JPWO2018055697A1

JPWO2018055697A1 - 部品実装機

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Publication number: JPWO2018055697A1
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Inventors: 康平杉原
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Abstract

部品実装機は、昇降部材を昇降させる第１昇降装置と、昇降部材に設けられ昇降部材に対して吸着ノズルを相対的に昇降させる第２昇降装置とを備える。そして、部品実装機は、吸着ノズルの下降を伴う複数の動作のうちエラーが生じた部品を廃棄する廃棄動作と吸着ノズルを清掃する清掃動作とを、第１昇降装置を駆動して吸着ノズルを下降させる第１動作モードにより実行する（Ｓ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１４０）。また、部品実装機は、部品を吸着する吸着動作と部品を実装する実装動作とを、第１昇降装置および第２昇降装置を駆動して吸着ノズルを下降させる第２動作モードにより実行する（Ｓ１００，Ｓ１１０，Ｓ１５０）。

Description

本発明は、部品実装機に関する。

従来より、ヘッド本体と、電子回路部品を保持する保持部材（吸着ノズル）と、昇降部材をヘッド本体に対して昇降させる第１昇降駆動装置と、第１昇降駆動装置により昇降部材と共に昇降させられ保持部材を昇降部材に対して相対的に昇降させる第２昇降駆動装置と、を備える部品実装機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。第２昇降駆動装置は、部品供給装置により供給された部品を保持部材で保持する際や保持した部品を基板に実装する際に、まず、第１昇降駆動装置により保持部材を下降させ、その後、第２昇降駆動装置により保持部材を下降させることで、保持部材を部品に当接させたり保持部材に保持させた部品を基板に当接させたりしている。

ＷＯ２０１４／８０４７２Ａ１

しかしながら、こうした保持部材の２段階の昇降制御は、動作に時間を要するため、部品実装機が保持部材の下降を伴って行なうあらゆる動作に対して適用するのは必ずしも効率的とは言えない。

本発明は、保持部材の下降を伴う複数種類の動作をより適切に実行することを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の部品実装機は、
部品供給装置により供給された部品を採取して対象物に実装する部品実装機であって、
ヘッドと、
前記部品を保持する保持部材と、
前記ヘッドに対して昇降部材を昇降させる第１昇降装置と、
前記第１昇降装置により前記昇降部材と共に昇降され、前記昇降部材に対して相対的に前記保持部材を昇降させる第２昇降装置と、
前記第１昇降装置を駆動して前記保持部材を下降させる第１動作モードと、前記第１昇降装置および前記第２昇降装置を駆動して前記保持部材を下降させる第２動作モードと、を選択的に実行する制御装置と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の部品実装機は、ヘッドに対して昇降部材を昇降させる第１昇降装置と、第１昇降装置により昇降部材と共に昇降され昇降部材に対して相対的に保持部材を昇降させる第２昇降装置と、を備えて構成される。この部品実装機は、第１昇降装置を駆動して保持部材を下降させる第１動作モードと、第１昇降装置および第２昇降装置を駆動して保持部材を下降させる第２動作モードと、を選択的に実行する。即ち、部品実装機は、保持部材の下降を伴う複数種類の動作に対して第１動作モードと第２動作モードとを適宜使い分けることで、これらの複数種類の動作を適切に実行することができる。

こうした本発明の部品実装機は、前記第２昇降装置に設けられ、前記保持部材に対して作用する荷重を測定する荷重測定部を備え、前記制御装置は、前記荷重測定部が不要な動作を前記第１動作モードにより実行し、前記荷重測定部が必要な動作を前記第２動作モードにより実行してもよい。こうすれば、荷重測定部が必要な動作を第２動作モードにより高精度に実行することができる一方、荷重測定部が不要な動作を第１動作モードにより高速に実行することができる。

また、本発明の部品実装機において、前記制御装置は、前記保持部材が採取した部品を廃棄する廃棄動作を前記第１動作モードにより実行してもよい。或いは、前記制御装置は、前記保持部材に採取された部品の種類が非特定種類である場合に該部品を廃棄する廃棄動作を前記第１動作モードにより実行し、前記保持部材に採取された部品の種類が特定種類である場合に該部品を廃棄する廃棄動作を前記第２動作モードにより実行してもよい。

