JP6552386B2 - 部品実装機、部品実装方法 - Google Patents

Description

この発明は、公転軸を中心とする円周軌道上に並べられた複数のノズルを、公転軸の回りで公転可能に保持するヘッドを用いて部品を基板に実装する部品実装技術に関する。

特許文献１には、公転軸を中心とする円周軌道上に並ぶ複数のノズルを保持したロータリーヘッドを用いて、基板に部品を実装する技術が記載されている。また、特許文献２には、ロータリーヘッドの公転軸を中心に公転するノズルにより、基板に部品を実装する技術が記載されている。

特開平６−２１６５７９号公報 特開２００１−８５８９５号公報

ところで、公転軸を中心にノズルを回転させる実装ヘッドを用いた場合、ノズルの向きはその公転に伴って変化する。そして、ノズルによる部品の吸着・実装やノズルの撮像といった各種動作を行うにあたって、ノズルの向きが公転角度によって異なることが、例えば制御の複雑化あるいはオペレーターによる判断作業を困難にするおそれがあった。そこで、公転に伴うノズルの向きの変化を抑制できる技術が有用となる場合があった。

この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、公転軸を中心とする円周軌道上に並ぶ複数のノズルを保持した実装ヘッドを用いた部品実装技術において、公転に伴うノズルの向きの変化を抑制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、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、公転軸を中心とする円周軌道上に並べられた複数のノズルを公転軸を中心に公転可能に保持し、ノズルにより部品供給部から部品を吸着して基板に実装する実装ヘッドとを備え、ノズルは、その自転軸を中心として自転動作を実行し、実装ヘッドによる公転動作に応じて、公転動作での公転角度と同じ角度で公転方向とは逆方向に自転する自転動作を実行する。

本発明に係る部品実装方法は、公転軸を中心とする円周軌道上に並べられた複数のノズルを公転軸を中心に公転可能に保持する実装ヘッドを用いてノズルに部品を吸着させる工程と、実装ヘッドを用いてノズルに部品を基板へ実装させる工程とを備え、ノズルは、その自転軸を中心として自転動作を実行し、実装ヘッドによる公転動作に応じて、公転動作での公転角度と同じ角度で公転方向とは逆方向に自転する自転動作を実行する。

このように構成された本発明（部品実装機、部品実装方法）では、ノズルは、実装ヘッドによる公転動作に応じて、公転動作での公転角度と同じ角度で公転方向とは逆方向に自転する自転動作を実行する。したがって、公転に伴うノズルの向きの変化を抑制することが可能となっている。

かかる本発明は、実装ヘッドに伴って移動する複数のノズルの下方から撮像する撮像部をさらに備える部品実装機に対して好適に適用できる。

具体的には、撮像部は、部品供給部から部品を吸着した後に部品供給部から基板へ移動する途中の複数のノズルそれぞれに吸着される部品を撮像し、ノズルは、部品を吸着した後の実装ヘッドによる公転動作に応じた自転動作を、撮像部により撮像されるまでに完了するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、公転に伴うノズルの向きの変化による影響を排除しつつ、ノズルに吸着される部品を撮像することができる。

また、撮像部は、所定の方向に配設されたラインセンサーカメラであり、ノズルは、撮像部による撮像時に、ノズルに吸着される部品の向きとラインセンサーカメラの配設方向とが所定関係を満たすように自転動作を実行するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、撮像の際には常に、部品の向きとラインセンサーカメラの配設方向とが所定の関係を満たす。そのため、部品の向きによる反射の影響が撮像の度に異なるといったことが無く、良好な撮像にとって有利となる。

あるいは、撮像部は、基板へ部品を実装した後に基板から部品供給部へ移動する途中の複数のノズルを撮像し、ノズルは、部品を実装した後の実装ヘッドによる公転動作に応じた自転動作を、撮像部により撮像されるまでに完了するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、公転に伴うノズルの向きの変化による影響を排除しつつ、部品を実装後のノズルを撮像することができる。

また、撮像部は、所定の方向に配設されたラインセンサーカメラであり、ノズルは、所定の研磨方向に研磨されており、撮像部による撮像時に研磨方向とラインセンサーカメラの配設方向とが所定関係を満たすように自転動作を実行するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、撮像の際には常に、ノズルの研磨方向とラインセンサーカメラの配設方向とが所定の関係を満たす。そのため、ノズルの研磨痕による反射の影響が撮像の度に異なるといったことが無く、良好な撮像にとって有利となる。

