JP6499768B2 - 部品実装機、部品保持部材撮像方法 - Google Patents

Description

この発明は、所定の回転軸を中心とする円周軌道に沿って並ぶ複数の部品保持部材を回転可能に保持するロータリーヘッドを用いた部品実装技術に関する。

特許文献１の部品装着装置は、回転方向に円周状に並ぶ複数のノズルを回転可能に保持し、回転方向の所定位置に設けられた装着ステーションに位置決めされたノズルにより部品を基板に装着する。また、このような装置では、例えば部品の装着前にノズルが部品を吸着していることや、部品の装着後にノズルから部品が離脱していること等を確認する目的で、ノズルが撮像される。

特許第５５１１９１２号公報

ところで、近年、複数の部品保持部材（ノズル）を回転可能に保持するロータリーヘッドを用いた部品実装技術では、基板への部品実装に要するタクトタイムを短縮するために、ロータリーヘッドが有する複数の部品保持部材の撮像を効率的に行うことの重要性が増している。しかしながら、上記の特許文献１は、このような部品保持部材の撮像の効率化に十分に応えられるものではなかった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ロータリーヘッドが有する複数の部品保持部材の撮像を効率的に行うことを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係る部品実装機は、上記目的を達成するために、所定の回転軸を中心とする円周軌道に沿って並ぶＮ個（Ｎは２以上の整数）の部品保持部材を、回転軸を中心に一体的に回転可能に保持するロータリーヘッドと、円周軌道に対して設けられたＬ個（Ｌは２以上の整数）の撮像位置を有し、撮像位置に位置する部品保持部材を撮像可能な撮像部と、Ｎ個の部品保持部材を回転軸の回りに連続的に回転させつつ撮像位置に順に位置する各部品保持部材を撮像部により撮像する動作を各撮像位置について実行することでＮ個の部品保持部材の撮像を完了する撮像シーケンスを実行する制御部とを備える。

本発明に係る部品保持部材撮像方法は、上記目的を達成するために、所定の回転軸を中心とする円周軌道に沿って並び、ロータリーヘッドにより回転軸を中心に回転可能に保持されたＮ個（Ｎは２以上の整数）の部品保持部材の回転を開始する工程と、円周軌道に対して設けられたＬ個（Ｌは２以上の整数）の撮像位置に位置する部品保持部材を撮像する工程とを備え、Ｎ個の部品保持部材を回転軸の回りに連続的に回転させつつ撮像位置に順に位置する各部品保持部材を撮像する動作を各撮像位置について実行することでＮ個の部品保持部材の撮像を完了する。

このように構成された発明（部品実装機、部品保持部材撮像方法）では、ロータリーヘッドが有するＮ個の部品保持部材が並ぶ円周軌道に対してＬ個の撮像位置が設けられている。そして、Ｎ個の部品保持部材を回転軸の回りに連続的に回転させつつ撮像位置に順に位置する各部品保持部材を撮像する動作を各撮像位置について実行する。したがって、円周軌道に沿ってＬ個の撮像位置が隣り合う間隔のうちの最大間隔が回転軸の回りに成す最大角度以下の角度をＮ個の部品保持部材が回転する期間に、Ｎ個の部品保持部材それぞれをＬ個の撮像位置のいずれかに位置させて、Ｎ個の部品保持部材の撮像を完了することができる。こうして、ロータリーヘッドが有する複数の部品保持部材の撮像を効率的に行うことが可能となっている。

本発明によれば、ロータリーヘッドが有する複数の部品保持部材の撮像を効率的に行うことが可能となっている。

本発明に係る部品実装機を模式的に示す部分平面図である。 図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図である。 実装ヘッドの一例の下端部近傍を模式的に示す部分正面図である。 図３の実装ヘッドの底部を模式的に示す部分平面図である。 撮像ユニットの外観を模式的に示す部分斜視図である。 図５の撮像ユニットが具備する光学的構成を等価的に示した模式図である。 撮像ユニットが有する各撮像部の撮像位置とノズルとの関係を模式的に示す部分平面図である。 演算処理部が実行する撮像シーケンスの一例を模式的に示す部分平面図である。 変形例に係る撮像ユニットが有する各撮像部とノズルとの関係を模式的に示す部分平面図である。

図１は本発明に係る部品実装機を模式的に示す部分平面図である。図２は図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図である。両図および以下の図では、Ｚ方向を鉛直方向とするＸＹＺ直交座標を適宜示す。図２に示すように、部品実装機１は、装置全体を統括的に制御するコントローラー１００を備える。コントローラー１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やＲＡＭ(Random Access Memory)で構成されたコンピューターである演算処理部１１０およびＨＤＤ(Hard Disk Drive)で構成された記憶部１２０を有する。さらに、コントローラー１００は、部品実装機１の駆動系を制御する駆動制御部１３０と、後に詳述するノズルの撮像を制御する撮像制御部１４０とを有する。

そして、演算処理部１１０は記憶部１２０に記憶されるプログラムに従って駆動制御部１３０を制御することで、プログラムが規定する部品実装を実行する。この際、演算処理部１１０は撮像制御部１４０がカメラ６０により撮像した画像に基づき、部品実装を制御する。また、部品実装機１には、表示／操作ユニット１５０が設けられており、演算処理部１１０は、部品実装機１の状況を表示／操作ユニット１５０に表示したり、表示／操作ユニット１５０に入力された作業者からの指示を受け付けたりする。

