JP6513805B2 - ロータリーヘッド型部品実装機 - Google Patents

Description

本発明は、ロータリーヘッド（回転型の実装ヘッド）に保持した吸着ノズルを、ノズルステーションに載置した吸着ノズルと交換する動作を自動的に行うようにしたロータリーヘッド型部品実装機に関する発明である。

ロータリーヘッド型部品実装機においては、特許文献１（特開２００３−３４７７９６号公報）に記載されているように、部品実装機内に設置したノズルステーション（ノズルチェンジャー）に交換用の吸着ノズルを載置して、ロータリーヘッドに保持した吸着ノズルを、ノズルステーション上の吸着ノズルと自動交換するようにしたものがある。更に、特許文献１に記載されたロータリーヘッド型部品実装機では、ロータリーヘッド（作業塔）に６本のノズルホルダ（作業ヘッド）を昇降可能に設けると共に、各ノズルホルダに吸着ノズルを交換可能に保持させた構成となっており、吸着ノズルの交換時間を短縮するために、ノズルホルダの吸着ノズルの配列ピッチとノズルステーションの吸着ノズルの配列ピッチとを同一の配列ピッチに設定して、吸着ノズルの交換時に、ノズルステーションの上方で２本のノズルホルダを同時に昇降させて２本の吸着ノズルを同時に交換できるようにしている。

特開２００３−３４７７９６号公報

ところで、部品実装機内におけるノズルステーションの位置は、取付誤差等によるばらつきがあり、部品実装機の基準座標（ＸＹ座標）に対してノズルステーションが傾いて取り付けられて、ノズルステーションの吸着ノズルの位置が本来の位置からずれている可能性がある。このため、吸着ノズルの交換時に、ロータリーヘッドを基準座標（ＸＹ座標）でノズルステーションの上方に位置決めして２本のノズルホルダを同時に昇降させても、ノズルステーションの吸着ノズルの位置ずれによって吸着ノズルの交換に失敗する可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ノズルステーションが傾いて位置ずれして取り付けられている場合でも、ロータリーヘッドに保持されている複数本の吸着ノズルをノズルステーションの複数本の吸着ノズルと同時に交換できるロータリーヘッド型部品実装機を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、円周方向に所定のノズルピッチで所定本数の吸着ノズルを交換可能に保持するロータリーヘッドと、前記ロータリーヘッドに保持された吸着ノズルと交換するための複数本の吸着ノズルが配列されたノズルステーションと、前記ロータリーヘッドを回転させることで前記所定本数の吸着ノズルを該ロータリーヘッドの回転方向に旋回させるヘッド回転機構と、部品吸着動作を行う部品吸着エリアと部品実装動作を行う部品実装エリアと前記吸着ノズルの交換動作を行うノズル交換エリアとの間を前記ロータリーヘッドをＸＹ方向に移動させるヘッド移動機構と、前記部品吸着エリア、前記部品実装エリア及び前記ノズル交換エリアで前記吸着ノズルを下降及び上昇動作させて部品吸着、部品実装、前記吸着ノズルの交換を行うＺ軸駆動機構と、前記ヘッド回転機構、前記ヘッド移動機構及び前記Ｚ軸駆動機構の動作を制御する制御手段とを備えたロータリーヘッド型部品実装機において、前記Ｚ軸駆動機構は、前記ロータリーヘッドに保持されている前記所定本数の吸着ノズルのうちの複数本の吸着ノズルを同時に下降できるように構成され、前記ノズルステーションの位置及び傾き角度を検出するステーション位置及び傾き角度検出手段を備え、前記制御手段は、前記ヘッド移動機構により前記ロータリーヘッドを前記ノズル交換エリアに移動させて前記吸着ノズルの交換を行う際に、前記ヘッド移動機構により前記ロータリーヘッドの位置を前記ステーション位置及び傾き角度検出手段で検出した前記ノズルステーションの位置に基づいて補正すると共に、前記ヘッド回転機構により前記ロータリーヘッドの回転角度を前記ステーション位置及び傾き角度検出手段で検出した前記ノズルステーションの傾き角度に合わせるように補正して、前記Ｚ軸駆動機構により前記ロータリーヘッドに保持されている複数本の吸着ノズルを同時に下降させて前記ノズルステーションの複数本の吸着ノズルと同時に交換するように構成したものである。

この構成によれば、ノズルステーションの位置及び傾き角度を検出して、その検出結果に応じてロータリーヘッドの位置及び傾き角度を補正して複数本の吸着ノズルを同時に交換するようにしているため、ノズルステーションが傾いたり位置ずれして取り付けられている場合でも、ロータリーヘッドに保持されている複数本の吸着ノズルをノズルステーションの複数本の吸着ノズルと同時に交換することができる。

