JP2017092278A - リード端子挿入不良検知装置および部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】早いタイミングでより正確にリード端子の挿入不良を検知する。
【解決手段】リード端子挿入不良検知装置は、ヘッド２０の位置を検出するエンコーダ２４ａと、Ｚ軸サーボモータ２４の制御電流値を検出する電流検出部３６ａ（荷重検出装置）と、挿入実装の過程におけるヘッド２０の高さ方向の位置であって、リード端子Ｃｔの先端が基板上面に到達する端子到達位置ＰｓとスルーホールＨへのリード端子Ｃｔの挿入が完了する挿入完了位置Ｐｏとの間に設定された第１基準位置Ｐ１が記憶されるとともに、リード端子挿入不良を検知するために、ヘッド２０に作用する荷重に設定された第１閾値Ｎ１が記憶された記憶部３４と、ヘッド２０が第１基準位置Ｐ１に到達するまでに検出荷重が第１閾値Ｎ１を超えたときに、リード端子Ｃｔの挿入不良が発生したと判別する主制御部３２とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、部品実装装置に関するものであり、特に、部品のリード端子を基板の挿入孔に挿入した状態で実装する、いわゆる挿入実装におけるリード端子の挿入不良を検知するリード端子挿入不良検知装置、およびこのリード端子挿入不良検知装置を備えた部品実装装置に関する。

挿入実装が行われる部品実装装置では、リード端子がスルーホール（挿入孔）に挿入されないまま実装されるような実装不良が発生し得る。そのため、この種の実装不良を防止するために、例えば特許文献１に開示されるような部品実装装置が提案されている。

この部品実装装置は、ヘッド（ロボットハンド）に保持された部品を基板上に搭載する際のリード端子の挿入抵抗をセンサで検知し、この挿入抵抗が設定値（閾値）以上になった場合に実装動作を中断するように構成されている。つまり、部品に備えられている複数のリード端子の全部又は一部がスルーホールに挿入されていない状態でヘッドが下降すると、全てのリード端子がスルーホールに正常に挿入される場合に比べて挿入抵抗が増大するため、このような挿入抵抗の増大を検知して実装動作を中断することで、未挿入のリード端子が折損に至ることを防止しつつ、実装不良の発生を抑制するようになっている。

特開平４−１０７９９７号公報

特許文献１のような従来の装置において、未挿入のリード端子が折損に至るのを確実に防止するためには、より早期にリード端子の挿入不良を検知する必要があり、それには、上記閾値を出来るだけ低く設定するのが望ましい。しかし、リード端子がスルーホールに正常に挿入されている場合でも、例えばリード端子の根元部分にキンク部と称する鍔状の部分が形成されている部品を実装する場合には、当該キンク部がスルーホールに挿入されるときに一時的に挿入抵抗が増大し、これがリード端子の挿入不良と誤検知される虞がある。

また、リード端子に挿入不良が発生した場合に挿入抵抗が増大するタイミングは、リード端子の長さ、形状、材質等によっても異なるため、従来装置のように一定の閾値に基づいて挿入不良を検知する場合には、部品の品種によっては、挿入不良が検知された時点で既にリード端子が折損に至っている場合も考えられる。

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、挿入実装を行う部品実装装置に関して、早いタイミングにより正確にリード端子の挿入不良を検知することが可能な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、移動可能なヘッドを備え、リード端子を有する部品を前記ヘッドにより保持して基板に挿入実装する部品実装装置のリード端子挿入不良検知装置であって、前記ヘッドの高さ方向の位置を検出する位置検出装置と、前記ヘッドに作用する荷重を検出する荷重検出装置と、挿入実装の過程におけるヘッドの高さ方向の基準位置であって、リード端子の先端が基板上面に到達する端子到達位置と挿入孔へのリード端子の挿入が完了する挿入完了位置との間に設定された基準位置が記憶されるとともに、リード端子の挿入不良を検知するために、前記ヘッドに作用する荷重に設定された閾値が記憶された記憶装置と、挿入実装時に前記位置検出装置が検出する検出位置および前記荷重検出装置が検出する検出荷重に基づき、前記基準位置に到達する前に前記検出荷重が前記閾値を超えた場合に、リード端子の挿入不良が発生したと判別する判別装置とを備えるものである。

このリード端子挿入不良検知装置によれば、ヘッドが基準位置に到達するまでの間に検出荷重が前記閾値を超えたときにリード端子の挿入不良と判別される。つまり、基準位置を過ぎてから検出荷重が前記閾値を超えたとしても、この場合にはリード端子の挿入不良とは判別されない。そのため、リード端子の根元部分に形成される鍔状のキンク部の位置に基づき予め前記基準位置を定め、さらに前記閾値を比較的低くい値に設定しておくことで、前記キンク部に起因してリード端子の挿入不良が誤検知されることを回避しながら、早いタイミングに正確にリード端子の挿入不良を検知することが可能となる。

