JP5865416B2

JP5865416B2 - 対基板作業機

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Publication number: JP5865416B2
Application number: JP2014069257A
Authority: JP
Inventors: 児玉　誠吾; 誠吾児玉; 須原　信介; 信介須原
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2023-05-06
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Description

本発明は、回路基板に対して作業を行う作業ヘッドが装着される対基板作業機に関する。

対基板作業機は、電子回路を構成する回路基板に対して作業を行う作業機であり、例えば、はんだ印刷機，接着剤塗布機，部品実装機，それらの作業の結果を検査する検査作業機等、種々のものがある。対基板作業機の一種として、作業主体となる作業ヘッドを有し、回路基板とそのヘッドを相対移動させて作業を行う態様のものが存在し、接着剤塗布機，部品実装機，検査作業機等の多くが、そのような態様のものとされている。例えば、部品実装機では、作業ヘッドに実装ヘッドを採用しており、実装ヘッドは、部品保持デバイスとしての吸着ノズルを有して、この吸着ノズルにより部品を部品供給装置から取り出し、回路基板の表面に実装するようにされている。作業ヘッドに関する技術として、例えば、下記特許文献には、交換可能な吸着ノズルの取り付けに関して、取り付けたノズルの適否の判定を行う技術が開示されている。

特開平６−１０４５９６号公報

上記特許文献に記載されているように、吸着ノズル等、作業ヘッドを構成する構成要素を脱着可能にあるいは交換可能にすることは、一般的に行われている。例えば、吸着ノズルの交換に関して言えば、作業する回路基板の種類，実装される回路部品に応じて、種々の吸着ノズルを脱着可能とすれば、対基板作業機の汎用性が高まることになる。つまり、作業ヘッドを構成する構成要素を脱着可能にあるいは交換可能とすれば、対基板作業機に求められる汎用性を向上させることになる。ところが、これまでに、作業ヘッド自体を脱着可能にあるいは交換可能とするための有効な技術については、開示されていない。そこで、本発明は、対基板作業機に求められる汎用性を向上させることを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するために、本発明の対基板作業機は、
回路基板に対基板作業を行うための作業ヘッドと、その作業ヘッドが装着されるスライドと、そのスライドをガイドに沿って移動させるスライド移動装置と、そのスライド移動装置および装着された作業ヘッドを制御する制御装置とを備えた対基板作業機であって、
前記作業ヘッドとして、互いに構成の異なる複数の作業ヘッドの中から任意に選択された１つのものを交換可能に装着するようにされ、
前記制御装置が、前記作業ヘッドが装着された際に、その作業ヘッドの形式を表すヘッド形式情報を認識し、その認識されたヘッド形式情報と、当該対基板作業機によって実行される回路基板に応じた作業プログラムの内容とを比較することによって、その作業ヘッドがその作業プログラムの実行に適した形式のものであるか否かを判定するように構成されたことを特徴とする。

本発明の対基板作業機は、装着された作業ヘッドの形式を表すヘッド形式情報を認識し、その認識されたヘッド形式情報に基づいて、その装着された作業ヘッドが、当該対基板作業機によって実行される作業プログラムに適したものであるか否かを判定するため、利便性の高いものとなる。そのことから、本発明によれば、対基板作業機の汎用性が向上するのである。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項の技術的特徴、実施例に記載の技術的特徴を組み合わせることで、請求項に係る発明が構成される。

（１）脱着可能な作業ヘッドを含み、その作業ヘッドが装着された状態においてその作業ヘッドを作動させることによって回路基板に対して予め設定された作業を行うことを特徴とする対基板作業機。

本発明の対基板作業機は、作業ヘッドを有する対基板作業機であって、その作業ヘッドが脱着可能に構成されたことを特徴とするものである。対基板作業機の種類は特に限定されるものではなく、作業ヘッドを有する対基板作業であればよい。例えば、実装ヘッドを有する部品実装機，塗布ヘッドを有する接着剤塗布機，検査ヘッドを有する検査作業機等、種々の対基板作業機に対して、本発明が適用可能である。ここで「作業ヘッド」とは、対基板作業機において主たる作業を行う構成要素であり、例えば、回路基板との間で相対移動させられるものを意味する。作業ヘッドと回路基板とを相対移動させる相対移動装置を含む場合、その相対移動装置から分離可能に装着されるものが、本発明における作業ヘッドとなる。なお、本発明では、作業ヘッド自体が脱着可能とされるのであり、作業ヘッドを構成する構成要素が脱着可能であることとは区別される。「脱着可能」とは、容易に装着・離脱させ得ることを意味し、例えば、工具を使用せずに装着・離脱させ得ることを意味する。平たく言えば、ワンタッチで取り付け、取り外しが可能なことを意味する。作業ヘッドが脱着可能であれば、メンテナンスが容易に行える等、対基板作業機の利便性を向上させることができる。

（２）当該対基板作業機が、回路基板を固定保持する基板保持装置と、回路部品を供給する部品供給装置とを含み、前記作業ヘッドが、前記部品供給装置から供給される回路部品を保持して取り出し、かつ、その保持した回路部品を基板保持装置に固定保持された回路基板の表面に実装する実装ヘッドとされることで、当該対基板作業機が部品実装機として機能する(1)項に記載の対基板作業機。

本項に記載の態様は、部品実装機としての態様である。部品実装機の場合、一般に、吸着ノズル等の部品保持デバイスを備え、例えば、そのデバイスを昇降させる機構，そのデバイスを自転させる機構等を備える。本発明の対基板作業機は、かかる昇降機構，自転機構等を備えた実装ヘッドが脱着可能とされるものに、特に効果的である。かかる機構を有する実装ヘッドは、精密であるため、メンテナンスを行うことが多い等、分離可能とする場合の利点が大きいからである。部品実装機は、作業ヘッドを一平面に沿って移動させるＸＹロボット型のヘッド移動装置を備えることが多く、かかる部品実装機に本発明を適用する場合、作業ヘッドはそのヘッド移動装置から取り外し可能な態様となる。

（３）複数の作業ヘッドの中から任意に選択した１つのものを、前記作業ヘッドとして装着可能な(1)項または(2)項に記載の対基板作業機。

他の作業ヘッドと交換可能とされる態様が本項に記載の態様に含まれる。例えば、メンテナンス等を行うことを考えれば、１つの作業ヘッドをメンテナンスしている場合に、他の作業ヘッドを装着して作業を行うことができ、利便性だけでなく作業効率の点でも有利である。この態様には、同一構成の作業ヘッドに交換可能とされる場合も、また、異なる構成の作業ヘッドに交換可能とされる場合も含まれる。

（４）前記複数の作業ヘッドが互いに構成の異なるものを含み、それら構成構成要素の異なる作業ヘッドの中から任意に選択した１つのものを、前記作業ヘッドとして装着可能な(3)項に記載の対基板作業機。

本項に記載の態様は、異なる構成の作業ヘッドに交換可能な態様である。例えば、作業の種類が互いに異なる作業ヘッドに交換可能とすることができ、例えば、部品実装作業を行う実装ヘッド，接着剤塗布作業を行う塗布ヘッド，検査作業を行う検査ヘッド等の作業ヘッド間で、互いに交換可能とすることができる。このように、行う作業の種類が異なる程度に構成の異なる作業ヘッドと交換可能とすれば、対基板作業機に、対象作業に関する多様性を持たせることができ、その対基板作業機の汎用性が大きく向上する。また、本項に記載の態様は、同種の作業を行う作業ヘッドであって、構成の異なる作業ヘッドに交換可能な態様も含まれる。例えば、実装ヘッドを例にとって説明すれば、実装ヘッドは、吸着ノズル等の部品保持デバイスの取付数、部品保持デバイスを昇降させる機構、対象とする回路部品の形状，大きさ等の違い、実装速度の違い等、目的に応じて異なる構成のものが存在する。つまり、構成要素の数，形状，動作，機能等が互いに相違する実装ヘッドが存在する。本項に記載の態様は、そのように構成の相違する同種作業の作業ヘッド間で交換することができ、同種の作業においても種々に作業形態を異ならせることができるため、その点において対基板作業機の汎用性が向上する。

（５）前記作業ヘッドが、当該作業ヘッドに関する固有情報が記録された固有情報記録媒体を備え、当該対基板作業機が、その固有情報に基づいて、装着された作業ヘッドに関連する情報であるヘッド関連情報を認識するヘッド関連情報認識部を含む(1)項ないし(4)項のいずれかに記載の対基板作業機。

作業ヘッドを脱着可能とした場合において、作業をヘッドを装着したときに、その作業ヘッドの構成，状態等が把握できれば、より利便性が向上する。後に詳しく説明するが、装着された作業ヘッドの構成内容が自動で認識できれば、例えば、そのヘッドを使用するために行う準備のための処理（以下、「ヘッド使用準備処理」と呼ぶ場合がある）を自動で行わせることができる。ヘッド使用準備処理は、例えば、そのヘッドを駆動させるソフトウェアの変更，キャリブレーション等が含まれ、また、その作業ヘッドが使用に適したものか否かの判定等が含まれる。本項に記載の態様は、そのようなヘッド使用準備処理を自動で行わせるのに適した態様である。

本項の態様におけるヘッド関連情報には、後に説明するヘッド構成諸元情報，ヘッドステータス情報等が含まれる。本項に記載の態様では、作業ヘッド自身が、自らの固有情報を有している。すなわち、本項でいう固有情報は、ヘッド自体に記録された情報であり、ヘッド格納情報と呼ぶことができる。この固有情報は、ヘッド関連情報を得るための情報等を含む。例えば、作業ヘッドのＩＤを表す作業ヘッドＩＤ情報，作業ヘッドの形式表すヘッド形式情報等の情報が該当する。固有情報が記録される固有情報記録媒体は、その種類を限定するものではない、例えば、ＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリー素子やディップスイッチのように、電気的に接続されてそれが記録する情報を取得可能となるものであってもよい。また、バーコード，２Ｄコード（ＱＲコード（登録商標）とも呼ばれる）等の視覚的、光学的手段よって認識して情報を取得可能とされたものであってもよく、また、タグチップ等の無線による通信機能を備えた記録媒体や、磁気等を利用した記録媒体等種々のものが採用可能である。作業ヘッドに設けた固有情報記録媒体の種類に応じて、その記録媒体からの情報を取得可能あるいは認識可能な手段を、作業機本体側に設ければよい。

ヘッド関連情報認識部は、固有情報に基づいてヘッド関連情報を認識するものである。例えば、固有情報を基に、自らが演算等の処理を行って作成することによりヘッド関連情報を認識するものであってもよく、固有情報をキーにして対基板作業機の内部あるいは外部から何らかの情報を取得し、その情報をヘッド関連情報として認識するものであってもよい。また、固有情報の中に、ヘッド関連情報がそのまま含まれており、その情報を取得するだけで認識するといった態様も含まれる。この場合は、ヘッド関連情報自体を作業ヘッドが有する態様となる。

（６）前記ヘッド関連情報認識部が、前記ヘッド関連情報として前記装着された作業ヘッドの構成に関する諸元であるヘッド構成諸元情報を認識する構成諸元情報認識部を含む(5)項に記載の対基板作業機。

