JP4298080B2 - 表面実装機の部品認識方法および同装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装機において、特に、吸着ヘッドによる部品の吸着状態を投影の検知に基づいて調べる光学的検知手段をヘッドユニットに備えている表面実装機の部品認識方法および同装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、移動可能なヘッドユニットに吸着ヘッドを昇降および回転可能に搭載し、吸着ヘッドのノズルにより部品供給部のテープフィーダーから電子部品を吸着して位置決めされているプリント基板上に移送し、プリント基板の所定位置に実装するようにした表面実装機（以下、単に実装機という）は一般に知られている。
【０００３】
この種の実装機においては、プリント基板の所定位置に正確に部品を装着するために、上記ノズルにより吸着された部品の位置および回転角を調べてこれらの誤差分（吸着ずれ）に相当する補正量を求め、それに応じてプリント基板への装着時の位置および回転角の調整が行われており、例えば、図１０に示すようにノズル８０が昇降する空間Ｓｐを挟んで平行光線の照射部８１ａとラインセンサからなる受光部８１ｂとを備えたレーザーユニット８１（光学的検知手段）をヘッドユニットに搭載し、部品吸着後、吸着部品Ｃｈを上記照射部８１ａと受光部８１ｂとの間に介在させて平行光線を照射し、ノズル回りに吸着部品Ｃｈを回転させつつその投影幅を検出し、その検出値に基づいて上記補正量を求めるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の実装機では、受光部８１ｂにおける投影幅検出領域Ｗ（ウインドウ幅Ｗ）は、通常、図１０に示すように、部品中心から最も離れた位置を吸着した状態で部品Ｃｈを回転させた場合に投影幅を検出し得るような値に設定されており、また、投影検出時に部品Ｃｈを回転させる角度（ノズル回転角度）も一律に定められているのが一般的である。
【０００５】
しかし、テープフィーダーにより供給される部品は、テープに形成された凹部（ポケット）内に収納された状態で供給されるため、ポケットの形状等により現実に発生する部品の吸着ずれにも限界がある。従って、上述のように投影幅検出時のウインドウ幅や回転角度を一律に設定するのは合理的でなく、上記補正量を効率的に求める上で改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ヘッドユニットに部品の吸着状態を調べる光学的検知手段を備えた表面実装機において、部品の吸着ずれをより効率的に調べることができる表面実装機の部品認識方法および同装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の部品認識装置は、一定間隔に形成されたポケット内に部品を収納したテープを繰り出しながら所定の部品供給位置に部品を供給する一方、部品吸着用のノズルを有するヘッドユニットにより上記部品を吸着してこれを基板上の所定位置に装着し、かつ、部品吸着後に上記ノズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知手段により、部品に平行光線を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機の部品認識方法において、上記平行光線を含む平面に沿った方向の変位量であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大変位量に基づいて受光部における投影幅検出領域を定めるようにしたものである（請求項１）。
【０００８】
この方法によれば、部品の投影幅検出に際して設定される投影幅検出領域は、実際に発生する吸着誤差に対応した必要最小限度の領域とされる。
【０００９】
この場合、上記最大変位量として、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記所定基準位置に対する部品の最大傾き角度に基づいて上記受光部における投影幅検出領域を定めることで（請求項２）、投影幅検出領域がより一層縮小される。
【００１０】
なお、投影幅検出領域を部品の種類別に予め求めておき、上記光学的検知手段による投影幅の検出時には、対象部品に対応する上記投影幅検出領域を設定して部品の投影幅を検出するようにすれば（請求項３）、部品の種類に応じた投影幅検出領域が設定されるため、効率的な部品の認識が期待できる。
【００１１】
また、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大傾き角度に基づいて投影幅検出時のノズル回転角度を定めるようにすれば（請求項４）、投影幅の検出時のノズルの回転角度を実際に発生する吸着誤差に対応した必要最小限度の角度とすることができ、さらに効率的な部品の認識が期待できる。
【００１２】
また、本発明の部品認識装置は、一定間隔に形成されたポケット内に部品を収納したテープを繰り出しながら所定の部品供給位置に部品を供給する一方、部品吸着用のノズルを有するヘッドユニットにより上記部品を吸着してこれを基板上の所定位置に装着し、かつ、部品吸着後に上記ノズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知手段により、上記部品に平行光線を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機の部品認識方法において、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大傾き角度に基づいて投影検出時のノズル回転角度を定めるようにしたものである（請求項５）。
【００１３】
この方法によれば、部品の投影幅検出に際し、ノズルの回転角度が実際に発生する吸着誤差に対応した必要最小限度の角度とされる。
【００１４】
なお、この場合、ノズル回転角度を部品の種類別に予め求めておき、上記光学的検知手段による投影幅の検出時には、対象部品に対応するノズル回転角度だけノズルを回転させて部品の投影幅を検出するようにすれば（請求項６）、部品の種類に応じたノズル回転角度でもって投影幅の検出を行うことが可能となるため、効率的な部品の認識が期待できる。
【００１５】
一方、本発明の部品認識装置は、一定間隔に形成されたポケット内に部品を収納したテープを繰り出しながら所定の部品供給位置に部品を供給する一方、部品吸着用のノズルを有するヘッドユニットにより上記部品を吸着してこれを基板上の所定位置に装着し、かつ、部品吸着後に上記ノズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知手段により、上記部品に平行光線を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機の部品認識装置であって、投影幅の検出時に受光部の投影幅検出領域を設定する検出領域設定手段を有し、この検出領域設定手段が、上記平行光線を含む平面に沿った方向の変位量であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大変位量に基づいて定められた投影幅検出領域を設定するように構成されているものである（請求項７）。
【００１６】
この装置によれば、部品の投影幅検出時には、実際に発生する吸着誤差に対応した必要最小限度の投影幅検出領域が自動的に設定される。
【００１７】
この場合、最大変位量として上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記所定基準位置に対する部品の最大傾き角度に基づいて定められた投影幅検出領域を設定するように検出領域設定手段を構成すれば（請求項８）、投影幅検出領域がより一層縮小される。
【００１８】
また、この装置において、投影幅検出領域を部品の種類毎に記憶する記憶手段をさらに設け、投影幅の検出時に、この記憶手段に記憶されている対象部品に対応する投影幅検出領域を設定するように上記投影幅設定手段を構成すれば（請求項９）、部品の種類に応じた投影幅検出領域が設定され、効率的な部品の認識が期待できる。
【００１９】
さらに、ノズルを回転駆動するノズル駆動手段と、投影幅の検出時に、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大傾き角度に基づいて定められたノズル回転角度だけ上記ノズルを回転させるべくノズル駆動手段を制御する制御手段とを設けるようにすれば（請求項１０）、投影幅検出時のノズルの回転角度を実際に発生する吸着誤差に対応した必要最小限度の角度とすることができ、さらに効率的な部品の認識が期待できる。
