JP5283982B2 - テープフィーダ監視装置、テープフィーダ、表面実装機、およびテープフィーダ監視装置の制御方法 - Google Patents

テープフィーダ監視装置、テープフィーダ、表面実装機、およびテープフィーダ監視装置の制御方法 Download PDF

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Description

この発明はテープフィーダ監視装置、テープフィーダ、表面実装機、およびテープフィーダ監視装置の制御方法に関し、特に、テープフィーダの異常を検知する機能を備えた、テープフィーダ監視装置、テープフィーダ、表面実装機、およびテープフィーダ監視装置の制御方法に関する。
電子部品の表面実装機において、実装用の部品の供給にはテープフィーダが用いられている。テープフィーダには、一定間隔に部品が収納される部品収納テープ(キャリアテープ)がセットされる。部品収納テープが部品供給部に送り出されることで、実装用の搭載ヘッドによる部品の取り出しが可能となる。
特許文献1は、電子部品を正しい位置に送り出すことができるテープフィーダおよびテープ送り方法を開示している。テープを送り出すスプロケットのピン位置が計測され、各ピンごと計測されたピン位置に基づいて、各ピンごとの固有のオフセットデータが求められる。求められたオフセットデータに基づいてモータを制御することで、電子部品の吸着位置のズレを補正するものである。
特開2003−124687号公報
テープフィーダを継続使用すると、テープフィーダを駆動させるためのギヤやモータで磨耗や劣化などの不具合が生じる。このような摩耗や劣化による不具合は、部品の吸着エラーの原因となるが、オペレータは、吸着エラーなどエラーが起こって初めてフィーダの異常を認識することとなる。そして、このようなテープフィーダの不具合の原因は、オペレータがマシンや治具などを使用して初めて確認される。
すなわち、従来の技術においてはエラーや不具合が起こって初めて、オペレータは何らかのアクションをとっていた。これにより従来の技術では、表面実装機の稼働率が低下してしまうという問題があった。
この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、テープフィーダで安定した部品供給を行なうためのテープフィーダ監視装置、テープフィーダ、表面実装機、およびテープフィーダ監視装置の制御方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、テープフィーダの動作状況を監視するテープフィーダ監視装置において、テープフィーダは、テープフィーダを動作させるための少なくとも1つのモータと、テープフィーダが動作可能である状態において、モータの回転の状態に関するデータを検出する検出部とを含み、テープフィーダ監視装置は、検出部が検出したデータをあらかじめ設定した所定の範囲と比較する比較部と、比較部での比較の結果、検出部が検出したデータが所定の範囲内にないときに、その旨を通知する通知部とを備え、検出部は、モータが所定角回転してテープフィーダで1つの部品が送られるのに要する駆動時間を検出し、比較部は、テープフィーダにより送出されるテープに収納されている部品のうち所定の部品供給部に位置する部品についてマウンターによる吸着動作が行われてから次の部品についてマウンターによる吸着動作が行われるまでに要する時間よりも短くなるようにあらかじめ設定された時間である判定値と、検出部により検出された駆動時間とを比較し、通知部は、検出部により検出された駆動時間が判定値と同じかそれより短いとき、又は駆動時間が判定値よりも短いとき、その旨を通知する。
この発明によると、テープフィーダが動作可能である状態において、モータの回転の状態に関するデータが検出される。そのデータがあらかじめ設定した所定の範囲と比較され、数値が所定の範囲内にないときにはその旨が通知される。これにより、テープフィーダを継続使用する中で、吸着不良が発生する前に、テープフィーダの点検、修理および交換等の対処をすることができるため、安定した部品供給を行なうことができるテープフィーダ監視装置を提供することが可能となる。すなわち、この発明によると、テープフィーダを動作させるためのモータが所定角回転するのに要する駆動時間で動いていないことによる吸着不良が発生する前に、オペレータはテープフィーダの点検、修理および交換等の対処をすることができる。これにより、テープフィーダで安定した部品供給を行なうことができるテープフィーダ監視装置を提供することが可能となる。
好ましくはモータは、部品を収納したテープを所定間隔ずつ送出すための送りモータである。
この発明によると、部品を収納したテープが所定の時間内に送り出されなかったり、所定の位置に送り出されないことなどによる吸着不良が発生する前に、オペレータは部品送り機構部の点検、修理および交換等の対処をすることができる。これにより、テープフィーダで安定した部品供給を行なうことができるテープフィーダ監視装置を提供することが可能となる。
この発明の他の局面に従うと、テープフィーダ監視装置を備えたテープフィーダにおいて、通知部は、検出部が検出したデータが所定の範囲内にない場合においてその旨を通知するとき、テープフィーダを識別するための情報も通知する。
