JP5861037B2

JP5861037B2 - 部品実装装置及び部品実装方法

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Publication number: JP5861037B2
Application number: JP2012130574A
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Inventors: 泰行石谷; 慎二山本
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Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Filing date: 2012-06-08
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Description

本発明は、基板への部品の装着を行う部品実装装置及び部品実装方法に関するものである。

部品実装装置は、装着ヘッドが備える複数のノズル取り付け部のそれぞれに吸着ノズルが取り付けられた構成を有し、装着ヘッドを部品供給部と基板との間で移動させて各吸着ノズルによる部品供給部からの部品の吸着とその吸着した部品の基板への装着を交互に行うようになっている。

このような構成の部品実装装置において、吸着ノズルには個体差があってノズル先端部の傾き等に起因して生じる先端部の位置ずれが存在し、吸着ノズルによる部品の吸着時や基板への部品の装着時には、各吸着ノズルの先端部の位置ずれを考慮した吸着ノズルの位置制御データの補正がなされる。このとき使用される補正用データは、各吸着ノズルをノズル取り付け部に取り付けた状態で下方から撮像することによって取得することができ、得られた補正用データをその吸着ノズルに固有のコード（ノズルコード）と組み合わせてこれをノズルデータとして記憶しておき、吸着ノズルをノズル取り付け部に取り付ける際にノズルコードを取得することで、吸着ごとの補正用データを読み出すことができる。ここで、ノズルコードの読み取りには吸着ノズルに設けられたＱＲコード（登録商標）などのコードマークを利用することができる（例えば、特許文献１）。

特開２００６−３５１６８２号公報

しかしながら、各吸着ノズルについて取得した補正用データはその吸着ノズルが取り付けられたノズル取り付け部との組み合わせで得られたものであり、取り付け先のノズル取り付け部が異なると補正用データも異なって正確な補正ができなくなるおそれがある。このため、吸着ノズルのメンテナンス作業などにおいて吸着ノズルをノズル取り付け部から取り外した場合には、その取り外した吸着ノズルの並びがノズル取り付け部の並びと合致するようにノズル載置部（ノズルストッカ）に載置しておけばもとの（補正用データを取得したときの）ノズル取り付け部に再取り付けし易くなるが、作業者がメンテナンス作業の後、ノズル載置部における吸着ノズルの並べ方を誤った場合には、その後吸着ノズルがノズル取り付け部に取り付けられても正確な補正ができるとは限らず、精度の高い部品装着作業を行うことができなくなるおそれがあるという問題点があった。

そこで本発明は、ノズル取り付け部から取り外した吸着ノズルをノズル取り付け部に再取り付けする際、もとのノズル取り付け部に確実に取り付けられるようにして精度の高い部品装着作業を行うことができるようにした部品実装装置及び部品実装方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の部品実装装置は、装着ヘッドが備える複数のノズル取り付け部のそれぞれに取り付けられた吸着ノズルにより基板への部品の装着を行う部品実装装置であって、各吸着ノズルが前記ノズル取り付け部に取り付けられた状態で取得された前記各吸着ノズルの補正用データを前記各吸着ノズルに固有のノズルコード及び前記補正用データが取得されたときに前記吸着ノズルが取り付けられていた前記ノズル取り付け部に対応する取り付け先コードと組み合わせて成るノズルデータを記憶部から読み出すノズルデータ読み出し手段と、前記各ノズル取り付け部から取り外されてノズル載置部に載置された状態の前記各吸着ノズルから前記ノズルコードを読み取るノズルコード読み取り手段と、前記ノズルコード読み取り手段が前記記憶部から読み取った前記ノズルコードを前記ノズルデータ読み出し手段が読み出した前記ノズルデータと照らし合わせて、前記ノズル載置部上の前記各吸着ノズルに対応する取り付け先コードを読み出す取り付け先コード読み出し手段と、前記取り付け先コード読み出し手段が読み出した前記取り付け先コードに対応する前記ノズル取り付け部に前記ノズル載置部上の前記吸着ノズルを取り付けるノズル取り付け手段と、前記ノズル取り付け手段によって前記ノズル取り付け部に前記吸着ノズルが取り付けられた状態で、前記ノズルデータ読み出し手段が読み出した前記ノズルデータから前記補正用データを読み出す補正用データ読み出し手段と、前記補正用データ読み出し手段が読み出した前記補正用データを用いて前記各吸着ノズルの位置制御データの補正を行いながら前記各吸着ノズルによる前記基板への部品の装着を行う部品装着作業実行手段とを備えた。

請求項２に記載の部品実装装置は、請求項１に記載の部品実装装置であって、前記ノズルコード読み取り手段は、前記各吸着ノズルから前記ノズルコードを読み取る際、前記ノズル載置部上での前記各吸着ノズルの向きを把握し、前記ノズル取り付け手段は、前記ノズルコード読み取り手段が把握した前記各吸着ノズルの向きに応じて前記ノズル取り付け部を回転させたうえで前記ノズル取り付け部に前記吸着ノズルを取り付ける。

