特許 7510505 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】2024-06-25

(45)【発行日】2024-07-03

(54)【発明の名称】部品実装装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20240626BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022534612

(86)(22)【出願日】2020-07-10

(86)【国際出願番号】 JP2020026977

(87)【国際公開番号】W WO2022009409

(87)【国際公開日】2022-01-13

【審査請求日】2023-05-22

(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】河口 浩二

【審査官】板澤 敏明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０２９７０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－２１６１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３１３８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１８９０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０８０４７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２２０８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０２９２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８２０８７（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】

装着ヘッドを利用して基板上に部品を実装する部品実装装置であって、
前記装着ヘッドに設けられ上下方向に延びるノズルホルダと、
前記ノズルホルダの下端に該ノズルホルダに対して上下に摺動可能に取り付けられたノズルと、
前記ノズルを上下に移動可能なノズル昇降機構と、
設定荷重に対して許容される誤差の程度である荷重精度に応じて前記ノズルホルダと前記ノズルとの間の摺動抵抗を含む力の許容範囲を設定し、前記力の計測値を取得して該計測値が前記許容範囲に入るか否かを判定し、前記計測値が前記許容範囲に入らなかったならば前記ノズルを不良であると判定する制御装置と、
を備えた部品実装装置。

【請求項2】

前記力の許容範囲の上限値は、前記荷重精度が高い場合に比べて前記荷重精度が低い場合に大きく設定される、請求項１に記載の部品実装装置。

【請求項3】

装着ヘッドを利用して基板上に部品を実装する部品実装装置であって、
前記装着ヘッドに設けられ上下方向に延びるノズルホルダと、
前記ノズルホルダの下端に該ノズルホルダに対して上下に摺動可能に取り付けられたノズルと、
前記ノズルを上下に移動可能なノズル昇降機構と、
部品ごとに定められた装着荷重の目標値である設定荷重に応じて前記ノズルホルダと前記ノズルとの間の摺動抵抗を含む力の許容範囲を設定し、前記力の計測値を取得して該計測値が前記許容範囲に入るか否かを判定し、前記計測値が前記許容範囲に入らなかったならば前記ノズルを不良であると判定する制御装置と、
を備え、
前記力の許容範囲の上限値は、前記設定荷重が小さい場合に比べて前記設定荷重が大きい場合に大きく設定される、
部品実装装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の部品実装装置であって、
前記ノズルホルダと前記ノズルとの間の摺動抵抗を含む力を計測する計測装置
を備えた部品実装装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の部品実装装置であって、
前記ノズルホルダと前記ノズルとの間に設けられた弾性体
を備え、
前記力は、前記摺動抵抗及び前記弾性体の弾性力の合計である、
部品実装装置。

【請求項6】

前記力は、前記摺動抵抗そのものである、
請求項１～４のいずれか１項に記載の部品実装装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の部品実装装置であって、
前記力が予め計測された、複数の前記ノズルを収容するノズルストッカ
を備え、
前記制御装置は、前記部品を実装するにあたり、前記ノズルストッカから前記力が前記許容範囲に入るノズルを選択する、
部品実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書では、部品実装装置を開示する。

【背景技術】

【0002】

従来、ノズル内部に摺動部を有する部品実装装置において、ノズル交換時などに摺動抵抗を測定しノズルの良否判断を行うものが知られている。例えば、特許文献１に記載された部品実装装置では、吸着ノズルとノズルホルダとの間の摺動抵抗を測定し、摺動抵抗が予め設定された設定値を超えたならば、摺動状態が不良であると判断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１７／０２９７０４号パンフレット

【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、このような部品実装装置では、設定値は実装する部品の大きさやその他の装着条件に関わらず実装に支障がないように、一定の値とされていた。そのため、例えば、基板に部品を実装する際に加える荷重の大きいノズルについては、摺動抵抗が設定値を超えても支障なく実装可能であるにもかかわらず、摺動不良と判定されてノズル交換が必要になることがあった。

【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、装着条件に応じてノズルの良否判断を適切に行うことを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の部品実装装置は、
装着ヘッドを利用して基板上に部品を実装する部品実装装置であって、
前記装着ヘッドに設けられ上下方向に延びるノズルホルダと、
前記ノズルホルダの下端に該ノズルホルダに対して上下に摺動可能に取り付けられたノズルと、
前記ノズルを上下に移動可能なノズル昇降機構と、
装着条件に応じて前記ノズルホルダと前記ノズルとの間の摺動抵抗を含む力の許容範囲を設定し、前記力の計測値を取得して該計測値が前記許容範囲に入るか否かを判定し、前記計測値が前記許容範囲に入らなかったならば前記ノズルを不良であると判定する制御装置と、
を備えている。