本項に記載の態様は、ヘッド関連情報情報としてヘッドの構成に関する諸元を認識する態様である。ヘッド構成諸元は、作業ヘッドの構成に関する様々な因子であり、例えば、作業ヘッドの形式情報、作業ヘッドに備わる種々の構成要素の配備された位置に関する情報等が含まれる。実装ヘッドを例にとって説明すれば、作業ヘッドの形式情報には、例えば、形式を表す名称、吸着ノズルを取り付けられる数、取り付け可能な吸着ノズルの形状，種類、実装速度等、当該実装ヘッドの種類を特定可能な情報等である。また、構成要素配備位置に関する情報には、例えば、吸着ノズルを保持する部材の当該実装ヘッド内の高さ方向，水平面内内における配設位置等である。これらの情報は、後に説明するように、装着された作業ヘッドを作動させるドライバを選択するための情報、装着されるヘッドが使用に適したものであるかの判定を行うための情報、実装ヘッドを動作させるための基準位置を決定するための情報等となり得る。

（７）当該対基板作業機が、
前記装着された作業ヘッドを動作可能とするためのソフトウェアである作業ヘッドドライバが格納されるドライバ格納部と、
そのドライバ格納部に、前記構成諸元情報認識部によって認識された前記ヘッド構成諸元情報に基づいて、前記装着された作業ヘッドに対応する作業ヘッドドライバを格納するヘッド対応部と
を含む(6)項に記載の対基板作業機。

一般に、対基板作業機は、コンピュータを主体とする制御装置によって動作が制御される。作業ヘッド、フィーダ等の装置，デバイスは、それが駆動されるために、いわゆるドライバと呼ばれる専用のソフトウェアが必要となる。作業ヘッドを作動させるドライバは、作業ヘッドドライバと呼ぶことができ、作業ヘッドの種別ごとに、その作業ヘッドに適したドライバが存在する。作業ヘッドが交換されない場合、つまり固定されて設けられた従来の対基板作業機の場合は問題とはならないが、作業ヘッドが交換可能な対基板作業機では、装着された作業ヘッドに応じた、詳しくは、作業ヘッドの構成に応じたドライバを選択する必要が生じる。本項に記載の態様は、かかる場合に、作業ヘッドに応じたドライバの選択を自動で行い得る態様であり、作業ヘッドの交換を簡便なものにし得る態様である。複数の種類の作業ドライバを用意する場合には、各種のドライバを対基板作業機の内部に格納しておくか、あるいは、対基板作業機の外部に格納しておき、選択結果に基づいて、対基板作業機に送信するようにすればよい。本項に記載の態様は、作業ヘッドを交換可能にした対基板作業機において、ヘッド使用準備処理の自動化を実現可能な一態様である。

（８）当該対基板作業機が、前記装着された作業ヘッドの構成要素の作業動作に関連する位置情報である構成要素位置情報を前記構成諸元情報認識部によって認識されたヘッド構成諸元情報に基づいて取得する位置情報取得部を含む(6)項または(7)項に記載の対基板作業機。

作業ヘッドは、精密な機器ではあるが、製造上の誤差等を含み得る。作業ヘッドが脱着されない対基板作業機では、作業ヘッドを組付た後に作業ヘッドおよびそれの各構成要素の位置調整を行い、上記誤差が作業精度に影響を与えないようにされる。ところが、作業ヘッドが脱着可能とされる対基板作業機、特に、様々な作業ヘッドが交換されて装着される対基板作業機では、作業ヘッド自体の製造誤差，作業ヘッドの装着位置のずれが作業精度に影響を与える。本項に記載の態様は、それらの誤差等の影響をなくすために行う作業ヘッドに関する位置調整、いわゆるキャリブレーション処理の自動化を可能にする態様である。例えば、認識された構成要素の諸元に関する情報、特に、構成要素配備位置に関する情報に基づいて、装着された作業ヘッド，その構成要素の対基板作業機内における位置等に関する情報を取得し、その取得した情報に基づいて、装着された作業ヘッドに対応する位置調整を行うのである。対基板作業において作業ヘッドと回路基板とは相対移動させられるが、位置調整は、その相対移動における指令位置を補正等することが含まれる。実装ヘッドを例にとって説明すれば、実装ヘッドの構成要素である吸着ノズルを保持する部材の当該実装ヘッド内の高さ方向，水平面内内における配設位置等の情報を基に、吸着ノズルの相対移動指令位置，装着ヘッドの相対移動指令位置等を調整する処理を行うことができる。

（９）前記ヘッド関連情報認識部が、前記ヘッド関連情報として前記装着された作業ヘッドのステータスに関する情報であるヘッドステータス情報を認識するステータス情報認識部を含む(5)項ないし(8)項のいずれかに記載の対基板作業機。

本項に記載の態様は、作業ヘッドが有する上記固有情報に基づいて、装着された作業ヘッドの状態に関する情報を認識する態様である。ステータス情報は、例えば、その作業ヘッドの使用状態、作業精度に関する状態等が含まれる。作業ヘッド自体の状態のみならず、装着される対基板作業機との関係における状態、例えば相性といったものも含まれる。具体的には、例えば、その作業ヘッドがどの程度の時間稼動させられているか、メンテナンスが行われてから経過した日時、その作業ヘッドの不良率がどの程度であるか、その対基板作業機に装着された場合における不良率がどの程度であるか等である。ステータス情報は、後に説明する、使用の適否に関する判定等に利用することができる。ステータス情報は、作業ヘッドが有する固有情報に基づいて、作業ヘッドに関する生産履歴，メンテナンス履歴等のデータベースにアクセスして取得する等して認識することが可能である。

（１０）当該対基板作業機が、前記装着された作業ヘッドの適否を前記ステータス情報認識部によって認識されたヘッドステータス情報に基づいて判定するヘッド適否判定部を含む(9)項に記載の対基板作業機。

本項に記載の態様は、作業ヘッドの状態に応じて、作業ヘッドの適否を判定する態様である。作業ヘッドの適否とは、装着された作業ヘッドを用いて作業を行うことが適当であるか否かを意味し、本項に記載の態様には、例えば、作業ヘッド自体の状態が悪くて使用ができない場合，その作業ヘッドと装着される対基板作業機との相性が悪くその対基板作業機において使用することが不適当である場合等が含まれる。装着された作業ヘッドの使用可否判定もヘッド使用準備処理に含まれ、本項に記載の態様は、ヘッド使用準備処理を自動化可能な一態様である。なお、本項に記載された態様ではないが、本発明の対基板作業機は、ヘッドステータス情報に基づかず、前記ヘッド構成諸元情報に基づいて判定する態様で実施することもできる。また、本項に記載の態様における一態様として、ヘッドステータス情報とヘッド構成諸元情報との両者に基づいて判定される態様で実施することもできる。

（１１）当該対基板作業機が、
前記作業ヘッドが装着される作業ヘッド被装着部材を備えてその作業ヘッド被装着部材を一方向であるＸ方向に移動させるＸ方向移動装置と、そのＸ方向移動装置をＸ方向と直角な一方向であるＹ方向に移動させるＹ方向移動装置をと備え、前記作業ヘッドを回路基板と平行な一平面内において移動させる作業ヘッド移動装置を含む(1)項ないし(10)項の
いずれかに記載の対基板作業機。

（１２）作業ヘッドが装着された状態において、前記作業ヘッドおよび前記作業ヘッド被装着部材を合わせたものの前記Ｘ方向長さが６０ｍｍ以下とされた(11)項に記載の対基板作業機。

（１３）前記作業ヘッドと前記作業ヘッド被装着部材とを合わせたものの重量が５ｋｇ以下とされた(11)項または(12)項に記載の対基板作業機。

（１４）回路基板の表面に付された基準マークを撮像可能な基板撮像装置が、装着された前記作業ヘッドと前記Ｙ方向に並ぶ位置において前記作業ヘッド被装着部材に設けられた(11)項ないし(13)項のいずれかに記載の対基板作業機。

上記４つの項に記載された態様によれば、コンパクトな対基板作業機、作業ヘッド移動装置への負担の小さな対基板作業機が実現される。なお、上記４つの項に記載の態様は、作業ヘッドが脱着可能に設けられていない、つまり、作業ヘッドが固定的に設けられた対基板作業機に適用することも可能である。

（２１）対基板作業機に脱着可能に設けられ、その対基板作業機が回路基板に対して予め設定された作業を行うために作動させられることを特徴とする対基板作業機用作業ヘッド。

（２２）前記対基板作業機が、回路基板を固定保持する基板保持装置と、回路部品を供給する部品供給装置とを含むものであり、当該作業ヘッドが、前記部品供給装置から供給される回路部品を保持して取り出し、かつ、その保持した回路部品を基板保持装置に固定保持された回路基板の表面に実装する実装ヘッドとされた(21)項に記載の対基板作業機用作業ヘッド。

（２３）当該作業ヘッドが、当該作業ヘッドに関する固有情報が記録された固有情報記録媒体を備える(21)項または(22)項に記載の対基板作業機用作業ヘッド。

本発明の対基板作業機用作業ヘッドに関する上記種々の態様は、本発明の前記種々の態様の対基板作業機に好適な作業ヘッドである。それらの説明は、前述の説明と重複するため、ここでの説明は省略する。

（３１）脱着可能な作業ヘッドを備えてその作業ヘッドが装着された状態においてその作業ヘッドを作動させることによって回路基板に対して予め設定された作業を行う対基板作業機含む対基板作業システムであって、
前記装着された作業ヘッドが、自身に関する固有情報が記録された固有情報記録媒体を備え、当該システムが、作業ヘッドごとのそのヘッドに関連する情報であるヘッド関連情報を前記対基板作業機の外部において格納するヘッド関連情報外部格納部と、前記固有情報に基づいて前記ヘッド関連情報外部格納部から前記装着された作業ヘッドについてのヘッド関連情報を取得して認識するヘッド関連情報認識部とを備えることを特徴とする対基板作業システム。

本発明の対基板作業システムは、作業ヘッドを脱着可能に設けた対基板作業機を含むシステムにおいて、前述したヘッド関連情報を対基板作業機の外部の機器から取得するものである。本項に記載されたシステムの説明は、前述の説明と重複する部分については省略する。なお、ヘッド関連情報外部格納部は、例えば、データベース的な機能を果たすコンピュータを主体とした装置等が該当する。先に説明したように、ヘッド関連情報は、ヘッド構成諸元情報，ヘッドステータス情報等が含まれ、その情報の種類等に応じて、データベースを使い分けることができる。例えば、対基板作業機および作業ヘッドに関する生産履歴を格納するデータベース、対基板作業機を構成する装置，デバイス等に関する各種情報を格納する装置デバイスデータベース等を使い分ける態様である。したがって、ヘッド関連情報外部格納部は、１つに限らず複数存在してもよい。また、ヘッド関連情報認識部は、対基板作業機に設けられるものでもよく、対基板作業機とは別体となる装置に設られるものであってもよい。別体となる装置として設けられる場合は、例えば、複数の対基板作業機を統括して管理するホスト的な役割を果たすコンピュータを主体とする管理装置がシステム内に配置されているときには、その管理装置が上記別体となる装置として機能するようにしてもよく、また、上記データベース的な機能を果たす装置が、上記別体となる装置として機能するようにしてもよい。

本発明の対基板作業システムは、ヘッド関連情報認識部が、前述したところの、構成諸元情報認識部，ステータス情報部の少なくともいずれか一方を備える態様で実施することができる。また、前述したところのヘッド適否判定部，ヘッド対応部，位置情報取得部のいずれか１つ以上を備える態様で実施することもできる。その場合、それらの各部は、対基板作業機に設けられてもよく、また、上記別体となる装置に設けられるものであってもよい。なお、本項に記載のシステムは、前述の作業ヘッドが交換可能な態様、異種の構成の作業ヘッド間で交換可能な態様、対基板作業機を部品実装機に限定する態様で実施することもできる。

