JP7407348B2

JP7407348B2 - 部品実装装置

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Publication number: JP7407348B2
Application number: JP2020024816A
Authority: JP
Inventors: 敬太森田; 憲一郎石本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2024-01-04
Anticipated expiration: 2040-02-18
Also published as: JP2021132052A

Description

本発明は、作業位置において下受け部によって下受けされた基板に部品を装着する部品実装装置に関する。

部品実装装置は、搬送コンベアによって作業位置に位置された基板に対し、ノズルを備えた装着ヘッドから成る部品装着手段が部品をピックアップして基板に装着するようになっている。ここで、作業位置に位置された基板は下受け部によって下受けされ、基板の下反りが解消された状態で部品の装着作業がなされるようになっている（例えば、下記の特許文献１参照）。

下受け部は、作業位置に位置した基板の下方で昇降する下受けベースと、下受けベースの上面に取り付けられて上方に延び、上端部を基板の下面に当接させる下受けピンとを有して構成される。下受けピンは下端部に磁石を有しており、上面が磁性体から構成される下受けベースに対して着脱できるようになっている。このため下受けピンは下受けベースの上面の任意の位置に取り付けることができ、基板の下反りを解消するために下面側を下受けする必要がある基板上の部位を下受けピンによって下受けすることができる。

また、部品実装装置の中には、下受けピンの設置作業を自動で行うことができるようになっているものが知られている。これは、下受けピンを吸着するための専用のノズルを備えた装着ヘッドがその専用ノズルによって下受けピンの上端を吸着し、下受けベースに設定した下受けピンの設置位置（ピン設置位置）に下受けピンを降ろすことで、下受けピンを下受けベースに取り着ける（磁力により結合させる）ことができるようになっている。

特開２０１３－４５７８５号公報

しかしながら、上記従来の部品実装装置において、基板の下反りが解消されるようにするために基板を下受けするべき部位を見つける作業は難しく、作業者の経験が少ない場合には設置した下受けピンによっては基板の下反りが十分に解消されず、部品の装着精度が低下するおそれがあるという問題点があった。

そこで本発明は、作業者の作業経験によらず基板の下反りを解消して基板に対する部品の装着精度を向上させることができる部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、作業位置に位置した基板を下受けする下受け部と、前記下受け部によって下受けされた前記基板に部品を装着する部品装着手段とを備えた部品実装装置であって、前記下受け部は、前記作業位置に位置した前記基板の下方で昇降する下受けベースと、下受けベースの上面に着脱自在に取り付けられて前記基板の下面に上端部を当接させる下受けピンとを有して成り、前記下受け部によって下受けされた前記基板の部品装着対象領域内に設定された複数の計測点それぞれの高さを計測する高さ計測部と、前記高さ計測部によって高さが計測された前記複数の計測点それぞれの高さに基づいて、前記基板の下受けが必要な部位を下受け部位に設定する下受け部位設定部と、前記下受け部位設定部により設定された前記下受け部位が前記下受けピンによって下受けされるように前記下受けベースに前記下受けピンを設置するピン設置部とを備え、前記下受け部位は、前記高さ計測部によって計測された高さが最も低い計測点である最低高さ計測点を含む複数の計測点である。
もうひとつの本発明の部品実装装置は、作業位置に位置した基板を下受けする下受け部と、前記下受け部によって下受けされた前記基板に部品を装着する部品装着手段とを備えた部品実装装置であって、前記下受け部は、前記作業位置に位置した前記基板の下方で昇降する下受けベースと、下受けベースの上面に着脱自在に取り付けられて前記基板の下面に上端部を当接させる下受けピンとを有して成り、前記下受け部によって下受けされた前記基板の部品装着対象領域内に設定された複数の計測点それぞれの高さを計測する高さ計測部と、前記高さ計測部によって高さが計測された前記複数の計測点それぞれの高さに基づいて、前記基板の下受けが必要な部位を下受け部位に設定する下受け部位設定部と、前記下受け部位設定部により設定された前記下受け部位が前記下受けピンによって下受けされるように前記下受けベースに前記下受けピンを設置するピン設置部とを備え、前記下受け部位は、前記高さ計測部によって計測された前記複数の計測点それぞれの高さに基づいて算出される前記基板の下反り形状の中の高さが最も低い部位を含む複数の部位である。

