特許 7266945 ワーク吸着装置

(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】

(24)【登録日】2023-04-21

(45)【発行日】2023-05-01

(54)【発明の名称】ワーク吸着装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/08 20060101AFI20230424BHJP

【ＦＩ】

H05K13/08 Q

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018242314

(22)【出願日】2018-12-26

(65)【公開番号】P2020107638

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-05-19

【前置審査】

(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】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】小河 純一

(72)【発明者】

【氏名】道添 聡浩

【審査官】板澤 敏明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２３８７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／２１６９６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１０９２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７６３４４（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】

ワークを先端で吸着するノズルと、
前記ノズルを側方から見たサイドビュー画像を取得する撮像部と、
前記ノズルの側面の一部に付設され、前記サイドビュー画像において前記ノズルに光学的な特徴部を表出させることが可能な光学マーク部と、
撮像対象のノズルの背面側からバックライト光を照射する光照射部と、
前記サイドビュー画像において、前記バックライト光が遮蔽された影領域を、前記ノズルの画像が占める対象領域として特定すると共に、前記対象領域の画像において、前記光学的な特徴部の表出位置を基準として前記ノズルの先端の位置を特定する処理を行う処理部と、を備えるワーク吸着装置において、
前記ノズルを、当該ノズルの軸回りに回転させる回転機構をさらに備え、
前記光学マーク部は、光を蓄光することが可能な蓄光部材からなり、
前記回転機構は、
前記蓄光部材が前記光照射部に対向するよう前記ノズルを回転させて、当該蓄光部材に前記バックライト光にて蓄光させ、次いで、
前記蓄光部材を含む前記ノズルの領域が前記撮像部に撮像されるように、前記ノズルを回転させ、
前記撮像部は、前記バックライト光と、自発光する前記光学マーク部を含む前記ノズルの影画像とを撮像する、ワーク吸着装置。

【請求項2】

請求項１に記載のワーク吸着装置において、
前記ノズルが複数本環状に配列されたローターをさらに備え、
光照射部は、前記ローターの回転中心軸に沿って配置され、前記撮像部は、複数本の前記ノズルのうちの１本を挟んで前記光照射部と対向して配置されている、ワーク吸着装置。

【請求項3】

ワークを先端で吸着するノズルと、
前記ノズルを側方から見たサイドビュー画像を取得する撮像部と、
前記ノズルの側面の一部に付設され、前記サイドビュー画像において前記ノズルに光学的な特徴部を表出させることが可能な光学マーク部と、
撮像対象のノズルの背面側からバックライト光を照射する光照射部と、
前記サイドビュー画像において、前記バックライト光が遮蔽された影領域を、前記ノズルの画像が占める対象領域として特定すると共に、前記対象領域の画像において、前記光学的な特徴部の表出位置を基準として前記ノズルの先端の位置を特定する処理を行う処理部と、を備えるワーク吸着装置において、 第１波長の光を発する光源をさらに備え、
前記光学マーク部は、前記第１波長の光が照射されると、第２波長の光に波長変換して反射する波長変換部材からなり、
前記光照射部は、前記第１波長の光が照射されると、第３波長の光に波長変換して前記バックライト光を生成する波長変換層を表面に備え、
前記撮像部は、前記第１波長の光を除去するフィルター部材を備え、
前記光源は、前記光学マーク部及び前記光照射部に前記第１波長の光を照射し、
前記撮像部は、前記第３波長のバックライト光と、前記第２波長の光を反射する前記光学マーク部を含む前記ノズルの影画像とを撮像する、ワーク吸着装置。

【請求項4】

請求項３に記載のワーク吸着装置において、
前記第２波長と前記第３波長とが同一の波長である、ワーク吸着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子部品等のワークを吸着するノズルを備えたワーク吸着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば部品実装装置では、部品供給部から電子部品を吸着して基板上の搭載位置まで運び、当該基板に電子部品を搭載するノズルが備えられている。ノズルによる電子部品の吸着状態を判定するために、当該ノズルの側面視の画像であるサイドビュー画像が取得される。サイドビュー画像は、撮像対象のノズルの背面側からバックライト光を照射した状態で当該ノズルを撮像することで、ノズル部分がバックライト光上に影画像として表れる二値化画像として取得される。

【0003】

電子部品を吸着したノズルをサイドビュー画像で取得しても、上記の二値化画像ではノズル部分と部品部分との区別がつき難い。この点に鑑み特許文献１では、ノズルに対して、サイドビュー画像において認識可能な形状的な特徴部分を付設する表面実装機が開示されている。この表面実装機では、二値化画像において前記形状的な特徴部分を基準にノズルの先端位置を把握することが可能となり、得られた先端位置に基づいて電子部品の吸着状態を評価することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００５－３４７４１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、サイドビュー画像を撮像する撮像カメラの画角を狭く設定せざるを得ないような場合、前記形状的な特徴部分を含めて電子部品を吸着したノズル先端部分の画像を取得することは難しくなる。例えば、複数本のノズルが環状に配列されたロータリー型のノズルヘッドでは、当該複数本のノズルが回転しながら次々に電子部品を吸着してゆくため、画像データが大きいサイドビュー画像を撮像すると制御部への画像データ転送が間に合わなくなる。このため、撮像カメラの画角を狭く設定し、画像データ量を抑制する必要がある。この場合、狭い画角のサイドビュー画像に映り込むような形状的な特徴部分をノズルに付設することは困難であるので、ノズルの先端位置を把握することができないという問題があった。

【0006】

本発明の目的は、画角の狭い撮像カメラを採用した場合でも、ワークを吸着するノズルの先端位置を的確に把握することができるワーク吸着装置、及び前記ノズルの先端認識方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一局面に係るワーク吸着装置は、ワークを先端で吸着するノズルと、前記ノズルを側方から見たサイドビュー画像を取得する撮像部と、前記ノズルの側面の一部に付設され、前記サイドビュー画像において前記ノズルに光学的な特徴部を表出させることが可能な光学マーク部と、撮像対象のノズルの背面側からバックライト光を照射する光照射部と、前記サイドビュー画像において、前記バックライト光が遮蔽された影領域を、前記ノズルの画像が占める対象領域として特定すると共に、前記対象領域の画像において、前記光学的な特徴部の表出位置を基準として前記ノズルの先端の位置を特定する処理を行う処理部と、を備え、前記光学マーク部は、前記バックライト光の照射を受けて発光することで、前記特徴部を表出する。

