JP4914324B2 - Parts transfer device - Google Patents
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Description
本発明は、部品収容部から部品搭載領域に部品を移載する部品移載装置に関するものである。 The present invention relates to a component transfer apparatus for transferring a component from a component storage portion to a component mounting area.
電子部品などの部品をハンドリングする部品移載装置として、例えば表面実装機やICハンドラー等が従来から数多く提供されている。例えば表面実装機では、テープやトレイなどの部品収容部に収容された電子部品を吸着ノズルの下方端部で吸着し、その吸着ノズルを基板上面に設けられた部品搭載領域に向けて降下させることによって、電子部品が基板上面に着地されて基板の部品搭載領域に搭載される。また、ICハンドラーでは、トレイ(部品収容部)に収容された電子部品を吸着ノズルの下方端部で吸着し、その吸着ノズルを検査用ソケット内の部品搭載領域に向けて降下させることによって、電子部品が検査用ソケットに着地されて部品搭載領域に搭載される。さらに、表面実装機やICハンドラー等では、処理効率を高めるために、複数の吸着ノズルを同時に作動させている。 For example, many surface mounters and IC handlers have been provided as component transfer devices for handling components such as electronic components. For example, in a surface mounter, electronic components housed in a component housing part such as a tape or tray are sucked by the lower end of the suction nozzle, and the suction nozzle is lowered toward the component mounting area provided on the upper surface of the substrate. Thus, the electronic component is landed on the upper surface of the substrate and mounted on the component mounting area of the substrate. Further, in the IC handler, the electronic components housed in the tray (component housing portion) are sucked at the lower end portion of the suction nozzle, and the suction nozzle is lowered toward the component mounting area in the socket for inspection, so that the electronic handler The component is landed on the inspection socket and mounted in the component mounting area. Further, in surface mounters, IC handlers, etc., a plurality of suction nozzles are simultaneously operated in order to increase processing efficiency.
このように構成された部品移載装置では、部品移載を正常に行うためには、部品収容部に収容されている電子部品に向けて吸着ノズルを降下させて該吸着ノズルの下方端部で電子部品を確実に吸着保持する必要がある。また基板や検査用ソケットなどに対しても、部品収容部側と全く同様の考慮が必要である。つまり、基板や検査用ソケットに予め設定されている部品搭載領域に対して吸着ノズルを正確に降下させる必要がある。そこで、上下方向(高さ方向)における各吸着ノズルの高さ位置を求めるとともに、それらの高さ位置に基づき吸着ノズル間での高さ位置の相対位置ずれ量を部品移載に先立って測定することが従来より行われている。例えば特許文献1では、高さ位置を次のようにして測定している。すなわち、真空吸引回路を介して吸着ノズルに負圧を与えながら当該吸着ノズルを計測テーブルや基板に向けて降下させていき、その真空吸引回路内を流れる空気流量に基づき吸着ノズルが計測テーブル等に当接することを判定して高さ位置を求めている。
ところで、上記のように構成された部品移載装置では、吸着ノズルに真空吸引力を与えながら高さ位置を測定しているため、当該測定時にノズル先端から異物などを吸い込み、ノズル内部または真空吸引回路内に異物が残ってしまうことがあった。これにより、測定結果が変動して正確な高さ位置を求めることができず、ノズル間の相対的な位置ずれ量を高精度に求めることができないことがあった。 By the way, in the component transfer apparatus configured as described above, since the height position is measured while applying a vacuum suction force to the suction nozzle, foreign matter is sucked from the nozzle tip during the measurement, and the inside of the nozzle or vacuum suction is performed. Foreign matter sometimes remained in the circuit. As a result, the measurement result fluctuates and the accurate height position cannot be obtained, and the relative positional deviation amount between the nozzles cannot be obtained with high accuracy.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、上下方向におけるノズル間の相対的な位置ずれ量を常に正確に求めて部品移載を良好に行うことができる部品移載装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a component transfer apparatus that can always perform accurate component transfer by accurately obtaining a relative positional shift amount between nozzles in the vertical direction. Objective.
