JP4947698B2 - 実装ラインおよび実装機のエアブロー方法 - Google Patents

Description

この発明は、基板に電子部品を実装する実装ラインおよび実装機のエアブロー方法に関する。

従来、基板上に電子部品を実装する実装機として、部品供給部から供給される電子部品を、ヘッドの吸着ノズルにより吸引吸着して、基板上の所定位置に移送して実装するものが周知である。

このような実装機は、エアチューブを介して吸着ノズルに負圧が供給されることにより、吸着ノズル先端で部品を吸着するものであるが、吸着ノズル、ヘッドおよびエアチューブ等の部品吸着手段のエア管路内に塵埃等の異物が付着して、エア管路を閉塞し、吸着力を低下させる場合がある。

このため特許文献１に示すように、必要に応じて、エアチューブ側から加圧エアーを送り込むようなエアブロー（シャフトブロー）処理を行い、エア管路内の異物を吐出させて清掃するようにしている。
特許第３０６８９３２号（特許請求の範囲）

しかしながら、特許文献１に示すような従来の実装機において例えば、実装処理中等にエアブローを行うと、エアブローにより生産が一時中断されるため、生産効率が低下するという問題が発生する。

また生産ラインの停止中、例えば１ロットの生産が完了した後に、エアブローを行う場合には、エアブローが一度も行われずに、１ロット生産が継続して行われるため、生産中にエア管路内に異物が付着すると、そのままの状態で、吸着ノズル等の部品吸着手段により部品を吸着することになる。このため、吸着力が低下して、部品を精度良く正確に吸着できず、生産基板の品質を低下させるおそれがある。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、生産基板の品質を低下させずに、生産効率の向上を図ることができる実装ラインおよび実装機のエアブロー方法を提供することを目的とする。

本発明は下記の手段を提供する。

［１］ 上流側設備から順次搬入された基板に対し実装機によって実装処理を行うとともに、実装処理された基板が実装機から下流側設備に順次搬出される実装ラインであって、
前記実装機は、
部品を吸引吸着して基板上に実装する部品吸着手段と、
前記部品吸着手段の吸引用エア管路内にエアブローを行ってエア管路内を清掃するエアブロー手段と、
エアブローを行う必要があるか否かを判断するエアブロー要否判断手段と、
実装処理とその次の実装処理との間において、実装機が非稼働の生産待機状態であるかを検知する生産待機状態検知手段と、
前記エアブロー要否判断手段および前記生産待機状態検知手段からの情報に基づき、前記エアブロー手段を制御し、エアーブローが必要であると判断された際には、生産待機状態において、待機時間が長くなると判断した場合にエアブローを行うエアブロー実行制御手段と、を備え、
待機時間が長くなるかの判断は、生産待機状態での経過時間を計測し、その実際経過時間と、予め設定された設定待機時間とを比較して、前記実測経過時間が前記設定待機時間よりも長くなった場合には、待機時間が長くなると判断し、
前記実際経過時間が前記設定待機時間よりも長くなる前に、生産待機状態が解除された場合には、エアブローを行わずに生産を開始するようにしたことを特徴とする実装ライン。

［２］ 部品吸着手段によって部品を吸引吸着して基板上に実装する一方、必要に応じて、前記部品吸着手段の吸引用エア管路内にエアブローを行ってエア管路内を清掃するようにした実装機のエアブロー方法であって、
所定の基板に対する実装処理と、その次の基板に対する実装処理との間における実装機が非稼働の生産待機状態において、待機時間が長くなると判断した場合にエアブローを行うものとし、
待機時間が長くなるかの判断は、生産待機状態での経過時間を計測し、その実際経過時間と、予め設定された設定待機時間とを比較して、前記実測経過時間が前記設定待機時間よりも長くなった場合には、待機時間が長くなると判断し、
前記実際経過時間が前記設定待機時間よりも長くなる前に、生産待機状態が解除された場合には、エアブローを行わずに生産を開始するようにしたことを特徴とする実装機のエアブロー方法。

上記発明［１］にかかる実装ラインによると、非稼働の生産待機状態において、エアブローを行うようにしているため、生産効率の低下を防止できる。さらにエアブローによってエア管路内の清掃も確実に行えるため、吸着力の低下を防止でき、品質の向上を図ることができる。特に長時間の生産待機状態に限り、エアブローを行うため、より一層生産性を向上させることができる。

上記発明［２］によると、上記と同様に、同様の作用効果を奏する実装機のエアブロー方法を提供することができる。

図１は本発明の実装機の一例を示す平面図である。同図に示すように、実装機１は、基台１１上に配置されて基板Ｗを搬送するコンベア１２と、このコンベア１２の両側に配置された部品供給部１３と、基台１１の上方に設けられた電子部品実装用のヘッドユニット１４とを備えている。

部品供給部１３は、コンベア１２に対してフロント側とリア側のそれぞれ上流部と下流部に設けられている。この実施形態では、フロント側とリア側上流部にはテープフィーダ等の部品供給装置を複数並べて取付可能な部品供給部１５が設けられ、リア側下流側にはパレット等の部品供給容器を積層して取付可能なトレイタイプの部品供給部１６が設けられている。これらの部品供給部１３から供給される部品は、ヘッドユニット１４によってピックアップできるようになっている。

また上流側と下流側に分かれた部品供給部１３の間には、部品撮影カメラ１７，１７が設けられている。部品撮影カメラ１７，１７は、ヘッドユニット１４によって吸着された部品の状態を撮像して、部品の位置ずれなどを検出する。