図１に示すように、部品実装機１は、基台１１の上に設けられた一対のコンベア１２、１２を備える。そして、部品実装機１は、コンベア１２によりＸ方向（基板搬送方向）の上流側から実装処理位置（図１の基板Ｓの位置）に搬入した基板Ｓに対して部品を実装し、部品実装を完了した基板Ｓをコンベア１２により実装処理位置からＸ方向の下流側へ搬出する。

部品実装機１では、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸レール２１、２１と、Ｙ方向に延びるＹ軸ボールネジ２２と、Ｙ軸ボールネジ２２を回転駆動するＹ軸モーターＭｙとが設けられ、ヘッド支持部材２３が一対のＹ軸レール２１、２１にＹ方向に移動可能に支持された状態でＹ軸ボールネジ２２のナットに固定されている。ヘッド支持部材２３には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールネジ２４と、Ｘ軸ボールネジ２４を回転駆動するＸ軸モーターＭｘとが取り付けられており、ヘッドユニット３がヘッド支持部材２３にＸ方向に移動可能に支持された状態でＸ軸ボールネジ２４のナットに固定されている。したがって、駆動制御部１３０は、Ｙ軸モーターＭｙによりＹ軸ボールネジ２２を回転させてヘッドユニット３をＹ方向に移動させ、あるいはＸ軸モーターＭｘによりＸ軸ボールネジ２４を回転させてヘッドユニット３をＸ方向に移動させることができる。

一対のコンベア１２、１２のＹ方向の両側それぞれでは、２つの部品供給部２８がＸ方向に並んでいる。各部品供給部２８に対しては、複数のテープフィーダー２８１がＸ方向に配列ピッチＬａで並んで着脱可能に装着されており、各テープフィーダー２８１には、集積回路、トランジスター、コンデンサ等の小片状の部品（チップ電子部品）を所定間隔おきに収納したテープが巻かれたリールが配置されている。そして、テープフィーダー２８１は、テープをヘッドユニット３側に間欠的に送り出すことによって、テープ内の部品を供給する。

ヘッドユニット３は、Ｘ方向に直線状に並ぶ複数（４本）の実装ヘッド４を有する。各実装ヘッド４は下端に取り付けられた部品保持部材としてのノズル４０（図３）により、部品の吸着・実装を行う。つまり、実装ヘッド４はテープフィーダー２８１の上方へ移動して、テープフィーダー２８１により供給された部品を吸着する。具体的には、実装ヘッド４は、部品に当接するまでノズル４０を下降させた後にノズル４０内に負圧を発生させつつノズル４０を上昇させることで、部品を吸着する。続いて、実装ヘッド４は実装処理位置の基板Ｓの上方に移動して基板Ｓに部品を実装する。具体的には、実装ヘッド４は、部品が基板Ｓに当接するまでノズル４０を下降させた後にノズル４０内に大気圧あるいは正圧を発生させることで、部品を実装する。こうして、実装ヘッド４は、テープフィーダー２８１に位置しつつノズル４０によりテープフィーダー２８１から部品を保持した後に、基板Ｓの上方へ移動してノズル４０により基板Ｓへ部品を実装し、基板Ｓの上方からテープフィーダー２８１の上方へ戻る実装ターンを繰り返し実行する。

図３は実装ヘッドの一例の下端部近傍を模式的に示す部分正面図である。図４は図３の実装ヘッドの底部を模式的に示す部分平面図である。図３および図４に示すように、各実装ヘッド４は、複数のノズル４０を円周状に配列したロータリーヘッドである。続いては、図３および図４を併用しつつ実装ヘッド４の構成について説明する。なお、４本の実装ヘッド４の構成は共通するため、ここでは１本の実装ヘッド４について説明する。

実装ヘッド４はＺ方向（鉛直方向）に延びるメインシャフト４１と、メインシャフト４１の下端に支持されたノズルホルダー４２とを有する。ノズルホルダー４２は、Ｚ方向に平行な回転軸Ｃ（仮想軸）を中心とする回転方向Ｒに回転可能に支持されており、実装ヘッド４の上端部に設けられたＲ軸モーターＭｒ（図２）の駆動力を受けて回転する。また、ノズルホルダー４２は、回転軸Ｃを中心とする円周状に等角度を空けて配列された複数（８本）の昇降シャフト４３を支持する。

各昇降シャフト４３は昇降可能に支持されており、図略の付勢部材により上方へ付勢されている。各昇降シャフト４３の下端にはノズル４０が着脱可能に装着される。これによって、ノズルホルダー４２は、回転軸Ｃを中心とする円周状に等角度を空けて配列された複数（８個）のノズル４０を支持する。したがって、駆動制御部１３０がＲ軸モーターＭｒに回転指令を出力すると、Ｒ軸モーターＭｒからの駆動力を受けて回転するノズルホルダー４２に伴って、複数のノズル４０が一体的に回転軸Ｃを中心とする円周軌道Ｏに沿って回転する。

