本開示の検査装置の実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図1は、検査装置の一実施形態である実装装置11を備えた実装システム10の概略説明図である。図2は、実装ヘッドユニット17の概略を示す斜視図である。図3は、実装ヘッドユニット17の説明図であり、図3Aが実装ヘッド50の側面側の図、図3Bが下面側の図である。図4は、実装装置11の電気的な接続関係を表すブロック図である。図5は、第2回転位置検出部74の説明図であり、図5Aは実装ヘッドユニット17が検査位置に移動してくる様子を示す説明図であり、図5Bは実装ヘッドユニット17が検査位置に移動した状態の説明図である。図6は、第2回転位置検出部74及び検査位置に移動した状態のコード部73の斜視図である。本実施形態の実装システム10は、部品P(図2参照)を基板Sに実装処理する実装装置11と、実装処理に関する情報(例えば生産プログラム)の管理を行う管理コンピュータ90とを備えている。なお、本実施形態において、左右方向(X軸)、前後方向(Y軸)及び上下方向(Z軸)は、図1〜3に示した通りとする。また、実装処理とは、部品Pを基板S上に配置、装着、挿入、接合、接着する処理などを含む。
実装装置11は、基台11aと、基台11a上に配設され支持された実装処理ユニット12と、各種制御を実行する制御装置80と(図4参照)を備えている。実装処理ユニット12は、基板Sを搬送する基板搬送ユニット14と、基板Sを下面側から支持する基板支持ユニット15と、部品Pを吸着(採取)し基板S上へ配置する実装ヘッドユニット17と、実装ヘッドユニット17をX−Y方向へ移動させるヘッド移動ユニット16とを備えている(図1参照)。実装処理ユニット12は、部品Pを収容したリールが装着された供給ユニット18と、表示画面を表示する表示部24と作業者による各種入力操作が可能な操作部25とを備える操作パネル19と(図4参照)、を備えている。実装処理ユニット12は、実装ヘッドユニット17が上方を通過する際に吸着ノズル42に吸着された部品Pを下方から撮影するパーツカメラ35と、複数種類の吸着ノズル42を収納可能な複数の収納穴を有するノズルストッカ36と、を備えている。また、実装処理ユニット12は、実装ヘッドユニット17の回転機構59の回転位置を検出するために用いられる第2回転位置検出部74を備えている(図4〜6参照)。
基板搬送ユニット14は、前後一対の支持板21,21にそれぞれ取り付けられたコンベアベルト22,22により基板Sを左から右へと搬送する。基板支持ユニット15は、基板Sを下方から支える複数の支持ピン23とを備えており、基板搬送ユニット14により搬送、固定された基板Sの裏面側から基板Sを支持する。
ヘッド移動ユニット16は、X軸スライダ26、Y軸スライダ30などを備えている。X軸スライダ26は、前後方向にスライド可能なY軸スライダ30の前面に、左右方向にスライド可能となるように取り付けられている。Y軸スライダ30は、前後方向に延びる左右一対のガイドレール32,32にスライド可能に取り付けられている。なお、ガイドレール32,32は、実装装置11の内部に固定されている。Y軸スライダ30の前面には、左右方向に延びる上下一対のガイドレール28,28が設けられ、このガイドレール28,28にX軸スライダ26が左右方向にスライド可能に取り付けられている。実装ヘッドユニット17は、X軸スライダ26が左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Y軸スライダ30が前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。なお、各スライダ26,30は、それぞれ図示しない駆動モータにより駆動される。
実装ヘッドユニット17は、X軸スライダ26の前面に取り付けられている。実装ヘッドユニット17は、X軸スライダ26に配設され実装ヘッド50を保持するヘッド保持体40と、部品Pを吸着する吸着ノズル42と、1以上の吸着ノズル42を装着及び取り外し可能な実装ヘッド50と、を備えている。ヘッド保持体40は、図3に示すように、X軸スライダ26に取り付けられる保持体本体45と、保持体本体45から下方に配設された係合軸46とを備えている。係合軸46は、軸回転可能に保持体本体45に配設されており、実装ヘッド50の中心に形成された有底孔に挿入され実装ヘッド50と係合する。保持体本体45には、実装ヘッド50を回転駆動するR軸モータ60、Q軸モータ63及びZ軸モータ66が配設されている。Q軸モータ63には、Q軸モータ63の回転位置(第1回転位置と称する)を検出する第1回転位置検出部64が配設されている(図3参照)。この第1回転位置検出部64が検出した第1回転位置に基づいて、Q軸モータ63の回転の制御が行われる。第1回転位置検出部64は、例えば透過式の光学エンコーダとしてもよい。Z軸モータ66は、鉛直下方に伸延されたZ軸ガイド67に沿って水平部68を移動することにより、吸着ノズル42を昇降させる。なお、実装ヘッド50(ロータリー部51)の回転軸をR軸と称し、吸着ノズル42(部品保持部55)の回転軸をQ軸と称する。