またフロント側下流部の部品供給部１３のコンベア１２近傍には、コンベア１２に沿って後に詳述するエアブローステーション２およびノズルステーション３が設けられている。

ヘッドユニット１４は、部品供給部１３から部品をピックアップして基板Ｗ上に装着し得るように、部品供給部１３と基板Ｗ上の実装位置とにわたる領域を移動可能となっている。具体的には、ヘッドユニット１４は、Ｘ軸方向（コンベア１２の基板搬送方向）に延びるヘッドユニット支持部材１４２にＸ軸方向に移動可能に支持されている。ヘッドユニット支持部材１４２はその両端部においてＹ軸方向（水平面内でＸ軸方向と直交する方向）に延びるガイドレール１４３，１４３にＹ軸方向に移動可能に支持されている。そしてヘッドユニット１４は、Ｘ軸モータ１４４によりボールねじ軸１４５を介してＸ軸方向の駆動が行われ、ヘッドユニット支持部材１４２は、Ｙ軸モータ１４６によりボールねじ軸１４７を介してＹ軸方向の移動が行われるようになっている。

また、ヘッドユニット１４には、複数のヘッド４１がＸ軸方向に並んで搭載されている。各ヘッド４１は、Ｚ軸モータを駆動源とする昇降機構により上下方向（Ｚ軸方向）に駆動されるとともに、Ｒ軸モータを駆動源とする回転駆動機構によりＺ軸回りの回転方向（Ｒ軸方向）に駆動されるようになっている。

図１および図２に示すように、各ヘッド４１には、電子部品を吸着して基板に装着するための複数の吸着ノズル４２がＸ軸方向に並んで搭載されている。

各吸着ノズル４２および各ヘッド４１には、その内部にエア管路４０が設けられ、対応する各エア管路同士が連通接続されている。さらにヘッド側のエア管路４０には、エア管路４０の一部を構成するエアチューブ４３の端部が連通接続されている。またエアチューブ４３の他端側は二方に分岐されて一方側が吸引ポンプ４５に接続されるとともに、他方側が加圧ポンプ４６に接続されている。さらにエアチューブ４３には、エア管路４０内の負圧レベルを検出する負圧レベル検出センサ４４が設けられている。

そして吸引ポンプ４５の駆動によって、エアチューブ４３、ヘッド４１および吸着ノズル４２のエア管路４０内に負圧が供給されると、吸着ノズル４２によって電子部品が吸着されるようになっている。さらにエア管路４０内に負圧が供給されている際には、負圧レベル検出センサ４４によって、エア管路内の負圧レベル（真空圧）を測定できるようになっている。

また加圧ポンプ４６の駆動によって、エアチューブ４３、ヘッド４１および吸着ノズル４２のエア管路内に圧縮空気が吹き込まれることによって、エア管路内がエアブローされて、後述するように、エア管路内に付着堆積した異物が吸着ノズル４２の先端から吐出されるようになっている。

ここで本実施形態においては、ヘッド４１、吸着ノズル４２、エアチューブ４３、吸引ポンプ４５等によって部品吸着手段が構成される。さらに吸引ポンプ４５によってエア吸引手段が構成されるとともに、加圧ポンプ４６によってエアブロー手段が構成されている。また負圧レベル検出センサ４４によって、負圧レベル測定手段が構成されている。

なお本実施形態では、エア吸引手段によって、各吸着ノズル４２に対応するエア管路４０をそれぞれ個別に負圧を供給できるとともに、エアブロー手段によって、各吸着ノズル４２に対応するエア管路４０をそれぞれ個別にエアブローできるようになっている。

またヘッドユニット１４には、例えば照明を備えたＣＣＤカメラ等からなる基板撮影カメラ１８が設けられている。この基板撮影カメラ１８は、この実装機１に搬入された基板Ｗに設けられた位置基準マークや基板ＩＤマークを撮影できるようになっている。

図２に示すようにエアブローステーション２は、上端部に排出ボックス２１が設けられるとともに、この排出ボックス２１の上面には、ヘッドユニット１４に装着された各吸着ノズル４２に対応して、複数のノズル収容孔２２が設けられている。さらに排出ボックス２１は図示しない昇降駆動機構によって上下方向（Ｚ軸方向）に昇降駆動されるようになっている。

そしてヘッドユニット１４がエアブローステーション２に対応する位置まで移動した状態において、排出ボックス２１が上昇すると、ヘッドユニット１４の各吸着ノズル４２が排出ボックス２１の各ノズル収容孔２２内に収容配置されるようになっている。さらにその状態において、上記加圧ポンプ４６からエア管路４０内に加圧エアが供給されてエアブローが行われると、その加圧エアと共にエア管路４０内の異物が吸着ノズル先端から吐出されて、排出ボックス２１内に排出されるようになっている。

ノズルステーション３には、吸着ノズルをストック可能な複数のノズル格納部が設けられるとともに、その一部に交換用吸着ノズルがストックされている。そしてヘッドユニット１４がノズルステーション３の位置まで移動した状態において、ヘッドユニット１４は、それに装着された吸着ノズル４２をノズルステーション３にストックして、別の交換用吸着ノズルを装着できるようになっている。

図３は実装機１の制御系を示すブロック図である。同図に示すように、この実装機１は、パーソナルコンピュータなどからなる制御装置６を備え、この制御装置６によって、実装機１の各種動作が制御されて、後に詳述する動作が自動的に実行されるものである。

制御装置６は、演算処理部６０、実装プログラム記憶手段６３、搬送系データ記憶手段６４、モータ制御部６５および外部入出力部６６を備えている。

演算処理部６０は、実装機１の各種動作を統括的に管理する。

実装プログラム記憶手段６３は、基板Ｗに各電子部品を実装するための生産プログラム（実装プログラム）を記憶する。この生産プログラムには、基板Ｗの回路パターンに基づく各電子部品の実装位置（座標）や向きを示すマークや、各電子部品を認識するための形状データ、各電子部品が供給されるフィーダ等の位置（座標）が含まれている。また実装プログラム記憶手段６３には、生産プログラムに関連するデータ例えば、後述するエアブロー要否判断動作実行用プログラム、エアブロー動作実行用プログラム、生産待機状態検知動作実行用プログラム等も含まれる。さらに実装プログラム記憶手段６３には、後述のエアブロー動作に関連した各種データ、例えば図５，６に示すエアブロー要否判断用のデータテーブル等も記憶される。

