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【発明の名称】 部品搭載装置
【発明者】 【氏名】多賀 雄次
【住所又は居所】東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプス電気株式会社内
【要約】 【課題】１台のカメラで微細形状の部品をワークに搭載する際の位置ずれ状態の検出を良好に行い、位置合わせ精度を高めるとともに、タクトタイムの短縮化を可能とする部品搭載装置を提供する。

【解決手段】ワーク４の部品搭載部５と、部品搬送手段３により供給される部品６との位置ずれ状態を撮像するカメラ７を有する撮像ユニット８に、規定搬送位置に搬送された部品６の仮想中心軸と同軸に前記カメラ７を保持するカメラ支持体１１と、本体１６内に、前記ワーク４と前記部品６との位置ずれ状態を映した画像を前記カメラ７へ反射させる第１ミラー１７と第２ミラー１８とを有するロータリーミラー１３と、前記ロータリーミラー１３を回転機構２０，２１によって前記カメラ７の中心軸を回転軸として回転自在に支持するロータリーミラー支持体１２とを備える。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＸＹ方向に移動可能とされたステージと、
ＸＹＺ方向に移動可能とされた部品搬送手段と、
前記ステージのワーク搭載位置に搬送されたワークの部品搭載部に前記部品搬送手段により供給される部品を搭載する際の前記ワークの部品搭載部と前記部品との位置ずれ状態を撮像する１台のカメラを備えた撮像ユニットと、
前記ワークの部品搭載部と前記部品との位置ずれ状態の撮像データに基づいて前記ステージおよび部品搬送手段の少なくとも一方の移動量の必要な補正を行なう制御手段と、
を有する部品搭載装置であって、
前記撮像ユニットは、
規定搬送位置に搬送された部品の仮想中心軸と同軸に前記カメラを保持するカメラ支持体と、
本体内に、前記ワークと前記部品との位置ずれ状態を映した画像を反射させる第１ミラー、および前記第１ミラーから反射された前記ワークと前記部品との位置ずれ状態を映す画像を前記カメラへ反射させる第２ミラーを設けたロータリーミラーと、
前記ロータリーミラーを回転機構によって前記カメラの中心軸を回転軸として回転自在に支持するロータリーミラー支持体と
を有することを特徴とする部品搭載装置。
【請求項２】
前記第１ミラーは、移動機構により前記本体内を前記部品搭載部に対し、前記ロータリーミラーの回転軸と平行な方向に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の部品搭載装置。
【請求項３】
ＸＹ方向に移動可能とされたステージと、
ＸＹＺ方向に移動可能とされた部品搬送手段と、
前記ステージのワーク搭載位置に搬送されたワークの部品搭載部に前記部品搬送手段により供給される部品を搭載する際の前記ワークの部品搭載部と前記部品との位置ずれ状態を撮像する１台のカメラを備えた撮像ユニットと、
前記ワークの部品搭載部と前記部品との位置ずれ状態の撮像データに基づいて前記ステージおよび部品搬送手段の少なくとも一方の移動量の必要な補正を行なう制御手段と、
を有する部品搭載装置であって、
前記撮像ユニットは、
規定搬送位置に搬送された部品の仮想中心軸と同軸に前記カメラを保持するカメラ支持体と、
略筒状とされた本体内に、前記ワークと前記部品との位置ずれ状態を映した画像を反射させる複数の反射板が前記本体の内壁に沿って周方向に配列された第１ミラー群、および前記第１ミラー群に反射された前記ワークと部品との位置ずれ状態を映す画像を前記カメラへ反射させる複数の反射板が前記第１ミラー群と対向させて略錘体状に配列された第２ミラー群とを有するミラーユニットと、
前記ミラーユニットを、前記第２ミラー群の仮想中心軸が前記カメラの中心軸と同軸上に位置するように支持するミラー支持体と、
を有することを特徴とする部品搭載装置。
【請求項４】
前記ワークの部品搭載部は平面形状円形の凹状に形成され、前記部品は前記凹部に嵌合可能な平面形状円形の部品とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の部品搭載装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着垂下させた微細形状の部品をバレルなどのワーク上の所定の部品搭載部に搭載するための部品搭載装置であって、その搭載時における前記ワークと前記部品との位置ずれ状態を撮像する撮像ユニットを有する部品搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な部品搭載装置は、図５に示すように、水平方向（Y軸方向）に配置された供給ステーション１０１と搭載ステーション１０２とを有している。前記供給ステーションは部品１０３や前記部品１０３を実装するバレルなどのワーク１０４が搭載されたＸＹステージ１０５を有し、前記搭載ステーション１０２は前記供給ステーション１０１から移送されたワーク１０４に対し、同じく前記供給ステーション１０１から移送される部品６を載置するための搭載用ステージ１０６を有する。