さらに、本発明の部品実装機において、前記制御装置は、前記保持部材を清掃する清掃動作を前記第１動作モードにより実行してもよい。

また、本発明の部品実装機において、前記制御装置は、前記保持部材が前記部品を実装する実装動作を前記第２動作モードにより実行してもよい。

また、本発明の部品実装機において、前記制御装置は、前記保持部材が前記部品を採取する採取動作を前記第２動作モードにより実行してもよい。

本実施形態の部品実装機１０を含む部品実装システム１の構成の概略を示す構成図である。実装ヘッド４０の構成の概略を示す構成図である。制御装置７０の電気的な接続関係を示すブロック図である。動作モード選択処理の一例を示すフローチャートである。第１動作モード実行処理の一例を示すフローチャートである。廃棄動作の実行の様子を示す説明図である。清掃動作の実行の様子を示す説明図である。第２動作モード実行処理の一例を示すフローチャートである。吸着動作の実行の様子を示す説明図である。実装動作の実行の様子を示す説明図である。変形例の部品実装機１０Ｂの構成の概略を示す構成図である。変形例の動作モード選択処理を示すフローチャートである。

次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。

図１は本実施形態の部品実装機１０を含む部品実装システム１の構成の概略を示す構成図であり、図２は実装ヘッド４０の構成の概略を示す構成図であり、図３は制御装置７０の電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前（手前）後（奥）方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

部品実装システム１は、図１に示すように、部品実装機１０と、部品実装機１０を管理する管理装置１００と、を備える。なお、部品実装システム１は、複数台の部品実装機１０を備えるものとしてもよいし、部品実装機１０の他に、半田印刷機や検査機、リフロー炉等を備えるものとしてもよい。

部品実装機１０は、図１に示すように、部品Ｐを部品供給位置まで供給する部品供給装置２０と、基板Ｓを搬送する基板搬送装置２４と、供給された部品Ｐを吸着ノズル６０で吸着（採取）して基板Ｓ上に実装する実装ヘッド４０と、実装ヘッド４０をＸＹ軸方向に移動させるＸＹロボット３０と、装置全体をコントロールする制御装置７０（図３参照）と、を備える。基板搬送装置２４は基台１１上に設けられ、部品供給装置２０は基台１１に対して着脱可能に設けられている。また、部品実装機１０は、これらの他に、吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐを下方から撮像するためのパーツカメラ２５や実装ヘッド４０に取り付けられて基板Ｓに付された位置決め基準マークを上方から撮像するためのマークカメラ（図示せず）、実装ヘッド４０に取り付けられて吸着ノズル６０や吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐの側面を撮像する側面カメラ（図示せず）を備えている。さらに、部品実装機１０は、複数の吸着ノズルをストックするノズルストッカ２６や吸着エラーや実装エラーが生じたときにその部品Ｐを廃棄するための廃棄ボックス２７、吸着ノズル６０を清掃するための清掃ブラシ２８なども備えている。なお、パーツカメラ２５やノズルストッカ２６、廃棄ボックス２７、清掃ブラシ２８は基台１１上に設けられている。

部品供給装置２０は、所定間隔毎に形成された収容部に部品Ｐが収容されたテープをリールから引き出してピッチ送りすることで、部品Ｐを部品供給位置に供給するテープフィーダとして構成されている。

ＸＹロボット３０は、図１に示すように、基台１１に支持される筐体１２の上段部に前後方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられた左右一対のＹ軸ガイドレール３３と、左右一対のＹ軸ガイドレール３３に架け渡されＹ軸ガイドレール３３に沿って移動が可能なＹ軸スライダ３４と、Ｙ軸スライダ３４の側面に左右方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられたＸ軸ガイドレール３１と、Ｘ軸ガイドレール３１に沿って移動が可能なＸ軸スライダ３２と、を備える。Ｘ軸スライダ３２は、Ｘ軸モータ３６（図３参照）の駆動によって移動可能であり、Ｙ軸スライダ３４は、Ｙ軸モータ３８（図３参照）の駆動によって移動可能である。Ｘ軸スライダ３２には実装ヘッド４０が取り付けられており、実装ヘッド４０は、制御装置７０によってＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８）が駆動制御されることにより、ＸＹ平面上の任意の位置に移動可能である。

実装ヘッド４０は、図２に示すように、ヘッド本体４１と、吸着ノズル６０と、ヘッド本体４１に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられ下端部に吸着ノズル６０が着脱可能に取り付けられたノズルホルダ４２と、ノズルホルダ４２を回転させる回転装置４５と、ヘッド本体４１に対して第１Ｚ軸スライダ５２をＺ軸方向に昇降させる第１昇降装置５０と、第１Ｚ軸スライダ５２に設けられ第１Ｚ軸スライダ５２に対して吸着ノズル６０をＺ軸方向に相対的に昇降させる第２昇降装置５５と、を備える。

