部品実装機、部品検出装置、及び部品実装方法
【課題】部品の有無検出を高速化した部品実装機を提供することを目的とする。
【解決手段】部品実装機１００は、ノズル５１０と、前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、基板の表面に対して斜め上方向から照射する光源５２０と、基板を撮像して第１及び第２の画像を取得する撮像部５３０と、基板の実装位置における部品の有無を検出する部品検出部５４１とを備える。部品検出部５４１は、第１の画像から第１の方向に直交する方向に延びる第１の領域に対応する画素データを選択的に取得し、当該第１の領域における光の位置を検出する実装前処理と、第２の画像から、第１の領域に含まれ、且つ第１の領域における光の検出位置から部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを選択的に取得し、当該第２の領域に光が含まれていることによって実装位置に部品が存在すると判断する有無検出処理とを実行する。
【解決手段】部品実装機１００は、ノズル５１０と、前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、基板の表面に対して斜め上方向から照射する光源５２０と、基板を撮像して第１及び第２の画像を取得する撮像部５３０と、基板の実装位置における部品の有無を検出する部品検出部５４１とを備える。部品検出部５４１は、第１の画像から第１の方向に直交する方向に延びる第１の領域に対応する画素データを選択的に取得し、当該第１の領域における光の位置を検出する実装前処理と、第２の画像から、第１の領域に含まれ、且つ第１の領域における光の検出位置から部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを選択的に取得し、当該第２の領域に光が含まれていることによって実装位置に部品が存在すると判断する有無検出処理とを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品等の部品を基板に実装する部品実装機に関し、特に、基板上における部品の有無や位置を検出することができる部品実装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板上における部品の有無や位置を検出することのできる部品実装機が知られている（例えば、特許文献１、２、３参照）。図１８及び図１９を参照して、基板上における部品の有無検出の一例を説明する。
【０００３】
まず、図１８に示されるように、基板１０に実装された部品１１に向けて、斜め上方向からスリット光１２を照射する。ここで、部品１１の高さｈ（カタログ値、部品データ情報等）、及びスリット光１２の入射角αは、予め部品実装機の記憶部に保持されている。
【０００４】
次に、図１９に示されるように、基板１０の上方から部品１１を含む領域（「撮像領域」という）を撮像する。このとき、スリット光１２は、基板１０の上面に照射される第１の部分１２ａと、部品１１の上面に照射される第２の部分１２ｂとで左右方向にずれて見える。そこで、この第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂのずれ量Ｌと、スリット光１２の基板１０への入射角αとによって、部品１１の実際の高さを算出する。算出された高さが予め保持されている（カタログ値等の）高さｈと一致すれば、所望の部品が適切に実装されていると判断することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２６１０２９５号公報
【特許文献２】特許第２７１２３３６号公報
【特許文献３】特許第４２３７４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記方法によれば、撮像領域全域の画像処理及び画像解析が必要となる。具体的には、部品実装機に搭載される一般的なカメラは、５００×５００画素程度であるので、２５万画素の画像処理及び画像解析が必要となる。しかしながら、近年、部品実装の高速化が求められており、これに伴って、部品の有無検出についてもさらなる高速化が要求される。
【０００７】
そこで、本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、部品の有無検出を高速化した部品実装機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態に係る部品実装機は、基板に部品を実装して実装基板を製造する。具体的には、前記部品を前記基板上の予め定められた実装位置に実装するノズルと、前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、前記部品が実装位置に実装された際に当該部品の上面に当るように、前記基板の表面に対して斜め上方向から照射する光源と、前記基板の前記実装位置を含む領域を撮像する撮像部と、前記部品の実装前に前記撮像部で撮像された第１の画像、及び前記部品の実装後に前記撮像部で撮像された第２の画像を解析して、前記基板の前記実装位置における前記部品の有無を検出し、当該検出結果を出力する部品検出部とを備える。そして、前記部品検出部は、前記第１の画像のうち、前記実装位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向に延びる前記第１の画像より小さい第１の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第１の領域における前記光の位置を検出する実装前処理と、前記第２の画像のうち、前記第１の領域に含まれ、且つ前記第１の領域における前記光の検出位置から前記部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第２の領域に前記光が含まれていることによって前記実装位置に前記部品が存在すると判断する有無検出処理とを実行する。
【０００９】
上記構成によれば、撮像部で撮像された第１及び第２の画像のうちから必要な領域のみを選択的に取り出して、部品の有無を検出することができる。その結果、撮像部から部品検出部へのデータ転送時間、及び部品検出部における画像処理や画像解析に要する時間を大幅に短縮することができる。つまり、部品の有無検出を高速で行うことが可能となる。
【００１０】
具体的には、前記部品の厚さをｈ、前記光の前記基板への入射角をαとすると、前記部品検出部は、前記光の検出位置から前記光源に近付く方向にｈ×ｔａｎαだけずれた位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向の長さが前記第１の領域より短い前記第２の領域の画素データを、前記撮像部から選択的に取得してもよい。
【００１１】
さらに、該部品実装機は、前記実装前処理において検出された前記光の位置に応じて前記基板と前記ノズルとの距離を算出し、当該算出結果に基づいて前記部品を前記基板に実装する際の前記ノズルの位置を制御するノズル制御部を備えてもよい。これにより、基板の撓みやうねりに起因する誤差を吸収して、部品を正確に実装することができる。
【００１２】
また、前記部品検出部は、前記第２の領域を含み、且つ前記第１の方向に延びる第３の領域の画像データを前記撮像部から選択的に取得し、前記第３の領域に含まれる前記光の一方側端部及び他方側端部の位置を特定することによって、前記部品の前記第１の方向の位置を検出する位置検出処理を実行してもよい。これにより、部品の第１の方向の位置を高速に検出することができる。
【００１３】
さらに、前記光源は、前記第１の方向に直交する第２の方向に直線的に延びる第２の光を照射する。そして、前記部品検出部は、さらに、前記第２の光に対して前記実装前処理及び前記位置検出処理を実行することにより、前記部品の前記第２の方向の位置を検出してもよい。これにより、基板上の部品の位置を高速且つ正確に検出することができる。
【００１４】
本発明の一形態に係る部品検出装置は、基板上の実装位置に実装された部品を検出する。具体的には、前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、前記部品が実装位置に実装された際に当該部品の上面に当るように、前記基板の表面に対して斜め上方向から照射する光源と、前記基板の前記実装位置を含む領域を撮像する撮像部と、前記部品の実装前に前記撮像部で撮像された第１の画像、及び前記部品の実装後に前記撮像部で撮像された第２の画像を解析して、前記基板の前記実装位置における前記部品の有無を検出し、当該検出結果を出力する部品検出部とを備える。そして、前記部品検出部は、前記第１の画像のうち、前記実装位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向に延びる前記第１の画像より小さい第１の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第１の領域における前記光の位置を検出する実装前処理と、前記第２の画像のうち、前記第１の領域に含まれ、且つ前記第１の領域における前記光の検出位置から前記部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第２の領域に前記光が含まれていることによって前記実装位置に前記部品が存在すると判断する有無検出処理とを実行する。
【００１５】
本発明の一形態に係る部品実装方法は、部品実装機で基板に部品を実装して実装基板を製造する方法である。具体的には、前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、前記部品が実装位置に実装された際に当該部品の上面に当るように、前記基板の表面に対して斜め上方向から照射するステップと、前記部品の実装前に前記実装位置を含む第１の画像を撮像するステップと、前記第１の画像のうち、前記実装位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向に延びる前記第１の画像より小さい第１の領域に対応する画素データを選択的に取得し、当該第１の領域における前記光の位置を検出するステップと、前記部品を、前記基板の前記実装位置に実装するステップと、前記部品の実装後に前記実装位置を含む第２の画像を撮像するステップと、前記第２の画像のうち、前記第１の領域に含まれ、且つ前記第１の領域における前記光の検出位置から前記部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを選択的に取得し、当該第２の領域に前記光が含まれていることによって前記実装位置に前記部品が存在すると判断するステップと、前記実装位置に前記部品が存在するか否かの判断結果を出力するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、部品の有無検出に必要な画像データのみを選択的に取得することにより、撮像部から部品検出部へのデータ転送時間、及び部品検出部における画像処理や画像解析に要する時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態における部品実装システムの外観図である。
【図２】部品実装機の内部の主要な機械的構成を示す構成図である。
【図３】ヘッドと部品カセットとの位置関係を示す模式図である。
【図４】部品を収めた部品テープ及びリールの例を示す図である。
【図５】本実施の形態における部品実装機の機能ブロック図である。
【図６】ＮＣデータの一例を示す図である。
【図７】部品ライブラリの一例を示す図である。
【図８】実装条件データの一例を示す図である。
【図９】ヘッド周辺の模式図である。
【図１０】部品検出装置を含む部品実装機の主要な機能ブロックを示す図である。
【図１１】部品実装機の部品有無検出処理を示すフローチャートである。
【図１２】基板に部品を実装する前に撮像された第１の画像の例を示す図である。
【図１３】基板に部品を実装した後に撮像された第２の画像の例を示す図である。
【図１４】部品実装機の部品位置検出処理を示すフローチャートである。
【図１５】基板に部品を実装した後に撮像された第２の画像の一例である。
【図１６】基板に部品を実装した後に撮像された第２の画像の他の例である。
【図１７】基板に部品を実装した後に撮像された第２の画像の他の例である。
【図１８】従来の部品有無検出処理を説明するための部品実装機の部分正面図である。
【図１９】従来の部品有無検出処理を説明するための部品実装機の部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態における部品実装システムについて図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態における部品実装システムの外観図である。
本実施の形態における部品実装システム１０００は、部品実装機１００と、部品実装機１００を制御する制御装置２００とを備えている。なお、以降の説明において、水平面上で、且つ基板２０の搬送方向を「Ｘ軸方向」（下流側を正とする）、水平面上で、且つＸ軸に垂直な方向を「Ｙ軸方向」、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な方向を「Ｚ軸方向」（鉛直上向きを正とする）と定義する。また、後述の「第１の方向」をＹ軸と平行な方向、「第２の方向」をＸ軸と平行な方向と定義する。ただし、「第１の方向」がＸ軸と平行な方向、「第２の方向」がＹ軸と平行な方向であってもよい。
【００２０】
部品実装機１００は、上流から基板（回路基板）２０を受け取り、その基板２０に対して部品を実装し、その部品が実装された基板２０を下流側に送り出す。なお、部品実装機１００によって部品が実装された基板２０を、以下、実装基板という。
【００２１】
