０とを備える。【選択図】図４
2013207111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに保持されている部品を撮像装置により撮像することが可能な焦点位置において、基板へ部品を実装するヘッドのノズルに保持されている部品を撮像し、基板への部品の実装位置を補正する部品実装装置であって、
部品を撮像する前記撮像装置の前記焦点位置に、光源から発せられた光を導く、前記ノズルに設けられた光案内部と、
前記光案内部により導かれ前記撮像装置にて撮像された前記光の位置から、前記ノズルの基準位置を取得する位置取得部と、
取得された前記基準位置を用いて、基板への部品の実装位置を補正する実装位置補正部と
を備える部品実装装置。
【請求項２】
前記位置取得部は、
前記光案内部が導いた前記光をマークとする光マークと前記部品とを前記撮像装置により同時に撮像することで求められる前記光マークの中心位置と前記部品の中心位置とを取得するとともに、
前記光マークの中心位置から、前記部品を保持する前記ノズルの先端の中心位置を前記基準位置として取得し、
前記実装位置補正部は、取得された前記ノズルの先端の中心位置と前記部品の中心位置とから、前記基板への前記部品の実装位置を補正する
請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
さらに、前記光源として、光を発する発光装置を備え、
前記光案内部は、前記光源と前記撮像装置との間に配置されており、前記光源から発せられた光を、前記ノズルに形成された貫通孔に通過させることで、前記焦点位置に当該光を導く
請求項１または２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
さらに、前記光源として、直進性の光を発する発光装置を備え、
前記光案内部は、前記発光装置から前記焦点位置に向けて光を案内することで、前記焦点位置に当該光を導く
請求項１または２に記載の部品実装装置。
【請求項５】
前記光案内部は、光を反射する反射部材を備え、
前記反射部材は、前記光源から発せられた光を前記焦点位置に向けて反射させることで、前記焦点位置に当該光を導く
請求項１または２に記載の部品実装装置。
【請求項６】
ノズルに保持されている部品を撮像装置により撮像することが可能な焦点位置において、基板へ部品を実装するヘッドのノズルに保持されている部品を撮像し、基板への部品の実装位置を補正する部品実装方法であって、
光を発する発光ステップと、
前記ヘッドのノズルに配置された光案内部により、部品を撮像する前記撮像装置の前記焦点位置に、前記発光ステップで発せられた光を導く光案内ステップと、
前記光案内部により導かれ前記撮像装置にて撮像された前記光の位置から、前記ノズルの基準位置を取得する位置取得ステップと、
取得された前記基準位置を用いて、基板への部品の実装位置を補正する実装位置補正ステップと
を含む部品実装方法。
【請求項７】
前記位置取得ステップでは、
前記光案内部が導いた前記光をマークとする光マークと前記部品とを前記撮像装置により同時に撮像することで求められる前記光マークの中心位置と前記部品の中心位置とを取得するとともに、
前記光マークの中心位置から、前記部品を保持する前記ノズルの先端の中心位置を前記基準位置として取得し、
前記実装位置補正ステップでは、取得された前記ノズルの先端の中心位置と前記部品の中心位置とから、前記基板への前記部品の実装位置を補正する
請求項６に記載の部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板へ部品を実装するヘッドを備えた部品実装装置及び部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に部品を実装する部品実装装置において、装置の温度変化等により経時変化が生じた場合、部品を実装する際にノズルの先端の中心位置とノズルに吸着されている部品の中心位置との位置ズレが発生し、部品を高精度に実装することが困難であった。
【０００３】
そこで、従来、部品を高精度に実装するために部品の実装位置を補正する部品実装装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
特許文献１においては、ノズルに吸着された測定用冶具を回転させながら撮像装置にて撮像し、ノズルの回転角度の位置ズレ量を求める。そして、ノズルに吸着された部品を基板へ実装する際に、ノズルの回転角度を当該位置ズレ量に基づいて補正することで、基板へ部品を高精度に実装する。
