JP2010114340A - 部品厚さ計測装置、部品実装機、部品厚さ計測方法及び部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】正確に、かつ実装効率を低下させることなく部品の厚さ計測を行うことができ、複数の吸着ノズルに吸着されている複数の部品について同時に厚さ計測を行うこともできる部品厚さ計測装置、部品実装機、部品厚さ計測方法及び部品実装方法を提供することを目的とする。
【解決手段】パーツフィーダ２０に取り付けられた光センサ３２により、吸着ノズル１３の下動過程で吸着ノズル１３の下端が検出されたときの吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ１を検出し、光センサ３２により吸着ノズル１３の上動過程で吸着ノズル１３に吸着されている部品Ｐの下縁が検出されたときの吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ２を検出する。そして、これら両下方移動量Ｈ１，Ｈ２の差分から、吸着ノズル１３にピックアップされた部品Ｐの厚さｔを算出する。
【選択図】図５

Description

本発明は、部品実装機が備える吸着ノズルがパーツフィーダから吸着してピックアップした部品の厚さを計測する部品厚さ計測装置、部品実装機、部品厚さ計測方法及び部品実装方法に関するものである。

部品実装機は、パーツフィーダより供給された部品を搭載ヘッドが備える吸着ノズルにより吸着してピックアップし、そのピックアップした部品を所定位置に位置決めした基板上に搭載して部品実装を行う。このような部品実装機では、ピックアップした部品を基板に搭載する前に部品の厚さ計測を行い、得られた部品の厚さをデータ上の値と比較することにより、ピックアップした部品が確かにこれから基板に搭載しようとしている部品であるかどうかの確認等を行うようにしている（特許文献１）。部品の厚さは例えば、搭載ヘッドに吸着ノズルの配列方向に検査光を射出する光センサを設けておき、吸着ノズルによりピックアップした部品が検査光を上下方向に横切るように吸着ノズルを上下動させ、部品の下縁が検査光を横切ったときに検出される吸着ノズルの初期位置からの下方移動量（部品吸着時移動量）と、部品を吸着していない状態で予め検出しておいた、吸着ノズルの下端が検査光を横切ったときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量（基準移動量）との差分を算出することによって求めることができる。
特開２００６−１０８５４０号公報

しかしながら、通常、部品の厚さ計測（部品吸着時移動量の検出）を実施する時期と、吸着ノズルの基準移動量の検出を実施する時期との間には時間的な隔たりがあり、基準移動量を検出したときから部品の厚さ計測を行うまでの間に吸着ノズルが温度変化で伸びてしまったような場合には、計測誤差が生じて正確な部品厚さ計測ができないという問題点があった。また、部品を一旦吸着ノズルによりピックアップした後、部品の厚さ計測のために改めて吸着ノズルを上下動させる必要があり、その分実装効率が低下するという問題点があった。また、部品の厚さ計測のための吸着ノズルの上下動は１つずつ順番に行う必要があり、複数の吸着ノズルに吸着されている複数の部品についての厚さ計測を同時に行うことはできないという問題点があった。

そこで本発明は、正確に、かつ実装効率を低下させることなく部品の厚さ計測を行うことができ、複数の吸着ノズルに吸着されている複数の部品について同時に厚さ計測を行うこともできる部品厚さ計測装置、部品実装機、部品厚さ計測方法及び部品実装方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の部品厚さ計測装置は、部品実装機が備える吸着ノズルがパーツフィーダから吸着してピックアップした部品の厚さを計測する部品厚さ計測装置であって、パーツフィーダに取り付けられ、パーツフィーダより供給された部品を吸着する吸着ノズルの下動過程で吸着ノズルの下端を検出するとともに、吸着した部品を引き上げる吸着ノズルの上動過程で吸着ノズルに吸着されている部品の下縁を検出する光センサと、光センサにより吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量及び光センサにより吸着ノズルに吸着された部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を検出するノズル移動量検出手段と、ノズル移動量検出手段により検出された、吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの下方移動量と吸着ノズルに
吸着されている部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの下方移動量の差分から吸着ノズルにピックアップされた部品の厚さを算出する部品厚さ算出手段とを備えた。