ところで、ノズルステーションに吸着ノズルを載せ替える作業は、作業者が手作業で行うため、ノズルステーションを交換可能に構成すれば、部品実装機の稼働中でも、部品実装機の外側の余裕のある作業スペースで、作業者がノズルステーションに吸着ノズルを載せ替える作業を時間的な余裕をもって行うことができ、次回のノズルステーションの交換のために準備しておくことができて、便利である。しかし、ノズルステーションを交換可能に構成すると、部品実装機内に設置したノズルステーションの傾きや位置ずれが生じやすくなるため、本発明を適用する効果が大きい。

この場合、前記ノズルステーションの上面側の少なくとも２箇所にステーション基準マークを設け、前記ヘッド移動機構により前記ロータリーヘッドと一体にＸＹ方向に移動するマーク撮像用カメラを備え、前記ステーション位置及び傾き角度検出手段は、前記ノズルステーションに設けられた前記少なくとも２箇所のステーション基準マークを前記マーク撮像用カメラで撮像して前記少なくとも２箇所のステーション基準マークの位置を画像認識することで、前記少なくとも２箇所のステーション基準マークの位置に基づいて前記ノズルステーションの位置及び傾き角度を検出するようにすると良い。このようにすれば、部品実装機に装備されている、回路基板の基板マークを撮像するマーク撮像用カメラを使用して、画像処理によりノズルステーションの位置及び傾き角度を検出することができる。

更に、本発明は、前記ロータリーヘッドの下面側には、少なくとも２箇所にヘッド基準マークを設け、前記吸着ノズルに吸着した部品をその下面側から撮像する部品撮像用カメラと、前記ロータリーヘッドに設けられた前記少なくとも２箇所のヘッド基準マークを前記部品撮像用カメラで撮像して前記少なくとも２箇所のヘッド基準マークの位置を画像認識することで、前記少なくとも２箇所のヘッド基準マークの位置に基づいて前記ロータリーヘッドの位置及び傾き角度を検出するヘッド位置及び傾き角度検出手段とを備え、前記制御手段は、前記ヘッド位置及び傾き角度検出手段で検出した前記ロータリーヘッドの位置及び傾き角度と前記ステーション位置及び傾き角度検出手段で検出した前記ノズルステーションの位置及び傾き角度とに基づいて前記ロータリーヘッドの位置補正量及び傾き角度補正量を演算して前記複数本の吸着ノズルの同時交換を行うようにすると良い。このようにすれば、ロータリーヘッドの位置及び傾き角度のずれも検出できるため、ロータリーヘッドの位置補正量及び傾き角度補正量を精度良く求めることができて、ロータリーヘッドの位置や傾き角度がずれている場合でも、そのずれを補正して、ロータリーヘッドに保持されている複数本の吸着ノズルをノズルステーションの複数本の吸着ノズルと同時に交換することができる。しかも、部品実装機に装備されている部品撮像用カメラを使用して、画像処理によりロータリーヘッドの位置及び傾き角度を検出することができる。

また、前記ノズルステーションには、先に同時交換する吸着ノズルの位置からその次に同時交換する吸着ノズルの位置までの前記ロータリーヘッドの移動量が最小となるように吸着ノズルを配列するようにすると良い。このようにすれば、吸着ノズルの交換時間を更に短縮することができる。

更に、本発明は、前記吸着ノズルには、該吸着ノズルの識別情報（以下「ノズルＩＤ」という）を記憶又は記録したノズルＩＤ記録部を設け、前記ノズルＩＤ記録部から前記ノズルＩＤを読み取るノズルＩＤ読み取り手段を備え、前記制御手段は、前記ノズルステーションに配列されている各吸着ノズルのノズルＩＤ記録部から前記ノズルＩＤ読み取り手段によって読み取ったノズルＩＤに基づいて前記ノズルステーションの吸着ノズルの配列順序が交換順序と異なっていると判断した場合に、前記吸着ノズルの交換動作によって前記ノズルステーションの吸着ノズルの配列順序を交換順序に一致させるように入れ替えるようにしても良い。このようにすれば、ノズルステーションの吸着ノズルの配列順序が交換順序と異なっている場合には、ノズルステーションの吸着ノズルの配列順序を交換順序に一致させるように入れ替えることができる。

ここで、ノズルＩＤ記録部として、ノズルＩＤを一次元又は二次元コードで記録したコードラベルを用いる場合は、ノズルＩＤ読み取り手段として、マーク撮像用カメラを使用するようにすれば良い。

