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(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】
(24)【登録日】2022-09-09
(45)【発行日】2022-09-20
(54)【発明の名称】部品実装装置
(51)【国際特許分類】
H05K 13/04 20060101AFI20220912BHJP
【ＦＩ】
H05K13/04 B
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2018196904
(22)【出願日】2018-10-18
(65)【公開番号】P2020065010
(43)【公開日】2020-04-23
【審査請求日】2021-05-20
(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】100104433
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 博一
(72)【発明者】
【氏名】岡嵜 真一
【審査官】寺川 ゆりか
(56)【参考文献】
【文献】特開平０８－０５１２９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－３０２２６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１９４１３６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｋ １３／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板に対して部品を実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドに供給される部品が収容される収容部に収容された部品の３次元形状を計測する３次元計測部と、
前記３次元計測部により計測した部品の３次元形状情報に基づいて、前記収容部の部品の吸着位置情報を取得し、取得した吸着位置情報に基づいて、前記実装ヘッドにより部品を吸着する制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記３次元計測部により計測した部品の３次元形状情報に基づいて、上下方向に幅を有する所定の高さ範囲の部品の部分を部品の上端面として、部品の上端面の範囲を取得し、取得した部品の上端面の範囲に基づいて、前記収容部の部品の吸着位置情報を取得するように構成されている、部品実装装置。
【請求項2】
前記制御部は、取得した吸着位置情報を、部品情報と関連付けて記憶させるように構成されている、請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項3】
前記３次元計測部は、前記実装ヘッドとともに水平方向に移動されるように構成されている、請求項１または２に記載の部品実装装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記３次元計測部により計測した部品の３次元形状情報に基づいて、前記実装ヘッドに取り付けられて部品を吸着するノズルの種類を決定するように構成されている、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】
前記制御部は、取得した吸着位置情報と、決定した前記ノズルの種類とに基づいて、前記収容部の部品を吸着して、吸着状態を確認する制御を行うように構成されている、請求項４に記載の部品実装装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記３次元計測部により計測した部品の３次元形状情報に基づいて、部品の上端面の範囲および部品の上端面の高さを取得するように構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項7】
前記３次元計測部は、前記収容部の３次元形状を計測するように構成されており、前記制御部は、前記３次元計測部により計測した前記収容部および部品の３次元形状情報に基づいて、部品全体の外縁および前記収容部の外縁を取得し、前記収容部の外縁に対する部品全体の外縁のギャップ量から部品吸着位置を取得するように構成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項8】
前記制御部は、前記収容部の外縁に対する部品全体の外縁のギャップ量に基づいて、部品の吸着可能範囲を取得するように構成されている、請求項７に記載の部品実装装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記３次元計測部により計測した前記収容部および部品の３次元形状情報に基づいて、部品の上端面の範囲の中心、部品全体の外縁の中心および前記収容部の外縁の中心を取得し、部品の上端面の範囲の中心と部品全体の外縁の中心とのオフセット量だけ、前記収容部の外縁の中心からオフセットした位置を部品吸着位置として取得するように構成されている、請求項７または８に記載の部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、部品実装装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、部品実装装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【0003】