請求項２に記載の部品厚さ計測装置は、請求項１に記載の部品厚さ計測装置であって、光センサはパーツフィーダに着脱自在に取り付けられる。

請求項３に記載の部品実装機は、基板の搬送及び位置決めを行う基板搬送路と、部品を供給するパーツフィーダと、パーツフィーダより供給される部品を吸着ノズルにより吸着してピックアップし、基板搬送路に位置決めされた基板に搭載する搭載ヘッドとを備えた部品実装機であって、パーツフィーダに取り付けられ、パーツフィーダより供給された部品を吸着する吸着ノズルの下動過程で吸着ノズルの下端を検出するとともに、吸着した部品を引き上げる吸着ノズルの上動過程で吸着ノズルに吸着されている部品の下縁を検出する光センサと、光センサにより吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量及び光センサにより吸着ノズルに吸着された部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を検出するノズル移動量検出手段と、ノズル移動量検出手段により検出された、吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの下方移動量と吸着ノズルに吸着されている部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの下方移動量の差分から吸着ノズルにピックアップされた部品の厚さを算出する部品厚さ算出手段を備えた。

請求項４に記載の部品実装機は、請求項３に記載の部品実装機であって、部品厚さ算出手段により算出された部品の厚さをデータ上の値と比較することにより、吸着ノズルに吸着された部品が正しいものであるかどうかの正誤判断を行う正誤判断手段を備えた。

請求項５に記載の部品厚さ計測方法は、部品実装機が備える吸着ノズルがパーツフィーダから吸着してピックアップした部品の厚さを計測する部品厚さ計測方法であって、パーツフィーダに取り付けられた光センサにより、パーツフィーダより供給された部品を吸着する吸着ノズルの下動過程で吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を検出する第１工程と、光センサにより、吸着した部品を引き上げる吸着ノズルの上動過程で吸着ノズルに吸着されている部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を検出する第２工程と、第１工程で検出した吸着ノズルの下方移動量及び第２工程で検出した吸着ノズルの下方移動量の差分から吸着ノズルにピックアップされた部品の厚さを算出する工程とを含む。

請求項６に記載の部品実装方法は、パーツフィーダより供給される部品を吸着ノズルにより吸着してピックアップし、基板搬送路に位置決めされた基板に搭載する部品実装方法であって、パーツフィーダに取り付けられた光センサにより、パーツフィーダより供給された部品を吸着する吸着ノズルの下動過程で吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を検出する第１工程と、光センサにより、吸着した部品を引き上げる吸着ノズルの上動過程で吸着ノズルに吸着されている部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を検出する第２工程と、第１工程で検出した吸着ノズルの下方移動量及び第２工程で検出した吸着ノズルの下方移動量の差分から吸着ノズルにピックアップされた部品の厚さを算出する第３工程とを含む。

請求項７に記載の部品実装方法は、請求項６に記載の部品実装方法であって、第３工程で算出された部品の厚さをデータ上の値と比較することにより、吸着ノズルに吸着された部品が正しいものであるかどうかの正誤判断を行う第４工程を含む。

本発明では、吸着ノズルがパーツフィーダから部品をピックアップするときの吸着ノズ
ルの上下動を利用し、パーツフィーダに設けた光センサにより吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量（基準移動量）を検出するとともに、吸着ノズルに吸着されている部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量（部品吸着時移動量）を検出し、これら両下方移動量の差分から部品の厚さを求めるようになっている。このため、温度変化による吸着ノズルの伸び等に起因する計測誤差が生じることがなく、常に正確な部品の厚さ計測を行うことができる。また、部品を一旦吸着ノズルによりピックアップした後、部品の厚さ計測を実施するために改めて吸着ノズルを上下動させるといった動作は必要ないので、実装効率を低下させない。また、光センサはパーツフィーダに設けられるので、部品の厚さ計測はパーツフィーダごとに独立して行うことができ、複数の吸着ノズルに吸着されている複数の部品の厚さ計測を同時に行うこともできる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態における部品実装機の斜視図、図２は本発明の一実施の形態における部品実装機が備える搭載ヘッドの斜視図、図３は本発明の一実施の形態における部品実装機の制御系統を示すブロック図、図４（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における部品実装機における吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を説明する図、図５は本発明の一実施の形態における部品実装機が備える吸着ノズル及びパーツフィーダの部分斜視図、図６（ａ），（ｂ）、図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における部品実装機が行う部品厚さ計測の工程説明図、図９は本発明の一実施の形態における部品実装機が行う部品厚さ計測時の（ａ）吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を示すグラフ及び（ｂ）光センサの受光信号の出力状態を示すグラフである。

