JP2005294489A - 部品搭載装置、及びそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、生産時間を更に短縮する部品搭載装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明の部品搭載装置（１０）は、少なくとも二つの独立して動作する作業塔（１９−１、１９−２）を有し、上記各作業塔で取得した電子部品を撮像装置（２４−１、２４−２）で移動中認識または停止認識させることのできるものとし、上記第一の作業塔（１９−１）の上記移動中認識における到達位置（ｎ）で上記第一の作業塔と上記第二の作業塔（１９−２）とが衝突するか否かを予測する予測機能と、上記到達位置における上記第一の作業塔と上記第二の作業塔との衝突が予測された場合に、認識領域内の所定位置（ｍ）に停止させて認識する上記停止認識に上記移動認識を自動的に切り替える切り替え機能と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリント基板上を互いに独立して移動する少なくとも二つの作業塔を使用して電子部品をプリント基板上へ自動搭載する部品搭載装置に関する。

従来より、対向二軸型の部品搭載装置がある。
図７はこの対向二軸型の部品搭載装置の一例である。同図に示す部品搭載装置７０は、対向二軸をプリント基板（以下、基板と呼ぶこととする）の搬送経路上の前方と後方に一組づつ備える四軸型の部品搭載装置である。同図に示すように、この部品搭載装置７０は、上方及び周囲を、図示を省略した保護カバーに覆われており、基台７１の内部に、各部を制御する中央制御部、工程ライン前段の装置から搬入されてくる基板を位置決めして支持する装置、各部を駆動する駆動源等を備えている。また、保護カバーには、外部から各種の指示を入力したり、部品搭載処理の実行状態を表示したりすることのできる入出力装置等が配設されている。

基台７１には、その中央に、図示を省略した１対の平行する基板案内レールが基板の搬送方向（Ｘ軸方向）に水平に延在して配設される。これらの基板案内レールの下部に接してループ状の搬送ベルトが走行可能に配設され、ベルト駆動モータの駆動により基板搬送方向に走行し、基板の裏面両側を下から支持しながら基板を搬送する。この部品搭載装置の構成では、部品搭載処理を終えるまで搬送路上の２箇所に常時２枚のプリント基板が固定される。

基台７１の上方には、基板搬送路と直角の方向に並行して延在する２本のＹ軸レール７２ａ及び７２ｂが装置本体フレームに固定されて配設される。これらＹ軸レール７２ａ及び７２ｂには夫々（以下、同一の構成であるためＹ軸レール７２ａに係る各構成部分についてのみ番号を付して説明する）２本のＹ軸ボールねじ７３−１及び７３−２が並行して配設され、これらＹ軸ボールねじ７３−１及び７３−２を回転駆動する２個のモータ７４−１及び７４−２が配設され、更に２本のＸ軸レール７５−１及び７５−２がその長手方向をＸ軸方向と並行にして懸架される。

上記一方のＹ軸ボールねじ７３−１にはＸ軸レール７５−１の不図示のナットが螺合し、他方のＹ軸ボールねじ７３−２にはＸ軸レール７５−２のナットが螺合している。中央制御装置からの制御により、モータ７４−１又は７４−２が正逆いずれかの方向に回転すると、これに駆動されてＹ軸ボールねじ７３−１又は７３−２が正逆いずれかへ回転し、この回転に応じてＸ軸レール７５−１又は７５−２がＹ軸方向へ進退する。

そして、上記のＸ軸レール７５−１には、基板に部品を搭載する作業を行う作業塔７７−１が滑動自在に懸架され、上部には作業塔７７−１を移動駆動するモータ７６−１が配設される。作業塔７７−１は、不図示のＸ軸ボールねじ及び歯付きベルトを介してモータ７６−１に連結されている。モータ７６−１が中央制御装置からの制御により、正逆いずれかの方向に回転すると、これに駆動されてＸ軸ボールねじが正逆いずれかへ回転し、この回転に応じて作業塔７７−１がＸ軸レール７５−１の長手方向（Ｘ軸方向）へ進退する。これにより、作業塔７７−１は、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に自在に移動可能に構成されている。

また、Ｘ軸レール７５−２についても同様であり、モータ７６−２及びこのモータ７６−２に不図示のＸ軸ボールねじ及び歯付きベルトを介して連結された作業塔７７−２が配設されている。これもモータ７６−２が中央制御装置からの制御により正逆いずれかの方向に回転すると、これに駆動されてＸ軸ボールねじが正逆いずれかへ回転し、この回転に応じて作業塔７７−２がＸ軸レール７５−２の長手方向（Ｘ軸方向）へ進退する。これにより、作業塔７７−２は、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に自在に移動可能に構成されている。

作業塔７７−１（他の作業塔７７−２及びＹ軸レール７２ｂに配設された２つの作業塔についても同様）には、上下に移動自在な２つの搭載ヘッド７８−１ａ及び７８−１ｂが配設される。この搭載ヘッド７８−１ａ及び７８−１ｂの先端には部品を吸着する吸着ノズルが交換自在に装着されている。