上記特許文献１には、基板に対して部品を実装する装着ヘッドと、部品の供給位置を撮像する部品供給位置認識カメラとを備える部品装着装置（部品実装装置）が開示されている。この特許文献１の部品装着装置は、部品供給位置認識カメラによる部品の供給位置の撮像に基づいて、部品の中心位置を求め、装着ヘッドによる部品吸着時の吸着位置を部品の中心位置に補正するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平６－８５４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献１の部品装着装置（部品実装装置）は、部品供給位置認識カメラによる部品の供給位置の撮像に基づいて、部品の中心位置を求め、装着ヘッドによる部品吸着時の吸着位置を部品の中心位置に補正するように構成されている。このため、リードが設けられている部品などで中心を吸着できない部品の吸着位置を精度よく設定することが困難であるという不都合がある。また、従来では、中心を吸着できない部品の吸着位置を設定する場合には、部品の供給位置が撮像された画像をオペレータが見ながら、吸着位置を手動で設定しているため、オペレータの作業負担が増大するという不都合がある。このため、従来では、オペレータの作業負担が増大するのを抑制しつつ、部品の吸着位置を精度よく設定することが困難であるという問題点がある。
【0006】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、オペレータの作業負担が増大するのを抑制しつつ、部品の吸着位置を精度よく設定することが可能な部品実装装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明の一の局面による部品実装装置は、基板に対して部品を実装する実装ヘッドと、実装ヘッドに供給される部品が収容される収容部に収容された部品の３次元形状を計測する３次元計測部と、３次元計測部により計測した部品の３次元形状情報に基づいて、収容部の部品の吸着位置情報を取得し、取得した吸着位置情報に基づいて、実装ヘッドにより部品を吸着する制御を行う制御部と、を備え、制御部は、３次元計測部により計測した部品の３次元形状情報に基づいて、上下方向に幅を有する所定の高さ範囲の部品の部分を部品の上端面として、部品の上端面の範囲を取得し、取得した部品の上端面の範囲に基づいて、収容部の部品の吸着位置情報を取得するように構成されている。
【0008】
この発明の一の局面による部品実装装置では、上記のように制御部を構成することによって、部品の３次元形状情報に基づいて部品のリードや平坦でない位置など吸着が困難な位置を避けて部品の吸着位置を設定することができるので、部品の吸着位置を精度よく設定することができる。また、オペレータにより吸着位置を手動で設定する必要がないので、オペレータの作業負担が増大するのを抑制することができる。これらの結果、オペレータの作業負担が増大するのを抑制しつつ、部品の吸着位置を精度よく設定することができる。また、オペレータが手動で部品の吸着位置を設定する場合に比べて、設定時間を短縮することができるので、段取り時間を短縮することができる。
【0009】
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、取得した吸着位置情報を、部品情報と関連付けて記憶させるように構成されている。このように構成すれば、同じ種類の部品を吸着する場合に、記憶された吸着位置情報を利用することができるので、吸着位置を設定する際の時間を効果的に短縮することができる。
【0010】
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、３次元計測部は、実装ヘッドとともに水平方向に移動されるように構成されている。このように構成すれば、部品供給位置が複数ある場合でも、３次元計測部を移動させることができるので、共通の３次元計測部を複数の部品供給位置に移動させて計測を行うことができる。これにより、３次元計測部を、複数の部品供給位置毎に設ける必要がない。また、３次元計測部が実装ヘッドとともに移動されるので、３次元計測部を移動させるための機構を別途設ける必要がない。その結果、３次元計測部を設けたとしても、部品点数が増加するのを抑制することができるとともに装置構成が複雑化するのを抑制することができる。
【0011】
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、３次元計測部により計測した部品の３次元形状情報に基づいて、実装ヘッドに取り付けられて部品を吸着するノズルの種類を決定するように構成されている。このように構成すれば、部品の形状に適したノズルを決定することができるので、部品とノズルとのミスマッチの発生を抑制することができる。これにより、吸着ミスや吸着不良の発生を抑制することができるので、部品の実装精度を向上させることができる。
【0012】
この場合、好ましくは、制御部は、取得した吸着位置情報と、決定したノズルの種類とに基づいて、収容部の部品を吸着して、吸着状態を確認する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、実装動作開始前に、吸着ミスや吸着不良の発生を確認することができるので、吸着ミスや吸着不良の発生を効果的に抑制することができる。これにより、部品の実装精度をより向上させることができる。
【0013】
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、３次元計測部により計測した部品の３次元形状情報に基づいて、部品の上端面の範囲および部品の上端面の高さを取得するように構成されている。このように構成すれば、部品の吸着に適した上端面に吸着位置を設定することができる。また、取得した部品の上端面の高さに基づいて、部品を適切な高さ位置において吸着することができる。