（４１）対基板作業機に脱着可能に装着されてその対基板作業機が回路基板に対して予め設定された作業を行うために作動させられる対基板作業機用作業ヘッドの、使用の準備のための処理を行うべくコンピュータによって実行されるプログラムであって、
装着された作業ヘッドに備えられた固有情報記録媒体から、その作業ヘッドに関する固有情報を読み出す固有情報読出ステップと、
読み出された固有情報に基づいて、その作業ヘッドに関連する情報であるヘッド関連情報を認識するヘッド関連情報認識ステップと
を含むことを特徴とする対基板作業機用作業ヘッド使用準備処理プログラム。

（４２）前記ヘッド関連情報認識ステップが、前記ヘッド関連情報として前記装着された作業ヘッドの構成に関する諸元であるヘッド構成諸元情報を認識する構成諸元情報認識ステップを有する(41)項に記載の対基板作業機用作業ヘッド使用準備処理プログラム。

（４３）当該ヘッド使用準備処理プログラムが、前記装着された作業ヘッドを動作可能とするためのソフトウェアである作業ヘッドドライバが格納されるドライバ格納部に、前記認識されたヘッド構成諸元情報に基づいて、前記装着された作業ヘッドに対応する作業ヘッドドライバを格納するヘッド対応ステップを含む(42)項に記載の対基板作業機用作業ヘッド使用準備処理プログラム。

（４４）当該ヘッド使用準備処理プログラムが、前記装着された作業ヘッドの構成要素の作業動作に関連する位置情報である構成要素位置情報を前記認識されたヘッド構成諸元情報に基づいて取得する位置情報取得ステップを含む(42)項または(43)項に記載の対基板作業機用作業ヘッド使用準備処理プログラム。

（４５）前記ヘッド関連情報認識ステップが、前記ヘッド関連情報として前記装着された作業ヘッドのステータスに関する情報であるヘッドステータス情報を認識するステータス情報認識ステップを有する(41)項ないし(44)項のいずれかに記載の対基板作業機用作業ヘッド使用準備処理プログラム。

（４６）当該ヘッド使用準備処理プログラムが、前記装着された作業ヘッドの適否を前記認識されたヘッドステータス情報に基づいて判定するヘッド適否判定ステップを含む(45)項に記載の対基板作業機用作業ヘッド使用準備処理プログラム。

本発明の対基板作業機用作業ヘッド使用準備処理プログラムに関する種々の態様は、作業ヘッドが脱着可能とされた対基板作業機において、装着された作業ヘッドを使用した作業を行うにあたっての準備処理を自動化するためのプログラムに関する態様である。それらの説明は、前述の説明と重複するため、ここでの説明は省略する。なお、上記各態様は、に記載のは、前述の作業ヘッドが交換可能な態様、異種の構成の作業ヘッド間で交換可能な態様、対基板作業機を部品実装機に限定する態様で実施することもできる。

（５１）回路基板が搬送される方向に並んで配置され、それぞれが、対基板作業を行うための作業ヘッドとして、(a)接着剤塗布作業を行うための塗布ヘッド、(b)部品実装作業を行うための実装ヘッド、(c)検査作業を行うための検査ヘッドの中から任意に選択された１つのものを装着可能に構成され、かつ、それら塗布ヘッド、実装ヘッド、検査ヘッドのうちの他のものと交換可能に構成された複数の対基板作業機を備え、
搬送される１つの回路基板に対して、前記複数の対基板作業機の各々が、順次、その各々に装着されている前記作業ヘッドに応じた対基板作業を実行するように構成された対基板作業システム。

（５２）回路基板が搬送される方向に並んで配置され、それぞれが、対基板作業を行うための作業ヘッドとして、(a)接着剤塗布作業を行うための塗布ヘッド、(b)部品実装作業を行うための実装ヘッド、(c)検査作業を行うための検査ヘッドの中から任意に選択された１つのものを装着可能に構成され、かつ、それら塗布ヘッド、実装ヘッド、検査ヘッドのうちの他のものと交換可能に構成された複数の対基板作業機を用い、
搬送される１つの回路基板に対して、前記複数の対基板作業機の各々に、順次、その各々に装着されている前記作業ヘッドに応じた対基板作業を実行させることを特徴とする対基板作業方法。

本発明の実施形態である対基板作業機の全体構成を示す斜視図である。対基板作業機を構成する作業モジュールの構成を示す斜視図である。作業モジュールに配備されたコンベアユニットを示す斜視図である。作業モジュールに配備された対基板作業装置を示す斜視図である。対基板作業装置に装備可能な実装ヘッドのいくつかのものを示す斜視図である。装備可能な実装ヘッドのうちの１つのものを示す斜視図である。実装ヘッドのヘッド移動装置への装着の機構を説明するための斜視図である。実装ヘッドを固定するためのヘッド固定装置を示す断面図である。各作業モジュールに配備されたモジュール制御装置の制御に関するブロック図を示す。対基板作業機が工場内に配置された様子を示す模式図である。作業ヘッドが装着された際に実行されるヘッド使用準備処理プログラムを示すフローチャートである。ヘッド使用準備処理プログラムにおけるヘッド関連情報認識処理ルーチンを示すフローチャートである。ヘッド使用準備処理プログラムにおけるヘッド適否判定処理ルーチンを示すフローチャートである。ヘッド使用準備処理プログラムにおけるキャリブレーション処理ルーチンを示すフローチャートである。装着された実装ヘッドの高さ位置を算出する方法を説明するための概念図である。実装ユニットの自転中心の測定の方法を説明するための概念図である。実装ユニットのインデックス回転中心を算出する方法を説明するための概念図である。ヘッド使用準備処理に関してのモジュール制御装置の機能を説明するための機能ブロック図である。

以下、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。

＜対基板作業機の構成等＞
図１に本発明の一実施形態である対基板作業機の全体斜視図を示す。対基板作業機１は、ベースモジュール１０と、ベースモジュール１０上に互いに隣接してかつ整列して配置された複数（８つ）の作業モジュール１２と、ベースモジュール１０および作業モジュール１２とは別体をなす作業機制御装置としての制御モジュール１３とを含んで構成されている。作業モジュール１２は、後に説明する作業ヘッドを除いて、ハード的には互いに略同じ構成のものであり、それらの並ぶ方向は、回路基板が搬送される方向とされている。なお、対基板作業機１の説明において、作業モジュール１２が並ぶ方向を左右方向とし、それに直交する方向を前後方向と呼ぶ。つまり、図における左前方が対基板作業機１の前方つまり正面側であり、右後方が後方つまり背面側である。また、対基板作業機１の左方が上流側と、右方が下流側とされており、回路基板は、左方に位置する作業モジュール１２から右方に位置する作業モジュール１２に向かって搬送され、順次、各作業モジュール１２における対基板作業が実行される。

なお、対基板作業機１に配置された各作業モジュール１２は、１つ１つが対基板作業機としての機能を有するものとされており、本発明との関係において、作業モジュール１２の１つ１つを対基板作業機として観念することもできるが、本実施形態では、対基板作業機を、作業モジュール１２の集合体として取り扱うこととする。また、各作業モジュール１２は、接着剤塗布ヘッド，検査ヘッド等の作業ヘッドも装着可能とされているが、説明を簡単にするため、本実施形態では、作業ヘッドとして電子部品等の回路部品を実装するための実装ヘッドのみが装着されるものとする。従って、作業モジュール１２は、実装モジュールであり、対基板作業機１は、部品実装機となる。以下の説明において、部品実装に主眼を置く場合、対基板作業機１を部品実装機１と、作業モジュール１２を実装モジュール１２と呼び、名称を使い分けることがある。

図２は、２つの実装モジュール１２が配置された部分を拡大して示すものであり、右側の実装モジュール１２は、外装板等を取り除いて示してある。この図が示すように、各々の実装モジュール１２は、モジュールの躯体として機能するフレーム１４と、フレーム１４に配設されたれた種々の装置等を含んで構成されている。例えば、それぞれが部品供給装置として並んで配設されてそれぞれが回路部品を所定の部品供給位置において１個ずつ供給する複数のテープフィーダ（以下、「フィーダ」と略すことがある）１６、回路基板を搬送する機能を有して所定の作業位置に回路基板を固定保持する基板保持装置としてのコンベアユニット２０、作業ヘッド２１を有して、その作業ヘッド２１を作業領域内において移動させ、その作業ヘッド２１に対基板作業を行わせる対基板作業装置２０等である。本実施形態においては、作業ヘッド２１は、フィーダ１６から供給される回路部品を保持して取出し、その回路部品をコンベアユニット２０に固定された回路基板に実装する実装ヘッドであり、対基板作業装置２２は、実装装置として機能する。以下の説明では、部品実装に主眼を置く場合、作業ヘッド２１を実装ヘッド２１と、対基板作業装置２２を実装装置２２と呼び、名称を使い分けることがある。

また、実装モジュール１２は、複数のフィーダ１６の群（以下、「フィーダ群」と呼ぶことがある）１８とコンベアユニット２０との間には、主に部品撮像装置として機能する部品カメラ２４（ＣＣＤカメラである）、後に説明する部品保持デバイスである吸着ノズルを収納する部品保持デバイス収納装置としてのノズルストッカ２５、および、後に説明するノズル先端高さ検出具２７が配備されている。さらに、各々の実装モジュール１２は、自身を制御するモジュール制御装置２６（図９参照）を有し、そのモジュール制御装置２６により、上記各装置等が制御されつつ動作する。また、実装モジュール１２の各々は、上部に入出力装置としての操作・表示パネル２８を備え、この操作・表示パネル２８は、モジュール制御装置２６につながっており、各種指令、情報等についてのオペレータ入力の受け付け、実装モジュール１２およびそれの構成要素のステータス等に関する情報の表示等を行う。

複数のフィーダ１６の各々は、フィード機構部４０とリール保持部４２とに概ね区分される。リール保持部４２には、テープ化された回路部品であるテーピング（電子部品の場合は電子部品テーピングと呼ばれることがある）が巻回されたリール４６が保持される。フィード機構部４０は、内部に駆動源を有し、リール４６から延び出すテーピングは、このフィード機構部４０によって、実装装置２２の動作に対応して部品保持ピッチずつ送られるとともに、カバーテープが剥がされ、回路部品は、部品供給位置において１つずつ供給される。フィーダ１６、テーピングについてはよく知られた機構、構成を有しているため、ここでの説明はこの程度とする。

コンベアユニット２０は、図３に示すように、コンベア装置を主体とするものであり、前部コンベア７２および後部コンベア７４の２つのコンベア装置を含んで構成されている。前部コンベア７２および後部コンベア７４は、それぞれ、２つの向かい合うコンベアレール７６，７８，８０，８２を備えており、それぞれのコンベアレール７６，７８，８０，８２は、図示を省略するコンベアベルトがコンベアモータ８４によって周回する構造とされており、回路基板８６は、そのコンベアベルトに支承されて移送される。コンベアユニット２０は、複数の実装モジュール１２の各々に備わっており、その各々のコンベアユニット２０は、部品実装機１において、一直線上に位置するようにされている。各実装モジュール１２のコンベアユニット２０は、互いに協調して回路基板を搬送可能とされている。すなわち、これらのコンベアユニット２０は、部品実装機１における基板搬送装置を構成しているのである。なお、コンベアレール７６以外のコンベアレール７８，８０，８２は、コンベア幅調整モータ８８によって前後方向に移動可能とされており、コンベア幅を自由に調整できるとともに、前部コンベア７２と後部コンベア７４との一方のみを使用することによって幅の大きな回路基板の搬送が可能とされている。

