JP2008227402A - 部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の基板への実装を行う部品実装機において、部品実装基板の生産を効率的に行わせるための部品実装方法を提供すること。
【解決手段】吸着ノズルにより部品を吸着し基板に装着する部品実装機における部品実装方法であって、部品実装機は、吸着ノズルから落下された部品を回収するための回収領域を備え、部品実装方法は、吸着ノズルにより吸着された部品の回収が必要であるか否かを判定する第１判定ステップ（Ｓ１０）と、第１判定ステップにおいて回収が必要であると判定された部品が、回収領域以外の領域に落下したか否かを判定する第２判定ステップ（Ｓ３０）とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、電子部品等の部品を基板上に実装する部品実装方法に関し、回収すべき電子部品の処理のための動作を伴う部品実装方法に関する。

従来、電子部品（以下、単に「部品」という。）を基板に実装する部品実装機は、例えば、部品を収納又は固定する部品テープが巻きつけられたリールから部品テープを引き出しながら、その部品テープに収納又は固定された部品を取り出す。

さらに、装着ヘッドに取り付けられた吸着ノズルを用いて、取り出された部品を吸着し、部品厚み計測センサ（「ラインセンサ」）や認識カメラを用いて、吸着された部品の吸着姿勢確認と認識補正を行い、部品を基板に装着する。

このような動作を行う部品実装機において、吸着ノズルが部品の基板への装着が出来ず、いわゆる部品の持ち帰りが発生する場合がある。部品の持ち帰りは吸着ノズル先端部と部品との間の固着性が高いこと、または、吸着ノズルの下降ストロークが適切なものと比較して小さいこと等を要因として発生する現象である。

この場合、その吸着ノズルが装着動作後もなお保持したままの部品を、次の部品を吸着する前に廃棄ボックス等に廃棄する必要がある。

そのため、部品実装機において部品の持ち帰りが発生したことを検出する必要があり、そのための検出技術も開示されている（例えば特許文献１参照）。

この検出技術によれば、吸着ノズルが装着動作を行った後に、吸着ノズルと真空吸引源とを接続する真空吸引回路に備えられた流量センサにより、吸着ノズル真空吸引回路内を通過する空気の流量を計測する。

また計測された流量の変化から流量パターンを求め、この流量パターンと予め設定された流量データとを比較することにより部品の持ち帰りが発生したか否かを検出することができる。
特開２００３−１３３７９４号公報

ここで、部品の持ち帰りが発生した場合、一般的には当該部品を廃棄ボックス等に収納するために、吸着ノズルが当該部品を保持したまま廃棄ボックス等の所定の回収領域の上方まで移動し、当該部品を落下させる。

その後、当該部品は廃棄ボックス等から回収され、捨てられる。または、基板に実装する部品として再度使用される。

また、このように部品の回収が必要である場合としては、部品の持ち帰りが発生した場合の他に、吸着ノズルが吸着し保持している部品の姿勢が正しい姿勢ではない場合がある。

例えば、吸着ノズルが部品の部品上の正しい吸着位置からずれた位置で部品を保持している場合、部品を傾けた状態で保持している場合、または、部品の側面を吸着し、いわゆる立ち吸着が発生している場合などである。

このような状態で吸着ノズルに保持されている部品は基板に正常に装着することはできない。そのため、吸着ノズルは当該部品を基板に装着する動作を行うことなく、回収領域の上方に移動し当該部品を落下させる。

しかし、このように部品の持ち帰りや立ち吸着が発生し、吸着ノズルが回収領域の上方に移動している間に、部品が回収領域以外の領域に落下することがある。

例えば、吸着ノズルが部品を傾けたまま保持しており、吸着ノズルの先端と部品との間の隙間が比較的大きな状態となる場合がある。この場合、当該部品は、予定された吸引力で保持されていないことから移動中に落下してしまうことがある。

このように、回収領域以外の領域に部品が落下した場合、例えば、基板上に部品が落下した場合、当該基板に短絡等の不具合が発生する可能性がある。

また、部品実装機は、基板を搬送するコンベア等の様々な可動部を有しているため、基板上以外に落下した場合においても、部品実装機が正常に動作しなくなる等の不具合が発生することが考えられる。

つまり、部品が所定の回収領域以外の領域に落下した場合、そのまま部品実装機の稼動を続けると不良基板の次工程への流出や、部品実装機の不具合の発生が考えられ、部品実装基板の生産効率が著しく低下する可能性がある。

しかしながら、上記従来の技術では、部品の持ち帰りというエラーの発生を検出する技術であり、上述のような、エラー検出後の部品の処理の成否の検出について関与するものではない。

本発明は、以上の課題を考慮し、部品の基板への実装を行う部品実装機において、部品実装基板の生産を効率的に行わせるための部品実装方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の吸着ノズルの部品実装方法は、吸着ノズルにより部品を吸着し基板に装着する部品実装機における部品実装方法であって、前記部品実装機は、前記吸着ノズルから落下された部品を回収するための回収領域を備え、前記部品実装方法は、前記吸着ノズルにより吸着された部品の回収が必要であるか否かを判定する第１判定ステップと、前記第１判定ステップにおいて回収が必要であると判定された部品が、前記回収領域以外の領域に落下したか否かを判定する第２判定ステップとを含む。

このように、本発明の部品実装方法によれば、回収が必要であると判定された部品、例えば正しくない姿勢で吸着ノズルに保持されている部品や、装着動作後にもなお吸着ノズルに保持されている部品が、回収領域以外に落下したか否かを判定できる。

つまり、基板または部品実装機の可動部の上に部品が落下したことを捕捉できる。そのため、落下した部品に起因して発生する不良基板の次工程への流出や、部品実装機の不具合の発生を防ぐことが可能となる。結果として部品実装機に効率的に部品実装基板を生産させることができる。

また、前記第２判定ステップは、前記部品の前記回収領域以外の領域への落下を検出する落下検出ステップを含み、前記落下検出ステップにおいて前記部品の落下が検出されることにより、前記部品が前記回収領域以外の領域に落下したと判定するとしてもよい。

例えばエリアセンサ等で直接的に部品の回収領域以外への落下を検出することで、部品が回収領域以外の領域に落下したと判定するとしてもよい。

また、前記第２判定ステップは、前記部品の前記回収領域内への落下を検出する落下検出ステップを含み、前記吸着ノズルが移動し前記部品を前記回収領域内に落下させる位置に到達した後に、前記落下検出ステップにおいて前記部品の落下が検出されないことにより、前記部品が前記回収領域以外の領域に落下したと判定するとしてもよい。

ここで、吸着ノズルが、部品を回収領域内に落下させる位置に到達した後に回収領域への部品落下が検出されないということは、当該移動中に部品が落ちてしまったことを意味する。従って、部品が回収領域内に落下しなかったことをもって、部品が回収領域以外の領域に落下したと判定することもできる。

また、前記第２判定ステップは、前記部品の存在を検出する部品検出ステップを含み、前記吸着ノズルが移動し前記部品を前記回収領域内に落下させる位置に到達した際に、前記部品検出ステップにおいて前記吸着ノズルの先端に部品が存在することが検出されないことにより、前記部品が前記回収領域以外の領域に落下したと判定するとしてもよい。

ここで、吸着ノズルが、部品を回収領域内に落下させる位置に到達した際に吸着ノズルの先端において部品の存在が検出されないということは、当該移動中に部品が落ちてしまったことを意味する。従って、部品が吸着ノズル先端に存在していないことをもって、部品が回収領域以外の領域に落下したと判定することもできる。

また、前記第２判定ステップは、前記部品の前記吸着ノズルからの落下を検出する落下検出ステップを含み、前記吸着ノズルが移動し前記部品を前記回収領域内に落下させる位置に到達する前に、前記落下検出ステップにおいて前記部品の落下が検出されることにより、前記部品が前記回収領域以外の領域に落下したと判定するとしてもよい。

ここで、吸着ノズルが、部品を前記回収領域内に落下させる位置に到達する前までの期間は吸着ノズルが回収領域以外の領域の上方に存在している期間である。そのため、この期間中に部品落下が検出されたことをもって、部品が回収領域以外の領域に落下したと判定することもできる。

