JP7296011B2 - メンテナンスシステム - Google Patents

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Description

本明細書は、メンテナンスシステムに関する技術を開示する。
特許文献1に記載のメンテナンス用基板は、ブラシ、清掃用ノズル、第1センサ、第2センサおよびブロアのうちの少なくとも一つを備える。ブラシは、メンテナンス対象物をブラッシングする。清掃用ノズルは、部品装着装置の作業ヘッドに取り付け可能に保持され、メンテナンス対象物にエアを吹き付ける。第1センサは、作業ヘッドに取り付けられている吸着ノズルから吹き出すエアの正圧または吸着ノズルに吸い込まれるエアの負圧を測定する。第2センサは、作業ヘッドに取り付けられている吸着ノズルによって部品が基板に装着されるときの装着荷重を測定する。ブロアは、作業ヘッドにエアを吹き付ける。
国際公開第2018/134867号
しかしながら、特許文献1に記載のメンテナンス用基板は、部品装着装置の搬送装置によって搬送される。そのため、メンテナンス作業は、部品装着装置による基板製品の生産の影響を受け易い。
このような事情に鑑みて、本明細書は、従来技術と異なる手法によって、部品装着機に設けられる機器をメンテナンス可能なメンテナンスシステムを開示する。
本明細書は、少なくとも一つのメンテナンスユニットと、搬送装置と、メンテナンス制御部とを備えるメンテナンスシステムを開示する。前記メンテナンスユニットは、基板に部品を装着する部品装着機に設けられる機器をメンテナンスする。前記搬送装置は、前記部品装着機の外部に設けられ、前記メンテナンスユニットを搭載した状態でメンテナンスが必要な前記機器を備える少なくとも一つの前記部品装着機である対象作業機に移動して前記メンテナンスユニットを前記対象作業機と対向させる。前記メンテナンス制御部は、前記メンテナンスユニットが前記対象作業機と対向するときに、前記メンテナンスユニットに前記機器のメンテナンスを行わせる。
上記のメンテナンスシステムによれば、少なくとも一つのメンテナンスユニットと、搬送装置と、メンテナンス制御部とを備える。これにより、部品装着機の外部に設けられる搬送装置がメンテナンスユニットを搭載した状態で対象作業機に移動してメンテナンスユニットを対象作業機と対向させることができる。そして、メンテナンス制御部は、メンテナンスユニットが対象作業機と対向するときに、メンテナンスユニットに機器のメンテナンスを行わせることができる。よって、メンテナンスシステムは、基板搬送装置がメンテナンス用基板を搬送する場合と比べて、基板製品の生産の影響を受け難い。
メンテナンスシステムを備える基板生産ラインの構成例を示す平面図である。 図1の物品移動装置および部品装着機の概略構成を示す斜視図である。 メンテナンス制御部による制御手順の一例を示すフローチャートである。 対象作業機の機内の所定位置に第一可動装置が位置決めされた状態の一例を示す側面図である。 ヘッド検査装置およびヘッド洗浄装置の一例を示す斜視図である。 装着ヘッドの一例を示す斜視図である。 対象作業機の機内の所定位置にノズルパレットを備える第二可動装置が位置決めされた状態の一例を示す側面図である。 メンテナンスユニットの一例を示す斜視図である。 吸着ノズルの一例を示す斜視図である。 メンテナンスシステムの他の構成例を示す平面図である。
1.実施形態
1-1.基板生産ライン1の構成例
本実施形態のメンテナンスシステム50は、基板生産ライン1に適用される。図1に示すように、本実施形態の基板生産ライン1は、少なくとも一つ(同図では、4つ)の部品装着機10と、交換システム30と、物品移動装置40と、メンテナンスシステム50と、保管装置BS0と、ライン制御装置LC0と、待機部WS0とを備えている。メンテナンスシステム50は、少なくとも一つ(同図では、2つ)のメンテナンスユニット60と、搬送装置70と、メンテナンス制御部80とを備えている。
4つの部品装着機10は、図2に示す基板90の搬送方向に沿って並んで設置されている。部品装着機10は、基板90に所定の対基板作業を行う対基板作業機WM0に含まれる。部品装着機10による対基板作業には、基板90の搬入作業および搬出作業、部品の採取作業および装着作業などが含まれる。部品装着機10には、例えば、カセット式のフィーダ20が着脱可能に設けられる。
また、基板生産ライン1の基板搬入側(図1の紙面左側)には、例えば、フィーダ20の保管に用いられる保管装置BS0が設けられている。物品移動装置40は、基板90に設けられる物品を部品装着機10に供給する。本実施形態の物品移動装置40は、交換システム30および保管装置BS0を用いて、フィーダ20の補給作業、交換作業および回収作業を行うことができる。さらに、基板生産ライン1の基板搬出側(図1の紙面右側)には、例えば、搬送装置70が待機可能な待機部WS0が設けられている。
メンテナンスユニット60を搭載する搬送装置70は、待機部WS0から所定の部品装着機10に移動する。そして、メンテナンスユニット60は、部品装着機10に設けられる機器MC0のメンテナンスを実施することができる。なお、基板生産ライン1は、例えば、生産する基板製品の種別などに応じて、その構成が適宜変更され得る。具体的には、基板生産ライン1には、例えば、はんだ印刷機、はんだ検査機、リフロー炉、外観検査機などの対基板作業機WM0が適宜設置され得る。
基板生産ライン1を構成する各装置は、ネットワークを介してライン制御装置LC0と種々のデータを入出力可能に構成されている。例えば、保管装置BS0は、複数のスロットを備えている。保管装置BS0は、複数のスロットに装備されたフィーダ20をストックする。保管装置BS0のスロットに装備されたフィーダ20は、ライン制御装置LC0との間で通信可能な状態になる。これにより、保管装置BS0のスロットと当該スロットに装備されたフィーダ20の識別情報が関連付けられて、ライン制御装置LC0に記録される。
