特許 7281645 部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法

(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】2023-05-18

(45)【発行日】2023-05-26

(54)【発明の名称】部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20230519BHJP

   H05K 13/08 20060101ALI20230519BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 C

H05K13/08 M

H05K13/08 Q

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019123718

(22)【出願日】2019-07-02

(65)【公開番号】P2021009951

(43)【公開日】2021-01-28

【審査請求日】2022-05-12

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100183276

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 裕三

(72)【発明者】

【氏名】横山 大

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 英明

(72)【発明者】

【氏名】今福 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】長澤 陽介

(72)【発明者】

【氏名】松岡 聡

(72)【発明者】

【氏名】長江 和男

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 啓之

【審査官】三宅 達

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－０１４５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０１３７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３２７２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２１４７９９（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】

基板を位置決めする基板位置決め部と、
リード付きの部品をピックアップし、前記基板位置決め部により位置決めされている前記基板の挿入孔に、前記部品のリードを挿入する挿入ヘッドと、
下方を撮像する第１のカメラと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記基板の前記挿入孔に前記部品の前記リードが正常に挿入されていないというエラーを検出し、
前記エラーの検出に応じて、前記第１のカメラにより前記基板を撮像し、
前記基板の撮像画像に基づいて、前記挿入ヘッドにより前記基板から前記部品を再ピックアップする、部品実装装置。

【請求項2】

前記制御部はさらに、
前記部品を再ピックアップした後に、前記第１のカメラにより前記基板を撮像し、
当該基板の撮像画像に前記部品が含まれるかどうかを判定する、請求項１に記載の部品実装装置。

【請求項3】

前記第１のカメラとは別の第２のカメラをさらに備え、
前記制御部はさらに、
当該基板の撮像画像に前記部品が含まれないと判定した場合に、前記第２のカメラにより、前記挿入ヘッドが保持している前記部品を撮像する、請求項２に記載の部品実装装置。

【請求項4】

前記制御部はさらに、
前記部品の撮像画像に含まれる前記部品のリードが、前記基板の前記挿入孔に挿入可能な姿勢であるかどうかを判定し、
挿入可能な姿勢であると判定した場合に、前記挿入ヘッドにより、再ピックアップした前記部品の前記リードを前記基板の前記挿入孔に再挿入する、請求項３に記載の部品実装装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記基板の撮像画像に含まれる前記部品の形状が、予め登録した部品の形状と相似すると判定した場合に、前記部品の再ピックアップを行う、請求項１から４のいずれか１つに記載の部品実装装置。

【請求項6】

前記制御部はさらに、前記部品の形状同士が相似しないと判定した場合に、前記部品実装装置の運転を停止させる、請求項５に記載の部品実装装置。

【請求項7】

前記第１のカメラは前記挿入ヘッドに取り付けられ、前記挿入ヘッドと一体的に移動可能である、請求項１から６のいずれか１つに記載の部品実装装置。

【請求項8】

部品実装装置の基板位置決め部を用いて、基板を位置決めする基板位置決めステップと、
前記部品実装装置の挿入ヘッドを用いて、リード付きの部品をピックアップし、前記基板位置決め部により位置決めされた前記基板の挿入孔に前記部品のリードを挿入する挿入ステップと、
前記基板の前記挿入孔に前記部品の前記リードが正常に挿入されていないことを検出する挿入エラー検出ステップと、
前記挿入エラー検出ステップによるエラーの検出に応じて、前記部品実装装置の第１のカメラにより、前記基板を撮像する第１撮像ステップと、
前記第１撮像ステップの撮像画像に基づいて、前記挿入ヘッドにより、前記基板から前記部品を再ピックアップする再ピックアップステップと、を含む、部品実装基板の製造方法。

【請求項9】

さらに、
前記再ピックアップステップの後に、前記第１のカメラにより、前記基板を撮像する第２撮像ステップと、
前記第２撮像ステップで撮像された画像に前記部品が含まれるかどうかを判定する部品有無判定ステップと、を含む、請求項８に記載の部品実装基板の製造方法。

【請求項10】

さらに、
前記部品有無判定ステップで前記部品が含まれないと判定した場合に、前記部品実装装置の前記第１のカメラとは別の第２のカメラにより、前記挿入ヘッドが保持している前記部品を撮像する第３撮像ステップを含む、請求項９に記載の部品実装基板の製造方法。

