JPWO2015011751A1 - 部品実装機 - Google Patents

Abstract

部品実装機のヘッド保持ユニット２１に実装ヘッド１１が交換可能に保持される。ヘッド保持ユニット２１には、負圧源５１から負圧を実装ヘッド１１に供給する負圧供給系５２と、正圧源５３から正圧を実装ヘッド１１に供給する正圧供給系５４が設けられている。正圧供給系５４には、実装ヘッド１１に供給する正圧を調整する電空比例弁５７と、この電空比例弁５７で調整した正圧を実装ヘッド１１に供給する正圧供給路５８を開閉する電磁弁５９が設けられている。部品実装機の制御装置４３は、ヘッド保持ユニット２１に実装ヘッド１１を保持させる毎に、該実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に吸着した部品の解放に適した正圧指令値を取得し、該正圧指令値を電空比例弁５７に出力して該電空比例弁５７の出力正圧を調整する。

Description

本発明は、部品を吸着する吸着ノズルを保持した実装ヘッドを搭載した部品実装機に関する発明である。

特許文献１（特許第４５４６８５７号公報）に記載された部品実装機は、吸着ノズルを保持する実装ヘッドを、吸着する部品の種類（サイズ、形状、重さ等）に応じて自動交換できるようにするために、部品実装機のヘッド保持部に実装ヘッドを負圧吸引力で吸着保持し、フィーダから供給される部品を、実装ヘッドの吸着ノズルに負圧で吸着して回路基板に実装した後、正圧源から該吸着ノズルに正圧（真空破壊圧）を供給して負圧吸着力を解除することで、該吸着ノズルに吸着した部品を解放してから、該吸着ノズルをフィーダの上方へ戻して該吸着ノズルに部品を吸着するという動作を繰り返すことで、部品実装基板を生産するようにしている。

特許第４５４６８５７号公報

ところで、部品実装機のヘッド保持部に保持させる実装ヘッドは、吸着する部品の種類（サイズ、形状、重さ等）に応じたノズル径の吸着ノズルを保持する実装ヘッドであったり、吸着ノズルの本数の異なる実装ヘッドであったりするが、いずれの実装ヘッドをヘッド保持部に保持させた場合でも、実装ヘッドの吸着ノズルに吸着した部品を解放する際に、正圧源から該吸着ノズルに供給する正圧は一定であるため、部品によっては正圧が不足して、吸着ノズルから部品を解放できずに該部品を静電気等で吸着ノズルに付けたまま持ち帰ってしまったり、反対に、部品によっては正圧が大きすぎて、該吸着ノズルから吹き出す正圧によって回路基板上の周囲の部品の実装位置がずれてしまう可能性があり、実装信頼性を低下させる要因となっている。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、吸着する部品の種類（サイズ、形状、重さ等）に応じて実装ヘッドを自動交換できる部品実装機において、実装ヘッドの吸着ノズルに吸着した部品に適した正圧を該吸着ノズルに供給して該部品を解放する機能を安価に搭載できるようにすることである。

上記課題を解決するために、本発明は、部品を吸着する吸着ノズルを保持した実装ヘッドと、前記実装ヘッドを交換可能に保持するヘッド保持ユニットと、交換する実装ヘッドを載置するヘッド載置部と、前記ヘッド保持ユニットを移動させるヘッド移動装置とを備え、部品を負圧で吸着した前記吸着ノズルに、正圧源から正圧を供給して前記部品を解放する部品実装機において、前記ヘッド保持ユニットに、前記正圧源から前記実装ヘッドの前記吸着ノズルに供給する正圧を調整する電空比例弁と、前記電空比例弁で調整した正圧を前記実装ヘッドに供給する通路を開閉する電磁弁とを設け、前記電空比例弁の正圧調整動作及び前記電磁弁の開閉動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記ヘッド保持ユニットに保持させる前記実装ヘッド毎に前記電空比例弁の出力正圧を調整するようにしたものである。

この構成では、ヘッド保持ユニットに、実装ヘッドに供給する正圧を調整する電空比例弁を設けているため、ヘッド保持ユニットに保持させる実装ヘッド毎に、該実装ヘッドに供給する正圧を、該実装ヘッドの吸着ノズルに吸着した部品の解放に適した正圧に調整することが可能となる。これにより、ヘッド保持ユニットに保持させる実装ヘッド毎に正圧を調整する機能を部品実装機に安価に搭載できると共に、実装ヘッドに供給する正圧を、実装ヘッド毎に吸着する部品の種類（サイズ、形状、重さ等）に応じて適正化することで、従来の問題点である、正圧不足による部品の解放不良（部品の持ち帰り）や過大な正圧による部品の実装位置のずれを未然に防止できる。

