JP6764985B2 - 部品保持装置、および吸着ノズル決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品支持部に散在された複数のひとつの種類の部品のうちからひとつの部品を保持する部品保持装置などに関するものである。

部品支持部に散在された複数の部品のうちからひとつの部品を保持する部品保持装置が存在する。下記特許文献には、部品支持部に散在された部品をロボットハンドにより把持する技術が記載されている。

特開２０１４−１６１９６５号公報

上記特許文献に記載の技術によれば、散在された状態の部品を部品保持具により、ある程度、保持することが可能となる。しかしながら、部品支持部の上には、様々姿勢で複数の部品が散在されているため、１種類の部品支持具では、所定の姿勢の部品しか保持できない虞がある。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、様々な姿勢の部品を部品保持具により保持することを課題とする。

上記課題を解決するために、本明細書は、部品支持部に散在された複数のひとつの種類の部品を吸着ノズルで保持する部品保持装置であって、前記部品支持部に散在された前記ひとつの種類の部品をひとつの撮像装置が上方から撮像した撮像データに基づいて、前記ひとつの種類の部品の上方を向いた面により姿勢を判断する姿勢判断部と、前記ひとつの種類の部品の複数の姿勢と、前記複数の姿勢それぞれに対して、特定のノズル径の吸着ノズルとを関連付けて記憶する記憶装置と、を備え、前記部品保持装置が前記部品支持部に散在された複数のひとつの種類の部品のうちからひとつの部品を保持するために、前記姿勢判断部が前記撮像データから前記ひとつの部品の姿勢を判断して、前記記憶装置に記憶されている異なるノズル径の吸着ノズルのうちから、前記ひとつの部品を保持するための特定のノズル径の吸着ノズルを選択することを特徴とする部品保持装置を開示する。また、本明細書は、部品支持部に散在された複数のひとつの種類の部品のうちからひとつの部品を保持するための部品保持装置が備える吸着ノズルの決定方法であって、前記支持部に散在された前記ひとつの種類の部品をひとつの２次元撮像装置が上方から撮像して取得した撮像データから前記ひとつの部品の姿勢が判断され、前記支持部に散在された複数のひとつの種類の部品の姿勢それぞれに対して特定のノズル径の吸着ノズルが関連付けられた関連付けデータを利用して、前記撮像データから判断された前記ひとつの部品の姿勢と前記関連付けデータにおいて関連付けられている特定のノズル径の吸着ノズルを、前記部品保持装置が保持する吸着ノズルとして択一的に決定する吸着ノズル決定方法を開示する。

本発明に記載の部品保持装置および吸着ノズル決定方法では、部品支持部に散在されたひとつの種類の部品をひとつの撮像装置が上方から撮像した撮像データに基づいて、ひとつの種類の部品の姿勢が判断される。また、ひとつの種類の部品の複数の姿勢と、複数の姿勢それぞれに対して、特定のノズル径の吸着ノズルとが関連付けて記憶されている。それらにより、部品保持装置が、散在された部品のうちからひとつの部品を保持するために、特定のノズル径の吸着ノズルを選択する。これにより、散在された様々な姿勢の部品を部品保持具のひとつである吸着ノズルにより保持することが可能となる。

部品実装機を示す斜視図である。 部品実装機の部品装着装置を示す斜視図である。 ばら部品供給装置を示す斜視図である。 部品供給ユニットを示す斜視図である。 部品回収容器が上昇端位置に上昇した状態の部品供給ユニットを示す斜視図である。 部品保持ヘッドを示す斜視図である。 リード部品が収納された状態の部品受け部材を示す図である。 部品実装機の制御装置を示すブロック図である。 部品散在状態実現装置を示す斜視図である。 複数のリード部品が散在された状態の部品支持部材を示す図である。 様々な姿勢のリード部品の画像と部品保持具と移動速度と吸引時間との関連を概念的に示す図である。 部品散在状態実現装置および部品戻し装置を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

＜部品実装機の構成＞
図１に、部品実装機１０を示す。部品実装機１０は、回路基材１２に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機１０は、装置本体２０、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４、撮像装置２６，２８、部品供給装置３０、ばら部品供給装置３２、制御装置（図８参照）３４を備えている。なお、回路基材１２として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。

装置本体２０は、フレーム部４０と、そのフレーム部４０に上架されたビーム部４２とによって構成されている。基材搬送保持装置２２は、フレーム部４０の前後方向の中央に配設されており、搬送装置５０とクランプ装置５２とを有している。搬送装置５０は、回路基材１２を搬送する装置であり、クランプ装置５２は、回路基材１２を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置２２は、回路基材１２を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材１２を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材１２の搬送方向をＸ方向と称し、その方向に直角な水平の方向をＹ方向と称し、鉛直方向をＺ方向と称する。つまり、部品実装機１０の幅方向は、Ｘ方向であり、前後方向は、Ｙ方向である。

部品装着装置２４は、ビーム部４２に配設されており、２台の作業ヘッド６０，６２と作業ヘッド移動装置６４とを有している。各作業ヘッド６０，６２は、チャック，吸着ノズル等の部品保持具（図２参照）６６を有しており、部品保持具６６によって部品を保持する。また、作業ヘッド移動装置６４は、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とＺ方向移動装置７２とを有している。そして、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とによって、２台の作業ヘッド６０，６２は、一体的にフレーム部４０上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド６０，６２は、図２に示すように、スライダ７４，７６に着脱可能に装着されており、Ｚ方向移動装置７２は、スライダ７４，７６を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド６０，６２は、Ｚ方向移動装置７２によって、個別に上下方向に移動させられる。

