特許 7509912 予測装置、実装装置、実装システム及び予測方法

(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】2024-06-24

(45)【発行日】2024-07-02

(54)【発明の名称】予測装置、実装装置、実装システム及び予測方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/08 20060101AFI20240625BHJP

【ＦＩ】

H05K13/08 Q

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022560624

(86)(22)【出願日】2020-11-09

(86)【国際出願番号】 JP2020041745

(87)【国際公開番号】W WO2022097301

(87)【国際公開日】2022-05-12

【審査請求日】2023-09-19

(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】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】内田 剛

(72)【発明者】

【氏名】近藤 大悟

(72)【発明者】

【氏名】江嵜 弘健

(72)【発明者】

【氏名】大池 博史

(72)【発明者】

【氏名】杉山 健二

(72)【発明者】

【氏名】天野 雅史

【審査官】大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／０４６９３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－２８７７７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動部と駆動部に接続されたギアとを有し部品を保持した保持部材を送り出して該部品を供給するフィーダを装着する装着部と、前記フィーダから前記部品を採取部材により採取して処理対象物に配置する採取部と、前記採取部が採取した状態の前記部品を撮像する撮像部と、を備えた実装装置に用いられる予測装置であって、
前記採取部により採取された状態の前記部品を、該部品を採取するごとに撮像した撮像画像に基づいて得られた前記部品の位置ずれを含む部品の位置に関する情報を経時的に含む時系列位置情報を取得し、前記時系列位置情報から前記ギアの周期に関連する周期成分を抽出し、抽出した周期成分に基づいて前記ギアの不具合を判定する制御部、
を備えた予測装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記ギアの不具合を判定するに際して、抽出した前記周期成分に基づいて、前記採取部での前記部品の位置ずれが前記ギアの不具合に基づくものであるか、前記保持部材上での部品ずれ及び前記採取部材の不具合を含む前記ギア以外の不具合に基づくものであるかを判定する、請求項１に記載の予測装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記周期成分に含まれる変動値が所定の許容範囲から外れたときに前記ギアの不具合発生を判定する、請求項１又は２に記載の予測装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記時系列位置情報からフーリエ変換及びバンドパスフィルタの少なくとも一方を用いて前記周期成分を抽出する、請求項１～３のいずれか１項に記載の予測装置。

【請求項5】

駆動部と駆動部に接続されたギアとを有し部品を保持した保持部材を送り出して該部品を供給するフィーダを装着する装着部と、
前記フィーダから前記部品を採取部材により採取して処理対象物に配置する採取部と、
前記採取部が採取した状態の前記部品を撮像する撮像部と、
請求項１～４のいずれか１項に記載の予測装置と、
を備えた実装装置。

【請求項6】

駆動部と駆動部に接続されたギアとを有し部品を保持した保持部材を送り出して該部品を供給するフィーダを装着する装着部と、前記フィーダから前記部品を採取部材により採取して処理対象物に配置する採取部と、前記採取部が採取した状態の前記部品を撮像する撮像部と、を備えた実装装置と、
請求項１～４のいずれか１項に記載の予測装置と、
を備えた実装システム。

【請求項7】

駆動部と駆動部に接続されたギアとを有し部品を保持した保持部材を送り出して該部品を供給するフィーダを装着する装着部と、前記フィーダから前記部品を採取部材により採取して処理対象物に配置する採取部と、前記採取部が採取した状態の前記部品を撮像する撮像部と、を備えた実装装置に用いられる予測方法であって、
（ａ）前記採取部により採取された状態の前記部品を、該部品を採取するごとに撮像した撮像画像に基づいて得られた前記部品の位置ずれを含む部品の位置に関する情報を経時的に含む時系列位置情報を取得するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）で取得した前記時系列位置情報から前記ギアの周期に関連する周期成分を抽出するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）で抽出した周期成分に基づいて前記ギアの不具合を判定するステップと、
を含む予測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書では、予測装置、実装装置、実装システム及び予測方法を開示する。

【背景技術】

【0002】

従来、実装装置としては、部品を保持するキャリヤテープの送り穴に係合する歯を有し、回転によりキャリヤテープを送るスプロケットの歯の先端面の中央部に基準マークを設け、その光反射率を先端面より高くし、部品の基板への装着に先立って基準マークを撮像し、その中心位置誤差を取得し、送り穴と部品収容凹部と基準マークとの位置関係に基づいて誤差を打ち消すように吸着ノズルの部品取出し位置を補正するものが提案されている（例えば、特許文献１など参照）。この装置では、キャリヤテープに保持された部品の供給精度の向上を容易化することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－１１１７９７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、上述した特許文献１では、部品の採取時に部品の位置ずれが生じた場合に、その位置ずれがなにを原因として生じたかを判断することができなかった。