本発明は、前記実装ヘッドに、該実装ヘッドの識別情報（以下「ヘッドＩＤ」と表記する）を記録又は記憶したヘッドＩＤ記録部を設けると共に、前記ヘッド載置部上の実装ヘッドの前記ヘッドＩＤ記録部から前記ヘッドＩＤを読み取るヘッドＩＤ読取り手段と、前記ヘッドＩＤ毎に前記実装ヘッドの前記吸着ノズルに吸着した部品の解放に適した正圧指令値が記憶された記憶手段とを備え、前記制御手段は、前記ヘッド載置部上の前記実装ヘッドに設けられた前記ヘッドＩＤ記録部から前記ヘッドＩＤ読取り手段で読み取った前記ヘッドＩＤに対応する前記正圧指令値を前記記憶手段から読み出し、該正圧指令値を前記電空比例弁に出力して該電空比例弁の出力正圧を調整するようにしても良い。このようにすれば、実装ヘッド毎の正圧指令値をヘッドＩＤと関連付けて管理することができ、正圧指令値の管理が容易である。

この場合、ヘッドＩＤ記録部は、ヘッドＩＤのデータを記憶した電子タグ（ＲＦタグ、ＩＣタグ、電波タグ、無線タグとも呼ばれる）を用いても良いし、ヘッドＩＤのデータをバーコード、２次元コード等のコードで記録したコードラベル等を用いるようにしても良い。

ヘッドＩＤ記録部がコードラベル等である場合は、部品を実装する回路基板の基準マークを撮像するカメラを前記ヘッドＩＤ読取り手段として利用して、カメラでヘッドＩＤ記録部を撮像して得られた画像を処理することでヘッドＩＤを読み取るようにすれば良い。このようにすれば、回路基板の基準マークを撮像するカメラをヘッドＩＤ読取り手段としても兼用することができ、専用のヘッドＩＤ読取り手段を設ける必要がなく、コストダウンにもなる。

また、本発明は、前記実装ヘッドには、該実装ヘッドの吸着ノズルに吸着した部品の解放に適した正圧指令値を記録又は記憶した正圧指令値記録部を設け、前記ヘッド載置部上の前記実装ヘッドの前記正圧指令値記録部から前記正圧指令値を読み取る正圧指令値読取り手段を備え、前記制御手段は、前記ヘッド載置部上の前記実装ヘッドに設けられた前記正圧指令値記録部から前記正圧指令値読取り手段で読み取った前記正圧指令値を前記電空比例弁に出力して該電空比例弁の出力正圧を調整するようにしても良い。ここで、正圧指令値記録部は、正圧指令値のデータをバーコード、２次元コード等のコードで記録したコードラベル等を用いるようにしても良いし、正圧指令値のデータを記憶した電子タグを用いても良い。

また、正圧源や電空比例弁を含む正圧供給系が経年変化等により劣化して実装ヘッドに供給する正圧がずれる可能性があることを考慮して、前記ヘッド保持ユニットに、前記電磁弁の開弁時に前記電空比例弁から前記実装ヘッドに供給する正圧を検出する圧力センサを設け、前記制御手段は、前記実装ヘッドへの正圧供給時に前記圧力センサで検出した正圧を前記正圧指令値と比較して、その比較結果に応じて該正圧指令値を修正するようにしても良い。このようにすれば、正圧供給系が経年変化等により劣化して実装ヘッドに供給する正圧がずれた場合には、圧力センサの正圧検出値と正圧指令値との比較結果から吸着ノズルに供給する正圧が正圧指令値からどの程度ずれているかが分かるため、そのずれ量に応じて正圧指令値を修正することで、実装ヘッドの吸着ノズルに供給する正圧を部品の解放に適した正圧に調整することができ、正圧供給系の経年変化等による正圧の調整ずれを随時修正することができる。尚、圧力センサの正圧検出値を正圧指令値と比較して該正圧指令値を修正する処理は、実装ヘッドの交換毎に毎回行う必要はなく、所定期間経過毎、或は、実装ヘッドの交換回数が所定回数に達する毎、或は、部品実装機の運転開始時に１回行うようにすれば良い。

本発明は、実装ヘッドに保持する吸着ノズルを複数種の吸着ノズルの中から交換できるように構成しても良い。この場合、実装ヘッドに保持する吸着ノズルが替われば、吸着する部品の種類（サイズ、形状、重さ等）が替わって、吸着ノズルに吸着した部品の解放に適した正圧が変化する可能性がある。この点を考慮して、ヘッド保持ユニットに保持させる実装ヘッド毎に該実装ヘッドに保持可能な複数種の吸着ノズルに対応する複数の正圧指令値を設定して、前記制御手段は、前記ヘッド保持ユニットに保持させる前記実装ヘッド毎に該実装ヘッドに保持された前記吸着ノズルに対応する正圧指令値を前記電空比例弁に出力して該電空比例弁の出力正圧を調整するようにしても良い。このようにすれば、実装ヘッドに保持する吸着ノズルが取り替えられて、吸着する部品の種類（サイズ、形状、重さ等）が替わっても、該実装ヘッドに供給する正圧を、該実装ヘッドの吸着ノズルに吸着した部品の解放に適した正圧に調整することができる。