吸着ノズル６０は、ノズルホルダ４２に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に取り付けられている。ノズルホルダ４２には図示しない圧縮コイルスプリングが内蔵されており、吸着ノズル６０は、圧縮コイルスプリングの付勢力によりノズルホルダ４２に対して上方向に付勢されている。また、吸着ノズル６０は、先端の吸着口に部品Ｐを当接させると共に吸着口に負圧を作用させることで部品Ｐを吸着可能な吸着部６１と、吸着部６１の上部で径方向に延びるフランジ部６２と、を備える。吸着部６１は、負圧給排弁６９（図３参照）を介して図示しない負圧源と連通しており、負圧給排弁６９をオンとすることで、吸着部６１の吸着口に負圧を作用させて部品Ｐを吸着することができ、負圧給排弁６９をオフとすることで、吸着部６１の吸着口に正圧を作用させて部品Ｐの吸着を解除することができる。

回転装置４５は、回転軸にギヤ４７が設けられた回転モータ４６を備える。ノズルホルダ４２の上端にはギヤ４７と噛み合うギヤ４３が取り付けられており、制御装置７０は、回転モータ４６を駆動制御することで、ノズルホルダ４２を任意の回転角度に調整することができる。前述したように、ノズルホルダ４２の先端部には吸着ノズル６０が取り付けられるから、制御装置７０は、ノズルホルダ４２の回転角度を調整することで、吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐの回転角度を調整することができる。

第１昇降装置５０は、図２に示すように、第１リニアモータ５１と、第１リニアモータ５１の駆動によりＺ軸方向に昇降可能な第１Ｚ軸スライダ５２と、を備える。第１Ｚ軸スライダ５２にはノズルホルダ４２に設けられた水平部４４に係合（当接）可能な第１係合部５２ａが形成されている。これにより、ノズルホルダ４２は、第１Ｚ軸スライダ５２の昇降に伴って昇降可能となっている。ノズルホルダ４２は、吸着ノズル６０が取り付けられるから、ノズルホルダ４２の昇降に伴って吸着ノズル６０を昇降させることができる。

第２昇降装置５５は、図２に示すように、第１昇降装置５０の第１Ｚ軸スライダ５２に取り付けられた第２リニアモータ５６と、第２リニアモータ５６の駆動によりＺ軸方向に昇降可能な第２Ｚ軸スライダ５７と、を備える。第２Ｚ軸スライダ５７には、吸着ノズル６０のフランジ部６２の上面に係合（当接）可能な第２係合部５７ａが形成されている。これにより、吸着ノズル６０は、第２Ｚ軸スライダ５７の昇降に伴って昇降可能となっている。本実施形態では、第２昇降装置５５による第２Ｚ軸スライダ５７のストローク距離は、第１昇降装置５０による第１Ｚ軸スライダ５２のストローク距離よりも短くなっている。実装ヘッド４０は、第１昇降装置５０によって吸着ノズル６０に吸着された部品ＰのＺ軸位置を大まかに調整した後、第２昇降装置５５によってその部品ＰのＺ軸位置を細かく調整することができる。また、第２Ｚ軸スライダ５７には、吸着ノズル６０の吸着部６１に部品Ｐを当接させて吸着する際や吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐを基板Ｓに当接させて実装する際に吸着ノズル６０に対して作用する荷重Ｆを検出するための圧力センサ５９が設けられている。

制御装置７０は、図３に示すように、ＣＰＵ７１とＲＯＭ７２とＨＤＤ７３とＲＡＭ７４と入出力インターフェース７５とを備える。これらはバス７６を介して電気的に接続されている。制御装置７０には、パーツカメラ２５からの画像信号やマークカメラからの画像信号、圧力センサ５９からの荷重Ｆ、Ｘ軸スライダ３２のＸ軸方向の位置を検出するＸ軸位置センサ３７からの検出信号、Ｙ軸スライダ３４のＹ軸方向の位置を検出するＹ軸位置センサ３９からの検出信号、第１Ｚ軸スライダ５２のＺ軸方向の位置を検出する第１Ｚ軸位置センサ５３からの検出信号，第２Ｚ軸スライダ５７のＺ軸方向の位置を検出する第２Ｚ軸位置センサ５８からの検出信号などが入出力インターフェース７５を介して入力されている。一方、制御装置７０からは、部品供給装置２０への制御信号や基板搬送装置２４への制御信号、ＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８）への駆動信号、実装ヘッド４０（回転モータ４６や第１リニアモータ５１，第２リニアモータ５６，負圧給排弁６９など）への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、制御装置７０は、管理装置１００と双方向通信可能に接続されており、互いにデータや制御信号のやり取りを行っている。

