特許 7509661 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】2024-06-24

(45)【発行日】2024-07-02

(54)【発明の名称】部品実装システム

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/08 20060101AFI20240625BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20240625BHJP

【ＦＩ】

H05K13/08 Q

H05K13/08 D

H05K13/04 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020186005

(22)【出願日】2020-11-06

(65)【公開番号】P2022075303

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2023-10-13

(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】小林 貴紘

(72)【発明者】

【氏名】横井 勇太

(72)【発明者】

【氏名】西田 賢志郎

【審査官】森林 宏和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１７５９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１０３４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１０３３５（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】

上流側から搬入されてきた基板に対し、部品供給装置から供給される部品を採取部材によって採取して前記基板の目標実装位置に移動して該目標実装位置に実装するという部品実装動作を繰り返し実行し、前記基板に実装すべき全部品を実装し終わったならば下流側へ前記基板を搬出する部品実装機と、
複数の前記部品実装機を前記基板の搬送方向に沿って並べた実装ラインと、
実装ずれ原因特定機能がオンされると、複数の前記部品実装機の各々において撮像された第１～第４画像を原因特定用画像として保存する制御装置と、
を備え、
前記第１画像は、前記部品供給装置から前記採取部材によって採取された後の前記部品を、前記採取部材とは独立して前記部品実装機に備えられた第１カメラで下方から撮像して得られる画像であり、
前記第２画像は、前記第１カメラを通過した時点及び前記部品が前記基板上に到達した時点での前記採取部材に採取された状態の前記部品を、前記採取部材が移動するのに伴って移動する第２カメラで側方から撮像して得られる画像であり、
前記第３画像は、前記基板の前記目標実装位置に前記部品を実装した時点での前記基板に実装された前記部品を、前記採取部材が移動するのに伴って移動する第３カメラで上方から撮像して得られる画像であり、
前記第４画像は、隣合う２台の前記部品実装機の上流側から下流側に搬送される搬送直前の前記基板と搬送直後の前記基板を、前記２台の前記部品実装機のそれぞれの前記第３カメラで上方から撮像して得られる画像である、
部品実装システム。

【請求項2】

前記制御装置は、画像表示装置を備え、前記第１～第４画像を前記画像表示装置に一覧表示する、
請求項１に記載の部品実装システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の部品実装システムであって、
前記実装ラインの最下流に位置する前記部品実装機の下流側に配置され、前記基板に実装された各部品の実装ずれ検査を行う基板検査機
を備え、
前記制御装置は、前記基板検査機による実装ずれ検査の結果が不良だったならば、前記実装ずれ原因特定機能をオンに設定する、
部品実装システム。

【請求項4】

前記制御装置は、オペレータが操作可能な前記実装ずれ原因特定機能のオンオフ設定スイッチを備える、
請求項１～３のいずれか１項に記載の部品実装システム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記第１～第４画像に基づいて予測される実装ずれの原因に対応する実装ずれ解消対策をオペレータに報知する、
請求項１～４のいずれか１項に記載の部品実装システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書では、部品実装システムを開示する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の部品実装システムとしては、複数の部品実装機を基板の搬送方向に沿って並べた実装ラインと、この実装ラインの最下流に位置する部品実装機の下流側に配置された基板検査機とを備えたものが提案されている。例えば、特許文献１には、基板検査機において実装不良が検出された基板上の実装箇所を対象ポイントとすると共に、部品実装機のうちその対象ポイントに対して作業を行うものを対象機とする。そして、対象機に搬入される後続基板の対象ポイントを、その対象ポイントに対する作業前後に撮像し、その画像に基づいて実装不良の原因を特定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－１０３４１１号公報

【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、特許文献１では、基板の対象ポイントを撮像した画像に基づいて実装不良の原因を特定するため、実装不良の原因が特定できないことがあった。例えば、テープフィーダから供給される部品をノズルに吸着したあと基板上に運ぶまでの間に部品認識用カメラが下方からその部品を撮像し、撮像された画像から部品の姿勢を認識する。その部品認識用カメラのレンズにゴミなどの異物が付着している場合には、部品の姿勢を誤って認識してそれが実装不良の原因になることがある。こうした原因は、基板の対象ポイントを撮像した画像から特定することはできない。

【0005】

本開示はこのような課題を解決するためになされたものであり、部品の実装ずれの原因を特定しやすくすることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の部品実装システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本開示の部品実装システムは、
上流側から搬入されてきた基板に対し、部品供給装置から供給される部品を採取部材によって採取して前記基板の目標実装位置に移動して該目標実装位置に実装するという部品実装動作を繰り返し実行し、前記基板に実装すべき全部品を実装し終わったならば下流側へ前記基板を搬出する部品実装機と、
複数の前記部品実装機を前記基板の搬送方向に沿って並べた実装ラインと、
実装ずれ原因特定機能がオンされると、複数の前記部品実装機の各々において撮像された第１～第４画像を原因特定用画像として保存する制御装置と、
を備え、
前記第１画像は、前記部品供給装置から前記採取部材によって採取された後の前記部品を、前記採取部材とは独立して前記部品実装機に備えられた第１カメラで下方から撮像して得られる画像であり、
前記第２画像は、前記第１カメラを通過した時点及び前記部品が前記基板上に到達した時点での前記採取部材に採取された状態の前記部品を、前記採取部材が移動するのに伴って移動する第２カメラで側方から撮像して得られる画像であり、
前記第３画像は、前記基板の前記目標実装位置に前記部品を実装した時点での前記基板に実装された前記部品を、前記採取部材が移動するのに伴って移動する第３カメラで上方から撮像して得られる画像であり、
前記第４画像は、隣合う２台の前記部品実装機の上流側から下流側に搬送される搬送直前の前記基板と搬送直後の前記基板を、前記２台の前記部品実装機のそれぞれの前記第３カメラで上方から撮像して得られる画像である、
ものである。