図１は本発明の実施例１における部品吸着装置のヘッド保持ユニットから回転ヘッドを取り外した状態を示す斜視図である。 図２は部品吸着装置のヘッド保持ユニットを斜め下方から見た斜視図である。 図３は回転ヘッド全体の斜視図である。 図４は回転ヘッドの上部側の斜視図である。 図５（ａ）〜（ｉ）は交換可能な回転ヘッドの種類と交換可能な吸着ノズルの種類の一例を示す図である。 図６は部品実装機の制御系の構成を示すブロック図である。 図７は正圧供給系と負圧供給系の構成を示すブロック図である。 図８は正圧調整プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図９は正圧指令値修正プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は実施例１の実装ヘッドに対応する正圧指令値のデータテーブルを示す図である。 図１１は実施例２の実装ヘッドと吸着ノズルに対応する正圧指令値のデータテーブルを示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を、回転ヘッド型の部品実装機に適用して具体化した２つの実施例１，２を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図１０に基づいて説明する。
まず、部品実装機の部品吸着装置１０の構成を説明する。

図１に示すように、部品吸着装置１０の回転型の実装ヘッド１１（回転ヘッド）には、その円周方向に所定間隔で複数のノズルホルダ１２が下降可能に保持され、各ノズルホルダ１２の下部には、それぞれ部品を吸着する吸着ノズル１３が下向きに交換可能（着脱可能）に係合保持されている。

実装ヘッド１１は、部品実装機のヘッド移動装置２０（図６参照）によって移動されるヘッド保持ユニット２１の下方に延びるＲ軸２２（図２参照）に交換可能（着脱可能）に保持される。ヘッド保持ユニット２１には、Ｒ軸２２を回転させるＲ軸駆動機構２３（ヘッド回転駆動機構）が組み付けられている。Ｒ軸駆動機構２３は、Ｒ軸２２の上端に固定されたＲ軸ギア２４（歯面図示せず）をＲ軸モータ２５により回転させて、実装ヘッド１１をＲ軸２２を中心にして回転させることで、複数のノズルホルダ１２が複数の吸着ノズル１３と一体的に該実装ヘッド１１の円周方向に旋回するようになっている。

Ｒ軸２２には、Ｑ軸駆動機構２６（ノズル回転駆動機構）の駆動源となるＱ軸ギア２７（歯面図示せず）が回転可能に挿通され、該Ｑ軸ギア２７がＱ軸モータ２８によりＲ軸２２の回りを回転するようになっている。

図２に示すように、Ｒ軸２２の下端部には、実装ヘッド１１を着脱可能に係合保持するための複数（例えば４個）の係合部材３１が上下方向に移動可能に設けられ、各係合部材３１の近傍には、それぞれ係合部材３１を上下方向に駆動するエアシリンダ（図示せず）が設けられている。各係合部材３１は、それぞれＬ字状又はＪ字状に形成されて、Ｒ軸２２の円周方向に等間隔に配列され、各係合部材３１の爪部の向きがＲ軸２２の正回転方向（又は逆回転方向）と同じ方向となるように揃えられている。

一方、実装ヘッド１１には、Ｑ軸ギア２７の回転力を各ノズルホルダ１２に伝達するノズル回転ギア機構３２（図３、図４参照）が設けられている。ノズル回転ギア機構３２は、実装ヘッド１１の上部側に同心状に回転可能に保持された円筒ギア３３（歯面図示せず）と、各ノズルホルダ１２にそれぞれ取り付けられた小ギア３４とを噛み合わせ、ヘッド保持ユニット２１のＱ軸ギア２７とノズル回転ギア機構３２の円筒ギア３３とをリング状クラッチ部材６１，６２（図２、図３参照）の凹凸の噛み合いによって回転伝達可能に連結して、Ｑ軸ギア２７によって円筒ギア３３を回転させて各ノズルホルダ１２の小ギア３４を回転させることで、各ノズルホルダ１２がそれぞれ各ノズルホルダ１２の軸心線の回りを回転して、各ノズルホルダ１２に保持された各吸着ノズル１３に吸着した各部品の向き（角度）を修正するようになっている。

円筒ギア３３内にヘッド保持ユニット２１のＲ軸２２を挿入できるように該円筒ギア３３の内径寸法がＲ軸２２の外径寸法よりも若干大きく形成されている。図４に示すように、実装ヘッド１１の上面部のうちの円筒ギア３３の内側の位置には、Ｒ軸２２の各係合部材３１を挿通して係合するための複数の長孔状の係合孔３５が円周方向に等間隔に形成されている。

