JP6817507B2 - 部品実装装置および部品実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品を真空吸着して基板に実装する部品実装装置および部品実装方法に関するものである。

部品実装装置は、吸着ノズルの下端部に設けられた吸着口を部品の上面に当接させた状態で、真空ポンプなどの真空吸引手段によって真空吸引することにより部品を吸着している。また、吸着ノズルに保持された部品を基板に実装する際には、真空吸引を停止させ、コンプレッサなどのエアブロー手段によって吸着口から正圧空気を吐出させることで吸着ノズルから部品を迅速かつ確実に離脱させている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献１の部品実装装置では、真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に切り換えるバルブ（切り換え手段）と吸着ノズルの間に配設された流量センサによって、真空吸引時に吸着ノズルに流入する空気の流量やエアブロー時に吸着ノズルより排出される空気の流量を計測することによって、部品の吸着異常や部品の離脱異常を検出している。

特開２００４―２３０２７号公報

しかしながら、特許文献１を含む従来技術では、吸着動作やエアブロー動作の切り換えから所定時間経過して安定した状態の空気の流量レベルを計測して異常を判定しているため、以下の問題点があった。すなわち、切り換え手段の経年劣化による切り換え時間の遅延などの遷移状態における異常を検出することができず、真空吸引系統、または、エアブロー系統の異常を適切に検出するためには、さらなる改善の余地があるという課題があった。

そこで本発明は、真空吸引系統、または、エアブロー系統の異常を適切に検出することができる部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、部品供給部から移載ヘッドの吸着ノズルによって部品を真空吸着によりピックアップして基板に実装する部品実装装置であって、前記吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着ノズルから正圧空気を吐出させるエアブロー手段と、前記真空吸引手段と前記エアブロー手段とを選択的に吸着ノズルに接続させる切換手段と、この切換手段と前記吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に介設され、前記吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサと、前記吸着ノズルが真空吸着した前記部品を前記基板に搭載する際に、前記切換手段により前記吸着ノズルへの接続を前記真空吸引手段から前記エアブロー手段に切り換え、さらに前記切換手段により前記吸着ノズルへの前記エアブロー手段の接続も遮断して所定の時間経過後に、前記流量センサが計測した前記空気の流量に基づいて、前記真空吸引手段、前記エアブロー手段、前記切換手段、前記吸引・エアブロー回路が正常であるか否かを判定する判定手段とを備えた。

本発明の部品実装方法は、部品供給部と、移載ヘッドの吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着ノズルから正圧空気を吐出させるエアブロー手段と、前記真空吸引手段と前記エアブロー手段とを選択的に吸着ノズルに接続させる切換手段と、この切り換え手段と前記吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に介設され、前記吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサと、を備えた部品実装装置によって、部品供給部から移載ヘッドの吸着ノズルによって部品を真空吸着によりピックアップして基板に実装する部品実装方法であって、前記吸着ノズルが真空吸着した前記部品を前記基板に搭載する部品搭載工程と、前記部品搭載工程において、前記切換手段により前記吸着ノズルへの接続を前記真空吸引手段から前記エアブロー手段に切り換え、さらに前記切換手段により前記吸着ノズルへの前記エアブロー手段の接続も遮断して所定の時間経過後に、前記流量センサによって前記空気の流量を計測する流量計測工程と、前記流量計測工程において計測された前記空気の流量に基づいて、前記真空吸引手段、前記エアブロー手段、前記切換手段、前記吸引・エアブロー回路が正常であるか否かが判定される判定工程とを含む。

本発明によれば、真空吸引系統、または、エアブロー系統の異常を適切に検出することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置に用いられる移載ヘッドの斜視図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における真空吸引系統およびエアブロー系統の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の部品実装装置による部品実装における（ａ）切換手段の切り換えタイミングの説明図（ｂ）吸着ノズルの高さの遷移の説明図（ｃ）空気の流量の遷移の説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の一実施の形態の部品実装装置における部品搭載の工程説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の表示部に表示される異常検出後の基板の撮像画像の例を示す図 本発明の一実施の形態の部品実装方法を示すフロー図

以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する２軸方向として、基板搬送方向のＸ方向（図１における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ方向（図１における上下方向）が示される。図２、及び後述する一部では、水平面と直交する高さ方向としてＺ方向（図２における上下方向）が示される。Ｚ方向は、部品実装装置が水平面上に設置された場合の上下方向である。

まず図１を参照して、部品実装装置１の全体構成を説明する。図１において、基台１ａの上面には基板搬送部２がＸ方向に配設されている。基板搬送部２は上流側装置から受け渡された基板３を搬送して、以下に説明する部品実装機構による実装作業位置に位置決めして保持する。基板搬送部２の両側方には、部品供給部４が配置されている。部品供給部４には、複数のテープフィーダ５が並設して装着されている。テープフィーダ５は、部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、部品実装機構を構成する移載ヘッド８への供給位置に部品を位置させる。

