JP6630730B2 - 部品実装機 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装機に関する。

従来より、負圧により吸着ノズルに部品を吸着させて基板に実装する部品実装機が知られている。例えば、特許文献１には、非常に軽量な電子部品を吸着する場合、吸着ノズルに負圧を供給する真空発生装置をオンにするタイミングが、吸着ノズルの先端と電子部品とが当接するタイミングとなるよう真空発生装置を駆動制御する部品実装機が開示されている。この部品実装機では、電子部品の部品データ（種類や寸法，重量）と真空発生装置をオンにするタイミングとの関係を予めＲＯＭに記憶しておき、部品データが入力されると、対応するタイミングをＲＯＭから読み出して真空発生装置を駆動制御する。
特開２００１−１３５９９１号公報

しかしながら、上述した部品実装機では、電子部品の部品データと真空発生装置をオンにするタイミングとの関係を予め求めてＲＯＭに記憶しておかなければならない。また、上述した部品実装機では、予め定められたタイミングで真空発生装置をオンにするから、電子部品の個体差に適切に対応することは困難である。

本発明は、部品を吸着する吸着部材に対してより適切なタイミングで負圧を供給できるようにすることを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の部品実装機は、
部品供給装置により所定位置に供給された部品を吸着して実装対象物に実装する部品実装機であって、
前記部品を吸着可能な吸着部材を有するヘッドと、
負圧源からの負圧を前記吸着部材に供給可能な負圧供給装置と、
前記吸着部材を昇降させる昇降装置と、
前記吸着部材が前記部品に接触したことを検出する接触検出器と、
前記吸着部材が前記所定位置に向かって下降するよう前記昇降装置を制御し、前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出された後に、前記吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう前記負圧供給装置を制御するコントローラと、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の部品実装機では、ヘッドと負圧供給装置と昇降装置と接触検出器とを備えるものにおいて、ヘッドが有する吸着部材が所定位置に向かって下降するよう昇降装置を制御し、接触検出器により吸着部材が部品に接触したことが検出された後に、吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう負圧供給装置を制御する。このように、接触検出器により吸着部材の部品への接触が検出されてから負圧の供給を開始するから、予め定められたタイミングで負圧の供給を開始するものに比して、部品の個体差に拘わらずより適切なタイミングで吸着部材に負圧を供給することができる。また、部品に接触していない吸着部材に負圧が供給されるのを抑制することができる。

こうした本発明の第１の部品実装機において、前記ヘッドは、複数の吸着部材を有し、前記負圧供給装置は、同一の負圧源から前記複数の吸着部材にそれぞれ独立して負圧を供給可能であり、前記コントローラは、前記複数の吸着部材のうち吸着対象の吸着部材が前記所定位置に向かって下降するよう前記昇降装置を制御し、前記接触検出器により前記吸着対象の吸着部材が前記部品に接触したことが検出された後に、前記吸着対象の吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう前記負圧供給装置を制御するものとすることもできる。ここで、ヘッドは複数の吸着部材を備えるから、複数の吸着部材の一部に負圧が供給されて部品を吸着している状態で部品に接触していない他の吸着部材に負圧が供給されると、部品を吸着している吸着部材の負圧が減少し、部品に対する吸着力が不足する場合がある。本発明では、部品に接触していない吸着部材に負圧が供給されるのを抑制することができるため、上述した不都合の発生を抑止することができる。

また、本発明の第１の部品実装機において、前記接触検出器は、前記吸着部材に対する加圧力を検出する加圧力検出器を有し、前記加圧力検出器が所定値以上の加圧力を検出することによって、前記吸着部材が前記部品に接触したことを検出するものとすることもできる。

さらに、本発明の第１の部品実装機において、前記昇降装置は、所定距離内で前記吸着部材を昇降可能な第１昇降装置と、前記第１昇降装置により前記吸着部材と共に昇降可能に構成され前記所定距離よりも短い距離内で前記吸着部材を昇降可能な第２昇降装置と、を備えるものとすることもできる。

