特許 6603318 部品実装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6603318

(24)【登録日】2019年10月18日

(45)【発行日】2019年11月6日

(54)【発明の名称】部品実装装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20191028BHJP

【ＦＩ】

   H05K13/04 A

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-527014(P2017-527014)

(86)(22)【出願日】2015年7月7日

(86)【国際出願番号】JP2015069559

(87)【国際公開番号】WO2017006439

(87)【国際公開日】20170112

【審査請求日】2018年5月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】特許業務法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西山 識

(72)【発明者】

【氏名】川合 英俊

(72)【発明者】

【氏名】楠 一弘

【審査官】 板澤 敏明

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／０４９７２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭６１−２１９５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３６３５０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １３／００−１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品を吸着可能なノズルを備えたヘッドと、
前記ヘッドの保持及び保持解除が可能なヘッド保持手段と、
前記ヘッド保持手段に保持された状態の前記ヘッドが所定の基準から許容範囲を超えてずれているか否かを判定し、前記許容範囲を超えてずれていたならば部品実装処理ではなく保持異常に対する処理を実行する制御手段と、
を備えた部品実装装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記保持異常に対する処理として、前記ヘッド保持手段が前記ヘッドを保持し直すよう前記ヘッド保持手段を制御する処理を実行する、
請求項１に記載の部品実装装置。

【請求項3】

前記制御手段は、前記保持異常に対する処理として、保持異常が発生したことを外部へ報知する処理を実行する、
請求項１又は２に記載の部品実装装置。

【請求項4】

前記所定の基準は、前記ヘッド保持手段の所定の位置である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品実装装置。

【請求項5】

前記所定の基準は、ヘッド位置補正データを作成したときに前記ヘッド保持手段に保持されていた前記ヘッドの所定の位置である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品実装装置。

【請求項6】

前記制御手段は、前記ヘッド保持手段に保持された状態の前記ヘッドが前記所定の基準から水平方向に前記許容範囲を超えてずれているか否かを判定する、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品実装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ヘッドを自動交換可能な部品実装装置が知られている。例えば、特許文献１の部品実装装置では、キャリブレーションデータが未作成のヘッドに交換された場合、そのヘッドのキャリブレーションデータの作成を行い、そのキャリブレーションデータを用いてヘッドを制御する。一方、既にキャリブレーションデータが作成済みのヘッドに交換された場合、交換後のヘッドとキャリブレーションデータを作成したときのヘッドとのずれ量に基づいてキャリブレーションデータを補正し、補正後のキャリブレーションデータを用いてヘッドを制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１５／４９７２１号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、交換後のヘッドのずれ量が大きすぎると、キャリブレーションデータを補正したとしても部品実装時に十分な精度が得られないことがあった。

【0005】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ヘッドが所定の基準から大きくずれたときに部品実装時の精度不良が発生するのを防止することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の部品実装装置は、
部品を吸着可能なノズルを備えたヘッドと、
前記ヘッドの保持及び保持解除が可能なヘッド保持手段と、
前記ヘッド保持手段に保持された前記ヘッドが所定の基準から許容範囲を超えてずれているか否かを判定し、前記許容範囲を超えてずれていたならば部品実装処理ではなく保持異常に対する処理を実行する制御手段と、
を備えた部品実装装置。
を備えたものである。

【0007】

この部品実装装置では、ヘッド保持手段に保持されたヘッドが所定の基準から許容範囲を超えてずれていたならば、保持異常に対する処理を実行する。つまり、ヘッドが所定の基準から大きくずれていたときには、そのまま部品実装処理を実行すると部品実装時の精度不良が発生するおそれがあるため、部品実装処理を実行するのではなく、保持異常に対する処理を実行する。これにより、ヘッドが所定の基準から大きくずれたときに部品実装時の精度不良が発生するのを防止することができる。

【0008】

本発明の部品実装装置において、前記制御手段は、前記保持異常に対する処理として、前記ヘッド保持手段が前記ヘッドを保持し直すよう前記ヘッド保持手段を制御する処理を実行してもよい。こうすれば、ヘッド保持手段がヘッドを保持し直すことによりヘッドの所定の基準からのずれが許容範囲内に収まることがある。ずれが許容範囲内に収まれば、その後部品実装処理を実行したとしても精度不良が発生することはない。

【0009】

本発明の部品実装装置において、前記制御手段は、前記保持異常に対する処理として、保持異常が発生したことを外部へ報知する処理を実行してもよい。こうすれば、オペレータはこの報知によって保持異常が発生したことを知るため、保持異常に対する対策を適切に講じることができる。

【0010】

本発明の部品実装装置において、前記所定の基準は、前記ヘッド保持手段の所定の位置であってもよい。こうすれば、制御手段は、ヘッド保持手段に対するヘッドのずれを把握することができる。

