JP2011216614A - 部品実装装置および部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の吸着ノズルを装備するとともに、基板の表面に直交する方向を実質的な撮像方向とする認識カメラ装置を装備する実装ヘッドを備える構成において、部品実装の生産性を向上させる。
【解決手段】部品実装装置において、複数の吸着ノズルを装備する実装ヘッドと、基板の表面沿いの方向に実装ヘッドを移動させるヘッド移動装置と、実装ヘッドに設けられ、基板の表面に直交する方向を実質的な撮像方向とする撮像視野内に位置された実装位置の画像を撮像して、実装位置を認識する認識カメラ装置とを備えさせ、部品の基板への実装位置が撮像視野内に位置された状態にて、実装ヘッドは、認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置と、認識カメラ装置の撮像視野内からの退避位置である第２作業位置との間で、少なくとも１本の吸着ノズルを進退移動させるノズル移動装置をさらに装備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の吸着ノズルを装備する実装ヘッドを用いて、基板上の実装位置に部品を実装する部品実装装置および部品実装方法に関する。

回路基板上の複数の電子部品の実装位置に電子部品を実装することで電子回路を形成する部品実装装置としては、様々な構成のものが知られている。このような従来の部品実装装置の中で、例えば、特許文献１に開示の部品実装装置では、ヘッドユニット（実装ヘッド）に吸着ノズルを複数本装備させるとともに、基板の状態などを認識する基板撮影カメラ（認識カメラ装置）をヘッドユニットに装備させている。このような部品実装装置では、基板撮像カメラが基板上の実装位置の上方へ位置されるようにヘッドユニットを基板の上方に移動させた後、基板上の実装位置を基板撮影カメラにより認識し、その後、その認識結果に基づいて、吸着ノズルが実装位置の上方に位置されるようにヘッドユニットを移動させて、吸着ノズルにより部品を実装位置に実装することができる。

また、例えば、特許文献２に開示の部品実装装置では、複数の吸着ノズルを備える実装ヘッドにおいて、基板表面に対して傾斜した方向から光（傾斜光）を照射する光照射部と、基板表面に対して傾斜した方向をその撮像方向として、光照射部から照射された傾斜光の反射光を受光する認識カメラとが、実装ヘッドに装備された構成が採用されている。このような部品実装装置では、吸着ノズルを実装位置の上方に位置させた状態にて、光照射部から実装位置に対して傾斜光を照射して、認識カメラにてその反射光を受光することで実装位置を認識して、その認識結果に基づいて、吸着ノズルに保持された部品を実装位置に実装することができる。

特開２００７−２８７８３８号公報 特開平１１−３３０７９８号公報

しかしながら、特許文献１の部品実装装置では、ヘッドユニットに装備された基板撮影カメラの撮像視野は鉛直下向きに配置されるため、まず、基板撮影カメラを実装位置の上方に位置合わせするようにヘッドユニットの水平移動を行って実装位置の認識を行った後、ヘッドユニットを再び水平移動させて、吸着ノズルと実装位置との位置合わせを行う必要がある。すなわち、実装位置に部品を実装するには、基板撮像カメラと実装位置との位置合わせ、および吸着ノズルと実装位置との位置合わせを行う必要がある。そのため、部品実装装置におけるさらなる生産性の向上を図ることができない。

また、このような課題は、部品を実装位置に実装する場合だけでなく、カセットフィーダなどの部品供給装置の部品供給位置に配置された部品を、吸着ノズルにより吸着して取り出す部品取り出し動作を行う際にも生じる。すなわち、部品供給位置に配置された部品を吸着取り出しするには、基板撮像カメラと部品供給位置との位置合わせ、および吸着ノズルと部品供給位置との位置合わせを行う必要があり、さらなる生産性の向上を図ることができない。

また、特許文献２の部品実装装置では、認識カメラの撮像方向が基板に対して傾斜された方向に配置された構成が採用されているため、認識カメラにより撮像できる領域が限られ、十分に認識できない場合がある。さらに、このように斜めから撮像しているため、認識（検査）処理のアルゴリズムが複雑になるという課題もある。

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、複数の吸着ノズルを装備するとともに、基板の表面に直交する方向を実質的な撮像方向とする認識カメラ装置を装備する実装ヘッドを備える構成において、部品実装の生産性を向上させることができる部品実装装置および部品実装方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、基板上の実装位置に部品を実装する部品実装装置において、部品を吸着保持する複数の吸着ノズルを装備する実装ヘッドと、基板の表面沿いの方向に実装ヘッドを移動させるヘッド移動装置と、実装ヘッドに設けられ、基板の表面に直交する方向を実質的な撮像方向とする撮像視野内に位置された実装位置の画像を撮像して、実装位置を認識する認識カメラ装置と、を備え、吸着ノズルにより吸着保持された部品の基板への実装動作が行われる実装位置が、実装ヘッドに設けられた認識カメラ装置の撮像視野内に位置された状態にて、実装ヘッドは、認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置と、認識カメラ装置の撮像視野内からの退避位置である第２作業位置との間で、少なくとも１本の吸着ノズルを進退移動させるノズル移動装置をさらに装備する、部品実装装置を提供する。

本発明の第２態様によれば、複数の部品を収容するとともに、収容された部品を部品供給位置に配置させる部品供給装置をさらに備え、実装ヘッドに設けられた認識カメラ装置の撮像視野内に部品供給装置の部品供給位置が位置された状態にて、部品供給位置に配置された部品を認識カメラ装置により認識し、ノズル移動装置により１本の吸着ノズルが第１作業位置に移動されることで、部品供給位置に配置された部品が当該１本の吸着ノズルにより吸着保持される、第１態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第３態様によれば、実装ヘッドにおいて、複数の吸着ノズルが一列に配列されて装備され、ノズル移動装置は、複数の吸着ノズルを一体的にその配列方向沿いに進退移動させることで、認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置に１本の吸着ノズルを位置させる、第１または第２態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第４態様によれば、実装ヘッドにおいて、複数の吸着ノズルが１つの円周上に配列されて装備され、ノズル移動装置は、複数の吸着ノズルを一体的に円周方向に回転移動させることで、認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置に１本の吸着ノズルを位置させる、第１または第２態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第５態様によれば、実装ヘッドにおいて、複数の吸着ノズルが１つの円周上に配列されて装備されるとともに、当該円周の中心に認識カメラ装置が配置され、ノズル移動装置は、複数の吸着ノズルの中から１本の吸着ノズルを選択して、当該選択された１本の吸着ノズルを当該円周の中心に移動させることで、認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置に１本の吸着ノズルを位置させる、第１または第２態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第６態様によれば、ノズル移動装置は、複数の吸着ノズルを基板の表面沿いの方向に移動させる１軸移動装置と、１軸移動装置による移動により認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置に位置された吸着ノズルが、認識カメラ装置の撮像視野内からの退避位置である第２作業位置に位置された吸着ノズルよりも基板の表面に近接させるように、少なくとも基板の表面に直交する方向において吸着ノズルの移動を案内するカム機構とを備える、第１から第５態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第７態様によれば、ノズル移動装置は、認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置に位置される吸着ノズルを、認識カメラ装置により認識された実装位置に一致させるように、吸着ノズルの移動位置を補正する位置補正装置を備える、第１から第６態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第８態様によれば、認識カメラ装置は、基板の表面に対して傾斜された傾斜光を基板上の実装位置に照射する傾斜光光源をさらに備え、実装ヘッドに設けられた認識カメラ装置の撮像視野内に実装位置が位置された状態にて、傾斜光光源より実装位置に対して傾斜光を照射して、その反射光を認識カメラ装置により受光させることにより実装位置における基板の高さ位置を認識し、その後、実装位置に対する実装ヘッドの相対的な位置関係を実質的に保持した状態にて、ノズル移動装置により第２作業位置から第１作業位置に１本の吸着ノズルを移動させて、認識された基板の高さ位置に基づいて当該１本の吸着ノズルにより実装位置に部品を実装する、第１から第７態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第９態様によれば、複数の吸着ノズルと認識カメラ装置とが装備された実装ヘッドを、基板の表面沿いの方向に移動させて、基板の表面に直交する方向を実質的な撮像方向とする認識カメラ装置の撮像視野内に、基板上の実装位置を位置させて、認識カメラ装置により実装位置の認識を行い、認識カメラ装置の撮像視野外に位置されている複数の吸着ノズルの中の１本の吸着ノズルを、実装ヘッドに設けられた認識カメラ装置の撮像視野内に位置された状態の実装位置の上方に位置させて、当該１本の吸着ノズルに吸着保持されている部品を基板に実装し、その後、当該１本の吸着ノズルを撮像視野外に退避移動させた後、認識カメラ装置により実装位置における部品の実装状態を認識する、部品実装方法を提供する。