搬送系データ記憶手段６４は、生産ライン上での基板Ｗの搬送に関する各種データが記憶されている。

またモータ制御部６５は、ヘッドユニット１４のＸＹＺＲ各軸の駆動モータ等の動作を制御する。

外部入出力部６６は、実装機１が備える各種センサ類、ストッパ等の駆動部と各種情報の入出力を行う。各種センサ類には、上記部品吸着手段における負圧レベル検出センサ４４が含まれる。

また制御装置６には、各種情報を表示するためのＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ等の表示ユニット６２が接続されている。さらに制御装置６には、各種の情報を入力するためのキーボードやマウス等の入力ユニット（図示省略）が接続されている。

なお本実施形態において、制御装置６は、後述の動作を実行するための各機能、具体的にはエアブロー要否判断手段（エアブロー必要レベル判断手段、第１エアブロー要否判断手段、第２エアブロー要否判断手段、第３エアブロー要否判断手段）、生産待機状態検知手段、エアブロー実行制御手段、エアブロー即時実行手段、再エアブロー実行制御手段、再エアブロー要否判断手段、再エアブロー繰り返し手段、報知手段等の各機能を含むものである。

以上の構成の実装機１は、入力ユニットを介して入力された動作開始指令に応答して制御装置６が作動し、制御装置６が各駆動部の駆動を制御して、以下の動作が自動的に行われる。

まず図４のステップＳ１に示すように、実装機１に未実装の基板Ｐが搬入されると、その基板Ｗが、コンベア１２によって所定の実装位置まで搬送されて、その位置に固定される（ステップＳ２）。

その後、基板Ｗに対し電子部品が実装される。すなわちヘッドユニット１４が、部品供給部１３の位置まで移動して、所定の電子部品が、所定の吸着ノズル４２によって吸着される（ステップＳ３）。

続いてヘッドユニット１４が部品撮影カメラ１７を通過して、その部品撮影カメラ１７によって、ヘッドユニット１４に吸着された部品の状態が撮像されて、部品の位置ずれ等が検出される（ステップＳ４）。

次にヘッドユニット１４が基板Ｗの位置まで移動して、吸着した部品を基板Ｗ上の所定位置に搭載する（ステップＳ５）。

次にヘッドユニット１４等の部品吸着手段４１〜４３におけるエア管路４０に対し、エアブローによる清掃が必要であるか否かが判断される（ステップＳ６）。

こうして基板Ｗ上に順次部品が実装されて、その都度エアブロー要否判断が行われる（ステップＳ３〜Ｓ７）。そして基板Ｗ上に全ての部品が実装されると（ステップＳ７でＹＥＳ）、後に詳述するように、生産待機状態が検知されて（ステップＳ８）、必要に応じてエアブローが行われる（ステップＳ９）。

なお、このエアブロー要否判断動作（ステップＳ６）、生産待機状態検知動作（ステップＳ８）、エアブロー動作（ステップＳ９）については、後に詳述することにし、ここでは実装機全体の概略的な動作について説明する。

エアブロー後には、基板Ｗが搬出されて（ステップＳ１０）、生産が続けられる場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、次の基板Ｗが搬入されて（ステップＳ１）、上記の動作が繰り返される。

そして全ての基板Ｗに対し実装処理が完了すると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、実装機１の動作が完了するものである。

次に上記ステップＳ６に示すエアブロー要否判断動作について詳細に説明する。この動作においては、制御装置６の実装プログラム記憶手段６３に記憶されるデータテーブル（図５，６）が用いられる。

図５に示すテーブルには、各ヘッド、吸着ノズル毎に、しきい値計算用のデータが保持されている。

図５，図７に示すように吸着レベルは、吸引ポンプ４５を駆動して、吸着ノズル４２に負圧を供給した際に、吸着ノズル４２に部品が未装着の状態（吸着ノズル先端が全開状態）で、かつエア管路に、塵埃、テープ部品の毛羽、ミスト、基板のはんだ等の異物による汚れや詰まり等がない状態（全通状態）におけるエア管路の負圧レベル（気圧）に相当する。この吸着レベルは、エア管路が全通、全開の状態であるため、吸引中において気圧が最も高く、負圧レベルが最も低くなっている。例えばヘッド番号「１」のヘッドに装着されるノズル番号「１」の吸着ノズルは、吸着レベルが「１９０」となっている。なお図７において、負圧レベルが高くなるに従って、気圧は低くなっている（以下の説明においても同じ）。

装着レベルは、吸引中に、吸着ノズルに部品が装着された状態におけるエア管路の負圧レベルに相当する。この装着レベルは、部品が装着された状態、つまり吸着ノズル先端が全閉状態であるため、吸引中において気圧が最も低く、負圧レベルが最も高くなっている。例えばヘッド番号「１」のヘッドに装着されるノズル番号「１」の吸着ノズルは、装着レベルが「２３０」となっている。

負圧警告レベルは、吸着ノズル先端が全開状態で、かつエア管路内に少量の異物が堆積された状態での負圧レベルに相当するものである。本実施形態では、エアブローによる清掃が推奨されるものの、吸着ノズルの吸着動作（実装動作）に直ちに支障が生じないと想定される負圧レベルが、負圧警告レベルに相当する。

負圧警告レベルしきい値は、実測されたエア管路内の負圧レベルが負圧警告レベルであるか否かの判断基準値であり、負圧警告レベル率に基づいて求められる。

負圧警告レベル率は、過去の生産データや実験データ等に基づいて予め設定されたものであり、ここでは吸着レベルと装着レベルとの間を１００％として、吸着レベルを基準に、負圧警告レベルに相当する割合（％）で表示されている。この負圧警告レベル率から、下式（１）を用いてしきい値を算出することができる。