また、メインシャフト４１は、複数の昇降シャフト４３の上方にノズル昇降機構４４を支持する。ノズル昇降機構４４は、回転軸Ｃを中心として１８０度の角度を空けて配置された２本の押圧部材４４１を有する。各押圧部材４４１は、ノズル昇降機構４４に内蔵されたＺ軸モーターＭｚ（図２）の駆動力を受けて、互いに独立して昇降する。したがって、駆動制御部１３０がＺ軸モーターＭｚに下降指令を出力すると、Ｚ軸モーターＭｚからの駆動力を受けて押圧部材４４１が下降する。これにより、押圧部材４４１は、複数の昇降シャフト４３のうち直下に位置する一の昇降シャフト４３を当該昇降シャフト４３に働く付勢力に抗して下降させ、部品の吸着あるいは実装を行う下降位置Ｚｄまでノズル４０を下降させる。一方、駆動制御部１３０がＺ軸モーターＭｚに上昇指令を出力すると、Ｚ軸モーターＭｚからの駆動力を受けて押圧部材４４１が上昇する。これにより、押圧部材４４１に押下されていた一の昇降シャフト４３が、ノズル４０を伴いつつ付勢力に従って上昇し、ノズル４０が上昇位置Ｚｕまで上昇する。なお、図３においては、ノズル４０の下端に対して下降位置Ｚｄおよび上昇位置Ｚｕがそれぞれ示されている。

このような実装ヘッド４では、押圧部材４４１の直下がノズル４０による部品の吸着・実装を行う作業位置ＰＡ、ＰＢとなる。すなわち、上述した２個の押圧部材４４１の配置に対応して、実装ヘッド４では、２個の作業位置ＰＡ、ＰＢが回転軸Ｃを中心に１８０度の角度を空けて設けられている。一方、図４に示すようにノズルホルダー４２では、回転軸Ｃを中心に１８０度の間隔を空けて配置された２個のノズル４０（回転軸Ｃを挟んで互いに逆側に位置する２個のノズル４０）の対（ノズル対）がＰ対（４対）設けられて、２×Ｐ個、すなわち８個のノズル４０が円周軌道Ｏに沿って配列されている。こうして対を成す２個のノズル４０は、一方のノズル４０が作業位置ＰＡに位置すると同時に他方のノズル４０が作業位置ＰＢに位置できる配置関係を満たす。

したがって、駆動制御部１３０はＲ軸モーターＭｒにより複数のノズル４０の回転角度を調整することで、４個のノズル対のうち任意の１個のノズル対を成す２個のノズル４０、４０のそれぞれを作業位置ＰＡ、ＰＢに位置させて、部品の吸着・実装に用いることができる。

例えば、作業位置ＰＡで部品を吸着する場合は、実装ヘッド４を部品供給部２８の上方へ移動させて作業位置ＰＡをテープフィーダー２８１の直上に位置決めする。この状態で、部品を吸着しないノズル４０を回転方向Ｒにおいて作業位置ＰＡに停止させつつ、Ｚ方向において上昇位置Ｚｕから下降位置Ｚｄへ下降させる。そして、ノズル４０がテープフィーダー２８１により供給される部品に接したタイミングでノズル４０に負圧を与えて、テープフィーダー２８１からノズル４０に部品を吸着する。続いて、部品を吸着したノズル４０をＺ方向において下降位置Ｚｄから上昇位置Ｚｕまで上昇させる。作業位置ＰＢで部品を吸着する場合も同様である。特に、２個の作業位置ＰＡ、ＰＢはＸ方向に直線状に並んで設けられ、対を成す２個のノズル４０、４０の中心間距離Ｌｂはテープフィーダー２８１のＸ方向への配列ピッチＬａ（図１）に等しい。したがって、作業位置ＰＡ、ＰＢに位置する２個のノズル４０、４０は、テープフィーダー２８１、２８１からの部品の吸着を同時に実行できる。

あるいは、作業位置ＰＡで部品を実装する場合は、実装ヘッド４を基板Ｓの上方へ移動させて作業位置ＰＡを基板Ｓの実装対象箇所の直上に位置決めする。この状態で、部品を吸着するノズル４０を回転方向Ｒにおいて作業位置ＰＡに停止させつつ、Ｚ方向において上昇位置Ｚｕから下降位置Ｚｄへ下降させる。そして、部品が基板Ｓに接したタイミングでノズル４０に大気圧あるいは正圧を与えて、ノズル４０から基板Ｓへ部品を実装する。続いて、部品が離脱したノズル４０をＺ方向において下降位置Ｚｄから上昇位置Ｚｕまで上昇させる。作業位置ＰＢで部品を実装する場合も同様である。

また、実装ヘッド４のメインシャフト４１の下端には、円柱形状の光拡散部材５が取り付けられており、複数のノズル４０は光拡散部材５を囲むようにして配列されている。この光拡散部材５は例えば特開２０１２−２３８７２６号公報に記載の拡散部材と同様の構成を具備しており、次に説明する撮像ユニット６（図５、図６）によるノズル４０のサイドビュー撮像に用いられる。

続いては、図５および図６を併用しつつ撮像ユニット６の構成について説明する。図５は撮像ユニットの外観を模式的に示す部分斜視図である。図６は図５の撮像ユニットが具備する光学的構成を等価的に示した模式図である。なお、図５および図６では実装ヘッド４との関係を示すために、実装ヘッド４の構成が部分的に示されている。この撮像ユニット６はカメラ６０を備え、作業位置ＰＡ、ＰＢに位置するノズル４０のサイドビューをカメラ６０により撮像する。