この発明は、部品収容部から部品搭載領域に部品を移載する部品移載装置であって、上記目的を達成するため、下方端部で部品を真空吸着する複数のノズルと、複数のノズルの各々に対して空気経路を介して接続されて空気経路を流通する空気の圧力を正圧および負圧に切り替える切替部と、空気経路での空気圧力または空気流量を検出する検出センサとを有するヘッドユニットと、部品収容部の上方位置と部品搭載領域の上方位置との間でヘッドユニットを移動させる駆動手段と、複数のノズルの各々について、当該ノズルに正圧を供給した状態で当該ノズルを予め設定されている測定面に向けて降下させながら検出センサの検出結果により当該ノズルの高さ位置を求めるとともに、複数の高さ位置に基づき上下方向における複数のノズル間の相対的な位置ずれ量を求める制御手段とを備え、制御手段は、ノズルに正圧を与える前に検出センサにより検出される流通前検出値と、ノズルに正圧を与えている際に検出センサにより検出される流通中検出値とに基づき閾値を設定し、検出センサの検出結果を閾値と対比することによりノズルの高さ位置を求めることを特徴としている。 The present invention provides a component transfer device for transferring a component from a component accommodating portion to a component mounting region, and in order to achieve the above object, a plurality of nozzles that vacuum-suck the component at a lower end, and a plurality of nozzles A head having a switching unit that is connected to each through an air path and switches the pressure of air flowing through the air path to positive pressure and negative pressure, and a detection sensor that detects air pressure or air flow rate in the air path For each of the plurality of nozzles, the driving means for moving the head unit between the unit, the upper position of the component housing portion and the upper position of the component mounting area, and the nozzles in advance with positive pressure supplied to the nozzles. Determine the height position of the nozzle based on the detection result of the detection sensor while lowering it toward the set measurement surface, and use multiple nozzles in the vertical direction based on the multiple height positions. And control means for determining the relative positional deviation amount, the control means includes a flow before detection value detected by the detection sensor before giving a positive pressure to the nozzle, detected when giving a positive pressure to the nozzle It is characterized in that a threshold value is set based on the detected value during distribution detected by the sensor, and the height position of the nozzle is obtained by comparing the detection result of the detection sensor with the threshold value .
このように構成された発明では、ノズルに正圧を供給した状態でノズルが測定面に向けて降下していき、そのノズル降下の間に検出センサにより検出される検出結果に基づきノズルの高さ位置が求められる。このように高さ位置の測定を行っている間ノズルから空気がブローされているため、測定中にノズルから異物を吸い込むのを防止することができる。また、仮に測定開始前にノズルや空気経路に異物が入り込んでいたとしても、正圧供給の開始とともに切替部からノズルに向けて流れる空気流によってノズルから吐き出される。したがって、いずれのノズルについても、ノズルおよび空気経路内に異物が入り込んでいない状態でノズルの高さ位置を求めることができ、ノズル高さ位置を正確に、しかも安定して求めることができる。 In the invention configured as described above, the nozzle descends toward the measurement surface while positive pressure is supplied to the nozzle, and the height of the nozzle is determined based on the detection result detected by the detection sensor during the nozzle descent. A position is required. Since air is blown from the nozzle while the height position is being measured in this way, it is possible to prevent foreign matter from being sucked from the nozzle during measurement. Even if foreign matter enters the nozzle or the air path before the measurement is started, it is discharged from the nozzle by the air flow flowing from the switching unit toward the nozzle as the positive pressure supply starts. Accordingly, for any nozzle, the height position of the nozzle can be obtained in a state where no foreign matter has entered the nozzle and the air path, and the nozzle height position can be obtained accurately and stably.
ここで、ノズル高さ位置を求めるために、制御手段が検出センサの検出結果を閾値と対比することによりノズルの高さ位置を求めてもよい。閾値については、予め固定値に設定しておいてもよいが、可変とするのがより望ましい。というのも、例えば正圧を供給するための正圧源が変動するなどの要因によって、ノズル高さ位置を測定するための測定環境が変化してノズルの高さ位置を誤検出してしまう可能性があるからである。 Here, in order to obtain the nozzle height position, the control means may obtain the nozzle height position by comparing the detection result of the detection sensor with a threshold value. The threshold value may be set to a fixed value in advance, but is more preferably variable. This is because, for example, the measurement environment for measuring the nozzle height position may change due to factors such as fluctuations in the positive pressure source for supplying positive pressure, and the nozzle height position may be erroneously detected. Because there is sex.