具体的には、部品実装機１００は、複数種の部品を供給する２つの部品供給部１１５ａ、１１５ｂと、基板２０を部品実装機１００の内部に搬入する搬入口１３０とを備える。部品実装機１００は、搬入口１３０から搬入された基板２０を、所定位置で停止させる。そして、部品実装機１００は、部品供給部１１５ａ、１１５ｂから供給される部品を順次取り出し、所定位置で停止している基板２０に対して、取り出した部品を実装する。
【００２２】
また、部品実装機１００は、部品供給部１１５ａ、１１５ｂから供給された部品、当該部品を実装する前の基板２０、及び基板２０に実装された後の部品の状態等を、撮像装置等を用いて認識する。
【００２３】
制御装置２００は、部品実装機１００による部品の実装条件などを決定して、その実装条件に沿って実装が行われるように部品実装機１００を制御する。
【００２４】
図２は、部品実装機１００の内部の主要な機械的構成を示す構成図である。
部品実装機１００は、基板２０に対して部品を実装する２つの実装ユニット１１０ａ、１１０ｂと、基板２０を搬送するための一対の基板搬送レール１２２ａ、１２２ｂと、一対のＹビーム（図２の図示Ｙ軸方向に延びるビーム）１４０とを備えている。２つの実装ユニット１１０ａ、１１０ｂは、協調して基板搬送レール１２２ａ、１２２ｂ上にある基板２０に対して部品を実装する。
【００２５】
実装ユニット１１０ａ及び実装ユニット１１０ｂは、それぞれ同様の構成を有している。つまり、実装ユニット１１０ａは、部品供給部１１５ａ、部品認識カメラ１１６ａ、ヘッド１１２ａ、及びＸビーム（図２の図示Ｘ方向に延びるビーム）１２１ａを備えている。同様に、実装ユニット１１０ｂは、部品供給部１１５ｂ、部品認識カメラ１１６ｂ、ヘッド１１２ｂ、及びＸビーム（図２の図示Ｘ方向に延びるビーム）１２１ｂを備えている。
【００２６】
ここで、実装ユニット１１０ａの詳細な構成について説明する。なお、実装ユニット１１０ｂの詳細な構成については、実装ユニット１１０ａと同様であるため省略する。
【００２７】
部品供給部１１５ａは、部品テープを収納する複数の部品カセット（フィーダ）１１４の配列からなる。また、部品供給部１１５ａの各部品カセット１１４は、基板２０の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って配列している。なお、部品テープとは、例えば、同一部品種の複数の部品がテープ（キャリアテープ）上に並べられたものであり、リール等に巻かれた状態で供給される。また、部品テープに並べられる部品は、例えばチップ部品であって、具体的には０４０２チップ部品や１００５チップ部品などである。
【００２８】
ヘッド１１２ａは、例えばマルチ装着ヘッドと呼ばれるヘッドであって、複数の吸着ノズル（以下、単にノズルという）を備えることができる。例えば、部品供給部１１５ａから１０個の部品を吸着して基板２０に装着することができる。このようなヘッド１１２ａは、軸状に構成されたＸビーム１２１ａに対してスライド自在に取り付けられている。ヘッド１１２ａは、例えば、モータなどの駆動により、Ｘビーム１２１ａに沿って移動する。また、ヘッド１１２ａには、部品を実装する前の基板２０の状態、及び基板２０に実装された後の部品の状態等を検出する部品検出装置（図２では図示省略）が設けられている。部品検出装置の詳細は、後述する。
【００２９】
Ｘビーム１２１ａは、基板２０の搬送方向（図２の図示Ｘ軸方向）と垂直な方向（図２の図示Ｙ軸方向）に沿って互いに平行に配置された一対のＹビーム１４０上に、Ｙ軸方向にスライド自在に取り付けられている。したがって、Ｘビーム１２１ａは、例えばモータなどの駆動により、一対のＹビーム１４０上をＹ軸方向に沿って移動する。すなわち、ヘッド１１２ａは、Ｙビーム１４０およびＸビーム１２１ａによってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。
【００３０】
基板搬送レール１２２ａ、１２２ｂは、それぞれＸ軸方向に対して平行となるように配置されている。ここで、基板搬送レール１２２ａは、部品供給部１１５ａ側に寄せて固定されている。一方、基板搬送レール１２２ｂは、搬送される基板２０のサイズ（幅）に応じてＹ軸方向に移動する。部品実装機１００の搬入口１３０から挿入された基板２０は、一対の基板搬送レール１２２ａ、１２２ｂ上に沿って搬送されてストッパーなどにより所定位置で停止される。
【００３１】
部品認識カメラ１１６ａは、ヘッド１１２ａに吸着された部品を撮影し、その部品の形状や吸着状態を２次元又は３次元的に検査するために用いられる。また、部品認識カメラ１１６ａは、部品供給部１１５ａにおけるＸ軸方向に沿った中央付近に配置されている。
【００３２】
このように構成された部品実装機１００において、ヘッド１１２ａは、部品供給部１１５ａから供給される部品を吸着して基板２０に移動し、吸着している部品をその基板２０の各実装点に装着し、部品供給部１１５ａに移動するという一連の動作を繰り返し実行する。ヘッド１１２ｂも同様に、部品供給部１１５ｂから供給される部品を吸着して基板２０に移動し、吸着している部品をその基板２０の各実装点に装着し、部品供給部１１５ａに移動するという一連の動作を繰り返し実行する。
【００３３】
このように実行される一連の動作、または１回あたりの一連の動作でヘッドに吸着される部品群を、以下、タスクという。また、実装点（「実装位置」ともいう。以下同じ。）とは、基板２０上の部品が実装されるべき位置である。
【００３４】
ヘッド１１２ａによる１つのタスクの例を具体的に説明する。まず、ヘッド１１２ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動しながら、部品供給部１１５ａの各部品カセット１１４から供給される１タスク分の部品を吸着する。その後、ヘッド１１２ａは、部品認識カメラ１１６ａ上を一定速度で移動することにより、吸着している部品を部品認識カメラ１１６ａに撮像させ、突入ポイントに到達する。そして、ヘッド１１２ａは、その突入ポイントから所定のタイミングで移動を開始して基板２０の実装領域上に入る。
【００３５】
なお、実装領域とは、基板２０の実装点が存在する領域であって、基板２０の一部の領域や全ての領域であってもよい。実装領域上に入ったヘッド１１２ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動しながら、吸着している部品をそれぞれ各実装点に装着する。１タスク分の全ての部品の装着が完了すると、ヘッド１１２ａは、基板２０の実装領域上から出て部品供給部１１５ａに移動する。
【００３６】
一方、ヘッド１１２ｂも上述のヘッド１１２ａの動作と同様の動作を行うが、ヘッド１１２ａ、１１２ｂは、それぞれが干渉することがないように、つまり、それぞれが同時に基板２０の実装領域上に入ることがないように、互いに協調して動作する。
【００３７】
図３は、ヘッド１１２ａと部品カセット１１４との位置関係を示す模式図である。
上述のように、ヘッド１１２ａには、例えば最大１０個のノズルｎｚをＸ軸方向に配列させて取り付けることが可能である。１０個のノズルｎｚが取り付けられたヘッド１１２ａは、最大１０個の部品カセット１１４のそれぞれから部品を同時に（１回の上下動作で）吸着することができる。同様に、ヘッド１１２ｂも例えば最大１０個のノズルｎｚを取り付けることができる。なお、本発明では、ヘッド１１２ａ，１１２ｂに取り付けられるノズルｎｚの数は１０個以外でもよく、Ｘ軸方向に沿うノズルｎｚの列を、Ｙ軸方向に複数列取り付けてもよい。
【００３８】
図４は、部品を収めた部品テープ及びリールの例を示す図である。
チップ形電子部品などの部品は、図４に示すキャリアテープ４２４に保持されている。キャリアテープ４２４には、一定間隔で連続的に形成された複数の収納凹部４２４ａが設けられている。部品は、この収納凹部４２４ａに収納されている。さらに、キャリアテープ４２４の上面（部品を取り出す側）には、カバーテープ４２５が貼付けられている。カバーテープ４２５が貼り付けられたキャリアテープ４２４は、リール４２６に所定の数量分だけ巻回されたテーピング形態でユーザに供給される。このようなキャリアテープ４２４およびカバーテープ４２５によって部品テープが構成される。なお、部品テープの構成は、図４に示す構成以外の他の構成であってもよい。
【００３９】
本実施の形態における部品実装機１００では、上述のようにヘッド１１２ａ，１１２ｂがそれぞれ同時に基板２０の実装領域上に入ることがないように互いに強調して動作する。その結果、この部品実装機１００は、いわゆる交互打ちと非交互打ちとを実行する。交互打ちとは、ヘッド１１２ａによる１タスク分の部品の装着と、ヘッド１１２ｂによる１タスク分の部品の装着とが交互に行われる動作である。一方、非交互打ちとは、ヘッド１１２ａまたはヘッド１１２ｂによる１タスク分の部品の装着が連続して繰り返し行われる動作である。
【００４０】
図５は、本実施の形態における部品実装機１００の制御系の機能構成を示すブロック図である。
【００４１】
本実施の形態における部品実装機１００は、入力部１５１、表示部１５２、ヘッド制御部１５３、制御部１５４、通信部１５５、および格納部１５６を備えている。
【００４２】
入力部１５１は、例えばキーボードやマウスなどで構成されており、オペレータからの操作を受け付けて、その操作結果をヘッド制御部１５３や制御部１５４などに通知する。
【００４３】
表示部１５２は、例えば液晶ディスプレイなどで構成されており、ヘッド制御部１５３などの動作状態を表示したり、格納部１５６などに格納されているデータを表示したりする。
【００４４】
制御部１５４は、入力部１５１に受け付けられた操作や、通信部１５５で受信されたデータに応じて、部品認識カメラ１１６ａ、１１６ｂ、表示部１５２、及びヘッド制御部１５３などを制御する。また、制御部１５４は、基板２０を搬送するためのモータなどを制御して、基板２０を適切な位置に搬送する。
【００４５】
通信部１５５は、制御装置２００と通信する。例えば、通信部１５５は、基板２０の各実装点に関する情報などを示すＮＣデータ１５６ａと、各部品に関する情報を示す部品ライブラリ１５６ｂと、部品カセット１１４の配列や部品の実装順序などの実装条件を示す実装条件データ１５６ｃとを制御装置２００から取得して、それらを格納部１５６に格納する。
【００４６】
格納部１５６は、通信部１５５により取得されたＮＣデータ１５６ａ、部品ライブラリ１５６ｂ、及び実装条件データ１５６ｃ等を格納している。
【００４７】
図６は、ＮＣデータ１５６ａの一例を示す図である。
ＮＣデータ１５６ａは、基板２０において装着の対象となる全ての部品の実装点に関する情報を示す。１つの実装点ｐｉは、部品種ｃｉ、Ｘ座標ｘｉ、Ｙ座標ｙｉ、制御データφｉ、および実装角度θｉからなる。ここで、部品種は、部品ライブラリ１５６ｂにおける部品名に相当する（図７参照）。Ｘ座標およびＹ座標は実装点の座標である。制御データφｉは、その部品の装着に関する制約情報、例えば、使用可能なノズルｎｚのタイプや、ヘッド１１２ａ，１１２ｂの最高移動加速度等を示す。実装角度θｉは、部品種ｃｉの部品を吸着したノズルｎｚが回転すべき角度を示す。
【００４８】
図７は、部品ライブラリ１５６ｂの一例を示す図である。
部品ライブラリ１５６ｂは、部品実装機１００が扱うことができる全ての部品種のそれぞれについての固有の情報を集めたライブラリである。この部品ライブラリ１５６ｂは、図７に示すように、部品種（部品名）ごとの部品サイズ（幅、奥行き、厚さ等）、その部品種におけるタクト、および制約情報などからなる。
【００４９】
なお、この部品ライブラリ１５６ｂの示すタクトは、一定条件下において部品を基板２０に装着するのに要する部品種固有の時間である。制約情報は、例えば、使用可能なノズルｎｚのタイプ（ＳＸや、ＳＡなど）、部品認識カメラ１１６ａ、１１６ｂによる認識方式（反射など）、及びヘッド１１２ａ、１１２ｂの最高加速度比などである。また、図７には、参考として、各部品種の部品の外観も併せて示されている。部品ライブラリ１５６ｂには、その他に、部品の色や形状などの情報が含まれていてもよい。
【００５０】
図８は、実装条件データ１５６ｃの一例を示す図である。
実装条件データ１５６ｃは、部品供給部１１５ａ、１１５ｂにおける部品カセット１１４の配列（部品配列）、及びヘッド１１２ａ、１１２ｂのそれぞれのタスクごとの実装順序などを示す。例えば、実装条件データ１５６ｃは、部品配列として、部品供給部１１５ａのＸ軸方向の一方からＡ１番目に部品種ｃ１があり、Ａ２番目に部品種ｃ２があることを示す。同様に、部品供給部１１５ｂのＸ軸方向の一方からＢ１番目に部品種ｃ１があり、Ｂ２番目に部品種ｃ２があることを示す。
【００５１】
また、実装条件データ１５６ｃは、ヘッド１１２ａの実装順序として、部品種ｃ１〜ｃ４の部品を含むタスク番号Ｔａ１のタスクが実行され、次に、部品種ｃ９〜ｃ１２の部品を含むタスク番号Ｔａ２のタスクが実行され、さらにその後、部品種ｃ１７〜ｃ２０の部品を含むタスク番号Ｔａ３のタスクが実行されることを示す。同様に、実装条件データ１５６ｃは、ヘッド１１２ｂの実装順序として、部品種ｃ５〜ｃ８の部品を含むタスク番号Ｔｂ１のタスクが実行され、次に、部品種ｃ１３〜ｃ１６の部品を含むタスク番号Ｔｂ２のタスクが実行され、さらにその後、部品種ｃ２１〜ｃ２４の部品を含むタスク番号Ｔｂ３のタスクが実行されることを示す。なお、実装条件データ１５６ｃは、タスクに含まれる部品ごとに、その部品の実装点も示している。
【００５２】
ヘッド制御部１５３は、格納部１５６に格納されているデータに基づいてモータなどを制御することにより、ヘッド１１２ａ、１１２ｂを移動させたり、そのヘッド１１２ａ、１１２ｂに部品を吸着させたり、部品を基板上の実装点に装着させたりする。例えば、ヘッド制御部１５３は、上述の実装条件データ１５６ｃを読み出し、ヘッド１１２ａ、１１２ｂが実装すべきタスクをタスク番号に従って特定するとともに、そのタスクの部品が供給される場所を部品配列に基づいて特定する。そして、ヘッド制御部１５３は、特定した場所にヘッド１１２ａ、１１２ｂを移動させ、それらのヘッド１１２ａ、１１２ｂに部品を吸着させて、その部品に対応する実装点に装着させる。