【0014】
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、３次元計測部は、収容部の３次元形状を計測するように構成されており、制御部は、３次元計測部により計測した収容部および部品の３次元形状情報に基づいて、部品全体の外縁および収容部の外縁を取得し、収容部の外縁に対する部品全体の外縁のギャップ量から部品吸着位置を取得するように構成されている。このように構成すれば、収容部の外縁に対する部品全体の外縁のギャップ量から収容部内の部品の移動可能な最大の距離を算出することができるので、収容部内のどの位置に移動した場合でも部品を吸着可能なように部品吸着位置を設定することができる。これにより、吸着ミスや吸着不良の発生を抑制することができる。
【0015】
この場合、好ましくは、制御部は、収容部の外縁に対する部品全体の外縁のギャップ量に基づいて、部品の吸着可能範囲を取得するように構成されている。このように構成すれば、部品の吸着可能範囲内に部品吸着位置を設定することにより、部品をより確実に吸着することができる。
【0016】
上記収容部の外縁に対する部品全体の外縁のギャップ量から部品吸着位置を取得する構成において、好ましくは、制御部は、３次元計測部により計測した収容部および部品の３次元形状情報に基づいて、部品の上端面の範囲の中心、部品全体の外縁の中心および収容部の外縁の中心を取得し、部品の上端面の範囲の中心と部品全体の外縁の中心とのオフセット量だけ、収容部の外縁の中心からオフセットした位置を部品吸着位置として取得するように構成されている。このように構成すれば、収容部の外縁の中心を基準として、部品の上端面の中心位置に対応した位置を部品吸着位置とすることができるので、収容部内において部品がどの方向に移動した場合でも、部品吸着位置が部品の上端面の位置となるようにすることができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、上記のように、オペレータの作業負担が増大するのを抑制しつつ、部品の吸着位置を精度よく設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施形態による部品実装装置の概略を示した平面図である。
【図2】本発明の実施形態による部品実装装置の概略を示した側面図である。
【図3】本発明の実施形態による部品実装装置の制御的な構成を示したブロック図である。
【図4】本発明の実施形態による部品実装装置のレーザ変位計を示した図である。
【図5】本発明の実施形態による部品実装装置により計測した収容部および部品の３次元形状情報を説明するための斜視図である。
【図6】本発明の実施形態による部品実装装置により計測した収容部および部品の３次元形状情報を説明するための側面図である。
【図7】本発明の実施形態による部品実装装置の部品の上端面の中心の取得を説明するための平面図である。
【図8】本発明の実施形態による部品実装装置の部品全体の外縁および収容部の外縁の取得を説明するための平面図である。
【図9】本発明の実施形態による部品実装装置の収容部の外縁に対する部品全体の外縁のギャップ量の取得を説明するための平面図である。
【図10】本発明の実施形態による部品実装装置の部品吸着位置の取得の第１例を説明するための図である。
【図11】本発明の実施形態による部品実装装置の部品吸着位置の取得の第２例を説明するための図である。
【図12】本発明の実施形態による部品実装装置の部品の吸着可能範囲の算出を説明するための図である。
【図13】本発明の実施形態による部品実装装置の部品を吸着するノズルの種類の決定を説明するための図である。
【図14】本発明の実施形態による部品実装装置のノズルによる部品の吸着状態の確認を説明するための図である。
【図15】本発明の実施形態による部品実装装置のＣＰＵによる部品吸着位置取得処理を説明するためのフローチャートである。
【図16】本発明の実施形態の変形例による部品実装装置のステレオカメラによる３次元形状の計測を説明するための図である。
【図17】本発明の実施形態の変形例による部品実装装置の光切断法による３次元形状の計測を説明するための図である。
【図18】本発明の実施形態の変形例による部品実装装置の位相シフト法による３次元形状の計測を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【0020】
【0021】
図１に示すように、部品実装装置１００は、一対のコンベア２により基板ＰをＸ方向に搬送し、実装作業位置Ｍにおいて基板Ｐに部品３１を実装する部品実装装置である。
【0022】
部品実装装置１００は、基台１と、一対のコンベア２と、部品供給部３と、ヘッドユニット４と、支持部５と、一対のレール部６と、部品認識カメラ７とを備えている。また、図３に示すように、部品実装装置１００は、制御的な構成として、ＣＰＵ（中央演算処理装置）８１と、記憶装置８２と、メモリ８３と、表示部８４と、入力装置８５と、モータコントローラ８６と、カメラＩ／Ｆ８７と、照明コントローラ８８と、レーザ変位計コントローラ８９と、モータアンプ９０と、モータ９１とを備えている。なお、ＣＰＵ８１は、特許請求の範囲の「制御部」の一例である。
【0023】
図１に示すように、一対のコンベア２は、基台１上に設置され、基板ＰをＸ方向に搬送するように構成されている。また、一対のコンベア２には、搬送中の基板Ｐを実装作業位置Ｍで停止させた状態で保持する保持機構が設けられている。また、一対のコンベア２は、基板Ｐの寸法に合わせてＹ方向の間隔を調整可能に構成されている。