請求項３に記載の部品実装方法は、装着ヘッドが備える複数のノズル取り付け部のそれぞれに取り付けられた吸着ノズルにより基板への部品の装着を行う部品実装装置による部品実装方法であって、各吸着ノズルが前記ノズル取り付け部に取り付けられた状態で取得された前記各吸着ノズルの補正用データを前記各吸着ノズルに固有のノズルコード及び前記補正用データが取得されたときに前記吸着ノズルが取り付けられていた前記ノズル取り付け部に対応する取り付け先コードと組み合わせて成るノズルデータを記憶部から読み出すノズルデータ読み出し工程と、前記各ノズル取り付け部から取り外されてノズル載置部に載置された状態の前記各吸着ノズルから前記ノズルコードを読み取るノズルコード読み取り工程と、前記ノズルコード読み取り工程で前記記憶部から読み取った前記ノズルコードを前記ノズルデータ読み出し工程で読み出した前記ノズルデータと照らし合わせて、前記ノズル載置部上の前記各吸着ノズルに対応する取り付け先コードを読み出す取り付け先コード読み出し工程と、前記取り付け先コード読み出し工程で読み出した前記取り付け先コードに対応する前記ノズル取り付け部に前記ノズル載置部上の前記吸着ノズルを取り付けるノズル取り付け工程と、前記ノズル取り付け工程において前記ノズル取り付け部に前記吸着ノズルが取り付けられた状態で、前記ノズルデータ読み出し工程で読み出した前記ノズルデータから前記補正用データを読み出す補正用データ読み出し工程と、前記補正用データ読み出し工程で読み出した前記補正用データを用いて前記各吸着ノズルの位置制御データの補正を行いながら前記各吸着ノズルによる前記基板への部品の装着を行う部品装着作業実行工程とを含む。

請求項４に記載の部品実装方法は、請求項３に記載の部品実装方法であって、前記ノズルコード読み取り工程において、前記各吸着ノズルから前記ノズルコードを読み取る際、前記ノズル載置部上での前記各吸着ノズルの向きを把握し、前記ノズル取り付け工程では、前記ノズルコード読み取り工程で把握した前記各吸着ノズルの向きに応じて前記ノズル取り付け部を回転させたうえで前記ノズル取り付け部に前記吸着ノズルを取り付ける。

本発明では、装着ヘッドの各ノズル取り付け部から取り外されてノズル載置部に載置された状態の各吸着ノズルからノズルコードを読み取り、その読み取ったノズルコードを記憶部から読み出したノズルデータと照らし合わせてノズル載置部上の各吸着ノズルに対応する取り付け先コードを読み出し、その読み出した取り付け先コードに対応するノズル取り付け部にノズル載置部上の吸着ノズルを取り付けるようになっており、ノズル取り付け部から取り外した吸着ノズルをノズル取り付け部に再取り付けする際、もとのノズル取り付け部に確実に取り付けることができるので、吸着ノズルの位置制御データの正確な補正が適用された精度の高い部品装着作業を行うことができる。

本発明の一実施の形態における部品実装装置の要部斜視図本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える装着ヘッドの正面図本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるノズルストッカを吸着ノズルとともに示す斜視図本発明の一実施の形態におけるノズルストッカの分解斜視図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるノズルストッカの平面図本発明の一実施の形態におけるノズルストッカを吸着ノズルとともに示す平面図本発明の一実施の形態における部品実装装置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装置が行うノズルデータの作成作業の実行手順を示すフローチャート本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える装着ヘッドをノズルストッカとともに示す正面図（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装装置による装着ヘッドの吸着ノズルの取り付け手順を説明する図本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える吸着ノズルの（ａ）側面図（ｂ）下方からの撮像画像の一例を示す図本発明の一実施の形態における部品実装装置が作成するノズルデータの一例を示す図本発明の一実施の形態における部品実装装置が行う部品装着作業の実行手順を示すフローチャート本発明の一実施の形態における部品実装装置が行う吸着ノズルの取り付け作業の実行手順を示すフローチャート本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える装着ヘッドの正面図（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装装置による装着ヘッドの吸着ノズルの取り外し手順を説明する図（ａ）〜（ｄ）本発明の一実施の形態における部品実装装置による吸着ノズルの取り外し手順を説明する図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるノズルストッカを吸着ノズルとともに示す部分拡大平面図

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に示す部品実装装置１は、図示しない上流工程側の装置（例えば半田印刷機や他の部品実装装置）から送られてきた基板２の搬入及び位置決め、位置決めした基板２の電極部３への部品（電子部品）４の装着及び部品４を装着した基板２の下流工程側の装置（例えば他の部品実装装置や検査機、リフロー炉等）への搬出から成る一連の動作を繰り返し実行するものである。以下、説明の便宜上、基板２の搬送方向をＸ軸方向（作業者ＯＰから見た左右方向）とし、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向をＹ軸方向（作業者ＯＰから見た前後方向）とする。また、上下方向をＺ軸方向とする。

図１において、部品実装装置１は、基台１１の中央部にＸ軸方向に延びて設けられた基板搬送コンベア１２を有している。この基板搬送コンベア１２は上流工程側の装置から送られてきた基板２を受け取ってＸ軸方向に搬送し（図１中に示す矢印Ａ）、所定の作業位置に位置決めする基板搬送部となっている。

基台１１のＹ軸方向の端部には部品供給部としての複数のパーツフィーダ１３がＸ軸方向に並んで設けられている。各パーツフィーダ１３は部品供給口１３ａに部品４を連続的に供給する。

基台１１上にはヘッド移動機構１４が設けられている。ヘッド移動機構１４は、Ｙ軸方向に延びたＹ軸テーブル１４ａ、Ｘ軸方向に延びた状態でＹ軸テーブル１４ａに沿って移動自在なＸ軸テーブル１４ｂ及びＸ軸テーブル１４ｂ上に沿って移動自在な移動ステージ１４ｃから成り、移動ステージ１４ｃには装着ヘッド１５が取り付けられている。ヘッド移動機構１４は、Ｙ軸テーブル１４ａに対するＸ軸テーブル１４ｂのＹ軸方向への移動動作とＸ軸テーブル１４ｂに対する移動ステージ１４ｃのＸ軸方向への移動動作を組み合わせた動作を行うことで装着ヘッド１５を水平面内で移動させる。

