JP2000244200A - ノズル詰まり検出装置およびノズル詰まり検出方法 - Google Patents

ノズル詰まり検出装置およびノズル詰まり検出方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、吸着ノズルのノズル詰まりや
ノズル径の異なる吸着ノズルの誤装着を、正確に検出す
ることができるノズル詰まり検出装置およびノズル詰ま
り検出方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 電子部品Aを吸着するための吸着ノズル
14のノズル孔14aの詰まりおよび吸着ノズル14の
誤装着を検出するノズル詰まり検出装置であって、ノズ
ル孔14aを介してエアーを吸引する真空吸引手段52
とノズル孔14aとを連通する真空通路44に介設さ
れ、ノズル孔14aを通過する吸引エアーの流量を計測
する流量計測手段54と、流量計測手段54で計測した
実流量と、予め記憶されているノズル孔14aの設計流
量とを比較することで、ノズル孔14aの詰まりおよび
吸着ノズル14の誤装着を検出するノズル詰まり検出手
段57とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品装着装置
における吸着ノズルのノズル詰まりや誤装着を検出する
ノズル詰まり検出装置およびノズル詰まり検出方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】電子部品を吸着する吸着ノズルでは、電
子部品を吸着する際にキャリアテープの微少な切断片を
吸引したり、基板上のクリーム半田などを吸引すること
があり、これら吸引した切断片やクリーム半田が、ノズ
ル孔の内周面に付着・蓄積してノズル孔を詰まらせるこ
とがある。また、吸着すべき電子部品に対応しない吸着
ノズルを誤って装着してしまうことがある。これらは、
電子部品の吸着ミスや装着ミスの原因となる。従来、こ
の種のノズル詰まりの検出方法では、吸着ノズルと真空
吸引手段とを連通する真空通路に圧力センサを介設し、
圧力センサの実圧力値と設計圧力値とを比較すること
で、吸着ノズルのノズル詰まりを、或いはノズル径の異
なる吸着ノズルの誤装着を検出するようにしている。ま
た、カメラでノズル孔を撮像してノズル孔の詰まりを検
出するものも知られている(例えば特開平6−2091
89号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の圧力
による検出方法では、ノズル径の小さい吸着ノズルの場
合、詰まりを生じた吸着ノズルの実圧力値と設計圧力値
との差が極めて小さくなってしまうため、誤検出が生じ
易い問題があった。また、ノズル孔を撮像するもので
は、ノズル孔が軸心を貫通する専用のノズルを用いる必
要があると共に、撮像用の照明やカメラを必要とし、構
造が複雑になる問題があった。
【0004】本発明は、吸着ノズルのノズル孔の断面積
とノズル孔を通過する吸引エアーの流量とが比例するこ
とに着目して為されたものであり、簡単な構造で、吸着
ノズルのノズル詰まりやノズル径の異なる吸着ノズルの
誤装着を、正確に検出することができるノズル詰まり検
出装置およびノズル詰まり検出方法を提供することをそ
の目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のノズル詰まり検
出装置は、電子部品を吸着するための吸着ノズルのノズ
ル孔の詰まりおよび吸着ノズルの誤装着を検出するノズ
ル詰まり検出装置であって、ノズル孔を介してエアーを
吸引する真空吸引手段とノズル孔とを連通する真空通路
に介設され、ノズル孔を通過する吸引エアーの流量を計
測する流量計測手段と、流量計測手段で計測した実流量
と、予め記憶されているノズル孔の設計流量とを比較す
ることで、ノズル孔の詰まりおよび吸着ノズルの誤装着
を検出するノズル詰まり検出手段とを備えたことを特徴
とする。
【0006】真空吸引手段の吸引圧力をほぼ一定とした
場合、ある断面積の通路を通過する吸引エアーの流量
は、通路の断面積に正比例する。このため、流量計測手