ここで、所定関係は、ノズルの研磨方向とラインセンサーカメラの配設方向とが平行となる関係であるように、部品実装機を構成しても良い。

また、実装ヘッドは、部品供給部からの部品の吸着および基板への部品の実装の少なくとも一方の作業を、円周軌道上に設けられた複数の作業位置のいずれかに位置決めさせたノズルに実行させることができ、ノズルは、複数の作業位置のうち一の作業位置で作業を行った後に一の作業位置と異なる他の作業位置で作業を行う場合には、一の作業位置から他の作業位置へ公転する公転動作に応じた自転動作を、他の作業位置で作業を開始する前に完了するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、他の作業位置に位置するノズルによる作業の開始に際して、一の作業位置から他の作業位置への公転に伴うノズルの向きの変化による影響を排除することができる。

具体的には、ノズルは、一の作業位置で部品供給部から部品を吸着した後に、他の作業位置で基板に前品を実装するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、一の作業位置から他の作業位置への公転に伴うノズルの向きの変化による影響を排除しつつ、他の作業位置のノズルに基板への部品の実装を開始させることができる。

また、同種の複数のノズルが実装ヘッドに取り付けられた場合、複数のノズルはそれぞれの向きを揃えつつ自転動作を実行するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、複数のノズルのそれぞれの向きを公転角度によらず揃えることができる。

また、ノズルは、実装ヘッドによる公転動作に連動して自転動作を実行するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、公転角度によらず常にノズルの向きを一定にすることが可能となる。

以上のように、本発明によれば、公転軸を中心とする円周軌道上に並ぶ複数のノズルを保持した実装ヘッドを用いた部品実装技術において、公転に伴うノズルの向きの変化を抑制することが可能となる。

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の実装ヘッドの部分断面を模式的に示す部分断面図である。 図３の実装ヘッドのノズル回りの構成を中心に模式的に示す部分平面図である。 駆動制御部が実行する公転自転連動制御の一例を示すフローチャートである。 公転自転連動制御を実行しない場合と実行した場合とを模式的に比較した部分平面図である。 ノズルの向きの基準の一例を模式的に示す平面図である。

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、部品実装に用い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がラインセンサーカメラ５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。

また、Ｘ方向に並ぶ部品供給部２８の間にはＹ方向に平行にラインセンサーカメラ５が配置されている。そして、実装ヘッド４は部品供給部２８で部品を吸着すると、部品供給部２８から基板Ｓに到る途中でラインセンサーカメラ５の上方を通過し、ラインセンサーカメラ５は、ノズル４０が吸着する部品を下方から撮像する。そして、ラインセンサーカメラ５の撮像結果は、撮像制御部１４０を介して演算処理部１１０に転送され、ノズル４０による部品の吸着不良の有無等の判定（吸着不良判定）等に用いられる。また、実装ヘッド４は基板Ｓに部品を実装すると、基板Ｓから部品供給部２８へ到る途中でラインセンサーカメラ５の上方を通過し、ラインセンサーカメラ５は上方を通過するノズル４０を撮像する。そして、ラインセンサーカメラ５の撮像結果は、撮像制御部１４０を介して演算処理部１１０に転送され、ノズル４０による部品の実装の成否（実装成否判定）等の判定に用いられる。この際、吸着不良あるいは実装失敗が判定された場合には、表示／操作ユニット１５０に判定根拠となった撮像画像が表示され、オペレーターが当該判定の妥当性を判断できるように構成されている。

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の実装ヘッドの部分断面を模式的に示す部分断面図である。図５は図３の実装ヘッドのノズル回りの構成を中心に模式的に示す部分平面図である。図３〜図５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。なお、複数のノズル４０はそれぞれ異なる種類であっても構わないが、ここでは複数のノズル４０が互いに同種である場合を例示する。続いては、図３〜図５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。また、後述するＺ軸モーターＭｚ、Ｎ軸モーターＭｎおよびＲ軸モーターＭｒのセットは実装ヘッド４毎に設けられるが、図２では１セット分のみが示されている。

