JP6961796B2

JP6961796B2 - 実装装置及びその制御方法

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Publication number: JP6961796B2
Application number: JP2020506045A
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Inventors: 英俊川合
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Filing date: 2018-03-15
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Description

本明細書では、実装装置及びその制御方法を開示する。

従来、実装装置としては、例えば、複数の部品保持具（吸着ノズル）を円周上に装着した間欠回転体を備え、部品保持具がその軸を中心として回転可能且つその軸方向に垂直移動できるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、間欠回転体の構造を小さくすることができ、搬送能率をより高めることができる。また、間欠回転体を正逆回転しつつ部品を採取することができ、効率よく部品を採取することができる。

特開平１０−１６３６９２号公報

ところで、実装装置では、例えば、部品を採取する際に採取エラーなどが起きることがあるが、この特許文献１の実装装置では、そのようなエラーに対処することは特に考慮されていなかった。エラーが発生すると、例えば、部品を採取していない空きがある状態で部品を移動、配置させることがあった。部品を採取して移動する際に、エラーが生じても効率をより高めることが求められていた。

本開示はこのような課題に鑑みなされたものであり、部品を採取して移動する際に、効率をより高めることができる実装装置及びその制御方法を提供することを主目的とする。

本明細書で開示する実装装置及びその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本明細書で開示する実装装置は、
部品を採取可能な複数の採取部材を所定の円周に沿って所定の間隔で保持する回転体を有し前記回転体を回転させることにより前記複数の採取部材を旋回させる実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させる移動部と、
前記部品を供給する供給部から前記採取部材により前記部品を採取させ前記回転体を正回転で回転させる正回転採取処理を実行する一方、前記部品を保持していないエラーに基づく空きの前記採取部材があるときには前記回転体を逆回転させる処理と該空きの採取部材に前記供給部から前記部品を採取させる処理とを含む逆回転採取処理を実行する制御部と、
を備えたものである。

この実装装置では、部品を供給する供給部から採取部材により部品を採取させ回転体を正回転で回転させる正回転採取処理を実行する一方、部品を保持していないエラーに基づく空きの採取部材があるときには回転体を逆回転させる処理とこの空きの採取部材に供給部から部品を採取させる処理とを含む逆回転採取処理を実行する。この実装装置では、エラーに基づく空きの採取部材に再度、部品を採取させるため、部品採取の空きをより低減することができる。また、この実装装置では、空きの採取部材に部品を採取させる際に、回転体を逆回転させるため、正回転で回転体を回転して部品を採取させるのに比してより迅速に部品を採取させることができる。したがって、この実装装置では、部品を採取して移動する際に、効率をより高めることができる。

実装システム１０の一例を表す概略説明図。実装ヘッド２２の説明図。弁操作レバー４５を挟み込んだレバー挟持部４７の斜視図。弁操作レバー４５を挟み込んだレバー挟持部４７の平面図。係合片４１を挟み込んだ係合片挟持部７６の斜視図。係合片４１を挟み込んだ係合片挟持部７６の平面図。回転体２３の平面図。実装処理ルーチンの一例を表すフローチャート。正回転採取処理及び逆回転採取処理の一例を示す説明図。別の正回転採取処理及び逆回転採取処理の一例を示す説明図。

本実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本開示である実装システム１０の一例を示す概略説明図である。図２は、実装ヘッド２２の説明図である。図３は、弁操作レバー４５を挟み込んだレバー挟持部４７の斜視図である。図４は、弁操作レバー４５を挟み込んだレバー挟持部４７の平面図である。図５は、係合片４１を挟み込んだ係合片挟持部７６の斜視図である。図６は、係合片４１を挟み込んだ係合片挟持部７６の平面図である。図７は、回転体２３の平面図である。実装システム１０は、例えば、部品Ｐを基板Ｓに実装する処理を実行するシステムである。この実装システム１０は、実装装置１１と、管理コンピュータ（ＰＣ）８０とを備えている。実装システム１０は、複数の実装装置１１が上流から下流に配置された実装ラインとして構成されている。図１では、説明の便宜のため実装装置１１を１台のみ示している。管理ＰＣ８０は、実装システム１０の各装置の情報を管理するサーバとして構成されている。管理ＰＣ８０は、部品Ｐの実装処理に用いられる実装ジョブを含む実装条件情報を作成し、実装装置１１へ送信する。なお、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１、３に示した通りとする。

実装装置１１は、図１に示すように、基板処理部１２と、部品供給部１４と、部品撮像部１９と、実装部２０と、制御部３０とを備えている。基板処理部１２は、基板Ｓの搬入、搬送、実装位置での固定、搬出を行うユニットである。基板処理部１２は、図１の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルトを有している。基板Ｓはこのコンベアベルトにより搬送される。

部品供給部１４は、リールを備えた複数のフィーダ１５やトレイユニットを有し、実装装置１１の前側に着脱可能に取り付けられている。各リールには、部品保持部材としてのテープが巻き付けられ、テープの表面には、複数の部品Ｐがテープの長手方向に沿って保持されている。このテープは、リールから後方に向かって巻きほどかれ、部品が露出した状態で、ノズル２５で吸着される採取位置にフィーダ部により送り出される。この部品供給部１４では、フィーダ１５と同じ部品Ｐを保持したテープ１８を装着した補給用フィーダ１７を空きスロットにセット可能である。実装装置１１は、フィーダ１５の部品切れ時に、補給用フィーダ１７の予備の部品Ｐを用いて実装処理を継続する。トレイユニットは、部品を複数配列して載置する部品保持部材としてのトレイを有し、所定の採取位置へこのトレイを出し入れする。