基台１ａの上面におけるＸ方向の一端部には、Ｙ軸ビーム６がＹ方向に沿って水平に配設されている。Ｙ軸ビーム６には１対のＸ軸ビーム７がＹ方向にスライド自在に装着されている。Ｘ軸ビーム７はＹ軸ビーム６が備えたリニア駆動機構によりＹ方向に駆動される。それぞれのＸ軸ビーム７には、移載ヘッド８がＸ方向にスライド自在に装着されている。移載ヘッド８は複数のノズルユニット９を備えており、Ｘ軸ビーム７が備えたリニア駆動機構によりＸ方向に駆動される。

Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７、移載ヘッド８を駆動することにより、移載ヘッド８はノズルユニット９に設けられた吸着ノズル１５（図２参照）によってそれぞれの部品供給部４に配置されたテープフィーダ５から部品Ｄを真空吸引して取り出し（ピックアップして）、基板３の上方に移動して部品Ｄを基板３の実装位置Ｓに搭載する（図６参照）。上記構成において、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７は、移載ヘッド８を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させるヘッド移動機構１０を構成する。また、Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７、移載ヘッド８は、部品実装機構を構成する。

図１において、基台１ａにおいて基板搬送部２とそれぞれの部品供給部４との間には、部品認識カメラ１１が配設されている。部品供給部４から部品Ｄを取り出した移載ヘッド８が部品認識カメラ１１の上方を移動することにより、部品認識カメラ１１は移載ヘッド８に装着された吸着ノズル１５に保持された状態の部品Ｄを撮像する。

移載ヘッド８が取り付けられた結合プレート８ａには、Ｘ軸ビーム７の下面側に位置して、移載ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ１２が撮像方向を下向きにした姿勢で配設されている。移載ヘッド８を基板搬送部２に保持された基板３の上方に移動させることにより、基板認識カメラ１２によって基板３の位置認識マーク（図示省略）などを撮像することができる。また、基板認識カメラ１２（カメラ）は、部品実装後に基板３の上方に移動して基板３に搭載された部品Ｄを撮像する。

部品認識カメラ１１、基板認識カメラ１２によって取得された撮像データを認識処理することにより、移載ヘッド８において吸着ノズル１５に保持された状態の部品Ｄの位置ずれや、基板搬送部２に保持された基板３の位置ずれを検出することができる。部品実装機構による部品実装動作においては、これらの位置ずれを加味して移載ヘッド８の位置が補正される。

次に図２を参照して、移載ヘッド８の構成を説明する。移載ヘッド８は結合プレート８ａを介してＸ軸ビーム７に装着される。移載ヘッド８は複数のノズルユニット９を並設した構成となっている。それぞれのノズルユニット９は、ノズル駆動部９ａからノズル軸１３を下方に延出させた構成となっており、ノズル軸１３の下端部に結合されたノズル装着部１４には、吸着ノズル１５が着脱自在に装着されている。それぞれのノズル駆動部９ａは、ノズル軸１３と結合された昇降軸（図示省略）をリニアモータにより昇降させるノズル昇降機構（図示省略）を備えている。ノズル駆動部９ａを駆動することにより、ノズル装着部１４に装着された吸着ノズル１５は個別に昇降する。

吸着ノズル１５は、真空吸引する部品Ｄのサイズ、形状に応じて複数の種類が用意されている。例えば、大きなサイズの部品Ｄには、吸着ノズル１５の下端部の吸着保持面１５ａ（図３参照）が大きな吸着ノズル１５が使用される。また、移載ヘッド８は、装着する吸着ノズル１５の種類に応じて複数の種類が用意されている。例えば、大きな部品Ｄを吸着する大きな吸着ノズル１５を装着する場合は、大きなノズルユニット９を備える移載ヘッド８が使用される。

次に図３を参照して、真空吸引系統およびエアブロー系統の構成について説明する。ノズル軸１３は、ノズル装着部１４を挿通して吸着ノズル１５に連通している。ノズル軸１３を貫通して設けられた吸引孔（図示省略）は、流量センサ１６を介して切換バルブ１８の出力ポートＡ１に接続される出力経路１７に接続されている。すなわち、ノズル軸１３の吸引孔と出力経路１７は、流量センサ１６を介して切換バルブ１８と吸着ノズル１５とを接続する吸引・エアブロー回路となる。流量センサ１６は、流量センサ１６からノズル軸１３の方向（矢印ａ）に流れ出る正方向と、ノズル軸１３から流量センサ１６の方向（矢印ｂ）に流れ込む負方向（逆方向）の、正逆２方向の空気の流量Ｆを計測する。

