(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降及び回転が可能なノズルシャフトとその先端に着脱可能に取り付けられた吸着ノズルとを有する実装用ヘッドを備え、この実装用ヘッドが、部品供給部と被実装基板が配置される装着作業位置とにわたり移動して、上記吸着ノズルにより部品供給部から吸着した部品を被実装基板に実装するようにした部品実装装置における上記吸着ノズルの先端の移動位置を補正する方法であって、
上記ノズルシャフトに対して吸着ノズルを取り外した状態でノズルシャフトを撮像手段により下方から反射照明条件下で撮像する処理を、ノズルシャフトを回転させて複数の回転角で行ない、この撮像による画像に基づいて上記複数の回転角での上記実装用ヘッドの中心である基準位置に対するノズルシャフトの先端部の偏芯量を検出するノズルシャフト先端検出工程と、
上記ノズルシャフトに対して吸着ノズルを取り付けた状態で吸着ノズルを撮像手段により側方から透過照明条件下で撮像する処理を、上記複数の回転角の内、互いの角度差が９０度の少なくとも２つの回転角で行ない、この撮像による画像に基づいてこれらの回転角での上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量の一方向成分をそれぞれ検出するノズル先端検出工程と、
このノズル先端検出工程で検出した２つの回転角でのノズル先端の偏芯量のそれぞれの一方向成分と、上記ノズルシャフト先端検出工程で検出したノズルシャフトの先端部の上記基準位置に対する位置とに基づき、上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量を上記複数の回転角毎に算出する演算工程と、
この演算工程で求められたノズル先端の上記基準位置に対する偏芯量により部品吸着時のノズル回転角に応じた吸着ノズルの移動位置を補正する補正工程と、
を有することを特徴とする部品実装装置におけるヘッド移動位置補正方法。
【請求項２】
上記ノズルシャフト先端検出工程では、９０度おきの４つの回転角を検出対象回転角とし、上記各検出対象回転角で下方からのノズルシャフトの撮像を行なってノズルシャフトの先端部の位置を検出し、
上記ノズル先端検出工程では、０度及び９０度の２つの回転角で側方からの吸着ノズルの撮像を行なってノズル先端の偏芯量の一方向成分を検出し、
上記演算工程では、上記２つの回転角でのノズル先端の偏芯量の一方向成分と、上記各検出対象回転角でのノズルシャフトの先端部の位置とに基づき、上記各検出対象回転角でのノズル先端の偏芯量を算出する
ことを特徴とする請求項１記載のヘッド移動位置補正方法。
【請求項３】
昇降及び回転が可能なノズルシャフトとその先端に着脱可能に取り付けられた吸着ノズルとを有する実装用ヘッドを備え、この実装用ヘッドが、部品供給部と被実装基板が配置される装着作業位置とにわたり移動して、上記吸着ノズルにより部品供給部から吸着した部品を被実装基板に実装するようにした部品実装装置における上記吸着ノズルの先端の移動位置を補正する方法であって、
下方からの撮像によるノズル先端位置検出のために予め選定した特定の吸着ノズルである基準ノズルを上記ノズルシャフトの先端部に取り付けた状態で、この基準ノズルを撮像手段により下方から反射照明条件下で撮像する処理を、ノズルシャフトを回転させて複数の回転角で行ない、この撮像による画像に基づいて上記複数の回転角での上記実装用ヘッドの中心である基準位置に対する基準ノズルの先端部の位置を検出する基準ノズル先端検出工程と、
上記ノズルシャフトに対して実際に実装に使用する吸着ノズルを取り付けた状態で、吸着ノズルを撮像手段により側方から透過照明条件下で撮像する処理を、上記複数の回転角の内、互いの角度差が９０度の少なくとも２つの回転角で行ない、この撮像による画像に基づいてこれらの回転角での上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量の一方向成分をそれぞれ検出する使用ノズル先端検出工程と、
この使用ノズル先端検出工程で検出した２つの回転角でのノズル先端の偏芯量のそれぞれの一方向成分と、上記基準ノズルシャフト先端検出工程で検出した基準ノズルの先端部の位置とに基づき、上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量を上記複数の回転角毎に算出する演算工程と、
この演算工程で求められたノズル先端の上記基準位置に対する偏芯量により部品吸着時のノズル回転角に応じた吸着ノズルの移動位置を補正する補正工程と、
を有することを特徴とする部品実装装置におけるヘッド移動位置補正方法。
【請求項４】
上記基準ノズル先端検出工程では、９０度おきの４つの回転角を検出対象回転角とし、上記各検出対象回転角で下方からの基準ノズルの撮像を行なって基準ノズルの先端部の位置を検出し、
上記使用ノズル撮像工程では、０度及び９０度の２つの回転角で側方からの吸着ノズルの撮像を行なってノズル先端の偏芯量の一方向成分を検出し、
上記演算工程では、上記２つの回転角におけるノズル先端の偏芯量の一方向成分と、上記各検出対象回転角での基準ノズルの先端部の位置とに基づき、上記各検出対象回転角でのノズル先端の偏芯量を算出する
ことを特徴とする請求項３記載のヘッド移動位置補正方法。
【請求項５】
部品実装作業時における部品吸着後に、吸着ノズルに吸着された部品の上記基準位置に対するずれ量である中心位置を検出し、この部品の中心位置と上記演算工程で求められたノズル先端の上記基準位置に対する偏芯量とから、ノズル先端に対する吸着部品の相対ずれ量を算出する工程と、
この相対ずれ量が所定の許容値を超えたか否かを判定して、所定の許容値を超えた場合は吸着部品の廃棄若しくは吸着動作の再試行を行なう工程と
をさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヘッド移動位置補正方法。
【請求項６】
昇降及び回転が可能なノズルシャフトとその先端に着脱可能に取り付けられた吸着ノズルとを有する実装用ヘッドを備え、この実装用ヘッドが、部品供給部と被実装基板が配置される装着作業位置とにわたり移動して、上記吸着ノズルにより部品供給部から吸着した部品を被実装基板に実装するようにした部品実装装置において、
上記実装用ヘッドの先端部を下方から反射照明条件下で撮像可能な下方撮像手段と、
上記実装用ヘッドの先端部を側方から透過照明条件下で撮像可能な側方撮像手段と、
ノズルシャフトに対して吸着ノズルを取り外した状態で、ノズルシャフトの複数の回転角においてノズルシャフトを下方撮像手段により撮像するように、ノズルシャフトの回転駆動及び下方撮像手段の作動を制御するとともに、その撮像による画像に基づいて上記複数の回転角でのノズルシャフトの先端部の位置を検出するノズルシャフト先端検出手段と、
このノズルシャフト先端位置検出手段により検出された複数の回転角での上記実装用ヘッドの中心である基準位置に対するノズルシャフトの先端部の位置を機種固有データとして記憶する機種固有データ記憶手段と、
上記ノズルシャフトに対して吸着ノズルを取り付けた状態で、上記複数の回転角の内、互いの角度差が９０度の少なくとも２つの回転角において吸着ノズルを側方撮像手段により撮像するように、ノズルシャフトの回転駆動及び側方撮像手段の作動を制御するとともに、その撮像による画像に基づき、少なくとも２つの回転角での上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量の一方向成分をそれぞれ検出するノズル先端検出手段と、
このノズル先端検出手段により検出した２つの回転角でのノズル先端の偏芯量のそれぞれの一方向成分と、上記機種固有データ記憶手段から読み出したノズルシャフトの先端部の上記基準位置に対する位置とに基づき、上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量を上記複数の回転角毎に算出する演算手段と、
部品吸着時に吸着ノズルを部品吸着位置に移動させ、かつ、上記演算手段によって求められたノズル先端の上記基準位置に対する偏芯量により部品吸着時のノズル回転角に応じた吸着ノズルの移動位置を補正する制御手段と、