また、ライン制御装置LC0は、基板生産ライン1の動作状況を監視し、部品装着機10などの対基板作業機WM0、交換システム30、物品移動装置40、メンテナンスシステム50などを統括制御する。ライン制御装置LC0には、対基板作業機WM0、交換システム30、物品移動装置40、メンテナンスシステム50などを制御するための各種データが記憶されている。ライン制御装置LC0は、例えば、部品装着機10による部品の装着処理の実行に際して、制御プログラムなどの各種データを送出する。
1-2.部品装着機10の構成例
図2に示すように、4つの部品装着機10の各々は、基板搬送装置11と、部品供給装置12と、ヘッド駆動装置13とを備えている。本明細書では、部品装着機10の水平幅方向であり基板90の搬送方向をX方向とし、部品装着機10の水平奥行き方向をY方向とし、X方向およびY方向に垂直な鉛直方向(図2の紙面上下方向)をZ方向とする。
基板搬送装置11は、例えば、ベルトコンベアおよび位置決め装置などによって構成されている。基板搬送装置11は、基板90を搬送方向(X方向)に順次搬送すると共に、機内の所定位置に基板90を位置決めする。基板搬送装置11は、部品装着機10による装着処理が終了した後に、基板90を部品装着機10の機外に搬出する。
部品供給装置12は、基板90に装着される部品を供給する。部品供給装置12は、複数のフィーダ20を装備可能な第一スロット121および第二スロット122を備えている。本実施形態では、第一スロット121は、部品装着機10の前部側(図2の紙面左側)の上部に配置され、装備されたフィーダ20を駆動可能に保持する。第一スロット121に装備されたフィーダ20は、部品装着機10による装着処理において駆動制御され、当該フィーダ20の上部の規定位置に設けられた取り出し部において部品を供給する。
第二スロット122は、第一スロット121の下方に配置され、装備されたフィーダ20をストックする。つまり、第二スロット122は、生産に用いられるフィーダ20を予備的に保持し、または、生産に用いられた使用済みのフィーダ20を一時的に保持する。なお、第一スロット121と第二スロット122との間におけるフィーダ20の交換作業は、物品移動装置40によって行われる。
また、フィーダ20は、部品供給装置12の第一スロット121または第二スロット122に装備されると、コネクタを介して部品装着機10から電力が供給される。そして、フィーダ20は、部品装着機10との間で通信可能な状態になる。第一スロット121に装備されたフィーダ20は、部品装着機10による制御指令などに基づいて、部品を収容するキャリアテープの送り動作が制御される。これにより、フィーダ20は、フィーダ20の上部に設けられた取り出し部において、部品を順次供給することができる。
ヘッド駆動装置13は、直動機構によって移動台131を水平方向(X方向およびY方向)に移動させる。移動台131には、クランプ部材によって装着ヘッド14が交換可能(着脱可能)に固定されている。装着ヘッド14は、ヘッド駆動装置13の直動機構によって移動台131と一体的に水平方向に移動される。装着ヘッド14は、部品供給装置12によって供給された部品を保持部材によって採取する。保持部材は、例えば、供給される負圧によって部品を吸着する吸着ノズル15、部品を把持するチャックなどを用いることができる。
装着ヘッド14は、Z方向に移動可能に且つZ方向に平行なQ軸周りに回転可能に保持部材を保持する。部品装着機10は、保持部材によって採取された部品の姿勢に応じて、装着処理時の保持部材の位置および回転角度を補正する。そして、装着ヘッド14は、必要に応じて補正された装着位置および装着角度で、部品を装着する。部品装着機10は、上記のピックアンドプレースサイクルを繰り返すことによって、基板90に複数の部品を装着する装着処理を実行する。
なお、装着ヘッド14に設けられる保持部材は、例えば、装着処理において部品の種別に応じて適宜変更され得る。部品装着機10は、例えば、実行する装着処理において必要な吸着ノズル15が装着ヘッド14に取り付けられていない場合に、ノズルステーション16に収容されている吸着ノズル15を装着ヘッド14に取り付ける。ノズルステーション16は、部品装着機10の機内の所定位置に着脱可能に装備される。
1-3.交換システム30および物品移動装置40の構成例
図1および図2に示すように、交換システム30は、第一レール31と、第二レール32とを備えている。第一レール31および第二レール32は、物品移動装置40の走行路30Rを形成する。第一レール31は、4つの部品装着機10が並んで設置されている基板生産ライン1に沿って設けられ、上下方向(Z方向)において、第一スロット121と、第二スロット122との間に設けられている。
第二レール32は、基板生産ライン1に沿って設けられ、上下方向(Z方向)において、第二スロット122の下方に設けられている。図1に示すように、第一レール31および第二レール32は、基板生産ライン1において、基板90の搬送方向(X方向)の概ね全域に亘って延伸している。
物品移動装置40は、第一レール31および第二レール32によって形成される走行路30Rを走行することができる。物品移動装置40は、例えば、第一レール31に設けられる送電部と対向して設けられる第一受電部を介して、非接触給電によって送電部から電力の供給を受ける。第一受電部が受け取った電力は、物品移動装置40の走行、所定作業に用いられる。
なお、送電部には、部品装着機10に設けられる電力供給装置から電力が供給される。また、物品移動装置40は、例えば、第一位置検出装置によって走行路30Rにおける位置(現在位置)を検出する。第一位置検出装置は、例えば、光学的な検出方法、電磁誘導を用いた検出方法などによって、物品移動装置40の位置を検出することができる。
上記の所定作業には、基板90に装着される部品を供給するフィーダ20の補給作業、交換作業および回収作業のうちの少なくとも一つの作業が含まれる。具体的には、物品移動装置40は、保管装置BS0から部品装着機10の第一スロット121または第二スロット122にフィーダ20を搬送して、フィーダ20の補給作業を行う。また、物品移動装置40は、部品装着機10の第一スロット121と第二スロット122との間で、フィーダ20の交換作業を行う。さらに、物品移動装置40は、不要になったフィーダ20を部品装着機10から保管装置BS0に搬送して、フィーダ20の回収作業を行う。
