JP2012238714A - 電子部品実装機および部品高さ測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に電子部品の部品高さを測定可能な電子部品実装機および部品高さ測定方法を提供することを課題とする。
【解決手段】電子部品実装機１は、基板上面高度ｈ０と略等しい検出高度ｈ１の検出面６１０ｆを有する高度センサ６ｆ、６ｒと、電子部品Ｐを吸着する吸着面９１０を有する吸着ノズル９１と、吸着面９１０を検出面６１０ｆに接触させ吸着面高度と検出高度ｈ１つまり基板上面高度ｈ０とを一致させる吸着面接触ステップと、吸着ノズル９１で吸着した電子部品Ｐの下面を検出面６１０ｆに接触させ部品下面高度と検出高度ｈ１つまり基板上面高度ｈ０と、を一致させる部品下面接触ステップと、吸着面接触ステップにおける吸着ノズル９１の下降量Ｌ０と、部品下面接触ステップにおける吸着ノズル９１の下降量Ｌ１と、の差分から、電子部品Ｐの高さを算出する部品高さ算出ステップと、を実行する制御部１０と、を備える。
【選択図】図１３

Description

本発明は、基板に装着する電子部品の部品高さを測定可能な電子部品実装機および部品高さ測定方法に関する。

電子部品実装機の制御部には、予め、装着予定の電子部品の部品高さ（電子部品の上下方向厚さ）が入力されている。電子部品を基板に装着する際の吸着ノズルの下降量（装着ストローク）は、当該部品高さを参照して決定されている。

しかしながら、制御部に入力されている電子部品の部品高さ（規格値）と、実際の電子部品の部品高さ（実際値）と、が一致していない場合がある。例えば、同じ規格の電子部品であっても、メーカーにより実際の電子部品の寸法がばらつく場合がある。また、同じメーカー製の電子部品であっても、ロット間で電子部品の寸法がばらつく場合がある。

規格値に対して実際値が大きい場合、電子部品の下面から基板の上面までの距離に対して、吸着ノズルの下降量が大きくなってしまう。つまり、オーバーストロークの状態になってしまう。このため、電子部品を基板に装着する際、電子部品の下面が基板の上面に衝突してしまう。したがって、電子部品に過大な負荷が加わってしまう。

一方、規格値に対して実際値が小さい場合、電子部品の下面から基板の上面までの距離に対して、吸着ノズルの下降量が小さくなってしまう。つまり、アンダーストロークの状態になってしまう。このため、電子部品を基板に装着する際、電子部品の下面が基板の上面に到達しない状態で、吸着ノズルが停止することになる。この状態で吸着ノズルが電子部品を解放すると、電子部品が基板の上面に落下してしまう。

上記オーバーストロークを補正するために、特許文献１には、吸着ノズルとラインセンサと装着力測定素子と制御部とを備える電子部品実装機が開示されている。制御部には、予め、装着予定の電子部品の部品高さが入力されている。ラインセンサは、投光部と受光部とを備えている。投光部と受光部とは水平方向に対向して配置されている。装着力測定素子は、基板の上面と同じ高度に配置されている。

電子部品を基板に装着する際の吸着ノズルの下降量は、以下の手順により決定される。まず、ラインセンサにより、吸着ノズルにおける電子部品の吸着状態を検出する。そして、制御部の有する部品高さから設定される吸着ノズルの下降量を、ラインセンサの測定データにより補正する。次いで、装着力測定素子により、オーバーストロークの量を検出する。すなわち、装着力測定素子に対して電子部品吸着済みの吸着ノズルを下降させることにより、電子部品の下面を装着力測定素子に接触させる。当該接触により検出される電子部品の装着力を基にオーバーストロークの量を検出する。そして、吸着ノズルの下降量（ラインセンサの測定データにより補正済み）を、オーバーストローク量の分だけ、小さくする。

特開平１１−３１８９９号公報

しかしながら、特許文献１には、アンダーストロークの補正に関する記載はない。また、特許文献１の電子部品実装機によると、吸着ノズルの下降量の補正に、ラインセンサ、装着力測定素子という二つのセンサが必要である。このため、補正作業が複雑である。また、補正作業に時間がかかる。

本発明の電子部品実装機および部品高さ測定方法は、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、簡単に電子部品の部品高さを測定可能な電子部品実装機および部品高さ測定方法を提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明の電子部品実装機は、基板の上面の高度である基板上面高度と略等しい検出高度において検出対象物の接触を検出する上向きの検出面を有する高度センサと、電子部品を吸着する下向きの吸着面を有し、該電子部品を該基板の該上面に装着する吸着ノズルと、該吸着ノズルを下降させ、該吸着面を該検出面に接触させることにより、該吸着面の高度である吸着面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる吸着面接触ステップと、該吸着面に該電子部品が吸着された状態で該吸着ノズルを下降させ、該電子部品の下面を該検出面に接触させることにより、該電子部品の該下面の高度である部品下面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる部品下面接触ステップと、該吸着面接触ステップにおける該吸着ノズルの下降量と、該部品下面接触ステップにおける該吸着ノズルの下降量と、の差分から、該電子部品の高さを算出する部品高さ算出ステップと、を実行する制御部と、を備えることを特徴とする。

ここで、「基板上面高度と略等しい検出高度」とは、制御部が吸着面接触ステップと部品下面接触ステップと部品高さ算出ステップとを実行しても、電子部品の吸着から装着までのサイクルタイムに影響しない程度の高度差を、検出高度が含んでいてもよいことをいう。

本発明の電子部品実装機は、高度センサと、吸着ノズルと、制御部と、を備えている。高度センサは、上向きの検出面を備えている。検出面は、基板の上面の高度である基板上面高度と略等しい検出高度において、検出対象物（吸着面接触ステップにおいては吸着ノズルの吸着面、部品下面接触ステップにおいては電子部品の下面）の接触を検出することができる。

制御部は、吸着面接触ステップと、部品下面接触ステップと、部品高さ算出ステップと、を実行する。吸着面接触ステップにおいては、電子部品未吸着の状態で吸着ノズルを下降させ、吸着ノズルの吸着面を検出面に接触させる。部品下面接触ステップにおいては、電子部品吸着済みの状態で吸着ノズルを下降させ、電子部品の下面を検出面に接触させる。部品高さ算出ステップにおいては、上記二つのステップ間における吸着ノズルの下降量の差分から、電子部品の部品高さ（電子部品の上下方向厚さ）を算出する。

