JP7286584B2 - 実装機 - Google Patents

Description

本発明は、プッシュアップピンに支持された基板に部品を搭載するヘッドユニットを備えた実装機に関する。

従来から、プリント配線板等の基板上に電子部品（以下、単に「部品」という）を搭載する実装機が知られている。この種の実装機は、基板を支持する基板支持ユニットと、当該基板に部品を搭載するヘッドユニットとを備えている。基板支持ユニットは、プッシュアッププレートと、当該プッシュアッププレートの上面に着脱自在に装着されるプッシュアップピンと含む。基板支持ユニットは、プッシュアッププレート上に立設されたプッシュアップピンによって、基板を下方側から支持する。

ところで、プッシュアッププレート上に、何らかの原因で部品等の異物が落下することがある。この場合、プッシュアッププレート上の異物がプッシュアップピンに付着する可能性がある。プッシュアップピンに異物が付着すると、基板の支持性能を悪化させる虞がある。更には、プッシュアップピンの交換時において、ヘッドユニットによってプッシュアップピンを保持し、この状態でヘッドユニットを、プッシュアップピンを格納するためのピンステーションへ移動させるときに、プッシュアップピンに付着した異物が実装機の構造物に干渉する虞もある。また、異物に起因してプッシュアップピンを正常姿勢でピンステーションに格納することができず、これが原因で、ピンステーションに格納されたプッシュアップピンとヘッドユニットとに干渉が生じる虞もある。

そこで、プッシュアップピンに付着した異物を除去する等のメンテナンス作業が、オペレータによって定期的に行われる。例えばチップ部品のような微小部品が異物として存在していた場合、このような異物をオペレータが目視で見つけるのは困難である。このため、前記メンテナンス作業は、オペレータにとって煩雑な作業となっている。

このような問題を解決するための技術として、特許文献１にはプッシュアッププレート上の異物を掃き出す掃き出し部材を設置することが開示され、特許文献２にはエアを噴射して異物を吹き飛ばすエア噴射部を設置することが開示されている。

特許第６０１２０６７号公報 特許第３７１９０６２号公報

しかしながら、特許文献１に開示される掃き出し部材や特許文献２に開示されるエア噴射部を用いたとしても、プッシュアッププレート上の異物を完全に除去することはできず、かえってプッシュアッププレート上に異物を散らかしてしまう現象も生じ得る。このため、オペレータによる前記メンテナンス作業の効率化を図ることはできず、プッシュアップピンに付着した異物に起因する基板の支持性能を悪化させる現象等の不具合が生じることを抑制することはできない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プッシュアップピンに付着した異物を除去する等のメンテナンス作業の効率化を図り、当該異物の付着に起因した不具合が生じることを抑制することが可能な実装機を提供することにある。

本発明の一の局面に係る実装機は、本体フレームと、吸着ノズルを有し、前記本体フレームに移動可能に設けられるヘッドユニットと、前記本体フレームに配置されるプッシュアッププレートと、前記プッシュアッププレート上に立設され、下方側から基板を支持するプッシュアップピンと、前記本体フレームに配置され、基板の支持に用いられない前記プッシュアップピンが格納されるピンステーションと、撮像対象を撮像する撮像動作を行って検査画像を取得する撮像部と、前記プッシュアッププレートと前記ピンステーションとの間で前記ヘッドユニットを移動させ、前記吸着ノズルによって吸着保持した前記プッシュアップピンを搬送するピン搬送動作を実行させるヘッド制御部と、前記撮像部によって取得された検査画像を解析する解析部と、を備える。前記撮像部は、前記本体フレームに配置され、前記ヘッドユニットによる前記ピン搬送動作に応じた前記プッシュアップピンの前記プッシュアッププレートから前記ピンステーションへの搬送中に、当該プッシュアップピンの下端部を撮像対象として下方側から撮像する第１ピン撮像動作を行ってピン検査画像を取得する第１撮像部を含む。前記解析部は、前記第１ピン撮像動作に応じて取得されたピン検査画像に基づいて、前記プッシュアップピンに対する異物の付着の有無を解析し、その解析結果を出力する。

この実装機によれば、ヘッド制御部は、ヘッドユニットを制御し、プッシュアップピンをプッシュアッププレートからピンステーションへ搬送するピン搬送動作を実行させる。このヘッドユニットのピン搬送動作の実行中において、第１撮像部は、ヘッドユニットの吸着ノズルに吸着保持されたプッシュアップピンの下端部を下方側から撮像する第１ピン撮像動作を行ってピン検査画像を取得する。このようにして取得されたピン検査画像に基づいて、解析部は、プッシュアップピンに対する異物の付着の有無を解析し、その解析結果を出力する。

プッシュアップピンに付着した異物が、オペレータの目視によって見つけるのが困難な微小異物であったとしても、第１撮像部により取得されるピン検査画像には、その異物に対応する領域が現れる。このため、解析部から出力されるピン検査画像に基づく解析結果は、プッシュアップピンに対する異物の付着の有無を正確に示したものとなる。オペレータは、このような解析結果を確認することによって、プッシュアップピンに異物が付着しているか否かを容易に把握することができ、異物の付着が生じていた場合にはその異物を除去するメンテナンス作業を効率よく行うことができる。これにより、プッシュアップピンに付着した異物に起因する基板の支持性能を悪化させる現象や、プッシュアップピンのピンステーションへの格納時において、ピンステーションに格納されたプッシュアップピンとヘッドユニットとに干渉が生じる現象等の不具合が生じることを抑制することができる。

上記の実装機は、前記本体フレームに配置され、部品を供給する部品供給ユニットを、更に備える構成であってもよい。そして、前記ヘッド制御部は、前記部品供給ユニットと前記プッシュアップピンに支持された基板との間で前記ヘッドユニットを移動させ、前記吸着ノズルによって吸着保持した部品を基板に搭載する部品搭載動作を実行させると共に、前記部品搭載動作の終了後において、前記ヘッドユニットに前記ピン搬送動作を実行させる。

