特許 7427074 部品実装機の不調判定装置および不調判定方法

(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】2024-01-25

(45)【発行日】2024-02-02

(54)【発明の名称】部品実装機の不調判定装置および不調判定方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20240126BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022502655

(86)(22)【出願日】2020-02-26

(86)【国際出願番号】 JP2020007709

(87)【国際公開番号】W WO2021171416

(87)【国際公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-08-16

(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】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神谷 有城

(72)【発明者】

【氏名】内藤 真治

(72)【発明者】

【氏名】中井 健二

(72)【発明者】

【氏名】山中 大輔

【審査官】小川 悟史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１８６２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８０７４６（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】

部品を採取する採取部材を有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させる移動装置と、
前記ヘッドおよび前記移動装置の制御により実装動作を行なって実装の良否を検査する第１検査と、前記ヘッドのキャリブレーション測定を行なって測定の良否を検査する第２検査とを含む複数の検査を実行する検査部と、
前記複数の検査の結果の組み合わせに基づいて前記ヘッドと前記移動装置とを含む不調の有無と不調箇所とを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記第１検査の結果が不調ありの結果であった場合、前記第２検査の結果が不調なしの結果であれば前記移動装置が不調であると判定し、前記第２検査の結果が不調ありの結果であれば前記ヘッドが不調であると判定する、
部品実装機の不調判定装置。

【請求項2】

部品を採取する採取部材を有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させる移動装置と、
前記ヘッドおよび前記移動装置の制御により実装動作を行なって実装の良否を検査する第１検査と、前記ヘッドに付されたマーク、又は、前記ヘッドに装着された治具のマークを撮像するキャリブレーション測定を行なって測定の良否を検査する第２検査とを含む複数の検査を実行する検査部と、
前記複数の検査の結果の組み合わせに基づいて前記ヘッドと前記移動装置とを含む不調の有無と不調箇所とを判定する判定部と、
を備える部品実装機の不調判定装置。

【請求項3】

部品を採取する採取部材を有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させる移動装置と、
前記ヘッドおよび前記移動装置の制御により実装動作を行なって実装の良否を検査する第１検査と、前記ヘッドのキャリブレーション測定を行なって測定の良否を検査する第２検査とを含む複数の検査を実行する検査部と、
前記複数の検査の結果の組み合わせに基づいて前記移動装置が不調であるか、前記ヘッドが不調であるかのいずれかを判定する判定部と、
を備える部品実装機の不調判定装置。

【請求項4】

部品を採取するノズルを着脱可能に有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させる移動装置と、
前記ヘッドおよび前記移動装置の制御により実装動作を行なって実装の良否を検査する第１検査と、前記ヘッドのキャリブレーション測定を行なって測定の良否を検査する第２検査とを含む複数の検査を実行する検査部と、
前記複数の検査の結果の組み合わせに基づいて前記ヘッドと前記移動装置とを含む不調の有無と不調箇所とを判定する判定部と、
を備える部品実装機の不調判定装置。

【請求項5】

請求項２ないし４いずれか１項に記載の部品実装機の不調判定装置であって、
前記判定部は、前記第１検査の結果が不調ありの結果であった場合、前記第２検査の結果が不調なしの結果であれば前記移動装置が不調であると判定し、前記第２検査の結果が不調ありの結果であれば前記ヘッドが不調であると判定する、
部品実装機の不調判定装置。

【請求項6】

請求項１ないし５いずれか１項に記載の部品実装機の不調判定装置であって、
前記検査部は、前記第１検査および前記第２検査が終了した後、前記部品実装機をシャットダウンする、
部品実装機の不調判定装置。

【請求項7】

請求項１ないし６いずれか１項に記載の部品実装機の不調判定装置であって、
前記第１検査は、同一種類の複数の部品を前記採取部材に順次採取して検査用基板に順次実装し、実装した各部品の位置ずれを検出することにより実装の良否を判定する検査であり、
前記検査部は、前記検査用基板がセットされ、且つ、検査の開始が指示されたときに、前記第１検査を開始する、
部品実装機の不調判定装置。

【請求項8】

請求項１ないし７いずれか１項に記載の部品実装機の不調判定装置であって、
前記検査部は、予め設定された時期が到来したとき、又は、検査の開始が指示されたときに、前記第２検査を開始する、
部品実装機の不調判定装置。

【請求項9】

請求項１ないし８いずれか１項に記載の部品実装機の不調判定装置であって、
前記判定の結果を通知する通知部
を備える部品実装機の不調判定装置。

【請求項10】

部品を採取する採取部材を有するヘッドと、前記ヘッドを移動させる移動装置と、を備える部品実装機の不調を判定する部品実装機の不調判定方法であって、
前記ヘッドおよび前記移動装置の制御により実装動作を行なって実装の良否を検査する第１検査と、前記ヘッドに付されたマーク、又は、前記ヘッドに装着された治具のマークを撮像するキャリブレーション測定を行なって測定の良否を検査する第２検査とを含む複数の検査を実行し、
前記複数の検査の結果の組み合わせに基づいて前記ヘッドと前記移動装置とを含む不調の有無と不調箇所とを判定する、
部品実装機の不調判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、部品実装機の不調判定装置および不調判定方法について開示する。

【背景技術】

【0002】

従来、部品実装ラインにおいて、実装基板を製造中にデバイスの不調を検知する不調検知システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このシステムは、データ収集部と判定部と通知処理部とを備える。データ収集部は、複数の部品実装機を含む部品実装ラインから稼働状況データを収集する。判定部は、データ収集部が収集した稼働状況データに含まれる１以上の特徴量データの傾向が正常時の特徴量データの傾向から外れているか否かを判定する。通知処理部は、判定部が特徴量データの傾向が正常時の傾向から外れていると判定すると、その特徴量データに対応するデバイスが不調であると表示部に通知させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－６２１６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、装置の不調を検査するものの一つとして、部品を採取して基板に実装する実装動作を行なった後、実装位置のずれを測定することで、実装精度の良否を検査する場合が考えられる。この場合、検査結果が不調ありの結果であっても、その不調箇所がどこにあるのか分からないと、作業者は、不調箇所の調査のために多くの作業時間を必要とし、作業負担が過大となってしまう。