本発明の第２の部品実装機は、
部品供給装置により所定位置に供給された部品を吸着して実装対象物に実装する部品実装機であって、
前記部品を吸着可能な吸着部材を有するヘッドと、
負圧源からの負圧を前記吸着部材に供給可能な負圧供給装置と、
前記吸着部材を昇降させる昇降装置と、
前記吸着部材の昇降位置を検出する昇降位置検出器と、
前記吸着部材が前記部品に接触したことを検出する接触検出器と、
前記吸着部材が前記所定位置に向かって下降するよう前記昇降装置を制御し、前記昇降位置検出器により検出された前記吸着部材の昇降位置が前記所定位置の手前にあるときに前記吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう前記負圧供給装置を制御し、前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出された場合には前記吸着部材に対する負圧の供給を継続し、前記昇降位置検出器により検出された前記吸着部材の昇降位置が前記所定位置に達した後も前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出されなかった場合には前記吸着部材に対する負圧の供給が遮断されるよう前記負圧供給装置を制御するコントローラと、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の部品実装機では、ヘッドと負圧供給装置と昇降装置と昇降位置検出器と接触検出器とを備えるものにおいて、ヘッドが有する吸着部材が所定位置に向かって下降するよう昇降装置を制御し、昇降位置検出器により検出された吸着部材の昇降位置が所定位置の手前にあるときに吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう負圧供給装置を制御する。そして、第２の部品実装機は、接触検出器により吸着部材が部品に接触したことが検出された場合には吸着部材に対する負圧の供給を継続する。また、第２の部品実装機は、昇降位置検出器により検出された吸着部材の昇降位置が所定位置に達した後も接触検出器により吸着部材が部品に接触したことが検出されなかった場合には吸着部材に対する負圧の供給が遮断されるよう負圧供給装置を制御する。このように、吸着部材の昇降位置が所定位置の手前にあるときから負圧の供給を開始し、吸着部材の昇降位置が所定位置に到達した後も吸着部材の部品への接触が検出されなかった場合には負圧の供給を遮断するから、部品に接触していない吸着部材に負圧が供給され続けるのを抑止することができる。

本実施形態の部品実装機１０の構成の概略を示す構成図である。 ヘッドユニット４０の構成の概略を示す構成図である。 負圧供給装置７０の構成の概略を示す構成図である。 第１昇降装置５０および第２昇降装置５５の構成の概略を示す構成図である。 部品実装機１０の制御装置９０および管理装置１００の構成の概略を示す構成図である。 制御装置９０のＣＰＵ９１により実行される部品実装処理の一例（前半部分）を示すフローチャートである。 制御装置９０のＣＰＵ９１により実行される部品実装処理の一例（後半部分）を示すフローチャートである。 吸着ノズル６０が部品Ｐを吸着するＺ軸方向における範囲を説明する説明図である。 変形例の部品実装処理を示すフローチャートである。 変形例のヘッドユニット４０Ｂの一部を示す部分断面図である。 図１０のＡ−Ａ断面を示す断面図である。

次に、本発明を実施するための形態を説明する。

図１は本実施形態の部品実装機１０の構成の概略を示す構成図であり、図２はヘッドユニット４０の構成の概略を示す構成図であり、図３は負圧供給装置７０の構成の概略を示す構成図であり、図４は第１昇降装置５０および第２昇降装置５５の構成の概略を示す構成図であり、図５は部品実装機１０の制御装置９０および管理装置１００の構成の概略を示す構成図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前（手前）後（奥）方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

部品実装機１０は、その外観としては、図１に示すように、基台１１と、基台１１に支持された筐体１２とにより構成されている。この部品実装機１０は、その構成としては、図１に示すように、部品Ｐを部品供給位置まで供給する部品供給装置２０と、基板Ｓを搬送する基板搬送装置２４と、部品供給位置に供給された部品Ｐを吸着して基板Ｓに実装するヘッドユニット４０と、ヘッドユニット４０をＸＹ軸方向に移動させるＸＹロボット３０と、装置全体をコントロールする制御装置９０（図５参照）と、を備える。また、部品実装機１０は、これらの他に、ヘッドユニット４０に吸着された部品Ｐの姿勢を撮像するためのパーツカメラ２６やヘッドユニット４０に設けられて基板Ｓに付された位置決め基準マークを読み取るためのマークカメラ（図示せず）なども備えている。また、部品実装機１０は、管理装置１００と双方向通信が可能に接続されている。

部品供給装置２０は、所定間隔毎に形成された収容部２２ａに部品Ｐが収容されたテープ２２（図４参照）を送り出すことにより、部品を供給するテープフィーダとして構成されている。

ＸＹロボット３０は、図１に示すように、筐体１２の上段部に前後方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられた左右一対のＹ軸ガイドレール３３と、左右一対のＹ軸ガイドレール３３に架け渡されＹ軸ガイドレール３３に沿って移動が可能なＹ軸スライダ３４と、Ｙ軸スライダ３４の側面に左右方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられたＸ軸ガイドレール３１と、Ｘ軸ガイドレール３１に沿って移動が可能なＸ軸スライダ３２と、を備える。Ｘ軸スライダ３２は、Ｘ軸モータ３６（図５参照）の駆動によって移動可能であり、Ｙ軸スライダ３４は、Ｙ軸モータ３８（図５参照）の駆動によって移動可能である。Ｘ軸スライダ３２にはヘッドユニット４０が取り付けられており、制御装置９０がＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８）を駆動制御することにより、ＸＹ平面上の任意の位置にヘッドユニット４０を移動可能である。

