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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】2023-10-10
(45)【発行日】2023-10-18
(54)【発明の名称】部品姿勢判定装置及び部品実装機
(51)【国際特許分類】
H05K 13/04 20060101AFI20231011BHJP
H05K 13/08 20060101ALI20231011BHJP
G01B 11/26 20060101ALI20231011BHJP
【ＦＩ】
H05K13/04 M
H05K13/08 P
G01B11/26 H
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019221985
(22)【出願日】2019-12-09
(65)【公開番号】P2021093414
(43)【公開日】2021-06-17
【審査請求日】2022-07-22
(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】加藤 寛
(72)【発明者】
【氏名】道添 聡浩
(72)【発明者】
【氏名】榊原 敬介
【審査官】寺川 ゆりか
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１８１６３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２９４０６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１７３１５２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｋ １３／０４
Ｈ０５Ｋ １３／０８
Ｇ０１Ｂ １１／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板に部品を搭載するヘッドユニットに設けられた吸着ノズルの吸着面に吸着保持された部品の姿勢を判定する部品姿勢判定装置であって、前記吸着ノズルに吸着保持された部品を側方から撮像して側方画像を取得する側方撮像部と、
前記吸着ノズルに吸着保持された部品を下方から撮像して下方画像を取得する下方撮像部と、
前記側方画像及び前記下方画像に基づき部品の姿勢に関する部品姿勢指標値を算出し、当該部品姿勢指標値に基づき前記吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢が、基板に対する搭載の可否を示す搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢と、前記搭載可能姿勢及び前記搭載不可姿勢の何れの姿勢であるかの判別が不能な判別不能姿勢と、の何れの姿勢であるかを判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、
前記側方画像中における、前記吸着ノズルの基準部に対応した画素群からなる基準部領域及び部品に対応した画素群からなる側方部品領域に基づいて、前記基準部領域の下端又は前記側方部品領域の上端から、前記側方部品領域の下端までの前記吸着面に直交する方向に沿った長さ、又は、前記吸着面に対する部品下面の傾き角度で表される第１指標値を前記部品姿勢指標値として算出し、前記第１指標値に基づいて部品の姿勢を判定する第１判定処理と、
前記下方画像中の部品に対応した画素群からなる下方部品領域の所定の基準部品領域に対する歪み度を算出し、当該歪み度に基づき前記吸着面に対する部品のアオリ角度及びアオリ方向を含む第２指標値を前記部品姿勢指標値として算出し、前記第２指標値に基づいて部品の姿勢を判定する第２判定処理と、
前記第１判定処理及び前記第２判定処理での判定結果に応じて、前記第１判定処理において用いた前記側方画像の撮像時の部品に対する撮像方向とは異なる方向からの撮像による、第２の側方画像の取得を指令する再撮像指令を、前記側方撮像部に出力し、前記第２の側方画像中の部品に対応した画素群からなる第２の側方部品領域に基づいて、前記吸着面に対する部品下面の傾き角度で表される第３指標値を算出し、前記第３指標値に基づいて部品の姿勢を判定する第３判定処理と、を実行し、
前記第３判定処理では、前記第１判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢又は前記判別不能姿勢であり、且つ前記第２判定処理での判定結果が前記判別不能姿勢である場合、前記第１判定処理において用いた前記側方画像の撮像時の部品に対する撮像方向と同一水平面上であって、且つ前記第２指標値に含まれる前記アオリ方向と直交する方向から部品を撮像する指令を、前記再撮像指令として出力する、部品姿勢判定装置。
【請求項2】
前記判定部は、前記第１判定処理の後に前記第２判定処理を実行するように構成され、
前記第１判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢、前記搭載不可姿勢及び前記判別不能姿勢の何れの場合においても、当該第１判定処理の後に前記第２判定処理を実行する、請求項１に記載の部品姿勢判定装置。
【請求項3】
前記判定部は、前記第１判定処理での判定結果に応じて、当該第１判定処理の後に前記第２判定処理を実行するように構成され、
前記第１判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢及び前記搭載不可姿勢の何れかの場合には、前記第２判定処理の実行を省略し、
前記第１判定処理での判定結果が前記判別不能姿勢の場合には、当該第１判定処理の後に前記第２判定処理を実行する、請求項１に記載の部品姿勢判定装置。
【請求項4】
前記判定部は、前記第３判定処理では、前記第１判定処理での判定結果が前記判別不能姿勢であり、且つ前記第２判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢である場合、前記第１判定処理において用いた前記側方画像の撮像時の部品に対する撮像方向と同一水平面上で直交する方向から部品を撮像する指令を、前記再撮像指令として出力する、請求項１に記載の部品姿勢判定装置。
【請求項5】
前記判定部は、前記第１判定処理及び前記第２判定処理での判定結果が何れも前記搭載可能姿勢の場合、基板に対する部品の搭載を許可する搭載許可情報を出力するか、若しくは、前記第３判定処理を実行する、請求項１に記載の部品姿勢判定装置。
【請求項6】
前記判定部は、前記第１判定処理及び前記第２判定処理の少なくとも何れか一方の処理での判定結果が前記搭載不可姿勢の場合、基板に対する部品の搭載を不許可とする搭載不許可情報を出力する、請求項１に記載の部品姿勢判定装置。
【請求項7】
部品を吸着保持する吸着面を有した吸着ノズルを備え、当該吸着面で吸着保持された部品を基板に搭載するヘッドユニットと、前記吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢を判定する、請求項１～６のいずれか１項に記載の部品姿勢判定装置と、
前記部品姿勢判定装置の前記判定部による判定結果に基づいて、前記ヘッドユニットによる基板に対する部品の搭載動作を制御する制御装置と、を備える、部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、吸着ノズルの吸着面に吸着保持された部品の姿勢を判定する部品姿勢判定装置及びそれを備えた部品実装機に関する。
【背景技術】
【0002】
プリント配線板等の基板上に電子部品（以下、単に「部品」という）を搭載するための部品実装機は、部品を吸着保持する吸着ノズルを有するヘッドユニットを備えている。ヘッドユニットは、吸着ノズルにより部品を吸着保持した状態で所定の部品搭載位置に移動し、その部品搭載位置において部品を基板に搭載する。
【0003】
ヘッドユニットにより部品を基板に搭載する際には、吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢が問題になることがある。つまり、吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢が異常姿勢を取っているときには、基板に対する部品の搭載不良が発生する場合がある。このような問題を解決する技術が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される技術では、吸着ノズルに吸着保持された部品を下方から撮像し、その下方画像に基づき部品のアオリ角度を算出し、当該アオリ角度を用いて部品姿勢を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００８－２９４０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、下方画像のみを用いた部品姿勢の判定は、精度のよい姿勢判定であるとは言い難く、実際には搭載不良にはならない部品姿勢をも異常姿勢であると判定される場合や、実際には搭載不良になる部品姿勢を正常姿勢であると判定される場合がある。この場合、不所望に部品の廃棄が行われ、又は、基板に対する部品の搭載不良の発生が増加してしまう虞がある。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢を精度よく判定することが可能な部品姿勢判定装置及びそれを備えた部品実装機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一の局面に係る部品姿勢判定装置は、基板に部品を搭載するヘッドユニットに設けられた吸着ノズルの吸着面に吸着保持された部品の姿勢を判定する装置である。この部品姿勢判定装置は、前記吸着ノズルに吸着保持された部品を側方から撮像して側方画像を取得する側方撮像部と、前記吸着ノズルに吸着保持された部品を下方から撮像して下方画像を取得する下方撮像部と、前記側方画像及び前記下方画像に基づき部品の姿勢に関する部品姿勢指標値を算出し、当該部品姿勢指標値に基づき前記吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢が、基板に対する搭載の可否を示す搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢と、前記搭載可能姿勢及び前記搭載不可姿勢の何れの姿勢であるかの判別が不能な判別不能姿勢と、の何れの姿勢であるかを判定する判定部と、を備える。前記判定部は、前記側方画像中における、前記吸着ノズルの基準部に対応した画素群からなる基準部領域及び部品に対応した画素群からなる側方部品領域に基づいて、前記基準部領域の下端又は前記側方部品領域の上端から、前記側方部品領域の下端までの前記吸着面に直交する方向に沿った長さ、又は、前記吸着面に対する部品下面の傾き角度で表される第１指標値を前記部品姿勢指標値として算出し、前記第１指標値に基づいて部品の姿勢を判定する第１判定処理と、前記下方画像中の部品に対応した画素群からなる下方部品領域の所定の基準部品領域に対する歪み度を算出し、当該歪み度に基づき前記吸着面に対する部品のアオリ角度及びアオリ方向を含む第２指標値を前記部品姿勢指標値として算出し、前記第２指標値に基づいて部品の姿勢を判定する第２判定処理と、前記第１判定処理及び前記第２判定処理での判定結果に応じて、前記第１判定処理において用いた前記側方画像の撮像時の部品に対する撮像方向とは異なる方向からの撮像による、第２の側方画像の取得を指令する再撮像指令を、前記側方撮像部に出力し、前記第２の側方画像中の部品に対応した画素群からなる第２の側方部品領域に基づいて、前記吸着面に対する部品下面の傾き角度で表される第３指標値を算出し、前記第３指標値に基づいて部品の姿勢を判定する第３判定処理と、を実行する。前記判定部は、前記第３判定処理では、前記第１判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢又は前記判別不能姿勢であり、且つ前記第２判定処理での判定結果が前記判別不能姿勢である場合、前記第１判定処理において用いた前記側方画像の撮像時の部品に対する撮像方向と同一水平面上であって、且つ前記第２指標値に含まれる前記アオリ方向と直交する方向から部品を撮像する指令を、前記再撮像指令として出力する。
