JP6826122B2

JP6826122B2 - 実装装置

Info

Publication number: JP6826122B2
Application number: JP2018541808A
Authority: JP
Inventors: 真吾宮▲崎▼
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2021-02-03
Anticipated expiration: 2036-09-29
Also published as: EP3522692A1; EP3522692A4; JPWO2018061146A1; EP3522692B1; WO2018061146A1

Description

本発明は、実装装置および実装方法に関する。

従来より、部品を保持した吸着ノズルをモータの駆動により下降させて基板に部品を実装する実装装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この実装装置では、吸着ノズルにかかる力を検知する専用の圧力センサを設けておき、部品を実装する際に圧力センサにより検知された力のピーク値を解析し、そのピーク値が許容限度内となる適切な下降速度を決定する。そして、実装装置は、決定した下降速度で吸着ノズルを下降させて基板に部品を実装することで、部品の損傷を防止している。

特開２００１−５７４９８号公報

しかしながら、上述した実装装置では、吸着ノズルにかかる力を検知するための専用の圧力センサが必要となる。このため、圧力センサの設置スペースを確保する必要があるだけでなく、コストも増加してしまう。

本発明は、吸着ノズルの適切な下降速度の設定を専用のセンサを用いることなく行う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。

本発明の実装装置は、
フィードバック制御されるモータの駆動により昇降して部品を吸着可能な吸着部材を備え、前記吸着部材により吸着された前記部品を基板に実装する実装装置であって、
前記フィードバック制御に必要な前記モータの駆動状態を検知する検知部と、
前記吸着部材が吸着対象の部品の供給位置まで下降して該部品に接触する際の荷重および前記吸着部材が吸着中の前記部品の実装位置まで下降して該部品を介して前記基板に接触する際の荷重の少なくとも一方を、前記検知部により検知された前記駆動状態に基づいて取得する取得部と、
前記取得部により取得された荷重に基づいて、前記吸着部材が前記供給位置まで下降する際の下降速度および前記吸着部材が前記実装位置まで下降する際の下降速度の少なくとも一方を決定する決定部と、
を備えることを要旨とする。

本発明の実装装置は、吸着部材が吸着対象の部品の供給位置まで下降して部品に接触する際の荷重または吸着部材が吸着中の部品の実装位置まで下降して部品を介して基板に接触する際の荷重の少なくとも一方を、フィードバック制御に必要なモータの駆動状態に基づいて取得する。そして、取得した荷重に基づいて、吸着部材が供給位置まで下降する際の下降速度および実装位置まで下降する際の下降速度の少なくとも一方を決定する。これにより、専用のセンサなどを設けることなく、フィードバック制御で検知されるモータの駆動状態を用いて吸着部材の適切な下降速度を決定することができる。

本発明の実装装置において、前記決定部により前記下降速度が決定されるまでは、所定の低速度で前記吸着部材を下降させ、前記取得部は、前記所定の低速度で前記吸着部材を下降させる際の前記駆動状態に基づいて前記荷重を取得し、前記決定部は、前記取得部により取得された前記荷重が低い場合には前記荷重が高い場合に比して、前記所定の低速度よりも速くなる傾向に前記下降速度を決定するものとしてもよい。下降速度が決定されるまでは所定の低速度で吸着部材を下降させることで、部品や基板と接触する際の衝撃力を抑えることができる。また、取得された荷重が低い場合には高い場合に比して、所定の低速度よりも速くなる傾向に下降速度を決定することで、適正な衝撃力に抑えつつ吸着部材の速やかな下降を可能として、吸着処理や実装処理の効率を向上させることができる。

本発明の実装装置において、前記取得部は、部品の種類に対応付けて前記荷重を取得し、前記決定部は、前記部品の種類毎に前記下降速度を決定するものとしてもよい。こうすれば、部品の種類毎に適切な下降速度で吸着部材を下降させることができる。

本発明の実装装置において、前記取得部は、一の前記基板における複数の領域に対応付けて前記荷重を取得し、前記決定部は、前記複数の領域毎に前記実装位置まで下降する際の前記下降速度を決定するものとしてもよい。こうすれば、基板の複数の領域毎に適切な下降速度で吸着部材を実装位置まで下降させることができる。

本発明の実装装置において、前記部品の供給方式が異なる複数種の供給装置を備え、前記取得部は、前記供給装置の種類に対応付けて前記荷重を取得し、前記決定部は、前記供給装置の種類毎に前記供給位置まで下降する際の前記下降速度を決定するものとしてもよい。こうすれば、供給装置の供給方式に応じた適切な下降速度で吸着部材を供給位置まで下降させることができる。

本発明の実装方法は、
フィードバック制御されるモータの駆動により昇降して部品を吸着可能な吸着部材を用いて、前記部品を基板に実装する実装方法であって、
（ａ）前記吸着部材が吸着対象の部品の供給位置まで下降して該部品に接触する際の荷重および前記吸着部材が吸着中の前記部品の実装位置まで下降して該部品を介して前記基板に接触する際の荷重の少なくとも一方を、前記フィードバック制御で検知される前記モータの駆動状態に基づいて取得するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）で取得された荷重に基づいて、前記吸着部材が前記供給位置まで下降する際の下降速度および前記吸着部材が前記実装位置まで下降する際の下降速度の少なくとも一方を決定するステップと、
を含むことを要旨とする。