【請求項11】

さらに、
前記第３撮像ステップで撮像された画像に含まれる前記部品のリードが、前記基板の前記挿入孔に挿入可能な姿勢であるかどうかを判定するリード姿勢判定ステップと、
前記リード姿勢判定ステップで挿入可能と判定した場合に、前記挿入ヘッドにより、再ピックアップした前記部品の前記リードを前記基板の前記挿入孔に再挿入する再挿入ステップと、を含む、請求項１０に記載の部品実装基板の製造方法。

【請求項12】

さらに、
前記第１撮像ステップの撮像画像に含まれる前記部品の形状が、予め登録した部品の形状と相似するかどうかを判定する部品相似判定ステップを含み、
前記再ピックアップステップは、前記部品相似判定ステップで相似すると判定した場合に前記部品の再ピックアップを行う、請求項８から１１のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法。

【請求項13】

さらに、
前記部品相似判定ステップで相似しないと判定した場合に、前記部品実装装置の運転を停止させる運転停止ステップを含む、請求項１２に記載の部品実装基板の製造方法。

【請求項14】

前記第１のカメラを前記挿入ヘッドに取り付けて、前記挿入ヘッドと一体的に移動可能に構成した、請求項８から１３のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ラジアル部品やアキシャル部品等の部品は、２本のリードを有しており、これら２本のリードが基板に設けられた挿入孔に挿入されることにより、部品が基板に装着・実装される（例えば特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開２０１５－０２９２０９号公報

【文献】特開２０１８－７８１３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般的に、部品実装装置において挿入エラーが発生した場合、アラームを出して、設備を停止させる。その後、オペレータがカバー等を開け、挿入途中の基板にアクセスし、挿入エラーなった部品を手動で挿入し直したり、取り除いたりした後、設備を再スタートする。このように、挿入エラーが発生した際に作業者の手間や時間が掛かっており、部品実装装置の稼働率が低下してしまうといった課題があった。

【0005】

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、部品実装装置の稼働率を向上させることができる部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的を達成するために、本発明の部品実装装置は、基板を位置決めする基板位置決め部と、リード付きの部品をピックアップし、前記基板位置決め部により位置決めされている前記基板の挿入孔に、前記部品のリードを挿入する挿入ヘッドと、下方を撮像する第１のカメラと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記基板の前記挿入孔に前記部品の前記リードが正常に挿入されていないというエラーを検出し、前記エラーの検出に応じて、前記第１のカメラにより前記基板を撮像し、前記基板の撮像画像に基づいて、前記挿入ヘッドにより前記基板から前記部品を再ピックアップする。

【0007】

また、本発明の部品実装基板の製造方法は、部品実装装置の基板位置決め部を用いて、基板を位置決めする基板位置決めステップと、前記部品実装装置の挿入ヘッドを用いて、リード付きの部品をピックアップし、前記基板位置決め部により位置決めされた前記基板の挿入孔に前記部品のリードを挿入する挿入ステップと、前記基板の前記挿入孔に前記部品の前記リードが正常に挿入されていないことを検出する挿入エラー検出ステップと、前記挿入エラー検出ステップによるエラーの検出に応じて、前記部品実装装置の第１のカメラにより、前記基板を撮像する第１撮像ステップと、前記第１撮像ステップの撮像画像に基づいて、前記挿入ヘッドにより、前記基板から前記部品を再ピックアップする再ピックアップステップと、を含む。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、部品実装装置の稼働率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態の部品実装装置の概略平面図

【図2】実施の形態の挿入ヘッドとヘッドカメラを示す概略正面図

【図3】実施の形態の部品実装装置を用いて部品実装基板を製造する方法の一例を示すフローチャート

【図4】実施の形態の挿入エラー発生時の制御方法の一例を示すフローチャート

【図5】実施の形態の挿入エラー発生時の制御方法の一例を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の第１態様によれば、基板を位置決めする基板位置決め部と、リード付きの部品をピックアップし、前記基板位置決め部により位置決めされている前記基板の挿入孔に、前記部品のリードを挿入する挿入ヘッドと、下方を撮像する第１のカメラと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記基板の前記挿入孔に前記部品の前記リードが正常に挿入されていないというエラーを検出し、前記エラーの検出に応じて、前記第１のカメラにより前記基板を撮像し、前記基板の撮像画像に基づいて、前記挿入ヘッドにより前記基板から前記部品を再ピックアップする、部品実装装置を提供する。