このリード端子挿入不良検知装置においては、前記閾値を第１閾値と定義したときに、前記記憶装置には、前記第１閾値よりも大きい値の閾値であって前記リード端子の挿入不良を検知するための第２閾値が記憶されており、前記判別装置は、さらに、前記ヘッドが前記基準位置を過ぎて前記挿入完了位置に到達するまでの間に前記検出荷重が前記第２閾値を超えたときにリード端子の挿入不良が発生したと判別するものであるのが好適である。

例えば、リード端子が挿入孔に挿入されている場合であっても、寸法不良等によってリード端子が途中で挿入孔に詰まってしまうような場合が考えられるが、上記構成によれば、そのようなリード端子の挿入不良を検知することが可能となる。

この場合、前記第２閾値は、前記挿入完了位置よりも低い位置に予め設定された前記ヘッドの目標位置に当該ヘッドが到達したときに当該ヘッドに作用する荷重と同等の値とすることができる。

上記のようにリード端子が途中で挿入孔に詰まっているような場合には、ヘッドが挿入完了位置に到達する前に、当該ヘッドが目標位置に到達した場合と同等の荷重が作用し得る。そのため、上記構成によれば、寸法不良等によってリード端子が挿入孔に詰まっているようなリード端子の挿入不良を良好に検知することが可能となる。

この場合、前記判別装置は、前記ヘッドが前記目標位置に到達した時点で、前記検出荷重が前記第２閾値に達していないときにリード端子の挿入不良が発生したと判別するものであるのが好適である。

この構成によれば、基板が撓むことによりリード端子に挿入不良が発生しているような状態を検知することが可能となる。

なお、上記のリード端子挿入不良検知装置において、前記記憶装置は、複数種類の部品それぞれに対応する前記基準位置を記憶しており、前記判別装置は、前記記憶装置に記憶されている複数の基準位置のうち、実装対象部品に対応する基準位置に基づいてリード端子の挿入不良が発生したかを判別するものであるのが好適である。また、前記記憶装置は、複数種類の部品それぞれに対応する前記閾値を記憶しており、前記判別装置は、前記記憶装置に記憶されている複数の閾値のうち、実装対象部品に対応する閾値に基づいてリード端子の挿入不良が発生したかを判別するものであるのが好適である。

これらの構成によれば、実装対象部品の品種に応じた基準位置や閾値に基づいてリード端子の挿入不良が発生したかが判別されるので、部品の品種に拘わらず予め設定された一定の基準位置や閾値に基づいてリード端子の挿入不良を判別する場合に比べて、リード端子の挿入不良をより正確に検知できるとともに、リード端子が折損に至るといった事態をより確実に抑制することが可能となる。

一方、本発明の部品実装装置は、移動可能なヘッドを備え、リード端子を有する部品を前記ヘッドにより保持して基板に挿入実装する部品実装装置において、前記挿入実装の過程においてリード端子の挿入不良が発生したことを検知するための手段として、上記の何れかのリード端子挿入不良検知装置を備えているものである。

この部品実装装置によれば、上述したようなリード端子挿入不良検知装置を備えているので、挿入実装の過程において、早いタイミングに正確にリード端子の挿入不良を検知することが可能となる。

この場合には、前記挿入実装を実行すべく前記ヘッドを駆動制御するとともに、当該挿入実装の過程において前記リード端子挿入不良検知装置がリード端子の挿入不良を検知したときに前記ヘッドの駆動を停止する制御装置を備えているのが好適である。

この構成によれば、実装部品のリード端子が折損に至るといった不都合が発生することを抑制することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、挿入実装を行う部品実装装置に関して、早いタイミングにより正確にリード端子の挿入不良を検知することが可能となる。

本発明に係る部品実装装置（本発明のリード端子挿入不良検知装置が搭載された部品実装装置）の平面図である。 前記部品実装装置の正面図である。 前記部品実装装置の制御系を示すブロック図である。 挿入実装の過程におけるヘッドとその吸着部品の模式図であり、（ａ）は下降開始高さ位置、（ｂ）は端子到達位置、（ｃ）は第１基準位置、（ｄ）は挿入完了位置におけるヘッドと部品をそれぞれ示している。 リード端子の挿入不良の状態を示すヘッドおよび部品の模式図であり、（ａ）は、複数のリード端子のうち、一部のリード端子が挿入不良の状態、（ｂ）は、複数のリード端子の全てが挿入不良の状態をそれぞれ示している。 リード端子挿入不良検知処理の制御例を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）は、挿入実装の過程におけるヘッドの位置と荷重との関係を示すグラフである。

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。

［部品実装装置の構成］
図１及び図２は、本発明に係る部品実装装置１（本発明のリード端子挿入不良検知装置が搭載された部品実装装置）を示しており、図１は平面図で、図２は正面図で、それぞれ部品実装装置１を示している。なお、図面中には、各図の方向関係を明確にするために、ＸＹＺ直角座標軸を示している。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り、Ｚ方向はＸ、Ｙ両方向に直交する方向である。なお、Ｚ方向は、適宜上下方向、高さ方向ともいう。

