JP2009170573A

JP2009170573A - 部品実装装置

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Publication number: JP2009170573A
Application number: JP2008005316A
Authority: JP
Inventors: Junya Matsuno; 順也松野; So Adachi; 創安達
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2028-01-15
Also published as: JP4664995B2

Abstract

【課題】基板上で隣接する部品どうしの離間距離を考慮した適切なノズルを選定することにより、ノズルと部品との干渉を確実に防止することが可能な部品実装装置を提供する。
【解決手段】本発明の部品実装装置１は、部品吸着用のノズル２１の種類を選定するノズル選定手段としての制御部４１を備える。この制御部４１は、基板Ｐ上で隣接する部品どうしの高さの差Ｓが所定値以下であるか否かを判定するとともに（ステップＳ１１）、当該高さの差Ｓが所定値以下である場合に、上記部品どうしの離間距離（例えば最小クリアランス値Ｃ）に基づいて、部品との干渉を起こすことなく使用可能なノズル２１の種類を所定のノズル候補の中から選定するノズル選定手制御（ステップＳ１５）を実行するように構成されている。
【選択図】図９

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上に実装する部品実装装置に関する。

従来、下記特許文献１に示されるように、部品吸着用の複数のノズルを備えた移動可能なヘッドにより部品を吸着しつつ基板上に実装する部品実装装置において、上記複数のノズルに吸着された複数の部品を部品認識カメラによりそれぞれ撮像し、その撮像結果から得られる各部品の状態に基づいて、上記複数の部品の実装順序を決定することが行われている。

この特許文献１に開示された方法によれば、複数のノズルに吸着されている各部品の実際の状態に基づいて実装順序が決定されるため、各部品の間でサイズや吸着状態等が多少異なっていても、その違いを考慮した適切な実装順序が決定され、部品を基板上に実装する際のノズルの干渉（先に基板上に実装された部品にノズルが干渉すること）等を防止できるという利点がある。
特開２００６−２３７１７４号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成において、例えば基板上で隣接する部品どうしが近接配置されているために両者の離間距離がかなり小さくなっているような場合には、たとえノズルに対する部品の吸着ずれや部品のサイズ誤差等を上記部品認識カメラにより認識し、それに基づき部品の実装順序を検討したとしても、上記吸着ずれ等の大きさによっては、実装順序の入れ替えのみによってノズルと部品との干渉を回避することができず、部品を適切に実装できないおそれが生じる。したがって、このような場合には、当該部品を吸着するノズルの種類をあらかじめ別の種類に変更しておくべきであるが、上記特許文献１にはこのような視点でノズルの種類を選定することについての開示はなく、ノズルと部品との干渉を確実に回避することは困難であった。

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、基板上で隣接する部品どうしの離間距離を考慮した適切なノズルを選定することにより、ノズルと部品との干渉を確実に防止することが可能な部品実装装置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上に実装する部品実装装置であって、基板上で隣接する部品どうしの高さの差が所定値以下であるか否かを判定するとともに、当該高さの差が所定値以下である場合に、上記部品どうしの離間距離に基づいて、部品との干渉を起こすことなく使用可能なノズルの種類を所定のノズル候補の中から選定するノズル選定手段を備え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、隣接する部品どうしの高さの差が小さいためにノズルと部品との干渉が起きるおそれがある場合に、上記部品どうしの離間距離に基づいて使用すべきノズルをあらかじめ選定するようにしたため、部品との干渉を起こすおそれのない適切なノズルを上記離間距離を考慮して適正に選定することができ、このノズルを用いて部品の吸着および実装を行うことにより、ノズルの干渉に起因した部品の実装不良等の発生を効果的に防止して基板の品質や生産効率等を効果的に向上させることができるという利点がある。

本発明においては、上記ノズルとの干渉を起こさないために隣接する部品どうしの間で最小限必要な距離としての必要最小距離を、部品およびこれを吸着するノズルの組み合わせごとに記憶する記憶手段をさらに備え、上記ノズル選定手段は、隣接する部品どうしの高さの差が所定値以下である場合に、その部品どうしの離間距離の最小値が、上記記憶手段に記憶されている必要最小距離よりも小さいか否かを判定し、小さい場合には使用すべきノズルの種類を変更する処理を行うことが好ましい（請求項２）。