1-4.メンテナンスシステム50の構成例
図1に示すように、メンテナンスシステム50は、少なくとも一つ(同図では、2つ)のメンテナンスユニット60と、搬送装置70と、メンテナンス制御部80とを備えている。
メンテナンスユニット60は、基板90に部品を装着する部品装着機10に設けられる機器MC0をメンテナンスする。機器MC0は、部品装着機10に設けられるものであれば良く、限定されない。例えば、既述されている装着ヘッド14、吸着ノズル15などは、機器MC0に含まれる。また、メンテナンスの内容も限定されない。例えば、機器MC0の検査、洗浄などは、メンテナンスに含まれる。
搬送装置70は、部品装着機10の外部に設けられる。搬送装置70は、メンテナンスユニット60を搭載した状態でメンテナンスが必要な機器MC0を備える少なくとも一つの部品装着機10である対象作業機TG0に移動して、メンテナンスユニット60を対象作業機TG0と対向させる。搬送装置70は、メンテナンスユニット60を搭載した状態で対象作業機TG0に移動して、メンテナンスユニット60を対象作業機TG0と対向させることができれば良く、種々の形態をとり得る。
例えば、図1に示すように、搬送装置70は、部品装着機10が並んで設置されている基板生産ライン1に沿って設けられる走行路30Rを走行することができる。この形態では、メンテナンスユニット60および搬送装置70は、部品装着機10から非接触給電によって供給された供給電力を用いて駆動することができる。
具体的には、搬送装置70は、例えば、第一レール31に設けられる送電部と対向して設けられる第二受電部を介して、非接触給電によって送電部から電力の供給を受けることができる。送電部には、部品装着機10に設けられる電力供給装置から電力が供給される。これにより、メンテナンスユニット60および搬送装置70は、バッテリなどを搭載する必要がなく、軽量化および小型化を図ることができる。
また、走行路30Rは、上記供給電力を用いて駆動し基板90に設けられる物品を部品装着機10に供給する物品移動装置40が走行可能である。既述したように、物品移動装置40は、フィーダ20の補給作業、交換作業および回収作業を行うことができる。フィーダ20から供給される部品は、基板90に設けられる物品に含まれる。物品移動装置40は、フィーダ20の補給作業によって、部品装着機10に部品を供給する。
このように、本実施形態の搬送装置70は、物品移動装置40が走行可能な走行路30Rを走行することができる。これにより、例えば、第一レール31、第二レール32、送電部および電力供給装置などは、物品移動装置40および搬送装置70において共用することができる。そのため、個別に走行路を設ける場合と比べて、基板生産ライン1の小型化を図ることができる。
なお、搬送装置70は、走行路30Rを走行する形態に限定されない。例えば、搬送装置70は、無人搬送車(AGV:Automatic Guided Vehicle)を用いることもできる。無人搬送車は、作業者による運転操作が不要であり、自動走行が可能である。この場合、搬送装置70は、メンテナンスユニット60および搬送装置70を駆動させる駆動源(バッテリなど)を搭載する。
搬送装置70は、走行路30Rにおける位置(現在位置)を検出する第二位置検出装置を備えることができる。例えば、第二位置検出装置は、物品移動装置40に設けられる第一位置検出装置と同様の位置検出装置を用いることができる。搬送装置70は、第二位置検出装置によって検出された位置(現在位置)に基づいて、メンテナンスユニット60を対象作業機TG0と対向させることができる。
対象作業機TG0は、例えば、ライン制御装置LC0、複数の基板生産ライン1を管理する管理装置などによって選出することができる。例えば、管理装置は、機器MC0の使用回数、使用時間、前回のメンテナンス日時、メンテナンスの実施内容などを記憶する記憶装置を備えている。例えば、管理装置は、使用回数が所定の回数を超える機器MC0を備える部品装着機10を対象作業機TG0として選出することができる。
同様に、管理装置は、使用時間が所定の時間を超える機器MC0を備える部品装着機10を対象作業機TG0として選出することもできる。管理装置は、前回のメンテナンスから経過した経過時間が所定の時間を超える機器MC0を備える部品装着機10を対象作業機TG0として選出することもできる。管理装置によって選出された対象作業機TG0は、ライン制御装置LC0に通知される。
メンテナンス制御部80は、メンテナンスユニット60が対象作業機TG0と対向するときに、メンテナンスユニット60に機器MC0のメンテナンスを行わせる。メンテナンス制御部80は、種々の制御装置に設けることができる。図1に示すように、本実施形態のメンテナンス制御部80は、ライン制御装置LC0に設けられている。メンテナンス制御部80は、複数の基板生産ライン1を管理する管理装置などに設けることもできる。メンテナンス制御部80は、クラウド上に形成することもできる。
また、メンテナンス制御部80は、搬送装置70を駆動制御することもできる。本実施形態のメンテナンス制御部80は、図3に示すフローチャートに従って、メンテナンスユニット60および搬送装置70を駆動制御する。具体的には、メンテナンス制御部80は、メンテナンスの開始条件が成立するか否かを判断する(ステップS11)。メンテナンスの開始条件が成立する状態は、例えば、メンテナンスの所定タイミングであり、且つ、物品移動装置40が保管装置BS0において待機している状態をいう。例えば、メンテナンス制御部80は、対象作業機TG0が存在し、且つ、メンテナンスの実施によって部品装着機10による基板製品の生産を停滞させないときに、メンテナンスの所定タイミングであると判断することができる。
例えば、部品装着機10において部品切れが発生すると、対象作業機TG0においてアイドリング(対基板作業の待機時間)が生じる場合がある。この場合に対象作業機TG0について機器MC0のメンテナンスを実施しても、部品装着機10による基板製品の生産を停滞させる可能性は少ない。このことは、対象作業機TG0の段取り替えについても同様に言える。
