JP2016219745A - ノズル清掃方法および部品実装装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】清掃シートを効率的に使用しながら、複数のノズルをより効率的に清掃する。
【解決手段】X方向に一列に配列された部品吸着用の複数のノズル12を有する移動可能なヘッドユニット6と、ノズル先端13を清掃する清掃シート15とを備えた部品実装装置におけるノズル12の清掃方法。複数のノズル12を清掃シートの初期位置Pa、Pb、Pc、Pd(最初の押し当て位置)に同時に押し当てて各ノズル12を同時に清掃し、次回以降は、清掃シート15のうち、各ノズル12の前記初期位置Pa、Pb、Pc、Pdに対してX方向に近接する未使用箇所にそれぞれノズル12をずらしながら、各ノズル12を清掃シートの次の押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′に同時に押し当てて各ノズル12を同時に清掃する。
【選択図】図3

Description

本発明は、部品吸着用のノズルにより電子部品等の部品を吸着してプリント基板等の基板上に搬送して実装する部品実装装置のノズル清掃方法および当該ノズル清掃方法が使用される部品実装装置に関するものである。
従来から、複数のヘッドが搭載されたヘッドユニットにより電子部品等の部品を部品供給部からプリント基板等の基板上に搬送して実装する部品実装装置が知られている。この種の部品実装装置では、各ヘッドの先端に部品吸着用のノズルが設けられており、部品はこのノズルに供給される負圧によってノズル先端に吸着される。
ところで、実装作業中には、負圧によってノズル先端にはんだや埃等の異物が付着する場合があり、部品の実装エラーを回避するには、このような付着物を除去する必要がある。そのため、例えば特許文献1に開示されるように、粘着テープ(清掃シート)を部品供給部の近傍に配置しておき、適当なタイミングで各ヘッドのノズル先端を粘着テープに押し当てることで付着物を除去することが行われている。
特許第5477317号公報
特許文献1に開示される方法(装置)では、各ノズルを一つずつ順番に粘着テープ上の近接した互いに異なる位置に押し当てる。これは、粘着テープからノズルへの異物等の再付着を防止しながら、粘着テープをできるだけ効率的に使用するためである。
しかし、このように各ノズルを一つずつ順番に粘着テープ上に押し当てる方法(装置)では、ヘッドユニットの移動およびヘッド(ノズル)の昇降がヘッド毎にわれるため、ヘッドトータルの清掃時間が比較的長くなる。また、全てのヘッドを配置できる位置に粘着テープを配設することが求められるため、粘着テープの配置が制約を受け易い、という欠点もある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、清掃シートを無駄なく効率的に使用しながら、複数のノズルをより効率的に清掃できる技術を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明は、互いに離間して第1方向に一列に配列された部品吸着用の複数のノズルを有する移動可能なヘッドユニットと、ノズル先端を清掃する清掃シートとを備えた部品実装装置における前記ノズルの清掃方法であって、前記複数のノズルを清掃シートの最初の押し当て位置に同時に押し当てて各ノズルを同時に清掃し、次回以降は、前記清掃シートのうち、各ノズルの前記最初の押し当て位置に対して第1方向、又は当該第1方向と直交する第2方向に近接する未使用箇所にそれぞれノズルをずらしながら、前記複数のノズルを清掃シートの次の押し当て位置に同時に押し当てて各ノズルを同時に清掃するようにしたものである。
このノズル清掃方法によれば、複数のノズルを同時に清掃シートに押し当てて各ノズルの清掃を同時に行うので、各ノズルを順次清掃シートに押し当てて個別にノズルを清掃する従来方法に比べて、ノズルトータルの清掃時間を短縮することが可能となる。しかも、このノズル清掃方法によれば、最初の押し当て位置に対して近接する未使用箇所にそれぞれノズルをずらしながら各ノズルの清掃を行うので、ノズルに異物が再付着することを回避しながら、清掃シートを効率良く使用することもできる。
このノズル清掃方法においては、予め定められた互いに平行な第1直線に沿って所定の終端位置までそれぞれ各ノズルの押し当て位置を順次同一方向にずらしながら前記複数のノズルの清掃を同時に行い、前記終端位置に到達すると、前記各第1直線に隣接して予め定められた直線であって当該第1直線と平行な第2直線に沿ってそれぞれ各ノズルの押し当て位置を順次同一方向にずらしながら前記複数のノズルの清掃を同時に行うのが好適である。
このノズル清掃方法によれば、清掃シートに対して各ノズルを規則的に押し当てることができるので、清掃シートを効率良く使用するうえで有利となる。
また、上記ノズル清掃方法においては、前記清掃シートに、前記複数のノズルを同時に押し当てて各ノズルを同時に清掃するためのメイン領域と、このメイン領域とは別のサブ領域とを予め設定しておき、前記複数のノズルのうち、一部のノズルを清掃するときには、当該ノズル先端を前記サブ領域に押し当てるのが好適である。
この方法によれば、複数のノズルを同時に清掃する場合の領域(メイン領域)と、一部のノズルを清掃する場合の領域(サブ領域)とが分かれるので、複数のノズルを同時に清掃する場合のノズル押し当て位置の規則性を乱すことなく、一部のノズルを適切に清掃することが可能となる。
なお、上記のノズル清掃方法において、前記複数のノズルが、部品の吸着面積が異なる複数種類のノズルを含むものである場合には、前記複数のノズルのうち、吸着面積が最大のノズルを基準として各ノズルの押し当て位置をずらすのが好適である。
この方法によれば、一度使用された領域にノズルが押し付けられることを回避しながら、吸着面積が異なる複数種類のノズルを同時に清掃することが可能となる。
また、上記のノズル清掃方法においては、各ノズルの水平方向の移動距離が最短になるように、各ノズルの押し当て位置をずらしながら、前記複数のノズルを複数回、連続して清掃シートに押し当てることにより、各ノズルを複数回、連続して同時に清掃するようにしてもよい。