【0008】
この部品姿勢判定装置によれば、吸着ノズルに吸着保持された部品に対し、側方撮像部が側方から撮像して側方画像を取得し、下方撮像部が下方から撮像して下方画像を取得する。これらの側方画像及び下方画像に基づいて判定部は、吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢を判定する。
【0009】
具体的には、判定部は、側方画像中の基準部領域及び側方部品領域に基づいて、基準部領域の下端又は側方部品領域の上端から、側方部品領域の下端までの吸着面に直交する方向に沿った長さ、又は、吸着面に対する部品下面の傾き角度で表される第１指標値を算出し、当該第１指標値に基づいて部品の姿勢を判定する第１判定処理を実行する。例えば、吸着ノズルの吸着面に対して傾斜した傾斜姿勢で部品が吸着保持されている場合を想定する。この場合、前記吸着面に対して平行な正常姿勢で部品が吸着保持されている場合と比較して、側方画像に基づき算出される第１指標値は大きくなる。判定部は、第１判定処理において、部品の姿勢に応じて変化する側方画像に基づく第１指標値を用いて部品の姿勢を判定することができる。
【0010】
更に、判定部は、下方画像中の下方部品領域の所定の基準部品領域に対する歪み度に基づき吸着面に対する部品のアオリ角度及びアオリ方向を含む第２指標値を算出し、当該第２指標値に基づいて部品の姿勢を判定する第２判定処理を実行する。例えば、吸着ノズルの吸着面に対して傾斜した傾斜姿勢で部品が吸着保持されている場合を想定する。この場合、下方画像において下方部品領域に基準部品領域に対する歪みが生じ、吸着ノズルの吸着面に対する部品のアオリ角度が大きくなる。判定部は、第２判定処理において、部品の姿勢に応じて変化する下方画像に基づくアオリ角度を含む第２指標値を用いて部品の姿勢を判定することができる。
【0011】
上記のように、判定部は、側方画像に基づく第１指標値を用いた第１判定処理と、下方画像に基づく第２指標値を用いた第２判定処理とのコンビネーションの判定処理によって部品の姿勢を判定する。これにより、判定部は、吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢を精度よく判定することができる。
【0013】
吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢によっては、第１判定処理及び第２判定処理の各々において、当該部品姿勢が搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢の何れの姿勢に属するかの判別が困難な状況が生じ得る。このような場合、判定部は、部品姿勢が搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢の何れの姿勢に属するかの判別を無理矢理行わずに、部品姿勢を判別不能姿勢であると判定する。これにより、判定部は、吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢を精度よく判定することができる。
また、判定部は、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果に応じて、第１判定処理で用いた側方画像とは撮像方向が異なる第２の側方画像に基づく第３指標値を用いて部品の姿勢を判定する第３判定処理を実行する。これにより、第１判定処理及び第２判定処理の少なくとも何れか一方の処理において部品姿勢が搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢の何れの姿勢に属するかの判別が困難な状況である場合に、第３判定処理において部品の姿勢を判定することができる。すなわち、判定部は、側方画像に基づく第１指標値を用いた第１判定処理と、下方画像に基づく第２指標値を用いた第２判定処理と、第２の側方画像に基づく第３指標値を用いた第３判定処理とのコンビネーションの判定処理によって部品の姿勢を判定する。これにより、判定部は、吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢をより精度よく判定することができる。
判定部は、第１判定処理での判定結果が搭載可能姿勢又は判別不能姿勢であり、且つ第２判定処理での判定結果が判別不能姿勢である場合に、第３判定処理において、第２判定処理で用いた第２指標値に含まれるアオリ方向と直交する方向からの第２の側方画像に基づく第３指標値を用いて、部品の姿勢を判定する。これにより、第２判定処理において部品姿勢が搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢の何れの姿勢に属するかの判別が困難な状況である場合に、第３判定処理において部品姿勢をより精度よく判定することができる。
また、判定部は、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果に応じて、第１判定処理で用いた側方画像とは撮像方向が異なる第２の側方画像に基づく第３指標値を用いて部品の姿勢を判定する第３判定処理を実行する。これにより、第１判定処理及び第２判定処理の少なくとも何れか一方の処理において部品姿勢が搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢の何れの姿勢に属するかの判別が困難な状況である場合に、第３判定処理において部品の姿勢を判定することができる。すなわち、判定部は、側方画像に基づく第１指標値を用いた第１判定処理と、下方画像に基づく第２指標値を用いた第２判定処理と、第２の側方画像に基づく第３指標値を用いた第３判定処理とのコンビネーションの判定処理によって部品の姿勢を判定する。これにより、判定部は、吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢をより精度よく判定することができる。
判定部は、第１判定処理での判定結果が搭載可能姿勢又は判別不能姿勢であり、且つ第２判定処理での判定結果が判別不能姿勢である場合に、第３判定処理において、第２判定処理で用いた第２指標値に含まれるアオリ方向と直交する方向からの第２の側方画像に基づく第３指標値を用いて、部品の姿勢を判定する。これにより、第２判定処理において部品姿勢が搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢の何れの姿勢に属するかの判別が困難な状況である場合に、第３判定処理において部品姿勢をより精度よく判定することができる。
【0014】
上記の部品姿勢判定装置において、前記判定部は、前記第１判定処理の後に前記第２判定処理を実行するように構成される。そして、前記判定部は、前記第１判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢、前記搭載不可姿勢及び前記判別不能姿勢の何れの場合においても、当該第１判定処理の後に前記第２判定処理を実行する。
【0015】
この態様では、判定部は、第１判定処理での判定結果に関わらず第２判定処理を実行し、第１判定処理と第２判定処理とのコンビネーションの判定処理によって部品の姿勢を判定する。これにより、判定部は、吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢をより精度よく判定することができる。
【0016】
上記の部品姿勢判定装置において、前記判定部は、前記第１判定処理での判定結果に応じて、当該第１判定処理の後に前記第２判定処理を実行するように構成される。そして、前記判定部は、前記第１判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢及び前記搭載不可姿勢の何れかの場合には、前記第２判定処理の実行を省略し、前記第１判定処理での判定結果が前記判別不能姿勢の場合には、当該第１判定処理の後に前記第２判定処理を実行する。
【0017】
この態様では、判定部は、第１判定処理での判定結果に応じて第２判定処理を実行する。判定部は、第１判定処理での判定結果が搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢の何れかの場合には、部品のアオリ角度及びアオリ方向を含む第２指標値を用いた第２判定処理の実行を省略する。これにより、判定部による判定処理の効率の向上を図ることができる。一方、第１判定処理での判定結果が判別不能姿勢の場合には、判定部は、第１判定処理の後に、部品のアオリ角度及びアオリ方向を含む第２指標値を用いた第２判定処理を実行する。これにより、第１判定処理において部品姿勢が搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢の何れの姿勢に属するかの判別が困難な状況である場合に、第２判定処理において部品の姿勢を判定することができる。
【0020】
上記の部品姿勢判定装置において、前記判定部は、前記第３判定処理では、前記第１判定処理での判定結果が前記判別不能姿勢であり、且つ前記第２判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢である場合、前記第１判定処理において用いた前記側方画像の撮像時の部品に対する撮像方向と同一水平面上で直交する方向から部品を撮像する指令を、前記再撮像指令として出力する。
【0021】
この態様では、判定部は、第１判定処理での判定結果が判別不能姿勢であり、且つ第２判定処理での判定結果が搭載可能姿勢である場合に、第３判定処理において、第１判定処理で用いた側方画像の部品に対する撮像方向と直交する方向からの第２の側方画像に基づく第３指標値を用いて、部品の姿勢を判定する。これにより、第２判定処理において部品姿勢が搭載可能姿勢であると判定できるものの、第１判定処理において部品姿勢が搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢の何れの姿勢に属するかの判別が困難な状況である場合に、第３判定処理において部品姿勢をより精度よく判定することができる。
【0024】
上記の部品姿勢判定装置において、前記判定部は、前記第１判定処理及び前記第２判定処理での判定結果が何れも前記搭載可能姿勢の場合、基板に対する部品の搭載を許可する搭載許可情報を出力するか、若しくは、前記第３判定処理を実行する。
【0025】
この態様では、判定部は、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果が何れも搭載可能姿勢の場合には、搭載許可情報を出力するか、若しくは再撮像指令を出力して第３判定処理を実行する。吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢が第１判定処理及び第２判定処理の両処理において搭載可能姿勢であると判定された場合に、判定部により搭載許可情報が出力される。この搭載許可情報に基づきヘッドユニットによる基板に対する部品の搭載動作が行われることによって、基板に対する部品の搭載不良の発生を低減することができる。一方、第１判定処理及び第２判定処理の両処理において部品姿勢が搭載可能姿勢であると判定された場合において、判定部により第３判定処理が実行されることで、部品姿勢が搭載可能姿勢であるかをより正確に判定することができる。
【0026】
