特許 6831457 部品実装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6831457

(24)【登録日】2021年2月1日

(45)【発行日】2021年2月17日

(54)【発明の名称】部品実装装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/08 20060101AFI20210208BHJP

   H05K 13/02 20060101ALI20210208BHJP

【ＦＩ】

   H05K13/08 A

   H05K13/02 B

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2019-523240(P2019-523240)

(86)(22)【出願日】2017年6月6日

(86)【国際出願番号】JP2017020970

(87)【国際公開番号】WO2018225151

(87)【国際公開日】20181213

【審査請求日】2019年10月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100127797

【弁理士】

【氏名又は名称】平田 晴洋

(72)【発明者】

【氏名】駒池 国宗

【審査官】 松江川 宗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−２３０９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１５３１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０９０９２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １３／００−１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品を収納する部品収納部が複数配列された部品収納部材を用いて部品を部品供給位置に供給する部品供給装置と、
前記部品供給位置に供給された前記部品を保持する保持具が上下方向に昇降可能に設けられたヘッドユニットと、
前記部品供給位置に供給された前記部品を斜め上方から撮像して撮像画像を取得する撮像部と、
前記撮像画像に基づき、前記部品が前記部品収納部から上下方向と交差する方向へはみ出す異常姿勢を取っているか否かを判定する部品姿勢判定部と、を備え、
前記撮像画像は、前記部品の画像を表す部品領域と、前記部品の影の画像を表す部品影領域と、前記部品収納部の画像を表す収納部領域と、を含み、
前記部品姿勢判定部は、
前記撮像画像における前記部品領域、前記部品影領域及び前記収納部領域に基づき、前記部品の姿勢に関する特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量に基づき、前記部品の前記異常姿勢を判定する判定部と、を含む、部品実装装置。

【請求項2】

前記特徴量算出部は、前記撮像画像において、前記部品領域の画素数と前記部品影領域及び前記収納部領域の画素数との比率を、前記特徴量として算出する、請求項１に記載の部品実装装置。

【請求項3】

前記部品姿勢判定部は、前記撮像画像を、前記部品領域を構成する所定の画素の輝度値を閾値とした、前記部品領域に対応した第１画素群と前記部品影領域及び前記収納部領域に対応した第２画素群とを含むグレースケール画像に変換する画像変換部を、更に含み、
前記特徴量算出部は、前記グレースケール画像において、前記第１画素群の画素数と前記第２画素群の画素数との比率を、前記特徴量として算出する、請求項２に記載の部品実装装置。

【請求項4】

前記保持具による前記部品の保持が可能な保持位置と、前記保持位置に対して上方側の退避位置との間で前記保持具が移動するように、前記保持具の昇降動作を制御する保持動作制御部を、更に備え、
前記部品姿勢判定部は、前記保持具が前記退避位置から前記保持位置へ向かって移動する下降中に、前記部品供給位置に供給された前記部品の前記異常姿勢を判定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品実装装置。

【請求項5】

前記保持動作制御部は、
前記部品姿勢判定部から判定結果が出力されるまでは、前記保持具の下降速度を所定の基準下降速度よりも減速させ、
前記部品姿勢判定部による判定結果の出力後には、前記保持具の下降速度を前記基準下降速度に設定する、請求項４に記載の部品実装装置。

【請求項6】

前記部品が前記異常姿勢を取っていることを表す判定結果が前記部品姿勢判定部から出力された場合、前記保持動作制御部は、前記保持位置へ向かって前記基準下降速度で下降中の前記保持具を、前記保持位置よりも上方側の位置であって、前記保持具による前記部品の保持が不可能な保持不可位置で停止させ、その後、前記退避位置へ向かって所定の基準上昇速度で前記保持具を上昇させる、請求項５に記載の部品実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品収納部に収納された部品を基板に搭載する部品実装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント配線板等の基板上に電子部品（以下、単に「部品」という）を搭載するための部品実装装置は、部品を部品供給位置に供給する部品供給装置と、部品供給位置に供給された部品を保持する保持具を備えたヘッドユニットと、を備えている。部品供給装置としては、部品を収納する部品収納部が複数配列された部品収納テープを用いる装置や、複数の部品収納部がマトリクス状に設けられたトレイが載置されたパレットを用いる装置が知られている。

【0003】

ヘッドユニットの保持具により部品を保持するに際しては、部品供給装置により部品供給位置に供給された部品の姿勢が問題となることがある。つまり、部品供給位置に供給された部品の姿勢が部品収納部に対して異常姿勢を取っているときには、その異常姿勢の部品を保持具が確実に保持することができない場合がある。

【0004】

例えば、特許文献１には、保持具による部品の保持動作の前に、部品供給装置により部品供給位置に供給された部品の姿勢の異常を検出する技術が開示されている。特許文献１に開示される技術では、部品供給位置に供給された部品を撮像し、その撮像画像に基づき、部品収納部内における部品の姿勢の異常を検出する。部品収納部内において部品の長辺が部品収納部の底面に対して斜め若しくは略垂直となり、部品が起立した姿勢となっており、部品収納部の上面開口から部品が上方にはみ出した状態であるときに、部品の異常姿勢が検出される。

【0005】

ところで、部品供給装置により部品供給位置に供給された部品は、上記の起立姿勢のみならず、部品収納部から上下方向と交差する方向（水平面上の方向）にはみ出した異常姿勢を取る場合がある。このような、部品収納部から水平面上の方向にはみ出した異常姿勢の部品についても、保持具は、確実に保持することができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−２３０９１２号公報

【発明の概要】

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品供給装置により部品供給位置に供給された部品が、保持具による確実な保持が不可能な異常姿勢を取っているかを判定する機能を有した部品実装装置を提供することにある。

【0008】

本発明の一の局面に係る部品実装装置は、部品を収納する部品収納部が複数配列された部品収納部材を用いて部品を部品供給位置に供給する部品供給装置と、前記部品供給位置に供給された前記部品を保持する保持具が上下方向に昇降可能に設けられたヘッドユニットと、前記部品供給位置に供給された前記部品を斜め上方から撮像して撮像画像を取得する撮像部と、前記撮像画像に基づき、前記部品が前記部品収納部から上下方向と交差する方向へはみ出す異常姿勢を取っているか否かを判定する部品姿勢判定部と、を備える。前記撮像画像は、前記部品の画像を表す部品領域と、前記部品の影の画像を表す部品影領域と、前記部品収納部の画像を表す収納部領域と、を含む。前記部品姿勢判定部は、前記撮像画像における前記部品領域、前記部品影領域及び前記収納部領域に基づき、前記部品の姿勢に関する特徴量を算出する特徴量算出部と、前記特徴量に基づき、前記部品の前記異常姿勢を判定する判定部と、を含む。

