6956861 作業機、および作業機の撮像制御方法

(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】6956861

(24)【登録日】2021年10月7日

(45)【発行日】2021年11月2日

(54)【発明の名称】作業機、および作業機の撮像制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/232 20060101AFI20211021BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20211021BHJP

   H05K 13/08 20060101ALI20211021BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20211021BHJP

   G03B 17/00 20210101ALI20211021BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/232 450

   H04N5/225 600

   H04N5/225 000

   H04N5/232 030

   H05K13/08 Q

   G03B15/00 R

   G03B15/00 F

   G03B17/00 Z

【請求項の数】12

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2020-514832(P2020-514832)

(86)(22)【出願日】2018年4月17日

(86)【国際出願番号】JP2018015901

(87)【国際公開番号】WO2019202668

(87)【国際公開日】20191024

【審査請求日】2020年7月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】特許業務法人 共立

(72)【発明者】

【氏名】横井 勇太

(72)【発明者】

【氏名】小野 恵市

(72)【発明者】

【氏名】大池 博史

(72)【発明者】

【氏名】小林 貴紘

【審査官】 ▲徳▼田 賢二

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１９９５１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／０１６９２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２３５９４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／２３２

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

Ｈ０５Ｋ １３／０８

Ｇ０３Ｂ １５／００

Ｇ０３Ｂ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業を実施する可動部と、
トリガラインからトリガ信号が入力されると撮像動作を行って画像データを取得するトリガ動作モード、および、一定の時間間隔で前記撮像動作を繰り返し行って順次前記画像データを取得する繰り返し動作モードの一方が設定され、前記可動部の特定の作業状況を撮像するカメラ部と、
前記トリガラインを用いて前記カメラ部に接続され、通常時に、前記トリガ動作モードに設定された前記カメラ部に向けてトリガ信号を出力し、前記トリガラインに不良が発生したライン不良時に、前記繰り返し動作モードに設定された前記カメラ部に向けて前記トリガ信号を出力しない制御部と、
を有する作業機。

【請求項2】

前記カメラ部は、制御ラインから準備指令が入力されると撮像準備動作を行い、
前記制御部は、前記制御ラインを用いて前記カメラ部に接続され、前記通常時および前記ライン不良時に、前記カメラ部に向けて前記準備指令を出力する、
請求項１に記載の作業機。

【請求項3】

前記制御部は、前記通常時に、前記準備指令を出力してから前記可動部を制御して特定の前記作業状況とし、その後に前記カメラ部の前記撮像準備動作の終了を確認してから前記トリガ信号を出力する、請求項２に記載の作業機。

【請求項4】

前記制御部は、前記ライン不良時に、前記可動部を制御して特定の前記作業状況としてから前記準備指令を出力し、その後に前記カメラ部の前記撮像準備動作の終了を確認してから撮像要求指令を前記制御ラインに出力し、
前記繰り返し動作モードに設定された前記カメラ部は、前記制御ラインから前記撮像要求指令が入力された後に取得した前記画像データを採用する、
請求項２または３に記載の作業機。

【請求項5】

前記制御部は、前記ライン不良時に、前記準備指令を出力してから前記可動部を制御して特定の前記作業状況とし、その後に前記カメラ部の前記撮像準備動作の終了を確認してから撮像要求指令を前記制御ラインに出力し、
前記繰り返し動作モードに設定された前記カメラ部は、前記制御ラインから前記撮像要求指令が入力された後に取得した前記画像データを採用する、
請求項２または３に記載の作業機。

【請求項6】

前記カメラ部は、前記トリガ信号または前記撮像要求指令が入力されると点灯して、前記可動部の特定の前記作業状況を照明する光源部を有する、請求項４または５に記載の作業機。

【請求項7】

前記トリガラインは、信号線により形成され、前記制御ラインは、有線通信部または無線通信部により形成される、請求項２〜６のいずれか一項に記載の作業機。

【請求項8】

前記制御部は、前記通常時に、前記カメラ部を前記トリガ動作モードに設定し、前記ライン不良時に、前記カメラ部を前記繰り返し動作モードに設定する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の作業機。

【請求項9】

前記制御部は、前記ライン不良時である旨をオペレータに案内するライン不良案内部を有する、請求項８に記載の作業機。

【請求項10】

前記制御部は、前記通常時および前記ライン不良時に、前記カメラ部から前記画像データを受け取って画像処理を施す画像処理部を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の作業機。

【請求項11】

前記可動部は、部品を基板に装着する装着作業を実施する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の作業機。