本発明の電子部品実装機によると、単一のセンサ（高度センサ）を用いて電子部品の部品高さを算出することができる。また、算出された部品高さを参照して、電子部品を基板に装着する際の吸着ノズルの下降量（装着ストローク）を決定することができる。このため、オーバーストロークやアンダーストロークの状態になることを、簡単に抑制することができる。

また、部品高さ算出ステップにおいては、吸着面接触ステップにおける吸着ノズルの下降量と、部品下面接触ステップにおける吸着ノズルの下降量と、の差分から電子部品の部品高さを算出している。このため、仮に高度センサが検出誤差を有する場合であっても、差分を算出することにより、当該誤差を相殺することができる。したがって、本発明の電子部品実装機によると、部品高さの算出精度が高くなる。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、複数の前記電子部品が収容された部品供給部材が交換可能に配置される部品供給装置を備え、前記制御部は、該部品供給部材の交換後に、前記部品下面接触ステップおよび前記部品高さ算出ステップを実行する構成とする方がよい。

同じ部品供給部材に収容された複数の電子部品間においては、部品高さがばらつきにくい。これに対して、異なる部品供給部材に収容された複数の電子部品間においては、部品高さがばらつきやすい。この点に鑑み、本構成では、部品供給部材を交換するタイミングで、部品下面接触ステップおよび部品高さ算出ステップを実行している。

本構成によると、電子部品の部品高さが変化しやすいタイミングで、部品高さ、つまり電子部品を基板に装着する際の吸着ノズルの下降量を補正することができる。このため、生産開始時に限って部品下面接触ステップおよび部品高さ算出ステップを実行する場合と比較して、電子部品の装着精度が向上する。また、電子部品を装着する度に逐一部品下面接触ステップおよび部品高さ算出ステップを実行する場合と比較して、基板の生産性が向上する。

（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記吸着ノズルの前記吸着面に対する前記電子部品の吸着状態を撮像するパーツカメラを備え、前記制御部は、前記部品下面接触ステップの前後のうち少なくとも一方の機会に、該パーツカメラにより該吸着面に対する該電子部品の吸着状態を確認する吸着状態確認ステップを実行する構成とする方がよい。

吸着状態確認ステップを実行すると、吸着面に対する電子部品の吸着状態（例えば、位置ずれの有無など）を確認することができる。すなわち、吸着面の所定の位置に所定の状態で電子部品を吸着させることができる。このため、部品下面接触ステップ前に吸着状態確認ステップを実行すると、部品下面接触ステップにおける吸着ノズルの下降量の検出精度が向上する。また、部品下面接触ステップ後に吸着状態確認ステップを実行すると、電子部品の装着精度が向上する。

（４）上記課題を解決するため、本発明の部品高さ測定方法は、基板の上面の高度である基板上面高度と略等しい検出高度において検出対象物の接触を検出する上向きの検出面を有する高度センサに対して、下向きの吸着面を有する吸着ノズルを下降させ、該吸着面を該検出面に接触させることにより、該吸着面の高度である吸着面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる吸着面接触ステップと、該高度センサに対して、該吸着面に電子部品が吸着された状態で該吸着ノズルを下降させ、該電子部品の下面を該検出面に接触させることにより、該電子部品の該下面の高度である部品下面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる部品下面接触ステップと、該吸着面接触ステップにおける該吸着ノズルの下降量と、該部品下面接触ステップにおける該吸着ノズルの下降量と、の差分から、該電子部品の高さを算出する部品高さ算出ステップと、を有することを特徴とする。

ここで、「基板上面高度と略等しい検出高度」とは、本発明の部品高さ測定方法が実行されても、電子部品の吸着から装着までのサイクルタイムに影響しない程度の高度差を、検出高度が含んでいてもよいことをいう。

本発明の部品高さ測定方法は、吸着面接触ステップと、部品下面接触ステップと、部品高さ算出ステップと、を有している。吸着面接触ステップにおいては、電子部品未吸着の状態で吸着ノズルを下降させ、吸着ノズルの吸着面を検出面に接触させる。部品下面接触ステップにおいては、電子部品吸着済みの状態で吸着ノズルを下降させ、電子部品の下面を検出面に接触させる。部品高さ算出ステップにおいては、上記二つのステップ間における吸着ノズルの下降量の差分から、電子部品の部品高さ（電子部品の上下方向厚さ）を算出する。

本発明の部品高さ測定方法によると、単一のセンサ（高度センサ）を用いて電子部品の部品高さを算出することができる。また、算出された部品高さを参照して、電子部品を基板に装着する際の吸着ノズルの下降量（装着ストローク）を決定することができる。このため、オーバーストロークやアンダーストロークの状態になることを、簡単に抑制することができる。

また、部品高さ算出ステップにおいては、吸着面接触ステップにおける吸着ノズルの下降量と、部品下面接触ステップにおける吸着ノズルの下降量と、の差分から電子部品の部品高さを算出している。このため、仮に高度センサが検出誤差を有する場合であっても、差分を算出することにより、当該誤差を相殺することができる。したがって、本発明の部品高さ測定方法によると、部品高さの算出精度が高くなる。

（５）好ましくは、上記（４）の構成において、複数の前記電子部品が収容された部品供給部材が交換可能に配置される部品供給装置において、該部品供給部材の交換後に、前記部品下面接触ステップおよび前記部品高さ算出ステップは実行される構成とする方がよい。

本構成によると、電子部品の部品高さが変化しやすいタイミングで、部品高さ、つまり電子部品を基板に装着する際の吸着ノズルの下降量を補正することができる。このため、生産開始時に限って部品下面接触ステップおよび部品高さ算出ステップを実行する場合と比較して、電子部品の装着精度が向上する。また、電子部品を装着する度に逐一部品下面接触ステップおよび部品高さ算出ステップを実行する場合と比較して、基板の生産性が向上する。

