特許 7142454 実装装置、実装方法

(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】

(24)【登録日】2022-09-15

(45)【発行日】2022-09-27

(54)【発明の名称】実装装置、実装方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20220916BHJP

   H05K 13/08 20060101ALI20220916BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 C

H05K13/08 Q

H05K13/04 M

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018077445

(22)【出願日】2018-04-13

(65)【公開番号】P2019186450

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2021-03-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000003399

【氏名又は名称】ＪＵＫＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100150304

【弁理士】

【氏名又は名称】溝口 勉

(72)【発明者】

【氏名】児玉 裕介

(72)【発明者】

【氏名】石橋 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 孝一朗

【審査官】福島 和幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－００５２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２８８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６５２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４２３１１（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】

長さが異なる複数種類の突起が設けられた挿入部品をノズルで保持し、前記突起を基板のスルーホールに挿入して前記挿入部品を前記基板に実装する実装装置であって、
前記複数種類の突起のうち少なくとも２種類の突起の先端の位置情報を取得する情報取得部と、
前記少なくとも２種類の突起の長い方から順に、前記突起の種類毎に各突起の先端の位置情報に基づいて位置補正しつつ当該突起の先端を前記基板のスルーホールに挿入するように前記ノズルを制御するノズル制御部とを備え、
前記情報取得部は、前記突起の種類毎にグループ化して画像認識し、前記グループ毎に前記位置情報を求めることを特徴とする実装装置。

【請求項2】

前記挿入部品は、複数の部品を組み付けたものであり、前記少なくとも２種類の突起が別々の部品に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の実装装置。

【請求項3】

前記挿入部品は、前記複数の部品毎に前記複数種類の突起の位置精度が出ていることを特徴とする請求項２に記載の実装装置。

【請求項4】

前記情報取得部は、前記少なくとも２種類の突起の先端の３次元位置情報を取得することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の実装装置。

【請求項5】

前記情報取得部は、位相シフト法によって前記少なくとも２種類の突起の先端の３次元位置情報を取得することを特徴とする請求項４に記載の実装装置。

【請求項6】

前記ノズル制御部は、前記少なくとも２種類の突起のうち、挿入順序が今回の突起と挿入順序が次回の突起の長さの差分よりも小さな挿入量で、前記今回の突起の先端を前記基板の表面からスルーホールに挿入するように前記ノズルを制御することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の実装装置。

【請求項7】

前記挿入部品は、ハウジング部品にプラグ部品を組み付けたＵＳＢコネクタであり、
前記ハウジング部品に第１のボスが設けられ、前記プラグ部品に前記第１のボスよりも短い第２のボスと前記第２のボスよりも短いリード端子が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の実装装置。

【請求項8】

長さが異なる複数種類の突起が設けられた挿入部品をノズルで保持し、前記突起を基板のスルーホールに挿入して前記挿入部品を前記基板に実装する実装方法であって、
前記複数種類の突起のうち少なくとも２種類の突起の先端の位置情報を取得するステップと、
前記少なくとも２種類の突起の長い方から順に、前記突起の種類毎に各突起の先端の位置情報に基づいて位置補正しつつ当該突起の先端を前記基板のスルーホールに挿入するように前記ノズルを制御するステップとを有し、
前記情報を取得するステップは、前記突起の種類毎にグループ化して画像認識し、前記グループ毎に前記位置情報を求めることを特徴とする実装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、実装装置、実装方法に関する。

【背景技術】

【0002】

実装装置として、挿入部品のリード端子やボス等の突起を基板のスルーホールに挿入することで、基板に対して挿入部品を実装するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の実装装置では、ノズルによって挿入部品がピックアップされて、撮像装置によって挿入部品から突出した複数の突起の位置が認識される。そして、基板に形成された複数のスルーホールの真上まで挿入部品が搬送されて、挿入部品が基板のスルーホールに向けて垂直に降ろされることで、挿入部品の各突起が基板の各スルーホールに真っ直ぐに挿入される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６２－１４３４９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、挿入部品に複数種類の突起が設けられている場合には、一種類の突起を基準に位置合わせすると、他の種類の突起で位置ズレが生じて、基板の各スルーホールに対して挿入部品の各突起を挿入することが困難であった。

