JP4728286B2

JP4728286B2 - 表面実装機

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Publication number: JP4728286B2
Application number: JP2007156108A
Authority: JP
Inventors: 義之中川
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2027-06-13
Also published as: JP2008311337A

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に実装する表面実装機に関する。

従来、下記特許文献１に示されるように、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に実装する表面実装機において、上記ノズルとこれに負圧を供給する負圧供給手段との間のエア流通経路上に、その内部の真空度を検知する真空度センサを設け、この真空度センサの検出値をあらかじめ定められた閾値と比較することにより、上記ノズルに部品が吸着されているか否かを判断することが行われている。

この特許文献１に開示された表面実装機によれば、実装動作中において部品吸着の有無を簡単かつ迅速に判断できるため、実装動作の効率を高めつつ部品の実装不良等のエラーを効果的に防止できる等の利点がある。
特開２００３−３３２８００号公報

ところで、上記のようにノズルに負圧を供給して部品の吸着を行うタイプの表面実装機では、上記ノズルと負圧供給手段との間のエア流通経路内が、異物の付着等によって汚れることがあり、このような事態が生じると、部品吸着の有無を適正に判断できなくなるおそれがある。

すなわち、上記エア流通経路内に汚れが生じると、この汚れの影響を受けて上記真空度センサの検出値（センサ値）が変化する一方、部品有無の判断基準となる上記閾値は一定値のまま変化しないため、この閾値と上記センサ値とを比較して部品吸着の有無を判断しても、その判断が適正に行われなくなるおそれがある。このため、作業者は、定期的に上記閾値の調整を行うか、または上記エア流通経路内を常に清潔に保つように頻繁に清掃を行う必要があった。

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、部品吸着の有無を判断するためのセンサ値の閾値を自動的に調整することにより、メンテナンスに要する作業者の負担を効果的に軽減するとともに、生産効率をより向上させることが可能な表面実装機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に実装する表面実装機であって、上記ノズルに負圧を供給する負圧供給手段と、この負圧供給手段と上記ノズルとの間に設けられたエア流通経路内の真空度を検知する真空度センサと、この真空度センサの検出値を所定の閾値と比較することにより、実装動作中において上記ノズルに部品が吸着されているか否かを判断する制御手段とを備え、上記制御手段は、所定のタイミングで、上記ノズルに実際に部品が吸着されている状態と吸着されていない状態とにおける上記真空度センサの検出値を、部品有り時の第１センサ値β１および部品無し時の第２センサ値β２として取得するとともに、前記第１センサ値β１と当該第１センサ値β１に対してあらかじめ設定された第１限界値Ｌ１との比較、及び、前記第２センサ値β２と当該第２センサ値β２に対してあらかじめ設定された第２限界値Ｌ２との比較を行うと共に、前記第１センサ値β１と前記第２センサ値β２との差δを求め、前記第１センサ値β１が前記第１限界値Ｌ１を下回る真空度に相当する値であり、且つ、前記第２センサ値β２が前記第２限界値Ｌ２を下回る真空度に相当する値であって、前記差δがあらかじめ定められた所定値εよりも大きい場合に、前記第１センサ値β１と前記第２センサ値β２との間の所定の中間値に、上記閾値を再設定す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、ノズルに吸着された部品の有無を真空度センサの検出値（センサ値）に基づき判断する制御手段が、その判断の基準となるセンサ値の閾値を、実際に部品が有る状態と無い状態とにおける真空度センサの検出値に基づいて所定のタイミングで再設定するように構成されているため、エア流通経路内の汚れ等に起因して上記センサ値が変化したような場合でも、その変化を反映した新たな閾値が上記制御手段により再設定されることで、この新たな閾値を用いて、上記ノズルに吸着された部品の有無を上記汚れ等にかかわらず適正に判断できるという利点がある。このため、エア流通経路内が多少汚れても、これをいちいち清掃するといった作業を行う必要がなく、実装機のメンテナンスに要する作業者の負担を効果的に軽減できるとともに、実装機がメンテナンスのために停止される頻度を抑制して生産効率をより向上させることができる。また、前記第１センサ値β１と当該第１センサ値β１に対してあらかじめ設定された第１限界値Ｌ１との比較、及び、前記第２センサ値β２と当該第２センサ値β２に対してあらかじめ設定された第２限界値Ｌ２との比較を行い、さらに前記第１センサ値β１と前記第２センサ値β２との差δを求め、前記第１センサ値β１が前記第１限界値Ｌ１を下回る真空度に相当する値であり、且つ、前記第２センサ値β２が前記第２限界値Ｌ２を下回る真空度に相当する値であって、前記差δがあらかじめ定められた所定値εよりも大きいという条件を満たすときに、上記閾値を再設定処理が行われるので、当該閾値を更新して良い状態か否かをあらかじめ確認することができる。

