JP4893702B2

JP4893702B2 - 部品実装関連作業機

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Publication number: JP4893702B2
Application number: JP2008172039A
Authority: JP
Inventors: 譲稲葉; 修奥田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2028-07-01
Also published as: CN102077705B; JP2010016028A; WO2010001527A1; CN102077705A; KR20110038644A; US8924000B2; DE112009001613T5; US20110098840A1

Description

本発明は、移動ステージに取り付けられる作業ヘッドと基台に取り付けられる作業設備を交換自在とし、基板に対して複数種の作業を行うことができるようにした部品実装関連作業機に関するものである。

部品実装関連作業機としては、例えば、基板に部品実装を行う部品実装機や基板に接着剤の塗布を行う塗布機、基板の表面の検査を行う検査機等が知られている。これらの部品実装関連作業機は、それぞれ別々の装置として製造されるのが普通であるが、部品実装機の中には、搭載ヘッドを異種のもの（異種の搭載ヘッド）に交換できるようにして、１台で多種の部品についての部品実装を行うことができるようにしたものがある（特許文献１）。
特許第３９６００５４号公報

ここで、移動ステージに取り付けられる作業ヘッド及び必要な作業設備を基板に対する作業の内容に応じて交換自在とし、基板に対する複数種の作業を１台の部品実装関連作業機（以下、単に作業機と称する）で行うことができるようにすることも考えられる。この場合、この作業機を部品実装機として使用するときには、作業ヘッドに搭載ヘッドを用いるとともに、基台に取り付ける作業設備として部品供給装置やノズルチェンジャ（搭載ヘッドに取り付けるノズルを交換するための装置）を用い、作業機を塗布機として使用するときには、作業ヘッドに塗布ヘッドを用いるとともに、作業設備として接着剤等の試し塗布をするための打ち捨てユニットを用いることになる。また、作業機を検査機として使用するときには、作業ヘッドに検査用カメラを備えた検査ヘッドを用いるとともに、作業設備としてパーソナルコンピュータ等の検査装置を用いることになる。

しかしながら、このような部品実装関連作業機では、作業ヘッドと作業設備の組み合わせが正しくない状態で作業を行った場合には、思わぬ動作不良が生じたり、これによって装置全体がエラー停止してしまったりするおそれがあるという問題点がある。

そこで本発明は、作業ヘッドが搭載ヘッド、塗布ヘッド又は検査ヘッドである場合に、作業ヘッドと作業設備の組み合わせのミスに起因する動作不良や装置全体のエラー停止が発生することを防止することができる部品実装関連作業機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の部品実装関連作業機は、基板の位置決めを行う基板位置決め部を備えた基台と、基板位置決め部により位置決めされた基板に対して相対移動自在に設けられた移動ステージと、移動ステージに着脱自在に取り付けられ、基板に対する作業の内容に応じて交換される作業ヘッドと、移動ステージの移動動作制御を行う動作制御手段と、基台に着脱自在に取り付けられ、基板に対する作業の内容に応じて交換される作業設備と、基板に対する作業の内容に応じた作業ヘッドの種類と作業設備の種類の組み合わせを記憶した記憶手段と、移動ステージに取り付けられている作業ヘッドの種類を検出するヘッド種検出手段と、基台に取り付けられている作業設備の種類を検出する設備種検出手段と、ヘッド種検出手段により検出されている作業ヘッドの種類と設備種検出手段により検出されている作業設備の種類の組み合わせが、前記記憶手段に記憶されている組み合わせと合致しているか否かの判断を行う判断手段と、判断手段が、ヘッド種検出手段により検出されている作業ヘッドの種類と設備種検出手段により検出されている作業設備の種類の組み合わせが前記記憶手段に記憶されている組み合わせと合致していないと判断した場合に、動作制御手段による移動ステージの移動動作を規制する動作規制手段とを備え、前記記憶手段には、搭載ヘッドと搭載ヘッドに対応する作業設備である台車及びノズルチェンジャの組み合わせ、塗布ヘッドと塗布ヘッドに対応する作業設備である安全カバー及び打ち捨てユニットの組み合わせ、更に、検査ヘッドと検査ヘッドに対応する作業設備である安全カバー、検査装置及び較正器の組み合わせが記憶されている。

本発明の部品実装関連作業機では、移動ステージに取り付けられる作業ヘッドを交換するとともに、基台に取り付けられる作業設備を交換することによって、基板に対して複数種の作業を行うことができるのであるが、ヘッド種検出手段により検出されている（すなわち移動ステージに取り付けられている）作業ヘッド（搭載ヘッド、塗布ヘッド又は検査ヘッド）の種類と、設備種検出手段によって検出されている（すなわち基台に取り付けられている）作業設備の種類の組み合わせが記憶手段に記憶されている組み合わせと合致していない場合には、移動ステージの移動動作が規制されるようになっている。このため、部品実装関連作業機が稼動するための条件として、作業ヘッドと作業設備が正しい組み合わせで取り付けられていることが必要となり、作業ヘッドと作業設備の組み合わせが間違っている状態で作業が行われることがないので、作業ヘッドが搭載ヘッド、塗布ヘッド又は検査ヘッドである場合に、作業ヘッドと作業設備の組み合わせのミスに起因する動作不良や装置全体のエラー停止が発生することを防止することができる。

