JP2017092175A - 部品実装機、部品吸着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】テープフィーダー３１とノズル４０との位置関係にずれが在る場合でも、吸着主体となる２個のノズル４０と吸着対象となる２個の部品Ｅとの間の位置ずれを抑制して、適切な部品Ｅの吸着を可能とする。【解決手段】ノズル４０ａ、４０ｂを回転させてそれぞれの位置をＹ方向にずらすことで、テープフィーダー３１ａ、３１ｂにより供給された部品Ｅａ、Ｅｂの位置に対してノズル４０ａ、４０ｂの位置を調整する回転調整処理を、位置合わせ動作において実行可能である。したがって、テープフィーダー３１とノズル４０との位置関係にずれが在る場合であっても、この回転調整処理を実行することにより、吸着主体となる２個のノズル４０ａ、４０ｂと吸着対象となる２個の部品Ｅａ、Ｅｂとの間の位置ずれを抑制して、適切な部品Ｅの吸着が可能となる。【選択図】図６

Description

この発明は、回転軸を中心とする円周軌道上に並べられて回転軸の回りで回転可能な複数のノズルを用いて部品を吸着する部品吸着技術に関する。

特許文献１〜３には、回転軸を中心とする円周軌道上に並ぶ複数のノズルを回転軸の回りで回転可能に保持するロータリーヘッドを用いて、フィーダーが供給する部品を吸着する部品実装機が記載されている。特に特許文献２では、所定の配列方向に複数の部品供給位置が並んでおり、この配列方向に並ぶ２個のノズルの距離が部品供給位置の隣接間隔の整数倍となるように、ロータリーヘッドが構成されている。かかる構成では、２個の部品供給位置に２個のノズルを同時に対向させた後に、２個の部品供給位置からの部品の吸着をそれぞれに対向する２個のノズルにより実行することで、部品の吸着を効率的に実行することができる。

特開２０１０−２１９３０６号公報 特開２００９−２７２６５２号公報 特開２０１３−１２５９２１号公報

しかしながら、機械的な誤差等が原因となって、吸着対象となる２個の部品を供給する２個のフィーダーと、吸着を実行する２個のノズルとの相互の位置関係にずれが生じることがある。そのため、吸着主体となる２個のノズルと吸着対象となる２個の部品との間の位置ずれが大きくなって、部品を適切に吸着できない場合があった。

この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、フィーダーとノズルとの位置関係にずれが在る場合でも、吸着主体となる２個のノズルと吸着対象となる２個の部品との間の位置ずれを抑制して、適切な部品の吸着を可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係る部品実装機は、第１方向に部品を送り出すことで部品を供給する第１フィーダーおよび第２フィーダーが第１方向に直交する第２方向の異なる位置に設けられた部品供給部と、第１ノズルおよび第２ノズルを所定の回転軸を中心に一体的に回転可能に保持する実装ヘッドと、第１フィーダーおよび第２フィーダーが供給する部品に第１ノズルおよび第２ノズルを上方から対向させる位置合わせ動作を実行する制御部とを備え、制御部は、第１ノズルおよび第２ノズルを回転させてそれぞれの位置を第１方向にずらすことで、第１フィーダーおよび第２フィーダーにより供給された部品の位置に対して第１ノズルおよび第２ノズルの位置を調整する回転調整処理を、位置合わせ動作で実行可能であり、実装ヘッドは、位置合わせ動作の完了後に、第１フィーダーにより供給された部品を第１ノズルにより吸着するとともに、第２フィーダーにより供給された部品を第２ノズルにより吸着する。

本発明に係る部品吸着方法は、第１フィーダーおよび第２フィーダーが供給する部品に第１ノズルおよび第２ノズルを上方から対向させる位置合わせ動作を実行する工程と、位置合わせ動作の完了後に、第１フィーダーにより供給された部品を第１ノズルにより吸着するとともに、第２フィーダーにより供給された部品を第２ノズルにより吸着する工程とを備え、第１フィーダーおよび第２フィーダーは、第１方向に部品を送り出すことで部品を供給し、第１方向に直交する第２方向の異なる位置に設けられ、第１ノズルおよび第２ノズルは、所定の回転軸を中心に一体的に回転可能であり、位置合わせ動作では、第１ノズルおよび第２ノズルを回転させてそれぞれの位置を第１方向にずらすことで、第１フィーダーおよび第２フィーダーにより供給された部品の位置に対して第１ノズルおよび第２ノズルの位置を調整する回転調整処理を実行可能である。

このように構成された本発明（部品実装機、部品吸着方法）では、第１方向に部品を送り出すことで部品を供給する第１フィーダーおよび第２フィーダーが第１方向に直交する第２方向の異なる位置に設けられる。また、第１ノズルおよび第２ノズルが回転軸を中心に回転可能に保持されている。そして、第１フィーダーおよび第２フィーダーが供給する部品を、第１ノズルおよび第２ノズルにより吸着する。この際、第１フィーダーおよび第２フィーダーが供給する部品に第１ノズルおよび第２ノズルを上方から対向させる位置合わせ動作が予め実行される。特に、本発明では、第１ノズルおよび第２ノズルを回転させてそれぞれの位置を第１方向にずらすことで、第１フィーダーおよび第２フィーダーにより供給された部品の位置に対して第１ノズルおよび第２ノズルの位置を調整する回転調整処理を、位置合わせ動作において実行可能である。したがって、フィーダーとノズルとの位置関係にずれが在る場合であっても、この回転調整処理を実行することにより、吸着主体となる２個のノズルと吸着対象となる２個の部品との間の位置ずれを抑制することができる。その結果、適切な部品の吸着が可能となっている。

また、制御部は、第１フィーダーの位置と第２フィーダーの位置とが第１方向へずれるフィーダー位置誤差が生じている場合に、第１ノズルおよび第２ノズルを回転させてそれぞれの位置を第１方向にずらすことでフィーダー位置誤差に応じて第１ノズルおよび第２ノズルの位置を第１方向に調整する回転調整処理を実行するように、部品実装機を構成しても良い。これによって、複数のフィーダーの相互の位置関係が第１方向にずれている場合であっても、吸着主体となる２個のノズルと吸着対象となる２個の部品との間の位置ずれを抑制することができる。