この方法によれば、トータルの清掃時間を抑えながら、各ノズルを複数回、連続して同時に清掃することが可能となる。
なお、上記のノズル清掃方法においては、前記清掃シートに、前記複数のノズルを同時に清掃するための複数の領域を設定しておき、これらの領域を予め定められた順番に従って使用するようにしてもよい。
この方法によれば、清掃シートを無駄なく効率的に使用するうえで有効となる。
一方、本発明の部品実装装置は、水平方向に移動可能なヘッドユニットと、互いに離間して第1方向に一列に配列されて前記ヘッドユニットに昇降可能に支持され、かつそれぞれ先端に部品吸着用のノズルを備えた複数のヘッドと、ノズル先端を清掃する清掃シートとを備えた部品実装装置において、前記ヘッドユニットおよび前記各ヘッドを制御することにより、前記各ヘッドのノズルを清掃シートに押し当てて各ノズルを同時に清掃する第1ノズル清掃処理を実行する制御装置を備え、前記制御装置は、前記複数のノズルを清掃シートの最初の押し当て位置に同時に押し当てて各ノズルを同時に清掃し、次回以降は、前記清掃シートのうち、各ノズルの前記最初の押し当て位置に対して第1方向、又は当該第1方向と直交する第2方向に近接する未使用箇所にそれぞれノズルをずらしながら、前記複数のノズルを清掃シートの次の押し当て位置に同時に押し当てて各ノズルを同時に清掃するものである。
この部品実装装置によれば、複数のノズルを同時に清掃シートに押し当てて各ノズルの清掃を同時に行うので、各ノズルを順次清掃シートに押し当てて個別にノズルを清掃する従来装置に比べて、ノズルトータルの清掃時間を短縮することが可能となる。しかも、この部品実装装置によれば、最初の押し当て位置に対して近接する未使用箇所にそれぞれノズルをずらしながら各ノズルの清掃を行うので、ノズルに異物が再付着することを回避しながら、清掃シートを効率良く使用することもできる。
この部品実装装置において、前記制御装置は、予め定められた互いに平行な第1直線に沿って所定の終端位置までそれぞれ各ノズルの押し当て位置を順次同一方向にずらしながら前記複数のノズルの清掃を同時に行い、前記終端位置に到達すると、前記各第1直線に隣接して予め定められた直線であって当該第1直線と平行な第2直線に沿ってそれぞれ各ノズルの押し当て位置を順次同一方向にずらしながら前記複数のノズルの清掃を同時に行うものであるのが好適である。
この部品実装装置によれば、清掃シートに対して各ノズルを規則的に押し当てることができるので、清掃シートを効率良く使用するうえで有利となる。
上記の部品実装装置においては、ノズルの汚れを検出するノズル汚れ検出装置と、前記清掃シートのうち、前記第1ノズル清掃処理が行われるメイン領域と、このメイン領域とは別のサブ領域とを定めた領域データが記憶された記憶装置と、をさらに備え、前記制御装置は、前記ノズル汚れ検出装置によりノズルの汚れが検出されると、当該ノズルのみを清掃シートの前記サブ領域に押し当てて当該ノズルを清掃する第2ノズル清掃処理を実行するものであるのが好適である。
この部品実装装置によれば、複数のノズルを同時に清掃する場合の領域(メイン領域)と、一部のノズルを清掃する場合の領域(サブ領域)とが分けられるので、複数のノズルを同時に清掃する場合のノズル押し当て位置の規則性を乱すことなく、一部のノズルを適切に清掃することが可能となる。
なお、上記の部品実装装置において、前記制御装置は、前記第1ノズル清掃処理においては、各ノズルの水平方向の移動距離が最短になるように、各ノズルの押し当て位置をずらしながら、前記複数のノズルを複数回、連続して清掃シートに押し当てるのが好適である。
この部品実装装置によれば、トータルの清掃時間を抑えながら、各ノズルを複数回、連続して同時に清掃することが可能となる。
以上説明したように、本発明のノズル清掃方法および部品実装装置によれば、粘着テープなどの清掃シートを無駄なく効率的に使用しながら、複数のノズルをより効率的に清掃することが可能となる。
本発明にかかる部品実装装置(第1の実施形態)の平面図である。 ヘッドユニットおよび清掃シートの模式図である。 (a)は、ヘッドユニットの模式図であり、(b)は、ノズルの押し当て位置を説明するための清掃シート(メイン領域)の平面略図である。 ノズルの押し当て位置を説明するための清掃シート(サブ領域)の平面略図である。 制御装置によるノズル清掃処理の制御動作を示すフローチャートである。 (a)は、ヘッドユニットの模式図であり、(b)は、ノズルの押し当て位置を説明するための清掃シート(メイン領域)の平面略図である。 第2実施形態におけるノズルの押し当て位置を説明するための清掃シート(メイン領域)の平面略図である。 第2実施形態における他のノズルの押し当て位置を説明するための清掃シート(メイン領域)の平面略図である。 (a)、(b)はヘッドユニットの模式図であり、(c)は、第3実施形態におけるノズルの押し当て位置を説明するための清掃シート(メイン領域)の平面略図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の部品実装装置(本発明のノズル清掃方法が使用される部品実装装置の一例)の平面図である。図1中には、方向関係の明確化のためX−Y座標軸を示している。ここで、X方向は水平面と平行な方向であり、Y方向は水平面上でX方向と直交する方向である。また、以下の説明では、適宜、Y方向を前後方向と称し、Y1方向を前、Y2方向を後と称す。
部品実装装置1は、プリント基板等の基板PにIC、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品等の部品を実装する装置本体2と、当該装置本体2の動作を制御する制御装置20とを含む。
装置本体2は、基台2aと、この基台2a上に配置された基板搬送用のコンベア3と、一対の部品供給部4と、これら部品供給部4から部品を取り出して基板P上に搬送するヘッドユニット6と、部品認識用のカメラ9とを備えている。
上記コンベア3は、X方向に互いに平行に伸びる一対のベルトコンベア3a,3aから構成されている。コンベア3は、装置本体2に搬入される基板Pを受け取り、所定の作業位置(図1に示す位置)に搬送、停止させ、作業終了後、当該基板Pを装置本体2から搬出する。