上記制御手段は、前記第１センサ値β１が前記第１限界値Ｌ１に達している場合、または、前記第２センサ値β２が前記第２限界値Ｌ２に達している場合に、上記閾値の再設定を行うことなく警告用の報知を行うように構成されていることが好ましい（請求項２）。

この構成によれば、前記第１センサ値β１が前記第１限界値Ｌ１に達している場合、または、前記第２センサ値β２が前記第２限界値Ｌ２に達しているほどエア流通経路内が汚れたような場合に、このことを作業者に知らせて必要なメンテナンスを速やかに行わせることができる。この結果、メンテナンスの必要回数を抑制して生産効率を向上させつつ、部品の吸着や離脱といった表面実装機の重要機能が損なわれるのを未然に防止して設備状態を良好に維持できるという利点がある。

上記制御手段は、前記差δが前記所定値ε以下である場合に、上記閾値の再設定を行なうことなく警告用の報知を行うように構成されていることも、また好ましい（請求項３）。この構成によれば、上記と同様に、エア流通経路内の異常を作業者に未然に知らせて必要なメンテナンスを行わせることができ、メンテナンスの必要回数を抑制しつつ設備状態を良好に維持できるという利点がある。

上記部品吸着用のノズルが複数設けられている場合、上記閾値がノズルごとに個別に設定されるように構成されていることが好ましい（請求項４）。

このようにすれば、複数のノズルの１つ１つに部品が吸着されているか否かを個別かつ適正に判断できるとともに、各ノズルの種類が異なるような場合でも、各ノズルに対する部品吸着の有無をノズルの種類にかかわらず適正に判断できるという利点がある。

上記真空度センサは、上記エア流通経路内の圧力または流量を検知するように構成されていることが好ましい（請求項５）。

このようにすれば、エア流通経路内の真空度を簡単かつ正確に測定することができる。

以上説明したように、本発明の表面実装機によれば、部品吸着の有無を判断するためのセンサ値の閾値を自動的に調整することにより、メンテナンスに要する作業者の負担を効果的に軽減するとともに、生産効率をより向上させることができる。

図１および図２は、本発明の実施の形態にかかる表面実装機（以下、実装機と略す）の平面図および正面図である。これらの図に示すように、実装機の基台１上には、搬送ラインを構成するコンベア２が配置され、基板Ｐがこのコンベア２により上流側から搬送されて所定の実装作業位置（図１に示される位置）で停止し、この実装作業位置で図外の位置決め機構により保持されるようになっている。

上記コンベア２を挟んだ基台１上の両側部には、多数列のテープフィーダ４ａを有した部品供給部４がそれぞれ配置されている。各テープフィーダ４ａ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３５により部品がピックアップされるにつれて上記テープが間欠的に繰り出されるようになっている。

また、上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット５が装備されている。このヘッドユニット５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、上記部品供給部４と上記実装作業位置の上方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１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５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に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３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１４とが配設され、上記ヘッドユニット５が上記ガイド部材１３に沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されるとともに、上記ヘッドユニット５に設けられたナット部分１６が上記ボールねじ軸１４に螺合している。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５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１４が回転駆動されることにより、ヘッドユニット５が支持部材１１に対して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５は、部品を吸着するための複数の（図例では３つの）吸着ヘッド２０Ａ〜２０Ｃを有している。各吸着ヘッド２０Ａ〜２０Ｃは、上下方向に延びる中空状のノズルシャフト（図示せず）を有しており、これら各ノズルシャフトの下端部には、部品吸着用のノズル２１Ａ〜２１Ｃが着脱自在に取り付けられている。そして、部品吸着時には、後述する負圧供給手段２４（図３）から上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃの先端部に負圧が供給され、その負圧による吸引力で上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が吸着されるようになっている。

また、上記吸着ヘッド２０Ａ〜２０Ｃは、ヘッドユニット５の本体部に対し上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能でかつノズル中心軸（Ｒ軸）回りに回転可能な状態で取り付けられ、Ｚ軸サーボモータ２２およびＲ軸サーボモータ２３によりそれぞれ各方向に駆動されるように構成されている。

上記基台１上には、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着された部品を下から撮像するための部品認識カメラ２９が設けられている。また、図示を省略しているが、上記ヘッドユニット５には、基板Ｐに付される位置認識用のフィデューシャルマーク等を撮像するための基板認識カメラが設けられている。