また、制御部は、第１フィーダーにより供給される部品の中心と第２フィーダーにより供給される部品の中心との第２方向への距離であるフィーダー間隔に対して第１ノズルと第２ノズルとの中心間距離が異なる場合に、第１ノズルおよび第２ノズルを回転させてそれぞれの位置を第１方向にずらすことでフィーダー間隔に応じて第１ノズルおよび第２ノズルの位置を第２方向に調整する回転調整処理を実行するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成は、回転することによって第１ノズルおよび第２ノズルの位置が第１方向にずれるのに伴って第１ノズルおよび第２ノズルの位置が第２方向にもずれることを利用して、フィーダー間隔に応じて第１ノズルおよび第２ノズルの位置を第２方向に調整する。これによって、フィーダーとノズルとの位置関係が第２方向にずれている場合であっても、吸着主体となる２個のノズルと吸着対象となる２個の部品との間の位置ずれを抑制することができる。

さらに、制御部は、位置合わせ動作において、回転調整処理に伴う第１ノズルおよび第２ノズルの位置の第１方向へのずれに応じて、第１フィーダーおよび第２フィーダーが供給する部品の位置を第１方向へ調整するように、部品実装機を構成しても良い。これによって、第１方向および第２方向のいずれにおいても、第１フィーダーおよび第２フィーダーにより供給される部品に対して第１ノズルおよび第２ノズルの位置をより的確に合わせることができる。こうして、吸着主体となる２個のノズルと吸着対象となる２個の部品との間の位置ずれをより確実に抑制することができる。

なお、実装ヘッドは、第１ノズルおよび第２ノズルを含む３個以上のノズルが回転軸を中心とする円周軌道上に並んで、３個以上のノズルを回転軸を中心に一体的に回転可能に保持するロータリーヘッドであっても良い。

あるいは、実装ヘッドは、第１ノズルおよび第２ノズルを含む３個以上のノズルが直線状に並んで、３個以上のノズルを回転軸を中心に一体的に回転可能に保持するインラインヘッドであっても良い。

以上のように、本発明によれば、フィーダーとノズルとの位置関係にずれが在る場合でも、吸着主体となる２個のノズルと吸着対象となる２個の部品との間の位置ずれを抑制して、適切な部品の吸着が可能となっている。

本発明に係る部品実装機を模式的に示す部分平面図である。 図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図である。 実装ヘッドの一例の下端部近傍を模式的に示す部分正面図である。 図３の実装ヘッドの底部を模式的に示す部分平面図である。 テープフィーダーおよびノズルの位置情報の取得動作の一例を示すフローチャートである。 位置合わせ動作および部品吸着動作の一例を示すフローチャートである。 回転調整処理の第１例を模式的に示す平面図である。 回転調整処理の第２例を模式的に示す平面図である。

図１は本発明に係る部品実装機を模式的に示す部分平面図である。図２は図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図である。両図および以下の図では、Ｚ方向を鉛直方向とするＸＹＺ直交座標を適宜示す。図２に示すように、部品実装機１は、装置全体を統括的に制御するコントローラー１００を備える。コントローラー１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やＲＡＭ(Random Access Memory)で構成されたコンピューターである演算処理部１１０およびＨＤＤ(Hard Disk Drive)で構成された記憶部１２０を有する。さらに、コントローラー１００は、部品実装機１の駆動系を制御する駆動制御部１３０と、部品実装機１の撮像系を制御する撮像制御部１４０とを有する。

そして、演算処理部１１０は記憶部１２０に記憶されるプログラムに従って駆動制御部１３０を制御することで、プログラムが規定する部品実装を実行する。この際、演算処理部１１０は撮像制御部１４０が撮像カメラ５１、５２により撮像した画像に基づき、部品実装を制御する。また、部品実装機１には、表示／操作ユニット１５０が設けられており、演算処理部１１０は、部品実装機１の状況を表示／操作ユニット１５０に表示したり、表示／操作ユニット１５０に入力された作業者からの指示を受け付けたりする。

図１に示すように、部品実装機１は、基台１１の上に設けられた一対のコンベア１２、１２を備える。そして、部品実装機１は、コンベア１２によりＸ方向（基板搬送方向）の上流側から実装処理位置（図１の基板Ｓの位置）に搬入した基板Ｓに対して部品を実装し、部品実装を完了した基板Ｓをコンベア１２により実装処理位置からＸ方向の下流側へ搬出する。

部品実装機１では、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸レール２１、２１と、Ｙ方向に延びるＹ軸ボールネジ２２と、Ｙ軸ボールネジ２２を回転駆動するＹ軸モーターＭｙとが設けられ、ヘッド支持部材２３が一対のＹ軸レール２１、２１にＹ方向に移動可能に支持された状態でＹ軸ボールネジ２２のナットに固定されている。ヘッド支持部材２３には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールネジ２４と、Ｘ軸ボールネジ２４を回転駆動するＸ軸モーターＭｘとが取り付けられており、ヘッドユニット２０がヘッド支持部材２３にＸ方向に移動可能に支持された状態でＸ軸ボールネジ２４のナットに固定されている。したがって、駆動制御部１３０は、Ｙ軸モーターＭｙによりＹ軸ボールネジ２２を回転させてヘッドユニット２０をＹ方向に移動させ、あるいはＸ軸モーターＭｘによりＸ軸ボールネジ２４を回転させてヘッドユニット２０をＸ方向に移動させることができる。

一対のコンベア１２、１２のＹ方向の両側それぞれでは、２つの部品供給部３がＸ方向に並んでいる。各部品供給部３に対しては、複数のテープフィーダー３１がＸ方向（フィーダー配設方向）に並んで着脱可能に装着されている。テープフィーダー３１はＹ方向に延設されており、Ｙ方向におけるヘッドユニット２０側の先端部に部品供給箇所３２を有する。そして、集積回路、トランジスター、コンデンサ等の小片状の部品（チップ電子部品）を所定間隔おきに収納したテープがテープフィーダー２８１に装填されている。また、各テープフィーダー３１は、Ｙ方向へテープを駆動するフィードモーターＭｆを内蔵し、駆動制御部１３０の指令を受けて回転するフィードモーターＭｆによりテープをヘッドユニット２０側へ向けてＹ方向に間欠的に送り出す。これによって、テープ内の部品がＹ方向（フィード方向）に送り出されて、各テープフィーダー３１の部品供給箇所３２に順番に供給される。なお、フィードモーターＭｆはテープフィーダー３１毎に設けられるが、図２では１個のフィードモーターＭｆのみが示されている。