そこで、メンテナンス制御部80は、基板製品の生産中の対象作業機TG0のアイドリング時、または、対象作業機TG0の段取り替え時に、メンテナンスユニット60に機器MC0のメンテナンスを行わせることができる。これにより、メンテナンスシステム50は、基板製品の生産の停滞を抑制しつつ必要なメンテナンスを実施することができる。
具体的には、ライン制御装置LC0は、基板生産ライン1の動作状況を監視している。メンテナンス制御部80は、部品装着機10の動作状況に基づいて、対象作業機TG0のアイドリングを知得することができる。また、ライン制御装置LC0は、基板製品の生産計画を管理する管理装置から基板製品の生産計画を知得することができる。メンテナンス制御部80は、基板製品の生産計画に基づいて、対象作業機TG0の段取り替えを知得することができる。
また、本実施形態の搬送装置70は、物品移動装置40が走行可能な走行路30Rを走行する。そのため、メンテナンス制御部80は、搬送装置70の移動を開始する前に、物品移動装置40が保管装置BS0において待機していることを確認する。メンテナンス制御部80は、メンテナンスの開始条件が成立すると判断すると(ステップS11でYesの場合)、搬送装置70を対象作業機TG0に移動させる(ステップS12)。そして、メンテナンス制御部80は、メンテナンスユニット60が対象作業機TG0と対向しているか否かを判断する(ステップS13)。既述したように、搬送装置70は、第二位置検出装置によって検出された位置(現在位置)に基づいて、メンテナンスユニット60を対象作業機TG0と対向させることができる。
走行路30Rの待機部WS0側の端部には、通信ユニットが設けられている。通信ユニットは、例えば、光通信などの無線通信によって、メンテナンスユニット60、搬送装置70およびメンテナンス制御部80の間の通信を可能にする。メンテナンス制御部80は、無線通信によって、搬送装置70から移動完了通知を受信すると、メンテナンスユニット60が対象作業機TG0と対向していると判断することができる。
メンテナンスユニット60が対象作業機TG0と対向している場合(ステップS13でYesの場合)、メンテナンス制御部80は、メンテナンスユニット60に機器MC0のメンテナンスを行わせる(ステップS14)。メンテナンスユニット60が対象作業機TG0と対向していない場合(ステップS13でNoの場合)、制御は、ステップS12に示す処理に戻り、メンテナンスユニット60が対象作業機TG0と対向するまで、ステップS12に示す処理およびステップS13に示す判断が繰り返される。
メンテナンス制御部80は、無線通信によって、メンテナンスユニット60からメンテナンスの完了通知を受信すると、搬送装置70を待機部WS0に移動させる(ステップS15)。そして、制御は、一旦、終了する。また、メンテナンス制御部80は、メンテナンスの開始条件が成立しないと判断すると(ステップS11でNoの場合)、制御は、ステップS12~ステップS15に示す処理および判断を行わないで、一旦、終了する。
なお、メンテナンスの実施中に物品移動装置40が稼働する場合、メンテナンス制御部80は、走行路30Rにおける物品移動装置40の移動範囲と、走行路30Rにおける搬送装置70の移動範囲とが重複しないことを確認する。
1-4-1.メンテナンスの一例(第一形態)
図4に示すように、メンテナンスユニット60は、対象作業機TG0の機内に進退可能に設けられる第一可動装置61を備えることができる。第一可動装置61は、対象作業機TG0の機内に進退可能であれば良く、種々の形態をとり得る。例えば、第一可動装置61は、ボールねじなどの直動機構によって構成することができる。
メンテナンス制御部80は、第一可動装置61を対象作業機TG0の機内の所定位置に位置決めし、位置決めされた第一可動装置61において機器MC0のメンテナンスを行わせることができる。図1に示すように、本形態の所定位置は、第一スロット121に装備されたフィーダ20の上部に設けられる取り出し部の近傍の領域AR1に設定されている。領域AR1は、装着ヘッド14の移動可能範囲に設定される。
図1および図4に示すように、本形態の機器MC0には、部品を吸着する吸着ノズル15を保持すると共に吸着ノズル15にエアを供給する装着ヘッド14が含まれる。具体的には、部品装着機10は、ベースB0と、ベースB0の上に引き出し可能に設けられる作業モジュールM0とを備えている。作業モジュールM0には、既述した基板搬送装置11、ヘッド駆動装置13などが設けられる。ベースB0には、既述した電力供給装置、エアを供給するエア源17などが設けられる。
エア源17から供給されたエアは、装着ヘッド14に供給され、装着ヘッド14の内部に形成されているエア流路14bを流通して、吸着ノズル15に供給される。この形態では、第一可動装置61は、例えば、ヘッド検査装置62およびヘッド洗浄装置63のうちの少なくとも一つを備えることができる。
図4および図5に示すように、第一可動装置61は、メンテナンスとして装着ヘッド14の良否を判定するヘッド検査装置62を備えている。これにより、メンテナンスユニット60は、対象作業機TG0の機内において、メンテナンスとして装着ヘッド14の良否を判定することができる。ヘッド検査装置62は、装着ヘッド14に関する種々の検査を実施することができる。例えば、ヘッド検査装置62は、装着ヘッド14の駆動部14aの駆動負荷、装着ヘッド14の内部に形成されているエア流路14bを流通するエアの流量、および、エアの圧力のうちの少なくとも一つの良否を判定する。
図6に示すように、装着ヘッド14は、ヘッド本体部141と、ノズルツール142と、駆動部14aと、エア流路14bとを備えている。ヘッド本体部141は、ヘッド駆動装置13の移動台131にクランプされる。ノズルツール142には、複数の吸着ノズル15が円周上において等間隔に配置されており、複数の吸着ノズル15の各々は、Z方向に移動可能に且つ自転可能に保持されている。