管理装置１００は、例えば、汎用のコンピュータであり、図３に示すように、ＣＰＵ１０１とＲＯＭ１０２とＨＤＤ１０３とＲＡＭ１０４と入出力インタフェース１０５などを備える。これらは、バス１０６を介して電気的に接続されている。この管理装置１００には、マウスやキーボード等の入力デバイス１０７から入力信号が入出力インタフェース１０５を介して入力されている。また、管理装置１００からは、ディスプレイ１０８への画像信号が入出力インタフェース１０５を介して出力されている。ＨＤＤ１０３は、基板Ｓの生産プログラムを記憶している。ここで、基板Ｓの生産プログラムとは、各部品実装機１０においてどの部品Ｐをどの順番で基板Ｓへ実装するか、また、そのように部品Ｐを実装した基板Ｓを何枚作製するかなどを定めた処理が記述されたものである。

次に、こうして構成された本実施形態の部品実装機１０の動作について説明する。ここで、部品実装機１０で行なわれる動作としては、吸着動作や実装動作、廃棄動作、清掃動作などを挙げることができる。吸着動作は、部品供給装置２０により供給された吸着すべき部品Ｐの真上に吸着ノズル６０が来るようにＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８）を駆動制御し、吸着ノズル６０が部品Ｐに当接するまで吸着ノズル６０が下降するように昇降装置（第１昇降装置５０，第２昇降装置５５）を駆動制御すると共に吸着ノズル６０に部品Ｐが吸着されるように負圧給排弁６９をオンすることにより行なわれる。実装動作は、吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐが基板Ｓの目標実装位置の真上に来るようＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８）を駆動制御し、吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐが基板Ｓに当接するまで吸着ノズル６０が下降するよう昇降装置を駆動制御すると共に吸着ノズル６０による部品Ｐの吸着が解除されるよう負圧給排弁６９をオフすることにより行なわれる。廃棄動作は、吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐの吸着エラーや実装エラーが発生した場合に実行される。なお、吸着エラーの判定は、例えば、吸着動作の実行後、吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐをパーツカメラ２５で撮像し、得られた画像を処理して部品Ｐの吸着姿勢を判定することにより行なわれる。また、実装エラーの判定は、例えば、実装動作の実行後、吸着ノズル６０の側面を側面カメラで撮像し、得られた画像を処理して吸着ノズル６０に部品Ｐが残っていないか否か（持ち帰りエラー）を判定することにより行なわれる。この廃棄動作は、吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐが廃棄ボックス２７の真上に来るようＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８）を駆動制御し、吸着ノズル６０が所定の廃棄位置まで下降するよう昇降装置を駆動制御すると共に吸着ノズル６０による部品Ｐの吸着が解除されるよう負圧給排弁６９をオフすることにより行なわれる。清掃動作は、吸着動作や実装動作、廃棄動作が行なわれていない空き時間に所定時間が経過する度に実行される。この清掃動作は、吸着ノズル６０が清掃ブラシ２８の真上に来るようＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８）を駆動制御し、吸着ノズル６０が所定の清掃位置まで下降するよう昇降装置を駆動制御すると共に吸着ノズル６０が回転するよう回転装置４５を駆動制御することにより行なわれる。

次に、吸着動作や実装動作、廃棄動作、清掃動作の実行に伴って昇降装置（第１昇降装置５０，第２昇降装置５５）により吸着ノズル６０を下降させる際の動作モードを選択する処理について説明する。図４は、制御装置７０のＣＰＵ７１により実行される動作モード選択処理の一例を示すフローチャートである。動作モード選択処理が実行されると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、実行すべき動作が、吸着動作であるか否か（ステップＳ１００）、実装動作であるか否か（ステップＳ１１０）、廃棄動作であるか否か（ステップＳ１２０）、清掃動作であるか否か（ステップＳ１３０）、をそれぞれ判定する。ＣＰＵ７１は、実行すべき動作が、廃棄動作であると判定した場合と清掃動作であると判定した場合には、動作モードとして第１動作モードを選択して（ステップＳ１４０）、動作モード選択処理を終了する。一方、ＣＰＵ７１は、実行すべき動作が吸着動作であると判定した場合と実装動作であると判定した場合には、第２動作モードを選択して（ステップＳ１５０）、動作モード選択処理を終了する。

