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JP6279708B2 - 部品装着装置 - Google Patents

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JP6279708B2 JP2016504894A JP2016504894A JP6279708B2 JP 6279708 B2 JP6279708 B2 JP 6279708B2 JP 2016504894 A JP2016504894 A JP 2016504894A JP 2016504894 A JP2016504894 A JP 2016504894A JP 6279708 B2 JP6279708 B2 JP 6279708B2
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Description

本発明は、部品装着装置に関する。
従来より、吸着ノズルで吸着した吸着部品を基板に装着する部品装着装置において、吸着部品を基板に正しく装着できるよう、吸着部品の吸着不良の有無を判定するものが知られている。例えば、特許文献1の部品装着装置は、装着直前のタイミングで吸着ノズルを側面から撮像して側面画像を取得し、その側面画像に基づいて吸着ノズルの先端から吸着部品の下端までの距離を算出し、算出した距離を基準値と比較することで、部品上面を正しく吸着できずに吸着部品が傾いてしまう、いわゆる立ち吸着の有無を判定している。
特開2008−311476号公報
ここで、吸着直後は吸着部品が正しい姿勢であっても、吸着部品の搬送中に、吸着部品の姿勢が変化する場合がある。また、部品の吸着不良としては、上述した立ち吸着だけではなく、吸着部品が水平方向に位置ズレしたり、吸着部品が正しい向きから回転したりすることなども生じる。上述した部品装着装置では、通常は、吸着ノズルで吸着した部品を搬送中に下方から撮像して下方画像を取得し、部品を基板に装着する際の位置や向きの補正値を下方画像に基づいて設定している。このため、下方画像を取得した以降の部品の搬送中に部品の吸着不良が生じると、下方画像から設定した補正値に基づいて部品を装着しても、部品を正しく装着することができない場合がある。このため、搬送中の部品の姿勢変化を適切に検出することが要求される。特に、近年は、部品の小型化が進んだり、部品の吸着面が平坦でない部品が多く用いられたりすることがあり、吸着が不安定な状態となりやすいため、そのような要求が高まっている。
本発明の部品装着装置は、部品の吸着不良をより適切に検出することを主目的とする。
本発明の部品装着装置は、
部品を吸着可能な複数のノズルが円周上に配置されたロータリ型のヘッドと、
前記部品の吸着時には、部品供給装置の供給位置上を目標位置として前記複数のノズルが順次移動して前記部品を吸着するよう前記ヘッドを制御し、前記部品の装着時には、装着対象への装着位置上を目標位置として前記複数のノズルが順次移動して前記装着対象に前記部品を装着するよう前記ヘッドを制御する制御手段と、
前記部品の吸着後に前記ノズルを側方から撮像して吸着後画像を取得し、該撮像後であって前記部品の装着前に前記ノズルを側方から撮像して装着前画像を取得する側方撮像手段と、
前記吸着後画像と前記装着前画像とに基づいて、前記部品の吸着後から前記部品の装着前までの該部品の姿勢変化を判定する判定手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の部品装着装置は、部品の吸着後にノズルを側方から撮像して取得した吸着後画像と、部品の装着前にノズルを側方から撮像して取得した装着前画像とに基づいて、部品の吸着後から部品の装着前までの部品の姿勢変化を判定するから、ロータリ型のヘッドの移動や回転によって、ノズルで吸着中の部品姿勢が変化するのを検出することができる。このため、部品の吸着後には正しい部品姿勢であったものの、部品搬送中に部品姿勢が変化して正しく装着できなくなるような場合を適切に検出することができる。この結果、部品の吸着不良をより適切に検出することができ、ひいては部品の装着を安定して行うことができる。
こうした本発明の部品装着装置において、前記判定手段は、前記吸着後画像における前記ノズルに対する前記部品の左右方向の位置と、前記装着前画像における前記ノズルに対する前記部品の左右方向の位置とに基づいて、前記姿勢変化として前記部品の左右方向の位置ズレを判定するものとすることもできる。こうすれば、吸着中の部品の左右方向の位置ズレを適切に検出して、左右方向の位置ズレによる装着不良を防止することができる。
また、本発明の部品装着装置において、前記判定手段は、前記吸着後画像における前記部品の左右方向の長さと、前記装着前画像における前記部品の左右方向の長さとに基づいて、前記姿勢変化として前記部品の回転方向の位置ズレを判定するものとすることもできる。こうすれば、吸着中の部品の回転方向の位置ズレを適切に検出して、回転方向の位置ズレによる装着不良を防止することができる。
また、本発明の部品装着装置において、前記判定手段は、前記吸着後画像における前記部品の下端位置と、前記装着前画像における前記部品の下端位置とに基づいて、前記姿勢変化として前記部品の高さ方向の位置ズレを判定するものとすることもできる。こうすれば、吸着中の部品の高さ方向の位置ズレを適切に検出して、高さ方向の位置ズレによる装着不良を防止することができる。
また、本発明の部品装着装置において、前記吸着後画像の取得後であって前記装着前画像の取得前に、前記ノズルに吸着されている部品を下方から撮像して下方画像を取得する下方撮像手段と、前記下方画像に基づいて、前記ノズルに対する前記部品の位置ズレ量に応じた補正値を設定する設定手段と、を備え、前記下方撮像手段は、前記判定手段により前記部品の姿勢変化が許容範囲を超えると判定された場合に、前記部品を下方から再度撮像して下方画像を再取得し、前記設定手段は、前記再取得された下方画像に基づいて、前記補正値を再設定し、前記制御手段は、前記判定手段により前記部品の姿勢変化が前記許容範囲を超えないと判定された場合には、前記設定された補正値に基づいて前記装着位置に関する補正を行ってから前記部品を装着するよう前記ヘッドを制御し、前記判定手段により前記部品の姿勢変化が前記許容範囲を超えると判定された場合には、前記再設定された補正値に基づいて前記装着位置に関する補正を行ってから前記部品を装着するよう前記ヘッドを制御するものとすることもできる。こうすれば、下方画像に基づいて補正値を一旦設定した後に、許容範囲を超える部品の姿勢変化が生じた場合であっても、再取得した下方画像に基づいて補正値を再設定し、再設定した補正値に基づく装着位置に部品を適切に装着することができる。即ち、補正値を一旦設定した後に部品の姿勢変化が生じたために、部品を正しく装着できなくなるのを防ぐことができる。
また、本発明の部品装着装置において、前記制御手段は、前記複数のノズルが前記各目標位置に順次移動するよう前記ヘッドを間欠的に所定角度ずつ回転制御し、前記側方撮像手段は、前記ノズルが前記供給位置上の目標位置から前記所定角度進んだ吸着直後位置にあるときに該ノズルを撮像して前記吸着後画像を取得し、前記ノズルが前記装着位置上の目標位置よりも前記所定角度手前の装着直前位置にあるときに該ノズルを撮像して前記装着前画像を取得し、前記吸着直後位置で撮像する前記ノズルの向きと、前記装着直前位置で撮像する前記ノズルの向きとを、同じ向きとしたことを特徴とするものとすることもできる。こうすれば、吸着後画像と装着前画像との比較を容易に行うことができ、部品の吸着不良を速やかに検出することができる。
また、本発明の部品装着装置において、前記側方撮像手段は、前記部品の装着後に前記ノズルを側方から撮像して装着後画像を取得し、前記判定手段は、前記装着後画像に基づいて、前記ノズルが前記部品を前記装着対象に装着したか否かを判定するものとすることもできる。こうすれば、部品装着後に何らかの異常により部品が装着されずに残存していることを検出するための撮像手段と、姿勢変化を検出するための撮像手段とを共通化できるから、別々の撮像手段を設けるものに比べて、コンパクトな構成とすることができる。
