(57)【要約】  本開示の課題は、平坦度取得システムの改良であり、物体の対象部の一部が撮像装置の被写界深度から外れている場合であっても、物体の対象部の平坦度を良好に取得することである。本平坦度取得システムにおいては、物体を保持する物体保持具と撮像装置との間の、撮像装置の軸線と平行な方向である第１方向の相対位置が、物体の対象部の第１部分を撮像する場合と第２部分を撮像する場合とで変更させられる。例えば、物体の対象部の一部が撮像装置の被写界深度から外れている場合において、その一部を含む第１部分が被写界深度内に位置するように、物体保持部と撮像装置との第１方向における相対位置を変更させることができる。その結果、第１部分についても良好な撮像画像を取得することができ、対象部の平坦度を良好に取得することができる。
2020003384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた撮像領域の画像を取得する撮像装置を備えた撮像ユニットと、
物体保持具に保持された物体の前記物体保持具に対向する側とは反対側の対象部の、前記撮像領域内に位置する部分の複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離を、それぞれ、前記撮像装置による撮像画像に基づいて取得する距離取得部と、
前記物体の前記対象部に前記部分が複数設定され、前記複数の前記部分の各々における前記距離取得部によって取得された複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて前記対象部の平坦度を取得する平坦度取得部と、
前記撮像領域内に位置する部分が前記物体の前記対象部の第１部分である場合と前記第１部分とは異なる第２部分である場合とで、前記物体保持具と前記撮像装置との、前記撮像装置の軸線と平行な方向である第１方向における相対位置を変更させる第１方向相対位置変更部を備えた相対位置変更部と
を含む平坦度取得システム。
【請求項２】
前記第１方向相対位置変更部が、前記第１部分が前記撮像装置の被写界深度内に位置し、かつ、前記第２部分が前記撮像装置の被写界深度内に位置するように、前記物体保持具と前記撮像装置とを前記第１方向において接近・離間させることにより、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第１方向における相対位置を変更させるものである請求項１に記載の平坦度取得システム。
【請求項３】
前記相対位置変更部が、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第１方向と直交する第２方向における相対位置を変更させることにより、前記撮像領域内に位置する前記物体の部分を変更させる第２方向相対位置変更部を含み、
当該平坦度取得システムが、前記第２方向相対位置変更部によって前記撮像領域内に位置する前記部分が変更させられる毎に、前記変更させられた前記部分の複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離を、それぞれ、前記距離取得部に取得させる距離取得部制御部を含む請求項１または２に記載の平坦度取得システム。
【請求項４】
前記相対位置変更部が、前記距離取得部によって取得された前記部分の前記複数の点のうちの少なくとも２点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第２方向における相対位置を変更させるとともに、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第１方向における相対位置を変更させるものである請求項１ないし３のいずれか１つに記載の平坦度取得システム。
【請求項５】
前記相対位置変更部が、(a)前記距離取得部によって取得された前記部分の前記少なくとも２点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて、前記対象部の前記部分の前記第２方向に対する傾きを取得する傾き取得部と、(b)その傾き取得部によって取得された前記傾きに基づいて、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第２方向の相対位置の変更に起因して次に前記撮像領域内に位置する前記対象部の部分の少なくとも一部が被写界深度から外れる可能性が高いか否かを判定する判定部とを含み、前記判定部によって前記次の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