負圧警告レベルしきい値＝吸着レベル＋
（装着レベル−吸着レベル）×負圧警告レベル率／１００…（１）
具体的にヘッド番号「１」ノズル番号「１」の吸着ノズルについて、負圧警告レベルしきい値を求めるには、上式（１）において、吸着レベルを「１９０」、装着レベルを「２３０」、負警告レベル率を「３０％」として計算する。これによりしきい値「２０２」を求めることができる。

負圧異常レベルは、吸着ノズル先端が全開状態で、かつエア管路内に異物が多量に堆積された状態での負圧レベルに相当するものである。本実施形態では、エアブローによる清掃を即時行わないと、吸着ノズルの吸着動作（実装動作）に早期に支障が生じると想定される負圧レベルが、負圧異常レベルに相当する。

負圧異常レベルしきい値は、実測の負圧レベルが負圧異常レベルであるか否かの判断基準値であり、負圧異常レベル率に基づいて求められる。

負圧異常レベル率は、過去の生産データや実験データ等に基づいて予め設定されたものであり、ここでは上記警告レベル率と同様に、吸着レベルと装着レベルとの間を１００％として、吸着レベルを基準に、負圧異常レベルに相当する割合（％）で表示されている。この負圧異常レベル率から、下式（２）によってしきい値を算出することができる。

負圧警告レベルしきい値＝吸着レベル＋
（装着レベル−吸着レベル）×負圧異常レベル率／１００…（２）
具体的にヘッド番号「１」ノズル番号「１」の吸着ノズルについて、負圧異常レベルしきい値を求めるには、上式（２）において吸着レベルを「１９０」、装着レベルを「２３０」、負警告レベル率を「５０％」として計算する。これによりしきい値「２１０」を求めることができる。

吸着ノズルの吸着回数警告レベルは、エア管路内に所領の異物が蓄積されると想定される吸着ノズルの吸着回数に相当する。本実施形態では、エアブローによる清掃が推奨されるものの、吸着ノズルの吸着動作に直ちに支障が生じないと想定される吸着回数が、吸着回数警告レベルに相当する。

吸着ノズルの吸着回数警告レベルしきい値は、ノズル吸着回数が警告レベルであるか否かの判断基準値であり、過去の生産データや実験データ等に基づいて特定される。

吸着ノズルの吸着回数異常レベルは、エア管路内に多量の異物が蓄積されると想定される吸着ノズルの吸着回数に相当する。本実施形態では、エアブローによる清掃を行わないと、吸着ノズルの吸着動作に早期に支障が生じると想定される吸着回数レベルが、吸着回数異常レベルに相当する。

吸着ノズルの吸着回数異常レベルしきい値は、ノズル吸着回数が異常レベルであるか否かの判断基準値であり、過去の生産データや実験データ等に基づいて特定される。

例えばヘッド番号「１」ノズル番号「１」の吸着ノズルにおいて吸着回数警告レベルは「２０００」であり、異常レベルは「５０００」である。

本実施形態では、吸着ノズルの吸着回数に加えて、ヘッドの吸着回数（使用回数）によってもエアブローの要否を判断する。

すなわちヘッドの吸着回数警告レベルは、エアブローが推奨されるヘッドの吸着回数に相当し、吸着回数異常レベルは、エアブローが早期に必要なヘッドの吸着回数に相当する。

またこれらのレベルの判断基準値としてのヘッドの吸着回数警告レベルしきい値および異常レベルしきい値は、過去の生産データや実験データ等のほか、ヘッドに装着される各吸着ノズルのしきい値の累計から求められる。

例えばヘッド番号「１」のヘッドにおいて吸着回数警告レベルは「２００００」であり、異常レベルは「５００００」である。

また図６に示すように、本実施形態ではエア管路内における現状の負圧レベル、ヘッド毎および吸着ノズル毎における現状の吸着回数がデータテーブルとして保持されている。これらの保持データは、実装毎にリアルタイムで更新されるダイナミックなデータである。

エアブロー実行要求は、エアブローの要否判断結果に基づき、実行要求の有無を示すものであり、要求有りの場合には「ＯＮ」の状態で保持され、要求無しまたリセット状態（初期状態）の場合には「ＯＦＦ」の状態で保持される。

本実施形態の実装機１は、これらのテーブル（図５，６）を参照しつつ、図４のステップＳ６に示すエアブロー要否判断動作が行われる。すなわち図８に示すように、吸着バルブが開かれて吸着ノズル４２に負圧が供給される（ステップＳ６０１）。

続いて、吸着ノズル４２に対応するエア管路の負圧レベル（気圧）が取得される（ステップＳ６０２）。負圧レベルの取得方法は、上記したように負圧レベル検出センサ４４（図２）によって測定され、その負圧レベルが図６のデータテーブルにおける現状の負圧レベルとして保持される。なおこの負圧レベルデータは、各吸着ノズル毎（エア管路毎）にそれぞれ測定される。

次に図６のテーブルにおけるエアブロー実行要求を全てリセットする（ステップＳ６０３）。

続いて現状の負圧レベルが、異常レベルに達しているか否かが判断される（ステップＳ６０４）。すなわち現状の負圧レベルが、図５，７に示す負圧異常レベルしきい値よりも高い場合には（ステップＳ６０４でＹＥＳ）、異常レベルであると判断されて、図６のエアブロー実行要求（異常レベル）が「ＯＮ」に設定されて（ステップＳ６１１）、要否判断動作が終了する。

異常レベルでなければ（ステップＳ６０４でＮＯ）、現状の負圧レベルが警告レベルに達しているかが判断される（ステップＳ６０５）。すなわち現状の負圧レベルが、負圧警告レベルしきい値（図５，７）よりも高い場合には（ステップＳ６０５でＹＥＳ）、警告レベルと判断されて、図６のエアブロー実行要求（警告レベル）が「ＯＮ」に設定され（ステップＳ６１１）、要否判断動作が終了する。

警告レベルでなければ（ステップＳ６０５でＮＯ）、各ヘッド毎の吸着回数が、異常レベルか否かが判断されて、異常レベルの場合には（ステップＳ６０６でＹＥＳ）、異常レベルの実行要求が「ＯＮ」に設定される（ステップＳ６１０）。

