(57)【要約】【課題】基板支持部材の並べ替え作業を迅速に実施できる電子部品実装装置を提供する。【解決手段】電子部品実装装置は、電子部品を保持可能なノズルを有し、ノズルに保持された電子部品を基板に実装する実装ヘッドと、所定面内において実装ヘッドを移動する実装ヘッド移動装置と、実装ヘッドに設けられ、所定面と直交しノズルを通る移動軸に沿ってノズルを移動するノズル移動装置と、上面と、上面から突出する突出部と、ベースプレートに支持される下面とを有し、ベースプレートに支持されている状態で基板の裏面を支持可能な基板支持部材と、光学系を有し、移動軸に対して光学系の光軸が傾斜するように実装ヘッドに設けられ、ベースプレートに支持されている基板支持部材の突出部と移動軸とが交わる状態で突出部の画像データを取得する撮像装置と、を備える。【選択図】図７
2016146454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を保持可能なノズルを有し、前記ノズルに保持された前記電子部品を基板に実装する実装ヘッドと、
所定面内において前記実装ヘッドを移動する実装ヘッド移動装置と、
前記実装ヘッドに設けられ、前記所定面と直交し前記ノズルを通る移動軸に沿って前記ノズルを移動するノズル移動装置と、
上面と、前記上面から突出する突出部と、ベースプレートに支持される下面とを有し、前記ベースプレートに支持されている状態で前記基板の裏面を支持可能な基板支持部材と、
光学系を有し、前記移動軸に対して前記光学系の光軸が傾斜するように前記実装ヘッドに設けられ、前記ベースプレートに支持されている前記基板支持部材の前記突出部と前記移動軸とが交わる状態で前記突出部の画像データを取得する撮像装置と、
を備える電子部品実装装置。
【請求項２】
前記ノズルは、前記基板支持部材を保持可能であり、前記移動軸に沿って移動して、前記ベースプレートに前記基板支持部材を置く設置処理、及び前記ベースプレートから前記基板支持部材を離す回収処理の少なくとも一方を実施する、
請求項１に記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、前記設置処理の終了後及び前記回収処理の開始前の一方又は両方において前記画像データを取得し、
前記設置処理の終了時点から前記画像データの取得時点までの期間、及び前記画像データの取得時点から前記回収処理の開始時点までの期間おいて、前記実装ヘッドの位置は実質的に変化しない、
請求項２に記載の電子部品実装装置。
【請求項４】
前記画像データに基づいて、前記所定面内における前記基板支持部材の位置を導出する導出部を備える、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
【請求項５】
前記所定面内の原点に対する前記実装ヘッドの位置データを検出する位置検出装置を備え、
前記導出部は、前記位置検出装置で検出された前記位置データと前記撮像装置で取得された前記画像データとに基づいて、前記原点に対する前記基板支持部材の位置を導出する、
請求項４に記載の電子部品実装装置。
【請求項６】
前記突出部の表面は、球面を含む、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
【請求項７】
前記実装ヘッドに設けられ、前記ノズル移動装置により上下方向に移動可能であり、前記基板支持部材の高さ検出において前記基板支持部材の上端部に接触するように移動される検出ノズルと、
前記検出ノズルの高さを検出するノズル位置検出装置と、
前記実装ヘッドの可動範囲に配置され、加えられた力を検出するロードセルと、
前記ロードセルの上方に配置された前記検出ノズルを下降して、前記ロードセルから出力された検出値に基づいて、前記検出ノズルが基準高さに配置されたときの前記ノズル位置検出装置の基準値を導出する制御装置と、
を備える請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
【請求項８】
前記検出ノズルの下端部が接触する前記ロードセルの検出面は、前記基板支持部材が前記ベースプレートに支持されたときの前記基板支持部材の目標高さと同じ高さに配置され、
前記制御装置は、前記ベースプレートに支持されている前記基板支持部材の上端部に前記検出ノズルを接触させたときの前記ノズル位置検出装置の検出値と前記基準値とに基づいて、前記ベースプレートにおける前記基板支持部材の設置状態が異常か否かを判定する、
請求項７に記載の電子部品実装装置。
【請求項９】
前記設置状態が異常であると判定されたとき、前記異常を示す警報データを出力する出力装置を備える、
請求項８に記載の電子部品実装装置。
【請求項１０】
前記ベースプレートに搬送される複数の前記基板支持部材が収容されるピンストック装置を備え、
前記制御装置は、前記ピンストック装置に収容されている前記基板支持部材の上端部に前記検出ノズルを接触させたときの前記ノズル位置検出装置の検出値と前記基準値とに基づいて、前記ピンストック装置における前記基板支持部材の収容状態が異常か否かを判定する、
請求項８又は請求項９に記載の電子部品実装装置。
【請求項１１】
前記実装ヘッドは、前記ノズル移動装置により駆動され、前記ノズル及び前記検出ノズルを着脱可能なシャフトを備え、
前記ノズルの下端部は、前記シャフトに対して上下方向に相対移動可能であり、
前記検出ノズルの下端部は、前記シャフトに対して相対移動しない、
請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
【請求項１２】
前記ノズルに保持された前記基板支持部材が前記ベースプレートに置かれ、前記撮像装置により前記画像データが取得された後、前記基板支持部材の上方に前記検出ノズルが配置されるように前記実装ヘッドが移動して、前記基板支持部材の高さ検出のために前記検出ノズルが下降する、
請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
【請求項１３】
所定面内において移動可能な実装ヘッドに設けられ基板に実装される電子部品を保持可能なノズルで、上面と、前記上面から突出する突出部と、ベースプレートに支持される下面とを有する基板支持部材を保持して、前記所定面と直交し前記ノズルを通る移動軸に沿って前記ノズルを移動して、ベースプレートに前記基板支持部材を置く設置処理、及び前記ベースプレートから前記基板支持部材を離す回収処理の少なくとも一方を実施することと、
光学系を有し、前記移動軸に対して前記光学系の光軸が傾斜するように前記実装ヘッドに設けられた撮像装置で、前記設置処理の終了後及び前記回収処理の開始前の一方又は両方において、前記ベースプレートに支持されている前記基板支持部材の前記突出部と前記移動軸とが交わる状態で、前記突出部の画像データを取得することと、
前記画像データに基づいて、前記所定面内における前記基板支持部材の位置を導出して、前記基板支持部材を並べ替えることと、
を含む基板支持部材の並べ替え方法。
【請求項１４】
前記実装ヘッドに設けられ、前記ノズル移動装置により上下方向に移動可能であり、前記基板支持部材の高さ検出において前記基板支持部材の上端部に接触するように移動される検出ノズルを、前記実装ヘッドの可動範囲に配置され、加えられた力を検出するロードセルの上方に配置することと、
前記ロードセルの上方に配置された前記検出ノズルを下降して、前記ロードセルから出力された検出値に基づいて、前記検出ノズルが基準高さに配置されたときの、前記実装ヘッドに対する前記検出ノズルの高さを検出可能なノズル位置検出装置の基準値を導出することと、
前記ベースプレートに支持されている前記基板支持部材の上端部に前記検出ノズルを接触させたときの前記ノズル位置検出装置の検出値を取得することと、
前記検出値と前記基準値とに基づいて、前記ベースプレートにおける前記基板支持部材の設置状態が異常か否かを判定することと、
を含む請求項１３に記載の基板支持部材の並べ替え方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装装置、及び基板支持部材の並べ替え方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の製造工程において、実装ヘッドを使って電子部品を基板に実装する電子部品実装装置が使用される。電子部品実装装置において、バックアップピン又は基板支持ピンと呼ばれる基板支持部材が使用される場合がある。基板支持部材は、基板の撓みを抑制するために、基板の裏面を支持する。基板支持部材は、ベースプレートに着脱可能に設けられる。基板の大きさ、基板の厚み、及び基板の裏面の電子部品の有無などに基づいて、基板支持部材の並べ替えが実施される。加工ヘッド（実装ヘッド）を使ってバックアップピンを並べ替える技術が特許文献１に開示されている。基板支持ピンをその基板支持ピンの先端に対向する方向から撮像装置で撮像し、取得した画像に基づいて基板支持ピン位置の適、不適を判定する技術が特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０３−１０８８００号公報
【特許文献２】特開平１１−１９５８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
撮像装置を使って基板支持部材の位置を確認しながら実装ヘッドを使って基板支持部材を並べ替える場合、その並べ替え作業に時間を要すると、電子部品実装装置の段取り処理に要する時間が長期化する可能性がある。その結果、実装処理を早期に開始することが困難となる可能性がある。
【０００５】
本発明の態様は、基板支持部材の並べ替え作業を迅速に実施できる電子部品実装装置、及び基板支持部材の並べ替え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】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、電子部品を保持可能なノズルを有し、前記ノズルに保持された前記電子部品を基板に実装する実装ヘッドと、所定面内において前記実装ヘッドを移動する実装ヘッド移動装置と、前記実装ヘッドに設けられ、前記所定面と直交し前記ノズルを通る移動軸に沿って前記ノズルを移動するノズル移動装置と、上面と、前記上面から突出する突出部と、ベースプレートに支持される下面とを有し、前記ベースプレートに支持されている状態で前記基板の裏面を支持可能な基板支持部材と、光学系を有し、前記移動軸に対して前記光学系の光軸が傾斜するように前記実装ヘッドに設けられ、前記ベースプレートに支持されている前記基板支持部材の前記突出部と前記移動軸とが交わる状態で前記突出部の画像データを取得する撮像装置と、を備える電子部品実装装置が提供される。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、実装ヘッドに設けられた撮像装置を使って基板支持部材の位置を確認しながら実装ヘッドに設けられたノズルを使って基板支持部材を並べ替えるとき、ノズルの移動軸に対して傾斜方向から基板支持部材の突出部の画像データが取得される。これにより、実装ヘッドを頻繁に移動させたり、大きく移動させたりしなくても、撮像装置を使って基板支持部材の位置を確認しながらノズルを使って基板支持部材を並べ替えることができる。基板支持部材の並べ替え作業において、実装ヘッドを頻繁に移動させたり、大きく移動させたりする必要が生じる場合、その実装ヘッドの移動により、基板支持部材の並べ替え作業が長期化する可能性がある。ノズルの移動軸に対して傾斜方向から基板支持部材の突出部の画像データが取得されるので、基板支持部材の並べ替え作業において、実装ヘッドの移動が抑制される。したがって、基板支持部材の並べ替え作業が迅速に実施される。また、基板支持部材は突出部を有し、撮像装置は突出部の画像データを取得する。傾斜方向から基板支持部材の画像データが取得される場合、突出部が設けられることにより、撮像装置は、基板支持部材を高精度に認識することができる。
【０００８】
本発明の第１の態様において、前記ノズルは、前記基板支持部材を保持可能であり、前記移動軸に沿って移動して、前記ベースプレートに前記基板支持部材を置く設置処理、及び前記ベースプレートから前記基板支持部材を離す回収処理の少なくとも一方を実施してもよい。
【０００９】
これにより、基板支持部材の設置が終了してから撮像装置による基板支持部材の撮像が開始されるまでの時間の長期化、及び撮像装置による基板支持部材の撮像が終了してから基板支持部材の回収が開始されるまでの時間の長期化が抑制される。したがって、電子部品実装装置の段取り処理に要する時間の長期化が抑制される。