【0005】

本開示は、ヘッドと移動装置とを備え、部品を基板に実装する部品実装機の不調を判定するものにおいて、その不調箇所を判定することが可能な不調判定装置を提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本開示の部品実装機の不調判定装置は、
部品を採取する採取部材を有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させる移動装置と、
前記ヘッドおよび前記移動装置の制御により実装動作を行なって実装の良否を検査する第１検査と、前記ヘッドのキャリブレーション測定を行なって測定の良否を検査する第２検査とを含む複数の検査を実行する検査部と、
前記複数の検査の結果の組み合わせに基づいて前記ヘッドと前記移動装置とを含む不調の有無と不調箇所とを判定する判定部と、
を備えることを要旨とする。

【0008】

第１検査は、ヘッドを構成するパーツの動作と移動装置を構成するパーツの動作とに関連してデータの測定が行なわれる。一方、第２検査は、ヘッドを構成するパーツの動作に関連してデータの測定が行なわれる。したがって、本開示の部品実装機の不調判定装置によれば、第１検査の結果および第２検査の結果の組み合わせに基づいてヘッドと移動装置とを含む不調の有無と不調箇所とを適正に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】部品実装システムの概略構成図である。

【図2】部品実装機の概略構成図である。

【図3】実装ヘッドの概略構成図である。

【図4】ＺＳ軸駆動装置の概略構成図である。

【図5】部品実装機の制御装置と管理装置との電気的な接続関係を示すブロック図である。

【図6】検査処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】キャリアの外観斜視図である。

【図8】実装精度データの一例を示す説明図である。

【図9】治具ノズルの概略構成図である。

【図10】キャリブレーションデータの一例を示す説明図である。

【図11】不調判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図12】記憶装置に記憶される測定値の一例を示す説明図である。

【図13】測定値の解析結果の一例を示す説明図である。

【図14】不調判定結果の通知画面の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１は、部品実装システムの概略構成図である。図２は、部品実装機の上面図である。図３は、実装ヘッドの概略構成図である。図４は、ＺＳ軸駆動装置の概略構成図である。図５は、部品実装機の制御装置と管理装置との電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、図１，２中、左右方向をＸ軸方向とし、前後方向をＹ軸方向とし、上下方向をＺ軸方向とする。

【0011】

部品実装システム１は、図１に示すように、印刷機２と、印刷検査装置３と、複数の部品実装機１０と、実装検査装置（図示せず）と、システム全体を管理する管理装置１００（図５参照）と、を備える。印刷機２は、基板Ｓ上にはんだを印刷する装置である。印刷検査装置４は、印刷機２で印刷されたはんだの状態を検査する装置である。部品実装機１０は、部品を基板Ｓに実装する装置である。実装検査装置は、部品実装機１０で実装された部品の実装状態を検査する装置である。印刷機２と印刷検査装置３と複数の部品実装機１０と実装検査装置は、この順番で基板Ｓの搬送方向に並べて設置されて生産ラインを構成する。

【0012】

部品実装機１０は、図２に示すように、基台１１上に設置された筐体１２と、フィーダ２１と、基板搬送装置２２と、ヘッド移動装置３０と、実装ヘッド４０と、制御装置９０（図５参照）と、を備える。また、部品実装機１０は、これらの他に、パーツカメラ２３やマークカメラ２４、ノズルステーション２５なども備えている。なお、パーツカメラ２３は、フィーダ２１と基板搬送装置２２との間に設けられ、実装ヘッド４０の吸着ノズル４５に吸着された部品Ｐを下方から撮像するためのものである。また、マークカメラ２４は、実装ヘッド４０に設けられ、基板Ｓに付された基準マークを上方から撮像して読み取るためのものである。さらに、ノズルステーション２５は、交換用の複数種の吸着ノズルが収容されると共に、後述する実装ヘッド４０のキャリブレーション測定に用いられる治具ノズルＩＮが収容される。

【0013】

フィーダ２１は、図２に示すように、部品実装機１０の前面部に、Ｘ軸方向（左右方向）に沿って配列される。フィーダ２１は、図示しないが、テープが巻回されたテープリールと、テープリールからテープを引き出して部品供給位置へ送り出すテープ送り機構と、を備える。テープには、その長手方向に沿って所定間隔置きにキャビティが形成されている。キャビティには、部品Ｐが収容されている。フィーダ２１は、フィーダ送り機構（モータ）によりテープを所定量ずつ送り出すことで、テープに収容された部品Ｐを順次、部品供給位置へと供給する。なお、テープに収容された部品Ｐは、テープの表面を覆うフィルムによって保護されており、部品供給位置の手前でフィルムが剥がされることで部品供給位置にて露出した状態となり、吸着ノズル４５により吸着可能とされる。

【0014】

基板搬送装置２２は、図１の前後に間隔を開けて設けられＸ軸方向（左右方向）に架け渡された１対のコンベアベルトを有している。基板Ｓは、基板搬送装置２２のコンベアベルトにより図中左から右へと搬送される。

【0015】

ヘッド移動装置３０は、実装ヘッド４０をＸＹ軸方向（前後左右の方向）に移動させるものであり、図２に示すように、Ｘ軸スライダ３２と、Ｙ軸スライダ３４と、を備える。Ｘ軸スライダ３２は、Ｙ軸スライダ３４の底面にＸ軸方向（左右方向）に延在するように設けられた上下一対のＸ軸ガイドレール３１に支持され、Ｘ軸モータ３６（図５参照）の駆動によってＸ軸方向に移動可能である。Ｙ軸スライダ３４は、筐体１２の上段部にＹ軸方向（前後方向）に延在するように設けられた左右一対のＹ軸ガイドレール３３に支持され、Ｙ軸モータ３８（図５参照）の駆動によってＹ軸方向に移動可能である。なお、Ｘ軸スライダ３２は、Ｘ軸位置センサ３７（図５参照）によりＸ軸方向の位置が検知され、Ｙ軸スライダ３４は、Ｙ軸位置センサ３９（図５参照）によりＹ軸方向の位置が検知される。Ｘ軸スライダ３２には実装ヘッド４０が取り付けられている。このため、実装ヘッド４０は、ヘッド移動装置３０（Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８）を駆動制御することにより、ＸＹ平面（水平面）に沿って移動可能である。