【００５３】
また、ヘッド制御部１５３は、ヘッド１１２ａを他方のヘッド１１２ｂの動きに応じて制御する。同様に、ヘッド１１２ｂを他方のヘッド１１２ａの動きに応じて制御する。つまり、ヘッド制御部１５３は、制御対象となるヘッド（以下、対象ヘッドという）を、他方のヘッド（以下、相手ヘッドという）の動きに応じて制御する。
【００５４】
ヘッド制御部１５３は、相手ヘッドが基板２０の実装領域上にあるときに、対象ヘッドが突入ポイントに到達すると、対象ヘッドを突入ポイントに待機させておく。そして、相手ヘッドが実装領域上から出ると、対象ヘッドを実装領域上に突入させる。また、ヘッド制御部１５３は、相手ヘッドが基板２０の実装領域上にないときに、対象ヘッドが突入ポイントに到達すると、基本的に、その対象ヘッドを突入ポイントで待機させることなく実装領域上に突入させる。
【００５５】
但し、本実施の形態におけるヘッド制御部１５３は、対象ヘッドが突入ポイントに到達したタイミングでその対象ヘッドを実装領域上に突入させることによって、非交互打ちが実行されそうな場合には、その非交互打ちを避けて強制的に交互打ちを実行させるべきか否かを判別する。非交互打ちを避けるべきと判別すると、ヘッド制御部１５３は、相手ヘッドが実装領域上になくても、相手ヘッドが実装領域上に入って１タスク分の部品を装着してその実装領域上から出るまで、対象ヘッドを突入ポイントに待機させておく。その結果、強制的な交互打ちが実現される。
【００５６】
なお、交互打ちとは、上述のように、ヘッド１１２ａによる１タスク分の部品の装着と、ヘッド１１２ｂによる１タスク分の部品の装着とが交互に行われる動作であって、例えば、「ヘッド１１２ａ→ヘッド１１２ｂ→ヘッド１１２ａ→ヘッド１１２ｂ→・・・」の順で装着が行われる動作である。また、非交互打ちとは、上述のように、ヘッド１１２ａまたはヘッド１１２ｂによる１タスク分の部品の装着が連続して繰り返し行われる動作であって、例えば、「ヘッド１１２ａ→ヘッド１１２ｂ→ヘッド１１２ｂ→ヘッド１１２ａ→・・・」の順で装着が行われる動作である。
【００５７】
次に、図９及び図１０を参照して、部品実装機１００に搭載される部品検出装置について詳しく説明する。なお、図９は、ヘッド１１２ａの先端部分の模式図である。図１０は、部品検出装置を含む部品実装機１００の主要な機能ブロックを示す図である。
【００５８】
まず、図９を参照して、ヘッド１１２ａの先端には、ノズル５１０と、光源５２０と、撮像部５３０とが一体的に取り付けられている。なお、図９では、単純化のためにノズル５１０を１個だけ搭載したヘッド１１２ａの例を示すが、図３に示されるように、複数のノズルｎｚが搭載されていてもよい。また、ヘッド１１２ｂも同様の構成であるので、説明は省略する。
【００５９】
ノズル５１０は、部品カセット１１４から取得した部品５１１を先端に吸着し、基板５００の予め定められた実装位置（「基板５００上における部品５１１が実装される領域」を指す。以下同じ。）５１２に実装する。
【００６０】
光源５２０は、基板５００上で一方方向（図９の図示Ｙ軸方向）に直線的に延びるスリット光５２１を、基板５００の表面に対して斜め方向（図９の図示ＸＺ平面上）から照射する。より具体的には、スリット光５２１は、部品５１１が実装位置５１２に実装された際に、当該部品５１１の上面に当るような位置に照射される。なお、スリット光５２１は、図１２に示されるように一方方向に直線的に延びる光であれば、具体的な実現方法は特に限定されない。例えば、文字通りスリットを用いて拡散光を収束させてもよいし、レーザ光を一方向に高速で走査してもよいし、複数のレーザ光（レーザアレイ）を一方向に並べて照射してもよい。
【００６１】
撮像部５３０は、部品５１１の実装位置５１２を含む領域（「撮像領域」という）を撮像するカメラである。より具体的には、撮像領域は、実装位置５１２とスリット光５２１とを含む基板５００上の領域である。なお、撮像部５３０の典型例は、５００×５００画素程度の解像度を有するＣＣＤカメラである。
【００６２】
図１０は、部品検出装置を含む部品実装機１００の主要な機能ブロックを示す図である。部品検出装置（部品検出ユニット）は、図１０に示されるように、光源５２０、撮像部５３０、及び部品検出部５４１によって構成される。
【００６３】
制御部５４０は、部品検出部５４１及びノズル制御部５４２を備える。この制御部５４０は、記憶部５５０から各種情報を取得し、ノズル５１０、光源５２０、及び撮像部５３０を制御する。なお、制御部５４０は、例えば、図５に示されるヘッド制御部１５３又は制御部１５４に対応する。また、記憶部５５０は、例えば、図５に示される格納部１５６に対応する。
【００６４】
部品検出部５４１は、部品５１１の厚さｈや実装位置５１２を記憶部５５０から取得し、光源５２０及び撮像部５３０の位置を制御する。また、撮像部５３０で撮像された画像を解析して、基板５００とノズル５１０との距離、及び基板５００上における部品５１１の有無等を検出する。ノズル制御部５４２は、部品５１１の厚さｈや実装位置５１２を記憶部５５０から取得し、部品５１１を実装位置５１２に適切に実装できるようにノズル５１０の位置を制御する。また、部品検出部５４１で検出された基板５００とノズル５１０との距離を用いて、ノズル５１０の位置を補正する。詳細は動作は後述する。
【００６５】
（部品有無検出処理）
次に、図１１〜図１３を参照して、上記構成の部品実装機１００の動作の一例である部品有無検出処理を説明する。なお、図１１は、部品実装機１００の動作を示すフローチャートである。図１２は、基板５００に部品５１１を実装する前に撮像部５３０で撮像された第１の画像５６０の例を示す図である。図１３は、基板５００に部品５１１を実装した後に撮像部５３０で撮像された第２（ａ）の画像５７０の例を示す図である。なお、「第１の画像」は、部品５１１を実装する前の基板５００を撮像部５３０で撮像した画像を指す。「第２（ａ）の画像」は、部品５１１を実装した後の基板５００を撮像部５３０で撮像した画像であって、特に、部品有無検出処理を説明するための画像を指す。
【００６６】
まず、部品実装機１００は、部品５１１を実装位置５１２に実装する前に実装前処理を実行する（Ｓ１１）。
【００６７】
まず、部品検出部５４１は、ノズル５１０によって部品５１１が基板５００に実装される直前、つまり、ノズル５１０が実装位置５１２の直上に到達したとき（図９の状態）に、光源５２０にスリット光５２１を照射させる。また、部品検出部５４１は、撮像部５３０に第１の画像５６０を撮像させる。図１２に示される第１の画像５６０を見れば明らかなように、スリット光５２１は、第１の方向（図１２の図示Ｙ軸方向）に直線的に延びる光である。また、スリット光５２１は、部品５１１の実装位置５１２に重なるような位置に照射されている。
【００６８】
次に、部品検出部５４１は、第１の画像５６０のうちの第１の領域５６１に対応する画素データを、撮像部５３０から選択的に取得する。この第１の領域５６１は、実装位置５１２を含み、且つ第１の方向に直交する方向（図１２の図示Ｘ軸方向）に延びる細長い領域である。図１２に示される第１の領域５６１は、短手方向（図１２の図示Ｙ軸方向）が１〜数画素であり、長手方向（図１２の図示Ｘ軸方向）が第１の画像５６０の第１の方向に直交する方向全域である。つまり、第１の領域５６１は、第１の画像５６０の一部であり、常に第１の画像５６０全体より小さい領域である。
【００６９】
そして、部品検出部５４１は、撮像部５３０から取得した第１の領域５６１の画素データを解析して、スリット光５２１の位置を検出する。具体的な検出方法は特に限定されないが、例えば、第１の領域５６１の画素データを図１２の図示Ｘ軸の正（又は負）の方向に向かって順に走査し、他の部分と比較して輝度値が極めて高い画素（「高輝度画素」という）をスリット光５２１の位置と判断すればよい。
【００７０】
次に、部品実装機１００は、基板５００上に部品５１１を実装する（Ｓ１２）。ノズル制御部５４２は、記憶部５５０から取得したＮＣデータ１５６ａに基づいて、部品５１１が基板５００に接触するようにノズル５１０を降下させて、部品５１１を基板５００に装着する。
【００７１】
ここで、基板５００は、完全に平坦ではなく、僅かに撓みやうねりを生じている。すなわち、実装位置５１２において基板５００が上方に膨らんでいれば、部品５１１を基板５００に強く押し付けることになり、部品５１１の破損の原因となる。一方、実装位置５１２において基板５００が下方に凹んでいれば、部品５１１を基板５００に装着する際に位置ずれを生じる可能性がある。
【００７２】
そこで、ノズル制御部５４２は、部品検出部５４１による実装前処理で検出されたスリット光５２１の位置に応じて、基板５００とノズル５１０との実際の距離を算出してもよい。この算出結果は、部品５１１を基板５００に実装する際のノズル５１０の位置を補正するのに利用することができる。
【００７３】
次に、部品実装機１００は、部品５１１を基板５００に実装した後に、部品５１１が基板５００上に存在するか否かを判断する有無検出処理を実行する（Ｓ１３）。
【００７４】
まず、部品検出部５４１は、光源５２０にスリット光５２１を照射させる。スリット光５２１の照射位置は、実装前処理（Ｓ１１）と同じ位置である。但し、実装前処理からスリット光５２１を照射し続けている場合は、この処理を省略することができる。また、部品検出部５４１は、撮像部５３０に第２（ａ）の画像５７０を撮像させる。図１３に示される第２（ａ）の画像５７０を見れば明らかなように、スリット光５２１は、基板５００に照射される第１の部分５２１ａと、部品５１１の上面に照射される第２の部分５２１ｂとに分かれている。この第１及び第２の部分５２１ａ、５２１ｂは、第１の方向に直交する方向（図１３の図示Ｘ軸方向）に距離ｗだけずれている。
【００７５】
次に、部品検出部５４１は、第２（ａ）の画像５７０のうちの第２の領域５７２に対応する画素データを、撮像部５３０から選択的に取得する。この第２の領域５７２は、第１の画像５６０の第１の領域５６１に対応する領域５７１の一部であって、且つスリット光５２１の第２の部分５２１ｂを含む領域である。
【００７６】
第２の領域５７２の決定方法を説明する。まず、部品検出部５４１は、部品５１１の厚みｈを記憶部５５０から取得し、スリット光５２１の基板５００への入射角αを光源５２０から取得する。そして、実装前処理におけるスリット光５２１の検出位置から光源５２０に近付く方向（図１３の図示Ｘ軸の正の方向）に、ｈ×ｔａｎα（＝ｗ）だけずれた位置を特定する。ここで特定される位置は、スリット光５２１の第２の部分５２１ｂが存在する位置である。
【００７７】
但し、誤差を考慮して、特定された位置を中心として、第１の方向に直交する方向（図１３の図示Ｘ軸方向）に連続する所定数の画素の集合を第２の領域５７２とするのが望ましい。ここで「所定数」とは、例えば、５０〜２００画素、より好ましくは８０〜１５０画素、典型的には１００画素である。つまり、図１３に示される第２の領域５７２は、短手方向（図１３の図示Ｙ軸方向）が１〜数画素であり、長手方向（図１３の図示Ｘ軸方向）が１００画素前後の領域である。つまり、第２の領域５７２は、図１２に示される第１の領域５６１に対応する領域５７１の一部であり、常に第１の領域５６１全体より小さい領域である。
【００７８】
そして、部品検出部５４１は、撮像部５３０から取得した第２の領域５７２の画素データを解析して、スリット光５２１の第２の部分５２１ｂの位置を検出する。具体的な検出方法は実装前処理と同様であるので、説明は省略する。
【００７９】
部品検出部５４１は、第２の領域５７２にスリット光５２１の第２の部分５２１ｂが含まれている場合に、部品５１１が基板５００の適切な位置（すなわち、実装位置５１２）に存在すると判断する。一方、第２の領域５７２にスリット光５２１の第２の部分５２１ｂが含まれていない場合に、部品５１１が実装位置５１２に存在しないと判断する。なお、図１３における実装位置５１２（破線枠）は、部品５１１より僅かに大きく図示しているが、実際には、部品５１１及び実装位置５１２の大きさは同一である（図１５〜図１７についても同様）。
【００８０】
そして、部品検出部５４１は、当該検出結果（判断結果）を出力する（Ｓ１４）。「出力」の具体例は特に限定されないが、例えば、部品５１１が実装位置５１２に存在しない場合に、部品実装機１００の表示部１５２や制御装置２００にエラーを表示させてもよいし、当該基板５００を不良基板としてライン上から除去する処理を実行してもよい。
【００８１】
上記の方法によれば、部品５１１が基板５００の実装位置５１２に適切に実装されたか否かを判断することができる。さらに、部品検出部５４１は、第１及び第２（ａ）の画像５６０、５７０の画素データの一部のみを選択的に取得するので、撮像部５３０から部品検出部５４１へのデータ転送時間、及び部品検出部５４１における画像処理や画像解析に要する時間を大幅に短縮することができる。つまり、部品５１１の有無検出を高速で行うことが可能となる。
【００８２】
（部品位置検出処理）
次に、図１４〜図１７を参照して、上記構成の部品実装機１００の動作の他の例である部品位置検出処理を説明する。なお、図１４は、部品実装機１００の動作を示すフローチャートである。図１５〜図１７は、基板５００に部品５１１を実装した後に撮像部５３０で撮像された第２（ｂ）の画像５８０、第２（ｃ）の画像５９０、第２（ｄ）の画像６００の例を示す図である。なお、図１１に示した部品有無検出処理と共通する処理には同一の参照番号を付し、詳しい説明を省略する。なお、「第２（ｂ）の画像」、「第２（ｃ）の画像」、及び「第２（ｄ）の画像」は、いずれも部品５１１を実装した後の基板５００を撮像した画像であって、特に、「第２（ｂ）の画像」は１方向（第１の方向）の部品位置検出処理を説明するための画像、「第２（ｃ）の画像」は２方向（第１及び第２の方向）の部品位置検出処理を説明するための画像、「第２（ｄ）の画像」は部品５１１の回転検出処理を説明するための画像である。
