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【発明の名称】 電子部品装着機
【発明者】 【氏名】浅井 鎬一
【住所又は居所】愛知県知立市山町茶碓山１９番地 富士機械製造株式会社内

【氏名】松本 紘三
【住所又は居所】愛知県知立市山町茶碓山１９番地 富士機械製造株式会社内

【氏名】大江 邦夫
【住所又は居所】愛知県知立市山町茶碓山１９番地 富士機械製造株式会社内

【氏名】武藤 康雄
【住所又は居所】愛知県知立市山町茶碓山１９番地 富士機械製造株式会社内

【氏名】須原 信介
【住所又は居所】愛知県知立市山町茶碓山１９番地 富士機械製造株式会社内
【要約】 【課題】部品吸着具により電子部品を吸着保持してプリント基板に装着する電子部品装着機の装着能率を向上させる。

【解決手段】一円周上の複数の位置に部品吸着具を備えた部品装着ヘッド４４が、部品供給部から複数の電子部品を受け取り、プリント基板１４上へ搬送して装着する。その搬送の途中において、複数の電子部品をＣＣＤカメラ３００が一括して撮像し、それによって取得された像データを中心位置誤差取得手段が処理して部品吸着具による電子部品の保持位置誤差である中心位置誤差を取得し、中心位置誤差補正手段が、部品装着ヘッド４４を移動させるＸ軸方向移動装置４２およびＹ軸方向移動装置３５を制御することにより、中心位置誤差を補正してプリント基板１４に装着させる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板を位置決めして支持する基板位置決め支持台と、
一円周上の複数の位置に複数の部品保持具をそれらの軸線が互いに平行な状態で保持した部品装着ヘッドと、
その部品装着ヘッドと前記基板位置決め支持台とを、前記部品保持具の軸線と直交する平面内で互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に相対移動させるＸ軸方向移動装置およびＹ軸方向移動装置と、
前記Ｘ軸方向移動装置および前記Ｙ軸方向移動装置を作動させることにより、前記部品装着ヘッドを電子部品を供給する部品供給部に対して移動させることによって、前記複数の部品保持具の各々に前記部品供給部から電子部品を受け取らせる受取制御手段と、
(i)前記部品装着ヘッドと相対移動可能に設けられ、その相対移動の方向と交差する方向に配列された多数の受光素子により電子部品をライン状に撮像するラインセンサと、(ii)そのラインセンサと前記装着ヘッドとが１回相対移動する間に、単位相対移動距離毎にラインセンサにより得られる撮像データの集合として、前記複数の部品保持具にそれぞれ保持された電子部品の全ての像のデータである像データを取得する像データ取得手段とを含む電子部品撮像装置と、
その取得された像データの処理により前記複数の部品保持具に保持された各電子部品の中心位置誤差を取得する中心位置誤差取得手段と、
前記Ｘ軸方向移動装置および前記Ｙ軸方向移動装置を制御することにより、前記複数の部品保持具に保持された電子部品の前記中心位置誤差を補正する中心位置誤差補正手段と
を含む電子部品装着機。
【請求項２】
プリント基板を位置決めして支持する基板位置決め支持台と、
一円周上の複数の位置に複数の部品保持具をそれらの軸線が互いに平行な状態で保持した部品装着ヘッドと、
その部品装着ヘッドと前記基板位置決め支持台とを、前記部品保持具の軸線と直交する平面内で互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に相対移動させるＸ軸方向移動装置およびＹ軸方向移動装置と、
前記Ｘ軸方向移動装置および前記Ｙ軸方向移動装置を作動させることにより、前記部品装着ヘッドを電子部品を供給する部品供給部に対して移動させることによって、前記複数の部品保持具の各々に前記部品供給部から電子部品を受け取らせる受取制御手段と、
(i)前記部品装着ヘッドの複数の部品保持具によりそれぞれ保持された電子部品の全てを一挙に撮像する撮像手段と、(ii)その撮像手段に接続され、前記電子部品の全ての像のデータである像データを取得する像データ取得手段とを含む電子部品撮像装置と、
その取得された像データの処理により前記複数の部品保持具に保持された各電子部品の中心位置誤差を取得する中心位置誤差取得手段と、
前記Ｘ軸方向移動装置および前記Ｙ軸方向移動装置を制御することにより、前記複数の部品保持具に保持された電子部品の前記中心位置誤差を補正する中心位置誤差補正手段と
を含む電子部品装着機。
【請求項３】
前記部品装着ヘッドが、
それぞれ上下方向に摺動可能な複数の摺動軸と、
それら複数の摺動軸の下端にそれぞれ設けられ、前記部品保持具を着脱可能に保持するチャックと
した請求項１または２に記載の電子部品装着機。
【請求項４】
前記複数の部品保持具の各々に対応する位置に設けられ、前記Ｘ軸方向移動装置および前記Ｙ軸方向移動装置により前記部品装着ヘッドと共に移動させられるとともに、各部品保持具を選択的に下降させることにより、現に電子部品の装着を行う部品保持具を選択する部品保持具選択駆動装置と、
その部品保持具選択駆動装置を保持している部材を昇降させることにより、部品保持具選択駆動装置により選択された部品保持具に電子部品を前記基板位置決め支持台に支持されたプリント基板に装着させる昇降装置と
を含請求項１ないし３のいずれかに記載の電子部品装着機。
【請求項５】
前記部品保持具選択駆動装置が、前記複数の部品保持具の各々に対応する位置に設けられ、選択的に作用状態とされる複数のエアシリンダを含む請求項４に記載の電子部品装着機。
【請求項６】
前記部品装着ヘッドが、回転軸線まわりに回転可能であって前記複数の部品保持具を前記回転軸線を中心とする一円周上の複数位置に保持したターンテーブルを含み、当該電子部品装着機が、そのターンテーブルを任意の角度回転させ得る回転駆動装置を含む請求項４に記載の電子部品装着機。
【請求項７】
前記部品保持具選択駆動装置が前記複数の部品保持具の各々に対応する位置に設けられ、選択的に作用状態とされる複数のエアシリンダを含み、それら複数のエアシリンダを保持している部材が前記ターンテーブルに対して相対回転不能であり、かつ、当該電子部品装着機が、前記ターンテーブルと前記エアシリンダを保持している部材とを任意の角度回転させ得る回転駆動装置を含んで、ターンテーブルの回転につれて前記複数のエアシリンダが前記複数の部品保持具に対応した位置を保って旋回する請求項６に記載の電子部品装着機。
【請求項８】
前記回転軸線が上下方向に延びており、かつ、前記部品保持具選択駆動装置が、
前記ターンテーブルに対して前記回転軸線に平行な方向に昇降可能かつ相対回転不能に設けられた押下部材と、
その押下部材を前記ターンテーブルに対して相対的に昇降させる手段と、
前記押下部材の、前記複数の部品保持具の各々に対応する位置に設けられ、選択的に作用状態とされる複数のエアシリンダと
を含み、前記押下部材の下降時に前記作用状態にあるエアシリンダが対応する部品保持具を下降させるものである請求項６または７に記載の電子部品装着機。
【請求項９】
当該電子部品装着機が、前記回転駆動装置を作動させることなく前記Ｘ軸方向移動装置および前記Ｙ軸方向移動装置を作動させることにより、前記部品装着ヘッドを部品供給部に対して移動させることによって、前記複数の部品保持具の各々に前記部品供給部の供給する電子部品を受け取らせる受取御手段を含む請求項６ないし８のいずれかに記載の電子部品装着機。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品装着機に関するものであり、特に、装着能率の向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明の発明者等は１個の部品保持ヘッドに複数の部品保持具を設け、それら部品保持具にそれぞれ電子部品を保持させて搬送し、プリント基板に装着することを考えた。このようにすれば、電子部品を１個ずつ搬送して装着する場合に比較して搬送の時間を低減させることができ、能率良く電子部品の装着を行うことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記のように１個の部品保持ヘッドに複数の部品保持具が設けられる形式の電子部品装着機の部品装着能率を一層高くすることを課題として為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る電子部品装着機は、(a)プリント基板を位置決めして支持する基板位置決め支持台と、(b)一円周上の複数の位置に複数の部品保持具をそれらの軸線が互いに平行な状態で保持した部品装着ヘッドと、(c)その部品装着ヘッドと前記基板位置決め支持台とを、前記部品保持具の軸線と直交する平面内で互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に相対移動させるＸ軸方向移動装置およびＹ軸方向移動装置と、(d)前記Ｘ軸方向移動装置および前記Ｙ軸方向移動装置を作動させることにより、前記部品装着ヘッドを電子部品を供給する部品供給部に対して移動させることによって、前記複数の部品保持具の各々に前記部品供給部から電子部品を受け取らせる受取制御手段と、(e)(i)前記部品装着ヘッドと相対移動可能に設けられ、その相対移動の方向と交差する方向に配列された多数の受光素子により電子部品をライン状に撮像するラインセンサと、(ii)そのラインセンサと前記装着ヘッドとが１回相対移動する間に、単位相対移動距離毎にラインセンサにより得られる撮像データの集合として、前記複数の部品保持具にそれぞれ保持された電子部品の全ての像のデータである像データを取得する像データ取得手段とを含む電子部品撮像装置と、(f)その取得された像データの処理により前記複数の部品保持具に保持された各電子部品の中心位置誤差を取得する中心位置誤差取得手段と、(g)前記Ｘ軸方向移動装置および前記Ｙ軸方向移動装置を制御することにより、前記複数の部品保持具に保持された電子部品の前記中心位置誤差を補正する中心位置誤差補正手段とを含むものとされる。