本発明の第１０態様によれば、複数の吸着ノズルと認識カメラ装置とが装備された実装ヘッドを、基板の表面沿いの方向に移動させて、基板の表面に直交する方向を実質的な撮像方向とする認識カメラ装置の撮像視野内に、部品供給装置の部品供給位置を位置させて、認識カメラ装置により部品供給位置に配置された部品の認識を行い、実装ヘッドに装備された認識カメラ装置の撮像視野外に位置されている複数の吸着ノズルの中の１本の吸着ノズルを、認識カメラ装置により認識された部品を取り出す位置に一致させるようにその移動位置を補正しながら、実装ヘッドに装備された認識カメラ装置の撮像視野内に位置された状態の部品供給位置の上方に位置させて、部品供給位置に位置されている部品を当該１本の吸着ノズルにより吸着保持して取り出し、その後、基板の表面沿いの方向に実装ヘッドを移動させて、吸着ノズルに吸着保持されている部品を基板上に実装する、部品実装方法を提供する。

本発明の第１１態様によれば、実装ヘッドにおいて複数の吸着ノズルが一列に配列して装備されており、複数の吸着ノズルをその配列方向に一体的に移動させることで、実装ヘッドに装備された認識カメラ装置の撮像視野外に位置されている複数の吸着ノズルの中の１本の吸着ノズルを、認識カメラ装置の撮像視野内に位置されている実装位置または部品供給位置の上方に位置させる、第９または第１０態様に記載の部品実装方法を提供する。

本発明の第１２態様によれば、実装ヘッドにおいて複数の吸着ノズルが１つの円周上に配列して装備されており、複数の吸着ノズルをその円周方向に一体的に回転移動させることで、認識カメラ装置の撮像視野外に位置されている複数の吸着ノズルの中の１本の吸着ノズルを、認識カメラ装置の撮像視野内に位置されている実装位置または部品供給位置の上方に位置させる、第９または第１０態様に記載の部品実装方法を提供する。

本発明によれば、複数の吸着ノズルと、基板の表面に直交する方向を実質的な撮像方向とする撮像視野を有する認識カメラ装置とが設けられた実装ヘッドを備える構成において、吸着ノズルにより吸着保持された部品の基板への実装動作が行われる実装位置が、実装ヘッドに設けられた認識カメラ装置の撮像視野内に位置された状態にて、認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置と、認識カメラ装置の撮像視野内からの退避位置である第２作業位置との間で、少なくとも１本の吸着ノズルを進退移動させるノズル移動装置を実装ヘッドがさらに装備していることにより、部品実装の生産性を向上させることができる。

具体的には、基板の実装位置を認識カメラ装置の撮像視野内に位置させた状態にて、少なくとも１本の吸着ノズルを、撮像視野内の位置である第１作業位置と、撮像視野内からの退避位置である第２作業位置との間で、進退移動させることにより、実装ヘッドを実質的に移動させることなく、部品の基板への実装動作と行うことができるとともに、実装位置への部品の実装状態を認識カメラ装置により認識することができる。

また、部品供給装置の部品供給位置に配置された部品を撮像視野内に位置させて、認識カメラにより部品の位置の認識を行った後、撮像視野内から退避された第２作業位置に位置された状態の吸着ノズルを、撮像視野内の第１作業位置にノズル移動装置により移動させることで、部品の認識動作後、実装ヘッドを実質的に移動させることなく、部品の吸着取り出しを行うことができる。

さらに、実装ヘッドに設けられた認識カメラ装置の撮像方向は、基板の表面に直交する方向に配置されているため、斜めから撮像するような場合と比べて、より精確な認識を行うことができ、また複雑なアルゴリズムも要求されることがない。

よって、部品実装における生産性を向上させることができる部品実装装置および部品実装方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態の部品実装装置の模式平面図 第１実施形態の実装ヘッドの模式側面図 第１実施形態の実装ヘッドの模式正面図 第１実施形態の実装ヘッドの模式正面図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品取り出し動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品取り出し動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品取り出し動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品取り出し動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品取り出し動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品取り出し動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品取り出し動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品取り出し動作の説明図 第１実施形態における部品供給位置の画像データ 第１実施形態の実装ヘッドによる部品実装動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品実装動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品実装動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品実装動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品実装動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品実装動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品実装動作の説明図 第１実施形態の実装ヘッドによる部品実装動作の説明図 第１実施形態における実装位置の画像データ 第１実施形態における実装位置の画像データ 第１実施形態における実装位置の画像データ 本発明の第２実施形態の部品実装装置の模式平面図 第２実施形態の実装ヘッドの模式正面図 第２実施形態の実装ヘッドの模式正面図 本発明の実施形態の変形例にかかる実装ヘッドの模式側面図

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる部品実装装置の主要な構成の模式平面図を図１に示す。

図１に示すように、本第１実施形態の部品実装装置１は、部品を吸着保持する複数のノズルユニット１１が装備された実装ヘッド１０と、実装ヘッド１０を支持するとともに実装ヘッド１０をＸ方向に沿って進退移動させるＸビーム２０と、Ｘビーム２０の両端を支持するように基台２４の互いに対向する縁部上に配置され、Ｘビーム２０をＹ方向に沿って進退移動させるＹビーム２２とを備えている。さらに部品実装装置１は、基台２４の略中央に配置され、基板３を保持する基板保持部２６と、Ｙ方向に沿って基板３を搬送して、基板保持部２６に対する基板３の搬入および搬出を行う基板搬送装置２８と、複数の部品を供給可能に収容する部品供給装置３０とを備えている。なお、Ｘ方向およびＹ方向は、基板３の表面に沿った方向であり、かつ互いに直交する方向である。また、Ｘ方向およびＹ方向に対して直交する方向（すなわち、基板３の表面に直交する方向）がＺ方向となっている。

ここで、実装ヘッド１０の詳細な構成を示す模式側面図を図２に示し、正面図を図３に示す。

図２および図３に示すように、実装ヘッド１０は、複数のノズルユニット１１として、例えば、３台のノズルユニット１１をＸ方向に均等な間隔ピッチにて配列させた状態にて備えている。個々のノズルユニット１１には、その先端部にて部品を解除可能に吸着保持する吸着ノズル１２と、Ｚ方向に配置された吸着ノズル１２の軸芯周りに吸着ノズル１２を回転（θ回転）させるノズル回転部１３と、吸着ノズル１２を昇降させるノズル昇降部１４とを備えている。なお、以降の説明にて、それぞれのノズルユニット１１を区別する場合には、ノズルユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと称するものとし、それぞれの吸着ノズル１２を区別する場合には、吸着ノズル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと称するものとする。

また、図２および図３に示すように、３台のノズルユニット１１は、Ｘ方向に一定の間隔ピッチにて配列された状態にて、共通のスライドノズルブロック１５に支持されている。実装ヘッド１０には、このスライドノズルブロック１５をＸ方向に沿って進退移動（スライド移動）させるスライド移動部１６が備えられている。このスライド移動部１６は、スライドノズルブロック１５をＸ方向にスライド移動可能に支持するボールネジ機構１７と、スライド駆動モータ１８と、スライド駆動モータ１８の回転駆動力をボールネジ機構１７に伝達するタイミングベルト１９とを備えている。なお、本第１実施形態では、スライド移動部１６が、ノズル移動装置の一例となっている。

さらに、図２および図３に示すように、スライドノズルブロック１５およびスライド移動部１６は、剛体部材であるヘッドブロック３２に支持されており、このヘッドブロック３２が、Ｘ方向に進退移動可能にＸビーム２０に支持されている。なお、スライドノズルブロック１５は、例えば、ヘッドブロック３２の側面においてＸ方向に沿って配置されている２本のＬＭガイドレール３８を介してヘッドブロック３２に支持されており、後述する所定のスライド移動範囲内にて、スライドノズルブロック１５がＸ方向沿いにスライド移動可能とされている。

また、ヘッドブロック３２には、基板３上の実装位置などの画像を撮像するヘッド搭載カメラ３４が装備されている。ヘッド搭載カメラ３４は、Ｚ方向下方向き（直下方向）をその実質的な撮像方向とする撮像視野Ｓを有している。なお、本第１実施形態では、ヘッド搭載カメラ３４が、認識カメラ装置の一例となっている。