【0005】

本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、部品採取時の位置ずれの原因をより適切に特定することができる予測装置、実装装置、実装システム及び予測方法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】

本開示では、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本開示の予測装置は、
駆動部と駆動部に接続されたギアとを有し部品を保持した保持部材を送り出して該部品を供給するフィーダを装着する装着部と、前記フィーダから前記部品を採取部材により採取して処理対象物に配置する採取部と、前記採取部が採取した状態の前記部品を撮像する撮像部と、を備えた実装装置に用いられる予測装置であって、
前記採取部により採取された状態の前記部品を、該部品を採取するごとに撮像した撮像画像に基づいて得られた前記部品の位置ずれを含む部品の位置に関する情報を経時的に含む時系列位置情報を取得し、前記時系列位置情報から前記ギアの周期に関連する周期成分を抽出し、抽出した周期成分に基づいて前記ギアの不具合を判定する制御部、
を備えたものである。

【0008】

この予測装置では、採取部により採取された状態の部品を、この部品を採取するごとに撮像した撮像画像に基づいて得られた部品の位置ずれを含む部品の位置に関する情報を経時的に含む時系列位置情報を取得する。そして、この予測装置は、時系列位置情報からギアの周期に関連する周期成分を抽出し、抽出した周期成分に基づいてギアの不具合を判定する。時系列位置情報から抽出して得られた周期成分は、例えば、ギアの劣化や摩耗などギアの不具合に強く影響される。したがって、この予測装置では、周期成分を用いることによって、フィーダのギアの不具合に起因するか否かを判定可能であり、部品採取時の位置ずれの原因をより適切に特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実装システム１０の一例を示す概略説明図。

【図2】フィーダ３０の一例を示す概略説明図。

【図3】部品撮像部１６が実装部２０を撮像する説明図。

【図4】記憶部２７に記憶された情報の一例を示す説明図。

【図5】実装処理ルーチンの一例を示すフローチャート。

【図6】不具合判定処理ルーチンの一例を示すフローチャート。

【図7】時系列位置情報２８を各ギアの周期成分に分離する一例を示す説明図。

【図8】フーリエ変換によって周期成分を分離する一例を示す説明図。

【図9】バンドパスフィルタによって周期成分を分離する一例を示す説明図。

【図10】時間に対する変動値の経時変化を示す説明図。

【図11】ギア不具合特定画面５１の一例を示す説明図。

【図12】ギア以外不具合特定画面５５の一例を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本開示である実装システム１０及び実装装置１１の一例を示す概略説明図である。図２は、フィーダ３０の一例を示す概略説明図である。図３は、部品撮像部１６が実装部２０を撮像する説明図である。図４は、記憶部２７に記憶された情報の一例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１～３に示した通りとする。

【0011】

実装システム１０は、例えば、処理対象物としての基板Ｓに部品Ｐを実装処理する実装装置１１が基板Ｓの搬送方向に配列された生産ラインとして構成されている。ここでは、処理対象物を基板Ｓとして説明するが、部品Ｐを実装するものであれば特に限定されず、３次元形状の基材としてもよい。この実装システム１０は、図１に示すように、実装装置１１や、管理装置４０などを含んで構成されている。なお、図１には、実装装置１１を１台のみ示した。

【0012】

実装装置１１は、部品Ｐを採取して基板Ｓへ実装させる装置である。実装装置１１は、基板処理部１２と、部品供給部１４と、部品撮像部１６と、操作パネル１７と、実装部２０と、制御装置２５とを備える。基板処理部１２は、基板Ｓの搬入、搬送、実装位置での固定、搬出を行うユニットである。基板処理部１２は、図１の前後に間隔を開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により基板Ｓを搬送する。