切換バルブ１８は、２つの入力ポートＰ１，Ｐ２と出力ポートＡ１を有する電磁弁などで構成される。切換バルブ１８は外部からの選択信号により、入力ポートＰ１から出力ポートＡ１への経路を開通させた状態と、入力ポートＰ２から出力ポートＡ１への経路を開通させた状態が切り換えられる。切換バルブ１８の入力ポートＰ１は真空ポンプ１９に、入力ポートＰ２はブローバルブ２０の出力ポートＡ２に、出力ポートＡ１は流量センサ１６に通じる出力経路１７に、それぞれ接続されている。真空ポンプ１９は、負の圧力（真空）を発生させる。

ブローバルブ２０は、２つの入力ポートＰ３，Ｐ４と出力ポートＡ２を有する電磁弁などで構成される。ブローバルブ２０は外部からの選択信号により、入力ポートＰ３から出力ポートＡ２への経路を開通させた状態と、入力ポートＰ４から出力ポートＡ２への経路を開通させた状態が切り換えられる。ブローバルブ２０の入力ポートＰ３はエア供給源２１に、入力ポートＰ４は大気供給源２２に、出力ポートＡ２は切換バルブ１８の入力ポートＰ２に、それぞれ接続されている。エア供給源２１は、正圧空気を供給する。大気供給源２２は、大気圧の空気を供給する。なお、大気供給源２２は、ブローバルブ２０の入力ポートＰ４を開放状態にすることでも実現することができる。

図３において、切換バルブ１８とブローバルブ２０は、ノズル制御部２３が備えるバルブ制御部２４に接続されている。流量センサ１６の計測結果は、ノズル制御部２３が備える判定部２５に入力される。ノズル制御部２３が備えるバルブ記憶部２６には、バルブ制御部２４によって切換バルブ１８とブローバルブ２０の状態を切り換えるタイミング情報、判定部２５によって流量センサ１６が計測した空気の流量Ｆが正常であるか否かを判定するタイミング情報と判定値Ｆｔが記憶されている。ノズル制御部２３は移載ヘッド８に配設されており、移載ヘッド８を結合プレート８ａに取り付けた状態で、装置制御部３０と接続される。

バルブ制御部２４が切換バルブ１８を制御して、入力ポートＰ１から出力ポートＡ１への経路を開通させた状態（図５（ａ）に示す吸引状態）にすると、真空ポンプ１９が流量センサ１６を介して吸着ノズル１５と連通し、吸着ノズル１５は下端部の吸着保持面１５ａから真空吸引する。すなわち、真空ポンプ１９は、吸着ノズル１５から真空吸引する真空吸引手段となる。

吸着保持面１５ａに部品Ｄが当接している状態で吸着ノズル１５から真空吸引すると、吸着ノズル１５によって部品Ｄが真空吸着される。この時、流量センサ１６が計測する空気の流量Ｆは、ほぼゼロとなる。吸着保持面１５ａに部品Ｄが当接していない状態で吸着ノズル１５から真空吸引すると、吸着ノズル１５より外気（空気）が吸引される。そのため、流量センサ１６によって、負の空気の流量Ｆが計測される。

図３において、バルブ制御部２４が切換バルブ１８を制御して入力ポートＰ２から出力ポートＡ１への経路を開通させ、ブローバルブ２０を制御して入力ポートＰ３から出力ポートＡ２への経路を開通させた状態（図５（ａ）に示すブロー状態）にすると、エア供給源２１が流量センサ１６を介して吸着ノズル１５と連通し、吸着ノズル１５から正圧空気が吐出される。すなわち、エア供給源２１は、吸着ノズル１５から正圧空気を吐出させるエアブロー手段となる。この時、流量センサ１６によって、正の空気の流量Ｆが計測される。

バルブ制御部２４が切換バルブ１８を制御して入力ポートＰ２から出力ポートＡ１への経路を開通させ、ブローバルブ２０を制御して入力ポートＰ４から出力ポートＡ２への経路を開通させた状態（図５（ａ）に示す大気圧状態）にすると、大気供給源２２が流量センサ１６を介して吸着ノズル１５と連通し、吸着ノズル１５が大気圧となる。この時、流量センサ１６が計測する空気の流量Ｆは、ほぼゼロとなる。

このように、切換バルブ１８とブローバルブ２０は、真空ポンプ１９（真空吸引手段）とエア供給源２１（エアブロー手段）とを選択的に吸着ノズル１５に接続させる切換手段となる。そして、流量センサ１６は、この切換手段（切換バルブ１８、ブローバルブ２０）と吸着ノズル１５とを接続する吸引・エアブロー回路に介設され、吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量Ｆを正逆２方向で計測する。

図３において、判定部２５は比較器を含んで構成されており、流量センサ１６が計測した空気の流量Ｆとバルブ記憶部２６が記憶する判定値Ｆｔを比較して、空気の流量Ｆが判定値Ｆｔを超えたか、超えていないかを判定する。判定部２５が判定するタイミングは、バルブ記憶部２６が記憶するタイミング情報に基づいて、バルブ制御部２４によって制御される。判定部２５による判定結果は、バルブ制御部２４を介して装置制御部３０に送信される。