実装ヘッド４はＺ方向に平行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、メインシャフト４１の中心を通るＺ方向に平行なＮ軸Ｃｎ（仮想軸）を中心とする公転方向Ｎに回転可能に支持されており、図２のＮ軸モーターＭｎに駆動伝達機構を介して接続されている。したがって、ノズルホルダー４２は、駆動伝達機構を介してＮ軸モーターＭｎの駆動力を受けると、Ｎ軸Ｃｎを中心に回転する。また、ノズルホルダー４２は、Ｎ軸Ｃｎを中心とする円周状に等角度θｉ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、Ｎ軸Ｃｎを中心とする円周状に等角度θｉを空けて配列された複数のノズル４０を支持する。したがって、駆動制御部１３０がＮ軸モーターＭｎに回転指令を出力すると、Ｎ軸モーターＭｎ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Ｎ軸Ｃｎ（公転軸）を中心とする円周軌道Ｏに沿って公転する。

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、Ｎ軸Ｃｎ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Ｅ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、図４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Ｅの吸着・実装を行う作業位置Ｐｏ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Ｐｏ、ＰｏがＮ軸Ｃｎを中心に１８０度の角度を空けて設けられている。一方、図５に示すようにノズルホルダー４２では、Ｎ軸Ｃｎ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（Ｎ軸Ｃｎ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４対設けられて、２×４（＝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が一方の作業位置Ｐｏに位置すると同時に他方のノズル４０が他方の作業位置Ｐｏ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Ｎ軸モーターＭｎ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Ｐｏ、Ｐｏに位置させて、部品Ｅの吸着・実装に用いることができる。

例えば、作業位置Ｐｏで部品Ｅ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Ｐｏ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Ｅを吸着しないノズル４０を公転方向Ｎにおいて作業位置Ｐｏ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Ｅ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Ｅを吸着する。続いて、部品Ｅ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。

あるいは、作業位置Ｐｏで部品Ｅ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Ｐｏ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Ｅを吸着するノズル４０を公転方向Ｎにおいて作業位置Ｐｏ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Ｅ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Ｅを実装する。続いて、部品Ｅ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。

さらに、実装ヘッド４は、複数のノズル４０をノズルホルダー４２に対して回転させることで、それぞれを通るＲ軸Ｃｒ（自転軸）を中心に自転させる機構を有する。つまり、昇降シャフト４３は円筒形状を有しており、ノズルホルダー４２の下方に突出する昇降シャフト４３の下端部にノズル４０が取り付けられる一方、ノズルホルダー４２の上方に突出する昇降シャフト４３の上端部に歯車４３１が取り付けられている。そして、ノズル４０、昇降シャフト４３および歯車４３１は、それぞれの共通の中心線であるＺ方向に平行なＲ軸Ｃｒの回りで回転（自転）可能にノズルホルダー４２に支持されている。また、平面視において、円周軌道Ｏに沿って並ぶ複数の歯車４３１の内側には、歯車４５が配置されている。この歯車４５はベアリング４５１を介してメインシャフト４１に取り付けられており、メインシャフト４１およびノズルホルダー４２のそれぞれに対して回転可能である。そして、歯車４５が複数の歯車４３１に内接・係合するとともに、図２のＲ軸モーターＭｒに駆動伝達機構を介して接続されている。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歯車４５に伴って複数の歯車４３１がＲ軸Ｃｒを中心に公転方向Ｎとは逆の自転方向Ｒに回転する。その結果、複数のノズル４０がそれぞれを通るＲ軸Ｃｒ（自転軸）を中心に回転（自転）する。そして、駆動制御部１３０は、ノズル４０の公転にノズル４０の自転を連動させる公転自転連動制御を実行する。