【0008】

本開示の部品実装システムでは、制御装置は、実装ずれ原因特定機能がオンされると、複数の部品実装機の各々において撮像された第１～第４画像を原因特定用画像として保存する。第１画像は、例えば部品の位置を補正するために用いられるため、第１画像が不適切な場合には実装ずれの原因となる。第２画像は、部品が第１カメラを通過した時点と基板上に到達した時点の２つの画像であるため、その２つの画像を比べれば、採取部材に採取された状態の部品が第１カメラから基板まで移動する間でずれたか否かを判定でき、実装ずれの原因を特定できる。第３画像は、基板の目標実装位置に実装された部品の画像であるため、部品が基板の目標実装位置に正しく実装されたか否かを判定でき、実装ずれの原因を特定できる。第４画像は、基板搬送過程の前後の画像であるため、その２つの画像を比べれば、部品が基板搬送過程の前後でずれたか否かを判定でき、実装ずれの原因を特定できる。第１～第４画像は制御装置によって保存される。そのため、第１～第４画像を利用して部品の実装ずれの原因を特定することができる。

【0009】

なお、部品の実装ずれの原因の特定は、制御装置が行うようにしてもよいし、オペレータが行うようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】部品実装システム１の概略を示す構成図。

【図2】部品実装機１０の外観斜視図。

【図3】ヘッドユニット５０の構成の概略を示す構成図。

【図4】部品実装システム１の電気的な接続関係を示すブロック図。

【図5】通常の部品実装ルーチンの一例を示すフローチャート。

【図6】実装ずれ原因特定機能オン時の部品実装ルーチンの一例を示すフローチャート。

【図7】実装ずれ原因特定ルーチンの一例を示すフローチャート。

【図8】ディスプレイ１１８に表示される画面の説明図。

【図9】位置補正用画像が異常な画像だった場合の一例を示す説明図。

【図10】移動前後画像が異常な画像だった場合の一例を示す説明図。

【図11】実装完了画像が異常な画像だった場合の一例を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に、本開示の発明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は本実施形態の部品実装システム１の概略を示す構成図、図２は部品実装機１０の外観斜視図、図３はヘッドユニット５０の構成の概略を示す構成図、図４は部品実装システム１の電気的な接続関係を示すブロック図である。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１，２に示した通りとする。

【0012】

部品実装システム１は、図１に示すように、印刷機２と、印刷検査機３と、実装ライン４と、外観検査装置５と、システム全体を管理する管理装置１１０と、を備える。

【0013】

印刷機２は、基板Ｓ上にはんだを印刷して回路パターンを形成する。印刷検査機３は、印刷機２で印刷されたはんだの状態を検査する。実装ライン４は、図１に示すように、基板Ｓの搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って配置された複数（ここでは５台）の部品実装機１０を有する。

【0014】

部品実装機１０は、図２に示すように、部品供給装置２０と、基板搬送装置３０と、移動装置４０と、ヘッドユニット５０と、パーツカメラ９０と、マークカメラ９２と、ノズルストッカ９４と、制御装置１００とを備える。部品供給装置２０は、例えばテープに部品Ｐを所定間隔で収容したリール２２を備えたテープフィーダであり、図示しないモータの駆動によりリール２２からテープを引き出して部品Ｐを供給位置に供給する。基板搬送装置３０は、例えば前後方向（Ｙ軸方向）に間隔を空けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルト３２を備え、図示しないモータの駆動によりコンベアベルト３２を駆動することにより基板Ｓを図１の左から右へと搬送する。移動装置４０は、Ｙ軸方向に沿って設けられたガイドレール４６と、ガイドレール４６に沿って移動するＹ軸スライダ４８と、Ｙ軸スライダ４８にＸ軸方向に沿って設けられたガイドレール４２と、ガイドレール４２に沿って移動するＸ軸スライダ４４とを備える。Ｘ軸スライダ４４には、ヘッドユニット５０が取り付けられている。移動装置４０は、Ｘ軸スライダ４４とＹ軸スライダ４８とを移動させることにより、ヘッドユニット５０をＸＹ方向に移動させる。

【0015】

ヘッドユニット５０は、図３に示すように、ロータリヘッド５４と、Ｒ軸アクチュエータ５６と、Ｑ軸アクチュエータ５９（図４参照）と、Ｚ軸アクチュエータ６０と、側面カメラ７０とを備える。