【0011】

このような構成によれば、挿入エラーとなった部品を所定条件を満たした場合に自動で再ピックアップすることで、部品を全て手動で取り除く必要がなくなる。これにより、挿入エラー発生時の作業性を向上させることができ、部品実装装置の稼働率を向上させることができる。

【0012】

本発明の第２態様によれば、前記制御部はさらに、前記部品を再ピックアップした後に、前記第１のカメラにより前記基板を撮像し、当該基板の撮像画像に前記部品が含まれるかどうかを判定する、第１態様に記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、部品有無によって、部品を正常に再ピックアップしたかどうかを確認することができる。

【0013】

本発明の第３態様によれば、前記第１のカメラとは別の第２のカメラをさらに備え、前記制御部はさらに、当該基板の撮像画像に前記部品が含まれないと判定した場合に、前記第２のカメラにより、前記挿入ヘッドが保持している前記部品を撮像する、第２態様に記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、部品を正常に再ピックアップしたかどうかをより正確に確認することができる。

【0014】

本発明の第４態様によれば、前記制御部はさらに、前記部品の撮像画像に含まれる前記部品のリードが、前記基板の前記挿入孔に挿入可能な姿勢であるかどうかを判定し、挿入可能な姿勢であると判定した場合に、前記挿入ヘッドにより、再ピックアップした前記部品の前記リードを前記基板の前記挿入孔に再挿入する、第３態様に記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、部品を再挿入することによって部品を再利用することができ、部品のリードの姿勢を確認した上で再挿入することにより、部品の挿入をより精度良く行うことができる。

【0015】

本発明の第５態様によれば、前記制御部は、前記基板の撮像画像に含まれる前記部品の形状が、予め登録した部品の形状と相似すると判定した場合に、前記部品の再ピックアップを行う、第１態様から第４態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、部品の姿勢を判定した上で、部品の再ピックアップを行うことができる。

【0016】

本発明の第６態様によれば、前記制御部はさらに、前記部品の形状同士が相似しないと判定した場合に、前記部品実装装置の運転を停止させる、第５態様に記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、再ピックアップできない姿勢であると判断した部品をオペレータが手動で取り除くことができる。

【0017】

本発明の第７態様によれば、前記第１のカメラは前記挿入ヘッドに取り付けられ、前記挿入ヘッドと一体的に移動可能である、第１態様から第６態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、再ピックアップできない姿勢であると判断した部品をオペレータが手動で取り除くことができる。

【0018】

本発明の第８態様によれば、部品実装装置の基板位置決め部を用いて、基板を位置決めする基板位置決めステップと、前記部品実装装置の挿入ヘッドを用いて、リード付きの部品をピックアップし、前記基板位置決め部により位置決めされた前記基板の挿入孔に前記部品のリードを挿入する挿入ステップと、前記基板の前記挿入孔に前記部品の前記リードが正常に挿入されていないことを検出する挿入エラー検出ステップと、前記エラー検出ステップによるエラーの検出に応じて、前記部品実装装置の第１のカメラにより、前記基板を撮像する第１撮像ステップと、前記第１撮像ステップの撮像画像に基づいて、前記挿入ヘッドにより、前記基板から前記部品を再ピックアップする再ピックアップステップと、を含む、部品実装基板の製造方法を提供する。

【0019】

このような方法によれば、第１態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

【0020】

本発明の第９態様によれば、前記制御部はさらに、前記再ピックアップステップの後に、前記第１のカメラにより、前記基板を撮像する第２撮像ステップと、前記第２撮像ステップで撮像された画像に前記部品が含まれるかどうかを判定する部品有無判定ステップと、を実行する、第８態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第２態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

【0021】

本発明の第１０態様によれば、さらに、前記部品有無判定ステップで前記部品が含まれないと判定した場合に、前記部品実装装置の前記第１のカメラとは別の第２のカメラにより、前記挿入ヘッドが保持している前記部品を撮像する第３撮像ステップを含む、第９態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第３態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

【0022】

本発明の第１１態様によれば、さらに、前記第３撮像ステップで撮像された画像に含まれる前記部品のリードが、前記基板の前記挿入孔に挿入可能な姿勢であるかどうかを判定するリード姿勢判定ステップと、前記リード姿勢判定ステップで挿入可能と判定した場合に、前記挿入ヘッドにより、再ピックアップした前記部品の前記リードを前記基板の前記挿入孔に再挿入する再挿入ステップと、を含む、第１０態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第４態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