この態様では、１つのヘッドユニットに、部品搭載動作とピン搬送動作との２つの動作を実行させることができる。

上記の実装機は、前記ヘッドユニットによる前記部品搭載動作の実行中における部品の落下の可能性の有無を判定する部品落下判定部を、更に備える構成であってもよい。そして、前記第１撮像部は、前記部品落下判定部によって部品落下の可能性が有ると判定された場合には前記第１ピン撮像動作を行い、前記部品落下判定部によって部品落下の可能性が無いと判定された場合には前記第１ピン撮像動作を省略する。

この態様では、第１撮像部による第１ピン撮像動作は、部品落下判定部の判定結果に応じて行われる。部品落下判定部の判定結果が、ヘッドユニットによる部品搭載動作の実行中に部品落下の可能性が無いことを示す結果である場合には、プッシュアッププレート上に部品等の異物が落下していない可能性が高く、これに伴ってプッシュアップピンに対する異物の付着も無い可能性が高い。このような場合に、第１撮像部による第１ピン撮像動作が省略される。これにより、第１撮像部による第１ピン撮像動作の過度な実行が抑止され、これに伴って解析部による過度な解析動作の実行についても抑止される。このため、プッシュアップピンのピンステーションへの格納時において、第１撮像部及び解析部の各動作に要する時間を可及的に短縮することができる。

上記の実装機は、前記ピンステーションに格納された前記プッシュアップピンの高さ異常の有無を判定する高さ異常判定部を、更に備える構成であってもよい。そして、前記ヘッド制御部は、前記高さ異常判定部によって高さ異常が有ると判定された場合、当該高さ異常に対応した特定のプッシュアップピンを前記吸着ノズルによって吸着保持した状態の前記ヘッドユニットを、前記ピンステーションから前記第１撮像部へ移動させ、前記第１撮像部は、前記ヘッドユニットの移動に応じて前記特定のプッシュアップピンが搬送されると、当該特定のプッシュアップピンの下端部を下方側から撮像する第２ピン撮像動作を行ってピン検査画像を取得し、前記解析部は、前記第２ピン撮像動作に応じて取得されたピン検査画像に基づいて、前記特定のプッシュアップピンに対する異物の付着の有無を解析し、その解析結果を出力する。

ヘッドユニットのピン搬送動作によってピンステーションに到着したプッシュアップピンは、ヘッドユニットの下降動作等によってピンステーションに格納される。この際、ピンステーションに異物が落下していた場合には、当該異物がプッシュアップピンに付着する現象が生じ得る。この場合、プッシュアップピンのピンステーションへの格納時におけるヘッドユニットの下降動作において、通常の下降位置への下降が阻止され、プッシュアップピンの高さ異常が生じる。つまり、プッシュアップピンのピンステーションへの格納時において、高さ異常判定部によって高さ異常が有ると判定された場合、ピンステーションに落下していた異物がプッシュアップピンに付着する可能性がある。

そこで、高さ異常判定部によって高さ異常が有ると判定された場合、ヘッド制御部は、プッシュアップピンを保持した状態のヘッドユニットをピンステーションから第１撮像部へ移動させる。ヘッドユニットが第１撮像部に到着すると、第１撮像部は、ヘッドユニットの吸着ノズルに吸着保持されたプッシュアップピンの下端部を下方側から撮像する第２ピン撮像動作を行ってピン検査画像を取得する。このようにして取得されたピン検査画像に基づいて、解析部は、プッシュアップピンに対する異物の付着の有無を解析し、その解析結果を出力する。オペレータは、このような解析結果を確認することによって、ピンステーションに落下していた異物がプッシュアップピンに付着しているか否かを容易に把握することができ、異物の付着が生じていた場合にはその異物を除去するメンテナンス作業を効率よく行うことができる。

上記の実装機において、前記撮像部は、前記ヘッドユニットに配置される第２撮像部を含み、前記ヘッド制御部は、前記特定のプッシュアップピンに異物の付着が無いとの解析結果が前記解析部から出力された場合、前記ヘッドユニットを前記第１撮像部から前記ピンステーションへ移動させ、前記第２撮像部は、前記ヘッドユニットが前記ピンステーションに到着すると、当該ピンステーションを撮像対象として上方側から撮像するステーション撮像動作を行ってステーション検査画像を取得し、前記解析部は、前記ステーション検査画像に基づいて、前記ピンステーションにおける異物の有無を解析し、その解析結果を出力する構成であってもよい。

第１撮像部の第２ピン撮像動作に応じて取得されたピン検査画像に基づく解析部の解析結果が、異物の付着が無いとの結果であった場合、プッシュアップピンのピンステーションへの格納時において、ピンステーションに落下していた異物がプッシュアップピンに付着しなかったと想定される。この場合、ピンステーションに異物が落下したままの状態であると想定される。そこで、ヘッド制御部は、第２撮像部が配置されたヘッドユニットを第１撮像部からピンステーションへ移動させる。ヘッドユニットがピンステーションに到着すると、第２撮像部は、ピンステーションを上方側から撮像するステーション撮像動作を行ってステーション検査画像を取得する。このようにして取得されたステーション検査画像に基づいて、解析部は、ピンステーションにおける異物の有無を解析し、その解析結果を出力する。オペレータは、このような解析結果を確認することによって、ピンステーションに異物が落下しているか否かを容易に把握することができ、異物の落下が生じていた場合にはその異物を除去するメンテナンス作業を効率よく行うことができる。

上記の実装機において、前記解析部は、異物の付着が無い状態の前記プッシュアップピンに対応した基準画像を参照し、前記基準画像とピン検査画像とを比較する画像比較処理、或いは、前記基準画像とピン検査画像とのパターンマッチング処理を行うことによって、前記プッシュアップピンに対する異物の付着の有無を解析する構成であってもよい。

この態様では、解析部は、画像比較処理又はパターンマッチング処理を行うことによって、プッシュアップピンに対する異物の付着の有無を解析することができる。

以上説明したように、本発明によれば、プッシュアップピンに付着した異物を除去する等のメンテナンス作業の効率化を図り、当該異物の付着に起因した不具合が生じることを抑制することが可能な実装機を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る実装機のブロック図である。 実装機本体の構成を示す平面図である。 ヘッドユニットの部分を拡大して示す図である。 基板支持ユニットの構成を概略的に示す図である。 第１撮像部の撮像動作により取得される画像を説明するための図である。 実装機によりピン回収処理が実行されたときの動作を説明する図である。 実装機によりピン回収処理が実行されたときの動作を説明する図である。 ピン回収処理の処理フローを示すフローチャートである。 ピン回収処理の処理フローを示すフローチャートである。

