JP2019067834A - 部品実装装置、部品実装ライン、部品実装装置による部品実装方法及び部品実装ラインによる部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な構成で基板に対する部品の装着安定性を高めることができる部品実装装置、部品実装ライン、部品実装装置による部品実装方法及び部品実装ラインによる部品実装方法を提供することを目的とする。【解決手段】部品実装装置１１が、電動モータ４３に駆動されて昇降し、作業位置に位置決めされた基板ＫＢを持ち上げて支持する基板支持体４１と、基板支持体４１により支持された基板ＫＢに対してノズル５２を昇降させることにより、ノズル５２に吸着させた部品ＰＴを基板ＫＢに装着する装着ヘッド２６を備える。基板ＫＢに部品ＰＴが装着される際の電動モータ４３の制御電流の変化に基づいて、部品ＰＴの装着時にノズル５２が基板ＫＢを押圧する押圧力を検出し（ステップＳＴ５）、その検出した押圧力に基づいて、ノズル５２の昇降動作の制御値を補正する（ステップＳＴ７）。【選択図】図５

Description

本発明は、作業位置に位置決めされた基板に部品を装着する部品実装装置、部品実装ライン、部品実装装置による部品実装方法及び部品実装ラインによる部品実装方法に関する。

従来、部品実装ラインは一列に並んで設置された複数の部品実装装置を備えており、これら複数の部品実装装置が基板を一定の方向に送りつつ、基板の上面に部品を装着するようになっている。複数の部品実装装置のそれぞれは、部品を吸着したノズルを昇降させて基板上に部品を装着させる装着ヘッドを備えており、装着ヘッドは、予め定められた基板上の複数箇所に部品をひとつずつ装着する。

部品実装装置は、部品を基板に装着する際には、予め定められた押圧力（許容押圧力）を上回らない大きさの押圧力で部品を基板に押圧する。しかし、装着ヘッドが備えるノズルの昇降機構に不具合が生じていたり、基板が反っていたりすると押圧力が許容押圧力を超えてしまい、過大な押圧力で部品が基板に装着されることになる。そして、このように過大な押圧力で基板に装着された部品は装着安定性が低く、結果として製品の不良率が増大してしまうおそれがある。このような事態を回避するため、下記の特許文献１には、基板に部品が装着される際に基板に加わる荷重を基板支持テーブルに付設したロードセル等の荷重検出手段によって検出し、高精度な荷重制御をしながら部品の装着を行う技術が開示されている。

特開２００８−１０３５４９号公報

しかしながら、上記特許文献１では、基板支持テーブルに高価な荷重検出手段を複数付設する必要があり、装置の全体が大型化するうえ、製造コストも高くなるという問題点があった。

そこで本発明は、安価な構成で基板に対する部品の装着安定性を高めることができる部品実装装置、部品実装ライン、部品実装装置による部品実装方法及び部品実装ラインによる部品実装方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、電動アクチュエータに駆動されて昇降し、作業位置に位置決めされた基板を持ち上げて支持する基板支持体と、前記基板支持体により支持された前記基板に対してノズルを昇降させることにより、前記ノズルに吸着させた部品を前記基板に装着する装着ヘッドとを備えた部品実装装置であって、前記基板に前記部品が装着される際の前記電動アクチュエータの制御電流の変化に基づいて、前記部品の装着時に前記ノズルが前記基板を押圧する押圧力を検出する押圧力検出部と、前記押圧力検出部により検出された前記押圧力に基づいて、前記ノズルの昇降動作の制御値を補正する制御値補正部とを備えた。

本発明の部品実装ラインは、電動アクチュエータに駆動されて昇降し、作業位置に位置決めされた基板を持ち上げて支持する基板支持体と、前記基板支持体により支持された前記基板に対してノズルを昇降させることにより、前記ノズルに吸着させた部品を前記基板に装着する装着ヘッドとを備えた部品実装装置が複数連結された部品実装ラインであって、前記複数の部品実装装置のそれぞれは、前記基板に前記部品が装着される際の前記電動アクチュエータの制御電流の変化に基づいて、前記部品の装着時に前記ノズルが前記基板を押圧する押圧力を検出する押圧力検出部と、前記押圧力検出部により検出された前記押圧力に基づいて、前記ノズルの昇降動作の制御値を補正する制御値補正部と、前記押圧力検出部により検出された前記基板における複数箇所の前記押圧力に基づいて前記基板に反りがあるか否かを判断する判断部と、前記判断部により前記基板に反りがあると判断された場合に前記基板の反りの状態を検出する反り状態検出部と、前記反り状態検出部により検出された前記基板の反りの状態の情報を他の前記部品実装装置に転送する情報転送部とを備えた。