図１において、本発明の一実施の形態における部品実装機１は、基台１１に基板搬送路１２が備えられており、基板搬送路１２の上方には複数の吸着ノズル１３を備えた２つの搭載ヘッド１４がＸＹロボット１５によって水平面内方向に移動自在に設けられている。基板搬送路１２は一対のベルトコンベア機構から成り、基板ＰＢの水平方向（Ｘ軸方向とする）への搬送と所定位置への位置決めを行う。ＸＹロボット１５は、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向（Ｙ軸方向）に延びて設けられたＹ軸テーブル１６と、Ｙ軸テーブル１６に沿って移動自在に設けられた２つのＸ軸テーブル１７と、各Ｘ軸テーブル１７に沿って移動自在に設けられた２つの移動ステージ１８から成り、２つの搭載ヘッド１４は２つの移動ステージ１８のそれぞれに１つずつ取り付けられている。

図１において、基板搬送路１２のＹ軸方向の側方領域には部品（電子部品）Ｐを部品供給口１９に供給する複数のパーツフィーダ２０がＸ軸方向に並んで設けられている。各搭載ヘッド１４には撮像面を下方に向けた基板カメラ２１が設けられており、基板搬送路１２の両外側の基台１１上には撮像面を上方に向けた部品カメラ２２が設けられている。

基板搬送路１２による基板ＰＢの搬送及び位置決め動作は、部品実装機１が備える制御装置２３（図３）が図示しないアクチュエータ等から成る基板搬送路作動機構２４（図３）の作動制御を行うことによってなされる。パーツフィーダ２０による部品供給口１９への部品Ｐの供給動作は、制御装置２３が図示しないアクチュエータ等から成るパーツフィーダ作動機構２５（図３）の作動制御を行うことによってなされる。ＸＹロボット１５の作動による各搭載ヘッド１４の移動動作は、制御装置２３が図示しないアクチュエータ等から成るＸＹロボット作動機構２６（図３）の作動制御を行うことによってなされる。各搭載ヘッド１４が備える吸着ノズル１３の昇降動作及び部品Ｐの吸着・離脱動作は、制御装置２３が図示しないアクチュエータ等から成るノズル作動機構２７（図３）の作動制御を行うことによってなされる。基板カメラ２１及び部品カメラ２２はそれぞれ制御装置２３によって撮像動作制御がなされ、基板カメラ２１及び部品カメラ２２の撮像動作によっ
て得られた画像データは、制御装置２３に送られる（図３）。

図２に示すように、搭載ヘッド１４には複数のノズルシャフト１４ａがＸ軸方向及びＹ軸方向に列状に配置されており、各々搭載ヘッド１４に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在となっている。吸着ノズル１３は各ノズルシャフト１４ａの下端部に１つずつ着脱自在に取り付けられている。各ノズルシャフト１４ａはそれぞれコイル状の付勢ばね１４ｂによって常時上方に付勢されており、吸着ノズル１３は通常、ノズルシャフト１４ａが搭載ヘッド１４に下方から押し付けられて位置決めされる初期位置Ｓに位置しており（図４（ａ））、ノズル作動機構２７を構成するアクチュエータによってノズルシャフト１４が付勢ばね１４ｂに抗して押し下げられたときに、初期位置Ｓから下方へ移動する（図４（ｂ））。

搭載ヘッド１４には、各吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ（図４（ｂ）参照）を検出するノズル移動量検出器３１が設けられている（図３）。このノズル移動量検出器３１は例えば、ノズル作動機構２７を構成するアクチュエータによるノズルシャフト１４ａの下方駆動量を検出するエンコーダ等から構成することができる。

制御装置２３は、吸着ノズル１３に部品Ｐをピックアップさせるときには、吸着ノズル１３を初期位置Ｓから下動させ、吸着ノズル１３の下端が部品Ｐに当接したところで吸着ノズル１３に部品Ｐを吸着させる。そして、吸着ノズル１３に部品Ｐを吸着させた状態を維持したまま、吸着ノズル１３を上動させて、初期位置Ｓに復帰させる。