また、本発明の別の態様の電子部品装着機においては、上記(i)ラインセンサと(ii)像データ取得手段とを備えた部品撮像装置の代わりに、(i)前記部品装着ヘッドの複数の部品保持具によりそれぞれ保持された電子部品の全てを一挙に撮像する撮像手段と、(ii)その撮像手段に接続され、前記電子部品の全ての像のデータである像データを取得する像データ取得手段とを含む電子部品撮像装置が設けられる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る電子部品装着機においては、一円周上の複数の位置にそれぞれ部品保持具を保持した部品装着ヘッドが、Ｘ軸方向移動装置およびＹ軸方向移動装置により互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させられることによって、部品供給部から電子部品を受け取る。それら受け取られた複数の電子部品のすべての像が一括して電子部品撮像装置により撮像され、その結果取得された像データが中心位置誤差取得手段により処理され、各電子部品の中心位置誤差が取得される。この中心位置誤差がＸ軸方向移動装置およびＹ軸方向移動装置の制御により補正され、プリント基板に装着される。
このように、複数の電子部品が部品装着ヘッドに保持されて搬送され、プリント基板に装着されるため、１個ずつの電子部品が搬送されて装着される場合に比較して、部品１個当たりの部品装着ヘッドの移動距離が短くて済み、装着能率が向上する。
しかも、一円周上の複数位置に保持された電子部品の像が一括して、すなわち、撮像装置がラインセンサを含むものである場合には、ラインセンサと前記装着ヘッドとが１回相対移動する間に全ての電子部品が一括して撮像され、電子部品の全てを一挙に撮像する撮像手段を含むものである場合には瞬時に一括して撮像される。そのため、複数の電子部品が１個ずつ順次撮像される場合に比較して、撮像に要する時間が短縮され、装着能率が一層向上する。
【実施例】
【０００６】
以下、本発明の一実施例である電子部品装着機をを図面に基づいて詳細に説明する。
図１において符号１０は、電子部品装着機のベースを示し、ベース１０上には基板コンベア１２が設けられ、プリント基板１４をＸ軸方向（図において左右方向）に搬送するようにされている。ベース１０上にはまた、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向において基板コンベア１２に隣接する位置に２個の部品供給パレット１６が設けられており、装着装置１８に電子部品を供給するようにされている。
【０００７】
これら部品供給パレット１６はそれぞれ、ベース１０上に設けられた一対ずつのガイドレール２０に嵌合されている。作業者は部品供給パレット１６を後方の退避位置へ引き出した状態で段取り替え作業を行った後、ガイドレール２０に沿って装着装置１８側のストッパに当接する部品供給位置まで前進させ、図示しないクランプ装置によってベース１０上に固定する。
【０００８】
装着装置１８は、ベース１０上に立設された４本のコラム２６上に設けられている。コラム２６上にはＹ軸方向に延びる一対のガイドレール２８がＸ軸方向に距離を隔てて設けられるとともに、それらガイドレール２８の側面にそれぞれ取り付けられたボールねじ３０にＹ軸スライド３２に固定のナットが螺合され、２本のボールねじ３０がそれぞれＹ軸サーボモータ３４によって回転させられることにより、Ｙ軸スライド３２がガイドレール２８に案内されて移動させられる。これらＹ軸サーボモータ３４は交流サーボモータであって駆動回路を共通にしており、同期して回転させられる。これらボールねじ３０，Ｙ軸スライド３２およびＹ軸サーボモータ３４等がＹ軸方向移動装置３５を構成している。
【０００９】
Ｙ軸スライド３２上にはボールねじ３６がＸ軸方向に取り付けられるとともにＸ軸スライド３８に固定のナットが螺合されており、ボールねじ３６がＸ軸サーボモータ４０によって回転させられることにより、Ｘ軸スライド３８が移動させられる。Ｘ軸サーボモータ４０は交流サーボモータであり、これらボールねじ３６，Ｘ軸スライド３８およびＸ軸サーボモータ４０等がＸ軸方向移動装置４２を構成している。このＸ軸スライド３８には部品保持ヘッドとしての部品装着ヘッド４４が取り付けられており、部品装着ヘッド４４は、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の各移動装置４２，３５により水平面内において任意の位置に移動させられる。
【００１０】
部品装着ヘッド４４は、図２および図３に示すようにＸ軸スライド３８に固定の固定軸４８を有している。固定軸４８は円筒状を成し、上下方向に配設されており、その下端部から順に、円形断面の回転体としてのターンテーブル５０，押下部材５１およびスリーブ５２が取り付けられている。
【００１１】
ターンテーブル５０は、２個の軸受５４を介してＺ軸方向（上下方向）に平行な軸線まわりに回転可能かつ軸方向に移動不能に取り付けられている。ターンテーブル５０の下端部に設けられた大径部５５の外周面には、ギヤ５６が設けられ、そのギヤ５６および図示しない他のギヤ等を介してテーブル回転用サーボモータ５７（図９参照）の回転が伝達され、それらギヤおよびテーブル回転用サーボモータ５７等によって構成される回転駆動装置によってターンテーブル５０が回転させられる。
【００１２】
大径部５５には、図４に示すように電子部品６４を吸着保持する部品保持具としての１２個の部品吸着具６６が等角度間隔にかつＺ軸方向に平行に取り付けられている。これら部品吸着具６６はターンテーブル５０の回転により任意の位相位置に移動させられて電子部品６４を吸着し、あるいはプリント基板１４に装着する。１２個の部品吸着具６６の構成はいずれも同じであり、一つについて詳細に説明する。
【００１３】
部品吸着具６６の吸着具本体６７は摺動軸６８の下端に固定のチャック６９に着脱可能に取り付けられている。チャック６９は図示を省略する保持機構を備えており、吸着具本体６７を自動交換装置で交換し得る。摺動軸６８の外周面にはスプラインが形成され、ターンテーブル５０に設けられたボールスプライン７０に軸方向に摺動可能に嵌合されている。この摺動軸６８のターンテーブル５０から上方へ突出した頭部７１と前記大径部５５との間にはスプリング７２が配設され、摺動軸６８を上方に付勢している。また、摺動軸６８の下端部は大径部５５から下方へ突出させられるとともに、上記チャック６９が固定され、このチャック６９が大径部５５に当接することによって摺動軸６８の上昇端位置が規定されている。
【００１４】
吸着具本体６７にはクッション部材６５が軸方向に相対移動可能に嵌合されるとともに、吸着具本体６７との間に配設されたスプリング７５によって吸着具本体６７から抜け出す向き付勢されている。クッション部材６５は、軸方向に延びる一対の長穴７６において吸着具本体６７に突設されたピン７７に嵌合され、吸着具本体６７からの抜出しを阻止されるとともに回転を阻止されており、部品吸着具６６の下降時にスプリング７５の圧縮によって余分な下降量が吸収される。
【００１５】
クッション部材６５には吸着管７４が嵌合されており、吸着管７４には吸着具本体６７内に形成された通路７８，継手部材７９およびバキュームホース８０および前記スリーブ５２等を介してバキュームが供給されるが、この供給経路については後に説明する。クッション部材６５にはまた、発光板８１が設けられている。発光板８１は紫外線を吸収して可視光線を発射するものである。
【００１６】
なお、１２個の部品吸着具６６の各吸着管７４は径が異なるものとされており、電子部品６４の形状，寸法に適した吸着管７４を有する部品吸着具６６が選択して使用され、部品装着ヘッド４４は形状，寸法の異なる多種類の電子部品６４を同時に保持することができる。この場合、部品吸着具６６によって吸着される電子部品６４の寸法が大きく、隣接する部品吸着具６６により吸着される電子部品６４と干渉する場合には、隣接する部品吸着具６６は電子部品６４を吸着しないようにされる。また、図示は省略するが、固定軸４８内には部品保持チャックが昇降可能に、スプリングによって上昇端位置へ付勢されて収容され、大形の電子部品６４を保持するようにされている。本部品装着ヘッド４４は最も多くて１３個の電子部品６４を１度に保持することができるのである。