【0005】

本開示はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数種類の突起が設けられた挿入部品を基板に対して適切に実装することができる実装装置及び実装方法を提供することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様の実装装置は、長さが異なる複数種類の突起が設けられた挿入部品をノズルで保持し、前記突起を基板のスルーホールに挿入して前記挿入部品を前記基板に実装する実装装置であって、前記複数種類の突起のうち少なくとも２種類の突起の先端の位置情報を取得する情報取得部と、前記少なくとも２種類の突起の長い方から順に、前記突起の種類毎に各突起の先端の位置情報に基づいて位置補正しつつ当該突起の先端を前記基板のスルーホールに挿入するように前記ノズルを制御するノズル制御部とを備え、前記情報取得部は、前記突起の種類毎にグループ化して画像認識し、前記グループ毎に前記位置情報を求めることを特徴とする。

【0007】

本開示の一態様の実装方法は、長さが異なる複数種類の突起が設けられた挿入部品をノズルで保持し、前記突起を基板のスルーホールに挿入して前記挿入部品を前記基板に実装する実装方法であって、前記複数種類の突起のうち少なくとも２種類の突起の先端の位置情報を取得するステップと、前記少なくとも２種類の突起の長い方から順に、前記突起の種類毎に各突起の先端の位置情報に基づいて位置補正しつつ当該突起の先端を前記基板のスルーホールに挿入するように前記ノズルを制御するステップとを有し、前記情報を取得するステップは、前記突起の種類毎にグループ化して画像認識し、前記グループ毎に前記位置情報を求めることを特徴とする。

【0008】

これらの構成によれば、突起の種類毎に突起の先端と基板のスルーホールが位置合わせされ、長い突起から先に突起の先端が基板のスルーホールに挿入される。１種類ずつ突起の誤差が位置補正されて突起の先端が基板のスルーホールに挿入されるため、基板のスルーホールに対する複数種類の突起の挿入ミスを減らすことができる。よって、複数種類の突起が設けられた挿入部品を基板に適切に実装することができる。

【0009】

本開示の一態様の実装装置において、前記挿入部品は、複数の部品を組み付けたものであり、前記少なくとも２種類の突起が別々の部品に設けられている。この構成によれば、複数種類の突起が別々の部品に設けられて位置精度が出にくい挿入部品であっても、基板のスルーホールに対する複数種類の突起の挿入ミスを減らすことができる。

【0010】

本開示の一態様の実装装置において、前記挿入部品は、前記複数の部品毎に前記複数種類の突起の位置精度が出ている。この構成によれば、部品毎に突起の誤差を補正することで、基板のスルーホールに対する複数種類の突起の挿入ミスを減らすことができる。

【0011】

本開示の一態様の実装装置において、前記取得部は、前記少なくとも２種類の突起の先端の３次元位置情報を取得する。この構成によれば、突起の先端の３次元位置情報から複数種類の突起の長さ関係を求めて挿入順序を決定することができる。

【0012】

本開示の一態様の実装装置において、前記取得部は、位相シフト法によって前記少なくとも２種類の突起の先端の３次元位置情報を取得する。この構成によれば、光沢がない突起の先端であっても先端の３次元位置情報を精度よく取得することができる。

【0013】

本開示の一態様の実装装置において、前記制御部は、前記少なくとも２種類の突起のうち、挿入順序が今回の突起と挿入順序が次回の突起の長さの差分より小さな挿入量で、前記今回の突起の先端を前記基板の表面からスルーホールに挿入するように前記ノズルを制御する。この構成によれば、突起を挿入し過ぎることがなく、突起の挿入中に別の種類の突起が基板に衝突することがない。よって、基板のスルーホールに対して複数種類の突起を段階的に挿入することができる。

【0014】

本開示の一態様の実装装置において、前記挿入部品は、ハウジング部品にプラグ部品を組み付けたＵＳＢコネクタであり、前記ハウジング部品に第１のボスが設けられ、前記プラグ部品に前記第１のボスよりも短い第２のボスと前記第２のボスよりも短いリード端子が設けられている。この構成によれば、第１のボス、第２のボス、リード端子の順に、各突起の先端を位置補正しつつ基板のスルーホールに挿入して、ＵＳＢコネクタを基板に適切に実装することができる。