【0007】

この部品実装装置では、装着条件に応じてノズルホルダとノズルとの間の摺動抵抗を含む力の許容範囲を設定し、その力の計測値を取得して計測値が許容範囲に入らなかったならばノズルを不良と判定する。そのため、装着条件にかかわらず許容範囲を一律に設定する場合と比べて、ノズルの良否判定を適切に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】部品実装装置１０の斜視図。

【図2】装着ヘッド１８の説明図。

【図3】ノズル４２の断面図。

【図4】ノズル４２の外観説明図。

【図5】ノズル４２の動作説明図であり、（ａ）は下降前、（ｂ）は下降後を示す。

【図6】コントローラ７８の電気的接続を示す説明図。

【図7】上限値情報７９の一例を示す図。

【図8】生産ジョブデータ８２ａの一例を示す図。

【図9】部品実装処理ルーチンを示すフローチャート。

【図10】生産ジョブデータ１８２ａの一例を示す図。

【図11】上限値情報１７９の一例を示す図。

【図12】吸着ユニット２００の正面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１は部品実装装置１０の斜視図、図２は装着ヘッド１８の説明図、図３はノズル４２の断面図、図４はノズル４２の外観説明図、図５はノズル４２の動作説明図、図６はコントローラ７８の電気的接続を示す説明図であり、図７は生産ジョブデータ８２ａの一例を示す図であり、図８は生産ジョブデータ８２ａの一例を示す図である。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に示した通りとする。

【0010】

部品実装装置１０は、図１に示すように、基板搬送ユニット１２と、装着ヘッド１８と、ノズル４２と、マークカメラ６４と、パーツカメラ６６と、部品供給ユニット７０と、ノズルストッカ９０と、各種制御を実行するコントローラ７８（図６参照）とを備えている。

【0011】

基板搬送ユニット１２は、前後一対の支持板１４，１４にそれぞれ取り付けられたコンベアベルト１６，１６（図１では片方のみ図示）により基板Ｓを左から右へと搬送する。また、基板搬送ユニット１２は、基板Ｓの下方に配置された支持ピン１７により基板Ｓを下から持ち上げて支持板１４，１４の屋根部１４ａ，１４ａに押し当てることで基板Ｓを固定し、支持ピン１７を下降させることで基板Ｓの固定を解除する。

【0012】

装着ヘッド１８は、ＸＹ平面を移動可能である。具体的には、装着ヘッド１８は、Ｘ軸スライダ２０がガイドレール２２，２２に沿って左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Ｙ軸スライダ２４がガイドレール２６，２６に沿って前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。この装着ヘッド１８は、図２に示すように、ノズルホルダ３０を軸回転及び上下動可能に支持する支持筒１９を有している。ノズルホルダ３０は、上下方向に延びる部材であり、上部に回転伝達ギヤ３０ａとフランジ３０ｂを有し、下部にノズル４２を保持している。回転伝達ギヤ３０ａは、ノズル回転用モータ３１の駆動ギヤ３２に噛み合っている。そのため、ノズル回転用モータ３１が回転すると、それに伴ってノズルホルダ３０が軸回転する。フランジ３０ｂは、上下方向に延びる第１アーム３３に設けられた第１係合部３３ａの上片及び下片の間に挟まれている。第１アーム３３は、第１リニアモータ３４の可動子に連結されている。第１リニアモータ３４の固定子は、装着ヘッド１８に固定されている。そのため、第１リニアモータ３４の可動子が上下動すると、それに伴って第１アーム３３は上下方向への移動をガイドするガイド部材３５に沿って上下動し、これと共に第１係合部３３ａに挟まれたフランジ３０ｂ、ひいてはノズルホルダ３０が上下動する。ノズルホルダ３０の下端側面には、互いに対向する位置に一対の逆Ｊ字状の誘導溝３０ｃ（図４参照）が設けられている。図２及び図３に示すように、ノズルホルダ３０の側面には、上側環状突起３０ｄと下側環状突起３０ｅとが間をあけて設けられている。ノズルホルダ３０には、ロックスリーブ３６が被せられている。このロックスリーブ３６の上部開口の直径は、ノズルホルダ３０の上側環状突起３０ｄや下側環状突起３０ｅの直径よりも小さいため、ロックスリーブ３６はノズルホルダ３０から脱落することなく上下動可能となっている。ロックスリーブ３６の上端面とノズルホルダ３０の上側環状突起３０ｄとの間には、ロックスプリング３７が配置されている。