上記Ｙ軸レール７２ａの２つの作業塔７７−１及び作業塔７７−２は、夫々の搭載ヘッド７８−１ａ、７８−１ｂ及び搭載ヘッド７８−２ａ、７８−２ｂにより、Ｘ軸方向に連続して搬入されてくる２枚の基板の内の前方に位置固定された基板に対して部品を搭載する。そして、Ｙ軸レール７２ｂの２つの作業塔の夫々２つの搭載ヘッドは、上記連続して搬入されてくる２枚の基板の後方に位置固定された基板に部品を搭載する。

また、基台７１上の前部（図の斜め左手前）と後部（図の斜め右向う側）には特には図示しないが夫々部品を搭載ヘッド７８−１ａ、７８−１ｂ、・・・に供給するための部品供給台が配設されている。これらの部品供給台上には、基板に搭載すべき複数種類の部品が部品毎に収容されている多数のテープカセット式部品供給装置が着脱自在に装着される。

更に、これら部品供給台と基板案内レールとの間には部品認識用の撮像カメラやノズル交換器等が配設される。
上流から部品搭載装置内に搬入された基板が部品搭載位置に位置決めされると、中央制御装置の制御により互いに対向し合う各作業塔は所定手順で対象基板に部品搭載処理を行なう。

取り扱われる部品には各種の設定が部品毎にマスタ情報に設定されており、この部品搭載処理では上記マスタ情報を参照することにより、各部品に最適な条件で処理が施される。

この処理について以下に説明するが、位置決めされた二つの基板に対する部品搭載処理は何れの基板においても同じように説明でき、また対向する搭載ヘッドの処理手続きは何れも同様な処理手続きをとるため、同図の手前に示される作業塔７７−１による搬送路上の前方に位置決めされた基板に対する部品搭載処理を例に上げて説明する。

先ず作業塔７７−１の搭載ヘッド７８−１ａ（または７８−１ｂ）は、吸着すべき部品に適応する吸着ノズルをノズル交換器から選択して装着し、上記テープカセット式部品供給装置から所望の部品を上記吸着ノズルの先端で吸着する。次に、部品を吸着ノズルに吸着させたまま、搭載ヘッド７８−１ａ（または７８−１ｂ）は撮像カメラの撮像範囲に対する進入位置へ移動し、その位置から搭載ヘッド７８−１ａ（または７８−１ｂ）を撮像範囲に進入させる。このとき、当該吸着部品に対する認識処理が、吸着部品を停止した状態で撮像する「停止認識」に設定されている場合は、撮像範囲で搭載ヘッド７８−１ａまたは（７８−１ｂ）を一旦停止させ、当該吸着部品を撮像カメラで撮像する。また、当該吸着部品に対する認識処理が、吸着部品を移動中に撮像する「移動中認識」に設定されている場合は、撮像範囲を超えた位置を目指し、一定速度で搭載ヘッド７８−１ａ（または７８−１ｂ）を撮像範囲を通過させ、この通過時に撮像カメラで上記吸着部品を撮像する。このように撮像された画像は中央制御装置で保持位置偏差の検出や部品形状検査処理等が施され、部品形状等のエラーが検出された場合は入出力装置を介してオペレータにその状況を通知し、エラーが検出されなければ搭載ヘッド７８−１ａ（または７８−１ｂ）が基板上の搭載位置に到達する間に搭載位置の偏差補正を行なう。

撮像終了後は、各撮像終了位置（「停止認識」の場合は撮像範囲内の停止位置、「移動中認識」の場合は撮像範囲を超えた位置）から基板上の所定の搭載位置へ搭載ヘッド７８−１ａ（または７８−１ｂ）を移動し、その搭載位置に吸着部品を搭載する。

なお、同図に示す対向二軸型の部品搭載装置では、対向する互いの作業塔７７−１及び７７−２の移動により各作業塔に構成された搭載ヘッドが共に同一の基板上に部品搭載処理を施すため、互いの作業塔７７−１及び７７−２（またはＸ軸レール７５−１及び７５−２）が衝突しないように、且つ生産時間の増大を抑制するような技術が施されている。

この技術は、対向する互いの作業塔の間で優先軸を決定し、対向軸が次に移動する位置を基に自軸の次の目標位置に向かって自軸が対向軸とは衝突しない位置まで移動することを両軸共に行い、互いに対向軸の移動に追従する移動を繰り返す追従型の目標位置到達技術である（特許文献１）。

この技術では両軸共に目標位置への到達時間を短縮させることができるため、二軸型の部品搭載装置における生産時間の短縮が図れる。
特開平１１−１４３５４４号公報（段落「００３１」−段落「００６２」、第４図−第６図）

上述したように、二軸型の部品搭載装置では互いに対向する二つの作業塔は同一の基板に対してそれぞれが部品搭載を行なう。二つの作業塔が予め決められた手順で交互に部品搭載処理を行なう場合は良いが、一方の作業塔が予期できないエラーにより停止した場合でも生産時間が短縮できるように他方の作業塔は独立して部品搭載処理を進められるように互いに独立して部品搭載処理を行なうよう設計されている。このため、相手軸との干渉が起こりうる領域（以下、干渉領域と呼ぶこととする）へ自軸を移動させる場合は常に相手軸の動きを監視する必要があり、これは撮像カメラによる吸着部品の撮像工程においても例外ではない。