また、前記部品実装機はさらに、情報を記憶する記憶部を備え、前記部品実装方法はさらに、前記第１判定ステップにおいて前記部品の回収が必要であると判定された場合、前記部品を示す情報を回収情報として前記記憶部に記憶させる記憶ステップを含み、前記第２判定ステップでは、前記回収情報に示される部品が前記回収領域以外の領域に落下したか否かを判定するとしてもよい。

これにより、例えば、複数の吸着ノズルが保持しているそれぞれの部品の回収の要否について吸着ノズルごとに記憶させておくことができる。つまり、１つの装着ヘッドに複数の部品が保持されている場合であっても、どの部品が第２判定ステップにおける落下判定の対象であるのかを容易に特定できる。

また、前記第１判定ステップでは、前記部品の、前記吸着ノズルに吸着され保持されている姿勢を認識する認識ステップを含み、前記認識ステップにおいて認識された前記部品の姿勢が正しい姿勢でない場合、前記部品の回収が必要であると判定し、前記部品実装方法はさらに、前記認識ステップにおいて認識された前記部品の姿勢が正しい姿勢でない場合、前記部品が正しい姿勢で保持されている場合よりも遅い速度で前記吸着ノズルを移動させる制御ステップを含むとしてもよく、この制御ステップに換えて、またはこの制御ステップに加えて、前記認識ステップにおいて認識された前記部品の姿勢が正しい姿勢でない場合、前記部品が正しい姿勢で保持されている場合よりも高い吸着圧で前記吸着ノズルに前記部品を保持させた状態で前記吸着ノズルを移動させる制御ステップを含むとしてもよい。

これにより、部品が正しい姿勢で吸着ノズルに保持されていない場合、つまり、部品が不安定な保持状態にあり落下し易いような場合に、部品が落下する可能性を低下させることができる。

また、本発明は、本発明の部品実装方法の特徴的なステップを実行する構成部を備える部品実装機として実現することもできる。

また、本発明の部品実装方法における各ステップは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、記憶装置、および通信インタフェース等を備えるコンピュータによる情報処理により実現されることは言うまでもない。

さらに、本発明は、コンピュータに本発明の部品実装方法における特徴的なステップを実行させるためのプログラムとして実現することもできる。そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのは言うまでもない。

本発明の部品実装方法によれば、吸着ノズルに正しく吸着されなかった部品、および、装着動作後においても吸着ノズルに保持されたままの部品など、回収すべき部品が回収領域以外の領域に落下したか否かを判定することができる。

ここで、部品が回収領域以外の領域に落下し、そのままの状態で生産を続行した場合、不良基板の発生等のトラブルが拡大し部品実装機の稼働率が低下することとなる。

しかし、本発明の部品実装方法によれば、不良基板の発生や部品実装機の不具合発生等の要因となる、回収領域以外の領域への部品の落下の有無を判定することができ、即座に対応措置をとることが可能となる。

つまり、本発明の部品実装方法によれば、部品実装機の稼働率の低下を未然に防ぐことができる。

さらに、このように部品実装機の稼働率の低下を未然に防ぐことにより効率的な部品実装基板の生産を実現することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
まず、図１〜図５を用いて、実施の形態１における部品実装機の構成について説明する。

図１は、実施の形態１の部品実装機１００を一部切り欠いてその内部をも示す外観斜視図である。

部品実装機１００は、実装ラインに組み込むことができ、上流から受け取った基板に部品を装着し、下流に部品装着済みの基板である回路基板を送り出す装置である。

また、部品実装機１００は、部品を真空吸着により保持する吸着ノズルを複数備えたマルチ装着ヘッド１１０（以下、単に「装着ヘッド１１０」という。）と、装着ヘッド１１０を水平面方向に移動させるＸＹロボット１１３と、装着ヘッドに部品を供給する部品供給部１１５とを備えている。

また、ユーザインタフェースとして表示部１５４を備え、エラーの発生等を作業者に知らせることができる。

この部品実装機１００は、微小部品からコネクタまでの多様な部品を基板に装着することができる部品実装機である。具体的には、１０ｍｍ角以上の大型部品やスイッチ・コネクタ等の異形部品、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）・ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等のＩＣ部品を装着することができる多機能部品実装機である。

図２は、部品実装機１００の主要な内部構成を示す平面図である。
部品実装機１００は、図２に示すように、各種形状の部品種に対応するために装着ヘッド１１０に交換自在に取り付けられる交換用の吸着ノズルが置かれるノズルステーション１１９と、基板１２０搬送用のコンベアを構成するレール１２１と、搬送された基板１２０に部品が装着される際の台となる装着テーブル１２２と、吸着ノズルが部品を正しく吸着できなかった場合などに、当該部品を回収するための廃棄ボックス１２３および回収機構部１２４とを備えている。

廃棄ボックス１２３は上方に開口部を有し、当該開口部の上方から落下された部品を受け止める箱状の構成部である。つまり、廃棄ボックス１２３を上方から見た場合の開口部内部の領域が部品を落下させるべき回収領域である。

回収機構部１２４は、回収領域１２４ａに落下された部品をコンベアによって自身が有する格納領域に移送する機能を有する構成部である。

一般には、比較的小型で安価な部品は廃棄ボックス１２３によって回収され、その後捨てられる。また、比較的大型で高価な部品は回収機構部１２４によって回収され、その後基板に実装する部品として再度使用される。

なお、部品を「回収する」または「廃棄する」という場合、その時点で部品実装に使用しないということを意味し、その後に当該部品を捨てる場合も、基板に実装する部品として再度使用する場合も含まれる。

また、部品供給部１１５は、部品実装機１００の前後に設けられており、テープ状に収納された部品を供給する複数の部品フィーダからなる部品供給部１１５ａと、部品の大きさに合わせて間仕切りをつけたプレートで構成される部品供給部１１５ｂとを有している。

また、部品実装機１００はさらに、部品の形状、姿勢、落下等を検出または認識する複数の検出部を有している。

具体的には、部品を光学的に２次元認識する２Ｄセンサ１２５と、部品を光学的に３次元認識する３Ｄセンサ１２６と、装着ヘッド１１０が移動するおおよその平面領域をカバーするエリアセンサ１２７とを備えている。

なお、エリアセンサ１２７は、部品実装機１００内において、２Ｄセンサ１２５、３Ｄセンサ１２６等の他の構成部の存在を検出しない高さに設置されており、部品のエリア内の通過およびその通過位置を光学的に検出することができる。

また、装着ヘッド１１０にも、部品の形状、姿勢、落下等を検出または認識する複数の検出部が設置されている。

図３は、装着ヘッド１１０に備えられた各種検出部の概要を示す図である。
なお、図３（ａ）〜図３（ｃ）の各図において、それぞれの検出部を明確に図示するために他の検出部の図示を適宜省略している。

図３（ａ）は、装着ヘッド１１０の斜視図である。図３（ａ）に示すように、装着ヘッド１１０は、その下部に移動可能に取り付けられたＵ字移動体１３０と、Ｕ字移動体１３０に取り付けられたヘッドカメラ１３１とを備えている。

Ｕ字移動体１３０は、図３（ｂ）に示すように、吸着ノズル１１１の並び方向に移動することができ、ヘッドカメラ１３１は全ての吸着ノズル１１１に吸着され保持されている部品を認識することができる。

また、Ｕ字移動体１３０内部には照明およびミラー等が備えられており、斜め下方向に向けられているヘッドカメラ１３１は、これら照明およびミラー等により、吸着ノズル１１１に吸着され保持されている部品の外形等を光学的に認識することができる。

また、装着ヘッド１１０はヘッドエリアセンサ１３３を備えている。具体的には、図３（ｃ）に示すように、全ての吸着ノズル１１１を挟むようにかつ、吸着ノズル１１１が下降していない時、全ての吸着ノズル１１１の先端部の存在を検出しない位置に取り付けられている。

つまり、吸着・装着動作において、吸着ノズル１１１が下降している際には、吸着ノズル１１１がヘッドエリアセンサ１３３を遮光するため、部品有無の検出は行わないが、吸着ノズル１１１が上昇している際には、部品有無の検出を行う。

例えば、装着動作が完了し、吸着ノズル１１１が上昇する際には、ノズル先端通過後に部品が存在すれば、ヘッドエリアセンサ１３３が遮光されるため、部品がノズル先端に残っていると検出できる。

ヘッドエリアセンサ１３３は、このような位置に取り付けられていることにより、ヘッド移動中の部品落下を検出でき、吸着ノズル１１１に部品が保持されているか否かを光学的に検出することができる。