この発明によると、上述のテープフィーダ監視装置はテープフィーダ自体に備えられる。監視装置は、テープフィーダを識別するための情報を通知するため、テープフィーダを他の表面実装機に付け替えした場合にも、オペレータは吸着不良が発生する前に、テープフィーダの点検、修理および交換等の対処をすることができる。これにより、安定した部品供給を行なうことができるテープフィーダを提供することが可能となる。
この発明の他の局面に従うと、テープフィーダ監視装置を備えた表面実装機において、表面実装器は、検出部が検出したデータが所定の範囲内にないときに、その旨を表示する表示部を備える。
この発明によると、上述のテープフィーダ監視装置は表面実装機に備えられる。表面実装機は、テープフィーダの状態を表示するため、オペレータはテープフィーダの状態を吸着不良が発生する前に認識可能となり、テープフィーダの点検、修理および交換等の対処をすることができる。これにより、安定した部品供給を行なうことができる表面実装機を提供することが可能となる。
この発明のさらに他の局面に従うと、テープフィーダの動作状況を監視するテープフィーダ監視装置の制御方法において、テープフィーダは、テープフィーダを動作させるための少なくとも1つのモータと、テープフィーダが動作可能である状態において、モータの回転の状態に関するデータを検出する検出部とを含み、テープフィーダ監視装置の制御方法は、検出部が検出したデータをあらかじめ設定した所定の範囲と比較する比較ステップと、比較ステップでの比較の結果、検出部が検出したデータが所定の範囲内にないときに、その旨を通知する通知ステップとを備え、検出部は、モータが所定角回転してテープフィーダで1つの部品が送られるのに要する駆動時間を検出し、比較ステップは、テープフィーダにより送出されるテープに収納されている部品のうち所定の部品供給部に位置する部品についてマウンターによる吸着動作が行われてから次の部品についてマウンターによる吸着動作が行われるまでに要する時間よりも短くなるようにあらかじめ設定された時間である判定値と、検出部により検出された駆動時間とを比較し、通知ステップは、検出部により検出された駆動時間が判定値と同じかそれより短いとき、又は駆動時間が判定値よりも短いとき、その旨を通知する。
この発明によると、テープフィーダが動作可能である状態において、モータの回転の状態に関するデータが検出される。そのデータがあらかじめ設定した所定の範囲と比較され、数値が所定の範囲内にないときにはその旨が通知される。これにより、テープフィーダを継続使用する中で、吸着不良が発生する前に、テープフィーダの点検、修理および交換等の対処をすることができるため、安定した部品供給を行なうことができるテープフィーダ監視装置の制御方法を提供することが可能となる。すなわち、この発明によると、テープフィーダを動作させるためのモータが所定角回転するのに要する駆動時間で動いていないことによる吸着不良が発生する前に、オペレータはテープフィーダの点検、修理および交換等の対処をすることができる。これにより、テープフィーダで安定した部品供給を行なうことができるテープフィーダ監視装置を提供することが可能となる。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるプリント基板実装装置の構成を示す図である。
HUB(ハブ)で繋がれた各装置を制御するホストコンピュータ101は、制御部101aと、記憶部101bと、表示部101cと、入力部101dとを備える。ホストコンピュータ101上のアプリケーションから、各装置の動作状況が監視可能となっている。部品を実装されるプリント基板は、図中矢印の基板搬送方向へと送られる。
まず、はんだ印刷機103により、基板上にクリームハンダが印刷される。ハンダが印刷された基板上には、表面実装機(マウンター)1A〜1Cにより、電子部品が搭載される。表面実装機は、実装時間の短縮のため複数台並べて使用される。ここでは、表面実装機は1A〜1Cの3台としたが、必要によって台数を変更してもよい。
その後、基板はリフロー炉105に送られる。リフロー炉105は、基板上のハンダを熱で溶かす。これにより、基板に部品がハンダ付けされる。
以上の工程により、部品が実装されたプリント基板が製造される。
図2は、表面実装機の1台の構成を示す図である。
以下の説明では、図の左右方向をX軸方向、図の上下方向をY軸方向、X軸およびY軸に直交する方向をZ軸方向として説明を行なう。
表面実装機1の基台上には、基板搬送用のコンベア2が配置される。コンベア2上をプリント基板3が搬送され、所定の実装作業位置で停止される。プリント基板3は、プッシュアップピン等の基板保持部材(図示せず)により保持される。
コンベア2の両側には、プリント基板3に実装する電子部品を供給するための部品供給部4が備えられる。
部品供給部4のフィーダ取付台6には、テープフィーダ(フィーダ)31がX軸方向に多数列配置される。テープフィーダ31には、IC、トランジスタ、およびコンデンサ等の小片状のチップ部品を収納保持したテープを巻回したリールが着脱可能に装着される。テープフィーダ31は、このリールからフィーダ先端の部品取出部にテープを繰り出す。なお、テープフィーダ31の構成については図3で説明する。