また、閾値を設定する具体例としては、制御手段が次のように閾値を設定してもよい。つまり、ノズルに正圧を与える前に検出センサにより検出される流通前検出値と、ノズルに正圧を与えている際に検出センサにより検出される流通中検出値とに基づき閾値を設定することができる。このようにノズルに正圧を与える前に流通前検出値が検出されるため、流通前検出値はほぼ一定である。これに対し、例えば正圧源からの空気圧が変動するなどによって測定環境が変動することで、流通中検出値は変化することがある。しかも、流通前検出値と流通中検出値との相違量は上記測定環境に対応したものとなる。したがって、これら流通前検出値および流通中検出値に基づき閾値を設定することにより、閾値はその設定時点での測定環境を反映した値となるため、高さ位置情報の精度を高めることが可能となる。 As a specific example of setting the threshold, the control unit may set the threshold as follows. That is, the threshold value is set based on the pre-flow detection value detected by the detection sensor before applying a positive pressure to the nozzle and the in-flow detection value detected by the detection sensor when a positive pressure is applied to the nozzle. Can do. As described above, since the pre-flow detection value is detected before applying a positive pressure to the nozzle, the pre-flow detection value is substantially constant. On the other hand, for example, the detection value during distribution may change due to fluctuations in the measurement environment due to fluctuations in the air pressure from the positive pressure source. In addition, the difference between the pre-distribution detection value and the in-distribution detection value corresponds to the measurement environment. Therefore, by setting a threshold value based on the pre-distribution detection value and the in-distribution detection value, the threshold value is a value that reflects the measurement environment at the time of setting, and thus it is possible to improve the accuracy of the height position information. Become.
このようにして閾値を設定する処理は高さ位置情報を求める前に行うのが望ましい。というのも、上記した閾値設定処理を行うことで最新の測定環境を反映した閾値が得られるためであり、この閾値に基づきノズル高さ位置を求めることで測定精度をさらに高めることができるからである。また、ノズル高さ位置を求める毎あるいはノズル高さ位置を求める処理を複数回行う毎に、流通前検出値と流通前検出値とに基づき閾値を求めて更新するように構成してもよい。これにより閾値が定期的に最新のものに更新されて高さ位置情報の精度をさらに高めることができる。 The process of setting the threshold value in this way is preferably performed before obtaining the height position information. This is because the threshold value reflecting the latest measurement environment can be obtained by performing the threshold value setting process described above, and the measurement accuracy can be further improved by obtaining the nozzle height position based on this threshold value. is there. Alternatively, the threshold value may be obtained and updated based on the pre-distribution detection value and the pre-distribution detection value each time the nozzle height position is obtained or the nozzle height position is obtained multiple times. Thereby, the threshold value is periodically updated to the latest one, and the accuracy of the height position information can be further increased.
以上のように、本発明によれば、ノズルに正圧を供給して下方端部から測定面に向けて空気をブローしながら当該ノズルを測定面に向けて降下している間に検出センサにより検出される検出結果に基づきノズルの高さ位置を求めている。このように、常にノズルおよび空気経路内に異物が入り込んでいない状態で各ノズルの高さ位置を求めているので、上下方向におけるノズル間の相対的な位置ずれ量を正確に求めることができる。その結果、部品移載を良好に行うことができる。 As described above, according to the present invention, a positive pressure is supplied to the nozzle and air is blown from the lower end toward the measurement surface while the nozzle is lowered toward the measurement surface. The height position of the nozzle is obtained based on the detected result. As described above, since the height position of each nozzle is obtained in a state where foreign matter does not enter the nozzle and the air path at all times, the relative positional deviation amount between the nozzles in the vertical direction can be obtained accurately. As a result, component transfer can be performed satisfactorily.
図1は本発明にかかる部品移載装置の第1実施形態である表面実装機の概略構成を示す平面図である。また、図2はヘッドユニットの正面図である。さらに、図3は図1に示す表面実装機の電気的構成を示すブロック図である。なお、これらの図面及び後で説明する図面では、各図の方向関係を明確にするために、XYZ直角座標軸が示されている。 FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a surface mounter which is a first embodiment of a component transfer apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a front view of the head unit. FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the surface mounter shown in FIG. In these drawings and the drawings to be described later, XYZ rectangular coordinate axes are shown in order to clarify the directional relationship between the drawings.
