特許 7068081 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】

(24)【登録日】2022-05-06

(45)【発行日】2022-05-16

(54)【発明の名称】部品実装装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/08 20060101AFI20220509BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20220509BHJP

【ＦＩ】

H05K13/08 B

B25J13/00 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018133320

(22)【出願日】2018-07-13

(65)【公開番号】P2020013819

(43)【公開日】2020-01-23

【審査請求日】2020-12-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100176304

【弁理士】

【氏名又は名称】福成 勉

(72)【発明者】

【氏名】小峯 正道

(72)【発明者】

【氏名】奥村 宜紀

【審査官】今野 聖一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／１４５２２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２５３６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２５１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５８２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１２３４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６６６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０２７２２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／０８

Ｂ２５Ｊ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品供給部が供給する部品を吸着し、基板上に運搬して搭載する部品実装装置であって、
各々部品を負圧吸着する複数のヘッドを備えたヘッドユニットと、
各ヘッドに吸着された部品の吸着安定性に関する情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得する情報に基づき、各ヘッドに吸着された部品に吸着安定性の悪い不安定部品が存在するか否かを判別する判別部と、
各ヘッドにより部品を吸着し、設定速度で移動しながら、定められた搭載ポイントに定められた搭載順序で各ヘッドに吸着された部品を搭載する部品実装動作を実行させるべく前記ヘッドユニットの動作を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、各ヘッドに吸着された部品のなかに不安定部品が存在する場合に、当該不安定部品をその他の部品よりも先に基板上に搭載するとともに、当該部品実装動作において前記不安定部品が搭載されるまでの間、前記設定速度よりも低い速度でかつ前記設定速度に対応する加減速度よりも小さい加減速度で前記ヘッドユニットを移動させる低速運転制御を実行し、さらに、
前記制御部は、各ヘッドによる部品の吸着後、基板上へ部品を搭載する際の前記ヘッドユニットの移動開始地点を基準として、前記不安定部品の搭載ポイントについて当該搭載ポイントよりも移動距離が短くなる代替ポイントの有無を判別し、代替ポイントがある場合には、前記低速運転制御において、前記不安定部品の最初の搭載ポイントを前記代替ポイントに変更する、ことを特徴とする部品実装装置。

【請求項2】

請求項１に記載の部品実装装置において、
前記制御部は、前記不安定部品を含む全ての部品の搭載ポイントを前記ヘッドユニットが最短距離で移動し得るように、前記不安定部品の搭載順序を維持しつつその他の部品の前記搭載順序を変更し、変更後の搭載順序に従って前記低速運転制御を実行する、ことを特徴とする部品実装装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の部品実装装置において、
前記情報取得部は、負圧を供給するためにヘッド毎に設けられた通路に各々備えられて当該通路内の圧力を検出する圧力センサであり、
前記制御部は、各圧力センサが検出する圧力値に基づき、各ヘッドに吸着された部品が前記不安定部品か否かを判別する、ことを特徴とする部品実装装置。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れか一項に記載の部品実装装置において、
前記情報取得部は、前記ヘッドに吸着された部品を撮像するカメラであり、
前記制御部は、前記カメラが撮像した画像に基づき、各ヘッドに吸着された部品が前記不安定部品か否かを判別する、ことを特徴とする部品実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品を基板上に運搬して搭載（実装）する部品実装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

移動可能なヘッドにより部品を負圧吸着して運搬し、基板上に搭載する部品実装装置が知られている。この部品実装装置において、ヘッドには、部品吸着用のノズルが備えられており、部品は、負圧によってノズルの先端に吸着される。その場合、部品の吸着位置が定位置からずれていると、吸着安定性が損なわれ、運搬途中にノズルに対して部品が位置ずれを起こして基板への搭載精度が損なわれ、或いは運搬途中に部品が脱落するなどして、基板に対する部品の搭載安定性や搭載精度が損なわれる。

【0003】

このような課題に鑑み、例えば特許文献１には、部品吸着時のノズル内の負圧値（負圧の大きさ）を検出し、その検出値に応じて部品運搬時のヘッドの移動速度を変更する部品実装装置が提案されている。つまり、部品の吸着安定性が損なわれている場合には、負圧のリークによって負圧値が低くなるため、当該検出値が通常よりも低い場合には、ヘッドの移動速度を通常の設定速度よりも低い速度に変更し、これにより、運搬中の部品の位置ずれや脱落を抑制するのである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－３５１８１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に開示されるような従来の部品実装装置の構成には次のような課題がある。例えば、複数のヘッドを具備するヘッドユニットを備え、当該ヘッドユニットを移動させることにより、複数の部品を同時に運搬するタイプの部品実装装置では、吸着状態が不安定な部品（不安定部品という）が発生しかつ当該不安定部品の搭載順番が例えば最後の場合には、不安定部品の位置ずれや脱落を抑制するために、全部品の搭載が終わるまで常に低い速度でヘッドユニットを移動させる必要がある。このことは、生産効率を著しく低下させることであり、この点に改善の余地がある。

