JP7048323B2 - 部品実装機、部品吸着方法 - Google Patents

Description

この発明は、部品供給部によって供給された部品を複数のノズルによって同時に吸着して基板に実装する部品実装技術に関する。

特許文献１では、それぞれ部品を吸着可能な複数のノズルを昇降可能に支持するヘッドユニットを具備する部品実装機が一般に用いられている。かかる部品実装機では、複数のノズルをそれぞれ複数の部品に上方から対向させて下降させることで、複数のノズルのそれぞれに同時に部品を吸着させる。

特開２００４－７１７１１号公報

この際、部品の位置に対してノズルの位置がずれていると、ノズルが部品の吸着に失敗する。したがって、複数のノズルによって部品を同時吸着するためには、各ノズルと各部品との位置を的確に合わせる必要がある。ただし、安定した部品吸着のために、部品の表面のうちノズルが吸着できる範囲は、部品の外形によって異なる。例えばサイズの小さい部品はノズルによって吸着できる範囲が狭く、サイズの大きい部品はノズルによって吸着できる範囲が広い。しかしながら、従来はこの点が考慮されておらず、同時吸着の際のノズルと部品との位置関係は必ずしも適切なものではなかった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、部品に対して適切な位置関係をそれぞれ有する複数のノズルによって部品を同時吸着することを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係る部品実装機は、複数の供給位置のそれぞれに部品を供給する部品供給部と、複数の供給位置に供給される部品のうちＭ個（Ｍは２以上の整数）の部品に向けてＭ個のノズルを下降させてＭ個のノズルに同時に部品を吸着させる同時吸着を実行可能なヘッドユニットと、同時吸着を実行する際のＭ個の部品とＭ個のノズルとの位置関係をＭ個の部品それぞれの外形に応じて算出するための演算を実行する演算部とを備える。

本発明に係る部品吸着方法は、複数の供給位置に供給される部品のうちＭ個（Ｍは２以上の整数）の部品に向けてＭ個のノズルを下降させてＭ個のノズルに同時に部品を吸着させる同時吸着を実行する際のＭ個の部品とＭ個のノズルとの位置関係を、Ｍ個の部品それぞれの外形に応じて算出するための演算を実行する工程と、演算の結果に基づき、ノズルによる部品の吸着を制御する工程とを備える。

このように構成された本発明（部品実装機、部品吸着方法）は、同時吸着を実行する際のＭ個の部品とＭ個のノズルとの位置関係を、Ｍ個の部品それぞれの外形に応じて算出することができる。その結果、部品に対して適切な位置関係をそれぞれ有する複数のノズルによって部品を同時吸着することが可能となっている。

また、供給位置に供給される部品の表面のうちノズルが吸着できる吸着可能範囲を、供給位置に関連付けて記憶する記憶部をさらに備え、演算部は、Ｍ個の部品それぞれの吸着可能範囲に応じて、Ｍ個の部品とＭ個のノズルとの位置関係を算出するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、Ｍ個の部品それぞれの吸着可能範囲に応じてＭ個の部品に対する位置関係が適切化されたＭ個のノズルによって同時吸着を実行することが可能となる。

また、演算部は、吸着可能範囲が狭い部品ほど重い係数を乗じたＭ個の部品の位置の加重平均を部品代表位置として算出するとともに、Ｍ個のノズルの位置の単純平均をノズル代表位置として算出し、部品代表位置とノズル代表位置とが一致するように、Ｍ個の部品とＭ個のノズルとの位置関係を算出するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、同時吸着において、吸着可能範囲が狭い部品を確実に吸着することが可能となる。

また、演算部は、Ｍ個の部品のうちから選択したＬ個（Ｌは１以上でＭ未満）の部品の位置の平均を部品代表位置として算出するとともに、Ｍ個のノズルのうちＬ個の部品を吸着予定のＬ個のノズルの位置の平均をノズル代表位置として算出し、部品代表位置とノズル代表位置とが一致するように、Ｍ個の部品とＭ個のノズルとの位置関係を算出し、Ｍ個の部品のうち、Ｌ個の部品の吸着可能範囲は、他の（Ｍ－Ｌ）個の部品の吸着可能範囲より狭いように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、同時吸着において、吸着可能範囲が比較的狭い部品を確実に吸着することが可能となる。なお、本明細書において、Ｌが１の場合には、対象となる１個の部品の位置がＬ個の部品の位置の平均に相当し、対象となる１個のノズルの位置がＬ個のノズルの位置の平均に相当するものとする。

また、演算部は、Ｍ個の部品のうち吸着可能範囲が最小である最小部品の位置の平均を部品代表位置として算出するとともに、Ｍ個のノズルのうち最小部品を吸着予定のノズルの位置の平均をノズル代表位置として算出し、部品代表位置とノズル代表位置とが一致するように、Ｍ個の部品とＭ個のノズルとの位置関係を算出するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、同時吸着において、吸着可能範囲が最小の部品を確実に吸着することが可能となる。

また、演算部は、演算の結果に基づき、Ｍ個のノズルによるＭ個の部品の同時吸着の適否を判定するように、部品実装機を構成しても良い。これによって、同時吸着において部品の吸着の失敗が発生するのを抑制することが可能となる。