図３に示すように、上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃは、上記ノズルシャフトやこれと連通するエア配管等からなるエア流通経路２６を介して、負圧供給手段２４および正圧供給手段２５に接続されている。

上記負圧供給手段２４は、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品を吸着させるべく各ノズルに負圧を供給するもので、例えば真空ポンプ等によって構成されている。

上記正圧供給手段２５は、上記吸着された部品を離脱させるために上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに正圧を供給するもので、例えばエアコンプレッサ等によって構成されている。

上記エア流通経路２６は、上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃから延びる３つの分岐経路２６Ａ〜２６Ｃを有しており、これら各分岐経路の上流側には、三方弁からなる切替バルブ２７Ａ〜２７Ｃが設けられている。そして、これら各切替バルブ２７Ａ〜２７Ｃが作動することにより、上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに対し上記負圧供給手段２４からの負圧が供給される状態と、上記正圧供給手段２５からの正圧が供給される状態とに選択的に切り替えられるように構成されている。

また、上記各分岐経路２６Ａ〜２６Ｃの途中部には、その内部の真空度を測定するための圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃが設けられている。この圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃは、上記各分岐経路２６Ａ〜２６Ｃを流通するエアの圧力を検知することにより、各分岐経路２６Ａ〜２６Ｃ内の真空度を測定するように構成されている。

次に、以上のように構成された実装機の制御系について、図３のブロック図を用いて説明する。

上記実装機には、ＣＰＵや各種メモリ、ＨＤＤ等からなる制御ユニット３０（本発明にかかる制御手段に相当）が内蔵されており、この制御ユニット３０に、上記各サーボモータ９，１５，２２，２３、負圧・正圧供給手段２４，２５、切替バルブ２７Ａ〜２７Ｃ、圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃ、部品認識カメラ２９等がそれぞれ電気的に接続されることにより、これら各部の動作が上記制御ユニット３０によって統括的に制御されるようになっている。

上記制御ユニット３０は、その機能要素として、上記各サーボモータ９，１５，２２，２３の駆動を制御する軸制御部３０２と、上記圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃからの検知信号や部品認識カメラ２９からの画像信号の入力、および上記負圧・正圧供給手段２４，２５への制御信号の出力等を制御するＩ／Ｏ処理部３０３と、実装プログラム等の各種プログラムや各種データを記憶する記憶部３０４と、これら各部３０２〜３０４を統括的に制御するとともに、各種の演算処理を実行する主演算部３０１とを有している。

そして、このような制御ユニット３０は、上記各サーボモータ９，１５，２２，２３や負圧・正圧供給手段２４，２５等を、あらかじめ定められた実装プログラムに基づいて制御することにより、上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品の吸着や搬送等の一連の動作を実行させるとともに、その動作中において、上記圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃから取得されたセンサ値に基づき上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が吸着されているか否かを判断するように構成されている。

上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃへの部品吸着の有無の判断は、上記圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃから取得されたセンサ値（つまり各分岐経路２６Ａ〜２６Ｃ内のエアの圧力検出値）を所定の閾値と比較することによって行われる。この閾値は、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃごとに分類して記憶部３０４に記憶されており、これら各閾値と、上記圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃから取得された各センサ値とがそれぞれ比較されることにより、上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が吸着されているか否かの判断が、ノズル２１Ａ〜２１Ｃごとに別々に実行されるようになっている。

例えば、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃのうち、ノズル２１Ａに対応する圧力センサ２８Ａに設定された閾値をαとすると、図４に示すように、上記圧力センサ２８Ａの検出値が上記閾値αよりも小さい場合には、ノズル２１Ａに部品は吸着されていない（部品無し）と判断され、上記圧力センサ２８Ａの検出値が上記閾値αよりも大きい場合には、ノズル２１Ａに部品が吸着されている（部品有り）と判断される。このような部品有無の判断は、他のノズル２１Ｂ，２１Ｃに対しても同様に行われるが、その判断基準となる閾値は、上記ノズル２１Ａ用の閾値αとは独立した値に設定されることになる。

ところで、上記圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃの値は、例えば上記エア流通経路２６の内部にゴミ等の異物（汚れ）が付着することによって変化することがある。すなわち、エア流通経路２６の内部が汚れると、その流路が狭まることにより、内部のエアの流通状態が変化し、上記圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃの検出値に影響を与えることがある。そして、このような汚れによる影響が大きくなった場合、上記のような部品吸着の有無が誤って判断されるおそれがある。

