特許 7397170 ワーク挿入装置

(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】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】ワーク挿入装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20231205BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022509790

(86)(22)【出願日】2020-03-23

(86)【国際出願番号】 JP2020012771

(87)【国際公開番号】W WO2021191980

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】菊川 祐一郎

(72)【発明者】

【氏名】大石 信夫

【審査官】大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２８０７９９（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】

配列された複数のピンを有するワークの各ピンを、配列された複数の穴を有する被挿入物の対応する穴に挿入するワーク挿入装置であって、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記被挿入物に対して相対回転させる回転装置と、
前記回転装置の回転軸に直交する直交平面に沿って前記保持部材を前記被挿入物に対して相対移動させる移動装置と、
前記ワークの各ピンの実位置を測定し、各ピンにおいて測定した実位置の理想的な位置に対する位置ずれ量を算出し、前記被挿入物に対する相対的な前記ワークの回転角範囲のうちで前記位置ずれ量が最大のピンの位置ずれ量が最小となるような前記ワークの回転角度を求め、前記ワークの各ピンを前記被挿入物の対応する穴に挿入するに際して前記ワークの回転角度が求めた回転角度となるように前記回転装置を制御する制御装置と、
を備えるワーク挿入装置。

【請求項2】

請求項１に記載のワーク挿入装置であって、
前記制御装置は、前記ワークの各ピンについて、前記実位置として前記理想的な位置を原点とする座標系における座標をそれぞれ記憶し、記憶したそれぞれの前記実位置の前記座標間の最大距離が最小となるように前記ワークの回転角度を求める、
ワーク挿入装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のワーク挿入装置であって、
前記制御装置は、前記位置ずれ量に基づいて同一の基準点を基準とした各ピンの位置をそれぞれプロットし、プロットした各ピンの位置を包含する最小円を設定し、前記最小円の半径が最小になる前記ワークの回転角度を求める、
ワーク挿入装置。

【請求項4】

請求項３に記載のワーク挿入装置であって、
前記制御装置は、前記ワークの各ピンを前記被挿入物の対応する穴に挿入するに際して前記最小円の半径が最小になるときの前記最小円の中心点の位置に基づいて前記被挿入物に対する相対的な前記ワークの前記直交平面に沿った位置が補正されるよう前記移動装置を制御する、
ワーク挿入装置。

【請求項5】

請求項４に記載のワーク挿入装置であって、
前記制御装置は、前記最小円の半径が最小になるときの前記ワークの回転角度を求めた後、前記ワークの回転角度を求めた回転角度とすると共に前記最小円の中心点の位置に基づいて前記ワークの前記直交平面に沿った位置を補正したときの各ピンの位置と対応する穴の位置とに基づいて、前記ワークの各ピンを前記被挿入物の対応する孔に挿入できるか否かを判定する、
ワーク挿入装置。

【請求項6】

請求項５に記載のワーク挿入装置であって、
前記ワークの各ピンの端面は、四角形状に形成され、
前記制御装置は、前記ワークの各ピンの位置から該各ピンの四隅の位置を推定し、各ピンの四隅の位置が前記被挿入物の対応する穴の領域内に収まるか否かを判定することにより、前記ワークの各ピンを前記被挿入物の対応する孔に挿入できるか否かを判定する、
ワーク挿入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、ワーク挿入装置について開示する。

【背景技術】

【0002】

従来、リード部品の各リードを取付箇所の対応する挿入穴に挿入する部品実装機（ワーク挿入装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この部品実装機は、部品認識カメラによりリード部品の各リードの実測位置を測定すると共に測定した実測位置の回帰直線を最小二乗法によって算出する。続いて、部品実装機は、基板認識カメラにより取付箇所の各挿入穴の実測位置を測定すると共に測定した実測位置の回帰直線の最小二乗法によって算出する。そして、部品実装機は、リード部品について算出した回帰直線と取付箇所について算出した回帰直線とがなす角度に基づいてヘッドユニットがリード部品を取付箇所に取り付ける際のリード部品の回転角度を調整する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－２０７７２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えばリード部品が備える多数のリードのうち１つにのみ位置ずれがある場合、回帰直線は、位置ずれのない多数の他のリードの実測位置の影響を強く受けるように算出される。このため、特許文献１記載の部品実装機では、回帰直線に基づいてリード部品の回転角度を調整しても、位置ずれのあるリードの位置が十分に補正されず、対応する挿入穴に挿入できないおそれがある。