コンベア3の前後両側には、各々部品供給部4が設けられている。これらの部品供給部4には各々、テープを担体として部品を供給する複数のテープフィーダ4aが設置されている。部品供給部4には、X方向に延びるフィーダ固定台5が配設されており、各テープフィーダ4aは、X方向に並列に並べられた状態で、当該フィーダ固定台5に固定されている。
なお、装置前側の部品供給部4のフィーダ固定台5には、清掃シート15が設置されており、所定のタイミングで、部品吸着用の後記ノズル12がこの清掃シート15に押し当てられることで、ノズル12の清掃が行われる。この点については後に詳述することにする。
上記ヘッドユニット6は、基台2aの上方においてX−Y方向に移動可能に設けられている。すなわち、基台2上には、X方向に離間した位置で各々Y方向に延びる高架の一対の固定レール7と、X方向に延びて両固定レール7に移動自在に支持される可動ビーム8と、可動ビーム8を移動させるY軸リニアモータが配設されている。そして、上記ヘッドユニット6が可動ビーム8に対してX方向に移動自在に支持され、当該可動ビーム8に、ヘッドユニット6を移動させるX軸リニアモータが配設されている。この構成により、各リニアモータの駆動によりヘッドユニット6がX−Y方向に移動する。
上記ヘッドユニット6には、複数のヘッド10が装備されている。当例では4つのヘッド10が装備されている。
各ヘッド10は、上下方向に延びる軸状のヘッドであり、X方向に等間隔で一列に配列されている。各ヘッド10は、上下方向の移動(昇降)および中心軸回りの回転が可能な状態でヘッドユニット6に支持されており、例えば、サーボモータによって各々駆動されるようになっている。
図2に示すように、各ヘッド10には、部品吸着用のノズル12が先端(下端)に備えられている。各ノズル12には、図外の負圧供給源から切換弁を介して負圧が供給されており、当該負圧によってノズル先端13に部品が吸着、保持される。なお、以下の説明において、特に各ノズル12を区別する必要がある場合には、X2側のノズル12から順に第1〜第4のノズル12a〜12dと称す(図3参照)。
前記カメラ9は、基台2上であって各部品供給部4とコンベア3との間の位置にそれぞれ配置されている。カメラ9は、ノズル12に吸着された部品や、部品実装後のノズル先端13を下側から撮像するものである。各カメラ9は、CCDエリアセンサ等のカメラ本体と、複数のLEDを備えた照明装置とを含む。
上記制御装置20は、装置本体2の動作を統括的に制御するものである。すなわち、コンベア3、各テープフィーダ4a、カメラ9及びヘッドユニット6(ヘッド10)等は、全てのこの制御装置20によって制御される。
制御装置20は、周知のマイクロコンピュータをベースとするもので、プログラムを実行する中央演算処理装置(CPU)と、例えばRAMやROMにより構成された、プログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力を行う入出力(I/O)バスとを備えている。この制御装置20の制御に基づく部品実装装置1の一連の実装動作は次の通りである。
まず、ヘッドユニット6が部品供給部4上に移動し、各ヘッド10(ノズル12)により部品が吸着、保持される。部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット6がカメラ9の上方に移動し、各吸着部品がカメラ9によって撮像される。つまり、部品の画像に基づき各ノズル12による部品の吸着状態が認識される。この部品認識が完了すると、作業位置に位置決めされた基板P上にヘッドユニット6が移動し、各ノズル12に吸着された部品が順次基板P上に実装される。このとき、上記の部品認識の結果に基づいてヘッドユニット6の位置や各ヘッド10の回転角度などが補正されることで、基板P上の実装ポイントに対して正しく部品が実装される。
各ノズル12の吸着部品が基板3上に実装されると、ヘッドユニット6が再度カメラ9の上方に移動し、各ヘッド10のノズル先端13がカメラ9によって撮像される。つまり、部品の持ち帰り(すなわち、実装エラー)やノズル先端13の付着物(はんだや埃など)の有無が認識される。
以上で、実装動作の一サイクルが終了する。そして、必要に応じて上記動作が繰り返されることで、基板P上に所定数の部品が実装されることとなる。
なお、部品の実装動作が繰り返し行われると、ノズル先端13にはんだや埃などが付着し、部品の吸着に支障が生じるおそれがある。そのため、制御装置20はノズル12の清掃処理を実行する。具体的には、フィーダ固定台5に設置された上記清掃シート15の上方にヘッドユニット6を移動させ、各ヘッド10の昇降に伴いノズル12を清掃シート15に押し当てる。これによりノズル先端13を清掃する。
清掃シート15は、例えば粘着シートであり、ノズル先端13を押し当てることで、ノズル先端13に付着したはんだや埃などの上記付着物が除去される。なお、清掃シート15としては、粘着シート以外のものを適用してもよい。
図1に示すように、制御装置20は、ノズル12の清掃処理に必要な各種データ、例えば清掃処理の実行タイミング、清掃シート15のうち、ノズル12の清掃処理が行われる後記領域16,18、およびノズル12の押し当て位置(座標)などのデータが記憶されたノズル清掃データ記憶部22(本発明の記憶装置に相当する)を含む。制御装置20は、当該ノズル清掃データ記憶部22に記憶された実行タイミングデータに基づいて定期的にノズル12の清掃処理を実行する。実行タイミングは、具体的には、実装部品数や作業時間によって規定されている。なお、このようにノズル清掃データ記憶部22に記憶されている実行タイミングデータに基づき定期的に実行されるノズル12の清掃処理を、以下「通常清掃処理Wu」(本発明の第1ノズル清掃処理に相当する)という。
また、制御装置20は、カメラ9が撮像したノズル先端13の画像に基づいて、ノズル先端13の汚れ、つまり付着物(はんだや埃など)を検出するノズル汚れ検出部24(本発明のノズル汚れ検出装置に相当する)を含む。制御装置20は、ノズル汚れ検出部24によってノズル先端13に付着物が検出されると、部品供給部4からの次回の部品吸着動作に先立ち、付着物が検出されたノズル12の清掃処理を個別に実行する。このようなノズル汚れ検出部24による付着物の検出に基づくノズル12の清掃処理を、以下「臨時清掃処理Wt」(本発明の第2ノズル清掃処理に相当する)という。