【0013】

部品供給部１４は、実装部２０へ部品Ｐを供給するユニットである。この部品供給部１４は、装着部１５を複数備え、１以上のフィーダ３０を装着する。また、部品供給部１４は部品Ｐを複数配列して載置するトレイを有するトレイユニットを備えている。フィーダ３０は、図２に示すように、コントローラ３１と、駆動部３２と、ギア機構３３と、スプロケット３４と、リール３５と、を備えている。フィーダ３０は、実装装置１１の前面の装着部１５に取り外し可能に装着されており、部品Ｐを収容しているテープ３６を巻いたリール３５が軸回転可能に装着されている。コントローラ３１は、ＣＰＵ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、フィーダ３０の全体を制御する。このコントローラ３１は、実装装置１１の制御装置２５と双方向通信可能なように電気的に接続されている。駆動部３２は、スプロケット３４を回転駆動させ、テープ３６を間欠的に送り出すモータである。この駆動部３２は、例えば、ステッピングモータにより構成されるものとしてもよいし、連続動作するモータを間欠的に駆動制御するものとしてもよい。ギア機構３３は、駆動部３２の駆動力をスプロケット３４に伝達するものである。このギア機構３３は、例えば、第１ギア３３ａと、第２ギア３３ｂと、第３ギア３３ｃとを有している。第１ギア３３ａは、駆動部３２の回転軸に固定されている。第３ギア３３ｃは、スプロケット３４の回転軸に固定されている。第２ギア３３ｂは、第１ギア３３ａと第３ギア３３ｃと噛合している。なお、ここでは、第１ギア３３ａ、第２ギア３３ｂ及び第３ギア３３ｃを単にギアと総称する。スプロケット３４は、外歯車の一種であり、リール３５から巻きほどかれたテープ３６を後方へ繰り出す役割を果たす。テープ３６には、図２に示すように、テープ３６の長手方向に沿って並ぶ、部品Ｐを収容する収容部３７と送り穴３８とが形成されている。送り穴３８には、スプロケット３４の歯がはまり込んでいる。フィーダ３０には、実装ヘッド２２が部品Ｐを採取する採取位置が定められている。フィーダ３０では、駆動部３２がスプロケット３４を回転させると、テープ３６が後方へ送られ、テープ３６の収容部３７に収容された部品Ｐが順次、採取位置へ繰り出される。

【0014】

部品撮像部１６は、実装ヘッド２２に採取され保持された状態の１以上の部品Ｐの画像を撮像する装置である。この部品撮像部１６は、基板処理部１２と部品供給部１４との間に配置されている。この部品撮像部１６の撮像範囲は、図３に示すように、部品撮像部１６の上方である。部品撮像部１６は、部品Ｐを保持した実装ヘッド２２が部品撮像部１６の上方を通過する際、部品Ｐの画像を撮像し、撮像画像を制御装置２５へ出力する。制御装置２５は、この撮像画像によって、部品Ｐの形状及び部位が正常であるか否かの検査や、部品Ｐの採取時の位置や回転などのずれ量（ｘ、ｙ）の検出などを実行することができる。

【0015】

操作パネル１７は、画面を表示する表示部１８と、作業者からの入力操作を受け付ける操作部１９とを備えている。表示部１８は、液晶ディスプレイとして構成されており、実装装置１１の作動状態や設定状態を画面表示する。操作部１９は、各種キーを備え、作業者の指示をキー入力可能に構成されてる。

【0016】

実装部２０は、部品Ｐを部品供給部１４から採取し、基板処理部１２に固定された基板Ｓへ配置するユニットである。実装部２０は、ヘッド移動部２１と、実装ヘッド２２と、ノズル２３とを備えている。ヘッド移動部２１は、ガイドレールに導かれてＸＹ方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータとを備えている。実装ヘッド２２は、１以上の部品Ｐを採取してヘッド移動部２１によりＸＹ方向へ移動するものである。この実装ヘッド２２は、スライダに取り外し可能に装着されている。実装ヘッド２２の下面には、採取部材として、１以上のノズル２３が取り外し可能に装着されている。ノズル２３は、負圧を利用して部品Ｐを採取するものである。なお、部品Ｐを採取する採取部材は、ノズル２３のほか部品Ｐを機械的に保持するメカニカルチャックなどとしてもよい。

【0017】

制御装置２５は、ＣＰＵ２６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、装置全体の制御を司る。制御装置２５は、記憶部２７を有している。記憶部２７は、各種アプリケーションプログラムや各種データファイルを記憶する、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの大容量の記憶媒体である。図４に示すように、記憶部２７には、例えば、時系列位置情報２８や変動情報２９が記憶される。時系列位置情報２８は、検出ＩＤと、部品ＩＤと、フィーダＩＤと、検出時刻と、部品Ｐの検出位置と、部品Ｐのずれ量とを対応付けた情報である。検出ＩＤは、情報を特定するものであり、検出順に付与される。部品ＩＤは、採取された部品Ｐを特定する情報であり、予め部品Ｐの種別ごとに付与されている。フィーダＩＤは、採取された部品Ｐを供給したフィーダ３０を特定する情報であり、各フィーダ３０に予め付与されている。検出時刻は、部品Ｐの位置を検出した時刻である。検出位置は、部品撮像部１６で撮像されて検出された部品Ｐの中心位置（座標）である。ずれ量は、部品Ｐを採取する基準位置と採取された部品Ｐの実測位置との間の位置の差である（図３の吹き出し図（ｘ、ｙ）を参照）。この時系列位置情報２８は、駆動部３２により送り出されたテープ３６の位置の経時的な変化や、保持部材としてのテープ３６上での部品Ｐのずれ、採取部材としてのノズル２３の不具合など、複数の因子を含んだ、部品Ｐの位置に関する情報を含んでいる。変動情報２９は、時系列位置情報２８に基づいて、フィーダ３０ごとの、ギア機構３３のギアに基づく位置ずれの経時的な変化を抽出した情報である。変動情報２９では、各フィーダ３０が有するギア機構３３が有する各ギアの周期成分に応じた変動値が各ギアに対応付けられている。また、記憶部２７には、実装ジョブとしての実装条件情報などが記憶されている。実装条件情報は、部品Ｐの情報や部品Ｐを基板Ｓへ実装する配置順、配置位置、部品Ｐを採取するフィーダ３０の装着位置などの情報が含まれている。この制御装置２５は基板処理部１２や部品供給部１４、部品撮像部１６、操作パネル１７、実装部２０へ制御信号を出力する一方、基板処理部１２や部品供給部１４、部品撮像部１６、操作パネル１７、実装部２０からの信号を入力する。