部品実装装置１は、基台２と、この基台２上においてプリント配線板等の基板Ｐを搬送する基板搬送機構３と、部品供給部５と、ヘッドユニット６と、このヘッドユニット６を駆動するヘッドユニット駆動機構と、部品認識カメラ７とを備えている。

基板搬送機構３は、基板ＰをＸ方向に搬送する一対のコンベア４と、図外の基板保持機構とを備えている。コンベア４は、いわゆるベルトコンベアであり、図１及び図２の右側（Ｘ１方向側）から基板Ｐを受け入れて所定の実装作業位置（同図に示す位置）に搬送し、実装作業後、この基板Ｐを同図の左側（Ｘ２方向側）に搬出する。基板保持機構は、図示を省略するが、昇降可能なバックアップピンを備えたリフトアップ機構であり、基板Ｐをコンベア４から持ち上げて図外の押圧プレートの下面に押し当てることで、当該基板Ｐを上記実装作業位置に位置決めした状態で保持するように構成されている。

部品供給部５は、基板搬送機構３の両側（Ｙ方向の両側）に配置されている。各部品供給部５には、コンベア４に沿って複数のテープフィーダ５ａが配置されている。各テープフィーダ５ａは、テープを担体（キャリア）として、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の表面実装部品（チップ部品）を供給するものである。また、装置前側（Ｙ２側）の部品供給部５には、さらにトレイフィーダ５ｂが配置されており、このトレイフィーダ５ｂにより、リード端子（ピン）を備えた挿入部品、例えばＤＩＰ（ＤｕａｌＩｎ−Ｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＩＰ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎ−ＬｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）等のＩＣやリード端子を備えた抵抗、コンデンサ、コイル等、スルーホール（本発明の挿入孔の一種）にリード端子を挿入した状態で基板Ｐに搭載される部品が供給されるようになっている。

前記ヘッドユニット６は、各部品供給部５から部品を取り出して基板Ｐ上に実装するものであり、ヘッドユニット駆動機構により一定の領域内でＸ方向およびＹ方向に移動可能に設けられている。具体的には、ヘッドユニット駆動機構は、高架のフレーム上に各々固定されてＹ方向に延びる一対の固定レール１０と、これら固定レール１０に移動可能に支持されたＸ方向に延びるユニット支持部材１１と、このユニット支持部材１１に螺合挿入されてＹ軸サーボモータ１３により駆動されるボールねじ軸１２とを含む。また、ヘッドユニット駆動機構は、ユニット支持部材１１に固定され、ヘッドユニット６をＸ方向に移動可能に支持する固定レール１４と、ヘッドユニット６に螺合挿入されてＸ軸サーボモータ１６を駆動源として駆動されるボールねじ軸１５とを含む。つまり、ヘッドユニット駆動機構は、Ｘ軸サーボモータ１６によりボールねじ軸１５を介してヘッドユニット６をＸ方向に駆動し、また、Ｙ軸サーボモータ１３によりボールねじ軸１２を介してユニット支持部材１１をＹ方向に移動させる。その結果、ヘッドユニット６を一定の領域内でＸ方向およびＹ方向に移動させる。

ヘッドユニット６は、複数本の軸状のヘッド２０と、これらヘッド２０を駆動するヘッド駆動機構とを備えている。当例では、ヘッドユニット６は、Ｘ方向に一列に並ぶ、合計５本のヘッド２０を備えている。

ヘッド駆動機構は、各ヘッド２０にそれぞれ対応するＺ軸サーボモータ２４を有し、各ヘッド２０を個別に昇降（Ｚ方向に移動）させる昇降駆動機構と、各ヘッド２０に共通する一つのＲ軸サーボモータ２５（図３参照）を有し、各ヘッド２０を同時にヘッド中心軸回り（Ｒ方向）に回転させる回転駆動機構とを含む。

各ヘッド２０の先端にはそれぞれ、部品吸着用のノズル２２が備えられている。各ヘッド２０のノズル２２は、電動切替弁を介して負圧発生装置および正圧発生装置にそれぞれ連通可能とされている。つまり、ノズル２２に負圧が供給されることで部品が吸着され、その後、正圧が瞬間的に供給されることで、部品の吸着が解除される。

ヘッドユニット６は、さらに基板認識カメラ２６を備えている。基板認識カメラ２６は、基板Ｐの識別や位置決めのために、当該基板Ｐに記された各種マークを上方から撮像するものである。

部品認識カメラ７は、各ヘッド２０により部品供給部５から取り出された部品の吸着状態を認識するために、当該部品を下側から撮像するものである。部品認識カメラ７は、図１に示すように、基台２上の各部品供給部５と基板搬送機構３との間の位置にそれぞれ配設されている。

［部品実装装置の制御系の説明］
図３は、部品実装装置１の制御装置３０を示している。この制御装置３０は、部品実装装置１の動作を統括的に制御する主制御部３２と、プログラム及び各種データが格納された記憶部３４と、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びＲ軸の各サーボモータ１３，１６，２４，２５の駆動を制御する駆動制御部３６とを含む。主制御部３２は、ＣＰＵやメモリで構成されたコンピューターであり、バス３３を介して記憶部３４、駆動制御部３６および入出力部３８と接続されている。