部品装着システム1の構成の概略を示す構成図である。 ヘッドユニット60の側面構成の概略を示す構成図である。 ヘッドユニット60の下面構成の概略を示す構成図である。 制御装置100と管理装置110との電気的な接続関係を示すブロック図である。 側面カメラ80の撮像により取得される画像の一例を示す説明図である。 制御装置100のCPU101により実行される部品装着処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 制御装置100のCPU101により実行される吸着直後の吸着姿勢検出処理の一例を示すフローチャートである。 吸着直後画像に基づいて吸着ズレを検出する様子の一例を示す説明図である。 制御装置100のCPU101により実行される装着直前の吸着姿勢検出処理の一例を示すフローチャートである。 装着直前画像に基づいて吸着ズレを検出する様子の一例を示す説明図である。 制御装置100のCPU101により実行される吸着ズレ判定処理の一例を示すフローチャートである。 制御装置100のCPU101により実行される装着処理の一例を示すフローチャートである。
次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図1は、部品装着システム1の構成の概略を示す構成図である。図2は、ヘッドユニット60の側面構成の概略を示す構成図であり、図3は、ヘッドユニット60の下面構成の概略を示す構成図であり、図4は、制御装置100と管理装置110との電気的な接続関係を示すブロック図である。部品装着システム1は、電子部品(以下、「部品」という)Pを回路基板(以下、「基板」という)Sに装着(実装)する部品装着装置10と、システム全体の管理を行う管理装置110とを備える。なお、本実施形態において、図1の左右方向がX軸方向であり、前後方向がY軸方向であり、上下方向がZ軸方向である。
部品装着装置10は、図1に示すように、部品Pを収容したリールやトレイを備える部品供給装置20と、基板Sを搬送する基板搬送装置30と、搬送された基板Sをバックアップするバックアップ装置40と、部品Pを吸着して基板Sに装着するヘッドユニット60を移動させる移動機構50と、装着装置全体を制御する制御装置100(図4参照)とを備え、基板搬送装置30とバックアップ装置40と移動機構50とヘッドユニット60とが筐体12内に収容されている。なお、図1には、1台の部品装着装置10のみを図示したが、部品装着システム1には、複数台の部品装着装置が並設される。
部品供給装置20は、図1に示すように、筐体12の前側に着脱可能に取り付けられたテープフィーダ22を備える。テープフィーダ22は、テープが巻回されたリール22aを備えており、テープの各キャビティには部品Pが所定間隔で収容されている。これらの部品Pは、テープの表面を覆うフィルムによって保護されており、リール22aからテープが引き出されると、フィーダ部22bにおいてフィルムが剥がされて露出した状態となる。
基板搬送装置30は、図1に示すように、筐体12の下段部に設置された基台14上にY軸方向(図1の前後方向)に所定間隔隔てて設けられた一対のコンベアレール32a,32bと、コンベアレール32a,32bの互いに対向する面に設けられた一対のコンベアベルト34a,34bとを備える。一対のコンベアレール32a,32bは、長手方向がX軸方向(図1の左右方向)となる長方形状の部材として構成されており、長手方向の両端には駆動輪および従動輪が設けられている。コンベアベルト34a,34bは、コンベアレール32a,32bに設けられた駆動輪および従動輪に架け渡されており、図示しない駆動モータにより駆動輪が駆動されることにより、基板Sを図1の左から右へと搬送する。
バックアップ装置40は、図1に示すように、図示しない昇降装置により昇降可能に配設されたバックアッププレート42と、バックアッププレート42の上面に装着されたベースプレート44とを備える。ベースプレート44には、基板Sを裏側からバックアップするための複数のバックアップピン46が立設されている。
移動機構50は、図1に示すように、装置上部にY軸方向に沿って設けられたガイドレール56と、ガイドレール56に沿って移動が可能なY軸スライダ58と、Y軸スライダ58の側面にX軸方向に沿って設けられたガイドレール52と、ガイドレール52に沿って移動が可能でヘッドユニット60が取り付けられたX軸スライダ54とを備える。
ヘッドユニット60には、図2に示すように、部品Pを吸着する複数の吸着ノズル61と、吸着ノズル61を保持する複数のノズルホルダ62が配置された円筒状のロータリヘッド64と、ロータリヘッド64を回転させるR軸アクチュエータ66と、ノズルホルダ62をZ軸方向に移動させるZ軸アクチュエータ70と、吸着ノズル61および吸着ノズル61に吸着された部品Pの側面を撮像する側面カメラ80とを備える。
ノズルホルダ62は、Z軸方向に延伸された中空円筒部材として構成されている。ノズルホルダ62の上端部62aは、ノズルホルダ62の軸部よりも一回り大きな円形状に形成されている。また、ノズルホルダ62は、上端部62aよりも下方の所定位置に、軸部よりも一回り大きな径のフランジ部62bが形成されている。このフランジ部62bの下方の円環面と、ロータリヘッド64の上面に形成された図示しない窪みとの間には、スプリング(コイルスプリング)65が配置されている。このため、スプリング65は、ロータリヘッド64の上面の窪みをスプリング受けとして、ノズルホルダ62(フランジ部62b)を上方に付勢する。
ロータリヘッド64は、図3に示すように、複数(例えば12個)の吸着ノズル61が回転軸と同軸の円周上に所定角度間隔(例えば30度の間隔)で配置されている。また、ロータリヘッド64の下面中央には、光を反射可能な円筒状の反射体64aが取り付けられている。なお、本実施形態のロータリヘッド64は、その内部に、各ノズルホルダ62を個別に回転させるQ軸アクチュエータ69(図4参照)を備えている。このQ軸アクチュエータ69は、図示は省略するが、ノズルホルダ62の円筒外周に設けられたギヤに噛み合わされた駆動ギヤと、駆動ギヤの回転軸に接続された駆動モータとを備える。このため、本実施形態では、複数のノズルホルダ62が、軸回り(Q方向)にそれぞれ個別に回転可能となるから、各吸着ノズル61もそれぞれ個別に回転可能となる。
R軸アクチュエータ66は、図2に示すように、ロータリヘッド64に接続される回転軸67と、回転軸67に接続された駆動モータ68を備えている。このR軸アクチュエータ66は、駆動モータ68を所定角度(例えば30度)ずつ間欠的に駆動させることにより、ロータリヘッド64を所定角度ずつ間欠回転させる。これにより、ロータリヘッド64に配置された各吸着ノズル61は周方向に所定角度ずつ移動する。ここで、吸着ノズル61は、移動可能な複数の位置のうち図3中の12時の位置にあるときに、部品供給装置20から供給される部品Pを吸着すると共に基板Sへの部品Pの装着を行う。このため、この12時の位置を、作業位置A0(あるいは、吸着位置A0、装着位置A0)という。また、図3中の11時の位置は、吸着ノズル61が周方向(図中矢印方向)に移動する際に作業位置A0の一つ前(直前)の位置であるため、直前位置A1(あるいは、装着直前位置A1)といい、図3中の1時の位置は、吸着ノズル61が周方向(図中矢印方向)に移動する際に作業位置A0の一つ後(直後)の位置であるため、直後位置A2(あるいは、吸着直後位置A2、装着直後位置A2)という。