例えば、図５に示すように、ノズル２１Ａに対応する圧力センサ２８Ａの検出値（センサ値）が、上記エア流通経路２６内の汚れ等に起因して変化することにより、部品無し時のセンサ値β１’と、部品有り時のセンサ値β２’とが、ともに上記閾値αより大きくなってしまうことがある。このような状況下では、実際にノズル２１Ａに吸着された部品「無し」であっても、そのときのセンサ値β１’が閾値αよりも大きいことから、部品「有り」と誤って判断されることになる。

ただし、このような場合でも、上記センサ値の閾値αを、上記変化後のセンサ値β１’およびβ２’の中間に位置する新たな値に設定し直せば、部品の有無を適正に判断することが可能になる。

そこで、上記制御ユニット３０は、上記のようなセンサ値の変化を反映した適正な値に上記閾値を定期的に再設定（更新）するように構成されている。以下は、このような閾値更新制御を含んだ上記制御ユニット３０による制御動作の具体的内容について、図６および図７のフローチャートに基づき説明する。

図６に示すように、上記制御動作がスタートすると、制御ユニット３０は、上記負圧供給手段２４および正圧供給手段２５を作動させる制御を実行する（ステップＳ１）。

次いで、制御ユニット３０は、現時点が、上記センサ値の閾値を更新すべきタイミング（閾値更新タイミング）に達しているか否かを判定する（ステップＳ３）。なお、上記閾値更新タイミングは、作業者等によってあらかじめ定められるものであり、例えば、基板Ｐの生産枚数が所定の生産枚数に達したときや、生産品種が切り替わったとき等の、所定のタイミングに設定される。

そして、このステップＳ３でＮＯと判定されて現時点が未だ閾値更新タイミングに達していないことが確認された場合には、次のステップＳ５以降の処理に移行され、通常の部品実装動作が実行される。具体的に、制御ユニット３０は、まずステップＳ５で、部品供給部４から部品を吸着する制御を実行する。すなわち、上記Ｘ軸サーボモータ１５およびＹ軸サーボモータ９を駆動してヘッドユニット５を部品供給部４の上方に移動させ、かつＺ軸サーボモータ２２等を駆動してヘッドユニット５の各吸着ヘッド２０Ａ〜２０Ｃを下降させるとともに、その下降動作が完了する前の所定のタイミングで、エア流通経路２６上の切替バルブ２７Ａ〜２７Ｃを作動させて負圧供給手段２４から各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに負圧を供給することにより、上記部品供給部４から供給された部品を各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着させる。

次いで、制御ユニット３０は、エア流通経路２６上に設けられた上記圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃの検出値（センサ値）に基づき、上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が吸着されているか否かを判定する（ステップＳ７）。すなわち、上記圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃから、各ノズル２１Ａ〜２１Ｃ用の分岐経路２６Ａ〜２６Ｃ内におけるエアの圧力検出値を取得し、その検出値が、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃごとにあらかじめ定められた閾値よりも大きいか否かに応じて、各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が吸着されているか否かを判定する。

そして、このステップＳ７でＹＥＳと判定されて上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が吸着されていることが確認された場合には、次のステップＳ９に移行し、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着された部品を基板Ｐに実装する制御を実行する。すなわち、上記各サーボモータ１５，９，２２等を駆動して上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着された部品を基板Ｐ上の所定の実装ポイントまで搬送するとともに、その搬送動作が完了するのと略同時に、エア流通経路２６上の切替バルブ２７Ａ〜２７Ｃを作動させて正圧供給手段２５から各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに正圧を供給することにより、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃから部品を離脱させ、これによって基板Ｐ上の実装ポイントに部品を実装させる。

一方、上記ステップＳ７でＮＯと判定されて上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が吸着されていないことが確認された場合には、上記ステップＳ５に戻って、上記部品の吸着に失敗したノズルを用いて再度部品供給部４から部品を吸着する制御を実行し、その後ステップＳ７でノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着された部品の有無を確認する。そして、そこで部品の吸着が確認されてから、次のステップＳ９で基板Ｐ上に部品を実装する制御を実行する。

上記ステップＳ９で基板Ｐ上に部品を実装した後、制御ユニット３０は、上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着されていた部品が誤ってそのまま残っていないかどうかを確認すべく、上記圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃの検出値（センサ値）に基づいて、上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着された部品の有無を判定する（ステップＳ１１）。すなわち、上記圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃから、上記分岐経路２６Ａ〜２６Ｃ内におけるエアの圧力検出値を取得し、その検出値が、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃごとにあらかじめ定められた閾値よりも小さいか否かを判定することにより、各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着されたまま残っている部品が無いことを確認する。