【0011】

本発明の部品実装装置において、前記所定の基準は、ヘッド位置補正データを作成したときに前記ヘッド保持手段に保持されていた前記ヘッドの所定の位置であってもよい。こうすれば、制御手段は、ヘッド位置補正データが作成されたときのヘッドに対する今回のヘッドのずれを把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】部品実装システム１の全体構成を示す説明図。

【図2】カバーを外した状態のヘッドユニット２０の斜視図。

【図3】ヘッド保持体５４を下から斜め上向きに見たときの斜視図。

【図4】保持体中心Ｐ０をパーツカメラ５８の中心と一致させたときのパーツカメラ５８の撮像画像。

【図5】ロータリーヘッド３０を下から斜め上向きに見たときの斜視図。

【図6】ヘッド位置補正ルーチンのフローチャート。

【図7】ヘッド中心ＰＨａのＸＹ座標（ｘａ，ｙａ）を求めるときのパーツカメラ撮像画像。

【図8】ヘッド中心ＰＨｂのＸＹ座標（ｘｂ，ｙｂ）を求めるときのパーツカメラ撮像画像。

【図9】ヘッド中心ＰＨｂとヘッド中心ＰＨｃとの関係を示したパーツカメラ撮像画像。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は部品実装システム１の全体構成を示す説明図である。なお、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りとする。

【0014】

部品実装システム１は、部品実装装置１０と、管理コンピュータ８０とを備えている。

【0015】

部品実装装置１０は、図１に示すように、基台１２に搭載された基板搬送装置１４と、ＸＹ平面を移動可能なヘッドユニット２０と、ヘッドユニット２０に着脱可能に取り付けられたロータリーヘッド３０と、基板Ｓを上方から撮影するマークカメラ５６と、ノズル３２ａに吸着された部品を下方から撮影するパーツカメラ５８と、基板Ｓへ装着する部品を供給する部品供給装置６０と、各種制御を実行するコントローラ７０とを備えている。

【0016】

基板搬送装置１４は、前後一対の支持板１６，１６にそれぞれ取り付けられたコンベアベルト１８，１８（図１では片方のみ図示）により基板Ｓを左から右へと搬送する。

【0017】

ヘッドユニット２０は、Ｘ軸スライダ２２に取り付けられ、Ｘ軸スライダ２２がガイドレール２４，２４に沿って左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Ｙ軸スライダ２６がガイドレール２８，２８に沿って前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。このため、ヘッドユニット２０は、ＸＹ平面を移動可能である。各スライダ２２，２６は、それぞれ図示しないサーボモータによって駆動される。また、各スライダ２２，２６は、図示しないリニアエンコーダを有しており、リニアエンコーダの出力パルスに基づいて各スライダ２２，２６の位置を認識できるようになっている。

【0018】

ロータリーヘッド３０は、外形が略円筒形の部材であり、円周方向に沿って複数のノズル３２ａを有している。このロータリーヘッド３０は、自転可能且つ着脱可能にヘッドユニット２０に取り付けられている。ロータリーヘッド３０は、ヘッドユニット２０に装着されていない状態では基台１２の上面右側に設けられたヘッド収納エリア１３に収納される。

【0019】

マークカメラ５６は、Ｘ軸スライダ２２の下面に取り付けられている。マークカメラ５６は、下方が撮影領域であり、基板Ｓに付されたマークを読み取るカメラである。このマークは、基板Ｓ上の基準位置を示すものである。この基準位置は、ノズル３２ａに吸着された部品を基板Ｓ上の所望の位置に装着する際に利用される。マークカメラ５６は、各種ヘッドに付された２次元バーコードを読み取るバーコードリーダの機能も有している。

【0020】

パーツカメラ５８は、基板搬送装置１４の前側に配置されている。パーツカメラ５８は、部品を吸着したノズル３２ａがパーツカメラ５８の上方を通過する際、ノズル３２ａに吸着された部品の状態を撮影する。パーツカメラ５８によって撮影された画像は、例えば部品が正常に吸着されているか否かを判定するのに用いられる。また、パーツカメラ５８は、ロータリーヘッド３０を保持していないヘッド保持体５４（図３参照）の底面を撮影したり、ヘッド保持体５４に保持されたロータリーヘッド３０の底面を撮影したりする。