が高いと判定された場合には、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第２方向の相対位置を変更させるとともに前記第１方向における相対位置を変更させ、前記次の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が低いと判定された場合には、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第１方向における相対位置を変更させることなく前記第２方向の相対位置を変更させるものである請求項４に記載の平坦度取得システム。
【請求項６】
前記複数の前記部分が、互いに重複部分を含む請求項１ないし５のいずれか１つに記載の平坦度取得システム。
【請求項７】
前記平坦度取得部が、前記複数の部分の各々において前記距離取得部によって取得された前記複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離と、前記第１方向相対位置変更部によって変更させられた前記物体保持具と前記撮像装置との前記第１方向における相対位置の変更量とに基づいて、前記物体の前記対象部の平坦度を取得するものである請求項１ないし６のいずれか１つに記載の平坦度取得システム。
【請求項８】
前記物体が、本体と、その本体に設けられた複数の機能部とを含み、
前記対象部が、前記複数の機能部の少なくとも一部を含み、
前記平坦度取得部が、前記複数の機能部の少なくとも一部の予め定められた点の集合である仮想平面の平坦度を取得するものである請求項１ないし７のいずれか１つに記載の平坦度取得システム。
【請求項９】
予め定められた撮像領域の画像を取得する撮像装置を備えた撮像ユニットと、
物体保持具に保持された物体の前記物体保持具に対向する側とは反対側の対象部の、前記撮像領域内に位置する部分の複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離を、それぞれ、前記撮像装置によって撮像された前記部分の撮像画像に基づいて取得する距離取得部と、
前記物体保持具を移動させることにより前記物体保持具と前記撮像装置との相対位置を変更する相対位置変更部と、
前記相対位置変更部によって、前記物体保持具が前記撮像装置の軸線と平行な方向である第１方向と直交する第２方向に移動させられることに起因して前記対象部の前記撮像領域内に位置する部分が変更させられる毎に、前記距離取得部に、前記変更させられた前記撮像領域内に位置する部分の複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離を取得させる距離取得制御部と、
前記物体の前記対象部に前記部分を複数設定し、それら複数の前記部分の各々において前記距離取得部によって取得された前記複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて、前記対象部の平坦度を取得する平坦度取得部と
を含み、
前記相対位置変更部が、前記距離取得部によって取得された前記部分の複数の点のうちの少なくとも２点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて、前記物体保持具を前記第２方向に移動させるとともに前記第１方向に移動させることにより、前記物体保持具に保持された前記物体の前記撮像領域内に位置する部分を、前記撮像装置の被写界深度内に位置させるものである平坦度取得システム。
【請求項１０】
電子部品を回路基板に装着する実装機であって、
前記電子部品を保持する部品保持具と、
その部品保持具を水平方向に移動させる水平方向移動装置と、前記部品保持具を上下方向に移動させる上下方向移動装置とを備えた保持具移動装置と、
少なくとも、上下方向に伸びた軸線を有し、予め定められた撮像領域の画像を取得する撮像装置を備え、前記部品保持具の下方に位置する撮像ユニットと、
前記部品保持具に保持された前記電子部品の前記回路基板に装着される側の底部の、前記撮像領域内に位置する部分の複数の点の各々の前記撮像装置からの高さをそれぞれ取得する高さ取得部と、
前記保持具移動装置を制御することにより、前記部品保持具と前記撮像装置との相対位置を制御する相対位置制御部と
前記相対位置制御部による前記水平移動装置の制御により、前記部品保持具と前記撮像装置との水平方向における相対位置の変更により、前記撮像領域内に位置する前記底面の部分が変更させられる毎に、前記高さ取得部に、前記部分の複数の点の各々の前記高さを取得させる高さ取得制御部と、