主制御部３２は、記憶部３４に記憶されているプログラムやデータに従って駆動制御部３６を制御し、部品供給部５から部品を取り出して基板Ｐに実装する所定の部品実装処理を実行するとともに、当該処理に関連する各種演算処理を行う。また、主制御部３２は、リード端子（ピン）を備えた上記挿入部品を基板上へ実装する際に、リード端子挿入不良検知処理を実行するとともに当該処理に関連する各種演算処理を行う。

リード端子挿入不良処理とは、リード端子を基板Ｐのスルーホールに挿入しつつ上記挿入部品を基板上へ実装する、いわゆる挿入実装の際に、リード端子の挿入不良を検知する処理である。具体的には後述するが、挿入部品を基板Ｐ上に搭載する際に、ヘッド２０に作用する荷重を検出し、ヘッド２０の高さ位置（Ｚ方向の位置）と前記検出荷重の値とに基づきリード端子の挿入不良の有無を判別する。なお、主制御部３２は、リード端子挿入不良処理において挿入不良が検知された場合には、後記駆動制御部３６を制御して部品の実装動作を停止する。つまり、当例では、この主制御部３２が本発明の判別装置および制御装置に相当する。

記憶部３４（本発明の記憶装置に相当する）は、ハードディスクやメモリ等で構成されており、部品実装装置１の動作を制御するために要する各種プログラムやデータが記憶されている。例えば、リード端子挿入不良検知処理に用いられるデータとして挿入部品データが記憶されている。挿入部品データとは、上記トレイフィーダ５ｂによって供給される挿入部品の品種とその部品の固有情報とを対応付けたデータである。

固有情報には、予め特定されたヘッド２０の高さ方向（Ｚ方向）における位置情報と、リード端子の挿入不良の有無を判別するために、ヘッド２０に作用する荷重の値に設定された閾値情報とが含まれる。具体的には以下の通りである。

図４（ａ）〜（ｄ）は、リード端子Ｃｔを有する部品Ｃを、そのリード端子Ｃｔを基板ＰのスルーホールＨに挿入しながら実装する挿入実装の過程を示しており、この図中に符号Ｐ１で示す第１基準位置と、符号Ｐ２で示す第２基準位置とが上記位置情報として記憶されている。第１基準位置Ｐ１は、図４（ｃ）に示すように、リード端子Ｃｔが、その先端から所定寸法ｔ１だけスルーホールＨ内に位置するように当該スルーホールＨに正常に挿入されたときのヘッド２０の高さ位置である。また、第２基準位置Ｐ２は、リード端子Ｃｔが適切にスルーホールＨに挿入されることにより、部品Ｃが正常に基板Ｐに搭載されたときのヘッド２０の高さ位置（図４（ｄ）に示す位置／挿入完了位置Ｐｏという）と上記第１基準位置Ｐ１との間に設定された所定の高さ位置である。なお、上記所定寸法ｔ１は、上記の通り、リード端子の根元に形成された鍔状の部分、すなわちキンク部（図４では省略）がスルーホールＨに挿入されない寸法とされている。

また、閾値情報として、第１閾値Ｎ１と、この第１閾値Ｎ１よりも大きい値の第２閾値Ｎ２とが記憶されている。第１閾値Ｎ１は、ヘッド２０が上記第１基準位置Ｐ１に到達したときに、図５（ａ）に示すように、複数のリード端子Ｃｔのうちの１本がスルーホールＨに挿入されていない場合にヘッド２０に作用する荷重の値よりも若干小さい値に設定されている。また、第２閾値Ｎ２は、ヘッド２０が予め設定された目標位置Ｐｔに到達したときにヘッド２０に作用する荷重の値である。なお、目標位置Ｐｔは、上記挿入完了位置Ｐｏから一定寸法ｔ２だけ低くい位置であり（図４（ｄ）参照）、部品実装動作時に、上記主制御部３２が上記挿入完了位置Ｐｏを基準としてヘッド２０を制御する位置である。

上記のようなヘッド２０の位置情報や閾値情報は、部品の形状、リード端子Ｃｔの長さ、材質、位置等によって部品の品種毎に異なるものであり、上記記憶部３４には、これらの情報が固有情報として挿入部品の品種に対応付けられて記憶されている。つまり、リード端子挿入不良検知処理の際には、上記主制御部３２が、実装対象部品に対応する固有情報を記憶部３４から読み出し、当該固有情報に基づき、リード端子Ｃｔの挿入不良の有無を判別する。