【0021】

部品供給装置６０は、部品実装装置１０の前方に取り付けられている。この部品供給装置６０は、複数のスロットを有しており、各スロットにはフィーダ６２が差し込み可能となっている。フィーダ６２には、テープが巻き付けられたリール６４が取り付けられている。テープの表面には、部品がテープの長手方向に沿って並んだ状態で保持されている。これらの部品は、テープの表面を覆うフィルムによって保護されている。こうしたテープは、図示しないスプロケット機構によって後方へ送り出され、フィルムが剥がされて部品が露出した状態で所定の部品供給位置に配置される。部品供給位置とは、ノズル３２ａがその部品を吸着可能な位置である。この部品供給位置で部品を吸着したノズル３２ａは、基板Ｓ上の定められた位置にその部品を実装する。

【0022】

コントローラ７０は、各種制御を実行するＣＰＵ７２、制御プログラム等を記憶するＲＯＭ７４、作業領域として利用されるＲＡＭ７６及び大容量のデータを記憶するＨＤＤ７８を備え、これらは図示しないバスによって接続されている。コントローラ７０は、基板搬送装置１４、Ｘ軸スライダ２２、Ｙ軸スライダ２６、ヘッドユニット２０、マークカメラ５６、パーツカメラ５８及び部品供給装置６０と信号のやり取りが可能なように接続されている。

【0023】

管理コンピュータ８０は、基板Ｓの生産ジョブを管理するコンピュータであり、オペレータが作成した生産ジョブデータを記憶している。生産ジョブデータには、部品実装装置１０においてどのスロット位置のフィーダからどの部品をどういう順番でどの基板種の基板Ｓへ実装するか、また、そのように実装した基板Ｓを何枚作製するかなどが定められている。管理コンピュータ８０は、部品実装装置１０のコントローラ７０やフィーダ６２の図示しないコントローラなどと双方向通信可能に接続されている。

【0024】

ここで、ヘッドユニット２０について、詳細に説明する。図２は、カバーを外した状態のヘッドユニット２０の斜視図であり、詳しくは、ヘッド保持体５４のＲ軸５４ｆにロータリーヘッド３０を取り付ける際の斜視図である。図３は、ヘッド保持体５４を下から斜め上向きに見たときの斜視図、図４は、保持体中心Ｐ０をパーツカメラ５８の中心と一致させたときのパーツカメラ５８の撮像画像、図５は、ロータリーヘッド３０を下から斜め上向きに見たときの斜視図である。なお、図５はノズル３２ａを省略した。

【0025】

ヘッドユニット２０は、図２に示すように、ヘッド保持体５４とロータリーヘッド３０とを備えている。ロータリーヘッド３０は、オートツールとも呼ばれる部材である。

【0026】

ヘッド保持体５４は、Ｘ軸スライダ２２（図１参照）に、図示しない昇降機構によって昇降可能に取り付けられている。このヘッド保持体５４は、図２に示すように、上部にリング状の２つのギア、Ｒ軸ギア５４ａ及びＱ軸ギア５４ｃを有し、下部に円柱状のＲ軸５４ｆを有している。Ｒ軸ギア５４ａは、Ｒ軸モータ５４ｂによって回転駆動され、Ｒ軸５４ｆと一体的に回転する。Ｑ軸ギア５４ｃは、Ｑ軸モータ５４ｄによって回転駆動され、Ｑ軸ギア５４ｃの下面に設けられたリング状のクラッチ部材５４ｅ（図３参照）と一体的に回転する。Ｑ軸ギア５４ｃは、Ｒ軸ギア５４ａと独立して回転可能である。図３に示すように、Ｒ軸５４ｆは、下部に筒状突起５４ｇを有している。この筒状突起５４ｇの円筒面には、円周方向に沿って等間隔に４つの穴５４ｈが設けられている。各穴５４ｈには、穴径よりも大きな径のクランプボール５４ｉが穴５４ｈから突出・没入可能に取り付けられている。筒状突起５４ｇの内部には、エア圧によって上下動するピストン５４ｊが配置されている。このピストン５４ｊは、クランプボール５４ｉと接する位置にテーパ面を有している。ピストン５４ｊの上下位置が変化すると、クランプボール５４ｉがテーパ面によって押圧される度合いが変化する。そのため、ピストン５４ｊの上下位置を制御することにより、クランプボール５４ｉを穴５４ｈから突出させてロータリーヘッド３０とＲ軸５４ｆとを係合させたり、クランプボール５４ｉを穴５４ｈへ没入させてロータリーヘッド３０とＲ軸５４ｆとの係合を解除したりすることができる。また、筒状突起５４ｇのリング状の底面には、円周方向に沿って等間隔に４つのＲ軸マーク５４ｋが設けられている。保持体中心Ｐ０は、この４つのＲ軸マーク５４ｋのうち対角関係にある２つを結んだ線（図３の一点鎖線）の交点である。