本発明の部品実装装置による部品実装方法は、電動アクチュエータに駆動されて昇降し、作業位置に位置決めされた基板を持ち上げて支持する基板支持体と、前記基板支持体により支持された前記基板に対してノズルを昇降させることにより、前記ノズルに吸着させた部品を前記基板に装着する装着ヘッドとを備えた部品実装装置による部品実装方法であって、前記基板に前記部品が装着される際の前記電動アクチュエータの制御電流の変化に基づいて、前記部品の装着時に前記ノズルが前記基板を押圧する押圧力を検出する押圧力検出工程と、前記押圧力検出工程で検出した前記押圧力に基づいて、前記ノズルの昇降動作の制御値を補正する制御値補正工程とを含む。

本発明の部品実装ラインによる部品実装方法は、電動アクチュエータに駆動されて昇降し、作業位置に位置決めされた基板を持ち上げて支持する基板支持体と、前記基板支持体により支持された前記基板に対してノズルを昇降させることにより、前記ノズルに吸着させた部品を前記基板に装着する装着ヘッドとを備えた部品実装装置が複数連結された部品実装ラインによる部品実装方法であって、前記複数の部品実装装置のそれぞれが、前記基板に前記部品が装着される際の前記電動アクチュエータの制御電流の変化に基づいて、前記部品の装着時に前記ノズルが前記基板を押圧する押圧力を検出する押圧力検出工程と、前記押圧力検出工程で検出した前記押圧力に基づいて、前記ノズルの昇降動作の制御値を補正する制御値補正工程と、前記押圧力検出工程で検出した前記基板における複数箇所の前記押圧力に基づいて前記基板に反りがあるか否かを判断する判断工程と、前記判断工程で前記基板に反りがあると判断した場合に前記基板の反りの状態を検出する反り状態検出工程と、前記反り状態検出工程で検出した前記基板の反りの状態の情報を他の前記部品実装装置に転送する情報転送工程とを実行する。

本発明によれば、安価な構成で基板に対する部品の装着安定性を高めることができる。

本発明の一実施の形態における部品実装ラインの斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装ラインを構成する部品実装装置の斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える基板搬送部及び基板支持部の斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える基板搬送部の一部の分解斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装装置の要部構成図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える基板支持部により基板を支持する動作を説明する図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置により部品を装着する基板の斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるノズルによる部品の下降高さを説明する図 本発明の一実施の形態における部品実装装置による部品実装動作の流れを説明するフローチャート

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に示す部品実装ライン１は一列に並んで設置された複数の部品実装装置１１を備えている。部品実装ライン１は、複数の部品実装装置１１によって基板ＫＢを一定の方向に送りつつ、各部品実装装置１１が基板ＫＢの上面に部品ＰＴを装着する。複数の部品実装装置１１はホストコンピュータ１２を介して互いに情報のやり取りを行う。ここでは説明の便宜上、作業者ＯＰから見た部品実装ライン１（各部品実装装置１１）の左右方向をＸ軸方向とし、前後方向をＹ軸方向とする。また、上下方向をＺ軸方向とする。

図２において、部品実装装置１１は基台２１、基板搬送部２２、基板支持部２３、部品供給部としての複数のパーツフィーダ２４、ヘッド移動機構２５、装着ヘッド２６及び部品カメラ２７を備えている。

図２及び図３において、基板搬送部２２は基台２１上の前後の位置に配置された２つのコンベアユニット２２Ａを有して構成されている。各コンベアユニット２２Ａは、図３に示すように、Ｘ軸方向に延びたベース部材３１と、ベース部材３１のＸ軸方向の両端部に設けられた２つのプーリ３２と、２つのプーリ３２に掛け渡された搬送ベルト３３と、プレート部材３４を備えている（図４も参照）。各ベース部材３１の上端部には、張出部３５が内方（２つのベース部材３１が互いに向き合う側）に張り出して設けられている。

図３及び図４において、各コンベアユニット２２Ａのベース部材３１にはベルト走行モータ３６が設けられている。ベルト走行モータ３６は、そのコンベアユニット２２Ａにおける搬送ベルト３３を駆動して走行させる。２つのコンベアユニット２２Ａのベルト走行モータ３６は２つの搬送ベルト３３が同期して同方向に走行するように駆動される。

２つのコンベアユニット２２Ａは、上流工程側の他の装置から送られてきた基板ＫＢの両端部を２つの搬送ベルト３３によって下方から支持し、Ｘ軸方向に（左方から右方に）搬送して基台２１の中央部付近の作業位置に位置決めする。また、２つのコンベアユニット２２Ａは、作業位置に位置した基板を２つの搬送ベルト３３によってＸ軸方向に搬送し、下流工程側の他の装置に送り出す。

図３及び図４において、各コンベアユニット２２Ａのプレート部材３４は、そのコンベアユニット２２Ａのベース部材３１の内方に位置する面に沿って延びた平板状の部材から成る。プレート部材３４は搬送ベルト３３よりも下方の領域に位置している。