部品実装機のヘッド保持ユニット２１の移動範囲内の所定位置には、交換用の実装ヘッド１１を載置するヘッド載置部（図示せず）が設けられている。このヘッド載置部は、複数種類の実装ヘッド１１を載置できるように構成されている。このヘッド載置部に載置された実装ヘッド１１をヘッド保持ユニット２１に取り付ける場合は、ヘッド保持ユニット２１のＲ軸２２を円筒ギア３３内に挿入してＲ軸２２の各係合部材３１を実装ヘッド１１の各係合孔３５に挿通し、Ｒ軸ギア２４の回転によりＲ軸２２を回転させて各係合部材３１を各係合孔３５の端縁部に係合させた状態で各係合部材３１を引き上げて保持する。ヘッド保持ユニット２１には、様々なタイプの回転型の実装ヘッド１１［図５（ａ）、（ｂ）参照］を保持できる他、単数ノズル用の実装ヘッド３８［図５（ｃ）参照］も保持可能となっている。

部品実装機には、交換用の実装ヘッド１１を載置するヘッド載置部の他に、交換用の吸着ノズル１３［図５（ｄ）〜（ｉ）参照］を載置するノズル載置部（図示せず）が設けられ、実装ヘッド１１のノズルホルダ１２に保持させる吸着ノズル１３を自動交換できるようになっている。

Ｒ軸駆動機構２３とＱ軸駆動機構２６の他に、Ｚ軸モータ３７（図６参照）を駆動源とするＺ軸駆動機構（図示せず）がヘッド保持ユニット２１と一体的に移動するように設けられ、ノズルホルダ１２の旋回軌道の所定の停止位置で、該Ｚ軸駆動機構の押し下げ部材（図示せず）により、該ノズルホルダ１２の上端部に固定された係合片３９を押し下げることで該ノズルホルダ１２を下降させるようになっている。図３に示すように、各ノズルホルダ１２は、それぞれスプリング４０により上方へ付勢され、Ｚ軸駆動機構の押し下げ部材から解放されたノズルホルダ１２は、スプリング４０の付勢力で上限位置（図３に示す状態）に保持されるようになっている。

部品実装機には、回路基板の基準マークを撮像するカメラ４１（図６参照）が搭載され、ヘッド移動装置２０によってカメラ４１が部品吸着装置１０と一体的に移動するようになっている。カメラ４１は、回路基板の基準マークの他に、ヘッド載置部上の実装ヘッド１１の基準マーク４２（図３、図４参照）を撮像するカメラとしても使用される。実装ヘッド１１の基準マーク４２は、円筒ギア３３の上端部の所定位置に形成され、この基準マーク４２をカメラ４１で撮像して、その画像を部品実装機の制御装置４３（図６参照）で処理することで、基準マーク４２の位置を検出して、円筒ギア３３の回転位相を検出するようになっている。

また、図３、図４に示すように、実装ヘッド１１の所定のノズルホルダ１２の上端部の係合片３９の上面には、該実装ヘッド１１の識別情報（以下「ヘッドＩＤ」と表記する）をバーコード、２次元コード等のコードで記録したヘッドＩＤ記録部４５が設けられている。本実施例１では、ヘッドＩＤ記録部４５からヘッドＩＤを読み取るヘッドＩＤ読取り手段として部品実装機のカメラ４１を使用し、カメラ４１でヘッドＩＤ記録部４５を撮像して得られた画像を制御装置４３で処理することでヘッドＩＤを読み取るようにしている。

尚、ヘッド保持ユニット２１側には、該ヘッド保持ユニット２１に保持した実装ヘッド１１の種類を確認するための実装ヘッド検出用の光センサ（図示せず）等が設けられている。これにより、制御装置４３は、ヘッドＩＤ記録部４５が設けられていない実装ヘッド１１がヘッド保持ユニット２１に保持されている場合や、部品実装機の電源投入時でも、実装ヘッド検出用の光センサの出力信号に基づいてヘッド保持ユニット２１に保持した実装ヘッド１１の種類を確認できるようになっている。

部品実装機のヘッド保持ユニット２１には、図２に示すように、負圧源５１から供給される負圧を実装ヘッド１１に供給する負圧供給系５２と、正圧源５３から供給される正圧を実装ヘッド１１に供給する正圧供給系５４とが設けられている。負圧供給系５２には、負圧供給路５５を開閉する電磁弁５６が設けられ、実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に部品を吸着するときには、電磁弁５６を開弁して実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に負圧を供給する。正圧供給系５４には、実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に供給する正圧を調整する電空比例弁５７（電空レギュレータ、比例制御弁とも呼ばれる）と、この電空比例弁５７で調整した正圧を実装ヘッド１１に供給する正圧供給路５８を開閉する電磁弁５９とが設けられている。実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に負圧で吸着した部品を解放するときには、電磁弁５９を開弁して、電空比例弁５７で調整した正圧を実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に供給する。電磁弁５９の下流側の正圧供給路５８には、電磁弁５９の開弁時（部品解放時）に実装ヘッド１１に供給される正圧を検出する圧力センサ６０が設けられている。