段によりノズル孔を通過する吸引エアーの流量を計測
し、この計測値と、予め計測しておいた新品の同一吸着
ノズルの設計流量とを比較することで、吸引エアーの流
量を実際に計測した吸着ノズルに、どの程度詰まりが生
じているかを検出することができる。この場合、流量計
測手段は、真空通路に組み込んでおけばよく、また吸着
ノズルは特殊な構造のものを用いる必要はない。
【0007】この場合、真空通路には、真空吸引手段側
の真空通路と大気開放通路とを切り替える真空バルブが
介設されており、流量計測手段は、真空バルブから真空
吸引手段に至る真空通路に介設されていることが、好ま
しい。
【0008】この構成によれば、電子部品を装着する際
に、真空バルブを真空通路側から大気開放通路側に切り
替えるが、このとき、吸着ノズル側の真空通路に多量の
エアーが流れ込むことになる。このため、微量な流量を
測定する流量計測手段をこの通路部分に組み込むこと
は、故障等を誘発するため、好ましくない。一方、真空
バルブから真空吸引手段に至る真空通路では、吸引エア
ーのみ流れるため、多量のエアーが流れ込むことがな
く、流量計測手段を安定に計測動作させることができ、
精度の高い流量計測が可能になる。
【0009】これらの場合、流量計測手段は、吸引エア
ーの流れ方向に沿って配設した板状部材の上流側と下流
側の温度差に基づいて流量を計測する流量計であること
が、好ましい。
【0010】この構成によれば、吸引エアーの微量な流
量を正確に計測することができる。特に、ノズル孔径の
小さい吸着ノズルであっても、その詰まりを正確に検出
することができる。
【0011】また、本発明のノズル詰まり検出方法は、
電子部品を吸着するための吸着ノズルのノズル孔を通過
して流れる吸引エアーの流量を計測する計測工程と、計
測工程により計測した実流量とノズル孔の設計流量とを
比較することで、ノズル孔の詰まりおよび吸着ノズルの
誤装着を検出する検出工程とを備えたことを特徴とす
る。
【0012】この構成によれば、ノズル孔を通過する吸
引エアーの流量を計測し、この計測値と、予め計測して
おいた新品の同一吸着ノズルの設計流量とを比較するこ
とで、実際に計測した吸着ノズルに、どの程度詰まりが
生じているかを、正確かつ簡単に検出することができ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一実施形態に係るノズル詰まり検出装置およびノズ
ル詰まり検出方法を適用した電子部品装着装置について
説明する。図1は電子部品装着装置の側面図であり、図
2はその平面図である。両図に示すように、この電子部
品装着装置1は、装置本体2を挟んで電子部品Aを供給
する供給系3と、電子部品Aを基板Bに装着する装着系
4とを、相互に平行に配して構成されている。
【0014】装置本体2には、駆動系の主体を為すイン
デックスユニット11と、これに連結された回転テーブ
ル12と、回転テーブル12の外周部に搭載した複数個
(12個)の装着ヘッド13とが設けられており、回転
テーブル12は、インデックスユニット11により、装
着ヘッド13の個数に対応する間欠ピッチで間欠回転さ
れる。回転テーブル12が間欠回転すると、各装着ヘッ
ド13に搭載した吸着ノズル14が供給系3および装着
系4に適宜臨み、供給系3から供給された電子部品Aを
吸着した後、装着系4に回転搬送され、装着系4に導入
した基板Bにこれを装着する。
【0015】供給系3は、基板Bに装着する電子部品A
の種類に応じた数のテープカセット21を有し、多数の
テープカセット21は、一対のガイドレール22,22
にスライド自在に案内された供給台23に、横並びに着
脱自在に取り付けられている。供給台23には、そのス
ライド方向にボールねじ24が螺合しており、供給台2
3は、ボールねじ24の一方の端に連結した送りモータ
25の正逆回転により進退し、装着ヘッド13の吸着位
置に所望のテープカセット21を選択的に臨ませる。各
テープカセット21には、所定のピッチで電子部品Aが
装填されたキャリアテープCが、テープリール26に巻
回された状態で搭載されており、電子部品Aは、テープ
リール26から繰り出されたキャリアテープCから随