【0016】

実装ヘッド４０は、ロータリヘッドとして構成され、図３に示すように、ヘッド本体４１と、回転体４２と、複数（実施形態では、８個）のノズルホルダ４４と、複数（実施形態では、８個）の吸着ノズル４５と、Ｒ軸駆動装置５０と、Ｑ軸駆動装置６０と、２つのＺ軸駆動装置７０と、ＺＳ軸駆動装置８０（図４参照）と、を備える。

【0017】

回転体４２は、同軸に連結される回転軸４３を介してヘッド本体４１に回転可能に支持されている。回転体４２の下面における軸中心には、カメラ（パーツカメラ２３）によって検出される基準マーク（ヘッド基準マークＨＭ）が形成されたマーク形成部材４６が設けられている。

【0018】

ノズルホルダ４４は、回転体４２の軸中心を中心とした同一円周上において所定角度間隔（実施形態では、４５度間隔）をおいて配列され、且つ、回転体４２に昇降自在に支持されている。ノズルホルダ４４の先端部には、吸着ノズル４５が装着される。吸着ノズル４５は、先端に吸着口を有し、図示しない負圧源から圧力調整弁４７（図５参照）を介して吸着口に供給される負圧により部品Ｐを吸着する。なお、吸着ノズル４５は、ノズルホルダ４４に対して着脱可能であり、吸着する部品Ｐの種類に応じてその吸着に適したものに交換される。

【0019】

Ｒ軸駆動装置５０は、回転体４２を回転させて、複数のノズルホルダ４４（複数の吸着ノズル４５）を回転体４２の中心軸回りに円周方向に旋回（公転）させるものである。Ｒ軸駆動装置５０は、図３に示すように、Ｒ軸モータ５１と、Ｒ軸モータ５１の回転軸に設けられた駆動ギヤ５２と、回転体４２の外周面に同軸に設けられると共に駆動ギヤ５２と噛合する外歯のＲ軸ギヤ５３と、を備える。Ｒ軸駆動装置５０は、Ｒ軸モータ５１によりＲ軸ギヤ５３を回転駆動することにより、回転体４２を回転させる。各ノズルホルダ４４は、回転体４２の回転によって、吸着ノズル４５と一体となって円周方向に旋回（公転）する。また、Ｒ軸駆動装置５０は、この他に、Ｒ軸ギヤ５３の回転位置、即ち各ノズルホルダ４４（吸着ノズル４５）の旋回位置を検知するためのＲ軸位置センサ５５（図５参照）も備える。

【0020】

Ｑ軸駆動装置６０は、各ノズルホルダ４４（各吸着ノズル４５）をその中心軸回りに回転（自転）させるものである。Ｑ軸駆動装置６０は、図３に示すように、Ｑ軸モータ６１と、Ｑ軸モータ６１の回転軸に設けられた駆動ギヤ６２と、各ノズルホルダ４４に同軸に設けられたピニオンギヤ６３と、駆動ギヤ６２と噛合すると共に各ピニオンギヤ６３と噛合するＱ軸ギヤ６４と、を備える。ピニオンギヤ６３は、各ノズルホルダ４４の上部に設けられ、Ｑ軸ギヤ６４とＺ軸方向（上下方向）にスライド可能に噛合する。Ｑ軸ギヤ６４は、回転軸４３と同軸かつ相対回転可能に挿通された円筒部材として構成される。Ｑ軸駆動装置６０は、Ｑ軸モータ６１によりＱ軸ギヤ６４を回転駆動することにより、Ｑ軸ギヤ６４と噛合する各ピニオンギヤ６３を纏めて同方向に回転させる。各ノズルホルダ４４は、ピニオンギヤ６３の回転によって、吸着ノズル４５と一体となってその中心軸回りに回転（自転）する。また、Ｑ軸駆動装置６０は、この他に、Ｑ軸ギヤ６４の回転位置、即ち各ノズルホルダ４４（吸着ノズル４５）の回転位置を検知するためのＱ軸位置センサ６５（図５参照）も備える。

【0021】

各Ｚ軸駆動装置７０は、ノズルホルダ４４の旋回（公転）軌道上の２箇所においてノズルホルダ４４を個別に昇降可能に構成されている。ノズルホルダ４４に装着される吸着ノズル４５は、ノズルホルダ４４と共に昇降する。各Ｚ軸駆動装置７０は、いずれも、図３に示すように、Ｚ軸スライダ７１と、Ｚ軸スライダ７１を昇降させるＺ軸モータ７２と、を備える。また、各Ｚ軸駆動装置７０は、この他に、対応するＺ軸スライダ７１の昇降位置、即ち対応するノズルホルダ４４（吸着ノズル４５）の昇降位置を検知するためのＺ軸位置センサ７３（図５参照）も備える。各Ｚ軸駆動装置７０は、それぞれＺ軸モータ７２を駆動して対応するＺ軸スライダ７１を昇降させることにより、Ｚ軸スライダ７１の下方にあるノズルホルダ４４と当接して、当該ノズルホルダ４４を吸着ノズル４５と一体的に昇降させる。なお、各Ｚ軸駆動装置７０は、リニアモータを用いて構成されてもよいし、回転モータと送りねじ機構とを用いて構成されてもよい。