撮像装置２６は、下方を向いた状態でスライダ７４に取り付けられており、作業ヘッド６０とともに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に移動させられる。これにより、撮像装置２６は、フレーム部４０上の任意の位置を撮像する。撮像装置２８は、図１に示すように、フレーム部４０上の基材搬送保持装置２２と部品供給装置３０との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、撮像装置２８は、作業ヘッド６０，６２の部品保持具６６に保持された部品を撮像する。

部品供給装置３０は、フレーム部４０の前後方向での一方側の端部に配設されている。部品供給装置３０は、トレイ型部品供給装置７８とフィーダ型部品供給装置（図示省略）とを有している。トレイ型部品供給装置７８は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置は、テープフィーダ（図示省略）、スティックフィーダ（図示省略）によって部品を供給する装置である。

ばら部品供給装置３２は、フレーム部４０の前後方向での他方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置３２は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。以下に、部品供給装置３２の構成について詳しく説明する。なお、部品供給装置３０および、ばら部品供給装置３２によって供給される部品として、電子回路部品，太陽電池の構成部品，パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品，リードを有さない部品等が有る。

ばら部品供給装置３２は、図３に示すように、本体８０と、部品供給ユニット８２と、撮像装置８４と、部品引渡し装置８６とを有している。

（ａ）部品供給ユニット
部品供給ユニット８２は、部品供給器８８と部品散在状態実現装置９０と部品戻し装置９２とを含み、それら部品供給器８８と部品散在状態実現装置９０と部品戻し装置９２とが一体的に構成されたものである。部品供給ユニット８２は、本体８０のベース９６に着脱可能に組み付けられており、ばら部品供給装置３２では、５台の部品供給ユニット８２が、Ｘ方向に１列に並んで配設されている。

（i）部品供給器
部品供給器８８は、図４に示すように、部品収納器１００とハウジング１０２とグリップ１０４とを含む。部品収納器１００は、概して直方体形状をなし、上面と前面とが開口している。その部品収納器１００の底面は、傾斜面１１６となっており、部品収納器１００の開口する前面に向かって傾斜している。

ハウジング１０２は、１対の側壁１２０を有しており、それら１対の側壁１２０の間において、部品収納器１００が搖動可能に保持されている。また、１対の側壁１２０の間には、部品収納器１００の前面の下端部の前方に位置するように、傾斜板１５２が固定的に配設されている。傾斜板１５２は、前方に向かうほど下降するように傾斜している。

グリップ１０４は、ハウジング１０２の後方側の端部に配設されており、固定把持部材１７０と可動把持部材１７２とによって構成されている。可動把持部材１７２は、固定把持部材１７０に対して接近・離間可能とされている。そして、可動把持部材１７２が、連結アーム（図示省略）によって部品収納器１００の後面に連結されている。これにより、グリップ１０４が把持されることで、可動把持部材１７２が、固定把持部材１７０に対して接近・離間し、部品収納器１００が１対の側壁１２０の間で搖動する。

また、部品供給器８８は、ベース９６に組み付けられている１対のサイドフレーム部１９０の間に配設されており、ベース９６に着脱可能とされている。なお、グリップ１０４の可動把持部材１７２の下端部には、ロック機構（図示省略）が設けられており、グリップ１０４が把持されることで、そのロック機構が解除される。つまり、作業者が部品供給器８８のグリップ１０４を把持した状態で、部品供給器８８を持ち上げることで、部品供給器８８が１対のサイドフレーム部１９０の間から取り外される。

（ii）部品散在状態実現装置
部品散在状態実現装置９０は、部品支持部材２２０と部品支持部材移動装置２２２と供給器振動装置２２４とを含む。部品支持部材２２０は、概して長手形状の板形状をなし、部品供給器８８の傾斜板１５２の下方から前方に延び出すように、配設されている。また、部品支持部材２２０の長手方向の両側縁には、側壁部２２８が形成されている。

部品支持部材移動装置２２２は、部品支持部材２２０を前後方向に電磁モータ（図８参照）２２３の駆動により移動させる装置である。これにより、部品支持部材２２０は、部品供給器８８の傾斜板１５２の下端から僅かに下方において、部品支持部材２２０の上面が水平な状態で、前後方向に移動する。

供給器振動装置２２４は、カム部材２４０とカムフォロワ２４２とストッパ２４４とを含む。カム部材２４０は、板状をなし、側壁部２２８の外側の側面に、前後方向に延びるように固定されている。カム部材２４０の上端部には、複数の歯２４５が前後方向に等間隔で形成されている。カムフォロワ２４２は、レバー２５２とローラ２５４とを含む。レバー２５２は、部品供給器８８の側壁１２０の下端部に配設されており、上端部を中心に揺動可能とされている。ローラ２５４は、レバー２５２の下端部において、回転可能に保持されている。なお、レバー２５２は、コイルばね（図示省略）の弾性力によって前方に向かう方向に付勢されている。また、ストッパ２４４は、側壁１２０に突状に設けられており、コイルばねの弾性力により付勢されたレバー２５２が、ストッパ２４４に接触している。

