JP2008311337A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、移動可能なヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルにより部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板に実装する表面実装機に関する。
従来、下記特許文献1に示されるように、移動可能なヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルにより部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板に実装する表面実装機において、上記ノズルとこれに負圧を供給する負圧供給手段との間のエア流通経路上に、その内部の真空度を検知する真空度センサを設け、この真空度センサの検出値をあらかじめ定められた閾値と比較することにより、上記ノズルに部品が吸着されているか否かを判断することが行われている。
この特許文献1に開示された表面実装機によれば、実装動作中において部品吸着の有無を簡単かつ迅速に判断できるため、実装動作の効率を高めつつ部品の実装不良等のエラーを効果的に防止できる等の利点がある。
特開2003−332800号公報
ところで、上記のようにノズルに負圧を供給して部品の吸着を行うタイプの表面実装機では、上記ノズルと負圧供給手段との間のエア流通経路内が、異物の付着等によって汚れることがあり、このような事態が生じると、部品吸着の有無を適正に判断できなくなるおそれがある。
すなわち、上記エア流通経路内に汚れが生じると、この汚れの影響を受けて上記真空度センサの検出値(センサ値)が変化する一方、部品有無の判断基準となる上記閾値は一定値のまま変化しないため、この閾値と上記センサ値とを比較して部品吸着の有無を判断しても、その判断が適正に行われなくなるおそれがある。このため、作業者は、定期的に上記閾値の調整を行うか、または上記エア流通経路内を常に清潔に保つように頻繁に清掃を行う必要があった。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、部品吸着の有無を判断するためのセンサ値の閾値を自動的に調整することにより、メンテナンスに要する作業者の負担を効果的に軽減するとともに、生産効率をより向上させることが可能な表面実装機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、移動可能なヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルにより部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板に実装する表面実装機であって、上記ノズルに負圧を供給する負圧供給手段と、この負圧供給手段と上記ノズルとの間に設けられたエア流通経路内の真空度を検知する真空度センサと、この真空度センサの検出値を所定の閾値と比較することにより、実装動作中において上記ノズルに部品が吸着されているか否かを判断する制御手段とを備え、上記制御手段は、所定のタイミングで、上記ノズルに実際に部品が吸着されている状態と吸着されていない状態とにおける上記真空度センサの検出値を、部品有り時の第1センサ値β1および部品無し時の第2センサ値β2として取得するとともに、前記第1センサ値β1と当該第1センサ値β1に対してあらかじめ設定された第1限界値L1との比較、及び、前記第2センサ値β2と当該第2センサ値β2に対してあらかじめ設定された第2限界値L2との比較を行い、前記第1センサ値β1が前記第1限界値L1を下回る真空度に相当する値であり、且つ、前記第2センサ値β2が前記第2限界値L2を下回る真空度に相当する値であるときに、前記第1センサ値β1と前記第2センサ値β2との間の所定の中間値に、上記閾値を再設定することを特徴とするものである(請求項1)。
本発明によれば、ノズルに吸着された部品の有無を真空度センサの検出値(センサ値)に基づき判断する制御手段が、その判断の基準となるセンサ値の閾値を、実際に部品が有る状態と無い状態とにおける真空度センサの検出値に基づいて所定のタイミングで再設定するように構成されているため、エア流通経路内の汚れ等に起因して上記センサ値が変化したような場合でも、その変化を反映した新たな閾値が上記制御手段により再設定されることで、この新たな閾値を用いて、上記ノズルに吸着された部品の有無を上記汚れ等にかかわらず適正に判断できるという利点がある。このため、エア流通経路内が多少汚れても、これをいちいち清掃するといった作業を行う必要がなく、実装機のメンテナンスに要する作業者の負担を効果的に軽減できるとともに、実装機がメンテナンスのために停止される頻度を抑制して生産効率をより向上させることができる。また、前記第1センサ値β1と当該第1センサ値β1に対してあらかじめ設定された第1限界値L1との比較、及び、前記第2センサ値β2と当該第2センサ値β2に対してあらかじめ設定された第2限界値L2との比較を行い、前記第1センサ値β1が前記第1限界値L1を下回る真空度に相当する値であり、且つ、前記第2センサ値β2が前記第2限界値L2を下回る真空度に相当する値であるという条件を満たすときに、上記閾値を再設定処理が行われるので、当該閾値を更新して良い状態か否かをあらかじめ確認することができる。