上記の部品姿勢判定装置において、前記判定部は、前記第１判定処理及び前記第２判定処理の少なくとも何れか一方の処理での判定結果が前記搭載不可姿勢の場合、基板に対する部品の搭載を不許可とする搭載不許可情報を出力する。
【0027】
この態様では、吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢が第１判定処理及び第２判定処理の少なくとも何れか一方の処理において搭載不可姿勢であると判定された場合に、判定部により搭載不許可情報が出力される。この搭載不許可情報に基づくヘッドユニットの動作によって、搭載不良の発生が懸念される姿勢を取った部品を廃棄することができる。
【0028】
本発明の他の局面に係る部品実装機は、部品を吸着保持する吸着面を有した吸着ノズルを備え、当該吸着面で吸着保持された部品を基板に搭載するヘッドユニットと、前記吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢を判定する、上記の部品姿勢判定装置と、前記部品姿勢判定装置の前記判定部による判定結果に基づいて、前記ヘッドユニットによる基板に対する部品の搭載動作を制御する制御装置と、を備える。
【0029】
この部品実装機によれば、ヘッドユニットの吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢を精度よく判定することが可能な部品姿勢判定装置を備えている。この部品姿勢判定装置の判定部による判定結果に基づいて、ヘッドユニットによる基板に対する部品の搭載動作が制御される。これにより、不所望な部品の廃棄を低減すると共に、基板に対する部品の搭載不良の発生を低減することができる。
【発明の効果】
【0030】
以上説明したように、本発明によれば、吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢を精度よく判定することが可能な部品姿勢判定装置及びそれを備えた部品実装機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の一実施形態に係る部品姿勢判定装置が適用された部品実装機の構成を概略的に示す平面図である。
【図2】部品実装機に備えられる部品供給装置を概略的に示す図である。
【図3】部品実装機に備えられるヘッドユニットの側面図である。
【図4】ヘッドユニットの平面図である。
【図5】部品実装機の制御系と部品姿勢判定装置の構成を示すブロック図である。
【図6】ヘッドユニットの吸着ノズルに吸着保持された部品の姿勢を説明するための図である。
【図7】部品姿勢判定装置の第１記憶部に記憶される判定条件情報を説明するための図である。
【図8】部品姿勢判定装置の判定部が実行する第１判定処理を説明するための図である。
【図9】判定部が実行する第２判定処理を説明するための図である。
【図10】判定部が実行する第２判定処理を説明するための図である。
【図11】判定部による第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンを説明するための図である。
【図12】判定部が実行する第３判定処理を説明するための図である。
【図13】判定部による部品姿勢判定処理の流れの第１例を示すフローチャートである。
【図14A】判定部による部品姿勢判定処理の流れの第２例を示すフローチャートである。
【図14B】判定部による部品姿勢判定処理の流れの第２例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】
【0032】
以下、本発明の実施形態に係る部品姿勢判定装置及びそれを備えた部品実装機について、図面に基づいて説明する。なお、以下では、方向関係についてはＸＹＺ直交座標軸を用いて説明する。Ｘ軸方向は水平面と平行な方向であり、Ｙ軸方向は水平面上でＸ軸方向と直交する方向であり、Ｚ軸方向はＸ、Ｙ両方向に直交する上下方向である。また、Ｘ軸方向の一方向側を「＋Ｘ側」と称し、Ｘ軸方向の一方向側とは反対の他方向側を「－Ｘ側」と称する。また、Ｙ軸方向の一方向側を「＋Ｙ側」と称し、Ｙ軸方向の一方向側とは反対の他方向側を「－Ｙ側」と称する。また、Ｚ軸方向の一方向側（上方側）を「＋Ｚ側」と称し、Ｚ軸方向の一方向側とは反対の他方向側（下方側）を「－Ｚ側」と称する。
【0033】
［部品実装機の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る部品姿勢判定装置９が適用された部品実装機１の構成を概略的に示す平面図である。部品実装機１は、基板Ｐに部品を搭載（実装）して電子回路基板を生産する装置である。部品実装機１は、装置本体１ａと、移動フレーム２と、コンベア３と、部品供給装置５が装着される部品供給ユニット４と、ヘッドユニット６と、第１駆動機構７と、第２駆動機構８と、部品姿勢判定装置９と、を備える。
図１は、本発明の一実施形態に係る部品姿勢判定装置９が適用された部品実装機１の構成を概略的に示す平面図である。部品実装機１は、基板Ｐに部品を搭載（実装）して電子回路基板を生産する装置である。部品実装機１は、装置本体１ａと、移動フレーム２と、コンベア３と、部品供給装置５が装着される部品供給ユニット４と、ヘッドユニット６と、第１駆動機構７と、第２駆動機構８と、部品姿勢判定装置９と、を備える。
【0034】
装置本体１ａは、部品実装機１を構成する各部が配置される構造体であり、Ｚ軸方向から見た平面視で略矩形状に形成されている。コンベア３は、Ｘ軸方向に延び、装置本体１ａに配置される。コンベア３は、基板ＰをＸ軸方向に搬送する。基板Ｐは、コンベア３上を搬送されて、所定の部品搭載位置（基板Ｐ上に部品が搭載される位置）に位置決めされるようになっている。
【0035】
部品供給ユニット４は、装置本体１ａにおけるＹ軸方向の＋Ｙ側及び－Ｙ側の領域部分にそれぞれ、Ｘ軸方向に２箇所ずつ合計４箇所に配置される。部品供給ユニット４は、装置本体１ａにおいて、部品供給装置５が複数並設された状態で装着される領域であって、後述のヘッドユニット６に備えられる吸着ノズル６３による吸着対象の部品毎に、各部品供給装置５のセット位置が区画されている。
【0036】
部品供給装置５は、装置本体１ａの部品供給ユニット４に着脱自在に装着されている。部品供給装置５は、電子部品（以下、単に部品と称す）を供給可能に構成されていれば、その部品供給方式は特に限定されるものではない。部品供給装置５としては、例えば、テープを担体（キャリア）として部品を供給する方式のテープフィーダー、部品が載置されたトレイを含むパレットを移動させることにより部品を供給する方式のトレイフィーダー、筒状のスティックに収納された部品を当該スティックから押し出しながら供給する方式のスティックフィーダーなどを採用することができる。本実施形態では、部品供給装置５は、テープフィーダーである。この部品供給装置５について、図２を参照して説明する。図２は、部品実装機１に備えられる部品供給装置５を概略的に示す図である。
【0037】
部品供給装置５は、部品供給ユニット４に設けられた取付部３１に取り付けられている。取付部３１には、Ｘ軸方向に一定間隔で並びかつＹ軸方向に互いに平行に延びる複数のスロット３２と、これらスロット３２よりも前側の位置でＸ軸方向に延びる固定台３３とが設けられている。そして、各スロット３２に部品供給装置５がセットされ、各部品供給装置５が固定台３３に固定されている。これにより、部品供給ユニット４に、複数の部品供給装置５がＸ軸方向に横並びに整列して配置されている。
【0038】
部品供給装置５は、Ｙ軸方向に細長い形状をなす本体部４１を備えている。部品供給装置５は、前記スロット３２に本体部４１が挿入（セット）された状態で、固定台３３に固定されている。
【0039】
部品供給装置５は、更に、本体部４１の前端部分に備えられた第１テープ送出部４２と、本体部４１の後端部分に備えられた第２テープ送出部４３と、本体部４１に設けられたテープ通路４４と、テープガイド４５とを備えている。
【0040】
前記テープ通路４４は、複数の部品が収納された部品収納テープ１００を案内するための通路である。テープ通路４４は、本体部４１の後端部から前側上部に向かって斜め上方に延びている。部品収納テープ１００は、本体部４１の後端部からその内部に導入され、テープ通路４４を通じて本体部４１の上面前部に案内されている。
【0041】
部品供給装置５において、前記テープガイド４５は、本体部４１の前部上面に設けられている。テープガイド４５は、テープ通路４４を通過した部品収納テープ１００を覆い、当該部品収納テープ１００を本体部４１の上面に沿って略水平に部品供給位置Ｐ１まで案内するものである。部品供給位置Ｐ１は、前記ヘッドユニット６に部品の取り出しを行わせる位置であり、本体部４１の上面前端に近い位置に設定されている。部品供給装置５において部品供給位置Ｐ１に供給された部品は、ヘッドユニット６の吸着ノズル６３により吸着保持されて取り出される。
【0042】
第１テープ送出部４２は、テープガイド４５の下方に配置される第１スプロケット５１と、第１モーター５２と、第１モーター５２の駆動力を第１スプロケット５１に伝達する、複数枚の伝動ギヤからなる第１ギヤ群５３とを備えている。第１スプロケット５１は、テープガイド４５に沿って案内される部品収納テープ１００に嵌合する歯を有している。つまり、第１テープ送出部４２は、第１スプロケット５１を第１モーター５２により回転駆動することにより、部品収納テープ１００を部品供給位置Ｐ１に向かって送出する。
【0043】
第２テープ送出部４３は、本体部４１の後端部に配置される第２スプロケット５４と、第２モーター５５と、第２モーター５５の駆動力を第２スプロケット５４に伝達する、複数枚の伝動ギヤからなる第２ギヤ群５６とを備えている。第２スプロケット５４は、上方から前記テープ通路４４内に臨んでおり、当該テープ通路４４に沿って案内される部品収納テープ１００に嵌合する歯を有している。つまり、第２テープ送出部４３は、第２スプロケット５４を第２モーター５５により回転駆動することにより、部品収納テープ１００を部品供給位置Ｐ１に向かって送出する。
【0044】
部品収納テープ１００は、各送出部４２、４３により部品供給位置Ｐ１に向かって間欠的に送出され、部品供給位置Ｐ１でテープガイド４５を通じて部品Ｅの取り出しが行われる。
【0045】
次に、図２を参照して部品実装機１に備えられる移動フレーム２は、Ｘ軸方向に延び、装置本体１ａに、所定の移動方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持される。この移動フレーム２にヘッドユニット６が搭載されている。ヘッドユニット６は、Ｘ軸方向に移動可能となるように、移動フレーム２に搭載される。すなわち、ヘッドユニット６は、移動フレーム２の移動に伴ってＹ軸方向に移動可能であり、且つ、移動フレーム２に沿ってＸ軸方向に移動可能である。ヘッドユニット６は、部品供給ユニット４に装着された部品供給装置５の部品供給位置Ｐ１と、コンベア３により搬送された基板Ｐの所定の部品搭載位置とにわたって移動可能とされ、部品供給位置Ｐ１において部品供給装置５から部品を取り出すと共に、その取り出した部品を部品搭載位置において基板Ｐ上に搭載（実装）する。ヘッドユニット６の詳細については、後述する。
【0046】
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る。第１駆動機構７は、移動フレーム２をＹ軸方向に移動させる機構である。第１駆動機構７は、例えば、駆動モーターと、Ｙ軸方向に延び、駆動モーター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、駆動モーター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軸方向に移動させる。
【0047】