ヘッドユニット４０は、図２または図３に示すように、回転軸と同軸の円周方向に複数のノズルホルダ６４が所定角度間隔（例えば３０度間隔）で配置されたロータリヘッド４２と、各ノズルホルダ６４の下端部に対して着脱可能に取り付けられる吸着ノズル６０と、ロータリヘッド４２を回転させるＲ軸モータ４４と、各ノズルホルダ６４を回転させるθ軸モータ４６と、ノズルホルダ６４をＺ軸方向に移動（昇降）させる第１リニアモータ５１を有する第１昇降装置５０と、吸着ノズル６０をＺ軸方向に移動（昇降）させる第２リニアモータ５６を有する第２昇降装置５５と、複数のノズルホルダ６４に装着された複数の吸着ノズル６０に同一の負圧源７１からの負圧をそれぞれ独立して供給可能な負圧供給装置７０と、を備える。

ロータリヘッド４２は、図２または図３に示すように、軸部４２ａと、軸部４２ａよりも大きな径の円柱形状に形成され複数のノズルホルダ６４をＺ軸方向に移動可能に保持するホルダ保持部４２ｂと、を備える。また、ロータリヘッド４２は、軸部４２ａと同軸で軸部４２ａに対して相対的に回転自在に支持されたギヤ４３と、ギヤ４３の回転に伴って回転するギヤ４７と、を有する。ギヤ４３は、θ軸モータ４６の回転軸に取り付けられたギヤ４５と噛み合い、ギヤ４７は、各ノズルホルダ６４に取り付けられたギヤ６６と噛み合っている。制御装置９０は、θ軸モータ４６を駆動制御することで、各ノズルホルダ６４に装着された吸着ノズル６０を任意の回転角度に調整することができる。また、ギヤ６６の下面とホルダ保持部４２ｂの上面との間には、スプリング６５が配置されている。スプリング６５は、ノズルホルダ６４をＺ軸方向の上方へ付勢する。

吸着ノズル６０は、図４に示すように、先端の吸着口が部品Ｐと当接することで部品Ｐを吸着可能な吸着部６１と、吸着部６１の外周から径方向に延びるフランジ部６２と、を備える。

ノズルホルダ６４は、Ｚ軸方向に延びる円筒部材として構成されており、図３に示すように、その内部にはノズル通路７６が形成されている。また、ノズルホルダ６４は、図２または図３に示すように、その上端部に径方向に延びる水平部６８が形成されている。

第１昇降装置５０は、図４に示すように、第１リニアモータ５１と、第１リニアモータ５１の駆動によりＺ軸方向に昇降可能な第１Ｚ軸スライダ５２と、を備える。第１Ｚ軸スライダ５２には、ノズルホルダ６４に設けられた水平部６８に係合（当接）可能な第１係合部５２ａが形成されている。これにより、ノズルホルダ６４は、第１Ｚ軸スライダ５２の昇降に伴って昇降可能となっている。ノズルホルダ６４は、吸着ノズル６０が取り付けられるから、ノズルホルダ６４の昇降に伴って吸着ノズル６０を昇降することができる。

第２昇降装置５５は、図４に示すように、第１昇降装置５０の第１Ｚ軸スライダ５２に取り付けられた第２リニアモータ５６と、第２リニアモータ５６の駆動によりＺ軸方向に昇降可能な第２Ｚ軸スライダ５７と、を備える。第２Ｚ軸スライダ５７には、吸着ノズル６０のフランジ部６２の上面に係合（当接）可能な第２係合部５７ａが形成されている。これにより、吸着ノズル６０は、第２Ｚ軸スライダ５７の昇降に伴って昇降可能となっている。本実施形態では、第２昇降装置５５による第２Ｚ軸スライダ５７のストローク距離は、第１昇降装置５０による第１Ｚ軸スライダ５２のストローク距離よりも短くなっている。ヘッドユニット４０は、第１昇降装置５０によって吸着ノズル６０に吸着された部品ＰのＺ方向位置を大まかに調整した後、第２昇降装置５５によってその部品ＰのＺ方向位置を細かく調整することができる。また、第２Ｚ軸スライダ５７には、吸着ノズル６０の吸着部６１に部品Ｐを当接させて吸着する際や、吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐを基板Ｓに当接させて実装する際に吸着ノズル６０に対して作用する加圧力Ａ（荷重）を検出するための圧力センサ５９が設けられている。

負圧供給装置７０は、図３に示すように、真空ポンプなどの負圧源７１と、フレーム通路７２と、ヘッド通路７３と、負圧導入通路７４と、ノズル通路７６と、正圧導入通路７８と、切替弁８０と、を備える。フレーム通路７２は、ヘッドユニット４０のフレーム４１内に形成され、負圧源７１に接続されている。ヘッド通路７３は、フレーム通路７２と連通し、ヘッドユニット４０の中心軸に沿って延びるように形成されている。負圧導入通路７４は、ヘッド通路７３と連通し、ホルダ保持部４２ｂの中心軸から放射状に延びるように複数形成されている。ノズル通路７６は、ノズルホルダ６４に装着される吸着ノズル６０の吸着口と連通するよう形成されている。正圧導入通路７８は、正圧源（大気）に連通するよう負圧導入通路７４と対応させて複数形成されている。