Z軸アクチュエータ70は、図2に示すように、Z軸方向に延伸されボールネジナット72を移動させるネジ軸74と、ボールネジナット72に取り付けられたZ軸スライダ76と、回転軸がネジ軸74に接続された駆動モータ78とを備える送りネジ機構として構成されている。このZ軸アクチュエータ70は、駆動モータ78を回転駆動することにより、Z軸スライダ76をZ軸方向に移動させる。Z軸スライダ76には、ロータリヘッド64側に張り出した略L字状のレバー部77が形成されている。レバー部77は、作業位置P0を含む所定範囲に位置するノズルホルダ62の上端部62aに当接可能となっている。このため、Z軸スライダ76のZ軸方向の移動に伴ってレバー部77がZ軸方向に移動すると、ノズルホルダ62をZ軸方向に移動させることができる。
側面カメラ80は、図3に示すように、ヘッドユニット60の下部に設けられたカメラ本体82と、カメラ本体82への光路を形成する光学系ユニットを有する筐体84とにより構成されている。筐体84は、ノズルヘッド64側に中入射口86a、左入射口86b、右入射口86cの3つの入射口が形成され、カメラ本体82側にカメラ接続口86dが形成されている。なお、中入射口86aは作業位置A0に対向する位置に形成され、左入射口86bは直前位置A1に対向する位置に形成され、右入射口86cは直後位置A2に対向する位置に形成されている。また、筐体84は、ノズルヘッド64側の外周面に、ロータリヘッド64の反射体64aに向けて光を発光するLEDなどの発光体87が複数設けられている。筐体84は、その内部に、各入射口86a,86b,86cからそれぞれ入射した光を屈折させる3つの第1プリズム88a,88b,88cと、3つの第1プリズム88a,88b,88cにより屈折された光がカメラ接続口86dを介してカメラ本体82に入射するよう屈折させる第2プリズム88d(図2参照)とを備える。このため、発光体87から発光されて反射体64aで反射した光は、作業位置A0にある吸着ノズル61と部品Pにより遮られる光を除いて、中入射口86aから筐体84の内部に入射して第1プリズム88aと第2プリズム88dとにより屈折されて、カメラ本体82に到達する。また、発光体87から発光されて反射体64aで反射した光は、直前位置A1にある吸着ノズル61と部品Pにより遮られる光を除いて、左入射口86bから筐体84の内部に入射して第1プリズム88bと第2プリズム88dとにより屈折されて、カメラ本体82に到達する。また、発光体87から発光されて反射体64aで反射した光は、直後位置A2にある吸着ノズル61と部品Pにより遮られる光を除いて、右入射口86cから筐体84の内部に入射して第1プリズム88cと第2プリズム88dとにより屈折されて、カメラ本体82に到達する。
このように、側面カメラ80は、作業位置A0にある吸着ノズル61と、直前位置A1にある吸着ノズル61と、直後位置A2にある吸着ノズル61とを撮像して、それぞれの側面画像を取得することができる。図5は、側面カメラ80の撮像により取得される画像の一例である。図5は、吸着ノズル61が部品Pを吸着した直後の直後位置A2における側面画像(以下、吸着直後画像という)と、吸着ノズル61が部品Pを装着する直前の直前位置A1における側面画像(以下、装着直前画像という)を示す。各画像は、光を遮る吸着ノズル61や部品Pが黒い影として写し出されるものとなる。ここで、筐体84の光学系ユニットは、左入射口86bから入射してカメラ本体82に到達する光の光路と、右入射口86cから入射してカメラ本体82に到達する光の光路とが、左右対称となるよう構成されている。このため、部品Pを吸着している吸着ノズル61が、直後位置A2から直前位置A1まで移動した場合、Q軸周りに回転していなければ、側面カメラ80が直後位置A2の吸着ノズル61および部品Pを撮像する向きと、直前位置A1の吸着ノズル61および部品Pを撮像する向きとが同じ向きとなる。
部品装着装置10は、この他に、基台14に設けられ吸着ノズル61に吸着された部品Pを下方から撮影するためのパーツカメラ90と、X軸スライダ54に取り付けられ基板Sに設けられた基板位置決め基準マークを上方から撮影するためのマークカメラ92と、複数種類の吸着ノズル61をストックするノズルストッカ94とを備える。
パーツカメラ90は、部品供給装置20と基板搬送装置30との間に、撮像方向が上向きとなるように設置されている。このパーツカメラ90は、その上方を通過する部品Pまたは上方で停止した部品Pを撮像し、撮像により得られた画像を制御装置100へ出力する。制御装置100は、入力した画像を予め記憶された正常な吸着状態の画像(画像処理データ)と比較することにより、吸着ノズル61に部品Pが正常に吸着されているか否かを判定したり、吸着ノズル61に対する部品Pの位置ズレ量を取得したりする。
マークカメラ92は、X軸スライダ54の下端に、撮像方向が基板Sに対向する向きとなるように設置されている。このマークカメラ92は、基板Sに設けられた基板位置決め基準マークを撮影し、撮像により得られた画像を制御装置100へ出力する。制御装置100は、入力した画像を処理してマークの位置を認識することにより基板Sの位置を判断する。
制御装置100は、図4に示すように、CPU101を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するROM102、各種データを記憶するHDD103、作業領域として用いられるRAM104、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェース105などを備える。これらは、バス106を介して接続されている。制御装置100は、側面カメラ80やパーツカメラ90、マークカメラ92からの画像信号などを入出力インタフェース105を介して入力する。また、制御装置100は、部品供給装置20や基板搬送装置30、バックアップ装置40、X軸スライダ54を移動させるX軸アクチュエータ55、Y軸スライダ58を移動させるY軸アクチュエータ59、Z軸アクチュエータ70(駆動モータ78)、Q軸アクチュエータ69(駆動モータ)、R軸アクチュエータ66(駆動モータ68)、図示しない真空ポンプと吸着ノズル61との連通と遮断とを行う電磁弁79への駆動信号などを入出力インタフェース105を介して出力する。なお、X軸スライダ54およびY軸スライダ58には図示しない位置センサが装備されており、制御装置100はそれらの位置センサからの位置情報を入力しつつ、各スライダを駆動制御する。また、Z軸アクチュエータ70およびQ軸アクチュエータ69、R軸アクチュエータ66にも図示しない位置センサが装備されており、制御装置100はそれらの位置センサからの位置情報を入力しつつ、各アクチュエータを駆動制御する。
管理装置110は、例えば、汎用のコンピュータである。管理装置110は、図4に示すように、CPU111を中心とするマイクロプロセッサであって、処理プログラムを記憶するROM112、基板の生産計画などを記憶するHDD113、作業領域として用いられるRAM114、入出力インターフェース115などを備える。これらは、バス116を介して接続されている。管理装置110は、マウスやキーボード等の入力デバイス117から入力信号が入出力インターフェース115を介して入力される。また、管理装置110は、ディスプレイ118への画像信号を入出力インターフェース115を介して出力する。ここで、基板の生産計画は、部品装着装置10においてどの部品Pをどの順番で基板へ実装するか、また、そのように部品Pを実装した基板Sを何枚作製するかなどを定めた計画をいう。
次の文以降は、こうして構成された部品装着装置10の動作についての説明である。図6は、制御装置100のCPU101により実行される部品装着処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、管理装置110から生産開始指令を受信したときに実行される。