【００１７】
ターンテーブル５０には筒状のスプライン部材８２が固定されており、このスプライン部材８２の外側に前記押下部材５１が軸方向に摺動可能かつ相対回転不能に嵌合されている。したがって、押下部材５１は、ターンテーブル５０に対して軸方向に相対移動可能であり、ターンテーブル５０と一体的に回転する。押下部材５１の外周面には円環状の溝８４が形成され、これに１対のローラ８６が係合させられている。これらローラ８６はヨーク８８によってＺ軸方向と直角な軸線のまわりに回転可能に保持されており、ヨーク８８が図示を省略するカム機構を介して昇降用モータ８９（図９参照）により昇降させられることによって、押下部材５１が昇降させられる。
【００１８】
押下部材５１には、１２個のエアシリンダ９２が部品吸着具６６と同心状にかつ下向きに取り付けられ、ピストンロッド９３は押下部材５１から下方に突出させられている。なお、図示は省略するが、固定軸４８内には前記押下部材５１と共に昇降させられる別の押下部材が摺動可能に嵌合されており、その押下部材にエアシリンダ９２と同様なエアシリンダが取り付けられている。
【００１９】
前記スリーブ５２は、図３に示すように、固定軸４８に回転可能に嵌合されるとともに、ターンテーブル５０に固定の前記スプライン部材８２の押下部材５１から突出した上端部に固定されており、ターンテーブル５０および押下部材５１と一体的に回転する。このスリーブ５２には半径方向通路９４が形成されており、前記吸着管７４にバキュームを供給するバキュームホース８０が接続されている。バキュームホース８０は、押下部材５１に形成された貫通穴９５（図２参照）を通って半径方向通路９４に接続されており、半径方向通路９４は固定軸４８に形成された円環状通路９６に連通させられている。円環状通路９６は固定軸４８内に形成された通路９７およびバキュームホース９８によってバキューム源に接続されており、バキュームホース９８の途中に設けられたバキューム用電磁方向切換弁１００（図９参照）の切換えにより、吸着管７４にバキュームが供給されて電子部品６４を吸着し、あるいは解放する。吸着管７４は円環状通路９６を介してバキューム源に接続されているため、電子部品６４を吸着した状態でターンテーブル５０，押下部材５１およびスリーブ５２が回転してもバキューム源に連通した状態に保たれる。
【００２０】
また、押下部材５１に取り付けられたエアシリンダ９２についても同様に、スリーブ５２を介してエアが供給される。エアシリンダ９２は単動シリンダであり、エア室はエアホース１０２によってスリーブ５２に形成された半径方向通路１０３に接続され、固定軸４８内に形成された円環状通路１０４，軸方向通路１０６および軸方向通路に接続されたホース１０８によってエア源に接続されるとともに、ホースの途中に設けられたエア用電磁方向切換弁１１８（図９参照）の切換えにより、エア室にエアが供給，排出されてピストンロッド９３が伸縮させられるのである。また、円環状通路１０４を介してエア源に接続されることにより、押下部材５１等が回転してもエア室へのエアの供給経路が確保される。
【００２１】
さらに、Ｘ軸スライド３８上には、図１に示すようにプリント基板１４に付されたプリント基板基準マークを撮像するためのＣＣＤカメラ１２０（図９参照）が搭載されている。ＣＣＤカメラ１２０はＸ軸スライド３８およびＹ軸スライド３２の移動により水平面内の任意の位置に移動してプリント基板基準マークを撮像する。
【００２２】
前記２個の部品供給パレット１６上にはそれぞれ、図５に示すように、複数のカートリッジ１３０がＸ軸方向に並んで取り付けられている。部品供給パレット１６には位置決めピンが設けられており、複数のカートリッジ１３０はそれぞれ位置決めピンにより位置決めされて部品供給パレット１６に取り付けられる。
【００２３】
このカートリッジ１３０において、電子部品６４はテープに保持されてテーピング電子部品とされている。キャリヤテープに等間隔に形成された部品収容凹部の各々に電子部品が収容され、それら部品収容凹部の開口がキャリヤテープに貼り付けられたカバーフィルムによって塞がれることにより、キャリヤテープ送り時における電子部品の部品収容凹部からの飛び出しが防止されているのである。このキャリヤテープがＹ軸方向に所定ピッチずつ送られることにより、カバーフルムが剥がされるとともに電子部品が図５に×印で示す部品供給位置へ送られる。このカートリッジ１３０には、部品供給位置の近傍に丸印で示すカートリッジ基準マーク１３２が付されている。その他の構成は本出願人に係る特願平４−１８５９６６号に記載のカートリッジと同じ構成であり、詳細な説明は省略する。
【００２４】
また、部品供給パレット１６には２個のパレット基準マーク１３４が設けられ、ベース１０に対する位置決め誤差がわかるようにされている。これらパレット基準マーク１３４は部品供給パレット１６に固定の台１３６の上面に付けられて、カートリッジ１３０が部品供給パレット１６に取り付けられた際はカートリッジ基準マーク１３２と高さが同じで、かつＸ軸方向においてほぼ一直線上に位置するようにされている。
【００２５】
前記部品供給パレット１６と基板コンベア１２との間には、図１に示すように高精度電子部品撮像装置１９０および中精度電子部品撮像装置１９２がＹ軸方向に並んで設けられている。これら撮像装置１９０，１９２はいずれも、受光素子がＸ軸方向に１列に並んでなるラインセンサ１９４，１９６および紫外線照射装置を有するものである。各紫外線照射装置はそれぞれ、ラインセンサ１９４，１９６の受光素子が並ぶ方向に長いものであり、受光素子に隣接して設けられるとともに、紫外線のみの透過を許容するフィルタが設けられている。また、ラインセンサ１９４，１９６には、紫外線を吸収し、可視光線の透過を許容するフィルタが設けられている。
【００２６】
高精度電子部品撮像装置１９０は集光レンズが前記ターンテーブル５０の直径のほぼ半分の長さを有するものとされ、中精度電子部品撮像装置１９２の集光レンズはターンテーブル５０の直径にほぼ等しい大きさを有するものとされている。図４に示すように高精度電子部品撮像装置１９０の方が視野が狭いのであり、その分、解像度が高く、電子部品６４を精度良く撮像することができ、例えば、本体に多数のリード線が取り付けられて成る電子部品や、それらリード線の間隔が極めて狭い電子部品６４等の撮像に適している。
【００２７】
さらに、部品供給パレット１６にＸ軸方向に隣接して、部品供給ボックス２００が設置されている。この部品供給ボックス２００は、図６に示すように、多数の棚２０２がフレーム２０４に組み付けられて成る。各棚２０２のＹ軸に平行な一対の内側面にはそれぞれ、Ｙ軸方向に延びる複数段のガイドレール２０６が設けられ、各段毎にそれぞれ部品収容トレイ２０８が収容されている。なお、棚２０２のＹ軸方向の寸法は、部品収容トレイ２０８のＹ軸方向の寸法の２倍より大きいものとされ、ガイドレール２０６は棚２０２のＹ軸方向一杯に取り付けられている。
【００２８】
部品収容トレイ２０８は、図７に示すように、平板状の本体２１０に電子部品６４を収容する部品収容凹部２１２が複数列、複数行に形成されたものであり、本体２１０には２個のトレイ基準マーク２１６（図には１個のみ示されている）が付されている。この部品収容凹部２１２に収容された電子部品６４は図１に示す部品取出しロボット２２０によって部品収容凹部２１２から取り出される。
【００２９】
部品取出しロボット２２０は、前記装着装置１８に類似した構造のものであり、ガイドレール２２２に案内されつつ２組のボールねじ２２４およびＹ軸サーボモータ２２６によりＹ軸方向に移動させられるＹ軸スライド２２８と、ガイドレール２３０に案内されつつボールねじ２３２およびＸ軸サーボモータ２３４によりＸ軸方向に移動させられるＸ軸スライド２３６とを備えている。
Ｘ軸スライド２３６にはＺ軸方向に垂下した案内部が設けられており、この案内部に設けられたガイドレールにＺ軸スライド２３８が嵌合されている。このＺ軸スライド２３８はボールねじとＺ軸サーボモータ２４０により昇降させられる。
【００３０】
したがって、Ｚ軸スライド２３８は部品供給ボックス２００の手前側をＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸の３方向に移動可能であるが、このＺ軸スライド２３８から水平に部品供給ボックス２００側へアーム２４２が延び出させられている。アーム２４２は部品供給ボックス２００の任意の棚２０２内に侵入可能なのであり、このアーム２４２の先端部に電子部品６４を吸着する部品吸着ヘッド２４４が取り付けられて、所望の部品収容凹部２１４内の電子部品６４を吸着して取り出し得るようにされている。部品吸着ヘッド２４４へのバキュームの供給はバキューム用電磁方向切換弁２４６（図９参照）により制御される。アーム２４２にはまた、前記トレイ基準マーク２１６を撮像するためのＣＣＤカメラ２４８が取り付けられている。
【００３１】