図５に示すように、各パーツフィーダ２０には、部品供給口１９を挟んで対向するように設置された投光器３２ａと受光器３２ｂから成る光センサ３２が設けられている。投光器３２ａは検査光Ｌを投光し、受光器３２ｂは投光器３２ａが投光する検査光Ｌを受光したときに受光信号を制御装置２３に出力する。投光器３２ａは、投光する検査光Ｌが、部品供給口１９の上方領域を水平に（ここではパーツフィーダ２０の延びる方向に沿ったＹ軸方向に）進み、パーツフィーダ２０より部品供給口１９に供給された部品Ｐを吸着するための吸着ノズル１３の下動過程及び吸着した部品Ｐを引き上げるための吸着ノズル１３の上動過程で吸着ノズル１３の下端が移動する上下方向経路Ｊを水平方向に通過するような位置に配置されている。このため吸着ノズル１３の下動過程では、部品Ｐを吸着していない状態の吸着ノズル１３の下端が検査光Ｌを下方に横切り、吸着ノズル１３の上動過程では、吸着ノズル１３の下端はもとより、吸着ノズル１３に吸着されている部品Ｐの下縁が検査光Ｌを上方に横切ることになる。なお、光センサ３２はパーツフィーダ２０に着脱自在に取り付けられている。

制御装置２３が、パーツフィーダ２０の部品供給口１９に供給されている部品Ｐを吸着ノズル１３によりピックアップさせるため、ピックアップしようとしている部品Ｐの上方に移動させた吸着ノズル１３を初期位置Ｓ（図６（ａ）及び図９（ａ）におけるＱ０。吸着ノズル１３の下方移動量Ｈは０）から下動させると、暫くの間は光センサ３２の投光器３２ａから投光される検査光Ｌが吸着ノズル１３に遮断されることなく受光器３２ｂに受光されるので、受光器３２ｂは受光信号を制御装置２３に出力する（図９（ｂ）参照）。

初期位置Ｓから下動した吸着ノズル１３の下端が光センサ３２の検査光Ｌの行路上に達すると（図６（ｂ）及び図９（ａ）におけるＱ１。吸着ノズル１３の下方移動量ＨはＨ１）、検査光Ｌは吸着ノズル１３によって遮られるようになるので検査光Ｌは受光器３２ｂに受光されず、受光器３２ｂから制御装置２３への受光信号の出力は停止される（図９（ｂ）参照）。このときノズル移動量検出器３１が検出している吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ１の値は制御装置２３へ送られ、制御装置２３の検出値記憶部２３ｂに記憶される。

下動した吸着ノズル１３の下端が部品Ｐの上面に当接すると（図７（ａ）及び図９（ａ）におけるＱ２。吸着ノズル１３の下方移動量ＨはＨｍ）、制御装置２３は吸着ノズル１３に部品Ｐを吸着させる（図９（ａ）におけるＱ２〜Ｑ３）。

制御装置２３は、吸着ノズル１３に部品Ｐを吸着させたら、吸着ノズル１３に部品Ｐを吸着させたまま、吸着ノズル１３を上動させて部品Ｐを引き上げる。上動した吸着ノズル１３の下端が光センサ３２の検査光Ｌの行路上に達し（図７（ｂ）及び図９（ａ）におけるＱ４。吸着ノズル１３の下方移動量ＨはＨ１）、更に吸着ノズル１３に吸着されている部品Ｐの下縁が光センサ３２の検査光Ｌの行路上に達すると（図８（ａ）及び図９（ａ）におけるＱ５。吸着ノズル１３の下方移動量はＨ２）、検査光Ｌは吸着ノズル１３及び吸着ノズル１３に吸着された部品Ｐによって遮られることなく受光器３２ｂに受光されるようになるので、受光器３２ｂから制御装置２３への受光信号の出力が再開される（図９（ｂ）参照）。このときノズル移動量検出器３１が検出している吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ２の値は制御装置２３へ送られ、制御装置２３の検出値記憶部２３ｂに記憶される。

図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ａ）及び図９（ａ）から分かるように、吸着ノズル１３の下動工程において検出された吸着ノズル１３の下方移動量Ｈ１と、吸着ノズル１３の上動工程において検出された吸着ノズル１３の下方移動量Ｈ２の差分は部品Ｐの厚さｔに相当するものであり、制御装置２３の部品厚さ算出部２３ａは記憶された両下方移動量Ｈ１，Ｈ２の値から両者の差分を求める演算を行って、吸着ノズル１３にピックアップされた部品Ｐの厚さｔ（＝Ｈ１−Ｈ２）を算出する。