この構成によれば、部品およびノズルの組み合わせごとに記憶手段に記憶された必要最小距離と、隣接部品間の最小クリアランス値とを比較するだけの簡単かつ確実な構成で、ノズルの干渉の有無をチェックできるとともに、その比較の結果ノズルの干渉が起きるおそれがある場合に（つまり最小クリアランス値が必要最小距離よりも小さい場合に）ノズルの種類を変更することにより、ノズルの干渉を確実に防止して基板の品質等を効果的に向上させることができるという利点がある。

上記ノズル選定手段は、上記ノズル候補の中のいずれのノズルを選定しても、上記部品どうしの離間距離の最小値が上記必要最小距離よりも小さくなってしまう場合には、上記ノズルが部品と干渉する可能性がある旨をユーザに対し報知する所定の処理を行うことが好ましい（請求項３）。

この構成によれば、所定の報知を受けたユーザが基板上の部品の配置を変更する等の必要な措置を適切に講じることができるという利点がある。

上記ノズル選定手段は、隣接する部品どうしの高さの差が所定値より大きい場合に、これらの部品の実装順序を、上記ノズルとの干渉を起こすことなく実装可能な順序に設定することが好ましい（請求項４）。

この構成によれば、部品の高さの差を考慮して実装順序を制御するだけの簡単な構成でノズルと部品との干渉を防止することができる。また、使用すべきノズルの種類に特に制約を受けないため、このノズルとして作業効率等を優先した適切なノズルを用いることにより、部品の実装作業を迅速に行って基板の生産効率等を効果的に向上させることができる。

以上説明したように、本発明の部品実装装置によれば、基板上で隣接する部品どうしの離間距離を考慮した適切なノズルを選定することができ、ノズルと部品との干渉を確実に防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態にかかる部品実装装置を概略的に示す平面図である。本図に示される部品実装装置１は、基板Ｐ上に各種部品を実装する表面実装機２と、この表面実装機２用の制御プログラム（以下、実装プログラムという）等を作成するためのデータ作成機３とを備えており、これら表面実装機２およびデータ作成機３がネットワーク回線４を介して電気的に接続されることにより構成されている。

図２は、上記表面実装機２を単体で示す概略正面図である。この図２および先の図１に示すように、上記表面実装機２の基台１０上にはコンベア１２が配置されており、このコンベア１２によりプリント基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと略す）が搬送されて所定の実装作業位置（図１の２点鎖線で示される位置）で停止するとともに、当該位置で停止した基板Ｐが図外のクランプ機構により位置決め・保持されるようになっている。なお、以下の説明では、コンベア１２による基板Ｐの搬送方向をＸ軸方向、このＸ軸と水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることにする。

上記コンベア１２をＹ方向両側から挟む基台１０上の２箇所には、部品供給用の多数列のテープフィーダー５ａからなる部品供給部５が設けられている。各テープフィーダー５ａ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６により上記テープ内の部品がピックアップされるにつれて上記テープがリールによって間欠的に繰り出されるように構成されている。

上記基台１０の上方には、部品実装用のヘッドユニット６が設けられている。このヘッドユニット６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、上記実装作業位置に位置決めされた基板Ｐと上記部品供給部５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１０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６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に備わるナット部分１８が上記ボールねじ軸８と螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１４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１３とが配設され、このボールねじ軸１３と螺合するナット部分（図示省略）を備えた上記ヘッドユニット６が上記ガイド部材１４に沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されている。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６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１３が回転駆動されることにより、上記ヘッドユニット６が支持部材１１に対し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６には部品を吸着して基板Ｐ上に実装するための複数の実装用ヘッド２０が搭載されており、当実施形態では、３本の実装用ヘッド２０がＸ軸方向に一列に並べられた状態で搭載されている。

これら実装用ヘッド２０は、それぞれ、ヘッドユニット６の本体部に対しＺ軸方向の移動およびＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能なように支持され、図外のサーボモータを駆動源とする昇降駆動機構および回転駆動機構によりそれぞれ上記各方向に駆動されるようになっている。

上記各実装用ヘッド２０の先端部には、部品吸着用のノズル２１がそれぞれ設けられている。各ノズル２１は図外の負圧供給手段にそれぞれ接続されており、上記テープフィーダー５ａからの部品取出し時には、上記ノズル２１の先端に上記負圧供給手段から負圧が供給されることにより部品の吸着が行われるようになっている。

また、上記ノズル２１は、実装用ヘッド２０に対して着脱可能に装着されており、必要に応じて、基台１０上に設けられたノズルステーション１６に収納される他のノズル２１と交換されるようになっている。すなわち、上記ノズルステーション１６には、先端形状や大きさの異なる複数種類のノズル２１が収納されており、このノズルステーション１６の上方にヘッドユニット６が配置された状態で実装用ヘッド２０が昇降駆動されることにより、この実装用ヘッド２０に対する上記ノズル２１の脱着が行われるように構成されている。