【０００５】
また、特許文献２においては、ノズルに吸着された部品と、ノズルの外周に設けられたキャリブレーション冶具とをカメラで撮像し、撮像結果から、部品の実装位置を補正する。なお、キャリブレーション冶具の撮像に際しては、カメラの部品撮像時の合焦位置までキャリブレーション冶具を移動させることで、キャリブレーション冶具を精度良く撮像する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−８７４２６号公報
【特許文献２】特開２００６−３２４３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の部品実装装置では、以下のように、部品の実装位置を精度良く補正するために生産タクト（生産時間）が増加するという課題がある。
【０００８】
まず、特許文献１においては、ノズルの先端の中心位置とノズルに吸着されている部品の中心位置とを撮像装置にて別々に撮像するため、より正確な位置ズレ量を求めることができない。また、装置の温度変化等により経時変化が生じて、撮像装置の撮像位置にズレが生じた場合、ノズルの先端の中心位置を求めるために、部品を保持しないノズルに対してキャリブレーション動作が別途必要となる。このため、キャリブレーション動作時は基板への部品動作が行えなく、部品実装装置の生産タクトが増加するという課題を有する。
【０００９】
また、特許文献２においては、キャリブレーション冶具を精度良く撮像するために、キャリブレーション冶具の撮像に際して、カメラの部品撮像時の合焦位置までキャリブレーション冶具を移動させる必要がある。このため、特許文献２においても、部品実装装置の生産タクトが増加するという課題を有する。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、生産タクトの増加を抑制しつつ、部品の実装位置を精度良く補正することができる部品実装装置及び部品実装方法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】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る部品実装装置は、ノズルに保持されている部品を撮像装置により撮像することが可能な焦点位置において、基板へ部品を実装するヘッドのノズルに保持されている部品を撮像し、基板への部品の実装位置を補正する部品実装装置であって、部品を撮像する前記撮像装置の前記焦点位置に、光源から発せられた光を導く、前記ノズルに設けられた光案内部と、前記光案内部により導かれ前記撮像装置にて撮像された前記光の位置から、前記ノズルの基準位置を取得する位置取得部と、取得された前記基準位置を用いて、基板への部品の実装位置を補正する実装位置補正部とを備える。
【００１２】
これによれば、部品実装装置は、撮像装置の焦点位置に光を導くことで撮像された光の位置から、ノズルの基準位置を取得し、取得したノズルの基準位置を用いて、基板への部品の実装位置を補正する。つまり、撮像装置の焦点位置に光が導かれるため、部品実装装置は、当該光とノズルに保持されている部品とを同時に精度良く撮像することができ、部品の実装位置を精度良く補正することができる。このため、従来のようにノズルの基準位置を取得するために部品とは別に撮像動作を行うような必要がなく、また、キャリブレーション冶具を移動させるような必要もない。これにより、当該部品実装装置によれば、生産タクトの増加を抑制しつつ、部品の実装位置を精度良く補正することができる。
【００１３】
また、好ましくは、前記位置取得部は、前記光案内部が導いた前記光をマークとする光マークと前記部品とを前記撮像装置により同時に撮像することで求められる前記光マークの中心位置と前記部品の中心位置とを取得するとともに、前記光マークの中心位置から、前記部品を保持する前記ノズルの先端の中心位置を前記基準位置として取得し、前記実装位置補正部は、取得された前記ノズルの先端の中心位置と前記部品の中心位置とから、前記基板への前記部品の実装位置を補正する。
【００１４】
これによれば、部品実装装置は、光マークの中心位置と部品の中心位置とを取得するとともに、ノズルの先端の中心位置を取得し、取得したノズルの先端の中心位置と部品の中心位置とから、基板への部品の実装位置を補正する。このように、部品実装装置は、簡易に、部品の実装位置を精度良く補正することができる。
【００１５】
また、好ましくは、さらに、前記光源として、光を発する発光装置を備え、前記光案内部は、前記光源と前記撮像装置との間に配置されており、前記光源から発せられた光を、前記ノズルに形成された貫通孔に通過させることで、前記焦点位置に当該光を導く。