コンベアモータ８４を制御駆動することによって作業領域内に移送されきた回路基板８６は、設定された停止位置である作業位置に停止させられる。コンベアユニット２０は、下部に、図示を省略する昇降装置によって昇降可能な回路基板支持板（以下、「支持板」と略すことがある）９０を有し、この支持板９０の上面には、図示を省略する支持ピンが任意の位置に変更可能に設けられており、支持板９０が上昇させられることで、その支持ピンに支持されて回路基板８６が上昇し、コンベアベルトとの係合を解かれるとともに、コンベアレール７６，７８，８０，８２の一部分と支持ピン９０とに挟持されて、回路基板８６が上記作業位置において固定される。固定の解除は、支持板９０を下降させればよい。このような構成から、コンベアユニット２０は、実装モジュール１２における基板保持装置として機能するのである。

図４に示すように、実装装置２２は、実装ヘッド２１と、その実装ヘッド２１を作業領域内において略一平面に沿って移動させるヘッド移動装置１０２（実装ヘッド移動装置として機能する）を含んで構成される。ヘッド移動装置は、実装ヘッド２１と、コンベアユニット２０に保持された回路基板とを、相対移動させる相対移動装置の一種である。実装ヘッド２１については、後に詳しく説明する。ヘッド移動装置１０２は、ＸＹロボット型の移動装置であり、実装ヘッド２１を前後方向（Ｙ方向）に移動させるＹ方向移動装置としてのＹスライド装置１１２と、左右方向（Ｘ方向）に移動させるＸ方向移動装置としてのＸスライド装置１１４とを含んで構成される。Ｙスライド装置１１２は、フレーム１４の一部をなすビーム１１６に設けられ、Ｙ軸モータ１１８の駆動により、ボールねじ機構を介して、Ｙスライド１２０をＹガイド１２２に沿って移動させる。Ｘスライド装置１１４は、Ｙスライド１２０に設けられ、Ｘ軸モータ１２６の駆動により、ボールねじ機構を介して、Ｘスライド１２８をＸガイド１３０に沿って移動させる。実装ヘッド２１は、作業ヘッド被装着部材としてのＸスライド１２８に、装着される構造となっている。このこの装着に関する機構についても後述する。実装ヘッド２１は、ヘッド移動装置１０２により、フィーダ群１８とコンベアユニット２０において固定された回路基板とにわたって移動させられる。なお、Ｘスライド１２８には、その下部に、マークカメラ１３２（ＣＣＤカメラである）が設けられている。このマークカメラ１３２は、基板撮像装置として機能し、回路基板の表面に付された基準マーク等を撮像する。マークカメラ１３２は、実装ヘッド２１とともに、ヘッド移動装置１０２によって移動させられる。

＜作業ヘッドの構成、脱着方法等＞
本実施形態において、作業ヘッドである実装ヘッド２１は、ヘッド移動装置１０２に対して着脱可能とされ、互いに構成の異なる複数のものの中から選択して装着可能とされている。つまり、実装装置２２は、実装ヘッド２１を種類の違うものに交換することが可能とされているのである。図５に、装着可能な作業ヘッド２１の一例として、３つの実装ヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃを示す。それぞれを簡単に説明すれば、図５（ａ）に示す実装ヘッド２１ａは、概して軸状をなす実装ユニット１４０を複数（８つ）備えて、それらをインデックス回転させる形式の実装ヘッド２１である。実装ヘッド２１ａの動作を簡単に説明すれば、実装ユニット１４０は、その下端部に、部品を吸着保持する部品保持デバイスとしての吸着ノズル１４２を有している。実装ヘッド２１ａがフィーダ群１８の上方に位置する状態で、実装ユニット１４０の１つを下降させ、その実装ユニット１４０が有する吸着ノズル１４２に、フィーダ１６の部品供給位置において供給される回路部品を保持させることによって、その回路部品を取り出す。実装ユニット１４０は間欠回転させられて、順次、各々の実装ユニット１４２が回路部品を取り出す。各実装ユニット１４０が回路部品を保持した状態で、実装ヘッド２１ａは、コンベアユニット２０に固定保持された回路基板の上方に移動させられる。回路基板の上方において、部品取り出し時に下降させられた位置に位置する１つの実装ユニット１４０が下降させられ、その実装ユニット１４０が保持する回路部品が回路基板の表面に載置される。実装ユニット１４０は間欠回転させられて、順次、各々の実装ユニット１４０が保持する回路部品を回路基板に載置する。実装ヘッド２１ａは、このような動作を行う実装ヘッド２１であり、比較的小型の回路部品の高速実装に適した実装ヘッド２１である。なお、図示は省略するが、実装ヘッド２１ａと同じ形式の実装ヘッド２１として、装備する実装ユニット１４０の数が異なるものも存在する。

図５（ｃ）に示す実装ヘッド２１ｃは、実装ユニット１４０を１つ装備した実装ヘッド２１であり、フィーダ１６の上方および回路基板の上方において、実装ユニット１４０を下降させ、フィーダ１６と回路基板の１往復において、１つの回路部品が実装されるようにされている。実装ヘッド２１ｃは、実装速度は比較的遅いものの、比較的大きな吸着ノズル１４２をも装備することができ、大きな回路部品、特殊形状の回路部品の実装が可能であり、汎用性に優れた実装ヘッド２１である。図５（ｂ）に示す実装ヘッド２１ｂは、２つの実装ユニット１４０を有する実装ヘッドであり、実装ヘッド２１ａと実装ヘッド２１ｃとの中庸的な特性を有する実装ヘッド２１である。なお、２つの実装ユニット１４０のうち、前方側の実装ユニット１４０は、その実装ユニット１４０の軸線に直角な軸線まわりに放射状に配置された複数の吸着ノズル１４２を有し、それらの吸着ノズル１４２は、その軸線まわりに回転させられることによって、使用されるノズルが選択されるような構造とされている。実装モジュール１２は、実装作業の形態に応じて、上記説明した実装ヘッド２１等から任意に選択した１つのものを装着することができるのである。なお、図２および図４において装着されている実装ヘッド２１は、実装ヘッド２１ａである。

実装ヘッド２１のさらに詳しい構成を、実装ヘッド２１ａを例にとって、図６を参照しつつ説明する。実装ヘッド２１ａは、ヘッドの躯体となるヘッド本体２８０と、ヘッド本体２８０の各所に配設された種々の構成部品，構成装置と、それら構成部品等を被うヘッドカバー２８２（図５参照）とを含んで構成されている。図６は、このヘッドカバー２８２を除いたものを示している。

実装ヘッド２１ａは、複数、詳しくは８つの実装ユニット１４０を備えており、それぞれの実装ユニット１４０は、回路部品保持デバイスである吸着ノズル１４２を先端部に保持している。吸着ノズル１４２の各々は、図示は省略するが、正負圧選択供給装置２９２（図９参照）を介して負圧エア，正圧エア通路に通じており、負圧にて電子部品を先端部に吸着保持し、僅かな正圧が供給されることで保持した電子部品が離脱する構造となっている。概して軸状をなす実装ユニット１４０は、間欠回転するユニット保持体２９４の外周部に、等角度ピッチで、軸方向が上下方向となる状態に保持されている。また、それぞれの実装ユニット１４０は、自転可能に、かつ、軸方向に移動可能とされている。ユニット保持体２９４は、電動モータ（エンコーダ付サーボモータ）である保持体回転モータ２９６を駆動源として有するユニット保持体回転装置２９８によって駆動され、実装ユニット１４０の配設角度ピッチに等しい角度ずつ間欠回転（インデックス回転と呼ぶこともある）させられることで、実装ユニット１４０は、間欠回転させられる。間欠回転における実装ユニット１４０の１つの停止位置であるユニット昇降ステーション（最も前方に位置するステーション）において、そのステーションに位置する実装ユニット１４０は、電動モータ（エンコーダ付サーボモータ）であるユニット昇降モータ３００を駆動源として有するユニット昇降装置３０２によって昇降させられる。フィーダ１６からの電子部品の取出動作、および、コンベアユニット２０に保持された回路基板への電子部品の動作は、この昇降ステーション位置する実装ユニット１４０によって行われ、その際に実装ユニット１４０が所定距離下降させられる。また、各々の実装ユニット１４０は、吸着保持した回路部品の載置方位の調整等を目的として、電動モータ（エンコーダ付サーボモータ）であるユニット自転モータ３０４を駆動源として有するユニット自転装置３０６によって自転させられる。なお、複数の実装ユニット１４０は、一斉に自転させられる構造とされている。以上が、実装ヘッド２１ａの主要な構成である。

他の実装ヘッド２１である実装ヘッド２１ｂ，２１ｃの構造も同様のものであるが、構成に応じた構造の差異がある。その差異のみを説明すれば、実装ヘッド２１ｃは、実装ユニット１４０を１つしか備えていない構成のものであり、実装ヘッド２１ａが備えることころのユニット保持体回転装置２９８を有していない。また、実装ヘッド２１ｂは、実装ユニット１４０が２つあってそれらが単独で昇降可能とされているため、ユニット昇降装置を２つ有しており、さらには、一方の実装ユニット１４０において、吸着ノズル１４２を選択するためのノズル選択装置が設けられている。

上述したように、実装ヘッド２１は、Ｘスライド１２８に脱着可能に取り付けられて、ヘッド移動装置１０２に装着される。以下に、実装ヘッド２１の装着に関する機構について説明する。図７に、実装ヘッド２１の背面側からの斜視（図７（ａ））およびＸスライド１２８の正面側からの斜視（図７（ｂ））を示す。

実装ヘッド２１において、ヘッド本体２８０の背面部３３０が取付部を構成し、Ｘスライド１２８の正面部３３２が被取付部を構成する。ヘッド本体の背面部３３０は、下部に２つの脚部３３４を有するとともに、上部に係合ブロック３３６が設けられている。一方、Ｘスライド１２８の正面部３３２は、下部に、脚部３３４を支承する脚部支承部３３８を有し、脚部支承部３３８のやや上方に、２つの下部係合ローラ３４０を有している。また、Ｘスライド１２８の正面部３３２の上部には、係合ブロック３３６の一部分を掛止させて固定するヘッド固定装置３４２（図４参照）が設けられ、また、ヘッド固定装置３４２のやや下方には、２つの上部係合ローラ３４４を有して係合ブロック３３６を入り込ませるための係合穴３４６が設けられている。実装ヘッド２１が装着された状態において、ヘッド本体２８０の背面部３３０とＸスライド１２８の正面部３３２とは略ぴったりと合わさるようにされている。

脚部３３４は、先端が楔形状とされており、Ｖ字状とされた脚部支承部３３８に嵌め合わされる。これにより、実装ヘッド２１の上下方向の位置が規定される。また、脚部３３４上部の間隔が小さくされた部分の対向する側面が、２つ下部係合ローラ３４０の各々の外周面にぴったりと係合するようにされおり、また係合ブロック３３６の両側面が、２つの上部係合ローラ３４４の間にぴったりと嵌りこむようにされており、これらによって、実装ヘッド２１の左右方向の位置が規定される。