【００２０】
また、本発明の部品認識装置は、一定間隔に形成されたポケット内に部品を収納したテープを繰り出しながら所定の部品供給位置に部品を供給する一方、部品吸着用のノズルを有するヘッドユニットにより上記部品を吸着してこれを基板上の所定位置に装着し、かつ、部品吸着後に上記ノズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知手段により、上記部品に平行光線を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機の部品認識装置であって、上記ノズルを回転駆動するノズル駆動手段と、投影幅の検出時に、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大傾き角度に基づいて定められたノズル回転角度だけ上記ノズルを回転させるべくノズル駆動手段を制御する制御手段とを備えているものである（請求項１１）。
【００２１】
この装置によれば、部品の投影幅検出時には、ノズルの回転角度が実際に発生する吸着誤差に対応した必要最小限度の角度に自動的に調整される。
【００２２】
なお、この装置において、最大傾き角度に基づいて定められるノズル回転角度を部品の種類毎に記憶する記憶手段をさらに設け、制御手段により、対象部品に応じて、この記憶手段に記憶されているその部品に対応するノズル回転角度だけノズルを回転させるべくノズル駆動手段を制御するようにすれば（請求項１２）、部品の投影幅検出時には、ノズル回転角度が部品の種類に応じた回転角度に調整され、効率的な部品の認識が期待できる。
【００２３】
なお、ヘッドユニットに複数のノズルが並べて搭載されるとともに、光学的検知手段の照射部および受光部が上記複数のノズルに対応する範囲にわたって設けられている表面実装機（請求項１２）では、隣設されたノズルによる吸着部品の投影幅を検出するに際して、投影幅検出領域が重複するケースが多々あるため、請求項７乃至１２記載の装置は、特に、このような表面実装機において有用である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１および図２は本発明に係る表面実装機の一例を示している。同図に示すように、表面実装機（以下、実装機と略す）の基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板３が上記コンベア２上を搬送され、所定の装着作業用位置で停止されるようになっている。
【００２６】
上記コンベア２の前後側方には、それぞれ部品供給部４が設けられている。各部品供給部４には、それぞれ多数列のテープフィーダー４ａを有し、各テープフィーダー４ａはそれぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の部品を収納、保持したテープがリールから導出されるようになっているとともに、テープ繰り出し端にはラチェット式の送り機構が具備され、後記ヘッドユニット５により部品がピックアップされるにつれてテープが間欠的に繰り出されるようになっている。なお、図示を省略するが、上記テープは、テープ本体とその表面を覆うカバーテープとからなり、上記テープ本体に一定間隔で部品収納用の凹部（ポケット ）が形成されている。そして、このポケット内に部品が収納され、上記繰り出し機構によりテープが繰り出されつつ所定の部品供給位置においてカバーテープが剥ぎ取られることにより、部品の取出しを許容するようになっている。
【００２７】
また、上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット５が装備され、このヘッドユニット５がＸ軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動するようになっている。
【００２８】
すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりボールねじ軸１４が回転して、ヘッドユニット５が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００２９】
上記ヘッドユニット５には、部品吸着用の複数の吸着ヘッドが設けられており、当実施の形態では、図３に示すように６本の吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆがＸ軸方向に一列に並べて設けられている。
【００３０】
これらの吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆは、それぞれヘッドユニット５のフレームに対して昇降及び回転が可能となっており、詳しく図示していないが、Ｚ軸サーボモータ２４を駆動源とする昇降駆動手段及びＲ軸サーボモータ２６を駆動源とする回転駆動手段により駆動されるようになっている。
【００３１】
各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆの下端には部品吸着用のノズル２１が設けられており、部品吸着時には図外の負圧供給手段からノズル２１の先端に負圧が供給されて、その負圧による吸引力で部品が吸着されるようになっている。
【００３２】
ヘッドユニット５には、さらに吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆの各ノズル２１に吸着された部品の投影幅を検出するレーザーユニット３０（光学的検知手段）が設けられている。
【００３３】
レーザーユニット３０は、各ヘッド２０ａ〜２０ｆのノズル２１が上下動するときに通過する空間Ｓを挟んでＹ軸方向に相対向して配置されるレーザー発生部３１ａ（照射部）とディテクタ３１ｂ（受光部）とを有しており（図６参照）、吸着された部品に平行光線を照射して部品の投影幅を検出するように構成されている。レーザー発生部３１ａ及びディテクタ３１ｂは、いずれも吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆの配列方向に亘って延びる細長に形成されており、これにより各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆにより吸着される部品を共通のレーザーユニット３０によって調べ得るように構成されている。
【００３４】
図４は、上記実装機の制御系を示している。
【００３５】
制御系は、論理演算を実行する周知のＣＰＵと、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭと、装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成される制御部４０を備えている。
【００３６】
この制御部４０は、上記ヘッドユニット５やこれに搭載された吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆ等を制御するための軸制御部４１が含まれており、上記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｒ軸の各サーボモータ１５，９，２４，２６およびこれら各モータに内蔵されたエンコーダ等の位置検出手段１５ａ，９ａ，２４ａ，２６ａがこの軸制御部４１に電気的に接続されている。なお、Ｚ軸、Ｒ軸の各サーボモータ２４，２６は、上述の通り、各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆにそれぞれ対応して設けられているが、同図ではスペースの便宜上省略している。
【００３７】
上記制御部４０は、さらに主演算部４２を含んでおり、ここで上記レーザーユニット３０のディテクタ３１ｂから出力される電気信号に基づいて各ノズル２１に吸着された部品の位置および回転角を調べてこれらの誤差（吸着ずれ）に相当する補正量を求める。
【００３８】
主演算部４２には、上記レーザーユニット３０による吸着部品の投影幅の際に、ディテクタ３１ｂの投影幅検出領域（ウインドウという）の割付けを行うウインドウ設定部４３（検出領域設定手段）が付設されている。
【００３９】
このウインドウ設定部４３は、実装機の初期設定段階で入力・記憶されている部品に関するデータに基づき、各ノズル２１に吸着される部品の種類に応じ、それに見合うようにウインドウを割り付ける。すなわち、制御部４０には、部品に関するデータとして、各部品の種類（以下、各部品と略す）に対応するウインドウがテーブルデータとして予め記憶されており、ウインドウ設定部４３は、ノズル２１に吸着された部品毎にこのテーブルデータから該当する部品のウインドウデータを読み出して割り付ける。