部品供給ボックス２００の前側の下方位置には部品コンベア２５０が設けられており、部品取出しロボット２２０により取り出された電子部品６４は部品コンベア２５０上に載置され、装着装置１８に供給される。部品コンベア２５０は、部品取出しロボット２２０が一定の載置位置において１個の電子部品６４を載置する毎に一定ピッチずつ間欠的に移動するものであり、部品コンベア２５０上には種々の電子部品６４が装着順に並べられ、順次装着装置１８に供給される供給位置へ搬送される。
【００３２】
さらに、前記基板コンベア１２と前記部品供給パレット１６との間であって、撮像装置１９０，１９２に対して部品コンベア２５０とは反対側の位置には、部品吸着具保持装置２５２が設けられている。部品吸着具保持装置２５２は多数の保持部に多種類の部品吸着具６６を保持しており、装着すべき電子部品６４の種類が変わった場合には部品装着ヘッド４４が部品吸着具保持装置２５２の位置へ移動し、自動交換装置２５４（図９参照）が両者の間で部品吸着具６６の自動交換を行う。
【００３３】
本電子部品装着装置は、図９に示す制御装置１８０によって制御される。この制御装置１８０はコンピュータを主体とするものであり、前記ＣＣＤカメラ１２０，２４８の検出結果および高精度電子部品撮像装置１９０と中精度電子部品撮像装置１９２との各撮像結果等が供給される。また、駆動回路２６２〜２８６を介して基板コンベア１２と、装着装置１８のＸ軸サーボモータ４０，Ｙ軸サーボモータ３４，テーブル回転用サーボモータ５７，昇降用モータ８９，バキューム用電磁方向切弁１００およびエア用電磁方向切換弁１１８と、部品取出しロボット２２０のＸ軸サーボモータ２３４，Ｙ軸サーボモータ２２６，Ｚ軸サーボモータ２４０およびバキューム用電磁方向切弁２４６と、部品コンベア２５０と、自動交換装置２５４とを制御する。
【００３４】
次に作動を説明する。まず、カートリッジ１３０によって電子部品６４が供給される場合について説明する。
プリント基板１４への電子部品６４の装着に先立ってＣＣＤカメラ１２０が移動させられ、全部のカートリッジ１３０の各カートリッジ基準マーク１３２を撮像する。ＣＣＤカメラ１２０はカートリッジ基準マーク１３２の本来あるべき位置へ移動させられて撮像するのであるが、図１０に示すようにカートリッジ基準マーク１３２が×印で示す位置へずれていれば、カートリッジ基準マーク１３２毎にそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向の取付位置誤差ΔＸCnおよびΔＹCnが算出されてコンピュータのＲＡＭに格納される。なお、これら取付位置誤差ΔＸCnおよびΔＹCnは、カートリッジ基準マーク１３２のあるべき位置に対してＸ軸方向およびＹ軸方向においてそれぞれいずれの側にあるかによって、正負の符号を付して格納される。電子部品吸着時には、この取付位置誤差ΔＸCnおよびΔＹCnに基づいて部品装着ヘッド４４の移動距離を修正することにより、部品吸着具６６を精度良くカートリッジ１３０の部品供給位置上へ移動させることができる。
【００３５】
また、部品供給パレット１６の２個のパレット基準マーク１３４もＣＣＤカメラ１２０により撮像され、カートリッジ基準マーク１３２の場合と同様にＸ軸方向およびＹ軸方向の固定位置誤差ΔＸQ1，ΔＹQ1，ΔＸQ2，ΔＹQ2がＲＡＭに格納される。この理由は後に説明する。
【００３６】
以上のようにして各カートリッジ基準マーク１３２の固定の取付位置誤差ΔＸCnおよびΔＹCn、および各パレット基準マーク１３４の固定位置誤差ΔＸQ1，ΔＹQ1，ΔＸQ2，ΔＹQ2の検出が行われた後、プリント基板１４への電子部品６４の装着が行われる。
まず、部品装着ヘッド４４がＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させられ、部品吸着位置に移動させられた部品吸着具６６に電子部品６４が吸着される。ターンテーブル５０の回転位置のうちＹ軸方向において部品供給パレット１６に最も近い位置が部品吸着位置であり、ターンテーブル５０の回転により１２個の部品吸着具６６が順次部品吸着位置へ移動させられて各カートリッジ１３０から電子部品６４を取り出す。なお、ターンテーブル５０の回転により部品吸着具６６を部品吸着位置に移動させることは不可欠ではなく、部品吸着具６６をＸ軸方向およびＹ軸方向の移動のみによって目指すカートリッジ１３０の部品供給位置上へ移動させてもよい。
【００３７】
部品吸着具６６の電子部品６４を取り出すべきカートリッジ１３０はコンピュータのＲＯＭに格納された電子部品装着データによって設定されており、そのデータに基づいて部品装着ヘッド４４のＸ軸，Ｙ軸両方向における移動距離が算出される。そして、その算出された移動距離が、各カートリッジ１３０の前記取付位置誤差ΔＸCnおよびΔＹCnだけ修正される。
【００３８】
部品吸着具６６により電子部品６４を取り出す際には、電子部品６４を取り出す部品吸着具６６に対応して設けられたエアシリンダ９２が作動させられ、ピストンロッド９３が摺動軸６８の頭部７１に対して微小な隙間を隔てた位置まで伸長させられる。その状態で押下部材５１が下降させられることにより、部品吸着位置に位置決めされた部品吸着具６６のみが下降させられてそれの吸着管７４が電子部品６４に当接する。この際、押下部材５１の下降速度は滑らかに増大させられて一定値に達し、部品吸着具６６が電子部品６４に当接する少し前から滑らかに減速されるため、吸着管７４は電子部品６４にゆっくり当接する。そして、吸着管７４当接後の部品吸着具６６の余分な下降はスプリング７５の圧縮による吸着管７４と吸着具本体６７との相対移動によって吸収される。
【００３９】
吸着管７４へのバキュームの供給により電子部品６４を吸着した後、押下部材５１が上昇させられる。なお、エアシリンダ９２のピストンロッド９３は押下部材５１の下降後、バキュームの供給と並行して収縮させられ、更に押下部材５１がピストンロッド９３の収縮と並行して上昇させられ、それらが相前後して収縮，上昇させられる場合に比較してサイクルタイムが短くて済む。
【００４０】
エアシリンダ９２が１２個の部品吸着具６６のうち電子部品６４を吸着する部品吸着具６６を選択する選択手段を構成し、押下部材５１および昇降用モータ８９を駆動源とする昇降装置が選択された部品吸着具６６に吸着動作を行わせる吸着具駆動装置を構成しているのである。
【００４１】
なお、固定軸４８内に配設される部品保持チャックも部品吸着具６６と同様にして昇降させられ、電子部品６４を保持する。
【００４２】
全部の部品吸着具６６が電子部品６４を吸着したならば、部品装着ヘッド４４はプリント基板１４上へ移動して電子部品６４を装着するが、移動の途中で高精度，中精度の各電子部品撮像装置１９０，１９２によって電子部品６４が撮像される。部品装着ヘッド４４は電子部品撮像装置１９０，１９２上をＹ軸方向に移動して電子部品６４が撮像されるのであり、この際、ターンテーブル５０は、１２個の部品吸着具６６のうち、高精度電子部品撮像装置１９０によって撮像される電子部品６４を有する部品吸着具６６が高精度電子部品撮像装置１９０の視野の範囲内に位置するように回転させられる。
【００４３】
電子部品６４が電子部品撮像装置１９０，１９２を通過するとき、高精度，中精度の各電子部品撮像装置１９０，１９２の紫外線照射装置が紫外線を照射し、部品吸着具６６の発光板８１がその紫外線を吸収して可視光線を発射し、電子部品６４の投影像を形成する。高精度，中精度の各電子部品撮像装置１９０，１９２のラインセンサ１９４，１９６が投影像を形成する光をライン状に受光し、電子部品６４の画像がコンピュータの画像メモリに取り込まれる。制御装置１８０がラインセンサ１９４，１９６から画像信号を読み出し、１ライン分のデータを得るのである。
【００４４】
電子部品６４の画像は、部品装着ヘッド４４が単位距離移動する毎に取り込まれ、部品装着ヘッド４４が電子部品撮像装置１９０，１９２上を通過し終わったとき、部品装着ヘッド４４に保持された全部の電子部品６４のデータが画像メモリに記憶される。電子部品撮像装置１９０，１９２と部品装着ヘッド４４との１回の相対移動によって全部の電子部品６４の二次元像が一挙に得られるのであり、制御装置１８０が像データ取得手段を構成している。
【００４５】
そして、現に部品装着ヘッド４４に保持されている電子部品６４の種類を表すデータおよびそれら電子部品６４を保持している部品吸着具６６および電子部品保持チャックがどの回転位置にあるかを示すデータ（これらのデータは電子部品装着データから作成される）と、ＲＯＭに格納されている各電子部品６４の基準データとから、各電子部品６４が各位置の部品吸着具に正規の位置で保持された場合の正規像データが作成され、この正規像データと撮像により得られた全部の電子部品６４の像データとが比較され、各電子部品６４の回転位置誤差（部品吸着具６６の軸線を回転軸線とする回転角度誤差）Δθと中心位置誤差ΔＸE およびΔＹE が演算される。
【００４６】
なお、上記の現に部品装着ヘッド４４に保持されている電子部品６４の種類を表すデータと、それら電子部品を保持している部品吸着具６６がどの位置にあるかを示すデータと、撮像により得られた全部の電子部品６４の像データとから、各電子部品６４を保持している部品吸着具６６等を予め定められている一定の回転位置へ回転させた場合の像データが作成され、この像データとＲＯＭに格納されている基準データとの比較によって回転位置誤差Δθと中心位置誤差ΔＸE およびΔＹE が演算されるようにすることも可能である。