部品装着処理ルーチンでは、制御装置100のCPU101は、まず、基板搬送装置30を制御して基板Sをバックアップ装置40の真上に来るまで搬送して基板Sを保持する基板搬送処理を行う(ステップS100)。このとき、部品供給装置20(テープフィーダ22)は、リール22aからテープを送り出すことにより部品Pを供給可能な状態となっている。次に、制御装置100のCPU101は、部品供給装置20から部品Pが供給される供給位置の真上にロータリヘッド64の作業位置A0が位置するようX軸アクチュエータ55およびY軸アクチュエータ59を制御して、部品供給装置20上にヘッドユニット60を移動させる(ステップS110)。続いて、制御装置100のCPU101は、部品Pを吸着する吸着処理を行う(ステップS120)。この処理では、制御装置100のCPU101は、直前位置A1に位置する吸着ノズル61が作業位置A0に回転移動するようR軸アクチュエータ66を制御すると共に吸着ノズル61の吸引口が部品Pの上面と当接するまで吸着ノズル61が下降するようZ軸アクチュエータ70を制御し、吸着ノズル61の吸引口に負圧が作用して吸着ノズル61が部品Pを吸着するよう電磁弁79を制御する。なお、前回の吸着処理により部品Pを吸着した吸着ノズル61は、今回行われる吸着処理に伴って、部品Pを吸着した状態で直後位置A2に移動する。制御装置100のCPU101は、吸着処理を行うと、直後位置A2に移動した吸着ノズル61の部品吸着姿勢を検出する吸着直後の吸着姿勢検出処理を行って(ステップS130)、次に吸着する部品Pがあるか否かを判定する(ステップS140)。そして、制御装置100のCPU101は、次に吸着する部品Pがあると判定すると、ステップS120に戻り処理を繰り返し、次に吸着する部品Pがないと判定すると、次のステップS150の処理に進む。
図7は、吸着直後の吸着姿勢検出処理の一例を示すフローチャートである。この処理では、制御装置100のCPU101は、まず、直後位置A2にある吸着ノズル61と吸着されている部品Pとを側面カメラ80で撮像し吸着直後画像を取得して(ステップS300)、吸着直後画像の画像処理を実行する(ステップS310)。制御装置100のCPU101は、画像処理として、吸着直後画像から吸着ノズル61を示す画素領域と部品Pを示す画素領域とを抽出し、抽出した吸着ノズル61の画素領域のX方向の中心位置Xnを求めたり、抽出した部品Pの画素領域のX方向の中心位置Xpや左端位置XL,右端位置XR,下端位置Zを求めたりする処理などを実行する。次に、制御装置100のCPU101は、吸着ノズル61の部品Pの吸着姿勢を示す値として、X方向の吸着ズレに相当するX方向ズレΔX1とQ方向の吸着ズレに相当するQ方向ズレL1とZ方向の吸着ズレに相当するZ方向位置Z1(L,R)とを検出し(ステップS320)、各検出値をRAM104に記憶して(ステップS330)、吸着直後の吸着姿勢検出処理を終了する。
図8は、吸着直後画像に基づいて吸着姿勢を検出する様子の一例を示す説明図である。なお、図8や後述する図10は、説明の便宜上、図5と異なり吸着ノズル61や部品Pを白色で示す。図8(a)は、吸着ノズルの中心位置Xnと部品Pの中心位置Xpとの差分をX方向ズレΔX1として検出する様子を示す。なお、X方向ズレΔX1は、差分の絶対値が位置ズレ量を示し、正負の符号が位置ズレの方向を示すものとなる。図8(b)は、部品Pの左端位置XLと右端位置XRとに基づく部品Pの幅をQ方向ズレL1として検出する様子を示す。ここで、図8(b)の参考上面図は、吸着されている部品Pが吸着ノズル61の軸回り(Q方向)に回転した場合に、画像で検出される部品Pの幅L1が部品Pの本来の幅L0よりも大きくなる様子を示す。このため、制御装置100のCPU101は、部品Pの幅LからQ軸回りの大凡の回転量(Q方向ズレ)を把握することができるため、部品Pの幅をQ方向ズレL1として検出するのである。なお、左端位置XLと右端位置XRは、部品Pの下端における左端位置と右端位置とを用いてもよいし、複数の左端位置と右端位置とを検出しその平均位置を用いてもよい。図8(c)は、下端位置Zのうち左右2箇所の左下端位置Z1Lと右下端位置Z1RとをZ方向位置Z1(L,R)として検出する様子を示す。このZ方向位置Z1(L,R)は、部品Pが正常な向きから立ち上がった向きで吸着されたこと(いわゆる立ち吸着)や部品Pが正常な向きから斜めになった向きで吸着されたこと(いわゆる斜め吸着)を検出するための値である。これらの左下端位置Z1Lと右下端位置Z1Rは、部品Pのサイズ毎に、部品Pの中心位置Xpからの距離が定められた位置などとすればよい。なお、制御装置100のCPU101は、X方向ズレΔX1やQ方向の吸着ズレL1が大きな値になっていたり、Z方向位置Z1(L,R)が基準値から大きく外れている場合には、吸着時に何らかの異常、例えば、部品供給装置20(テープフィーダ22)による部品Pの供給位置のズレなどが生じていると判定することもできる。
次に、制御装置100のCPU101は、パーツカメラ90の上方を経由して、基板Sの装着位置の真上にロータリヘッド64の作業位置A0が位置するまでX軸アクチュエータ55およびY軸アクチュエータ59を制御して、基板S上にヘッドユニット60を移動させる(ステップS150)。また、制御装置100のCPU101は、ノズルユニット60がパーツカメラ90上を移動するときに、吸着ノズル61に吸着されている部品Pを下方から撮像して部品Pの下方画像を取得し(ステップS160)、取得した下方画像の画像処理を実行する(ステップS170)。制御装置100のCPU101は、画像処理として、部品Pの有無を判定したり、部品Pの形状や大きさ、吸着位置などが正常か否かを判定する処理を実行する。また、制御装置100のCPU101は、吸着ノズル61に対する部品Pの位置ズレ量に基づいて、基板Sに部品Pを装着する際の吸着ノズル61の位置や向きの補正値を設定して、RAM104に記憶する。なお、制御装置100のCPU101は、部品Pがないと判定したり、部品Pの形状や大きさ、吸着位置などが正常でないと判定したりすると、処理を中断して管理装置110にエラーが発生した旨の情報を出力する。
ノズルユニット60が装着位置に移動すると、制御装置100のCPU101は、直前位置A1に移動した吸着ノズル61の部品吸着姿勢を検出する装着直前の吸着姿勢検出処理を行い(ステップS180)、装着直前の吸着姿勢検出処理で検出した各検出値とステップS130の吸着直後の吸着姿勢検出処理で検出した各検出値とを比較することにより搬送中の部品Pの吸着ズレの有無を判定する吸着ズレ判定処理を行う(ステップS190)。続いて、制御装置100のCPU101は、部品Pを基板Sに装着する装着処理を行い(ステップS200)、装着が行われたか否かを確認する装着確認処理を行う(ステップS210)。そして、制御装置100のCPU101は、次に装着する部品Pがあるか否かを判定し(ステップS220)、次に装着する部品Pがあると判定すると、ステップS180に戻り処理を繰り返し、次に装着する部品Pがないと判定すると、部品装着処理ルーチンを終了する。
図9は、装着直前の吸着姿勢検出処理の一例を示すフローチャートである。制御装置100のCPU101は、吸着直後画像に代えて装着直前画像を用いる点以外は、装着直前の吸着姿勢検出処理を前述した吸着直後の吸着姿勢検出処理と同様に行う。即ち、制御装置100のCPU101は、まず、直前位置A1にある吸着ノズル61を撮像して装着直前画像を取得し(ステップS400)、装着直前画像の画像処理を実行して(ステップS410)、X方向ズレΔX2とQ方向ズレL2とZ方向位置Z2(L,R)とを検出し(ステップS420)、各検出値をRAM104に記憶して(ステップS430)、装着直後の吸着姿勢検出処理を終了する。なお、制御装置100のCPU101は、ステップS200の部品吸着動作を行った後の吸着ノズル61が直後位置A2にあれば、ステップS400の処理で、その吸着ノズル61を撮像した直後位置A2の装着直後画像も合わせて取得する。そして、制御装置100のCPU101は、ステップS210の装着確認処理において、その装着直後画像の画像処理を実行し、部品Pの画素領域を検出した場合には、部品Pを正常に装着できずに部品Pが残ってしまったこと(いわゆる部品Pの持ち帰り)を判定して、その部品Pを再度装着したり、管理装置110にエラー情報を送信したりする。このように、制御装置100のCPU101は、側面カメラ80の撮像により、吸着直後画像と、装着直前画像と、装着直後画像とを取得して、吸着ズレの判定や部品Pの持ち帰りの判定を行っている。