なお、この部品実装装置1では、上記の通り制御装置20がノズル清掃データ記憶部22とノズル汚れ検出部24を含む構成であるが、勿論、ノズル清掃データ記憶部22やノズル汚れ検出部24が制御装置20から独立した構成であってもよい。
次に、各ノズル12(ヘッド10)の配列と、ノズル清掃処理時の清掃シート15に対する各ノズル12(ヘッド10)の押し当て位置について具体的に説明する。
ヘッドユニット6には、図2及び図3(a)に示すように、4つのヘッド10がX方向に等間隔(ピッチP1)で一列に配列されている。各ヘッド10には、吸着面の形状が平面視長方形の同一のノズル12が装着されている。なお、図4(a)に示すように、吸着面の長辺寸法Waは、当該長辺がX軸と平行となる回転角度(以下、基準角度という)に各ヘッド10がセットされた状態で、互いに隣接するノズル12の対向面の間隔Sよりも十分に小さい(例えば、Wa≒1/4・S)。
一方、清掃シート15は、図1及び図2に示すように、X方向に細長い平面視長方形である。清掃シート15には、X2側から順に、メイン領域16とサブ領域18とが設定されている。メイン領域16は、通常清掃処理Wuの際にノズル12が押し当てられる領域であり、サブ領域18は、臨時清掃処理Wtの際にノズル12が押し当てられる領域である。メイン領域16には、さらにX2側から順に第1領域16aと第2領域16bとが設定されており、通常清掃処理Wuの際には、メイン領域16から優先的に使用される。
第1領域16aおよび第2領域16bのX方向の幅寸法は等しく、これらの幅寸法W1は、隣接するノズル12の配列ピッチP1の4倍の長さ(すなわち、両端のノズル間ピッチP2に、隣接するノズル12の配列ピッチP1を加えた長さ)に設定されている。また、清掃シート15のY方向の幅寸法W2は、ノズル12の吸着面の短辺寸法W2よりも十分に長く(例えば20倍程度)設定されている。
清掃シート15(各領域16a、16b、18)における各ノズル12の押し当て位置は、当実施形態では、後述する通常清掃カウンタNの値、および臨時清掃カウンタnの値に対応付けられてノズル清掃データ記憶部22に記憶されている。
第1領域16aについては、図3(b)に破線四角で示すように、隣接する押し当て位置同士が重複しないように、各ノズル12の押し当て位置が通常清掃カウンタNの値に対応してマトリクス状に設定されている。
詳しくは、第1領域16aの左後側(X2側であってかつY2側)のコーナ部分に第1ノズル12aが配置されたときの各ノズル12の位置を最初の押し当て位置(図3(b)中のハッチングで示す位置/初期位置Pa、Pb、Pc、Pdという)として、次回以降は、同図中に矢印で示すように、直前の各ノズル12の押し当て位置に対してY2方向に近接した未使用箇所に一定のピッチでそれぞれ次の押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′がずれるように、各ノズル12の押し当て位置が通常清掃カウンタNの値に対応付けて記憶されている。なお、当例では、Y方向が本発明の第1方向に相当し、X方向が本発明の第2方向に相当する。
より詳しく説明すると、前記初期位置Pa、Pb、Pc、PdからY軸とそれぞれ平行な直線L1に沿ってY1方向の所定の終端位置、すなわちX軸と平行な直線LY1の位置(以下、終端位置LY1という)まで順次押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′がY1方向に一定ピッチでずれ、当該終端位置LY1に到達すると、上記各直線L1に隣接した当該直線L1と平行な直線L2に沿って、前記初期位置Pa、Pb、Pc、Pdに隣接する位置から終端位置LY1まで順次押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′がY1方向に一定ピッチでずれ、さらに当該終端位置LY1に到達すると、上記各直線L2に隣接した当該直線L2と平行な直線L3に沿って、前記初期位置Pa、Pb、Pc、Pdに並ぶ位置から終端位置LY1まで順次押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′がY1方向に一定ピッチでずれるように、各ノズル12の押し当て位置が通常清掃カウンタNの値に対応付けて記憶されている。なお、図3(b)では、第1ノズル12aの押し当て位置が移る方向のみ矢印を付して示している。
図示を省略するが、第2領域16bも同様である。すなわち、第2領域16bの左後側(X2側であってかつY2側)のコーナ部分に第1ノズル12aが配置されたときの各ノズル12の位置を最初の押し当て位置(初期位置Pa、Pb、Pc、Pd)として、第1領域16aと同様に、各ノズル12の押し当て位置が通常清掃カウンタNの値に対応付けて記憶されている。
サブ領域18も、図4に破線四角で示すように、隣接する押し当て位置同士が重複しないように、ノズル12の押し当て位置が略マトリクス状に設定されている。但し、サブ領域18については、右後側(X1側であってかつY2側)のコーナ部分が最初の押し当て位置(図4中にハッチングで示す位置/初期位置Px)とされている。そして、同図中に矢印で示すように、当該初期位置PxからX軸と平行な直線M1に沿ってX2方向の所定の終端位置、すなわちY軸と平行な直線MX1の位置(以下、終端位置MX1という)まで順次押し当て位置がX2方向に一定ピッチでずれ、当該終端位置MX1に到達すると、上記直線M1に隣接した当該直線M1と平行な直線M2に沿って、前記初期位置Pxに隣接する位置から終端位置MX1まで順次押し当て位置がX2方向に一定ピッチでずれ、以降同様にして順次押し当て位置がずれるように、各ノズル12の押し当て位置が臨時清掃カウンタnの値に対応付けて記憶されている。
次に、制御装置20による具体的なノズル清掃処理の動作制御について、図5のフローチャートに基づいて説明する。