（iii）部品戻し装置
部品戻し装置９２は、図５に示すように、容器昇降装置２６０と部品回収容器２６２とを含む。容器昇降装置２６０は、エアシリンダ２６６と昇降部材２６８とを含み、昇降部材２６８は、エアシリンダ２６６の作動により、昇降する。また、エアシリンダ２６６は、部品支持部材２２０の前方側の端部に固定されている。これにより、エアシリンダ２６６は、部品支持部材移動装置２２２の作動により、部品支持部材２２０と共に前後方向に移動する。

部品回収容器２６２は、昇降部材２６８の上面に配設されており、エアシリンダ２６６の作動により、上下方向に移動する。部品回収容器２６２は、上面が開口する箱状をなし、昇降部材２６８の上面において、回動可能に保持されている。その部品回収容器２６２の後方側の端部には、図４に示すように、突出ピン２７２が配設されている。突出ピン２７２は、部品回収容器２６２の側方での外側に向かって突出している。また、サイドフレーム部１９０の前方側の上端部の内側には、係合ブロック２７４が固定されている。そして、図５に示すように、部品回収容器２６２が、エアシリンダ２６６の作動により上昇端位置まで上昇する際に、突出ピン２７２が係合ブロック２７４に係合する。これにより、部品回収容器２６２は、回動する。

（ｂ）撮像装置
撮像装置８４は、図３に示すように、カメラ２９０とカメラ移動装置２９２とを含む。カメラ移動装置２９２は、ガイドレール２９６とスライダ２９８とを含む。ガイドレール２９６は、部品供給器８８の上方において、ばら部品供給装置３２の幅方向に延びるように、本体８０に固定されている。スライダ２９８は、ガイドレール２９６にスライド可能に取り付けられており、電磁モータ（図８参照）２９９の作動により、任意の位置にスライドする。また、カメラ２９０は、下方を向いた状態でスライダ２９８に装着されている。

（ｃ）部品引渡し装置
部品引渡し装置８６は、図３に示すように、部品保持ヘッド移動装置３００と部品保持ヘッド３０２と２台のシャトル装置３０４とを含む。

部品保持ヘッド移動装置３００は、Ｘ方向移動装置３１０とＹ方向移動装置３１２とＺ方向移動装置３１４とを含む。Ｙ方向移動装置３１２は、Ｘ方向に延びるように、部品供給ユニット８２の上方に配設されたＹスライダ３１６を有しており、Ｙスライダ３１６は、電磁モータ（図８参照）３１９の駆動により、Ｙ方向の任意の位置に移動する。Ｘ方向移動装置３１０は、Ｙスライダ３１６の側面に配設されたＸスライダ３２０を有しており、Ｘスライダ３２０は、電磁モータ（図８参照）３２１の駆動により、Ｘ方向の任意の位置に移動する。Ｚ方向移動装置３１４は、Ｘスライダ３２０の側面に配設されたＺスライダ３２２を有しており、Ｚスライダ３２２は、電磁モータ（図８参照）３２３の駆動により、Ｚ方向の任意の位置に移動する。

部品保持ヘッド３０２は、図６に示すように、ヘッド本体３３０と部品保持具３３２と保持具旋回装置３３４と保持具回転装置３３５とを含む。ヘッド本体３３０は、Ｚスライダ３２２と一体的に形成されている。部品保持具３３２は、部品を保持するものであり、ホルダ３４０の下端部に着脱可能に装着されている。ホルダ３４０は、支持軸３４４において屈曲可能とされており、保持具旋回装置３３４の作動により、ホルダ３４０が上方向に９０度屈曲する。これにより、ホルダ３４０の下端部に装着されている部品保持具３３２は、９０度旋回し、旋回位置に位置する。つまり、部品保持具３３２は、保持具旋回装置３３４の作動により、非旋回位置と旋回位置との間で旋回する。また、保持具回転装置３３５は、部品保持具３３２をそれの軸心周りに回転させる。

また、図３に示すように、ベース９６の上面には、保持具ステーション３５０が配設されている。保持具ステーション３５０には、複数の部品保持具３３２が収納されており、部品保持ヘッド３０２のホルダ３４０に装着されている部品保持具３３２と、保持具ステーション３５０に収納されている部品保持具３３２とが、保持具ステーション３５０と部品保持ヘッド移動装置３００との作動により交換される。なお、保持具ステーション３５０には、部品保持具３３２として、エアの吸引により部品を吸着保持する吸着ノズルと、１対の爪により部品を把持するチャックとが収納されている。さらに、保持具ステーション３５０に収納されている吸着ノズルには、ノズル径の異なるものが複数種類ある。

また、２台のシャトル装置３０４の各々は、図３に示すように、部品キャリヤ３８８と部品キャリヤ移動装置３９０とを含み、部品供給ユニット８２の前方側に横方向に並んで、本体８０に固定されている。部品キャリヤ３８８には、５個の部品受け部材３９２が、横方向に一列に並んだ状態で装着されており、各部品受け部材３９２に、部品が載置される。

詳しくは、ばら部品供給装置３２で供給される部品は、図７に示すように、リードを有する電子回路部品（以下、「リード部品」と略す場合がある）４１０であり、リード部品
４１０は、ブロック状の部品本体４１２と、部品本体４１２の底面から突出する２本のリード４１４とから構成されている。また、部品受け部材３９２には、部品受容凹部４１６が形成されている。部品受容凹部４１６は、段付き形状の凹部であり、部品受け部材３９２の上面に開口する本体部受容凹部４１８と、その本体部受容凹部４１８の底面に開口するリード受容凹部４２０とから構成されている。そして、リード部品４１０は、リード４１４が下方を向く姿勢で、部品受容凹部４１６の内部に挿入される。これにより、リード４１４がリード受容凹部４２０に挿入されるとともに、部品本体４１２が本体部受容凹部４１８に挿入された状態で、リード部品４１０が部品受容凹部４１６の内部に載置される。

