JP4835607B2 - Inspection method and inspection device for suction nozzle unit - Google Patents
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Description
本発明は、部品実装機等に備えられる吸着ノズルユニットの点検方法及び点検装置に関するものである。 The present invention relates to an inspection method and an inspection device for a suction nozzle unit provided in a component mounting machine or the like.
基板に部品を実装する部品実装機は、基板の位置決めを行う搬送コンベアと、搬送コンベアによって位置決めされた基板に対して相対移動して部品を基板に搭載する移載ヘッドを備えており、移載ヘッドには部品を真空吸着する複数の吸着ノズルユニットが設けられている。各吸着ノズルユニットは移載ヘッドに対して昇降移動するシャフト部材の下部に、ホルダ部材を介して吸着ノズルが取り付けられた構成となっている。 A component mounting machine that mounts components on a board includes a transfer conveyor that positions the board and a transfer head that moves relative to the board positioned by the transfer conveyor and mounts the component on the board. The head is provided with a plurality of suction nozzle units for vacuum suction of components. Each suction nozzle unit is configured such that a suction nozzle is attached to a lower part of a shaft member that moves up and down with respect to the transfer head via a holder member.
吸着ノズルユニットは、吸着ノズルによって部品を吸着するとき、或いは吸着ノズルによって吸着した部品を基板に搭載するとき、シャフト部材を下降させて吸着ノズルの下端部を部品の上面に押し付けるが、この押し付け力が過大であるときには部品を損傷させたり部品の特性を変化させたりするおそれがある。このため、吸着ノズルを保持するホルダ部材はシャフト部に対して上下方向に摺動自在となっており、このシャフト部材とホルダ部材の摺動によって吸着ノズルによる部品を押し付ける力の一部が吸収されるようになっている。また、ホルダ部材はばね等の付勢部材によってシャフト部材の下方に付勢されており、吸着ノズルによる部品の押し付けが終了した後は、ホルダ部材は付勢部材の付勢力によってシャフト部材に対する初期位置に復帰するようになっている。 The suction nozzle unit lowers the shaft member and presses the lower end of the suction nozzle against the upper surface of the component when the component is sucked by the suction nozzle or when the component sucked by the suction nozzle is mounted on the substrate. If is excessive, there is a risk of damaging the parts or changing the characteristics of the parts. For this reason, the holder member that holds the suction nozzle is slidable in the vertical direction with respect to the shaft portion, and a part of the force pressing the component by the suction nozzle is absorbed by the sliding of the shaft member and the holder member. It has become so. Further, the holder member is biased below the shaft member by a biasing member such as a spring, and after the pressing of the component by the suction nozzle is finished, the holder member is moved to the initial position with respect to the shaft member by the biasing force of the biasing member. To come back.
一方、シャフト部材とホルダ部材の接触部、すなわち吸着ノズルユニットの摺動部には、吸着ノズルから吸い込んだ小さなごみなどが蓄積しやすく、この摺動部の摺動状態が不良になると、部品を吸着した後、ホルダ部がシャフト部に対する初期位置に戻らなくなるためにその吸着ノズルユニットの部品吸着点は正規の位置よりも相対的に高いところに位置した状態となってしまい、部品搭載時に部品を基板に接触(搭載)させることができずに持ち帰ってしまう、いわゆる部品の持ち帰りを起こすおそれがある。このため従来、吸着ノズルユニットの摺動部の点検(摺動状態の良否の判定)を行うことができる装置が考案されており、例えば下記の特許文献1には、吸着ノズルに作用する荷重を測定し、その結果に基づいて摺動部の摺動状態の点検(検査)を行う構成が示されている。
しかしながら、上記従来の装置では、吸着ノズルに作用する荷重を測定する荷重測定装置のような摺動部の摺動状態の点検を行うための専用の設備が別途必要であり、コストアップが避けられないという問題点があった。 However, in the above conventional apparatus, a dedicated facility for checking the sliding state of the sliding portion such as a load measuring apparatus for measuring the load acting on the suction nozzle is separately required, and an increase in cost can be avoided. There was no problem.
そこで本発明は、専用の設備を必要とすることなく、低コストで吸着ノズルユニットの摺動部の点検を行うことができる吸着ノズルユニットの点検方法及び点検装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a suction nozzle unit inspection method and inspection device that can check the sliding portion of the suction nozzle unit at a low cost without requiring a dedicated facility.