図１は本発明の一実施例を示すロータリーヘッド型部品実装機の主要部の平面図である。 図２は部品実装機の制御系の構成を示すブロック図である。 図３はロータリーヘッド全体を斜め上方から見た斜視図である。 図４はロータリーヘッド全体を斜め下方から見た斜視図である。 図５はロータリーヘッドの下面図である。 図６はノズルステーションの斜視図である。 図７はノズルステーションの吸着ノズルの交換順序を説明するノズルステーションの主要部の平面図である。 図８は吸着ノズル交換動作制御プログラムの前半部の処理の流れを示すフローチャートである。 図９は吸着ノズル交換動作制御プログラムの後半部の処理の流れを示すフローチャートである。 図１０はロータリーヘッド側のノズル交換基準位置を説明するためのロータリーヘッドの下面図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１及び図２に基づいてロータリーヘッド型の部品実装機の構成を説明する。

ロータリーヘッド型の部品実装機は、回路基板１１を搬送するコンベア１２と、テープフィーダ、トレイフィーダ等の部品供給装置１３と、この部品供給装置１３によって供給される部品を吸着ノズル１４（図３〜図５参照）で吸着して回路基板１１に実装するロータリーヘッド１５と、吸着ノズル１４に吸着した部品をその下面側から撮像する部品撮像用カメラ１６と、ロータリーヘッド１５に保持された吸着ノズル１４と交換するための複数本の吸着ノズル１４が配列されたノズルステーション１７等を備えた構成となっている。図６に示すように、ノズルステーション１７には、吸着ノズル１４を収容する複数のノズル収容凹部１８が所定ピッチで複数行に形成されている。

部品実装機には、部品吸着動作を行う部品吸着エリアと、吸着ノズル１４に吸着した部品を部品撮像用カメラ１６で撮像する部品撮像エリアと、部品実装動作を行う部品実装エリアと、吸着ノズル１４の交換動作を行うノズル交換エリアとの間をロータリーヘッド１５をＸＹ方向に移動させるヘッド移動機構２０（図２参照）が設けられている。

図３及び図４に示すように、ロータリーヘッド１５には、部品供給装置１３により部品吸着位置に送られた部品を吸着する所定本数の吸着ノズル１４が円周方向に所定のノズルピッチで交換可能に保持されている。更に、図２に示すように、ロータリーヘッド１５には、該ロータリーヘッド１５をその軸心線（Ｒ軸）の回りを回転（自転）させて複数本の吸着ノズル１４を該ロータリーヘッド１５の円周方向に旋回させるヘッド回転機構２１と、吸着ノズル１４の旋回軌道の所定の停止位置（部品吸着位置の上方）で該吸着ノズル１４を下降させて該吸着ノズル１４に部品を吸着させるＺ軸駆動機構２２と、吸着ノズル１４をその軸心線の回りを回転（自転）させて該吸着ノズル１４に吸着した部品の向きを修正するノズル回転機構２３とが設けられている。

本実施例では、ロータリーヘッド１５の周囲の２箇所にＺ軸駆動機構２２が設けられ、これら２箇所のＺ軸駆動機構２２により２本の吸着ノズル１４を同時に下降させて２本の吸着ノズル１４に部品を同時に吸着したり、或は、ノズルステーション１７の２本の吸着ノズル１４と同時に交換できるように構成されている。

各Ｚ軸駆動機構２２は、図３及び図４に示すように、それぞれアクチュエータとしてＺ軸モータ２５を用い、このＺ軸モータ２５により送りねじ２６を回転させてＺ軸スライド（図示せず）を上下方向に移動させることで、ロータリーヘッド１５のノズルホルダ２８の上端に設けられた係合片（図示せず）に該Ｚ軸スライドを係合させて該ノズルホルダ２８を上下動させることで、該ノズルホルダ２８の下部に交換可能に保持された吸着ノズル１４を上下動させるようになっている。尚、Ｚ軸モータ２５としてリニアモータを用いてＺ軸スライドを上下方向に移動させるようにしても良い。或は、リニアモータに代えて、リニアソレノイド、エアーシリンダ等を用いても良い。

一方、部品実装機には、ヘッド移動機構２０によってロータリーヘッド１５と一体的に移動して回路基板１１の基準マークをその上方から撮像するマーク撮像用カメラ３０（図２参照）が設けられている。

部品実装機の制御装置４１（制御手段）には、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置４２と、各種のプログラムやデータ等を記憶するハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置４３（記憶手段）と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置４４等が接続されている。

