JP5349011B2 - 正圧検査装置およびそれを用いた電子部品実装機、正圧検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、負圧により電子部品を吸着し、正圧により電子部品を解放する吸着ノズルの、正圧機能を検査する正圧検査装置およびそれを用いた電子部品実装機、正圧検査方法に関する。

電子部品実装機は、電子部品を回路基板に実装するのに用いられる。電子部品実装機は、テーブルと、吸着ノズルと、部品供給装置と、移動装置と、を備えている。テーブルには、回路基板が載置されている。吸着ノズルは、移動装置に装着されている。吸着ノズルには、負圧と正圧とが、切り替え可能に供給される。すなわち、吸着ノズルは、負圧により電子部品を吸着する。また、吸着ノズルは、正圧により電子部品を解放する。移動装置は、部品供給装置と回路基板との間を、移動可能である。

電子部品を回路基板に実装する場合、まず、移動装置は、部品供給装置まで移動する。そして、吸着ノズルが、部品供給装置から、負圧により電子部品を吸着する。続いて、移動装置は、部品供給装置から回路基板の所定位置（電子部品を配置する位置）まで移動する。そして、吸着ノズルが、正圧により電子部品を解放する。このような作業を、電子部品の配置数だけ繰り返すことにより、所定数の電子部品が回路基板に実装される。

ところで、吸着ノズルが所定の負圧を出力できない場合、吸着ノズルによる回路基板の吸着が困難になる。すなわち、吸着ノズルが、部品供給装置から、電子部品を円滑に受け取れなくなるおそれがある。

この点に鑑み、特許文献１には、吸着ノズルの負圧を検査する負圧検査装置および負圧検査方法が開示されている。同文献の段落［００９２］に開示されているように、同文献記載の負圧検査方法は、回路基板に対する電子部品の実装前、全枚数の回路基板に対する電子部品の実装後、電子部品の実装中（例えば、所定枚数の回路基板に対する電子部品の実装後）などに、適宜実行される。

また、同文献の［図１］、段落［００９４］に開示されているように、部品供給装置には、電子部品と同様に、負圧検出装置が取り付けられている。同文献記載の負圧検査装置によると、吸着ノズルを負圧検出装置に当接させた状態で、当該吸着ノズルに負圧を供給することにより、吸着ノズルの負圧を検査することができる。
特開平１０−１２６０９７号公報

しかしながら、負圧の検査同様に、吸着ノズルの正圧を検査することも重要である。吸着ノズルの正圧が所定の真空破壊圧に到達しない場合、吸着ノズルから電子部品が解放されにくくなる。このため、回路基板の所定位置に、電子部品が実装されないおそれがある。

また、実際には電子部品が付着しているにもかかわらず当該電子部品を解放したつもりの吸着ノズルが、次の電子部品を部品供給装置まで取りに行く際、吸着ノズルから電子部品が落下するおそれがある。あるいは、吸着ノズルが電子部品を部品供給装置まで持ち帰るおそれがある。

ここで、仮に、特許文献１に記載の負圧検査装置および負圧検査方法を、正圧の場合に応用する場合（当該応用は従来技術ではない）、同文献記載の負圧検査方法を応用した正圧検査方法を、他の作業に優先して実行すると、検査の間、電子部品の実装や回路基板の搬送などの作業が滞ることになる。このため、ダウンタイムが発生してしまう。

また、同文献記載の負圧検査装置を応用した正圧検査装置によると、部品供給装置に正圧検出装置が取り付けられている。部品供給装置に正圧検査装置を取り付けると、電子部品を吸着する際と正圧を検査する際とで吸着ノズルの軌跡が変わらない。このため、正圧検査用の特別な吸着ノズル制御が不要である。その反面、部品供給装置に正圧検査装置を取り付けると、部品供給装置の電子部品用のスロットが、検査装置に占領されてしまう。したがって、その分、部品供給装置に対する電子部品の装着数が少なくなる。

本発明の正圧検査装置およびそれを用いた電子部品実装機、正圧検査方法は、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、作業にダウンタイムが発生しにくい正圧検査装置およびそれを用いた電子部品実装機、正圧検査方法を提供することを目的とする。また、本発明は、部品供給装置など隣接装置に影響を及ぼさない正圧検査装置およびそれを用いた電子部品実装機を提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明の正圧検査装置は、電子部品に負圧を供給することにより該電子部品を吸着し、該電子部品に正圧を供給することにより該電子部品を解放する圧力供給孔を有する吸着ノズルの、該圧力供給孔の正圧を検査する正圧検査装置であって、サイクルスチールを実行するか否かを判別する判別部と、該サイクルスチールを実行する場合、前記電子部品の代わりに、前記圧力供給孔から負圧を供給されることにより該圧力供給孔に吸着され、該圧力供給孔から正圧を供給されることにより該圧力供給孔から解放され、吸着から解放に至るまで負圧を確保可能な圧力測定用試験片と、該圧力測定用試験片が該圧力供給孔から解放される際の、該圧力供給孔の正圧を検出する圧力センサと、を備えてなることを特徴とする。

つまり、本発明の正圧検査装置は、作業のサイクルスチール（ｃｙｃｌｅ ｓｔｅａｌ）を利用して、吸着ノズルの圧力供給孔の正圧を検査するものである。ここで、サイクルスチールとは、作業（例えば、電子部品実装機の場合は、回路基板に電子部品を実装すること）を行っていない時間を利用して、いわゆるキャリブレーション等の作業に必要な工程以外の工程を、行うことをいう。また、キャリブレーションとは、例えば、上下方向軸を中心軸とした吸着ノズルの回転中心の測定や、ボールねじ機構部の熱変位の測定などをいう。