前記電子部品の底部に前記部分を複数設定し、それら複数の部分の各々において前記高さ取得部によって取得された前記複数の点の各々の前記高さに基づいて、前記底部の平坦度を取得する平坦度取得部と
を含み、
前記相対位置制御部が、前記部分の前記複数の点のうちの少なくとも２点の各々の前記高さ取得部によって取得された前記高さに基づいて、前記保持具移動装置を制御することにより、前記部品保持具を水平方向に移動させるとともに上下方向に移動させて、前記部品保持具に保持された前記電子部品の前記底部の前記撮像領域内に位置する部分を、前記撮像装置の被写界深度内に位置させる相対高さ制御部を含む実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、平坦度を取得する平坦度取得システムおよび実装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、部品本体と、部品本体の４つの側面からそれぞれ並んで伸び出した複数本ずつのリード線とを含む部品のリード線の各々の浮き上がりの有無を検出する浮き上がり検出装置が記載されている。浮き上がり検出装置は、部品保持具に保持された部品の一側面から一列に並んで伸び出した複数本のリード線にスリット光を照射するスリット光源と、スリット光が照射された複数本のリード線を撮像するカメラとを含み、撮像画像に基づいて複数本のリード線の各々の浮き上がりの有無を検出する。部品は、複数本のリード線の浮き上がりの有無が検出された後に回転させられ、別の側面から伸び出した複数本のリード線の各々の浮き上がりの有無が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８８３３６号
【発明の概要】
【本開示が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の課題は、平坦度取得システムの改良であり、物体の対象部の一部が撮像装置の被写界深度から外れている場合であっても、物体の対象部の平坦度を良好に取得することである。
【課題を解決するための手段、作用および効果】
【０００５】
本開示に係る平坦度取得システムにおいては、物体を保持する物体保持具と撮像装置との間の、撮像装置の軸線と平行な方向である第１方向の相対位置が、物体の対象部の第１部分を撮像する場合と第２部分を撮像する場合とで変更させられる。例えば、物体の対象部の一部が撮像装置の被写界深度から外れている場合において、その一部を含む第１部分が撮像される場合には、第１部分が被写界深度内に位置するように物体保持具と撮像装置との第１方向の相対位置を変更させることができる。その結果、物体の対象部のうちの第１部分が撮像される場合と、第１部分を除く第２部分が撮像される場合とで、物体保持具と撮像装置との第１方向における相対位置が変更させられることになり、第１部分についても良好な撮像画像を取得することができ、対象部の平坦度を良好に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係る実装機の斜視図である。
【図２】上記実装機の部品装着装置を示す図である。
【図３】上記実装機の撮像ユニットの正面図である。
【図４】上記撮像ユニットの平面図である。
【図５】上記実装機の制御装置の周辺を概念的に示す図である。
【図６】上記制御装置の記憶部に記憶された平坦度取得プログラムを表すフローチャートである。
【図７】上記プログラムの一部を表すフローチャートである。
【図８】上記撮像ユニットによって部品の部分Ｂ１が撮像される状態を示す図である。
【図９】上記部品の部分Ｂ２が撮像される状態を示す図である。
【図１０】上記部品に設定された複数の部分を概念的に示す図である。
【図１１】上記撮像ユニットによって部品の部分Ｂ１が撮像される状態を示す図である。
【図１２】上記部品の部分Ｂ２が撮像される状態を示す図である。
【図１３】(13A)(13B)上記部品を概念的に示す図である。
【開示を実施するための形態】
【０００７】
以下、本開示の一実施形態である実装機について、図面に基づいて詳細に説明する。本実装機には、平坦度取得システムが含まれる。
【実施例】
【０００８】
実装機４は、図１に示すように、電子部品(以下、部品と略称する)を回路基板Ｓ（以後、基板Ｓと略称する）に装着するものであり、本体１０，基板搬送支持装置１２，部品供給装置１４，部品装着装置１６，撮像ユニット１８等を含む。