部品実装機の制御装置４３は、コンピュータを主体として構成され、生産プログラムに従って、ヘッド移動装置２０、ヘッド保持ユニット２１のＲ軸モータ２５、Ｑ軸モータ２８及びＺ軸モータ３７を制御して、部品実装機にセットされたフィーダ４４から供給される部品を実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に吸着して回路基板に実装する動作を制御すると共に、ヘッド載置部上の実装ヘッド１１をヘッド保持ユニット２１に保持させる動作や、実装ヘッド１１のノズルホルダ１２に保持する吸着ノズル１３を交換する動作等を制御する。

また、部品実装機の制御装置４３は、負圧供給系５２の電磁弁５６の開閉動作を制御すると共に、正圧供給系５４の電空比例弁５７の正圧調整動作及び電磁弁５９の開閉動作を制御する制御手段としても機能する。更に、制御装置４３は、電磁弁５９の開弁時（部品の解放時）に圧力センサ６０の出力信号を読み込んで、実装ヘッド１１に供給される正圧を検出する。

ところで、部品実装機のヘッド保持ユニット２１に保持させる実装ヘッド１１は、吸着する部品の種類（サイズ、形状、重さ等）に応じたノズル径の吸着ノズル１３を保持する実装ヘッド１１であったり、吸着ノズル１３の本数の異なる実装ヘッド１１であったりするが、いずれの実装ヘッド１１をヘッド保持ユニット２１に保持させた場合でも、実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に吸着した部品を解放する際に、正圧源５３から実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に供給する正圧（真空破壊圧）が一定であると、部品によっては正圧が不足して、吸着ノズル１３から部品を解放できずに該部品を静電気等で吸着ノズル１３に付けたまま持ち帰ってしまったり、反対に、部品によっては正圧が大きすぎて、該吸着ノズル１３から吹き出す正圧によって回路基板上の周囲の部品の実装位置がずれてしまう可能性がある。

そこで、部品実装機の制御装置４３は、ヘッド保持ユニット２１に保持させる実装ヘッド１１毎に電空比例弁５７の出力正圧を該実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に吸着した部品の解放に適した正圧に調整するようにしている。本実施例１では、図１０に示すように、実装ヘッド１１のヘッドＩＤ（Ｈ１，Ｈ２，……，ＨＮ）毎に部品の解放に適した正圧指令値（Ｐ１，Ｐ２，……，ＰＮ）を設定した正圧指令値テーブルを制御装置４３の記憶装置４６（記憶手段）に記憶しておき、制御装置４３は、ヘッド保持ユニット２１にヘッド載置部上の実装ヘッド１１を保持させる際に、ヘッド載置部上の実装ヘッド１１に設けられたヘッドＩＤ記録部４５からカメラ４１で読み取ったヘッドＩＤに対応する正圧指令値を記憶装置４６に記憶された正圧指令値テーブルから読み出し、該正圧指令値を電空比例弁５７に出力して該電空比例弁５７の出力正圧を調整するようにしている。

また、本実施例１では、正圧供給系５４が経年変化等により劣化して実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に供給する正圧がずれる可能性があることを考慮して、制御装置４３は、実装ヘッド１１への正圧供給時に圧力センサ６０で検出した正圧を正圧指令値（目標正圧）と比較して、その比較結果に応じて該正圧指令値を修正するようにしている。このようにすれば、正圧供給系５４が経年変化等により劣化して実装ヘッド１１に供給する正圧がずれた場合には、圧力センサ１３の正圧検出値と正圧指令値との比較結果から実装ヘッド１１に供給する正圧が正圧指令値からどの程度ずれているかが分かるため、そのずれ量に応じて正圧指令値を修正することで、実装ヘッド１１に供給する正圧を部品の解放に適した正圧に調整することができ、正圧供給系５４の経年変化等による正圧の調整ずれを随時修正することができる。尚、圧力センサ６０の正圧検出値を正圧指令値と比較して該正圧指令値を修正する処理は、実装ヘッド１１の交換毎に毎回行う必要はなく、所定期間経過毎、或は、実装ヘッド１１の交換回数が所定回数に達する毎、或は、部品実装機の運転開始時に１回行うようにしても良い。

以上説明した本実施例１の正圧の調整処理と圧力センサ６０の正圧検出値に基づく正圧指令値の修正処理は、制御装置４３によって図８の正圧調整プログラムと図９の正圧指令値修正プログラムに従って実行される。以下、これら各プログラムの処理内容を説明する。

［部品解放動作制御プログラム］
図８の正圧調整プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、実装ヘッド１１の交換タイミング（つまりヘッド載置部上の実装ヘッド１１をヘッド保持ユニット２１に保持させるタイミング）であるか否かを判定し、交換タイミングでなければ、交換タイミングになるまで待機する。その後、交換タイミングになった時点で、ステップ１０２に進み、部品実装機のカメラ４１で、ヘッド載置部上の実装ヘッド１１に設けられたヘッドＩＤ記録部４５を撮像して、その画像を処理することで該実装ヘッド１１のヘッドＩＤを読み取る。