【0013】

ノズル４２は、圧力を利用して、ノズル先端に部品Ｐを吸着したり、ノズル先端に吸着している部品Ｐを離したりするものである。このノズル４２は、図３及び図５に示すように、ノズル固定具であるノズルスリーブ４４の上端面に、ノズルスプリング４６を介して弾性支持されている。ノズル４２は、内部に上下方向に延びる通気路４２ａを有している。通気路４２ａには、負圧や正圧を供給することが可能である。ノズル４２は、部品Ｐを吸着する吸着口４２ｂのやや上方の位置から水平に張り出したフランジ４２ｃと、上端から水平に張り出したバネ受け部４２ｄと、上端からフランジ４２ｃまでの途中に設けられた段差面４２ｅとを有している。ノズル４２のうち段差面４２ｅからバネ受け部４２ｄまでの間は小径の軸部４２ｆとなっている。この軸部４２ｆの側面には、上下方向に延びる一対の長穴４２ｇが互いに対向するように設けられている。ノズルスリーブ４４は、ノズル４２の軸部４２ｆに対して相対的に上下動可能なようにノズル４２に装着されている。ノズルスリーブ４４は、直径方向に貫通したピン４４ａと一体化されている。このピン４４ａは、ノズル４２の一対の長穴４２ｇに挿通されている。そのため、ノズル４２は、ピン４４ａに対して長穴４２ｇの延びる方向つまり上下方向にスライド可能となっている。ノズルスプリング４６は、ノズルスリーブ４４の上端面とノズル４２のバネ受け部４２ｄとの間に配置されている。

【0014】

ノズルスリーブ４４は、ノズルホルダ３０を構成する部品であり、ノズル４２を弾性支持した状態で、ノズルホルダ３０の誘導溝３０ｃに着脱可能に固定されている。ノズルスリーブ４４に設けられたピン４４ａは、誘導溝３０ｃの終端とロックスプリング３７によって下向きに付勢されたロックスリーブ３６の下端との間に挟まれた状態で固定される。ノズル４２を弾性支持したノズルスリーブ４４をノズルホルダ３０に固定するにあたっては、まず、ノズルスリーブ４４のピン４４ａをノズルホルダ３０の誘導溝３０ｃ（図４参照）に沿って上方向に移動させていく。すると、ピン４４ａがロックスリーブ３６の下端に当たる。その後、ロックスプリング３７の弾性力Ｆｓに抗してロックスリーブ３６をピン４４ａで持ち上げながら、誘導溝３０ｃに沿ってピン４４ａが進入するようにロックスリーブ３６に対してノズルスリーブ４４と共にノズル４２を回転させる。すると、ピン４４ａは誘導溝３０ｃの水平部分を経て最後に下方向に移動して誘導溝３０ｃの終端に至る。このとき、ピン４４ａはロックスプリング３７によって下向きに付勢されたロックスリーブ３６により誘導溝３０ｃの終端に押しつけられた状態となる。その結果、ノズルスリーブ４４はピン４４ａを介してノズルホルダ３０にロックされる。なお、ノズル４２を弾性支持したノズルスリーブ４４をノズルホルダ３０から外すときには、固定した手順と逆の手順を行えばよい。

【0015】

図２に戻り、第１アーム３３の下端には、第２リニアモータ５０の固定子が固定されている。この第２リニアモータ５０の可動子には、第２アーム５１が連結されている。第２アーム５１は、アーム先端にカムフォロワからなる第２係合部５２を備えると共に、アーム中間に負荷を検出するロードセル５３を備えている。第２係合部５２はノズル４２のフランジ４２ｃの上面と対向する位置に配置されている。第２リニアモータ５０の可動子が下方に移動すると、それに伴って第２アーム５１の第２係合部５２がフランジ４２ｃをノズルスプリング４６の弾性力Ｆｓに抗して下方へ押圧するため、ノズル４２はノズルスリーブ４４のピン４４ａつまりノズルホルダ３０に対して下方へ移動する（図３の２点鎖線参照）。その後、第２リニアモータ５０の可動子が上方に移動すると、フランジ４２ｃを下方へ押圧する力が弱まるため、ノズル４２はノズルスプリング４６の弾性力Ｆｓによりピン４４ａつまりノズルホルダ３０に対して上方へ移動する。

【0016】

図１に戻り、マークカメラ６４は、Ｘ軸スライダ２０の下端に、撮像方向が基板Ｓに対向する向きとなるように設置され、装着ヘッド１８の移動に伴って移動可能である。このマークカメラ６４は、基板Ｓに設けられた図示しない基板位置決め用の基準マークを撮像し、得られた画像をコントローラ７８へ出力する。

【0017】

パーツカメラ６６は、部品供給ユニット７０と基板搬送ユニット１２との間であって左右方向の長さの略中央にて、撮像方向が上向きとなるように設置されている。このパーツカメラ６６は、その上方を通過するノズル４２に吸着された部品Ｐを撮像し、撮像により得られた画像をコントローラ７８へ出力する。

【0018】

部品供給ユニット７０は、リール７２と、フィーダ７４とを備えている。リール７２には、部品Ｐを収容した凹部が長手方向に沿って並ぶように形成されたテープが巻かれている。フィーダ７４は、リール７２に巻かれたテープの部品Ｐを所定の部品供給位置へ送り出す。リール７２に巻かれたテープは部品Ｐを覆うフィルムを有しているが、部品供給位置に至るとフィルムが剥がされるようになっている。そのため、部品供給位置に配置された部品Ｐはノズル４２によって吸着可能な状態となる。

