(57)【要約】【課題】ヘッドユニットに対して撮像部が移動可能なようにヘッドユニットに撮像部を取り付けた構成において、部品の吸着状態を誤って判定するのを抑制することが可能な部品移載装置を提供する。【解決手段】この部品移載装置（表面実装機１００）は、直線状に並んで配置された複数の吸着ノズル２２を含み、部品１２０を吸着ノズル２２により吸着して搬送するヘッドユニット２０と、ヘッドユニット２０に取り付けられ、吸着ノズル２２に吸着された部品１２０を側方から撮像する部品撮像装置５０とを備え、部品撮像装置５０の移動方向が複数の吸着ノズル２２の並び方向に対して傾き角度φで傾いている状態で撮像された側方画像を、傾き角度φに基づいて、部品撮像装置５０の移動方向が複数の吸着ノズル２２の並び方向に対して傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する補正処理Ｂを行う。【選択図】図１７
2009212166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に並んで配置された複数の吸着ノズルを含み、部品を前記吸着ノズルにより吸着して搬送するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットに取り付けられているとともに前記複数の吸着ノズルの並び方向に沿って移動可能に構成され、前記複数の吸着ノズルの並び方向に移動しながら前記吸着ノズルに吸着された前記部品を側方から撮像する撮像部と、
前記撮像部により前記部品の側方から撮像された画像に所定の補正処理を行った補正画像に基づいて前記ヘッドユニットの移動を制御する制御部とを備え、
前記所定の補正処理は、側方から見て、前記撮像部の移動方向が前記複数の吸着ノズルの並び方向に対して第１傾き角度で傾いている状態で撮像された側方画像を、前記第１傾き角度に基づいて、前記撮像部の移動方向が前記複数の吸着ノズルの並び方向に対して傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する第１補正処理を含む、部品移載装置。
【請求項２】
前記第１補正処理は、前記第１傾き角度分、前記吸着ノズルの並び方向から前記撮像部の移動方向に向かう方向に前記側方画像を回転させることにより行われる、請求項１に記載の部品移載装置。
【請求項３】
前記撮像部は、前記部品を側方からセンサ部により撮像するように構成されており、
前記所定の補正処理は、前記撮像部の移動方向に対して前記センサ部が第２傾き角度で傾いた状態で撮像された側方画像を、前記第２傾き角度に基づいて、前記撮像部の移動方向に対して前記センサ部が傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する第２補正処理をさらに含み、
前記第２補正処理は、前記第１補正処理に先立って行われる、請求項１または２に記載の部品移載装置。
【請求項４】
前記吸着ノズルは、上下方向に移動可能に構成されており、
前記所定の補正処理は、前記吸着ノズルの移動方向が前記撮像部の移動方向と直交する方向に対して第３傾き角度で傾いている状態で撮像された側方画像を、前記第３傾き角度に基づいて、前記吸着ノズルの移動方向が前記撮像部の移動方向と直交する方向に対して傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する第３補正処理をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品移載装置。
【請求項５】
前記第３補正処理は、前記第１補正処理の後に行われる、請求項４に記載の部品移載装置。
【請求項６】
前記第３補正処理は、前記第３傾き角度分、前記吸着ノズルの移動方向から前記撮像部の移動方向と直交する方向に向かう方向に前記側方画像を回転させることにより行われる、請求項４または５に記載の部品移載装置。
【請求項７】
直線状に並んで配置された複数の吸着ノズルを含み、部品を前記吸着ノズルにより吸着して搬送するヘッドユニットと、前記ヘッドユニットに取り付けられているとともに前記複数の吸着ノズルの並び方向に沿って移動可能に構成され、前記複数の吸着ノズルの並び方向に移動しながら前記吸着ノズルに吸着された前記部品を側方から撮像する撮像部とを備えた部品移載装置の部品認識方法であって、
側方から見て、前記撮像部の移動方向が前記複数の吸着ノズルの並び方向に対して第１傾き角度で傾いている状態で撮像された側方画像を、前記第１傾き角度に基づいて、前記撮像部の移動方向が前記複数の吸着ノズルの並び方向に対して傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する第１補正処理を行うステップを備えた、部品移載装置の部品認識方法。
【請求項８】
前記撮像部は、前記部品を側方からセンサ部により撮像するように構成されており、
前記撮像部の移動方向に対する前記センサ部の第２傾き角度を算出するステップと、
前記撮像部の移動方向に対して前記センサ部が前記第２傾き角度で傾いた状態で撮像された側方画像を、前記第２傾き角度に基づいて、前記撮像部の移動方向に対して前記センサ部が傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する第２補正処理を行うステップとをさらに備え、
前記センサ部の第２傾き角度を算出するステップは、
それぞれの相対的な位置が既知である少なくとも３つの基準部を側方から前記撮像部により撮像するステップと、
前記センサ部が傾いて配置されていることに起因して変形した前記３つの基準部の側方画像に基づいて前記センサ部の第２傾き角度を算出するステップとを含み、
前記第２補正処理を行うステップの後に、前記第１補正処理を行うステップを実行する、請求項７に記載の部品移載装置の部品認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、部品移載装置および部品移載装置の部品認識方法に関し、特に、部品を側方から撮像する撮像部を備えた部品移載装置および部品移載装置の部品認識方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品を側方から撮像する撮像部を備えた表面実装機（部品移載装置）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１の表面実装機は、部品を複数の吸着ノズルにより吸着して搬送するとともに、部品をプリント基板上に実装するヘッドユニットと、吸着ノズルに吸着された部品をラインセンサにより撮像する撮像部とを備えている。ヘッドユニットにおいて、複数の吸着ノズルは所定の方向に並んで配置されている。撮像部は基台上に固定されているとともに、吸着ノズルに部品が吸着された状態でヘッドユニットが撮像部の上方を通過する際に、撮像部により部品が撮像されるように構成されている。この撮像画像に基づいて部品の吸着状態が判定されるとともに、判定した部品の吸着状態に基づいてヘッドユニットが制御される。上記特許文献１では、基台上に固定された撮像部により部品を撮像する際のヘッドユニットの移動方向に対して撮像部のラインセンサが傾いて配置されている場合に、その傾きに起因して変形して撮像された画像を、ラインセンサが傾いていない状態で撮像された画像となるように補正している。これにより、基台上に固定された撮像部のラインセンサが傾いて配置された場合にも、部品の吸着状態を正しく判定することが可能であるので、部品をプリント基板上に正確に実装することが可能である。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の表面実装機のように撮像部を基台上に固定した場合には、部品を撮像部により撮像するためにヘッドユニットを撮像部上に移動させる必要がある。この場合には、基台上に固定された撮像部上にヘッドユニットを移動させる分、部品の実装に時間がかかるという不都合がある。
【０００５】
そこで、上記のような不都合を解消するために、ヘッドユニットにヘッドユニットに対して移動可能な撮像部が取り付けられた構成が提案されている。このようにヘッドユニットに撮像部を取り付けることにより、上記特許文献１のように基台上に固定された撮像部上にヘッドユニットを移動させる必要がないので、部品の実装にかかる時間を短縮することが可能である。
【０００６】
