JP2003198199A - 吸着ノズル先端位置検出方法、吸着ノズル先端位置検出用チップおよび吸着ノズル先端位置検出用補助器具セット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 保持対象物を吸着保持する吸着ノズルの先端
位置を高精度に検出する。 【解決手段】 吸着ノズル５６に検出用チップ２２０を
吸着させ、その検出用チップ２２０を吸着ノズル５６の
軸線方向から撮像する。検出用チップ２２０の撮像対象
部は、吸着ノズルの軸線方向への投影像の中心がその軸
線上に位置するものであり、吸着ノズル軸線方向から撮
像すれば、吸着ノズル５６の先端の位置が、その撮像対
象部の撮像データより正確に検出できる。そのような検
出用チップ２２０として、例えば、真球状のチップを用
いることができる。真球状チップの場合、吸着された部
分の反対側の半球が撮像対象部となる。また、この検出
用チップ２２０を一定の取出位置から取出し可能なチッ
プ収容容器に収容した検出用補助器具セットにより、電
気部品装着システムの備える吸着ノズルの検査を簡便に
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】先端において負圧により保持
対象物を吸着保持する吸着ノズルの先端位置を検出する
方法に関し、また、その検出方法において使用する検出
用チップおよびその検出用チップを含む検出用補助器具
セットに関する。

【０００２】

【従来の技術】保持対象物を吸着保持する吸着ノズル
は、例えば、電気部品（電子部品を含む）の装着作業を
行う電気部品装着システムの電気部品装着装置において
用いられている。電気部品装着装置は、電気部品を電気
部品供給装置にて取得し、その電気部品を回路基板の表
面に装着する装置であり、吸着ノズルは、その装着装置
が備える装着ヘッドの電気部品保持デバイスとして利用
され、先端において保持対象物である電気部品を負圧に
て吸着保持する。かかる電気部品装着システムでは、吸
着ノズルが安定して電気部品を吸着保持することが要求
され、また、その保持された電気部品が位置精度よく回
路基板に装着されることが要求される。そのためには、
吸着ノズルの先端位置を把握することが必要となってく
る。。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果】電気部品装着システムにおいては、吸着ノズルの先
端位置を検出する方法として、例えば、電気部品の代わ
りに基準チップを吸着ノズルに保持させて、これを実際
に基準基板等に装着し、その装着結果から吸着ノズルの
先端位置を取得するという方法が検討されている。とこ
ろが、この方法では、吸着ノズルの位置誤差以外の装置
誤差を含むことになり、吸着ノズルの先端位置を精度よ
く把握することが困難であり、また、基準チップの装着
およびその結果を検査するといった作業を必要とするこ
とから、煩雑であるという問題を抱えていた。

【０００４】本発明は、電気部品装着システムに用いら
れる吸着ノズルを始めとして、高精度な作業を要求され
る機器に用いられる吸着ノズルを対象になされたもので
あり、保持対象物を保持する吸着ノズルの先端の位置を
高精度に取得することを課題としてなされたものであ
る。本発明によって、下記各態様の吸着ノズル先端位置
検出方法、吸着ノズル先端位置検出用チップおよび吸着
ノズル先端位置検出用補助器具セットが得られる。各態
様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、
必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。
これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであ
り、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わ
せが以下の各項に記載のものに限定されると解釈される
べきではない。また、一つの項に複数の事項が記載され
ている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなけ
ればならないわけではない。一部の事項のみを選択して
採用することも可能である。

【０００５】なお、以下の各項において、（１）項が請
求項１に相当し、（４）項が請求項２に、（１１）項が
請求項３に、（２１）項が請求項４に、（２２）請求項
５に、それぞれ相当する。

【０００６】（１）先端において負圧により保持対象物
を吸着保持する吸着ノズルの先端位置を検出する方法で
あって、(a)前記吸着ノズルの先端に吸着される被吸着
部と、(b)その被吸着部の反対側に位置して吸着された
状態において撮像の対象となり、前記吸着ノズルの軸線
の方向への投影像の中心がその軸線上に位置する撮像対
象部とを有する検出用チップを準備する工程と、その検
出用チップを前記被吸着部において前記吸着ノズルに吸
着させる工程と、その吸着させた検出用チップを、前記
吸着ノズルが正規の状態である場合のその吸着ノズルの
軸線である理論軸線に平行な方向の吸着ノズル側とは反
対側から撮像する工程と、その撮像により得られた前記
撮像対象部の撮像データに基づいて、前記吸着ノズルの
先端の前記理論軸線に直角な平面内の中心位置を検出す
る工程とを含むことを特徴とする吸着ノズル先端位置検
出方法。

【０００７】本発明は、前述した電気部品装着システム
において用いられる吸着ノズルに限定されるものではな
いが、具体的な態様を想起し易い点等を考慮して、以下
の説明は、電気部品装着装置が備える装着ヘッドの電気
部品保持デバイスとしての吸着ノズルを例にとって、そ
の吸着ノズルに適用された態様を中心に行うこととす
る。電気部品装着システムは、電気部品を供給する電気
部品供給装置と、回路基板を保持する基板保持装置と、
電気部品を電気部品供給装置において取得保持し回路基
板の表面に装着する電気部品装着装置とを含んで構成さ
れ、電気部品装着装置は、装着ヘッドを有する装着ユニ
ットと、その装着ヘッドを部品供給位置から部品装着位
置まで移動させるべく装着ユニットを移動あるいは駆動
させる装着ユニット移動装置を含んで構成される。かか
る電気部品装着装置において、吸着ノズルは、装着ヘッ
ドの下端部に設けられ、負圧が供給されることよって先
端で電気部品を吸着し、負圧が遮断されるあるいは正圧
が供給されることによって電子部品を離脱するように機
能する。電気部品装着作業は、高い装着精度を要求され
ることから、吸着ノズル先端に保持された電気部品の保
持姿勢を電気部品装着システムが備える部品撮像装置に
よって撮像し、その撮像データを画像処理することによ
って保持位置のずれ量（装着ヘッドの中心軸線からのず
れ量）を取得し、そのずれ量に基づいた補正が行われ
て、適正な装着位置に電気部品が装着される。そのよう
な電気部品装着作業であるがゆえに、吸着ノズル先端の
中心位置は、正確に把握されていなければならない。

【０００８】また、高精度な装着を行うには、吸着ノズ
ルが安定した姿勢で電気部品を吸着保持することが必要
となってくる。例えば、吸着ノズルが曲がる等してその
先端位置がずれているような場合、電気部品供給装置に
おいて電気部品を保持する際に、電気部品における適正
位置を吸着ノズルが吸着できないことになる。適正位置
からずれて電気部品が吸着された場合、例えば、電気部
品が傾いて吸着されたり、異なる面で吸着されたりする
現象が生じ得る。また、場合によっては、充分な吸着力
が得られず、保持された電気部品が落下するという現象
も生じ得る。かかる現象は、小さな電気部品において特
に発生し易く、電気部品の小型化が進む今日では、安定
した電気部品の吸着が切望される。例えば、０．６ｍｍ
×０．３ｍｍ程度の電気部品では、吸着ノズルが０．２
ｍｍ程度ずれただけでも上記現象が発生する可能性が高
くなるのである。したがって、安定した電気部品の吸着
という観点からも、吸着ノズル先端の中心位置は正確に
把握される必要がある。

【０００９】本項に記載の先端位置検出方法では、上述
した、「(a)前記吸着ノズルの先端に吸着される被吸着
部と、(b)その被吸着部の反対側に位置して吸着された
状態において撮像の対象となり、前記吸着ノズルの軸線
の方向への投影像の中心がその軸線上に位置する撮像対
象部とを有する検出用チップ」を位置検出のための補助
具として用いる。吸着ノズルは、例えば、一般に円筒形
状をなすノズル部を有し、そのノズル部の一端において
保持対象物である電気部品を吸着するものが多い。かか
る吸着ノズルに適用可能な本検出用チップの具体的な形
状について例示すれば、その代表的なものが、真球形状
である。真球状のチップの場合、その表面のいずれの部
分も被吸着部となり得る。そして、吸着ノズルに吸着さ
れた場合に、その吸着ノズルの軸線方向の吸着ノズルの
反対側から見た場合に認識できる手前側の半球形状の表
面が撮像対象部となる。つまり、吸着される表面の部分
の反対側に位置して、吸着される部分に応じた反対側の
表面の半球部分が撮像対象部となるのである。

【００１０】円筒形状の吸着ノズルに真球状の検出用チ
ップを吸着させれば、後に図を用いて詳しく説明するよ
うに、その検出用チップの中心、つまり球体の中心は、
チップ球面（詳しくは、凸球面）のどの位置において吸
着ノズルに吸着された場合であっても、吸着ノズルの軸
線上、厳密には先端部における軸線上に位置することに
なる。例えば、吸着ノズルの先端が上記理論軸線からず
れている場合、装着ヘッドを検出用チップが存在する位
置に移動させて吸着ノズルによりその検出用チップを吸
着するときには、理論軸線からの上記ずれ量だけずれた
位置において検出用チップが吸着される。この場合であ
っても、真球状をなしていることから、検出用チップの
中心は、吸着された状態において、吸着ノズルの軸線上
に位置することになる。

【００１１】吸着された状態において、吸着ノズルの軸
線方向の吸着ノズルの反対側から見た場合に、真球状の
検出用チップの撮像対象部、つまり、手前側の半球部分
は、円形に見え、その円の中心は、吸着ノズルの軸線と
一致する。言い換えれば、撮像対象部の吸着ノズル軸線
方向への投影像は円となり、その中心が吸着ノズル軸線
上に位置するのである。真球状の検出用チップでは、球
面のいずれの部分で吸着された場合でも、撮像対象部の
投影像は、同じ円となる。すなわち、いずれの部分にお
いて吸着された場合でも、その撮影像の輪郭から認識さ
れるその円の中心を求めれば、容易に吸着ノズル先端の
中心位置が検出できる。したがって、上記真球状の検出
用チップを検出の対象とされる吸着ノズルに吸着させた
状態でこれを撮像すれば、その撮像データから容易にか
つ正確に吸着ノズル先端の位置が検出可能なのである。

【００１２】本項に記載の検出用チップは、真球状のも
のの他に、例えば、半球状のものであってもよい。半球
状の検出用チップの場合は、凸球面からなる。球面部が
被吸着部となる。球面部が被吸着部となることから、上
記真球状の検出用チップの場合と同様、ずれた位置で吸
着した場合であっても、吸着した状態では、その凸球面
を表面の一部分とする仮想球（凸球面が延長されて構成
される仮想球）の中心が吸着ノズルの軸線上に位置す
る。このことから、本項に記載の検出用チップでは、球
面が被吸着部となるような形状の検出用チップであるこ
とが望ましい。また、半球状の検出用チップにおいて
は、半球を構成する平面である円形平面が撮像対象部と
なる。この円形平面は、上記被吸着部における仮想球の
中心をその平面内に含み、かつ、円形平面の中心とその
仮想球の中心とが一致する。したがって、凸球面である
被吸着部のいずれの部分で吸着された場合でも、撮像対
象部の投影像の中心は吸着ノズルの軸線上に位置する。
つまり、傾いて吸着された場合、撮像対象部である円形
平面を吸着ノズルの軸線方向から見れば、その形状は楕
円形になるが、その楕円形の中心は、吸着ノズルの軸線
上に位置するのである。したがって、かかる半球状の検
出用チップの場合であっても、真球状の検出用チップの
場合と同様に、撮像対象部である円形平面の撮像データ
から容易にかつ正確に吸着ノズル先端の位置が検出可能
なのである。