時、吸着ノズル14により吸着される。また、電子部品
Aが吸着された後のキャリアテープCは、適宜切断され
て廃棄される。
【0016】装着系4は、載置した基板BをX軸方向お
よびY軸方向に移動させるXYテーブル31と、XYテ
ーブル31の前後に配設した搬入搬送路32および搬出
搬送路33と、搬入搬送路32上の基板BをXYテーブ
ル31に、同時にXYテーブル31上の基板Bを搬出搬
送路33に移送する基板移送装置34とで、構成されて
いる。搬入搬送路32の下流端まで送られてきた基板B
は、基板移送装置34により、XYテーブル31上に移
送され、同時に電子部品Aの装着が完了したXYテーブ
ル31上の基板Bは、この基板移送装置34により、搬
出搬送路33に移送される。XYテーブル31上に導入
された基板Bは、XYテーブル31により水平面内にお
いて適宜移動され、各装着ヘッド13により次々と送ら
れてくる電子部品Aに対応して、その部品装着部位を装
着位置に臨ませ、各吸着ノズル14から電子部品Aの装
着を受ける。
【0017】装置本体2は、支持台15上に駆動系の主
体を為すインデックスユニット11を有しており、イン
デックスユニット11は、回転テーブル12を間欠回転
させると共に、回転テーブル12の間欠周期に同期(連
動)させ、装置本体2の各種の装置およびテープカセッ
ト21等を作動させる。
【0018】回転テーブル12は、インデックスユニッ
ト11から垂下した鉛直軸16に固定され、平面視時計
廻りに間欠回転する。回転テーブル12の外周部には、
ブラケット17を介して、周方向に等間隔に12個の装
着ヘッド13が、上下動自在に取り付けられている。こ
の場合、回転テーブル12の間欠回転は、装着ヘッド1
3の数に合わせて、一回転に対して12間欠周期となっ
ており、この間欠回転により公転する各装着ヘッド13
は、12箇所の停止位置にそれぞれ停止する。そして、
12箇所の停止位置には、電子部品Aを吸着する吸着位
置および装着する装着位置の他、吸着した電子部品Aの
撮像および位置補正を行う位置や、装着ヘッド13にお
けるノズル切替(交換)を行う位置等が含まれている。
【0019】図3に示すように、各装着ヘッド13は、
周方向に等間隔に配設した複数本(5本程度)の吸着ノ
ズル14をそれぞれ出没自在に装着したノズルホルダ4
1と、ノズルホルダ41を回転自在に支持すると共に、
装置本体2側のブラケット17に取り付けたられたホル
ダ支持部材42と、ノズルホルダ41の上面に取り付け
られ、軸心に真空通路44を形成した通路部材43とを
備えている。ノズルホルダ41とホルダ支持部材42と
の間には、ノズルホルダ41をロータ側とし、ホルダ支
持部材42をステータ側とするモータ(ステッピングモ
ータ)45が構成されており、このモータ45の駆動に
より、ホルダ支持部材42に対しノズルホルダ41が回
転する。すなわち、複数本の吸着ノズル14が、ノズル
ホルダ41の軸線廻りに公転する。
【0020】吸着ノズル14は、上部でノズルホルダ4
1のガイドピン47に上下方向に摺動自在に係合し、且
つガイドピン47に巻回したコイルばね48により突出
方向に付勢されている。ノズルホルダ41の上部には、
各吸着ノズル14に対応して爪部材49が設けられてお
り、突出している吸着ノズル14を残して他の吸着ノズ
ル14は、爪部材49に掛け止めされている。また、突
出している吸着ノズル14は、コイルばね48により下
方に付勢されている。
【0021】吸着ノズル14の軸心にはノズル孔14a
が形成され、ノズル孔14aの上端は、吸着ノズル14
が突出した状態で、ノズルホルダ41の真空通路44に
連通している。一方、真空通路44は、真空ホース51
を介して通路部材43から真空源を構成する真空ポンプ
52に連通している。すなわち、ノズルホルダ41、通
路部材43および真空ホース51に形成した真空通路4
4は、上流端のノズル孔14aと下流端の真空ポンプ5
2とを連通している。また、吸着ノズル(ノズル孔14
a)14と真空ポンプ52との間に位置して、真空通路
44には真空バルブ53および流量計(流量測定手段)
54が介設されている(図1および図4参照)。