この表面実装機1では、基台11上に基板搬送機構2が配置されており、基板3を所定の搬送方向Xに搬送可能となっている。より詳しくは、基板搬送機構2は、基台11上において基板3を図1の右側から左側へ搬送する一対のコンベア21、21を有している。これらのコンベア21、21は表面実装機1全体を制御する制御ユニット4の駆動制御部41により制御される。すなわち、コンベア21,21は駆動制御部41からの駆動指令に応じて作動し、搬入されてきた基板3を所定の実装作業位置(同図に示す基板3の位置)で停止させる。そして、このように搬送されてきた基板3は図略の保持装置により固定保持される。この基板3に対して部品収容部5から供給される電子部品(図示省略)がヘッドユニット6に搭載された吸着ノズル61により移載される。また、基板3に実装すべき部品の全部について実装処理が完了すると、基板搬送機構2は駆動制御部41からの駆動指令に応じて基板3を搬出する。
In the
基板搬送機構2の両側には、上記した部品収容部5が配置されている。これらの部品収容部5は多数のテープフィーダ51を備えている。また、各テープフィーダ51には、電子部品を収納・保持したテープを巻回したリール(図示省略)が配置されており、電子部品を供給可能となっている。すなわち、各テープには、集積回路(IC)、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ電子部品が所定間隔おきに収納、保持されている。そして、テープフィーダ51がリールからテープをヘッドユニット6側に送り出すことによって該テープ内の電子部品が間欠的に繰り出され、その結果、ヘッドユニット6の吸着ノズル61による電子部品のピックアップが可能となる。
On both sides of the
また、この実施形態では、基板搬送機構2の他に、本発明の「駆動手段」に相当するヘッド駆動機構7が設けられている。このヘッド駆動機構7はヘッドユニット6を基台11の所定範囲にわたりX軸方向及びY軸方向(X軸及びZ軸方向と直交する方向)に移動するための機構である。そして、ヘッドユニット6の移動により吸着ノズル61で吸着された電子部品が部品収容部5の上方位置から基板3の上方位置に搬送される。すなわち、ヘッド駆動機構7は、X軸方向に延びる実装用ヘッド支持部材71を有しており、この実装用ヘッド支持部材71はヘッドユニット6をX軸に沿って移動可能に支持している。また、実装用ヘッド支持部材71は、両端部がY軸方向の固定レール72に支持され、この固定レール72に沿ってY軸方向に移動可能になっている。さらに、ヘッド駆動機構7は、ヘッドユニット6をX軸方向に駆動する駆動源たるX軸サーボモータ73と、ヘッドユニット6をY軸方向に駆動する駆動源たるY軸サーボモータ74とを有している。モータ73はボールねじ75に連結されており、駆動制御部41からの動作指令に応じてモータ73が作動することでヘッドユニット6がボールねじ75を介してX軸方向に駆動される。一方、モータ74はボールねじ76に連結されており、駆動制御部41からの動作指令に応じてモータ74が作動することで実装用ヘッド支持部材71がボールねじ76を介してY軸方向へ駆動される。
In this embodiment, in addition to the
ヘッド駆動機構7によりヘッドユニット6は電子部品を吸着ノズル61により吸着保持したまま基板3に搬送するとともに、所定位置に移載する(部品移載動作)。より詳しく説明すると、ヘッドユニット6は次のように構成されている。このヘッドユニット6では、鉛直方向Zに延設された実装用ヘッド62が8本、X軸方向(基板搬送機構2による基板3の搬送方向)に等間隔で列状配置されている。実装用ヘッド62のそれぞれの先端部には、吸着ノズル61が装着されている。すなわち、図2に示すように、各実装用ヘッド62はZ軸方向に伸びるヘッドシャフト63を備えている。ヘッドシャフト63の軸心部には、上方(Z軸方向)に延びる空気通路が形成されている。そして、ヘッドシャフト63の下方端部には、吸着ノズル61が接続されて空気通路と連通している。一方、上端部は開口しており、後で説明する真空切替バルブ機構を介して真空吸引源および正圧源に接続される。
The
また、ヘッドユニット6では、上記吸着ノズル61を上下方向Zに昇降させるZ軸サーボモータ64が設けられており、制御ユニット4の駆動制御部41からの動作指令に基づきZ軸サーボモータ64が作動して吸着ノズル61を上下方向Zに移動させる。また、吸着ノズル61をR方向に回転させるR軸サーボモータ65が設けられており、制御ユニット4の駆動制御部41からの動作指令に基づきR軸サーボモータ65が作動して吸着ノズル61をR方向に回転させる。したがって、上記のようにヘッド駆動機構7によってヘッドユニット6が部品収容部5に移動されるとともに、Z軸サーボモータ64およびR軸サーボモータ65を駆動することによって、部品収容部5から供給される電子部品に対して吸着ノズル61の先端部が適正な姿勢で当接する。
Further, the