【００１３】以上のことを総合して鑑みれば、半球状の
検出用チップのみならず、凸球面からなる被吸着部と、
その凸球面が延長されて構成される仮想球の中心を含む
平面であって、その中心とその仮想球の中心とが一致す
るような平面が撮像対象部となるもの、あるいは、その
平面内の上記仮想球の中心が位置する部分に検出マーク
が付されたものであって、その検出マークが撮像対象部
となるもの等、種々のものを本項に記載の検出用チップ
として用いることができる。

【００１４】吸着ノズル先端位置の基準となる軸線は、
その吸着ノズルが正規の状態つまり設計上の位置である
理論位置にある場合の軸線である。この理論軸線に平行
な方向から撮像すれば、その吸着ノズルが位置ずれを起
こしている場合であっても、その理論軸線の方向に直角
な平面内における吸着ノズル先端の位置、つまり、理論
軸線からの位置ずれ方向および位置ずれ量が検出でき
る。一般に、装着ヘッドの軸線と吸着ノズルの軸線とが
互いに平行になるように吸着ノズルが取り付けられる。
多くは、両者の軸線が一致するように設計される。その
場合、理論軸線は装着ヘッドの軸線と一致する。したが
って、その場合、その軸線と撮像装置の光軸線とが一致
する位置で撮像すれば、装着ヘッドの中心軸線からの吸
着ノズル先端のずれ量が簡単に求まる。また、装着ヘッ
ドの軸線と撮像装置の光軸線とが一致していなくても、
吸着ノズルを装着ヘッドの軸線回りに回転させて、複数
の回転角度位置で撮像すれば、装着ヘッドの軸線の撮像
装置の光軸線からのずれの方向およびずれ量と、装着ヘ
ッドの軸線からの吸着ノズル先端位置のずれの方向およ
びずれ量との両者が同時に求まる。吸着ノズルの先端位
置を検出することによって取得されるこれらのずれ量
は、装着作業において装着位置の補正データとして活用
されることで、高精度な装着作業が可能となるのであ
る。また、電気部品供給装置において電気部品を吸着す
る際にも、装着ヘッドの軸線からの吸着ノズル先端のず
れの方向およびずれ量が把握されていれば、そのずれの
方向およびずれ量に基づいて補正を行った適切な移動位
置に装着ヘッドを移動させることができ、吸着ノズルは
電気部品の適切な位置において吸着できることになり、
安定した電気部品の吸着保持が可能となる。

【００１５】ここで、補助具として直方体チップ等の何
らの特別な手段を講じていない検出用チップを用いて、
吸着ノズルの先端位置を検出する場合を考える。装着ヘ
ッドを所定位置に移動させてそのチップを吸着させた場
合、吸着ノズルの先端が装着ヘッド中心軸を基準とした
軸位置ずれを生じているときには、そのチップの中心と
装着ノズル先端の中心とが一致することは保証し得な
い。このことを参酌すれば、本項に記載の検出用チップ
を補助具として用いる場合の吸着チップ先端の位置検出
が、高精度な検出であることが容易に理解できる。

【００１６】撮像のための装置は、特に限定されるもの
ではなく、例えば、ＣＣＤカメラ、ラインセンサ等の撮
像デバイスを含むものであればよい。本項にいう「理論
軸線に平行な方向の吸着ノズル側とは反対側から撮像す
る」とは、撮像デバイスの撮像方向を限定するものでは
なく、検出用チップが撮像される方向を意味する。撮像
方向がその方向と異なるように撮像デバイスを位置させ
て、上記検出用チップが撮像される方向からの像形成光
を、何らかの導光装置によって屈折させる等して、その
撮像デバイスに入光させるものであってもよい。また、
撮像対象部の撮像データは、例えば、画像処理コンピュ
ータ等によって解析処理される等され、その結果から、
吸着ノズルの先端位置の中心位置が検出される。

【００１７】（２）前記検出用チップとして、前記撮像
対象部が撮像視野内の他の部分と識別可能なチップを用
いる(1)項に記載の吸着ノズル先端位置検出方法。

【００１８】電気部品装着システムにおける電気部品の
保持姿勢の撮像は、いわゆるフロントライトによる正面
像を撮像する方式ものと、バックライトによるシルエッ
ト像を撮像する方式ものとに大別できる。吸着ノズルに
検出用チップを保持させて撮像する場合にも、それらの
いずれかの方式が採用される。いずれの方式の場合であ
っても、撮像対象部がその背景となる部分から容易に識
別できることが望ましい。例えば、装着ヘッドが保持さ
れている部品装着装置の一部分（吸着ノズル自らの一部
分を含む）等が背景となることが考えられるため、これ
らとともに撮像された撮影像が、他の部分とのコントラ
ストの差が大きくなるような撮像対象部を有する検出用
チップであれば、吸着ノズル先端位置が正確に検出でき
ることになる。

【００１９】上述した真球状の検出用チップを例にとっ
てさらに具体的に説明する。真球状の検出用チップであ
れば、例えば、連続したスペクトルを有する可視光線を
利用して行う場合、正面像を得る方式においては、背景
となる部分が黒っぽく写るように構成され、これに対し
て白っぽく写るような表面を有するものを採用すればよ
い。逆に、シルエット像を得る方式においては、黒っぽ
く写るような表面を有するものであればよい。撮像に利
用する光は、可視光に限らず、紫外線あるいは赤外線等
であってもよい。また、単色光あるいは限られた範囲の
波長のみの光を利用して行うこともできる。これらの場
合は、その光に対する反射率あるいは吸収率を考慮し
て、検出用チップの表面の色等を決定すればよい。な
お、真球状の検出用チップを用いる場合、その表面が光
沢を有するときには、反射の具合によっては、撮像対象
部となる球面部分の光沢が影響して、撮像対象部つまり
球の輪郭が正確に取得されないこともある。その点を考
慮すれば、できるだけ光沢のない表面を有する真球状チ
ップを用いることが望ましい。

【００２０】また、上述した半球状の検出用チップの場
合は、撮像対象部である円形平面以外の部分つまり球面
部分が撮像されることがあるため、撮像対象部が、背景
のみならず、自身の球面部分とも識別可能なように構成
された検出用チップを使用することが望ましい。例え
ば、正面像を撮像する場合、球面部を黒っぽく、撮像対
象部となる円形平面部を白っぽくした半球状の検出用チ
ップを用いることが望ましい。

【００２１】（３）前記撮像が、前記撮像対象部の表面
における反射光によりその撮像対象部の正面像を取得す
るものである(1)項または(2)項に記載の吸着ノズル先端
位置検出方法。

【００２２】上述したフロントライトによる正面像とし
て電気部品を撮像する方式において使用される吸着ノズ
ルは、電気部品の撮影像に対する吸着ノズル自体の撮影
像が悪影響を与えないように、背景に溶け込むような色
合いの表面を有するようなものとされることが多い。特
に、小さな電気部品を吸着保持する吸着ノズルの場合、
軸線方向から見たときに、電気部品の外形から吸着ノズ
ル先端の外周部がはみ出すことがあり、この場合には、
背景に溶け込むような表面（端面を含む）を有する吸着
ノズルが有効である。吸着ノズルの先端の位置を検出す
べく、吸着ノズル自体を撮像することも考えられるが、
背景に溶け込む（背景に紛れる）ような表面を有する上
記吸着ノズルでは、吸着ノズル自体の撮像によって先端
位置を検出することは困難である。本発明は、吸着ノズ
ルに保持された検出用チップを撮像することによって吸
着ノズルの先端位置を検出するものであることから、フ
ロントライトによる正面像を撮像する方式において使用
されるところの認識され難い吸着ノズルの先端位置を検
出する場合に、特に効果的である。その点において、本
項に記載の正面像を取得する態様は、有力な検出方法と
なる。

【００２３】シルエット像を取得する方式では、検出用
チップの撮像方向から見た全体の輪郭が取得されるた
め、撮像対象部がその輪郭内の一部分となるような形状
のチップは、採用できない。例えば、半球状の検出用チ
ップでは、傾いて吸着された場合に、球面部の一部が輪
郭を構成する。このように、シルエット像による検出で
は、使用できるチップの形状に制約を受ける場合があ
る。円形平面を認識可能に形成した半球状チップを用い
た正面像による検出は、かかる制約がなく、その点にお
いても優れた検出方法となる。

【００２４】（４）前記検出用チップとして、真球状の
チップを用いる(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の吸
着ノズル先端位置検出方法。

【００２５】上述したように、真球状の検出用チップ
は、正面像による撮像、シルエット像による撮像のいず
れもが可能であり、また、表面のどの位置も被吸着部と
なり得るという利点がある。さらに、他の形状のチップ
に比較して、製造が容易な形状であり、エッジが存在し
ないため、取扱が容易であり、また、形状の安定性に優
れるという利点をも有する。また、後述するように、真
球形状のチップは、転がすことによって容易に移動させ
ることができるため、ノズル先端位置の検出を自動化す
るような場合において有効である。なお、円筒形状をな
す吸着ノズルの場合、チップ自体が吸引されてしまうこ
とを防止するため、吸着ノズルの内径より大きな直径を
有する真球状のチップを使用することが望ましい。この
ことは、その直径が必ずしも吸着ノズルの開口端の内径
より大きいことを意味しない。例えば、開口端に向かっ
てラッパ状に拡がるような内面を有する吸着ノズルの場
合等では、開口端の内径より小さな直径の真球状チップ
も使用可能である。

【００２６】（５）前記検出用チップとして、前記吸着
ノズルの外径より大きな直径を有する真球状のチップを
用いる(4)項に記載の吸着ノズル先端位置検出方法。

【００２７】本項に記載の態様は、円筒状のノズル部を
有し、このノズル部の先端において電気部品を吸着する
吸着ノズルに対して好適な態様となる。真球状の検査用
チップは、吸着ノズルに吸着された状態で、その吸着ノ
ズルの理論軸線上の吸着ノズルとは反対側から撮像され
る。撮像装置からみた場合にチップの手前側には吸着ノ
ズルが存在しない。吸着ノズルの外径、詳しくはノズル
部の外径より大きい真球状のチップを吸着させた場合、
吸着ノズルが正規の状態にある場合は、吸着ノズル先端
は、真球状チップの外径の輪郭内に収まり、撮影像には
吸着ノズルの外周部は写らない、吸着ノズルの外周部が
撮像される場合には、その画像の影響により真球状チッ
プの輪郭が明確にならない場合もある。本項に記載の態
様では、かかる影響を排除できることから、より正確に
検出できることになる。

