JP7440606B2

JP7440606B2 - 部品実装機および部品実装システム

Info

Publication number: JP7440606B2
Application number: JP2022501522A
Authority: JP
Inventors: 岳史櫻山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2024-02-28
Anticipated expiration: 2040-02-20
Also published as: JPWO2021166179A1; EP4110030A1; CN115004878A; EP4110030A4; US20230067782A1; WO2021166179A1; CN115004878B

Description

本明細書は、部品実装機および部品実装システムについて開示する。

従来、フィーダ装置から繰り出されるキャリアテープのキャビティ部に保持される部品を実装ヘッドにより取り出して基板に実装する部品実装機において、キャリアテープが保持する部品の残数がゼロになったか否かを判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この部品実装機は、実装ヘッドに設けられたカメラ装置を備える。そして、部品実装機は、キャリアテープの終端側に形成された終端側キャビティ部をカメラ装置により撮像し、得られた撮像画像に基づいて終端側キャビティ部に部品があるか否かを判定する。

また、複数の部品実装機と、各部品実装機に装着されるフィーダを入れ替えるための入替ロボットとを備えるシステムも提案されている（例えば、特許文献２参照）。入替ロボットは、部品実装機に装着されているフィーダに部品切れが発生した場合に、部品切れのフィーダを回収すると共に次のフィーダを補給する。

国際公開第２０１７／０２２０９８号特開２０１７－１１３１６号公報

しかし、上述した特許文献１記載の部品実装機は、部品の種類によっては、カメラの撮像画像に基づいて部品の有無を判定することが困難な場合がある。この場合、部品実装機は、部品切れの有無を適正に判定することができなくなる。

本開示は、部品供給装置の部品切れの判定をより正確に行なうことを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の部品実装機は、
部品供給装置から供給位置に供給された部品を実装ヘッドにより取り出して対象物に実装する部品実装機であって、
前記供給位置を上方から撮像可能な撮像装置と、
部品を検知可能な部品検知センサと、
所定の判定条件が成立した場合に、前記部品供給装置が供給する部品に関する部品情報を取得し、前記撮像装置により前記供給位置を撮像した撮像画像に基づいて該供給位置における部品の有無を判定することにより前記部品供給装置の部品切れの有無を判定する第１判定処理と前記部品検知センサにより前記供給位置における部品の有無を検出することにより前記部品供給装置の部品切れの有無を判定する第２判定処理とを含む複数の処理のいずれかを前記部品情報に基づいて選択して実行する制御装置と、
を備えることを要旨とする。

この本開示の部品実装機によれば、部品供給装置の部品切れの判定をより正確に行なうことができる。

部品実装システムの外観斜視図である。部品実装機の概略構成図である。実装ヘッドの側面図である。フィーダの概略構成図である。フィーダの部品供給位置付近の部分拡大図である。フィーダ台の外観斜視図である。フィーダ交換ロボットの概略構成図である。部品実装システムの電気的な接続関係を示すブロック図である。フィーダ保有情報の一例を示す説明図である。部品実装処理の一例を示すフローチャートである。部品切れ確認処理の一例を示すフローチャートである。高さセンサの照射光の径を説明する説明図である。

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、部品実装システムの外観斜視図である。図２は、部品実装機の概略構成図である。図３は、実装ヘッドの側面図である。図４は、フィーダの概略構成図である。図５は、フィーダの供給位置付近の部分拡大図である。図６は、フィーダ台の外観斜視図である。図７は、フィーダ交換ロボットの概略構成図である。図８は、部品実装システムの電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、図１，２中、左右方向をＸ軸方向とし、前後方向をＹ軸方向とし、上下方向をＺ軸方向とする。

部品実装システム１０は、図１に示すように、印刷装置１２と、印刷検査装置１４と、複数の部品実装機２０と、実装検査装置（図示せず）と、フィーダ交換ロボット５０と、フィーダ保管庫６０と、システム全体を管理する管理装置８０と、を備える。印刷装置１２は、基板Ｓ上にはんだを印刷する装置である。印刷検査装置１４は、印刷装置１２で印刷されたはんだの状態を検査する装置である。部品実装機２０は、基板Ｓの搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って整列され、フィーダ３０から供給された部品を基板Ｓに実装する装置である。実装検査装置は、部品実装機２０で実装された部品の実装状態を検査する装置である。印刷装置１２と印刷検査装置１４と部品実装機２０と実装検査装置は、この順番で基板Ｓの搬送方向に並べて設置されて生産ラインを構成する。フィーダ交換ロボット５０は、生産ラインに沿って移動可能であり、複数の部品実装機２０に対して必要なフィーダ３０を補給したり部品実装機２０から使用済みのフィーダ３０を回収したりする。フィーダ保管庫６０は、生産ライン内に組み込まれ、部品実装機２０において使用予定のフィーダ３０や使用済みのフィーダ３０を保管する。