また、Ｍ個のノズルは、それぞれが吸着予定の部品まで下降して当該部品を吸着し、演算部が同時吸着を不適と判定した場合は、Ｍ個のノズルのうち、一部のノズルが部品まで下降するとともに、他のノズルが一部のノズルの下降と並行して部品よりも上方の待機位置まで下降し、一部のノズルが部品を吸着して上昇を開始した後に、他のノズルが待機位置から部品に下降して部品を吸着するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、同時吸着が不適と判定されると、一部のノズルが部品の吸着を行ってから、他のノズルが部品の吸着を行う。この際、一部のノズルが部品へ向けて下降するのと並行して、他のノズルも待機位置まで下降する。そして、一部のノズルが部品を吸着した後に、他のノズルが待機位置から部品へ向けて下降して、部品を吸着する。したがって、一部のノズルの部品の吸着から他のノズルの部品の吸着までに生じる時間を抑えることができ、複数の部品の吸着を速やかに完了できる。

また、一部のノズルは、部品を吸着してから上昇位置まで上昇し、他のノズルは、上昇位置へ向けて一部のノズルが上昇している途中で、部品へ向けて下降を開始するように、部品実装機を構成しても良い。これによって、他のノズルの部品への下降を早期に開始でき、複数の部品の吸着を速やかに完了できる。

本発明によれば、部品に対して適切な位置関係をそれぞれ有する複数のノズルによって部品を同時吸着することが可能となる。

本発明に係る部品実装機を模式的に示す部分平面図。 図２は図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図。 部品とノズルの吸着可能範囲との関係を模式的に示す図。 同時吸着に際して実行されるノズルの位置調整の一例を模式的に示す図。 同時吸着時のノズルと部品との位置関係を算出する吸着位置算出の一例を示すフローチャート。 図５のフローチャートに従って得られる演算結果の一例を模式的に示す図。 部品の別吸着の実行態様の一例を模式的に示す図。 同時吸着時のノズルと部品との位置関係を算出する吸着位置算出の第１変形例を示すフローチャート。 同時吸着時のノズルと部品との位置関係を算出する吸着位置算出の第２変形例を示すフローチャート。

図１は本発明に係る部品実装機を模式的に示す部分平面図であり、図２は図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図である。図１および以下の図では、Ｚ方向を鉛直方向とし、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれを水平方向とするＸＹＺ直交座標を示す。

図２に示すように、部品実装機１は、演算処理部１１０、駆動制御部１２０および記憶部１３０を有する主制御部１００を備える。演算処理部１１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)およびＲＡＭ(Random Access Memory)等で構成されたプロセッサーであり、記憶部１３０に記憶されたプログラムやデータに基づき、駆動制御部１２０等の装置各部を制御することで、後述する各動作を制御する。

図１に示すように、部品実装機１は、基台１１の上に設けられた一対のコンベア１２、１２を備える。そして、部品実装機１は、駆動制御部１２０によってコンベア１２を制御することで、部品実装に要する基板Ｂの搬送を実行する。つまり、部品実装機１は、コンベア１２によりＸ方向（基板搬送方向）の上流側から作業位置（図１の基板Ｂの位置）に搬入した基板Ｂに対して部品Ｅ（図３）を実装し、部品実装を完了した基板Ｂをコンベア１２により作業位置からＸ方向の下流側へ搬出する。

一対のコンベア１２、１２のＹ方向の両側それぞれでは２つの部品供給部２５がＸ方向に並んでおり、各部品供給部２５では、複数のテープフィーダー５がＸ方向に並ぶ。各テープフィーダー５に対しては、集積回路、トランジスター、コンデンサ等の小片状の部品Ｅを所定間隔おきに収容した部品供給テープが巻き付けられた部品供給リールが配置されており、各テープフィーダー５は部品供給リールから引き出された部品供給テープを間欠的に送り出すことで、その先端部の部品供給位置５ｓに部品Ｅを供給する。このように、部品供給部２５では、Ｘ方向に所定ピッチで複数の部品供給位置５ｓが一列に並び、各部品供給位置５ｓに部品Ｅが供給される。

また、部品実装機１では、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸レール２１、２１と、Ｙ方向に延びるＹ軸ボールネジ２２と、Ｙ軸ボールネジ２２を回転駆動するＹ軸モーターＭｙとが設けられ、ヘッド支持部材２３が一対のＹ軸レール２１、２１にＹ方向に移動可能に支持された状態でＹ軸ボールネジ２２のナットに固定されている。ヘッド支持部材２３には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールネジ２４と、Ｘ軸ボールネジ２４を回転駆動するＸ軸モーターＭｘとが取り付けられており、ヘッドユニット３がヘッド支持部材２３にＸ方向に移動可能に支持された状態でＸ軸ボールネジ２４のナットに固定されている。したがって、駆動制御部１２０は、Ｙ軸モーターＭｙによりＹ軸ボールネジ２２を回転させてヘッドユニット３をＹ方向に移動させ、あるいはＸ軸モーターＭｘによりＸ軸ボールネジ２４を回転させてヘッドユニット３をＸ方向に移動させることができる。

ヘッドユニット３には、Ｘ方向に所定ピッチで一列に並ぶＭ個のノズルＮが着脱自在に取り付けられている。ここで、Ｍは２以上の整数であり、ここの例では「３」である。また、ヘッドユニット３は、Ｚ軸モーターＭｚを各ノズルＮに対して有しており、Ｚ軸モーターＭｚによってノズルＮを昇降させることができる。かかるヘッドユニット３は、Ｘ方向およびＹ方向へ移動することでＭ個のノズルＮを一体的にＸ方向およびＹ方向へ移動させることができるとともに、Ｍ個のノズルＮのそれぞれを個別にＺ方向に昇降させることができる。そして、これらノズルＮによって部品実装が実行される。