【００４０】
ここで本発明の特徴点として、各部位に対応するウインドウは、機械誤差、すなわちヘッドユニット５の位置決め精度や上記テープフィーダ４ａの組付け精度に起因する部品の吸着位置誤差と、部品供給に際し、上記テープのポケット内で許容される部品の最大変位量とを考慮して設定されている。
【００４１】
すなわち、図５に示すように、部品Ｃｈを収納するテープのポケットＰｏは、通常、輪郭が部品Ｃｈより若干大きく形成されており（同図では、説明の便宜上部品ＣｈおよびポケットＰｏをそれぞれ正方形の相似形で示している。）、部品Ｃｈは、このポケットＰｏ内で変位可能である。ここで、理論上（設計上）、ポケットＰｏの中心を部品吸着時の基準位置Ｏとし、ノズル２１により部品Ｃｈの中心Ｏｃを吸着すると、上述のようなポケットＰｏ内での部品Ｃｈの変位により、基準位置Ｏと部品Ｃｈの中心Ｏｃとの間に誤差Ｎ１が生じ得る。
【００４２】
一方、上述の機械誤差として、上記基準位置Ｏとノズル中心Ｏｎとの間に誤差Ｎ２が生じている。
【００４３】
そこで、当実施の形態では、これら誤差（Ｎ１＋Ｎ２）が最も大きくなる状態、すなわち誤差Ｎ１が最も大きい状態（ポケットＰｏ内で部品Ｃｈの変位量が最大となる状態）を仮定し、この状態でノズル軸回りに部品Ｃｈを所定角度だけ回転させたときに部品Ｃｈの投影幅を検出できる必要最小限度のウインドウＷを予め部品毎に求め、これを上記テーブルデータとして記憶している。なお、テーブルデータは、予め求めたものをキーボード等の図外の入力手段により上記制御部４０に入力するようにしてもよいし、また、部品の大きさ等、形状に関するデータおよびこれを供給するためのテープの具体的形状等のデータを制御部４０に入力し、制御部４０において演算処理で求めるようにしてもよい。また、上記ウインドウＷは、投影幅を確実に検出できるように安全値を含めた値としてもよい。
【００４４】
次に、上記実装機による部品の実装動作について図７のフローチャートを用いて説明する。
【００４５】
このフローでは、まず、ヘッドユニット５が部品供給部４の最初の部品吸着位置（ｎ＝１）に移動させられて部品の吸着が行われる（ステップＳ１〜Ｓ３）。この際、可能な場合には吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆによる部品の同時吸着が行われる。
【００４６】
最初の部品吸着位置（ｎ＝１）での部品の吸着が完了すると、他に吸着すべき部品があるか否かが判断され（ステップＳ４）、ある場合にはヘッドユニット５が部品供給部４の次の部品吸着位置（ｎ＋１）に移動させられた後（ステップＳ１０）、同様に部品の吸着が行われる。
【００４７】
一方、ステップＳ４で他に吸着すべき部品がないと判断した場合、すなわち全ての部品の吸着が完了すると、吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆが昇降駆動されて各吸着部品がレーザーユニット３０の所定の検査位置、すなわちレーザー発生部３１ａから照射される平行光線を遮る高さ位置に位置決めされる（ステップＳ５）。
【００４８】
そして、各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆに吸着された部品毎にディテクタ３１ｂのウインドウが割付られて（設定されて）上記レーザー発生部３１ａから平行光線が照射されるとともに、上記吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆがそれぞれＲ軸回りに回転駆動されて各吸着部品の投影幅が検出されることにより、各吸着部品の吸着状態、すなわちノズル２１に対する吸着部品の位置および回転角が調べられ、部品装着時の補正量が求められる（ステップＳ６）。この際、レーザー発生部３１ａ及びディテクタ３１ｂが吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆの配列方向に亘って延びる細長に形成されていることにより、各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆにより吸着されている部品の投影幅の検出が同時に行われ、これら部品の吸着状態が同時に調べられる。なお、吸着部品の投影幅検出に基づく吸着状態の検査方法は従来周知の方法（例えば、特開平６−６１６９４号参照）と同一であり、ここでは説明を省略する。
【００４９】
このようにして各吸着部品の吸着状態が調べられると、ヘッドユニット５が部品供給部４の最初の部品装着位置（ｍ＝１）に移動させられて部品の装着が行われる（ステップＳ７，Ｓ８）。この際、ステップＳ６で求められた補正量に基づいてヘッドユニット５の移動位置および回転角が補正される。
【００５０】
最初の部品装着位置（ｍ＝１）での部品の装着が完了すると、他に装着すべき部品があるか否かが判断され（ステップＳ９）、ある場合にはヘッドユニット５が次の部品装着位置（ｍ＋１）に移動させられた後（ステップＳ１１）、同様に部品の装着が行われる。
【００５１】
以上説明したように、上記実装機によれば、レーザーユニット３０による部品の吸着状態の検査に際し、上記テープのポケットＰｏ内での部品の変位により生じ得る誤差Ｎ１の最大値（すなわち、ポケットＰｏ内で許容される部品の最大変位量）と、機械誤差Ｎ２とに基づいてウインドウＷが設定されることにより、現実に生じ得る部品吸着誤差の範囲内で部品を投影し得るようになっている。つまり、ウインドウＷが部品の投影幅検出に要求される必要最小限の幅に設定されている。そのため、同一部品の投影幅を検出する場合には、例えば、図６の符号Ｗａで示す分だけウインドウＷを小さくすることができる。従って、その分、投影幅検出に際して処理するディテクタ３１ｂからの出力信号を従来に比べて軽減することができ、これにより部品の認識効率の向上に貢献できる。補足すると、従来のこの種の装置では、実際には生じることのない誤差まで考慮してウインドウを設定していたため、投影幅検出に際しては、ディテクタから出力される信号のうち投影幅検出に影響しない部分（つまり、図６の符号Ｗａで示す部分）からの信号を処理する必要があった。これに対して、上記実施の形態の装置では、ディテクタ３１ｂから出力される信号のうち、投影幅の検出に寄与し得る必要最小限度の信号を処理するため、これにより処理速度の向上が期待でき、部品の認識効率の向上に貢献することができる。
【００５２】
その上、上述のようにウインドウＷを設定することで、隣設された各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆに対応するウインドウ同士の重複が生じにくくなり、その分、部品の認識速度が高められるという効果もある。すなわち、上記のような複数の吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆを備えた実装機では、隣設された部品の種類によってはウインドウが重複する場合があり、この場合には、隣同士の部品の投影幅を同時に検出することができない。そのため、いずれか一方の部品をレーザーユニット３０の上方に待機させて他方の部品の投影幅検出を行い、その後、上記一方の部品を検査位置にセットして部品の投影幅を検出する必要がある。つまり、部品の投影幅の検出を２回に分けて行う必要がある。しかし、上記実施の形態によれば、上述のように、従来に比べてウインドウＷを小さくできるため、ウインドウＷが重複するケースが軽減される。したがって、部品の投影幅を２回に分けるケースも少なくなり、これにより部品の認識速度を高めることができる。
【００５３】
ところで、上述した実装機では、ポケットＰｏ内での部品の変位により生じ得る誤差として、さらにポケットＰｏ内での部品の傾きを考慮してウインドウＷを設定するようにしてもよい。
【００５４】
すなわち、上記ポケットＰｏ内では、通常、部品Ｃｈは回転方向にも変位可能であり、ポケットＰｏ内に収納された部品Ｃｈが所定の基準位置に対して傾いた状態で吸着されることにより、部品Ｃｈに、ノズル２１に対する回転方向の吸着誤差が発生する。この場合、例えば、図５において、部品Ｃｈの一片とポケットＰｏの一片とが平行となる状態を基準位置とすると、ポケットＰｏ内に収納された部品Ｃｈには、図８に示すように回転角度±θ（同図では時計回りを＋、反時計回りを−とする）の吸着誤差が生じ得る。
【００５５】
そこで、θが最も大きくなる状態、すなわちポケットＰｏ内で許容される部品Ｃｈの回転方向の変位量が最大となる状態を仮定し、図９に示すようにこの吸着状態で部品Ｃｈの投影幅を検出できる必要最小限度のウインドウＷｂを設定するようにしてもよい。なお、この場合、部品中心Ｏｃとノズル中心Ｏｎとのずれを考慮し、部品中心Ｏｃに対してノズル中心Ｏｎが対称な位置にある状態を考慮してウインドウＷｂを設定するようにする。