そして、このステップＳ１１でＹＥＳと判定されて上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着されたまま残っている部品が無いことが確認された場合には、そのままリターンし、上記ステップＳ１〜Ｓ１１で説明したような部品の実装動作を繰り返し行う。

一方、上記ステップＳ１１でＮＯと判定されて上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃのうちの少なくとも１つに部品が残っていることが確認された場合には、上記ステップＳ９に戻って、その残った部品を基板Ｐ上に実装する制御を実行した後、ステップＳ１１で再度ノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着された部品の有無を確認する。

なお、以上のようなステップＳ５〜Ｓ１１の処理では、全てのノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品を吸着してその部品を基板Ｐ上に実装する場合について説明を行ったが、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃのうちの一部にのみ部品を吸着して実装を行うケースも当然存在する。このような場合、上記ステップＳ７およびＳ１１の判定では、一部のノズルに対し予定通り部品が吸着されたか、またはその吸着部品が実装時に確かに離脱したか否かが判断されることになる。

次に、上記ステップＳ３でＹＥＳと判定された場合、すなわち、現時点が閾値更新タイミングに達していることが確認された場合の制御動作について説明する。上記ステップＳ３でＹＥＳと判定された場合、制御ユニット３０は、次のステップＳ１３に移行して、センサ値の閾値を更新する制御（閾値更新制御）を実行する。

図７は、上記ステップＳ１３で行われる閾値更新制御の具体的内容を示すサブルーチンである。このサブルーチンがスタートすると、制御ユニット３０は、センサ値の閾値が更新されたことを表す閾値更新フラグＦをリセット（Ｆ＝０）する制御を実行する（ステップＳ３１）。そして、ヘッドユニット５を部品認識カメラ２９の上方に移動させ、そのカメラ２９により各ノズル２１Ａ〜２１Ｃの下端部を撮像するとともに、その撮像された画像に基づいて、全てのノズル２１Ａ〜２１Ｃにつき部品の吸着が無いことを確認する制御を実行する（ステップＳ３３）。すなわち、このステップＳ３３では、上述したような通常の部品実装時と異なり、部品認識カメラ２９を用いた画像認識に基づいて部品の有無が判断されることにより、ノズル２１Ａ〜２１Ｃのいずれにも部品が吸着されていないことが、より高い精度で間違いなく確認されるようになっている。

上記ステップＳ３３でＹＥＳと判定されて吸着部品が無いことが確認された場合、制御ユニット３０は、全ノズル２１Ａ〜２１Ｃに対応する圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃから個別にセンサ値を取得するとともに（ステップＳ３７）、これらの各センサ値を、上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が無いときのセンサ値（部品無し時のセンサ値β１）としてそれぞれ記憶する制御を実行する（ステップＳ３９）。

一方、上記ステップＳ３３でＮＯと判定されてノズル２１Ａ〜２１Ｃのいずれかに本来吸着されていないはずの部品が存在することが確認された場合には、廃棄ステーション等の所定の場所に上記部品を廃棄する制御を実行した後に（ステップＳ３５）、再度ステップＳ３３に戻って吸着部品の有無を判定する。

上記ステップＳ３９で各圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃから部品無し時のセンサ値β１を取得した後、制御ユニット３０は、その部品無し時のセンサ値β１が、あらかじめ定められた限界値Ｌ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４１）。すなわち、図８に示すように、部品無し時のセンサ値β１には限界値Ｌ１が設けられており、この限界値Ｌ１よりも上記各センサ値が小さいか否かの判断が、このステップＳ４１で行われる。なお、上記限界値Ｌ１は、例えば上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃの種類が全て同一であるような場合には、各ノズルに対し共通の値に設定されることもあるが、ノズルの種類が異なる場合等には、ノズルごとに別々の値に設定される。このことは、後述する限界値Ｌ２についても同様である。

上記ステップＳ４１でＹＥＳと判定されて部品無し時のセンサ値β１が限界値Ｌ１よりも小さいことが確認された場合、制御ユニット３０は、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品を吸着させる制御を実行する（ステップＳ４３）。すなわち、ヘッドユニット５を部品供給部４の上方に移動させかつ吸着ヘッド２０Ａ〜２０Ｃを下降させる等により、部品供給部４から供給された部品を上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着させる。