【0009】

本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る部品実装装置の構成を示す平面図である。

【図2】部品実装装置に備えられる部品供給装置を概略的に示す図である。

【図3】部品供給装置に備えられるテープガイドの構成を示す図である。

【図4】部品供給装置に装着される部品収納テープの斜視図である。

【図5】部品実装装置に備えられるヘッドユニットの側面図である。

【図6】ヘッドユニットの平面図である。

【図7】部品実装装置の制御系を示すブロック図である。

【図8】ヘッドユニットに備えられる吸着ノズルの昇降動作を説明するための図である。

【図9】第１撮像部により取得される撮像画像の一例を示す図である。

【図10】部品姿勢判定部による部品の姿勢の判定方法の一例を説明するための図である。

【図11】撮像画像に基づくグレースケール画像の一例を示す図である。

【図12】撮像画像に基づくグレースケール画像の一例を示す図である。

【図13】撮像画像に基づくグレースケール画像の一例を示す図である。

【図14】部品姿勢判定部による部品の姿勢の判定方法を説明するための図である。

【図15】部品が異常姿勢を取っている場合の吸着ノズルの昇降動作を説明するための図である。

【図16】部品実装装置の制御動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態に係る部品実装装置について図面に基づいて説明する。なお、以下では、方向関係についてはＸＹＺ直交座標軸を用いて説明する。Ｘ方向は水平面と平行な方向であり、Ｙ方向は水平面上でＸ方向と直交する方向であり、Ｚ方向はＸ、Ｙ両方向に直交する上下方向である。また、Ｘ方向の一方向側を「＋Ｘ側」と称し、Ｘ方向の一方向側とは反対の他方向側を「−Ｘ側」と称する。また、Ｙ方向の一方向側を「＋Ｙ側」と称し、Ｙ方向の一方向側とは反対の他方向側を「−Ｙ側」と称する。また、Ｚ方向の一方向側を「＋Ｚ側」と称し、Ｚ方向の一方向側とは反対の他方向側を「−Ｚ側」と称する。

【0012】

＜部品実装装置の構造＞
図１は、本発明の一実施形態に係る部品実装装置１の構成を示す平面図である。部品実装装置１は、基板Ｐに部品を搭載（実装）して電子回路基板を生産する装置である。部品実装装置１は、装置本体１ａと、移動フレーム２と、コンベア３と、部品供給装置５が装着される部品供給ユニット４と、ヘッドユニット６と、第１駆動機構７と、第２駆動機構８とを備える。

【0013】

装置本体１ａは、部品実装装置１を構成する各部が配置される構造体であり、Ｚ方向から見た平面視で略矩形状に形成されている。コンベア３は、Ｘ方向に延び、装置本体１ａに配置される。コンベア３は、基板ＰをＸ方向に搬送する。基板Ｐは、コンベア３上を搬送されて、所定の作業位置（基板Ｐ上に部品が搭載される搭載位置）に位置決めされるようになっている。

【0014】

部品供給ユニット４は、装置本体１ａにおけるＹ方向の＋Ｙ側及び−Ｙ側の領域部分にそれぞれ、Ｘ方向に２箇所ずつ合計４箇所に配置される。部品供給ユニット４は、装置本体１ａにおいて、部品供給装置５が複数並設された状態で装着される領域であって、後述のヘッドユニット６に備えられる保持具である吸着ノズル６３による吸着対象の部品毎に、各部品供給装置５のセット位置が区画されている。

【0015】

部品供給装置５は、装置本体１ａの部品供給ユニット４に着脱自在に装着されている。部品供給装置５は、テープを担体（キャリア）として、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品（以下、単に部品と称す）を供給するテープフィーダーである。この部品供給装置５について、図２乃至図４を参照して説明する。図２は、部品実装装置１に備えられる部品供給装置５を概略的に示す図である。図３は、部品供給装置５に備えられるテープガイド４５の構成を示す図である。図４は、部品供給装置５に装着される部品収納テープ１００の斜視図である。

【0016】

部品供給装置５は、部品供給ユニット４に設けられた取付部３１に取り付けられている。取付部３１には、Ｘ方向に一定間隔で並びかつＹ方向に互いに平行に延びる複数のスロット３２と、これらスロット３２よりも前側の位置でＸ方向に伸びる固定台３３とが設けられている。そして、各スロット３２に部品供給装置５がセットされ、各部品供給装置５が固定台３３に固定されている。これにより、部品供給ユニット４に、複数の部品供給装置５がＸ方向に横並びに整列して配置されている。

【0017】

部品供給装置５は、前後方向（Ｙ方向）に細長い形状をなす本体部４１を備えている。部品供給装置５は、前記スロット３２に本体部４１が挿入（セット）された状態で、固定台３３に固定されている。

【0018】

部品供給装置５は、さらに、本体部４１の前端部分に備えられた第１テープ送出部４２と、本体部４１の後端部分に備えられた第２テープ送出部４３と、本体部４１に設けられたテープ通路４４と、テープガイド４５とを備えている。

【0019】

前記テープ通路４４は、部品収納テープ１００を案内するための通路である。テープ通路４４は、本体部４１の後端部から前側上部に向かって斜め上方に延びている。部品収納部材としての部品収納テープ１００は、本体部４１の後端部からその内部に導入され、テープ通路４４を通じて本体部４１の上面前部に案内されている。

【0020】

部品収納テープ１００は、図４に示すように、テープ本体１０１とカバーテープ１０２とで構成された長尺のテープである。テープ本体１０１には、上部に開口した多数の部品収納部１０３（凹部）が長手方向（テープ送り方向）に一定間隔で形成されており、各部品収納部１０３に部品Ｅが収納されている。テープ本体１０１の上面には、前記カバーテープ１０２が接着されており、これにより各部品収納部１０３がカバーテープ１０２により閉鎖されている。また、テープ本体１０１のうち部品収納部１０３の側方には、長手方向に一定間隔で並びかつテープ本体１０１をその厚み方向に貫通する複数の嵌合孔１０４が設けられている。

【0021】

部品供給装置５において、前記テープガイド４５は、本体部４１の前部上面に設けられている。テープガイド４５は、テープ通路４４を通過した部品収納テープ１００を覆い、当該部品収納テープ１００を本体部４１の上面に沿って略水平に部品供給位置Ｐ１まで案内するものである。部品供給位置Ｐ１は、前記ヘッドユニット６に部品の取り出しを行わせる位置であり、本体部４１の上面前端に近い位置に設定されている。

【0022】

図３に示すように、テープガイド４５のうち、部品供給位置Ｐ１に対応する位置には開口部４５Ａが設けられ、この開口部４５Ａよりも後方側の位置には、部品露出部４５１が設けられている。部品露出部４５１は、テープガイド４５によりガイドされる部品収納テープ１００の部品収納部１０３内において、部品Ｅを露出させる。部品露出部４５は、挿入部４５１１と、刃部４５１２と、カバーテープ後処理部４５１３とを含む。