【0016】

ロータリヘッド５４は、複数のノズル８０が同一円周上に複数取り付けられるものであり、回転軸と同軸の円周上にノズル８０を保持するノズルホルダ５２が所定角度間隔で複数配置されている。例えば、ロータリヘッド５４は、ノズルホルダ５２が３０度間隔で配置されて計１２個のノズル８０が取り付けられるように構成されたり、ノズルホルダ５２が４５度間隔で配置されて計８個のノズル８０が取り付けられるように構成されている。ノズルホルダ５２は、Ｚ軸方向に延伸された中空円筒部材として構成されている。このノズルホルダ５２には、上端部５２ａにノズルホルダ５２の軸部よりも大きな径の円板が形成されており、上端部５２ａよりも下方の所定位置に軸部よりも大きな径のフランジ部５２ｂが形成されている。フランジ部５２ｂの下方の円環面と、ロータリヘッド５４の上面に形成された図示しない窪みとの間には、スプリング（コイルスプリング）５５が配置されている。このため、スプリング５５は、ロータリヘッド５４の上面の窪みをスプリング受けとしてノズルホルダ５２（フランジ部５２ｂ）を上方に付勢する。ロータリヘッド５４の下面中央には、光を反射可能な円筒状の反射体５４ａが取り付けられている。

【0017】

Ｒ軸アクチュエータ５６は、ロータリヘッド５４に接続される回転軸５７と、回転軸５７に接続された駆動モータ５８とを備え、駆動モータ５８の駆動により、ロータリヘッド５４を回転させる。Ｒ軸アクチュエータ５６は、駆動モータ５８を所定角度（例えば４５度）ずつ駆動させることにより、ロータリヘッド５４に取り付けられた各ノズル８０を周方向に所定角度ずつ旋回移動させる。

【0018】

Ｑ軸アクチュエータ５９は、図示は省略するが、各ノズルホルダ５２の円筒外周に設けられたギヤに噛み合わされた駆動ギヤと、駆動ギヤの回転軸に接続された駆動モータとを備え、各ノズルホルダ５２を軸回り（Ｑ方向）に回転させる。これにより、各ノズルホルダ５２に取り付けられている各ノズル８０も、それぞれ軸回りに回転可能となる。

【0019】

Ｚ軸アクチュエータ６０は、Ｚ軸方向に延伸しボールネジナット６２を移動させるネジ軸６４と、ボールネジナット６２に固定されたＺ軸スライダ６６と、ネジ軸６４に接続された駆動モータ６８とを備える送りネジ機構として構成されている。このＺ軸アクチュエータ６０は、駆動モータ６８を回転駆動することにより、Ｚ軸スライダ６６をＺ軸方向に移動させる。Ｚ軸スライダ６６には、ロータリヘッド５４側に張り出して、実装位置を含む所定範囲に位置するノズルホルダ５２の上端部５２ａに当接可能な略Ｌ字状のレバー部６７が形成されている。このため、Ｚ軸スライダ６６のＺ軸方向の移動に伴ってレバー部６７がＺ軸方向に移動すると、所定範囲内に位置するノズルホルダ５２（ノズル８０）をＺ軸方向に移動させることができる。

【0020】

側面カメラ７０は、ヘッドユニット５０の下面に設けられている。そのため、側面カメラ７０は、ＸＹ方向に移動可能なヘッドユニット５０（ノズル８０を含む）が移動するのに伴って移動する。側面カメラ７０は、ヘッドユニット５０の下部に設けられＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子７２ａを内蔵するカメラ本体７２と、撮像素子７２ａに画像を結像させる光学系７４とを備える。光学系７４は、ロータリヘッド５４の反射体５４ａに向けて光を発光するＬＥＤなどの発光体が複数設けられている。光学系７４は、その内部に、外部から入射した光を屈折させて撮像素子７２ａに導くミラーを備える。側面カメラ７０は、ロータリヘッド５４の複数のノズル配置位置のうち所定位置にあるノズル８０やノズル８０に吸着された部品Ｐの側面を撮像可能である。

【0021】

パーツカメラ９０は、図２に示すように、部品供給装置２０と基板搬送装置３０との間に配置されている。パーツカメラ９０は、ＸＹ方向に移動可能なヘッドユニット５０とは独立して、部品実装機１０の基台上に固定されている。パーツカメラ９０は、その上方が撮像範囲であり、ノズル８０に保持（吸着）された部品Ｐなどの対象物を下方から撮像して撮像画像を生成する。

【0022】

マークカメラ９２は、Ｘ軸スライダ４４の下面に設けられている。そのため、マークカメラ９２は、ＸＹ方向に移動可能なヘッドユニット５０が移動するのに伴って移動する。マークカメラ９２は、対象物を上方から撮像して撮像画像を生成する。マークカメラ９２の対象物としては、部品供給装置２０のテープフィーダから供給された部品Ｐや基板Ｓに付されたマーク、基板Ｓに実装された部品Ｐなどが挙げられる。

【0023】

ノズルストッカ９４は、複数のノズル８０を各収容部に収容可能に構成されている。ノズルストッカ９４にストックされているノズル８０は、ヘッドユニット５０のノズルホルダ５２に自動で交換可能である。また、作業者は、部品実装機１０の作動停止中に、ノズルストッカ９４内にストックされているノズル８０のうち、実装処理に不要な種類のノズル８０を取り出し、実装処理に必要な種類のノズル８０を収容することができる。