すなわち、この部品厚さ計測では、パーツフィーダ２０に取り付けられた光センサ３２により、パーツフィーダ２０より供給された部品Ｐを吸着する吸着ノズル１３の下動過程で吸着ノズル１３の下端が検出されたときの吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ１（基準移動量）を検出する基準移動量検出工程と、光センサ３２により、吸着した部品Ｐを引き上げる吸着ノズル１３の上動過程で吸着ノズル１３に吸着されている部品Ｐの下縁が検出されたときの吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ２（部品吸着時移動量）を検出する部品吸着時移動量検出工程と、基準移動量検出工程で検出した吸着ノズル１３の下方移動量Ｈ１及び部品吸着時移動量検出工程で検出した吸着ノズル１３の下方移動量Ｈ２の差分から、吸着ノズル１３にピックアップされた部品Ｐの厚さｔを算出する部品厚さ算出工程が実行される。

上動した吸着ノズル１３が初期位置Ｓに達したら（図８（ｂ）及び図９（ａ）におけるＱ６。吸着ノズルの下方移動量ＨはＨ＝０）、制御装置２３は吸着ノズル１３の上動を停止させる。これにより吸着ノズル１３による部品Ｐのピックアップ工程が完了する。

このような一連の吸着ノズル１３による部品Ｐのピックアップ工程において、ノズル移動量検出器３１は、光センサ３２により吸着ノズル１３の下端が検出されたときの吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ１と、光センサ３２により吸着ノズル１３に吸着された部品Ｐの下縁が検出されたときの吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ２を検出するノズル移動量検出手段となっており、制御装置２３の部品厚さ算出部２３ａは、ノズル移動量検出器３１により検出された、吸着ノズル１３の下端が検出されたときの吸着ノズル１３の下方移動量Ｈ１と吸着ノズル１３に吸着されている部品Ｐの下縁が検出されたときの吸着ノズル１３の下方移動量Ｈ２の差分から吸着ノズル１３にピックアップされた部品Ｐの厚さｔを算出する部品厚さ算出手段となっている。

次に、部品実装機１により部品Ｐを基板ＰＢに搭載する部品実装工程の手順を説明する
。部品実装機１の基板搬送路１２に基板ＰＢが投入され、図示しないセンサによって基板搬送路１２に基板ＰＢが投入されたことが検知されたら、制御装置２３は基板搬送路１２を作動させて、その基板ＰＢを部品実装機１内に搬入し、所定の作業位置に位置決めする。そして、搭載ヘッド１４を移動させて基板ＰＢの上方に位置させ、基板カメラ２１に基板ＰＢの基板マークＭ（図１）を撮像させて、基板ＰＢの基準位置からの位置ずれを求める。

制御装置２３は基板ＰＢの位置ずれを求めたら、搭載ヘッド１４をパーツフィーダ２０の上方に移動させ、各吸着ノズル１３に部品Ｐを吸着させてピックアップするとともに、前述の要領で各部品Ｐの厚さｔを求める。なお、部品Ｐの厚さ計測に使用される光センサ３２は、パーツフィーダ２０に設けられているので、複数の吸着ノズル１３に吸着させた複数の部品Ｐについて、それぞれの厚さｔを同時に計測することができる。

制御装置２３の正誤判断部２３ｃは、部品厚さ算出部２３ａにおいて算出された部品Ｐの厚さｔを、部品データ記憶部２３ｄに記憶されたデータ上の値と比較し、ピックアップしたそれぞれの部品Ｐが確かにこれから基板ＰＢに搭載しようとしている部品であるかどうかの正誤判断を行う。すなわち正誤判断部２３ｃは、この部品実装機１において、部品厚さ算出部２３ａにより算出された部品Ｐの厚さｔをデータ上の値と比較することにより、吸着ノズル１３に吸着された部品Ｐが正しいものであるかどうかの正誤判断を行う正誤判断手段となっている。

制御装置２３は、正誤判断部２３ｃによる正誤判断によって、誤った部品Ｐがピックアップされていることを発見したら、その部品Ｐを図示しない部品廃棄ステージに廃棄したうえで、正しい部品Ｐが供給されるように、パーツフィーダ２０の交換等の処置を行う。

正誤判断部２３ｃによる上記正誤判断では、誤ってピックアップされた部品Ｐが排除されるだけでなく、立ち吸着部品も排除される。立ち吸着部品とは、正規の姿勢から９０度傾いた非正常な状態で吸着してしまった部品Ｐをいい、通常、正常に吸着した場合よりも下方に延びた（縦長の）状態で吸着ノズル１３に吸着されるため、そのまま基板ＰＢに搭載しようとすると、部品Ｐと基板ＰＢの接触タイミングが本来よりも早くなって部品Ｐ及び基板ＰＢに大きな力が作用し、部品Ｐのみならず基板ＰＢ全体を不良品にしてしまうおそれがあるものである。