駆動制御部３６は、Ｙ軸サーボモータ１３およびＸ軸サーボモータ１６を制御して、ヘッドユニット６の移動を制御するとともに、Ｚ軸サーボモータ２４およびＲ軸サーボモータ２５を制御して、各ヘッド２０の昇降や回転を制御するものであり、各サーボモータ１３、１６、２４、２５に内蔵されるエンコーダ１３ａ、１６ａ、２４ａ、２５ａから出力される位置情報に基づきヘッドユニット６等をフィードバック制御する。なお、駆動制御部３６は、各サーボモータ１３、１６、２４、２５の制御電流値を検出する電流検出部３６ａを有しており、リード端子挿入不良検知処理では、この電流検出部３６ａが検出するＺ軸サーボモータ２４の制御電流値に基づきヘッド２０に作用する荷重が求められる。すなわち、当例では、Ｚ軸サーボモータ２４のエンコーダ２４ａが本発明の位置検出装置に相当し、電流検出部３６ａが本発明の荷重検出装置に相当する。

タッチパネル３９は、制御装置３０に対する情報の入出力装置であり、上記入出力部３８およびバス３３を介して主制御部３２に接続されている。タッチパネル３９は、オペレータによる所定の入力操作に従い、入出力部３８を介して制御装置３０に情報入力を行うとともに、部品実装装置１の作業状況等をオペレータに報知するものである。

なお、上記の通り、当例では、Ｚ軸サーボモータ２４が本発明の位置検出装置に、電流検出部３６ａが本発明の荷重検出装置に、記憶部３４が本発明の記憶装置に、主制御部３２が本発明の判別装置にそれぞれ相当する。従って、当例では、これらＺ軸サーボモータ２４、電流検出部３６ａ、記憶部３４および主制御部３２により本発明のリード端子挿入不良検知装置が構成されている。

［リード端子挿入不良検知処理］
図６は、上記挿入部品（以下、単に部品という）の実装時に実行されるリード端子挿入不良検知処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図４（ａ）〜（ｄ）に示したような基板Ｐに対する部品Ｃの搭載動作、つまり、ヘッド２０の下降に伴い、基板Ｐに形成されたスルーホールＨにリード端子Ｃｔを挿入しながら当該部品Ｃを基板Ｐ上に搭載する動作と共に実行される。

主制御部３２は、まず、部品の搭載のためのヘッド２０の下降動作が開始されるのを待って、ヘッド２０の下降動作が開始されると（ステップＳ１でＹｅｓ）、ヘッド２０に作用する荷重Ｌが第１閾値Ｎ１を超えたかを判定する（ステップＳ３）。具体的には、主制御部３２は、電流検出部３６ａが検出するＺ軸サーボモータ２４の制御電流値に基づきこの電流値を荷重値に換算することにより、ヘッド２０（ノズル２２）に作用する荷重Ｌを求め、この荷重Ｌ（適宜、検出荷重Ｌと称す）が第１閾値Ｎ１を超えているかを判定する。ここで、Ｙｅｓと判定した場合には、主制御部３２は、処理をステップＳ１５に移行し、タッチパネル３９を制御することによりリード端子挿入不良が発生したことを報知し、部品の実装動作を停止した後（ステップＳ１５、Ｓ１７）、当該リード端子挿入不良検知処理を終了する。つまり、第１閾値Ｎ１は、上記の通り、リード端子Ｃｔのうちの１本に挿入不良が発生した場合にヘッド２０に作用する荷重の値よりも若干小さい値である。従って、ヘッド２０が第１基準位置Ｐ１に到達する前に、検出荷重Ｌが第１閾値Ｎ１を超えた場合には、リード端子Ｃｔに挿入不良が発生したと判定され、その旨がオペレータに報知される。

ステップＳ３でＮｏと判定した場合には、主制御部３２は、ヘッド２０が第１基準位置Ｐ１に到達したかを判定し（ステップＳ５）、Ｙｅｓと判定すると、さらに検出荷重Ｌが第２閾値Ｎ２を超えているかを判定し（ステップＳ７）、ここでＹｅｓと判定すると、処理をステップＳ１５に移行し、リード端子挿入不良が発生したことを報知する。つまり、リード端子ＣｔがスルーホールＨに挿入されているものの、寸法不良等によってリード端子Ｃｔが根元まで挿入されることなく途中で詰まっているような場合には、ヘッド２０の下降に伴い検出荷重Ｌが急激し、その値は、当然ヘッド２０が正常に目標位置Ｐｔに到達したときの第２閾値Ｎ２を超えることとなる。従って、ヘッド２０が第２基準位置Ｐ２に到達する前に、検出荷重Ｌが第２閾値Ｎ２を超えた場合には、リード端子Ｃｔに挿入不良が発生したと判定され、その旨がオペレータに報知される。

ステップＳ７でＮｏと判定した場合には、主制御部３２は、ヘッド２０が第２基準位置Ｐ２に到達したかを判定し（ステップＳ９）、Ｙｅｓと判定すると、ヘッド２０が目標位置Ｐｔに到達したかを判定する（ステップＳ１１）。ここでＹｅｓと判定すると、主制御部３２は、さらに検出荷重Ｌが第２閾値Ｎ２以上かを判定し（ステップＳ１３）、Ｙｅｓと判定すると、リード端子挿入不良検知処理を終了する。