を有することを特徴とする部品実装装置におけるヘッド移動位置補正装置。
【請求項７】
昇降及び回転が可能なノズルシャフトとその先端に着脱可能に取り付けられた吸着ノズルとを有する実装用ヘッドを備え、この実装用ヘッドが、部品供給部と被実装基板が配置される装着作業位置とにわたり移動して、上記吸着ノズルにより部品供給部から吸着した部品を被実装基板に実装するようにした部品実装装置において、
上記実装用ヘッドの先端部を下方から反射照明条件下で撮像可能な下方撮像手段と、
上記実装用ヘッドの先端部を側方から透過照明条件下で撮像可能な側方撮像手段と、
下方からの撮像によるノズル先端位置検出のために予め選定した特定の吸着ノズルである基準ノズルを上記ノズルシャフトの先端部に取り付けた状態で、複数の回転角において基準ノズルを下方撮像手段により撮像するように、ノズルシャフトの回転駆動及び下方撮像手段の作動を制御するとともに、その撮像による画像に基づいて上記複数の回転角での基準ノズルの先端部の位置を検出する基準ノズル先端検出手段と、
この基準ノズル先端検出手段により検出された複数の回転角での上記実装用ヘッドの中心である基準位置に対する基準ノズルの先端部の位置を機種固有データとして記憶する機種固有データ記憶手段と、
上記ノズルシャフトに対して実際に実装に使用する吸着ノズルを取り付けた状態で、上記複数の回転角の内、互いの角度差が９０度の少なくとも２つの回転角において吸着ノズルを側方撮像手段により撮像するように、ノズルシャフトの回転駆動及び側方撮像手段の作動を制御するとともに、その撮像による画像に基づき、少なくとも２つの回転角での上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量の一方向成分をそれぞれ検出するノズル先端検出手段と、
このノズル先端検出手段により検出した２つの回転角でのノズル先端の偏芯量のそれぞれの一方向成分と、上記機種固有データ記憶手段から読み出した基準ノズルの先端部の上記基準位置に対する位置とに基づき、上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量を上記複数の回転角毎に算出する演算手段と、
部品吸着時に吸着ノズルを部品吸着位置に移動させ、かつ、上記演算手段によって求められたノズル先端の上記基準位置に対する偏芯量により部品吸着時のノズル回転角に応じた吸着ノズルの移動位置を補正する制御手段と、
を有することを特徴とする、部品実装装置におけるヘッド移動位置補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装装置において実装用ヘッドによる部品吸着時にヘッド移動位置を補正する方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、実装用ヘッドにより、部品供給部から電子部品を吸着してこれをプリント基板上に搬送し、実装するようにした部品実装装置が知られている。上記実装用ヘッドは、昇降及び回転が可能なノズルシャフトとその先端に着脱可能に取り付けられた吸着ノズルとを有し、実装する部品の種類に応じてサイズや形状が異なる吸着ノズルを選択的に取り付け得るようになっている。そして、このような実装用ヘッドを一乃至複数備えたヘッドユニットが、部品供給部とプリント基板上とにわたって移動し得るようになっている。
【０００３】
この種の部品実装装置において、部品吸着時に吸着不良等を避けるためには吸着位置のずれを小さくすることが望まれ、特に実装チップの微小サイズ化が進んでいる現今では、部品吸着位置を精度良く調整することが要求されてきている。
【０００４】
一方、部品実装装置では、組み付け誤差やヘッドユニット構成部品の製造誤差に起因してノズルシャフトの偏芯ずれが発生し、また、ノズルシャフトこれに取り付けられる吸着ノズルとの間でも嵌合ずれが生じる。
【０００５】
これらのずれ量を補正するため、部品認識カメラで吸着ノズルを撮像し、その画像に基づいて吸着ノズル先端の位置ずれを検出し、それに応じて部品吸着位置を補正することは従来から行なわれている。
【０００６】
例えば、特許文献１に示された電子部品ピックアップ装置では、先ず部品実装前に、実装用ヘッドに保持された吸着ノズルの先端を部品認識カメラで下方から反射照明条件下で撮像し、その画像に基づき、基準位置（実装用ヘッドの中心）に対する吸着ノズル先端のずれ量を求めて、これを記憶しておき、次に、吸着ノズルによる部品吸着後にその吸着部品を部品認識カメラで下方から撮像し、その画像から基準位置に対する部品中心位置のずれ量を求め、この部品中心位置のずれ量と上記吸着ノズル先端のずれ量とから、吸着ノズル先端位置と部品中心位置が一致するよう、部品吸着位置への実装用ヘッドの移動量を補正するようにしている。
【特許文献１】特許第３２３４０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような従来の装置では、部品認識カメラで吸着ノズルを下方から反射照明条件下で撮像した画像（反射画像）に基づいてノズル先端の位置ずれを検出するようにしているが、すでに何度か使用された吸着ノズルが取り付けられた場合等に、ノズル先端の汚れや半田の付着等により、下方から撮像した反射画像ではノズル先端位置が明瞭に表れず、これによって検出誤差を生じる可能性がある。
【０００８】
また、ノズル先端位置に偏芯ずれ（回転中心に対するずれ）が生じている場合に、その偏芯ずれしたノズル先端位置の回転軌跡が真円の場合は、特定回転角で偏芯ずれを検出しておけば他の回転角で吸着が行なわれる場合でも演算により補正量を求めることが容易に可能であるが、ヘッドの組み付け誤差やヘッドユニット構成部品の製造誤差に起因してノズルシャフト先端が偏芯ずれしている場合の回転軌跡は必ずしも真円にはならず、不規則な形状になるため、特定回転角で検出した位置ずれから他の回転角での位置ずれを演算により求めると精度が悪くなり、この点でも問題が残されていた。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑み、ノズルシャフトの偏芯ずれやノズルシャフトに対する吸着ノズルの嵌合ずれ等によるノズル先端の位置ずれを確実に、かつ精度良く検出することができるヘッド移動位置補正方法及び同装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、昇降及び回転が可能なノズルシャフトとその先端に着脱可能に取り付けられた吸着ノズルとを有する実装用ヘッドを備え、この実装用ヘッドが、部品供給部と被実装基板が配置される装着作業位置とにわたり移動して、上記吸着ノズルにより部品供給部から吸着した部品を被実装基板に実装するようにした部品実装装置における上記吸着ノズルの先端の移動位置を補正する方法であって、上記ノズルシャフトに対して吸着ノズルを取り外した状態でノズルシャフトを撮像手段により下方から反射照明条件下で撮像する処理を、ノズルシャフトを回転させて複数の回転角で行ない、この撮像による画像に基づいて上記複数の回転角での上記実装用ヘッドの中心である基準位置に対するノズルシャフトの先端部の偏芯量を検出するノズルシャフト先端検出工程と、上記ノズルシャフトに対して吸着ノズルを取り付けた状態で吸着ノズルを撮像手段により側方から透過照明条件下で撮像する処理を、上記複数の回転角の内、互いの角度差が９０度の少なくとも２つの回転角で行ない、この撮像による画像に基づいてこれらの回転角での上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量の一方向成分をそれぞれ検出するノズル先端検出工程と、このノズル先端検出工程で検出した２つの回転角でのノズル先端の偏芯量のそれぞれの一方向成分と、上記ノズルシャフト先端検出工程で検出したノズルシャフトの先端部の上記基準位置に対する位置とに基づき、上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量を上記複数の回転角毎に算出する演算工程と、この演算工程で求められたノズル先端の上記基準位置に対する偏芯量により部品吸着時のノズル回転角に応じた吸着ノズルの移動位置を補正する補正工程と、を有するものである。
【００１１】