実装部２０は、部品Ｐを部品供給部１４から採取し、基板処理部１２に固定された基板Ｓへ配置するものである。実装部２０は、ヘッド移動部２１と、実装ヘッド２２と、回転体２３と、ホルダ２４と、ノズル２５とを備えている。ヘッド移動部２１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ている。実装ヘッド２２は、スライダに取り外し可能に装着されており、ヘッド移動部２１によりＸＹ方向へ移動する。実装ヘッド２２の下面には、１以上のノズル２５が取り外し可能に回転体２３を介して装着されている。回転体２３には、複数のノズル２５（例えば、１６個や８個、４個など）がホルダ２４を介して装着され、複数の部品Ｐを１度に採取可能である。ノズル２５は、負圧を利用して部品を採取する採取部材であり、実装ヘッド２２にホルダ２４を介して取り外し可能に装着される。なお、採取部材は、部品Ｐを把持して採取ずるメカニカルチャックとしてもよい。

実装ヘッド２２は、図２に示すように、回転体２３と、弁駆動装置４６と、Ｒ軸駆動部２６と、Ｑ軸駆動部２７と、第１Ｚ軸駆動部２８と、第２Ｚ軸駆動部２９とを備えている。

回転体２３は、円柱状の部材であり、ホルダ２４と、ノズル２５と、弁操作レバー４５とを備えている。ホルダ２４は、回転体２３の円周方向に所定間隔で複数（ここでは中心角４５°毎に８個）設けられている。ノズル２５は、各ホルダ２４の先端部に交換可能に取り付けられている。ノズル２５は、図示しない圧力調整弁を介して負圧が供給されると部品を吸着し、正圧が供給されると部品を放す。弁操作レバー４５は、圧力調整弁を操作するレバーであり、回転体２３の円周に沿ってノズル２５ごとに設けられている。弁操作レバー４５は、オルタネイト方式のレバーで、ノズル２５に負圧を供給する負圧供給位置とノズル２５に大気圧を供給する大気圧供給位置とノズル２５に正圧を供給する正圧供給位置との間で切り替え可能となっている。

弁駆動装置４６は、弁操作レバー４５の旋回（公転）軌道上の２箇所に設けられ、２箇所において弁操作レバー４５を個別に昇降可能なように構成されている。本実施形態では、弁駆動装置４６は、回転体２３の中心を挟んで左右に対向するように設けられている。弁駆動装置４６は、弁操作レバー４５の水平面を上下から挟み込むレバー挟持部４７を備え、レバー挟持部４７を昇降させることにより、弁操作レバー４５をいずれかの位置に位置決めする。レバー挟持部４７は、図３に示すように、バネを介して垂直軸４９の周りに回動可能に取り付けられ、通常は回転体２３の円柱側面に対して略垂直になる姿勢で保持されている。ここで、図４に示すように、回転体２３は時計回りＣＷ（正方向）にも反時計回りＣＣＷ（逆方向）にも回転可能である。また、レバー挟持部４７は、通常はバネにより図４の実線で示す位置に保持されている。回転体２３が時計回りＣＷに回転しているときに、何らかの事情により、回転体２３に取り付けられた部材（例えば弁操作レバー４５）がレバー挟持部４７に干渉（接触）すると、レバー挟持部４７はその部材に押されて回転し、第１の退避位置（図４の１点鎖線参照）に至る。また、回転体２３が反時計回りＣＣＷに回転しているときに、何からの事情により、回転体２３に取り付けられた部材（例えば弁操作レバー４５）がレバー挟持部４７に干渉（接触）すると、レバー挟持部４７はその部材に押されて回転し、第２の退避位置（図４の２点鎖線参照）に至る。即ち、レバー挟持部４７は、回転している回転体２３に装備されている部材と干渉したときには、この部材に押される方向へ退避する。レバー挟持部４７は、いずれかの退避位置に至ったあとバネにより通常位置（図４の実線）に自動復帰する。なお、以下には、実装ヘッド２２の左側に設けられた弁駆動装置４６を第１弁駆動装置４６Ａ、右側に設けられた弁駆動装置４６を第２弁動装置４５Ｂと称することがある。

Ｒ軸駆動部２６は、図２に示すように、Ｒ軸５１と、Ｒ軸モータ５４と、図示しないＲ軸位置センサとを備えている。Ｒ軸５１は、上下方向に延び、下端が回転体２３の中心軸に取り付けられている。Ｒ軸モータ５４は、Ｒ軸５１の上端に設けられたＲ軸ギヤ５２に噛み合うギヤ５３を回転駆動する。Ｒ軸位置センサは、Ｒ軸モータ５４の回転位置を検知する。Ｒ軸駆動部２６は、Ｒ軸モータ５４によりギヤ５３，Ｒ軸ギヤ５２を介してＲ軸５１を回転駆動することにより、回転体２３に支持された複数のホルダ２４を複数のノズル２５と共に円周方向に旋回（公転）させる。すなわち、ノズル２５は所定間隔毎に間欠回転する。回転体２３は、上からみて時計回りＣＷ（正方向）にも反時計回りＣＣＷ（逆方向）にも旋回可能である。本実施形態では、ホルダ２４及びノズル２５の数が８個であるため、中心角４５°毎に間欠回転する。

Ｑ軸駆動部２７は、上下２段のＱ軸ギヤ６１，６２と、ギヤ６３，６４と、Ｑ軸モータ６５と、図示しないＱ軸位置センサとを備えている。上下２段のＱ軸ギヤ６１，６２は、Ｒ軸５１に対して同軸かつ相対回転可能に挿通されている。ギヤ６３は、各ホルダ２４の上部に設けられ、下段のＱ軸ギヤ６１と上下方向にスライド可能に噛み合っている。Ｑ軸モータ６５は、上段のＱ軸ギヤ６２に噛み合うギヤ６４を回転駆動する。Ｑ軸位置センサは、Ｑ軸モータ６５の回転位置を検知する。Ｑ軸駆動部２７は、Ｑ軸モータ６５によりＱ軸ギヤ６１，６２を回転駆動することにより、Ｑ軸ギヤ６１と噛み合うギヤ６３を回転させて、各ホルダ２４をその中心軸回りに同一回転方向に同一回転量でもって回転させる。これに伴い、ノズル２５も回転（自転）する。