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関連作業機の平面図、図２は本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の側面図、図３は本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の制御系統を示すブロック図、図４、図５、図６及び図７は本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の部分拡大側面図、図８は本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の制御系統を示すブロック図、図９及び図１０は本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の部分拡大側面図、図１１は本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の制御系統を示すブロック図、図１２は本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の記憶部に記憶されたデータの一例を示す図である。

図１及び図２において、部品実装関連作業機１は、基台カバー２によって覆われた基台３を有しており、この基台３には、水平方向（Ｘ軸方向）に同期して進行される一対のベルトコンベアから成る基板搬送路４（基板位置決め部）が備えられている。基板搬送路４は、一端側の基板入口５に供給された基板ＰＢをＸ軸方向に搬送し（図１中に示す矢印Ａ）、その基板ＰＢを所定の位置に位置決めする。

基板搬送路４の上方にはＹ軸テーブル７がＸ軸方向と水平に直交する方向（Ｙ軸方向）に延びて設けられている。Ｙ軸テーブル７の側面には２本の平行なスライドガイド８がＹ軸方向に延びて設けられており、これら２本のスライドガイド８には２つのＹ軸スライダ９がスライドガイド８に沿って（すなわちＹ軸方向に）移動自在に設けられている。各Ｙ軸スライダ９にはＸ軸方向に延びたＸ軸テーブル１０の一端部が取り付けられており、各Ｘ軸テーブル１０にはＸ軸テーブル１０に沿って（すなわちＸ軸方向に）移動自在な移動ステージ１１が設けられている。

図１、図２、図３及び図４に示すように、この部品実装関連作業機１が部品実装機として使用される場合、各移動ステージ１１には作業ヘッドＨとしての搭載ヘッド１２が取り付けられている。各搭載ヘッド１２には図２に示すように、複数の中空のノズルシャフト１３が下方に延びて設けられており、各ノズルシャフト１３の下端部には吸着ノズル１４が着脱自在に取り付けられている。

基板搬送路４のＹ軸方向の側方領域には部品Ｐ（図２）を供給する複数の部品供給装置１５がＸ軸方向に並んで設けられている。各移動ステージ１１には撮像面を下方に向けた
基板カメラ１６が設けられており、基台３上には撮像面を上方に向けた部品カメラ１７が設けられている。

図３において、基台３には、基板搬送路４を駆動する基板搬送路駆動機構１８、各Ｙ軸スライダ９をＹ軸テーブル７に沿って移動させるＹ軸スライダ移動機構１９、各移動ステージ１１をＸ軸テーブル１０に沿って移動させる移動ステージ移動機構２０が備えられており、各搭載ヘッド１２内には、各ノズルシャフト１３を（すなわち吸着ノズル１４を）個別に昇降させ、また上下軸（Ｚ軸）回りに回転させるノズル駆動機構２１及び各吸着ノズル１４に部品Ｐの吸着動作を行わせるノズル吸着機構２２が備えられている。各部品供給装置１５には部品供給機構２３が内蔵されており（図２も参照）、この部品供給機構２３が駆動されることにより、部品Ｐが部品供給口１５ａ（図１）に供給される。

図３において、基板搬送路駆動機構１８、Ｙ軸スライダ移動機構１９、移動ステージ移動機構２０、ノズル駆動機構２１、ノズル吸着機構２２、基板カメラ１６及び部品カメラ１７は、部品実装関連作業機１に備えられた制御装置２４の動作制御部２４ａによって作動制御がなされる。

制御装置２４の動作制御部２４ａは、基板搬送路駆動機構１８の作動制御を行って、基板搬送路４による基板ＰＢの搬送及び位置決めを行い、Ｙ軸スライダ移動機構１９によるＹ軸スライダ９のＹ軸方向への移動と、移動ステージ移動機構２０による移動ステージ１１のＸ軸方向への移動を組み合わせて移動ステージ１１を水平方向に移動させる。すなわち制御装置２４の動作制御部２４ａは、移動ステージ１１の移動動作制御を行う動作制御手段となっている。

また、制御装置２４の動作制御部２４ａは、ノズル駆動機構２１の作動制御と、ノズル吸着機構２２の作動制御を行って、各吸着ノズル１４による部品Ｐの吸着と回転を行い、基板カメラ１６による基板ＰＢに設けられた基板マーク（図示せず）の撮像と、部品カメラ１７による吸着ノズル１４に吸着された部品Ｐの撮像を行う。基板カメラ１６の撮像により得られた基板マークの画像データと、部品カメラ１７の撮像により得られた部品Ｐの画像データは、それぞれ制御装置２４に送られる（図３）。

図４において、搭載ヘッド１２は移動ステージ１１に対して着脱自在に取り付けられる。搭載ヘッド１２が移動ステージ１１に取り付けられると、移動ステージ１１に設けられた移動ステージ側コネクタ２５と、搭載ヘッド１２に設けられた搭載ヘッド側コネクタ２６が結合し（図３も参照）、搭載ヘッド１２に備えられたノズル駆動機構２１及びノズル吸着機構２２を動作させるための信号ケーブルや動力ケーブル、各吸着ノズル１４に対してエアを給排するための管路等が連結される。制御装置２４は、移動ステージ側コネクタ２５と搭載ヘッド側コネクタ２６が結合したことを、第１コネクタ配線２７を介したプラグアンドプレイ機能によって検知し、移動ステージ１１に搭載ヘッド１２が取り付けられている状態を把握する。