この方法によると、設備調整段階等において行なわれるノズルシャフト先端検出工程で、複数の回転角でのノズルシャフトの先端部の位置が検出され、その後、ノズルシャフト先端に吸着ノズルが取り付けられたとき等に、少なくとも２つの回転角で、吸着ノズルが側方から透過照明条件下で撮像されることにより、吸着ノズルに汚れや半田付着などがあっても画像が不鮮明になることが避けられる。
【００１２】
そして、側方からの透過照明条件下で撮像ではノズル先端の偏芯量の一方向成分しか検出されないが、吸着ノズルはノズルシャフトに対して昇降や回転機構を持たないので、ノズルシャフトに対するノズル先端の相対的な回転軌跡は真円に近いため、少なくとも２つの回転角でのノズル先端の偏芯量の一方向成分と、ノズルシャフト先端検出工程で検出されている複数の回転角でのノズルシャフトの先端部の位置とから、演算により、各回転角でのノズル先端の偏芯量が確実に、精度良く求められる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、上記ノズルシャフト先端検出工程では、９０度おきの４つの回転角を検出対象回転角とし、上記各検出対象回転角で下方からのノズルシャフトの撮像を行なってノズルシャフトの先端部の位置を検出し、上記ノズル先端検出工程では、０度及び９０度の２つの回転角で側方からの吸着ノズルの撮像を行なってノズル先端の偏芯量の一方向成分を検出し、上記演算工程では、上記２つの回転角でのノズル先端の偏芯量の一方向成分と、上記各検出対象回転角でのノズルシャフトの先端部の位置とに基づき、上記各検出対象回転角でのノズル先端の偏芯量を算出するものである。
【００１４】
この方法によると、０度及び９０度の２つの回転角で側方から撮像によって検出されるノズル先端の偏芯量の一方向成分と、ノズルシャフト先端検出工程で検出されている上記各検出対象回転角でのノズルシャフトの先端部の位置とから、演算により、各回転角でのノズル先端の偏芯量が求められる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、昇降及び回転が可能なノズルシャフトとその先端に着脱可能に取り付けられた吸着ノズルとを有する実装用ヘッドを備え、この実装用ヘッドが、部品供給部と被実装基板が配置される装着作業位置とにわたり移動して、上記吸着ノズルにより部品供給部から吸着した部品を被実装基板に実装するようにした部品実装装置における上記吸着ノズルの先端の移動位置を補正する方法であって、下方からの撮像によるノズル先端位置検出のために予め選定した特定の吸着ノズルである基準ノズルを上記ノズルシャフトの先端部に取り付けた状態で、この基準ノズルを撮像手段により下方から反射照明条件下で撮像する処理を、ノズルシャフトを回転させて複数の回転角で行ない、この撮像による画像に基づいて上記複数の回転角での上記実装用ヘッドの中心である基準位置に対する基準ノズルの先端部の位置を検出する基準ノズル先端検出工程と、上記ノズルシャフトに対して実際に実装に使用する吸着ノズルを取り付けた状態で、吸着ノズルを撮像手段により側方から透過照明条件下で撮像する処理を、上記複数の回転角の内、互いの角度差が９０度の少なくとも２つの回転角で行ない、この撮像による画像に基づいてこれらの回転角での上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量の一方向成分をそれぞれ検出する使用ノズル先端検出工程と、この使用ノズル先端検出工程で検出した２つの回転角でのノズル先端の偏芯量のそれぞれの一方向成分と、上記基準ノズルシャフト先端検出工程で検出した基準ノズルの先端部の位置とに基づき、上記複数の回転角でのノズル先端の偏芯量を算出する演算工程と、この演算工程で求められたノズル先端の上記基準位置に対する偏芯量により部品吸着時のノズル回転角に応じた吸着ノズルの移動位置を補正する補正工程と、を有するものである。
【００１６】
この方法によると、設備調整段階等において行なわれる基準ノズル先端検出工程で、複数の回転角での基準ノズルの先端部の位置が検出され、その後、ノズルシャフト先端に吸着ノズルが取り付けられたとき等に、少なくとも２つの回転角で、吸着ノズルが側方から透過照明条件下で撮像されることにより、吸着ノズルに汚れや半田付着などがあっても画像が不鮮明になることが避けられる。
【００１７】
そして、少なくとも２つの回転角でのノズル先端の偏芯量の一方向成分と、基準ノズル先端検出工程で検出されている複数の回転角での基準ノズルの先端部の位置とから、演算により、各回転角でのノズル先端の偏芯量が確実に、精度良く求められる。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項３の発明において、上記基準ノズル先端検出工程では、９０度おきの４つの回転角を検出対象回転角とし、上記各検出対象回転角で下方からの基準ノズルの撮像を行なって基準ノズルの先端部の位置を検出し、上記使用ノズル撮像工程では、０度及び９０度の２つの回転角で側方からの吸着ノズルの撮像を行なってノズル先端の偏芯量の一方向成分を検出し、上記演算工程では、上記２つの回転角におけるノズル先端の偏芯量の一方向成分と、上記各検出対象回転角での基準ノズルの先端部の位置とに基づき、上記各検出対象回転角でのノズル先端の偏芯量を算出するものである。
この方法によると、０度及び９０度の２つの回転角で側方から撮像によって検出されるノズル先端の偏芯量の一方向成分と、基準ノズル先端検出工程で検出されている上記各検出対象回転角での基準ノズルの先端部の位置とから、演算により、各回転角でのノズル先端の偏芯量が求められる。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかの発明において、部品実装作業時における部品吸着後に、吸着ノズルに吸着された部品の上記基準位置に対するずれ量である中心位置を検出し、この部品の中心位置と上記演算工程で求められたノズル先端の上記基準位置に対する偏芯量とから、ノズル先端に対する吸着部品の相対ずれ量を算出する工程と、この相対ずれ量が所定の許容値を超えたか否かを判定して、所定の許容値を超えた場合は吸着部品の廃棄若しくは吸着動作の再試行を行なう工程とをさらに有するものである。
【００１９】
この方法によると、上記相対ずれ量が大きくて、安定した搭載ができない可能性があったり、既に搭載されている隣接部品と吸着ノズルとが干渉する可能性があったり、吸着部品中心位置の検出のための処理が不適切である可能性があったりする場合に、実装不良等を回避することができる。
【００２２】
請求項６に係る発明は、昇降及び回転が可能なノズルシャフトとその先端に着脱可能に取り付けられた吸着ノズルとを有する実装用ヘッドを備え、この実装用ヘッドが、部品供給部と被実装基板が配置される装着作業位置とにわたり移動して、上記吸着ノズルにより部品供給部から吸着した部品を被実装基板に実装するようにした部品実装装置において、上記実装用ヘッドの先端部を下方から反射照明条件下で撮像可能な下方撮像手段と、上記実装用ヘッドの先端部を側方から透過照明条件下で撮像可能な側方撮像手段と、ノズルシャフトに対して吸着ノズルを取り外した状態で、ノズルシャフトの複数の回転角においてノズルシャフトを下方撮像手段により撮像するように、ノズルシャフトの回転駆動及び下方撮像手段の作動を制御するとともに、その撮像による画像に基づいて上記複数の回転角でのノズルシャフトの先端部の位置を検出するノズルシャフト先端検出手段と、このノズルシャフト先端位置検出手段により検出された複数の回転角での上記実装用ヘッドの中心である基準位置に対するノズルシャフトの先端部の位置を機種固有データとして記憶する機種固有データ記憶手段と、上記ノズルシャフトに対して吸着ノズルを取り付けた状態で、上記複数の回転角の内、互いの角度差が９０度の少なくとも２つの回転角において吸着ノズルを側方撮像手段により撮像するように、ノズルシャフトの回転駆動及び側方撮像手段の作動を制御するとともに、その撮像による画像に基づき、少なくとも２つの回転角での上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量の一方向成分をそれぞれ検出するノズル先端検出手段と、このノズル先端検出手段により検出した２つの回転角でのノズル先端の偏芯量のそれぞれの一方向成分と、上記機種固有データ記憶手段から読み出したノズルシャフトの先端部の上記基準位置に対する位置とに基づき、上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量を上記複数の回転角毎に算出する演算手段と、部品吸着時に吸着ノズルを部品吸着位置に移動させ、かつ、上記演算手段によって求められたノズル先端の上記基準位置に対する偏芯量により部品吸着時のノズル回転角に応じた吸着ノズルの移動位置を補正する制御手段と、を有するものである。