一方、ステップＳ１３でＮｏと判定した場合には、主制御部３２は、処理をステップＳ１５に移行し、リード端子挿入不良が発生したことを報知する。例えば、基板保持機構のバックアップピンの位置が不適切な場合には、ヘッド２０により基板Ｐが押圧されて下方に逃げる（撓む）こととなり、その結果、検出荷重Ｌが第２閾値Ｎ２に達しない場合がある。このような場合には、例えばリード端子ＣｔがスルーホールＨに完全に挿入されない状態が発生していることが考えられる。従って、ヘッド２０が目標位置Ｐｔに到達したときに、検出荷重Ｌが第２閾値Ｎ２以上でない場合には、リード端子Ｃｔに挿入不良が発生したものと判定し、その旨がオペレータに報知される。

リード端子挿入不良検知処理による作用をまとめると以下の通りである。

図５は、ある挿入部品の搭載動作におけるヘッド２０の高さ（Ｚ方向の位置）と検出荷重Ｌとの関係を示したグラフであり、実線は、リード端子Ｃｔの挿入不良を伴うことなく部品が正常に基板Ｐに搭載された場合、一点鎖線は、図５（ａ）に示すように、複数のリード端子Ｃｔのうち、一部（１本）のリード端子Ｃｔに挿入不良が発生した場合、破線は、図５（ｂ）に示すように、部品Ｃの位置ずれ等によって全てのリード端子Ｃｔに挿入不良が発生した場合、二点鎖線は、寸法不良等によりリード端子Ｃｔに挿入不良が発生した場合（リード端子Ｃｔが根元まで挿入されることなく途中でスルーホールＨに詰まったような場合）のそれぞれの関係を示している。なお、図５中に符号Ｐａで示す位置は、リード端子Ｃｔの先端が基板Ｐの上面に到達したときのヘッド２０の位置（図４（ｂ）参照／端子到達位置Ｐｓという）である。

同図に示すように、部品が正常に搭載される場合（実線）には、ヘッド２０が第１基準位置Ｐ１を過ぎるまで挿入抵抗は殆ど無く、そのため検出荷重Ｌはほぼゼロである。そして、第１基準位置Ｐ１を過ぎて、リード端子Ｃｔに形成されたキンク部がスルーホールＨに挿入されると、これに伴い検出荷重Ｌが上昇し、最終的にヘッド２０が目標位置Ｐｔに到達するタイミングで検出荷重Ｌが第２閾値Ｎ２と同等の値に達する。従って、この場合には、検出荷重Ｌが、端子到達位置Ｐｓから第１基準位置Ｐ１の間で第１閾値Ｎ１を超えることはなく、また、第１基準位置Ｐ１から第２基準位置Ｐ２の間で検出荷重Ｌが第２閾値Ｎ２を超えることもない。よって、リード端子挿入不良と判別されることはない。なお、リード端子Ｃｔにキンク部が形成されていない部品の場合には、第２基準位置Ｐ２の近傍までは検出荷重Ｌはほぼゼロであり、第２基準位置Ｐ２を過ぎた辺りから検出荷重Ｌが上昇することとなる。

これに対して、一部のリード端子Ｃｔに挿入不良が発生した場合（一点鎖線）には、未挿入のリード端子Ｃｔが挿入抵抗となり、端子到達位置Ｐｓを過ぎた直後から検出荷重Ｌが上昇し、第１基準位置Ｐ１に到達する前に検出荷重Ｌが第１閾値Ｎ１を超える。なお、当例は、１本のリード端子Ｃｔに挿入不良が発生した場合の例であり、複数本のリード端子Ｃｔに挿入不良が発生している場合には、その分、検出荷重Ｌはより早期から立ち上がることとなる。従って、一部のリード端子Ｃｔに挿入不良が発生している場合には、ヘッド２０が第１基準位置Ｐ１に到達する前にリード挿入不良が検知されることとなる。

また、全てのリード端子Ｃｔに挿入不良が発生した場合（破線）には、未挿入のリード端子Ｃｔが挿入抵抗となり、端子到達位置Ｐｓの直後から検出荷重Ｌが上昇する。この場合には、全てのリード端子Ｃｔが基板表面に直立に突き当たった状態となることから、検出荷重Ｌは、ヘッド２０の下降に伴い著しく上昇し、例えば第１基準位置Ｐ１に到達する前に第２閾値Ｎ２を超えることとなる。従って、この場合も、一部のリード端子Ｃｔに挿入不良が発生した場合と同様に、ヘッド２０が第１基準位置Ｐ１に到達する前にリード挿入不良が検知されることとなる。