繰り出されたテープ上の部品は、ヘッドユニット5の下記に説明する部品吸着用のノズル(図示せず)によりピックアップされる。ヘッドユニット5は、部品供給部4から部品を吸着してそれをプリント基板3上に実装する。ヘッドユニット5は、X軸方向およびY軸方向に一定の領域内でそれぞれ移動可能である。Y軸方向の固定レール7に備えられた支持部材11に、Y軸サーボモータ9により駆動されるボールねじ軸24が螺合接着する雌ねじ部材が固定されることで、ヘッドユニット5はY軸方向に移動する。また、ヘッドユニット5は、ガイドレール14に沿って移動可能に備えられ、X軸サーボモータ15により駆動されるボールねじ13に装着される。これにより、ヘッドユニット5はX軸方向へ移動する。
ヘッドユニット5には、部品を吸着してプリント基板3に実装するための複数本の実装用ヘッド20が搭載される。本実施の形態では、4本の実装用ヘッド20がX軸方向に一列に並べられた状態で搭載される。
なお、各実装用ヘッド20の先端には部品吸着用のノズル(図示せず)が備えられる。テープフィーダ31からの部品取出し時には、ノズルの先端に負圧が供給されることにより、部品の吸着が行なわれる。
さらに、ヘッドユニット5には基板認識カメラ22が備えられる。基板認識カメラ22は、撮像方向を下向きにした状態でヘッドユニット5に搭載される。また、基板認識カメラ22は、実装作業位置に保持されたプリント基板3のフィデューシャルマークを撮像する。
また、基台上には各実装用ヘッド20による部品の吸着状態を画像認識するための部品認識カメラ17が備えられる。コンベア2と部品供給部4との間にそれぞれ設けられた部品認識カメラ17は、ヘッドユニット5が部品認識カメラ17上方の所定の撮像位置に位置づけられたときに、各実装用ヘッド20による吸着部品を下側から撮像する。
プリント基板3に部品を実装する際の、表面実装機1の動作について説明する。
まず、ヘッドユニット5が部品供給部4の上方に移動する。その位置で、各実装用ヘッド20によりテープフィーダ31からの部品の取り出しが行なわれる。具体的には、部品を吸着すべき所定の実装用ヘッド20が、部品を吸着した状態で上昇することにより、テープフィーダ31から部品をピックアップする。このとき、複数の実装用ヘッド20により同時に部品を取り出してもよい。
全ての実装用ヘッド20による部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット5が部品認識カメラ17の上方を移動し、各吸着部品の撮像が行なわれる。この撮像結果に基づき、各部品の吸着状態が調べられる。部品吸着用のノズルは、ノズル自体がその軸を中心に回転可能に構成されている。これにより、ヘッドユニット5がプリント基板3上の所定の部品実装ポイントに順次移動する間に、ノズルを回転させてノズルの先端に保持された各吸着部品を、吸着状態に合わせて調整することが可能である。ヘッドユニット5の移動に伴って各実装用ヘッド20が昇降することで、各部品がプリント基板3上に実装される。
図3は、1つのテープフィーダ31の構成を示す図である。
フィーダ本体32は、テープ引き込み機構37と、テープ送り機構34と、部品供給部30とを備える。
テープフィーダ31は、フィーダ本体32にトップテープ回収ボックス33と、電装ボックス60と、テープ引き込み機構37とが接続される。
電装ボックス60には、制御基板61が備えられる。フィーダ本体32は、制御基板61によって制御される。
部品収納テープ(キャリアテープ)Tは、リール35に巻きつけられており、テープ供給経路321を通り、図の右方向に送り出される。部品収納テープTは、ベーステープT1と、トップテープT2により構成される。部品収納テープTの詳細な構成については、図4で説明する。
部品収納テープTの送り出しは、テープ送り機構34が行なう。テープ送り機構34は、スプロケット341と、送りモータ342とを備える。送りモータ342の駆動により、スプロケット341が回転することで、部品収納テープTが送り出される。
部品供給部30の直前には、テープ剥離部351が備えられ、部品収納テープTからトップテープT2が剥離される。
剥離されたトップテープT2は、テープ引き込み機構37により、トップテープ回収ボックス33へと回収される。テープ引き込み機構37は、巻き取りローラ371と、押えローラ372とを備える。巻き取りモータ373の駆動により、巻き取りローラ371と押えローラ372とが回転し、トップテープT2をトップテープ回収ボックス33方向へと運ぶ。
トップテープT2が剥離されたベーステープT1は、部品供給部30へと運ばれる。ここで、ベーステープT1上の部品が、実装用ヘッド20により取り出され、部品がプリント基板上に実装される。
また、トップテープ回収ボックス33には、開閉蓋331が備えられている。ここからオペレータは、内部のトップテープT2を取り出すことができる。
図4は、部品収納テープTの構成を示す斜視図である。
部品収納テープTは、ベーステープT1の長手方向に複数設けられた部品収納部41にそれぞれ部品を収納し、その状態でトップテープT2をベーステープT1に熱圧着や接着剤によって接着し、部品収納部41の開口部を封止する形態となっている。また、ベーステープT1の一側縁には、長手方向に沿って並ぶ係合孔42が形成されている。