また、Ｘビーム２０は、実装ヘッド１０をＸ方向に沿って進退移動させるＸ方向移動部２１を備えている。Ｙビーム２２は、Ｙビーム２２ＡおよびＹビーム２２Ｂの一対の部材として備えられ、一方のＹビーム２２Ａには、Ｘビーム２０をＹ方向に進退移動させるＹ方向移動部２３が備えられている。なお、Ｘ方向移動部２１およびＹ方向移動部２３は、例えば、駆動モータ、ボールネジ機構、およびＬＭガイドレールなどにより構成される。なお、本第１実施形態では、Ｘビーム２０およびＹビーム２２が、ヘッド移動装置の一例となっている。

部品供給装置３０は、例えば、複数の部品を収容するカセットフィーダが複数台、Ｘ方向に配列されて構成されており、それぞれのカセットフィーダが有する部品供給位置３１が、Ｘ方向に沿って一列に配列されている。この部品供給位置３１には、吸着ノズル１２により吸着保持されて取り出される１つの部品が配置される。

また、図１に示すように、部品供給装置３０と基板保持部２６との間における基台２４上には、実装ヘッド１０の吸着ノズル１２により吸着保持された状態の部品の画像を撮像することで、部品の吸着保持姿勢などを認識する部品認識カメラ３６が配置されている。部品認識カメラ３６は、Ｚ方向上向きをその撮像方向として、吸着ノズル１２に吸着保持された状態の部品の下方側からの画像を撮像することができる。

また、部品実装装置１には、上述したそれぞれの構成装置の動作を互いに関連付けながら、基板３における実装位置に部品を実装する動作を統括的に制御する制御装置９が備えられている。制御装置９では、ヘッド搭載カメラ３４により撮像された画像、あるいは部品認識カメラ３６により撮像された画像の認識処理を行うことで、部品の位置や姿勢などを認識することができる。制御装置９では、このような認識処理結果に基づいて、ノズルユニット１１などの位置補正制御を行う。

ここで、部品実装装置１の実装ヘッド１０において、それぞれのノズルユニット１１がＸ方向に沿ってスライド移動可能となっている点について、さらに詳細に説明する。この説明にあたって、実装ヘッド１０において、ノズルユニット１１Ａが、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内に位置された状態の実装ヘッド１０の模式側面図を図４に示す。

まず、図４に示すように、実装ヘッド１０において、スライド移動部１６によりＸ方向沿にスライド移動されるそれぞれのノズルユニット１１のスライド移動範囲の内、ヘッド搭載カメラ３４の直下の位置が第１作業位置Ｐ１となっている。すなわち、ヘッド搭載カメラ３４における撮像視野Ｓ内に第１作業位置Ｐ１が配置されており、この撮像視野Ｓ内から退避された位置が第２作業位置Ｐ２（退避位置）となっている。

具体的には、図４に示す状態では、ノズルユニット１１Ａは、ヘッド搭載カメラ３４の光軸Ｑ上に、その軸芯（例えば、吸着ノズル１２のθ回転中心）が位置されるように、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内に位置された状態にあり、この位置が第１作業位置Ｐ１となっている。なお、第１作業位置Ｐ１では、ノズルユニット１１Ａの一部の構成部材のみがヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内に位置されているような場合であっても良く、また、ヘッド搭載カメラ３４の光軸Ｑ上にノズルユニット１１Ａの軸芯が位置されていないような場合であっても良い。すなわち、第１作業位置Ｐ１に位置された状態のノズルユニット１１において、少なくとも部品を吸着保持する吸着ノズル１２Ａの先端が、撮像視野Ｓ内に位置されていれば良い。

また、この第１作業位置Ｐ１に位置されたノズルユニット１１Ａでは、ノズル昇降部１４による吸着ノズル１２Ａの昇降動作などが行われて、吸着ノズル１２Ａにより吸着保持されている部品を基板３の実装位置に実装する部品実装動作、あるいは、部品供給装置３０の部品供給位置３１に配置されている部品を吸着ノズル１２Ａの吸着保持により取り出す部品取り出し動作を行うことが可能となっている。

また、図３に示す状態では、ノズルユニット１１Ａ、１１Ｂおよび１１Ｃが、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内から退避された位置である第２作業位置Ｐ２に位置された状態にある。すなわち、第２作業位置Ｐ２に位置された状態のノズルユニット１１が、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓに実質的に干渉することが無いように、撮像視野Ｓから離間した位置に第２作業位置Ｐ２が設定される。したがって、それぞれのノズルユニット１１を第２作業位置Ｐ２に位置させることで、ヘッド搭載カメラ３４にて、基板３上の実装位置の画像、当該実装位置に実装された部品の画像、あるいは部品供給装置３０の部品供給位置３１に配置されている部品の画像などを撮像することができる。なお、図４に示す状態では、ノズルユニット１１Ａが第１作業位置Ｐ１に位置され、ノズルユニット１１Ｂおよび１１Ｃが第２作業位置Ｐ２に位置された状態にある。

また、実装ヘッド１０において、スライド移動部１６によるそれぞれのノズルユニット１１の移動範囲（Ｘ方向の移動範囲）は、図４に示すように、図示左端に配置されているノズルユニット１１Ａが、ヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１に位置された状態から、図示右端に配置されているノズルユニット１１Ｃが、ヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１に位置された状態までの範囲を少なくとも含むように設定される。このように、スライド移動部１６によるそれぞれのノズルユニット１１の移動範囲を設定することで、ヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１に任意のノズルユニット１１を位置させることができるとともに、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓを、任意のノズルユニット１１の間に位置させることができる。

次に、このような構成を有する本第１実施形態の部品実装装置１において、部品供給装置３０の部品供給位置３１からの部品取り出し動作、および基板３上の実装位置への部品実装動作の手順について、図面を用いて詳細に説明する。

まず、実装ヘッド１０が装備するそれぞれの吸着ノズル１２により、部品供給装置３０の部品供給位置３１から部品を取り出す部品取り出し動作の手順について説明する。

図１において、Ｘビーム２０およびＹビーム２２により実装ヘッド１０のＸ方向およびＹ方向の移動（ＸＹ移動）が行われて、部品供給装置３０の部品供給位置３１の上方に実装ヘッド１０が移動される。

一方、実装ヘッド１０では、このＸＹ移動が行われる際に、それぞれのノズルユニット１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）が全て、第２作業位置Ｐ２に位置され、かつ、ノズルユニット１１Ａと１１Ｂとの間にヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓが位置されるように、スライド移動部１６によるそれぞれのノズルユニット１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）のスライド移動が行われる。その結果、図５Ａに示すように、第２作業位置Ｐ２に位置された状態のノズルユニット１１Ａと１１Ｂとの間に、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓが位置された状態とされる。その後、部品供給装置３０の１つの部品供給位置３１が、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内に位置されるように、実装ヘッド１０のＸＹ移動による位置決めが行われる。

図５Ａに示す状態にて、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内に位置されている部品供給位置３１の画像データＧ１が撮像されて取得される。ここで、この画像データＧ１のサンプルを図６に示す。図６に示すように、画像データＧ１では、部品２が取り出し可能に配置された状態の１つの部品供給位置３１およびその周辺の画像が含まれている。この画像データＧ１はヘッド搭載カメラ３４から制御装置９に出力されて、制御装置９にて、この部品供給位置３１から部品２を取り出すために必要な吸着ノズル１２の位置補正量が算出される。ここで３１ａは、部品２を収納している部品供給装置３０のカセットフィーダにセットされたキャリアテープに備えられた部品収納ポケットである。

その後、図５Ｂに示すように、スライド移動部１６によりそれぞれのノズルユニット１１がＸ方向にスライド移動されて、図示左端に配置されているノズルユニット１１Ａが、第２作業位置Ｐ２から移動されて、ヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１に位置される。また、この際、制御装置９にて算出された位置補正量が考慮されて、スライド移動部１６によるＸ方向の移動が行われるとともに、ノズル回転部１３による吸着ノズル１２のθ回転が行われる。

なお、吸着ノズル１２と部品供給位置３１とのＹ方向の位置補正を行う場合には、例えば、部品供給装置３０のカセットフィーダの送りモータを正方向または逆方向に回転駆動させることにより、キャリアテープをＹ方向に移動させることで行うことができる。また、その他、Ｙ方向移動部２３によりＸビーム２０をＹ方向に移動させることで実装ヘッド１０をＹ方向に移動させて、Ｙ方向の位置補正を行うこともできる。