【００５６】
さらに、このようにポケットＰｏ内で発生し得る部品Ｃｈの傾きを考慮してウインドウＷｂを設定する場合には、部品Ｃｈの回転角度±θの最大値を、部品の種類に対応付けたテーブルデータとして記憶しておき、投影幅の検出時には、部品に対応した回転角度を読み出してその範囲内で吸着部品を回転させるようにノズル２１を制御するのが望ましい。すなわち、投影幅の検出に基づく吸着部品の検査では、例えば投影幅が最小となるときのノズル回転角度を調べることによりノズルに対する部品の回転角（回転方向の吸着誤差）を求めるが、現実に生じ得る部品の回転方向の吸着誤差はポケット内で発生し得る部品の傾きの範囲内に限られるため、上記のように部品Ｃｈの回転角度±θの最大値の範囲内で部品Ｃｈを回転させれば、ノズル２１に対する部品Ｃｈの回転方向の吸着誤差を検出することができる。従って、上記の回転角度でノズル２１の回転を制御するようにすれば、投影幅検出時のノズル２１の回転角度を必要最小限に抑えることができ、これにより部品の認識効率の向上に貢献することができる。なお、この場合には、上記制御部４０が本発明の制御手段として機能し、また、上記Ｒ軸サーボモータ２６、軸制御部４１等が本発明のノズル駆動手段として機能する。
【００５７】
このようにポケットＰｏ内で発生し得る部品Ｃｈの傾きを考慮してウインドウＷｂを設定すれば、ノズル２１に対する部品Ｃｈの回転位置が制限されるため、同図に示すように、上記実施の形態のウインドウＷに比べてウインドウＷｂをより小さくすることができる。そのため、ディテクタ３１ｂから出力される信号の処理速度の向上がさらに期待でき、部品の認識効率の向上に貢献することができる。
【００５８】
なお、以上説明した実装機は、本発明に係る実装機の一の実施の形態であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、例えば、ヘッドユニット５に搭載される吸着ヘッド２０の数や、実装機の制御系の具体的な構成等は、上記実施の形態に限られるものではなく、適宜変更可能である。
【００５９】
また、上記実施の形態では、各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆに対応する範囲にわたって延びるレーザー発生部３１ａおよびディテクタ３１ｂを備えたレーザーユニット３０をヘッドユニット５に搭載しているが、例えば、上記のようなレーザーユニット３０を上下二段（複数段）に設け、吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆの昇降動作に伴い各ノズル２１に吸着された部品をレーザーユニット３０の各検査位置に選択的に位置決めして投影幅を検出するように構成してもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ヘッドユニットに搭載された光学的検知手段により部品の投影幅を検出して部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機において、上記テープのポケット内で許容される部品の最大変位量に基づいて上記光学的検知手段の受光部における投影幅検出領域を定めることにより、必要最小限の投影幅検出領域で部品の投影幅を検出するようにしているので、投影幅検出に際して処理する受光部からの出力信号を従来に比べて軽減することができ、これにより部品の認識を効率的に調べることができる。
【００６１】
特に、投影幅検出領域を部品の種類別に予め求めておき、投影幅の検出時に、対象部品に対応する投影幅検出領域を設定して部品の投影幅を検出することにより、部品の種類に応じた効率的な部品の認識を行うことができる。
【００６２】
なお、最大変位量として、所定基準位置に対する部品の最大傾き角度に基づいて受光部における投影幅検出領域を定めるようにすれば、さらに投影幅検出領域を小さくすることができ、部品認識のより一層の効率化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる表面実装機の一例を示す概略平面図である。
【図２】同概略正面図である。
【図３】ヘッドユニットの構成を示す正面図である。
【図４】表面実装機の制御系を示すブロック図である。
【図５】部品の吸着誤差を説明するためのポケットおよびそこに収納される部品を示す模式図である。
【図６】投影幅検出領域を説明するためのレーザーユニットおよび吸着部品を示す模式図である。
【図７】実装動作を説明するフローチャートである。
【図８】部品の吸着誤差（傾き）を説明するためのポケットおよびそこに収納される部品を示す模式図である。
【図９】投影幅検出領域を説明するためのレーザーユニットおよび吸着部品を示す模式図である。
【図１０】光学的検知手段による部品の投影幅の検出を説明する模式図である。
【符号の説明】
５ ヘッドユニット
２０ａ〜２０ｆ 吸着ヘッド
２１ ノズル
３０ レーザーユニット
３１ａ レーザー発生部（照射部）
３１ｂ ディテクタ（受光部）
Ｃｈ 部品
Ｐｏ ポケット
Ｏｃ 部品中心
Ｏｎ ノズル中心
Ｏ 部品吸着の基準位置（＝ポケット中心）
Ｎ１，Ｎ２ 誤差
Ｓｐ 空間
Ｗ ウインドウ（投影幅検出領域）
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装機において、特に、吸着ヘッドによる部品の吸着状態を投影の検知に基づいて調べる光学的検知手段をヘッドユニットに備えている表面実装機の部品認識方法および同装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、移動可能なヘッドユニットに吸着ヘッドを昇降および回転可能に搭載し、吸着ヘッドのノズルにより部品供給部のテープフィーダーから電子部品を吸着して位置決めされているプリント基板上に移送し、プリント基板の所定位置に実装するようにした表面実装機（以下、単に実装機という）は一般に知られている。
【０００３】
この種の実装機においては、プリント基板の所定位置に正確に部品を装着するために、上記ノズルにより吸着された部品の位置および回転角を調べてこれらの誤差分（吸着ずれ）に相当する補正量を求め、それに応じてプリント基板への装着時の位置および回転角の調整が行われており、例えば、図１０に示すようにノズル８０が昇降する空間Ｓｐを挟んで平行光線の照射部８１ａとラインセンサからなる受光部８１ｂとを備えたレーザーユニット８１（光学的検知手段）をヘッドユニットに搭載し、部品吸着後、吸着部品Ｃｈを上記照射部８１ａと受光部８１ｂとの間に介在させて平行光線を照射し、ノズル回りに吸着部品Ｃｈを回転させつつその投影幅を検出し、その検出値に基づいて上記補正量を求めるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の実装機では、受光部８１ｂにおける投影幅検出領域Ｗ（ウインドウ幅Ｗ）は、通常、図１０に示すように、部品中心から最も離れた位置を吸着した状態で部品Ｃｈを回転させた場合に投影幅を検出し得るような値に設定されており、また、投影検出時に部品Ｃｈを回転させる角度（ノズル回転角度）も一律に定められているのが一般的である。
【０００５】
しかし、テープフィーダーにより供給される部品は、テープに形成された凹部（ポケット）内に収納された状態で供給されるため、ポケットの形状等により現実に発生する部品の吸着ずれにも限界がある。従って、上述のように投影幅検出時のウインドウ幅や回転角度を一律に設定するのは合理的でなく、上記補正量を効率的に求める上で改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ヘッドユニットに部品の吸着状態を調べる光学的検知手段を備えた表面実装機において、部品の吸着ずれをより効率的に調べることができる表面実装機の部品認識方法および同装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の部品認識装置は、一定間隔に形成されたポケット内に部品を収納したテープを繰り出しながら所定の部品供給位置に部品を供給する一方、部品吸着用のノズルを有するヘッドユニットにより上記部品を吸着してこれを基板上の所定位置に装着し、かつ、部品吸着後に上記ノズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知手段により、部品に平行光線を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機の部品認識方法において、上記平行光線を含む平面に沿った方向の変位量であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大変位量に基づいて受光部における投影幅検出領域を定めるようにしたものである（請求項１）。