さらに、装着ヘッド１１０はヘッドラインセンサ１３２を備えている。
図４は、ヘッドラインセンサ１３２が取り付けられたＵ字移動体１３０の斜視図である。

図４に示すように、ヘッドラインセンサ１３２は、Ｕ字移動体１３０に取り付けられた受光器１３２ａと投光器１３２ｂとで構成されている。

ヘッドラインセンサ１３２は、Ｕ字移動体１３０に取り付けられていることにより、各吸着ノズル１１１の先端の相対位置を検出することができる。これにより、部品装着時に吸着ノズル１１１の下降ストロークの値が補正される。

また、ヘッドラインセンサ１３２は、吸着ノズル１１１に保持されている部品の高さも検出することができる。これにより、各吸着ノズル１１１が部品を保持しているか否か、および、部品が正しくない姿勢で吸着ノズル１１１に保持されているか否か等を検出することもできる。

具体的には、ヘッドラインセンサ１３２は、投光器１３２ｂからの光を受光器１３２ａが受光する構成になっており、その光が遮られた否かで、部品の吸着姿勢の正否や部品の有無を検出することができる。

すなわち、吸着ノズル１１１が部品を吸着し所定量下降させた時に正しい吸着姿勢で当該部品を保持していれば、当該部品により遮光されるはずであると当該部品の寸法データから判断することができる。

つまり、この場合に遮光されないことにより、ヘッドラインセンサ１３２は当該部品が吸着ノズル１１１に保持されてないことを検出することができる。

また、吸着ノズル１１１が当該部品を正しい吸着姿勢で保持していれば遮光されないはずであると当該部品の寸法データから判断することもできる。

つまり、この場合に遮光されることにより、ヘッドラインセンサ１３２は当該部品が立ち吸着状態であるもしくは不正な姿勢で保持されていることを検出することができる。

図５は、実施の形態１の部品実装機１００の主要な機能的な構成を示す機能ブロック図である。

図５に示すように、部品実装機１００は機能的な構成として、制御部１５０、第１判定部１５１、第２判定部１５２、ノズル状態記憶部１５３、表示部１５４、および機構部１５５を備えている。

制御部１５０は、部品実装機１００の動作を制御する処理部である。以下に説明する各処理部、および各種検出部を含む機構部１５５は制御部１５０の制御に従い動作する。

第１判定部１５１は、吸着ノズル１１１により吸着された部品の回収が必要であるか否かを判定する処理部である。

具体的には、第１判定部１５１は、ヘッドカメラ１３１等の検出部から受け取る情報に基づいて部品の回収が必要であるか否かを判定する。

第２判定部１５２は、第１判定部により回収が必要であると判定された部品が、回収領域以外の領域に落下したか否かを判定する処理部である。

ノズル状態記憶部１５３は、吸着ノズル１１１の状態を記憶する記憶装置である。具体的には、吸着ノズル１１１が部品を保持している状態に基づいて、当該部品の回収が必要であるか否かを示す回収情報が記憶されている。回収情報については、図７を用いて後述する。

表示部１５４は、上述のように画像を通じてユーザに情報を提供するユーザインタフェースである。具体的にはＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等により実現される。

機構部１５５は、上述の装着ヘッド１１０等の部品実装を行う各種の機構部のほか、部品認識等を行う各種の検出部により構成されている。

なお、部品実装機１００は、図１〜図４には図示していない検出部として流量センサ１３４と圧力センサ１３５とを備えている。

流量センサ１３４は、吸着ノズル１１１と真空発生装置（図示せず）とを接続する真空吸引回路に備えられたセンサであり、真空吸引回路を通過する空気の量を検出するセンサである。

圧力センサ１３５は、吸着ノズル１１１に接続される真空室内部の圧力を検出するセンサである。

なお、真空発生装置が真空室内の空気を吸引することにより、真空室内を真空状態にする構造になっている。これにより、真空室に接続された吸着ノズル１１１は、それぞれ部品を真空吸着することができる。

第１判定部１５１は、これら流量センサ１３４および圧力センサ１３５により得られる値から、吸着ノズル１１１が部品を正しく保持しているか否かを判定することができる。

これは、吸着ノズル１１１が部品を正しく保持していない場合、例えば、部品を傾けた状態で保持している場合、吸着ノズル１１１の先端部と部品との間の隙間が大きくなることなどにより、外部から吸着ノズル１１１内部への空気の流入量が増加する。そのため、正しく保持している場合よりも、真空吸引回路を通過する空気の流量は増加し、真空室内部の圧力は上昇するからである。

次に、図６〜図１０を用いて、実施の形態１の部品実装機１００の動作について説明する。

まず図６〜図８を用いて部品実装機１００の特徴的な動作である部品落下検出に係る動作の概要について説明し、次に図９および図１０を用いて部品落下検出に係る動作の詳細について説明する。

図６は、実施の形態１の部品実装機１００の部品落下検出に係る動作の概要を示すフロー図である。

まず第１判定部１５１は、吸着ノズル１１１が吸着した部品の回収が必要であるか否かを判定する（Ｓ１０）。

例えば、部品の、吸着ノズル１１１に吸着され保持されている姿勢が、傾いている、または本来の向きとは異なる方向を向いた状態で保持されているなど、正しい姿勢ではない場合、および、当該部品が不良品であることがその形状等から認識される場合、当該部品の回収が必要であると判定する。

または、部品は吸着ノズル１１１に正常に吸着されたが、基板への装着がうまくいかず、部品の持ち帰りが発生した場合、当該部品の回収が必要であると判定する。

第１判定部１５１により、吸着ノズル１１１が吸着した部品の回収が必要でないと判定された場合（Ｓ１０で不要）、当該部品の落下検出に係る動作は終了する。

また、第１判定部１５１により、吸着ノズル１１１が吸着した部品の回収が必要であると判定された場合（Ｓ１０で必要）、制御部１５０は、ノズル状態記憶部１５３に回収情報を記憶させ、吸着ノズル１１１を、当該部品を回収領域内に落下させる位置まで移動させる（Ｓ２０）。

図７は、ノズル状態記憶部１５３に記憶されている回収情報のデータ構成の一例である。

図７（ａ）に示すように、ノズル状態記憶部１５３には、装着ヘッド１１０に取り付けられている吸着ノズル１１１の番号と、部品の回収が必要か否かを示す回収フラグとが対応付けられて回収情報として記憶されている。

図７（ａ）に示す例では、いずれの吸着ノズル１１１についても回収フラグは“０”であり、これら吸着ノズル１１１が吸着している部品は回収する必要がないことを示している。

しかし、例えば、第１判定部１５１により、ノズル番号“２”の吸着ノズル１１１が吸着した部品の回収が必要であると判定された場合（Ｓ１０で必要）、図７（ｂ）に示すように、当該吸着ノズル１１１についての回収フラグは“１”に書き換えられる。

これにより、複数の吸着ノズル１１１それぞれが保持している部品の中で、ノズル番号“２”の吸着ノズル１１１がその時点で保持している部品が、回収すべき部品であると特定される。

その後、第２判定部１５２は、当該部品が回収領域以外の領域に落下したか否かを判定する（Ｓ３０）。

第２判定部１５２により、当該部品が回収領域以外に落下したと判定されなかった場合（Ｓ３０でＮｏ）、当該部品の落下検出に係る動作は終了する。

また、第２判定部１５２により、当該部品が回収領域以外に落下したと判定された場合（Ｓ３０でＹｅｓ）、この判定結果を受けた制御部１５０は、機構部１５５の稼動を停止させ、部品が落下した旨を警告する画面を表示部１５４に表示させる（Ｓ４０）。

図８は、部品実装機１００における回収領域および回収領域以外の領域を示す図である。

図８に示すように、廃棄ボックス１２３の上方の開口部内部の領域、および回収機構部１２４上の回収領域１２４ａが、回収が必要であると判定された部品が落下されるべき回収領域である。図では斜線が付された領域である。

また、回収領域以外の領域は、部品実装の対象となる基板１２０および部品実装機１００の各種可動部等が存在する領域であり、この領域に部品が落とされると、不良基板が発生したり、部品実装機の不具合が発生する可能性がある。