部品収納テープTは、スプロケット341の外縁部分に凸設されたピンと係合孔42とが嵌合することにより、部品供給部30方向へ運ばれる。その際に、部品供給部30の直前のテープ剥離部351において、トップテープT2が剥離される。
トップテープT2が剥離された部分においてベーステープT1は、部品収納部41に収納された部品が露出し、取り出し可能な状態になる。この状態でベーステープT1が部品供給部30に運ばれ、部品吸着用のノズル(図示せず)により部品が取り出される。
図5は、表面実装機の1台、およびそれに配置された1台のテープフィーダ31の構成を示すブロック図である。
表面実装機1は、制御コントローラ501と表示部516とを備える。制御コントローラ501の命令がテープフィーダ31の制御基板(コントローラ)61に送られ、テープフィーダ31が制御される。表示部516には、テープフィーダ31の状態が表示される。
テープフィーダ31の制御基板61は、主制御部502と、記憶部503と、送りモータ駆動部504と、送りモータ電流検出部505と、送りモータ位置検出部506と、巻き取りモータ駆動部507と、巻き取りモータ電流検出部508と、巻き取りモータ位置検出部509と、通信制御部510と、I/O制御部511と、コントローラ512とを備える。
さらに、テープフィーダ31は、テープフィーダを動作させるためのモータとして、送りモータ342と巻き取りモータ373とを備える。またテープフィーダ31は、送りモータ342に内蔵されるエンコーダー342aと、巻き取りモータ373に内蔵されるエンコーダー373aと、手動で部品の送り出しと巻き戻しを行ったり、送り出しピッチの変更を行なうことが可能な操作部513と、LEDなどによりテープフィーダ31の状態を表示する表示部514と、部品テープのスプライシングを検知するセンサ類515とを備える。
送りモータ駆動部504と送りモータ電流検出部505とは、送りモータ342に接続される。送りモータ位置(回転角)検出部506は、エンコーダー342aに接続される。
また、巻き取りモータ駆動部507と巻き取りモータ電流検出部508とは、巻き取りモータ373に接続される。巻き取りモータ位置(回転角)検出部509は、エンコーダー373aに接続される。
I/O制御部511は、操作部513、表示部514、およびセンサ類515などと接続されており、情報の入出力を制御する。
図6は、主制御部502が実行する送りモータが所定角回転するのに要する時間に基づくフィーダの自己診断処理を示すフローチャートである。
ステップS601において表面実装機1からの駆動命令を受信した主制御部502は、ステップS603において、送りモータ駆動部504を通して送りモータ342に対し回転指令を実行する。
ステップS605において、主制御部502により、送りモータ342が所定角回転するのに要する時間のカウントが開始される。
ステップS607において、主制御部502は、送りモータ位置検出部506を通じて送りモータ342のエンコーダー342aから、送りモータ342が駆動完了位置に達したことを検出する。ステップS609において、送りモータ342の駆動が完了される。
ここまでの処理により、ベーステープT1は、駆動命令に基づいて、部品収納部41が部品供給部30に位置する状態から、次の部品収納部41が部品供給部30に位置する状態に到るまで駆動される。
ステップS611において、主制御部502による送りモータ342が所定角回転するのに要する時間のカウントが終了する。ステップS613において、ステップS605でのカウント開始からステップS611でのカウント終了までの間にカウントされた送りモータ342が所定角回転するのに要する時間のデータが記憶部503に記憶される。
ステップS615において、主制御部502により、記憶された送りモータ342が所定角回転するのに要する時間のデータと判定値(あらかじめ設定した所定の範囲)とが比較される。
比較においては以下のデータが考慮される。
データA:送りモータが所定角回転するのに要する時間(部品送り時間であり、フィーダで1つの部品を送るために必要となる送りモータを駆動させる時間)=送りモータの回転速度に逆比例
データB:マウンター吸着動作時間(1つの部品の吸着動作から、次の部品の吸着動作までの時間であり、ヘッドユニットのXYZ方向の移動スピードから算出)
データC:吸着ヘッド待ち時間(フィーダで1つの部品が送られてからその部品が吸着されるまでの待ち時間であるマージン(吸着余裕時間))
通常時は、送りモータが所定角回転するのに要する時間(データA)と吸着ヘッド待ち時間(データC)との合計が、マウンター吸着動作時間(データB)となる。すなわち、データA+データC=データBである。
また、上記の式から、データA<データBが成立することがわかる。
フィーダの経年劣化、ギヤ磨耗、異物噛み込み等により、データAは徐々にデータBに近くなる。データAがデータBに近づくに連れて、吸着ヘッド待ち時間(データC)が少なくなる。
その後、さらにフィーダの劣化が進むなどすると、送りモータが所定角回転するのに要する時間がさらに長くなり、データA>データBとなる。この状態になると、マウンターの吸着動作時間に対して、部品供給が間に合わなくなってしまい、吸着エラーが発生する。吸着エラーが生じると、装置の稼働率が低下することにつながる。