【請求項12】

作業を実施する可動部と、トリガ動作モードおよび繰り返し動作モードの一方が設定されて前記可動部の特定の作業状況を撮像するカメラ部と、トリガラインを用いて前記カメラ部に接続された制御部と、を有する作業機の撮像制御方法であって、
通常時に、前記カメラ部を前記トリガ動作モードに設定し、前記制御部から前記カメラ部に向けてトリガ信号を出力することにより、前記トリガ信号が入力された前記カメラ部は、撮像動作を行って画像データを取得し、
前記トリガラインに不良が発生したライン不良時に、前記カメラ部を前記繰り返し動作モードに設定することにより、前記制御部から前記カメラ部に向けて前記トリガ信号を出力せずとも、前記カメラ部は、一定の時間間隔で前記撮像動作を繰り返し行って順次前記画像データを取得する、
作業機の撮像制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、可動部の作業状況を撮像するカメラ部を有する作業機、および作業機の撮像制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント配線が施された基板に対基板作業を実施して、回路基板を量産する技術が普及している。対基板作業を実施する対基板作業機の代表例として、部品装着作業を実施する部品装着機がある。一般的に、部品装着機は、マークカメラや部品カメラを含んで構成される。マークカメラは、位置決めされた基板に付設されている位置マークを撮像して画像データを取得する。部品カメラは、部品装着具に保持された部品を撮像して画像データを取得する。画像処理部は、取得された画像データに画像処理を施して、基板の正確な位置や部品の保持姿勢を求め、部品の装着作業に反映する。この種の撮像に関連する一技術例が特許文献１に開示されている。

【0003】

特許文献１には、ＣＰＵおよび書き換え可能なメモリを搭載したカメラと、ＦＡ機器制御装置と、からなる撮像システムが開示されている。カメラとＦＡ機器制御装置の間は、カメラケーブルおよびトリガケーブルを用いて接続される。カメラケーブルを経由して、露光時間（シャッタスピード）や絞り（カメラゲイン）などの撮像条件に関する設定データがカメラに送信される。また、トリガケーブルを経由して、撮像を指令するトリガ信号がカメラに伝送される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２９２５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１において、ＦＡ機器制御装置は、設定データを送信した後に、被写体の準備を行うことができる。これにより、カメラの側での撮像準備動作と、ＦＡ機器の本体の側での被写体の準備とが並行して実施されるので、効率的であり好ましい。しかしながら、この種の撮像システムでは、トリガケーブルの不良により、トリガ信号の伝送が不安定ないしは不可能となることが有る。特に、部品装着機のマークカメラは可動部に配設されているため、固定された制御部に接続されるトリガケーブルは、変形を繰り返して断線しやすい。

【0006】

上述した従来技術において、トリガケーブルに不良が発生した場合に、カメラによる撮像が実施できなくなる。これにより、部品装着機やＦＡ機器が停止して、大きな損害が発生していた。この問題点は、部品装着機やＦＡ機器に限定されず、カメラが組み込まれた各種産業分野の作業機に共通する。

【0007】

本明細書では、トリガラインに不良が発生した場合でも、カメラ部による撮像を可能として作業を継続できる作業機、および作業機の撮像制御方法を提供することを解決すべき課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書は、作業を実施する可動部と、トリガラインからトリガ信号が入力されると撮像動作を行って画像データを取得するトリガ動作モード、および、一定の時間間隔で前記撮像動作を繰り返し行って順次前記画像データを取得する繰り返し動作モードの一方が設定され、前記可動部の特定の作業状況を撮像するカメラ部と、前記トリガラインを用いて前記カメラ部に接続され、通常時に、前記トリガ動作モードに設定された前記カメラ部に向けてトリガ信号を出力し、前記トリガラインに不良が発生したライン不良時に、前記繰り返し動作モードに設定された前記カメラ部に向けて前記トリガ信号を出力しない制御部と、を有する作業機を開示する。

【0009】

また、本明細書は、作業を実施する可動部と、トリガ動作モードおよび繰り返し動作モードの一方が設定されて前記可動部の特定の作業状況を撮像するカメラ部と、トリガラインを用いて前記カメラ部に接続された制御部と、を有する作業機の撮像制御方法であって、通常時に、前記カメラ部を前記トリガ動作モードに設定し、前記制御部から前記カメラ部に向けてトリガ信号を出力することにより、前記トリガ信号が入力された前記カメラ部は、撮像動作を行って画像データを取得し、前記トリガラインに不良が発生したライン不良時に、前記カメラ部を前記繰り返し動作モードに設定することにより、前記制御部から前記カメラ部に向けて前記トリガ信号を出力せずとも、前記カメラ部は、一定の時間間隔で前記撮像動作を繰り返し行って順次前記画像データを取得する、作業機の撮像制御方法を開示する。

【発明の効果】

【0010】

本明細書で開示する作業機、および作業機の撮像制御方法によれば、カメラ部は、通常時にトリガ信号にしたがって撮像動作を行い、ライン不良時に一定の時間間隔で撮像動作を繰り返して行う。したがって、トリガラインに不良が発生した場合でも、作業機は、カメラ部による撮像が可能であり、作業を継続できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態の作業機となる部品装着機の装置構成を模式的に示す平面図である。

【図2】部品装着機の制御の構成を示すブロック図である。

【図3】部品装着機の通常時の部品カメラの撮像に関する動作を示す説明図である。

【図4】トリガラインに不良が発生したときの部品カメラの撮像に関する動作を示す説明図である。

【図5】第２実施形態において、トリガラインに不良が発生したときの部品カメラの撮像に関する動作を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