【００２８】また、吸着ノズルが屈折、湾曲等して先端
位置がずれている場合、例えばノズル部の根元部あるい
は軸方向の中央部が撮像により認識される場合もある。
そのような場合のことを考えると、吸着ノズルが実使用
に耐え得る範囲の屈折、湾曲等の条件下、吸着ノズルの
前記部分が撮影されないような余裕のある直径を有する
真球状の検出用チップを使用することが望ましい。具体
的には、吸着ノズルのノズル部の長さにもよるが、真球
状の検出用チップの外径が吸着ノズル（ノズル部）の外
径の１．３倍以上あることが望ましく、さらには、１．
５倍以上あることがより望ましい。負圧により吸着させ
るため、あまり大きな検出用チップではその重量が大き
くなり、適正な吸着状態が得られないことも考えられ
る。そのような点を考慮すれば、真球状の検出用チップ
の直径は、ノズル外径の２．５倍以下であることが望ま
しく、さらには２倍以下であることがより望ましい。

【００２９】（６）前記検出用チップとして、前記吸着
ノズルの外径より小さな直径を有する真球状のチップを
用いる(4)項に記載の吸着ノズル先端位置検出方法。

【００３０】真球状のチップを用いる場合、本項に記載
の態様にて実施することも可能である。前述したよう
に、吸着ノズルの外径より大きな直径を有する真球状の
チップを用いる態様は、特に、吸着ノズルの外周部分が
撮像による検出精度に影響を与えるような場合に好適な
態様であるが、そのような影響が考えられない場合、例
えば、吸着ノズル外周部および先端面が、撮影像におい
て背景に溶け込んでしまうように撮像される場合等に
は、真球状の検出用チップの直径がノズル先端の外径よ
り小さい態様で行うことも可能である。吸着ノズルの先
端に真球状の検出用チップを吸着させた場合、吸着ノズ
ルの軸線方向位置において、吸着ノズル先端の端面と、
検出用チップの中心とは何某かの差が生じる。吸着ノズ
ルが屈曲、湾曲等している場合は、この軸線方向位置差
が、軸線に直角な平面内における位置誤差に影響を与え
る。この誤差は、検出用チップの外径が小さい場合に
は、吸着ノズルの屈折等が実使用に問題のない範囲であ
れば、その影響が小さく、吸着ノズルの中心位置の検出
において考慮する必要がない。しかし、直径がかなり大
きな真球状チップの場合、上記影響は無視し得ないもの
となる。検出用チップの直径が小さいほどその影響が少
なくなって精度の高い位置検出が可能となることに鑑み
れば、吸着ノズル外周部および先端面が撮像に影響を与
えない条件下では、検出用チップが吸着ノズル内に吸い
込まれる、あるいは、強く吸着されて脱離が困難となら
ない限り、できるだけ小さい直径を有する真球状の検出
用チップを使用することが望ましい。

【００３１】（７）前記検出用チップとして、前記被吸
着部が凸球面からなるものを用いる(1)項ないし(3)項の
いずれかに記載の吸着ノズル先端位置検出方法。

【００３２】（８）前記検出用チップとして、前記撮像
対象部が、前記凸球面が延長されて構成される仮想球の
中心を含んでその仮想球の中心と一致する中心をもつ形
状の平面からなるものを用いる(7)項に記載の吸着ノズ
ル先端位置検出方法。

【００３３】先の項に記載の態様は、凸球面を有する検
出用チップを用いその凸球面で吸着ノズルに吸着させる
ものである。前述したように、吸着ノズルがずれた位置
においても、検出用チップの安定した吸着が可能とな
る。また、後の項に記載の態様は、例えば、先に詳しく
述べた半球状の検出用チップや、半球状チップの変形態
様であるところの後述する実施形態に記載の平面部が鍔
のように張り出した略半球状のチップ等が該当する。か
かる形状の検出用チップを用いる場合であっても、前述
した理由から、容易にかつ正確に吸着ノズル先端の中心
位置の検出が可能である。

【００３４】（９）前記検出用チップとして、前記被吸
着部が、吸着ノズル先端の内周部分と外周部分との少な
くとも一方に位置を規制されて吸着されるものを用いる
(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の吸着ノズル先端位
置検出方法。

【００３５】吸着ノズルの外径中心、内径中心から検出
用チップを適正位置に吸着させるための被吸着部に関す
る１つの態様である。具体的には、後の実施形態で示す
ように、吸着ノズルの先端部に挿入する部分を有するよ
うな態様の検出用チップ、吸着ノズルの先端部を挿入さ
せる部分を有するような態様の検出用チップを用いる態
様が該当する。

【００３６】（１０）前記吸着ノズルとして、電気部品
装着装置の一部分を構成するものを対象とする(1)項な
いし(9)項のいずれかに記載の吸着ノズル先端位置検出
方法。

【００３７】上述したように、電気部品装着システムに
おける電気部品を吸着保持するための吸着ノズルは、良
好な装着精度を確保するために、電気部品を吸着する先
端の位置が正確に把握されることが望ましい。したがっ
て、先端位置が正確に検出できる本発明の検出方法を、
電気部品装着システムにおける吸着ノズルの先端位置検
出に利用するメリットが大きい。また、電気部品装着シ
ステムが備える吸着ノズルを対象とする場合、上記部品
撮像装置を利用して撮像を行えば、簡便に吸着ノズル先
端位置が検出できる。

【００３８】なお、本発明は、電気部品装着システムの
電気部品装着装置の一部分を構成する吸着ノズルを対象
とする場合に限定されるものではない。例えば、各種機
器を組み立てるための組立装置等において用いられ、構
成部品を吸着して別の位置に移載する移載ヘッドの一部
分を構成するような吸着ノズル等、多種多様の吸着ノズ
ルがその対象となり得る。

【００３９】（１１）先端において負圧により保持対象
物を吸着保持する吸着ノズルの先端位置を検出するため
に用いられる検出用チップであって、前記吸着ノズルの
先端に吸着される被吸着部と、その被吸着部の反対側に
位置して吸着された状態において撮像の対象となり、前
記吸着ノズルの軸線の方向への投影像の中心がその軸線
上に位置する撮像対象部とを有することを特徴とする吸
着ノズル先端位置検出用チップ。

【００４０】本項は、上述した先端位置検出方法におい
て用いることのできる検出用チップに関するものであ
る。(2)項ないし(9)項に記載の技術的特徴を本項に記載
の検出用チップに適用することが可能である。

【００４１】（２１）先端において負圧により保持対象
物を吸着保持する吸着ノズルの先端位置を検出するため
に用いられる検出用補助器具セットであって、(a)前記
吸着ノズルの先端に吸着される被吸着部と、(b)その被
吸着部の反対側に位置して吸着された状態において撮像
の対象となり、前記吸着ノズルの軸線の方向への投影像
の中心がその軸線上に位置する撮像対象部とを有する１
つ以上の検出用チップと、その１つ以上検出用チップを
収容し、その１つ以上の検出用チップのうちの１つを一
定位置であるチップ取出位置に位置させるチップ定置手
段を有するチップ収容容器とを含むことを特徴とする吸
着ノズル先端位置検出用補助器具セット。

【００４２】本項は、前述の検出用チップと、その検出
用チップを収容する収容容器とを組み合わせた吸着ノズ
ル先端位置検出用補助器具セットに関する。本項に記載
のチップ収容容器は、上記チップ定置手段により、一定
位置において検出用チップを取り出せることから、吸着
ノズルをその位置にまで移動させれば、検出用チップの
吸着が可能である。例えば、本項に記載の補助器具セッ
トを電気部品装着システムに組み込んで使用すれば、設
定されたプログラムによって自動的にそのシステムが有
する吸着ノズルの先端位置を検出することが可能とな
る。つまり、本項に記載の補助器具セットは、自動で吸
着ノズルの先端位置を検出する場合に、そのメリットが
大きい。なお、上記チップ収容容器は、上記チップ取出
位置が１箇所である態様とすることができる。その場
合、複数の検出用チップを収容し、順次、その１箇所の
取出位置から１つずつ取出し可能な態様の収納容器とす
ることができる。また、２箇所以上の上記チップ取出位
置を有する態様とすることもでき、収容される数と同じ
箇所数の取出位置を設けて、それぞれの検出用チップを
それぞれの取出位置から取出し可能な態様の収容容器と
することもできる。

【００４３】（２２）前記検出用チップが、真球状のチ
ップであり、前記チップ定置手段が、前記チップ取出位
置に相当する部分が最も低所であり、かつ、その低所に
向かって前記検出用チップが転がり降りることが可能な
傾斜部を有する容器内側底面を含む(21)項に記載の吸着
ノズル先端位置検出用補助器具セット。

【００４４】本項に記載の態様は、検出用チップが真球
状のチップである場合の上記定置手段をより具体化した
態様である。真球状の検出用チップは、重力により容易
に斜面を転がり降り、最も低い位置において停止する。
この性質を利用して、真球状チップの収容容器の内側底
部に傾斜部分を設け、停止する低所が設けられた箇所を
取出位置として設定したものである。例えば、容器内側
底面に低所を設け、その低所に繋がる傾斜面を設けるよ
うな態様が、本項に記載の態様に該当する。極端に言え
ば、容器内側底面に窪み（凹所）を設けたような態様
も、本項に記載の態様に含まれる。例えば、吸着ノズル
に保持された真球状の検出用チップをその吸着ノズルを
移動させてその窪みの最も低い箇所の近傍に離脱させて
回収するような場合であっても、回収後その検出用チッ
プはその最も低い箇所に位置し、次回の取出しにおいて
は、その最も低い箇所に相当するチップ取出位置にて取
り出しが可能となる。

【００４５】（２３）前記チップ収容容器が、前記チッ
プ取出位置から離隔した一定位置であるチップ回収位置
において前記吸着ノズルに保持された前記検出用チップ
を回収するものであり、前記チップ定置手段が、前記チ
ップ回収位置に相当する部分から前記チップ取出位置に
相当する部分まで連続した前記傾斜部を有する前記容器
内側底面を含む(22)項に記載の吸着ノズル先端位置検出
用補助器具セット。

【００４６】例えば、数多くの真球状の検出用チップを
収容して１箇所の取出位置から順次取り出すような態様
を採用する場合、取出位置近傍に検出用チップが回収さ
れるようなときには、それらがが積み重なるといった不
具合が生じる可能性がある。そこで、本項の態様のよう
にチップ回収位置をチップ取出位置からはなれた位置に
設け、そのチップ回収位置から斜面を転がり降りさせて
低所であるチップ取出位置に向かわせれば、検出用チッ
プが積み重なるといった現象が避けられる。なお、この
ような態様を採用する場合、チップ取出位置に位置する
検出用チップが後続の検出用チップの押圧力によって移
動させられる可能性もある。その場合は、既に定位置に
ある検出用チップがその位置を移動しないようにする既
定置チップ移動防止手段をチップ定置手段に付加するこ
ともできる。例えば、概ね一方向からチップ取出位置に
向かう検出用チップの流れが作られるような傾斜を設
け、チップ取出位置の下流側にその流れを止めるような
壁面を設けるような態様である。この場合、その壁面が
既定置チップ移動防止手段に該当する。また、複数の真
球状の検出用チップが１箇所に向かって集中するような
場合、互いが干渉しあってチップ取出位置への移動が阻
害される現象、いわゆるブリッジ現象が生じ得る。この
場合に、適度な振動を収容容器に与える振動付与装置
（例えばバイブレータ等）等のチップ移動容易化手段を
設けることもできる。