異常レベルでなければ（ステップＳ６０６でＮＯ）、各ヘッド毎の吸着回数が、警告レベルか否かが判断されて、警告レベルの場合には（ステップＳ６０７でＹＥＳ）、警告レベルの実行要求が「ＯＮ」に設定される（ステップＳ６１１）。

警告レベルでなければ（ステップＳ６０７でＮＯ）、各吸着ノズル毎の吸着回数が、異常レベルか否かが判断されて、異常レベルの場合（ステップＳ６０８でＹＥＳ）、実行要求が「ＯＮ」に設定される（ステップＳ６１０）。

異常レベルでなければ（ステップＳ６０８でＮＯ）、各吸着ノズル毎の吸着回数に対し警告レベルか否か判断されて、警告レベルの場合（ステップＳ６０９でＹＥＳ）、実行要求が「ＯＮ」に設定される（ステップＳ６１１）。

警告レベルでなければ（ステップＳ６０９でＮＯ）、要否判断動作が終了する。

上記エアブロー要否判断動作を、図５，６のテーブルに示す具体例で説明すると、ヘッド番号「１」ノズル番号「１」の吸着ノズルは、負圧レベルが異常レベルであり、異常レベルのエアブロー実行要求が「ＯＮ」に設定され、ノズル番号「２」の吸着ノズルは、負圧レベルが警告レベルであり、警告レベルのエアブロー実行要求が「ＯＮ」に設定されている。さらにヘッド番号「２」ノズル番号「２」の吸着ノズルは、吸着回数が異常レベルであり、異常レベルのエアブロー実行要求が「ＯＮ」に設定されている。

本実施形態において実装機では通常、図５，６のテーブルはモニター等の表示ユニットに表示されるが、この表示されたテーブルにおいて、異常レベルや警告レベルとなっている数値やその表示枠内を点滅させたり、赤色や黄色で点灯、点滅させるようにしても良い。この場、オペレータによって、各エア管路内の状態を瞬時に的確に把握することができる。

なお本実施形態においては、上記エアブロー要否判断動作を行わせる制御装置６の機能（プログラム）によってエアブロー要否判断手段が構成される。さらにエアブロー要否判断手段のうち、負圧レベルに基づき要否を判断する手段が第１エアブロー要否判断手段、吸着ノズルの吸着回数に基づき要否を判断する手段が第２エアブロー要否判断手段、ヘッドの吸着回数に基づき要否を判断する手段が第３エアブロー要否判断手段を構成している。さらに第１〜３エアブロー要否判断手段において、異常レベルか否か、警告レベルか否かを判断する手段がエアブロー必要レベル判断手段を構成している。

本実施形態においては、既述したように、基板に全ての部品を実装した後（図４のステップＳ７でＹＥＳ）、生産待機状態が検知されて（ステップＳ８）、エアブロー（ステップＳ９）が行われる。

本実施形態のエアブロー動作において、警告レベルの場合には、後述する生産待機状態に限ってエアブローが行われる。つまり生産待機状態でなければエアブローが行われず、そのまま生産が継続される（ステップＳ９）。これに対し異常レベルの場合には、生産待機状態であるか否かにかかわらず、エアブローが行われる。つまり異常レベルの場合には、生産中であってもその生産を中断して即時エアブローが行われる。

ここで本実施形態において、生産待機状態とは、直ちに生産できず実装機１が非稼働な状態、換言すれば吸着装着動作、基板搬送動作および基板固定／解除動作が行われておらず、かつ上流側および下流側の設備から基板の搬送要求の無い状態を言う。なお本実施形態において、生産待機状態以外の状態を、生産状態と称しており、この生産状態には、基板実装状態や基板搬送状態が含まれる。

生産待機状態は、以下の処理によって検知される。すなわち図９に示すように、基板が固定されてるか否かが判断され、固定されている場合には（ステップＳ８０１でＹＥＳ）、基板実装中（生産状態）であると判断されて（ステップＳ８０９）、生産状態である旨の情報が、制御装置６の実装プログラム記憶手段６３に記憶保持される（ステップＳ８１０）。

基板が固定されていない場合（ステップＳ８０１でＮＯ）、基板の搬送処理が起動しているか否かが判断されて、搬送処理起動中である場合（ステップＳ８０２でＹＥＳ）、基板搬送中（生産状態）であると判断されて（ステップＳ８０８）、その情報が記録される（ステップＳ８１０）。

続けて、コンベアモータ回転中であるか（ステップＳ８０３）、上流設備より基板搬出要求があるか（ステップＳ８０４）、下流設備より基板搬入要求があるか（ステップＳ８０５）が順次判断され、いずれか１つがＹＥＳの場合、基板搬送中（生産状態）と判断されて（ステップＳ８０８）、その情報が記録される（ステップＳ８１０）。

ステップＳ８０１〜Ｓ８０５の判断が全てＮＯの場合には、基板搬送待機中（生産待機状態）と判断されて（ステップＳ８０６）、生産待機状態である旨の情報が制御装置６の記憶手段６３に記録される。

なお本実施形態においては、生産待機状態の検知動作を行わせる制御装置６の機能（プログラム）によって生産待機状態検知手段が構成される。

次にエアブロー動作（図４のステップＳ９）について詳細に説明する。図１０に示すようにエアブロー動作においては、１番目のヘッドから順にエアブロー動作を行うために、ヘッド番号が初期化（リセット）される（ステップＳ９０１）。そして１番目（ヘッド番号「１」）のヘッドに対し（ステップＳ９０２でＮＯ）、図６の異常レベルのエアブロー実行要求の状態が参照され、「ＯＮ」に設定されている場合（ステップＳ９０３でＹＥＳ）、後述するようにエアブロー（ステップＳ９０６〜Ｓ９１０）が行われる。