【0008】

また、本発明の他の局面に係るノズルの先端認識方法は、ワークを先端で吸着するノズルの側面の一部に、側面視のサイドビュー画像において前記ノズルに光学的な特徴部を表出させることが可能な光学マーク部を付設するステップと、撮像対象のノズルの背面側からバックライト光を照射し、当該照射を受けた前記光学マーク部の発光により前記特徴部を表出させるステップと、前記先端でワークを吸着した状態のノズルを側方から撮像して、サイドビュー画像を取得するステップと、前記サイドビュー画像において、前記バックライト光が遮蔽された影領域を、前記ワークを吸着したノズルの画像が占める対象領域として特定すると共に、前記対象領域の画像において、前記光学的な特徴部の表出位置を基準として前記ノズルの先端の位置を特定する処理を行うステップと、を含む。

【0009】

上記のワーク吸着装置若しくはノズルの先端認識方法によれば、サイドビュー画像において光学マーク部による光学的な特徴部が前記影領域（対象領域）に表出する。つまり、対象領域において基準位置として用いることができる前記光学的な特徴部を、画像上で表出させることができる。このため、形状的な特徴部をノズルに施与することなく、前記光学的な特徴部を基準として前記ノズルの先端位置を特定することが可能となる。従って、画角の狭い撮像部を用いた場合でも、ノズルの先端位置認識を確実に行わせることが可能となる。また、ノズルに対する形状的な特徴部の付設が不要となるので、ノズルの軽量化、小型化が可能となる。

【0010】

上記のワーク吸着装置において、前記サイドビュー画像は、前記ノズルの先端で前記ワークを吸着した状態のノズルを側方から撮像した画像であり、前記対象領域は、前記ワークを吸着した前記ノズルの画像が占める領域であって、前記処理部は、特定された前記ノズルの先端の位置から、前記ワークの吸着の有無、前記ワークのサイズ及び前記ワークの吸着姿勢のうちの少なくとも一つを判定することが望ましい。

【0011】

このワーク吸着装置によれば、特定された前記ノズルの先端の位置から、ノズルによるワークの吸着状態が正常か否かを判定させることができる。従って、例えば当該ワーク吸着装置を電子部品の実装装置に適用する場合に、電子部品をノズルで正常に吸着しているか否かを、サイドビュー画像に基づいて部品実装前に把握することができる。

【0012】

本発明の他の局面に係るワーク吸着装置は、ワークを先端で吸着するノズルと、前記ノズルを側方から見たサイドビュー画像を取得する撮像部と、前記ノズルの側面の一部に付設され、前記サイドビュー画像において前記ノズルに光学的な特徴部を表出させることが可能な光学マーク部と、撮像対象のノズルの背面側からバックライト光を照射する光照射部と、前記サイドビュー画像において、前記バックライト光が遮蔽された影領域を、前記ノズルの画像が占める対象領域として特定すると共に、前記対象領域の画像において、前記光学的な特徴部の表出位置を基準として前記ノズルの先端の位置を特定する処理を行う処理部と、を備えるワーク吸着装置において、前記ノズルを、当該ノズルの軸回りに回転させる回転機構をさらに備え、前記光学マーク部は、光を蓄光することが可能な蓄光部材からなり、前記回転機構は、前記蓄光部材が前記光照射部に対向するよう前記ノズルを回転させて、当該蓄光部材に前記バックライト光にて蓄光させ、次いで、前記蓄光部材を含む前記ノズルの領域が前記撮像部に撮像されるように、前記ノズルを回転させ、前記撮像部は、前記バックライト光と、自発光する前記光学マーク部を含む前記ノズルの影画像とを撮像する。

【0013】

このワーク吸着装置によれば、本来的に必要なバックライト光を用いて蓄光部材（光学マーク部）に蓄光させ、自発光させることで、光学的な特徴部を影画像に表出させることができる。また、ノズルの軸回りに回転させる回転機構は、一般的なワーク吸着装置では本来的に備えられている。従って、ワーク吸着装置の既存の機能を活用して、ノズルの先端位置認識を行わせることができる。

【0014】

上記のワーク吸着装置において、前記ノズルが複数本環状に配列されたローターをさらに備え、光照射部は、前記ローターの回転中心軸に沿って配置され、前記撮像部は、複数本の前記ノズルのうちの１本を挟んで前記光照射部と対向して配置されていることが望ましい。

【0015】

このワーク吸着装置によれば、撮像部の画角を狭く設定することが要請されるロータリー型のノズルヘッド構造を備えたワーク吸着装置において、光学的な特徴部を利用したノズルの先端位置認識を的確に行わせることができる。

【0016】

本発明のさらに他の局面に係るワーク吸着装置は、ワークを先端で吸着するノズルと、前記ノズルを側方から見たサイドビュー画像を取得する撮像部と、前記ノズルの側面の一部に付設され、前記サイドビュー画像において前記ノズルに光学的な特徴部を表出させることが可能な光学マーク部と、撮像対象のノズルの背面側からバックライト光を照射する光照射部と、前記サイドビュー画像において、前記バックライト光が遮蔽された影領域を、前記ノズルの画像が占める対象領域として特定すると共に、前記対象領域の画像において、前記光学的な特徴部の表出位置を基準として前記ノズルの先端の位置を特定する処理を行う処理部と、を備えるワーク吸着装置において、第１波長の光を発する光源をさらに備え、前記光学マーク部は、前記第１波長の光が照射されると、第２波長の光に波長変換して反射する波長変換部材からなり、前記光照射部は、前記第１波長の光が照射されると、第３波長の光に波長変換して前記バックライト光を生成する波長変換層を表面に備え、前記撮像部は、前記第１波長の光を除去するフィルター部材を備え、前記光源は、前記光学マーク部及び前記光照射部に前記第１波長の光を照射し、前記撮像部は、前記第３波長のバックライト光と、前記第２波長の光を反射する前記光学マーク部を含む前記ノズルの影画像とを撮像する。

【0017】

このワーク吸着装置によれば、一つの光源が発する第１波長の光を波長変換させることにより、バックライト光及び光学的な特徴部を生成することができる。そして、フィルター部材で第１波長の光を遮断した上で、影画像と光学的な特徴部とを撮像部に撮像させることができる。従って、シンプルな構造で、ノズルの回転動作を伴うことなく、ノズルの先端位置認識を行わせることができる。

【0018】

上記のワーク吸着装置において、前記第２波長と前記第３波長とが同一の波長であることが望ましい。この場合、フィルター部材は、一の波長の光を良好に通過させる特性さえ有していれば良いので、フィルター部材の選定が容易となる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、画角の狭い撮像カメラを採用した場合でも、ワークを吸着するノズルの先端位置を的確に把握することができるワーク吸着装置、及び前記ノズルの先端認識方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明に係るワーク吸着装置が適用される部品実装装置の概略構成を示す平面図である。