次に図４を参照して、部品実装装置１の制御系の構成について説明する。部品実装装置１は、装置制御部３０、装置記憶部３１、基板搬送部２、部品供給部４、移載ヘッド８、ヘッド移動機構１０、部品認識カメラ１１、基板認識カメラ１２、真空ポンプ１９、エア供給源２１、大気供給源２２、入力部３２、表示部３３、報知部３４を備えている。移載ヘッド８は、ノズル駆動部９ａ、ノズル制御部２３を備えている。ノズル制御部２３は、バルブ制御部２４、判定部２５、バルブ記憶部２６を備えており、流量センサ１６、切換バルブ１８、ブローバルブ２０が接続されている。

装置制御部３０はＣＰＵ機能を備える演算処理装置であり、内部処理機能として実装制御部３０ａ、異常処理部３０ｂを備えている。装置記憶部３１は記憶装置であり、実装データ３１ａ、バルブ制御データ３１ｂ、判定制御データ３１ｃなどを記憶する。実装データ３１ａには、基板３における部品Ｄの実装位置Ｓ、実装される部品Ｄの種類（部品名）などの情報が含まれる。実装制御部３０ａは、実装データ３１ａに基づいて、基板搬送部２、部品供給部４、移載ヘッド８、ノズル駆動部９ａ、ヘッド移動機構１０を制御して、吸着ノズル１５による基板３への部品Ｄの実装を制御する。

バルブ制御データ３１ｂには、吸着ノズル１５が真空吸着した部品Ｄを基板３に搭載する際に、バルブ制御部２４が切換バルブ１８、ブローバルブ２０を切り換えるタイミング情報などが記憶されている。判定制御データ３１ｃには、ノズル制御部２３の判定部２５により流量センサ１６の計測結果を判定するタイミング情報、計測した空気の流量Ｆが正常であるか否かを判定するための閾値である判定値Ｆｔなどが記憶されている。

バルブ制御データ３１ｂのタイミング情報、判定制御データ３１ｃのタイミング情報、判定値Ｆｔは、移載ヘッド８の種類（ノズルユニット９の数など）、移載ヘッド８の装着される吸着ノズル１５の種類に応じた値が、実験や経験に基づいて予め決定されている。そして、部品実装装置１に装着される移載ヘッド８の種類、ノズルユニット９に装着される吸着ノズル１５の種類など、部品実装装置１の構成に対応する各種データが、バルブ制御データ３１ｂ、判定制御データ３１ｃからノズル制御部２３が備えるバルブ記憶部２６に転送されて予め記憶される。

ここで図５、図６を参照して、吸着ノズル１５が真空吸着した部品Ｄを基板３に搭載する際に実行される、流量センサ１６が計測した空気の流量Ｆに基づく真空吸引系統、エアブロー系統の正常判定処理について説明する。図５（ａ）は、部品Ｄを基板３に搭載する際の切換バルブ１８とブローバルブ２０の切り換えタイミングを示している。図５（ｂ）は、部品Ｄを基板３に搭載する際の吸着ノズル１５の高さ位置の遷移を示している。図５（ｃ）は、部品Ｄを基板３に搭載する際の流量センサ１６によって計測される空気の流量Ｆの遷移を示している。図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）は、時間軸（横軸）を合わせて表示してある。

図５（ａ）において、吸着ノズル１５が部品Ｄを真空吸着している状態（第２切換時刻Ｔｃ２以前）では、切換バルブ１８は入力ポートＰ１からの経路となっており、吸着ノズル１５は真空ポンプ１９に連通している（吸引状態）。図６（ａ）に、図５（ｂ）に示す時刻Ｔ１における吸着ノズル１５の状態を示す。部品Ｄを真空吸着している吸着ノズル１５が、基板３の基板表面３ａの実装位置Ｓに向けて下降している（矢印ｃ）。

図５（ａ）において、部品Ｄを真空吸着している吸着ノズル１５が下降している第１切換時刻Ｔｃ１において、ブローバルブ２０の経路が入力ポートＰ４から入力ポートＰ３に切り換えられる。これにより、切換バルブ１８の入力ポートＰ２までエア供給源２１に連通して、吸着ノズル１５を吸引状態からブロー状態に切り換える準備がされる。次いで第２切換時刻Ｔｃ２において、切換バルブ１８の経路が入力ポートＰ１から入力ポートＰ２に切り換えられる（ブロー状態）。これにより、吸着ノズル１５はエア供給源２１に連通して、切換バルブ１８の機械的要因や吸引・エアブロー回路の形状に起因する所定の遅れ時間後に吸着ノズル１５より正圧空気が吐出される。