撮像工程では、先ず撮像範囲の進入位置へ部品を吸着した搭載ヘッドを移動し、ここで、吸着部品に対する認識処理が「停止認識」としてマスタ情報に設定されている場合は、干渉領域に含まれない撮像カメラの認識位置（例えば撮像範囲の中心）まで対象の搭載ヘッドを移動し、マスタ情報の設定条件で吸着部品を撮像する。そしてその後は、干渉領域に含まれる基板上の搭載位置を移動の目標位置とするため、上述した追従型の目標位置到達技術により対向軸と衝突しないように目標位置へ到達する。

また、吸着部品に対する認識処理が「移動中認識」としてマスタ情報に設定されている場合は吸着部品の撮像が移動中に行なわれるように各種条件設定されているため、干渉領域に含まれる撮像範囲を超えた位置（移動中認識終了位置）まで、移動しなければならない。このため、「移動中認識」の場合は撮像領域へ進入する前に対向軸の動きを監視して動作を決定する必要がある。すなわち、搭載ヘッドが進入位置まで移動してきたときに対向軸が自軸と衝突する位置を目標として動作していると、自軸が優先軸でない場合は対向軸と衝突するため移動中認識終了位置へ移動できず、また非干渉領域である撮像領域内まで進行しても認識処理が行なえないため、移動中認識終了位置における対向軸との衝突が回避される動作を該対向軸がとるまで、自軸は撮像領域の進入位置で待機しなければならない。そして、対向軸の監視により移動中認識終了位置における対向軸との衝突が回避されると、自軸は撮像領域への進入動作を開始し、撮像領域を越えて移動中認識終了位置まで移動し、この際に、マスタ情報に設定された「移動中認識」の各種条件の基で吸着部品を撮像する。そしてその後は、干渉領域に含まれる基板上の搭載位置を移動の目標位置とするため、上述した追従型の目標位置到達技術により対向軸と衝突しないように目標位置へ到達する。

このように従来は「移動中認識」が設定された部品に対しては上述した待機動作を行なわざるをえない状況が頻繁に発生していたため、この待機時間が生産時間の増大の問題要因となり、改善が望まれていた。

そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、生産時間を更に短縮する部品搭載装置を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
本発明の部品搭載装置の態様の一つは、少なくとも二つの独立して動作する作業塔を有し、上記各作業塔で取得した電子部品を移動中認識または停止認識させることのできるものとし、上記第一の作業塔の上記移動中認識における到達位置で上記第一の作業塔と上記第二の作業塔とが衝突するか否かを予測する予測機能と、上記到達位置における上記第一の作業塔と上記第二の作業塔との衝突が予測された場合に上記移動中認識を上記停止認識に自動的に切り替える切り替え機能と、を備える。

なお、上記予測機能及び上記切替機能を上記作業塔毎に独立して備える、ことが望ましい。
また、本発明の部品搭載装置で実行可能なプログラムの態様の一つは、少なくとも二つの独立して動作する作業塔を有し、上記各作業塔で取得した電子部品を移動中認識または停止認識させることのできる部品搭載装置を対象に、上記第一の作業塔の上記移動中認識における到達位置で上記第一の作業塔と上記第二の作業塔とが衝突するか否かを予測する予測機能と、上記到達位置における上記第一の作業塔と上記第二の作業塔との衝突が予測された場合に上記移動中認識を上記停止認識に自動的に切り替える切り替え機能と、を実現させる。

本発明では、第一の作業塔の上記移動中認識における到達位置で上記第二の作業塔と衝突するか否かを予測する。このため、上記移動中認識を実行させて該移動中認識の到達位置まで上記第一の作業塔を移動させて良いか判断が事前に行なえる。

更に本発明では、上記第一の作業塔と上記第二の作業塔との衝突が予測されると、上記移動中認識が上記停止認識に自動切り替えされる。このため、第一の作業塔によって取得された電子部品の認識を、上記移動中認識から停止認識にスムーズに切り替えが行なわれ、上記第一の作業塔は停止認識させる位置まで前進させることができる。

また、上記各機能を作業塔ごとに備えることにより、各作業塔は自己の判断で他の作業塔との衝突を予測することができる。

以上のように本発明では、第一の作業塔によって取得された電子部品の認識処理を、当該第一の作業塔と第二の作業塔との衝突の予測に応じて移動中認識から停止認識にスムーズに切り替えできる。このため、当該第一の作業塔と第二の作業塔との衝突が予測された場合でも、上記第一の作業塔を停止認識の認識位置まで前進させて認識処理を施すことが可能になり、この分、生産時間を短縮することが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１（ａ）は、対向二軸型の部品搭載装置の一例であり、内部機構の一部を実線で示した透過図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）の部品搭載装置をＸ軸正方向に向かって作図したものであり、各構成部を模式的に表している。

同図（ａ）に示す部品搭載装置１０は、対向二軸型の作業塔をプリント基板（以下、基板と呼ぶこととする）の搬送路上の前方と後方に一組づつ備える四軸型の部品搭載装置である。

当該部品搭載装置１０は、上方及び周囲を、図示を省略した保護カバーに覆われており、同図の基台１１の内部に、各部を制御する中央制御部、工程ライン前段の装置から搬入されてくる基板を位置決めして支持する装置、各部を駆動する駆動源等を備えている。また、保護カバーには、外部から各種の情報を入力する入力装置や、部品搭載処理の実行状態などを表示する例えば液晶ディスプレイなどの表示装置や、部品搭載処理中のエラーをオペレータに通知する異常表示ランプなどが配設されている。