【特許文献１】特許第３７７４２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ヘッドユニットに撮像部を取り付ける場合には、上記特許文献１のように撮像部が基台上に固定された構成と異なり、吸着ノズルの並び方向とヘッドユニットに対する撮像部の移動方向とを平行になるように組み付ける際に組み付け誤差が発生しやすいという不都合がある。したがって、ヘッドユニットに撮像部を取り付ける場合には、吸着ノズルの並び方向に対する撮像部の移動方向が傾いてしまう場合がある。この場合には、撮像部によって撮像された撮像画像において部品が傾いて写ってしまうので、傾いて写った部品の撮像画像に基づいて部品の吸着状態を判定してしまい、その結果、部品の吸着状態を誤って判定してしまう場合がある。この場合に、上記特許文献１によるラインセンサの傾き補正を上記ヘッドユニットに撮像部が取り付けられている構成に適用したとしても、吸着ノズルの並び方向に対する撮像部の移動方向の傾きは補正されないので、部品の吸着状態を誤って判定してしまうという問題点がある。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ヘッドユニットに対して撮像部が移動可能なようにヘッドユニットに撮像部を取り付けた構成において、部品の吸着状態を誤って判定するのを抑制することが可能な部品移載装置および部品移載装置の部品認識方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による部品移載装置は、直線状に並んで配置された複数の吸着ノズルを含み、部品を吸着ノズルにより吸着して搬送するヘッドユニットと、ヘッドユニットに取り付けられているとともに複数の吸着ノズルの並び方向に沿って移動可能に構成され、複数の吸着ノズルの並び方向に移動しながら吸着ノズルに吸着された部品を側方から撮像する撮像部と、撮像部により部品の側方から撮像された画像に所定の補正処理を行った補正画像に基づいてヘッドユニットの移動を制御する制御部とを備え、所定の補正処理は、側方から見て、撮像部の移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して第１傾き角度で傾いている状態で撮像された側方画像を、第１傾き角度に基づいて、撮像部の移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する第１補正処理を含む。
【００１０】
この第１の局面による部品移載装置では、上記のように、側方から見て、撮像部の移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して第１傾き角度で傾いている状態で撮像された側方画像を、第１傾き角度に基づいて、撮像部の移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する。これにより、ヘッドユニットに対して撮像部が移動可能なようにヘッドユニットに撮像部を取り付けた構成において、組み付け誤差により撮像部の吸着ノズルに対する移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して第１傾き角度で傾いている場合にも、部品が傾いて写った側方画像から、部品が傾かずに写った側方画像を得ることができる。これにより、第１補正処理を行った後の、部品が傾かずに写った側方画像に基づいて部品の吸着状態を判定することができる。したがって、ヘッドユニットに対して撮像部が移動可能なようにヘッドユニットに撮像部を取り付けた構成において、部品の吸着状態を誤って判定してしまうのを抑制することができる。
【００１１】
上記第１の局面による部品移載装置において、好ましくは、第１補正処理は、第１傾き角度分、吸着ノズルの並び方向から撮像部の移動方向に向かう方向に側方画像を回転させることにより行われる。このように構成すれば、撮像部が吸着ノズルに対して移動する構成において、撮像部の吸着ノズルに対する移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して第１傾き角度で傾いている場合に、部品が傾いて写った側方画像から、部品が傾かずに写った側方画像を容易に得ることができる。
【００１２】
上記第１の局面による部品移載装置において、好ましくは、撮像部は、部品を側方からセンサ部により撮像するように構成されており、所定の補正処理は、撮像部の移動方向に対してセンサ部が第２傾き角度で傾いた状態で撮像された側方画像を、第２傾き角度に基づいて、撮像部の移動方向に対してセンサ部が傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する第２補正処理をさらに含み、第２補正処理は、第１補正処理に先立って行われる。なお、「センサ部」は、部品に対して相対的にセンサ部を走査して撮像するラインセンサおよびいわゆるＴＤＩセンサなどを含む広い概念である。このように構成すれば、撮像部の移動方向に対してセンサ部が傾いて配置されていることに起因して撮像画像における部品が変形した場合にも、部品が変形して写った側方画像から、部品が変形せずに写った側方画像を得ることができる。これにより、第２補正処理を行った後の、部品が変形せずに写った側方画像に基づいて部品の吸着状態を判定することができる。したがって、撮像部の移動方向に対してセンサ部が傾いて配置されている場合にも、部品の吸着状態を誤って判定してしまうのを抑制することができる。また、第２補正処理を第１補正処理に先立って行うことによって、第２補正処理により部品が変形せずに写った側方画像に補正された状態で第１補正処理を行うことができるので、第２補正処理を適正に行うことができる。
【００１３】
上記第１の局面による部品移載装置において、好ましくは、吸着ノズルは、上下方向に移動可能に構成されており、所定の補正処理は、吸着ノズルの移動方向が撮像部の移動方向と直交する方向に対して第３傾き角度で傾いている状態で撮像された側方画像を、第３傾き角度に基づいて、吸着ノズルの移動方向が撮像部の移動方向と直交する方向に対して傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する第３補正処理をさらに含む。このように構成すれば、撮像部が吸着ノズルに対して移動する構成において、吸着ノズルの移動方向が撮像部の移動方向と直交する方向に対して傾いていることに起因して側方画像における部品が傾いて写った場合にも、部品が傾いて写った側方画像から、部品が傾かずに写った側方画像を得ることができる。これにより、第３補正処理を行った後の、部品が傾かずに写った側方画像に基づいて部品の吸着状態を判定することができる。したがって、吸着ノズルの移動方向が撮像部の移動方向と直交する方向に対して傾いている場合にも、部品の吸着状態を誤って判定してしまうのを抑制することができる。
【００１４】
この場合、好ましくは、第３補正処理は、第１補正処理の後に行われる。このように構成すれば、撮像部の移動方向が吸着ノズルの並び方向に対して傾いていることに起因して部品が傾いて写った側方画像が第１補正処理により部品が傾かずに写った側方画像に補正された状態で第３補正処理を行うことができるので、第３補正処理を適正に行うことができる。
【００１５】
上記第３補正処理を行う構成において、好ましくは、第３補正処理は、第３傾き角度分、吸着ノズルの移動方向から撮像部の移動方向と直交する方向に向かう方向に側方画像を回転させることにより行われる。このように構成すれば、撮像部が吸着ノズルに対して移動する構成において、吸着ノズルの移動方向が撮像部の移動方向と直交する方向に対して傾いている場合に、吸着ノズルの移動方向が撮像部の移動方向と直交する方向に対して傾いていることに起因して部品が傾いて写った側方画像から、部品が傾かずに写った側方画像を容易に得ることができる。
【００１６】
この発明の第２の局面による部品移載装置の部品認識方法は、直線状に並んで配置された複数の吸着ノズルを含み、部品を吸着ノズルにより吸着して搬送するヘッドユニットと、ヘッドユニットに取り付けられているとともに複数の吸着ノズルの並び方向に沿って移動可能に構成され、複数の吸着ノズルの並び方向に移動しながら吸着ノズルに吸着された部品を側方から撮像する撮像部とを備えた部品移載装置の部品認識方法であって、側方から見て、撮像部の吸着ノズルに対する移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して第１傾き角度で傾いている状態で撮像された側方画像を、第１傾き角度に基づいて、撮像部の吸着ノズルに対する移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する第１補正処理を行うステップを備えている。
【００１７】
この第２の局面による部品移載装置の部品認識方法では、上記のように、側方から見て、撮像部の吸着ノズルに対する移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して第１傾き角度で傾いている状態で撮像された側方画像を、第１傾き角度に基づいて、撮像部の吸着ノズルに対する移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する第１補正処理を行う。これにより、ヘッドユニットに対して撮像部が移動可能なようにヘッドユニットに撮像部を取り付けた構成において、組み付け誤差により撮像部の吸着ノズルに対する移動方向が複数の吸着ノズルの並び方向に対して第１傾き角度で傾いている場合にも、部品が傾いて写った側方画像から、部品が傾かずに写った側方画像を得ることができる。これにより、第１補正処理を行った後の、部品が傾かずに写った側方画像に基づいて部品の吸着状態を判定することができる。したがって、ヘッドユニットに対して撮像部が移動可能なようにヘッドユニットに撮像部を取り付けた構成において、部品の吸着状態を誤って判定してしまうのを抑制することができる。