【００４７】
いずれにしても、演算された中心位置誤差ΔＸE およびΔＹE は部品装着ヘッド４４のＸ軸方向およびＹ軸方向の移動距離の修正によって修正される。
また、回転位置誤差Δθは、ターンテーブル５０の回転によって修正される。この場合、ターンテーブル５０の回転により電子部品６４のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置にずれΔｘおよびΔｙが生ずる。そのため、部品装着ヘッド４４のＸ軸方向およびＹ軸方向の移動距離は、これらずれΔｘおよびΔｙをなくすようにも修正される。ターンテーブル５０を回転させる回転駆動装置およびＸ軸方向，Ｙ軸方向の各移動装置４２，３５が電子部品６４の回転位置誤差修正装置を構成しているのである。
【００４８】
部品装着ヘッド４４の移動距離は更に、プリント基板１４の位置決め誤差をなくすようにも修正される。プリント基板１４のＸ軸方向およびＹ軸方向における位置決め誤差はプリント基板１４に設けられたプリント基板基準マークからわかり、プリント基板１４の位置決め後、電子部品６４の装着前に撮像されて算出されており、このような部品吸着具６６による電子部品６４の保持姿勢の修正ならびにプリント基板１４の位置修正により、電子部品６４は適正な姿勢でプリント基板１４の適正な位置に装着される。
【００４９】
装着時には、吸着時と同様に、電子部品６４を装着する部品吸着具６６に対応するエアシリンダ９２が作動させられてピストンロッド９３が摺動軸６８の頭部７１に対向する位置へ下降させられ、その状態で押下部材５１が下降させられて電子部品６４がプリント基板１４に載置される。載置後、部品吸着具６６へのバキュームの供給が断たれ、吸着時と同様にエアシリンダ９２が収縮させられるとともに押下部材５１が上昇させられて部品吸着具６６が上昇する。装着後、次に電子部品６４をプリント基板１４に装着する部品吸着具６６が移動距離を修正されて装着位置へ移動し、電子部品６４をプリント基板１４に装着する。部品装着ヘッド４４により保持された全部の電子部品６４のプリント基板１２への装着が終了すれば、部品装着ヘッド４４は新たな電子部品６４を保持するために部品供給パレット１６へ移動する。
【００５０】
以上のようにして、所定量の電子部品６４のプリント基板１２への装着が行われた後、プリント基板１２の種類が変わり、あるいはいずれかのカートリッジ１３０内の電子部品６４がなくなるなどした場合には、それまで電子部品６４を供給していた部品供給パレット１６が退避位置へ後退させられ、予め準備されていたもう一方の部品供給パレット１６が部品供給位置へ前進させられて固定される。
この部品供給パレット１６が、これへのカートリッジ１３０の取付け後始めて部品供給位置に固定された場合には、前述の場合と同様に、全カートリッジ１３０のカートリッジ基準マーク１３２の撮像からの作動が繰り返されるが、既に１度でも部品供給位置に固定されたことがあるのであれば、以下のようにして今回の取付位置誤差ΔＸCn′およびΔＹCn′が求められた後、電子部品６４の装着が行われる。
【００５１】
一旦ベース１０上の部品供給位置に固定されて電子部品６４を供給していた部品供給パレット１６が、カートリッジ１３０への部品補給等のため退避位置へ後退させられ、再度部品供給位置へ前進させられて固定されたとき、部品供給パレット１６の固定位置は、すべてのカートリッジ１３０が部品供給パレット１６に取り付けられた後、その部品供給パレット１６が部品供給位置に固定されたときの固定位置（当初の固定位置と称する）からずれるのが普通である。
したがって、まず、ＣＣＤカメラ１２０が本来パレット基準マーク１３４があるべき位置へ移動させられて、パレット基準マーク１３４が撮像され、今回のパレット基準マーク１３４の固定位置誤差（本来あるべき位置からのずれ量）ΔＸP1，ΔＹP1，ΔＸP2，ΔＹP2が、図１１（ａ）に示すように求められるのである。
【００５２】
そして、これら今回の固定位置誤差ΔＸP1，ΔＹP1，ΔＸP2，ΔＹP2と、当初の固定位置誤差ΔＸQ1，ΔＹQ1，ΔＸQ2，ΔＹQ2との差が、部品供給パレット１６の当初の固定位置と今回の固定位置とのずれを表すことになる。
このように、部品供給パレット１６の固定位置がずれれば、それに支持されているカートリッジ１３０のベース１０に対する位置にもずれが生ずるが、一旦部品供給パレット１６に取り付けられたカートリッジ１３０が部品供給パレット１６に取り付けられたままである限り、カートリッジ基準マーク１３２とパレット基準マーク１３４との位置関係は変わらないため、２個のパレット基準マーク１３４の撮像により得られる固定位置のずれ量に基づいて各カートリッジ１３０の当初の固定位置誤差を修正することにより、各カートリッジ１３０の今回の取付位置誤差（本来あるべき位置からのずれ量）を求めることができる。
【００５３】
部品供給パレット１６が再度ベース１０上の部品供給位置に固定されたときに、あらためて全部のカートリッジ基準マーク１３２を撮像すれば、カートリッジ１３０の位置誤差を求めることができるが、撮像に時間がかかる。それに対し、パレット基準マーク１３４の固定位置誤差の差に基づいてカートリッジ１３０の取付位置誤差を修正する場合には、２個のパレット基準マーク１３４を撮像するのみでよく、多数のカートリッジ１３０の取付位置誤差を迅速に修正することができるのである。
【００５４】
具体的には、２個のパレット基準マーク１３４の各Ｘ軸方向の今回の固定位置誤差ΔＸP1，ΔＸP2の平均値（ΔＸP1＋ΔＸP2）／２から前記当初の固定位置誤差ΔＸQ1，ΔＸQ2の平均値（ΔＸQ1＋ΔＸQ2）／２が差し引かれて、部品供給パレット１６の今回の固定位置の当初の固定位置からのずれ量が、Ｘ軸方向修正量ΔＸD として演算される。Ｘ軸方向に関しては全てのカートリッジ基準マーク１３２に対する修正量が一律なのであり、ＲＡＭに格納されている各カートリッジ基準マーク１３２のＸ軸方向の取付位置誤差ΔＸCnがこの修正量だけ修正されたものが今回の各カートリッジ基準マーク１３２のＸ軸方向の取付位置誤差ΔＸCn´としてＲＡＭに格納される。なお、次にまた部品供給パレット１６が退避位置へ後退させられた場合にも同様にして新しい取付位置誤差が演算されるので、当初の取付位置誤差ΔＸCnはＲＡＭに残される。
【００５５】
上記のように、Ｘ軸方向の修正量は全てのカートリッジ基準マーク１３２に対して一律であるのに対し、Ｙ軸方向に関しては各カートリッジ基準マーク１３２に対する修正量が相異なる。これらの修正量は次のようにして求められる。
図１１（ｂ）に示すように、当初○印の位置にあった２個のパレット基準マーク１３４が今回は×印の位置へ移動したとすれば、各カートリッジ基準マーク１３２のＹ軸方向の修正量は一次式ｙ＝｛（ΔＹD2−ΔＹD1）／Ｌ｝・ｘ＋ΔＹD1から求められる。ただし、ΔＹD1＝ΔＹP1−ΔＹQ1，ΔＹD2＝ΔＹP2−ΔＹQ2であり、Ｌは２個のパレット基準マーク１３４のＸ軸方向における距離である。この一次式は、パレット基準マーク１３４のＹ軸方向のずれのない位置を原点とし、一方のパレット基準マーク１３４をＸ軸方向の原点として求められる。
【００５６】
各カートリッジ基準マーク１３２のＹ軸方向における修正量はこの一次式を満足するはずであり、一方のパレット基準マーク１３４からの距離Ｄn をこの一次式に代入することにより各カートリッジ基準マーク１３２のＹ軸方向における修正量｛（ΔＹD2−ΔＹD1）／Ｌ｝・Ｄn ＋ΔＹD1が算出される。そして、カートリッジ基準マーク１３２毎にＲＡＭに格納されているＹ軸方向の当初の取付位置誤差ΔＹCnが上記修正量だけそれぞれ修正されることにより今回の各カートリッジ基準マーク１３２のＹ軸方向の取付位置誤差ΔＹCn′が求められ、ＲＡＭに格納される。
【００５７】
これら取付位置誤差ΔＸCn′，ΔＹCn′が求められた後、ＲＯＭに格納されている電子部品装着データに基づいて部品装着ヘッド４４のＸ軸，Ｙ軸両方向における移動距離が算出される。そして、その算出された移動距離が取付位置誤差ΔＸCn′，ΔＹCn′だけ修正されて、電子部品６４の各カートリッジ１３０からの取出しが行われる。これ以外の作動は前記作動と同様である。
【００５８】
以上は、部品供給パレット１６が退避位置へ後退させられたがカートリッジ１３０の交換は行われなかった場合の説明であるが、多数のカートリッジ１３０のうちの一部のものが交換された場合には、それら交換されたカートリッジ１３０の取付位置誤差の検出が以下のようにして行われる。
カートリッジ１３０の一部を交換した場合には、作業者はそれら交換したカートリッジ１３０の番号を図示を省略する入力装置から入力しておく。すると、次の部品供給パレット１６が部品供給位置へ前進させられて固定された場合に、前述のようにパレット基準マーク１３４の撮像が行われた後に、上記番号が入力されているカートリッジ１３０のカートリッジ基準マーク１３２の撮像も行われる。
【００５９】