図８に、ヘッド固定装置３４２の断面を示す。図８（ａ）は、Ｘスライド１２８の左右方向の中央において切断した断面であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ面における断面である。ヘッド固定装置３４２は、係合ブロック３３６の上部に設けられた掛止ローラ３６０（図７参照）に掛止ピン３６２を掛合させる構造とされている。詳しく説明すれば、ヘッド固定装置３４２は、正面部３３２の上部に設けられたピン穴３６４に上下移動可能に支持された掛止ピン３６２と、掛止ピン３６２を上下させる掛止ピン作動装置３６６とを含んで構成されている。掛止ピン作動装置３３６は、若干の可撓性のあるロッド３６８と、そのロッド３６８の一端部にロッド３６８に対して偏心した状態で固定的に設けられた円盤状のカム板３７０と、ロッド３６８を回転可能に支持する概ねパイプ状のロッド支持部材３７２と、ロッド３６８の他端部に固定的に設けられてロッド３６８を回転させるためのグリップ３７４とを含んで構成される。掛止ピン作動装置３３６は、ロッド支持部材３７２においてＸスライド１２８の正面部３３２の上部に取り付けられる（図７参照）。掛止ピン３６２の上部には、カム板３７０の外径より若干大きな幅の溝３７６が形成され、この溝３７６にカム板３７０が係合するようにされている。グリップ３７４を回転させれば、掛止ピン３６２が上下に作動する。なお、掛止ピン作動装置３６６は、グリップ３７４の操作を容易にするために、グリップ３７４を下方に位置させるべく、ロッド支持部材３７２が屈曲した形状とされているのである。

実装ヘッド２１を装着する場合、グリップ３７４を一方向（本実施形態では正面から見て反時計回り）に回転させ、掛止ピン３６２を上方に移動させた状態で、実装ヘッド２１の背面部３３０をＸスライド１２８の正面部にぴったりと係合させ、その状態で、グリップ３７４を反対方向（本実施形態では正面から見て時計周り）に回転させる。このグリップ３７４の操作により、掛止ピン３６２は下降し、最下降端の手前で掛止ピン３６２の下端部に形成された傾斜面３７８が掛止ローラ３６０の外周に当接する。さらに、グリップ３７４を回転させることにより、掛止ピン３６２は、傾斜面３７８の作用により、実装ヘッド２１を下方に押付けるとともに後方に押付ける状態で、掛止ローラ３６０を掛止する。その状態はカム板３７０の外周と溝３７６の下側面との間に生じる摩擦力によって維持されるが、その状態維持をより確実なものとするため、掛止ピン作動装置３３６は、捻りバネ３８０を有して、掛止ピン３６２が下方に向かう方向にその捻りバネ３８０がロッド３６８を付勢する構造とされている。実装ヘッド２１を離脱させるには、逆方向にグリップ３７４を回転させればよい。

本実施形態において、作業モジュール１２は、種々の作業ヘッド２１を配備可能とされているが、いずれの作業ヘッド２１も、装着機構に関する構造は同じものとされており、装着されている作業ヘッド２１をワンタッチで離脱可能であるとともに、任意の作業ヘッド２１をワンタッチで装着可能とされているのである。また、作業ヘッド２１は、装着された状態において、モジュール制御装置２６によって制御可能とされる。そのため、作業ヘッド２１が備える各構成部分の駆動のための電源線，制御線等は、ヘッド移動装置１０２につなげられるのであるが、これらの配線の接続も、図示を省略するコネクタによってワンタッチで行われる。さらに、作業ヘッド２１は、自らの固有情報を記録する固有情報記録媒体としてのメモリチップ４００（図５参照）を備えており、このメモリチップ４００も、モジュール制御装置２６に接続可能とされている。メモリチップ４００は、電池によってバックアップされたＲＡＭチップであり、各種情報を書き換え可能とされている。メモリチップ４００に記録されている情報とおよびその情報の用途については後述する。

＜作業ヘッド等の諸元＞
本実施形態の実装ヘッド２１は、小型化された作業ヘッドである。特に、幅寸法（装着された状態における基板搬送方向の長さ（Ｘ方向長さ）を実装ヘッド２１の幅と呼ぶ。図４におけるｘ。）は小さく、６０ｍｍ以下とされている。３種の実装ヘッド２１の中でも、インデックス回転型の実装ヘッドである実装ヘッド２１ａは、比較的小さな回路部品の実装に用いられる。実装ヘッド２１ａは、吸着ノズル１４２がそれの中心が一円周上に位置するように配置されており、その円の直径は４０ｍｍ以下とされている。また、実装ヘッド２１が装着されるＸスライド１２８の幅寸法も、実装ヘッド２１の幅寸法と同じ寸法とされている。なお、本実施形態においては、基板撮像装置であるマークカメラ１３２は、実装ヘッド２１ではなく、Ｘスライド１２８に設けられているが、幅方向と直角な方向（Ｙ方向、つまりＸスライド１２８の移動方向と直角な方向である。）において実装ヘッド２１と並ぶように位置している。そのことも、Ｘスライド１２８の幅を小さくすることに寄与している。本実施形態の実装モジュール１２は、基板搬送方向における長さつまり幅が比較的狭いものとされているが、実装ヘッド２１およびＸスライドの幅寸法が小さくされていることによって、回路部品を実装可能な幅方向の範囲が、比較的大きなものとなっている。

また、３種の実装ヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で最も重量があるインデックス回転型の実装ヘッド２１ａであっても、その重量が２ｋｇ程度とされている。上述したように、マークカメラ１３２が実装ヘッド２１から分離されていることも、実装ヘッド２１の軽量化に寄与している。一方、マークカメラ１３２を含めたＸスライド１２８全体の重量も２ｋｇ程度とされており、したがって、ＸＹロボット型の移動装置であるヘッド移動装置１０２において、Ｘスライド装置１１４が移動させる対象物であるところの、実装ヘッド２１とＸスライド１２８とを合わせたせたものの重量は５ｋｇ以下とされ、ヘッド移動装置１０２への負荷は比較的小さなものとなっている。このことにより、実装ヘッド２１の高速移動が可能とされ、本実装モジュール１２の生産性は高いものとされている。また、実装ヘッド２１等が軽量化されていることで、実装装置２２の低振動化、省エネルギ化が実現されている。

＜制御装置等＞
対基板作業機１は、各作業モジュール１２を制御するために各作業モジュール１２に配備されたモジュール制御装置２６と、各作業モジュール１２を統括して制御する作業機制御装置としての制御モジュール１３とによって制御されるが、作業の制御の中心をなす部分は、各モジュール制御装置２６に存在する。図９にモジュール制御装置２６の制御に関するブロック図を、本発明に関係の深い部分を中心に示す。

モジュール制御装置２６は、コンピュータ４１０を主体とする制御装置であり、コンピュータ４１０は、ＰＵ（プロセッシングユニット）４１２と、ＲＯＭ４１４と、ＲＡＭ４１６と、入出力インターフェース４１８と、それらを互いに接続するバス４２０とを有している。入出力インターフェース４１８には、それぞれの駆動回路４２２を介して、フィーダ群１８として配設された各フィーダ１６、コンベアユニット２０、ヘッド移動装置１０２が、それぞれ接続されている。また、モジュール制御装置２６は、作業ヘッド２１を駆動するためのヘッド駆動回路４２４を有しており、それを介して作業ヘッド２１が、入出力インターフェース４１８に接続されている。また、入出力インターフェース４１８には、部品カメラ２４およびマークカメラ１３２が、制御回路４２６を介して接続され、それらによって得られた撮像データに対して画像処理を行う画像処理ユニット４２８を介して取り込まれる。操作・表示パネル２８およびハードディスクを主体とする外部記憶装置４３０も、入出力インターフェース４１８に接続されている。対基板作業機１は複数の作業モジュール１２の各々が各種信号をやり取りし合って動作を行うようにされているため、入出力インターフェース４１８には、通信回路４３２を介して、他の作業モジュール１２が接続されている。また、モジュール制御装置２６のホスト的な役割を果たす制御モジュール１３も通信回路４３２を介して接続されており、それとの間でも信号，情報等の通信が可能とされている。つまり、各作業モジュール１２および制御モジュール１３は、互いにＬＡＮ４３４によって接続されているのである。なお、外部記憶装置４３０には、作業モジュール１２の基本動作プログラム，回路基板に応じた実装プログラム等のアプリケーションプログラム、回路基板，回路部品等に関する各種データ等が記憶されており、また、実装作業等の際には、それらの中から必要なものがＲＡＭ４１６に転送されて記憶され、そのＲＡＭ４１６の記憶内容に基づいて実装作業等が行われる。

作業ヘッド１２に関して詳しく説明すれば、図９のブロック図では、作業ヘッド１２として実装ヘッド２１ａが取り付けられた状態を示しており、ヘッド駆動回路４２４には、正負圧選択供給装置２９２，保持体回転モータ２９６，ユニット昇降モータ３００，ユニット自転モータ３０４等が接続されることになる。装着される作業ヘッド１２の種類に応じて、ヘッド駆動回路４２４に接続されるアクチュエータ，駆動源等が異なることになる。フィーダ１６，コンベアユニット２０等もそうであるが、作業ヘッド１２等の装置，デバイス等は、それらを動作させるためのソフトウェアであるドライバによって駆動される。ドライバは、装置，デバイス等の構成に応じて、専用のものが用意されている。作業ヘッド１２のドライバは、作業ヘッドドライバであり、実装ヘッド１２ａに専用のものが存在する。各種ドライバは、外部記憶装置４３０の一部分であるドライバ格納部に格納されており、例えば、実装ヘッド１２ａが装着された場合は、それに専用のヘッドドライバが読み出され、そのドライバがＲＡＭ４１６に転送され、実装ヘッド１２ａに対応した動作プログラムが構築されるのである。さらに、作業ヘッド１２の有するメモリチップ４００も入出力インターフェース４１８に接続され、コンピュータ４１０との間で、情報のやり取りを行うことが可能とされる。

作業機制御装置である制御モジュール１３は、ブロック図は省略するが、ＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力インターフェース等を含むコンピュータを主体とし、外部記憶装置，キーボード等の入力デバイス，ディスプレイ等の出力デバイス等を含む装置であり、各作業モジュール１２との各種信号，データのやり取りを行う通信機能を有して、各作業モジュール１２を統括して管理する役割を担うとともに、対基板作業機１に必要な各種データのデータベースとしての役割をも担っている。各作業モジュール１２についての実装プログラム等は、この制御モジュール１３から配信される。また、次に説明するように、制御モジュール１３は、対基板作業機１と外部との通信を行う機能をも有している。

図１０に、対基板作業機１が工場内に配置された様子を模式的に示す。図では、同じ形式の対基板作業機１が３つ配置されている。各対基板作業機１は、互いに情報の受け渡し可能に接続されるともに、各種データベース機能を有する各種管理コンピュータ（図では、４４０，４４２の２つが示されている）と、互いに情報の受け渡しが可能に接続されている。これらの対基板作業機１および管理コンピュータ４４０，４４２等も、ＬＡＮ４４４によって接続されているのである。管理コンピュータは、回路基板に応じた作業プログラムに関するデータベース機能を有するもの、各種回路部品の諸元に関するデータを格納してそれのデータベース機能を有するもの等、各種のものがあるが、図１０に示したものは、各対基板作業機１に関する生産履歴に関するデータベース機能を有する生産履歴管理コンピュータ４４０、および、作業ヘッド，フィーダ等の装置，デバイス等に関連する情報のデータベースとしての機能を有する装置デバイス管理コンピュータ４４２である。作業ヘッド２１の交換という観点からすれば、これら２つの管理コンピュータ４４０，４４２は、作業ヘッド２１ごとのそのヘッドに関連する情報であるヘッド関連情報を対基板作業機１の外部において格納するヘッド関連情報外部格納部として機能するものである。なお、対基板作業機１の生産情報は、生産履歴管理コンピュータ４４０に送られるが、それには、どの作業ヘッド２１を使用した作業であるかも含まれる。また、作業された回路基板の検査結果情報も生産履歴管理コンピュータ４４０に送られ、作業ヘッド２１ごとの不良率等も生産履歴の１つとして管理される。生産履歴管理コンピュータ４４０および装置デバイス管理コンピュータ４４２については、後おいてもに詳しく説明する。