図２にも示すように、装着ヘッド１５にはシャフト状の複数のノズル取り付け部１６が下方に延びて設けられており、各ノズル取り付け部１６の下端には部品４を吸着するための吸着ノズル１７が着脱自在に取り付けられている。本実施の形態では、装着ヘッド１５には４本のノズル取り付け部１６がＸ軸方向に並んで設けられており、各ノズル取り付け部１６は装着ヘッド１５に設けられたノズル取り付け部駆動機構１８に駆動されて装着ヘッド１５に対する上下動とノズル取り付け部１６の上下中心軸１６Ｊ（Ｚ軸）回りの回転動作を行うようになっている。

図１において、装着ヘッド１５には撮像視野を下方に向けた基板カメラ２０が取り付けられており（図２も参照）、基台１１上の基板搬送コンベア１２とパーツフィーダ１３との間の領域には撮像視野を上方に向けた部品カメラ２１と吸着ノズル１７を起立姿勢で載置させるノズルストッカ３０（ノズル載置部）が設けられている。

吸着ノズル１７は、図３に示すように、装着ヘッド１５が備えるノズル取り付け部１６の下端のノズル嵌入部１６ａ（図２）が上方から嵌入する円筒状のノズル基部１７ａ、このノズル基部１７ａから下方に延びたノズル先端部１７ｂ及びノズル基部１７ａとノズル先端部１７ｂの境の部分から平板状に広がって延びた鍔状部１７ｃとを有して成る。

図２において、各ノズル取り付け部１６の下端には下方に延びて下端に鍵状部が形成された一対の係止部材から成るノズルホルダ１６ｈが設けられている。一方、各吸着ノズル１７のノズル基部１７ａの外面には周回溝１７ｄが設けられており、ノズル基部１７ａの内部空間１７ｖ内にノズル取り付け部１６のノズル嵌入部１６ａが嵌入すると、そのノズル取り付け部１６に設けられたノズルホルダ１６ｈの下端の鍵状部がノズル基部１７ａの周回溝１７ｄに係合して吸着ノズル１７がノズル取り付け部１６に取り付けられる。

ここで、各吸着ノズル１７のノズル取り付け部１６に対する取り付け向きには正規の向きが定められており、各吸着ノズル１７がノズル取り付け部１６に正規の向きで取り付けられている状態では、吸着ノズル１７の鍔状部１７ｃの上面に設けられたコードマーク１７ｍは常に一定の方向を向くようになっている。

ノズルストッカ３０は、図３及び図４に示すように、４本の脚部３１ａによって四隅が支持された矩形状のストッカ基部３１、ストッカ基部３１の上面中央部をＸ軸方向に延びて設けられたノズル向き規制部材３２、ノズル向き規制部材３２の上面にＸ軸方向に移動自在に設けられたシャッター部材３３を有して成り、ストッカ基部３１には厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する複数のノズル取り付け孔３１ｂが設けられている。本実施の形態ではＸ軸方向（すなわち装着ヘッド１５におけるノズル取り付け部１６の並ぶ方向）に８個並んだノズル取り付け孔３１ｂの列がノズル向き規制部材３２を間に挟んでＹ軸方向に２列（ノズル取り付け孔３１ｂは計１６個）設けられている。

図３及び図４において、シャッター部材３３の中央部にはＸ軸方向に延びた長穴３３ａがＸ軸方向に２つ並んで設けられており、これら２つの長穴３３ａにはノズル向き規制部材３２に設けられた螺子孔３２ａに上方から螺入された２つの螺子Ｓｃが挿通されている。このためシャッター部材３３は２つの長穴３３ａを２つの螺子Ｓｃに対して相対移動させるようにしてＸ軸方向に移動自在となっている。

図５（ａ），（ｂ）において、シャッター部材３３にはストッカ基部３１に設けられた１６個のノズル取り付け孔３１ｂの配置と同じ配置で１６個のノズル取り出し孔３３ｂが設けられている。各ノズル取り出し孔３３ｂは吸着ノズル１７の鍔状部１７ｃを包含する大きさを有しており、Ｘ軸方向に隣接するもの同士はＸ軸方向に延びた溝部３３ｃによって繋がっている。この溝部３３ｃのＹ軸方向の幅寸法は吸着ノズル１７のノズル基部１７ａの外径よりは大きく、鍔状部１７ｃのＹ軸方向の寸法よりは小さくなっている。

シャッター部材３３は前述のようにストッカ基部３１に対してＸ軸方向に移動させることができ、これによりシャッター部材３３を各ノズル取り出し孔３３ｂの中心位置がノズル取り付け孔３１ｂの中心位置と上下に一致する「ノズル取り出し可能位置」（図５（ａ））と、各ノズル取り出し孔３３ｂの中心位置が隣接するノズル取り付け孔３１ｂの間に位置する「ノズル取り出し禁止位置」（図５（ｂ））とのいずれかに位置させることができる。

吸着ノズル１７はノズル先端部１７ｂがストッカ基部３１のノズル取り付け孔３１ｂに上方から挿入されて取り付けられ、これにより吸着ノズル１７がノズルストッカ３０に起立姿勢で載置される（図３）。

図３及び図６において、各吸着ノズル１７の鍔状部１７ｃには平行な２つの側面部１７Ｌが設けられており、ノズルストッカ３０のノズル向き規制部材３２のＹ軸方向に対向する両側面には垂直なノズル当接部３２Ｌが設けられている。このため各吸着ノズル１７が有する２つの側面部１７Ｌの一方をノズル向き規制部材３２の一方のノズル当接部３２Ｌに側方から当接するようにしてノズルストッカ３０に載置することで、ノズルストッカ３０上での各吸着ノズル１７の向き（コードマーク１７ｍの向き）を一定方向に揃えることができる（図６）。