図10は、装着直前画像に基づいて吸着姿勢を検出する様子の一例を示す説明図である。ここで、各吸着ノズル61は、ロータリヘッド64の間欠回転により円周上の各位置を順次移動するため、ロータリヘッド64の加減速の繰り返しにより、吸着直後から装着直前までの間に部品Pの吸着姿勢が変化する場合がある。即ち、図10(a)のX方向ズレΔX2が図8(a)のX方向ズレΔX1から大きく変化したり、図10(b)のQ方向ズレL2が図8(b)のQ方向ズレL1から大きく変化したり、図10(c)のZ方向位置Z2(L,R)が図8(c)のZ方向位置Z1(L,R)から大きく変化したりする場合がある。なお、X方向ズレΔX2は、X方向ズレΔX1と同様に、絶対値が位置ズレ量を示し、正負の符号が位置ズレの方向を示す。
図11は、吸着ズレ判定処理の一例を示すフローチャートである。この処理では、制御装置100のCPU101は、まず、装着直前の吸着姿勢検出処理で検出した装着直前のX方向ズレΔX2とQ方向ズレL2とZ方向位置Z2(L,R)と、同じ吸着ノズル61の吸着直後の吸着姿勢検出処理で検出した吸着直後のX方向ズレΔX1とQ方向ズレL1とZ方向位置Z1(L,R)とをRAM104から読み出す(ステップS500)。そして、制御装置100のCPU101は、X方向ズレΔX2とX方向ズレΔX1との差分の絶対値が所定の閾値Cxを超えるか否かを判定し(ステップS510)、差分の絶対値が所定の閾値Cxを超えると判定すると、X方向に吸着ズレがあると判定して(ステップS520)、次のステップS530の処理に進み、差分の絶対値が所定の閾値Cxを超えないと判定すると、X方向に吸着ズレはないと判定して、次のステップS530の処理に進む。このように、制御装置100のCPU101は、X方向ズレΔX2が大きくなったり小さくなったりして、X方向ズレΔX2とX方向ズレΔX1との差分の絶対値が所定の閾値Cxを超えると、搬送中に吸着ズレが発生したと判定するのである。なお、X方向の吸着ズレの有無は、X方向ズレΔX2とX方向ズレΔX1との差分の絶対値に基づいて行うが、制御装置100のCPU101は、X方向ズレΔX2とX方向ズレΔX1との差分の正負の符号から、X方向における位置ズレの方向も把握することができる。ここで、作業者は、管理装置110で閾値Cxを部品Pの種類毎に設定可能となっている。このため、例えば、作業者は、小型の部品Pを隣接して装着する場合など隣接する部品P同士の間隔が小さい場合には、閾値Cxを小さな値に設定することにより、ステップS200の装着処理で制御装置100がX方向の吸着ズレの小さい部品Pのみを装着することになるから、部品Pの装着精度を向上させることができる。
次に、制御装置100のCPU101は、Q方向ズレL2とQ方向ズレL1との差分の絶対値が所定の閾値Cqを超えるか否かを判定し(ステップS530)、差分の絶対値が所定の閾値Cqを超えると判定すると、Q方向に吸着ズレがあると判定して(ステップS540)、次のステップS550の処理に進み、差分の絶対値が所定の閾値Cqを超えないと判定すると、Q方向に吸着ズレはないと判定して、次のステップS550の処理に進む。このように、制御装置100のCPU101は、Q方向ズレL2が大きくなったり小さくなったりして、Q方向ズレL2とQ方向ズレL1との差分の絶対値が所定の閾値Cqを超えると、吸着ズレと判定するのである。ここで、作業者は、管理装置110で閾値Cqを部品Pの種類毎に設定可能となっている。このため、例えば、作業者は、小型の部品Pを隣接して装着する場合など隣接する部品P同士の間隔が小さい場合には、閾値Cqを小さな値に設定することにより、ステップS200の装着処理で制御装置100がQ方向の吸着ズレの小さい部品Pのみを装着することになるから、部品Pの装着精度を向上させることができる。
続いて、制御装置100のCPU101は、Z方向位置Z2LとZ方向位置Z1Lとの差分の絶対値およびZ方向位置Z2RとZ方向位置Z1Rとの差分の絶対値のいずれかが所定の閾値Czを超えるか否かを判定し(ステップS550)、いずれかの差分の絶対値が所定の閾値Czを超えると判定すると、Z方向に吸着ズレ(いわゆる立ち吸着や斜め吸着)があると判定して(ステップS560)、吸着ズレ判定処理を終了し、いずれの差分の絶対値も所定の閾値Czを超えないと判定すると、Z方向に吸着ズレはないと判定して、吸着ズレ判定処理を終了する。このように、制御装置100のCPU101は、Z方向位置Z2L,Z2Rが大きく変化して、Z方向位置Z2LとZ方向位置Z1Lとの差分の絶対値およびZ方向位置Z2RとZ方向位置Z1Rとの差分の絶対値のいずれかが所定の閾値Czを超えると、吸着ズレと判定するのである。ここで、作業者は、管理装置110で閾値Czを部品Pの種類毎に設定可能となっている。このため、例えば、作業者は、Z方向の高さが小さい小型の部品Pでは、閾値Czを小さくする設定することにより、ステップS200の装着処理で制御装置100がZ方向の吸着ズレの小さい部品Pのみを装着することになるから、部品Pの装着精度を向上させることができる。
図12は、装着処理の一例を示すフローチャートである。制御装置100のCPU101は、まず、図6の部品装着処理ルーチンのS170の処理で設定した補正値に基づく補正を行って装着対象の部品Pの装着位置と向き(角度)とを設定し(ステップS600)、前述した吸着ズレ判定処理においていずれかの吸着ズレがあるか否かを判定する(ステップS610)。制御装置100のCPU101は、吸着ズレがないと判定すると、通常動作(高速動作)で部品Pの装着を行って(ステップS620)、装着処理を終了する。この通常動作での部品Pの装着では、制御装置100のCPU101は、ステップS600で設定した部品Pの装着位置上にロータリヘッド64の作業位置A0が位置するまでノズルユニット60が通常速度および通常加速度で移動するようX軸アクチュエータ55およびY軸アクチュエータ59を制御する。また、制御装置100のCPU101は、ステップS600で設定した向きに吸着ノズル61が回転するようQ軸アクチュエータ69を制御し、作業位置A0直下の装着位置まで吸着ノズル61が通常速度および通常加速度で回転移動すると共に下降するようR軸アクチュエータ66とZ軸アクチュエータ70とを制御する。そして、制御装置100のCPU101は、電磁弁79を制御して吸着ノズル61の吸引口に正圧を作用させて部品Pを基板S上に装着する。なお、制御装置100のCPU101は、部品Pを基板Sに装着すると、Z軸アクチュエータ70を制御して吸着ノズル61を作業位置A0へ上昇させるなどの処理も行う。
一方、制御装置100のCPU101は、ステップS610で吸着ズレがあると判定すると、その吸着ズレがZ方向の吸着ズレであるか否かを判定する(ステップS630)。制御装置100のCPU101は、Z方向の吸着ズレがあると判定すると、吸着エラー発生時処理を実行して(ステップS640)、装着処理を終了する。制御装置100のCPU101は、エラー発生時処理として、部品Pに吸着ズレが生じたため部品Pの装着を行わない旨の情報や吸着ズレの種類の情報を管理装置110に送信し、吸着ズレとなった部品Pを所定の廃棄位置へ廃棄する処理などを行う。なお、制御装置100のCPU101が、Z方向の吸着ズレの場合に部品Pの装着を行わないのは、立ち吸着となった部品Pを正常に装着することはできないためである。
また、制御装置100のCPU101は、ステップS630でZ方向の吸着ズレでなくX方向やQ方向の吸着ズレであると、そのズレ量が許容量を超過しているか否かを判定する(ステップS650)。制御装置100のCPU101は、許容量として、閾値Cxや閾値Cqよりも若干大きな値であって、吸着ズレは発生しているものの吸着ズレがそれ以上に大きくならなければ部品Pの装着が可能と判断できる値を用いることができる。また、制御装置100のCPU101は、X方向ズレΔX2が第1の所定値を超える場合やQ方向ズレL2が第2の所定値を超える場合に、ズレ量が許容量を超過していると判定することもできる。なお、制御装置100のCPU101は、処理中の基板Sや装着対象の部品Pに高い装着精度が要求されている場合には、ステップS650の判定を行わずに、Z方向の吸着ズレが生じている場合と同様にステップS640の吸着エラー発生時処理を行うものとしてもよい。