第２駆動機構８は、移動フレーム２に配設される。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軸方向に移動させる機構である。第２駆動機構８は、第１駆動機構７と同様に、例えば、駆動モーターと、Ｘ軸方向に延び、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、駆動モーター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軸方向に移動させる。
【0048】
なお、第１駆動機構７及び第２駆動機構８は、当例では、駆動モーターによりボールねじ軸を介して移動フレーム２及びヘッドユニット６を移動させる構成である。しかし、例えばリニアモーターを駆動源として移動フレーム２やヘッドユニット６をダイレクトに駆動する構成であってもよい。
【0049】
ヘッドユニット６について、図１に加えて図３及び図４を参照して説明する。図３はヘッドユニット６の側面図であり、図４はヘッドユニット６を下方から見た平面図である。ヘッドユニット６は、ヘッド本体６１と、回転体６２と、吸着ノズル６３とを含む。ヘッド本体６１は、ヘッドユニット６の本体部分を構成する。回転体６２は、円柱状に形成され、回転体駆動機構６６（後記の図５参照）により鉛直軸（Ｚ軸方向に延びる軸）を回転中心として回転可能に、ヘッド本体６１に設けられる。
【0050】
回転体６２の外周縁端部には、複数の吸着ノズル６３が、周方向に所定の間隔をおいて配設されている。吸着ノズル６３は、部品供給装置５により部品供給位置Ｐ１に供給された部品を吸着して保持可能な保持具である。吸着ノズル６３は、Ｚ軸方向に沿って延び、その先端部６３１において部品を吸着保持する吸着面６３１Ｓを有している。吸着面６３１Ｓは、Ｘ軸及びＹ軸により構成される水平面に平行な面である。吸着ノズル６３は、電動切替弁を介して負圧発生装置、正圧発生装置及び大気の何れかに連通可能とされている。つまり、吸着ノズル６３に負圧が供給されることで当該吸着ノズル６３による部品の吸着保持（部品の取り出し）が可能となり、その後、正圧が供給されることで当該部品の吸着保持が解除される。
【0051】
吸着ノズル６３は、ノズル駆動機構６７（後記の図５参照）によりＺ軸方向に昇降可能であると共に、Ｚ軸方向に延びるノズル軸回りの回転が可能に、回転体６２に設けられる。吸着ノズル６３は、部品供給装置５により部品供給位置Ｐ１に供給された部品の吸着保持が可能な吸着保持位置と、吸着保持位置に対して上方側の退避位置との間で、Ｚ軸方向に沿って昇降可能である。つまり、部品供給位置Ｐ１に供給された部品を吸着保持するときには、吸着ノズル６３は、ノズル駆動機構６７によって退避位置から吸着保持位置へ向かって下降し、当該吸着保持位置において部品を吸着保持する。一方、部品の吸着保持後の吸着ノズル６３は、ノズル駆動機構６７によって吸着保持位置から退避位置へ向かって上昇する。
【0052】
また、図３及び図４に示すように、ヘッドユニット６のヘッド本体６１の－Ｚ側の面には、回転体６２よりも外側（－Ｘ側）に取付部材６４を介して基板認識カメラ６５が固定されている。基板認識カメラ６５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ものである。
【0053】
更に、本実施形態に係る部品実装機１は、図５のブロック図に示すように、部品姿勢判定装置９と制御装置１０とを備えている。部品姿勢判定装置９は、例えばマイクロコンピュータによって構成される。部品姿勢判定装置９は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品の姿勢を判定する装置である。この部品姿勢判定装置９の判定結果に基づいて、ヘッドユニット６による基板Ｐに対する部品の搭載動作が制御される。部品姿勢判定装置９の詳細については後述する。
【0054】
制御装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成されている。制御装置１０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、部品実装機１の動作を統括的に制御する。なお、制御装置１０と部品姿勢判定装置９とは、相互のデータ通信が可能に接続されている。また、制御装置１０に部品姿勢判定装置９が組み込まれていてもよい。
【0055】
制御装置１０は、部品供給制御部１０Ａとヘッド駆動制御部１０Ｂとを含む。部品供給制御部１０Ａは、部品供給装置５による部品供給位置Ｐ１への部品の供給動作を制御する。ヘッド駆動制御部１０Ｂは、第１駆動機構７及び第２駆動機構８によるヘッドユニット６のＸ軸方向及びＹ軸方向に関する水平面上の移動を制御する。また、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、ノズル駆動機構６７による吸着ノズル６３の昇降動作とノズル軸回りの回転動作とを制御する。更に、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、回転体駆動機構６６による回転体６２の回転動作を制御する。ヘッド駆動制御部１０Ｂは、部品姿勢判定装置９から出力される各種の情報に基づいて、ヘッドユニット６の移動や吸着ノズル６３の回転動作等を制御する。
【0056】
［部品姿勢判定装置の詳細構成］
部品姿勢判定装置９は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品の姿勢を、基板Ｐに搭載される前に判定する。図６は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢を説明するための図である。図６に示すように、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの回転角によって表すことができる。吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品ＥのＸ軸回りの回転角は、ロール角θＸとして表される。同様に、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品ＥのＹ軸回りの回転角はピッチ角θＹとして表され、Ｚ軸回りの回転角はヨー角θＺとして表される。
部品姿勢判定装置９は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品の姿勢を、基板Ｐに搭載される前に判定する。図６は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢を説明するための図である。図６に示すように、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの回転角によって表すことができる。吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品ＥのＸ軸回りの回転角は、ロール角θＸとして表される。同様に、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品ＥのＹ軸回りの回転角はピッチ角θＹとして表され、Ｚ軸回りの回転角はヨー角θＺとして表される。
【0057】
吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが吸着面６３１Ｓに対して平行な正常姿勢を取った状態のロール角θＸ、ピッチ角θＹ及びヨー角θＺを、基準角（例えば０度）とする。吸着ノズル６３に吸着保持された部品ＥがＸ軸回りに回転された姿勢を取った場合、ピッチ角θＹ及びヨー角θＺは基準角のままであるが、ロール角θＸは基準角に対して変化する。吸着ノズル６３に吸着保持された部品ＥがＹ軸回りに回転された姿勢を取った場合、ロール角θＸ及びヨー角θＺは基準角のままであるが、ピッチ角θＹは基準角に対して変化する。吸着ノズル６３に吸着保持された部品ＥがＺ軸回りに回転された姿勢を取った場合、ロール角θＸ及びピッチ角θＹは基準角のままであるが、ヨー角θＺは基準角に対して変化する。吸着ノズル６３に吸着保持された部品ＥがＸ軸及びＹ軸回りに回転された姿勢を取った場合、ヨー角θＺは基準角のままであるが、ロール角θＸ及びピッチ角θＹは基準角に対して変化する。吸着ノズル６３に吸着保持された部品ＥがＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りに回転された姿勢を取った場合、ロール角θＸ、ピッチ角θＹ及びヨー角θＺの何れも基準角に対して変化する。
【0058】
部品姿勢判定装置９は、上記のような、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢を判定する。部品姿勢判定装置９は、図５に示すように、側方撮像部９１と、下方撮像部９２と、判定部９３と、第１記憶部９４と、第２記憶部９５とを備える。
【0059】
側方撮像部９１は、図３及び図４に示すように、ヘッドユニット６のヘッド本体６１の－Ｚ側の面に突設された取付部材６４に固定され、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ－ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子を備えた撮像カメラである。側方撮像部９１は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅを、Ｘ軸方向に沿った側方から撮像して側方画像Ｇ１（後記の図８等参照）を取得する。
【0060】
下方撮像部９２は、図１に示すように、装置本体１ａ上の各部品供給ユニット４とコンベア３との間の位置にそれぞれ配設され、例えばＣＭＯＳやＣＣＤ等の撮像素子を備えた撮像カメラである。下方撮像部９２は、部品供給装置５の部品供給位置Ｐ１から、コンベア３により搬送された基板Ｐの部品搭載位置へ向かってヘッドユニット６が移動している間において、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅを、Ｚ軸方向に沿った下方から撮像して下方画像Ｇ２（後記の図９及び図１０等参照）を取得する。
【0061】
第１記憶部９４は、後記の判定部９３が部品姿勢判定処理を実行する際に参照する、図７に示される判定条件情報Ｊ１を記憶する記憶部である。判定条件情報Ｊ１は、部品種情報Ｊ１１と、部品厚設計値情報Ｊ１２と、第１厚み閾値情報Ｊ１３と、第２厚み閾値情報Ｊ１４と、第１傾き閾値情報Ｊ１５と、第２傾き閾値情報Ｊ１６と、第１アオリ閾値情報Ｊ１７と、第２アオリ閾値情報Ｊ１８と、回転閾値情報Ｊ１９とが関連付けられた情報である。部品種情報Ｊ１１は、部品供給装置５により供給されて吸着ノズル６３に吸着保持される部品Ｅの種類を示す情報である。
【0062】
部品厚設計値情報Ｊ１２は、部品Ｅの厚みに関する設計値である部品厚設計値を示す情報であり、部品種情報Ｊ１１で示される部品種毎に登録されている。前記部品厚設計値は、例えば、吸着ノズル６３における基準部６３１Ａの下端から吸着面６３１Ｓまでの長さに、部品Ｅの厚みを加算した値に設定される。なお、吸着ノズル６３の前記基準部６３１Ａは、例えば、先端部６３１の上端を規定する段差部などである。第１厚み閾値情報Ｊ１３及び第２厚み閾値情報Ｊ１４は、後記の判定部９３が第１判定処理において部品Ｅの姿勢を判定する際に参照する部品Ｅの厚みに関する閾値を示す情報であり、部品種情報Ｊ１１で示される部品種毎に登録されている。第１厚み閾値情報Ｊ１３で示される第１厚み閾値と、第２厚み閾値情報Ｊ１４で示される第２厚み閾値とを比較すると、第１厚み閾値よりも第２厚み閾値が大きい値に設定されている。例えば、第１厚み閾値は、部品厚設計値情報Ｊ１２で示される部品厚設計値の１０％の値に設定され、第２厚み閾値は、部品厚設計値の５０％の値に設定される。
【0063】