Ｚ軸駆動部２８は、ホルダ２４の旋回（公転）軌道上の２箇所に設けられ、２箇所においてホルダ２４を個別に昇降可能に構成されている。本実施形態では、Ｚ軸駆動部２８は、回転体２３の中心を挟んで左右に対向するように設けられている。Ｚ軸駆動部２８は、Ｚ軸スライダ７１と、Ｚ軸モータ７３と、図示しないＺ軸位置センサとを備えている。Ｚ軸スライダ７１は、上下方向に延びるボールネジ７２に昇降可能に取り付けられている。Ｚ軸スライダ７１は、ホルダ２４から横向き（回転体２３の円柱側面に対して垂直な方向）に延び出した係合片４１の水平面を挟み込む係合片挟持部７６を備えている（図６参照）。Ｚ軸モータ７３は、ボールネジ７２を回転させることによりＺ軸スライダ７１を昇降させる。Ｚ軸位置センサは、Ｚ軸スライダ７１の昇降位置を検知する。Ｚ軸駆動部２８は、Ｚ軸モータ７３を駆動してＺ軸スライダ７１をボールネジ７２に沿って昇降させることにより、Ｚ軸スライダ７１と一体化されたホルダ２４及びノズル２５を昇降させる。ホルダ２４が回転体２３と共に回転してＺ軸駆動部２８の配置された箇所（昇降位置７５、図７参照）に位置すると、そのホルダ２４の係合片４１がＺ軸スライダ７１の係合片挟持部７６に挟み込まれる。また、ホルダ２４が昇降位置７５から離れると、そのホルダ２４の係合片４１がＺ軸スライダ７１の係合片挟持部７６から抜け出る。ホルダ２４は、上端がギヤ６３と接触し下端が回転体２３の上面に接触しているスプリング４２に挿通されている。そのため、係合片４１は、係合片挟持部７６に挟み込まれていない状態ではスプリング４２によって上下方向の定位置に位置決めされる。なお、以下には、実装ヘッド２２の左側に設けられたＺ軸駆動部２８を第１Ｚ軸駆動部２８Ａ、右側に設けられたＺ軸駆動部２８を第２Ｚ軸駆動部２８Ｂと称することがある。

ここで、図６に示すように、回転体２３は時計回りＣＷ（正方向）にも反時計回りＣＣＷ（逆方向）にも回転可能である。また、係合片挟持部７６は、垂直軸７７の周りに回転可能に取り付けられているが、通常はバネ等により図７の実線で示す姿勢（回転体２３の円柱側面に対して略垂直になる姿勢）に保持されている。回転体２３が時計回りＣＷに回転しているときに、何らかの事情により、回転体２３に取り付けられた部材（例えば係合片４１）が係合片挟持部７６に干渉（接触）すると、係合片挟持部７６はその部材に押されて回転し、第１の退避位置（図６の１点鎖線参照）で保持される。また、回転体２３が反時計回りＣＣＷに回転しているときに、何らかの事情により、回転体２３に取り付けられた部材（例えば係合片４１）が係合片挟持部７６に干渉（接触）すると、係合片挟持部７６はその部材に押されて回転し、第２の退避位置（図６の２点鎖線参照）で保持される。即ち、係合片挟持部７６は、回転している回転体２３に装備されている部材と干渉したときにはこの部材に押される方向へ退避する。係合片挟持部７６は、第１及び第２の退避位置に保持されているときには、回転体２３が正逆いずれの方向に回転したとしても他の部材と干渉することはない。なお、いずれかの退避位置にある係合片挟持部７６はオペレータが手で操作することにより容易に通常位置（図６の実線）に戻すことができる。

図８に示すように、回転体２３には、８個のノズル２５が等間隔に配置されている。回転体２３の中心軸を挟んで互いに対向したノズル２５は、同組のノズルとも称するが、昇降位置７５に配置されると、第１Ｚ軸駆動部２８Ａ及び第２Ｚ軸駆動部２８Ｂによって同時に昇降可能である。

側面カメラ４８は、図２及び図７に示すように、ノズル２５による吸着動作の実行後に当該ノズル２５の部品吸着有無や部品吸着姿勢を判定するために、当該ノズル２５の先端部付近を側方から撮像するものである。この側面カメラ４８は、第１Ｚ軸駆動部２８Ａの近傍の２箇所と、第２Ｚ軸駆動部２８Ｂの近傍の２箇所に設けられている。以下には、第１Ｚ軸駆動部２８Ａの近傍の２つの側面カメラ４８を第１側面カメラ４８Ａ、第２Ｚ軸駆動部２８Ｂの近傍の２つの側面カメラ４８を第２側面カメラ４８Ｂと称する。ノズル２５が第１Ｚ軸駆動部２８Ａにより下降されて吸着動作を実行した後、当該ノズル２５が時計周りへ１つ先に旋回されたときには一方の第１側面カメラ４８Ａで当該ノズル２５を撮像可能であり、当該ノズル２５が反時計周りへ１つ先に旋回されたときには他方の第１側面カメラ４８Ａで当該ノズル２５を撮像可能である。また、ノズル２５が第２Ｚ軸駆動部２８Ｂにより下降されて吸着動作を実行した後、当該ノズル２５が時計周りへ１つ先に旋回されたときには一方の第２側面カメラ４８Ｂで当該ノズル２５を撮像可能であり、当該ノズル２５が反時計周りへ１つ先に旋回されたときには他方の第２側面カメラ４８Ｂで当該ノズル２５を撮像可能である。