図４において、各部品供給装置１５は、床面Ｆ上を移動自在な台車３０の上部に保持されている。台車３０は、基部３１の下面に複数の車輪３２を有しており、基部３１にはオペレータが押し引き操作するためのハンドル３３が設けられている。オペレータは、ハンドル３３を押し引き操作して台車３０を床面Ｆ上で移動させ、基台３に近づけて基台３の下部に形成された台車挿入空間ＳＰ内に挿入したうえで、所定の要領で台車３０を基台３に取り付ける。これにより各部品供給装置１５は、基台３に対して相対的に固定された状態となる。

図４において、基台３には、台車挿入空間ＳＰに挿入された台車３０に向かって開口す
る基台側コネクタ３５が設けられており、台車３０には台車挿入空間ＳＰに挿入された状態で基台側コネクタ３５に向かって開口する台車側コネクタ３６が設けられている。

図４において、台車３０が基台３の下部の台車挿入空間ＳＰに挿入され、台車３０が基台３に取り付けられると、基台側コネクタ３５と台車側コネクタ３６が結合し（図３も参照）、各部品供給装置１５に備えられた部品供給機構２３を動作させるための信号ケーブルや動力ケーブルが連結される。制御装置２４は、基台側コネクタ３５と台車側コネクタ３６が結合したことを、第２コネクタ配線３７を介したプラグアンドプレイ機能によって検知し、台車３０が基台３に取り付けられている状態（すなわち、基台３の下部の台車挿入空間ＳＰに台車３０が挿入されている状態）を把握する。

ここで、基台側コネクタ３５と台車側コネクタ３６は、台車３０を基台３に取り付けた状態でのみ結合できる構成になっていればよく、台車３０を基台３に取り付ける動作によって両コネクタ３５，３６が結合されるようになっていてもよいし、両コネクタ３５，３６の一方又は双方がコネクタコードに取り付けられていて、台車３０を基台３に取り付けた後、別途、手動で両コネクタ３５，３６を結合させるようになっていてもよい。

図１及び図４において、基台３の上面の基板搬送路４と部品供給装置１５の間の領域には、交換用の吸着ノズル１４を立設姿勢に保持し、ノズルシャフト１３に対して吸着ノズル１４の交換を行うノズルチェンジャ４０が設けられている。

このノズルチェンジャ４０は、上部に設けられた可動スライダ４１をスライダ駆動機構４２（図３）によって水平方向にスライドさせ、立設姿勢に保持した吸着ノズル１４を上方に抜き取り可能にする抜き取り可能位置と抜き取り不能にする抜き取り不能位置のいずれかに位置させることによって、搭載ヘッド１２のノズルシャフト１３に取り付けられている吸着ノズル１４の取り外しと、ノズルシャフト１３への吸着ノズル１４の取り付けを行うものである。

図４において、ノズルチェンジャ４０は基台３に内蔵されたベース部４３の上面側に着脱自在に取り付けられ、ノズルチェンジャ４０がベース部４３に取り付けられると、ベース部４３に設けられたベース部側コネクタ４５と、ノズルチェンジャ４０に設けられたノズルチェンジャ側コネクタ４６が結合し（図３も参照）、ノズルチェンジャ４０に備えられたスライダ駆動機構４２を動作させるための信号ケーブルや動力ケーブルが連結される。制御装置２４は、ベース部側コネクタ４５とノズルチェンジャ側コネクタ４６が結合したことを、第３コネクタ配線４７を介したプラグアンドプレイ機能により検知し、ベース部４３にノズルチェンジャ４０が取り付けられている状態を把握する。

この部品実装関連作業機１による部品実装作業では、先ず、制御装置２４の動作制御部２４ａが基板搬送路４を作動させて、上流側の装置（この部品実装関連作業機１の上流側に配置された他の装置）から移送されてきた基板ＰＢを基板入口５から部品実装関連作業機１内に搬入し、所定の作業位置に位置決めする。そして、移動ステージ１１を水平面内で移動させて基板ＰＢの上方に位置させ、基板カメラ１６に基板マークを撮像させて、基板ＰＢの基準位置からの位置ずれを求める。

制御装置２４の動作制御部２４ａは、基板ＰＢの位置ずれを求めたら、移動ステージ１１を部品供給装置１５の部品供給口１５ａの上方に移動させ、ノズルシャフト１３を下降させて、部品供給装置１５の部品供給口１５ａに供給される部品Ｐを吸着ノズル１４によりピックアップ（吸着）させる。

制御装置２４の動作制御部２４ａは、吸着ノズル１４に部品Ｐをピックアップさせたら
、その部品Ｐが部品カメラ１７の直上に位置するように移動ステージ１１を移動させて、部品カメラ１７に部品Ｐの撮像を行わせ、吸着ノズル１４に対する部品Ｐの位置ずれ（吸着ずれ）を求める。

制御装置２４の動作制御部２４ａは、吸着ノズル１４に対する部品Ｐの位置ずれを求めたら、移動ステージ１１を基板ＰＢの上方に移動させ、ノズルシャフト１３を下降させて、部品Ｐを基板ＰＢ上の目標搭載位置に搭載する。部品Ｐの基板ＰＢ上への搭載時には、制御装置２４の動作制御部２４ａは、基板ＰＢの位置決め時に求めた基板ＰＢの基準位置からの位置ずれと、部品Ｐの認識時に求めた部品Ｐの吸着ノズル１４に対する位置ずれが修正されるように、基板ＰＢに対する吸着ノズル１４の相対位置の補正動作を行う。