第１傾き閾値情報Ｊ１５及び第２傾き閾値情報Ｊ１６は、後記の判定部９３が第３判定処理において部品Ｅの姿勢を判定する際に参照する、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品Ｅにおける下面の傾き角度に関する閾値を示す情報であり、部品種情報Ｊ１１で示される部品種毎に登録されている。第１傾き閾値情報Ｊ１５で示される第１傾き閾値と、第２傾き閾値情報Ｊ１６で示される第２傾き閾値とを比較すると、第１傾き閾値よりも第２傾き閾値が大きい値に設定されている。
【0064】
第１アオリ閾値情報Ｊ１７及び第２アオリ閾値情報Ｊ１８は、後記の判定部９３が第２判定処理において部品Ｅの姿勢を判定する際に参照する、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品Ｅのアオリ角度に関する閾値を示す情報であり、部品種情報Ｊ１１で示される部品種毎に登録されている。第１アオリ閾値情報Ｊ１７で示される第１アオリ閾値と、第２アオリ閾値情報Ｊ１８で示される第２アオリ閾値とを比較すると、第１アオリ閾値よりも第２アオリ閾値が大きい値に設定されている。
【0065】
回転閾値情報Ｊ１９は、後記の判定部９３が第２判定処理において部品Ｅの姿勢を判定する際に参照する、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品ＥのＺ軸回りの回転角度（ヨー角θＺに相当）に関する閾値を示す情報である。
【0066】
第２記憶部９５は、後記の判定部９３による部品姿勢の判定結果を記憶する記憶部である。第２記憶部９５は、判定部９３による第１判定処理及び第２判定処理での判定結果を記憶する。
【0067】
判定部９３は、側方撮像部９１及び下方撮像部９２の各々により取得された画像に基づいて、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢に関する部品姿勢指標値を算出する。そして、判定部９３は、当該部品姿勢指標値に基づいて、部品Ｅの姿勢が、基板Ｐに対する搭載の可否を示す搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢と、判別不能姿勢との何れの姿勢であるかを判定する。搭載可能姿勢は、搭載不良が生じることなく、基板Ｐに対する正常な搭載が可能な部品姿勢を示す。搭載不可姿勢は、搭載不良が生じる可能性があり、基板Ｐに対する搭載を中止すべき部品姿勢を示す。判別不能姿勢は、搭載可能姿勢及び搭載不可姿勢の何れの姿勢であるかの判別が不能な部品姿勢を示す。
【0068】
図８は判定部９３が実行する第１判定処理を説明するための図であり、図９及び図１０は判定部９３が実行する第２判定処理を説明するための図である。判定部９３は、側方撮像部９１により取得された側方画像Ｇ１に基づき部品Ｅの姿勢を判定する第１判定処理と、下方撮像部９２により取得された下方画像Ｇ２に基づき部品Ｅの姿勢を判定する第２判定処理とを実行する。
【0069】
【0070】
側方画像Ｇ１は、部品供給装置５の部品供給位置Ｐ１において吸着ノズル６３が部品Ｅを吸着保持したときに、側方撮像部９１の撮像動作によって取得された画像である。側方画像Ｇ１は、図８に示すように、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅに対応した画素群からなる側方部品領域Ｇ１１と、吸着ノズル６３の先端部６３１に対応した画素群からなるノズル先端領域Ｇ１２と、背景に対応した画素群からなる背景領域Ｇ１３とを含む。ノズル先端領域Ｇ１２には、吸着ノズル６３の基準部６３１Ａに対応した画素群からなる基準部領域Ｇ１２Ａが含まれる。側方画像Ｇ１では、側方部品領域Ｇ１１及び基準部領域Ｇ１２Ａを含むノズル先端領域Ｇ１２が、背景領域Ｇ１３よりも暗い暗領域とされている。
【0071】
一方、下方画像Ｇ２は、部品供給装置５の部品供給位置Ｐ１から、コンベア３により搬送された基板Ｐの部品搭載位置へ向かってヘッドユニット６が移動している間において、下方撮像部９２の撮像動作によって取得された画像である。下方画像Ｇ２は、図９及び図１０に示すように、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅに対応した画素群からなる下方部品領域Ｇ２１と、背景に対応した画素群からなる背景領域Ｇ２２とを含む。下方画像Ｇ２では、下方部品領域Ｇ２１が背景領域Ｇ２２よりも明るい明領域とされている。なお、下方画像Ｇ２には、所定の基準部品領域Ｇ２１Ｓが設定されている。基準部品領域Ｇ２１Ｓは、下方画像Ｇ２において、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対して平行な正常姿勢を取った部品Ｅを想定し、当該正常姿勢の部品Ｅに対応した仮想領域である。
【0072】
まず、図８を参照して、判定部９３が実行する第１判定処理について説明する。図８（Ａ）には、前記ロール角θＸ、前記ピッチ角θＹ及び前記ヨー角θＺが何れも前記基準角であって、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが、吸着面６３１Ｓに対して平行な正常姿勢を取った状態が示されている。図８（Ｂ）には、前記ピッチ角θＹ及び前記ヨー角θＺは前記基準角のままであるが、前記ロール角θＸが前記基準角に対して変化し、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが、Ｘ軸回りに回転されて吸着面６３１Ｓに対して傾斜した傾斜姿勢を取った状態が示されている。図８（Ｃ）には、前記ロール角θＸ及び前記ヨー角θＺは前記基準角のままであるが、前記ピッチ角θＹが前記基準角に対して変化し、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが、Ｙ軸回りに回転されて吸着面６３１Ｓに対して傾斜した傾斜姿勢を取った状態が示されている。
【0073】
判定部９３は、第１判定処理において、側方画像Ｇ１中の基準部領域Ｇ１２Ａ及び側方部品領域Ｇ１１に基づいて、基準部領域Ｇ１２Ａの下端から側方部品領域Ｇ１１の下端までの吸着面６３１Ｓに直交する方向に沿った長さで表される第１指標値Ｉ１を前記部品姿勢指標値として算出し、当該第１指標値Ｉ１に基づいて部品Ｅの姿勢を判定する。例えば、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示すように、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対して傾斜した傾斜姿勢で部品Ｅが吸着保持されている場合を想定する。この場合、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対して平行な正常姿勢で部品Ｅが吸着保持されている場合（図８（Ａ）の場合）と比較して、側方画像Ｇ１に基づき算出される第１指標値Ｉ１は大きくなる。判定部９３は、第１判定処理において、部品Ｅの姿勢に応じて変化する側方画像Ｇ１に基づく第１指標値Ｉ１を用いて部品Ｅの姿勢を判定することができる。
【0074】
具体的には、判定部９３は、第１記憶部９４に記憶された判定条件情報Ｊ１に含まれる部品厚設計値情報Ｊ１２、第１厚み閾値情報Ｊ１３及び第２厚み閾値情報Ｊ１４と、算出した第１指標値Ｉ１とに基づいて、部品Ｅの姿勢を判定する。判定部９３は、部品厚設計値情報Ｊ１２で示される部品厚設計値と側方画像Ｇ１に基づく第１指標値Ｉ１との差分が、第１厚み閾値情報Ｊ１３で示される第１厚み閾値未満である場合、部品Ｅの姿勢が前記搭載可能姿勢であると判定する。また、判定部９３は、前記部品厚設計値と第１指標値Ｉ１との差分が、第２厚み閾値情報Ｊ１４で示される第２厚み閾値以上である場合、部品Ｅの姿勢が前記搭載不可姿勢であると判定する。更に、判定部９３は、前記部品厚設計値と第１指標値Ｉ１との差分が、前記第１厚み閾値以上前記第２厚み閾値未満である場合、部品Ｅの姿勢が前記判別不能姿勢であると判定する。なお、判定部９３は、第１判定処理において、側方画像Ｇ１中における側方部品領域Ｇ１１の上端から下端までの吸着面６３１Ｓに直交する方向に沿った長さを第１指標値Ｉ１として算出し、当該第１指標値Ｉ１に基づいて部品Ｅの姿勢を判定するように構成されていてもよい。また、判定部９３は、第１判定処理において、側方画像Ｇ１に基づいて、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品Ｅの下面の傾き角度を第１指標値Ｉ１として算出し、当該第１指標値Ｉ１に基づいて部品Ｅの姿勢を判定するように構成されていてもよい。
【0075】
次に、図９及び図１０を参照して、判定部９３が実行する第２判定処理について説明する。図９（Ａ）及び図１０（Ａ）には、前記ロール角θＸ、前記ピッチ角θＹ及び前記ヨー角θＺが何れも前記基準角であって、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが、吸着面６３１Ｓに対して平行な正常姿勢を取った状態が示されている。図９（Ｂ）には、前記ピッチ角θＹ及び前記ヨー角θＺは前記基準角のままであるが、前記ロール角θＸが前記基準角に対して変化し、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが、Ｘ軸回りに回転されて吸着面６３１Ｓに対して傾斜した傾斜姿勢を取った状態が示されている。図９（Ｃ）には、前記ロール角θＸ及び前記ヨー角θＺは前記基準角のままであるが、前記ピッチ角θＹが前記基準角に対して変化し、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが、Ｙ軸回りに回転されて吸着面６３１Ｓに対して傾斜した傾斜姿勢を取った状態が示されている。図１０（Ｂ）には、前記ロール角θＸ及び前記ピッチ角θＹは前記基準角のままであるが、前記ヨー角θＺが前記基準角に対して変化し、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが、Ｚ軸回りに回転された回転姿勢を取った状態が示されている。
【0076】
判定部９３は、第２判定処理において、下方画像Ｇ２中の下方部品領域Ｇ２１の基準部品領域Ｇ２１Ｓに対する歪み度及びＺ軸回りの回転角度を算出する。そして、判定部９３は、前記歪み度に基づき吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品Ｅのアオリ角度ＡＡ及びアオリ方向ＤＡを算出し、当該アオリ角度ＡＡ及びアオリ方向ＤＡと前記回転角度とを含む第２指標値Ｉ２を前記部品姿勢指標値として設定する。判定部９３は、第２判定処理において第２指標値Ｉ２に基づいて部品Ｅの姿勢を判定する。なお、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品Ｅのアオリ角度ＡＡは、部品Ｅの吸着面６３１Ｓに接した面と当該吸着面６３１Ｓとが成す角度であって、前記ロール角θＸ及び前記ピッチ角θＹに相当する。また、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品Ｅのアオリ方向ＤＡは、吸着面６３１Ｓに対する部品Ｅの傾斜方向に相当する。
【0077】
例えば、図９（ｂ）に示すように、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが、Ｘ軸回りに回転されて吸着面６３１Ｓに対して傾斜した傾斜姿勢を取った状態では、部品Ｅのアオリ角度ＡＡは前記ロール角θＸに相当し、部品Ｅのアオリ方向ＤＡは吸着面６３１Ｓに対してＺ軸方向に傾斜した方向となる。また、図９（Ｃ）に示すように、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが、Ｙ軸回りに回転されて吸着面６３１Ｓに対して傾斜した傾斜姿勢を取った状態では、部品Ｅのアオリ角度ＡＡは前記ピッチ角θＹに相当し、部品Ｅのアオリ方向ＤＡは吸着面６３１Ｓに対してＺ軸方向に傾斜した方向となる。
【0078】