図４において、プレート部材３４はＸ軸方向の両端部のそれぞれに、上下方向に延びた長孔３４ｈを有している。これら２つの長孔３４ｈには、ベース部材３１の内面側に取り付けられた２つの螺子部材３１Ｓが貫通している。このため各プレート部材３４は、２つの長孔３４ｈをガイドとして、ベース部材３１に対して（従って搬送ベルト３３に対して）Ｚ軸方向に移動自在となっている。

図５において、基板支持部２３は、基板支持体４１、ボール螺子４２及び電動アクチュエータとしての電動モータ４３を備えている。基板支持体４１はＸＹ平面に広がって延びた昇降ブロック４１ａと、昇降ブロック４１ａの上面に取り付けられて上方に延びた複数のサポートピン４１ｂを備えている。

図３において、各サポートピン４１ｂは２つのコンベアユニット２２Ａの間に位置している。各サポートピン４１ｂは昇降ブロック４１ａに対して着脱自在であり、支持対象となる基板ＫＢのサイズや基板ＫＢの裏面の状態に応じて昇降ブロック４１ａに対する取付け位置を変更することができる。昇降ブロック４１ａは、図示しない昇降ガイドによってＺ軸回りの回転が拘束された状態で、Ｚ軸方向に移動自在に支持されている。

図３及び図５において、ボール螺子４２は昇降ブロック４１ａから下方に延びている。ボール螺子４２は上下方向に配置されたベアリング４２ＢによってＺ軸回りに回動自在に支持されている。ボール螺子４２の上端は、基板支持体４１の昇降ブロック４１ａに設けられた雌螺子部（図示せず）と螺合している。電動モータ４３は基板支持体４１の下方に設けられており、伝動ベルト等の動力伝達部材４４を介してボール螺子４２を回転駆動する。電動モータ４３がボール螺子４２をＺ軸回りに回転させると、基板支持体４１が前述の昇降ガイドにガイドされて昇降する。

昇降ブロック４１ａは、基板搬送部２２によって基板ＫＢが位置決めされる作業位置の下方で昇降し、「下方位置」（図６（ａ））とその上方の「上方位置」（図６（ｃ））との間で移動できるようになっている。昇降ブロック４１ａが下方位置に位置しているときには、昇降ブロック４１ａの上面は２つのプレート部材３４の下端に接触せず、各プレート部材３４は、長孔３４ｈの上縁を螺子部材３１Ｓに上方から当接させた状態で垂下した状態となる。また、各サポートピン４１ｂは基板ＫＢの下面から下方に離間した状態となる（図６（ａ））。

基板支持体４１が下方位置から上昇すると、基板支持体４１の上面は２つのプレート部材３４の下端に下方から当接し、その後、２つのプレート部材３４は基板支持体４１と一体となって上昇する。２つのプレート部材３４が基板支持体４１と一体となって上昇していくと、２つのプレート部材３４の上端は基板ＫＢの下面に当接し、各サポートピン４１ｂも基板ＫＢの下面に当接する（図６（ｂ））。

プレート部材３４とサポートピン４１ｂが基板ＫＢの下面に当接した後、基板支持体４１が更に上昇すると、基板ＫＢの両端は２つの搬送ベルト３３から浮き上がり、基板ＫＢは基板支持体４１によって持ち上げ支持された状態となる。そしてさらに基板支持体４１が上昇して上方位置に達すると、基板ＫＢの両端は２つの張出部３５に下方から当接する（図６（ｃ））。この状態では、基板ＫＢは両端部がそれぞれプレート部材３４と張出部３５とによってクランプされ、基板搬送部２２に対して相対的に固定された状態となる。

このように、本実施の形態において、基板支持体４１は、電動アクチュエータである電動モータ４３に駆動されて昇降し、作業位置に位置決めされた基板ＫＢを持ち上げて支持するようになっている。

図２において、複数のパーツフィーダ２４は基台２１の前方側（作業者ＯＰから見た手前側）の端部にＸ軸方向に並んで配置されている。各パーツフィーダ２４としては例えばテープフィーダが挙げられ、後方側（作業者ＯＰから見た奥側）の端部に位置する部品供給口２４Ｋに部品ＰＴを供給する。

図２において、ヘッド移動機構２５は、固定テーブル２５ａ、移動テーブル２５ｂ及び移動プレート２５ｃを備えている。固定テーブル２５ａは基台２１の上方をＹ軸方向に延びており、両端部が基台２１に固定されている。移動テーブル２５ｂはＸ軸方向に延びており、一端側が固定テーブル２５ａに沿って移動自在となっている。移動プレート２５ｃは、移動テーブル２５ｂに沿って移動自在に設けられている。装着ヘッド２６は移動プレート２５ｃに取り付けられている。ヘッド移動機構２５は、固定テーブル２５ａに対する移動テーブル２５ｂのＹ軸方向への移動と、移動テーブル２５ｂに対する移動プレート２５ｃの移動とによって、装着ヘッド２６をＸＹ面内で移動させる。