図4は真空切替バルブ機構の概略構成を示す模式図である。この真空切替バルブ機構66は上記したようにヘッドシャフト63に設けられた空気経路67を介して吸着ノズル61に接続されている。この真空切替バルブ機構66は制御ユニット4のバルブ制御部42からの動作指令に基づき作動して各吸着ノズル61に対して負圧および正圧を選択的に供給する。すなわち、図4に示すように、真空切替バルブ機構66は表面実装機1を設置する工場で用意されている正圧発生装置を正圧源として用いて各吸着ノズル61に正圧を供給可能に構成されるとともに、図略の真空発生装置を真空吸引源として用いて各吸着ノズル61に負圧を供給可能に構成されている。また、真空切替バルブ機構66と各吸着ノズル61とを接続する空気経路67には流量センサ68が介挿されており、流量センサ68により流量検出を行い、その検出結果が入出力I/F部43を介して制御ユニット4に与えられる。そして、次に説明するように、制御ユニット4の主制御部44が流量センサ68の検出結果を閾値と対比して各吸着ノズルの高さ位置を求めた後、上下方向(Z軸方向)における吸着ノズル61間の相対的な位置ずれ量、いわゆるヘッドオフセットを求める。以下、図5を参照しつつ本実施形態におけるノズル高さ位置の取得およびヘッドオフセットの算出について説明する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the vacuum switching valve mechanism. The vacuum switching
図5は本実施形態でのノズル高さ位置およびヘッドオフセットの取得動作を示すフローチャートである。本実施形態では、制御ユニット4のメモリ(図示省略)に予め記憶されているプログラムにしたがって主制御部44が装置各部を制御してコンベア21の表面21a(図7)に対する吸着ノズル61の高さ位置を求めている。なお、この実施形態では、コンベア21の表面を本発明の「測定面」として利用しているが、これ以外の面、例えば基板3の表面などを測定面として利用してもよい。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of acquiring the nozzle height position and the head offset in this embodiment. In the present embodiment, the
まず、ステップS101で変数Nを初期値に設定する。そして、複数の吸着ノズル61のうちのN=1に対応する吸着ノズルと、当該ノズルに接続されるヘッドシャフト63および流量センサ68とからなるヘッドが、第1ヘッドとして予め設定された測定面(コンベア表面)の測定箇所の上方に位置するように、ヘッド駆動機構7によりXY方向に移動されて第1ヘッドがノズル高さ位置を求める対象として選択される(ステップS102)。なお、この実施形態では、第1ヘッドを基準ヘッドとして設定し、この第1ヘッドのノズル高さ位置が基準高さ位置として求められる。また、第Nヘッドの選択と同時に、特定の測定箇所の上方位置にXY移動されるように構成しているので、いずれの吸着ノズルについても同一位置で後述するようにノズル高さが測定されて正確なヘッドオフセットの測定が可能となっている。
First, in step S101, the variable N is set to an initial value. A head composed of a suction nozzle corresponding to N = 1 among the plurality of
こうして第1ヘッドが選択されると、第1ヘッドについて、ステップS103〜S106が実行されて第1ヘッドに吸着ノズル61の高さ位置が取得される。すなわち、真空切替バルブ機構66がバルブ制御部42からの動作指令にしたがって動作して第1ヘッド62への正圧供給を開始して吸着ノズル61から空気をブローする(ステップS103)。そして、吸着ノズル61から空気をブローさせたまま、Z軸サーボモータ64が制御ユニット4の駆動制御部41からの動作指令に基づき作動して基準ヘッドが降下移動する(ステップS104)。そして、基準ヘッドの降下移動開始から時間が経過すると、吸着ノズル61の下方端部が測定面(コンベア表面)に接近し、やがて測定面に当接する。すると、吸着ノズル61の開口部が測定面で塞がれて空気経路67を真空切替バルブ機構66から吸着ノズル61に向けて流れる空気の流量が大幅に減少し、流量センサ68からの出力値が閾値とほぼ一致するタイミング(ステップS105で「YES」)で吸着ノズル61のZ軸方向の座標を当該吸着ノズル61の高さ位置として取得し、メモリに記憶する(ステップS106)。また、これに同時に、Z軸サーボモータ64が制御ユニット4の駆動制御部41からの動作指令に基づき逆回転して基準ヘッドが上昇移動する(ステップS107)。これによってコンベア表面に対して吸着ノズル61が過剰接触するのを効果的に防止することができる。
When the first head is selected in this way, steps S103 to S106 are executed for the first head, and the height position of the