【0006】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、複数の部品を吸着して基板上に同時に運搬する部品実装装置において、基板に対する各部品の搭載安定性及び搭載精度を高度に保ちつつ、生産効率の低下を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一局面に係る部品実装装置は、部品供給部が供給する部品を吸着し、基板上に運搬して搭載する部品実装装置であって、各々部品を負圧吸着する複数のヘッドを備えたヘッドユニットと、各ヘッドに吸着された部品の吸着安定性に関する情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部が取得する情報に基づき、各ヘッドに吸着された部品に吸着安定性の悪い不安定部品が存在するか否かを判別する判別部と、各ヘッドにより部品を吸着し、設定速度で移動しながら、定められた搭載ポイントに定められた搭載順序で各ヘッドに吸着された部品を搭載する部品実装動作を実行させるべく前記ヘッドユニットの動作を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、各ヘッドに吸着された部品のなかに不安定部品が存在する場合に、当該不安定部品をその他の部品よりも先に基板上に搭載するとともに、当該部品実装動作において前記不安定部品が搭載されるまでの間、前記設定速度よりも低い速度でかつ前記設定速度に対応する加減速度よりも小さい加減速度で前記ヘッドユニットを移動させる低速運転制御を実行し、さらに、前記制御部は、各ヘッドによる部品の吸着後、基板上へ部品を搭載する際の前記ヘッドユニットの移動開始地点を基準として、前記不安定部品の搭載ポイントについて当該搭載ポイントよりも移動距離が短くなる代替ポイントの有無を判別し、代替ポイントがある場合には、前記低速運転制御において、前記不安定部品の最初の搭載ポイントを前記代替ポイントに変更する。

【0008】

この部品実装装置によれば、複数のヘッドに吸着された部品のなかに吸着安定性の悪い不安定部品が含まれていると、不安定部品がその他の部品よりも先に基板上に搭載されるとともに、当該不安定部品を搭載するまでの間だけヘッドユニットが設定速度よりも低い速度でかつ前記設定速度に対応する加減速度よりも小さい加減速度で駆動される。即ち、不安定部品が基板上に搭載された後は、ヘッドユニットの移動速度が設定速度に戻されるとともに加減速度が戻されて、その他の部品が基板上に搭載される。そのため、不安定部品の位置ずれや脱落を抑制しつつ、ヘッドユニットを低速で移動させる期間（低速運転制御の期間）を必要最小限に抑えることができ、その結果、基板に対する各部品の搭載安定性及び搭載精度を高度に保ちつつ、生産効率の低下を抑制することが可能となる。

【0010】

また、前記不安定部品の搭載ポイントについて当該搭載ポイントよりも移動距離が短くなる代替ポイントがある場合には、前記低速運転制御において、前記不安定部品の最初の搭載ポイントが前記代替ポイントに変更され、これにより、低速運転制御の期間が短縮される。そのため、より一層、生産効率の低下を抑制することに寄与するものとなる。

【0011】

上記各態様の部品実装装置において、前記制御部は、前記不安定部品を含む全ての部品の搭載ポイントを前記ヘッドユニットが最短距離で移動し得るように、前記不安定部品の搭載順序を維持しつつその他の部品の前記搭載順序を変更し、変更後の搭載順序に従って前記低速運転制御を実行するものであるのが好適である。

【0012】

この構成によれば、基板上へ部品が搭載される際、不安定部品を含む全ての部品の搭載ポイントをヘッドユニットが最短距離で移動することとなる。そのため、不安定部品をその他の部品よりも先に基板上に搭載するようにすることや、不安定部品の搭載ポイントを代替ポイントに変更することによる弊害、即ち、ヘッドユニットのトータル移動量が増加することが抑制される。

【0013】

上記各態様の部品実装装置において、前記情報取得部は、負圧を供給するためにヘッド毎に設けられた通路に各々備えられて当該通路内の圧力を検出する圧力センサであり、前記制御部は、各圧力センサが検出する圧力値に基づき、各ヘッドに吸着された部品が前記不安定部品か否かを判別するものであるのが好適である。

【0014】

ヘッドの吸着位置ずれにより負圧がリークしている場合には、部品の吸着安定性が悪くなる。そのため、圧力センサにより通路内の圧力を検出して吸着部品が不安定部品か否かを判別する上記構成によれば、不安定部品の有無を的確に判別することが可能となる。

【0015】

また、上記各態様の部品実装装置において、前記情報取得部は、前記ヘッドに吸着された部品を撮像するカメラであり、前記制御部は、前記カメラが撮像した画像に基づき、各ヘッドに吸着された部品が前記不安定部品か否かを判別するものであってもよい。

【0016】

負圧のリークが発生していない場合でも、部品の吸着位置が定位置、例えば重心位置からずれているような場合には吸着安定性が悪くなる。そのため、カメラにより吸着部品を撮像し、その画像に基づき吸着部品が不安定部品か否かを判別する上記構成によれば、そのような不安定部品の有無を的確に判別することが可能となる。

【発明の効果】

【0017】

上記の各態様に係る部品実装装置によれば、複数の部品を吸着して基板上に同時に運搬する部品実装装置において、基板に対する各部品の搭載安定性及び搭載精度を高度に保ちつつ、生産効率の低下を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る部品実装装置の平面図である。

【図2】部品実装装置の正面図である。

【図3】ヘッド（ノズル）に対する負圧及び正圧の供給系統を示す回路図である。

【図4】部品実装装置の制御系を示すブロック図である。

【図5】部品実装動作の制御を説明するためのフローチャート（第１実施形態）である。

【図6】（ａ）は、ヘッドユニットの移動速度と負圧値との関係を示す図であり、（ｂ）は、ヘッドユニットの移動速度と吸着位置のずれ量との関係を示す図であり、（ｃ）は、ヘッドユニットの動作パターンの一例を示す図である。

【図7】部品搭載動作の制御を説明するためのフローチャート（第２実施形態）である。

【図8】最適化処理を説明するためのフローチャートである。

【図9】最適化処理を説明する概念図であり、（ａ）は搭載ポイントをしない場合、（ｂ）は、搭載ポイントを変更した場合、（ｃ）は、搭載順序を変更した場合の各々吸着部品の搭載ポイントと搭載順序を示している。