図５において、装着ヘッド２６は下方に延びた複数のシャフト部材５１を備えている。複数のシャフト部材５１はＸ軸方向（図５の紙面に垂直な方向）に並んでいる。各シャフト部材５１は、それぞれに対応して設けられたシャフト部材駆動機構２６Ａの作動によってＺ軸方向に移動し、Ｚ軸回りに回動する。

各シャフト部材５１の下端にはノズル５２が取り付けられている。各ノズル５２の下端には部品吸着口が形成されている。装着ヘッド２６は、図示しない真空源と繋がって各ノズル５２の部品吸着口に吸引力を発生させる制御弁２６Ｂ（図５）を備えている。各ノズル５２は部品吸着口に発生される吸引力によって、パーツフィーダ２４が部品供給口２４Ｋに供給する部品ＰＴを吸着する。

図２において、部品カメラ２７は、基台２１上の基板搬送部２２とパーツフィーダ２４との間の領域に設けられている。部品カメラ２７は撮像視野を上方に向けており、装着ヘッド２６がノズル５２に吸着させた部品ＰＴを下方から撮像する。

部品カメラ２７が部品ＰＴを撮像した後、装着ヘッド２６は基板ＫＢの上方に移動し、基板支持体４１により支持された基板ＫＢに対してノズル５２を昇降させることにより、ノズル５２に吸着させた部品ＰＴを基板ＫＢに（詳細には、基板ＫＢ上に定められた目標装着位置に）装着する。このときノズル５２は予め定められたストロークで下降され、適度な押圧力をもって部品ＰＴを基板ＫＢに押圧する。

部品実装装置１１が備える制御装置６０（図５）は、２つのコンベアユニット２２Ａ（ベルト走行モータ３６）による基板ＫＢの搬送及び位置決めの動作を制御する。また制御装置６０は、電動モータ４３による基板支持体４１の昇降の動作を制御する。また制御装置６０は、パーツフィーダ２４による部品ＰＴの供給の動作を制御する。また制御装置６０は、基板支持体４１の昇降動作の制御を、基板支持体４１に作用する負荷に対応して電動モータ４３に出力する電流である制御電流を調整することによって行う。

また、制御装置６０は、ヘッド移動機構２５による装着ヘッド２６の移動の動作を制御する。また制御装置６０は、シャフト部材駆動機構２６Ａによるシャフト部材５１の昇降の動作を制御する。また制御装置６０は、制御弁２６Ｂによる各ノズル５２の部品ＰＴの吸着の動作を制御する。部品カメラ２７の撮像によって得られた画像データは制御装置６０に送信され、制御装置６０は部品カメラ２７から送信された画像データに基づいて画像認識の処理をする。

図５において、制御装置６０には入出力装置としてのタッチパネル６１（図１も参照）が接続されている。タッチパネル６１は、作業者ＯＰが制御装置６０に所要の入力を行う入力装置として機能するほか、制御装置６０が部品実装装置１１の状態を作業者ＯＰに表示したり作業者ＯＰに作業指示を与えたりする出力装置として機能する。

図５において、制御装置６０は記憶部６０ａ、押圧力検出部６０ｂ、制御値補正部６０ｃ、判断部６０ｄ、反り状態検出部６０ｅ及び情報転送部６０ｆを備えている。記憶部６０ａは、基板ＫＢ上に設定された部品ＰＴの目標装着位置のデータ（ノズル５２による目標装着位置での下降高さ情報を含む）ほか、基板支持体４１が上方位置に位置して基板ＫＢを持ち上げ支持している状態であって、かつ、基板ＫＢにノズル５２からの押圧力が作用していない状態での電動モータ４３の制御電流の値を「基準電流」として記憶している。

押圧力検出部６０ｂは、基板ＫＢに部品ＰＴが装着される際の電動モータ４３の制御電流（電動モータ４３を作動させる制御を行う電流）の変化に基づいて、部品ＰＴの装着時にノズル５２が基板ＫＢを押圧する押圧力を検出する。上方位置に位置した基板支持体４１が支持している基板ＫＢにノズル５２による押圧力が作用した場合、その押圧力に抗して基板支持体４１を上方位置に維持させる必要から、電動モータ４３には基準電流よりも大きな制御電流が供給される。