【0019】

ノズルストッカ９０は、複数のノズル４２をストックする部材であり、部品供給ユニット７０の隣に配置されている。ノズル４２は、部品Ｐを装着する基板Ｓの種類や部品Ｐの種類に適したものに交換される。

【0020】

コントローラ７８は、図６に示すように、ＣＰＵ７８ａ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、処理プログラムを記憶するＲＯＭ７８ｂ、各種データを記憶するＨＤＤ７８ｃ、作業領域として用いられるＲＡＭ７８ｄなどを備えている。また、コントローラ７８には、マウスやキーボードなどの入力装置７８ｅ、液晶ディスプレイなどの表示装置７８ｆが接続されている。このコントローラ７８は、フィーダ７４に内蔵されたフィーダコントローラ７７や管理コンピュータ８０と双方向通信可能なように接続されている。また、コントローラ７８は、基板搬送ユニット１２やＸ軸スライダ２０、Ｙ軸スライダ２４、ノズル回転用モータ３１、第１及び第２リニアモータ３４，５０、ノズル４２の圧力調整装置４３、マークカメラ６４、パーツカメラ６６へ制御信号を出力可能なように接続されている。また、コントローラ７８は、ロードセル５３からの検出信号、マークカメラ６４やパーツカメラ６６からの画像信号を受信可能に接続されている。例えば、コントローラ７８は、マークカメラ６４で撮像された基板Ｓの画像を処理して基準マークの位置を認識することにより基板Ｓの位置（座標）を認識する。また、コントローラ７８は、パーツカメラ６６で撮像された画像に基づいてノズル４２に部品Ｐが吸着されているか否かの判断やその部品Ｐの形状、大きさ、吸着位置などを判定する。

【0021】

ＨＤＤ７８ｃには、上限値情報７９が記憶されている。上限値情報７９には、図７に示すように、装着荷重に関する条件（装着条件の一種）と摺動抵抗Ｆｒの許容範囲の上限値とが対応付けて記憶されている。なお、摺動抵抗Ｆｒとは、ノズル４２がノズルスリーブ４４に対して摺動する際の抵抗であり、装着荷重とはノズル４２が基板Ｓに部品Ｐを押し当てるときの荷重である。また、装着荷重に関する条件とは、部品ごとに定められた装着荷重の目標値である設定荷重や、設定荷重に対して許容される誤差の程度である荷重精度を含む条件である。摺動抵抗Ｆｒの許容範囲の上限値は、設定荷重が大きいほど大きく設定されている。また、摺動抵抗Ｆｒの許容範囲の上限値は、荷重精度が低い、つまり設定荷重に対して許容される誤差の程度が大きいほど、大きく設定されている。ここでは、設定荷重に対して許容される誤差の程度が小さく、例えば設定荷重に対して±２０％程度の誤差が許容される状態のことを荷重精度がＨｉｇｈであると称し、設定荷重に対して許容される誤差の程度が大きく、例えば設定荷重に対して±６０％程度の誤差が許容される状態のことを荷重精度がＬｏｗであると称する。

【0022】

管理コンピュータ８０は、図６に示すように、パソコン本体８２と入力デバイス８４とディスプレイ８６とを備えており、オペレータによって操作される入力デバイス８４からの信号を入力可能であり、ディスプレイ８６に種々の画像を出力可能である。パソコン本体８２の図示しないメモリには、生産ジョブデータ８２ａが記憶されている。生産ジョブデータ８２ａには、図８に示すように、部品実装装置１０において部品Ｐを実装する順序と装着条件とを対応付けて記憶されている。装着条件には、部品Ｐの種類及び装着荷重に関する条件が含まれる。装着荷重に関する条件には、設定荷重及び荷重精度が含まれる。

【0023】

次に、部品実装装置１０のコントローラ７８が、生産ジョブに基づいて基板Ｓへ部品Ｐを実装する動作について説明する。図９は、部品実装処理ルーチンのフローチャートである。部品実装処理ルーチンのプログラムは、コントローラ７８のＨＤＤ７８ｃに格納されている。

【0024】

コントローラ７８のＣＰＵ７８ａは、このルーチンを開始すると、まずＣＰＵ７８ａは、装着条件を取得する（ステップＳ１１０）。具体的には、ＣＰＵ７８ａは、装着順序が＃００１ならば部品Ｐの種類がＡ、設定荷重が０．５［Ｎ］、荷重精度がＬｏｗ、装着順序が＃０１０ならば部品Ｐの種類がＡ、設定荷重が０．５［Ｎ］、荷重精度がＨｉｇｈ、…という具合に、部品Ｐの装着順序に対応する部品Ｐの種類、設定荷重及び荷重精度を生産ジョブデータ８２ａから取得する。