そのため、回収領域以外の領域は原則として部品の落下が禁止される領域であり、以下、「禁止領域」という。禁止領域は、図ではドットが付された領域である。

つまり、吸着ノズル１１１は、自身が保持している部品を廃棄ボックス１２３または回収機構部１２４に回収させるために、部品を回収領域内に落下させる位置に移動する。

具体的には、図中の斜線で示される回収領域の上方の領域内に移動し、部品を落下させることになる。以下、吸着ノズル１１１が部品を回収領域内に落下させる位置を「落下適正位置」という。

第２判定部１５２は、回収が必要と判定された部品が禁止領域に落下したか否かをエリアセンサ１２７等の検出部からの通知、または検出部から得られる情報等に基づいて判定する。

また、第２判定部１５２が、当該部品が禁止領域に落下したと判定した場合、制御部１５０は部品実装機１００の稼動を停止させる。

これにより、基板１２０上に部品が落下した場合であっても、不良基板が次工程に流出することを防ぐことができる。

また、禁止領域内の基板１２０以外の領域に部品が落下した場合であっても、部品実装機１００の稼動が停止されるため、作業者は、即座に当該部品を排除する等の対応措置をとることができる。つまり、部品落下を要因とする部品実装機１００の不具合の発生を防ぐことができる。

このように、本実施の形態の部品実装機１００は、基板に装着されようとしている部品が回収されるべきか否かを判定できることに加え、回収されるべき部品が禁止領域つまり本来落下されるべき回収領域以外の領域に落下されたか否かを判定することができる。

ここで、部品が禁止領域に落下し、そのままの状態で生産を続行した場合、上述のように、不良基板の発生等のトラブルが拡大し部品実装機１００の稼働率が低下することとなる。

しかしながら、本実施の形態の部品実装機１００によれば、このようなトラブルの元となる部品落下という事象を検出することができ、即座に対応措置をとることが可能となる。つまり、部品実装機１００は稼働率の低下を未然に防ぐことができる。

さらに、このように稼働率の低下を未然に防ぐことにより効率的な部品実装基板の生産を実現することができる。

次に、図９および図１０を用いて、部品落下検出に係る動作の詳細を説明する。
図９は、実施の形態１の部品実装機１００の部品落下検出に係る動作の詳細を示す第１のフロー図である。

まず、吸着ノズル１１１が部品を吸着すると（Ｓ１）、第１判定部１５１は、ヘッドカメラ１３１等の検出部から得られる情報から、当該部品の、吸着ノズル１１１に保持されている状態（以下、「保持状態」という。）を認識する（Ｓ１１）。

例えば、ヘッドカメラ１３１は部品の姿勢を認識し、ヘッドラインセンサ１３２は吸着ノズル１１１に保持されている部品の高さを検出する。第１判定部１５１は、これら認識または検出された情報を受け取り、例えば、当該部品に関するデータと比較することにより、当該部品が吸着ノズル１１１に正しい姿勢で保持されているか否かを認識する。

これにより、例えば、部品が正しい姿勢で保持されていること、部品が傾いて保持されていること、または、立ち吸着が発生していることなどが認識される。

また、第１判定部１５１は、流量センサ１３４および圧力センサ１３５による計測値から、吸着ノズル１１１の先端部と部品との隙間からの空気漏れの度合い、または真空室内の圧力の上昇、もしくはそれらの変化を特定し、これら特定した情報から吸着ノズル１１１が部品を保持しているか否か、および、部品の保持状態が正常であるか否かを認識することもできる。

認識された当該部品の保持状態が不正常である場合、つまり、立ち吸着が発生しているなど、当該部品が正しい姿勢で吸着ノズルに保持されていない場合（Ｓ１２でＹｅｓ）、当該部品を正常に基板に実装することは出来ない。

そのため、第１判定部１５１は、当該部品の回収が必要であると判定する。さらに、当該吸着ノズル１１１についての回収フラグを“１”に書き換える。

また、その判定結果は制御部１５０に通知され、制御部１５０の制御により、吸着ノズル１１１は落下適正位置に向かって移動する（Ｓ２０）。

つまり、廃棄ボックス１２３の上方、または回収機構部１２４の回収領域１２４ａの上方に向かって移動する。

第２判定部１５２は、ノズル状態記憶部１５３を参照し、回収フラグ“１”と対応付けられた吸着ノズル１１１を特定する。さらに、その吸着ノズル１１１が移動中に、当該部品が禁止領域上方の空間の通過したことをエリアセンサ１２７が検出した場合、当該部品が禁止領域へ落下したと判定する（Ｓ３０ａでＹｅｓ）。

この判定結果を受けた制御部１５０は、部品実装機１００の稼動を停止させ、表示部１５４に警告画面を表示させる。

または、吸着ノズル１１１が落下適正位置に到達する前に、エリアセンサ１２７が当該部品の落下を検出した場合、禁止領域に部品が落下した（Ｓ３０ａでＹｅｓ）ことを意味する。

すなわち、吸着ノズル１１１の移動の開始から、落下適正位置、つまり回収領域のおおよそ上方の位置に到達する前までの期間は、吸着ノズル１１１は禁止領域の上方を移動中の期間である。

そのため部品が落下した位置の如何に関わらず、当該期間内に部品が吸着ノズル１１１から落下したことが検出された場合、第２判定部１５２は、禁止領域に部品が落下したと判定する。

制御部１５０は、この判定結果を受け、部品実装機１００の稼動を停止させ、表示部１５４に警告画面を表示させる。

なお、エリアセンサ１２７ではなく、ヘッドカメラ１３１、ヘッドラインセンサ１３２、およびヘッドエリアセンサ１３３によっても、光学的に部品の落下を検出することができる。

そのため第２判定部１５２は、吸着ノズル１１１が落下適正位置に到達する前に、これら検出部から部品落下を検出した旨の通知を受けた場合も、当該部品が禁止領域へ落下したと判定する。

また、制御部１５０は、吸着ノズル１１１の移動制御、すなわち装着ヘッド１１０の移動制御も行っている。そのため、回収する必要ありと判定された部品を吸着している吸着ノズル１１１の各時点での部品実装機１００における位置を知ることができる。

そのため、第２判定部１５２は、上述の各種検出部が部品落下を検出したタイミングと、制御部１５０から得られる、そのタイミングでの当該吸着ノズル１１１のＸＹ位置とを照らし合わせることによっても、当該部品が禁止領域で落下したか否かを判定することができる。

また、ヘッドカメラ１３１等により認識された部品の保持状態が正常であった場合、吸着ノズルは、当該部品を基板１２０に装着するために移動する。この際、２Ｄセンサ１２５および３Ｄセンサ１２６が当該部品を撮影することにより光学的に当該部品の保持状態が認識される。

認識された当該部品の保持状態が不正常である場合（Ｓ１２でＹｅｓ）も上述のように、吸着ノズル１１１は落下適正位置に向かって移動を開始し（Ｓ２０）、当該部品が禁止領域に落下したか否かが第２判定部１５２により判定される（Ｓ３０ａ）。

つまり、吸着ノズル１１１が部品を吸着した直後は正常な保持状態であったが、部品を装着する位置までに移動する間に、部品が傾いてしまった場合などにおいても、当該部品が正しい姿勢で保持されていないと判断され（Ｓ１２でＹｅｓ）、第１判定部１５１により当該部品の回収が必要であると判定される。

そのため、吸着ノズル１１１は、落下適正位置に向かって移動を開始し（Ｓ２０）、禁止領域に落下したか否かが第２判定部１５２により判定される（Ｓ３０ａ）。

なお、いずれの場合においても、第２判定部１５２により禁止領域に落下したと判定されなかった場合（Ｓ３０ａでＮｏ）、当該部品についての落下検出に係る動作は終了する。

また、吸着ノズル１１１に吸着され保持されている部品の姿勢が正しいものであることがヘッドカメラ１３１等により認識された場合（Ｓ１２でＮｏ）、吸着ノズル１１１は、制御部１５０の制御により、基板１２０上の装着位置まで移動し、当該部品を基板１２０に装着するための装着動作を行う（Ｓ１３）。