駆動部14aは、ツール駆動装置およびエア供給装置を備えている。ツール駆動装置は、電動機、減速機、直動機構などを備えており、吸着ノズル15を順に規定位置に割り出して、割り出された吸着ノズル15を角度決めすると共にZ方向の位置決めを行う。エア流路14bは、吸着ノズル15に負圧を供給する負圧流路と、吸着ノズル15に正圧を供給する正圧流路とを備えている。エア供給装置は、負圧が供給される負圧供給状態、正圧が供給される正圧供給状態およびエアの流通が遮断される遮断状態のうちの一の状態に切り替え可能なバルブ装置を備えている。
ヘッド検査装置62は、例えば、装着ヘッド14の駆動部14aに対して規定の動作を行うように指令し、当該動作の所要時間に基づいて駆動部14aの駆動負荷を検査することができる。具体的には、ヘッド検査装置62は、駆動部14aに対して、吸着ノズル15を順に規定位置に割り出させて、割り出された吸着ノズル15を角度決めさせると共にZ方向の位置決めを行わせる。
ヘッド検査装置62は、当該動作の所要時間が所定範囲に含まれるときに、駆動部14aの駆動負荷が正常であり、装着ヘッド14は、良品であると判定する。逆に、ヘッド検査装置62は、当該動作の所要時間が所定範囲に含まれないときに、駆動部14aの駆動負荷が異常であり、装着ヘッド14は、不良品であると判定する。これにより、駆動部14aの汚れの度合いなどが検査される。
また、図5に示すように、ヘッド検査装置62は、吸着ノズル15をセット可能な検査部62aを備えている。検査部62aには、エアの流量を測定する流量測定器と、エアの圧力を測定する圧力測定器とが設けられている。ヘッド検査装置62は、検査用の吸着ノズル15を装着ヘッド14に保持させて、当該吸着ノズル15を検査部62aにセットさせる。
装着ヘッド14が当該吸着ノズル15を保持し当該吸着ノズル15が検査部62aにセットされた状態で、ヘッド検査装置62は、例えば、装着ヘッド14のバルブ装置に対して正圧供給状態に切り替えさせて、エア流路14bを流通するエアの流量を流量測定器によって測定する。また、上記状態で、ヘッド検査装置62は、装着ヘッド14のバルブ装置に対して正圧供給状態に切り替えさせて、エア流路14bを流通するエアの圧力を圧力測定器によって測定する。なお、エアは、エア源17から供給される。また、検査用の吸着ノズル15は、内部を流通するエアの流量などが正常であることが予め確認されている。
ヘッド検査装置62は、流量測定器によって測定されたエアの流量が所定範囲に含まれるときに、エア流路14bを流通するエアの流量が正常であり、装着ヘッド14は、良品であると判定する。逆に、ヘッド検査装置62は、流量測定器によって測定されたエアの流量が所定範囲に含まれないときに、エア流路14bを流通するエアの流量が異常であり、装着ヘッド14は、不良品であると判定する。
同様に、ヘッド検査装置62は、圧力測定器によって測定されたエアの圧力が所定範囲に含まれるときに、エア流路14bを流通するエアの圧力が正常であり、装着ヘッド14は、良品であると判定する。逆に、ヘッド検査装置62は、圧力測定器によって測定されたエアの圧力が所定範囲に含まれないときに、エア流路14bを流通するエアの圧力が異常であり、装着ヘッド14は、不良品であると判定する。
なお、ヘッド検査装置62は、例えば、装着ヘッド14の駆動部14aに対して規定の動作を行わせながら、エア流路14bを流通するエアの流量を流量測定器に測定させることもでき、エアの圧力を圧力測定器に測定させることもできる。また、正圧流路は、負圧流路と比べて、異物が残存し難いので、ヘッド検査装置62は、負圧流路について検査し、正圧流路について検査を省略することもできる。
図4および図5に示すように、第一可動装置61は、メンテナンスとして、装着ヘッド14の駆動部14a、および、装着ヘッド14の内部に形成されているエア流路14bのうちの少なくとも一方を洗浄するヘッド洗浄装置63を備えることができる。例えば、本形態のヘッド洗浄装置63は、装着ヘッド14から排出された異物を回収する回収部63aを備えている。
ヘッド洗浄装置63は、装着ヘッド14を回収部63aの上方に移動させ、吸着ノズル15が回収部63aに進入するように吸着ノズル15を下降させる。この状態で、ヘッド洗浄装置63は、例えば、装着ヘッド14のバルブ装置に対して正圧供給状態に切り替えさせて、エア源17から供給されるエアをエア流路14bに流通させる。これにより、エア流路14bに残存する異物が排出される。回収部63aは、例えば、フィルタを備えており、排出された異物は、回収部63aのフィルタによって回収される。
また、上記状態で、ヘッド洗浄装置63は、例えば、装着ヘッド14の駆動部14aに対して規定の動作を行うように指令することができる。規定の動作は、検査時と同じ動作であっても良く、検査時と異なる動作であっても良い。これにより、駆動部14aに残存する異物が排出され、排出された異物は、同様に回収部63aによって回収される。
ヘッド検査装置62は、ヘッド洗浄装置63によって洗浄された装着ヘッド14の良否を再び判定することができる。装着ヘッド14の洗浄後の検査は、装着ヘッド14が洗浄される前の検査と同じ内容、同じ条件であると良い。これにより、ヘッド検査装置62は、ヘッド洗浄装置63による装着ヘッド14の洗浄効果を確認し易い。
1-4-2.メンテナンスの他の一例(第二形態)
図7および図8に示すように、メンテナンスユニット60は、対象作業機TG0の機内に進退可能に設けられる第二可動装置64を備えることができる。第二可動装置64は、対象作業機TG0の機内に進退可能であれば良く、種々の形態をとり得る。例えば、第二可動装置64は、第一可動装置61と同様の直動機構を用いることができる。
メンテナンス制御部80は、第二可動装置64を対象作業機TG0の機内に進退させて第二可動装置64を用いて機器MC0を搬出させ、メンテナンスユニット60において当該機器MC0のメンテナンスを行わせることができる。具体的には、図1および図7に示すように、本形態の機器MC0には、部品を吸着する吸着ノズル15が含まれる。また、対象作業機TG0は、吸着ノズル15を収容するノズルステーション16と、吸着ノズル15を保持する装着ヘッド14とを備える。さらに、第二可動装置64は、吸着ノズル15を収容可能なノズルパレット65を備える。