【0024】
部品供給部３は、一対のコンベア２の外側（Ｙ１側およびＹ２側）に配置されている。また、部品供給部３には、複数のテープフィーダ３ａが配置されている。部品供給部３は、後述する実装ヘッド４２に対して部品３１を供給するように構成されている。
【0025】
テープフィーダ３ａは、複数の部品３１を所定の間隔を隔てて保持したテープが巻き付けられたリール（図示せず）を保持している。テープフィーダ３ａは、部品３１を保持するテープを送出することによりリールを回転させて、テープフィーダ３ａの先端から部品３１を供給するように構成されている。ここで、部品３１は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗などの電子部品を含む。図２に示すように、テープには、実装ヘッド４２に供給される部品３１が収容される収容部３２（キャリアポケット）が複数設けられている。
【0026】
図１に示すように、ヘッドユニット４は、一対のコンベア２および部品供給部３の上方位置に配置されており、ノズル４１（図２参照）が下端に取り付けられた複数（５つ）の実装ヘッド４２と、基板認識カメラ４３と、レーザ変位計４４とを含んでいる。つまり、レーザ変位計４４は、実装ヘッド４２とともに水平方向（ＸＹ方向）に移動されるように構成されている。なお、レーザ変位計４４は、特許請求の範囲の「３次元計測部」の一例である。
【0027】
実装ヘッド４２は、基板Ｐに対して部品３１を実装するように構成されている。具体的には、実装ヘッド４２は、部品供給部３により供給される部品３１を吸着して、実装作業位置Ｍに配置された基板Ｐに対して吸着した部品３１を装着するように構成されている。また、実装ヘッド４２は、昇降可能（Ｚ方向に移動可能）に構成され、負圧発生機（図示せず）によりノズル４１の先端部に発生された負圧によって、テープフィーダ３ａから供給される部品３１を吸着して保持し、基板Ｐにおける実装位置に部品３１を装着（実装）するように構成されている。
【0028】
基板認識カメラ４３は、基板Ｐの位置および姿勢を認識するために、基板ＰのフィデューシャルマークＦを撮像するように構成されている。そして、フィデューシャルマークＦの位置を撮像して認識することにより、基板Ｐにおける部品３１の実装位置を正確に取得することが可能である。また、基板認識カメラ４３は、基板Ｐの各部を撮像可能に構成されている。具体的には、基板認識カメラ４３は、基板Ｐの部品３１の実装位置を撮像するように構成されている。また、基板認識カメラ４３の近傍には、照明４３１（図３参照）が設けられている。照明４３１は、基板認識カメラ４３の撮像時に可視光を撮像対象に照射するように構成されている。これにより、基板認識カメラ４３により撮像対象を鮮明に撮像することが可能である。
【0029】
レーザ変位計４４は、各部の高さを計測するように構成されている。具体的には、レーザ変位計４４は、基板Ｐの表面の高さを計測するように構成されている。また、レーザ変位計４４は、部品供給位置における部品３１やテープの高さを計測するように構成されている。また、レーザ変位計４４は、基板Ｐに実装された部品３１の高さを計測するように構成されている。また、レーザ変位計４４は、収容部３２に収容された部品３１の３次元形状を計測するように構成されている。また、レーザ変位計４４は、収容部３２の３次元形状を計測するように構成されている。
【0030】
支持部５は、モータ５１を含んでいる。支持部５は、モータ５１を駆動させることにより、支持部５に沿ってヘッドユニット４をＸ方向に移動させるように構成されている。支持部５は、両端部が一対のレール部６により支持されている。
【0031】
一対のレール部６は、基台１上に固定されている。Ｘ１側のレール部６は、モータ６１を含んでいる。レール部６は、モータ６１を駆動させることにより、支持部５を一対のレール部６に沿ってＸ方向と直交するＹ方向に移動させるように構成されている。ヘッドユニット４が支持部５に沿ってＸ方向に移動可能であるとともに、支持部５がレール部６に沿ってＹ方向に移動可能であることによって、ヘッドユニット４は水平方向（ＸＹ方向）に移動可能である。
【0032】
部品認識カメラ７は、基台１の上面上に固定されている。部品認識カメラ７は、一対のコンベア２の外側（Ｙ１側およびＹ２側）に配置されている。部品認識カメラ７は、部品３１の実装に先立って部品３１の吸着状態（吸着姿勢）を認識するために、実装ヘッド４２のノズル４１に吸着された部品３１を下側（Ｚ２側）から撮像するように構成されている。これにより、実装ヘッド４２のノズル４１に吸着された部品３１の吸着状態をＣＰＵ８１により取得することが可能である。また、部品認識カメラ７の近傍には、照明７１（図３参照）が設けられている。照明７１は、部品認識カメラ７の撮像時に可視光をノズル４１に吸着された部品３１に照射するように構成されている。これにより、部品認識カメラ７によりノズル４１に吸着された部品３１を鮮明に撮像することが可能である。
【0033】
ＣＰＵ８１は、実装ヘッド４２による部品実装動作を制御するように構成されている。具体的には、ＣＰＵ８１は、一対のコンベア２による基板Ｐの搬送動作、ヘッドユニット４による実装動作、基板認識カメラ４３や部品認識カメラ７による撮像動作、レーザ変位計４４による高さ計測動作および３次元形状計測動作などの部品実装装置１００の全体の動作を制御するように構成されている。
【0034】