【０００３】
両ステーション１０１、１０２間には前記供給ステーション１０１における部品１０３やワーク１０４を吸着して前記搭載ステーション１０２まで移送する部品搬送手段としての吸着コレット１０７が、Ｙ軸スケール１０８により移送距離を制御されつつ移動可能に配設されている。さらに、前記吸着コレット１０７は、各ステーション１０１、１０２上においてZ軸スケール１０９により昇降距離を制御されつつ上下方向にも移動可能とされている。
【０００４】
そして、前記供給ステーション１０１の上方には第１ＴＶカメラ１１０が固定配置され、また、前記搭載ステーション１０２の上方には第２ＴＶカメラ１１１が固定配置されている。
【０００５】
このような構成において、前記部品１０３を前記供給ステーション１０１から前記搭載ステーション１０２へ搬送するとともに前記搭載ステーション１０２に搭載されたワーク１０４との位置合わせを行う場合には、まず、第１ＴＶカメラ１１０により撮像された供給ステーション１０１における映像に基づいて、前記ワーク１０３が前記吸着コレット１０７のヘッド１０７ａの吸着位置、具体的には、前記第１ＴＶカメラ１１０の軸心上（図中、二点鎖線に示す）に来るように前記供給ステーション１０１のＸＹステージ１０５をＸＹ方向に移動させる。
【０００６】
次いで、前記吸着コレット１０７を前記Ｚ軸スケール１０９に基づいて下降距離を制御しつつ下降させてワーク１０４を吸着させ、この吸着状態において上方向に移動させる。次いで前記Ｙ軸スケール１０８に基づいて、移送距離を制御しつつ水平方向に移動させて前記搭載ステーション１０２の上方で、前記第２ＴＶカメラ１１１の軸心上（図中、二点鎖線に示す）に停止させる。
【０００７】
次いで、吸着コレット１０７を再び前記Ｚ軸スケール１０９に基づいて下降距離を制御しつつ下降させて前記ワーク１０４を前記載置用ステージ１０６上に載置させ、再び、上方向に移動させる。
【０００８】
同様に、前記部品１０３についても、前記供給ステーション１０１側から搭載ステーション１０２側へ移送させ、既に前記搭載ステーション１０２の載置用ステージ１０６上に載置されているワーク１０４上の所定位置に搭載する。
【０００９】
しかしながら、このように構成された従来の部品搭載装置では、配設されるカメラ１１０、１１１の台数も多く、供給ステーション１０５と搭載ステーション１０６との両ステーションにおいて、その度ごとに撮像を行って位置合わせを行うため、自ずと部品搭載時間（タクトタイム）が長くなるという問題点があった。
【００１０】
しかも、前記移送距離（移送量）やワーク１０４に部品１０３を搭載する位置の決定は、前記ＸＹステージ１０５、Ｙ軸スケール１０８、Ｚ軸スケール１０９に基づいてなされるため、装置全体が強固な筐体と精密なスケールとを備え、これらが重量、振動、温度、湿度などの各種ストレスの影響を受けないように構成されていないと位置合わせ精度が悪化してしまうという問題点があった。
【００１１】
そこで、最近では、１台のＴＶカメラを前記搭載ステーションの上方にのみ配設し、この１台のＴＶカメラにより前記吸着コレットにより支持されている部品と搭載ステーション上のワークとを同時に撮像して位置合わせを行うような構成の部品搭載装置が提供されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平９−３１２４９９号公報
【特許文献２】特開平１１−１３５９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この部品搭載装置においては、確かに、カメラ台数も少なくなり、前記供給ステーション側での撮像に要した時間をカットできるので、部品搭載時間（タクトタイム）の削減は図れる。
【００１４】
しかしながら、位置合わせを行う際、前記ＴＶカメラから前記吸着コレットにより支持されている部品までの距離と、前記ＴＶカメラから前記搭載ステーション上のワークまでの距離とに差があるため、被写界距離が異なってＴＶカメラの焦点が合わず、位置合わせが困難であるという別の問題点が生じた。
【００１５】