そこでステップS615では、吸着エラーが発生する前にフィーダの経年劣化やギヤ磨耗が所定の状態まで進んでいることを判定する。すなわち、データA≦データXとなっているかを判定する。データXは、データBよりも小さい値であり、経年劣化やギヤ磨耗が所定の状態まで進んでいることを判定するための判定値(あらかじめ設定した所定の範囲)である。
なお、データA>データBとなっていれば、吸着エラーが生じるため、フィーダの動作を停止させ、そのフィーダを特定するためのIDと共に、吸着エラーが生じる旨を表面実装機1やホストコンピュータ101のアプリケーションに通知する処理が行なわれ、表面実装機1の表示部516やホストコンピュータ101の表示部101Cに表示される(フローチャートでは図示せず)。
ステップS615で、送りモータ342が所定角回転するのに要する時間(データA)が判定値(データX)以下であった場合(データA≦データXであった場合)、ステップS617に進み、主制御部502から制御コントローラ501に送りモータ342の駆動完了通知が送信される。
一方、ステップS615で、送りモータ342が所定角回転するのに要する時間(データA)が判定値(データX)を超えていた場合(データA>データXであった場合)、ステップS619に進む。ステップS619では、表面実装機1やホストコンピュータ101のアプリケーションに、主制御部502(通知部)から送りモータ342の駆動が判定値を超えている(あらかじめ設定した所定の範囲にない)旨が、そのフィーダを特定するためのIDと共に通知される。その後、ステップS617に進み、主制御部502から制御コントローラ501に送りモータ342の駆動完了通知が送信される。
以上のように、テープフィーダ自身が送りモータ駆動時間を算出し、それがあるしきい値を超えた際にはアプリケーション側へ異常を通知することで、フィーダによる自己診断を行なうことができる。
送りモータ342の駆動が判定値を超えている(あらかじめ設定した所定の範囲にない)旨が通知された表面実装機1やホストコンピュータ101では、表面実装機1の表示部516やホストコンピュータ101の表示部101Cにそのフィーダを特定するためのIDに基づいて、判定値を超えている(あらかじめ設定した所定の範囲にない)テープフィーダを表示し、オペレータに通知する処理が行なわれる(このとき異常は、吸着エラーが生じる程度に達してはいないため、各機器の動作を停止させる必要はない)。オペレータは、そのテープフィーダの劣化などが所定の程度まで進んでいることを知ることができるため、その対策を立てることができる。
なお、上記実施の形態では送りモータが所定角回転するのに要する時間に基づきテープフィーダの送りモータの劣化などを判定することとしたが、送りモータの電流検出値から判定を行なうことも可能である。すなわち、モータの電流検出値は劣化などにより増加するため、これに基づき判定を行なうものである。また、送りモータの送り位置(回転角)から判定を行なうことも可能である。すなわちモータの送り位置(回転角)は劣化などによりオーバーシュートする傾向にあるため、吸着エラーが発生しない範囲内で、あらかじめ所定の送り位置の範囲を設定し、この設定された送り位置の範囲に基づき、モータの劣化などの判定を行なうものである。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態におけるテープフィーダについて説明する。第2の実施の形態における各装置の構成は、第1の実施の形態におけるそれと同様である。ここでは第2の実施の形態が第1の実施の形態と異なる点のみ説明する。
図7は、第2の実施の形態におけるテープフィーダの主制御部502が実行する巻き取りモータが所定角回転するのに要する時間に基づくテープフィーダの自己診断処理を示すフローチャートである。
ステップS701において表面実装機1からの駆動命令を受信した主制御部502は、ステップS703において、巻き取りモータ駆動部507を通して巻き取りモータ373に対し回転指令を実行する。巻き取りモータ373の駆動により、トップテープT2がトップテープ回収ボックス33に回収される。
ステップS705において、主制御部502により、巻き取りモータ373が所定角回転するのに要する時間のカウントが開始される。
ステップS707において、主制御部502は、巻き取りモータ位置検出部509を通じて巻き取りモータ373のエンコーダー373aから、巻き取りモータ373が駆動完了位置に達したことを検出する。ステップS709において、巻き取りモータ373の駆動が完了される。
ステップS711において、主制御部502による巻き取りモータ373が所定角回転するのに要する時間のカウントが終了する。
ステップS713において、ステップS705でのカウント開始からステップS711でのカウント終了までの間にカウントされた、巻き取りモータ373が所定角回転するのに要する時間のデータが記憶部503に記憶される。
ステップS715において、主制御部502により、記憶された巻き取りモータ373が所定角回転するのに要する時間が所定の範囲にあるかが比較される。