つまり、駆動制御部１２０は、Ｘ軸モーターＭｘおよびＹ軸モーターＭｙによって、ヘッドユニット３のノズルＮを部品供給位置５ｓに上方から対向させる。次に、駆動制御部１２０は、Ｚ軸モーターＭｚによってノズルＮを下降させて、テープフィーダー５によって部品供給位置５ｓに供給された部品ＥにノズルＮを接触させる。続いて、駆動制御部１２０は、部品Ｅを吸着したノズルＮを上昇させる。こうしてノズルＮが部品供給位置５ｓからの部品Ｅのピックアップを完了すると、駆動制御部１２０は、Ｘ軸モーターＭｘおよびＹ軸モーターＭｙによってノズルＮの上方に移動させ、ノズルＮは、部品Ｅの吸着を解除することで、基板Ｂに部品Ｅを実装する。なお、ヘッドユニット３は、ノズルＮをθ方向（Ｚ方向を中心とする回転方向）に回転させるθ軸モーターＭθを各実装ヘッド３１について有し、駆動制御部１２０は、θ軸モーターＭθによって実装ヘッド３１をθ方向に回転させることで、基板Ｂに実装する部品Ｅの回転角度を調整する。

このように、ヘッドユニット３は、ノズルＮによって部品供給位置５ｓから部品を吸着して基板Ｂに実装するという実装ターンを繰り返して、実装すべき全ての部品Ｅを基板Ｂへ実装する実装処理を完了する。この実装ターンでは、ノズルＮは、外形の異なる種々の部品Ｅを部品供給位置５ｓから吸着して基板Ｂに実装することができる。ただし、ノズルＮによる部品Ｅの吸着を安定的に行うために、ノズルＮに吸着が許可されている範囲（吸着可能範囲Ｒ）は部品Ｅの種類によって異なる。

図３は部品とノズルの吸着可能範囲との関係を模式的に示す図である。同図では互いに外形の異なる３種類の部品Ｅａ～Ｅｃが示されている。なお、部品Ｅの外形とは、部品Ｅの表面（上面）の面積および形状を含む概念である。部品Ｅａ、Ｅｂはいずれもチップ部品であり、部品Ｅａの外形は部品Ｅｂの外形より大きいサイズを有する。その結果、部品Ｅａの表面（上面）には、比較的広い吸着可能範囲Ｒが設定されているのに対して、部品Ｅｂの表面（上面）には、部品Ｅａの吸着可能範囲Ｒよりも狭い吸着可能範囲Ｒが設定されている。また、部品Ｅｃは部品Ｅｂよりも大きい外形を有する。ただし、部品Ｅｃの表面（上面）は部品Ｅａ、Ｅｂのように平坦ではなく、凹凸を有する。そのため、部品Ｅｃの表面には、部品Ｅｂの吸着可能範囲Ｒよりも狭い吸着可能範囲Ｒが設定されている。

なお、吸着可能範囲Ｒは、部品Ｅの外形のみならずノズルＮの形状にも依存する。そこで、ヘッドユニット３に装着されたノズルＮにより部品Ｅを安定的に吸着できる吸着可能範囲Ｒが、部品供給部２５により供給される各種の部品Ｅについて予め実験的に求められて、記憶部１３０に保存される。具体的には、部品供給位置５ｓに供給される部品Ｅの吸着可能範囲Ｒを部品供給位置５ｓ毎に示す吸着関連情報１３１が記憶部１３０に保存される。

ところで、上述のように、ヘッドユニット３はＸ方向に並ぶＭ個のノズルＮを有する。そして、これらＭ個のノズルＮは、部品供給部２５でＸ方向に並ぶ複数の部品供給位置５ｓのうち、Ｍ個の部品供給位置５ｓから部品Ｅを同時に吸着する同時吸着を実行可能である。この際、演算処理部１１０は、吸着関連情報１３１を参照することで、同時吸着を実行する際のＭ個のノズルＮの位置を、吸着対象となるＭ個の部品Ｅの吸着可能範囲Ｒに応じて調整する。

図４は同時吸着に際して実行されるノズルの位置調整の一例を模式的に示す図である。同図では、３個のノズルＮの位置ｎ１、ｎ２、ｎ３（Ｘ方向の位置）と、３個の部品Ｅの位置ｅ１、ｅ２、ｅ３（Ｘ方向の位置）とが示されている。ノズルＮの位置ｎ１、ｎ２、ｎ３はそれぞれノズルＮの中心線の位置（換言すれば、ノズルＮのθ方向への回転中心の位置）であり、部品Ｅの位置ｅ１、ｅ２、ｅ３はそれぞれ平面視における部品Ｅの吸着可能範囲Ｒの幾何重心の位置である。また、Ｘ方向において、３個の部品Ｅのうち、中央および左端の２個の部品Ｅは最小の吸着可能範囲Ｒを有し、右端の１個の部品Ｅは最大の吸着可能範囲Ｒを有する。そして、比較例および実施例では、３個の部品Ｅに対する３個のノズルＮのＸ方向への位置合わせを行う異なる方法が示されている。