制御部３０は、図１に示すように、制御部としてのＣＰＵ３１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、各種データを記憶する記憶部３２などを備えている。この制御部３０は、基板処理部１２や、部品供給部１４、実装部２０へ制御信号を出力し、実装部２０や部品供給部１４からの信号を入力する。記憶部３２には、部品Ｐの採取順や採取解除順、部品種別（ＩＤ）、使用するノズル２５、配置座標などの情報を含む実装条件情報３３が記憶されている。この実装条件情報３３は、管理ＰＣ８０から取得して記憶部３２に記憶される。

次に、こうして構成された本実施形態の実装システム１０の動作、特に、実装装置１１が実行する実装処理について説明する。図８は、実装装置１１のＣＰＵ３１により実行される実装処理ルーチンの一例を表すフローチャートである。このルーチンは、記憶部３２に記憶され、作業者の実装開始入力に基づいて実行される。このルーチンが開始されると、ＣＰＵ３１は、まず、実装条件情報３３を読み出して取得し（Ｓ１００）、基板Ｓの搬送及び固定処理を基板処理部１２に行わせる（Ｓ１１０）。次に、ＣＰＵ３１は、実装条件情報３３の採取順に基づいて採取する部品Ｐを設定する（Ｓ１２０）。ここでは、ＣＰＵ３１は、実装ヘッド２２が部品供給部１４から１以上の部品Ｐを採取して基板Ｓに配置し、部品供給部１４へ戻る１往復の移動時（同一工程とも称する）に採取する１以上の部品Ｐを設定するものとする。次に、ＣＰＵ３１は、必要に応じてノズル２５の装着や交換を行い、部品Ｐを採取し、回転体２３を正回転する正回転採取処理を実行する（Ｓ１３０）。

次に、ＣＰＵ３１は、採取した部品Ｐがノズル２５に保持されているかを検出する（Ｓ１４０）。ＣＰＵ３１は、この検出を側面カメラ４８の撮像画像に基づいて行う。部品Ｐの保持が検出されたときには、ＣＰＵ３１は、今回の同一工程での部品Ｐの採取が終了したか否かを判定する（Ｓ２００）。同一工程での部品Ｐの採取が終了していないときには、Ｓ１３０以降の処理を実行する。即ち、ＣＰＵ３１は、同一工程での部品Ｐの採取が終了するまで、正回転採取処理を行い、部品Ｐの保持を検出する処理を繰り返し実行する。一方、Ｓ１４０で部品Ｐがノズル２５に保持されていないと検出されたときには、ＣＰＵ３１は、部品Ｐが保持されていない状態で正回転採取処理を連続して所定数リトライされたか否かを判定する（Ｓ１５０）。この所定数は、例えば、フィーダ１５に装着されたテープ１６の部品切れを判定する値（例えば３回など）に経験的に定められている。テープ１６の部品切れは、使用数の管理により判定可能であるが、実測数で判定されることが望ましい。連続して所定数リトライされていないときには、ＣＰＵ３１は、Ｓ１３０以降の処理を実行する。なお、ＣＰＵ３１は、部品Ｐの保持が１回だけ検出されないときは、採取エラーを検出するものとしてもよい。

一方、部品保持が連続して所定数検出されず、正回転採取処理が所定数リトライされたときには、ＣＰＵ３１は、部品切れエラーを判定し（Ｓ１６０）、補給用の部品保持部材があるか否かを判定する（Ｓ１７０）。ＣＰＵ３１は、例えば、フィーダ１５の部品切れの場合は、補給用フィーダ１７のテープ１８があるかを判定する。また、ＣＰＵ３１は、トレイユニットの部品切れの場合は、補給用のトレイがあるか否かを判定する。ＣＰＵ３１は、補給用の部品保持部材がないときにはＳ２００以降の処理を実行する一方、補給用の部品保持部材があるときには、回転体２３を逆回転させ補給用の部品保持部材から部品Ｐを採取する逆回転採取処理を実行する（Ｓ１８０）。ここでは、ノズル２５での部品保持が連続して所定数検出された後であるので、回転体２３を逆回転すると、空きのノズル２５が昇降位置７５に配置される。そして、ＣＰＵ３１は、部品切れエラーに基づく空きのノズル２５があるか否かを判定し（Ｓ１９０）、部品切れエラーに基づく空きのノズル２５があるときには、Ｓ１８０以降の処理を実行する。一方、Ｓ１９０で、部品切れエラーに基づく空きのノズル２５がないときには、ＣＰＵ３１は、Ｓ２００で今回の同一工程での部品Ｐの採取が終了したか否かを判定する。同一工程での部品Ｐの採取が終了していないときには、ＣＰＵ３１は、Ｓ１３０以降の処理を実行する。

図９は、回転体２３での正回転採取処理及び逆回転採取処理の一例を示す説明図であり、図９Ａ，Ｂが部品Ｐの正回転採取処理、図９Ｃ〜Ｅが部品切れの正回転採取処理、図９Ｆ，Ｇが逆回転採取処理、図９Ｈが部品Ｐを全て採取した実装ヘッド２２の説明図である。図９において、網掛け処理を施したノズル２５は、負圧に切り替えられたことを示す。また、図９では、部品Ｐを採取する順番の１〜８番目のノズル２５にそれぞれ＃１〜＃８を付した。ＣＰＵ３１は、部品Ｐを採取し、回転体２３を正回転する正回転採取処理を繰り返し実行する（図９Ａ，Ｂ）。実装処理が継続されて、フィーダ１５が部品切れになると、空きのノズル２５が生じ（図９Ｃ，Ｄ）、これが所定数（ここでは「３」）連続したときにＣＰＵ３１は、フィーダ１５の部品切れを判定する（図９Ｅ）。続いて、ＣＰＵ３１は、補給用フィーダ１７が装着されているかを判定し、補給用フィーダ１７が装着されているときには、回転体２３を逆回転し、空きのノズル２５に部品Ｐを採取させる逆回転採取処理を実行する（図９Ｆ，Ｇ）。ここでは、３つの空きノズル２５があるため、ＣＰＵ３１は、回転体２３を逆回転させて空きノズル２５で部品Ｐを採取する処理を３回繰り返す。このようにして、当初予定の部品Ｐをすべてノズル２５に採取させた状態とすることができる（図９Ｈ）。