ここで、当該部品の基板１２０への装着が成功せず、部品の持ち帰りが発生した場合（Ｓ１４でＹｅｓ）、第１判定部１５１は、当該部品の回収が必要であると判定する。

具体的には、吸着ノズル１１１が装着動作を終えた後に、例えばヘッドエリアセンサ１３３が吸着ノズル１１１の先端に部品が存在するか否かを光学的に検出する。

第１判定部１５１は、ヘッドエリアセンサ１３３から検出結果を取得し、部品が存在していた場合、当該部品の回収が必要であると判定する。

なお、装着動作後の吸着ノズル１１１先端の部品の存否については、ヘッドカメラ１３１およびヘッドラインセンサ１３２も光学的に検出することができる。

また、装着動作後においてもなお部品が吸着ノズル１１１の先端に存在する場合、装着動作の前後で、真空吸引回路の空気の流量および真空室内の圧力が大きく変化しないことになる。

従って、第１判定部１５１は、流量センサ１３４および圧力センサから得られる値に基づいて装着動作後の吸着ノズル１１１先端の部品の存否を判断することもできる。

その後、上述のように、吸着ノズル１１１は落下適正位置に向かって移動する（Ｓ２０）。

また、第２判定部１５２は、エリアセンサ１２７等の検出結果から、当該部品が禁止領域に落下したか否かを判定する（Ｓ３０ａ）。当該部品が禁止領域に落下したと判定された場合（Ｓ３０ａでＹｅｓ）、部品実装機１００の稼動は停止され、表示部１５４に警告画面が表示される。

また、当該部品が禁止領域に落下したと判定されなかった場合（Ｓ３０ａでＮｏ）、および部品の持ち帰りの発生が検出されなかった場合（Ｓ１４でＮｏ）、当該部品についての落下検出に係る動作は終了する。

このように、本実施の形態の部品実装機１００は、第１判定部１５１が、ヘッドカメラ１３１等の検出部から得られる情報に基づいて、吸着ノズル１１１に保持されている部品の回収が必要か否かを判定する。

また、第２判定部１５２は、回収が必要であると判定された部品が禁止領域、つまり回収領域以外の領域に落下したか否かを判定する。

具体的には、禁止領域上方の空間を当該部品が通過したことをエリアセンサ１２７等の検出部が検出した場合、第２判定部１５２は当該部品が禁止領域に落下したと判定する。

また、このように直接的に禁止領域への部品の落下を検出するのではなく、いずれかの検出部が部品の落下を検出し、かつその検出のタイミングにおける該吸着ノズル１１１の位置が、禁止領域上方の空間内である場合にも、第２判定部１５２は当該部品が禁止領域に落下したと判定することができる。

または、当該吸着ノズル１１１が落下適正位置に到達する前、つまり、禁止領域上方を当該吸着ノズル１１１が移動中の期間に、いずれかの検出部が部品の落下を検出した場合にも、第２判定部１５２は当該部品が禁止領域に落下したと判定することができる。

このように、第２判定部１５２は、エリアセンサ１２７等の検出部からの情報に基づき、直接的または間接的に部品が禁止領域に落下したか否かを判定することができる。

ここで、吸着ノズル１１１が落下適正位置に向かって移動中に部品が禁止領域に落下した場合、当該吸着ノズル１１１がその落下適正位置に到達した後には、回収領域への部品の落下は検出されないはずである。

従って、第２判定部１５２は、回収領域への部品の落下の有無によっても、部品が禁止領域に落下したか否かを判定することができる。

図１０は、実施の形態１の部品実装機１００の部品落下検出に係る動作の詳細を示す第２のフロー図である。

図１０に示すフロー図は、第２判定部１５２が、回収領域への部品の落下の有無によって、部品が禁止領域に落下したか否かを判定する動作の流れを示すフロー図である。

なお、吸着ノズル１１１が部品を吸着する動作（Ｓ１）から、吸着ノズル１１１が落下適正位置への移動を開始（Ｓ２０）までは、図９に示す動作の流れと同じである。そのため、これら動作についての説明は省略する。

第２判定部１５２は、吸着ノズル１１１の移動の開始（Ｓ２０）の後、吸着ノズル１１１が保持している部品が回収領域内に落下したか否かを判定する（Ｓ３０ｂ）。

具体的には、吸着ノズル１１１が落下適正位置に到達した後に、当該部品が回収領域上方の空間の通過したことをエリアセンサ１２７が検出しない場合、第２判定部１５２は、当該部品の回収領域への落下が検出されないことにより（Ｓ３０ｂでＮｏ）、当該部品が禁止領域に落下したと判定する。

また、吸着ノズル１１１が落下適正位置に到達してから離れるまでの期間に、エリアセンサ１２７およびヘッドエリアセンサ１３３等の光学系の検出部、または、流量センサおよび圧力センサ等の物理量を検出する検出部により当該部品の落下が検出されなかった場合も、回収領域内に部品が落下しなかったことを意味する。

そのため、このような場合にも当該部品の回収領域への落下が検出されないことにより（Ｓ３０ｂでＮｏ）、当該部品が禁止領域に落下したと判定することができる。

このように、回収する必要があると判定された部品が回収領域内に落下したことが検出されないことにより、第２判定部１５２は、当該部品は禁止領域に落下したと判定する。

また、当該判定結果を受けた制御部１５０は、部品実装機１００の稼動を停止させ、表示部１５４に警告画面を表示させる。

なお、回収する必要があると判定された部品が回収領域内に落下したことが検出された場合（Ｓ３０ｂでＹｅｓ）、当該部品の回収が成功したことを意味し、当該部品の落下検出に係る動作は終了する。

このように、本実施の形態の部品実装機１００は、禁止領域への部品の落下の有無を、回収領域への部品の落下の有無によって判定することもできる。

なお、吸着ノズル１１１が落下適正位置に到達した際に、吸着ノズル１１１が部品を保持していない場合、つまり吸着ノズル１１１の先端に部品が存在していない場合も、当該部品は禁止領域に落下したことを意味する。

そのため、吸着ノズル１１１が落下適正位置に到達した際に、吸着ノズル１１１の先端の部品の存否を確認し、部品が存在していない場合、当該部品は禁止領域に落下したと判定することができる。

例えば、吸着ノズル１１１が落下適正位置に到達した際に、ヘッドカメラ１３１、ヘッドラインセンサ１３２、またはヘッドエリアセンサ１３３が、吸着ノズル１１１先端に部品の存在を検出しない場合、第２判定部１５２は、当該部品は禁止領域に落下したと判定する。

または、流量センサまたは圧力センサの検出値またはその変化が、吸着ノズル１１１が当該部品を保持していないことを示す場合、第２判定部１５２は、当該部品は禁止領域に落下したと判定する。

このように、本実施の形態の部品実装機１００は、禁止領域への部品の落下の有無を、吸着ノズル１１１が落下適正位置に到達した際の部品の存否によって判定することもできる。

また、本実施の形態において、部品実装機１００は、図２〜図５に示すように、２Ｄセンサ１２５、ヘッドカメラ１３１、およびエリアセンサ１２７等光学系の検出部、ならびに、流量センサおよび圧力センサという物理量を検出する検出部を備えているとした。

しかしながら、部品実装機１００は、本発明の部品実装方法を実施するにあたり、これら全ての検出部を備えている必要はなく、少なくとも１つの検出部を備えていればよい。

つまり、部品実装機１００は、第１判定部１５１が、吸着ノズル１１１により吸着された部品の回収が必要であるか否かを判定することができ、かつ、第２判定部１５２が、当該部品が回収領域以外の領域に落下したか否かを判定することができる構成であればよい。

例えば、部品実装機が検出部としてヘッドカメラ１３１のみを有している場合を想定する。この場合、ヘッドカメラ１３１は、上述のように、吸着ノズル１１１が吸着し保持している部品の保持状態を認識することができる。また、吸着ノズル１１１の装着動作後に当該吸着ノズル１１１の先端を撮像することにより、部品の持ち帰りが発生しているか否かも認識できる。

従って、第１判定部１５１は、ヘッドカメラ１３１からの情報により、部品の保持状態が正常であるか否か、および部品の持ち帰りが発生しているか否かを認識することができ、当該部品の回収が必要であるか否かを判定できる。

また、吸着ノズル１１１が部品を保持した状態で落下適正位置に移動し、吸着力を下げるなどの部品を落下させるための動作を行う前に、ヘッドカメラ１３１が吸着ノズル１１１の先端を撮像する。