図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示すように、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対して傾斜した傾斜姿勢で部品Ｅが吸着保持されている場合を想定する。この場合、下方画像Ｇ２において下方部品領域Ｇ２１に基準部品領域Ｇ２１Ｓに対する歪みが生じ、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品Ｅのアオリ角度ＡＡが大きくなる。例えば、部品Ｅが平面視矩形状のチップ部品の場合、当該チップ部品が傾斜姿勢を取った状態で吸着ノズル６３に吸着保持されていると、下方画像Ｇ２において下方部品領域Ｇ２１を構成する各辺で隣接する辺同士は直交しなくなる。このため、下方画像Ｇ２の下方部品領域Ｇ２１における隣接辺同士の直交度合いが基準部品領域Ｇ２１Ｓに対する歪みとして現れる。また、部品Ｅが、部品本体から複数のリードが外方に突出するように設けられたリード部品の場合、当該リード部品が傾斜姿勢を取った状態で吸着ノズル６３に吸着保持されていると、下方画像Ｇ２において下方部品領域Ｇ２１を構成する複数のリード部分の配置ピッチが変化する。このため、下方画像Ｇ２の下方部品領域Ｇ２１における複数のリード部分の配置ピッチの変化が基準部品領域Ｇ２１Ｓに対する歪みとして現れる。判定部９３は、第２判定処理において、部品Ｅの姿勢に応じて変化する下方画像Ｇ２に基づくアオリ角度ＡＡを含む第２指標値Ｉ２を用いて部品Ｅの姿勢を判定することができる。
【0079】
具体的には、判定部９３は、第１記憶部９４に記憶された判定条件情報Ｊ１に含まれる第１アオリ閾値情報Ｊ１７及び第２アオリ閾値情報Ｊ１８と、第２指標値Ｉ２に含まれるアオリ角度ＡＡとに基づいて、部品Ｅの姿勢を判定する。判定部９３は、下方画像Ｇ２に基づく第２指標値Ｉ２に含まれるアオリ角度ＡＡが、第１アオリ閾値情報Ｊ１７で示される第１アオリ閾値未満である場合、部品Ｅの姿勢が前記搭載可能姿勢であると判定する。また、判定部９３は、第２指標値Ｉ２に含まれるアオリ角度ＡＡが、第２アオリ閾値情報Ｊ１８で示される第２アオリ閾値以上である場合、部品Ｅの姿勢が前記搭載不可姿勢であると判定する。更に、判定部９３は、第２指標値Ｉ２に含まれるアオリ角度ＡＡが、前記第１アオリ閾値以上前記第２アオリ閾値未満である場合、部品Ｅの姿勢が前記判別不能姿勢であると判定する。
【0080】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対してＺ軸回りに回転した回転姿勢で部品Ｅが吸着保持されている場合を想定する。この場合、下方画像Ｇ２において下方部品領域Ｇ２１が基準部品領域Ｇ２１Ｓに対してＺ軸回りに回転した状態となる。判定部９３は、第２判定処理において、部品Ｅの吸着面６３１Ｓに対するＺ軸回りの回転量に応じて変化する、下方画像Ｇ２に基づく第２指標値Ｉ２に含まれる回転角度を用いて、部品ＥのＺ軸回りの回転姿勢を判定することができる。
【0081】
具体的には、判定部９３は、第１記憶部９４に記憶された判定条件情報Ｊ１に含まれる回転閾値情報Ｊ１９と、第２指標値Ｉ２に含まれるＺ軸回りの回転角度とに基づいて、部品Ｅの姿勢を判定する。判定部９３は、下方画像Ｇ２に基づく第２指標値Ｉ２に含まれる回転角度が、回転閾値情報Ｊ１９で示される回転閾値未満である場合、部品Ｅの姿勢が前記搭載可能姿勢であると判定する。また、判定部９３は、下方画像Ｇ２に基づく第２指標値Ｉ２に含まれる回転角度が、前記回転閾値以上である場合、部品Ｅの姿勢が前記搭載不可姿勢であると判定する。
【0082】
以上説明したように、判定部９３は、側方画像Ｇ１に基づく第１指標値Ｉ１を用いた第１判定処理と、下方画像Ｇ２に基づく第２指標値Ｉ２を用いた第２判定処理とのコンビネーションの判定処理によって部品Ｅの姿勢を判定する。これにより、判定部９３は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢を精度よく判定することができる。
【0083】
また、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢によっては、第１判定処理及び第２判定処理の各々において、当該部品姿勢が前記搭載可能姿勢及び前記搭載不可姿勢の何れの姿勢に属するかの判別が困難な状況が生じ得る。このような場合、既述の通り、判定部９３は、部品姿勢が前記搭載可能姿勢及び前記搭載不可姿勢の何れの姿勢に属するかの判別を無理矢理行わずに、部品姿勢を前記判別不能姿勢であると判定する。これにより、判定部９３は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢を精度よく判定することができる。
【0084】
また、判定部９３は、第１判定処理の後に第２判定処理を実行するように構成されている。そして、判定部９３は、第１判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢、前記搭載不可姿勢及び前記判別不能姿勢の何れの場合においても、当該第１判定処理の後に第２判定処理を実行する。すなわち、判定部９３は、第１判定処理での判定結果に関わらず第２判定処理を実行し、第１判定処理と第２判定処理とのコンビネーションの判定処理によって部品Ｅの姿勢を判定する。これにより、判定部９３は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢をより精度よく判定することができる。
【0085】
本実施形態では、判定部９３は、上記のように第１判定処理での判定結果に関わらず第２判定処理を実行するように構成されているが、このような構成に限定されるものではない。判定部９３は、第１判定処理での判定結果に応じて、当該第１判定処理の後に第２判定処理を実行するように構成されていてもよい。この態様では、判定部９３は、第１判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢及び前記搭載不可姿勢の何れかの場合には、第２判定処理の実行を省略する。これにより、判定部９３による判定処理の効率の向上を図ることができる。一方、第１判定処理での判定結果が前記判別不能姿勢の場合には、判定部９３は、第１判定処理の後に、部品Ｅのアオリ角度ＡＡ及びアオリ方向ＤＡを含む第２指標値Ｉ２を用いた第２判定処理を実行する。これにより、第１判定処理において部品姿勢が前記搭載可能姿勢及び前記搭載不可姿勢の何れの姿勢に属するかの判別が困難な状況である場合に、第２判定処理において部品Ｅの姿勢を判定することができる。
【0086】
判定部９３による第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンは、図１１の判定パターンＰＪによって表すことができる。図１１に示すように、判定部９３は、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンを、第１判定パターンＰＪ１と、第２判定パターンＰＪ２と、第３判定パターンＰＪ３との３つのパターンに分類する。判定部９３は、吸着ノズル６３によって部品Ｅが吸着保持された状態においてヘッドユニット６が、下方撮像部９２を通過してコンベア３により搬送された基板Ｐの部品搭載位置に到達するまでに、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンを３つのパターンに分類する。第１判定パターンＰＪ１は、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果が何れも前記搭載可能姿勢ＭＰＰである場合のパターンである。第２判定パターンＰＪ２は、第１判定処理及び第２判定処理の少なくとも何れか一方の処理での判定結果が前記搭載不可姿勢ＭＩＰである場合のパターンである。第３判定パターンＰＪ３は、第１判定処理及び第２判定処理の少なくとも何れか一方の処理での判定結果が、前記搭載不可姿勢ＭＩＰを除いた前記判別不能姿勢ＤＩＰである場合のパターンである。
【0087】
判定部９３は、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第１判定パターンＰＪ１の場合、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を許可する搭載許可情報を出力するか、若しくは、再撮像指令を出力して第３判定処理を実行する。本実施形態に係る部品姿勢判定装置９は、通常モードと詳細判定モードとの間でモードの切替えが可能に構成されている。通常モードに設定された場合には、判定部９３は、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第１判定パターンＰＪ１であるときに、前記搭載許可情報を出力する。一方、詳細判定モードに設定された場合には、判定部９３は、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第１判定パターンＰＪ１であるときに、前記再撮像指令を出力して第３判定処理を実行する。
【0088】
判定部９３から前記搭載許可情報が出力された場合、当該搭載許可情報は制御装置１０に入力される。制御装置１０に前記搭載許可情報が入力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが基板Ｐ上に搭載されるように、ヘッドユニット６の部品搭載動作を制御する。これにより、判定部９３による第１判定処理及び第２判定処理での判定結果が何れも前記搭載可能姿勢ＭＰＰである場合に、部品Ｅが基板Ｐ上に搭載されるので、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載不良の発生を低減することができる。一方、前記詳細判定モードに設定されて判定部９３から前記再撮像指令が出力された場合、判定部９３は、既述の第１判定処理及び第２判定処理とは異なる第３判定処理を実行する。この第３判定処理の詳細については後述する。
【0089】
判定部９３は、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第２判定パターンＰＪ２の場合、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を不許可とする搭載不許可情報を出力する。判定部９３から前記搭載不許可情報が出力された場合、当該搭載不許可情報は制御装置１０に入力される。制御装置１０に前記搭載不許可情報が入力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが廃棄されるように、ヘッドユニット６の部品廃棄動作を制御する。これにより、判定部９３による第１判定処理及び第２判定処理の少なくとも何れか一方の処理での判定結果が前記搭載不可姿勢ＭＩＰであって、搭載不良の発生が懸念される姿勢を取った部品Ｅを廃棄することができる。
【0090】
判定部９３は、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第３判定パターンＰＪ３の場合、上記の詳細判定モード設定時の第１判定パターンＰＪ１の場合と同様に、再撮像指令を出力して第３判定処理を実行する。前記再撮像指令の出力後に判定部９３が実行する第３判定処理について、図１２を参照して説明する。
【0091】
判定部９３から前記再撮像指令が出力された場合、当該再撮像指令は制御装置１０及び側方撮像部９１に入力される。前記再撮像指令は、第１判定処理において用いた側方画像Ｇ１の撮像時の部品Ｅに対する撮像方向Ｄ１とは異なる方向からの撮像による、第２の側方画像Ｇ３の取得を側方撮像部９１に指令する指令情報である。
【0092】