吸着ノズル１７のノズル取り付け孔３１ｂへの挿入及びノズル取り付け孔３１ｂに挿入されている吸着ノズル１７の上方への引き抜きは、シャッター部材３３を「ノズル取り出し可能位置」に位置させた状態（図５（ａ））で行うことができる。一方、シャッター部材３３を「ノズル取り出し禁止位置」に位置させた状態（図５（ｂ））にすれば、ノズル取り付け孔３１ｂに挿入されている吸着ノズル１７を上方に引き抜くことができないようにすることができる。

なお、ノズルストッカ３０に取り付けられた状態の各吸着ノズル１７に設けられたコードマーク１７ｍは、シャッター部材３３が「ノズル取り出し可能位置」にある場合であっても、「ノズル取り出し禁止位置」にある場合であってもノズルストッカ３０の上方から目視確認することが可能である（図５（ａ），（ｂ））。

図７において、基板搬送コンベア１２による基板２の搬送及び位置決め動作、各パーツフィーダ１３による部品４の供給動作、ヘッド移動機構１４による装着ヘッド１５の移動動作、ノズル取り付け部駆動機構１８による各ノズル取り付け部１６の上下動及びノズル取り付け部１６の上下中心軸１６Ｊ（Ｚ軸）回りの回転動の各動作の制御は部品実装装置１が備える制御装置４０の装着実行部４０ａによってなされる。また、各ノズル取り付け部１６による吸着ノズル１７を介した吸着動作は、制御装置４０の装着実行部４０ａが装着ヘッド１５内に設けられた図示しないアクチュエータ等から成る吸着機構４１（図７）の作動制御を行うことによってなされる。また、シャッター部材３３の「ノズル取り出し可能位置」と「ノズル取り出し禁止位置」との切り替え動作は、制御装置４０の装着実行部４０ａがノズルストッカ３０内に設けられた図示しないアクチュエータから成るシャッター駆動機構４２（図７）の作動制御を行うことによってなされる。

基板カメラ２０による撮像動作制御及び部品カメラ２１による撮像動作制御は部品実装装置１が備える制御装置４０装着実行部４０ａによってなされ、基板カメラ２０による撮像動作によって得られた画像データ及び部品カメラ２１の撮像動作によって得られた画像データは制御装置４０に送信されて制御装置４０の画像認識部４０ｂ（図７）において画像認識がなされる。

制御装置４０は、基板２に部品４を装着する部品装着作業を行う前に、図８のフローチャートに示す手順によりノズルデータを作成する。ここでノズルデータとは、各吸着ノズル１７が装着ヘッド１５のノズル取り付け部１６に取り付けられた状態で取得される補正用データを、その吸着ノズル１７に固有のコード（ノズルコード）及びノズル取り付け部１６（補正用データを取得したときに吸着ノズル１７が取り付けられていたノズル取り付け部１６）に対応する取り付け先コードと組み合わせて成るデータのことである。

ノズルデータの作成作業では、制御装置４０は先ず、ヘッド移動機構１４の作動制御を行って、各ノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７が取り付けられていない状態の装着ヘッド１５を、これからノズルデータの取得を行う対象となっている４つの吸着ノズル１７が載置されたノズルストッカ３０の上方に移動させる（図９）。そして、基板カメラ２０により、これから装着ヘッド１５の４本のノズル取り付け部１６に取り付けようとしている４つの吸着ノズル１７（これら吸着ノズル１７はいずれも正規の向きに対応した向きでノズルストッカ３０に載置されているものとする）のそれぞれについてのコードマーク１７ｍを撮像し（図８に示すステップＳＴ１）、得られた各吸着ノズル１７のコードマーク１７ｍの画像データに基づいて、各吸着ノズル１７のノズルコードをノズルコード読み取り部４０ｃ（図７）において読み取る（ステップＳＴ２）。制御装置４０は、ノズルコード読み取り部４０ｃにおいて各吸着ノズル１７のノズルコードを読み取ったら、ノズル取り付け部駆動機構１８を作動させて、４つのノズル取り付け部１６を下降させ、各ノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７を取り付ける（ステップＳＴ３）。

このステップＳＴ３の各ノズル取り付け部１６への吸着ノズル１７の取り付けは、具体的には、制御装置４０の装着実行部４０ａが、ヘッド移動機構１４の作動制御を行って、装着ヘッド１５が備える４本のノズル取り付け部１６をノズルストッカ３０上の４つの吸着ノズル１７の直上に位置させたうえで（図１０（ａ））、ノズルストッカ３０のシャッター部材３３を「ノズル取り出し可能位置」に位置させ、４本のノズル取り付け部１６をそれぞれに対応する吸着ノズル１７の上方から下降させて各ノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７を取り付けた後（図１０（ｂ）。図中に示す矢印Ｂ１）、４本のノズル取り付け部１６を引き上げることによって行う（図１０（ｃ）。図中に示す矢印Ｃ１）。

制御装置４０は、各ノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７を取り付けたら、ヘッド移動機構１４の作動制御を行って装着ヘッド１５を移動させ、各ノズル取り付け部１６に取り付けられた吸着ノズル１７を部品カメラ２１に下方から撮像させる（ステップＳＴ４）。そして、得られた各吸着ノズル１７の画像データに基づく画像認識を行うことによって、各吸着ノズル１７の補正用データを取得する（ステップＳＴ５）。

