JP2005045018A - 部品搭載装置及びその異常状態早期検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異常の発生とその部位を早期に検出し迅速な異常修復と生産再開を可能とさせ生産能率と歩留まりを向上させる部品搭載装置及びその異常状態早期検出方法を提供する。
【解決手段】部品供給装置、認識用カメラ、搭載ヘッド、吸着ノズル等の異常の発生要因となり易い部位毎に部品吸着動作回数Ｎとエラー発生回数Ｅを計数しながら通常の部品搭載作業を行い（Ｓ１〜Ｓ１２）、Ｎが所定の回数以上となったとき（Ｓ１１がＹＥＳ）、それまでの吸着率を算出してその吸着率が予め設定されている所定の値よりも低いとき（Ｓ１３がＹＥＳ）、装置を自動停止させて生産を中止し警告を報知する（Ｓ１４）。現場作業者は各部位毎の生産管理データからエラーを頻発した部位を容易に特定して直ちに異常の修復を行い、迅速に生産ラインを復旧させて生産を続行させることができる。
【選択図】 図７

Description

本発明の技術は、部品搭載装置における部品搭載処理の異常状態を早期に検出して異常状態の早期の要因解析を行い早期の修復を行って異常状態による不適切な部品の消耗や時間の消耗を低減させ部品搭載装置における基板ユニット生産の作業能率と歩留まりを向上させる部品搭載装置及びその異常状態早期検出方法に関する。

従来より、装置内に搬入されるプリント回路基板（以下、単に基板という）にチップ状電子部品（以下、単に部品という）を自動搭載して基板ユニットを生産する電子部品搭載装置（以下、単に部品搭載装置という）がある。
このような部品搭載装置は、通常、少なくともＸ、Ｙ、Ｚの三次元の作業空間を移動自在な１個の搭載ヘッドを備え、その搭載ヘッドの先端に交換自在に部品吸着ノズルを装着し、その部品吸着ノズルによって、部品供給装置から部品を吸着し、この吸着した部品を認識用カメラで画像認識し、その画像認識した部品を基板に自動搭載して基板ユニットを生産する。（例えば、特許文献１参照。）
このような部品搭載装置においては、基板ユニットの生産ラインの稼動中に、部品の吸着や部品の画像認識に異常が発生する場合がある。このような異常が現場の作業者に容易に気付かれるほど極めて頻繁に発生する場合は生産中においても生産ラインを停止させて原因を調べることができるが、通常は、生産が終了してから生産管理データを確認することで異常ということが分かる場合が多い。
特開平１１−０５４９９３号公報

したがって、生産管理データを確認しなければ異常に気がつかずに異常のまま生産を継続することになる。そのため、良品の部品が無駄になったり、基板ユニット生産ラインの稼働率が落ちるという問題が発生する。
例えば部品供給装置では代表的なものとしてテープリール式のものとトレー式のものがある。例えばテープリール式の部品供給装置で８ｍｍピッチのテープ部品に誤って１２ｍｍピッチのテープ送りを設定してしまった場合は、１回目は問題ないが、２回目は部品のない部分を吸着しようとするため吸着エラーとなり、再試行を続行して３回目の再試行で吸着可能となるという動作を繰り返すことになる。そのように無駄な再試行動作を行なうために稼働率が落ちるばかりでなく、部品が半分無駄になるという問題が発生する。

また、認識用カメラのレンズなどに異物が付着しているような場合は、単に認識エラーにしかならないため、真の原因がわかりにくいという問題がある。
上記のような異常が発生している場合は、生産管理データから異常の要因を絞り込み、突き止めた要因を除去して異常を修復し、次回からの生産を正常に行なうことができるようにする必要があるが、異常の要因の絞り込みには生産管理データに対する高度の観察力と分析力が必要であり、長い経験を有する専門の技術者でないと異常原因の究明に手間取って、生産ラインの稼動再開に時間を要するという問題も発生する。

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、部品搭載装置における異常状態をその部位と共に早期に検出することにより、早期の異常修復を可能とさせ、これにより異常状態が継続することによって引き起こされる不適切な部品の消耗や時間の消耗を低減させて、生産作業の能率と歩留まりを向上させる部品搭載装置及びその異常状態早期検出方法を提供することである。