ヘッドユニット２０は、Ｘ方向に直線状に並ぶ複数（４本）の実装ヘッド４を有する。各実装ヘッド４は下端に取り付けられたノズル４０（図３）により、部品Ｅの吸着・実装を行う。つまり、実装ヘッド４はテープフィーダー３１の上方へ移動して、テープフィーダー３１により部品供給箇所３２に供給された部品Ｅを吸着する。具体的には、実装ヘッド４は、部品Ｅに当接するまでノズル４０を下降させた後にノズル４０内に負圧を発生させつつノズル４０を上昇させることで、部品Ｅを吸着する。続いて、実装ヘッド４は実装処理位置の基板Ｓの上方に移動して基板Ｓに部品Ｅを実装する。具体的には、実装ヘッド４は、部品Ｅが基板Ｓに当接するまでノズル４０を下降させた後にノズル４０内に大気圧あるいは正圧を発生させることで、部品Ｅを実装する。

また、部品実装機１は、ヘッドユニット２０に取り付けられて、ヘッドユニット２０に伴って移動する撮像カメラ５１を備える。撮像カメラ５１は下方を向いて取り付けられており、撮像制御部１４０の制御を受けて、基板Ｓに付されたフィデューシャルマークや、テープフィーダー３１の部品供給箇所３２等を撮像する。そして、演算処理部１１０は。撮像制御部１４０を介して取得した撮像カメラ５１の撮像結果に基づき、基板Ｓや部品供給箇所３２の位置を認識することができる。

さらに、部品実装機１は、上方を向いて基台１１に取り付けられた撮像カメラ５２をＸ方向に並ぶ部品供給部２８の間に備える。この撮像カメラ５２は、その上方を通過する実装ヘッド４のノズル４０を下方から撮像する。そして、演算処理部１１０は、撮像制御部１４０を介して取得した撮像カメラ５２の撮像結果に基づき、ノズル４０による部品Ｅの吸着状態を判定したり、各ノズル４０の位置を認識したりすることができる。

図３は実装ヘッドの一例の下端部近傍を模式的に示す部分正面図である。図４は図３の実装ヘッドの底部を模式的に示す部分平面図である。図３および図４に示すように、各実装ヘッド４は、複数のノズル４０を円周状に配列したロータリーヘッドである。続いては、図３および図４を併用しつつ実装ヘッド４の構成について説明する。なお、４本の実装ヘッド４の構成は共通するため、ここでは１本の実装ヘッド４について説明する。また、実装ヘッド４の駆動に関するＺ軸モーターＭｚ、ヘッドモーターＭｈおよびロータリーモーターＭｒのセットは実装ヘッド４毎に設けられるが、図２では１セットのみが示されている。

実装ヘッド４はＺ方向（鉛直方向）に延びるメインシャフト４１と、メインシャフト４１の下端に支持されたノズルホルダー４２とを有する。ノズルホルダー４２は、Ｚ方向に平行な回転軸Ｃ（仮想軸）を中心とする回転方向Ｒにメインシャフト４１に対して回転可能に支持されており、ロータリーモーターＭｒ（図２）の駆動力を受けて回転する。また、ノズルホルダー４２は、回転軸Ｃを中心とする円周状に等角度θｉを空けて配列された複数（８本）の昇降シャフト４３を支持する。

各昇降シャフト４３は昇降可能に支持されており、図略の付勢部材により上方へ付勢されている。各昇降シャフト４３の下端にはノズル４０が着脱可能に装着される。これによって、ノズルホルダー４２は、回転軸Ｃを中心とする円周状に等角度θｉを空けて配列された複数のノズル４０を支持する。したがって、駆動制御部１３０がロータリーモーターＭｒに回転指令を出力すると、ロータリーモーターＭｒからの駆動力を受けて回転するノズルホルダー４２に伴って、複数のノズル４０が一体的に回転軸Ｃを中心とする円周軌道Ｏに沿って回転する。

こうして、実装ヘッド４では、８個のノズル４０が回転軸Ｃの回りで互いに等しい回転角度θｉを空けて並んでおり、換言すれば、８個のノズル４０が円周軌道Ｏに沿って互いに等しい中心間距離ａを空けて並ぶ。ここで、ノズル４０の中心は、例えばノズル４０が部品Ｅの吸着を行う開口の底面視における幾何重心を通る鉛直線で代表できる。また、吸着する部品Ｅの回転角度を調整するために、ノズル４０は一般に自転可能である。したがって、ノズル４０の中心は、開口の幾何重心を通る鉛直線に代えてノズル４０の自転中心線で代表できる。そして、中心間距離ａは、隣接する２個のノズル４０それぞれの中心間の円周軌道Ｏに沿った距離で代表でき、回転軸Ｃからノズル４０までの半径ｒ（円周軌道Ｏの半径）を有して角度θｉを中心角とする円弧の長さに相当する。

また、メインシャフト４１は、複数の昇降シャフト４３の上方にノズル昇降機構４４を支持する。ノズル昇降機構４４は、回転軸Ｃを中心として１８０度の角度を空けて配置された２本の押圧部材４４１を有する。各押圧部材４４１は、ノズル昇降機構４４に内蔵されたＺ軸モーターＭｚ（図２）の駆動力を受けて、互いに独立して昇降する。したがって、駆動制御部１３０がＺ軸モーターＭｚに下降指令を出力すると、Ｚ軸モーターＭｚからの駆動力を受けて押圧部材４４１が下降する。これにより、押圧部材４４１は、複数の昇降シャフト４３のうち直下に位置する一の昇降シャフト４３を当該昇降シャフト４３に働く付勢力に抗して下降させ、部品Ｅの吸着あるいは実装を行う下降位置Ｚｄまでノズル４０を下降させる。一方、駆動制御部１３０がＺ軸モーターＭｚに上昇指令を出力すると、Ｚ軸モーターＭｚからの駆動力を受けて押圧部材４４１が上昇する。これにより、押圧部材４４１に押下されていた一の昇降シャフト４３が、ノズル４０を伴いつつ付勢力に従って上昇し、ノズル４０が上昇位置Ｚｕまで上昇する。なお、図３においては、ノズル４０の下端に対して下降位置Ｚｄおよび上昇位置Ｚｕがそれぞれ示されている。