【００１６】
これによれば、部品実装装置は、光を発する発光装置を備えており、当該発光装置からの光をノズルの貫通孔に通過させることで、撮像装置の焦点位置に当該光を導く。これにより、例えば、リング状の照明である光リング照明を発光装置として用いることで、撮像装置の焦点位置に当該光を導くことができる。
【００１７】
また、好ましくは、さらに、前記光源として、直進性の光を発する発光装置を備え、前記光案内部は、前記発光装置から前記焦点位置に向けて光を案内することで、前記焦点位置に当該光を導く。
【００１８】
これによれば、部品実装装置は、直進性の光を発する発光装置を備えており、当該発光装置から撮像装置の焦点位置に向けて光を案内することで、当該焦点位置に当該光を導く。これにより、例えば、光ファイバーまたはレーザを発光装置として用いることで、撮像装置の焦点位置に当該光を導くことができる。
【００１９】
また、好ましくは、前記光案内部は、光を反射する反射部材を備え、前記反射部材は、前記光源から発せられた光を前記焦点位置に向けて反射させることで、前記焦点位置に当該光を導く。
【００２０】
これによれば、部品実装装置は、反射部材を備えており、反射部材が光源からの光を撮像装置の焦点位置に向けて反射させることで、当該焦点位置に当該光を導く。これにより、例えば、下方からの照明を光源として用いることで、撮像装置の焦点位置に当該光を導くことができる。
【００２１】
なお、本発明は、このような部品実装装置として実現することができるだけでなく、部品実装装置が行う処理をステップとする部品実装方法として実現することもできる。また、部品実装方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムや、当該処理を行う集積回路として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る部品実装装置によれば、生産タクトの増加を抑制しつつ、部品の実装位置を精度良く補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態における部品実装装置の構成を示す外観図
【図２】本発明の実施の形態における部品実装装置の内部の主要な構成を示す平面図
【図３】本発明の実施の形態におけるヘッドのノズルの構成を示す模式図
【図４】本発明の実施の形態におけるノズルと撮像装置との位置関係を示す図
【図５】本発明の実施の形態における部品実装装置が備える制御部の機能構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態における制御部の動作の一例を示すフローチャート
【図７】本発明の実施の形態における制御部が、部品の吸着位置がずれている場合に行う処理を説明する図
【図８】本発明の実施の形態における制御部が、撮像装置の撮像位置及び部品の吸着位置がずれている場合に行う処理を説明する図
【図９】本発明の実施の形態における制御部が、部品の吸着位置が回転してずれている場合に行う処理を説明する図
【図１０】本発明の実施の形態の変形例１におけるノズルの構成を説明するための図
【図１１】本発明の実施の形態の変形例２におけるノズルの構成を説明するための図
【図１２】本発明の実施の形態の変形例２におけるノズルの構成を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成する任意の構成要素ものとして説明される。
【００２５】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における部品実装装置１０の構成を示す外観図である。図２は、本発明の実施の形態における部品実装装置１０の内部の主要な構成を示す平面図である。
【００２６】
図１に示すように、部品実装装置１０は、基板２０への部品３０の実装位置を補正して基板２０に部品３０を実装し、実装基板を生産する装置であり、内部に、制御部４００（図５参照）を備えている。制御部４００は、部品実装装置１０の動作を制御するコンピュータである。この制御部４００の詳細な説明については、後述する。なお、制御部４００は、部品実装装置１０の内部に備えられていなくともよく、部品実装装置１０の外部に配置されたパーソナルコンピュータなどのコンピュータであってもよい。
【００２７】