【００４７】以上、(21)項ないし(23)項は、吸着ノズル
先端位置検出用補助器具セットに関するものであるが、
これらの態様における構成要素となる検出用チップに
は、上記(2)項ないし(9)項に記載の技術的特徴を適用し
た検出用チップを採用することが可能である。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、電子部品装着システムが備える吸着ノズルを対象と
するものを例にとって説明する。説明の便宜上、まず、
その電子部品装着システムの構成等を説明した後に、吸
着ノズルの先端位置の検出方法、そのための検出用チッ
プを含む補助器具セットにについて説明する。

【００４９】＜電子部品装着システム＞図１に、電気部
品装着システムの一種である電子部品装着システムの概
要を表す全体平面図を、図２に、電子部品装着システム
の概要を表す全体側面図を、それぞれ示す。本電子部品
装着システムは、システム本体１０と、システム本体１
０に配設されて回路基板１２を固定保持する基板保持装
置１４と、基板保持装置１４の手前側（図１における下
方）に配設されたフィーダ型部品供給装置１６と、基板
保持装置１４の奥側（図１における上方）に配設された
トレイ型部品供給装置１８と、部品供給部を構成するこ
れら２つの部品供給装置１６，１８から供給される電子
部品を基板保持装置１４に保持された回路基板１２の表
面に装着する電気部品装着装置の一種である部品装着装
置２０とを含んで構成される。部品装着装置２０は、電
子部品を保持する複数（本システムでは４つ）の装着ヘ
ッド２２を有する装着ユニット２４と、部品供給部と保
持された回路基板１２とにわたって装着ユニット２４を
移動させる装着ユニット移動装置２６とを含んで構成さ
れる。さらに、本電子部品装着システムは、装着ユニッ
ト２４に取り付けられて回路基板１２の表面を撮像可能
な基板撮像装置２８と、装着ヘッド２２によって保持さ
れた電子部品を撮像可能な部品撮像装置３０と、それら
各装置を統括して制御するシステム制御装置３２（図５
参照）とを含んで構成される。

【００５０】基板保持装置１４は、基板コンベア４０に
よって搬送させられてきた回路基板１２を、装着作業の
ために、略予定された位置で固定して保持する装置であ
る。フィーダ型部品供給装置１６は、部品供給部を構成
する部品供給テーブル４２上に、複数のテープフィーダ
４４がＸ軸方向（図１における左右方向）に並んで整列
させられたものであり、それぞれのテープフィーダ４４
は、テープに保持された電子部品を順次送り出して供給
する。１つのテープフィーダ４４からは１種の電子部品
が供給されるようになっている。トレイ型部品供給装置
１８は、電子部品をそれぞれ複数収納する複数のトレイ
４６がスタックされており、それぞれのトレイ４６から
装着ユニット２４が電子部品を取得可能な状態に、これ
らのトレイ４６を順次昇降移動させることによって電子
部品の供給を行う。

【００５１】図３に、本電子部品装着システムが備える
装着ユニット２４の背面一部断面図を示す。装着ユニッ
ト２４は、ハウジング５０と一体化された装着ユニット
本体５２と、先端に電子部品５４を吸着保持可能な吸着
ノズル５６を着脱可能に有して装着ユニット本体５２に
回転可能にかつ昇降可能に保持された複数（本システム
では４つ）の装着ヘッド２２と、電動モータ５８（リニ
アサーボモータ）を駆動源としてそれぞれの装着ヘッド
２２を昇降させるそれぞれの装着ヘッド昇降装置６０
と、電動モータ６２（サーボモータ）を駆動源とし、そ
れぞれの装着ヘッド２２をそれぞれの軸線を中心に回転
（いわゆる自転）させる装着ヘッド回転装置６４とを含
んで構成されている。装着ヘッド２２は、部品供給位置
および部品装着位置において装着ヘッド昇降装置６０に
よって昇降させられ、電子部品５４を吸着保持あるいは
回路基板１２の表面に装着する。また、保持された部品
の保持姿勢に応じて、装着ヘッド２２は、その姿勢を補
正するため等に装着ヘッド回転装置６４によって自らの
軸線を中心に回転させられる。

【００５２】それぞれの装着ヘッド２２が有するそれぞ
れの装着ヘッド軸６６は、中空に形成され、この中空部
６８が空気通路として機能する。吸着ノズル５６は、そ
れぞれの装着ヘッド軸６６の下部に脱着可能に取り付け
られるのであるが、取り付けられた状態において、中空
部６８は吸着ノズル５６と連通する。それぞれの装着ヘ
ッド軸６６の中空部６８は、図示を省略する上端部が、
図示しない負圧源、正圧源、および大気に、図示を省略
する電磁切換弁７０（図５参照）によって切り替えられ
て選択的に連結される。負圧源に連結されたときに、そ
の吸着ノズル５６の先端に吸着力が生じて保持対象物で
ある電子部品５４が吸着されて、装着ヘッド２２はその
電子部品５４を保持する。また、大気圧あるいは正圧に
連結されたときには、負圧が破壊されて、保持した電子
部品５４は、その吸着ノズル５６の先端から脱離させら
れる。

【００５３】それぞれの吸着ノズル５６は、円筒状のノ
ズル部８０と、取付部８２と、ノズル部８０と取付部８
２との間に位置する円盤状の背景形成部８４とからな
る。ノズル部８０は、上述したように、電子部品５４を
先端（下端）にて吸着する。取付部８２は、装着ヘッド
軸６６の下端部に着脱可能なように形成されている。ま
た、背景形成部８４は、その下面が、部品撮像装置３０
によって保持された電子部品５４が撮像される場合にお
いて、撮像視野中の背景を形成し、電子部品５４の保持
姿勢の検出を容易なものとしている。背面形成部８４に
ついては、後に、さらに詳しく説明する。

【００５４】装着ユニット移動装置２６は、ＸＹロボッ
ト型の移動装置で、Ｘロボット装置９０とＹロボット装
置９２とを含んで構成され、Ｘロボット装置９０は、シ
ステム本体１０に設けられており、Ｘスライド９４とそ
れをＸ軸方向に移動させるＸスライド移動装置９６とを
含んで構成され、Ｙロボット装置９２は、Ｘスライド９
４に設けられおり、Ｙスライド９８とそれをＹ軸方向に
移動させるＹスライド移動装置１００とを含んで構成さ
れている。また、Ｘロボット装置９０およびＹロボット
装置９２は、いずれも駆動源が電動モータ１０２，１０
４（いずれもサーボモータ）であり、ボールねじ機構１
０６，１０８を有している。装着ユニット２４は、Ｙス
ライド９８に固定的に設けられている。装着ユニット移
動装置２６は、装着プログラムにしたがって、装着ユニ
ット２４を、それぞれの装着ヘッド２２が所定の部品供
給位置と部品装着位置に位置するように移動させる。

【００５５】基板撮像装置２８は、装着ユニット２４に
取り付けられている。基板撮像装置２８は、撮像デバイ
スとしての基板撮像カメラ（ＣＣＤカメラ）を備え、そ
の他、撮像のための光源等を備えている。基板撮像装置
２８の移動は、装着ユニット移動装置２６によって行わ
れることになる。つまり、装着ユニット移動装置２６
は、基板撮像装置移動装置としての役割をも果たしてい
る。この基板撮像装置２８は、電子部品が装着されるべ
く基板保持装置１４に保持された回路基板１２に付され
た基板基準マークを撮像するものであり、撮像すること
で得られた撮像データは、基板画像処理ユニット１２０
（図５参照）によって処理され、基板保持装置１４によ
る回路基板１２の保持位置誤差である基板保持位置誤差
が検出され、この基板保持位置誤差は、電子部品５４の
装着の際に利用される。

【００５６】部品撮像装置３０は、システム本体１０に
配設され、フィーダ型部品供給装置１６と基板保持装置
１４との間に位置する。図４に、部品撮像装置３０を斜
視的に示す。図が示すように、部品撮像装置３０は、撮
像デバイスとしての部品撮像カメラ（ＣＣＤカメラ）１
３０を備え、さらに、撮像のための光源を含む光源部１
３２を有している。装着ヘッド２２が部品供給部で電子
部品１６を保持した状態において、装着ユニット２４が
回路基板１２に向かう途中で、その装着ヘッド２２が部
品撮像装置３０の上方に位置するように、装着ユニット
２４が停止させられ、保持された電子部品１６は、その
部品撮像装置３０によって下方から撮像される。得られ
た撮像データは、図示を省略する部品画像処理ユニット
１３４（図５参照）によって処理され、部品保持位置誤
差が検出され、この部品保持位置誤差は、電子部品１６
の装着の際に利用される。

【００５７】さらに、本電子部品装着システムでは、基
板保持装置１４のＸ軸方向の傍ら（図１における右側）
には、ノズル収容装置１５０が配設されている。このノ
ズル収容装置１５０は複数のノズル収容部１５２を有
し、種類の異なる複数の吸着ノズル５６が、それぞれ対
応するノズル収容部１５２に定置されて収容される（図
１では、収容されている吸着ノズル５６は図示が省略さ
れている）。複数の装着ヘッド２２の各々は、吸着保持
する電子部品５４の種類に応じた吸着ノズル５６を交換
して取り付ける。具体的には、ノズル交換に供される装
着ヘッド２２が現在装着している吸着ノズル５６が収容
されるノズル収容部１５２の上方に位置するように、装
着ユニット２４が移動させられて、その位置でその装着
ヘッド２２が下降させられて取り付けられている吸着ノ
ズル５６を取り外され、次いで、その装着ヘッド２２が
次に取り付けられる吸着ノズル５６が収容されているノ
ズル収容部１５２の上方に位置するように、装着ユニッ
ト２４が移動させられ、その位置でその装着ヘッド２２
が下降させられてそこに収容されている吸着ノズル５６
が取り付けられる。ノズル交換は、装着プログラムに従
って、自動で行うことが可能である。