比較例では、３個のノズルＮの位置ｎ１、ｎ２、ｎ３の平均ｎｒ
ｎｒ＝（ｎ１＋ｎ２＋ｎ３）／３ …式１
が３個のノズルＮの位置を代表するノズル代表位置ｎｒとして求められるとともに、３個の部品Ｅの位置ｅ１、ｅ２、ｅ３の平均ｅｒ
ｅｒ＝（ｅ１＋ｅ２＋ｅ３）／３ …式２
が３個の部品Ｅの位置を代表する部品代表位置ｅｒとして求められる。そして、ノズル代表位置ｎｒと部品代表位置ｅｒとが一致するように、同時吸着時の３個のノズルＮと３個の部品Ｅとの位置関係が求められている。この比較例では、左端のノズルＮが、左端の部品Ｅの吸着可能範囲Ｒの端部近傍に対向しており、吸着可能範囲Ｒが最小である左端の部品Ｅと当該部品Ｅを吸着予定のノズルＮとの位置関係に余裕が少ない。

これに対して、実施例では、ノズル代表位置ｎｒは、部品代表位置ｅｒよりも左側によっている。そのため、吸着可能範囲Ｒが最小である左端の部品Ｅと当該部品Ｅを吸着予定のノズルＮとの位置関係に、十分な余裕が形成されている。したがって、３個のノズルＮによって３個の部品Ｅを安定して同時吸着することが可能となる。このような位置合わせは、例えば図５のフローチャートによって実現できる。

図５は同時吸着時のノズルと部品との位置関係を算出する吸着位置算出の一例を示すフローチャートであり、同フローチャートの各ステップの演算は演算処理部１１０によって実行される。図６は図５のフローチャートに従って得られる演算結果の一例を模式的に示す図である。図６の表記の意味は、図４のそれと同様である。かかる吸着位置算出は、実装処理の開始前に行っても良いし、実装処理の途中（例えば、各実装ターンの実行前）に行っても良い。

ステップＳ１０１では、吸着グループの候補、すなわち１回の実装ターンで同時吸着するＭ個（３個）の部品Ｅで構成されるグループの候補を作成する。ステップＳ１０２では、作成した吸着グループの候補に含まれるＭ個の部品Ｅを、吸着可能範囲Ｒが狭い順にソートする。ここでは、部品Ｅに対してノズルＮの位置を合わせる方向（位置合わせ方向）はＸ方向であるので、Ｘ方向への吸着可能範囲Ｒの幅が狭い順にＭ個の部品Ｅをソートする。ここの例では、Ｘ方向において、図６の３個の部品Ｅ１、Ｅ２のうち、左端および中央の２個の部品Ｅ１、Ｅ２は最小の吸着可能範囲Ｒを有し、右端の１個の部品Ｅ３は最大の吸着可能範囲Ｒを有しており、部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の順にソートされる。

そして、部品Ｅのソート順序を示すインデックスＩをリセットしてから（ステップＳ１０３）、インデックスＩをインクリメントする（ステップＳ１０４）。そして、Ｉ番目までの部品Ｅ、すなわち１番目の部品Ｅ１を吸着するノズルＮ１についてノズル代表位置ｎｒが求められる（ステップＳ１０５）。具体的には、図６の「Ｉ＝１」の欄に示すように、ノズルＮ１の位置ｎ１がノズル代表位置ｎｒとして求められる。また、Ｉ番目までの部品Ｅ、すなわち１番目の部品Ｅ１について部品代表位置ｅｒが求められる（ステップＳ１０６）。具体的には、図６の「Ｉ＝１」の欄に示すように、部品Ｅ１の位置ｅ１が部品代表位置ｅｒとして求められる。

そして、図６の「Ｉ＝１」の欄に示すように、ノズル代表位置ｎｒと部品代表位置ｅｒとが一致するように、Ｍ個の部品Ｅに対してＭ個のノズルＮの位置がＸ方向に合わせられ（ステップＳ１０７）、部品Ｅの位置（換言すれば、吸着可能範囲Ｒの位置）とノズルＮの位置との位置ずれΔが所定の閾値以下であるかが判定される（ステップＳ１０８）。この閾値は、位置ずれΔが吸着可能範囲Ｒに所定のマージンを持って収まるように部品Ｅ毎に設定されており、吸着関連情報１３１に含まれている。部品Ｅ１については、位置ずれΔが発生していない一方、部品Ｅ２、Ｅ３についてはそれぞれ位置ずれΔ２、Δ３が発生している。したがって、ステップＳ１０８では、部品Ｅ２用の閾値と位置ずれΔ２とが比較され、部品Ｅ３用の閾値と位置ずれΔ３とが比較される。ここの例では、ノズルＮ２と部品Ｅ２の吸着可能範囲Ｒとの位置関係に余裕が少ないため、位置ずれΔ２が閾値より大きいと判定されて（ステップＳ１０８で「ＮＯ」）、ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９では、インデックスＩがノズルＮの個数Ｍ（換言すれば、同時吸着する部品Ｅの個数Ｍ）以上であるか否かが判定される。ここでは、Ｉ＝１であるため、ステップＳ１０９でＮＯと判定され、ステップＳ１０４に戻る。そして、インデックスＩがインクリメントされて（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０５～Ｓ１０８が実行される。