【００８３】
まず、部品実装機１００は、実装前処理（Ｓ１１）と、部品５１１を基板５００の実装位置５１２に実装する処理（Ｓ１２）とを実行する。これらの処理は、部品有無検出処理と共通するので、説明は省略する。
【００８４】
次に、部品実装機１００は、部品５１１を基板５００に実装した後に、部品５１１の位置が適切か否かを判断する位置検出処理を実行する（Ｓ２３）。
【００８５】
まず、部品検出部５４１は、光源５２０にスリット光５２１を照射させる。スリット光５２１の照射位置は、実装前処理（Ｓ１１）と同じ位置である。但し、実装前処理からスリット光５２１を照射し続けている場合は、この処理を省略することができる。また、部品検出部５４１は、撮像部５３０に第２（ｂ）の画像５８０を撮像させる。図１５に示される第２（ｂ）の画像５８０を見れば明らかなように、スリット光５２１は、基板５００に照射される第１の部分５２１ａと、部品５１１の上面に照射される第２の部分５２１ｂとに分かれている。この第１及び第２の部分５２１ａ、５２１ｂは、第１の方向に直交する方向（図１５の図示Ｘ軸方向）に距離ｗだけずれている。
【００８６】
次に、部品検出部５４１は、第２（ｂ）の画像５８０のうちの第３の領域５８３に対応する画素データを、撮像部５３０から選択的に取得する。この第３の領域５８３は、第２（ａ）の画像５７０の第２の領域５７２に対応する領域５８２を含み、且つ第１の方向（すなわち、スリット光５２１と平行）に延びる細長い領域である。
【００８７】
第３の領域５８３の決定方法を説明する。まず、第１の画像５６０の第１の領域５６１に対応する領域５８１から、第２（ａ）の画像５７０の第２の領域５７２に対応する領域５８２を特定する方法は、図１１の有無検出処理（Ｓ１３）で説明した通りである。そして、第２の領域５７２に対応する領域５８２を第１の方向に延長した領域を第３の領域５８３とする。つまり、図１５に示される第３の領域５８３は、短手方向（図１５の図示Ｘ軸方向）が１００画素前後であり、長手方向（図１５の図示Ｙ軸方向）が第２（ｂ）の画像５８０の第１の方向全域である。
【００８８】
次に、部品検出部５４１は、撮像部５３０から取得した第３の領域５８３の画素データを解析して、スリット光５２１の第２の部分５２１ｂの一方側端部Ｐ及び他方側端部Ｑの位置を特定する。具体的な特定方法は特に限定されないが、例えば、スリット光５２１の位置検出と同様に、第３の領域５８３内の高輝度画素を探索することによって部品５１１上のスリット光５２１を検出すればよい。具体的には、第３の領域５８３を図１５の図示Ｙ軸の負の方向に向かって順に走査し、最初に発見した高輝度画素を一方側端部Ｐ、最後に発見した高輝度画素を他方側端部Ｑとすればよい。
【００８９】
一方側端部Ｐは、部品５１１の上辺の位置を示す。一方、他方側端部Ｑは、部品５１１の下辺の位置を示す。すなわち、部品検出部５４１は、一方側端部Ｐ及び他方側端部Ｑの位置を特定することにより、部品５１１の第１の方向（図１５の図示Ｙ軸方向）の位置を検出することができる。
【００９０】
部品検出部５４１は、部品５１１の一方側端部Ｐ及び他方側端部Ｑの位置が実装位置５１２の外縁部に一致していれば、部品５１１が適切な位置に実装されたと判断する。一方、一方側端部Ｐ及び他方側端部Ｑの位置が実装位置５１２の外縁部に一致していなければ、部品５１１が適切な位置に実装されていない判断する。さらに、一方側端部Ｐ及び他方側端部Ｑを検出できない場合（すなわち、第３の領域５８３にスリット光５２１の第２の部分５２１ｂが含まれていない場合）も、部品５１１が適切な位置に実装されていない判断する。そして、部品検出部５４１は、当該検出結果（判断結果）を出力する（Ｓ１４）。「出力」の具体例は、有無検出処理と同様に特に限定されない。
【００９１】
上記の方法によれば、撮像部５３０から部品検出部５４１へのデータ転送時間、及び部品検出部５４１における画像処理や画像解析に要する時間を大幅に短縮することができる。つまり、部品５１１の第１の方向の位置検出を高速で行うことが可能となる。
【００９２】
図１６は、上記の部品位置検出処理の応用例である。すなわち、上述のスリット光５２１（第１のスリット光）に加えて、基板５００に対してスリット光５２２（第２のスリット光）を斜め上方から照射する。このスリット光５２２は、基板５００上で第１の方向に直交する第２の方向（図１６の図示Ｘ軸方向）に直線的に延びる光であって、基板５００に照射される第１の部分５２２ａと、部品５１１の上面に照射される第２の部分５２２ｂとを含む。
【００９３】
そして、当該スリット光５２２に対しても、第１の方向の処理動作を第２の方向に置き換えて上述の実装前処理（Ｓ１１）及び位置検出処理（Ｓ２３）を実行することにより、部品５１１の第２の方向の位置をも検出することができる。なお、スリット光５２２に対する各処理は、既に説明した各処理と共通するので、説明は省略する。
【００９４】
（回転検出処理）
さらに図１６を拡張して、図１７に示されるように、第１の方向に１本のスリット光５２１（第１のスリット光）を照射し、第１の方向に直交する第２の方向に２本のスリット光５２２、５２３（第２及び第３のスリット光）を照射してもよい。これにより、部品５１１の第１の方向の位置及び第２の方向の位置に加えて、回転の有無をも検出することができる。なお、図１７におけるスリット光５２３は、第１の部分５２３ａが部品５１１から外れた位置に照射されているが、第２の部分５２３ｂが部品５１１の上面に照射されているので、上記の各処理に影響はない。
【００９５】
なお、スリット光の本数は、上記の例に限定されるものではなく、さらに多数のスリット光を照射してもよい。多数のスリット光を用いることにより、より高精度の位置検出が可能となる反面、画像処理・画像解析に要する時間は増大するので、検出制度と処理時間とのバランスを考慮して適切な本数を選択するのが望ましい。
【００９６】
本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであってもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号であってもよい。
【００９７】
また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものであってもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号であってもよい。
【００９８】
また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送してもよい。
【００９９】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムにしたがって動作するものであってもよい。
【０１００】
また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施してもよい。
【０１０１】
上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせてもよい。
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、基板に部品を実装する部品実装機に有利に利用される。
【符号の説明】
【０１０３】
１０，２０，５００ 基板
１１，５１１ 部品
１２，５２１，５２２，５２３ スリット光
１２ａ，５２１ａ，５２２ａ，５２３ａ 第１の部分
１２ｂ，５２１ｂ，５２２ｂ，５２３ｂ 第２の部分
１００ 部品実装機
１１０ａ，１１０ｂ 実装ユニット
１１２ａ，１１２ｂ ヘッド
１１４ 部品カセット
１１５ａ，１１５ｂ 部品供給部
１１６ａ，１１６ｂ 部品認識カメラ
１２１ａ，１２１ｂ Ｘビーム
１２２ａ，１２２ｂ 基板搬送レール
１３０ 搬入口
１４０ Ｙビーム
１５１ 入力部
１５２ 表示部
１５３ ヘッド制御部
１５４，５４０ 制御部
１５５ 通信部
１５６ 格納部
１５６ａ ＮＣデータ
１５６ｂ 部品ライブラリ
１５６ｃ 実装条件データ
２００ 制御装置
４２４ キャリアテープ
４２４ａ 収納凹部
４２５ カバーテープ
４２６ リール
５１０ ノズル
５１２ 実装位置
５２０ 光源
５３０ 撮像部
５４１ 部品検出部
５４２ ノズル制御部
５６０ 第１の画像
５６１ 第１の領域
５７０ 第２（ａ）の画像
５８０ 第２（ｂ）の画像
５９０ 第２（ｃ）の画像
６００ 第２（ｄ）の画像
５７１，５８１，５８２ 領域
５７２ 第２の領域
５８３ 第３の領域
１０００ 部品実装システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品等の部品を基板に実装する部品実装機に関し、特に、基板上における部品の有無や位置を検出することができる部品実装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板上における部品の有無や位置を検出することのできる部品実装機が知られている（例えば、特許文献１、２、３参照）。図１８及び図１９を参照して、基板上における部品の有無検出の一例を説明する。
【０００３】
まず、図１８に示されるように、基板１０に実装された部品１１に向けて、斜め上方向からスリット光１２を照射する。ここで、部品１１の高さｈ（カタログ値、部品データ情報等）、及びスリット光１２の入射角αは、予め部品実装機の記憶部に保持されている。
【０００４】
次に、図１９に示されるように、基板１０の上方から部品１１を含む領域（「撮像領域」という）を撮像する。このとき、スリット光１２は、基板１０の上面に照射される第１の部分１２ａと、部品１１の上面に照射される第２の部分１２ｂとで左右方向にずれて見える。そこで、この第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂのずれ量Ｌと、スリット光１２の基板１０への入射角αとによって、部品１１の実際の高さを算出する。算出された高さが予め保持されている（カタログ値等の）高さｈと一致すれば、所望の部品が適切に実装されていると判断することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２６１０２９５号公報
【特許文献２】特許第２７１２３３６号公報
【特許文献３】特許第４２３７４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記方法によれば、撮像領域全域の画像処理及び画像解析が必要となる。具体的には、部品実装機に搭載される一般的なカメラは、５００×５００画素程度であるので、２５万画素の画像処理及び画像解析が必要となる。しかしながら、近年、部品実装の高速化が求められており、これに伴って、部品の有無検出についてもさらなる高速化が要求される。
【０００７】
そこで、本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、部品の有無検出を高速化した部品実装機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態に係る部品実装機は、基板に部品を実装して実装基板を製造する。具体的には、前記部品を前記基板上の予め定められた実装位置に実装するノズルと、前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、前記部品が実装位置に実装された際に当該部品の上面に当るように、前記基板の表面に対して斜め上方向から照射する光源と、前記基板の前記実装位置を含む領域を撮像する撮像部と、前記部品の実装前に前記撮像部で撮像された第１の画像、及び前記部品の実装後に前記撮像部で撮像された第２の画像を解析して、前記基板の前記実装位置における前記部品の有無を検出し、当該検出結果を出力する部品検出部とを備える。そして、前記部品検出部は、前記第１の画像のうち、前記実装位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向に延びる前記第１の画像より小さい第１の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第１の領域における前記光の位置を検出する実装前処理と、前記第２の画像のうち、前記第１の領域に含まれ、且つ前記第１の領域における前記光の検出位置から前記部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第２の領域に前記光が含まれていることによって前記実装位置に前記部品が存在すると判断する有無検出処理とを実行する。
【０００９】
上記構成によれば、撮像部で撮像された第１及び第２の画像のうちから必要な領域のみを選択的に取り出して、部品の有無を検出することができる。その結果、撮像部から部品検出部へのデータ転送時間、及び部品検出部における画像処理や画像解析に要する時間を大幅に短縮することができる。つまり、部品の有無検出を高速で行うことが可能となる。
【００１０】
具体的には、前記部品の厚さをｈ、前記光の前記基板への入射角をαとすると、前記部品検出部は、前記光の検出位置から前記光源に近付く方向にｈ×ｔａｎαだけずれた位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向の長さが前記第１の領域より短い前記第２の領域の画素データを、前記撮像部から選択的に取得してもよい。
【００１１】
さらに、該部品実装機は、前記実装前処理において検出された前記光の位置に応じて前記基板と前記ノズルとの距離を算出し、当該算出結果に基づいて前記部品を前記基板に実装する際の前記ノズルの位置を制御するノズル制御部を備えてもよい。これにより、基板の撓みやうねりに起因する誤差を吸収して、部品を正確に実装することができる。