部品実装機２０は、図２に示すように、実装機本体２１と、実装機本体２１に対して着脱可能なフィーダ３０と、を備える。

実装機本体２１は、基板Ｓを搬送する基板搬送装置２２と、スライダ２４に固定（装着）されると共にフィーダ３０により部品供給位置に供給された部品を取り出して基板Ｓに実装する実装ヘッド２５と、スライダ２４と共に実装ヘッド２５を前後方向および左右方向（ＸＹ方向）に移動させるヘッド移動装置２３と、実装制御装置２９（図８参照）と、を備える。基板搬送装置２２とヘッド移動装置２３と実装ヘッド２５は、基台２１ｂ上に設けられた筐体２１ａ内に配置されている。実装ヘッド２５は、部品Ｐを吸着する吸着ノズル２５ａと、ボールねじ機構やリニアモータなどにより吸着ノズル２５ａを昇降させる昇降装置（図示せず）と、を備える。

また、実装機本体２１は、この他に、マークカメラ２６や高さセンサ２７、パーツカメラ２８なども備える。

マークカメラ２６および高さセンサ２７は、図２に示すように、スライダ２４に取り付けられ、ヘッド移動装置２３によりＸＹ方向に移動する。なお、マークカメラ２６および高さセンサ２７は、実装ヘッド２５に取り付けられてもよい。マークカメラ２６は、基板Ｓに付された基準マークを上方から撮像する。この撮像画像は、基板搬送装置２２により機内に搬入された基板ＳのＸＹ方向における位置を確認するために用いられる。また、マークカメラ２６は、本実施形態では、フィーダ３０の部品供給位置を上方から撮像する。この撮像画像は、撮像画像中に部品が写っているか否かの判定によりフィーダ３０の部品切れの確認に用いられる。

高さセンサ２７は、図３に示すように、下方へ投光する投光部２７ａと反射光を受光する受光部２７ｂとを有する反射型の距離センサ（例えばレーザセンサや光電センサ）である。高さセンサ２７は、基板Ｓの表面の高さ（Ｚ方向における位置）を測定するのに用いられる。また、高さセンサ２７は、本実施形態では、フィーダ３０の部品供給位置における高さを測定することで、フィーダ３０の部品切れの確認にも用いられる。すなわち、高さセンサ２７は、部品供給位置に部品がある場合、部品供給位置に部品がない場合に比して、部品の厚み分だけ対象物の高さを高く測定する。したがって、高さセンサ２７の測定値を用いて部品供給装置における部品の有無を判定することができ、フィーダ３０の部品切れを確認することができる。

パーツカメラ２８は、図２に示すように、基板搬送装置２２に隣接して設置され、部品を吸着した吸着ノズル２５ａがパーツカメラ２８の上方を通過する際に部品を下方から撮像する。撮像画像は、吸着ノズル２５ａに部品が吸着されていない吸着ミスの判定や、吸着ノズル２５ａに吸着されている部品の位置ずれ量の判定等に用いられる。

実装制御装置２９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成される。実装制御装置２９は、マークカメラ２６やパーツカメラ２８からの画像信号や、高さセンサ２７からの検知信号などを入力する。また、実装制御装置２９は、基板搬送装置２２や実装ヘッド２５、ヘッド移動装置２３などに駆動信号を出力する。

フィーダ３０は、図４に示すように、矩形状のカセット式のテープフィーダであり、テープリール３２と、テープ送り機構３３と、コネクタ３５と、レール部材３７と、供給制御装置３９（図８参照）と、を備える。テープリール３２は、テープ３１が巻回されている。テープ３１には、図５に示すように、その長手方向に沿って所定間隔置きにキャビティ３１ａが形成されている。各キャビティ３１ａには、部品Ｐが収容されている。これらの部品Ｐは、テープ３１の表面を覆うフィルムによって保護されている。テープ送り機構３３は、テープリール３２からテープ３１を引き出して部品供給位置へ送り出すものであり、テープ３１に等間隔で設けられたスプロケット孔３１ｂと係合する係合爪が外周に設けられたスプロケットと、スプロケットを回転駆動する図示しない送りモータと、を備える。フィーダ３０は、送りモータによりスプロケットを所定回転量ずつ駆動して、スプロケットに係合されたテープ３１を所定量ずつ送り出すことで、テープ３１に収容された部品Ｐを順次、部品供給位置へと供給する。テープ３１に収容された部品は、部品供給位置の手前でフィルムが剥がされることで部品供給位置にて露出した状態となり、吸着ノズル２５ａにより吸着される。コネクタ３５の両脇には、取付方向に突出する２本の位置決めピン３４を有する。レール部材３７は、フィーダ３０の下端に設けられ、取付方向に延びている。供給制御装置３９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、テープ送り機構３３（送りモータ）に駆動信号を出力する。また、供給制御装置３９は、コネクタ３５を介してフィーダ３０の取付先の制御部（実装制御装置２９や管理制御装置８１など）と通信可能となっている。

フィーダ３０は、実装機本体２１の筐体２１ａの前面に設けられたフィーダ台４０に着脱可能に保持される。フィーダ台４０には、Ｘ軸方向に並ぶように複数のフィーダ３０が取り付けられる。フィーダ台４０は、図６に示すように、側面視がＬ字状の台であり、スロット４２と、２つの位置決め穴４４と、コネクタ４５と、を備える。スロット４２には、フィーダ３０のレール部材３７が挿入される。２つの位置決め穴４４には、フィーダ３０の２本の位置決めピン３４が挿入され、フィーダ３０がフィーダ台４０に位置決めされる。コネクタ４５は、２つの位置決め穴４４の間に設けられ、フィーダ３０のコネクタ３５と接続される。