【００１８】
上記第２の局面による部品移載装置の部品認識方法において、好ましくは、撮像部は、部品を側方からセンサ部により撮像するように構成されており、撮像部の移動方向に対するセンサ部の第２傾き角度を算出するステップと、撮像部の移動方向に対してセンサ部が第２傾き角度で傾いた状態で撮像された側方画像を、第２傾き角度に基づいて、撮像部の移動方向に対してセンサ部が傾いていない状態で撮像された側方画像となるように補正する第２補正処理を行うステップとをさらに備え、センサ部の第２傾き角度を算出するステップは、それぞれの相対的な位置が既知である少なくとも３つの基準部を撮像部により撮像するステップと、センサ部が傾いて配置されていることに起因して変形した３つの基準部の側方画像に基づいてセンサ部の第２傾き角度を算出するステップとを含み、第２補正処理を行うステップの後に、第１補正処理を行うステップを実行する。このように構成すれば、撮像部の移動方向に対してセンサ部が傾いて配置されていることに起因して側方画像における部品が変形した場合にも、部品が変形して写った側方画像から、部品が変形せずに写った側方画像を得ることができる。これにより、第２補正処理を行った後の、部品が変形せずに写った側方画像に基づいて部品の吸着状態を判定することができる。したがって、撮像部の移動方向に対してセンサ部が傾いて配置されている場合にも、部品の吸着状態を誤って判定してしまうのを抑制することができる。また、第２補正処理を行った後に第１補正処理を行うことによって、第２補正処理により部品が変形せずに写った側方画像に補正された状態で第１補正処理を行うことができるので、第２補正処理を適正に行うことができる。また、それぞれの相対的な位置が既知である少なくとも３つの基準部を撮像部により撮像し、センサ部が第２傾き角度で傾いて配置されていることに起因して変形した３つの基準部の側方画像に基づいてセンサ部の第２傾き角度を算出することによって、容易に精度良くセンサ部の第２傾き角度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態による表面実装機の全体構成を示す斜視図である。図２〜図１２は、図１に示した表面実装機の構造を説明するための図である。以下、図１〜図１２を参照して、本発明の一実施形態による表面実装機１００の構造について説明する。なお、本実施形態では、部品移載装置の一例である表面実装機１００に本発明を適用した例について説明する。
【００２１】
図１〜図５に示すように、本実施形態による表面実装機１００は、プリント基板１１０に部品１２０を実装する装置である。図１に示すように、表面実装機１００は、Ｘ方向に延びる一対の基板搬送コンベア１０と、一対の基板搬送コンベア１０の上方をＸＹ方向に移動可能なヘッドユニット２０とを備えている。一対の基板搬送コンベア１０の両側には、部品１２０を供給するための複数のテープフィーダ１２１が配置されている。ヘッドユニット２０は、テープフィーダ１２１から部品１２０を取得するとともに、基板搬送コンベア１０上のプリント基板１１０に部品１２０を実装する機能を有する。基板搬送コンベア１０およびヘッドユニット２０は、基台１上に設置されている。以下、表面実装機１００の具体的な構造を説明する。
【００２２】
一対の基板搬送コンベア１０は、プリント基板１１０をＸ方向に搬送するとともに、所定の実装作業位置でプリント基板１１０を停止させ、保持させることが可能なように構成されている。
【００２３】
テープフィーダ１２１は、複数の部品１２０を所定の間隔を隔てて保持したテープが巻き回されたリールを保持している。このテープフィーダ１２１は、リールを回転させることにより部品１２０を保持するテープを送り出すことによって、テープフィーダ１２１の先端から部品１２０を供給するように構成されている。なお、部品１２０は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサなどの小型の電子部品である。
【００２４】
また、ヘッドユニット２０は、Ｘ方向に延びるヘッドユニット支持部３０に沿ってＸ方向に移動可能に構成されている。具体的には、ヘッドユニット支持部３０は、ボールネジ軸３１とボールネジ軸３１を回転させるサーボモータ３２とＸ方向のガイドレール（図示せず）とを有しているとともに、ヘッドユニット２０は、ボールネジ軸３１が螺合されるボールナット２１を有している。ヘッドユニット２０は、サーボモータ３２によりボールネジ軸３１が回転されることにより、ヘッドユニット支持部３０に対してＸ方向に移動するように構成されている。また、ヘッドユニット支持部３０は、基台１上に設けられたＹ方向に延びる一対の固定レール部４０に沿ってＹ方向に移動可能に構成されている。具体的には、固定レール部４０は、ヘッドユニット支持部３０の両端部をＹ方向に移動可能に支持するガイドレール４１と、Ｙ方向に延びるボールネジ軸４２（図４参照）と、ボールネジ軸４２を回転させるサーボモータ４３（図４参照）とを有しているとともに、ヘッドユニット支持部３０には、ボールネジ軸４２が螺合されるボールナット３３（図４参照）が設けられている。ヘッドユニット支持部３０は、サーボモータ４３によりボールネジ軸４２が回転されることによって、ガイドレール４１に沿ってＹ方向に移動するように構成されている。このような構成により、ヘッドユニット２０は、基台１上をＸＹ方向に移動することが可能なように構成されている。
【００２５】
また、ヘッドユニット２０には、Ｘ方向に列状に配置された６本の吸着ノズル２２が下方に突出するように設けられている。また、各々の吸着ノズル２２は、負圧発生機（図示せず）によってその先端に負圧状態を発生させることが可能に構成されている。吸着ノズル２２は、この負圧によって、テープフィーダ１２１から供給される部品１２０を先端に吸着および保持することが可能である。
【００２６】
また、各々の吸着ノズル２２は、図示しない機構（サーボモータなど）によって、ヘッドユニット２０に対して上下方向（Ｚ方向）に移動可能に構成されている。表面実装機１００は、吸着ノズル２２が上昇位置に位置した状態で部品１２０の搬送などを行うとともに、吸着ノズル２２が下降位置に位置した状態で部品１２０のテープフィーダ１２１からの吸着およびプリント基板１１０への実装を行うように構成されている。また、吸着ノズル２２は、吸着ノズル２２自体がその軸を中心として回転可能に構成されている。これにより、表面実装機１００では、部品１２０を搬送する途中に吸着ノズル２２を回転させることにより、ノズルの先端に保持された部品１２０の姿勢（水平面内の向き）を調整することが可能である。
【００２７】
また、ヘッドユニット２０には、吸着ノズル２２に吸着された部品１２０の姿勢を撮像するための部品撮像装置５０が取り付けられている。この部品撮像装置５０は、本発明の「撮像部」の一例である。この部品撮像装置５０は、図２に示すように、ヘッドユニット２０に対してＸ方向（６本の吸着ノズル２２が並んでいる方向）に移動可能に取り付けられている。具体的には、ヘッドユニット２０には、Ｘ方向に延びるボールネジ軸２３と、ボールネジ軸２３を回転させるサーボモータ２４とが設けられているとともに、部品撮像装置５０には、ボールネジ軸２３が螺合されるボールナット５１が設けられている。部品撮像装置５０は、サーボモータ２４によりボールネジ軸２３が回転されることにより、ヘッドユニット２０に対してＸ方向に移動されるように構成されている。これにより、部品撮像装置５０は、ヘッドユニット２０にＸ方向に並んで配置された６本の吸着ノズル２２に保持された部品１２０を順次撮像することが可能になる。また、ヘッドユニット２０に部品撮像装置５０が取り付けられることによって、部品１２０を吸着ノズル２２により保持した状態でヘッドユニット２０を実装位置に移動させながら、部品撮像装置５０をヘッドユニット２０に対して相対移動させて部品１２０の姿勢（吸着ノズル２２への吸着状態）を撮像することが可能である。
【００２８】
部品撮像装置５０は、図２〜図７に示すように、１つの部品認識用カメラ５２と、吸着ノズル２２に吸着された部品１２０に対して下方および側方からそれぞれ照明光を照射する下方照明部５３および側方照明部５４と、部品１２０の撮像光を部品認識用カメラ５２に導くためのプリズム５５〜５７とを含んでいる。また、部品認識用カメラ５２には、後述するように、６つのラインセンサ５２１〜５２６（図１０参照）からなるイメージセンサ５２ａが内蔵されている。
【００２９】