図１は、本発明の一実施形態に係る実装機１のブロック図である。実装機１は、プリント基板（以下、「基板」と称する）上に電子部品（以下、「部品」と称する）が搭載された電子回路基板を生産する装置である。実装機１により生産された電子回路基板は、不図示の検査機に搬入され、当該検査機において基板に対する部品の搭載状態が検査される。実装機１は、実装機本体２と、制御装置５とを備える。実装機本体２は、部品搭載動作等を行う構造部分を構成する。制御装置５は、実装機本体２の部品搭載動作等を制御する。

まず、実装機本体２について、図１に加えて図２、図３及び図４を参照して説明する。図２は、実装機本体２の構成を示す平面図であり、図３は、ヘッドユニット２５の部分を拡大して示す図である。また、図４は、基板支持ユニット２８の構成を概略的に示す図である。なお、以下では、方向関係については水平面上において互いに直交するＸＹ直交座標を用いて説明する。

実装機本体２による部品の搭載前において基板ＰＰには、半田ペーストのパターンが印刷されている。つまり、実装機本体２は、パターン形成装置により半田ペーストのパターンが印刷された基板ＰＰに部品を搭載する。実装機本体２は、本体フレーム２１と、コンベア２３と、部品供給ユニット２４と、ヘッドユニット２５と、基板支持ユニット２８とを備える。

本体フレーム２１は、実装機本体２を構成する各部が配置される構造体であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向と直交する方向（鉛直方向）から見た平面視で略矩形状に形成されている。コンベア２３は、Ｘ軸方向に延び、本体フレーム２１に配置される。コンベア２３は、基板ＰＰをＸ軸方向に搬送する。コンベア２３上を搬送される基板ＰＰは、所定の作業位置（基板ＰＰ上に部品が搭載される部品搭載位置）に、基板支持ユニット２８によって位置決めされるようになっている。

基板支持ユニット２８は、図４に示すように、プッシュアッププレート２８１と、プッシュアップピン２８２と、昇降装置２８３とを含む。昇降装置２８３は、主に、エアシリンダなどにより上端が鉛直方向に昇降する支柱２８３１と、支柱２８３１の上端に略水平に固定された板状の固定台２８３２とを有し、本体フレーム２１の所定の位置に設置されている。プッシュアッププレート２８１は、前記固定台２８３２に固定された平板状のプレートである。すなわち、プッシュアッププレート２８１は、固定台２８３２を介して本体フレーム２１に配置されている。プッシュアッププレート２８１の上面には、プッシュアップピン２８２が立設される。プッシュアッププレート２８１の上面は、平坦面であってもよいし、複数の凹部が形成されていてもよい。平坦面である場合には、プッシュアッププレート２８１の上面に直接的にプッシュアップピン２８２が立設される。一方、複数の凹部が形成されている場合には、当該凹部に嵌め込まれた状態でプッシュアップピン２８２が立設される。プッシュアップピン２８２は、プッシュアッププレート２８１の上面に立設されるピン状の部材である。プッシュアップピン２８２は、磁気吸着部２８２１（下端部）と、当該磁気吸着部２８２１から直線状に延びるピン本体２８２２とを有する。プッシュアップピン２８２は、磁気吸着部２８２１の磁気吸着によってプッシュアッププレート２８１の上面に配置された状態において、ピン本体２８２２の先端部によって下方側から基板ＰＰを支持する。

また、図２に示すように、本体フレーム２１には、ピンステーション２９が配置されている。ピンステーション２９は、基板ＰＰの支持に用いられていないプッシュアップピン２８２が、磁気吸着部２８２１を下にした立ち姿勢で格納される部分である。

部品供給ユニット２４は、本体フレーム２１におけるＹ軸方向の＋Ｙ側及び－Ｙ側のそれぞれの領域部分に、コンベア２３を挟んで配置される。部品供給ユニット２４は、本体フレーム２１において、フィーダー２４Ｆが複数並設された状態で装着される領域であって、後述のヘッドユニット２５に備えられる搭載ヘッド２５１による保持対象の部品毎に、各フィーダー２４Ｆのセット位置が区画されている。フィーダー２４Ｆは、部品供給ユニット２４に着脱自在に装着される。フィーダー２４Ｆは、複数の部品を保持し、その保持した部品をフィーダー内に設定された所定の部品供給位置に供給できるものであれば特に限定されず、例えばテープフィーダーである。テープフィーダーは、部品を所定間隔おきに収納した部品収納テープが巻回されたリールを備え、そのリールから部品収納テープを送出することにより、部品を供給するように構成されたフィーダーである。

ヘッドユニット２５は、移動フレーム２７に保持されている。本体フレーム２１上には、Ｙ軸方向に延びる固定レール２６１と、Ｙ軸サーボモータ２６３により回転駆動されるボールねじ軸２６２とが配設されている。移動フレーム２７は固定レール２６１上に配置され、この移動フレーム２７に設けられたナット部分２７１がボールねじ軸２６２に螺合している。また、移動フレーム２７には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材２７２と、Ｘ軸サーボモータ２７４により駆動されるボールねじ軸２７３とが配設されている。このガイド部材２７２にヘッドユニット２５が移動可能に保持され、このヘッドユニット２５に設けられたナット部分がボールねじ軸２７３に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ２６３の作動により移動フレーム２７がＹ軸方向に移動すると共に、Ｘ軸サーボモータ２７４の作動によりヘッドユニット２５が移動フレーム２７に対してＸ軸方向に移動するようになっている。すなわち、ヘッドユニット２５は、移動フレーム２７の移動に伴ってＹ軸方向に移動可能であり、且つ、移動フレーム２７に沿ってＸ軸方向に移動可能である。