この後、ステップ１０３に進み、記憶装置４６に記憶された図１０の正圧指令値テーブルを参照して、前記ステップ１０２で読み取ったヘッドＩＤに対応する正圧指令値を読み込んだ後、ステップ１０４に進み、正圧指令値を電空比例弁５７に出力して電空比例弁５７の出力正圧を調整する。これにより、ヘッド保持ユニット２１に保持させる実装ヘッド１１を交換する毎に、該実装ヘッド１１に供給する正圧を、該実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に吸着した部品の解放に適した正圧に調整する。

尚、部品実装機の電源オフ中に、作業者がヘッド保持ユニット２１に保持した実装ヘッド１１を手作業で交換する可能性があるため、制御装置４３は、部品実装機の電源投入時にヘッド保持ユニット２１側の実装ヘッド検出用の光センサ（図示せず）の出力信号に基づいてヘッド保持ユニット２１に保持した実装ヘッド１１の種類を確認して、該実装ヘッド１１に対応する正圧指令値を正圧指令値テーブルから読み込んだ後、該正圧指令値を電空比例弁５７に出力して電空比例弁５７の出力正圧を調整する。

また、ヘッドＩＤ記録部４５が設けられていない実装ヘッド１１をヘッド保持ユニット２１に保持させた場合も、制御装置４３は、ヘッド保持ユニット２１側の実装ヘッド検出用の光センサの出力信号に基づいてヘッド保持ユニット２１に保持した実装ヘッド１１の種類を確認して、該実装ヘッド１１に対応する正圧指令値を正圧指令値テーブルから読み込んだ後、該正圧指令値を電空比例弁５７に出力して電空比例弁５７の出力正圧を調整する。

［正圧指令値修正プログラム］
図９の正圧指令値修正プログラムが起動されると、まずステップ２０１で、正圧供給系５４の経年変化等による正圧のずれが発生する可能性のある所定期間が経過したか否かを判定し、該所定期間が経過していなければ、該所定期間が経過するまで待機する。その後、所定期間が経過した時点で、ステップ２０２に進み、正圧供給系５４の電磁弁５９が開弁されたか否かを判定し、該電磁弁５９が開弁されていなければ、該電磁弁５９が開弁されるまで待機する。

その後、電磁弁５９が開弁された時点で、ステップ２０３に進み、圧力センサ６０の正圧検出値を読み込み、次のステップ２０４で、圧力センサ６０の正圧検出値と正圧指令値とを比較して、正圧の調整ずれ量を次式により算出する。
正圧の調整ずれ量＝正圧検出値−正圧指令値
ここで、正圧指令値は、圧力に換算した値で、正圧検出値と単位を合わせた値を用いる。

この後、ステップ２０５に進み、正圧の調整ずれ量の絶対値が所定値よりも大きいか否かを判定する。その結果、正圧の調整ずれ量の絶対値が所定値よりも大きいと判定されれば、正圧指令値のずれを修正する必要があると判断して、ステップ２０６に進み、正圧の調整ずれ量に応じて正圧指令値を修正する。以後、上記ステップ２０１に戻り、上述した処理を繰り返す。

一方、上記ステップ２０５で、正圧の調整ずれ量の絶対値が所定値以下であると判定されれば、正圧の調整ずれ量が小さく、正圧指令値のずれを修正する必要がないと判断して、上記ステップ２０１に戻り、上述した処理を繰り返す。

以上説明した本実施例１によれば、ヘッド保持ユニット２１に、実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に供給する正圧を調整する電空比例弁５７を設けているため、ヘッド保持ユニット２１に保持させる実装ヘッド１１毎に、該実装ヘッド１１に供給する正圧を、該実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に吸着した部品の解放に適した正圧に調整することが可能となる。これにより、ヘッド保持ユニット２１に保持させる実装ヘッド１１毎に正圧を調整する機能を部品実装機に安価に搭載できると共に、実装ヘッド１１に供給する正圧を、実装ヘッド１１毎に吸着する部品の種類（サイズ、形状、重さ等）に応じて適正化することで、従来の問題点である、正圧不足による部品の解放不良（部品の持ち帰り）や過大な正圧による部品の実装位置のずれを未然に防止できる。

尚、本実施例１では、ヘッドＩＤ記録部４５に、ヘッドＩＤをバーコード、２次元コード等のコードで記録したが、ヘッドＩＤのデータを記憶した電子タグ（ＲＦタグ、ＩＣタグ、電波タグ、無線タグとも呼ばれる）をヘッドＩＤ記録部として実装ヘッド１１に設け、ヘッド保持ユニット２１に、ヘッドＩＤ記録部と無線通信してヘッドＩＤを読み取るリーダをヘッドＩＤ読取り手段としてヘッド保持ユニット２１に設けるようにしても良い。