異常レベルの実行要求が「ＯＦＦ」の場合（ステップＳ９０３でＮＯ）、図６の警告レベルエアブロー実行要求の状態が参照され、「ＯＮ」に設定されている場合（ステップＳ９０４でＹＥＳ）、生産待機状態であるか否かが判断される。この判断は、上記生産待機状態検知手段によって検知された情報に基づき行われ、生産待機状態である場合には（ステップＳ９０５でＹＥＳ）、エアブローが行われる。

エアブローの動作は、ステップＳ９０６において、エアブロー回数がリセットされ、エアブロー回数が、予め設定されたリトライ数以下の場合には（ステップＳ９０７でＮＯ）、エアブローが行われる（ステップＳ９０８）。なおリトライ数は、過去の生産データや実験データ等に基づいて予め求められる。

ステップＳ９０８のエアブロー処理においては、ヘッドユニット１４がエアブローステーション２の位置まで移動する。続いてエアブローステーション２の排出ボックス２１（図２参照）が上昇して、ヘッドユニット１４の各吸着ノズル４２が排出ボックス２１の各ノズル収容孔２２内に収容配置される。そしてその状態において、加圧ポンプ４６からエア管路内に加圧エアが供給される。これによりエア管路内を加圧エアが流通されて、その加圧エアと共にエア管路内の異物が吸着ノズル４２の先端から吐出されて、排出ボックス２１内に排出され、エア管路内が清掃される。

エアブローが行われた後、負圧レベル検出センサ４４からの情報に基づいて、負圧レベルが測定され、その実測の負圧レベルが、負圧警告レベル（図５，７参照）よりも高くて異常の場合（ステップＳ９０９で異常）には、エアブロー回数がインクリメントされて（ステップＳ９１０）、再びエアブローが行われる（ステップＳ９０７、Ｓ９０８）。

なお本実施形態においては、再エアブローの要否判断動作、再エアブロー実行制御動作を行わせる制御装置６の機能（プログラム）によって再エアブロー要否判断手段、再エアブロー実行制御手段が構成されている。

こうして負圧レベルが警告レベル以下（正常）になるまで、エアブローを繰り返し行う（ステップＳ９０７〜Ｓ９１０）。そしてエアブロー回数がリトライ数を超えても、負圧レベルが正常に戻らない場合には（ステップＳ９０７でＹＥＳ）、ステップＳ９１１に示すように自動清掃できない旨の警告情報をオペレータに対し報知し、エアブロー動作を停止させる。この警告情報は、表示ユニット６２への表示や、ブザー音、警告灯などによって報知され、オペレータの手動によるメンテナンスを促す。また表示ユニット６２に警告情報を表示する際には、必要に応じて、清掃対象となっているヘッド番号や、現状の負圧レベル等も併せて表示するようにしても良い。

なお本実施形態においては、再エアブロー繰り返し動作、報知動作を行わせる制御装置６の機能（プログラム）によって再エアブロー繰り返し手段、報知手段が構成されている。またハード的には、表示ユニット６２、警報ブザー、警告灯等によって報知手段が構成されている。

ステップＳ９０９において、負圧レベルが正常に戻った場合、ヘッド番号がインクリメントされて（ステップＳ９１２）、次のヘッド（例えばヘッド番号「２」のヘッド）に対し、上記と同様の動作が行われる。こうして全てのヘッドに対し、エアブローの要否をチェックし適宜、エアブローが行われる。

一方図１０において、警告レベルのエアブロー実行要求がない場合（ステップＳ９０４でＮＯ）、あるいは生産待機状態でない場合には（ステップＳ９０５でＮＯ）、図１１に示すように、現在エアブローの対象となっているヘッド（例えばヘッド番号「１」のヘッド）に装着される全ての吸着ノズルに対し、エアブロー動作が行われる。

すなわちノズル番号が初期化（リセット）されて（ステップＳ９５１）、１番目（ノズル番号「１」）の吸着ノズルに対し（ステップＳ９５２でＮＯ）、図６の異常レベルのエアブロー実行要求の状態が参照されて、「ＯＮ」に設定されている場合（ステップＳ９５３でＹＥＳ）、後述するようにエアブロー（ステップＳ９５６〜Ｓ９６１）が行われる。

異常レベルの実行要求が「ＯＦＦ」の場合（ステップＳ９５３でＮＯ）、図６の警告レベルエアブロー実行要求の状態が参照され、「ＯＮ」に設定されている場合（ステップＳ９５４でＹＥＳ）、生産待機状態であるか否かが判断されて、生産待機状態である場合には（ステップＳ９５５でＹＥＳ）、エアブローが行われる。

エアブローにおいてはまず、必要に応じて吸着ノズルを交換する（ステップＳ９５６）。すなわちエアブローの対象となっている、たとえばノズル番号「１」の吸着ノズルは、現在必ずしも、ヘッド番号「１」のヘッドに装着されているとは限られず、そのヘッドに他の吸着ノズルが装着されている場合がある。そのような場合には、ヘッドユニット１４がノズルステーション３の位置まで移動した後、ヘッドユニット１４に装着された吸着ノズルをノズルステーション３にストックして、ノズル番号「１」の吸着ノズルを装着する。

なお回転切換可能な複数の吸着ノズルを有するノズル装置が、ヘッドに装着されている場合には、ノズルステーション３まで移動させることなく、吸着ノズルを例えば回転させて、エアブローの対象となるノズル番号「１」の吸着ノズルを、所定位置に配置するようにすれば良い。

ノズル交換後、エアブロー回数がリセットされ（ステップＳ９５７）、エアブロー回数が所定のリトライ数以下の場合には（ステップＳ９５８でＮＯ）、上記と同様にしてエアブローが行われる（ステップＳ９５９）。なおリトライ数は、過去の生産データや実験データ等に基づいて予め求められる。

エアブローが行われた後、負圧レベルが測定され、その実測の負圧レベルが、負圧警告レベル（図５，７参照）よりも高くて異常の場合（ステップＳ９６０で異常）には、エアブロー回数がインクリメントされて（ステップＳ９６１）、再びエアブローが行われる（ステップＳ９５８、Ｓ９５９）。