制御装置100のCPU101は、ステップS650でズレ量が許容量を超過していないと判定すると、通常動作よりも低速の低速動作で部品Pの装着を行って(ステップS700)、装着処理を終了する。この場合の低速動作での部品Pの装着では、制御装置100のCPU101は、ステップS600で設定した部品Pの装着位置上にロータリヘッド64の作業位置A0が位置するまでノズルユニット60が低速度および低加速度で移動するようX軸アクチュエータ55およびY軸アクチュエータ59を制御する。また、制御装置100のCPU101は、ステップS600で設定した向きに吸着ノズル61が回転するようQ軸アクチュエータ69を制御し、作業位置A0直下の装着位置まで吸着ノズル61が低速度および低加速度で回転移動すると共に下降するようR軸アクチュエータ66とZ軸アクチュエータ70とを制御する。そして、制御装置100のCPU101は、電磁弁79を制御して吸着ノズル61の吸引口に正圧を作用させて部品Pを基板S上に装着する。このように、低速動作では、吸着ノズル61が吸着している部品Pに、加速や減速に伴う大きな力が作用するのを抑えることができる。このため、部品装着装置10は、低速動作で部品Pを装着することにより、部品Pに発生している吸着ズレがそれ以上大きくなるのを抑制して、装着不良の発生を防止することができる。
一方、制御装置100のCPU101は、ステップS650でズレ量が許容量を超過していると判定すると、ノズルユニット60が低速度および低加速度でパーツカメラ90上まで往復移動するようX軸アクチュエータ55およびY軸アクチュエータ59を制御する(ステップS660)。また、制御装置100のCPU101は、ノズルユニット60がパーツカメラ90上に到達したときに、ズレ量が許容量を超過していると判定した部品Pを下方から撮像して部品Pの下方画像を再取得し(ステップS670)、再取得した下方画像の画像処理を実行して補正値を再設定する(ステップS680)。そして、制御装置100のCPU101は、再設定した補正値に基づく補正を行って装着対象の部品Pの装着位置と向き(角度)とを再設定し(ステップS690)、再設定した装着位置および向きとなるよう低速動作で部品Pの装着を行って(ステップS700)、装着処理を終了する。このように、制御装置100のCPU101は、X方向やQ方向に許容量を超える吸着ズレが発生している場合には、その吸着ズレに基づいて、部品Pを装着する際の補正値を再設定してから装着するため、装着不良の発生を防止することができる。また、制御装置100のCPU101は、補正値を再設定する際には、パーツカメラ90上へのノズルユニット60を往復移動を、低速度および低加速度で行うから、部品Pに発生している吸着ズレがそれ以上大きくなるのを抑制することができる。
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の部品装着装置10が本発明の部品装着装置に相当し、部品供給装置20が部品供給装置に相当し、吸着ノズル61がノズルに相当し、ロータリヘッド64がヘッドに相当し、図6の部品装着処理ルーチンのステップS110,S120,S150,S200の処理を実行する制御装置100のCPU101が制御手段に相当し、図7の吸着直後の吸着姿勢検出処理のS300の処理と図9の装着直前の吸着姿勢検出処理のS400の処理を実行する制御装置100のCPU101と側面カメラ80とが側方撮像手段に相当し、図7の吸着直後の吸着姿勢検出処理のS310〜S330の処理と図9の装着直前の吸着姿勢検出処理のS410〜S430の処理と図11の吸着ズレ判定処理とを実行する制御装置100のCPU101が判定手段に相当する。また、図6の部品装着処理ルーチンのステップS160の処理を実行する制御装置100のCPU101とパーツカメラ90とが下方撮像手段に相当し、部品装着処理ルーチンのステップS170の処理を実行する制御装置100のCPU101が設定手段に相当する。
以上説明した本実施形態の部品装着装置10は、複数の吸着ノズル61が取り付けられるロータリヘッド64を備え、部品吸着直後に吸着ノズル61を側方から撮像して取得した吸着直後画像と、部品装着直前に吸着ノズル61を側方から撮像して取得した装着直前画像とに基づいて、部品吸着後から部品装着前までの部品Pの吸着ズレ(姿勢変化)の有無を判定するから、ロータリヘッド64の回転による吸着ノズル61の移動などによって、吸着ノズル61で吸着中の部品Pに吸着ズレが発生するのを検出することができる。このように、部品Pの吸着後には正しい部品姿勢であったものの、部品Pの搬送中に部品姿勢が変化して正しく装着できなくなることを適切に検出することができる。
また、部品装着装置10は、吸着直後画像のX方向ズレΔX1と、装着直前画像のX方向ズレΔX2とに基づいて、部品PのX方向の吸着ズレの有無を判定するから、X方向の吸着ズレによる装着不良を防止することができる。また、部品装着装置10は、吸着直後画像のQ方向ズレL1と、装着直前画像のQ方向ズレL2とに基づいて、部品PのQ方向の吸着ズレの有無を判定するから、Q方向の吸着ズレによる装着不良を防止することができる。また、部品装着装置10は、吸着直後画像のZ方向位置Z1(L,R)と、装着直前画像のZ方向位置Z2(L,R)とに基づいて、部品PのZ方向の吸着ズレ(立ち吸着や斜め吸着)の有無を判定するから、Z方向の吸着ズレによる装着不良を防止することができる。また、部品装着装置10は、吸着直後画像が取得される直後位置A2と、装着直前画像が取得される直前位置A1とで、吸着ノズル61を撮像する向きが同じ向きとなるように側面カメラ80の光学系ユニットを構成するから、吸着直後画像と装着直前画像との比較を容易に行うことができ、部品Pの吸着ズレを速やかに検出することができる。また、側面カメラ80は、装着直後の部品Pの持ち帰りの判定にも兼用するから、持ち帰りの判定と吸着ズレの判定とに別々のカメラを設けるものに比べて、部品装着装置10をコンパクトな構成とすることができる。また、部品装着装置10は、ヘッドユニット60に取り付けられた側面カメラ80を用いて、直後位置A2にある吸着ノズル61を撮像して吸着直後画像を取得すると共に直前位置A1にある吸着ノズル61を撮像して装着直前画像を取得しており、吸着直後画像や装着直前画像を取得するためだけにヘッドユニット60を作動させる必要はないから、吸着ズレの判定のために部品装着処理の生産効率が大きく低下するのを防止することができる。