図６は駆動制御部が実行する公転自転連動制御の一例を示すフローチャートである。この公転自転連動制御では、駆動制御部１３０は、複数のノズル４０がＮ軸Ｃｎを中心に公転する公転動作を開始したか否かを監視し（ステップＳ１０１）、公転動作の開始に伴って（ステップＳ１０１で「ＹＥＳ」）、各ノズル４０に自転動作を開始させる（ステップＳ１０２）。この自転動作では、駆動制御部１３０は、Ｒ軸モーターＭｒにより歯車４５を公転方向Ｎに回転させることで、各ノズル４０を公転方向Ｎとは逆の自転方向Ｒに回転させる。したがって、ノズル４０の公転方向Ｎが時計回りである場合はノズル４０の自転方向Ｒは反時計回りとなり、ノズル４０の公転方向Ｎが反時計回りである場合はノズル４０の自転方向Ｒは時計回りとなる。この際、駆動制御部１３０は、Ｎ軸ＣｎとＲ軸Ｃｒとのギア比、すなわち歯車４５と歯車４３１とのギア比を記憶部１２０から読み出し、このギア比に応じてＲ軸モーターＭｒの回転数を制御する。これによって、ノズル４０が公転する角速度と、ノズル４０が自転する角速度とが等しくなる。その結果、複数のノズル４０のぞれぞれは、Ｒ軸Ｃｒを中心に公転する公転動作に連動して、当該公転動作での公転角度と同じ角度を当該公転動作での公転方向Ｎとは逆の自転方向Ｒに自転する自転動作を実行する。

図７は公転自転連動制御を実行しない場合と実行した場合とを模式的に比較した部分平面図である。特に同図では、２個の作業位置Ｐｏのうち、一方の作業位置Ｐｏから他方の作業位置Ｐｏへノズル４０を公転させた場合が例示されている。また、２個の作業位置Ｐｏを区別するために、一方の作業位置Ｐｏに符号Ｐｏ１を付し、他方の作業位置Ｐｏに符号Ｐｏ２を付した。

同図の上段の欄に示すように、図６の公転自転連動制御を行わなかった場合は、Ｒ軸Ｃｒを中心とするノズル４０の角度は、ノズルホルダー４２に対して相対的に変化しない。その結果、グローバル座標系ＸＹＺで見ると、ノズル４０の向きは、ノズルホルダー４２の回転に伴って、すなわちＮ軸Ｃｎを中心とする公転に伴って変化する。ここで、ノズル４０の向きとは、例えばノズル４０の開口部の長手方向あるいはノズル４０の開口部の特徴部分（例えば長辺）等の延設方向とすることができる。

そのため、例えば１個のノズル４０が一方の作業位置Ｐｏ１で部品Ｅを吸着した後に、他方の作業位置Ｐｏ２で部品Ｅを基板Ｓに実装するような場合、当該ノズル４０が吸着する部品Ｅの荷姿は、一方の作業位置Ｐｏ１から他方の作業位置Ｐｏ２までの公転角度θ４（＝１８０度）回転する。したがって、他方の作業位置Ｐｏ２で部品Ｅを基板Ｓに実装するに際しては、コントローラー１００は、ノズル４０の公転に伴う部品Ｅの荷姿の変化を考慮した制御を実行する必要がある。

また、ノズル４０が吸着する部品Ｅの荷姿は、ノズル４０の公転角度θ１〜θ４に応じて異なる。その結果、ノズル４０が吸着する部品Ｅをラインセンサーカメラ５で撮像する場合、ノズル４０の公転角度θ１〜θ４によって、部品Ｅとラインセンサーカメラ５との相対的な角度関係が異なり、すなわち部品Ｅの撮像条件が変わってしまう。そのため、演算処理部１１０による吸着不良判定の精度が低下したり、オペレーターによる当該判定の妥当性の判断が難しくなったりするおそれがある。また、部品Ｅの基板Ｓへの実装を終えたノズル４０をラインセンサーカメラ５で撮像する場合にも、同様にノズル４０の公転角度θ１〜θ４によって、ノズル４０の撮像条件が変わってしまう。そのため、演算処理部１１０による実装成否判定の精度が低下したり、オペレーターによる当該判定の妥当性の判断が難しくなったりするおそれがある。

これに対して、同図の下段の欄に示すように、図６の公転自転連動制御を行った場合、ノズル４０は、Ｎ軸Ｃｎを中心に公転方向Ｎに角度θ１〜θ４公転すると（公転動作）、Ｒ軸Ｃｒを中心に公転方向Ｎと逆の自転方向Ｒに角度θ１〜θ４自転する（自転動作）。その結果、グローバル座標系ＸＹＺで見ると、ノズル４０の向きは、ノズルホルダー４２の回転、すなわちＮ軸Ｃｎを中心とする公転によらず変化しない。