フィーダ交換ロボット５０は、図１に示すように、複数の部品実装機２０の前面およびフィーダ保管庫６０の前面に基板の搬送方向（Ｘ軸方向）に対して平行に設けられたガイドレール１６に沿って移動可能である。フィーダ交換ロボット５０は、図７に示すように、ロボット移動機構５１と、フィーダ移載機構５３と、エンコーダ５７と、ロボット制御装置５９と、を備える。ロボット移動機構５１は、ガイドレール１６に沿ってフィーダ交換ロボット５０を移動させるものである。フィーダ移載機構５３は、フィーダ３０を部品実装機２０やフィーダ保管庫６０との間で移載するものである。エンコーダ５７は、フィーダ交換ロボット５０の左右方向（Ｘ軸方向）の移動位置を検出するものである。ロボット制御装置５９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、エンコーダ５７から検知信号を入力し、ロボット移動機構５１やフィーダ移載機構５３に駆動信号を出力する。フィーダ交換ロボット５０は、ロボット移動機構５１やフィーダ移載機構５３を制御することにより、部品実装機２０と向かい合う位置まで移動して当該部品実装機２０のフィーダ台４０に対してフィーダ３０を着脱することができる。

フィーダ保管庫６０は、複数のフィーダ３０を収容するために、部品実装機２０に設けられるフィーダ台４０と同じ構成のフィーダ台４０が、部品実装機２０のフィーダ台４０と同じ高さに設けられている。フィーダ交換ロボット５０は、ロボット移動機構５１やフィーダ移載機構５３を制御することにより、フィーダ保管庫６０と向かい合う位置まで移動してフィーダ保管庫６０のフィーダ台４０に対してフィーダ３０を着脱することができる。これにより、フィーダ交換ロボット５０は、フィーダ保管庫６０に保管されている使用予定のフィーダ３０を取り出して必要な部品実装機２０に装着したり、部品実装機２０で使用済みとなったフィーダ３０を回収してフィーダ保管庫６０に収容したりすることができる。

管理装置８０は、汎用のコンピュータであり、図８に示すように、管理制御装置８１と、キーボードやマウスなどの入力デバイス８４と、ディスプレイ８６と、記憶装置８８と、を備える。管理制御装置８１は、ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭなどで構成され、入力デバイス８４とディスプレイ８６と記憶装置８８とが電気的に接続されている。記憶装置８８は、ＨＤＤやＳＳＤであり、生産プログラムやフィーダ保有情報、ジョブ情報、ステータス情報などが記憶されている。ここで、生産プログラムは、各部品実装機２０において、どの基板Ｓにどの部品をどの順番で実装するか、また、そのように実装した基板Ｓを何枚作製するかなどを定めたプログラムである。また、フィーダ保有情報は、各部品実装機２０やフィーダ保管庫６０が保有するフィーダ３０に関する情報である。フィーダ保有情報には、図９に示すように、フィーダ３０が装着されているフィーダ台４０のスロット番号やフィーダＩＤ、フィーダ３０が有する部品の種類（部品種）、部品形状（例えば、角チップや、上面と下面とがそれぞれ異なる形状の異形部品など）、部品サイズ（ｘ，ｙ）（ｘは横幅、ｙは縦幅）、部品残数Ｍなどが含まれる。ジョブ情報は、各部品実装機２０に対する実装指示に関する情報である。ジョブ情報には、吸着ノズル２５ａの種類や実装する部品の種類およびサイズ、実装位置などが含まれる。ステータス情報は、各部品実装機２０ごとの動作状況を示す情報であり、基板搬入中や基板搬出中、生産中（吸着動作中および実装動作中を含む）、エラー停止中などのステータスが含まれる。

管理装置８０は、実装制御装置２９と有線により通信可能に接続され、各部品実装機２０と各種情報のやり取りを行なう。管理装置８０は、各部品実装機２０から動作状況を受信してステータス情報を最新の情報に更新する。また、管理装置８０は、各部品実装機２０のフィーダ台４０に取り付けられたフィーダ３０の供給制御装置３９と実装制御装置２９を介して通信可能に接続される。管理装置８０は、フィーダ３０が部品実装機２０から取り外されたり、新たなフィーダ３０が部品実装機２０に取り付けられたりしたときに、対応する部品実装機２０から着脱状況を受信してフィーダ保有情報を最新の情報に更新する。さらに、管理装置８０は、ロボット制御装置５９と無線により通信可能に接続され、フィーダ交換ロボット５０と各種情報のやり取りを行なう。また、管理装置８０は、この他、印刷装置１２や印刷検査装置１４、実装検査装置の各制御装置とも通信可能に接続され、対応する機器からの各種情報のやり取りも行なう。管理装置８０は、記憶装置８８に記憶しているジョブ情報や各部品実装機２０の実装制御装置２９から受信される実装状況などに基づいて段取り替え発生の有無を判定し、段取り替えが発生したと判定すると、段取り替えの指示をロボット制御装置５９に送信する。また、管理装置８０は、各部品実装機２０の実装制御装置２９からフィーダ３０が部品切れした旨の部品切れ情報を受信すると、部品切れしたフィーダ３０の回収と新たなフィーダ３０の補充の指示をロボット制御装置５９に送信する。さらに、管理装置８０は、実装制御装置２９からエラー情報を受信すると、エラーが発生した旨をディスプレイ８６に出力して作業者に報知する。