【００１０】
本発明の第１の態様において、前記撮像装置は、前記設置処理の終了後及び前記回収処理の開始前の一方又は両方において前記画像データを取得し、前記設置処理の終了時点から前記画像データの取得時点までの期間、及び前記画像データの取得時点から前記回収処理の開始時点までの期間おいて、前記実装ヘッドの位置は実質的に変化しなくてもよい。
【００１１】
これにより、設置処理においては、ノズルを用いて基板支持部材の設置が終了した後、所定面内において実装ヘッドを移動することなく、傾斜方向から基板支持部材の突出部の画像データが迅速に取得される。回収処理においては、傾斜方向から基板支持部材の突出部の画像データが取得された後、所定面内において実装ヘッドを移動することなく、ノズルを用いて基板支持部材が迅速に回収される。
【００１２】
本発明の第１の態様において、前記画像データに基づいて、前記所定面内における前記基板支持部材の位置を導出する導出部を備えてもよい。
【００１３】
これにより、突出部の画像データを用いて取得された突出部の位置データに基づいて、基板支持部材の位置が精度良く導出される。
【００１４】
本発明の第１の態様において、前記所定面内の原点に対する前記実装ヘッドの位置データを検出する位置検出装置を備え、前記導出部は、前記位置検出装置で検出された前記位置データと前記撮像装置で取得された前記画像データとに基づいて、前記原点に対する前記基板支持部材の位置を導出してもよい。
【００１５】
これにより、原点に対する基板支持部材の位置が導出されるので、複数の基板支持部材が設けられる場合、それら複数の基板支持部材のそれぞれを、原点を基準として所期の位置に並べることができる。
【００１６】
本発明の第１の態様において、前記突出部の表面は、球面を含んでもよい。
【００１７】
これにより、突出部の位置が精度良く検出される。
【００１８】
本発明の第１の態様において、前記実装ヘッドに設けられ、前記ノズル移動装置により上下方向に移動可能であり、前記基板支持部材の高さ検出において前記基板支持部材の上端部に接触するように移動される検出ノズルと、前記検出ノズルの高さを検出するノズル位置検出装置と、前記実装ヘッドの可動範囲に配置され、加えられた力を検出するロードセルと、前記ロードセルの上方に配置された前記検出ノズルを下降して、前記ロードセルから出力された検出値に基づいて、前記検出ノズルが基準高さに配置されたときの前記ノズル位置検出装置の基準値を導出する制御装置と、を備えてもよい。
【００１９】
これにより、基板支持部材の高さを検出するための専用の検出ノズルを使って、基板支持部材の高さを精度良く検出することができる。実装ヘッドに対する検出ノズルの高さを検出するノズル位置検出装置が設けられ、ロードセルに対して検出ノズルを下降させたときのロードセルの検出値に基づいてノズル位置検出装置の検出値の基準値が導出される。ロードセルを使ってノズル位置検出装置の基準値が正確に導出されるので、その基準値を使って基板支持部材の高さを精度良く検出することができる。
【００２０】
本発明の第１の態様において、前記検出ノズルの下端部が接触する前記ロードセルの検出面は、前記基板支持部材が前記ベースプレートに支持されたときの前記基板支持部材の目標高さと同じ高さに配置され、前記制御装置は、前記ベースプレートに支持されている前記基板支持部材の上端部に前記検出ノズルを接触させたときの前記ノズル位置検出装置の検出値と前記基準値とに基づいて、前記ベースプレートにおける前記基板支持部材の設置状態が異常か否かを判定してもよい。
【００２１】
これにより、ノズル位置検出装置の検出値と基準値とに基づいて、ベースプレートにおける基板支持部材の設置状態が異常か否かを迅速に判定することができる。基板支持部材の目標高さと同じ高さになるように、ロードセルの検出面の位置が調整されているので、ロードセルを使ってノズル位置検出装置の基準値を導出し、検出ノズルを基板支持部材の上端部に接触させた後、煩雑な演算処理を行うことなく、検出値と基準値との差に基づいて、基板支持部材の設置状態が異常か否かを判定することができる。
【００２２】
本発明の第１の態様において、前記設置状態が異常であると判定されたとき、前記異常を示す警報データを出力する出力装置を備えてもよい。
【００２３】
これにより、作業者は、設置状態が異常であることを速やかに認識することができる。
【００２４】
本発明の第１の態様において、前記ベースプレートに搬送される複数の前記基板支持部材が収容されるピンストック装置を備え、前記制御装置は、前記ピンストック装置に収容されている前記基板支持部材の上端部に前記検出ノズルを接触させたときの前記ノズル位置検出装置の検出値と前記基準値とに基づいて、前記ピンストック装置における前記基板支持部材の収容状態が異常か否かを判定してもよい。
【００２５】
これにより、ベースプレートに搬送する前に、ピンストック装置において収容状態が異常な基板支持部材を検出することができる。収容状態が異常である場合、その基板支持部材自体が異常である可能性が高い。ベースプレートに搬送する前に、収容状態の異常の有無を判定して、基板支持部材の異常の有無を判定することにより、異常な基板支持部材がベースプレートに搬送されてしまうことが抑制される。
【００２６】
本発明の第１の態様において、前記実装ヘッドは、前記ノズル移動装置により駆動され、前記ノズル及び前記検出ノズルを着脱可能なシャフトを備え、前記ノズルの下端部は、前記シャフトに対して上下方向に相対移動可能であり、前記検出ノズルの下端部は、前記シャフトに対して相対移動しなくてもよい。
【００２７】
ノズルがシャフトに対して相対移動可能なので、ノズルを用いて電子部品を基板に実装するとき、ノズルに加わる荷重が緩和される。検出ノズルがシャフトに対して相対移動しないので、ロードセルに接触しても、検出ノズルはシャフトに対して動かない。そのため、ノズル位置検出装置の基準値が安定して導出される。また、基板支持部材に接触しても、検出ノズルはシャフトに対して動かない。そのため、基板支持部材の高さが安定して検出される。
【００２８】
本発明の第１の態様において、前記ノズルに保持された前記基板支持部材が前記ベースプレートに置かれ、前記撮像装置により前記画像データが取得された後、前記基板支持部材の上方に前記検出ノズルが配置されるように前記実装ヘッドが移動して、前記基板支持部材の高さ検出のために前記検出ノズルが下降してもよい。
【００２９】
これにより、ノズルを使って基板支持部材をベースプレートに設置し、撮像装置を使って所定面内における基板支持部材の位置を検出し、基板支持部材の高さを検出する一連の動作を含む段取り処理が、短時間で効率良く実施される。
【００３０】
本発明の第２の態様に従えば、所定面内において移動可能な実装ヘッドに設けられ基板に実装される電子部品を保持可能なノズルで、上面と、前記上面から突出する突出部と、ベースプレートに支持される下面とを有する基板支持部材を保持して、前記所定面と直交し前記ノズルを通る移動軸に沿って前記ノズルを移動して、ベースプレートに前記基板支持部材を置く設置処理、及び前記ベースプレートから前記基板支持部材を離す回収処理の少なくとも一方を実施することと、光学系を有し、前記移動軸に対して前記光学系の光軸が傾斜するように前記実装ヘッドに設けられた撮像装置で、前記設置処理の終了後及び前記回収処理の開始前の一方又は両方において、前記ベースプレートに支持されている前記基板支持部材の前記突出部と前記移動軸とが交わる状態で、前記突出部の画像データを取得することと、前記画像データに基づいて、前記所定面内における前記基板支持部材の位置を導出して、前記基板支持部材を並べ替えることと、を含む基板支持部材の並べ替え方法が提供される。
【００３１】
本発明の第２の態様によれば、ノズルの移動軸に対して傾斜方向から基板支持部材の突出部の画像データが取得されるので、基板支持部材の設置処理及び回収処理において、実装ヘッドを頻繁に移動させたり、大きく移動させたりしなくても、撮像装置を使って基板支持部材の位置を確認しながらノズルを使って基板支持部材を並べ替えることができる。したがって、基板支持部材の並べ替え作業が迅速に実施される。また、基板支持部材は、突出部を有し、撮像装置は、その突出部の画像データを取得する。突出部が設けられているので、傾斜方向から基板支持部材の画像データを取得する場合、撮像装置は、基板支持部材を高精度に認識することができる。
【００３２】
本発明の第２の態様において、前記実装ヘッドに設けられ、前記ノズル移動装置により上下方向に移動可能であり、前記基板支持部材の高さ検出において前記基板支持部材の上端部に接触するように移動される検出ノズルを、前記実装ヘッドの可動範囲に配置され、加えられた力を検出するロードセルの上方に配置することと、前記ロードセルの上方に配置された前記検出ノズルを下降して、前記ロードセルから出力された検出値に基づいて、前記検出ノズルが基準高さに配置されたときの、前記実装ヘッドに対する前記検出ノズルの高さを検出可能なノズル位置検出装置の基準値を導出することと、前記ベースプレートに支持されている前記基板支持部材の上端部に前記検出ノズルを接触させたときの前記ノズル位置検出装置の検出値を取得することと、前記検出値と前記基準値とに基づいて、前記ベースプレートにおける前記基板支持部材の設置状態が異常か否かを判定することと、を含んでもよい。
【００３３】
これにより、基板支持部材の高さを精度良く検出でき、ベースプレートにおける基板支持部材の設置状態が異常か否かを判定することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の態様によれば、基板支持部材の並べ替え作業を迅速に実施できる電子部品実装装置、及び基板支持部材の並べ替え方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本実施形態に係る電子部品実装装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る実装ヘッドの一例を模式的に示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るノズルの一例を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る基板支持部材の一例を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るバックアップピンの一部を示す斜視図である。
【図６】図６は、本実施形態に係るノズルに保持されるバックアップピンの一例を示す側面図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る撮像装置及びノズルの一例を示す図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る設置処理の一例を説明するための図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る設置処理の一例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る設置処理の一例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係る回収処理の一例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係る回収処理の一例を説明するための図である。
【図１３】図１３は、本実施形態に係る回収処理の一例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、本実施形態に係る制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１５】図１５は、本実施形態に係る位置検出方法の一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、本実施形態に係る位置検出方法の一例を説明するための模式図である。
【図１７】図１７は、本実施形態に係る位置検出方法の一例を説明するための模式図である。
【図１８】図１８は、本実施形態に係る位置検出方法の一例を説明するための模式図である。
【図１９】図１９は、本実施形態に係る位置検出方法の一例を説明するための模式図である。
【図２０】図２０は、本実施形態に係る位置検出方法の一例を説明するための模式図である。
【図２１】図２１は、本実施形態に係る位置検出方法の一例を説明するための模式図である。
【図２２】図２２は、本実施形態に係る位置検出方法の一例を説明するための模式図である。