１．第１実施形態の作業機（部品装着機１）の装置構成
まず、第１実施形態の作業機の装置構成について例示説明する。図１は、第１実施形態の作業機となる部品装着機１の装置構成を模式的に示す平面図である。部品装着機１は、部品を基板Ｋに装着する装着作業を実施する。図１の紙面左側から右側に向かう方向が基板Ｋを搬送するＸ軸方向、紙面下側（前側）から紙面上側（後側）に向かう方向がＹ軸方向となる。部品装着機１は、基板搬送装置２、複数のテープフィーダ３、部品移載装置４、部品カメラ５、および制御部６などが機台１０に組み付けられて構成される。

【0013】

基板搬送装置２は、一対のガイドレール２１、２２、一対のコンベアベルト、および基板クランプ機構などで構成される。コンベアベルトは、基板Ｋを載置した状態でガイドレール２１、２２に沿って輪転することにより、基板Ｋを装着実施位置まで搬入する。基板クランプ機構は、装着実施位置の基板Ｋを押し上げてクランプし、位置決めする。部品の装着作業が終了すると、基板クランプ機構は、基板Ｋを解放し、コンベアベルトは、基板Ｋを搬出する。

【0014】

複数のテープフィーダ３は、機台１０上のパレット部材１１に刻設された複数のスロットに取り付けられて列設される。テープフィーダ３は、本体部３１の前側にテープリール３９を保持する。本体部３１の後側寄りの上部に、部品を供給する供給位置３２が設定される。テープリール３９には、多数のキャビティにそれぞれ部品を収容したキャリアテープが巻回されている。テープフィーダ３は、図略のテープ送り機構によりキャリアテープを供給位置３２まで送り、順次キャビティから部品を供給する。

【0015】

部品移載装置４は、基板搬送装置２やテープフィーダ３よりも上方に配設される。部品移載装置４は、テープフィーダ３から部品を採取して基板Ｋに移載する装着動作を行う。部品移載装置４は、ヘッド駆動機構４０、装着ヘッド４４、ノズルツール４５、吸着ノズル４６、およびマークカメラ４７などで構成される。ヘッド駆動機構４０は、一対のＹ軸レール４１、４２、Ｙ軸スライダ４３、および図略の駆動モータを含んで構成される。Ｙ軸レール４１、４２は、Ｙ軸方向に延び、相互に離隔して平行配置される。Ｘ軸方向に長いＹ軸スライダ４３は、両方のＹ軸レール４１、４２にまたがって装架され、Ｙ軸方向に移動する。装着ヘッド４４は、Ｙ軸スライダ４３に装架され、Ｘ軸方向に移動する。ヘッド駆動機構４０は、Ｙ軸スライダ４３をＹ軸方向に駆動するとともに、Ｙ軸スライダ４３上の装着ヘッド４４をＸ軸方向に駆動する。

【0016】

装着ヘッド４４は、ノズルツール４５およびマークカメラ４７を保持する。ノズルツール４５は、１本または複数本の吸着ノズル４６を下側に有する。吸着ノズル４６は、図略の昇降駆動部に駆動されて昇降動作する。吸着ノズル４６は、供給位置３２の上方から下降動作し、負圧を利用して部品を吸着する。ノズルツール４５や吸着ノズル４６は、複数種類あり、自動または手動で交換される。

【0017】

マークカメラ４７は、位置決めされた基板Ｋに付設された位置マークを撮像して、基板Ｋの正確な装着実施位置を検出する。マークカメラ４７は、作業機のカメラ部に相当する。また、基板搬送装置２は、作業機の可動部に相当する。そして、基板搬送装置２により位置決めされた基板Ｋの状況は、可動部の特定の作業状況に相当する。

【0018】

部品カメラ５は、基板搬送装置２とテープフィーダ３との間の機台１０の上面に、上向きに設けられる。部品カメラ５は、装着ヘッド４４がテープフィーダ３から基板Ｋに移動する途中で、吸着ノズル４６が吸着している部品の状態を撮像する。部品カメラ５は、作業機のカメラ部に相当する。また、部品移載装置４は、作業機の可動部に相当する。そして、部品を吸着した吸着ノズル４６が部品カメラ５の上方まで移動した状況は、可動部の特定の作業状況に相当する。

【0019】

制御部６は、機台１０に組み付けられており、その配設位置は特に限定されない。制御部６は、ＣＰＵを有してソフトウェアで動作するコンピュータ装置により構成される。制御部６は、予め記憶した装着シーケンスにしたがって、部品の装着作業を制御する。

【0020】

２．第１実施形態の作業機（部品装着機１）の制御の構成
図２は、部品装着機１の制御の構成を示すブロック図である。図示されるように、制御部６は、基板搬送装置２、各テープフィーダ３、部品移載装置４のヘッド駆動機構４０およびマークカメラ４７、ならびに部品カメラ５に接続されている。基板搬送装置２、各テープフィーダ３、部品移載装置４、および部品カメラ５は、制御部６から制御され、それぞれが所定の作業を行う。