【0025】

次に、ＣＰＵ７８ａは、許容範囲を設定する（ステップＳ１２０）。具体的には、設定荷重が０．５Ｎであり荷重精度がＬｏｗならば摺動抵抗Ｆｒの上限値は０．００５［Ｎ］、設定荷重が０．５Ｎであり荷重精度がＨｉｇｈならば摺動抵抗Ｆｒの上限値は０．０１［Ｎ］…、という具合に、ステップＳ１１０で取得した設定荷重及び荷重精度に対応する摺動抵抗Ｆｒの上限値を上限値情報７９から取得する。

【0026】

次に、ＣＰＵ７８ａは、摺動抵抗Ｆｒの計測値を取得する（ステップＳ１３０）。具体的には、ＣＰＵ７８ａは、図示しない電源を制御して、第２リニアモータ５０への供給電流を漸増させ、第２係合部５２を下降させて、ノズルスプリング４６の弾性力Ｆｓに抗してノズル４２をノズルホルダ３０のノズルスリーブ４４に対して下降させる。そして、ＣＰＵ７８ａは、第２リニアモータ５０に設けられた図示しないセンサの検出値に基づいて第２係合部５２の下降量（ストローク長さＬ）を取得すると共に、ロードセル５３の検出値に基づいて作用力Ｆ（ノズル４２とノズルスリーブ４４との間の摺動抵抗Ｆｒとノズルスプリング４６の弾性力Ｆｓとの合計）を取得する。そして、ノズルスプリング４６のばね定数にストローク長さＬを乗じて弾性力Ｆｓを求める。そして、作用力Ｆから弾性力Ｆｓを引いて摺動抵抗Ｆｒの計測値を取得する。

【0027】

次に、ＣＰＵ７８ａは、ノズル４２の良否判定を行う（Ｓ１４０）。具体的には、ＣＰＵ７８ａは、ステップＳ１３０で取得した摺動抵抗Ｆｒの計測値が、ステップＳ１２０で取得した摺動抵抗Ｆｒの許容範囲の上限値を超えているか否か判定する。摺動抵抗Ｆｒの計測値が摺動抵抗Ｆｒの許容範囲の上限値を超えているならば、ＣＰＵ７８ａは、ノズルホルダ３０のノズルスリーブ４４に取り付けられているノズル４２が不良であると判定する。一方、摺動抵抗Ｆｒの計測値が摺動抵抗Ｆｒの許容範囲の上限値を超えていないならば、ＣＰＵ７８ａは、ノズルホルダ３０のノズルスリーブ４４に取り付けられているノズル４２が良好であると判定する。

【0028】

ステップＳ１４０で、ノズルホルダ３０のノズルスリーブ４４に取り付けられているノズル４２が不良であると判定したならば、ＣＰＵ７８ａは、ノズル不良を報知する（ステップＳ１５０）。具体的には、ＣＰＵ７８ａは、表示装置７８ｆにノズル不良である旨を表示させて、部品実装処理ルーチンを終了する。

【0029】

一方、ステップＳ１４０でノズル４２が良好であると判定したならば、ＣＰＵ７８ａは、ノズル４２をフィーダ７４へ移動させる（ステップＳ１６０）。具体的には、ＣＰＵ７８ａは、Ｘ軸及びＹ軸スライダ２０，２４を制御することにより、部品供給ユニット７０のうち所定の部品Ｐを供給するフィーダ７４の部品供給位置へノズル４２を移動させる。

【0030】

次に、ＣＰＵ７８ａは、ノズル４２の先端に部品Ｐを吸着させる（ステップＳ１７０）。具体的には、ＣＰＵ７８ａは、第１リニアモータ３４の可動子を下降させることによりノズルホルダ３０を下方へ移動させる。それと並行して、ＣＰＵ７８ａは、ノズル４２の先端が部品Ｐに当接する前に、第２リニアモータ５０の可動子を下降させることによりノズルホルダ３０に対してノズル４２を最下端へ移動させる。その後、ＣＰＵ７８ａは、ロードセル５３からの検出信号に基づいてノズル４２の先端が部品Ｐに接触したと判断すると、その反力が設定押付力と等しくなるように第２リニアモータ５０の可動子を上昇させる。これにより、部品Ｐがノズル４２によって損傷を受けないようにすることができる。また、ＣＰＵ７８ａは、ノズル４２の先端が部品Ｐに当接した時点で吸着口４２ｂに負圧が供給されるように圧力調整装置４３を制御する。これにより、部品Ｐはノズル４２の先端に吸着される。

