特許 7106632 部品実装システム

(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】2022-07-15

(45)【発行日】2022-07-26

(54)【発明の名称】部品実装システム

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20220719BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020504541

(86)(22)【出願日】2018-03-07

(86)【国際出願番号】 JP2018008685

(87)【国際公開番号】W WO2019171481

(87)【国際公開日】2019-09-12

【審査請求日】2020-03-19

(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】110000992

【氏名又は名称】弁理士法人ネクスト

(74)【代理人】

【識別番号】100162237

【弁理士】

【氏名又は名称】深津 泰隆

(74)【代理人】

【識別番号】100191433

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 友希

(72)【発明者】

【氏名】水野 寿明

(72)【発明者】

【氏名】下坂 賢司

(72)【発明者】

【氏名】伊部 忠勝

【審査官】大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１８９６８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－２２４０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０６７８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２５１３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品を保持する保持具と、
基板を搬送するとともに、所定の位置において固定的に保持する基板搬送保持装置と、
前記保持具を移動させる移動装置と、
前記移動装置を作動させて、前記保持具に保持された部品が前記所定の位置において固定的に保持された基板への接触を検出する検出センサと、
前記移動装置を作動させて、前記所定の位置において固定的に保持された基板の装着予定位置に異物が有るか否かを前記検出センサによって異物検出を実行しながら前記保持具に保持された部品を前記基板の装着予定位置に装着する作業を行う第１装着作業と、前記検出センサによって前記異物検出を実行することなく前記保持具に保持された部品を前記基板の装着予定位置に装着する作業を行う第２装着作業とを選択的に実行し、前記保持具に保持されたひとつあたりの部品の装着作業において、前記第１装着作業に要する時間が前記第２装着作業に要する時間より長くなるように、かつ前記第１装着作業時における前記保持具に保持されたひとつあたりの部品の装着作業に要する時間が変更できるように前記移動装置の作動する速度あるいは加速度を制御して、前記所定の位置において固定的に保持された基板に前記保持具に保持された部品を装着可能な制御装置と
を備える部品実装システム。

【請求項2】

前記部品実装システムは、
前記所定の位置において固定的に保持された基板の任意の位置に向かって光を照射して、光を照射した位置の基板の高さを検出可能な検出装置を備え、
前記制御装置は、
前記検出装置により検出された前記基板の高さを利用して前記第１装着作業を実行する請求項１に記載の部品実装システム。

【請求項3】

前記検出センサは、
非接触式のセンサである請求項１または請求項２に記載の部品実装システム。

【請求項4】

部品を保持する保持具と、
基板を搬送するとともに、所定の位置において固定的に保持する基板搬送保持装置と、
前記保持具を移動させる移動装置と、
前記移動装置を作動させて、前記保持具に保持された部品が前記所定の位置において固定的に保持された基板への接触を検出する検出センサと、
前記移動装置を作動させて、前記所定の位置において固定的に保持された基板の装着予定位置に異物が有るか否かを前記検出センサによって異物検出を実行しながら前記保持具に保持された部品を前記基板の装着予定位置に装着する作業を行う第１装着作業と、前記検出センサによって前記異物検出を実行することなく前記保持具に保持された部品を前記基板の装着予定位置に装着する作業を行う第２装着作業とを選択的に実行し、同一基板種の作成作業において、前記第１装着作業を用いた基板の作成作業に要する時間が前記第２装着作業を用いた基板の作成作業に要する時間より長くなるように、かつ前記第１装着作業時における前記保持具に保持されたひとつあたりの部品の装着作業に要する時間が変更できるように前記移動装置の作動する速度あるいは加速度を制御して同一基板種を作成可能な制御装置と
を備える部品実装システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品を保持する保持具と、保持具を移動させる移動装置とを備える部品実装システムに関する。