請求項1に記載の吸着ノズルユニットの点検方法は、昇降自在なシャフト部材、シャフト部材の下部にシャフト部材に対して上下方向に摺動自在に設けられたホルダ部材、ホルダ部材をシャフト部材の下方に付勢する付勢部材及びホルダ部材に取り付けられた吸着ノズルから成る吸着ノズルユニットの点検方法であって、吸着ノズルの吸着口が検査面に上
方から当接する基準高さ位置にシャフト部材を位置決めする位置決め工程と、シャフト部材を基準高さ位置から一定量下降させる下降工程と、吸着ノズル内に圧力を供給しつつ、シャフト部材を下降位置から上昇させて吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測を行い、シャフト部材が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてシャフト部材とホルダ部材の摺動状態の良否判定を行う判定工程とを含む。
The suction nozzle unit inspection method according to
請求項2に記載の吸着ノズルユニットの点検装置は、昇降自在なシャフト部材、シャフト部材の下部にシャフト部材に対して上下方向に摺動自在に設けられたホルダ部材、ホルダ部材をシャフト部材の下方に付勢する付勢部材及びホルダ部材に取り付けられた吸着ノズルから成る吸着ノズルユニットの点検装置であって、シャフト部材を昇降させるシャフト部材昇降手段と、吸着ノズル内に圧力を供給する圧力供給手段と、吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測を行う計測手段と、シャフト部材昇降手段によるシャフト部の昇降制御、圧力供給手段による吸着ノズル内への圧力の供給制御及び計測手段による吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測制御を行う制御手段とを備え、制御手段は、吸着ノズルの吸着口が検査面に上方から当接する基準高さ位置にシャフト部材を位置決めした後、シャフト部材を基準高さ位置から一定量下降させ、その後吸着ノズル内に圧力を供給しつつ、シャフト部材を下降位置から上昇させて吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測を行い、シャフト部材が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてシャフト部材とホルダ部材の摺動状態の良否の判定を行う。
The suction nozzle unit inspection device according to
本発明では、吸着ノズルの吸着口が検査面に上方から当接する基準高さ位置にシャフト部材を位置決めした後、シャフト部材を基準高さ位置から一定量下降させ、その後吸着ノズル内に圧力を供給しつつ、シャフト部材を下降位置から上昇させて吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測を行い、シャフト部材が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてシャフト部材とホルダ部材の摺動状態の良否判定を行うようになっており、シャフト部材の昇降と吸着ノズル内への圧力供給及び吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測という吸着ノズルユニットを備える装置(例えば部品実装機)であれば通常備えている機能(設備)を利用して吸着ノズルユニットの摺動部(シャフト部材とノズル部材の接触部)の摺動状態の点検を行うことができるようになっているので、従来のように、吸着ノズルに作用する荷重を測定する荷重測定装置のような摺動部の点検を行うための専用の設備は不要であり、コストをかけずに吸着ノズルユニットの点検を行うことができる。 In the present invention, after positioning the shaft member at a reference height position where the suction port of the suction nozzle contacts the inspection surface from above, the shaft member is lowered by a certain amount from the reference height position, and then pressure is supplied into the suction nozzle. While the shaft member is raised from the lowered position, the air flow rate or pressure in the suction nozzle is measured, and the air flow rate or pressure in the suction nozzle is determined in advance until the shaft member reaches the reference height position. Based on whether or not the threshold value is exceeded, whether the sliding state of the shaft member and the holder member is good or bad is determined, the shaft member is raised and lowered, the pressure is supplied to the suction nozzle, and the air flow rate or pressure in the suction nozzle If the device is equipped with a suction nozzle unit (for example, a component mounting machine), the suction nozzle unit slides using the function (equipment) that is normally provided. Since it is possible to check the sliding state of the (contact portion between the shaft member and the nozzle member), the sliding like a load measuring device that measures the load acting on the suction nozzle as in the past. No special equipment for inspecting the part is required, and the suction nozzle unit can be inspected without cost.
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平面図、図2は本発明の一実施の形態における部品実装機の移載ヘッドの拡大正面図、図3は本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検装置の構成図、図4は本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの断面図、図5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6は本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検方法の実行手順を示すフローチャート、図7(a),(b),(c)及び図8(a),(b),(c)はそれぞれ本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検実行時の吸着ノズルユニットの断面図、図9(a),(b)は本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検実行時の吸着ノズル内の空気流量の時間変化を示すグラフ、図10(a),(b)は本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検実行時の吸着ノズル内の圧力の時間変化を示すグラフである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a component mounter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged front view of a transfer head of the component mounter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view of the suction nozzle unit according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing a control system of the component mounting machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 and FIG. 6 are flowcharts showing the execution procedure of the suction nozzle unit inspection method according to the embodiment of the present invention, FIGS. 7 (a), (b), (c) and FIGS. 8 (a), (b), (C) is a sectional view of the suction nozzle unit at the time of inspection of the suction nozzle unit according to the embodiment of the present invention, and FIGS. 9A and 9B are views of the suction nozzle unit according to the embodiment of the present invention. Adsorption nose during inspection FIG. 10A and FIG. 10B are graphs showing the time change of the pressure in the suction nozzle when the suction nozzle unit is inspected according to the embodiment of the present invention. .