以下に、本発明に係わる部品搭載装置及びその異常状態早期検出方法の構成を述べる。
先ず、請求項１に記載の発明の部品搭載装置は、Ｘ、Ｙ、Ｚの三次元の作業空間を移動自在な搭載ヘッドの先端に交換自在に部品吸着ノズルを装着し該部品吸着ノズルにより部品供給装置から部品を吸着し該部品を認識用カメラで画像認識し該画像認識後の上記部品を基板に自動搭載して基板ユニットを生産する部品搭載装置であって、上記部品供給装置毎に上記搭載ヘッドの部品吸着動作を計数する吸着動作計数手段と、上記認識用カメラによる画像認識の手段により上記部品が正常に吸着されていないと認識された場合を計数する吸着エラー計数手段と、上記吸着回数計数手段による計数値が所定の吸着回数を超えたとき上記吸着動作計数手段による計数値と上記吸着エラー計数手段による計数値とに基づいて吸着率を演算する吸着率算出手段と、該吸着率算出手段により算出された吸着率が所定の吸着率より低い場合に上記基板ユニットの生産を停止させて警告報知する警告報知手段と、を有して構成される。

上記吸着動作計数手段、及び上記吸着エラー計数手段は、例えば請求項２記載のように、それぞれ上記認識用カメラ毎に計数するように構成され、また、例えば請求項３記載のように、それぞれ上記搭載ヘッド毎に計数するように構成され、また、例えば請求項４記載のように、それぞれ上記部品吸着ノズル毎に計数するように構成される。

次に、請求項５記載に記載の発明の異常状態早期検出方法は、Ｘ、Ｙ、Ｚの三次元の作業空間を移動自在な搭載ヘッドの先端に交換自在に部品吸着ノズルを装着し該部品吸着ノズルにより部品供給装置から部品を吸着し該部品を認識用カメラで画像認識し該画像認識後の上記部品を基板に自動搭載して基板ユニットを生産する部品搭載装置における異常状態早期検出方法であって、上記部品供給装置毎に上記搭載ヘッドの部品吸着動作を計数する吸着動作計数処理と、上記認識用カメラによる画像認識の処理により上記部品が正常に吸着されていないと認識された場合を計数する吸着エラー計数処理と、上記吸着回数計数処理による計数値が所定の吸着回数を超えたとき上記吸着動作計数処理による計数値と上記吸着エラー計数処理による計数値とに基づいて吸着率を演算する吸着率算出処理と、該吸着率算出処理により算出された吸着率が所定の吸着率より低い場合に上記基板ユニットの生産を停止させて警告報知する警告報知処理と、を含んで構成される。

上記吸着動作計数処理、及び上記吸着エラー計数処理は、例えば請求項６記載のように、それぞれ上記認識用カメラ毎に計数するように構成され、また、例えば請求項７記載のように、それぞれ上記搭載ヘッド毎に計数するように構成され、また、例えば請求項８記載のように、それぞれ上記部品吸着ノズル毎に計数するように構成される。

本発明は、基板ユニットの生産中に、部品供給装置毎、認識用カメラ毎、搭載ヘッド毎、更には部品吸着ノズル毎に絞り込んで異常の発生率を監視し、異常の発生率が所定の値以上となったとき生産ラインを停止させて警告報知を行なうので、度重なる異常の発生時には早期に生産ラインを自動的に停止させて良品の部品の浪費や時間の浪費を低減させることができ、これにより作業能率の向上と歩留まりの向上に貢献できる。

また、異常発生の要因となり易い部位毎に絞り込んで異常の発生率を監視するので、異常の発生部位を早期に確認して異常の発生要因を究明し異常の修復を早期に行なうことができるので、異常が発生しても長期に生産ラインを停止させることなく早期に生産ラインを復旧させて作業能率を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１(a) は、本発明の部品搭載装置の外観斜視図であり、同図(b) は、その上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。
同図(a) に示すように、部品搭載装置１は、天井カバー上の前後に、それぞれＣＲＴディスプレイからなるモニタ装置２と、同じく天井カバー上の左右に、それぞれ稼動状態を報知する警報ランプ３を備えている。また、上部保護カバー４の前部と後部の面には、液晶ディスプレイとタッチ式入力装置からなり外部からの操作により各種の指示を入力することができる操作入力用表示装置５が配設されている（図の右斜め上方向になる後部の操作入力用表示装置５は陰になって見えない）。

下部の基台６の上には、中央に、固定と可動の１対の平行する基板案内レール７が同図(b) に示す基板８の搬送方向（Ｘ軸方向、図の斜め右下から斜め左上方向）に水平に延在して配設される。これらの基板案内レール７の下部に接して、図には見えないループ状の搬送ベルト（コンベアベルト）が走行可能に配設される。