【0023】

本発明の第１２態様によれば、さらに、前記第１撮像ステップの撮像画像に含まれる前記部品の形状が、予め登録した部品の形状と相似するかどうかを判定する部品相似判定ステップを含み、前記再ピックアップステップは、前記部品相似判定ステップで相似すると判定した場合に前記部品の再ピックアップを行う、第８態様から第１１態様のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第５態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

【0024】

本発明の第１３態様によれば、さらに、前記部品相似判定ステップで相似しないと判定した場合に、前記部品実装装置の運転を停止させる運転停止ステップを含む、第１２態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第６態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

【0025】

本発明の第１４態様によれば、前記第１のカメラを前記挿入ヘッドに取り付けて、前記挿入ヘッドと一体的に移動可能に構成した、第８態様から第１３態様のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第７態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

【0026】

以下、本発明に係る部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法の例示的な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。本発明は、以下の実施の形態の具体的な構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成が本発明に含まれる。

【0027】

（実施の形態）
まず図１を参照して、本発明の一実施の形態に係る部品実装装置について説明する。部品実装装置１は、基板２に部品３を実装する機能を有する。以下、基板２に対して水平な搬送方向をＸ方向、水平面内においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、ＸＹ平面に対して垂直な方向、すなわち上下方向（鉛直方向）をＺ方向と定義する。

【0028】

図１に示す部品実装装置１は、基台４と、部品供給ユニット６と、部品位置決め部１１と、Ｙ軸ビーム１４と、Ｘ軸ビーム１５と、プレート部材１６と、挿入ヘッド１７と、トップカメラ１８（第１のカメラ）と、部品認識カメラ１９（第２のカメラ）とを備える。

【0029】

基台４の上面には、複数の部品供給ユニット６が設けられている。部品供給ユニット６のそれぞれは、リード付きの部品３を複数収容するフィーダである。基板２には、部品３の２本のリード（図示せず）を挿通するための挿入孔２ａが２か所設けられている。

【0030】

基板位置決め部１１は、基板２を所定の実装位置に位置決めする部材である。基板２の実装位置は予め、制御部２１にプログラムされている。図１では、基板２が実装位置に位置決めされている状態が示される。

【0031】

実施の形態の基板位置決め部１１は一対のコンベア機構から成る。基板位置決め部１１は基板２の両端を下方から支持してＸ方向に搬送し、基板２を実装位置に位置決めする。

【0032】

基台４のＸ方向における両端部には、Ｙ軸ビーム１４が設けられている。Ｙ軸ビーム１４には、Ｘ軸ビーム１５がＹ方向に移動自在に設けられている。Ｘ軸ビーム１５には、板状のプレート部材１６がＸ方向にスライド自在に装着されている。プレート部材１６には、挿入ヘッド（実装ヘッド）１７とヘッドカメラ１８とが取り付けられている。Ｘ軸ビーム１５およびプレート部材１６を駆動させることによって、挿入ヘッド１７とヘッドカメラ１８をＸＹ方向に移動させることができる。

【0033】

挿入ヘッド１７は、部品供給ユニット６から部品３をピックアップして保持し、保持した部品３のリードを基板２の挿入孔２ａに挿入する機能を有する。

【0034】

ヘッドカメラ１８は、挿入ヘッド１７とともにプレート部材１６に取り付けられたカメラである。ヘッドカメラ１８は、挿入ヘッド１７とＸＹ方向に一体的に移動する。ヘッドカメラ１８は挿入ヘッド１７と一体的である形態に限定されず、挿入ヘッド１７と別体であり挿入ヘッド１３と独立して移動する場合でもよい。

【0035】

基台４において、基板２と部品供給ユニット６の間には、撮像視野を上方に向けた部品認識カメラ１９が設けられている。部品認識カメラ１９は、その上方を移動する挿入ヘッド１７に保持された部品３を下方から撮像する。

【0036】

制御部２１は、部品実装装置１の各構成要素の動作を制御する部材である。制御部２１は、配線等を介して部品実装装置１の各構成要素に電気的に接続されている。制御部２１は例えばマイクロコンピュータで構成される。

【0037】

次に図２を参照して、挿入ヘッド１７の構成について説明する。

【0038】

挿入ヘッド１７は、ヘッド本体部２１と、ヘッド本体部２１の下端部に装着された吸着ノズル２２とを備える。ヘッド本体部２１には、吸着ノズル２２を水平方向に回転させる回転機構（図示省略）等が内蔵されている。吸着ノズル２２は、ヘッド本体部２１の上方に配置されたノズル昇降機構２３によりＺ方向に移動、すなわち昇降する。吸着ノズル２２は、部品供給ユニット６から供給される部品３を吸着によって保持し、基板２に移送搭載する。