また、本明細書において、「実装ヘッドの実質的な移動」とは、例えば、基板３の上方から部品供給装置３０の上方への実装ヘッド１０の移動、あるいは、部品供給装置３０から基板３の上方への実装ヘッド１０の移動などのような実装ヘッド１０の移動のような大きな移動を意味する。例えば、従来の構成の部品実装装置において、実装ヘッドに搭載されたヘッド搭載カメラにて部品の画像を撮像した後、ヘッド搭載カメラの直下に位置されていない状態の吸着ノズルにより部品を取り出すために行われる実装ヘッド自体の移動（例えば、移動量１０ｍｍ以上）、あるいは、実装ヘッドの吸着ノズルに吸着保持された部品を基板上に実装し、実装ヘッドに搭載されたヘッド搭載カメラにより、実装された部品の画像を撮像するために行われる実装ヘッド自体の移動（例えば、移動量１０ｍｍ以上）は、実装ヘッドの実質的な移動に該当する。一方、既に部品供給装置３０の部品供給位置３１の上方に位置された状態の吸着ノズル１２と、部品供給位置３１に位置されている部品２との相対的な位置関係の補正するための実装ヘッド１０の微少量の移動は、実質的な移動には含まれない。同様に、後述する基板３上の実装位置４の上方に既に位置された状態の吸着ノズル１２と、基板３の実装位置４との相対的な位置関係の補正するための実装ヘッド１０の微少量の移動も、実質的な移動には含まれない。すなわち、ヘッド搭載カメラ３４でその直下にある対象物（部品など）の画像を撮像して対象物の位置認識処理を行った後、ヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１に吸着ノズル１２を位置させる際に、対象物の位置認識処理結果に基づいて、吸着ノズル１２の移動目標値を補正するための微少量の移動は、実質的な移動には含まれない。

次に、図５Ｃに示すように、第１作業位置Ｐ１に位置された状態のノズルユニット１１Ａにおいて、ノズル昇降部１４により吸着ノズル１２が下降されて、部品供給位置３１に配置されている部品２が吸着ノズル１２により吸着保持される。この時、吸着ノズル１２と部品２との相対的な位置関係を補正することにより、キャリアテープ内の部品２の位置の中心あるいは部品２の吸着に一番好ましい位置（予め制御装置９に記憶されている）を吸着することができる。その後、図５Ｄに示すように、吸着ノズル１２が上昇されることで、部品供給位置３１から部品２が吸着ノズル１２により取り出される。このように部品供給装置３１にて、ヘッド搭載カメラ３４により部品供給位置３１に位置されている部品２の画像を撮像し、撮像された結果に基づいて吸着ノズル１２と部品２との相対的な位置関係を補正することにより、キャリアテープ内にて位置のバラツキがある部品２の中心位置を吸着することができるため、部品の吸着率を向上させることが可能となるとともに、実装品質の向上させることが可能となる。

次に、図５Ｅに示すように、スライド移動部１６によりそれぞれのノズルユニット１１がＸ方向にスライド移動されて、全てのノズルユニット１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）が第２作業位置Ｐ２に位置された状態、すなわち、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓから、全てのノズルユニット１１が退避された状態とされる。この時、部品供給装置３０のカセットフィーダには、次の吸着対象となる部品２が部品供給位置３１に位置決めされるように、部品２を収納したキャリアテープのＹ方向のフィード動作が行われる。この状態において、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内に位置されている部品供給位置３１の画像が撮像され、撮像された画像データの認識処理が制御装置９にて行われる。

その後、図５Ｆに示すように、スライド移動部１６により、それぞれのノズルユニット１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）がＸ方向にスライド移動されて、図示中央に配置されているノズルユニット１１Ｂが、ヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１に位置される。その後、同様な手順にて、ノズルユニット１１Ｂが備える吸着ノズル１２により、部品供給位置３１から部品の取り出しが行われる（図５Ｇ、図５Ｈ参照）。

また、上述したノズルユニット１１Ａおよび１１Ｂについてと同様の動作が、実装ヘッド１０および部品供給装置３０において行われ、図示右端に配置されているノズルユニット１１Ｃの吸着ノズル１２による部品取り出し動作が行われる。

ヘッド搭載カメラ３４による部品取り出し動作のための画像撮像動作と、３台のノズルユニット１１Ａ、１１Ｂおよび１１Ｃによる部品取り出し動作との間では、実装ヘッド１０自体の実質的な移動動作（水平移動など）は行われなくても良い。すなわち、図５Ａ〜図５Ｈに示すように、部品供給位置３１に対してヘッド搭載カメラ３４を位置決めした後は、スライド移動部１６によるそれぞれのノズルユニット１１のＸ方向のスライド移動が行われるだけである。したがって、それぞれのノズルユニット１１が第２作業位置Ｐ２に位置された状態（すなわち、ヘッド搭載カメラ３４により部品供給位置３１の画像を撮像可能な状態）と、選択された１台のノズルユニット１１がヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１に位置された状態（すなわち、選択された１台のノズルユニット１１により部品２の部品取り出し動作を実施可能な状態）とを効率的に切り替えることができる。なお、それぞれのノズルユニット１１により、異なる部品供給位置３１から部品の取り出しを行うような場合には、１台のノズルユニット１１による部品取り出し動作が完了した後に、実装ヘッド１０の移動が行われることになる。

次に、実装ヘッド１０が装備するそれぞれの吸着ノズル１２により吸着保持された部品２を、基板保持部２６に保持された状態の基板３上の実装位置に実装する部品実装動作の手順について説明する。

それぞれの吸着ノズル１２による部品取り出し動作が行われた後、Ｘビーム２０およびＹビーム２２による実装ヘッド１０のＸＹ移動が行われ、実装ヘッド１０が基板保持部２６に保持された状態の基板３の上方へ向けての移動が開始される。この移動の過程において、実装ヘッド１０のそれぞれの吸着ノズル１２が、部品認識カメラ３６の真上に位置される撮像視野内を通過するように、実装ヘッド１０のＸＹ移動が行われ、部品認識カメラ３６の撮像視野内を通過する際に、吸着ノズル１２による部品の吸着保持姿勢の画像が撮像される。この画像データは制御装置９に送信されて、制御装置９にて画像データの認識処理が行われる。

一方、実装ヘッド１０では、このＸＹ移動が行われる際に、それぞれのノズルユニット１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）が全て、第２作業位置Ｐ２に位置され、かつ、ノズルユニット１１Ａと１１Ｂとの間にヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓが位置されるように、スライド移動部１６によるそれぞれのノズルユニット１１のスライド移動が行われる。その結果、図７Ａに示すように、第２作業位置Ｐ２に位置された状態のノズルユニット１１Ａと１１Ｂとの間に、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓが位置された状態とされる。その後、基板３上の１つの実装位置４Ａが、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内に位置されるように、実装ヘッド１０のＸＹ移動による位置決めが行われる。

図７Ａに示す状態にて、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内に位置されている実装位置４Ａの画像が撮像されて取得される。ここで、この画像データＧ２のサンプルを図８Ａに示す。図８Ａに示すように、画像データＧ２では、基板２上における１つの実装位置４Ａの画像が含まれている。実装位置４Ａでは、基板電極５が配置されており、この基板電極５上にはクリーム半田（接合材料）６が配置されている。この画像データＧ２は、ヘッド搭載カメラ３４から制御装置９に出力されて、制御装置９にて、この実装位置４Ａに精確に部品２を実装するために必要な吸着ノズル１２の微小な位置補正量が算出される。

その後、図７Ｂに示すように、スライド移動部１６によりそれぞれのノズルユニット１１がＸ方向にスライド移動されて、図示左端に配置されているノズルユニット１１Ａが、第２作業位置Ｐ２から移動されて、ヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１に位置される。また、この際、制御装置９にて算出された位置補正量が考慮されて、スライド移動部１６によるＸ方向の移動が行われるとともに、ノズル回転部１３による吸着ノズル１２のθ回転が行われる。また、Ｙ方向の位置補正は、Ｙ方向移動部２３によるＸビーム２０のＹ方向の移動により行われる。

次に、図７Ｃに示すように、第１作業位置Ｐ１に位置された状態のノズルユニット１１Ａにおいて、ノズル昇降部１４により吸着ノズル１２Ａが下降されて、実装位置４Ａにおける基板電極５上に、クリーム半田６を介して部品２が配置される。その後、吸着ノズル１２Ａによる部品２の吸着保持を解除するとともに吸着ノズル１２Ａが上昇されることで、図７Ｄに示すように、基板３の実装位置４Ａに部品２が実装される。