ノズル清掃処理が開始されると、制御装置20は、まず、通常清掃カウンタNに初期値「1」をセットし(ステップS1)、ノズル12の清掃条件が成立したか否かを判定する(ステップS3)。具体的には、ノズル清掃データ記憶部22に記憶された実行タイミングか否か、すなわち通常清掃処理Wuのタイミングか否か、又は上記ノズル汚れ検出部24によってノズル12の汚れが検出されたか否か、すなわち臨時清掃処理Wtのタイミングか否かを判定する。
ここで、Yesの場合には、制御装置20は、ステップS3で成立した条件が通常清掃処理Wuか否かを判定し(ステップS5)、Yesの場合には、さらに清掃シート15のうち、第1領域16aが使用可能か否かを判定する(ステップS7)。
ここで、Yesと判定した場合には、制御装置20は、ステップS9に移行して通常清掃処理Wuを実行する。具体的には、ヘッドユニット6を移動させ、通常清掃カウンタNの値に対応する押し当て位置の上方に各ノズル12を配置する。そして、各ヘッド10の回転角度を上記基準角度に調整した後、各ヘッド10を同時に下降させてノズル先端13を清掃シート15に押し当て、同時に上昇させる(ステップS9、S11)。例えば、通常清掃カウンタNの値が「1」の場合には、制御装置20は、図3(b)にハッチングで示された初期位置Pa、Pb、Pc、Pdに各ノズル12を同時に押し当てる。
このように、各ノズル12のノズル先端13を同時に清掃シート15に押し当てることで、各ノズル12のノズル先端13を同時に清掃する。なお、この通常清掃処理Wuにおいては、各ノズル12を清掃シート15に押し当て、この時間を所定時間(例えば数秒)だけキープした後、各ヘッド10を上昇させるようにしてもよい。
通常清掃処理Wuが完了すると、制御装置20は、通常清掃カウンタNを1だけインクリメントした後(ステップS13)、処理をステップS3に移行する。
なお、ステップS7でNoと判定した場合、すなわち、第1領域16aの全ての押し当て位置が使用されたと判定した場合には、制御装置20は、さらに第2領域16bが使用中か否かを判定し(ステップS14)、Noと判定した場合には、各ノズル12の押し当て領域を第1領域16aから第2領域16bに切り替え、通常清掃カウンタNをリセットした後、当該カウンタNに初期値「1」をセットする(ステップS15)。そしてその後、処理をステップS9、S11に移行する。これにより、その後の通常清掃処理Wuでは、第2領域16bに対して各ノズル12を押し当てる。なお、ステップS14でYesと判定した場合には、既に第2領域16bを使用してノズル12の清掃が行われているため、ステップS15をスキップして、ステップS9,S11の処理に移行する。
一方、ステップS5でNoと判定した場合、すなわち、ノズル汚れ検出部24によってノズル12の汚れ(付着物)が検出されたと判定した場合には、制御装置20は、以前に臨時清掃処理Wtを実行したか否かを判定する(ステップS17)。ここで、Noの場合には、制御装置20は、臨時清掃カウンタnに初期値「1」をセットした後、処理をステップS21に移行して臨時清掃処理Wtを実行する。
具体的には、制御装置20は、ヘッドユニット6を移動させて、4つのノズル12のうち、付着物が検出されたノズル12を清掃シート15の上方、詳しくはサブ領域18の前記初期位置Px(図4にハッチングで示された位置)の上方に配置する。そして、当該ノズル12が装着されているヘッド10の回転角度を基準角度に調整した後、当該ヘッド10を下降させてノズル先端13を清掃シート15に押し当て、上昇させる(ステップS21、S23)。これにより、付着物が検出された当該ノズル12だけを単独で清掃する。この場合も、ノズル12を清掃シート15に押し当て、この時間を所定時間(例えば数秒)だけキープした後、各ヘッド10を上昇させるようにしてもよい。
一方、ステップS17でYesと判定した場合、すなわち、以前に臨時清掃処理Wtを実行していると判定した場合には、制御装置20は、臨時清掃カウンタnを1だけインクリメントした後(ステップS25)、処理をステップS21、S23に移行する。
臨時清掃処理Wtが終了すると、制御装置20は、付着物が検出された他のノズル12が有るか否かを判定し(ステップS27)、Yesと判定した場合には、処理をステップS17に移行して臨時清掃処理Wtを繰り返し実行し、Noと判定した場合には、処理をステップS3に移行する。
以上のような部品実装装置1(ノズル清掃方法)によれば、定期的にノズル12の清掃処理(通常清掃処理Wu)が行われるが、その際には、全てのノズル12が同時に清掃シート15に押し当てられることにより、全てのノズル12の清掃が同時に行われる。そのため、複数のノズルを1つずつ個別に清掃シート15に押し当て清掃を行う従来装置(従来方法)に比べると、ノズルトータルの清掃時間を大幅に短縮することができる。しかも、直前(前回)の各ノズル12の押し当て位置に対して隣接する未使用箇所にそれぞれ押し当て位置をずらしながら各ノズル12の清掃が行われるので、ノズル12に異物が再付着することを回避しながら、清掃シート15を効率良く使用することができる。特に、この部品実装装置1によれば、図3(b)に矢印で示すように、予め定められた直線L1に沿って初期位置Pa、Pb、Pc、Pdから所定の終端位置LY1まで順次押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′をY1方向に一定ピッチだけずらしながら各ノズル12の清掃が行われ、終端位置LY1に到達すると、前記直線L1に隣接する直線L2に沿って、前記初期位置Pa、Pb、Pc、Pdに隣接する位置から順次押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′をY1方向に一定ピッチだけずらしながら各ノズル12の清掃が行われる、という具合に清掃シート15が非常に効率良く使用される。従って、この部品実装装置1によれば、清掃シート15を非常に効率的に使用しながら、複数のノズル12を効率的に清掃することができるという利点がある。