【0005】

本開示は、複数のピンを有するワークの各ピンを、複数の穴を有する被挿入物の対応する穴に挿入するものにおいて、複数のピンのうち一部のピンにのみ位置ずれが生じていても、各ピンを対応する穴に挿入することができるワーク挿入装置を提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本開示のワーク挿入装置は、
配列された複数のピンを有するワークの各ピンを、配列された複数の穴を有する被挿入物の対応する穴に挿入するワーク挿入装置であって、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記被挿入物に対して相対回転させる回転装置と、
前記回転装置の回転軸に直交する直交平面に沿って前記保持部材を前記被挿入物に対して相対移動させる移動装置と、
前記ワークの各ピンの実位置を測定し、各ピンにおいて測定した実位置の理想的な位置に対する位置ずれ量を算出し、前記被挿入物に対する相対的な前記ワークの回転角範囲のうちで前記位置ずれ量が最大のピンの位置ずれ量が最小となるような前記ワークの回転角度を求め、前記ワークの各ピンを前記被挿入物の対応する穴に挿入するに際して前記ワークの回転角度が求めた回転角度となるように前記回転装置を制御する制御装置と、
を備えることを要旨とする。

【0008】

この本開示のワーク挿入装置は、ワークの各ピンの実位置を測定し、各ピンにおいて測定した実位置の理想的な位置に対する位置ずれ量を算出する。続いて、ワーク挿入装置は、被挿入物に対する相対的なワークの回転角範囲のうちで位置ずれ量が最大のピンの位置ずれ量が最小となるようなワークの回転角度を求める。そして、ワーク挿入装置は、ワークの各ピンを被挿入物の対応する穴に挿入するに際してワークの回転角度が求めた回転角度となるように回転装置を制御する。これにより、複数のピンを有するワークの各ピンを、複数の穴を有する被挿入物の対応する穴に挿入するものにおいて、複数のピンのうち一部のピンにのみ位置ずれが生じていても、各ピンを対応する穴に挿入することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態のワーク挿入装置の概略構成図である。

【図2】ワーク挿入装置１０の制御ブロック図である。

【図3】ワーク挿入処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】画像処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】画像処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】ワークの中心位置を認識する様子を示す説明図である。

【図7】各ピンの実位置を認識する様子を示す説明図である。

【図8】各ピンの理想位置を推定する様子を示す説明図である。

【図9】各ピンの理想位置に対する実位置の位置ずれ量を算出する様子を示す説明図である。

【図10】各ピンの位置ずれ量のプロットの様子を示す説明図である。

【図11】最小円を設定する様子を示す説明図である。

【図12】角度調整の様子を示す説明図である。

【図13】角度調整の様子を示す説明図である。

【図14】挿入穴を推定する様子を示す説明図である。

【図15】各ピンの外形を認識する様子を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

【0011】

図１は、本実施形態のワーク挿入装置の概略構成図である。図２は、ワーク挿入装置１０の制御ブロック図である。なお、図１中、左右方向はＸ軸方向示し、前後方向はＹ軸方向を示し、上下方向はＺ軸方向を示す。本実施形態のワーク挿入装置１０は、所定の間隔をおいて配列された複数のピンＰ（例えば端面が四角形のピン）を裏面に有するワークＷ（例えばコネクタ）の各ピンＰを、所定の間隔をおいて配列された複数の挿入穴Ｈを表面に有する被挿入物（例えば基板やソケット）の対応する挿入穴Ｈに挿入するものとして構成される。このワーク挿入装置１０は、図１に示すように、ワーク供給装置２１と搬送装置２２とヘッド移動装置３０とヘッド４０とワークカメラ２４とマークカメラ２５と廃棄ボックス２６と制御装置６０（図２参照）とを備える。これらは、筐体１２に収容されている。

【0012】

ワーク供給装置２１としては、例えば、ワークＷを収容する収容ポケットを多数有するトレイを供給するトレイ供給装置などを挙げることができる。

【0013】

搬送装置２２は、例えば、前後（Ｙ軸方向）に所定の間隔をおいて設置され、左右（Ｘ軸方向）に架け渡された一対のコンベアベルトを有する。搬送装置２２は、一対のコンベアベルトを駆動することにより、被挿入物としての基板Ｓを左から右へと搬送する。