次に、図７Ｅに示すように、スライド移動部１６によりそれぞれのノズルユニット１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）がＸ方向にスライド移動されて、全てのノズルユニット１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）が第２作業位置Ｐ２に位置された状態、すなわち、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓから、全てのノズルユニット１１が退避された状態とされる。この状態において、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内に位置されている実装位置４Ａの画像、すなわち、実装位置４Ａへの部品２の実装状態の画像が撮像され、撮像された画像データの認識処理が制御装置９にて行われる。制御装置９では、この認識処理の結果に基づいて、部品２の実装状態の良否判定を行う。なお、この画像データＧ３のサンプルを図８Ｂに示す。

その後、図７Ｆに示すように、Ｘビーム２０およびＹビーム２２による実装ヘッド１０のＸＹ移動が行われて、基板３上の別の実装位置４Ｂが、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内に位置されるように、基板３に対する実装ヘッド１０の位置決めが行われる。

その後、別の実装位置４Ｂの画像がヘッド搭載カメラ３４により撮像され（図８Ｃの画像データＧ４参照）、この画像データＧ４の認識処理が制御装置９にて行われる。

その後、図７Ｇに示すように、スライド移動部１６により、それぞれのノズルユニット１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）がＸ方向にスライド移動されて、図示中央に配置されているノズルユニット１１Ｂが、ヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１に位置される。その後、同様な手順にて、ノズルユニット１１Ｂの吸着ノズル１２により吸着保持された部品２が、基板３上の別の実装位置４Ｂに実装される（図７Ｇ、図７Ｈ参照）。

また、上述したノズルユニット１１Ａおよび１１Ｂについての動作と同様の動作が、実装ヘッド１０において行われ、図示右端に配置されているノズルユニット１１Ｃの吸着ノズル１２による部品実装動作が行われる。

このように、基板３上の実装位置４Ａの画像のヘッド搭載カメラ３４による撮像を開始してから、ノズルユニット１１Ａによる実装位置４Ａへの部品２の実装動作を行い、その後、実装位置４Ａに実装された状態の部品２の画像のヘッド搭載カメラ３４による撮像を完了させるまでの間、実装ヘッド１０自体の微小な位置補正動作を除き、実装ヘッド１０の実質的な移動動作（ＸＹ移動など）は行われなくても良い。また、ノズルユニット１１Ｂおよび１１Ｃのそれぞれによる部品実装動作およびそれに関連する画像撮像動作が行われる際においても、実装ヘッド１０自体の微小な位置補正動作を除き、実装ヘッド１０の実質的な移動動作（ＸＹ移動など）は行われなくても良い。すなわち、図７Ａ〜図７Ｈに示すように、個々のノズルユニット１１による部品実装動作を開始するために、個々の実装位置４Ａ、４Ｂ等に対してヘッド搭載カメラ３４を位置決めした後は、Ｘ、Ｙ方向の平面移動において、Ｙ方向移動部２３によるＹ方向の微小位置補正動作を行う場合を除き、スライド移動部１６による実装ヘッド１０内に備えられたそれぞれのノズルユニット１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）のＸ方向のスライド移動のみが行われて、実装位置４Ａ、４Ｂ等への部品２の実装状態の画像の撮像までを完了させることができる。

したがって、それぞれの実装位置への部品２の部品実装動作を行う際に、それぞれのノズルユニット１１が第２作業位置Ｐ２に位置された状態（すなわち、ヘッド搭載カメラ３４により実装位置の画像を撮像可能な状態）と、選択された１台のノズルユニット１１がヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１に位置された状態（すなわち、選択された１台のノズルユニット１１により部品２の部品実装動作を実施可能な状態）とを効率的に切り替えることができる。

また、基板３の実装位置４Ａ等へ部品２を実装した後、ヘッド搭載カメラ３４を実質的に移動させることなく、この部品２の実装状態の画像を撮像することができるため、部品の実装精度や部品の実装動作が正常に終了しているかどうかを確実に確認することができる。したがって、部品実装における精度を向上させることができる。

本第１実施形態によれば、実装ヘッド１０において、実装ヘッド１０を移動させて、実装ヘッド１０に搭載されたヘッド搭載カメラ３４を対象位置（部品供給位置および実装位置）の上方（真上）に位置決めした後、ヘッド搭載カメラ３４により対象位置の画像を撮像し、その後、微小な位置補正動作を除き、実装ヘッド１０の実質的なＸＹ移動を伴うことなく、ヘッド搭載カメラ３４と対象位置との相対的位置関係を保持した状態にて、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内より退避された位置である第２作業位置Ｐ２から、撮像視野Ｓ内の第１作業位置Ｐ１に、実装ヘッド１０に備えられた吸着ノズル１２のみを実装ヘッド１０に搭載されたヘッド搭載カメラ３４に対して移動させることで、対象位置の画像を撮像する位置に位置させて、この吸着ノズル１２により対象位置に対する動作（部品取り出し動作および部品実装動作）を行うことができる。また、このノズルユニット１１を第１作業位置Ｐ１から第２作業位置Ｐ２に退避移動させることで、実装ヘッド１０の実質的なＸＹ移動を伴うことなく、ヘッド搭載カメラ３４により対象位置（実装位置）の画像を再び撮像することもできる。

したがって、実装ヘッド１０にヘッド搭載カメラ３４が搭載された構成において、部品取り出し動作および部品実装動作における画像撮像動作および吸着ノズル１２による一連の動作を高品質で、効率的に行うことができる。また、ヘッド搭載カメラ３４を移動せず、ヘッド搭載カメラ３４による画像の取得中に、スライド移動部１６によるノズルユニット１１の移動を開始させることで、さらに効率的な高生産性動作を行うこともできる。

また、吸着ノズル１２による部品実装動作の前後におけるヘッド搭載カメラ３４による実装位置の画像の撮像（すなわち、実装前の実装位置の画像撮像と実装後の実装位置の画像撮像）において、実装ヘッド１０の実質的なＸＹ移動を伴うことなく、ヘッド搭載カメラ３４の位置を不変とすることができる。したがって、例えば、撮像された画像データより部品２の実装高さなどを認識して、その良否判定を行うような場合には、実装ヘッド１０の実質的なＸＹ移動を伴うことなく、実装前後のカメラ３４の位置が不変であることから、認識精度を向上させることができる。

さらに、実装ヘッド１０に設けられたヘッド搭載カメラ３４の撮像方向は、Ｚ方向下向きに配置されているため、斜めから撮像するような場合と比べて、より精確な認識を行うことができ、複雑なアルゴリズムも要求されることがない。部品および／または基板の表面に対して鉛直方向（Ｚ方向下向き）に実装ヘッド１０に搭載されたヘッド搭載カメラ３４の撮像方向が配置される構成（ヘッド搭載カメラ３４の直下位置にヘッド搭載カメラ３４の撮像視野が位置される構成）が採用されているため、例えば、部品供給装置３０のカセットフィーダに配置されたキャリアテープの部品収納ポケットが深い場合、部品の電極表面の光の反射が強いまたは一様でない場合、基板に実装される部品が高密度に実装されている場合、あるいは、隣接する実装済み部品の高さが高く、認識対象となる部品が影になり易い場合などは、特により精確な部品の認識を行うことができる。

さらに、ヘッド搭載カメラの撮像方向を斜め方向とするような場合にあっては、ヘッド搭載カメラおよび必要な照明装置をノズルユニットのθ回転中心に対して傾斜された方向において、互いに対向するように設置する必要がある。そのため、斜めから撮像する構成では、実装ヘッドのＸＹ平面視（上面視）におけるサイズを小型化することができない。部品供給装置と基板保持部とがＹ方向に配置される配置構成を有する部品実装装置では、Ｘ方向よりもＹ方向における装置サイズ（実装ヘッドのサイズなど）を小型化することで、効率的な実装動作を行うことができる。上記第１実施形態のように、複数のノズルユニットがＸ方向に配列された構成において、仮に斜めから撮像する構成を適用した場合には、実装ヘッドにおいてヘッド搭載カメラおよび必要な照明装置がＹ方向に配置されることになる。このような場合にあっては、実装ヘッドのＹ方向のサイズを小型化できないことになる。これに対して、上記第１実施形態の構成では、ヘッド搭載カメラ３４が、それぞれのノズルユニット１１のＸ方向の移動範囲の上方に設置されている（部品および／または基板の表面に対して鉛直方向に実装ヘッド１０のヘッド搭載カメラ３４の撮像方向が配置される構成が採用されている）ため、特にＹ方向における実装ヘッド１０の小型化を図ることができる。