制御装置２３は、吸着ノズル１３に部品Ｐをピックアップさせ、正誤判断部２３ｃにおいて正誤判断を行ったら、ピックアップさせた部品Ｐが部品カメラ２２の直上に位置するように搭載ヘッド１４を移動させる。そして、部品カメラ２２に部品Ｐの撮像（認識）を行わせ、吸着ノズル１３に対する部品Ｐの位置ずれを求める。

制御装置２３は、吸着ノズル１３に対する部品Ｐの位置ずれを求めたら、搭載ヘッド１４を基板ＰＢの上方に移動させ、吸着ノズル１３に吸着させている部品Ｐを基板ＰＢ上の目標搭載位置で離脱させてその部品Ｐを基板ＰＢに搭載する。制御装置２３は、部品Ｐの基板ＰＢへの搭載時には、基板ＰＢの位置決め時に求めた基板ＰＢの基準位置からの位置ずれと、部品Ｐの認識時に求めた部品Ｐの吸着ノズル１３に対する位置ずれが修正されるように、基板ＰＢに対する吸着ノズル１３の相対位置を補正する。

このようにして基板ＰＢに搭載すべき部品Ｐを全て基板ＰＢに搭載したら、制御装置２３は基板搬送路１２を作動させて、その基板ＰＢを搬出する。

以上説明したように、本実施の形態における部品実装機１は、基板ＰＢの搬送及び位置決めを行う基板搬送路１２と、部品Ｐを供給するパーツフィーダ２０と、パーツフィーダ
２０より供給される部品Ｐを吸着ノズル１３により吸着してピックアップし、基板搬送路１２に位置決めされた基板ＰＢに搭載する搭載ヘッド１４を備えるほか、吸着ノズル１３がパーツフィーダ２０からピックアップした部品Ｐの厚さｔを計測する部品厚さ計測装置４０（図３）を備えたものとなっている。

そして、上記部品厚さ計測装置４０は、パーツフィーダ２０に取り付けられ、パーツフィーダ２０より供給された部品Ｐを吸着する吸着ノズル１３の下動過程で吸着ノズル１３の下端を検出するとともに、吸着した部品Ｐを引き上げる吸着ノズル１３の上動過程で吸着ノズル１３に吸着されている部品Ｐの下縁を検出する光センサ３２と、光センサ３２により吸着ノズル１３の下端が検出されたときの吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ１及び光センサ３２により吸着ノズル１３に吸着された部品Ｐの下縁が検出されたときの吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ２を検出するノズル移動量検出手段（ノズル移動量検出器３１）と、ノズル移動量検出手段により検出された、吸着ノズル１３の下端が検出されたときの吸着ノズル１３の下方移動量Ｈ１と吸着ノズル１３に吸着されている部品Ｐの下縁が検出されたときの吸着ノズル１３の下方移動量Ｈ２の差分から吸着ノズル１３にピックアップされた部品Ｐの厚さｔを算出する部品厚さ算出手段（制御装置２３の部品厚さ算出部２３ａ）から成っている。

また、本実施の形態における部品厚さ計測方法は、部品実装機１が備える吸着ノズル１３がパーツフィーダ２０から吸着してピックアップした部品Ｐの厚さｔを計測する方法であり、パーツフィーダ２０に取り付けられた光センサ３２により、パーツフィーダ２０より供給された部品Ｐを吸着する吸着ノズル１３の下動過程で吸着ノズル１３の下端が検出されたときの吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ１を検出する第１工程（基準移動量検出工程）と、光センサ３２により、吸着した部品Ｐを引き上げる吸着ノズル１３の上動過程で吸着ノズル１３に吸着されている部品Ｐの下縁が検出されたときの吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ２を検出する第２工程（部品吸着時移動量検出工程）と、第１工程で検出した吸着ノズル１３の下方移動量Ｈ１及び第２工程で検出した吸着ノズル１３の下方移動量Ｈ２の差分から吸着ノズル１３にピックアップされた部品Ｐの厚さｔを算出する第３工程（部品厚さ算出工程）を含むものとなっている。

また、本実施の形態における部品実装方法は、パーツフィーダ２０より供給される部品Ｐを吸着ノズル１３により吸着してピックアップし、基板搬送路１２に位置決めされた基板ＰＢに搭載する方法であり、上記部品厚さ計測方法における第１、第２及び第３工程を含むものとなっている。