制御装置１０及び側方撮像部９１に前記再撮像指令が入力された場合を想定する。この場合、吸着ノズル６３によって部品Ｅが吸着保持された状態においてヘッドユニット６が、下方撮像部９２を通過してコンベア３により搬送された基板Ｐの部品搭載位置に到達したときに、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、側方撮像部９１による部品Ｅに対する撮像方向が、第１判定処理時の撮像方向Ｄ１とは異なる方向となるように、吸着ノズル６３を回転させる。吸着ノズル６３の回転が完了すると、側方撮像部９１は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅを撮像して、第２の側方画像Ｇ３を取得する。
【0093】
側方撮像部９１により第２の側方画像Ｇ３が取得されると、判定部９３は、第２の側方画像Ｇ３に基づいて部品Ｅの姿勢を判定する第３判定処理を実行する。第３判定処理において、判定部９３は、第２の側方画像Ｇ３中の部品Ｅに対応した画素群からなる第２の側方部品領域Ｇ３１に基づいて、吸着ノズル６３の吸着面６３１Ｓに対する部品Ｅの下面の傾き角度で表される第３指標値Ｉ３を算出し、当該第３指標値Ｉ３に基づいて部品Ｅの姿勢を判定する。具体的には、判定部９３は、第１記憶部９４に記憶された判定条件情報Ｊ１に含まれる第１傾き閾値情報Ｊ１５及び第２傾き閾値情報Ｊ１６と、算出した第３指標値Ｉ３とに基づいて、部品Ｅの姿勢を判定する。判定部９３は、第３指標値Ｉ３が、第１傾き閾値情報Ｊ１５で示される第１傾き閾値未満である場合、部品Ｅの姿勢が前記搭載可能姿勢ＭＰＰであると判定する。また、判定部９３は、第３指標値Ｉ３が、第２傾き閾値情報Ｊ１６で示される第２傾き閾値以上である場合、部品Ｅの姿勢が前記搭載不可姿勢ＭＩＰであると判定する。更に、判定部９３は、第３指標値Ｉ３が、前記第１傾き閾値以上前記第２傾き閾値未満である場合、部品Ｅの姿勢が前記判別不能姿勢ＤＩＰであると判定する。これにより、第１判定処理及び第２判定処理の少なくとも何れか一方の処理において部品姿勢が前記搭載可能姿勢ＭＰＰ及び前記搭載不可姿勢ＭＩＰの何れの姿勢に属するかの判別が困難な状況である場合に、第３判定処理において部品Ｅの姿勢を判定することができる。すなわち、判定部９３は、側方画像Ｇ１に基づく第１指標値Ｉ１を用いた第１判定処理と、下方画像Ｇ２に基づく第２指標値Ｉ２を用いた第２判定処理と、第２の側方画像Ｇ３に基づく第３指標値Ｉ３を用いた第３判定処理とのコンビネーションの判定処理によって部品Ｅの姿勢を判定する。これにより、判定部９３は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢をより精度よく判定することができる。
【0094】
具体的には、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第３判定パターンＰＪ３の場合であって、第１判定処理での判定結果が前記判別不能姿勢ＤＩＰであり、且つ第２判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢ＭＰＰである場合を想定する。この場合、判定部９３は、図１２（Ａ）に示すように、第１判定処理において用いた側方画像Ｇ１の撮像時の部品Ｅに対する撮像方向Ｄ１と同一水平面上で直交する方向Ｄ１１から部品Ｅを撮像する指令を、前記再撮像指令として出力する。判定部９３から前記再撮像指令が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、側方撮像部９１による部品Ｅに対する撮像方向が、第１判定処理時の撮像方向Ｄ１に対して直交する方向Ｄ１１となるように、吸着ノズル６３を９０度回転させる。吸着ノズル６３の回転が完了すると、側方撮像部９１は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅを撮像して、第２の側方画像Ｇ３を取得する。側方撮像部９１により第２の側方画像Ｇ３が取得されると、判定部９３は、第２の側方画像Ｇ３に基づいて部品Ｅの姿勢を判定する第３判定処理を実行する。これにより、第２判定処理において部品姿勢が前記搭載可能姿勢ＭＰＰであると判定できるものの、第１判定処理において部品姿勢が前記搭載可能姿勢ＭＰＰ及び前記搭載不可姿勢ＭＩＰの何れの姿勢に属するかの判別が困難な状況である場合に、第３判定処理において部品姿勢をより精度よく判定することができる。
【0095】
また、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第３判定パターンＰＪ３の場合であって、第１判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢ＭＰＰ又は前記判別不能姿勢ＤＩＰであり、且つ第２判定処理での判定結果が前記判別不能姿勢ＤＩＰである場合を想定する。この場合、判定部９３は、図１２（Ｂ）に示すように、第１判定処理において用いた側方画像Ｇ１の撮像時の部品Ｅに対する撮像方向Ｄ１と同一水平面上であって、且つ第２指標値Ｉ２に含まれる前記アオリ方向ＤＡと直交する方向Ｄ１２から部品Ｅを撮像する指令を、前記再撮像指令として出力する。判定部９３から前記再撮像指令が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、側方撮像部９１による部品Ｅに対する撮像方向が、第１判定処理時の撮像方向Ｄ１と同一水平面上であって、前記アオリ方向ＤＡに対して直交する方向Ｄ１２となるように、吸着ノズル６３を回転させる。吸着ノズル６３の回転が完了すると、側方撮像部９１は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅを撮像して、第２の側方画像Ｇ３を取得する。側方撮像部９１により第２の側方画像Ｇ３が取得されると、判定部９３は、第２の側方画像Ｇ３に基づいて部品Ｅの姿勢を判定する第３判定処理を実行する。これにより、第２判定処理において部品姿勢が前記搭載可能姿勢ＭＰＰ及び前記搭載不可姿勢ＭＩＰの何れの姿勢に属するかの判別が困難な状況である場合に、第３判定処理において部品姿勢をより精度よく判定することができる。
【0096】
第２の側方画像Ｇ３に基づく第３指標値Ｉ３を用いた第３判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢ＭＰＰの場合、判定部９３は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を許可する前記搭載許可情報を出力する。判定部９３から前記搭載許可情報が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが基板Ｐ上に搭載されるように、ヘッドユニット６の部品搭載動作を制御する。また、第３判定処理での判定結果が前記搭載不可姿勢ＭＩＰ及び前記判別不能姿勢ＤＩＰの何れかの場合、判定部９３は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を不許可とする前記搭載不許可情報を出力する。判定部９３から前記搭載不許可情報が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが廃棄されるように、ヘッドユニット６の部品廃棄動作を制御する。
【0097】
なお、第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが上記の詳細判定モード設定時の第１判定パターンＰＪ１の場合においては、判定部９３は、第１判定処理において用いた側方画像Ｇ１の撮像時の部品Ｅに対する撮像方向Ｄ１と同一水平面上で直交する方向Ｄ１１から部品Ｅを撮像する指令を、前記再撮像指令として出力する。判定部９３から前記再撮像指令が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、側方撮像部９１による部品Ｅに対する撮像方向が、第１判定処理時の撮像方向Ｄ１に対して直交する方向Ｄ１１となるように、吸着ノズル６３を９０度回転させる。吸着ノズル６３の回転が完了すると、側方撮像部９１は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅを撮像して、第２の側方画像Ｇ３を取得する。側方撮像部９１により第２の側方画像Ｇ３が取得されると、判定部９３は、第２の側方画像Ｇ３に基づいて部品Ｅの姿勢を判定する第３判定処理を実行する。このように、第１判定処理及び第２判定処理の両処理において部品姿勢が前記搭載可能姿勢ＭＰＰであると判定された場合において、判定部９３により第３判定処理が実行されることで、部品姿勢が前記搭載可能姿勢ＭＰＰであるかをより正確に判定することができる。
【0098】
【0099】
＜部品姿勢判定処理の流れの第１例＞
図１３は、判定部９３による部品姿勢判定処理の流れの第１例を示すフローチャートである。
図１３は、判定部９３による部品姿勢判定処理の流れの第１例を示すフローチャートである。
【0100】
部品供給装置５の部品供給位置Ｐ１において吸着ノズル６３が部品Ｅを吸着保持すると、側方撮像部９１は、側方画像Ｇ１を取得する（ステップａ１）。側方撮像部９１により側方画像Ｇ１が取得されると、判定部９３は、側方画像Ｇ１に基づき第１指標値Ｉ１を算出し、当該第１指標値Ｉ１を用いて部品Ｅの姿勢を判定する第１判定処理を実行する（ステップａ２）。判定部９３による第１判定処理での判定結果は第２記憶部９５に記憶される（ステップａ３）。
【0101】
ヘッド駆動制御部１０Ｂの制御によってヘッドユニット６が部品供給装置５の部品供給位置Ｐ１から、コンベア３により搬送された基板Ｐの部品搭載位置へ向かって移動されると、その移動中において下方撮像部９２は、下方画像Ｇ２を取得する（ステップａ４）。下方撮像部９２により下方画像Ｇ２が取得されると、判定部９３は、下方画像Ｇ２に基づき第２指標値Ｉ２を算出し、当該第２指標値Ｉ２を用いて部品Ｅの姿勢を判定する第２判定処理を実行する（ステップａ５）。判定部９３による第２判定処理での判定結果は第２記憶部９５に記憶される（ステップａ６）。
【0102】
次に、判定部９３は、吸着ノズル６３によって部品Ｅが吸着保持された状態においてヘッドユニット６が、下方撮像部９２を通過してコンベア３により搬送された基板Ｐの部品搭載位置に到達するまでに、第２記憶部９５に記憶された第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンを、第１判定パターンＰＪ１と、第２判定パターンＰＪ２と、第３判定パターンＰＪ３との３つのパターンに分類する（ステップａ７）。
【0103】
第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第１判定パターンＰＪ１の場合（ステップａ８）、判定部９３は、吸着ノズル６３に部品Ｅが吸着保持されていることを側方撮像部９１による撮像画像に基づき確認する（ステップａ８１）。そして、判定部９３は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を許可する前記搭載許可情報を出力する（ステップａ８２）。判定部９３から前記搭載許可情報が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが基板Ｐ上に搭載されるように、ヘッドユニット６の部品搭載動作を制御する。これにより、判定部９３による第１判定処理及び第２判定処理での判定結果が何れも前記搭載可能姿勢ＭＰＰである場合に、部品Ｅが基板Ｐ上に搭載されるので、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載不良の発生を低減することができる。
【0104】