記憶装置８２は、基板Ｐの情報、部品３１の情報、実装動作を行うプログラムなどが格納されている。記憶装置８２は、たとえば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）や、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）などを含んでいる。また、記憶装置８２は、部品３１の吸着位置情報と、部品情報とが関連付けられて記憶されている。
【0035】
メモリ８３は、ＣＰＵ８１の動作の際に情報が記憶されるように構成されている。表示部８４は、部品実装装置１００の状態や、生産している基板Ｐの情報などが表示されるように構成されている。入力装置８５は、ユーザの部品実装装置１００に対する操作が入力されるように構成されている。入力装置８５は、たとえば、マウス、キーボード、スイッチ、タッチパネルなどが含まれる。
【0036】
モータコントローラ８６は、ＣＰＵ８１の制御によりモータアンプ９０を介して各種モータ９１（モータ５１、モータ６１、実装ヘッド４２の昇降モータ（Ｚ軸モータ）、実装ヘッド４２の回転モータ（Ｒ軸モータ）など）を駆動させるように構成されている。カメラＩ／Ｆ（インターフェース）８７は、部品認識カメラ７および基板認識カメラ４３が接続されている。また、カメラＩ／Ｆ８７は、ＣＰＵ８１に接続されている。これにより、ＣＰＵ８１と、部品認識カメラ７および基板認識カメラ４３とをそれぞれ接続するように構成されている。
【0037】
照明コントローラ８８は、ＣＰＵ８１の制御により照明７１および４３１を駆動させるように構成されている。レーザ変位計コントローラ８９は、ＣＰＵ８１に対して、入力および出力される信号を制御するように構成されている。レーザ変位計コントローラ８９は、レーザ変位計４４が接続されている。これにより、ＣＰＵ８１と、レーザ変位計４４とを接続するように構成されている。
【0038】
レーザ変位計４４は、図４に示すように、Ｘ方向に沿ってレーザをスキャンすることにより、３次元形状を計測するように構成されている。また、レーザ変位計４４は、線状にレーザを照射し、反射光に基づいて、線状のレーザ光が反射された各々の高さを計測する。
【0039】
ここで、従来では、収容部３２の中心を部品３１の吸着位置としていた。しかし、図５に示すように、収容部３２の中心に部品３１の吸着に適した面が無い場合などでは、収容部３２の中心を吸着位置とすることができない。このような場合は、オペレータが基板認識カメラ４３により撮像した画像を目視により確認しながら手動で部品吸着位置を決定している。また、従来では、部品３１の上端面高さはテープフィーダ３ａに関する情報と収容部３２に関する情報と部品厚み情報とから求める事ができるが、通常これらの情報が正確に入力されている訳ではない。また、収容部３２に関する情報は、一般的な情報が入力されているが実際にはテープのメーカーにより千差万別であまり正確ではない。また、部品厚み情報は、部品３１をノギスなどでオペレータが手動計測するなどして入力している。このため、不正確であったりオペレータの作業負担が増大している。
【0040】
図５に示すように、たとえば、本体部３１１と、複数のリード３１２とを有する部品３１の吸着位置情報を取得する場合、ＣＰＵ８１は、吸着可能な本体部３１１の面を吸着位置とする制御を行う。
【0041】
ここで、本実施形態では、ＣＰＵ８１は、レーザ変位計４４により計測した部品３１の３次元形状情報に基づいて、収容部３２の部品３１の吸着位置情報を取得する制御を行うように構成されている。具体的には、ＣＰＵ８１は、テープフィーダ３ａが部品実装装置１００にセットされると、予め入力されたテープフィーダ３ａに関する情報（種類、寸法）と、テープフィーダ３ａにセットされたテープの収容部３２に関する情報（種類、寸法）と、部品３１に関する情報（種類、サイズ）とに基づいて、ヘッドユニット４を、部品供給位置に移動させる。そして、ＣＰＵ８１は、ヘッドユニット４に設けられたレーザ変位計４４の計測により部品３１の形状および収容部３２の形状の３次元情報を取得する。
【0042】
つまり、ＣＰＵ８１は、部品吸着位置が一意的に決まる部品供給装置（テープフィーダ３ａやトレイ供給機）において、部品の吸着動作に先立って、部品供給位置における部品３１および収容部３２の形状を計測し、計測結果に基づいて、部品吸着位置を取得する。また、ＣＰＵ８１は、取得した吸着位置情報に基づいて、実装ヘッド４２により部品３１を吸着する制御を行うように構成されている。なお、「部品吸着位置が一意的に決まる」とは、部品供給機がテープフィーダ３ａの場合には、部品吸着位置は、固定的な一ケ所の位置であり一意的に決まる場合を含む。また、「部品吸着位置が一意的に決まる」とは、部品供給機がトレイ供給機の場合には、第一吸着位置は可変的ではあるがその他は第一吸着位置から等ピッチな複数位置であり一意的に決まる場合を含む。
【0043】
また、ＣＰＵ８１は、取得した吸着位置情報を、部品情報と関連付けて記憶させるように構成する。また、ＣＰＵ８１は、レーザ変位計４４により計測した部品３１の３次元形状情報に基づいて、実装ヘッド４２に取り付けられて部品３１を吸着するノズル４１の種類を決定するように構成されている。また、ＣＰＵ８１は、取得した吸着位置情報と、決定したノズル４１の種類とに基づいて、収容部３２の部品３１を吸着して、吸着状態を確認する制御を行うように構成されている。
【0044】
また、ＣＰＵ８１は、レーザ変位計４４により計測した部品３１の３次元形状情報に基づいて、部品３１の上端面の範囲および部品３１の上端面の高さを取得するように構成されている。また、ＣＰＵ８１は、レーザ変位計４４により計測した収容部３２および部品３１の３次元形状情報に基づいて、部品３１全体の外縁および収容部３２の外縁を取得し、収容部３２の外縁に対する部品３１全体の外縁のギャップ量から部品吸着位置を取得するように構成されている。また、ＣＰＵ８１は、収容部３２の外縁に対する部品３１全体の外縁のギャップ量に基づいて、部品３１の吸着可能範囲を取得するように構成されている。