【００２３】
この装置によると、請求項１に係る発明の方法が効果的に実施される。
【００２４】
また、請求項７に係る発明は、昇降及び回転が可能なノズルシャフトとその先端に着脱可能に取り付けられた吸着ノズルとを有する実装用ヘッドを備え、この実装用ヘッドが、部品供給部と被実装基板が配置される装着作業位置とにわたり移動して、上記吸着ノズルにより部品供給部から吸着した部品を被実装基板に実装するようにした部品実装装置において、上記実装用ヘッドの先端部を下方から反射照明条件下で撮像可能な下方撮像手段と、上記実装用ヘッドの先端部を側方から透過照明条件下で撮像可能な側方撮像手段と、下方からの撮像によるノズル先端位置検出のために予め選定した特定の吸着ノズルである基準ノズルを上記ノズルシャフトの先端部に取り付けた状態で、複数の回転角において基準ノズルを下方撮像手段により撮像するように、ノズルシャフトの回転駆動及び下方撮像手段の作動を制御するとともに、その撮像による画像に基づいて上記複数の回転角での基準ノズルの先端部の位置を検出する基準ノズル先端検出手段と、この基準ノズル先端検出手段により検出された複数の回転角での上記実装用ヘッドの中心である基準位置に対する基準ノズルの先端部の位置を機種固有データとして記憶する機種固有データ記憶手段と、上記ノズルシャフトに対して実際に実装に使用する吸着ノズルを取り付けた状態で、上記複数の回転角の内、互いの角度差が９０度の少なくとも２つの回転角において吸着ノズルを側方撮像手段により撮像するように、ノズルシャフトの回転駆動及び側方撮像手段の作動を制御するとともに、その撮像による画像に基づき、少なくとも２つの回転角での上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量の一方向成分をそれぞれ検出するノズル先端検出手段と、このノズル先端検出手段により検出した２つの回転角でのノズル先端の偏芯量のそれぞれの一方向成分と、上記機種固有データ記憶手段から読み出した基準ノズルの先端部の上記基準位置に対する位置とに基づき、上記基準位置に対するノズル先端の偏芯量を上記複数の回転角毎に算出する演算手段と、部品吸着時に吸着ノズルを部品吸着位置に移動させ、かつ、上記演算手段によって求められたノズル先端の上記基準位置に対する偏芯量により部品吸着時のノズル回転角に応じた吸着ノズルの移動位置を補正する制御手段と、を有するものである。
【００２５】
この装置によると、請求項２に係る発明の方法が効果的に実施される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のヘッド移動位置補正方法及び同装置によると、実装に使用される吸着ノズルが汚れや半田の付着等により、下方からの撮像による反射画像では明確に先端位置を検出し難く、しかもノズルシャフト先端が偏芯ずれしていてその回転軌跡が真円にならないような場合であっても、ノズル先端の偏芯量を確実に、かつ精度良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本発明が適用される部品実装装置の部分平面図であり、図２は、図１に示す部品実装装置の一部を省略して示す側面断面図であり、図３は、図１に示す部品実装装置の一部を省略して示す正面断面図である。
【００２９】
部品実装装置は、主に各部機構の作動によってプリント基板（被実装基板）Ｐに電子部品Ｃ（ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等）を実装する本体機構部１と、その作動を制御するコントローラ３０（図４参照）とからなる。
【００３０】
本体機構部１は、基台２等からなる実装機本体と、この実装機本体に対して移動可能なヘッドユニット３とを有している。
【００３１】
上記基台２上には、プリント基板搬送用のコンベア４が配置され、このコンベア４は、上部に載置されたプリント基板Ｐを搬送して所定の装着作業位置（図１に示された位置）で停止させるようになっている。
【００３２】
上記コンベア４の両側には、部品供給部５が配置され、これら部品供給部５には、多数列のテープフィーダ５ａが設けられている。
【００３３】
各テープフィーダ５ａは、電子部品Ｃを所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように各々構成されており、ヘッドユニット３が取出可能となるように電子部品Ｃを間欠的に繰り出すようになっている。
【００３４】
上記ヘッドユニット３は、基台２の上方に配置されているとともに上記部品供給部５とプリント基板（被実装用基板）Ｐが配置される装着作業位置とにわたって移動可能とされている。
【００３５】
具体的に、ヘッドユニット３は、プリント基板Ｐの表面と略平行する平面上で互いに直交するＸ軸及びＹ軸に沿って移動可能とされている。
【００３６】
すなわち、基台２上には、Ｙ軸方向の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ８により駆動されるボールねじ軸９とが配設されている。そして、固定レール７上には、ヘッドユニットの支持部材１０が配置され、この支持部材１０に設けられたナット部１０ａが上記ボールねじ軸９に螺合している。
【００３７】
さらに、上記支持部材１０には、Ｘ軸方向のガイド部材１１と、Ｘ軸サーボモータ１２により駆動されるボールねじ軸１３とが配設され、上記ガイド部材１１にヘッドユニット３が移動可能に保持され、このヘッドユニット３に設けられたナット部（図示せず）が上記ボールねじ軸１３に螺合している。
【００３８】
したがって、Ｙ軸サーボモータ８の駆動により上記支持部材１０がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１２の駆動によりヘッドユニット３が支持部材１０に対してＸ軸方向に移動することになり、この機構により、ヘッドユニット３のＸ軸及びＹ軸方向に沿った移動が実現されている。
【００３９】
上記ヘッドユニット３には実装用ヘッド１５が設けられ、図示の実施形態では６個の実装用ヘッド１５がＸ軸方向に沿って一列に並んで設けられている。各実装用ヘッド１５は、上下方向に延びる中空のノズルシャフト１５ａとこのノズルシャフト１５ａの先端（下端）に着脱可能に取り付けられた吸着ノズル１５ｂとを有し、図外の負圧供給手段からノズルシャフト１５ａを通して吸着ノズル１５ｂに供給される負圧により、部品を吸着し得るようになっている。なお、吸着ノズル１５ｂとしては、サイズや形状等が異なる複数種類のものが用意され、吸着する部品の種類等に応じて選択された吸着ノズル１５ｂがノズルシャフト１５ａの先端に取り付けられるようになっている。
【００４０】
また、ヘッドユニット３には、Ｚ軸サーボモータ１６と、このＺ軸サーボモータ１６により回転駆動されるＺ軸ボールねじ軸１７とが、各実装用ヘッド１５に対して各々設けられている。
【００４１】
そして、各実装用ヘッド１５に相対回転可能な状態で取り付けられているナット部材１８が、各々Ｚ軸ボールねじ軸１７に螺合し、このボールねじ軸１７がＺ軸サーボモータ１６により回転駆動され、それによって実装用ヘッド１５が上下方向に移動するようになっている。
【００４２】
上記ヘッドユニット３には、実装用ヘッド１５を軸回り（Ｒ軸回り）に回転させる回転機構１９が、それぞれ実装用ヘッド１５に対応して設けられている。
【００４３】
これら回転機構１９は、Ｒ軸サーボモータ２７（図４参照）にそれぞれ接続されており、このＲ軸サーボモータ２７の回転駆動に応じて実装用ヘッド１５をそれぞれＲ軸回りに回転させるようになっている。
【００４４】
さらに、ヘッドユニット３の下端部には、上記支持部材１０から離間する方向へ延びる