【背景技術】

【0002】

部品実装システムは、部品を保持する保持具と、保持具を移動させる移動装置とを備え、移動装置の作動が制御されることで、保持具に保持された部品が基板等に装着される。下記特許文献には、そのような部品実装システムの一例が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－１８６３８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、適切に部品の装着作業を行うことが可能な部品実装システムの提供を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するために、本明細書は、部品を保持する保持具と、基板を搬送するとともに、所定の位置において固定的に保持する基板搬送保持装置と、前記保持具を移動させる移動装置と、前記移動装置を作動させて、前記保持具に保持された部品が前記所定の位置において固定的に保持された基板への接触を検出する検出センサと、前記移動装置を作動させて、前記所定の位置において固定的に保持された基板の装着予定位置に異物が有るか否かを前記検出センサによって異物検出を実行しながら前記保持具に保持された部品を前記基板の装着予定位置に装着する作業を行う第１装着作業と、前記検出センサによって前記異物検出を実行することなく前記保持具に保持された部品を前記基板の装着予定位置に装着する作業を行う第２装着作業とを選択的に実行し、前記保持具に保持されたひとつあたりの部品の装着作業において、前記第１装着作業に要する時間が前記第２装着作業に要する時間より長くなるように、かつ前記第１装着作業時における前記保持具に保持されたひとつあたりの部品の装着作業に要する時間が変更できるように前記移動装置の作動する速度あるいは加速度を制御して、前記所定の位置において固定的に保持された基板に前記保持具に保持された部品を装着可能な制御装置とを備える部品実装システムを開示する。

【0006】

また、上記課題を解決するために、本明細書は、部品を保持する保持具と、基板を搬送するとともに、所定の位置において固定的に保持する基板搬送保持装置と、前記保持具を移動させる移動装置と、前記移動装置を作動させて、前記保持具に保持された部品が前記所定の位置において固定的に保持された基板への接触を検出する検出センサと、前記移動装置を作動させて、前記所定の位置において固定的に保持された基板の装着予定位置に異物が有るか否かを前記検出センサによって異物検出を実行しながら前記保持具に保持された部品を前記基板の装着予定位置に装着する作業を行う第１装着作業と、前記検出センサによって前記異物検出を実行することなく前記保持具に保持された部品を前記基板の装着予定位置に装着する作業を行う第２装着作業とを選択的に実行し、同一基板種の作成作業において、前記第１装着作業を用いた基板の作成作業に要する時間が前記第２装着作業を用いた基板の作成作業に要する時間より長くなるように、かつ前記第１装着作業時における前記保持具に保持されたひとつあたりの部品の装着作業に要する時間が変更できるように前記移動装置の作動する速度あるいは加速度を制御して同一基板種を作成可能な制御装置とを備える部品実装システムを開示する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、異物検出を実行しながら部品の装着作業を行う第１装着作業と、異物検出を行うことなく部品の装着作業を行う第２装着作業とが選択的に実行される。そして、ひとつあたりの部品の装着作業において、第１装着作業に要する時間が第２装着作業に要する時間より長くされている。若しくは、同一基板種の作成作業において、第１装着作業を用いた基板の作成作業に要する時間が第２装着作業を用いた基板の作成作業に要する時間より長くされている。これにより、装着予定位置の異物の有無を適切に判断し、適切に部品の装着作業を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】部品実装機を示す斜視図である。

【図2】部品実装機の部品装着装置を示す斜視図である。

【図3】作業ヘッドの一部を示す側面図である。

【図4】制御装置を示すブロック図である。

【図5】異物の無い回路基材への装着作業を示す図である。

【図6】異物の有る回路基材への装着作業を示す図である。

【図7】作業ヘッドの下降速度と下降加速度と検知高さとの関係を示す表である。

【図8】作業ヘッドの下降速度と下降加速度と検知高さとの関係を示すグラフである。

【図9】反りの生じた回路基材への装着作業を示す図である。

【図10】回路基材の高さの測定位置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

（Ａ）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、マークカメラ２６、高さセンサ２７、パーツカメラ２８、部品供給装置３０、ばら部品供給装置３２、制御装置（図４参照）３６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。

【0011】

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。

【0012】

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５６，５８と作業ヘッド移動装置６２とを有している。作業ヘッド移動装置６２は、図２に示すように、Ｘ方向移動装置６３とＹ方向移動装置６４とＺ方向移動装置６５とによって構成されている。Ｘ方向移動装置６３及びＹ方向移動装置６４は、それぞれ、電磁モータ（図４参照）６６，６８を有しており、各電磁モータ６６，６８の作動により、２台の作業ヘッド５６，５８が、一体的にフレーム部４０上の任意の位置に移動する。また、Ｚ方向移動装置６５は、電磁モータ（図４参照）７０，７２を有しており、各電磁モータ７０，７２の作動により、スライダ７４，７６が個別に上下方向に移動する。そして、そのスライダ７４，７６に作業ヘッド５６，５８が着脱可能に装着されている。これにより、作業ヘッド５６，５８は、Ｚ方向移動装置６５によって、個別に上下方向に移動する。