また、本実施例１では、実装ヘッド１１のヘッドＩＤ記録部４５から読み取ったヘッドＩＤに対応する正圧指令値を、記憶装置４６に記憶された正圧指令値テーブルから読み出すようにしたが、実装ヘッド１１に、該実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に吸着した部品の解放に適した正圧指令値を記録又は記憶した正圧指令値記録部（コードラベル又は電子タグ）を設けると共に、ヘッド載置部上の実装ヘッド１１の前記正圧指令値記録部から前記正圧指令値を読み取る正圧指令値読取り手段（カメラ又はリーダ）をヘッド保持ユニット２１に設け、制御装置４３は、ヘッド載置部上の実装ヘッド１１に設けられた前記正圧指令値記録部から前記正圧指令値読取り手段で読み取った前記正圧指令値を電空比例弁５７に出力して該電空比例弁５７の出力正圧を調整するようにしても良い。

上記実施例１では、実装ヘッド１１に保持する吸着ノズル１３を複数種の吸着ノズル１３の中から交換できるように構成している。この場合、実装ヘッド１１に保持する吸着ノズル１３が替われば、吸着する部品の種類（サイズ、形状、重さ等）が替わって、吸着ノズル１３に吸着した部品の解放に適した正圧が変化する可能性がある。

この点を考慮して、本発明の実施例２では、図１１に示すように、ヘッド保持ユニット２１に保持させる実装ヘッド１１（Ｈ１，Ｈ２，……，ＨＮ）毎に該実装ヘッド１１に保持可能な複数種の吸着ノズル１３（ａ，ｂ，……，ｘ）に対応する複数の正圧指令値（Ｐａ１，Ｐｂ１，……，ＰｘＮ）を設定した正圧指令値テーブルを制御装置４３の記憶装置４６（記憶手段）に記憶しておき、制御装置４３は、ヘッド保持ユニット２１に保持させる実装ヘッド１１毎に該実装ヘッド１１に保持された吸着ノズル１３に対応する正圧指令値を記憶装置４６に記憶された正圧指令値テーブルから読み出し、該正圧指令値を電空比例弁５７に出力して該電空比例弁５７の出力正圧を調整するようにしている。その他の構成は、前記実施例１と同じである。

以上説明した本実施例２によれば、実装ヘッド１１に保持する吸着ノズル１３が取り替えられて、吸着する部品の種類（サイズ、形状、重さ等）が替わっても、該実装ヘッド１１に供給する正圧を、該実装ヘッド１１の吸着ノズル１３に吸着した部品の解放に適した正圧に調整することができる。

尚、本発明は上記実施例１，２に限定されず、例えば、ヘッド保持ユニット２１に実装ヘッド１１を係合保持させる構成や、ノズルホルダ１２に吸着ノズル１３を係合保持させる構成を適宜変更しても良く、また、ヘッド保持ユニットに回転しない実装ヘッドを交換可能に保持させる構成としても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１０…部品吸着装置、１１…実装ヘッド、１２…ノズルホルダ、１３…吸着ノズル、２０…ヘッド移動機構、２１…ヘッド保持ユニット、２２…Ｒ軸、２３…Ｒ軸駆動機構（ヘッド回転駆動機構）、２４…Ｒ軸ギア、２５…Ｒ軸モータ、２６…Ｑ軸駆動機構（ノズル回転駆動機構）、２７…Ｑ軸ギア、２８…Ｑ軸モータ、３１…係合部材、３２…ノズル回転ギア機構、３３…円筒ギア、３４…小ギア、３５…係合孔、３７…Ｚ軸モータ、４１…カメラ（ヘッドＩＤ読取り手段）、４２…基準マーク、４３…制御装置（制御手段）、４４…フィーダ、４５…ヘッドＩＤ記録部、４６…記憶装置（記憶手段）、５１…負圧源、５２…負圧供給系、５３…正圧源、５４…正圧供給系、５５…負圧供給路、５６…電磁弁、５７…電空比例弁、５８…正圧供給路、５９…電磁弁、６０…圧力センサ

上記課題を解決するために、本発明は、部品を吸着する吸着ノズルを保持した実装ヘッドと、前記実装ヘッドを交換可能に保持するヘッド保持ユニットと、交換する実装ヘッドを載置するヘッド載置部と、前記ヘッド保持ユニットを移動させるヘッド移動装置とを備え、部品を負圧で吸着した前記吸着ノズルに、正圧源から正圧を供給して前記部品を解放する部品実装機において、前記ヘッド保持ユニットに、前記正圧源から前記実装ヘッドの前記吸着ノズルに供給する正圧を調整する電空比例弁と、前記電空比例弁で調整した正圧を前記実装ヘッドに供給する通路を開閉する電磁弁とを設け、前記電空比例弁の正圧調整動作及び前記電磁弁の開閉動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、後述する手段によって、前記ヘッド保持ユニットに保持させる前記実装ヘッド毎に前記電空比例弁の出力正圧を調整するようにしたものである。