【図２３】図２３は、本実施形態に係る電子部品実装装置の一例を示す斜視図である。
【図２４】図２４は、本実施形態に係る実装ヘッドの一例を示す図である。
【図２５】図２５は、本実施形態に係るロードセルの一例を示す図である。
【図２６】図２６は、本実施形態に係る電子部品実装装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図２７】図２７は、本実施形態に係る検出ノズルの基準高さを検出する方法の一例を示すフローチャートである。
【図２８】図２８は、本実施形態に係るバックアップピンの設置方法の一例を示すフローチャートである。
【図２９】図２９は、本実施形態に係るバックアップピンの設置方法の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。一部の構成要素を用いない場合もある。
【００３７】
以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面内において第１軸と平行な方向をＸ軸方向（第１軸方向）とし、所定面内において第１軸と直交する第２軸と平行な方向をＹ軸方向（第２軸方向）とし、第１軸及び第２軸のそれぞれと直交する第３軸と平行な方向をＺ軸方向（第３軸方向）とする。第１軸（Ｘ軸）を中心とする回転方向（傾斜方向）をθＸ方向とし、第２軸（Ｙ軸）を中心とする回転方向（傾斜方向）をθＹ方向とし、第３軸（Ｚ軸）を中心とする回転方向（傾斜方向）をθＺ方向とする。所定面は、ＸＹ平面である。本実施形態において、所定面は、水平面と平行であることとする。Ｚ軸方向は、所定面と直交する方向である。本実施形態においては、Ｚ軸方向は、鉛直方向（上下方向）である。
【００３８】
［電子部品実装装置の概要］
図１は、本実施形態に係る電子部品実装装置１００の一例を示す斜視図である。図１に示すように、電子部品実装装置１００は、ベースフレーム１１４と、電子部品Ｃを供給する電子部品供給装置２００と、電子部品供給装置２００が設置される設置部１０２と、基板Ｐを搬送する基板搬送装置１０３と、基板搬送装置１０３の搬送経路に設けられ、基板Ｐを保持する基板クランプ機構１０４と、基板クランプ機構１０４に保持された基板Ｐの裏面を支持する基板支持部材３００と、電子部品Ｃを保持可能なノズル３０を有する実装ヘッド１０６と、ＸＹ平面内において実装ヘッド１０６を移動可能な実装ヘッド移動装置１０７と、実装ヘッド１０６に設けられ、実装ヘッド１０６に対してノズル３０をＺ軸方向及びθＺ方向に移動可能なノズル移動装置１４０と、電子部品実装装置１００を制御する制御装置１２０とを備えている。
【００３９】
電子部品供給装置２００は、フィーダとも呼ばれる。設置部１０２は、フィーダバンクとも呼ばれる。設置部１０２、基板搬送装置１０３、実装ヘッド１０６、及び実装ヘッド移動装置１０７などは、ベースフレーム１１４に支持される。
【００４０】
［基板搬送装置］
基板搬送装置１０３は、ベースプレート４００と、ベースプレート４００の上方で基板Ｐを搬送可能な搬送ベルトとを有する。本実施形態において、基板Ｐは、基板搬送装置１０３の搬送ベルトにより、Ｘ軸方向に搬送される。基板クランプ機構１０４は、基板搬送装置１０３の搬送経路において基板Ｐを保持する。基板クランプ機構１０４は、Ｙ軸方向の基板Ｐの両端部をクランプする。
【００４１】
基板クランプ機構１０４は、実装処理が実施される実装位置ＰＪｂで基板Ｐを固定する。実装位置ＰＪｂは、電子部品Ｃを基板Ｐに実装する実装処理が実施される位置である。実装位置ＰＪｂは、電子部品Ｃが実装される基板Ｐと対向する位置を含む。
【００４２】
［実装ヘッド］
実装ヘッド１０６は、電子部品Ｃを保持するノズル３０を有し、ノズル３０に保持された電子部品Ｃを基板支持部材３００に支持された基板Ｐに実装する。実装ヘッド１０６は、電子部品供給装置２００から供給された電子部品Ｃをノズル３０で保持して基板Ｐの表面に実装する。実装ヘッド１０６は、部品供給処理が実施される部品供給位置ＰＪａ、及び実装処理が実施される実装位置ＰＪｂを含むＸＹ平面内において移動可能である。部品供給位置ＰＪａは、電子部品供給装置２００から実装ヘッド１０６に電子部品Ｃを供給する部品供給処理が実施される位置である。部品供給位置ＰＪａは、電子部品供給装置２００の少なくとも一部と対向する位置を含み、電子部品供給装置２００から供給される電子部品Ｃと対向する位置を含む。
【００４３】
実装ヘッド移動装置１０７は、基板Ｐの上方及び電子部品供給装置２００の上方で、実装ヘッド１０６を移動する。実装ヘッド移動装置１０７は、電子部品供給装置２００から供給される電子部品Ｃと対向する部品供給位置ＰＪａ、及び電子部品Ｃが実装される基板Ｐと対向する実装位置ＰＪｂを含むＸＹ平面内において実装ヘッド１０６を移動可能である。実装ヘッド移動装置１０７による実装ヘッド１０６の可動範囲は、実装ヘッド１０６の作業エリアを含む。実装ヘッド移動装置１０７の作動により、実装ヘッド１０６はＸＹ平面を移動可能である。
【００４４】
実装ヘッド移動装置１０７は、実装ヘッド１０６をＸ軸方向にガイドするＸ軸ガイドレール１０７ａと、Ｘ軸ガイドレール１０７ａをＹ軸方向にガイドするＹ軸ガイドレール１０７ｂと、実装ヘッド１０６をＸ軸方向に移動するための動力を発生するＸ駆動部１０９と、実装ヘッド１０６をＹ軸方向に移動するための動力を発生するＹ駆動部１１０とを備えている。
【００４５】
本実施形態において、実装ヘッド１０６は、Ｘ軸ガイドレール１０７ａに支持される。Ｘ駆動部１０９は、モータのようなアクチュエータを含み、Ｘ軸ガイドレール１０７ａに支持されている実装ヘッド１０６をＸ軸方向に移動するための動力を発生する。Ｘ駆動部１０９の作動により、実装ヘッド１０６は、Ｘ軸ガイドレール１０７ａにガイドされながらＸ軸方向に移動する。
【００４６】
Ｘ軸ガイドレール１０７ａは、Ｙ軸ガイドレール１０７ｂに支持される。Ｙ駆動部１１０は、モータのようなアクチュエータを含み、Ｙ軸ガイドレール１０７ｂに支持されているＸ軸ガイドレール１０７ａをＹ軸方向に移動するための動力を発生する。Ｙ駆動部１１０の作動により、Ｘ軸ガイドレール１０７ａは、Ｙ軸ガイドレール１０７ｂにガイドされながらＹ軸方向に移動する。Ｘ軸ガイドレール１０７ａがＹ軸方向に移動すると、そのＸガイドレール１０７ａに支持されている実装ヘッド１０６は、Ｘ軸ガイドレール１０７ａと一緒にＹ軸方向に移動する。本実施形態において、Ｙ駆動部１１０は、Ｘ軸ガイドレール１０７ａを介して、実装ヘッド１０６をＹ軸方向に移動する。
【００４７】
図２は、本実施形態に係る実装ヘッド１０６の一例を模式的に示す図である。実装ヘッド１０６は、電子部品Ｃを着脱可能に保持するノズル３０を有する。実装ヘッド１０６は、部品供給位置ＰＪａ及び実装位置ＰＪｂのそれぞれにノズル３０が配置されるように、ＸＹ平面内において移動可能である。実装ヘッド１０６は、電子部品供給装置２００から供給された電子部品Ｃをノズル３０で保持して基板Ｐに実装する。
【００４８】
ノズル３０は、部品供給位置ＰＪａにおいて、電子部品供給装置２００から供給された電子部品Ｃを保持する。ノズル３０は、部品供給位置ＰＪａにおいて電子部品Ｃを保持した後、実装位置ＰＪｂまで搬送し、基板Ｐに実装する。実装位置ＰＪｂにおいて電子部品Ｃが基板Ｐに実装された後、ノズル３０は、電子部品Ｃを解放する。これにより、基板Ｐに電子部品Ｃが実装される。
【００４９】
実装ヘッド１０６は、ノズル３０をＺ軸方向及びθＺ方向に移動可能に支持する。実装ヘッド１０６は、ノズル３０をＺ軸方向及びθＺ方向に移動可能なノズル移動装置１４０を有する。ノズル移動装置１４０は、実装ヘッド１０６に設けられ、ノズル３０をＺ軸方向に移動するＺ駆動部１５０と、実装ヘッド１０６に設けられ、ノズル３０をθＺ方向に移動（回転）するθＺ駆動部１６０とを含む。Ｚ駆動部１５０は、モータのようなアクチュエータを含み、ノズル３０をＺ軸方向に移動するための動力を発生する。θＺ駆動部１６０は、モータのようなアクチュエータを含み、ノズル３０をθＺ方向に移動するための動力を発生する。
【００５０】
すなわち、本実施形態において、ノズル３０は、実装ヘッド移動装置１０７及び実装ヘッド１０６に設けられたノズル移動装置１４０により、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、及びθＺ方向の４つの方向に移動可能である。なお、ノズル３０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能でもよい。
【００５１】
Ｚ駆動部１５０は、ＸＹ平面と直交しノズル３０を通る移動軸ＭＸに沿ってノズル３０を移動する。移動軸ＭＸは、ノズル３０を通るＺ軸と平行な軸（仮想軸）である。ノズル３０が中心軸を有する場合、その中心軸と移動軸ＭＸとは一致する。ノズル３０は、移動軸ＭＸに沿って、Ｚ軸方向に移動する。
【００５２】
実装ヘッド１０６は、物体の画像データを取得可能な撮像装置１７０を有する。撮像装置１７０は、光学系と、光学系を介して物体の画像（光学像）を取得する撮像素子とを有する。
【００５３】
実装ヘッド１０６において、ノズル３０と撮像装置１７０とは、ＸＹ平面内の異なる位置に設けられる。実装ヘッド１０６が移動することにより、撮像装置１７０及びノズル３０は、実装ヘッド１０６と一緒にＸＹ平面内を移動する。
【００５４】
撮像装置１７０は、電子部品Ｃの画像データ、基板Ｐの画像データ、基板Ｐに実装された電子部品Ｃの画像データ、及び基板支持部材３００の画像データを取得可能である。撮像装置１７０は、部品供給位置ＰＪａにおいて、電子部品Ｃの画像データを取得可能である。撮像装置１７０は、実装位置ＰＪｂにおいて、基板Ｐの画像データ、及び基板Ｐに実装された電子部品Ｃの画像データを取得可能である。撮像装置１７０により取得された画像データに基づいて、部品供給位置ＰＪａにおける電子部品Ｃの画像データから電子部品Ｃの姿勢や有無を記録又は検査したり、実装位置ＰＪｂにおける電子部品Ｃの実装前後の画像データから実装の有無や位置を記録又は検査したりすることができる。
【００５５】
また、本実施形態においては、撮像装置１７０は、基板支持部材３００に基板Ｐが支持されていない状態において、基板支持部材３００の画像を取得可能である。
【００５６】
［ノズル］
図３は、本実施形態に係るノズル３０の一例を示す図である。ノズル３０は、ノズル本体３５と、ノズル本体３５に支持され、電子部品Ｃを保持する保持部３２とを有する。保持部３２は、固定アーム３２Ａと、可動アーム３２Ｂと、可動アーム３２Ｂを移動可能な駆動部３３とを有する。可動アーム３２Ｂは、ノズル本体３５に支持される。可動アーム３２Ｂは、支点３４を中心に回転可能である。支点３４は、可動アーム３２Ｂとノズル本体３５とを回転可能に接続するヒンジ機構を含む。可動アーム３２Ｂは、支点３４を回転軸として、固定アーム３２Ａと対向する部分が固定アーム３２Ａに近づく方向及び遠ざかる方向の一方から他方へ移動するように、回転可能である。駆動部３３は、可動アーム３２Ｂのうち固定アーム３２Ａと対向する部分が固定アーム３２Ａに近づく方向及び遠ざかる方向の一方から他方へ移動するように、可動アーム３２Ｂを移動可能である。
【００５７】
保持部３２は、電子部品Ｃを解放可能に保持する。保持部３２は、固定アーム３２Ａと可動アーム３２Ｂとで、電子部品Ｃを挟んで保持する。ノズル３０は、固定アーム３２Ａと可動アーム３２Ｂとの間に電子部品Ｃの少なくとも一部が存在する状態で、固定アーム３２Ａと可動アーム３２Ｂとの距離を小さくすることによって、電子部品Ｃを保持する。
【００５８】
［基板支持装置］
次に、本実施形態に係る基板支持部材３００について説明する。図４は、本実施形態に係る基板支持部材３００の一例を示す図である。図４に示すように、電子部品実装装置１００は、基板Ｐの裏面Ｐｂを支持する基板支持部材３００を備えている。基板支持部材３００は、基板クランプ機構１０４に保持された基板Ｐの裏面Ｐｂを支持する。基板支持部材３００は、ピン状の部材であり、バックアップピン３００とも呼ばれる。以下の説明においては、基板支持部材３００を適宜、バックアップピン３００、と称する。
【００５９】
電子部品実装装置１００は、ベースプレート４００を有する。バックアップピン３００は、ベースプレート４００の支持面４０１に支持される。バックアップピン３００は、ベースプレート４００に支持されている状態で、基板Ｐの裏面Ｐｂを支持する。電子部品Ｃは、基板クランプ機構１０４に保持され、バックアップピン３００に支持された基板Ｐの表面Ｐａに実装される。
【００６０】