上記補正用データは、吸着ノズル１７のノズル先端部１７ｂの傾き等に起因して生じる先端部の位置ずれによる制御データを補正するためのデータである。例えば、図１１（ａ）に示すように、吸着ノズル１７のノズル先端部１７ｂがノズル取り付け部１６の上下中心軸１６Ｊに対して傾いている場合、吸着ノズル１７を部品カメラ２１によって下方から撮像した画像ＧＺ（図１１（ｂ））では、ノズル先端部１７ｂ下端部の位置が、ノズル先端部１７ｂがノズル取り付け部１６の上下中心軸１６Ｊから傾いていない場合におけるノズル先端部１７ｂの下端部の位置（画像ＧＺの中心位置Ｐ）からずれることになり、そのノズル先端部１７ｂの下端の位置ずれ量が図１１（ｂ）に示すようにＸ軸方向にΔｘ、Ｙ軸方向にΔｙであるときには、位置ずれ量（Δｘ，Δｙ）をもってその吸着ノズル１７の補正用データとすることができる。

制御装置４０は、ステップＳＴ５で各吸着ノズル１７の補正用データを取得したら、その取得した補正用データを吸着ノズル１７のノズルコード及び補正用データを取得したときにその吸着ノズル１７が取り付けられていたノズル取り付け部１６の取り付け先コードと組み合わせてノズルデータを作成し、その作成したノズルデータを制御装置４０のノズルデータ記憶部４０ｄ（図７）に記憶させる（ステップＳＴ６）。これによりノズルデータの作成作業は終了する。

図１２に上記ステップＳＴ６で作成されたノズルデータの一例を示す。この例では、ノズルコードがＮ０００１，Ｎ０００２，Ｎ０００３・・・である吸着ノズル１７が、取り付け先コードがＴ０１，Ｔ０２，Ｔ０３，Ｔ０４である４つのノズル取り付け部１６のいずれかに取り付けられてそれぞれ（Δｘ１，Δｙ１），（Δｘ２，Δｙ２），（Δｘ３，Δｙ３），・・・の補正用データが取得された場合を示している。

次に、部品実装装置１により基板２に対して部品４を装着する部品装着作業（部品実装方法）の実行手順を図１３及び図１４のフローチャートに基づいて説明する。この部品装着作業は、上述のノズルデータの作成作業を行った後に実行する。

部品装着作業では、制御装置４０は先ず、装着ヘッド１５が備える各ノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７が取り付けられているか否かの判断を行う（図１３に示すステップＳＴ１１）。そして、ここで各ノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７が取り付けられていないと判断した場合には、ステップＳＴ１２の吸着ノズル取り付け作業を行う。

ステップＳＴ１２の吸着ノズル取り付け作業は、前述のノズルデータの作成作業でノズルデータの取得の対象となった４つの吸着ノズル１７が載置されたノズルストッカ３０が用意されている状態で実行される。ここではノズルデータの作成作業の場合と同様に、ノズルストッカ３０上の４つの吸着ノズル１７はいずれも正規の向きに対応した向きで載置されているが、各吸着ノズル１７の並びは必ずしもノズル取り付け部１６の並びと一致していないものとする。

ステップＳＴ１２の吸着ノズル取り付け作業では、図１４のフローチャートに示すように、制御装置４０は先ず、ノズルデータ読み出し部４０ｅ（図７）において、ノズルデータの作成作業で作成したノズルデータをノズルデータ記憶部４０ｄから読み出す（図１４に示すステップＳＴ３１）。

すなわちこのステップＳＴ３１は、各吸着ノズル１７がノズル取り付け部１６に取り付けられた状態で取得された補正用データを各吸着ノズル１７に固有のノズルコード及び補正用データが取得されたときに吸着ノズル１７が取り付けられていたノズル取り付け部１６に対応する取り付け先コードと組み合わせて成るノズルデータを記憶部（ノズルデータ記憶部４０ｄ）から読み出すノズルデータ読み出し工程であり、制御装置４０のノズルデータ読み出し部４０ｅは、各吸着ノズル１７がノズル取り付け部１６に取り付けられた状態で取得された補正用データを各吸着ノズル１７に固有のノズルコード及び補正用データが取得されたときに吸着ノズル１７が取り付けられていたノズル取り付け部１６に対応する取り付け先コードと組み合わせて成るノズルデータを記憶部（ノズルデータ記憶部４０ｄ）から読み出すノズルデータ読み出し手段となっている。

制御装置４０は、ノズルデータ読み出し部４０ｅによるノズルデータの読み出しが終了したら、ヘッド移動機構１４の作動制御を行って装着ヘッド１５をノズルストッカ３０の上方に移動させたうえで（図９）、基板カメラ２０により、これから装着ヘッド１５の４本のノズル取り付け部１６に取り付けようとしている４つの吸着ノズル１７のそれぞれについてコードマーク１７ｍを撮像し（ステップＳＴ３２）、これにより得られた各吸着ノズル１７のコードマーク１７ｍの画像データに基づいて、ノズルコード読み取り部４０ｃによりノズルコードを読み取る（ステップＳＴ３３）。

すなわちこれらステップＳＴ３２とステップＳＴ３３は、各ノズル取り付け部１６から取り外されてノズルストッカ３０に載置された状態の各吸着ノズル１７からノズルコードを読み取るノズルコード読み取り工程であり、制御装置４０のノズルコード読み取り部４０ｃは、各ノズル取り付け部１６から取り外されてノズルストッカ３０に載置された状態の各吸着ノズル１７からノズルコードを読み取るノズルコード読み取り手段となっている。

制御装置４０は、上記ステップＳＴ３３が終了したら、ステップＳＴ３１で読み出したノズルデータに基づいて、取り付け先コード読み出し部４０ｆ（図７）により、各吸着ノズル１７の取り付け先のノズル取り付け部１６に対応する取り付け先コードを読み出す（ステップＳＴ３４）。