図６および図７に示すように、下方照明部５３は、部品撮像装置５０が撮像対象の部品１２０を保持する吸着ノズル２２に対して所定の位置（下面撮像位置）に移動した場合に部品１２０の下方に位置する長方形状のＬＥＤ取付基板５３１と、ＬＥＤ取付基板５３１上に配置された複数のＬＥＤ５３２とを有する。ＬＥＤ取付基板５３１には、撮像中心線１５０と平行な方向に延びる長方形状のスリット５３１ａが形成されている。スリット５３１ａは、下方照明部５３のＬＥＤ５３２の光が照射された部品１２０からの反射光（撮像光）を通過させるために設けられている。また、図６に示すように、スリット５３１ａの下方にはＺ方向の撮像光をＸ方向に沿った方向に反射させるための反射面５５ａを有するプリズム５５が配置されている。また、プリズム５５の側方には、プリズム５５によりＸ方向に反射された撮像光を部品認識用カメラ５２側に反射させるための反射面５６ａを有するプリズム５６が配置されている。これにより、下方照明部５３による撮像光は、プリズム５５の反射面５５ａとプリズム５６の反射面５６ａとにより反射されて部品認識用カメラ５２のイメージセンサ５２ａに入射するように構成されている。
【００３０】
図８および図９に示すように、側方照明部５４は、部品撮像装置５０が撮像対象の部品１２０を保持する吸着ノズル２２に対して所定の位置（側面撮像位置）に移動した場合に部品１２０の側方に位置する長方形状のＬＥＤ取付基板５４１と、ＬＥＤ取付基板５４１の表面上に配置された複数のチップ型のＬＥＤ５４２とを有する。また、上記したプリズム５６の側方には、反射面５７ａおよび５７ｂを有するプリズム５７がＬＥＤ取付基板５４１上のＬＥＤ５４２と対向するように配置されている。反射面５７ａは、ＬＥＤ５４２からのＹ方向の撮像光を反射面５７ｂに向かってＺ方向に反射させるように構成されており、反射面５７ｂは、入射した撮像光をプリズム５６の反射面５６ａに向かってＸ方向に反射させるように構成されている。なお、プリズム５６の反射面５６ａは、上記した下方照明部５３による撮像光を部品認識用カメラ５２側に反射する機能に加えて、側方照明部５４による撮像光を部品認識用カメラ５２に反射する機能を有する。これにより、側方照明部５４のＬＥＤ５４２による光が照射された部品１２０からの透過光（撮像光）は、プリズム５７の反射面５７ａおよび５７ｂと、プリズム５６の反射面５６ａとを介して部品認識用カメラ５２のイメージセンサ５２ａに入射するように構成されている。この部品撮像装置５０では、部品１２０の下方から見た画像と部品１２０の側方から見た画像とを１つの部品認識用カメラ５２により撮像することが可能である。
【００３１】
また、図１０に示すように、部品認識用カメラ５２のイメージセンサ５２ａは、いわゆるＴＤＩセンサ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒ）であり、Ａ方向に画素が連なるように延びる複数（本実施形態では、６個）のラインセンサ５２１〜５２６がＢ方向に配置されることにより構成されている。ラインセンサ５２１〜５２６は、部品１２０に対して相対的に走査することにより撮像することが可能である。ＴＤＩセンサからなるイメージセンサ５２ａを用いることにより、部品撮像装置５０を部品１２０に対して高速で移動させながら撮像を行う場合にも、鮮明な画像を得ることが可能である。このＴＤＩセンサからなるイメージセンサ５２ａは、以下のようにして部品１２０の撮像を行うように構成されている。
【００３２】
すなわち、部品撮像装置５０（部品認識用カメラ５２）を移動させながらＴＤＩセンサからなるイメージセンサ５２ａによって部品１２０を撮像する場合、部品１２０が部品認識用カメラ５２に対して相対的に移動する方向（Ｂ方向）に沿って６つのラインセンサ５２１〜５２６が所定のピッチ（間隔）で並べられている。つまり、部品１２０は所定の速度で６つのラインセンサ５２１〜５２６を横切るように移動する。ここで、６つのラインセンサ５２１〜５２６は、各ラインセンサ５２１〜５２６間のピッチを部品１２０が移動するのに要する時間（以下、撮像ピッチ時間）毎に撮像を行うように制御される。これにより、１段目のラインセンサ５２１により撮像した部品１２０のある部分が、撮像ピッチ時間後に２段目のラインセンサ５２２により撮像される。さらに撮像ピッチ時間後には、３段目のラインセンサ５２３により同一部分の撮像が行われる。同様にして、部品１２０の同一部分が６つのラインセンサ５２１〜５２６により６回撮像される。また、各々のラインセンサ５２１〜５２６により撮像された同一部分の画像に対応する電荷は全て加算されるように制御される。これにより、６個のラインセンサからなるＴＤＩセンサでは、一度の撮像で部品１２０のある部分に対して１つのラインセンサが得る電荷の６倍の電荷を得ることが可能である。このように制御することによって、部品撮像装置５０の移動速度を速くすることに起因して１つのラインセンサだけでは十分な電荷を得ることが困難な場合にも、鮮明な画像を得ることが可能である。
【００３３】
また、表面実装機１００の動作は、図１１に示す制御装置６０によって制御されている。制御装置６０は、主制御部６１、軸制御部６２、画像処理部６３および記憶部６４を含んでいる。
【００３４】
主制御部６１は、論理演算を実行するＣＰＵ、ＣＰＵを制御するプログラムなどを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）および装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成されている。主制御部６１は、ＲＯＭに記憶されているプログラムに従って、軸制御部６２、および画像処理部６３を介して、イメージセンサ５２ａおよび各サーボモータなどを制御するように構成されている。
【００３５】
軸制御部６２は、主制御部６１から出力される制御信号に基づいて、表面実装機１００の各サーボモータ（ヘッドユニット支持部３０をＹ方向に移動するためのサーボモータ４３（図４参照）、ヘッドユニット２０をＸ方向に移動するためのサーボモータ３２（図４参照）、吸着ノズル２２を上下方向に移動させるためのサーボモータ（図示せず）、および、部品撮像装置５０をＸ方向に移動させるためのサーボモータ２４（図４参照））などの駆動を制御するように構成されている。
【００３６】
画像処理部６３は、主制御部６１から出力される制御信号に基づいて、イメージセンサ５２ａから所定のタイミングで撮像信号の読み出しを行うとともに、読み出した撮像信号に所定の画像処理を行うことにより、部品１２０を認識するのに適した画像データを生成するように構成されている。記憶部６４は画像処理を行うために必要なデータを記憶しており、画像処理部６３は記憶部６４に記憶されたデータに基づいて画像処理を行っている。この画像処理については、後に詳細に説明する。また、画像処理部６３は、生成した画像データを主制御部６１に出力するように構成されている。
【００３７】
また、主制御部６１は、画像処理を行った後の画像に基づいて部品１２０の吸着状態を判定している。具体的には、部品１２０の下面の画像に基づいて部品１２０の吸着ノズル２２に対する吸着位置を判定するとともに、その吸着位置に基づいて、部品１２０をプリント基板１１０に装着する際の微調整を行っている。また、部品１２０の側面の画像に基づいて、部品１２０が吸着ノズル２２に対して正常に吸着されているか否かを判定している。本実施形態では、図１２に示すように、部品１２０の側面の画像における部品１２０の厚みｔ１が、正常に吸着された時の部品の厚みｔ２よりも大きい場合には、部品１２０が斜めに吸着されていると判定している。部品１２０が斜めに吸着されている場合には部品１２０を正確にプリント基板１１０に装着することが困難であるので、その部品１２０を破棄するようにヘッドユニット２０が制御される。
【００３８】
（ラインセンサの傾きの補正処理（補正処理Ａ））
図１３は、部品撮像装置の移動方向に対してラインセンサが傾いていない場合の撮像画像を示す図である。図１４は、部品撮像装置の移動方向に対してラインセンサが傾いて配置されている場合の撮像画像を示す図である。図１５および図１６は、ラインセンサの傾き角度θを算出する際に用いられる冶具ノズルを示す図である。次に、図１３〜図１６を参照して、ラインセンサが傾いて配置されていることに起因して変形する撮像画像の補正処理（補正処理Ａ）について説明する。この補正処理Ａは、本発明の「第２補正処理」の一例である。なお、本実施形態による表面実装機１００では、撮像される部品１２０からの撮像光がプリズム５５〜５７を介してイメージセンサ５２ａ（ラインセンサ５２１〜５２６）に入射するように構成されているが、説明を簡単にするため、部品からの撮像光が直接ラインセンサに入るモデルを用いて説明する。
【００３９】