保持部２０が形成されており、この保持部２０は、各実装用ヘッド１５を挿通状態で支持している。
【００４５】
また、保持部２０は、その先端部が下方へ突出しており、この突出部の先端部には、各実装用ヘッド１５の側面に光を照射する側方照明２１が取り付けられている。この側方照明２１は、図３に示すように、各吸着ノズル１５ｂに対応して６個配設されている。
【００４６】
一方、上記支持部材１０には、カメラ支持部２２が垂下され、このカメラ支持部２２の下端部には、側方カメラ（側方撮像手段）２３が取り付けられている。なお、側方照明２１と側方カメラ２３とは、Ｙ軸方向において吸着ノズル１５ｂを挟んで対向する位置に配置されている。
【００４７】
上記側方カメラ２３は、ラインセンサやエリアセンサ等からなり、上記側方照明２１による透過照明条件下で吸着ノズル１５ｂを側方から撮像するものであり、吸着ノズル１５ｂの先端部及びその周辺範囲について透過画像を得ることが可能となっている。
【００４８】
さらに、上記側方カメラ２３のＸ軸方向の位置に対応して、基台２には、吸着ノズル１５ｂを下方から撮像する撮像部２４が設けられている。
【００４９】
この撮像部２４は、図３に示すように、下方カメラ（下方撮像手段）２５と、この下方カメラ２５の撮像範囲を取り囲みつつ上方へ広がって配置された複数のＬＥＤからなるドーム状の下方照明２６とを備え、上方を通過する吸着ノズル１５ｂの先端又は吸着された電子部品Ｃを、下方照明２６による反射照明条件下で下方カメラ２５により下方から撮像し、吸着ノズル１５ｂ先端又は電子部品Ｃの底面の反射画像を得ることが可能となっている。
【００５０】
なお、上記ヘッドユニット３にはさらに、基板に付されたフィデューシャルマークを撮像すること等によって基板認識を行なう基板認識カメラ２８（図４参照）が設けられている。
【００５１】
次に、本実施形態における制御系統について図４を参照して説明する。
【００５２】
コントローラ３０は、本体機構部１の内部の適所に設けられ、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、初期設定等を記憶しているＲＯＭ、装置動作中の様々なデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されている。
【００５３】
また、コントローラ３０は、機能的には、モータ制御部３１、外部入出力部３２、画像処理部３３、サーバ通信手段３４、各種記憶手段３５〜３７及び演算処理部３８を備えている。
【００５４】
なお、上記コントローラ３０には、表示ユニット３９が接続され、この表示ユニット３９は、上記演算処理部３８の指示に応じて実装機の駆動状態等を表示可能に構成されている。
【００５５】
上記モータ制御部３１は、上記Ｙ軸サーボモータ８、Ｘ軸サーボモータ１２、Ｚ軸サーボモータ１６及びＲ軸サーボモータ２７の駆動を制御するようになっている。
【００５６】
外部入出力部３２は、実装機に装備されている各種センサー類４１からの信号を入力する一方、サーボモータ８，１２，１６，２７以外の各種アクチュエータ等４２に対して信号を出力するようになっている。
【００５７】
画像処理部３３は、基板認識カメラ２８、側方カメラ２３及び下方カメラ２５から画像データを取り込み、２値化等の処理を行なうようになっている。サーバ通信手段は、サーバとの間で情報等の交信を行うようになっている。
【００５８】
記憶手段としては、部品実装処理のプログラムや実装に必要な各種データを記憶する実装プログラム等記憶手段３５、プリント基板を搬送する搬送系に関する各種データを記憶する搬送系データ記憶手段３６、及び部品実装装置の設備毎に固有のデータ（例えば後述のノズルシャフト先端偏芯量等）を記憶する設備固有データ記憶手段３７が設けられる。
【００５９】
上記演算処理部３８は、ＣＰＵ等のような演算機能を有するものであり、上記実装プログラム記憶手段に記憶されているプログラムに従って、モータ制御部や画像処理部を制御するようになっている。
【００６０】
特に、演算処理部３８は、ノズルシャフト１５ａに対して吸着ノズル１５ｂを取り外した状態で、複数の回転角（例えば９０度おきの４つの回転角）においてノズルシャフト先端部を下方カメラ２５により撮像するように、ノズルシャフト１５ａの回転駆動及び下方カメラ２５の作動を制御するとともに、その撮像による画像に基づいて上記複数の回転角でのノズルシャフトの先端部の位置を検出するノズルシャフト先端検出手段としての機能と、ノズルシャフト１５ａに対して吸着ノズル１５ｂを取り付けた状態で、少なくとも２つの回転角（例えば０度及び９０度）においてノズル先端部を側方カメラ２３により撮像するように、ノズルシャフト１５ａの回転駆動及び側方カメラ２３の作動を制御するとともに、その撮像による画像に基づき、少なくとも２つの回転角でのノズル先端の偏芯量の一方向成分（Ｘ成分）を検出するノズル先端検出手段としての機能と、上記ノズル先端の偏芯量の一方向成分と、上記ノズルシャフトの先端部の位置とに基づき、上記複数の回転角でのノズル先端の偏芯量を算出する演算手段としての機能と、部品吸着時に吸着ノズルを部品吸着位置に移動させ、かつ、上記演算手段によって求められたノズル先端の偏芯量により部品吸着時の吸着ノズルの移動位置を補正する制御手段としての機能とを有している。
【００６１】
さらに上記演算処理部３８は、部品実装作業時における部品吸着後に、下方カメラ２５による吸着部品の撮像に基づく部品認識により、吸着ノズル１５ｂに吸着された部品の中心位置を検出し、この部品中心位置と上記ノズル先端の偏心量とから、ノズル先端に対する吸着部品の相対ずれ量を算出する。そして、この相対ずれ量を複数回サンプリングして、その平均値に応じ、部品吸着位置のフィードバック補正を行なうようにしている。
【００６２】
また、次のような目的で、上記相対ずれ量が所定の許容値を超えたか否かを判定して、所定の許容値を超えた場合は吸着部品の廃棄若しくは吸着リトライ（吸着動作の再試行）を行なうようにしている。
【００６３】
すなわち、吸着部品の所定基準位置に対するずれ量（絶対的ずれ量）に応じてプリント基板に対する搭載位置の補正は行われるが、このような搭載位置の補正が行われても、上記相対ずれ量が大きい場合には安定した搭載ができない可能性がある。また、搭載位置によっては、上記相対ずれ量が大きいと、既に搭載されている隣接部品と吸着ノズル１５ｂとが干渉する可能性がある。また、上記相対ずれ量があまりにも大きい場合、部品認識時の画像処理等が不適切である可能性がある。そこで、このような場合（例えば後述の図７のフローチャート中に示すように搭載時に隣接部品との干渉が生じる程度に上記相対ずれ量が大きい場合）に、吸着部品の廃棄等を行なうようにしている。
【００６４】
次に、図８〜図１３を参照しつつ、図５〜図７に示すフローチャートに基づいて、上記コントローラ３０により実行される処理について説明する。
【００６５】
図５は、部品実装装置が稼動される前の設備調整段階において行なわれるノズルシャフト先端位置検出処理（ノズルシャフト先端検出工程）のフローである。この処理の際には、図８に示すように実装用ヘッド１５のノズルシャフト１５ａから吸着ノズル１５ｂが取り外されている。この状態で、検査を行なうべき指令があると、コントローラ３０は、ノズルシャフト１５ａの先端が下方カメラに対応する位置までヘッドユニット３を移動させるとともに、ノズルシャフト１５ａの先端を所定の撮像高さ位置とするように、Ｘ軸サーボモータ８、Ｙ軸サーボモータ１８及びＺ軸サーボモータ１６を制御する。
【００６６】
そして、コントローラ３０は、Ｒ軸サーボモータ２７を制御することによりノズルシャフトの回転角を０度とし（ステップＳ１）、この状態で、下方カメラ２５によりノズルシャフト１５ａの先端部を下方から撮像し、その画像に基づいてノズルシャフト１５ａの先端位置を検出し、具体的にはノズルシャフト先端の正規の位置に対するずれ量であるノズルシャフト部先端偏芯量を検出する（ステップＳ２）。この場合、上記撮像によって図９に示すようなノズルシャフト１５ａの先端部の底面画像が得られ、この画像に基づき、ノズルシャフト部先端の基準位置Ｏ（正規の位置）に対する偏芯量が二次元的にＸＹ座標（ｄＸ０，ｄＹ０）で求められる。
【００６７】