基板搬送支持装置１２は、基板Ｓを搬送して保持するものである。図１において、ｘは基板搬送支持装置１２による基板Ｓの搬送方向であり、ｙは基板Ｓの幅方向であり、ｚは基板Ｓの厚み方向である。ｙは実装機４の前後方向、ｚは上下方向であり、これら、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに直交する。【０００９】
部品供給装置１４は、基板Ｓに装着される部品を、部品装着装置１６に受け渡し可能な状態で供給するものである。本実施例において、部品供給装置１４は、トレイ２０を備えたトレイ型供給装置、図示しないテープフィーダを備えたテープフィーダ型供給装置およびばら部品供給装置２１のうちの１つ以上を含む。
部品供給装置１４によって供給される部品には、図１３Ａに示すように、部品本体２６と、部品本体２６に形成された電極部としての複数のはんだボール２８とを含む部品３０であるＢＧＡ(Ball Grid Arraｙ)、図１３Ｂに示すように、部品本体３２と、その部品本体３２の側面から延び出し、Ｊ字状に曲げられた電極部としての複数のリード線３４を含むリード部品３６であるＳＯＪ（Small Out Line J Lead）等が含まれる。【００１０】
部品装着装置１６は、部品供給装置１４によって供給された部品をピックアップして保持して、基板搬送支持装置１２によって搬送されて支持された基板Ｓに装着するものである。部品装着装置１６は、図２に示すように、２つのヘッド４０，４１、２つのヘッド４０，４１を移動させるヘッド移動装置４２等を含む。ヘッド移動装置４２は、２つのヘッド４０，４１を、同時にｘ方向に移動させるｘ方向移動装置５０およびｙ方向に移動させるｙ方向移動装置５２、個別にｚ方向に移動させるｚ方向移動装置５３，５４等を含む。ｙ方向移動装置５２は、ｙスライダ５５、リニアモータであるｙモータ５６等を含む。ｘ方向移動装置５０は、ｙスライダ５５に設けられ、ｘスライダ６０、駆動源たるｘモータ６２、ｘモータ６２の回転を直線移動に変換してｘスライダ６０に伝達する運動変換機構６４等を含む。ｚ方向移動装置５３，５４は、ｘスライダ６０に設けられ、それぞれ、ｚスライダ６８，６９、駆動源たるｚモータ７０，７１、ｚモータ７０，７１の回転を直線運動に変換してｚスライダ６８，６９に伝達する図示しない運動変換機構等を含む。【００１１】
２つのヘッド４０，４１のうちのヘッド４０は、部品保持具８０を１つ有する。部品保持具８０は、例えば、負圧により部品を吸着して保持する吸着ノズルとしたり、一対の爪部により部品を保持するチャックとしたりすること等ができる。【００１２】
撮像ユニット１８は、上方に位置する部品保持具８０によって保持された部品の三次元形状を取得するものであり、図３，４に示すように、２つのプロジェクタ９０，９１と、撮像装置としてのカメラ９２と、コンピュータを主体とし、プロジェクタ９０，９１、カメラ９２を制御するとともに、物体の対象部の三次元形状を取得する三次元形状取得部９４とを含む。
カメラ９２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device），ＣＭＯＳ(Complementarｙ Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を有する撮像装置である。カメラ９２は、軸線Ｌｚがｚ方向に延びた姿勢で設けられ、プロジェクタ９０，９１は、軸線Ｌｚの回りに９０°隔たった位置に設けられる。プロジェクタ９０，９１は、それぞれ、一方向に正弦波的に強度が変化する平面状に広がるパターンを、ｚ方向に対しても、ｘ方向、ｙ方向に対しても傾いた向きに照射する。また、カメラ９２によって画像を撮像可能な領域である撮像領域Ｒｃは、プロジェクタ９０，９１によってパターンが照射される領域である照射領域Ｒｐに含まれる。【００１３】
撮像ユニット１８において、プロジェクタ９０，９１によってパターンが照射された部品の部分がカメラ９２によって撮像され、三次元形状取得部９４によって、取得された撮像画像に基づいて、撮像領域Ｒｃの内側に位置する部品の部分（一部）の三次元形状が位相シフト法により取得される。【００１４】
プロジェクタ９０，９１によって、それぞれ、一方向に正弦波的に強度が変化するパターンが、位相をずらして複数回照射される。また、パターンが照射される毎に、カメラ９２によって撮像領域Ｒｃ内の画像である撮像画像が取得される。三次元形状取得部９４において、撮像画像の各々において、撮像画像を構成する画素の各々における輝度が取得され、複数の撮像画像における同一の画素における輝度の値に基づいて、その画素における位相が取得される。そして、位相が同じ画素を連結することにより等位相線が得られる。一方、その位相の光（パターンを構成する１ライン）の照射角度、カメラ９２の撮像素子上の画素の位置、撮像ユニット１８の光学的または幾何学的パラメータ(プロジェクタ９０，９１の光学中心座標、カメラ９２の光学中心座標、焦点距離)等に基づいて、カメラ９２の撮像素子とその等位相線で連結された画素の各々に対応する部品上の点との間の距離が取得される。そして、これら部品上の複数の点とカメラ９２の撮像素子との間の距離に基づいて、部品の対象部の三次元形状が取得される。【００１５】