【図2】図２（Ａ）は、部品を吸着したノズルのサイドビュー撮像の態様を示す模式図、図２（Ｂ）及び（Ｂ）は前記ノズルのサイドビュー画像である。

【図3】図３（Ａ）は、画角の狭いカメラによるノズルのサイドビュー撮像の態様を示す模式図、図３（Ｂ）及び（Ｂ）は前記ノズルのサイドビュー画像である。

【図4】図４（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るサイドビュー撮像を実行する際の装置構成を示す図である。

【図5】図５（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態のサイドビュー撮像の実行状態並びに取得されるサイドビュー画像を示す図である。

【図6】図６（Ａ）及び（Ｂ）は、ノズル先端位置及び部品厚さの導出手法を示す図である。

【図7】図７（Ａ）～（Ｃ）は、本発明の第２実施形態に係るサイドビュー撮像を実行する際の装置構成を示す図である。

【図8】図８（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態のサイドビュー撮像の実行状態並びに取得されるサイドビュー画像を示す図である。

【図9】図９は、上記部品実装装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図10】図１０は、サイドビュー撮像～部品吸着状態判定処理の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】

【0021】

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、本発明に係るワーク吸着装置が部品実装装置に適用される例を示す。従って、本実施形態では、ノズルによって吸着されるワークは、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品又はパッケージ型の電子部品（以下、単に部品と称す）である。この態様は一例であり、吸着対象のワークは各種の小片状の部材であっても良い。

【0022】

［部品実装装置の全体構造］
図１は、部品実装装置１の概略構成を示す平面図である。部品実装装置１は、各種の部品を基板Ｐに実装して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、移動フレーム２、コンベア３、部品供給ユニット４、テープフィーダ５、ヘッドユニット６、第１駆動機構７及び第２駆動機構８を備える。また、部品実装装置１は、撮像装置として、部品認識カメラ９、基板認識カメラ１０及びサイドビューカメラ１１（撮像部）を備える。なお、図１のＸ方向は基板Ｐの搬送方向、Ｙ方向はＸ方向と水平面内で直交する方向、図２他に示すＺ方向は、Ｘ、Ｙ方向と直交する方向を示す。

【0023】

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。移動フレーム２は、Ｘ方向に延び、Ｙ方向へ移動可能に装置本体１Ａに支持されている。コンベア３は、基板Ｐを－Ｘ側から装置本体１Ａ内に搬入し、所定の作業位置（図１に示す基板Ｐの位置）まで左方へ搬送して一旦停止させる。この作業位置において、部品が基板Ｐに実装される。実装作業後、コンベア３は基板Ｐを＋Ｘ側へ搬送し、装置本体１Ａの機外へ搬出する。

【0024】

部品供給ユニット４は、基板Ｐに実装される電子部品を供給する。部品供給ユニット４は、コンベア３を挟んで、装置本体１Ａの＋Ｙ側及び－Ｙ側の領域部分にそれぞれ２箇所ずつ配置されている。各部品供給ユニット４は、Ｘ方向に配列されたテープフィーダ５を備えている。各テープフィーダ５は、部品収納テープをキャリアとして部品を供給するフィーダである。テープフィーダ５は、部品収納テープが巻回されたリールから該テープを間欠的に繰り出し、所定の部品取り出し位置に部品を供給する。

【0025】

ヘッドユニット６は、部品供給ユニット４から部品を取り出し、これを基板Ｐに実装する動作を実行する。ヘッドユニット６は、移動フレーム２に搭載され、後述の通り前記作業位置の上空においてＸＹ方向に移動可能である。ヘッドユニット６は、ヘッド本体６１、ローター６２及びノズル６３を含む。

【0026】

ヘッド本体６１は、ノズル６３をＺ軸方向に昇降させるＺ軸サーボモータ４３、及び、ノズル６３を当該ノズル６３の軸回り（Ｚ軸回り）に回転させるＲ軸サーボモータ４４（回転機構）を含む（図９参照）。これに加えてヘッド本体６１は、ローター６２を回転させる回転機構や、ノズル６３に部品の吸引動作を実行させる吸引機構を搭載している。ローター６２は、円柱状のボディを備え、複数本のノズル６３を環状に配列された状態で保持する。ローター６２は、ヘッド本体６１に対してＺ方向に延びる軸回りに回転する。ノズル６３は、部品を吸着する吸着孔を先端（下端）に備えている。ノズル６３は、Ｚ方向に昇降して、前記部品取り出し位置においてテープフィーダ５から部品を吸着し、基板Ｐの所定位置において前記吸着が解除されることで、部品を基板Ｐに実装する実装動作を行う。

【0027】

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ている。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、Ｘ軸サーボモータ４１（図９）と、Ｙ方向に延び、Ｘ軸サーボモータ４１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、Ｘ軸サーボモータ４１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。

【0028】

第２駆動機構８は、移動フレーム２に配設されている。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、Ｙ軸サーボモータ４２（図９）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、Ｙ軸サーボモータ４２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。以上のように、ヘッドユニット６は、第１、第２駆動機構７、８により、ＸＹ方向に移動可能である。

【0029】

部品認識カメラ９は、装置本体１Ａに組み込まれ、装置本体１Ａの上方を撮像視野とするカメラである。部品認識カメラ９は、ヘッドユニット６のノズル６３に吸着された部品を下面側から撮像する。前記撮像により得られた画像データ上で、部品の中心位置とノズル６３の基準位置とのズレ量（Ｘ軸、Ｙ軸方向の位置ズレ量）、及びＲ軸方向の回転ズレ量が検知され、これらズレ量に応じた位置補正が部品実装時に行われる。

【0030】

基板認識カメラ１０は、ヘッドユニット６のヘッド本体６１に搭載されている。基板認識カメラ１０は、基板Ｐの品種の識別や位置決めのために、ヘッドユニット６と共に移動して、基板Ｐの上面に記された各種マークを上方から撮像する。また、基板認識カメラ１０は、部品取り出し位置において前記部品収納テープから露出された部品を撮像し、当該部品のポケット内における収納姿勢に異常が無いか否かを判定する画像を取得する。

【0031】

サイドビューカメラ１１は、ノズル６３を側方から撮像することが可能な光路を持つように、ヘッド本体６１に搭載されている。サイドビューカメラ１１は、部品の吸着動作を終えたノズル６３を側方から見たサイドビュー画像を取得する。取得されたサイドビュー画像に基づいて、ノズル６３の先端位置の認識、並びにノズル６３による部品の吸着の有無、部品のサイズ及び部品の吸着姿勢等が判定される。