また、部品キャリヤ移動装置３９０は、図３に示すように、板状の長手部材であり、前後方向に延びるように、部品供給ユニット８２の前方側に配設されている。部品キャリヤ移動装置３９０の上面には、部品キャリヤ３８８が前後方向にスライド可能に配設されており、電磁モータ（図８参照）４３０の駆動により、前後方向の任意の位置にスライドする。なお、部品キャリヤ３８８が、部品供給ユニット８２に接近する方向にスライドした際には、部品保持ヘッド移動装置３００による部品保持ヘッド３０２の移動範囲内に位置する部品受取位置までスライドする。一方、部品キャリヤ３８８が、部品供給ユニット８２から離れる方向にスライドした際には、作業ヘッド移動装置６４による作業ヘッド６０，６２の移動範囲内に位置する部品供給位置までスライドする。

また、制御装置３４は、図８に示すように、統括制御装置４５０と、複数の個別制御装置（図では１つのみ図示されている）４５２と、画像処理装置４５４と、記憶装置４５６とを含む。統括制御装置４５０は、コンピュータを主体として構成されたものであり、基材搬送保持装置２２，部品装着装置２４，撮像装置２６，撮像装置２８，部品供給装置３０，ばら部品供給装置３２に接続されている。これにより、統括制御装置４５０は、基材搬送保持装置２２，部品装着装置２４，撮像装置２６，撮像装置２８，部品供給装置３０，ばら部品供給装置３２を統括して制御する。複数の個別制御装置４５２は、コンピュータを主体として構成されたものであり、基材搬送保持装置２２，部品装着装置２４，撮像装置２６，撮像装置２８，部品供給装置３０，ばら部品供給装置３２に対応して設けられている（図では、ばら部品供給装置３２に対応する個別制御装置４５２のみが図示されている）。ばら部品供給装置３２の個別制御装置４５２は、部品散在状態実現装置９０，部品戻し装置９２，カメラ移動装置２９２，部品保持ヘッド移動装置３００，部品保持ヘッド３０２，シャトル装置３０４に接続されている。これにより、ばら部品供給装置３２の個別制御装置４５２は、部品散在状態実現装置９０，部品戻し装置９２，カメラ移動装置２９２，部品保持ヘッド移動装置３００，部品保持ヘッド３０２，シャトル装置３０４を制御する。また、画像処理装置４５４は、撮像装置８４に接続されており、撮像装置８４により撮像された撮像データを処理する。その画像処理装置４５４は、ばら部品供給装置３２の個別制御装置４５２に接続されている。これにより、ばら部品供給装置３２の個別制御装置４５２は、撮像装置８４により撮像された撮像データを取得する。また、記憶装置４５６は、各種データを記憶しており、個別制御装置４５２に接続されている。これにより、個別制御装置４５２は、記憶装置４５６から各種データを取得する。

＜部品実装機の作動＞
部品実装機１０は、上述した構成によって、基材搬送保持装置２２に保持された回路基材１２に対して部品の装着作業が行われる。具体的には、回路基材１２が、作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置５２によって固定的に保持される。次に、撮像装置２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。これにより、回路基材１２の保持位置の誤差に関する情報が得られる。また、部品供給装置３０若しくは、ばら部品供給装置３２は、所定の供給位置において、部品を供給する。なお、ばら部品供給装置３２による部品の供給に関しては、後で詳しく説明する。そして、作業ヘッド６
０，６２の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、部品保持具６６によって部品を保持する。続いて、部品を保持した作業ヘッド６０，６２が、撮像装置２８の上方に移動し、撮像装置２８によって、部品保持具６６に保持された部品が撮像される。これにより、部品の保持位置の誤差に関する情報が得られる。そして、部品を保持した作業ヘッド６０，６２が、回路基材１２の上方に移動し、保持している部品を、回路基材１２の保持位置の誤差，部品の保持位置の誤差等を補正し、回路基材１２上に装着する。

＜ばら部品供給装置の作動＞
（ａ）ばら部品供給装置によるリード部品の供給
ばら部品供給装置３２では、リード部品４１０が、作業者によって部品供給器８８の部品収納器１００に投入され、その投入されたリード部品４１０が、部品供給ユニット８２，部品引渡し装置８６の作動により、部品キャリヤ３８８の部品受け部材３９２に載置された状態で供給される。詳しくは、作業者は、部品供給器８８の部品収納器１００の上面の開口から、リード部品４１０を投入する。この際、部品支持部材２２０は、部品支持部材移動装置２２２の作動により、部品供給器８８の下方に移動しており、部品供給器８８の前方には、部品回収容器２６２が位置している。

部品収納器１００の上面の開口から投入されたリード部品４１０は、部品収納器１００の傾斜面１１６の上に落下し、傾斜面１１６上に広がる。この際、傾斜面１１６に落下したリード部品４１０が、傾斜板１５２を超えて転がり落ちた場合には、部品供給器８８の前方に位置する部品回収容器２６２に収容される。