上記制御手段は、さらに前記第1センサ値β1と前記第2センサ値β2との差δを求め、前記差δがあらかじめ定められた所定値εよりも大きい場合に、前記閾値の再設定を実行することが好ましい(請求項2)。
上記制御手段は、前記第1センサ値β1が前記第1限界値L1に達している場合、または、前記第2センサ値β2が前記第2限界値L2に達している場合に、上記閾値の再設定を行うことなく警告用の報知を行うように構成されていることが好ましい(請求項3)。
この構成によれば、前記第1センサ値β1が前記第1限界値L1に達している場合、または、前記第2センサ値β2が前記第2限界値L2に達しているほどエア流通経路内が汚れたような場合に、このことを作業者に知らせて必要なメンテナンスを速やかに行わせることができる。この結果、メンテナンスの必要回数を抑制して生産効率を向上させつつ、部品の吸着や離脱といった表面実装機の重要機能が損なわれるのを未然に防止して設備状態を良好に維持できるという利点がある。
上記制御手段は、前記差δが前記所定値ε以下である場合に、上記閾値の再設定を行なうことなく警告用の報知を行うように構成されていることも、また好ましい(請求項4)。この構成によれば、上記と同様に、エア流通経路内の異常を作業者に未然に知らせて必要なメンテナンスを行わせることができ、メンテナンスの必要回数を抑制しつつ設備状態を良好に維持できるという利点がある。
上記部品吸着用のノズルが複数設けられている場合、上記閾値がノズルごとに個別に設定されるように構成されていることが好ましい(請求項5)。
このようにすれば、複数のノズルの1つ1つに部品が吸着されているか否かを個別かつ適正に判断できるとともに、各ノズルの種類が異なるような場合でも、各ノズルに対する部品吸着の有無をノズルの種類にかかわらず適正に判断できるという利点がある。
上記真空度センサは、上記エア流通経路内の圧力または流量を検知するように構成されていることが好ましい(請求項6)。
このようにすれば、エア流通経路内の真空度を簡単かつ正確に測定することができる。
以上説明したように、本発明の表面実装機によれば、部品吸着の有無を判断するためのセンサ値の閾値を自動的に調整することにより、メンテナンスに要する作業者の負担を効果的に軽減するとともに、生産効率をより向上させることができる。
図1および図2は、本発明の実施の形態にかかる表面実装機(以下、実装機と略す)の平面図および正面図である。これらの図に示すように、実装機の基台1上には、搬送ラインを構成するコンベア2が配置され、基板Pがこのコンベア2により上流側から搬送されて所定の実装作業位置(図1に示される位置)で停止し、この実装作業位置で図外の位置決め機構により保持されるようになっている。
上記コンベア2を挟んだ基台1上の両側部には、多数列のテープフィーダ4aを有した部品供給部4がそれぞれ配置されている。各テープフィーダ4aは、IC、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の部品が所定間隔(供給ピッチ)おきに収納されたテープと、これを導出するためのリール等を有しており、後述するヘッドユニット35により部品がピックアップされるにつれて上記テープが間欠的に繰り出されるようになっている。
また、上記基台1の上方には、部品装着用のヘッドユニット5が装備されている。このヘッドユニット5は、X軸方向およびY軸方向に移動可能に支持されており、上記部品供給部4と上記実装作業位置の上方とにわたって自在に移動し得るように構成されている。
すなわち、上記基台1上には、Y軸方向に延びる一対の固定レール7と、Y軸サーボモータ9により回転駆動されるボールねじ軸8とが配設され、上記ヘッドユニット5を支持するための支持部材11が、上記固定レール7に沿ってY軸方向に移動可能に支持されるとともに、この支持部材11に設けられたナット部分12が上記ボールねじ軸8に螺合している。また、上記支持部材11には、X軸方向に延びるガイド部材13と、X軸サーボモータ15により回転駆動されるボールねじ軸14とが配設され、上記ヘッドユニット5が上記ガイド部材13に沿ってX軸方向に移動可能に支持されるとともに、上記ヘッドユニット5に設けられたナット部分16が上記ボールねじ軸14に螺合している。そして、Y軸サーボモータ9が作動してボールねじ軸8が回転駆動されることにより、上記支持部材11がヘッドユニット5と一体にY軸方向に移動するとともに、X軸サーボモータ15が作動してボールねじ軸14が回転駆動されることにより、ヘッドユニット5が支持部材11に対してX軸方向に移動するように構成されている。