図１３に示すように、ラインセンサの延びる方向（Ａ方向）が部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）に対して傾いていない場合には、側面が正方形状で厚みｔ３を有する部品を撮像すると、厚みｔ３を有する部品が正方形に写った画像が得られる。その一方、図１４に示すように、ラインセンサの延びる方向（Ｃ方向）が部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）に対して角度θだけ傾いている場合には、側面が正方形状で厚みｔ３を有する部品を撮像すると、部品が厚みｔ３よりも大きい厚みｔ４を有する平行四辺形に変形して写った画像が得られる。このように、ラインセンサが傾いて配置されている場合には、撮像画像における部品の厚みが実際の値と異なるので、部品の吸着状態を誤って判定する場合がある。本実施形態では、ラインセンサが傾いて配置されることに起因して変形した部品の画像（図１４参照）をラインセンサが傾くことなく配置された場合の画像（図１３参照）に補正するように画像処理を行っている。この画像処理は、撮像画像における補正後の画像座標を（Ｖmx、Ｖmy）とし、撮像画像における補正前の画像座標を（Ｖsx、Ｖsy）とすると、ラインセンサの傾き角度θを用いて以下の式（１）により行われる。
【００４０】
【数１】
2009212166.tif 000003
ここで、ラインセンサの傾き角度θの算出方法について説明する。本実施形態では、ラインセンサの傾き角度θを算出するために、図１５および図１６に示すような調整用の冶具ノズル２００が用いられる。この冶具ノズル２００は、表面に４つのマーク２０１がクロム蒸着により形成されたガラス基板２０２を有している。このマーク２０１は、本発明の「基準部」の一例である。この４つのマーク２０１は、矩形状に配置されており、それぞれの相対的な位置が高精度で位置決めされている。すなわち、各マーク２０１間の距離、および、４つのマーク２０１による矩形の角度（９０度）が高精度で出されている。この冶具ノズル２００を撮像することにより、実際の４つのマーク２０１の位置と撮像画像における４つのマーク２０１の位置とから、ラインセンサの傾き角度θを算出することが可能である。以下、詳細に説明する。
【００４１】
まず、４つのマーク２０１から図１６に示すような２つの一次独立なベクトルＰaおよびＰbを抽出する。そして、角度θだけ傾いて配置されたラインセンサによってベクトルＰaおよびＰbが撮像されることにより、ＶaおよびＶbに変換されたとする。撮像画像における横軸方向および縦軸方向のスケールをそれぞれＳxおよびＳyとすると、以下の式（２）および（３）が成り立つ。なお、スケールとは、実際の長さ（メートル単位）が、撮像画像において何ピクセル分で表されているかを示す値である。
【００４２】
【数２】
2009212166.tif 000004
ここで、Ｋは、変形した撮像画像を元に戻すための行列であり、以下の式（４）を満たす。また、Ｓは、撮像画像（ピクセル単位）からメートル単位にスケール変換を行うための行列であり、以下の式（５）を満たす。
【００４３】
【数３】
2009212166.tif 000005
また、ベクトルＰaとベクトルＰbとが直交することから、ベクトルＰaとベクトルＰbとの内積が０になるので、以下の式（６）が成り立つ。また、ベクトルＰaおよびベクトルＰbの大きさをそれぞれＬxおよびＬyとすると、以下の式（７）および（８）が成り立つ。
【００４４】
【数４】
2009212166.tif 000006
上記のように、３つの変数Ｓx、Ｓyおよびθについて３つの方程式（式（６）〜式（８））が得られる。この連立方程式を解くことにより、３つの変数Ｓx、Ｓyおよびθを算出することができるので、ラインセンサの傾き角度θとスケールＳxおよびＳyを得ることができる。
【００４５】
（吸着ノズルの並び方向と部品撮像装置の移動方向との傾きの補正（補正処理Ｂ））
図１７および図１８は、吸着ノズルの側面から見て、吸着ノズルの並び方向に対して部品撮像装置の移動方向が傾いている場合の撮像画像を示す図である。次に、図１７〜図１８を参照して、側方から見て、吸着ノズル２２の並び方向（Ｄ方向（水平方向））に対して部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）が傾いている場合の撮像画像の補正処理（補正処理Ｂ）について説明する。この補正処理Ｂは、本発明の「第１補正処理」の一例である。なお、並んで配置された吸着ノズル２２を端から順に第１ノズル２２ａ、第２ノズル２２ｂ、第３ノズル２２ｃ…第６ノズルと呼ぶ。また、第１ノズル２２ａ、第２ノズル２２ｂ、第３ノズル２２ｃのそれぞれの先端部をＰ１、Ｐ２およびＰ３…Ｐ６とする。
【００４６】
図１７の点線で示すように、吸着ノズル２２の並び方向（Ｄ方向（水平方向））と部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）とが平行となるように部品撮像装置５０がヘッドユニット２０に取り付けられている場合には、吸着ノズル２２（第１ノズル２２ａ、第２ノズル２２ｂおよび第３ノズル２２ｃ）の側面の画像は、それぞれ画像ｆ１、ｆ２およびｆ３となる。画像ｆ１、ｆ２およびｆ３では、画像の横軸と吸着ノズル２２の並び方向とが平行になっている。その一方、図１７の実線で示すように、吸着ノズル２２の並び方向（Ｄ方向）に対して部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）が角度φだけ傾くように部品撮像装置５０がヘッドユニット２０に取り付けられている場合には、吸着ノズル２２（第１ノズル２２ａ、第２ノズル２２ｂおよび第３ノズル２２ｃ）の側面の画像は、それぞれ画像Ｆ１、Ｆ２およびＦ３となる。この場合、画像Ｆ１〜Ｆ３は、図１８に示すように、横軸に対して吸着ノズル２２が角度φだけ傾いた状態の画像となる。この場合には、吸着ノズル２２に吸着された部品１２０の画像も傾いた状態となるので、画像Ｆ１〜Ｆ３に基づいて部品１２０の厚みを認識した場合には、部品１２０の厚みを実際よりも大きく認識することになる。したがって、本実施形態では、部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）が吸着ノズル２２の並び方向（Ｄ方向）から傾いた状態で撮像された画像Ｆ１〜Ｆ３を、部品撮像装置５０の移動方向が吸着ノズル２２の並び方向と平行な状態で撮像された画像ｆ１〜ｆ３となるように画像処理を行っている。以下、画像Ｆ３を補正する場合を例として具体的に説明する。なお、以下の説明で「ヘッドオフセット」とは、第１ノズル２２ａの先端部Ｐ１から第２〜第６ノズルのそれぞれの先端部へのベクトルを表す。
【００４７】
画像ｆ３の画像中心をｒ３（第３ノズル２２ｃの先端部Ｐ３と同じ点）とすると、任意の点Ｑは、画像ｆ３においてはベクトル（ｒ３‐Ｑ）として認識される。また、点Ｑは、画像Ｆ３においてはベクトル（Ｒ３‐Ｑ）として認識される。傾いていない画像ｆ３と傾いた画像Ｆ３とは、画像中心がＲ３とｒ３とでずれているとともに、軸方向もＤ方向とＢ方向とでずれている。画像中心がＲ３とｒ３とでずれているので、画像Ｆ３に対して角度φだけ回転させる画像処理を行っても画像ｆ３とはならない。したがって、画像Ｆ３と画像ｆ３との画像中心を合わせた後に角度φだけ回転させることが必要となる。画像Ｆ３の画像中心Ｒ３を通る画像軸と画像ｆ３の画像中心ｒ３を通る画像軸との交点が点Ｐ１（Ｒ１）であるので、画像Ｆ３と画像ｆ３との画像中心を合わせるには、画像Ｆ３の認識結果にヘッドオフセット（ベクトルＰ１‐Ｐ３）を加算すればよい。したがって、画像Ｆ３における認識結果（ベクトル（Ｒ３‐Ｑ））を画像ｆ３（ベクトル（ｒ３‐Ｑ））にするような補正処理は、画像Ｆ３の認識結果（ベクトル（Ｒ３‐Ｑ））に画像Ｆ３におけるヘッドオフセット（ベクトルＰ１‐Ｐ３）を加算したベクトルを角度φだけ回転させた後、ヘッドオフセット（ベクトルＰ１‐Ｐ３）を減算することにより行われる。なお、傾いていない画像Ｆ３におけるヘッドオフセットおよび傾いた画像ｆ３におけるヘッドオフセットをそれぞれ（Ｈsx、Ｈsy）および（Ｈmx、Ｈmy）とすると、画像Ｆ３におけるヘッドオフセット（Ｈsx、Ｈsy）は、画像ｆ３におけるヘッドオフセット（Ｈmx、Ｈmy）を角度φだけ回転させたベクトルであるので、以下の式（９）が成り立つ。
【００４８】
【数５】
2009212166.tif 000007
また、傾いていない画像ｆ３における認識結果（ベクトルｒ３‐Ｑ）および傾いた画像Ｆ３における認識結果（ベクトルＲ３‐Ｑ）をそれぞれ（Ｖmx、Ｖmy）および（Ｖsx、Ｖsy）とすると、上記のような画像処理は、傾いていない画像ｆ３における認識結果（Ｖmx、Ｖmy）と、傾いた画像Ｆ３における認識結果（Ｖsx、Ｖsy）とを用いて、以下の式（１０）のように表すことができる。
【００４９】
【数６】
2009212166.tif 000008
画像ｆ３におけるヘッドオフセット（ベクトルＰ１‐Ｐ３）（Ｈmx、Ｈmy）は、（２Ｗ、０）となる既知のベクトルであるので、上記式（９）および（１０）により、画像Ｆ３における認識結果（Ｖsx、Ｖsy）とを用いて、画像Ｆ３における（Ｖmx、Ｖmy）を算出することができる。この傾いた画像Ｆ３における（Ｖmx、Ｖmy）は、傾いていない画像ｆ３における（Ｖmx、Ｖmy）と等しいので、傾いた画像Ｆ３における（Ｖmx、Ｖmy）は、部品撮像装置５０の移動方向が吸着ノズル２２の並び方向に対して傾いていない状態の撮像画像を表している。