搬送ベルトは、それぞれ数ミリ幅のベルト脇部を基板案内レール７の下から基板搬送路に覗かせて、不図示のベルト駆動モータにより駆動され、基板搬送方向に走行し、基板８の裏面両側を下から支持しながら装置本体内に部品搭載前の基板８をライン上流側から搬入し、部品搭載済みの基板８を順次ライン下流側に搬出する。この部品搭載装置１内には、常時２枚の基板８が搬入され、位置決めされて、電子部品の搭載が終了するまで固定されている。

基台６の前後には、それぞれ部品供給ステージ９が形成されている（同図(a) では図の右斜め上方向になる後部の部品供給ステージ９は陰になって見えない。また、同図(b) では、後部の部品供給ステージ９は図示を省略している）。部品供給ステージ９には、テープリール式部品供給装置１１（一般には単に、テープフィーダ、テープカセットなどと簡略に呼ばれている）が、５０個〜７０個と多数配置される。テープリール式部品供給装置１１には、その後端部に、部品を収容したテープを捲着したテープリール１２が着脱自在に装着されている。

また、基台６の上方には本体フレームの左右（Ｘ軸方向）に分かれて固定された二本のＹ軸レール１３と、これら二本のＹ軸レール１３にそれぞれ摺動自在に支持される二本（装置全体で合計四本）のＸ軸レール１４が配置されている。
Ｘ軸レール１４は、Ｙ軸レール１３に沿ってＹ軸方向に摺動でき、これらのＸ軸レール１４には、それぞれ１台（装置全体で合計４台）の作業ヘッド１５（１５−１、１５−２及び１５−３、１５−４）がＸ軸レール１４に沿ってＸ軸方向に摺動自在に懸架されている。そして、これらの各作業ヘッド１５には、同図(b) に示す例では２個の搭載ヘッド１６が配設されている。つまりこの部品搭載装置１には合計８個の搭載ヘッド１６が配設されている。

上記の作業ヘッド１５は、屈曲自在で内部が空洞な帯状のチェーン体１７に保護・収容された複数本の不図示の信号コードを介して装置本体１の基台６内部の電装部マザーボード上に配設されている中央制御部と連結されている。作業ヘッド１５は、これらの信号コードを介して中央制御部からは電力及び制御信号を供給され、中央制御部へは基板の位置決め用マークや部品の搭載位置の情報を示す画像データを送信する。

また、基板案内レール７と部品供給ステージ９との間には、搭載ヘッド１６に吸着された部品を画像認識するための複数種類の部品認識用カメラ１８が、４個の作業ヘッド１５に対応して４箇所にそれぞれ配置されており、その近傍には同図では図示を省略しているが、搭載ヘッド１６に対して交換自在に装着するための複数種類の吸着ノズルを収容したノズルチェンジャーが配置されている。

また、基台６の内部には、上述した中央制御部のほかに、特には図示しないが、基板の位置決め装置、基板を２本の基板案内レール７間に固定する基板固定機構等が備えられている。
図２は、上記作業ヘッド１５の斜視図である。同図に示すように、作業ヘッド１５は、上述したように屈曲自在な帯状のチェーン体１７によって本体装置の中央制御部と連結されており、支持部１９により支持された２個の搭載ヘッド１６及び１６と、基板認識用カメラ２１を備えている。

２個の搭載ヘッド１６は、それぞれＺ軸方向（上下方向）に昇降可能であり且つθ軸方向（３６０°方向）に回転可能である。搭載ヘッド１６の先端には、それぞれ照明装置２２と更にその先端に吸着ノズル２４を装着している。吸着ノズル２４は、光拡散板２４−１とノズル２４−２とで形成されている。

上記の作業ヘッド１５は、上述したＹ軸レール１３とＸ軸レール１４とにより前後左右に自在に移動する。これにより、吸着ノズル２４は、作業ヘッド１５と搭載ヘッド１６を介して、各作業領域において、前後と左右に移動自在であり、上下に昇降自在であり、且つ３６０°方向に回転自在である。

図３(a) は、上記部品搭載装置１の部品供給ステージ９に装着されるテープリール式部品供給装置１１の側面図であり、同図(b) は、そのテープ回収ケースの構成を示す図である。同図(a) に示すように、テープリール式部品供給装置１１は、前方下部に、部品供給ステージ９に配置して位置決めするためのスライドレール係合部２５、位置決め後に固定するためのローラ付き固定フック２６を備え、上部右方に、上記のローラ付き固定フック２６を固定／解除するための操作桿２７を備えている。