本発明の実装方法は、上述した実装装置と同様に、専用のセンサを用いた荷重の検知を必要とすることなく、フィードバック制御で検知されるモータの駆動状態を用いて吸着部材の適切な下降速度を決定することができる。なお、この実装方法において、上述した実装装置の種々の態様を実現するステップを追加してもよい。

実装装置１０の構成の概略を示す構成図。実装装置１０の電気的な接続関係を示すブロック図。吸着ノズル５４の下降速度とＺ軸モータ５５の駆動電流を示す説明図。実装処理の一例を示すフローチャート。荷重取得処理の一例を示すフローチャート。荷重Ｌの変化の一例を示す説明図。下降速度決定処理の一例を示すフローチャート。基板Ｓの領域区分の一例を示す説明図。変形例の実装時の荷重取得処理を示すフローチャート。変形例の実装時の下降速度決定処理を示すフローチャート。変形例の吸着時の荷重取得処理を示すフローチャート。変形例の吸着時の下降速度決定処理を示すフローチャート。

図１は実装装置１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は実装装置１０の電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

実装装置１０は、部品を基板Ｓに実装する実装処理を行う装置であり、図１、図２に示すように、基板搬送ユニット２０と、バックアップユニット３０と、部品供給ユニット４０と、実装ユニット５０と、制御装置６０とを備える。

基板搬送ユニット２０は、図１に示すように、Ｙ軸方向に所定の間隔を隔てて配置された一対のサイドフレーム２２と、一対のサイドフレーム２２の各々に設けられたコンベアベルト２４とを備え、コンベアベルト２４を周回駆動することにより基板Ｓを搬送する。また、基板搬送ユニット２０は、図示は省略するが昇降可能なクランパを備えており、基板Ｓがコンベアベルト２４上に載置されている状態で、クランパを上昇させて基板Ｓを押し上げることにより、基板Ｓをサイドフレーム２２の上端の押さえ部２６に押し付ける。これにより、基板Ｓは、クランパと押さえ部２６との間に挟まれて、クランプされる。

バックアップユニット３０は、図示しない昇降装置により昇降可能に設置されたバックアッププレート３２と、バックアッププレート３２に立設された複数のバックアップピン３４とを備える。このバックアップユニット３０は、基板搬送ユニット２０により搬送された基板Ｓがクランプされた状態で、バックアッププレート３２を上昇させることでバックアップピン３４により基板Ｓを裏面側からバックアップする。

部品供給ユニット４０は、フィーダユニット４２と、トレイユニット４４とを備える。フィーダユニット４２は、複数の部品が収容されたキャリアテープが巻き付けられたリールから、フィーダによりキャリアテープを送り出して供給位置に部品を供給する。キャリアテープは、所定間隔で部品の収容部が形成された紙製などのボトムテープと、ボトムテープの表面を覆い供給位置の手前で剥離されるトップフィルムとにより構成される。また、トレイユニット４４は、樹脂製などのトレイ上に、部品を複数配列して載置することで供給位置に部品を供給する。

実装ユニット５０は、部品供給ユニット４０から供給された部品を吸着して、基板Ｓへ実装するものである。実装ユニット５０は、実装ヘッド５２と、ヘッド移動機構５８とを備える。ヘッド移動機構５８は、ガイドレールに導かれてＸＹ方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータとを備える。実装ヘッド５２は、ヘッド移動機構５８のスライダに着脱可能に装着されており、ヘッド移動機構５８によりＸＹ方向へ移動する。実装ヘッド５２の下面には、１以上の吸着ノズル５４が着脱可能であり、部品種に応じた種類のものが装着される。吸着ノズル５４は、圧力を利用して部品を吸着する吸着部材である。また、実装ヘッド５２は、サーボモータとしてのＺ軸モータ５５を駆動源とする図示しない昇降装置（Ｚ軸スライダ）によって、Ｚ方向に吸着ノズル５４を昇降させる。また、実装ヘッド５２は、図示しない駆動モータによって吸着ノズル５４を回転（自転）させ、吸着ノズル５４に吸着された部品の角度を調整可能となっている。