ヘッドユニット２５は、部品供給ユニット２４とプッシュアップピン２８２に支持された基板ＰＰとの間で移動可能であると共に、プッシュアッププレート２８１とピンステーション２９との間で移動可能である。ヘッドユニット２５は、部品供給ユニット２４と基板ＰＰとの間で移動することにより、部品を基板ＰＰに搭載する部品搭載動作を実行する。この部品搭載動作が終了し電子回路基板の生産が終了すると、ヘッドユニット２５は、プッシュアッププレート２８１とピンステーション２９との間で移動することにより、プッシュアッププレート２８１上に配置されていたプッシュアップピン２８２をピンステーション２９に搬送するピン搬送動作を実行する。すなわち、ヘッドユニット２５は、部品搭載動作とピン搬送動作との２つの動作を実行する。なお、部品搭載動作用のヘッドユニットと、ピン搬送動作用のヘッドユニットとを個別に設けるようにしてもよい。

ヘッドユニット２５は、図３に示すように、複数の搭載ヘッド２５１を備えている。各搭載ヘッド２５１は、前記部品搭載動作の実行時において、部品供給ユニット２４から部品を取り出すと共に、その取り出した部品を基板ＰＰ上に搭載（実装）する。一方、前記ピン搬送動作の実行時においては、各搭載ヘッド２５１は、プッシュアッププレート２８１からプッシュアップピン２８２を取り出すと共に、その取り出したプッシュアップピン２８２をピンステーション２９に格納する。搭載ヘッド２５１には、その先端（下端）に吸着ノズル２５１１が装着されている。吸着ノズル２５１１としては、部品の吸着保持が可能な部品保持用のノズルと、プッシュアップピン２８２の吸着保持が可能なピン保持用のノズルとが存在する。吸着ノズル２５１１は、電動切替弁を介して負圧発生装置、正圧発生装置及び大気の何れかに連通可能とされている。つまり、吸着ノズル２５１１に負圧が供給されることで当該吸着ノズル２５１１による部品又はプッシュアップピン２８２の吸着保持（取り出し）が可能となり、その後、正圧が供給されることで当該部品又はプッシュアップピン２８２の吸着保持が解除される。

搭載ヘッド２５１は、ヘッドユニット２５のフレームに対してＺ軸方向（鉛直方向）に昇降可能であると共に、Ｚ軸方向に延びるヘッド軸回りの回転が可能とされている。搭載ヘッド２５１は、部品又はプッシュアップピン２８２の吸着ノズル２５１１による吸着保持が可能な吸着可能位置と、吸着可能位置に対して上方側の退避位置との間で、Ｚ軸方向に沿って昇降可能である。つまり、部品又はプッシュアップピン２８２を吸着ノズル２５１１によって吸着保持するときには、搭載ヘッド２５１は、退避位置から吸着可能位置へ向かって下降し、当該吸着可能位置において部品又はプッシュアップピン２８２を吸着保持する。一方、部品又はプッシュアップピン２８２の吸着保持後の搭載ヘッド２５１は、吸着可能位置から退避位置へ向かって上昇する。更に、搭載ヘッド２５１は、吸着ノズル２５１１によって吸着保持された部品を基板ＰＰ上の予め定められた搭載位置に搭載することが可能な搭載可能位置と、前記退避位置との間で、Ｚ軸方向に沿って昇降可能である。或いは、搭載ヘッド２５１は、吸着ノズル２５１１によって吸着保持されたプッシュアップピン２８２をピンステーション２９の所定の位置に格納することが可能な格納可能位置と、前記退避位置との間で、Ｚ軸方向に沿って昇降可能である。

実装機本体２は、図１に示すように、撮像部３と報知部４とを更に備える。報知部４は、例えば液晶ディスプレイ等によって構成される表示部であり、後記の制御装置５の解析部５６による解析結果等の情報を報知（表示）する。

撮像部３は、撮像対象を撮像する撮像動作を行って検査画像を取得する。撮像部３は、図２に示すように、第１撮像部３１と、第２撮像部３２と、第３撮像部３３とを含む。

第１撮像部３１は、本体フレーム２１上において部品供給ユニット２４とコンベア２３との間に設置され、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ－ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子を備えた撮像カメラである。第１撮像部３１は、ヘッドユニット２５が前記部品搭載動作を実行しているときには、部品供給ユニット２４からプッシュアップピン２８２により支持された基板ＰＰへ向かってヘッドユニット２５が移動している間において、搭載ヘッド２５１の吸着ノズル２５１１によって吸着保持された部品を、下方側から撮像して第１部品認識画像を取得する。第１撮像部３１により取得された第１部品認識画像は後記の制御装置５の記憶部６０に記憶され、部品落下判定部５７による部品落下の判定の際に参照される。一方、ヘッドユニット２５が前記ピン搬送動作を実行しているときには、第１撮像部３１は、当該ピン搬送動作に応じたプッシュアップピン２８２の搬送中に、プッシュアップピン２８２の磁気吸着部２８２１を下方側から撮像するピン撮像動作を行ってピン検査画像を取得する。第１撮像部５７により取得されたピン検査画像は後記の制御装置５の記憶部６０に記憶され、解析部５６による解析動作において参照される。

第２撮像部３２は、ヘッドユニット２５に配置され、例えばＣＭＯＳやＣＣＤ等の撮像素子を備えた撮像カメラである。第２撮像部３２は、ヘッドユニット２５が前記部品搭載動作を実行しているときには、プッシュアップピン２８２により支持された基板ＰＰの上面に付設されている各種マークを認識するために、当該マークを上方側から撮像する。第２撮像部３２による基板ＰＰ上のマークの認識によって、基板ＰＰの原点座標に対する位置ずれ量が検知される。一方、ヘッドユニット２５が前記ピン搬送動作を実行しているときには、第２撮像部３２は、ピンステーション２９を撮像対象として上方側から撮像するステーション撮像動作を行ってステーション検査画像を取得する。第２撮像部３２により取得されたステーション検査画像は後記の制御装置５の記憶部６０に記憶され、解析部５６による解析動作において参照される。