バックアップピン３００は、上面３０１と、上面３０１から突出する突出部３０２と、ベースプレート４００に支持される下面３０３とを有する。基板Ｐの裏面Ｐｂは、突出部３０２に支持される。本実施形態において、支持面４０１は、ＸＹ平面と平行である。バックアップピン３００は、支持面４０１と平行なＸＹ平面内において複数設けられる。複数のバックアップピン３００で基板Ｐの裏面Ｐｂが支持されることにより、基板Ｐの撓みが抑制される。
【００６１】
バックアップピン３００は、マグネット３０４を有する。マグネット３０４は、バックアップピン３００とベースプレート４００とを固定するための磁力を発生する。本実施形態において、下面３０３は、マグネット３０４の下面を含み、ベースプレート４００の支持面４０１と対向する。マグネット３０４が発生する磁力により、バックアップピン３００とベースプレート４００とが固定される。
【００６２】
バックアップピン３００の中心軸と下面３０３とは直交する。上面３０１は、下面３０３の反対方向を向く。突出部３０２は、上面３０１から上方に突出する。基板Ｐの裏面Ｐｂは、突出部３０２の上端部に支持される。
【００６３】
図５は、本実施形態に係るバックアップピン３００の一部を示す斜視図である。図５は、突出部３０２を含むバックアップピン３００の上部の一例を示す斜視図である。図５に示すように、バックアップピン３００は、Ｚ軸方向に延在するピン本体３００Ａと、ピン本体３００Ａの上端部に支持される球体３００Ｂとを有する。上面３０１は、ピン本体３００Ａに配置される。突出部３０２は、球体３００Ｂの少なくとも一部を含む。本実施形態において、突出部３０２の表面は、球面を含む。
【００６４】
本実施形態において、ピン本体３００Ａは、ステンレス鋼製である。球体３００Ｂは、セラミックス製である。ピン本体３００Ａと球体３００Ｂとは、接着剤で接続される。球体３００Ｂの一部がピン本体３００Ａの上面３０１の上方に配置されるように、ピン本体３００Ａと球体３００Ｂとが接続される。
【００６５】
[ノズルによるバックアップピンの設置処理及び回収処理]
本実施形態において、バックアップピン３００は、ノズル３０に保持される。図６は、ノズル３０に保持されるバックアップピン３００の一例を示す側面図である。図６に示すように、ノズル３０は、バックアップピン３００を保持可能である。ノズル３０は、ピン本体３００Ａの上部を保持する。ノズル３０の保持部３２は、固定アーム３２Ａと可動アーム３２Ｂとで、バックアップピン３００を挟んで保持する。
【００６６】
ノズル３０は、ベースプレート４００に支持されているバックアップピン３００を保持した状態で、移動軸ＭＸに沿って＋Ｚ方向に移動（上昇）することにより、ベースプレート４００からバックアップピン３００を離すことができる。
【００６７】
ノズル３０は、ベースプレート４００から離れているバックアップピン３００を保持した状態で、実装ヘッド１０６の作動によりＸＹ平面内を移動することにより、バックアップピン３００を搬送することができる。
【００６８】
ノズル３０は、ベースプレート４００から離れているバックアップピン３００を保持した状態で、移動軸ＭＸに沿って−Ｚ方向に移動（下降）することにより、ベースプレート４００にバックアップピン３００を置くことができる。
【００６９】
以下の説明においては、バックアップピン３００を保持したノズル３０が、移動軸ＭＸに沿って移動して、ベースプレート４００にバックアップピン３００を置く処理を適宜、設置処理、と称し、バックアップピン３００を保持したノズル３０が、移動軸ＭＸに沿って移動して、ベースプレート４００からバックアップピン３００を離す処理を適宜、回収処理、と称する。
【００７０】
[撮像装置]
次に、本実施形態に係る撮像装置１７０について説明する。図７は、本実施形態に係る撮像装置１７０及びノズル３０の一例を示す図である。図７に示すように、撮像装置１７０及びノズル３０は、実装ヘッド１０６に設けられる。
【００７１】
撮像装置１７０は、光学系１７１と、光学系１７１を介して物体の画像を取得する撮像素子１７２とを有する。光学系１７１は、複数の光学素子（レンズ）を含む。光学系１７１は、凸レンズを含んでもよいし、凹レンズを含んでもよい。なお、図７では、便宜上、光学系１７１が１つの光学素子から構成されるように示されている。光学系１７１は、光軸ＡＸを有する。撮像素子１７２は、ＣＣＤイメージセンサでもよいし、ＣＭＯＳイメージセンサでもよい。
【００７２】
ＸＹ平面内において、撮像装置１７０は、ノズル３０とは異なる位置に設けられる。撮像装置１７０は、ノズル３０の移動軸ＭＸに対して光学系１７１の光軸ＡＸが傾斜するように、実装ヘッド１０６に設けられる。上述のように、ノズル３０の移動軸ＭＸは、Ｚ軸と平行である。光学系１７１の光軸ＡＸとノズル３０の移動軸ＭＸとがなす角度θは、約３０[°]である。
【００７３】
図７に示すように、撮像装置１７０は、ベースプレート４００に支持されているバックアップピン３００の突出部３０２と移動軸ＭＸとが交わる状態で、突出部３０２の画像データを取得する。
【００７４】
[設置処理]
次に、本実施形態に係るバックアップピン３００の設置処理の一例について説明する。本実施形態において、設置処理とは、ノズル３０でバックアップピン３００を保持して、移動軸ＭＸに沿ってノズル３０を移動して、ベースプレート４００にバックアップピン３００を置く処理をいう。
【００７５】
図８、図９、及び図１０は、本実施形態に係る設置処理の一例を説明するための図である。図８のステップＡに示すように、バックアップピン３００がノズル３０に保持された状態でベースプレート４００に搬入される。ノズル３０は、バックアップピン３００とベースプレート４００とが離れた状態で、バックアップピン３００を搬入する。
【００７６】
制御装置１２０は、実装ヘッド移動装置１０７を制御して、ＸＹ平面内におけるノズル３０及びそのノズル３０に保持されているバックアップピン３００の位置を調整する。ＸＹ平面内におけるノズル３０及びそのノズル３０に保持されているバックアップピン３００の位置が調整された後、制御装置１２０は、ノズル移動装置１４０を制御して、バックアップピン３００を保持したノズル３０を、移動軸ＭＸに沿って下方に移動する。これにより、図９のステップＢに示すように、バックアップピン３００の下面３０３とベースプレート４００の支持面４０１とが接触し、バックアップピン３００がベースプレート４００に支持される。バックアップピン３００とベースプレート４００とは、バックアップピン３００に設けられているマグネット３０４が発生する磁力によって固定される。
【００７７】
ベースプレート４００にバックアップピン３００を置く設置処理（ステップＢの処理）の終了後、図１０のステップＣに示すように、ベースプレート４００に支持されているバックアップピン３００の突出部３０２と移動軸ＭＸとが交わる状態で、撮像装置１７０により突出部３０２の画像データが取得される。
【００７８】
本実施形態においては、ベースプレート４００にバックアップピン３００が置かれた設置処理の終了時点から、撮像装置１７０による突出部３０２の画像データの取得時点までの期間において、実装ヘッド１０６の位置は実質的に変化しない。すなわち、制御装置１２０は、ＸＹ平面内の座標（Ｘａ、Ｙａ）に実装ヘッド１０６が配置された状態で、ノズル３０を下降してバックアップピン３００をベースプレート４００に設置した後、その座標（Ｘａ、Ｙａ）を変動させることなく、座標（Ｘａ、Ｙａ）に実装ヘッド１０６が配置された状態で、撮像装置１７０による突出部３０２の画像データの取得を開始する。撮像装置１７０で取得された画像データは、制御装置１２０に出力される。
【００７９】
[回収処理]
次に、本実施形態に係るバックアップピン３００の回収処理の一例について説明する。本実施形態において、回収処理とは、ノズル３０でバックアップピン３００を保持して、移動軸ＭＸに沿ってノズル３０を移動して、ベースプレート４００からバックアップピン３００を離す処理をいう。
【００８０】
図１１、図１２、及び図１３は、本実施形態に係る回収処理の一例を説明するための図である。図１１のステップＤに示すように、ベースプレート４００に支持されているバックアップピン３００の突出部３０２と移動軸ＭＸとが交わる状態で、撮像装置１７０により突出部３０２の画像データが取得される。
【００８１】
ベースプレート４００に支持されているバックアップピン３００の突出部３０２の画像データを取得する処理（ステップＤの処理）の終了後、図１２のステップＥに示すように、制御装置１２０は、ノズル３０でバックアップピン３００を保持できるように、実装ヘッド移動装置１０７を制御して、ＸＹ平面内におけるノズル３０の位置を調整する。ＸＹ平面内におけるノズル３０の位置が調整された後、制御装置１２０は、ノズル移動装置１４０を制御して、ノズル３０を移動軸ＭＸに沿って下方に移動する。これにより、図１２のステップＥに示すように、バックアップピン３００がノズル３０で保持される。
【００８２】
バックアップピン３００がノズル３０で保持された後、制御装置１２０は、ノズル移動装置１４０を制御して、バックアップピン３００を保持したノズル３０を、移動軸ＭＸに沿って上方に移動する。これにより、図１３のステップＦに示すように、バックアップピン３００の下面３０３とベースプレート４００の支持面４０１とが離れる。バックアップピン３００とベースプレート４００とが離れた後、実装ヘッド移動装置１０７の作動により、バックアップピン３００を保持したノズル３０がＸＹ平面内において移動する。これにより、バックアップピン３００がベースプレート４００から搬出される。
【００８３】
本実施形態においては、撮像装置１７０による突出部３０２の画像データの取得時点から、ベースプレート４００からバックアップピン３００が離される回収処理の開始時点までの期間において、実装ヘッド１０６の位置は実質的に変化しない。すなわち、制御装置１２０は、ＸＹ平面内の座標（Ｘｂ、Ｙｂ）に実装ヘッド１０６が配置された状態で、撮像装置１７０による突出部３０２の画像データの取得を実施し、画像データの取得が終了した後、その座標（Ｘｂ、Ｙｂ）を変動させることなく、座標（Ｘｂ、Ｙｂ）に実装ヘッド１０６が配置された状態で、ノズル３０を下降してバックアップピン３００を保持し、その後、ノズル３０を上昇して、ベースプレート４００からバックアップピン３００を離す。撮像装置１７０で取得された画像データは、制御装置１２０に出力される。
【００８４】
[制御装置]
次に、本実施形態に係る制御装置１２０について説明する。図１４は、本実施形態に係る制御装置１２０の一例を示す機能ブロック図である。制御装置１２０は、コンピュータシステムを含む。コンピュータシステムは、ＣＰＵのようなプロセッサ、及びＲＯＭ又はＲＡＭのようなメモリを含む。
【００８５】
図１４に示すように、撮像装置１７０と制御装置１２０とは接続される。撮像装置１７０の撮像結果は、制御装置１２０に出力される。
【００８６】
また、図１４に示すように、本実施形態においては、電子部品実装装置１００は、ＸＹ平面内の装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対する実装ヘッド１０６の位置データを検出する位置検出装置１８０を備えている。位置検出装置１８０は、例えば、実装ヘッド１０６に設けられたエンコーダヘッドと、ベースフレーム１１４に設けられたスケール部材とを有するエンコーダシステムを含み、電子部品実装装置１００に設定されたＸＹ平面内の装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対する実装ヘッド１０６の位置データを取得可能である。位置検出装置１８０と制御装置１２０とは接続される。位置検出装置１８０の検出結果は、制御装置１２０に出力される。
【００８７】
制御装置１２０は、撮像装置１７０の撮像結果及び位置検出装置１８０の検出結果に基づいて、実装ヘッド移動装置１０７及びノズル移動装置１４０を制御する。実装ヘッド移動装置１０７は、Ｘ駆動部１０９及びＹ駆動部１１０を含む。ノズル移動装置１４０は、Ｚ駆動部１５０及びθＺ駆動部１６０を含む。
【００８８】
制御装置１２０は、撮像装置１７０で撮像された突出部３０２の画像データ、及び位置検出装置１８０で検出されたＸＹ平面内における実装ヘッド１０６の位置データを取得するデータ取得部１２１と、データ取得部１２１で取得された突出部３０２の画像データに基づいて、ＸＹ平面内におけるバックアップピン３００の位置を導出する導出部１２２と、導出部１２２で導出されたバックアップピン３００の位置に基づいて、実装ヘッド移動装置１０７及びノズル移動装置１４０の少なくとも一方に制御信号を出力する制御部１２３と、記憶部１２４と、を備えている。
【００８９】