本発明は、前述の問題点に鑑み、１台のカメラで微細形状の部品をワークに搭載する際の位置ずれ状態の検出を良好に行い、位置合わせ精度を高めるとともに、タクトタイムの短縮化を可能とする部品搭載装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述した目的を達成するため、本発明は、ＸＹ方向に移動可能とされたステージと、ＸＹＺ方向に移動可能とされた部品搬送手段と、前記ステージのワーク搭載位置に搬送されたワークの部品搭載部に前記部品搬送手段により供給される部品を搭載する際の前記ワークの部品搭載部と前記部品との位置ずれ状態を撮像する１台のカメラを備えた撮像ユニットと、前記ワークの部品搭載部と前記部品との位置ずれ状態の撮像データに基づいて前記ステージおよび部品搬送手段の少なくとも一方の移動量の必要な補正を行なう制御手段とを有する部品搭載装置の前記撮像ユニットを、規定搬送位置に搬送された部品の仮想中心軸と同軸に前記カメラを保持するカメラ支持体と、本体内に、前記ワークと前記部品との位置ずれ状態を映した画像を反射させる第１ミラー、および前記第１ミラーから反射された前記ワークと前記部品との位置ずれ状態を映す画像を前記カメラへ反射させる第２ミラーを設けたロータリーミラーと、前記ロータリーミラーを回転機構によって前記カメラの中心軸を回転軸として回転自在に支持するロータリーミラー支持体とから構成し、さらに、前記ロータリーミラーの回転軸は、規定搬送位置に搬送された前記ワークの部品戴置部および規定搬送位置に搬送された前記部品の仮想中心軸と同軸上に位置するように構成する。
【００１７】
また、前記第１ミラーは、移動機構により前記本体内を前記部品搭載部に対し、前記ロータリーミラーの回転軸と平行な方向に移動可能に支持させる。
【００１８】
さらに、本発明は、ＸＹ方向に移動可能とされたステージと、ＸＹＺ方向に移動可能とされた部品搬送手段と、前記ステージのワーク搭載位置に搬送されたワークの部品搭載部に前記部品搬送手段により供給される部品を搭載する際の前記ワークの部品搭載部と前記部品との位置ずれ状態を撮像する１台のカメラを備えた撮像ユニットと、前記ワークの部品搭載部と前記部品との位置ずれ状態の撮像データに基づいて前記ステージおよび部品搬送手段の少なくとも一方の移動量の必要な補正を行なう制御手段とを有する部品搭載装置の前記撮像ユニットを、規定搬送位置に搬送された部品の仮想中心軸と同軸に前記カメラを保持するカメラ支持体と、前記ワークと前記部品との位置ずれ状態を映した画像を反射させる複数の反射板を略筒状とされた本体の内壁に沿って周方向に配列させた第１ミラー群、および前記第１ミラー群に反射された前記ワークと部品との位置ずれ状態を映す画像を前記カメラへ反射させる複数の反射板を前記第１ミラー群と対向させて略錘体状に配列させた第２ミラー群とを本体内に有するミラーユニットと、前記ミラーユニットを前記第２ミラー群の仮想中心軸が前記カメラの中心軸と同軸上に位置するように支持するミラー支持体とから構成する。
【００１９】
そして、前記部品搭載部が平面形状円形の凹状に形成されたワークを用い、前記凹状の部品搭載部に平面形状円形の部品を搭載する部品搭載装置を構成する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の部品搭載装置の構成は、前述の従来例に示した部品搭載装置のように装置全体が強固な筐体と精密なスケールとを備えていることを厳密に要求されずに、前記ワークに対する部品の搭載の直前の状態で精度良く位置合わせを行ない、しかも、その位置合わせ精度の基準を搭載用のステージ上で完結するための手段の一つである。
【００２１】
そして、本発明の部品搭載装置によれば、回転支持体により回転自在に支持されたロータリーミラーを駆動手段により回転させることで、予め定めた撮像位置における前記部品と前記ワークの部品搭載部との位置ずれ状態を、前記ロータリーミラー内に配設された前記第１ミラーと第２ミラーに反射させ、その画像を１台のカメラで撮像することができるため、撮像に要する時間を短縮化することができ、結果としてタクトタイムを短くすることができる。そして、撮像時においては、前記第１ミラーは規定搬送位置に搬送された前記ワークの部品搭載部および前記部品の位置ずれ状態を斜め上方からとらえるため、従来のように前記搭載ステーションの上方に固定された１台のカメラで撮像するよりも、被写界距離の差がなくなり、カメラの焦点も合いやすくなるため、位置合わせの精度を向上させることができる。
【００２２】
そして、前記第１ミラーを移動機構により垂直方向に移動させることで、さらに、カメラの焦点をあわせることが可能となり、よって、位置合わせの精度も、より向上させることができる。
【００２３】
また、前述した撮像ユニットに回転可能とされたロータリーミラーに代えて、前記ワークと前記部品との位置ずれ状態を映した画像を反射させる複数の反射板を略筒状とされた本体の内壁に沿って周方向に配列させた第１ミラー群と、前記第１ミラー群に反射された前記ワークと部品との位置ずれ状態を映す画像を前記カメラへ反射させる複数の反射板を前記第１ミラー群と対向させて略錘体状に配列させた第２ミラー群とを設けたミラーユニットを採用し、前記第２ミラー群を構成する前記複数の反射板の配列の仮想中心が前記カメラの中心と同軸上に位置するように支持することで、構成はシンプルになり、前記ワークの部品搭載部の略全周部分における前記ワークと部品との位置ずれ状態を、前記ロータリーミラー内に配設された前記第１ミラーと第２ミラーに反射させその画像を、一時に、１台のカメラで撮像することも可能になり、タクトタイムを頗る短縮することが可能になる。