【0014】

ヘッド移動装置３０は、ヘッド４０を前後左右（ＸＹ軸方向）に移動させるものであり、図１に示すように、Ｘ軸スライダ３２とＹ軸スライダ３４とを備える。Ｘ軸スライダ３２は、Ｙ軸スライダ３４の前面に左右方向（Ｘ軸方向）に延在するように設置された上下一対のＸ軸ガイドレール３３に支持されている。Ｘ軸スライダ３２は、Ｘ軸アクチュエータ３６（図２参照）の駆動によってＸ軸ガイドレール３３に沿ってＸ軸方向に移動する。Ｙ軸スライダ３４は、筐体１２の上段部に前後方向（Ｙ軸方向）に延在するように設置された左右一対のＹ軸ガイドレール３５に支持されている。Ｙ軸スライダ３４は、Ｙ軸アクチュエータ３８（図２参照）の駆動によってＹ軸ガイドレール３５に沿ってＹ軸方向に移動する。なお、Ｘ軸スライダ３２は、Ｘ軸位置センサ３７（図２参照）によりＸ軸方向における位置が検知される。また、Ｙ軸スライダ３４は、Ｙ軸位置センサ３９（図２参照）によりＹ軸方向における位置が検知される。Ｘ軸スライダ３２にはヘッド４０が取り付けられている。このため、ヘッド４０は、ヘッド移動装置３０（Ｘ軸アクチュエータ３６およびＹ軸アクチュエータ３８）を駆動制御することにより、ＸＹ平面（水平面）に沿って移動する。

【0015】

ヘッド４０は、ワークＷをピックアップ（吸着）して保持する吸着ノズル４１を備える。吸着ノズル４１には、図示しないが、電磁弁（開閉弁）を介して負圧源が接続され、吸着ノズル４１は、負圧源からの負圧の供給を受けてワークＷを吸着する。また、吸着ノズル４１は、Ｚ軸アクチュエータ４２（図２参照）の駆動によって上下方向（Ｚ軸方向）に移動し、Θ軸アクチュエータ４４（図２参照）の駆動によってＺ軸回りに回転する。なお、吸着ノズル４１は、Ｚ軸位置センサ４３（図２参照）によりＺ軸方向における位置が検知され、Θ軸位置センサ４５（図２参照）によりΘ軸方向における位置（回転角度Θ）が検知される。

【0016】

ワークカメラ２４は、図１に示すように、ワーク供給装置２１と搬送装置２２との間に設置されている。ワークカメラ２４は、ワーク供給装置２１により供給されたワークＷをピックアップして搬送装置２２により搬送された基板Ｓに装着（挿入）するに際して、ワークカメラ２４の上方をワークＷが通過するときに当該ワークＷを下方から撮像する。ワークカメラ２４で撮像された画像は、吸着ノズル４１に保持されているワークＷの吸着ノズル４１に対する位置ずれ量を判定したり、ワークＷの各ピンＰを基板Ｓの対応する挿入穴Ｈに挿入するための当該ワークＷの最適な姿勢を決定したり、ワークＷの不良を判定したりするのに用いられる。

【0017】

マークカメラ２５は、図１に示すように、Ｘ軸スライダ３２に取り付けられ、ヘッド移動装置３０によりヘッド４０と共にＸＹ軸方向に移動する。マークカメラ２５は、搬送装置２２により搬入された基板Ｓに付された基準マークを上方から撮像する。マークカメラ２５で撮像された画像は、基板Ｓの位置を確認したり、基板Ｓの種類を確認したりするのに用いられる。

【0018】

廃棄ボックス２６は、ワーク供給装置２１と搬送装置２２との間に、ワークカメラ２４に隣接して設置されている。廃棄ボックス２６は、不良が発生しているワークＷを廃棄するためのボックスである。