【0027】

ここで、保持体中心Ｐ０について説明する。コントローラ７０は、ヘッド保持体５４にロータリーヘッド３０が装着されていない状態で、図４に示すように保持体中心Ｐ０がパーツカメラ５８の中心と一致するようにＸ軸及びＹ軸スライダ２２，２６を制御する。コントローラ７０は、両者が一致したときの各スライダ２２，２６の図示しないリニアエンコーダのパルス値を基準パルス値としてＨＤＤ７８に保存しておく。コントローラ７０は、その後、Ｘ軸及びＹ軸スライダ２２，２６のリニアエンコーダから出力されるパルス値が基準パルス値と一致するようにＸ軸及びＹ軸スライダ２２，２６を制御すれば、保持体中心Ｐ０をパーツカメラ５８の中心と一致させることができる。そのため、ヘッド保持体５４がロータリーヘッド３０を保持していてＲ軸マーク５４ｋがパーツカメラ５８に写らない場合であっても、保持体中心Ｐ０をパーツカメラ５８の中心と一致させることができる。

【0028】

ロータリーヘッド３０は、図２に示すように、複数（ここでは１２本）のノズル３２ａを有している。ノズル３２ａは、上下方向に延びるノズルホルダ３２と一体化されている。ノズルホルダ３２は、上端付近にノズル操作レバー３９を有し、スプリング４０によって上方へ付勢されて所定の定位置（上方位置）に位置決めされている。ノズル操作レバー３９は、ヘッドユニット２０に設けられた図示しない押圧機構によって押下されたり押下が解除されたりする。この押圧機構は、コントローラ７０によって制御される。ノズル操作レバー３９が押下されると、スプリング４０の弾性力に抗してノズルホルダ３２及びノズル３２ａが下降し、ノズル操作レバー３９の押下が解除されると、ノズルホルダ３２及びノズル３２ａはスプリング４０の弾性力によって定位置に戻る。ノズルホルダ３２は、ノズルホルダ３２と同軸の小ギア３４を有している。円筒ギア３３は、小ギア３４の並んだ円周よりも内側に配置され、側面にギアを有し、各小ギア３４と噛み合わされている。また、円筒ギア３３は、Ｒ軸５４ｆを挿入できるような寸法に設計され、Ｒ軸５４ｆとは独立して回転可能となっている。この円筒ギア３３の上端には、ヘッド保持体５４のクラッチ部材５４ｅ（図３参照）と嵌まり合うクラッチ部材５２が設けられている。また、ロータリーヘッド３０は、ノズル３２ａごとに、ノズル先端に負圧を供給するか大気圧を供給するかを切り替える圧力操作レバー３５を有している。圧力操作レバー３５は、ヘッドユニット２０に設けられた図示しない切替機構によって位置決めされる。この切替機構は、コントローラ７０によって制御される。圧力操作レバー３５は、上方に位置決めされるとノズル先端に負圧を供給し、下方に位置決めされるとノズル先端に大気圧を供給する。ロータリーヘッド３０のリング状の底面には、図５に示すように、円周方向に沿って等間隔に４つのヘッドマーク３０ｋが設けられている。ヘッド中心ＰＨは、この４つのヘッドマーク３０ｋのうち対角関係にある２つを結んだ線（図５の一点鎖線）の交点である。

【0029】

こうしたロータリーヘッド３０は、以下の手順でヘッド保持体５４に装着される。まず、コントローラ７０は、ヘッド保持体５４にロータリーヘッド３０が保持されておらず、ヘッド収納エリア１３にロータリーヘッド３０が収納されている状態で、ヘッドユニット２０をロータリーヘッド３０の直上に移動させる。続いて、コントローラ７０は、ヘッド保持体５４を下降させてＲ軸５４ｆを円筒ギア３３に挿入し、円筒ギア３３のクラッチ部材５２をヘッド保持体５４のクラッチ部材５４ｅと噛み合わせる。続いて、コントローラ７０は、ヘッド保持体５４のクランプボール５４ｉが穴５４ｈから半径外方向に突出するようにピストン５４ｊを作動する。これにより、クランプボール５４ｉを介してヘッド保持体５４とロータリーヘッド３０とが係合され、ロータリーヘッド３０はヘッド保持体５４に保持される。この状態でヘッド保持体５４のＲ軸ギア５４ａが回転するとロータリーヘッド３０の全体が回転し、Ｑ軸ギア５４ｃが回転すると円筒ギア３３及び小ギア３４を介してノズル３２が独立して軸回転する。