なお、三次元形状の取得方法、プロジェクタ９０，９１によって照射されるパターンは、限定されない。例えば、位相シフト法に限らず広くパターン投影法により三次元形状が取得されるようにしたり、ステレオ画像法、等高線法等により三次元形状が取得されるようにしたりすること等ができる。また、本実施例においては、予め定められた二次元的(平面的)に広がる設定領域内に位置する部品の三次元的形状が取得されればよい。例えば、ステレオ画像法による場合には、プロジェクタは不要であり、複数のカメラによる撮像画像に基づいて、撮像領域Ｒｃ内に位置する部品の三次元形状が取得される。【００１６】
制御装置１００は、コンピュータを主体とするものであり、図５に示すように、実行部１１０、記憶部１１２、入出力部１１４等を含み、入出力部１１４には、撮像ユニット１８の三次元形状取得部９４が接続されるとともに、駆動回路１２０を介して基板搬送支持装置１２、部品供給装置１４、部品装着装置１６等が接続される。【００１７】
以上のように構成された実装機４における作動について説明する。
実装機４おいて、部品保持具８０が撮像ユニット１８の上方に移動させられ、部品保持具８０に保持された部品の対象部の三次元形状が撮像ユニット１８によって取得される。部品の対象部とは、部品の部品保持具８０に対向する面とは反対側の部分、換言すると、部品の基板Ｓに装着される側の部分をいう。【００１８】
例えば、製造上の欠陥、搬送中のトラブルにより、はんだボール２８の一部が欠けていたり、リード線３４が曲がっていたりする場合がある。このように、はんだボール２８の一部が欠けた部品３０やリード線３４が曲がった部品３６が基板Ｓに装着された場合には、部品３０，３６への通電不良が生じる等の問題が生じる。そこで、本実施例においては、部品３０，３６の対象部の平坦度が取得され、部品３０，３６についてのチェックが行われる。【００１９】
本実施例において、例えば、図１３Ａに示す部品３０においては、複数のはんだボール２８等を含む部分が対象部Ｔａとされ、対象部Ｔａの三次元形状に基づいて、複数のはんだボール２８の先端（点）の集合によって形成される仮想平面Ｐａの平坦度が取得される。また、図１３Ｂに示す部品３６においては、複数のリード線３４の部品本体３２の下方に位置する部分等を含む部分が対象部Ｔｂとされ、対象部Ｔｂの三次元形状に基づいて、リード線３４の部品本体３２の下方に位置する部分の下側面上の予め定められた点の集合によって形成される仮想平面Ｐｂの平坦度が取得される。【００２０】
しかし、部品保持具８０によって保持された部品（例えば、部品３０が保持されている場合について説明する）の対象部Ｔａが撮像ユニット１８の撮像領域Ｒｃより広い場合には、図８に示すように、部品３０の対象部Ｔａ全体を含む撮像画像を取得することができない。
それに対して、本実施例においては、図８，９に示すように、部品保持具８０がｘ方向移動装置５０とｙ方向移動装置５２とにより水平方向に移動させられる。それによって、部品３０の対象部Ｔａの撮像領域Ｒｃ内に位置する部分が移動させられ、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分が変更される。撮像領域Ｒｃ内に位置する部分は変更される毎に、それぞれ、カメラ９２によって撮像されて、三次元形状が取得される。例えば、図１０に示すように、予め、部品３０の対象部Ｔａに複数の部分Ｂ１〜Ｂ９が設定され、撮像の順番等が決定される。部品保持具８０は、部分Ｂ１〜Ｂ９が、それぞれ、順番に撮像領域Ｒｃ内に位置するように、ｘ方向移動装置５０とｙ方向移動装置５２とにより移動させられる。なお、部分Ｂ１〜Ｂ９は、互いに重複部分Ｂｓを有する。また、図１０は、部品３０を対象部Ｔａから見た状態を示す図であり、黒矢印は、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分Ｂ１〜Ｂ９の移動方向を示す。【００２１】