制御装置２４の動作制御部２４ａは、このような部品Ｐのピックアップから基板ＰＢ上への搭載までの一連の工程を、基板ＰＢに搭載すべき全部品Ｐについて行ったら、基板搬送路４を駆動して、その基板ＰＢを基板出口６から部品実装関連作業機１の外部に排出する。

ところで、本実施の形態における部品実装関連作業機１では、移動ステージ１１の作業ヘッドＨを、搭載ヘッド１２とは基板ＰＢに対する作業の内容が異なる他の作業ヘッドＨに交換することにより、部品実装作業以外の作業を行うことができるようになっている。例えば、移動ステージ１１の搭載ヘッド１２を塗布ヘッド５０に交換することにより（図５、図６、図７及び図８）、部品実装関連作業機１を塗布機として用いることができ、基板ＰＢに接着剤等を塗布する塗布作業を行うことができる。

部品実装関連作業機１により塗布作業を行う場合には、移動ステージ１１の搭載ヘッド１２を塗布ヘッド５０に交換するほか、ベース部４３のノズルチェンジャ４０を打ち捨てユニット６０に交換し（図５、図６及び図７）、部品供給装置１５を基台３から取り外すために台車３０を台車挿入空間ＳＰから抜き取ったうえで、台車挿入空間ＳＰから基台３の内部に通ずる部分の少なくとも一部を覆う安全カバー７０を基台３に装着する（図５、図６及び図７）。台車３０を使用しない場合に安全カバー７０を基台３に装着するのは、台車３０を台車挿入空間ＳＰから抜き取った後には、台車挿入空間ＳＰが外部に開口した状態のままとなってしまい、オペレータが誤って台車挿入空間ＳＰから基台３の内部に手を差し込んだりしてしまうおそれがあるため、これを防止する必要があるからである。

図６及び図７において、作業ヘッドＨとしての塗布ヘッド５０は、下方に延びて設けられたシリンジ５１と、このシリンジ５１に接着剤等を供給する接着剤等収納部５２を備えており、内蔵されたシリンジ駆動機構５３（図８）が制御装置２４の動作制御部２４ａから駆動されると、シリンジ５１が接着剤等収納部５２から供給される接着剤等を下方に吐出するようになっている。

図６及び図７において、打ち捨てユニット６０は、塗布ヘッド５０による基板ＰＢへの実際の塗布作業に先立って、シリンジ５１から適正量の接着剤等が吐出されるか否か等を検査するための試し塗布がなされるものであり、接着剤等が試し塗布されるシート部材６１と、シート部材６１の新しい被塗布面が常時上方に向くようにシート部材６１の巻き取りを行うシート巻き取り機構６２を備えている。

図６及び図７において、安全カバー７０は、基台３に装着された状態で、台車挿入空間ＳＰから基台カバー２の内部領域に通ずる部分を下方から蓋をするようにして覆う水平部７１と、水平部７１から下方に延びて設けられ、台車挿入空間ＳＰから基台３の内部に通ずる部分（ここでは例えば、基台側コネクタ３５の下方部分辺り）を基台３の側方から蓋をするようにして覆う垂直部７２とを有している。

移動ステージ１１から搭載ヘッド１２を取り外すと（図５）、移動ステージ側コネクタ２５と搭載ヘッド側コネクタ２６の結合が外れるので、移動ステージ１１から搭載ヘッド１２が取り外されたことが制御装置２４によって認識される。また、ベース部４３からノズルチェンジャ４０を取り外すと（図５）、ベース部側コネクタ４５とノズルチェンジャ側コネクタ４６の結合が外れるので、ベース部４３からノズルチェンジャ４０が取り外されたことが制御装置２４によって認識される。基台カバー２は、図５及び図６に示すように、Ｙ軸方向の端部の扉部分２ａがヒンジ２ｂを支軸に上下方向に開閉させることができるようになっており、オペレータは、取り外した搭載ヘッド１２とノズルチェンジャ４０を、扉部分２ａを上方に開いた状態で（図５中に示す矢印Ｂ）、基台カバー２の外部に取り出すことができる。

基台３に取り付けられている台車３０を基台３から離脱させると（図５）、基台側コネクタ３５と台車側コネクタ３６の結合が外れるので、基台３から台車３０が離脱されたことが制御装置２４によって認識される。

塗布ヘッド５０が移動ステージ１１に取り付けられると（図６及び図７）、移動ステージ１１に設けられた移動ステージ側コネクタ２５と塗布ヘッド５０に設けられた塗布ヘッド側コネクタ５４が結合し（図８も参照）、塗布ヘッド５０に備えられたシリンジ駆動機構５３を動作させるための信号ケーブルや動力ケーブルが連結される。制御装置２４は、移動ステージ側コネクタ２５と塗布ヘッド側コネクタ５４が結合したことを、第１コネクタ配線２７を介したプラグアンドプレイ機能によって検知し、移動ステージ１１に塗布ヘッド５０が取り付けられている状態を把握する。

打ち捨てユニット６０がベース部４３に取り付けられると（図６及び図７）、ベース部４３に設けられたベース部側コネクタ４５と、打ち捨てユニット６０に設けられた打ち捨てユニット側コネクタ６３が結合し（図８も参照）、打ち捨てユニット６０に備えられた打ち捨てシート巻き取り機構６２を動作させるための信号ケーブルや動力ケーブルが連結される。制御装置２４は、ベース部側コネクタ４５と打ち捨てユニット側コネクタ６３が結合したことを、第３コネクタ配線４７を介したプラグアンドプレイ機能によって検知し、ベース部４３に打ち捨てユニット６０が取り付けられている状態を把握する。