第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第２判定パターンＰＪ２の場合（ステップａ９）、判定部９３は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を不許可とする搭載不許可情報を出力する（ステップａ９１）。判定部９３から前記搭載不許可情報が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが廃棄されるように、ヘッドユニット６の部品廃棄動作を制御する。これにより、判定部９３による第１判定処理及び第２判定処理の少なくとも何れか一方の処理での判定結果が前記搭載不可姿勢ＭＩＰであって、搭載不良の発生が懸念される姿勢を取った部品Ｅを廃棄することができる。
【0105】
第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第３判定パターンＰＪ３の場合（ステップａ１０）、判定部９３は、前記再撮像指令を出力する（ステップａ１０１）。判定部９３から前記再撮像指令が出力されると、ヘッドユニット６が下方撮像部９２を通過してコンベア３により搬送された基板Ｐの部品搭載位置に到達したときに、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、側方撮像部９１による部品Ｅに対する撮像方向が、第１判定処理時の撮像方向Ｄ１とは異なる方向となるように、吸着ノズル６３を回転させる。吸着ノズル６３の回転が完了すると、側方撮像部９１は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅを撮像して、第２の側方画像Ｇ３を取得する（ステップａ１０２）。側方撮像部９１により第２の側方画像Ｇ３が取得されると、判定部９３は、第２の側方画像Ｇ３に基づき第３指標値Ｉ３を算出し、当該第３指標値Ｉ３を用いて部品Ｅの姿勢を判定する第３判定処理を実行する（ステップａ１０３）。
【0106】
第３判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢ＭＰＰの場合（ステップａ２０）、判定部９３は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を許可する前記搭載許可情報を出力する（ステップａ２０１）。判定部９３から前記搭載許可情報が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが基板Ｐ上に搭載されるように、ヘッドユニット６の部品搭載動作を制御する。
【0107】
第３判定処理での判定結果が前記判別不能姿勢ＤＩＰの場合（ステップａ２１）、判定部９３は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を不許可とする前記搭載不許可情報を出力する（ステップａ２２１）。判定部９３から前記搭載不許可情報が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが廃棄されるように、ヘッドユニット６の部品廃棄動作を制御する。
【0108】
第３判定処理での判定結果が前記搭載不可姿勢ＭＩＰの場合（ステップａ２２）、判定部９３は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を不許可とする前記搭載不許可情報を出力する（ステップａ２２１）。判定部９３から前記搭載不許可情報が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが廃棄されるように、ヘッドユニット６の部品廃棄動作を制御する。
【0109】
【0110】
部品供給装置５の部品供給位置Ｐ１において吸着ノズル６３が部品Ｅを吸着保持すると、側方撮像部９１は、側方画像Ｇ１を取得する（ステップｂ１）。側方撮像部９１により側方画像Ｇ１が取得されると、判定部９３は、側方画像Ｇ１に基づき第１指標値Ｉ１を算出し、当該第１指標値Ｉ１を用いて部品Ｅの姿勢を判定する第１判定処理を実行する（ステップｂ２）。判定部９３による第１判定処理での判定結果は第２記憶部９５に記憶される（ステップｂ３）。
【0111】
ヘッド駆動制御部１０Ｂの制御によってヘッドユニット６が部品供給装置５の部品供給位置Ｐ１から、コンベア３により搬送された基板Ｐの部品搭載位置へ向かって移動されると、その移動中において下方撮像部９２は、下方画像Ｇ２を取得する（ステップｂ４）。下方撮像部９２により下方画像Ｇ２が取得されると、判定部９３は、下方画像Ｇ２に基づき第２指標値Ｉ２を算出し、当該第２指標値Ｉ２を用いて部品Ｅの姿勢を判定する第２判定処理を実行する（ステップｂ５）。判定部９３による第２判定処理での判定結果は第２記憶部９５に記憶される（ステップｂ６）。
【0112】
次に、判定部９３は、吸着ノズル６３によって部品Ｅが吸着保持された状態においてヘッドユニット６が、下方撮像部９２を通過してコンベア３により搬送された基板Ｐの部品搭載位置に到達するまでに、第２記憶部９５に記憶された第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンを、第１判定パターンＰＪ１と、第２判定パターンＰＪ２と、第３判定パターンＰＪ３との３つのパターンに分類する（ステップｂ７）。
【0113】
第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第１判定パターンＰＪ１の場合（ステップｂ８）、判定部９３は、通常モードに設定されているか否かを判断する（ステップｂ８１）。通常モードに設定されている場合（ステップｂ８１でＹＥＳ）には、判定部９３は、吸着ノズル６３に部品Ｅが吸着保持されていることを側方撮像部９１による撮像画像に基づき確認する（ステップｂ８２）。そして、判定部９３は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を許可する前記搭載許可情報を出力する（ステップｂ８３）。判定部９３から前記搭載許可情報が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが基板Ｐ上に搭載されるように、ヘッドユニット６の部品搭載動作を制御する。これにより、判定部９３による第１判定処理及び第２判定処理での判定結果が何れも前記搭載可能姿勢ＭＰＰである場合に、部品Ｅが基板Ｐ上に搭載されるので、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載不良の発生を低減することができる。
【0114】
通常モードに設定されておらず、詳細判定モードに設定されている場合（ステップｂ８１でＮＯ）には、判定部９３は、後記のステップｂ１００に処理を移行する。
【0115】
第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第２判定パターンＰＪ２の場合（ステップｂ９）、判定部９３は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を不許可とする搭載不許可情報を出力する（ステップｂ９１）。判定部９３から前記搭載不許可情報が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが廃棄されるように、ヘッドユニット６の部品廃棄動作を制御する。これにより、判定部９３による第１判定処理及び第２判定処理の少なくとも何れか一方の処理での判定結果が前記搭載不可姿勢ＭＩＰであって、搭載不良の発生が懸念される姿勢を取った部品Ｅを廃棄することができる。
【0116】
第１判定処理及び第２判定処理での判定結果のパターンが第３判定パターンＰＪ３の場合（ステップｂ１０）、判定部９３は、ステップｂ１００に処理を移行する。
【0117】
ステップｂ１００において、判定部９３は、前記再撮像指令を出力する。判定部９３から前記再撮像指令が出力されると、ヘッドユニット６が下方撮像部９２を通過してコンベア３により搬送された基板Ｐの部品搭載位置に到達したときに、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、側方撮像部９１による部品Ｅに対する撮像方向が、第１判定処理時の撮像方向Ｄ１とは異なる方向となるように、吸着ノズル６３を回転させる。吸着ノズル６３の回転が完了すると、側方撮像部９１は、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅを撮像して、第２の側方画像Ｇ３を取得する（ステップｂ１０１）。側方撮像部９１により第２の側方画像Ｇ３が取得されると、判定部９３は、第２の側方画像Ｇ３に基づき第３指標値Ｉ３を算出し、当該第３指標値Ｉ３を用いて部品Ｅの姿勢を判定する第３判定処理を実行する（ステップｂ１０２）。
【0118】
第３判定処理での判定結果が前記搭載可能姿勢ＭＰＰの場合（ステップｂ２００）、判定部９３は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を許可する前記搭載許可情報を出力する（ステップｂ２００１）。判定部９３から前記搭載許可情報が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが基板Ｐ上に搭載されるように、ヘッドユニット６の部品搭載動作を制御する。
【0119】
第３判定処理での判定結果が前記判別不能姿勢ＤＩＰの場合（ステップｂ２０１）、判定部９３は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を不許可とする前記搭載不許可情報を出力する（ステップｂ２０２１）。判定部９３から前記搭載不許可情報が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが廃棄されるように、ヘッドユニット６の部品廃棄動作を制御する。
【0120】
第３判定処理での判定結果が前記搭載不可姿勢ＭＩＰの場合（ステップｂ２０２）、判定部９３は、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載を不許可とする前記搭載不許可情報を出力する（ステップｂ２０２１）。判定部９３から前記搭載不許可情報が出力されると、ヘッド駆動制御部１０Ｂは、吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅが廃棄されるように、ヘッドユニット６の部品廃棄動作を制御する。
【0121】
以上説明したように、本実施形態に係る部品実装機１は、ヘッドユニット６の吸着ノズル６３に吸着保持された部品Ｅの姿勢を精度よく判定することが可能な部品姿勢判定装置９を備えている。この部品姿勢判定装置９の判定部９３による判定結果に基づいて、ヘッドユニット６による基板Ｐに対する部品Ｅの部品搭載動作が制御される。これにより、不所望な部品Ｅの廃棄を低減すると共に、基板Ｐに対する部品Ｅの搭載不良の発生を低減することができる。
【符号の説明】
【0122】
１ 部品実装機
６ ヘッドユニット
６３ 吸着ノズル
６３１Ｓ 吸着面
９ 部品姿勢判定装置
９１ 側方撮像部
９２ 下方撮像部
９３ 判定部
１０ 制御装置
ＡＡ アオリ角度
ＤＡ アオリ方向
ＤＩＰ 判別不能姿勢
Ｅ 部品
Ｇ１ 側方画像
Ｇ１１ 側方部品領域
Ｇ１２Ａ 基準部領域
Ｇ２ 下方画像
Ｇ２１ 下方部品領域
Ｇ２１Ｓ 基準部品領域
Ｇ３ 第２の側方画像
Ｉ１ 第１指標値
Ｉ２ 第２指標値
Ｉ３ 第３指標値
ＭＩＰ 搭載不可姿勢
ＭＰＰ 搭載可能姿勢
Ｐ 基板
６ ヘッドユニット
６３ 吸着ノズル
６３１Ｓ 吸着面
９ 部品姿勢判定装置
９１ 側方撮像部
９２ 下方撮像部
９３ 判定部
１０ 制御装置
ＡＡ アオリ角度
ＤＡ アオリ方向
ＤＩＰ 判別不能姿勢
Ｅ 部品
Ｇ１ 側方画像
Ｇ１１ 側方部品領域
Ｇ１２Ａ 基準部領域
Ｇ２ 下方画像
Ｇ２１ 下方部品領域
Ｇ２１Ｓ 基準部品領域
Ｇ３ 第２の側方画像
Ｉ１ 第１指標値
Ｉ２ 第２指標値
Ｉ３ 第３指標値
ＭＩＰ 搭載不可姿勢
ＭＰＰ 搭載可能姿勢
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14A】
【図14B】