【0039】

挿入ヘッド１７に取り付けられたヘッドカメラ１８は、矢印Ａで示すように、撮像視野を下方に向けるようにレンズ（図示せず）が下方に向けられている。

【0040】

上述した構成を有する部品実装装置１を用いて、基板２に部品３を実装した部品実装基板を製造する方法の一例について、図３を用いて説明する。図３は、部品実装基板を製造する方法の一例を示すフローチャートである。

【0041】

図３に示すように、まず、基板を位置決めする（ステップＳ１：「基板位置決めステップ」）。具体的には、図１に示す基板位置決め部１１を用いて、基板２を所定の実装位置に位置決めする。

【0042】

基板位置決めステップＳ１と並行して、部品３をピックアップする（ステップＳ２－１「ピックアップステップ」）。具体的には、挿入ヘッド１７を部品供給ユニット６に移動させて、吸着ノズル２２により部品３を吸着してピックアップする。

【0043】

ピックアップステップＳ２－１の後、部品３を認識する（ステップＳ２－２「部品認識ステップ」）。具体的には、部品３をピックアップした挿入ヘッド１７を部品認識カメラ１９の直上までＸＹ方向に移動させて、部品認識カメラ１９により、挿入ヘッド１７の先端に保持されている部品３を撮像する。これにより、部品３を認識する。

【0044】

次に、部品３を基板２に挿入する（ステップＳ３：「部品挿入ステップ」）。具体的には、部品３をピックアップした挿入ヘッド１７を、実装位置に位置決めされている基板３の直上に移動させて、部品３のリードを基板２の挿入孔２ａに上方から挿入する。

【0045】

次に、部品３のリードをクリンチする（ステップＳ４：「クリンチステップ」）。具体的には、図示しないクリンチユニットを用いて、基板２の挿入孔２ａから基板２の下面側に突出したリードを切断してクリンチする。

【0046】

次に、リフロー処理を行う（ステップＳ５：「リフローステップ」）。これにより、部品３を基板２に半田付けする。

【0047】

上述したステップＳ１～Ｓ５を実行することにより、基板２に部品３を装着した部品実装基板を製造することができる。さらにステップＳ１～Ｓ５を複数の基板２のそれぞれに実行することで、部品実装基板を量産することができる。

【0048】

ここで、前述した挿入ステップＳ３において、基板２の挿入孔２ａに部品３が正常に挿入されない場合がある。このような場合に、実施の形態の部品実装装置１では、所定の条件を満たした場合に部品３を再度ピックアップし、部品３のリードを基板２の挿入孔２ａに再挿入する制御を行う。このような制御によって、挿入エラーとなった部品３を全て手動で修正・廃棄する必要がなく、部品３を再利用することができる。これにより、挿入エラーが発生した際の部品実装装置１の稼働率を向上させることができる。その制御方法の一例について、図４、図５を用いて説明する。

【0049】

図４、図５は、挿入エラー発生時の制御方法の一例を示すフローチャートである。

【0050】

図４に示すように、まず、挿入エラーを検出する（ステップＳ６：「挿入エラー検出ステップ」）。具体的には、制御部２１が、例えば挿入ヘッド１７の吸着ノズル２２の高さ位置を検出することにより、部品３のリードが基板２の挿入孔２ａに正常に挿入されていないことを検出する。例えば、吸着ノズル２２の高さ位置が、制御部２１に予め記憶された挿入成功時の高さ位置と異なる高さである場合に、挿入エラーとして検出される。このような方法に限らず、後述するクリンチユニットによるクリンチの失敗を挿入エラーとして検出する等、任意の方法を用いてもよい。

【0051】

挿入エラーの検出に応じて、基板２を撮像する（ステップＳ７：「第１撮像ステップ」）。具体的には、ヘッドカメラ１８により、基板２の挿入孔２ａを含む領域を上方から撮像する。ヘッドカメラ１８が基板２の直上にない場合は、ヘッドカメラ１８を基板２の直上までＸＹ方向に移動させた上で、撮像を行う。

【0052】

次に、部品３の形状に関する相似判定を行う（ステップＳ８：「部品相似判定ステップ」）。具体的には、第１撮像ステップＳ７で撮像した画像において画像処理技術によって部品３を認識し、認識した部品３の形状と、制御部２１に予め記憶した部品３の形状とが相似するかどうかを判定する。画像処理技術や相似判定方法は、本願出願時に公知である任意の技術・手段を用いてもよい。