部品実装機の稼働中は、ヘッド移動機構２０によりロータリーヘッド１５を部品吸着エリアへ移動させて部品吸着動作を行った後、該ロータリーヘッド１５を部品撮像エリアへ移動させて、吸着ノズル１４に吸着した部品をその下面側から部品撮像用カメラ１６で撮像して、該部品の吸着姿勢や吸着位置及び角度のずれ量を認識した後、該ロータリーヘッド１５を部品実装エリアへ移動させて、吸着位置及び角度のずれを補正して該部品を回路基板１１に実装する部品実装動作を行うという動作を繰り返す。部品吸着エリアでは、部品吸着位置の上方に位置する２本の吸着ノズル１４を同時に下降させて該２本の吸着ノズル１４に２個の部品を同時に吸着させた後、該２本の吸着ノズル１４を元の高さ位置へ上昇させるという動作を繰り返して、ロータリーヘッド１５のノズルホルダ２８に保持された所定本数の吸着ノズル１４に部品を順番に吸着させる。

図４及び図５に示すように、ロータリーヘッド１５の下面側には、その回転中心と同心円上の４箇所（少なくとも２箇所）にヘッド基準マーク４６が等間隔に設けられている。部品実装機の制御装置４１は、ロータリーヘッド１５下面の４箇所のヘッド基準マーク４６を部品撮像用カメラ１６で撮像して４箇所のヘッド基準マーク４６の位置を画像認識することで、４箇所のヘッド基準マーク４６の位置に基づいてロータリーヘッド１５の位置（中心点のＸＹ座標）及び傾き角度（θ）を検出するヘッド位置及び傾き角度検出手段としても機能する。このようにすれば、ロータリーヘッド１７の位置及び傾き角度のずれを検出できるため、ロータリーヘッド１７の位置補正量及び傾き角度補正量を精度良く求めることができて、ロータリーヘッド１７の位置や傾き角度がずれている場合でも、そのずれを補正して、ロータリーヘッド１７に保持されている２本の吸着ノズル１４をノズルステーション１７の２本の吸着ノズル１４と同時に交換することができる。しかも、部品実装機に装備されている部品撮像用カメラ１６を使用して、画像処理によりロータリーヘッド１７の位置及び傾き角度を検出することができる。

一方、ノズルステーション１７は、部品実装機内のうちのロータリーヘッド１５の移動範囲内に交換可能に設置されている。図６に示すように、ノズルステーション１７の上面の対角方向の２箇所の角部に、ステーション基準マーク４７が設けられている。部品実装機の制御装置４１は、ノズルステーション１７に設けられた２箇所のステーション基準マーク４７をその上方からマーク撮像用カメラ３０で撮像して２箇所のステーション基準マーク４７の位置を画像認識することで、２箇所のステーション基準マーク４７の位置に基づいてノズルステーション１７の位置（中心点のＸＹ座標）及び傾き角度（θ）を検出するステーション位置及び傾き角度検出手段としても機能する。このようにすれば、部品実装機に装備されている、回路基板１１の基板マークを撮像するマーク撮像用カメラ３０を使用して、画像処理によりノズルステーション１７の位置及び傾き角度を検出することができる。

本実施例では、図６、図７に示すように、ノズルステーション１７には、吸着ノズル１４（ノズル収容凹部１８）が複数列に配列され、ノズルステーション１７の同時交換する２本の吸着ノズル１４（ノズル収容凹部１８）の間隔がロータリーヘッド１５の同時交換する２本のノズルホルダ２８の間隔（ノズルピッチ）と同一になるように構成されている。

部品実装機の制御装置４１は、ヘッド移動機構２０によりロータリーヘッド１５をノズル交換エリアに移動させて吸着ノズル１４の自動交換を行う際に、ノズルステーション１７の２箇所のステーション基準マーク４７をマーク撮像用カメラ３０で撮像して２箇所のステーション基準マーク４７の位置を認識して、ノズルステーション１７の位置及び傾き角度を検出した後、ヘッド移動機構２０によりロータリーヘッド１５の位置をノズルステーション１７の検出位置に基づいて補正すると共に、ヘッド回転機構２１によりロータリーヘッド１５の回転角度をノズルステーション１７の検出傾き角度に合わせるように補正して、２箇所のＺ軸駆動機構２２によりロータリーヘッド１５の２本のノズルホルダ２８に保持されている２本の吸着ノズル１４を同時に下降させてノズルステーション１７の２本の吸着ノズル１４と同時に交換するようにしている。

この際、ロータリーヘッド１５の２本のノズルホルダ２８に保持されている２本の吸着ノズル１４をノズルステーション１７の空いている２つのノズル収容凹部１８に収容し、当該２本のノズルホルダ２８にノズルステーション１７の２本の吸着ノズル１４を保持させる。尚、２本のノズルホルダ２８に保持されている２本の吸着ノズル１４をノズルステーション１７の空いている２つのノズル収容凹部１８に収容するノズル取り外し動作と、２本のノズルホルダ２８にノズルステーション１７の２本の吸着ノズル１４を保持させるノズル保持動作とを交互に繰り返すようにしても良いし、或は、ノズル取り外し動作を連続して繰り返してロータリーヘッド１５から交換対象の吸着ノズル１４を全て取り外した後、ノズル保持動作を連続して繰り返して行うようにしても良い。