【0013】

また、各作業ヘッド５６，５８は、回路基材１２に部品を装着するものであり、下端面に設けられた吸着ノズル７８を有している。吸着ノズル７８は、負圧エア，正圧エア通路を介して、正負圧供給装置（図４参照）８０に通じている。吸着ノズル７８は、負圧によって電子部品を吸着保持し、保持した電子部品を正圧によって離脱する。また、作業ヘッド５６，５８は、吸着ノズル７８に保持された部品の回路基材１２への接触を検出するための検出センサ８２を有している。

【0014】

詳しくは、作業ヘッド５６，５８は、図３に示すように、概して円筒状のホルダ８６を有しており、そのホルダ８６は、作業ヘッド５６，５８の下部において、保持軸８８により上下方向にスライド可能保持されている。そして、ホルダ８６は、圧縮コイルスプリング（図示省略）により、作業ヘッドに対して下方に向かって付勢されている。ただし、ホルダ８６の下方への付勢は、ストッパ（図示省略）により所定の位置で規制されている。また、ホルダ８６によって、吸着ノズル７８が着脱可能に保持される。このような構造により、吸着ノズル７８は、作業ヘッド５６，５８の下面において、上方に向かって押し込み可能に保持されている。

【0015】

また、検出センサ８２は、非接触式の光電センサであり、照射部９０と受光部９２とを含み、照射部９０から照射された光がホルダ８６の側面において反射し、その反射した光を受光部９２が受光する。ホルダ８６の側面の上部には、フランジ部９６が形成されており、ホルダ８６の側面は段差面とされている。そして、ホルダ８６が最も下方にスライドしている際に、照射部９０から照射された光は、ホルダ８６のフランジ部９６に照射される。

【0016】

このため、ホルダ８６が最も下方に位置し、照射部９０から照射された光がフランジ部９６において反射した場合と、ホルダ８６が上方に向かってスライドし、照射部９０から照射された光がフランジ部９６より下方の側面において反射した場合とでは、各々の検出高さが異なることから、検出センサ８２による検出値が異なる。つまり、ホルダ８６により保持された吸着ノズル７８が、最も下方にスライドしている箇所から、上方に向かって所定量、押し込まれることで、照射部９０からホルダ８６の側面に照射される箇所がフランジ部９６からフランジ部９６の下方に移動し、検出センサ８２による検出値が変化する。このような構造により、検出センサ８２は、吸着ノズル７８に保持された部品が回路基材１２に接触した際に、圧縮コイルスプリングが更に圧縮されて、吸着ノズル７８が、最も下方にスライドしている箇所から、上方に向かって所定量、押し込まれたことを検出する。つまり、検出センサ８２は、吸着ノズル７８に保持された部品の回路基材１２への接触を検出する。これにより、後に詳しく説明するが、吸着ノズル７８に保持された部品の回路基材１２への装着時において、作業ヘッド５６，５８の下降、つまり、Ｚ方向移動装置６５の電磁モータ７０，７２の作動が、例えば、作動速度や作動加速度、あるいは、作動時間等を考慮して制御される。

【0017】

また、マークカメラ２６は、図２に示すように、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５６とともに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に移動する。これにより、マークカメラ２６は、作業ヘッド移動装置６２の作動により任意の位置に移動し、フレーム部４０上の任意の位置を撮像する。

【0018】

また、高さセンサ２７も、スライダ７４に取り付けられている。高さセンサ２７は、レーザ光反射式の測長センサであり、レーザ光を用いて、回路基材１２の高さを検出する。つまり、高さセンサ２７が、作業ヘッド移動装置６２の作動により、クランプ装置５２に保持された回路基材１２の上方に移動する。そして、高さセンサ２７が回路基材１２に向かってレーザ光を照射し、回路基材１２により反射した反射光を受光する。これにより、回路基材１２と高さセンサ２７との間の距離が測長され、回路基材１２の任意の位置の高さが検出される。