そして、撮像時においては、前記第１ミラー群は規定搬送位置に搬送された前記ワークおよび前記部品の位置ずれ状態を斜上方からとらえることとなるため、従来のように前記搭載ステーションの上方に固定された１台のカメラで撮像するよりも、被写界距離の差がなくなり、カメラの焦点も合いやすくなるため、位置合わせの精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態の部品搭載装置１の要部構成を示す側面図である。この図に示すように、本発明の部品搭載装置１は、ＸＹ方向に移動可能とされたステージ２と、ＸＹＺ方向に移動可能とされた部品搬送手段３と、前記ステージ２のワーク搭載位置に搬送されたワーク４の上面に形成された部品搭載部５に、前記部品搬送手段３により供給される部品６を搭載する際の前記ワーク４の部品搭載部５と前記部品６との位置ずれ状態を撮像する１台のカメラ７を備えた撮像ユニット８と、前記ワーク４の部品搭載部５と前記部品６との位置ずれ状態の撮像データに基づいて前記ステージ２および部品搬送手段３の少なくとも一方の移動量の必要な補正を行なう制御手段（図示せず）とを有している。
【００２５】
さらに詳しくは、本実施形態の部品搭載装置１は、上面に平面形状を円形とする凹部に形成された部品搭載部５を有するワーク４に平面形状を円形とする部品６を搭載するように構成された部品搭載装置１であって、より具体的には、前記ワーク４は直径寸法５ｍｍの円柱状のバレルであり、前記凹部はその上面に直径寸法４．２ｍｍ、前記凹部の周壁の厚さ寸法は０．４ｍｍとされている。そして、前記凹部の内周壁と２〜３μｍの間隙を以て前記部品を搭載する。
【００２６】
そして、本実施形態においては前記部品搬送手段３として吸着コレット（以下、３の符号を付す）を用いる。この吸着コレット３は、図示しない供給ステーションに載置された部品６を吸着して垂下した状態で規定搬送位置であるところの前記ワーク４の部品搭載部５まで搬送するように、前記供給ステーションと前記部品搭載部５間を相互に交差する水平二方向（ＸＹ方向）に移動可能とされ、前記部品搭載部５の上方や、前記供給ステーション上方においては上下方向（Ｚ方向）に移動可能とされている。
【００２７】
また、前記撮像ユニット８は、カメラ支持体１１により、前記ステージ２上の規定搬送位置に搬送された部品６の仮想中心軸と同軸に保持されたカメラ７と、前記カメラ７と前記ステージ２との間隙において、ロータリーミラー支持体１２に支持され、回転機構１４により前記カメラ７の中心軸を回転軸として水平方向に回転自在とされたロータリーミラー１３を有している。つまり、前記ロータリーミラー１３の回転軸は、規定搬送位置に搬送された前記部品６の仮想中心軸と同軸上に位置するように構成されている。
【００２８】
ここで、前記ロータリーミラー１３は、両端を開口させる略円筒状とされた本体１６を有し、前記本体１６内の前記ワーク４の部品搭載部５側に位置する部分（図において、下方）に、前記ワーク４と前記部品６との位置ずれ状態を前記部品６搬送部の外側斜め上方から映した画像を第２ミラー１８へ反射させるように反射面を斜め下向きにして、規定搬送位置に搬送された前記ワーク４の部品搭載部５へ指向させて配置された１枚の第１ミラー１７と前記第１ミラー１７から反射された前記ワーク４と前記部品６との位置ずれ状態を映す画像を前記カメラ７へ反射させるように反射面を斜め上向きにして、前記カメラ７へ指向させて配置された１枚の第２ミラー１８とを有している。また、前記本体１６内の前記カメラ７側に位置する部分には、前記カメラ７が前記本体１６内の中空部に臨むようにして配設されている。
【００２９】
また、本実施形態の部品搭載装置１における前記回転機構１４は回転支持体２０と駆動機構２１とから構成されている。前記回転支持体２０は円筒状の支持体本体２２を有し、前記支持体本体２２の内壁の周方向に形成された環状溝２３と前記ロータリーミラー１３の本体１６の外壁の周方向に形成された環状溝２４との間にボール２５を挟持させ、前記ボール２５を介して前記ロータリーミラー１３を回転自在に支承するボールベアリングの構成とされている。また、前記駆動機構２１はモータ２７と前記モータ２７の回転軸２８に連接されて回転自在とされたすぐ歯の駆動ギア２９からなり、前記駆動ギア２９のすぐ歯は前記ロータリーミラー１３の本体１６の外壁に周設されたギア部（図示せず）に噛合し、前記モータ２７の駆動力をもって前記ロータリーミラー１３を所望の方向に回転させる構成とされている。
【００３０】
また、本実施形態の部品搭載装置１における前記第１ミラー１７は、図示しないラックとピニオンを用いた移動機構３０により前記本体１６内を規定搬送位置に搬送された前記ワーク４の部品搭載部５へ接離する方向に（図においては垂直方向）に移動可能に配設されている。なお、前記移動機構３０はラックとピニオンを用いた構成に限らない。