第２判定部１５２は、この撮像結果を受け、例えば吸着ノズル１１１の先端に部品が存在しない場合、当該部品が禁止領域に落下したと判定することができる。

このように、部品実装機１００が、検出部としてヘッドカメラ１３１のみを備える場合であっても、本発明の部品実装方法の実施は可能である。

また、このように、第１判定部１５１と第２判定部１５２のそれぞれに対し、それぞれの判断を可能ならしめる情報を与えることができる検出部であれば、ヘッドカメラ１３１以外の検出部であってもよい。

また、それぞれの検出部が検出可能な情報は、上述の説明内容に限られることはない。例えば、３Ｄセンサ１２６が、部品が吸着ノズル１１１から離れ、禁止領域へ向かって移動していることを検出できる場合、３Ｄセンサ１２６が、その検出結果を第２判定部１５２に通知する。これにより、第２判定部１５２は、当該部品が禁止領域に落下したか否かを判定することも可能である。

また、部品実装機１００が備える検出部の種類は、上述の各種類に限定されることはない。例えば、超音波により所定の空間内の物体の存在または移動を検出するセンサを備えていてもよい。

（実施の形態２）
実施の形態１で用いられた部品実装機は、図１等を参照して説明したように、装着ヘッドが移動することにより部品を基板へ装着する、いわゆる多機能部品実装機と呼ばれる部品実装機である。

しかし、本発明の部品実装方法を用いて部品を基板に実装する部品実装機は、このような多機能部品実装機に限定されず、他の種類の部品実装機であってもよい。

そこで、実施の形態２として、いわゆる高速部品実装機と呼ばれる部品実装機が本発明の部品実装方法を実施する場合について、図１１〜図１５を用いて説明する。

図１１は、実施の形態２の部品実装機４００の外観斜視図である。
部品実装機４００は、電子機器を構成する基板上に複数種類の部品を高速に装着する、いわゆる高速部品実装機と呼ばれる部品実装機であり、部品を吸着、搬送、装着するロータリーヘッド４１０と、多種類の部品をロータリーヘッド４１０に供給する部品供給部４１５と、載置した基板を水平面方向に移動させるＸＹテーブル４２０とを備えている。

図１２は、部品供給部４１５とロータリーヘッド４１０との位置関係を示す概略図である。

ロータリーヘッド４１０は、図１２の上部に示すように、部品を基板上に装着する装着ヘッド４１２を１８個備えている。

またこの装着ヘッド４１２は、高さ方向には移動することなく回転する回転基台４１１に高さ方向に移動自在に取り付けられ、部品を真空吸着により保持することのできる吸着ノズル（図示せず）を６本備えている。

部品供給部４１５は、図１２の下部に示すように、同一部品を順次装着ヘッド４１２に提供しうる部品カセット１１４を横一列に並べて備えている。また、部品供給部４１５は、部品供給部４１５をロータリーヘッド４１０に対して図１２に示すＺ軸方向に移動し位置決めすることにより、装着すべき部品を選択しうる機能を有している。

図１３は、ロータリーヘッド４１０、基板１２０および部品供給部４１５の位置関係を模式的に示す図である。

同図に示すように、ロータリーヘッド４１０の回転軸は移動せず、この回転軸の周りをそのロータリーヘッド４１０の周部に設けられた装着ヘッド４１２が間欠回転する。また、各装着ヘッド４１２および他の構成部は、ぞれぞれの回転位置に対応した作業を行う。

なお、図１３に示すように、装着ヘッド４１２の回転位置の１８箇所をそれぞれ、ＳＴ１〜ＳＴ１８とし、ロータリーヘッド４１０の回転に伴う装着ヘッド４１２の動作を簡単に説明する。

部品カセット１１４の吸着開口部１１４ａの上部である位置ＳＴ１に位置した装着ヘッド４１２は吸着ノズルを用いて吸着開口部１１４ａから部品を吸着し、これと対向する位置ＳＴ１０に装着ヘッド４１２が位置したときに、自身が有する吸着ノズルを用いて部品を基板１２０に装着する。

なお、部品の装着対象である基板１２０は水平面方向に移動自在なＸＹテーブル（図示せず）上に載置されており、部品を装着すべき位置は基板１２０を移動させることにより決定される。

また、この部品の吸着、搬送および装着という一連の動作において、実施の形態１と同様に、部品の認識および回収等が行われる。

具体的には、位置ＳＴ４にて部品の厚み測定が行われ、位置ＳＴ５にて部品認識が行われる。この測定および認識により、立ち吸着など、当該部品が正しくない姿勢で保持されていること、または、当該部品が不良部品であることが認識された場合、つまり、回収すべき部品であると判定される場合、当該部品が所定のサイズより大きな大型部品であれば、位置ＳＴ７の下方に存在する廃棄ボックス等（図示せず、以下同じ）に落とされる。

また、当該部品が所定のサイズより小さな小型部品であれば、当該装着ヘッド４１２が位置ＳＴ１４に位置したときに、その下方に存在する廃棄ボックス等に落とされる。

また、位置ＳＴ４およびＳＴ５での測定および認識により、回収すべき部品であると判定されなかった部品を保持している装着ヘッド４１２は、位置ＳＴ１０で部品を１２０に装着する装着動作を行う。

この装着動作の後、装着ヘッド４１２が位置ＳＴ１２に位置したときに、部品を保持したままか否かが認識され、部品を保持したままである場合、つまり、部品の持ち帰りが発生している場合、その部品は、位置ＳＴ１２の下方に存在する廃棄ボックス等に落とされる。

なお、位置ＳＴ７、ＳＴ１２、およびＳＴ１４の下方に存在する、廃棄ボックスの開口部内の領域等の部品を回収するための領域は本実施の形態における回収領域である。

つまり、位置ＳＴ７、ＳＴ１２、およびＳＴ１４のそれぞれは本実施の形態における落下適正位置である。

また、回収領域内に落下された部品は、実施の形態１の部品実装機１００の場合と同様に、回収され、その後に捨てられる、または、基板に実装する部品として再度使用される。

このように、実施の形態２の部品実装機４００においても、実施の形態１の部品実装機１００と同様に、部品の吸着、搬送および装着という一連の流れの中で、吸着ノズルに吸着された部品について回収の要否が判定され、回収が必要であると判定された部品は吸着ノズルから回収領域内に落下される。

なお、吸着ノズルに吸着された部品の回収が必要であるか否かは、実施の形態１と同様に、カメラ等の各種の検出部からの情報に基づいて判定される。

図１４は、実施の形態２の部品実装機４００が備える各種の検出部の配置例を示す図である。なお、上述の、位置ＳＴ４において部品の厚みを測定する厚み測定ラインセンサについては図示の都合上省略している。

図１４に示すように、部品実装機４００は、ロータリーヘッド４１０の周辺に、部品認識カメラ４２０ａ、持ち帰り検出カメラ４２０ｂ、落下検出カメラ４２０ｃを備えている。

部品認識カメラ４２０ａは、位置ＳＴ５に移送された部品を光学的に認識するカメラである。持ち帰り検出カメラ４２０ｂは、位置ＳＴ１２に移送された部品の有無を検出するカメラである。

落下検出カメラ４２０ｃは、位置ＳＴ１４の下方に存在する回収領域内に部品が落下したことを検出するカメラである。

また、部品実装機４００はさらに、基板１２０の上方の領域における物体の存否を検出する基板エリアセンサ４２２を備えている。

この基板エリアセンサ４２２により、位置ＳＴ７で落下されるべき部品が吸着ノズルに保持されたままであること、および、位置ＳＴ１０で基板１２０に装着されるべき部品が装着されず吸着ノズルに保持されたままであることが検出される。

このような部品は、位置ＳＴ１２またはＳＴ１４で吸着ノズルから落下される。
図１５は、実施の形態２の部品実装機４００の主要な機能的な構成を示す機能ブロック図である。

図１５に示すように、部品実装機４００は機能的な構成として、制御部４５０、第１判定部４５１、第２判定部４５２、ノズル状態記憶部４５３、表示部４５４、および機構部４５５を備えている。

ここで、制御部４５０〜表示部４５４の各構成部は、実施の形態１の部品実装機１００における同名の構成部と同様の機能を有している。

例えば、第１判定部４５１は、吸着ノズルが吸着した部品の回収が必要であるか否かを判定し、第２判定部４５２は、第１判定部４５１により回収が必要であると判定された部品が回収領域以外に落下したか否かを判定する。