そのため、例えば１個のノズル４０が一方の作業位置Ｐｏ１で部品Ｅを吸着した後に、他方の作業位置Ｐｏ２で部品Ｅを基板Ｓに実装するような場合、当該ノズル４０が吸着する部品Ｅの荷姿は変わらない。したがって、他方の作業位置Ｐｏ２で部品Ｅを基板Ｓに実装するに際しては、コントローラー１００は、ノズル４０の公転に伴う部品Ｅの荷姿の変化について考慮を要さない制御を実行できる。

また、ノズル４０が吸着する部品Ｅの荷姿は、ノズル４０の公転角度θ１〜θ４によらず変わらない。その結果、ノズル４０が吸着する部品Ｅをラインセンサーカメラ５で撮像する場合、ノズル４０の公転角度θ１〜θ４によらず、部品Ｅとラインセンサーカメラ５との相対的な角度関係を一定に保ち、すなわち部品Ｅの撮像条件を一定に保つことができる。そのため、演算処理部１１０による吸着不良判定の精度の低下を抑制し、あるいはオペレーターによる当該判定の妥当性の判断を容易にすることができる。また、部品Ｅの基板Ｓへの実装を終えたノズル４０をラインセンサーカメラ５で撮像する場合にも、同様にノズル４０の公転角度θ１〜θ４によらず、ノズル４０の撮像条件を一定に保つことができる。そのため、演算処理部１１０による実装成否判定の精度の低下を抑制し、あるいはオペレーターによる当該判定の妥当性の判断を容易にすることができる。

以上に説明したように本実施形態では、ノズル４０は、Ｎ軸Ｃｎを中心に公転する公転動作に応じて、公転動作での公転角度θ１〜θ４と同じ角度を公転動作での公転方向とは逆方向に自転する自転動作を実行する。したがって、公転に伴うノズル４０の向きの変化を抑制することが可能となっている。

また、上記のように構成された実装ヘッド４では、ノズル４０は、部品Ｅの吸着後の公転動作に応じた自転動作を、ラインセンサーカメラ５により撮像されるまでに完了する。したがって、公転に伴うノズル４０の向きの変化による影響を排除しつつ、ノズル４０に吸着される部品Ｅを撮像することができる。

また、ノズル４０は、ラインセンサーカメラ５による撮像時に、ノズル４０に吸着される部品Ｅの向きとラインセンサーカメラ５の配設方向（Ｙ方向）とが所定の関係を満たすように自転動作を実行する。そのため、部品Ｅの向きによる反射の影響が撮像の度に異なるといったことが無く、良好な撮像にとって有利となっている。

また、ノズル４０は、部品Ｅの実装後の公転動作に応じた自転動作を、ラインセンサーカメラ５により撮像されるまでに完了する。かかる構成では、公転に伴うノズル４０の向きの変化による影響を排除しつつ、部品Ｅを実装後のノズル４０を撮像することができる。

また、実装ヘッド４は、部品供給部２８からの部品Ｅの吸着および基板Ｓへの部品Ｅの実装の少なくとも一方の作業を、円周軌道Ｏ上に設けられた複数の作業位置Ｐｏのいずれかに位置決めさせたノズル４０に実行させることができる。そして、ノズル４０は、複数の作業位置Ｐｏのうち一の作業位置Ｐｏ（例えば作業位置Ｐｏ１）で作業を行った後に他の作業位置Ｐｏ（例えば作業位置Ｐｏ２）で作業を行う場合には、一の作業位置Ｐｏから他の作業位置Ｐｏへ公転する公転動作に応じた自転動作を、他の作業位置Ｐｏで作業を開始する前に完了する。したがって、他の作業位置Ｐｏに位置するノズル４０による作業の開始に際して、一の作業位置Ｐｏから他の作業位置Ｐｏへの公転に伴うノズル４０の向きの変化による影響を排除することができる。

具体的には、ノズル４０、一の作業位置Ｐｏで部品供給部２８から部品Ｅを吸着した後に、他の作業位置Ｐｏで基板Ｓに部品Ｅを実装する場合、一の作業位置Ｐｏから他の作業位置Ｐｏへの公転に伴うノズル４０の向きの変化による影響を排除しつつ、他の作業位置Ｐｏのノズル４０に基板Ｓへの部品Ｅの実装を開始させることができる。

あるいは、一の作業位置Ｐｏで基板Ｓへ部品Ｅを実装した後に、他の作業位置Ｐｏで部品供給部２８から部品Ｅを吸着する場合、一の作業位置Ｐｏから他の作業位置Ｐｏへの公転に伴うノズル４０の向きの変化による影響を排除しつつ、他の作業位置Ｐｏのノズル４０に部品供給部２８からの部品Ｅの吸着を開始させることができる。