【0022】

ＺＳ軸駆動装置８０は、実装ヘッド４０（ヘッド本体４１）を上下方向（ＺＳ軸方向）に昇降させるものである。ＺＳ軸駆動装置８０は、図４に示すように、ＺＳ軸方向に延在するガイドレール８１と、ガイドレール８１に沿ってヘッド本体４１を昇降させるＺＳ軸モータ８２と、を備える。また、ＺＳ軸駆動装置８０は、この他にヘッド本体４１の昇降位置を検知するためのＺＳ軸位置センサ８３（図５参照）も備える。なお、ＺＳ軸駆動装置８０は、リニアモータを用いて構成されてもよいし、回転モータと送りねじ機構とを用いて構成されてもよい。部品実装機１０は、例えば、高さが低い部品Ｐを吸着して実装する場合には、実装ヘッド４０を予め下降させておくことで、吸着ノズル４５の昇降ストロークを短くすることができるため、動作時間を短縮させることが可能である。一方、部品実装機１０は、高さが高い部品Ｐを吸着して実装する場合には、実装ヘッド４０を予め上昇させておくことで、吸着動作を行なう際に吸着ノズル４５が当該部品Ｐと干渉しないようにすることができる。これにより、部品実装機１０は、実装ヘッド４０を交換することなく、高さの異なる複数種の部品Ｐを取り扱うことができる。

【0023】

制御装置９０は、図５に示すように、ＣＰＵ９１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ９１の他に、ＲＯＭ９２やＨＤＤ９３、ＲＡＭ９４、入出力インタフェース（図示せず）などを備える。制御装置９０には、Ｘ軸位置センサ３７やＹ軸位置センサ３９、Ｒ軸位置センサ５５、Ｑ軸位置センサ６５、Ｚ軸位置センサ７３、ＺＳ軸位置センサ８３などからの各種検知信号が入出力インタフェースを介して入力されている。また、制御装置９０には、パーツカメラ２３やマークカメラ２４からの画像信号なども入出力インタフェースを介して入力されている。一方、制御装置９０からは、フィーダ２１や基板搬送装置２２、Ｘ軸モータ３６、Ｙ軸モータ３８、Ｒ軸モータ５１、Ｑ軸モータ６１、Ｚ軸モータ７２、ＺＳ軸モータ８２、圧力調整弁４７、マークカメラ２４、パーツカメラ２３などへの各種制御信号が入出力インタフェースを介して出力されている。

【0024】

管理装置１００は、図５に示すように、ＣＰＵ１０１やＲＯＭ１０２，ＨＤＤ１０３（記憶装置），ＲＡＭ１０４などを備える汎用のコンピュータである。管理装置１００には、マウスやキーボードを含む入力デバイス１０５からの入力信号が入力されている。管理装置１００からは、ディスプレイ１０６への表示信号が出力されている。

【0025】

次に、こうして構成された実施形態の部品実装機１０の動作について説明する。制御装置９０のＣＰＵ９１は、まず、吸着対象の部品Ｐを供給するフィーダ２１の部品供給位置の上方に吸着ノズル４５が移動するようヘッド移動装置３０を制御する。そして、ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４５が下降するよう対応するＺ軸駆動装置７０を制御すると共に吸着ノズル４５の吸着口に負圧が供給されるよう圧力調整弁４７を制御する。これにより、吸着ノズル４５に部品Ｐが吸着される。

【0026】

ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４５に部品Ｐを吸着させると、実装ヘッド４０がパーツカメラ２３の上方へ移動するようヘッド移動装置３０を制御し、パーツカメラ２３により吸着ノズル４５に吸着させた部品Ｐを下方から撮像する。続いて、ＣＰＵ９１は、撮像画像を処理して吸着ノズル４５に吸着されている部品Ｐの吸着ずれ量（Ｘ軸方向およびＹ軸方向の各吸着ずれ量）を測定し（吸着検査）、測定した吸着ずれ量に基づいて基板Ｓの実装位置を補正する。次に、ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４５に吸着させた部品Ｐが補正した実装位置の上方へ位置するようヘッド移動装置３０を制御する。そして、ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４５が下降するよう対応するＺ軸駆動装置７０を制御すると共に吸着ノズル４５の吸着口への負圧の供給が解除されるよう圧力調整弁４７を制御する。これにより、部品Ｐが基板Ｓの実装位置へ実装される。

【0027】

次に、部品実装機１０を検査する検査処理と、検査結果に基づいて不調有無と不調箇所とを判定する不調判定処理とについて説明する。図６は、制御装置９０のＣＰＵ９１により実行される検査処理の一例を示すフローチャートである。

【0028】

検査処理では、制御装置９０のＣＰＵ９１は、まず、管理装置１００から検査の実行指示を受信したか否かを判定する（Ｓ１００）。検査の実行指示は、例えば、入力デバイス１０５を介してオペレータにより所定の操作がなされたときに管理装置１００から各部品実装機１０の制御装置９０へ送信されてもよい。また、検査の実行指示は、例えば、オペレータの操作により予め登録された設定時刻になると、管理装置１００から各部品実装機１０の制御装置９０へ送信されてもよい（タイマー設定）。

【0029】

ＣＰＵ９１は、実行指示を受信すると、次に、検査の一つである実装精度検査を行なうための検査用基板ＩＳが基板搬送装置２２にセットされているか否かを判定する（Ｓ１１０）。検査用基板ＩＳは、例えば表面にカメラによって検出可能な識別マークを有する矩形かつ平板状の部材であり、検査用部品ＩＰと共にキャリア２００に保持される。図７は、キャリア２００の外観斜視図である。図示するように、キャリア２００は、表面中央部に検査用基板ＩＳが配置される矩形状のキャリア本体２０１と、キャリア本体２０１の表面外周部に取り付けられる長尺の部品収容トレイ２０５と、を備える。検査用基板ＩＳは、キャリア本体２０１の表面中央部に形成される矩形状の凹部に収容され、留め具２０２によってキャリア本体２０１に保持される。検査用部品ＩＰは、部品収容トレイ２０５の表面に長手方向に並ぶように形成された複数の部品収容ポケット２０５ａにそれぞれ複数個ずつ重ねられた状態で収容される。なお、Ｓ１１０の判定は、例えば、基板搬送装置２２により検査用基板ＩＳ（キャリア２００）を機内に搬入する動作を行ない、搬入位置をマークカメラ２４で撮像し、撮像画像を処理して当該撮像画像中に検査用基板ＩＳに付された識別マークを認識できるか否かを判定することにより行なわれる。