つまり、Ｉ番目までの部品Ｅ、すなわち１～２番目の部品Ｅ１、Ｅ２を吸着するノズルＮ１、Ｎ２についてノズル代表位置ｎｒが求められる（ステップＳ１０５）。具体的には、図６の「Ｉ＝２」の欄に示すように、ノズルＮ１、Ｎ２の位置ｎ１、ｎ２の平均、
ｎｒ＝（ｎ１＋ｎ２）／２ …式３
がノズル代表位置ｎｒとして求められる。また、Ｉ番目までの部品Ｅ、すなわち１～２番目の部品Ｅ１、Ｅ２について部品代表位置ｅｒが求められる（ステップＳ１０６）。具体的には、図６の「Ｉ＝２」の欄に示すように、部品Ｅ１、Ｅ２の位置ｅ１、ｅ２の平均
ｅｒ＝（ｅ１＋ｅ２）／２ …式４
が部品代表位置ｅｒとして求められる。

そして、図６の「Ｉ＝２」の欄に示すように、ノズル代表位置ｎｒと部品代表位置ｅｒとが一致するように、Ｍ個の部品Ｅに対してＭ個のノズルＮの位置がＸ方向に合わせられ（ステップＳ１０７）、部品Ｅの位置（換言すれば、吸着可能範囲Ｒの位置）とノズルＮの位置との位置ずれΔが所定の閾値以下であるかが判定される（ステップＳ１０８）。「Ｉ＝１」の場合と比較して「Ｉ＝２」の場合では、ノズルＮ２と部品Ｅ２の吸着可能範囲Ｒとの位置ずれΔ２が小さく抑えられており、部品Ｅ２用の閾値以下となっている。また、他の位置ずれΔ１、Δ３もそれぞれの閾値以下に抑えられている。その結果、ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」と判定され、ノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３によって部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を同時吸着すると決定される（ステップＳ１１０）。

なお、図６に示す例とは異なり、「Ｉ＝２」の場合において、ステップＳ１０８で「ＮＯ」と判定される場合もある。この場合は、ステップＳ１０９、Ｓ１０４～Ｓ１０８が再度実行される。そして、「Ｉ＝３」の場合においても、ステップＳ１０８で「ＮＯ」と判定されると、ステップＳ１０９で「ＮＯ」と判定され、部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を別々に吸着すると決定される（別吸着）。この別吸着は、１回の実装ターンを部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を順番に吸着することで行っても良いし、部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を異なる実装ターンで吸着することで行っても良い。

以上に説明した実施形態では、同時吸着を実行する際のＭ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３とＭ個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３との位置関係を、部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３それぞれの外形に応じて算出する。その結果、部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３に対して適切な位置関係をそれぞれ有するＭ個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３によって部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を同時吸着することが可能となっている。

また、記憶部１３０は、部品供給位置５ｓに供給される部品Ｅの表面（上面）のうちノズルＮが吸着できる吸着可能範囲Ｒを、部品供給位置５ｓに関連付けて記憶する。そして、演算処理部１１０は、Ｍ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３それぞれの吸着可能範囲Ｒに応じて、Ｍ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３とＭ個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３との位置関係を算出する（ステップＳ１０８）。かかる構成では、Ｍ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３それぞれの吸着可能範囲Ｒに応じてＭ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３に対する位置関係が適切化されたＭ個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３によって同時吸着を実行することが可能となる。

また、図６の「Ｉ＝２」の欄に示すように、演算処理部１１０は、Ｍ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３のうちから選択したＬ個（Ｌは１以上でＭ未満）の部品Ｅ１、Ｅ２の位置の平均を部品代表位置ｅｒとして算出する（Ｉ＝２の際のステップＳ１０６）。また、Ｍ個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３のうちＬ個の部品Ｅ１、Ｅ２を吸着予定のＬ個のノズルＮ１、Ｎ２の位置の平均をノズル代表位置ｎｒとして算出する（Ｉ＝２の際のステップＳ１０５）。そして、部品代表位置ｅｒとノズル代表位置ｎｒとが一致するように（ステップＳ１０７）、Ｍ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３とＭ個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３との位置関係を算出する（ステップＳ１０８、Ｓ１１０）。この際、Ｍ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３のうち、Ｌ個の部品Ｅ１、Ｅ２の吸着可能範囲Ｒは、他の（Ｍ－Ｌ）個の部品Ｅ３の吸着可能範囲Ｒより狭い。かかる構成では、同時吸着において、吸着可能範囲Ｒが比較的狭い部品Ｅ１、Ｅ２を確実に吸着することが可能となる。

また、演算処理部１１０は、演算の結果に基づき、Ｍ個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３によるＭ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の同時吸着の適否を判定する（ステップＳ１０８～Ｓ１１１）。これによって、同時吸着において部品Ｅの吸着の失敗が発生するのを抑制することが可能となっている。

ところで、同時吸着が不適と判定された場合には（ステップＳ１０８、Ｓ１０９）、別吸着により部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を吸着すると決定する。かかる別吸着は、上述の通り、種々の態様で実行することができ、例えば次の図７に示すように実行しても良い。

図７は部品の別吸着の実行態様の一例を模式的に示す図である。同図の例では、図５の吸着位置算出を実行した結果、ステップＳ１１１で別吸着の実行が決定された場合に相当する。特に、Ｉ＝２の際のステップＳ１０８において、部品Ｅ１、Ｅ２の吸着可能範囲Ｒに対するノズルＮ１、Ｎ２の位置ずれΔ１、Δ２はそれぞれの閾値以下である一方、部品Ｅ３に対するノズルＮ３の位置ずれΔ３が閾値より大きかった場合に相当する。