本発明によれば、作業者の作業経験によらず基板の下反りを解消して基板に対する部品の装着精度を向上させることができる。

本発明の実施の形態１における部品実装装置の要部側面図本発明の実施の形態１における部品実装装置の一部の平面図本発明の実施の形態１における部品実装装置が備える基板搬送保持部を装着ヘッドとともに示す側面図本発明の実施の形態１における部品実装装置の制御系統を示すブロック図本発明の実施の形態１における部品実装装置が実行する下受けピン設置作業で基板に設定される高さ計測点の一例を示す基板の平面図本発明の実施の形態１における部品実装装置が基板搬送保持部によって保持した基板上の高さ計測点の高さを計測している状態を示す側面図本発明の実施の形態１における部品実装装置が設定する下受け部位とピン設置位置との対応を示す図本発明の実施の形態１における部品実装装置が備える下受けベースに下受けピンを設置している状態を示す側面図本発明の実施の形態１における部品実装装置が実行する部品実装作業のメインルーチンのフローチャート本発明の実施の形態１における部品実装装置が実行する部品実装作業のサブルーチンのフローチャート本発明の実施の形態１における部品実装装置が基板を作業位置から移動させた状態を示す平面図本発明の実施の形態１における部品実装装置が備える下受けベースに下受けピンを設置している状態を示す側面図本発明の実施の形態１における部品実装装置が基板を作業位置に戻した状態を示す平面図本発明の一実施の形態における部品実装装置により（ａ）計測点の高さ計測している状態を示す図（ｂ）計測した計測点の高さに基づいて新たに設定したピン設置位置に下受けピンを設置した状態を示す図本発明の実施の形態１における部品実装装置が基板搬送保持部により保持した基板に部品を装着している状態を示す側面図本発明の実施の形態２における部品実装装置が実行する下受けピン設置作業で設定される最低高さ部位と複数の周辺部位の一例を示す基板の平面図

（実施の形態１）
図１および図２は本発明の実施の形態１における部品実装装置１を示している。部品実装装置１は上流工程側から搬入した基板ＫＢに部品ＢＨを装着して下流工程側に搬出する部品装着作業を繰り返し実行する装置である。ここでは説明の便宜上、部品実装装置１における基板ＫＢの搬送方向（作業者ＯＰから見た左右方向）をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向と直交する水平方向（作業者ＯＰから見た前後方向）をＹ軸方向とする。また、上下方向をＺ軸方向とする。

図１において、部品実装装置１は、基台１１、基板搬送保持部１２、テープフィーダ１３、装着ヘッド１４、ヘッド移動機構１５、部品カメラ１６、高さセンサ１７および制御装置１８を備えている。基台１１は床面ＦＬ上に設置されており、基板搬送保持部１２は基台１１上に設けられている。

図２および図３において、基板搬送保持部１２は一対の搬送コンベア２１および下受け部２２を備えている。一対の搬送コンベア２１は基台１１上に設けられており、基板ＫＢの両端部を下方から支持してＸ軸方向に搬送して、所定の作業位置に基板ＫＢを位置させる。すなわち本実施の形態において、基板搬送保持部１２は、基板ＫＢを作業位置に搬送する搬送手段となっている。

図２および図３において、一対の搬送コンベア２１はＹ軸方向に対向して配置された一対のフレーム２１Ｆに支持されている。一対のフレーム２１Ｆの上端それぞれには、互いに対向する方向（Ｙ軸方向）に張り出した一対の基板押え部２１Ｐが設けられている。基板搬送保持部１２は上流工程側から送られてきた基板ＫＢを一対の搬送コンベア２１によって受け取って搬入し、作業位置の上方に基板ＫＢを移動させて保持する。

図３において、下受け部２２は、平板状の下受けベース３１と、下受けベース３１の上面に立設された複数の下受けピン３２を有して構成されている。下受けベース３１は作業位置に位置した基板ＫＢの下方に位置しており、昇降シリンダ３３によって作業位置に位置した基板ＫＢの下方を昇降されるようになっている（図３中に示す矢印Ａ）。

図３において、下受けピン３２の下端部３２Ｂには磁石３２Ｍが設けられている。一方、下受けベース３１の上面は磁性体３１Ｊから成っている。このため下受けピン３２は下端部を下受けベース３１の上面に近づけると、その下端部に設けられている磁石３２Ｍが下受けベース３１の磁性体３１Ｊとが磁力によって引き合い、下受けピン３２が下受けベース３１の上面に設置される。このように下受けピン３２と下受けベース３１とは磁力によって結合されるため、下受けピン３２は下受けベース３１の上面の任意の位置に取り付けることができ、その着脱も（従って移動も）自在である。

下受け部２２は、搬送コンベア２１によって基板ＫＢが作業位置に位置された状態で、昇降シリンダ３３に駆動されて上昇すると、複数の下受けピン３２の上端を基板ＫＢの下面に当接させて、基板ＫＢを押し上げる。これにより基板ＫＢの両端部はそれぞれ２つの基板押さえ部２１Ｐに下方から押し付けられ、基板ＫＢは基板搬送保持部１２に保持（詳細にはフレーム２１Ｆに固定）された状態となる（図３）。