図６及び図７において、安全カバー７０が基台３に装着されると、基台側コネクタ３５と、安全カバー７０の垂直部７２に設けられた安全カバー側コネクタ７３が結合する（図８も参照）。制御装置２４は、基台側コネクタ３５と安全カバー側コネクタ７３が結合したことを、第２コネクタ配線３７を介したプラグアンドプレイ機能によって検知し、基台３に安全カバー７０が装着されている状態を把握する。

ここで、基台側コネクタ３５と安全カバー側コネクタ７３は、安全カバー７０を基台３に装着した状態でのみ結合できる構成になっていればよく、安全カバー７０を基台３に装着する動作によって両コネクタ３５，７３が結合されるようになっていてもよいし、両コネクタ３５，７３の一方又は双方がコネクタコードに取り付けられていて、安全カバー７０を基台３に装着した後、別途、手動で両コネクタ３５，７３を結合させるようになっていてもよい。

この部品実装関連作業機１による塗布作業では、先ず、制御装置２４の動作制御部２４ａが基板搬送路４を作動させて、上流側の装置から移送されてきた基板ＰＢを基板入口５から部品実装関連作業機１内に搬入し、所定の作業位置に位置決めする。そして、移動ステージ１１を水平面内で移動させて基板ＰＢの上方に位置させ、基板カメラ１６に基板マークを撮像させて、基板ＰＢの基準位置からの位置ずれを求める。

制御装置２４の動作制御部２４ａは、基板ＰＢの位置ずれを求めたら、移動ステージ１１を基板ＰＢの上方に移動させ、接着剤等収納部５２から供給される接着剤等をシリンジ５１によって下方に吐出し、基板ＰＢ上の目標塗布位置に塗布する。この接着剤等の基板ＰＢ上への塗布時には、制御装置２４の動作制御部２４ａは、基板ＰＢの位置決め時に求めた基板ＰＢの基準位置からの位置ずれが修正されるように、基板ＰＢに対するシリンジ５１の相対位置の補正動作を行う。

制御装置２４の動作制御部２４ａは、基板ＰＢに対する接着剤等の塗布作業が終了したら、基板搬送路４を駆動して、その基板ＰＢを基板出口６から部品実装関連作業機１の外部に排出する。

また、本実施の形態における部品実装関連作業機１では、移動ステージ１１の作業ヘッドＨを搭載ヘッド１２から検査ヘッド８０に交換することにより（図５、図９、図１０及び図１１）、部品実装関連作業機１を検査機として用いることができ、基板ＰＢの表面の検査作業を行うことができる。

部品実装関連作業機１により基板ＰＢの表面の検査作業を行う場合には、移動ステージ１１の搭載ヘッド１２を検査ヘッド８０に交換するほか、ベース部４３のノズルチェンジャ４０を較正器９０に交換し（図５、図９及び図１０）、部品供給装置１５を基台３から取り外すために台車３０を台車挿入空間ＳＰから抜き取り、安全カバー７０を基台３に装着したうえで、台車挿入空間ＳＰに検査装置（例えばパーソナルコンピュータ）１００を挿入して所定の要領で基台３に取り付ける（図５、図９及び図１０）。ここで、基台３の下部（台車挿入空間ＳＰ内）に検査装置１００を取り付けるにも拘らず基台３に安全カバー７０を装着するのは、基板ＰＢの表面の検査作業の間に検査装置１００を台車挿入空間ＳＰから取り出して移動させる場合があり、検査装置１００を台車挿入空間ＳＰから抜き取った後、安全カバー７０がないと、台車挿入空間ＳＰが外部に開口した状態のままとなってしまい、オペレータが誤って台車挿入空間から基台３の内部に手を差し込んだりしてしまうおそれがあるため、これを防止する必要があるからである。

図９及び図１０において、作業ヘッドＨとしての検査ヘッド８０は、下方に撮像面を向けた検査用カメラ８１を備えており、制御装置２４の動作制御部２４ａより撮像制御がなされる。

図９及び図１０において、較正器９０は、その上面に検査ヘッド８０の検査用カメラ８１によって視認される較正用の指標（図示せず）が設けられている。

図９及び図１０において、安全カバー７０は、前述のように、基台３に装着された状態で、台車挿入空間ＳＰから基台カバー２の内部領域に通ずる部分を下方から蓋をするようにして覆う水平部７１と、水平部７１から下方に延びて設けられ、台車挿入空間ＳＰから基台３の内部に通ずる部分を側方から蓋をするようにして覆う垂直部７２とを有している。また、検査装置１００は、検査装置本体１０１を内蔵した筐体部１０２の下面に複数の車輪１０３を有しており、筐体部１０２にはオペレータが押し引き操作するためのハンドル１０４が設けられている。オペレータは、ハンドル１０４を押し引き操作して筐体部１０２を床面Ｆ上で移動させ、基台３に近づけて台車挿入空間ＳＰ内に挿入したうえで、所定の要領で筐体部１０２を基台３に取り付ける。