すなわちステップＳＴ３４は、ノズルコード読み取り工程で読み取ったノズルコードをノズルデータ読み出し工程でノズルデータ記憶部４０ｄから読み出したノズルデータと照らし合わせて、ノズルストッカ３０上の各吸着ノズル１７に対応する取り付け先コードを読み出す取り付け先コード読み出し工程であり、制御装置４０の取り付け先コード読み出し部４０ｆは、ノズルコード読み取り手段であるノズルコード読み取り部４０ｃがノズルデータ記憶部４０ｄから読み取ったノズルコードをノズルデータ読み出し手段であるノズルデータ読み出し部４０ｅが読み出したノズルデータと照らし合わせて、ノズルストッカ３０上の各吸着ノズル１７に対応する取り付け先コードを読み出す取り付け先コード読み出し手段となっている。

制御装置４０は、ステップＳＴ３４で取り付け先コード読み出し部４０ｆが各吸着ノズル１７に対応する取り付け先コードを読み出したら、装着実行部４０ａによりノズル取り付け部駆動機構１８の作動制御を行って４つのノズル取り付け部１６を下降させ、前述のようにして各ノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７を取り付ける（ステップＳＴ３５）。これによりステップＳＴ１２の吸着ノズル取り付け作業は終了する。

このようにステップＳＴ３５は、取り付け先コード読み出し工程で読み出した取り付け先コードに対応するノズル取り付け部１６にノズルストッカ３０上の吸着ノズル１７を取り付けるノズル取り付け工程であり、制御装置４０の装着実行部４０ａ及びノズル取り付け部駆動機構１８は、取り付け先コード読み出し手段である取り付け先コード読み出し部４０ｆが読み出した取り付け先コードに対応するノズル取り付け部１６にノズルストッカ３０上の吸着ノズル１７を取り付けるノズル取り付け手段となっている。

制御装置４０は、上記の要領で吸着ノズル取り付け作業を行い、或いはステップＳＴ１１で既にノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７が取り付けられていると判断した場合には、基板搬送コンベア１２を作動させ、部品実装装置１の上流工程側の装置から送られてきた基板２を受け取って部品実装装置１の内部に搬入し、所定の作業位置に位置決めする（図１３に示すステップＳＴ１３）。この基板２の位置決め時には、制御装置４０の装着実行部４０ａは、基板カメラ２０を基板２の上方に移動させて基板２上の一対の基板マーク２ｍ（図１）の撮像を行わせ、その画像認識を行うことによって、基板２の基準の位置からの位置ずれを算出する。

制御装置４０の装着実行部４０ａが基板２の位置決めを行ったら、制御装置４０の補正用データ読み出し部４０ｇ（図７）は、ノズルデータ取得作業で取得してノズルデータ記憶部４０ｄに記憶させたノズルデータから各吸着ノズル１７の補正用データを読み出す（ステップＳＴ１４）。

すなわちステップＳＴ１４は、ノズル取り付け工程によりノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７が取り付けられた状態で、ノズルデータ読み出し工程で読み出したノズルデータから補正用データを読み出す補正用データ読み出し工程であり、制御装置４０の補正用データ読み出し部４０ｇは、上記ノズル取り付け手段（制御装置４０の装着実行部４０ａ及びノズル取り付け部駆動機構１８）によってノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７が取り付けられた状態で、ノズルデータ読み出し手段であるノズルデータ読み出し部４０ｅが読み出したノズルデータから補正用データを読み出す補正用データ読み出し手段となっている。

制御装置４０は、ステップＳＴ１４で各吸着ノズル１７の補正用データを読み出したら、パーツフィーダ１３の作動制御を行ってそのパーツフィーダ１３の部品供給口１３ａに部品４を供給させる一方、装着ヘッド１５をパーツフィーダ１３の上方に位置させて、パーツフィーダ１３の部品供給口１３ａに供給された部品４を各吸着ノズル１７に吸着（ピックアップ）させる（ステップＳＴ１５）。

このステップＳＴ１５では、制御装置４０の装着実行部４０ａは、ステップＳＴ１４で読み出した各吸着ノズル１７の補正用データを用いて各吸着ノズル１７の位置制御データの補正を行い、部品４の確実な吸着が行われるようにする。

制御装置４０の装着実行部４０ａは、各吸着ノズル１７に部品４を吸着させたら、その吸着させた各部品４が部品カメラ２１の上方を通過するように装着ヘッド１５を移動させ、部品カメラ２１に各部品４の撮像を行わせて各部品４の画像認識を行う（ステップＳＴ１６）。この画像認識では各吸着ノズル１７に吸着させた各部品４に異常がある場合にはこれを発見するようにし、併せて、各部品４の吸着ノズル１７に対する位置ずれ（吸着ずれ）の算出を行う。

制御装置４０の装着実行部４０ａは、各部品４の画像認識を行ったら、装着ヘッド１５を基板２の上方に位置させ、吸着ノズル１７に吸着させた各部品４を基板２上の電極部３に接触させたうえで各吸着ノズル１７への真空圧の供給を解除して、吸着した部品４を順次基板２の電極部３上に装着する（ステップＳＴ１７。図１５）。このステップＳＴ１７では、制御装置４０の装着実行部４０ａは、ステップＳＴ１４で読み出した各吸着ノズル１７の補正用データを用い、ステップＳＴ１３で求めた基板２の位置ずれと、ステップＳＴ１６で求めた部品４の吸着ずれが修正されるように、各吸着ノズル１７の位置制御データの補正を行い、部品４が基板２の電極部３上に正確に装着されるようにする。

すなわちステップＳＴ１５〜ステップＳＴ１７は、補正用データ読み出し工程で読み出した補正用データを用いて各吸着ノズル１７の位置制御データの補正を行いながら各吸着ノズル１７による基板２への部品４の装着を行う部品装着作業実行工程であり、制御装置４０の装着実行部４０ａは、補正用データ読み出し手段である補正用データ読み出し部４０ｇが読み出した補正用データを用いて各吸着ノズル１７の位置制御データの補正を行いながら各吸着ノズル１７による基板２への部品４の装着を行う部品装着作業実行手段となっている。