基準ヘッドがコンベア表面から十分に離れて元の位置に戻ると、真空切替バルブ機構66がバルブ制御部42からの動作停止指令にしたがって動作停止して第1(基準)ヘッドへの正圧供給を停止する(ステップS108)。
When the reference head is sufficiently separated from the conveyor surface and returns to the original position, the vacuum switching
次のステップS109では、全てのヘッドについて上記一連の処理が実行されて吸着ノズル61の高さ位置が求められたか否かを、主制御部44が判定する。そして、ステップS109で「NO」と判定されている間は、変数Nを1だけインクリメントし(ステップS110)、ノズル高さ位置の測定対象ヘッドを順番に切り替えながら各ヘッドについて吸着ノズル61の高さ位置が求められる。そして、全ヘッドについてノズル高さ位置が求められる(ステップS109で「YES」)と、メモリから各ヘッドのノズル高さ位置が読み出されて第1(基準)ヘッドに対するヘッドの相対的なノズル高さ位置、つまりヘッドオフセットが算出される(ステップS111)。なお、この実施形態では全てのヘッドについてノズル高さ位置を求めた後にヘッドオフセットを算出しているが、第2ヘッド以降の各ヘッドについてノズル高さ位置を求めた直後に第1ヘッドのノズル高さ位置に対する差異をヘッドオフセットとして求めてもよい。この点に関しては、後の実施形態においても同様である。
In the next step S109, the
以上のように、本実施形態では、吸着ノズル61をコンベア表面(測定面)に向けて降下させている間、吸着ノズル61に正圧を供給して吸着ノズル61から空気をブローさせている。このため、測定中に吸着ノズル61から異物を吸い込むのを防止することができる。また、仮に測定開始前に吸着ノズル61や空気経路67に異物が入り込んでいたとしても、正圧供給の開始とともに真空切替バルブ機構66から吸着ノズル61に向けて流れる空気流によって吸着ノズル61から吐き出される。したがって、吸着ノズル61および空気経路67内に異物が入り込んでいない状態で吸着ノズル61の高さ位置を求めることができ、ノズル高さ位置を正確に、しかも安定して求めることができる。そして、ノズル高さ位置に基づき部品移載を行っているので、当該部品移載を良好に行うことができる。
As described above, in this embodiment, while the
ところで、上記実施形態では、閾値を予め固定値に設定しているが、次に説明するように、可変設定してもよい。以下、図6および図7を参照しつつ本発明の第2実施形態について詳述する。 In the above embodiment, the threshold value is set to a fixed value in advance. However, as described below, the threshold value may be variably set. Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7.
図6は本発明の第2実施形態におけるノズル高さ位置およびヘッドオフセットの取得動作を示すフローチャートである。また、図7は図6の取得動作を模式的に示す図である。この実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、本実施形態においては閾値設定処理により得られる値を新たな閾値に設定している点であり、それ以外の構成は基本的に同一である。そこで、以下の説明においては、上記相違点を中心に説明する。 FIG. 6 is a flowchart showing the nozzle height position and head offset acquisition operation in the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram schematically showing the acquisition operation of FIG. The main difference between this embodiment and the first embodiment is that in this embodiment, the value obtained by the threshold setting process is set as a new threshold, and the other configurations are basically the same. is there. Therefore, in the following description, the difference will be mainly described.