【００３１】
また、本実施形態の部品搭載装置１における前記制御手段（図示せず）は、前記ロータリーミラー１３の回転動作と所定の回転角に予め設定された撮像位置における停止を制御する回転制御、前記ローターミラーの停止位置において、前記カメラ７を用いて前記部品６の外周と前記ワーク４の部品搭載部５とを撮像する撮像制御、前記撮像を画像処理し、その結果から補正の要否や前記ステージ２のＸＹ方向への補正移動量を割り出し、前記ステージ２の移動を行なう補正制御、さらには、前記ワーク４のワーク搭載位置への搬送や前記吸着コレット３を用いた部品６の搬送などの供給制御等を統括するように構成されている。
【００３２】
次に本実施形態の部品搭載装置１を用いた部品搭載方法について説明する。
【００３３】
まず、前記制御手段の供給制御により、前記ステージ２のワーク搭載位置に前記ワーク４を供給し、続いて、前記吸着コレット３を駆動させて供給ステーションに載置された部品６を吸着させ、垂下させた状態で規定搬送位置であるところの前記ワーク４の部品搭載部５の直上部、具体的には前記部品搭載部５の開口の２μｍ程度上方まで搬送する。
【００３４】
この状態で、前記制御手段の回転制御により、前記駆動機構２１の駆動モータ２７を駆動させ、前記ロータリーミラー１３を、ホームポジションとされる位置から、前記カメラ支持体１１により保持されたカメラ７の中心軸を回転軸として水平方向に回転させ、所定の撮像位置で停止させる。ロータリーミラー１３を回転させる角度（撮像位置）は任意に設定可能とする。例えば、ロータリーミラー１３の初期位置（ホームポジション）から反時計回りあるいは時計回りで、９０°、１８０°、２７０°の３箇所を撮像位置として設定することも可能であるし、同じく４５°、１３５°、２２５°、３１５°の４箇所を撮像位置として設定することも可能である。本実施形態においては、前記吸着コレット３の進入方向を前記ロータリーミラー１３の初期位置とし、反時計回りで９０°、１８０°、２７０°の３箇所を撮像位置として設定した場合を以て説明する（図２参照）。
【００３５】
まず、前記ロータリーミラー１３を初期位置から反時計回りに９０°回転させた位置（第１撮像位置）で停止させた状態で、前記制御手段の撮像制御により、前記部品６の外周部分と前記ワーク４の部品搭載部５との位置ずれ状態の画像を前記第１ミラー１７に映して第２ミラー１８へ反射させ、その画像を第２ミラー１８に映して前記カメラ７に反射させて前記カメラ７に収め、その画像（第１画像）を撮像する。
【００３６】
そして、再び、前記制御手段の回転制御により、前記駆動機構２１の駆動モータ２７を駆動させ、前記ロータリーミラー１３を、ホームポジションとされる位置から反時計回りに１８０°回転させた位置（第２撮像位置）で停止させた状態で、前記前記制御手段の撮像制御により、前記部品６の外周部分と前記ワーク４の部品搭載部５との位置ずれ状態の画像を前記第１ミラー１７に映して第２ミラー１８へ反射させ、その画像を第２ミラー１８に映して前記カメラ７に反射させて前記カメラ７に収め、その画像（第２画像）を撮像する。
【００３７】
さらに、前記制御手段の回転制御により、前記駆動機構２１の駆動モータ２７を駆動させ、前記ロータリーミラー１３を、ホームポジションとされる位置から反時計回りに２７０°回転させた位置（第３撮像位置）で停止させた状態で、前記前記制御手段の撮像制御により、前記部品６の外周部分と前記ワーク４の部品搭載部５との位置ずれ状態の画像を前記第１ミラー１７に映して第２ミラー１８へ反射させ、その画像を第２ミラー１８に映して前記カメラ７に反射させて前記カメラ７に収め、その画像（第３画像）を撮像する。なお、所定の撮像位置で撮像を行った後の前記ロータリーミラー１３は、前記制御手段の回転制御により、前記駆動機構２１の駆動モータ２７を駆動させ、前記ホームポジションへ戻しておく。
【００３８】
そして、前記制御手段の補正制御により、撮像した第１画像から第３画像を画像処理し、その結果に基づいて、ワーク４搭載位置にワーク４が搬送されているステージ２の移動量（ＸＹ方向）の補正の要否を判断し、前記移動量の補正が必要であると判断した場合においては、前記ステージ２のＸＹ方向への補正移動量を求め、前記ステージ２を前記補正移動量に従って移動させるように制御し、位置ずれ補正を行う。
【００３９】
なお、本実施形態においては、前記移動量の補正が必要であるか否かの判断は、例えば、前記第１画像乃至第３画像のいずれの画像においても、前記部品搭載部５の凹部の内周と前記部品６の外周とが重なっておらず（オーバーラップしていない）バランス良く配置されてる状態をもって、位置合わせ精度が許容される状態となったと判断することも可能であるし、より正確に、前記各撮像位置における前記部品搭載部５の凹部の内周と前記部品６の外周との距離寸法を求め、その距離寸法が予め定めておいた許容値内にあってバランス良く配置されている状態をもって、位置合わせ精度が許容される状態となったと判断することも可能である。また、作業者が前記カメラ７の画像処理の結果をモニタで目視確認して判断することも可能であるし、プログラミングによりソフト的に判断するように制御することも可能である。