【００１２】
また、前記部品検出部は、前記第２の領域を含み、且つ前記第１の方向に延びる第３の領域の画像データを前記撮像部から選択的に取得し、前記第３の領域に含まれる前記光の一方側端部及び他方側端部の位置を特定することによって、前記部品の前記第１の方向の位置を検出する位置検出処理を実行してもよい。これにより、部品の第１の方向の位置を高速に検出することができる。
【００１３】
さらに、前記光源は、前記第１の方向に直交する第２の方向に直線的に延びる第２の光を照射する。そして、前記部品検出部は、さらに、前記第２の光に対して前記実装前処理及び前記位置検出処理を実行することにより、前記部品の前記第２の方向の位置を検出してもよい。これにより、基板上の部品の位置を高速且つ正確に検出することができる。
【００１４】
本発明の一形態に係る部品検出装置は、基板上の実装位置に実装された部品を検出する。具体的には、前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、前記部品が実装位置に実装された際に当該部品の上面に当るように、前記基板の表面に対して斜め上方向から照射する光源と、前記基板の前記実装位置を含む領域を撮像する撮像部と、前記部品の実装前に前記撮像部で撮像された第１の画像、及び前記部品の実装後に前記撮像部で撮像された第２の画像を解析して、前記基板の前記実装位置における前記部品の有無を検出し、当該検出結果を出力する部品検出部とを備える。そして、前記部品検出部は、前記第１の画像のうち、前記実装位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向に延びる前記第１の画像より小さい第１の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第１の領域における前記光の位置を検出する実装前処理と、前記第２の画像のうち、前記第１の領域に含まれ、且つ前記第１の領域における前記光の検出位置から前記部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第２の領域に前記光が含まれていることによって前記実装位置に前記部品が存在すると判断する有無検出処理とを実行する。
【００１５】
本発明の一形態に係る部品実装方法は、部品実装機で基板に部品を実装して実装基板を製造する方法である。具体的には、前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、前記部品が実装位置に実装された際に当該部品の上面に当るように、前記基板の表面に対して斜め上方向から照射するステップと、前記部品の実装前に前記実装位置を含む第１の画像を撮像するステップと、前記第１の画像のうち、前記実装位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向に延びる前記第１の画像より小さい第１の領域に対応する画素データを選択的に取得し、当該第１の領域における前記光の位置を検出するステップと、前記部品を、前記基板の前記実装位置に実装するステップと、前記部品の実装後に前記実装位置を含む第２の画像を撮像するステップと、前記第２の画像のうち、前記第１の領域に含まれ、且つ前記第１の領域における前記光の検出位置から前記部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを選択的に取得し、当該第２の領域に前記光が含まれていることによって前記実装位置に前記部品が存在すると判断するステップと、前記実装位置に前記部品が存在するか否かの判断結果を出力するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、部品の有無検出に必要な画像データのみを選択的に取得することにより、撮像部から部品検出部へのデータ転送時間、及び部品検出部における画像処理や画像解析に要する時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態における部品実装システムの外観図である。
【図２】部品実装機の内部の主要な機械的構成を示す構成図である。
【図３】ヘッドと部品カセットとの位置関係を示す模式図である。
【図４】部品を収めた部品テープ及びリールの例を示す図である。
【図５】本実施の形態における部品実装機の機能ブロック図である。
【図６】ＮＣデータの一例を示す図である。
【図７】部品ライブラリの一例を示す図である。
【図８】実装条件データの一例を示す図である。
【図９】ヘッド周辺の模式図である。
【図１０】部品検出装置を含む部品実装機の主要な機能ブロックを示す図である。
【図１１】部品実装機の部品有無検出処理を示すフローチャートである。
【図１２】基板に部品を実装する前に撮像された第１の画像の例を示す図である。
【図１３】基板に部品を実装した後に撮像された第２の画像の例を示す図である。
【図１４】部品実装機の部品位置検出処理を示すフローチャートである。
【図１５】基板に部品を実装した後に撮像された第２の画像の一例である。
【図１６】基板に部品を実装した後に撮像された第２の画像の他の例である。
【図１７】基板に部品を実装した後に撮像された第２の画像の他の例である。
【図１８】従来の部品有無検出処理を説明するための部品実装機の部分正面図である。
【図１９】従来の部品有無検出処理を説明するための部品実装機の部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態における部品実装システムについて図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態における部品実装システムの外観図である。
本実施の形態における部品実装システム１０００は、部品実装機１００と、部品実装機１００を制御する制御装置２００とを備えている。なお、以降の説明において、水平面上で、且つ基板２０の搬送方向を「Ｘ軸方向」（下流側を正とする）、水平面上で、且つＸ軸に垂直な方向を「Ｙ軸方向」、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な方向を「Ｚ軸方向」（鉛直上向きを正とする）と定義する。また、後述の「第１の方向」をＹ軸と平行な方向、「第２の方向」をＸ軸と平行な方向と定義する。ただし、「第１の方向」がＸ軸と平行な方向、「第２の方向」がＹ軸と平行な方向であってもよい。
【００２０】
部品実装機１００は、上流から基板（回路基板）２０を受け取り、その基板２０に対して部品を実装し、その部品が実装された基板２０を下流側に送り出す。なお、部品実装機１００によって部品が実装された基板２０を、以下、実装基板という。
【００２１】
具体的には、部品実装機１００は、複数種の部品を供給する２つの部品供給部１１５ａ、１１５ｂと、基板２０を部品実装機１００の内部に搬入する搬入口１３０とを備える。部品実装機１００は、搬入口１３０から搬入された基板２０を、所定位置で停止させる。そして、部品実装機１００は、部品供給部１１５ａ、１１５ｂから供給される部品を順次取り出し、所定位置で停止している基板２０に対して、取り出した部品を実装する。
【００２２】
また、部品実装機１００は、部品供給部１１５ａ、１１５ｂから供給された部品、当該部品を実装する前の基板２０、及び基板２０に実装された後の部品の状態等を、撮像装置等を用いて認識する。
【００２３】
制御装置２００は、部品実装機１００による部品の実装条件などを決定して、その実装条件に沿って実装が行われるように部品実装機１００を制御する。
【００２４】
図２は、部品実装機１００の内部の主要な機械的構成を示す構成図である。
部品実装機１００は、基板２０に対して部品を実装する２つの実装ユニット１１０ａ、１１０ｂと、基板２０を搬送するための一対の基板搬送レール１２２ａ、１２２ｂと、一対のＹビーム（図２の図示Ｙ軸方向に延びるビーム）１４０とを備えている。２つの実装ユニット１１０ａ、１１０ｂは、協調して基板搬送レール１２２ａ、１２２ｂ上にある基板２０に対して部品を実装する。
【００２５】
実装ユニット１１０ａ及び実装ユニット１１０ｂは、それぞれ同様の構成を有している。つまり、実装ユニット１１０ａは、部品供給部１１５ａ、部品認識カメラ１１６ａ、ヘッド１１２ａ、及びＸビーム（図２の図示Ｘ方向に延びるビーム）１２１ａを備えている。同様に、実装ユニット１１０ｂは、部品供給部１１５ｂ、部品認識カメラ１１６ｂ、ヘッド１１２ｂ、及びＸビーム（図２の図示Ｘ方向に延びるビーム）１２１ｂを備えている。
【００２６】
ここで、実装ユニット１１０ａの詳細な構成について説明する。なお、実装ユニット１１０ｂの詳細な構成については、実装ユニット１１０ａと同様であるため省略する。
【００２７】
部品供給部１１５ａは、部品テープを収納する複数の部品カセット（フィーダ）１１４の配列からなる。また、部品供給部１１５ａの各部品カセット１１４は、基板２０の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って配列している。なお、部品テープとは、例えば、同一部品種の複数の部品がテープ（キャリアテープ）上に並べられたものであり、リール等に巻かれた状態で供給される。また、部品テープに並べられる部品は、例えばチップ部品であって、具体的には０４０２チップ部品や１００５チップ部品などである。
【００２８】
ヘッド１１２ａは、例えばマルチ装着ヘッドと呼ばれるヘッドであって、複数の吸着ノズル（以下、単にノズルという）を備えることができる。例えば、部品供給部１１５ａから１０個の部品を吸着して基板２０に装着することができる。このようなヘッド１１２ａは、軸状に構成されたＸビーム１２１ａに対してスライド自在に取り付けられている。ヘッド１１２ａは、例えば、モータなどの駆動により、Ｘビーム１２１ａに沿って移動する。また、ヘッド１１２ａには、部品を実装する前の基板２０の状態、及び基板２０に実装された後の部品の状態等を検出する部品検出装置（図２では図示省略）が設けられている。部品検出装置の詳細は、後述する。
【００２９】
Ｘビーム１２１ａは、基板２０の搬送方向（図２の図示Ｘ軸方向）と垂直な方向（図２の図示Ｙ軸方向）に沿って互いに平行に配置された一対のＹビーム１４０上に、Ｙ軸方向にスライド自在に取り付けられている。したがって、Ｘビーム１２１ａは、例えばモータなどの駆動により、一対のＹビーム１４０上をＹ軸方向に沿って移動する。すなわち、ヘッド１１２ａは、Ｙビーム１４０およびＸビーム１２１ａによってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。
【００３０】
基板搬送レール１２２ａ、１２２ｂは、それぞれＸ軸方向に対して平行となるように配置されている。ここで、基板搬送レール１２２ａは、部品供給部１１５ａ側に寄せて固定されている。一方、基板搬送レール１２２ｂは、搬送される基板２０のサイズ（幅）に応じてＹ軸方向に移動する。部品実装機１００の搬入口１３０から挿入された基板２０は、一対の基板搬送レール１２２ａ、１２２ｂ上に沿って搬送されてストッパーなどにより所定位置で停止される。
【００３１】
部品認識カメラ１１６ａは、ヘッド１１２ａに吸着された部品を撮影し、その部品の形状や吸着状態を２次元又は３次元的に検査するために用いられる。また、部品認識カメラ１１６ａは、部品供給部１１５ａにおけるＸ軸方向に沿った中央付近に配置されている。
【００３２】
このように構成された部品実装機１００において、ヘッド１１２ａは、部品供給部１１５ａから供給される部品を吸着して基板２０に移動し、吸着している部品をその基板２０の各実装点に装着し、部品供給部１１５ａに移動するという一連の動作を繰り返し実行する。ヘッド１１２ｂも同様に、部品供給部１１５ｂから供給される部品を吸着して基板２０に移動し、吸着している部品をその基板２０の各実装点に装着し、部品供給部１１５ａに移動するという一連の動作を繰り返し実行する。
【００３３】
このように実行される一連の動作、または１回あたりの一連の動作でヘッドに吸着される部品群を、以下、タスクという。また、実装点（「実装位置」ともいう。以下同じ。）とは、基板２０上の部品が実装されるべき位置である。
【００３４】
ヘッド１１２ａによる１つのタスクの例を具体的に説明する。まず、ヘッド１１２ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動しながら、部品供給部１１５ａの各部品カセット１１４から供給される１タスク分の部品を吸着する。その後、ヘッド１１２ａは、部品認識カメラ１１６ａ上を一定速度で移動することにより、吸着している部品を部品認識カメラ１１６ａに撮像させ、突入ポイントに到達する。そして、ヘッド１１２ａは、その突入ポイントから所定のタイミングで移動を開始して基板２０の実装領域上に入る。
【００３５】
なお、実装領域とは、基板２０の実装点が存在する領域であって、基板２０の一部の領域や全ての領域であってもよい。実装領域上に入ったヘッド１１２ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動しながら、吸着している部品をそれぞれ各実装点に装着する。１タスク分の全ての部品の装着が完了すると、ヘッド１１２ａは、基板２０の実装領域上から出て部品供給部１１５ａに移動する。
【００３６】
一方、ヘッド１１２ｂも上述のヘッド１１２ａの動作と同様の動作を行うが、ヘッド１１２ａ、１１２ｂは、それぞれが干渉することがないように、つまり、それぞれが同時に基板２０の実装領域上に入ることがないように、互いに協調して動作する。
【００３７】
図３は、ヘッド１１２ａと部品カセット１１４との位置関係を示す模式図である。