更に、本実施例では、吸着ノズル１４の自動交換時にロータリーヘッド１５の位置ずれや傾き角度のずれを補正するために、部品実装機の制御装置４１は、ロータリーヘッド１５下面の４箇所のヘッド基準マーク４６をその下方から部品撮像用カメラ１６で撮像して４箇所のヘッド基準マーク４６の位置を画像認識することで、４箇所のヘッド基準マーク４６の位置に基づいてロータリーヘッド１５の位置及び傾き角度を検出し、ロータリーヘッド１５の位置及び傾き角度の検出値とノズルステーション１７の位置及び傾き角度の検出値とに基づいてロータリーヘッド１５の位置補正量及び傾き角度補正量を演算して２本の吸着ノズル１４の同時交換を行うようにしている。

また、図６に示すように、吸着ノズル１４のフランジ部１４ａの上面には、該吸着ノズル１４の識別情報（以下「ノズルＩＤ」という）が一次元コード又は２次元コードで記録されたノズルＩＤコードラベル４８（ノズルＩＤ記録部）が設けられている。部品実装機の制御装置４１は、ヘッド移動機構２０によりロータリーヘッド１５をノズル交換エリアに移動させて吸着ノズル１４の自動交換を行う前に、ノズルステーション１７に配列されている各吸着ノズル１４のノズルＩＤコードラベル４８をマーク撮像用カメラ３０で撮像して、画像処理することで、該吸着ノズル１４のノズルＩＤを読み取るノズルＩＤ読み取り手段としても機能する。

更に、本実施例では、部品実装機の制御装置４１は、ノズルステーション１７に配列されている各吸着ノズル１４のノズルＩＤコードラベル４８から読み取ったノズルＩＤに基づいてノズルステーション１７の吸着ノズル１４の配列順序が交換順序と異なっていると判断した場合には、吸着ノズル１４の交換動作によってノズルステーション１７の吸着ノズル１４の配列順序を交換順序に一致させるように入れ替える。この際、ノズルステーション１７に配列された吸着ノズル１４のうち、交換順序と異なる吸着ノズル１４をロータリーヘッド１５のノズルホルダ２８に保持させて、ノズルステーション１７の空いているノズル収容凹部１８に移し替えた後、正しい交換順序の吸着ノズル１４をロータリーヘッド１５のノズルホルダ２８に保持させて、正しい配列順序のノズル収容凹部１８に移し替えるという動作を繰り返すことで、ノズルステーション１７の吸着ノズル１４の配列順序を交換順序に一致させるように入れ替える。尚、ノズルステーション１７の吸着ノズル１４の配列順序によっては、吸着ノズル１４を２本同時に入れ替えることができる場合もあるが、２本同時に入れ替えることができない場合は、吸着ノズル１４を１本ずつ入れ替えるようにすれば良い。

本実施例では、図７に示すように、ノズルステーション１７には、先に同時交換する吸着ノズル１４の位置からその次に同時交換する吸着ノズルの位置までのロータリーヘッド１５の移動量が最小となるように吸着ノズル１４を配列している。これにより、吸着ノズル１４の交換時間を短縮することができる。

図７の例では、ノズルステーション１７に合計１６本の吸着ノズル１４（Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４）が４列に各列４本ずつ配列されている。このノズルステーション１７の合計２０本の吸着ノズル１４をロータリーヘッド１５の合計１６本のノズルホルダ２８に保持させる場合は、まず、例えば、１列目の１番目の吸着ノズル１４（Ａ１）と３列目の１番目の吸着ノズル１４（Ｃ１）を２本のノズルホルダ２８に同時に保持させた後、ヘッド移動機構２０によりロータリーヘッド１５を次の交換順序の方向に吸着ノズル１４の配列ピッチ分だけ移動させると共に、ヘッド回転機構２１によりロータリーヘッド１５をノズルホルダ２８の間隔の１ピッチ分の角度だけ回転させて、次の順序の２本のノズルホルダ２８を１列目の２番目の吸着ノズル１４（Ａ２）と３列目の２番目の吸着ノズル１４（Ｃ２）の上方に位置決めして、これら２本の吸着ノズル１４（Ａ２，Ｃ２）を２本のノズルホルダ２８に同時に保持させる。以後、ヘッド回転機構２１によりロータリーヘッド１５を１ピッチ分の角度だけ回転させて、次の順序の２本のノズルホルダ２８を１列目と３列目の３番目の吸着ノズル１４（Ａ３，Ｃ３）の上方に位置決めして、これら２本の吸着ノズル１４（Ａ３，Ｃ３）を２本のノズルホルダ２８に同時に保持させた後、ヘッド回転機構２１によりロータリーヘッド１５を１ピッチ分の角度だけ回転させて、次の順序の２本のノズルホルダ２８を１列目と３列目の４番目の吸着ノズル１４（Ａ４，Ｃ４）の上方に位置決めして、これら２本の吸着ノズル１４（Ａ４，Ｃ４）を２本のノズルホルダ２８に同時に保持させる。