部品収納器１００へのリード部品４１０の投入後に、部品支持部材２２０が、部品支持部材移動装置２２２の作動により、部品供給器８８の下方から前方に向かって移動させられる。この際、カム部材２４０がカムフォロワ２４２に至れば、図９に示すように、カムフォロワ２４２のローラ２５４が、カム部材２４０の歯２４５を乗り越える。カムフォロワ２４２のレバー２５２は、コイルばねの弾性力によって前方に向かう方向に付勢されており、レバー２５２の前方への付勢は、ストッパ２４４によって規制されている。このため、部品支持部材２２０が前方に向かって移動する際には、ローラ２５４と歯２４５とが噛み合った状態に維持され、レバー２５２は前方に向かって回動せず、ローラ２５４は、歯２４５を乗り越える。この際、部品供給器８８は、ローラ２５４の歯２４５の乗り越えにより、昇降する。つまり、ローラ２５４が歯２４５に噛み合った状態で、部品支持部材２２０が前方に向かって移動することで、ローラ２５４が複数の歯２４５を乗り越え、部品供給器８８が上下方向に連続して振動する。

部品収納器１００の傾斜面１１６上に広がっているリード部品４１０は、部品供給器８８の振動と傾斜面１１６の傾斜により、前方に移動し、傾斜板１５２を介して、部品支持部材２２０の上面に排出される。この際、部品支持部材２２０の側壁部２２８によって、部品支持部材２２０からのリード部品４１０の落下が防止される。そして、部品支持部材２２０が前方に向かって移動することで、部品支持部材２２０の上面に、リード部品４１０が散在される。

なお、部品収納器１００の内部から部品支持部材２２０の上にリード部品４１０が散在されると、図１０に示すように、リード部品４１０は、様々な姿勢で部品支持部材２２０の上に散在される。具体的には、リード部品４１０の部品本体４１２は、概して直方体形状をしており、６つの面を有している。それら６つの面は、リード４１４が延び出す底面５００と、その底面５００の裏側の上面５０２と、４つの側面５０４，５０６，５０８，５１０である。そして、それら４つの側面５０４，５０６，５０８，５１０は、表面積が大きく、凹凸が多く存在する第１側面５０４と、第１側面５０４の裏側であり、凹凸が存在しない第２側面５０６と、第１側面５０４と第２側面５０６との横側の第３側面５０８、第４側面５１０である。なお、第３側面５０８と第４側面５１０とでは、表面積は略同じであるが、第３側面５０８のほうが、第４側面５１０より、平らな部分の面積が大きい。

このようなリード部品４１０が部品支持部材２２０の上に散在されると、リード部品４１０は、概ね６つの姿勢で部品支持部材２２０の上において支持される。詳しくは、第１側面５０４を真上に向けた姿勢（以下、「第１姿勢」と記載する場合がある）と、第２側面５０６を真上に向けた姿勢（以下、「第２姿勢」と記載する場合がある）と、第３側面５０８を真上に向けた姿勢（以下、「第３姿勢」と記載する場合がある）と、第４側面５１０を真上に向けた姿勢（以下、「第４姿勢」と記載する場合がある）と、底面５００を真上に向けた姿勢（以下、「第５姿勢」と記載する場合がある）と、第１側面５０４若しくは第２側面５０６を斜め上方に向けた姿勢（以下、「第６姿勢」と記載する場合がある）との６つの姿勢のうちの何れかの姿勢で、リード部品４１０は部品支持部材２２０の上において支持される。なお、第６姿勢のリード部品４１０は、リード部品４１０の先端が部品支持部材２２０に接触することで、第１側面５０４若しくは第２側面５０６が斜め上方を向いている。

上述したように、リード部品４１０が、様々な姿勢で部品支持部材２２０の上に散在されると、撮像装置８４のカメラ２９０が、カメラ移動装置２９２の作動により、部品支持部材２２０の上方に移動し、リード部品４１０を撮像する。そして、カメラ２９０により撮像された撮像データに基づいて、ピックアップの対象となるリード部品（以下、「ピックアップ対象部品」と略す場合がある）が、部品保持ヘッド３０２の部品保持具３３２により保持される。ただし、ピックアップ対象部品は、そのピックアップ対象部品の部品支持部材２２０上での姿勢に応じた部品保持具３３２により保持される。

具体的には、カメラ２９０の撮像データに基づいて、部品支持部材２２０上に散在されている複数の部品毎に、部品の姿勢と、部品の位置が演算される。そして、演算された部品の姿勢が第１〜第４姿勢であるリード部品４１０のみが、ピックアップ対象部品として特定される。これは、第５姿勢のリード部品４１０では、リード４１４が上方に向かって延び出しており、その姿勢のリード部品４１０を部品保持具３３２により保持することができないためである。また、第６姿勢のリード部品４１０では、部品本体４１２が傾いた状態となっており、その姿勢のリード部品４１０を部品保持具３３２により保持することができないためである。

そして、ピックアップ対象部品が特定されると、ピックアップ対象部品の部品支持部材２２０上での姿勢に応じて、そのピックアップ対象部品を保持するための部品保持具の種類が決定される。詳しくは、記憶装置４５６には、図１１に示すように、ピックアップ対象部品の第１〜第４姿勢毎のリード部品４１０の画像データと、部品保持具の種類と、部品保持ヘッド移動装置３００による部品保持ヘッド３０２の移動速度と、部品保持具３３２が吸着ノズルである場合のエアの吸引時間とが、関連付けて記憶されている。