ヘッド保持体40は、実装ヘッド50を保持している。実装ヘッド50は、例えば、16個の部品保持部55を備えており、16個の吸着ノズル42を装着可能である(図2、3参照)。この実装ヘッド50は、回転可能な状態でヘッド保持体40に保持されるロータリー型の作業ヘッドとして構成されている。実装ヘッド50は、円柱状の部材であるロータリー部51と、ロータリー部51の下方に配設されたR軸ギア52と、ロータリー部51の上方に配設されたQ軸ギア53と、下端に吸着ノズル42を装着する長尺円筒状の複数のシリンジ部材56とを備えている。実装ヘッド50は、部品Pを採取する吸着ノズル42と吸着ノズル42を装着及び取外し可能であるシリンジ部材56とを有する部品保持部55を昇降可能に配設している。実装ヘッド50は、回転軸(R軸)を中心に回転可能にヘッド保持体40に保持され、この回転軸と同じ中心軸を有するロータリー部51を備えている。ロータリー部51は、例えば、16本のシリンジ部材56を支持しつつ、シリンジ部材56がシリンジ部材56の中心軸を中心に回転したり、シリンジ部材56が上下動したりすることを許容する。R軸ギア52は、ロータリー部51よりも大きな外径を有している円板状の部材であり、外周面にギア溝が形成されている。このR軸ギア52は、R軸モータ60の回転軸に接続された小ギア62に噛み合っており、この小ギア62を介してR軸モータ60により回転駆動される。Q軸ギア53は、ロータリー部51よりも小さな外径を有している円筒状の部材であり、外周面にギア溝が形成されている。シリンジ部材56は、その上端側に小ギア57が配設され、下端側に吸着ノズル42を装着する部材である。小ギア57は、Q軸ギア53の外周に形成されたギア溝に噛み合っている。シリンジ部材56は、Q軸ギア53の外周に沿って等間隔に配設されている。
吸着ノズル42は、圧力を利用して、ノズル先端に部品Pを吸着したり、ノズル先端に吸着している部品Pを放したりする部材である。この吸着ノズル42は、円板状のフランジ43と、先端側に形成された管状部44とを有している(図2,3,5,6参照)。フランジ43は、外周に亘って形成されたコード部73を備えている。コード部73は、後述する第2回転位置検出部74がフランジ43の回転位置を検出するために用いられる。この吸着ノズル42と、シリンジ部材56と、小ギア57とにより部品保持部55が構成されている。部品保持部55は、回転軸(Q軸)を中心に回転可能であり部品Pの保持に用いられる。部品保持部55(吸着ノズル42)は、Q軸モータ63に接続された小ギア65、Q軸ギア53及びシリンジ部材56の上端側に配設された小ギア57を介して伝達されたQ軸モータ63の駆動力により回転軸を中心に回転(自転)し、吸着した部品Pの角度を調整可能となっている。駆動源であるQ軸モータ63から、Q軸モータ63の駆動力で回転する部材のうちQ軸モータ63から最も遠い部材(ここでは吸着ノズル42)までの機構を、回転機構59と称する。本実施形態では、回転機構59は、駆動源から近い順に、Q軸モータ63と、小ギア65と、Q軸ギア53と、部品保持部55(小ギア57,シリンジ部材56,及び吸着ノズル42)と、を備えている。部品保持部55は、水平部68を介して伝達されたZ軸モータ66の駆動力により、Z軸ガイド67に沿ってZ軸方向(上下方向)に昇降される。実装ヘッド50では、実装ヘッドユニット17のY軸方向の前端側に位置する1カ所の昇降位置(図3参照)において、部品保持部55をZ軸方向に昇降する。実装ヘッド50に装着される吸着ノズル42は、基板Sの種類や部品Pの種類に応じて適切なものになるよう、ノズルストッカ36に収納された吸着ノズル42との間で適宜自動交換される。なお、部品Pを採取する採取部材は、ここでは吸着ノズル42として説明するが、部品Pを採取可能であれば特に限定されず、部品Pを挟持して採取するメカニカルチャックなどとしてもよい。