テープリール式部品供給装置１１は、その後方（図の右方）下部に、テープリール１２を着脱自在に保持するリール保持部２８が設けられ、上部最後端には、このリール保持部２８を、テープリール１２を交換するために、後方に回動させて引き出すための操作梃子２９が備えられている。更にテープリール式部品供給装置１１の上部中央には、持ち運び用の取っ手３１が設けられている。

また、テープリール式部品供給装置１１の図の手前側面の上部には、二本のガイドレール３２からなる回収ケース装着部が配設され、この回収ケース装着部には、その後方から、同図(b) に示すテープ回収ケース３３が二本のガイドレール３２に沿って挿入されて同図(a) のように装着される。テープ回収ケース３３には多数の空気抜き孔を明けた開き蓋３４が取り付けられている。このテープ回収ケース３３は、部品収容テープが搭載ヘッド１６に部品を供給した後のトップテープ３５の回収器である。

テープリール式部品供給装置１１の前端（図の左方）上部にはテープ押え３６が配設され、その更に前方に、部品の供給口３７が形成されている。上記のテープリール１２に捲着されている部品テープは、供給口３７まで引き出され、この供給口３７で上下に剥離されて部品が部品搭載装置１の搭載ヘッド１６（吸着ノズル２４）に供給される。

図４(a),(b) は、上記のような部品搭載装置１に、テープリール式部品供給装置１１では供給できない異型部品などの部品を供給するトレイ式部品供給装置と、部品搭載装置１との配置関係を示す図である。
同図(a) に示すトレイ式部品供給装置３８（３８ａ、３８ｂ）は、それぞれ部品搭載装置１に対して図の矢印Ａ及びＢで示すように移動して部品搭載装置１の側部に連結され、シャトル搬送梁３９の先端を、部品搭載装置１の側面開口部から内部に差し込んで、先端の吸着点から部品を搭載ヘッド１６に供給する。

また、同図(b) に示すトレイ式部品供給装置３８（３８ｃ、３８ｄ）は、それぞれ部品搭載装置１に対して図の矢印Ｃ及びＤで示すように移動して部品搭載装置１の前部又は後部（後部の例は図示していない）と連結され、シャトル搬送梁３９の先端を、部品搭載装置１の部品供給ステージ９越しに内部に差し込んで、先端の吸着点から部品を搭載ヘッド１６に供給する。

図５は、上記トレイ式部品供給装置３８ａ（他の３８ｂ、３８ｃ、３８ｄも基本的には同一）を例にとって、その構成と機能を説明する図である。同図(a) に示すように、トレイ式部品供給装置３８（３８ａ）は、本体部の扉４１を開いて内部の昇降台４２の上にトレイ棚４３を着脱自在に装着し、その孔４４に下まで留め棒４５を挿通して昇降台４２上に固定する。

部品搭載装置１に図４(a),(b) で説明したように結合されたトレイ式部品供給装置３８は、図５に示すように本体部から製造ラインの中心方向に向けて突設された部品供給ステージ４６を備え、この部品供給ステージ４６上に、トレイ棚４３に収容されている所望のトレイ４７がパレットごと（図示省略）引き出される。

トレイ４７上には、多数の部品４８が載置して収容されている。トレイ４７上の部品４８は、一軸ロボット４９の部品移載ヘッド（同図では本体装置３８の向う側（斜め左上方向）にあってやや陰になるため見えない）の吸着ノズルによって吸着されて、シャトル搬送梁３９上の部品搬送台（シャトル）５０に移載される。

シャトル搬送梁３９上には２個の部品搬送台５０（５０ａ、５０ｂ）が不図示の駆動機構により行き違いに交差しながら往復する搬送路３９−１が形成されている。部品４８を移載された部品搬送台５０は、その部品４８をシャトル搬送梁３９先端の吸着点５１まで搬送し、その部品４８を部品搭載装置１の搭載ヘッド１６に供給する。

図６は、上記のように構成されて動作する部品搭載装置１のシステム構成を示すブロック図である。同図に示すように、部品搭載装置１は、ＣＰＵ５２と、このＣＰＵ５２にバス５３で接続されたｉ／ｏ（入出力）制御ユニット５４及び画像処理ユニット５５からなる制御部を備えている。また、ＣＰＵ５２にはメモリ５６が接続されている。メモリ５６は特には図示しないがプログラム領域とデータ領域を備えている。