さらに、制御装置100のCPU101は、X方向の吸着ズレやQ方向の吸着ズレが発生していても、そのズレ量が許容量以内の場合には、吸着ズレが発生していない場合に比べて低速で吸着ノズル61を動作させて部品Pを吸着するから、吸着ズレがそれ以上に大きくなるのを防止して、部品Pを適切に装着することができる。また、部品装着装置10は、部品Pを下方から撮像するパーツカメラ90を備え、制御装置100のCPU101は、パーツカメラ90で部品Pを撮像して取得した下方画像に基づいて補正値を設定し、設定した補正値に基づいて部品Pの装着位置に関する補正(位置や向きの補正)を行ってから部品Pを装着する。そして、制御装置100のCPU101は、X方向の吸着ズレやQ方向の吸着ズレが発生している場合には、パーツカメラ90で再度部品Pを撮像して再取得した下方画像に基づいて補正値を再設定し、再設定した補正値に基づいて部品Pの装着位置に関する補正を行ってから部品Pを装着する。このため、補正値を設定した後に部品Pの吸着ズレが大きくなった場合など、最初に設定した補正値に基づいて部品Pを装着したときに装着不良が生じるのを防止することができる。また、制御装置100のCPU101は、発生している吸着ズレが立ち吸着などのZ方向の吸着ズレの場合には、ズレ量に拘わらず部品Pを装着しないから、吸着ズレの種類に応じて適切に対処することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態では、側面カメラ80が直後位置A2の吸着ノズル61を撮像して吸着直後画像を取得したが、これに限られず、吸着後に吸着ノズル61が作業位置A0に上昇してからロータリヘッド64が回転を開始するものとしておき、作業位置A0に上昇した吸着ノズル61を側面カメラ80が撮像して吸着直後画像を取得してもよい。あるいは、直後位置A2のさらに次の位置など、側面カメラ80が他の位置で吸着ノズル61を撮像するよう構成しておき、他の位置で吸着後の画像を取得してもよい。また、側面カメラ80が直前位置A1の吸着ノズル61を撮像して装着直前画像を取得したが、これに限られず、装着前に吸着ノズル61が作業位置A0に移動してロータリヘッド64の回転が停止してから吸着ノズル61が下降するものとしておき、作業位置A0に移動した吸着ノズル61を側面カメラ80が撮像して装着直前画像を取得してもよい。あるいは、直前位置A1のさらに前の位置など、側面カメラ80が他の位置で吸着ノズル61を撮像するよう構成しておき、他の位置で装着前の画像を取得してもよい。
上述した実施形態では、直後位置A2の吸着ノズル61を撮像して吸着直後画像を取得するためのカメラと、直前位置A1の吸着ノズル61を撮像して装着直前画像を取得するためのカメラとを、1台の側面カメラ80で兼用するものとしたが、これに限られず、吸着直後画像を取得するための専用のカメラと、装着直前画像を取得するための専用のカメラとをそれぞれ設けるものとしてもよい。
上述した実施形態では、制御装置100のCPU101が、X方向の吸着ズレと、Q方向の吸着ズレと、Z方向の吸着ズレとの3つの吸着ズレを判定するものとしたが、これに限られず、いずれか1つまたは2つの吸着ズレを判定するものとしてもよい。
上述した実施形態では、吸着ノズル61を保持するノズルホルダ62を回転させるQ軸アクチュエータ69を各ノズルホルダ62毎に個別に設けたが、これに限られず、全てのノズルホルダ62に共通のQ軸アクチュエータを設けてもよい。この場合、各吸着ノズル61は、直後位置A2から直前位置A1に移動するまでの間、吸着ノズル61の部品Pの装着が行われる度に回転することになる。このため、直後位置A2から直前位置A1に移動するまでの累積の回転量を吸着ノズル61毎にそれぞれ記憶しておき、直前位置A1に移動したときに、その累積の回転量を打ち消すように吸着ノズル61を回転させてから、吸着ノズル61を撮像して装着直後画像を取得してもよい。こうすれば、全てのノズルホルダ62に共通のQ軸アクチュエータを設ける場合でも、側面カメラ80が、直後位置A2と直前位置A1とにおいて吸着ノズル61および部品Pを同じ向きから撮像することができる。
上述した実施形態では、制御装置100のCPU101が、X方向またはQ方向の吸着ズレのズレ量が許容量以内の場合には低速動作で部品Pを装着したり、X方向またはQ方向の吸着ズレのズレ量が許容量を超える場合にはノズルユニット60を低速動作で再度パーツカメラ90上まで移動させて再取得した下方画像に基づいて補正値を再設定して低速動作で部品Pを装着したりしたが、これに限られるものではない。例えば、制御装置100のCPU101は、X方向またはQ方向の吸着ズレのズレ量が許容量以内の場合には通常動作で部品Pを装着するものとしてもよい。また、制御装置100のCPU101は、吸着ズレとなった部品Pを吸着ノズル61で吸着し続けたまま、生産を続行するものとしてもよい。その場合、吸着ズレとなった部品Pを吸着している吸着ノズル61は、新たに部品Pを吸着しないものとなる。また、実施形態では、制御装置100のCPU101が、X方向の吸着ズレとQ方向の吸着ズレとの両方が発生していても許容量以内であれば部品Pを吸着するものとなるが、X方向の吸着ズレとQ方向の吸着ズレとの両方が発生している場合には部品Pの装着を行わずに吸着エラー発生時処理を行い、X方向の吸着ズレとQ方向の吸着ズレの一方のみが発生し且つズレ量が許容量以内である場合に低速動作で吸着ノズル61を移動させて部品Pを装着してもよい。あるいは、制御装置100のCPU101は、吸着ズレが発生していると判定した場合には、そのズレ量に拘わらず、部品Pの装着を行わないものとしてもよい。
上述した実施形態では、制御装置100のCPU101が、側面カメラ80で撮像された装着直後画像を取得するものとしたが、これに限られず、装着直後画像を取得しないもの、即ち部品Pの持ち帰りの判定を行わないものとしてもよい。
本発明は、部品装着装置の製造産業などに利用可能である。
1 部品装着システム、10 部品装着装置、12 筐体、14 基台、20 部品供給装置、22 テープフィーダ、22a リール、22b フィーダ部、30 基板搬送装置、32a,32b コンベアレール、34a,34b コンベアベルト、40 バックアップ装置、42 バックアッププレート、44 ベースプレート、46 バックアップピン、50 移動機構、52,56 ガイドレール、54 X軸スライダ、55 X軸アクチュエータ、58 Y軸スライダ、59 Y軸アクチュエータ、60 ヘッドユニット、61 吸着ノズル、62 ノズルホルダ、62a 上端部、62b フランジ部、64 ロータリヘッド、64a 反射体、65 スプリング(コイルスプリング)、66 R軸アクチュエータ、67 回転軸、68 駆動モータ、69 Q軸アクチュエータ、70 Z軸アクチュエータ、72 ボールネジナット、74 ネジ軸、76 Z軸スライダ、77 レバー部、78 駆動モータ、79 電磁弁、80 側面カメラ、82 カメラ本体、84 筐体、86a 中入射口、86b 左入射口、86c 右入射口、86d カメラ接続口、87 発光体、88a,88b,88c 第1プリズム、88d 第2プリズム、90 パーツカメラ、92 マークカメラ、94 ノズルストッカ、100 制御装置、101,111 CPU、102,112 ROM、103,113 HDD、104,114 RAM、105,115 入出力インタフェース、106,116 バス、110 管理装置、117 入力デバイス、118 ディスプレイ、A0 作業位置(吸着位置、装着位置)、A1 直前位置(装着直前位置)、A2 直後位置(吸着直後位置、装着直後位置)、P 部品、S 基板。

Claims (7)

  1. 部品を吸着可能な複数のノズルが円周上に配置されたロータリ型のヘッドと、
    前記部品の吸着時には、部品供給装置の供給位置上を目標位置として前記複数のノズルが順次移動して前記部品を吸着するよう前記ヘッドを制御し、前記部品の装着時には、装着対象への装着位置上を目標位置として前記複数のノズルが順次移動して前記装着対象に前記部品を装着するよう前記ヘッドを制御する制御手段と、
    前記部品の吸着後に前記ノズルを側方から撮像して吸着後画像を取得し、該撮像後であって前記部品の装着前に前記ノズルを側方から撮像して装着前画像を取得する側方撮像手段と、
    前記吸着後画像と前記装着前画像とに基づいて、前記部品の吸着後から前記部品の装着前までの該部品の姿勢変化を判定する判定手段と、
    を備える部品装着装置。
  2. 請求項1に記載の部品装着装置であって、
    前記判定手段は、前記吸着後画像における前記ノズルに対する前記部品の左右方向の位置と、前記装着前画像における前記ノズルに対する前記部品の左右方向の位置とに基づいて、前記姿勢変化として前記部品の左右方向の位置ズレを判定する
    部品装着装置。
  3. 請求項1または2に記載の部品装着装置であって、
    前記判定手段は、前記吸着後画像における前記部品の左右方向の長さと、前記装着前画像における前記部品の左右方向の長さとに基づいて、前記姿勢変化として前記部品の回転方向の位置ズレを判定する