したがって、部品実装における生産性を向上させることができる。

（第２実施形態）
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第２実施形態にかかる部品実装装置１０１の模式平面図を図９に示すとともに、部品実装装置１０１が備える実装ヘッド１１０の模式側面図を図１０、図１１に示す。

図９〜図１１に示すように、本第２実施形態の部品実装装置１０１では、実装ヘッド１１０の構成が、上記第１実施形態の実装ヘッド１０とは異なっており、その他の構成については実質的に同じである。以降の説明では、この異なる構成についてのみ説明する。なお、部品実装装置１０１において、上記第１実施形態の部品実装装置１と同じ構成装置および部材については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。

図９〜図１１に示すように、実装ヘッド１１０では、複数のノズルユニット１１１が同一円周上に一定の間隔ピッチにて配列され、それぞれのノズルユニット１１１が円周方向に回転移動される構成、すなわち、いわゆるインデックス方式が採用されている点において、第１実施形態の実装ヘッド１０とは大きく異なる構成を有している。実装ヘッド１１０には、例えば、４台のノズルユニット１１１が装備されており、個々のノズルユニット１１１には、吸着ノズル１２とノズル回転部１３が備えられている。

それぞれのノズルユニット１１１は、共通する剛体部材であるインデックスブロック１３２の外周面に取り付けられており、このインデックスブロック１３２の周面に沿って回転移動可能とされている。さらにこのインデックスブロック１３２には、それぞれのノズルユニット１１１を回転移動させる回転移動部１１６（ノズル移動装置）が備えられている。回転移動部１１６は、インデックスブロック１３２の上部に設けられた回転駆動モータ１１８と、回転駆動モータ１１８の回転駆動力を、それぞれのノズルユニット１１１に伝達する図示しない駆動力伝達手段とを備えている。また、インデックスブロック１３２には、ノズル搭載カメラ３４が装備されている。

さらに、インデックスブロック１３２の外周面には、当該外周面を周回するようにカム溝１４０が形成されており、それぞれのノズルユニット１１１に設けられたカムフォロア１４２がこのカム溝１４０に係合されている。これにより、回転移動部１１６によりそれぞれのノズルユニット１１１に対して回転駆動力が付加されると、カム溝１４０に沿ってそれぞれのノズルユニット１１１が案内されながら、インデックスブロック１３２の外周面沿いに回転移動される。

また、図１０および図１１に示すように、インデックスブロック１３２の外周面において、ヘッド搭載カメラ３４の直下位置にて、カム溝１４０の形成位置がその他の形成位置よりも下方側に位置されるようにカム溝１４０が形成されている。これにより、例えば、図１１に示すように、ヘッド搭載カメラ３４の直下位置に位置されたヘッドユニット１１１は、他のヘッドユニット１１１よりも基板３（あるいは部品供給位置３１）に近接した高さ位置に位置されることになる。本第２実施形態では、このヘッド搭載カメラ３４の直下位置が、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内の位置である第１作業位置Ｐ１となっており、撮像視野Ｓ内から退避されたその他の位置が第２作業位置Ｐ２となっている。したがって、回転移動部１１６によりそれぞれのノズルユニット１１１を回転移動させて、１台のノズルユニット１１１を第１作業位置Ｐ１に選択的に位置させることで、当該１台のノズルユニット１１１は、カム溝１４０およびカムフォロア１４２により案内されて、基板３により近接した高さ位置に位置されることになる。なお、本第２実施形態では、カム溝１４０およびカムフォロア１４２により、それぞれのノズルユニット１１１（あるいは吸着ノズル１２）の移動を案内するカム機構が構成されている。

また、インデックスブロック１３２には、全てのノズルユニット１１１を一体的に昇降させるノズル昇降部１１４が備えられている。ノズル昇降部１１４は、例えば、図１１に示すように、１台のノズルユニット１１１が、第１作業位置Ｐ１に位置された状態にて、それぞれのノズルユニット１１１を一体的に下降させることで、当該１台のノズルユニット１１１が有する吸着ノズル１２に吸着保持されている部品２を基板３の実装位置に実装することができる。

このような構成の部品実装装置１０１において、基板３の実装位置４に部品２を実装する場合には、まず、図９に示すように、Ｘビーム２０およびＹビーム２２により実装ヘッド１１０のＸＹ移動を行って、基板３の実装位置４の上方にヘッド搭載カメラ３４が位置されるように、基板３に対する実装ヘッド１１０の位置決めを行う。なお、この際、実装ヘッド１１０が備える４台のノズルユニット１１１は、図１０に示すように、全て第２作業位置Ｐ２に位置された状態にあり、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内から退避された状態にある。この状態において、ヘッド搭載カメラ３４により基板３の実装位置４の画像を撮像する。なお、撮像された画像データは制御装置９にて認識処理が行われる。

その後、回転移動部１１６によりそれぞれのノズルユニット１１１を回転移動させて、１台のノズルユニット１１１をヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内の位置である第１作業位置Ｐ１に位置させる。この際、当該１台のノズルユニット１１１は、インデックスブロック１３２のカム溝１４０に案内されて下降され、図１１に示すように、基板３に近接した高さ位置に位置される。その後、ノズル昇降部１１４によりそれぞれのノズルユニット１１１が一体的に下降されることにより、当該１台のノズルユニット１１１の吸着ノズル１２により吸着保持されている部品２が、基板３の実装位置４に実装される。

それぞれのノズルユニット１１１が上昇された後、回転移動部１１６によりそれぞれのノズルユニット１１１が回転移動されて、第１作業位置Ｐ１に位置されているノズルユニット１１１が第２作業位置Ｐ２に位置される。この状態において、ノズル搭載カメラ３４により基板３の実装位置４の画像が撮像されて、制御装置９にて認識処理が行われることにより、部品２の実装状態の良否判定が行われる。

なお、実装ヘッド１１０が備えるその他のノズルユニット１１１についても、同様な動作にて部品実装動作を行うことができる。

また、上述した本第２実施形態の実装ヘッド１１０の構成および動作に基づいて、部品実装動作と同様に部品取り出し動作についても行えることが理解されるであろう。

本第２実施形態によれば、実装ヘッド１１０において、ヘッド搭載カメラ３４を対象位置（実装位置等）の上方に位置決めした後、ヘッド搭載カメラ３４により対象位置の画像を撮像し、その後、実装ヘッド１１０の実質的なＸＹ移動を伴うことなく、ヘッド搭載カメラ３４と対象位置との相対的位置関係を保持した状態にて、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内より退避された位置である第２作業位置Ｐ２から、撮像視野Ｓ内の第１作業位置Ｐ１に吸着ノズル１２を位置させるように、回転移動部１１６によりそれぞれのノズルユニット１１１の回転移動を行って、この吸着ノズル１２により対象位置に対する動作（部品実装動作等）を行うことができる。また、このノズルユニット１１１を第１作業位置Ｐ１から第２作業位置Ｐ２に退避移動させることで、ヘッド搭載カメラ３４により対象位置（実装位置）の画像を再び撮像することもできる。

また、第２作業位置Ｐ２から第１作業位置Ｐ１にノズルユニット１１１を回転移動させる際に、カム機構により第１作業位置Ｐ１に位置されたノズルユニット１１１のみを基板３に近接した高さ位置に位置させることができる。したがって、その後のノズルユニット１１１の下降移動量を少なくすることができ、より効率的な動作を行うことができる。また、このような機構は、回転移動部１１６およびカム機構により実現できるため、実装ヘッド１１０の構造を複雑化することもない。

よって、部品実装における生産性を向上させることができる。

本発明の部品実装装置について上記それぞれの実施形態を例として説明したが、本発明はその他様々な形態で実施することもできる。

例えば、上記それぞれの実施形態の変形例にかかる実装ヘッド２１０の模式側面図を図１２に示す。図１２に示すように、本変形例にかかる実装ヘッド２１０では、複数のノズルユニット２１１を同一円周上に配列させて、この円周上のそれぞれの位置を第２作業位置Ｐ２として、円周の中心を第１作業位置Ｐ１として、選択された１台のノズルユニット２１１を円周中心である第１作業位置Ｐ１に位置させるような構成を採用している。なお、この場合、ヘッド搭載カメラ３４の撮像視野Ｓ内に円周中心（すなわち、第１作業位置Ｐ１）が位置されることになる。