上述のように、ヘッド１１２ａには、例えば最大１０個のノズルｎｚをＸ軸方向に配列させて取り付けることが可能である。１０個のノズルｎｚが取り付けられたヘッド１１２ａは、最大１０個の部品カセット１１４のそれぞれから部品を同時に（１回の上下動作で）吸着することができる。同様に、ヘッド１１２ｂも例えば最大１０個のノズルｎｚを取り付けることができる。なお、本発明では、ヘッド１１２ａ，１１２ｂに取り付けられるノズルｎｚの数は１０個以外でもよく、Ｘ軸方向に沿うノズルｎｚの列を、Ｙ軸方向に複数列取り付けてもよい。
【００３８】
図４は、部品を収めた部品テープ及びリールの例を示す図である。
チップ形電子部品などの部品は、図４に示すキャリアテープ４２４に保持されている。キャリアテープ４２４には、一定間隔で連続的に形成された複数の収納凹部４２４ａが設けられている。部品は、この収納凹部４２４ａに収納されている。さらに、キャリアテープ４２４の上面（部品を取り出す側）には、カバーテープ４２５が貼付けられている。カバーテープ４２５が貼り付けられたキャリアテープ４２４は、リール４２６に所定の数量分だけ巻回されたテーピング形態でユーザに供給される。このようなキャリアテープ４２４およびカバーテープ４２５によって部品テープが構成される。なお、部品テープの構成は、図４に示す構成以外の他の構成であってもよい。
【００３９】
本実施の形態における部品実装機１００では、上述のようにヘッド１１２ａ，１１２ｂがそれぞれ同時に基板２０の実装領域上に入ることがないように互いに強調して動作する。その結果、この部品実装機１００は、いわゆる交互打ちと非交互打ちとを実行する。交互打ちとは、ヘッド１１２ａによる１タスク分の部品の装着と、ヘッド１１２ｂによる１タスク分の部品の装着とが交互に行われる動作である。一方、非交互打ちとは、ヘッド１１２ａまたはヘッド１１２ｂによる１タスク分の部品の装着が連続して繰り返し行われる動作である。
【００４０】
図５は、本実施の形態における部品実装機１００の制御系の機能構成を示すブロック図である。
【００４１】
本実施の形態における部品実装機１００は、入力部１５１、表示部１５２、ヘッド制御部１５３、制御部１５４、通信部１５５、および格納部１５６を備えている。
【００４２】
入力部１５１は、例えばキーボードやマウスなどで構成されており、オペレータからの操作を受け付けて、その操作結果をヘッド制御部１５３や制御部１５４などに通知する。
【００４３】
表示部１５２は、例えば液晶ディスプレイなどで構成されており、ヘッド制御部１５３などの動作状態を表示したり、格納部１５６などに格納されているデータを表示したりする。
【００４４】
制御部１５４は、入力部１５１に受け付けられた操作や、通信部１５５で受信されたデータに応じて、部品認識カメラ１１６ａ、１１６ｂ、表示部１５２、及びヘッド制御部１５３などを制御する。また、制御部１５４は、基板２０を搬送するためのモータなどを制御して、基板２０を適切な位置に搬送する。
【００４５】
通信部１５５は、制御装置２００と通信する。例えば、通信部１５５は、基板２０の各実装点に関する情報などを示すＮＣデータ１５６ａと、各部品に関する情報を示す部品ライブラリ１５６ｂと、部品カセット１１４の配列や部品の実装順序などの実装条件を示す実装条件データ１５６ｃとを制御装置２００から取得して、それらを格納部１５６に格納する。
【００４６】
格納部１５６は、通信部１５５により取得されたＮＣデータ１５６ａ、部品ライブラリ１５６ｂ、及び実装条件データ１５６ｃ等を格納している。
【００４７】
図６は、ＮＣデータ１５６ａの一例を示す図である。
ＮＣデータ１５６ａは、基板２０において装着の対象となる全ての部品の実装点に関する情報を示す。１つの実装点ｐｉは、部品種ｃｉ、Ｘ座標ｘｉ、Ｙ座標ｙｉ、制御データφｉ、および実装角度θｉからなる。ここで、部品種は、部品ライブラリ１５６ｂにおける部品名に相当する（図７参照）。Ｘ座標およびＹ座標は実装点の座標である。制御データφｉは、その部品の装着に関する制約情報、例えば、使用可能なノズルｎｚのタイプや、ヘッド１１２ａ，１１２ｂの最高移動加速度等を示す。実装角度θｉは、部品種ｃｉの部品を吸着したノズルｎｚが回転すべき角度を示す。
【００４８】
図７は、部品ライブラリ１５６ｂの一例を示す図である。
部品ライブラリ１５６ｂは、部品実装機１００が扱うことができる全ての部品種のそれぞれについての固有の情報を集めたライブラリである。この部品ライブラリ１５６ｂは、図７に示すように、部品種（部品名）ごとの部品サイズ（幅、奥行き、厚さ等）、その部品種におけるタクト、および制約情報などからなる。
【００４９】
なお、この部品ライブラリ１５６ｂの示すタクトは、一定条件下において部品を基板２０に装着するのに要する部品種固有の時間である。制約情報は、例えば、使用可能なノズルｎｚのタイプ（ＳＸや、ＳＡなど）、部品認識カメラ１１６ａ、１１６ｂによる認識方式（反射など）、及びヘッド１１２ａ、１１２ｂの最高加速度比などである。また、図７には、参考として、各部品種の部品の外観も併せて示されている。部品ライブラリ１５６ｂには、その他に、部品の色や形状などの情報が含まれていてもよい。
【００５０】
図８は、実装条件データ１５６ｃの一例を示す図である。
実装条件データ１５６ｃは、部品供給部１１５ａ、１１５ｂにおける部品カセット１１４の配列（部品配列）、及びヘッド１１２ａ、１１２ｂのそれぞれのタスクごとの実装順序などを示す。例えば、実装条件データ１５６ｃは、部品配列として、部品供給部１１５ａのＸ軸方向の一方からＡ１番目に部品種ｃ１があり、Ａ２番目に部品種ｃ２があることを示す。同様に、部品供給部１１５ｂのＸ軸方向の一方からＢ１番目に部品種ｃ１があり、Ｂ２番目に部品種ｃ２があることを示す。
【００５１】
また、実装条件データ１５６ｃは、ヘッド１１２ａの実装順序として、部品種ｃ１〜ｃ４の部品を含むタスク番号Ｔａ１のタスクが実行され、次に、部品種ｃ９〜ｃ１２の部品を含むタスク番号Ｔａ２のタスクが実行され、さらにその後、部品種ｃ１７〜ｃ２０の部品を含むタスク番号Ｔａ３のタスクが実行されることを示す。同様に、実装条件データ１５６ｃは、ヘッド１１２ｂの実装順序として、部品種ｃ５〜ｃ８の部品を含むタスク番号Ｔｂ１のタスクが実行され、次に、部品種ｃ１３〜ｃ１６の部品を含むタスク番号Ｔｂ２のタスクが実行され、さらにその後、部品種ｃ２１〜ｃ２４の部品を含むタスク番号Ｔｂ３のタスクが実行されることを示す。なお、実装条件データ１５６ｃは、タスクに含まれる部品ごとに、その部品の実装点も示している。
【００５２】
ヘッド制御部１５３は、格納部１５６に格納されているデータに基づいてモータなどを制御することにより、ヘッド１１２ａ、１１２ｂを移動させたり、そのヘッド１１２ａ、１１２ｂに部品を吸着させたり、部品を基板上の実装点に装着させたりする。例えば、ヘッド制御部１５３は、上述の実装条件データ１５６ｃを読み出し、ヘッド１１２ａ、１１２ｂが実装すべきタスクをタスク番号に従って特定するとともに、そのタスクの部品が供給される場所を部品配列に基づいて特定する。そして、ヘッド制御部１５３は、特定した場所にヘッド１１２ａ、１１２ｂを移動させ、それらのヘッド１１２ａ、１１２ｂに部品を吸着させて、その部品に対応する実装点に装着させる。
【００５３】
また、ヘッド制御部１５３は、ヘッド１１２ａを他方のヘッド１１２ｂの動きに応じて制御する。同様に、ヘッド１１２ｂを他方のヘッド１１２ａの動きに応じて制御する。つまり、ヘッド制御部１５３は、制御対象となるヘッド（以下、対象ヘッドという）を、他方のヘッド（以下、相手ヘッドという）の動きに応じて制御する。
【００５４】
ヘッド制御部１５３は、相手ヘッドが基板２０の実装領域上にあるときに、対象ヘッドが突入ポイントに到達すると、対象ヘッドを突入ポイントに待機させておく。そして、相手ヘッドが実装領域上から出ると、対象ヘッドを実装領域上に突入させる。また、ヘッド制御部１５３は、相手ヘッドが基板２０の実装領域上にないときに、対象ヘッドが突入ポイントに到達すると、基本的に、その対象ヘッドを突入ポイントで待機させることなく実装領域上に突入させる。
【００５５】
但し、本実施の形態におけるヘッド制御部１５３は、対象ヘッドが突入ポイントに到達したタイミングでその対象ヘッドを実装領域上に突入させることによって、非交互打ちが実行されそうな場合には、その非交互打ちを避けて強制的に交互打ちを実行させるべきか否かを判別する。非交互打ちを避けるべきと判別すると、ヘッド制御部１５３は、相手ヘッドが実装領域上になくても、相手ヘッドが実装領域上に入って１タスク分の部品を装着してその実装領域上から出るまで、対象ヘッドを突入ポイントに待機させておく。その結果、強制的な交互打ちが実現される。
【００５６】
なお、交互打ちとは、上述のように、ヘッド１１２ａによる１タスク分の部品の装着と、ヘッド１１２ｂによる１タスク分の部品の装着とが交互に行われる動作であって、例えば、「ヘッド１１２ａ→ヘッド１１２ｂ→ヘッド１１２ａ→ヘッド１１２ｂ→・・・」の順で装着が行われる動作である。また、非交互打ちとは、上述のように、ヘッド１１２ａまたはヘッド１１２ｂによる１タスク分の部品の装着が連続して繰り返し行われる動作であって、例えば、「ヘッド１１２ａ→ヘッド１１２ｂ→ヘッド１１２ｂ→ヘッド１１２ａ→・・・」の順で装着が行われる動作である。
【００５７】
次に、図９及び図１０を参照して、部品実装機１００に搭載される部品検出装置について詳しく説明する。なお、図９は、ヘッド１１２ａの先端部分の模式図である。図１０は、部品検出装置を含む部品実装機１００の主要な機能ブロックを示す図である。
【００５８】
まず、図９を参照して、ヘッド１１２ａの先端には、ノズル５１０と、光源５２０と、撮像部５３０とが一体的に取り付けられている。なお、図９では、単純化のためにノズル５１０を１個だけ搭載したヘッド１１２ａの例を示すが、図３に示されるように、複数のノズルｎｚが搭載されていてもよい。また、ヘッド１１２ｂも同様の構成であるので、説明は省略する。
【００５９】
ノズル５１０は、部品カセット１１４から取得した部品５１１を先端に吸着し、基板５００の予め定められた実装位置（「基板５００上における部品５１１が実装される領域」を指す。以下同じ。）５１２に実装する。
【００６０】
光源５２０は、基板５００上で一方方向（図９の図示Ｙ軸方向）に直線的に延びるスリット光５２１を、基板５００の表面に対して斜め方向（図９の図示ＸＺ平面上）から照射する。より具体的には、スリット光５２１は、部品５１１が実装位置５１２に実装された際に、当該部品５１１の上面に当るような位置に照射される。なお、スリット光５２１は、図１２に示されるように一方方向に直線的に延びる光であれば、具体的な実現方法は特に限定されない。例えば、文字通りスリットを用いて拡散光を収束させてもよいし、レーザ光を一方向に高速で走査してもよいし、複数のレーザ光（レーザアレイ）を一方向に並べて照射してもよい。
【００６１】
撮像部５３０は、部品５１１の実装位置５１２を含む領域（「撮像領域」という）を撮像するカメラである。より具体的には、撮像領域は、実装位置５１２とスリット光５２１とを含む基板５００上の領域である。なお、撮像部５３０の典型例は、５００×５００画素程度の解像度を有するＣＣＤカメラである。
【００６２】
図１０は、部品検出装置を含む部品実装機１００の主要な機能ブロックを示す図である。部品検出装置（部品検出ユニット）は、図１０に示されるように、光源５２０、撮像部５３０、及び部品検出部５４１によって構成される。
【００６３】
制御部５４０は、部品検出部５４１及びノズル制御部５４２を備える。この制御部５４０は、記憶部５５０から各種情報を取得し、ノズル５１０、光源５２０、及び撮像部５３０を制御する。なお、制御部５４０は、例えば、図５に示されるヘッド制御部１５３又は制御部１５４に対応する。また、記憶部５５０は、例えば、図５に示される格納部１５６に対応する。
【００６４】
部品検出部５４１は、部品５１１の厚さｈや実装位置５１２を記憶部５５０から取得し、光源５２０及び撮像部５３０の位置を制御する。また、撮像部５３０で撮像された画像を解析して、基板５００とノズル５１０との距離、及び基板５００上における部品５１１の有無等を検出する。ノズル制御部５４２は、部品５１１の厚さｈや実装位置５１２を記憶部５５０から取得し、部品５１１を実装位置５１２に適切に実装できるようにノズル５１０の位置を制御する。また、部品検出部５４１で検出された基板５００とノズル５１０との距離を用いて、ノズル５１０の位置を補正する。詳細は動作は後述する。
【００６５】
（部品有無検出処理）
次に、図１１〜図１３を参照して、上記構成の部品実装機１００の動作の一例である部品有無検出処理を説明する。なお、図１１は、部品実装機１００の動作を示すフローチャートである。図１２は、基板５００に部品５１１を実装する前に撮像部５３０で撮像された第１の画像５６０の例を示す図である。図１３は、基板５００に部品５１１を実装した後に撮像部５３０で撮像された第２（ａ）の画像５７０の例を示す図である。なお、「第１の画像」は、部品５１１を実装する前の基板５００を撮像部５３０で撮像した画像を指す。「第２（ａ）の画像」は、部品５１１を実装した後の基板５００を撮像部５３０で撮像した画像であって、特に、部品有無検出処理を説明するための画像を指す。
【００６６】
まず、部品実装機１００は、部品５１１を実装位置５１２に実装する前に実装前処理を実行する（Ｓ１１）。
【００６７】
まず、部品検出部５４１は、ノズル５１０によって部品５１１が基板５００に実装される直前、つまり、ノズル５１０が実装位置５１２の直上に到達したとき（図９の状態）に、光源５２０にスリット光５２１を照射させる。また、部品検出部５４１は、撮像部５３０に第１の画像５６０を撮像させる。図１２に示される第１の画像５６０を見れば明らかなように、スリット光５２１は、第１の方向（図１２の図示Ｙ軸方向）に直線的に延びる光である。また、スリット光５２１は、部品５１１の実装位置５１２に重なるような位置に照射されている。
【００６８】