次に、各部品実装機２０の動作について説明する。図１０は、各部品実装機２０の実装制御装置２９のＣＰＵにより実行される部品実装処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、管理制御装置８１からジョブ情報を含む実装指示を受信したときに実行される。

部品実装処理では、実装制御装置２９は、まず、フィーダ３０から供給された部品Ｐを吸着ノズル２５ａに吸着させる吸着動作を行なう（Ｓ１００）。ここで、吸着動作は、フィーダ３０の部品供給位置の上方へ吸着ノズル２５ａが移動するようヘッド移動装置２３を制御した後、吸着ノズル２５ａが下降するよう昇降装置を制御すると共に吸着ノズル２５ａに図示しない負圧源から負圧を供給することにより行なわれる。続いて、実装制御装置２９は、吸着動作を行なった吸着ノズル２５ａがパーツカメラ２８の上方へ移動するようヘッド移動装置２３を制御して（Ｓ１１０）、パーツカメラ２８による撮像を行なう（Ｓ１２０）。

次に、実装制御装置２９は、得られた撮像画像を画像処理して（Ｓ１３０）、吸着ミスが発生しているか否かを判定する（Ｓ１４０）。Ｓ１３０の画像処理は、予め登録された部品下面の形状（シェイプデータ）を用いたパターンマッチング等により撮像画像中に部品Ｐが認識できるか否かを判定することにより行なわれる。実装制御装置２９は、吸着ミスが発生していないと判定すると、後述する吸着ミス回数Ｎを値０に初期化すると共に（Ｓ１５０）、吸着ノズル２５ａに吸着させた部品Ｐを基板Ｓの実装位置へ実装する実装動作を行なって（Ｓ１６０）、部品実装処理を終了する。ここで、実装動作は、部品Ｐを吸着した吸着ノズル２５ａが基板Ｓの実装位置の上方に移動するようヘッド移動装置２３を制御した後、吸着ノズル２５ａが下降するよう昇降装置を制御すると共に吸着ノズル２５ａへの負圧の供給を解除することにより行なわれる。

実装制御装置２９は、Ｓ１４０において、吸着ミスが発生していると判定すると、吸着ミス回数Ｎが規定回数Ｎｒｅｆ（例えば、５回など）以上であるか否かを判定する（Ｓ１７０）。実装制御装置２９は、吸着ミス回数Ｎが規定回数Ｎｒｅｆ未満であると判定すると、吸着ミス回数Ｎを値１だけインクリメントして（Ｓ１８０）、Ｓ１００に戻って吸着動作を繰り返すリカバリ処理を行なう。一方、実装制御装置２９は、吸着ミス回数Ｎが規定回数以上であると判定すると、吸着ミスした実装ヘッド２５に対して部品供給したフィーダ３０の部品残数Ｍを管理制御装置８１から取得し（Ｓ１９０）、取得した部品残数Ｍが所定数Ｍｒｅｆ未満であるか否かを判定する（Ｓ２００）。この処理は、管理上の部品残数Ｍが残り少ないか否かを判定するための処理である。所定数Ｍｒｅｆは、例えば、２０個や３０個、５０個などのように定められる。実装制御装置２９は、部品残数Ｍが所定数Ｍｒｅｆ以上であると判定すると、Ｓ１８０に進む。一方、実装制御装置２９は、部品残数Ｍが所定数Ｍｒｅｆ未満であると判定すると、後述する部品切れ確認処理を行なう（Ｓ２１０）。ここで、フィーダ３０の部品残数Ｍは、作業者が入力デバイス８４を操作して初期値を予め登録しておくことで、部品実装機２０による吸着動作に応じて初期値から減算することにより更新されるようになっている。しかし、作業者が入力する初期値を間違えたり、作業者が生産途中で手動によりフィーダ３０を交換したりすると、部品残数Ｍは、正しい残数とならないおそれがある。そこで、本実施形態では、実装制御装置２９は、吸着ミスが連続して規定回数Ｎｒｅｆ以上発生し、且つ、管理上の部品残数Ｍが残り少ないときには、部品切れ確認処理によってフィーダ３０の部品切れを確認するようにした。

実装制御装置２９は、部品切れ確認処理の結果、部品切れが発生していないと判定すると（Ｓ２２０の「ＮＯ」）、吸着ミス回数Ｎを値０に初期化して（Ｓ２３０）、Ｓ１００に戻ってリカバリ処理を行なう。なお、実装制御装置２９は、部品切れが発生していないにも拘わらず、吸着ミスが規定回数Ｎｒｅｆよりも多い回数繰り返される場合には、フィーダ３０のテープ送りの異常や吸着ノズル２５ａの異常、画像処理の異常等が発生していると判断し、生産を停止すると共に異常が発生した旨を作業者に通知する。