ここで、電動モータ４３に供給される制御電流の基準電流との差分は、ノズル５２による押圧力に対応したものとなる。装着ヘッド２６は、基板ＫＢ上に設定された複数の目標装着位置につき１箇所ずつ順に部品ＰＴを装着していくので、押圧力検出部６０ｂが検出する電動モータ４３の制御電流の変化は、基板ＫＢ上の１箇所（１つの目標装着位置）におけるノズル５２の押圧力に対応する。このため、押圧力検出部６０ｂは、電動モータ４３の制御電流の変化を読み取ることで、ひとつのノズル５２が基板ＫＢ上のひとつの目標装着位置に部品ＰＴを装着した際の押圧力を検出することができる。

制御値補正部６０ｃは、押圧力検出部６０ｂで検出された押圧力に基づいて、制御装置６０が出力するノズル５２の昇降動作の制御値を補正する。この制御値の補正は、押圧力検出部６０ｂで検出された押圧力が予め定められた許容値（許容押圧力）を超えた場合に、その超えた分の押圧力が低減されるように行う。具体的には、ノズル５２の（シャフト部材５２）の下降速度が低下するように、或いは、下降時のストロークの指令値が小さくなるように制御値を補正し、部品ＰＴが基板ＫＢに押圧される際に部品ＰＴ及び基板ＫＢが受ける衝撃値が小さくなるようにする。

判断部６０ｄは、押圧力検出部６０ｂで検出された基板ＫＢにおける複数箇所（目標装着位置）の押圧力に基づいて、基板ＫＢに反りがあるか否かを判断する。具体的には、判断部６０ｄは、記憶部６０ａに記憶された目標装着位置のデータと、押圧力検出部６０ｂによって検出される部品ＰＴの装着時における押圧力との関係から、基板ＫＢ上の複数箇所（目標装着位置）における押圧力を把握し、その把握した複数箇所の押圧力に基づいて、基板ＫＢに反りがあるかを判断する。

押圧力を把握する基板ＫＢ上の複数箇所としては、例えば、図７（ａ）に示すように、基板ＫＢの上面領域をＲ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４の４つのマトリクス状の領域に分割した場合の各領域について複数箇所ずつとする。或いは、図７（ｂ）に示すように、基板ＫＢの上面領域をＲ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５，Ｒ２６，Ｒ２７，Ｒ２８，Ｒ２９の９つのマトリクス状の領域に分割した場合の各領域について複数箇所ずつ等としてもよい。そして、判断部６０ｄは、上記のようにして基板ＫＢ上の複数箇所における押圧力を把握した結果、一部の領域内の複数の押圧力が他の領域内の複数の押圧力よりも大きくなるといった傾向が認められない場合には、基板ＫＢに上方の反りはないと判断する。

一方、判断部６０ｄは、基板ＫＢ上の複数箇所における押圧力を把握した結果、一部の領域内の複数の押圧力が他の領域内の複数の押圧力よりも大きくなる傾向が認められる場合には、基板ＫＢに上方の反りがあると判断する。これは、図８に示すように、基板ＫＢに反りがある場合には、基板ＫＢの表面に対する部品ＰＴの下降高さが異なるために、押圧力の大きさに違いが生ずることによる。同様に基板ＫＢ上の複数箇所における押圧力を把握した結果、一部の領域内の複数の押圧力が他の領域内の複数の押圧力よりも小さくなるといった傾向が認められる場合、基板ＫＢに下方の反りがあると判断する。

図８に示すように、基板ＫＢの表面が相対的に高い位置で部品ＰＴが装着される場合（図８における左側の装着ヘッド２５）の下降高さ（ＳＲ１）は、基板ＫＢの表面が相対的に低い位置で部品ＰＴが装着される場合（図８における右側の装着ヘッド２５）の下降高さ（ＳＲ２）よりも低い。従って、同じ指令値によるストロークでノズル５２を下降させた場合、相対的に高い位置で部品ＰＴが装着されるときの押圧力は、相対的に低い位置で部品ＰＴが装着されるときの押圧力よりも大きくなる。このため、基板ＫＢの一部の領域内の複数の押圧力が大きい場合には、基板ＫＢに反りが生じていることが分かる。

反り状態検出部６０ｅは、判断部６０ｄにより基板ＫＢに反りがあると判断された場合に、基板ＫＢの反りの状態を検出する。反り状態検出部６０ｅは、判断部６０ｄが把握した基板ＫＢ上の複数箇所（目標装着位置）における押圧力に基づいて、基板ＫＢの反りの形状を検出する。例えば、図７（ａ）において、領域Ｒ１１と領域Ｒ１４における押圧力が、領域Ｒ１２と領域Ｒ１３における押圧力よりも大きい傾向が出ていた場合には、基板ＫＢは領域Ｒ１１と領域Ｒ１４を尾根とする、上方に反った形状となっていると判定する。また、例えば、図７（ｂ）において、領域Ｒ２２、領域Ｒ２５及び領域Ｒ２８における押圧力がその他の領域における押圧力よりも大きい傾向が出ていた場合には、基板ＫＢは領域Ｒ２２、領域Ｒ２５及び領域Ｒ２８が尾根とする、上方に反った形状になっていると判定する。