メンテナンス制御部80は、ノズルパレット65を対象作業機TG0の機内の所定位置に位置決めし、ノズルステーション16に収容されている吸着ノズル15を装着ヘッド14に保持させ、装着ヘッド14が保持した吸着ノズル15を位置決めされたノズルパレット65に移載させる。図1に示すように、本形態の所定位置は、第一スロット121に装備されたフィーダ20の上部に設けられる取り出し部の近傍の領域AR2に設定されている。領域AR2は、装着ヘッド14の移動可能範囲に設定される。
ノズルステーション16に収容されている吸着ノズル15がノズルパレット65に移載されると、メンテナンス制御部80は、ノズルパレット65を備える第二可動装置64を後退させ、ノズルパレット65をメンテナンスユニット60の機内に搬入する。この形態では、メンテナンスユニット60は、例えば、ノズル検査装置66およびノズル洗浄装置67のうちの少なくとも一つを備えることができる。
メンテナンスユニット60は、メンテナンスとして吸着ノズル15の良否を判定するノズル検査装置66を備えている。これにより、メンテナンスユニット60は、対象作業機TG0の機外において、メンテナンスとして吸着ノズル15の良否を判定することができる。ノズル検査装置66は、吸着ノズル15に関する種々の検査を実施することができる。例えば、ノズル検査装置66は、吸着ノズル15の外観、吸着ノズル15の内部を流通するエアの流量、および、伸縮部15aの摺動抵抗のうちの少なくとも一つの良否を判定する。
図9に示すように、吸着ノズル15は、ノズル本体部151と、フランジ部152と、ノズル軸部153と、識別部154とを備えている。ノズル本体部151は、筒状に形成されており、装着ヘッド14に保持される。フランジ部152は、ノズル本体部151の軸方向の一端側(図9の紙面下側)において、円板状に形成されている。ノズル軸部153は、管状に形成されており、ノズル本体部151から軸線方向に沿って延伸している。ノズル本体部151およびノズル軸部153の内部には、吸着ノズル15におけるエア流路が形成されている。ノズル軸部153は、ノズル本体部151を介して供給される負圧によって、先端部において部品を保持する。
また、ノズル軸部153は、ノズル本体部151に対して軸方向に伸縮可能に構成される。具体的には、ノズル軸部153は、弾性部材によってノズル本体部151から進出する方向に付勢されている。ノズル本体部151およびノズル軸部153を備える伸縮部15aは、ノズル軸部153の先端部においてノズル本体部151側に荷重が印加されたときに、ノズル本体部151に対してノズル軸部153が摺動し、上記の弾性部材による弾性力に抗して収縮する。さらに、フランジ部152の上面には、識別部154が付されている。識別部154は、例えば、一次元コードまたは二次元コードを用いることができ、識別部154には、吸着ノズル15の識別情報などが含まれる。
ノズル検査装置66は、例えば、ノズルパレット65に移載された吸着ノズル15を撮像装置によって撮像し、当該撮像により取得した画像データに基づいて吸着ノズル15の外観の良否を判定することができる。これにより、吸着ノズル15の歪み、欠損、付着物の有無などが検査される。
また、ノズル検査装置66は、例えば、装着ヘッド14と同等の移載装置と流量測定器を用いて、吸着ノズル15の内部を流通するエアの流量を測定することもできる。この場合、ノズル検査装置66は、流量測定器によって測定されたエアの流量が所定範囲に含まれるときに、吸着ノズル15の内部を流通するエアの流量が正常であり、吸着ノズル15は、良品であると判定する。逆に、ノズル検査装置66は、流量測定器によって測定されたエアの流量が所定範囲に含まれないときに、吸着ノズル15の内部を流通するエアの流量が異常であり、吸着ノズル15は、不良品であると判定する。
さらに、ノズル検査装置66は、例えば、上記移載装置と、ロードセルなどの荷重測定器を用いて、吸着ノズル15のノズル軸部153がノズル本体部151に向かって摺動した際の荷重を検出することもできる。この場合、ノズル検査装置66は、荷重測定器によって測定された荷重が所定範囲に含まれるときに、伸縮部15aの摺動抵抗が正常であり、吸着ノズル15は、良品であると判定する。逆に、ノズル検査装置66は、荷重測定器によって測定された荷重が所定範囲に含まれないときに、伸縮部15aの摺動抵抗が異常であり、吸着ノズル15は、不良品であると判定する。伸縮部15aの摺動抵抗の増加は、例えば、伸縮部15aの汚れなどが要因となって生じる。
なお、ノズル検査装置66は、第一形態のメンテナンスユニット60に設けることもできる。この場合、第一可動装置61は、ノズルパレット65とノズル検査装置66を備える。第一可動装置61が対象作業機TG0の機内の所定位置に位置決めされたときに、ノズル検査装置66は、対象作業機TG0の装着ヘッド14と、ノズルパレット65に設けられる流量測定器を用いて、吸着ノズル15の内部を流通するエアの流量を測定する。また、ノズル検査装置66は、対象作業機TG0の装着ヘッド14と、ノズルパレット65に設けられるロードセルなどの荷重測定器を用いて、吸着ノズル15のノズル軸部153がノズル本体部151に向かって摺動した際の荷重を検出することもできる。
図7に示すように、メンテナンスユニット60は、メンテナンスとして吸着ノズル15を洗浄するノズル洗浄装置67を備えることができる。例えば、ノズル洗浄装置67は、吸着ノズル15の内部(例えば、吸着ノズル15におけるエア流路および伸縮部15a)または外部を洗浄する。具体的には、ノズル洗浄装置67は、洗浄庫69において吸着ノズル15の洗浄および乾燥を行う。ノズル洗浄装置67は、例えば、吸着ノズル15の内部または外部に高圧の洗浄流体(例えば、エア、洗浄液など)を流通させて、洗浄処理を行うことができる。また、ノズル洗浄装置67は、洗浄液(例えば、水、オイルなど)を用いて洗浄処理が実行された吸着ノズル15にエアを吹き付ける乾燥処理を実行することもできる。
図7および図8に示すように、メンテナンスユニット60は、ノズル洗浄装置67にエアを供給する配管の端部に設けられるユニット側コネクタ68を備える。また、対象作業機TG0は、エアを供給するエア源17と、エア源17に接続されると共にユニット側コネクタ68と嵌合可能な作業機側コネクタ18とを備える。