【図10】（ａ）～（ｃ）は、各々第１データを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0020】

［部品実装装置の全体構成］
図１及び図２は、第１実施形態に係る部品実装装置１を示しており、図１は平面図で、図２は正面図で、それぞれ部品実装装置１を示している。

【0021】

部品実装装置１は、基台を有する装置本体２と、装置本体２上においてプリント配線板等の基板ＰＢを搬送する基板搬送部３と、部品供給部５と、装置本体２に移動可能に支持されるヘッドユニット６と、一対の部品認識カメラ７とを備えている。

【0022】

基板搬送部３は、基板ＰＢをＸ軸方向に搬送する一対のコンベア４を備えている。コンベア４は、いわゆるベルトコンベアであり、図１及び図２の右側（Ｘ１方向の側）から基板ＰＢを受け入れて所定の実装作業位置（同図に示す位置）に搬送し、実装作業後、この基板ＰＢを同図の左側（Ｘ２方向の側）に搬出する。

【0023】

部品供給部５は、基板搬送部３の前後両側（Ｙ方向の両側）に配置されている。各部品供給部５には、複数のテープフィーダ５ａがコンベア４に沿って配置されている。各テープフィーダ５ａは、テープを担体（キャリア）として、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品を供給するものである。なお、部品供給部５には、トレイフィーダやスティックフィーダ等、テープフィーダ以外のフィーダが配置される場合もある。

【0024】

ヘッドユニット６は、各部品供給部５から部品を取り出し、基板ＰＢ上に運搬して搭載（実装）するものであり、装置本体２に設けられたヘッドユニット駆動機構によって駆動され、一定の領域内でＸ方向およびＹ方向に移動する。

【0025】

ヘッドユニット駆動機構は、高架フレーム上に各々固定されてＹ方向に延在する一対のレール１０と、これらレール１０に移動自在に支持されてＸ方向に延在するユニット支持部材１１と、このユニット支持部材１１に螺合挿入されてＹ軸サーボモータ１３により駆動されるボールねじ軸１２とを含む。また、ヘッドユニット駆動機構は、ユニット支持部材１１に固定され、ヘッドユニット６をＸ方向に移動可能に支持するレール１４と、ヘッドユニット６に螺合挿入されてＸ軸サーボモータ１６を駆動源として駆動されるボールねじ軸１５とを含む。この構成により、ヘッドユニット駆動機構は、Ｘ軸サーボモータ１６によりボールねじ軸１５を介してヘッドユニット６をＸ方向に移動させ、また、Ｙ軸サーボモータ１３によりボールねじ軸１２を介してユニット支持部材１１をＹ方向に移動させる。その結果、ヘッドユニット６が、一定の領域内でＸ方向およびＹ方向に移動する。

【0026】

ヘッドユニット６は、複数本の軸状のヘッド２０と、これらヘッド２０を駆動するヘッド駆動機構とを備えている。当例では、ヘッドユニット６は、Ｘ方向に一列に並ぶ、合計４本のヘッド２０を備えている。ヘッド駆動機構は、各ヘッド２０にそれぞれ対応するＺ軸サーボモータ４４（図４参照）を具備して各ヘッド２０を個別に昇降（Ｚ方向に移動）させる昇降駆動機構と、Ｒ軸サーボモータ４５（図４参照）を具備して各ヘッド２０を同時にヘッド中心軸回り（Ｒ方向）に回転させる回転駆動機構とを含む。

【0027】

各ヘッド２０は、その先端に部品吸着用のノズル２１を備えている。各ヘッド２０のノズル２１は、図３に示すように、ヘッド２０毎に設けられた通路２２、バルブ２４、２５（負圧バルブ２４、正圧バルブ２５）及び図外のフィルタ等を介して負圧発生部２６及び正圧（エア）発生部２７に接続されており、バルブ２４，２５の開閉切換えに応じて負圧又はエアが供給されるようになっている。具体的には、部品吸着時には、負圧バルブ２４が開放、正圧バルブ２５が閉止されることにより、負圧発生部２６から負圧バルブ２４を介してノズル２１に負圧が供給される。この負圧によりノズル２１の先端に部品（Ｃ１～Ｃ４）が吸着される。一方、基板ＰＢへの部品搭載時には、負圧バルブ２４が閉止、正圧バルブ２５が開放されることにより、正圧発生部２７から正圧バルブ２５を介してノズル２１の先端にエアが供給される。これにより、ノズル先端の負圧解除が促進されるとともに、このエア圧が背圧となってノズル２１からの部品の離脱が促進される。

【0028】

負圧発生部２６は、例えば真空ポンプであり一定の圧力値で負圧（例えば－８０ｋＰａ～－９０ｋＰａ）を発生させる。正圧発生部２７は、エアコンプレッサであり、一定の圧力で正圧（エア）を発生させる。なお、図３では、４つのヘッド２０のうち、１つのヘッド２０の負圧、正圧の供給系統を示しているが、他のヘッド２０の負圧、正圧の供給系統も同様であり、ヘッド毎に負圧、正圧の供給切り替えが可能となっている。

【0029】

各ヘッド２０に対応する前記通路２２には、各々圧力センサ２８（本発明の情報取得部に相当する）が設けられている。圧力センサ２８は、ノズル２１近傍の通路２２内における負圧の大きさを電圧値として検出し後記制御装置３０に出力するものである。

【0030】

図１に戻って、前記一対の部品認識カメラ７（本発明の情報取得部に相当する）は、部品供給部５からヘッド２０によって取り出された部品の吸着状態を認識するために、当該部品を撮像するものである。部品認識カメラ７は、部品を照明する照明部とＣＣＤラインセンサ等からなるカメラ本体とで構成されており、装置本体２上の部品供給部５の近傍、当例では前後の部品供給部５と基板搬送部３との間に各々上向きに配置されている。即ち、部品実装動作時には、図１中に矢印で示すように、Ｘ１方向の側からＸ２方向の側に、又はＸ２方向の側からＸ１方向の側に、ヘッドユニット６がＸ方向に沿って部品認識カメラ７の上方を移動することで、部品認識カメラ７により各ヘッド２０の吸着部品が下方から撮像される。