本実施形態において、導出部１２２は、位置検出装置１８０で検出された実装ヘッド１０６の位置データと撮像装置１７０で取得された突出部３０２の画像データとに基づいて、装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対するＸＹ平面内におけるバックアップピン３００の実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）を導出する。
【００９０】
［位置検出方法］
次に、本実施形態に係る位置検出方法の一例について、図１５から図１９を参照して説明する。図１５は、本実施形態に係る位置検出方法の一例を示すフローチャートである。図１６から図１９は、本実施形態に係る位置検出方法の一例を説明するための模式図である。
【００９１】
図７等を参照して説明したように、ベースプレート４００に支持されているバックアップピン３００の突出部３０２と移動軸ＭＸとが交わる状態で、突出部３０２の画像データが撮像装置１７０によって取得される（ステップＳ１０）。撮像装置１７０は、ノズル３０の移動軸ＭＸに対して光学系１７１の光軸ＡＸが傾斜した状態で、突出部３０２の画像データを取得する。撮像装置１７０で取得された画像データは、制御装置１２０に出力される。制御装置１２０のデータ取得部１２１は、撮像装置１７０からの画像データを取得する。
【００９２】
図１６は、撮像装置１７０により取得されたバックアップピン３００の一部を示す画像データの一例を示す図である。バックアップピン３００の画像データは、突出部３０２の画像データ３０２Ｄを含む。
【００９３】
本実施形態において、撮像装置１７０は、撮像領域ＦＡを有する。撮像領域ＦＡは、光学系１７１の視野領域を含む。撮像装置１７０は、撮像領域ＦＡの基準位置（Ｘｆ、Ｙｆ）を有する。基準位置（Ｘｆ、Ｙｆ）は、例えば、撮像領域ＦＡの中心でもよい。
【００９４】
次に、制御装置１２０の導出部１２２は、取得した画像データを縮小する（ステップＳ２０）。例えば、データ取得部１２１に取得された画像データのサイズが「６４０×４８０画素」である場合、「３２０×２４０画素」に縮小される。画像データの縮小により、後述するハフ変換を含む種々の演算処理の高速化が図れる。
【００９５】
次に、導出部１２２は、画像データを二値化し（ステップＳ３０）、画像データからノイズを除去した後（ステップＳ４０）、画像データから突出部３０２を示す画像データ３０２Ｄを抽出し、ラベリングする（ステップＳ５０）。撮像装置１７０で取得された画像データには、突出部３０２の画像データ３０２Ｄの他に、バックアップピン３００の周囲に配置されている他の物体の画像データも含まれている可能性がある。ステップＳ５０では、撮像装置１７０を使って取得された画像データから、突出部３０２を示す画像データ３０２Ｄを抽出する処理が実施される。
【００９６】
次に、導出部１２２は、画像データのうち、演算処理の対象となる画像データを含むように領域を設定する（ステップＳ６０）。領域の設定は、少なくとも突出部３０２を示す画像データ３０２Ｄを含むように行われる。
【００９７】
次に、導出部１２２は、画像データ３０２Ｄから、突出部３０２の重心位置を取得するための演算処理を実施する（ステップＳ７０）。また、導出部１２２は、突出部３０２を示す画像データ３０２Ｄから突出部３０２の輪郭（エッジ）を抽出する（ステップＳ８０）。
【００９８】
図１７は、抽出された画像データ３０２Ｄの輪郭を示す図である。図１７に示すように、画像データ３０２Ｄのうち、突出部３０２の輪郭を示す輪郭データＬＤは、球体３００Ｂの表面（球面）の輪郭を示す球面データＬＤｓと、ピン本体３００Ａと球体３００Ｂとの境界を示す境界データＬＤｂとを含む。球面データＬＤｓは、半円弧状の輪郭データである。
【００９９】
次に、導出部１２２は、輪郭データＬＤから、球面データＬＤｓを抽出する処理を実施する（ステップＳ９０）。すなわち、図１８に示すように、輪郭データＬＤのうち、球体３００Ｂの球面の輪郭を示す球面データＬＤｓが抽出され、ピン本体３００Ａと球体３００Ｂとの境界を示す境界データＬＤｂが除去される。上述したように、ピン本体３００Ａと球体３００Ｂとは接着剤で接続されている。境界データＬＤｂは、接着剤の形状を含むデータである。接着剤の形状は、一定ではない可能性が高い。また、撮像装置１７０の撮像角度を含む撮像条件によって、得られる境界データＬＤｂが変動する可能性がある。つまり、境界データＬＤｂは、不安定なデータである可能性が高い。本実施形態においては、境界データＬＤｂが除去され、球面データＬＤｓのみが抽出される。これにより、不安定なデータに基づく演算処理が実施されることが抑制される。また、境界データＬＤｂが除去されることにより、演算処理に使用されるデータ量が低減されるため、演算の負荷が抑えられ、高速な演算処理が実現される。
【０１００】
次に、導出部１２２は、画像データのうち、演算処理の対象となる画像データを含むように領域を設定する（ステップＳ１００）。領域の設定は、少なくとも突出部３０２の球面データＬＤｓを含むように行われる。
【０１０１】
次に、導出部１２２は、抽出された球面データＬＤｓを使って、ハフ変換を実施する（ステップＳ１１０）。ハフ変換とは、デジタル画像処理で用いられる特徴抽出法の一つである。本実施形態においては、ハフ変換により、球面データＬＤｓ上の複数の点から、中心位置の座標が（Ｘｍ、Ｙｍ）であり、所定半径を有する円が検出される。
【０１０２】
導出部１２２は、ＸＹ平面内におけるバックアップピン３００の位置である実測位置を導出する（ステップＳ１２０）。実測位置とは、撮像装置１７０で取得された画像データに基づいて導出されるＸＹ平面内におけるバックアップピン３００の位置である。図１９に示すように、本実施形態においては、ハフ変換により求められた中心位置（Ｘｍ、Ｙｍ）が実測位置である。
【０１０３】
撮像領域ＦＡには、基準位置（Ｘｆ、Ｙｆ）が設定されている。導出部１２２は、撮像領域ＦＡにおける基準位置（Ｘｆ、Ｙｆ）と実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）との相対位置を導出する。
【０１０４】
［バックアップピンの並べ替え］
導出された実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）に基づいて、バックアップピン３００の並べ替えが行われる。図２０は、ＸＹ平面内における装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）と、撮像装置１７０の位置（Ｘｃ、Ｙｃ）と、撮像装置１７０の撮像領域ＦＡの基準位置（Ｘｆ、Ｙｆ）と、実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）との関係を示す模式図である。また、図２０には、ＸＹ平面内におけるバックアップピン３００の目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）が示されている。バックアップピン３００の目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）は、基板Ｐの大きさ、基板Ｐの厚み、基板Ｐの裏面Ｐｂの電子部品Ｃの有無、及び基板Ｐの裏面Ｐｂにおける電子部品Ｃの位置などに基づいて、基板Ｐの撓みが抑制されるように決定される。複数のバックアップピン３００のそれぞれが目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）に配置されるように、バックアップピン３００の並べ替えが実施される。
【０１０５】
上述のように、装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対する実装ヘッド１０６の位置は、位置検出装置１８０によって検出される。撮像装置１７０は、実装ヘッド１０６に固定されており、ＸＹ平面内における実装ヘッド１０６と撮像装置１７０との相対位置は、例えば実装ヘッド１０６の設計データ等から導出される既知データである。その既知データは、記憶部１２４に記憶されている。位置検出装置１８０によって、装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対する実装ヘッド１０６の位置が検出されることにより、導出部１２２は、位置検出装置１８０の検出結果と既知データとに基づいて、装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対する撮像装置１７０の位置（Ｘｃ、Ｙｃ）を導出することができる。このように、本実施形態においては、位置検出装置１８０は、装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対する撮像装置１７０の位置を検出することができる。
【０１０６】
撮像装置１７０の位置（Ｘｃ、Ｙｃ）と、その撮像装置１７０の撮像領域ＦＡの基準位置（Ｘｆ、Ｙｆ）との相対位置は、例えば撮像装置１７０の設計データ等から導出される既知データである。その既知データは、記憶部１２４に記憶されている。また、撮像装置１７０で取得された画像データに基づいて導出されるＸＹ平面内におけるバックアップピン３００の実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）と、基準位置（Ｘｆ、Ｙｆ）との相対位置は、図１９に示したように、画像データに基づいて導出される。したがって、導出部１２２は、位置検出装置１８０で検出されたＸＹ平面内の装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対する実装ヘッド１０６（撮像装置１７０）の位置（Ｘｃ、Ｙｃ）と、撮像装置１７０で取得された画像データとに基づいて、装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対するバックアップピン３００の実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）を導出することができる。
【０１０７】
導出部１２２は、装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対する実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）と、装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対する目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）との偏差を導出する。制御部１２３は、実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）と目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）との偏差に基づいて、バックアップピン３００が目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）に配置されるように、実装ヘッド移動装置１０７及びノズル移動装置１４０を動かすための制御信号を出力する。
【０１０８】
例えば、図８から図１０を参照して説明したように、設置処理においては、ノズル３０で搬送されたバックアップピン３００がベースプレート４００に設置された後、撮像装置１７０により突出部３０２の画像データが取得される。設置処理においては、目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）にバックアップピン３００が設置されるように、図８及び図９を参照して説明したステップＡ及びステップＢの処理が実施される。ステップＡ及びステップＢの処理においては、バックアップピン３００が目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）に配置されるように、制御部１２３が、位置検出装置１８０の検出結果に基づいて、実装ヘッド移動装置１０７を制御する。その後、ステップＣの処理において、撮像装置１７０により、ベースプレート４００に設置されたバックアップピン３００の突出部３０２の画像データが取得され、その取得された画像データに基づいて、ベースプレート４００に設置されたバックアップピン３００の実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）が導出される。
【０１０９】