このように本実施の形態において、下受け部２２は、作業位置に位置した基板の下方で昇降する下受けベース３１と、下受けベース３１の上面に着脱自在に取り付けられて基板の下面に上端部を当接させる下受けピン３２とを有した構成となっている。

図１において、基台１１の手前側（作業者ＯＰ側）の端部にはフィーダ台車ＤＳが連結されている。フィーダ台車ＤＳの上部にはフィーダベースＦＢが設けられており、テープフィーダ１３はフィーダベースＦＢに着脱自在に取り付けられている。図２に示すように、フィーダベースＦＢには、複数のテープフィーダ１３をＸ軸方向に並べて取り付けることができる。フィーダ台車ＤＳを基台１１に連結させると、フィーダベースＦＢに取り付けられている複数のテープフィーダ１３が一括して基台１１に接続される。

図１において、フィーダ台車ＤＳにはキャリアテープＣＴが巻き付けられたリールＲＬが保持されている。リールＲＬはテープフィーダ１３ごとに用意されており、リールＲＬから引き出されたキャリアテープＣＴは対応するテープフィーダ１３に取り付けられる。キャリアテープＣＴには部品ＢＨが一定間隔おきに収納されている。テープフィーダ１３は取り付けられたキャリアテープＣＴを前方（基板搬送保持部１２に向かう側）に搬送し、所定の部品供給位置１３Ｋ（図２も参照）に部品ＢＨを供給する。

図１および図３において、装着ヘッド１４は下方に延びた複数のノズル１４Ｎを備えている。各ノズル１４Ｎは装着ヘッド１４に対する昇降動作とＺ軸まわりの回転動作が可能である。装着ヘッド１４は、テープフィーダ１３が部品供給位置１３Ｋに供給する部品ＢＨを各ノズル１４Ｎの下端に吸着させてピックアップする。ヘッド移動機構１５は例えばＸＹ移動機構から成り、装着ヘッド１４を水平面内方向に移動させる。

図１および図２において、部品カメラ１６は基台１１上の基板搬送保持部１２とテープフィーダ１３の間の領域に設けられている。部品カメラ１６は撮像光軸を上方に向けており、複数のノズル１４Ｎそれぞれに部品ＢＨを吸着させた装着ヘッド１４が部品カメラ１６の上方領域をＸ軸方向に通過するように移動したとき、各部品ＢＨを下方から撮像する。

図１および図３において、高さセンサ１７は装着ヘッド１４に取り付けられている。高さセンサ１７は下方に位置する計測点に向けて投光した検査光の反射光を受光することで、計測点の高さを計測する。

図１において、制御装置１８は基台１１内に設けられている。制御装置１８は、図４に示すように、記憶部４１と装着動作制御部４２を備えている。記憶部４１には部品装着プログラムのほか種々のデータが記憶されている。装着動作制御部４２は、記憶部４１に記憶された部品装着プログラムに従って部品実装装置１の各部を動作させることにより、基板ＫＢに部品ＢＨを装着する部品装着作業を実行する。

具体的には、装着動作制御部４２は、基板搬送保持部１２が備える一対の搬送コンベア２１による基板ＫＢの搬送動作と昇降シリンダ３３による下受けベース３１の昇降動作を制御する。また装着動作制御部４２は、各テープフィーダ１３による部品ＢＨの供給動作を制御し、ヘッド移動機構１５による装着ヘッド１４の移動の動作と、装着ヘッド１４のノズル１４Ｎによる部品ＢＨの吸着の動作を制御する。

また、装着動作制御部４２は、部品カメラ１６による部品ＢＨの撮像動作を制御する。部品カメラ１６の撮像によって得られた画像データはそれぞれ装着動作制御部４２に送信され、装着動作制御部４２は得られた画像データに基づいて画像認識処理を行う。また制御装置１８は、高さセンサ１７を制御する。高さセンサ１７によって得られる計測点の高さ情報は、制御装置１８に送信される。

部品実装装置１が行う部品装着作業では、先ず基板搬送保持部１２の搬送コンベア２１が作動し、上流工程側から送られてきた基板ＫＢを受け取って作業位置に位置させる。基板ＫＢが作業位置に位置したら、下受け部２２が上昇して基板ＫＢを下受けし、基板ＫＢの両端部を２つの基板押さえ部２１Ｐに下方から押し付けて基板ＫＢを保持する。