そして、交換されなかったカートリッジ１３０については前述のようにして今回の取付位置誤差が求められるが、交換されたカートリッジ１３０については上記カートリッジ基準マーク１３２の撮像の結果から今回の取付位置誤差が求められる。また、パレット基準マーク１３４の当初の固定位置誤差と今回の固定位置誤差との差に基づいて、交換された各カートリッジ１３０のカートリッジ基準マーク１３２の位置における当初の位置と今回の位置との各ずれ量が計算され、それらずれ量に基づいて、交換された各カートリッジ１３０が当初から部品供給パレット１６に取り付けられていたと仮定した場合の取付位置誤差（当初の取付位置誤差）が逆算され、それまでＲＡＭに格納されていた当初の取付位置誤差と置換される。これによって、以後、交換された各カートリッジ１３０を当初から取り付けられていた他のカートリッジ１３０と同様に扱うことが可能になる。
【００６０】
以上、電子部品６４が部品供給パレット１６に取り付けられたカートリッジ１３０によって供給される場合について説明したが、部品供給ボックス２００によって供給される場合もある。この場合には、部品取出しロボット２２０が部品収容トレイ２０８の部品収容凹部２１２から電子部品６４を取り出して部品コンベア２５０上に位置決めした状態で載せ、部品装着ヘッド４４は部品コンベア２５０上に位置決めされた電子部品６４を吸着してプリント基板１４に装着する。
【００６１】
この際、部品収容トレイ２０８に付されたトレイ基準マーク２１６をＣＣＤカメラ２４８により撮像して部品収容トレイ２０８の位置誤差を検出し、部品取出しロボット２２０の移動距離を修正することにより電子部品６４を確実に取り出すことができる。また、部品コンベア２５０にもコンベア基準マークを設けて部品コンベア２５０の停止位置誤差がわかるようにすれば、部品装着ヘッド４４による電子部品６４の吸着を確実に行うことができる。
【００６２】
なお、部品収容トレイ２０８に収容された全部の電子部品６４が取り出されたならば、その部品収容トレイ２０８は部品取出しロボット２２０のアーム２４２によって後方へ押し出され、次の段の部品収容トレイ２０８から電子部品６４を取り出し得るようにされる。部品供給ボックス２００の棚２０２に設けられたガイドレール２０６はＹ軸方向において部品収容トレイ２０８の寸法の２倍より長いものとされているため、電子部品６４のなくなった部品収容トレイ２０８を後方へ退避させることができるのである。
また、以上の説明においては、部品供給パレット１６からの電子部品６４の供給と部品供給ボックス２００からの供給とを別々に説明したが、これらから供給される電子部品６４を混合して部品装着ヘッド４４に保持させ、プリント基板１２の装着させることも勿論可能である。
【００６３】
このように本実施例によれば、部品装着ヘッド４４の全部の部品吸着具６６および部品保持チャックによって吸着，保持された電子部品６４の像データを一斉に取得することができ、電子部品６４の像を１個ずつ取得する場合に比較して迅速に取得し得るとともに、電子部品６４を迅速にプリント基板に装着することができる。
【００６４】
また、本実施例においては電子部品撮像装置が高精度用，中精度用の２種類設けられており、電子部品６４の種類に応じて適正な精度で撮像することができる。
【００６５】
さらに、本実施例においては、部品吸着具６６自身は回転せず、ターンテーブル５０の回転によって電子部品６４の回転位置誤差Δθが修正されるようになっているため、部品吸着具６６を自身の軸心まわりに回転させて回転位置誤差Δθを修正する場合のように専用のノズル回転装置を必要とせず、装置コストを低減することができる。
【００６６】
また、１２個の部品吸着具６６は、電子部品６４の吸着，装着を行う部品吸着具６６のみが下降させられるようになっているが、そのためのエアシリンダ９２は全部の部品吸着具６６の各々に対応して設けられるとともに、エアシリンダ９２，押下部材５１および押下部材５１の昇降装置が部品装着ヘッド４４に設けられて部品吸着具６６と共に移動するようにされており、部品吸着具６６がＸ軸方向，Ｙ軸方向のどの位置にあってもエアシリンダ９２および押下部材５１の作動によって吸着，装着動作を行わせることができる。
【００６７】
さらに、本実施例において装着装置１８のＹ軸スライド３２と部品取出しロボット２２０のＹ軸スライド２２８とは、それぞれ２個のＹ軸サーボモータ３４，２２６によって移動させられるようになっているため、こじりや振動を生ずることなく迅速に移動させることができる。
長手形状のＹ軸スライド３２，２２８を、一方の端部のみを長手方向と直角な方向に駆動することにより移動させる場合には、Ｙ軸スライド３２，２２８とそれに支持されているＸ軸スライド３８，２３６等の慣性に基づくこじりや振動が生じ易く、高速で移動させることができないのであるが、本実施例におけるように両端部を駆動すれば高速で移動させてもこじりや振動が生じることがないのである。
【００６８】
また、装着装置１８による部品供給パレット１６からの電子部品６４の吸着およびプリント基板１４への装着も、部品取出しロボット２２０による部品供給ボックス２００からの吸着も、基準マークの撮像に基づく位置修正を伴って行われるため、装置の構成部材の加工精度や組立精度を低くすることができ、装置の製造コストを著しく低減することができる。
カートリッジ１３０と部品吸着具６６との相対位置誤差および部品収容トレイ２０８と部品吸着ヘッド２４４との相対位置誤差は、極めて多くの構成部材の加工誤差，組立誤差の累積である。したがって、これらの相対位置精度を高めるためには、それら多くの構成部材全ての加工精度および組立精度を高めることが必要であり、製造コストが非常に高くなることを避け得ないのでるが、本実施例におけるように、基準マークの撮像によりこれらの累積誤差を修正すれば、これら構成部材の加工精度および組立精度を高める必要がなくなり、製造コストを著しく低減させ得るのである。
【００６９】
さらに、本実施例においては、電子部品６４が部品供給パレット１６と部品供給ボックス２００との両方から供給され、これらはそれぞれ大きく性質を異にする電子部品６４の供給に適している。また、部品供給ボックス２００は、多数の棚２０２がフレーム２０４に組み付けられて成るものであり、棚２０２の組み合わせを変えることにより、部品供給ボックス２００によって供給し得る電子部品の種類や数を変えることができる。
その上、部品装着ヘッド４４も多種類の部品吸着具６６を自動交換して使用し得、かつ大形の部品を保持する部品保持チャックも備えているため、極めて広範囲の電子部品６４を装着することができる。
【００７０】
なお、上記実施例においては、部品装着ヘッド４４が移動するようにされていたが、電子部品撮像装置を移動させて電子部品６４を撮像するようにしてもよい。
【００７１】
また、上記実施例においては、ラインセンサによって撮像された全部のデータが画像メモリに格納され、電子部品６４以外の部分のデータも記憶されるようになっていたが、部品吸着具６６および部品保持チャックを中心とする一定の領域のデータのみが画像メモリに格納されるようにすることも可能であり、それによって画像メモリの所要記憶容量を小さくすることができる。
【００７２】
さらに、上記実施例において撮像精度の異なる２種類の電子部品撮像装置が設けられていたが、２種類設けることは不可欠ではなく、１種類のみでもよい。
【００７３】
また、上記実施例において、部品吸着具６６は部品装着ヘッド４４にターンテーブル５０の回転軸線を中心とする一円周上に設けられていたが、例えば、Ｘ軸方向あるいはＹ軸方向のみに１列に並ぶように設けられる場合、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ複数列ずつ並んで設けられる場合等、部品吸着具が任意の配列で設けられた部品装着ヘッドにより保持された電子部品を撮像する装置にも本発明を適用することができる。
【００７４】
さらに、上記実施例においては部品供給パレット１６とカートリッジ１３０との両方に基準マーク１３４，１３２が設けられていたが、１個の部品供給パレット１６に取り付けられている多数のカートリッジ１３０のうちの代表的な２個（例えば、両端の２個）のカートリッジ基準マーク１３２をパレット基準マーク１３４の代わりとして利用することも可能である。これら代表的なカートリッジ１３０が交換されない限り、これらのカートリッジ基準マーク１３２が部品供給パレット１３４に対して相対移動することがないので、これらのカートリッジ基準マーク１３２を部品供給パレット１６に固定して設けられたパレット基準マーク１３４とみなすことができるのである。
なお、これら代表的な２個のカートリッジ１３０のいずれかが交換された場合には、もう一度全てのカートリッジ基準マーク１３２の撮像から行えばよい。
【００７５】
また、カートリッジ１３０を部品供給パレット１６に精度良く取り付けることは比較的容易であるため、部品供給パレット１６のみに基準マークを設け、部品供給パレット１６のベース１０に対する固定位置誤差のみに基づいてカートリッジ１３０の取付位置誤差を求め、部品吸着具６６の移動距離を修正するようにしてもよい。
【００７６】