基台１１には、その中央に、１対の平行する基板案内レール１２が基板の搬送方向（Ｘ軸方向）に水平に延在して配設される。これらの基板案内レール１２の下部に接して不図示のループ状の搬送ベルトが走行可能に配設され、ベルト駆動モータの駆動により基板搬送方向に走行し、同図（ｂ）に示す基板１３の裏面両側を下から支持しながら基板１３を搬送する。この部品搭載装置１０の構成では、部品搭載処理を終えるまで搬送路上の２箇所に常時２枚のプリント基板１３が位置固定される。

基台１１の上方には、基板搬送路と直角の方向に並行して延在する２本のＹ軸レール１４ａ及び１４ｂが装置本体１０のフレームに固定されて配設される。これらＹ軸レール１４ａ及び１４ｂには夫々（以下、同一の構成であるためＹ軸レール１４ａに係る各構成部分についてのみ番号を付して説明する）２本のＹ軸ボールねじ１５−１及び１５−２（同図（ｂ）において、Ｙ軸ボールねじ１５−２はＹ軸ボールネジ１５−１の陰になって見えない）が並行して配設され、これらＹ軸ボールねじ１５−１及び１５−２を回転駆動する２個のモータ１６−１及び１６−２が配設され（同図（ｂ）において、モータ１６−２はＹ軸ボールネジ１５−１の陰に構成されるが、図示を省略している）、更に２本のＸ軸レール１７−１及び１７−２がその長手方向をＸ軸方向と平行にして懸架される。

上記一方のＹ軸ボールねじ１５−１にはＸ軸レール１７−１のナット１８−１が螺合し、他方のＹ軸ボールねじ１５−２にはＸ軸レール１７−２の不図示のナットが螺合している。中央制御装置からの制御により、モータ１６−１又は１６−２が正逆いずれかの方向に回転すると、これに駆動されてＹ軸ボールねじ１５−１又は１５−２が正逆いずれかへ回転し、この回転に応じてＸ軸レール１７−１又は１７−２がＹ軸方向へ進退する。

そして、上記のＸ軸レール１７−１には、基板１３に部品を搭載する作業を行う作業塔１９−１が滑動自在に懸架され、上部には作業塔１９−１を移動駆動するモータ２０−１（同図（ｂ）には不図示）が配設される。作業塔１９−１は、不図示のＸ軸ボールねじ及び歯付きベルトを介してモータ２０−１に連結されている。モータ２０−１が中央制御装置からの制御により、正逆いずれかの方向に回転すると、これに駆動されてＸ軸ボールねじが正逆いずれかへ回転し、この回転に応じて作業塔１９−１がＸ軸レール１７−１の長手方向（Ｘ軸方向）へ進退する。これにより、作業塔１９−１は、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に自在に移動可能に構成されている。

また、Ｘ軸レール１７−２についても同様であり、モータ２０−２及びこのモータ２０−２に不図示のＸ軸ボールねじ及び歯付きベルトを介して連結された作業塔１９−２が配設されている。これもモータ２０−２が中央制御装置からの制御により正逆いずれかの方向に回転すると、これに駆動されてＸ軸ボールねじが正逆いずれかへ回転し、この回転に応じて作業塔１９−２がＸ軸レール１７−２の長手方向（Ｘ軸方向）へ進退する。これにより、作業塔１９−２は、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に自在に移動可能に構成されている。

作業塔１９−１（他の作業塔１９−２についても同様）には、上下に移動自在な２つの搭載ヘッド２１−１ａ及び２１−１ｂ（同図（ｂ）において搭載ヘッド２１−１ｂは搭載ヘッド２１−１ａの陰になって見えない）が配設される。この搭載ヘッド２１−１ａ及び２１−１ｂの先端には同図（ｂ）に示されるように部品吸着用の吸着ノズル２２が交換自在に装着されている。

上記Ｙ軸レール１４ａの２つの作業塔１９−１及び作業塔１９−２は、夫々の搭載ヘッド２１−１ａ、２１−１ｂ及び搭載ヘッド２１−２ａ（残りの一つは陰になって見えない）により、Ｘ軸方向に連続して搬入されてくる２枚の基板の内の後方（同図の基板案内レール１２間の左斜め下の位置）に位置固定された基板（同図（ｂ）に示される基板１３）に対して部品を搭載する。そして、Ｙ軸レール１４ｂの２つの作業塔の夫々２つの搭載ヘッドは、上記連続して搬入されてくる２枚の基板の前方（同図の基板案内レール１２間の右斜め上の位置）に位置固定された不図示の基板に部品を搭載する。

また、基台１１上の前部（図の斜め右手前）と後部（図の斜め左向う側）に、夫々部品を搭載ヘッド２１−１ａ、２１−１ｂ、・・・に供給するための部品供給台２３−２、２３−１が配設されている。これらの部品供給台２３−１、２３−２上には、基板１３に搭載すべき複数種類の部品が部品毎に収容されている多数のテープカセット式部品供給装置２４−１、２４−２（図１（ａ）においては図示を省略した）が着脱自在に装着される。