上記ヘッドユニット5は、部品を吸着するための複数の(図例では3つの)吸着ヘッド20A〜20Cを有している。各吸着ヘッド20A〜20Cは、上下方向に延びる中空状のノズルシャフト(図示せず)を有しており、これら各ノズルシャフトの下端部には、部品吸着用のノズル21A〜21Cが着脱自在に取り付けられている。そして、部品吸着時には、後述する負圧供給手段24(図3)から上記ノズル21A〜21Cの先端部に負圧が供給され、その負圧による吸引力で上記ノズル21A〜21Cに部品が吸着されるようになっている。
また、上記吸着ヘッド20A〜20Cは、ヘッドユニット5の本体部に対し上下方向(Z軸方向)に移動可能でかつノズル中心軸(R軸)回りに回転可能な状態で取り付けられ、Z軸サーボモータ22およびR軸サーボモータ23によりそれぞれ各方向に駆動されるように構成されている。
上記基台1上には、上記ノズル21A〜21Cに吸着された部品を下から撮像するための部品認識カメラ29が設けられている。また、図示を省略しているが、上記ヘッドユニット5には、基板Pに付される位置認識用のフィデューシャルマーク等を撮像するための基板認識カメラが設けられている。
図3に示すように、上記各ノズル21A〜21Cは、上記ノズルシャフトやこれと連通するエア配管等からなるエア流通経路26を介して、負圧供給手段24および正圧供給手段25に接続されている。
上記負圧供給手段24は、上記ノズル21A〜21Cに部品を吸着させるべく各ノズルに負圧を供給するもので、例えば真空ポンプ等によって構成されている。
上記正圧供給手段25は、上記吸着された部品を離脱させるために上記ノズル21A〜21Cに正圧を供給するもので、例えばエアコンプレッサ等によって構成されている。
上記エア流通経路26は、上記各ノズル21A〜21Cから延びる3つの分岐経路26A〜26Cを有しており、これら各分岐経路の上流側には、三方弁からなる切替バルブ27A〜27Cが設けられている。そして、これら各切替バルブ27A〜27Cが作動することにより、上記各ノズル21A〜21Cに対し上記負圧供給手段24からの負圧が供給される状態と、上記正圧供給手段25からの正圧が供給される状態とに選択的に切り替えられるように構成されている。
また、上記各分岐経路26A〜26Cの途中部には、その内部の真空度を測定するための圧力センサ28A〜28Cが設けられている。この圧力センサ28A〜28Cは、上記各分岐経路26A〜26Cを流通するエアの圧力を検知することにより、各分岐経路26A〜26C内の真空度を測定するように構成されている。
次に、以上のように構成された実装機の制御系について、図3のブロック図を用いて説明する。
上記実装機には、CPUや各種メモリ、HDD等からなる制御ユニット30(本発明にかかる制御手段に相当)が内蔵されており、この制御ユニット30に、上記各サーボモータ9,15,22,23、負圧・正圧供給手段24,25、切替バルブ27A〜27C、圧力センサ28A〜28C、部品認識カメラ29等がそれぞれ電気的に接続されることにより、これら各部の動作が上記制御ユニット30によって統括的に制御されるようになっている。
上記制御ユニット30は、その機能要素として、上記各サーボモータ9,15,22,23の駆動を制御する軸制御部302と、上記圧力センサ28A〜28Cからの検知信号や部品認識カメラ29からの画像信号の入力、および上記負圧・正圧供給手段24,25への制御信号の出力等を制御するI/O処理部303と、実装プログラム等の各種プログラムや各種データを記憶する記憶部304と、これら各部302〜304を統括的に制御するとともに、各種の演算処理を実行する主演算部301とを有している。
そして、このような制御ユニット30は、上記各サーボモータ9,15,22,23や負圧・正圧供給手段24,25等を、あらかじめ定められた実装プログラムに基づいて制御することにより、上記各ノズル21A〜21Cに部品の吸着や搬送等の一連の動作を実行させるとともに、その動作中において、上記圧力センサ28A〜28Cから取得されたセンサ値に基づき上記各ノズル21A〜21Cに部品が吸着されているか否かを判断するように構成されている。
上記各ノズル21A〜21Cへの部品吸着の有無の判断は、上記圧力センサ28A〜28Cから取得されたセンサ値(つまり各分岐経路26A〜26C内のエアの圧力検出値)を所定の閾値と比較することによって行われる。この閾値は、上記ノズル21A〜21Cごとに分類して記憶部304に記憶されており、これら各閾値と、上記圧力センサ28A〜28Cから取得された各センサ値とがそれぞれ比較されることにより、上記各ノズル21A〜21Cに部品が吸着されているか否かの判断が、ノズル21A〜21Cごとに別々に実行されるようになっている。