【００５８】電子部品５４の撮像は、正面像とシルエッ
ト像との２種の像が撮像可能であり、電子部品５４の種
類に応じて選択される。部品撮像装置３０は、図４に示
すように、その光源部１３２に、可視光線を発光するリ
ング状をなす可視光線ランプ１６０と、紫外線を発光す
る１対の紫外線ランプ１６２を有しており、正面像を撮
像する場合には、可視光線ランプ１６０が発光させら
れ、シルエット像を撮像する場合には、紫外線ランプ１
６２が発光させられる。また、吸着ノズル５６も、撮像
される像の種類によって交換される。正面像を撮像する
場合は、下面が可視光線を吸収する背景形成部８４を有
する吸着ノズル５６、つまり、黒っぽい下面の背景形成
部８４を有する吸着ノズル５６が用いられる。これに対
し、シルエット像を撮像する場合は、紫外線を受けて蛍
光を発する蛍光板からなる背景形成部８４を有する吸着
ノズル５６が用いられる。部品撮像カメラ１３０は、可
視光線によって撮像するものであり、吸着ノズル５６の
背景形成部８４と、発光する光源ランプとの組み合わせ
によって、正面像とシルエット像を選択して撮像可能な
のである。電子部品５４の撮像については、後にさらに
詳しく説明する。

【００５９】本電子部品装着システムを構成する上記各
装置は、システム制御装置３２によって制御される。図
５に、システム制御装置３２のブロック図を、本発明に
関係の深い部分を中心に示す。システム制御装置３２
は、ＰＵ（プロセッシングユニット）１８０，ＲＯＭ１
８２，ＲＡＭ１８４，入出力インターフェース１８６お
よびそれらを接続するバス１８８を有するコンピュータ
１９０を主体とするものである。入出力インターフェー
ス１８６には、システム制御装置３２内にあるそれぞれ
の駆動回路１９２を介して、基板保持装置１４，装着ユ
ニット移動装置２６，フィーダ型部品供給装置１６，ト
レイ型部品供給装置１８，装着ヘッド昇降装置６０，装
着ヘッド回転装置６４，電磁切換弁７０が接続されてい
る。また、入出力インターフェース１８６には、基板撮
像装置２８が基板画像処理ユニット１２０を介して、部
品撮像装置３０が部品画像処理ユニット１３４を介し
て、それぞれ接続されており、上述したように、回路基
板１２の基板保持装置１４に対する基板保持位置誤差
が、および、電子部品５４についての部品保持位置誤差
がそれぞれ検出される。ＲＯＭ１８２には、本電子部品
装着システムの基本動作プログラム等が記憶されてお
り、また、ＲＡＭ１８４には、作業に供される回路基板
に応じた装着プログラム、上記部品保持位置誤差、基板
保持位置誤差等が記憶される。

【００６０】装着作業を簡単に説明すれば、以下のよう
になる。まず基板コンベア４０によって搬入された回路
基板１２は、基板保持装置１４によって略定位置に固定
保持される。装着ユニット２４が保持する基板撮像装置
２８が、回路基板１２の２つのコーナの表面に付された
それぞれの基板基準マークの上方へ移動させられ、それ
ぞれの基板基準マークを順次撮像する。この撮像データ
が、基板画像処理ユニット１２０によって処理され、保
持された回路基板１２の基板保持位置誤差が取得され
る。この基板保持位置誤差はＲＡＭ１８４に記憶され、
以後の電子部品の装着においては、その基板保持位置誤
差に基づく補正が行われ、それにより、回路基板１２内
の適正な装着位置に電子部品５４が装着されることにな
る。

【００６１】ＲＡＭ１８４に記憶された装着プログラム
にしたがって、フィーダ型部品供給装置１６あるいはト
レイ型部品供給装置１８の装着対象となる電子部品５４
が供給される位置に、その電子部品５４を保持する装着
ヘッド２２が位置するように、装着ユニット２４が移動
させられる。その位置において、装着ヘッド２２は下降
させられ、吸着ノズル５６に負圧が供給されて、ノズル
部８０の先端に電子部品５４が吸着される。装着ヘッド
２２は複数存在し、多くの場合、順次、そのすべてに電
気部品５４が吸着されて保持される。

【００６２】次に、装着ヘッド２２が部品撮像装置３０
の上方に位置する位置に、装着ユニット２４が移動させ
られる。部品撮像装置３０によって装着ヘッド２２の軸
線方向の下方から保持された電子部品５４が撮像され、
この撮像データが部品画像処理ユニット１３４によって
処理されて、電子部品５４の装着ヘッド２２の軸線に対
する部品保持位置誤差が取得される。順次、それぞれの
装着ヘッド２２が保持する電子部品５４についての部品
保持位置誤差が取得される。これら部品保持位置誤差は
ＲＡＭ１８４に記憶され、以後の装着においては、それ
ら部品保持位置誤差に基づく補正が行われ、それによ
り、回路基板１２内の適正な装着位置に電子部品５４が
装着されることになる。この部品の撮像、部品保持位置
誤差については、後にさらに詳しく説明する。

【００６３】次いで、装着ユニット２４は、回路基板１
２の上方に移動させられる。その移動位置は、上記基板
保持位置誤差および部品保持位置誤差に基づいてＸ軸方
向およびＹ軸方向について補正された位置にそれぞれの
装着ヘッド２２が位置するそれぞれの位置である。また
このときに、それぞれの装着ヘッド２２は、電子部品５
４の装着方位と、上記基板保持位置誤差および部品保持
位置誤差のＸ軸およびＹ軸に直角な平面内の回転角度成
分とに基づいて、自身の軸線を中心に回転させられる。
適正な装着位置に位置した装着ヘッド２２は、下降させ
られ、吸着ノズル５６には正圧が供給されて、その装着
ヘッド２２が保持する電子部品５４は、回路基板１２の
表面に装着される。順次、電子部品５４を保持する装着
ヘッド２２が上記装着動作を行い、１回の装着作業ルー
チンを終了する。装着プログラムにしたがい、上記装着
作業ルーチンを繰り返し、すべての電子部品５４の装着
を完了して、その回路基板１２に対する装着作業が完了
する。装着完了した回路基板１２は、基板保持装置１４
による固定保持が解除され、基板コンベア４０により搬
出される。

【００６４】＜電子部品の撮像と吸着ノズル先端位置と
の関係＞上述したように、本電子部品装着システムで
は、電子部品を回路基板の適正な装着位置に装着するた
めに、部品保持位置誤差を取得し、これに基づく補正を
行っている。したがって、正確な電子部品装着を行うに
は、正確な部品保持位置誤差の取得が必要となる。

【００６５】図６に、電子部品の撮影像を模式的に示
す。図６（ａ）は、正面像を撮像した場合の撮影像であ
り、図６（ｂ）は、シルエット像を撮像した場合の撮影
像である。外周円は撮像視野を表し、背景には、吸着ノ
ズル５６の背景形成部８４の下面が写っている。正面像
の場合は、背景形成部８４の下面が黒っぽい色をなす吸
着ノズル５６が用いられ、電子部品５４の金属製の端子
部２１０が、その背景に対して高コントラストに撮像さ
れる。この場合、端子部２１０の輪郭によって、電子部
品５４の中心位置（Ｘ軸方向位置およびＹ軸方向位置）
およびＸ軸およびＹ軸に直角な面内における回転位置
（θ軸方向位置）が検出される。これに対し、シルエッ
ト像の場合は、背景形成部８４の下面が蛍光板からなる
吸着ノズル５６が用いられ、紫外線によって蛍光を発し
て明るい背景が得られる。この明るい背景に対して電子
部品５４の全体が影となって高コントラストに撮像され
る。この場合、電子部品５４の全体の輪郭から、その電
気部品５４のＸ軸方向位置、Ｙ軸方向位置およびθ軸方
向位置が検出される。正面像、シルエット像は、電子部
品５４の種類に応じて選択すればよい。

【００６６】本電子部品装着システムの場合、正規の状
態において、吸着ノズル５６の軸線、詳しくは吸着ノズ
ル５６のノズル部８０の軸線は、その吸着ノズル５６が
取り付けられる装着ヘッド２２の軸線と一致する。すな
わち、吸着ノズル５６の理論軸線は、装着ヘッド２２の
軸線（装着ヘッド２２の回転軸線でもある）と一致する
のである。また、正規の状態において、部品撮像装置３
０の中心軸線つまり光軸線と装着ヘッド２２の軸線とが
一致する位置において撮像されるように、装着ユニット
２４が移動させられるようになっている。正規の状態に
おいて撮像された場合において部品保持位置誤差が発生
しているときの撮影像を、図７に示す。撮像視野の中心
が部品撮像装置３０（厳密には部品撮像カメラ１３０）
の光軸Ｏｓであり、この光軸Ｏ_sと、装着ヘッド２２の
軸線Ｏ_hと、吸着ノズル５６（厳密にはノズル部８０）
の軸線Ｏ_nとが一致している。電子部品５４の中心Ｏ
_pは、前記軸線Ｏ_s，Ｏ_h，Ｏ_nから外れ、さらには、電子
部品５４は、Ｘ軸およびＹ軸に平行な平面内において傾
斜している。すなわち、図に示すように、電子部品５４
は、Ｘ軸方向にΔＸ_p，Ｙ軸方向にΔＹ_p，θ軸方向にΔ
θ_pだけずれた部品保持位置誤差が発生しているのであ
る。その電子部品５４は、上述したように、その部品保
持位置誤差が補正されて、適正な装着位置に装着され
る。

【００６７】ところが、吸着ノズル５６は、ノズル部８
０の曲がり、取付部８２の変形等の理由から、先端位
置、つまりノズル部の先端位置が、正規の状態における
位置から変位することもある。図８に、吸着ノズルの先
端位置が変位している場合を模式的に示す。この図にお
いて、装着ヘッド２２は基準回転位置にあり、その回転
位置において、吸着ノズル５６の先端は、Ｘ軸方向にΔ
Ｘ_n，Ｙ軸方向にΔＹ_nだけ変位している。例えば、この
状態で、部品供給装置において電子部品５４を吸着しよ
うとする場合、その電子部品５４の適正位置を吸着ノズ
ル５６の先端が吸着できないことになる。つまり、装着
ユニット２４の移動指令値に基づいて、装着ヘッド２２
を部品供給装置の部品供給位置の上方に移動させた場合
にあっても、実際に吸着ノズル５６の先端は、上記の変
位量だけずれることになる。このことは、電子部品５４
がずれて吸着されたり、傾いて吸着されたり、適正な被
吸着面以外の面で吸着されたりする現象が発生する可能
性が高い。また、充分な吸着力が得られずに、保持した
電子部品５４が落下する可能性も高くなる。

【００６８】また、部品撮像装置３０の光軸線と装着ヘ
ッド２２の軸線とがずれる場合も考えられる。つまり、
装着ユニット２４の移動指令値に基づいて、装着ヘッド
２２を部品撮像装置３０の上方に移動させた場合におい
て、実際には、装着ヘッド２２が変位した状態で位置さ
せられる場合である。図９は、部品撮像装置３０の光軸
線と装着ヘッド２２の軸線とがずれている場合を模式的
に示す。この図では、部品撮像装置３０の光軸線Ｏ_sに
対して、装着ヘッド２２の軸線Ｏ_hが、Ｘ軸方向にΔ
Ｘ_h、Ｙ軸方向にΔＹ_hだけ変位している。かかる場合、
その原因が、装着ユニット２４の移動指令値と実際の移
動位置に差が生じているのであれば、やはり、電子部品
５４の吸着において、電子部品５４における適正位置に
対してずれることなく吸着ノズル５６の先端を位置させ
ることができない。また、回路基板１２への装着におい
ても、適正な装着位置に電子部品５４を装着できないこ
とになる。原因が、部品撮像装置３０の位置ずれにある
のであれば、電子部品５４の装着位置に影響を与える。
したがって、も、その変位量に応じた量の補正をしなけ
れば、正確な電子部品５４の吸着ができないことにな
る。部品撮像装置３０の光軸線Ｏ_sと装着ヘッド２２の
軸線Ｏ_hとのずれを把握することが必要になる。