図６（ｂ）に、図５（ｂ）に示す時刻Ｔ２において吸着ノズル１５が保持する部品Ｄが基板表面３ａに着地した状態を示す。この時、吸着ノズル１５には正圧空気が供給され（矢印ｄ）、流量センサ１６では吐出方向（正方向）の空気の流量Ｆが計測される（図５（ｃ）参照）。実装制御部３０ａは、吸着ノズル１５より正圧空気が吐出される前後の時刻に部品Ｄが基板表面３ａに着地するように制御している。これにより、吸着ノズル１５が保持していた部品Ｄが吸着ノズル１５から離れて基板３の実装位置Ｓに搭載される。その後、吸着ノズル１５は上昇する。

図５（ａ）において、部品Ｄを基板３に搭載した吸着ノズル１５が待機位置まで上昇中の第３切換時刻Ｔｃ３において、ブローバルブ２０の経路が入力ポートＰ３から入力ポートＰ４に切り換えられる（大気圧状態）。これにより、吸着ノズル１５は大気供給源２２に連通して、所定の遅れ時間後に吸着ノズル１５からの正圧空気の吐出が停止する。

図５（ａ）、図５（ｃ）において、第３切換時刻Ｔｃ３後で、かつ、吸着ノズル１５からの正圧空気の吐出が完全に停止する前である、第３切換時刻Ｔｃ３から遅延時間Ｔｄ後の計測時刻Ｔｍに、判定部２５による判定が実行される。つまり、流量センサ１６が計測する空気の流量Ｆが判定値Ｆｔと比較される。この例では、空気の流量Ｆが判定値Ｆｔ以上の場合に正常と判定（正常判定）され、判定値Ｆｔ未満の場合に異常と判定（異常判定）される。

図６（ｃ）に、図５（ｃ）に示す時刻Ｔ３の正常な吸着ノズル１５の状態を示す。吸着ノズル１５は、部品Ｄを搭載した後に待機位置まで上昇して所定の時間が経過しているため吸着ノズル１５は大気圧となっており、流量センサ１６が計測する空気の流量Ｆは、ほぼゼロとなる。

図５（ｃ）に、切換バルブ１８に異常がある場合の空気の流量Ｆを一点鎖線で示す。ここでは切換バルブ１８に、第２切換時刻Ｔｃ２の切換バルブ１８における入力ポートＰ１から入力ポートＰ２への切り換えが完全に行われずに、切換バルブ１８の出力ポートＡ１に入力ポートＰ１と入力ポートＰ２の両方が接続される異常が発生したとする。この場合、ブロー状態でエア供給源２１から供給される正圧空気の一部が真空ポンプ１９で吸引されるため吐出方向の空気の流量Ｆが減少する。

さらに、切換時刻Ｔｃ３において大気圧状態に切り換えられても、部品Ｄを基板３に搭載した吸着ノズル１５から空気が真空ポンプ１９に吸引されるため、吸引方向の空気の流量Ｆが計測される。すなわち、図６（ｄ）に示す時刻Ｔ３に待機位置にある吸着ノズル１５より空気が吸引される（矢印ｅ）。このような異常がある場合、図５（ｃ）に示すように、計測時刻Ｔｍにおいて計測される空気の流量Ｆは正常な状態よりも減少して、判定値Ｆｔを下回っている。そのため、判定部２５によって異常と判定される。

上記は真空吸引系統、エアブロー系統の異常の一例であり、異常の内容に応じて計測時刻Ｔｍ（遅延時間Ｔｄ）、判定値Ｆｔ、判定内容（計測値と判定値Ｆｔの大小関係）が変更される。これにより、切換バルブ１８、ブローバルブ２０、真空ポンプ１９、エア供給源２１、大気供給源２２、吸引・エアブロー回路の異常を検出することができる。

このように、バルブ制御部２４と判定部２５は、吸着ノズル１５が真空吸着した部品Ｄを基板３に搭載する際に、切換手段（切換バルブ１８、ブローバルブ２０）により吸着ノズル１５への接続を真空吸引手段（真空ポンプ１９）からエアブロー手段（エア供給源２１）に切り換え（ブロー状態）、さらに切換手段により吸着ノズル１５へのエアブロー手段の接続も遮断して（大気圧状態）所定の時間（遅延時間Ｔｄ）経過後に、流量センサ１６が計測した空気の流量Ｆに基づいて、真空吸引手段、エアブロー手段、切換手段、吸引・エアブロー回路が正常であるか否かを判定する判定手段となる。

そして、バルブ記憶部２６に記憶される遅延時間Ｔｄ（所定の時間）は、移載ヘッド８の種類、吸着ノズル１５の種類に応じて設定されている。これによって、部品実装装置１の構成に応じて適切に正常判定処理を実行することができる。また、上述の正常判定処理は、部品Ｄを基板３に搭載する毎に実行される。すなわち、部品Ｄを基板３に搭載する毎に、流量センサ１６が空気の流量Ｆを計測し、判定手段が正常であるか否かを判定する。