さて、Ｓ２００で今回の同一工程での部品Ｐの採取が終了したときには、部品Ｐの実装処理、即ち、部品Ｐを配置位置へ移動する処理及び基板Ｓへ配置する処理を行う（Ｓ２１０）。なお、逆回転採取処理で採取した部品Ｐの順番は、本来の順番と異なるものとなるが、同一工程で採取する部品Ｐの種別が同じである場合は、特に採取順は配置順に影響しない。一方、同一工程で採取する部品Ｐの種別が異なる場合は、ＣＰＵ３１は、採取したときと同じ順番で部品Ｐを配置させればよい。続いて、ＣＰＵ３１は、現基板の実装処理が終了したか否かを判定し（Ｓ２２０）、完了していないときには、Ｓ１２０以降の処理を実行する。即ち、ＣＰＵ３１は、次に吸着する部品Ｐを設定し、必要に応じてノズル２５を取り替え、部品Ｐを採取し、基板Ｓに配置させる。一方、Ｓ２２０で現基板の実装処理が終了したときには、ＣＰＵ３１は、実装終了した基板Ｓを基板処理部１２により排出させ（Ｓ２３０）、実装条件情報３３の実装ジョブが完了したか否かを判定する（Ｓ２４０）。実装条件情報３３の実装ジョブが終了していないときには、ＣＰＵ３１は、Ｓ１１０以降の処理を実行する。一方、実装条件情報３３の実装ジョブが終了したときには、ＣＰＵ３１は、そのままこのルーチンを終了する。

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の実装ヘッド２２が本開示の実装ヘッドに相当し、ヘッド移動部２１が移動部に相当し、制御部３０が制御部に相当する。また、側面カメラ４８及び制御部３０が検出部に相当し、テープ１６，１８が部品保持部材に相当し、Ｚ軸駆動部２８が昇降部に相当し、係合片挟持部７６が採取部材係合部に相当し、弁操作レバー４５が操作レバーに相当し、レバー挟持部４７がレバー係合部に相当する。なお、本実施形態では、制御部３０の動作を説明することにより本開示の実装装置の制御方法の一例も明らかにしている。

以上説明した本実施形態の実装装置１１は、部品Ｐを供給する部品供給部１４からノズル２５（採取部材）により部品Ｐを採取させ回転体２３を正回転で回転させる正回転採取処理を実行する一方、部品Ｐを保持していないエラーに基づく空きのノズル２５があるときには回転体２３を逆回転させる処理とこの空きのノズル２５に部品供給部１４から部品Ｐを採取させる処理とを含む逆回転採取処理を実行する。例えば、従来の実装装置では、エラーに基づく空きノズル２５が生じた際には、このエラーとなった部品Ｐを後回しとして別の工程で実装処理させることがある。この場合、当初予定されていない部品Ｐの採取移動処理がエラーに基づいて生じるため、実装処理の効率が低下する。また、従来の実装装置では、構造的に回転体２３の逆回転を実行できないことがあった。本実施形態の実装装置１１では、エラーに基づく空きのノズル２５に再度、部品Ｐを採取させるため、部品採取の空きをより低減することができ、上記別工程を行わずに済む。また、この実装装置１１では、空きのノズル２５に部品Ｐを採取させる際に、回転体２３を逆回転させるため、回転体２３を正回転して部品Ｐを採取させるのに比してより迅速に部品Ｐを採取させることができる。したがって、この実装装置１１では、部品Ｐを採取して移動する際に効率をより高めることができる。

また、制御部３０は、空きのノズル２５が複数あるときには、回転体２３をノズル２５の間隔で逆回転し空きのノズル２５に部品Ｐを採取させる処理を繰り返し実行する逆回転処理を実行する。この実装装置１１では、現在の採取位置に近い空きのノズル２５から順に部品Ｐを採取するため、回転体２３の回転に無駄が少なく、より効率を高めることができる。更に、部品供給部１４は、部品Ｐを保持するテープ１６（部品保持部材）と、部品Ｐを保持する補給用のテープ１８とを有しており、制御部３０は、テープ１６から部品Ｐを実装ヘッド２２に採取させた際に所定数連続して空きのノズル２５が生じたときにこのテープ１６の部品切れをエラーとして検出し、補給用のテープ１８があるときには、この補給用のテープ１８から部品Ｐを採取する逆回転採取処理を実行する。この実装装置１１では、空きのノズル２５の状態によって、部品供給部１４が有するテープ１６の部品切れを検出することができる。また、この実装装置１１では、部品切れのエラー時に生じる空きのノズル２５に部品Ｐを採取させることができるため、部品切れエラー時に生じうる効率の低下をより低減することができ、部品Ｐを採取して移動する際の効率をより高めることができる。更にまた、実装装置１１は、部品Ｐを採取させたノズル２５に部品Ｐが保持されていないことをエラーとして検出する側面カメラ４８及び制御部３０（検出部）を備え、制御部３０は、エラーに基づいて空きのノズル２５の有無を判定する。この実装装置１１は、側面カメラ４８を用いた検出結果を用いて空きのノズル２５に部品Ｐを採取させることができる。