作業においては、様々な「空き時間」が発生する。仮に、Ａ処理工程→搬送工程→Ｂ処理工程と進行する作業がある場合、搬送工程においては、Ａ処理工程におけるワークの処理待ちが発生する場合がある。また、Ｂ処理工程においては、搬送工程におけるワークの搬送待ちが発生する場合がある。このような空き時間は、日常的に発生する。本発明の正圧検査装置は、このような空き時間を利用して、吸着ノズルの圧力供給孔の正圧を検査するものである。本発明の正圧検査装置によると、正圧の検査のために、敢えて作業を中断する必要がない。このため、吸着ノズルの圧力供給孔の正圧検査目的で、作業にダウンタイムが発生することを抑制することができる。

（２）また、上記課題を解決するため、本発明の正圧検査装置は、回路基板が配置される基部と、該電子部品に負圧を供給することにより該電子部品を吸着し、該電子部品に正圧を供給することにより該電子部品を解放する圧力供給孔を有し、該回路基板に該電子部品を実装する吸着ノズルと、を備えてなり、該圧力供給孔の正圧を検査する正圧検査装置であって、さらに、前記電子部品の代わりに、前記圧力供給孔から負圧を供給されることにより該圧力供給孔に吸着され、該圧力供給孔から正圧を供給されることにより該圧力供給孔から解放され、吸着から解放に至るまで負圧を確保可能な圧力測定用試験片と、該圧力測定用試験片が該圧力供給孔から解放される際の、該圧力供給孔の正圧を検出する圧力センサと、を備えることを特徴とする。

本発明の正圧検査装置によると、例えば部品供給装置など隣接装置に、圧力測定用試験片を配置する必要がない。このため、隣接装置本来の機能を、正圧検査により、阻害するおそれがない。

（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記吸着ノズルの前記圧力供給孔の開口縁は、平坦面状を呈しており、前記圧力測定用試験片は、該圧力供給孔に吸着される平坦面状の吸着面を備える構成とする方がよい。本構成によると、圧力供給孔の開口縁と、圧力測定用試験片の吸着面と、の間から、圧力が漏れるのを抑制することができる。このため、正圧の検査精度が向上する。

（４）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記圧力測定用試験片は、前記圧力供給孔の開口縁の形状に沿って弾性的に変形可能であり、該圧力供給孔に吸着される柔軟な吸着面を備える構成とする方がよい。本構成によると、圧力供給孔の開口縁と、圧力測定用試験片の吸着面と、の間から、圧力が漏れるのを抑制することができる。このため、正圧の検査精度が向上する。

（５）好ましくは、上記（２）ないし（４）のいずれかの構成において、さらに、サイクルスチールを実行するか否かを判別する判別部を備え、該サイクルスチールを実行する場合、前記電子部品の代わりに、前記圧力測定用試験片を前記圧力供給孔に装着し、前記圧力センサが該圧力供給孔の正圧を検出する構成とする方がよい。

つまり、本構成は、作業のサイクルスチールを利用して、吸着ノズルの圧力供給孔の正圧を検査するものである。本構成によると、正圧の検査のために、敢えて作業を中断する必要がない。このため、吸着ノズルの圧力供給孔の正圧検査目的で、作業にダウンタイムが発生することを抑制することができる。

（６）また、上記課題を解決するため、本発明の電子部品実装機は、上記（１）ないし（５）のいずれかの構成の正圧検査装置と、前記電子部品が待機する部品供給装置と、前記吸着ノズルを移動させる移動装置と、を備えてなることを特徴とする。

上記（１）、（１）に従属する（３）、（１）に従属する（４）の構成の正圧検査装置を用いる場合、本構成によると、電子部品実装機の空き時間を利用して、吸着ノズルの圧力供給孔の正圧を検査することができる。

また、上記（２）、（２）に従属する（３）、（２）に従属する（４）、（５）の構成の正圧検査装置を用いる場合、本構成によると、部品供給装置に圧力測定用試験片を配置する必要がない。このため、部品供給装置に対する電子部品の装着数が少なくなるおそれがない。

（７）好ましくは、上記（６）の構成において、さらに、前記圧力供給孔に対する前記電子部品の吸着状態の良否を判別するために、該電子部品を吸着した該圧力供給孔における、該電子部品と該圧力供給孔の開口とを、所定の撮像位置において、撮像する撮像装置と、キャリブレーションのために、所定のタイミングで該電子部品の代わりに該圧力供給孔に吸着され、該撮像位置において該圧力供給孔の開口と共に該撮像装置に撮像され、撮像後に該圧力供給孔から解放される補正用試験片と、を備え、該補正用試験片は、前記圧力測定用試験片と兼用である構成とする方がよい。

ここで、キャリブレーションとは、例えば、上下方向軸を中心軸とした吸着ノズルの回転中心の測定や、ボールねじ機構部の熱変位の測定などをいう。

吸着ノズルの圧力供給孔が電子部品を吸着する場合、圧力供給孔が電子部品の端部などを吸着すると、回路基板の所定位置に電子部品が実装されないおそれがある。また、電子部品搬送中に、吸着ノズルの圧力供給孔から電子部品が脱落するおそれがある。

この点に鑑み、電子部品実装機では、撮像装置を用いて、圧力供給孔に対する電子部品の吸着状態の良否を判別している。撮像位置において、圧力供給孔の開口の中心と撮像装置の中心とは、予め一致するように設定されている。

しかしながら、圧力供給孔の開口の中心と撮像装置の中心とは、吸着ノズルの構成部材や撮像装置の構成部材の熱膨張などにより、ずれる場合がある。そこで、電子部品実装機には、当該ずれを補正するための補正用試験片が装備されている。