＜部品実装作業＞
実装ヘッド２１ａが装着された１つの実装モジュール１２による部品実装作業を、簡単に説明する。上流側から移送されてきた回路基板は、コンベアユニット２０によって、作業領域内の設定された作業位置に停止させられる。停止させられた回路基板は、その位置において、回路基板支持板９０が昇降装置によって上昇させられることにより、コンベアユニット２０よって固定保持される。次いで、ヘッド移動装置１０２によって、マークカメラ１３２が、回路基板に付された基準マークの上方に移動させられ、基準マークを撮像する。その撮像データから、保持された回路基板の保持位置のずれが検出される。

次に、実装ヘッド２１ａがフィーダ群１８の上方に移動させられ、設定された取出順序に従って、回路部品が吸着ノズル１４２に吸着保持される。詳しくは、昇降ステーションに位置する実装ユニット１４０が、保持対象とされた回路部品を供給するフィーダ１６の部品取出位置の上方に位置させられて、その位置でその実装ユニット１４０が下降させられ、その先端に保持された吸着ノズル１４２に負圧が供給されて、その回路部品を吸着保持する。そして実装ユニット１４０が間欠回転させられ、次の実装ユニット１４０に関する同様の部品取出動作が行われる。このようにして、実装ヘッド２１ａが備える実装ユニット１４０について、順次、部品取出動作（多くの場合は８回）が行われる。

次に、回路部品を保持した実装ヘッド２１ａは、部品カメラ２４の上方に移動させられる。その位置において、部品カメラ２４は、保持された回路部品を一視野内に収めて撮像する。得られた撮像データにより、それぞれの回路部品の保持位置のずれが検出される。続いて、実装ヘッド２１ａは、回路基板の上方まで移動させられ、設定された実装順序に従って、回路基板の表面に保持された回路部品が載置される。詳しくは、まず、ユニット昇降ステーションに位置する実装ユニット１４０が適正な載置位置の上方に位置させられる。このとき、検出された回路基板の保持位置ずれ量，回路部品の保持位置ずれ量に基づいて、実装ヘッド２６の移動位置が適正化される。その位置において、実装ユニット１４０が所定距離下降させられ、吸着ノズル１４２に正圧が供給されて、保持した回路部品が回路基板の表面に載置される。続いて実装ユニット１４０が間欠回転させられ、次の実装ユニット１４０に関する同様の載置動作が行われる。このようにして、回路部品を保持する実装ユニット１４０について、順次、部品載置動作が行われる。なお、各実装ユニット１４０の載置動作におけるその実装ユニット１４０の下降に先駆けて、その実装ユニット１４０が、保持する回路部品に対して設定された載置方位，検出された回路基板保持位置ずれ量，回路部品の保持位置ずれ量に基づいて、適正な回転位置まで自転させられ、それによって、回路部品の載置方位が適正化されるのである。

予定されたすべての回路部品についての実装が終了するまで、実装ヘッド２１ａがフィーダ群１８と回路基板との間を往復させられて、部品取出動作、部品載置動作が繰り返し行われる。すべての回路部品の実装が終了した後、コンベアユニットの支持板９０が昇降装置によって下降させられ、回路基板の固定保持が解除される。その回路基板は、コンベアユニット２０によって、下流側へ移送される。このようにして、その回路基板に予定されたその実装モジュール１２による部品実装作業が終了する。

かかる実装モジュール１２が複数配置された部品実装機１では、配置されたすべての実装モジュール１２による部品実装作業が完了して、１枚の回路基板に対するその部品実装機１による部品実装が完了する。このように、部品実装機１では、回路基板を次々に上流側から下流側に向かって複数の実装モジュール１２の各々にわたって順次搬送し、複数の実装モジュール１２の各々にその各々に定められた実装作業を実行させることによって部品の実装を行う。そして、複数の回路基板を、次々に、上流側の実装モジュール１２に搬入することで、次々に各回路基板に対する装着を行って、下流側の実装モジュール１２から実装が完了した回路基板が、次々に搬出される。なお、部品実装機１への回路基板の搬入，搬出は、最も上流側のおよび最も下流側の実装モジュール１２のそれぞれの傍らに、コンベア装置を主体とする搬入機，搬出機をそれぞれ配置し、それらによって行えばよい。

＜作業ヘッドの装着に付随する準備処理＞
前述のように、作業モジュール１２は、作業ヘッド２１を交換可能とされている。新たに作業ヘッド２１が装着された場合、作業モジュール１２は、その作業ヘッド２１を使用するための準備を行う。以下に、作業ヘッド２１の装着に付随する準備処理について、実装ヘッド２１ａが装着された場合を例にとって説明する。

装着に付随する準備作業は、作業ヘッド２１が装着された作業モジュール１２のモジュール制御装置２６によって行われ、詳しくは、そのモジュール制御装置２６のＲＯＭ４１４に格納されているヘッド使用準備処理プログラムがコンピュータ４１０によって実行されることにより行われる。図１１に、ヘッド使用準備処理プログラムのフローチャートを示す。このフローチャートに従って準備処理を説明すれば、実装ヘッド２１ａが装着された際、まず、ステップ１（以下、Ｓ１と略す。他のステップも同様とする。）において、その実装ヘッド２１ａが認識される。詳しくは、その実装ヘッド２１ａの構成諸元に関するヘッド構成諸元情報，ステータスに関するヘッドステータス情報等のヘッド関連情報が認識されることで、その実装ヘッド２１ａが、どのような構成のものであるか、どのような状態であるかが認識される。次に、Ｓ２において、認識されたヘッド関連情報に基づいて、その実装ヘッド２１ａの使用の適否が判定される。使用することが不適当であると判定された場合は、その旨が、オペレータに告知されて準備処理を終了する。適当であると判定された場合は、Ｓ３において、その実装ヘッド２１ａに適合した作業ヘッドドライバが選択され、その実装ヘッド２１ａが動作可能とされる。続いて、Ｓ４において、認識されたヘッド諸元情報に基づいて、実装ユニット１４０のインデックス回転に関する調整がなされる。そして、Ｓ５において、各実装ユニット１４０の先端部に、所定の吸着ノズル１４２が取り付けられる。吸着ノズル１４２の取り付け後、Ｓ６において、キャリブレーションが行われる。キャリブレーションは、平たく言えば、実装ヘッド２１ａの装着誤差等に対処すべく、その実装ヘッド２１ａの作業動作における位置、詳しくは位置指令値を調整して確定するため処理である。以上説明した流れで、ヘッド使用準備処理が行われる。以下に、それぞれの処理の詳細を、処理ごとに説明する。

i）ヘッド関連情報認識
前記Ｓ１のヘッド関連情報認識処理は、図１２にフローチャートを示すヘッド関連情報認識処理ルーチンに従って行われる。まず、Ｓ１１において、実装ヘッド２１ａに備わっているメモリーチップ４００に格納されているヘッド格納情報が読み出される。つまり、本ステップは、固有情報読出ステップである。ヘッド格納情報は、その実装ヘッド２１ａに関する固有情報であり、具体的には、そのヘッドのＩＤを示すヘッドＩＤデータの他、そのヘッドの形式を示すヘッド形式データ，そのヘッドが有する各実装ユニット１４０の配設角度ピッチデータ（以下、「ユニット配設角データ」と呼ぶことがある），各実装ユニット１４０の吸着ノズル取付部の基準位置に対する高さデータ（以下、「ユニット高さデータ」と呼ぶことがある）等の構成諸元に関するデータ等が含まれている。なお、ユニット配設角データ，ユニット高さデータは、実装ヘッド２１ａが備える構成要素の配設位置に関する情報の一種である。

次に、Ｓ１２において、前述の装置デバイス管理コンピュータ４４２から、Ｓ１１で読み出されたヘッドＩＤデータに基づいて、その実装ヘッド１２ａに関するデータが読み出される。装置デバイス管理コンピュータは、工場内に存在する各種装置，デバイス等に関しての各種情報を、データベース化して格納している。読み出されたヘッドＩＤデータは、制御モジュール１３を介して、装置デバイス管理コンピュータ４４２に送信される。装置デバイス管理コンピュータ４４２は、ヘッドＩＤをキーに検索し、その実装ヘッド２１ａに関して必要な情報を、制御モジュール１３を介してモジュール制御装置２６に送信するのである。このようにして、必要な情報が読み出される。装置デバイス管理コンピュータ４４２から取得される情報は、ヘッド構成諸元情報であるところの、ユニット配設角データ，ユニット高さデータ等が含まれる。また、装置デバイス管理コンピュータ４４２には、各種装置，デバイスのメンテナンス関連情報も、ヘッドＩＤに関連付けられて格納されている。具体的には、最後にメンテナンスを行った日時に関するデータ、その最後のメンテナンスからのその装置，デバイスの稼動時間（以下、「メンテナンス後稼動時間」と呼ぶことがある）に関するデータ等である。Ｓ１２においては、装着された実装ヘッド１２ａについてのメンテナンス後稼動時間情報が、ヘッドステータス情報の１つとして読み出される。

次いで、Ｓ１３において、前述の生産履歴管理コンピュータ４４０から、Ｓ１１で読み出されたヘッドＩＤデータに基づいて、その実装ヘッド１２ａに関するデータが読み出される。生産履歴管理コンピュータ４４０は、工場内に存在する各種対基板作業機の生産履歴情報がデータベース化されて格納されている。この生産履歴情報には、不良率に関するデータも含まれている。Ｓ１３において、モジュール制御装置２６は、ヘッドＩＤデータと、その実装ヘッド２１ａが装着されている実装モジュール１２のモジュールＩＤデータとを、制御モジュール１３を介して、生産履歴管理コンピュータ４４０に送信する。生産管理コンピュータ４４０は、自らに格納されている情報の中から、ヘッドＩＤをキーにして、その実装ヘッド２１ａの現在から所定時間遡った期間の不良率（以下、「所定期間不良率」と呼ぶことがある）に関するデータを作成し、また、ヘッドＩＤおよびモジュールＩＤをキーにして、その実装モジュール１２に装着された場合の所定期間不良率である対モジュール所定期間不良率に関するデータを作成する。そして、生産履歴コンピュータ４４０は、作成したその実装ヘッド２１ａについての所定期間不良率データおよび対モジュール所定期間不良率データを、制御モジュール１３を介してモジュール制御装置２６に送信する。Ｓ１３においては、このようにして、ヘッドステータス情報の一種である所定期間不良率情報および対モジュール所定期間不良率情報が読み出されるのである。