また、図２に示すように、部品実装装置１０は、基板２０に対して部品３０を実装する２つの実装ユニットを備えている。２つの実装ユニットは、お互いが協調し１枚の基板２０に対して実装作業を行う。当該実装ユニットは、ヘッド１００、撮像装置２００及び部品供給部３００を備えている。
【００２８】
部品供給部３００は、部品３０が配置された部品テープを収納する複数の部品カセット３１０の配列からなる。なお、部品テープとは、例えば、同一部品種の複数の部品がテープ（キャリアテープ）上に均等に並べられたものであり、リール等に巻かれた状態で供給される。また、部品テープに並べられる部品は、例えばＢＧＡやチップ部品等である。
【００２９】
ヘッド１００は、複数のノズル１１０（図３参照）を着脱可能に備えており、部品カセット３１０に収容された部品テープの部品３０をノズル１１０で吸着して、吸着した部品３０を基板２０上に搬送し、基板２０に部品３０を装着する。なお、ノズル１１０の詳細な説明については、後述する。
【００３０】
撮像装置２００は、ヘッド１００に吸着保持されている部品３０をその下方側から撮像する装置であり、部品３０を認識するために用いられる。具体的には、撮像装置２００は、ノズル１１０に吸着された部品３０を撮像し、部品３０の吸着状態を２次元又は３次元的に検査するラインカメラまたはエリアカメラである。
【００３１】
図３は、本発明の実施の形態におけるヘッド１００のノズル１１０の構成を示す模式図である。図４は、本発明の実施の形態におけるノズル１１０と撮像装置２００との位置関係を示す図である。
【００３２】
これらの図に示すように、ヘッド１００において、ノズル１１０は、部品３０を吸着して保持する面であるノズル先端に対して撮像装置２００の撮像する方向から見て後部側に、フランジ形状のフランジ部１１１を備え、フランジ部１１１には貫通孔１１２ａ、１１２ｂが形成されている。また、ノズル１１０のフランジ部１１１の上方に、第一光源１２０が備えられている。第一光源１２０は、光を発する発光装置であり、例えば、リング状の照明である光リング照明である。
【００３３】
フランジ部１１１は、部品３０を撮像する撮像装置２００の焦点位置Ｒに、第一光源１２０から発せられた光を導く光案内部である。ここで、撮像装置２００の焦点位置Ｒとは、ノズル１１０に保持されている部品３０を撮像装置２００により撮像することが可能な焦点位置である。
【００３４】
具体的には、フランジ部１１１は、第一光源１２０と撮像装置２００との間に配置されており、第一光源１２０から発せられた光を、ノズル１１０のフランジ部１１１に形成された貫通孔１１２ａ、１１２ｂに通過させることで、撮像装置２００の焦点位置Ｒに当該光を導く。
【００３５】
なお、当該貫通孔は２つには限定されず、１つまたは３つ以上であってもよい。また、第一光源１２０は、光リング照明には限定されず、ノズル１１０に形成された光案内部である当該貫通孔から光を照射できる照明であれば、どのような照明であってもよい。
【００３６】
以上のような構成において、部品実装装置１０は、ノズル１１０に保持されている部品３０を撮像装置２００により撮像することが可能な焦点位置Ｒにおいて、各ノズル１１０に保持されている部品３０と、第一光源１２０から発せられた光を導くノズル１１０のフランジ部１１１に設けられた貫通孔１１２ａ、１１２ｂが導いた光をマークとする光マークＰ、Ｑとを、撮像装置２００にて同時に撮像する。そして、部品実装装置１０は、撮像装置２００により撮像された撮像領域２１０内の画像を用いて、基板２０へのノズル１１０に保持された部品３０の実装位置を補正する。
【００３７】
図５は、本発明の実施の形態における部品実装装置１０が備える制御部４００の機能構成を示すブロック図である。
【００３８】
同図に示すように、制御部４００は、発光制御部４１０、撮像制御部４２０、位置取得部４３０及び実装位置補正部４４０を備えている。
【００３９】
発光制御部４１０は、第一光源１２０を発光させたり当該発光を停止させたりして、第一光源１２０を制御する。撮像制御部４２０は、撮像装置２００に撮像を行わせるように、撮像装置２００を制御する。
【００４０】
位置取得部４３０は、ノズル１１０のフランジ部１１１の貫通孔１１２ａ、１１２ｂにより導かれ撮像装置２００にて撮像された光の位置から、ノズル１１０の基準位置を取得する。具体的には、位置取得部４３０は、貫通孔１１２ａ、１１２ｂが導いた光をマークとする光マークＰ、Ｑと部品３０とを撮像装置２００により同時に撮像することで求められる光マークＰ、Ｑの中心位置と部品３０の中心位置とを取得する。そして、位置取得部４３０は、光マークＰ、Ｑの中心位置から、部品３０を吸着し保持するノズル１１０の先端の中心位置を、ノズル１１０の基準位置として取得する。