移動ステージ１１から搭載ヘッド１２が取り外された後（図５）、検査ヘッド８０が移動ステージ１１に取り付けられると（図９及び図１０）、移動ステージ１１に設けられた移動ステージ側コネクタ２５と検査ヘッド８０に設けられた検査ヘッド側コネクタ８２が
結合し（図１１も参照）、検査ヘッド８０に備えられた検査用カメラ８１を動作させるための信号ケーブルや動力ケーブルが連結される。制御装置２４は、移動ステージ側コネクタ２５と検査ヘッド側コネクタ８２が結合したことを、第１コネクタ配線２７を介したプラグアンドプレイ機能によって検知し、移動ステージ１１に検査ヘッド８０が取り付けられている状態を把握する。

また、ベース部４３からノズルチェンジャ４０が取り外された後（図５）、較正器９０がベース部４３に取り付けられると（図９及び図１０）、ベース部４３に設けられたベース部側コネクタ４５と、較正器９０に設けられた較正器側コネクタ９１が結合する（図１１も参照）。制御装置２４は、ベース部側コネクタ４５と較正器側コネクタ９１が結合したことを、第３コネクタ配線４７を介したプラグアンドプレイ機能によって検知し、ベース部４３に較正器９０が取り付けられている状態を把握する。

また、基台３から台車３０を離脱させた後（図５）、安全カバー７０が基台３に装着されると（図９及び図１０）、基台側コネクタ３５と安全カバー側コネクタ７３が結合する。また、その後、検査装置１００が台車挿入空間ＳＰに挿入されて所定の要領で基台３に取り付けられると、安全カバー７０に設けられた中継コネクタ７４に検査装置１００の筐体部１０２に設けられた検査装置側コネクタ１０５が結合し、中継コネクタ７４を介して基台側コネクタ３５と検査装置側コネクタ１０５が結合する（図１１も参照）。安全カバー７０の中継コネクタ７４は、前述の塗布作業を行うときには不要であるので、塗布作業で用いる安全カバー７０には、このような中継コネクタ７４が設けられている必要はないが、中継コネクタ７４を設けておけば、検査機と塗布機で安全カバー７０を共有できるので望ましい。

制御装置２４は、基台側コネクタ３５と安全カバー側コネクタ７３が結合したこと及び中継コネクタ７４と検査装置側コネクタ１０５が結合して基台側コネクタ３５と検査装置側コネクタ１０５が結合したことを、第２コネクタ配線３７を介したプラグアンドプレイ機能によって検知し、基台３に安全カバー７０が装着されており、かつ、その安全カバー７０を介して基台３に検査装置１００が取り付けられている状態を把握する。

この部品実装関連作業機１による検査作業では、先ず、制御装置２４の動作制御部２４ａが移動ステージ１１を水平面内で移動させて較正器９０の上方に移動させ、検査ヘッド８０に備えられた検査用カメラ８１に較正器９０の上面に設けられた指標を視認させ、検査用カメラ８１の視野位置や画素寸法などの較正を行う。

検査用カメラ８１の視野位置の較正を行ったら、制御装置２４の動作制御部２４ａは基板搬送路４を作動させて、上流側の装置から移送されてきた基板ＰＢを基板入口５から部品実装関連作業機１内に搬入し、所定の作業位置に位置決めする。そして、移動ステージ１１を水平面内で移動させて基板ＰＢの上方に位置させ、基板カメラ１６に基板マークを撮像させて、基板ＰＢの基準位置からの位置ずれを求める。

制御装置２４の動作制御部２４ａは、基板ＰＢの位置ずれを求めたら、移動ステージ１１を基板ＰＢの上方に移動させ、検査用カメラ８１によって基板ＰＢの表面の検査を行う。なお、この基板ＰＢの表面の検査作業時には、制御装置２４の動作制御部２４ａは、基板ＰＢの位置決め時に求めた基板ＰＢの基準位置からの位置ずれが修正されるように、基板ＰＢに対する検査用カメラ８１の相対位置の補正動作を行う。

制御装置２４の動作制御部２４ａは、基板ＰＢの表面の検査作業が終了したら、基板搬送路４を駆動して、その基板ＰＢを基板出口６から部品実装関連作業機１の外部に排出する。

ここで、制御装置２４に設けられた検出部２４ｂ（図３、図８及び図１１参照）は、上述の部品実装作業、接着剤等塗布作業或いは基板ＰＢの表面の検査作業を開始する前に、第１コネクタ配線２７を通じて、移動ステージ１１に取り付けられている作業ヘッドＨの種類を検出するとともに、第２コネクタ配線３７及び第３コネクタ配線４７を通じて、基台３（基台３の下部とベース部４３）に取り付けられている作業設備Ｅの種類を検出するようになっている。

すなわち本実施の形態において、第１コネクタ配線２７及び制御装置２４の検出部２４ｂは、移動ステージ１１側のコネクタ（移動ステージ側コネクタ２５）と、作業ヘッドＨ（搭載ヘッド１２、塗布ヘッド５０又は検査ヘッド８０）側のコネクタ（搭載ヘッド側コネクタ２６、塗布ヘッド側コネクタ５４若しくは検査ヘッド側コネクタ８２）が結合したことを検知することによって、移動ステージ１１に作業ヘッドＨが取り付けられている状態及び移動ステージ１１に取り付けられている作業ヘッドＨの種類を検出するヘッド種検出手段となっている。