【0045】
また、ＣＰＵ８１は、レーザ変位計４４により計測した収容部３２および部品３１の３次元形状情報に基づいて、部品３１の上端面の範囲の中心、部品３１全体の外縁の中心および収容部３２の外縁の中心を取得し、部品３１の上端面の範囲の中心と部品３１全体の外縁の中心とのオフセット量だけ、収容部３２の外縁の中心からオフセットした位置を部品吸着位置として取得するように構成されている。
【0046】
【0047】
図１５のステップＳ１において、ＣＰＵ８１は、部品３１の上端面範囲を取得する。具体的には、ＣＰＵ８１は、図６に示すように、レーザ変位計４４により計測した収容部３２および部品３１の３次元形状情報に基づいて、部品上端面の範囲に存在する部分を抽出する。部品３１の上端面範囲は、予め入力されたテープフィーダ３ａに関する情報（種類、寸法）と収容部３２に関する情報（種類、寸法）と部品３１に関する情報（種類、サイズ）とから、部品３１の上端面と思われる可能性のある高さ範囲が決められる。そして、その高さ範囲に入っている部品形状の３次元形状情報が部品上端面範囲とされる。部品３１の上端面範囲は、所定を基準に上下に幅を持たせて設定される。
【0048】
ステップＳ２において、ＣＰＵ８１は、部品３１の上端面範囲の中心を取得する。具体的には、ＣＰＵ８１は、図７に示すように、部品３１の上端面範囲中心を、部品３１の上端面範囲から求める。たとえば、部品３１の上端面範囲中心は、部品３１の上端面範囲の面積重心を中心として求められる。また、たとえば、部品３１の上端面範囲中心は、部品３１の上端面範囲の外形中心を中心として求められる。
【0049】
ステップＳ３において、ＣＰＵ８１は、部品３１の上端面の高さを取得する。具体的には、ＣＰＵ８１は、部品３１の上端面高さを、部品３１の上端面範囲から求める。たとえば、部品３１の上端面高さは、部品３１の上端面範囲の高さを平均して求められる。また、たとえば、部品３１の上端面高さは、部品３１の上端面範囲の中心の高さとして求められる。
【0050】
ステップＳ４において、ＣＰＵ８１は、部品３１全体の外縁を取得する。具体的には、図６および図８に示すように、予め入力されたテープフィーダ３ａに関する情報（種類、寸法）と収容部３２に関する情報（種類、寸法）と部品３１に関する情報（種類、サイズ）とから、部品３１の形状と思われる可能性のある高さ範囲が決められる。そして、その高さ範囲に入っている部品形状の３次元形状情報が部品３１とされる。また、部品３１とされた外縁が部品３１の外縁として取得される。
【0051】
ステップＳ５において、ＣＰＵ８１は、収容部３２の外縁を取得する。具体的には、図６および図８に示すように、予め入力されたテープフィーダ３ａに関する情報（種類、寸法）と収容部３２に関する情報（種類、寸法）と部品３１に関する情報（種類、サイズ）とから、収容部３２の上端面と思われる可能性のある高さ範囲が決められる。そして、その高さ範囲に入っている形状の３次元情報がテープの収容部３２の上面とされる。また、テープの内側の高さが変わる縁を収容部３２の外縁とされる。収容部３２（キャリアポケット）の外縁を求めることにより、収容部３２の外縁から部品３１の位置がばらつく量を求められるので、一意的に決まった吸着位置での最適なノズル４１を決めることが可能である。
【0052】
ステップＳ６において、ＣＰＵ８１は、部品３１全体の外縁と収容部３２の外縁とのギャップ量を算出する。具体的には、ＣＰＵ８１は、図９に示すように、部品３１の外縁と収容部３２の外縁とから、収容部３２に対する部品３１のギャップ量を求める。図９の例では、Ｘ方向のギャップＸｃは、Ｘｃ＝Ｘａ＋Ｘｂにより求められる。また、Ｙ方向のギャップＹｃは、Ｙｃ＝Ｙａ＋Ｙｂにより求められる。
【0053】
ステップＳ７において、ＣＰＵ８１は、部品３１の吸着位置（吸着位置情報）を取得する。具体的には、ＣＰＵ８１は、図１０に示すように、部品３１の上端面範囲中心と収容部３２の外縁中心とが予め設定された許容範囲内であれば、収容部３２の外縁の中心（範囲中心）を部品３１の吸着位置とする。予め設定された許容範囲は、たとえば、部品外形サイズの１／４（Ｘ方向において１／２、Ｙ方向において１／２のサイズ）に設定される。また、図１１に示すように、部品３１上端面範囲中心と収容部３２の外縁中心とが予め設定された許容範囲外であれば、ＣＰＵ８１は、部品３１の上端面範囲中心と部品３１の外縁の中心とのオフセット量を、収容部３２の外縁の中心（範囲中心）からオフセットした位置を部品吸着位置とする。
【0054】
ステップＳ８において、ＣＰＵ８１は、部品３１の吸着可能範囲を取得する。具体的には、ＣＰＵ８１は、図１２に示すように、部品３１の上端面範囲から部品３１と収容部３２のギャップ量を引いた範囲を、吸着可能範囲に決定する。つまり、ＣＰＵ８１は、部品３１の上端面範囲から、Ｘ方向においてＸｃ（＝Ｘａ＋Ｘｂ）のギャップ量だけ引き、Ｙ方向においてＹｃ（＝Ｙａ＋Ｙｂ）のギャップ量だけ引いた吸着可能範囲を取得する。
【0055】
ステップＳ９において、ＣＰＵ８１は、吸着に使用するノズル４１の種類を決定する。具体的には、ＣＰＵ８１は、図１３に示すように、ノズル４１の内径が吸着可能範囲以内で、かつ、最大内径のノズル４１を使用するノズル４１の種類として決定する。
【0056】
ステップＳ１０において、ＣＰＵ８１は、吸着位置情報と部品情報とを関連付けて記憶する。
【0057】