【0019】

また、パーツカメラ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、部品を保持する作業ヘッド５６，５８が、作業ヘッド移動装置６２の作動によりパーツカメラ２８の上方に移動することで、パーツカメラ２８が、吸着ノズル７８に保持された部品を撮像する。

【0020】

また、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１００とフィーダ型部品供給装置（図４参照）１０２とを有している。トレイ型部品供給装置１００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１０２は、テープフィーダ、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。

【0021】

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。

【0022】

制御装置３６は、図４に示すように、コントローラ１１０、複数の駆動回路１１２、画像処理装置１１６を備えている。複数の駆動回路１１２は、上記搬送装置５０、クランプ装置５２、電磁モータ６６，６８，７０，７２、正負圧供給装置８０、トレイ型部品供給装置１００、フィーダ型部品供給装置１０２、ばら部品供給装置３２に接続されている。コントローラ１１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１１２に接続されている。これにより、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４等の作動が、コントローラ１１０によって制御される。また、コントローラ１１０は、画像処理装置１１６にも接続されている。画像処理装置１１６は、マークカメラ２６およびパーツカメラ２８によって得られた画像データを処理するものであり、コントローラ１１０は、画像データから各種情報を取得する。さらに、コントローラ１１０は、検出センサ８２及び高さセンサ２７に接続されており、検出センサ８２及び高さセンサ２７からの検出値を取得して演算する。

【0023】

（Ｂ）部品実装機の作動
部品実装機１０では、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に対して電子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、マークカメラ２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。そして、コントローラ１１０は、その撮像データに基づいて、クランプ装置５２による回路基材１２の保持位置の誤差などを演算する。

【0024】

また、部品供給装置３０若しくは、ばら部品供給装置３２が、所定の供給位置において、電子部品（図５参照）１２０を供給する。そして、作業ヘッド５６，５８の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、下降することで、その作業ヘッド５６，５８に装着された吸着ノズル７８によって、電子部品１２０が吸着保持される。

【0025】

次に、作業ヘッド５６，５８がパーツカメラ２８の上方に移動し、吸着ノズル７８により保持された電子部品１２０が、パーツカメラ２８によって撮像される。そして、コントローラ１１０は、撮像データに基づいて、吸着ノズル７８に保持された電子部品１２０の姿勢などを演算する。そして、電子部品１２０を保持する作業ヘッド５６，５８が、回路基材１２の上方に移動し、下降することで、保持している部品を、回路基材１２の保持位置の誤差，部品の保持姿勢の誤差等を補正して、回路基材１２上に装着する。

【0026】

この際、作業ヘッド５６，５８に保持された電子部品１２０を回路基材１２の上面に装着するべく、作業ヘッド５６，５８を下降させる駆動源、つまり、Ｚ方向移動装置６５の電磁モータ７０，７２の作動が、検出センサ８２による検出値に基づいて制御される。詳しくは、電磁モータ７０，７２は、エンコーダの検出値に従って位置制御が行われており、電磁モータ７０，７２の作動時において、エンコーダの検出値に基づいて、作業ヘッド５６，５８に保持されている電子部品１２０の下面の高さである実際の高さ（以下、「実部品高さＨＲ」と記載する）が演算される。一方、回路基材１２の上面の装着位置のＺ軸座標，電子部品１２０の高さ寸法等に基づいて、電子部品１２０の目標とする装着高さ（以下、「目標部品高さＨＭ」と記載する）が、予め設定されている。なお、目標部品高さＨＭは、回路基材１２の上面のＺ軸座標より僅かに下方に位置するように設定されている。

【0027】

ただし、電子部品１２０の回路基材１２への適切な装着を担保するべく、検出センサ８２による検出値が利用される。詳しくは、電子部品１２０の寸法の誤差等により、実部品高さＨＲが目標部品高さＨＭまで下降しても、吸着ノズル７８に保持された電子部品１２０が回路基材１２の上面に接触していない状態となる場合がある。そして、このような状態で、吸着ノズル７８による電子部品１２０の保持が解除されると、電子部品１２０の回路基材１２への適切な装着を担保することができない。