第1実施形態と同様にして、第1ヘッドが基準ヘッドとして、予め設定された測定面(コンベア表面)21aの測定箇所の上方に位置するように、ヘッド駆動機構7によりXY方向に移動されてノズル高さ位置を求める対象として選択される(ステップS201、S202)と、閾値設定処理(ステップS203〜S206)が開始される。この閾値設定処理では、真空切替バルブ機構66がバルブ制御部42からの動作指令にしたがって動作して第1ヘッド62への正圧供給および負圧供給のいずれをも停止して空気経路67を流れる空気の流量をゼロに設定する(図7(a))。この流量ゼロ時に流量センサ68から出力される値、つまり出力値Aが制御ユニット4のメモリに一時的に記憶される(ステップS203)。
In the same manner as in the first embodiment, the first head is moved in the XY directions by the
次に、同図(b)に示すように、真空切替バルブ機構66がバルブ制御部42からの動作指令にしたがって動作して第1ヘッド62への正圧供給を開始して吸着ノズル61から空気をブローする(ステップS204)。この空気ブロー中に流量センサ68から出力される値、つまり出力値Bが制御ユニット4に与えられ、メモリに一時的に記憶される(ステップS205)。こうして空気経路67に空気を流通させる前に流量センサ68により検出された出力値(流通前検出値)Aと、空気経路67に空気が流通している際に流量センサ68により検出された出力値(流通中検出値)Bとが求まると、主制御部44は流通前検出値Aと流通中検出値Bに基づき閾値TH(N)を求め、この閾値TH(N)をメモリに記憶する(ステップS206)。
Next, as shown in FIG. 4B, the vacuum switching
ここで、流通前検出値Aと流通中検出値Bを比較すると、次のようなことがわかる。すなわち、空気経路67に空気を流通させる前に流通前検出値Aが検出されるため、正圧源からの空気圧力が変動する等の要因により測定環境が変動していたとしても、流通前検出値Aはほぼ一定である。これに対し、流通中検出値Bは測定環境に応じて変化する。例えば、正圧源からの空気圧が減少すると、流通中検出値Bも当然ながら減少する。したがって、流通前検出値Aと流通中検出値Bとの相違量は測定環境に対応したものとなる。そこで、この実施形態では、検出値A,Bの中間値、例えば上記相違量(=B−A)の半値、より好ましくは半値よりも小さく且つ流通前検出値Aよりも大きな値を閾値TH(N)として設定している。このようなステップS203〜S206の閾値設定処理によって、その設定時点での測定環境を反映した最新の閾値TH(N)が得られる。なお、このとき、既にメモリに古いデータが残っている場合には、当該データを閾値TH(N)に書き換えて更新する。
Here, comparing the detection value A before distribution and the detection value B during distribution shows the following. That is, since the pre-circulation detection value A is detected before air is circulated through the
こうして閾値設定処理が完了すると、吸着ノズル61から空気をブローさせたまま、Z軸サーボモータ64が制御ユニット4の駆動制御部41からの動作指令に基づき作動して第1ヘッド62が降下移動する(ステップS207)。この降下中においても、流量センサ68から検出値Cが出力されるが、図7(c)に示すように吸着ノズル61の下方端部がコンベア表面(測定面)21aに当接していない間、流量センサ68からの出力値Cは出力値Bとほぼ同程度であり、閾値TH(N)よりも大きい値となっている。
When the threshold setting process is completed in this way, the Z-
第1ヘッド62の降下移動開始からの時間経過とともに、吸着ノズル61の下方端部がコンベア表面21aに接近し、やがてコンベア表面21aに当接する(同図(d))。すると、吸着ノズル61の開口部がコンベア表面21aで塞がれて空気経路67を真空切替バルブ機構66から吸着ノズル61に向けて流れる空気の流量が大幅に減少し、流量センサ68からの出力値Dは大きく低下して閾値TH(N)に達する。この第2実施形態では、出力値Dが閾値TH(N)とほぼ一致するタイミング(ステップS208で「YES」)で吸着ノズル61のZ軸方向の座標をノズル高さ位置として取得し、メモリに記憶する(ステップS209)。また、これに同時に、Z軸サーボモータ64が制御ユニット4の駆動制御部41からの動作指令に基づき逆回転して第1ヘッド62が上昇移動する(ステップS210)。
As time elapses from the start of the descent movement of the
第1ヘッド62がコンベア面21aから十分に離れて元の位置に戻ると、真空切替バルブ機構66がバルブ制御部42からの動作停止指令にしたがって動作停止して第1ヘッド62への正圧供給を停止する(ステップS211)。
When the
次のステップS212では、全てのヘッドについて上記一連の処理が実行されて吸着ノズル61の高さ位置が求められたか否かを、主制御部44が判定する。そして、ステップS212で「NO」と判定されている間は、変数Nを1だけインクリメントし(ステップS213)、ノズル高さ位置の測定対象ヘッドを順番に切り替えながら各ヘッドについて吸着ノズル61の高さ位置が求められる。そして、全ヘッドについてノズル高さ位置が求められる(ステップS212で「YES」)と、メモリから各ヘッドのノズル高さ位置が読み出されてヘッドオフセットが算出される(ステップS214)。