第2回転位置検出部74は、回転機構59の回転位置を検出する。第2回転位置検出部74は、基台11aから上方に延びるように配設された角柱状の固定用部材79を介して、基台11aに取り付けられている(図5参照,図1では図示省略)。これにより、第2回転位置検出部74は、実装ヘッドユニット17とは独立して固定的に実装装置11に配置されている。第2回転位置検出部74は、例えば部品Pを基板S上に実装する際の実装ヘッドユニット17の移動範囲から外れた位置に配置されて、実装時に実装ヘッドユニット17と干渉しないように配置されていてもよい。実装ヘッドユニット17が所定の検査位置に移動すると、複数の吸着ノズル42のうち昇降位置に位置する吸着ノズル42のフランジ43が、第2回転位置検出部74と対向する(図5B,図6参照)。この状態では、第2回転位置検出部74は、実装ヘッドユニット17(実装ヘッド50)の外周側から吸着ノズル42に向かって水平方向に沿って対向する。実装ヘッドユニット17が検査位置にある状態で、第2回転位置検出部74は、対向するフランジ43のコード部73を読み取って、フランジ43の回転位置(第2回転位置と称する)を検出する。具体的には、コード部73は第2回転位置検出部74から照射された光を反射する領域と反射しない領域とを有しており、第2回転位置検出部74は光を照射する照射部とコード部73で反射した光を受光する受光部とを備えている。第2回転位置検出部74は、コード部73へ光を照射し、コード部73からの反射光のパターンを検出することにより、フランジ43の回転位置を把握する。第2回転位置検出部74は、部品保持部55を昇降する際の、吸着ノズル42の初期位置すなわち上昇状態での位置(図5Bの実線参照)と、吸着ノズル42の伸延位置すなわち下降状態での位置(図5Bの点線参照)とのいずれにおいてもフランジ43と対向して第2回転位置を検出できるよう、吸着ノズル42の昇降方向に長く形成されている。
このように、実装ヘッドユニット17が検査位置に移動して第2回転位置検出部74とコード部73とが対向することで、第2回転位置検出部74及びコード部73は反射式の光学式エンコーダとして機能する。回転機構59のうち第2回転位置検出部74が第2回転位置を検出する対象である第2部位(ここではフランジ43)は、回転機構59のうち第1回転位置検出部64が第1回転位置を検出する対象である第1部位(ここではQ軸モータ63)よりもQ軸モータ63から遠い位置に存在する。また、第2回転位置検出部74は、回転機構59のうちQ軸モータ63から最も遠い部材である吸着ノズル42の回転位置を検出する。
制御装置80は、図4に示すように、CPU81を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するROM82、各種データを記憶するHDD83、作業領域として用いられるRAM84、外部装置と電気信号のやり取りを行う入出力インタフェース85などを備えており、これらはバスを介して接続されている。この制御装置80は、基板搬送ユニット14、基板支持ユニット15、ヘッド移動ユニット16、実装ヘッドユニット17、供給ユニット18、操作パネル19、パーツカメラ35などと双方向通信可能に接続されており、これらと信号をやりとりする。制御装置80は、第1,第2回転位置検出部64,74と電気的に接続され、これらからの信号を取得して、第1,第2回転位置を取得する。制御装置80は、管理コンピュータ90から生産プログラムを取得して、HDD83に記憶する。
次に、こうして構成された本実施形態の実装システム10の動作について説明する。まず、実装装置11の実装処理について説明する。実装処理ルーチンは、制御装置80のHDD83に記憶され、作業者による生産開始指示により実行される。このルーチンが実行されると、CPU81は、基板Sを実装装置11内へ搬送させ実装位置で固定するよう基板搬送ユニット14及び基板支持ユニット15を制御する。次に、CPU81は、生産プログラムを読み出し、基板Sに配置する部品Pを設定し、この部品Pを採取するための吸着ノズル42をヘッド保持体40に装着する処理を行う。次に、CPU81は、ヘッド移動ユニット16及び実装ヘッドユニット17を制御して、供給ユニット18の部品Pを吸着ノズル42に採取させ、基板Sに部品Pを配置する処理を実行させる。このとき、CPU81は、吸着ノズル42に保持された部品Pをパーツカメラ35に撮像させ、撮像により得られた画像に基づいて、部品Pの姿勢(回転位置)を認識する。そして、CPU81は、基板S上に部品Pを配置する際の部品Pの回転位置が所定の回転位置(生産プログラムで定められた正しい回転位置)になるように、必要に応じてQ軸モータ63を制御して部品Pの回転位置を調整してから、部品Pを基板Sに配置する。そして、現在の基板Sの実装処理が完了すると、この基板Sを排出させ、次の基板Sを搬入させ、実装位置で固定する。CPU81は、全基板Sの生産が完了するまで上述した処理を繰り返し実行する。
次に、実装ヘッドユニット17の回転機構59の異常、特に回転機構59のうちQ軸モータ63以外の異常を判定する検査処理について説明する。図7は、制御装置80のCPU81が実行する検査処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、HDD83に記憶され、例えば実装装置11の電源がオンされると開始される。