【発明の効果】

【0015】

本開示によれば、突起の種類毎に突起の先端と基板のスルーホールが位置合わせされ、長い突起から先に突起の先端が基板のスルーホールに挿入されるため、複数種類の突起が設けられた挿入部品を基板に適切に実装することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施の形態の実装装置の上面模式図である。

【図2】本実施の形態の挿入部品の模式図である。

【図3】本実施の形態の実装装置の制御ブロック図である。

【図4】本実施の形態の挿入部品の実装動作の一例を示す図である。

【図5】本実施の形態の挿入部品の実装動作の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照して、本実施の形態の画像処理装置を備えた実装装置について説明する。図１は、本実施の形態の実装装置の上面模式図である。なお、本実施の形態の実装装置は一例に過ぎず、適宜変更が可能である。図２は、本実施の形態の挿入部品の模式図である。

【0018】

図１に示すように、実装装置１は、実装ヘッド３０によって部品供給装置１５から挿入部品５０をピックアップして、基板６０の所定位置に実装するように構成されている。実装装置１の基台１０の略中央には、Ｘ軸方向に基板６０を搬送する基板搬送部１１が配設されている。基板搬送部１１は、Ｘ軸方向の一端側から部品実装前の基板６０を実装ヘッド３０の下方に搬入して位置決めし、部品実装後の基板６０をＸ軸方向の他端側から搬出している。また、基板搬送部１１を挟んだ両側には、部品供給装置１５としてトレイフィーダが設けられており、トレイフィーダの各トレイには多数の挿入部品５０が載置されている。

【0019】

基台１０上には、実装ヘッド３０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるＸＹ移動部２０が設けられている。ＸＹ移動部２０は、Ｙ軸方向に平行に延びる一対のＹ軸移動部２１と、Ｘ軸方向に平行に延びるＸ軸移動部２２とを有している。一対のＹ軸移動部２１は基台１０の四隅に立設された支持部（不図示）に支持されており、Ｘ軸移動部２２は一対のＹ軸移動部２１上にＹ軸方向に移動可能に設置されている。Ｘ軸移動部２２上には、実装ヘッド３０がＸ軸方向に移動可能に設置されている。Ｘ軸移動部２２とＹ軸移動部２１によって実装ヘッド３０が水平移動されて部品供給装置１５から基板６０の所望の位置に挿入部品５０が搬送される。

【0020】

実装ヘッド３０は、ノズル３２を備えた複数（本実施の形態では３つ）のヘッド部３３を有している。ヘッド部３３は、Ｚ軸モータ（不図示）によってノズル３２をＺ軸方向に上下動すると共に、θモータ（不図示）によってノズル３２をＺ軸回りに回転する。各ノズル３２は吸引源（不図示）に接続されており、吸引源からの吸引力によって挿入部品５０を吸着保持する。なお、実装ヘッド３０のノズル３２は、上記の吸引ノズルに限定されず、部品供給装置１５から挿入部品５０を取り出して基板６０に実装可能であればよく、例えばグリッパーノズルで構成されていてもよい。

【0021】

実装ヘッド３０には、測定対象の高さを計測する高さ計測部３４と、ノズル３２に吸着された挿入部品５０を撮像する吸着撮像部（不図示）とが設けられている。高さ計測部３４は、例えば、発光素子から測定対象に向けて発光し、測定対象からの反射光を受光素子で受光することで実装ヘッド３０から測定対象までの距離を計測している。吸着撮像部は、ノズル３２に吸着された挿入部品５０を側方から撮像し、側方画像によってノズル３２による挿入部品５０の吸着状態が認識される。また、吸着撮像部では、基板６０に対する挿入部品５０の押し込み量を調整するために吸着部品の高さが測定される。