基板ＫＢが下受け部２２によって下受けされ、基板搬送保持部１２に保持されたら、装着ヘッド１４は装着ターンを繰り返し実行する。装着ヘッド１４はひとつの装着ターンにおいて、テープフィーダ１３が供給する部品ＢＨをピックアップする動作、部品カメラ１６の上方をＸ軸方向に通過するように移動して部品カメラ１６に部品ＢＨを撮像させる動作、基板ＫＢ上に定められた部品装着位置に部品ＢＨを装着する動作をこの順で行う。このように本実施の形態において、装着ヘッド１４は、下受け部２２によって下受けされた基板ＫＢに部品ＢＨを装着する部品装着手段となっている。

装着ヘッド１４が基板ＫＢに部品ＢＨを装着する際の各部品ＢＨの装着高さＳＨ（図３）は記憶部４１に予め記憶されており、装着動作制御部４２は、部品ＢＨを装着するごとに、その部品ＢＨの装着高さＳＨを記憶部４１から読み出すようになっている。制御装置１８は、部品カメラ１６が部品ＢＨを撮像して得られた画像に基づいて部品認識を行い、装着ヘッド１４が部品ＢＨを基板ＫＢに装着するとき、部品の認識結果を利用して、部品ＢＨの基板ＫＢに対する位置補正等を行う。

上記の装着ターンが繰り返し実行されることによって、基板ＫＢに装着すべき部品ＢＨが全て装着されたら、基板搬送保持部１２の搬送コンベア２１は、基板ＫＢを下流工程側に搬出する。これにより、部品実装装置１が行う基板ＫＢの１枚当たりの部品装着作業が終了する。

実施の形態１における部品実装装置１では下受け部２２に下受けピン３２を設置する手順に特徴があり、以下にその説明を行う。図４において、制御装置１８は、前述の記憶部４１と装着動作制御部４２のほか、高さ計測制御部４３、下受け部位設定部４４、ピン設置位置設定部４５およびピン設置制御部４６を備えている。

図５において、基板ＫＢの上面の部品装着対象領域ＴＲ内には複数の計測点Ｋが設定されている。ここで「部品装着対象領域ＴＲ」とは、基板ＫＢの上面のうち、装着ヘッド１４によって部品ＢＨが装着され得る領域のことをいう。実施の形態１では、図５に示すように、計測点Ｋは、部品装着対象領域ＴＲ内に、Ｘ軸方向に５個、Ｙ軸方向に５個のマトリクス状に配置された２５個の計測点Ｋが設定されている。

高さ計測制御部４３は、作業位置に位置され、下受け部２２によって下受けされた基板ＫＢの部品装着対象領域ＴＲ内に設定された複数の計測点Ｋそれぞれの高さＨＣを、高さセンサ１７を制御することによって計測する（図６）。高さ計測制御部４３は、計測点Ｋの高さを計測するときには、基板ＫＢの上方に高さセンサ１７（装着ヘッド１４）を移動させ、高さを計測しようとしている計測点Ｋの上方に高さセンサ１７を位置させる。そして、高さセンサ１７から下方に検査光を投光させ、前述の要領により、計測対象となっている計測点Ｋの高さＨＣを計測する。

ここで、高さセンサ１７によって計測される計測点Ｋの高さＨＣは高さセンサ１７からの下方距離である（図６）。従って、高さセンサ１７によって検出される計測点Ｋは、検出される高さＨＣの値が大きい程低い位置に位置していることになる。

このように実施の形態１において、制御装置１８の高さ計測制御部４３と高さセンサ１７は、下受け部２２によって下受けされた基板ＫＢの部品装着対象領域ＴＲ内に設定された複数の計測点Ｋそれぞれの高さＨＣを計測する高さ計測部５１となっている（図４）。

下受け部位設定部４４は、高さ計測部５１によって計測された複数の計測点Ｋそれぞれの高さＨＣに基づいて、基板ＫＢの下受けが必要な部位を（詳細には、基板ＫＢの下反りを解消するために下面側の下受けが必要な基板ＫＢ上の部位を）下受け部位Ｔ（図７）に設定する。実施の形態１では、下受け部位設定部４４は、高さ計測部５１によって計測された高さＨＣが最も低い計測点Ｋ（「最低高さ計測点」と称する）を含む複数の計測点Ｋを下受け部位Ｔに設定する。

例えば、図５において、２５個の計測点Ｋのうち、計測された高さＨＣが最も低い計測点Ｋが符号「Ｋ１」で示す計測点であった場合（以下、「最低高さ計測点Ｋ１」と記す）には、その最低高さ計測点Ｋ１を含む複数の計測点Ｋを下受け部位Ｔに設定する（図７）。図７では、設定した複数の下受け部位Ｔのうち、最低高さ計測点Ｋ１に対応する下受け部位Ｔを符号「ＴＭ」で示している。