例えば、上記ノズル21A〜21Cのうち、ノズル21Aに対応する圧力センサ28Aに設定された閾値をαとすると、図4に示すように、上記圧力センサ28Aの検出値が上記閾値αよりも小さい場合には、ノズル21Aに部品は吸着されていない(部品無し)と判断され、上記圧力センサ28Aの検出値が上記閾値αよりも大きい場合には、ノズル21Aに部品が吸着されている(部品有り)と判断される。このような部品有無の判断は、他のノズル21B,21Cに対しても同様に行われるが、その判断基準となる閾値は、上記ノズル21A用の閾値αとは独立した値に設定されることになる。
ところで、上記圧力センサ28A〜28Cの値は、例えば上記エア流通経路26の内部にゴミ等の異物(汚れ)が付着することによって変化することがある。すなわち、エア流通経路26の内部が汚れると、その流路が狭まることにより、内部のエアの流通状態が変化し、上記圧力センサ28A〜28Cの検出値に影響を与えることがある。そして、このような汚れによる影響が大きくなった場合、上記のような部品吸着の有無が誤って判断されるおそれがある。
例えば、図5に示すように、ノズル21Aに対応する圧力センサ28Aの検出値(センサ値)が、上記エア流通経路26内の汚れ等に起因して変化することにより、部品無し時のセンサ値β1’と、部品有り時のセンサ値β2’とが、ともに上記閾値αより大きくなってしまうことがある。このような状況下では、実際にノズル21Aに吸着された部品「無し」であっても、そのときのセンサ値β1’が閾値αよりも大きいことから、部品「有り」と誤って判断されることになる。
ただし、このような場合でも、上記センサ値の閾値αを、上記変化後のセンサ値β1’およびβ2’の中間に位置する新たな値に設定し直せば、部品の有無を適正に判断することが可能になる。
そこで、上記制御ユニット30は、上記のようなセンサ値の変化を反映した適正な値に上記閾値を定期的に再設定(更新)するように構成されている。以下は、このような閾値更新制御を含んだ上記制御ユニット30による制御動作の具体的内容について、図6および図7のフローチャートに基づき説明する。
図6に示すように、上記制御動作がスタートすると、制御ユニット30は、上記負圧供給手段24および正圧供給手段25を作動させる制御を実行する(ステップS1)。
次いで、制御ユニット30は、現時点が、上記センサ値の閾値を更新すべきタイミング(閾値更新タイミング)に達しているか否かを判定する(ステップS3)。なお、上記閾値更新タイミングは、作業者等によってあらかじめ定められるものであり、例えば、基板Pの生産枚数が所定の生産枚数に達したときや、生産品種が切り替わったとき等の、所定のタイミングに設定される。
そして、このステップS3でNOと判定されて現時点が未だ閾値更新タイミングに達していないことが確認された場合には、次のステップS5以降の処理に移行され、通常の部品実装動作が実行される。具体的に、制御ユニット30は、まずステップS5で、部品供給部4から部品を吸着する制御を実行する。すなわち、上記X軸サーボモータ15およびY軸サーボモータ9を駆動してヘッドユニット5を部品供給部4の上方に移動させ、かつZ軸サーボモータ22等を駆動してヘッドユニット5の各吸着ヘッド20A〜20Cを下降させるとともに、その下降動作が完了する前の所定のタイミングで、エア流通経路26上の切替バルブ27A〜27Cを作動させて負圧供給手段24から各ノズル21A〜21Cに負圧を供給することにより、上記部品供給部4から供給された部品を各ノズル21A〜21Cに吸着させる。
次いで、制御ユニット30は、エア流通経路26上に設けられた上記圧力センサ28A〜28Cの検出値(センサ値)に基づき、上記各ノズル21A〜21Cに部品が吸着されているか否かを判定する(ステップS7)。すなわち、上記圧力センサ28A〜28Cから、各ノズル21A〜21C用の分岐経路26A〜26C内におけるエアの圧力検出値を取得し、その検出値が、上記ノズル21A〜21Cごとにあらかじめ定められた閾値よりも大きいか否かに応じて、各ノズル21A〜21Cに部品が吸着されているか否かを判定する。
そして、このステップS7でYESと判定されて上記ノズル21A〜21Cに部品が吸着されていることが確認された場合には、次のステップS9に移行し、上記ノズル21A〜21Cに吸着された部品を基板Pに実装する制御を実行する。すなわち、上記各サーボモータ15,9,22等を駆動して上記ノズル21A〜21Cに吸着された部品を基板P上の所定の実装ポイントまで搬送するとともに、その搬送動作が完了するのと略同時に、エア流通経路26上の切替バルブ27A〜27Cを作動させて正圧供給手段25から各ノズル21A〜21Cに正圧を供給することにより、上記ノズル21A〜21Cから部品を離脱させ、これによって基板P上の実装ポイントに部品を実装させる。