【0022】

また、実装ヘッド３０には、基板６０上のマークを撮像する基板撮像部３５と、ノズル３２による挿入部品５０の実装動作を撮像する部品撮像部３６とが設けられている。基板撮像部３５は、基板６０上のマークを真上から撮像しており、マークの上面画像によって基板６０に座標系が設定されると共に基板６０の位置や反り等が認識される。部品撮像部３６は、部品供給装置１５に対する挿入部品５０の吸着前後を撮像する他、基板６０に対する挿入部品５０の実装前後を撮像している。これら部品画像によってノズル３２による部品の吸着有無が検査されると共に、基板６０における部品の実装有無が検査される。

【0023】

実装装置１の基台１０上には、ノズル３２に保持された挿入部品５０の突起５３（図２Ｂ参照）を撮像する突起撮像部３７が設けられている。突起撮像部３７は、実装ヘッド３０による搬送中の挿入部品５０を真下から撮像しており、挿入部品５０の撮像画像によって挿入部品５０から延びる突起５３の位置が認識される。また、実装装置１には、装置各部を統括制御する制御部４０が設けられている。このような実装装置１では、上位システムから生産プログラムがダウンロードされ、生産プログラムに基づいて基板６０に対する挿入部品５０の実装動作が実施される。

【0024】

制御部４０は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等によって構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成されている。また、メモリには、実装装置１全体の制御プログラムの他、実装装置１に実装動作を実行させるプログラムが記憶されている。実装装置１では、基板６０に対して挿入部品５０だけでなく、チップ部品等の他の部品が実装されてもよい。

【0025】

ところで、上記したように挿入部品５０には突起５３が設けられており、挿入部品５０の突起５３が基板６０のスルーホール６１（図５参照）に挿入されることで基板６０に挿入部品５０が実装される。この場合、挿入部品５０の突起５３と基板６０のスルーホール６１が位置合わせされるが、挿入部品５０に複数種類の突起５３が設けられていると、通常の位置合わせでは全ての突起５３をスルーホール６１に適切に挿入することができない場合がある。すなわち、一種類の突起５３を基準に位置合わせすると、別の種類の突起５３で位置ズレが生じて適切な位置合わせが難しい。

【0026】

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、このような挿入部品５０として、ハウジング部品（部品）５１にプラグ部品（部品）５２を組み付けたＵＳＢコネクタが知られている。ハウジング部品５１には突起５３として一対のボス５３Ａ（第１のボス）が立設されており、プラグ部品５２には突起５３として一対のボス５３Ｂ（第２のボス）と５つのリード端子５３Ｃが立設されている。ボス５３Ａは最も長く、ボス５３Ｂはボス５３Ａよりも短く、リード端子５３Ｃはボス５３Ｂよりも短く形成されている。また、ハウジング部品５１とプラグ部品５２は別々の製造工程で製造されているため、ハウジング部品５１のボス５３Ａとプラグ部品５２のボス５３Ｂ及びリード端子５３Ｃとで位置精度が出難くなっている。

【0027】

この場合、ボス５３Ａの先端に焦点を合わせて画像認識すると、ボス５３Ａとリード端子５３Ｃの位置精度が出ていないため、ボス５３Ａの先端座標を基準にした位置補正だけでは挿入ミスが生じる場合がある。一方で、リード端子５３Ｃの先端に焦点を合わせて画像認識すると、リード端子５３Ｃとボス５３Ａの位置精度が出ていないため、リード端子５３Ｃの先端座標を基準にした位置補正だけでは挿入ミスが生じる場合がある。ボス５３Ａ及びリード端子５３Ｃのいずれか一方に焦点を合わせた画像認識では、ボス５３Ａ、ボス５３Ｂ、リード端子５３Ｃの全てを基板６０のスルーホール６１に挿入することが難しい。

【0028】

ボス５３Ａの先端とリード端子５３Ｃの先端を同時に画像認識可能な高さに焦点を合わせて認識パラメータを微調整することで、ボス５３Ａ及びリード端子５３Ｃで位置補正して挿入率を向上させることができる。しかしながら、焦点高さの調整や認識パラメータの調整（ファインチューニング）が必要となり、実装装置１に精通したオペレータでなければ適切に調整することができない。このように、焦点高さ等の煩雑な調整作業を行うことなく、ＵＳＢコネクタのような挿入部品５０を基板６０に適切に実装可能な実装方法が求められている。