【０００８】
この方法によれば、部品の投影幅検出に際して設定される投影幅検出領域は、実際に発生する吸着誤差に対応した必要最小限度の領域とされる。
【０００９】
この場合、上記最大変位量として、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記所定基準位置に対する部品の最大傾き角度に基づいて上記受光部における投影幅検出領域を定めることで（請求項２）、投影幅検出領域がより一層縮小される。
【００１０】
なお、投影幅検出領域を部品の種類別に予め求めておき、上記光学的検知手段による投影幅の検出時には、対象部品に対応する上記投影幅検出領域を設定して部品の投影幅を検出するようにすれば（請求項３）、部品の種類に応じた投影幅検出領域が設定されるため、効率的な部品の認識が期待できる。
【００１１】
また、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大傾き角度に基づいて投影幅検出時のノズル回転角度を定めるようにすれば（請求項４）、投影幅の検出時のノズルの回転角度を実際に発生する吸着誤差に対応した必要最小限度の角度とすることができ、さらに効率的な部品の認識が期待できる。
【００１２】
また、本発明の部品認識装置は、一定間隔に形成されたポケット内に部品を収納したテープを繰り出しながら所定の部品供給位置に部品を供給する一方、部品吸着用のノズルを有するヘッドユニットにより上記部品を吸着してこれを基板上の所定位置に装着し、かつ、部品吸着後に上記ノズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知手段により、上記部品に平行光線を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機の部品認識方法において、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大傾き角度に基づいて投影検出時のノズル回転角度を定めるようにしたものである（請求項５）。
【００１３】
この方法によれば、部品の投影幅検出に際し、ノズルの回転角度が実際に発生する吸着誤差に対応した必要最小限度の角度とされる。
【００１４】
なお、この場合、ノズル回転角度を部品の種類別に予め求めておき、上記光学的検知手段による投影幅の検出時には、対象部品に対応するノズル回転角度だけノズルを回転させて部品の投影幅を検出するようにすれば（請求項６）、部品の種類に応じたノズル回転角度でもって投影幅の検出を行うことが可能となるため、効率的な部品の認識が期待できる。
【００１５】
一方、本発明の部品認識装置は、一定間隔に形成されたポケット内に部品を収納したテープを繰り出しながら所定の部品供給位置に部品を供給する一方、部品吸着用のノズルを有するヘッドユニットにより上記部品を吸着してこれを基板上の所定位置に装着し、かつ、部品吸着後に上記ノズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知手段により、上記部品に平行光線を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機の部品認識装置であって、投影幅の検出時に受光部の投影幅検出領域を設定する検出領域設定手段を有し、この検出領域設定手段が、上記平行光線を含む平面に沿った方向の変位量であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大変位量に基づいて定められた投影幅検出領域を設定するように構成されているものである（請求項７）。
【００１６】
この装置によれば、部品の投影幅検出時には、実際に発生する吸着誤差に対応した必要最小限度の投影幅検出領域が自動的に設定される。
【００１７】
この場合、最大変位量として上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記所定基準位置に対する部品の最大傾き角度に基づいて定められた投影幅検出領域を設定するように検出領域設定手段を構成すれば（請求項８）、投影幅検出領域がより一層縮小される。
【００１８】
また、この装置において、投影幅検出領域を部品の種類毎に記憶する記憶手段をさらに設け、投影幅の検出時に、この記憶手段に記憶されている対象部品に対応する投影幅検出領域を設定するように上記投影幅設定手段を構成すれば（請求項９）、部品の種類に応じた投影幅検出領域が設定され、効率的な部品の認識が期待できる。
【００１９】
さらに、ノズルを回転駆動するノズル駆動手段と、投影幅の検出時に、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大傾き角度に基づいて定められたノズル回転角度だけ上記ノズルを回転させるべくノズル駆動手段を制御する制御手段とを設けるようにすれば（請求項１０）、投影幅検出時のノズルの回転角度を実際に発生する吸着誤差に対応した必要最小限度の角度とすることができ、さらに効率的な部品の認識が期待できる。
【００２０】
また、本発明の部品認識装置は、一定間隔に形成されたポケット内に部品を収納したテープを繰り出しながら所定の部品供給位置に部品を供給する一方、部品吸着用のノズルを有するヘッドユニットにより上記部品を吸着してこれを基板上の所定位置に装着し、かつ、部品吸着後に上記ノズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知手段により、上記部品に平行光線を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機の部品認識装置であって、上記ノズルを回転駆動するノズル駆動手段と、投影幅の検出時に、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大傾き角度に基づいて定められたノズル回転角度だけ上記ノズルを回転させるべくノズル駆動手段を制御する制御手段とを備えているものである（請求項１１）。
【００２１】
この装置によれば、部品の投影幅検出時には、ノズルの回転角度が実際に発生する吸着誤差に対応した必要最小限度の角度に自動的に調整される。
【００２２】
なお、この装置において、最大傾き角度に基づいて定められるノズル回転角度を部品の種類毎に記憶する記憶手段をさらに設け、制御手段により、対象部品に応じて、この記憶手段に記憶されているその部品に対応するノズル回転角度だけノズルを回転させるべくノズル駆動手段を制御するようにすれば（請求項１２）、部品の投影幅検出時には、ノズル回転角度が部品の種類に応じた回転角度に調整され、効率的な部品の認識が期待できる。
【００２３】
なお、ヘッドユニットに複数のノズルが並べて搭載されるとともに、光学的検知手段の照射部および受光部が上記複数のノズルに対応する範囲にわたって設けられている表面実装機（請求項１２）では、隣設されたノズルによる吸着部品の投影幅を検出するに際して、投影幅検出領域が重複するケースが多々あるため、請求項７乃至１２記載の装置は、特に、このような表面実装機において有用である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１および図２は本発明に係る表面実装機の一例を示している。同図に示すように、表面実装機（以下、実装機と略す）の基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板３が上記コンベア２上を搬送され、所定の装着作業用位置で停止されるようになっている。
【００２６】
上記コンベア２の前後側方には、それぞれ部品供給部４が設けられている。各部品供給部４には、それぞれ多数列のテープフィーダー４ａを有し、各テープフィーダー４ａはそれぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の部品を収納、保持したテープがリールから導出されるようになっているとともに、テープ繰り出し端にはラチェット式の送り機構が具備され、後記ヘッドユニット５により部品がピックアップされるにつれてテープが間欠的に繰り出されるようになっている。なお、図示を省略するが、上記テープは、テープ本体とその表面を覆うカバーテープとからなり、上記テープ本体に一定間隔で部品収納用の凹部（ポケット ）が形成されている。そして、このポケット内に部品が収納され、上記繰り出し機構によりテープが繰り出されつつ所定の部品供給位置においてカバーテープが剥ぎ取られることにより、部品の取出しを許容するようになっている。