図1において、部品実装機1は基台2上に基板3を一定の水平方向(X軸方向)に搬送する搬送コンベア4を備えており、搬送コンベア4の上方には搬送コンベア4による基板3の搬送方向(X軸方向)と水平に直交する方向(Y軸方向)に延びたY軸テーブル5が設けられている。Y軸テーブル5には2つのY軸スライダ6がY軸テーブル5に沿って(すなわちY軸方向に)移動自在に設けられており、各Y軸スライダ6にはX軸方向に延びたX軸テーブル7の一端が取り付けられている。各X軸テーブル7にはX軸テーブル7に沿って(すなわちX軸方向に)移動自在な移動ステージ8が設けられている。
In FIG. 1, the
図1及び図2において、各移動ステージ8には移載ヘッド9が設けられており、各移載ヘッド9には複数の吸着ノズルユニット10が取り付けられている。
1 and 2, each moving
図2、図3及び図4において、各吸着ノズルユニット10は、移動ステージ8のシャフトガイド固定部8aに固定されて上下方向(Z軸方向)に延びた中空のシャフトガイド11と、このシャフトガイド11内を上下方向に貫通して延び、シャフトガイド11に対して昇降自在に設けられたノズルシャフト(シャフト部材)12と、ノズルシャフト12の下部に設けられたノズルホルダ(ホルダ部材)13と、ノズルホルダ13に着脱自在に取り付けられて下端部に吸着口14aを有した吸着ノズル14とを備えている。ノズルホルダ13はノズルシャフト12に対して上下方向に摺動自在であり、ノズルホルダ13はノズルシャフト12との間に縮設された付勢ばね(付勢部材)15によって常時ノズルシャフト12の下方に付勢された状態となっている。すなわち、各吸着ノズルユニット10は、昇降自在なノズルシャフト12、ノズルシャフト12の下部にノズルシャフト12に対して上下方向に摺動自在に設けられたノズルホルダ13、ノズルホルダ13をノズルシャフト12の下方に付勢する付勢ばね15及びノズルホルダ13に取り付けられた吸着ノズル14を有した構成となっている。
2, 3, and 4, each
図3及び図4において、ノズルホルダ13は、ノズルシャフト12の下端部に外嵌された中空のホルダ基部13a、ホルダ基部13aの左右両側に上下方向に延びて設けられた2つの(一対の)ノズル係止部材13b及びこれら2つのノズル係止部材13bの外周に巻き掛けられてこれらノズル係止部材13bをホルダ基部13aに固定する固定バンド13cを有して成る。
3 and 4, the
図3及び図4において、吸着ノズル14は、ホルダ基部13aの下端に下方から外嵌される円筒状の基部14bと、基部14bの下端から下方に延びて設けられた管状部14cを有する。基部14bの内部と管状部14cの内部は連通して吸着ノズル14の内部管路14dを形成している。
3 and 4, the
吸着ノズル14を、基部14bがホルダ基部13aに下方から外嵌するようにノズルホルダ13に対して押し上げると、固定バンド13cによってホルダ基部13aに固定されている一対のノズル係止部材13bはその下端部13dが吸着ノズル14の基部14bの上テーパ面14eによって弾性的に側方に押し広げられる。そして、吸着ノズル14の基部14bの上端がノズル係止部材13bに下方から当接してそれ以上吸着ノズル14をノズルホルダ13に対して押し上げることができなくなると、それまで弾性的に側方に押し広げられていた両ノズル係止部材13bは元の状態に復帰し、その下端部13dが吸着ノズル14の基部14bの下テーパ面14fに下方から当接するので、吸着ノズル14はノズルホルダ13に保持される(図4参照)。なお、このように吸着ノズル14がノズルホルダ13に保持された状態では、吸着ノズル14の内部管路14dはホルダ基部13aの内部管路13eを介してノズルシャフト12の内部管路12aと連通する。
When the
図3及び図4において、ノズルシャフト12の下端部には下方に開口した中空部16aを有するホルダガイド16が取り付けられており、ホルダ基部13aはこのホルダガイド
16の中空部16aに下方から入り込んだ状態でノズルシャフト12に取り付けられている。ホルダ基部13aの上部には左右に張り出した一対の突起部13fが設けられており、これら一対の突起部13fはホルダガイド16に上下方向に延びて形成された一対のガイド溝16b内に内側から入り込んでいる。
3 and 4, a
ホルダ基部13aとノズルシャフト12は、ホルダ基部13aの内部管路13eの内周面とノズルシャフト12の外周面を互いに接触させて(両面をノズルシャフト12とノズルホルダ13の接触部Sとして図4中に示す)上下方向に摺動(相対移動)自在になっている。このときホルダ基部13aの突起部13fはホルダガイド16のガイド溝16b内でのみ移動できるので、ノズルホルダ13はホルダガイド16のガイド溝16b内で突起部13fが移動できる範囲内でのみノズルシャフト12に対して相対的に昇降できる。すなわち、ホルダガイド16はその中空部16aにおいてホルダ基部13aのノズルシャフト12に対する移動(摺動)をガイドするとともに、ノズルホルダ13のノズルシャフト12に対する上下方向の移動領域を規制し、更にノズルホルダ13のノズルシャフト12からの脱落を防止している。
The
図4において、付勢ばね15はホルダガイド16の中空部16a内に設けられている。この付勢ばね15はホルダガイド16とホルダ基部13aの一対の突起部13fとの間に縮設されており、ノズルホルダ13全体を常時ノズルシャフト12の下方(下端側)に付勢して(押し下げて)いる。吸着ノズル14の吸着口14aが何物にも押し当てられていない状態(図4に示す状態)では、ノズルホルダ13はホルダ基部13aの突起部13fをホルダガイド16のガイド溝16bの下縁に上方から当接させた位置(以下、「初期位置」と称する)に位置した状態となっているが、吸着ノズル14の吸着口14aが何物かに押し当てられると、ノズルホルダ13は付勢ばね15を上方に押し縮めつつ、ノズルシャフト12との接触部Sにおいて摺動しながら、ノズルシャフト12に対して相対的に上動する。