【0029】

そこで、本実施の形態では、突起５３の種類毎に突起５３の先端を画像認識して位置補正し、長い突起５３から先に突起５３の先端を基板６０のスルーホール６１に挿入するようにしている。ボス５３Ａで位置補正してボス５３Ａの先端を基板６０のスルーホール６１に挿入した状態で、ボス５３Ｂやリード端子５３Ｃで位置補正して挿入動作を実施している。ボス５３Ａ、ボス５３Ｂ、リード端子５３Ｃが１種類ずつ順番に補正されながら挿入されるため、基板６０のスルーホール６１に対する複数種類の突起５３の挿入ミスを減らすことができる。よって、ＵＳＢコネクタのような挿入部品５０を基板６０に適切に実装することができる。

【0030】

以下、図３を参照して、実装装置の制御構成について説明する。図３は、本実施の形態の実装装置の制御ブロック図である。なお、図３の制御ブロック図には、実装装置の制御ブロックが簡略化されて記載されているが、実装装置が通常備える構成については備えているものとする。

【0031】

図３に示すように、実装装置１（図１参照）の制御部４０には、挿入部品５０の突起５３を撮像する突起撮像部３７が接続されている。突起撮像部３７は、３次元計測用のカメラであり、プロジェクタ３９から挿入部品５０に縞状のパターン光を投影し、縞状のパターン光の位相をシフトしながら複数回に亘って挿入部品５０の複数種類の突起５３を撮像している。制御部４０には、突起撮像部３７からパターン光の位相を変えた複数の突起画像が入力されている。制御部４０には、情報取得部４１、順序決定部４２、挿入量算出部４３、補正値算出部４４、ノズル制御部４５が設けられている。

【0032】

情報取得部４１では、突起撮像部３７から入力された複数の突起画像に位相シフト法による画像処理が施されて、複数の突起画像から複数種類の突起５３の先端の３次元位置情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が取得される。位相シフト法を用いているため、合焦点位置から高さを検出する焦点法と比較して、複数種類の突起５３の先端高さを精度良く求めることができる。なお、本実施の形態では、情報取得部４１が制御部４０に設けられる構成にしたが、情報取得部４１は突起撮像部３７に設けられていてもよい。すなわち、突起撮像部３７から制御部４０に対して突起画像ではなく、突起５３の先端の３次元位置情報が入力されてもよい。

【0033】

順序決定部４２では、情報取得部４１で取得された複数種類の突起５３の位置情報から突起５３の挿入順序が決定される。この場合、高さ情報として突起撮像部３７の撮像面（基準面）から各突起５３の先端までの高さが求められているため、この高さの違いから複数種類の突起５３の長さの大小関係が間接的に求められる。長い突起５３から先に挿入されるように、基板６０のスルーホール６１に対する複数種類の突起５３の挿入順序が決定される。これにより、突起５３の長い方から順番に、突起５３の先端を基板６０のスルーホール６１に段階的に挿入することができる。

【0034】

挿入量算出部４３では、複数種類の突起５３の長さの差分から各突起５３の基板６０の表面からスルーホール６１に対する挿入量が算出される。この場合、複数種類の突起５３のうち挿入順序が今回の突起５３と挿入順序が次回の突起５３の長さの差分が算出され、この差分よりも小さくなるように今回の突起５３の挿入量が設定される。すなわち、ｎ番目に長い突起５３とｎ＋１番目に長い突起５３の長さの差分が算出され、ｎ番目に長い突起５３の挿入量が当該差分よりも小さく調整される。よって、突起５３が挿入され過ぎることがなく、突起５３の挿入中に別の種類の突起５３が基板６０に衝突することがない。

【0035】

補正値算出部４４では、情報取得部４１で取得された複数種類の突起５３の位置情報から補正値が算出される。この場合、突起撮像部３７の撮像中心を基準にして複数種類の突起５３のズレ量が補正値として算出される。ノズル制御部４５には、情報取得部４１から突起５３の位置情報、順序決定部４２から挿入順序、挿入量算出部４３から挿入量、補正値算出部４４から補正値が入力される。ノズル制御部４５では、複数種類の突起５３の長い方から先に、突起５３の種類毎に突起５３の先端の位置情報に基づいて補正されつつ、突起５３の先端がスルーホール６１に挿入されるようにノズル３２が制御される。