また、ｉ／ｏ制御ユニット５４には、基板８（図１(b) 参照）の部品搭載位置を照明するための照明装置５７や搭載ヘッド１６の吸着ノズル２４（図２参照）に吸着されている部品４８を照明するための照明装置５８が接続されている。
更に、ｉ／ｏ制御ユニット５４には、それぞれのアンプ（ＡＭＰ）を介して４個のＸ軸モータ６１、４個のＹ軸モータ６２、８個のＺ軸モータ６３、及び８個のθ軸モータ６４が接続されている。Ｘ軸モータ６１は、Ｘ軸レール１４を介してＸ軸方向に、作業ヘッド１５を駆動し、Ｙ軸モータ６２は、Ｙ軸レール１３を介してＹ軸方向に、Ｘ軸レールすなわち作業ヘッド１５を駆動する。Ｚ軸モータ６３は作業ヘッド１５の搭載ヘッド１６を上下に駆動し、そしてθ軸モータ６４は搭載ヘッド１６すなわち吸着ノズル２４を３６０度回転させる。

上記の各アンプには、特には図示しないが、それぞれエンコーダが配設されており、これらのエンコーダにより各モータ（Ｘ軸モータ６１、Ｙ軸モータ６２、Ｚ軸モータ６３、θ軸モータ６４）の回転に応じたエンコーダ値がｉ／ｏ制御ユニット５４を介してＣＰＵ５２に入力する。これにより、ＣＰＵ５２は、各搭載ヘッド１６の前後、左右、上下の現在位置、及び回転角を認識することができる。

更に、上記のｉ／ｏ制御ユニット５４には、バキュームユニット６５が接続されている。バキュームユニット６５はバキュームチューブ６６を介して搭載ヘッド１６の吸着ノズル２４に空気的に接続されている。このバキュームチューブ６６には空圧センサ６７が配設されている。バキュームユニット６５は、吸着ノズル２４に対しバキュームによって部品４８を吸着させ、又はバキューム解除とエアブローとバキュームブレイク（真空破壊）によって吸着を解除させる。

このとき、空圧センサ６７からバキュームチューブ６６内の空気圧データが電気信号としてｉ／ｏ制御ユニット５４を介しＣＰＵ５２に出力される。これにより、ＣＰＵ５２は、バキュームチューブ６６内の空気圧の状態を知って、吸着ノズル２４によって部品４８を吸着する準備が出来ているか否かを認識することができると共に、吸着された部品４８が正常に吸着されているかを認識することができる。

更に、上記のｉ／ｏ制御ユニット５４には、位置決め装置、ベルト駆動モータ、基板センサ、異常表示ランプ等がそれぞれのドライバを介して接続されている。位置決め装置は、前述したように部品搭載装置１の基台６内部において基板案内レール７の下方に配置され、装置内に案内されてくる基板８の位置決めを行う。ベルト駆動モータは案内レール７に一体的に配設されている搬送ベルトを循環駆動する。基板センサは基板８の搬入と搬出を検知する。異常表示ランプ３（図１(a) 参照）は部品搭載装置１の動作異常や作業領域内の異物進入等の異常時に点灯又は点滅して異常発生を現場作業者に報知する。

また、ｉ／ｏ制御ユニット５４には、通信ｉ／ｏインターフェース６８、図１(a) に示した操作入力用表示装置５、記録装置６９が接続されている。通信ｉ／ｏインターフェース６８は、例えばティーチング処理などを例えばパーソナルコンピュータ等の他の処理装置で行う場合などに、これらの処理装置と有線又は無線で接続してＣＰＵ５２との通信が可能であるようにする。

記録装置６２は、例えばハードデスク、ＭＯ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷ、フラッシュメモリ装置等の各種の記録媒体を装着可能であり、部品搭載装置１の部品搭載処理、その事前に行なわれる部品搭載ティーチング処理等のプログラムや、部品ライブラリのデータ、ＣＡＤからのＮＣデータ等の各種のデータを記録して保持しており、これらのプログラムはＣＰＵ５２によりメモリ５６のプログラム領域にロードされて各部の制御の処理に使用され、データもメモリ５６のデータ領域に読み出されて、所定の処理がなされる。処理されて更新されたデータは、所定の記録媒体の所定のデータ領域に格納されて保存される。また、メモリ５６のデータ領域は、細分化された多数のレジスタ領域を備えており、このレジスタ領域には各種の計数値が一時的に保存される。

操作入力用表示装置５は、部品搭載作業の実行時には、画像処理ユニット５５が作業ヘッド１５側の基板認識用カメラ２１（図２参照）で撮像した基板８の画像や、同じく画像処理ユニット５５が本体装置側の部品認識用カメラ１８（図１(b) 参照）で撮像した部品４８の画像を表示装置に表示する。またティーチング処理の実行時には、ティーチング画面を表示する。