In FIG. 4, the urging
図1において、搬送コンベア4の側方領域には移載ヘッド9に部品P(図2)を供給する複数のテープフィーダ20がX軸方向に並んで設けられている。また、移載ヘッド9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、基台2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。
In FIG. 1, a plurality of
図5において、部品実装機1には、搬送コンベア4を駆動する搬送コンベア駆動モータ23a、各Y軸スライダ6をY軸テーブル5に沿って移動させるY軸スライダ移動機構23b、各移動ステージ8をX軸テーブル7に沿って移動させる移動ステージ移動機構23c及び各吸着ノズルユニット10のノズルシャフト12を(すなわち吸着ノズル14を)個別に昇降及び上下軸(Z軸)回りに回転させるノズル駆動機構23dが備えられている。これら搬送コンベア駆動モータ23a、Y軸スライダ移動機構23b、移動ステージ移動機構23c及びノズル駆動機構23dは部品実装機1に備えられた制御装置24によって作動制御がなされ、搬送コンベア4による基板3の搬送及び位置決めや、移載ヘッド9の移動制御及び各吸着ノズルユニット10のノズルシャフト12の昇降制御等が行われる。また、基板カメラ21及び部品カメラ22は制御装置24によってその作動制御がなされ、基板カメラ21及び部品カメラ22からの撮像結果は制御装置24に入力される。また、制御装置24に繋がる記憶装置25には、各部品Pの基板3上の目標搭載位置のデータを含む種々のデータが記憶されている。
In FIG. 5, the
図3において、各吸着ノズルユニット10が備えるノズルシャフト12の内部管路12aは吸着ノズルユニット10の外部に設けられた外部管路10aと繋がっており、各吸着ノズルユニット10の外部管路10aは吸着ノズルユニット10ごとに設けられた切換弁31を介して真空ポンプ32及び空圧源33と繋がっている。また、空圧源33と切換弁
31との間には空圧源33から供給される空圧の圧力制御を行うブロー弁34が介装されている。
In FIG. 3, the
制御装置24は、吸着ノズルユニット10ごとに設けられた切換弁31のスプール(図示せず)の位置切り換えを行うことにより、外部管路10aを通じて吸着ノズル14内に圧力を供給する。制御装置24の切換弁31の位置切り換えによって外部管路10aが空圧源33と接続されると、吸着ノズル14内には正圧が供給され、外部管路10aが真空ポンプ32と接続されると、吸着ノズル14内には負圧が供給される。外部管路10aを空圧源33に接続させた状態では、制御装置24はブロー弁34の制御を行い、空圧源33からの圧力(正圧)を低圧に絞って吸着ノズル14の吸着口14aからわずかな空気を放出させることができる。
The
図3において、吸着ノズルユニット10ごとに設けられた各外部管路10aには、その外部管路10a内の空気流量(すなわち、その吸着ノズルユニット10が備える吸着ノズル14内の空気流量)を計測する空気流量センサ35が介装されている。空気流量センサ35は制御装置24によって外部管路10a内の空気流量の計測制御が行われ、空気流量センサ35が計測した外部管路10a内(すなわち吸着ノズル14内)の空気流量の情報は制御装置24に入力される。
In FIG. 3, the air flow rate in the
また、図3において、制御装置24には報知器36が接続されている。この報知器36は、後述する吸着ノズルユニット10の点検によって得られた各吸着ノズルユニット10のノズルシャフト12とノズルホルダ13の接触部S、すなわちノズルユニット10の摺動部の摺動状態の点検結果をオペレータに報知するものであり、例えば部品実装機1に備えられた図示しないディスプレイ装置等に組み込まれている。
In FIG. 3, an
部品実装機1による部品Pの基板3への実装では、制御装置24は先ず、搬送コンベア駆動モータ23aの作動制御により搬送コンベア4を駆動して基板3をX軸方向に搬送し、所定位置に位置決めする。そして、Y軸スライダ移動機構23bの作動制御によるX軸テーブル7のY軸方向への移動と移動ステージ移動機構23cの作動制御による移動ステージ8のX軸方向への移動とによって移動ステージ8を所定位置に位置決めされた基板3に対して相対移動させ、基板3の上方に位置させた基板カメラ21によって基板3の位置決めマーク(図示せず)の画像認識(撮像)を行わせた後、移載ヘッド9が備える各吸着ノズルユニット10にテープフィーダ20が部品供給口20a(図1)に供給する部品Pをピックアップ(吸着)させる。
In mounting the component P on the
部品Pのピックアップにおいて、制御装置24は、吸着ノズル14の下端部の吸着口14aをこれから吸着しようとする部品Pの上方に位置させた後、ノズル駆動機構23dの作動制御を行って、その吸着ノズル14が取り付けられている吸着ノズルユニット10のノズルシャフト12を下降させ、吸着ノズル14の吸着口14aが部品Pの上面に所定の押圧力で押し付けられるようにする。そして、切換弁31を真空ポンプ32側に切り換えて真空ポンプ32を吸着ノズル14に連通させ、部品Pが吸着ノズル14の吸着口14aに吸い付けられるようにする。