なお本実施形態においては、再エアブロー要否判断動作、再エアブロー実行制御動作を行わせる制御装置６の機能（プログラム）によって再エアブロー要否判断手段、再エアブロー実行制御手段が構成されている。

こうして負圧レベルが警告レベル以下（正常）になるまで、エアブローを繰り返し行う（ステップＳ９５８〜Ｓ９６１）。そしてエアブロー回数がリトライ数を超えても、負圧レベルが正常に戻らない場合には（ステップＳ９５８でＹＥＳ）、ステップＳ９６２に示すように自動清掃できない旨の警告情報をオペレータに対し報知し、エアブロー動作が停止される。この警告情報は上記と同様、表示ユニット６２への表示や、ブザー音、警告灯などによって報知され、オペレータの手動によるメンテナンスを促す。また上記同様に、表示ユニット６２に警告情報を表示する際には、必要に応じて、清掃対象となっているヘッド番号、ノズル番号、現状の負圧レベル等も併せて表示するようにしても良い。

なお本実施形態においては、再エアブロー繰り返し動作、報知動作を行わせる制御装置６の機能（プログラム）によって再エアブロー繰り返し手段、報知手段が構成されている。またハード的には、表示ユニット６２、警報ブザー、警告灯等によって報知手段が構成されている。

ステップＳ９６０において、負圧レベルが正常に戻った場合、ノズル番号がインクリメントされて（ステップＳ９６３）、次の吸着ノズル（ヘッド番号「１」ノズル番号「２」の吸着ノズル）に対し、上記と同様の動作が行われる。

一方、警告レベルのエアブロー実行要求がない場合（ステップＳ９５４でＮＯ）、あるいは生産待機状態でない場合には（ステップＳ９５５でＮＯ）、ノズル番号がインクリメントされて（ステップＳ９６３）、次の吸着ノズルに対し、上記と同様の動作が行われる。

こうして現在エアブローの対象となっているヘッド（例えばヘッド番号「１」のヘッド）に装着される全ての吸着ノズルに対し、エアブローの要否をチェックし適宜、エアブローが行われる。

全ての吸着ノズルに対しエアブロー動作が行われると（ステップＳ９５２でＹＥＳ）、図１０のステップＳ９１２に示すようにヘッド番号がインクリメントされて、次のヘッド（例えばヘッド番号「２」のヘッドに対し、上記と同様の動作が行われる。そして、全てのヘッドおよび全ての吸着ノズルに対し、上記のエアブロー動作が行われると（ステップＳ９０２でＹＥＳ）、エアブロー動作が終了する。

こうしてエアブローが終了した後は、既述したように基板Ｗが搬出されて（図４のステップＳ１０）、全ての基板が処理されるまで生産が続けられる（ステップＳ１１）。

以上のように本実施形態の実装機１によれば、エア管路内に異物の詰まりが生じた際に、緊急度の低い警告レベルの詰まりの場合には、実装機１が非稼働の生産待機状態において、エアブローを行うようにしているため、エアブローにより生産が中断されることがなく、高い生産効率を維持することができる。その上さらにエア管路内の清掃も確実に行えるため、吸着力の低下を防止でき、部品を精度良く正確に吸着できて、生産基板の品質を向上させることができる。

また本実施形態の実装機１によれば、緊急度の高い異常レベルの詰まりが発生した場合には、生産待機状態にかかわらず、優先してエアブローを行って、異物を即時除去するようにしているため、吸着不良発生等の不具合を未然に確実に防止でき、生産基板の品質を一層向上させることができる。

また本実施形態においては、エア管路内の負圧に応じて、エアブローを行うようにしているため、テープフィーダにおけるテープ部品の毛羽等がエア管路内に吸い込まれる場合等の突発的な詰まりに対しても確実に対処でき、部品の吸着を一層精度良く確実に行えて、生産基板の品質をより一層向上させることができる。

しかも本実施形態においては、ヘッド毎の吸着回数および吸着ノズル毎の吸着回数に応じて、エアブローを行うようにしているため、塵埃、ミスト、基板上のはんだ等がエア管路内に徐々に蓄積される場合等の蓄積的（遅緩的）な詰まりや汚れに対しても確実に対処でき、部品の吸着をより確実に行えて、生産基板の品質をより一層確実に向上させることができる。

さらに本実施形態においては、エアブローを行った後、負圧レベルを測定し、その負圧レベルが正常に戻っていない場合には、正常に戻るまで、繰り返しエアブローを行うようにしているため、エア管路内の清掃をより確実に行うことができ、部品の吸着をより一層精度良く確実に行うことができる。

なお本実施形態の実装機１では、エアブローを所定回数繰り返し行っても、負圧レベルが正常に戻らない場合には、その旨を報知して、オペレータの手動によるメンテナンスを促すようにしているため、エアブローによる自動清掃によっても除去できないような強固な詰まり等は、オペレータによって確実に解消することができ、あらゆる詰まり等の不具合に対しても確実に対処することができる。

なお上記実施形態においては、緊急度の高い異常レベルの詰まりが発生した場合には、現在実装中の基板に対し部品の実装処理が全て完了した後、エアブローによる清掃を行うようにしているが、本発明はそれだけに限られず例えば、緊急度が高い異常レベルの詰まりが発生した場合には、基板の実装を中断して即時、エアブローによる清掃を行うようにしても良い。

また上記実施形態においては、生産待機状態を検知して、エアブローを行うようにしているが、本発明はそれだけに限られず例えば、生産待機状態での経過時間に応じて、エアブローを行うことにより、より一層生産効率を向上させることができる。