補正用試験片は、所定のタイミングで、電子部品の代わりに圧力供給孔に吸着される。そして、撮像位置において、圧力供給孔の開口と共に撮像装置に撮像される。補正用試験片を撮像することにより、圧力供給孔の開口の中心と、撮像装置の中心と、のずれ量が判る。このため、当該ずれ量分を加味して撮像位置を再設定することにより、当該ずれを補正することができる。

本構成は、補正用試験片と、圧力測定用試験片と、を兼用するものである。すなわち、補正用試験片（＝圧力測定用試験片）を吸着、解放することにより、吸着ノズルの圧力供給孔の正圧を検査するものである。本構成によると、電子部品実装機に既設の装置を利用して、吸着ノズルの圧力供給孔の正圧を検査することができる。このため、従来からある電子部品実装機に、正圧検査機能をアドオンしやすい。したがって、本構成の電子部品実装機は、汎用性が高い。

（８）また、上記課題を解決するため、本発明の正圧検査方法は、電子部品に負圧を供給することにより該電子部品を吸着し、該電子部品に正圧を供給することにより該電子部品を解放する圧力供給孔を有する吸着ノズルの、該圧力供給孔の正圧を検査する正圧検査方法であって、サイクルスチールを実行するか否かを判別する判別ステップと、該サイクルスチールを実行する場合、前記電子部品の代わりに、前記圧力供給孔から圧力測定用試験片に負圧を供給することにより、該圧力供給孔で該圧力測定用試験片を吸着する吸着ステップと、該圧力供給孔から圧力測定用試験片に正圧を供給することにより、該圧力供給孔から圧力測定用試験片を解放し、解放する際の該圧力供給孔の正圧を検出する解放ステップと、を有することを特徴とする。

本発明の正圧検査方法は、作業のサイクルスチールを利用して、吸着ノズルの圧力供給孔の正圧を検査するものである。本発明の正圧検査方法によると、正圧の検査のために、敢えて作業を中断する必要がない。このため、吸着ノズルの圧力供給孔の正圧検査目的で、作業にダウンタイムが発生することを抑制することができる。

本発明によると、作業にダウンタイムが発生しにくい正圧検査装置およびそれを用いた電子部品実装機、正圧検査方法を提供することができる。また、本発明によると、部品供給装置など隣接装置に影響を及ぼさない正圧検査装置およびそれを用いた電子部品実装機を提供することができる。

以下、本発明の正圧検査装置およびそれを用いた電子部品実装機、正圧検査方法の実施の形態について説明する。

＜電子部品実装機の構成＞
まず、本実施形態の電子部品実装機の構成について説明する。なお、以下の説明は、本実施形態の正圧検査装置の構成についての説明を兼ねている。図１に、本実施形態の電子部品実装機の透過斜視図を示す。図２に、同電子部品実装機の模式上面図を示す。図１、図２に示すように、本実施形態の電子部品実装機１は、部品供給装置２と、移動装置３と、一対のパーツカメラ４と、正圧検査装置５と、フレーム６（図２においては省略）と、を備えている。パーツカメラ４は、本発明の撮像装置に含まれる。

［部品供給装置］
部品供給装置２は、フレーム６の前方に配置されている。部品供給装置２は、複数のカセット式フィーダ２０と、フィーダ収容部材２１と、を備えている。フィーダ収容部材２１には、複数のスロット２１０が区画されている。カセット式フィーダ２０は、スロット２１０に装着されている。カセット式フィーダ２０は、供給リール２００と、部品取出部（図略）と、を備えている。供給リール２００は、細長いテープが巻回されて形成されている。供給リール２００は、円板状を呈している。供給リール２００のテープには、長手方向に所定間隔ごとに離間して、複数の電子部品が封入されている。電子部品は、後述する吸着ノズル５０により、部品取出部から取り出される。

［パーツカメラ］
一対のパーツカメラ４は、後述するＸ軸方向移動部３０に固定されている。また、一対のパーツカメラ４は、後述する一対のＸ軸方向ガイドレール３３付近に配置されている。一対のパーツカメラ４により、後述する吸着ノズル５０に対する電子部品の吸着状態を検出する。

［移動装置］
移動装置３は、図１に示すように、フレーム６の内部に配置されている。図３に、本実施形態の電子部品実装機の移動装置の斜視図を示す。図４に、同移動装置の分解斜視図を示す。図５に、同移動装置のＹ軸方向移動部の斜視図を示す。図６に、同Ｙ軸方向移動部の分解斜視図を示す。

図２〜図４に示すように、移動装置３は、Ｘ軸方向移動部３０と、Ｘ軸方向移動用モータ３１と、Ｘ軸方向ボールねじ機構部３２と、一対のＸ軸方向ガイドレール３３と、Ｙ軸方向移動部３４と、を備えている。

一対のＸ軸方向ガイドレール３３は、Ｘ軸方向（左右方向。回路基板の搬送方向）に延在している。一対のＸ軸方向ガイドレール３３は、Ｙ軸方向（前後方向）に並んで、略平行に配置されている。

Ｘ軸方向移動用モータ３１は、一対のＸ軸方向ガイドレール３３間の右端に、配置されている。Ｘ軸方向移動用モータ３１は、後述するテーブル５４の下方に配置されている。図４に示すように、Ｘ軸方向ボールねじ機構部３２は、シャフト３２０と、ナット部３２１と、を備えている。シャフト３２０は、Ｘ軸方向に延在している。シャフト３２０の右端は、Ｘ軸方向移動用モータ３１の駆動軸に連結されている。ナット部３２１は、Ｘ軸方向移動部３０の下面に固定されている。シャフト３２０は、ナット部３２１に、挿通されている。シャフト３２０の外周面と、ナット部３２１の内周面と、には、各々、螺旋状の溝が形成されている。双方の溝同士の隙間には、複数のボール（図略）が、転動可能に収容されている。