【００４１】
実装位置補正部４４０は、位置取得部４３０が取得したノズル１１０の基準位置を用いて、基板２０への部品３０の実装位置を補正する。具体的には、実装位置補正部４４０は、位置取得部４３０が取得したノズル１１０の先端の中心位置と部品３０の中心位置とから、基板２０への部品３０の実装位置を補正する。
【００４２】
図６は、本発明の実施の形態における制御部４００の動作の一例を示すフローチャートである。
【００４３】
同図に示すように、まず、発光制御部４１０は、第一光源１２０を発光させる（Ｓ１０２）。これにより、図４において、第一光源１２０から発せられた光が、フランジ部１１１に形成された貫通孔１１２ａ、１１２ｂを通過することで、焦点位置Ｒにまで光が導かれる。そして、撮像制御部４２０の指示により、この導かれた光が光マークＰ、Ｑとして、撮像装置２００に撮像される。
【００４４】
そして、位置取得部４３０は、ノズル１１０の基準位置と部品３０の中心位置とを取得する（Ｓ１０４）。具体的には、位置取得部４３０は、光マークＰ、Ｑと部品３０とを撮像装置２００により同時に撮像することで求められる光マークＰ、Ｑそれぞれの中心位置と部品３０の中心位置とを取得する。そして、位置取得部４３０は、光マークＰ、Ｑそれぞれの中心位置から、部品３０を保持するノズル１１０の先端の中心位置を、ノズル１１０の基準位置として取得する。
【００４５】
このように、撮像された光マークＰ、Ｑにより、部品３０を吸着して保持したノズル１１０の先端の中心位置を求めることで、経時変化やノズル１１０の交換等により発生する部品３０を保持するノズル１１０の先端の位置ズレを補正するために、部品３０を保持しないノズル１１０に対して、別途、キャリブレーション動作が不要になる。
【００４６】
また、一部の高精度実装工法では、ヒーター等（図示せず）でのノズル１１０の加熱と冷却動作を伴って、基板２０に部品３０を直接接合して実装するため、特に部品実装装置１０の温度変化等による経時変化が生じやすく、キャリブレーション動作の頻度が多くなっていた。しかし、光マークＰ、Ｑを用いてノズル１１０の先端の中心位置を求めることにより、部品３０を保持しないノズル１１０に対して、別途のキャリブレーション動作が不要になる。
【００４７】
また、図４に示すように、光案内部としてのノズル１１０のフランジ部１１１の貫通孔１１２ａ、１１２ｂにて、撮像装置２００に向けて光マークＰ、Ｑとして光を通過させる基準の位置である光基準位置Ｓから、光マークＰ、Ｑを撮像装置２００が撮像する焦点位置Ｒまでは、距離が離れていることにより、光が拡散し、撮像装置２００において、光マークＰ、Ｑの輪郭を正確に撮像することができない。このため、光マークＰ、Ｑの中心位置を取得することが困難である。光マークＰ、Ｑが通過する光基準位置Ｓと焦点位置Ｒとの距離を短くすることにより、光の拡散を防ぐことは可能ではあるが、基板２０にノズル１１０に吸着保持された部品３０を実装する際、ノズル１１０の光マークＰ、Ｑの光案内部の光基準位置Ｓと基板２０に実装されている部品３０とが物理的に接触する可能性がある。このため、光マークＰ、Ｑが通過する光基準位置Ｓと焦点位置Ｒとの間の長さを、基板２０に実装される部品３０の高さよりも短くすることは困難である。
【００４８】
そこで、撮像制御部４２０は、撮像装置２００により撮像される光マークＰ、Ｑの形状が円であれば、円の近似計算（例えば、円の最小二乗法）あるいは円の面積重心計算を用いることにより、光マークＰ、Ｑの輪郭を正確に撮像できなくとも、光マークＰ、Ｑの輪郭の中心に位置する光マークＰ、Ｑの中心位置を容易に求めることができる。
【００４９】
以上のようにして、位置取得部４３０は、ノズル１１０に保持されている部品３０及び光マークＰ、Ｑを撮像装置２００により同時に撮像した画像から、光マークＰ、Ｑの中心位置とノズル１１０に保持された部品３０の中心位置とを取得する。
【００５０】
さらに、位置取得部４３０は、２点の光マークＰ、Ｑの中心位置の位置関係から、部品３０を保持するノズル１１０の先端の中心位置を取得する。
【００５１】
そして、図６に戻り、実装位置補正部４４０は、位置取得部４３０が取得したノズル１１０の先端の中心位置と部品３０の中心位置とから、基板２０への部品３０の実装位置を補正する（Ｓ１０６）。
【００５２】
次に、位置取得部４３０がノズル１１０の先端の中心位置を取得し、実装位置補正部４４０が基板２０へのノズル１１０に保持された部品３０の実装位置を補正する手法について、具体的に説明する。
【００５３】