このような実装ヘッド４では、押圧部材４４１の直下がノズル４０による部品Ｅの吸着・実装を行う作業位置Ｐｏとなる。すなわち、上述した２個の押圧部材４４１の配置に対応して、実装ヘッド４では、２個の作業位置Ｐｏ、Ｐｏが回転軸Ｃを中心に１８０度の角度を空けて設けられている。一方、図４に示すようにノズルホルダー４２では、回転軸Ｃを中心に１８０度の間隔を空けて配置された２個のノズル４０（回転軸Ｃを挟んで互いに逆側に位置する２個のノズル４０）の対（ノズル対）が４対設けられて、２×４（＝８）個のノズル４０が円周軌道Ｏに沿って配列されている。こうして対を成す２個のノズル４０は、一方のノズル４０が一方の作業位置Ｐｏに位置すると同時に他方のノズル４０が他方の作業位置Ｐｏに位置できる配置関係を満たす。したがって、駆動制御部１３０はロータリーモーターＭｒにより複数のノズル４０の回転角度を調整することで、４個のノズル対のうち任意の１個のノズル対を成す２個のノズル４０、４０のそれぞれを作業位置Ｐｏ、Ｐｏに位置させて、部品Ｅの吸着・実装に用いることができる。

例えば、作業位置Ｐｏで部品Ｅを吸着する場合は、実装ヘッド４を部品供給部３の上方へ移動させて作業位置Ｐｏをテープフィーダー３１の部品供給箇所３２の直上に位置決めする。この状態で、部品Ｅを吸着しないノズル４０を回転方向Ｒにおいて作業位置Ｐｏに停止させつつ、Ｚ方向において上昇位置Ｚｕから下降位置Ｚｄへ下降させる。そして、ノズル４０が部品供給箇所３２に供給される部品Ｅに接したタイミングでノズル４０に負圧を与えて、テープフィーダー３１からノズル４０に部品Ｅを吸着する。続いて、部品Ｅを吸着したノズル４０をＺ方向において下降位置Ｚｄから上昇位置Ｚｕまで上昇させる。ここで、作業位置Ｐｏのノズル４０が上昇位置Ｚｕからの下降を開始してから、下降位置Ｚｄで部品Ｅを吸着した後に上昇位置Ｚｕに戻るまでの一連の動作を「部品吸着動作」と称することとする。

あるいは、作業位置Ｐｏで部品Ｅを実装する場合は、実装ヘッド４を基板Ｓの上方へ移動させて作業位置Ｐｏを基板Ｓの実装対象箇所の直上に位置決めする。この状態で、部品Ｅを吸着するノズル４０を回転方向Ｒにおいて作業位置Ｐｏに停止させつつ、Ｚ方向において上昇位置Ｚｕから下降位置Ｚｄへ下降させる。そして、部品Ｅが基板Ｓに接したタイミングでノズル４０に大気圧あるいは正圧を与えて、ノズル４０から基板Ｓへ部品Ｅを実装する。続いて、部品Ｅが離脱したノズル４０をＺ方向において下降位置Ｚｄから上昇位置Ｚｕまで上昇させる。

また、かかる実装ヘッド４のメインシャフト４１は、ヘッドモーターＭｈ（図２）に接続されている。そして、駆動制御部１３０がヘッドモーターＭｈに回転指令を出力すると、ヘッドモーターＭｈからの駆動力を受けてメインシャフト４１がノズルホルダー４２およびノズル昇降機構４４を伴って回転軸Ｃを中心とする回転方向Ｒへ回転する。こうして駆動制御部１３０は、ヘッドモーターＭｈにより実装ヘッド４を回転させることで、作業位置Ｐｏ、Ｐｏを回転方向Ｒに調整することができる。

このように、２個の作業位置Ｐｏ、Ｐｏを有する実装ヘッド４は、それぞれ異なる作業位置Ｐｏに位置する２個のノズル４０が、部品供給箇所３２からの部品吸着動作を互いに並行して実行できる。ここで、２個のノズル４０が部品吸着動作を並行して行うとは、複数のノズル４０の回転方向Ｒへの回転を停止した状態において実行される一方のノズル４０の部品吸着動作と他方のノズル４０の部品吸着動作とが少なくとも一部で時間的に重複することを示す。ただし、このように部品吸着動作を並行して行うためには、２個のノズル４０をそれぞれ異なる部品供給箇所３２に供給された２個の部品Ｅに上方から対向させる位置合わせ動作を実行する必要がある。

そこで、本実施形態では、吸着対象となる部品Ｅを供給する２個のテープフィーダー３１と吸着を実行する２個のノズル４０との位置関係にずれが在る場合でも位置合わせ動作を適切に実行するために、図５および図６に示す制御を実行する。具体的には、テープフィーダー３１およびノズル４０それぞれの位置情報を取得し（図５）、この位置情報に基づいてテープフィーダー３１とノズル４０との位置合わせを実行して部品Ｅを吸着する（図６）。

図５はテープフィーダーおよびノズルの位置情報の取得動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、駆動制御部１３０がＸ軸モーターＭｘおよびＹ軸モーターＭｙを制御することで、各テープフィーダー３１の部品供給箇所３２の上方で撮像カメラ５１をＸ方向に移動（スキャン）させつつ、撮像制御部１４０が撮像カメラ５１に下方の各部品供給箇所３２を撮像させる。そして、ステップＳ１２では、演算処理部１１０がステップＳ１１での撮像結果に基づき部品供給箇所３２の位置情報（Ｘ座標、Ｙ座標）を演算により求めて、記憶部１２０に記憶する。この際、各部品供給箇所３２に供給される部品Ｅの位置も併せて求めて、記憶部１２０に記憶しておいても良い。