【0032】

［従来のノズル先端位置認識の問題点］
続いて、一般的なサイドビューカメラ１１によるノズルのサイドビュー撮像の態様と、得られたサイドビュー画像に基づくノズル先端位置認識の際の問題点について説明する。図２（Ａ）は、部品Ｃを吸着したノズル６３０のサイドビュー撮像の態様を示す模式図である。ノズル６３０の下端面であるノズル先端６３Ｅには図略の吸着孔が開口しており、当該吸着孔に生じる負圧によってノズル先端６３Ｅに部品Ｃが吸着されている。ノズル６３０の下端部６３１付近には、外径が他の部分よりも大きい形状特徴部６３２が設けられている。形状特徴部６３２と下端部６３１との境界には、両者の径差に基づく肩部６３３が形成されている。

【0033】

このノズル６３０を挟むように、上述のサイドビューカメラ１１とＬＥＤ照明部１２とが対向して配置されている。両者は、カメラ光軸がミラーで屈曲される等して、実際上は対向しない場合がある。サイドビューカメラ１１は、ノズル６３０の＋Ｙ側の側方に配置され、所定の画角Ｇ１を有している。画角Ｇ１は、ノズル先端６３Ｅに吸着された部品Ｃの下端から、形状特徴部６３２よりも上方の領域まで、ノズル６３０を側方から撮像することができる画角である。ここでは、部品Ｃの幅方向のサイズがノズル６３０の下端部６３１と同サイズである場合を例示している。

【0034】

ＬＥＤ照明部１２は、ノズル６３０の－Ｙ側の側方に配置され、ノズル６３０に対してカメラ光軸と対向する方向からバックライト光ＢＬを照射する。ＬＥＤ照明部１２は、ＬＥＤ基板１２１と、このＬＥＤ基板１２１の＋Ｙ側の面に取り付けられた複数のＬＥＤランプ１２２とを備えている。ＬＥＤ照明部１２が－Ｙ側からバックライト光ＢＬを照射している状態で、サイドビューカメラ１１は＋Ｙ側からノズル６３０を撮像する。

【0035】

図２（Ｂ）は、上記撮像によって画角Ｇ１を有するサイドビューカメラ１１が取得するサイドビュー画像２０である。サイドビュー画像２０は、ノズル６３０に対応する部分がバックライト光ＢＬを遮光することで現れる影領域からなる影画像２１と、バックライト光ＢＬがそのまま撮像されることで現れる明領域からなる背景部２２と、を備える二値化画像となる。影画像２１には、形状特徴部６３２に対応する特徴が表出している。このような二値化画像では、部品Ｃの幅方向のサイズがノズルの下端部６３１と同サイズ或いは近似するサイズである場合、部品Ｃとノズル先端６３Ｅとの境界を判別することができない、或いは判別が相当困難となる。

【0036】

形状特徴部６３２は、このようなケースにおいて、ノズル先端６３Ｅの位置を特定可能とするために設けられている。図２（Ｃ）に示すように、ノズル６３０に形状特徴部６３２が存在することによって、影画像２１にも同様に形状的な特徴が現れる。このため、影画像２１において、例えばノズル６３０の肩部６３３に相当する段差部分を基準位置２３として、ノズル先端位置２４を探知することができる。すなわち、予めノズル６３０の肩部６３３からノズル先端６３Ｅまでの長さｄを計測しておけば、影画像２１において、基準位置２３から長さｄだけ下方の位置が、ノズル先端６３Ｅに対応するノズル先端位置２４となる。これにより、部品ＣのＺ方向の厚さも知見することができる。

【0037】

しかし、サイドビューカメラ１１の画角を、種々の理由で狭く設定せざるを得ない場合がある。典型的には、１枚当たりのサイドビュー画像の画像データ量を減少させる必要が有る場合である。本実施形態のように、複数本のノズル６３がローター６２に環状に配列されたロータリー型のヘッドユニット６では、当該複数本のノズル６３が回転しながら次々に部品Ｃを吸着してゆく。このため、画像データが大きいサイドビュー画像を撮像すると、画像認識を行う制御部への画像データ転送が間に合わなくなる。ただ、正確な判別処理のためには画像の解像度は落とせない。そこで、サイドビューカメラ１１の画角を狭く設定することで、画像データ量を抑制する策が採られる。

【0038】

図３（Ａ）は、狭い画角Ｇ２のサイドビューカメラ１１を用いた、ノズル６３０のサイドビュー撮像の様子を示す図である。画角Ｇ２は、上掲の画角Ｇ１に比べて狭く、ノズル先端６３Ｅに吸着された部品Ｃの下端から、形状特徴部６３２よりも下方の領域までの範囲でしか、ノズル６３０を側方から撮像することができない画角である。換言すると画角Ｇ２は、形状特徴部６３２が映り込む位置にサイドビューカメラ１１を設置すると、画角内に部品Ｃの下端が映り込まない程度の画角である。

【0039】

この場合、図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、画角Ｇ２で捉えられるノズル６３０のサイドビュー画像２０は狭い範囲のものとなる。すなわち、当該サイドビュー画像２０では、影画像２１において基準位置２３を認識することができない。このため、図２（Ｃ）で示したような、基準位置２３に基づいたノズル先端位置２４の探知ができず、ノズル先端６３Ｅの位置を把握することができなくなる。なお、狭い画角Ｇ２でもサイドビュー画像に映り込むように、よりノズル先端６３Ｅに近い位置に形状特徴部６３２を配置することも考えられるが、これはノズルの機能を阻害することにも繋がるため限界がある。従って、部品Ｃの幅方向のサイズがノズルの下端部６３１と同サイズ或いは近似するサイズである場合、ロータリー型のヘッドユニット６では、ノズル先端６３Ｅの認識並びに部品ＣのＺ方向厚さ認識が行えないという問題が顕在化する。

【0040】

［第１実施形態］
以下、上記の問題を解消することができる、ノズル先端の認識方法の具体例について説明する。図４（Ａ）は、第１実施形態に係るサイドビュー撮像を実行する際の装置構成を示すＺ断面方向の図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＹ断面方向の図である。ここでは、ロータリー型のヘッドユニット６において、Ｙ方向に対峙する一対のノズル６３－１、６３－２を示している。これらノズル６３－１、６３－２にそれぞれ対向して、サイドビューカメラ１１Ａ、１１Ｂが配置されている。これらサイドビューカメラ１１Ａ、１１Ｂは、図３（Ａ）の場合と同様な、狭い画角Ｇ２に設定されている。