上記基台１０上には、さらに、上記各実装用ヘッド２０のノズル２１が部品供給部５から部品をピックアップしたときの部品の吸着状態を画像認識するための部品認識カメラ１７が設けられている。この部品認識カメラ１７は、例えば図１に示すように、コンベア１２とその両側の部品供給部５との間に位置する２箇所に設けられており、その上方を上記ヘッドユニット６が通過する際に、上記ノズル２１の先端に吸着された部品の状態が上記部品認識カメラ１７により下側から撮像されるようになっている。

以上のように構成された表面実装機２では、例えば次のようにして部品の実装作業が進められる。

まず、ヘッドユニット６が部品供給部５の上方に移動し、各実装用ヘッド２０によりテープフィーダー５ａからの部品の取出しが行われる。具体的には、部品を吸着すべき所定の実装用ヘッド２０が所定のテープフィーダー５ａの上方で昇降移動することにより、当該テープフィーダー５ａ内に収納された部品が上記実装用ヘッド２０のノズル２１により吸着されて取り出される。

そして、全ての実装用ヘッド２０による部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット６が部品認識カメラ１７の上方に移動し、各実装用ヘッド２０に吸着された部品が当該カメラ１７により下から撮像されるとともに、その撮像結果に基づき各部品の吸着状態が調べられる。次いで、上記ヘッドユニット６がプリント基板Ｐの上方に移動し、この基板Ｐの上面に設定された各実装ポイント上で実装用ヘッド２０が昇降移動することにより、当該ヘッド２０に吸着された部品がプリント基板Ｐ上に実装される。なお、上記部品認識カメラ１７の撮像結果に基づき吸着部品の位置ずれ（吸着ずれ）が認識された場合には、その部品を基板Ｐ上に実装する際の実装用ヘッド２０の目標移動量が上記吸着ずれ量の分だけ補正されることにより、ある程度の吸着ずれがあっても部品が正しく実装されるようになっている。

次に、上記表面実装機２の制御系について図３のブロック図を用いて説明する。本図に示すように、表面実装機２には、その作動を統括的に制御するコントローラ３０が内蔵されている。このコントローラ３０は、周知のＣＰＵや各種メモリ、ＨＤＤ等から構成されており、その主な機能要素として、演算処理部３１、記憶部３２、モータ制御部３３、外部入出力部３４、画像処理部３５等を有している。

上記記憶部３２は、上記データ作成機３で作成された実装プログラム（詳細は後述する）や、その他必要なデータを記憶するものである。

上記演算処理部３１は、上記記憶部３２に記憶された実装プログラムに基づき所定の実装作業を行うべく前記ヘッドユニット６等の動作を統括的に制御するものである。

上記モータ制御部３３は、Ｘ軸およびＹ軸サーボモータ１５，９等のモータを制御するものであり、上記外部入出力部３４は、表面実装機２内に設けられた各種センサ類２３からの信号等を受け付けるものである。また、上記画像処理部３５は、上記部品認識カメラ１７から入力される画像データを処理するものである。

以上のような表面実装機２とネットワーク回線４を介して接続された上記データ作成機３は、上記表面実装機２の制御動作を規定する実装プログラム等を作成するためのものであり、各種データを記憶する記憶部４２と、ユーザからの所定の入力操作を受け付けるキーボードやマウス等からなる入力部４３と、液晶モニタまたはＣＲＴ等からなる表示部４４と、これら各部を制御する制御部４１とを有している。

上記データ作成機３の記憶部４２は、上記実装プログラムの作成に必要なデータをはじめとした各種データを記憶するもので、その機能要素として、基本データ記憶部４２ａおよびノズルデータ記憶部４２ｂを有している。

このうち、基本データ記憶部４２ａには、外部からユーザにより入力される基板Ｐの設計データ（ＣＡＤデータ等）や生産計画等の情報、およびその情報から得られる基板Ｐ上の各実装ポイントの位置やそこに実装される部品の種類・形状等に関する各種情報が記憶されている。

一方、上記ノズルデータ記憶部４２ｂには、上記表面実装機２において使用可能なノズル２１の候補（ノズル候補）およびこれらノズル２１の形状等に関する各種データが記憶されているとともに、以下に説明する必要最小距離に関するデータが記憶されている。