【0018】

管理装置４０（図１参照）は、実装システム１０の各装置の情報を管理するサーバとして構成されている。管理装置４０は、例えば、実装条件情報を複数含む生産計画データベースや、各実装装置１１の時系列位置情報２８などを記憶、管理する。この管理装置４０は、表示部４１と、入力装置４２とを備える。表示部４１は、画面を表示するディスプレイである。入力装置４２は、作業者が入力するキーボードやマウスなどを含む。

【0019】

次に、こうして構成された本実施形態の実装システム１０の動作、まず実装装置１１が部品Ｐを基板Ｓへ実装する処理について説明する。図５は、実装装置１１の制御装置２５のＣＰＵ２６により実行される実装処理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、実装装置１１の記憶部２７に記憶され、作業者による開始指示により実行される。このルーチンを開始すると、まず、ＣＰＵ２６は、今回生産する基板Ｓの実装条件情報を読み出して取得する（Ｓ１００）。ＣＰＵ２６は、管理装置４０から取得して記憶部２７に記憶された実装条件情報を読み出すものとしてもよい。次に、ＣＰＵ２６は、基板処理部１２に基板Ｓを実装位置まで搬送させ、固定処理させる（Ｓ１１０）。次に、ＣＰＵ２６はフィーダ３０の駆動部３２を駆動させテープ３６を送り出す処理を実行させる（Ｓ１２０）。制御装置２５から指令を受信したコントローラ３１は、駆動部３２を駆動し、収容部３７を採取位置まで移動させる。次に、ＣＰＵ２６は、予め設定された位置のフィーダ３０から部品Ｐを実装ヘッド２２に採取させ、部品撮像部１６上へ移動させる（Ｓ１３０）。

【0020】

次に、ＣＰＵ２６は、部品Ｐを採取した状態の実装ヘッド２２を部品撮像部１６に撮像させ、撮像画像から部品のずれ量を求める（Ｓ１４０）。ＣＰＵ２６は、基準位置と部品Ｐの中心位置との差分をずれ量とする。次に、ＣＰＵ２６は、求めたずれ量を時系列位置情報２８に記憶させる（Ｓ１５０）。このとき、ＣＰＵ２６は、フィーダＩＤや部品ＩＤと共に、検出した時刻、部品Ｐの位置（座標）などの情報も時系列位置情報２８に記憶させる。続いて、ＣＰＵ２６は、このずれ量を打ち消すように位置ずれを補正して部品Ｐを基板Ｓへ配置させる（Ｓ１６０）。そして、ＣＰＵ２６は、現在の基板Ｓに対し、次に配置する部品がまだあるか否かを実装条件情報の情報に基づいて判定し（Ｓ１７０）、次の部品があるときには、Ｓ１２０以降の処理を実行する。一方、次に配置する部品ＰがないときにはＣＰＵ２６は、部品Ｐを配置する次の基板Ｓがあるか否かを、実装条件情報の情報に基づいて判定する（Ｓ１８０）。次の基板Ｓがあるときには、ＣＰＵ２６は、Ｓ１１０以降の処理を実行する。即ち、ＣＰＵ２６は、基板処理部１２に、部品Ｐの配置が完了した基板Ｓを排出すると共に新たな基板Ｓを実装位置まで搬送させ、部品Ｐを部品供給部１４に供給させ、実装ヘッド２２に部品Ｐを採取配置させつつ、部品Ｐの位置を検出して時系列位置情報２８を更新させる。一方、Ｓ１８０で次の基板がないときには、ＣＰＵ２６は、このルーチンを終了する。このように、制御装置２５は、部品Ｐの位置ずれを検出し、補正して部品Ｐを基板Ｓに配置すると共に、時系列位置情報２８を更新しながら、実装処理を実行する。