In picking up the component P, the
ここで、吸着ノズル14の吸着口14aに部品Pが正常に吸い付けられた状態では、吸着ノズル14の吸着口14aは部品Pによって閉塞状態にされるので、吸着ノズル14の内部管路14d内には空気は流れず、したがってこの吸着ノズル14の内部管路14dと繋がる外部管路10a内にも空気は流れないので、空気流量センサ35によって計測される空気流量はほぼ「0」となる。このため、制御装置24は空気流量センサ35が計測する外部管路10a内の空気流量がほぼ「0」であることを検知することによって、部品Pのピックアップが正常に行われたことを認識することができる。
Here, in a state where the component P is normally sucked to the
制御装置24は部品Pのピックアップが終了したら、そのピックアップした部品Pが部品カメラ22の上方(部品カメラ22の視野内)を通過するように移載ヘッド9を移動させ、部品カメラ22に部品Pの下面の画像認識(撮像)を行わせる。そして、現在ピックアップしている部品Pの基板3上での目標搭載位置のデータを記憶装置25から読み出し、その読み出した搭載位置に部品Pを搭載させる。
When the pickup of the component P is completed, the
部品Pの基板3上に搭載する際、制御装置24は、これから搭載しようとしている(現在ピックアップしている)部品Pを基板3上の目標搭載位置の直上に位置させた後、ノズル駆動機構23dの作動制御を行って、その吸着ノズルユニット10のノズルシャフト12を下降させ、部品Pが基板3上に所定の押圧力で押し付けられるようにする。そして、切換弁31を空圧源33側に切り換えて空圧源33を吸着ノズル14に連通させ、ブロー弁34の作動制御を行って吸着ノズル14の吸着口14aからわずかな空気を放出させながらノズルシャフト12を(すなわち吸着ノズル14を)上昇させる。これにより部品Pは吸着ノズル14の吸着口14aから切り離され、基板3上の目標搭載位置に搭載される。
When the component P is mounted on the
部品Pが基板3に搭載された後は、吸着ノズル14の吸着口14aは閉塞状態から開放されるので、吸着ノズル14の内部管路14dに空気が流れるようになり、したがって外部管路10a内にも空気が流れるようになる。このため、制御装置24は空気流量センサ35が計測する外部管路10a内の空気流量が吸着ノズル14の吸着口14aの開放時に計測されるべき空気流量(開放時流量)に達していることを検知することによって、部品Pの搭載が正常に行われ、部品Pの持ち帰りが発生していないことを認識することができる。これが空気流量センサ35の主とした機能である。なお、制御装置24は、部品Pを基板3に搭載する際には、基板カメラ21の画像認識によって得られる基板3の位置ずれと、部品カメラ22の画像認識によって得られる吸着ノズル14に対する部品Pの吸着ずれが修正されるようにする。
After the component P is mounted on the
次に、この部品実装機1における吸着ノズルユニット10の摺動部の点検(摺動状態の良否の判定)方法の実行手順を図6のフローチャート等に基づいて説明する。
Next, the execution procedure of the method of checking the sliding portion of the suction nozzle unit 10 (determining whether the sliding state is good or bad) in the
吸着ノズルユニット10の摺動部の点検は、オペレータにより点検開始のための所定の操作が行われたとき、又は部品実装機1が予め設定された条件(例えば所定枚数の基板生産が終了したという条件)が満たされたときなど、制御装置24の判断によって開始される。
The inspection of the sliding portion of the
吸着ノズルユニット10の摺動部の点検を行うにおいて、制御装置24は先ず、Y軸スライダ移動機構23b及び移動ステージ移動機構23cの作動制御を行って移載ヘッド9を基台2上に設けられた検査面37(図1)の上方に位置させたうえで、ノズル駆動機構23dを作動させて点検対象となっている吸着ノズルユニット10のノズルシャフト12を下降させる。そして、その吸着ノズルユニット10が備える吸着ノズル14の吸着口14aが検査面37に上方から当接する基準高さ位置(図7及び図8ではホルダガイド16の下端が水平線L1上に位置する位置)に、その吸着ノズルユニット10のノズルシャフト12を位置決めする(図6中のステップST1。図7(a)及び図8(a)参照)。ノズルシャフト12が基準高さ位置に位置決めされた状態では、付勢ばね15は全く縮んでいないことが好ましいが、わずかに縮んだ状態であってもよい。
In checking the sliding portion of the
ステップST1が終了したら、制御装置24はノズル駆動機構23dを作動させて、ノズルシャフト12を基準高さ位置から一定量(図7(b)及び図8(b)中に示す距離Δ)下降させる(ステップST2。図7(b)及び図8(b)中に示す矢印A参照)。これ
によりノズルシャフト12はノズルホルダ13との接触部Sにおいて摺動しながらノズルホルダ13に対して下動する(ノズルホルダ13はノズルシャフト12に対して相対的に上動する)。
When step ST1 ends, the