【００５０】
次に、傾き角度φの算出方法について説明する。
【００５１】
画像Ｆ１における横軸は部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）であるので、吸着ノズル２２の並び方向に対する部品撮像装置の移動方向の傾き角度φは、画像Ｆ１における横軸と、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…を通る直線との間の角度である。したがって、第１ノズル２２ａの先端部Ｐ１を原点とした画像Ｆ１において、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…Ｐ６を通る直線ｙ＝ａｘを求めることにより、以下の式（１１）により傾き角度φを算出することができる。
【００５２】
【数７】
2009212166.tif 000009
また、ベクトル（Ｐ１‐Ｐ２）は、ベクトル（Ｒ１‐Ｒ２）にベクトル（Ｒ２‐Ｐ２）を加えたベクトルである。ここで、画像Ｆ１の画像中心Ｒ１と画像Ｆ２の画像中心Ｒ２との距離は、第１ノズル２２ａの先端部Ｐ１と第２ノズル２２ｂの先端部Ｐ２との距離と等しいので、ベクトル（Ｒ１‐Ｒ２）はヘッドオフセットＷを用いて表すことができる。したがって、ベクトル（Ｐ１‐Ｐ２）は、画像Ｆ２における認識結果（ベクトル（Ｒ２‐Ｐ２））とヘッドオフセットＷとを用いて表すことができる。同様に、画像Ｆ１の画像中心Ｒ１と画像Ｆ３の画像中心Ｒ３との距離は、第１ノズル２２ａの先端部Ｐ１と第３ノズル２２ｃの先端部Ｐ３との距離と等しいので、ベクトル（Ｐ１‐Ｐ３）は、画像Ｆ３における認識結果（ベクトル（Ｒ３‐Ｐ３））とヘッドオフセットＷとを用いて表すことができる。同様にして、第４ノズル〜第６ノズルについても、第１ノズル２２ａの先端部Ｐ１から第４ノズル〜第６ノズルの先端部までのベクトルを得ることができる。これにより、第１ノズル２２ａの先端部Ｐ１を中心とした画像座標における第１ノズル〜第６ノズルの先端部の座標（Ｘk、Ｙk）（ｋ＝１、２、３…６）がわかる。そして、第１ノズル〜第６ノズルの先端部の座標を通る直線（ｙ＝ａｘ）を以下の式（１２）を用いて最小二乗法により近似して算出する。
【００５３】
【数８】
2009212166.tif 000010
これにより、上記式（１１）により、傾き角度φが得られる。
【００５４】
（吸着ノズルの移動方向と部品撮像装置の移動方向との傾きの補正（補正処理Ｃ））
図１９および図２０は、吸着ノズルの側面から見て、吸着ノズルの上下方向の移動方向が部品撮像装置の移動方向と直交する方向から傾いている場合の撮像画像を示す図である。次に、図１９および図２０を参照して、吸着ノズル２２の上下方向の移動方向が鉛直方向から傾いている場合の撮像画像の補正処理（補正処理Ｃ）について説明する。この補正処理Ｃは、本発明の「第３補正処理」の一例である。
【００５５】
吸着ノズル２２の上下方向の移動方向（Ｅ方向）が部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）と直交していない場合には、図１９および図２０に示すように、吸着ノズル２２が撮像画像の縦方向から角度ψだけ傾いた状態の画像となる。この場合には、吸着ノズル２２に吸着された部品１２０の画像も傾いて写るので、その撮像画像に基づいて部品１２０の厚みを認識した場合には、部品１２０の厚みを実際よりも大きく認識することになる。したがって、本実施形態では、吸着ノズル２２の上下方向の移動方向（Ｅ方向）が部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）と直交していない状態で撮像された画像を、吸着ノズル２２の上下方向の移動方向が部品撮像装置５０の移動方向と直交している状態で撮像された画像に補正するように画像処理を行っている。以下、具体的に説明する。
【００５６】
吸着ノズル２２の上下方向の移動方向（Ｅ方向）の、部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）と直交する方向（Ｆ方向）に対する傾き角度をψとする。この場合、吸着ノズル２２の上下方向の移動方向が部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）と直交していない状態で撮像された画像を、吸着ノズルの上下方向の移動方向が部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）と直交する状態で撮像された画像に補正するためには、吸着ノズル２２の先端部２２０ａを原点とした画像を角度ψだけ吸着ノズル２２の上下方向の移動方向から部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）と直交する方向（Ｆ方向）に向かう方向に回転させればよい。この画像処理は、補正後の画像座標を（Ｖmx、Ｖmy）、補正前の画像座標を（Ｖsx、Ｖsy）とすると、以下の式（１２）により行われる。
【００５７】
【数９】
2009212166.tif 000011
次に、吸着ノズル２２の上下方向の移動方向の部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）と直交する方向（Ｆ方向）に対する傾き角度ψの算出方法を説明する。
【００５８】
まず、図１９および図２０に示すように、吸着ノズル２２を上下方向に移動させるとともに、異なる２つの位置で撮像する。そして、２つの画像のそれぞれの吸着ノズル２２の先端部２２０ａの位置を比較することにより、撮像画像における吸着ノズル２２の移動方向（Ｅ方向）を得ることができる。この吸着ノズル２２の移動方向に沿った直線の傾きを算出することにより、上記式（１１）と同様にして、傾き角度ψを得ることができる。
【００５９】
図２１は、本実施形態による表面実装機のラインセンサの傾き角度およびスケールの調整方法を説明するためのフローチャートである。なお、調整とは、傾き角度またはスケールを算出するとともに、その算出値を表面実装機１００に保存することを言う。次に、図２１を参照して、本実施形態による表面実装機１００のラインセンサの傾き角度およびスケールの調整方法を説明する。
【００６０】
まず、ユーザにより調整用の冶具ノズル２００（図１５および図１６）が表面実装機１００のヘッドユニット２０に取り付けられる。そして、ステップＳ１において、部品撮像装置５０により冶具ノズル２００を撮像する。そして、ステップＳ２において、冶具ノズル２００の撮像画像を記憶部６４に保存する。次に、ステップＳ３において、上記ステップＳ１およびステップＳ２が所定の回数行われたか否かが判断される。ステップＳ１およびステップＳ２が所定の回数行われていない場合には、ステップＳ１に戻る。ステップＳ１およびステップＳ２が所定の回数行われた場合には、ステップＳ４に進む。
【００６１】
そして、ステップＳ４において、保存した撮像画像を呼び出すとともに、ステップＳ５において、呼び出した撮像画像に基づいて、ラインセンサの傾き角度θおよびスケールＳxおよびＳyを算出する。本実施形態では、冶具ノズル２００のマーク２０１から２つの一次独立のベクトル（ＰaおよびＰb）を４セット抽出することができるので、各セットについて算出したラインセンサの傾き角度θおよびスケールＳxおよびＳyを平均し、その平均した値を１つの撮像画像から得たラインセンサの傾き角度θおよびスケールＳxおよびＳyとする。また、上記ステップＳ３で説明したように冶具ノズル２００の撮像画像は複数個あるので、それらの画像についても同様にラインセンサの傾き角度θおよびスケールＳxおよびＳyを算出する。そして、複数個分のラインセンサの傾き角度θおよびスケールＳxおよびＳyをさらに平均し、その平均した値を最終的なラインセンサの傾き角度θおよびスケールＳxおよびＳyとする。
【００６２】
次に、ステップＳ６において、上記ステップＳ５において算出したラインセンサの傾き角度θおよびスケールＳxおよびＳyを記憶部６４に保存して、ラインセンサの傾き角度θおよびスケールＳxおよびＳyの調整が終了する。
【００６３】
図２２は、本実施形態による表面実装機の吸着ノズルの並び方向に対する部品撮像装置の移動方向の傾き角度の調整方法を説明するためのフローチャートである。次に、図２２を参照して、本実施形態による表面実装機１００の吸着ノズル２２の並び方向に対する部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）の傾き角度φの調整方法を説明する。
【００６４】