情報転送部６０ｆは、反り状態検出部６０ｅにより検出された基板ＫＢの反りの状態の情報を、ホストコンピュータ１２を介して下流工程側の他の部品実装装置１１に転送する。このため基板ＫＢの反りの情報の送信を受けた他の（下流工程側の）部品実装装置１１は、実際に基板ＫＢへの部品ＰＴの装着を開始する前から、基板ＫＢの反りの状態に応じたノズル５２の昇降動作の制御値の補正を行うことが可能となる。

次に、部品実装装置１１により基板ＫＢに部品ＰＴを装着する部品実装動作の手順を図９のフローチャートに従って説明する。部品実装装置１１により基板ＫＢに部品ＰＴを装着する部品実装作業は、作業者ＯＰがタッチパネル６１から作業開始操作を行うことによって開始される。作業者ＯＰがタッチパネル６１から作業開始操作を行うと、先ず、基板搬送部２２の２つのコンベアユニット２２Ａが制御装置６０に制御されて作動し、上流工程側から送られてきた基板ＫＢを受け取って作業位置に搬送（搬入）する（図９に示すステップＳＴ１）。

基板ＫＢが作業位置に位置したら、電動モータ４３が作動し、基板支持体４１を下降位置から上方位置まで上昇させる（図６（ａ）→図６（ｂ）→図６（ｃ））。これにより基板ＫＢは基板支持体４１によって持ち上げ支持された状態となる（図９に示すステップＳＴ２）。

基板ＫＢが基板支持体４１によって持ち上げ支持されたら、装着ヘッド２６がヘッド移動機構２５によって移動され、パーツフィーダ２４に上方に位置する。パーツフィーダ２４の上方に位置した装着ヘッド２６はシャフト部材５１を下降させ、パーツフィーダ２４が部品供給口２４Ｋに供給する部品ＰＴをノズル５２の下端部に吸着させる（図９に示すステップＳＴ３）。

装着ヘッド２６はノズル５２に部品ＰＴを吸着させたら部品カメラ２７の上方に移動して部品カメラ２７に部品ＰＴを認識させた後、基板ＫＢの上方に移動して、基板ＫＢに部品ＰＴを装着する（図９に示すステップＳＴ４）。装着ヘッド２６がノズル５２を下降させて部品ＰＴを基板ＫＢに装着させる際、押圧力検出部６０ｂは、電動モータ４３の制御電流の変化に基づいて、ノズル５２が基板ＫＢを押圧する押圧力を検出する（図９に示すステップＳＴ５の押圧力検出工程）。

押圧力検出部６０ｂが押圧力を検出したら、制御値補正部６０ｃは、押圧力検出部６０ｂが検出した押圧力を予め定められた許容値（許容押圧力）と比較する図９に示すステップＳＴ６）。そして、検出した押圧力が許容押圧力を超えていた場合には、その超えた分の押圧力が低減されるように、ノズル５２の昇降動作の制御値を補正する（図９に示すステップＳＴ７の制御値補正工程）。

このように本実施の形態において、制御値補正部６０ｃは、押圧力検出部６０ｂにより検出された押圧力に基づいて、ノズル５２の昇降動作の制御値を補正するようになっている。

制御値補正部６０ｃが補正した制御値は、以後、同一の（及び同一ロットの）基板ＫＢに対する部品ＰＴの装着において、制御値の補正の対象となった基板ＫＢ上の領域内（例えば図７（ａ）に示したＲ１１〜Ｒ１４、図７（ｂ），（ｂ）に示したＲ２１〜Ｒ２９の領域内）に部品ＰＴを装着する際に適用される。これによりノズル５２が部品ＰＴの装着時に過大な押圧力で基板ＫＢを押圧することがなくなり、基板ＫＢに対する部品ＰＴの装着安定性を高めることができる。

押圧力を検出し、必要に応じて制御値の補正を行ったら（ステップＳＴ５〜ステップＳＴ７）、基板ＫＢに装着されるべき全ての部品ＰＴの基板ＫＢへの装着が完了したかどうかが判断される（図９に示すステップＳＴ８）。そして、基板ＫＢに装着されるべき全ての部品ＰＴの基板ＫＢへの装着が完了していなかった場合にはステップＳＴ３に戻り、基板ＫＢに装着されるべき全ての部品ＰＴの基板ＫＢへの装着が完了していた場合には次の工程（図９に示すステップＳＴ９の判断工程）に進む。