【0030】

ＣＰＵ９１は、検査用基板ＩＳが基板搬送装置２２にセットされていないと判定すると所定の警告信号を管理装置１００へ送信して（Ｓ１２０）、Ｓ１１０に戻る。警告信号を受信した管理装置１００は、オペレータに検査用基板ＩＳのセットを促すメッセージをディスプレイ１０８に表示する。ＣＰＵ９１は、検査用基板ＩＳが基板搬送装置２２にセットされていると判定すると、実装精度検査を開始する（Ｓ１３０）。

【0031】

実装精度検査は、以下のようにして行なわれる。ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４５が部品収容ポケット２０５ａに収容されている検査用部品ＩＰの上方へ移動すると共に当該検査用部品ＩＰが吸着ノズル４５に吸着されるようヘッド移動装置３０と実装ヘッド４０とを制御する。続いて、ＣＰＵ９１は、吸着させた検査用部品ＩＰが検査用基板ＩＳの目標実装位置の上方に移動すると共に当該検査用部品ＩＰが目標実装位置に実装されるようヘッド移動装置３０と実装ヘッド４０とを制御する。検査用基板ＩＳに対する検査用部品ＩＰの実装動作は、実装ヘッド４０が備える各吸着ノズル４５ごとに行なわれる。次に、ＣＰＵ９１は、マークカメラ２４が検査用基板ＩＳの上方に移動すると共にマークカメラ２４で検査用基板ＩＳに実装された検査用部品ＩＰが撮像されるようヘッド移動装置３０とマークカメラ２４とを制御する。そして、ＣＰＵ９１は、撮像画像に画像処理を施すことにより、実装動作に使用した吸着ノズル４５ごとの検査用基板ＩＳの目標実装位置に対する検査用部品ＩＰの実装ずれ量（Ｘ軸方向の実装ずれ量ΔＸｐ、Ｙ軸方向の実装ずれ量ΔＹｐおよび角度ずれ量Δθｐ）を測定する。ＣＰＵ９１は、測定が終了すると、吸着ノズル４５が検査用基板ＩＳに実装した検査用部品ＩＰの上方に移動すると共に当該検査用部品ＩＰが吸着ノズル４５に吸着されるようヘッド移動装置３０と実装ヘッド４０とを制御する。次に、ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４５に吸着させた検査用部品ＩＰが部品収容ポケット２０５ａのうち空きのあるポケットへ収容（返却）されるようヘッド移動装置３０と実装ヘッド４０とを制御する。そして、ＣＰＵ９１は、検査用基板ＩＳと検査用部品ＩＰとを収容したキャリア２００が下流の部品実装機１０へ搬出されるよう基板搬送装置２２を制御する。これにより、検査用基板ＩＳと検査用部品ＩＰとを収容したキャリア２００は、次の部品実装機１０に受け渡され、当該次の部品実装機１０において同様の実装精度検査が実行されることになる。このように、生産ラインを構成する複数の部品実装機１０が上流側から下流側にかけて実装精度検査を順次実行することで、全ての部品実装機１０の実装精度検査を効率良く行なうことができる。

【0032】

図８は、実装精度データの一例を示す説明図である。図示するように、実装精度データには、測定値として、Ｘ軸方向の実装ずれ量ΔＸｐとＹ軸方向の実装ずれ量ΔＹｐと角度ずれ量Δθｐとが含まれる。この実装精度データは、実装動作に使用した吸着ノズル４５ごとに生成される。

【0033】

ＣＰＵ９１は、実装精度検査が終了したと判定すると、続いて、ヘッドキャリブレーション測定に用いる治具ノズルＩＮがノズルステーション２５に収容されているか否かを判定する（Ｓ１５０）。図９は、治具ノズルの概略構成図である。治具ノズルＩＮは、吸着ノズル４５と概ね同一の外形を有する。また、治具ノズルＩＮの先端面には、カメラ（パーツカメラ２３）によって検出される基準マーク（ノズル基準マークＮＭ）が形成されている。Ｓ１５０の処理は、例えば、ノズルステーション２５をマークカメラ２４で撮像し、撮像画像を処理して当該撮像画像中に治具ノズルＩＮに付された識別マークを認識できるか否かを判定することにより行なわれる。ＣＰＵ９１は、治具ノズルＩＮがノズルステーション２５に収容されていないと判定すると、所定の警告信号を管理装置１００へ送信して（Ｓ１６０）、Ｓ１５０に戻る。警告信号を受信した管理装置１００は、オペレータに治具ノズルＩＮの収容を促すメッセージをディスプレイ１０８に表示する。ＣＰＵ９１は、治具ノズルＩＮがノズルステーション２５に収容されていると判定すると、ヘッドキャリブレーション測定を開始する（Ｓ１７０）。

【0034】

ヘッドキャリブレーション測定には、ＺＳ軸の傾きを測定するＺＳ軸傾き測定や、各ノズルホルダ４４ごとの吸着ノズル４５の装着位置（ノズルホルダ４４の曲がりなど）を測定するノズル装着位置測定などが含まれる。