上記の構成において、部品搭載装置１は、図６に示すＣＰＵ５２により、以下に説明する異常状態の早期発見を行なって、その全装置を停止させ、異常状態の発生を警告報知し、生産管理データをモニタ装置２又は操作入力用表示装置５に表示する。

図７は、上記構成の部品搭載装置１において、ＣＰＵ５２により実行される異常状態早期発見の処理動作を説明するフローチャートである。尚、この処理は、異常発生の要因となり易い部位、すなわちテープリール式部品供給装置１１毎に（例えば５０〜１２０台全てについて）、トレー式部品供給装置３８毎に（例えば１〜４台全てについて）、部品認識用カメラ１８毎に（例えば８台全てについて）、搭載ヘッド１６毎に（例えば８台全てについて）、更には吸着ノズル２４毎に（例えば全てのツールチェンジャーにある合計３２個の吸着ノズルの全てについて）、部品搭載処理の実行中においてＣＰＵ５２により共通に行なわれる処理である。

また、この処理では、上記の各部位毎に対応する数の部品吸着力ウンタＮとエラーカウンタＥが、メモリ５６のデータ領域に設定される。
図７にいおいて、基板ユニットの生産が開始されると、ＣＰＵ５２は、先ず、全ての部品吸着力ウンタＮとエラーカウンタＥを「０」クリアする（Ｓ１）。

続いて、部品搭載プログラムに従って所定の作業ヘッド１５の所定の搭載ヘッド１６により、所定の吸着ノズル２４を用いて所定の部品供給装置（テープリール式部品供給装置１１又はトレー式部品供給装置３８）から所定の部品４８を吸着する処理を行なう（Ｓ２）。

次に、上記の部品吸着に関わったテープリール式部品供給装置１１又はトレー式部品供給装置３８、搭載ヘッド１６、吸着ノズル２４、及びこれから画像認識で上記の部品に関わる部品認識用カメラ１８にそれぞれ対応するメモリ５６の部品吸着力ウンタＮの値を「１」インクリメントする（Ｓ３）。

続いて上記吸着ノズル２４で吸着した部品４８を、所定の部品認識用カメラ１８で撮像し、画像処理ユニット５５において画像認識を行なう部品認識処理を行なう（Ｓ４）。
そして、ここまでの処理で部品吸着にエラーがあったか、又は画像認識でエラーが発生しているか否かを判別する（Ｓ５）。

この判別で部品吸着エラーも画像認識エラーも発生していなければ（Ｓ５がＮＯ）、基板８の所定に位置に上記の部品４８を搭載する処理を行なって、次の部品を搭載すべく処理Ｓ２に戻って、処理Ｓ２〜Ｓ５を繰り返す。
他方、処理Ｓ５の判別で、部品吸着エラー又は画像認識エラーのいずれかが発生していれば（Ｓ５がＹＥＳ）、エラー発生時に自動的に行なわれるリトライ（再試行）の回数（通常は１回）を超えているか否かを判別する（Ｓ７）。

超えていれば、部品供給装置のテープ内の部品４８又はトレー上の部品４８が全て使い終わって無くなったのであり、この場合は、先ず、この部品供給装置に対応している部品吸着力ウンタＮとエラーカウンタＥを「０」クリアして（Ｓ８）、部品供給装置の交換（該当する部品供給装置のテープリール１２の交換又はトレイ棚４３内のトレーの交換）をするようにモニタ装置２又は操作入力用表示装置５に表示報知し、交換を確認して（Ｓ９）、再度その部品を搭載すべく処理Ｓ２に戻って、処理Ｓ２〜Ｓ５を繰り返す、というリトライオーバー処理を行なう。

他方、処理Ｓ７の判別で、リトライ回数を超えていない（Ｓ７がＮＯ）、すなわちエラーではあるが少なくとも部品４８を吸着はしている場合は、上記の部品吸着と画像認識に関わったテープリール式部品供給装置１１又はトレー式部品供給装置３８、部品認識用カメラ１８、搭載ヘッド１６、及び吸着ノズル２４に対応するメモリ５６のエラーカウンタＥを「１」インクリメントして（Ｓ１０）、エラーの発生を計数する。