【0019】

制御装置６０は、図２に示すように、ＣＰＵ６１を中心としたマイクロプロセッサとて構成されており、ＣＰＵ６１の他に、ＲＯＭ６２と、ＨＤＤ６３と、ＲＡＭ６４と、入出力インタフェース６５とを備える。これらは、バス６６を介して電気的に接続されている。制御装置６０には、Ｘ軸位置センサ３７やＹ軸位置センサ３９、Ｚ軸位置センサ４３、Θ軸位置センサ４５からの位置信号が入力される。また、制御装置６０には、ワークカメラ２４やマークカメラ２５からの画像信号なども入力される。一方、制御装置６０からは、ワーク供給装置２１や搬送装置２２、Ｘ軸アクチュエータ３６、Ｙ軸アクチュエータ３８、Ｚ軸アクチュエータ４２、Θ軸アクチュエータ４４への駆動信号が出力される。また、制御装置６０からは、ワークカメラ２４やマークカメラ２５への制御信号も出力される。

【0020】

次に、こうして構成されたワーク挿入装置１０の動作について説明する。図３は、制御装置６０のＣＰＵ６１により実行されるワーク挿入処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、上位の管理コンピュータ（図示せず）から生産の指示を受信したときに実行される。

【0021】

ワーク挿入処理が実行されると、制御装置６０のＣＰＵ６１は、まず、ワーク供給装置２１から供給されるワークＷの上面を吸着ノズル４１に吸着させる吸着動作を行なう（ステップＳ１００）。吸着動作は、ワーク供給装置２１によるワークＷの供給位置の上方へ吸着ノズル４１が移動するようヘッド移動装置３０（Ｘ軸アクチュエータ３６およびＹ軸アクチュエータ３８）を制御した後、吸着ノズル４１が下降するようＺ軸アクチュエータ４２を制御すると共に当該吸着ノズル４１に負圧が供給されるよう電磁弁を制御することにより行なわれる。

【0022】

続いて、ＣＰＵ６１は、ワークＷを吸着した吸着ノズル４１がワークカメラ２４の上方へ移動するようヘッド移動装置３０を制御して（ステップＳ１１０）、ワークカメラ２４でワークＷの撮像を行なう（ステップＳ１２０）。そして、ＣＰＵ６１は、得られた撮像画像に画像処理を施す（ステップＳ１３０）。ここで、画像処理では、ワークＷの全てのピンＰを基板Ｓの対応する挿入穴Ｈに挿入させるためのワークＷの最適な挿入姿勢（挿入位置および挿入角度）が決定される。更に、画像処理では、ワークＷの挿入姿勢の最適化によってワークＷの全てのピンＰを基板Ｓの対応する挿入穴Ｈに挿入させることができるか否かが判定される。こうした画像処理の詳細については後述する。

【0023】

ＣＰＵ６１は、画像処理の結果、ワークＷの全てのピンＰが基板Ｓの対応する挿入穴Ｈに挿入可能であると判定すると（ステップＳ１４０の「ＹＥＳ」）、ワークＷの挿入位置および挿入角度を画像処理で最適化した挿入位置および挿入角度に補正する（ステップＳ１５０）。そして、ＣＰＵ６１は、補正した挿入位置および挿入角度でワークＷの各ピンＰを基板Ｓの対応する挿入穴Ｈに挿入させる挿入動作を行なって（ステップＳ１６０）、ワーク挿入処理を終了する。挿入動作は、吸着ノズル４１に吸着されているワークＷが挿入位置の上方へ移動すると共に挿入角度へ回転するようヘッド移動装置３０とΘ軸アクチュエータ４４を制御した後、吸着ノズル４１が下降するようＺ軸アクチュエータ４２を制御すると共に当該吸着ノズル４１への負圧の供給が解除されるよう電磁弁を制御することにより行なわれる。

【0024】

一方、ＣＰＵ６１は、画像処理の結果、ワークＷのいずれかのピンＰが基板Ｓの対応する挿入穴Ｈに挿入不能であると判定すると（ステップＳ１４０の「ＮＯ」）、ワークＷに不良が発生していると判断し、当該ワークＷを廃棄ボックス２６へ廃棄する廃棄動作を行なって（ステップＳ１７０）、ワーク挿入処理を終了する。廃棄動作は、吸着ノズル４１に吸着されているワークＷが廃棄ボックス２６の上方へ移動するようヘッド移動装置３０を制御した後、吸着ノズル４１への負圧の供給が解除されるよう電磁弁を制御することにより行なわれる。

【0025】

次に、ステップＳ１３０の画像処理の詳細について説明する。図４および図５は、画像処理の一例を示すフローチャートである。以下、画像処理について、図６～図１５を適宜参照しながら説明する。