（６）好ましくは、上記（５）の構成において、前記部品下面接触ステップ前後のうち少なくとも一方の機会に、前記吸着ノズルの前記吸着面に対する前記電子部品の吸着状態を確認する吸着状態確認ステップを有する構成とする方がよい。

吸着状態確認ステップを実行すると、吸着面に対する電子部品の吸着状態（例えば、位置ずれの有無など）を確認することができる。すなわち、吸着面の所定の位置に所定の状態で電子部品を吸着させることができる。このため、部品下面接触ステップ前に吸着状態確認ステップを実行すると、部品下面接触ステップにおける吸着ノズルの下降量の検出精度が向上する。また、部品下面接触ステップ後に吸着状態確認ステップを実行すると、電子部品の装着精度が向上する。

本発明によると、簡単に電子部品の部品高さを測定可能な電子部品実装機および部品高さ測定方法を提供することができる。

本発明の一実施形態の電子部品実装機の上面図である。 同電子部品実装機の右側面図である。 図２の枠ＩＩＩ内の拡大図である。 同電子部品実装機の装着ヘッドの透過斜視図である。 同装着ヘッドの左右方向断面図である。 同電子部品実装機のブロック図である。 同電子部品実装機の装着ヘッドの、ノズル下降第一段階における左右方向断面図である。 同装着ヘッドの、ノズル下降第二段階における左右方向断面図である。 同電子部品実装機の吸着面接触ステップにおける拡大右側面図である。 同電子部品実装機の電子部品吸着時における拡大右側面図である。 同電子部品実装機の第一吸着状態確認ステップにおける拡大右側面図である。 同電子部品実装機の部品下面接触ステップにおける拡大右側面図である。 同電子部品実装機の部品高さ算出ステップの模式図である。

以下、本発明の電子部品実装機および部品高さ測定方法の実施の形態について説明する。

＜電子部品実装機の機械的構成＞
まず、本実施形態の電子部品実装機の機械的構成について説明する。図１に、本実施形態の電子部品実装機の上面図を示す。図２に、同電子部品実装機の右側面図を示す。図３に、図２の枠ＩＩＩ内の拡大図を示す。

図１〜図３に示すように、本実施形態の電子部品実装機１は、ベース２と、ＸＹロボット３と、基板搬送部４と、基板バックアップ部５と、高度センサ６ｆ、６ｒと、部品供給装置７ｆ、７ｒと、パーツカメラ８ｆ、８ｒと、リボルバヘッド９と、制御部と、を備えている。

［ベース２］
ベース２は、床面に配置されている。ベース２の上面には、前後一対のＸ方向ガイドレール２０ｆ、２０ｒが配置されている。Ｘ方向ガイドレール２０ｆ、２０ｒは、左右方向に延在している。Ｘ方向ガイドレール２０ｆ、２０ｒは、装着ヘッド３２をＸ方向に案内する、Ｘ方向ガイド部としての機能を有している。

［ＸＹロボット３］
ＸＹロボット３は、Ｘ方向移動部３０と、Ｙ方向移動部３１と、装着ヘッド３２と、を備えている。Ｘ方向移動部３０は、前後一対の脚部３００ｆ、３００ｒと、移動部本体３０１と、を備えている。Ｘ軸モータ（図略）の駆動力により、脚部３００ｆ、３００ｒは、Ｘ方向ガイドレール２０ｆ、２０ｒに対して、左右方向に摺動可能である。Ｘ軸モータは、吸着ノズルを左右方向に駆動する、Ｘ方向駆動部としての機能を有している。移動部本体３０１は、脚部３００ｆ、３００ｒ間に架設されている。移動部本体３０１の右面には、上下一対のＹ方向ガイドレール３０２Ｕ、３０２Ｄが配置されている。Ｙ方向ガイドレール３０２Ｕ、３０２Ｄは、装着ヘッド３２をＹ方向に案内する、Ｙ方向ガイド部としての機能を有している。Ｙ軸モータ（図略）の駆動力により、Ｙ方向移動部３１は、Ｙ方向ガイドレール３０２Ｕ、３０２Ｄに対して、前後方向に摺動可能である。Ｙ軸モータは、吸着ノズルを前後方向に駆動する、Ｙ方向駆動部としての機能を有している。

図４に、本実施形態の電子部品実装機の装着ヘッドの透過斜視図を示す。図５に、同装着ヘッドの左右方向断面図を示す。図４、図５に示すように、装着ヘッド３２は、ブラケット部３２０と、Ｚ軸モータ３２１と、ボールねじ部３２２と、ナット部３２３と、ヘッド本体３２４と、ノズル回転用ギア部３２５と、フック回転用ギア部３２６と、を備えている。

ブラケット部３２０は、Ｙ方向移動部３１の右面に固定されている。ブラケット部３２０には、収容孔３２０ａが穿設されている。収容孔３２０ａの内周面には、上下一対の軸受部３２０ｂが配置されている。Ｚ軸モータ３２１は、ブラケット部３２０の上面に配置されている。Ｚ軸モータ３２１は、吸着ノズル９１を上下方向に駆動する、Ｚ方向駆動部としての機能を有している。ボールねじ部３２２は、Ｚ軸モータ３２１の駆動軸に連結されている。ボールねじ部３２２は、上下方向に延在している。ボールねじ部３２２の外周面には、螺旋状のねじ部が形成されている。ボールねじ部３２２は、ヘッド本体３２４を上下方向に案内する、Ｚ方向ガイド部としての機能を有している。ナット部３２３の内周面には、螺旋状のねじ部が形成されている。ナット部３２３は、多数のボール（図略）を介して、ボールねじ部３２２に螺合されている。ボールねじ部３２２が軸周りに回転することにより、ナット部３２３は上下方向に移動可能である。

ヘッド本体３２４は、スプライン軸部３２４ａと、ノズル取付部３２４ｂと、を備えている。スプライン軸部３２４ａは、上下方向に延在している。スプライン軸部３２４ａの上端は、ナット部３２３に取り付けられている。スプライン軸部３２４ａは、ナット部３２３に対して軸周りに回転可能である。スプライン軸部３２４ａの外周面には、軸方向に延びる直線状のスプライン部が形成されている。スプライン軸部３２４ａは、収容孔３２０ａに挿通されている。ノズル取付部３２４ｂは、スプライン軸部３２４ａの下端に配置されている。ノズル取付部３２４ｂには、吸着ノズル９１を一つ、または複数備えるノズル部材（例えば、後述するリボルバヘッド９）が、交換可能に取り付けられている。