次に、部品検出部５４１は、第１の画像５６０のうちの第１の領域５６１に対応する画素データを、撮像部５３０から選択的に取得する。この第１の領域５６１は、実装位置５１２を含み、且つ第１の方向に直交する方向（図１２の図示Ｘ軸方向）に延びる細長い領域である。図１２に示される第１の領域５６１は、短手方向（図１２の図示Ｙ軸方向）が１〜数画素であり、長手方向（図１２の図示Ｘ軸方向）が第１の画像５６０の第１の方向に直交する方向全域である。つまり、第１の領域５６１は、第１の画像５６０の一部であり、常に第１の画像５６０全体より小さい領域である。
【００６９】
そして、部品検出部５４１は、撮像部５３０から取得した第１の領域５６１の画素データを解析して、スリット光５２１の位置を検出する。具体的な検出方法は特に限定されないが、例えば、第１の領域５６１の画素データを図１２の図示Ｘ軸の正（又は負）の方向に向かって順に走査し、他の部分と比較して輝度値が極めて高い画素（「高輝度画素」という）をスリット光５２１の位置と判断すればよい。
【００７０】
次に、部品実装機１００は、基板５００上に部品５１１を実装する（Ｓ１２）。ノズル制御部５４２は、記憶部５５０から取得したＮＣデータ１５６ａに基づいて、部品５１１が基板５００に接触するようにノズル５１０を降下させて、部品５１１を基板５００に装着する。
【００７１】
ここで、基板５００は、完全に平坦ではなく、僅かに撓みやうねりを生じている。すなわち、実装位置５１２において基板５００が上方に膨らんでいれば、部品５１１を基板５００に強く押し付けることになり、部品５１１の破損の原因となる。一方、実装位置５１２において基板５００が下方に凹んでいれば、部品５１１を基板５００に装着する際に位置ずれを生じる可能性がある。
【００７２】
そこで、ノズル制御部５４２は、部品検出部５４１による実装前処理で検出されたスリット光５２１の位置に応じて、基板５００とノズル５１０との実際の距離を算出してもよい。この算出結果は、部品５１１を基板５００に実装する際のノズル５１０の位置を補正するのに利用することができる。
【００７３】
次に、部品実装機１００は、部品５１１を基板５００に実装した後に、部品５１１が基板５００上に存在するか否かを判断する有無検出処理を実行する（Ｓ１３）。
【００７４】
まず、部品検出部５４１は、光源５２０にスリット光５２１を照射させる。スリット光５２１の照射位置は、実装前処理（Ｓ１１）と同じ位置である。但し、実装前処理からスリット光５２１を照射し続けている場合は、この処理を省略することができる。また、部品検出部５４１は、撮像部５３０に第２（ａ）の画像５７０を撮像させる。図１３に示される第２（ａ）の画像５７０を見れば明らかなように、スリット光５２１は、基板５００に照射される第１の部分５２１ａと、部品５１１の上面に照射される第２の部分５２１ｂとに分かれている。この第１及び第２の部分５２１ａ、５２１ｂは、第１の方向に直交する方向（図１３の図示Ｘ軸方向）に距離ｗだけずれている。
【００７５】
次に、部品検出部５４１は、第２（ａ）の画像５７０のうちの第２の領域５７２に対応する画素データを、撮像部５３０から選択的に取得する。この第２の領域５７２は、第１の画像５６０の第１の領域５６１に対応する領域５７１の一部であって、且つスリット光５２１の第２の部分５２１ｂを含む領域である。
【００７６】
第２の領域５７２の決定方法を説明する。まず、部品検出部５４１は、部品５１１の厚みｈを記憶部５５０から取得し、スリット光５２１の基板５００への入射角αを光源５２０から取得する。そして、実装前処理におけるスリット光５２１の検出位置から光源５２０に近付く方向（図１３の図示Ｘ軸の正の方向）に、ｈ×ｔａｎα（＝ｗ）だけずれた位置を特定する。ここで特定される位置は、スリット光５２１の第２の部分５２１ｂが存在する位置である。
【００７７】
但し、誤差を考慮して、特定された位置を中心として、第１の方向に直交する方向（図１３の図示Ｘ軸方向）に連続する所定数の画素の集合を第２の領域５７２とするのが望ましい。ここで「所定数」とは、例えば、５０〜２００画素、より好ましくは８０〜１５０画素、典型的には１００画素である。つまり、図１３に示される第２の領域５７２は、短手方向（図１３の図示Ｙ軸方向）が１〜数画素であり、長手方向（図１３の図示Ｘ軸方向）が１００画素前後の領域である。つまり、第２の領域５７２は、図１２に示される第１の領域５６１に対応する領域５７１の一部であり、常に第１の領域５６１全体より小さい領域である。
【００７８】
そして、部品検出部５４１は、撮像部５３０から取得した第２の領域５７２の画素データを解析して、スリット光５２１の第２の部分５２１ｂの位置を検出する。具体的な検出方法は実装前処理と同様であるので、説明は省略する。
【００７９】
部品検出部５４１は、第２の領域５７２にスリット光５２１の第２の部分５２１ｂが含まれている場合に、部品５１１が基板５００の適切な位置（すなわち、実装位置５１２）に存在すると判断する。一方、第２の領域５７２にスリット光５２１の第２の部分５２１ｂが含まれていない場合に、部品５１１が実装位置５１２に存在しないと判断する。なお、図１３における実装位置５１２（破線枠）は、部品５１１より僅かに大きく図示しているが、実際には、部品５１１及び実装位置５１２の大きさは同一である（図１５〜図１７についても同様）。
【００８０】
そして、部品検出部５４１は、当該検出結果（判断結果）を出力する（Ｓ１４）。「出力」の具体例は特に限定されないが、例えば、部品５１１が実装位置５１２に存在しない場合に、部品実装機１００の表示部１５２や制御装置２００にエラーを表示させてもよいし、当該基板５００を不良基板としてライン上から除去する処理を実行してもよい。
【００８１】
上記の方法によれば、部品５１１が基板５００の実装位置５１２に適切に実装されたか否かを判断することができる。さらに、部品検出部５４１は、第１及び第２（ａ）の画像５６０、５７０の画素データの一部のみを選択的に取得するので、撮像部５３０から部品検出部５４１へのデータ転送時間、及び部品検出部５４１における画像処理や画像解析に要する時間を大幅に短縮することができる。つまり、部品５１１の有無検出を高速で行うことが可能となる。
【００８２】
（部品位置検出処理）
次に、図１４〜図１７を参照して、上記構成の部品実装機１００の動作の他の例である部品位置検出処理を説明する。なお、図１４は、部品実装機１００の動作を示すフローチャートである。図１５〜図１７は、基板５００に部品５１１を実装した後に撮像部５３０で撮像された第２（ｂ）の画像５８０、第２（ｃ）の画像５９０、第２（ｄ）の画像６００の例を示す図である。なお、図１１に示した部品有無検出処理と共通する処理には同一の参照番号を付し、詳しい説明を省略する。なお、「第２（ｂ）の画像」、「第２（ｃ）の画像」、及び「第２（ｄ）の画像」は、いずれも部品５１１を実装した後の基板５００を撮像した画像であって、特に、「第２（ｂ）の画像」は１方向（第１の方向）の部品位置検出処理を説明するための画像、「第２（ｃ）の画像」は２方向（第１及び第２の方向）の部品位置検出処理を説明するための画像、「第２（ｄ）の画像」は部品５１１の回転検出処理を説明するための画像である。
【００８３】
まず、部品実装機１００は、実装前処理（Ｓ１１）と、部品５１１を基板５００の実装位置５１２に実装する処理（Ｓ１２）とを実行する。これらの処理は、部品有無検出処理と共通するので、説明は省略する。
【００８４】
次に、部品実装機１００は、部品５１１を基板５００に実装した後に、部品５１１の位置が適切か否かを判断する位置検出処理を実行する（Ｓ２３）。
【００８５】
まず、部品検出部５４１は、光源５２０にスリット光５２１を照射させる。スリット光５２１の照射位置は、実装前処理（Ｓ１１）と同じ位置である。但し、実装前処理からスリット光５２１を照射し続けている場合は、この処理を省略することができる。また、部品検出部５４１は、撮像部５３０に第２（ｂ）の画像５８０を撮像させる。図１５に示される第２（ｂ）の画像５８０を見れば明らかなように、スリット光５２１は、基板５００に照射される第１の部分５２１ａと、部品５１１の上面に照射される第２の部分５２１ｂとに分かれている。この第１及び第２の部分５２１ａ、５２１ｂは、第１の方向に直交する方向（図１５の図示Ｘ軸方向）に距離ｗだけずれている。
【００８６】
次に、部品検出部５４１は、第２（ｂ）の画像５８０のうちの第３の領域５８３に対応する画素データを、撮像部５３０から選択的に取得する。この第３の領域５８３は、第２（ａ）の画像５７０の第２の領域５７２に対応する領域５８２を含み、且つ第１の方向（すなわち、スリット光５２１と平行）に延びる細長い領域である。
【００８７】
第３の領域５８３の決定方法を説明する。まず、第１の画像５６０の第１の領域５６１に対応する領域５８１から、第２（ａ）の画像５７０の第２の領域５７２に対応する領域５８２を特定する方法は、図１１の有無検出処理（Ｓ１３）で説明した通りである。そして、第２の領域５７２に対応する領域５８２を第１の方向に延長した領域を第３の領域５８３とする。つまり、図１５に示される第３の領域５８３は、短手方向（図１５の図示Ｘ軸方向）が１００画素前後であり、長手方向（図１５の図示Ｙ軸方向）が第２（ｂ）の画像５８０の第１の方向全域である。
【００８８】
次に、部品検出部５４１は、撮像部５３０から取得した第３の領域５８３の画素データを解析して、スリット光５２１の第２の部分５２１ｂの一方側端部Ｐ及び他方側端部Ｑの位置を特定する。具体的な特定方法は特に限定されないが、例えば、スリット光５２１の位置検出と同様に、第３の領域５８３内の高輝度画素を探索することによって部品５１１上のスリット光５２１を検出すればよい。具体的には、第３の領域５８３を図１５の図示Ｙ軸の負の方向に向かって順に走査し、最初に発見した高輝度画素を一方側端部Ｐ、最後に発見した高輝度画素を他方側端部Ｑとすればよい。
【００８９】
一方側端部Ｐは、部品５１１の上辺の位置を示す。一方、他方側端部Ｑは、部品５１１の下辺の位置を示す。すなわち、部品検出部５４１は、一方側端部Ｐ及び他方側端部Ｑの位置を特定することにより、部品５１１の第１の方向（図１５の図示Ｙ軸方向）の位置を検出することができる。
【００９０】
部品検出部５４１は、部品５１１の一方側端部Ｐ及び他方側端部Ｑの位置が実装位置５１２の外縁部に一致していれば、部品５１１が適切な位置に実装されたと判断する。一方、一方側端部Ｐ及び他方側端部Ｑの位置が実装位置５１２の外縁部に一致していなければ、部品５１１が適切な位置に実装されていない判断する。さらに、一方側端部Ｐ及び他方側端部Ｑを検出できない場合（すなわち、第３の領域５８３にスリット光５２１の第２の部分５２１ｂが含まれていない場合）も、部品５１１が適切な位置に実装されていない判断する。そして、部品検出部５４１は、当該検出結果（判断結果）を出力する（Ｓ１４）。「出力」の具体例は、有無検出処理と同様に特に限定されない。
【００９１】
上記の方法によれば、撮像部５３０から部品検出部５４１へのデータ転送時間、及び部品検出部５４１における画像処理や画像解析に要する時間を大幅に短縮することができる。つまり、部品５１１の第１の方向の位置検出を高速で行うことが可能となる。
【００９２】
図１６は、上記の部品位置検出処理の応用例である。すなわち、上述のスリット光５２１（第１のスリット光）に加えて、基板５００に対してスリット光５２２（第２のスリット光）を斜め上方から照射する。このスリット光５２２は、基板５００上で第１の方向に直交する第２の方向（図１６の図示Ｘ軸方向）に直線的に延びる光であって、基板５００に照射される第１の部分５２２ａと、部品５１１の上面に照射される第２の部分５２２ｂとを含む。
【００９３】
そして、当該スリット光５２２に対しても、第１の方向の処理動作を第２の方向に置き換えて上述の実装前処理（Ｓ１１）及び位置検出処理（Ｓ２３）を実行することにより、部品５１１の第２の方向の位置をも検出することができる。なお、スリット光５２２に対する各処理は、既に説明した各処理と共通するので、説明は省略する。
【００９４】
（回転検出処理）
さらに図１６を拡張して、図１７に示されるように、第１の方向に１本のスリット光５２１（第１のスリット光）を照射し、第１の方向に直交する第２の方向に２本のスリット光５２２、５２３（第２及び第３のスリット光）を照射してもよい。これにより、部品５１１の第１の方向の位置及び第２の方向の位置に加えて、回転の有無をも検出することができる。なお、図１７におけるスリット光５２３は、第１の部分５２３ａが部品５１１から外れた位置に照射されているが、第２の部分５２３ｂが部品５１１の上面に照射されているので、上記の各処理に影響はない。
【００９５】
なお、スリット光の本数は、上記の例に限定されるものではなく、さらに多数のスリット光を照射してもよい。多数のスリット光を用いることにより、より高精度の位置検出が可能となる反面、画像処理・画像解析に要する時間は増大するので、検出制度と処理時間とのバランスを考慮して適切な本数を選択するのが望ましい。
【００９６】
本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであってもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号であってもよい。
【００９７】
また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものであってもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号であってもよい。
【００９８】
また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送してもよい。
【００９９】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムにしたがって動作するものであってもよい。
【０１００】
また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施してもよい。
【０１０１】