まず、ヘッドユニット２０に冶具ノズル２００が取り付けられている場合には、ユーザにより、冶具ノズル２００に代えて吸着ノズル２２が表面実装機１００のヘッドユニット２０に取り付けられる。そして、ステップＳ１１において、部品撮像装置５０を移動させながら６個の吸着ノズル２２を撮像する。そして、ステップＳ１２において、吸着ノズル２２の撮像画像を記憶部６４に保存する。次に、ステップＳ１３において、上記ステップＳ１１およびステップＳ１２が所定の回数行われたか否かが判断される。ステップＳ１１およびステップＳ１２が所定の回数行われていない場合には、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１１およびステップＳ１２が所定の回数行われた場合には、ステップＳ１４に進む。
【００６５】
そして、ステップＳ１４において、保存した撮像画像を呼び出すとともに、ステップＳ１５において、呼び出した撮像画像に基づいて、吸着ノズル２２の並び方向に対する部品撮像装置５０の移動方向の傾き角度φを算出する。また、上記ステップＳ１３で説明したように吸着ノズル２２の撮像画像は複数セットあるので、それらの画像についても同様に傾き角度φを算出する。そして、複数セット分の傾き角度φを平均し、その平均した値を最終的な傾き角度φとする。
【００６６】
次に、ステップＳ１６において、上記ステップＳ１５において算出した傾き角度φを記憶部６４に保存して、吸着ノズル２２の並び方向に対する部品撮像装置５０（Ｂ方向）の移動方向の傾き角度φの調整が終了する。
【００６７】
図２３は、本実施形態による表面実装機の吸着ノズルの上下方向の移動方向の、部品撮像装置の移動方向と直交する方向に対する傾き角度ψの調整方法を説明するためのフローチャートである。次に、図２３を参照して、本実施形態による表面実装機１００の吸着ノズル２２の上下方向の移動方向の、部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）と直交する方向（Ｆ方向）に対する傾き角度ψの調整方法を説明する。
【００６８】
まず、ヘッドユニット２０に冶具ノズル２００が取り付けられている場合には、ユーザにより、冶具ノズル２００に代えて吸着ノズル２２が表面実装機１００のヘッドユニット２０に取り付けられる。そして、ステップＳ２１において、部品撮像装置５０を移動させながら６個の吸着ノズル２２を撮像する。そして、ステップＳ２２において、吸着ノズル２２を下方に移動させた後、ステップＳ２３において、部品撮像装置５０を移動させながら６個の吸着ノズル２２を撮像する。そして、ステップＳ２４において、上記ステップＳ２１およびステップＳ２３において撮像した撮像画像を記憶部６４に保存する。次に、ステップＳ２５において、上記ステップＳ２１〜ステップＳ２４が所定の回数行われたか否かが判断される。ステップＳ２１〜ステップＳ２４が所定の回数行われていない場合には、ステップＳ２１に戻る。ステップＳ２１〜ステップＳ２４が所定の回数行われた場合には、ステップＳ２６に進む。
【００６９】
そして、ステップＳ２６において、保存した撮像画像を呼び出すとともに、ステップＳ２７において、呼び出した撮像画像に基づいて、吸着ノズル２２の上下方向の移動方向の、部品撮像装置５０の移動方向と直交する方向に対する傾き角度ψを各吸着ノズル２２について算出する。また、上記ステップＳ２５で説明したように各吸着ノズル２２の撮像画像は複数セットあるので、それらの画像についても同様に傾き角度ψを算出する。そして、複数セット分の傾き角度ψを平均し、その平均した値を最終的な傾き角度ψとする。
【００７０】
次に、ステップＳ２８において、上記ステップＳ２７において算出した傾き角度ψを記憶部６４に保存して、吸着ノズル２２の上下方向の移動方向の、部品撮像装置５０の移動方向と直交する方向に対する傾き角度ψの調整が終了する。
【００７１】
図２４は、本実施形態による表面実装機の画像処理を説明するためのフローチャートである。次に、図２４を参照して、本実施形態による表面実装機１００の画像処理を説明する。
【００７２】
まず、ステップＳ３１において、部品１２０の側面が撮像される。次に、ステップＳ３２において、ラインセンサの傾き角度θが記憶部６４から呼び出される。また、ステップＳ３３において、実際の長さ（メートル単位）が撮像画像において何ピクセル分として表示されているかを示すスケールが記憶部６４から呼び出される。また、ステップＳ３４において、吸着ノズル２２の並び方向に対する部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）の傾き角度φが記憶部６４から呼び出される。また、ステップＳ３５において、吸着ノズル２２の上下方向の移動方向の、部品撮像装置５０の移動方向（Ｂ方向）と直交する方向（Ｆ方向）に対する傾き角度ψが記憶部６４から呼び出される。
【００７３】
次に、ステップＳ３６において、ステップＳ３２において呼び出したラインセンサの傾き角度θに基づいて、撮像画像に上記式（１）の画像処理（補正処理Ａ）を行う。これにより、部品撮像装置５０の移動方向に対してラインセンサが傾いて配置されている状態で撮像された画像が、部品撮像装置５０の移動方向に対してラインセンサが傾かずに配置されている状態で撮像された画像となるように補正される。
【００７４】
次に、ステップＳ３７において、ステップＳ３３において呼び出したスケールに基づいて、撮像画像の長さ（ピクセル単位）を実際の長さ（メートル単位）に変換する。
【００７５】
次に、ステップＳ３８において、ステップＳ３４において呼び出した傾き角度φに基づいて、上記式（９）および（１０）の画像処理（補正処理Ｂ）を行う。これにより、部品撮像装置５０の移動方向が吸着ノズル２２の並び方向に対して傾いている状態で撮像された画像が、部品撮像装置５０の移動方向が吸着ノズル２２の並び方向に対して傾いていない状態で撮像された画像となるように補正される。
【００７６】
次に、ステップＳ３９において、ステップＳ３５において呼び出した傾き角度ψに基づいて、上記式（１３）の画像処理（補正処理Ｃ）が行われる。これにより、吸着ノズル２２の移動方向が部品撮像装置５０の移動方向と直交する方向に対して傾いている状態で撮像された画像が、吸着ノズル２２の移動方向が部品撮像装置５０の移動方向と直交する方向に対して傾いていない状態で撮像された画像となるように補正される。
【００７７】
次に、本実施形態の表面実装機１００によるプリント基板１１０への部品１２０の実装動作について説明する。
【００７８】
まず、図１に示すように、プリント基板１１０が一対の基板搬送コンベア１０を介して基台１上に搬入されるとともに、基台１の中央の装着作業位置まで搬送される。
【００７９】
また、プリント基板１１０の搬入動作と並行して、実装対象の部品１２０がヘッドユニット２０によりテープフィーダ１２１から取り出される。具体的には、ヘッドユニット２０がテープフィーダ１２１の上方に移動されることにより、テープフィーダ１２１に保持される実装対象の部品１２０の上方にヘッドユニット２０の吸着ノズル２２が配置される。
【００８０】
その後、吸着ノズル２２を下降させるとともに、所定のタイミングで吸着ノズル２２の先端に負圧が供給される。これにより、テープフィーダ１２１上の部品１２０が吸着ノズル２２により吸着および保持される。
【００８１】
次に、部品１２０を保持した吸着ノズル２２が上昇し、ヘッドユニット２０はプリント基板１１０の上方の装着位置に移動される。この時、ヘッドユニット２０を移動させながら、図７および図９に示すように、ヘッドユニット２０に取り付けられた部品撮像装置５０をＸ方向に移動させることにより、吸着ノズル２２に保持された部品１２０の下面および側面の撮像が行われる。
【００８２】
また、部品１２０の下面および側面の画像のデータは、主制御部６１（図１１参照）に取り込まれる。また、主制御部６１は、部品１２０の側面の画像について上記した３つの画像処理（補正処理Ａ〜Ｃ）を行う。主制御部６１は、画像処理を行った後の部品１２０の側面の画像により部品１２０の厚みを認識するとともに、その厚みに基づいて部品１２０の吸着ノズルに対する吸着状態（いわゆるチップ立ちなどの吸着不良の有無）を判定する。そして、吸着不良が無いと判定した場合には、主制御部６１は、部品１２０の下面の画像に基づいて、部品１２０の吸着位置の正しい吸着位置に対するずれ量を算出する。そして、その算出したずれ量に基づいてヘッドユニットが移動するとともに吸着ノズル２２が回転して、部品１２０の装着位置の補正が行われる。上述した部品１２０の装着位置の補正処理は、ヘッドユニット２０がテープフィーダ１２１上からプリント基板１１０の装着位置に移動するのと並行して行われる。
【００８３】
そして、図１に示すように、ヘッドユニット２０がプリント基板１１０の装着位置に移動された後、吸着ノズル２２が下降されて部品１２０がプリント基板１１０に装着される。以上の処理が繰り返し行われることにより、部品１２０のプリント基板１１０への装着が行われる。
【００８４】
また、部品１２０の実装が完了したプリント基板１１０は、一対の基板搬送コンベア１０を介して基台１から搬出される。このようにして、表面実装機１００による部品１２０の実装動作が終了する。
【００８５】