Ｘ軸方向移動部３０は、本体３００と、Ｙ軸方向移動用モータ３０１と、ベルト３０２と、Ｙ軸方向ボールねじ機構部３０３と、一対のＹ軸方向ガイドレール３０４と、を備えている。本体３００は、Ｙ軸方向に延在する直方体状を呈している。本体３００は、一対のＸ軸方向ガイドレール３３に対して、Ｘ軸方向に移動可能に係合している。一対のＹ軸方向ガイドレール３０４は、本体３００の右面に配置されている。一対のＹ軸方向ガイドレール３０４は、Ｙ軸方向に延在している。一対のＹ軸方向ガイドレール３０４は、Ｚ軸方向（上下方向）に並んで、略平行に配置されている。Ｙ軸方向移動用モータ３０１は、一対のＹ軸方向ガイドレール３０４間の前端に、配置されている。Ｙ軸方向移動用モータ３０１は、本体３００内部に格納されている。Ｙ軸方向ボールねじ機構部３０３は、シャフト３０３ａと、ナット部（図略）と、を備えている。シャフト３０３ａは、Ｙ軸方向に延在している。シャフト３０３ａの前端は、Ｙ軸方向移動用モータ３０１の駆動軸に、ベルト３０２を介して、連結されている。ナット部は、Ｙ軸方向移動部３４の左面に固定されている。シャフト３０３ａは、ナット部に、挿通されている。Ｘ軸方向ボールねじ機構部３２の場合と同様に、シャフト３０３ａの外周面と、ナット部の内周面と、には、各々、螺旋状の溝が形成されている。双方の溝同士の隙間には、複数のボールが、転動可能に収容されている。

Ｙ軸方向移動部３４は、図５に示すように、本体３４０と、Ｚ軸方向移動用モータ３４１と、Ｚ軸方向ボールねじ機構部３４２と、Ｚ軸方向移動部３４３と、Ｒ軸方向移動用モータ３４４と、一対の被ガイド部３４５と、を備えている。本体３４０は、板状を呈している。一対の被ガイド部３４５は、本体３４０の左面に配置されている。一対の被ガイド部３４５は、図４に示すように、Ｘ軸方向移動部３０の一対のＹ軸方向ガイドレール３０４に対して、Ｙ軸方向に移動可能に係合している。Ｚ軸方向移動部３４３は、本体３４０の右側に配置されている。同様に、Ｚ軸方向移動用モータ３４１は、本体３４０の右側に配置されている。Ｚ軸方向移動用モータ３４１とＺ軸方向移動部３４３とは、Ｚ軸方向ボールねじ機構部３４２を介して、動力伝達可能である。Ｚ軸方向移動部３４３は、本体３４０に対して、Ｚ軸方向に移動可能である。Ｚ軸方向移動部３４３の下端には、吸着ヘッド３４３ａが配置されている。吸着ヘッド３４３ａは、Ｒ軸方向移動用モータ３４４の駆動力により、Ｚ軸周りに回転可能である。吸着ヘッド３４３ａには、図６に示すように、吸着ノズル５０が装着されている。

図７に、本実施形態の電子部品実装機の吸着ヘッド付近の電子部品吸着時における模式断面図を示す。図８に、同吸着ヘッド付近の電子部品解放時における模式断面図を示す。図７、図８に示すように、吸着ヘッド３４３ａの内部には、ノズル用圧力供給孔３４３ｂと、電子部品用圧力供給孔３４３ｃと、が形成されている。電子部品用圧力供給孔３４３ｃは、吸着ヘッド３４３ａの中心軸部分に形成されている。ノズル用圧力供給孔３４３ｂは、電子部品用圧力供給孔３４３ｃの、径方向外側に形成されている。ノズル用圧力供給孔３４３ｂは、電磁バルブＶ１を介して、真空ポンプおよびエア配管に、切り替え可能に接続されている。電子部品用圧力供給孔３４３ｃは、電磁バルブＶ２を介して、真空ポンプおよびエア配管に、切り替え可能に接続されている。電子部品用圧力供給孔３４３ｃとエア配管との間には、圧力センサ５３が介装されている。

吸着ノズル５０は、端板部５００と、軸部５０１と、を備えている。端板部５００は、円板状を呈している。端板部５００は、ノズル用圧力供給孔３４３ｂを封止している。軸部５０１は、円柱状であって、端板部５００から下方に延在している。吸着ノズル５０の内部には、端板部５００および軸部５０１を貫通して、圧力供給孔５０２が形成されている。圧力供給孔５０２は、電子部品用圧力供給孔３４３ｃに連通している。圧力供給孔５０２の内部には、フィルタ５０３が配置されている。圧力供給孔５０２の開口５０２ａは、軸部５０１の下端に開設されている。

［正圧検査装置］
図９に、本実施形態の電子部品実装機のブロック図を示す。図１〜図９に示すように、正圧検査装置５は、吸着ノズル５０と、判別部５１と、圧力測定用試験片５２と、圧力センサ５３と、テーブル５４と、を備えている。テーブル５４は、本発明の基部に含まれる。

吸着ノズル５０は、上述したように、吸着ヘッド３４３ａに装着されている。判別部５１は、図９に示すように、入力ポート５１０と、出力ポート５１１と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５１３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５１４と、を備えている。入力ポート５１０は、パーツカメラ４および圧力センサ５３と、電気的に接続されている。出力ポート５１１は、各々、駆動回路を介して、移動装置３の、Ｘ軸方向移動用モータ３１、Ｙ軸方向移動用モータ３０１、Ｚ軸方向移動用モータ３４１、Ｒ軸方向移動用モータ３４４と電気的に接続されている。また、出力ポート５１１は、駆動回路を介して、電磁バルブＶ２と電気的に接続されている。また、出力ポート５１１は、フレーム６前面のディスプレイ６０に電気的に接続されている。