【0036】

このような構成により、長い突起５３から１種類ずつ突起５３が位置補正されて、突起５３の先端が基板６０のスルーホール６１に挿入される。基板６０のスルーホール６１に対して複数種類の突起５３が段階的に挿入されることで、長さが異なる複数種類の突起５３が設けられた挿入部品５０であっても基板６０に適切に実装することが可能になっている。特に、挿入部品５０が複数の部品を組み付けたものであり、複数種類の突起５３が別々の部品に設けられて位置精度が出難いものであっても、基板６０のスルーホール６１に対する複数種類の突起５３の挿入ミスを減らすことができる。

【0037】

続いて、図４及び図５を参照して、挿入部品の実装動作について説明する。図４及び図５は、本実施の形態の挿入部品の実装動作の一例を示す図である。ここでは、挿入部品として図２に示すＵＳＢコネクタを例示して説明するが、挿入部品は長さが異なる複数種類の突起が設けられたものであれば特に限定されない。なお、説明の便宜上、図３の符号を使用して説明する。

【0038】

図４Ａに示すように、ノズル３２によって部品供給装置１５（図１参照）から挿入部品５０が持ち上げられ、突起撮像部３７の上方の基準高さに位置付けられる。突起撮像部３７の上方では、挿入部品５０に対してプロジェクタ３９から位相をシフトさせながら縞状のパターン光が投影され、突起撮像部３７によってパターン光の位相が異なる複数の突起画像が撮像される。そして、情報取得部４１で複数の突起画像に対して位相シフト法による画像解析が実施されて、挿入部品５０に設けられたボス５３Ａ、ボス５３Ｂ、リード端子５３Ｃが画像認識されると共に先端の位置情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が取得される。

【0039】

上記したように、挿入部品５０はハウジング部品５１にプラグ部品５２を組み付けて構成され、ハウジング部品５１には樹脂製の一対のボス５３Ａが立設されており、プラグ部品５２には樹脂製の一対のボス５３Ｂと金属製の５つのリード端子５３Ｃが立設されている。ボス５３Ａ、ボス５３Ｂの先端が丸く形成されて光が拡散し易く、さらに樹脂製で金属製のリード端子５３Ｃと比べて光沢がないため、焦点法の画像認識では十分な認識精度が得られない。しかしながら、本実施の形態では、位相シフト法を使用しているため、ボス５３Ａ、ボス５３Ｂの先端形状や材質に関わらず、先端の３次元位置情報を精度よく取得することができる。

【0040】

また、情報取得部４１では、突起の種類毎にグループ化して画像認識されて、グループ毎に位置情報が求められている。すなわち、一対のボス５３Ａが第１のグループ、一対のボス５３Ｂが第２のグループ、５つのリード端子５３Ｃが第３のグループとして認識されている。グループ化によって突起の種類毎に処理を分けて実施することが可能になっている。なお、ボス５３Ｂとリード端子５３Ｃは同じプラグ部品５２に設けられているため、ボス５３Ｂとリード端子５３Ｃの位置精度が出ている場合には、一対のボス５３Ｂと５つのリード端子５３Ｃをまとめて１つのグループにしてもよい。

【0041】

図４Ｂに示すように、ボス５３Ａ、ボス５３Ｂ、リード端子５３Ｃの先端の位置情報が取得されると、ボス５３Ａ、ボス５３Ｂ、リード端子５３Ｃの先端の高さ座標（Ｚ）から基板６０のスルーホール６１（図５参照）に対する挿入順序が決定される。高さ座標が低くなるほど突起が長いことを示すため、挿入順序はボス５３Ａの第１のグループが１番、ボス５３Ｂの第２のグループが２番、リード端子５３Ｃの第３のグループが３番に決定される。ボス５３Ａ、ボス５３Ｂ、リード端子５３Ｃの長さ関係に基づいて、挿入順序が長い方から順番に設定されている。