【００２７】
また、上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット５が装備され、このヘッドユニット５がＸ軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動するようになっている。
【００２８】
すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりボールねじ軸１４が回転して、ヘッドユニット５が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００２９】
上記ヘッドユニット５には、部品吸着用の複数の吸着ヘッドが設けられており、当実施の形態では、図３に示すように６本の吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆがＸ軸方向に一列に並べて設けられている。
【００３０】
これらの吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆは、それぞれヘッドユニット５のフレームに対して昇降及び回転が可能となっており、詳しく図示していないが、Ｚ軸サーボモータ２４を駆動源とする昇降駆動手段及びＲ軸サーボモータ２６を駆動源とする回転駆動手段により駆動されるようになっている。
【００３１】
各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆの下端には部品吸着用のノズル２１が設けられており、部品吸着時には図外の負圧供給手段からノズル２１の先端に負圧が供給されて、その負圧による吸引力で部品が吸着されるようになっている。
【００３２】
ヘッドユニット５には、さらに吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆの各ノズル２１に吸着された部品の投影幅を検出するレーザーユニット３０（光学的検知手段）が設けられている。
【００３３】
レーザーユニット３０は、各ヘッド２０ａ〜２０ｆのノズル２１が上下動するときに通過する空間Ｓを挟んでＹ軸方向に相対向して配置されるレーザー発生部３１ａ（照射部）とディテクタ３１ｂ（受光部）とを有しており（図６参照）、吸着された部品に平行光線を照射して部品の投影幅を検出するように構成されている。レーザー発生部３１ａ及びディテクタ３１ｂは、いずれも吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆの配列方向に亘って延びる細長に形成されており、これにより各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆにより吸着される部品を共通のレーザーユニット３０によって調べ得るように構成されている。
【００３４】
図４は、上記実装機の制御系を示している。
【００３５】
制御系は、論理演算を実行する周知のＣＰＵと、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭと、装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成される制御部４０を備えている。
【００３６】
この制御部４０は、上記ヘッドユニット５やこれに搭載された吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆ等を制御するための軸制御部４１が含まれており、上記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｒ軸の各サーボモータ１５，９，２４，２６およびこれら各モータに内蔵されたエンコーダ等の位置検出手段１５ａ，９ａ，２４ａ，２６ａがこの軸制御部４１に電気的に接続されている。なお、Ｚ軸、Ｒ軸の各サーボモータ２４，２６は、上述の通り、各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆにそれぞれ対応して設けられているが、同図ではスペースの便宜上省略している。
【００３７】
上記制御部４０は、さらに主演算部４２を含んでおり、ここで上記レーザーユニット３０のディテクタ３１ｂから出力される電気信号に基づいて各ノズル２１に吸着された部品の位置および回転角を調べてこれらの誤差（吸着ずれ）に相当する補正量を求める。
【００３８】
主演算部４２には、上記レーザーユニット３０による吸着部品の投影幅の際に、ディテクタ３１ｂの投影幅検出領域（ウインドウという）の割付けを行うウインドウ設定部４３（検出領域設定手段）が付設されている。
【００３９】
このウインドウ設定部４３は、実装機の初期設定段階で入力・記憶されている部品に関するデータに基づき、各ノズル２１に吸着される部品の種類に応じ、それに見合うようにウインドウを割り付ける。すなわち、制御部４０には、部品に関するデータとして、各部品の種類（以下、各部品と略す）に対応するウインドウがテーブルデータとして予め記憶されており、ウインドウ設定部４３は、ノズル２１に吸着された部品毎にこのテーブルデータから該当する部品のウインドウデータを読み出して割り付ける。
【００４０】
ここで本発明の特徴点として、各部位に対応するウインドウは、機械誤差、すなわちヘッドユニット５の位置決め精度や上記テープフィーダ４ａの組付け精度に起因する部品の吸着位置誤差と、部品供給に際し、上記テープのポケット内で許容される部品の最大変位量とを考慮して設定されている。
【００４１】
すなわち、図５に示すように、部品Ｃｈを収納するテープのポケットＰｏは、通常、輪郭が部品Ｃｈより若干大きく形成されており（同図では、説明の便宜上部品ＣｈおよびポケットＰｏをそれぞれ正方形の相似形で示している。）、部品Ｃｈは、このポケットＰｏ内で変位可能である。ここで、理論上（設計上）、ポケットＰｏの中心を部品吸着時の基準位置Ｏとし、ノズル２１により部品Ｃｈの中心Ｏｃを吸着すると、上述のようなポケットＰｏ内での部品Ｃｈの変位により、基準位置Ｏと部品Ｃｈの中心Ｏｃとの間に誤差Ｎ１が生じ得る。
【００４２】
一方、上述の機械誤差として、上記基準位置Ｏとノズル中心Ｏｎとの間に誤差Ｎ２が生じている。
【００４３】
そこで、当実施の形態では、これら誤差（Ｎ１＋Ｎ２）が最も大きくなる状態、すなわち誤差Ｎ１が最も大きい状態（ポケットＰｏ内で部品Ｃｈの変位量が最大となる状態）を仮定し、この状態でノズル軸回りに部品Ｃｈを所定角度だけ回転させたときに部品Ｃｈの投影幅を検出できる必要最小限度のウインドウＷを予め部品毎に求め、これを上記テーブルデータとして記憶している。なお、テーブルデータは、予め求めたものをキーボード等の図外の入力手段により上記制御部４０に入力するようにしてもよいし、また、部品の大きさ等、形状に関するデータおよびこれを供給するためのテープの具体的形状等のデータを制御部４０に入力し、制御部４０において演算処理で求めるようにしてもよい。また、上記ウインドウＷは、投影幅を確実に検出できるように安全値を含めた値としてもよい。
【００４４】
次に、上記実装機による部品の実装動作について図７のフローチャートを用いて説明する。
【００４５】
このフローでは、まず、ヘッドユニット５が部品供給部４の最初の部品吸着位置（ｎ＝１）に移動させられて部品の吸着が行われる（ステップＳ１〜Ｓ３）。この際、可能な場合には吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆによる部品の同時吸着が行われる。
【００４６】
最初の部品吸着位置（ｎ＝１）での部品の吸着が完了すると、他に吸着すべき部品があるか否かが判断され（ステップＳ４）、ある場合にはヘッドユニット５が部品供給部４の次の部品吸着位置（ｎ＋１）に移動させられた後（ステップＳ１０）、同様に部品の吸着が行われる。
【００４７】
一方、ステップＳ４で他に吸着すべき部品がないと判断した場合、すなわち全ての部品の吸着が完了すると、吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆが昇降駆動されて各吸着部品がレーザーユニット３０の所定の検査位置、すなわちレーザー発生部３１ａから照射される平行光線を遮る高さ位置に位置決めされる（ステップＳ５）。
【００４８】