この検出結果を、設備固有データとして、設備固有データ記憶手段３７に記憶する（ステップＳ３）。
【００６８】
次いで、ヘッドユニット３の全ノズルシャフト部に対して回転角０度での上記検出が完了したか否かを判定し（ステップＳ４）、完了していなければ、ヘッドユニット３を移動させて検出ノズルシャフトを変更し（ステップＳ５）、それからステップＳ２，Ｓ３を繰り返す。
【００６９】
全ノズルシャフト部に対して上記検出が完了すれば、９０度単位の全回転角度（０度、９０度、１８０度及び２７０度）に対して検出が完了したか否かを判定し（ステップＳ６）、完了していなければ、ノズルシャフト１５ａを所定の正転方向に９０度だけ回転させ（ステップＳ７）、それからステップＳ２以降の処理を繰り返す。
【００７０】
９０度単位の全回転角度に対して検出が完了すれば、このフローを終了する。
【００７１】
このような処理により、各ノズルシャフト１５ａについてそれぞれ、図１０に示すように、９０度おきの４つの回転角度においてノズルシャフトの先端位置が求められ、つまり、０度でのノズルシャフト部先端偏芯量（ｄＸ００、ｄＹ００）、９０度でのノズルシャフト部先端偏芯量（ｄＸ０９０、ｄＹ０９０）、１８０度でのノズルシャフト部先端偏芯量（ｄＸ０１８０、ｄＹ０１８０）及び２７０度でのノズルシャフト部先端偏芯量（ｄＸ０２７０、ｄＹ０２７０）が求められる。なお、図１０において、Ｌｓはノズルシャフト１５ａを回転させたときのノズルシャフト先端の軌跡を示している。
【００７２】
図６は、部品実装にあたって実装用ヘッド１５のノズルシャフト１５ａの先端に吸着ノズル１５ｂを取り付け、あるいは交換したときに行なわれるノズル先端部偏芯量検出処理のフローである。この処理は、ノズル先端検出工程（ステップＳ１１〜Ｓ１４）と演算工程（ステップＳ１５）とを含んでいる。
【００７３】
この処理がスタートすると、コントローラ３０は、Ｒ軸サーボモータ２７を制御することにより吸着ノズル１５ｂの回転角を０度とし（ステップＳ１１）、この状態で、側方カメラ２３により吸着ノズル１５ｂを側方から撮像し、その画像に基づいて吸着ノズル１５ｂの先端部偏芯量のＸ成分（一方向成分）を検出する（ステップＳ１２）。
【００７４】
すなわち、図１１に示すように、各実装用ヘッド１５のノズルシャフト１５ａの先端部に吸着ノズル１５ｂを取り付けた状態で、側方照明２１を点灯させるともに、ヘッドユニットをＸ方向に移動させることにより吸着ノズル１５ｂを側方カメラ２３に対して移動させ、吸着ノズル１５ｂが側方カメラ２３に対向する位置を通過する間に、側方カメラ２３で吸着ノズル１５ｂを撮像する。これにより、図１２に示すような吸着ノズル１５ｂの側面画像が得られ、この画像から、吸着ノズル１５ｂ先端の基準位置Ｏに対する偏芯量のＸ成分（ｄＸ０）が求められる。なお、図１２中のｄＸｏ０は基準位置Ｏに対するノズルシャフト先端の偏芯量のＸ成分である。また、ΔＸはノズルシャフト先端に対する吸着ノズル先端の偏芯量のＸ成分であり、後述の図１３中に示すＲｃｏｓθに等しい。
【００７５】
図６に戻って、ステップＳ１２の次には、Ｒ軸サーボモータ２７を制御することによりノズルシャフト１５ａ及び吸着ノズル１５ｂの回転角を９０度とする（ステップＳ１３）。そしてこの状態でも、側方カメラ２３により吸着ノズル１５ｂを側方から撮像し、その画像に基づいて吸着ノズル１５ｂの先端部偏芯量のＸ成分（一方向成分）を検出する（ステップＳ１４）。
【００７６】
次に、上記ステップＳ１２，Ｓ１４で検出した両偏芯量と設備固有データ記憶手段３７に記憶されているノズルシャフト先端偏芯量とから、回転補正により、ノズルシャフト１５ａの先端の偏芯量（ＸＹ方向）を算出する（ステップＳ１５）。
【００７７】
このステップＳ１５での処理を、図１３によって具体的に説明する。
【００７８】
図１３中に符号Ｌｓを付した一点鎖線の閉曲線は、偏芯したノズルシャフト１５ａの先端の回転軌跡であり、９０度おきの４つの回転角（０度、９０度、１８０度、２７０度）でのノズルシャフト１５ａの先端位置（ノズルシャフト部先端偏芯量）を示す４点（ｄＸ００、ｄＹ００）、（ｄＸ０９０、ｄＹ０９０）、（ｄＸ０１８０、ｄＹ０１８０）、（ｄＸ０２７０、ｄＹ０２７０）は、この回転軌跡Ｌｓ上に存在する。
【００７９】
また、Ｌｎは、上記４点で停止したノズルシャフト１５ａの先端を中心に吸着ノズル１５ｂのみが回転したと仮定したときのノズル先端の回転軌跡、つまりノズルシャフト１５ａに対するノズル先端の相対的な回転軌跡であり、これは略真円となる。ただし、実際には吸着ノズル１ｂがノズルシャフト１ａの先端に固定されてノズルシャフト１ａと一体に回転し、ノズルシャフト１５ａの先端の回転軌跡Ｌｓは真円ではないので、ノズルシャフト１５ａの回転に伴う吸着ノズル１ｂの先端の動きも真円にはならない。
【００８０】
上記各回転角（０度、９０度、１８０度、２７０度）での吸着ノズル１５ｂの先端位置の偏芯量（ＸＹ方向）を（ｄＸ０、ｄＹ０）、（ｄＸ９０、ｄＹ９０）、（ｄＸ１８０、ｄＹ１８０）、（ｄＸ２７０、ｄＹ２７０）とすると、このうちのｄＸ０、ｄＸ９０が上記ステップＳ１２及びステップＳ１４で検出される。また、上記各回転角度（０度、９０度、１８０度、２７０度）でのノズルシャフト先端偏芯量（ｄＸ００、ｄＹ００）、（ｄＸ０９０、ｄＹ０９０）、（ｄＸ０１８０、ｄＹ０１８０）、（ｄＸ０２７０、ｄＹ０２７０）は前述の図５のノズルシャフト先端位置検出処理で検出されて設備固有データ記憶手段３７に記憶されている。
【００８１】
また、図１３に示すＸＹ座標上で、回転角０度でのノズルシャフト先端の位置と吸着ノズル先端の位置とを結ぶ線分の長さをＲ、この線分のＸ軸に対する角度をθとすると、ノズルシャフト先端と吸着ノズル先端とのＸ方向、Ｙ方向の距離はＲｃｏｓθ、Ｒｓｉｎθとなる。
【００８２】
これらから、上記各回転角（０度、９０度、１８０度、２７０度）での吸着ノズル１５ｂの先端位置の偏芯量（ＸＹ方向）は次のように算出することができる。
ｄＸ０（＝ｄＸ００＋Ｒｃｏｓθ）：検出値
ｄＹ０（＝ｄＹ００＋Ｒｓｉｎθ）＝ｄＹ００＋ｄＸ０９０−ｄＸ９０
ｄＸ９０（＝ｄＸ０９０−Ｒｓｉｎθ）：検出値
ｄＹ９０（＝ｄＸ０９０＋Ｒｃｏｓθ）＝ｄＸ０９０−ｄＸ００−ｄＸ０
ｄＸ１８０（＝ｄＸ０１８０−Ｒｃｏｓθ）＝ｄＸ０１８０＋ｄＸ００−ｄＸ０
ｄＹ１８０（＝ｄＹ０１８０−Ｒｓｉｎθ）＝ｄＹ０１８０＋ｄＹ００−ｄＹ０
ｄＸ２７０（＝ｄＸ０２７０＋Ｒｓｉｎθ）＝ｄＸ０２７０＋ｄＸ０９０−ｄＸ９０
ｄＹ２７０（＝ｄＹ０２７０−Ｒｃｏｓθ）＝ｄＹ０２７０＋ｄＸ００−ｄＸ０
このような演算が上記ステップＳ１５で行なわれ、演算結果は実装プログラム等記憶手段３５に記憶される。
【００８３】
図７は、部品実装作業中の処理のフローである。この処理は、前述の図６のフローのステップＳ１５で算出したノズル先端部偏芯量により部品吸着位置の補正を行なう補正工程を含んでおり、当実施形態ではさらに、部品吸着後に撮像部２４による部品認識に基づいて部品吸着位置ずれ量を求め、それに応じた部品吸着位置のフィードバック補正も行なうようにしている。
【００８４】
すなわち、コントローラ３０は、ヘッドユニット３の実装用ヘッド１５によって部品供給部５から部品を吸着する際に、前述の図６のフローのステップＳ１５で算出して記憶している偏芯量のデータの中から、部品吸着時のノズル回転角に応じたノズル先端部偏芯量を読み出し、そのノズル先端部偏芯量に応じた補正を加味した部品吸着位置の計算を行なう（ステップＳ２１）。
【００８５】
次に、過去Ｎ回（例えば５回）分の部品吸着後の吸着位置ずれの測定に基づいて求められる吸着位置フィードバック補正値があるか否かを判定する（ステップＳ２２）。すなわち、実装作業中は部品吸着後に部品認識カメラによる撮像に基づいて吸着ノズル先端と部品中心とのずれ量が検出され、Ｎ回分ずれ量が検出されるとその平均値に応じた吸着位置フィードバック補正値が求められるが、このような処理による吸着位置フィードバック補正値の取得が済んでいるか否かを判定する。
【００８６】
そして、吸着位置フィードバック補正値がある場合は、ステップＳ２１で求めた部品吸着位置にフィードバック補正値を加算する（ステップＳ２３）。
【００８７】
次に、ステップＳ２１〜Ｓ２３によって補正された部品吸着位置へ実装用ヘッド１５を移動させ、さらに吸着ノズル１５ｂを下降させて部品を吸着させる（ステップＳ２４）。