第３撮像部３３は、ヘッドユニット２５に配置され、例えばＣＭＯＳやＣＣＤ等の撮像素子を備えた撮像カメラである。第３撮像部３３は、ヘッドユニット２５が前記部品搭載動作を実行しているときに、基板ＰＰに対する部品の搭載直前において、吸着ノズル２５１１に吸着保持された部品を、側方から撮像して第２部品認識画像を取得する。第３撮像部３３により取得された第２部品認識画像は後記の制御装置５の記憶部６０に記憶され、部品落下判定部５７による部品落下の判定の際に参照される。

制御装置５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成されている。制御装置５は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、実装機本体２の各構成要素の動作を制御する。制御装置５は、図１に示すように、主たる機能構成として、基板搬送制御部５１と、基板支持制御部５２と、部品供給制御部５３と、ヘッド制御部５４と、撮像制御部５５と、解析部５６と、部品落下判定部５７と、高さ異常判定部５８と、報知制御部５９と、記憶部６０とを含む。

基板搬送制御部５１は、コンベア２３による基板ＰＰの搬送動作を制御する。なお、基板搬送制御部５１は、ヘッドユニット２５による前記部品搭載動作が終了し電子回路基板の生産が終了すると、コンベア２３による基板ＰＰの搬送動作を停止させる。基板支持制御部５２は、基板支持ユニット２８による基板ＰＰの支持動作を制御する。なお、基板支持制御部５２は、電子回路基板の生産が終了すると、基板支持ユニット２８による基板ＰＰの支持動作を停止させる。部品供給制御部５３は、部品供給ユニット２４に配列された複数のフィーダー２４Ｆの各々の部品供給動作を制御する。なお、部品供給制御部５３は、電子回路基板の生産が終了すると、フィーダー２４Ｆによる部品供給動作を停止させる。

ヘッド制御部５４は、ヘッドユニット２５を制御し、当該ヘッドユニット２５による前記部品搭載動作と前記ピン搬送動作とを実行させる。撮像制御部５５は、撮像部３を構成する第１撮像部３１、第２撮像部３２及び第３撮像部３３による撮像動作を制御する。報知制御部５９は、報知部４による報知動作を制御する。

記憶部６０は、ヘッドユニット２５による前記部品搭載動作時に生じた情報として、第１撮像部３１の前記第１部品認識画像、第３撮像部３３の前記第２部品認識画像、吸着ノズル２５１１が部品を吸着保持したときの負圧発生装置の負圧レベルに関する情報をそれぞれ記憶する。更に、記憶部６０は、ヘッドユニット２５による前記ピン搬送動作時に生じた情報として、第１撮像部３１の前記ピン検査画像、第２撮像部３２の前記ステーション検査画像をそれぞれ記憶する。

解析部５６は、ヘッドユニット２５による前記ピン搬送動作の実行時において、記憶部６０から前記ピン検査画像及び前記ステーション検査画像を読み出して、各画像を解析する解析処理を行う。この解析部５６の解析処理の詳細については、後述する。

部品落下判定部５７は、ヘッドユニット２５による前記ピン搬送動作の実行時において、ヘッドユニット２５の前記部品搭載動作時の、部品の落下の可能性の有無を判定する部品落下判定処理を行う。具体的に、部品落下判定部５７は、記憶部６０に記憶された、フィーダー２４Ｆによって供給された部品を吸着ノズル２５１１が吸着保持したときの負圧発生装置の負圧レベルに基づいて、部品落下の可能性の有無を判定する。この場合、部品落下判定部５７は、吸着ノズル２５１１の負圧レベルが基準レベルよりも下回っていれば、フィーダー２４Ｆによって供給された部品の吸着時に部品吸着エラーが発生したと認識し、部品落下の可能性が有ると判定する。また、部品落下判定部５７は、生産された電子回路基板を検査する検査機の検査結果等に基づいて、部品落下の可能性の有無を判定する。この場合、部品落下判定部５７は、電子回路基板における部品の搭載状態において未搭載の箇所が存在すれば、部品未搭載エラーが発生したと認識し、部品落下の可能性が有ると判定する。また、部品落下判定部５７は、記憶部６０に記憶された、第１撮像部３１の前記第１部品認識画像及び第３撮像部３３の前記第２部品認識画像に基づいて、部品落下の可能性の有無を判定する。この場合、部品落下判定部５７は、前記第１部品認識画像が部品有りの認識結果を示し、前記第２部品認識画像が部品無しの認識結果を示していれば、吸着ノズル２５１１に吸着保持されていた部品の基板ＰＰ上への搭載前における保持エラーが発生したと認識し、部品落下の可能性が有ると判定する。

高さ異常判定部５８は、ヘッドユニット２５による前記ピン搬送動作の実行時において、ピンステーション２９に格納されたプッシュアップピン２８２の高さ異常の有無を判定する高さ異常判定処理を行う。高さ異常判定部５８は、吸着ノズル２５１１によって吸着保持されたプッシュアップピン２８２をピンステーション２９の所定の位置に格納するときに、搭載ヘッド２５１が前記格納可能位置に達するまで下降したか否かに基づいて、高さ異常の有無を判定する。この場合、高さ異常判定部５８は、プッシュアップピン２８２のピンステーション２９への格納時において、搭載ヘッド２５１が前記格納可能位置に達するまで下降できなかったときには、高さ異常が有ると判定する。

ヘッドユニット２５による前記部品搭載動作が終了し、一の電子回路基板の生産が終了すると、次の生産のための段取り作業が行われる。段取り作業としては、部品供給ユニット２４に配列されるフィーダー２４Ｆを次の生産用のフィーダー２４Ｆに交換するフィーダー交換作業、プッシュアッププレート２８１に配置されるプッシュアップピン２８２を次の生産用のプッシュアップピン２８２に交換するピン交換作業などが挙げられる。前記ピン交換作業は、プッシュアッププレート２８１からピンステーション２９へプッシュアップピン２８２を移動させて回収するピン回収処理と、次の生産用のプッシュアップピン２８２をピンステーション２９からプッシュアッププレート２８１へ移動させて装着するピン装着処理と、が含まれる。ピン回収処理及びピン装着処理は、制御装置５の制御下において、ヘッドユニット２５の移動動作等によって自動で行われる。