ステップST2が終了したら、制御装置24は切換弁31を作動させて外部管路10aを空圧源33(又は真空ポンプ32)に接続させ、吸着ノズル14内に圧力を供給しつつ、ノズルシャフト12を下降位置(ステップST2においてノズルシャフト12を一定量下降させたときのノズルシャフト12の位置)から上昇させながら(図7(c)及び図8(c)中に示す矢印B参照)、空気流量センサ35からの出力に基づいて吸着ノズル14内の空気流量を計測する(ステップST3)そして、その計測した空気流量を予め定めた閾値と比較し、吸着ノズル14内の空気流量が閾値を超えたか否かの判断を行う(ステップST4)。この閾値は、吸着ノズル14の吸着口14aの閉塞時に計測されるべき閉塞時流量である「0」よりも大きく、かつ、吸着ノズル14の吸着口14aの開放時に計測されるべき開放時流量よりも小さい任意の値として定められる(図9(a)及び図9(b)参照)。
When step ST2 is completed, the
制御装置24は、ステップST4において、計測した吸着ノズル14内の空気流量が閾値を超えていると判断した場合には、吸着ノズルユニット10の摺動部の摺動状態は不良であると判定し(ステップST5)、その判定結果を報知器36により報知して点検を終了する。
If the
一方、ステップST4において、吸着ノズル14内の空気流量が閾値を超えていないと判断した場合には、次いでノズルシャフト12が基準位置に達しているか否かの判断を行い(ステップST6)、ノズルシャフト12が基準位置に達していないと判断した場合にはステップST3に戻って(ノズルシャフト12の位置は前回のステップST3のときよりも上昇している)、吸着ノズル14内の空気流量の計測とステップST4の比較を行い、ノズルシャフト12が基準位置に達していると判断した場合には、吸着ノズルユニット10の摺動部の摺動状態は良好であると判定し(ステップST7)、その判定結果を報知器36により報知して点検を終了する。
On the other hand, if it is determined in step ST4 that the air flow rate in the
このように制御装置24は、ステップST3以降の工程において、ノズルシャフト12を基準高さ位置から一定量下降させ、その後吸着ノズル14内に圧力を供給しつつ、ノズルシャフト12を下降位置から上昇させて吸着ノズル14内の空気流量の計測を行い、ノズルシャフト12が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル14内の空気流量が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてノズルシャフト12とノズルホルダ13の摺動状態の良否の判定を行い、その判定結果を報知器36により報知するようになっている。これにより部品実装機1のオペレータは、現在点検対象となっている吸着ノズルユニット10の摺動部の摺動状態の良否を知ることができ、必要な対策を講じることができる。
In this way, in the processes after step ST3, the
上記のステップST3において、ノズルシャフト12が下降位置から上昇すると、ノズルシャフト12はノズルホルダ13との接触部Sにおいて摺動し、ノズルシャフト12はノズルホルダ13に対して上動する(ノズルホルダ13はノズルシャフト12に対して相対的に下動する)。ここで、摺動部(ノズルシャフト12とノズルホルダ13の接触部S)の摺動状態が良好であるときにはノズルシャフト12が基準高さ位置に戻った時点でノズルホルダ13は初期位置に復帰するが(図7(c))、摺動部の摺動状態が不良であるときには、ノズルシャフト12が基準高さ位置に戻った時点でノズルホルダ13は初期位置に復帰せず、ノズルシャフト12を基準として初期位置よりも高い位置に位置することになる(図8(c))。
In step ST3, when the
図9(a),(b)はノズルシャフト12を下降位置から基準高さ位置を超えて上昇さ
せる間の吸着ノズル14内の空気流量の時間変化を表したグラフであり、図9(a)は摺動部の摺動状態が良好であるときの例、図9(b)は摺動部の摺動状態が不良であるときの例である。
FIGS. 9A and 9B are graphs showing the time change of the air flow rate in the
摺動部の摺動状態が良好であるときには、吸着ノズル14の吸着口14aは、ノズルシャフト12が下降位置から基準高さ位置に達するまでの間(図7(b)→図7(c))に検査面37から離間することはないので、吸着ノズル14内には空気の流れが生じず、その間の吸着ノズル14内の空気流量はほぼ「0」を維持し、吸着ノズル14内の空気流量が閾値を超えることはない(図9(a))。一方、摺動部の摺動状態が不良であるときには、吸着ノズル14の吸着口14aは、ノズルシャフト12が基準高さ位置に達する前に検査面37から離間して吸着ノズル14内に空気の流れが生じるようになるので、ノズルシャフト12が下降位置から基準高さ位置に達するまでの間に(図8(b)→図8(c))、吸着ノズル14内の空気流量は閾値を超えることになる(図9(b))。
When the sliding state of the sliding portion is good, the