ここで、第１動作モードは、図５の第１動作モード実行処理を実行することによって行なわれる。第１動作モード実行処理では、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、吸着ノズル６０が下降するよう第１昇降装置５０（第１リニアモータ５１）の駆動を開始する（ステップＳ２００）。次に、ＣＰＵ７１は、第１昇降装置５０を駆動している間、第１Ｚ軸位置センサ５３および第２Ｚ軸位置センサ５８からの検出信号に基づいて特定される吸着ノズル６０の先端のＺ軸位置Ｚを入力し（ステップＳ２１０）、入力したＺ軸位置Ｚが目標位置Ｚ０に達したか否かを判定する（ステップＳ２２０）。ここで、目標位置Ｚ０は、第１動作モード実行処理を廃棄動作として実行している場合には廃棄位置であり、第１動作モード実行処理を清掃動作として実行している場合には清掃位置である。ＣＰＵ７１は、Ｚ軸位置Ｚが目標位置Ｚ０に達していないと判定すると、ステップＳ２１０に戻ってステップＳ２１０，Ｓ２２０の処理を繰り返し、Ｚ軸位置Ｚが目標位置Ｚ０に達したと判定すると、第１昇降装置５０（第１リニアモータ５１）の駆動を停止して（ステップＳ２３０）、第１動作モード実行処理を終了する。

図６は、廃棄動作の実行の様子を示す説明図である。ＣＰＵ７１は、廃棄動作を実行する場合、吸着エラーや実装エラー（図の例では部品Ｐが立った姿勢で吸着されている立ち吸着）が生じた吸着ノズル６０を廃棄ボックス２７の真上に移動させた後、第１リニアモータ５１を駆動して第１Ｚ軸スライダ５２を下降させることにより吸着ノズル６０を下降させる（図６（ａ）参照）。そして、ＣＰＵ７１は、吸着ノズル６０の先端が目標位置Ｚ０（目標廃棄位置）に到達すると（図６（ｂ）参照）、第１リニアモータ５１の駆動を停止すると共に負圧給排弁６９をオフして吸着ノズル６０による部品Ｐの吸着を解除することにより当該部品Ｐを廃棄ボックス２７内へ廃棄する（図６（ｃ）参照）。

図７は、清掃動作の実行の様子を示す説明図である。制御装置７０のＣＰＵ７１は、清掃動作を実行する場合、吸着ノズル６０を清掃ブラシ２８の真上に移動させた後、第１リニアモータ５１を駆動して第１Ｚ軸スライダ５２を下降させることにより吸着ノズル６０を下降させる（図７（ａ）参照）。そして、ＣＰＵ７１は、吸着ノズル６０の先端が目標位置Ｚ０に到達すると（図７（ｂ）参照）、第１リニアモータ５１の駆動を停止すると共に回転モータ４６を駆動してノズルホルダ４２を回転させることにより吸着ノズル６０を回転させて当該吸着ノズル６０の吸着口を清掃する（図７（ｃ）参照）。

また、第２動作モードは、図８の第２動作モード実行処理を実行することによって行なわれる。第２動作モード実行処理では、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、吸着ノズル６０が下降するよう第１昇降装置５０（第１リニアモータ５１）の駆動を開始する（ステップＳ３００）。次に、ＣＰＵ７１は、第１Ｚ軸位置センサ５３および第２Ｚ軸位置センサ５８からの検出信号に基づいて特定される吸着ノズル６０の先端のＺ軸位置Ｚを入力し（ステップＳ３１０）、入力したＺ軸位置Ｚが目標位置Ｚ０よりも所定距離αだけ手前の所定位置（Ｚ０＋α）に達したか否かを判定する（ステップＳ３２０）。ここで、目標位置Ｚ０は、吸着動作を実行する場合、部品供給位置に供給された部品Ｐの上面位置であり、実装動作を実行する場合、実装すべき基板Ｓの表面位置である。ＣＰＵ７１は、Ｚ軸位置Ｚが所定位置（Ｚ０＋α）に達していないと判定すると、ステップＳ３１０に戻ってステップＳ３１０，Ｓ３２０の処理を繰り返し、Ｚ軸位置Ｚが所定位置（Ｚ０＋α）に達したと判定すると、第１昇降装置５０（第１リニアモータ５１）の駆動を停止すると共に（ステップＳ３３０）、第１Ｚ軸スライダ５２に対して第２Ｚ軸スライダ５７が相対的に下降するよう第２昇降装置５５（第２リニアモータ５６）の駆動を開始する（ステップＳ３４０）。次に、ＣＰＵ７１は、圧力センサ５９からの吸着ノズル６０に作用する荷重Ｆを入力し（ステップＳ３５０）、入力した荷重Ｆが目標荷重Ｆ０に達したか否かを判定する（ステップＳ３６０）。ＣＰＵ７１は、荷重Ｆが目標荷重Ｆ０に達していないと判定すると、ステップＳ３５０に戻り、荷重Ｆが目標荷重Ｆ０に達したと判定すると、第２昇降装置５５（第２リニアモータ５６）の駆動を停止して（ステップＳ３７０）、第２動作モード実行処理を終了する。