また、図５に示したように、複数のノズル４０はそれぞれの向きを揃えつつ自転動作を実行する。そのため、複数のノズル４０のそれぞれの向きを公転角度によらず揃えることが可能となっている。

また、ノズル４０は、公転動作に連動して自転動作を実行する。そのため、公転角度によらず常にノズル４０の向きを一定（図５、図７の例ではＸ方向）にすることが可能となっている。

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、部品供給部２８が本発明の「部品供給部」の一例に相当し、部品Ｅが本発明の「部品」の一例に相当し、コンベア１２が本発明の「基板支持部」の一例に相当し、基板Ｓが本発明の「基板」の一例に相当し、実装ヘッド４が本発明の「ヘッド」の一例に相当し、ノズル４０が本発明の「ノズル」の一例に相当し、Ｎ軸Ｃｎが本発明の「公転軸」の一例に相当し、Ｒ軸Ｃｒが本発明の「自転軸」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、ラインセンサーカメラ５が本発明の「撮像部」の一例に相当し、作業位置Ｐｏが本発明の「作業位置」の一例に相当し、作業位置Ｐｏ１が本発明の「一の作業位置」の一例に相当し、作業位置Ｐｏ２が本発明の「他の作業位置」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、上記実施形態では、公転角度θ１〜θ４によらずノズル４０の向きを一定にできる。この際、ノズル４０の向きを決定する基準については、種々のものを採用できる。図８はノズルの向きの基準の一例を模式的に示す平面図である。ノズル４０に対しては、例えばクリーニング等の目的で研磨が実行される。そして、図８の例では、ノズル４０の研磨方向（ノズル４０の外形を示す四角内で破線が延びる方向）およびラインセンサーカメラ５の配設方向（すなわち、ラインセンサーカメラ５での画素の配列方向）がいずれもＹ方向となっており、互いに平行となる関係（所定関係）を満たす。換言すれば、ノズル４０の公転角度によらず、ノズル４０の研磨方向（Ｙ方向）がラインセンサーカメラ５の配設方向（Ｙ方向）と平行となるように、ノズル４０の自転動作が実行される。そのため、ノズル４０の研磨痕による反射の影響がラインセンサーカメラ５による撮像の度にことなるといったことが無く、良好なノズル４０の撮像にとって有利となっている。

また、図７に例示したように作業位置Ｐｏ１で部品Ｅを吸着してから作業位置Ｐｏ２で部品Ｅを実装するにあたって、テープフィーダー２８１が供給する部品Ｅの向きと、基板Ｓの実装対象箇所の向きとが異なる場合がある。このような場合には、作業位置Ｐｏ２でノズル４０を停止させた後に、部品実装箇所の向きに応じてノズル４０をさらに自転させて、ノズル４０が吸着する部品と部品実装箇所の向きとを合わせると良い。この場合であっても、ノズル４０の公転によらず作業位置Ｐｏ１、Ｐｏ２との間で部品Ｅの向きは変わらない。そのため、コントローラー１００は、ノズル４０の公転に伴う部品Ｅの向きの変化を考慮することなく、テープフィーダー２８１が供給する部品Ｅの向きと実装対象箇所の向きのみに基づいて適切に部品Ｅを実装することができる。

また、上記実施形態では、ノズル４０の公転動作と自転動作とを連動させていた。しかしながら、例えばノズル４０を所定の閾角度θｔｈ公転させた後にノズル４０を閾角度θｔｈ自転させるといった制御も可能である。この場合、閾角度θｔｈは例えば上記の角度θｉ未満に設定することができる。あるいは、円周軌道Ｏに沿って隣接するノズル４０がＮ軸Ｃｎの回りに成す角度（隣接角度）が複数のノズル４０の間で等しくない場合は、閾角度θｔｈを例えば最小の隣接角度未満に設定することができる。

また、実装ヘッド４の本数や、実装ヘッド４が保持するノズル４０の個数、ノズル４０の配列間隔等についても適宜変更しても構わない。実装ヘッド４の複数のノズル４０の全ての向きが揃っている必要も必ずしも無い。