この場合、動作Ａ１１では、ノズルＮ３に優先してノズルＮ１、Ｎ２を吸着対象の部品Ｅ１、Ｅ２の吸着可能範囲Ｒに上方から対向させる。その結果、ノズルＮ３は、吸着対象の部品Ｅ３の吸着可能範囲ＲからＸ方向に外れる。この際、ノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３の下端はいずれも、Ｚ方向において部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３より上方の高さｈ１に位置する。 続いて、ノズルＮ１、Ｎ２が部品Ｅ１、Ｅ２に向けて下降を開始するとともに、ノズルＮ３がノズルＮ１、Ｎ２の下降に並行して、部品Ｅ３よりも上方の高さｈ２（高さｈ１より低い）まで下降する（動作Ａ１２）。

そして、ノズルＮ１、Ｎ２の下端が部品Ｅ１、Ｅ２の吸着可能範囲Ｒに接触すると、ノズルＮ１、Ｎ２が部品Ｅ１、Ｅ２を吸着する（動作Ａ１３）。次に、部品Ｅ１、Ｅ２を吸着したノズルＮ１、Ｎ２が高さｈ１へ上昇する途中で、ノズルＮ３を部品Ｅ３の吸着可能範囲Ｒに上方から対向させるためのノズルＮ３のＸ方向への移動と、ノズルＮ３の部品Ｅ３への下降とが開始される（動作Ａ１４）。そして、ノズルＮ３の下端が部品Ｅ３の吸着可能範囲Ｒに接触すると、ノズルＮ３が部品Ｅ３を吸着する（動作Ａ１５）。

このように、図７の例では、同時吸着が不適と判定されると、一部のノズルＮ１、Ｎ２が部品Ｅ１、Ｅ２の吸着を行ってから、他のノズルＮ３が部品Ｅ３の吸着を行う。この際、一部のノズルＮ１、Ｎ２が部品Ｅ１、Ｅ２へ向けて下降するのと並行して、他のノズルＮ３も高さｈ２まで下降する。そして、一部のノズルＮ１、Ｎ２が部品Ｅ１、Ｅ２を吸着して上昇を開始した後に、他のノズルＮ３が高さｈ２から部品Ｅ３へ向けて下降して、部品Ｅ３を吸着する。したがって、一部のノズルＮ１、Ｎ２の部品Ｅ１、Ｅ２の吸着から他のノズルＮ３の部品Ｅ３の吸着までに生じる時間を抑えることができ、Ｍ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の吸着を速やかに完了できる。

また、一部のノズルＮ１、Ｎ２は、部品Ｅ１、Ｅ２を吸着してから高さｈ１まで上昇する。これに対して、他のノズルＮ３は、高さｈ１へ向けて一部のノズルＮ１、Ｎ２が上昇している途中で、部品Ｅ３へ向けて下降を開始する。これによって、他のノズルＮ３の部品Ｅ３への下降を早期に開始でき、Ｍ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の吸着を速やかに完了できる。

このように本実施形態では、部品実装機１が本発明の「部品実装機」の一例に相当し、部品供給部２５が本発明の「部品供給部」の一例に相当し、部品供給位置５ｓが本発明の「供給位置」の一例に相当し、ヘッドユニット３が本発明の「ヘッドユニット」の一例に相当し、ノズルＮ、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が本発明の「ノズル」の一例に相当し、演算処理部１１０が本発明の「演算部」の一例に相当し、部品Ｅ、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３が本発明の「部品」の一例に相当し、記憶部１３０が本発明の「記憶部」の一例に相当し、吸着可能範囲Ｒが本発明の「吸着可能範囲」の一例に相当し、高さｈ１が本発明の「上昇位置」の一例に相当し、高さｈ２が本発明の「待機位置」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、吸着可能範囲Ｒに基づき部品Ｅに対するノズルＮの位置関係を決定する具体的方法は、図５の吸着位置算出の例に限られない。そこで、次の第１あるいは第２変形例のように構成しても良い。

第１変形例
図８は同時吸着時のノズルと部品との位置関係を算出する吸着位置算出の第１変形例を示すフローチャートであり、同フローチャートの各ステップの演算は演算処理部１１０によって実行される。なお、ここでは、上記の例との差異点を中心に説明を行い、共通点については相当符号を付して適宜説明を省略する。ただし、上記の例と共通する構成を備えることで、同様の効果が奏されることは言うまでもない。

第１変形例では、吸着グループの候補に含まれるＭ個の部品Ｅのうちから、吸着可能範囲ＲがＸ方向において最小である最小部品Ｅが特定される（ステップＳ２０１）。そして、最小部品Ｅを吸着するノズルＮの位置の平均がノズル代表位置ｎｒとして算出され（ステップＳ２０２）、最小部品の位置の平均が部品代表位置ｅｒとして算出される（ステップＳ２０３）。図６の例を参酌すると、Ｍ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３のうちの最小部品Ｅ１、Ｅ２を吸着するノズルＮ１、Ｎ２の位置の平均（＝（ｎ１＋ｎ２）／２）がノズル代表位置ｎｒとして算出される。また、最小部品Ｅ１、Ｅ２の位置の平均（＝（ｅ１＋ｅ２）／２）が部品代表位置ｅｒとして算出される。

そして、ノズル代表位置ｎｒと部品代表位置ｅｒとが一致するように、Ｍ個の部品Ｅに対してＭ個のノズルＮの位置がＸ方向に合わせられ（ステップＳ１０７）、部品Ｅの位置（換言すれば、吸着可能範囲Ｒの位置）とノズルＮの位置との位置ずれΔが所定の閾値以下であるかが判定される（ステップＳ１０８）。Ｍ個のノズルＮの全てについて、部品Ｅの吸着可能範囲Ｒに対する位置ずれΔが閾値以下であれば、ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」と判定され、同時吸着の実行が決定される（ステップＳ１１０）。一方、Ｍ個のノズルＮのいずれかについて、部品Ｅの吸着可能範囲Ｒに対する位置ずれΔが閾値より大きければ、ステップＳ１０８で「ＮＯ」と判定され、別吸着の実行が決定される（ステップＳ１１１）。