図９は、吸着動作の実行の様子を示す説明図である。制御装置７０のＣＰＵ７１は、吸着動作を実行する場合、吸着ノズル６０を部品供給装置２０により供給された吸着すべき部品Ｐの真上に移動させた後、第１リニアモータ５１を駆動して第１Ｚ軸スライダ５２を下降させることにより吸着ノズル６０を下降させる（図９（ａ）参照）。次に、ＣＰＵ７１は、吸着ノズル６０の先端が目標位置Ｚ０の所定距離α手前の所定位置（Ｚ０＋α）に到達すると、第１リニアモータ５１の駆動を停止すると共に第２リニアモータ５６を駆動して吸着ノズル６０を低速で更に下降させる（図９（ｂ）参照）。これにより、吸着ノズル６０が部品Ｐに当接したときの衝撃が緩和される。そして、ＣＰＵ７１は、吸着ノズル６０が部品Ｐに当接すると、圧力センサ５９からの荷重Ｆが目標荷重Ｆ０に達するまで吸着ノズル６０の先端を部品Ｐに押し付けて吸着ノズル６０に部品Ｐを吸着させた後、第１リニアモータ５１および第２リニアモータ５６を駆動して吸着ノズル６０を上昇させる（図９（ｃ）参照）。

図１０は、実装動作の実行の様子を示す説明図である。制御装置７０のＣＰＵ７１は、実装動作を実行する場合、吸着ノズル６０に吸着させた部品Ｐを基板Ｓの実装位置の真上に移動させた後、第１リニアモータ５１を駆動して第１Ｚ軸スライダ５２を下降させることにより吸着ノズル６０を下降させる（図１０（ａ）参照）。次に、ＣＰＵ７１は、吸着ノズル６０の先端が目標位置Ｚ０の所定距離α手前の所定位置（Ｚ０＋α）に到達すると、第１リニアモータ５１の駆動を停止すると共に第２リニアモータ５６を駆動して吸着ノズル６０を低速で更に下降させる（図１０（ｂ）参照）。これにより、部品Ｐが基板Ｓに当接したときの衝撃が緩和される。そして、ＣＰＵ７１は、吸着ノズル６０に吸着させた部品Ｐが基板Ｓに当接すると、圧力センサ５９からの荷重Ｆが目標荷重Ｆ０に達するまで部品Ｐを基板Ｓに押し付けてから吸着ノズル６０による部品Ｐの吸着を解除する（図１０（ｃ）参照）。

ここで、本実施例の主要な要素と発明の開示の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、実装ヘッド４０が「ヘッド」に相当し、吸着ノズル６０が「保持部材」に相当し、第１昇降装置５０が「第１昇降装置」に相当し、第２昇降装置５５が「第２昇降装置」に相当し、制御装置７０が「制御装置」に相当する。また、圧力センサ５９が「荷重測定部」に相当する。

以上説明した本実施形態の部品実装機１０は、第１Ｚ軸スライダ５２を昇降させる第１昇降装置５０と、第１Ｚ軸スライダ５２に設けられ第１Ｚ軸スライダ５２に対して吸着ノズル６０を相対的に昇降させる第２昇降装置５５とを備える。そして、部品実装機１０は、第１昇降装置５０を駆動して吸着ノズル６０を下降させる第１動作モードと、第１昇降装置５０および第２昇降装置５５を駆動して吸着ノズル６０を下降させる第２動作モードとを選択的に実行する。これにより、部品実装機１０は、吸着ノズル６０の下降を伴う複数種類の動作に対して第１動作モードと第２動作モードとを適宜使い分けることで、これらの複数種類の動作を適切に実行することができる。

また、本実施形態の部品実装機１０は、第２昇降装置５５に吸着ノズル６０に作用する荷重を検出するための圧力センサ５９を備え、荷重のコントロールが不要な廃棄動作や清掃動作を第１動作モードで実行し、荷重のコントロールが必要な吸着動作や実装動作を第２動作モードで実行する。これにより、部品実装機１０は、荷重のコントロールが必要な吸着動作や実装動作を高精度に実行することができる一方、荷重のコントロールが不要な廃棄動作や清掃動作を高速に実行することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明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、吸着動作や実装動作を第２動作モードで実行するものとしたが、部品Ｐのサイズや形状に応じて第１動作モードと第２動作モードとを切り替えるものとしてもよい。例えば、厚みが所定値よりも厚い部品（衝撃に強い部品）に対して吸着動作や実装動作を実行する場合、第１動作モードで実行し、厚みが所定値よりも薄い部品（衝撃に弱い部品）に対して吸着動作や実装動作を実行する場合、第２動作モードで実行するものとしてもよい。