【0021】

次に、実装装置１１の動作、例えば、時系列位置情報２８を用いてフィーダ３０のギア機構３３の不具合の有無を判定する処理について説明する。図６は、制御装置２５のＣＰＵ２６により実行される、不具合判定処理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、記憶部２７に記憶され、作業者による実装処理の実行開始の指令を受けたあと実行される。このルーチンを開始すると、ＣＰＵ２６は、時系列位置情報２８を記憶部２７から読み出して取得し（Ｓ２００）、判定処理を実行する特定のフィーダ３０を設定し、そのフィーダ３０の情報を時系列位置情報２８から抽出する（Ｓ２１０）。時系列位置情報２８には、複数のフィーダ３０の情報が含まれているため、ＣＰＵ２６は、まず、各フィーダ３０の情報を収集する。特定のフィーダ３０の設定は、例えば、フィーダＩＤの順としてもよい。

【0022】

次に、ＣＰＵ２６は、前回の不具合判定から所定期間が経過したか否か判定する（Ｓ２２０）。ＣＰＵ２６は、所定期間として、例えば、毎日起動時、予め設定した時刻、予め設定された時間、予め設定されたステップ数だけテープ３６を送り出したとき、データが予め設定された個数に至ったとき、などのいずれかに基づいてこの判定を行うことができる。この期間経過の判定条件は、作業者が予め設定することができるものとする。ＣＰＵ２６は、所定期間が経過していないときには、この特定のフィーダ３０がデータの収集をまだ要するものとして不具合の判定を割愛し、不具合を判定すべき次のフィーダ３０があるか否かを判定する（Ｓ３１０）。次のフィーダ３０があるときには、ＣＰＵ２６は、Ｓ２１０以降の処理を実行する。

【0023】

一方、Ｓ２２０で所定期間が経過したときには、ＣＰＵ２６は、フィーダ３０に対応するずれ量から各ギアの周期成分を抽出する（Ｓ２３０）。ＣＰＵ２６は、ずれ量から周期成分を抽出するに際してテープ３６の送出方向に対応するずれ量（ｘ、ｙ）のいずれかを変動成分として用いる。例えば、図２では、Ｘ方向が収容部３７の内部での部品Ｐのずれ量ｘであり、Ｙ方向がテープ３６の送出方向であるから、ずれ量ｙを変動成分に用いる。

【0024】

図７は、時系列位置情報２８に含まれるずれ量の変動成分を各ギアの周期成分に分離する一例を示す説明図である。図８は、フーリエ変換によって歯数Ｚ１，Ｚ２のギアの周期成分を分離する一例を示す説明図である。図９は、変動成分からバンドパスフィルタによって歯数Ｚ２のギアの周期成分を分離する一例を示す説明図である。ここでは、一例としてフィーダ３０のギア機構３３に歯数Ｚ１と歯数Ｚ２のギアが２つある場合について説明する。図７に示すように、フィーダ３０の送り順の時系列位置データは、それぞれのギアの歯数ごとに繰り返される周期成分と、その他の成分とを含んだ複雑な波形をなす（図７の左図参照）。この時系列位置データから特定のギアに注目して変動成分から周期成分を抽出する。この抽出方法は、例えば、図８に示すように、ＣＰＵ２６は、フーリエ変換によって振幅スペクトルを算出し、周期成分を抽出したいギアに対応するスペクトルの振幅幅を取得し、周期成分とすることができる。あるいは、図９に示すように、ＣＰＵ２６は、ギア周期に対応する周波数を通過帯域とするバンドパスフィルタ処理を時系列位置データの変動成分に施し、フィルタ処理後のデータの振幅成分を得て、これを周期成分とすることができる。そして、変動成分から周期成分を除去して得られたものをその他の成分とする（図７右側３段目参照）。その他の成分には、例えば、収容部３７の内部での部品Ｐの移動、ノズル２３の傾斜した取り付け、ノズル２３への異物の付着、などにより生じた変動が含まれる。

【0025】

次に、ＣＰＵ２６は、周期成分の変動値を算出する（Ｓ２４０）。この変動値は、所定期間内における周期成分の評価値であり、例えば、所定期間内ごとに得られる周期成分の振幅の最大値と最小値との差分値としてもよい。あるいは、周期成分を表すものとすれば、特にこれに限定されず、例えば、ＣＰＵ２６は、所定期間内の１ステップごとの周期成分の振幅値を求め、これを平均したものを変動値としてもよい。変動値を算出すると、ＣＰＵ２６は、得られた変動値が所定の許容範囲内であるか否かを判定し（Ｓ２５０）、変動値が所定の許容範囲内でないときには、ＣＰＵ２６は、特定のギアの不具合が発生したものと判定して、その旨の情報を出力する（Ｓ２６０）。