ステップＳ１３では、駆動制御部１３０がＸ軸モーターＭｘおよびＹ軸モーターＭｙを制御することで、撮像カメラ５２の上方で実装ヘッド４をＸ方向に移動（スキャン）させつつ、撮像制御部１４０が撮像カメラ５２に上方の各実装ヘッド４の複数のノズル４０を撮像させる。そして、ステップＳ１４では、演算処理部１１０がステップＳ１３での撮像結果に基づき各実装ヘッド４における各ノズル４０の位置情報（Ｘ座標、Ｙ座標）を演算により求めて、記憶部１２０に記憶する。この際に求められるノズル４０の位置情報は、実装ヘッド４に固定されたローカル座標系での座標である。

ちなみに、ここでは部品供給箇所３２の位置情報を求めてからノズル４０の位置情報を求めたが、ステップＳ１１、１２とステップＳ１３、１４との実行順序を逆にして、ノズル４０の位置情報を求めてから部品供給箇所３２の位置情報を求めることもできる。

図６は位置合わせ動作および部品吸着動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２１では、駆動制御部１３０がＸ軸モーターＭｘおよびＹ軸モーターＭｙを制御することで、部品供給箇所３２に供給された吸着対象となる２個の部品Ｅの上方を目的地として、吸着主体の２個のノズル４０を移動させる。具体的には、駆動制御部１３０は、ヘッドモーターＭｈを制御することでそれぞれ作業位置Ｐｏに位置する２個のノズル４０をＸ方向に平行に並べた状態で、２個の部品供給箇所３２の中点と２個のノズル４０の中点（すなわち回転軸Ｃ）とをＸ方向およびＹ方向において一致させる。ここで、２個の部品供給箇所３２の中点は、部品供給箇所３２の位置情報から求めた２個の部品供給箇所３２それぞれの中心（例えば平面視における幾何重心）の中点とすることができ、２個のノズル４０の中点は、ノズル４０の位置情報から求めた２個のノズル４０それぞれの中心の中点とすることができる。

ステップＳ２２では、それぞれ吸着対象の部品Ｅを供給する２個の部品供給箇所３２と、吸着主体の２個のノズル４０との間に位置ずれが存在するかを、演算処理部１１０が部品供給箇所３２およびノズル４０の位置情報に基づき判断する。

演算処理部１１０は、ステップＳ２２で位置ずれが在る（ＹＥＳ）と判断すると、ステップＳ２３の回転調整処理を実行する。具体的には、駆動制御部１３０がヘッドモーターＭｈを制御することで複数のノズル４０を回転方向Ｒに回転させて、作業位置Ｐｏ、Ｐｏに位置する２個のノズル４０それぞれの位置をＹ方向に相互にずらす。これによって、後に図７および図８に例示するように、２個のテープフィーダー３１それぞれが部品供給箇所３２に供給した部品Ｅの位置に対して、作業位置Ｐｏ、Ｐｏの２個のノズル４０の位置が調整される。そして、この回転調整処理によって、平面視における吸着主体の２個のノズル４０と吸着対象の２個の部品Ｅとの位置ずれを減少させつつ、吸着対象の２個の部品Ｅに吸着主体の２個のノズル４０を上方から対向させると、演算処理部１１０はステップＳ２４に進む。

一方、演算処理部１１０がステップＳ２２で位置ずれがない（ＮＯ）と判断した場合には、ステップＳ２１での移動の完了時点で、平面視において吸着主体の２個のノズル４０と吸着対象の２個の部品Ｅとの位置が一致した状態にある。そのため、演算処理部１１０は、ステップＳ２３の回転調整処理を省略してステップＳ２４に進む。

このように図６のフローチャートでは、ステップＳ２１〜Ｓ２３により位置合わせ動作が実行される。そして、この位置合わせ動作が完了すると、演算処理部１１０は、作業位置Ｐｏ、Ｐｏの２個のノズル４０に部品吸着動作を並行して実行させる（ステップＳ２４）。

ところで、吸着対象の部品Ｅを供給する２個の部品供給箇所３２と、吸着主体の２個のノズル４０との間における位置ずれの状態は一通りではない。したがって、位置ずれ状態に応じた態様でステップＳ２３の回転調整処理を実行することができる。続いては、この回転調整処理の具体的態様について説明する。

図７は回転調整処理の第１例を模式的に示す平面図である。同図では、回転調整処理の前（同図の左の欄）と回転調整処理の後（同図の右の欄）とを比較しつつ、１個のテープフィーダー３１を挟んで配置された２個のテープフィーダー３１が供給する部品Ｅを２個のノズル４０により吸着する場合が例示されている。また、吸着対象の部品Ｅを供給する２個のテープフィーダー３１を区別するために、これらのテープフィーダー３１に異なる符合３１ａ、３１ｂを付するとともに、これらテープフィーダー３１の部品供給箇所３２に異なる符合３２ａ、３２ｂを付する。また、これら部品供給箇所３２に供給される部品Ｅを区別するために、これら部品Ｅに異なる符合Ｅａ、Ｅｂを付する。さらに、吸着主体の２個のノズル４０を区別するために、これらのノズル４０に異なる符合４０ａ、４０ｂを付する。

図７の例では、テープフィーダー３１ａ、３１ｂがＹ方向にずれているために、それぞれの部品供給箇所３２ａ、３２ｂがＹ方向にずれ量ΔＹ（フィーダー位置誤差）が生じている。その結果、部品供給箇所３２ａ、３２ｂそれぞれに供給される部品Ｅａ、Ｅｂの位置もＹ方向にずれ量ΔＹだけずれている。したがって、回転調整処理の前は、ノズル４０ａ、４０ｂはＸ方向に平行に並んだ状態、すなわちそれぞれの位置がＹ方向において一致した状態にあるため、Ｙ方向にずれた２個の部品Ｅａ、Ｅｂそれぞれの中心（例えば、平面視における幾何重心）に対して同時に対向することはできない。