続くＳ１４において、Ｓ１１およびＳ１２で読み出された情報のうち、ヘッド構成諸元に関する情報が認識される。具体的には、まず、メモリチップ４００に格納されていたユニット配設角データ，ユニット高さデータと、装置デバイス管理コンピュータ４４２に格納されていたそれらのデータとが比較され、両者が整合していることが確認される。これは、実装ヘッド１２ａが装着されていない間に調整，メンテナンス等が施されている場合に、それらのデータの更新がなされていないことを懸念しての措置であり、不整合である場合は、メモリチップ４００に格納されていたデータによって、装置デバイス管理コンピュータ４４２のデータが書き換えられる。確認されたユニット配設角データ，ユニット高さデータは、ヘッド形式データ等とともに、ＲＡＭ４１６の所定領域であるヘッド構成諸元情報記憶部に記憶され、これにより、ヘッド構成諸元情報の認識を終了する。続いて、Ｓ１１〜Ｓ１３において読み出された情報のうち、ヘッドステータスに関する情報が認識される。具体的には、Ｓ１２において読み出されたメンテナンス後稼動時間データと、Ｓ１３において読み出された所定期間不良率データおよび対モジュール所定期間不良率データとが、ＲＡＭ４１６の所定領域であるヘッドステータス情報記憶部に記憶される。これによりヘッドステータス情報の認識を終了する。

ii）ヘッド適否判定
Ｓ２のヘッド適否判定処理は、図１２にフローチャートを示すヘッド適否判定処理ルーチンを実行することによって行われる。まず、Ｓ２１において、ヘッド形式に基づく判定が行われる。モジュール制御装置２６には、既に、ＲＡＭ４１６の所定領域である実装プログラム記憶部に、その実装モジュール１２が行う部品実装作業に関する実装プログラムが記憶されている。Ｓ２１では、記憶されているヘッド形式データと実装プログラムの内容とを比較することによって、装着された実装ヘッド２１ａが、この実装プログラムの実行に適した形式のものであるか否かが判定される。適した形式ものであると判定された場合は、次のＳ２２が実行される。Ｓ２２では、実装ヘッド２１ａがメンテナンス後の稼動時間に基づく判定がなされる。具体的には、記憶されているメンテナンス後稼動時間が、所定の使用限界時間を超えている場合に、メンテナンスの必要があると判断して、その実装ヘッド２１ａの使用を中止すべく、不適であるとの判定が下される。使用限界時間内である場合は、使用を許容すべく、適するとの判定がなされる。

Ｓ２２において、使用が許容される旨の判定がなされた場合、続くＳ２３において、所定期間不良率に基づく判定がなされる。具体的には、記憶されている所定期間不良率が、実装に供される回路基板について設定された限界不良率を超えている場合に、不適であると判定される。Ｓ２２において適したものと判定された場合には、Ｓ２４において、対モジュール所定期間不良率基づく判定がなされる。この判定は、言わば、作業モジュール１２と作業ヘッド２１との相性を判定するものといえる。Ｓ２３の場合と同様に、記憶されている対モジュール所定期間不良率が、実装に供される回路基板について設定された限界不良率を超えている場合に、不適であると判定される。ここで、Ｓ２３およびＳ２４の判定は、実装作業が行われる回路基板について設定された限界不良率を基準として判断されるが、その値は回路基板に固有の値である。例えば、精度の高い作業が要求されるような場合は、限界不良率が低く設定される。この限界不良率は、実装プログラムの一部に記述されており、実装プログラムデータの中から読み出される。

Ｓ２４において、適している旨の判定がなされる場合は、次のＳ３が実行されるが、Ｓ２１〜Ｓ２４のいずれかにおいて、不適である旨の判定がなされる場合は、Ｓ２５において、当該実装ヘッド２１ａが不適当である旨が、オペレータに告知される。告知は、具体的には、操作・表示パネル２８に、不適である旨とその原因とが表示されることによって行われる。告知がなされた後に、ヘッド使用準備処理プログラムの実行は終了する。オペレータは、告知に基づいて、その実装ヘッド１２ａを取り外し、新たに別の実装ヘッド１２を準備してそれを装着する等の処置を講じることができる。

iii）ドライバ選択，インデックス回転調整およびノズルの取付け
Ｓ３では、ドライバが選択される。先に説明したように、外部記憶装置４３０には、各種作業ヘッド２１に対応する各種ドライバが記憶されており、Ｓ３においては、先に認識したとことろの、装着された実装ヘッド１２ａの形式データに基づいて、その形式に応じたドライバが選択され、それが、ＲＡＭ４１６に転送されてドライバ格納部に格納され、ＲＡＭ４１６の所定領域である動作プログラム領域に、実装ヘッド１２ａに対応した動作プログラムが構築されるのである。これにより、実装ヘッド１２ａの動作制御が可能となる。

ドライバが選択された後に、Ｓ４において、実装ユニット１４０のインデックス回転に関する調整がなされる。まず、基準ユニットとして予め設定されている１つの実装ユニット１４０が、設計上の昇降ステーションの位置に位置させられる。この状態におけるユニット保持体２９４の回転停止位置が、基準ユニットを昇降ステーションに位置させる停止位置とされる。次に、認識されているユニット配設角データに基づいてユニット保持体２９４を回転させ、他の各実装ユニット１４０を、順次、昇降ステーションに位置させる。それぞれの実装ユニット１４０が昇降ステーションに位置する状態でのユニット保持体２９４の回転停止位置を検出し、この回転停止位置をＲＡＭ４１６の所定領域である保持体回転停止位置記憶部に記憶して、以後、各実装ユニット１４０を昇降ステーション位置させる場合、記憶されたそれぞれ回転停止位置でユニット保持体２９４の回転を停止させるように動作させる。この調整は、実装ヘッド２１ごとに生じている製造時の誤差が実装作業における精度に影響を与えることを回避するための処置であり、ヘッド構成諸元情報に基づく実装ヘッド２１ａの動作位置の調整の１つである。また、このインデックス回転位置調整も、キャリブレーション処理の一種であるといえる。

次のＳ５では、実装ヘッド１２ａの各実装ユニット１４０に吸着ノズル１４２が取り付けられる。実装プログラムの一部には、使用するノズルが記述されており、その記述内容に従って取り付けられる吸着ノズル１４２が決定される。この決定の後、実装ヘッド２１ａは、前述のノズルストッカ２５の上方に移動させられ、インデックス回転させつつ順次実装ユニット１４０を下降させることで、予め設定された収容位置に収容されている吸着ノズル１４２を、定められた実装ユニット１４０に保持させて取り付ける。吸着ノズル１４２もＩＤによる管理がなされており、このＳ５においては、各実装ユニット１４０にどの吸着ノズル１４２が取り付けれているかが、つまり、ノズルＩＤデータがＲＡＭ４１６の所定領域である取付ノズル情報格納部に記憶される。また、それに関連付けて、取り付けられた吸着ノズル１４２の各々の長さデータ（後述する）も記憶される。

iv）キャリブレーション
Ｓ６のキャリブレーションは、図１４にフローチャートを示すキャリブレーション処理ルーチンが実行されて行われる。まず、Ｓ６１において、実装ユニット１４０の１つである前記基準ユニットに取り付けられた吸着ノズル１４２の先端の位置を検出する。ノズル先端位置は、基準ユニットが昇降ステーションに位置する状態で、基準ユニットが前記ノズル高さ検出具２７の上方に位置する位置に、実装ヘッド２１ａを移動させられる。この位置において、基準ユニットはゆっくり下降させられる。ノズル高さ検出具２７の上面は、実装モジュール１２における基準高さ位置とされており、検出具２７は、吸着ノズル１４２がこの上面に接触したことを検知する構造とされている。吸着ノズル１４２の先端が基準高さ位置に位置するまで基準ユニットが下降し、基準ユニットの上昇端からの下降ストロークが測定される。つまり、本ステップでは、ノズル先端位置の検出値として、基準ユニットの下降ストロークを代用しているのである。

次に、Ｓ６２において、実装ヘッド２１ａが装着されている高さ位置であるヘッド高さ位置が算出される。図１５に、ヘッド高さ位置の算出のための概念図を示す。前述の基準高さ位置はＨ₀で示し、設計上の実装ヘッド２１ａの装着高さ位置はＨ₁で示してある。先に説明したように、各実装ユニット１４０のユニット高さデータは、既にＲＡＭ４１６に記憶されている。ユニット高さデータは、実装ヘッド２１ａが設計上の装着高さ位置Ｈ₁に装着されたと仮定して、仮想の基準ノズル（ノズル長さｌ₀：ノズル長さは実装ユニットの吸着ノズル取付部からノズル先端までの長さとする）を取り付けた状態で、その基準ノズルの先端が基準高さ位置Ｈ₀に位置するときの実装ユニット１４０の下降ストロークＬとして記憶されている。図１５（ａ）に示すように、基準ユニットの場合はＬ₁である。また、取り付けられている吸着ノズル１４２の実際のノズル長さｌは、先に述べたように、既にＲＡＭ４１６に記憶されており、基準ユニットに取り付けられた吸着ノズル１４２の長さは、ｌ₁である。図１５（ｂ）に示すように、実装ヘッド２１ａが設計上の装着高さ位置に装着されている場合、上記測定される基準ユニットの下降ストロークは、Ｌ₁’＝Ｌ₁−（ｌ₁−ｌ₀）となるはずである。しかし、実際に測定された下降ストロークがＬ₁”であれば、実装ヘッド２１ａは、装着高さ位置が設計上の位置からずれていることが判る。図１５（ｂ）によれば、実装ヘッド２１ａの実際の装着高さ位置はＨ₂であり、ΔＨ＝Ｈ₂−Ｈ₁＝Ｌ₁”−Ｌ₁’の装着誤差があることが判る。Ｓ６２では、装着誤差ΔＨを算出することで、装着されたヘッド高さ位置を算出する。算出された装着誤差ΔＨは、ＲＡＭ４１６の所定領域であるヘッド装着高さ誤差記憶部に記憶される。

続くＳ６３において、各実装ユニット１４０の昇降位置調整が行われる。既に記憶されている各実装ユニット１４０のユニット高さデータＬ₁〜Ｌ₈（添え字１〜８は、実装ユニットの番号を示す、以下同様とする）と、それぞれに取り付けられている吸着ノズル１４２のノズル長さｌ₁〜ｌ₈と、先に算出された装着誤差ΔＨに基づいて、以後の各実装ユニット１４０の昇降に対する指令位置が決定されることになる。

次に、Ｓ６４において、部品カメラ２４による撮像データから、各実装ユニット１４０の自転中心が測定される。吸着ノズル１４２は、曲がり等から実装ユニット１４０の自転中心と同軸的でないことが予想される。そこで、図１６に概念的に示すように、撮像の結果得られるところの、実装ユニット１４０の基準となる自転位置における吸着ノズル１４２の先端位置Ｎ１と、実装ユニット１４０をその基準自転位置から１８０゜自転させた位置における吸着ノズル１４２の先端位置Ｎ２とから、実装ユニット１４０の自転中心Ｒが求められる。詳しくは、Ｎ１とＮ２とを結ぶ線分の中点を自転中心Ｒとして認定するのである。Ｓ６４では、まず、実装ユニット１４０のすべてを部品カメラ２４の一視野内に収めるために、設計上の実装ユニット１４０のインデックス回転の中心が部品カメラ２４の光軸線上に位置する位置に、実装ヘッド２１ａを移動させる。その位置において、昇降ステーションに位置する実装ユニット１４０を自転させ、先に説明した方法にて、その自転中心Ｒを測定する。実装ヘッド２１ａの位置を固定させたまま、実装ユニット１４０を順次インデックス回転させ、各実装ユニット１４０についての自転中心を測定する。なお、このときに、各実装ユニット１４０の吸着ノズル１４２の先端の高さを、最も低い位置にあるものに合わせるように、各実装ユニット１４０が撮像時の昇降位置が調整されて、撮像が行われる。ちなみに、このときの吸着ノズル１４２の先端高さが部品カメラ２４の被写界深度範囲内における最深位置付近となるように、部品カメラ２４が配備されている。