【0024】

制御装置１００は、図４に示すように、ＣＰＵ１０１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、ＣＰＵ１０１の他に、ＲＯＭ１０２、ストレージ（ＨＤＤやＳＳＤなど）１０３、ＲＡＭ１０４、入出力インタフェース１０５などを備える。これらは、バス１０６を介して接続されている。制御装置１００は、側面カメラ７０やパーツカメラ９０、マークカメラ９２からの画像信号などを入出力インタフェース１０５を介して入力する。なお、Ｘ軸スライダ４４，Ｙ軸スライダ４８，Ｚ軸アクチュエータ６０，Ｒ軸アクチュエータ５６およびＱ軸アクチュエータ５９には、それぞれ図示しない位置センサが装備されており、制御装置１００はそれらの位置センサからの位置情報も入力する。また、制御装置１００は、部品供給装置２０や基板搬送装置３０、Ｘ軸スライダ４４を移動させるＸ軸アクチュエータ４５、Ｙ軸スライダ４８を移動させるＹ軸アクチュエータ４９、Ｚ軸アクチュエータ６０（駆動モータ６８）、Ｑ軸アクチュエータ５９（駆動モータ）、Ｒ軸アクチュエータ５６（駆動モータ５８）への駆動信号などを入出力インタフェース１０５を介して出力する。

【0025】

外観検査装置５は、実装ライン４の最下流に位置する部品実装機１０の下流側に配置されている。外観検査装置５は、図示しないカメラで最下流の部品実装機１０から搬送されてきた基板Ｓを上方から撮像し、撮像した画像に基づき基板Ｓ上の部品Ｐのそれぞれにつき、実際の実装位置と予め定めた目標実装位置とのずれ量が外観検査許容範囲に収まっているか否かを判定する。外観検査装置５は、ずれ量が外観検査許容範囲に収まっていれば検査良好である旨を管理装置１１０へ出力し、ずれ量が外観検査許容範囲に収まっていなければ検査不良である旨を管理装置１１０へ出力する。

【0026】

管理装置１１０は、例えば、汎用のコンピュータである。管理装置１１０は、図４に示すように、ＣＰＵ１１１やＲＯＭ１１２、基板Ｓの生産ジョブなどを記憶するストレージ１１３、ＲＡＭ１１４、入出力インタフェース１１５などを備える。これらは、バス１１６を介して接続されている。管理装置１１０は、マウスやキーボード等の入力デバイス１１７から入力信号が入出力インタフェース１１５を介して入力される。入力デバイス１１７には、実装ずれ原因特定機能のオンオフを設定するスイッチ１１７ａが付いている。このスイッチ１１７ａはオペレータによって操作される。また、管理装置１１０は、ディスプレイ１１８への画像信号を入出力インタフェース１１５を介して出力する。更に、管理装置１１０は、実装ライン４に含まれるすべての部品実装機１０の制御装置１００や外観検査装置５と通信可能に接続されている。ここで、基板Ｓの生産ジョブは、部品実装機１０においてどの部品Ｐをどの順番で基板Ｓへ実装するか、また、そのように部品Ｐを実装した基板Ｓを何枚作製するかなどを定めたデータである。この生産ジョブは、作業者により予め入力され、生産を開始する際に管理装置１１０から部品実装機１０へ送信される。

【0027】

次に、こうして構成された部品実装システム１の部品実装機１０の動作について説明する。図５は、通常の部品実装ルーチンの一例を示すフローチャートである。通常の部品実装ルーチンは、実装ずれ原因特定機能のオン信号（後述）を管理装置１１０から入力していない場合の部品実装ルーチンである。通常の部品実装ルーチンは、部品実装機１０の制御装置１００のＲＯＭ１０２に記憶されており、部品実装機１０に基板Ｓが搬送されてくると開始される。本ルーチンが開始されると、制御装置１００のＣＰＵ１０１は、まず、基板搬送装置３０により基板Ｓを所定位置まで搬入して保持させる（Ｓ１００）。続いて、ＣＰＵ１０１は、移動装置４０により部品供給装置２０の上方にヘッドユニット５０を移動させる（Ｓ１１０）。続いて、ＣＰＵ１０１は、部品供給装置２０に部品Ｐを供給位置へ送り出させると共に、供給位置に配置された部品Ｐの直上にノズル８０を移動させ、そのノズル８０に部品Ｐを負圧を利用して吸着させる（Ｓ１２０）。この吸着作業は、ヘッドユニット５０に保持された複数のノズル８０のうちの必要なノズル８０に対して順次行われる。続いて、ＣＰＵ１０１は、移動装置４０によりヘッドユニット５０をパーツカメラ９０の上方に移動させる（Ｓ１３０）。続いて、ＣＰＵ１０１は、ノズル８０に吸着させた部品Ｐをパーツカメラ９０に撮像させる（Ｓ１４０）。これにより、部品供給装置２０からノズル８０によって吸着された後の部品Ｐを、パーツカメラ９０で下方から撮像した画像（位置補正用画像）が得られる。この撮像作業は、ヘッドユニット５０に保持された複数のノズル８０に吸着されている部品Ｐのそれぞれに対して行われる。続いて、ＣＰＵ１０１は、部品Ｐごとにパーツカメラ９０で撮像された画像を処理してその部品Ｐの位置を認識し、吸着時の部品Ｐのずれを求め、そのずれが解消されるように当該部品Ｐの目標実装位置やノズル８０の軸周りの角度などを補正する（Ｓ１５０）。続いて、ＣＰＵ１０１は、移動装置４０によりヘッドユニット５０を基板Ｓの上方へ移動させる（Ｓ１６０）。続いて、ＣＰＵ１０１は、部品Ｐを補正後の目標実装位置に実装させる（Ｓ１７０）。この実装作業は、ヘッドユニット５０に保持された複数のノズル８０に吸着されている部品Ｐのそれぞれに対して行われる。続いて、ＣＰＵ１０１は、ヘッドユニット５０に保持された複数のノズル８０に吸着されていた部品Ｐをすべて実装させたあと、更に基板Ｓへ実装すべき部品Ｐが残っているか否かを判定し（Ｓ１８０）、残っているならば、再びＳ１１０に戻る。一方、Ｓ１８０で基板Ｓへ実装すべき部品Ｐが残っていなければ、ＣＰＵ１０１は、基板搬送装置３０による基板Ｓの保持を解除して機外へ搬出させる処理を行い（Ｓ１９０）、本ルーチンを終了する。