ステップＳ１１において、ＣＰＵ８１は、決定したノズル４１を使用して吸着状態を確認する。具体的には、ＣＰＵ８１は、図１４に示すように、実装ヘッド４２に吸着に使用するノズル４１を取り付けて、ノズル４１を部品吸着位置中心の上空に移動させ、部品３１の上端面高さから予め設定された部品３１押し込み量加味した部品吸着高さ位置に下降させて、バキューム動作を行い負圧を確認する。また、ＣＰＵ８１は、ノズル４１を吸着可能範囲の隅からノズル半径を引いた位置上空に移動させ、部品吸着高さ位置に下降させて、バキューム動作を行い負圧を確認する。また、ＣＰＵ８１は、ノズル４１を吸着可能範囲の隅からノズル半径を引いた一ケ所以上の位置で吸着状態を確認する。つまり、ＣＰＵ８１は、互いに異なる吸着位置において部品３１の吸着、上昇、下降、載置を繰り返し行い、吸着状態を確認する制御を行う。ＣＰＵ８１は、負圧が安定した部品吸着に必要な圧に達していれば、正しい吸着位置、正しい吸着高さ、正しいノズル４１であると判断し、吸着位置と吸着高さと使用ノズルとを記憶装置８２に記憶する。一方ＣＰＵ８１は、負圧が安定した部品吸着に必要な圧に達しなければ、オペレータに通知する。その後、部品吸着位置取得処理が終了する。
【0058】
（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0059】
本実施形態では、上記のように、レーザ変位計４４により計測した部品３１の３次元形状情報に基づいて、収容部３２の部品３１の吸着位置情報を取得する制御を行うＣＰＵ８１を設ける。これにより、部品３１の３次元形状情報に基づいて部品３１のリードや平坦でない位置など吸着が困難な位置を避けて部品３１の吸着位置を設定することができるので、部品３１の吸着位置を精度よく設定することができる。また、オペレータにより吸着位置を手動で設定する必要がないので、オペレータの作業負担が増大するのを抑制することができる。これらの結果、オペレータの作業負担が増大するのを抑制しつつ、部品３１の吸着位置を精度よく設定することができる。また、オペレータが手動で部品３１の吸着位置を設定する場合に比べて、設定時間を短縮することができるので、段取り時間を短縮することができる。
【0060】
また、本実施形態では、上記のように、ＣＰＵ８１を、取得した吸着位置情報を、部品情報と関連付けて記憶させるように構成する。これにより、同じ種類の部品３１を吸着する場合に、記憶された吸着位置情報を利用することができるので、吸着位置を設定する際の時間を効果的に短縮することができる。
【0061】
また、本実施形態では、上記のように、レーザ変位計４４は、実装ヘッド４２とともに水平方向（ＸＹ方向）に移動されるように構成する。これにより、部品供給位置が複数ある場合でも、レーザ変位計４４を移動させることができるので、共通のレーザ変位計４４を複数の部品供給位置に移動させて計測を行うことができる。その結果、レーザ変位計４４を、複数の部品供給位置毎に設ける必要がない。また、レーザ変位計４４が実装ヘッド４２とともに移動されるので、レーザ変位計４４を移動させるための機構を別途設ける必要がない。その結果、レーザ変位計４４を設けたとしても、部品点数が増加するのを抑制することができるとともに装置構成が複雑化するのを抑制することができる。
【0062】
また、本実施形態では、上記のように、ＣＰＵ８１を、レーザ変位計４４により計測した部品３１の３次元形状情報に基づいて、実装ヘッド４２に取り付けられて部品３１を吸着するノズル４１の種類を決定するように構成する。これにより、部品３１の形状に適したノズル４１を決定することができるので、部品３１とノズル４１とのミスマッチの発生を抑制することができる。その結果、吸着ミスや吸着不良の発生を抑制することができるので、部品３１の実装精度を向上させることができる。
【0063】
また、本実施形態では、上記のように、ＣＰＵ８１を、取得した吸着位置情報と、決定したノズル４１の種類とに基づいて、収容部３２の部品３１を吸着して、吸着状態を確認する制御を行うように構成する。これにより、実装動作開始前に、吸着ミスや吸着不良の発生を確認することができるので、吸着ミスや吸着不良の発生を効果的に抑制することができる。その結果、部品３１の実装精度をより向上させることができる。
【0064】
また、本実施形態では、上記のように、ＣＰＵ８１を、レーザ変位計４４により計測した部品３１の３次元形状情報に基づいて、部品３１の上端面の範囲および部品３１の上端面の高さを取得するように構成する。これにより、部品３１の吸着に適した上端面に吸着位置を設定することができる。また、取得した部品３１の上端面の高さに基づいて、部品３１を適切な高さ位置において吸着することができる。
【0065】
また、本実施形態では、上記のように、ＣＰＵ８１を、レーザ変位計４４により計測した収容部３２および部品３１の３次元形状情報に基づいて、部品３１全体の外縁および収容部３２の外縁を取得し、収容部３２の外縁に対する部品３１全体の外縁のギャップ量から部品吸着位置を取得するように構成する。これにより、収容部３２の外縁に対する部品３１全体の外縁のギャップ量から収容部３２内の部品３１の移動可能な最大の距離を算出することができるので、収容部３２内のどの位置に移動した場合でも部品３１を吸着可能なように部品吸着位置を設定することができる。これにより、吸着ミスや吸着不良の発生を抑制することができる。
【0066】
また、本実施形態では、上記のように、ＣＰＵ８１を、収容部３２の外縁に対する部品３１全体の外縁のギャップ量に基づいて、部品３１の吸着可能範囲を取得するように構成する。これにより、部品３１の吸着可能範囲内に部品吸着位置を設定することにより、部品３１をより確実に吸着することができる。
【0067】