また、本実施の形態において、第２コネクタ配線３７、第３コネクタ配線４７及び制御装置２４の検出部２４ｂは、基台３側のコネクタ（基台側コネクタ３５）と、基台３の下部の台車挿入空間ＳＰ内に取り付けられる作業設備Ｅ（台車３０、安全カバー７０若しくは安全カバー７０と検査装置１００）側のコネクタ（台車側コネクタ３６、安全カバー側コネクタ７３若しくは安全カバー側コネクタ７３と検査装置側コネクタ１０５）が結合したことを検知することによって基台３に作業設備Ｅが取り付けられている状態及びその作業設備Ｅの種類を検出し、ベース部４３側のコネクタ（ベース部側コネクタ４５）と、ベース部４３に取り付けられる作業設備Ｅ（ノズルチェンジャ４０、打ち捨てユニット６０若しくは較正器９０）側のコネクタ（ノズルチェンジャ側コネクタ４６、打ち捨てユニット側コネクタ６３若しくは較正器側コネクタ９１）が結合したことを検知することによって、ベース部４３に作業設備Ｅが取り付けられている状態及び基台３に取り付けられている作業設備Ｅの種類を検出する設備種検出手段となっている。

図８において、制御装置２４の記憶部２４ｃには、基板ＰＢに対する作業の内容に応じた作業ヘッドＨの種類と作業設備Ｅの種類の組み合わせが記憶されている。具体的には、図１２に示すように、記憶部２４ｃには搭載ヘッド１２と搭載ヘッド１２に対応する作業設備Ｅである台車３０及びノズルチェンジャ４０の組み合わせ、塗布ヘッド５０と塗布ヘッド５０に対応する作業設備Ｅである安全カバー７０及び打ち捨てユニット６０の組み合わせ、更に、検査ヘッド８０と検査ヘッド８０に対応する作業設備Ｅである安全カバー７０、検査装置１００及び較正器９０の組み合わせが記憶されている。

制御装置２４の判断部２４ｄは、ヘッド種検出手段（第１コネクタ配線２７及び検出部２４ｂ）により検出されている作業ヘッドＨの種類と設備種検出手段（第２コネクタ配線３７、第３コネクタ配線４７及び検出部２４ｂ）により検出されている作業設備Ｅの種類の組み合わせが、記憶部２４ｃに記憶されている組み合わせと合致しているか否かの判断を行い、制御装置２４の動作規制部２４ｅは、判断部２４ｄが、ヘッド種検出手段により検出されている作業ヘッドＨの種類と設備種検出手段により検出されている作業設備Ｅの種類の組み合わせが記憶部２４ｃに記憶されている組み合わせと合致していないと判断した場合に、動作制御部２４ａによる移動ステージ１１の移動動作を規制するようになっている。

すなわち、本実施の形態における部品実装関連作業機１は、移動ステージ１１に着脱自在に取り付けられ、基板ＰＢに対する作業の内容に応じて交換される作業ヘッドＨと、移動ステージ１１の移動動作制御を行う動作制御手段（制御装置２４の動作制御部２４ａ）
と、基台３に着脱自在に取り付けられ、基板ＰＢに対する作業の内容に応じて交換される作業設備Ｅと、基板ＰＢに対する作業の内容に応じた作業ヘッドＨの種類と作業設備Ｅの種類の組み合わせを記憶した記憶部２４ｃ（記憶手段）と、移動ステージ１１に取り付けられている作業ヘッドＨの種類を検出するヘッド種検出手段（第１コネクタ配線２７及び制御装置２４の検出部２４ｂ）と、基台に取り付けられている作業設備Ｅの種類を検出する設備種検出手段（第２コネクタ配線３７、第３コネクタ配線４７及び制御装置２４の検出部２４ｂ）と、ヘッド種検出手段により検出されている作業ヘッドＨの種類と設備種検出手段により検出されている作業設備Ｅの種類の組み合わせが、記憶部２４ｃに記憶されている組み合わせと合致しているか否かの判断を行う判断部２４ｄ（判断手段）と、判断部２４ｄが、ヘッド種検出手段により検出されている作業ヘッドＨの種類と設備種検出手段により検出されている作業設備Ｅの種類の組み合わせが記憶部２４ｃに記憶されている組み合わせと合致していないと判断した場合に、動作制御部２４ａ（動作制御手段）による移動ステージ１１の移動動作を規制する動作規制部２４ｅ（動作規制手段）を備えたものとなっている。

このように、本実施の形態における部品実装関連作業機１では、移動ステージ１１に取り付けられる作業ヘッドＨを交換するとともに、基台３に取り付けられる作業設備Ｅを交換することによって、基板ＰＢに対して複数種の作業を行うことができるのであるが、ヘッド種検出手段により検出されている（すなわち移動ステージ１１に取り付けられている）作業ヘッドＨ（搭載ヘッド１２、塗布ヘッド５０又は検査ヘッド８０）の種類と、設備種検出手段により検出されている（すなわち基台３に取り付けられている）作業設備Ｅの種類の組み合わせが記憶部２４ｃに記憶されている組み合わせと合致していない場合には、移動ステージ１１の移動動作が規制されるようになっている。このため、部品実装関連作業機１が稼動するための条件として、作業ヘッドＨと作業設備Ｅが正しい組み合わせで取り付けられていることが必要となり、作業ヘッドＨと作業設備Ｅの組み合わせが間違っている状態で作業が行われることがないので、作業ヘッドＨが搭載ヘッド１２、塗布ヘッド５０又は検査ヘッド８０である場合に、作業ヘッドＨと作業設備Ｅの組み合わせのミスに起因する動作不良や装置全体のエラー停止が発生することを防止することができる。