【0026】

画像処理では、ＣＰＵ６１は、まず、ワークＷの全てのピンＰをサーチし、ワークＷの中心位置Ｏを認識する（ステップＳ２００）。この処理は、例えば、予め登録したシェイプデータを用いたパターンマッチングにより全てのピンＰを認識し、認識した全てのピンＰを包含する矩形領域を設定し、設定した矩形領域の中心座標をワークＷの中心位置Ｏとして設定することにより行なわれる（図６参照）。

【0027】

続いて、ＣＰＵ６１は、ワークＷの各ピンＰを個別にサーチし、各ピンＰの実位置を認識する（ステップＳ２１０）。この処理は、例えば、シェイプデータを用いたパターンマッチングにより各ピンＰを個別に認識し、認識した各ピンＰの外形（四角形）の中心座標（図７中、バツ印の交点の座標）をそれぞれ実位置として設定することにより行なわれる。

【0028】

そして、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２００で認識したワークＷの中心位置Ｏから各ピンＰの理想的な位置を推定する（ステップＳ２２０）。ここで、各ピンＰの理想的な位置は、位置ずれがない状態での各ピンＰの外形の中心座標（図８中、十字の交点の座標）を示す。ステップＳ２２０の処理は、ワークＷの中心位置Ｏと各ピンＰの理想位置との関係をそれぞれ予め求めて登録しておき、ワークＷの中心位置Ｏを認識すると、認識した中心位置Ｏと登録した関係とから各ピンＰの理想位置をそれぞれ導出することにより行なわれる。

【0029】

ＣＰＵ６１は、こうして各ピンＰの実位置を認識すると共に理想位置を推定すると、各ピンＰの実位置と理想位置との位置ずれ量Δｘ，Δｙを算出する（ステップＳ２３０）。この処理は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれにおいて、実位置と理想位置との距離を算出することにより行なわれる（図９参照）。

【0030】

次に、ＣＰＵ６１は、各ピンＰにおいて、ＸＹ座標系における同じ基準点から位置ずれ量Δｘ，Δｙだけ離れた点をそれぞれプロットし（ステップＳ２４０、図１０参照）、プロットした全ての点を包含する最小円を設定する（ステップＳ２５０、図１１参照）。続いて、ＣＰＵ６１は、ワークＷの中心位置Ｏを中心として各ピンＰの理想位置を回転させ、最小円の半径が最小になる最適角度θを導出する（ステップＳ２６０）。この処理は、例えば、以下のようにして行なうことができる。すなわち、ＣＰＵ６１は、まず、中心位置Ｏを中心として各ピンＰの理想位置を所定角ずつ正逆両回転方向に回転させながら、回転角度ごとの各ピンＰの新たな理想位置とステップＳ２１０で認識した各ピンＰの実位置と位置ずれ量Δｘ，Δｙを算出してＸＹ座標系にプロットする（図１２および図１３参照）。続いて、ＣＰＵ６１は、プロットした全ての点を包含する最小円を設定し、設定した最小円の半径を算出する。そして、ＣＰＵ６１は、半径が最小の最小円が設定された回転角度を最適角度θに設定する。この処理は、Θ軸アクチュエータ４４によるワークＷの回転角度範囲のうちで、位置ずれ量が最も大きいピンＰの位置ずれ量が最小となるようなワークＷの回転角度（挿入姿勢）を見つけ出す処理であると言える。これにより、ワークＷの各ピンＰのうち一部のピンＰに位置ずれが生じていても、全てのピンＰを基板Ｓの対応する挿入穴Ｈに挿入することが可能となる。

【0031】

ＣＰＵ６１は、こうして最小円の半径が最小となる最適角度θを導出すると、導出した最適角度θを角度補正値に設定すると共に（ステップＳ２７０）、半径が最小となる最小円の中心点と基準点とのＸ軸方向およびＹ軸方向におけるずれ量を位置補正値に設定する（ステップＳ２８０）。これにより、ワークＷの挿入姿勢は、ワーク挿入処理のステップＳ１５０において、位置補正値によりワーク挿入位置が補正されると共に、角度補正値によりワーク挿入角度が補正されることで最適化されることになる。