【0041】

ノズル６３－１、６３－２は、従来のノズル６３０が備える形状特徴部６３２のような突起部分が存在しない、同一外径の筒状体からなるノズル下端部６３Ａを有している。形状的な特徴部分に代えて、ノズル下端部６３Ａの側周面の一部には、蓄光部材６４（光学マーク部）が付設されている。蓄光部材６４は、サイドビュー画像においてノズル６３－１、６３－２に光学的な特徴部を表出させることが可能な光学マーク部である。蓄光部材６４としては、紫外線や可視光線などの励起光が照射されると蓄光し、その後に前記照射が停止されても発光する作用を有する材料の塗布層、テープなどを用いることができる。蓄光部材６４は、ノズル下端部６３Ａにおいて画角Ｇ２に収まる位置に、ノズル下端部６３Ａの側周面を１周する帯状に設けることが望ましい。

【0042】

一対のノズル６３－１、６３－２の中間には、照明ポール１３（光照射部）が配置されている。照明ポール１３は、ロータリー型のヘッドユニット６の回転中心軸に沿って配置された円柱型の照明部材であり、その外周面からノズル６３－１側、及びノズル６３－２側へ放射状に照明光を発することが可能である。サイドビューカメラ１１Ａ、１１Ｂは、各々１本のノズル６３－１、６３－２を間に挟んで、照明ポール１３と対向して配置されている。

【0043】

照明ポール１３が発する照明光は、蓄光部材６４が蓄光可能な波長の光である。照明ポール１３としては、円柱型の導光体の端面に光源を配置してなる光源装置を用いることができる。前記導光体の周面のうちノズル６３－１、６３－２との対向領域に光を拡散漏洩させる加工を施せば、前記光源の光をノズル６３－１、６３－２に照射することができる。本実施形態でも、ノズル先端６３Ｅに吸着されている部品Ｃの幅方向のサイズが、ノズル下端部６３Ａと同サイズである場合を想定する。

【0044】

図５（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態のサイドビュー撮像の実行状態並びに取得されるサイドビュー画像を示す図である。ここでは、上記のサイドビューカメラ１１Ａ、１１Ｂの代わりに、これらカメラが備える撮像素子１１１を模式的に示している。そして、各々の撮像素子１１１の隣に、サイドビュー撮像によって取得されるサイドビュー画像３０を付記している。

【0045】

図５（Ａ）は、第１実施形態のサイドビュー撮像の第１段階を示している。照明ポール１３は点灯され、一対のノズル６３－１、６３－２の各背面側から照明光１３Ｌを照射している。当該照明光１３Ｌは、サイドビューカメラ１１Ａ、１１Ｂによるサイドビュー撮像におけるバックライト光となる。照明光１３Ｌがノズル６３－１、６３－２に照射されることによって、蓄光部材６４は蓄光するようになる。図５（Ａ）では、ノズル下端部６３Ａの側面一周に設けられた蓄光部材６４のうち、照明光１３Ｌを蓄光する部分を蓄光部分６４Ｐとして示している。

【0046】

サイドビュー画像３０には、影画像３１と背景部３２とが現れる。影画像３１は、バックライト光である照明光１３Ｌがノズル６３－１、６３－２の各ノズル下端部６３Ａによって遮光された影１３Ｓが、撮像素子１１１に入射して撮像された影領域である。端的には、影画像３１はノズル下端部６３Ａの影画像である。背景部３２は、照明光１３Ｌが遮光されることなく、そのまま撮像素子１１１に入射して撮像された明領域である。図５（Ａ）の第１段階で得られるサイドビュー画像３０は、図３（Ｃ）のサイドビュー画像２０と同様に、ノズル先端６３Ｅを探知する基準位置が存在しない二値化画像に過ぎない。つまり、蓄光部材６４は極く薄い層であって、サイドビュー画像３０に形状的には表出しない。

【0047】

図５（Ｂ）は、第１実施形態のサイドビュー撮像の第２段階を示している。第２段階では、ノズル６３－１、６３－２が、矢印ｒで示すように図５（Ａ）の状態から１８０°だけ、ノズル軸（Ｒ軸）回りに各々回転される。この回転により、上述の蓄光部分６４Ｐはサイドビューカメラ１１Ａ、１１Ｂの光軸と対向するようになる。この段階で蓄光部分６４Ｐは、照明光１３Ｌに照射されない状態となるが、それまでの照射による蓄光によって自発光する。

【0048】

このため、上記の影１３Ｓに蓄光部分６４Ｐの自発光が重畳された複合影１３ＳＰが撮像素子１１１に入射される。照明光１３Ｌは、変わらず撮像素子１１１に入射し続ける。従って、第２段階のサイドビュー画像３０には、影画像３１及び背景部３２に加えて、蓄光部材６４の配置箇所に相当する位置に、帯状のマーク部３３（光学的な特徴部）が表出するようになる。マーク部３３は、蓄光部分６４Ｐの自発光に基づく明領域であって、影画像３１とは明瞭に区分できる部分である。つまり、第２段階のサイドビュー画像３０は、影画像３１が暗領域、背景部３２及びマーク部３３が明領域に二値化された画像となる。このマーク部３３は、ノズル先端６３Ｅの位置を探知する基準位置となり得る。

【0049】

図６（Ａ）及び（Ｂ）は、マーク部３３に基づいて、ノズル先端６３Ｅの位置、さらには部品Ｃの厚さの導出手法を示す図である。サイドビュー画像３０には影画像３１が現れる。この影画像３１の領域が、ノズル６３－１、６３－２の各ノズル下端部６３Ａの画像が占める対象領域であると特定することができる。ここでは、部品Ｃを吸着したノズル下端部６３Ａの画像が、前記対象領域となる。そして、当該対象領域の画像において、マーク部３３の表出位置を基準として、ノズル先端６３Ｅの位置を特定することができる。

【0050】

図６（Ａ）では、帯状のマーク部３３の上端縁と影画像３１との境界位置に表出するコーナー部を、前記対象領域における画像特徴部３４と扱う例を示している。このようなコーナー部は、画像上において上下・左右の位置が特定されるので、画像特徴部３４として好適である。この画像特徴部３４は、ノズル下端部６３Ａの形状的特徴に由来して発現するものではなく、光学的にのみ発現する特徴部である。

【0051】

図６（Ｂ）は、画像特徴部３４を基準位置ｆ１として、ノズル先端位置ｆ２及び部品ＣのＺ方向厚さｄ２を探知する例を示している。予め、画像特徴部３４からノズル先端６３Ｅまでの長さｄ１が計測される。このため、基準位置ｆ１から既知の長さｄ１だけ下方の位置が、ノズル先端６３Ｅに対応するノズル先端位置ｆ２となる。ノズル先端位置ｆ２が求められれば、影画像３１の下端位置ｆ３とノズル先端位置ｆ２との間の長さが、部品ＣのＺ方向厚さｄ２として求められることになる。従って、ノズル先端位置ｆ２を求めることにより、ノズル先端６３Ｅでの部品Ｃの吸着の有無、部品Ｃの厚さｄ２を含むサイズ、及びノズル先端６３Ｅによる部品Ｃの吸着姿勢等を判定することが可能となる。