制御装置４０の装着実行部４０ａは、基板２に対する部品４の装着を行ったら、基板２に装着すべき全ての部品４の装着が終了したか否かの判断を行う（ステップＳＴ１８）。そして、基板２に装着すべき全ての部品４の装着が終了していなかったときにはステップＳＴ１５に戻り、基板２に装着すべき全ての部品４の装着が終了していたときには、基板搬送コンベア１２を作動させて基板２を部品実装装置１から搬出する（ステップＳＴ１９）。

制御装置４０は、ステップＳＴ１９で基板２を搬出したら、次いで、まだ部品装着作業の対象となっている基板２があるかどうかの判断を行い（ステップＳＴ２０）、その結果、まだ部品装着作業の対象となっている基板２があった場合には吸着ノズル１７の交換が必要であるかどうかの判断を行う（ステップＳＴ２１）。そして、吸着ノズル１７の交換が必要でない場合にはステップＳＴ１３に戻り、吸着ノズル１７の交換が必要である場合には、ノズル取り付け部１６からの吸着ノズル１７の取り外しを行う（ステップＳＴ２２）。

このノズル取り付け部１６からの吸着ノズル１７の取り外しは、具体的には、制御装置４０の装着実行部４０ａが、ヘッド移動機構１４の作動制御を行って、装着ヘッド１５が備える４本のノズル取り付け部１６に取り付けられた４つの吸着ノズル１７をノズルストッカ３０の４つのノズル取り付け孔３１ｂの直上に位置させたうえで（図１６（ａ））、ノズルストッカ３０のシャッター部材３３を「ノズル取り出し可能位置」に位置させ、４本のノズル取り付け部１６をそれぞれに対応する吸着ノズル１７の上方から下降させて４つの吸着ノズル１７を４つのノズル取り付け孔３１ｂに挿入した後（図１６（ｂ）。図中に示す矢印Ｂ２）、シャッター部材３３を「ノズル取り出し禁止位置」に位置させ（図６（ｂ）中に示す矢印Ｄ）、そのうえで４本のノズル取り付け部１６を引き上げることによって行う（図１６（ｃ）。図中に示す矢印Ｃ２）。

制御装置４０は、上記のようにしてノズル取り付け部１６からの吸着ノズル１７の取り外しを行ったらステップＳＴ１２に戻り、新たにノズル取り付け部１６への吸着ノズル１７の取り付けを行ったうえで、部品装着作業を継続する。

一方、ステップＳＴ２０で、もう部品装着作業の対象となっている基板２がなかった場合には、一連の部品装着作業を終了する。

以上説明したように、部品実装装置１は、装着ヘッド１５が備える複数のノズル取り付け部１６のそれぞれに取り付けられた吸着ノズル１７により基板２への部品４の装着を行うものであるが、この部品実装装置１及び部品実装装置１による部品実装方法では、装着ヘッド１５の各ノズル取り付け部１６から取り外されてノズル載置部であるノズルストッカ３０に載置された状態の各吸着ノズル１７からノズルコードを読み取り、その読み取ったノズルコードを記憶部（ノズルデータ記憶部４０ｄ）から読み出したノズルデータと照らし合わせてノズルストッカ３０上の各吸着ノズル１７に対応する取り付け先コードを読み出し、その読み出した取り付け先コードに対応するノズル取り付け部１６にノズルストッカ３０上の吸着ノズル１７を取り付けるようになっており、ノズル取り付け部１６から取り外した吸着ノズル１７をノズル取り付け部１６に再取り付けする際、もとのノズル取り付け部１６に確実に取り付けることができるので、吸着ノズル１７の位置制御データの正確な補正が適用された精度の高い部品装着作業を行うことができる。

なお、上述の実施の形態における部品実装装置１では、ノズルコード読み取り手段（制御装置のノズルコード読み取り部４０ｃ）が各吸着ノズル１７からノズルコードを読み取る際、例えば、吸着ノズル１７の鍔状部１７ｃにおけるコードマーク１７ｍの位置に基づいてノズルストッカ３０上での各吸着ノズルの向きを把握し、ノズル取り付け手段（制御装置４０の装着実行部４０ａ及びノズル取り付け部駆動機構１８）が、ノズルコード読み取り手段が把握した各吸着ノズル１７の向きに応じてノズル取り付け部を回転させたうえでノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７を取り付けるようになっていてもよい。すなわち、ノズルコード読み取り工程（ステップＳＴ３３）において、各吸着ノズル１７からノズルコードを読み取る際、ノズルストッカ３０上での各吸着ノズル１７の向きを把握し、ノズル取り付け工程（ステップＳＴ３５）で、ノズルコード読み取り工程で把握した各吸着ノズル１７の向きに応じてノズル取り付け部１６を回転させたうえでノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７を取り付けるようになっていてもよい。

この場合ノズル取り付け部１６は、吸着ノズル１７の直上に位置された状態で１８０度回転され（図１７（ａ）中に示す矢印Ｒ１）、下降されることによって吸着ノズル１７が取り付けられた後（図１７（ｂ）中に示す矢印Ｂ１）、引き上げられて（図１７（ｃ）中に示す矢印Ｃ１）、−１８０度回転される（図１７（ｄ）中に示す矢印Ｒ２）といった手順で作動される。

このような構成であれば、上述の実施の形態におけるノズルデータの作成作業及び吸着ノズル取り付け作業において、吸着ノズル１７がノズルストッカ３０に対して図１８（ａ）に示すような正規の向きに対応した向きに載置されているのではなく、図１８（ｂ）に示すような正規の向きとは反対の向きに載置されているような場合であっても、各ノズル取り付け部１６に吸着ノズル１７を正規の向きで取り付けることができる。すなわち、吸着ノズル１７は必ずしもノズルストッカ３０上で正規の向きに対応した向きを向いていなくてもよくなるので、作業者ＯＰによる吸着ノズル１７のノズルストッカ３０への載置作業は大変楽なものとなる。