このように、本実施の形態における吸着ノズルユニット10の点検方法は、吸着ノズル14の吸着口14aが検査面37に上方から当接する基準高さ位置にノズルシャフト12を位置決めする位置決め工程(ステップST1)と、ノズルシャフト12を基準高さ位置から一定量下降させる下降工程(ステップST2)と、吸着ノズル14内に圧力を供給しつつ、ノズルシャフト12を下降位置から上昇させて吸着ノズル14内の空気流量の計測を行い、ノズルシャフト12が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル14内の空気流量が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてノズルシャフト12とノズルホルダ13の(すなわち摺動部の)摺動状態の良否判定を行う判定工程(ステップST3〜ステップST7)とを含むものとなっている。判定工程では、具体的には、ノズルシャフト12が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル14内の空気流量が閾値を超えない場合には吸着ノズルユニット10の摺動部の摺動状態は良好であると判定し、閾値を超える場合には吸着ノズルユニット10の摺動部の摺動状態は不良であると判定する。
As described above, the inspection method of the
また、本実施の形態における吸着ノズルユニット10の点検装置は、ノズルシャフト12を昇降させるシャフト部材昇降手段としてのノズル駆動機構23d、吸着ノズル14内に圧力を供給する圧力供給手段としての空圧源33(又は真空ポンプ32)、吸着ノズル14内の空気流量の計測を行う計測手段としての空気流量センサ35、ノズル駆動機構23dによるノズルシャフト12の昇降制御、空圧源33(又は真空ポンプ32)による吸着ノズル14内への圧力の供給制御及び空気流量センサ35による吸着ノズル14内の空気流量の計測制御を行う制御手段としての制御装置24を備えている。そして制御装置24は、吸着ノズル14の吸着口14aが検査面37に上方から当接する基準高さ位置にノズルシャフト12を位置決めした後、ノズルシャフト12を基準高さ位置から一定量下降させ、その後吸着ノズル14内に圧力を供給しつつ、ノズルシャフト12を下降位置から上昇させて吸着ノズル14内の空気流量の計測を行い、ノズルシャフト12が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル14内の空気流量が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてノズルシャフト12とノズルホルダ13(摺動部)の摺動状態の良否の判定を行うようになっている。
Further, the inspection device for the
このように本実施の形態における吸着ノズルユニット10の点検方法(点検装置)では、ノズルシャフト12の昇降と吸着ノズル14内への圧力供給及び吸着ノズル14内の空気流量の計測という吸着ノズルユニット10を備える装置(本実施の形態では部品実装機1)であれば通常備えている機能(設備)を利用して吸着ノズル14の摺動部(ノズルシャフト12とノズルホルダ13の接触部)の点検を行うことができるようになっているので、従来のように、吸着ノズル14に作用する荷重を測定する荷重測定装置のような摺動部の点検を行うための専用の設備は不要であり、コストをかけずに吸着ノズルユニット10の点検を行うことができる。
As described above, in the inspection method (inspection apparatus) of the
ところで、本実施の形態における部品実装機1において、吸着ノズル14内の空気流量と吸着ノズル14内の圧力とは対応する関係にあり、吸着ノズル14内に正圧を作用させた場合、吸着ノズル14内の空気流量が小さいときには吸着ノズル14内の圧力が高く(吸着ノズル14内に負圧を作用させた場合には真空度が高く)、吸着ノズル14内の空気流量が大きいときには吸着ノズル14内の圧力が低い(吸着ノズル14内に負圧を作用させた場合には真空度が低い)。このため、上述の空気流量センサ35を吸着ノズル14の内部管路14dと繋がる外部管路10a内の圧力の計測を行う圧力センサ(図示せず)に置き換えて上述の吸着ノズルユニット10の点検を行うこともできる。
By the way, in the
すなわち、ノズルシャフト12を基準高さ位置に位置決めした後、ノズルシャフト12を基準高さ位置から一定量下降させ、その後吸着ノズル14内に圧力を供給しつつ、ノズルシャフト12を下降位置から上昇させて吸着ノズル14内の圧力の計測を行い、その計測した圧力を予め定めた閾値と比較して、吸着ノズル14内の圧力がその閾値を超えたか否かの判断を行うようにしてもよい。ここで、具体的には、ノズルシャフト12が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル14内の圧力が閾値を超えない場合には吸着ノズルユニット10の摺動部の摺動状態は良好であると判定し、閾値を超える場合には吸着ノズルユニット10の摺動部の摺動状態は不良であると判定する。
That is, after positioning the
なお、この場合の閾値は、吸着ノズル14内に正圧を作用させる場合には、吸着ノズル14の吸着口14aの閉塞時に計測されるべき閉塞時圧力よりも低く、かつ、吸着ノズル14の吸着口14aの開放時に計測されるべき開放時圧力よりも高い任意の値として定められる(図10(a)及び図10(b)参照)。そして、この場合の「閾値を超える」とは、吸着ノズル14の圧力(正圧)が閾値を下回る(大気圧に近づく側に閾値を超える)ことを意味する。一方、吸着ノズル14内に負圧を作用させる場合には、閾値は、吸着ノズル14の吸着口14aの閉塞時に計測されるべき真空度よりも低く、かつ、吸着ノズル14の吸着口14aの開放時に計測されるべき真空度よりも高い任意の値として定められる。そして、この場合の「閾値を超える」とは、吸着ノズル14内の真空度が閾値を下回る(圧力が大気圧に近づく側に閾値を超える)ことを意味する。