一方、上記ステップS7でNOと判定されて上記ノズル21A〜21Cに部品が吸着されていないことが確認された場合には、上記ステップS5に戻って、上記部品の吸着に失敗したノズルを用いて再度部品供給部4から部品を吸着する制御を実行し、その後ステップS7でノズル21A〜21Cに吸着された部品の有無を確認する。そして、そこで部品の吸着が確認されてから、次のステップS9で基板P上に部品を実装する制御を実行する。
上記ステップS9で基板P上に部品を実装した後、制御ユニット30は、上記各ノズル21A〜21Cに吸着されていた部品が誤ってそのまま残っていないかどうかを確認すべく、上記圧力センサ28A〜28Cの検出値(センサ値)に基づいて、上記各ノズル21A〜21Cに吸着された部品の有無を判定する(ステップS11)。すなわち、上記圧力センサ28A〜28Cから、上記分岐経路26A〜26C内におけるエアの圧力検出値を取得し、その検出値が、上記ノズル21A〜21Cごとにあらかじめ定められた閾値よりも小さいか否かを判定することにより、各ノズル21A〜21Cに吸着されたまま残っている部品が無いことを確認する。
そして、このステップS11でYESと判定されて上記ノズル21A〜21Cに吸着されたまま残っている部品が無いことが確認された場合には、そのままリターンし、上記ステップS1〜S11で説明したような部品の実装動作を繰り返し行う。
一方、上記ステップS11でNOと判定されて上記ノズル21A〜21Cのうちの少なくとも1つに部品が残っていることが確認された場合には、上記ステップS9に戻って、その残った部品を基板P上に実装する制御を実行した後、ステップS11で再度ノズル21A〜21Cに吸着された部品の有無を確認する。
なお、以上のようなステップS5〜S11の処理では、全てのノズル21A〜21Cに部品を吸着してその部品を基板P上に実装する場合について説明を行ったが、上記ノズル21A〜21Cのうちの一部にのみ部品を吸着して実装を行うケースも当然存在する。このような場合、上記ステップS7およびS11の判定では、一部のノズルに対し予定通り部品が吸着されたか、またはその吸着部品が実装時に確かに離脱したか否かが判断されることになる。
次に、上記ステップS3でYESと判定された場合、すなわち、現時点が閾値更新タイミングに達していることが確認された場合の制御動作について説明する。上記ステップS3でYESと判定された場合、制御ユニット30は、次のステップS13に移行して、センサ値の閾値を更新する制御(閾値更新制御)を実行する。
図7は、上記ステップS13で行われる閾値更新制御の具体的内容を示すサブルーチンである。このサブルーチンがスタートすると、制御ユニット30は、センサ値の閾値が更新されたことを表す閾値更新フラグFをリセット(F=0)する制御を実行する(ステップS31)。そして、ヘッドユニット5を部品認識カメラ29の上方に移動させ、そのカメラ29により各ノズル21A〜21Cの下端部を撮像するとともに、その撮像された画像に基づいて、全てのノズル21A〜21Cにつき部品の吸着が無いことを確認する制御を実行する(ステップS33)。すなわち、このステップS33では、上述したような通常の部品実装時と異なり、部品認識カメラ29を用いた画像認識に基づいて部品の有無が判断されることにより、ノズル21A〜21Cのいずれにも部品が吸着されていないことが、より高い精度で間違いなく確認されるようになっている。
上記ステップS33でYESと判定されて吸着部品が無いことが確認された場合、制御ユニット30は、全ノズル21A〜21Cに対応する圧力センサ28A〜28Cから個別にセンサ値を取得するとともに(ステップS37)、これらの各センサ値を、上記各ノズル21A〜21Cに部品が無いときのセンサ値(部品無し時のセンサ値β1)としてそれぞれ記憶する制御を実行する(ステップS39)。
一方、上記ステップS33でNOと判定されてノズル21A〜21Cのいずれかに本来吸着されていないはずの部品が存在することが確認された場合には、廃棄ステーション等の所定の場所に上記部品を廃棄する制御を実行した後に(ステップS35)、再度ステップS33に戻って吸着部品の有無を判定する。
上記ステップS39で各圧力センサ28A〜28Cから部品無し時のセンサ値β1を取得した後、制御ユニット30は、その部品無し時のセンサ値β1が、あらかじめ定められた限界値L1よりも小さいか否かを判定する(ステップS41)。すなわち、図8に示すように、部品無し時のセンサ値β1には限界値L1が設けられており、この限界値L1よりも上記各センサ値が小さいか否かの判断が、このステップS41で行われる。なお、上記限界値L1は、例えば上記ノズル21A〜21Cの種類が全て同一であるような場合には、各ノズルに対し共通の値に設定されることもあるが、ノズルの種類が異なる場合等には、ノズルごとに別々の値に設定される。このことは、後述する限界値L2についても同様である。