具体的には、第１側面５０４が真上を向いた第１姿勢のリード部品４１０の画像データと、部品保持具３３２としての「チャックＡ」と、移動速度Ｖ１とが、関連付けて記憶装置４５６に記憶されている。また、第２側面５０６が真上を向いた第２姿勢のリード部品４１０の画像データと、部品保持具３３２としての「吸着ノズルＡ」と、移動速度Ｖ２と、吸引時間Ｔ１とが、関連付けて記憶装置４５６に記憶されている。また、第３側面５０８が真上を向いた第３姿勢のリード部品４１０の画像データと、部品保持具３３２としての「吸着ノズルＢ」と、移動速度Ｖ３と、吸引時間Ｔ２とが、関連付けて記憶装置４５６に記憶されている。また、第４側面５１０が真上を向いた第４姿勢のリード部品４１０の画像データと、部品保持具３３２としての「吸着ノズルＣ」と、移動速度Ｖ４と、吸引時
間Ｔ３とが、関連付けて記憶装置４５６に記憶されている。

このため、ピックアップ対象部品が第１姿勢のリード部品４１０である場合には、部品保持具３３２が、「チャックＡ」に決定される。これは、第１姿勢のリード部品４１０では、凹凸が多く存在する第１側面５０４が上方を向いており、その第１側面５０４には、吸着ノズルにより吸着可能な平坦な面が存在しないためである。そして、保持具ステーション３５０において、部品保持ヘッド３０２のホルダ３４０に「チャックＡ」が装着され、「チャックＡ」によって第１姿勢のリード部品４１０が把持される。これにより、第１姿勢のリード部品４１０を適切に保持することが可能となる。なお、部品保持具３３２によってピックアップ対象部品が保持される際には、部品保持具３３２は、非旋回位置に位置している。

また、ピックアップ対象部品が第２姿勢のリード部品４１０である場合には、部品保持具３３２が、「吸着ノズルＡ」に決定される。「吸着ノズルＡ」は、比較的ノズル径の大きな吸着ノズルである。これは、第２姿勢のリード部品４１０では、凹凸が存在せず、表面積の大きな第２側面５０６が上方を向いており、その第２側面５０６には、吸着ノズルＡにより吸着可能な大きな面積の平坦な面が存在するためである。そして、保持具ステーション３５０において、部品保持ヘッド３０２のホルダ３４０に「吸着ノズルＡ」が装着され、「吸着ノズルＡ」によって第２姿勢のリード部品４１０が吸着保持される。なお、リード部品４１０の姿勢と関連付けて吸引時間が記憶されている場合には、その吸引時間に従って、リード部品４１０が吸着ノズルにより吸着保持される。つまり、「吸着ノズルＡ」によって第２姿勢のリード部品４１０が吸着保持される際に、吸着ノズルからエアが吸引される時間は、Ｔ１とされる。「吸着ノズルＡ」は、上述したように、比較的大きなノズル径であるため、リード部品４１０を確実に保持するべく、吸引時間Ｔ１は、ある程度長くされている。これにより、第２姿勢のリード部品４１０を適切に保持することが可能となる。

また、ピックアップ対象部品が第３姿勢のリード部品４１０である場合には、部品保持具３３２が、「吸着ノズルＢ」に決定される。「吸着ノズルＢ」のノズル径は、「吸着ノズルＡ」のノズル径より小さい。これは、第３姿勢のリード部品４１０では、第２側面５０６より表面積の小さな第３側面５０８が上方を向いており、その小さな表面積の平坦な面において、吸着ノズルＢにより吸着保持するためである。そして、保持具ステーション３５０において、部品保持ヘッド３０２のホルダ３４０に「吸着ノズルＢ」が装着され、「吸着ノズルＢ」によって第３姿勢のリード部品４１０が吸着保持される。なお、「吸着ノズルＢ」によって第３姿勢のリード部品４１０が吸着保持される際に、吸着ノズルからエアが吸引される時間は、Ｔ２とされる。「吸着ノズルＢ」のノズル径は、上述したように、「吸着ノズルＡ」のノズル径より小さいため、「吸着ノズルＢ」によるエアの吸引量は、「吸着ノズルＡ」によるエアの吸引量より少なくても、リード部品４１０を保持することが可能である。このため、吸引時間Ｔ２は、吸引時間Ｔ１より短くされている。これにより、第３姿勢のリード部品４１０を適切に保持するとともに、吸引に要する時間を短くすることが可能となる。

また、ピックアップ対象部品が第４姿勢のリード部品４１０である場合には、部品保持具３３２が、「吸着ノズルＣ」に決定される。「吸着ノズルＣ」のノズル径は、「吸着ノズルＢ」のノズル径より小さい。これは、第４姿勢のリード部品４１０では、第３側面５０８より表面積の小さな第４側面５１０が上方を向いており、その小さな表面積の平坦な面において、吸着ノズルＣにより吸着保持するためである。そして、保持具ステーション３５０において、部品保持ヘッド３０２のホルダ３４０に「吸着ノズルＣ」が装着され、「吸着ノズルＣ」によって第４姿勢のリード部品４１０が吸着保持される。なお、「吸着ノズルＣ」によって第４姿勢のリード部品４１０が吸着保持される際に、吸着ノズルから
エアが吸引される時間は、Ｔ３とされる。「吸着ノズルＣ」のノズル径は、上述したように、「吸着ノズルＢ」のノズル径より小さいため、「吸着ノズルＣ」によるエアの吸引量は、「吸着ノズルＢ」によるエアの吸引量より少なくても、リード部品４１０を保持することが可能である。このため、吸引時間Ｔ３は、吸引時間Ｔ２より短くされている。これにより、第４姿勢のリード部品４１０を適切に保持するとともに、吸引に要する時間を短くすることが可能となる。