制御装置６０は、図２に示すように、ＣＰＵ６１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ６２、各種データを記憶するＨＤＤ６３、作業領域として用いられるＲＡＭ６４、外部装置と電気信号のやり取りを行う入出力インタフェース６５などを備え、これらはバス６６を介して接続されている。制御装置６０からは、基板搬送ユニット２０への制御信号やバックアップユニット３０への制御信号、部品供給ユニット４０への制御信号、ヘッド移動機構５８への制御信号、吸着ノズル５４への制御信号、Ｚ軸モータ５５をフィードバック制御するサーボコントローラ６８への制御信号などが出力される。また、制御装置６０には、部品供給ユニット４０から供給位置に部品を供給した旨の信号やヘッド移動機構５８のスライダの位置を検知する図示しない位置センサからの位置信号、Ｚ軸モータ５５により駆動される昇降装置（Ｚ軸スライダ）の位置を検知する図示しない位置センサからの位置信号などが入力される。サーボコントローラ６８は、Ｚ軸モータ５５に供給される駆動電流を検知する電流センサ５６からの電流値やＺ軸モータ５５のロータの回転位置を検知するエンコーダ（ロータリエンコーダ）５７からの位置情報などが入力される。また、サーボコントローラ６８は、吸着ノズル５４（Ｚ軸スライダ）の速度指令がＣＰＵ６１から入力される。

ここで、図３は、吸着ノズル５４の下降速度とＺ軸モータ５５の駆動電流を示す説明図である。図３（ａ）は、下降速度（Ｖ）の速度指令の一例であり、吸着ノズル５４が上方の待機位置から下方の所定位置（部品の吸着位置や部品の実装位置）まで下降する際の速度マップを示す。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）の速度マップに基づく下降速度で吸着ノズル５４を下降させる際に、Ｚ軸モータ５５に供給される駆動電流（Ｉ）の一例である。図示するように、下降速度は、停止状態から所定速度まで加速する加速区間、所定速度を保つ定速区間、所定速度から減速する減速区間の３つの区間をもって定められている。ＣＰＵ６１は、定速区間の一の所定速度に対し、減速区間の開始時および速度（減速度合い）を変更可能である。例えば、ＣＰＵ６１は、減速区間における減速度合いが比較的緩く平均速度の遅い所定の低速度パターンＶ０（以下、低速度Ｖ０）と、減速度合いが比較的急で平均速度の速い所定の高速度パターンＶ１（以下、高速度Ｖ１）と、減速度合いが中程度で平均速度が中程度の所定の中速度パターンＶ２（以下、中速度Ｖ２）との三段階のいずれかを設定する。サーボコントローラ６８は、ＣＰＵ６１から入力された速度指令（速度マップ）と、エンコーダ５７などから入力された位置情報とに基づいて吸着ノズル５４の目標速度を導出し、目標速度に対応する電流値を設定する。そして、サーボコントローラ６８は、設定した電流値と電流センサ５６からの電流値との偏差に基づいて駆動信号を設定してＺ軸モータ５５の駆動回路としてのモータドライバ６９に出力し、モータドライバ６９が駆動信号に基づく駆動電流をＺ軸モータ５５に供給してＺ軸モータ５５を駆動する。これにより、吸着ノズル５４が速度マップに応じた下降速度で移動するようフィードバック制御によりＺ軸モータ５５が駆動制御される。本実施形態では、電流センサ５６により検知された電流値がサーボコントローラ６８を介してＣＰＵ６１にも入力されている。ここで、吸着ノズル５４が部品や基板Ｓに衝突したり何らかの異常が生じたりして目標速度から大きく遅れると、大きな駆動電流がＺ軸モータ５５に供給される。このため、ＣＰＵ６１は、電流センサ５６の電流値から、吸着ノズル５４が部品や基板Ｓに衝突したり、何らかの異常が生じたりしたことを検知することができる。

以下は、こうして構成された実装装置１０の動作についての説明である。図４は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、基板搬送ユニット２０により搬入された基板Ｓがクランプされてバックアップユニット３０によりバックアップされた状態で、制御装置６０により実行される。

図４の実装処理では、制御装置６０のＣＰＵ６１は、まず、今回の実装処理が、現生産種の基板Ｓへの段取り替え（作業準備）後における最初（１枚目）の基板Ｓに対する実装処理であるか否かを判定する（Ｓ１００）。ＣＰＵ６１は、段取り替え後の最初の基板Ｓに対する実装処理であると判定すると、吸着時と実装時の下降速度に所定の低速度Ｖ０を設定する（Ｓ１０５）。ここで、所定の低速度Ｖ０は、上述したように減速区間の減速度が緩い速度であり、部品の吸着時や実装時における衝撃をより抑えた速度である。なお、ＣＰＵ６１は、加速区間の加速度や定速区間の所定速度については予め定められた速度を設定する。