そして、このエラーの発生に関わる上記各部位に対応する処理Ｓ３で計数された部品吸着力ウンタＮの値Ｎを参照し、値Ｎが所定の設定値以上となっているか否かを判別する（Ｓ１１）。
この判別において部品吸着力ウンタＮの値Ｎと比較する所定の設定値は、何回位の部品搭載作業の繰り返し回数まではエラーが発生していても、そのエラーを許容し得るという回数が、経験的に又は推定的に予めメモリ５６に設定されている。

そして、部品吸着力ウンタＮの値Ｎが未だ所定の設定値以上ではないときは（Ｓ１１がＮＯ）、エラーを起こしている部品４８を所定の廃棄位置に廃棄して（Ｓ１２）、再度その部品を搭載すべく処理Ｓ２に戻って、処理Ｓ２〜Ｓ５を繰り返す、というリトライ処理を行なう。

また、上記処理Ｓ１１の判別で、部品吸着力ウンタＮの値Ｎが所定の設定値以上となっているときは（Ｓ１１がＹＥＳ）、予め設定した吸着率の調査を開始するタイミングとなっているのであり、この場合は、吸着率Ｋを計算式「Ｋ＝（Ｎ（部品吸着動作回数）−Ｅ（吸着エラー又は認識エラー回数））／Ｎ」に基づいて算出し、その算出した吸着率Ｋが予め設定されている所定の設定値よりも低いか否かを判別する（Ｓ１３）。

そして、吸着率Ｋが予め設定されている所定の設定値以上であれば、エラーの発生回数は許容範囲内であると判断して、この場合は上述した処理Ｓ１２以降のリトライ処理を行なう。
他方、処理Ｓ１３の判別で、吸着率Ｋが予め設定されている所定の設定値よりも低いときは（Ｓ１３がＹＥＳ）、エラーの発生回数が許容範囲を超えていると判断して、この場合は全装置を停止させて基板ユニットの生産を中止し、警報ランプ３を点滅表示させ、モニタ装置２又は操作入力用表示装置５に警告を表示報知する（Ｓ１４）。

これにより、現場作業者は、基板ユニット全ての生産完了を待つことなく、頻度の高い異常状態が発生していることを知ることが出来、操作入力用表示装置５を操作して当該エラー発生に関わる生産管理データを表示させることによって、頻度の高い異常状態の発生部位を直ちに知ることができる。これにより、当該部位の装置を調べるだけで異常発生の要因を容易に究明することができ、その要因を除去・修復して、迅速に基板ユニットの生産再開を開始することができるようになる。

以上説明したように、本発明によれば、異常発生の要因となり易い部位毎に絞り込んで異常の発生率を監視して警告報知するので、例えばテープリール式部品供給装置のテープ送りピッチの設定ミスなどの異常、認識用カメラに付着した異物などによる異常、搭載ヘッドの異常、部品吸着ノズルの異常など、異常の発生部位を早期に確認でき、異常の修復を早期に行なうことができるので、異常が発生しても長期に生産ラインを停止させることなく迅速に生産ラインを復旧させて作業能率を向上させることができる。

本発明の部品搭載装置及びその異常状態早期検出方法は、部品搭載装置を生産ライン中に配置して基板に部品を自動搭載し、基板ユニットの生産を行なう全ての産業に利用でき、作業能率の向上と歩留まりの向上に貢献することができる。

本発明の部品搭載装置の外観斜視図であり、同図(b) は、その上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。 部品搭載装置に装備されている作業ヘッドの斜視図である。 (a) は部品搭載装置の部品供給台に装着されるテープリール式部品供給装置の側面図、(b) はそのテープ回収ケースの構成を示す図である。 (a),(b) はテープリール式部品供給装置では供給できない異型部品などの部品を供給するトレイ式部品供給装置と部品搭載装置との配置関係を示す図である。 トレイ式部品供給装置の構成と機能を説明する図である。 部品搭載装置のシステム構成を示すブロック図である。 異常状態早期発見の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 部品搭載装置
２ モニタ装置
３ 警報ランプ
４ 上部保護カバー
５ 操作入力用表示装置
６ 基台
７ 基板案内レール
８ 基板
９ 供給ステージ
１１ テープリール式部品供給装置
１２ テープリール
１３ Ｙ軸レール
１４ Ｘ軸レール
１５（１５−１、１５−２、１５−３、１５−４） 作業ヘッド
１６ 搭載ヘッド
１７ チェーン体
１８ 部品認識用カメラ
１９ 支持部
２１ 基板認識用カメラ
２２ 照明装置
２４ 吸着ノズル
２４−１ 光拡散板
２４−２ ノズル
２５ スライドレール係合部
２６ ローラ付き固定フック
２７ 操作桿
２８ リール保持部
２９ 操作梃子
３１ 取っ手
３２ 装着部ガイドレール
３３ テープ回収ケース
３４ 開き蓋
３５ トップテープ
３６ テープ押え
３７ 供給口
３８（３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ） トレイ式部品供給装置
３９ シャトル搬送梁
３９−１ 搬送路
４１ 扉
４２ 昇降台
４３ トレイ棚
４４ 孔
４５ 留め棒
４６ 部品供給ステージ
４７ トレイ
４８ 部品
４９ 一軸ロボット
５０（５０ａ、５０ｂ） 部品搬送台（シャトル）
５１ 吸着点
５２ ＣＰＵ
５３ バス
５４ ｉ／ｏ制御ユニット
５５ 画像処理ユニット
５６ メモリ
５７、５８ 照明装置
６１ Ｘ軸モータ
６２ Ｙ軸モータ
６３ Ｚモータ
６４ θ軸モータ
６５ バキュームユニット
６６ バキュームチューブ
６７ 空圧センサ
６８ 通信ｉ／ｏインターフェース
６９ 記録装置