１列目と３列目の全ての吸着ノズル１４（Ａ１〜Ａ４，Ｃ１〜Ｃ４）をロータリーヘッド１５のノズルホルダ２８に保持し終えると、２列目と４列目の吸着ノズル１４（Ｂ１〜Ｂ４，Ｄ１〜Ｄ４）の保持動作に移行する。２列目と４列目の吸着ノズル１４（Ｂ１〜Ｂ４，Ｄ１〜Ｄ４）の保持動作は、１列目と３列目の最後尾（４番目）の吸着ノズル１４（Ａ４，Ｃ４）に近い２列目と４列目の最後尾（４番目）の吸着ノズル１４（Ｂ４，Ｄ４）から始める。以後、ヘッド移動機構２０によりロータリーヘッド１５を上記とは逆方向に吸着ノズル１４の配列ピッチずつ移動させて、３番目の吸着ノズル１４（Ｂ３，Ｄ３）、２番目の吸着ノズル１４（Ｂ２，Ｄ２）、２番目の吸着ノズル１４（Ｂ２，Ｄ２）、１番目の吸着ノズル１４（Ｂ１，Ｄ１）を順番に２本のノズルホルダ２８に同時に保持させる。

以上説明した本実施例の吸着ノズル１４の交換動作は、制御装置４１によって図８及び図９の吸着ノズル交換動作制御プログラムに従って次のようにして実行される。本プログラムは、制御装置４１の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、吸着ノズル交換指示が有るまで待機する。そして、吸着ノズル交換指示が有った時点で、ステップ１０２に進み、ヘッド移動機構２０によりロータリーヘッド１５を部品撮像用カメラ１６の上方に位置決めして、ロータリーヘッド１５下面の４箇所のヘッド基準マーク４６を部品撮像用カメラ１６で撮像して４箇所のヘッド基準マーク４６の位置を画像認識する。そして、次のステップ１０３で、４箇所のヘッド基準マーク４６の位置に基づいてロータリーヘッド１５の位置及び傾き角度を検出して、２箇所のＺ軸駆動機構２２により同時に下降動作する２本のノズルホルダ２８（吸着ノズル１４）の位置を算出し、当該２本のノズルホルダ２８（吸着ノズル１４）の中間の位置をロータリーヘッド１５側のノズル交換基準位置（図１０参照）として算出する。

この後、ステップ１０４に進み、ヘッド移動機構２０によりマーク撮像用カメラ３０をノズルステーション１７の上方に位置決めして、ノズルステーション１７の２箇所のステーション基準マーク４７をマーク撮像用カメラ３０で撮像して２箇所のステーション基準マーク４７の位置を認識する。そして、次のステップ１０５で、認識した２箇所のステーション基準マーク４７の位置に基づいてノズルステーション１７の位置及び傾き角度を算出すると共に、そのノズルステーション１７の位置及び傾き角度に基づいてノズルステーション１７の各ノズル収容凹部１８の位置とノズルステーション１７側のノズル交換基準位置（図７参照）を算出する。ここで、ノズルステーション１７側のノズル交換基準位置とは、ノズルステーション１７の同時に交換する２本の吸着ノズル１４（２つのノズル収容凹部１８）の中間の位置である。尚、上記ステップ１０４〜１０５の処理を上記ステップ１０２〜１０３の処理の前に行うようにしても良い。

この後、ステップ１０６に進み、ノズルステーション１７の傾き角度とロータリーヘッド１５の傾き角度とに基づいてロータリーヘッド１５の傾き角度補正量を算出して、ノズルステーション１７の傾き角度に合わせて、ヘッド回転機構２１によりロータリーヘッド１５の傾き角度を補正する。そして、次のステップ１０７で、ヘッド移動機構２０によりロータリーヘッド１５をノズル交換エリアに移動させて、ロータリーヘッド１５側のノズル交換基準位置をノズルステーション１７側のノズル交換基準位置と合わせる。