そして、ＣＰＵ６１は、減速区間の速度が所定の低速度Ｖ０となる下降速度で吸着ノズル５４が下降して、部品供給ユニット４０により供給位置に供給された部品を吸着するよう実装ヘッド５２を制御する（Ｓ１１０）。また、ＣＰＵ６１は、供給位置の部品を吸着する際に、吸着ノズル５４に作用する荷重を取得する吸着時の荷重取得処理を実行する（Ｓ１１５）。また、ＣＰＵ６１は、吸着ノズル５４への部品の吸着が完了すると、ヘッド移動機構５８により実装ヘッド５２を基板Ｓ上に移動させ、減速区間の速度が所定の低速度Ｖ０となる下降速度で吸着ノズル５４が下降して、基板Ｓの実装位置に部品を実装するよう実装ヘッド５２を制御する（Ｓ１２０）。また、ＣＰＵ６１は、部品を実装する際に、吸着ノズル５４に作用する荷重を取得する実装時の荷重取得処理を実行する（Ｓ１２５）。そして、ＣＰＵ６１は、最初の基板Ｓに対する部品の実装が完了したか否かを判定し（Ｓ１３０）、完了していないと判定すると、Ｓ１１０に戻りＳ１１０〜Ｓ１２５の処理を繰り返す。このため、ＣＰＵ６１は、最初の基板Ｓに対する実装処理中は、部品を吸着する度に吸着時の荷重取得処理を実行し、部品を実装する度に実装時の荷重取得処理を実行することになる。これらの荷重取得処理の詳細は、後述する。また、ＣＰＵ６１は、Ｓ１３０で最初の基板Ｓに対する部品の実装が完了したと判定すると、吸着時の下降速度決定処理を実行すると共に（Ｓ１３５）、実装時の下降速度決定処理を実行して（Ｓ１４０）、実装処理を終了する。ここで、本実施形態のＣＰＵ６１は、Ｓ１１５の吸着時の荷重取得処理とＳ１２５の実装時の荷重取得処理とを共通の処理で実行する。図５は、荷重取得処理の一例を示すフローチャートである。

図５の荷重取得処理では、ＣＰＵ６１は、吸着時や実装時において吸着ノズル５４が下端（下方の所定位置）に到達する際にＺ軸モータ５５に供給される駆動電流の電流値を取得し（Ｓ２００）、取得した電流値を吸着ノズル５４や部品に作用する荷重Ｌに逐次換算する（Ｓ２０５）。上述したように、Ｚ軸モータ５５のフィードバック制御に用いられる電流センサ５６からの電流値はＣＰＵ６１にも入力される。このため、ＣＰＵ６１は、Ｓ２００では、例えば吸着ノズル５４が減速区間に入った以降に入力される電流センサ５６の電流値を取得すればよい。また、本実施形態では、Ｚ軸モータ５５の電流値と、荷重Ｌとの関係を予め実験などにより求めて、図示しないマップとしてＨＤＤ６３などに記憶しておくものとした。ＣＰＵ６１は、このマップに基づいて、Ｓ２０５で電流値を荷重Ｌに換算する。なお、このマップは、吸着ノズル５４の種類毎に記憶することができる。そして、ＣＰＵ６１は、換算した荷重Ｌのピークとなるピーク荷重Ｌｐを部品種に対応付けて取得して（Ｓ２１０）、荷重取得処理を終了する。ＣＰＵ６１は、Ｓ２１０では、今回の処理がＳ１１５の吸着時の荷重取得処理であれば吸着時のピーク荷重Ｌｐとして吸着対象の部品種に対応付けて取得し、今回の処理がＳ１２５の実装時の荷重取得処理であれば実装時のピーク荷重Ｌｐとして部品種に対応付けて取得する。

ここで、図６は荷重Ｌの変化の一例を示す説明図である。図示するように、吸着時や実装時の荷重Ｌは、部品との衝突や部品を介した基板Ｓとの衝突により急激に立ち上がってから一旦低下して、その後は吸着時の部品への吸着ノズル５４の押し付けや実装時の基板Ｓへの部品の押し付けにより再び増加して略一定値で推移する。ＣＰＵ６１は、衝突時の衝撃力である荷重Ｌの立ち上がりの頂点の値をピーク荷重Ｌｐとして取得する。図６（ａ）はピーク荷重Ｌｐが比較的低い場合を示し、図６（ｂ）はピーク荷重Ｌｐが比較的高い場合を示す。このピーク荷重Ｌｐの違いは、部品や基板Ｓの剛性の違いなどによって生じる。ピーク荷重Ｌｐが高い場合は、ピーク荷重Ｌｐが低い場合に比して、図示するようにピーク荷重Ｌｐのピーク時間Ｔｐ（例えば、半値全幅の時間）が短くなる。即ち、瞬間的に大きな衝撃力が吸着ノズル５４に作用することで、ピーク荷重Ｌｐが高くなっている。

また、本実施形態のＣＰＵ６１は、Ｓ１３５の吸着時の下降速度決定処理とＳ１４０の実装時の下降速度決定処理とを共通の処理で実行する。図７は、下降速度決定処理の一例を示すフローチャートである。図７の下降速度決定処理では、ＣＰＵ６１は、荷重取得処理で取得したピーク荷重Ｌｐのうち、吸着時か実装時かを区別して部品種毎にピーク荷重ＬｐをＨＤＤ６３から読み出して入力する（Ｓ３００）。即ち、ＣＰＵ６１は、今回の処理がＳ１３５の吸着時の下降速度決定処理であれば吸着時のピーク荷重Ｌｐを部品種毎に入力し、今回の処理がＳ１４０の実装時の下降速度決定処理であれば実装時のピーク荷重Ｌｐを部品種毎に入力する。次に、ＣＰＵ６１は、今回の処理の対象部品種の代表ピーク荷重Ｌｐｒを演算する（Ｓ３０５）。ＣＰＵ６１は、Ｓ３０５では、部品種毎のピーク荷重Ｌｐの平均値や最大値、最頻値などを代表値として演算する。