【0035】

ＺＳ軸傾き測定は、以下のようにして行なわれる。ＣＰＵ９１は、まず、実装ヘッド４０がＺＳ軸における上昇端まで上昇するようＺＳ軸駆動装置８０を制御する。続いて、ＣＰＵ９１は、実装ヘッド４０のマーク形成部材４６がパーツカメラ２３の上方へ移動すると共に当該マーク形成部材４６に形成されたヘッド基準マークＨＭが撮像されるようヘッド移動装置３０とパーツカメラ２３とを制御する。次に、ＣＰＵ９１は、実装ヘッド４０がＺＳ軸における下降端まで下降するようＺＳ軸駆動装置８０を制御した後、同様に、ヘッド基準マークＨＭが撮像されるようパーツカメラ２３を制御する。すなわち、ＣＰＵ９１は、ＺＳ軸における上昇端と下降端とのそれぞれの位置において、実装ヘッド４０のヘッド基準マークＨＭを撮像する。そして、ＣＰＵ９１は、得られた２つの撮像画像に画像処理を施すことによりヘッド基準マークＨＭをそれぞれ認識し、認識したヘッド基準マークＨＭ同士のＸ軸方向の位置ずれ量をＸ軸方向の傾き量ΔＸｚｓとして測定すると共にＹ軸方向の位置ずれ量をＹ軸方向の傾き量ΔＹｚｓとして測定する。

【0036】

ノズル装着位置測定は、以下のようにして行なわれる。ＣＰＵ９１は、まず、実装ヘッド４０がノズルステーション２５の上方へ移動すると共に当該実装ヘッド４０の各ノズルホルダ４４に治具ノズルＩＮが装着されるようヘッド移動装置３０と実装ヘッド４０とを制御する。続いて、ＣＰＵ９１は、治具ノズルＩＮがパーツカメラ２３の上方へ移動すると共に当該治具ノズルＩＮがＺ軸方向における上昇端に位置した状態で当該治具ノズルＩＮの先端に形成されたノズル基準マークＮＭが撮像されるようヘッド移動装置３０とパーツカメラ２３とを制御する。次に、ＣＰＵ９１は、治具ノズルＩＮがＺ軸における下降端まで下降するようＺ軸駆動装置７０を制御した後、同様に、ノズル基準マークＮＭが撮像されるようパーツカメラ２３を制御する。すなわち、ＣＰＵ９１は、Ｚ軸における上昇端と下降端のそれぞれの位置において、治具ノズルＩＮのノズル基準マークＮＭを撮像する。そして、ＣＰＵ９１は、得られた２つの撮像画像に画像処理を施すことによりノズル基準マークＮＭをそれぞれ認識し、認識したノズル基準マークＮＭ同士のＸ軸方向の位置ずれ量をＸ軸方向の傾き量ΔＸｎとして測定すると共にＹ軸方向の位置ずれ量をＹ軸方向の傾き量ΔＹｎとして測定する。

【0037】

図１０は、キャリブレーションデータの一例を示す説明図である。図示するように、キャリブレーションデータには、測定値として、ＺＳ軸傾きやノズルごとのノズル装着位置などが含まれる。ＺＳ軸傾きには、Ｘ軸方向の傾き量ΔＸｚｓとＹ軸方向の傾き量ΔＹｚｓとが含まれる。また、ノズル装着位置には、Ｘ軸方向の傾き量ΔＸｎとＹ軸方向の傾き量ΔＹｎとが含まれる。

【0038】

ＣＰＵ９１は、ヘッドキャリブレーション測定が終了したと判定すると、得られた測定値（実装精度データおよびキャリブレーションデータ）を管理装置１００へ送信する（Ｓ１９０）。そして、ＣＰＵ９１は、シャットダウンの指定があるか否かを判定する（Ｓ２００）。ＣＰＵ９１は、シャットダウンの指定がないと判定すると、そのまま不調検査処理を終了し、シャットダウンの指定があると判定すると、シャットダウンして（Ｓ２１０）、不調検査処理を終了する。シャットダウンの指定は、オペレータが入力デバイス１０５を介して管理装置１００に予め入力することにより行なわれる。オペレータは、一日の業務が終了した後に検査処理が実行されるように設定した場合、検査終了後のシャットダウンを予め指定しておくことで、検査の終了を待つことなく、持ち場を離れることが可能となる。

【0039】

次に、不調検査処理の結果を用いて行なわれる不調判定処理について説明する。図１１は、管理装置１００のＣＰＵ１０１により実行される不調判定処理の一例を示すフローチャートである。

【0040】

不調判定処理では、管理装置１００のＣＰＵ１０１は、まず、部品実装機１０から測定値を受信するのを待つ（Ｓ３００）。ＣＰＵ１０１は、測定値を受信すると、受信した測定値をＨＤＤ１０３（記憶装置）に記憶すると共に受信した測定値を解析する（Ｓ３１０）。図１２は、記憶装置に記憶される測定値の一例を示す説明図である。図示するように、ＨＤＤ１０３（記憶装置）には、測定値として実装精度データおよびキャリブレーションデータが検査の実行日と対応付けて記憶される。

【0041】

実装精度データの解析は、以下のようにして行なわれる。ＣＰＵ１０１は、まず、実装ずれ量ΔＸｐ，ΔＹｐおよび角度ずれ量Δθｐのうちずれ量ごとに、此までに受信したずれ量の平均値μと標準偏差σとを求める。続いて、ＣＰＵ１０１は、ずれ量ごとに、今回受信したずれ量が平均値μから３σを減じた下限値（μ－３σ）と平均値μに３σを加えた上限値（μ＋３σ）とにより定まる範囲内に収まるか否かを判定する。なお、下限値および上限値は、それぞれ３σに代えて、２σを用いて定められた値であってもよいし、σを用いて定められた値であってもよいし、オペレータが選択した値であってもよい。そして、ＣＰＵ１０１は、今回受信したずれ量のいずれもが下限値と上限値とにより定まる範囲内に収まると判定すると（例えば、図１３（ａ）参照）、不調の兆候が現われていない（「不調なし」）と判定する。一方、ＣＰＵ１０１は、今回受信したずれ量のいずれかが下限値と上限値とにより定まる範囲内に収まらないと判定すると（例えば、図１３（ｂ）参照）、不調の兆候が現われている（「不調あり」）と判定する。上述したように、実装精度検査は、フィーダ２１から供給される部品Ｐではなく、検査用基板ＩＳと共にキャリア２００に保持されている検査用部品ＩＰを用いて行なわれる。このため、実装精度データの解析結果には、フィーダ２１の不調による影響を受けず、ヘッド移動装置３０や実装ヘッド４０の不調による影響が反映されるものとなる。