制御装置５は、ヘッドユニット２５による前記ピン搬送動作の実行時において、プッシュアップピン２８２をピンステーション２９に格納して回収するピン回収処理を実行する。このピン回収処理について、図５～図７、図８Ａ及び図８Ｂを参照して説明する。図５は、第１撮像部３１の撮像動作により取得される画像を説明するための図である。図６及び図７は、実装機１によりピン回収処理が実行されたときの動作を説明する図である。図８Ａ及び図８Ｂは、ピン回収処理の処理フローを示すフローチャートである。

ヘッドユニット２５による前記部品搭載動作の終了後において、ヘッド制御部５４は、搭載ヘッド２５１にピン保持用の吸着ノズル２５１１が装着されたことを認識する（ステップｓ１）。そして、ヘッド制御部５４は、ヘッドユニット２５をプッシュアッププレート２８１の上方へ移動させる（ステップｓ２）。ヘッドユニット２５がプッシュアッププレート２８１の上方に到着すると、図６に示すように、ヘッド制御部５４は、搭載ヘッド２５１を下降させて吸着ノズル２５１１によってプッシュアップピン２８２を吸着保持させる（ステップｓ３）。

プッシュアッププレート２８１上のプッシュアップピン２８２が吸着ノズル２５１１によって吸着保持された状態において、部品落下判定部５７は、部品落下判定モードに設定されているか否かを判断する（ステップｓ４）。部品落下判定モードに設定されている場合（ステップｓ４でＹＥＳ）には、部品落下判定部５７は、ヘッドユニット２５による前記部品搭載動作の実行時における部品落下の可能性の有無を判定する部品落下判定処理を行う（ステップｓ５）。一方、部品落下判定モードに設定されていない場合（ステップｓ４でＮＯ）には、部品落下判定部５７による部品落下判定処理が省略される。部品落下判定部５７が部品落下判定処理において部品落下の可能性が有ると判定した場合（ステップｓ６でＹＥＳ）、又は、部品落下判定モードに設定されていない場合（ステップｓ４でＮＯ）、ステップｓ７に進む。

ステップｓ７では、図６に示すように、ヘッド制御部５４は、ヘッドユニット２５に前記ピン搬送動作を実行させる。具体的に、ヘッド制御部５４は、ヘッドユニット２５を、プッシュアッププレート２８１から第１撮像部３１を経由してピンステーション２９へ移動させる。これにより、吸着ノズル２５１１に吸着保持されたプッシュアップピン２８２は、ヘッドユニット２５の前記ピン搬送動作に応じて、プッシュアッププレート２８１から第１撮像部３１を経由してピンステーション２９へ搬送される。

このようなプッシュアップピン２８２の搬送中において第１撮像部３１を通過するときに、撮像制御部５５は、第１撮像部３１を制御し、磁気吸着部２８２１を撮像対象として下方側から撮像する第１ピン撮像動作を実行させてピン検査画像Ｇ２（図５（Ｂ））を取得させる（ステップｓ８）。第１撮像部３１は、ピン検査画像Ｇ２において撮像対象の磁気吸着部２８２１に対応するピン領域Ｇ２２が所定の輝度値以上の明領域となるように、照明条件などの撮像条件が設定される。この際、ピン検査画像Ｇ２において背景領域Ｇ２１は、前記所定の輝度値未満の暗領域とされる。また、磁気吸着部２８２１に異物ＰＭが付着していた場合（図６参照）、ピン検査画像Ｇ２において当該異物ＰＭに対応する異物領域Ｇ２３は、前記所定の輝度値未満の暗領域となる。なお、異物ＰＭの付着が無い状態の磁気吸着部２８２１に対応した基準画像Ｇ１（図５（Ａ））は、暗領域の背景領域Ｇ１１と明領域のピン領域Ｇ１２とを含んだ画像となる。

第１撮像部３１の第１ピン撮像動作に応じてピン検査画像Ｇ２が取得されると、解析部５６は、当該ピン検査画像Ｇ２に基づいて、磁気吸着部２８２１に対する異物ＰＭの付着の有無を解析する解析処理を行い、その解析結果を出力する（ステップｓ９）。解析部５６は、基準画像Ｇ１とピン検査画像Ｇ２とを比較する画像比較処理を行うことによって、磁気吸着部２８２１に対する異物ＰＭの付着の有無を解析する。前記画像比較処理としては、基準画像Ｇ１とピン検査画像Ｇ２との明領域の面積を比較する面積比較処理、基準画像Ｇ１とピン検査画像Ｇ２との明度のヒストグラム同士の類似度を比較する処理、基準画像Ｇ１とピン検査画像Ｇ２との差画像を取得し当該差画像における特徴量を抽出する処理、などを挙げることができる。例えば、前記画像比較処理として面積比較処理を採用した場合には、解析部５６は、基準画像Ｇ１の明領域の面積に対してピン検査画像Ｇ２の明領域の面積が小さいときには、磁気吸着部２８２１に異物ＰＭの付着が有ると判定する。なお、解析部５６は、基準画像Ｇ１とピン検査画像Ｇ２とのパターンマッチング処理を行うことによって、磁気吸着部２８２１に対する異物ＰＭの付着の有無を解析するように構成されていてもよい。

解析部５６が磁気吸着部２８２１に異物ＰＭの付着が無いことを示す解析結果を出力した場合（ステップｓ１０でＹＥＳ）を想定する。この場合、ヘッド制御部５４は、ヘッドユニット２５がピンステーション２９に到着した状態において、搭載ヘッド２５１を下降させて、吸着ノズル２５１１に吸着保持されたプッシュアップピン２８２をピンステーション２９へ格納させる（ステップｓ１１）。

一方、解析部５６が磁気吸着部２８２１に異物ＰＭの付着が有ることを示す解析結果を出力した場合（ステップｓ１０でＮＯ）を想定する。この場合、ヘッド制御部５４は、ピンステーション２９に到着した状態でヘッドユニット２５の動作を停止させる（ステップｓ１０１）。この際、報知制御部５９は、報知部４を制御し、磁気吸着部２８２１に異物ＰＭの付着が有ることを示す警告情報を報知させる（ステップｓ１０２）。