【0052】

以上説明した第１実施形態によれば、ノズル下端部６３Ａに光学マーク部としての蓄光部材６４が配置される。この蓄光部材６４に、サイドビュー撮像において本来的に必要なバックライト光（照明光１３Ｌ）を用いて、蓄光させる。そして、蓄光した蓄光部材６４を自発光させることで、サイドビュー画像３０において光学的な特徴部であるマーク部３３を影画像３１に重畳して表出させることができる。また、ノズル６３をＲ軸回りに回転させる回転機構は、一般的な部品実装装置１では本来的に備えられている。従って、部品実装装置１の既存の機能を活用して、ノズル先端６３Ｅの位置認識を行わせることができる。

【0053】

［第２実施形態］
図７（Ａ）は、第２実施形態に係るサイドビュー撮像を実行する際の装置構成を示すＺ断面方向の図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＹ断面方向の図、図７（Ｃ）はＬＥＤ光源１２Ａの構成を示す図である。ここでは、１本のノズル６３を挟んで、－Ｙ側にサイドビューカメラ１１及びＬＥＤ光源１２Ａ（光源）が配置され、＋Ｙ側に蛍光ポール１４（光照射部）が配置されている。ノズル６３は、ロータリー型のヘッドユニット６が備えるノズルのうちの１本であっても、複数枚のノズルが一列に配列されているヘッドユニットが備えるノズルのうちの１本であっても良い。

【0054】

第１実施形態と同様に、ノズル６３には形状的な特徴部が存在しない、同一外径の筒状体からなるノズル下端部６３Ａを有している。形状的な特徴部分に代えて、ノズル下端部６３Ａの側周面の一部には、蛍光塗料層６５（波長変換部材）が塗布によって付設されている。蛍光塗料層６５は、サイドビュー画像においてノズル６３に光学的な特徴部を表出させることが可能な光学マーク部である。蛍光塗料層６５を形成する塗料としては、ある波長の光が照射されると、これを異なる波長の光に波長変換して反射する機能を発揮する塗料が選ばれる。本実施形態では、蛍光塗料層６５は、紫外光（第１波長の光）が照射されると、可視光（第２波長の光）に波長変換する。蛍光塗料層６５は、ノズル下端部６３Ａにおいて画角Ｇ２に収まる位置に、ノズル下端部６３Ａの側周面を１周する帯状に設けることが望ましい。

【0055】

サイドビューカメラ１１は、図３（Ａ）の場合と同様な、狭い画角Ｇ２を有するカメラである。サイドビューカメラ１１の光軸上には、紫外光（第１波長の光）を除去するフィルター部材１１２が配置されている。このため、サイドビューカメラ１１の撮像素子には、紫外光が入射しない。

【0056】

ＬＥＤ光源１２Ａは、図７（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ基板１２１と、このＬＥＤ基板１２１上に配置されたＬＥＤランプ１２２とを備えている。本実施形態のＬＥＤランプ１２２は、紫外光（第１波長の光）を発する。ＬＥＤ基板１２１の中央部には、サイドビューカメラ１１の光軸を確保するための開口１２３が設けられている。サイドビューカメラ１１のレンズ部は、開口１２３の位置に配置されている。

【0057】

蛍光ポール１４は、円柱型のポールであり、その外表面のＬＥＤ光源１２Ａと対峙する領域には、ポール蛍光層６６（波長変換層）が備えられている。ポール蛍光層６６もまた、ある波長の光が照射されると、これを異なる波長の光に波長変換して反射する機能を有する。本実施形態では、ＬＥＤ光源１２Ａから紫外光が照射されると、可視光（第３波長の光）に波長変換する。なお、ポール蛍光層６６が生成する可視光（第３波長の光）と、ノズル６３の蛍光塗料層６５が生成する可視光（第２波長の光）とは、同一波長であっても、異なる波長であっても良い。同一波長とした場合、フィルター部材１１２は、紫外光を遮蔽する一方で、一の波長の可視光を良好に通過させる特性さえ有していれば良いので、フィルター部材の選定が容易となる利点がある。

【0058】

図８（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態のサイドビュー撮像の実行状態を示す図である。第２実施形態でも、ノズル先端６３Ｅに吸着されている部品Ｃの幅方向のサイズが、ノズル下端部６３Ａと同サイズである場合を想定する。図８（Ｂ）には、サイドビュー撮像によって取得されるサイドビュー画像３０が付記されている。

【0059】

図８（Ａ）は、第２実施形態のサイドビュー撮像において、ＬＥＤ光源１２Ａが点灯された瞬間を示している。ＬＥＤ光源１２Ａが点灯されると、紫外光１２Ｌがノズル６３及び蛍光ポール１４に照射される。つまり、紫外光１２Ｌが、ノズル６３の蛍光塗料層６５と、蛍光ポール１４のポール蛍光層６６とに照射される。なお、紫外光１２Ｌはフィルター部材１１２で遮断されるので、サイドビューカメラ１１に入射することはない。

【0060】

図８（Ｂ）は、蛍光塗料層６５及びポール蛍光層６６が波長変換を発揮している状態を示している。蛍光塗料層６５は、紫外光１２Ｌを波長変換した第１波長変換光６５Ｌ（第２波長の光）を、反射光として放射する。第１波長変換光６５Ｌは、開口１２３を通してサイドビューカメラ１１に入射する。一方、ポール蛍光層６６は、紫外光１２Ｌを波長変換した第２波長変換光６６Ｌ（第３波長の光）を放射する。第２波長変換光６６Ｌは、ノズル６３を背面側から照射するバックライト光となる。

【0061】

サイドビュー画像３０には、影画像３１、背景部３２及びマーク部３３（光学的な特徴部）が現れる。影画像３１は、バックライト光である第２波長変換光６６Ｌがノズル下端部６３Ａによって遮光された影が、サイドビューカメラ１１に入射して撮像された影領域である。背景部３２は、第２波長変換光６６Ｌが遮光されることなく、そのままサイドビューカメラ１１に入射して撮像された明領域である。マーク部３３は、ノズル下端部６３Ａにおける蛍光塗料層６５の配置箇所に相当する位置に表出する明領域であって、第１波長変換光６５Ｌがサイドビューカメラ１１に入射して撮像された領域である。