上記必要最小距離とは、あるノズル２１により部品を吸着して基板Ｐ上に実装しようとしたときに、先に基板Ｐ上に実装されている他の部品との間の離間距離が最小限どれだけ存在すれば当該他の部品とノズル２１との干渉が起きないかを表わすものである。図４は、この必要最小距離について詳しく説明するための図である。本図に示すように、ある部品ｐ１を吸着しているノズル２１の先端部の直径が当該部品ｐ１よりも大きいような場合には、当該部品ｐ１とこれと隣接する他の部品ｐ２との間のクリアランスが小さいことに起因して、同図（ｂ）に示すように上記ノズル２１が隣接部品ｐ２に干渉するおそれが生じる。そこで、当実施形態では、このような干渉を防止するために上記両部品ｐ１，ｐ２どうしの間で必要な最小限の距離が、必要最小距離として上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されており、このノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されている必要最小距離を読み出して図５（ａ）〜（ｃ）に示すような両部品ｐ１，ｐ２間の最小クリアランス値Ｃ（つまり部品ｐ１，ｐ２どうしの離間距離の最小値）と比較する等の処理が上記制御部４１で実行されることにより、部品との干渉を起こすおそれのない適切なノズル２１が選定されるようになっている（その処理の詳細については後述する）。

上記必要最小距離の具体的な値は、ノズル２１の部品ｐ１に対する外径差（図４に示す寸法α）がどの程度であるかということに加えて、当該部品ｐ１をノズル２１が吸着するときに部品ｐ１の吸着ずれがどの程度発生するかといったことも考慮して決定される。すなわち、ノズル２１による部品ｐ１の吸着は、先にも述べたように、必ずしも両者の中心が一致する状態で行われるわけではなく、図６に示すように、両者の中心が所定量ずれた状態で行われることもある（図６ではこの吸着ずれ量をεで示している）。そして、このようにある程度の吸着ずれ量εが存在する状態では、この吸着ずれ量εの分だけノズル２１の相対位置が片寄ることに起因して、当該ノズル２１が他の部品ｐ２に干渉するおそれがある。このため、上記必要最小距離は、上記ノズル２１と部品ｐ１との外径差αの値に加えて、上記吸着ずれ量εの値も考慮して決定される。なお、吸着ずれがどの程度生じるかということについては、例えば、実際に部品の実装を行う過程で得られた吸着ずれ量εの実績値から統計的に判断することが可能である。

図７は、上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されている必要最小距離（以下当該距離をＸという）のデータを示す図であり、本図表の最左欄に示されるノズル候補の種類（ノズルタイプＡ〜Ｋ）と、最上欄に示される部品の種類（部品タイプａ〜ｚ）との組み合わせごとに、所定の数値データ（単位：μｍ）からなる必要最小距離Ｘが定められている。例えば、この図７の表によれば、ノズルタイプＡと部品タイプａとの組み合わせ時における必要最小距離Ｘは１５０μｍであり、ノズルタイプＢと部品タイプａとの組み合わせ時における必要最小距離Ｘは４００μｍであることが分かる。なお、本図において必要最小距離Ｘが「０」とあるのは、隣接する他の部品との間がどれだけ狭くても実装が可能であることを示している。すなわち、部品に対してノズル２１が十分に小さい等の理由により、明らかにノズル２１の干渉が起きないと考えられる場合に、必要最小距離Ｘとして「０」が入力されるようになっている。

次に、上記データ作成機３の制御部４１について説明する。この制御部４１は、上記記憶部４２に記憶された各種データに基づいて、上記表面実装機２用の実装プログラムを作成する機能を有している。具体的に、制御部４１は、上記実装プログラムを作成する処理の一環として、基板Ｐ上で隣接する部品どうしの最小クリアランス値Ｃ（図５参照）が、上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されている必要最小距離Ｘ（図７参照）よりも小さいか否かを必要に応じて判定し、その判定結果に基づいて上記ノズル２１の選定を行うように構成されている。そして、このようなノズル２１の選定結果に沿ったプログラムを上記実装プログラムとして作成し、上記表面実装機２に送信する。

図９は、上記制御部４１の制御動作の具体的内容を示すフローチャートである。ユーザによる入力部４３への入力操作に応じ実装プログラムを作成する旨の指示が出されて図８のフローチャートがスタートすると、制御部４１は、まず、記憶部４２から必要な各種データを読み込むとともに（ステップＳ１）、基板Ｐ上の隣接部品のペア番号ｉをリセット（ｉ＝１）する処理を実行する（ステップＳ３）。なお、ここでいう隣接部品のペア番号ｉとは、基板Ｐ上で隣接する全ての部品の組み合わせに対し付与される通し番号である。以下では、このように互いに隣接する部品ペアの一方を図５等にならって部品ｐ１、他方を部品ｐ２と称することにする。