プッシュアップピン２８２の磁気吸着部２８２１に付着した異物ＰＭが、オペレータの目視によって見つけるのが困難な微小異物であったとしても、第１撮像部３１により取得されたピン検査画像Ｇ２には、明領域のピン領域Ｇ２２の範囲内に、異物ＰＭに対応する異物領域Ｇ２３が暗領域として現れる。このため、解析部５６から出力されるピン検査画像Ｇ２に基づく解析結果は、プッシュアップピン２８２に対する異物ＰＭの付着の有無を正確に示したものとなる。オペレータは、このような解析結果を確認することによって、プッシュアップピン２８２に異物ＰＭが付着しているか否かを容易に把握することができ、異物ＰＭの付着が生じていた場合にはその異物ＰＭを除去するメンテナンス作業を効率よく行うことができる。これにより、プッシュアップピン２８２に付着した異物ＰＭに起因する基板ＰＰの支持性能を悪化させる現象や、プッシュアップピン２８２のピンステーション２９への格納時において、ピンステーション２９に格納されたプッシュアップピン２８２とヘッドユニット２５とに干渉が生じる現象等の不具合が生じることを抑制することができる。

なお、上記のステップｓ６において、部品落下判定部５７が部品落下の可能性が無いと判定した場合（ステップｓ６でＮＯ）には、プッシュアッププレート２８１上に部品等の異物ＰＭが落下していない可能性が高く、これに伴ってプッシュアップピン２８２に対する異物ＰＭの付着も無い可能性が高い。従って、部品落下判定部５７によって部品落下の可能性が無いと判定された場合には、撮像制御部５５は、第１撮像部３１による第１ピン撮像動作の実行を省略し、これに伴って解析部５６は、解析処理の実行を省略する。これにより、第１撮像部３１による第１ピン撮像動作の過度な実行が抑止され、これに伴って解析部５６による過度な解析動作の実行についても抑止される。このため、プッシュアップピン２８２のピンステーション２９への格納時において、第１撮像部３１及び解析部５６の各動作に要する時間を可及的に短縮することができる。この場合、ステップｓ７からステップｓ１０までの各処理が省略される。そして、ヘッド制御部５４は、ヘッドユニット２５がピンステーション２９に到着した状態において、搭載ヘッド２５１を下降させて、吸着ノズル２５１１に吸着保持されたプッシュアップピン２８２をピンステーション２９へ格納させる（ステップｓ１１）。

プッシュアップピン２８２のピンステーション２９への格納時における搭載ヘッド２５１の下降動作中において、高さ異常判定部５８は、プッシュアップピン２８２の高さ異常の有無を判定する（ステップｓ１２）。高さ異常判定部５８によって高さ異常が無いと判定された場合（ステップｓ１３でＹＥＳ）には、制御装置５は、回収予定の全てのプッシュアップピン２８２のピンステーション２９への格納が終了したか否かを判断する（ステップｓ１４）。全てのプッシュアップピン２８２のピンステーション２９への格納が終了した場合（ステップｓ１４でＹＥＳ）には、制御装置５は、ピン回収処理を終了する。一方、全てのプッシュアップピン２８２のピンステーション２９への格納が終了していない場合（ステップｓ１４でＮＯ）には、上記のステップｓ２に処理が戻されて、当該ステップｓ２以降の各処理が繰り返される。

プッシュアップピン２８２のピンステーション２９への格納時において、ピンステーション９に異物ＰＭが落下していた場合には、当該異物ＰＭがプッシュアップピン２８２の磁気吸着部２８２１に付着する現象が生じ得る。この場合、プッシュアップピン２８２のピンステーション２９への格納時における搭載ヘッド２５１の下降動作において、通常の下降位置への下降が阻止され、プッシュアップピン２８２の高さ異常が生じる。つまり、プッシュアップピン２８２のピンステーション２９への格納時において、高さ異常判定部５８によって高さ異常が有ると判定された場合（ステップｓ１３でＮＯ）、ピンステーション２９に落下していた異物ＰＭがプッシュアップピン２８２に付着する可能性がある。

そこで、図７に示すように、ヘッド制御部５４は、高さ異常に対応した特定のプッシュアップピン２８２を吸着ノズル２５１１によって吸着保持した状態のヘッドユニット２５を、ピンステーション２９から第１撮像部３１へ移動させる（ステップｓ１３１）。ヘッドユニット２５の移動に応じて前記特定のプッシュアップピン２８２が第１撮像部３１に搬送されると、撮像制御部５５は、第１撮像部３１を制御し、前記特定のプッシュアップピン２８２の磁気吸着部２８２１を撮像対象として下方側から撮像する第２ピン撮像動作を実行させてピン検査画像Ｇ２を取得させる（ステップｓ１３２）。

第１撮像部３１の第２ピン撮像動作に応じてピン検査画像Ｇ２が取得されると、解析部５６は、当該ピン検査画像Ｇ２に基づいて、磁気吸着部２８２１に対する異物ＰＭの付着の有無を解析する解析処理を行い、その解析結果を出力する（ステップｓ１３３）。

解析部５６が磁気吸着部２８２１に異物ＰＭの付着が有ることを示す解析結果を出力した場合（ステップｓ１３４でＹＥＳ）を想定する。この場合、ヘッド制御部５４は、第１撮像部３１に到着した状態でヘッドユニット２５の動作を停止させる（ステップｓ１３５）。この際、報知制御部５９は、報知部４を制御し、磁気吸着部２８２１に異物ＰＭの付着が有ることを示す警告情報を報知させる（ステップｓ１３６）。オペレータは、このような解析結果を確認することによって、ピンステーション２９に落下していた異物ＰＭが前記特定のプッシュアップピン２８２に付着しているか否かを容易に把握することができ、異物ＰＭの付着が生じていた場合にはその異物ＰＭを除去するメンテナンス作業を効率よく行うことができる。