【0042】

また、キャリブレーションデータ（ＺＳ軸傾きやノズル装着位置）の解析は、以下のようにして行なわれる。ＺＳ軸傾きを解析する場合、ＣＰＵ１０１は、まず、傾き量ΔＸｚｓおよびΔＹｚｓのうち傾き量ごとに、此までに受信した傾き量の平均値μと標準偏差σとを求める。続いて、ＣＰＵ１０１は、傾き量ごとに、今回受信した傾き量が平均値μから３σを減じた下限値（μ－３σ）と平均値μに３σを加えた上限値（μ＋３σ）とにより定まる範囲内に収まるか否かを判定する。なお、下限値および上限値は、それぞれ３σに代えて、２σを用いて定められた値であってもよいし、σを用いて定められた値であってもよいし、オペレータが選択した値であってもよい。そして、ＣＰＵ１０１は、今回受信した傾き量のいずれもが下限値と上限値とにより定まる範囲内に収まると判定すると、不調の兆候が現われていない（「不調なし」）と判定し、今回受信した傾き量のいずれかが下限値と上限値とにより定まる範囲内に収まらないと判定すると、不調の兆候が現われている（「不調あり」）と判定する。なお、ＣＵＰ１０１は、ノズル装着位置（Ｘ軸方向の傾き量ΔＸｎ，Ｙ軸方向の傾き量ΔＹｎ）を解析する場合についても、同様に行なうことができる。上述したように、ヘッドキャリブレーション測定は、実装ヘッド４０を構成するパーツを動作させることにより行なわれる。このため、キャリブレーションデータの解析結果には、実装ヘッド４０の不調による影響のみが反映されるものとなる。

【0043】

このように、本実施形態では、ＣＰＵ１０１は、今回受信した測定値が、此までに受信した測定値の平均値μを中心とした分布の所定範囲（図１３中、破線で囲まれた領域）内に収まるか否かを判定することにより測定値を解析する。そして、ＣＰＵ１０１は、今回受信した測定値が上記所定範囲内に収まると判定すると（図１３（ａ）参照）、不調なしと判定し、今回受信した測定値が上記所定範囲内に収まらないと判定すると（図１３（ｂ）参照）、不調ありと判定する。

【0044】

ＣＰＵ１０１は、実装精度データを解析した結果、実装精度検査の結果が不調ありの結果であるか否かを判定する（Ｓ３２０）。ＣＰＵ１０１は、実装精度検査の結果が不調なしの結果であると判定すると、ヘッド移動装置３０および実装ヘッド４０のいずれにも不調なしと判定する（Ｓ３３０）。

【0045】

一方、ＣＰＵ１０１は、実装精度検査の結果が不調ありの結果であると判定すると、さらに、ヘッドキャリブレーション測定の結果が不調ありの結果であるか否かを判定する（Ｓ３４０）。ＣＰＵ１０１は、ヘッドキャリブレーション測定の結果が不調なしの結果であると判定すると、ヘッド移動装置３０に不調があると判定する（Ｓ３５０）。一方、ＣＰＵ１０１は、ヘッドキャリブレーション測定の結果が不調ありの結果であると判定すると、実装ヘッド４０に不調があると判定する（Ｓ３６０）。

【0046】

ＣＰＵ１０１は、こうして不調有無と不調箇所とを判定すると、その判定結果をオペレータに通知するために、当該判定結果をディスプレイ１０８に表示して（Ｓ３７０）、不調判定処理を終了する。図１４は、不調判定結果の通知画面の一例を示す説明図である。図の例は、実装ヘッド４０に不調があった場合の通知画面の例である。

【0047】

ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲に記載した本開示の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、実施形態の実装ヘッド４０が本開示のヘッドに相当し、ヘッド移動装置３０が移動装置に相当し、検査処理を実行する制御装置９０のＣＰＵ９１が検査部に相当し、不調判定処理を実行する管理装置１００のＣＰＵ１０１が判定部に相当し、ディスプレイ１０６が通知部に相当する。

【0048】

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示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。

【0049】

例えば、上述した実施形態では、ＣＰＵ１０１は、不調判定処理において、今回受信した測定値が、此までに受信した測定値の平均値μを中心とした分布の所定範囲内に収まるか否かを判定することにより不調の有無を判定するものとした。しかし、ＣＰＵ１０１は、今回受信した測定値が、此までに受信した測定値の変化の傾向から定まる値を中心とした所定範囲内に収まるか否かを判定することにより不調の有無を判定するものとしてもよい。例えば、ＣＰＵ１０１は、今回の測定値をＸ０とした場合、此まで受信した測定値の変化の傾向Ｘａに値１よりも小さい係数ｋ１を乗じた下限値と傾向Ｘａに値１よりも大きい係数ｋ２を乗じた上限値とにより定まる範囲内に収まるか否かにより不調の有無を判定する。但し、此までに受信した測定値の変化の傾向Ｘａは、Ｘ１を１回前に受信した測定値とし、Ｘ２を２回前に受信した測定値とし、Ｘｉをｉ回前に受信した測定値とし、ａ１，ａ２，…，ａｉをそれぞれ重み付けパラメータとした場合に、次式（１）により定義される。なお、係数ｋ１，ｋ２は、予め定められた値が用いられてもよいし、オペレータにより指定された値が用いられてもよい。