【0028】

そこで、実部品高さＨＲが目標部品高さＨＭまで下降した後も、電磁モータ７０，７２の作動を停止させず、作業ヘッド５６，５８を下降させる。すると、吸着ノズル７８に保持された電子部品１２０が回路基材１２の上面に接触し、電子部品１２０の回路基材１２への接触が、検出センサ８２によって検出される。そして、電子部品１２０の回路基材１２への接触が、検出センサ８２により検出されたときの所定のタイミングで、電磁モータ７０，７２の作動が停止する。つまり、実部品高さＨＲが目標部品高さＨＭまで下降するように、電磁モータ７０，７２の作動が制御されているが、実部品高さＨＲが目標部品高さＨＭまで下降していない場合は、電磁モータ７０，７２の作動は停止しない。そして、電子部品１２０の回路基材１２への接触が検出センサ８２により検出されたことをトリガーとして、電磁モータ７０，７２の作動が停止する。

【0029】

そして、電磁モータ７０，７２の作動が停止すると、吸着ノズル７８に僅かに正圧が供給され、吸着ノズル７８は、電子部品１２０を離脱する。このように、Ｚ方向移動装置６５の電磁モータ７０，７２の作動が、検出センサ８２による検出値に基づいて制御されることで、電子部品１２０は、回路基材１２に接触した状態で、吸着ノズル７８による保持が解除される。これにより、電子部品１２０の回路基材１２への適切な装着を担保することが可能となる。なお、電子部品１２０の装着時における電磁モータ７０，７２の作動速度は、サイクルタイムの短縮を図るべく、電磁モータ７０，７２の最高出力、ないしそれに近い出力で作動させ、電子部品の装着に係る保持具の移動速度として、具体的には、最高速度でおよそ５００ｍｍ／ｓｅｃ（加速度換算でおよそ２Ｇ）とされている。

【0030】

また、部品実装機１０では、装着作業実行時に、装着予定位置に異物が有るか否かを検出センサ８２によって判断する異物検出を行うことが可能とされている。具体的には、例えば、図６に示すように、装着予定位置に異物１３０が存在している場合に、電子部品１２０の装着作業が実行されると、異物１３０の上に電子部品１２０が装着されることとなる。このような場合には、電磁モータ７０，７２の作動制御時に、実部品高さＨＲが目標部品高さＨＭまで下降する前に、吸着ノズル７８に保持された電子部品１２０が異物１３０に接触し、その接触により、検出センサ８２が電子部品１２０への何らかの部材の接触を検出する。このように、実部品高さＨＲが目標部品高さＨＭまで下降する前に、検出センサ８２が、吸着ノズル７８に保持された電子部品１２０への何らかの部材の接触を検出した場合は、装着予定位置に異物１３０や落下部品が存在する可能性が高いこととなる。

【0031】

そこで、そのような場合、つまり、実部品高さＨＲが目標部品高さＨＭまで下降する前に、検出センサ８２により電子部品１２０への何らかの部材の接触が検出された場合に、吸着ノズル７８に保持された電子部品１２０は離脱されない。つまり、回路基材１２に装着されない。そして、吸着ノズル７８に保持された電子部品１２０は、廃棄ボックスなどに廃棄され、その電子部品１２０の装着作業はスキップされる。これにより、異物１３０の上への電子部品１２０の装着を防止することが可能となる。なお、装着作業のスキップ，異物１３０の存在などは、パネル装置に表示され、その旨が作業者に告知され、作業者により各種の対応が実行される。

【0032】

なお、異物検出を実行しながら装着作業が実行される場合は、異物検出を実行せずに装着作業が実行される場合と比較して、ひとつあたりの電子部品１２０の装着作業において、装着作業に要する時間が長くされている。つまり、異物検出を実行しながら装着作業が実行される場合は、異物検出を実行せずに装着作業が実行される場合と比較して、回路基材１２の作成作業に要する時間が長くされている。延いては、同一基板種を複数作成した場合において、異物検出を実行しながら装着作業が実行され作成された基板は、異物検出を実行せずに装着作業が実行され作成された基板よりも作成に要する時間は長くかかる。つまり、具体的には、異物検出を実行しながら装着作業が実行される場合は、異物検出を実行せずに装着作業が実行される場合と比較して、装着作業時の作業ヘッド５６，５８の下降速度，下降加速度、つまり、電磁モータ７０，７２の作動速度，作動加速度が低く制限される。これは、作業ヘッド５６，５８が高速で下降するほど、検出センサ８２による検出精度が低下するためである。