また、実装装置１１において、実装ヘッド２２は、回転体２３とは独立して設けられ複数のノズル２５のうち実装ヘッド２２の昇降位置７５（所定位置）に位置するノズル２５を昇降させるＺ軸駆動部２８（昇降部）を有し、Ｚ軸駆動部２８は、昇降位置７５に位置するノズル２５と係合してノズル２５を昇降させる係合片挟持部７６（採取部材係合部）を有し、係合片挟持部７６は、正方向に回転している回転体２３に装備されている部材（例えば係合片４１）と干渉したときには部材に押される方向へ回転して退避し、逆方向に回転している回転体２３に装備されている部材と干渉したときには部材に押される方向へ回転して退避する。この実装装置１１では、係合片挟持部７６が正回転中又は逆回転中の回転体２３に装備されている部材と干渉したとしても支障が生じることはなく、回転体２３の正逆回転をより確実に実行することができる。

また、実装装置１１において、採取部材は圧力によって部品Ｐの吸脱着を行うノズル２５であり、回転体２３は、ノズル２５に供給する圧力の正負を切り替える弁操作レバー４５（操作レバー）をノズル２５ごとに備え、実装ヘッド２２は、弁操作レバー４５と係合して弁操作レバー４５を操作するレバー挟持部４７（レバー係合部）を回転体２３と独立して備えている。このレバー挟持部４７は、正方向に回転している回転体２３に装備されている部材（例えば弁操作レバー４５）と干渉したときには部材に押される方向へ回転して退避し、逆方向に回転している回転体２３に装備されている部材と干渉したときには部材に押される方向へ回転して退避する。この実装装置１１では、万一、レバー挟持部４７が正回転中又は逆回転中の回転体２３に装備されている部材と干渉したとしても支障が生じることはなく、回転体２３の正逆回転をより確実に実行することができる。

なお、本開示の実装装置及び実装装置の制御方法は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示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、実装ヘッド２２は、２カ所の昇降位置７５を有するものとして説明したが、特にこれに限定されず、１カ所の昇降位置７５を有するものとしてもよいし、３以上の昇降位置７５を有するものとしてもよい。実装ヘッド２２は、回転体２３を正回転及び逆回転可能に構成すればよい。

上述した実施形態では、側面カメラ４８によって撮像された画像を用いて制御部３０が採取した部品Ｐがノズル２５に保持されているかを検出するものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、保持された部品Ｐを接触又は非接触で検出するセンサとしてもよいし、ノズル２５（採取部材）における状態を検出するものとしてもよい。ノズル２５における状態を検出するものとしては、例えば、ノズル２５での圧力を検出するものとしてもよい。また、採取部材が部品Ｐを把持するメカニカルチャック（把持部材）である場合、その把持力を検出するものとしてもよい。こうしても、部品Ｐの保持状態を検出することができる。

上述した実施形態では、回転体２３をノズル２５の間隔で逆回転し空きのノズル２５に部品Ｐを採取させる処理を繰り返し実行する逆回転処理を実行するものとしたが、特にこれに限定されない。例えば、ＣＰＵ３１は、空きのノズル２５が複数あるときには、回転体２３を先頭の空きのノズル２５まで逆回転したのち、回転体２３を正回転させて空きのノズル２５に部品Ｐを採取させるこの正回転と採取処理とを繰り返し実行する逆回転処理を実行するものとしてもよい。図１０は、別の正回転採取処理及び逆回転採取処理の一例を示す説明図である。図１０では、昇降位置７５が１カ所である実装ヘッド２２Ｂを一例として説明する。図１０において、図１０Ａ，Ｂが部品Ｐの正回転採取処理、図１０Ｃ，Ｄが部品切れの正回転採取処理、図１０Ｅが逆回転処理、図１０Ｆ，Ｇが逆回転後に正回転で部品Ｐを採取する処理、図１０Ｈが部品Ｐを全て採取した実装ヘッド２２Ｂの説明図である。実装ヘッド２２Ｂでは、図１０Ａの＃１のノズル２５の位置が昇降位置である。また、図１０では、側面カメラ４８の記載を省略したが、採取した部品Ｐがノズル２５に保持されている検出は、側面カメラやノズル２５の圧力、センサにより行うものとしてもよい。ＣＰＵ３１は、部品Ｐを採取し、回転体２３を正回転する正回転採取処理を繰り返し実行する（図１０Ａ，Ｂ）。実装処理が継続されて、フィーダ１５が部品切れになると、空きのノズル２５が生じ（図１０Ｃ，Ｄ）、これが所定数（例えば３）連続したときにＣＰＵ３１は、フィーダ１５の部品切れを判定する（図１０Ｅ）。続いて、ＣＰＵ３１は、補給用フィーダ１７が装着されているときには、回転体２３を先頭の空きノズル２５まで逆回させる（図１０Ｅ）。ここでは、ＣＰＵ３１は、空きノズル２５の３個分、連続して回転体２３を逆回転させる。そして、ＣＰＵ３１は、空きノズル２５に部品Ｐを採取させる採取処理を実行する（図１０Ｆ，Ｇ）。このようにして、当初予定の部品Ｐをすべてノズル２５に採取させた状態とすることができる（図１０Ｈ）。この実装装置１１では、逆回転処理を行った際でも、採取される部品Ｐの順番が当初予定された順番となるため、採取順の変更により生じうる弊害の発生を防止することができる。

上述した実施形態では、ノズル２５への部品Ｐの保持が所定数連続して検出されなかったときに部品切れエラーを検出するものとしたが、特にこれに限定されず、所定数連続する前に部品切れエラーを検出するものとして、空きノズル２５の発生を低減させてもよい。また、実装装置１１は、部品切れエラーのみならず、ノズル２５の採取エラー時にも逆回転採取処理を実行するものとしてもよい。この実装装置１１では、部品Ｐを採取して移動する際に、効率をより高めることができる。このとき、例えば、制御部３０は、採取した部品Ｐの保持が検出されなかった次のリトライで部品Ｐが採取されたときに、前回が採取エラーであったものと検出してもよい。