【0022】真空バルブ53は、真空ポンプ5側の真空
通路44と大気開放通路55とを切り替えるものであ
り、大気開放通路55側にはコンプレッサ56が設けら
れている(図1および図4参照)。電子部品Aを吸着す
る場合には、真空バルブ53は、真空通路44を真空ポ
ンプ52側に切り替えて、吸着ノズル14のノズル孔1
4aからエアーを吸引するが、装着する場合には、真空
通路44をコンプレッサ56側に切り替えて、ノズル孔
14aを大気に開放した後、コンプレッサ56からノズ
ル孔14aにエアーを吹き込むようになっている。これ
により、電子部品Aは吸着ノズル14の先端から確実に
離脱して、基板Bに装着される。
【0023】流量計54は、真空ポンプ52と真空バル
ブ53との間の真空通路44に介設されている(図4参
照)。図5に示すように、流量計54は、ハウジング6
1内に上流側および下流側を真空通路44に連通した円
柱状の通路空間62を有し、通路空間62には、これを
横断するように半導体素子で構成された流量センサ63
が配設されている。また、流量センサ63には、流量計
54の制御部64が接続されている。この流量センサ6
3は板状に形成され、その短辺方向が吸引エアーの流れ
に沿うように配設されている。流量センサ63を通過す
る吸引エアーの流れにより、その上流側と下流側とでは
微小な温度差が生じ、この温度差に基づいて、吸引エア
ーの流量が計測される。そして、この計測結果は、制御
部64でデジタル信号に変換され、CPU(検出手段)
57に出力される。
【0024】図6および図7は、流量計54の制御部6
4のブロック図および各部の信号のタイミングチャート
を示している。両図に示すように、制御部64では、流
量センサ63に接続されたブリッジ回路71により上記
の上流側と下流側との温度差に応じた(すなわち流量に
応じた)電圧信号を抽出し、それをアンプ72により増
幅後(センサ出力)、所定の制御信号73をトリガと
するコンパレータ74によりGNDレベルと比較してそ
の電位差を抽出し、フィルタ75により所定の補正を行
ってから(センサ出力)、所定のレベル判定期間内で
の電位差を、A/Dコンバータ76により流量を示す例
えば4ビットのビット信号にA/D変換して出力する。
【0025】A/D変換されたビット信号は、CPU5
7に入力され、CPU57がRAM58のノズルデータ
から読み込んだ設計流量(ビット信号)と比較する。こ
こで、実流量と設計流量との間に所定の差があると、こ
れをノズル詰まり或いは吸着ノズルの誤装着と判断し、
報知手段59を介して、音声による警報を発すると共
に、画面表示によりこれを報知する。
【0026】図8は、吸着ノズル14のノズル孔14a
の断面積と、吸引エアーの流量とのに関係を表してい
る。同図に示すように、設計流量は、ノズル孔14aの
断面積に正比例しており、例えば、0.6mm径のノズル
径(ノズル孔断面積1.14mm 2 )14aでは、その設
計流量はほぼ10L/MINとなる。また、0.4mm径
のノズル径(ノズル孔断面積0.4mm2 )では、その設
計流量はほぼ3.5L/MINとなる。したがって、こ
の設計流量に許容範囲を加味した上で、実流量と比較す
ることになる。
【0027】以上のように本実施形態によれば、吸着ノ
ズル14のノズル詰まりや誤装着を、吸着ノズル14の
ノズル孔14aから吸引した吸引エアーの流量で検出す
るようにしているため、ノズル詰まりや誤装着を正確に
検出することができる。特に、細径のノズル孔14aを
有する吸着ノズル14にあっては、誤検出等を有効に防
止することができる。また、流量計54を、大流量のエ
アーが流れることのない真空バルブ53と真空ポンプ5
2との間の真空通路44に設けるようにしているため、
安定な流量計測が可能になると共に、流量計54の故障
等を極力少なくすることができる。さらに、流量計測
は、装着ヘッド13の特定の停止位置で行う必要がな
く、検出自体も簡単に行うことができる。
【0028】なお、流量計は上記実施形態のものに限定
されるものではなく、他の形式の流量計であってもよ
い。また、本発明のノズル詰まり検出装置および検出方
法は、いわゆる多機能マウンタの吸着ノズルにも適用で