【0021】

ここで、二つのカメラ部、すなわちマークカメラ４７および部品カメラ５について、同一の制御の構成が用いられる。さらに、制御部６の撮像制御方法も、マークカメラ４７および部品カメラ５で一致する。したがって、以降では、部品カメラ５を対象とした制御の構成、および撮像制御方法を例にして、詳細に説明する。

【0022】

制御部６は、画像処理部６５を含む。画像処理部６５は、制御部６と別体で構成されているが、画像処理部６５および制御部６が一体に構成されてもよい。画像処理部６５は、部品カメラ５から画像データを受け取って画像処理を施す。これにより、画像処理部６５は、吸着ノズル４６が吸着している部品に関する画像処理結果を取得する。画像処理結果として、部品の良否判定結果や、部品の吸着姿勢の誤差の検出結果などを例示できる。

【0023】

制御部６と画像処理部６５の間は、制御ライン６６を用いて接続される。画像処理部６５と部品カメラ５の間も、制御ライン５６を用いて接続される。制御ライン６６および制御ライン５６は、通信ケーブルで接続される有線通信部、または無線通信ユニットで接続される無線通信部により形成される。有線通信部および無線通信部のどちらでも、双方向通信が行われる。

【0024】

制御部６から画像処理部６５に送信される指令には、準備指令ＣＰ１、確認指令ＣＫ、および結果要求指令ＣＤがある。画像処理部６５から制御部６に返信される応答には、準備終了応答ＲＰ２、結果返信応答ＤＲ、および不良時応答ＤＸがある。また、画像処理部６５から部品カメラ５に送信される指令には、準備指令ＣＰ２、トリガクリア指令ＴＣ、モード変更指令ＭＣ、および撮像要求指令ＣＴがある。部品カメラ５から画像処理部６５に返信される応答には、準備終了応答ＲＰ１、および画像転送応答ＤＶがある。

【0025】

上記した指令および応答は、制御ライン６６および制御ライン５６を経由した通信によって入出力される。したがって、通信所要時間に相当する時間遅れが発生する。上記した指令および応答の内容、ならびに入出力のタイミングについては、後の動作説明の中で詳述する。

【0026】

また、制御部６と部品カメラ５の間は、トリガライン５５で直結される。トリガライン５５は、信号ケーブルなどの信号線で形成される。トリガライン５５は、制御部６から部品カメラ５にトリガ信号ＴＧを伝送する。トリガ信号ＴＧは、部品カメラ５に撮像の実施を要求する信号である。トリガ信号ＴＧとして、接点信号やパルス電圧信号などを用いることができる。トリガ信号ＴＧの伝送は、通信を介さないので、殆ど時間遅れが発生しない。トリガ信号ＴＧの伝送タイミングについては、後の動作説明の中で述べる。

【0027】

部品カメラ５は、撮像部５１、光源部５２、および図略の撮像制御部などで構成される。撮像制御部には、通信機能や入出力機能を具備したコンピュータ装置が用いられる。撮像制御部は、制御ライン５６やトリガライン５５の入出力を管理する。さらに、撮像制御部は、撮像部５１および光源部５２を制御する。

【0028】

撮像部５１は、部品を吸着した吸着ノズル４６を撮像する。撮像部５１の撮像条件として、露光時間（シャッタスピード）や絞り（カメラゲイン）を例示でき、これらに限定されない。撮像条件は、被写体となる部品の大きさや形状、および吸着ノズル４６の種類などに対応して変更される。撮像条件は、準備指令ＣＰ１および準備指令ＣＰ２を用いて、制御部６から指令される。

【0029】

光源部５２は、撮像部５１の撮像動作に際して点灯し、部品を吸着した吸着ノズル４６（被写体）を照明する。光源部５２は、複数の光源、例えば複数のＬＥＤ光源で構成される。光源部５２は、照明角度が相違する落射光源、傾射光源、および側射光源で構成されてもよい。さらに、光源部５２は、照明色が相違する赤色光源、緑色光源、および青色光源で構成されてもよい。光源部５２の複数の光源は、少なくとも一部が点灯すればよく、全部が点灯する必要は無い。点灯する光源を指定する照明条件は、被写体となる部品の大きさや外観色などに対応して変更される。また、撮像部５１の露光時間よりも長めの点灯時間が、照明条件に規定される。照明条件も、撮像条件と同様に準備指令ＣＰ１および準備指令ＣＰ２を用いて、制御部６から指令される。

【0030】

部品カメラ５は、トリガ動作モードおよび繰り返し動作モードの一方が設定される。トリガ動作モードにおいて、部品カメラ５は、準備指令ＣＰ２が入力されると撮像準備動作を行う。部品カメラ５は、その後にトリガライン５５からトリガ信号ＴＧが入力されると、撮像動作を行って画像データを取得する。繰り返し動作モードにおいて、部品カメラ５は、準備指令ＣＰ２が入力されると撮像準備動作を行う。部品カメラ５は、その後に一定の時間間隔で撮像動作を繰り返し行って順次画像データを取得する。二つの動作モードの切り替えが可能な部品カメラ５は、市販されており、低コストで調達される。