逆に、カートリッジ１３０のみに基準マークを設けてもよい。この場合には、部品供給パレット１６をベース１０上の部品供給位置に固定する毎にカートリッジ基準マーク１３２を読み取って位置ずれ量および方向を算出するのである。
【００７７】
カートリッジのみに基準マークを設ける例を図１８に示す。本実施例において複数の部品供給カートリッジ３６０（以下、カートリッジ３６０と略称する。）は、移動テーブル３６２上にＸ軸方向に並んで取り付けられている。移動テーブル３６２上には、図２４に示すように位置決めピン３６４が１個のカートリッジ３６０について２個ずつ、Ｙ軸方向に距離を隔てて立設されており、カートリッジ３６０は位置決めピン３６４により位置決めされて移動テーブル３６２に取り付けられている。
【００７８】
カートリッジ３６０において電子部品は、前記カートリッジ１３０におけると同様にテープに保持されてテーピング電子部品とされている。テーピング電子部品は、図２０に示すカートリッジ本体３６８の上面上を所定ピッチずつ送られ、カートリッジ本体３６８の先端部に回動可能に取り付けられたカバー３７０の下側へ送られる。
【００７９】
キャリヤテープに貼り付けられて部品収容凹部を覆うカバーフィルムは、カバー３７０に設けられたスリット３７２を通って引き出され、図示しないリールにより巻き取られる。また、カバーフィルムを剥がされたキャリヤテープはカバー３７０とカートリッジ本体３６８との間を送られ、カバー３７０のスリット３７２より先端側に設けられた開口３７４に至った部品収容凹部内の電子部品が図１８に示す部品装着ヘッド３７６によって取り出される。開口３７４が設けられた位置が各カートリッジ３６０の部品供給位置である。このカバー３７０の上面には、開口３７４にＹ軸方向において隣接する位置にカートリッジ基準マーク３７８が設けられている。
【００８０】
移動テーブル３６２は、図１９に示すベース３８２上に設けられたボールねじ３８４が図示しないサーボモータによって回転させられることにより、一対のガイドレール３８６に案内されてＸ軸方向に移動させられる。それにより複数のカートリッジ３６０のうちの１つが、その部品供給位置が部品装着ヘッド３７６の部品吸着位置と一致する部品取出し位置へ移動させられる。
【００８１】
部品装着ヘッド３７６は前記部品装着ヘッド４４と同様に構成され、図示しない回転駆動装置によってＺ軸方向に平行な軸線のまわりに回転させられるターンテーブル３８８を有している。このターンテーブル３８８は、図１８に矢印で示す方向に回転させられることにより、黒丸印を付して位置を示すように等角度間隔に取り付けられた６個の部品吸着具３９０（図１９参照）がターンテーブル３８８の回転軸線を中心とする円周上の任意の位置へ移動させられる。これら６個の部品吸着具３９０の移動位置のうち、最も移動テーブル３６２側のカートリッジ３６０上方の位置が部品吸着位置であり、部品吸着位置から１８０隔たった位置が部品装着位置である。
【００８２】
部品装着ヘッド３７６は図示しない移動装置によりＹ軸方向に移動させられ、カートリッジ３６０とプリント基板３９６との間を移動させられる。プリント基板３９６は基板コンベアにより搬送された後、基板位置決め支持台３９８上に位置決め支持され、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動させられる。これらカートリッジ３６０とプリント基板３９６との間の部品装着ヘッド３７６の移動経路の途中には前記高精度電子部品撮像装置１９０および中精度電子部品撮像装置１９２と同様の高精度電子部品撮像装置４００および中精度電子部品撮像装置４０２が設けられている。
【００８３】
カートリッジ３６０に付されたカートリッジ基準マーク３７８はＣＣＤカメラ３９２によって読み取られる。ＣＣＤカメラ３９２は、その撮像面３９４の中心Ｏ（図２１参照）が部品取出し位置に移動させられたカートリッジ３６０のカートリッジ基準マーク３７８の中心と一致する位置に固定して設けられている。
【００８４】
カートリッジ基準マーク３７８の読取りは、電子部品のプリント基板への装着開始前に行われる。移動テーブル３６２の移動により複数のカートリッジ３６０が順次部品取出し位置へ移動させられ、各カートリッジ基準マーク３７８がＣＣＤカメラ３９２によって読み取られるのであるが、図２１に示すように、撮像面３９４の中心Ｏとカートリッジ基準マーク３７８の中心とがずれていることがある。カートリッジ基準マーク３７８は部品供給位置に隣接して設けられており、カートリッジ基準マーク３７８のずれは部品供給位置のずれと見做すことができる。
【００８５】
カートリッジ３６０の部品供給位置（図２３，図２４には黒丸印を付して示す）のずれＧは、例えば、図２２に示すように、カートリッジ３６０がテーブル３６２の上面に傾いて取り付けられることにより生じ、あるいは図２３に示すようにカートリッジ本体３６８のそりによって生じ、あるいは図２４に示すように位置決めピン３６４の取付誤差によって生ずる。図２２〜図２４に示すようにカートリッジ３６０の部品供給位置の位置ずれはＸ軸方向に大きく生じ、Ｙ軸方向におけるずれは極く僅かであり、Ｘ軸方向のずれを修正すれば電子部品を確実に吸着することができ、Ｙ軸方向については修正しなくても支障はない。
【００８６】
したがって、ＣＣＤカメラ３９２による撮像に基づいてカートリッジ基準マーク３７８のＸ軸方向における各位置ずれ量Δｘが算出され、カートリッジ３６０毎にコンピュータのＲＡＭに格納される。なお、この位置ずれ量は電源がＯＦＦにされてもバックアップされて消去されないようになっている。
【００８７】
そして、カートリッジ３６０が移動テーブル３６２の移動によって部品取出し位置へ移動させられるとき、Ｘ軸方向の位置ずれ量Δｘが読み出され、移動テーブル３６２の移動距離が修正されて部品供給位置が部品吸着位置と一致するようにされる。そのため、カートリッジ３６０の取付位置にずれがあっても部品吸着具３９０は電子部品を吸着することができる。
【００８８】
６個の部品吸着具３９０の全部が電子部品を吸着した後、部品装着ヘッド３７６がプリント基板３９６へ移動する途中で部品吸着具３９０による電子部品の保持姿勢が高精度電子部品撮像装置４００および中精度電子部品撮像装置４０２によって撮像され、水平面内における中心位置誤差ΔＸE ，ΔＹE および回転位置誤差Δθが算出される。前記実施例と同様に、回転位置誤差Δθはターンテーブル３８８の回転により修正され、その修正に伴うＸ軸方向およびＹ軸方向の各ずれおよび中心位置誤差ΔＸE ，ΔＹE はプリント基板３９６の移動距離の修正により修正され、電子部品はプリント基板の適正な位置に適正な姿勢で装着される。
【００８９】
このように本実施例の電子部品装着装置によれば、カートリッジ３６０に設けられたカートリッジ基準マーク３７８を予め読み取ってテーブル３６２の移動距離を修正することにより、カートリッジ３６０の部品供給位置にずれがあっても部品吸着具３９０が電子部品を吸着することができるようにされており、部品装着ヘッド３７６の作動開始当初から電子部品を確実に吸着することができる。
【００９０】
上述のように、高精度，中精度の各電子部品撮像装置４００，４０２によって部品吸着具３９０による電子部品の保持姿勢が撮像され、中心位置誤差ΔＸE ，ΔＹE が算出されるようになっており、カートリッジ基準マーク３７８の撮像に基づいて移動テーブル３６２の移動距離を修正しない場合、中心位置誤差ΔＸE ，ΔＹE に部品供給位置の位置ずれが含まれるため、それに基づいて移動テーブル３６２の移動距離を修正することにより部品吸着具３９０が電子部品を吸着し得るようにすることもできる。しかし、この場合には、部品装着ヘッド３７６の作動開始当初から、位置ずれ量の算出によって移動テーブル３６２の移動距離が修正されるまでの間は部品供給位置と部品吸着位置とがずれたままであり、部品吸着具３９０が電子部品を吸着し損なうことがあるのに対し、本電子部品装着装置においては部品装着ヘッド３７６の装着動作の開始当初から移動テーブル３６２の移動距離が修正されるため、部品吸着具３９０が電子部品を吸着し損なうことがないのである。
【００９１】
カートリッジ基準マーク３７８の読取りおよび位置ずれ量の算出は、段取り替えに伴うプログラム変更や電子部品がなくなったこと等によるカートリッジ３６０の交換毎に行われる。この場合、コンピュータのＲＡＭに格納された交換前の位置ずれ量はクリアされて新たな位置ずれ量が格納される。
【００９２】
また、カートリッジ基準マーク３７８の位置ずれ量Δｘは、装置の電源がＯＦＦにされてもクリアされないようになっているため、次の電子部品の装着が前回の続きから行われるとき、再度カートリッジ基準マーク３７８を撮像して位置ずれ量を算出しなくてもよく、迅速に電子部品の装着を開始することができる。
【００９３】
なお、本実施例においては部品装着ヘッド３７６がＹ軸方向に移動させられるため、カートリッジ基準マーク３７８の読取りに基づいて部品供給位置のＹ軸方向の位置ずれ量Δｙを算出し、電子部品装着時に部品装着ヘッドのＹ軸方向の位置を修正して位置ずれを解消するようにしてもよい。
【００９４】