一方、寸法不良等によりリード端子Ｃｔに挿入不良が発生した場合（二点鎖線）には、第１基準位置Ｐ１の辺りまでは、スルーホールＨに対して正常にリード端子Ｃｔが挿入されるため、ヘッド２０が第１基準位置Ｐ１に到達する前に検出荷重Ｌが第１閾値Ｎ１を超える場合は少ない。そのため、ヘッド２０が第１基準位置Ｐ１に到達する前に当該リード挿入不良が検知されることは無いが、この場合には、リード端子Ｃｔが詰まった状態が維持されることで、その後、ヘッド２０の下降と共に検出荷重Ｌが急激に上昇して第２閾値Ｎ２を超えることとなる。従って、第１基準位置Ｐ１を過ぎた後、ヘッド２０が第２基準位置Ｐ２に到達する前に当該リード挿入不良が検知されることとなる。

［効果］
上記の部品実装装置１によれば、部品（挿入部品）の実装動作中に発生したリード端子挿入不良を良好に検知することができる。特に、この部品実装装置１によれば、リード端子Ｃｔがその先端から所定寸法ｔ１だけスルーホールＨに正常に挿入されたときのヘッド２０の高さ位置が第１基準位置Ｐ１とされ、この第１基準位置Ｐ１にヘッド２０が到達する前に検出荷重Ｌが第１閾値Ｎ１を超えた場合にリード端子挿入不良が検知され、この第１基準位置Ｐ１を過ぎた後に検出荷重Ｌが第１閾値Ｎ１を超えたとしても、第２閾値Ｎ２を超えない限りは、リード端子挿入不良と判別されることがない。そのため、リード端子Ｃｔの根本部分に形成されたキンク部がスルーホールＨに挿入されることに伴い検出荷重Ｌが増加したとしても、通常、当該荷重は第２閾値Ｎ２を超えることにはならないため、当該キンク部による検出荷重Ｌの増加がシード端子挿入不良として誤検出されることが良好に回避される（図７参照）。しかも、第１閾値Ｎ１は、上記の通り、１本のリード端子Ｃｔに挿入不良が発生したときにヘッド２０に作用する荷重の値よりも若干低い値に設定されているので、リード端子Ｃｔに挿入不良が発生した場合には、検出荷重Ｌが速やかに第１閾値Ｎ１を超えることとなり、これにより、比較的早いタイミングにリード端子挿入不良を検知することが可能となる。従って、この部品実装装置１によれば、早いタイミングにより正確にリード端子の挿入不良を検知することが可能になるという利点がある。

また、この部品実装装置１によれば、ヘッド２０が第１基準位置Ｐ１を過ぎた後、検出荷重Ｌが第２基準位置Ｐ２に到達する前に第２閾値Ｎ２を超えた場合にリード端子Ｃｔの挿入不良と判別するので、寸法不良等に起因するリード端子Ｃｔの挿入不良、つまり、リード端子ＣｔがスルーホールＨに詰まるような挿入不良を良好に検知できるという利点もある。

さらに、この部品実装装置１によれば、ヘッド２０が目標位置Ｐｔに到達したときに検出荷重Ｌが第２閾値Ｎ２以上でない場合には、リード端子挿入不良と判別するので、基板Ｐが撓むことによるリード端子挿入不良、例えばリード端子Ｃｔのキンク部がスルーホールＨに完全に挿入され状態となるような挿入不良を検知することが可能になるという利点もある。また、このようなリード端子挿入不良を検知できることで、間接的にバックアップピンの段取り不良を検知することが可能となる。

また、この部品実装装置１によれば、挿入部品の品種それぞれに対応する固有情報、すなわち上記基準位置Ｐ１、Ｐ２や閾値Ｎ１、Ｎ２が予め設定され、挿入部品の品種と当該固有情報とを対応付けた挿入部品データが記憶部３４に記憶されている。そして、上記リード端子挿入不良検知処理の際には、前記挿入部品データのうち、実装対象となる挿入部品の固有情報に基づき当該処理が実行される。そのため、リード端子挿入不良検知処理の信頼性を高めることができるという利点もある。つまり、リード端子Ｃｔの挿入不良を検知する上で必要となる上記基準位置Ｐ１、Ｐ２や閾値Ｎ１、Ｎ２などの固有情報は、挿入部品のリード端子Ｃｔの長さ、太さ、材質、位置等によって部品の品種毎に異なる。そのため、部品の品種に拘わらず、上記閾値等を一定の値とした場合には、リード端子Ｃｔの挿入不良を正確に検知できない、若しくは検知できてもリード端子Ｃｔが折損するという事態をもたらすことが考えられるが、上記部品実装装置１によれば、挿入部品の品種に対応した（適した）閾値Ｎ１、Ｎ２等に基づき挿入不良の有無が判別されるので、上記のような不都合を未然に回避することが可能となる。よって、リード端子挿入不良検知処理の信頼性を高めることができる。