ノズル回転用ギア部３２５は、ギア本体３２５ａと、スプライン筒部３２５ｂと、ガイド筒部３２５ｃと、を備えている。スプライン筒部３２５ｂは、上下方向に延在している。スプライン筒部３２５ｂの内周面には、軸方向に延びる直線状のスプライン部が形成されている。スプライン筒部３２５ｂは、軸受部３２０ｂとスプライン軸部３２４ａとの間に配置されている。スプライン筒部３２５ｂとスプライン軸部３２４ａとは噛合している。ギア本体３２５ａは、スプライン筒部３２５ｂの下端に配置されている。ギア本体３２５ａとノズル駆動ギア部３２５ｄ（図４参照）とは噛合している。ノズル駆動ギア部３２５ｄには、第一θ軸モータ（図略）から駆動力が伝達される。第一θ軸モータの駆動力により、ギア本体３２５ａつまりノズル回転用ギア部３２５は、軸受部３２０ｂに対して、軸周りに回転可能である。第一θ軸モータは、吸着ノズルを水平面内で回転させる、θ方向駆動部としての機能を有している。ガイド筒部３２５ｃは、ギア本体３２５ａの下面に配置されている。

フック回転用ギア部３２６は、ギア本体３２６ａと、フック３２６ｂと、を備えている。ギア本体３２６ａは、ガイド筒部３２５ｃの外周面に環装されている。ギア本体３２６ａとフック駆動ギア部３２６ｃ（図４参照）とは噛合している。フック駆動ギア部３２６ｃには、第二θ軸モータ（図略）から駆動力が伝達される。第二θ軸モータの駆動力により、ギア本体３２６ａつまりフック回転用ギア部３２６は、ガイド筒部３２５ｃに対して、軸周りに回転可能である。第二θ軸モータは、フック３２６ｂを水平面内で回転させる、θ方向駆動部としての機能を有している。フック３２６ｂは、ギア本体３２６ａの下面に配置されている。フック３２６ｂは、下方に延在している。

［リボルバヘッド９］
リボルバヘッド９は、ヘッド本体９０と、合計１２個の吸着ノズル９１と、合計１２個のレバー部９２と、合計１２個のキャップ９３と、を備えている。ヘッド本体９０は、短軸円柱状を呈している。ヘッド本体９０は、ノズル取付部３２４ｂに交換可能に取り付けられている。ヘッド本体９０の外周面には、合計１２個のレバー部収容孔９００が形成されている。レバー部収容孔９００は、径方向に延在している。ヘッド本体９０の下面には、合計１２個のノズル収容孔９０１が形成されている。ノズル収容孔９０１は、上下方向に延在している。レバー部収容孔９００の径方向内端とノズル収容孔９０１の上端とは連通している。

レバー部９２は、レバー本体９２０と、揺動軸９２１と、枠体９２２と、を備えている。枠体９２２は、レバー部収容孔９００に嵌入されている。レバー本体９２０は、揺動軸９２１を介して、枠体９２２に、縦方向に揺動可能に取り付けられている。リボルバヘッド９が上下方向に移動することにより、レバー本体９２０の径方向外端は、フック３２６ｂに、係脱可能である。

キャップ９３は、下方に開口する有底筒状を呈している。キャップ９３は、ノズル収容孔９０１の径方向内側に配置されている。キャップ９３の上端は、レバー本体９２０の径方向内端に、係合している。レバー本体９２０が揺動することにより、キャップ９３は、ノズル収容孔９０１の径方向内側を、上下方向に移動可能である。

吸着ノズル９１は、キャップ９３の径方向内側に嵌入されている。吸着ノズル９１の下端面は、吸着面９１０である。吸着面９１０には、圧力供給孔（図略）を介して、キャップ９３の内部から、負圧、正圧が切替可能に供給される。当該負圧により、吸着ノズル９１は電子部品を吸着可能である。また、当該正圧により、吸着ノズル９１は電子部品を解放可能である。

［基板搬送部４］
図１〜図３に戻って、基板搬送部４は、前後一対の壁部４０ｆ、４０ｒと、前後一対のコンベアベルト４１ｆ、４１ｒと、を備えている。基板搬送部４は、ベース２の上面に配置されている。基板搬送部４は、前後一対のＸ方向ガイドレール２０ｆ、２０ｒ間に配置されている。基板搬送部４は、Ｘ方向移動部３０の移動部本体３０１の下方に配置されている。

図３に示すように、壁部４０ｆは、壁部本体４００ｆとクランプ部４０１ｆとを備えている。クランプ部４０１ｆは、壁部本体４００ｆの上端に配置されている。壁部４０ｒの構成は、壁部４０ｆの構成と同様である。壁部４０ｒの配置は、壁部４０ｆの配置と前後対称である。コンベアベルト４１ｆは、壁部４０ｆの後面に配置されている。コンベアベルト４１ｒは、壁部４０ｒの前面に配置されている。基板搬送時において、基板Ｂは、コンベアベルト４１ｆ、４１ｒにより、左右方向に搬送される。

［基板バックアップ部５］
基板バックアップ部５は、バックアップテーブル５０と、昇降ロッド５１と、多数のバックアップピン５２と、を備えている。基板バックアップ部５は、前後一対の壁部４０ｆ、４０ｒ間に配置されている。昇降ロッド５１は、ベース２の上面に対して、上下方向に出没可能に配置されている。バックアップテーブル５０は、昇降ロッド５１の上端に配置されている。多数のバックアップピン５２は、バックアップテーブル５０の上面に配置されている。図１〜図３に示すように、電子部品装着時において、基板Ｂは、基板搬送部４のクランプ部４０１ｆと、基板バックアップ部５のバックアップピン５２と、により上下方向から挟持され、固定される。