また、機構部４５５は、図１１〜図１４を用いて説明したように、ロータリーヘッド４１０により部品実装を行う構成部である。また各種の検出部を有している。

なお、部品実装機４００は、上述の厚み測定ラインセンサ４２５等の検出部に加え、落下検出ラインセンサ４２３、回収領域エリアセンサ４２４、流量センサ４２６および圧力センサ４２７を備えている。

落下検出ラインセンサ４２３は、吸着ノズルからの部品の落下を光学的に検出する検出部である。

回収領域エリアセンサ４２４は、位置ＳＴ７等の下方に存在する回収領域への部品の落下を光学的に検出する検出部である。

第１判定部４５１は、これら検出部からの情報により、部品が吸着ノズルに保持されているか否か、または部品が正しい姿勢で保持されているかを認識でき、当該部品の回収が必要であるか否かを判定することができる。

また第２判定部４５２は、これら検出部からの情報により、部品が吸着ノズルに保持されているか否か、または、部品が落下したか否かを認識でき、当該部品が回収領域以外の領域に落下したか否かを判定することができる。

流量センサ４２６および圧力センサ４２７は、実施の形態１における流量センサ１３４および圧力センサ１３５と同様のセンサである。

つまり、実施の形態２の部品実装機４００も、実施の形態１の部品実装機１００と同様に、各装着ヘッド４１２の吸着ノズルは真空室を介し真空発生装置と接続されている。

また、流量センサ４２６は真空吸引回路の空気の流量を検出し、圧力センサ４２７は、真空室内部の圧力を検出する。

従って、実施の形態１と同様に、流量センサ４２６および圧力センサ４２７が検出する空気の流量または真空室内の圧力の変化から、第１判定部４５１は、部品が吸着ノズルに保持されているか否か、また部品が正しい姿勢で保持されているかを認識でき、当該部品の回収が必要であるか否かを判定することができる。

また第２判定部４５２も同様に、流量センサ４２６および圧力センサ４２７からの検出値またはその変化により、部品が吸着ノズルに保持されているか否かを認識できる。さらに、制御部１５０から、当該吸着ノズルの位置を取得することにより、当該部品が回収領域以外の領域に落下したか否かを判定することができる。

実施の形態２の部品実装機４００は、このように、機構部４５５の構成が実施の形態１の部品実装機１００とは異なるが、部品の回収の要否を判定する機能、および、回収が必要であると判定された部品が回収領域以外の領域に落下したか否かを判定する機能を有している。

また、実施の形態２の部品実装機４００の部品落下の検出に係る動作の流れは、図６に示す実施の形態１の部品実装機１００の動作の流れと同じである。

すなわち、まず第１判定部４５１は、装着ヘッド４１２が有する吸着ノズルが吸着した部品の回収が必要であるか否かを判定する（Ｓ１０）。

例えば、部品認識カメラ４２０ａ等により立ち吸着等の不正常な保持状態が検出された場合、または、持ち帰り検出カメラ４２０ｂ等により部品の持ち帰りの発生が検出された場合に、第１判定部４５１は、当該部品の回収が必要であると判定する（Ｓ１０で必要）。

この場合、制御部４５０は、ノズル状態記憶部４５３に当該吸着ノズルのノズル番号と対応する回収フラグを“１”に書き換える。また、吸着ノズルを、当該部品を回収領域内に落下させる位置、つまり落下適正位置まで移動させる（Ｓ２０）。

その後、第２判定部１５２は、当該部品が回収領域以外の領域に落下したか否かを判定する（Ｓ３０）。

例えば、位置ＳＴ１４で落下されるべき部品を保持していた吸着ノズル１１１が位置ＳＴ１４に到達した後に、落下検出カメラ４２０ｃが当該部品の落下を検出しなかった場合、第２判定部１５２は、当該部品が回収領域以外の領域に落下したと判定する（Ｓ３０でＹｅｓ）。

また、例えば、位置ＳＴ１４で落下されるべき部品を保持していた吸着ノズル１１１が位置ＳＴ１４に到達した際に、落下検出カメラ４２０ｃが、吸着ノズル１１１先端における当該部品の存在を検出しない場合、第２判定部１５２は、当該部品が回収領域以外の領域に落下したと判定する（Ｓ３０でＹｅｓ）。

また、例えば、位置ＳＴ７等の落下適正位置以外の位置において、流量センサ４２６により検出された空気の流量または圧力センサ４２７により検出された圧力が、当該吸着ノズルが部品を保持していない場合の値に変化した場合、第２判定部１５２は、当該部品が回収領域以外の領域に落下したと判定する（Ｓ３０でＹｅｓ）。

このように第２判定部１５２により、当該部品が回収領域以外に落下したと判定された場合（Ｓ３０でＹｅｓ）、この判定結果を受けた制御部４５０は、機構部４５５の稼動を停止させ、部品が落下した旨を警告する画面を表示部４５４に表示させる（Ｓ４０）。

また、第２判定部１５２により、当該部品が回収領域以外に落下したと判定されなかった場合（Ｓ３０でＮｏ）、当該部品の落下検出に係る動作は終了する。

また、第１判定部４５１により、吸着ノズルが吸着した部品の回収が必要でないと判定された場合も（Ｓ１０で不要）、当該部品の落下検出に係る動作は終了する。

実施の形態２の部品実装機４００は、このような動作をすることにより、実施の形態１の部品実装機１００と同様に、部品の落下を要因とする不良基板が次工程に流出することを防ぐことが可能となる。また、部品の落下を要因とする部品実装機１００の不具合の発生を防ぐことが可能となる。結果として、部品実装基板の生産を効率的に行うことができる。

なお、実施の形態２の部品実装機４００は、図１４および図１５に示す各種の検出部を全て備えていなくてもよく、少なくとも１つの検出部を備えていればよい。

つまり、部品実装機４００は、第１判定部４５１が、吸着ノズルにより吸着された部品の回収が必要であるか否かを判定することができ、かつ、第２判定部４５２が、当該部品が回収領域以外の領域に落下したか否かを判定することができる構成であればよい。

また、それぞれの検出部が検出可能な情報は上述の説明内容に限られることはなく、部品実装機４００が備える検出部の種類は、上述の各種類に限定されることはない。

（実施の形態１および２の補足事項）
実施の形態１および２における部品実装機１００および４００は、いずれも、吸着ノズルにより吸着された部品の回収が必要であるか否かを判定し、当該部品が回収領域以外の領域に落下したか否かを判定している。

ここで、部品の回収が必要であると判定された場合、当該部品を落下させないように各構成部を制御してもよい。

これにより、部品落下の可能性が低下し、不良基板の発生および部品実装機の不具合の発生の可能性を低下させることができる。

図１６は、図９に示す動作の流れに、部品を回収領域以外の領域に落下させないための制御を加えた場合のフロー図である。

なお、実施の形態１の部品実装機１００が図１６に示す制御を行う場合について説明するが、実施の形態２の部品実装機４００も同様の制御を行うことで、部品を回収領域以外の領域に落下させないようにすることができる。

図１６に示すように、吸着ノズル１１１により吸着された部品が正しい姿勢でない場合など保持状態が不正常な場合（Ｓ１２でＹｅｓ）、不安定な状態で保持されていると考えられる。つまり、当該部品は吸着ノズル１１１から落下し易い状態であると考えられる。

そこで、吸着ノズル１１１の落下適正位置までの移動中に部品を落下させないための制御を吸着ノズル１１１に加える（Ｓ２０ａ）。

具体的には、部品が正しい姿勢で保持されている場合よりも遅い速度で吸着ノズル１１１を移動させる。つまり、通常より遅い速度で吸着ノズル１１１を移動させる。これにより、当該部品が落下しないようにすることができる。

または、部品が正しい姿勢で保持されている場合よりも高い吸着圧で吸着ノズル１１１に当該部品を保持させ、その状態で吸着ノズル１１１を移動させる。つまり、通常より高い吸着圧で部品を保持させながら吸着ノズル１１１を移動させる。このような制御によっても、当該部品が落下しないようにすることができる。

なお、通常より高い吸着圧で部品を保持させながら、かつ、通常より遅い速度で吸着ノズル１１１を移動させることで、部品が落下する可能性をより低下させることができる。

また、部品の持ち帰りが発生した場合（Ｓ１４でＹｅｓ）にも、部品の保持状態が不安定になる場合も考えられる。そのため、部品の持ち帰りが発生した場合にも、このように吸着ノズルの速度を低下させてもよい。または、吸着力を向上させてもよい。