【００４０】
そして、本実施形態においては、前述の移動量の補正の結果、位置合わせ精度が許容されるものとなるまで、再度、前記制御手段の回転制御により、前記駆動機構２１の駆動モータ２７を駆動させ、前記ロータリーミラー１３を回転させて所定の各撮像位置で前記部品６の外周部分と前記ワーク４の部品搭載部５との位置ずれ状態の画像を撮像し、補正移動量を求め、前記前記ステージ２を前記補正移動量に従って移動させるように制御し、位置ずれ補正を行うことを繰り返す。
【００４１】
例えば、図２（Ａ）においては、第２撮像位置において撮像した第２画像を画像処理した結果、前記部品搭載部５の凹部の内周と前記部品６の外周とが重なっているため、前記ワーク４をＸ方向左側へ移動させる補正が必要と判断されることとなる。また、図２（Ｂ）のように、前記第１撮像位置から第３撮像位置のいずれの撮像位置においても前記部品搭載部５の凹部の内周と前記部品６の外周とが重なっておらず、位置ずれ状態も許容される範囲である（バランス良く配置されている）場合には、前記移動量の補正は必要ないと判断される。
【００４２】
そして、前記移動量の補正は必要ないと判断した場合は、前記吸着コレット３を下方へ移動させ、吸着させた部品６を前記部品搭載部５の凹部内に配設した状態で前記吸着を解除し、再び、前記吸着コレット３を上方へ移動させ、さらに、ＸＹ方向へ水平移動させて、次の部品６を前記供給ステーション状から吸着可能に待機させる。
【００４３】
なお、本実施形態の部品搭載装置１においては、吸着コレット３の移動量について補正する制御とはしていないが、前記吸着コレット３のＸＹ方向への移動量を補正することも可能である。
【００４４】
このように、本実施形態の部品搭載装置１によれば、回転支持体２０により回転自在に支持されたロータリーミラー１３を駆動手段により回転させることで、前記部品６の外周の予め定めた撮像位置における前記ワーク４の部品搭載部５と部品６との位置ずれ状態を、前記ロータリーミラー１３内に配設された前記第１ミラー１７と第２ミラー１８に反射させその画像を１台のカメラ７で撮像することができるため、撮像に要する時間を短縮することができ、結果としてタクトタイムを短くすることができる。そして、撮像時においては、前記第１ミラー１７は規定搬送位置に搬送された前記ワーク４および前記部品６の位置ずれ状態を斜め上方からとらえるため、従来のように前記搭載ステーションの上方に固定された１台のカメラ７で撮像するよりも、被写界距離の差がなくなり、カメラ７の焦点も合いやすくなるため、位置合わせの精度を向上させることができる。
【００４５】
そして、前記第１ミラー１７を移動機構３０により移動可能に構成すれば、さらに、カメラ７の焦点を良好に合わせることが可能となり、よって、位置合わせの精度も、より向上させることができる。
【００４６】
また、図３は、本発明の第２実施形態の部品搭載装置１の要部構成を示す側面図である。以下では、前述の部品搭載装置１と異なる構成及び作用について詳説し、その他の既に説明した構成については説明を省略するとともに、同一の符号を付す。
【００４７】
本実施形態の部品搭載装置１における撮像ユニット８は、カメラ支持体１１により、前記ステージ２上の規定搬送位置に搬送された部品６の仮想中心軸と同軸に保持されたカメラ７と、両端を開口させる略筒状とされた本体３６を有し、前記ワーク４と前記部品６との位置ずれ状態を規定搬送位置に搬送された前記ワーク４の部品搭載部５の外側斜め上方から映した画像を第２ミラー群３９へ反射させるように、複数の反射板３８を斜め下向きにして規定搬送位置に搬送された前記ワーク４の部品搭載部５へ指向させ、前記本体１６内壁に沿って周方向に配列させた第１ミラー１７群と、前記第１ミラー群３７に反射された前記ワーク４と部品６との位置ずれ状態を映す画像を前記カメラ７へ反射させるように、複数の反射板３８を斜め上向きにして前記カメラ７へ指向させ、前記本体１６内の中空部に前記第１ミラー群３７と対向させて略錘体状に配列させた第２ミラー群３９とを有するミラーユニット４０とを有している。
【００４８】
そして、前記ミラーユニット４０は、前記第２ミラー群３９を構成する前記複数の反射板３８の配列の仮想中心が前記カメラ７の中心と同軸上に位置するように、ミラー支持体４１により支持されて前記カメラ７と前記ステージ２との間隙に配設されている。
【００４９】