Note that the threshold value in this case is lower than the closing pressure to be measured when the
図10(a),(b)はノズルシャフト12を下降位置から基準高さ位置を超えて上昇させる間の吸着ノズル14内の圧力(正圧)の時間変化を表したグラフであり、図10(a)は摺動部の摺動状態が良好であるときの(図9(a)に対応する場合の)例、図10(b)は摺動部の摺動状態が不良であるときの(図9(b)に対応する場合の)例である。
10 (a) and 10 (b) are graphs showing the change over time in the pressure (positive pressure) in the
摺動部の摺動状態が良好であるときには、吸着ノズル14の吸着口14aは、ノズルシャフト12が下降位置から基準高さ位置に達するまでの間(図7(b)→図7(c))に検査面37から離間することはないので、その間の吸着ノズル14内の圧力が閾値を超えることはない(図10(a))。一方、摺動部の摺動状態が不良であるときには、吸着ノズル14の吸着口14aは、ノズルシャフト12が基準高さ位置に達する前に検査面37から離間するので、ノズルシャフト12が下降位置から基準高さ位置に達するまでの間に(図8(b)→図8(c))、吸着ノズル14内の圧力は予め定めた閾値を超えることになる(図10(b))。
When the sliding state of the sliding portion is good, the
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、吸着ノズル14内に圧力を供給しつつ、ノズルシャフト12を下降位置から上昇させて吸着ノズル14内の空気流量若しくは圧力の計測を行い、ノズルシャフト12が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル14内の空気流量若しくは圧力が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてノズルシ
ャフト12とノズルホルダ13の摺動状態の良否判定を行う判定工程を、吸着ノズル14内の空気流量若しくは圧力の計測と、吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力が閾値を超えるか否かの判断を並行して行っていたが、ノズルシャフト12が下降位置から基準高さ位置に達するまでの間の吸着ノズル14内の空気流量若しくは圧力を計測し終えてから(データを記憶して)、吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力が閾値を超えるか否かの判断を行うようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、本発明が適用される吸着ノズルユニット10を備えた装置の一例として部品実装機1を例示したが、本発明はこのような部品実装機1に限られず、吸着ノズルユニット10を備えた他のあらゆる装置において適用することができる。
Although the embodiments of the present invention have been described so far, the present invention is not limited to those shown in the above-described embodiments. For example, in the above-described embodiment, while supplying pressure into the
専用の設備を必要とすることなく、低コストで吸着ノズルユニットの摺動部の点検を行うことができる吸着ノズルユニットの点検方法及び点検装置を提供する。 An inspection method and an inspection device for a suction nozzle unit that can check a sliding portion of the suction nozzle unit at low cost without requiring a dedicated facility.
10 吸着ノズルユニット
12 ノズルシャフト(シャフト部材)
13 ノズルホルダ(ホルダ部材)
14 吸着ノズル
14a 吸着口
15 付勢ばね(付勢部材)
23d ノズル駆動機構(シャフト部材昇降手段)
24 制御装置(制御手段)
33 空圧源(圧力供給手段)
35 空気流量センサ(計測手段)
37 検査面
10
13 Nozzle holder (holder member)
14
23d Nozzle drive mechanism (shaft member lifting / lowering means)
24 Control device (control means)
33 Air pressure source (pressure supply means)
35 Air flow sensor (measuring means)
37 Inspection surface
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