一方、実装制御装置２９は、部品切れが発生していると判定すると（Ｓ２２０の「ＹＥＳ」）、部品切れしたフィーダ３０のフィーダＩＤと共に部品切れが発生した旨の部品切れ情報を管理制御装置８１に送信して（Ｓ２４０）、待機する。部品切れ情報を受信した管理制御装置８１は、フィーダ交換ロボット５０に対してフィーダ３０の交換を指示する。すなわち、管理制御装置８１は、フィーダ交換ロボット５０に対して部品切れ情報を送信した部品実装機２０のフィーダ台４０から部品切れしたフィーダ３０の回収と当該フィーダ台４０への新たなフィーダ３０の装着とを指示する。実装制御装置２９は、新たなフィーダ３０がフィーダ台４０に装着されると、フィーダ３０の交換が完了したと判断し（Ｓ２５０の「ＹＥＳ」）、吸着ミス回数Ｎを値０に初期化して（Ｓ２３０）、Ｓ１００に戻り、生産を再開する。なお、同一種類の部品を供給する別のフィーダ３０がある場合、実装制御装置２９は、生産効率の低下を防ぐため、基本的には、フィーダ３０が交換されるのを待つことなく、当該別のフィーダ３０から供給される部品Ｐの吸着を実施する。なお、実装制御装置２９は、Ｓ２２０において部品切れが発生していると判定すると、その旨を報知する報知処理を行なうことで、フィーダ交換ロボット５０に代えて人（作業者）がフィーダ３０を交換するようにしてもよい。これにより、部品実装システム１０は、フィーダ交換ロボット５０だけでなく、人がフィーダ３０を交換する態様もサポートすることができる。

次に、部品切れ確認処理について説明する。図１１は、部品切れ確認処理の一例を示すフローチャートである。部品切れ確認処理では、実装制御装置２９は、まず、吸着ミスした部品Ｐの部品サイズ（ｘ，ｙ）および部品形状を管理制御装置８１から取得し（Ｓ３００）、部品Ｐの部品形状が角チップであるか否か（Ｓ３１０）、部品Ｐの横幅ｘが所定値α未満であるか否か、部品Ｐの縦幅ｙが所定値β未満であるか否か（Ｓ３２０）、をそれぞれ判定する。

実装制御装置２９は、Ｓ３１０において吸着ミスした部品Ｐの部品形状が角チップであると判定すると共に、Ｓ３２０においてその部品Ｐの横幅ｘが所定値α未満または縦幅ｙが所定値β未満であると判定すると、マークカメラ２６を用いて部品切れの判定を行なって（Ｓ３３０）、部品切れ確認処理を終了する。マークカメラ２６を用いた部品切れの判定は、判定対象のフィーダ３０の部品供給位置の上方にマークカメラ２６が移動するようヘッド移動装置２３を制御した後、マークカメラ２６で部品供給位置を撮像し、得られた撮像画像を画像処理して、撮像画像中に部品Ｐが認識されるか否かを判定することにより行なわれる。この画像処理は、例えば、上述したＳ１３０の画像処理と同様に、予め登録された部品下面の形状（シェイプデータ）を用いてパターンマッチングを適用することにより行なわれる。こうした画像処理を用いて部品Ｐを認識する場合、マークカメラ２６で部品供給位置を撮像して得られる撮像画像中に認識される部品の画像は部品上面の画像である。このため、実装制御装置２９は、上面と下面とが異なる形状の異形部品についてマークカメラ２６を用いて部品を認識することは困難である。したがって、実装制御装置２９は、吸着ミスした部品Ｐが上面と下面とで形状（表裏）が同じ部品（例えば角チップ）である場合に、マークカメラ２６を用いた部品切れの確認を行なうものとした。なお、画像処理には幾つかの手法がある。例えば、上述したパターンマッチングを用いて形状や模様を認識する手法が挙げられる他、輝度分散を利用した手法などもある。前者の手法の場合は、Ｓ１３０の画像処理と同じシェイプデータを活用するため、認識対象である部品の表裏が同じであることが望ましい。後者の手法の場合は、輝度の標準偏差が既知の画像処理対象と似通っているかを判定する手法であるので、形状には依存しない汎用性の高い手法となる。