【0053】

このような部品相似判定ステップＳ８によれば、部品３の形状が相似すると判定した場合に、部品３の姿勢が「直立」や「斜め立ち」等、再ピックアップ可能な姿勢であると判断することができる。一方で、部品３の形状が相似しないと判定した場合は、部品３の姿勢が「横倒し」等、再ピックアップできない姿勢であると判断することができる。

【0054】

部品相似判定ステップＳ８で相似すると判定した場合はステップＳ９を実行し、相似しないと判定した場合はステップＳ１０を実行する。ステップＳ９は、挿入ヘッド１７により、部品３を再ピックアップする「再ピックアップステップ」であり、ステップＳ１０は、部品実装装置１の運転を停止させるステップである「設備停止ステップ」である。

【0055】

このように、部品相似判定ステップＳ８で相似すると判定した場合にのみ、部品３を再ピックアップするように制御することで、挿入エラーとなった部品３の姿勢が再ピックアップ可能な姿勢かどうかを予め判定した上で再ピックアップを行うことができる。これにより、部品３の再ピックアップを精度よく実行することができる。また、部品相似判定ステップＳ８で相似しないと判定した場合は部品実装装置１の運転を停止することで、オペレータが部品３を手動で取り除くことができる。

【0056】

再ピックアップステップＳ９により部品３を再ピックアップすると、次に、基板２を撮像する（ステップＳ１１：「第２撮像ステップ」）。具体的には、ヘッドカメラ１８により、基板２の挿入孔２ａを含む領域を撮像する。

【0057】

次に、部品３の有無を判定する（ステップＳ１２：「部品有無判定ステップ」）。具体的には、制御部２１が、ステップＳ１１で撮像した画像に部品３が含まれるかどうかを画像処理技術によって判定する。

【0058】

このように、基板２の上の部品３を再ピックアップした後に基板２の上面を撮像することで、撮像した画像をもとに、挿入ヘッド１７が部品３をピックアップしたかどうかを確認することができる。撮像した画像に部品３が含まれない場合は、挿入ヘッド１７が部品３を正常にピックアップしたものと判断することができる。一方で、撮像した画像に部品３が含まれる場合は、挿入ヘッド１７が部品３を正常にピックアップできず、基板２の上に部品３が残ったものと判断できる。

【0059】

部品有無判定ステップＳ１２で部品３が含まれないと判定した場合はステップＳ１３を実行し、部品３が含まれると判定した場合は設備停止ステップＳ１０を実行する。このように部品実装装置１の運転を停止することで、ピックアップに失敗した部品３をオペレータが手動で取り除くことができる。

【0060】

ステップＳ１３は、部品認識カメラ１９により、部品３を撮像するステップである（「第３撮像ステップ」）。具体的には、ヘッドカメラ１８とは別のカメラである部品認識カメラ１９の直上まで挿入ヘッド１７をＸＹ方向に移動させた後、挿入ヘッド１７が保持している部品３を含む領域を、部品認識カメラ１９により下方から撮像する。

【0061】

次に、リードの姿勢が挿入可能な姿勢であるかどうかを判定する（ステップＳ１４：「リード姿勢判定ステップ」）。具体的には、ステップＳ１３で撮像した画像における部品３のリードの姿勢を画像処理技術により特定し、特定した姿勢が、制御部２１に予め記憶した許容範囲の姿勢に含まれるかどうかを判定する。許容範囲に含まれる場合は挿入可能と判断し、許容範囲に含まれない場合は挿入可能でないと判断することができる。

【0062】

リードの姿勢が挿入可能と判断した場合はステップＳ１５を実行し、挿入可能でないと判断した場合はステップＳ１６を実行する。ステップＳ１５は、ピックアップした部品３を基板２に再挿入する「部品再挿入ステップ」である。ステップＳ１６は、ピックアップした部品３を廃棄する「部品廃棄ステップ」である。

【0063】

このように、部品３のリードを再挿入する前にリードの姿勢が挿入可能かどうかを判定することで、部品３の挿入エラーを事前に防ぐことができる。

【0064】

部品再挿入ステップＳ１５では、部品３をピックアップした挿入ヘッド１７を基板２までＸＹ方向に移動させて、部品３のリードを基板２の挿入孔２ａに再挿入する。

【0065】

次に、部品３が正常に挿入されたかどうかを判定する（ステップＳ１７：「部品挿入判定ステップ」）。具体的には、制御部２１が、ステップＳ６と同様の方法により、部品３のリードが基板２の挿入孔２ａに正常に挿入されたかどうかを判定する。