また、この部品実装装置1では、通常清掃処理Wuのためのメイン領域16とは別に、臨時清掃処理Wtのためのサブ領域18が清掃シート15に設定されており、ノズル汚れ検出部24によって何れかのノズル12に汚れ(付着物)が検出された場合には、当該ノズル12をサブ領域18に押し当てることにより、当該ノズル12の清掃が単独で行われる。そのため、4つのノズル12のうち、必要に応じて一部のノズル12を清掃できるようにしながらも、清掃シート15を効率良く使用できるという利点もある。すなわち、清掃領域を区別しない場合、1つのノズル12を単独で清掃すると、その後の通常清掃処理Wuでは、当該押し当て位置を避ける必要があるため、複数のノズル12を同時に清掃する場合のノズル押し当て位置の規則性が乱れ、清掃シート15に未使用部分が広く形成されるおそれがある。これに対して、上記実施形態のように、通常清掃処理Wuのための領域(メイン領域16)と臨時清掃処理Wtのための領域(サブ領域18)とを分けた場合には、メイン領域16については、予め規則的に定められている押し当て位置を使用して各ノズル12の清掃を行うことができ、サブ領域についても、図5中に示すように、規則的にノズル12を押し当てながら、1つのノズル12を単独で清掃することができる。そのため、清掃シート15に未使用部分が広く形成されることを回避でき、その結果、清掃シート15を効率良く使用できる。
また、この部品実装装置1によれば、通常清掃処理Wuの際には、ヘッドユニット6の配列と同じ位置関係を保った状態で各ノズル12を同時に清掃シート15に押し当てて清掃するので、各ノズル12の可動領域との関係で清掃シート15(具体的にはメイン領域16)の配置が制約を受け難いという利点もある。すなわち、従来装置のように、全てのノズルを清掃シートの互いに近接する位置に押し当てて清掃する場合には、全てのノズルが移動できるような位置に清掃シートを配置することが求められる。しかし、上記部品実装装置1によれば、隣接するノズル12の押し当て位置同士は、常にX方向にピッチP1分だけ離間しており、その位置関係も変わらないので、清掃シート15の第1領域16aのうち、第1ノズル12aが押し当てられる領域(仮に第1ノズル対応領域という)にだけ着目すれば、清掃シート15は、当該第1ノズル対応領域が第1ノズル12aの可動領域内に位置するように配置されていれば、当該第1ノズル対応領域が第4ノズル12dの可動領域内に位置するように配置されている必要はない。従って、この部品実装装置1によれば、清掃シート15の配設位置の自由度を高めることが可能になるという利点もある。
なお、上記実施形態では、図3(a)に示すように、各ヘッド10のノズル12が同一である場合について説明したが、4つのノズル12が、互いに吸着面積が異なる1乃至複数種類のノズル12を含む場合でも、上記のような通常清掃処理Wuは実行可能である。この場合には、各ノズル12のうち、吸着面積が最大のものを基準として、清掃シート15におけるノズル12の押し当て位置を定めればよい。例えば、図6(a)に示すように、第2ノズル12bの吸着面積が最大の場合には、図6(b)に示すように、押し当て位置同士が重複しない範囲で、第2ノズル12bの互いに隣接する押し当て位置同士が接近するように、第2ノズル12bを基準として各ノズル12の押し当て位置のX方向およびY方向の各ピッチを設定するようにすればよい。
(第2の実施形態)
第1実施形態では、通常清掃処理Wuの際に各ノズル12を一度だけ清掃シート15に押し当てているが、各ノズル12を複数回連続して清掃シート15に押し当てるようにしてよい。具体的には、図5のステップS9〜S13の処理を複数回ループするようにしてもよい。
この場合には、例えば図7に示すように、各ノズル12の押し当て位置が通常清掃カウンタNの値に対応付けられて、ノズル清掃データ記憶部22に記憶される。
詳しくは、前記初期位置Pa、Pb、Pc、Pd(図7中にハッチングで示す位置)から直線L1に沿って終端位置LY1まで順次押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′がY1方向に一定ピッチでずれ、当該終端位置LY1に到達すると、当該終端位置LY1で押し当て位置が直線L2上にずれ、この直線L2に沿って逆の終端位置LY2(Y方向において初期位置Pa、Pb、Pc、Pdと並ぶ位置)まで順次押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′がY2方向に一定ピッチでずれ、さらに当該終端位置LY2に到達すると、当該終端位置LY2で押し当て位置が直線L3上にずれ、この直線L3に沿って終端位置LY1まで順次押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′がY1方向に一定ピッチずれるように、各ノズル12の押し当て位置が通常清掃カウンタNの値に対応付けられて、ノズル清掃データ記憶部22に記憶される。
この構成によれば、各ノズル12を複数回連続して清掃シート15に押し当てて清掃する場合に、効率よく各ノズル12を清掃することが可能となる。すなわち、第1実施形態の場合、各ノズル12を複数回連続して清掃する場合に終端位置LY1を経由すると、当該終端位置LY1から初期位置Pa、Pb、Pc、Pdに隣接する位置まで各ノズル12(ヘッドユニット6)をY2方向に大きく移動させる必要がある。そのため、ノズル12の清掃に時間を要することとなる。これに対して、第2実施形態によれば、図7に示す通り、終端位置LY1(LY2)を経由する場合でも、ノズル12の押し当て位置は、常に直前(前回)の押し当て位置に隣接する位置となる。そのため、終端位置LY1(LY2)を経由しながら各ノズル12を複数回連続して清掃する場合でも、各ノズル12(ヘッドユニット6)の水平方向の移動量が極端に大きくなることがなく、従ってその分、各ノズル12を効率よく清掃することが可能となる。