ステップＳＴ９の判断工程では、判断部６０ｄが、押圧力検出部６０ｂが作業対象となっている基板ＫＢについて押圧力検出工程（ステップＳＴ５）を繰り返したことで得られた基板ＫＢ上の複数箇所（目標装着位置）における押圧力のデータに基づいて、基板ＫＢに反りがあるか否かを判断する。その結果、判断部６０ｄが基板ＫＢに反りがないと判断した場合には、基板支持体４１が下降して、基板ＫＢの両端部を基板搬送部２２の２つの搬送ベルト３３に降ろす（図９に示すステップＳＴ１０）。なお、ステップＳＴ９の判断工程で基板ＫＢに反りがないと判断した場合であっても、許容押圧力を超えた押圧力で部品ＰＴを装着したノズル５２が、或る特定のノズル５２であることが分かる場合には、そのノズル５２の昇降動作は非正常なものであると判断し、その旨をタッチパネル６１に表示して、作業者ＯＰに点検等を促すようにすることが好ましい。

一方、ステップＳＴ９の判断工程で判断部６０ｄが基板ＫＢに反りがあると判断した場合には、反り状態検出部６０ｅが前述の要領で基板ＫＢの反りの状態を検出する（図９に示すステップＳＴ１１の反り状態検出工程）。そして、情報転送部６０ｆが、反り状態検出部６０ｅが検出した反りの状態の情報（反り情報）を下流工程側の他の部品実装装置１１に転送したうえで（図９に示すステップＳＴ１２の情報転送工程）、基板支持体４１が下降し、基板ＫＢの両端部を基板搬送部２２の２つの搬送ベルト３３に降ろす（図９に示すステップＳＴ１０）。なお、判断部６０ｄは、押圧力検出部６０ｂで検出した押圧力のデータが少なかったり、基板ＫＢの領域の押圧力のデータに偏りがあったり等で、基板ＫＢに反りがあるかどうか判断がつかない場合にも、ステップＳＴ１２の情報転送工程を実施する。

基板ＫＢの両端部が２つの搬送ベルト３３に降ろされたら、基板搬送部２２の２つのコンベアユニット２２Ａが作動し、基板ＫＢを下流工程側の他の装置に搬送（搬出）する（図９に示すステップＳＴ１３）。これにより部品実装装置１１による基板ＫＢの１枚当たりの部品実装作業が終了する。

以上説明したように、本実施の形態における部品実装ライン１の部品実装装置１１では、基板ＫＢに部品ＰＴが装着される際の電動モータ４３の制御電流の変化に基づいて、部品ＰＴの装着時にノズル５２が基板ＫＢを押圧する押圧力を検出し、その検出した押圧力に基づいて、ノズル５２の昇降動作の制御値を補正するようになっている。本実施形態では、電動モータ４３の制御電流に基づいてノズル５２が基板ＫＢを押圧する押圧力を検出するようになっており、高価なロードセル等のセンサを必要としないうえ、基板ＫＢに作用する負荷（ノズル５２による押圧力）をリアルタイムで検出することができる。このため安価な構成で基板ＫＢに対する部品ＰＴの装着安定性を高めることができる。

また、本実施の形態における部品実装ライン１の部品実装装置１１では、検出した基板ＫＢにおける複数箇所の押圧力に基づいて基板ＫＢに反りがあるか否かを判断し、基板ＫＢに反りがあると判断した場合には基板ＫＢの反りの状態を検出し、その検出した基板ＫＢの反りの状態の情報を他の部品実装装置１１に転送するようになっている。このため、基板ＫＢの反りの情報の送信を受けた他の部品実装装置１１は、実際に基板ＫＢへの部品ＰＴの装着を開始する前から、基板ＫＢの反りの状態に応じたノズル５２の昇降動作の制御値の補正を行うことが可能となる。

なお、上述の実施の形態では、作業位置に位置決めされた基板を持ち上げて支持する基板支持体４１を昇降させる電動アクチュエータとして電動モータを例示したが、これは一例であり、電動モータとは異なる電動アクチュエータ、例えば電動シリンダを用いるようにしてもよい。

なお、複数のノズル５２で連続して基板ＫＢに部品ＰＴを装着する場合、各ノズル５２が部品ＰＴを装着するのに加える押圧力が重畳してしまい、それぞれの押圧力を検出しにくい場合がある。そこで、装着ターンごとに基板ＫＢに部品ＰＴを装着する複数のノズル５２をノズルグループとしてひとつの押圧力にまとめて検出し、判断部６０ｄに判断させる。判断部６０ｄは押圧力が大きくなるパターンがノズルグループに起因しているか基板ＫＢの領域に起因しているかで判断する。先ず、ノズルグループに起因すると仮定して、ノズル５２ごとに基板ＫＢに部品ＰＴを装着するための押圧する時間若しくは、部品ＰＴを基板ＫＢに装着させる下降速度を低減させた状態で、押圧力が重畳しないように押圧力を検出し、押圧力が小さくなればノズル５２のシャフトの摺動性の悪化による押圧力の過大と判断部６０ｄは判断する。一方でノズルグループに起因する原因でない、すなわち基板ＫＢに部品ＰＴを装着するための押圧する時間若しくは、部品ＰＴを装着させる下降速度を低減させた状態でも押圧力が大きいままの場合は、判断部６０ｄは基板ＫＢの反りと判断する。なお、判断部６０ｄは、基板ＫＢを複数枚実装させて同じ基板箇所で同じノズルグループにおける複数のデータを集めてから判断してもよい。