【0066】

部品挿入判定ステップＳ１７で部品３が正常に挿入されたと判定した場合は、図３のフローチャートに戻り、ステップＳ４、Ｓ５を順に実行する。これにより、基板２に部品３を装着した部品実装基板を製造することができる。このようにして、一度は挿入エラーとなった部品３を再利用して部品実装基板を製造することで、挿入エラーとなった部品３を全て手動で取り除く必要がなくなり、部品実装装置１の稼働率および生産性を向上させることができる。

【0067】

一方で、部品挿入判定ステップＳ１７で部品３が正常に挿入されていないと判定した場合は、図５に示すフローを実行する。

【0068】

具体的には、図５に示すように、基板２を撮像する（ステップＳ１８：「第４撮像ステップ」）。より具体的には、ヘッドカメラ１８により、基板２の挿入孔２ａを含む領域を上方から撮像する。

【0069】

次に、部品３の形状に関する相似判定を行う（ステップＳ１９：「部品相似判定ステップ」）。具体的には、第４撮像ステップＳ１８で撮像した画像をもとに、画像処理技術によって部品３を認識するとともに、認識した部品３の形状と、制御部２１に予め記憶した部品３の形状とが相似するかどうかを制御部２１が判定する。

【0070】

部品相似判定ステップＳ１９で相似すると判定した場合はステップＳ２０を実行し、相似しないと判定した場合はステップＳ２１を実行する。ステップＳ２０は、挿入ヘッド１７により、部品３を再ピックアップする「再ピックアップステップ」である。ステップＳ２１は、部品実装装置１の運転を停止させる「設備停止ステップ」である。

【0071】

再ピックアップステップＳ２０で部品３を再ピックアップすると、次に、基板２を撮像する（ステップＳ２２：「第５撮像ステップ」）。具体的には、ヘッドカメラ１８により、基板２の挿入孔２ａを含む領域を撮像する。

【0072】

次に、部品３の有無を判定する（ステップＳ２３：「部品有無判定ステップ」）。具体的には、制御部２１が、ステップＳ２２で撮像した画像に部品３が含まれるかどうかを画像処理技術によって判定する。

【0073】

部品有無判定ステップＳ２３で部品３が含まれないと判定した場合はステップＳ２４を実行し、部品３が含まれると判定した場合は設備停止ステップＳ２１を実行する。

【0074】

ステップＳ２４は、挿入ヘッド１７によりピックアップした部品３を廃棄する部品廃棄ステップである。すなわち、図５に示す制御方法によれば、前述した図４の挿入判定ステップＳ１７において挿入エラーとなった部品３を、挿入ヘッド１７により再ピックアップし、かつそれを廃棄するという制御を行う。このように２度挿入エラーとなった部品３を自動で廃棄することで、オペレータが部品３を全て手動で廃棄する必要がなく、部品３の誤挿入を防止しつつ、部品実装装置１の稼働率を向上させることができる。

【0075】

なお、部品廃棄ステップＳ２４に代えて、部品３のリードを基板２の挿入孔２ａに再挿入するように制御してもよい。

【0076】

上述したように、本実施の形態の部品実装装置１１は、基板位置決め部１１と、挿入ヘッド１７と、第１のカメラの一例であるヘッドカメラ１８と、制御部２１と、を備える。このような構成において、制御部２１は、挿入エラー検出ステップＳ６と、第１撮像ステップＳ７と、再ピックアップステップＳ９とを実行する。挿入エラー検出ステップＳ６は、基板２の挿入孔２ａに部品３のリードが正常に挿入されていないことを検出するステップである。第１撮像ステップＳ７は、挿入エラー検出ステップＳ６によるエラーの検出に応じて、ヘッドカメラ１８により、基板２を撮像するステップである。再ピックアップステップＳ９は、第１撮像ステップＳ７の撮像画像に基づいて、挿入ヘッド１７により、部品３を再ピックアップするステップである。