本変形例にかかる実装ヘッド２１０の具体的な構成について、図１２を用いて説明する。

図１２に示すように、それぞれのノズルユニット２１１において、ノズル昇降部２１４は、ノズル昇降モータ２１５と、ノズル昇降モータ２１５の駆動力により回転駆動されるボールネジ軸２１６と、ボールネジ軸２１６に沿って昇降可能に係合された昇降ブロック２１７とを備えている。ノズル昇降モータ２１５によりボールネジ軸２１６を回転駆動させるボールネジ機構により、その回転駆動方向に応じて、昇降ブロック２１７を上昇または下降させることができる。また、ノズル昇降モータ２１５およびボールネジ軸２１６は、剛体部材であるヘッドブロック２３２に支持されており、このヘッドブロック２３２が、Ｘ方向に進退移動可能にＸビーム２０に支持されている。

さらに、図１２に示すように、昇降ブロック２１７には、Ｙ方向にスライド移動可能にガイド２１９（ＬＭガイド等）を介してスライドブロック２１８が支持されている。また、このスライドブロック２１８には、吸着ノズル１２およびノズル回転部１３が支持されている。また、図１２に示すように、それぞれのノズルユニット２１１には、Ｚ方向に沿って配置されたプレート２３３をヘッドブロック２３２に支持させた状態にて備えている。このプレート２３３には、溝カム２３４が形成されており、スライドブロック２１８に設けられたカムフォロア２３５が溝カム２３４により案内可能に係合されている。これにより、ノズル昇降部２１４により、昇降ブロック２１７が上昇または下降される際に、昇降方向と交差する方向（水平方向）のカムフォロア２３５の位置が溝カム２３４により案内されて、スライドブロック２１８が、水平方向に前進または後退移動されるように構成されている。すなわち、それぞれのノズルユニット２１１において、ノズル昇降部２１４による吸着ノズル１２の昇降動作を行うことで、吸着ノズル１２は、昇降動作とともに水平方向の移動動作も併せて行われることになる。なお、本変形例では、このノズル昇降部２１４、溝カム２３４、カムフォロア２３５、およびスライドブロック２１８が、ノズル移動装置の一例となっている。また、溝カム２３４およびカムフォロア２３５がカム機構の一例となっており、ノズル昇降部２１４が１軸移動装置の一例となっている。

また、ヘッドブロック２３２には、基板３上の実装位置などの画像を撮像するヘッド搭載カメラ３４が装備されている。ヘッド搭載カメラ３４は、Ｚ方向下方向き（直下方向）をその実質的な撮像方向とする撮像視野Ｓを有しており、それぞれのノズルユニット２１１が配置されている円周の中心にヘッド搭載カメラ３４が配置されている。

このような構成の実装ヘッド２１０において、吸着ノズル１２による部品の取り出しあるいは部品実装を行う場合には、ヘッド搭載カメラ３４により対象物（部品等）の画像を撮像した後、選択された１台のノズルユニット２１１において、ノズル昇降部２１４により昇降ブロック２１７の下降移動を行うことで、溝カム２３４およびカムフォロア２３５にてスライドブロック２１８の水平方向の移動が案内されて、１本の吸着ノズル１２をヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１に位置させることができる。その結果、ヘッド搭載カメラ３４による対象物の画像を撮像した後、実装ヘッド２１０の実質的な移動を行うことなく、選択された吸着ノズル１２により部品の取り出し動作あるいは実装動作を行うことができる。特に本変形例にように、それぞれのノズルユニット２１１を同一円周上に配置させて、その円周中心に１台のヘッド搭載カメラ３４を配置させるという構成を採用することにより、ヘッド搭載カメラ３４の周りに複数のヘッドユニット２１１を高密度に配置させることができ、部品実装における生産性をさらに向上させることができる。

なお、本変形例では、ノズル昇降部２１４の昇降ブロック２１７の上昇または下降動作を、上述のボールネジ機構を用いて行う場合を例として説明したが、その他の構成を採用しても良い。例えば、図１０に示す上記第２実施形態のインデックスブロック１３２の回転移動部１１６によりそれぞれのノズルユニット１１１を光軸Ｑ（回転中心）まわりに回転させる構成を用いて、本変形例のノズル昇降部２１４の昇降ブロック２１７の上昇または下降動作を行っても良い。この場合、インデックスブロック１３２の回転移動部１１６によりそれぞれのノズルユニット２１１を光軸Ｑ（回転中心）まわりに回転させる動作を用いて昇降ブロック２１７の上昇または下降動作を行うカム機構（図示せず）を備えさせて、回転移動部１１６による回転動作により、実装ヘッド２１０が備える複数の吸着ノズル１２の内の少なくとも１本の吸着ノズル１２を、実装ヘッド２１０に搭載されたヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１に位置させることができる。このような構成では、インデックスブロック１３２の回転移動部１１６が１軸移動装置の一例となる。

上述の実施形態のその他の変形例（変形構成）について以下に説明する。

実装ヘッドにおけるそれぞれのノズルユニットの移動は、ＸＹ平面内における平行移動や回転移動だけに限られない。例えば、ＸＹ平面に対して、ノズルユニットを傾斜させるように移動させることで、第１作業位置と第２作業位置との間の移動を行うようにしても良い。

また、実装ヘッドにおいて、全てのノズルユニットの移動を一体的に行うような場合に代えて、選択された１台のノズルユニットのみを移動させて、第１作業位置に位置させるような構成を採用することもできる。

また、上述の実施形態において、例えば、基板３の実装位置の真上に位置されたヘッド搭載カメラ３４により、実装位置の高さ認識（あるいは部品実装高さの認識）を行う場合について以下に説明する。実装位置の高さ認識方法としては、様々な方法を適用できる。例えば、実装ヘッドにおいて、ヘッド搭載カメラ３４の撮像対象位置に対して、傾斜した方向から傾斜光（例えば、レーザ光）を照射する傾斜光照射部を備えさせるようにしても良い。この場合、傾斜光照射部から撮像対象位置に対して傾斜光を照射して、その反射光により形成される画像をヘッド搭載カメラ３４にて撮像することにより、部品供給位置から取り出される部品の吸着高さ、基板の実装位置での基板の高さ、および実装位置での部品実装高さなどを３次元的に認識することができる。この場合、撮像対象位置に対するヘッド搭載カメラおよび傾斜光照射部の相対位置を固定した状態にて、ノズルユニットの移動および吸着ノズルによる動作を行うことができるため、高精度な認識を行うことができる。

また、上述の実施形態では、部品実装動作の後、ヘッド搭載カメラにより実装位置の画像を撮像して、部品の実装状態の良否判定を行う場合について説明したが、部品供給位置からの部品取り出し動作の後、ヘッド搭載カメラにより当該部品供給位置の画像を撮像して、部品の取り出しの良否判定を行うようにしても良い。すなわち、部品取り出し動作が行われた後、部品供給位置に部品が残っているような場合には、部品取り出し動作を不良と判定することができる。

また、ヘッド搭載カメラは、その撮像方向がＺ方向下向き（すなわち、直下方向）となる撮像視野を有するような場合について説明したが、撮像方向は、完全に直下方向でなくても良く、僅かに傾斜されているような場合であっても良い。すなわち、撮像方向が実質的にＺ方向下向きであれば良い。