安価な構成で基板に対する部品の装着安定性を高めることができる部品実装装置、部品実装ライン、部品実装装置による部品実装方法及び部品実装ラインによる部品実装方法を提供する。

１ 部品実装ライン
１１ 部品実装装置
２６ 装着ヘッド
４１ 基板支持体
４３ 電動モータ（電動アクチュエータ）
５２ ノズル
６０ｂ 押圧力検出部
６０ｃ 制御値補正部
６０ｄ 判断部
６０ｅ 反り状態検出部
６０ｆ 情報転送部
ＫＢ 基板
ＰＴ 部品

Claims (4)

1. 電動アクチュエータに駆動されて昇降し、作業位置に位置決めされた基板を持ち上げて支持する基板支持体と、前記基板支持体により支持された前記基板に対してノズルを昇降させることにより、前記ノズルに吸着させた部品を前記基板に装着する装着ヘッドとを備えた部品実装装置であって、
   前記基板に前記部品が装着される際の前記電動アクチュエータの制御電流の変化に基づいて、前記部品の装着時に前記ノズルが前記基板を押圧する押圧力を検出する押圧力検出部と、
   前記押圧力検出部により検出された前記押圧力に基づいて、前記ノズルの昇降動作の制御値を補正する制御値補正部とを備えた部品実装装置。
2. 電動アクチュエータに駆動されて昇降し、作業位置に位置決めされた基板を持ち上げて支持する基板支持体と、前記基板支持体により支持された前記基板に対してノズルを昇降させることにより、前記ノズルに吸着させた部品を前記基板に装着する装着ヘッドとを備えた部品実装装置が複数連結された部品実装ラインであって、
   前記複数の部品実装装置のそれぞれは、
   前記基板に前記部品が装着される際の前記電動アクチュエータの制御電流の変化に基づいて、前記部品の装着時に前記ノズルが前記基板を押圧する押圧力を検出する押圧力検出部と、
   前記押圧力検出部により検出された前記押圧力に基づいて、前記ノズルの昇降動作の制御値を補正する制御値補正部と、
   前記押圧力検出部により検出された前記基板における複数箇所の前記押圧力に基づいて前記基板に反りがあるか否かを判断する判断部と、
   前記判断部により前記基板に反りがあると判断された場合に前記基板の反りの状態を検出する反り状態検出部と、
   前記反り状態検出部により検出された前記基板の反りの状態の情報を他の前記部品実装装置に転送する情報転送部とを備えた部品実装ライン。
3. 電動アクチュエータに駆動されて昇降し、作業位置に位置決めされた基板を持ち上げて支持する基板支持体と、前記基板支持体により支持された前記基板に対してノズルを昇降させることにより、前記ノズルに吸着させた部品を前記基板に装着する装着ヘッドとを備えた部品実装装置による部品実装方法であって、
   前記基板に前記部品が装着される際の前記電動アクチュエータの制御電流の変化に基づいて、前記部品の装着時に前記ノズルが前記基板を押圧する押圧力を検出する押圧力検出工程と、
   前記押圧力検出工程で検出した前記押圧力に基づいて、前記ノズルの昇降動作の制御値を補正する制御値補正工程とを含む部品実装装置による部品実装方法。
4. 電動アクチュエータに駆動されて昇降し、作業位置に位置決めされた基板を持ち上げて支持する基板支持体と、前記基板支持体により支持された前記基板に対してノズルを昇降させることにより、前記ノズルに吸着させた部品を前記基板に装着する装着ヘッドとを備えた部品実装装置が複数連結された部品実装ラインによる部品実装方法であって、
   前記複数の部品実装装置のそれぞれが、
   前記基板に前記部品が装着される際の前記電動アクチュエータの制御電流の変化に基づいて、前記部品の装着時に前記ノズルが前記基板を押圧する押圧力を検出する押圧力検出工程と、
   前記押圧力検出工程で検出した前記押圧力に基づいて、前記ノズルの昇降動作の制御値を補正する制御値補正工程と、
   前記押圧力検出工程で検出した前記基板における複数箇所の前記押圧力に基づいて前記基板に反りがあるか否かを判断する判断工程と、
   前記判断工程で前記基板に反りがあると判断した場合に前記基板の反りの状態を検出する反り状態検出工程と、
   前記反り状態検出工程で検出した前記基板の反りの状態の情報を他の前記部品実装装置に転送する情報転送工程とを実行する部品実装ラインによる部品実装方法。

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