続いて、代表ピーク荷重Ｌｐｒが第１閾値Ｌｐ１以下であるか否か（Ｓ３１０）、代表ピーク荷重Ｌｐｒが第２閾値Ｌｐ２以下であるか否か（Ｓ３１５）、をそれぞれ判定する。ＣＰＵ６１は、代表ピーク荷重Ｌｐｒが第１閾値Ｌｐ１以下であると判定すると、衝撃力が比較的小さく部品の損傷などの可能性が低いことから、対象部品種の下降速度に所定の低速度Ｖ０よりも速い所定の高速度Ｖ１を決定する（Ｓ３２０）。また、ＣＰＵ６１は、代表ピーク荷重Ｌｐｒが第１閾値Ｌｐ１を超えて第２閾値Ｌｐ２以下であると判定すると、対象部品種の下降速度に所定の低速度Ｖ０よりも速く所定の高速度Ｖ１よりも遅い所定の中速度Ｖ２を決定する（Ｓ３２５）。一方、ＣＰＵ６１は、代表ピーク荷重Ｌｐｒが第２閾値Ｌｐ２を超えると判定すると、衝撃力が比較的大きく部品の損傷などの可能性が高いことから、対象部品種の下降速度に所定の低速度Ｖ０を決定する（Ｓ３３０）。なお、図６（ａ）のピーク荷重Ｌｐが代表ピーク荷重Ｌｐｒとなる場合には、所定の高速度Ｖ１が下降速度に決定され、図６（ｂ）のピーク荷重Ｌｐが代表ピーク荷重Ｌｐｒとなる場合には、所定の低速度Ｖ０が下降速度に決定される。このように、第１閾値Ｌｐ１と第２閾値Ｌｐ２とは、所定の低速度Ｖ０で吸着ノズル５４を下降させた際の衝撃力（代表ピーク荷重Ｌｐｒ）の大きさから、適切な下降速度を決定するために用いられる。

ＣＰＵ６１は、こうして吸着時や実装時の下降速度を決定すると、全部品種の処理が完了したか否かを判定し（Ｓ３３５）、処理が完了していないと判定すると、Ｓ３０５に戻り、次の対象部品種について下降速度を決定するＳ３０５〜Ｓ３３０の処理を実行する。そして、ＣＰＵ６１は、全部品種の処理が完了したと判定すると、下降速度決定処理を終了する。このように、本実施形態では、段取り替え後の最初の基板Ｓの実装処理時に取得した荷重Ｌ（ピーク荷重Ｌｐ）に基づいて、現在の基板種における部品種毎に、衝撃力を抑えつつできるだけ速い速度を、吸着時と実装時の下降速度に決定するのである。

図４の実装処理の説明に戻る。ＣＰＵ６１は、Ｓ１００で段取り替え後の最初の基板Ｓではないと判定すると、段取り替え後の最初の実装処理のＳ１３５，Ｓ１４０で決定した吸着時と実装時の各下降速度をそれぞれ吸着時と実装時の下降速度に設定する（Ｓ１４５）。続いて、ＣＰＵ６１は、設定した吸着時の下降速度で吸着ノズル５４が下降して、供給位置に供給された部品を吸着するよう実装ヘッド５２を制御する（Ｓ１５０）。また、ＣＰＵ６１は、設定した実装時の下降速度で吸着ノズル５４が下降して、基板Ｓの実装位置に部品を実装するよう実装ヘッド５２を制御する（Ｓ１５５）。そして、ＣＰＵ６１は、今回の基板Ｓに対する部品の実装が完了したか否かを判定し（Ｓ１６０）、完了していないと判定するとＳ１５０に戻って処理を繰り返し、完了したと判定すると実装処理を終了する。Ｓ１４５で設定される吸着時や実装時の下降速度は、最初の基板Ｓの実装処理時に取得した荷重Ｌに基づいて衝撃力を抑えつつ速い速度に決定されるから、部品の損傷を防止しつつ吸着や実装を効率よく行って生産効率を向上させることができる。

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Ｚ軸モータ５５が本発明のモータに相当し、吸着ノズル５４が吸着部材に相当し、実装装置１０が実装装置に相当し、Ｚ軸モータ５５の電流値を取得する電流センサ５６が検知部に相当し、図４の実装処理のＳ１１５，Ｓ１２５の処理（図５の荷重取得処理）を行う制御装置６０が取得部に相当し、図４の実装処理のＳ１３５，Ｓ１４０の処理（図７の下降速度決定処理）を行う制御装置６０が決定部に相当する。なお、本実施形態では、実装装置１０の動作を説明することにより本発明の実装方法も明らかにしている。