すなわち生産待機状態で、緊急度の低い警告レベルでのエアブロー動作を実行している途中に、例えば上流側設備からの基板搬出要求や、下流側設備からの基板搬入要求があると、生産待機状態が解除されて生産状態に移行してしまう。この場合結果的に、生産状態でエアブローが行われることになり、生産効率の低下を来す恐れがある。一方、生産待機状態は、長い場合や短い場合があり、生産待機状態が長い場合に限って、緊急度の低いエアブロー動作を行うことができれば、生産効率の低下を確実に防止することができる。つまり生産待機状態が長くなるような場合を検知することができれば、より一層生産効率を向上させることができる。

そこで、生産待機状態が長くなる場合を検知するために、生産待機状態での経過時間を計測し、所定時間が経過した場合にエアブロー動作を行うようにする。つまり、生産待機状態において所定時間が経過した場合、上流側および下流側の設備において、何らかのトラブルが生じた可能性が高く、生産待機状態が長くなると想定でき、この長くなると予想される生産待機状態に限り、エアブロー動作を行うことにより、より一層生産効率を向上させることができる。

生産待機状態が長くなる場合の検知は、以下の手段（生産待機時間検知手段）によって行うことができる。すなわち図１２のステップＳ１０１に示すように、制御装置６の実装プログラム記憶手段６３から生産待機状態である旨の情報を取得し、待機中の場合には（ステップＳ１０２）、制御装置６に設けられたタイマーをスタートさせる（ステップＳ１０３でＮＯ、ステップＳ１０７）。続いて実装プログラム記憶手段６３から予め設定された設定待機時間を取得するとともに（ステップＳ１０４）、タイマーからタイマー値（実際経過時間）を取得する（ステップＳ１０５）。そして設定待機時間（設定値）と実際経過時間（タイマー値）を比較して、実際経過時間が短い場合には（ステップＳ１０６でＮＯ）、上記の動作を繰り返す（ステップＳ１０１〜Ｓ１０６）。なお設定経過時間は、過去の生産データや実験データ等に基づいて予め求められる。

上記の動作を繰り返していくうち、実際経過時間が設定待機時間よりも長くなった場合には（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、待機時間が長くなると判断し（ステップＳ１０８）、検知動作を終了する。待機時間が長くなると判断した場合、エアブロー開始指令が発信され、この長い生産待機時間において、上記のエアブロー動作が実行される。

一方、実際経過時間が設定待機時間よりも長くなる前に、生産待機状態が解除されると（ステップＳ１０２でＮＯ）、待機時間が短いと判断し（ステップＳ１０９）、検知動作を終了する。待機時間が短い場合、エアブロースキップ指令が発信されて、エアブローを行わずに、生産が開始（継続）される。

このように長時間の生産待機状態に限り、緊急レベルの低いエアブローを行う場合には、より一層生産性を向上させることができる。

この発明の一実施形態にかかる実装機を示す平面図である。 実施形態の実装機に装備されたブローステーションを示す概略正面図である。 実施形態の実装機の制御系を示すブロック図である。 実施形態の実装機における全体動作を説明するためのフローチャートである。 実施形態においてエアブロー要否判断用に記憶されたデータ（テーブル）を説明するための図である。 実施形態においてエアブロー実行判断用に記憶されたデータ（テーブル）を説明するための図である。 実施形態においてエア管路内の負圧レベル状態を示すグラフである。 実施形態の実装機におけるエアブロー要否判断動作を説明するためのフローチャートである。 実施形態の実装機における生産待機状態検知動作を説明するためのフローチャートである。 実施形態の実装機におけるエアブロー動作を説明するための前半部のフローチャートである。 実施形態の実装機におけるエアブロー動作を説明するための後半部のフローチャートである。 実施形態の実装機における生産待機状態の待ち時間計測動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 実装機
４０ エア管路
４１ ヘッド
４２ 吸着ノズル
４４ 負圧レベル検出センサ（負圧レベル測定手段）
４６ 加圧ポンプ（エアブロー手段）
Ｗ 基板

Claims (2)

1. 上流側設備から順次搬入された基板に対し実装機によって実装処理を行うとともに、実装処理された基板が実装機から下流側設備に順次搬出される実装ラインであって、
   前記実装機は、
   部品を吸引吸着して基板上に実装する部品吸着手段と、
   前記部品吸着手段の吸引用エア管路内にエアブローを行ってエア管路内を清掃するエアブロー手段と、
   エアブローを行う必要があるか否かを判断するエアブロー要否判断手段と、
   実装処理とその次の実装処理との間において、実装機が非稼働の生産待機状態であるかを検知する生産待機状態検知手段と、
   前記エアブロー要否判断手段および前記生産待機状態検知手段からの情報に基づき、前記エアブロー手段を制御し、エアーブローが必要であると判断された際には、生産待機状態において、待機時間が長くなると判断した場合にエアブローを行うエアブロー実行制御手段と、を備え、
   待機時間が長くなるかの判断は、生産待機状態での経過時間を計測し、その実際経過時間と、予め設定された設定待機時間とを比較して、前記実測経過時間が前記設定待機時間よりも長くなった場合には、待機時間が長くなると判断し、
   前記実際経過時間が前記設定待機時間よりも長くなる前に、生産待機状態が解除された場合には、エアブローを行わずに生産を開始するようにしたことを特徴とする実装ライン。
2. 部品吸着手段によって部品を吸引吸着して基板上に実装する一方、必要に応じて、前記部品吸着手段の吸引用エア管路内にエアブローを行ってエア管路内を清掃するようにした実装機のエアブロー方法であって、
   所定の基板に対する実装処理と、その次の基板に対する実装処理との間における実装機が非稼働の生産待機状態において、待機時間が長くなると判断した場合にエアブローを行うものとし、
   待機時間が長くなるかの判断は、生産待機状態での経過時間を計測し、その実際経過時間と、予め設定された設定待機時間とを比較して、前記実測経過時間が前記設定待機時間よりも長くなった場合には、待機時間が長くなると判断し、
   前記実際経過時間が前記設定待機時間よりも長くなる前に、生産待機状態が解除された場合には、エアブローを行わずに生産を開始するようにしたことを特徴とする実装機のエアブロー方法。
   

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