テーブル５４は、フレーム６の内部に配置されている。図２に示すように、テーブル５４の、一対のＸ軸方向ガイドレール３３間の部分には、回路基板８１が配置される。回路基板８１は、図示しない搬入コンベアにより、一対のＸ軸方向ガイドレール３３間の部分に搬入される。また、回路基板８１は、図示しない搬出コンベアにより、一対のＸ軸方向ガイドレール３３間の部分から搬出される。

図１０に、本実施形態の電子部品実装機の正圧検査装置の圧力測定用試験片の上面図を示す。圧力測定用試験片５２は、ガラス製であって、正方形板状を呈している。圧力測定用試験片５２には、図１０にハッチングで示すように、Ｃｒ製のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）パターンがプリントされている。圧力測定用試験片５２は、テーブル５４の前縁付近に配置されている。圧力測定用試験片５２の上面は、吸着面５２０である。吸着面５２０は、平坦面状を呈している。

＜電子部品実装機の動き＞
次に、本実施形態の電子部品実装機の動きについて説明する。

［吸着ノズルのＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｒ軸方向の動き］
吸着ノズル５０をＸ軸方向に移動させる場合は、図９に示すように、判別部５１により、駆動回路を介して、Ｘ軸方向移動用モータ３１を駆動する。Ｘ軸方向移動用モータ３１の駆動力は、図４に示すように、Ｘ軸方向ボールねじ機構部３２を介して、Ｘ軸方向移動部３０に伝達する。当該駆動力により、Ｘ軸方向移動部３０つまり吸着ノズル５０を、Ｘ軸方向に移動させる。

吸着ノズル５０をＹ軸方向に移動させる場合は、図９に示すように、判別部５１により、駆動回路を介して、Ｙ軸方向移動用モータ３０１を駆動する。Ｙ軸方向移動用モータ３０１の駆動力は、図４に示すように、Ｙ軸方向ボールねじ機構部３０３を介して、Ｙ軸方向移動部３４に伝達する。当該駆動力により、Ｙ軸方向移動部３４つまり吸着ノズル５０を、Ｙ軸方向に移動させる。

吸着ノズル５０をＺ軸方向に移動させる場合は、図９に示すように、判別部５１により、駆動回路を介して、Ｚ軸方向移動用モータ３４１を駆動する。Ｚ軸方向移動用モータ３４１の駆動力は、図５に示すように、Ｚ軸方向ボールねじ機構部３４２を介して、Ｚ軸方向移動部３４３に伝達する。当該駆動力により、Ｚ軸方向移動部３４３つまり吸着ノズル５０を、Ｚ軸方向に移動させる。

吸着ノズル５０をＲ軸方向（Ｚ軸の軸周り方向）に移動させる場合は、図９に示すように、判別部５１により、駆動回路を介して、Ｒ軸方向移動用モータ３４４を駆動する。Ｒ軸方向移動用モータ３４４の駆動力は、図５に示すように、吸着ヘッド３４３ａに伝達する。当該駆動力により、吸着ヘッド３４３ａつまり吸着ノズル５０を、Ｚ軸周りに回転させる。

［吸着ノズルの電子部品吸着時、解放時の動き］
吸着ノズル５０により電子部品８０を吸着する場合は、図９に示すように、判別部５１により、駆動回路を介して、電磁バルブＶ２を駆動する。具体的には、電磁バルブＶ２を、図７に示す状態にする。すなわち、真空ポンプと電子部品用圧力供給孔３４３ｃと圧力供給孔５０２とを連通させる。そして、負圧により、電子部品８０を吸着する。

吸着ノズル５０から電子部品８０を解放する場合は、図９に示すように、判別部５１により、駆動回路を介して、電磁バルブＶ２を駆動する。具体的には、電磁バルブＶ２を、図８に示す状態にする。すなわち、エア配管と電子部品用圧力供給孔３４３ｃと圧力供給孔５０２とを連通させる。そして、正圧により、電子部品８０を解放する。

［電子部品実装時の動き］
電子部品実装時においては、上述した吸着ノズル５０の動きが、適宜、組み合わされて実行される。すなわち、まず、Ｘ軸方向移動用モータ３１、Ｙ軸方向移動用モータ３０１、Ｚ軸方向移動用モータ３４１を、適宜組み合わせて駆動することにより、吸着ノズル５０を図１、図２に示す部品供給装置２の部品取出部に配置する。次に、電磁バルブＶ２を駆動することにより、図７に示すように負圧により電子部品８０を吸着する。それから、Ｙ軸方向移動用モータ３０１を駆動することにより、電子部品８０吸着済みの吸着ノズル５０を、パーツカメラ４の上方まで移動させる。すなわち、吸着ノズル５０を、所定の撮像位置まで移動させる。撮像位置においては、吸着ノズル５０の圧力供給孔５０２に対する電子部品８０の吸着状態の良否を、判別部５１が判別する。なお、撮像位置において、圧力供給孔５０２の開口５０２ａの中心とパーツカメラ４の中心とは、予め一致するように設定されている。その後、回路基板８１の所定位置において、吸着ノズル５０は電子部品８０を解放する。