図７は、本発明の実施の形態における制御部４００が、ノズル１１０に対して部品３０の吸着位置がずれている場合に行う処理を説明する図である。具体的には、同図は、ノズル１１０の先端の中心位置とノズル１１０に保持された部品３０の中心位置に位置ズレが生じた場合を表している。
【００５４】
同図に示すように、位置取得部４３０は、撮像装置２００の撮像領域２１０内の画像において、光マークＰの中心位置と光マークＱの中心位置と、部品３０の中心位置とを取得する。そして、位置取得部４３０は、光マークＰの中心位置と光マークＱの中心位置とから、ノズル１１０の先端の中心位置を取得する。
【００５５】
同図では、ノズル１１０の先端の中心位置は撮像領域２１０の中心位置と一致しているが、部品３０の中心位置は撮像領域２１０の中心位置からベクトルＶ１だけ位置ズレが生じている。つまり、部品３０の中心位置はノズル１１０の先端の中心位置からベクトルＶ１だけ位置ズレが生じている。このため、実装位置補正部４４０は、部品３０のノズル１１０に対する位置ズレ（ベクトルＶ１）をなくすように、部品３０のノズル１１０による基板２０への実装位置を補正する。
【００５６】
図８は、本発明の実施の形態における制御部４００が、撮像装置２００の撮像位置及びノズル１１０による部品３０の吸着位置がずれている場合に行う処理を説明する図である。具体的には、同図は、ノズル１１０の先端の中心位置とノズル１１０に保持された部品３０の中心位置に位置ズレが生じた場合を表している。
【００５７】
同図に示すように、位置取得部４３０は、撮像装置２００の撮像領域２１０内の画像において、光マークＰの中心位置と光マークＱの中心位置と部品３０の中心位置とを取得する。そして、位置取得部４３０は、ノズル１１０の光案内部に案内された光マークＰ、Ｑにおける光マークＰの中心位置と光マークＱの中心位置とから、ノズル１１０の先端の中心位置を取得する。
【００５８】
同図では、ノズル１１０の先端の中心位置は撮像領域２１０の中心位置からベクトルＶ２だけ位置ズレが生じており、部品３０の中心位置は撮像領域２１０の中心位置からベクトルＶ１＋Ｖ２だけ位置ズレが生じている。つまり、部品３０の中心位置はノズル１１０の先端の中心位置からベクトルＶ１だけ位置ズレが生じている。このため、実装位置補正部４４０は、ベクトルＶ２の位置ズレを考慮し、部品３０のノズル１１０に対する位置ズレ（ベクトルＶ１）をなくすように、部品３０のノズル１１０による基板２０への部品３０の実装位置を補正する。
【００５９】
図９は、本発明の実施の形態における制御部４００が、ノズル１１０に対して部品３０の吸着位置が回転してずれている場合に行う処理を説明する図である。具体的には、同図は、ノズル１１０の先端の中心位置とノズル１１０に保持された部品３０の中心位置に位置ズレが生じており、及びノズル１１０に吸着保持されている部品３０がノズル１１０のＸ軸座標系においてθ度だけ位置ズレが生じた場合を表している。
【００６０】
同図に示すように、位置取得部４３０は、撮像装置２００の撮像領域２１０内の画像において、ノズル１１０の光案内部に案内された光マークＰ、Ｑにおける光マークＰの中心位置と光マークＱの中心位置と、部品３０の中心位置とを取得する。そして、位置取得部４３０は、光マークＰの中心位置と光マークＱの中心位置とから、ノズル１１０の先端の中心位置を取得する。また、位置取得部４３０は、部品３０の回転角も取得する。
【００６１】
同図では、ノズル１１０の先端の中心位置は撮像領域２１０の中心位置と一致しているが、部品３０の中心位置は撮像領域２１０の中心位置からベクトルＶ１だけ位置ズレが生じている。また、部品３０はθ度回転している。つまり、部品３０の中心位置はノズル１１０の先端の中心位置からベクトルＶ１だけ位置ズレが生じ、部品３０はθ度回転している。このため、実装位置補正部４４０は、部品３０のノズル１１０に対する位置ズレ（ベクトルＶ１、回転角θ度）をなくすように、部品３０のノズル１１０による基板２０への部品３０の実装位置を補正する。
【００６２】
以上により、本発明の実施の形態における部品実装装置１０によれば、ノズル１１０の光案内部により撮像装置２００の焦点位置Ｒに光を導くことで撮像された光の位置（光マークの位置）から、ノズル１１０の基準位置を取得し、取得したノズル１１０の基準位置を用いて、基板２０への部品３０の実装位置を補正する。つまり、撮像装置２００の焦点位置Ｒに光マークとしての光が導かれるため、部品実装装置１０は、複数の当該光マークとノズル１１０に保持されている部品３０とを同時に精度良く撮像することができ、部品３０の実装位置を精度良く補正することができる。このため、従来のようにノズル１１０の基準位置を取得するために部品３０とは別にノズル１１０のノズルの先端に対して撮像動作を行うような必要がなく、また、キャリブレーション冶具を移動させるような必要もない。これにより、部品実装装置１０によれば、生産タクトの増加を抑制しつつ、部品３０の実装位置を精度良く補正することができる。