本実施の形態における部品厚さ計測装置４０及び部品厚さ計測方法では、吸着ノズル１３がパーツフィーダ２０から部品Ｐをピックアップするときの吸着ノズル１３の上下動を利用し、パーツフィーダ２０に設けた光センサ３２により吸着ノズル１３の下端が検出されたときの吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ１（基準移動量）を検出するとともに、吸着ノズル１３に吸着されている部品Ｐの下縁が検出されたときの吸着ノズル１３の初期位置Ｓからの下方移動量Ｈ２（部品吸着時移動量）を検出し、これら両下方移動量Ｈ１，Ｈ２の差分から部品Ｐの厚さｔを求めるようになっている。このため、温度変化による吸着ノズル１３の伸び等に起因する計測誤差が生じることがなく、常に正確な部品Ｐの厚さ計測を行うことができる。

また、部品Ｐを一旦吸着ノズル１３によりピックアップした後、部品Ｐの厚さ計測を実施するために改めて吸着ノズル１３を上下動させるといった動作は必要ないので、実装効率を低下させない。また、光センサ３２はパーツフィーダ２０に設けられるので、部品Ｐの厚さ計測はパーツフィーダ２０ごとに独立して行うことができ、複数の吸着ノズル１３に吸着されている複数の部品Ｐの厚さ計測を同時に行うこともできる。

また、前述したように、光センサ３２はパーツフィーダ２０に着脱自在に取り付けられるようになっているので、厚さ計測を行う必要のある部品Ｐを供給するパーツフィーダ２０にのみ、光センサ３２を取り付けて部品Ｐの厚さ計測を行うようにすることができる。

また、本実施の形態における部品実装機１では、計測装置４０により計測（算出）された部品Ｐの厚さｔをデータ上の値と比較することにより、吸着ノズル１３に吸着された部品Ｐが正しいものであるかどうかの正誤判断を行う正誤判断手段（制御装置２３の正誤判断部２３ｃ）を備えており、本実施の形態における部品実装方法では、第３工程で算出された部品Ｐの厚さｔをデータ上の値と比較することにより、吸着ノズル１３に吸着された部品Ｐが正しいものであるかどうかの正誤判断を行う第４工程を含むものとなっている。このため本実施の形態における部品実装機１又は部品実装方法によれば、正確に、かつ実装効率を低下させることなく部品Ｐの厚さ計測を行い、部品Ｐの正誤判断を行ったうえで基板ＰＢに搭載することができるので、実装ミスが少なく、かつ実装効率のよい部品実装を行うことができる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、光センサ３２の投光器３２ａが射出する検査光Ｌの向きは、パーツフィーダ２０の延びる方向に沿ったＹ軸方向となっていたが、検査光Ｌはパーツフィーダ２０の部品供給口１９の上方領域を水平に進み、吸着ノズル１３の下動過程及び上動過程で吸着ノズル１３の下端が移動する上下方向経路Ｊを水平方向に通過するようになっていればよく、その向きは特に限定されない。

また上述の実施の形態では、光センサ３２は、検査光Ｌを投光する投光器３２ａと、この投光器３２ａと水平方向に対向する位置に設けられ、投光器３２ａから投光される検査光Ｌを受光しているときに受光信号を出力する受光器３２ｂから成る、いわゆる透過型の光センサであったが、投光する検査光Ｌの光路上の物体を検出できる光センサであれば透過型でなくてもよく、反射型や回帰反射型等であってもよい。

更に、算出された部品Ｐの厚さに応じて吸着ノズル１３の昇降動作を制御するようにしてもよい。

正確に、かつ実装効率を低下させることなく部品の厚さ計測を行うことができ、複数の吸着ノズルに吸着されている複数の部品について同時に厚さ計測を行うこともできる部品厚さ計測装置、部品実装機、部品厚さ計測方法及び部品実装方法を提供する。

本発明の一実施の形態における部品実装機の斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装機が備える搭載ヘッドの斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装機の制御系統を示すブロック図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機における吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を説明する図 本発明の一実施の形態における部品実装機が備える吸着ノズル及びパーツフィーダの部分斜視図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機が行う部品厚さ計測の工程説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機が行う部品厚さ計測の工程説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装機が行う部品厚さ計測の工程説明図 本発明の一実施の形態における部品実装機が行う部品厚さ計測時の（ａ）吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を示すグラフ（ｂ）光センサの受光信号の出力状態を示すグラフ