【0028】

次に、オペレータが管理装置１１０の入力デバイス１１７に付いている実装ずれ原因特定機能のスイッチ１１７ａをオンに設定した場合の管理装置１１０の動作について説明する。この実装ずれ原因特定機能がオンに設定されると、管理装置１１０は各部品実装機１０に対して実装ずれ原因特定機能のオン信号を出力する。

【0029】

次に、このオン信号を管理装置１１０から入力した部品実装機１０が実行する部品実装ルーチンについて説明する。図６は、実装ずれ原因特定機能オン時の部品実装ルーチンの一例を示すフローチャートである。この部品実装ルーチンも、部品実装機１０の制御装置１００のＲＯＭ１０２に記憶されており、部品実装機１０に基板Ｓが搬送されてくると開始される。なお、図６のフローチャートは、図５のフローチャートにＳ１０２，Ｓ１４２，Ｓ１５２，Ｓ１６２，Ｓ１８２を加えたものである。本ルーチンが開始されると、制御装置１００のＣＰＵ１０１は、まず、基板搬送装置３０により基板Ｓを所定位置まで搬入して保持させる（Ｓ１００）。続いて、ＣＰＵ１０１は、搬入直後の基板Ｓをマークカメラ９２に上方から撮像させてその画像を取得し、搬送後画像としてストレージ１０３に保存する（Ｓ１０２）。その後、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１１０～Ｓ１４０の処理を実行し、Ｓ１４０で取得した位置補正用画像をストレージ１０３に保存する（Ｓ１４２）。ここでは、ヘッドユニット５０に保持された複数のノズル８０に吸着されている部品Ｐのそれぞれの位置補正用画像を保存する。続いて、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１５０の画像処理を実行した後、パーツカメラ９０を通過した時点で側面カメラ７０に側方から部品Ｐを撮像させてその画像を取得し、移動前画像としてストレージ１０３に保存する（Ｓ１５２）。この作業は、ヘッドユニット５０に保持された複数のノズル８０に吸着されている部品Ｐのそれぞに対して行われる。続いて、ＣＰＵ１０１は、ヘッドユニット５０を基板Ｓの上方へ移動させ（Ｓ１６０）、移動後の部品Ｐを側面カメラ７０に側方から撮像させてその画像を取得し、移動後画像としてストレージ１０３に保存すると共に（Ｓ１６２）、部品Ｐを補正後の目標実装位置に実装させる（Ｓ１７０）。この作業は、ヘッドユニット５０に保持された複数のノズル８０に吸着されている部品Ｐのそれぞれに対して行われる。続いて、ＣＰＵ１０１は、ヘッドユニット５０に保持された複数のノズル８０に吸着されていた部品Ｐをすべて実装させたあと、更に基板Ｓへ実装すべき部品Ｐが残っているか否かを判定し（Ｓ１８０）、残っているならば、再びＳ１１０に戻る。一方、Ｓ１８０で基板Ｓへ実装すべき部品Ｐが残っていなければ、実装完了後（搬出直前）の基板Ｓをマークカメラ９２に上方から撮像させてその画像を取得し、搬送前画像としてストレージ１０３に保存する（Ｓ１８２）。搬送前画像は、実装完了画像でもある。その後、ＣＰＵ１０１は、基板搬送装置３０による基板Ｓの保持を解除して機外へ搬出させる処理を行い（Ｓ１９０）、本ルーチンを終了する。

【0030】

次に、管理装置１１０のＣＰＵ１１１が実行する実装ずれ原因特定ルーチンについて説明する。図７は、実装ずれ原因特定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、管理装置１１０のＲＯＭ１１２に記憶されており、外観検査装置５から管理装置１１０へ検査結果が入力されると開始される。本ルーチンが開始されると、管理装置１１０のＣＰＵ１１１は、まず、外観検査でずれが検出されたか否か、つまり外観検査装置５から入力した結果が検査不良だったか否かを判定し（Ｓ２００）、外観検査でずれが検出されていなければ、本ルーチンを終了する。なお、外観検査でずれが検出されていなければ、ＣＰＵ１１１は実装ずれ原因特定機能をオンからオフに自動的に切り替えたあと、本ルーチンを終了してもよい。一方、Ｓ２００でずれが検出されたならば、ＣＰＵ１１１は、外観検査装置５の検査対象となった基板Ｓを処理したときの各種画像を各部品実装機１０から取得してストレージ１１３に保存する（Ｓ２１０）。各種画像とは、各部品実装機１０が図６の部品実装ルーチンのＳ１０２で保存した搬送後画像と、Ｓ１４２で保存した位置補正用画像と、Ｓ１５２で保存した移動前画像と、Ｓ１６２で保存した移動後画像と、Ｓ１８２で保存した搬送前画像である。各種画像は、部品実装機１０ごとに対応づけて原因特定用画像として保存される。