電子部品８０を解放する際の動きを詳しく説明する。図１１に、電子部品を解放する際の吸着ノズルの圧力と軌跡との関係を模式的に示す。電子部品８０を解放する際は、まず、Ｘ軸方向移動用モータ３１、Ｙ軸方向移動用モータ３０１を、適宜組み合わせて駆動することにより、吸着ノズル５０を図１、図２に示す回路基板８１の所定位置の真上に配置する。続いて、Ｚ軸方向移動用モータ３４１を駆動することにより、図１１に示すように、吸着ノズル５０をノズル下降端まで下降させる。それから、電磁バルブＶ２を駆動することにより、吸着ノズル５０の電子部品８０に対する圧力を、電子部品吸着圧（負圧）から、真空破壊圧（正圧）まで、上昇させる。真空破壊圧は、所定の真空破壊時間に亘って、電子部品８０に供給される。真空破壊圧の供給により、吸着ノズル５０から電子部品８０が解放される。真空破壊時間が経過したら、再びＺ軸方向移動用モータ３４１を駆動することにより、吸着ノズル５０を上昇させる。並びに、吸着ノズル５０に大気圧を導入する。このようにして、電子部品８０を解放する。すなわち、電子部品８０を回路基板８１の所定位置に実装する。このような作業を、電子部品８０の配置数だけ繰り返すことにより、所定数の電子部品８０を回路基板８１に実装する。

［撮像位置補正時の動き］
次に、撮像位置補正時の動きについて説明する。撮像位置の補正は、後述するサイクルスチール時に実行される。撮像位置においては、上述したように、圧力供給孔５０２の開口５０２ａの中心とパーツカメラ４の中心とは、予め一致するように設定されている。しかしながら、開口５０２ａの中心とパーツカメラ４の中心とは、吸着ノズル５０の構成部材やパーツカメラ４の構成部材の熱膨張などにより、ずれる場合がある。そこで、電子部品実装機１には、当該ずれを補正するための補正用試験片（＝圧力測定用試験片５２）が装備されている。

撮像位置を補正する場合は、まず、Ｘ軸方向移動用モータ３１、Ｙ軸方向移動用モータ３０１、Ｚ軸方向移動用モータ３４１を、適宜組み合わせて駆動することにより、吸着ノズル５０を図２に示す圧力測定用試験片５２に当接させる。次に、電磁バルブＶ２を駆動することにより、図７に示す電子部品８０のように、負圧により圧力測定用試験片５２を吸着する。それから、Ｙ軸方向移動用モータ３０１を駆動することにより、圧力測定用試験片５２吸着済みの吸着ノズル５０を、撮像位置まで移動させる。その後、撮像位置において、Ｒ軸方向移動用モータ３４４を駆動することにより、吸着ノズル５０に吸着した圧力測定用試験片５２を、パーツカメラ４に対して、Ｚ軸周りに回転させる。パーツカメラ４は、回転中の圧力測定用試験片５２を撮像する。

図９に示す判別部５１は、まず、パーツカメラ４の画像から、圧力測定用試験片５２の回転軸（回転中心）を算出する。次に、判別部５１は、当該回転軸から、圧力測定用試験片５２の回転軸と、パーツカメラ４の中心と、のずれ量を算出する。続いて、判別部５１は、算出したずれ量から、圧力供給孔５０２の開口５０２ａの中心とパーツカメラ４の中心とが一致するように、撮像位置を補正する。

補正後は、再びＸ軸方向移動用モータ３１、Ｙ軸方向移動用モータ３０１、Ｚ軸方向移動用モータ３４１を、適宜組み合わせて駆動することにより、まず、圧力測定用試験片５２を元の位置（図２参照）まで復帰させる。続いて、吸着ノズル５０の圧力供給孔５０２に大気圧を導入する。そして、圧力測定用試験片５２を圧力供給孔５０２から解放する。このようにして、撮像位置の補正が実行される。

＜正圧検査方法＞
次に、本実施形態の正圧検査方法について説明する。本実施形態の正圧検査方法は、判別ステップと、吸着ステップと、解放ステップと、を有している。

［判別ステップ］
図１２に、正圧検査方法の判別ステップのフローチャートを示す。図１２に示すように、判別ステップにおいては、図９に示す判別部５１が、サイクルスチールインターバルが経過しているか否かを判別する（ＳＴＥＰ１）。なお、サイクルスチールインターバルとは、生産（電子部品実装作業）の小休止を利用して、電子部品実装機１の部品搭載精度を保持する行為などを行うための間隔のことをいう。サイクルスチールインターバルが経過している場合は、判別部５１が、電子部品実装機１が前工程からの回路基板８１が搬入されるのを待っている状態か否かを判別する（ＳＴＥＰ２）。回路基板８１待ちの状態である場合は、サイクルスチールを実行する（ＳＴＥＰ５）。すなわち、電子部品実装機１の部品搭載精度を保持するために、吸着ノズル５０のＲ軸方向（Ｚ軸の軸周り方向）回転中心の測定や、Ｘ軸方向ボールねじ機構部３２、Ｙ軸方向ボールねじ機構部３０３、Ｚ軸方向ボールねじ機構部３４２の熱変位の測定などを行う。

一方、ＳＴＥＰ１において、サイクルスチールインターバルが経過していない場合は、サイクルスチールを実行しない（ＳＴＥＰ３）。

また、ＳＴＥＰ２において、回路基板８１待ちの状態でない場合は、判別部５１が、サイクルスチールインターバルおよびインターバルリミットが双方とも経過したか否かを判別する（ＳＴＥＰ４）。なお、インターバルリミットとは、部品搭載精度が保証できる限界の時間間隔のことをいう。サイクルスチールインターバルおよびインターバルリミットが双方とも経過した場合は、サイクルスチールを実行する（ＳＴＥＰ５）。一方、サイクルスチールインターバルおよびインターバルリミットの双方または片方が経過していない場合は、サイクルスチールを実行しない（ＳＴＥＰ３）。このように、判別ステップにおいては、所定の条件を満たす場合に、判別部５１が、サイクルスチールの実行を決定する。