【0062】

サイドビュー画像３０は、影画像３１が暗領域、背景部３２及びマーク部３３が明領域に二値化された画像となる。このマーク部３３は、ノズル先端６３Ｅの位置を探知する基準位置となり得る。ノズル先端６３Ｅの位置、並びに部品Ｃの厚さの導出手法については、先に図６（Ａ）及び（Ｂ）に基づいて説明した手法と同じである。

【0063】

以上説明した第２実施形態によれば、一つのＬＥＤ光源１２Ａが発する紫外光（第１波長の光）を波長変換させることにより、バックライト光としての第２波長変換光６６Ｌと、光学的な特徴部であるマーク部３３を形成する第１波長変換光６５Ｌとを生成することができる。そして、フィルター部材１１２で紫外光を遮断した上で、影画像３１とマーク部３３とをサイドビューカメラ１１に撮像させることができる。従って、シンプルな構造で、ノズル６３のＲ軸回りの回転動作を伴うことなく、ノズル先端６３Ｅの位置認識を行わせることができる。

【0064】

［部品実装装置の電気的構成］
図９は、部品実装装置１の電気的構成を示すブロック図である。部品実装装置１は、制御部５０を備える。制御部５０は、マイクロコンピュータからなり、当該部品実装装置１が備える各部を、所定のプログラムに基づいて制御する。制御部５０は、前記プログラムの実行によって機能的に、全体制御部５１、軸制御部５２、撮像制御部５３、照明制御部５４、画像処理部５５、ノズル先端導出部５６（処理部）及び吸着状態判定部５７を具備するように動作する。

【0065】

全体制御部５１は、部品実装装置１の各種動作を統括的に制御する。例えば全体制御部５１は、コンベア３による基板Ｐの搬送動作、部品供給ユニット４による部品供給動作、ヘッドユニット６による部品実装動作などを統括的に制御する。

【0066】

軸制御部５２は、Ｘ軸サーボモータ４１及びＹ軸サーボモータ４２の駆動を制御することによって、ヘッドユニット６をＸＹ方向に移動させる。これにより、ヘッドユニット６に搭載されているヘッド本体６１（ノズル６３）、並びに基板認識カメラ１０のＸＹ方向の位置が制御される。また軸制御部５２は、Ｚ軸サーボモータ４３及びＲ軸サーボモータ４４の駆動を制御することによって、ノズル６３の昇降及びＺ軸回りの回転の動作を制御する。これにより、ノズル６３の吸着孔に吸着された部品Ｃの基板Ｐへの実装、部品Ｃの回転位置調整が実行される。さらに、軸制御部５２は、上記とは別個のＺ軸サーボモータ４３により、ヘッドユニット６のローター６２を回転させる制御も行う。

【0067】

撮像制御部５３は、部品認識カメラ９、基板認識カメラ１０及びサイドビューカメラ１１の撮像動作を制御する。具体的には撮像制御部５３は、ノズル６３に吸着された部品Ｃを部品認識カメラ９に撮像させる動作、基板Ｐのフィデューシャルマークを基板認識カメラ１０に撮像させる動作、及び、部品Ｃを吸着したノズル６３を側方から見たサイドビュー画像をサイドビューカメラ１１に撮像させる動作を制御する。

【0068】

照明制御部５４は、照明部１２０のＯＮ－ＯＦＦ制御、並びに光量制御を行い、バックライト光乃至は照明光の照射制御を行う。上記第１実施形態では、照明部１２０は照明ポール１３であり、第２実施形態では、照明部１２０はＬＥＤ光源１２Ａである。

【0069】

上記第１実施形態においては、先ず軸制御部５２は、Ｒ軸サーボモータ４４を制御して、蓄光部材６４の所定箇所が照明ポール１３と対向するようにノズル６３をＲ軸回りに回転させる。照明制御部５４は、照明ポール１３を所定光量で点灯させて、蓄光部材６４にバックライト光となる照明光１３Ｌを照射させ、蓄光させる（図５（Ａ）参照）。なお、蓄光部材６４がノズル６３の全周に付設されている場合は、このノズル６３の回転を省くことができる。次いで、軸制御部５２は、蓄光部材６４における蓄光された部分を含むノズル下端部６３Ａの領域がサイドビューカメラ１１の画角Ｇ２に入るように、Ｒ軸サーボモータ４４を制御してノズル６３を半回転させる。照明制御部５４は、照明ポール１３の点灯を継続させる。そして、撮像制御部５３が、サイドビューカメラ１１に部品Ｃを吸着したノズル６３のサイドビュー撮像を実行させる（図５（Ｂ）参照）。サイドビューカメラ１１は、バックライト光としての照明光１３Ｌが作る背景部３２と、蓄光部材６４の自発光によるマーク部３３が重畳されたノズル６３の影画像３１とを撮像する。

【0070】

一方、上記第２実施形態における制御はシンプルである。照明制御部５４は、全体制御部５１からの指示に応じてＬＥＤ光源１２Ａを点灯させる。これにより、蛍光塗料層６５は第１波長変換光６５Ｌを反射し、ポール蛍光層６６はバックライト光となる第２波長変換光６６Ｌを反射するようになる。そして、撮像制御部５３が、サイドビューカメラ１１に部品Ｃを吸着したノズル６３のサイドビュー撮像を実行させる（図８（Ｂ）参照）。サイドビューカメラ１１は、バックライト光としての第２波長変換光６６Ｌが作る背景部３２と、第１波長変換光６５Ｌによるマーク部３３が重畳されたノズル６３の影画像３１とを撮像する。

【0071】

画像処理部５５は、部品認識カメラ９及び基板認識カメラ１０によって取得された画像データに、形状認識のためのエッジ検出処理等の画像処理を行う。当該画像処理によって、前記フィデューシャルマークや部品Ｃの位置情報が認識される。また、画像処理部５５は、サイドビューカメラ１１により取得されたサイドビュー画像に前記画像処理を施して、影画像３１及びマーク部３３を認識する処理を行う。つまり、画像処理部５５は、サイドビュー画像において暗領域と明領域とを区別する二値化処理を行い、影領域を特定する。

【0072】

ノズル先端導出部５６は、サイドビュー画像において、影画像３１の領域、すなわちバックライト光が遮蔽された影領域を、ノズル下端部６３Ａの画像が占める対象領域として特定する。また、ノズル先端導出部５６は、前記対象領域の画像において、光学的な特徴部の表出位置であるマーク部３３を基準として、ノズル先端６３Ｅの位置を特定する処理を行う。具体的には、図６（Ａ）、（Ｂ）に基づき述べた通り、ノズル先端導出部５６は、マーク部３３に基づいて画像特徴部３４を特定する。画像特徴部３４は、例えば、マーク部３３と影画像３１との境界位置に表出するコーナー部である。そして、ノズル先端導出部５６は、画像特徴部３４の高さ位置を基準位置ｆ１とし、このｆ１に既知の長さｄ１を加算して、ノズル先端位置ｆ２を求める。