【0031】

実装ライン４の上流側からｋ番目の部品実装機１０に対応づけて保存される原因特定用画像は、ｋ番目の部品実装機１０が実装した複数の部品Ｐのそれぞれの位置補正用画像と、ｋ番目の部品実装機１０が実装した複数の部品Ｐのそれぞれの移動前及び移動後画像と、ｋ番目の部品実装機１０の搬送前画像（＝実装完了画像）と、（ｋ＋１）番目の部品実装機１０の搬送後画像である。ｋは１以上ｎ以下の整数であり、ｎは実装ライン４に並べられた部品実装機１０の台数（ここでは５）である。ｋがｎのときには（ｋ＋１）番目の部品実装機１０は存在しないため、ｎ番目の部品実装機１０に対応する搬送後画像は存在しない。

【0032】

図７に戻り、ＣＰＵ１１１は、これらの原因特定用画像をディスプレイ１１８に表示する（Ｓ２２０）。その後、ＣＰＵ１１１は、外観検査装置５で検査不良になった原因（実装ずれ原因）が特定されたか否かを判定する（Ｓ２３０）。ここでは、オペレータがディスプレイ１１８に表示された各種画像に基づいて実装ずれ原因の特定を行う。実装ずれ原因としては、位置補正用画像の不適切さ、ヘッドユニット移動中の部品Ｐのずれ、実装時の部品Ｐのずれ、基板搬送過程での部品Ｐのずれが挙げられる。オペレータは、原因特定用画像を利用して実装ずれ原因を特定できた場合には、その実装ずれ原因を管理装置１１０に入力する。ＣＰＵ１１１は、オペレータによって実装ずれ原因が管理装置１１０に入力されるとその実装ずれ原因を解消するための対策をディスプレイ１１８に表示し（Ｓ２３０）、本ルーチンを終了する。オペレータは、表示された対策を実行したあと再び生産を開始し、実装ずれが解消されたか否かを確認する。そして、実装ずれが解消されたならば、オペレータは実装ずれ原因特定機能のスイッチ１１７ａをオフにする。

【0033】

実装ずれ原因を解消するための対策としては、以下のものが挙げられる。位置補正用画像の不適切さが原因だった場合、その対策としては、その部品Ｐの形状データが適切だったか否かの確認作業やパーツカメラ９０のレンズにごみなどの異物の付着があったか否かの確認作業等が挙げられる。形状データが不適切だったならば適切なものに変更し、レンズに異物の付着があったならばその異物を取り除く。ヘッドユニット移動中の部品Ｐのずれが原因だった場合、その対策としては、その部品Ｐの可搬重量に適したノズル８０を使用したか否かの確認作業やヘッドユニット５０の移動速度が妥当だったか否かの確認作業等が挙げられる。ノズル８０が不適切だったならば適切なものに変更し、移動速度が妥当でなかったならば妥当な速度に変更する。実装時の部品Ｐのずれが原因だった場合、その対策としては、ノズル８０に部品Ｐがずれて吸着されていたためにその部品Ｐが隣接部品と接触した可能性の確認作業や部品Ｐの厚さが適切でなく押し込み過剰（又は押し込み不足）だった可能性の確認作業等が挙げられる。部品Ｐが隣接部品と接触していたならばノズルＰの軌道を変える等の処置を行い、押し込み過剰（又は不足）だったならば押し込み量が適切になるように変更する。基板搬送過程での部品Ｐのずれが原因だった場合、部品実装機１０の間のコンベアレールに汚れがあったか否かの確認作業や基板Ｓ上のはんだ量が不足していたか否かの確認作業等が挙げられる。コンベアレールに汚れがあったならばその汚れを取り除き、はんだ量が不足していたならばはんだ量が適量になるようにする。

【0034】

図８に、Ｓ２２０でディスプレイ１１８に表示される画面の一例を示す。この画面では、部品実装機１０ごとに各種画像が一覧表示されていて、タブにより部品実装機１０を選択することができる。ここでは、実装ライン４の上流側から２番目の部品実装機１０に対応づけられた各種画像が一覧表示されている場合を例に挙げて説明する。２番目の部品実装機１０は、基板Ｓ上に部品Ｐ１～Ｐ４を実装するものとする。

【0035】

位置補正用画像は、部品Ｐ１～Ｐ４のそれぞれに対応づけて表示される。位置補正用画像は、部品吸着時のずれを認識し、そのずれが解消されるように目標実装位置を補正したりノズル８０の軸周りの角度を調整したりするのに用いられる。図８に示した位置補正用画像は、いずれも異物の写り込みや不鮮明な部分のない正常な画像である。