このように、判定手段であるバルブ制御部２４と判定部２５は、部品実装作業を統括制御する実装制御部３０ａとは別に設けられ、独立して正常判定処理を実行して判定結果を実装制御部３０ａに送信している。そのため、部品実装装置１における実装基板の生産効率を低下させることなく、真空吸引系統、または、エアブロー系統の異常を早期に検出することができる。

図４において、入力部３２は、キーボード、タッチパネル、マウスなどの入力装置であり、操作コマンドやデータ入力時などに用いられる。表示部３３は液晶パネルなどの表示装置であり、入力部３２による操作のための操作画面などの各種情報の他、基板認識カメラ１２（カメラ）によって撮像された撮像画像を表示する。報知部３４は、報知灯、フラッシュランプ、ブザーなどであり、部品実装装置１の異常などの稼動状況を作業者に報知する。

図４において、異常処理部３０ｂは、判定手段によって真空吸引系統、または、エアブロー系統の異常が検出された場合に異常処理を実行する。具体的には、異常処理部３０ｂは、異常が検出された際に基板３に搭載されていた部品Ｄの実装位置Ｓを基板認識カメラ１２によって撮像させて、表示部３３に撮像画像を表示させる。さらに、異常処理部３０ｂは、報知部３４を作動させて作業者に異常を報知させる。

すなわち、判定手段によって、真空吸引手段（真空ポンプ１９）、エアブロー手段（エア供給源２１）、切換手段（切換バルブ１８、ブローバルブ２０）、吸引・エアブロー回路のいずれかが異常と判定されると、判定手段によって異常と判定された際に部品Ｄが搭載されたことが期待される基板３上の位置（実装位置Ｓ）を、基板認識カメラ１２（カメラ）が撮像する。そして、表示部３３が、基板認識カメラ１２（カメラ）によって撮像された基板３上の位置の撮像画像を表示し、報知部３４が、異常を報知する。これによって、異常が検出された際に、部品Ｄが基板３の実装位置Ｓに正常に搭載されているか否かを確認する作業者の手間と時間を削減することができる。

ここで図７を参照して、判定手段によって異常が検出された際に、基板認識カメラ１２によって撮像されて表示部３３の画面３３ａに表示された基板３上の実装位置Ｓの撮像画像の一例を説明する。画面３３ａには、撮像画像枠４０、コメント欄４１、部品名欄４２、実装位置欄４３が表示されている。撮像画像枠４０には、縦方向と横方向の中心線４０ａが表示されており、中心線４０ａが交わる位置が実装位置Ｓに一致するように表示されている。撮像画像には、異常が検出された際に搭載された部品Ｄ＊と、異常が検出される前に搭載された部品Ｄが表示されている。この例では、異常が検出された際に搭載された部品Ｄ＊は基板３に正常には搭載されておらず、実装位置Ｓからずれて傾いた姿勢で搭載されている。

コメント欄４１には、判定手段によって検出された異常の内容（ここでは「ブロー異常を検出」）が表示されている。部品名欄４２には異常が検出された際に搭載された部品Ｄ＊の部品名（ここでは「Ｒ１２」）が、実装位置欄４３には異常が検出された際に搭載された部品Ｄ＊の実装位置Ｓ（ここでは「（ｘ１２，Ｙ１２）」）が表示されている。

次に図８のフローに沿って、部品実装装置１によって部品供給部４から移載ヘッド８の吸着ノズル１５によって部品Ｄを真空吸着によりピックアップして基板３に実装する部品実装方法について説明する。まず、実装制御部３０ａは、実装データ３１ａに基づいて部品供給部４、移載ヘッド８、ヘッド移動機構１０を制御して、部品供給部４から移載ヘッド８の吸着ノズル１５によって部品Ｄをピックアップし、移載ヘッド８を移動させて基板搬送部２の位置決め保持された基板３の実装位置Ｓの上方に搭載対象の部品Ｄを位置させる（ＳＴ１：ピックアップ工程）。この際、部品認識カメラ１１によって吸着ノズル１５に保持された部品Ｄの位置ずれが検出され、検出された位置ずれにより移載ヘッド８の停止位置が補正される。

次いで、実装制御部３０ａは、ノズル駆動部９ａとノズル制御部２３を制御して、吸着ノズル１５が真空吸着した部品Ｄを基板３に搭載する（ＳＴ２：部品搭載工程）。部品搭載工程（ＳＴ２）では、以下に説明する正常判定処理が実行される。すなわち、部品搭載工程（ＳＴ２）において、バルブ制御部２４は切換手段（切換バルブ１８、ブローバルブ２０）を制御して、吸着ノズル１５への接続を真空ポンプ１９（真空吸引手段）（図５（ａ）の吸引状態）からエア供給源２１（エアブロー手段）（図５（ａ）のブロー状態）に切り換える（ＳＴ３：第１切換工程）。