次に、Ｓ６５において、Ｓ６４で求めた自転中心Ｒの測定結果に基づいて、装着された実装ヘッド２１ａの水平面内の位置が算出される。具体的には、実装ユニット１４０のインデックス回転の中心が算出される。図１７に、インデックス回転の算出を説明するための概念図を示す。先に説明したように、ユニット配設角データθ₁〜θ₈は既に記憶されており、その配設各データθ₁〜θ₈に基づけば、測定された自転中心Ｒを一平面上に展開することが可能である。図１７に示すＲ₁〜Ｒ₈は、一平面上に展開した各実装ユニット１４０の自転中心であり、これら自転中心Ｒ₁〜Ｒ₈から、幾何学的計算により、インデックス回転中心Ｏ’が近似的に算出される。次に、この算出されたインデックス回転中心Ｏ’の位置が、実装ヘッド２１ａを設計上の位置に装着した場合のインデックス回転中心Ｏの位置と比較される。図１７では、左右方向にΔＸだけずれ、前後方向にΔＹだけずれている。このずれ量である装着誤差（ΔＸ，ΔＹ）はＲＡＭ４１６のインデックス回転中心位置誤差記憶部に記憶される。

なお、インデックス回転中心Ｏ’が算出されれば、その中心Ｏ’を基準にした各実装ユニット１４０の自転中心が計算上求まる。その計算上の自転中心からの各実装ユニット１４０の実際の自転中心の偏差（Δｘ₁，Δｙ₁）〜（Δｘ₈，Δｙ₈）が求められる。後に説明するが、この偏差も、実装ヘッド２１ａの移動位置の調整に利用される。

次に、Ｓ６６おいて、Ｓ６４と同様に、部品カメラ２４の撮像によって、各実装ユニット１４０のもう１つの自転中心が測定される。このＳ６６によって測定される自転中心は、吸着ノズル１４２の先端の高さ位置をＳ６４における場合とは異ならせて撮像したデータに基づいて求められる自転中心である。Ｓ６４では、吸着ノズル１４２を部品カメラ２４の被写界深度範囲内の最深部付近に位置させて撮像を行ったが、Ｓ６６では、最浅部付近に位置させて撮像させる。つまり、吸着ノズル１４２の先端位置が先の位置より低い位置での撮像である。具体的な測定方法は、Ｓ６４の場合と同様であるため説明は省略するが、２つの測定により、昇降位置の異なる各実装ユニット１４０の自転中心が求まることになる。その結果、各実装ユニット１４０の先の偏差（Δｘ₁，Δｙ₁）〜（Δｘ₈，Δｙ₈）に加え、昇降位置の異なる状態でのもう１つの偏差（Δｘ₁’，Δｙ₁’）〜（Δｘ₈’，Δｙ₈’）が求めらる。

Ｓ６７では、実装ユニット１４０のインデックス回転中心の誤差（ΔＸ、ΔＹ）および各実装ユニット１４０の上記２つの偏差（Δｘ，Δｙ），（Δｘ’，Δｙ’）（添え字は省略）に基づいて、実装ヘッド２１ａの移動位置の調整が行われる。具体的に説明すれば、異なる昇降位置の各々における偏差が既に求められておりここで求められる偏差と相俟って、それらの偏差から、各実装ユニット１４０の傾斜が推定できる。つまり、各実装ユニット１４０を任意の昇降位置に昇降させた場合であっても、その昇降位置における自転中心の理論位置からの偏差が幾何学的な方法により推定できるのである。そして、インデックス回転中心位置のずれ量である装着誤差（ΔＸ，ΔＹ）を加味して、実装ユニット１４０の昇降位置に応じて、実装ヘッド２１ａを正確な移動位置に移動させることができ、実装作業を精度よく行うことができるのである。各実装ユニット１４０の２つの偏差（Δｘ，Δｙ），（Δｘ’，Δｙ’）は、ＲＡＭ４１６の所定領域であるユニット偏差記憶部に記憶され、それらに基づいて実装ヘッド２１ａの以後の移動位置指令値が決定される。

＜モジュール制御装置の機能ブロック＞
本実施形態においては、作業ヘッド２１の装着に付随する準備処理は、前述したように、モジュール制御装置２６において、ヘッド使用準備処理プログラムが実行されることによって行われる。この処理に関してのモジュール制御装置２６の構成を、機能的側面から説明する。図１８に、モジュール制御装置２６の機能ブロック図を示す。なお、上記説明に対応させるべく、実装ヘッド２１ａが装着されるものとして、以下の説明を行う。

モジュール制御装置２６は、ヘッド使用準備処理に関して、主として、４つの処理部を有している。その１つは、ヘッド関連情報認識部５００であり、ヘッド関連情報認識部５００は、前記Ｓ１のヘッド関連情報認識処理を行う部分を含んで構成されている。実装ヘッド２１ａに備わる固有情報記録媒体としてのメモリチップ４００が有する情報、すなわち、ヘッド格納情報としての実装ヘッド２１ａの固有情報に基づいて、ヘッド関連情報を認識する。ヘッド関連情報認識部５００は、構成諸元情報認識部５０２とステータス情報認識部５０４とを含んでいる。構成諸元情報認識部５０２は、ヘッド形式データ，ユニット配設角データ，ユニット高さデータ等のヘッド構成諸元情報を認識する部分であり、前記Ｓ１２，Ｓ１４等を実行する部分が相当する。また、ステータス情報認識部５０４は、メンテナンス後稼動時間データ，所定期間不良率データ，対モジュール所定期間不良率データ等のヘッドステータス情報を認識する部分であり、前記Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１５等を実行する部分が相当する。ヘッド関連情報認識においては、ヘッド関連情報外部格納部としての装置デバイス管理コンピュータ４４０，生産履歴管理コンピュータ４４２の有する情報から、ヘッドＩＤをキーにして必要なものが取得され、その結果としてヘッド関連情報認識されるのである。ヘッド関連情報認識部５００に対応して、ＲＡＭ４１６のヘッド関連情報領域に、それらの情報を記憶するためのヘッド構成諸元情報記憶部５０８，ヘッドステータス情報記憶部５１０が設けられている。

モジュール制御装置２６は、４つの処理部の他の１つとして、ヘッド適否判定部５１２を有している。ヘッド適否判定部５１２は、装着された実装ヘッド２１ａが使用に適するものであるか否かを判定する部分であり、前記Ｓ２を実行する部分が相当する。ヘッド関連情報認識部５００の認識結果に基づき、実装ヘッド２１ａの使用の適否を判定する。ヘッド適否判定部５１２は、大きくは２つに区分することができる。その１つが、ヘッド構成諸元情報であるヘッド形式データと、ＲＡＭ４１６の実装プログラム記憶部５１４に記憶されている実装プログラムの内容とに基づく判断を行う部分であり、また、もう１つは、ヘッドステータス情報であるメンテナンス後稼動時間データ，所定期間不良率データ，対モジュール所定期間不良率データのそれぞれに基づく判断を行う部分である。

モジュール制御装置２６は、４つの処理部の他のもう１つとして、ヘッド対応部５１６を有している。ヘッド対応部５１６は、平たく言えば、装着された実装ヘッド２１ａに対応してその実装ヘッド２１ａを制御可能とするための準備処理を行う部分であり、ヘッド対応の処理は、実装ヘッド２１ａに応じた作業ヘッドドライバを、ＲＡＭ４１６の動作プログラム領域５１８に設けられたドライバ格納部５２０に格納することによって行われる。ヘッド対応部５１６は、前記Ｓ３等を実行する部分が相当する。

モジュール制御装置２６は、さらに、４つの処理部の１つとして、位置情報取得部５２２を有している。位置情報取得部５２２は、認識されたヘッド構成諸元情報に基づいて、実装ヘッド２１ａの構成要素の作業動作に関連する位置情報である構成要素位置情報を取得する部分であり、いわゆるキャリブレーション等を行う部分である。位置情報取得部５２２は、前述のヘッド使用準備処理においては、Ｓ４，Ｓ６等を実行する部分が相当する。ＲＡＭ４１６の取付ノズル情報格納部５２４に格納されているところの、取り付けられた吸着ノズル１４２に関するノズル長さデータ，先に認識されているユニット配設角データ，ユニット高さデータ等に基づいて、構成要素位置情報が取得される。その際、部品カメラ２４による撮像結果，ノズル先端高さ検出具２７による検出結果等の測定結果が、随時利用される。前記ヘッド使用準備処理においては、構成要素位置情報として、各実装ユニット１４０のインデックス回転に関しての保持体回転停止位置，実装ヘッド２１ａのヘッド装着高さ誤差ΔＨ，インデックス回転中心位置誤差（ΔＸ，ΔＹ），各実装ユニット１４０のユニット偏差（Δｘ，Δｙ）等のデータが構成要素位置情報として取得される。取得されたこれらのデータは、ＲＡＭ４１６の構成要素位置情報領域５２６に設けられた保持体回転停止位置記憶部５２８，ヘッド装着高さ誤差記憶部５３０，インデックス回転中心位置誤差記憶部５３２，ユニット偏差記憶部５３４等にそれぞれ記憶され、実装ヘッド２１ａの動作制御において利用される。

１：対基板作業機（部品実装機）１２：作業モジュール（実装モジュール）
２１：作業ヘッド（実装ヘッド）２１ａ，２１ｂ，２１ｃ：実装ヘッド２２：対基板作業装置（実装装置）２４：部品カメラ２６：モジュール制御装置２７：ノズル高さ検出具２８：操作・表示パネル１０２：ヘッド移動装置１１２：Ｙスライド装置（Ｙ方向移動装置）１１４：Ｘスライド装置（Ｘ方向移動装置）１２８：Ｘスライド（作業ヘッド被装着部材）１３２：マークカメラ（基板撮像装置）１４０：実装ユニット１４２：吸着ノズル２９４：ユニット保持体２９８：ユニット保持体回転モータ３０２：ユニット昇降装置３０６：ユニット自転装置３３０：背面部（ヘッド本体の）３３２：正面部（Ｘスライドの）３３４：脚部３３６：係合ブロック３３８：脚部支承部３４０：下部係合ローラ３４２：ヘッド固定装置３４４：上部係合ローラ３６０：掛止ローラ３６２：掛止ピン３６６：掛止ピン作動装置４００：メモリチップ４１０：コンピュータ４１６：ＲＡＭ４２４：ヘッド駆動回路４４０：生産履歴管理コンピュータ（ヘッド関連情報外部格納部）４４２：装置デバイス管理コンピュータ（ヘッド関連情報外部格納部）
５００：ヘッド関連情報認識部５０２：構成諸元情報認識部５０４：ステータス情報認識部５０６：ヘッド関連情報外部格納部５１２：ヘッド適否判定部５１６：ヘッド対応部５２０：ドライバ格納部５２２：位置情報取得部５２６：構成要素位置情報領域

Claims

回路基板に対基板作業を行うための作業ヘッドと、その作業ヘッドが装着されるスライドと、そのスライドをガイドに沿って移動させるスライド移動装置と、そのスライド移動装置および装着された作業ヘッドを制御する制御装置とを備えた対基板作業機であって、
前記作業ヘッドとして、互いに構成の異なる複数の作業ヘッドの中から任意に選択された１つのものを交換可能に装着するようにされ、
前記制御装置が、前記作業ヘッドが装着された際に、その作業ヘッドの形式を表すヘッド形式情報を認識し、その認識されたヘッド形式情報と、当該対基板作業機によって実行される回路基板に応じた作業プログラムの内容とを比較することによって、その作業ヘッドがその作業プログラムの実行に適した形式のものであるか否かを判定するように構成された対基板作業機。
前記複数の作業ヘッドが、接着剤塗布作業を行うための塗布ヘッドと、部品実装作業を行うための実装ヘッドと、対基板作業の結果についての検査作業を行うための検査ヘッドとを含む請求項１に記載の対基板作業機。
前記ヘッド形式情報が、前記装着された作業ヘッドの種類を特定可能な情報である請求項１または請求項２に記載の対基板作業機。
前記ヘッド形式情報が、作業ヘッドの形式を表す名称である請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の対基板作業機。