さらに詳しくは、本実施形態において、前記ミラーユニット４０の本体３６は角筒状とされており、その一側面が前記ミラー支持体４１に固設されている。そして、前記本体３６を構成する４枚の内壁には、前記ワーク４と前記部品６との位置ずれ状態を前記部品搭載部５の外側斜め上方から映した画像を第２ミラー群３９へ反射させる反射板３８が規定搬送位置に搬送された前記ワーク４の部品搭載部５へ指向するように斜め下向きにして形成されており、これら４枚の反射板３８は周方向に連続させて配列され、第１ミラー群３７を構成している。
【００５０】
また、前記本体３６内の前記ワーク４の部品搭載部５側に位置する部分（図３において、下方）には、第２ミラー群３９が内壁部分と図示しない連設部材を以て接続されている。本実施形態において、前記第２ミラー群３９は４枚の反射板３８から構成された角錐状に形成されており、各反射板３８がそれぞれ前記第１ミラー群３７の４つの反射板３８と対向し、前記第１ミラー群３７に反射された前記ワーク４と部品６との位置ずれ状態を映す画像を前記カメラ７へ反射させるように斜め上向きにして前記カメラ７へ指向させて配列されている。これら４枚の反射板３８は第２ミラー群３９を構成している。
【００５１】
なお、前記本体３６の形状は角筒状に限らず、その内壁のなす形状も四角状に限ることはない。つまり、前記第１ミラー群３７は、複数枚の反射板により前記本体１６の内部に周設されていればよく、例えば、３６枚の反射板３８を略円形状に周方向に配列させることとし、対応する第２ミラー群３９も同様に、前記第１ミラー群３７の各反射板３８に対応する３６枚の反射板３８を、上方に閉じる笠歯車状に配列させて構成することも可能である。さらに、前記第１ミラー群３７の各反射板３８は必ずしも連設されている必要はない。例えば、図４に示すように、前記吸着コレット３の進入方向に位置することとなる反射板３８を省略することも可能である。第２ミラー群３９についても同様である。
【００５２】
そして、本実施形態の部品搭載装置１における制御手段は、前記カメラ７を用いて前記部品６の外周と前記ワーク４の部品搭載部５とを撮像する撮像制御、前記撮像を画像処理し、その結果から補正の要否や前記ステージ２のＸＹ方向への補正移動量を割り出し、前記ステージ２の移動を行なう補正制御、さらには、前記ワーク４のワーク４搭載位置への搬送や前記吸着コレット３を用いた部品６の搬送などの供給制御等を統括するように構成されている。
【００５３】
次に本実施形態の部品搭載装置１を用いた部品６の搭載方法について説明する。
【００５４】
まず、前記制御手段の供給制御により、前記ステージ２のワーク４搭載位置に前記ワーク４を供給し、続いて、前記吸着コレット３を駆動させて供給ステーションに載置された部品６を吸着させ、垂下させた状態で規定搬送位置であるところの前記ワーク４の部品搭載部５の直上部、具体的には前記部品搭載部５の開口の２μｍ程度上方まで搬送する。
この状態で、前記前記制御手段の撮像制御により、前記部品６の外周部分と前記ワーク４の部品搭載部５との位置ずれ状態の画像を前記第１ミラー１７に映して第２ミラー１８へ反射させ、その画像を第２ミラー１８に映して前記カメラ７に反射させて前記カメラ７に収め、その画像を撮像する。
【００５５】
そして、前記制御手段の補正制御により、撮像した画像を画像処理する。本実施形態においては、前記画像処理において、位置ずれ状況を検出するための検出ポイントを予め定めておき、この検出ポイントにおける位置ずれ状況を判断する。この検出ポイントについては、例えば、本実施形態の部品形状が円形状である場合には、前記吸着コレット３の進入方向（図中右）に位置する前記部品６のの位置に基準点を置き、この基準点から反時計回りあるいは時計回りで、９０°、１８０°、２７０°の３箇所を検出ポイントとして設定することも可能であるし、部品形状が四角形であるような場合には、各辺の中間部を検出ポイントとして設定したり、あるいは、４つの角部を検出ポイントとして設定することも可能である。
【００５６】
そして、前記画像処理とその結果に基づいて、ワーク搭載位置にワーク４が搬送されているステージ２の移動量（ＸＹ方向）の補正の要否を判断し、前記移動量の補正が必要であると判断した場合においては、前記ステージ２のＸＹ方向への補正移動量を求め、前記ステージ２を前記補正移動量に従って移動させるように制御し、位置ずれ補正を行う。
なお、前記移動量の補正が必要であるか否かの判断については前述の実施形態と同様であり、その説明は省略する。
【００５７】
そして、本実施形態においては、前述の移動量の補正の結果、位置合わせ精度が許容されるものとなるまで、前記部品６の外周部分と前記ワーク４の部品搭載部５との位置ずれ状態の画像を撮像し、補正移動量を求め、前記前記ステージ２を前記補正移動量に従って移動させるように制御し、位置ずれ補正を行うことを繰り返す。
【００５８】
なお、本実施形態の部品搭載装置１においても、吸着コレット３の移動量について補正する制御とはしていないが、前記吸着コレット３のＸＹ方向への移動量を補正することも可能である。
【００５９】