以上説明した実装装置１０は、供給位置に供給された部品に吸着ノズル５４が接触する際の荷重Ｌ（ピーク荷重Ｌｐ）と、吸着ノズル５４が吸着中の部品の実装位置まで下降して部品を介して基板Ｓに接触する際の荷重Ｌ（ピーク荷重Ｌｐ）とを、フィードバック制御で検知されるＺ軸モータ５５の電流値に基づいて取得する。そして、吸着時のピーク荷重Ｌｐの代表ピーク荷重Ｌｐｒに基づいて吸着時の下降速度を決定し、実装時のピーク荷重Ｌｐの代表ピーク荷重Ｌｐｒに基づいて実装時の下降速度を決定する。これにより、荷重Ｌを検知するための専用のセンサを設けることなく、フィードバック制御で検知されるＺ軸モータ５５の電流値を用いて吸着ノズル５４の下降速度を決定することができる。

また、実装装置１０は、代表ピーク荷重Ｌｐｒから下降速度を決定するまでは所定の低速度Ｖ０を下降速度に設定するから、下降速度を決定するまでに吸着ノズル５４が部品や基板Ｓと接触する際の衝撃力を抑えることができる。また、実装装置１０は、所定の低速度Ｖ０で吸着ノズル５４を下降させて荷重Ｌ（ピーク荷重Ｌｐ）を取得し、代表ピーク荷重Ｌｐｒが低い場合には高い場合に比して速くなる傾向に下降速度を決定する。このため、衝撃力を抑えつつ吸着ノズル５４の速やかな下降を可能として、生産効率を向上させることができる。また、実装装置１０は、部品の種類に対応付けて荷重Ｌ（ピーク荷重Ｌｐ）を取得し、部品の種類毎に下降速度を決定するから、部品の種類毎の剛性の違いに応じた適切な下降速度で吸着ノズル５４を下降させることができる。

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、段取り替え後の最初の基板Ｓの実装処理で取得した荷重Ｌに基づいて下降速度を決定したが、これに限られるものではない。例えば、段取り替え後の複数枚の基板Ｓの実装処理で取得した荷重Ｌに基づいて下降速度を決定してもよいし、最初の基板Ｓの実装処理の途中までに取得した荷重Ｌに基づいて下降速度を決定してもよい。後者の場合、一部の部品の吸着時に取得した荷重Ｌに基づいて以降の吸着時の下降速度を決定したり、一部の部品の実装時に取得した荷重Ｌに基づいて以降の実装時の下降速度を決定したりすればよい。

上述した実施形態では、部品の吸着時に取得した荷重Ｌに基づいて吸着時の下降速度を決定し、部品の実装時に取得した荷重Ｌに基づいて実装時の下降速度を決定したが、これに限られるものではない。例えば、部品の吸着時に取得した荷重Ｌに基づいて、吸着時の下降速度だけでなく実装時の下降速度を決定してもよい。逆に、部品の実装時に取得した荷重Ｌに基づいて、実装時の下降速度だけでなく吸着時の下降速度を決定してもよい。

上述した実施形態では、減速区間の速度として低速度Ｖ０、高速度Ｖ１、中速度Ｖ２の３段階の速度パターンを例示したが、これに限られず、４段階以上の複数の速度パターンとしてもよいし、荷重Ｌに応じた無段階の速度パターンとしてもよい。また、下降速度を決定する前の当初の下降速度として低速度Ｖ０以外の速度を決定してもよい。

上述した実施形態では、下降速度として減速区間における減速度合いの異なる速度を決定したが、これに限られず、定速区間の速度を変更するものなど他の区間の速度を含めて異なる下降速度を決定してもよい。

上述した実施形態では、荷重Ｌのピーク荷重Ｌｐの代表値である代表ピーク荷重Ｌｐｒに基づいて下降速度を決定したが、これに限られるものではない。例えば、ピーク荷重Ｌｐのピーク時間Ｔｐからピーク荷重Ｌｐの周波数を求め、その周波数の代表値である代表周波数に基づいて下降速度を決定するものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、Ｚ軸モータ５５に供給される駆動電流を電流センサ５６により検知した電流値を変換して荷重Ｌを取得するものとしたが、これに限られず、フィードバック制御に必要なＺ軸モータ５５の駆動状態（例えば、回転角度などの位置や回転速度、トルクなど）を用いて荷重Ｌを取得するものであればよい。

上述した実施形態では、全ての部品について部品種毎に下降速度を決定したが、これに限られるものではない。例えば、強度が低く破損し易い部品や精密部品など一部の部品については部品種毎に下降速度を決定し、強度が高く破損し難い部品や汎用部品など残りの部品については部品種に拘わらず共通の下降速度を決定するなど、部品種のグループ毎に下降速度を決定してもよい。あるいは、部品種を考慮することなく、全ての部品種に共通の下降速度を決定してもよい。この場合、基板種毎の剛性の違いに基づく衝撃力（荷重Ｌ）に応じた下降速度を決定することになる。