【0032】

ＣＰＵ６１は、こうしてワークＷの挿入姿勢（挿入位置および挿入角度）を最適化すると、被挿入物である基板Ｓの各挿入穴Ｈの位置および外形（図１４中、破線参照）を設定する（ステップＳ２９０）。この処理は、ステップＳ２６０で導出した最適角度θでの各ピンＰの理想位置を各挿入穴Ｈの位置に設定すると共に当該理想位置を中心とした半径ｒの外形（円）を設定することにより行なわれる。なお、各挿入穴Ｈの位置および外形は、マークカメラ２５で基板Ｓを撮像して得られた画像にパターンマッチングを適用することにより推定（認識）されてもよい。

【0033】

続いて、ＣＰＵ６１は、実位置を中心とした各ピンＰの外形を設定する（ステップＳ３００）。この処理は、各ピンＰの実位置と各ピンＰのサイズ（縦横長さ）とに基づいて四隅の位置を設定することにより行なわれる。そして、ＣＰＵ６１は、設定した各ピンＰの外形がステップＳ２９０で設定した対応する挿入穴Ｈの外形に完全に包含されるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。この処理は、各ピンＰの四隅の位置がいずれも、対応する挿入穴Ｈの外形に含まれるか否かを判定することにより行なわれる（図１５参照）。なお、ＣＵＰ６１は、各ピンＰの外形として、各ピンＰの四隅に外接する外接円を設定し、設定した外接円が対応する挿入穴Ｈの外形に包含するか否かを判定してもよい。ＣＰＵ６１は、ステップＳ３１０の判定が肯定的な判定（「ＹＥＳ」）であれば、ワークＷの全てのピンＰを基板Ｓの対応する挿入穴Ｈに挿入可能であると判定して（ステップＳ３３０）、画像処理を終了する。この場合、上述したように、ワーク挿入処理のステップＳ１４０において肯定的な判定（「ＹＥＳ」）がなされ、ワークＷは、画像処理で最適化された挿入位置および挿入姿勢で基板Ｓに挿入されることになる。

【0034】

一方、ＣＰＵ６１は、ステップＳ３１０の判定が否定的な判定（「ＮＯ」）であれば、ワークＷをどのような姿勢で挿入しようとしても、ワークＷを基板Ｓに挿入不能であると判定して（ステップＳ３４０）、画像処理を終了する。この場合、上述したように、ワーク挿入処理のステップＳ１４０において否定的な判定（「ＮＯ」）がなされ、ワークＷは、廃棄ボックス２６へ廃棄されることになる。

【0035】

ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲の欄に記載した主要な要素との対応関係について説明する。即ち、本実施形態の吸着ノズル４１が「保持部材」に相当し、Θ軸アクチュエータ４４が「回転装置」に相当し、ヘッド移動装置３０が「移動装置」に相当し、制御装置６０が「制御装置」に相当する。

【0036】

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【0037】

例えば、上述した実施形態では、ワークＷの挿入位置および挿入角度を最適化した後、ワークＷの全てのピンＰが基板Ｓ（被挿入物）の対応する挿入穴Ｈに挿入可能であるか否かを判定するものとした。しかし、こうした判定を省略してもよい。

【0038】

上述した実施形態では、ワーク挿入装置１０は、ヘッド移動装置３０によりヘッド４０に保持されたワークＷをＸＹ軸方向（前後左右方向）に移動させるものとした。しかし、ワーク挿入装置１０は、基板Ｓ（被挿入物）をＸＹ軸方向に移動させるものとしてもよい。すなわち、ワークＷは、被挿入物に対して相対的にＸＹ軸方向に移動させられるものであればよい。

【0039】

上述した実施形態では、ワーク挿入装置１０は、Ｚ軸アクチュエータ４２によりワークＷをＺ軸方向に移動させるものとし、Θ軸アクチュエータ４４によりワークＷをＺ軸回りに回転させるものとした。しかし、ワーク挿入装置１０は、基板Ｓ（被挿入物）をＺ軸方向に移動させると共にＺ軸回りに回転させるものとしてもよい。すなわち、ワークＷは、被挿入物に対して相対的にＺ軸方向に移動させられ、Ｚ軸回りに回転させられるものであればよい。