ステップS715での処理は、巻き取りモータ373が所定角回転するのに要する時間が所定の範囲内であるかどうか比較し、トップテープが適切な速度で巻き取られているかを判断するためのものである。巻き取りモータが所定角回転するのに要する時間が理想の範囲より小さい場合(理想値−αより小さい場合)、または巻き取りモータが所定角度回転するのに要する時間が理想の範囲より大きい場合(理想値+αより大きい場合)、すなわち、巻き取りモータが所定角回転するのに要する時間が、あらかじめ設定した理想値から所定の範囲内にない場合、その旨の通知が必要としてステップS719に進む(αとαは同じ値であっても異なる値であってもよい)。
ステップS719では、表面実装機1やホストコンピュータ101のアプリケーションへ、巻き取りモータ373が所定角度回転するのに要する時間があらかじめ設定した所定の範囲内にない旨が、主制御部502(通知部)より、そのテープフィーダを特定するためのIDと共に通知される。その後、ステップS717に進み、主制御部502から制御コントローラ501に巻き取りモータ373の駆動完了通知が送信される。通知された内容は、表面実装機1の表示部516やホストコンピュータ101の表示部101Cに表示され、オペレータに通知する処理が行なわれる。
また、ステップS715において、巻き取りモータ373が所定角回転するのに要する時間が所定範囲内である場合は、処理はステップS717に進む。ステップS717においては、主制御部502から制御コントローラ501に巻き取りモータ373の駆動完了通知が送信される。
なお、巻き取りモータが所定角回転するのに要する時間が理想の範囲より小さい場合(理想値−βより小さい場合)(但し、−β<−α)、または巻き取りモータが所定角回転するのに要する時間が理想の範囲より大きい場合(理想値+βより大きい場合)(但し、β>α)は、巻き取りが正常に行なわれずにトップテープを正常に剥離することができない、またはベーステープまで引っ張ってしまうというエラーが生じる。このため、テープフィーダの動作を停止させ、そのテープフィーダを特定するためのIDと共に、エラーが生じる旨を表面実装機1やホストコンピュータ101のアプリケーションに通知する処理が行なわれる(フローチャートでは図示せず)。なお、βとβは同じ値であっても異なる値であってもよい。
ステップS719で巻き取りモータ342の駆動があらかじめ設定した所定の範囲内にない旨が通知された表面実装機1やホストコンピュータ101では、そのテープフィーダを特定するためのIDに基づいて、あらかじめ設定した所定の範囲内にないテープフィーダをオペレータに通知する処理が行なわれる(このときテープフィーダはあらかじめ設定した所定の範囲内で動作していないだけであり、エラーが生じる程度に達してはいないため、各機器の動作を停止させる必要はない)。オペレータは、そのテープフィーダの劣化などが所定の程度まで進んでいることを知ることができるため、その対策を立てることができる。
以上のように、テープフィーダ自身が巻き取りモータが所定角回転するのに要する時間を算出し、それがある範囲を超えた際にはアプリケーション側へその旨を通知することで、テープフィーダによるテープ巻き取り処理の自己診断を行なうことができる。
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態におけるテープフィーダについて説明する。第3の実施の形態における各装置の構成は、第1および第2の実施の形態におけるそれと同様である。ここでは第3の実施の形態が第1および第2の実施の形態と異なる点のみ説明する。
図8は、第3の実施の形態におけるテープフィーダの主制御部502が実行する巻き取りモータの駆動電流値に基づくテープフィーダの自己診断処理を示すフローチャートである。
ステップS801において表面実装機1からの駆動命令を受信した主制御部502は、ステップS803において、巻き取りモータ駆動部507を通して巻き取りモータ373に対し回転指令を実行する。
ステップS805において、主制御部502により、エンコーダー373aの出力に基づき巻き取りモータ373の回転速度が検出される。
ステップS807において、主制御部502は、巻き取りモータ373の回転速度と判定値とを比較する。
比較においては以下のデータが考慮される。
データA:ベーステープの部品を1つ送り出す間のトップテープ巻き取り量=巻き取りモータ回転角に比例
データB:ベーステープにおける部品ピッチ
データC:トップテープ巻き取り力=巻き取りモータ発生トルク
データD:トップテープ剥離力(トップテープを剥離するのに必要な力)
通常時は、
データA=データB
データC>データD
となっている。
データA<データBとなればトップテープを完全に巻き取ることはできないし、データA>データBとなってしまうと、ベーステープの移動に影響を与えてしまう。
テープフィーダの経年劣化やギヤ磨耗により、データCがデータDに近づいてゆくが、データA=データBの関係は維持する必要がある。従って、モータ発生トルクを強くして(データCをデータC’(C’>C)にして)でも、データA=データBの関係を維持する必要がある。
データA=データBが維持できなければ(データA<データBとなれば)、いずれトップテープを巻き取ることができなくなり、トップテープ剥離エラーとなってしまう。なお、テープののびやすべりも考慮して、データAとデータBは完全に等しくなくてもよい(若干の誤差はあってもよい)。