【0031】

制御部６は、通常時に、部品カメラ５をトリガ動作モードに設定する。制御部６は、例えば、自身が起動したときに、部品カメラ５をトリガ動作モードに設定する指令を画像処理部６５経由で出力する。部品カメラ５は、指令にしたがってトリガ動作モードで起動する。これに代え、部品カメラ５は、トリガ動作モードで起動するように予めデフォルト設定されていてもよい。

【0032】

また、制御部６は、トリガライン５５に不良が発生したライン不良時に、部品カメラ５を繰り返し動作モードに設定する。ライン不良時とは、トリガライン５５を形成する信号線の摩耗や断線、信号線へのノイズの侵入などにより、トリガ信号ＴＧの伝送が不安定ないしは不可能となったとき、を意味する。画像処理部６５は、例えば、部品カメラ５の撮像がエラーとなったときにライン不良時と判定し、モード変更指令ＭＣを部品カメラ５に出力する。これにより、部品カメラ５は、トリガ動作モードから繰り返し動作モードへ移行する。

【0033】

なお、部品カメラ５の繰り返し動作モードへの移行は、オペレータが設定するようにしてもよい。例えば、オペレータは、部品カメラ５の撮像がエラーとなったときに、その原因を調査する。オペレータは、トリガライン５５の不良が原因である場合に、部品カメラ５を繰り返し動作モードに設定する。また、オペレータは、他の原因である場合に、他の対策を講じる。

【0034】

制御部６は、設定部６１および表示部６２を有する。設定部６１により、各種の設定操作が行われる。表示部６２により、各種の情報が表示される。表示部６２は、ライン不良案内部６３を有する。ライン不良案内部６３は、ライン不良時である旨をオペレータに案内する。具体的な案内方法として、ライン不良時を表すアイコンが表示部６２に表示される。なお、別法として、ライン不良案内部６３は、警報ランプを点灯させたり、ライン不良時である旨の情報をオペレータの携帯端末に送信したりしてもよい。

【0035】

３．第１実施形態の作業機（部品装着機１）の動作、作用、および効果
次に、部品装着機１の動作、作用、および効果について説明する。図３は、部品装着機１の通常時の部品カメラ５の撮像に関する動作を示す説明図である。図３の左側から右側へと、制御部６、画像処理部６５、部品カメラ５の光源部５２および撮像部５１が並んでいる。また、図３の上から下へと、時間が経過する。部品装着機１が起動した初期状態において、部品カメラ５は、トリガ動作モードに設定されている。

【0036】

制御部６は、通常時に部品の装着作業を進めるとき、まず、準備指令ＣＰ１を画像処理部６５に出力する。準備指令ＣＰ１は、部品カメラ５に撮像準備動作Ｓ１および照明準備動作Ｌ１を要求する指令である。準備指令ＣＰ１は、撮像部５１の撮像条件の情報、および光源部５２の照明条件の情報を含む。準備指令ＣＰ１を受け取った画像処理部６５は、準備指令ＣＰ１と同一内容の準備指令ＣＰ２を部品カメラ５に出力する。

【0037】

準備指令ＣＰ２を受け取った部品カメラ５で、撮像部５１は、撮像条件に適合するように撮像準備動作Ｓ１を行う。撮像準備動作Ｓ１の終了後に、撮像部５１は、トリガ信号ＴＧの入力を待つトリガ待ち状態Ｓ２に移行する。撮像部５１の撮像準備動作Ｓ１に並行して、光源部５２は、照明条件に適合するように照明準備動作Ｌ１を行う。照明準備動作Ｌ１の終了後に、光源部５２は、トリガ信号ＴＧの入力を待つトリガ待ち状態Ｌ２に移行する。撮像準備動作Ｓ１および照明準備動作Ｌ１が終了した時点で、部品カメラ５は、準備終了応答ＲＰ１を画像処理部６５に出力する。

【0038】

一方、制御部６は、準備指令ＣＰ１を出力した後に、被写体の側の準備動作、すなわち被写体準備動作Ｗ１を行う。換言すると、制御部６は、ヘッド駆動機構４０などを制御して、部品を吸着した吸着ノズル４６を部品カメラ５の上方まで移動させる。その後、制御部６は、確認指令ＣＫを画像処理部６５に出力する。確認指令ＣＫは、部品カメラ５の撮像準備動作Ｓ１および照明準備動作Ｌ１が終了しているか否かを問い合わせる指令である。確認指令ＣＫを受け取った画像処理部６５は、既に部品カメラ５から準備終了応答ＲＰ１を受け取っているので、準備終了応答ＲＰ２を制御部６に出力する。仮に、未だ準備終了応答ＲＰ１を受け取っていない場合、画像処理部６５は、準備終了応答ＲＰ１を受け取ってから準備終了応答ＲＰ２を制御部６に出力する。

【0039】

制御部６は、準備終了応答ＲＰ２を受け取った時点で、被写体の側の準備および部品カメラ５の側の準備が整っていることを把握できる。したがって、制御部６は、トリガ信号ＴＧを部品カメラ５に出力する。トリガ信号ＴＧを受け取った部品カメラ５は、殆ど時間遅れなく撮像を行う。すなわち、光源部５２は、遅滞なくトリガ待ち状態Ｌ２を解消して、照明動作Ｌ３を行う。また、撮像部５１は、遅滞なくトリガ待ち状態Ｓ２を解消して、撮像動作Ｓ３を行い、画像データを取得する。なお、撮像動作Ｓ３は、照明動作Ｌ３の継続時間内に実施される。