【００６９】まとめれば、良好な電気部品装着作業を行
うためには、部品撮像時における、部品撮像装置３０の
光軸線に対する装着ヘッド２２の軸線の変位、および、
装着ヘッド２２の軸線に対する吸着ノズル５６の先端位
置の変位、言い換えれば、理論軸線に直角な平面内にお
ける吸着ノズル５６の理論軸線からのずれを正確に把握
していなければならないのである。

【００７０】上記両変位を取得するには、例えば、装着
ヘッド２２の基準回転位置において、吸着ノズル５６の
先端を直に撮像することも考えられる。しかし、吸着ノ
ズル５６は、装着作業を繰り返すうちに消耗する等の理
由から、その輪郭がはっきりと撮影されない場合もあり
得る。また、正面像を撮像するための吸着ノズル５６で
は、小さな電子部品を吸着する場合があることに配慮し
て、ノズル部８０がその先端をも含めて背景に紛れるよ
うな色合いに形成される場合が多い。そのような吸着ノ
ズルを撮像すれば、図１０に示すようになり、ノズル部
８０の先端の明確な撮影像が得られることは期待できな
い。そのような理由から、直に吸着ノズル５６の先端を
撮像したとしても、先端位置が正確に検出できない場合
もあり得るのである。

【００７１】＜本電子部品装着システムにおける吸着ノ
ズル先端位置の検出＞そこで、本電子部品装着システム
においては、吸着ノズル５６の先端位置を正確に検出す
べく、吸着ノズル５６の先端に、検出用補助具としての
真球状の検出用チップを吸着させ、その状態で部品撮像
装置３０による撮像を行っている。図１１に、検出用チ
ップを吸着ノズル５６（厳密にはそのノズル部８０）の
先端に吸着させた状態の正面図と、その状態で部品撮像
装置３０によって撮像されて得られる撮影像を示す。本
実施形態における真球状の検出用チップ２２０は、ノズ
ル部８０の外径より大きな直径を有する真球状をなして
いる。図１１（ａ）に示すように、吸着ノズル５６に吸
着された状態において、検出用チップの中心Ｏｃは、吸
着ノズル５６の先端部の軸線Ｏ_n上に位置する。撮影像
を示す図１１（ｂ）からも明らかなように、下方から見
た場合、吸着ノズル５６のノズル部８０は撮影されな
い。また、検出用チップ２２０は、その表面が白っぽい
色をしており、背景形成部８４の下面が黒っぽい色をし
ていることから、高コントラストな状態となって背景と
容易に識別可能であり、その輪郭線から、容易に中心Ｏ
_cが検出可能である。上述したように、検出用チップの
中心Ｏ_cが吸着ノズル５６の先端部の軸線Ｏ_n上に位置す
ることから、撮像により、吸着ノズル先端の位置が容易
に検出可能なのである。

【００７２】さらに、詳しく言えば、真球状の検出用チ
ップ２２０は、吸着ノズル５６のノズル部８０の先端に
吸着される部分が、被吸着部として機能し、この被吸着
部の反対側の半球部分が撮像対象部となる。球面のいず
れの部分で吸着されたとしても、撮像対象部となる半球
の中心は、ノズル部８０の先端部の軸線の延長線上にあ
ることになる。したがって、下方から撮像された場合の
撮影像の輪郭から求められる中心、つまり、吸着ノズル
５６の軸線方向への投影像の中心は、真球状の検出用チ
ップ２２０のいずれの表面部分で吸着されたとしても、
吸着ノズル５６の先端位置を示すことになるのである。

【００７３】本実施形態では、上記真球状の検出用チッ
プ２２０を用いて、吸着ノズルの先端位置の理論軸線か
らのずれ量を検出する。所定の撮像位置（装着ユニット
２４の理論上の移動指令値で移動させられる位置）にお
いて、部品撮像装置３０の光軸線Ｏ_sと装着ヘッド２２
の軸線（本システムの場合は理論軸線である）Ｏ_hとに
ずれが生じていない場合の検出方法を、図１２に基づい
て説明する。検出対象となる吸着ノズル５６に検出用チ
ップ２２０を吸着させ、その吸着ノズル５６が取り付け
られている装着ヘッド２２を基準回転角度位置に位置さ
せる。この状態で、部品撮像装置３０の上方の所定撮像
位置にその装着ヘッド２２が位置するように装着ユニッ
ト２４を移動させる。その位置において、部品撮像装置
３０によって検出用チップ２２０を撮像する。得られた
撮影像は、図１２に示すようなものであり、その撮像デ
ータを画像処理することにより、部品撮像装置３０の光
軸線Ｏ_sからの検出用チップの中心Ｏ_cが示す吸着ノズル
５６先端部の軸線Ｏ_nの変位量が求まる。図では、装着
ヘッド２２が基準回転位置にある場合に、吸着ノズル５
６の先端位置が、吸着ノズル理論軸線に直角な平面内に
おいて、Ｘ軸方向にΔＸ_n，Ｙ軸方向にΔＹ_nずれている
ことが検出される。このように、１回の撮像によって、
吸着ノズル５６の先端位置のその理論軸線からのずれが
取得できることになる。

【００７４】上記所定の撮像位置において、部品撮像装
置３０の光軸線Ｏ_sと装着ヘッド２２の軸線Ｏ_hとにずれ
が生じている場合の検出方法を、図１３に基づいて説明
する。検出対象となる吸着ノズル５６に検出用チップ２
２０を吸着させ、その吸着ノズル５６が取り付けられて
いる装着ヘッド２２を基準回転角度位置に位置させる。
この状態で、部品撮像装置３０の上方の所定撮像位置に
その装着ヘッド２２が位置するように装着ユニット２４
を移動させる。その位置において、部品撮像装置３０に
よって検出用チップ２２０を撮像する。次いで、装着ヘ
ッド２２を基準回転位置から１８０゜回転させ、その回
転位置において、さらに、検出用チップ２２０を撮像す
る。得られる２つの撮影像を重ね合わせると、図１３の
ようになる。この場合、基準回転位置における検出用チ
ップの中心Ｏ_cが示す吸着ノズル５６先端部の軸線Ｏ
_nと、そこから１８０゜回転させた回転位置における検
出用チップの中心Ｏ’_cが示す吸着ノズル５６先端部の
軸線Ｏ’_nとの中点を求めれば、その点が、装着ヘッド
２２の軸線Ｏ_hとなる。したがって、その点からの基準
回転位置における吸着ノズル５６先端部の軸線Ｏ_nの変
位量を求めれば、吸着ノズル理論軸線（本システムでは
装着ヘッド２２の軸線と一致している）からの吸着ヘッ
ド５６先端のずれ量が求まる。図においては、Ｘ軸方向
にΔＸ_n，Ｙ軸方向にΔＹ_nずれていることが検出され
る。また、上記中点の部品撮像装置３０の光軸線Ｏ_sか
らの変位量を求めれば、装着ヘッド２２の軸線Ｏ_hの部
品撮像装置３０の光軸線Ｏ_cからのずれ量がもとまる。
図においては、Ｘ軸方向にΔＸ_h，Ｙ軸方向にΔＹ_hずれ
ている。このように、２回の撮像により、２つのずれ量
が求まることになる。

【００７５】以上、検出用チップ２２０を用いて検出し
た吸着ノズル５６の先端位置から、その吸着ノズル５６
先端の吸着ノズル理論軸線からのずれ、あるいは、装着
ヘッド２２の軸線のずれが取得される。これらずれ量の
データは、ＲＡＭ１８４の所定の記憶部に記憶され、電
子部品５４を部品供給装置において保持する際の装着ユ
ニット２４の移動位置の補正、並びに、回路基板１２へ
の電子部品５４の装着の際の装着ヘッド２２の回転角度
位置および装着ユニット２４の移動位置の補正に用いら
れる。

【００７６】＜検出用補助器具セット＞上述した吸着ノ
ズル先端位置のずれ量の取得は、ＲＯＭ１８２およびＲ
ＡＭ１８４に記憶されている吸着ノズル先端位置検出プ
ログラムにしたがって行わせることができる。本電子部
品装着システムでは、先に説明したように、複数の装着
ヘッドを有し、また、それぞれについて、ノズル収容装
置１５０に収容された種類の異なる複数の吸着ノズル５
６が、交換されて取り付けられる。したがって、装着ヘ
ッド２２ごとおよび取り付けられる吸着ノズル５６ごと
に、それらのずれ量が取得することが望ましい。

【００７７】そこで、本電子部品装着システムにおいて
は、一時期に、複数の吸着ノズルについてのずれ量の取
得が可能なように、複数の検出用チップを有する検出用
補助器具セットを備えている。図１４に、吸着ノズル先
端位置検出用補助器具セット（以下「補助器具セット」
と略す）を示す。補助器具セット２２８は、直径の異な
る複数種（本システムでは３種）の真球状の複数の検出
用チップ２２０と、それぞれの種類ごとに複数の検出用
チップ２２０が収容されるその種類と同数（本システム
では３つ）のチップ収容容器２３０とからなる。複数の
チップ収容容器２３は、一体化されている。それぞれの
チップ収容容器２３０は、概して箱状のものであり、大
きくは、天蓋２３２を有するチップ回収部２３４と、天
蓋に覆われていないチップ取出部２３６とに区分され
る。チップ収容容器２３０の内側底面２３８は、図にお
ける奥側のコーナの部分が最も高くて手前側のコーナが
最も低くなるような傾斜を有する平面とされている（平
面全体が傾斜部となっている）。つまり内側底面２３８
は、手前側のコーナ部が最も低所になるように形成され
ている。図の白抜き矢印は、この傾斜方向を示してい
る。

【００７８】上述したチップ収容容器２３０の構造か
ら、真球状の検出用チップ２２０は、図に示すように、
手前側のコーナ部分に溜まるようになっている。手前側
のコーナ部に位置する検出用チップ２２０の中心位置が
存在する位置が、チップ取出位置となる。先端位置の検
出対象となる吸着ノズル５６が取り付けられている装着
ヘッド２２が、このチップ取出位置の上方に移動させら
れ、その位置において下降させられ、負圧が供給されて
１つの検出用チップ２２０が、その吸着ノズル５６の先
端に吸着される。吸着された検出用チップ２２０が、装
着ヘッド２２とともに上昇させられた後に、その検出用
チップ２２０が存在した位置には、別の検出用チップ２
２０が転がり込んで定置することになる。