【0031】

［部品実装装置の制御系の説明］
次に、部品実装装置１の制御系について説明する。図３は、部品実装装置１の制御系を示すブロック図である。同図に示すように、部品実装装置１は制御装置３０を有する。

【0032】

制御装置３０は、部品実装装置１の動作を統括的に制御する演算処理部３２と、この演算処理部３２に各々接続される、記憶部３４、モータ制御部３６、画像処理部３８、吸着制御部４０及び外部入出力部４２とを含む。

【0033】

演算処理部３２は、ＣＰＵ等により構成され、部品を基板ＰＢに実装するために必要な実装プログラムを実行するとともに、その際に必要な各種演算処理を実行するものである。前記実装プログラムの実行により、演算処理部３２は、部品供給部５から部品を取り出して基板ＰＢ上に搭載する一連の部品実装動作制御を実行するとともに、ヘッド２０の吸着部品に後記不安定部品が発生した場合には、後述するような低速運転制御を実行する。この点については後に詳述する。なお、当例では、演算処理部３２が本発明の制御部及び判別部に相当する。

【0034】

記憶部３４は、演算処理部３２が実行する実装プログラムや、実装プログラムを実行するために必要な各種データを記憶するものである。実装プログラムには、部品実装動作制御を実行するために必要な情報、即ち、実装対象となる基板ＰＢに搭載される部品（電子部品）の種類や個数などの部品情報、基板ＰＢ上の部品の搭載位置（座標）や搭載順序などの実装情報、及びヘッドユニット６やヘッド２０の移動速度などの駆動情報が含まれている。各種データには、後述する不安定部品の判別処理で用いられる各種閾値や、不安定部品を含む場合のヘッドユニット６の移動速度など、低速運転制御を実行するために必要なデータ等が含まれている。なお、実装プログラムには、部品の搭載位置や搭載順序等の実装情報として、基板ＰＢに対する部品実装動作が最も効率良く実行され得るように、所定の最適化アルゴリズムに基づいて設定された情報が含まれている。

【0035】

モータ制御部３６は、各モータ１３、１６、２４、２５に内蔵された図外のエンコーダから出力される位置情報と、演算処理部３２から与えられる情報とに基づいて、各モータ１３、１７、２４、２５の作動を制御するものである。即ち、演算処理部３２は、モータ制御部３６を介してヘッドユニット６や各ヘッド２０の作動を制御する。

【0036】

画像処理部３８は、部品認識カメラ７からの画像信号を取込み、所定の画像処理を施すものであり、演算処理部３２は、画像処理が施された画像データに基づき部品画像の解析処理、例えば後述する不安定部品の判別などの処理を実行する。

【0037】

吸着制御部４０は、演算処理部３２から与えられる情報に基づいて、負圧発生部２６及び正圧発生部２７の作動を制御するとともにバルブ２４、２５の開閉切り替えを制御する。

【0038】

外部入出力部４２は、いわゆるインターフェースであって、前記圧力センサ２８等、部品実装装置１に設けられる各種センサ類から出力される信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部４２には、部品実装装置１の作動状態などを表示するための液晶表示装置等から構成される図外の表示部や、部品実装装置１に対して各種情報を入力するためのキーボード等から構成される図外の入力部が接続されている。

【0039】

［部品実装動作の制御について］
次に、演算処理部３２（制御装置３０）による部品の実装動作制御について、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。図５は、演算処理部３２による部品実装動作の制御を説明するためのフローチャートである。

【0040】

まず、演算処理部３２は、ヘッドユニット６を部品供給部５の上方に移動させ、ヘッド２０（ノズル２１）に部品を吸着させることにより、部品供給部５から部品を取り出させる（ステップＳ１、Ｓ３）。次いで、演算処理部３２は、全部品を吸着したか否か、すなわち全てのヘッド２０によって部品を吸着したか否かを判断し、吸着していない場合には、次の部品を吸着すべく、ステップＳ１に処理をリターンする。

【0041】

全てのヘッド２０によって部品が吸着されると（ステップＳ５でＹｅｓ）、演算処理部３２は、部品認識カメラ７に向かってヘッドユニット６を移動させながら、その間に、圧力センサ２８からの出力に基づき、各ヘッド２０に対応する通路２２内の負圧の圧力値Ｐ（以下、負圧値Ｐという）を検出する（ステップＳ７）。さらに、演算処理部３２は、部品認識カメラ７に対してヘッドユニット６を移動させることにより、各ヘッド２０の吸着部品を部品認識カメラ７に撮像させる（ステップＳ９）。なお、ヘッドユニット６が部品認識カメラ７上方を通過する最中に前記負圧値Ｐの検出を行うようにしてもよい。

【0042】

続いて、演算処理部３２は、ステップＳ７で取得した各通路２２内の負圧値Ｐのデータと、ステップＳ８で取得した各吸着部品の画像データとに基づき、各ヘッド２０が吸着した部品のなかに、吸着状態が不安定な部品（以下、不安定部品という）が存在するか否かを判別する（ステップＳ１１）。不安定部品か否かの判別は、対象となる部品を吸着しているヘッド２０に対応する通路２２内の負圧値Ｐが予め設定されている閾値Ｐｔ未満か否かという第１条件と、ヘッド２０による部品吸着位置のずれ量、即ち予め定められた吸着位置に対するノズル２１のずれ量が閾値Ｄｔ以上かという第２条件とに基づき行われ、演算処理部３２は、第１、第２条件の少なくとも一方の条件を充足している場合には、対象となる部品は不安定部品であると判別する。