また、本実施形態では、上記のように、ＣＰＵ８１を、レーザ変位計４４により計測した収容部３２および部品３１の３次元形状情報に基づいて、部品３１の上端面の範囲の中心、部品３１全体の外縁の中心および収容部３２の外縁の中心を取得し、部品３１の上端面の範囲の中心と部品３１全体の外縁の中心とのオフセット量だけ、収容部３２の外縁の中心からオフセットした位置を部品吸着位置として取得するように構成する。これにより、収容部３２の外縁の中心を基準として、部品３１の上端面の中心位置に対応した位置を部品吸着位置とすることができるので、収容部３２内において部品３１がどの方向に移動した場合でも、部品吸着位置が部品３１の上端面の位置となるようにすることができる。
【0068】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【0069】
たとえば、上記実施形態では、収容部および部品の３次元形状をレーザ変位計により計測する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１６に示す変形例のように、収容部および部品の３次元形状をステレオカメラ４５により計測してもよい。ステレオカメラ４５は、複数のカメラ４５１と、照明４５２とを含んでいてもよい。複数のカメラ４５１は、上下方向に並んで配置されていてもよい。また、ステレオカメラ４５は、鉛直方向（Ｚ方向）に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成されていてもよい。なお、ステレオカメラ４５は、特許請求の範囲の「３次元計測部」の一例である。
【0070】
また、本発明では、図１７に示す変形例のように、収容部および部品の３次元形状を光切断法を用いる３次元計測部４６により計測してもよい。３次元計測部４６は、カメラ４６１と、プロジェクタ４６２とを含んでいてもよい。プロジェクタ４６２は、ライン状のパターン光を、収容部３２および部品３１に照射して投影する。カメラ４６１は、投影されたパターン光を撮像する。そして、撮像されたパターン光の形状に基づいて、収容部および部品の３次元形状が計測される。
【0071】
また、本発明では、図１８に示す変形例のように、収容部および部品の３次元形状を位相シフト法を用いる３次元計測部４７により計測してもよい。３次元計測部４７は、カメラ４７１と、複数のプロジェクタ４７２とを含んでいてもよい。位相シフト法では、プロジェクタ４７２の各々から正弦波状の光強度分布を有する等間隔の格子状の明暗パターン（縞パターン光）を計測対象（収容部３２および部品３１）に投影する。また、この明暗パターンの位置（位相）をシフトさせた複数の画像をカメラ４７１により撮像する。そして、撮像した複数の画像における同一部分の画素値の差異に基づいて、計測対象の立体形状（高さ）を算出する。
【0072】
また、本発明では、収容部および部品の３次元形状をＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｙ）カメラを用いて検出してもよい。なお、この場合、ＴＯＦカメラは、特許請求の範囲の「３次元計測部」の一例である。
【0073】
また、上記実施形態では、決定した種類のノズルを用いて部品の吸着状態を確認する際に、負圧を確認することにより行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ノズルに吸着した状態の部品をカメラにより撮像することにより吸着状態を確認してもよい。
【0074】
また、上記実施形態では、部品供給位置にテープに保持された部品を供給する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、部品供給位置にトレイなどに載置された部品を供給してもよい。
【0075】
また、上記実施形態では、複数の実装ヘッドが直線状に１列または複数列設けられたいわゆるインライン式のヘッドユニットを設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、実装ヘッドが円周状に複数設けられたいわゆるロータリー式のヘッドユニットを設けてもよい。
【0076】
また、上記実施形態では、ヘッドユニットが１つ設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ヘッドユニットを複数設けてもよい。
【0077】
また、上記実施形態では、基板を搬送するコンベアが一対設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基板を搬送するコンベアが複数対設けられていてもよい。たとえば、並行して基板を搬送可能であり、並行して基板に部品を実装可能な部品実装装置に本発明を適用してもよい。
【0078】
また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御部としてのＣＰＵの制御処理を、処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の制御処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【0079】
３１ 部品
３２ 収容部
４１ ノズル
４２ 実装ヘッド
４４ レーザ変位計（３次元計測部）
４５ 撮像ユニット（３次元計測部）
４６、４７ ３次元計測部
８１ ＣＰＵ（制御部）
１００ 部品実装装置
Ｐ 基板
３２ 収容部
４１ ノズル
４２ 実装ヘッド
４４ レーザ変位計（３次元計測部）
４５ 撮像ユニット（３次元計測部）
４６、４７ ３次元計測部
８１ ＣＰＵ（制御部）
１００ 部品実装装置
Ｐ 基板
【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】
【図17】
【図18】