［高度センサ６ｆ、６ｒ］
高度センサ６ｆは、センサ本体６０ｆとシャフト６１ｆとを備えている。図３に示すように、センサ本体６０ｆは、壁部４０ｆの前面に配置されている。シャフト６１ｆは、センサ本体６０ｆの上面から上方に延在している。シャフト６１ｆの上端面は、検出面６１０ｆである。検出面６１０ｆの高度（検出高度ｈ１）は、電子部品装着時における基板Ｂの上面の高度（基板上面高度ｈ０）と一致している。検出面６１０ｆに検出対象物が接触すると、高度センサ６ｆは後述する制御部に電気信号を送信する。高度センサ６ｒは、壁部４０ｒの後面に配置されている。高度センサ６ｒの構成は、高度センサ６ｆの構成と同様である。

［部品供給装置７ｆ、７ｒ］
部品供給装置７ｆ、７ｒは、いわゆるテープフィーダである。部品供給装置７ｆは、ベース２の前縁に取り付けられている。部品供給装置７ｆには、交換可能に、多数の部品供給部材７０ｆが配置されている。部品供給部材７０ｆは、いわゆるテープである。部品供給部材７０ｆには、多数の電子部品が収容されている。多数の電子部品は、図１にハッチングで示す部品供給位置Ｐ０から、吸着ノズル９１により取り出される。部品供給装置７ｒは、ベース２の後縁に取り付けられている。部品供給装置７ｒの構成は、部品供給装置７ｆの構成と同様である。

［パーツカメラ８ｆ、８ｒ］
パーツカメラ８ｆは、脚部３００ｆの右面に配置されている。パーツカメラ８ｆは、部品供給装置７ｆと基板Ｂとの間に配置されている。このため、電子部品装着時において、吸着ノズル９１は、必ずパーツカメラ８ｆの上空を通過する。パーツカメラ８ｒは、脚部３００ｒの右面に配置されている。

＜電子部品実装機の電気的構成＞
次に、本実施形態の電子部品実装機の電気的構成について説明する。図６に、本実施形態の電子部品実装機のブロック図を示す。図６に示すように、制御部１０は、演算部１００と、記憶部１０１と、入出力部１０２と、を備えている。入出力部１０２には、パーツカメラ８ｆ、８ｒと、画像処理装置１０３と、高度センサ６ｆ、６ｒと、Ｘ軸モータ１０４と、Ｙ軸モータ１０５と、Ｚ軸モータ３２１と、第一θ軸モータ１０６と、第二θ軸モータ１０７と、が電気的に接続されている。

画像処理装置１０３は、図２に示すパーツカメラ８ｆ、８ｒにより撮像された画像を処理する。Ｘ軸モータ１０４は、図２に示す脚部３００ｆ、３００ｒを、Ｘ方向ガイドレール２０ｆ、２０ｒに沿って移動させる。Ｙ軸モータ１０５は、図２に示すＹ方向移動部３１を、Ｙ方向ガイドレール３０２Ｕ、３０２Ｄに沿って移動させる。Ｚ軸モータ３２１は、図５に示すヘッド本体３２４、リボルバヘッド９を、スプライン筒部３２５ｂの内周面に沿って移動させる。第一θ軸モータ１０６は、図４に示すノズル回転用ギア部３２５、ヘッド本体３２４、リボルバヘッド９を、回転させる。第二θ軸モータ１０７は、図４に示すノズル回転用ギア部３２５、ヘッド本体３２４、リボルバヘッド９に対して、フック回転用ギア部３２６を独立して回転させる。

＜吸着ノズルの動き＞
次に、本実施形態の電子部品実装機の吸着ノズルの動きについて説明する。吸着ノズル９１を左右方向に移動させる場合は、図６に示す制御部１０が、Ｘ軸モータ１０４を駆動する。すなわち、図２に示すＸ方向移動部３０ごと、吸着ノズル９１を左右方向に移動させる。

吸着ノズル９１を前後方向に移動させる場合は、図６に示す制御部１０が、Ｙ軸モータ１０５を駆動する。すなわち、図２に示すＹ方向移動部３１ごと、吸着ノズル９１を前後方向に移動させる。

吸着ノズル９１を下降させる場合は、以下のように装着ヘッド３２を駆動する。図７に、本実施形態の電子部品実装機の装着ヘッドの、ノズル下降第一段階における左右方向断面図を示す。図８に、同装着ヘッドの、ノズル下降第二段階における左右方向断面図を示す。

図７に示すように、ノズル下降第一段階においては、まず、図６に示す制御部１０が、第一θ軸モータ１０６を駆動する。そして、所望の吸着ノズル９１の水平方向位置を調整する。次に、図６に示す制御部１０が、第二θ軸モータ１０７を駆動する。そして、所望の吸着ノズル９１に連動するレバー本体９２０上方に、フック３２６ｂを移動させる。続いて、図６に示す制御部１０が、Ｚ軸モータ３２１を駆動する。Ｚ軸モータ３２１が駆動すると、ボールねじ部３２２が軸周りに回転し、ナット部３２３が下降する。このため、ヘッド本体３２４、リボルバヘッド９が、スプライン筒部３２５ｂの内周面に沿って下降する。一方、ノズル回転用ギア部３２５、フック回転用ギア部３２６の上下方向位置は不動である。このため、所望の吸着ノズル９１に連動するレバー本体９２０の径方向外端と、フック３２６ｂと、が上下方向から当接する。

図８に示すように、ノズル下降第二段階においては、制御部１０が引き続きＺ軸モータ３２１を駆動する。このため、所望の吸着ノズル９１に連動するレバー本体９２０の径方向外端と、フック３２６ｂと、が上下方向から係合する。そして、径方向外端が上昇し、径方向内端が下降するように、レバー本体９２０が縦方向に揺動する。レバー本体９２０の径方向内端には、キャップ９３を介して、吸着ノズル９１が連結されている。このため、レバー本体９２０が縦方向に揺動することにより、吸着ノズル９１は、ヘッド本体９０から押し出されるように、下方に突出する。このようにして、吸着ノズル９１を下降させる。

なお、吸着ノズル９１を上昇させる場合は、制御部１０が上記図７、図８の動作を逆に実行する。

＜部品高さ測定方法＞
次に、本実施形態の部品高さ測定方法について説明する。本実施形態の部品高さ測定方法は、吸着面接触ステップと、第一吸着状態確認ステップと、部品下面接触ステップと、第二吸着状態確認ステップと、部品高さ算出ステップと、を有している。