符号の説明

１ 部品実装機
１２ 基板搬送路
１３ 吸着ノズル
１４ 搭載ヘッド
２０ パーツフィーダ
２３ａ 部品厚さ算出部（部品厚さ算出手段）
２３ｃ 正誤判断部（正誤判断手段）
３１ ノズル移動量検出器（ノズル移動量検出手段）
３２ 光センサ
４０ 部品厚さ計測装置
ＰＢ 基板
Ｐ 部品
ｔ 厚さ

Claims (7)

1. 部品実装機が備える吸着ノズルがパーツフィーダから吸着してピックアップした部品の厚さを計測する部品厚さ計測装置であって、パーツフィーダに取り付けられ、パーツフィーダより供給された部品を吸着する吸着ノズルの下動過程で吸着ノズルの下端を検出するとともに、吸着した部品を引き上げる吸着ノズルの上動過程で吸着ノズルに吸着されている部品の下縁を検出する光センサと、光センサにより吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量及び光センサにより吸着ノズルに吸着された部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を検出するノズル移動量検出手段と、ノズル移動量検出手段により検出された、吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの下方移動量と吸着ノズルに吸着されている部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの下方移動量の差分から吸着ノズルにピックアップされた部品の厚さを算出する部品厚さ算出手段とを備えたことを特徴とする部品厚さ計測装置。
2. 光センサはパーツフィーダに着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の部品厚さ計測装置。
3. 基板の搬送及び位置決めを行う基板搬送路と、部品を供給するパーツフィーダと、パーツフィーダより供給される部品を吸着ノズルにより吸着してピックアップし、基板搬送路に位置決めされた基板に搭載する搭載ヘッドとを備えた部品実装機であって、パーツフィーダに取り付けられ、パーツフィーダより供給された部品を吸着する吸着ノズルの下動過程で吸着ノズルの下端を検出するとともに、吸着した部品を引き上げる吸着ノズルの上動過程で吸着ノズルに吸着されている部品の下縁を検出する光センサと、光センサにより吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量及び光センサにより吸着ノズルに吸着された部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を検出するノズル移動量検出手段と、ノズル移動量検出手段により検出された、吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの下方移動量と吸着ノズルに吸着されている部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの下方移動量の差分から吸着ノズルにピックアップされた部品の厚さを算出する部品厚さ算出手段とを備えたことを特徴とする部品実装機。
4. 部品厚さ算出手段により算出された部品の厚さをデータ上の値と比較することにより、吸着ノズルに吸着された部品が正しいものであるかどうかの正誤判断を行う正誤判断手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の部品実装機。
5. 部品実装機が備える吸着ノズルがパーツフィーダから吸着してピックアップした部品の厚さを計測する部品厚さ計測方法であって、パーツフィーダに取り付けられた光センサにより、パーツフィーダより供給された部品を吸着する吸着ノズルの下動過程で吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を検出する第１工程と、光センサにより、吸着した部品を引き上げる吸着ノズルの上動過程で吸着ノズルに吸着されている部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を検出する第２工程と、第１工程で検出した吸着ノズルの下方移動量及び第２工程で検出した吸着ノズルの下方移動量の差分から吸着ノズルにピックアップされた部品の厚さを算出する工程とを含むことを特徴とする部品厚さ計測方法。
6. パーツフィーダより供給される部品を吸着ノズルにより吸着してピックアップし、基板搬送路に位置決めされた基板に搭載する部品実装方法であって、パーツフィーダに取り付けられた光センサにより、パーツフィーダより供給された部品を吸着する吸着ノズルの下動過程で吸着ノズルの下端が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を検出する第１工程と、光センサにより、吸着した部品を引き上げる吸着ノズルの上動過程
   で吸着ノズルに吸着されている部品の下縁が検出されたときの吸着ノズルの初期位置からの下方移動量を検出する第２工程と、第１工程で検出した吸着ノズルの下方移動量及び第２工程で検出した吸着ノズルの下方移動量の差分から吸着ノズルにピックアップされた部品の厚さを算出する第３工程とを含むことを特徴とする部品実装方法。
7. 第３工程で算出された部品の厚さをデータ上の値と比較することにより、吸着ノズルに吸着された部品が正しいものであるかどうかの正誤判断を行う第４工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の部品実装方法。

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