そして、リード部品４１０が部品保持具３３２によって保持された後に、部品保持ヘッド３０２が部品キャリヤ３８８の上方に移動させられるが、この際の部品保持ヘッド３０２の移動速度は、リード部品４１０を保持している部品保持具３３２の種類に応じて変更される。詳しくは、上述したように、記憶装置４５６には、リード部品４１０の部品支持部材２２０上での姿勢と、部品保持ヘッド移動装置３００による部品保持ヘッド３０２の移動速度とが関連付けて記憶されている。このため、例えば、第１姿勢のリード部品４１０が「チャックＡ」により保持されている際の部品保持ヘッド３０２の移動速度は、Ｖ１とされる。つまり、リード部品４１０を「チャックＡ」が保持している場合には、部品保持ヘッド３０２の移動速度は、Ｖ１とされる。移動速度Ｖ１は、比較的早い速度に設定されている。これは、「チャックＡ」は、１対の爪により部品を挟持する構造であり、保持力が強いため、部品保持ヘッド３０２を速い速度で移動させても、リード部品４１０が脱落し難いためである。

また、第２姿勢のリード部品４１０が「吸着ノズルＡ」により保持されている際の部品保持ヘッド３０２の移動速度は、Ｖ２とされる。つまり、リード部品４１０を「吸着ノズルＡ」が保持している場合には、部品保持ヘッド３０２の移動速度は、Ｖ２とされる。移動速度Ｖ２は、移動速度Ｖ１より遅い速度に設定されている。これは、「吸着ノズルＡ」は、エアの吸引により部品を吸着保持する構造であり、「チャックＡ」より保持力が弱いため、部品保持ヘッド３０２移動時にリード部品４１０の脱落を防止するためである。

また、第３姿勢のリード部品４１０が「吸着ノズルＢ」により保持されている際の部品保持ヘッド３０２の移動速度は、Ｖ３とされる。つまり、リード部品４１０を「吸着ノズルＢ」が保持している場合には、部品保持ヘッド３０２の移動速度は、Ｖ３とされる。移動速度Ｖ３は、移動速度Ｖ２より遅い速度に設定されている。これは、「吸着ノズルＢ」のノズル径は「吸着ノズルＡ」のノズル径より小さく、「吸着ノズルＡ」より保持力が弱いため、部品保持ヘッド３０２移動時にリード部品４１０の脱落を防止するためである。

また、第４姿勢のリード部品４１０が「吸着ノズルＣ」により保持されている際の部品保持ヘッド３０２の移動速度は、Ｖ４とされる。つまり、リード部品４１０を「吸着ノズルＣ」が保持している場合には、部品保持ヘッド３０２の移動速度は、Ｖ４とされる。移動速度Ｖ４は、移動速度Ｖ３より遅い速度に設定されている。これは、「吸着ノズルＣ」のノズル径は「吸着ノズルＢ」のノズル径より小さく、「吸着ノズルＢ」より保持力が弱いため、部品保持ヘッド３０２移動時にリード部品４１０の脱落を防止するためである。

このように、リード部品４１０を保持する部品保持具３３２の種類に応じて、部品保持ヘッド３０２の移動速度を変更することで、リード部品４１０の脱落を防止しつつ、部品保持ヘッド３０２の移動速度をできるだけ早くすることが可能となる。

なお、リード部品４１０を保持する部品保持具３３２が部品キャリヤ３８８の上方に移動させられる際に、部品キャリヤ３８８は、部品キャリヤ移動装置３９０の作動により、部品受取位置に移動している。また、部品保持ヘッド３０２が部品キャリヤ３８８の上方に移動する際に、部品保持具３３２は、旋回位置に旋回される。なお、旋回位置の部品保持具３３２に保持されたリード部品４１０のリード４１４が、鉛直方向での下方を向くよ
うに、部品保持具３３２は、保持具回転装置３３５の作動により、回転される。

部品保持ヘッド３０２が部品キャリヤ３８８の上方に移動すると、リード４１４が鉛直方向での下方を向いた状態のリード部品４１０が、部品受け部材３９２内に挿入される。これにより、リード部品４１０は、図７に示すように、リード４１４を鉛直方向での下方に向けた状態で、部品受け部材３９２に載置される。

そして、リード部品４１０が部品受け部材３９２に載置されると、部品キャリヤ３８８は、部品キャリヤ移動装置３９０の作動により、部品供給位置に移動する。部品供給位置に移動した部品キャリヤ３８８は、作業ヘッド６０，６２の移動範囲に位置しているため、ばら部品供給装置３２では、この位置においてリード部品４１０が供給される。このように、ばら部品供給装置３２では、リード４１４が下方を向き、リード４１４が接続された底面５００と対向する上面５０２が上方を向いた状態で、リード部品４１０が供給される。このため、作業ヘッド６０，６２の部品保持具６６は、適切にリード部品４１０を保持することが可能となる。

（ｂ）リード部品の回収
また、ばら部品供給装置３２では、部品支持部材２２０の上に散在するリード部品４１０を回収することが可能である。詳しくは、部品支持部材２２０が、部品支持部材移動装置２２２の作動により、部品供給器８８の下方に向かって移動させられる。この際、図１２に示すように、部品支持部材２２０上のリード部品４１０は、部品供給器８８の傾斜板１５２によって堰き止められ、部品支持部材２２０上のリード部品４１０が、部品回収容器２６２の内部に掻き落とされる。