【0040】

撮像動作Ｓ３の終了後、部品カメラ５は、画像転送応答ＤＶによって画像データを画像処理部６５に出力する。この後、部品カメラ５は、準備指令ＣＰ２を待つ状態に移行する。また、画像処理部６５は、受け取った画像データに画像処理Ａ１を施して、画像処理結果を取得する。

【0041】

トリガ信号ＴＧを出力した制御部６は、第１時間Ｔ１が経過すると、結果要求指令ＣＤを画像処理部６５に出力する。結果要求指令ＣＤは、画像処理部６５に画像処理結果の出力を要求する指令である。第１時間Ｔ１は、部品カメラ５が撮像に要する時間、画像処理部６５が画像処理Ａ１に要する時間、および余裕時間などが加算されて設定される。結果要求指令ＣＤを受け取った画像処理部６５は、結果返信応答ＤＲによって画像処理結果を制御部６に出力する。この後、制御部６は、画像処理結果に基づいて、装着作業を進める。

【0042】

これで、部品カメラ５の１回の撮像サイクルが終了する。装着作業の進捗に伴い、制御部６は、２回目の準備指令ＣＰ１を画像処理部６５に出力する。以降、同様の撮像サイクルが繰り返される。

【0043】

なお、２回目以降の撮像で撮像部５１の撮像条件および光源部５２の照明条件が変更されない場合に、２回目以降の準備指令ＣＰ１を省略することも可能である。この態様では、画像転送応答ＤＶの後、撮像部５１は、トリガ待ち状態Ｓ２に戻り、光源部５２は、トリガ待ち状態Ｌ２に戻る。制御部６は、被写体準備動作Ｗ１が終了するたびにトリガ信号ＴＧを部品カメラ５に出力し、その後に第１時間Ｔ１が経過すると、結果要求指令ＣＤを画像処理部６５に出力する。

【0044】

制御部６は、通常時に、部品カメラ５をトリガ動作モードに設定する。トリガ動作モードでは、被写体の側の被写体準備動作Ｗ１と、部品カメラ５の側の撮像準備動作Ｓ１および照明準備動作Ｌ１とが並行して行われる。また、トリガ信号ＴＧを用いることにより、撮像タイミングの時間遅れが殆ど発生しない。この結果、部品カメラ５の撮像サイクルは短時間となり、部品装着機１の生産効率は、高く維持される。

【0045】

次に、図４は、トリガライン５５に不良が発生したときの部品カメラ５の撮像に関する動作を示す説明図である。図４において、制御部６がトリガ信号ＴＧを出力するまでは、図３に示される通常時の動作と変わらない。しかしながら、トリガライン５５に不良が発生しているため、トリガ信号ＴＧは部品カメラ５に到達しない。このため、部品カメラ５では、撮像部５１のトリガ待ち状態Ｓ２および光源部５２のトリガ待ち状態Ｌ２が継続され、撮像が実施されない。

【0046】

トリガ信号ＴＧを出力した制御部６は、第１時間Ｔ１が経過すると、結果要求指令ＣＤを画像処理部６５に出力する。結果要求指令ＣＤを受け取った画像処理部６５は、未だ画像データを受け取っていないので、ライン不良時と判定する。画像処理部６５は、ライン不良時を意味する不良時応答ＤＸを制御部６に出力する。不良時応答ＤＸを受け取った制御部６は、ライン不良案内部６３により、ライン不良時である旨の案内表示Ｗ２を行う。案内表示Ｗ２の表示事項は、オペレータが認識するまで維持される。したがって、オペレータは、ライン不良時であることを明確に認識でき、さらに、装着作業の進捗状況に応じてトリガライン５５の復旧作業をタイムリーに行うことができる。

【0047】

画像処理部６５は、不良時応答ＤＸの出力に続いて、トリガクリア指令ＴＣを部品カメラ５に出力する。これにより、撮像部５１は、トリガ待ち状態Ｓ２を解消し、光源部５２は、トリガ待ち状態Ｌ２を解消する。さらに、画像処理部６５は、モード変更指令ＭＣを部品カメラ５に出力する。モード変更指令ＭＣを受け取った部品カメラ５は、トリガ動作モードから繰り返し動作モードへ移行する。これにより、部品装着機１は、装着作業を再開することができる。

【0048】

装着作業の再開の後、制御部６は、まず、被写体準備動作Ｗ１を行う。その後、制御部６は、準備指令ＣＰ１を画像処理部６５に出力する。準備指令ＣＰ１を受け取った画像処理部６５は、準備指令ＣＰ２を部品カメラ５に出力する。準備指令ＣＰ２を受け取った部品カメラ５で、撮像部５１は、撮像準備動作Ｓ１を行い、光源部５２は、照明準備動作Ｌ１を行う。撮像準備動作Ｓ１および照明準備動作Ｌ１が終了した時点で、部品カメラ５は、準備終了応答ＲＰ１を画像処理部６５に出力する。