一方、部品装着装置１６の製造上、組み付け時の誤差、撮像ユニット１８の製造上、取付け時の誤差、部品保持具８０の部品３０の保持位置のずれ、部品３０の製造上の誤差等に起因して、図１１，１２に示すように、部品保持具８０に保持された部品３０の対象部Ｔａがカメラ９２の軸線Ｌｚと直交する方向（水平方向に伸びている場合が多い）に対して傾いている場合がある。この場合において、図１２の破線が示すように、部品保持具８０が水平方向に移動させられることにより、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分が部分Ｂ１から部分Ｂ２に変更された場合には、部分Ｂ２の一部Ｂｘがカメラ９２の被写界深度Ｃから外れる。被写界深度Ｃとは、カメラ９２において焦点を合わせた被写体の前後で撮像画像として鮮明な画像が得られる範囲をいい、カメラ９２の特性によって決まる。被写界深度Ｃから外れた一部Ｂｘについては撮像画像が不鮮明となり、三次元形状を正確に取得することが困難である。【００２２】
そこで、本実施例においては、部品３０の対象部Ｔａの部分Ｂ１の三次元形状が取得される際に取得された２点Ｑ１，Ｑ２の各々のカメラ９２の撮像素子からの高さｈ１，ｈ２、２点Ｑ１，Ｑ２間の水平方向の距離ｗとに基づいて、部分Ｂ１の傾きｋ１を取得する。
ｋ１＝（ｈ２−ｈ１）／ｗ
この場合において、図１０に示すように、２点Ｑ１，Ｑ２は、矢印Ｆ１が示す方向、すなわち、部品保持具８０とカメラ９２との相対移動の方向に隔たった２点とされ、２点Ｑ１，Ｑ２の間の距離ｗは、矢印Ｆ１と平行な方向の距離とされ、傾きｋは、部分Ｂ１の、矢印Ｆ１と平行な方向の傾きとされる。【００２３】
また、(a)傾きｋ１と、(b)２点Ｑ１，Ｑ２のうち部分Ｂ２に近い方の点Ｑ２の高さｈ２と、(c)点Ｑ２と部分Ｂ２の部分Ｂ１から遠い側の端部Ｅ２との間の距離ｘ１とに基づいて、撮像領域Ｒｃ内に部分Ｂ２が位置するように部品保持具８０が水平方向に移動させられた場合の、部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*を取得する。
ｈ２*＝ｈ２＋ｋ１×ｘ１
そして、部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*がカメラ９２の被写界深度Ｃ内にある場合、換言すると、図１２の高さｈｃ１と高さｈｃ２との間にある場合（ｈｃ１＜ｈ２*＜ｈｃ２）には、部分Ｂ２全体は被写界深度Ｃ内に位置する可能性が高いと判定される。この場合には、部品保持具８０が昇降させられることなく水平方向に移動させられ、部分Ｂ２が撮像領域Ｒｃ内に位置させられる。それに対して、部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*が被写体深度Ｃから外れる場合（ｈ２*＞ｈｃ２、ｈ２*＜ｈｃ１）には、部分Ｂ２の少なくとも一部が被写界深度から外れる可能性が高いと判定される。この場合には、図１２に示すように、部分Ｂ２全体が被写界深度Ｃ内に位置するように部品保持具８０が水平方向に移動させられつつ昇降させられる。その後、部分Ｂ２の三次元形状が取得される。【００２４】
また、例えば、部品保持具８０の水平方向の移動により、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分が図１０に示す部分Ｂ３から部分Ｂ４に変更される場合には、部分Ｂ３において、矢印Ｆ４が示す方向に隔たった２つの点Ｑ５，Ｑ６の各々の高さｈ５，ｈ６と、点Ｑ５，Ｑ６との間の矢印Ｆ４と平行な方向の距離ｗ３とに基づいて矢印Ｆ４方向の傾きｋ３が取得される。また、傾きｋ３と、点Ｑ６と部分Ｂ４の部分Ｂ３から遠い側の端部Ｅ４との間の矢印Ｆ４と平行な方向の距離ｘ３とに基づいて、端部Ｅ４の高さｈ４*が取得され、被写界深度内Ｃに位置するか否かが判定される。判定結果により、部品保持具８０が水平方向に移動させられたり、水平方向および上下方向に移動させられたりするのである。【００２５】
このようにして、部分Ｂ１〜Ｂ９の各々について、それぞれ、三次元形状が取得されるが、それぞれ取得された三次元形状が合体させられて、対象部全体の三次元形状が取得される。【００２６】
例えば、複数の部分毎に取得された三次元形状を、部品保持具８０の昇降量ΔＨに基づいて合体させることができる。例えば、部分Ｂ２が撮像される場合に部品保持具８０がΔＨ昇降させられた場合には、部分Ｂ１について取得された三次元形状と、部分Ｂ２について取得された三次元形状を昇降量ΔＨシフトさせた三次元形状とを合体させるのである。【００２７】