【0043】

不安定部品が存在しない場合（ステップＳ１１でＮｏ）には、演算処理部３２は、ヘッドユニット６を実装作業位置の基板ＰＢの上方に移動させ、各ヘッド２０の吸着部品のうち、最初に搭載すべき部品を基板ＰＢ上に搭載する（ステップＳ１７～１９）。ヘッド２０に各々吸着された部品の基板ＰＢ上の搭載位置や搭載順序、及びその場合のヘッドユニット６の移動速度等は、上記の通り、実装情報及び駆動情報として実装プログラムに含まれており、演算処理部３２は、これら実装情報及び駆動情報に従って部品を搭載すべくヘッドユニット６を制御する。

【0044】

一方、不安定部品が存在する場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）には、演算処理部３２は、当該不安定部品を基板ＰＢに搭載する際にヘッドユニット６を設定速度よりも低い速度で移動させる低速運転制御を実行すべく、ステップＳ１３、１５の処理を実行する。

【0045】

まず、演算処理部３２は、不安定部品から優先的に基板ＰＢ上に搭載されるように部品の搭載順序を変更する。すなわち、各ヘッド２０が現在吸着している４つの部品について、不安定部品がその他の部品よりも先に基板ＰＢ上に搭載されるように、部品の搭載順序を、実装情報として設定されている搭載順序から変更する（ステップＳ１３）。

【0046】

なお、不安定部品が複数個存在する場合には、演算処理部３２は、各不安定部品の不安定さの度合いを比較し、その度合いが高い不安定部品ほど順番が上位（先）になるように部品の搭載順序を変更する。例えば２つの不安定部品が存在する場合、演算処理部３２は、当該部品を吸着しているヘッド２０に対応する各通路２２内の負圧値Ｐを比較し、負圧値Ｐが低い方の通路２２に対応する部品の方が不安定さの度合いが高いと判別する。また、演算処理部３２は、各不安定部品の吸着位置のずれ量Ｄを比較し、そのずれ量Ｄが大きい部品の方が不安定さの度合いが高いと認定する。この場合、例えば演算処理部３２は、負圧値Ｐの比較に基づき不安定さの度合を判別し、負圧値Ｐの差が一定レベル以内である場合にのみ、吸着位置のずれ量Ｄに基づき不安定さの度合を判別するようにしてもよい。

【0047】

演算処理部３２は、さらにヘッドユニット６の移動速度を、駆動情報として設定されているヘッドユニット６の移動速度（設定速度という）から変更する。具体的には、記憶部３４に格納されている速度変更用データに基づき設定速度を、それよりも低い速度に変更する（ステップＳ１５）。

【0048】

記憶部３４には、速度変更用データとして、図６（ａ）に示すような、通路２２の負圧値Ｐとヘッドユニット６の移動速度Ｖとの関係を規定した第１データと、図６（ｂ）に示すような、部品吸着位置のずれ量Ｄとヘッドユニット６の移動速度Ｖとの関係を規定した第２データとが格納されている。

【0049】

図６（ａ）、（ｂ）の縦軸は速度Ｖであり、上側に行くほど速度が速いものとされる。図６（ａ）の横軸は負圧値Ｐ、即ち圧力センサ２８から電圧値として出力される負圧の大きさを示しており、右側にいくほど負圧が大きい（通路２２内の真空度が高い）。図６（ｂ）の横軸はずれ量Ｄ、即ち理想的な吸着位置として予め定められている吸着位置（定位置）と実際のノズル２１による部品吸着位置との直線距離を示しており、右側にいくほどずれ量Ｄが大きい。第１データでは、負圧値Ｐが閾値Ｐｔ以上の場合の速度はＶ_０とされ、負圧値Ｐが閾値Ｐｔ未満の場合の速度はＶ_１（Ｖ_１＜Ｖ_０）と規定されている。第２データでは、ずれ量Ｄが閾値Ｄｔ以下の場合の速度はＶ_０、ずれ量Ｄが閾値Ｄｔを越える場合の速度はＶ_１と規定されている。速度Ｖ_０は、駆動情報として予め実装プログラムに含まれているヘッドユニット６の設定速度であり、速度Ｖ_１は、例えば速度Ｖ_０の二分の一の速度とされている。

【0050】

つまり、演算処理部３２は、ステップＳ１１でＹｅｓと判断した場合には、ステップＳ１５の処理において、ヘッドユニット６の移動速度を設定速度Ｖ_０から速度Ｖ_１に変更し、この変更後の速度Ｖ_１に基づきステップＳ１７、Ｓ１９の処理を実行する。即ち、演算処理部３２は、不安定部品を基板ＰＢに搭載する際にヘッドユニット６を設定速度Ｖ_０よりも低い速度Ｖ_１で移動させる低速運転制御を実行する。これにより、各ヘッド２０の吸着部品のうち、最初に搭載すべき部品、即ち不安定部品が基板ＰＢ上に搭載される際には、変更後の速度Ｖ_１でヘッドユニット６が制御されることとなる。

【0051】

なお、図６（ｃ）は、演算処理部３２の制御に基づくヘッドユニット移動時の動作パターンを示しており、実線は、設定速度Ｖ_０の場合の動作パターンを、破線は、変更後の速度Ｖ_１の場合の動作パターンを各々示している。図６（ｃ）の縦軸は速度Ｖであり、横軸は移動距離Ｌである。各動作パターンは、各々、加速区間Ａｓ、定速区間Ｃｓ及び減速区間Ｄｓを含んでおり、各動作パターンの定速区間Ｃｓの距離は同じとされている。よって、ヘッドユニット６の移動速度が設定速度Ｖ_０から速度Ｖ_１に変更されるときには、これに伴い、ヘッドユニット６の加速度及び減速度も小さくなる。