Claims (8)

1. Ｘ、Ｙ、Ｚの三次元の作業空間を移動自在な搭載ヘッドの先端に交換自在に部品吸着ノズルを装着し該部品吸着ノズルにより部品供給装置から部品を吸着し該部品を認識用カメラで画像認識し該画像認識後の前記部品を基板に自動搭載して基板ユニットを生産する部品搭載装置であって、
   前記部品供給装置毎に前記搭載ヘッドの部品吸着動作を計数する吸着動作計数手段と、
   前記認識用カメラによる画像認識の手段により前記部品が正常に吸着されていないと認識された場合を計数する吸着エラー計数手段と、
   前記吸着回数計数手段による計数値が所定の吸着回数を超えたとき前記吸着動作計数手段による計数値と前記吸着エラー計数手段による計数値とに基づいて吸着率を演算する吸着率算出手段と、
   該吸着率算出手段により算出された吸着率が所定の吸着率より低い場合に前記基板ユニットの生産を停止させて警告報知する警告報知手段と、
   を有することを特徴とする部品搭載装置。
2. 前記吸着動作計数手段、及び前記吸着エラー計数手段は、それぞれ前記認識用カメラ毎に計数することを特徴とする請求項１記載の部品搭載装置。
3. 前記吸着動作計数手段、及び前記吸着エラー計数手段は、それぞれ前記搭載ヘッド毎に計数することを特徴とする請求項１又は２記載の部品搭載装置。
4. 前記吸着動作計数手段、及び前記吸着エラー計数手段は、それぞれ前記部品吸着ノズル毎に計数することを特徴とする請求項１、２又は３記載の部品搭載装置。
5. Ｘ、Ｙ、Ｚの三次元の作業空間を移動自在な搭載ヘッドの先端に交換自在に部品吸着ノズルを装着し該部品吸着ノズルにより部品供給装置から部品を吸着し該部品を認識用カメラで画像認識し該画像認識後の前記部品を基板に自動搭載して基板ユニットを生産する部品搭載装置における異常状態早期検出方法であって、
   前記部品供給装置毎に前記搭載ヘッドの部品吸着動作を計数する吸着動作計数処理と、
   前記認識用カメラによる画像認識の処理により前記部品が正常に吸着されていないと認識された場合を計数する吸着エラー計数処理と、
   前記吸着回数計数処理による計数値が所定の吸着回数を超えたとき前記吸着動作計数処理による計数値と前記吸着エラー計数処理による計数値とに基づいて吸着率を演算する吸着率算出処理と、
   該吸着率算出処理により算出された吸着率が所定の吸着率より低い場合に前記基板ユニットの生産を停止させて警告報知する警告報知処理と、
   を含むことを特徴とする異常状態早期検出方法。
6. 前記吸着動作計数処理、及び前記吸着エラー計数処理は、それぞれ前記認識用カメラ毎に計数することを特徴とする請求項５記載の異常状態早期検出方法。
7. 前記吸着動作計数処理、及び前記吸着エラー計数処理は、それぞれ前記搭載ヘッド毎に計数することを特徴とする請求項５又は６記載の異常状態早期検出方法。
8. 前記吸着動作計数処理、及び前記吸着エラー計数処理は、それぞれ前記部品吸着ノズル毎に計数することを特徴とする請求項５、６又は７記載の異常状態早期検出方法。
   
   

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