なお、以上説明した部品実装装置１や、この部品実装装置１に適用されたリード端子挿入不良検知装置は、本発明に係る部品実装装置およびリード端子不良検知装置の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は、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、上記実施形態では、Ｚ軸サーボモータ２４の制御電流値を電流検出部３６ａにより検出し、この電流値を主制御部３２が荷重値に換算することによりヘッド２０に作用する荷重Ｌを検出しているが、勿論、荷重検出装置として、ロードセル（荷重センサ）を用いてヘッド２０に作用する荷重を直接検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態において、第１閾値Ｎ１は、複数のリード端子Ｃｔのうち、１本のリード端子Ｃｔに挿入不良が発生している場合に、第１基準位置Ｐ１においてヘッド２０に作用する荷重の値よりも若干小さい値に設定されており、第２閾値Ｎ２は、ヘッド２０が目標位置Ｐｔに到達したときに当該ヘッド２０に作用する荷重と同等の値とされているが、各閾値Ｎ１、Ｎ２の具体的な値として、これら以外の値を用いるようにしてもよい。

１ 部品実装装置
２ ヘッドユニット
２０ ヘッド
２４ Ｚ軸サーボモータ（位置検出装置／リード端子挿入不良検知装置）
２４ａ エンコーダ（荷重検出装置／リード端子挿入不良検知装置）
３０ 制御装置
３２ 主制御部（判別装置／制御装置／リード端子挿入不良検知装置）
３４ 記憶部（リード端子挿入不良検知装置）
３６ 駆動制御部
３９ タッチパネル
Ｃ 部品
Ｃｔ リード端子
Ｐ 基板
Ｈ スルーホール（挿入孔）
Ｐ１ 第１基準位置
Ｐ２ 第２基準位置
Ｐｓ 端子到達位置
Ｐｏ 挿入完了位置
Ｐｔ 目標位置
Ｎ１ 第１閾値
Ｎ２ 第２閾値

Claims (8)

1. 移動可能なヘッドを備え、リード端子を有する部品を前記ヘッドにより保持して基板に挿入実装する部品実装装置のリード端子挿入不良検知装置であって、
   前記ヘッドの高さ方向の位置を検出する位置検出装置と、
   前記ヘッドに作用する荷重を検出する荷重検出装置と、
   挿入実装の過程におけるヘッドの高さ方向の基準位置であって、リード端子の先端が基板上面に到達する端子到達位置と挿入孔へのリード端子の挿入が完了する挿入完了位置との間に設定された基準位置が記憶されるとともに、リード端子の挿入不良を検知するために、前記ヘッドに作用する荷重に設定された閾値が記憶された記憶装置と、
   挿入実装時に前記位置検出装置が検出する検出位置および前記荷重検出装置が検出する検出荷重に基づき、前記基準位置に到達する前に前記検出荷重が前記閾値を超えた場合に、リード端子の挿入不良が発生したと判別する判別装置とを備える、ことを特徴とするリード端子挿入不良検知装置。
2. 請求項１に記載のリード端子挿入不良検知装置において、
   前記閾値を第１閾値と定義したときに、前記記憶装置には、前記第１閾値よりも大きい値の閾値であって前記リード端子の挿入不良を検知するための第２閾値が記憶されており、
   前記判別装置は、さらに、前記ヘッドが前記基準位置を過ぎて前記挿入完了位置に到達するまでの間に前記検出荷重が前記第２閾値を超えたときにリード端子の挿入不良が発生したと判別する、ことを特徴とするリード端子挿入不良検知装置。
3. 請求項２に記載のリード端子挿入不良検知装置において、
   前記第２閾値は、前記挿入完了位置よりも低い位置に予め設定された前記ヘッドの目標位置に当該ヘッドが到達したときに当該ヘッドに作用する荷重と同等の値である、ことを特徴とするリード端子挿入不良検知装置。
4. 請求項３に記載のリード端子挿入不良検知装置において、
   前記判別装置は、前記ヘッドが前記目標位置に到達した時点で、前記検出荷重が前記第２閾値に達していないときにリード端子の挿入不良が発生したと判別する、ことを特徴とするリード端子挿入不良検知装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のリード端子挿入不良検知装置において、
   前記記憶装置は、複数種類の部品それぞれに対応する前記基準位置を記憶しており、
   前記判別装置は、前記記憶装置に記憶されている複数の基準位置のうち、実装対象部品に対応する基準位置に基づいてリード端子の挿入不良が発生したかを判別する、ことを特徴とするリード端子挿入不良検知装置。
6. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のリード端子挿入不良検知装置において、
   前記記憶装置は、複数種類の部品それぞれに対応する前記閾値を記憶しており、
   前記判別装置は、前記記憶装置に記憶されている複数の閾値のうち、実装対象部品に対応する閾値に基づいてリード端子の挿入不良が発生したかを判別する、ことを特徴とするリード端子挿入不良検知装置。
7. 移動可能なヘッドを備え、リード端子を有する部品を前記ヘッドにより保持して基板に挿入実装する部品実装装置において、
   前記挿入実装の過程においてリード端子の挿入不良が発生したことを検知するための手段として、請求項１〜６の何れか一項に記載のリード端子挿入不良検知装置を備えている、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、
   前記挿入実装を実行すべく前記ヘッドを駆動制御するとともに、当該挿入実装の過程において前記リード端子挿入不良検知装置がリード端子の挿入不良を検知したときに前記ヘッドの駆動を停止する制御装置を備えている、ことを特徴とする部品実装装置。

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