そこで、演算処理部１１０は回転調整処理を実行することで、ずれ量ΔＹに相当する角度θ１だけ複数ノズル４０を回転方向Ｒに回転させる。具体的には、部品供給箇所３２ａ、３２ｂの位置情報から部品供給箇所３２ａ、３２ｂに供給される部品Ｅａ、Ｅｂの位置座標Ｅａ(Ｘｅａ、Ｙｅａ)、Ｅｂ(Ｘｅｂ、Ｙｅｂ)を求める。ここで、位置座標Ｅａ(Ｘｅａ、Ｙｅａ)、Ｅｂ(Ｘｅｂ、Ｙｅｂ)は、例えば平面視における部品Ｅａ、Ｅｂの幾何重心として求めることができる。

続いて、ステップＳ２１による移動後の複数のノズル４０の回転軸Ｃの位置座標Ｃ (Ｘｃ、Ｙｃ)として、部品Ｅａ、Ｅｂの中点を次式
Ｃ(Ｘｃ、Ｙｃ)＝((Ｘｅａ＋Ｘｅｂ)/２、(Ｙｅａ＋Ｙｅｂ)/２)）…式（１）
に基づき求める。

そして、実装ヘッド４におけるノズル４０ａ、４０ｂの位置情報（Ｘｏａ、Ｙｏａ）（Ｘｏｂ、Ｙｏｂ）と回転軸Ｃの位置座標Ｃ(Ｘｃ、Ｙｃ)を、座標系ＸＹＺにおけるノズル４０ａ、４０ｂの位置座標Ｎａ（Ｘｎａ、Ｙｎａ）、Ｎｂ（Ｘｎｂ、Ｙｎｂ）に、次式
Ｎａ（Ｘｎａ、Ｙｎａ）＝（Ｘｏａ−ｒ、Ｙｏａ）…式（２）
Ｎｂ（Ｘｎｂ、Ｙｎｂ）＝（Ｘｏｂ＋ｒ、Ｙｏｂ）…式（３）
に基づき変換する。なお、回転軸Ｃからノズル４０までの半径ｒ（円周軌道Ｏの半径）は、ノズル４０の位置情報に基づき予め求められる。

これらから、部品Ｅａ、Ｅｂとノズル４０ａ、４０ｂとの差分Δａ（ΔＸａ、ΔＹａ）、Δｂ（ΔＸｂ、ΔＹｂ）を、次式
Δａ（ΔＸａ、ΔＹａ）＝Ｅａ(Ｘｅａ、Ｙｅａ)−Ｎａ（Ｘｎａ、Ｙｎａ）…式（４）
Δｂ（ΔＸｂ、ΔＹｂ）＝Ｅｂ(Ｘｅｂ、Ｙｅｂ)−Ｎｂ（Ｘｎｂ、Ｙｎｂ）…式（５）
に基づき求める。

そして、次式
ｒ−ｒ×ｓｉｎθ１＝ΔＹａ…式（６）
を満たす角度θ１を求める。この際、式（６）に代えて次式
ｒ−ｒ×ｓｉｎθ１＝ΔＹｂ…式（７）
によっても、同様に角度θ１を求めることができる。こうして求められた角度θ１だけ複数のノズル４０を回転させる回転調整処理の後は、平面視における吸着主体のノズル４０ａ、４０ｂと吸着対象の部品Ｅａ、Ｅｂとの位置ずれが抑制され、吸着主体のノズル４０ａ、４０ｂは、吸着対象の部品Ｅａ、Ｅｂそれぞれの略中心に上方から対向する。

図８は回転調整処理の第２例を模式的に示す平面図である。図８での表記は図７でのそれと同様であるので説明を省略する。図８の例では、テープフィーダー３１ａ、３１ｂが供給する吸着対象の部品Ｅａ、ＥｂのＸ方向における中心間距離であるフィーダー間隔Ｉｆが、吸着主体のノズル４０ａ、４０ｂの中心間距離であるノズル間隔Ｉｎ（＝２×ｒ）より小さい（Ｉｆ＜Ｉｎ）。そのため、回転調整処理の前は、平面視において吸着主体のノズル４０ａ、４０ｂが吸着対象の部品Ｅａ、Ｅｂに対してＸ方向に位置ずれを起こしている。

そこで、演算処理部１１０は回転調整処理を実行することで、フィーダー間隔Ｉｆとノズル間隔Ｉｎとの差に相当する角度θ２だけ複数ノズル４０を回転方向Ｒに回転させる。つまり、ノズル４０ａ、４０ｂが回転方向Ｒに回転すると、ノズル４０ａ、４０ｂのＸ方向における中心間距離であるＸ方向ノズル間隔Ｉｎｘがノズル間隔Ｉｎより短くなることを利用して、フィーダー間隔ＩｆとＸ方向ノズル間隔Ｉｎｘとの差を減少させる。

具体的には、式（１）〜（５）の演算結果に基づき、次式
ｒ−ｒ×ｃｏｓθ２＝ΔＸａ…式（８）
を満たすθ２を求める。この際、式（８）に代えて次式
ｒ−ｒ×ｃｏｓθ２＝ΔＸｂ…式（９）
によっても、同様に角度θ２を求めることができる。こうして求められた角度θ２だけ複数のノズル４０を回転させる回転調整処理の後は、平面視における吸着主体のノズル４０ａ、４０ｂと吸着対象の部品Ｅａ、Ｅｂとの位置ずれがＸ方向に抑制される。

さらに図８の例では、回転方向Ｒの回転に伴って、ノズル４０ａ、４０ｂとの間に生じたＹ方向への位置ずれに応じた距離だけ、テープフィーダー３１ａ、３１ｂが部品Ｅａ、ＥｂをＹ方向に移動させる。具体的には、テープフィーダー３１ａは、Ｙ方向の正方向（矢印方向）に送り量（＝ｒ×ｓｉｎθ２）だけ部品Ｅａを送り、テープフィーダー３１ｂは、Ｙ方向の負方向（矢印反対方向）に送り量（＝ｒ×ｓｉｎθ２）だけ部品Ｅｂを送る。これによって、平面視における吸着主体のノズル４０ａ、４０ｂと吸着対象の部品Ｅａ、Ｅｂとの位置ずれがＸ方向およびＹ方向の両方向に抑制され、吸着主体のノズル４０ａ、４０ｂは、吸着対象の部品Ｅａ、Ｅｂそれぞれの略中心に上方から対向する。