ステップＣにおいて導出された実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）と目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）との偏差が許容範囲内であると判定された場合、そのバックアップピン３００の設置処理が完了する。一方、ステップＣにおいて導出された実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）と目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）との偏差が許容範囲を超えていると判定された場合、そのバックアップピン３００の置き直し処理が実施される。制御部１２３は、ステップＣにおいて導出された実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）と目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）との偏差の値に基づいて、バックアップピン３００を目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）に設置するための実装ヘッド移動装置１０７の駆動量に関する補正量を算出する。制御部１２３は、算出した補正量に基づいて、バックアップピン３００が目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）に設置されるように、実装ヘッド移動装置１０７に出力する制御信号を決定する。制御部１２３は、ノズル３０を使ってバックアップピン３００をベースプレート４００から離した後、決定された制御信号を出力して、ＸＹ平面内において実装ヘッド移動装置１０７を移動させる。実装ヘッド１０６が移動され、ＸＹ平面内における実装ヘッド１０６（ノズル３０）の位置が決定された後、制御部１２３は、バックアップピン３００を保持しているノズル３０を下降する。これにより、バックアップピン３００の置き直し処理が完了する。
【０１１０】
また、図１１から図１３を参照して説明したように、回収処理においては、撮像装置１７０により突出部３０２の画像データが取得された後、ノズル３０を使ってベースプレート４００からバックアップピン３００が搬出される。回収処理においては、ベースプレート４００に支持されているバックアップピン３００が目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）に設置されているか否かが判定される。図１１を参照して説明したステップＤの処理においては、撮像装置１７０により、ベースプレート４００に設置されたバックアップピン３００の突出部３０２の画像データが取得され、その取得された画像データに基づいて、ベースプレート４００に設置されたバックアップピン３００の実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）が導出される。ステップＤにおいて導出された実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）と目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）との偏差が許容範囲内であると判定された場合、そのバックアップピン３００の回収処理は実施されない。
【０１１１】
一方、ステップＤにおいて導出された実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）と目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ）との偏差が許容範囲を超えていると判定された場合、あるいは、そのバックアップピン３００が不要なバックアップピン３００であると判定された場合、そのバックアップピン３００の回収処理が実施される。制御部１２３は、図１２及び図１３を参照して説明したステップＥ及びステップＦの処理を実施して、バックアップピン３００をベースプレート４００から回収する。
【０１１２】
［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、実装ヘッド１０６に設けられた撮像装置１７０を使ってバックアップピン３００の位置を確認しながら実装ヘッド１０６に設けられたノズル３０を使ってバックアップピン３００を並べ替えるとき、ノズル３０の移動軸ＭＸに対して傾斜方向からバックアップピン３００の突出部３０２の画像データを撮像装置１７０で取得するようにしたので、実装ヘッド１０６を頻繁に移動させたり、大きく移動させたりしなくても、撮像装置１７０を使ってバックアップピン３００の位置を確認しながらノズル３０を使ってバックアップピン３００を並べ替えることができる。
【０１１３】
すなわち、ノズル３０及び撮像装置１７０が実装ヘッド１０６の異なる位置に設けられている場合において、ノズル３０の移動軸ＭＸと撮像装置１７０の光学系１７１の光軸ＡＸとが平行である場合、設置処理においては、ノズル３０を移動軸ＭＸに沿って移動してノズル３０に保持されたバックアップピン３００をベースプレート４００に設置した後、実装ヘッド１０６をＸＹ平面内で移動して、撮像装置１７０をバックアップピン３００の直上に配置して、バックアップピン３００の画像データを取得する必要がある。すなわち、移動軸ＭＸと光軸ＡＸとが平行である場合、バックアップピン３００をベースプレート４００に設置した後、撮像装置１７０でバックアップピン３００の画像データを取得する前に、実装ヘッド１０６をＸＹ平面内において移動させる必要がある。また、ノズル３０の移動軸ＭＸと撮像装置１７０の光学系１７１の光軸ＡＸとが平行である場合、回収処理においては、撮像装置１７０をバックアップピン３００の直上に配置して、バックアップピン３００の画像データを取得した後、実装ヘッド１０６をＸＹ平面内で移動して、ノズル３０をバックアップピン３００の直上に配置し、ノズル３０を移動軸ＭＸに沿って移動して、そのノズル３０でバックアップピン３００を保持する必要がある。すなわち、移動軸ＭＸと光軸ＡＸとが平行である場合、撮像装置１７０でバックアップピン３００の画像データを取得した後、バックアップピン３００をベースプレート４００から離す前に、実装ヘッド１０６をＸＹ平面内において移動させる必要がある。このように、ノズル３０と撮像装置１７０とが実装ヘッド１０６の異なる位置に設けられている場合において、ノズル３０の移動軸ＭＸと撮像装置１７０の光学系１７１の光軸ＡＸとが平行である場合、バックアップピン３００の設置処理及び回収処理を含むバックアップピン３００の並べ替え作業において、実装ヘッド１０６を頻繁に移動させたり、大きく移動させたりする必要が生じる可能性がある。その結果、その実装ヘッド１０６の移動により、バックアップピン３００の並べ替え作業が長期化する可能性がある。
【０１１４】
本実施形態によれば、実装ヘッド１０６においてノズル３０の移動軸ＭＸに対して撮像装置１７０が傾斜方向からバックアップピン３００の突出部３０２の画像データを取得するので、バックアップピン３００の並べ替え作業において、実装ヘッド１０６の移動が抑制される。したがって、バックアップピン３００の並べ替え作業が迅速に実施される。
【０１１５】
また、本実施形態においては、バックアップピン３００は、突出部３０２を有し、撮像装置１７０は、その突出部３０２の輪郭の画像データを取得する。傾斜方向からバックアップピン３００の画像データが取得される場合、突出部３０２が設けられている場合のほうが、突出部３０２が設けられていない場合に比べて、撮像装置１７０は、バックアップピン３００を高精度に認識することができる。そのため、実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）が高精度に検出される。
【０１１６】
また、本実施形態によれば、ノズル３０は、バックアップピン３００を保持可能であり、移動軸ＭＸに沿って移動して、ベースプレート４００にバックアップピン３００を置く設置処理、及びベースプレート４００からバックアップピン３００を離す回収処理を実施する。これにより、バックアップピン３００の設置が終了してから撮像装置１７０によるバックアップピン３００の撮像が開始されるまでの期間における実装ヘッド１０６の移動が抑制され、撮像装置１７０によるバックアップピン３００の撮像が終了してからバックアップピン３００の回収が開始されるまでの期間における実装ヘッド１０６の移動が抑制される。したがって、バックアップピン３００の並べ替え作業を含む電子部品実装装置１００の段取り処理に要する時間の長期化が抑制される。
【０１１７】
また、本実施形態によれば、撮像装置１７０は、設置処理の終了後及び回収処理の開始前において画像データを取得し、設置処理の終了時点から画像データの取得時点までの期間、及び画像データの取得時点から回収処理の開始時点までの期間おいて、実装ヘッド１０６の位置は実質的に変化しない。これにより、設置処理においては、ノズル３０を用いてバックアップピン３００の設置が終了した後、ＸＹ平面内において実装ヘッド１０６を移動することなく、傾斜方向からバックアップピン３００の突出部３０２の画像データを迅速に取得することができる。また、回収処理においては、傾斜方向からバックアップピン３００の突出部３０２の画像データを取得した後、ＸＹ平面内において実装ヘッド１０６を移動することなく、ノズル３０を用いてバックアップピン３００を迅速に回収することができる。
【０１１８】
また、本実施形態によれば、画像データに基づいて、ＸＹ平面内におけるバックアップピン３００の実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）を導出する導出部１２２が設けられる。これにより、突出部３０２の画像データを用いて取得された突出部３０２の位置データに基づいて、バックアップピン３００の位置を精度良く導出することができる。
【０１１９】
また、本実施形態によれば、ＸＹ平面内の装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対する実装ヘッド１０６の位置（Ｘｃ、Ｙｃ）を検出する位置検出装置１８０が設けられ、導出部１２２は、位置検出装置１８０で検出された実装ヘッド１０６の位置（Ｘｃ、Ｙｃ）と撮像装置１７０で取得された画像データとに基づいて、装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対するバックアップピン３００の実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）を導出する。これにより、装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）に対するバックアップピン３００の実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）が導出されるので、複数のバックアップピン３００が設けられる場合、それら複数のバックアップピン３００のそれぞれを、装置原点（Ｘｏ、Ｙｏ）を基準として所期の位置に並べることができる。
【０１２０】
また、本実施形態によれば、突出部３０２の表面は、球面を含む。これにより、突出部３０２の実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）を精度良く検出することができる。
【０１２１】
なお、上述の実施形態においては、突出部３０２の表面が球面を含むこととした。突出部３０２の表面は、球面でなくてもよい。突出部３０２の表面は、曲面を含んでいればよい。また、突出部３０２は、円錐状でもよいし、角錐状でもよい。なお、ＸＹ平面内における突出部３０２の中心と移動軸ＭＸとが交わる場合、突出部３０２の表面は、移動軸ＭＸに対して回転対称であることが好ましい。これにより、撮像装置１７０は、様々な傾斜方向から突出部３０２を撮像した場合でも、ほぼ同一形状（同一条件）で画像データを取得することができる。
【０１２２】
なお、上述の実施形態においては、ハフ変換を用いて、実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）を導出することとした。突出部３０２の輪郭データを求めた後、その輪郭データから導出される外形を有する部材の重心位置を、実測位置（Ｘｍ、Ｙｍ）としてもよい。
【０１２３】
なお、上述の実施形態においては、突出部３０２の輪郭データから重心位置を求めているが、光の反射による写り方の影響で突出部３０２の輪郭抽出が困難な場合がある。このような場合を考慮して、バックアップピン３００の上面３０１を白く加工し、その上面３０１を含む囲まれた領域の重心結果を位置認識に利用してもよい。