【0023】

部品露出部４５１において挿入部４５１１は、先細状に形成された薄板状の部分であり、テープガイド４５によりガイドされ、先端が自由端とされた状態の部品収納テープ１００に対し、テープ本体１０１とカバーテープ１０２との間に挿入される。部品露出部４５１において刃部４５１２は、挿入部４５１１に対してテープ送り方向の下流側に配置され、部品収納テープ１００の走行に応じてカバーテープ１０２を、テープ送り方向に沿った直線状に切断する。部品露出部４５１においてカバーテープ後処理部４５１３は、刃部４５１２に対してテープ送り方向の下流側に配置され、刃部４５１２により切断されたカバーテープ１０２を押し広げる処理を行う。これにより、部品収納テープ１００の部品収納部１０３内において、部品Ｅを露出させることができる。このようにして部品収納部１０３内において露出された部品Ｅは、部品供給位置Ｐ１において、テープガイド４５の開口部４５Ａを介して、部品実装装置１におけるヘッドユニット６の吸着ノズル６３により吸着されて取り出される。

【0024】

部品供給装置５において、前記第１テープ送出部４２は、テープガイド４５の下方に配置される第１スプロケット５１と、第１モーター５２と、第１モーター５２の駆動力を第１スプロケット５１に伝達する、複数枚の伝動ギヤからなる第１ギヤ群５３とを備えている。第１スプロケット５１は、テープガイド４５に沿って案内される部品収納テープ１００の嵌合孔１０４に嵌合する歯を有している。つまり、第１テープ送出部４２は、第１スプロケット５１を第１モーター５２により回転駆動することにより、部品収納テープ１００を部品供給位置Ｐ１に向かって送出する。

【0025】

部品供給装置５において、第２テープ送出部４３は、本体部４１の後端部に配置される第２スプロケット５４と、第２モーター５５と、第２モーター５５の駆動力を第２スプロケット５４に伝達する、複数枚の伝動ギヤからなる第２ギヤ群５６とを備えている。第２スプロケット５４は、上方から前記テープ通路４４内に臨んでおり、当該テープ通路４４に沿って案内される部品収納テープ１００の嵌合孔１０４に嵌合する歯を有している。つまり、第２テープ送出部４３は、第２スプロケット５４を第２モーター５５により回転駆動することにより、部品収納テープ１００を前方（部品供給位置Ｐ１）に向かって送出する。

【0026】

部品収納テープ１００は、各送出部４２、４３により部品供給位置Ｐ１に向かって間欠的に送出され、部品供給位置Ｐ１でテープガイド４５の開口部４５Ａを通じて部品Ｅの取り出しが行われる。

【0027】

次に、図１を参照して部品実装装置１に備えられる移動フレーム２は、Ｘ方向に延び、装置本体１ａに、所定の移動方向（Ｙ方向）に移動可能に支持される。この移動フレーム２にヘッドユニット６が搭載されている。ヘッドユニット６は、Ｘ方向に移動可能となるように、移動フレーム２に搭載される。すなわち、ヘッドユニット６は、移動フレーム２の移動に伴ってＹ方向に移動可能であり、且つ、移動フレーム２に沿ってＸ方向に移動可能である。ヘッドユニット６は、部品供給ユニット４に装着された部品供給装置５の部品供給位置Ｐ１と、コンベア３により搬送された基板Ｐの所定の作業位置とにわたって移動可能とされ、部品供給位置Ｐ１において部品供給装置５から部品Ｅを取り出すとともに、その取り出した部品Ｅを作業位置において基板Ｐ上に搭載（実装）する。ヘッドユニット６の詳細については、後述する。

【0028】

第１駆動機構７は、装置本体１ａの＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部に配設される。第１駆動機構７は、移動フレーム２をＹ方向に移動させる機構である。第１駆動機構７は、例えば、駆動モーターと、Ｙ方向に延び、駆動モーターに連結されるボールねじ軸と、移動フレーム２に配設されてボールねじ軸と螺合するボールナットと、を含んで構成される。このような構成の第１駆動機構７は、駆動モーターによるボールねじ軸の回転駆動に伴ってボールナットがボールねじ軸に沿って進退することにより、移動フレーム２をＹ方向に移動させる。

【0029】

第２駆動機構８は、移動フレーム２に配設される。第２駆動機構８は、ヘッドユニット６を移動フレーム２に沿ったＸ方向に移動させる機構である。第２駆動機構８は、第１駆動機構７と同様に、例えば、駆動モーターと、Ｘ方向に延び、駆動モーターに連結されるボールねじ軸と、ヘッドユニット６に配設されてボールねじ軸と螺合するボールナットと、を含んで構成される。このような構成の第２駆動機構８は、駆動モーターによるボールねじ軸の回転駆動に伴ってボールナットがボールねじ軸に沿って進退することにより、ヘッドユニット６をＸ方向に移動させる。

【0030】

なお、第１駆動機構７及び第２駆動機構８は、当例では、駆動モーターによりボールねじ軸を介して移動フレーム２及びヘッドユニット６を移動させる構成である。しかし、例えばリニアモーターを駆動源として移動フレーム２やヘッドユニット６をダイレクトに駆動する構成であってもよい。

【0031】

ヘッドユニット６について、図１に加えて図５乃至図８を参照して説明する。図５はヘッドユニット６の側面図であり、図６はヘッドユニット６を下方側から見た平面図である。また、図７は部品実装装置１の制御系を示すブロック図であり、図８はヘッドユニット６に備えられる吸着ノズル６３の昇降動作を説明するための図である。

【0032】

ヘッドユニット６は、ヘッド本体６１と、回転体６２と、吸着ノズル６３とを含む。ヘッド本体６１は、ヘッドユニット６の本体部分を構成する。回転体６２は、円柱状に形成され、回転体駆動機構６６（図７参照）により鉛直軸（Ｚ方向に延びる軸）を回転中心として回転可能に、ヘッド本体６１に設けられる。

【0033】

回転体６２の外周縁端部には、複数の吸着ノズル６３が、周方向に所定の間隔をおいて配設されている。吸着ノズル６３は、部品供給装置５により部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅを吸着して保持可能な保持具である。吸着ノズル６３は、電動切替弁を介して負圧発生装置、正圧発生装置及び大気の何れかに連通可能とされている。つまり、吸着ノズル６３に負圧が供給されることで当該吸着ノズル６３による部品Ｅの吸着保持（部品の取り出し）が可能となり、その後、正圧が供給されることで当該部品Ｅの吸着保持が解除される。なお、本実施形態では、吸着ノズル６３以外の保持具として、例えば部品Ｅを把持して保持するチャックなどであってもよい。

【0034】

吸着ノズル６３は、ノズル昇降駆動機構６７（図７参照）により上下方向（Ｚ方向）に昇降可能に、回転体６２に設けられる。吸着ノズル６３は、部品供給装置５により部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅの保持が可能な保持位置ＰＰ１と、保持位置ＰＰ１に対して上方側の退避位置ＰＰ２との間で、Ｚ方向（上下方向）に沿って移動可能である（図８参照）。つまり、部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅを保持するときには、吸着ノズル６３は、ノズル昇降駆動機構６７によって退避位置ＰＰ２から保持位置ＰＰ１へ向かって下降し、当該保持位置ＰＰ１において部品Ｅを吸着保持する。一方、部品Ｅの吸着保持後の吸着ノズル６３は、ノズル昇降駆動機構６７によって保持位置ＰＰ１から退避位置ＰＰ２へ向かって上昇する。