上記ステップS41でYESと判定されて部品無し時のセンサ値β1が限界値L1よりも小さいことが確認された場合、制御ユニット30は、上記ノズル21A〜21Cに部品を吸着させる制御を実行する(ステップS43)。すなわち、ヘッドユニット5を部品供給部4の上方に移動させかつ吸着ヘッド20A〜20Cを下降させる等により、部品供給部4から供給された部品を上記各ノズル21A〜21Cに吸着させる。
次いで、制御ユニット30は、ヘッドユニット5を部品認識カメラ29の上方に移動させ、そのカメラ29により各ノズル21A〜21Cの下端部を撮像するとともに、その撮像された画像に基づいて、全てのノズル21A〜21Cに部品が吸着されたことを確認する制御を実行する(ステップS45)。すなわち、このステップS45では、上述したような通常の部品実装時と異なり、部品認識カメラ29を用いた画像認識に基づいて部品の有無が判断されることにより、全てのノズル21A〜21Cに部品が吸着されたことが、より高い精度で間違いなく確認されるようになっている。
上記ステップS45でYESと判定されて全てのノズル21A〜21Cに部品が吸着されたことが確認された場合、制御ユニット30は、各ノズル21A〜21Cに対応する圧力センサ28A〜28Cから個別にセンサ値を取得するとともに(ステップS47)、これらの各センサ値を、上記各ノズル21A〜21Cに部品が吸着されているときのセンサ値(部品有り時のセンサ値β2)としてそれぞれ記憶する制御を実行する(ステップS49)。
次いで、制御ユニット30は、上記のようにして各圧力センサ28A〜28Cから取得されたセンサ値β2が、あらかじめ定められた限界値L2よりも小さいか否かを判定する(ステップS51)。すなわち、図8に示すように、部品有り時のセンサ値β2には限界値L2が設けられており、この限界値L2よりも上記各センサ値が小さいか否かの判断が、このステップS51で行われる。
上記ステップS51でYESと判定されて部品有り時のセンサ値β2が限界値L2よりも小さいことが確認された場合、制御ユニット30は、上記部品有り時のセンサ値β2と、上記部品無し時のセンサ値β1との間に存在する差δ(図9参照)を、各ノズル21A〜21Cについて個別に算出する制御を実行するとともに(ステップS53)、その各ノズル21A〜21Cに関するセンサ値の差δが、あらかじめ定められた所定値εよりも大きいか否かを判定する(ステップS55)。
そして、このステップS55でYESと判定されて各センサ値の差δが所定値εよりも大きいことが確認された場合、すなわち、全てのノズル21A〜21Cについて部品有り時および部品無し時の各センサ値β2,β1どうしの差δが所定値εよりも大きいことが確認された場合には、次のステップS57に移行し、上記部品有り時および部品無し時の各センサ値β2,β1に基づいて、各ノズル21A〜21Cに関するセンサ値の閾値αを新たに設定し直す制御を実行する。この新たな閾値αは、部品有り時のセンサ値β2と部品無し時のセンサ値β1との間の所定の中間値に設定され、例えば、両センサ値β1,β2の平均値に設定される。また、このような閾値αの再設定は、ノズル21A〜21Cごとに個別に、つまり、各ノズルに対応して設けられた各圧力センサ28A〜28Cの検出値に基づいて個別に行われる。
上記のような閾値αの再設定を行った後、制御ユニット30は、閾値αの再設定が完了したことを示す閾値更新フラグFに「1」を入力する制御を実行し(ステップS59)、サブルーチン(閾値更新制御)を終了する。
一方、以上のサブルーチンにおけるステップS41,S51,S55のいずれかでNOと判定された場合、すなわち、(1)部品無し時のセンサ値β1が限界値L1以上である、(2)部品有り時のセンサ値β2が限界値L2以上である、(3)部品無し時および部品有り時の各センサ値どうしの差δが所定値ε以下である、のいずれかの状況が確認された場合には、ただちにサブルーチンは終了される。したがって、上記(1)〜(3)のいずれかの状況が確認された場合、閾値αの再設定が行われることはなく、また、閾値更新フラグFは初期値「0」のまま維持される。
再び図6のメインフローに戻って説明を続ける。上記のような閾値更新制御(ステップS13)が終了すると、制御ユニット30は、次のステップS15に移行して、閾値更新フラグF=1であるか否かを判定する。そして、ここでYESと判定されて閾値更新フラグF=1であることが確認された場合、すなわち、上記閾値αの再設定が問題なく行われたことが確認された場合には、ステップS7以降の処理に移行して、部品の実装動作を再開する。
一方、上記ステップS15でNOと判定されて閾値更新フラグF≠1(F=0)であることが確認された場合、すなわち、上記閾値αの再設定が不可能な状況にあったことが確認された場合には、警報用のアラームを発する制御を実行することにより(ステップS17)、作業者に対し、エア流通経路26を清掃する等のメンテナンスを行うべきことを報知する。