次いで、制御部４１は、上記記憶部４２に記憶されている基板Ｐ上の実装ポイントの位置や部品の形状等のデータに基づいて、上記ペア番号ｉに対応する部品ｐ１，ｐ２どうしの最小クリアランス値Ｃ（図５参照）を算出する処理を実行するとともに（ステップＳ５）、この離間距離が所定値Ｃａ以内であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ７）。なお、このステップＳ７での判断は、ノズル２１と部品との干渉をチェックする必要がない程度に上記最小クリアランス値Ｃが十分大きく確保されているか否かを判断するためのものである。したがって、ここでＮＯと判定されて最小クリアランス値Ｃが上記所定値Ｃａよりも大きいことが確認された場合には、後述するようなノズル２１の干渉チェックを行うことなく、直ちに次のペア番号に移行して同様の処理を繰り返す。

一方、上記ステップＳ７でＹＥＳと判定されて上記部品ｐ１，ｐ２間の距離がある程度小さいことが確認された場合には、図８に示される部品ｐ１，ｐ２どうしの高さ寸法の差Ｓを、上記記憶部４２に記憶されている当該部品ｐ１，ｐ２の形状データ（高さ寸法の設計値）に基づいて算出する処理を実行するとともに（ステップＳ９）、この高さ寸法の差Ｓ（設計上の寸法差）が所定値Ｓａ以下であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１１）。なお、ここでの所定値Ｓａは、例えば、上記部品ｐ１，ｐ２がそれぞれ有する高さ方向の寸法誤差を足し合わせた程度の値とされる。すなわち、上記ステップＳ１１において部品ｐ１，ｐ２の設計上の高さ寸法の差Ｓが所定値Ｓａ以下であるということは、両部品ｐ１，ｐ２の設計上の高さ寸法が同一であるか、もしくは異なっていたとしても、その誤差によっては両部品ｐ１，ｐ２の実際の高さ寸法が略同一となることがあり得る（したがってノズル２１との干渉チェックが必要である）ことを示している。

そこで、上記ステップＳ１１でＹＥＳと判定されて上記部品ｐ１，ｐ２の高さ寸法の差Ｓが小さいことが確認された場合、制御部４１は、部品との干渉を起こすことなく使用可能なノズル２１の種類を選定すべく、ステップＳ１５のノズル選定制御を実行する。なお、詳細は後述するが、このステップＳ１５のノズル選定制御では、上記部品ｐ１，ｐ２どうしの離間距離の最小値からなる上記最小クリアランス値Ｃを、図７に示した必要最小距離Ｘと比較することでノズル２１と部品との干渉をチェックし、その結果に基づいてノズル２１の種類を選定する処理が行われる。すなわち、当実施形態では、部品との干渉を起こすことなく使用可能なノズル２１の種類をこのような手順で選定する上記制御部４１により、本発明のノズル選定手段が構成されている。

一方、上記ステップＳ１１でＮＯと判定されて上記部品ｐ１，ｐ２の高さ寸法の差Ｓが所定値Ｓａよりも大きいことが確認された場合には、これら部品ｐ１，ｐ２の基板Ｐ上への実装順序さえ適切に制御すれば（つまり高さの低い部品から順に実装すれば）ノズル２１の干渉は起きないため、ノズル２１の干渉を考慮してその選定を行う上記ステップＳ１５の処理は必要なく、制御部４１は、単に部品の実装順序に所定の制約を加えるステップＳ１３の処理を実行する。これにより、後の実装プログラムの作成完了時（ステップＳ２５）に定められる部品の実装順番が、ノズル２１と部品との干渉が起きないような順序、つまり、高さの低い部品の後に高い部品が実装されるような順序に設定されることになる。なお、この場合に使用されるノズル２１の種類は、実装作業の効率化等の点を考慮した上で適当に選定される。

図１０は、上記ステップＳ１５で示されるノズル選定制御の具体的内容を示すサブルーチンである。なお、このノズル選定制御は、互いに隣接する上記ペア部品ｐ１およびｐ２に対し順次（個別に）実行されるが、以下では、これらのうち一方の部品ｐ１を吸着するときのノズル２１を選定する場合について説明する。