ステップS807で巻き取りモータの巻き取り速度の判定を行なうのは、巻き取りモータがトップテープを正常に巻き取っているかを判定するものである。ステップS807でYESであれば、ステップS809で巻き取りモータ373の駆動を終了する。
ステップS807でNOであれば、ステップS811において巻き取りモータ373の駆動電流値に一定値を加算、すなわちデータCを増加させる。
ステップS813で、巻き取りモータ373の駆動電流値が判定値Y以下であるかを判定する。YESであればステップS805へ戻る。ステップS813でNOであれば、ステップS815に進む。ステップS815では、表面実装機1やホストコンピュータ101のアプリケーションに、主制御部502から巻き取りモータ373の駆動電流が所定の範囲内にない旨が、そのテープフィーダを特定するためのIDと共に通知される。その後、ステップS805に戻る。
ステップS813の判断は、巻き取りモータ373の駆動電流値をある程度上げなければモータの回転速度が所定値以上とならない場合に、モータ発生トルク(データC)がトップテープ剥離力(データD)以下となる時期が近付いている(すなわち、データC≦データD)となる可能性が高くなっている)と判断し、オペレータに通知するものである。
巻き取りモータ373の駆動が所定の範囲内にない旨が通知された表面実装機1やホストコンピュータ101では、そのテープフィーダを特定するためIDに基づいて、所定の範囲内にないテープフィーダをオペレータに通知する処理が行なわれる(このとき所定の範囲内にはないが、巻き取りエラー(トップテープ剥離エラー)が生じる程度に達してはいないため、各機器の動作を停止させる必要はない)。オペレータは、そのテープフィーダの劣化などが所定の程度まで進んでいることを知ることができるため、テープフィーダの段取り変えなどのタイミングで、テープフィーダの点検、検査、修理などその対策を立てることができる。
なお、巻き取りモータ373の駆動電流値が判定値Z(Z>Y)を超えている場合には、巻き取りエラーが生じるものとして、テープフィーダの動作を停止させ、そのテープフィーダを特定するためのIDと共に、巻き取りエラーが生じる旨を表面実装機1やホストコンピュータ101のアプリケーションに通知する処理が行なわれる(フローチャートでは図示せず)。
以上のように本実施の形態では、テープフィーダ自身がトップテープ巻き取り速度が所定の範囲内にはないことを判断し、トップテープ巻き取りモータの電流値を増加させることができる。部品収納テープTは、テープの種類によりトップテープT2とベーステープT1の接着強度が大きく異なるが、このような場合にも巻き取り側のエラーを未然に防止することができる。また、加算値があるしきい値を超えた際にはアプリケーション側に通知が行なわれ、テープフィーダが何らかの異常状態であることを知らせることができる。
[実施の形態における効果]
以上のように上述の実施の形態におけるテープフィーダは、部品送りに関わる制御やトップテープ巻き取りに関わる制御において、吸着エラーにまで至らない状態を検知する。この状態が検知された場合にはフィーダ側からマシン側のアプリケーションに通知が行なわれる。これにより、吸着エラーや部品送り遅延やトップテープ剥離エラー等の不具合による吸着エラーの発生を未然に防ぐことができる。
また、部品送りやトップテープ巻き取りが不安定な状態になっていることを、テープフィーダがモータの動きから自己判断し、アプリケーション側へ通知することで、長期間に渡り安定した部品供給が可能となる。これにより、マシンの稼動効率が向上するという効果がある。
さらに、オペレータはテープフィーダの不具合を事前に把握できるため、その不具合をメンテナンスすることでテープフィーダの寿命を延ばすことができる。
[その他]
上述の実施の形態では、送りモータまたは巻き取りモータの回転速度などを元に、テープフィーダによる自己診断処理を行なうこととした。これ代えて、テープフィーダが取得可能である以下のデータを使用して自己診断処理を行なってもよい。
・送りモータ速度指令値と実速度値
・送りモータ電流指令値と実電流値
・送りモータ位置指令値と実位置
・巻き取りモータ電流指令値と実電流値
すなわち、指令値に対する実際の検出値との比を演算したり、差を演算することで、モータの劣化を自己診断するものである。
また、送りモータのオーバーシュート量(指示よりも送りすぎてしまう量)をエンコーダーで検出し、これにより部品送り位置決めの悪化を判断する(自己診断処理を行なう)ことも可能である。
また、上記第1の実施の形態での処理(図6の処理)と、第2または第3の実施の形態における処理(図7または図8の処理)の両方を実行するテープフィーダを提供することも可能である。さらに、図6〜図8のフローチャートでの処理を実施するテープフィーダ監視装置を提供することも可能である。テープフィーダ監視装置は、ホストコンピュータ101により構成されてもよいし、表面実装機1内に備えられていてもよい。
なお、上述の実施の形態における処理は、ソフトウエアによって行なっても、ハードウエア回路を用いて行なってもよい。
また、上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをCD−ROM、フレキシブルディスク、ハードディスク、ROM、RAM、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザに提供することにしてもよい。また、プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。