上記のように移動可能なヘッドユニット5に設けられた部品吸着用のノズル21A〜21Cにより部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板Pに実装する表面実装機において、上記ノズル21A〜21Cに負圧を供給する負圧供給手段24と、この負圧供給手段24と上記ノズル21A〜21Cとの間に設けられたエア流通経路26内の真空度を検知する圧力センサ28A〜28C(真空度センサ)と、この圧力センサ28A〜28Cの検出値を所定の閾値αと比較することにより、実装動作中において上記ノズル21A〜21Cに部品が吸着されているか否かを判断する制御ユニット30(制御手段)とを設け、さらに、上記ノズル21A〜21Cに実際に部品が吸着されている状態と吸着されていない状態とにおける上記圧力センサ28A〜28Cの検出値を、部品有り時および部品無し時のセンサ値β2,β1として取得するとともに、これら両センサ値に基づいて上記閾値αを再設定する制御を、所定のタイミングで上記制御ユニット30に実行させるようにした上記実施形態によれば、部品吸着の有無を判断するためのセンサ値の閾値αが制御ユニット30の制御に基づき自動的に調整されるため、実装機のメンテナンスに要する作業者の負担を効果的に軽減できるとともに、生産効率をより向上させることができるという利点がある。
すなわち、上記実施形態では、ノズル21A〜21Cに吸着された部品の有無を圧力センサ28A〜28Cの検出値(センサ値)に基づき判断する制御ユニット30が、その判断の基準となるセンサ値の閾値αを、実際に部品が有る状態と無い状態とにおける圧力センサ28A〜28Cの検出値β2,β1に基づいて所定のタイミングで再設定するように構成されているため、エア流通経路26内の汚れ等に起因して上記センサ値が変化したような場合でも、その変化を反映した新たな閾値αが上記制御ユニット30により再設定されることで、この新たな閾値αを用いて、上記ノズル21A〜21Cに吸着された部品の有無を上記汚れ等にかかわらず適正に判断できるという利点がある。このため、エア流通経路26内が多少汚れても、これをいちいち清掃するといった作業を行う必要がなく、実装機のメンテナンスに要する作業者の負担を効果的に軽減できるとともに、実装機がメンテナンスのために停止される頻度を抑制して生産効率をより向上させることができる。
また、上記実施形態では、部品有り時のセンサ値β2または部品無し時のセンサ値β1が、あらかじめ定められた限界値L2またはL1(図8)に達した場合、すなわち、部品吸着用のノズル21A〜21Cへの供給圧力がかなり大きく変化するほどエア流通経路26内が汚れたような場合に、制御ユニット30が、上記のような閾値αの再設定を行うことなく警告用のアラームを発する制御を実行するように構成されているため、エア流通経路26内の異常を作業者に未然に知らせて必要なメンテナンスを速やかに行わせることができる。この結果、メンテナンスの必要回数を抑制して生産効率を向上させつつ、部品の吸着や離脱といった実装機の重要機能が損なわれるのを未然に防止して設備状態を良好に維持できるという利点がある。
さらに、上記実施形態では、部品有り時および部品無し時のセンサ値β2,β1どうしの差δ(図9)が所定値ε以下である場合、つまり、部品有り時および部品無し時の各状態におけるノズル21A〜21Cへの供給圧力の差がほとんどなくなるほどエア流通経路26内が汚れたような場合にも、上記と同様の制御(警告用のアラームを発する等の制御)が行われるように構成されているため、エア流通経路26内の異常をより確実に監視することができ、メンテナンスの必要回数を抑制しつつ設備状態をより良好に維持できるという利点がある。
また、上記実施形態では、部品吸着用に複数(図例では3つ)のノズル21A〜21Cが設けられ、上記センサ値の閾値αが、上記ノズル21A〜21Cごとに個別に設定されるように構成されているため、ノズル21A〜21Cの1つ1つに部品が吸着されているか否かを個別かつ適正に判断できるという利点がある。また、各ノズル21A〜21Cの間でノズルの種類が異なるような場合でも、各ノズルに対する部品吸着の有無をノズルの種類にかかわらず適正に判断できるという利点がある。
なお、上記実施形態では、エア流通経路26に、その内部のエアの圧力を検知する圧力センサ28A〜28Cを設けることにより、エア流通経路26内の真空度(つまり各ノズル21A〜21Cに供給される負圧の真空度)を測定するようにしたが、これとは異なる形態として、例えば、エアの流量を検知する流量センサをエア流通経路26に設けることにより、エア流通経路26内の真空度を測定するようにしてもよい。このように、エア流通経路26内のエアの圧力または流量のいずれを検知するようにした場合でも、エア流通経路26内の真空度を簡単かつ正確に測定することができる。なお、エア流通経路26内の真空度を流量センサにより検知するようにした場合には、エアの流量が所定の閾値よりも小さいときに、ノズルに部品が吸着されている(つまり「部品有り」)と判断され、流量が所定の閾値よりも大きいときに、ノズルに部品は吸着されていない(つまり「部品無し」)と判断されることになる。