本発明は、前記実装ヘッドに、該実装ヘッドの識別情報（以下「ヘッドＩＤ」と表記する）を記録又は記憶したヘッドＩＤ記録部を設けると共に、前記ヘッド載置部上の実装ヘッドの前記ヘッドＩＤ記録部から前記ヘッドＩＤを読み取るヘッドＩＤ読取り手段と、前記ヘッドＩＤ毎に前記実装ヘッドの前記吸着ノズルに吸着した部品の解放に適した正圧指令値が記憶された記憶手段とを備え、前記制御手段は、前記ヘッド保持ユニットに前記ヘッド載置部上の前記実装ヘッドを保持させる際に、該実装ヘッドに設けられた前記ヘッドＩＤ記録部から前記ヘッドＩＤ読取り手段で読み取った前記ヘッドＩＤに対応する前記正圧指令値を前記記憶手段から読み出し、該正圧指令値を前記電空比例弁に出力して該電空比例弁の出力正圧を調整するようにしても良い。このようにすれば、実装ヘッド毎の正圧指令値をヘッドＩＤと関連付けて管理することができ、正圧指令値の管理が容易である。

Claims (6)

1. 部品を吸着する吸着ノズルを保持した実装ヘッドと、前記実装ヘッドを交換可能に保持するヘッド保持ユニットと、交換する実装ヘッドを載置するヘッド載置部と、前記ヘッド保持ユニットを移動させるヘッド移動装置とを備え、部品を負圧で吸着した前記吸着ノズルに、正圧源から正圧を供給して前記部品を解放する部品実装機において、
   前記ヘッド保持ユニットに設けられ、前記正圧源から前記実装ヘッドの前記吸着ノズルに供給する正圧を調整する電空比例弁と、
   前記ヘッド保持ユニットに設けられ、前記電空比例弁で調整した正圧を前記実装ヘッドに供給する通路を開閉する電磁弁と、
   前記電空比例弁の正圧調整動作及び前記電磁弁の開閉動作を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記ヘッド保持ユニットに保持させる前記実装ヘッド毎に前記電空比例弁の出力正圧を調整することを特徴とする部品実装機。
2. 前記実装ヘッドには、該実装ヘッドの識別情報（以下「ヘッドＩＤ」と表記する）を記録又は記憶したヘッドＩＤ記録部が設けられ、
   前記ヘッド載置部上の前記実装ヘッドの前記ヘッドＩＤ記録部から前記ヘッドＩＤを読み取るヘッドＩＤ読取り手段と、
   前記ヘッドＩＤ毎に前記実装ヘッドの前記吸着ノズルに吸着した部品の解放に適した正圧指令値が記憶された記憶手段とを備え、
   前記制御手段は、前記ヘッド載置部上の前記実装ヘッドに設けられた前記ヘッドＩＤ記録部から前記ヘッドＩＤ読取り手段で読み取った前記ヘッドＩＤに対応する前記正圧指令値を前記記憶手段から読み出し、該正圧指令値を前記電空比例弁に出力して該電空比例弁の出力正圧を調整することを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記ヘッド保持ユニットには、部品を実装する回路基板の基準マークを撮像するカメラが保持され、
   前記ヘッドＩＤ記録部には、前記ヘッドＩＤを示すコードが記録され、
   前記ヘッドＩＤ読取り手段は、前記カメラで前記ヘッドＩＤ記録部を撮像して得られた画像を処理することで前記ヘッドＩＤを読み取ることを特徴とする請求項２に記載の部品実装機。
4. 前記実装ヘッドには、該実装ヘッドの前記吸着ノズルに吸着した部品の解放に適した正圧指令値を記録又は記憶した正圧指令値記録部が設けられ、
   前記ヘッド載置部上の前記実装ヘッドの前記正圧指令値記録部から前記正圧指令値を読み取る正圧指令値読取り手段を備え、
   前記制御手段は、前記ヘッド載置部上の前記実装ヘッドに設けられた前記正圧指令値記録部から前記正圧指令値読取り手段で読み取った前記正圧指令値を前記電空比例弁に出力して該電空比例弁の出力正圧を調整することを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。
5. 前記ヘッド保持ユニットには、前記電磁弁の開弁時に前記電空比例弁から前記実装ヘッドに供給する正圧を検出する圧力センサが設けられ、
   前記制御手段は、前記実装ヘッドへの正圧供給時に前記圧力センサで検出した正圧を前記正圧指令値と比較して、その比較結果に応じて該正圧指令値を修正することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の部品実装機。
6. 前記実装ヘッドに保持する吸着ノズルを複数種の吸着ノズルの中から交換できるように構成され、
   前記実装ヘッド毎に該実装ヘッドに保持可能な複数種の吸着ノズルに対応する複数の正圧指令値が設定され、
   前記制御手段は、前記ヘッド保持ユニットに保持させる前記実装ヘッド毎に該実装ヘッドに保持された前記吸着ノズルに対応する正圧指令値を前記電空比例弁に出力して該電空比例弁の出力正圧を調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の部品実装機。

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