【0052】

続いて、演算処理部３２は、ステップＳ１１の処理の判別結果がＹｅｓであったか否か、すなわち、不安定部品が含まれていたか否かを判別し（ステップＳ２１）、含まれていなかった場合には、さらに、全ての吸着部品が基板ＰＢに搭載されたか否かを判別し（ステップＳ２７）、搭載されていない場合には、ステップＳ１７に処理をリターンする。こうしてステップＳ１７、１９、２１の処理を繰り返し実行することにより、残りの吸着部品を基板ＰＢに搭載させる。

【0053】

一方、ステップＳ２１の処理でＹｅｓの場合には、演算処理部３２は、不安定部品の搭載が終了したか否かを判別し（ステップＳ２３）、終了している場合には、演算処理部３２は、ステップＳ１５で変更されたヘッドユニット６の移動速度Ｖ_１を、駆動情報として予め実装プログラムに含まれている設置速度Ｖ_０にリセットした後、ステップＳ２７に移行する。なお、不安定部品の搭載が終了していない場合（ステップＳ２３でＮｏ）には、演算処理部３２は、ステップＳ１５の処理をスキップして処理をステップＳ２７に移行する。即ち、演算処理部３２は、ステップＳ１７、１９、２１の処理を繰り返し実行することにより、残りの吸着部品を基板ＰＢに搭載するのであるが、この際、不安定部品の搭載が終了するまでは、ステップ１５での変更後の速度Ｖ_１でヘッドユニット６を制御し、不安定部品の搭載が終了すると、元の設定速度Ｖ_０でヘッドユニット６を制御する。

【0054】

こうして全ての吸着部品が基板ＰＢに搭載されると（ステップＳ２７でＹｅｓ）、部品実装動作の１サイクルが終了し、演算処理部３２は、処理をステップＳ１にリターンする。

【0055】

上述した演算処理部３２の制御に基づく部品実装装置１の部品実装動作を概略的に説明すると次の通りである。まず、ヘッドユニット６が部品供給部５上に移動して各ヘッド２０により部品を吸着する。次いで、ヘッドユニット６が部品認識カメラ７の上方を経由することにより各ヘッド２０の吸着部品が撮像された後、基板ＰＢ上にヘッドユニット６が移動し、各吸着部品を搭載する。この部品実装動作の一サイクルにおいて、各ヘッド２０が吸着した部品のなかに不安定部品が含まれている場合いは、当該不安定部品がその他の部品よりも先に基板ＰＢ上に搭載されるとともに、当該不安定部品が搭載されるまで、設定速度Ｖ_０よりも低い速度Ｖ_１でヘッドユニット６が移動する。そして、不安定部品の搭載後、未実装の部品が残っている場合には、ヘッドユニット６の移動速度が速度Ｖ_１から元の設定速度Ｖ_０にリセットされ、元の設定速度Ｖ_０でヘッドユニット６が移動しながら残りの部品を基板ＰＢに搭載することとなる。

【0056】

［作用効果］
上述の通り、この部品実装装置１では、各ヘッド２０の吸着部品のなかに不安定部品が存在すると、不安定部品がその他の部品よりも先に基板ＰＢに搭載されるとともに、当該不安定部品を搭載するまでの間だけヘッドユニット６が設定速度Ｖ_０よりも低い速度Ｖ_１で駆動される。即ち、不安定部品が基板ＰＢ上に搭載された後は、ヘッドユニット６の移動速度が設定速度Ｖ_０に戻されて、その他の部品が基板ＰＢ上に搭載される。そのため、不安定部品の位置ずれや脱落を抑制しながら、ヘッドユニット６を低速で移動させる期間（低速運転制御の期間）を必要最小限に抑えることができる。従って、この部品実装装置１によれば、基板ＰＢに対する各部品の搭載安定性及び搭載精度を高度に保ちつつ、生産効率の低下を抑制することが可能となる。

【0057】

しかも、不安定部品か否かの判別は、各ヘッド２０に対応する通路２２内の負圧値Ｐに基づくだけではなく、各吸着部品の画像データから認識される吸着位置のずれ量Ｄに基づいても行われる。従って、不安定部品か否かの判別の信頼性が高く、この点でも部品の搭載安定性及び搭載精度を高度に保ち得ると言える。即ち、負圧値Ｐが適正（例えば閾値Ｐｔ以上）であっても、ノズル２１による部品の吸着位置が定位置（重心位置など）から極端に離れている場合には、ヘッドユニット６の移動速度が速いと部品のバランスが崩れてノズル２１から部品が脱落する場合があり、そのような吸着部品は吸着状態が不安定と言える。上記部品実装装置１によれば、負圧値Ｐが適正であっても部品の吸着位置が定位置から極端に離れているような場合（即ち、ずれ量Ｄが閾値Ｄｔ以上の場合）には、当該吸着部品は不安定部品と判別されるため、そのような吸着部品の運搬中の脱落等が効果的に抑制される。従って、部品の搭載安定性及び搭載精度がより高度に保たれる。

【0058】

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図７は、第２実施形態の演算処理部３２による部品実装動作の制御を説明するフローチャートである。

【0059】

第２実施形態に係る演算処理部３２の制御は、ステップＳ１３とステップＳ１５との間にステップＳ１４の処理が追加されている点で第１実施形態と異なる。それ以外の制御内容は第１実施形態と共通するため、以下の説明では、第１実施形態との相違点（ステップＳ１４の処理）について詳細に説明する。

【0060】

第２実施形態では、ステップＳ１１の処理で不安定部品が存在すると判断すると、演算処理部３２は、不安定部品がその他の部品よりも先に基板ＰＢ上に搭載されるように、搭載順序を変更し（ステップＳ１３）、その後、さらに所定の最適化処理を実行する（ステップＳ１４）。