そして、本実施形態の部品搭載装置１は、構成が極めて簡単であるため、コストを低減させることが可能となるし、部品搭載装置の小型化も実現できる。また、前記ワーク４の部品搭載部５の略全周部分における前記ワーク４と部品６との位置ずれ状態を、前記ミラーユニット４０内に配設された前記第１ミラー１７と第２ミラー１８に反射させその画像を、一時に、１台のカメラ７で撮像することが可能になるのでタクトタイムを頗る短縮することが可能になる。そして、撮像時においては、前記第１ミラー群３７は規定搬送位置に搬送された前記ワーク４および前記部品６の位置ずれ状態を斜め上方からとらえるため、従来のように前記搭載ステーションの直上に固定された１台のカメラ７で撮像するよりも、被写界距離の差がなくなり、カメラ７の焦点も合いやすくなるため、位置合わせの精度を向上させることができる。また、本実施形態の撮像装置においては、前記部品６の形状や大きさに合わせて前記第１ミラー群３７や第２ミラー群３９を配設した適宜なミラーユニット４０に交換することも可能である。
【００６０】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００６１】
例えば、前述の第１実施形態においては、前記第１ミラーのみを移動機構により前記本体内を前記部品搭載部に対し垂直方向に移動可能な構成としていたが、前記ロータリーミラー自体を前記部品搭載部に対し垂直方向に移動可能な構成とすることもできる。前記第２実施形態においても同様で、前記ミラーユニット自体を前記部品搭載部に対し垂直方向に移動可能な構成とすることもできる。さらに、前記第１実施形態においては、第１ミラーを水平方向に移動可能な構成とし、様々な部品の形状や大きさに合わせて前記第１ミラーの配設位置を可変させることができる構成とすることも可能である。
【００６２】
また、前記ワークや部品は前述の各実施形態に示した形状のものに限ることなく、例えば、前記ワークは前記部品載置部の形状が凹部形状とされておらず、配線基板のランドのように略平面状あるいは凸状とされたものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、例えばチップのような微小なサイズの部品を配線基板などのワーク上の部品搭載部に搭載するための部品搭載装置に関する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態の部品搭載装置の要部構成を示す側面図
【図２】（Ａ）はワークの移動量補正が必要と判断されるケースを示す前記ワークと部品との位置合わせ状態を示す平面図、（Ｂ）はワークの移動量補正が必要ないと判断されるケースを示す前記ワークと部品との位置合わせ状態を示す平面図
【図３】本発明の第２実施形態の部品搭載装置の要部構成を示す側面図
【図４】図３に示す部品搭載装置における第１ミラー群、第２ミラー群、部品、ワーク（部品搭載部）および吸着コレットの位置関係を示す平面図
【図５】従来の部品搭載装置の一例の要部構成を示す模式図
【符号の説明】
【００６５】
１ 部品搭載装置
２ ステージ
３ 部品搬送装置（吸着コレット）
４ ワーク
５ 部品搭載部
６ 部品
７ カメラ
８ 撮像ユニット
１１ カメラ支持体
１２ ロータリーミラー支持体
１３ ロータリーミラー
１４ 回転機構
１６ ロータリーミラー本体
１７ 第１ミラー
１８ 第２ミラー
２０ 回転支持体
２１ 駆動機構
２２ 支持体本体
２３、２４ 溝
２５ ボール
２７ モータ
２８ 回転軸
２９ 駆動ギア
３０ 移動機構
３６ ユニット本体
３７ 第１ミラー群
３８ 反射板
３９ 第２ミラー群
４０ ミラーユニット
４１ ミラー支持体
【出願人】 【識別番号】００００１００９８
【氏名又は名称】アルプス電気株式会社
【住所又は居所】東京都大田区雪谷大塚町１番７号
【出願日】 平成１５年９月１日（２００３．９．１）
【代理人】 【識別番号】１０００８１２８２
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 俊輔

【識別番号】１０００８５０８４
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 高英

【識別番号】１０００９５３２６
【弁理士】
【氏名又は名称】畑中 芳実

【識別番号】１００１１５３１４
【弁理士】
【氏名又は名称】大倉 奈緒子

【識別番号】１００１１７１９０
【弁理士】
【氏名又は名称】玉利 房枝

【識別番号】１００１２０３８５
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 健之

【識別番号】１００１２３８５８
【弁理士】
【氏名又は名称】磯田 志郎
【公開番号】 特開２００５−７９３９８（Ｐ２００５−７９３９８Ａ）
【公開日】 平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願番号】 特願２００３−３０９２００（Ｐ２００３−３０９２００）