撮像ユニット６が具備する筐体６１は、Ｙ方向からの側面視において逆Ｔ字状を有して上部にカメラ６０が取り付けられた本体部６１１と、本体部６１１のＸ方向の両端からＹ方向に突出する２個のノズル対向部６１２、６１２とを有する。そして、撮像ユニット６は、２個のノズル対向部６１２、６１２により複数のノズル４０をＸ方向から挟むように配置されて、実装ヘッド４のメインシャフト４に固定されている。こうして、撮像ユニット６は実装ヘッド４と一体的に構成され、実装ヘッド４に伴って移動可能である。

Ｘ方向の一方側のノズル対向部６１２の内側壁には、Ｘ方向の一方側の作業位置ＰＡにＸ方向から対向する第１窓６２Ａが設けられ、一方側のノズル対向部６１２および本体部６１１の内部には、プリズム、ミラーおよびレンズといった光学素子６３１で構成された第１光学系６３Ａが設けられている。そして、作業位置ＰＡから第１窓６２Ａへ入射した光は、第１光学系６３Ａによりカメラ６０に導かれる。これにより、カメラ６０が内蔵する固体撮像素子６０１のうちの第１範囲６０１Ａが作業位置ＰＡからの光を受光する。つまり、第１窓６２Ａ、第１光学系６３Ａおよび固体撮像素子６０１の第１範囲６０１Ａにより構成された第１撮像部６４Ａが実装ヘッド４の一方側に配置される。そして、この第１撮像部６４Ａが、実装ヘッド４の一方側の側面に対して設けられた作業位置ＰＡに対向し、作業位置ＰＡを撮像する。

なお、上述のとおり、押圧部材４４１の昇降に伴ってノズル４０は上昇位置Ｚｕと下降位置Ｚｄとの間で昇降する。これに対して、第１窓６２Ａは、作業位置ＰＡにおいて上昇位置Ｚｕにあるノズル４０の先端に対して対向するように配置されており、第１撮像部６４Ａは、作業位置ＰＡにおいて上昇位置Ｚｕにあるノズル４０の先端をＸ方向（水平方向）から撮像することで、ノズル４０のサイドビュー画像を撮像する。

また、Ｘ方向の他方側のノズル対向部６１２の内側壁には、第１撮像部６４Ａの撮像に用いられる照明用の光を照射する第１照明６５Ａが配置されている。この第１照明６５Ａは、第２窓６２Ｂの両側それぞれにマトリックス状に配列された複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)で構成され、Ｘ方向の他方側から作業位置ＰＡに向けて光を照射する。こうして、実装ヘッド４のＸ方向の他方側に配置された第１照明６５Ａから射出された光は、光拡散部材５で拡散された後に作業位置ＰＡに照射される。

このように、第１撮像部６４Ａは、実装ヘッド４の一方側に配置されて、実装ヘッド４の一方側の側面の作業位置ＰＡに対向する。これに対して、第１照明６５Ａは、実装ヘッド４の他方側から作業位置ＰＡに光を照射する。したがって、第１撮像部６４Ａは、作業位置ＰＡのノズル４０の背面から第１照明６５Ａが照射した光を撮像することで、ノズル４０のシルエット画像を撮像する。このシルエット画像は、固体撮像素子６０１から撮像制御部１４０に転送されて、ノズル４０による部品の吸着や実装の成否判定に用いられる。

また、第１撮像部６４Ａと同様の構成を具備する第２撮像部６４Ｂが、実装ヘッド４の他方側に配置されている。つまり、第２撮像部６４Ｂは、作業位置ＰＢから第２窓６２Ｂに入射した光を固体撮像素子６０１の第２範囲６０１Ｂ（第１範囲６０１Ａに隣り合う範囲）へ第２光学系６３Ｂにより導く。こうして、第２撮像部６４Ｂは、作業位置ＰＢにおいて上昇位置Ｚｕにあるノズル４０の先端をＸ方向（水平方向）から撮像することで、ノズル４０のサイドビュー画像を撮像する。

さらに、第１照明６５Ａと同様の構成を具備する第２照明６５Ｂが、Ｘ方向の一方側のノズル対向部６１２の内側壁に配置され、Ｘ方向の一方側から作業位置ＰＢに向けて光を照射する。つまり、第２撮像部６４Ｂは、作業位置ＰＢに位置するノズル４０のシルエット画像を撮像する。

このように、撮像ユニット６は第１撮像部６４Ａと第２撮像部６４Ｂとを有する。そして、ノズル４０が第１撮像部６４Ａにより撮像される撮像位置ＩＡ（図７）はノズル４０の作業位置ＰＡに一致し、ノズル４０が第２撮像部６４Ｂにより撮像される撮像位置ＩＢ（図７）はノズル４０の作業位置ＰＢに一致する。かかる各撮像部６４Ａ、６４Ｂの撮像位置とノズル４０との位置関係を示すと図７のようになる。