【0073】

吸着状態判定部５７は、先ず、ノズル先端導出部５６が求めたノズル先端位置ｆ２と、影画像３１の下端位置ｆ３とから、部品Ｃの該当領域のＺ方向厚さｄ２を求める。このｄ２が、吸着対象の部品ＣのＺ方向厚さの設定値若しくはその許容誤差範囲に相当する場合、吸着状態判定部５７は、当該部品Ｃがノズル６３で正常に吸着されていると判定する。一方、吸着状態判定部５７は、ｄ２＝０、つまり、ｆ２＝ｆ３であると判定した場合、部品Ｃがノズル６３で吸着されていない吸着ミスと判定する。また、吸着状態判定部５７は、ｄ２が部品ＣのＺ方向厚さの設定値と相違する場合、部品Ｃの被吸着姿勢に異常が有ると判定する。

【0074】

［処理フロー］
図１０は、制御部５０によるサイドビュー撮像～部品吸着状態判定処理の動作を示すフローチャートである。この処理に際しては、予めノズル下端部６３Ａに、上述の蓄光部材６４若しくは蛍光塗料層６５が付設される（光学マーク部を付設するステップ）。まず、軸制御部５２は、全体制御部５１から部品吸着指示が来信しているか否かを判定する（ステップＳ１）。部品吸着指示が来信していない場合（ステップＳ１でＮＯ）、待機する。

【0075】

これに対し、部品吸着指示が来信している場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、軸制御部５２は、Ｘ軸サーボモータ４１及びＹ軸サーボモータ４２を制御して、ヘッドユニット６と共にＮ番目のノズル６３を部品供給ユニット４による部品吸着位置へ移動させる。Ｎ番目のノズル６３は、次に吸着動作を行うノズルとして、全体制御部５１が指定しているノズルである。そして、軸制御部５２がＺ軸サーボモータ４３を制御してノズル６３を昇降させると共に、図略の負圧発生機構が動作されてノズル６３の吸着孔に負圧が発生され、部品Ｃの吸着動作を実行させる（ステップＳ２）。

【0076】

続いて、軸制御部５２は、ローター６２を回転させて、部品Ｃを吸着したノズル６３をサイドビューカメラ１１による撮像位置へ移動させる（ステップＳ３）。次いで、照明制御部５４が、バックライト光を作る照明部１２０を点灯させる（ステップＳ４；バックライト光を照射するステップ）。第１実施形態では、照明制御部５４は照明ポール１３を点灯させる。第２実施形態では、照明制御部５４はＬＥＤ光源１２Ａを点灯させる。その後、第１実施形態では、軸制御部５２がＲ軸サーボモータ４４を動作させて、ノズル６３をＲ軸回りに半回転させる（ステップＳ５）。第２実施形態では、このステップＳ５はスキップされる。

【0077】

次に、撮像制御部５３がサイドビューカメラ１１を動作させ、部品Ｃを吸着したノズル６３のサイドビュー撮像を実行させる（ステップＳ６；サイドビュー画像を取得するステップ）。前記撮像により取得されたサイドビュー画像の画像データは、サイドビューカメラ１１から画像処理部５５に転送される（ステップＳ７）。この転送は、サイドビューカメラ１１が狭い画角Ｇ２に設定されているため、高速で転送が可能である。

【0078】

画像処理部５５は、転送された画像データに対して画像処理を行い、サイドビュー画像３０を暗領域と明領域とに区別する二値化処理を行う（ステップＳ８）。前記暗領域はノズル６３の影画像３１、前記明領域は背景部３２及びマーク部３３である。次いで、ノズル先端導出部５６が、サイドビュー画像３０に表出しているマーク部３３に基づいて画像特徴部３４を求め、この画像特徴部３４の位置を基準位置ｆ１として、ノズル先端６３Ｅの位置を特定する処理を行う（ステップＳ９；ノズル先端位置を特定するステップ）。

【0079】

ノズル先端６３Ｅの位置が特定されたら、吸着状態判定部５７が、サイドビュー画像３０上において部品ＣのＺ方向厚さｄ２を算出する（ステップＳ１０）。そして、吸着状態判定部５７は、算出されたｄ２と、予め記憶された吸着対象の部品ＣのＺ方向厚さの設定値とを比較して、部品Ｃの吸着状態が正常であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。もし、吸着状態が異常であれば、吸着状態判定部５７は、部品実装装置１が備える図略の表示部にエラーメッセージを表示させる。以上で、１本のノズル６３に対する処理を終える。

【0080】

以上説明した部品実装装置１若しくはノズル先端６３Ｅの認識方法によれば、サイドビュー画像３０において蓄光部材６４又は蛍光塗料層６５による光学的な特徴部が影画像３１に重畳して表出する。つまり、影画像３１において基準位置ｆ１として用いることができるマーク部３３を、サイドビュー画像３０上で表出させることができる。このため、形状的な特徴部をノズル６３に施与することなく、光学的な特徴部であるマーク部３３を基準位置ｆ１として、ノズル先端６３ＥのＺ方向高さ位置を特定することができる。従って、狭い画角Ｇ２のサイドビューカメラ１１を用いた場合でも、ノズル先端６３Ｅの位置認識を確実に行わせることができる。また、ノズル６３に対する形状的な特徴部の付設が不要となるので、ノズル６３の軽量化、小型化が可能となる。

【符号の説明】

【0081】

Ｃ 部品（ワーク）
ＢＬ バックライト光
Ｇ１、Ｇ２ 画角
１ 部品実装装置（ワーク吸着装置）
１１ サイドビューカメラ（撮像部）
１２Ａ ＬＥＤ光源（光源）
１２Ｌ 紫外光（第１波長の光）
１３ 照明ポール（光照射部）
１４ 蛍光ポール（光照射部）
３０ サイドビュー画像
３１ 影画像（影領域）
３２ 背景部
３３ マーク部（光学的な特徴部）
４４ Ｒ軸サーボモータ（回転機構）
５０ 制御部
５６ ノズル先端導出部（処理部）
５７ 吸着状態判定部（処理部）
６ ヘッドユニット
６３ ノズル
６３Ｅ ノズル先端
６４ 蓄光部材（光学マーク部）
６５ 蛍光塗料層（光学マーク部／波長変換部材）
６５Ｌ 第１波長変換光（第２波長の光）
６６ ポール蛍光層（波長変換層）
６６Ｌ 第２波長変換光（第３波長の光）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】