上述した実施形態では、本開示を実装装置１１として説明したが、実装装置１１の制御方法としてもよいし、この制御方法を実行するプログラムとしてもよい。

ここで、本開示の実装装置及び実装装置の制御方法は、以下のように構成してもよい。本開示の実装装置において、前記制御部は、前記空きの採取部材が複数あるときには、前記回転体を前記所定の間隔で逆回転し該空きの採取部材に前記部品を採取させる処理を繰り返し実行する前記逆回転処理を実行するものとしてもよい。この実装装置では、現在の採取位置に近い空きの採取部材から順に部品を採取させるため、回転体の回転に無駄が少なく、より効率を高めることができる。あるいは、本開示の実装装置において、前記制御部は、前記空きの採取部材が複数あるときには、前記回転体を先頭の空きの採取部材まで逆回転したのち、該回転体を正回転させて該空きの採取部材に前記部品を採取させるとの該正回転と該採取処理とを繰り返し実行する前記逆回転処理を実行するものとしてもよい。この実装装置では、回転体を正回転させた際の先頭の空きの採取部材まで逆回転によって戻したのち、回転体を正回転させながら空きの採取部材に部品を採取させる。この実装装置では、逆回転処理を行った際でも、採取される部品の順番が当初予定された順番となるため、採取順の変更により生じうる弊害の発生を防止することができる。

本開示の実装装置において、前記供給部は、前記部品を保持する部品保持部材と、該部品を保持する補給用の部品保持部材とを有しており、前記制御部は、前記部品保持部材から前記部品を前記実装ヘッドに採取させた際に所定数連続して前記空きの採取部材が生じたときに該部品保持部材の部品切れを前記エラーとして検出し、前記補給用の部品保持部材があるときには、該補給用の部品保持部材から該部品を採取する前記逆回転採取処理を実行するものとしてもよい。この実装装置では、空きの採取部材の状態によって、供給部が有する部品保持部材の部品切れを検出することができる。また、この実装装置では、部品切れのエラー時に生じる空きの採取部材に部品を採取させることができるため、部品切れエラー時に生じうる効率の低下をより低減することができ、部品を採取して移動する際の効率をより高めることができる。

本開示の実装装置は、前記部品を採取させた前記採取部材に該部品が保持されていないことを前記エラーとして検出する検出部、を備え、前記制御部は、前記検出部からの前記エラーに基づいて前記空きの採取部材の有無を判定するものとしてもよい。この実装装置は、検出部の検出結果を用いて空きの採取部材に部品を採取させることができる。ここで、「検出部」は、採取部材に採取された部品を撮像する撮像部を含むものとしてもよいし、採取部材における状態を検出するものとしてもよい。採取部材における状態を検出するものとしては、例えば、採取部材が負圧で部品を採取するノズルである場合、圧力を検出するものとしてもよいし、採取部材が部品を把持する把持部である場合、把持力を検出するものとしてもよい。

本開示の実装装置において、前記実装ヘッドは、前記回転体とは独立して設けられ前記複数の採取部材のうち前記実装ヘッドの所定位置に位置する採取部材を昇降させる昇降部を有し、前記昇降部は、前記所定位置に位置する採取部材と係合して前記採取部材を昇降させる採取部材係合部を有し、前記採取部材係合部は、回転している前記回転体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ退避するものとしてもよい。また、前記採取部材係合部は、正方向に回転している前記回転体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ回転して退避し、逆方向に回転している前記回転体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ回転して退避するものとしてもよい。この実装装置では、採取部材係合部が正回転中又は逆回転中の回転体に装備されている部材と干渉したとしても支障が生じることはなく、回転体の正逆回転をより確実に実行することができる。

本開示の実装装置において、前記採取部材は、圧力によって部品の吸脱着を行うノズルであり、前記回転体は、前記ノズルに供給する圧力の正負を切り替える操作レバーを前記採取部材ごとに備え、前記実装ヘッドは、前記操作レバーと係合して前記操作レバーを操作するレバー係合部を前記回転体と独立して備え、前記レバー係合部は、回転している前記回転体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ退避するものとしてもよい。また、前記レバー係合部は、正方向に回転している前記回転体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ回転して退避し、逆方向に回転している前記回転体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ回転して退避するものとしてもよい。この実装装置では、万一、レバー係合部が正回転中又は逆回転中の回転体に装備されている部材と干渉したとしても支障が生じることはなく、回転体の正逆回転をより確実に実行することができる。

本開示の実装装置の制御方法は、
部品を採取可能な複数の採取部材を所定の円周に沿って所定の間隔で保持する回転体を有し前記回転体を回転させることにより前記複数の採取部材を旋回させる実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動させる移動部とを備えた実装装置の制御方法であって、
前記部品を供給する供給部から前記採取部材により前記部品を採取させ前記回転体を正回転で回転させる正回転採取処理を実行する一方、前記部品を保持していないエラーに基づく空きの前記採取部材があるときには前記回転体を逆回転させる処理と該空きの採取部材に前記供給部から前記部品を採取させる処理とを含む逆回転採取処理を実行するステップ、を含むものである。

この実装装置の制御方法では、上述した実装装置と同様に、エラーに基づく空きの採取部材に再度、部品を採取させるため、部品採取の空きをより低減することができる。また、この制御方法では、空きの採取部材に部品を採取させる際に、回転体を逆回転させるため、正回転で回転体を回転して部品を採取させるのに比してより迅速に部品を採取することができる。したがって、この制御方法では、部品を採取して移動する際に、効率をより高めることができる。なお、この実装装置の制御方法において、上述した実装装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した実装装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