ピン設置位置設定部４５は、下受け部位設定部４４により設定された下受け部位Ｔの下方の下受けベース３１上の位置にピン設置位置Ｐを設定する（図７）。図７では、複数の下受け部位Ｔに対応して設定された複数のピン設置位置Ｐのうち、最低高さ計測点Ｋ１に対応する下受け部位Ｔ（ＴＭ）の下方に設定されたピン設置位置Ｐを符号「ＰＭ」で示している（図６も参照）。

ピン設置制御部４６は、ピン設置位置設定部４５によって設定されたピン設置位置Ｐに下受けピン３２が設置されるように装着ヘッド１４を制御する。これには先ず、図８に示すように、装着ヘッド１４に、下受けピン３２を吸着するための専用のノズル１４Ｎ（「ピン設置用ノズル１４ＮＳ」と称する）を装着させておく。そして、装着ヘッド１４を作動させて、ピン設置用ノズル１４ＮＳの下端に下受けピン３２の上端部を吸着させ、下受けベース３１の上方に装着ヘッド１４を移動させた後、設定されたピン設置位置Ｐの上方で下受けピン３２を降ろし（図８中に示す矢印Ｂ）、ピン設置用ノズル１４ＮＳによる下受けピン３２の吸着を解除する（図８）。この状態において、下受けピン３２側の磁石３２Ｍと下受けベース３１側の磁性体３１Ｊとは磁力によって引き合っているので、下受けピン３２は下受けベース３１上のピン設置位置Ｐに設置される。

このように実施の形態１において、ピン設置位置設定部４５、ピン設置制御部４６および装着ヘッド１４は、下受け部位設定部４４により設定された下受け部位Ｔが下受けピン３２によって下受けされるように下受けベース３１に下受けピン３２を設置するピン設置部５２となっている（図４）。

次に、部品実装装置１により基板ＫＢに部品ＢＨを装着する部品装着作業を行う手順を説明する。図９は部品装着作業のメインルーチンのフローチャートであり、図１０はメインルーチンの一部を構成するサブルーチンのフローチャートである。

部品装着作業では先ず、搬送コンベア２１が、上流工程側から送られてきた基板ＫＢを搬入して作業位置に位置させる（図９に示すステップＳＴ１）。そして、昇降シリンダ３３が作動して下受けベース３１を上昇させ、下受け部２２によって基板ＫＢを下受けする（ステップＳＴ２）。なお、ここで基板ＫＢを下受けする下受けピン３２は、基板ＫＢの両端部を２つの基板押さえ部２１Ｐに押し付ける役目が果たされればよく、下受けベース３１における下受けピン３２の配置（設置位置）は、基板ＫＢの下反りを解消することを考慮しないで設定されたものであって構わない。

基板ＫＢが下受け部２２によって下受けされたら、制御装置１８は、下受け部２２による基板ＫＢの下受け状態の修正を実行する（ステップＳＴ３）。基板ＫＢの下受け状態の修正を行うには、制御装置１８は先ず、高さ計測部５１により、基板ＫＢに設定されている複数の計測点Ｋ（図５）それぞれの高さＨＣを計測する（図６。図１０に示すステップＳＴ１１）。そして、計測された複数の計測点Ｋそれぞれの高さＨＣに基づいて、下受け部位設定部４４により、下受け部位Ｔを設定する（ステップＳＴ１２）。具体的には、計測された高さＨＣが最も引き計測点Ｋである最低高さ計測点Ｋ１を含む基板ＫＢ上の複数の部位を下受け部位Ｔに設定する。

制御装置１８は、下受け部位Ｔを設定したら、ピン設置位置設定部４５によりピン設置位置Ｐを設定する（ステップＳＴ１３）。具体的には、下受け部位Ｔの下方の下受けベース３１上の位置にピン設置位置Ｐを設定する。制御装置１８は、ピン設置位置Ｐを設定したら、昇降シリンダ３３を作動させて下受け部２２を下降させ、下受け部２２による基板ＫＢの下受けを解除する。そして、搬送コンベア２１を作動させて、基板ＫＢを作業位置から移動させる（図１１中に示す矢印Ｃ。ステップＳＴ１４）。なお、ここでは基板ＫＢを上流側に移動させているが、下流側の移動させるのであってもよい。

制御装置１８は、基板ＫＢを移動させたら、ステップＳＴ１３で設定したピン設置位置Ｐに下受けピン３２を設置する（ステップＳＴ１５）。これは、ピン設置部５２により、ピン設置用ノズル１４ＮＳを装着させた装着ヘッド１４を作動させて行う（図１２。図中に示す矢印Ｂ）。ここで行う下受けピン３２の設置は、既に下受けベース３１に設置されているものとは別に新たに用意した下受けピン３２を設置するのであってもよいし、既に下受けベース３１に設定されている下受けピン３２を移動するのであってもよい。