    部品装着装置。
  4. 請求項1ないし3いずれか1項に記載の部品装着装置であって、
    前記判定手段は、前記吸着後画像における前記部品の下端位置と、前記装着前画像における前記部品の下端位置とに基づいて、前記姿勢変化として前記部品の高さ方向の位置ズレを判定する
    部品装着装置。
  5. 請求項1ないし4いずれか1項に記載の部品装着装置であって、
    前記吸着後画像の取得後であって前記装着前画像の取得前に、前記ノズルに吸着されている部品を下方から撮像して下方画像を取得する下方撮像手段と、
    前記下方画像に基づいて、前記ノズルに対する前記部品の位置ズレ量に応じた補正値を設定する設定手段と、
    を備え、
    前記下方撮像手段は、前記判定手段により前記部品の姿勢変化が許容範囲を超えると判定された場合に、前記部品を下方から再度撮像して下方画像を再取得し、
    前記設定手段は、前記再取得された下方画像に基づいて、前記補正値を再設定し、
    前記制御手段は、前記判定手段により前記部品の姿勢変化が前記許容範囲を超えないと判定された場合には、前記設定された補正値に基づいて前記装着位置に関する補正を行ってから前記部品を装着するよう前記ヘッドを制御し、前記判定手段により前記部品の姿勢変化が前記許容範囲を超えると判定された場合には、前記再設定された補正値に基づいて前記装着位置に関する補正を行ってから前記部品を装着するよう前記ヘッドを制御する
    部品装着装置。
  6. 請求項1ないし5いずれか1項に記載の部品装着装置であって、
    前記制御手段は、前記複数のノズルが前記各目標位置に順次移動するよう前記ヘッドを間欠的に所定角度ずつ回転制御し、
    前記側方撮像手段は、前記ノズルが前記供給位置上の目標位置から前記所定角度進んだ吸着直後位置にあるときに該ノズルを撮像して前記吸着後画像を取得し、前記ノズルが前記装着位置上の目標位置よりも前記所定角度手前の装着直前位置にあるときに該ノズルを撮像して前記装着前画像を取得し、
    前記吸着直後位置で撮像する前記ノズルの向きと、前記装着直前位置で撮像する前記ノズルの向きとを、同じ向きとしたことを特徴とする
    部品装着装置。
  7. 請求項1ないし6いずれか1項に記載の部品装着装置であって、
    前記側方撮像手段は、前記部品の装着後に前記ノズルを側方から撮像して装着後画像を取得し、
    前記判定手段は、前記装着後画像に基づいて、前記ノズルが前記部品を前記装着対象に装着したか否かを判定する
    部品装着装置。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015128945A1 (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 富士機械製造株式会社 部品装着装置
JP6661231B2 (ja) * 2016-02-10 2020-03-11 株式会社Fuji 作業ヘッドユニット、実装装置及び作業ヘッドユニットの制御方法
JP6723373B2 (ja) * 2016-11-14 2020-07-15 株式会社Fuji 保存画像の再分類システム及び再分類方法
CN110115120B (zh) * 2016-12-26 2020-12-25 株式会社富士 安装装置、设定装置、安装系统、安装方法及设定方法
JP6745917B2 (ja) * 2017-01-30 2020-08-26 株式会社Fuji 部品実装機
CN110431934B (zh) * 2017-03-31 2020-12-22 株式会社富士 元件安装机
US10824137B2 (en) * 2017-06-19 2020-11-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Mounting board manufacturing system
WO2019016848A1 (ja) * 2017-07-18 2019-01-24 株式会社Fuji 部品実装機及びその照明光量調整方法
CN111034387B (zh) * 2017-08-31 2021-09-24 株式会社富士 元件装配机及元件装配方法
JP7003142B2 (ja) * 2017-09-22 2022-01-20 株式会社Fuji 電子部品装着方法及び電子部品装着機
JP6853374B2 (ja) * 2017-09-28 2021-03-31 株式会社Fuji 部品実装機
CN111788878B (zh) * 2018-03-23 2021-09-21 株式会社富士 元件安装装置
JP2020047689A (ja) * 2018-09-18 2020-03-26 ヤマハ発動機株式会社 部品実装機、部品実装方法
JP7535735B2 (ja) * 2019-03-28 2024-08-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 生産データ作成装置および生産データ作成方法
WO2020217296A1 (ja) * 2019-04-23 2020-10-29 ヤマハ発動機株式会社 部品実装装置
WO2021024361A1 (ja) * 2019-08-05 2021-02-11 株式会社Fuji 光源装置
US20220312659A1 (en) * 2019-09-11 2022-09-29 Fuji Corporation Component mounting machine

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07109957B2 (ja) * 1988-06-21 1995-11-22 松下電器産業株式会社 電子部品装着方法
US5155903A (en) * 1990-04-18 1992-10-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrical component placing apparatus and placing method therefor
JPH06152198A (ja) * 1992-10-29 1994-05-31 Okuma Mach Works Ltd 電子部品実装機におけるリカバリー方法
DE19925217A1 (de) * 1999-06-01 2000-12-21 Siemens Ag Verfahren zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen
JP2002204096A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Fuji Mach Mfg Co Ltd 電気部品装着システムおよび電気部品装着方法
JP2002368495A (ja) * 2001-06-08 2002-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 部品実装装置及び部品実装方法
JP5094223B2 (ja) 2007-06-15 2012-12-12 富士機械製造株式会社 装着部品装着ヘッドおよび装着部品装着装置
JP5014083B2 (ja) * 2007-11-21 2012-08-29 富士機械製造株式会社 吸着ノズルと被吸着部品の側面画像取得装置
JP5971992B2 (ja) * 2012-03-14 2016-08-17 富士機械製造株式会社 部品装着装置
WO2015004814A1 (ja) * 2013-07-12 2015-01-15 富士機械製造株式会社 部品実装装置
WO2015128945A1 (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 富士機械製造株式会社 部品装着装置

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