切替弁８０は、ノズル通路７６に対して対応する負圧導入通路７４および正圧導入通路７８を選択的に連通させる電磁弁である。この切替弁８０は、図３に示すように、ホルダ保持部４２ｂに形成されたスプール穴８１に挿入される筒状部材であって、略中央部が縮径されたスプール８２を備える。切替弁８０は、スプール８２が上方へ移動している場合には、ノズル通路７６と負圧導入通路７４とを連通すると共にノズル通路７６と正圧導入通路７８との連通を遮断する状態とし、スプール８２が下方へ移動している場合には、ノズル通路７６と負圧導入通路７４との連通を遮断すると共にノズル通路７６と正圧導入通路７８とを連通する状態とする。

制御装置９０は、図５に示すように、ＣＰＵ９１とＲＯＭ９２とＨＤＤ９３とＲＡＭ９４と入出力インターフェース９５とを備える。これらはバス９６を介して電気的に接続されている。制御装置９０には、パーツカメラ２６からの画像信号やマークカメラからの画像信号、圧力センサ５９からの加圧力Ａ、Ｘ軸スライダ３２のＸ軸方向の位置を検出するＸ軸位置センサ３７からの検出信号、Ｙ軸スライダ３４のＹ軸方向の位置を検出するＹ軸位置センサ３９からの検出信号、第１Ｚ軸スライダ５２のＺ軸方向の位置を検出する第１Ｚ軸位置センサ５３からの検出信号，第２Ｚ軸スライダ５７のＺ軸方向の位置を検出する第２Ｚ軸位置センサ５８からの検出信号などが入出力インターフェース９５を介して入力されている。一方、制御装置９０からは、部品供給装置２０への制御信号や基板搬送装置２４への制御信号、ＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８）への駆動信号、ヘッドユニット４０（Ｒ軸モータ４４やθ軸モータ４６，第１リニアモータ５１，第２リニアモータ５６，切替弁８０など）への駆動信号などが入出力インタフェース９５を介して出力されている。

管理装置１００は、例えば、汎用のコンピュータであり、図５に示すように、ＣＰＵ１０１とＲＯＭ１０２とＨＤＤ１０３とＲＡＭ１０４と入出力インタフェース１０５などを備える。これらは、バス１０６を介して電気的に接続されている。この管理装置１００には、マウスやキーボード等の入力デバイス１０７から入力信号が入出力インタフェース１０５を介して入力されている。また、管理装置１００からは、ディスプレイ１０８への画像信号が入出力インタフェース１０５を介して出力されている。ＨＤＤ１０３は、基板Ｓの生産手順を記憶している。ここで、基板Ｓの生産手順とは、各部品実装機１０においてどの部品Ｐをどの順番で基板Ｓへ実装するか、また、そのように部品Ｐを実装した基板Ｓを何枚作製するかなどを定めた手順をいう。この生産手順には、生産する基板Ｓに関する基板データや使用するヘッドユニット４０に関するヘッドデータ、使用する吸着ノズル６０に関するノズルデータ、実装する部品Ｐに関する部品データ、各部品Ｐの目標実装位置などが含まれている。管理装置１００は、オペレータが入力デバイス１０７を介して入力したデータに基づいて生産手順を作成し、作成した生産手順を各部品実装機１０へ送信する。

次に、こうして構成された部品実装機１０の動作、特に、部品供給装置２０により部品供給位置に供給された部品Ｐを吸着する際の動作について説明する。図６および図７は、制御装置９０のＣＰＵ９１により実行される部品実装処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、部品Ｐの実装指示がなされたときに実行される。なお、実装指示は、部品Ｐに関する部品情報（部品Ｐの種類やサイズなど）や、部品供給装置２０により部品Ｐが供給される部品供給位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）、部品Ｐの目標実装位置（Ｘ＊，Ｙ＊，Ｚ＊）などが含まれている。

部品実装処理が実行されると、制御装置９０のＣＰＵ９１は、まず、部品供給位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）と目標実装位置（Ｘ＊，Ｙ＊，Ｚ＊）とを取得する（Ｓ１００）。そして、ＣＰＵ９１は、複数の吸着ノズル６０のうち吸着対象のノズル（対象ノズル）のＸＹ軸方向の位置が部品供給位置のＸＹ座標（Ｘｓ，Ｙｓ）に一致するようＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６，Ｙ軸モータ３８およびＲ軸モータ４４）を駆動制御する（Ｓ１１０）。また、ＣＰＵ９１は、対象ノズルの下降が開始されるよう第１昇降装置５０（第１リニアモータ５１）を駆動制御する（Ｓ１２０）。ここで、Ｓ１２０の処理は、対象ノズルが比較的高速の速度Ｖ１で下降するよう第１昇降装置５０を駆動制御することにより行われる。