以上に説明したように本実施形態では、それぞれＹ方向に部品Ｅを送り出すことで部品Ｅを供給する複数のテープフィーダー３１がＸ方向の異なる位置に設けられる。また、複数のノズル４０が回転軸Ｃを中心とする円周軌道Ｏ上に並べられて、回転軸Ｃを中心に回転可能に保持されている。そして、２個のテープフィーダー３１ａ、３１ｂが供給する部品Ｅａ、Ｅｂを、２個のノズル４０ａ、４０ｂにより吸着する。この際、テープフィーダー３１ａ、３１ｂそれぞれが供給する部品Ｅａ、Ｅｂにノズル４０ａ、４０ｂのそれぞれを上方から対向させる位置合わせ動作が予め実行される。特に、本実施形態では、複数のノズル４０を回転させてノズル４０ａ、４０ｂそれぞれの位置をＹ方向にずらすことで、テープフィーダー３１ａ、３１ｂそれぞれにより供給された部品Ｅａ、Ｅｂの位置に対してノズル４０ａ、４０ｂそれぞれの位置を調整する回転調整処理を、位置合わせ動作において実行可能である。したがって、テープフィーダー３１とノズル４０との位置関係にずれが在る場合であっても、この回転調整処理を実行することにより、吸着主体となる２個のノズル４０ａ、４０ｂと吸着対象となる２個の部品Ｅａ、Ｅｂとの間の位置ずれを抑制することができる。その結果、適切な部品Ｅの吸着が可能となっている。

また、図７に例示したように、テープフィーダー３１ａ、３１ｂそれぞれの位置がＹ方向へずれるフィーダー位置誤差ΔＹが生じている場合には、ノズル４０ａ、４０ｂの位置をフィーダー位置誤差ΔＹに応じてＹ方向に調整するように回転調整処理が実行される。これによって、複数のテープフィーダー３１の相互の位置関係がＹ方向にずれている場合であっても、吸着主体となる２個のノズル４０ａ、４０ｂと吸着対象となる２個の部品Ｅａ、Ｅｂとの間の位置ずれをＹ方向に抑制することができる。

また、図８に例示したように、テープフィーダー３１ａにより供給される部品Ｅａの中心とテープフィーダー３１ｂにより供給される部品Ｅｂの中心とのＸ方向への距離であるフィーダー間隔Ｉｆに対して、ノズル４０ａとノズル４０ｂとの中心間距離が異なる場合には、ノズル４０ａ、４０ｂの位置をフィーダー間隔Ｉｆに応じてＸ方向に調整するように回転調整処理が実行される。これによって、テープフィーダー３１とノズル４０との位置関係がＸ方向にずれている場合であっても、吸着主体となる２個のノズル４０ａ、４０ｂと吸着対象となる２個の部品Ｅａ、Ｅｂとの間の位置ずれをＸ方向に抑制することができる。

さらに、回転調整処理に伴うノズル４０ａ、４０ｂそれぞれの位置のＹ方向へのずれに応じて、テープフィーダー３１ａ、３１ｂのそれぞれが供給する部品Ｅａ、Ｅｂの位置をＹ方向へ調整する。これによって、Ｙ方向およびＸ方向のいずれにおいても、テープフィーダー３１ａ、３１ｂにより供給される部品Ｅａ、Ｅｂに対してノズル４０ａ、４０ｂの位置をより的確に合わせることができる。こうして、吸着主体となる２個のノズル４０ａ、４０ｂと吸着対象となる２個の部品Ｅａ、Ｅｂとの間の位置ずれをより確実に抑制することができる。

このように本実施形態では、部品実装機１が本発明の「部品実装機」の一例に相当し、部品供給部３が本発明の「部品供給部」の一例に相当し、テープフィーダー３１が本発明の「フィーダー」の一例に相当し、テープフィーダー３１ａが本発明の「第１フィーダー」の一例に相当し、テープフィーダー３１ｂが本発明の「第２フィーダー」の一例に相当し、実装ヘッド４が本発明の「ヘッド」の一例に相当し、ノズル４０が本発明の「ノズル」の一例に相当し、ノズル４０ａが本発明の「第１ノズル」の一例に相当し、ノズル４０ｂが本発明の「第２ノズル」の一例に相当し、コントローラー１００が本発明の「制御部」の一例に相当し、Ｙ方向が本発明の「第１方向」の一例に相当し、Ｘ方向が本発明の「第２方向」の一例に相当し、回転軸Ｃが本発明の「回転軸」の一例に相当し、円周軌道Ｏが本発明の「円周軌道」の一例に相当し、ずれ量ΔＹが本発明の「フィーダー位置誤差」の一例に相当し、フィーダー間隔Ｉｆが本発明の「フィーダー間隔」の一例に相当し、ノズル間隔Ｉｎが本発明の「第１ノズルと第２ノズルとの中心間距離」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、図８に示した例では、回転調整処理の実行によりノズル４０ａ、４０ｂをＹ方向に移動させた結果、ノズル４０ａ、４０ｂのいずれか一方が、対応する部品供給箇所３２からＹ方向に外れてしまい、部品供給箇所３２からの部品Ｅの吸着が不能となる場合も想定される。このような場合には、回転調整処理によりノズル４０を回転させる角度θ２を、ノズル４０ａ、４０ｂのそれぞれが対応する部品供給箇所３２に対向する範囲内に制限すると良い。具体的には、当該範囲内で部品Ｅａ、ＥｂをＹ方向に移動できる最大量Ａに対して、次式
Ａ＝ｒ×ｓｉｎθ２
を満たすように角度θ２を求めると良い。かかる構成によっても、吸着主体となる２個のノズル４０ａ、４０ｂと吸着対象となる２個の部品Ｅａ、Ｅｂとの間の位置ずれを抑制することができ、適切な部品Ｅの吸着が可能となる。