図７は撮像ユニットが有する各撮像部の撮像位置とノズルとの関係を模式的に示す部分平面図である。同図では複数のノズル４０を区別するために、これらに異なる符合４０ａ〜４０ｈを付した。同図に示すように、Ｎ個（８個）のノズル４０ａ〜４０ｈが、回転軸Ｃの回りで等角度（＝θｎ＝３６０度／Ｎ＝４５度）を空けて、円周軌道Ｏに沿って並ぶ。これに対して、Ｌ個（２個）の撮像位置ＩＡ、ＩＢが回転軸Ｃの回りに等角度θｃ（＝３６０度／Ｌ＝１８０度）の角度を空けて円周軌道Ｏに対して設けられており、円周軌道Ｏに沿って間隔Ａを空けて隣り合う。こうして、円周軌道Ｏにおいて隣り合う撮像位置ＩＡ、ＩＢが回転軸Ｃの回りに成す角度θｃの範囲内に少なくとも複数あるいは３個以上のノズル４０が存在する（ここの例では４個）。そして、演算処理部１１０は、駆動制御部１３０および撮像制御部１４０を用いて、各撮像位置ＩＡ、ＩＢでノズル４０ａ〜４０ｈを次のようにして撮像する。

図８は演算処理部が実行する撮像シーケンスの一例を模式的に示す部分平面図である。撮像シーケンスの開始タイミングＴ１においては、ノズル４０ａ、４０ｅから成るノズル対がそれぞれ撮像位置ＩＡ、ＩＢに位置する。そして、演算処理部１１０は、撮像位置ＩＡに位置するノズル４０ａおよび撮像位置ＩＢに位置するノズル４０ｅを同時に撮像するとともに、８個のノズル４０ａ〜４０ｈの一方向（時計回り）への回転を開始する。そして、タイミングＴ１から角度θ２（＝θｎ＝４５度）回転したタイミングＴ２において、ノズル対を成すノズル４０ｂ、４０ｆがそれぞれ撮像位置ＩＡ、ＩＢに到達すると、ノズル４０ｂ、４０ｆを同時に撮像する。また、タイミングＴ１から角度θ３（＝θｎ×２＝９０度）回転したタイミングＴ３において、ノズル対を成すノズル４０ｃ、４０ｇが撮像位置ＩＡ、ＩＢにそれぞれ到達すると、ノズル４０ｃ、４０ｇを同時に撮像する。さらに、タイミングＴ１から角度θ３（＝θｎ×３＝１３５度）回転したタイミングＴ４において、
ノズル対を成すノズル４０ｄ、４０ｈがそれぞれ撮像位置ＩＡ、ＩＢに到達すると、ノズル４０ｄ、４０ｈを同時に撮像する。このように、８個のノズル４０ａ〜４０ｈを連続的に一方向に回転させつつ、撮像位置ＩＡに順に位置する４個のノズル４０ａ〜４０ｄを撮像するとともに、撮像位置ＩＢに順に位置する４個のノズル４０ｅ〜４０ｈを撮像する。こうして、撮像位置ＩＡ、ＩＢにノズル４０が位置する毎にノズル４０の撮像を行って、全てのノズル４０の撮像を完了すると、撮像シーケンスを終了する。

そして、演算処理部１１０は、実装ターンと並行して撮像シーケンスを実行することで、実装ヘッド４が有する８個のノズル４０の撮像の効率化を図っている。具体的には、演算処理部１１０は、実装ターンの一部である実装ヘッド４が８個のノズル４０ａ〜４０ｈのそれぞれによるテープフィーダー２８１からの部品の吸着を終えて、テープフィーダー２８１の上方から基板Ｓの上方へ移動する間に撮像シーケンスを実行する。この際、演算処理部１１０は、ノズル４０ａ〜４０ｈそれぞれによる部品の吸着を８個のノズル４０ａ〜４０ｈそれぞれの撮像画像に基づき確認する。そして、演算処理部１１０は、その下端に部品の無いノズル４０については、部品の吸着に失敗したと判断する。さらに、演算処理部１１０は、ノズル４０が吸着する部品の厚みや姿勢も撮像画像に基づき適宜判断する。こうして、８個のノズル４０それぞれによる部品の吸着を効率的に確認することが可能となっている。

また、演算処理部１１０は、実装ターンの一部である実装ヘッド４が８個のノズル４０ａ〜４０ｈのそれぞれによる基板Ｓへの部品の実装を終えて、基板Ｓの上方からテープフィーダー２８１に戻る間に撮像シーケンスを実行する。この際、演算処理部１１０は、下端に部品が付着したノズル４０の有無を８個のノズル４０ａ〜４０ｈそれぞれの撮像画像に基づき確認する。そして、演算処理部１１０は、全ノズル４０ａ〜４０ｈについて部品の付着が認められなければ、これらのノズル４０ａ〜４０ｈによる部品の実装に成功したと判断する一方、部品の付着が認められたノズル４０については部品の実装に失敗したと判断する。こうして、８個のノズル４０それぞれへの部品の付着の有無を効率的に確認することが可能となっている。