上記ノズル選定制御がスタートすると、制御部４１は、上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されているノズル候補（図７に示されるノズルタイプＡ〜Ｋ）の中から適当なノズル２１を選択する処理を実行するとともに（ステップＳ３１）、その選択されたノズル２１と、このノズル２１により吸着される部品ｐ１との組み合わせに対し定められた必要最小距離Ｘ（つまりノズル２１との干渉を起こさないために部品ｐ１，ｐ２の間に必要な最小限の距離）を、図７のテーブルデータから読み出す処理を実行する（ステップＳ３３）。

次いで、制御部４１は、図９のステップＳ５で算出した部品ｐ１，ｐ２間の最小クリアランス値Ｃが、上記ステップＳ３３で読み出した必要最小距離Ｘよりも小さいか否か、つまり、部品ｐ１を吸着したノズル２１が隣接する部品ｐ２と干渉するおそれがあるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ３５）。そして、ここでＹＥＳと判定されてノズル２１の干渉が起きるおそれがあることが確認された場合には、他にもノズル候補があるか否かを判定し（ステップＳ３７）、ここでＮＯと判定されて他にノズル候補が存在しないことが確認された場合に、上記ノズル２１と部品ｐ２との干渉が起きる可能性があることを記録すべくＮＧ発生フラグＦに「１」を入力する処理を実行する（ステップＳ３９）。

一方、上記ステップＳ３７でＹＥＳと判定されて他にもノズル候補が存在することが確認された場合には、その残りのノズル候補の中から適当なノズル２１を選択する処理を実行した上で（ステップＳ４１）、上記ステップＳ３３以降の処理に戻り、その新たなノズル２１に対し上記と同様の処理を繰り返す。

また、制御部４１は、上記ステップＳ３５でＮＯと判定されてノズル２１の干渉が起きるおそれのないことが確認された場合、先のステップＳ３１で選択されたノズル２１を部品ｐ１の吸着に使用すべきノズル２１として決定した上で（ステップＳ４３）、上記部品ｐ１の吸着が問題なく行えることを記録すべくＮＧ発生フラグＦに「０」を入力する処理を実行する（ステップＳ４５）。なお、これまではペア部品ｐ１，ｐ２のうちの一方の部品ｐ１を吸着するときのノズル２１の干渉（つまりノズル２１と部品ｐ２との干渉）をチェックする場合について説明したが、もう一方の部品ｐ２を吸着するときのノズル２１の干渉（つまりノズル２１と部品ｐ１との干渉）についても、上記と同様の処理により実行される。そして以上の処理により、図１０のサブルーチンが終了する。

再び図９のメインフローに戻って説明を続ける。以上のようにしてステップＳ１５のノズル選定制御が終了すると、制御部４１は、上記ＮＧ発生フラグＦ＝１であるか否か、つまり、部品実装時にノズル２１が上記部品ｐ１またはｐ２と干渉するおそれがあるか否かを判定する処理を実行し（ステップＳ１７）、ここでＹＥＳと判定されてノズル２１の干渉が起きるおそれがあることが確認された場合には、上記データ作成機３の表示部４４に、上記のような干渉が起きる可能性がある旨のエラーメッセージを表示する処理を実行することにより（ステップＳ１９）、基板Ｐ上における上記部品ｐ１，ｐ２の配置を変更する等の設計変更が必要であることをユーザに対し報知する。

一方、上記ステップＳ１７でＮＯと判定されて部品ｐ１を問題なく吸着できることが確認された場合、制御部４１は、上記部品ペア番号ｉが部品ペア総数Ｎより小さいか否か、つまり基板Ｐ上に存在する全ての部品ペアに対し本フローチャートによる検討（ノズル２１の干渉に関するチェック）を行ったか否かを判定する処理を実行し（ステップＳ２１）、ここでＹＥＳと判定されてノズル２１との干渉をチェックすべき部品ペアが未だに存在することが確認された場合には、上記部品ペア番号ｉをインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）する処理を実行した上で（ステップＳ２３）、上記ステップＳ５以降の処理に戻り、新たな部品ペアに対し上記と同様の処理を繰り返す。

これに対し、上記ステップＳ２１でＮＯと判定されて全ての部品ペアに対するチェックが終了したことが確認された場合には、これまでの処理により選定されたノズル２１を用いて部品の吸着および実装を行うべく、表面実装機２の各部の動作パラメータ等を規定する実装プログラムを上記ノズル２１の選定結果に沿って作成し、これを上記表面実装機２に送信する処理を実行する（ステップＳ２５）。