そして、各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆに吸着された部品毎にディテクタ３１ｂのウインドウが割付られて（設定されて）上記レーザー発生部３１ａから平行光線が照射されるとともに、上記吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆがそれぞれＲ軸回りに回転駆動されて各吸着部品の投影幅が検出されることにより、各吸着部品の吸着状態、すなわちノズル２１に対する吸着部品の位置および回転角が調べられ、部品装着時の補正量が求められる（ステップＳ６）。この際、レーザー発生部３１ａ及びディテクタ３１ｂが吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆの配列方向に亘って延びる細長に形成されていることにより、各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆにより吸着されている部品の投影幅の検出が同時に行われ、これら部品の吸着状態が同時に調べられる。なお、吸着部品の投影幅検出に基づく吸着状態の検査方法は従来周知の方法（例えば、特開平６−６１６９４号参照）と同一であり、ここでは説明を省略する。
【００４９】
このようにして各吸着部品の吸着状態が調べられると、ヘッドユニット５が部品供給部４の最初の部品装着位置（ｍ＝１）に移動させられて部品の装着が行われる（ステップＳ７，Ｓ８）。この際、ステップＳ６で求められた補正量に基づいてヘッドユニット５の移動位置および回転角が補正される。
【００５０】
最初の部品装着位置（ｍ＝１）での部品の装着が完了すると、他に装着すべき部品があるか否かが判断され（ステップＳ９）、ある場合にはヘッドユニット５が次の部品装着位置（ｍ＋１）に移動させられた後（ステップＳ１１）、同様に部品の装着が行われる。
【００５１】
以上説明したように、上記実装機によれば、レーザーユニット３０による部品の吸着状態の検査に際し、上記テープのポケットＰｏ内での部品の変位により生じ得る誤差Ｎ１の最大値（すなわち、ポケットＰｏ内で許容される部品の最大変位量）と、機械誤差Ｎ２とに基づいてウインドウＷが設定されることにより、現実に生じ得る部品吸着誤差の範囲内で部品を投影し得るようになっている。つまり、ウインドウＷが部品の投影幅検出に要求される必要最小限の幅に設定されている。そのため、同一部品の投影幅を検出する場合には、例えば、図６の符号Ｗａで示す分だけウインドウＷを小さくすることができる。従って、その分、投影幅検出に際して処理するディテクタ３１ｂからの出力信号を従来に比べて軽減することができ、これにより部品の認識効率の向上に貢献できる。補足すると、従来のこの種の装置では、実際には生じることのない誤差まで考慮してウインドウを設定していたため、投影幅検出に際しては、ディテクタから出力される信号のうち投影幅検出に影響しない部分（つまり、図６の符号Ｗａで示す部分）からの信号を処理する必要があった。これに対して、上記実施の形態の装置では、ディテクタ３１ｂから出力される信号のうち、投影幅の検出に寄与し得る必要最小限度の信号を処理するため、これにより処理速度の向上が期待でき、部品の認識効率の向上に貢献することができる。
【００５２】
その上、上述のようにウインドウＷを設定することで、隣設された各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆに対応するウインドウ同士の重複が生じにくくなり、その分、部品の認識速度が高められるという効果もある。すなわち、上記のような複数の吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆを備えた実装機では、隣設された部品の種類によってはウインドウが重複する場合があり、この場合には、隣同士の部品の投影幅を同時に検出することができない。そのため、いずれか一方の部品をレーザーユニット３０の上方に待機させて他方の部品の投影幅検出を行い、その後、上記一方の部品を検査位置にセットして部品の投影幅を検出する必要がある。つまり、部品の投影幅の検出を２回に分けて行う必要がある。しかし、上記実施の形態によれば、上述のように、従来に比べてウインドウＷを小さくできるため、ウインドウＷが重複するケースが軽減される。したがって、部品の投影幅を２回に分けるケースも少なくなり、これにより部品の認識速度を高めることができる。
【００５３】
ところで、上述した実装機では、ポケットＰｏ内での部品の変位により生じ得る誤差として、さらにポケットＰｏ内での部品の傾きを考慮してウインドウＷを設定するようにしてもよい。
【００５４】
すなわち、上記ポケットＰｏ内では、通常、部品Ｃｈは回転方向にも変位可能であり、ポケットＰｏ内に収納された部品Ｃｈが所定の基準位置に対して傾いた状態で吸着されることにより、部品Ｃｈに、ノズル２１に対する回転方向の吸着誤差が発生する。この場合、例えば、図５において、部品Ｃｈの一片とポケットＰｏの一片とが平行となる状態を基準位置とすると、ポケットＰｏ内に収納された部品Ｃｈには、図８に示すように回転角度±θ（同図では時計回りを＋、反時計回りを−とする）の吸着誤差が生じ得る。
【００５５】
そこで、θが最も大きくなる状態、すなわちポケットＰｏ内で許容される部品Ｃｈの回転方向の変位量が最大となる状態を仮定し、図９に示すようにこの吸着状態で部品Ｃｈの投影幅を検出できる必要最小限度のウインドウＷｂを設定するようにしてもよい。なお、この場合、部品中心Ｏｃとノズル中心Ｏｎとのずれを考慮し、部品中心Ｏｃに対してノズル中心Ｏｎが対称な位置にある状態を考慮してウインドウＷｂを設定するようにする。
【００５６】
さらに、このようにポケットＰｏ内で発生し得る部品Ｃｈの傾きを考慮してウインドウＷｂを設定する場合には、部品Ｃｈの回転角度±θの最大値を、部品の種類に対応付けたテーブルデータとして記憶しておき、投影幅の検出時には、部品に対応した回転角度を読み出してその範囲内で吸着部品を回転させるようにノズル２１を制御するのが望ましい。すなわち、投影幅の検出に基づく吸着部品の検査では、例えば投影幅が最小となるときのノズル回転角度を調べることによりノズルに対する部品の回転角（回転方向の吸着誤差）を求めるが、現実に生じ得る部品の回転方向の吸着誤差はポケット内で発生し得る部品の傾きの範囲内に限られるため、上記のように部品Ｃｈの回転角度±θの最大値の範囲内で部品Ｃｈを回転させれば、ノズル２１に対する部品Ｃｈの回転方向の吸着誤差を検出することができる。従って、上記の回転角度でノズル２１の回転を制御するようにすれば、投影幅検出時のノズル２１の回転角度を必要最小限に抑えることができ、これにより部品の認識効率の向上に貢献することができる。なお、この場合には、上記制御部４０が本発明の制御手段として機能し、また、上記Ｒ軸サーボモータ２６、軸制御部４１等が本発明のノズル駆動手段として機能する。
【００５７】
このようにポケットＰｏ内で発生し得る部品Ｃｈの傾きを考慮してウインドウＷｂを設定すれば、ノズル２１に対する部品Ｃｈの回転位置が制限されるため、同図に示すように、上記実施の形態のウインドウＷに比べてウインドウＷｂをより小さくすることができる。そのため、ディテクタ３１ｂから出力される信号の処理速度の向上がさらに期待でき、部品の認識効率の向上に貢献することができる。
【００５８】
なお、以上説明した実装機は、本発明に係る実装機の一の実施の形態であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、例えば、ヘッドユニット５に搭載される吸着ヘッド２０の数や、実装機の制御系の具体的な構成等は、上記実施の形態に限られるものではなく、適宜変更可能である。
【００５９】
また、上記実施の形態では、各吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆに対応する範囲にわたって延びるレーザー発生部３１ａおよびディテクタ３１ｂを備えたレーザーユニット３０をヘッドユニット５に搭載しているが、例えば、上記のようなレーザーユニット３０を上下二段（複数段）に設け、吸着ヘッド２０ａ〜２０ｆの昇降動作に伴い各ノズル２１に吸着された部品をレーザーユニット３０の各検査位置に選択的に位置決めして投影幅を検出するように構成してもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ヘッドユニットに搭載された光学的検知手段により部品の投影幅を検出して部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機において、上記テープのポケット内で許容される部品の最大変位量に基づいて上記光学的検知手段の受光部における投影幅検出領域を定めることにより、必要最小限の投影幅検出領域で部品の投影幅を検出するようにしているので、投影幅検出に際して処理する受光部からの出力信号を従来に比べて軽減することができ、これにより部品の認識を効率的に調べることができる。
【００６１】