［吸着面接触ステップ］
吸着面接触ステップは、基板Ｂの生産開始前に実行される。また、１２個の吸着ノズルの各々に対して実行される。図９に、本実施形態の電子部品実装機の吸着面接触ステップにおける拡大右側面図を示す。なお、図９に示す部分は、図２の枠ＩＩＩ内（つまり図３）に対応している。

図９に示すように、本ステップにおいては、まず、装着ヘッド３２を、高度センサ６ｆの真上に移動させる。次に、所望の吸着ノズル９１を下降させる。そして、吸着ノズル９１の吸着面９１０を、高度センサ６ｆのシャフト６１ｆの検出面６１０ｆに、当接させる。図６に示すように、制御部１０には、高度センサ６ｆからの電気信号が入力される。当該電気信号により、制御部１０は、吸着面９１０と検出面６１０ｆとの当接を確認する。制御部１０の記憶部１０１には、吸着ノズル９１の下降量が格納される。

［第一吸着状態確認ステップ］
図２に示すように、基板Ｂの生産が進むのに従って、部品供給装置７ｆの部品供給部材７０ｆの電子部品は、徐々に消費される。部品供給部材７０ｆが空になると、空の部品供給部材７０ｆが、新しい部品供給部材７０ｆに交換される。

第一吸着状態確認ステップは、部品供給部材７０ｆの交換後、所定数の電子部品を装着する際に実行される。図１０に、本実施形態の電子部品実装機の電子部品吸着時における拡大右側面図を示す。なお、図１０に示す部分は、図２の枠ＩＩＩ内（つまり図３）に対応している。

電子部品を部品供給部材７０ｆから取り出す場合は、まず、装着ヘッド３２を、図１に示す部品供給位置Ｐ０の真上に移動させる。次に、所望の吸着ノズル９１を下降させる。そして、図１０に示すように、吸着ノズル９１の吸着面９１０に負圧を供給し、吸着面９１０により電子部品Ｐの上面を吸い付ける。それから、吸着ノズル９１を上昇させる。吸着ノズル９１は、後述するパーツカメラ８ｆ、高度センサ６ｆを経由し、基板Ｂにおける電子部品Ｐの装着座標まで移動する。

図１１に、本実施形態の電子部品実装機の第一吸着状態確認ステップにおける拡大右側面図を示す。なお、図１１に示す部分は、図２の枠ＩＩＩ内（つまり図３）に対応している。

図１１に示すように、本ステップにおいては、まず、電子部品Ｐを吸着した吸着ノズル９１を、パーツカメラ８ｆの真上に移動させる。次に、図６に示す制御部１０は、パーツカメラ８ｆを用いて電子部品Ｐを撮像する。パーツカメラ８ｆの画像は、画像処理装置１０３に取り込まれる。画像処理装置１０３は、吸着ノズル９１に対する電子部品Ｐの吸着状態を確認する。吸着状態が良好である場合は、後述する部品下面接触ステップが実行される。吸着状態が良好でない場合は、吸着状態が補正される。

［部品下面接触ステップ］
部品下面接触ステップは、第一吸着状態確認ステップ同様に、部品供給部材７０ｆの交換後、所定数の電子部品を装着する際に実行される。図１２に、本実施形態の電子部品実装機の部品下面接触ステップにおける拡大右側面図を示す。なお、図１２に示す部分は、図２の枠ＩＩＩ内（つまり図３）に対応している。

図１２に示すように、本ステップにおいては、吸着面接触ステップ（図９参照）同様に、まず、装着ヘッド３２を、高度センサ６ｆの真上に移動させる。次に、電子部品Ｐを吸着した吸着ノズル９１を下降させる。そして、電子部品Ｐの下面を、高度センサ６ｆのシャフト６１ｆの検出面６１０ｆに、当接させる。図６に示すように、制御部１０には、高度センサ６ｆからの電気信号が入力される。当該電気信号により、制御部１０は、電子部品Ｐの下面と検出面６１０ｆとの当接を確認する。制御部１０の記憶部１０１には、吸着ノズル９１の下降量が格納される。

［第二吸着状態確認ステップ］
第二吸着状態確認ステップは、第一吸着状態確認ステップ同様に、部品供給部材７０ｆの交換後、所定数の電子部品を装着する際に実行される。第二吸着状態確認ステップの実行方法は、第一吸着状態確認ステップの実行方法（図１１参照）と同様である。図６に示すように、画像処理装置１０３は、吸着ノズル９１に対する電子部品Ｐの吸着状態を確認する。吸着状態が良好である場合は、後述する部品高さ算出ステップが実行される。吸着状態が良好でない場合（例えば、部品下面接触ステップにより、電子部品Ｐの吸着状態が悪くなった場合）は、吸着状態が補正される。

［部品高さ算出ステップ］
部品高さ算出ステップは、第一吸着状態確認ステップ同様に、部品供給部材７０ｆの交換後、所定数の電子部品を装着する際に実行される。図１３に、本実施形態の電子部品実装機の部品高さ算出ステップの模式図を示す。図１３の左側に示すのが、吸着面接触ステップにおける吸着ノズル９１と高度センサ６ｆである。右側に示すのが、部品下面接触ステップにおける吸着ノズル９１と高度センサ６ｆである。

吸着面接触ステップにおける吸着ノズル９１の下降量Ｌ０（図６に示す記憶部１０１に格納済み）と、部品下面接触ステップにおける吸着ノズル９１の下降量Ｌ１（図６に示す記憶部１０１に格納済み）と、を比較すると、下降量Ｌ０の方が、電子部品Ｐの部品高さＬ２の分だけ、下降量Ｌ１よりも大きくなる。すなわち、部品高さＬ２＝下降量Ｌ０−下降量Ｌ１となる。このように、本ステップにおいては、下降量Ｌ０と下降量Ｌ１との差分から、部品高さＬ２を算出する。