上記のように移動可能なヘッドユニット６に設けられた部品吸着用のノズル２１により部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板Ｐ上に実装する部品実装装置１において、その制御部４１の制御の下、基板Ｐ上で隣接する部品どうしの高さの差Ｓが所定値以下であるか否かを判定するとともに（図９のステップＳ１１）、当該高さの差Ｓが所定値以下である場合に、上記部品どうしの離間距離（より具体的には図５に示した最小クリアランス値Ｃ）に基づいて、部品との干渉を起こすことなく使用可能なノズル２１の種類を所定のノズル候補の中から選定するノズル選定手制御（ステップＳ１５）を実行するようにした上記実施形態の構成によれば、基板Ｐ上で隣接する部品どうしの離間距離を考慮した適切なノズル２１を選定することができ、ノズル２１と部品との干渉を確実に防止できるという利点がある。

すなわち、上記実施形態では、隣接する部品どうしの高さの差Ｓが小さいためにノズル２１と部品との干渉が起きるおそれがある場合に、上記部品どうしの離間距離に基づいて使用すべきノズル２１をあらかじめ選定するようにしたため、部品との干渉を起こすおそれのない適切なノズル２１を上記離間距離を考慮して適正に選定することができ、このノズル２１を用いて部品の吸着および実装を行うことにより、ノズル２１の干渉に起因した部品の実装不良等の発生を効果的に防止して基板Ｐの品質や生産効率等を効果的に向上させることができるという利点がある。

特に、上記実施形態のように、ノズル２１との干渉を起こさないために隣接する部品どうしの間で最小限必要な距離としての必要最小距離Ｘを、部品およびこれを吸着するノズル２１の組み合わせごとに記憶する記憶手段としてのノズルデータ記憶部４２ｂをさらに設け、隣接する部品どうしの高さの差Ｓが所定値Ｓａ以下である場合に、その部品どうしの離間距離の最小値からなる最小クリアランス値Ｃが、上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されている必要最小距離Ｘよりも小さいか否かを判定するとともに（図１０のステップＳ３５）、小さい場合には使用すべきノズル２１の種類を変更する処理（同図のステップＳ３７，Ｓ４１）を行うように上記制御部４１を構成した場合には、より簡単かつ確実な構成でノズル２１の干渉を防止できる等の利点がある。

すなわち、上記構成では、部品およびノズル２１の組み合わせごとにノズルデータ記憶部４２ｂに記憶された必要最小距離Ｘと、隣接部品間の最小クリアランス値Ｃとを比較するだけの簡単かつ確実な構成で、ノズル２１の干渉の有無をチェックできるとともに、その比較の結果ノズル２１の干渉が起きるおそれがある場合に（つまり最小クリアランス値Ｃが必要最小距離Ｘよりも小さい場合に）ノズル２１の種類を変更することにより、ノズル２１の干渉を確実に防止して基板Ｐの品質等を効果的に向上させることができるという利点がある。

また、上記実施形態では、ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されているノズル候補の中のいずれのノズル２１を選定しても、上記部品間の最小クリアランス値Ｃが上記必要最小距離Ｘよりも小さくなってしまう場合（図９のステップＳ１７でＹＥＳの場合）には、上記ノズル２１が部品と干渉する可能性がある旨をユーザに報知すべく表示部４４に所定のエラーメッセージを表示するようにしたため、ユーザは、その表示を見ることにより、基板Ｐ上の部品の配置を変更する等の必要な措置を適切に講じることができる。

また、上記実施形態では、隣接する部品どうしの高さの差Ｓが所定値Ｓａより大きい場合に（図９のステップＳ１１でＮＯの場合に）、これらの部品の実装順序が、上記ノズル２１との干渉を起こすことなく実装可能な順序に設定されるように構成されているため、部品の高さの差Ｓを考慮して実装順序を制御するだけの簡単な構成で、ノズル２１と部品との干渉を効果的に防止できるという利点がある。また、このように部品の実装順序を適切に制御することで、使用すべきノズル２１の種類が特に制限されなくなるため、このノズル２１として表面実装機２の作業効率等を優先した適切なノズル２１を用いることにより、部品の実装作業を迅速に行って基板Ｐの生産効率等を効果的に向上させることができる。