【0031】

次に、ＣＰＵ７８ａは、パーツカメラ６６により部品Ｐを撮像する（ステップＳ１８０）。具体的には、ＣＰＵ７８ａは、第２アーム５１の第２係合部５２がフランジ４２ｃの上方に離間するように第２リニアモータ５０を制御すると共に、部品Ｐが所定の高さになるように第１リニアモータ３４を制御する。これと並行して、ＣＰＵ７８ａは、ノズル４２の中心位置がパーツカメラ６６の撮像領域の予め定められた基準点と一致するようにＸ軸及びＹ軸スライダ２０，２４を制御し、ノズル４２の中心位置が基準点に一致した時点でパーツカメラ６６により部品Ｐを撮像する。ＣＰＵ７８ａは、この撮像画像を解析することにより、基準点に対する部品Ｐの位置を把握する。

【0032】

次に、ＣＰＵ７８ａは、ノズル４２を基板Ｓ上へ移動させる（ステップＳ１９０）。具体的には、ＣＰＵ７８ａは、Ｘ軸及びＹ軸スライダ２０，２４を制御することにより、基板Ｓのうち部品Ｐを実装させる所定位置の上方へノズル４２を移動させる。

【0033】

次に、ＣＰＵ７８ａは、部品Ｐを基板Ｓの所定位置に所定の装着条件で実装させる（ステップＳ２００）。具体的には、ＣＰＵ７８ａは、撮像画像に基づいて部品Ｐの姿勢が予め定めた所定の姿勢になるようにノズル回転用モータ３１を制御する。また、ＣＰＵ７８ａは、第１リニアモータ３４の可動子を下降させることによりノズルホルダ３０を下方へ移動させる。それと並行して、ＣＰＵ７８ａは、ノズル４２の先端に吸着されている部品Ｐが基板Ｓに当接する前に、第２リニアモータ５０の可動子を下降させることによりノズルホルダ３０に対してノズル４２を最下端へ移動させる。その後、ＣＰＵ７８ａは、ロードセル５３からの検出信号に基づいて部品Ｐが基板Ｓに接触したと判断すると、その反力が設定押付力と等しくなるように第２リニアモータ５０の可動子を上昇させる。これにより、部品Ｐが基板Ｓとの衝突によって損傷を受けないようにすることができる。そして、ＣＰＵ７８ａは、部品Ｐの装着荷重が設定荷重に対する荷重精度の範囲内に収まるように、第１リニアモータ３４及び第２リニアモータ５０を制御する。荷重精度がＬｏｗならば、設定荷重に対して許容される誤差が大きいため、ノズル４２が基板Ｓに向かう速度が大きかったとしても装着荷重が設定荷重に対する荷重精度の範囲内に収まり易い。そのため、その速度を大きく設定することができる。一方、設定荷重がＨｉｇｈならば、設定荷重に対して許容される誤差が小さいため、ノズル４２が基板Ｓに向かう速度が大きいと装着荷重が設定荷重に対する荷重精度の範囲内に収まり難い。そのため、その速度を低く設定する。そして、ＣＰＵ７８ａは、ノズル４２の先端に正圧が供給されるように圧力調整装置４３を制御する。これにより、部品Ｐはノズル４２から離脱して基板Ｓの所定位置に実装される。

【0034】

次に、ＣＰＵ７８ａは、基板Ｓへ実装すべき部品Ｐの実装が完了したか否かを判定し（ステップＳ２００）、完了していなければ次に装着する部品ＰについてステップＳ１１０以降の処理を実行し、完了したならば本ルーチンを終了する。

【0035】

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。本実施形態の部品実装装置１０が本開示の部品実装装置に相当し、ノズルスリーブ４４を備えたノズルホルダ３０がノズルホルダに相当し、ノズル４２がノズルに相当し、第２リニアモータ５０、第２アーム５１及び第２係合部５２がノズル昇降機構に相当し、コントローラ７８が制御装置に相当する。また、ロードセル５３が計測装置に相当し、ノズルスプリング４６が弾性体に相当し、ノズルストッカ９０がノズルストッカに相当する。

【0036】

以上詳述した部品実装装置１０では、装着条件に基づいてノズルスリーブ４４とノズル４２との間の摺動抵抗Ｆｒの許容範囲を設定し、摺動抵抗Ｆｒの計測値を取得して計測値が許容範囲に入らなかったならばノズル４２を不良と判定する。そのため、装着条件にかかわらず許容範囲を一律に設定する場合と比べて、ノズル４２の良否判定を適切に行うことができる。

【0037】

また、本実施形態の部品実装装置１０では、装着条件は、部品実装時の装着荷重に関する条件である。図７では、設定荷重が大きいほど許容範囲の上限値を大きく設定しているため、設定荷重が大きい部品Ｐの実装に使用されるノズル４２は摺動抵抗Ｆｒが大きくても不良判定され難くなる。また、例えば荷重精度が低い、つまり設定荷重に対して許容される誤差の程度が大きいほど、許容範囲の上限値を大きく設定しているため、荷重精度が低く設定された部品Ｐの実装に使用するノズル４２は不良判定され難くなる。