次に、ＣＰＵ９１は、第１Ｚ軸位置センサ５３および第２Ｚ軸位置センサ５８からの検出信号に基づいて特定される吸着ノズル先端のＺ軸位置Ｚを入力し（Ｓ１３０）、入力したＺ軸位置Ｚが部品供給位置のＺ座標（Ｚｓ）を含む所定範囲（下限位置Ｚｌｏおよび上限位置Ｚｈｉとにより定まる範囲）内にあるか否か（Ｓ１４０）、Ｚ軸位置Ｚが下限位置Ｚｌｏよりも下にあるか否か（Ｓ１５０）、をそれぞれ判定する。図８は、吸着ノズル６０が部品Ｐを吸着するＺ軸方向における範囲を説明する説明図である。所定範囲は、図示するように、吸着ノズル先端が本来の部品供給位置のＺ座標（Ｚｓ）に対して若干高い上限位置Ｚｈｉと若干低い下限位置Ｚｌｏとの間の範囲であり、部品Ｐやテープ２２，部品供給装置２０等の誤差を考慮したマージンを含む範囲である。

ＣＰＵ９１は、Ｓ１４０でＺ軸位置Ｚが所定範囲内にないと判定し、Ｓ１５０でＺ軸位置Ｚが下限位置Ｚｌｏよりも下にない（Ｚ軸位置Ｚが上限位置Ｚｈｉよりも上にある）と判定すると、Ｓ１３０に戻ってＳ１３０〜Ｓ１５０の処理を繰り返す。

一方、ＣＰＵ９１は、Ｓ１４０でＺ軸位置Ｚが所定範囲内にあると判定すると、圧力センサ５９からの加圧力Ａを入力し（Ｓ１６０）、入力した加圧力Ａが所定圧力値Ａｒｅｆ以上であるか否かを判定する（Ｓ１７０）。ここで、所定圧力値Ａｒｅｆは、吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことを判断するための閾値である。ＣＰＵ９１は、加圧力Ａが所定圧力値Ａｒｅｆ以上でないと判定すると、Ｓ１３０に戻って上述の処理を繰り返し、加圧力Ａが所定圧力値Ａｒｅｆ以上であると判定すると、対象ノズルへの負圧の供給が開始されるよう対応する切替弁８０を駆動制御して（Ｓ１８０）、所定時間が経過するのを待つ（Ｓ１９０）。ここで、所定時間は、対象ノズルを部品Ｐに一定圧で押し当てるのに必要な時間（押し当て時間）と、対象ノズルが部品Ｐを吸着できる程度に負圧が立ち上がるのに必要な時間（立ち上がり時間）との何れか長い方に合わせて定められる。本実施形態では、負圧供給装置７０は、立ち上がり時間が押し当て時間以下の時間となるよう設計されている。したがって、対象ノズルが部品Ｐに接触してから対象ノズル（吸着部６１）に対して負圧の供給を開始するものとしても、押し当て時間を超える余分な待ち時間の発生を抑制することができる。

ＣＰＵ９１は、Ｓ１９０で所定時間が経過したと判定すると、対象ノズルが上昇するよう第１昇降装置５０および第２昇降装置５５を駆動制御し（Ｓ２００）、次に部品Ｐを吸着させるべき吸着ノズル６０があるか否かを判定する（Ｓ２１０）。ＣＰＵ９１は、次の吸着ノズル６０があると判定すると、次の吸着ノズル６０を対象ノズルに設定して（Ｓ２２０）、Ｓ１１０の処理に戻って、Ｓ１１０〜Ｓ２１０の処理を繰り返す。そして、ＣＰＵ９１は、Ｓ２１０で次の吸着ノズル６０がないと判定すると、Ｓ２４０の処理に進む。

ＣＰＵ９１は、Ｓ１５０でＺ軸位置Ｚが下限位置Ｚｌｏよりも下にあると判定すると、対象ノズルが部品Ｐに接触したことが検出されないままＺ軸位置Ｚが下限位置Ｚｌｏを下回ったため、そこに部品Ｐがないと判断して、部品切れエラーを出力して（Ｓ２３０）、Ｓ２４０の処理に進む。Ｓ２３０の処理は、部品切れエラーを管理装置１００に送信することにより行われる。部品切れエラーを受信した管理装置１００は、部品供給装置２０に部品切れが発生した旨の警告画面をディスプレイ１０８に表示する。