図６に示す記憶部１０１には、予め、電子部品Ｐの種類ごとに、部品高さ（規格値）が格納されている。制御部１０は、当該部品高さ（規格値）を、部品高さ（実測値）Ｌ２により、補正する。そして、電子部品Ｐを基板Ｂに装着する際の吸着ノズル９１の下降量（装着ストローク）を決定する。

それから、制御部１０は、装着ヘッド３２を基板Ｂの装着座標の真上に移動させる。そして、吸着ノズル９１を本ステップで決定された下降量だけ下降させ、装着座標に電子部品Ｐを装着する。

＜作用効果＞
次に、本実施形態の電子部品実装機および部品高さ測定方法の作用効果について説明する。本実施形態の電子部品実装機１および部品高さ測定方法によると、図１３に示すように、単一のセンサ（高度センサ６ｆ、６ｒ）を用いて電子部品Ｐの部品高さＬ２を算出することができる。また、算出された部品高さＬ２を参照して、電子部品Ｐを基板Ｂに装着する際の吸着ノズル９１の下降量（装着ストローク）を決定することができる。このため、オーバーストロークやアンダーストロークの状態になることを、簡単に抑制することができる。

また、図１３に示すように、部品高さ算出ステップにおいては、吸着面接触ステップにおける吸着ノズル９１の下降量Ｌ０と、部品下面接触ステップにおける吸着ノズル９１の下降量Ｌ１と、の差分から電子部品Ｐの部品高さＬ２を算出している。このため、仮に高度センサ６ｆ、６ｒが検出誤差を有する場合であっても、差分を算出することにより、当該誤差を相殺することができる。したがって、本実施形態の電子部品実装機１によると、部品高さＬ２の算出精度が高くなる。

また、本実施形態の電子部品実装機１および部品高さ測定方法によると、図２に示す部品供給部材７０ｆを交換するタイミングで、部品下面接触ステップおよび部品高さ算出ステップを実行している。このため、電子部品Ｐの部品高さＬ２が変化しやすいタイミングで、部品高さＬ２、つまり電子部品Ｐを基板Ｂに装着する際の吸着ノズル９１の下降量を補正することができる。したがって、生産開始時に限って部品下面接触ステップおよび部品高さ算出ステップを実行する場合と比較して、電子部品Ｐの装着精度が向上する。また、電子部品Ｐを装着する度に逐一部品下面接触ステップおよび部品高さ算出ステップを実行する場合と比較して、基板Ｂの生産性が向上する。

また、本実施形態の電子部品実装機１および部品高さ測定方法によると、図１１に示すように、部品下面接触ステップの前に第一吸着状態確認ステップを、部品下面接触ステップの後に第二吸着状態確認ステップを、実行している。第一吸着状態確認ステップにより、図１０に示す電子部品Ｐ吸着時に発生する電子部品Ｐの位置ずれを確認することができる。第二吸着状態確認ステップにより、図１２に示す部品下面接触ステップ時に発生する電子部品Ｐの位置ずれを確認することができる。

また、本実施形態の電子部品実装機１および部品高さ測定方法によると、図１３に示すように、吸着面９１０および電子部品Ｐの下面よりも、検出面６１０ｆの方が、面積が大きい。このため、吸着面接触ステップにおいて、吸着面９１０が検出面６１０ｆからはみ出さない。同様に、部品下面接触ステップにおいて、電子部品Ｐの下面が検出面６１０ｆからはみ出さない。したがって、下降量Ｌ０、Ｌ１の測定精度が向上する。

また、本実施形態の電子部品実装機１および部品高さ測定方法によると、図３に示すように、検出面６１０ｆの検出高度ｈ１が、電子部品装着時における基板Ｂの基板上面高度ｈ０と一致している。このため、検出面６１０ｆに吸着面９１０や電子部品Ｐの下面を接触させることにより、基板Ｂを用いることなく、下降量Ｌ０、Ｌ１を測定することができる。

また、本実施形態の電子部品実装機１および部品高さ測定方法によると、１２個の吸着ノズル９１の各々に対して個別に部品高さ測定方法が実行される。このため、吸着ノズル９１間における下降量のばらつきを補正することができる。すなわち、図６に示すように、１２個の吸着ノズル９１は共通のＺ軸モータ３２１により昇降される。しかしながら、吸着ノズル９１の装着状態（がたつきや遊びの量）によっては、微量ながらも、吸着ノズル９１間において下降量がばらつく場合がある。本実施形態の電子部品実装機１および部品高さ測定方法によると、当該下降量のばらつきを補正することができる。

また、本実施形態の電子部品実装機１および部品高さ測定方法によると、電子部品Ｐの種類に応じて部品高さ測定方法が実行される。このため、図１３に示すように、基板Ｂに装着される全ての電子部品Ｐの部品高さＬ２を補正することができる。

＜その他＞
以上、本発明の電子部品実装機および部品高さ測定方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、上記実施形態においては、部品供給装置７ｆ、７ｒとして、いわゆるテープフィーダを用いたが、部品供給装置７ｆ、７ｒの種類は特に限定しない。トレイフィーダ、ボウルフィーダなどを用いてもよい。

また、部品高さ測定方法の実行頻度、実行タイミングは特に限定しない。生産開始時に限って部品高さ測定方法を実行してもよい。また、電子部品Ｐを装着する度に、部品高さ測定方法を実行してもよい。また、電子部品Ｐを装着する度に、部品下面接触ステップおよび部品高さ算出ステップを実行してもよい。

また、部品高さ測定方法において、第一吸着状態確認ステップおよび第二吸着状態確認ステップのうち少なくとも一方を実行しなくてもよい。こうすると、基板Ｂの生産性が向上する。

また、高度センサ６ｆ、６ｒの種類は特に限定しない。図３に示すように、検出対象物が検出面６１０ｆに当接し、かつ検出高度ｈ１（＝基板上面高度ｈ０）にあることを検出できればよい。例えば、検出対象物が接触していない状態において検出面６１０ｆが検出高度ｈ１よりも高い高度に配置されており、検出対象物が検出面６１０ｆを押圧することで検出面６１０ｆが検出高度ｈ１まで下降し、この時点で電気信号を制御部１０に送信するタイプの高度センサ６ｆ、６ｒであってもよい。こうすると、図１３に示す吸着ノズル９１の吸着面９１０や、電子部品Ｐの下面が、検出面６１０ｆに接触する際に受ける衝撃を、緩和することができる。