【0038】

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。

【0039】

例えば上述した実施形態では、装着条件は装着荷重に関する条件であり、装着荷重に関する条件に応じて摺動抵抗Ｆｒの許容範囲の上限値を設定したがこれに限られない。例えば、パソコン本体８２には、図１０に示すように、部品Ｐを実装する順序と部品Ｐの種類とを対応付けて記憶した生産ジョブデータ１８２ａが記憶されていてもよく、ＨＤＤ７８ｃには、部品Ｐの種類と摺動抵抗Ｆｒの許容範囲の上限値とを対応付けて記憶した上限値情報１７９が記憶されていてもよい。更に、ＣＰＵ７８ａは、図１１に示すように生産ジョブデータ１８２ａの装着順序に対応する部品Ｐの種類を取得すると共に、生産ジョブデータ１８２ａから取得した部品Ｐの種類に対応する摺動抵抗Ｆｒの許容範囲の上限値を上限値情報１７９から取得し、許容範囲を設定してもよい。こうすれば、実装する部品Ｐの種類に応じて許容範囲が設定され、部品Ｐを実装するのには適さないノズル４２が不良判定されやすくなる。また、装着条件は部品実装時のノズルの下降速度または加速度に関する条件であり、条件に応じて摺動抵抗Ｆｒの許容範囲の上限値を設定するようにしてもよい。

【0040】

上述した実施形態では、摺動抵抗Ｆｒを用いてノズル４２の良否判定を行ったがこれに限られない。例えば、摺動抵抗Ｆｒと弾性力Ｆｓとの合計を利用してノズル４２の良否判定を行ってもよい。こうすれば、摺動抵抗Ｆｒ及びノズルスプリング４６の弾性力Ｆｓの合計は、ノズル４２をノズルスプリング４６の弾性力Ｆｓに抗して押下したときの作用力Ｆとなるため、比較的容易に計測することができる。

【0041】

上述した実施形態では、ステップＳ１４０でノズル４２が不良判定されたあと、ノズル４２の不良を報知して、実装処理ルーチンを終了したがこれに限られない。例えば、ノズルストッカ９０には、摺動抵抗Ｆｒが予め計測された複数のノズル４２が収容されており、ステップＳ１４０でノズル４２が不良判定されたあと、ノズルストッカ９０から摺動抵抗Ｆｒが許容範囲に入るノズル４２を選択してもよい。また、上述した実施形態では、ノズル４２をノズルスリーブ４４に装着したあとに、ノズル４２の良否判定を行ったがこれに限られない。例えば、ノズルストッカ９０には、摺動抵抗Ｆｒが予め計測された複数のノズル４２が収容されており、ノズル４２をノズルスリーブ４４に装着するまえに、ＣＰＵ７８ａは、ノズルストッカ９０から、摺動抵抗Ｆｒが摺動抵抗Ｆｒの許容範囲の上限値を超えないノズル４２を選択してもよい。こうすれば、良好と判定されたノズル４２が使用されるため部品Ｐの実装に支障をきたし難くなる。

【0042】

上述した実施形態では、ロードセル５３の検出値を作用力Ｆの計測値として取得したがこれに限られない。作用力Ｆは、第２リニアモータ５０に供給する電流に応じたものとなるため、例えば、第２リニアモータ５０に供給する電流を計測して、作用力Ｆの計測値を取得してもよい。

【0043】

上述した実施形態では、摺動抵抗Ｆｒの計測には第２アーム５１に設けられたロードセル５３を利用したがこれに限られない。例えば、部品実装装置１０にはロードセル５３が設けられておらず、摺動抵抗Ｆｒの計測には、部品実装装置１０とは別の装置として設けられた荷重測定装置を用いてもよい。

【0044】

上述した実施形態では、図３に示すように、ノズルホルダ３０の下端に設けられたノズルスリーブ４４にノズル４２が弾性支持されていたがこれに限られない。例えば、図１２に示す吸着ユニット２００のように、ノズルホルダ２３０に対してノズル２４２のスライド部２４２ａが摺動可能に取り付けられており、ノズルホルダ２３０と吸着部２４２ｂとの間にノズルスプリング２４６が設けられていてもよい。

【0045】

上述した実施形態では、装着ヘッド１８としてノズル４２を着脱可能に保持するノズルホルダ３０を１つだけ備えていたがこれに限られない。例えば、こうしたノズルホルダ３０を、上下軸を回転中心とするロータの周囲に等角度間隔で複数設けられていてもよい。構成については、国際公開２０１４／０８０４７２号パンフレット図６を参照されたい。

【0046】

上述した実施形態では、ノズル４２の良否判定は部品Ｐの装着順序が変わるごとに実施されたがこれに限られない。例えば、ノズル４２が交換されるごとにノズル４２の良否判定を実施してもよいし、設定時間ごと（例えば、２時間ごと）にノズル４２の良否判定を実施してもよいし、部品Ｐの装着条件が変わるごとにノズル４２の良否判定を実施してもよい。