なお、上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の第1の実施の形態におけるプリント基板実装装置の構成を示す図である。 表面実装機の1台の構成を示す図である。 1つのテープフィーダの構成を示す図である。 部品収納テープの構成を示す斜視図である。 表面実装機の1台、およびそれに配置された1台のテープフィーダ31の構成を示すブロック図である。 主制御部が実行する、送りモータが所定角回転するのに要する時間に基づくフィーダの自己診断処理を示すフローチャートである。 第2の実施の形態におけるテープフィーダの主制御部が実行する、巻き取りモータが所定角回転するのに要する時間に基づくテープフィーダの自己診断処理を示すフローチャートである。 第3の実施の形態におけるテープフィーダの主制御部が実行する、巻き取りモータの駆動電流値に基づくテープフィーダの自己診断処理を示すフローチャートである。
符号の説明
1 表面実装機
31 テープフィーダ
61 制御基板
342 送りモータ
342a エンコーダー
351 テープ剥離部
373 巻き取りモータ
373a エンコーダー
501 制御コントローラ
516 表示部
502 主制御部
503 記憶部
504 送りモータ駆動部
505 送りモータ電流検出部
506 送りモータ位置検出部
507 巻き取りモータ駆動部
508 巻き取りモータ電流検出部
509 巻き取りモータ位置検出部
T 部品収納テープ
T1 ベーステープ
T2 トップテープ

Claims (5)

  1. テープフィーダの動作状況を監視するテープフィーダ監視装置であって、
    前記テープフィーダは、
    前記テープフィーダを動作させるための少なくとも1つのモータと、
    前記テープフィーダが動作可能である状態において、前記モータの回転の状態に関するデータを検出する検出部とを含み、
    前記検出部が検出したデータをあらかじめ設定した所定の範囲と比較する比較部と、
    前記比較部での比較の結果、前記検出部が検出したデータが前記所定の範囲内にないときに、その旨を通知する通知部とを備え、
    前記検出部は、前記モータが所定角回転して前記テープフィーダで1つの部品が送られるのに要する駆動時間を検出し、
    前記比較部は、前記テープフィーダにより送出されるテープに収納されている部品のうち所定の部品供給部に位置する部品についてマウンターによる吸着動作が行われてから次の部品について前記マウンターによる吸着動作が行われるまでに要する時間よりも短くなるようにあらかじめ設定された時間である判定値と、前記検出部により検出された前記駆動時間とを比較し、
    前記通知部は、前記検出部により検出された前記駆動時間が前記判定値と同じかそれより短いとき、又は前記駆動時間が前記判定値よりも短いとき、前記その旨を通知する、テープフィーダ監視装置。
  2. 前記モータは、部品を収納したテープを所定間隔ずつ送出すための送りモータである、請求項1に記載のテープフィーダ監視装置。
  3. 請求項1又は2に記載のテープフィーダ監視装置を備えたテープフィーダであって、
    前記通知部は、前記検出部が検出したデータが前記所定の範囲内にない場合において前記その旨を通知するとき、前記テープフィーダを識別するための情報も通知する、テープフィーダ。
  4. 請求項1又は2に記載のテープフィーダ監視装置を備えた表面実装機であって、
    前記検出部が検出したデータが前記所定の範囲内にないときに、前記その旨を表示する表示部を備える、表面実装機。
  5. テープフィーダの動作状況を監視するテープフィーダ監視装置の制御方法であって、
    前記テープフィーダは、
    前記テープフィーダを動作させるための少なくとも1つのモータと、
    前記テープフィーダが動作可能である状態において、前記モータの回転の状態に関するデータを検出する検出部とを含み、
    前記検出部が検出したデータをあらかじめ設定した所定の範囲と比較する比較ステップと、
    前記比較ステップでの比較の結果、前記検出部が検出したデータが前記所定の範囲内にないときに、その旨を通知する通知ステップとを備え、
    前記検出部は、前記モータが所定角回転して前記テープフィーダで1つの部品が送られるのに要する駆動時間を検出し、
    前記比較ステップは、前記テープフィーダにより送出されるテープに収納されている部品のうち所定の部品供給部に位置する部品についてマウンターによる吸着動作が行われてから次の部品について前記マウンターによる吸着動作が行われるまでに要する時間よりも短くなるようにあらかじめ設定された時間である判定値と、前記検出部により検出された前記駆動時間とを比較し、
    前記通知ステップは、前記検出部により検出された前記駆動時間が前記判定値と同じかそれより短いとき、又は前記駆動時間が前記判定値よりも短いとき、前記その旨を通知する、テープフィーダ監視装置の制御方法。
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