また、図２に示す部品供給部材７０ｆ交換後に第一吸着状態確認ステップ、部品下面接触ステップ、第二吸着状態確認ステップ、部品高さ算出ステップが行われる電子部品Ｐの個数は特に限定しない。

また、部品供給部材７０ｆ交換後、Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）の電子部品Ｐに対して上記ステップを実行する場合、実行後に平均部品高さＬ２／Ｎを算出してもよい。そして、当該平均値に基づいて、Ｎ＋１個目移行の電子部品Ｐを基板Ｂに装着する際の吸着ノズル９１の下降量（装着ストローク）を決定してもよい。

１：電子部品実装機、２：ベース、３：ＸＹロボット、４：基板搬送部、５：基板バックアップ部、６ｆ：高度センサ、６ｒ：高度センサ、７ｆ：部品供給装置、７ｒ：部品供給装置、８ｆ：パーツカメラ、８ｒ：パーツカメラ、９：リボルバヘッド。
１０：制御部、２０ｆ：Ｘ方向ガイドレール、２０ｒ：Ｘ方向ガイドレール、３０：Ｘ方向移動部、３１：Ｙ方向移動部、３２：装着ヘッド、４０ｆ：壁部、４０ｒ：壁部、４１ｆ：コンベアベルト、４１ｒ：コンベアベルト、５０：バックアップテーブル、５１：昇降ロッド、５２：バックアップピン、６０ｆ：センサ本体、６１ｆ：シャフト、７０ｆ：部品供給部材、９０：ヘッド本体、９１：吸着ノズル、９２：レバー部、９３：キャップ。
１００：演算部、１０１：記憶部、１０２：入出力部、１０３：画像処理装置、１０４：Ｘ軸モータ、１０５：Ｙ軸モータ、１０６：第一θ軸モータ、１０７：第二θ軸モータ、３００ｆ：脚部、３００ｒ：脚部、３０１：移動部本体、３０２Ｕ：Ｙ方向ガイドレール、３０２Ｄ：Ｙ方向ガイドレール、３２０：ブラケット部、３２０ａ：収容孔、３２０ｂ：軸受部、３２１：Ｚ軸モータ、３２２：ボールねじ部、３２３：ナット部、３２４：ヘッド本体、３２４ａ：スプライン軸部、３２４ｂ：ノズル取付部、３２５：ノズル回転用ギア部、３２５ａ：ギア本体、３２５ｂ：スプライン筒部、３２５ｃ：ガイド筒部、３２５ｄ：ノズル駆動ギア部、３２６：フック回転用ギア部、３２６ａ：ギア本体、３２６ｂ：フック、３２６ｃ：フック駆動ギア部、４００ｆ：壁部本体、４０１ｆ：クランプ部、６１０ｆ：検出面、９００：レバー部収容孔、９０１：ノズル収容孔、９１０：吸着面、９２０：レバー本体、９２１：揺動軸、９２２：枠体。
Ｂ：基板、Ｌ０：下降量、Ｌ１：下降量、Ｌ２：部品高さ、Ｐ：電子部品、Ｐ０：部品供給位置、ｈ０：基板上面高度、ｈ１：検出高度。

Claims (6)

1. 基板の上面の高度である基板上面高度と略等しい検出高度において検出対象物の接触を検出する上向きの検出面を有する高度センサと、
   電子部品を吸着する下向きの吸着面を有し、該電子部品を該基板の該上面に装着する吸着ノズルと、
   該吸着ノズルを下降させ、該吸着面を該検出面に接触させることにより、該吸着面の高度である吸着面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる吸着面接触ステップと、該吸着面に該電子部品が吸着された状態で該吸着ノズルを下降させ、該電子部品の下面を該検出面に接触させることにより、該電子部品の該下面の高度である部品下面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる部品下面接触ステップと、該吸着面接触ステップにおける該吸着ノズルの下降量と、該部品下面接触ステップにおける該吸着ノズルの下降量と、の差分から、該電子部品の高さを算出する部品高さ算出ステップと、を実行する制御部と、
   を備える電子部品実装機。
2. 複数の前記電子部品が収容された部品供給部材が交換可能に配置される部品供給装置を備え、
   前記制御部は、該部品供給部材の交換後に、前記部品下面接触ステップおよび前記部品高さ算出ステップを実行する請求項１に記載の電子部品実装機。
3. 前記吸着ノズルの前記吸着面に対する前記電子部品の吸着状態を撮像するパーツカメラを備え、
   前記制御部は、前記部品下面接触ステップ前後のうち少なくとも一方の機会に、該パーツカメラにより該吸着面に対する該電子部品の吸着状態を確認する吸着状態確認ステップを実行する請求項２に記載の電子部品実装機。
4. 基板の上面の高度である基板上面高度と略等しい検出高度において検出対象物の接触を検出する上向きの検出面を有する高度センサに対して、下向きの吸着面を有する吸着ノズルを下降させ、該吸着面を該検出面に接触させることにより、該吸着面の高度である吸着面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる吸着面接触ステップと、
   該高度センサに対して、該吸着面に電子部品が吸着された状態で該吸着ノズルを下降させ、該電子部品の下面を該検出面に接触させることにより、該電子部品の該下面の高度である部品下面高度と、該検出高度つまり該基板上面高度と、を一致させる部品下面接触ステップと、
   該吸着面接触ステップにおける該吸着ノズルの下降量と、該部品下面接触ステップにおける該吸着ノズルの下降量と、の差分から、該電子部品の高さを算出する部品高さ算出ステップと、
   を有する部品高さ測定方法。
5. 複数の前記電子部品が収容された部品供給部材が交換可能に配置される部品供給装置において、該部品供給部材の交換後に、前記部品下面接触ステップおよび前記部品高さ算出ステップは実行される請求項４に記載の部品高さ測定方法。
6. 前記部品下面接触ステップ前後のうち少なくとも一方の機会に、前記吸着ノズルの前記吸着面に対する前記電子部品の吸着状態を確認する吸着状態確認ステップを有する請求項５に記載の部品高さ測定方法。

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