かかる第１変形例では、吸着可能範囲Ｒが最小の最小部品Ｅを優先して、部品Ｅに対するノズルＮの位置関係が決定される。したがって、同時吸着において、吸着可能範囲Ｒが最小の部品を確実に吸着することが可能となる。

第２変形例
図９は同時吸着時のノズルと部品との位置関係を算出する吸着位置算出の第２変形例を示すフローチャートであり、同フローチャートの各ステップの演算は演算処理部１１０によって実行される。なお、ここでは、上記の例との差異点を中心に説明を行い、共通点については相当符号を付して適宜説明を省略する。ただし、上記の例と共通する構成を備えることで、同様の効果が奏されることは言うまでもない。

第２変形例では、Ｍ個のノズルＮの位置の単純平均が、ノズル代表位置ｎｒとして算出され（ステップＳ３０１）、吸着グループに含まれるＭ個の部品Ｅの位置の加重平均が、部品代表位置ｅｒとして算出される（ステップＳ３０２）。この加重平均での重み係数は、吸着可能範囲Ｒの広さに基づき定められて吸着関連情報１３１に含まれており、Ｘ方向において吸着可能範囲Ｒが狭い部品Ｅの位置ほど、重い係数が対応付けられている。図６の例を参酌すると、Ｍ個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３の位置の単純平均（＝（ｎ１＋ｎ２＋ｎ３）／３）がノズル代表位置ｎｒとして算出される。また、Ｍ個の部品Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の位置の加重平均（＝（α×ｅ１＋α×ｅ２＋β×ｅ３）／（α＋α＋β））が、部品代表位置ｅｒとして算出される（なお、加重平均の分母はＭ以上、すなわち（α＋α＋β）≧３を条件とする）。ここで、部品Ｅ１、Ｅ２の吸着可能範囲Ｒは、部品Ｅ３の吸着可能範囲Ｒより狭いため、部品Ｅ１、Ｅ２の位置ｅ１、ｅ２に対する重み係数αは、部品Ｅ３の位置ｅ３に対する重み係数βより大きい。こうして、ノズル代表位置ｎｒと部品代表位置ｅｒとを算出してから、上述と同様に、ステップＳ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１１１が実行される。

かかる第２変形例では、吸着可能範囲Ｒが狭い部品Ｅほど重い係数を乗じたＭ個の部品Ｅの位置の加重平均を部品代表位置ｅｒとして算出するとともに（ステップＳ３０２）、Ｍ個のノズルＮの位置の単純平均をノズル代表位置ｎｒとして算出する（ステップＳ３０１）。そして、部品代表位置ｅｒとノズル代表位置ｎｒとが一致するように（ステップＳ１０７）、Ｍ個の部品ＥとＭ個のノズルＮとの位置関係が算出される（ステップＳ１０８、Ｓ１１０）。かかる構成では、同時吸着において、吸着可能範囲Ｒが狭い部品Ｅを確実に吸着することが可能となる。

なお、ここで示した変形例以外の変形も適宜実行できる。例えば、ヘッドユニット３が備えるノズルＮの個数Ｍは「３」に限られず「２」以上であれば良い。

また、ヘッドユニット３は、上述のインラインタイプに限られない。したがって、特開２０１７－１０７９６０号公報に示されるようなロータリータイプの実装ヘッドを備えた部品実装機１で部品Ｅを同時吸着する場合にも、上記の実施例が有効に機能しうる。

また、部品Ｅの吸着可能範囲Ｒのバリエーションも、図３や図４等で例示したものに限られない。要するに、同時吸着の対象となるＭ個の部品Ｅに、異なる吸着可能範囲Ｒを有する種類の異なる部品Ｅが混在する場合であれば、上記の実施例が有効に機能しうる。

１…部品実装機
２５…部品供給部
３…ヘッドユニット
５ｓ…部品供給位置（供給位置）
１１０…演算処理部（演算部）
１３０…記憶部
Ｎ、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３…ノズル
Ｅ、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３…部品
Ｒ…吸着可能範囲
ｈ１…高さ（上昇位置）
ｈ２…高さ（待機位置）

Claims (8)