【0040】

以上説明したように、本開示のワーク挿入装置は、配列された複数のピンを有するワークの各ピンを、配列された複数の穴を有する被挿入物の対応する穴に挿入するワーク挿入装置であって、前記ワークを保持する保持部材と、前記保持部材を前記被挿入物に対して相対回転させる回転装置と、前記回転装置の回転軸に直交する直交平面に沿って前記保持部材を前記被挿入物に対して相対移動させる移動装置と、前記ワークの各ピンの実位置を測定し、各ピンにおいて測定した実位置の理想的な位置に対する位置ずれ量を算出し、前記被挿入物に対する相対的な前記ワークの回転角範囲のうちで前記位置ずれ量が最大のピンの位置ずれ量が最小となるような前記ワークの回転角度を求め、前記ワークの各ピンを前記被挿入物の対応する穴に挿入するに際して前記ワークの回転角度が求めた回転角度となるように前記回転装置を制御する制御装置と、を備えることを要旨とする。

【0041】

この本開示のワーク挿入装置は、ワークの各ピンの実位置を測定し、各ピンにおいて測定した実位置の理想的な位置に対する位置ずれ量を算出する。続いて、ワーク挿入装置は、被挿入物に対する相対的なワークの回転角範囲のうちで位置ずれ量が最大のピンの位置ずれ量が最小となるようなワークの回転角度を求める。そして、ワーク挿入装置は、ワークの各ピンを被挿入物の対応する穴に挿入するに際してワークの回転角度が求めた回転角度となるように回転装置を制御する。これにより、複数のピンを有するワークの各ピンを、複数の穴を有する被挿入物の対応する穴に挿入するものにおいて、複数のピンのうち一部のピンにのみ位置ずれが生じていても、各ピンを対応する穴に挿入することが可能となる。

【0042】

こうした本開示のワーク挿入装置において、前記制御装置は、前記位置ずれ量に基づいて同一の基準点を基準とした各ピンの位置をそれぞれプロットし、プロットした各ピンの位置を包含する最小円を設定し、前記最小円の半径が最小になる前記ワークの回転角度を求めるものとしてもよい。この場合、前記制御装置は、前記ワークの各ピンを前記被挿入物の対応する穴に挿入するに際して前記最小円の半径が最小になるときの前記最小円の中心点の位置に基づいて前記被挿入物に対する相対的な前記ワークの前記直交平面に沿った位置が補正されるよう前記移動装置を制御するものとしてもよい。またこの場合、前記制御装置は、前記最小円の半径が最小になるときの前記ワークの回転角度を求めた後、前記ワークの回転角度を求めた回転角度とすると共に前記最小円の中心点の位置に基づいて前記ワークの前記直交平面に沿った位置を補正したときの各ピンの位置と対応する穴の位置とに基づいて、前記ワークの各ピンを前記被挿入物の対応する孔に挿入できるか否かを判定するものとしてもよい。さらにこの場合、前記ワークの各ピンの端面は、四角形状に形成され、前記制御装置は、前記ワークの各ピンの位置から該各ピンの四隅の位置を推定し、各ピンの四隅の位置が前記被挿入物の対応する穴の領域内に収まるか否かを判定することにより、前記ワークの各ピンを前記被挿入物の対応する孔に挿入できるか否かを判定するものとしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本開示は、ワーク挿入装置の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0044】

１０ ワーク挿入装置、１２ 筐体、２１ ワーク供給装置、２２ 搬送装置、２４ ワークカメラ、２５ マークカメラ、２６ 廃棄ボックス、３０ ヘッド移動装置、３２ Ｘ軸スライダ、３３ Ｘ軸ガイドレール、３４ Ｙ軸スライダ、３５ Ｙ軸ガイドレール、３６ Ｘ軸アクチュエータ、３７ Ｘ軸位置センサ、３８ Ｙ軸アクチュエータ、３９ Ｙ軸位置センサ、４０ ヘッド、４１ 吸着ノズル、４２ Ｚ軸アクチュエータ、４３ Ｚ軸位置センサ、４４ Θ軸アクチュエータ、４５ Θ軸位置センサ、６０ 制御装置、６１ ＣＰＵ、６２ ＲＯＭ、６３ ＨＤＤ、６４ ＲＡＭ、６５ 入出力インタフェース、６６ バス、Ｈ 挿入穴、Ｓ 基板、Ｗ ワーク、Ｐ ピン。

【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】