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、安全カバー７０は、台車挿入空間ＳＰから基台３の内部に通ずる部分の少なくとも一部を覆うものであればよく、その形状や基台３への取り付け方は、上述の実施の形態に示したものに限定されない。

また、上述の実施の形態では、ヘッド種検出手段は、移動ステージ１１側のコネクタと、作業ヘッドＨ側のコネクタが結合したことを検知することによって、移動ステージ１１に作業ヘッドＨが取り付けられている状態及びその作業ヘッドＨの種類を検出するものであったが、ヘッド種検出手段が移動ステージ１１に作業ヘッドＨが取り付けられている状態及びその作業ヘッドＨの種類を検出する方法は、本実施の形態において示したコネクタ同士の結合によるものに限られず、他の方法によるもの（例えば、移動ステージ１１に取り付けられた作業ヘッドＨの一部がその作業ヘッドＨに固有の位置にあることを非接触型のセンサ等によって検知するもの）であってもよい。

また同様に、設備種検出手段は、基台３側のコネクタと、基台３に取り付けられる作業設備Ｅ側のコネクタが結合したことを検知することによって、基台３に作業設備Ｅが取り付けられている状態及びその作業設備Ｅの種類を検出し、また、ベース部４３側のコネクタと、ベース部４３に取り付けられる作業設備Ｅ側のコネクタが結合したことを検知することによって、ベース部４３に作業設備Ｅが取り付けられている状態及びその作業設備Ｅの種類を検出するものであったが、設備種検出手段が基台３或いはベース部４３に作業設備Ｅが取り付けられている状態及びその作業設備Ｅの種類を検出する方法は、本実施の形態において示したコネクタ同士の結合によるものに限られず、上記の非接触型のセンサ等
を用いた他の方法によるものであってもよい。

なお、上述の実施の形態において部品実装関連作業機とは、基板ＰＢに部品Ｐを搭載する部品実装に関連した作業を行う作業機のことである。したがって、本発明の部品実装関連作業機が行う作業の内容は、上述のように、移動ステージ１１に搭載ヘッド１２を取り付けて行う部品作業や移動ステージ１１に塗布ヘッド５０を取り付けて行う接着剤等の塗布、移動ステージ１１に検査ヘッド８０を取り付けて行う基板ＰＢの表面の検査に限られず、移動ステージ１１に印刷ヘッドを取り付けて行うスクリーン印刷の作業等も含まれる。

作業ヘッドと作業設備の組み合わせのミスに起因する動作不良や装置全体のエラー停止が発生することを防止することができる部品実装関連作業機を提供する。

本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の平面図本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の側面図本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の制御系統を示すブロック図本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の部分拡大側面図本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の部分拡大側面図本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の部分拡大側面図本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の部分拡大側面図本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の制御系統を示すブロック図本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の部分拡大側面図本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の部分拡大側面図本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の制御系統を示すブロック図本発明の一実施の形態における部品実装関連作業機の記憶部に記憶されたデータの一例を示す図

符号の説明

１部品実装関連作業機
３基台
４基板搬送路（基板位置決め部）
１１移動ステージ
１２搭載ヘッド（作業ヘッド）
２４ａ動作制御部（動作制御手段）
２４ｂ検出部（ヘッド種検出手段、設備種検出手段）
２４ｃ記憶部（記憶手段）
２４ｄ判断部（判断手段）
２４ｅ動作規制部（動作規制手段）
２７第１コネクタ配線（ヘッド種検出手段）
３０台車（作業設備）
３７第２コネクタ配線（設備種検出手段）
４０ノズルチェンジャ（作業設備）
４７第３コネクタ配線（設備種検出手段）
ＰＢ基板

Claims

基板の位置決めを行う基板位置決め部を備えた基台と、基板位置決め部により位置決めされた基板に対して相対移動自在に設けられた移動ステージと、移動ステージに着脱自在に取り付けられ、基板に対する作業の内容に応じて交換される作業ヘッドと、移動ステージの移動動作制御を行う動作制御手段と、基台に着脱自在に取り付けられ、基板に対する作業の内容に応じて交換される作業設備と、基板に対する作業の内容に応じた作業ヘッドの種類と作業設備の種類の組み合わせを記憶した記憶手段と、移動ステージに取り付けられている作業ヘッドの種類を検出するヘッド種検出手段と、基台に取り付けられている作業設備の種類を検出する設備種検出手段と、ヘッド種検出手段により検出されている作業ヘッドの種類と設備種検出手段により検出されている作業設備の種類の組み合わせが、前記記憶手段に記憶されている組み合わせと合致しているか否かの判断を行う判断手段と、判断手段が、ヘッド種検出手段により検出されている作業ヘッドの種類と設備種検出手段により検出されている作業設備の種類の組み合わせが前記記憶手段に記憶されている組み合わせと合致していないと判断した場合に、動作制御手段による移動ステージの移動動作を規制する動作規制手段とを備え、
前記記憶手段には、搭載ヘッドと搭載ヘッドに対応する作業設備である台車及びノズルチェンジャの組み合わせ、塗布ヘッドと塗布ヘッドに対応する作業設備である安全カバー及び打ち捨てユニットの組み合わせ、更に、検査ヘッドと検査ヘッドに対応する作業設備である安全カバー、検査装置及び較正器の組み合わせが記憶されていることを特徴とする部品実装関連作業機。