実装制御装置２９は、Ｓ３１０において吸着ミスした部品Ｐの部品形状が角チップであると判定すると共に、Ｓ３２０においてその部品Ｐの横幅ｘが所定値α以上かつ縦幅ｙが所定値β以上であると判定すると、高さセンサ２７を用いて部品切れの判定を行なって（Ｓ３４０）、部品切れ確認処理を終了する。高さセンサ２７を用いた部品切れの判定は、例えば、判定対象のフィーダ３０の部品供給位置の上方に高さセンサ２７が移動するようヘッド移動装置２３を制御した後、投光部２７ａから下方に向けて光を照射し、反射光を受光部２７ｂで受光することにより測定される対象物の高さ情報に基づいて行なわれる。すなわち、実装制御装置２９は、高さセンサ２７により測定された対象物の高さがキャビティ３１ａの底面に相当する高さであれば部品供給位置に部品がなく部品切れが発生していると判定し、対象物の高さがキャビティ３１ａの底面よりも所定値以上高ければ部品供給位置に部品があり部品切れでないと判定する。高さセンサ２７は、上述したように、反射型の距離センサ（レーザセンサや光電センサ）として構成される。このため、図１２に示すように、テープ３１の部品Ｐを収容するキャビティ３１ａの幅が照射光の直径よりも小さいと、高さセンサ２７は、テープ３１のキャビティ３１ａ外の表面の高さを測定してしまい、部品供給位置における部品の有無を誤判定するおそれがある。したがって、実装制御装置２９は、吸着ミスした部品Ｐのサイズが比較的大きい場合には、その部品Ｐを収容するキャビティ３１ａのサイズも大きいと考えられるため、高さセンサ２７を用いた部品切れの確認を行なう。一方、実装制御装置２９は、吸着ミスした部品Ｐのサイズが比較的小さい場合には、上述したように、マークカメラ２６を用いた部品切れの確認を行なう。また、実装制御装置２９は、異形部品については、高さセンサ２７の投光部２７ａから部品上面に照射した照射光が拡散する可能性があるため、本実施形態では、異形部品を供給するフィーダ３０の部品切れの確認は行なわない。

このように、実装制御装置２９は、部品形状および部品サイズに基づいてマークカメラ２６（撮像装置）と高さセンサ２７（センサ）とのうち部品切れの確認に適した方を選択して実行する。これにより、部品切れの確認をより適切に行なうことができる。しかも、マークカメラ２６や高さセンサ２７は、通常、基板Ｓの位置や高さの確認に用いられるため、部品切れを確認するための専用のセンサを設ける必要がない。また、部品切れの確認に撮像装置を用いる場合、検知対象のサイズは小さくても構わないが、特に画像処理にパターンマッチングを用いる場合には検知対象の表裏が同じであることが望ましい。一方、部品切れの確認にセンサを用いる場合、検知対象の表裏が一致していることは問わないが、検知対象のサイズは大きい方がよい。したがって、撮像装置の得意な部分とセンサが得意な部分とを組み合わせることで多種多様な部品について判定を高精度に行なうことができる。

実装制御装置２９は、Ｓ３１０において吸着ミスした部品Ｐの部品形状が角チップでなく、上面と下面とで形状が異なる異形部品であると判定すると、マークカメラ２６および高さセンサ２７のいずれによっても、部品切れを判定することが困難であると判断し、オペレータコールを行なって（Ｓ３５０）、部品切れ確認処理を終了する。オペレータコールを受けた作業者は、該当するフィーダ３０に部品切れが発生していないかを目視にて確認し、部品切れの有無を対応する部品実装機２０や管理装置８０に入力する。

ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲の欄に記載した主要な要素との対応関係について説明する。即ち、フィーダ３０が「フィーダ」に相当し、実装ヘッド２５が「実装ヘッド」に相当し、マークカメラ２６が「撮像装置」に相当し、高さセンサ２７が「部品検知センサ」に相当し、実装制御装置２９が「制御装置」に相当する。

なお、本開示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、高さセンサ２７（部品検知センサ）は、反射型の検知センサとして構成されたが、透過型の検知センサとして構成されてもよい。また、部品検知センサは、接触子を有し、対象物に接触子を接触させることにより対象物を検知する接触式の検知センサであってもよい。

上述した実施形態では、実装制御装置２９は、マークカメラ２６および高さセンサ２７のいずれを用いても部品切れの確認が困難であると考えられる特殊部品（異形部品）については、オペレータコールを行なうものとした。しかし、実装制御装置２９は、オペレータコールを行なわないものとしてもよい。この場合、実装制御装置２９は、異形部品について、高さセンサ２７を用いた部品切れの確認を行なうものとしてもよい。また、実装制御装置２９は、部品切れ確認処理において、Ｓ３１０の処理を省略し、部品サイズのみに基づいて実行する処理（Ｓ３３０，Ｓ３４０）を選択するものとしてもよい。あるいは、実装制御装置２９は、部品Ｐの種類（例えば、コンデンサや抵抗、ＢＧＡなどのＩＣ部品）に基づいて実行する処理を選択するものとしてもよい。

上述した実施形態では、実装制御装置２９は、マークカメラ２６を用いた部品切れの確認（第１判定処理）と高さセンサ２７を用いた部品切れの確認（第２判定処理）とのうちいずれかを選択して実行するものとした。しかし、実装制御装置２９は、マークカメラ２６を用いた部品切れの確認と高さセンサ２７を用いた部品切れの確認とのうち両方を実行し、いずれか一方で部品なしと判定した場合に、部品切れが発生したと判定してもよい。また、実装制御装置２９は、マークカメラ２６を用いた部品切れの確認と高さセンサ２７を用いた部品切れの確認とのうちいずれか一方のみを行なうものとしてもよい。