ユニット側コネクタ68および作業機側コネクタ18は、メンテナンスユニット60が対象作業機TG0と対向するときに嵌合する。ノズル洗浄装置67は、エア源17から供給されるエアを用いて洗浄庫69において洗浄流体を流通させて、吸着ノズル15を洗浄することができる。また、ノズル検査装置66は、エア源17から供給されるエアを用いて正圧および負圧を生成して検査を行うこともできる。このように、メンテナンスユニット60において必要なエアが対象作業機TG0から供給される。よって、メンテナンスユニット60は、エア源を別途搭載する必要がなく、メンテナンスユニット60の軽量化および小型化を図ることができる。
また、搬送装置70は、メンテナンスユニット60を搭載した状態で対象作業機TG0に移動して、メンテナンスユニット60を対象作業機TG0と対向させる。そのため、メンテナンスユニット60に設けられるユニット側コネクタ68と、対象作業機TG0に設けられる作業機側コネクタ18との位置関係によっては、ユニット側コネクタ68および作業機側コネクタ18の嵌合が困難な場合が想定される。
そこで、ユニット側コネクタ68および作業機側コネクタ18は、フローティングコネクタであると良い。フローティングコネクタは、ユニット側コネクタ68および作業機側コネクタ18の位置ずれを吸収することができ、ユニット側コネクタ68および作業機側コネクタ18を正規の位置で嵌合させることができる。
ノズル検査装置66は、ノズル洗浄装置67によって洗浄された吸着ノズル15の良否を再び判定することができる。吸着ノズル15の洗浄後の検査は、吸着ノズル15が洗浄される前の検査と同じ内容、同じ条件で行われると良い。これにより、ノズル検査装置66は、ノズル洗浄装置67による吸着ノズル15の洗浄効果を確認し易い。
1-4-3.変形形態
図1に示す搬送装置70は、複数(同図では、2つ)のメンテナンスユニット60を一の対象作業機TG0と対向させる。搬送装置70は、複数(2つ)のメンテナンスユニット60のうちの一のメンテナンスユニット60を一の対象作業機TG0と対向させ当該メンテナンスユニット60の終了後に移動して、他の一のメンテナンスユニット60を当該対象作業機TG0と対向させることもできる。
また、図1に示す形態では、メンテナンス制御部80は、一の対象作業機TG0との間で、メンテナンスユニット60に機器MC0のメンテナンスを行わせる。既述したように、いずれのメンテナンスユニット60においても対象作業機TG0の装着ヘッド14を使用するので、複数(2つ)のメンテナンスユニット60において同時にメンテナンスを実施することは困難である。
そこで、図10に示す搬送装置70は、複数(同図では、2つ)のメンテナンスユニット60のうちの一のメンテナンスユニット60を一の対象作業機TG0と対向させ、他の一のメンテナンスユニット60を他の一の対象作業機TG0と対向させる。これにより、複数(2つ)のメンテナンスユニット60の各々は、それぞれの対象作業機TG0の装着ヘッド14を使用することができ、複数(2つ)のメンテナンスユニット60において同時にメンテナンスを実施することができる。なお、同図では、領域AR1または領域AR2に相当する領域が領域AR3で図示されている。
また、第一可動装置61または第二可動装置64が対象作業機TG0の機内に進退する際に第一スロット121に装備されているフィーダ20が邪魔になる可能性がある。この場合、搬送装置70は、メンテナンスユニット60がフィーダ20と対向しない位置(空きスロット)に移動することができる。そして、領域AR1~領域AR3は、搬送装置70の移動に応じてスライドされる。また、十分な空きスロットがない場合、例えば、物品移動装置40は、不要なフィーダ20を第一スロット121から第二スロット122に移動させることができる。さらに、物品移動装置40は、不要なフィーダ20を保管装置BS0に移動させることもできる。
既述されている形態では、ヘッド検査装置62によって装着ヘッド14が検査された後に、ヘッド洗浄装置63によって装着ヘッド14が洗浄され、ヘッド検査装置62によって装着ヘッド14が再び検査される。上述されていることは、吸着ノズル15についても同様に言える。しかしながら、最初の検査を実施せずに、ヘッド洗浄装置63によって装着ヘッド14が洗浄された後に、ヘッド検査装置62によって装着ヘッド14が検査されても良い。同様に、最初の検査を実施せずに、ノズル洗浄装置67によって吸着ノズル15が洗浄された後に、ノズル検査装置66によって吸着ノズル15が検査されても良い。
2.メンテナンス方法
メンテナンスシステム50について既述されていることは、メンテナンス方法についても同様に言える。具体的には、メンテナンス方法は、メンテナンス制御工程を備え、メンテナンスユニット60と搬送装置70とを用いて機器MC0のメンテナンスを行う。メンテナンス制御工程は、メンテナンス制御部80が行う制御に相当する。
3.実施形態の効果の一例
メンテナンスシステム50によれば、少なくとも一つのメンテナンスユニット60と、搬送装置70と、メンテナンス制御部80とを備える。これにより、部品装着機10の外部に設けられる搬送装置70がメンテナンスユニット60を搭載した状態で対象作業機TG0に移動してメンテナンスユニット60を対象作業機TG0と対向させることができる。そして、メンテナンス制御部80は、メンテナンスユニット60が対象作業機TG0と対向するときに、メンテナンスユニット60に機器MC0のメンテナンスを行わせることができる。よって、メンテナンスユニット60は、基板搬送装置11がメンテナンス用基板を搬送する場合と比べて、基板製品の生産の影響を受け難い。
1:基板生産ライン、10:部品装着機、14:装着ヘッド、
14a:駆動部、14b:エア流路、15:吸着ノズル、15a:伸縮部、
16:ノズルステーション、17:エア源、18:作業機側コネクタ、
30R:走行路、40:物品移動装置、50:メンテナンスシステム、
60:メンテナンスユニット、61:第一可動装置、
62:ヘッド検査装置、63:ヘッド洗浄装置、64:第二可動装置、
65:ノズルパレット、66:ノズル検査装置、67:ノズル洗浄装置、
68:ユニット側コネクタ、69:洗浄庫、70:搬送装置、