きることは、いうまでもない。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明のノズル詰まり検出
装置およびノズル詰まり検出方法によれば、吸着ノズル
のノズル孔の断面積とノズル孔を通過する吸引エアーの
流量とが比例することに着目し、流量計測手段により計
測したノズル孔を通過する吸引エアーの流量に基づい
て、吸着ノズルのノズル詰まりおよびノズル径の異なる
吸着ノズルの誤装着を検出しているため、正確な検出が
可能となる。したがって、ノズル詰まりや誤装着に基づ
く吸着ミスおよび装着ミスを、極力防止することができ
る。また、流量計測手段は、真空通路に組み込んでおけ
ばよく、また吸着ノズルは特殊な構造のものを用いる必
要はなく、全体として構造を単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るノズル詰まり検出装
置を備えた電子部品装着装置の側面図である。
【図2】実施形態に係るノズル詰まり検出装置を備えた
電子部品装着装置の平面図である。
【図3】実施形態の装着ヘッドの裁断側面図である。
【図4】実施形態の吸着ノズル廻りの吸引系を示すブロ
ック図である。
【図5】実施形態の流量計廻りの構造図である。
【図6】実施形態のコントローラのブロック図である。
【図7】実施形態のコントローラの各部における信号の
タイミングチャートである。
【図8】実施形態の吸着ノズルのノズル孔の断面積と吸
引エアーの流量との関係を表した線図である。
【符号の説明】
1 電子部品装着装置 2 装着本体 13 装着ヘッド 14 吸着ノズル 14a ノズル孔 41 ノズルホルダ 42 ホルダ支持部材 44 真空通路 52 真空ポンプ 53 真空バルブ 54 流量計 55 大気開放通路 57 CPU 58 RAM 63 流量センサ 64 制御部 A 電子部品
フロントページの続き (72)発明者 竹村 郁夫 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5E313 AA02 AA11 AA18 CC02 CC03 DD31 EE02 EE03 EE24 EE50 FF24

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品を吸着するための吸着ノズルの
    ノズル孔の詰まりおよび吸着ノズルの誤装着を検出する
    ノズル詰まり検出装置であって、 前記ノズル孔を介してエアーを吸引する真空吸引手段と
    前記ノズル孔とを連通する真空通路に介設され、前記ノ
    ズル孔を通過する吸引エアーの流量を計測する流量計測
    手段と、 前記流量計測手段で計測した実流量と、予め記憶されて
    いる前記ノズル孔の設計流量とを比較することで、当該
    ノズル孔の詰まりおよび当該吸着ノズルの誤装着を検出
    するノズル詰まり検出手段とを備えたことを特徴とする
    ノズル詰まり検出装置。
  2. 【請求項2】 前記真空通路には、前記真空吸引手段側
    の当該真空通路と大気開放通路とを切り替える真空バル
    ブが介設されており、 前記流量計測手段は、前記真空バルブから前記真空吸引
    手段に至る前記真空通路に介設されていることを特徴と
    する請求項1に記載のノズル詰まり検出装置。
  3. 【請求項3】 前記流量計測手段は、吸引エアーの流れ
    方向に沿って配設した板状部材の上流側と下流側の温度
    差に基づいて流量を計測する流量計であることを特徴と
    する請求項1または2に記載のノズル詰まり検出装置。
  4. 【請求項4】 電子部品を吸着するための吸着ノズルの
    ノズル孔を通過して流れる吸引エアーの流量を計測する
    計測工程と、 前記計測工程により計測した実流量と前記ノズル孔の設
    計流量とを比較することで、当該ノズル孔の詰まりおよ
    び前記吸着ノズルの誤装着を検出する検出工程とを備え
    たことを特徴とするノズル詰まり検出方法。
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