上述した実施形態では、実装制御装置２９は、撮像装置としてマークカメラ２６を用いてフィーダ３０の部品切れを確認するものとした。しかし、撮像装置は、フィーダ３０の部品供給位置を撮像可能なものであれば、如何なるものであってもよい。また、撮像装置は、実装ヘッド２５（スライダ２４）以外に設けられてもよい。

上述した実施形態では、実装制御装置２９は、部品検知センサとして高さセンサ２７を用いてフィーダ３０の部品切れの確認を行なうものとした。しかし、部品検知センサは、部品供給位置において部品を検知可能なものであれば、如何なるものであってもよい。また、部品検知センサは、実装ヘッド２５（スライダ２４）以外、例えば、フィーダ３０の内部に設けられてもよい。

以上説明したように、本開示の部品実装機は、部品供給装置から供給位置に供給された部品を実装ヘッドにより取り出して対象物に実装する部品実装機であって、前記供給位置を上方から撮像可能な撮像装置と、部品を検知可能な部品検知センサと、所定の判定条件が成立した場合に、前記部品供給装置が供給する部品に関する部品情報を取得し、前記撮像装置により前記供給位置を撮像した撮像画像に基づいて該供給位置における部品の有無を判定することにより前記部品供給装置の部品切れの有無を判定する第１判定処理と前記部品検知センサにより前記供給位置における部品の有無を検出することにより前記部品供給装置の部品切れの有無を判定する第２判定処理とを含む複数の処理のいずれかを前記部品情報に基づいて選択して実行する制御装置と、を備えることを要旨とする。

この本開示の部品実装機によれば、部品供給装置の部品切れの判定をより正確に行なうことができる。ここで、部品供給装置には、例えば、複数の部品が収容されたテープを供給するテープフィーダや、複数の部品が収容されたトレイを供給するトレイ供給装置などが含まれる。

こうした本開示の部品実装機において、前記部品情報には、部品のサイズおよび／または部品の形状が含まれるものとしてもよい。こうすれば、第１判定処理と第２判定処理とを含む複数の処理のうち、部品切れの確認により適した処理を適用することができる。

また、本開示の部品実装機において、前記制御装置は、前記部品情報により特定される部品が、前記第１判定処理および前記第２判定処理のいずれによっても前記フィーダの部品切れの有無を判定するのが困難な部品である場合には、前記複数の処理の一つとして報知処理を行なうものとしてもよい。こうすれば、第１判定処理や第２判定処理によっても判定が困難な特殊部品についても適切に対応することができる。

さらに、本開示の部品実装機において、前記所定の判定条件は、前記実装ヘッドによる部品の取り出しミスが所定回数に亘って継続して発生した場合に成立する条件であるものとしてもよい。こうすれば、部品切れの有無の判定が頻繁に実行されて、生産効率が低下するのを抑制することができる。

また、本開示では、部品実装機の形態に限られず、部品実装システムの形態とすることもできる。
すなわち、本開示の部品実装システムは、供給位置に部品を供給するフィーダが着脱可能な部品供給部と、前記供給位置を上方から撮像可能な撮像装置と、部品を検知可能な部品検知センサと、所定の判定条件が成立した場合に前記フィーダが供給する部品に関する部品情報を取得し前記撮像装置により前記供給位置を撮像した撮像画像に基づいて該供給位置における部品の有無を判定することにより前記フィーダの部品切れの有無を判定する第１判定処理と前記部品検知センサにより前記供給位置における部品の有無を検出することにより前記フィーダの部品切れの有無を判定する第２判定処理とを含む複数の処理のいずれかを前記部品情報に基づいて選択して実行する制御装置とをそれぞれ備える複数の部品実装機と、前記複数の部品実装機のうちいずれかに装着されているフィーダに部品切れが発生したと判定された場合に、該フィーダの交換を行なうフィーダ交換装置と、を備えることを要旨とする。

この本開示の部品実装システムによれば、フィーダの部品切れの確認と、部品切れしたフィーダの交換とを自動で行なうことが可能となり、作業者の負担を軽減することができる。また、本開示の部品実装システムは、作業者がフィーダを交換する場合にも有効に機能する。

なお、本開示の部品実装機は、以下のように構成されてもよい。
すなわち、本開示の第２の部品実装機は、フィーダから供給位置に供給された部品を実装ヘッドにより取り出して対象物に実装する部品実装機であって、前記供給位置を上方から撮像可能な撮像装置と、所定の判定条件が成立した場合に、前記撮像装置により前記供給位置を撮像した撮像画像に基づいて該供給位置における部品の有無を判定することにより前記フィーダの部品切れの有無を判定する制御装置と、を備えることを要旨とする。

また、本開示の第３の部品実装機は、フィーダから供給位置に供給された部品を実装ヘッドにより取り出して対象物に実装する部品実装機であって、部品を検知可能な部品検知センサと、所定の判定条件が成立した場合に、前記部品検知センサにより前記供給位置における部品の有無を検出することにより前記フィーダの部品切れの有無を判定する制御装置と、を備えることを要旨とする。