また、部分Ｂ１のうちの重複部分Ｂｓ１の三次元形状と、部分Ｂ２のうちの重複部分Ｂｓ１の三次元形状とが一致するように、部分Ｂ１について取得された三次元形状と部分Ｂ２について取得された三次元形状とを合体させることもできる。例えば、重複部分Ｂｓ１に含まれる１つ以上の点の高さが部分Ｂ１を含む撮像画像に基づいて取得される（ｈｄ１）とともに、部分Ｂ２を含む撮像画像に基づいて取得され（ｈｄ２）、それら高さｈｄ１，ｈｄ２が一致するように、部分Ｂ２において取得された三次元形状をシフトさせるのである。これら高さｈｄ１，ｈｄ２の間には、式（ｈｄ１＝ｈｄ２＋ΔＨ）の関係が成立するはずであるが、それ以外の誤差を含むことがある。そのため、これら重複部分の高さｈｄ１，ｈｄ２の差に基づいて、シフトさせる値を補正することにより、より正確に対象部Ｔａの三次元形状を取得することができる。【００２８】
その場合の平坦度取得プログラムを図６のフローチャートに基づいて説明する。本プログラムは、制御装置１００において実行され、部品保持具８０が水平方向に移動させられる毎に、三次元形状取得部９４に三次元形状の取得指令が出力される。撮像ユニット１８において、三次元形状取得部９４の制御により、プロジェクタ９０，９１によってパターンが照射され、カメラ９２によって撮像画像が取得される。そして、撮像画像に基づいて三次元形状が取得され、制御装置１００に供給される。【００２９】
ステップ１(以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする)において、三次元形状が取得された部分の数をカウントするカウンタのカウント値ｎが初期化（０とされ）され、Ｓ２において、部品保持具８０を撮像ユニット１８の上方の予め定められた三次元形状取得開始位置へ移動させる。例えば、部品３０について、図１０の部分Ｂ１が撮像領域Ｒｃ内に位置する部品保持具８０の位置を三次元形状取得開始位置とすることができる。Ｓ３において、撮像ユニット１８に三次元形状取得指令を出力する。それによって、部分Ｂ１について三次元形状が取得されて、制御装置１００に供給されて記憶される。次に、Ｓ４において、部分の数をカウントするカウンタのカウント値が１増加させられ、Ｓ５において、カウント値が設定値Ｎｓ以上であるか否かが判定される。設定値Ｎｓは、部品３０の対象部Ｔａに設定された部分Ｂ１〜Ｂ９の数であり、例えば、図１０に示す部品３０については９である。【００３０】
Ｓ５の判定がＮＯである場合には、Ｓ６において、部分Ｂ１の三次元形状に基づいて上述のように傾きｋが取得され、Ｓ７において、次に三次元形状が取得される部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*が取得される。そして、Ｓ８において、部分Ｂ２全体が被写界深度内に位置する可能性が高いか否かが判定される。判定がＹＥＳである場合には、Ｓ９において、部品保持具８０が水平方向へ、部分Ｂ２が撮像領域Ｒｃ内に位置するように移動させられ、Ｓ３以降が同様に実行される。部分Ｂ２が撮像領域Ｒｃ内に位置し、部分Ｂ２について三次元形状が取得される。
それに対して、Ｓ８の判定がＮＯである場合には、Ｓ１０において、部品保持具８０が水平方向に移動させられるとともに、昇降させられる。昇降量は、部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*が被写界深度Ｃ内となるように決定される。その後、Ｓ３以降が同様に実行されるのであり、Ｓ３〜１１が繰り返し実行される。そのうちに、三次元形状が取得された部分の数がＮｓ以上になった場合にはＳ５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１２において、部品の平坦度が取得される。【００３１】
Ｓ１２の実行を、図７のフローチャートに従って説明する。
Ｓ２１において、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分が変更される際に、部品保持具８０が昇降させられた場合の昇降量ΔＨがそれぞれ読み込まれ、Ｓ２２において、部分Ｂ１〜Ｂ９の各々の重複部分Ｂｓ１〜Ｂｓ９の各々の少なくとも１点ずつの高さが読み込まれる。Ｓ２３において、部分Ｂ１〜Ｂ９の各々の三次元形状がヘッド４０の昇降量ΔＨと、重複部分Ｂｓ１〜Ｂｓ９の各々の少なくとも１点の高さとに基づいて合体させられる。そして、Ｓ２４において、合体させられた三次元形状に基づいて、仮想平面Ｐａの平坦度が取得されるのである。【００３２】
このように、本実施例においては、部品３０の対象部Ｔａが撮像領域Ｒｃより広く、かつ、対象部Ｔａがカメラ９２の軸線Ｌｚと直交する面に対して傾斜している場合であっても、部品保持具８０を昇降させて、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分を、被写界深度内に位置させる。それにより、部品３０の対象部Ｔａの三次元形状を正確に取得することが可能となり、平坦度を正確に取得することができる。【００３３】