上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせてもよい。
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、基板に部品を実装する部品実装機に有利に利用される。
【符号の説明】
【０１０３】
１０，２０，５００ 基板
１１，５１１ 部品
１２，５２１，５２２，５２３ スリット光
１２ａ，５２１ａ，５２２ａ，５２３ａ 第１の部分
１２ｂ，５２１ｂ，５２２ｂ，５２３ｂ 第２の部分
１００ 部品実装機
１１０ａ，１１０ｂ 実装ユニット
１１２ａ，１１２ｂ ヘッド
１１４ 部品カセット
１１５ａ，１１５ｂ 部品供給部
１１６ａ，１１６ｂ 部品認識カメラ
１２１ａ，１２１ｂ Ｘビーム
１２２ａ，１２２ｂ 基板搬送レール
１３０ 搬入口
１４０ Ｙビーム
１５１ 入力部
１５２ 表示部
１５３ ヘッド制御部
１５４，５４０ 制御部
１５５ 通信部
１５６ 格納部
１５６ａ ＮＣデータ
１５６ｂ 部品ライブラリ
１５６ｃ 実装条件データ
２００ 制御装置
４２４ キャリアテープ
４２４ａ 収納凹部
４２５ カバーテープ
４２６ リール
５１０ ノズル
５１２ 実装位置
５２０ 光源
５３０ 撮像部
５４１ 部品検出部
５４２ ノズル制御部
５６０ 第１の画像
５６１ 第１の領域
５７０ 第２（ａ）の画像
５８０ 第２（ｂ）の画像
５９０ 第２（ｃ）の画像
６００ 第２（ｄ）の画像
５７１，５８１，５８２ 領域
５７２ 第２の領域
５８３ 第３の領域
１０００ 部品実装システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に部品を実装して実装基板を製造する部品実装機であって、
前記部品を前記基板上の予め定められた実装位置に実装するノズルと、
前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、前記部品が実装位置に実装された際に当該部品の上面に当るように、前記基板の表面に対して斜め上方向から照射する光源と、
前記基板の前記実装位置を含む領域を撮像する撮像部と、
前記部品の実装前に前記撮像部で撮像された第１の画像、及び前記部品の実装後に前記撮像部で撮像された第２の画像を解析して、前記基板の前記実装位置における前記部品の有無を検出し、当該検出結果を出力する部品検出部とを備え、
前記部品検出部は、
前記第１の画像のうち、前記実装位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向に延びる前記第１の画像より小さい第１の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第１の領域における前記光の位置を検出する実装前処理と、
前記第２の画像のうち、前記第１の領域に含まれ、且つ前記第１の領域における前記光の検出位置から前記部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第２の領域に前記光が含まれていることによって前記実装位置に前記部品が存在すると判断する有無検出処理とを実行する
部品実装機。
【請求項２】
前記部品の厚さをｈ、前記光の前記基板への入射角をαとすると、
前記部品検出部は、前記光の検出位置から前記光源に近付く方向にｈ×ｔａｎαだけずれた位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向の長さが前記第１の領域より短い前記第２の領域の画素データを、前記撮像部から選択的に取得する
請求項１に記載の部品実装機。
【請求項３】
該部品実装機は、さらに、前記実装前処理において検出された前記光の位置に応じて前記基板と前記ノズルとの距離を算出し、当該算出結果に基づいて前記部品を前記基板に実装する際の前記ノズルの位置を制御するノズル制御部を備える
請求項１又は２に記載の部品実装機。
【請求項４】
前記部品検出部は、前記第２の領域を含み、且つ前記第１の方向に延びる第３の領域の画像データを前記撮像部から選択的に取得し、前記第３の領域に含まれる前記光の一方側端部及び他方側端部の位置を特定することによって、前記部品の前記第１の方向の位置を検出する位置検出処理を実行する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品実装機。
【請求項５】
前記光源は、さらに、前記第１の方向に直交する第２の方向に直線的に延びる第２の光を照射し、
前記部品検出部は、さらに、前記第２の光に対して前記実装前処理及び前記位置検出処理を実行することにより、前記部品の前記第２の方向の位置を検出する
請求項４に記載の部品実装機。
【請求項６】
基板上の実装位置に実装された部品を検出する部品検出装置であって、
前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、前記部品が実装位置に実装された際に当該部品の上面に当るように、前記基板の表面に対して斜め上方向から照射する光源と、
前記基板の前記実装位置を含む領域を撮像する撮像部と、
前記部品の実装前に前記撮像部で撮像された第１の画像、及び前記部品の実装後に前記撮像部で撮像された第２の画像を解析して、前記基板の前記実装位置における前記部品の有無を検出し、当該検出結果を出力する部品検出部とを備え、
前記部品検出部は、
前記第１の画像のうち、前記実装位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向に延びる前記第１の画像より小さい第１の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第１の領域における前記光の位置を検出する実装前処理と、
前記第２の画像のうち、前記第１の領域に含まれ、且つ前記第１の領域における前記光の検出位置から前記部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第２の領域に前記光が含まれていることによって前記実装位置に前記部品が存在すると判断する有無検出処理とを実行する
部品検出装置。
【請求項７】
部品実装機で基板に部品を実装して実装基板を製造する部品実装方法であって、
前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、前記部品が実装位置に実装された際に当該部品の上面に当るように、前記基板の表面に対して斜め上方向から照射するステップと、
前記部品の実装前に前記実装位置を含む第１の画像を撮像するステップと、
前記第１の画像のうち、前記実装位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向に延びる前記第１の画像より小さい第１の領域に対応する画素データを選択的に取得し、当該第１の領域における前記光の位置を検出するステップと、
前記部品を、前記基板の前記実装位置に実装するステップと、
前記部品の実装後に前記実装位置を含む第２の画像を撮像するステップと、
前記第２の画像のうち、前記第１の領域に含まれ、且つ前記第１の領域における前記光の検出位置から前記部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを選択的に取得し、当該第２の領域に前記光が含まれていることによって前記実装位置に前記部品が存在すると判断するステップと、
前記実装位置に前記部品が存在するか否かの判断結果を出力するステップとを含む
部品実装方法。
【請求項１】
基板に部品を実装して実装基板を製造する部品実装機であって、
前記部品を前記基板上の予め定められた実装位置に実装するノズルと、
前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、前記部品が実装位置に実装された際に当該部品の上面に当るように、前記基板の表面に対して斜め上方向から照射する光源と、
前記基板の前記実装位置を含む領域を撮像する撮像部と、
前記部品の実装前に前記撮像部で撮像された第１の画像、及び前記部品の実装後に前記撮像部で撮像された第２の画像を解析して、前記基板の前記実装位置における前記部品の有無を検出し、当該検出結果を出力する部品検出部とを備え、
前記部品検出部は、
前記第１の画像のうち、前記実装位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向に延びる前記第１の画像より小さい第１の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第１の領域における前記光の位置を検出する実装前処理と、
前記第２の画像のうち、前記第１の領域に含まれ、且つ前記第１の領域における前記光の検出位置から前記部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第２の領域に前記光が含まれていることによって前記実装位置に前記部品が存在すると判断する有無検出処理とを実行する
部品実装機。
【請求項２】
前記部品の厚さをｈ、前記光の前記基板への入射角をαとすると、
前記部品検出部は、前記光の検出位置から前記光源に近付く方向にｈ×ｔａｎαだけずれた位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向の長さが前記第１の領域より短い前記第２の領域の画素データを、前記撮像部から選択的に取得する
請求項１に記載の部品実装機。
【請求項３】
該部品実装機は、さらに、前記実装前処理において検出された前記光の位置に応じて前記基板と前記ノズルとの距離を算出し、当該算出結果に基づいて前記部品を前記基板に実装する際の前記ノズルの位置を制御するノズル制御部を備える
請求項１又は２に記載の部品実装機。
【請求項４】
前記部品検出部は、前記第２の領域を含み、且つ前記第１の方向に延びる第３の領域の画像データを前記撮像部から選択的に取得し、前記第３の領域に含まれる前記光の一方側端部及び他方側端部の位置を特定することによって、前記部品の前記第１の方向の位置を検出する位置検出処理を実行する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品実装機。
【請求項５】
前記光源は、さらに、前記第１の方向に直交する第２の方向に直線的に延びる第２の光を照射し、
前記部品検出部は、さらに、前記第２の光に対して前記実装前処理及び前記位置検出処理を実行することにより、前記部品の前記第２の方向の位置を検出する
請求項４に記載の部品実装機。
【請求項６】
基板上の実装位置に実装された部品を検出する部品検出装置であって、
前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、前記部品が実装位置に実装された際に当該部品の上面に当るように、前記基板の表面に対して斜め上方向から照射する光源と、
前記基板の前記実装位置を含む領域を撮像する撮像部と、
前記部品の実装前に前記撮像部で撮像された第１の画像、及び前記部品の実装後に前記撮像部で撮像された第２の画像を解析して、前記基板の前記実装位置における前記部品の有無を検出し、当該検出結果を出力する部品検出部とを備え、
前記部品検出部は、
前記第１の画像のうち、前記実装位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向に延びる前記第１の画像より小さい第１の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第１の領域における前記光の位置を検出する実装前処理と、
前記第２の画像のうち、前記第１の領域に含まれ、且つ前記第１の領域における前記光の検出位置から前記部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを、前記撮像部から選択的に取得し、当該第２の領域に前記光が含まれていることによって前記実装位置に前記部品が存在すると判断する有無検出処理とを実行する
部品検出装置。
【請求項７】
部品実装機で基板に部品を実装して実装基板を製造する部品実装方法であって、
前記基板上で第１の方向に直線的に延びる光を、前記部品が実装位置に実装された際に当該部品の上面に当るように、前記基板の表面に対して斜め上方向から照射するステップと、
前記部品の実装前に前記実装位置を含む第１の画像を撮像するステップと、
前記第１の画像のうち、前記実装位置を含み、且つ前記第１の方向に直交する方向に延びる前記第１の画像より小さい第１の領域に対応する画素データを選択的に取得し、当該第１の領域における前記光の位置を検出するステップと、
前記部品を、前記基板の前記実装位置に実装するステップと、
前記部品の実装後に前記実装位置を含む第２の画像を撮像するステップと、
前記第２の画像のうち、前記第１の領域に含まれ、且つ前記第１の領域における前記光の検出位置から前記部品の厚さに応じた距離だけずれた位置を含む第２の領域に対応する画素データを選択的に取得し、当該第２の領域に前記光が含まれていることによって前記実装位置に前記部品が存在すると判断するステップと、
前記実装位置に前記部品が存在するか否かの判断結果を出力するステップとを含む
部品実装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−１５１２７３（Ｐ２０１１−１５１２７３Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２５３９（Ｐ２０１０−１２５３９）
【出願日】平成２２年１月２２日（２０１０．１．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２２日（２０１０．１．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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