【0033】

具体的には、装着対象の電子部品１２０として、装着面が平坦面とされ、部品寸法が４２．９ｍｍ角の部品を採用し、その部品の装着予定位置の中央に異物１３０を載置する。ちなみに、異物１３０のサイズは、１００５ｃの電子部品、つまり、幅１ｍｍ×高さ０．５ｍｍとされている。そして、実部品高さＨＲが目標部品高さＨＭとなるように、電磁モータ７０，７２の作動を制御し、検出センサ８２によって電子部品１２０の回路基材１２への接触が検出されたタイミングの実部品高さＨＲが特定される。そして、特定された実部品高さＨＲと目標部品高さＨＭとの差が、検出センサ８２による検知高さとして演算される。また、作業ヘッド５６，５８の下降速度および、下降加速度を変化させて、電磁モータ７０，７２の最大出力（速度１００％、加速度１００％）での作動態様と、速度を１０％に抑制した出力（速度１０％、加速度１００％）での作動態様と、速度を７％かつ加速度を７６％に抑制した出力（速度７％、加速度７６％）での作動態様と、速度を４％かつ加速度を５０％に抑制した出力（速度４％、加速度５０％）での作動態様と、速度を１％かつ加速度を２０％に抑制した出力（速度１％、加速度２０％）での作動態様と、速度を０．１％かつ加速度を１％に抑制した出力（速度０．１％、加速度１％）での作動態様との６つの作動態様の各々で、検知高さが２回分、演算される。

【0034】

それら６つの作動態様の各々での検知高さ（μｍ）を比較した結果として、図７及び図８に示す。図から解るように、速度及び加速度が抑制されるほど、つまり、作業ヘッド５６，５８の下降速度及び下降加速度が遅いほど、検知高さ（μｍ）は高くなり、作業ヘッド５６，５８の下降速度及び下降加速度が速いほど、検知高さ（μｍ）は低くなる。また、作業ヘッド５６，５８の下降速度及び下降加速度が遅いほど、検知高さ（μｍ）のバラツキは小さくなり、作業ヘッド５６，５８の下降速度及び下降加速度が速いほど、検知高さ（μｍ）のバラツキは大きくなる。つまり、作業ヘッド５６，５８の下降速度及び下降加速度が遅いほど、検出センサ８２による検出精度は高くなり、作業ヘッド５６，５８の下降速度及び下降加速度が速いほど、検出センサ８２による検出精度は低くなる。具体的には、例えば、速度を０．１％かつ加速度を１％に抑制した出力での作動態様では、０．５ｍｍ（５００μｍ）の高さの異物１３０を、約４５０μｍの精度で高さ検出できる。一方、最大出力（速度１００％、加速度１００％）での作動態様では、０．５ｍｍ（５００μｍ）の高さの異物１３０を、約１５０μｍの精度でしか高さ検出できない場合がある。

【0035】

さらに言えば、異物１３０が、装着予定位置の中央でなく、装着予定位置の端に載置されるほど、異物１３０の検出精度は低下する。具体的には、例えば、異物１３０が装着予定位置の中央にある場合には、速度を０．１％かつ加速度を１％に抑制した出力での作動態様で、０．５ｍｍ（５００μｍ）の高さの異物１３０を、約４５０μｍの精度で高さ検出できる。一方、異物１３０が装着予定位置の中央から２０ｍｍオフセットされている場合には、速度を０．１％かつ加速度を１％に抑制した出力での作動態様であっても、０．５ｍｍ（５００μｍ）の高さの異物１３０を、約３５０μｍの精度でしか高さ検出できない。

【0036】

このため、異物検出を実行しながら装着作業が実行される場合は、装着作業時の作業ヘッド５６，５８の下降速度、及び下降加速度を、制限する必要がある。ただし、装着作業時の作業ヘッド５６，５８の下降速度、及び下降加速度を制限すると、実装時間、延いてはサイクルタイムの短縮を図ることができないため、下降速度、及び下降加速度の制限は、少ないことが好ましい。