また、上述した実施形態では、部品実装機１０は、廃棄動作を第１動作モードにより実行するものとしたが、廃棄する部品の種類に応じて第１動作モードと第２動作モードとを選択してもよい。図１１は、変形例の部品実装機１０Ｂの構成の概略を示す構成図である。変形例の部品実装機１０Ｂは、エラーが生じた部品Ｐを廃棄するための廃棄場所として、廃棄ボックス２７に加えて部品裁置部２７Ｂを備える点で、実施形態の部品実装機１０と異なる。部品裁置部２７Ｂは、基台１１上の部品供給装置２０に隣接した位置に設けられている。部品裁置部２７Ｂは、コンベアを備えており、コンベア上にエラー部品を載置可能となっている。コンベアは、基台１１に支持された一対のプーリに架け渡され、モータによりプーリが駆動されることで送られる。コンベアにはエラー部品を載置するための載置領域が設定されている。部品裁置部２７Ｂは、載置領域にエラー部品が載置されると、コンベアを一定量送ることで、次のエラー部品を載置可能な空き領域を確保する。なお、部品裁置部２７Ｂは、コンベヤを備えず、平坦な載置面を有するステージとして構成されてもよい。

次に、こうして構成された変形例の部品実装機１０Ｂにおける動作モード選択処理について説明する。図１２は、変形例の動作モード選択処理を示すフローチャートである。なお、図１２の動作モード選択処理の各処理のうち図４の動作モード選択処理と同一の処理については同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。図１２の動作モード選択処理では、ＣＰＵ７１は、ステップＳ１２０において、実行すべき動作が廃棄動作であると判定した場合、吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐの部品種が特定部品種であるか否かを判定する（ステップＳ１２５）。ここで、特定部品種は、例えば、高価な部品やリード部品など後に再利用される可能性のある部品種である。ＣＰＵ７１は、部品種が特定部品種でないと判定すると、廃棄動作の動作モードとして第１動作モードを選択する（ステップＳ１４０）。部品実装機１０Ｂは、再利用される可能性のない部品Ｐを廃棄する場合には、本実施形態の部品実装機１０と同様に、第１動作モードにより第１昇降装置５０を駆動制御して吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐを廃棄ボックス２７へ廃棄する。一方、ＣＰＵ７１は、部品種が特定部品種であると判定すると、廃棄動作の動作モードとして第２動作モードを選択する（ステップＳ１５０）。部品実装機１０Ｂは、再利用される可能性のある部品Ｐを廃棄する場合には、第２動作モードにより第１昇降装置５０および第２昇降装置５５を駆動制御して吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐを部品裁置部２７Ｂへ載置する。即ち、ＣＰＵ７１は、ＸＹロボット３０を駆動制御して吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐを部品裁置部２７Ｂの載置領域の上方へ移動させ、第１昇降装置５０（第１リニアモータ５１）を駆動制御して吸着ノズル６０を高速で下降させる。次に、ＣＰＵ７１は、吸着ノズル６０が部品裁置部２７Ｂの載置面よりも所定距離手前の所定位置に達すると、第１昇降装置５０（第１リニアモータ５１）の駆動を停止すると共に第２昇降装置５５（第２リニアモータ５６）を駆動制御して吸着ノズル６０を低速で更に下降させる。そして、ＣＰＵ７１は、部品Ｐが部品裁置部２７Ｂの載置領域に接触すると、吸着ノズル６０による部品Ｐの吸着を解除する。これにより、再利用の可能性のある部品が部品裁置部２７Ｂに載置される際に過大な荷重を受けて破損するのを効果的に抑制することができる。

また、上述した実施形態では、部品実装機１０が第１動作モードにより実行する動作として、廃棄動作と清掃動作を例示するものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、基準高さに設けられたキャリブレーションプレートに吸着ノズル６０を当接させて吸着ノズル６０の位置を測定するキャリブレーション動作を第１動作モードにより実行するものとしてもよい。

また、上述した実施形態では、清掃ブラシ２８は基台１１上に設けられるものとしたが、これに限られず、例えば、部品供給装置２０の複数のテープフィーダの一つを清掃ブラシ付きの清掃部材に置き換えるものとしてもよい。

また、上述した実施形態では、ＣＰＵ７１は、第２動作モードで第２リニアモータ５６の駆動により吸着ノズル６０を下降させる際、第１リニアモータ５１の駆動を停止させてから第２リニアモータ５６の駆動を開始するものとしたが、第１リニアモータ５１を駆動中に第２リニアモータ５６の駆動を開始するものとしてもよい。