【0035】

また、図６に示すように、ヘッドユニット６のヘッド本体６１の下面には、部品検出センサ６４が設けられている。部品検出センサ６４は、部品供給装置５の部品供給位置Ｐ１において吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの保持状態を検出する。より詳しくは、保持位置ＰＰ１において部品Ｅを吸着保持した吸着ノズル６３が退避位置ＰＰ２まで上昇すると、部品検出センサ６４は、吸着ノズル６３に部品Ｅが吸着保持されているか、又は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢を検出する。

【0036】

また、図５に示すように、ヘッドユニット６のヘッド本体６１の下面には、回転体６２よりも外側（−Ｘ側、左側）に取付部材６５を介して第１撮像部９１が固定されている。第１撮像部９１は、吸着ノズル６３による部品Ｅの吸着保持動作の前に、部品供給装置５により部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅを上方から撮像し、撮像画像を取得する撮像カメラである。本実施形態では、第１撮像部９１は、部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅを、斜め上方から撮像する。

【0037】

第１撮像部９１は、反射ミラー９１１と、テレセントリックレンズ９１２と、撮像素子９１３と、照明部９１４とを含む。

【0038】

第１撮像部９１において、照明部９１４は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｎｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であり、部品供給装置５の部品供給位置Ｐ１を照明する。照明部９１４は、第１撮像部９１の右側（＋Ｘ側）の側面に、回転体６２に近接する側に突出して設けられている。なお、照明部９１４は、第１撮像部９１による撮像画像の背景となる回転体６２よりも外側（−Ｘ側、左側）に位置する。

【0039】

第１撮像部９１において、反射ミラー９１１は、部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅ、並びに当該部品Ｅを収納する部品収納部１０３からの反射光を、テレセントリックレンズ９１２に向けて反射する。テレセントリックレンズ９１２に入射された部品Ｅ及び部品収納部１０３からの反射光は、撮像素子９１３に導かれる。撮像素子９１３は、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅｓ）であり、テレセントリックレンズ９１２を介して導かれた部品Ｅ及び部品収納部１０３からの反射光に基づく撮像画像を生成する。

【0040】

第１撮像部９１は、Ｚ方向から見た平面視において、撮像素子９１３の撮像面に垂直でテレセントリックレンズ９１２の中心を通る光軸が、吸着ノズル６３の退避位置ＰＰ２（部品供給位置Ｐ１の真上）及び回転体６２の回転中心を通る仮想線と重なるように、配置される。これにより、第１撮像部９１は、部品供給位置Ｐ１が中心に位置した撮像画像を取得することができる。但し、第１撮像部９１は、必ずしも部品供給位置Ｐ１が中心に位置した撮像画像を取得する必要がなく、部品供給位置Ｐ１に位置した部品収納部１０３の全体が撮影された撮像画像を取得するようにすればよい。

【0041】

また、部品実装装置１は、図１に示すように、第２撮像部９２を備えている。第２撮像部９２は、装置本体１ａ上の各部品供給ユニット４とコンベア３との間の位置にそれぞれ配設された部品認識カメラである。第２撮像部９２は、ヘッドユニット６の吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの保持状態を認識するために、当該部品Ｅを下側から撮像する。部品供給装置５の部品供給位置Ｐ１において吸着ノズル６３により部品Ｅが吸着保持された後、コンベア３上で位置決めされた基板Ｐの作業位置にヘッドユニット６が移動されると、その作業位置において第２撮像部９２が部品Ｅを撮像する。すなわち、第２撮像部９２は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが、作業位置において基板Ｐ上に搭載される前に、当該部品Ｅを撮像する。なお、ヘッドユニット６に取り付けられた第１撮像部９１と、装置本体１ａ上に配設された第２撮像部９２とをあわせて、撮像部９と総称する。

【0042】

＜部品実装装置の制御系＞
次に、部品実装装置１の制御系について、図７のブロック図を用いて説明する。部品実装装置１は、制御部１０を備えている。制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成されている。制御部１０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、部品実装装置１の動作を統括的に制御する。制御部１０は、図７に示すように、部品供給制御部１１と、保持動作制御部１２と、部品姿勢判定部１３とを含む。

【0043】

部品供給制御部１１は、部品供給装置５による部品供給位置Ｐ１への部品Ｅの供給動作を制御する。

【0044】

保持動作制御部１２は、第１駆動機構７及び第２駆動機構８によるヘッドユニット６のＸ方向及びＹ方向に関する水平面上の移動を制御する。また、保持動作制御部１２は、保持位置ＰＰ１と退避位置ＰＰ２との間で吸着ノズル６３が移動するように、ノズル昇降駆動機構６７による吸着ノズル６３の昇降動作を制御する。更に、保持動作制御部１２は、回転体駆動機構６６による回転体６２の回転動作を制御する。

【0045】

部品姿勢判定部１３は、第１撮像部９１により取得された撮像画像に基づき、部品供給装置５により部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅの姿勢を判定する。具体的には、部品姿勢判定部１３は、部品Ｅが部品収納部１０３から上下方向（Ｚ方向）と交差する方向、例えば水平面上の方向へはみ出す異常姿勢を取っているか否かを判定する。部品姿勢判定部１３は、部品Ｅが異常姿勢を取っていない場合に、部品Ｅが部品収納部１０３内に正常に収納された正常姿勢を取っていると判定する。部品姿勢判定部１３による部品姿勢の判定は、部品供給装置５により部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅに対する、吸着ノズル６３による保持動作の前に行われる。このような部品姿勢判定部１３を備えた構成とすることによって、部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅが、吸着ノズル６３による確実な保持が不可能な異常姿勢を取っているかを判定する機能を有した部品実装装置１を実現することができる。

【0046】

ここで、部品姿勢判定部１３が部品姿勢の判定の際に用いる撮像画像について、図９を参照して説明する。図９は、第１撮像部９１により取得される撮像画像の一例を示す図である。図９（Ａ）の撮像画像Ｇ１は、部品Ｅが正常姿勢を取った状態の撮像画像の一例を示し、図９（Ｂ）の撮像画像Ｇ２は、部品Ｅが異常姿勢を取った状態の撮像画像の一例を示す。

【0047】

第１撮像部９１により取得される撮像画像Ｇ１，Ｇ２は、部品Ｅの画像を表す部品領域ＧＡと、部品Ｅの影の画像を表す部品影領域ＧＢと、部品収納部１０３の画像を表す収納部領域ＧＣとを含む。