【００７９】また、チップ収容容器２３０のチップ回収
部２３４を構成する天蓋２３２の中央部には、チップ回
収穴２４０が設けられている。先端位置が検出されてそ
の位置ずれ量が取得された吸着ノズル５６が取り付けら
れた装着ヘッド２２は、検出用チップ２２を保持したま
ま、チップ回収穴２４０の上方へ移動させられる。その
位置において、その装着ヘッド２２は下降させられ、吸
着ノズル２２のノズル部８０は、保持した検出用チップ
２２０とともに、チップ回収穴２４０に挿入させられ
る。その状態で、吸着ノズル５６には正圧が供給され、
保持されていた検出用チップ２２０は、吸着ノズル５６
から脱離し、チップ収容容器２３０の内側底面２３８上
に落下させられる。したがって、本チップ収容容器２３
０においては、チップ回収穴２４０が設けられている位
置が、チップ回収位置となり、その位置は上記チップ取
出位置とは離隔した位置となる。落下した検出用チップ
２２０は、連続した傾斜に沿って内側底面２３８を転が
り降り、検出用チップ２２０が溜まっている部分に停止
して待機する。

【００８０】チップ収容容器２３０の上述した構造か
ら、傾斜する平面である内側底面２３８は、検出用チッ
プ２２０のうちの１つを一定位置であるチップ取出位置
に定置させるチップ定置手段を構成している。また、複
数の検出用チップ２２０が手前側の部分に存在して、手
前側に向かって流れてこようとしている。手前側のコー
ナつまりチップ取出位置に位置する検出用チップ２２０
は、傾斜の上方に存在する検出用チップ２２０によって
押されるが、コーナの側壁によって、その定位置から移
動するのを防止されている。したがって、その側壁の壁
面が、既に定置された検出用チップに対する移動防止手
段を構成しているといえる。なお、チップ取出位置にあ
る検出用チップ２２０が取り出された後に、その位置に
次のチップが位置するのであるが、 いわゆるブリッジ
現象が生じて、検出用チップ２２０が移動しないことが
考えられる。その場合のことを考慮して、チップ収容容
器２３０にバイブレータ等の振動付与装置を設けてもよ
い。その場合、その振動付与装置は、検出用チップ２２
０の移動を容易化するチップ移動容易化手段を構成する
ものとなる。

【００８１】なお、その位置が定められているチップ取
出位置であるが、吸着ノズル５６が例えばノズル部８０
の曲がり等によって、若干量ではあるがその先端位置が
ずれていることも考えられる。その場合は、図１５に示
すように、装着ヘッド２２が吸着ノズル５６に吸着させ
る検出用チップ２２０の真上に位置するように装着ユニ
ット２４を移動させても、吸着ノズル５６の先端が検出
用チップ２２０の真上に位置せず、その若干量だけずれ
る。このような場合であっても、負圧によって吸着させ
れば、図１１（ａ）に示すように、検出用チップ２２０
の中心Ｏ_cが、吸着ノズル５６の先端の軸線Ｏ_n上に位置
することになる。このことは、前述したところの被吸着
部が凸球面であることによって得られる効果の１つであ
る。

【００８２】＜吸着ノズル先端位置の検出による吸着ノ
ズルの検査作業＞補助器具セット２２８は、図１に示す
ように、基板保持装置１４の傍ら（図における右側）に
配設されている。詳しくは、システム本体１０に３つの
チップ収容容器２３０がその位置を固定されて配設され
ている。例えば、所定のプログラムにしたがって、すべ
ての吸着ノズル５６の先端位置の位置ずれ（場合によっ
ては装着ヘッド２２の軸線のずれを含む）を検査する場
合は、装着ユニット２４がノズル収容装置１５０の上方
に移動させられて、設定された吸着ノズル５６が設定さ
れた装着ヘッド２２に取り付けられ、次に、装着ユニッ
ト２４が補助器具セット２２８の上方に移動させられ
て、吸着ノズル５６の種類に応じた検出用チップ２２０
がその吸着ノズル５６に吸着して取り出され、次に、そ
の検出用チップ２２０を保持したままで、装着ユニット
２４が部品撮像装置３０の上方に移動させられて、その
保持した検出用チップ２２０が撮像され、その検出用チ
ップ２２０を保持した吸着ノズル５６の先端位置が検出
されて、吸着ノズル５６の先端位置のずれ等が取得され
る。その後にまた、装着ユニット２４が補助器具セット
２２８の上方に移動させられ、保持した検出用チップ２
２０が回収される。こらら一連の動作が繰り返されて、
本システムが備えるすべての吸着ノズル５６の検査が完
了する。なお、装着ユニット２４は複数の装着ヘッド２
２を有することから、上記一連の動作は、その複数の装
着ヘッド２２についてまとめて行うことができ、そのよ
うに行えば、検査効率が高い検査作業となる。また、自
動で行うのではなく、検査する吸着ノズル５６を任意に
選出し、その吸着ノズル５６について個別に手動操作に
て検査を行うものであってもよい。

【００８３】以上の検査作業は、本発明の吸着ノズル先
端位置検出方法を利用するものであり、検出用チップを
準備する工程と、検査用チップを吸着ノズルに吸着させ
る工程と、吸着させた検査用チップを撮像する工程と、
撮像データに基づいて中心位置を検出する工程とを含む
ものであるといえる。検出用チップを準備する工程と
は、広義には、検出用チップを製造するあるいは購入す
ること、検査用チップを収容した上記補助器具セットを
本電子部品装着システム内に配設すること等を含む工程
を意味し、上記実施形態においては、狭義には、１つの
検査用チップをチップ取出位置に定置させることを意味
するのである。なお、プログラムにより自動で吸着ノズ
ルの検査を行う場合、その時期は特に限定されるもので
はない。例えば、何らかの検査開始条件を満たしたよう
な場合に、開始されるものであってもよい。その開始条
件は、例えば、設定された装着作業時間が経過した後に
行うとか、設定された枚数の回路基板の装着が完了した
後に行うとか、種々の条件を任意に設定することができ
る。

【００８４】＜変形態様＞上記実施形態では、補助器具
セットのチップ収容容器は、箱型のものを採用している
が、これに代え、例えば、図１６に示すようなチップ収
容容器を採用してもよい（図１６（ａ）は斜視図であ
り、図１６（ｂ）は断面図である）。このチップ収容容
器は、上部に傾斜した面を有するブロック状のものであ
り、その傾斜面の中央部に傾斜にそって延びる深さが一
定の溝２５２を有している。この溝２５２沿って、複数
の真球状の検出用チップ２２０が整列させられて収容さ
れる。溝２５２の幅および深さは、ともに検出用チップ
２２０の直径より若干大きくされている。溝２５２の低
所側の端部は、検出用チップ２２０が取り出されるチッ
プ取出位置を含むチップ取出部２５４となり、また、溝
２５２の高所側の端部は、幅広く形成されており、この
部分がチップ回収位置を含むチップ回収部２５６とな
る。この傾斜した溝２５２の内側底面および既定置チッ
プ移動防止手段（溝２５２の低所側の端部の側壁面等が
相当する）を含んで、チップ定置手段が構成されてい
る。なお、チップ取出位置の斜面上方の部分には、検出
用チップ２２０の取り出しに際して、次に待機する検出
用チップ２２０が溝２５２から外部へ飛び出さないため
のカバー２５８が設けられており、このカバー２５８
は、チップ飛出防止手段として機能する。チップ取出位
置において、そこに位置する検出用チップ２２０は吸着
ノズルに吸着されて取り出される。そしてその位置に
は、待機する次の検出用チップ２２０が転がり降りて位
置する。撮像が終了した検出用チップ２２０は、チップ
回収位置において落下させられ、傾斜に沿って転がり降
りて、検出用チップ２２０の列の最後尾に位置させられ
る。

【００８５】また、チップ収容容器は、図１７に示すよ
うなものであってもよい。図１７（ａ）に示す収容容器
２７０は、比較的厚みのある板状のものであり、表面に
複数（図では９つ）の凹所（窪み）２７２が形成された
ものである。この凹所２７２の１つずつに、真球状の検
出用チップ２２０が１つずつ収容されている。凹所２７
２は、図１７（ｂ）に示すように、漏斗状に窪むもので
あり、検出用チップ２２０は、収容された状態で、その
位置が固定された状態となる。かかる斜面で構成された
凹所２７２が、本チップ収容容器２７０におけるチップ
定置手段としての機能を果たしている。凹所２７２の１
つ１つの位置は定まっており、例えば、自動で吸着ノズ
ルの検査を行うような場合には、それぞれの位置を記憶
させておき、順次、異なる凹所２７２に存在する検出用
チップ２２０を吸着させ、撮像が終了した後には、元に
存在していた凹所２７２の中心の近傍にその検出用チッ
プ２２０を落下させて、その凹所７２に回収すればよ
い。

【００８６】次に、検出用チップの変形態様について説
明する。図１８および図１９に、いくつかの変形態様の
検出用チップを吸着ノズルに吸着させたところを示す。
上記実施形態では、検出用チップとして、吸着ノズル先
端の内径より大きな直径を有する真球状のものを用い
た。これに代え、例えば、図１８（ａ）に示すような、
半球状の検出用チップを用いることができる。この半球
状の検出用チップ２８０は、凸球面からなる球面部２８
２と、円形の平面からなる平面部２８４とからなる。球
面部２８２において吸着ノズル５６（ノズル部８０）に
よって吸着され、吸着される球面部２８２の部分が被吸
着部となる。吸着部の反対側に位置する平面部２８４
は、撮像において、撮像対象部となる。図においては、
吸着ノズル５６が若干の位置ずれを生じていることを想
定して、傾いて吸着されている状態を示している。たと
えこのように傾いて吸着されたとしても、球面部２８２
を構成する凸球面の中心が平面部２８４の円形平面の中
心Ｏ_cと一致するため、この中心Ｏ_cは吸着ノズル５６の
先端部（ノズル部８０の先端部）の軸線上に存在する。
したがって、吸着ノズル理論軸線の方向の下方側から撮
像して、平面部２８４の撮像データ、詳しくはその輪郭
のデータ（平面部２８４は楕円形に撮像される）を解析
処理すれば、その中心Ｏ_cつまり吸着ノズル５６の先端
部の中心位置を検出することが可能である。凸球面にて
吸着させる効果が発揮される一態様である。なお、傾斜
して吸着された場合には、撮像において、球面部２８２
の一部分も撮像視野内に収まる。そこで、正面像を得る
場合には、平面部２８４を白っぽくし、球面部２８２を
黒っぽくした半球状の検出用チップ２８０を用いること
が望ましい。そのようにすれば、球面部２８２は背景に
紛れ、平面部２８４のみが明確に識別可能となる。