次に、ＣＰＵ９１は、ＸＹロボット３０を駆動制御して部品Ｐを吸着させた吸着ノズル６０をパーツカメラ２６上方へ移動させ（Ｓ２４０）、パーツカメラ２６による撮像を行い（Ｓ２５０）、得られた撮像画像を処理して（Ｓ２６０）、撮像画像に全ての吸着ノズル６０に対して部品Ｐが写っているか否かを判定する（Ｓ２７０）。ＣＰＵ９１は、撮像画像に部品Ｐが写っていると判定すると、その部品Ｐの吸着位置に基づいて目標実装位置（Ｘ＊，Ｙ＊，Ｚ＊）を補正し（Ｓ２８０）、対象ノズルを目標実装位置に移動させて（Ｓ２９０）、対象ノズルに吸着されている部品Ｐを目標実装位置に実装する実装処理を行う（Ｓ３００）。そして、ＣＰＵ９１は、次に実装すべき部品Ｐ（吸着ノズル６０に吸着されている部品Ｐ）があるか否かを判定し（Ｓ３１０）、次の部品Ｐがあると判定すると、次の部品Ｐを実装する吸着ノズル６０を対象ノズルに設定し（Ｓ３２０）、Ｓ２９０に戻って対象ノズルを目標実装位置へ移動させて実装する実装処理を繰り返し、次の部品Ｐがないと判定すると、これで部品実装処理を終了する。

ＣＰＵ９１は、Ｓ２７０で撮像画像に部品Ｐが写っていない吸着ノズル６０があると判定すると、部品落下エラーを出力して（Ｓ３３０）、部品実装処理を終了する。Ｓ３３０の処理は、部品落下エラーを管理装置１００に送信することにより行われる。部品落下エラーを受信した管理装置１００は、部品実装機１０の機内に部品が落下している旨の警告画面をディスプレイ１０８に表示し、オペレータに対して機内の確認を促す。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の部品実装機１０が本発明の「部品実装機」に相当し、吸着ノズル６０が「吸着部材」に相当し、ヘッドユニット４０が「ヘッド」に相当し、負圧供給装置７０が「負圧供給装置」に相当し、第１昇降装置５０および第２昇降装置５５が「昇降装置」に相当し、圧力センサ５９と部品実装処理のＳ１６０，Ｓ１７０の処理を実行する制御装置９０のＣＰＵ９１とが「接触検出器」に相当し、部品実装処理のＳ１００〜Ｓ２１０の処理を実行する制御装置９０（ＣＰＵ９１）が「コントローラ」に相当する。

以上説明した本実施形態の部品実装機１０によれば、吸着ノズル６０に部品Ｐを吸着させる際、圧力センサ５９により吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことが検出された後に、当該吸着ノズル６０（吸着部６１）に対して負圧の供給が開始されるよう負圧供給装置７０（切替弁８０）を制御する。これにより、吸着ノズル６０（吸着部６１）への負圧の供給をより適切なタイミングで開始させることができる。特に、複数の吸着ノズル６０を装着可能なヘッドユニット６０を備え、負圧供給装置７０を、同一の負圧源７１からそれぞれの吸着ノズル６０に独立して負圧を供給可能に構成した場合、一方の吸着ノズル６０が負圧の供給を受けて部品Ｐを吸着している状態で、他方の吸着ノズル６０が部品Ｐを吸着する前に負圧の供給を受けると、他方の吸着ノズル６０から負圧が抜けることで、一方の吸着ノズル６０が受けている負圧に不足が生じ、部品Ｐが落下する場合が考えられる。本実施形態の部品実装機１０では、吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことが検出されてから負圧の供給を開始するから、上述した不都合は生じない。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、複数の吸着ノズル６０の全てについて吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことが検出されてから当該吸着ノズル６０への負圧の供給を開始するものとしたが、複数の吸着ノズル６０のうち最初に部品Ｐを吸着する吸着ノズル６０については部品Ｐに接触する前に負圧の供給を開始するものとしてもよい。この場合、他に部品Ｐを吸着している吸着ノズル６０がないから、部品Ｐを吸着しようとしている吸着ノズル６０から負圧が抜けるものとしても、他の吸着ノズル６０から部品Ｐが落下するという問題は生じない。

また、上述した実施形態では、部品実装機１０は、複数の吸着ノズル６０を備えるものとしたが、吸着ノズル６０の数は１つであってもよい。

また、上述した実施形態では、吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことが検出されてから、当該吸着ノズル６０（吸着部６１）に対して負圧の供給を開始するものとしたが、これに限定されるものではなく、吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことが検出される前に、当該吸着ノズル６０に対して負圧の供給を開始し、所定時間内に吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことが検出されなかった場合には負圧の供給を停止するものとしてもよい。この場合、図６の部品実装処理に代えて図９の部品実装処理を実行するものとすればよい。なお、図９の各処理のうち図６と同一の処理については同一のステップ番号を付し、その説明は重複するから省略する。