【0048】

そして、部品姿勢判定部１３は、図７に示すように、特徴量算出部１３２と判定部１３３とを含む。部品姿勢判定部１３において、特徴量算出部１３２は、撮像画像Ｇ１，Ｇ２における部品領域ＧＡ、部品影領域ＧＢ及び収納部領域ＧＣに基づき、部品Ｅの姿勢に関する特徴量を算出する。部品姿勢判定部１３において、判定部１３３は、特徴量算出部１３２により算出された特徴量に基づき、部品Ｅが異常姿勢を取っているか否かを判定する。この態様では、撮像画像Ｇ１，Ｇ２に含まれる部品Ｅ及び部品収納部１０３に対応した部品領域ＧＡ及び収納部領域ＧＣのみならず、部品Ｅの影に対応した部品影領域ＧＢをも参照して、部品Ｅの姿勢に関する特徴量を特徴量算出部１３２が算出する。この特徴量に基づき判定部１３３が部品Ｅの異常姿勢を判定することにより、部品姿勢の判定精度の向上が図られる。

【0049】

図１０は、部品姿勢判定部１３による部品Ｅの姿勢の判定方法の一例を説明するための図である。特徴量算出部１３２は、撮像画像Ｇ１，Ｇ２における部品領域ＧＡ、部品影領域ＧＢ及び収納部領域ＧＣの各領域を含む全体の外周サイズや外接矩形Ｋ１のサイズ等のサイズを、部品Ｅの姿勢に関する特徴量として算出することができる。但し、サイズを特徴量とした場合、その特徴量には、寸法ばらつきが存在する部品Ｅのサイズ（部品サイズ）の成分が含まれる。このため、サイズに関する特徴量は、部品サイズのばらつきに起因した誤差が生じ易い。この結果、サイズに関する特徴量に基づく部品姿勢の判定精度が低下する虞がある。

【0050】

そこで、特徴量算出部１３２は、撮像画像Ｇ１，Ｇ２において、部品領域ＧＡの画素数と部品影領域ＧＢ及び収納部領域ＧＣの画素数との比率を、特徴量として算出するよう構成されていることが望ましい。この比率に関する特徴量は、相対的な指標であるので、部品サイズのばらつきに起因した誤差が生じ難い。このため、比率に関する特徴量に基づく部品姿勢の判定精度が向上する。

【0051】

なお、特徴量算出部１３２により算出された、比率に関する特徴量に基づき、判定部１３３が部品姿勢を判定するに際しては、正常姿勢と異常姿勢とを区別することが可能な比率を予め実験的に求めておき、その比率を判定値として、判定部１３３は、部品Ｅが異常姿勢を取っているか否かを判定する。判定部１３３が用いる前記判定値は、部品サイズ毎に設定される。

【0052】

また、部品姿勢判定部１３は、図７に示すように、撮像画像Ｇ１，Ｇ２をグレースケール画像に変換する画像変換部１３１を、更に含む。図１１乃至図１３は、画像変換部１３１が生成するグレースケール画像の一例を示す図である。

【0053】

図１１（Ａ）のグレースケール画像ＧＧ１及び図１１（Ｂ）のグレースケール画像ＧＧ２は、部品Ｅが正常姿勢を取った状態の撮像画像に基づき変換されたグレースケール画像を示す。

【0054】

図１２（Ａ）のグレースケール画像ＧＧ３は、正常姿勢を取った部品の上に、別の部品収納部１０３に収納されていた部品が重なった状態の撮像画像に基づき変換されたグレースケール画像を示す。このような状態について、判定部１３３は、部品Ｅが異常姿勢を取っているものと判定する。図１２（Ｂ）のグレースケール画像ＧＧ４は、部品Ｅが異常姿勢を取った状態の撮像画像に基づき変換されたグレースケール画像を示す。図１２（Ｃ）のグレースケール画像ＧＧ５は、部品Ｅが異常姿勢を取った状態であって、図１２（Ｂ）の場合と比較して部品収納部１０３に対する部品Ｅのはみ出し量が大きい状態の撮像画像に基づき変換されたグレースケール画像を示す。

【0055】

図１３（Ａ）のグレースケール画像ＧＧ６は、部品Ｅが部品収納部１０３から飛び出した状態の撮像画像に基づき変換されたグレースケール画像を示す。このような状態について、判定部１３３は、部品Ｅが異常姿勢を取っているものと判定する。図１３（Ｂ）のグレースケール画像ＧＧ７は、第１撮像部９１の撮像範囲を超えて部品Ｅが部品収納部１０３から飛び出した状態の撮像画像に基づき変換されたグレースケール画像を示す。このような状態について、判定部１３３は、部品Ｅが異常姿勢を取っているものと判定する。

【0056】

部品姿勢判定部１３において、画像変換部１３１は、撮像画像を、部品領域ＧＡを構成する所定の画素の輝度値を閾値とした、部品領域ＧＡに対応した第１画素群ＧＧＡと、部品影領域ＧＢ及び収納部領域ＧＣに対応した第２画素群ＧＧＢとを含むグレースケール画像ＧＧ１乃至ＧＧ７に変換する。なお、図１３（Ｂ）に示す状態では、画像変換部１３１が生成するグレースケール画像ＧＧ７には、部品領域ＧＡに対応した第１画素群ＧＧＡは含まれない。

【0057】

画像変換部１３１が生成するグレースケール画像ＧＧ１乃至ＧＧ７において、第１画素群ＧＧＡを構成する各画素は同一の輝度値となり、第２画素群ＧＧＢを構成する各画素も同一の輝度値となる。また、グレースケール画像ＧＧ１乃至ＧＧ７において、第１画素群ＧＧＡを構成する各画素の輝度値と、第２画素群ＧＧＢを構成する各画素の輝度値とは、異なる値を示す。

【0058】

画像変換部１３１が生成するグレースケール画像ＧＧ１乃至ＧＧ７が、２５６階調のグレースケール画像である場合、撮像画像における回転体６２の画像を表す背景部分に対応して、輝度値２５５の画素からなる白色の領域部分となる。また、２５６階調のグレースケール画像ＧＧ１乃至ＧＧ７において、撮像画像の部品領域ＧＡに対応した第１画素群ＧＧＡは、輝度値０（ゼロ）の画素からなり、黒色で示される。また、２５６階調のグレースケール画像ＧＧ１乃至ＧＧ７において、撮像画像の部品影領域ＧＢ及び収納部領域ＧＣに対応した第２画素群ＧＧＢは、０（ゼロ）よりも大きく２５５未満の範囲から選ばれる所定の輝度値の画素からなり、白色と黒色との中間色（グレー色）で示される。

【0059】

そして、特徴量算出部１３２は、グレースケール画像ＧＧ１乃至ＧＧ７において、第１画素群ＧＧＡの画素数と第２画素群ＧＧＢの画素数との比率を、特徴量として算出する。これにより、画素の輝度値が変化する境界となるエッジを抽出するエッジ抽出処理を行わなくても、部品Ｅの姿勢に関する特徴量を算出することができる。このため、部品姿勢の判定処理の処理速度の高速化が図られる。ここで、前記比率に関する特徴量は、第１画素群ＧＧＡの画素数を、第２画素群ＧＧＢの画素数で除算した値である。すなわち、前記比率に関する特徴量の値が大きくなるほど、グレースケール画像ＧＧ１乃至ＧＧ７において第１画素群ＧＧＡの占める割合が大きくなる。