【0049】

ここで、部品カメラ５は繰り返し動作モードに設定されているので、撮像部５１は、一定の時間間隔で撮像動作（Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３）を繰り返し行い、順次画像データを取得する。なお、光源部５２は、この時点では照明動作を行わない。画像処理部６５は、準備終了応答ＲＰ１を受け取った時点で、被写体の側の準備および部品カメラ５の側の準備が整っていることを把握する。したがって、画像処理部６５は、撮像要求指令ＣＴを部品カメラ５に出力する。撮像要求指令ＣＴは、制御ライン５６を経由する指令であり、部品カメラ５に撮像の実施を要求する。

【0050】

部品カメラ５は、撮像要求指令ＣＴを受け取ったときに、１回目の撮像動作Ｓ４１の途中の状況にある。このため、部品カメラ５は、今回の画像データを採用せず、次回の撮像動作Ｓ４２を待つ。撮像部５１が２回目の撮像動作Ｓ４２を行うのに合わせて、光源部５２は、照明動作Ｌ４を行う。部品カメラ５は、２回目の撮像動作Ｓ４２で取得した画像データを採用し、画像転送応答ＤＶによって画像処理部６５に出力する。この後も、撮像部５１は、撮像動作Ｓ４３を繰り返す。また、画像処理部６５は、受け取った画像データに画像処理Ａ１を施して、画像処理結果を取得する。

【0051】

準備指令ＣＰ１を出力した制御部６は、第２時間Ｔ２が経過すると、結果要求指令ＣＤを画像処理部６５に出力する。第２時間Ｔ２は、第１時間Ｔ１と比較して大幅に長く設定される必要がある。結果要求指令ＣＤを受け取った画像処理部６５は、結果返信応答ＤＲによって画像処理結果を制御部６に出力する。

【0052】

第２時間Ｔ２が大幅に長く設定される理由は、次の１）、２）、３）による。
１）被写体準備動作Ｗ１と並行して実施されない撮像準備動作Ｓ１および照明準備動作Ｌ１の所要時間が考慮される。
２）トリガ信号ＴＧでは伝送の時間遅れが無いが、撮像要求指令ＣＴでは、通信により発生する時間遅れが考慮される。
３）トリガ信号ＴＧでは撮像タイミングの時間遅れが無いが、撮像要求指令ＣＴでは、撮像タイミングが撮像要求指令ＣＴから遅れることが考慮される。

【0053】

なお、トリガライン５５の不良以外の故障原因でも、画像処理部６５は、トリガクリア指令ＴＣおよびモード変更指令ＭＣを部品カメラ５に出力する。このとき、部品カメラ５は、繰り返し動作モードへ移行しても、撮像を再開できない場合が有る。この場合、制御部６は、装着作業の継続が困難という旨の警報を表示部６２に表示し、または、警報を別の方法でオペレータに通知する。そして、部品装着機１は、装着作業を停止する。

【0054】

以上説明したように、第１実施形態の作業機（部品装着機１）によれば、部品カメラ５は、通常時にトリガ信号ＴＧにしたがって撮像動作を行い、ライン不良時に一定の時間間隔で撮像動作を繰り返して行う。したがって、トリガライン５５に不良が発生した場合でも、作業機（部品装着機１）は、部品カメラ５による撮像が可能であり、作業（部品装着作業）を継続できる。

【0055】

一方、従来の部品装着機は、ライン不良時に装着作業を停止して、オペレータに警報を通知していた。したがって、オペレータが到着してトリガライン５５を復旧するまで、部品装着機が停止したままとなる。この結果、部品装着機の生産効率は大幅に低下する。これに対比して、第１実施形態の部品装着機１によれば、ライン不良時に部品カメラ５の撮像サイクルの所要時間が通常時よりも長引くものの、装着作業は継続される。したがって、部品装着機１の生産効率は、従来よりも向上する。

【0056】

４．第２実施形態の作業機（部品装着機１Ａ）
次に、第２実施形態の作業機（部品装着機１Ａ）について、第１実施形態と異なる点を主にして説明する。第２実施形態において、作業機（部品装着機１Ａ）の装置構成および制御の構成は、第１実施形態と変わらない。ただし、ライン不良時に部品装着機１Ａが装着作業を再開した後の動作が、第１実施形態と異なる。図５は、第２実施形態において、トリガライン５５に不良が発生したときの部品カメラ５の撮像に関する動作を示す説明図である。

【0057】

部品装着機１Ａが装着作業を再開した時点で、部品カメラ５は、繰り返し動作モードに設定されている。制御部６は、ライン不良時に、まず、準備指令ＣＰ１を画像処理部６５に出力する。準備指令ＣＰ１を受け取った画像処理部６５は、準備指令ＣＰ１と同一内容の準備指令ＣＰ２を部品カメラ５に出力する。準備指令ＣＰ２を受け取った部品カメラ５で、撮像部５１は、撮像準備動作Ｓ１を行い、光源部５２は、照明準備動作Ｌ１を行う。撮像準備動作Ｓ１および照明準備動作Ｌ１が終了した時点で、部品カメラ５は、準備終了応答ＲＰ１を画像処理部６５に出力する。