【００８８】
部品吸着後は、吸着ノズル１５ｂを所定高さまで上昇させるとともに撮像部２４上までヘッドユニット３を移動させ、撮像部２４の下方カメラ２５で下方から吸着部品を撮像し、部品認識を行なう（ステップＳ２５）。そして、この部品認識に基づき、部品中心と吸着ノズル先端中心の相対ずれ量（ｄＸｎ，ｄＹｎ）を算出する（ステップＳ２６）。この場合、下方カメラ２５で撮像した吸着部品の画像から吸着ノズル１５ｂに吸着された部品の中心位置（画面上の基準位置に対する吸着部品の中心位置のずれ量）を検出し、その値と、前述のステップＳ１５で求めた偏心量のデータの中からノズル回転角に応じて選出した偏心量とから、上記相対ずれ量（ｄＸｎ，ｄＹｎ）を求める。
【００８９】
さらに、過去Ｎ回分の相対ずれ量の平均値を算出し（ステップＳ２７）、これをフィードバック補正値としてその後の制御に反映させるようにする。
【００９０】
また、上記ステップＳ２６で算出した相対ずれ量（ｄＸｎ，ｄＹｎ）により、部品搭載時における吸着ノズル１５ｂと隣接部品との干渉について判定し（ステップＳ２８）、干渉しないかどうか（相対ずれ量が隣接部品との位置関係に応じて設定した許容値以下か否か）を調べる（ステップＳ２８１）。そして、干渉する場合は吸着部品の廃棄（ステップＳ２８２）を行なってからステップＳ２４に戻り、吸着リトライを行なう。
【００９１】
隣接部品との干渉が生じない場合は、ヘッドユニット３をプリント基板Ｐ上に移動させ、実装用ヘッド１５の吸着ノズル１５ｂに吸着されていた部品をプリント基板Ｐに搭載する（ステップＳ２８）。
【００９２】
部品搭載が済めば、次の部品を吸着すべく、ステップＳ２１に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。
【００９３】
以上のような当実施形態の方法及び装置によると、ノズルシャフトの偏芯ずれやノズルシャフトに対する吸着ノズルの嵌合ずれ等によるノズル先端の位置ずれがあった場合に、図５及び図６に示す処理により、ノズル先端部偏芯量（ノズル先端の位置ずれ）が求められ、それに応じて吸着位置が補正されるため、吸着ずれやそれによる吸着不良が抑制される。
【００９４】
とくに、ノズル先端部偏芯量が確実に、かつ精度良く求められる。
【００９５】
すなわち、先ず設備調整段階おいて、ノズルシャフト１５ａから吸着ノズル１５ｂが取り外されている状態で、図５に示すノズルシャフト先端位置検出処理が行なわれることにより、０度、９０度、１８０度及び２７０度の各回転角において、下方からの撮像によるノズルシャフト１ａの反射画像に基づいてノズルシャフト１ａ先端の位置（ノズルシャフト部先端偏芯量）が検出される。この場合に、設備調整段階おけるノズルシャフト１ａ先端は汚れや半田付着がなく、鮮明な画像が得られるため、ノズルシャフト１ａ先端の位置を精度良く検出することができる。
【００９６】
次に、ノズルシャフト１５ａの先端に実装に使用する吸着ノズル１５ｂが取り付けられたときに、図６に示すノズル先端部偏芯量検出処理により、吸着ノズル１５ｂの先端部が撮像され、それに基づきノズル先端部偏芯量が求められる。この場合、使用する吸着ノズル１５ｂの先端は汚れや半田付着が生じている場合があり、このような場合に、下方からの反射照明条件下での撮像では画像が不鮮明になり、検出精度が悪くなるが、当実施形態では、透過照明条件下で側方から撮像しているので、鮮明な画像が得られ、ノズル先端位置を精度良く検出することができる。
【００９７】
ただし、側方からの撮像では、ノズル先端部偏芯量の一方向成分（Ｘ方向成分）しか検出できないが、０度及び９０度の回転角でそれぞれ検出されたノズル先端部偏芯量のＸ方向成分と、設備調整段階でのノズルシャフト先端位置検出処理で検出された０度，９０度，１８０度及び２７０度の各回転角でのノズルシャフト部先端偏芯量とから、各回転角でのノズル先端部偏芯量が演算により精度良く求められることとなる。
【００９８】
図１４〜図１７は、本発明の別の実施形態を示している。なお、この実施形態でも、実装装置とこれに設けられるコントローラ３０は図１〜図４に示すとおりであるが、コントローラ３０の演算処理部３８は、所定の基準ノズル１５ｃ（図１６参照）をノズルシャフト１５ａの先端部に取り付けた状態で、複数の回転角（例えば９０度おきの４つの回転角）において基準ノズル１５ｃを下方カメラ２５により撮像するように、ノズルシャフト１５ａの回転駆動及び下方カメラ２５の作動を制御するとともに、その撮像による画像に基づいて上記複数の回転角での基準ノズルの先端部の位置を検出する基準ノズル先端検出手段としての機能と、ノズルシャフト１５ａに対して実際に実装に使用する吸着ノズル１５ｂを取り付けた状態で、２つの回転角（例えば０度及び９０度）において吸着ノズル１５ｂを側方カメラ２３により撮像するように、ノズルシャフト１５ａの回転駆動及び側方カメラ２３の作動を制御するとともに、その撮像による画像に基づき、少なくとも２つの回転角でのノズル先端の偏芯量の一方向成分（Ｘ成分）を検出するノズル先端検出手段としての機能と、上記ノズル先端の偏芯量の一方向成分と、上記基準ノズルの先端部の位置とに基づき、上記複数の回転角でのノズル先端の偏芯量を算出する演算手段としての機能と、部品吸着時に吸着ノズル１５ｂを部品吸着位置に移動させ、かつ、上記演算手段によって求められたノズル先端の偏芯量により部品吸着時の吸着ノズル１５ｂの移動位置を補正する制御手段としての機能とを有している。
【００９９】
この実施形態では、設備調整段階で、図１６に示されるように、下方からの撮像によるノズル先端位置検出のために予め選定した特定の吸着ノズルである基準ノズル１５ｃがノズルシャフト１５ａの先端部に取り付けられる。この基準ノズル１５ｃは、実装に使用されるノズルの中から、汚れや半田付着が少なくて下方からの反射照明条件下での撮像によっても鮮明な画像が得られるものを選択するようにしてもよいし、基準ノズル先端位置検出処理にのみ用いるダミーノズルであってもよい。
【０１００】
そしてこの状態で、図１４に示す基準ノズル先端位置検出処理を行なう。
【０１０１】
すなわち、コントローラ３０は、Ｒ軸サーボモータ２７を制御することにより基準ノズル１５ｃの回転角を０度とし（ステップＳ３１）、この状態で、下方カメラ２５により基準ノズル１５ｃの先端部を下方から撮像し、その画像に基づいて基準ノズル１５ｃの先端部の位置を検出し、具体的には基準ノズル１５ｃの先端部の正規の位置に対するずれ量である先端位置変化量を検出する（ステップＳ３２）。この場合、上記撮像によって基準ノズル１５ｃの先端部の底面画像が得られ、この画像に基づき、基準ノズル１５ｃの先端位置変化量が二次元的にＸＹ座標で求められる。
【０１０２】
この検出結果を、設備固有データとして、設備固有データ記憶手段３７に記憶する（ステップＳ３３）。
【０１０３】
次いで、ヘッドユニット３の全ノズルシャフト部に対して回転角０度での上記検出が完了したか否かを判定し（ステップＳ３４）、完了していなければ、ヘッドユニット３を移動させて検出ノズルシャフトを変更し（ステップＳ３５）、それからステップＳ３２，Ｓ３３を繰り返す。
【０１０４】
全ノズルシャフト部に対して上記検出が完了すれば、９０度単位の全回転角度（０度、９０度、１８０度及び２７０度）に対して検出が完了したか否かを判定し（ステップＳ３６）、完了していなければ、基準ノズル１５ｃを所定の正転方向に９０度だけ回転させ（ステップＳ３７）、それからステップＳ３２以降の処理を繰り返す。
【０１０５】
９０度単位の全回転角度に対して検出が完了すれば、このフローを終了する。
【０１０６】
このような処理により、各ノズルシャフト１５ａについてそれぞれ、図１７中に示すように０度、９０度、１８０度、２７０度の４つの回転角度において基準ノズル１５ｃの先端位置変化量（ｄＸ１０、ｄＹ１０）、（ｄＸ１９０、ｄＹ１９０）、（ｄＸ１１８０、ｄＹ１１８０）、（ｄＸ１２７０、ｄＹ１２７０）が求められる。
【０１０７】
図１５は、部品実装にあたって実際に実装に使用する吸着ノズル１５ｂを実装用ヘッド１５のノズルシャフト１５ａの先端に取り付け、あるいは交換したときに行なわれるノズル先端部偏芯量検出処理のフローである。この処理は、使用ノズル先端検出工程（ステップＳ４１〜Ｓ４４）と演算工程（ステップＳ４５）とを含んでいる。