【0036】

移動前後画像は、部品Ｐ１～Ｐ４のそれぞれに対応づけて表示される。このうちの移動前画像は、パーツカメラ９０を通過した時点で撮像した画像であり、移動後画像は、ヘッドユニット５０が基板Ｓ上に移動した時点で撮像した画像である。通常、ノズル８０に吸着された部品Ｐを側面カメラ７０で撮像した画像は、部品吸着時の傾き検査に用いられるが、移動前後画像は、パーツカメラ９０を通過した時点（位置補正用画像を取得した時点）からヘッドユニット５０が基板Ｓ上に移動するまでの間に部品Ｐのずれが発生したか否かを検査するのに用いられる。図８に示した部品Ｐ１～Ｐ４は、移動前画像と移動後画像との間で有意な差が見られないことから、パーツカメラ９０を通過した時点から基板Ｓ上に移動するまでの間に部品Ｐのずれは発生しなかったと判定される。

【0037】

実装完了画像は、実装が完了した各部品Ｐが正しい位置に実装されたか否かの確認や実装した部品Ｐの周辺の部品Ｐにずれがないかどうかの確認をするために用いられる。図８に示した部品Ｐ１～Ｐ４は、いずれも正しい位置に実装されたことを示している。

【0038】

搬送前後画像は、部品Ｐ１～Ｐ４の実装が完了した基板Ｓが上流側から２番目の部品実装機１０から３番目の部品実装機１０へ搬送される過程の前の画像と後の画像とがセットになったものである。搬送前後画像は、基板Ｓに実装されている部品Ｐ１～Ｐ４が搬送過程でずれたか否かを確認するのに用いられる。図８では、搬送前画像は部品Ｐ１～Ｐ４が正しい位置に実装されているのに対し、搬送後画像は部品Ｐ４が正しい位置からずれている。そのため、部品Ｐ４は上流側から２番目の部品実装機１０から３番目の部品実装機へ基板Ｓを搬送する過程でずれが生じたと判定される。なお、搬送過程でずれたか否かの判定対象の部品は、２番目の部品実装機１０で実装された部品だけとしてよいし、それよりも上流側（ここでは１番目）の部品実装機１０で実装された部品を含めてもよい。

【0039】

図９に、位置補正用画像が不適切だった場合の一例を示す。この画像では、ノズル８０に吸着された部品Ｐ１の縁に異物Ｄが被って写っている。このような異物Ｄが付いていると、部品Ｐ１の中心を正しく求めることができず、適切に位置補正を行うことができない。図１０に、移動前後画像が異常だった場合の一例を示す。図１０では、移動前画像におけるノズル８０に対する部品Ｐ１の位置から、移動後画像におけるノズル８０に対する部品Ｐ１の位置がずれている。そのため、ヘッドユニット移動中に部品Ｐのずれが発生したことがわかる。このようなずれが発生していると、せっかく求めた補正後の目標実装位置が妥当でなくなる。図１１に、実装完了画像が異常だった場合の一例を示す。図１１では、部品Ｐ２の位置が許容範囲を超えてずれている。

【0040】

ここで、本実施形態の部品実装システム１の構成要素と本開示の部品実装システムの構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の部品実装機１０が本開示の部品実装機に相当し、実装ライン４が実装ラインに相当し、管理装置１１０が制御装置に相当する。また、パーツカメラ９０が第１カメラに相当し、側面カメラ７０が第２カメラに相当し、マークカメラ９２が第３カメラに相当する。更に、位置補正用画像が第１画像に相当し、移動前後画像が第２画像に相当し、実装完了画像が第３画像に相当し、搬送前後画像が第４画像に相当する。加えて、ディスプレイ１１８が画像表示装置に相当し、外観検査装置５が基板検査機に相当する。

【0041】

以上説明した本実施形態では、管理装置１１０は、実装ずれ原因特定機能がオンされると、複数の部品実装機１０の各々において撮像された各種画像を原因特定用画像として保存する。位置補正用画像は、部品Ｐの位置を補正するために用いられるため、この画像が不適切な場合には実装ずれの原因となる。移動前後画像は、ノズル８０に吸着された部品Ｐがパーツカメラ９０から基板Ｓまで移動する間にずれたか否かを判定でき、実装ずれの原因を特定できる。実装完了画像は、部品Ｐが基板Ｓの目標実装位置に正しく実装されたか否かを判定でき、実装ずれの原因を特定できる。搬送前後画像は、基板搬送過程の前後の画像であるため、その２つの画像を比べれば、部品Ｐが基板搬送過程の前後でずれたか否かを判定でき、実装ずれの原因を特定できる。これらの画像は管理装置１１０によって保存される。そのため、これらの画像を利用して部品Ｐの実装ずれの原因を特定することができる。

【0042】

また、管理装置１１０は、部品実装機１０ごとに位置補正用画像、移動前後画像、実装完了画像及び搬送前後画像をディスプレイ１１８に一覧表示する。そのため、オペレータはこれらの画像を見ながら部品Ｐの実装ずれの原因がどこにあるかを比較的迅速に特定することができる。

【0043】

更に、管理装置１１０は、入力デバイス１１７に、オペレータが操作可能な実装ずれ原因特定機能のオンオフを設定可能なスイッチ１１７ａを備えている。そのため、オペレータは任意のタイミングで実装ずれ原因特定機能を利用することができる。

【0044】

更にまた、管理装置１１０は、位置補正用画像、移動前後画像、実装完了画像及び搬送前後画像に基づいて予測される実装ずれの原因に対応する実装ずれ解消対策を、ディスプレイ１１８に表示する。そのため、オペレータは実装ずれ解消対策を迅速に実行することができる。