【００６３】
また、部品実装装置１０は、複数の光マークＰ、Ｑの中心位置と部品３０の中心位置とを取得するとともに、ノズル１１０の先端の中心位置を取得し、取得したノズル１１０の先端の中心位置と部品３０の中心位置とから、基板２０への部品３０の実装位置を補正する。このように、部品実装装置１０は、簡易に、部品３０の実装位置を精度良く補正することができる。
【００６４】
また、部品実装装置１０は、光を発する第一光源１２０を備えており、第一光源１２０からの光を、ノズル１１０の後部側より撮像装置２００の焦点位置Ｒ側に向けて、ノズル１１０の光案内部としての貫通孔１１２ａ、１１２ｂに通過させることで、撮像装置２００の焦点位置Ｒに当該光を導く。これにより、例えば、リング状の照明である光リング照明を第一光源１２０として用いることで、撮像装置２００の焦点位置Ｒに当該光を導くことができる。
【００６５】
（変形例１）
図１０は、本発明の実施の形態の変形例１におけるノズル１１０ａの構成を説明するための図である。具体的には、同図は、上記実施の形態において説明した光マークＰ、Ｑの取得方法の変形例１を示す。
【００６６】
同図に示すように、ヘッド１００において、ノズル１１０ａは、部品３０を吸着して保持するノズル先端部１１５に対して撮像装置２００の撮像する方向から見て後部側に、フランジ形状のフランジ部１１１ａを備えている。また、フランジ部１１１ａの上方に、光源として、直進性の光を発する発光装置である２つの第二光源１２１が備えられている。
【００６７】
当該２つの第二光源１２１は、例えば光ファイバーまたはレーザである。また、当該２つの第二光源１２１は、フランジ部１１１ａに形成された保持部１１３ａ、１１３ｂによってそれぞれ保持されている。なお、第二光源１２１の数は、２つには限定されず、１つまたは３つ以上であってもよい。
【００６８】
なお、ヘッド１００において、第二光源１２１を、ノズル１１０ａのフランジ部１１１ａに形成された保持部１１３ａ、１１３ｂで保持することとしたが、上記構成には限定されない。例えば、ノズル１１０ａのフランジ部１１１ａが光案内部としての貫通孔等を有し、ノズル１１０ａのフランジ部１１１ａでは第二光源１２１を保持せず、別途、ヘッド１００側に第二光源１２１を保持する保持部（図示せず）を設けることにしてもよい。これにより、ヘッド１００からの複数のノズル１１０ａの着脱がより容易になる。
【００６９】
ここで、フランジ部１１１ａは、部品３０を撮像する撮像装置２００の焦点位置Ｒに、第二光源１２１から発せられた光を導く光案内部である。そして、フランジ部１１１ａは、第二光源１２１から焦点位置Ｒに向けて光を案内することで、焦点位置Ｒに当該光を導く。この導かれた光が、光マークＰ、Ｑである。
【００７０】
第二光源１２１は直進性の光を照射可能なため、光基準位置Ｓから焦点位置Ｒまでの距離が離れていても、撮像装置２００において、ノズル１１０ａに保持された部品３０と同時に、光マークＰ、Ｑの輪郭をより明確に撮像することが可能である。
【００７１】
以上により、本発明の実施の形態の変形例１における部品実装装置１０によれば、へッド１００は、直進性の光を発する第二光源１２１を備えており、第二光源１２１から撮像装置２００の焦点位置Ｒに向けて光を案内することで、当該焦点位置Ｒに当該光を導く。これにより、例えば、光ファイバーまたはレーザを第二光源１２１として用いることで、撮像装置２００の焦点位置Ｒに当該光を導くことができる。
【００７２】
なお、光案内部（フランジ部１１１ａ）とノズル先端部１１５とは着脱可能に配置されていてもよく、光案内部（フランジ部１１１ａ）は、ヘッド１００側に固定して配置されていてもよい。
【００７３】
（変形例２）
図１１及び図１２は、本発明の実施の形態の変形例２におけるノズル１１０ｂの構成を説明するための図である。つまり、これらの図は、上記実施の形態において説明した光マークＰ、Ｑの取得方法の変形例２を示しており、具体的には、図１１は、ノズル１１０ｂの構成を示す図であり、図１２は、焦点位置Ｒへの光の照射方法を説明する図である。
【００７４】