【0030】

また、ロータリーヘッド３０は、以下の手順でヘッド保持体５４から解除される。まず、コントローラ７０は、ヘッドユニット２０にロータリーヘッド３０が保持されており、ヘッド収納エリア１３にロータリーヘッド３０の収納スペースが空いている状態で、ロータリーヘッド３０をその収納スペースの直上に移動させる。続いて、コントローラ７０は、ヘッド保持体５４を下降させてロータリーヘッド３０を収納スペースに収納し、ヘッド保持体５４のクランプボール５４ｉが穴５４ｈから半径内方向に没入するようにピストン５４ｊを作動する。これにより、ヘッド保持体５４とロータリーヘッド３０との係合は解除される。

【0031】

次に、部品実装装置１０のコントローラ７０のＣＰＵ７２によって実行されるヘッド位置補正ルーチンについて、図６のフローチャートを用いて説明する。ヘッド位置補正ルーチンは、ヘッド保持体５４にロータリーヘッド３０が装着されるごとにＣＰＵ７２によって実行されるルーチンである。なお、ロータリーヘッド３０は、同じ構造であってロットの異なるものが複数存在する。また、ノズル３２ａが１２本のロータリーヘッド３０以外にノズルが４本や８本のロータリーヘッドも存在する。各ロータリーヘッドには、個別の識別符号を示す二次元バーコードが所定のノズル操作レバーの上面に付されている。以下では、ロータリーヘッド３０を装着する場合について説明するが、その他のロータリーヘッドを装着する場合についても同様である。

【0032】

まず、ＣＰＵ７２は、今回装着しようとしているロータリーヘッド３０の識別符号を取得する（Ｓ１１０）。識別符号は、ロータリーヘッド３０に付された図示しない二次元バーコードをマークカメラ５６で撮像し、その撮像した画像から取得してもよいし、管理コンピュータ８０から今回のロータリーヘッド３０の識別符号を取得してもよい。

【0033】

次に、ＣＰＵ７２は、ＨＤＤ７８の位置補正テーブル７８ａ（図１参照）に、今回の識別符号にキャリブレーションデータ（位置補正データ）が対応づけられているか否かを判定する（Ｓ１２０）。ＣＰＵ７２がキャリブレーションを実行するたびに、そのときのロータリーヘッド３０の識別符号とヘッド中心ＰＨａ（キャリブレーション実行時のヘッド中心ＰＨ）のＸＹ座標とキャリブレーションデータとが対応づけられて位置補正テーブル７８ａに保存される。そのため、ステップＳ１２０で肯定判定だったならば、今回の識別符号のロータリーヘッド３０はキャリブレーションがすでに実行済みということになり、否定判定だったならば、キャリブレーションがまだ実行されていないということになる。

【0034】

ステップＳ１２０で否定判定だったならば、ＣＰＵ７２は、まず、パーツカメラ５８の中心（ＸＹ座標の原点（０，０）とする）に保持体中心Ｐ０が一致するようにＸ軸及びＹ軸スライダ２２，２６を制御する（ステップＳ１３０）。これにより、保持体中心Ｐ０が原点（０，０）と一致する。続いて、ＣＰＵ７２は、ロータリーヘッド３０のヘッド中心ＰＨａのＸＹ座標（ｘａ，ｙａ）を求める（ステップＳ１４０）。図７に、このときのパーツカメラ５８の撮像画像を示す。このＸＹ座標（ｘａ，ｙａ）は例えば得られた画像の画素を利用して求めることができる。続いて、ＣＰＵ７２は、キャリブレーションを実行し（ステップＳ１５０）、得られたキャリブレーションデータを今回の識別符号とヘッド中心ＰＨａのＸＹ座標（ｘａ，ｙａ）とに対応づけて位置補正テーブル７８ａに書き込み、その位置補正テーブル７８ａを更新する（ステップＳ１６０）。部品実装装置１０では、予め設計値通りに各部材が製造されたり取り付けられたりしているとした上で、基板Ｓの目標位置へ部品を実装する部品実装プログラムが作成されている。しかし、実際には、設計値通りに各部材が製造されたり取り付けられたりしていることは希で、実際には設計値からずれている。そのため、そのずれを較正するために部品実装装置１０のキャリブレーションを実行するのである。ＣＰＵ７２は、その後の部品実装時には、今回のキャリブレーションの結果を反映させて実行する。なお、キャリブレーションの具体例については、例えばＷＯ２０１５／０４９７２１を参照されたい。