【0060】

グレースケール画像ＧＧ１乃至ＧＧ７に基づく前記比率に関する特徴量と、部品姿勢との関係性について、図１４を参照して説明する。図１４は、部品姿勢判定部１３による部品Ｅの姿勢の判定方法を説明するための図である。

【0061】

グレースケール画像ＧＧ１乃至ＧＧ７において、部品Ｅが異常姿勢の状態のグレースケール画像ＧＧ３乃至ＧＧ７に対し、部品Ｅが正常姿勢の状態のグレースケール画像ＧＧ１，ＧＧ２は、特徴量が大きくなる。つまり、図１１から明らかなように、部品Ｅが正常姿勢の状態のグレースケール画像ＧＧ１，ＧＧ２において第１画素群ＧＧＡの占める割合が大きく、このため、特徴量が大きくなる。

【0062】

更に、部品Ｅが異常姿勢の状態のグレースケール画像ＧＧ３乃至ＧＧ７の中でも、グレースケール画像における第１画素群ＧＧＡの占める割合に応じて、特徴量の値は異なる。グレースケール画像における第１画素群ＧＧＡの占める割合は、図１２及び図１３から明らかなように、部品収納部１０３に対する部品Ｅのはみ出し量が大きいほど、小さくなる。つまり、部品収納部１０３に対する部品Ｅのはみ出し量が大きくなるほど、グレースケール画像における第１画素群ＧＧＡの占める割合が小さくなり、このため、特徴量が小さくなる。

【0063】

グレースケール画像ＧＧ１乃至ＧＧ７に基づく特徴量と、部品姿勢との関係性についてまとめると、以下の通りである。部品収納部１０３に対する部品Ｅのはみ出し量が大きくなるほど特徴量が小さくなり、部品Ｅが異常姿勢の状態に比べて正常姿勢の状態では特徴量が大きい値を示す。このような、特徴量と部品姿勢との関係性を参照して、正常姿勢と異常姿勢とを区別することが可能な比率を判定値Ｊ１として設定する（図１４参照）。そして、判定部１３３は、この判定値Ｊ１に基づき、部品Ｅが異常姿勢を取っているか否かを判定する。判定部１３３が用いる判定値Ｊ１は、部品サイズ毎に設定される。

【0064】

また、部品姿勢判定部１３は、保持動作制御部１２に制御されたノズル昇降駆動機構６７により吸着ノズル６３が退避位置ＰＰ２から保持位置ＰＰ１へ向かって移動する下降中に、部品供給装置５により部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅの姿勢を判定する。つまり、部品姿勢判定部１３から部品姿勢の判定結果が出力されるまで吸着ノズル６３の下降動作を待機するのではなく、部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅを保持するための吸着ノズル６３の下降動作中に、部品姿勢判定部１３による部品姿勢の判定が行われる。このため、部品姿勢の判定に起因した、吸着ノズル６３の下降動作の待機期間を設定する必要がなくなる。この結果、保持動作制御部１２による吸着ノズル６３の昇降動作の遅れを回避でき、部品実装装置１での基板生産速度を向上することができる。

【0065】

更に、保持動作制御部１２は、部品姿勢判定部１３から判定結果が出力されるまでは、吸着ノズル６３の下降速度を所定の基準下降速度よりも減速させ、部品姿勢判定部１３による判定結果の出力後には、吸着ノズル６３の下降速度を前記基準下降速度に設定する。部品姿勢判定部１３から判定結果が出力されるまでは吸着ノズル６３の下降速度が減速されるので、部品姿勢判定部１３は、吸着ノズル６３の下降動作中に、部品姿勢の判定処理を確実に完了することができる。また、部品姿勢判定部１３による判定結果の出力後には、吸着ノズル６３の下降速度の減速が解除されて基準下降速度に戻されるので、吸着ノズル６３の下降動作時間が過度に長くなることが可及的に抑止される。

【0066】

更に、部品Ｅが異常姿勢を取っていることを表す判定結果が部品姿勢判定部１３から出力された場合、保持動作制御部１２は、以下の通りに吸着ノズル６３の昇降動作を制御する。図１５は、部品Ｅが異常姿勢を取っている場合の吸着ノズル６３の昇降動作を説明するための図である。保持動作制御部１２は、部品姿勢判定部１３から異常姿勢の判定結果が出力された場合、保持位置ＰＰ１へ向かって前記基準下降速度で下降中の吸着ノズル６３を、保持位置ＰＰ１よりも上方側の保持不可位置ＰＰ３で停止させ、その後、退避位置ＰＰ２へ向かって所定の基準上昇速度で吸着ノズル６３を上昇させる。保持不可位置ＰＰ３は、保持位置ＰＰ１よりも上方側であって、吸着ノズル６３による部品Ｅの保持が不可能な位置である。

【0067】

部品供給装置５により部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅが異常姿勢を取っている場合、吸着ノズル６３による確実な保持が不可能な場合が多い。仮に、異常姿勢を取った部品Ｅを吸着ノズル６３が異常姿勢のまま無理矢理に保持し、その状態で吸着ノズル６３が上昇されると、吸着ノズル６３の上昇動作中に部品Ｅが吸着ノズル６３から離脱する虞がある。そこで、部品Ｅが異常姿勢を取っていることを表す判定結果が部品姿勢判定部１３から出力された場合、保持動作制御部１２は、保持位置ＰＰ１へ向かって基準下降速度で下降中の吸着ノズル６３を、保持位置ＰＰ１よりも上方側の保持不可位置ＰＰ３で停止させる。これにより、異常姿勢を取った部品Ｅに対する、吸着ノズル６３の保持動作を回避させることができる。

【0068】

また、保持動作制御部１２は、部品姿勢判定部１３から出力される部品姿勢の判定結果を、部品姿勢判定部１３による判定後の次回のヘッドユニット６の動作制御にフィードバックする。具体的には、部品Ｅが正常姿勢を取っていることを表す判定結果が部品姿勢判定部１３から出力された場合、保持動作制御部１２は、次回のヘッドユニット６の動作制御において、Ｘ方向及びＹ方向に関する吸着ノズル６３の保持位置ＰＰ１が、部品姿勢判定部１３による判定時の保持位置ＰＰ１と一致するように、第１駆動機構７及び第２駆動機構８によるヘッドユニット６のＸ方向及びＹ方向に関する移動を制御する。これにより、ヘッドユニット６のＸ方向及びＹ方向に関する動作制御の効率化を図ることができ、ひいては、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載効率を向上することができる。

【0069】

一方、部品Ｅが異常姿勢を取っていることを表す判定結果が部品姿勢判定部１３から出力された場合、次回の吸着ノズル６３の下降中における部品姿勢判定部１３による判定結果が正常姿勢を表すものであったとしても、保持動作制御部１２は、保持位置ＰＰ１での部品保持後の吸着ノズル６３の退避位置ＰＰ２へ向かう上昇速度が基準上昇速度よりも減速するように、ノズル昇降駆動機構６７を制御する。これにより、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが、吸着ノズル６３の上昇過程において吸着ノズル６３から離脱することを抑止することができる。