また、上述した実施形態では、第２Ｚ軸スライダ５７に設けられた圧力センサ５９を用いて吸着ノズル６０に作用する荷重を検出するものとしたが、第２リニアモータ５６の負荷電流を検出または推定することにより吸着ノズル６０に作用する荷重を測定するものとしてもよい。

また、上述した実施形態では、第１昇降装置５０のアクチュエータとして第１リニアモータ５１を用いるものとしたが、ボイスコイルモータやボールねじ機構等を用いるものとしてもよい。また、第２昇降装置５５のアクチュエータとして第２リニアモータ５６を用いるものとしたが、ボイスコイルモータ等を用いるものとしてもよい。

本発明は、部品実装機の製造産業などに利用可能である。

１部品実装システム、１０，１０Ｂ部品実装機、１１基台、１２筐体、２０部品供給装置、２４基板搬送装置、２５パーツカメラ、２６ノズルストッカ、２７廃棄ボックス、２７Ｂ部品裁置部、２８清掃ブラシ、３０ＸＹロボット、３１Ｘ軸ガイドレール、３２Ｘ軸スライダ、３３Ｙ軸ガイドレール、３４Ｙ軸スライダ、３６Ｘ軸モータ、３７Ｘ軸位置センサ、３８Ｙ軸モータ、３９Ｙ軸位置センサ、４０実装ヘッド、４１ヘッド本体、４２ノズルホルダ、４３ギヤ、４４水平部、４５回転装置、４６回転モータ、４７ギヤ、５０第１昇降装置、５１第１リニアモータ、５２第１Ｚ軸スライダ、５２ａ第１係合部、５３第１Ｚ軸位置センサ、５５第２昇降装置、５６第２リニアモータ、５７第２Ｚ軸スライダ、５７ａ第２係合部、５８第２Ｚ軸位置センサ、５９圧力センサ、６０吸着ノズル、６１吸着部、６２フランジ部、６９負圧給排弁、７０制御装置、７１ＣＰＵ、７２ＲＯＭ、７３ＨＤＤ、７４ＲＡＭ、７５入出力インタフェース、７６バス、１００管理装置、１０１ＣＰＵ、１０２ＲＯＭ、１０３ＨＤＤ、１０４ＲＡＭ、１０５入出力インタフェース、１０６バス、１０７入力デバイス、１０８ディスプレイ、Ｐ部品、Ｓ基板。

Claims

部品供給装置により供給された部品を採取して対象物に実装する部品実装機であって、
ヘッドと、
前記部品を保持する保持部材と、
前記ヘッドに対して昇降部材を昇降させる第１昇降装置と、
前記第１昇降装置により前記昇降部材と共に昇降され、前記昇降部材に対して相対的に前記保持部材を昇降させる第２昇降装置と、
前記第１昇降装置を駆動して前記保持部材を下降させる第１動作モードと、前記第１昇降装置および前記第２昇降装置を駆動して前記保持部材を下降させる第２動作モードと、を選択的に実行する制御装置と、
を備えることを特徴とする部品実装機。
請求項１記載の部品実装機であって、
前記第２昇降装置に設けられ、前記保持部材に対して作用する荷重を測定する荷重測定部を備え、
前記制御装置は、前記荷重測定部が不要な動作を前記第１動作モードにより実行し、前記荷重測定部が必要な動作を前記第２動作モードにより実行する
ことを特徴とする部品実装機。
請求項１または２記載の部品実装機であって、
前記制御装置は、前記保持部材が採取した部品を廃棄する廃棄動作を前記第１動作モードにより実行する、
ことを特徴とする部品実装機。
請求項１または２記載の部品実装機であって、
前記制御装置は、前記保持部材に採取された部品の種類が非特定種類である場合に該部品を廃棄する廃棄動作を前記第１動作モードにより実行し、前記保持部材に採取された部品の種類が特定種類である場合に該部品を廃棄する廃棄動作を前記第２動作モードにより実行する、
ことを特徴とする部品実装機。
請求項１ないし４いずれか１項に記載の部品実装機であって、
前記制御装置は、前記保持部材を清掃する清掃動作を前記第１動作モードにより実行する、
ことを特徴とする部品実装機。
請求項１ないし５いずれか１項に記載の部品実装機であって、
前記制御装置は、前記保持部材が前記部品を実装する実装動作を前記第２動作モードにより実行する、
ことを特徴とする部品実装機。
請求項１ないし６いずれか１項に記載の部品実装機であって、
前記制御装置は、前記保持部材が前記部品を採取する採取動作を前記第２動作モードにより実行する、
ことを特徴とする部品実装機。