【0035】

一方、ステップＳ１２０で肯定判定だったならば、ＣＰＵ７２は、まず、パーツカメラ５８の中心に保持体中心Ｐ０が一致するようにＸ軸及びＹ軸スライダ２２，２６を制御する（ステップＳ１７０）。これにより、保持体中心Ｐ０が原点（０，０）と一致する。続いて、ＣＰＵ７２は、ロータリーヘッド３０のヘッド中心ＰＨｂのＸＹ座標（ｘｂ，ｙｂ）を求める（ステップＳ１８０）。図８に、このときのパーツカメラ５８の撮像画像を示す。続いて、ＣＰＵ７２は、ヘッド保持体５４に保持されたロータリーヘッド３０が所定の基準から許容範囲を超えてずれているか否かを判定する（ステップＳ１９０）。具体的には、今回のヘッド中心ＰＨｂが、位置補正テーブル７８ａで今回の識別符号に対応するヘッド中心ＰＨａから許容範囲を超えてずれているか否かを判定する。ここでは、ＸＹ座標の差分、つまりΔｘ＝｜ｘｂ−ｘａ｜，Δｙ＝｜ｙｂ−ｙａ｜を求め、Δｘ及びΔｙとも予め定めた閾値Ｘｔｈ，Ｙｔｈを超えているか否かを判定する。閾値Ｘｔｈ，Ｙｔｈは、Δｘ及びΔｙが種々異なる条件で実際に部品実装を行ったときの部品実装精度を測定し、その測定結果に基づいて決定される。差分Δｘ，Δｙが大きくなると、ヘッド保持体５４に対するロータリーヘッド３０の保持状態が、キャリブレーションを実行した際と大きく異なり、ヘッド保持体５４に対してロータリーヘッド３０が傾いている可能性が高くなる。そうした場合、単に差分Δｘ，Δｙを補正するだけでは、その傾きの影響によって部品実装の精度が維持できなくなると考えられる。

【0036】

ステップＳ１９０で肯定判定だったならば、つまりヘッド保持体５４に保持されたロータリーヘッド３０が所定の基準から許容範囲を超えてずれていたならば、ＣＰＵ７２は、ヘッド保持体５４が現在のロータリーヘッド３０の保持を一旦解除したあと再び保持し直す（つまり掴み直す）ようにＸ軸及びＹ軸スライダ２２，２６やヘッドユニット２０を制御し（ステップＳ２００）、再びＳ１７０以降の処理を実行する。

【0037】

一方、ステップＳ１９０で否定判定だったならば、つまりヘッド保持体５４に保持されたロータリーヘッド３０が所定の基準から許容範囲内だったならば、ＣＰＵ７２は、ＸＹ座標の差分Δｘ、ΔｙをＨＤＤに保存し（ステップＳ２１０）、このルーチンを終了する。その後、ＣＰＵ７２は後述する部品実装プログラムを実行する。その際、ＣＰＵ７２は、位置補正テーブル７８ａから今回の識別符号に対応するキャリブレーションデータを読み出して利用する際、そのキャリブレーションデータに上述したＸＹ座標の差分Δｘ、Δｙに基づく補正値を加えて利用する。

【0038】

次に、上述したヘッド位置補正ルーチンの実行後、コントローラ７０によって実行される部品実装処理について説明する。コントローラ７０のＣＰＵ７２は、ＨＤＤ７８から部品実装プログラムを読み出し、管理コンピュータ８０から受信した生産ジョブデータに基づいて部品実装処理を実行する。ここでは、１２本のノズル３２ａは１番目から１２番目まで序列が付けられているものとする。

【0039】

まず、ＣＰＵ７２は、１２本のノズル３２ａへ部品を吸着させる。具体的には、ＣＰＵ７２は、Ｘ軸スライダ２２及びＹ軸スライダ２６を制御して１番目のノズル３２ａを所望の部品の真上に配置する。その後、ＣＰＵ７２は、図示しない押圧機構を制御して１番目のノズル３２ａのノズル操作レバー３９をスプリング４０の力に抗して下方へ押圧する。すると、１番目のノズル３２ａは下方へ移動する。これと共に、ＣＰＵ７２は、図示しない切替機構で圧力操作レバー３５を操作して１番目のノズル３２ａへ負圧を供給する。これにより、１番目のノズル３２ａに所望の部品が吸着される。次に、ＣＰＵ７２は、ヘッド保持体４と共にロータリーヘッド３０を回転させながら、図示しない押圧機構を制御して、１番目のノズル３２ａをスプリング４０の力によって定位置に戻す。続いて、ＣＰＵ７２は、２番目のノズル３２ａのノズル操作レバー３９をスプリング４０の力に抗して下方へ押圧すると共に、図示しない切替機構を制御して２番目のノズル３２ａへ負圧を供給する。このとき、ＣＰＵ７２は、２番目のノズル３２ａが所望の部品を吸着するように制御する。３番目以降のノズル３２ａについても、これと同様の動作を繰り返す。これにより、１番目から最終番目のノズル３２ａのすべてに部品を吸着させることができる。