以上に説明したように本実施形態では、実装ヘッド４が有する８個のノズル４０が並ぶ円周軌道Ｏに対して２個の撮像位置ＩＡ、ＩＢが設けられている。そして、８個のノズル４０を回転軸Ｃの回りに連続的に回転させつつ撮像位置ＩＡ、ＩＢに順に位置する各ノズル４０を撮像する動作を各撮像位置ＩＡ、ＩＢについて実行する。したがって、円周軌道Ｏに沿って２個の撮像位置ＩＡ、ＩＢが隣り合う間隔Ａが回転軸Ｃの回りに成す角度θｃ以下の角度θ４を８個のノズル４０が回転する期間に、８個のノズル４０それぞれを２個の撮像位置ＩＡ、ＩＢのいずれかに位置させて、８個のノズル４０の撮像を完了することができる。こうして、実装ヘッド４が有する複数のノズル４０の撮像を効率的に行うことが可能となっている。

また、２個の撮像位置ＩＡ、ＩＢが回転軸Ｃの回りに１８０度の角度を空けて設けられている。したがって、８個のノズル４０が大きくとも１８０度回転する期間内に８個のノズル４０の撮像を完了でき、実装ヘッド４が有する８個のノズル４０の撮像を効率的に行うことが可能となっている。

また、８個のノズル４０は、回転軸Ｃの回りに１８０度の角度を空けて設けられた２個のノズル４０からなるノズル対を４対含む。そして、演算処理部１１０は、２個の撮像位置ＩＡ、ＩＢに同時に位置するノズル対を成す２個のノズル４０を撮像ユニット６に同時に撮像させる。こうして、実装ヘッド４が有する８個のノズル４０の撮像を効率的に実行している。

特に、実装ヘッド４が有する８個のノズル４０のそれぞれは、いずれも他のノズル４０とノズル対を成しており、演算処理部１１０はノズル対を成す２個のノズル４０を同時に撮像する。かかる構成は、８個のノズル４０を別々に撮像する場合と比較して半分の撮像回数で８個のノズル４０の撮像を完了でき、実装ヘッド４が有する８個のノズル４０の撮像を効率的に実行することができる。

このように本実施形態では、部品実装機１が本発明の「部品実装機」の一例に相当し、実装ヘッド４が本発明の「ロータリーヘッド」の一例に相当し、ノズル４０が本発明の「部品保持部材」の一例に相当し、回転軸Ｃが本発明の「回転軸」の一例に相当し、円周軌道Ｏが本発明の「円周軌道」の一例に相当し、撮像ユニット６が本発明の「撮像部」の一例に相当し、演算処理部１１０が本発明の「制御部」の一例に相当し、部品供給部２８が本発明の「部品供給部」の一例に相当し、コンベア１２、１２が本発明の「基板支持部」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、回転軸Ｃの回りに成す撮像位置ＩＡ、ＩＢの角度は１８０度に限られず、１８０度とは異なる角度でも良い。

また、上記実施形態では、２箇所の撮像位置ＩＡ、ＩＢを設けた構成（すなわち、「Ｌ」＝２の構成）について説明を行った。しかしながら、撮像位置の個数はこれに限られず、３個以上（すなわち、「Ｌ」≧３）でも良い。そこで、図９に示すように撮像ユニット６を構成することもできる。

図９は変形例に係る撮像ユニットが有する各撮像部とノズルとの関係を模式的に示す部分平面図である。同図の変形例においては、３個の撮像位置ＩＡ、ＩＢ、ＩＣにそれぞれ３個の第１撮像部６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃが対向しており、撮像位置ＩＡ、ＩＢ、ＩＣそれぞれに位置するノズル４０のサイドビューを撮像することができる。これら撮像位置ＩＡ、ＩＢ、ＩＣは、回転軸Ｃの回りに等角度θｃ（＝３６０度／３＝１２０度）を空けて円周軌道Ｏに設けられている。

そして、演算処理部１１０は、８個のノズル４０を連続的に回転させつつ撮像位置ＩＡ、ＩＢ、ＩＣに順に位置する各ノズル４０を撮像する動作を各撮像位置ＩＡ、ＩＢ、ＩＣについて実行する。したがって、円周軌道Ｏに沿って３個の撮像位置ＩＡ、ＩＢが隣り合う間隔が回転軸Ｃの回りに成す角度θｃ以下の角度を８個のノズル４０が回転する期間に、８個のノズル４０それぞれを３個の撮像位置ＩＡ、ＩＢ、ＩＣのいずれかに位置させて、８個のノズル４０の撮像を完了することができる。すなわち、８個のノズル４０が大きくとも１２０度回転する期間内に８個のノズル４０の撮像を完了できる。こうして、実装ヘッド４が有する複数のノズル４０の撮像を効率的に行うことが可能となっている。

なお、３個以上の撮像位置を設ける場合において、円周軌道Ｏに隣り合う撮像位置が回転軸Ｃの回りに成す角度は、互いに等しい必要は無く、異なっていても良い。

また、撮像シーケンスの実行タイミングも上記の例に限られない。例えば、上記実施形態では、実装ターンにおいて、実装ヘッド４がテープフィーダー２８１から基板Ｓへ移動する期間と、基板Ｓからテープフィーダー２８１へ戻る期間の両方において撮像シーケンスを実行していた。しかしながら、これらの期間のいずれか一方においてのみ、撮像シーケンスを実行しても良い。例えば、テープフィーダー２８１から部品を吸着したノズル４０が上昇位置Ｚｕまで上昇したタイミングで各ノズル４０の撮像を行って、ノズル４０による部品の吸着状態を確認するように制御した場合、実装ヘッド４がテープフィーダー２８１から基板Ｓへ移動する期間は撮像シーケンスを行わなくても構わない。