また、電子部品の装着時にプリント基板３９６がＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させられるようになっていたが、プリント基板３９６をＸ軸方向のみに移動させ、部品装着ヘッド３７６のＹ軸方向の移動と合わせてプリント基板３９６の任意の位置に電子部品を装着するようにしてもよい。
【００９５】
上記実施例において移動装置３５，４２を構成するＹ軸サーボモータ３４，Ｘ軸サーボモータ４０はいずれも交流サーボモータとされていたが、パルスモータを使用してもよい。
【００９６】
さらに、部品吸着具保持装置２５２にも基準マークを設け、部品吸着具６６の交換時の位置決め精度を向上させるようにしてもよい。
【００９７】
上記実施例において電子部品６４はラインセンサを有する撮像装置によって撮像されていたが、図１２に示すように撮像手段としてのＣＣＤカメラ３００を有する撮像装置３０２によって撮像してもよい。この撮像装置３０２は、前記高精度電子部品撮像装置１９０および中精度電子部品撮像装置１９２と同様に紫外線を照射する紫外線照射装置および２種類のフィルタを有しており、部品吸着具の発光板が紫外線を吸収して可視光線を照射することにより電子部品の投影像が形成される。ＣＣＤカメラ３００は部品装着ヘッド４４に保持された全部の電子部品６４を撮像するのに十分な撮像面を有しており、部品装着ヘッド４４は電子部品６４の吸着後、カメラ３００上へ移動した状態で停止し、全部の電子部品６４が一挙に撮像され、その撮像結果に基づいて回転位置誤差および中心位置誤差が算出される。
【００９８】
また、上記各実施例において部品供給パレット１６は前進，後退のみ可能とされていたが、移動の態様を変更することも可能である。例えば、図１３に示すように、２個あるいは３個の部品供給パレット３０６を含む部品供給パレット群を２群設け（図１３に示す部品供給パレット群については１群について部品供給パレットが２個ずつ設けられている）、各群内において部品供給パレット３０６をそれぞれ、移動装置によって矢印で示すように一方向に循環式に移動させるのである。このようにすれば、各群１個ずつ、計２個の部品供給パレット３０６から電子部品を供給しつつ、他の部品供給パレット３０６に対する段取り替え作業を行うことができる。
【００９９】
また、図１４に示すように、基板コンベア１２の一方の側に部品供給パレット３１０を２個設け、それら部品供給パレット３１０をＸ軸方向に移動可能とする一方、基板コンベア１２の他方の側に部品供給パレット３１２を位置を固定して設けてもよい。この場合には部品供給パレット３１２と基板コンベア１２との間にも高精度電子部品撮像装置３１４および中精度電子部品撮像装置３１６を設ける。このように基板コンベア１２の両側に部品供給パレットを設ければ、供給し得る電子部品６４の種類を増やすことができる。
【０１００】
さらに、基板コンベアの両側に部品供給パレットを設ける場合、図１５に示すように２個の基板コンベア３２０を並行に設けてもよい。このようにすれば、一方の基板コンベア３２０によってプリント基板１４が搬送される間に他方の基板コンベア３２０により位置決め支持されたプリント基板１４に電子部品を装着することができ、あるいは２枚のプリント基板１４に同時に電子部品を装着することができ、装着能率を向上させることができる。また、この場合、一方の基板コンベア３２０側にＸ軸方向に移動する部品供給パレット３２２および循環式の部品供給パレット３２４が設けられ、他方の基板コンベア３２０の側にＸ軸方向に移動する部品供給パレット３２６が設けられている。
【０１０１】
この場合、部品装着ヘッドを２個設け、各部品装着ヘッドがそれぞれ部品供給パレット３２２，３２４，３２６から電子部品を受け取り、２個の基板コンベア３２０によりそれぞれ搬送される２枚のプリント基板に並行して電子部品６４を装着するようにしてもよい。
【０１０２】
さらにまた、図１６に示すように、基板コンベア３３０を２個設けるとともに、一方の基板コンベア３３０に隣接して循環式の部品供給パレット３３２を２群設け、他方の基板コンベア３３０に隣接してＸ軸方向のみに移動する部品供給パレット３３４を１対設けてもよい。
【０１０３】
また、図１７に示すように、基板コンベア３４０の一方の側に固定の部品供給パレット３４２と、循環式の部品供給パレット３４４とを設け、他方の側に固定の部品供給パレット３４６を設けるとともに、部品供給パレット３４２，３４４にＹ軸方向に隣接して部品供給ボックス３４８を設けてもよい。
【０１０４】
これらの他にも、基板コンベア，位置固定の部品供給パレット，循環式の部品供給パレット，一方向のみに移動する部品供給パレットおよび部品供給ボックスの数および配置は、目的に応じて種々に組み合わせることが可能である。
そして、図１３ないし図１７の電子部品装着装置を含む多種類の電子部品装着装置は、複数種類の単位ブロックを量産し、それらを適宜組み合わせて構成することが可能であり、それによって、多様な要求に答え得る、自由度に富んだ電子部品装着装置シリーズを得ることができる。
【０１０５】
さらに、上記各実施例において電子部品撮像時の照明は、部品吸着具に設けた発光板が紫外線を吸収して可視光線を発射することにより行われていたが、これ以外の態様で照明してもよい。例えば、部品吸着具に発光ダイオードを有して発光する発光板およびその光を拡散する拡散板を設けて電子部品に光を当てるのである。
【０１０６】
その他、特許請求の範囲を逸脱することなく、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した態様で本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の一実施例である電子部品装着機を示す平面図である。
【図２】上記電子部品装着機の部品装着ヘッドを示す正面断面図である。
【図３】上記部品装着ヘッドの部品吸着具にバキュームを供給するホースの配管を示す図である。
【図４】上記部品装着ヘッドにおける部品吸着具の配置を示す平面図である。
【図５】上記電子部品装着機の部品供給パレットを示す平面図である。
【図６】上記電子部品装着機の部品供給ボックスを示す斜視図である。
【図７】上記部品供給ボックスを構成する棚に収容される部品供給トレイの一部を示す斜視図である。
【図８】上記棚の一部を示す正面図である。
【図９】上記電子部品装着機を制御する制御装置を示すブロック図である。
【図１０】上記部品供給パレット自体の固定位置誤差およびその部品供給パレットへのカートリッジの取付位置誤差の検出を説明する図である。
【図１１】上記部品供給パレットの固定位置誤差の変化に応じたカートリッジの取付位置誤差の修正量の算出を説明する図である。
【図１２】本発明の別の実施例である電子部品装着機を示す平面図である。
【図１３】電子部品装着機のさらに別の態様を示す図である。
【図１４】電子部品装着機のさらに別の態様を示す図である。
【図１５】電子部品装着機のさらに別の態様を示す図である。
【図１６】電子部品装着機のさらに別の態様を示す図である。
【図１７】電子部品装着機置のさらに別の態様を示す図である。
【図１８】本発明のさらに別の実施例である電子部品装着機を概略的に示す平面図である。
【図１９】図１８に示す電子部品装着機の部品装着ヘッドの部品吸着具および部品供給カートリッジの側面図（一部断面）である。
【図２０】図１８に示す部品供給カートリッジの先端部をＣＣＤカメラと共に示す斜視である。
【図２１】図１８に示す部品供給カートリッジのカートリッジ基準マークがＣＣＤカメラによって撮像された状態を示す図である。
【図２２】図１８に示す部品供給カートリッジの部品供給位置のずれの原因を説明するための図である。
【図２３】図１８に示す部品供給カートリッジの部品供給位置のずれの別の原因を説明するための図である。
【図２４】図１８に示す部品供給カートリッジの部品供給位置のずれの更に別の原因を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１２：基板コンベア ３５：Ｙ軸方向移動装置 ４２：Ｘ軸方向移動装置 ４４：部品装着ヘッド ５０：ターンテーブル ６４：電子部品 ６６：部品吸着具 １８０：制御装置 １９０：高精度電子部品撮像装置 １９２：中精度電子部品撮像装置 １９４，１９６：ラインセンサ ３００：ＣＣＤカメラ ３０２：撮像装置 ３１４：高精度電子部品撮像装置 ３１６：中精度電子部品撮像装置 ３７６：部品装着ヘッド ３９０：部品吸着具 ３９８：基板位置決め支持台 ４００：高精度電子部品撮像装置 ４０２：中精度電子部品撮像装置
【出願人】 【識別番号】０００２３７２７１
【氏名又は名称】富士機械製造株式会社
【住所又は居所】愛知県知立市山町茶碓山１９番地
【出願日】 平成１６年１０月１８日（２００４．１０．１８）
【代理人】 【識別番号】１０００７９６６９
【弁理士】
【氏名又は名称】神戸 典和

【識別番号】１００１１１３９４
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 光俊
【公開番号】 特開２００５−２００３５（Ｐ２００５−２００３５Ａ）
【公開日】 平成１７年１月２０日（２００５．１．２０）
【出願番号】 特願２００４−３０３０６８（Ｐ２００４−３０３０６８）