【０１２４】
図２１に示すように、バックアップピン３００の上面３０１を白く加工する。そして、白く加工された上面３０１を含む領域を認識し、図２２に示すように、重心位置を求め、位置認識に利用してもよい。
【０１２５】
［バックアップピンの高さ検出］
上述の実施形態においては、撮像装置１７０を用いてＸＹ平面内におけるバックアップピン３００の位置を検出する例について説明した。例えばベースプレート４００の支持面４０１とバックアップピン３００の下面３０３との間に異物が存在する場合、その異物に起因して、バックアップピン３００の高さが目標高さに対してずれる可能性がある。バックアップピン３００の高さとは、基板Ｐの裏面Ｐｂを支持する突出部３０２の上端部のＺ軸方向の位置である。バックアップピン３００の高さが目標高さに対してずれると、基板Ｐの撓みを十分に抑制することができない可能性がある。そのため、バックアップピン３００の高さを検出することが要望される。
【０１２６】
本実施形態においては、バックアップピン３００の高さを検出する方法について説明する。バックアップピン３００の高さを検出する場合、高さ検出用の検出ノズル３０Ｓ及びロードセル５００が使用される。
【０１２７】
図２３は、本実施形態に係る電子部品実装装置１００Ａの一例を示す斜視図である。図２３に示すように、電子部品実装装置１００Ａは、ロードセル５００と、交換用の複数のノズル３０を保持するノズルストック装置６００と、設置部１０２に設置され、バックアップピン３００を収容するピンストック装置７００とを備えている。
【０１２８】
検出ノズル３０Ｓは、バックアップピン３００の高さ検出に使用される。電子部品Ｃを基板Ｐに実装する実装処理において、検出ノズル３０Ｓは、ノズルストック装置６００に保持される。電子部品実装装置１００Ａの段取り処理においてバックアップピン３００の高さを検出するとき、実装ヘッド１０６に検出ノズル３０Ｓが装着される。
【０１２９】
ピンストック装置７００は、設置部（フィーダバンク）１０２に設置される。ベースプレート４００に搬送される複数のバックアップピン３００がピンストック装置７００に収容される。ベースプレート４００に対するバックアップピン３００の設置処理において、ノズル３０は、ピンストック装置７００からバックアップピン３００を搬出し、ベースプレート４００に搬入する。バックアップピン３００の回収処理において、ノズル３０は、ベースプレート４００からバックアップピン３００を搬出し、ピンストック装置７００に搬入する。
【０１３０】
以下の説明において、ピンストック装置７００からのバックアップピン３００の搬出、及びピンストック装置７００へのバックアップピン３００の搬入が実施される位置を適宜、ピン交換位置ＰＪｃ、と称する。ピン交換位置ＰＪｃは、ピンストック装置７００の少なくとも一部と対向する位置を含み、ピンストック装置７００に収容されているバックアップピン３００と対向する位置を含む。
【０１３１】
また、以下の説明において、ノズルストック装置６００と対向する位置を適宜、ノズル交換位置ＰＪｄ、と称する。ノズル交換位置ＰＪｄは、ノズルストック装置６００の少なくとも一部と対向する位置を含み、ノズルストック装置６００に保持されているノズル３０又は検出ノズル３０Ｓと対向する位置を含む。
【０１３２】
図２４は、本実施形態に係る実装ヘッド１０６の一例を模式的に示す図である。図２４に示すように、実装ヘッド１０６は、ノズル移動装置１４０により駆動される複数のシャフト３１を有する。ノズル移動装置１４０は、複数のシャフト３１に対応して複数設けられる。ノズル３０は、シャフト３１の下端部に装着される。シャフト３１は、ノズル３０を着脱可能である。ノズル移動装置１４０は、シャフト３１を移動することによって、ノズル３０を移動する。Ｚ駆動部１５０及びθＺ駆動部１６０を含むノズル移動装置１４０が複数設けられることにより、複数のノズル３０は、別々に移動可能である。
【０１３３】
電子部品実装装置１００Ａの段取り処理において、バックアップピン３００の高さ検出及び並べ替え作業が実施される。バックアップピン３００の高さ検出において、実装ヘッド１０６に検出ノズル３０Ｓが設けられる。バックアップピン３００の高さ検出及び並べ替え作業においては、複数のシャフト３１のうち、少なくとも一つのシャフト３１に検出ノズル３０Ｓが装着され、少なくとも一つのシャフト３１にバックアップピン３００を保持するためのノズル３０が装着される。シャフト３１は、検出ノズル３０Ｓを着脱可能である。シャフト３１に装着された状態で、検出ノズル３０Ｓは、ノズル移動装置１４０により上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能である。
【０１３４】
ノズル３０は、ノズル本体３５と、保持部３２と、シャフト３１に固定される固定部３６とを有する。ノズル本体３５は、固定部３６にＺ軸方向にスライド可能に接続される。すなわち、本実施形態において、ノズル３０の下端部を含む保持部３２及びノズル本体３５は、シャフト３１に対して上下方向に相対移動可能である。ノズル本体３５の周囲にばね３７が配置される。ばね３７により、ノズル本体３５及び保持部３２にＺ軸方向の弾性力が付与される。Ｚ軸方向に移動可能な保持部３２に弾性力が付与されるので、保持部３２に保持された電子部品Ｃを基板Ｐに実装するとき、保持部３２に加わる荷重が緩和される。
【０１３５】
検出ノズル３０Ｓは、電子部品Ｃ及びバックアップピン３００を保持しない。検出ノズル３０Ｓは、シャフト３１に対して相対移動しない。
【０１３６】
図２５は、ロードセル５００の一例を示す図である。ロードセル５００は、ベースフレーム１１４又はベースプレート４００に固定されている。すなわち、ロードセル５００の位置は、実質的に変化しない。
【０１３７】
ロードセル５００は、実装ヘッド１０６の可動範囲に対向可能に配置され（上下方向に重なるように）、加えられた力（荷重）を検出する。ロードセル５００の上面（検出面）５０１に力が加えられた場合、ロードセル５００は、その力に基づいて電気信号を出力する。ロードセル５００から出力された電気信号（検出信号）は、制御装置１２０に供給される。本実施形態において、ロードセル５００の上面５０１は、ベースプレート４００の支持面４０１に支持されたときのバックアップピン３００の目標高さと同じ高さに配置される。
【０１３８】
制御装置１２０は、ロードセル５００を用いて、検出ノズル３０Ｓの基準高さを導出する。以下の説明において、ロードセル５００と対向する位置を適宜、基準高さ検出位置ＰＪｅ、と称する。
【０１３９】
実装ヘッド移動装置１０７は、電子部品供給装置２００の上方、基板Ｐの上方、ノズルストック装置６００の上方、ピンストック装置７００の上方、及びロードセル５００の上方で、実装ヘッド１０６を移動する。実装ヘッド１０６は、部品供給位置ＰＪａ、実装位置ＰＪｂ、ピン交換位置ＰＪｃ、ノズル交換位置ＰＪｄ、及び基準高さ検出位置ＰＪｅを含むＸＹ平面内において移動可能である。
【０１４０】
図２６は、本実施形態に係る電子部品実装装置１００Ａの一例を示す機能ブロック図である。電子部品実装装置１００Ａは、制御装置１２０と、実装ヘッド移動装置１０７と、ノズル移動装置１４０と、撮像装置１７０と、ＸＹ平面内における実装ヘッド１０６の位置を検出する位置検出装置１８０と、実装ヘッド１０６に対する検出ノズル３０Ｓの高さ（Ｚ軸方向の位置）を検出するノズル位置検出装置１９０と、ロードセル５００と、表示装置８００と、記憶装置１３０とを備えている。
【０１４１】
ノズル位置検出装置１９０は、例えば、シャフト３１に設けられたエンコーダヘッドと、実装ヘッド１０６に設けられたスケール部材とを有するエンコーダシステムを含み、実装ヘッド１０６に対するシャフト３１の下端部のＺ軸方向の位置を検出可能である。シャフト３１に検出ノズル３０Ｓが装着されている場合、ノズル位置検出装置１９０によりシャフト３１のＺ軸方向の位置が検出されることによって、制御装置１２０は、そのシャフト３１に装着されている検出ノズル３０ＳのＺ軸方向の位置を検出することができる。検出ノズル３０Ｓとシャフト３１との相対位置は変化しない。そのため、制御装置１２０は、ノズル位置検出装置１９０により検出されたシャフト３１のＺ軸方向の位置の検出値に基づいて、検出ノズル３０Ｓの下端部のＺ軸方向の位置を導出することができる。
【０１４２】
図２７は、検出ノズル３０Ｓの基準高さを検出する方法の一例を示すフローチャートである。制御装置１２０は、実装ヘッド移動装置１０７を制御して、ロードセル５００の上面５０１の上方に、検出ノズル３０Ｓを移動させる（ステップＳＡ１０）。
【０１４３】
制御装置１２０は、ノズル移動装置１４０を制御して、ロードセル５００の上方に配置されている検出ノズル３０Ｓを下降させる（ステップＳＡ２０）。検出ノズル３０Ｓは、ロードセル５００の上面５０１と間隙を介して対向している状態から、ロードセル５００に向かって下降する。
【０１４４】
制御装置１２０は、ロードセル５００の検出値が予め決められている第１の閾値以上になったか否かを判定する（ステップＳＡ３０）。
【０１４５】
ステップＳＡ３０において、ロードセル５００の検出値が第１の閾値以上になっていないと判定したとき（ステップＳＡ３０：Ｎｏ）、制御装置１２０は、検出ノズル３０Ｓの下降を継続する。
【０１４６】
ステップＳＡ３０において、ロードセル５００の検出値が第１の閾値以上になったと判定したとき（ステップＳＡ３０：Ｙｅｓ）、制御装置１２０は、検出ノズル３０Ｓの下端部がロードセル５００の上面５０１に接触したと判定する（ステップＳＡ４０）。
【０１４７】
制御装置１２０は、ロードセル５００の検出値が第１の閾値になったときのノズル位置検出装置１９０の検出値を記憶装置１３０に記憶する（ステップＳＡ５０）。ロードセル５００の検出値が第１の閾値になったときのノズル位置検出装置１９０の検出値は、ノズル位置検出装置１９０の基準値を示す。また、ロードセル５００の検出値が第１の閾値になったときの検出ノズル３０Ｓの高さは、検出ノズル３０Ｓの基準高さを示す。制御装置１２０は、ロードセル５００の上方に配置された検出ノズル３０Ｓを下降して、ロードセル５００から出力された検出値に基づいて、検出ノズル３０Ｓが基準高さに配置されたときのノズル位置検出装置１９０の基準値を導出することができる。
【０１４８】
次に、本実施形態に係るバックアップピン３００の設置方法の一例について説明する。図２８は、本実施形態に係るバックアップピン３００の設置方法の一例を示すフローチャートである。図２９は、バックアップピン３００の設置方法の一例を示す模式図である。バックアップピン３００をベースプレート４００に設置するとき、図２４に示したように、ノズル３０及び検出ノズル３０Ｓの両方が実装ヘッド１０６に装着される。
【０１４９】
制御装置１２０は、実装ヘッド１０６の可動範囲に配置されたロードセル５００の上方に検出ノズル３０Ｓを配置した後、その検出ノズル３０Ｓを下降して、ロードセル５００から出力された検出値に基づいて、検出ノズル３０Ｓが基準高さに配置されたときのノズル位置検出装置１９０の基準値を導出する（ステップＳＢ１０）。導出されたノズル位置検出装置１９０の基準値は、記憶装置１３０に記憶される。
【０１５０】
制御装置１２０は、実装ヘッド１０６をピン交換位置ＰＪｃに移動する（ステップＳＢ２０）。すなわち、制御装置１２０は、実装ヘッド移動装置１０７を制御して、ピンストック装置７００に収容されているバックアップピン３００の上方に、検出ノズル３０Ｓを移動させる。
【０１５１】
制御装置１２０は、検出ノズル３０Ｓを使って、ピンストック装置７００に配置されているバックアップピン３００の高さを検出する（ステップＳＢ３０）。バックアップピン３００の高さ検出において、検出ノズル３０Ｓは、バックアップピン３００の上端部に接触するように移動される。図２９に示すように、制御装置１２０は、ノズル移動装置１４０を制御して、ピンストック装置７００に収容されているバックアップピン３００の上方に配置されている検出ノズル３０Ｓを、バックアップピン３００に向かって下降させる。
【０１５２】
制御装置１２０は、ピンストック装置７００に収容されているバックアップピン３００の上端部に検出ノズル３０Ｓを接触させたときのノズル位置検出装置１９０の検出値を取得する。
【０１５３】
制御装置１２０は、取得したノズル位置検出装置１９０の検出値と、記憶装置１３０に記憶されているノズル位置検出装置１９０の基準値とに基づいて、ピンストック装置７００に収容されているバックアップピン３００の高さが異常か否かを判定する（ステップＳＢ４０）。