なお、第2実施形態の変形例として、例えば図8に示すように、各ノズル12の押し当て位置が通常清掃カウンタNの値に対応付けられてノズル清掃データ記憶部22に記憶されていてもよい。すなわち、前記初期位置Pa、Pb、Pc、Pd(図8中にハッチングで示す位置)からX軸と平行な直線L1´に沿ってY1方向の所定の終端位置、すなわちY軸と平行な直線LX1の位置(以下、終端位置LX1という)まで順次押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′がX1方向に一定ピッチでずれ、当該終端位置LX1に到達すると、当該終端位置LX1で、上記直線L1´に隣接した当該直線L1´と平行な直線L2´上に押し当て位置がずれ、この直線L2´に沿って前記終端位置LX1から逆の終端位置LX2(X方向において初期位置と並ぶ位置)まで順次押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′がX2方向に一定ピッチだけずれ、当該終端位置LX2に到達すると、当該終端位置LX2で、上記直線L2´に隣接した当該直線L2´と平行な直線L3´上に押し当て位置がずれ、この直線L3´に沿って前記終端位置LX2から逆の終端位置LX1まで順次押し当て位置Pa′、Pb′、Pc′、Pd′がX1方向に一定ピッチだけずれるという具合に、通常清掃カウンタNの値に対応付けてノズル12の押し当て位置が記憶されていてもよい。当例では、X方向が本発明の第1方向に相当し、Y方向が本発明の第2方向に相当する。
このような構成(方法)の場合も、図8に示すように、ノズル12の押し当て位置は、常に直前(前回)の押し当て位置に隣接する位置となる。そのため、図7に示す例と同様に、各ノズル12を複数回連続して清掃する場合に、効率よく各ノズル12を清掃することが可能となる。
なお、図7、図8に示すような順番でノズル12の押し当て位置をずらすことは、上記の通り、各ノズル12を複数回連続して清掃する場合にその効率をアップするうえで有用であるが、勿論、第1実施形態のように、各ノズル12を1回清掃する場合にも適用可能である。
(第3の実施形態)
第1、第2実施形態では、各ヘッド10に装着されたノズル12が継続的に使用される場合の例について説明したが、基板Pの実装作業中に一部または全部のノズル12が交換される場合もあるため、その場合には、次のような構成(方法)を適用することができる。
すなわち、ノズル清掃データ記憶部22に、ノズル12の種類とそれらの吸着面の大きさ(面積)がさらに記憶される。そして、図5に示すフローチャートのステップS7、15の後、ステップS9の前に、制御装置20が、ノズル交換があったか否かの判定処理を実行する。そしてさらに、ノズル交換があったと判定した場合には、制御装置20が、ノズル清掃データ記憶部22に記憶されている押し当て位置を、交換後のノズル12の吸着面の大きさに基づき補正する処理(押し当て位置補正処理)を実行する。
この構成によれば、例えば、図9(a)に示すように、各ヘッド10に同一のノズル12が装着された状態から、図9(b)に示すように、第2ノズル12bがその他のノズル12a、12c、12dよりも吸着面の大きなノズルに交換された場合には、図9(c)に示すように、当該第2ノズル12bの吸着面の大きさに基づき、各ノズル12の押し当て位置のピッチが補正されることとなる。そのため、ノズル交換前の規則性を保ちながら各ノズル12を適切に、すなわち、押し当て位置を互いに重複させることなく各ノズル12を清掃シート15に押し当てることができる。
このような第3実施形態の構成によれば、清掃シート15を無駄なく効率的に使用しながら、複数のノズル12を同時に清掃できるという作用効果を享受できることに加え、ノズル12の途中交換に柔軟に対応することができるという利点がある。
(その他)
以上説明した第1〜第3実施形態にかかる部品実装装置1やノズル清掃方法は、本発明に係る部品実装装置およびノズル清掃方法の好ましい実施形態の例示であって、部品実装装置の具体的な構成や、具体的なノズル清掃方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、次のような構成(方法)も適用可能である。
(1)第1〜第3実施形態では、各ノズル12の押し当て位置が通常清掃カウンタNや臨時清掃カウンタnの値に対応付けられてノズル清掃データ記憶部22に記憶されており、各カウンタN,nの値に基づき、当該カウンタ値に対応する押し当て位置に各ノズル12が押し当てられるように、制御装置20がヘッドユニット6等の動作を制御する。しかし、このようにカウンタN,nの値と押し当て位置との関係をノズル清掃データ記憶部22に記憶しておく代わりに、例えばノズル12の種類とそれらの吸着面の大きさ(面積)、ノズル12を押し当てる初期位置、およびノズル12をずらす方向をノズル清掃データ記憶部22に記憶させておき、各ヘッド10に装着されるノズル12の種類に応じて、制御装置20が清掃処理毎に、カウンタN,nの値に対応する押し当て位置を求めるように構成してもよい。つまり、直前の各ノズル12の押し当て位置に対して近接した未使用箇所に各ノズル12が押し当てられるように、直前の各ノズル12の押し当て位置および各ノズル12の吸着面の大きさに基づき、吸着面が最も大きいノズル12を基準として次の押し当て位置を求めるように構成してもよい。
この構成によれば、例えば第3実施形態で説明したような、ノズル交換時の各ノズル12の押し当て位置の補正(押し当て位置補正処理)が不要となる分、制御装置20の演算処理負担を軽減できるとう利点がある。すなわち、第3実施形態の場合、ノズル交換があると、その後の押し当て位置のデータを全て補正しなければならない場合があるが、上記構成によれば、押し当て位置補正処理が不要となる分、制御装置20の演算処理負担が軽減される。
(2)第1〜第3実施形態では、ノズル汚れ検出部24は、カメラ9が撮像したノズル先端13の画像に基づき各ノズル12の汚れ(付着物)の有無を検出するが、例えば部品の持ち帰りの有無に基づき各ノズル12の汚れの有無を検出するようにしてもよいし、それ以外の方法により各ノズル12の汚れの有無を検出するようにしてもよい。
(3)第1〜第3実施形態では特に言及してないが、清掃シート15は、メイン領域16又はサブ領域18が全て使用された場合(すなわち予め記憶されている全ての押し当て位置にノズル12が押し当てられた場合)にオペレータによって交換されるようにしてもよいし、制御装置20の制御により、シート清掃装置によって自動清掃されるように構成されていてもよい。この場合、シート清掃装置は、例えばアルコール等の清掃液が含浸されたコットン等を保持した清掃ヘッドと、この清掃ヘッドを清掃シート15の表面に沿って摺動させるエアシリンダ等のアクチュエータとを備えた構成が好適である。