80:メンテナンス制御部、90:基板、MC0:機器、
TG0:対象作業機。

Claims (13)

  1. 基板に部品を装着する部品装着機に設けられる機器をメンテナンスする少なくとも一つのメンテナンスユニットと、
    前記部品装着機の外部に設けられ、前記メンテナンスユニットを搭載した状態でメンテナンスが必要な前記機器を備える少なくとも一つの前記部品装着機である対象作業機に移動して前記メンテナンスユニットを前記対象作業機と対向させる搬送装置と、
    前記メンテナンスユニットが前記対象作業機と対向するときに、前記メンテナンスユニットに前記機器のメンテナンスを行わせるメンテナンス制御部と、
    を備えるメンテナンスシステムであって、
    前記メンテナンスユニットは、前記対象作業機の機内に進退可能に設けられる第一可動装置を備え、
    前記メンテナンス制御部は、前記第一可動装置を前記対象作業機の機内の所定位置に位置決めし、位置決めされた前記第一可動装置において前記機器のメンテナンスを行わせ、
    前記機器には、前記部品を吸着する吸着ノズルを保持すると共に前記吸着ノズルにエアを供給する装着ヘッドが含まれ、
    前記第一可動装置は、メンテナンスとして前記装着ヘッドの良否を判定するヘッド検査装置を備えるメンテナンスシステム
  2. 前記ヘッド検査装置は、前記装着ヘッドの駆動部の駆動負荷、前記装着ヘッドの内部に形成されているエア流路を流通するエアの流量、および、前記エアの圧力のうちの少なくとも一つの良否を判定する請求項に記載のメンテナンスシステム。
  3. 前記第一可動装置は、メンテナンスとして、前記装着ヘッドの駆動部、および、前記装着ヘッドの内部に形成されているエア流路のうちの少なくとも一方を洗浄するヘッド洗浄装置を備え、
    前記ヘッド検査装置は、前記ヘッド洗浄装置によって洗浄された前記装着ヘッドの良否を再び判定する請求項または請求項に記載のメンテナンスシステム。
  4. 基板に部品を装着する部品装着機に設けられる機器をメンテナンスする少なくとも一つのメンテナンスユニットと、
    前記部品装着機の外部に設けられ、前記メンテナンスユニットを搭載した状態でメンテナンスが必要な前記機器を備える少なくとも一つの前記部品装着機である対象作業機に移動して前記メンテナンスユニットを前記対象作業機と対向させる搬送装置と、
    前記メンテナンスユニットが前記対象作業機と対向するときに、前記メンテナンスユニットに前記機器のメンテナンスを行わせるメンテナンス制御部と、
    を備えるメンテナンスシステムであって、
    前記メンテナンスユニットは、前記対象作業機の機内に進退可能に設けられる第二可動装置を備え、
    前記メンテナンス制御部は、前記第二可動装置を前記対象作業機の機内に進退させて前記第二可動装置を用いて前記機器を搬出させ、前記メンテナンスユニットにおいて当該機器のメンテナンスを行わせるメンテナンスシステム。
  5. 前記機器には、前記部品を吸着する吸着ノズルが含まれ、
    前記対象作業機は、
    前記吸着ノズルを収容するノズルステーションと、
    前記吸着ノズルを保持する装着ヘッドと、
    を備え、
    前記第二可動装置は、前記吸着ノズルを収容可能なノズルパレットを備え、
    前記メンテナンス制御部は、前記ノズルパレットを前記対象作業機の機内の所定位置に位置決めし、前記ノズルステーションに収容されている前記吸着ノズルを前記装着ヘッドに保持させ、前記装着ヘッドが保持した前記吸着ノズルを位置決めされた前記ノズルパレットに移載させる請求項に記載のメンテナンスシステム。
  6. 前記機器には、前記部品を吸着する吸着ノズルが含まれ、
    前記メンテナンスユニットは、メンテナンスとして前記吸着ノズルの良否を判定するノズル検査装置を備える請求項または請求項に記載のメンテナンスシステム。
  7. 前記ノズル検査装置は、前記吸着ノズルの外観、前記吸着ノズルの内部を流通するエアの流量、および、伸縮部の摺動抵抗のうちの少なくとも一つの良否を判定する請求項に記載のメンテナンスシステム。
  8. 前記メンテナンスユニットは、メンテナンスとして前記吸着ノズルを洗浄するノズル洗浄装置を備え、
    前記ノズル検査装置は、前記ノズル洗浄装置によって洗浄された前記吸着ノズルの良否を再び判定する請求項または請求項に記載のメンテナンスシステム。
  9. 前記メンテナンスユニットは、前記ノズル洗浄装置にエアを供給する配管の端部に設けられるユニット側コネクタを備え、
    前記対象作業機は、
    前記エアを供給するエア源と、
    前記エア源に接続されると共に前記ユニット側コネクタと嵌合可能な作業機側コネクタと、
    を備え、
    前記ユニット側コネクタおよび前記作業機側コネクタは、前記メンテナンスユニットが前記対象作業機と対向するときに嵌合し、
    前記ノズル洗浄装置は、前記エア源から供給される前記エアを用いて洗浄庫において洗浄流体を流通させて、前記吸着ノズルを洗浄する請求項に記載のメンテナンスシステム。
  10. 前記ユニット側コネクタおよび前記作業機側コネクタは、フローティングコネクタである請求項に記載のメンテナンスシステム。
  11. 前記メンテナンス制御部は、基板製品の生産中の前記対象作業機のアイドリング時、または、前記対象作業機の段取り替え時に、前記メンテナンスユニットに前記機器のメンテナンスを行わせる請求項1~請求項10のいずれか一項に記載のメンテナンスシステム。
  12. 前記メンテナンスユニットおよび前記搬送装置は、前記部品装着機から非接触給電によって供給された供給電力を用いて駆動し、
    前記搬送装置は、前記部品装着機が並んで設置されている基板生産ラインに沿って設けられる走行路を走行する請求項1~請求項11のいずれか一項に記載のメンテナンスシステム。
  13. 前記走行路は、前記供給電力を用いて駆動し前記基板に設けられる物品を前記部品装着機に供給する物品移動装置が走行可能である請求項12に記載のメンテナンスシステム。
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