本開示は、部品実装機や部品実装システムの製造産業などに利用可能である。

１０部品実装システム、１２印刷装置、１４印刷検査装置、１６ガイドレール、２０部品実装機、２１実装機本体、２１ａ筐体、２１ｂ基台、２２基板搬送装置、２３ヘッド移動装置、２４スライダ、２５実装ヘッド、２６マークカメラ、２７高さセンサ、２７ａ投光部、２７ｂ受光部、２８パーツカメラ、２９実装制御装置、３０フィーダ、３１テープ、３１ａキャビティ、３１ｂスプロケット孔、３２テープリール、３３テープ送り機構、３４位置決めピン、３５コネクタ、３７レール部材、３９供給制御装置、４０フィーダ台、４２スロット、４４位置決め穴、４５コネクタ、５０フィーダ交換ロボット、５１ロボット移動機構、５３フィーダ移載機構、５７エンコーダ、５９ロボット制御装置、６０フィーダ保管庫、８０管理装置、８１管理制御部、８４入力デバイス、８６ディスプレイ、８８記憶装置、８８ａ生産プログラム、８８ｂフィーダ保有情報、８８ｃジョブ情報、Ｓ基板、Ｐ部品。

Claims

部品供給装置から供給位置に供給された部品を実装ヘッドにより取り出して対象物に実装する部品実装機において、
前記供給位置を上方から撮像可能な撮像装置と、
部品を検知可能な部品検知センサと、
所定の判定条件が成立した場合に、前記部品供給装置が供給する部品に関する部品情報を取得し、前記撮像装置により前記供給位置を撮像した撮像画像に基づいて該供給位置における部品の有無を判定することにより前記部品供給装置の部品切れの有無を判定する第１判定処理と前記部品検知センサにより前記供給位置における部品の有無を検出することにより前記部品供給装置の部品切れの有無を判定する第２判定処理とを含む複数の処理のいずれかを前記部品情報に基づいて選択して実行する制御装置と、
を備える部品実装機であって、
前記部品情報には、部品のサイズおよび部品の形状が含まれ、
前記制御装置は、前記部品の形状が角チップである場合、前記部品の横幅が所定値未満または縦幅が所定値未満であるときには前記第１判定処理を実行し、前記部品の横幅が所定値以上かつ縦幅が所定値以上であるときには前記第２判定処理を実行する、
部品実装機。
部品供給装置から供給位置に供給された部品を実装ヘッドにより取り出して対象物に実装する部品実装機において、
前記供給位置を上方から撮像可能な撮像装置と、
部品を検知可能な部品検知センサと、
所定の判定条件が成立した場合に、前記部品供給装置が供給する部品に関する部品情報を取得し、前記撮像装置により前記供給位置を撮像した撮像画像に基づいて該供給位置における部品の有無を判定することにより前記部品供給装置の部品切れの有無を判定する第１判定処理と前記部品検知センサにより前記供給位置における部品の有無を検出することにより前記部品供給装置の部品切れの有無を判定する第２判定処理とを含む複数の処理のいずれかを前記部品情報に基づいて選択して実行する制御装置と、
を備える部品実装機であって、
前記部品情報には、部品のサイズおよび部品の形状が含まれ、
前記制御装置は、前記部品の形状が角チップである場合、前記部品のサイズが前記部品検知センサによる部品切れの有無の判定に適したサイズであるときには前記第２判定処理を実行し、前記部品のサイズが前記部品検知センサによる部品切れの有無の判定に適したサイズではないときには前記第１判定処理を実行する、
部品実装機。
請求項１または２に記載の部品実装機であって、
前記制御装置は、前記部品情報により特定される部品が、前記第１判定処理および前記第２判定処理のいずれによっても前記部品供給装置の部品切れの有無を判定するのが困難な部品である場合には、前記複数の処理の一つとして報知処理を行なう、
部品実装機。
請求項１ないし３いずれか１項に記載の部品実装機であって、
前記所定の判定条件は、前記実装ヘッドによる部品の取り出しミスが所定回数に亘って継続して発生した場合に成立する条件である、
部品実装機。
供給位置に部品を供給するフィーダが着脱可能な部品供給部と、前記供給位置を上方から撮像可能な撮像装置と、部品を検知可能な部品検知センサと、所定の判定条件が成立した場合に前記フィーダが供給する部品に関する部品情報を取得し前記撮像装置により前記供給位置を撮像した撮像画像に基づいて該供給位置における部品の有無を判定することにより前記フィーダの部品切れの有無を判定する第１判定処理と前記部品検知センサにより前記供給位置における部品の有無を検出することにより前記フィーダの部品切れの有無を判定する第２判定処理とを含む複数の処理のいずれかを前記部品情報に基づいて選択して実行する制御装置とをそれぞれ備える複数の部品実装機と、
前記複数の部品実装機のうちいずれかに装着されているフィーダに部品切れが発生したと判定された場合に、該フィーダの交換を行なうフィーダ交換装置と、
を備える部品実装システムであって、
前記部品情報には、部品のサイズおよび部品の形状が含まれ、
前記制御装置は、前記部品の形状が角チップである場合、前記部品のサイズが前記部品検知センサによる部品切れの有無の判定に適したサイズであるときには前記第２判定処理を実行し、前記部品のサイズが前記部品検知センサによる部品切れの有無の判定に適したサイズではないときには前記第１判定処理を実行する、
部品実装システム。