次いで、制御ユニット３０は、ヘッドユニット５を部品認識カメラ２９の上方に移動させ、そのカメラ２９により各ノズル２１Ａ〜２１Ｃの下端部を撮像するとともに、その撮像された画像に基づいて、全てのノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が吸着されたことを確認する制御を実行する（ステップＳ４５）。すなわち、このステップＳ４５では、上述したような通常の部品実装時と異なり、部品認識カメラ２９を用いた画像認識に基づいて部品の有無が判断されることにより、全てのノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が吸着されたことが、より高い精度で間違いなく確認されるようになっている。

上記ステップＳ４５でＹＥＳと判定されて全てのノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が吸着されたことが確認された場合、制御ユニット３０は、各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに対応する圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃから個別にセンサ値を取得するとともに（ステップＳ４７）、これらの各センサ値を、上記各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が吸着されているときのセンサ値（部品有り時のセンサ値β２）としてそれぞれ記憶する制御を実行する（ステップＳ４９）。

次いで、制御ユニット３０は、上記のようにして各圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃから取得されたセンサ値β２が、あらかじめ定められた限界値Ｌ２よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ５１）。すなわち、図８に示すように、部品有り時のセンサ値β２には限界値Ｌ２が設けられており、この限界値Ｌ２よりも上記各センサ値が小さいか否かの判断が、このステップＳ５１で行われる。

上記ステップＳ５１でＹＥＳと判定されて部品有り時のセンサ値β２が限界値Ｌ２よりも小さいことが確認された場合、制御ユニット３０は、上記部品有り時のセンサ値β２と、上記部品無し時のセンサ値β１との間に存在する差δ（図９参照）を、各ノズル２１Ａ〜２１Ｃについて個別に算出する制御を実行するとともに（ステップＳ５３）、その各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに関するセンサ値の差δが、あらかじめ定められた所定値εよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５５）。

そして、このステップＳ５５でＹＥＳと判定されて各センサ値の差δが所定値εよりも大きいことが確認された場合、すなわち、全てのノズル２１Ａ〜２１Ｃについて部品有り時および部品無し時の各センサ値β２，β１どうしの差δが所定値εよりも大きいことが確認された場合には、次のステップＳ５７に移行し、上記部品有り時および部品無し時の各センサ値β２，β１に基づいて、各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに関するセンサ値の閾値αを新たに設定し直す制御を実行する。この新たな閾値αは、部品有り時のセンサ値β２と部品無し時のセンサ値β１との間の所定の中間値に設定され、例えば、両センサ値β１，β２の平均値に設定される。また、このような閾値αの再設定は、ノズル２１Ａ〜２１Ｃごとに個別に、つまり、各ノズルに対応して設けられた各圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃの検出値に基づいて個別に行われる。

上記のような閾値αの再設定を行った後、制御ユニット３０は、閾値αの再設定が完了したことを示す閾値更新フラグＦに「１」を入力する制御を実行し（ステップＳ５９）、サブルーチン（閾値更新制御）を終了する。

一方、以上のサブルーチンにおけるステップＳ４１，Ｓ５１，Ｓ５５のいずれかでＮＯと判定された場合、すなわち、（１）部品無し時のセンサ値β１が限界値Ｌ１以上である、（２）部品有り時のセンサ値β２が限界値Ｌ２以上である、（３）部品無し時および部品有り時の各センサ値どうしの差δが所定値ε以下である、のいずれかの状況が確認された場合には、ただちにサブルーチンは終了される。したがって、上記（１）〜（３）のいずれかの状況が確認された場合、閾値αの再設定が行われることはなく、また、閾値更新フラグＦは初期値「０」のまま維持される。

再び図６のメインフローに戻って説明を続ける。上記のような閾値更新制御（ステップＳ１３）が終了すると、制御ユニット３０は、次のステップＳ１５に移行して、閾値更新フラグＦ＝１であるか否かを判定する。そして、ここでＹＥＳと判定されて閾値更新フラグＦ＝１であることが確認された場合、すなわち、上記閾値αの再設定が問題なく行われたことが確認された場合には、ステップＳ７以降の処理に移行して、部品の実装動作を再開する。

一方、上記ステップＳ１５でＮＯと判定されて閾値更新フラグＦ≠１（Ｆ＝０）であることが確認された場合、すなわち、上記閾値αの再設定が不可能な状況にあったことが確認された場合には、警報用のアラームを発する制御を実行することにより（ステップＳ１７）、作業者に対し、エア流通経路２６を清掃する等のメンテナンスを行うべきことを報知する。