以上のように構成された実装機において、物体が部品３０，３６に対応し、物体保持具が部品保持具８０に対応する。第１方向が上下方向に対応し、第２方向が水平方向に対応する。第２方向は、部品保持具８０（ヘッド４０）とカメラ９２との相対移動方向とすることもできる。機能部が電極部に対応し、第１部分が部分Ｂ１に対応し、第２部分が部分Ｂ２に対応する。
また、距離取得部、高さ取得部が、三次元形状取得部９４の対象部の部分の三次元形状を取得する部分等により構成される。平坦度取得部が制御装置１００の平坦度取得プログラムのＳ１２を記憶する部分、実行する部分等により構成され、第１方向相対位置変更部、相対高さ制御部がＳ１１を記憶する部分、実行する部分等により構成され、第２方向相対位置変更部がＳ９，１０を記憶する部分、実行する部分等により構成され、これら第１方向相対位置変更部、第２方向相対位置変更部を含んで相対位置変更部が構成される。なお、ｘ方向移動装置５０およびｙ方向移動装置５２等により水平方向移動装置が構成され、ｚ方向移動装置５３等により上下方向移動装置が構成される。さらに、距離取得部制御部、高さ取得制御部がＳ３を記憶する部分、実行する部分等により構成され、傾き取得部がＳ６を記憶する部分、実行する部分等により構成され、判定部がＳ８を記憶する部分、実行する部分等により構成される。なお、撮像ユニット１８、制御装置１００の図６のフローチャートで表される平坦度取得プログラムを記憶する部分、実行する部分等により平坦度取得システムが構成される。【００３４】
なお、上記実施例においては、部分Ｂ１の傾きｋ１に基づいて部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*を取得して、高さｈ２*が被写界深度から外れている場合に、部品保持具８０を水平方向に移動させるとともに上下方向に移動させるようにされていたが、端部Ｅ２の高さｈ２*を取得することは不可欠ではない。例えば、部分Ｂ１の傾きｋ１を取得するが、端部Ｅ２の高さｈ２*を取得することなく、部品保持部８０を水平移動させる。そして、部分Ｂ２をカメラ９２で撮像した結果、部分Ｂ２の少なくとも一部が被写界深度から外れている場合に、部分Ｂ１の傾きｋ１に基づいて部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*を取得して、端部Ｅ２の高さｈ２*が被写界深度内に位置するように、部品保持具８０を昇降させることができる。また、部分Ｂ１の傾きｋ１を取得することも不可欠ではない。例えば、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分が部分Ｂ１から部分Ｂ２に変更されるように部品保持具８０を水平方向に移動させ、部分Ｂ２をカメラ９２で撮像した結果、部分Ｂ２の少なくとも一部が被写界深度から外れている場合に、部品保持具８０を適宜昇降させて部分Ｂ２を被写界深度内に位置させることもできる。【００３５】
また、撮像ユニット１８によって、部品の対象部の部分の三次元形状が取得されることは不可欠ではなく、部分の複数の点のカメラ９２の撮像素子からの高さが取得されるだけでもよい。例えば、部品３０のはんだボール２８の先端（点）の各々のカメラ９２の撮像素子からの高さに基づけば、仮想平面Ｐａの平坦度が取得されるようにすることもできる。【００３６】
さらに、対象部に複数の部分が設定される場合において、部分同士が重複部分を有することは不可欠ではない。さらに、平坦度取得システムを実装機４に適用することは不可欠ではなく、平坦度が取得されるシステム単体において実行されるようにすることもできる等、その他、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３７】
４：実装機  １０：制御装置  １８：撮像ユニット  ４０：ヘッド  ４２：ヘッド移動装置  ５０：ｘ方向移動装置  ５２：ｙ方向移動装置  ５４：ｚ方向移動装置  ８０：部品保持具  ９０，９１：プロジェクタ  ９２：カメラ  ９４：三次元形状取得部  １００：制御装置  １１０：実行部  １１２：記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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