【0040】

その後、ＣＰＵ７２は、部品が基板Ｓの目標位置へ実装されるよう各スライダ２２，２４やヘッドユニット２０を制御する。具体的には、ＣＰＵ７２は、ロータリーヘッド３０をパーツカメラ５８の直上に移動させ、その位置でパーツカメラ５８が撮像した画像を解析して１番目のノズル３２ａから１２番目のノズル３２ａにそれぞれ吸着された部品の位置ずれ量を認識する。続いて、ＣＰＵ７２は、部品の位置ずれ量、キャリブレーションデータ、ＸＹ座標の差分Δｘ、Δｙに基づく補正値に基づいて、１番目のノズル３２ａを基板Ｓの１番目の部品の目標位置の直上に移動させる。続いて、ＣＰＵ７２は、図示しない押圧機構を制御して１番目のノズル３２ａのノズル操作レバー３９を下降させ、その後、図示しない切替機構で圧力操作レバー３５を操作して１番目のノズル３２ａへ大気圧を供給する。これにより、１番目のノズル３２ａに吸着されていた部品が１番目の部品の目標位置に装着される。２番目以降のノズル３２ａに吸着されていた部品についても、同様にして基板Ｓ上に装着していく。

【0041】

なお、ＣＰＵ７２が基板Ｓへ部品を実装する動作を行っている途中で、ロータリーヘッドを自動交換することがある。ロータリーヘッドを自動交換する必要のある場合としては、例えば、基板Ｓへ実装すべき部品の大きさが多種類存在して一つのロータリーヘッドでは対応しきれない場合などが挙げられる。こうしたロータリーヘッドの自動交換を行ったときには、上述したヘッド位置補正ルーチンを実行し、その後、再び部品実装処理を実行する。

【0042】

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のロータリーヘッド３０が本発明のヘッドに相当し、ヘッド保持体５４がヘッド保持手段に相当し、ＣＰＵ７２が制御手段に相当する。また、ステップＳ２００のヘッドの掴み直しが保持異常に対する処理に相当する。

【0043】

以上説明した本実施形態の部品実装装置１０では、ＣＰＵ７２は、ヘッド保持体５４に保持されたロータリーヘッド３０が所定の基準から大きくずれていたならば、保持異常に対する処理を実行する。ロータリーヘッド３０が所定の基準から大きくずれていたときには、そのまま部品実装処理を実行すると部品実装時の精度不良が発生するおそれがある。そのため、ＣＰＵ７２は、部品実装処理を実行するのではなく、保持異常に対する処理を実行する。これにより、ロータリーヘッド３０が所定の基準から大きくずれたときに部品実装時の精度不良が発生するのを防止する。

【0044】

また、保持異常に対する処理として、ヘッド保持体５４がロータリーヘッド３０を掴み直すようヘッド保持体５４を制御する処理を実行する。この掴み直しによりロータリーヘッド３０のずれが許容範囲内に収まることがある。ずれが許容範囲内に収まれば、その後部品実装処理を実行したとしても精度不良が発生することはない。

【0045】

更に、ずれを測定するときの基準として、ヘッド位置補正データを作成したときにヘッド保持体５４に保持されていたロータリーヘッド３０のヘッド中心ＰＨａのＸＹ座標（ｘａ，ｙａ）を用いた。そのため、ＣＰＵ７２は、そのヘッド中心ＰＨａのＸＹ座標（ｘａ，ｙａ）に対する今回のヘッド中心ＰＨｂのＸＹ座標（ｘｂ，ｙｂ）のずれを把握することができる。

【0046】

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【0047】

例えば、上述した実施形態では、保持異常に対する処理として、ロータリーヘッド３０の掴み直しを行ったが、それに代えて又は加えて、保持異常が発生したことをコントローラ７０のディスプレイに画像で出力したりスピーカから音声で出力したり管理コンピュータ８０へ送信したりしてもよい。こうすれば、オペレータはこの報知によって保持異常が発生したことを知るため、保持異常に対する対策を適切に講じることができる。

【0048】

上述した実施形態では、ロータリーヘッド３０を掴み直す回数に特に制限を加えなかったが、回数に制限を加えてもよい。例えば、ステップＳ２００の手前にロータリーヘッド３０の掴み直しの回数が所定回数に達したか否かを判定するステップを設けてもよい。その場合、ＣＰＵ７２は、掴み直しの回数が所定回数に達していなければステップＳ２００へ進み、所定回数に達したならば、保持異常が発生したことを外部へ報知し、このルーチンを終了してもよい。こうすれば、ヘッド保持体５４がロータリーヘッド３０を何度掴み直してもずれが解消されない場合に、このルーチンから抜けられなくなるのを防止することができる。