図９の部品実装処理では、ＣＰＵ９１は、Ｓ１２０で対象ノズルの下降を開始した後、Ｚ軸位置Ｚを入力し（Ｓ４００）、入力したＺ軸位置Ｚが部品供給位置のＺ座標（前述した上限位置Ｚｈｉ）よりも上の所定位置Ｚｐｒｅに到達したか否かを判定する（Ｓ４１０）。ＣＰＵ９１は、Ｚ軸位置Ｚが所定位置Ｚｐｒｅに到達したと判定すると、対象ノズルへの負圧の供給を開始して（Ｓ４２０）、Ｓ１３０の処理に進む。また、ＣＰＵ９１は、Ｓ１３０，Ｓ１４０でＺ軸位置Ｚが下限位置Ｚｌｏおよび上限位置Ｚｈｉにより定まる所定範囲内にあり、Ｓ１６０，Ｓ１７０で加圧力Ａが所定圧力値Ａｒｅｆ以上となった後も、負圧の供給は維持する。また、ＣＰＵ９１は、Ｓ１５０でＺ軸位置Ｚが下限位置Ｚｌｏよりも下にあると、部品切れと判定して、対象ノズルへの負圧の供給を停止する（Ｓ４３０）。これにより、吸着ノズル６０が部品Ｐを吸着する前に負圧の供給を受けても、部品Ｐが吸着されないまま当該吸着ノズル６０に負圧が供給され続けるのを回避することができる。

また、上述した実施形態では、吸着ノズル６０に物体（部品Ｐ）が接触したことを、第２Ｚ軸スライダ５７に設けた圧力センサ５９を用いて検出するものとしたが、吸着ノズル６０が物体に接触したことを検出できるものであれば、これに限られない。例えば、タッチセンサを用いるものとしてもよいし、センサを省略し第２リニアモータ５６の負荷電流の増大に基づいて制御装置９０が接触を検出するものとしてもよい。また、下降時に吸着ノズルが他の物体に接触すると吸着ノズルが備える複数の部材が相対移動するようにし、この相対移動の有無により接触を検出してもよい。図１０は、この場合の変形例のヘッドユニット４０Ｂの一部を示す部分断面図である。図１１は、図１０のＡ−Ａ断面図である。変形例のヘッドユニット４０Ｂは、第２昇降装置５５が備える圧力センサ５９に代えて、光学センサ１１０を備えている。また、吸着ノズル６０Ｂは、遮蔽部６１ａ，管状部６３ａ，スプリング６３ｂを備える。管状部６３ａは、第１昇降装置５０や第２昇降装置５５の駆動に伴って上下に昇降する。吸着部６１は、スプリング６３ｂを介して管状部６３ａに接続された円筒状の部材であり、先端（下端）に部品Ｐを吸着可能である。吸着部６１は、内周面が管状部６３ａの外周面に接触しており、管状部６３ａに対して相対的に上下に摺動可能である。また、吸着部６１は、上端に円筒状の遮蔽部６１ａを有している。光学センサ１１０は、投光器１１１と受光器１１２とを備えたセンサとして構成されている。このヘッドユニット４０は、吸着部６１の下端に他の物体が接触していない状態では、スプリング６３ｂの弾性力によって管状部６３ａと吸着部６１との相対位置が保たれており、投光器１１１から受光器１１２への光軸Ｌは遮蔽されない。一方、吸着ノズル６０Ｂが下降して吸着部６１の下端に他の物体が接触すると、吸着部６１が管状部６３ａに対して上方に相対移動して、光軸Ｌを遮蔽部６１ａが遮蔽する。そのため、制御装置９０は、受光器１１２が投光器１１１からの光軸を受光しなくなったことによって、吸着ノズル６０Ｂが他の物体に接触したことを検出できる。このように吸着ノズルが備える複数の部材の上下の相対移動を検出する場合でも、上述した実施形態と同様に、吸着ノズルが下降する際の部品の接触を検出することができる。なお、吸着ノズルが備える複数の部材が相対移動の検出を行うセンサは、図１０，図１１に示した例に限られない。例えばフランジ６２の下部に投光器及び受光器を取り付け、投光器からの光を遮蔽部６１ａの上面で反射させ、受光器が反射光を受光することでフランジ６２と遮蔽部６１ａとの相対移動の検出を行ってもよい。

また、上述した実施形態では、部品を昇降させる昇降装置として、２つの昇降装置（第１昇降装置５０と第２昇降装置５５）を備えるものとしたが、これに限定されるものではなく、一つのみを備えるものとしてもよいし、３つ以上備えるものとしてもよい。