【0058】

ここで、部品カメラ５は繰り返し動作モードに設定されているので、撮像部５１は、一定の時間間隔で撮像動作（Ｓ５１、Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５４）を繰り返し、順次画像データを取得する。なお、光源部５２は、この時点では照明動作を実施しない。

【0059】

一方、制御部６は、準備指令ＣＰ１を出力した後に、被写体準備動作Ｗ１を行う。その後、制御部６は、確認指令ＣＫを画像処理部６５に出力する。確認指令ＣＫを受け取った画像処理部６５は、既に部品カメラ５から準備終了応答ＲＰ１を受け取っているので、準備終了応答ＲＰ２を制御部６に出力する。制御部６は、準備終了応答ＲＰ２を受け取った時点で、被写体の側の準備および部品カメラ５の側の準備が整っていることを把握できる。したがって、制御部６は、撮像要求指令ＣＴ１を画像処理部６５に出力する。撮像要求指令ＣＴ１を受け取った画像処理部６５は、撮像要求指令ＣＴ１と同一内容の撮像要求指令ＣＴ２を部品カメラ５に出力する。

【0060】

部品カメラ５は、撮像要求指令ＣＴ２を受け取ったときに、３回目の撮像動作Ｓ５３の途中の状況にある。このため、部品カメラ５は、今回の画像データを採用せず、次回の撮像動作Ｓ５４を待つ。撮像部５１が４回目の撮像動作Ｓ５４を行うのに合わせて、光源部５２は、照明動作Ｌ５を行う。部品カメラ５は、４回目の撮像動作Ｓ５４で取得した画像データを採用し、画像転送応答ＤＶによって画像処理部６５に出力する。この後も、撮像部５１は、撮像動作を繰り返す。また、画像処理部６５は、受け取った画像データに画像処理Ａ１を施して、画像処理結果を取得する。

【0061】

撮像要求指令ＣＴ１を出力した制御部６は、第３時間Ｔ３が経過すると、結果要求指令ＣＤを画像処理部６５に出力する。第３時間Ｔ３は、第１時間Ｔ１と比較して長く設定される必要がある。結果要求指令ＣＤを受け取った画像処理部６５は、結果返信応答ＤＲによって画像処理結果を制御部６に出力する。

【0062】

第３時間Ｔ３が第１時間Ｔ１よりも長く設定される理由は、次の４）、５）による。
４）トリガ信号ＴＧでは伝送の時間遅れが無いが、撮像要求指令ＣＴ１および撮像要求指令ＣＴ２では、通信により発生する時間遅れが考慮される。
５）トリガ信号ＴＧでは撮像タイミングの時間遅れが無いが、撮像要求指令ＣＴ１および撮像要求指令ＣＴ２では、撮像タイミングが撮像要求指令ＣＴ２から遅れることが考慮される。

【0063】

第２実施形態の作業機（部品装着機１Ａ）によれば、トリガライン５５に不良が発生した場合でも、部品カメラ５は、繰り返し動作モードに設定され、トリガ信号ＴＧが入力されずとも撮像を繰り返して実施することができる。これにより、ライン不良時に部品カメラ５の撮像サイクルの所要時間が通常時よりも長引くものの、部品装着機１Ａの装着作業は継続される。したがって、部品装着機１Ａの生産効率は、従来よりも向上する。

【0064】

５．実施形態の応用および変形
なお、第１および第２実施形態において、画像処理部６５は、制御部６と部品カメラ５の間に接続されて制御部６の制御機能を補佐しているが、他の形態を採用してもよい。例えば、制御部６と部品カメラ５の間が制御ラインおよびトリガライン５５で直結され、画像処理部６５と部品カメラ５の間が別のデータ通信線で接続されてもよい。この態様では、画像処理部６５は、部品カメラ５の制御に関与せず、画像処理Ａ１のみを担当する。第１および第２実施形態は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0065】

第１および第２実施形態の作業機は、部品装着機（１、１Ａ）に限定されず、他の製品を組み立てる作業機や、部材に所定の加工を施す作業機、組立状態や加工状態を検査する作業機などであってもよい。

【符号の説明】

【0066】

１、１Ａ：部品装着機 ２：基板搬送装置 ３：テープフィーダ ４：部品移載装置 ４７：マークカメラ ５：部品カメラ ５１：撮像部 ５２：光源部 ５５：トリガライン ５６：制御ライン ６：制御部 ６３：ライン不良案内部 ６５：画像処理部 ６６：制御ライン Ｓ１：撮像準備動作 Ｓ２：トリガ待ち状態 Ｓ３：撮像動作 Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３：撮像動作 Ｓ５３、Ｓ５４：撮像動作 Ｌ１：照明準備動作 Ｌ２：トリガ待ち状態 Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５：照明動作 Ａ１：画像処理 Ｗ１：被写体準備動作 Ｗ２：案内表示

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】