【0045】

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。

【0046】

上述した実施形態では、オペレータがスイッチ１１７ａを用いて実装ずれ原因特定機能のオンオフを設定できるようにしたが、特にこれに限定されるものではない。例えば、管理装置１１０は、外観検査装置５の結果が検査不良だった場合に実装ずれ原因特定機能をオンに設定し、検査良好だった場合にオフに設定するようにしてもよい。こうすれば、検査良好の場合には通常の部品実装ルーチンが実行されるためタクトロスがない。

【0047】

上述した実施形態では、オペレータが位置補正用画像、移動前後画像、実装完了画像及び搬送前後画像に基づいて実装ずれの原因を特定したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、オペレータの代わりに、管理装置１１０のＣＰＵ１１１が位置補正用画像、移動前後画像、実装完了画像及び搬送前後画像に基づいて実装ずれの原因を特定してもよい。例えば、位置補正用画像については、画像から部品Ｐの輪郭を取りだしてその輪郭が部品Ｐの設計上の輪郭と一致するか否かによってその位置補正用画像が適切か否かを判定してもよい。移動前後画像については、移動前画像と移動後画像との差分を求め、その差分が許容範囲か否かによって移動時にずれが発生したか否かを判定してもよい。搬送前後画像についても同様である。実装完了画像については、各部品の実装位置が目標実装位置の許容範囲に収まっているか否かによって実装時にずれが発生した否かを判定してもよい。

【0048】

上述した実施形態において、外観検査装置５は、搬入直後の基板Ｓを上方からカメラで撮像して搬送後画像として保存してもよい。この搬送後画像は、実装ライン４の最下流の部品実装機１０における搬送前後画像の搬送後画像として利用することができる。こうすれば、最下流の部品実装機１０から外観検査装置５への搬送過程で基板Ｓ上の部品Ｐにずれが発生したか否かを判定することができる。

【0049】

本開示の部品実装システムは、以下のように構成してもよい。

【0050】

本開示の部品実装システムにおいて、前記制御装置は、画像表示装置を備え、前記第１～第４画像を前記画像表示装置に一覧表示してもよい。こうすれば、第１～第４画像が一覧表示されるため、オペレータはその第１～第４画像を見ながら部品の実装ずれの原因がどこにあるかを比較的迅速に特定することができる。この場合、部品実装機ごとに第１～第４画像を画像表示装置に一覧表示してもよい。

【0051】

本開示の部品実装システムは、前記実装ラインの最下流に位置する前記部品実装機の下流側に配置され、前記基板に実装された各部品の実装ずれ検査を行う基板検査機を備えていてもよく、前記制御装置は、前記基板検査機による実装ずれ検査の結果が不良だったならば、前記実装ずれ原因特定機能をオンに設定してもよい。こうすれば、部品の実装ずれが発生したときに第１～第４画像を保存するため、第１～第４画像を無駄に保存することがない。

【0052】

本開示の部品実装システムにおいて、前記制御装置は、オペレータが操作可能な前記実装ずれ原因特定機能のオンオフ設定スイッチを備えていてもよい。こうすれば、オペレータは任意のタイミングで実装ずれ原因特定機能を利用することができる。

【0053】

本開示の部品実装システムにおいて、前記制御装置は、前記第１～第４画像に基づいて予測される実装ずれの原因に対応する実装ずれ解消対策をオペレータに報知してもよい。こうすれば、オペレータは実装ずれ解消対策を迅速に実行することができる。

【符号の説明】

【0054】

１ 部品実装システム、２ 印刷機、３ 印刷検査機、４ 実装ライン、５ 外観検査装置、１０ 部品実装機、２０ 部品供給装置、２２ リール、３０ 基板搬送装置、３２ コンベアベルト、４０ 移動装置、４２ ガイドレール、４４ Ｘ軸スライダ、４５ Ｘ軸アクチュエータ、４６ ガイドレール、４８ Ｙ軸スライダ、４９ Ｙ軸アクチュエータ、５０ ヘッドユニット、５２ ノズルホルダ、５２ａ 上端部、５２ｂ フランジ部、５４ ロータリヘッド、５４ａ 反射体、５５ スプリング、５６ Ｒ軸アクチュエータ、５７ 回転軸、５８ 駆動モータ、５９ Ｑ軸アクチュエータ、６０ Ｚ軸アクチュエータ、６２ ボールネジナット、６４ ネジ軸、６６ Ｚ軸スライダ、６７ レバー部、６８ 駆動モータ、７０ 側面カメラ、７２ カメラ本体、７２ａ 撮像素子、７４ 光学系、８０ ノズル、９０ パーツカメラ、９２ マークカメラ、９４ ノズルストッカ、１００ 制御装置、１０１ ＣＰＵ、１０２ ＲＯＭ、１０３ ストレージ、１０４ ＲＡＭ、１０５ 入出力インタフェース、１０６ バス、１１０ 管理装置、１１１ ＣＰＵ、１１２ ＲＯＭ、１１３ ストレージ、１１４ ＲＡＭ、１１５ 入出力インタフェース、１１６ バス、１１７ 入力デバイス、１１７ａ スイッチ、１１８ ディスプレイ、Ｐ，Ｐ１～Ｐ４ 部品。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】