［吸着ステップ］
吸着ステップは、サイクルスチールの間に実行される。吸着ステップにおいては、前記撮像位置補正時と同様に、まず、Ｘ軸方向移動用モータ３１、Ｙ軸方向移動用モータ３０１、Ｚ軸方向移動用モータ３４１を、適宜組み合わせて駆動することにより、吸着ノズル５０を図２に示す圧力測定用試験片５２に当接させる。次に、電磁バルブＶ２を駆動することにより、図７に示す電子部品８０のように、負圧により圧力測定用試験片５２を吸着する。吸着ノズル５０の圧力測定用試験片５２に対する圧力は、図１１に示す電子部品吸着圧（負圧）まで下降させる。

［解放ステップ］
解放ステップは、吸着ステップ同様に、サイクルスチールの間に実行される。解放ステップにおいては、電磁バルブＶ２を駆動することにより、吸着ノズル５０の電子部品８０に対する圧力を、電子部品吸着圧から、真空破壊圧（ただし、この時点においては、所定の真空破壊圧が出力されているか否かは不明）まで、上昇させる。

この際、図８に示すように、圧力センサ５３により、吸着ノズル５０の圧力を測定する。測定された圧力（測定値）は、図９に示すように、判別部５１に入力される。判別部５１のＲＯＭ５１３には、予め、真空破壊圧（設定値）が格納されている。ＣＰＵ５１２は、測定値と設定値とを比較する。比較の結果、測定値が設定値以上の場合、ＣＰＵ５１２は、吸着ノズル５０から圧力測定用試験片５２に対して、所定の真空破壊圧が出力されていると判別する。

一方、ＣＰＵ５１２による比較の結果、測定値が設定値未満の場合、ＣＰＵ５１２は、吸着ノズル５０から圧力測定用試験片５２に対して、所定の真空破壊圧が出力されていないと判別する。この場合は、出力ポート５１１を介して、図１に示すディスプレイ６０に真空破壊圧が不足している旨のメッセージを表示する。

＜作用効果＞
次に、本実施形態の正圧検査装置およびそれを用いた電子部品実装機、正圧検査方法の作用効果について説明する。本実施形態の正圧検査装置５、電子部品実装機１、正圧検査方法によると、作業のサイクルスチールを利用して、吸着ノズル５０の圧力供給孔５０２の正圧を検査している。すなわち、回路基板８１に電子部品８０を実装していない時間を利用して、各種測定と並行して、圧力供給孔５０２の正圧を検査している。このため、本実施形態の正圧検査装置５によると、正圧の検査のために、敢えて作業を中断する必要がない。このため、吸着ノズル５０の圧力供給孔５０２の正圧検査目的で、作業にダウンタイムが発生することを抑制することができる。

また、本実施形態の正圧検査装置５、電子部品実装機１、正圧検査方法によると、回路基板８１が配置されるテーブル５４に、圧力測定用試験片５２が配置されている。このため、本実施形態の正圧検査装置５、電子部品実装機１によると、部品供給装置２に、圧力測定用試験片５２を配置する必要がない。このため、部品供給装置２の複数のスロット２１０の一部が、圧力測定用試験片５２に、占領されるおそれがない。したがって、部品供給装置２に待機する電子部品８０の配置数が、正圧検査のために、減少するおそれがない。

また、本実施形態の正圧検査装置５、電子部品実装機１、正圧検査方法によると、吸着ノズル５０の圧力供給孔５０２の開口５０２ａの口縁、および圧力測定用試験片５２の吸着面５２０は、共に平坦面状を呈している。このため、圧力供給孔５０２の開口５０２ａの口縁と、圧力測定用試験片５２の吸着面５２０と、の間から、圧力が漏れるのを抑制することができる。したがって、正圧の検査精度が向上する。

また、本実施形態の正圧検査装置５、電子部品実装機１、正圧検査方法によると、圧力測定用試験片５２が、補正用試験片を兼ねている。すなわち、圧力測定用試験片５２により、吸着ノズル５０の正圧検査と、圧力供給孔５０２の開口５０２ａの中心とパーツカメラ４の中心とのずれ量の測定と、を実行している。このため、補正用試験片と圧力測定用試験片５２とを別々に設置する場合と比較して、部品点数が少なくなる。また、補正用試験片は、従来からある電子部品実装機に、既に設置されている場合が多い。このため、従来からある電子部品実装機に、正圧検査機能をアドオンしやすい。したがって、本実施形態の電子部品実装機１は、汎用性が高い。

＜その他＞
以上、本発明の正圧検査装置５およびそれを用いた電子部品実装機１、正圧検査方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、圧力測定用試験片５２をエラストマー製としてもよい。こうすると、吸着面５２０が柔軟になる。すなわち、吸着面５２０が圧力供給孔５０２の開口５０２ａの口縁に沿って、弾性的に変形可能となる。このため、圧力供給孔５０２の開口５０２ａの口縁と、圧力測定用試験片５２の吸着面５２０と、の間から、圧力が漏れるのを抑制することができる。

また、吸着ノズル５０が所定の真空破壊圧を出力していない場合、ディスプレイ６０にメッセージを表示する他、ブザーやサイレンなどを鳴らして、圧力不良をオペレータに知らせてもよい。また、ランプを点灯、点滅させて、圧力不良をオペレータに知らせてもよい。また、電子部品実装機１は、単独で配置しても、処理方向に沿って複数並べて配置してもよい。

また、サイクルスチールは、図１２に示すタイミングの他、例えば電子部品実装機１の起動直後などに実行してもよい。また、上記実施形態においては、本発明の正圧検査装置５、正圧検査方法を、電子部品実装機１に適用したが、例えば、食品をパック詰めする際の蓋乗せ装置などに適用してもよい。