本実施形態では、上記のように、部品撮像装置５０の吸着ノズル２２に対する移動方向が複数の吸着ノズル２２の並び方向に対して傾き角度φで傾いている状態で撮像された画像を、傾き角度φに基づいて、部品撮像装置５０の吸着ノズル２２に対する移動方向が複数の吸着ノズル２２の並び方向に対して傾いていない状態で撮像された画像となるような補正処理Ａを行う。これにより、ヘッドユニット２０に対して部品撮像装置５０が移動可能なようにヘッドユニット２０に部品撮像装置５０を取り付けた構成において、組み付け誤差により部品撮像装置５０の吸着ノズル２２に対する移動方向が複数の吸着ノズル２２の並び方向に対して傾いている場合にも、部品１２０が傾いて写った撮像画像から、部品１２０が傾かずに写った撮像画像を得ることができる。これにより、補正処理Ｂを行った後の、部品１２０が傾かずに写った撮像画像に基づいて部品１２０の吸着状態を判定することができる。したがって、ヘッドユニット２０に対して部品撮像装置５０が移動可能なようにヘッドユニット２０に部品撮像装置５０を取り付けた構成において、部品の吸着状態を誤って判定してしまうのを抑制することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、上記のように、部品撮像装置５０の移動方向に対してラインセンサ５２１〜５２６が傾き角度θで傾いた状態で撮像された画像を、傾き角度θに基づいて、部品撮像装置５０の移動方向に対してラインセンサ５２１〜５２６が傾いていない状態で撮像された画像となるような補正処理Ｂを行う。これにより、部品撮像装置５０の移動方向に対してラインセンサ５２１〜５２６が傾いて配置されていることに起因して撮像画像における部品１２０が変形した場合にも、部品１２０が変形して写った撮像画像から、部品１２０が変形せずに写った撮像画像を得ることができる。これにより、補正処理Ａを行った後の、部品１２０が変形せずに写った撮像画像に基づいて部品１２０の吸着状態を判定することができる。したがって、部品撮像装置５０の移動方向に対してラインセンサ５２１〜５２６が傾いて配置されている場合にも、部品１２０の吸着状態を誤って判定してしまうのを抑制することができる。また、補正処理Ａを補正処理Ｂに先立って行うことによって、補正処理Ａにより部品が変形せずに写った撮像画像に補正された状態で補正処理Ｂを行うことができるので、補正処理Ａを適正に行うことができる。
【００８７】
また、本実施形態では、上記のように、吸着ノズル２２の移動方向が部品撮像装置５０の移動方向と直交する方向に対して傾き角度ψで傾いている状態で撮像された画像を、吸着ノズル２２の移動方向が部品撮像装置５０の移動方向と直交する方向に対して傾いていない状態で撮像された画像となるような補正処理Ｃを行う。これにより、部品撮像装置５０が吸着ノズル２２に対して移動する構成において、吸着ノズル２２の移動方向が部品撮像装置５０の移動方向と直交する方向に対して傾いていることに起因して撮像画像における部品１２０が傾いて写った場合にも、部品１２０が傾いて写った撮像画像から、部品１２０が傾かずに写った撮像画像を得ることができる。これにより、補正処理Ｃを行った後の、部品１２０が傾かずに写った撮像画像に基づいて部品１２０の吸着状態を判定することができる。したがって、吸着ノズル２２の移動方向が部品撮像装置５０の移動方向と直交する方向に対して傾いている場合にも、部品１２０の吸着状態を誤って判定してしまうのを抑制することができる。また、補正処理Ｃを、補正処理Ｂの後に行なうことによって、画像の補正を適正に行うことができる。
【００８８】
また、本実施形態では、上記のように、それぞれの相対的な位置が既知であるクロム蒸着により形成された４つのマーク２０１を部品撮像装置５０により撮像し、ラインセンサ５２１〜５２６が傾いて配置されていることに起因して変形した画像における４つのマーク２０１の相対的な位置に基づいてラインセンサ５２１〜５２６の傾き角度θを算出する。このクロム蒸着により形成されたマーク２０１の相対的な位置は高い精度で出されているので、精度良くラインセンサ５２１〜５２６の傾き角度θを得ることができる。
【００８９】
なお、今回開示された実施形態は、すべ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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００９０】
たとえば、上記実施形態では、イメージセンサとして６つのラインセンサからなるＴＤＩセンサを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、撮像する対象物に対し相対的に走査することにより１つのラインセンサによって撮像するタイプのイメージセンサを用いてもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、部品移載装置の一例である表面実装機１００に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、電子部品を検査するための部品試験装置（いわゆるＩＣハンドラー）などの他の部品移載装置に本発明を適用してもよい。
【００９２】
また、上記実施形態では、ラインセンサの傾き角度θ、スケールＳxおよびＳyを算出する際に、冶具ノズル２００を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、吸着ノズル２２を用いてラインセンサの傾き角度θ、スケールＳxおよびＳyを算出してもよい。この場合には、図２５に示す吸着ノズル２２の３つの基準部３００を冶具ノズル２００のマーク２０１の代わりに用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施形態による表面実装機を示す斜視図である。
【図２】図１に示した表面実装機のヘッドユニットおよび部品撮像装置の周辺部分を示す斜視図である。
【図３】図１に示した表面実装機の正面図である。
【図４】図１に示した表面実装機の平面図である。
【図５】図２に示した部品撮像装置の側面図である。
【図６】図２に示した部品撮像装置により部品の下面を撮像する場合の光路を示す斜視図である。
【図７】図６に対応する平面図である。
【図８】図２に示した部品撮像装置により部品の側面を撮像する場合の光路を示す斜視図である。
【図９】図８に対応する平面図である。
【図１０】部品撮像装置に用いるＴＤＩセンサの機能を説明するための概念図である。
【図１１】図１に示した表面実装機の制御的な構成を示すブロック図である。
【図１２】部品撮像装置により撮像された吸着ノズルおよび部品の側面の画像を示す図である。
【図１３】部品撮像装置の移動方向に対してラインセンサが傾いていない状態の撮像画像を説明するための図である。
【図１４】部品撮像装置の移動方向に対してラインセンサが傾いた状態の撮像画像を説明するための図である。
【図１５】部品撮像装置の移動方向に対するラインセンサの傾き角度θを算出する際に用いられる冶具ノズルを示す斜視図である。
【図１６】部品撮像装置の移動方向に対するラインセンサの傾き角度θを算出する際に用いられる冶具ノズルを示す正面図である。
【図１７】部品撮像装置の移動方向が吸着ノズルの並び方向に対して傾いていない場合（点線）および傾いている場合（実線）の撮像画像を示す図である。
【図１８】部品撮像装置の移動方向が吸着ノズルの並び方向に対して傾いている場合の撮像画像を示す図である。
【図１９】吸着ノズルの移動方向が部品撮像装置の移動方向と直交する方向に対して傾いている状態の画像を示す図である。
【図２０】吸着ノズルの移動方向が部品撮像装置の移動方向と直交する方向に対して傾いている状態の画像を示す図である。
【図２１】図１に示した表面実装機のラインセンサの傾き角度θおよびスケールの調整を説明するためのフローチャートである。
【図２２】図１に示した表面実装機の吸着ノズルの並び方向に対する部品撮像装置の移動方向の傾き角度φの調整を説明するためのフローチャートである。
【図２３】図１に示した表面実装機の吸着ノズルの移動方向と、部品撮像装置の移動方向と直交する方向とがなす傾き角度ψの調整を説明するためのフローチャートである。
【図２４】図１に示した表面実装機の画像処理を説明するためのフローチャートである。
【図２５】本発明の一実施形態の変形例による傾き角度θの算出方法を説明するための吸着ノズルを示す側面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  基台
２０  ヘッドユニット
２２  吸着ノズル
５０  部品撮像装置（撮像部）
６０  制御装置（制御部）
１００  表面実装機（部品移載装置）
１１０  プリント基板
１２０  部品
２０１  マーク（基準部）
３００  基準部
５２１〜５２６  ラインセンサ
【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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