In the next step S212, the
以上のように、この第2実施形態においても、吸着ノズル61をコンベア表面(測定面)に向けて降下させている間、吸着ノズル61に正圧を供給して吸着ノズル61から空気をブローさせているため、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、この第2実施形態では、閾値設定処理(ステップS203〜S206)を行っているため、次の作用効果を奏することができる。すなわち、空気経路67内を空気が真空切替バルブ機構66から吸着ノズル61に流通した状態でヘッド62がコンベア面(測定面)21aに向けて降下していき、そのヘッド降下の間に流量センサ68からの出力値と閾値TH(N)とを対比してノズル高さ位置を求めている。しかも、その閾値TH(N)については、測定環境が変動したとしても、それに応じて閾値TH(N)を変更することができるように構成しているので、ノズル高さ位置を常に正確に求めることができる。また、この第2実施形態では、ノズル高さ位置を求める前に、閾値設定処理を実行して閾値TH(N)を設定しているので、閾値TH(N)はその設定時点での測定環境を反映した値となるため、ノズル高さ位置を高精度に求めることができる。そして、このノズル高さ位置に基づき部品移載を行っているので、当該部品移載を良好に行うことができる。
As described above, also in the second embodiment, while the
また、上記第2実施形態では、空気経路67での空気流量を流量センサ68で検出してコンベア表面21aへの吸着ノズル61の当接を判定しているが、空気経路67での空気圧を圧力センサで検出して上記判定を行うように構成してもよい。ここで、圧力センサを用いる場合と、流量センサを用いる場合とで得失を考察すると、次のことがわかる。真空ポンプ等の負圧発生源を用いた場合、負圧が与えられる吸着ノズル61の本数が増減すると、それに応じて各ノズルでの真空圧が変動する。このため、圧力センサが圧力変動を検出した場合、その圧力変動が負圧供給されるノズル数の変動によるものか、ノズル高さ位置に起因するものかを正確に判別することが難しい。これに対し、本発明の「検出センサ」として流量センサを用いる場合には、正逆両方向の流れを検出することができるものがあるため、それを用いることでノズル高さ位置を計測するための検出センサとしても、部品移載動作時の部品吸着確認用センサとしても兼用することができ、より合理的である。
Further, in the second embodiment, the air flow rate in the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、ヘッドオフセット値を求めるためのノズル高さ位置を求める前に閾値設定処理を行っているが、その実行頻度は任意である。例えば、ノズル高さ位置を求める毎あるいはノズル高さ位置を求める処理を複数回行う毎に、閾値設定処理を実行してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made to the above-described one without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the threshold setting process is performed before the nozzle height position for determining the head offset value is determined, but the execution frequency is arbitrary. For example, the threshold setting process may be executed every time the nozzle height position is obtained or every time the process for obtaining the nozzle height position is performed a plurality of times.
また、上記実施形態では、部品移載装置として機能する表面実装機1に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、ICハンドラー等の部品移載装置に対しても本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the present invention is applied to the
1…表面実装機(部品移載装置)
4…制御ユニット(制御手段)
6…ヘッドユニット
7…ヘッド駆動機構(駆動手段)
21a…コンベア表面(測定面)
44…主制御部(制御手段)
61…吸着ノズル
66…真空切替バルブ機構(切替部)
67…空気経路
68…流量センサ(検出センサ)
1 ... Surface mounter (component transfer device)
4. Control unit (control means)
6 ...
21a ... Conveyor surface (measurement surface)
44 ... Main control section (control means)
61 ...
67 ...
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