上記のように移動可能なヘッドユニット５に設けられた部品吸着用のノズル２１Ａ〜２１Ｃにより部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板Ｐに実装する表面実装機において、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに負圧を供給する負圧供給手段２４と、この負圧供給手段２４と上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃとの間に設けられたエア流通経路２６内の真空度を検知する圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃ（真空度センサ）と、この圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃの検出値を所定の閾値αと比較することにより、実装動作中において上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに部品が吸着されているか否かを判断する制御ユニット３０（制御手段）とを設け、さらに、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに実際に部品が吸着されている状態と吸着されていない状態とにおける上記圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃの検出値を、部品有り時および部品無し時のセンサ値β２，β１として取得するとともに、これら両センサ値に基づいて上記閾値αを再設定する制御を、所定のタイミングで上記制御ユニット３０に実行させるようにした上記実施形態によれば、部品吸着の有無を判断するためのセンサ値の閾値αが制御ユニット３０の制御に基づき自動的に調整されるため、実装機のメンテナンスに要する作業者の負担を効果的に軽減できるとともに、生産効率をより向上させることができるという利点がある。

すなわち、上記実施形態では、ノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着された部品の有無を圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃの検出値（センサ値）に基づき判断する制御ユニット３０が、その判断の基準となるセンサ値の閾値αを、実際に部品が有る状態と無い状態とにおける圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃの検出値β２，β１に基づいて所定のタイミングで再設定するように構成されているため、エア流通経路２６内の汚れ等に起因して上記センサ値が変化したような場合でも、その変化を反映した新たな閾値αが上記制御ユニット３０により再設定されることで、この新たな閾値αを用いて、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃに吸着された部品の有無を上記汚れ等にかかわらず適正に判断できるという利点がある。このため、エア流通経路２６内が多少汚れても、これをいちいち清掃するといった作業を行う必要がなく、実装機のメンテナンスに要する作業者の負担を効果的に軽減できるとともに、実装機がメンテナンスのために停止される頻度を抑制して生産効率をより向上させることができる。

また、上記実施形態では、部品有り時のセンサ値β２または部品無し時のセンサ値β１が、あらかじめ定められた限界値Ｌ２またはＬ１（図８）に達した場合、すなわち、部品吸着用のノズル２１Ａ〜２１Ｃへの供給圧力がかなり大きく変化するほどエア流通経路２６内が汚れたような場合に、制御ユニット３０が、上記のような閾値αの再設定を行うことなく警告用のアラームを発する制御を実行するように構成されているため、エア流通経路２６内の異常を作業者に未然に知らせて必要なメンテナンスを速やかに行わせることができる。この結果、メンテナンスの必要回数を抑制して生産効率を向上させつつ、部品の吸着や離脱といった実装機の重要機能が損なわれるのを未然に防止して設備状態を良好に維持できるという利点がある。

さらに、上記実施形態では、部品有り時および部品無し時のセンサ値β２，β１どうしの差δ（図９）が所定値ε以下である場合、つまり、部品有り時および部品無し時の各状態におけるノズル２１Ａ〜２１Ｃへの供給圧力の差がほとんどなくなるほどエア流通経路２６内が汚れたような場合にも、上記と同様の制御（警告用のアラームを発する等の制御）が行われるように構成されているため、エア流通経路２６内の異常をより確実に監視することができ、メンテナンスの必要回数を抑制しつつ設備状態をより良好に維持できるという利点がある。

また、上記実施形態では、部品吸着用に複数（図例では３つ）のノズル２１Ａ〜２１Ｃが設けられ、上記センサ値の閾値αが、上記ノズル２１Ａ〜２１Ｃごとに個別に設定されるように構成されているため、ノズル２１Ａ〜２１Ｃの１つ１つに部品が吸着されているか否かを個別かつ適正に判断できるという利点がある。また、各ノズル２１Ａ〜２１Ｃの間でノズルの種類が異なるような場合でも、各ノズルに対する部品吸着の有無をノズルの種類にかかわらず適正に判断できるという利点がある。

なお、上記実施形態では、エア流通経路２６に、その内部のエアの圧力を検知する圧力センサ２８Ａ〜２８Ｃを設けることにより、エア流通経路２６内の真空度（つまり各ノズル２１Ａ〜２１Ｃに供給される負圧の真空度）を測定するようにしたが、これとは異なる形態として、例えば、エアの流量を検知する流量センサをエア流通経路２６に設けることにより、エア流通経路２６内の真空度を測定するようにしてもよい。このように、エア流通経路２６内のエアの圧力または流量のいずれを検知するようにした場合でも、エア流通経路２６内の真空度を簡単かつ正確に測定することができる。なお、エア流通経路２６内の真空度を流量センサにより検知するようにした場合には、エアの流量が所定の閾値よりも小さいときに、ノズルに部品が吸着されている（つまり「部品有り」）と判断され、流量が所定の閾値よりも大きいときに、ノズルに部品は吸着されていない（つまり「部品無し」）と判断されることになる。