【0037】

そこで、下降速度、及び下降加速度の制限は、検出センサ８２による検出精度、つまり、異物１３０の検出精度とサイクルタイムとのバランスにより、作業者が任意に設定することが可能とされている。つまり、作業者がサイクルタイムの短縮を優先する場合には、下降速度、及び下降加速度の制限が少なくなるように、作業ヘッド５６，５８の下降速度、及び下降加速度が設定され、作業者が異物１３０の検出精度を優先する場合には、下降速度、及び下降加速度の制限が多くなるように、作業ヘッド５６，５８の下降速度、及び下降加速度が設定される。これにより、装着作業の条件や作業内容に応じて、異物１３０の検出精度とサイクルタイムとのバランスを図ることが可能となる。

【0038】

つまり、部品実装機１０では、異物検出を実行しながらの装着作業（以下、「第１装着作業」と記載する）と、異物検出を実行しない装着作業（以下、「第２装着作業」と記載する）とが選択的に実行可能とされている。そして、第２装着作業では、実装作業において発生する振動によって実装作業や実装精度に影響が出ないように予め設定された、電磁モータ７０，７２が最大出力ないし、それに近い出力で作動されることで、サイクルタイムの短縮を図ることが可能とされている。一方、第１装着作業では、電磁モータ７０，７２の作動出力が抑制されることで、サイクルタイムは長くなるが、異物１３０の検出を行うことができる。さらに、第１装着作業では、電磁モータ７０，７２の作動出力を任意に設定することができるため、異物１３０の検出精度とサイクルタイムとのバランスを図ることができる。これらは、実装する部品種や生産する基板種に応じて設定が可能である。

【0039】

なお、第１装着作業では、異物１３０の検出精度を挙げるべく、回路基材１２の反り等を考慮して、異物検出が実行される。具体的には、例えば、図９に示すように、回路基材１２に反りが生じているにも拘らず、回路基材１２の反りを考慮せずに、目標部品高さが設定されると、回路基材１２が下反りしているにも拘らず、目標部品高さがＨＭ１に設定される場合がある。このように、目標部品高さがＨＭ１に設定され、実部品高さＨＲが目標部品高さＨＭとなるように、電磁モータ７０，７２の作動が制御されると、実部品高さＨＲが目標部品高さＨＭ１となったタイミングで、検出センサ８２による検出値が変化する。つまり、実部品高さＨＲが目標部品高さＨＭ１まで下降した後に、吸着ノズル７８に保持された電子部品１２０の接触が検出センサ８２により検出される。このため、このような場合には、上述したように、装着予定位置に異物１３０は存在しないと判断され、電子部品１２０が異物１３０の上で離脱されてしまう。

【0040】

一方で、回路基材１２の反りを考慮して、目標部品高さが設定されると、目標部品高さはＨＭ２（＜ＨＭ１）に設定される。このように、目標部品高さがＨＭ２に設定されると、実部品高さＨＲが目標部品高さＨＭ２まで下降する前に、吸着ノズル７８に保持された電子部品１２０の接触が検出センサ８２によって検出される。このような場合には、上述したように、装着予定位置に異物１３０が存在すると判断され、電子部品１２０は離脱されない。

【0041】

そこで、部品実装機１０では、回路基材１２の反りを考慮して、目標部品高さＨＭが設定される。具体的には、回路基材１２が装着作業位置に搬送され、クランプ装置５２により位置決め保持されると、作業ヘッド５６，５８が回路基材１２の上方に移動する。そして、作業ヘッド５６，５８を保持するスライダ７４，７６に取り付けられた高さセンサ２７によって、回路基材１２の高さが検出される。この際、図１０に示すように、回路基材１２を９等配するような位置１５０ａ～ｉが、高さセンサ２７により測定され、各測定位置１５０ａ～ｉの回路基材１２の高さが検出される。そして、例えば、装着予定位置１６０を囲む４カ所の測定位置１５０ｄ，ｅ，ｇ，ｈに基づいて、装着予定位置１６０の回路基材１２の高さが演算される。続いて、装着予定位置１６０の回路基材１２の高さ，電子部品１２０の高さ寸法等に基づいて、目標部品高さＨＭが演算される。これにより、回路基材１２の反りを考慮して、目標部品高さＨＭが設定される。そして、実部品高さＨＲが、その設定された目標部品高さＨＭとなるように、電磁モータ７０，７２の作動が制御されることで、回路基材１２に反りなどが生じている場合であっても、異物１３０の検出を適切に行うことが可能となる。