また、実装ヘッドにおける第１作業位置Ｐ１は、ヘッド搭載カメラの撮像視野内に含まれる位置であれば良く、必ずしも撮像視野の中心に位置されている必要はない。

さらに、ヘッド搭載カメラにより撮像された対象位置（実装位置など）の画像データを認識処理して、その結果に基づいて、第１作業位置Ｐ１に位置される吸着ノズルの位置を微少量補正するような場合、例えば、第１作業位置Ｐ１に位置された吸着ノズルの移動位置を微少量（例えば、ＸＹ方向に）補正する位置補正装置をそれぞれのノズルユニットに備えさせるようにしても良い。このような微少量の位置補正装置としては、例えば、ピエゾ素子を用いることができる。また、吸着ノズルを微少量だけ、Ｘ方向またはＹ方向に移動させる機構を位置補正装置として適用することもできる。特に、上記第１実施形態のように複数のノズルユニット１１がＸ方向に配列され、実装ヘッド１０において、それぞれのノズルユニット１１が、Ｘ方向に移動可能とされている構成では、吸着ノズルをＹ方向に微少量移動させる位置補正装置を設けることで、吸着ノズルの位置補正をＸ方向だけでなくＹ方向にも行うことが可能となる。また、上記第２実施形態のようにインデックス方式が採用されている構成では、それぞれのノズルユニット１１１の回転移動範囲におけるノズル搭載カメラ３４の配置（すなわち、第１作業位置Ｐ１の配置）に応じて、位置補正装置による必要な補正方向（Ｘ方向またはＹ方向）を決定することが好ましい。例えば、上記第２実施形態の例では、ヘッド搭載カメラ３４の直下位置である第１作業位置Ｐ１において、それぞれのノズルユニット１１１の回転移動を微少量だけ行うことにより、第１作業位置Ｐ１に位置された状態の吸着ノズルを、Ｘ方向に微小量移動させることが可能となる構成となっているため、吸着ノズルをＹ方向に微少量移動させる位置補正装置を別途設けることが望ましい。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

１ 部品実装装置
２ 部品
３ 基板
４ 実装位置
１０ 実装ヘッド
１１ ノズルユニット
１２ 吸着ノズル
１３ ノズル回転部
１４ ノズル昇降部
１５ スライドノズルブロック
１６ スライド移動部（ノズル移動装置）
１７ ボールネジ機構
１８ スライド駆動モータ
１９ タイミングベルト
２０ Ｘビーム（ヘッド移動装置）
２２ Ｙビーム（ヘッド移動装置）
２４ 基台
２６ 基板保持部
２８ 基板搬送装置
３０ 部品供給装置
３１ 部品供給位置
３２ ヘッドブロック
３４ ヘッド搭載カメラ（認識カメラ装置）
Ｐ１ 第１作業位置
Ｐ２ 第２作業位置
Ｑ 光軸
Ｓ 撮像視野

Claims (12)

1. 基板上の実装位置に部品を実装する部品実装装置において、
   部品を吸着保持する複数の吸着ノズルを装備する実装ヘッドと、
   基板の表面沿いの方向に実装ヘッドを移動させるヘッド移動装置と、
   実装ヘッドに設けられ、基板の表面に直交する方向を実質的な撮像方向とする撮像視野内に位置された実装位置の画像を撮像して、実装位置を認識する認識カメラ装置と、を備え、
   吸着ノズルにより吸着保持された部品の基板への実装動作が行われる実装位置が、実装ヘッドに設けられた認識カメラ装置の撮像視野内に位置された状態にて、実装ヘッドは、認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置と、認識カメラ装置の撮像視野内からの退避位置である第２作業位置との間で、少なくとも１本の吸着ノズルを進退移動させるノズル移動装置をさらに装備する、部品実装装置。
2. 複数の部品を収容するとともに、収容された部品を部品供給位置に配置させる部品供給装置をさらに備え、
   実装ヘッドに設けられた認識カメラ装置の撮像視野内に部品供給装置の部品供給位置が位置された状態にて、部品供給位置に配置された部品を認識カメラ装置により認識し、ノズル移動装置により１本の吸着ノズルが第１作業位置に移動されることで、部品供給位置に配置された部品が当該１本の吸着ノズルにより吸着保持される、請求項１に記載の部品実装装置。
3. 実装ヘッドにおいて、複数の吸着ノズルが一列に配列されて装備され、
   ノズル移動装置は、複数の吸着ノズルを一体的にその配列方向沿いに進退移動させることで、認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置に１本の吸着ノズルを位置させる、請求項１または２に記載の部品実装装置。
4. 実装ヘッドにおいて、複数の吸着ノズルが１つの円周上に配列されて装備され、
   ノズル移動装置は、複数の吸着ノズルを一体的に円周方向に回転移動させることで、認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置に１本の吸着ノズルを位置させる、請求項１または２に記載の部品実装装置。
5. 実装ヘッドにおいて、複数の吸着ノズルが１つの円周上に配列されて装備されるとともに、当該円周の中心に認識カメラ装置が配置され、
   ノズル移動装置は、複数の吸着ノズルの中から１本の吸着ノズルを選択して、当該選択された１本の吸着ノズルを当該円周の中心に移動させることで、認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置に１本の吸着ノズルを位置させる、請求項１または２に記載の部品実装装置。
6. ノズル移動装置は、
   複数の吸着ノズルを基板の表面沿いの方向に移動させる１軸移動装置と、
   １軸移動装置による移動により認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置に位置された吸着ノズルが、認識カメラ装置の撮像視野内からの退避位置である第２作業位置に位置された吸着ノズルよりも基板の表面に近接させるように、少なくとも基板の表面に直交する方向において吸着ノズルの移動を案内するカム機構とを備える、請求項１から５のいずれか１つに記載の部品実装装置。
7. ノズル移動装置は、認識カメラ装置の撮像視野内の位置である第１作業位置に位置される吸着ノズルを、認識カメラ装置により認識された実装位置に一致させるように、吸着ノズルの移動位置を補正する位置補正装置を備える、請求項１から６のいずれか１つに記載の部品実装装置。
8. 認識カメラ装置は、基板の表面に対して傾斜された傾斜光を基板上の実装位置に照射する傾斜光光源をさらに備え、
   実装ヘッドに設けられた認識カメラ装置の撮像視野内に実装位置が位置された状態にて、傾斜光光源より実装位置に対して傾斜光を照射して、その反射光を認識カメラ装置により受光させることにより実装位置における基板の高さ位置を認識し、その後、実装位置に対する実装ヘッドの相対的な位置関係を実質的に保持した状態にて、ノズル移動装置により第２作業位置から第１作業位置に１本の吸着ノズルを移動させて、認識された基板の高さ位置に基づいて当該１本の吸着ノズルにより実装位置に部品を実装する、請求項１から７のいずれか１つに記載の部品実装装置。
9. 複数の吸着ノズルと認識カメラ装置とが装備された実装ヘッドを、基板の表面沿いの方向に移動させて、基板の表面に直交する方向を実質的な撮像方向とする認識カメラ装置の撮像視野内に、基板上の実装位置を位置させて、認識カメラ装置により実装位置の認識を行い、
   認識カメラ装置の撮像視野外に位置されている複数の吸着ノズルの中の１本の吸着ノズルを、実装ヘッドに設けられた認識カメラ装置の撮像視野内に位置された状態の実装位置の上方に位置させて、当該１本の吸着ノズルに吸着保持されている部品を基板に実装し、
   その後、当該１本の吸着ノズルを撮像視野外に退避移動させた後、認識カメラ装置により実装位置における部品の実装状態を認識する、部品実装方法。
10. 複数の吸着ノズルと認識カメラ装置とが装備された実装ヘッドを、基板の表面沿いの方向に移動させて、基板の表面に直交する方向を実質的な撮像方向とする認識カメラ装置の撮像視野内に、部品供給装置の部品供給位置を位置させて、認識カメラ装置により部品供給位置に配置された部品の認識を行い、
    実装ヘッドに装備された認識カメラ装置の撮像視野外に位置されている複数の吸着ノズルの中の１本の吸着ノズルを、認識カメラ装置により認識された部品を取り出す位置に一致させるようにその移動位置を補正しながら、実装ヘッドに装備された認識カメラ装置の撮像視野内に位置された状態の部品供給位置の上方に位置させて、部品供給位置に位置されている部品を当該１本の吸着ノズルにより吸着保持して取り出し、
    その後、基板の表面沿いの方向に実装ヘッドを移動させて、吸着ノズルに吸着保持されている部品を基板上に実装する、部品実装方法。
11. 実装ヘッドにおいて複数の吸着ノズルが一列に配列して装備されており、複数の吸着ノズルをその配列方向に一体的に移動させることで、実装ヘッドに装備された認識カメラ装置の撮像視野外に位置されている複数の吸着ノズルの中の１本の吸着ノズルを、認識カメラ装置の撮像視野内に位置されている実装位置または部品供給位置の上方に位置させる、請求項９または１０に記載の部品実装方法。
12. 実装ヘッドにおいて複数の吸着ノズルが１つの円周上に配列して装備されており、複数の吸着ノズルをその円周方向に一体的に回転移動させることで、認識カメラ装置の撮像視野外に位置されている複数の吸着ノズルの中の１本の吸着ノズルを、認識カメラ装置の撮像視野内に位置されている実装位置または部品供給位置の上方に位置させる、請求項９または１０に記載の部品実装方法。

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