【0070】

次に、部品実装装置１における制御部１０の制御動作について、図１６のフローチャートを参照して説明する。

【0071】

部品実装装置１は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載動作を開始する指令信号がオペレーターの操作により入力されると、その搭載動作を開始する。まず、基板Ｐがコンベア３上を搬送されて、所定の作業位置に位置決めされる。そして、ステップｓ１において、部品供給制御部１１は、部品供給装置５を制御する。部品供給装置５は、部品収納テープ１００を間欠的に送出することにより、部品Ｅを部品供給位置Ｐ１に供給する。

【0072】

次に、ステップｓ２において、保持動作制御部１２は、第１駆動機構７及び第２駆動機構８によるヘッドユニット６のＸ方向及びＹ方向に関する水平面上の移動を制御する。第１駆動機構７及び第２駆動機構８は、吸着ノズル６３の退避位置ＰＰ２が部品供給位置Ｐ１の真上に位置するように、ヘッドユニット６を移動させる。

【0073】

次に、ステップｓ３において、保持動作制御部１２は、ノズル昇降駆動機構６７による吸着ノズル６３の昇降動作を制御する。ノズル昇降駆動機構６７は、吸着ノズル６３を退避位置ＰＰ２から保持位置ＰＰ１へ向けて下降させる。吸着ノズル６３の下降が開始されると、第１撮像部９１は、部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅを撮像して撮像画像を取得する（ステップｓ４）。

【0074】

第１撮像部９１が撮像画像を取得すると、吸着ノズル６３の下降動作中において、部品姿勢判定部１３は、部品供給位置Ｐ１に供給された部品Ｅが異常姿勢を取っているか否かを判定する（ステップｓ５）。部品Ｅが異常姿勢を取っていると判定された場合、ステップｓ６に処理を移行し、部品Ｅが異常姿勢ではなく正常姿勢を取っていると判定された場合、ステップｓ８に処理を移行する。なお、保持動作制御部１２は、部品姿勢判定部１３から判定結果が出力されるまでは、吸着ノズル６３の下降速度を所定の基準下降速度よりも減速させる。

【0075】

部品Ｅが異常姿勢を取っていることを表す判定結果が部品姿勢判定部１３から出力された場合、保持動作制御部１２は、保持位置ＰＰ１へ向かって下降中の吸着ノズル６３を保持不可位置ＰＰ３で停止させ（ステップｓ６）、その後、退避位置ＰＰ２へ向かって吸着ノズル６３を上昇させる（ステップｓ７）。

【0076】

部品Ｅが正常姿勢を取っていることを表す判定結果が部品姿勢判定部１３から出力された場合、保持動作制御部１２は、吸着ノズル６３を保持位置ＰＰ１まで下降させる（ステップｓ８）。保持位置ＰＰ１に配置された吸着ノズル６３は、部品供給位置Ｐ１に供給された正常姿勢の部品Ｅを吸着保持する（ステップｓ９）。吸着ノズル６３が部品Ｅを吸着保持すると、保持動作制御部１２は、保持位置ＰＰ１に配置された吸着ノズル６３を退避位置ＰＰ２まで上昇させる（ステップｓ１０）。このとき、制御部１０は、部品検出センサ６４からの検出情報に基づき、吸着ノズル６３に部品Ｅが吸着保持されているか、又は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢を監視する（ステップｓ１１）。

【0077】

吸着ノズル６３が退避位置ＰＰ２まで上昇されると、保持動作制御部１２は、第１駆動機構７及び第２駆動機構８によるヘッドユニット６のＸ方向及びＹ方向に関する水平面上の移動を制御する。第１駆動機構７及び第２駆動機構８は、吸着ノズル６３の退避位置ＰＰ２がコンベア３上の基板Ｐにおける作業位置の真上に位置するように、ヘッドユニット６を移動させる（ステップｓ１２）。このとき、制御部１０は、第２撮像部９２による撮像結果に基づき、作業位置における、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの保持状態を監視する（ステップｓ１３）。

【0078】

そして、保持動作制御部１２は、部品Ｅを吸着保持した吸着ノズル６３を退避位置ＰＰ２から下降させて、基板Ｐへの部品Ｅの搭載動作を行う（ステップｓ１４）。このようにして、部品Ｅを基板Ｐに搭載することができる。

【0079】

以上、本発明の実施形態に係る部品実装装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採ることができる。

【0080】

上記の実施形態においては、部品収納部材として部品収納テープ１００を用いた部品供給装置５を備えた部品実装装置１について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。部品実装装置１に付設される部品供給装置は、部品を収納する部品収納部が複数配列された部品収納部材を用いて部品を部品供給位置に供給する装置であればよい。例えば、部品供給装置は、複数の部品収納部がマトリクス状に設けられたトレイが載置されたパレットを用いる装置であってもよい。この場合、トレイが部品収納部材となる。このパレットを用いた部品供給装置について、具体的に説明すると次の通りである。

【0081】

パレットを用いた部品供給装置は、部品を収納したトレイをパレットに載置した状態で部品を供給可能に構成されている。即ち、パレットには、少なくとも１つのトレイが載置されている。トレイの上面に複数の部品収納部がマトリクス状に設けられている。各部品収納部には、それぞれ部品が等間隔で収納されている。このように構成されるパレットが、マガジンに複数収容されている。このマガジンは上下方向に移動可能に構成され、マガジンに収容されたパレットは、基板生産時に、部品供給位置に移動される。これによって、パレット上のトレイに収納された状態で部品が部品供給位置に供給される。

【0082】

なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

【0083】

本発明の一の局面に係る部品実装装置は、部品を収納する部品収納部が複数配列された部品収納部材を用いて部品を部品供給位置に供給する部品供給装置と、前記部品供給位置に供給された前記部品を保持する保持具が上下方向に昇降可能に設けられたヘッドユニットと、前記部品供給位置に供給された前記部品を上方から撮像して撮像画像を取得する撮像部と、前記撮像画像に基づき、前記部品が前記部品収納部から上下方向と交差する方向へはみ出す異常姿勢を取っているか否かを判定する部品姿勢判定部と、を備える。

【0084】

また、上記の部品実装装置において、前記撮像部は、前記部品供給位置に供給された前記部品を、斜め上方から撮像するように構成されていてもよい。

【0085】

この部品実装装置によれば、部品供給装置により部品供給位置に供給された部品に対する、保持具による保持動作の前に、部品姿勢判定部により部品の姿勢が判定される。この部品姿勢判定部は、撮像部により取得された撮像画像に基づき、部品供給位置に供給された部品が、上下方向と交差する水平面上の方向へ部品収納部からはみ出す異常姿勢を取っているか否かを判定する。これにより、部品供給位置に供給された部品が、保持具による確実な保持が不可能な異常姿勢を取っているかを判定する機能を有した部品実装装置を実現することができる。