更に、これら部品供給台２３−１、２３−２と基板案内レール１２との間には部品認識用の撮像カメラが上向きに各作業塔に対して一つずつ配設される（同図（ａ）ではＹ軸レール１４ａ、１４ｂの同図の右斜め下に配置されている各Ｘ軸レールに対して懸架される作業塔１９−２、１９−３それぞれに対応する撮像カメラ２５−２、２５−３が図示され、同図（ｂ）では作業塔１９−１、１９−２それぞれに対応する撮像カメラ２５−１、２５−２が図示されている）。

また更に、上記部品供給台２３−１、２３−２と基板案内レール１２との間には、不図示ではあるがノズル交換器等も配設されている。
上流から部品搭載装置１０内に搬入された基板が部品搭載位置に位置決めされると、中央制御装置の制御により互いに対向し合う各作業塔（Ｙ軸レール１４ａの場合、作業塔１９−１及び１９−２）は所定手順で対象の基板に部品搭載処理を行なう。

なお、同図（ｂ）に示される実線の矢印は、同図に示される作業塔１９−１、１９−２がそれぞれに対応するテープカセット式部品供給装置２４−１、２４−２から部品を吸着して基板上に吸着部品を搭載するまでの流れを示したものである。

図２は、上記の中央制御部のブロック図である。中央制御部は、装置全体を制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）３０を有しており、そのＣＰＵ３０には、バス３１を介して読み出し専用メモリであるＲＯＭ３２、読み書き自在のメモリであるＲＡＭ３３、認識画像を処理する画像処理部３４、キー入力部３５、Ｉ／Ｏ制御部３６等が接続されている。

ＲＯＭ３２には、上記各部を制御するプログラムが格納されている。
ＲＡＭは、例えばフロッピー（登録商標）ディスクやコンパクトディスク等の外部記録装置からＩ／Ｏ制御部３６を介して読み込まれた部品搭載プログラムを記憶する領域や、演算処理の中間データを一時的に記憶するワーク領域などを備えている。

ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３２から読み出す制御プログラムに基づいて上記各部を制御しながら、ＲＡＭ２３から読み出した部品搭載プログラムに従って後述する部品搭載処理を実行する。

画像処理部３４は、図１の撮像カメラ２５−１や不図示の照明装置などからなる撮像装置を駆動して、その撮像したアナログ信号をデジタル信号に変換し、これをＣＰＵ３０に転送する。これにより、部品搭載プログラムに記述されている部品の正しくあるべき搭載姿勢及び基板上の正しい搭載位置とに基づいて位置補正が行われたり、または不良部品等のチェックなどが行なわれる。

キー入力部３５は、入力装置の入力操作キーに接続されており、入力操作キーの外部からの操作信号をＣＰＵ３０に出力する。
Ｉ／Ｏ制御部３６には、搬送ベルトを駆動するベルト駆動モータのドライバ、位置決めのための昇降テーブルを昇降させるシリンダのドライバ、Ｘ軸ボールねじやＹ軸ボールねじを駆動する各モータのドライバ、例えば作業塔が撮像カメラにおける撮像領域の進入位置に到達したことを検出するセンサなど、各部の状態や位置を検出するための各種センサを駆動するドライバ、入出力装置の異常表示ランプ（警報ランプ）等を駆動するドライバ、入出力装置の液晶ディスプレイを表示駆動するドライバ、外部記憶装置を駆動するドライバ等、各種のドライバが接続されている。

続いて部品搭載処理について説明する。本部品搭載装置では、二つの基板が所定位置に固定されると、それぞれの基板に対し、各基板上方のＹ軸レールにそれぞれ二つずつ構成されるＸ軸レール及び該Ｘ軸レールに懸架される作業塔が互いに独立に動作し、対象の基板に部品を搭載する。そこで以下では、Ｙ軸レール１４ａに互いに対向して構成される二つのＸ軸レールのうちのＸ軸レール１７−１及び該Ｘ軸レール１７−１に懸架される作業塔１９−１におけるど動作を、図１（ｂ）を参照しながら説明する。

図３は、部品搭載処理のメイン処理フローである。
基板が所定位置に位置決めされると、部品搭載プログラムに記述された搭載順や搭載部品の各種設定情報（部品マスタともいう）にしたがって部品搭載処理を実行する。各種設定情報には、例えば部品形状の情報や、部品の供給位置の情報や、部品を吸着するための吸着ノズルの情報や、撮像時の認識条件（「静止認識」の撮像条件、または「移動中認識」の場合は「移動中認識」の撮像条件及び「移動中認識」ができない場合に切り替える「静止認識」の撮像条件）や、搭載位置情報などがある。

先ず、作業塔１９−１を不図示のノズル交換器に移動し、次に吸着する部品に対応する吸着ノズル２２を上記搭載ヘッド２１−ａ（または２１−ｂ）の先端に装着し、続いて作業塔１９−１をテープカセット式部品供給装置２４−１の所定の部品供給位置へ移動し、所望の部品を搭載ヘッド２１−１ａ（または２１−１ｂ）の吸着ノズル２２の先端で吸着する（Ｓ１００）。このステップＳ１００の処理により電子部品がピックされる（図１（ｂ）の矢印ｄ）。