次いで部品Ｄを基板３に搭載した後、バルブ制御部２４は切換手段を制御して、吸着ノズル１５へのエア供給源２１（エアブロー手段）の接続も遮断（図５（ａ）の大気圧状態）する（ＳＴ４：第２切換工程）。次いで流量センサ１６は、第２切換工程（ＳＴ４）から所定の時間（遅延時間Ｔｄ）経過後に、空気の流量Ｆを計測する（ＳＴ５：流量計測工程）。

図８において、次いで判定部２５は、計測された空気の流量Ｆと判定値Ｆｔを比較して正常か異常かを判定する（ＳＴ６：判定工程）。すなわち、判定工程（ＳＴ６）では、流量計測工程（ＳＴ５）において計測された空気の流量Ｆに基づいて、真空吸引手段（真空ポンプ１９）、エアブロー手段（エア供給源２１）、切換手段（切換バルブ１８、ブローバルブ２０）、吸引・エアブロー回路が正常であるか否かが判定される。

判定工程（ＳＴ６）において、真空吸引手段、エアブロー手段、切換手段、吸引・エアブロー回路のいずれかが異常と判定された場合（Ｎｏ）、異常処理部３０ｂは、実装データ３１ａに基づいてヘッド移動機構１０、基板認識カメラ１２を制御して、判定工程（ＳＴ６）において異常と判定された際に部品Ｄが搭載されたことが期待される基板３上の位置（実装位置Ｓ）を、基板認識カメラ１２（カメラ）によって撮像する（ＳＴ７：撮像工程）。

次いで異常処理部３０ｂは、表示部３３を制御して、撮像工程（ＳＴ７）において撮像された撮像画像を表示部３３に表示する（ＳＴ８：表示工程）。次いで異常処理部３０ｂは、報知部３４を制御して、異常が検出されたことを報知する（ＳＴ９：報知工程）。これによって、部品Ｄが正常に基板３の実装位置Ｓに正常に搭載されているか否かを確認する作業者の手間と時間を削減することができる。

図８において、判定工程（ＳＴ６）において、真空吸引手段、エアブロー手段、切換手段、吸引・エアブロー回路のいずれも正常と判定された場合（Ｙｅｓ）、実装制御部３０ａは全ての部品Ｄの基板３への搭載が完了したか否かを判断する（ＳＴ１０）。未搭載の部品Ｄがある場合（ＳＴ１０においてＮｏ）、ピックアップ工程（ＳＴ１）に戻って次の部品Ｄのピックアップが行われる。もしくは、移載ヘッド８が備える他の吸着ノズル１５に次に搭載対象となる部品Ｄが保持されている場合は、ピックアップ工程（ＳＴ１）を実行することなく部品搭載工程（ＳＴ２）が実行される。

そして、部品搭載工程（ＳＴ２）において、上述の第１切換工程（ＳＴ３）から判定工程（ＳＴ６）に至る一連の正常判定処理が実行される。すなわち、部品搭載工程（ＳＴ２）において部品Ｄが基板３に搭載される毎に、流量計測工程（ＳＴ５）において空気の流量Ｆが計測され、判定工程（ＳＴ６）において正常であるか否かが判定される。これによって、生産効率を低下させることなく、真空吸引系統、または、エアブロー系統の異常を早期に検出することができる。全ての部品Ｄが搭載されると（ＳＴ１０においてＹｅｓ）、基板３への部品Ｄの搭載が完了する。

上記説明したように、本実施の形態の部品実装装置１は、吸着ノズル１５から真空吸引する真空吸引手段（真空ポンプ１９）と、吸着ノズル１５から正圧空気を吐出させるエアブロー手段（エア供給源２１）と、真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に吸着ノズル１５に接続させる切換手段（切換バルブ１８、ブローバルブ２０）と、この切換手段と吸着ノズル１５とを接続する吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量Ｆを正逆２方向で計測する流量センサ１６とを備えている。

そして、吸着ノズル１５が真空吸着した部品Ｄを基板３に搭載する際に、切換手段により吸着ノズル１５への接続を真空吸引手段からエアブロー手段に切り換え、さらに切換手段により吸着ノズル１５へのエアブロー手段の接続も遮断して所定の時間（遅延時間Ｔｄ）経過後に、流量センサ１６が計測した空気の流量Ｆに基づいて、真空吸引手段、エアブロー手段、切換手段、吸引・エアブロー回路が正常であるか否かを判定部２５により判定している。これよって、真空吸引系統、または、エアブロー系統の異常を適切に検出することができる。

本発明の部品実装装置および部品実装方法は、真空吸引系統、または、エアブロー系統の異常を適切に検出することができるという効果を有し、部品を基板に実装する分野において有用である。