【0047】

ここで、本開示の部品供給装置は、以下のように構成してもよい。例えば、本開示の部品実装装置において、前記ノズルホルダと前記ノズルとの間の摺動抵抗を含む力を計測する計測装置を備えていてもよい。なお、計測装置は、部品実装装置の一部として設けられていてもよいし、部品実装装置とは別の装置として設けられていてもよい。

【0048】

本開示の部品実装装置において、前記装着条件は、部品実装時の装着荷重に関する条件としてもよい。なお、装着荷重とは、ノズルが基板に部品を押し当てるときの荷重のことをいう。また、装着荷重に関する条件とは、部品ごとに定められた装着荷重の目標値である設定荷重や、設定荷重に対して許容される誤差の程度である荷重精度を含む条件をいう。こうすれば、部品実装時の装着荷重に関する条件に応じて許容範囲が設定される。そのため、例えば設定荷重が大きいほど許容範囲の上限値を大きくすれば、設定荷重が大きい部品の実装に使用されるノズルは摺動抵抗が大きくても不良判定されにくくなる。また、例えば荷重精度が低い、つまり設定荷重に対して許容される誤差の程度が大きいほど、許容範囲の上限値を大きく設定すれば、荷重精度が低く設定された部品の実装に使用するノズルは不良判定されにくくなる。

【0049】

本開示の部品実装装置において、前記装着条件は、実装する前記部品の種類としてもよい。こうすれば、実装する部品の種類に応じて許容範囲が設定され、実装する部品の種類に応じたノズルの良否判定が行われる。そのため、その部品を実装するのには適さないノズルは、不良判定されやすくなる。

【0050】

本開示の部品実装装置において、前記ノズルホルダと前記ノズルとの間に設けられた弾性体を備え、前記力は、前記摺動抵抗及び前記弾性体の弾性力の合計としてもよい。こうすれば、摺動抵抗及び弾性体の弾性力の合計は、ノズルを弾性体の弾性力に抗して押下したときの作用力となるため、比較的容易に計測することができる。なお、弾性体の弾性力は弾性体のばね定数及びストローク長さから計算で求めることができるため、作用力から弾性力を引いた値が摺動抵抗になる。

【0051】

本開示の部品実装装置において、前記力は、前記摺動抵抗そのものとしてもよい。

【0052】

本開示の部品実装装置において、前記力が予め計測された、複数の前記ノズルを収容するノズルストッカを備え、前記制御装置は、前記部品を実装するにあたり、前記ノズルストッカから前記力が前記許容範囲に入るノズルを選択してもよい。こうすれば、良好と判定されたノズルが使用されるため部品の実装に支障をきたし難くなる。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明は、部品実装装置や部品実装装置を組み込んだ部品実装システムなどに利用可能である。

【符号の説明】

【0054】

１０ 部品実装装置、１２ 基板搬送ユニット、１４ 支持板、１４ａ 屋根部、１６ コンベアベルト、１７ 支持ピン、１８ 装着ヘッド、１９ 支持筒、２０ Ｘ軸スライダ、２２ ガイドレール、２４ Ｙ軸スライダ、２６ ガイドレール、３０ ノズルホルダ、３０ａ 回転伝達ギヤ、３０ｂ フランジ、３０ｃ 誘導溝、３０ｄ 上側環状突起、３０ｅ 下側環状突起、３１ ノズル回転用モータ、３２ 駆動ギヤ、３３ 第１アーム、３３ａ 第１係合部、３４ 第１リニアモータ、３５ ガイド部材、３６ ロックスリーブ、３７ ロックスプリング、４２ ノズル、４２ａ 通気路、４２ｂ 吸着口、４２ｃ フランジ、４２ｄ バネ受け部、４２ｅ 段差面、４２ｆ 軸部、４２ｇ 長穴、４３ 圧力調整装置、４４ ノズルスリーブ、４４ａ ピン、４６ ノズルスプリング、５０ 第２リニアモータ、５１ 第２アーム、５２ 第２係合部、５３ ロードセル、６４ マークカメラ、６６ パーツカメラ、７０ 部品供給ユニット、７２ リール、７４ フィーダ、７７ フィーダコントローラ、７８ コントローラ、７８ａ ＣＰＵ、７８ｂ ＲＯＭ、７８ｃ ＨＤＤ、７８ｄ ＲＡＭ、７８ｅ 入力装置、７８ｆ 表示装置、７９，１７９ 上限値情報、８０ 管理コンピュータ、８２ パソコン本体、８２ａ，１８２ａ 生産ジョブデータ、８４ 入力デバイス、８６ ディスプレイ、９０ ノズルストッカ、２００ 吸着ユニット、２３０ ノズルホルダ、２４２ ノズル、２４２ａ スライド部、２４２ｂ 吸着部、２４６ ノズルスプリング、Ｆ 作用力、Ｆｒ 摺動抵抗、Ｆｓ 弾性力、Ｌ ストローク長さ、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】