このように、本実施の形態１において、高さ計測部５１は、下受け部２２によって下受けされた基板ＫＢの部品装着対象領域ＴＲ内に設定された複数の計測点Ｋそれぞれの高さＨＣを計測し、下受け部位設定部４４は、高さ計測部５１によって高さＨＣが計測された複数の計測点Ｋそれぞれの高さＨＣに基づいて、基板ＫＢの下受けが必要な部位を下受け部位Ｔに設定し、ピン設置部５２は、下受け部位設定部４４により設定された下受け部位Ｔが下受けピン３２によって下受けされるように下受けベース３１に下受けピン３２を設置する（新たに用意した下受けピン３２を設置あるいは既に設置してある下受けピン３２を移動）ようになっている。

下受けベース３１に下受けピン３２が設置されたら、制御装置１８は、搬送コンベア２１を作動させて基板ＫＢを作業位置に戻したうえで（図１３中に示す矢印Ｄ）、昇降シリンダ３３を作動させ、下受け部２２によって基板ＫＢを下受けする（ステップＳＴ１６）。そして、下受け状態の修正を終了するかどうかを判断する（ステップＳＴ１７）。

ステップＳＴ１６が終了した時点で、基板ＫＢは、下受けピン３２によって下反りが解消され得るように下受けされた状態となっている。このためステップＳＴ１７で下受け状態の修正を終了し、サブルーチンを抜けてメインルーチンに戻ってもよいが、より確実に基板ＫＢの下反りを解消するようにするためには、下受状態の修正を続行すべく、ステップＳＴ１７からステップＳＴ１８に進む。

ステップＳＴ１８に進んだ場合には、制御装置１８は、下受け状態の修正を経た下受け部２２（設定された下受け部位Ｔが下受けされるように下受けピン３２が設置された下受け部２２）によって基板ＫＢが下受けされた状態で、高さ計測部５１により、ステップＳＴ１２で最低高さ計測点Ｋ１とした計測点Ｋを含む複数の計測点Ｋそれぞれの高さを計測する（図１４（ａ））。ここで、高さＨＣが計測される複数の計測点Ｋのうち、最低高さ計測点Ｋ１とは異なる計測点Ｋは、予め設定された前述の２５個の計測点Ｋ（図５）の一部であってもよいし、２５個の計測点Ｋとは異なる計測点であってもよい。図１４（ａ）は、最低高さ計測点Ｋ１の高さＨＣを符号「ＨＣ１」で示しており、最低高さ計測点Ｋ１とは異なる計測点Ｋの高さＨＣを符号「ＨＣ２」で示している。

制御装置１８は、最低高さ計測点Ｋ１を含む複数の計測点Ｋそれぞれの高さＨＣを計測したら、今回計測した最低高さ計測点Ｋ１の高さＨＣ（ＨＣ１）よりも高さＨＣが低い計測点Ｋがあるかどうかを判断する（ステップＳＴ１９）。そして、最低高さ計測点Ｋ１の高さＨＣ（ＨＣ１）よりも高さＨＣが低い計測点Ｋがあった場合には（図１４（ａ））、そのうち高さＨＣが最も低い計測点Ｋを新たな下受け部位ＴＮに設定する（ステップＳＴ２０）。一方、最低高さ計測点Ｋ１の高さＨＣ（ＨＣ１）よりも高さＨＣが低い計測点Ｋがなかった場合には、サブルーチンを抜けてメインルーチンに戻る。

制御装置１８は、ステップＳＴ２０において新たな下受け部位ＴＮを設定したら、ピン設置位置設定部４５により、新たな下受け部位ＴＮの下方の下受けベース３１上の位置に新たなピン設置位置（図１４（ａ）において符号「ＰＮ」で表す）を設定する（ステップＳＴ２１）。制御装置１８は、新たなピン設置位置ＰＮを設定したら、昇降シリンダ３３を作動させて下受け部２２を下降させ、下受け部２２による基板ＫＢの下受けを解除する。そして、搬送コンベア２１を作動させて、基板ＫＢを作業位置から移動させる（図１１。ステップＳＴ２２）。

制御装置１８は、ステップＳＴ２２で基板ＫＢを移動させたら、ステップＳＴ１５と同様の要領で、新たなピン設置位置ＰＮに下受けピン３２を設置する（図１４（ｂ）。ステップＳＴ２３）。図１４（ｂ）では、既に下受けベース３１に設置されているものとは別に新たに用意した下受けピン３２を設置した状態を示しているが、既に下受けベース３１に設定されている下受けピン３２を新たなピン設置位置ＰＮに移動するのであってもよい。