また、作業位置Ｐｏ、Ｐｏに位置するノズル４０ａ、４０ｂは部品吸着動作を並行して行っていた。この際、ノズル４０ａ、４０ｂが部品Ｅａ、Ｅｂを同時吸着するように制御することもできる。ここで、同時吸着とは、２個のノズル４０ａ、４０ｂが並行して実行する各部品吸着動作において同一のタイミングで部品Ｅａ、Ｅｂを吸着する動作を示す。

また、図６のフローチャートに対しても種々の変更が可能である。そこで、ステップＳ２１の実行前あるいは実行中に、位置ずれの有無を判断するステップＳ２２を実行しても良い。さらに、位置ずれがあると判断された場合は、ステップＳ２１の実行前あるいは実行中に回転調整処理を実行しても良い。

また、実装ヘッド４の種類は、回転軸Ｃを中心とする円周軌道Ｏに沿って３個以上のノズル４０を並べたロータリータイプに限られず、直線状に３個以上のノズル４０を並べたインラインタイプであっても良い。つまり、直線状に並ぶこれらノズル４０を一体的に回転可能にインラインヘッドを構成することで、かかるインラインヘッドを用いた部品実装機１も図５〜図８に示す動作を同様に実行することができる。

また、フィーダーの種類も適宜変更が可能であり、上述のテープフィーダー３１に限られない。

１…部品実装機
３…部品供給部
３１…テープフィーダー（フィーダー）
３１ａ…テープフィーダー（第１フィーダー）
３１ｂ…テープフィーダー（第２フィーダー）
３２…部品供給箇所
４…実装ヘッド
４０…ノズル
４０ａ…ノズル（第１ノズル）
４０ｂ…ノズル（第２ノズル）
１００…コントローラー（制御部）
Ｅ…部品
Ｙ…Ｙ方向（第１方向）
Ｘ…Ｘ方向（第２方向）
Ｃ…回転軸
Ｏ…円周軌道
ΔＹ…ずれ量（フィーダー位置誤差）
Ｉｆ…フィーダー間隔
Ｉｎ…ノズル間隔（第１ノズルと第２ノズルとの中心間距離）

Claims (7)

1. 第１方向に部品を送り出すことで部品を供給する第１フィーダーおよび第２フィーダーが前記第１方向に直交する第２方向の異なる位置に設けられた部品供給部と、
   第１ノズルおよび第２ノズルを所定の回転軸を中心に一体的に回転可能に保持する実装ヘッドと、
   前記第１フィーダーおよび前記第２フィーダーが供給する部品に前記第１ノズルおよび前記第２ノズルを上方から対向させる位置合わせ動作を実行する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルを回転させてそれぞれの位置を前記第１方向にずらすことで、前記第１フィーダーおよび前記第２フィーダーにより供給された部品の位置に対して前記第１ノズルおよび前記第２ノズルの位置を調整する回転調整処理を、前記位置合わせ動作で実行可能であり、
   前記実装ヘッドは、前記位置合わせ動作の完了後に、前記第１フィーダーにより供給された部品を前記第１ノズルにより吸着するとともに、前記第２フィーダーにより供給された部品を前記第２ノズルにより吸着する部品実装機。
2. 前記制御部は、前記第１フィーダーの位置と前記第２フィーダーの位置とが前記第１方向へずれるフィーダー位置誤差が生じている場合に、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルを回転させてそれぞれの位置を前記第１方向にずらすことで前記フィーダー位置誤差に応じて前記第１ノズルおよび前記第２ノズルの位置を前記第１方向に調整する前記回転調整処理を実行する請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記制御部は、前記第１フィーダーにより供給される部品の中心と前記第２フィーダーにより供給される部品の中心との前記第２方向への距離であるフィーダー間隔に対して前記第１ノズルと前記第２ノズルとの中心間距離が異なる場合に、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルを回転させてそれぞれの位置を前記第１方向にずらすことで前記フィーダー間隔に応じて前記第１ノズルおよび前記第２ノズルの位置を前記第２方向に調整する前記回転調整処理を実行する請求項１または２に記載の部品実装機。
4. 前記制御部は、前記位置合わせ動作において、前記回転調整処理に伴う前記第１ノズルおよび前記第２ノズルの位置の前記第１方向へのずれに応じて、前記第１フィーダーおよび前記第２フィーダーが供給する部品の位置を前記第１方向へ調整する請求項３に記載の部品実装機。
5. 前記実装ヘッドは、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルを含む３個以上のノズルが前記回転軸を中心とする円周軌道上に並んで、前記３個以上のノズルを前記回転軸を中心に一体的に回転可能に保持するロータリーヘッドである請求項１ないし４のいずれか一項に記載の部品実装機。
6. 前記実装ヘッドは、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルを含む３個以上のノズルが直線状に並んで、前記３個以上のノズルを前記回転軸を中心に一体的に回転可能に保持するインラインヘッドである請求項１ないし４のいずれか一項に記載の部品実装機。
7. 第１フィーダーおよび第２フィーダーが供給する部品に第１ノズルおよび第２ノズルを上方から対向させる位置合わせ動作を実行する工程と、
   前記位置合わせ動作の完了後に、前記第１フィーダーにより供給された部品を前記第１ノズルにより吸着するとともに、前記第２フィーダーにより供給された部品を前記第２ノズルにより吸着する工程と
   を備え、
   前記第１フィーダーおよび前記第２フィーダーは、第１方向に部品を送り出すことで部品を供給し、前記第１方向に直交する第２方向の異なる位置に設けられ、
   前記第１ノズルおよび前記第２ノズルは、所定の回転軸を中心に一体的に回転可能であり、
   前記位置合わせ動作では、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルを回転させてそれぞれの位置を前記第１方向にずらすことで、前記第１フィーダーおよび前記第２フィーダーにより供給された部品の位置に対して前記第１ノズルおよび前記第２ノズルの位置を調整する回転調整処理を実行可能である部品吸着方法。
   

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