また、ノズル４０や部品Ｅを撮像する撮像部の構成は、ラインセンサーカメラ５に限られず、エリアセンサーカメラであっても良い。

１…部品実装機
１２…コンベア（基板支持部）
２８…部品供給部
４…実装ヘッド
４０…ノズル
５…ラインセンサーカメラ（撮像部）
Ｃｎ…Ｎ軸（公転軸）
Ｃｒ…Ｒ軸（自転軸）
Ｏ…円周軌道
Ｅ…部品
Ｓ…基板
Ｐｏ…作業位置
Ｐｏ１…作業位置（一の作業位置）
Ｐｏ２…作業位置（他の作業位置）
θ１，θ２，θ３，θ４…公転角度
Ｙ…Ｙ方向（ラインセンサーカメラの配設方向、ノズルの研磨方向）

Claims (8)

1. 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、
   公転軸を中心とする円周軌道上に並べられた複数のノズルを前記公転軸を中心に公転可能に保持し、前記ノズルにより前記部品供給部から前記部品を吸着して前記基板に実装する実装ヘッドと、
   前記実装ヘッドに伴って移動する前記複数のノズルの下方から撮像する撮像部と
   を備え、
   前記ノズルは、その自転軸を中心として自転動作を実行し、実装ヘッドによる公転動作に応じて、前記公転動作での公転角度と同じ角度で公転方向とは逆方向に自転する自転動作を実行し、
   前記撮像部は、前記基板へ前記部品を実装した後に前記基板から前記部品供給部へ移動する途中の前記複数のノズルを撮像し、
   前記ノズルは、前記部品を実装した後の前記実装ヘッドによる前記公転動作に応じた前記自転動作を、前記撮像部により撮像されるまでに完了する部品実装機。
2. 前記撮像部は、所定の方向に配設されたラインセンサーカメラであり、
   前記ノズルは、所定の研磨方向に研磨されており、前記撮像部による撮像時に前記研磨方向と前記ラインセンサーカメラの配設方向とが所定関係を満たすように前記自転動作を実行する請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記所定関係は、前記ノズルの研磨方向と前記ラインセンサーカメラの配設方向とが平行となる関係である請求項２に記載の部品実装機。
4. 前記実装ヘッドは、前記部品供給部からの前記部品の吸着および前記基板への前記部品の実装の少なくとも一方の作業を、前記円周軌道上に設けられた複数の作業位置のいずれかに位置決めさせた前記ノズルに実行させることができ、
   前記ノズルは、前記複数の作業位置のうち一の作業位置で前記作業を行った後に前記一の作業位置と異なる他の作業位置で作業を行う場合には、前記一の作業位置から前記他の作業位置へ公転する前記公転動作に応じた前記自転動作を、前記他の作業位置で作業を開始する前に完了する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の部品実装機。
5. 前記ノズルは、前記一の作業位置で前記部品供給部から前記部品を吸着した後に、前記他の作業位置で前記基板に前記部品を実装する請求項４に記載の部品実装機。
6. 同種の前記複数のノズルが前記実装ヘッドに取り付けられた場合、前記複数のノズルはそれぞれの向きを揃えつつ前記自転動作を実行する請求項１ないし５のいずれか一項に記載の部品実装機。
7. 前記ノズルは、前記実装ヘッドによる前記公転動作に連動して前記自転動作を実行する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の部品実装機。
8. 公転軸を中心とする円周軌道上に並べられた複数のノズルを前記公転軸を中心に公転可能に保持する実装ヘッドを用いて、部品を供給する部品供給部から前記ノズルに前記部品を吸着させる工程と、
   前記実装ヘッドを用いて前記ノズルに前記部品を基板へ実装させる工程と、
   前記実装ヘッドに伴って移動する前記複数のノズルの下方から撮像部により撮像する工程と
   を備え、
   前記ノズルは、その自転軸を中心として自転動作を実行し、前記実装ヘッドによる公転動作に応じて、前記公転動作での公転角度と同じ角度で公転方向とは逆方向に自転する自転動作を実行し、
   前記撮像部は、前記基板へ前記部品を実装した後に前記基板から前記部品供給部へ移動する途中の前記複数のノズルを撮像し、
   前記ノズルは、前記部品を実装した後の前記実装ヘッドによる前記公転動作に応じた前記自転動作を、前記撮像部により撮像されるまでに完了する部品実装方法。
   

Images