上述した実施形態では、基板Ｓの領域（部品の実装位置）を考慮することなく下降速度を決定したが、基板Ｓの領域を考慮して下降速度を決定してもよい。その場合の変形例を説明する。図８は基板Ｓの領域区分の一例を示す説明図であり、図９は変形例の実装時の荷重取得処理を示すフローチャートであり、図１０は変形例の実装時の下降速度決定処理を示すフローチャートである。なお、変形例では、実施例と同じ処理には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

上述したように、基板Ｓは、クランパと押さえ部２６との間に挟まれてクランプされると共にバックアップピン３４によりバックアップされるため、クランプの近傍領域やバックアップピン３４上を含むバックアップの近傍領域では基板Ｓが撓みにくく、それらの領域以外の領域では基板Ｓが撓みやすいものとなる。このように、一の基板Ｓ内でも領域によって基板Ｓの剛性が異なることになるため、実装時の部品への衝撃力も異なるものとなる。そこで、変形例では、図８に示すように、基板Ｓの領域をクランプの近傍領域やバックアップの近傍領域である第１領域Ａ１と、第１領域以外の残りの第２領域Ａ２とに分けて、実装時の荷重Ｌを取得する。なお、クランプの近傍領域とバックアップの近傍領域とをさらに区分してもよい。また、クランプやバックアップの近傍か否かに拘わらず、基板Ｓの特性などにより基板Ｓの領域を区分してもよい。

図９の実装時の荷重取得処理では、ＣＰＵ６１は、Ｓ２０５で電流値を荷重Ｌに換算すると、ピーク荷重Ｌｐを基板Ｓの領域に対応付けて取得して（Ｓ２１０ａ）、処理を終了する。即ち、ＣＰＵ６１は、ピーク荷重Ｌｐを、第１領域Ａ１または第２領域Ａ２のいずれかに対応付けて取得する。また、図１０の実装時の下降速度決定処理では、ＣＰＵ６１は、基板Ｓの領域毎のピーク荷重Ｌｐを入力し（Ｓ３００ａ）、処理の対象領域に対応付けられたピーク荷重Ｌｐに基づいて対象領域の代表ピーク荷重Ｌｐｒを演算する（Ｓ３０５ａ）。そして、ＣＰＵ６１は、代表ピーク荷重Ｌｐｒが第１閾値Ｌｐ１以下であれば対象領域での下降速度に所定の高速度Ｖ１を決定し（Ｓ３２０ａ）、代表ピーク荷重Ｌｐｒが第１閾値Ｌｐ１を超えて第２閾値Ｌｐ２以下であれば対象領域での下降速度に所定の中速度Ｖ２を決定し（Ｓ３２５ａ）、代表ピーク荷重Ｌｐｒが第２閾値Ｌｐ２を超えていれば対象領域での下降速度に所定の低速度Ｖ０を決定する（Ｓ３３０ａ）。このように、変形例の実装装置１０は、基板Ｓの領域に対応付けて荷重Ｌ（ピーク荷重Ｌｐ）を取得し、基板Ｓの領域毎に実装時の下降速度を決定するから、基板Ｓの領域毎の剛性の違いに応じた適切な下降速度で吸着ノズル５４を下降させて実装処理を行うことができる。なお、この変形例において、基板Ｓの領域毎で且つ部品種毎に荷重Ｌ（ピーク荷重Ｌｐ）を取得し、基板Ｓの領域毎で且つ部品種毎に実装時の下降速度を決定してもよい。

上述した実施形態では、部品を供給する供給ユニットの違いを考慮することなく下降速度を決定したが、供給ユニットの違いを考慮して下降速度を決定してもよい。そのようにする場合の変形例を説明する。図１１は変形例の吸着時の荷重取得処理を示すフローチャートであり、図１２は変形例の吸着時の下降速度決定処理を示すフローチャートである。

ここで、上述した実施形態では、部品供給ユニット４０が、フィーダユニット４２とトレイユニット４４とを備える。上述したように、フィーダユニット４２は、紙製などのボトムテープの収容部内に部品が収容されており、トレイユニット４４は樹脂製のトレイ上に部品が載置されている。このため、フィーダユニット４２とトレイユニット４４とで部品のある箇所の剛性が異なるから、吸着ノズル５４が供給位置にある部品と接触する際の衝撃力が異なるものとなる。