【0026】

図１０は、時間に対する変動値の経時変化を示す説明図である。図１０では、歯数Ｚ１，Ｚ２のギアの変動値の経時変化を示した。図１０に示すように、ギアの不具合が生じていない場合、Ｚ１のように比較的平坦な挙動を示す。一方、ギアの摩耗などが蓄積されると、Ｚ２のように許容範囲を超える。ＣＰＵ２６は、周期成分の変動値が所定の許容閾値を超えたときに、ギアの不具合が発生したものと判定してもよい。あるいは、ＣＰＵ２６は、周期成分の変動値が、前回得られた変動値に比して所定の許容閾値を超えて増加している場合に、ギアの不具合が発生したものと判定してもよい。この許容範囲は、例えば、ギア機構３３の異常動作によってテープ３６の送出処理に大きな影響を与えるような範囲に経験的に定められているものとしてもよい。ギアの不具合としては、例えば、ギアの劣化や摩耗のほか、変形、破損や回転軸のずれ、異物の混入などが含まれる。

【0027】

図１１は、ギア不具合特定画面５１の一例を示す説明図である。ＣＰＵ２６は、図１１に示すように、管理装置４０の表示部４１に、ギア機構３３の不具合発生を表示出力してもよいし、操作パネル１７の表示部１８に、ギア機構３３の不具合発生を表示出力してもよい。あるいは、ＣＰＵ２６は、不具合を放置するに際して、警告灯を点灯したり、警告音を出力するものとしてもよい。ギア不具合特定画面５１には、不具合表示欄５２が含まれている。不具合表示欄５２には、上記判定処理で不具合の発生が判定されたフィーダ３０のギアを特定する情報が表示される。この出力情報であるギア不具合特定画面５１を確認した作業者は、該当するギア機構３３の使用を中断し、ギアの交換や洗浄など、メンテナンスを行う。

【0028】

Ｓ２６０のあと、またはＳ２５０で変動値が許容範囲内であるときには、ＣＰＵ２６は、周期成分以外のその他の成分を抽出し（Ｓ２７０）、不具合の挙動があるか否かを判定する（Ｓ２８０）。この判定は、例えば、所定期間内における、その他の成分の振幅値の最大値と最小値との差分値が所定の許容範囲を超えているか否かに基づいて判定してもよいし、所定期間内におけるその他の成分の振幅値の平均値が許容範囲を超えているか否かに基づいて判定してもよい。許容範囲は、例えば、部品Ｐの採取処理に影響がある範囲に経験的に定められているものとしてもよい。不具合の挙動があるときには、ギア以外の不具合が発生したものと判定して、その旨の情報を出力する（Ｓ２９０）。

【0029】

図１２は、ギア以外不具合特定画面５５の一例を示す説明図である。ＣＰＵ２６は、図１２に示すように、管理装置４０の表示部４１にギア以外の不具合発生を表示出力してもよいし、操作パネル１７の表示部１８にギア以外の不具合発生を表示出力してもよい。あるいは、ＣＰＵ２６は、不具合を放置するに際して、警告灯を点灯したり、警告音を出力するものとしてもよい。ギア以外不具合特定画面５５には、不具合表示欄５６が含まれている。不具合表示欄５６には、例えば、不具合として、テープ３６の不具合やノズル２３の不具合などが表示出力される。この出力情報であるギア以外不具合特定画面５５を確認した作業者は、該当するフィーダ３０やノズル２３の使用を中断し、交換や洗浄など、メンテナンスを行う。

【0030】

Ｓ２９０のあと、またはＳ２８０で不具合の挙動がないときには、ＣＰＵ２６は、上記得られた周期成分に関する情報を変動情報２９に含ませて更新し（Ｓ３００）、Ｓ３１０で不具合判定すべき次のフィーダ３０があるか否かを判定する。Ｓ３１０で次のフィーダ３０があるときには、ＣＰＵ２６は、Ｓ２１０以降の処理を実行し、次のフィーダ３０がないときには、実装装置１１の実装処理が完了したか否かを判定する（Ｓ３２０）。実装処理が完了していないときには、ＣＰＵ２６は、Ｓ２００以降の処理を実行する。一方、Ｓ３２０で実装処理が完了したときには、ＣＰＵ２６は、このルーチンを終了する。

【0031】

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の駆動部３２が本開示の駆動部に相当し、ギア機構３３の第１ギア３３ａ、第２ギア３３ｂ、第３ギア３３ｃなどがギアに相当する。また、テープ３６が保持部材に相当し、フィーダ３０がフィーダに相当し、装着部１５が装着部に相当し、ノズル２３が採取部材に相当し、実装部２０が採取部に相当し、部品撮像部１６が撮像部に相当し、実装装置１１が実装装置に相当する。また、制御装置２５が予測装置に相当し、ＣＰＵ２６が制御部に相当する。なお、本実施形態では、制御装置２５の動作を説明することにより本開示の予測方法の一例も明らかにしている。