この後、図９のステップ１０８に進み、ロータリーヘッド１５の同時に下降動作する２本のノズルホルダ２８の位置とノズルステーション１７の吸着ノズル１４の位置との間の位置ずれ量が同時交換可能な許容値以下であるか否かを判定する。その結果、位置ずれ量が許容値以下であると判定すれば、ステップ１０９に進み、２箇所のＺ軸駆動機構２２によりロータリーヘッド１５の２本のノズルホルダ２８を同時に下降動作させて、当該２本のノズルホルダ２８にノズルステーション１７の２本の吸着ノズル１４を同時に保持させる。

これに対し、上記ステップ１０８で、位置ずれ量が許容値を越えると判定すれば、同時交換できないと判断して、ステップ１１０に進み、２本のノズルホルダ２８のうちの一方のノズルホルダ２８にノズルステーション１７の一方の吸着ノズル１４を保持させた後、他方のノズルホルダ２８に他方の吸着ノズル１４を保持させる。つまり、吸着ノズル１４を１本ずつ保持させる。

この後、ステップ１１１に進み、次も吸着ノズル１４の交換を行うか否かを判定し、次も吸着ノズル１４の交換を行うと判定すれば、ステップ１１２に進み、ヘッド移動機構２０によりロータリーヘッド１５をノズルステーション１７側の次のノズル交換基準位置に移動させると共に、ヘッド回転機構２１によりロータリーヘッド１５をノズルホルダ２８の間隔の１ピッチ分の角度だけ回転させて、次に同時交換する２本のノズルホルダ２８をノズルステーション１７の次に同時交換する２本の吸着ノズル１４に位置決めして、上記ステップ１０８に戻る。以後、上述した処理を繰り返して、ロータリーヘッド１５の各ノズルホルダ２８にノズルステーション１７の各吸着ノズル１４を順番に保持させていく。

その後、ロータリーヘッド１５の全てのノズルホルダ２８に吸着ノズル１４に保持させる動作を終了した時点で、上述したステップ１１１で、「Ｎｏ」と判定して、本プログラムを終了する。

ところで、ノズルステーション１７に吸着ノズル１４を載せ替える作業は、作業者が手作業で行うため、本実施例のように、ノズルステーション１７を交換可能に構成すれば、部品実装機の稼働中でも、部品実装機の外側の余裕のある作業スペースで、作業者がノズルステーション１７に吸着ノズル１４を載せ替える作業を時間的な余裕をもって行うことができ、次回のノズルステーション１７の交換のために準備しておくことができて、便利である。しかし、ノズルステーション１７を交換可能に構成すると、部品実装機内に設置したノズルステーション１７の傾きや位置ずれが生じやすくなる。

この点を考慮して、本実施例では、ノズルステーション１７の位置及び傾き角度を検出して、その検出結果に応じてロータリーヘッド１５の位置及び傾き角度を補正して２本の吸着ノズル１４を同時に交換するようにしているため、ノズルステーション１７が傾いたり位置ずれして取り付けられている場合でも、ロータリーヘッド１７に保持されている２本の吸着ノズル１４をノズルステーション１７の２本の吸着ノズル１４と同時に交換することができる。

尚、本発明は、ノズルステーション１７を交換できない構成としても良く、この場合でも、本発明の所期の目的を達成することができる。

また、上記実施例では、吸着ノズル１４に、ノズルＩＤを記録したノズルＩＤ記録部としてノズルＩＤコードラベル４８を設けるようにしたが、ノズルＩＤを記憶した電子タグ（ＲＦタグ、ＩＣタグ、電波タグ、無線タグとも呼ばれる）を設け、部品実装機側に電子タグからノズルＩＤを読み取るリーダ（ノズルＩＤ読み取り手段）を設けるようにしても良い。

その他、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、３本以上の吸着ノズル１４を同時に交換できるように構成したり、ロータリーヘッド１５に保持させる吸着ノズル１４の本数（ノズルホルダ２８の本数）を変更したり、ノズルステーション１７に配列する吸着ノズル１４の本数を変更したり、ノズルステーション１７の吸着ノズル１４の配列パターンや交換順序を変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…回路基板、１２…コンベア、１３…部品供給装置、１４…吸着ノズル、１５…ロータリーヘッド、１６…部品撮像用カメラ、１７…ノズルステーション、１８…ノズル収容凹部、２０…ヘッド移動機構、２１…ヘッド回転機構、２２…Ｚ軸駆動機構、２３…ノズル回転機構、２８…ノズルホルダ、３０…マーク撮像用カメラ、４１…制御装置（制御手段）、４６…ヘッド基準マーク、４７…ステーション基準マーク、４８…ノズルＩＤコードラベル（ノズルＩＤ記録部）

Claims (5)