【0061】

図８は、ステップＳ１４の最適化処理を説明するフローチャート（サブルーチン）である。この最適化処理では、演算処理部３２は、まず不安定部品の搭載ポイント（ＸＹ座標で特定される部品の搭載位置）について、ヘッドユニット６の移動距離がより短くなる別の搭載ポイントであって当該不安定部品を搭載可能な搭載ポイント（代替ポイントという）が存在するか否かを判別する（ステップＳ３１）。この場合、演算処理部３２は、ヘッドユニット６が部品認識カメラ上方を通過した地点であって、部品搭載のためにヘッドユニット６が移動を開始する地点Ｓｐ（移動開始地点Ｓｐという／図１参照）を基準として、この移動開始地点Ｓｐからのヘッドユニット６の移動距離がより短くなる代替ポイントを探索する。

【0062】

代替ポイントが存在する場合（ステップＳ３１でＹｅｓ）、演算処理部３２は、不安定部品の搭載ポイントを、実装情報として設定されている搭載ポイントから代替ポイントに変更する（ステップＳ３３）。なお、この変更に伴い、元々代替ポイントに搭載される予定であった部品についてもその搭載ポイントが変更される。

【0063】

続いて、演算処理部３２は、ステップＳ１３で変更された搭載順序に従った場合のヘッドユニット６の移動距離が最短である否かを判別する（ステップＳ３５）。即ち、第１番目の吸着部品（不安定部品）を搭載してから第４番目の吸着部品を搭載し終えるまでのヘッドユニット６のトータル移動距離が最短であるか否かを判別する。移動距離が最短ではない場合には、演算処理部３２は、不安定部品の搭載順序を維持しつつ、ヘッドユニット６のトータル移動距離が最短となるようにその他の吸着部品の搭載順序を変更し（ステップＳ３７）、その後、図７のステップＳ１７に移行する。

【0064】

なお、代替ポイントが存在しないと判断した場合（ステップＳ３１でＮｏ）には、演算処理部３２は、ステップＳ３３の処理をスキップして処理をステップＳ３５に移行する。また、移動距離が最短であると判断した場合（ステップＳ３５でＹｅｓ）には、演算処理部３２は、ステップＳ３７の処理をスキップして図７のステップＳ１７に処理を移行する。

【0065】

ここで、上述した最適化処理についてさらに概念図を用いて具体的には説明する。図９（ａ）～（ｃ）は、上述した最適化処理を説明する概念図である。

【0066】

図９（ａ）は、吸着部品Ｃ１～Ｃ４の搭載ポイントＰ１～Ｐ４を示している。この場合の吸着部品Ｃ１～Ｃ４の搭載順序（ステップ１３の並び変え処理後の搭載順序）は図中の矢印に示す通りＣ１→Ｃ２→Ｃ３→Ｃ４とする。図９（ａ）では、吸着部品Ｃ１が不安定部品である。

【0067】

吸着部品Ｃ１（適宜、不安定部品Ｃ１という）の搭載ポイントＰ１について、例えば同図中の符号Ｐｃで示すように、移動開始地点Ｓｐを基準としてヘッドユニット６の移動距離が短くなるような代替ポイントが存在する場合、演算処理部３２は、図９（ｂ）に示すように、不安定部品Ｃ１の搭載ポイントＰ１を代替ポイントＰｃに変更する（ステップＳ３３）。

【0068】

この場合、ステップＳ１３で設定された搭載順序（Ｃ１→Ｃ２→Ｃ３→Ｃ４）のままで吸着部品Ｃ１～Ｃ４を搭載するとすれば、図９（ｂ）中の矢印に示すように、ヘッドユニット６は、不安定部品Ｃ１の搭載後、一旦、吸着部品Ｃ３の搭載ポイントＰ３を通り過ぎて吸着部品Ｃ２を搭載した後、逆方向に戻って吸着部品Ｃ３を搭載する必要があり、よって、ヘッドユニット６のトータル移動距離が最短とは言えない。

【0069】

この場合、演算処理部３２は、不安定部品Ｃ１の搭載順序を維持しつつ、ヘッドユニット６のトータル移動距離が最短となるようにその他の吸着部品Ｃ２～Ｃ４の搭載順序を変更する（ステップＳ３７）。例えば、演算処理部３２は、図９（ｃ）に示すように、Ｃ１→Ｃ３→Ｃ２→Ｃ４の順番で吸着部品Ｃ１～Ｃ４が搭載されるように、吸着部品Ｃ２～Ｃ４の搭載順序を変更する。

【0070】

このように、第２実施形態では、図５のステップＳ１４の最適化処理により、不安定部品Ｃ１の搭載ポイントの変更と、ヘッドユニット６のトータル移動距離が最短となるような搭載順序の変更が行われ、当該変更後の搭載ポイントと搭載順序とに従って吸着部品Ｃ１～Ｃ４が基板ＰＢ上に搭載されるように、ヘッドユニット６の作動が制御される。

【0071】

［第２実施形態の作用効果］
第２実施形態によれば、上述の通り、不安定部品（Ｃ１）の搭載ポイントＰ１が代替ポイントＰｃに変更されることで、不安定部品（Ｃ１）を搭載する際の移動開始地点Ｓｐから搭載ポイントまでのヘッドユニット６の移動距離がより短くなる。そのため、ヘッドユニット６を低速Ｖ_１で移動させる期間が短縮される。

【0072】

しかも、第２実施形態によれば、上述の通り、ヘッドユニット６のトータル移動距離が最短となるように吸着部品の搭載順序が変更される。即ち、基板ＰＢ上への部品の搭載の際には、不安定部品を含む全ての部品の搭載ポイントをヘッドユニット６が最短距離で移動することとなる。そのため、不安定部品の搭載ポイントＰ１が代替ポイントＰｃに変更されることにより、ヘッドユニット６のトータル移動量が増加することが抑制される。