【0032】

以上説明した本実施形態の制御装置２５では、採取部としての実装部２０により採取された状態の部品Ｐを撮像した撮像画像を実装部２０が部品Ｐを採取するごとに取得し、取得した撮像画像に基づいて部品Ｐの位置ずれを含む部品Ｐの位置に関する情報を経時的に時系列位置情報２８として取得する。そして、この制御装置２５は、時系列位置情報２８からギアの周期に関連する周期成分を抽出し、抽出した周期成分に基づいてギアの不具合を判定する。時系列位置情報２８は、実装ヘッド２２での部品Ｐのひとつひとつの画像処理結果におけるずれ量ｘ又はｙをフィーダ３０の送り順に並べた一種の時系列データとなる。この時系列データは、そのときどきのフィーダ３０やノズル２３の状態により、様々な変動成分が含まれるが、各ギアに起因する変動成分は、ギアの周期ごとに現れる。時系列位置情報２８から抽出して得られた周期成分は、例えば、ギアの劣化や摩耗などギアの不具合に強く影響される。即ち、フィーダ３０のギア機構３３のギアの摩耗や傾き、変形に依存する、実装ヘッド２２での部品Ｐのずれ量は、ギアの回転ごとに繰り返される再現性が高い。したがって、この制御装置２５では、周期成分を用いることによって、フィーダ３０のギアの不具合に起因するか否かを判定可能であり、部品採取時の位置ずれの原因をより適切に特定することができる。

【0033】

また、ＣＰＵ２６は、ギアの不具合を判定するに際して、抽出した周期成分に基づいて、実装部２０での部品Ｐの位置ずれがギアの不具合に基づくものであるか、テープ３６上での部品ずれ及びノズル２３の不具合を含むギア以外の不具合に基づくものであるかを判定する。この制御装置２５では、周期成分を用いることによって、ギアの不具合か、ギア以外の不具合に基づくかを判定することができる。更に、ＣＰＵ２６は、周期成分に含まれる変動値が所定の許容範囲から外れたときにギアの不具合発生を判定するため、許容範囲を用いて、より適切にギアの不具合を判定することができる。更にまた、ＣＰＵ２６は、時系列位置情報２８からフーリエ変換及びバンドパスフィルタの少なくとも一方を用いて周期成分を抽出するため、フーリエ変換やバンドパスフィルタを用いて周期成分を比較的容易に抽出することができる。

【0034】

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。

【0035】

例えば、上述した実施形態では、周期成分に含まれる変動値が所定の許容範囲から外れたときにギアの不具合発生を判定するものとしたが、不具合を判定するものとすれば、特にこれに限定されない。例えば、制御装置２５は、前回の周期成分の変動値から所定の許容値を超えて変動値が増加した場合に不具合を判定するものとしてもよい。また、制御装置２５は、ずれ量から周期成分の変動値を導き出すものとしたが、部品Ｐの座標から周期成分の変動値を導き出すものとしてもよい。また、制御装置２５は、所定期間内の最大値と最小値との差分値を変動値として用いるものとしたが、所定期間内の振幅値の平均値を変動値としてもよい。

【0036】

上述した実施形態では、フーリエ変換及びバンドパスフィルタのいずれか１以上を用いて周期成分を抽出するものとしたが、周期成分を抽出可能な手法であれば、これに限られず用いることができる。

【0037】

上述した実施例では、制御装置２５が部品撮像部１６で撮像された撮像画像を取得し、時系列位置情報２８を作成するものとしたが、特にこれに限定されず、制御装置２５は、他の装置で作成された時系列位置情報２８を取得するものとしてもよい。この制御装置２５によっても、時系列位置情報２８から得られた周期成分を用いることによって、フィーダ３０のギアの不具合に起因するか否かを判定可能であり、部品採取時の位置ずれの原因をより適切に特定することができる。

【0038】

上述した実施例では、実装部２０は、ＸＹロボットの構成を有するものとして説明したが、部品Ｐを処理対象物に配置することができるものであれば特にこれに限定されず、例えば、実装部２０をアームロボットとしてもよい。

【0039】

上述した実施形態では、制御装置２５が本開示の予測装置の機能を備えるものとして説明したが、特にこれに限定されず、本開示の予測装置の機能を管理装置４０などの実装装置１１以外の装置が有するものとしてもよい。また、上述した実施形態では、本開示の予測装置を制御装置２５として説明したが、特にこれに限定されず、予測方法としてもよいし、この予測方法をコンピュータが実行するプログラムとしてもよい。

【0040】

ここで、本開示の制御装置や情報処理装置は、以下のように構成してもよい。例えば、本開示の予測装置において、前記制御部は、前記ギアの不具合を判定するに際して、抽出した前記周期成分に基づいて、前記採取部での前記部品の位置ずれが前記ギアの不具合に基づくものであるか、前記保持部材上での部品ずれ及び前記採取部材の不具合を含む前記ギア以外の不具合に基づくものであるかを判定するものとしてもよい。この予測装置では、周期成分を用いることによって、ギアの不具合か、ギア以外の不具合に基づくかを判定することができる。