【0042】

また、図４Ｃに示すように、ボス５３Ａ、ボス５３Ｂ、リード端子５３Ｃの先端の高さ座標から、基板６０の表面からのボス５３Ａ及びボス５３Ｂの挿入量が算出される。ボス５３Ａ及びボス５３Ｂの先端の高さ座標から、ボス５３Ａとボス５３Ｂの長さの差分Ｌ１が求められて、ボス５３Ａの第１のグループの挿入量として差分Ｌ１よりも少ないＬ１－ΔＬ（ΔＬ＜Ｌ１）が算出される。ボス５３Ｂ及びリード端子５３Ｃの先端の高さ座標から、ボス５３Ｂとリード端子５３Ｃの長さの差分Ｌ２が求められて、ボス５３Ｂの第２のグループの挿入量として差分Ｌ２よりも少ないＬ２－ΔＬ（ΔＬ＜Ｌ２）が算出される。なお、リード端子５３Ｃは奥まで挿入されるため、ここではリード端子５３Ｃの第３のグループの挿入量は算出されない。

【0043】

図４Ｄに示すように、ボス５３Ａ、ボス５３Ｂ、リード端子５３Ｃの先端の水平座標（Ｘ、Ｙ）から、ボス５３Ａ、ボス５３Ｂ、リード端子５３Ｃの補正値が算出される。突起撮像部３７の撮像中心を基準としてボス５３Ａ、ボス５３Ｂ、リード端子５３Ｃの中心座標のズレ量が補正値として求められる。グループ内では突起同士の位置精度が出ているため、各グループで共通の補正値が算出される。ボス５３Ａの第１のグループでは補正値Ａが算出され、ボス５３Ｂの第２のグループでは補正値Ｂが算出され、リード端子５３Ｃの第３のグループでは補正値Ｃが算出されている。

【0044】

図５Ａに示すように、ノズル３２によって挿入部品５０が基板６０の挿入位置の真上に位置付けられると、補正値Ａを用いて第１のグループの一対のボス５３Ａが位置補正される。これにより、一対のボス５３Ａの先端と基板６０の一対のスルーホール６１が位置合わせされ、挿入部品５０を保持したノズル３２が下降することでボス５３Ａの先端が基板６０のスルーホール６１に挿入される。第１のグループのボス５３Ａの先端が基板６０の表面から挿入量Ｌ１－ΔＬまで挿入されると、第２のグループのボス５３Ｂの先端が基板６０の表面に到達する手前でノズル３２の下降が停止される。

【0045】

図５Ｂに示すように、ボス５３Ａの先端が基板６０のスルーホール６１に挿入された状態で、補正値Ｂを用いて第２のグループの一対のボス５３Ｂが位置補正される。これにより、一対のボス５３Ｂの先端と基板６０の一対のスルーホール６１が位置合わせされ、挿入部品５０を保持したノズル３２が再び下降することでボス５３Ｂの先端が基板６０のスルーホール６１に挿入される。第２のグループのボス５３Ｂの先端が基板６０の表面から挿入量Ｌ２－ΔＬまで挿入されると、第３のグループのリード端子５３Ｃの先端が基板６０の表面に到達する手前でノズル３２の下降が停止される。

【0046】

図５Ｃに示すように、ボス５３Ａ及びボス５３Ｂの先端が基板６０のスルーホール６１に挿入された状態で、補正値Ｃを用いて第３のグループの複数のリード端子５３Ｃが位置補正される。これにより、複数のリード端子５３Ｃの先端と基板６０の複数のスルーホール６１が位置合わせされ、挿入部品５０を保持したノズル３２が再び下降することでリード端子５３Ｃの先端がスルーホール６１に挿入される。第１－第３のグループのボス５３Ａ、ボス５３Ｂ、リード端子５３Ｃの全てが奥まで挿入されると、挿入部品５０に対するノズル３２の保持が解除されて挿入部品５０が基板６０に実装される。

【0047】

以上のように、本実施の形態の実装装置１では、突起５３の種類毎に突起５３の先端と基板６０のスルーホール６１が位置合わせされ、長い突起５３から先に突起５３の先端が基板６０のスルーホール６１に挿入される。１種類ずつ突起５３の誤差が位置補正されて突起５３の先端が基板６０のスルーホール６１に挿入されるため、基板６０のスルーホール６１に対する複数種類の突起５３の挿入ミスを減らすことができる。よって、複数種類の突起５３が設けられた挿入部品５０を基板６０に適切に実装することができる。