次に、部品を吸着ノズル２２に吸着させたまま、作業塔１９−１を撮像カメラ２５−１の撮像範囲に対する進入位置（図１（ｂ）のｌの位置）へ移動し、該進入位置ｌから後述の「停止認識処理」または、対向軸の位置に応じて「停止認識処理」に切り替え可能な「移動中認識処理」を実行する（Ｓ１０２）。この実行により作業塔１９−１の搭載ヘッド２１−１ａ（または２１−１ｂ）の吸着ノズル２２に吸着された吸着部品は下方から撮像されることとなり、撮像された画像は中央制御装置で保持位置偏差の検出や部品形状検査処理等が施される。このとき、不良部品などのように部品形状に異常が検出された場合は例えば異常表示ランプや表示装置を介してオペレータにその状況が通知され、入力装置を用いてオペレータにリカバリー処理される。このようにステップＳ１０２の処理により部品認識が完了する（図１（ｂ）の矢印ｅまたはｆ）。

続いて、部品形状に異常がない或いは検出された異常がリカバリー処理などによって回避されると、各撮像終了位置（「停止認識」の場合は撮像範囲内の停止位置（図１ｂのｍの位置）、「移動中認識」の場合は撮像範囲を超えた移動中認識終了位置（図１ｂのｎの位置））から基板１３上の所定の搭載位置へ作業塔１９−１を移動し、その搭載位置に搭載ヘッド２１−１ａ（または２１−１ｂ）の吸着ノズル２２に吸着させた部品を搭載する（Ｓ１０４）。なお搭載位置の偏差補正は、搭載ヘッド２１−１ａ（または２１−１ｂ）が基板１３上の搭載位置に到達する間に行なわれる。このようにステップＳ１０４の処理によって吸着部品のプレースが行なわれる（図１（ｂ）の矢印ｇ及びｈ）。

そして基板に対して未搭載の部品がある場合には、ステップＳ１００に戻って上述したように処理を繰り返す。
なお、本部品搭載処理において、ステップＳ１０２で行なわれる部品認識の処理を除き、ここでは特に説明しないが従来の目標位置到達技術を適用することができる。

このように各軸共に、上述した処理を行なう。
図４は上記認識処理フローの具体例である。
作業塔１９−１が撮像範囲の進入位置（図１（ｂ）のｌの位置）に到達すると、例えばセンサでその位置への到達が検出され、部品搭載プログラムに指定された撮像条件で撮像処理を行なう。撮像条件には、「停止認識」の撮像条件及び「移動中認識」の２種類あり、吸着部品に対して予め「停止認識」が設定されていると、以下の処理を実行する。

図４（ａ）は上記「停止認識」の際の処理フローである。
部品搭載プログラムに指定された当該吸着部品の停止認識条件（作業塔１９−１の移動速度、作業塔１９−１が移動する撮像領域内の目標位置、照明条件、シャッタータイミングなど）に基づき、作業搭１９−１を撮像領域内の撮像位置（図１（ｂ）のｍの位置）で停止させる（Ｓ２００）。

そして、上記停止認識条件に基づいて撮像装置が駆動され、上記撮像位置で停止した吸着部品を撮像し、画像処理をする（Ｓ２０２）。
以上により停止認識処理を終了する。

次に、「移動中認識」の際の処理フローを説明する。本「移動中認識」の処理では、対向軸の位置に応じて「停止認識処理」に切り替えできる「移動中認識」の処理フローである。

図４（ｂ）は上記「停止認識」に切り替え可能な「移動中認識」の処理フローである。
先ず、撮像領域の進入位置（図１（ｂ）のｌの位置）から移動中認識処理に基づいて作業塔１９−１を移動させた場合に自軸が対向軸と衝突するか否かを判定する（Ｓ３００）。本例では、部品搭載プログラムに指定された当該吸着部品の「移動中認識」の条件において、移動中認識を完了するための作業塔１９−１の到達位置（または移動中認識終了位置とも呼ぶ）を撮像範囲を超えた基板案内レール上方の位置（図１（ｂ）のｎの位置）としている。本構成においてこの位置は、自軸から見て、該自軸と対向軸と衝突する可能性のある最も手前の位置である。このため、この位置に作業塔を移動させる場合は対向軸の位置を監視する必要があり、本ステップＳ３００ではこの移動中認識終了位置と対向軸の次の移動目標との比較から上記衝突を予測する。

なお、この移動中認識終了位置は上記基板案内レール上方に限らず、例えば基板内の所定位置の上方であっても、或いは実際に部品を搭載する部品搭載位置であってもよいが、本例では説明を分かり易くするため、上記ｎの位置としている。

ステップＳ３００において自軸が対向軸と衝突しないと判定された場合は、上記移動中認識条件に従って作業塔１９−１を、移動中認識終了位置（図１（ｂ）のｎの位置）に向けて撮像領域内を一定速度で移動させる。（Ｓ３０２）。

また、作業塔１９−１が撮像領域を通過する間に、上記移動中認識条件に基づいて撮像装置が駆動され、作業塔１９−１の搭載ヘッド２１−１ａ（または２１−１ｂ）の吸着ノズル２２に吸着される部品が撮像される（Ｓ３０４）。