【0050】

Xa=X1・a1+X2・a2+…+Xi・ai （１）

【0051】

また、上述した実施形態では、ＣＰＵ１０１は、部品実装機１０が備えるヘッド移動装置３０および実装ヘッド４０の不調を判定するものとしたが、これに加えて、フィーダ２１の不調も判定してもよい。フィーダ２１の不調の判定は、以下のようにして行なわれる。ＣＰＵ１０１は、各部品実装機１０において吸着動作を行なった後に実行される吸着検査において測定された上述した吸着ずれ量（Ｘ軸方向およびＹ軸方向の各吸着ずれ量）を制御装置９０から受信し、受信した吸着ずれ量を解析する。吸着ずれ量の解析は、上述した実装精度データやキャリブレーションデータの解析と同様に行なうことができる。そして、ＣＰＵ１０１は、実装精度検査の結果が不調なしの結果であり且つ吸着検査の結果が不調ありの結果であった場合に、フィーダ２１に不調があると判定する。

【0052】

以上説明したように、本開示の部品実装機の不調判定装置は、部品を採取する採取部材を有するヘッドと、前記ヘッドを移動させる移動装置と、前記ヘッドおよび前記移動装置の制御により実装動作を行なって実装の良否を検査する第１検査と、前記ヘッドのキャリブレーション測定を行なって測定の良否を検査する第２検査とを含む複数の検査を実行する検査部と、前記複数の検査の結果の組み合わせに基づいて前記ヘッドと前記移動装置とを含む不調の有無と不調箇所とを判定する判定部と、を備えることを要旨とする。

【0053】

こうした本開示の部品実装機の不調判定装置において、前記判定部は、前記第１検査の結果が不調ありの結果であった場合、前記第２検査の結果が不調なしの結果であれば前記移動装置が不調であると判定し、前記第２検査の結果が不調ありの結果であれば前記ヘッドが不調であると判定するものとしてもよい。こうすれば、ヘッドと移動装置とのうちいずれに不調があるのかをより適正に判定することができる。

【0054】

また、本開示の部品実装機の不調判定装置において、前記検査部は、前記第１検査および前記第２検査が終了した後、前記部品実装機をシャットダウンするものとしてもよい。こうすれば、オペレータは、業務の終了後、部品実装機１０が検査を終了するのを待つこと無く、持ち場を離れることができる。

【0055】

さらに、本開示の部品実装機の不調判定装置において、前記第１検査は、同一種類の複数の部品を前記採取部材に順次採取して検査用基板に順次実装し、実装した各部品の位置ずれを検出することにより実装の良否を判定する検査であり、前記検査部は、前記検査用基板がセットされ、且つ、検査の開始が指示されたときに、前記第１検査を開始するものとしてもよい。

【0056】

また、本開示の部品実装機の不調判定装置において、前記検査部は、予め設定された時期が到来したとき、又は、検査の開始が指示されたときに、前記第２検査を開始するものとしてもよい。

【0057】

また、本開示の部品実装機の不調判定装置において、前記判定の結果を通知する通知部を備えるものとしてもよい。

【0058】

なお、本開示は、部品実装機の不調判定装置の形態に限られず、部品実装機の不調判定方法の形態とすることもできる。
すなわち、本開示の部品実装機の不調判定方法は、部品を採取する採取部材を有するヘッドと、前記ヘッドを移動させる移動装置と、を備える部品実装機の不調を判定する部品実装機の不調判定方法であって、前記ヘッドおよび前記移動装置の制御により実装動作を行なって実装の良否を検査する第１検査と、前記ヘッドのキャリブレーション測定を行なって測定の良否を検査する第２検査とを含む複数の検査を実行し、前記複数の検査の結果の組み合わせに基づいて前記ヘッドと前記移動装置とを含む不調の有無と不調箇所とを判定することを要旨とする。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本開示は、部品実装機の不調判定装置の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0060】

１ 部品実装システム、２ 印刷機、３ 印刷検査装置、４ 印刷検査装置、１０ 部品実装機、１１ 基台、１２ 筐体、２１ フィーダ、２２ 基板搬送装置、２３ パーツカメラ、２４ マークカメラ、２５ ノズルステーション、３０ ヘッド移動装置、３１ Ｘ軸ガイドレール、３２ Ｘ軸スライダ、３３ Ｙ軸ガイドレール、３４ Ｙ軸スライダ、３６ Ｘ軸モータ、３７ Ｘ軸位置センサ、３８ Ｙ軸モータ、３９ Ｙ軸位置センサ、４０ 実装ヘッド、４１ ヘッド本体、４２ 回転体、４３ 回転軸、４４ ノズルホルダ、４５ 吸着ノズル、４６ マーク形成部材、４７ 圧力調整弁、５０ Ｒ軸駆動装置、５１ Ｒ軸モータ、５２ 駆動ギヤ、５３ Ｒ軸ギヤ、５５ Ｒ軸位置センサ、６０ Ｑ軸駆動装置、６１ Ｑ軸モータ、６２ 駆動ギヤ、６３ ピニオンギヤ、６４ Ｑ軸ギヤ、６５ Ｑ軸位置センサ、７０ Ｚ軸駆動装置、７１ Ｚ軸スライダ、７２ Ｚ軸モータ、７３ Ｚ軸位置センサ、８０ ＺＳ軸駆動装置、８１ ガイドレール、８２ ＺＳ軸モータ、８３ ＺＳ軸位置センサ、９０ 制御装置、９１ ＣＰＵ、９２ ＲＯＭ、９３ ＨＤＤ、９４ ＲＡＭ、１００ 管理装置、１０１ ＣＰＵ、１０２ ＲＯＭ、１０３ ＨＤＤ、１０４ ＲＡＭ、１０５ 入力デバイス、１０６ ディスプレイ、１０８ ディスプレイ、２００ キャリア、２０１ キャリア本体、２０２ 留め具、２０５ 部品収容トレイ、２０５ａ 部品収容ポケット、ＨＭ ヘッド基準マーク、ＩＮ 治具ノズル、ＩＰ 検査用部品、ＩＳ 検査用基板、ＮＭ ノズル基準マーク、Ｐ 部品、Ｓ 基板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】