【0048】

なお、本実施の形態において、情報取得部は、複数種類の突起の全ての先端の位置情報を取得する構成にしたが、この構成に限定されない。情報取得部は、複数種類の突起のうち少なくとも２種類の突起の先端の位置情報を取得する構成であればよい。例えば、最も長い突起の先端と２番目に長い突起の先端の位置精度が出ている場合、最も長い突起の位置情報を取得せずに、２番目に長い突起と３番目に長い突起の先端の位置情報を取得してもよい。

【0049】

また、本実施の形態において、情報取得部は、位相シフト法によって複数種類の突起の先端の３次元位置情報を取得する構成にしたが、この構成に限定されない。情報取得部は、複数種類の突起の先端の２次元位置情報（Ｘ、Ｙ）を取得し、生産プログラムの部品情報から複数種類の突起の長さ又は高さ情報を取得してもよい。

【0050】

また、本実施の形態において、挿入部品が複数の部品を組み付けたものであり、複数の部品毎に突起の位置精度が出ている場合には、同一部品に設けられた複数種類の突起を同時に基板のスルーホールに挿入する構成にしてもよい。例えば、ＵＳＢコネクタではプラグ部品のボスとリード端子を同時に基板のスルーホールに挿入する構成にしてもよい。

【0051】

また、本実施の形態において、ノズル制御部は、複数種類の突起が長い方から先に基板のスルーホールに挿入される構成にしたが、この構成に限定されない。ノズル制御部は、複数種類の突起のうち、少なくとも２種類の突起の長い方から先に基板のスルーホールに挿入される構成でもよい。

【0052】

また、本実施の形態において、挿入部品の突起としてボス及びリード端子を例示して説明したが、この構成に限定されない。挿入部品の突起は、部品外面から突出して形成されていればよく、部品外面から突出した膨らみでもよい。

【0053】

また、本実施の形態において、挿入部品としてＵＳＢコネクタを例示して説明したが、この構成に限定されない。挿入部品は複数種類の突起が設けられていればよく、例えば、ＬＡＮコネクタでもよい。

【0054】

また、本実施の形態において、挿入部品として複数の部品を組み付けて形成される構成にしたが、この構成に限定されない。挿入部品は、複数種類の突起が設けられていれば、複数の部品を組み付けて形成されていなくてもよい。

【0055】

また、本実施の形態のプログラムは記憶媒体に記憶されてもよい。記憶媒体は、特に限定されないが、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の非一過性の記録媒体であってもよい。

【0056】

また、本実施の形態及び変形例を説明したが、他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

【0057】

また、本開示の技術は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

【0058】

さらに、上記実施の形態では、長さが異なる複数種類の突起が設けられた挿入部品をノズルで保持し、突起を基板のスルーホールに挿入して挿入部品を基板に実装する実装装置であって、複数種類の突起のうち少なくとも２種類の突起の先端の位置情報を取得する情報取得部と、少なくとも２種類の突起の長い方から順に、突起の種類毎に各突起の先端の位置情報に基づいて位置補正しつつ当該突起の先端を基板のスルーホールに挿入するようにノズルを制御するノズル制御部とを備えたことを特徴とする。この構成によれば、突起の種類毎に突起の先端と基板のスルーホールが位置合わせされ、長い突起から先に突起の先端が基板のスルーホールに挿入される。１種類ずつ突起の誤差が位置補正されて突起の先端が基板のスルーホールに挿入されるため、基板のスルーホールに対する複数種類の突起の挿入ミスを減らすことができる。よって、複数種類の突起が設けられた挿入部品を基板に適切に実装することができる。

【符号の説明】

【0059】

１ ：実装装置
３２ ：ノズル
４１ ：情報取得部
４５ ：ノズル制御部
５０ ：挿入部品
５１ ：ハウジング部品
５２ ：プラグ部品
５３ ：突起
５３Ａ：ボス（第１のボス）
５３Ｂ：ボス（第２のボス）
５３Ｃ：リード端子
６０ ：基板
６１ ：スルーホール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】