本発明の電子部品実装機の一実施形態となる電子部品実装機の透過斜視図である。 同電子部品実装機の模式上面図である。 同電子部品実装機の移動装置の斜視図である。 同移動装置の分解斜視図である。 同移動装置のＹ軸方向移動部の斜視図である。 同Ｙ軸方向移動部の分解斜視図である。 同電子部品実装機の吸着ヘッド付近の電子部品吸着時における模式断面図である。 同吸着ヘッド付近の電子部品解放時における模式断面図である。 同電子部品実装機のブロック図である。 同電子部品実装機のブロック図である。 電子部品を解放する際の吸着ノズルの圧力と軌跡との関係を示す模式図である。 本発明の正圧検査方法の一実施形態となる正圧検査方法の判別ステップのフローチャートである。

符号の説明

１：電子部品実装機、２：部品供給装置、３：移動装置、４：パーツカメラ（撮像装置）、５：正圧検査装置、６：フレーム。
２０：カセット式フィーダ、２１：フィーダ収容部材、３０：Ｘ軸方向移動部、３１：Ｘ軸方向移動用モータ、３２：Ｘ軸方向ボールねじ機構部、３３：Ｘ軸方向ガイドレール、３４：Ｙ軸方向移動部、５０：吸着ノズル、５１：判別部、５２：圧力測定用試験片、５３：圧力センサ、５４：テーブル（基部）、６０：ディスプレイ、８０：電子部品、８１：回路基板。
２００：供給リール、２１０：スロット、３００：本体、３０１：Ｙ軸方向移動用モータ、３０２：ベルト、３０３：Ｙ軸方向ボールねじ機構部、３０３ａ：シャフト、３０４：Ｙ軸方向ガイドレール、３２０：シャフト、３２１：ナット部、３４０：本体、３４１：Ｚ軸方向移動用モータ、３４２：Ｚ軸方向ボールねじ機構部、３４３：Ｚ軸方向移動部、３４３ａ：吸着ヘッド、３４３ｂ：ノズル用圧力供給孔、３４３ｃ：電子部品用圧力供給孔、３４４：Ｒ軸方向移動用モータ、３４５：被ガイド部、５００：端板部、５０１：軸部、５０２：圧力供給孔、５０２ａ：開口、５０３：フィルタ、５１０：入力ポート、５１１：出力ポート、５１２：ＣＰＵ、５１３：ＲＯＭ、５１４：ＲＡＭ、５２０：吸着面。
Ｖ１：電磁バルブ、Ｖ２：電磁バルブ。

Claims (8)

1. 電子部品に負圧を供給することにより該電子部品を吸着し、該電子部品に正圧を供給することにより該電子部品を解放する圧力供給孔を有する吸着ノズルの、該圧力供給孔の正圧を検査する正圧検査装置であって、
   前記電子部品の代わりに、前記圧力供給孔から負圧を供給されることにより該圧力供給孔に吸着され、該圧力供給孔から正圧を供給されることにより該圧力供給孔から解放され、吸着から解放に至るまで該圧力供給孔に保持される圧力測定用試験片と、
   該圧力測定用試験片が該圧力供給孔から解放される際の、該圧力供給孔の正圧を検出する圧力センサと、
   を備え、
   前記圧力測定用試験片は、前記圧力供給孔の開口縁の形状に沿って弾性的に変形可能であり、該圧力供給孔に吸着される柔軟な吸着面を備えることを特徴とする正圧検査装置。
2. さらに、サイクルスチールを実行するか否かを判別する判別部を備え、
   該サイクルスチールを実行する場合、前記電子部品の代わりに、前記圧力測定用試験片を前記圧力供給孔に装着し、前記圧力センサが該圧力供給孔の正圧を検出する請求項１に記載の正圧検査装置。
3. さらに、回路基板が配置される基部を備え、
   前記吸着ノズルは、該回路基板に前記電子部品を実装する請求項１または請求項２に記載の正圧検査装置。
4. 前記吸着ノズルの前記圧力供給孔の開口縁は、平坦面状を呈しており、
   前記吸着面は、平坦面状を呈している請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の正圧検査装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の正圧検査装置と、前記電子部品が待機する部品供給装置と、前記吸着ノズルを移動させる移動装置と、を備えてなる電子部品実装機。
6. さらに、前記圧力供給孔に対する前記電子部品の吸着状態の良否を判別するために、該電子部品を吸着した該圧力供給孔における、該電子部品と該圧力供給孔の開口とを、所定の撮像位置において、撮像する撮像装置と、
   キャリブレーションのために、所定のタイミングで該電子部品の代わりに該圧力供給孔に吸着され、該撮像位置において該圧力供給孔の開口と共に該撮像装置に撮像され、撮像後に該圧力供給孔から解放される補正用試験片と、
   を備え、
   該補正用試験片は、前記圧力測定用試験片と兼用である請求項５に記載の電子部品実装機。
7. 電子部品に負圧を供給することにより該電子部品を吸着し、該電子部品に正圧を供給することにより該電子部品を解放する圧力供給孔を有する吸着ノズルの、該圧力供給孔の正圧を検査する正圧検査方法であって、
   前記電子部品の代わりに、前記圧力供給孔から圧力測定用試験片に負圧を供給することにより、該圧力供給孔で該圧力測定用試験片を吸着する吸着ステップと、
   該圧力供給孔から該圧力測定用試験片に正圧を供給することにより、該圧力供給孔から該圧力測定用試験片を解放し、解放する際の該圧力供給孔の正圧を検出する解放ステップと、
   を有し、
   前記圧力測定用試験片は、前記圧力供給孔の開口縁の形状に沿って弾性的に変形可能であり、該圧力供給孔に吸着される柔軟な吸着面を備えることを特徴とする正圧検査方法。
8. さらに、サイクルスチールを実行するか否かを判別する判別ステップを有し、
   該サイクルスチールを実行する場合、前記吸着ステップを実行する請求項７に記載の正圧検査方法。

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