【0073】

従って、第２実施形態によれば、第１実施形態と同等の作用効果を享受しつつ、不安定部品が生じることにより生産効率が低下することを、より高度に抑制することができるという利点がある。

【0074】

［変形例］
以上説明した第１、第２実施形態に係る部品実装装置１は、本発明の部品実装装置の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば以下のような態様を採用することもできる。

【0075】

（１）上記実施形態では、ヘッドユニット６の移動速度を変更する際の前記第１データは、通路２２の負圧値Ｐが閾値Ｐｔ未満の場合に、ヘッドユニット６の移動速度を、設定速度Ｖ_０から一定の速度Ｖ_１に変更するように規定されたものである（図６（ａ）参照）。しかし、第１データは、図１０（ａ）～（ｃ）に示すように、負圧値Ｐが相対的に低い程、移動速度Ｖが相対的に低くなるように規定されたものであってもよい。図１０（ａ）は、負圧値Ｐに応じて一定の変化率でリニアに速度Ｖを変更させるように規定されたものである。図１０（ｂ）は、負圧値Ｐが低い領域では速度Ｖの変化率が大きく、負圧値Ｐが高い領域では速度Ｖの変化率が小さくなるように、負圧値Ｐに応じて動的に速度Ｖを変更させるように規定されたものである。図１０（ｃ）は、負圧値Ｐが高い領域では速度Ｖの変化率が大きく、負圧値Ｐが低い領域では速度Ｖの変化率が小さくなるように、負圧値Ｐに応じて動的に速度Ｖを変更させるように規定されたものである。

【0076】

例えば、負圧値Ｐが多少下がっても吸着状態に影響が出ないような部品については、図１０（ｂ）に示すような第１データに基づきヘッドユニット６の移動速度Ｖを変更するようにすれば、生産効率の低下を抑制する上でより有利となる。また、負圧値Ｐが少しでも下がると吸着状態に影響が出るような部品については、図１０（ｃ）に示すような第１データに基づきヘッドユニット６の移動速度Ｖを変更すれば、部品の搭載安定性及び搭載精度を保つ上でより有利となる。従って、第１データとして予め図１０（ａ）～（ｃ）のようなデータを記憶部３４に格納しておき、ステップＳ１５の処理では、演算処理部３２が、部品の種類に応じて、第１データを使い分けるようにしてもよい。

【0077】

なお、図示を省略するが、第２データについても同様である。第２データについては、ずれ量Ｄが相対的に大きい程、移動速度Ｖが相対的に低くなるように、ヘッドユニット６の移動速度Ｖと吸着位置のずれ量Ｄとの関係が規定されたものであってもよい。この場合、第２データとしても、図１０（ａ）～（ｃ）に準じ、ずれ量Ｄに応じて一定の変化率でリニアに速度Ｖを変更させるように規定されたもの、ずれ量Ｄが小さい領域では速度Ｖの変化率が大きく、ずれ量Ｄが大きい領域では速度Ｖの変化率が小さくなるように、ずれ量Ｄに応じて動的に速度Ｖを変更させるように規定されたもの、さらに、ずれ量Ｄが大きい領域では速度Ｖの変化率が大きく、ずれ量Ｄが小さい領域では速度Ｖの変化率が小さくなるように、ずれ量Ｄに応じて動的に速度Ｖを変更させるように規定されたものが考えられる。

【0078】

（２）第１実施形態（図５）のステップＳ１３の処理では、演算処理部３２は、不安定部品がその他の部品よりも先に基板ＰＢ上に搭載されるように吸着部品の搭載順序を変更するが、その際、ヘッドユニット６の移動距離が最短になるように、不安定部品の搭載順序は維持しつつその他の吸着部品の搭載順序を変更するようにしてもよい。即ち、不安定部品を搭載してから最後の吸着部品を搭載し終えるまでのヘッドユニット６のトータル移動距離が最短となるように、搭載順序を変更するようにしてもよい。そのようにすれば、不安定部品がその他の部品よりも先に基板ＰＢ上に搭載されるように吸着部品の搭載順序を変更することによる弊害、即ちヘッドユニット６のトータル移動量が増加する、換言すればタクトタイムが長くなるといったことを抑制できるという利点がある。

【0079】

（３）第１、第２実施形態では、各ヘッド２０の吸着部品のなかに不安定部品が存在する場合、当該不安定部品が搭載されるまでの間、ヘッドユニット６の移動速度が設定速度Ｖ_０から速度Ｖ_１に変更されるが、さらに、不安定部品が基板ＰＢ上に搭載される際のヘッド２０の移動速度、即ちヘッド２０のＺ方向及びＲ方向の移動速度についても、駆動情報として設定された設定速度よりも低い速度に変更するようにしてもよい。この構成によれば、不安定部品を基板ＰＢへ搭載する際のヘッド２０の駆動中に当該不安定部品に位置ずれや脱落が生じることが抑制される。従って、部品の搭載安定性及び搭載精度がより高度に保たれる。

【符号の説明】

【0080】

１ 部品実装装置
５ 部品供給部
６ ヘッドユニット
７ 部品認識カメラ（情報取得部）
２０ ヘッド
２１ ノズル
２８ 圧力センサ（情報取得部）
３０ 制御装置
３２ 演算処理部（制御部、判別部）
３４ 記憶部
３６ モータ制御部
３８ 画像処理部
４０ 吸着制御部
Ｃ１～Ｃ４ 部品
Ｐ１～Ｐ４ 搭載ポイント
Ｐｃ 代替ポイント
Ｓｐ 移動開始地点
Ｖ_０ 設定速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】