(4)第1〜第3実施形態では、X方向に細長い長方形の清掃シート15が、部品供給部4のフィーダ固定台5に設けられているが、清掃シート15の形状や大きさ、固定位置はこれに限定されるものではなく、適宜選定可能である。各ノズル12の押し当て位置をずらす方向やピッチも、上記実施形態に限定されるものではなく適宜変更可能である。
1 部品実装装置
6 ヘッドユニット
10 ヘッド
12、12a、12b、12c、12d ノズル
13 ノズル先端
15 清掃シート
16 メイン領域
16a 第1領域
16b 第2領域
18 サブ領域
20 制御装置
22 ノズル清掃データ記憶部(記憶装置)
24 ノズル汚れ検出部(ノズル汚れ検出装置)
L1、L1′ 第1直線
L2、L2′ 第2直線
L3、L3′ 第3直線
LY1、LX1 終端位置
Pa、Pb、Pc、Pd 初期位置(最初の押し当て位置)
Pa′、Pb′、Pc′、Pd′ 次の押し当て位置
Wu 通常清掃処理(第1清掃処理)
Wt 臨時清掃処理(第2清掃処理)

Claims (10)

  1. 互いに離間して第1方向に一列に配列された部品吸着用の複数のノズルを有する移動可能なヘッドユニットと、ノズル先端を清掃する清掃シートとを備えた部品実装装置における前記ノズルの清掃方法であって、
    前記複数のノズルを清掃シートの最初の押し当て位置に同時に押し当てて各ノズルを同時に清掃し、次回以降は、前記清掃シートのうち、各ノズルの前記最初の押し当て位置に対して第1方向、又は当該第1方向と直交する第2方向に近接する未使用箇所にそれぞれノズルをずらしながら、前記複数のノズルを清掃シートの次の押し当て位置に同時に押し当てて各ノズルを同時に清掃する、ことを特徴とするノズル清掃方法。
  2. 請求項1に記載のノズル清掃方法において、
    予め定められた互いに平行な第1直線に沿って所定の終端位置までそれぞれ各ノズルの押し当て位置を順次同一方向にずらしながら前記複数のノズルの清掃を同時に行い、前記終端位置に到達すると、前記各第1直線に隣接して予め定められた直線であって当該第1直線と平行な第2直線に沿ってそれぞれ各ノズルの押し当て位置を順次同一方向にずらしながら前記複数のノズルの清掃を同時に行う、ことを特徴とするノズル清掃方法。
  3. 請求項1又は2に記載のノズル清掃方法において、
    前記清掃シートに、前記複数のノズルを同時に押し当てて各ノズルを同時に清掃するためのメイン領域と、このメイン領域とは別のサブ領域とを予め設定しておき、
    前記複数のノズルのうち、一部のノズルを清掃するときには、当該ノズル先端を前記サブ領域に押し当てる、ことを特徴とするノズル清掃方法。
  4. 請求項1乃至3の何れか一項に記載のノズル清掃方法において、
    前記複数のノズルは、部品の吸着面積が異なる複数種類のノズルを含むものであり、
    前記複数のノズルのうち、吸着面積が最大のノズルを基準として各ノズルの押し当て位置をずらす、ことを特徴とするノズル清掃方法。
  5. 請求項1乃至4の何れか一項に記載のノズル清掃方法において、
    各ノズルの水平方向の移動距離が最短になるように、各ノズルの押し当て位置をずらしながら、前記複数のノズルを複数回、連続して清掃シートに押し当てることにより、各ノズルを複数回、連続して同時に清掃する、ことを特徴とするノズル清掃方法。
  6. 請求項1乃至5の何れか一項に記載のノズル清掃方法において、
    前記清掃シートに、前記複数のノズルを同時に清掃するための複数の領域を設定しておき、これらの領域を予め定められた順番に従って使用する、ことを特徴とするノズル清掃方法。
  7. 水平方向に移動可能なヘッドユニットと、互いに離間して第1方向に一列に配列されて前記ヘッドユニットに昇降可能に支持され、かつそれぞれ先端に部品吸着用のノズルを備えた複数のヘッドと、ノズル先端を清掃する清掃シートとを備えた部品実装装置において、
    前記ヘッドユニットおよび前記各ヘッドを制御することにより、前記各ヘッドのノズルを清掃シートに押し当てて各ノズルを同時に清掃する第1ノズル清掃処理を実行する制御装置を備え、
    前記制御装置は、前記複数のノズルを清掃シートの最初の押し当て位置に同時に押し当てて各ノズルを同時に清掃し、次回以降は、前記清掃シートのうち、各ノズルの前記最初の押し当て位置に対して第1方向、又は当該第1方向と直交する第2方向に近接する未使用箇所にそれぞれノズルをずらしながら、前記複数のノズルを清掃シートの次の押し当て位置に同時に押し当てて各ノズルを同時に清掃する、ことを特徴とする部品実装装置。
  8. 請求項7に記載の部品実装装置において、
    前記制御装置は、予め定められた互いに平行な第1直線に沿って所定の終端位置までそれぞれ各ノズルの押し当て位置を順次同一方向にずらしながら前記複数のノズルの清掃を同時に行い、前記終端位置に到達すると、前記各第1直線に隣接して予め定められた直線であって当該第1直線と平行な第2直線に沿ってそれぞれ各ノズルの押し当て位置を順次同一方向にずらしながら前記複数のノズルの清掃を同時に行う、ことを特徴とする部品実装装置。
  9. 請求項7又は8に記載の部品実装装置において、
    ノズルの汚れを検出するノズル汚れ検出装置と、
    前記清掃シートのうち、前記第1ノズル清掃処理が行われるメイン領域と、このメイン領域とは別のサブ領域とを定めた領域データが記憶された記憶装置と、をさらに備え、
    前記制御装置は、前記ノズル汚れ検出装置によりノズルの汚れが検出されると、当該ノズルのみを清掃シートの前記サブ領域に押し当てて当該ノズルを清掃する第2ノズル清掃処理を実行する、ことを特徴とする部品実装装置。
  10. 請求項7乃至9の何れか一項に記載の部品実装装置において、
    前記制御装置は、前記第1ノズル清掃処理においては、各ノズルの水平方向の移動距離が最短になるように、各ノズルの押し当て位置をずらしながら、前記複数のノズルを複数回、連続して清掃シートに押し当てる、ことを特徴とする部品実装装置。
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