また、作業位置ＰＡ、ＰＢと撮像位置ＩＡ、ＩＢとは一致していた。しかしながら、作業位置ＰＡ、ＰＢと撮像位置ＩＡ、ＩＢとが異なっていても、上記の撮像シーケンスを同様に実行できる。

また、作業位置ＰＡ、ＰＢの個数は、上記の例に限られない。そこで、単一の作業位置ＰＡを有する実装ヘッド４に対しても、上記の撮像シーケンスを同様に実行するこができる。

また、実装ヘッド４が有するノズル４０の個数は上記の例に限られず、ノズル４０の個数は８個以上（すなわち、「Ｎ」≧８）であっても良いし、８個未満（すなわち「Ｎ」＜８）であっても良い。

また、撮像シーケンスにおいてノズル４０を回転させる方向は、図８に例示した時計回りに限られず、反時計回りでも良い。

また、図８では、ノズル４０ａ、４０ｅが撮像位置ＩＡ、ＩＢに位置する状態からノズル４０の回転を開始していた。つまり、Ｎ個のノズル４０のうち最初に撮像位置ＩＡ、ＩＢに位置するノズル４０ａ、４０ｅを撮像してからＮ個のノズル４０の回転を開始して、最初の撮像対象のノズル４０ａ、４０ｅに続いてノズル４０ｂ〜４０ｄ、４０ｆ〜４０ｈを撮像位置ＩＡ、ＩＢに順に位置させて、これら後続のノズル４０ｂ〜４０ｄ、４０ｆ〜４０ｈを撮像することで、Ｎ個のノズル４０の撮像を完了していた。しかしながら、ノズル４０が撮像位置ＩＡ、ＩＢから外れた状態からノズル４０の回転を開始しても構わない。この場合は、Ｎ個のノズル４０の回転を開始した後に、撮像位置ＩＡ、ＩＢに順に位置するノズル４０ａ〜４０ｄ、４０e〜４０ｆを撮像することで、Ｎ個のノズル４０の撮像を完了することができる。要するに、撮像位置ＩＡ、ＩＢに位置するノズル４０の変更を、Ｎ個のノズル４０を連続的に回転させることで実行しつつ、撮像位置ＩＡ、ＩＢに順に位置するノズル４０を撮像することで、Ｎ個のノズル４０の撮像を完了すれば良い。

また、「部品保持部材」として使用可能な部材は、上記のような吸着により部品を保持するノズル４０に限られない。したがって、例えば部品を把持することで部品を保持する部材を「部品保持部材」として用いることもできる。

以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明では例えば、撮像部において、Ｌ＝２であり、２個の撮像位置が回転軸の回りに１８０度の角度を空けて設けられるように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、Ｎ個の部品保持部材が大きくとも１８０度回転する期間内にＮ個の部品保持部材の撮像を完了でき、ロータリーヘッドが有する複数の部品保持部材の撮像を効率的に行うことが可能となっている。

また、Ｎ個の部品保持部材は、回転軸の回りに１８０度の角度を空けて設けられた２個の部品保持部材からなる部品保持部材対をＰ対（Ｐは１以上の整数）含み、制御部は、２個の撮像位置に同時に位置する部品保持部材対を成す２個の部品保持部材を撮像部に同時に撮像させるように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成は、部品保持部材対を成す２個の部品保持部材を同時に撮像することができ、ロータリーヘッドが有する複数の部品保持部材の効率的な撮像に資する。

この際、ロータリーヘッドにおいて、Ｎ＝２×Ｐであり、（２×Ｐ）個の部品保持部材が円周軌道に沿って並ぶように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成は、Ｎ個の部品保持部材を別々に撮像する場合と比較して半分の撮像回数でＮ個の部品保持部材の撮像を完了でき、ロータリーヘッドが有する複数の部品保持部材の効率的な撮像に資する。

また、部品を供給する部品供給部と、基板を支持する基板支持部とをさらに備え、ロータリーヘッドは、部品供給部の上方に位置しつつ部品保持部材により部品供給部から部品を保持した後に、基板の上方へ移動して部品保持部材により基板へ部品を実装し、基板の上方から部品供給部の上方へ戻る実装ターンを実行し、制御部は、実装ターンと並行して撮像シーケンスを実行することで、部品保持部材の状態を確認するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、撮像位置に順に位置する部品保持部材の撮像を実装ターンと並行して行っており、ロータリーヘッドが有する複数の部品保持部材の効率的な撮像に資する。

具体的には、制御部は、ロータリーヘッドが実装ターンにおいて基板の上方から部品供給部の上方へ戻る間に撮像シーケンスを実行することで、Ｎ個の部品保持部材それぞれへの部品の付着の有無を確認するように、部品実装機を構成しても良い。これによって、Ｎ個の部品保持部材それぞれへの部品の付着の有無を効率的に確認することができる。

あるいは、制御部は、ロータリーヘッドが実装ターンにおいて部品供給部の上方から基板の上方へ移動する間に撮像シーケンスを実行することで、Ｎ個の部品保持部材それぞれによる部品の保持を確認するように、部品実装機を構成しても良い。これによって、Ｎ個の部品保持部材それぞれによる部品の保持を効率的に確認することができる。