【0077】

また、本実施の形態の部品実装基板の製造方法は、基板位置決めステップＳ１と、挿入ステップＳ３と、挿入エラー検出ステップＳ６と、第１撮像ステップＳ７と、再ピックアップステップＳ９とを実行する。基板位置決めステップＳ１は、部品実装装置１の基板位置決め部１１を用いて、基板２を位置決めするステップである。挿入ステップＳ３は、部品実装装置１の挿入ヘッド１７を用いて、リード付きの部品３をピックアップし、基板位置決め部１１により位置決めされた基板２の挿入孔２ａに部品３のリードを挿入するステップである。

【0078】

このような構成および方法によれば、挿入エラーとなった部品３を所定条件を満たした場合に自動で再ピックアップすることで、部品３を全て手動で取り除く必要がなくなる。これにより、挿入エラー発生時の作業性を向上させることができ、部品実装装置１の稼働率を向上させることができる。

【0079】

また、本実施の形態の制御部２１はさらに、第２撮像ステップＳ１１と、部品有無判定ステップＳ１２とを実行する。第２撮像ステップＳ１１は、再ピックアップステップＳ９の後に、ヘッドカメラ１８により、基板２を撮像するステップである。部品有無判定ステップＳ１２は、第２撮像ステップＳ１１で撮像された画像に部品３が含まれるかどうかを判定するステップである。このような構成および方法によれば、部品有無判定ステップＳ１２の結果によって、再ピックアップステップＳ９で部品３を正常にピックアップしたかどうかを確認することができる。

【0080】

また、本実施の形態の制御部２１はさらに、部品有無判定ステップＳ１２で部品３が含まれないと判定した場合に、第２のカメラの一例である部品認識カメラ１９により、挿入ヘッド１７が保持している部品３を撮像する第３撮像ステップＳ１３を実行する。このような構成および方法によれば、再ピックアップステップＳ９で部品３を正常にピックアップしたかどうかをより正確に確認することができる。

【0081】

また、本実施の形態の制御部２１はさらに、リード姿勢判定ステップＳ１４と、再挿入ステップＳ１５とを実行する。リード姿勢判定ステップＳ１４は、第３撮像ステップＳ１３で撮像された画像に含まれる部品３のリードが、基板２の挿入孔２ａに挿入可能な姿勢であるかどうかを判定するステップである。再挿入ステップＳ１５は、リード姿勢判定ステップＳ１４で挿入可能と判定した場合に、挿入ヘッド１７により、再ピックアップした部品３のリードを基板２の挿入孔２ａに再挿入するステップである。このような構成および方法によれば、部品３を再挿入することによって部品３を再利用することができ、部品３のリードの姿勢を確認した上で再挿入することにより、部品３の挿入をより精度良く行うことができる。

【0082】

また、本実施の形態の制御部２１はさらに、第１撮像ステップＳ７の撮像画像に含まれる部品３の形状が、予め登録した部品３の形状と相似するかどうかを判定する部品相似判定ステップＳ８を実行する。さらに、再ピックアップステップＳ９は、部品相似判定ステップＳ８で相似すると判定した場合に部品３の再ピックアップを行うステップである。このような構成および方法によれば、部品３の姿勢を判定した上で、部品３の再ピックアップを行うことができ、再ピックアップを精度良く行うことができる。

【0083】

また、本実施の形態の制御部２１はさらに、部品相似判定ステップＳ８で相似しないと判定した場合に、部品実装装置１の運転を停止させる運転停止ステップＳ１０を実行する。このような構成および方法によれば、再ピックアップできない姿勢と判断した部品３をオペレータが手動で取り除くことができる。

【0084】

また、本実施の形態では、ヘッドカメラ１８は挿入ヘッド１７に取り付けられ、挿入ヘッド１７と一体的に移動可能に構成されている。このような構成および方法によれば、挿入ヘッド１７に取り付けられたヘッドカメラ１８を用いて撮像を行うことができる。

【0085】

以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。

【0086】

本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。また、各実施の形態における要素の組合せや順序の変化は、本開示の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

【0087】

なお、前記実施の形態の様々な変形例のうち、任意の変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0088】

本発明は、部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法であれば適用可能である。

【符号の説明】

【0089】

１ 部品実装装置
２ 基板
２ａ 挿入孔
３ 部品
４ 基台
６ 部品供給ユニット
１１ 部品位置決め部
１４ Ｙ軸ビーム
１５ Ｘ軸ビーム
１６ プレート部材
１７ 挿入ヘッド
１８ ヘッドカメラ（第１のカメラ）
１９ 部品認識カメラ（第２のカメラ）
２１ 制御部
２２ 吸着ノズル
２３ ノズル昇降機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】