一方、解析部５６が磁気吸着部２８２１に異物ＰＭの付着が無いことを示す解析結果を出力した場合（ステップｓ１３４でＮＯ）を想定する。この場合、プッシュアップピン２８２のピンステーション２９への格納時において、ピンステーション２９に落下していた異物ＰＭがプッシュアップピン２８２に付着しなかったと想定される。この場合、ピンステーション２０に異物ＰＭが落下したままの状態であると想定される。そこで、図７に示すように、ヘッド制御部５４は、ヘッドユニット２５を第１撮像部３１からピンステーションへ移動させる（ステップｓ１３４１）。

ヘッドユニット２５がピンステーション２９に到着すると、撮像制御部５５は、第２撮像部３２を制御し、ピンステーション２９を撮像対象として上方側から撮像するステーション撮像動作を実行させてステーション検査画像を取得させる（ステップｓ１３４２）。このようにして取得されたステーション検査画像に基づいて、解析部５６は、ピンステーション２９における異物ＰＭの有無を解析し、その解析結果を出力する（ステップｓ１３４３）。オペレータは、このような解析結果を確認することによって、ピンステーション２９に異物ＰＭが落下しているか否かを容易に把握することができ、異物ＰＭの落下が生じていた場合にはその異物ＰＭを除去するメンテナンス作業を効率よく行うことができる。

１ 実装機
２ 実装機本体
２１ 本体フレーム
２４ 部品供給ユニット
２５ ヘッドユニット
２５１ 搭載ヘッド
２５１１ 吸着ノズル
２８ 基板支持ユニット
２８１ プッシュアッププレート
２８２ プッシュアップピン
２９ ピンステーション
３ 撮像部
３１ 第１撮像部
３２ 第２撮像部
３３ 第３撮像部
４ 報知部
５ 制御装置
５４ ヘッド制御部
５５ 撮像制御部
５６ 解析部
５７ 部品落下判定部
５８ 高さ異常判定部
５９ 報知制御部
Ｇ１ 基準画像
Ｇ２ ピン検査画像
ＰＭ 異物

Claims (6)

1. 本体フレームと、
   吸着ノズルを有し、前記本体フレームに移動可能に設けられるヘッドユニットと、
   前記本体フレームに配置されるプッシュアッププレートと、
   前記プッシュアッププレート上に立設され、下方側から基板を支持するプッシュアップピンと、
   前記本体フレームに配置され、基板の支持に用いられない前記プッシュアップピンが格納されるピンステーションと、
   撮像対象を撮像する撮像動作を行って検査画像を取得する撮像部と、
   前記プッシュアッププレートと前記ピンステーションとの間で前記ヘッドユニットを移動させ、前記吸着ノズルによって吸着保持した前記プッシュアップピンを搬送するピン搬送動作を実行させるヘッド制御部と、
   前記撮像部によって取得された検査画像を解析する解析部と、を備え、
   前記撮像部は、前記本体フレームに配置され、前記ヘッドユニットによる前記ピン搬送動作に応じた前記プッシュアップピンの前記プッシュアッププレートから前記ピンステーションへの搬送中に、当該プッシュアップピンの下端部を撮像対象として下方側から撮像する第１ピン撮像動作を行ってピン検査画像を取得する第１撮像部を含み、
   前記解析部は、前記第１ピン撮像動作に応じて取得されたピン検査画像に基づいて、前記プッシュアップピンに対する異物の付着の有無を解析し、その解析結果を出力する、実装機。
2. 前記本体フレームに配置され、部品を供給する部品供給ユニットを、更に備え、
   前記ヘッド制御部は、前記部品供給ユニットと前記プッシュアップピンに支持された基板との間で前記ヘッドユニットを移動させ、前記吸着ノズルによって吸着保持した部品を基板に搭載する部品搭載動作を実行させると共に、前記部品搭載動作の終了後において、前記ヘッドユニットに前記ピン搬送動作を実行させる、請求項１に記載の実装機。
3. 前記ヘッドユニットによる前記部品搭載動作の実行中における部品の落下の可能性の有無を判定する部品落下判定部を、更に備え、
   前記第１撮像部は、前記部品落下判定部によって部品落下の可能性が有ると判定された場合には前記第１ピン撮像動作を行い、前記部品落下判定部によって部品落下の可能性が無いと判定された場合には前記第１ピン撮像動作を省略する、請求項２に記載の実装機。
4. 前記ピンステーションに格納された前記プッシュアップピンの高さ異常の有無を判定する高さ異常判定部を、更に備え、
   前記ヘッド制御部は、前記高さ異常判定部によって高さ異常が有ると判定された場合、当該高さ異常に対応した特定のプッシュアップピンを前記吸着ノズルによって吸着保持した状態の前記ヘッドユニットを、前記ピンステーションから前記第１撮像部へ移動させ、
   前記第１撮像部は、前記ヘッドユニットの移動に応じて前記特定のプッシュアップピンが搬送されると、当該特定のプッシュアップピンの下端部を下方側から撮像する第２ピン撮像動作を行ってピン検査画像を取得し、
   前記解析部は、前記第２ピン撮像動作に応じて取得されたピン検査画像に基づいて、前記特定のプッシュアップピンに対する異物の付着の有無を解析し、その解析結果を出力する、請求項１～３のいずれか１項に記載の実装機。
5. 前記撮像部は、前記ヘッドユニットに配置される第２撮像部を含み、
   前記ヘッド制御部は、前記特定のプッシュアップピンに異物の付着が無いとの解析結果が前記解析部から出力された場合、前記ヘッドユニットを前記第１撮像部から前記ピンステーションへ移動させ、
   前記第２撮像部は、前記ヘッドユニットが前記ピンステーションに到着すると、当該ピンステーションを撮像対象として上方側から撮像するステーション撮像動作を行ってステーション検査画像を取得し、
   前記解析部は、前記ステーション検査画像に基づいて、前記ピンステーションにおける異物の有無を解析し、その解析結果を出力する、請求項４に記載の実装機。
6. 前記解析部は、異物の付着が無い状態の前記プッシュアップピンに対応した基準画像を参照し、前記基準画像とピン検査画像とを比較する画像比較処理、或いは、前記基準画像とピン検査画像とのパターンマッチング処理を行うことによって、前記プッシュアップピンに対する異物の付着の有無を解析する、請求項１～５のいずれか１項に記載の実装機。

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