そして、撮像領域を越えた移動撮像終了位置（図１（ｂ）のｎの位置）に作業塔１９−１が到達すると（Ｓ３０６）、移動中認識処理を終了する。
一方、ステップＳ３００において自軸が対向軸と衝突すると判定される場合は、設定情報に指定された当該部品の「移動中認識条件」の設定から当該部品の「停止認識条件」の設定に認識方法を切り替え、図４（ａ）で説明した「停止認識処理フロー」を実行する（Ｓ３０８）。

図５は、図４（ｂ）のステップＳ３００における自軸と対向軸との衝突の可能性を判定する処理フローの一例である。
なお、本例では自軸或いは対向軸に対して優先権を設定するものとし、該優先権の変更は優先軸が停止したときのみ行うことが可能であるものとする。

また、以下の処理では、ＣＰＵ３０内蔵の（又はＲＡＭ３３に領域設定された）レジスタＡF 、ＡT 、ＢF 、ＢT 、及びα1を使用する。
レジスタＡF には、自軸の移動中認識終了位置データ（本例では作業塔１９−１が移動するｎの位置データ）が格納される。

また、レジスタＡT には、自軸の停止目標位置データが格納される。
レジスタＢF には、対向軸の到達目標位置データ（本例では作業塔１９−２の移動目標位置データであって、例えばピック時はピック位置データ、画像認識時は認識終了予定位置データ、プレース時は部品搭載位置データとなる）が格納される。この到達目標位置データＢF は、プレース時において、初期時にはプログラム上のパラメータで指定される搭載位置よりも認識補正範囲量（画像認識により発生し得る最大補正量）分だけ手前に設定される。したがって、画像認識による補正データが入力された場合、到達目標位置データＢF は、必ず値が増加する方向へ変化する。

また、レジスタＢT には、対向軸の一時的停止目標位置（自軸との衝突を避けるために到達目標位置に到達するまでの間に一時的に停止する位置）データが格納される。
また、レジスタα1 には、自軸と対向軸が衝突しない安全距離データ（例えば互いのＸ軸レール同士、作業塔同士、搭載ヘッド同士、または吸着部品同士が衝突しない距離）が格納される。

先ず自軸が優先軸として設定されているか否かを判別する（Ｓ４００）。
そして、自軸に優先権が設定なされていないときは、「ＡF ＜（ＢT −α1 ）」で且つ「ＡF ＜（ＢF −α1 ）」であるか否かを判別する（Ｓ４０２）。すなわち「移動中認識」の場合に自軸が到達の目標とするｎの位置（ＡＦに格納される値） が、対向軸の一時的停止目標位置（ＢTに格納される値） に対して安全距離（α1に格納される値） を置いた手前の位置よりもさらに手前の位置であり、且つ、ｎの位置が、対向軸の到達目標位置（ＢFに格納される値） に対して上記安全距離 を置いた手前の位置よりも更に手前であるか否かを判別する。

そして、上記いずれか一方でも否である、すなわち自軸と対向軸との衝突が予測されたときは、自軸と対向軸とが衝突しないｍの位置データをレジスタＡＴに設定する（Ｓ４０４）。

一方、ステップＳ４００において自軸に優先権の設定がなされている場合は、「ＡF ＜（ＢT −α1 ）」であるか否かを判別する（Ｓ４０６）。すなわち「移動中認識」の場合に自軸が到達目標とするｎの位置（ＡＦに格納される値） が、対向軸の一時的停止目標位置（ＢTに格納される値） に対して安全距離（α1に格納される値） を置いた手前の位置よりもさらに手前の位置であるか否かを判別する。

そして、ステップＳ４０６の判定結果が否の場合はステップＳ４０４に移行し、ｍの位置データをレジスタＡＴに設定する。
一方、ステップＳ４０６で「ＡF ＜（ＢT −α1 ）」である判定の場合は、干渉領域であるｎの位置において自軸と対向軸が衝突する可能性はないため、ｎの位置データをレジスタＡＴに設定する（Ｓ４０８）。なお、この処理は、ステップＳ４０２の判定で「ＡF ＜（ＢT −α1 ）」で且つ「ＡF ＜（ＢF −α1 ）」であると判定された場合においても同様に実行される。

そして、レジスタＡＴの値がｎの位置データであるか否か判定される（Ｓ４１０）。
このとき、ｎの位置データでない場合（すなわちｍの位置データである場合）は、当該吸着部品に対する認識処理を「移動中認識処理」から「停止認識処理」に変更するように各部に対する設定条件を切り替え（Ｓ４１２）、本処理を終了する。

一方、ステップＳ４１０において、ｎの位置データである場合は、当該吸着部品に対する停止認識処理の設定を変更することなく、本処理を終了する。
以上の処理は対向軸同士で互いに独立して実行され、相手の処理が停止した場合においても自己の処理を継続して行なう。

図６は、上記切り替え処理を適用した場合の自軸及び対向軸の退避動作の一例を示したものである。なお同図は、その退避動作が分かり易いように部品搭載装置の上方側から作図し、図１に対応する部分は図１で使用した番号を付している。

また、上述した例に合わせ、搭載ヘッド２１−１ａ及び２１−１ｂを構成する作業塔１９−１を自軸側とし、搭載ヘッド２１−２ａ及び２１−２ｂを構成する不図示の作業塔１９−２を対向軸側とする。