【0042】

なお、部品実装機１０は、部品実装システムの一例である。高さセンサ２７は、検出装置の一例である。制御装置３６は、制御装置の一例である。作業ヘッド移動装置６２は、移動装置の一例である。吸着ノズル７８は、保持具の一例である。検出センサ８２は、検出センサ及び光電センサの一例である。

【0043】

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、検出センサ８２として、照射部９０と受光部９２とを有する反射型の光電センサが採用されているが、非接触式の光電センサであれば、輻射型の光電センサ，透過型の光電センサ，リフレクタ型の光電センサ等を採用することが可能である。光電センサの替わりとして高さセンサのようなレーザセンサを採用してもよい。同様に、また、非接触式の光電センサに限られず、プローブ等の接触式のセンサを利用して、吸着ノズル７８に保持された電子部品１２０の接触を検出してもよい。ただし、接触式のセンサは耐久性、応答範囲や応答精度、ならびに応答時間などの応答性に問題がある場合があることから、非接触式のセンサを採用することが好ましい。

【0044】

また、上記実施例では、第１装着作業が実行される場合に、第２装着作業が実行される場合と比較して、電磁モータ７０の作動速度及び作動加速度が制限されているが、電磁モータ７０の作動速度と作動加速度との一方のみが制限されてもよい。このように、電磁モータ７０の作動速度と作動加速度との一方のみが制限された場合であっても、異物１３０の有無を適切に判断することができる。

【0045】

また、上記実施例では、同一の部品、つまり、電子部品１２０の装着時において、第１装着作業が実行される場合に、第２装着作業が実行される場合と比較して、電磁モータ７０の作動速度等が制限されているが、第１装着作業と第２装着作業とで装着対象の部品が異なる場合においても、電磁モータ７０の作動速度等が制限されてもよい。つまり、第１装着作業時にＡ部品を装着する際の電磁モータの作動速度等が、第２装着作業時にＢ部品を装着する際の電磁モータの作動速度等より制限されてもよい。ただし、Ａ部品とＢ部品との寸法が明らかに異なる場合は、一般的に、部品寸法が大きいほど、電磁モータの作動速度等は制限されるため、Ａ部品とＢ部品との寸法は、概ね同じ大きさ、つまり、Ａ部品とＢ部品とは、概ね同じ大きさのグループの部品である。

【0046】

また、高さセンサ２７の取り付け位置はスライダ７４，７６には限定されない。具体的には、ホルダ８６とともに動く作業ヘッド５６，５８等の移動体は勿論、回路基材１２の装着作業位置に搬送される経路に固定的に取り付けられていてもよい。つまり、回路基材上の任意の位置の高さを検出できるような箇所に取り付けられていればよい。そのためには、複数の高さセンサを用いてもよいし、センサを取り付けるその位置が検出さえできれば、上下動作するものに取り付けられていてもよい。

【0047】

また、高さセンサ２７は、回路基材１２の位置でなく、部品の装着予定位置そのものを検出してもよい。

【0048】

また、ホルダ８６の下方への付勢手段は圧縮スプリングに限定されない。エアダンパーや各種弾性部材、磁性ダンパー等、付勢手段であればよい。また、電磁モータで保持軸を上下動作させる作用ヘッドと同様の態様を付勢手段に採用して、電磁モータの出力値を付勢力として制御および管理してもよい。

【0049】

以上を鑑みると、実施態様である付勢手段をなくすことも可能である。たとえば、保持軸で作業ヘッドを上下動作させる電磁モータの出力値を付勢力にかわるように制御および管理することで付勢力に変わる付勢手段として置き換えてもよい。つまりは、実施態様では、作業ヘッドが電磁モータで上下動作するものの、電磁モータで、吸着ノズルを上下動作させる機構のものであれば同様の考え方が採用可能である。たとえば、Ｚ軸スライドが上下動作する機構の部品実装機では、Ｚ軸スライドの動作軸に同様の考え方が適用可能である。

【0050】

また、上記実施例では、本発明が、吸着ノズル７８に保持された電子部品１２０の装着作業に適用されているが、チャック等の複数の把持爪に保持された電子部品１２０の装着作業に適用されてもよい。

【符号の説明】

【0051】

１０：部品実装機（部品実装システム） ２７：高さセンサ（検出装置） ３６：制御装置 ６２：作業ヘッド移動装置（移動装置） ７８：吸着ノズル（保持具） ８２：検出センサ（センサ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】