【0041】

なお、「保持部材」としては、部品を供給するテープ部材などが挙げられる。また、「ギアの不具合」には、ギアの劣化や摩耗のほか、破損や回転軸のずれなどが含まれる。また、「時系列位置情報」には、例えば、経時的に求められた撮像画像から得られた部品の位置（座標値）や、部品の位置と基準位置とに基づいて求められる位置ずれ量などの情報が含まれる。

【0042】

本開示の予測装置において、前記制御部は、前記周期成分に含まれる変動値が所定の許容範囲から外れたときに前記ギアの不具合発生を判定するものとしてもよい。この予測装置では、許容範囲を用いて、より適切にギアの不具合を判定することができる。

【0043】

本開示の予測装置において、前記制御部は、前記時系列位置情報からフーリエ変換及びバンドパスフィルタの少なくとも一方を用いて前記周期成分を抽出するものとしてもよい。この予測装置は、フーリエ変換やバンドパスフィルタを用いて周期成分を比較的容易に抽出することができる。

【0044】

本開示の実装装置は、駆動部と駆動部に接続されたギアとを有し部品を保持した保持部材を送り出して該部品を供給するフィーダを装着する装着部と、前記フィーダから前記部品を採取部材により採取して処理対象物に配置する採取部と、前記採取部が採取した状態の前記部品を撮像する撮像部と、上述したいずれかに記載の予測装置と、を備えたものである。この実装装置では、上述したいずれかの予測装置を備えるため、採用した態様に応じた効果を得ることができる。

【0045】

本開示の実装システムは、駆動部と駆動部に接続されたギアとを有し部品を保持した保持部材を送り出して該部品を供給するフィーダを装着する装着部と、前記フィーダから前記部品を採取部材により採取して処理対象物に配置する採取部と、前記採取部が採取した状態の前記部品を撮像する撮像部と、を備えた実装装置と、上述したいずれかに記載の予測装置と、を備えたものである。この実装システムでは、上述したいずれかの予測装置を備えるため、採用した態様に応じた効果を得ることができる。

【0046】

本開示の予測方法は、
駆動部と駆動部に接続されたギアとを有し部品を保持した保持部材を送り出して該部品を供給するフィーダを装着する装着部と、前記フィーダから前記部品を採取部材により採取して処理対象物に配置する採取部と、前記採取部が採取した状態の前記部品を撮像する撮像部と、を備えた実装装置に用いられる予測方法であって、
（ａ）前記採取部により採取された状態の前記部品を、該部品を採取するごとに撮像した撮像画像に基づいて得られた前記部品の位置ずれを含む部品の位置に関する情報を経時的に含む時系列位置情報を取得するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）で取得した前記時系列位置情報から前記ギアの周期に関連する周期成分を抽出するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）で抽出した周期成分に基づいて前記ギアの不具合を判定するステップと、
を含むものである。

【0047】

この予測方法は、上述した予測装置と同様に、例えばギアの劣化や摩耗などにより強く影響した周期成分を用いることによって、部品採取時の位置ずれの原因をより適切に特定することができる。この予測方法において、前記採取部が採取した状態の前記部品を撮像した撮像画像を前記採取部が部品を採取するごとに取得するステップを更に有し、このステップで取得した前記撮像画像に基づいて該部品の位置ずれを含む部品の位置に関する情報を経時的に含む時系列位置情報を取得するものとしてもよい。なお、この予測方法において、上述した予測装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した予測装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本開示の予測装置、実装装置、実装システム及び予測方法は、例えば、電子部品の実装分野に利用可能である。

【符号の説明】

【0049】

１０ 実装システム、１１ 実装装置、１２ 基板処理部、１４ 部品供給部、１５ 装着部、１６ 部品撮像部、１７ 操作パネル、１８ 表示部、１９ 操作部、２０ 実装部、２１ ヘッド移動部、２２ 実装ヘッド、２３ ノズル、２５ 制御装置、２６ ＣＰＵ、２７ 記憶部、２８ 時系列位置情報、２９ 変動情報、３０ フィーダ、３１ コントローラ、３２ 駆動部、３３ ギア機構、３３ａ 第１ギア、３３ｂ 第２ギア、３３ｃ 第３ギア、３４ スプロケット、３５ リール、３６ テープ、３７ 収容部、３８ 送り穴、４０ 管理装置、４１ 表示部、４２ 入力装置、５１ ギア不具合特定画面、５２ 不具合表示欄、５５ ギア以外不具合特定画面、５６ 不具合表示欄、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】