このように、実施の形態１において、高さ計測部５１は、下受けピン３２が設置された下受け部２２によって基板ＫＢが下受けされた状態で最低高さ計測点Ｋ１を含む複数の計測点Ｋそれぞれの高さＨＣを計測し、下受け部位設定部４４は、高さ計測部５１によって計測された高さＨＣが最低高さ計測点Ｋ１の高さＨＣよりも低い計測点Ｋがあった場合にその計測点Ｋを新たな下受け部位ＴＮに設定し、ピン設置部５２は、下受け部位設定部４４により設定された新たな下受け部位ＴＮが下受けピン３２によって下受けされるように下受けベース３１に下受けピン３２を設置（下受けピン３２を新たに設置あるいは既に設置してある下受けピン３２を移動）するようになっている。

制御装置１８は、ステップＳＴ２３において、設定した新たな下受け部位ＴＮに下受けピン３２を設置したら、搬送コンベア２１を作動させて基板ＫＢを作業位置に戻したうえで（図１３）、下受け部２２によって基板ＫＢを下受けする（ステップＳＴ２４）。そして、ステップＳＴ１７に戻って、下受け状態の修正を終了するかどうかを判断する。ここで、更に下受け状態の修正を行うと判断した場合にはステップＳＴ１８に進み、下受け状態の修正を終了すると判断した場合には、サブルーチンを抜けてメインルーチンに戻る。

制御装置１８は、メインルーチンに戻ったら、下受け部２２により下受けした状態となっている基板ＫＢに対し、装着ヘッド１４に前述の装着ターンを行わせて部品ＢＨを装着する（図１５。図９に示すステップＳＴ４）。そして、基板ＫＢに装着すべき部品ＢＨを全て装着したら、昇降シリンダ３３を作動させて下受け部２２を下降させ、下受け部２２による基板ＫＢの下受けを解除する（ステップＳＴ５）。下受け部２２による基板ＫＢの下受けを解除したら、搬送コンベア２１を作動させて、基板ＫＢを下流工程側に搬出する（ステップＳＴ６）。これにより基板ＫＢの１枚当たりの部品装着作業が終了する。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における部品実装装置１を説明する。実施の形態２における部品実装装置１は、実施の形態１における部品実装装置１に対し、制御装置１８の下受け部位設定部４４の機能のみが異なっている。

実施の形態２において、下受け部位設定部４４は、高さ計測部５１によって計測された複数の計測点Ｋそれぞれの高さＨＣに基づいて基板ＫＢの下反り形状を算出し、基板ＫＢのうち算出した基板ＫＢの下反りの形状の中の高さが最も低い部位を含む基板ＫＢ上の複数の部位を下受け部位Ｔに設定するようになっている。すなわち実施の形態２において、下受け部位Ｔは、高さ計測部５１によって計測された複数の計測点Ｋそれぞれの高さＨＣに基づいて算出される基板ＫＢの下反り形状の中の高さが最も低い部位を含む複数の部位となっている。

例えば、図１６に示す２５個の計測点Ｋに基づいて算出された下反り形状（数式）において、符号「Ｑ」で示す部位（「最低高さ部位Ｑ」と称する）の高さが最も低かった場合には、その最低高さ部位Ｑを含む複数の部位を下受け部位Ｔに設定する。このようにして下受け部位Ｔを設定すると、その設定した下受け部位Ｔの中に下反り形状の最も高さが低い部位が必ず含まれるので、高さ計測を反復してより高さの低い部位を求める必要はなく、実施の形態１におけるステップＳＴ１８～ステップＳＴ２４に相当する工程は不要となる。

以上説明したように、本実施の形態１および２における部品実装装置１では、下受け部２２によって下受けされた基板ＫＢの部品装着対象領域ＴＲ内に設定された複数の計測点Ｋそれぞれの高さＨＣを計測することによって、基板ＫＢの下反りを解消するために下受けが必要な部位を下受け部位Ｔに設定するようになっている。そして、その設定した下受け部位の下方の下受けベース３１上の位置をピン設置位置Ｐとして設定し、その設定したピン設置位置Ｐに下受けピン３２を設置（下受けピン３２を新たに設置あるいは既に設置してある下受けピン３２を移動）するようになっている。このように本実施の形態における部品実装装置１では、基板ＫＢを下受けする下受けピン３２の設置位置の設定から下受けピン３２の設置までが全て自動でなされるので、作業者ＯＰの経験によらずに基板ＫＢの下反りを適切に解消することができ、基板ＫＢに対する部品ＢＨの装着精度を向上させることができる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されず、種々の変形等が可能である。例えば、上述の実施の形態では、計測点Ｋは、部品装着対象領域ＴＲ内にＸ軸方向に５個、Ｙ軸方向に５個のマトリクス状に配置された２５個の計測点Ｋが設定されたものとなっていたが、これは一例であり、計測点の数および配置は任意に設定することができる。