【0049】

上述した実施形態では、ヘッド保持体５４に保持されたロータリーヘッド３０が許容範囲を超えてずれているか否かの判定を、ヘッド中心ＰＨのＸＹ座標の差分Δｘ，Δｙが許容範囲を超えてずれているか否かによって行ったが、特にこれに限定されない。ヘッド保持体５４のＲ軸５４ｆが回転したときにはロータリーヘッド３０も回転するが、そのときのロータリーヘッド３０のヘッド中心ＰＨが描く円軌道の半径が許容範囲を超えて大きいと、振れ回りの影響が大きくなり、部品実装の精度が低下する。例えば、図９に示すヘッド中心ＰＨｂとヘッド中心ＰＨｃとは、どちらもキャリブレーション実行時のヘッド中心ＰＨａのＸＹ座標（ｘａ，ｙａ）からの差分Δｘ，Δｙが同じだとする。しかし、振れ回りの半径については、ヘッド中心ＰＨｃの半径ｒｃの方がヘッド中心ＰＨｂの半径ｒｂよりも大きい。そのため、ヘッド中心ＰＨｃは、キャリブレーション実行時のヘッド中心ＰＨａとのＸＹ座標との差分Δｘ，Δｙが許容範囲内だったとしても、振れ回りの半径は許容範囲外ということがある。こうしたことから、ＣＰＵ７２は、ステップＳ１９０において、差分Δｘ，Δｙが許容範囲内だった場合、更に振れ回りの半径も許容範囲を超えて大きいか否かを判定し、それも許容範囲内だったならば、ステップＳ１９０で否定判定してステップＳ２１０へ進み、振れ回りの半径が許容範囲を超えて大きかったならば、ステップＳ２００へ進んでもよい。この場合の基準は、ヘッド保持体５４の保持体中心Ｐ０になり、ＣＰＵ７２は、ヘッド保持体５４に対するロータリーヘッド３０のずれを把握することができる。なお、振れ回りの半径は、保持体中心Ｐ０（＝パーツカメラ５８の中心）からヘッド中心ＰＨまでの距離を求めてもよいし、Ｒ軸５４ｆを１回転させたときのヘッド中心ＰＨの軌道から求めてもよい。また、ステップＳ１９０では、振れ回りの半径が許容範囲を超えて大きいか否かのみを判定してもよい。

【0050】

上述した実施形態では、ヘッド保持体５４に保持されたロータリーヘッド３０が許容範囲を超えてずれているか否かをＸＹ座標の差分Δｘ，Δｙによって判定したが、これに限らない。例えば、２点間の距離つまり｛（ｘｂ−ｘａ）²＋（ｙｂ−ｙａ）²）｝^1/2によって判定してもよい。

【0051】

上述した実施形態では、部品供給装置６０としてフィーダ６２及びリール６４を備えたリールユニットを例示したが、特にリールユニットに限定されるものではない。例えば、リールユニットの代わりに、周知のトレイユニット（例えば特開２０１１−０６０８１６号公報参照）を採用し、トレイが載っているパレットをマガジンから引き出してパレット引き出しテーブルにより所定の部品供給位置に移動させ、その部品供給位置で部品をノズルに吸着させるようにしてもよい。

【0052】

上述した実施形態では、ロータリーヘッド３０について説明したが、ロータリーヘッドではない１つのノズルを有するヘッドを用いてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明は、基板に電子部品を実装する部品実装装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0054】

１ 部品実装システム、１０ 部品実装装置、１２ 基台、１３ ヘッド収納エリア、１４ 基板搬送装置、１６ 支持板、１８ コンベアベルト、２０ ヘッドユニット、２２ Ｘ軸スライダ、２４ ガイドレール、２６ Ｙ軸スライダ、２８ ガイドレール、３０ ロータリーヘッド、３０ｋ ヘッドマーク、３２ ノズルホルダ、３２ａ ノズル、３３ 円筒ギア、３４ 小ギア、３５ 圧力操作レバー、３９ ノズル操作レバー、４０ スプリング、５２ クラッチ部材、５４ ヘッド保持体、５４ａ Ｒ軸ギア、５４ｂ Ｒ軸モータ、５４ｃ Ｑ軸ギア、５４ｄ Ｑ軸モータ、５４ｅ クラッチ部材、５４ｆ Ｒ軸、５４ｇ 筒状突起、５４ｈ 穴、５４ｉ クランプボール、５４ｊ ピストン、５４ｋ Ｒ軸マーク、５６ マークカメラ、５８ パーツカメラ、６０ 部品供給装置、６２ フィーダ、６４ リール、７０ コントローラ、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、７８ ＨＤＤ、７８ａ 位置補正テーブル、８０ 管理コンピュータ、Ｐ０ 保持体中心、ＰＨ，ＰＨａ，ＰＨｂ，ＰＨｃ ヘッド中心。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】