1. 円周方向に所定のノズルピッチで所定本数の吸着ノズルを交換可能に保持するロータリーヘッドと、
   前記ロータリーヘッドに保持された吸着ノズルと交換するための複数本の吸着ノズルが配列されたノズルステーションと、
   前記ロータリーヘッドを回転させることで前記所定本数の吸着ノズルを該ロータリーヘッドの回転方向に旋回させるヘッド回転機構と、
   部品吸着動作を行う部品吸着エリアと部品実装動作を行う部品実装エリアと前記吸着ノズルの交換動作を行うノズル交換エリアとの間を前記ロータリーヘッドをＸＹ方向に移動させるヘッド移動機構と、
   前記部品吸着エリア、前記部品実装エリア及び前記ノズル交換エリアで前記吸着ノズルを下降及び上昇動作させて部品吸着、部品実装、前記吸着ノズルの交換を行うＺ軸駆動機構と、
   前記ヘッド回転機構、前記ヘッド移動機構及び前記Ｚ軸駆動機構の動作を制御する制御手段と
   を備えたロータリーヘッド型部品実装機において、
   前記Ｚ軸駆動機構は、前記ロータリーヘッドに保持されている前記所定本数の吸着ノズルのうちの複数本の吸着ノズルを同時に下降できるように構成され、
   前記ノズルステーションの位置及び傾き角度を検出するステーション位置及び傾き角度検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記ヘッド移動機構により前記ロータリーヘッドを前記ノズル交換エリアに移動させて前記吸着ノズルの交換を行う際に、前記ヘッド移動機構により前記ロータリーヘッドの位置を前記ステーション位置及び傾き角度検出手段で検出した前記ノズルステーションの位置に基づいて補正すると共に、前記ヘッド回転機構により前記ロータリーヘッドの回転角度を前記ステーション位置及び傾き角度検出手段で検出した前記ノズルステーションの傾き角度に合わせるように補正して、前記Ｚ軸駆動機構により前記ロータリーヘッドに保持されている複数本の吸着ノズルを同時に下降させて前記ノズルステーションの複数本の吸着ノズルと同時に交換することを特徴とするロータリーヘッド型部品実装機。
2. 前記ノズルステーションは、交換可能に設けられて、その上面側の少なくとも２箇所にステーション基準マークが設けられ、
   前記ヘッド移動機構により前記ロータリーヘッドと一体にＸＹ方向に移動するマーク撮像用カメラを備え、
   前記ステーション位置及び傾き角度検出手段は、前記ノズルステーションに設けられた前記少なくとも２箇所のステーション基準マークを前記マーク撮像用カメラで撮像して前記少なくとも２箇所のステーション基準マークの位置を画像認識することで、前記少なくとも２箇所のステーション基準マークの位置に基づいて前記ノズルステーションの位置及び傾き角度を検出することを特徴とする請求項１に記載のロータリーヘッド型部品実装機。
3. 前記ロータリーヘッドの下面側には、少なくとも２箇所にヘッド基準マークが設けられ、
   前記吸着ノズルに吸着した部品をその下面側から撮像する部品撮像用カメラと、
   前記ロータリーヘッドに設けられた前記少なくとも２箇所のヘッド基準マークを前記部品撮像用カメラで撮像して前記少なくとも２箇所のヘッド基準マークの位置を画像認識することで、前記少なくとも２箇所のヘッド基準マークの位置に基づいて前記ロータリーヘッドの位置及び傾き角度を検出するヘッド位置及び傾き角度検出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記ヘッド位置及び傾き角度検出手段で検出した前記ロータリーヘッドの位置及び傾き角度と前記ステーション位置及び傾き角度検出手段で検出した前記ノズルステーションの位置及び傾き角度とに基づいて前記ロータリーヘッドの位置補正量及び傾き角度補正量を演算して前記複数本の吸着ノズルの同時交換を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリーヘッド型部品実装機。
4. 前記ノズルステーションには、先に同時交換する吸着ノズルの位置からその次に同時交換する吸着ノズルの位置までの前記ロータリーヘッドの移動量が最小となるように吸着ノズルが配列されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のロータリーヘッド型部品実装機。
5. 前記吸着ノズルには、該吸着ノズルの識別情報（以下「ノズルＩＤ」という）を記憶又は記録したノズルＩＤ記録部が設けられ、
   前記ノズルＩＤ記録部から前記ノズルＩＤを読み取るノズルＩＤ読み取り手段を備え、
   前記制御手段は、前記ノズルステーションに配列されている各吸着ノズルのノズルＩＤ記録部から前記ノズルＩＤ読み取り手段によって読み取ったノズルＩＤに基づいて前記ノズルステーションの吸着ノズルの配列順序が交換順序と異なっていると判断した場合に、前記吸着ノズルの交換動作によって前記ノズルステーションの吸着ノズルの配列順序を交換順序に一致させるように入れ替えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のロータリーヘッド型部品実装機。

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