１ 部品実装装置
３ 基板
４ 部品供給部
８ 移載ヘッド
１２ 基板認識カメラ（カメラ）
１５ 吸着ノズル
１６ 流量センサ
１８ 切換バルブ（切換手段）
１９ 真空ポンプ（真空吸引手段）
２０ ブローバルブ（切換手段）
２１ エア供給源（エアブロー手段）
３３ 表示部
３４ 報知部
Ｄ 部品

Claims (10)

1. 部品供給部から移載ヘッドの吸着ノズルによって部品を真空吸着によりピックアップして基板に実装する部品実装装置であって、
   前記吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段と、
   前記吸着ノズルから正圧空気を吐出させるエアブロー手段と、
   前記真空吸引手段と前記エアブロー手段とを選択的に吸着ノズルに接続させる切換手段と、
   この切換手段と前記吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に介設され、前記吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサと、
   前記吸着ノズルが真空吸着した前記部品を前記基板に搭載する際に、前記切換手段により前記吸着ノズルへの接続を前記真空吸引手段から前記エアブロー手段に切り換え、さらに前記切換手段により前記吸着ノズルへの前記エアブロー手段の接続も遮断して所定の時間経過後に、前記流量センサが計測した前記空気の流量に基づいて、前記真空吸引手段、前記エアブロー手段、前記切換手段、前記吸引・エアブロー回路が正常であるか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする、部品実装装置。
2. 前記部品を前記基板に搭載する毎に、前記流量センサが前記空気の流量を計測し、前記判定手段によって、前記真空吸引手段、前記エアブロー手段、前記切換手段、前記吸引・エアブロー回路が正常であるか否かを判定することを特徴とする、請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記所定の時間は、前記移載ヘッドの種類に応じて設定されることを特徴とする、請求項１または２に記載の部品実装装置。
4. 前記所定の時間は、前記吸着ノズルの種類に応じて設定されることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の部品実装装置。
5. 前記基板に搭載された前記部品を撮像するカメラと、
   前記カメラによって撮像された撮像画像を表示する表示部と、
   異常を報知する報知部とをさらに備え、
   前記判定手段によって、前記真空吸引手段、前記エアブロー手段、前記切換手段、前記吸引・エアブロー回路のいずれかが異常と判定されると、
   前記判定手段によって異常と判定された際に前記部品が搭載されたことが期待される前記基板上の位置を、前記カメラが撮像し、
   前記表示部が、前記カメラによって撮像された前記基板上の位置の撮像画像を表示し、
   前記報知部が、前記異常を報知することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の部品実装装置。
6. 部品供給部と、移載ヘッドの吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着ノズルから正圧空気を吐出させるエアブロー手段と、前記真空吸引手段と前記エアブロー手段とを選択的に吸着ノズルに接続させる切換手段と、この切り換え手段と前記吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に介設され、前記吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサと、を備えた部品実装装置によって、部品供給部から移載ヘッドの吸着ノズルによって部品を真空吸着によりピックアップして基板に実装する部品実装方法であって、
   前記吸着ノズルが真空吸着した前記部品を前記基板に搭載する部品搭載工程と、
   前記部品搭載工程において、前記切換手段により前記吸着ノズルへの接続を前記真空吸引手段から前記エアブロー手段に切り換え、さらに前記切換手段により前記吸着ノズルへの前記エアブロー手段の接続も遮断して所定の時間経過後に、前記流量センサによって前記空気の流量を計測する流量計測工程と、
   前記流量計測工程において計測された前記空気の流量に基づいて、前記真空吸引手段、前記エアブロー手段、前記切換手段、前記吸引・エアブロー回路が正常であるか否かが判定される判定工程とを含むことを特徴とする、部品実装方法。
7. 前記部品搭載工程において前記部品が前記基板に搭載される毎に、前記流量計測工程において前記空気の流量が計測され、前記判定工程において前記真空吸引手段、前記エアブロー手段、前記切換手段、前記吸引・エアブロー回路が正常であるか否かが判定されることを特徴とする、請求項６に記載の部品実装方法。
8. 前記所定の時間は、前記移載ヘッドの種類に応じて設定されることを特徴とする、請求項６または７に記載の部品実装方法。
9. 前記所定の時間は、前記吸着ノズルの種類に応じて設定されることを特徴とする、請求項６から８のいずれかに記載の部品実装方法。
10. 前記判定工程において、前記真空吸引手段、前記エアブロー手段、前記切換手段、前記吸引・エアブロー回路のいずれかが異常と判定された場合に、
    前記判定工程において異常と判定された際に前記部品が搭載されたことが期待される前記基板上の位置を、カメラによって撮像する撮像工程と、
    前記撮像工程において撮像された撮像画像を表示部に表示する表示工程と、
    前記異常が検出されたことを報知する報知工程をさらに含むことを特徴とする、請求項６から９のいずれかに記載の部品実装方法。

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