本開示は、部品を採取し配置する実装処理を行う装置の技術分野に利用可能である。

１０実装システム、１１実装装置、１２基板処理部、１４部品供給部、１５フィーダ、１６テープ、１７補給用フィーダ、１８テープ、１９部品撮像部、２１ヘッド移動部、２２実装ヘッド、２３回転体、２４ホルダ、２５ノズル、２６Ｒ軸駆動部、２７Ｑ軸駆動部、２８Ｚ軸駆動部、２８Ａ第１Ｚ軸駆動部、２８Ｂ第２Ｚ軸駆動部、３０制御部、３１ＣＰＵ、３２記憶部、３３実装条件情報、４１係合片、４２スプリング、４５弁操作レバー、４６，４６Ａ，４６Ｂ弁駆動装置、４７レバー挟持部、４８，４８Ａ，４８Ｂ側面カメラ、４９垂直軸、５１Ｒ軸、５２Ｒ軸ギヤ、５３ギヤ、５４Ｒ軸モータ、５５Ｒ軸位置センサ、６１，６２Ｑ軸ギヤ、６３，６４ギヤ、６５Ｑ軸モータ、６６Ｑ軸位置センサ、７１Ｚ軸スライダ、７２ボールネジ、７３Ｚ軸モータ、７４Ｚ軸位置センサ、７５昇降位置、７６係合片挟持部、７７垂直軸、８０管理ＰＣ、Ｐ部品、Ｓ基板。

Claims

部品を採取可能な複数の採取部材を所定の円周に沿って所定の間隔で保持する回転体を有し前記回転体を回転させることにより前記複数の採取部材を旋回させる実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させる移動部と、
前記部品を供給する供給部から前記採取部材により前記部品を採取させ前記回転体を正回転で回転させる正回転採取処理を実行する一方、前記部品を保持していないエラーに基づく空きの前記採取部材があるときには前記回転体を逆回転させる処理と該空きの採取部材に前記供給部から前記部品を採取させる処理とを含む逆回転採取処理を実行する制御部と、を備え、
前記実装ヘッドは、前記回転体とは独立して設けられ前記複数の採取部材のうち前記実装ヘッドの所定位置に位置する採取部材を昇降させる昇降部を有し、
前記昇降部は、前記所定位置に位置する採取部材と係合して前記採取部材を昇降させる採取部材係合部を有し、
前記採取部材係合部は、回転している前記回転体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ退避する、実装装置。
前記制御部は、前記空きの採取部材が複数あるときには、前記回転体を先頭の空きの採取部材まで逆回転したのち、該回転体を正回転させて該空きの採取部材に前記部品を採取させるとの該正回転と該採取処理とを繰り返し実行する前記逆回転採取処理を実行する、請求項１に記載の実装装置。
部品を採取可能な複数の採取部材を所定の円周に沿って所定の間隔で保持する回転体を有し前記回転体を回転させることにより前記複数の採取部材を旋回させる実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させる移動部と、
前記部品を供給する供給部から前記採取部材により前記部品を採取させ前記回転体を正回転で回転させる正回転採取処理を実行する一方、前記部品を保持していないエラーに基づく空きの前記採取部材があるときには前記回転体を逆回転させる処理と該空きの採取部材に前記供給部から前記部品を採取させる処理とを含む逆回転採取処理を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記空きの採取部材が複数あるときには、前記回転体を前記所定の間隔で逆回転し該空きの採取部材に前記部品を採取させる処理を繰り返し実行する前記逆回転採取処理を実行する、実装装置。
前記供給部は、前記部品を保持する部品保持部材と、該部品を保持する補給用の部品保持部材とを有しており、
前記制御部は、前記部品保持部材から前記部品を前記実装ヘッドに採取させた際に所定数連続して前記空きの採取部材が生じたときに該部品保持部材の部品切れを前記エラーとして検出し、前記補給用の部品保持部材があるときには、該補給用の部品保持部材から該部品を採取する前記逆回転採取処理を実行する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の実装装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の実装装置であって、
前記部品を採取させた前記採取部材に該部品が保持されていないことを前記エラーとして検出する検出部、を備え、
前記制御部は、前記検出部からの前記エラーに基づいて前記空きの採取部材の有無を判定する、実装装置。
前記実装ヘッドは、前記回転体とは独立して設けられ前記複数の採取部材のうち前記実装ヘッドの所定位置に位置する採取部材を昇降させる昇降部を有し、
前記昇降部は、前記所定位置に位置する採取部材と係合して前記採取部材を昇降させる採取部材係合部を有し、
前記採取部材係合部は、回転している前記回転体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ退避する、請求項３〜５のいずれか１項に記載の実装装置。
前記採取部材は、圧力によって部品の吸脱着を行うノズルであり、
前記回転体は、前記ノズルに供給する圧力の正負を切り替える操作レバーを前記採取部材ごとに備え、
前記実装ヘッドは、前記操作レバーと係合して前記操作レバーを操作するレバー係合部を前記回転体と独立して備え、
前記レバー係合部は、回転している前記回転体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ退避する、請求項３〜５のいずれか１項に記載の実装装置。
部品を採取可能な複数の採取部材を所定の円周に沿って所定の間隔で保持する回転体を有し前記回転体を回転させることにより前記複数の採取部材を旋回させる実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動させる移動部とを備えた実装装置の制御方法であって、
前記部品を供給する供給部から前記採取部材により前記部品を採取させ前記回転体を正回転で回転させる正回転採取処理を実行する一方、前記部品を保持していないエラーに基づく空きの前記採取部材があるときには前記回転体を逆回転させる処理と該空きの採取部材に前記供給部から前記部品を採取させる処理とを含む逆回転採取処理を実行するステップ、を含み、
前記ステップでは、前記空きの採取部材が複数あるときには、前記回転体を前記所定の間隔で逆回転し該空きの採取部材に前記部品を採取させる処理を繰り返し実行する前記逆回転採取処理を実行する、実装装置の制御方法。