また、上記実施形態では、部品有り時のセンサ値β2または部品無し時のセンサ値β1が、あらかじめ定められた限界値L2またはL1に達した場合、もしくは、上記各センサ値β2,β1どうしの差δが所定値ε以下である場合に、警告用のアラームを発して作業者にメンテナンスを行うべき旨の報知を行うようにしたが、例えば、回転警告灯を点灯させる等により作業者への報知を行うようにしてもよい。
また、上記実施形態では、部品有り時のセンサ値β2と、部品無し時のセンサ値β1との間に、単一の閾値αを設け、この閾値αよりもセンサ値が大きいか小さいかに応じて、部品吸着の有無を判断するようにしたが、上記センサ値の閾値αとして、「部品有り」を判断する際の閾値と、「部品無し」を判断する際の閾値との2種類の閾値を設けることにより、「部品有り」と「部品無し」とを別々の閾値を用いて判断するようにしてもよい。この場合でも、上記2種類の閾値を、実際に部品が吸着された状態と吸着されていない状態とにおけるセンサ値に基づき所定のタイミングでそれぞれ再設定するようにすれば、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
5 ヘッドユニット
21A〜21C ノズル
24 負圧供給手段
26 エア流通経路
28A〜28C 圧力センサ(真空度センサ)
30 制御ユニット(制御手段)
P 基板
α 閾値
β1 (部品無し時の)センサ値
β2 (部品有り時の)センサ値
L1 限界値
L2 限界値
21A〜21C ノズル
24 負圧供給手段
26 エア流通経路
28A〜28C 圧力センサ(真空度センサ)
30 制御ユニット(制御手段)
P 基板
α 閾値
β1 (部品無し時の)センサ値
β2 (部品有り時の)センサ値
L1 限界値
L2 限界値
Claims (6)
- 移動可能なヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルにより部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板に実装する表面実装機であって、
上記ノズルに負圧を供給する負圧供給手段と、
この負圧供給手段と上記ノズルとの間に設けられたエア流通経路内の真空度を検知する真空度センサと、
この真空度センサの検出値を所定の閾値と比較することにより、実装動作中において上記ノズルに部品が吸着されているか否かを判断する制御手段とを備え、
上記制御手段は、所定のタイミングで、
上記ノズルに実際に部品が吸着されている状態と吸着されていない状態とにおける上記真空度センサの検出値を、部品有り時の第1センサ値β1および部品無し時の第2センサ値β2として取得するとともに、
前記第1センサ値β1と当該第1センサ値β1に対してあらかじめ設定された第1限界値L1との比較、及び、前記第2センサ値β2と当該第2センサ値β2に対してあらかじめ設定された第2限界値L2との比較を行い、
前記第1センサ値β1が前記第1限界値L1を下回る真空度に相当する値であり、且つ、前記第2センサ値β2が前記第2限界値L2を下回る真空度に相当する値であるときに、前記第1センサ値β1と前記第2センサ値β2との間の所定の中間値に、上記閾値を再設定することを特徴とする表面実装機。 - 請求項1記載の表面実装機において、
前記制御手段は、さらに前記第1センサ値β1と前記第2センサ値β2との差δを求め、前記差δがあらかじめ定められた所定値εよりも大きい場合に、前記閾値の再設定を実行することを特徴とする表面実装機。 - 請求項1記載の表面実装機において、
上記制御手段は、前記第1センサ値β1が前記第1限界値L1に達している場合、または、前記第2センサ値β2が前記第2限界値L2に達している場合に、上記閾値の再設定を行うことなく警告用の報知を行うことを特徴とする表面実装機。 - 請求項2記載の表面実装機において、
上記制御手段は、前記差δが前記所定値ε以下である場合に、上記閾値の再設定を行なうことなく警告用の報知を行うことを特徴とする表面実装機。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面実装機において、
上記部品吸着用のノズルが複数設けられ、上記閾値がノズルごとに個別に設定されるように構成されたことを特徴とする表面実装機。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の表面実装機において、
上記真空度センサが、上記エア流通経路内の圧力または流量を検知するように構成されたことを特徴とする表面実装機。
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