また、撮像部において、Ｌ＝３であり、３個の撮像位置が回転軸の回りに１２０度の角度を空けて設けられるように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、Ｎ個の部品保持部材が大きくとも１２０度回転する期間内にＮ個の部品保持部材の撮像を完了でき、ロータリーヘッドが有する複数の部品保持部材の撮像を効率的に行うことが可能となっている。

１…部品実装機
１２…コンベア
２８…部品供給部
４…実装ヘッド
４０…ノズル
６…撮像ユニット
１１０…演算処理部
Ｃ…回転軸
Ｏ…円周軌道

Claims (9)

1. 所定の回転軸を中心とする円周軌道に沿って並ぶＮ個（Ｎは２以上の整数）の部品保持部材を、前記回転軸を中心に一体的に回転可能に保持するロータリーヘッドと、
   前記回転軸の回りに１８０度の角度を空けて前記円周軌道に対して設けられた２個の撮像位置を有し、前記撮像位置に位置する前記部品保持部材を撮像可能な撮像部と、
   前記Ｎ個の部品保持部材を前記回転軸の回りに連続的に回転させつつ前記撮像位置に順に位置する前記各部品保持部材を前記撮像部により撮像する動作を前記各撮像位置について実行することで前記Ｎ個の部品保持部材の撮像を完了する撮像シーケンスを実行する制御部と
   を備え、
   前記撮像部は、前記Ｎ個の部品保持部材を水平方向から挟むように配置された２個の対向部と、前記２個の対向部のそれぞれに設けられて前記撮像位置に水平方向から対向する窓から入射した光を受光することで前記撮像位置の前記部品保持部材を水平方向から撮像するカメラと、前記２個の対向部のそれぞれに設けられて前記撮像位置に光を照射する照明とを有する部品実装機。
2. 前記Ｎ個の部品保持部材は、前記回転軸の回りに１８０度の角度を空けて設けられた２個の前記部品保持部材からなる部品保持部材対をＰ対（Ｐは１以上の整数）含み、
   前記制御部は、前記２個の撮像位置に同時に位置する前記部品保持部材対を成す前記２個の部品保持部材を前記撮像部に同時に撮像させる請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記ロータリーヘッドにおいて、Ｎ＝２×Ｐであり、（２×Ｐ）個の前記部品保持部材が前記円周軌道に沿って並ぶ請求項２に記載の部品実装機。
4. 部品を供給する部品供給部と、
   基板を支持する基板支持部と
   をさらに備え、
   前記ロータリーヘッドは、前記部品供給部の上方に位置しつつ前記部品保持部材により前記部品供給部から部品を保持した後に、前記基板の上方へ移動して前記部品保持部材により前記基板へ部品を実装し、前記基板の上方から前記部品供給部の上方へ戻る実装ターンを実行し、
   前記制御部は、前記実装ターンと並行して前記撮像シーケンスを実行することで、前記部品保持部材の状態を確認する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の部品実装機。
5. 前記制御部は、前記ロータリーヘッドが前記実装ターンにおいて前記基板の上方から前記部品供給部の上方へ戻る間に前記撮像シーケンスを実行することで、前記Ｎ個の部品保持部材それぞれへの部品の付着の有無を確認する請求項４に記載の部品実装機。
6. 前記制御部は、前記ロータリーヘッドが前記実装ターンにおいて前記部品供給部の上方から前記基板の上方へ移動する間に前記撮像シーケンスを実行することで、前記Ｎ個の部品保持部材それぞれによる部品の保持を確認する請求項４または５に記載の部品実装機。
7. 前記２個の撮像位置のうちの一方側の撮像位置に対して、前記２個の対向部のうち他方側に設けられた前記照明が光を照射し、
   前記２個の撮像位置のうちの他方側の撮像位置に対して、前記２個の対向部のうち一方側に設けられた前記照明が光を照射する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の部品実装機。
8. 光拡散部材をさらに備え、
   前記照明から射出された光は、前記光拡散部材で拡散された後に前記撮像位置に照射される請求項１ないし７のいずれか一項に記載の部品実装機。
9. 所定の回転軸を中心とする円周軌道に沿って並び、ロータリーヘッドにより前記回転軸を中心に回転可能に保持されたＮ個（Ｎは２以上の整数）の部品保持部材の回転を開始する工程と、
   前記回転軸の回りに１８０度の角度を空けて前記円周軌道に対して設けられた２個の撮像位置に位置する前記部品保持部材を撮像部により撮像する工程と
   を備え、
   前記撮像部は、前記Ｎ個の部品保持部材を水平方向から挟むように配置された２個の対向部と、前記２個の対向部のそれぞれに設けられて前記撮像位置に水平方向から対向する窓から入射した光を受光することで前記撮像位置の前記部品保持部材を水平方向から撮像するカメラと、前記２個の対向部のそれぞれに設けられて前記撮像位置に光を照射する照明とを有し、
   前記Ｎ個の部品保持部材を前記回転軸の回りに連続的に回転させつつ前記撮像位置に順に位置する前記各部品保持部材を撮像する動作を前記各撮像位置について実行することで前記Ｎ個の部品保持部材の撮像を完了する部品保持部材撮像方法。
   

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