作業者の作業経験によらず基板の下反りを解消して基板に対する部品の装着精度を向上させることができる部品実装装置を提供する。

１部品実装装置
１２基板搬送保持部（搬送手段）
１４装着ヘッド（部品装着手段）
１４ＮＳピン設置用ノズル
２２下受け部
３１下受けベース
３１Ｊ磁性体
３２下受けピン
３２Ｍ磁石
４４下受け部位設定部
５１高さ計測部
５２ピン設置部
ＨＣ高さ
ＳＨ装着高さ
Ｋ計測点
Ｋ１最低高さ計測点
ＴＲ部品装着対象領域
Ｔ下受け部位
ＴＮ新たな下受け部位
ＢＨ部品
ＫＢ基板

Claims

作業位置に位置した基板を下受けする下受け部と、前記下受け部によって下受けされた前記基板に部品を装着する部品装着手段とを備えた部品実装装置であって、
前記下受け部は、前記作業位置に位置した前記基板の下方で昇降する下受けベースと、下受けベースの上面に着脱自在に取り付けられて前記基板の下面に上端部を当接させる下受けピンとを有して成り、
前記下受け部によって下受けされた前記基板の部品装着対象領域内に設定された複数の計測点それぞれの高さを計測する高さ計測部と、
前記高さ計測部によって高さが計測された前記複数の計測点それぞれの高さに基づいて、前記基板の下受けが必要な部位を下受け部位に設定する下受け部位設定部と、
前記下受け部位設定部により設定された前記下受け部位が前記下受けピンによって下受けされるように前記下受けベースに前記下受けピンを設置するピン設置部とを備え、
前記下受け部位は、前記高さ計測部によって計測された高さが最も低い計測点である最低高さ計測点を含む複数の計測点である、部品実装装置。
前記高さ計測部は、前記下受けピンが設置された前記下受け部によって前記基板が下受けされた状態で前記最低高さ計測点を含む複数の計測点それぞれの高さを計測し、前記下受け部位設定部は、前記高さ計測部によって計測された高さが前記最低高さ計測点の高さよりも低い計測点があった場合にその計測点を新たな下受け部位に設定し、前記ピン設置部は、前記下受け部位設定部により設定された前記新たな下受け部位が前記下受けピンによって下受けされるように前記下受けベースに前記下受けピンを設置する請求項１に記載の部品実装装置。
作業位置に位置した基板を下受けする下受け部と、前記下受け部によって下受けされた前記基板に部品を装着する部品装着手段とを備えた部品実装装置であって、
前記下受け部は、前記作業位置に位置した前記基板の下方で昇降する下受けベースと、下受けベースの上面に着脱自在に取り付けられて前記基板の下面に上端部を当接させる下受けピンとを有して成り、
前記下受け部によって下受けされた前記基板の部品装着対象領域内に設定された複数の計測点それぞれの高さを計測する高さ計測部と、
前記高さ計測部によって高さが計測された前記複数の計測点それぞれの高さに基づいて、前記基板の下受けが必要な部位を下受け部位に設定する下受け部位設定部と、
前記下受け部位設定部により設定された前記下受け部位が前記下受けピンによって下受けされるように前記下受けベースに前記下受けピンを設置するピン設置部とを備え、
前記下受け部位は、前記高さ計測部によって計測された前記複数の計測点それぞれの高さに基づいて算出される前記基板の下反り形状の中の高さが最も低い部位を含む複数の部位である、部品実装装置。
前記ピン設置部はピン設置用ノズルを備えた前記部品装着手段を含み、前記部品装着手段は前記ピン設置用ノズルにより吸着した前記下受けピンを前記下受けベースに設置する請求項１～３のいずれかに記載の部品実装装置。
前記下受けピンは下端部に磁石を有し、前記下受けベースの上面は前記下受けピンの前記磁石と引き合う磁性体から構成されている請求項１～４のいずれかに記載の部品実装装置。
前記基板を前記作業位置に搬送する搬送手段を備え、前記搬送手段は、前記ピン設置部によって前記下受けピンが前記下受けベースに設置される前に前記基板を前記作業位置から移動させ、前記ピン設置部によって前記下受けピンが前記下受けベースに設置された後に前記基板を前記作業位置に戻す請求項１～５のいずれかに記載の部品実装装置。