【０１０８】
この処理がスタートすると、コントローラ３０は、Ｒ軸サーボモータ２７を制御することによりノズルシャフト１５ａ及び吸着ノズル１５ｂの回転角を０度とし（ステップＳ４１）、この状態で、側方カメラ２３により吸着ノズル１５ｂを側方から撮像し、その画像に基づいて吸着ノズル１５ｂの先端部偏芯量のＸ成分（一方向成分）を検出する（ステップＳ４２）。
【０１０９】
次に、Ｒ軸サーボモータ２７を制御することにより吸着ノズル１５ｂの回転角を９０度とする（ステップＳ４３）。そしてこの状態でも、側方カメラ２３により吸着ノズル１５ｂを側方から撮像し、その画像に基づいて吸着ノズル１５ｂの先端部偏芯量のＸ成分（一方向成分）を検出する（ステップＳ４４）。
【０１１０】
次に、上記ステップＳ４２，Ｓ４４で検出した両偏芯量と設備固有データ記憶手段に記憶されている基準ノズル１５ｃの先端位置変化量とから、回転補正により、ノズルシャフト１５ａの先端の偏芯量（ＸＹ方向）を算出する（ステップＳ４５）。
【０１１１】
このステップＳ４５での処理を、図１７によって具体的に説明する。
【０１１２】
図１７中に符号Ｌｓを付した一点鎖線の閉曲線は、偏芯したノズルシャフト１５ａの先端の回転軌跡である。また、０度、９０度、１８０度、２７０度の４つの回転角においてそれぞれ、ノズルシャフト１５ａが停止した状態で、基準ノズル１５ｃがノズルシャフト先端を中心に回転したと仮定したときの基準ノズル１ｃの先端の回転軌跡がＬｎ´であり、同じく上記４つ回転角においてそれぞれノズルシャフト１５ａが停止した状態で吸着ノズル１ｂがノズルシャフト先端を中心に回転したと仮定したときの吸着ノズル１ｂの先端の回転軌跡がＬｎである。これらのノズルシャフト先端に対するノズルの回転軌跡Ｌｎ，Ｌｎ´は略真円となる。
【０１１３】
上記４つの回転角（０度、９０度、１８０度、２７０度）での基準ノズル１５ｃの先端位置（先端位置変化量）を示す４点（ｄＸ１０、ｄＹ１０）、（ｄＸ１９０、ｄＹ１９０）、（ｄＸ１１８０、ｄＹ１１８０）、（ｄＸ１２７０、ｄＹ１２７０）は、回転軌跡Ｌｎ´Ｌｓ上に存在し、また、上記４つの回転角での吸着ノズル１５ｂの先端位置（ノズル先端部偏芯量）を示す４点（ｄＸ０、ｄＹ０）、（ｄＸ９０、ｄＹ９０）、（ｄＸ１８０、ｄＹ１８０）、（ｄＸ２７０、ｄＹ２７０）は、回転軌跡Ｌｎ上に存在する。
【０１１４】
これらのうち、ｄＸ０、ｄＸ９０が上記ステップＳ４２及びステップＳ４４で検出され、また、上記各回転角度（０度、９０度、１８０度、２７０度）での基準ノズル１５ｃの先端位置変化量（ｄＸ１０、ｄＹ１０）、（ｄＸ１９０、ｄＹ１９０）、（ｄＸ１１８０、ｄＹ１１８０）、（ｄＸ１２７０、ｄＹ１２７０）は前述の図１４の検出フローで検出されて設備固有データ記憶手段３７に記憶されている。
【０１１５】
また、図１７に示すＸＹ座標上で、回転角０度での基準ノズル１５ｃの先端部の位置と吸着ノズル１５ｂの先端部の位置とを結ぶ線分の長さをＲ、この線分のＸ軸に対する角度をθとすると、基準ノズル１５ｃの先端部の位置と吸着ノズル１５ｂの先端部の位置とのＸ方向、Ｙ方向の距離はＲｃｏｓθ、Ｒｓｉｎθとなる。
【０１１６】
これらから、上記各回転角（０度、９０度、１８０度、２７０度）での吸着ノズル１５ｂのノズル先端部偏芯量（ＸＹ方向）は次のように算出することができる。
ｄＸ０（＝ｄＸ１０＋Ｒｃｏｓθ）：検出値
ｄＹ０（＝ｄＹ１０＋Ｒｓｉｎθ）＝ｄＹ１０＋ｄＸ１９０−ｄＸ９０
ｄＸ９０（＝ｄＸ１９０−Ｒｓｉｎθ）：検出値
ｄＹ９０（＝ｄＸ１９０＋Ｒｃｏｓθ）＝ｄＸ１９０−ｄＸ１０−ｄＸ０
ｄＸ１８０（＝ｄＸ１１８０−Ｒｃｏｓθ）＝ｄＸ１１８０＋ｄＸ１０−ｄＸ０
ｄＹ１８０（＝ｄＹ１１８０−Ｒｓｉｎθ）＝ｄＹ１１８０＋ｄＹ１０−ｄＹ０
ｄＸ２７０（＝ｄＸ１２７０＋Ｒｓｉｎθ）＝ｄＸ１２７０＋ｄＸ１９０−ｄＸ９０
ｄＹ２７０（＝ｄＹ１２７０−Ｒｃｏｓθ）＝ｄＹ１２７０＋ｄＸ１０−ｄＸ０
このような演算が上記ステップＳ４５で行なわれ、演算結果は実装プログラム等記憶手段３５に記憶される。
【０１１７】
部品実装作業中の処理は図７に示す通りであり、この処理により、ノズル先端部偏芯量に応じ、実装中の部品吸着の際に部品吸着位置が補正される。
【０１１８】
この実施形態の方法及び装置によっても、設備調整段階おいては、基準ノズル１５ｃを撮像するため、鮮明な画像が得られて、ノズル先端位置を精度良く検出することができ、また、実際に実装に使用する吸着ノズル１５ｂがノズルシャフト１５ａの先端取り付けられたときには、透過照明条件下で側方から撮像で吸着ノズルを撮像することにより、鮮明な画像が得られる。そして、図１５のステップＳ４２，Ｓ４５で検出されるノズル先端部偏芯量のＸ方向成分と、図１４の処理で検出されて記憶されている基準ノズルの先端位置変化量とから、各回転角でのノズル先端部偏芯量が演算により精度良く求められることとなる。
【０１１９】
なお、本発明の方法及び装置の具体的構成は上記各実施形態に限定されず、種々変更可能である。
【０１２０】
例えば、上記各実施形態では、設備調整段階で、下方カメラ２５によるノズルシャフト１５ａ先端部又は基準ノズル１５ｂ先端部の撮像を、０度、９０度、１８０度、２７０度の４つの回転角で行なっているが、部品の種類等によって吸着角度や装着角度が他にもあり得る場合、さらに多くの回転角度で撮像を行なうようにしてもよい。
【０１２１】
また、第１の実施形態では、設備調整段階で、ノズルシャフト１５ａの先端部を下方カメラ２５で撮像しているが、この際、マーク等で位置をより明確に示すようにした治具をノズルシャフト１５ａの先端に取り付けて撮像を行うようにしてもよい。
【０１２２】
また、上記実施形態ではヘッドユニットの支持部材１０に側方カメラ２３を取り付け、基台２上に下方カメラ２５を有する撮像部２４を設置しているが、側方カメラ２３をヘッドユニット３あるいは基台２上に設けてもよく、また、下方カメラ２５をヘッドユニット３あるいは支持部材１０に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明が適用される部品実装装置の部分平面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１に示す部品実装装置の一部を省略して示す正面断面図である。
【図４】図１の部品実装装置のコントローラについて機能的構成を示すブロック図である。
【図５】ノズルシャフト先端位置検出処理を示すフローチャートである。
【図６】ノズル先端部偏芯量検出処理を示すフローチャートである。
【図７】部品実装作業中の処理を示すフローチャートである。
【図８】ノズルシャフト先端位置検出処理の際のノズルシャフト及び下方カメラの状態を示す概略斜視図である。
【図９】ノズルシャフトの底面画像を示す説明図である。
【図１０】ノズルシャフト先端の回転軌跡を示す説明図である。
【図１１】ノズル先端部偏芯量検出処理の際のノズルシャフト、吸着ノズル、側方カメラ等の状態を示す概略斜視図である。
【図１２】吸着ノズルの側面画像及びノズル先端部偏芯量を示す説明図である。
【図１３】ノズル先端部偏芯量の求め方を示すための説明図である。
【図１４】本発明の別の実施形態における基準ノズル先端位置検出処理を示すフローチャートである。
【図１５】別の実施形態におけるノズル先端部偏芯量検出処理を示すフローチャートである。
【図１６】別の実施形態における基準ノズル先端位置検出処理の際のノズルシャフト、基準ノズル及び下方カメラの状態を示す概略斜視図である。
【図１７】別の実施形態におけるノズル先端部偏芯量の求め方を示すための説明図である。
【符号の説明】
【０１２４】
Ｐ  プリント基板
３  ヘッドユニット
１５  実装用ヘッド
１５ａ  ノズルシャフト
１５ｂ  吸着ノズル
２２  側方カメラ
２５  下方カメラ
３０  コントローラ
３５  実装プログラム等記憶手段
３７  設備固有データ記憶手段
３８  演算処理手段
１５ｃ  基準ノズル
【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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