【0086】

上記の部品実装装置において、前記撮像画像は、前記部品の画像を表す部品領域と、前記部品の影の画像を表す部品影領域と、前記部品収納部の画像を表す収納部領域と、を含み、前記部品姿勢判定部は、前記撮像画像における前記部品領域、前記部品影領域及び前記収納部領域に基づき、前記部品の姿勢に関する特徴量を算出する特徴量算出部と、前記特徴量に基づき、前記部品の前記異常姿勢を判定する判定部と、を含む構成としてもよい。

【0087】

この態様では、撮像画像に含まれる部品及び部品収納部に対応した部品領域及び収納部領域のみならず、部品の影に対応した部品影領域をも参照して、部品の姿勢に関する特徴量を特徴量算出部が算出する。この特徴量に基づき判定部が部品の異常姿勢を判定することにより、部品姿勢の判定精度の向上が図られる。

【0088】

上記の部品実装装置において、前記特徴量算出部は、前記撮像画像において、前記部品領域の画素数と前記部品影領域及び前記収納部領域の画素数との比率を、前記特徴量として算出するよう構成されていてもよい。

【0089】

特徴量算出部が撮像画像における部品領域、部品影領域及び収納部領域に基づき特徴量を算出するとき、例えば、各領域を含む全体の外周サイズや外接矩形のサイズ等のサイズを、部品の姿勢に関する特徴量として算出することができる。但し、サイズを特徴量とした場合、その特徴量には、寸法ばらつきが存在する部品サイズの成分が含まれる。このため、サイズに関する特徴量は、部品サイズのばらつきに起因した誤差が生じ易い。この結果、サイズに関する特徴量に基づく部品姿勢の判定精度が低下する虞がある。

【0090】

そこで、特徴量算出部は、撮像画像において、部品領域の画素数と部品影領域及び収納部領域の画素数との比率を、特徴量として算出する。この比率に関する特徴量は、相対的な指標であるので、部品サイズのばらつきに起因した誤差が生じ難い。このため、比率に関する特徴量に基づく部品姿勢の判定精度が向上する。

【0091】

上記の部品実装装置において、前記部品姿勢判定部は、前記撮像画像を、前記部品領域を構成する所定の画素の輝度値を閾値とした、前記部品領域に対応した第１画素群と前記部品影領域及び前記収納部領域に対応した第２画素群とを含むグレースケール画像に変換する画像変換部を、更に含む構成としてもよい。そして、前記特徴量算出部は、前記グレースケール画像において、前記第１画素群の画素数と前記第２画素群の画素数との比率を、前記特徴量として算出する。

【0092】

この態様では、画像変換部が撮像画像をグレースケール画像に変換し、特徴量算出部が、そのグレースケール画像における第１画素群及び第２画素群の各々の画素数の比率を、特徴量として算出する。これにより、画素の輝度値が変化する境界となるエッジを抽出するエッジ抽出処理を行わなくても、部品の姿勢に関する特徴量を算出することができる。このため、部品姿勢の判定処理の処理速度の高速化が図られる。

【0093】

上記の部品実装装置は、前記保持具による前記部品の保持が可能な保持位置と、前記保持位置に対して上方側の退避位置との間で前記保持具が移動するように、前記保持具の昇降動作を制御する保持動作制御部を、更に備える構成としてもよい。そして、前記部品姿勢判定部は、前記保持具が前記退避位置から前記保持位置へ向かって移動する下降中に、前記部品供給位置に供給された前記部品の前記異常姿勢を判定する。

【0094】

この態様では、部品供給装置により部品供給位置に供給された部品を保持するための保持具が、退避位置から保持位置へ向かって移動する下降中に、部品姿勢判定部が部品姿勢を判定する。つまり、部品姿勢判定部から部品姿勢の判定結果が出力されるまで保持具の下降動作を待機するのではなく、保持具の下降動作中に部品姿勢判定部による部品姿勢の判定が行われる。このため、部品姿勢の判定に起因した、保持具の下降動作の待機期間を設定する必要がなくなる。この結果、保持動作制御部による保持具の昇降動作の遅れを回避でき、部品実装装置での基板生産速度を向上することができる。

【0095】

上記の部品実装装置において、前記保持動作制御部は、前記部品姿勢判定部から判定結果が出力されるまでは、前記保持具の下降速度を所定の基準下降速度よりも減速させ、前記部品姿勢判定部による判定結果の出力後には、前記保持具の下降速度を前記基準下降速度に設定する。

【0096】

この態様では、部品姿勢判定部から判定結果が出力されるまでは保持具の下降速度が減速されるので、部品姿勢判定部は、保持具の下降動作中に、部品姿勢の判定処理を確実に完了することができる。更に、部品姿勢判定部による判定結果の出力後には、保持具の下降速度の減速が解除されて基準下降速度に戻されるので、保持具の下降動作時間が過度に長くなることが可及的に抑止される。

【0097】

上記の部品実装装置において、前記部品が前記異常姿勢を取っていることを表す判定結果が前記部品姿勢判定部から出力された場合、前記保持動作制御部は、前記保持位置へ向かって前記基準下降速度で下降中の前記保持具を、前記保持位置よりも上方側の位置であって、前記保持具による前記部品の保持が不可能な保持不可位置で停止させ、その後、前記退避位置へ向かって所定の基準上昇速度で前記保持具を上昇させる。

【0098】

部品供給装置により部品供給位置に供給された部品が異常姿勢を取っている場合、保持具による確実な保持が不可能な場合が多い。仮に、異常姿勢を取った部品を保持具が異常姿勢のまま無理矢理に保持し、その状態で保持具が上昇されると、保持具の上昇動作中に部品が保持具から離脱する虞がある。そこで、部品が異常姿勢を取っていることを表す判定結果が部品姿勢判定部から出力された場合、保持動作制御部は、保持位置へ向かって基準下降速度で下降中の保持具を、保持位置よりも上方側の保持不可位置で停止させる。これにより、異常姿勢を取った部品に対する、保持具の保持動作を回避させることができる。

【0099】

以上説明した通り、本発明によれば、部品供給装置により部品供給位置に供給された部品が、保持具による確実な保持が不可能な異常姿勢を取っているかを判定する機能を有した部品実装装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0100】

１ 部品実装装置
５ 部品供給装置
６ ヘッドユニット
６３ 吸着ノズル（保持具）
９ 撮像部
９１ 第１撮像部
９２ 第２撮像部
１０ 制御部
１１ 部品供給制御部
１２ 保持動作制御部
１３ 部品姿勢判定部
１３１ 画像変換部
１３２ 特徴量算出部
１３３ 判定部
１００ 部品収納テープ（部品収納部材）
１０１ テープ本体
１０２ カバーテープ
１０３ 部品収納部
ＰＰ１ 保持位置
ＰＰ２ 退避位置
ＰＰ３ 保持不可位置
Ｇ１，Ｇ２ 撮像画像
ＧＡ 部品領域
ＧＢ 部品影領域
ＧＣ 収納部領域
ＧＧ１〜ＧＧ７ グレースケール画像
ＧＧＡ 第１画素群
ＧＧＢ 第２画素群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】