特に、投影幅検出領域を部品の種類別に予め求めておき、投影幅の検出時に、対象部品に対応する投影幅検出領域を設定して部品の投影幅を検出することにより、部品の種類に応じた効率的な部品の認識を行うことができる。
【００６２】
なお、最大変位量として、所定基準位置に対する部品の最大傾き角度に基づいて受光部における投影幅検出領域を定めるようにすれば、さらに投影幅検出領域を小さくすることができ、部品認識のより一層の効率化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる表面実装機の一例を示す概略平面図である。
【図２】同概略正面図である。
【図３】ヘッドユニットの構成を示す正面図である。
【図４】表面実装機の制御系を示すブロック図である。
【図５】部品の吸着誤差を説明するためのポケットおよびそこに収納される部品を示す模式図である。
【図６】投影幅検出領域を説明するためのレーザーユニットおよび吸着部品を示す模式図である。
【図７】実装動作を説明するフローチャートである。
【図８】部品の吸着誤差（傾き）を説明するためのポケットおよびそこに収納される部品を示す模式図である。
【図９】投影幅検出領域を説明するためのレーザーユニットおよび吸着部品を示す模式図である。
【図１０】光学的検知手段による部品の投影幅の検出を説明する模式図である。
【符号の説明】
５ ヘッドユニット
２０ａ〜２０ｆ 吸着ヘッド
２１ ノズル
３０ レーザーユニット
３１ａ レーザー発生部（照射部）
３１ｂ ディテクタ（受光部）
Ｃｈ 部品
Ｐｏ ポケット
Ｏｃ 部品中心
Ｏｎ ノズル中心
Ｏ 部品吸着の基準位置（＝ポケット中心）
Ｎ１，Ｎ２ 誤差
Ｓｐ 空間
Ｗ ウインドウ（投影幅検出領域）
Claims (13)
- 一定間隔に形成されたポケット内に部品を収納したテープを繰り出しながら所定の部品供給位置に部品を供給する一方、部品吸着用のノズルを有するヘッドユニットにより上記部品を吸着してこれを基板上の所定位置に装着し、かつ、部品吸着後に上記ノズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知手段により、上記部品に平行光線を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機の部品認識方法において、
上記平行光線を含む平面に沿った方向の変位量であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大変位量に基づいて上記受光部における投影幅検出領域を定めることを特徴とする表面実装機の部品認識方法。 - 上記最大変位量として、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記所定基準位置に対する部品の最大傾き角度に基づいて上記受光部における投影幅検出領域を定めることを特徴とする請求項１記載の表面実装機の部品認識方法。
- 上記投影幅検出領域を部品の種類別に予め求めておき、上記光学的検知手段による投影幅の検出時には、対象部品に対応する上記投影幅検出領域を設定して部品の投影幅を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の表面実装機の部品認識方法。
- 上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記ポケット内での部品の上記所定基準位置に対する最大傾き角度に基づいて投影幅検出時のノズル回転角度を定めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表面実装機の部品認識方法。
- 一定間隔に形成されたポケット内に部品を収納したテープを繰り出しながら所定の部品供給位置に部品を供給する一方、部品吸着用のノズルを有するヘッドユニットにより上記部品を吸着してこれを基板上の所定位置に装着し、かつ、部品吸着後に上記ノズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知手段により、上記部品に平行光線を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機の部品認識方法において、
上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大傾き角度に基づいて投影検出時のノズル回転角度を定めることを特徴とする表面実装機の部品認識方法。 - 上記ノズル回転角度を部品の種類別に予め求めておき、上記光学的検知手段による投影幅の検出時には、対象部品に対応する上記ノズル回転角度だけノズルを回転させて部品の投影幅を検出することを特徴とする請求項５記載の表面実装機の部品認識方法。
- 一定間隔に形成されたポケット内に部品を収納したテープを繰り出しながら所定の部品供給位置に部品を供給する一方、部品吸着用のノズルを有するヘッドユニットにより上記部品を吸着してこれを基板上の所定位置に装着し、かつ、部品吸着後に上記ノズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知手段により、上記部品に平行光線を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機の部品認識装置であって、
投影幅の検出時に、上記受光部の投影幅検出領域を設定する検出領域設定手段を有し、この検出領域設定手段は、上記平行光線を含む平面に沿った方向の変位量であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大変位量に基づいて定められた投影幅検出領域を設定するように構成されていることを特徴とする表面実装機の部品認識装置。 - 上記検出領域設定手段は、上記最大変位量として、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記所定基準位置に対する部品の最大傾き角度に基づいて定められた投影幅検出領域を設定することを特徴とする請求項７記載の表面実装機の部品認識装置。
- 上記投影幅検出領域を部品の種類毎に記憶する記憶手段を有し、上記検出領域設定手段は、上記記憶手段に記憶されている対象部品に対応する投影幅検出領域を設定することを特徴とする請求項７又は８記載の表面実装機の部品認識装置。
- ノズルを回転駆動するノズル駆動手段と、投影幅の検出時に、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記ポケット内での部品の上記所定基準位置に対する最大傾き角度に基づいて定められたノズル回転角度だけ上記ノズルを回転させるべく上記ノズル駆動手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の表面実装機の部品認識装置。
- 一定間隔に形成されたポケット内に部品を収納したテープを繰り出しながら所定の部品供給位置に部品を供給する一方、部品吸着用のノズルを有するヘッドユニットにより上記部品を吸着してこれを基板上の所定位置に装着し、かつ、部品吸着後に上記ノズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知手段により、上記部品に平行光線を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品の吸着状態を調べるようにした表面実装機の部品認識装置であって、
上記ノズルを回転駆動するノズル駆動手段と、投影幅の検出時に、上記平行光線を含む平面に直交する軸回りの回転角度であって上記ポケット内での部品の所定基準位置に対する最大傾き角度に基づいて定められたノズル回転角度だけ上記ノズルを回転させるべく上記ノズル駆動手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする表面実装機の部品認識装置。 - 上記最大傾き角度に基づいて定められるノズル回転角度を部品の種類毎に記憶する記憶手段を有し、上記制御手段は、対象部品に応じ、上記記憶手段に記憶されているその部品に対応するノズル回転角度だけノズルを回転させるべく上記ノズル駆動手段を制御することを特徴とする請求項１１記載の表面実装機の部品認識装置。
- 上記ヘッドユニットに複数のノズルが並べて搭載されるとともに、上記光学的検知手段の照射部および受光部が上記複数のノズルに対応する範囲にわたって設けられていることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれかに記載の表面実装機の部品認識装置。
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