1. 複数の供給位置のそれぞれに部品を供給する部品供給部と、
   前記複数の供給位置に供給される部品のうちＭ個（Ｍは２以上の整数）の部品に向けてＭ個のノズルを下降させて前記Ｍ個のノズルに同時に前記部品を吸着させる同時吸着を実行可能なヘッドユニットと、
   前記同時吸着を実行する際の前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を前記Ｍ個の部品それぞれの外形に応じて算出するための演算を実行する演算部と、
   前記供給位置に供給される前記部品の表面のうち前記ノズルが吸着できる吸着可能範囲を、前記供給位置に関連付けて記憶する記憶部と
   を備え、
   前記演算部は、前記Ｍが３以上の場合において、前記Ｍ個の部品それぞれの前記吸着可能範囲と、前記Ｍ個のノズルの位置とに応じて、前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を算出する部品実装機。
2. 複数の供給位置のそれぞれに部品を供給する部品供給部と、
   前記複数の供給位置に供給される部品のうちＭ個（Ｍは２以上の整数）の部品に向けてＭ個のノズルを下降させて前記Ｍ個のノズルに同時に前記部品を吸着させる同時吸着を実行可能なヘッドユニットと、
   前記供給位置に供給される前記部品の表面のうち前記ノズルが吸着できる吸着可能範囲を、前記供給位置に関連付けて記憶する記憶部と、
   前記同時吸着を実行する際の前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を前記Ｍ個の部品それぞれの外形に応じて算出するための演算を実行して、前記Ｍ個の部品それぞれの前記吸着可能範囲に応じて、前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を算出する演算部と
   を備え、
   前記演算部は、前記吸着可能範囲が狭い前記部品ほど重い係数を乗じた前記Ｍ個の部品の位置の加重平均を部品代表位置として算出するとともに、前記Ｍ個のノズルの位置の単純平均をノズル代表位置として算出し、前記部品代表位置と前記ノズル代表位置とが一致するように、前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を算出する部品実装機。
3. 複数の供給位置のそれぞれに部品を供給する部品供給部と、
   前記複数の供給位置に供給される部品のうちＭ個（Ｍは２以上の整数）の部品に向けてＭ個のノズルを下降させて前記Ｍ個のノズルに同時に前記部品を吸着させる同時吸着を実行可能なヘッドユニットと、
   前記供給位置に供給される前記部品の表面のうち前記ノズルが吸着できる吸着可能範囲を、前記供給位置に関連付けて記憶する記憶部と、
   前記同時吸着を実行する際の前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を前記Ｍ個の部品それぞれの外形に応じて算出するための演算を実行して、前記Ｍ個の部品それぞれの前記吸着可能範囲に応じて、前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を算出する演算部と
   を備え、
   前記演算部は、前記Ｍ個の部品のうちから選択したＬ個（Ｌは１以上でＭ未満）の部品の位置の平均を部品代表位置として算出するとともに、前記Ｍ個のノズルのうち前記Ｌ個の部品を吸着予定のＬ個のノズルの位置の平均をノズル代表位置として算出し、前記部品代表位置と前記ノズル代表位置とが一致するように、前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を算出し、
   前記Ｍ個の部品のうち、前記Ｌ個の部品の前記吸着可能範囲は、他の（Ｍ－Ｌ）個の部品の前記吸着可能範囲より狭い部品実装機。
4. 複数の供給位置のそれぞれに部品を供給する部品供給部と、
   前記複数の供給位置に供給される部品のうちＭ個（Ｍは２以上の整数）の部品に向けてＭ個のノズルを下降させて前記Ｍ個のノズルに同時に前記部品を吸着させる同時吸着を実行可能なヘッドユニットと、
   前記供給位置に供給される前記部品の表面のうち前記ノズルが吸着できる吸着可能範囲を、前記供給位置に関連付けて記憶する記憶部と、
   前記同時吸着を実行する際の前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を前記Ｍ個の部品それぞれの外形に応じて算出するための演算を実行して、前記Ｍ個の部品それぞれの前記吸着可能範囲に応じて、前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を算出する演算部と、
   を備え、
   前記演算部は、前記Ｍ個の部品のうち前記吸着可能範囲が最小である最小部品の位置の平均を部品代表位置として算出するとともに、前記Ｍ個のノズルのうち前記最小部品を吸着予定のノズルの位置の平均をノズル代表位置として算出し、前記部品代表位置と前記ノズル代表位置とが一致するように、前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を算出する部品実装機。
5. 前記演算部は、前記演算の結果に基づき、前記Ｍ個のノズルによる前記Ｍ個の部品の同時吸着の適否を判定する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の部品実装機。
6. 前記Ｍ個のノズルは、それぞれが吸着予定の前記部品まで下降して当該部品を吸着し、
   前記演算部が同時吸着を不適と判定した場合は、前記Ｍ個のノズルのうち、一部のノズルが前記部品まで下降するとともに、他のノズルが前記一部のノズルの下降と並行して前記部品よりも上方の待機位置まで下降し、前記一部のノズルが前記部品を吸着して上昇を開始した後に、前記他のノズルが前記待機位置から前記部品に下降して前記部品を吸着する請求項５に記載の部品実装機。
7. 前記一部のノズルは、前記部品を吸着してから上昇位置まで上昇し、
   前記他のノズルは、前記上昇位置へ向けて前記一部のノズルが上昇している途中で、前記部品へ向けて下降を開始する請求項６に記載の部品実装機。
8. 複数の供給位置に供給される部品のうちＭ個（Ｍは２以上の整数）の部品に向けてＭ個のノズルを下降させて前記Ｍ個のノズルに同時に前記部品を吸着させる同時吸着を実行する際の前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を、前記Ｍ個の部品それぞれの外形に応じて算出するための演算を演算部により実行する工程と、
   前記演算の結果に基づき、前記ノズルによる前記部品の吸着を制御する工程と
   を備え、
   前記供給位置に供給される前記部品の表面のうち前記ノズルが吸着できる吸着可能範囲が、前記供給位置に関連付けて記憶部に記憶されており、
   前記演算部は、前記Ｍが３以上の場合において、前記Ｍ個の部品それぞれの前記吸着可能範囲と、前記Ｍ個のノズルの位置とに応じて、前記Ｍ個の部品と前記Ｍ個のノズルとの位置関係を算出する部品吸着方法。
   

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