ノズル取り付け部から取り外した吸着ノズルをノズル取り付け部に再取り付けする際、もとのノズル取り付け部に確実に取り付けられるようにして精度の高い部品装着作業を行うことができるようにした部品実装装置及び部品実装方法を提供する。

１部品実装装置
２基板
４部品
１５装着ヘッド
１６ノズル取り付け部
１７吸着ノズル
１８ノズル取り付け部駆動機構（ノズル取り付け手段）
３０ノズルストッカ（ノズル載置部）
４０ａ装着実行部（ノズル取り付け手段、部品装着作業実行手段）
４０ｃノズルコード読み取り部（ノズルコード読み取り手段）
４０ｄノズルデータ記憶部（記憶部）
４０ｅノズルデータ読み出し部（ノズルデータ読み出し手段）
４０ｆ取り付け先コード読み出し部（取り付け先コード読み出し手段）
４０ｇ補正用データ読み出し部（補正用データ読み出し手段）

Claims

装着ヘッドが備える複数のノズル取り付け部のそれぞれに取り付けられた吸着ノズルにより基板への部品の装着を行う部品実装装置であって、
各吸着ノズルが前記ノズル取り付け部に取り付けられた状態で取得された前記各吸着ノズルの補正用データを前記各吸着ノズルに固有のノズルコード及び前記補正用データが取得されたときに前記吸着ノズルが取り付けられていた前記ノズル取り付け部に対応する取り付け先コードと組み合わせて成るノズルデータを記憶部から読み出すノズルデータ読み出し手段と、
前記各ノズル取り付け部から取り外されてノズル載置部に載置された状態の前記各吸着ノズルから前記ノズルコードを読み取るノズルコード読み取り手段と、
前記ノズルコード読み取り手段が前記記憶部から読み取った前記ノズルコードを前記ノズルデータ読み出し手段が読み出した前記ノズルデータと照らし合わせて、前記ノズル載置部上の前記各吸着ノズルに対応する取り付け先コードを読み出す取り付け先コード読み出し手段と、
前記取り付け先コード読み出し手段が読み出した前記取り付け先コードに対応する前記ノズル取り付け部に前記ノズル載置部上の前記吸着ノズルを取り付けるノズル取り付け手段と、
前記ノズル取り付け手段によって前記ノズル取り付け部に前記吸着ノズルが取り付けられた状態で、前記ノズルデータ読み出し手段が読み出した前記ノズルデータから前記補正用データを読み出す補正用データ読み出し手段と、
前記補正用データ読み出し手段が読み出した前記補正用データを用いて前記各吸着ノズルの位置制御データの補正を行いながら前記各吸着ノズルによる前記基板への部品の装着を行う部品装着作業実行手段とを備えたことを特徴とする部品実装装置。
前記ノズルコード読み取り手段は、前記各吸着ノズルから前記ノズルコードを読み取る際、前記ノズル載置部上での前記各吸着ノズルの向きを把握し、
前記ノズル取り付け手段は、前記ノズルコード読み取り手段が把握した前記各吸着ノズルの向きに応じて前記ノズル取り付け部を回転させたうえで前記ノズル取り付け部に前記吸着ノズルを取り付けることを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。
装着ヘッドが備える複数のノズル取り付け部のそれぞれに取り付けられた吸着ノズルにより基板への部品の装着を行う部品実装装置による部品実装方法であって、
各吸着ノズルが前記ノズル取り付け部に取り付けられた状態で取得された前記各吸着ノズルの補正用データを前記各吸着ノズルに固有のノズルコード及び前記補正用データが取得されたときに前記吸着ノズルが取り付けられていた前記ノズル取り付け部に対応する取り付け先コードと組み合わせて成るノズルデータを記憶部から読み出すノズルデータ読み出し工程と、
前記各ノズル取り付け部から取り外されてノズル載置部に載置された状態の前記各吸着ノズルから前記ノズルコードを読み取るノズルコード読み取り工程と、
前記ノズルコード読み取り工程で前記記憶部から読み取った前記ノズルコードを前記ノズルデータ読み出し工程で読み出した前記ノズルデータと照らし合わせて、前記ノズル載置部上の前記各吸着ノズルに対応する取り付け先コードを読み出す取り付け先コード読み出し工程と、
前記取り付け先コード読み出し工程で読み出した前記取り付け先コードに対応する前記ノズル取り付け部に前記ノズル載置部上の前記吸着ノズルを取り付けるノズル取り付け工程と、
前記ノズル取り付け工程において前記ノズル取り付け部に前記吸着ノズルが取り付けられた状態で、前記ノズルデータ読み出し工程で読み出した前記ノズルデータから前記補正用データを読み出す補正用データ読み出し工程と、
前記補正用データ読み出し工程で読み出した前記補正用データを用いて前記各吸着ノズルの位置制御データの補正を行いながら前記各吸着ノズルによる前記基板への部品の装着を行う部品装着作業実行工程とを含むことを特徴とする部品実装方法。
前記ノズルコード読み取り工程において、前記各吸着ノズルから前記ノズルコードを読み取る際、前記ノズル載置部上での前記各吸着ノズルの向きを把握し、
前記ノズル取り付け工程では、前記ノズルコード読み取り工程で把握した前記各吸着ノズルの向きに応じて前記ノズル取り付け部を回転させたうえで前記ノズル取り付け部に前記吸着ノズルを取り付けることを特徴とする請求項３に記載の部品実装方法。