【０１５４】
本実施形態において、バックアップピン３００の下面３００を支持するピンストック装置７００の支持面７０１の高さと、ベースプレート４００の支持面４０１の高さとは等しい。また、バックアップピン３００の下面３０３と突出部３０２の上端部との距離（バックアップピン３００の高さ寸法）は、既知データである。また、ロードセル５００の上面５０１は、バックアップピン３００がベースプレート４００の支持面４０１に支持されたときのバックアップピン３００の目標高さと同じ高さに配置されている。
【０１５５】
したがって、下面３０３と支持面７０１との間に異物が存在せず、ピンストック装置７００におけるバックアップピン３００の収容状態が正常である場合、そのバックアップピン３００の高さを検出したときのノズル位置検出装置１９０の検出値と、記憶装置１３０に記憶されているノズル位置検出装置１９０の基準値との差は、予め決められている第２の閾値よりも小さい。一方、下面３０３と支持面７０１との間に異物が存在し、ピンストック装置７００におけるバックアップピン３００の収容状態が異常である場合、ノズル位置検出装置１９０の検出値と基準値との差は、第２の閾値以上となる。
【０１５６】
制御装置１２０は、ピンストック装置７００の支持面７０１に支持されているバックアップピン３００の高さを検出ノズル３０Ｓを使って検出したときのノズル位置検出装置１９０の検出値と、ロードセル５００を使って導出されたノズル位置検出装置１９０の基準値との差に基づいて、ピンストック装置７００におけるバックアップピン３００の収容状態が異常か否かを判定し、ピンストック装置７００の支持面７０１に支持されているバックアップピン３００の高さが異常か否かを判定する。
【０１５７】
ステップＳＢ４０において、バックアップピン３００の高さが異常であると判定されたとき（ステップＳＢ４０：Ｙｅｓ）、制御装置１２０は、そのバックアップピン３００の下面３０３に異物が付着しており、収容状態が異常であると判定し、ピンストック装置７００に収容されている他のバクアップピン３００を選択する（ステップＳＢ５０）。制御装置１２０は、選択した他のバックアップピン３００について、ステップＳＢ３０の処理を実施する。また、制御装置１２０は、収容状態が異常と判定されたバックアップピン３００の存在を示す警報データを表示装置８００に表示させる。
【０１５８】
ステップＳＢ４０において、バックアップピン３００の高さが正常であり、収容状態が正常であると判定されたとき（ステップＳＢ４０：Ｎｏ）、制御装置１２０は、実装ヘッド１０６に装着されているノズル３０を使って、正常と判定されたバックアップピン３００をピンストック装置７００から搬出し（ステップＳＢ６０）、ベースプレート４００に搬入する（ステップＳＢ７０）。
【０１５９】
ノズル３０に保持されたバックアップピン３００がベースプレート４００の支持面４０１に置かれた後、制御装置１２０は、上述の実施形態に従って、撮像装置１７０により突出部３０２の画像データを取得し、ＸＹ平面内におけるバックアップピン３００の位置を検出する（ステップＳＢ８０）。
【０１６０】
次に、制御装置１２０は、ノズル３０によるバックアップピン３００の保持が解除されている状態で、実装ヘッド移動装置１０７を制御して、ベースプレート４００に支持されているバックアップピン３００の上方に検出ノズル３０Ｓが配置されるように、実装ヘッド１０６を移動させる。図２４に示したように、１つの実装ヘッド１０６にノズル３０及び検出ノズル３０Ｓの両方が装着されているので、ノズル３０を使ってバックアップピン３００を支持面４０１に置き、撮像装置１７０による画像データの取得が終了してから、バックアップピン３００の上方に検出ノズル３０Ｓを配置するまでの実装ヘッド１０６の移動距離は短い。
【０１６１】
制御装置１２０は、検出ノズル３０Ｓを使って、ベースプレート４００に配置されているバックアップピン３００の高さを検出する（ステップＳＢ９０）。バックアップピン３００の高さ検出において、検出ノズル３０Ｓは、バックアップピン３００の上端部に接触するように移動される。制御装置１２０は、ノズル移動装置１４０を制御して、ベースプレート４００に支持されているバックアップピン３００の上方に配置されている検出ノズル３０Ｓを、バックアップピン３００に向かって下降させる。
【０１６２】
制御装置１２０は、ベースプレート４００に支持されているバックアップピン３００の上端部に検出ノズル３０Ｓを接触させたときのノズル位置検出装置１９０の検出値を取得する。
【０１６３】
制御装置１２０は、取得したノズル位置検出装置１９０の検出値と、記憶装置１３０に記憶されているノズル位置検出装置１９０の基準値とに基づいて、ベースプレート４００に支持されているバックアップピン３００の高さが異常か否かを判定する（ステップＳＢ１００）。また、制御装置１２０は、撮像装置１７０で取得した画像データに基づいて、ＸＹ平面内におけるバックアップピン３００の位置が異常が否かを判定する。
【０１６４】
下面３０３と支持面４０１との間に異物が存在せず、ベースプレート４００におけるバックアップピン３００の設置状態が正常である場合、そのバックアップピン３００の高さを検出したときのノズル位置検出装置１９０の検出値と、記憶装置１３０に記憶されているノズル位置検出装置１９０基準値との差は、予め決められている第２の閾値よりも小さい。一方、下面３０３と支持面４０１との間に異物が存在し、ベースプレート４００におけるバックアップピン３００の設置状態が異常である場合、ノズル位置検出装置１９０の検出値と基準値との差は、第２の閾値以上となる。
【０１６５】
制御装置１２０は、ベースプレート４００の支持面４０１に支持されているバックアップピン３００の高さを検出ノズル３０Ｓを使って検出したときのノズル位置検出装置１９０の検出値と、ロードセル５００を使って導出されたノズル位置検出装置１９０の基準値との差に基づいて、ベースプレート４００におけるバックアップピン３００の設置状態が異常か否かを判定し、ベースプレート４００の支持面４０１に支持されているバックアップピン３００の高さが異常か否かを判定する。
【０１６６】
ステップＳＢ１００において、バックアップピン３００の高さが異常であると判定されたとき（ステップＳＢ１００：Ｙｅｓ）、制御装置１２０は、そのバックアップピン３００の下面３０３に異物が付着しており、バックアップピン３００の設置状態が異常であると判定する。制御装置１２０は、設置状態が異常と判定されたバックアップピン３００をベースプレート４００から搬出する措置、又は設置状態が異常と判定されたバックアップピン３００の存在を示す警報データを表示装置８００に表示させる措置を講ずる（ステップＳＢ１１０）。
【０１６７】
ステップＳＢ１００において、バックアップピン３００の高さが正常であり、バックアップピン３００の設置状態が正常であると判定されたとき（ステップＳＢ１００：Ｎｏ）、そのバックアップピン３００についての処理が終了し、次のバックアップピン３００の設置処理が開始される。
【０１６８】
以上説明したように、本実施形態によれば、バックアップピン３００の高さを検出するための専用の検出ノズル３０Ｓを使って、バックアップピン３００の高さを精度良く検出することができる。ロードセル５００に向かって検出ノズル３０Ｓを下降させたときのロードセル５００の検出値に基づいて、ノズル位置検出装置１９０の検出値の基準値が正確に導出されるので、その基準値を使って、バックアップピン３００の高さを精度良く検出することができる。
【０１６９】
また、本実施形態においては、検出ノズル３０Ｓの下端部が接触するロードセル５００の検出面５０１は、バックアップピン３００がベースプレート４００に支持されたときのバックアップピン３００の目標高さと同じ高さに配置されている。そのため、ノズル位置検出装置１９０の検出値と基準値とに基づいて、ベースプレート４００におけるバックアップピン３００の設置状態が異常か否かを迅速に判定することができる。バックアップピン３００の目標高さと同じ高さになるように、ロードセル５００の検出面５０１の位置が調整されているので、ロードセル５００を使ってノズル位置検出装置１９０の基準値を導出し、検出ノズル３０Ｓをバックアップピン３００の上端部に接触させた後、煩雑な演算処理を行うことなく、検出値と基準値との差に基づいて、バックアップピン３００の設置状態が異常か否かを判定することができる。
【０１７０】
また、本実施形態によれば、設置状態が異常であると判定されたとき、異常を示す警報データを表示する表示装置８００が設けられる。これにより、作業者は、設置状態が異常であることを速やかに認識することができる。
【０１７１】
また、本実施形態においては、ピンストック装置７００に収容されているバックアップピン３００の高さが検出され、ノズル位置検出装置１９０の検出値と基準値とに基づいて、ピンストック装置７００におけるバックアップピン３００の収容状態が異常か否かが判定される。これにより、ベースプレート４００に搬送される前に、ピンストック装置７００において異常なバックアップピン３００を検出することができる。そのため、異常なバックアップピン３００がベースプレート４００に搬送されてしまうことが抑制される。
【０１７２】
また、本実施形態においては、ノズル３０はシャフト３１に対して相対移動可能であるので、ノズル３０を用いて電子部品Ｃを基板Ｐに実装するとき、ノズル３０に加わる荷重が緩和される。
【０１７３】
また、本実施形態においては、検出ノズル３０Ｓがシャフト３１に対して相対移動しない。ロードセル５００に接触しても、検出ノズル３０Ｓはシャフト３１に対して動かないので、ノズル位置検出装置１９０の基準値を安定して導出することができる。また、バックアップピン３００に接触しても、検出ノズル３０Ｓはシャフト３１に対して動かないので、バックアップピン３００の高さを安定して検出することができる。
【０１７４】
また、本実施形態においては、ノズル３０に保持されたバックアップピン３００がベースプレート４００に置かれ、撮像装置１７０により画像データが取得された後、バックアップピン３００の上方に検出ノズル３０Ｓが配置されるように実装ヘッド１０６が移動して、バックアップピン３００の高さ検出のために検出ノズル３０Ｓが下降される。ノズル３０を使ってバックアップピン３００をベースプレート４００に設置し、撮像装置１７０を使ってＸＹ平面内におけるバックアップピン３００の位置を検出し、バックアップピン３００の高さを検出する一連の動作が連続して行われるので、その一連の動作を含む段取り処理が短時間で効率良く実施される。
【０１７５】
なお、本実施形態において、設置状態又は収容状態が異常なバックアップピン３００が存在する場合、表示装置８００に警報データを表示させることとした。表示装置８００のような出力装置のみならず、音を発生する警報装置、印刷物を出力する印刷装置、及び光を発生する発光装置のような出力装置を使って、異常なバックアップピン３００の存在を示す警報が出力されてもよい。
【０１７６】
また、上述の実施形態では、ロードセル５００の上面５０１は、バックアップピン３００がベースプレート４００の支持面４０１に支持されたときのバックアップピン３００の目標高さと同じ高さに配置されている。これに代えて、ロードセル５００の上面５０１と、ベースプレート４００に支持されたバックアップピンの上面が異なる高さに配置し、基準値に基づいて、バックアップピン高さを検出して、その良否を判断することも容易に考えられる。
【符号の説明】
【０１７７】
３０  ノズル
３０Ｓ  検出ノズル
３１  シャフト
３２  保持部
１００  電子部品実装装置
１００Ａ  電子部品実装装置
１０６  実装ヘッド
１０７  実装ヘッド移動装置
１２０  制御装置
１２１  データ取得部
１２２  導出部
１２３  制御部
１２４  記憶部
１４０  ノズル移動装置
１７０  撮像装置
１７１  光学系
１７２  撮像素子
１８０  位置検出装置
１９０  ノズル位置検出装置
３００  バックアップピン（基板支持部材）
３０１  上面
３０２  突出部
３０３  下面
４００  ベースプレート
４０１  支持面
５００  ロードセル
６００  ノズルストック装置
７００  ピンストック装置
ＡＸ  光軸
Ｃ  電子部品
ＭＸ  移動軸
Ｐ  基板
Ｐａ  表面
Ｐｂ  裏面
ＰＪａ  部品供給位置
ＰＪｂ  実装位置
ＰＪｃ  ピン交換位置
ＰＪｄ  ノズル交換位置
ＰＪｅ  基準高さ検出位置
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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