【００８７】さらに、図１８（ｂ）に示すような、平面
部が鍔のように張り出したの半球状のチップ２９０を用
いることもできる。この検出用チップ２９０も、凸球面
からなる球面部２９２と、円形の平面からなる平面部２
９４とを有する。球面部２９２の一部分が被吸着部とな
り、平面部２９４が撮像対象部となる。球面部２９２を
構成する球面の中心がやはり平面部２９４の円形平面の
中心Ｏ_cと一致し、傾いて吸着された場合でも、この中
心Ｏ_cは、吸着ノズル５６の先端の軸線上に位置する。
本検出用チップ２９０は、撮像において、球面部２９２
が撮像視野内に入ることがないため、全体を白っぽいも
のとしても、容易に正面像から吸着ノズル先端位置を検
出できる。また、シルエット像による先端位置の検出も
可能である。さらにまた、前述したように、吸着ノズル
５６の表面、厳密には、ノズル部８０の端面および側面
が、撮像に悪影響を与えない限り、図１８（ｃ）に示す
ような、吸着ノズル５６の外径、厳密にはノズル部８０
の外径より小さな直径の真球状の検出用チップ３００を
用いることもできる。

【００８８】さらにはまた、図１９（ａ）および図１９
（ｂ）に示すような、検出用チップ３１０，３２０を用
いることができる。図１９（ａ）に示すものは、円盤の
一方の面に円筒状の突起を設けたものである。突起部３
１２は、吸着ノズル５６のノズル部８０の内径よりほん
の僅か小さい外径を有しており、検出用チップ３１０
は、この突起部３１２をノズル部８０に挿入して吸着さ
れる。また突起部３１２の中心軸と、円盤部３１４の中
心軸とは同一線上に位置していることから、円盤部３１
４の下面の中心Ｏ_cは、吸着ノズル５６の先端部の軸線
上に位置することになる。円盤部３１４の下面を撮像対
象部として撮像し、その撮像データより吸着ノズル５６
の先端の中心位置を検出することができる。また、この
検出用チップ３１０においては、突起部３１２を含んで
被吸着部が構成されることになる。

【００８９】また、図１９（ｂ）に示すものは、円盤の
一方の面に円形の凹所を設けたものである。凹所３２２
は、ノズル部８０の外径よりほんの僅かに大きな内径を
有しており、検出用チップ３２０は、この凹所３２２に
ノズル部８０の先端を挿入させた状態で吸着される。凹
所３２２の中心軸と検出用チップ３２０の中心軸とは同
一線上に位置することから、検出用チップ３２０の凹所
３２２が形成されていない面（図の下面）の中心Ｏ
_cは、吸着ノズル５６の先端部の軸線上に位置すること
になる。検出用チップの下面を撮像対象部として撮像
し、その撮像データより吸着ノズル５６の先端の中心位
置を検出することができる。また、この検出用チップ３
２０においては、凹所３２２を含んで被吸着部が構成さ
れることになる。図１９に例示する２つの態様の検出用
チップは、吸着ノズル先端の内周部分と外周部分との少
なくとも一方に位置（厳密には、吸着ノズル先端部の軸
線方向に直角な平面内における位置）を規制されて吸着
される被吸着部を備えた検出用チップであるといえる。
かかる態様のものは、そのままでは自動による吸着ノズ
ル先端位置の検出は容易ではないと思われるが、正確に
先端位置を検出可能な態様のものである。

【００９０】上記実施形態の電子部品装着システムは、
ＸＹロボット型の電子部品装着システムであるが、いわ
ゆるロータリーヘッド型の電子部品装着システムにおい
ても、上記検出用チップを利用した吸着ノズル先端位置
の検出が可能である。ロータリーヘッド型の電子部品装
着システムは、例えば、一円周上に配設された複数の装
着ヘッドが間欠回転させられて、所定の部品供給ステー
ションにおいて電子部品を吸着保持し、所定の部品装着
ステーションにおいて電子部品を装着する装着ユニット
を有するシステムであり、さらに、複数の部品フィーダ
が整列させられて所定の部品フィーダが上記部品供給ス
テーションの下方に位置するように作動可能な部品供給
装置と、回路基板を保持して所定の部品装着位置が上記
部品装着ステーションの下方に位置するように作動可能
な基板保持装置とを含んで構成される。部品撮像装置
は、部品吸着ステーションと部品装着ステーションとの
間に設けられた部品撮像ステーションにて行われる。か
かるロータリーヘッド型の電子部品装着システムでは、
前述の補助器具セットを、部品供給装置の電子部品供給
位置に相当する部分に設置すれば、プログラムにしたが
った自動での吸着ノズルの検査が可能となる。

【００９１】上記実施形態では、部品撮像装置は、撮像
デバイスとして、部品撮像カメラ（ＣＣＤカメラ）を使
用している。これに代え、撮像デバイスとして、ライン
センサを用いることができる。センサ素子が整列された
方法と直角な方向に、ラインセンサと撮像対象物とを一
定速度で相対移動させて、２次元画像データを取得する
ような撮像装置であってもよい。

【００９２】以上、本発明の一実施形態およびそのいく
つかの変形態様について説明したが、本発明は、上記一
実施形態等に限定されるものではなく、その他、前記
〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識
に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子部品装着システムの概要を示す全体平面図
である。

【図２】電子部品装着システムの概要を示す全体側面図
である。

【図３】電子部品装着システムが備える装着ユニットの
背面一部断面図である。

【図４】電子部品装着システムが備える部品撮像装置の
斜視図である。

【図５】電子部品装着システムのシステム制御装置のブ
ロック図である。

【図６】電子部品の撮影像を模式的に示した図である。

【図７】正規の状態において撮像された場合において部
品保持位置誤差が発生しているときの撮影像を示す図で
ある。

【図８】吸着ノズルの先端位置が装着ヘッドの軸線に対
して変位している場合を模式的に示す図である。

【図９】装着ヘッドの軸線が部品撮像装置の光軸線に対
して変位している場合を模式的に示す図である。

【図１０】正面像を得るための吸着ノズルを直に撮像し
て得られる撮影像を示す図である。

【図１１】検出用チップを吸着ノズルの先端に吸着させ
た状態の正面図およびその状態で部品撮像装置によって
撮像されて得られる撮影像を示す図である。

【図１２】部品撮像装置の光軸線と装着ヘッドの軸線と
にすれが生じていない場合において、真球状の検出用チ
ップを用いて吸着ノズルの先端位置の理論軸線からのず
れ量を検出する方法を模式的に示す図である。

【図１３】部品撮像装置の光軸線と装着ヘッドの軸線と
にすれが生じていない場合において、真球状の検出用チ
ップを用いて吸着ノズルの先端位置の理論軸線からのず
れ量を検出する方法を模式的に示す図である。

【図１４】電子部品装着システムが備える吸着ノズル先
端位置検出用補助器具セットを示す斜視図である。

【図１５】吸着ノズルの先端がずれている場合における
検出用チップの吸着直前の様子を示す図である。

【図１６】本電子部品装着システムの吸着ノズル先端位
置検出用補助器具セットにおいて使用可能なチップ収容
容器の１つの変形態様を示す図である。

【図１７】本電子部品装着システムの吸着ノズル先端位
置検出用補助器具セットにおいて使用可能なチップ収容
容器のもう１つの変形態様を示す図である。

【図１８】いくつかの変形態様の検出用チップを吸着ノ
ズルに吸着させたところを示す図である。

【図１９】いくつかの変形態様の検出用チップを吸着ノ
ズルに吸着させたところを示す図である。

【符号の説明】

１２：回路基板 ２０：部品装着装置 ２２：装着ヘッ
ド ２４：装着ユニット ２６：装着ユニット移動装置
３０：部品撮像装置 ５４：電子部品 ５６：吸着ノ
ズル ６０：装着ヘッド昇降装置 ６４：装着ヘッド回
転装置 ８０：ノズル部 ８２：取付部 ８４：背景形
成部 １３０：部品撮像カメラ １３２：光源部 １３
４：部品画像処理ユニット １５０：ノズル収容装置
１６０：可視光線ランプ １６２：紫外線ランプ ２２
０：検出用チップ ２２８：吸着ノズル先端位置検出用
補助器具セット ２３０：チップ収容容器 ２３４：チ
ップ回収部 ２３６：チップ取出部 ２３８：内側底面
２５０：チップ収容容器 ２５２：溝 ２５４：チップ取出部 ２５６：チップ回
収部 ２７０：チップ収容容器 ２７２：凹所 ２８
０：検出用チップ ２８２：球面部 ２８４：平面部
２９０：検出用チップ ２９２：球面部 ２９４：平面
部 ３００：検出用チップ ３１０：検出用チップ ３
１２：突起部 ３１４：円盤部 ３２０：検出用チップ
３２２：凹所

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端において負圧により保持対象物を吸
   着保持する吸着ノズルの先端位置を検出する方法であっ
   て、 (a)前記吸着ノズルの先端に吸着される被吸着部と、(b)
   その被吸着部の反対側に位置して吸着された状態におい
   て撮像の対象となり、前記吸着ノズルの軸線の方向への
   投影像の中心がその軸線上に位置する撮像対象部とを有
   する検出用チップを準備する工程と、 その検出用チップを前記被吸着部において前記吸着ノズ
   ルに吸着させる工程と、 その吸着させた検出用チップを、前記吸着ノズルが正規
   の状態である場合のその吸着ノズルの軸線である理論軸
   線に平行な方向の吸着ノズル側とは反対側から撮像する
   工程と、 その撮像により得られた前記撮像対象部の撮像データに
   基づいて、前記吸着ノズルの先端の前記理論軸線に直角
   な平面内の中心位置を検出する工程とを含むことを特徴
   とする吸着ノズル先端位置検出方法。
2. 【請求項２】 前記検出用チップとして、真球状のチッ
   プを用いる請求項１に記載の吸着ノズル先端位置検出方
   法。
3. 【請求項３】 先端において負圧により保持対象物を吸
   着保持する吸着ノズルの先端位置を検出するために用い
   られる検出用チップであって、 前記吸着ノズルの先端に吸着される被吸着部と、 その被吸着部の反対側に位置して吸着された状態におい
   て撮像の対象となり、前記吸着ノズルの軸線の方向への
   投影像の中心がその軸線上に位置する撮像対象部とを有
   することを特徴とする吸着ノズル先端位置検出用チッ
   プ。
4. 【請求項４】 先端において負圧により保持対象物を吸
   着保持する吸着ノズルの先端位置を検出するために用い
   られる検出用補助器具セットであって、 (a)前記吸着ノズルの先端に吸着される被吸着部と、(b)
   その被吸着部の反対側に位置して吸着された状態におい
   て撮像の対象となり、前記吸着ノズルの軸線の方向への
   投影像の中心がその軸線上に位置する撮像対象部とを有
   する１つ以上の検出用チップと、 その１つ以上検出用チップを収容し、その１つ以上の検
   出用チップのうちの１つを一定位置であるチップ取出位
   置に位置させるチップ定置手段を有するチップ収容容器
   とを含むことを特徴とする吸着ノズル先端位置検出用補
   助器具セット。
5. 【請求項５】 前記検出用チップが、真球状のチップで
   あり、 前記チップ定置手段が、前記チップ取出位置に相当する
   部分が最も低所であり、かつ、その低所に向かって前記
   検出用チップが転がり降りることが可能な傾斜部を有す
   る容器内側底面を含む請求項４に記載の吸着ノズル先端
   位置検出用補助器具セット。