図１１の吸着時の荷重取得処理では、ＣＰＵ６１は、Ｓ２０５で電流値を荷重Ｌに換算すると、ピーク荷重Ｌｐを供給ユニットの種類に対応付けて取得して（Ｓ２１０ｂ）、処理を終了する。即ち、ＣＰＵ６１は、ピーク荷重Ｌｐをフィーダユニット４２またはトレイユニット４４のいずれかに対応付けて取得する。また、図１２の吸着時の下降速度決定処理では、ＣＰＵ６１は、供給ユニット毎にピーク荷重Ｌｐを入力し（Ｓ３００ｂ）、処理の対象ユニットに対応付けられた各ピーク荷重Ｌｐに基づいて対象ユニットの代表ピーク荷重Ｌｐｒを演算する（Ｓ３０５ｂ）。そして、ＣＰＵ６１は、代表ピーク荷重Ｌｐｒが第１閾値Ｌｐ１以下であれば対象ユニットでの下降速度に所定の高速度Ｖ１を決定し（Ｓ３２０ｂ）、代表ピーク荷重Ｌｐｒが第１閾値Ｌｐ１を超えて第２閾値Ｌｐ２以下であれば対象ユニットでの下降速度に所定の中速度Ｖ２を決定し（Ｓ３２５ｂ）、代表ピーク荷重Ｌｐｒが第２閾値Ｌｐ２を超えていれば、対象ユニットでの下降速度に所定の低速度Ｖ０を決定する（Ｓ３３０ｂ）。このように、変形例の実装装置１０は、部品供給ユニット４０における供給ユニットの種類即ち部品の供給方式に対応付けて荷重Ｌ（ピーク荷重Ｌｐ）を取得し、供給ユニットの種類毎に下降速度を決定するから、供給ユニットの種類毎の剛性の違いに応じた適切な下降速度で吸着ノズル５４を下降させて部品の吸着処理を行うことができる。なお、この変形例において、部品供給ユニット４０における供給ユニットの種類毎で且つ部品種毎に荷重Ｌ（ピーク荷重Ｌｐ）を取得し、供給ユニットの種類毎で且つ部品種毎に吸着時の下降速度を決定してもよい。

本発明は、部品を基板に実装する実装装置に利用可能である。

１０実装装置、２０基板搬送ユニット、２２サイドフレーム、２４コンベアベルト、２６押さえ部、３０バックアップユニット、３２バックアッププレート、３４バックアップピン、４０部品供給ユニット、４２フィーダユニット、４４トレイユニット、５０実装ユニット、５２実装ヘッド、５４吸着ノズル、５５Ｚ軸モータ、５６電流センサ、５７エンコーダ、５８ヘッド移動機構、６０制御装置、６１ＣＰＵ、６２ＲＯＭ、６３ＨＤＤ、６４ＲＡＭ、６５入出力インタフェース、６６バス、６８サーボコントローラ、６９モータドライバ、Ａ１第１領域、Ａ２第２領域、Ｓ基板。

Claims

フィードバック制御されるモータの駆動により昇降して部品を吸着可能な吸着部材を備え、前記吸着部材により吸着された前記部品を基板に実装する実装装置であって、
前記フィードバック制御に必要な前記モータの駆動状態を検知する検知部と、
前記吸着部材が吸着対象の部品の供給位置まで下降して該部品に接触する際の荷重および前記吸着部材が吸着中の前記部品の実装位置まで下降して該部品を介して前記基板に接触する際の荷重の少なくとも一方を、前記検知部により検知された前記駆動状態に基づいて取得する取得部と、
前記取得部により取得された荷重に基づいて、前記吸着部材が前記供給位置まで下降する際の下降速度および前記吸着部材が前記実装位置まで下降する際の下降速度の少なくとも一方を決定する決定部と、
を備え、
前記取得部は、一の前記基板における複数の領域に対応付けて前記荷重を取得し、
前記決定部は、前記複数の領域毎に前記実装位置まで下降する際の前記下降速度を決定する
実装装置。
フィードバック制御されるモータの駆動により昇降して部品を吸着可能な吸着部材を備え、前記吸着部材により吸着された前記部品を基板に実装する実装装置であって、
前記フィードバック制御に必要な前記モータの駆動状態を検知する検知部と、
前記吸着部材が吸着対象の部品の供給位置まで下降して該部品に接触する際の荷重および前記吸着部材が吸着中の前記部品の実装位置まで下降して該部品を介して前記基板に接触する際の荷重の少なくとも一方を、前記検知部により検知された前記駆動状態に基づいて取得する取得部と、
前記取得部により取得された荷重に基づいて、前記吸着部材が前記供給位置まで下降する際の下降速度および前記吸着部材が前記実装位置まで下降する際の下降速度の少なくとも一方を決定する決定部と、
前記部品の供給方式が異なる複数種の供給装置と、
を備え、
前記取得部は、前記供給装置の種類に対応付けて前記荷重を取得し、
前記決定部は、前記供給装置の種類毎に前記供給位置まで下降する際の前記下降速度を決定する
実装装置。
請求項１または２に記載の実装装置であって、
前記決定部により前記下降速度が決定されるまでは、所定の低速度で前記吸着部材を下降させ、
前記取得部は、前記所定の低速度で前記吸着部材を下降させる際の前記駆動状態に基づいて前記荷重を取得し、
前記決定部は、前記取得部により取得された前記荷重が低い場合には前記荷重が高い場合に比して、前記所定の低速度よりも速くなる傾向に前記下降速度を決定する
実装装置。
請求項１ないし３いずれか１項に記載の実装装置であって、
前記取得部は、部品の種類に対応付けて前記荷重を取得し、
前記決定部は、前記部品の種類毎に前記下降速度を決定する
実装装置。