本発明は、部品実装機の製造産業などに利用可能である。

１０ 部品装着装置、１１ 基台、１２ 筐体、２０ 部品供給装置、２２ テープ、２２ａ 収容部、２４ 基板搬送装置、２６ パーツカメラ、３０ ＸＹロボット、３１ Ｘ軸ガイドレール、３２ Ｘ軸スライダ、３３ Ｙ軸ガイドレール、３４ Ｙ軸スライダ、３６ Ｘ軸モータ、３７ Ｘ軸位置センサ、３８ Ｙ軸モータ、３９ Ｙ軸位置センサ、４０，４０Ｂ ヘッドユニット、４２ ロータリヘッド、４２ａ 軸部、４２ｂ ホルダ保持部、４３ ギヤ、４４ Ｒ軸モータ、４５ ギヤ、４６ θ軸モータ、４７ ギヤ、 ５０ 第１昇降装置、５１ 第１リニアモータ、５２ 第１Ｚ軸スライダ、５２ａ 第１係合部、５３ 第１Ｚ軸位置センサ、５５ 第２昇降装置、５６ 第２リニアモータ、５７ 第２Ｚ軸スライダ、５７ａ 第２係合部、５８ 第２Ｚ軸位置センサ、５９ 圧力センサ、６０，６０Ｂ 吸着ノズル、６１ 吸着部、６１ａ 遮蔽部、６２ フランジ部、６３ａ 管状部、６３ｂ スプリング、６４ ノズルホルダ、６５ スプリング、６６ ギヤ、６８ 水平部、７０ 負圧供給装置、７１ 負圧源、７２ フレーム通路、７３ ヘッド通路、７４ 負圧導入通路、７６ ノズル通路、７８ 正圧導入通路、８０ 切替弁、８１ スプール穴、８２ スプール、９０ 制御装置、９１ ＣＰＵ、９２ ＲＯＭ、９３ ＨＤＤ、９４ ＲＡＭ、９５ 入出力インタフェース、９６ バス、１００ 管理装置、１０１ ＣＰＵ、１０２ ＲＯＭ、１０３ ＨＤＤ、１０４ ＲＡＭ、１０５ 入出力インタフェース、１０６ バス、１０７ 入力デバイス、１０８ ディスプレイ、１１０ 光学センサ、１１１ 投光器、１１２ 受光器、Ｐ 部品、Ｓ 基板。

Claims (5)

1. 部品供給装置により所定位置に供給された部品を吸着して実装対象物に実装する部品実装機であって、
   前記部品を吸着可能な吸着部材を有するヘッドと、
   負圧源からの負圧を前記吸着部材に供給可能な負圧供給装置と、
   前記吸着部材を昇降させる昇降装置と、
   前記吸着部材の昇降位置を検出する昇降位置検出器と、
   前記吸着部材が前記部品に接触したことを検出する接触検出器と、
   前記吸着部材が前記所定位置に向かって下降するよう前記昇降装置を制御し、前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出された後に、前記吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう前記負圧供給装置を制御し、前記昇降位置検出器により検出された前記吸着部材の昇降位置が前記所定位置に達した後も所定の下限位置に達するまでに前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出されなかった場合には前記吸着部材に対して負圧の供給を開始しないように制御するコントローラと、
   を備えることを特徴とする部品実装機。
2. 請求項１記載の部品実装機であって、
   前記ヘッドは、複数の吸着部材を有し、
   前記負圧供給装置は、同一の負圧源から前記複数の吸着部材にそれぞれ独立して負圧を供給可能であり、
   前記コントローラは、前記複数の吸着部材のうち吸着対象の吸着部材が前記所定位置に向かって下降するよう前記昇降装置を制御し、前記接触検出器により前記吸着対象の吸着部材が前記部品に接触したことが検出された後に、前記吸着対象の吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう前記負圧供給装置を制御する
   ことを特徴とする部品実装機。
3. 請求項１または２記載の部品実装機であって、
   前記接触検出器は、前記吸着部材に対する加圧力を検出する加圧力検出器を有し、前記加圧力検出器が所定値以上の加圧力を検出することによって、前記吸着部材が前記部品に接触したことを検出する
   ことを特徴とする部品実装機。
4. 請求項１ないし３いずれか１項に記載の部品実装機であって、
   前記昇降装置は、所定距離内で前記吸着部材を昇降可能な第１昇降装置と、前記第１昇降装置より前記吸着部材と共に昇降可能に構成され前記所定距離よりも短い距離内で前記吸着部材を昇降可能な第２昇降装置と、を備える
   ことを特徴とする部品実装機。
5. 部品供給装置により所定位置に供給された部品を吸着して実装対象物に実装する部品実装機であって、
   前記部品を吸着可能な吸着部材を有するヘッドと、
   負圧源からの負圧を前記吸着部材に供給可能な負圧供給装置と、
   前記吸着部材を昇降させる昇降装置と、
   前記吸着部材の昇降位置を検出する昇降位置検出器と、
   前記吸着部材が前記部品に接触したことを検出する接触検出器と、
   前記吸着部材が前記所定位置に向かって下降するよう前記昇降装置を制御し、前記昇降位置検出器により検出された前記吸着部材の昇降位置が前記所定位置の手前にあるときに前記吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう前記負圧供給装置を制御し、前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出された場合には前記吸着部材に対する負圧の供給を継続し、前記昇降位置検出器により検出された前記吸着部材の昇降位置が前記所定位置に達した後も所定の下限位置に達するまでに前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出されなかった場合には前記吸着部材に対する負圧の供給が遮断されるよう前記負圧供給装置を制御するコントローラと、
   を備えることを特徴とする部品実装機。

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