また、部品の持ち帰りが発生した場合（Ｓ１４でＹｅｓ）に、ヘッドカメラ１３１等により部品の保持状態を認識させ、正しく保持されていない場合に、吸着ノズルの速度を低下させてもよい。または、吸着力を向上させてもよい。

ここで、部品が正しい姿勢で吸着ノズル１１１に保持されていない場合、このような制御を加えることで、移動速度の低下に伴う部品実装基板の生産速度の低下、または、吸着力の向上に伴う消費電力の増加が僅かではあるが想定される。

しかし、このような制御を行うことで、部品が禁止領域に落下する可能性を低下させること、つまり、不良基板の発生確率、および部品実装機の不具合の発生確率を低下させることができるため、結果として、部品実装機に部品実装基板の生産を効率的に行わせることができる。

本発明は、吸着ノズルにより部品の吸着、搬送、および基板への装着を繰り返す部品実装を行う装置において、部品落下により不良基板が発生し次工程に流出する可能性、および、部品落下により部品実装機に不具合が発生する可能性を低下させる部品実装方法を提供することができる。つまり、モジュラー機やロータリー機等の部品実装機に効率的な部品実装を行わせるための部品実装方法として有用である。

実施の形態１の部品実装機を一部切り欠いてその内部をも示す外観斜視図である。 実施の形態１の部品実装機の主要な内部構成を示す平面図である。 実施の形態１の装着ヘッドに備えられた各種検出部の概要を示す図である。 実施の形態１の、ヘッドラインセンサが取り付けられたＵ字移動体の斜視図である。 実施の形態１の部品実装機の主要な機能的な構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態１の部品実装機の部品落下検出に係る動作の概要を示すフロー図である。 実施の形態１のノズル状態記憶部に記憶されている回収情報のデータ構成の一例である。 実施の形態１の部品実装機における回収領域および回収領域以外の領域を示す図である。 実施の形態１の部品実装機の部品落下検出に係る動作の詳細を示す第１のフロー図である。 実施の形態１の部品実装機の部品落下検出に係る動作の詳細を示す第２のフロー図である。 実施の形態２の部品実装機の外観斜視図である。 実施の形態２における部品供給部とロータリーヘッドとの位置関係を示す概略図である。 実施の形態２におけるロータリーヘッド、基板および部品供給部の位置関係を模式的に示す図である。 実施の形態２の部品実装機が備える各種の検出部の配置例を示す図である。 実施の形態２の部品実装機の主要な機能的な構成を示す機能ブロック図である。 図９に示す動作の流れに、部品を回収領域以外の領域に落下させないための制御を加えた場合のフロー図である。

符号の説明

１００ 部品実装機
１１０ 装着ヘッド
１１１ 吸着ノズル
１１３ ＸＹロボット
１１４ 部品カセット
１１４ａ 吸着開口部
１１５ 部品供給部
１１９ ノズルステーション
１２０ 基板
１２１ レール
１２２ 装着テーブル
１２３ 廃棄ボックス
１２４ 回収機構部
１２４ａ 回収領域
１２５ ２Ｄセンサ
１２６ ３Ｄセンサ
１２７ エリアセンサ
１３０ Ｕ字移動体
１３１ ヘッドカメラ
１３２ ヘッドラインセンサ
１３２ａ 受光器
１３２ｂ 投光器
１３３ ヘッドエリアセンサ
１３４ 流量センサ
１３５ 圧力センサ
１５０ 制御部
１５１ 第１判定部
１５２ 第２判定部
１５３ ノズル状態記憶部
１５４ 表示部
１５５ 機構部
４００ 部品実装機
４１０ ロータリーヘッド
４１１ 回転基台
４１２ 装着ヘッド
４１５ 部品供給部
４２０ ＸＹテーブル
４２０ａ 部品認識カメラ
４２０ｂ 検出カメラ
４２０ｃ 落下検出カメラ
４２２ 基板エリアセンサ
４２３ 落下検出ラインセンサ
４２４ 回収領域エリアセンサ
４２５ 厚み測定ラインセンサ
４２６ 流量センサ
４２７ 圧力センサ
４５０ 制御部
４５１ 第１判定部
４５２ 第２判定部
４５３ ノズル状態記憶部
４５４ 表示部
４５５ 機構部

Claims (9)

1. 吸着ノズルにより部品を吸着し基板に装着する部品実装機における部品実装方法であって、
   前記部品実装機は、前記吸着ノズルから落下された部品を回収するための回収領域を備え、
   前記部品実装方法は、
   前記吸着ノズルにより吸着された部品の回収が必要であるか否かを判定する第１判定ステップと、
   前記第１判定ステップにおいて回収が必要であると判定された部品が、前記回収領域以外の領域に落下したか否かを判定する第２判定ステップと
   を含む部品実装方法。
2. 前記第２判定ステップは、
   前記部品の前記回収領域以外の領域への落下を検出する落下検出ステップを含み、
   前記落下検出ステップにおいて前記部品の落下が検出されることにより、前記部品が前記回収領域以外の領域に落下したと判定する
   請求項１記載の部品実装方法。
3. 前記第２判定ステップは、
   前記部品の前記回収領域内への落下を検出する落下検出ステップを含み、
   前記吸着ノズルが移動し前記部品を前記回収領域内に落下させる位置に到達した後に、前記落下検出ステップにおいて前記部品の落下が検出されないことにより、前記部品が前記回収領域以外の領域に落下したと判定する
   請求項１記載の部品実装方法。
4. 前記第２判定ステップは、
   前記部品の存在を検出する部品検出ステップを含み、
   前記吸着ノズルが移動し前記部品を前記回収領域内に落下させる位置に到達した際に、前記部品検出ステップにおいて前記吸着ノズルの先端に部品が存在することが検出されないことにより、前記部品が前記回収領域以外の領域に落下したと判定する
   請求項１記載の部品実装方法。
5. 前記第２判定ステップは、
   前記部品の前記吸着ノズルからの落下を検出する落下検出ステップを含み、
   前記吸着ノズルが移動し前記部品を前記回収領域内に落下させる位置に到達する前に、前記落下検出ステップにおいて前記部品の落下が検出されることにより、前記部品が前記回収領域以外の領域に落下したと判定する
   請求項１記載の部品実装方法。
6. 前記部品実装機はさらに、情報を記憶する記憶部を備え、
   前記部品実装方法はさらに、前記第１判定ステップにおいて前記部品の回収が必要であると判定された場合、前記部品を示す情報を回収情報として前記記憶部に記憶させる記憶ステップを含み、
   前記第２判定ステップでは、前記回収情報に示される部品が前記回収領域以外の領域に落下したか否かを判定する
   請求項１記載の部品実装方法。
7. 前記第１判定ステップでは、
   前記部品の、前記吸着ノズルに吸着され保持されている姿勢を認識する認識ステップを含み、
   前記認識ステップにおいて認識された前記部品の姿勢が正しい姿勢でない場合、前記部品の回収が必要であると判定し、
   前記部品実装方法はさらに、
   前記認識ステップにおいて認識された前記部品の姿勢が正しい姿勢でない場合、前記部品が正しい姿勢で保持されている場合よりも遅い速度で移動させる制御ステップを含む
   請求項１記載の部品実装方法。
8. 前記第１判定ステップでは、
   前記部品の、前記吸着ノズルに吸着され保持されている姿勢を認識する認識ステップを含み、
   前記認識ステップにおいて認識された前記部品の姿勢が正しい姿勢でない場合、前記部品の前記基板への装着が出来なかったと判定し、
   前記部品実装方法はさらに、
   前記認識ステップにおいて認識された前記部品の姿勢が正しい姿勢でない場合、前記部品が正しい姿勢で保持されている場合よりも高い吸着圧で前記吸着ノズルに前記部品を保持させた状態で前記吸着ノズルを移動させる制御ステップを含む
   請求項１記載の部品実装方法。
9. 部品を基板に実装する部品実装機であって、
   部品を吸着し基板に装着する吸着ノズルと、
   前記吸着ノズルから落下された部品を回収する回収領域と、
   前記吸着ノズルにより吸着された部品の回収が必要であるか否かを判定する第１判定部と、
   前記第１判定部により回収が必要であると判定された部品が、前記回収領域以外の領域に落下したか否かを判定する第２判定部と
   を備える部品実装機。

Images