なお、上記実施形態に基づき説明した部品実装装置１は、本発明の好ましい形態の一例に過ぎず、その具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、部品との干渉を起こすことなく使用可能なノズル２１の種類を選定するノズル選定制御（図９のステップＳ１５）の実行の有無を判断する際の基準となる閾値Ｓａ、つまり、隣接する部品（例えば図８に示される部品ｐ１，ｐ２）どうしの設計上の高さ寸法差Ｓの閾値Ｓａを、これらの部品ｐ１，ｐ２の高さ方向の寸法誤差を足し合わせた程度の値とすることにより、上記部品ｐ１，ｐ２の実際の高さ寸法が略同一になり得る場合にのみ上記ノズル選定制御を行うようにしたが、上記閾値Ｓａの値を上記のような寸法誤差程度の値よりも多少大きくすることにより、上記部品ｐ１，ｐ２の間にある程度の高さ寸法差が必ず存在すると予想される場合でも上記ノズル選定制御を実行するようにしてもよい。このようにすれば、仮に寸法誤差を外れた規格外の部品が混入したような場合でも上記ノズル２１の干渉を確実に防止できるとともに、ある程度の高さ寸法差がある部品をその実装順序に特に制約を設けることなく基板Ｐ上に適正に実装できるという利点がある。

また、上記実施形態では、隣接する部品どうしの高さ寸法差Ｓが所定値Ｓａより大きい場合に、高さの低い部品から順に実装されるように実装順序を設定することでノズル２１と部品との干渉を回避するようにしたが、例えば部品の詳細な３次元形状等を考慮して部品実装時のノズル２１の移動経路を適切に制御する等により、高い部品から実装してもノズル２１との干渉を回避できる場合には、必ずしも上記のような順序で部品を実装しなくても、ノズル２１と部品との干渉を回避することが可能である。

また、上記実施形態では、部品実装装置１を構成する表面実装機２とデータ作成機３とが別々に設けられた例について説明したが、本発明の構成は、上記表面実装機２とデータ作成機３とが一体的に設けられた部品実装装置１に対しても好適に適用することができる。

本発明の一実施形態にかかる部品実装装置の概略構成を示す平面図である。表面実装機の概略正面図である。上記部品実装装置の制御系を示すブロック図である。（ａ）（ｂ）は隣接する部品どうしの必要最小距離について説明するための図である。（ａ）〜（ｃ）は隣接する部品どうしの最小クリアランス値について説明するための図である。部品の吸着ずれに起因したノズルと部品との干渉を説明するための図である。上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されている必要最小距離のデータを示す図である。隣接する部品どうしの高さ寸法の差を説明するための図である。データ作成機の制御動作の具体的内容を示すフローチャートである。図９のフローチャートの中で行われるノズル選定制御の具体的内容を示すサブルーチンである。

符号の説明

１部品実装装置
６ヘッドユニット
２１ノズル
４１制御部（ノズル選定手段）
４２ｂノズルデータ記憶部（記憶手段）
Ｓ（部品どうしの）高さの差
Ｃ最小クリアランス値（部品どうしの離間距離の最小値）
Ｘ必要最小距離

Claims

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上に実装する部品実装装置であって、
基板上で隣接する部品どうしの高さの差が所定値以下であるか否かを判定するとともに、当該高さの差が所定値以下である場合に、上記部品どうしの離間距離に基づいて、部品との干渉を起こすことなく使用可能なノズルの種類を所定のノズル候補の中から選定するノズル選定手段を備えることを特徴とする部品実装装置。
請求項１記載の部品実装装置において、
上記ノズルとの干渉を起こさないために隣接する部品どうしの間で最小限必要な距離としての必要最小距離を、部品およびこれを吸着するノズルの組み合わせごとに記憶する記憶手段をさらに備え、
上記ノズル選定手段は、隣接する部品どうしの高さの差が所定値以下である場合に、その部品どうしの離間距離の最小値が、上記記憶手段に記憶されている必要最小距離よりも小さいか否かを判定し、小さい場合には使用すべきノズルの種類を変更する処理を行うことを特徴とする部品実装装置。
請求項２記載の部品実装装置において、
上記ノズル選定手段は、上記ノズル候補の中のいずれのノズルを選定しても、上記部品どうしの離間距離の最小値が上記必要最小距離よりも小さくなってしまう場合には、上記ノズルが部品と干渉する可能性がある旨をユーザに対し報知する所定の処理を行うことを特徴とする部品実装装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品実装装置において、
上記ノズル選定手段は、隣接する部品どうしの高さの差が所定値より大きい場合に、これらの部品の実装順序を、上記ノズルとの干渉を起こすことなく実装可能な順序に設定することを特徴とする部品実装装置。