同図に実線矢印で示される対向軸の移動経路パターンでは、最終の到達目標位置が自軸と安全距離を保てる位置になる。このため、例えば当該吸着部品の認識方法が「移動中認識」に設定されていても、自軸が位置ｌから位置ｎまで移動しても位置ｎで対向軸と衝突する可能性がないことが予測されるため、当該「移動中認識」を行なうことができる。

この場合の自軸の移動経路を同図において実線矢印で示している。自軸は、位置ｌで待機することなく、位置ｌから位置ｎまで一定速度で移動し、その後、位置ｎから部品搭載位置への移動する。

一方、同図に破線矢印で示される対向軸の移動経路パターンでは、対向軸の最終の到達目標位置が、自軸の移動中認識終了位置ｎと安全距離が保たれない位置にまで及ぶ。このため、例えば当該吸着部品の認識方法が「移動中認識」に設定されている場合は、自軸が位置ｎに移動するとその位置で対向軸と衝突することが予測される。よって、自軸の認識方法が「移動中認識」から「停止認識」に切り替えられることで、同図に自軸の移動経路が破線で示されるように、自軸は位置ｌで待機することなく、位置ｌから位置ｍまで前進して停止認識を行ない、干渉領域内で対向軸と衝突する可能性のなくなったタイミングで干渉領域内へ進入する。

なお、以上の処理は、部品搭載装置の中央制御装置に構成されるＲＡＭに当該処理プログラムを予め記憶させたり、或いは外部記録装置からＲＡＭに記憶させるなどして、ＣＰＵ（中央処理装置）に当該処理プログラムを実行させることにより実現できる。

また、上記処理はプログラムの形態で配布することもできる。
その場合、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの記録媒体に上記プログラムを記録させて配布したり、或いは、公衆網等で用いられる伝送媒体を介して、そのプログラムの一部、若しくは全部を配信するようにしたりすることができる。

そして、上記形態で配布されたプログラムを取得したユーザは、コンピュータなどのデータ処理装置に構成される、例えば、上記記録媒体に記録された情報を読み取る読み取り部や外部機器とデータ通信を行なう通信部などから、各々がバスを介して接続されるＲＡＭやＲＯＭなどのメモリに上記プログラムを読み込ませ、上記メモリとバスを介して接続されるＣＰＵ（中央処理装置）にそのプログラムを実行させることで、上記処理をユーザの部品搭載装置において実現することが可能となる。

以上のように本発明の実施形態によれば、撮像カメラで吸着部品を撮像し、撮像した情報を中央処理装置で解析する撮像工程において、対向軸との干渉領域に到達する「移動中認識」を行なう場合であっても、その到達位置で対向軸と衝突する可能性のある場合は「移動中認識」を「停止認識」に切り替えることができるので、撮像カメラが停止認識する撮像領域内の位置まで自軸を前進させることができるようになる。このため、干渉領域内で対向軸と衝突する危険性が回避されるまで自軸を撮像領域外に待機させておく必要がなくなり、最低でも「停止認識」の生産スピードを得る事ができ、これまで以上に生産時間の短縮が期待される。基板の種類によっては、１枚あたり数百点の部品搭載が行なわれるため、この場合、１枚あたり数秒（例えば２から６秒程度）のスピード化が実現できる。

本発明の実施形態による部品搭載装置の一例である。 中央制御装置のブロック図である。 搬送機構の制御ブロック図である。 部品搭載処理の全体フローである。 認識処理フローである。 停止認識切り替え処理フローである。 従来の対向二軸型部品搭載装置である。

符号の説明

１０ 部品搭載装置
１３ プリント基板
１４ａ、１４ｂ Ｙ軸レール
１５−１、１５−２ Ｘ軸レール
１９−１、１９−２ 作業塔
２１−１ａ、２１−１ｂ、２１−２ａ、２１−２ｂ 搭載ヘッド
２４−１、２４−２ テープカセット式部品供給装置
２５−１、２５−２ 撮像カメラ
ｌ 撮像領域に対する進入位置
ｍ 停止認識時の作業塔の停止位置
ｎ 移動中認識終了位置

Claims (3)

1. 少なくとも二つの独立して動作する作業塔を有し、前記各作業塔で取得した電子部品を移動中認識または停止認識させることのできる部品搭載装置であって、
   前記第一の作業塔の前記移動中認識における到達位置で前記第一の作業塔と前記第二の作業塔とが衝突するか否かを予測する予測機能と、
   前記到達位置における前記第一の作業塔と前記第二の作業塔との衝突が予測された場合に前記移動中認識を前記停止認識に自動的に切り替える切り替え機能と、
   を備えることを特徴とする部品搭載装置。
2. 前記予測機能及び前記切替機能を前記作業塔毎に独立して備える、ことを特徴とする請求項１に記載の部品搭載装置。
3. 少なくとも二つの独立して動作する作業塔を有し、前記各作業塔で取得した電子部品を移動中認識または停止認識させることのできる部品搭載装置で実行可能なプログラムであって、
   前記第一の作業塔の前記移動中認識における到達位置で前記第一の作業塔と前記第二の作業塔とが衝突するか否かを予測する予測機能と、
   前記到達位置における前記第一の作業塔と前記第二の作業塔との衝突が予測された場合に前記移動中認識を前記停止認識に自動的に切り替える切り替え機能と、
   を実現するプログラム。

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