次に、部品回収容器２６２が、容器昇降装置２６０の作動により、上昇する。この際、図５に示すように、部品回収容器２６２に配設された突出ピン２７２が、サイドフレーム部１９０の内側に配設された係合ブロック２７４に係合する。これにより、部品回収容器２６２は回動し、部品回収容器２６２内のリード部品４１０が、部品収納器１００の内部に戻される。

なお、ばら部品供給装置３２では、上述したように、第１〜第４姿勢のリード部品４１０が、リード部品の姿勢に応じた部品保持具３３２によってピックアップされる。このため、部品収納器１００に戻されるリード部品４１０の数を少なくすることが可能となる。

そして、作業者が、部品供給器８８のグリップ１０４を把持することで、上述したように、部品供給器８８のロックが解除され、部品供給器８８を持ち上げることで、部品供給器８８が１対のサイドフレーム部１９０の間から取り外される。これにより、ばら部品供給装置３２の外部において、部品供給器８８からリード部品４１０が回収される。

なお、部品供給装置３２の個別制御装置４５２は、図８に示すように、姿勢判断部４７０、保持具決定部４７２、移動速度決定部４７４、指標値決定部４７６を有している。姿勢判断部４７０は、部品支持部材２２０の上で散在されているリード部品４１０の姿勢を判断するための機能部である。保持具決定部４７２は、リード部品４１０の姿勢に応じた種類の部品保持具３３２を決定するための機能部である。移動速度決定部４７４は、リード部品４１０の姿勢に応じた部品保持ヘッド３０２の移動速度を決定するための機能部である。指標値決定部４７６は、部品保持具３３２としての吸着ノズルによりリード部品４１０を吸着保持する際のエアの吸引時間を決定するための機能部である。

また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、部品支持部材２２０の上でのリード部品４１０の姿勢に応じた吸着ノズルとして、ノズル径の異なる吸着ノズルが採用されているが、ノズルの形状の異なる吸着ノズルを採用することが可能である。

また、上記実施例では、リード部品４１０を吸着保持する吸着ノズルの種類に応じて、エアの吸引時間が変更されているが、エアの吸引量を指標する指標値を変更することが可能である。具体的には、例えば、エアの吸引量、吸引力等を変更することが可能である。

また、上記実施例では、リード４１４を有するリード部品４１０に本発明が適用されているが、種々の種類の部品に本発明を適用することが可能である。具体的には、例えば、太陽電池の構成部品，パワーモジュールの構成部品，リードを有さない電子回路部品等に、本発明を適用することが可能である。

３２：ばら部品供給装置（部品供給装置） ８４：撮像装置 ２２０：部品支持部材（部品支持部） ３００：部品保持ヘッド移動装置（移動装置） ３３２：部品保持具 ４５２：個別制御装置（制御装置） ４５６：記憶装置 ４７０：姿勢判断部 ４７２：保持具決定部 ４７４：移動速度決定部 ４７６：指標値決定部

Claims (5)

1. 部品支持部に散在された複数のひとつの種類の部品を吸着ノズルで保持する部品保持装置であって、
   前記部品支持部に散在された前記ひとつの種類の部品をひとつの撮像装置が上方から撮像した撮像データに基づいて、前記ひとつの種類の部品の上方を向いた面により姿勢を判断する姿勢判断部と、
   前記ひとつの種類の部品の複数の姿勢と、前記複数の姿勢それぞれに対して、特定のノズル径の吸着ノズルとを関連付けて記憶する記憶装置と、
   を備え、
   前記部品保持装置が前記部品支持部に散在された複数のひとつの種類の部品のうちからひとつの部品を保持するために、前記姿勢判断部が前記撮像データから前記ひとつの部品の姿勢を判断して、前記記憶装置に記憶されている異なるノズル径の吸着ノズルのうちから、前記ひとつの部品を保持するための特定のノズル径の吸着ノズルを選択することを特徴とする部品保持装置。
2. 更に前記吸着ノズルを移動させる移動装置を備え、
   前記移動装置を動作させて、前記異なるノズル径の吸着ノズルのうちから、前記特定のノズル径の吸着ノズルを択一的に選択して、その選択した特定のノズル系の吸着ノズルを自動で保持する請求項１に記載の部品保持装置。
3. 前記移動装置が、
   前記ひとつの部品を保持した吸着ノズルを移動させるときに、その吸着ノズルのノズル径に応じて移動速度を変更することを特徴とする請求項２に記載の部品保持装置。
4. 前記撮像装置が、２次元撮像装置である請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の部品保持装置。
5. 部品支持部に散在された複数のひとつの種類の部品のうちからひとつの部品を保持するための部品保持装置が備える吸着ノズルの決定方法であって、
   前記支持部に散在された前記ひとつの種類の部品をひとつの２次元撮像装置が上方から撮像して取得した撮像データから前記ひとつの部品の姿勢が判断され、前記支持部に散在された複数のひとつの種類の部品の姿勢それぞれに対して特定のノズル径の吸着ノズルが関連付けられた関連付けデータを利用して、前記撮像データから判断された前記ひとつの部品の姿勢と前記関連付けデータにおいて関連付けられている特定のノズル径の吸着ノズルを、前記部品保持装置が保持する吸着ノズルとして択一的に決定する吸着ノズル決定方法。

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