これらの図に示すように、ヘッド１００において、着脱可能に設けられたノズル１１０ｂは、部品３０を吸着して保持する面であるノズル先端に対して撮像装置２００の撮像する方向から見て後部側に、フランジ形状のフランジ部１１１ｂを備えている。また、フランジ部１１１ｂの下方に、光源として、２つの第三光源１２２が備えられている。また、ノズル１１０ｂに設けられたフランジ部１１１ｂは、２つの第三光源１２２からの光を反射する凹状（凹面鏡）の２つの反射部材１１４ａ、１１４ｂを備えている。
【００７５】
光案内部としての反射部材１１４ａ、１１４ｂは、光源から発せられた光を焦点位置Ｒに向けて反射させることで、焦点位置Ｒに当該光を導く。この導かれた光が、光マークＰ、Ｑである。
【００７６】
なお、第三光源１２２の数は、２つには限定されず、１つまたは３つ以上であってもよい。また、反射部材の数は、第三光源１２２の数に対応した数であればよい。また、反射部材１１４ａ、１１４ｂは、ノズル１１０ｂのフランジ部１１１ｂに反射塗料を塗布したり反射シートを貼付したりして構成しても良い。
【００７７】
以上により、本発明の実施の形態の変形例２における部品実装装置１０によれば、ヘッド１００のノズル１１０ｂが反射部材１１４ａ、１１４ｂを備えており、反射部材１１４ａ、１１４ｂが第三光源１２２からの光を撮像装置２００の焦点位置Ｒに向けて反射させることで、当該焦点位置Ｒに当該光を導く。これにより、例えば、下方からの照明を第三光源１２２として用いることで、撮像装置２００の焦点位置Ｒに当該光を導くことができる。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態及びその変形例における部品実装装置１０では、基板２０へ部品３０を実装するヘッド１００のノズル１１０に吸着して保持されている部品３０とノズルあるいはノズル先端部とは別体でヘッド１００側に設けられたフランジ部が導いた光をマークとする光マークＰ、Ｑとを撮像装置２００により同時に撮像し、部品３０の中心位置とノズルの先端の中心位置との位置関係により、位置ズレ量を求め、基板２０への部品３０の実装位置を補正する。これにより、実装動作等による装置の温度変化等により経時変化が生じて、位置ズレが生じた場合であっても、別途、部品３０を吸着保持しないノズルの先端を撮像してノズルの先端の中心位置のキャリブレーション動作を行わなくとも、精度よく部品実装することができる。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る部品実装装置１０について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。
【００８０】
今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００８１】
また、本発明は、このような部品実装装置として実現することができるだけでなく、部品実装装置が行う処理をステップとする部品実装方法として実現することもできる。また、部品実装方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムや、当該処理を行う集積回路として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、部品実装装置の温度変化等により経時変化が生じて、位置ズレが生じた場合であっても、ノズルに保持されている部品の実装位置を正確に実装が可能になるので、基板へ部品を実装するヘッドを備えた部品実装装置として有用である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  部品実装装置
２０  基板
３０  部品
１００  ヘッド
１１０、１１０ａ、１１０ｂ  ノズル
１１１、１１１ａ、１１１ｂ  フランジ部
１１２ａ、１１２ｂ  貫通孔
１１３ａ、１１３ｂ  保持部
１１４ａ、１１４ｂ  反射部材
１１５  ノズル先端部
１２０  第一光源
１２１  第二光源
１２２  第三光源
２００  撮像装置
２１０  撮像領域
３００  部品供給部
３１０  部品カセット
４００  制御部
４１０  発光制御部
４２０  撮像制御部
４３０  位置取得部
４４０  実装位置補正部
【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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【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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