また、上記実施形態では、部品有り時のセンサ値β２または部品無し時のセンサ値β１が、あらかじめ定められた限界値Ｌ２またはＬ１に達した場合、もしくは、上記各センサ値β２，β１どうしの差δが所定値ε以下である場合に、警告用のアラームを発して作業者にメンテナンスを行うべき旨の報知を行うようにしたが、例えば、回転警告灯を点灯させる等により作業者への報知を行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、部品有り時のセンサ値β２と、部品無し時のセンサ値β１との間に、単一の閾値αを設け、この閾値αよりもセンサ値が大きいか小さいかに応じて、部品吸着の有無を判断するようにしたが、上記センサ値の閾値αとして、「部品有り」を判断する際の閾値と、「部品無し」を判断する際の閾値との２種類の閾値を設けることにより、「部品有り」と「部品無し」とを別々の閾値を用いて判断するようにしてもよい。この場合でも、上記２種類の閾値を、実際に部品が吸着された状態と吸着されていない状態とにおけるセンサ値に基づき所定のタイミングでそれぞれ再設定するようにすれば、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明の実施の形態にかかる表面実装機の平面図である。上記表面実装機の正面図である。上記表面実装機の電気制御系およびエア制御系を示すブロック図である。センサ値の大きさと閾値との関係を説明するための図である。図４のセンサ値が変化した状態を説明するための図である。上記表面実装機において行われる制御動作の内容を示すフローチャートである。図６のフローチャートにおいて行われる閾値更新制御の具体的内容を示すサブルーチンである。上記センサ値の大きさと限界値との関係を説明するための図である。部品有り時および部品無し時の各センサ値どうしの差を示すための図である。

５ヘッドユニット
２１Ａ〜２１Ｃノズル
２４負圧供給手段
２６エア流通経路
２８Ａ〜２８Ｃ圧力センサ（真空度センサ）
３０制御ユニット（制御手段）
Ｐ基板
α 閾値
β１（部品無し時の）センサ値
β２（部品有り時の）センサ値
Ｌ１限界値
Ｌ２限界値

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に実装する表面実装機であって、
上記ノズルに負圧を供給する負圧供給手段と、
この負圧供給手段と上記ノズルとの間に設けられたエア流通経路内の真空度を検知する真空度センサと、
この真空度センサの検出値を所定の閾値と比較することにより、実装動作中において上記ノズルに部品が吸着されているか否かを判断する制御手段とを備え、
上記制御手段は、所定のタイミングで、
上記ノズルに実際に部品が吸着されている状態と吸着されていない状態とにおける上記真空度センサの検出値を、部品有り時の第１センサ値β１および部品無し時の第２センサ値β２として取得するとともに、
前記第１センサ値β１と当該第１センサ値β１に対してあらかじめ設定された第１限界値Ｌ１との比較、及び、前記第２センサ値β２と当該第２センサ値β２に対してあらかじめ設定された第２限界値Ｌ２との比較を行うと共に、前記第１センサ値β１と前記第２センサ値β２との差δを求め、
前記第１センサ値β１が前記第１限界値Ｌ１を下回る真空度に相当する値であり、且つ、前記第２センサ値β２が前記第２限界値Ｌ２を下回る真空度に相当する値であって、前記差δがあらかじめ定められた所定値εよりも大きい場合に、前記第１センサ値β１と前記第２センサ値β２との間の所定の中間値に、上記閾値を再設定することを特徴とする表面実装機。
請求項１記載の表面実装機において、
上記制御手段は、前記第１センサ値β１が前記第１限界値Ｌ１に達している場合、または、前記第２センサ値β２が前記第２限界値Ｌ２に達している場合に、上記閾値の再設定を行うことなく警告用の報知を行うことを特徴とする表面実装機。
請求項１記載の表面実装機において、
上記制御手段は、前記差δが前記所定値ε以下である場合に、上記閾値の再設定を行なうことなく警告用の報知を行うことを特徴とする表面実装機。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面実装機において、
上記部品吸着用のノズルが複数設けられ、上記閾値がノズルごとに個別に設定されるように構成されたことを特徴とする表面実装機。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の表面実装機において、
上記真空度センサが、上記エア流通経路内の圧力または流量を検知するように構成されたことを特徴とする表面実装機。