検査処理ルーチンが開始されると、CPU81は、まず、検査タイミングになったか否かを判定し(ステップS100)、検査タイミングになるまでステップS100の処理を繰り返す。検査タイミングは、所定のタイミングとすることができるが、本実施形態ではCPU81は前回の検査(ステップS110以降の処理)の実行から所定の時間経過毎に検査タイミングであると判定する。例えば、回転機構59に異常が検出される時間間隔を経験的に定めておき、CPU81は前回の検査の実行からその時間間隔だけ時間経過した場合に、検査タイミングであると判定してもよい。あるいは、CPU81は、生産プログラムに基づいて、実装ヘッドユニット17が実装処理に携わっていない検査可能時間帯(例えば基板Sの搬送,固定,搬出のいずれかを行っている時間帯など)が到来する時間間隔を導出しておき、この時間間隔毎に検査タイミングであると判定してもよい。また、CPU81は、生産プログラムに基づいて、1枚の基板に対して実装処理を行うのに要する時間を導出し、所定枚数(例えば10枚,20枚など)の基板の実装処理が完了するのに必要な時間を所定の時間間隔として、その時間間隔毎に検査タイミングであると判定してもよい。所定の時間間隔毎に検査タイミングであると判定する場合、CPU81は、所定の時間間隔だけ時間経過し且つ検査可能時間帯であるときに、検査タイミングであると判定してもよい。
ステップS100で検査タイミングであると判定すると、CPU81は、実装ヘッドユニット17を検査位置まで移動させる(ステップS110)。続いて、CPU81は、複数の部品保持部55のうち検査対象の部品保持部55を設定し(ステップS120)、検査対象の部品保持部55のフランジ43が第2回転位置検出部74と対向する対向位置に位置するように、R軸モータ60によりロータリー部51を回転させる(ステップS130)。これにより、検査対象の部品保持部55を含む回転機構59について、第2回転位置検出部74が第2回転位置を検出可能になる。CPU81は、ステップS110とステップS130とを並行して行ったり、ステップS130を先に行ったりしてもよい。
続いて、CPU81は、Q軸モータ63の駆動を開始する(ステップS140)。ここでは、CPU81は、Q軸モータ63の第1回転位置が所定の目標位置になるように、Q軸モータ63の駆動を開始する。続いて、CPU81は、第1回転位置検出部64及び第2回転位置検出部74からの信号に基づいて、第1検出位置の変化開始から第2検出位置の変化開始までの時間T1を導出する(ステップS150)。そして、CPU81は、導出した時間T1と所定の閾値とに基づいて、時間T1が異常範囲と正常範囲とのいずれに含まれるかを判定する(ステップS160)。ここで、Q軸モータ63の駆動を開始すると、Q軸モータ63の回転に伴って吸着ノズル42まで回転駆動力が伝達されて、第1検出位置及び第2検出位置も変化を開始する。このとき、例えば小ギア65,Q軸ギア53,及び小ギア57の少なくともいずれかが摩耗していると、第1検出位置が変化開始してから第2検出位置が変化開始(すなわち吸着ノズル42が回転開始)するまでの時間T1が大きくなる。そこで、本実施形態では、例えばギアの交換を要する程度の摩耗を検出できるような値として閾値を定めておき、CPU81はこの閾値を用いてステップS160の判定を行う。ステップS160で時間T1が異常範囲であるときには、CPU81は判定結果に基づく異常内容(例えばギアの摩耗など)をHDD83に記憶する(ステップS170)。
ステップS160で時間T1が正常範囲であるとき又はステップS170の後、CPU81は、第1検出位置の時間変化の傾きと第2検出位置の時間変化の傾きとの差S1を導出する(ステップS180)。そして、CPU81は、導出した差S1と所定の閾値とに基づいて、差S1が異常範囲と正常範囲とのいずれに含まれるかを判定する(ステップS190)。ここで、例えばシリンジ部材56の外周面に塗布されたグリスの粘度が上昇すると、ロータリー部51がシリンジ部材56の自転を妨げる場合がある。このような場合、Q軸モータ63の動作に対するシリンジ部材56及び吸着ノズル42の回転の追従性が遅くなって、差S1が大きくなる。そこで、本実施形態では、例えばグリスの再塗布などのメンテナンスを要する程度のグリスの粘度上昇を検出できるような値として閾値を定めておき、CPU81はこの閾値を用いてステップS190の判定を行う。ステップS190で差S1が異常範囲であるときには、CPU81は判定結果に基づく異常内容(例えばメンテナンス不足,グリスの粘度上昇など)をHDD83に記憶する(ステップS200)。
ステップS190で差S1が正常範囲であるとき又はステップS200の後、CPU81は、第1検出位置に基づいてQ軸モータ63が目標位置まで回転したことを検出するまで待ち(ステップS210)、目標位置への到達を検出したらQ軸モータ63を停止させる(ステップS220)。Q軸モータ63の停止に伴って第2検出位置の変化も停止する。続いて、CPU81は、停止後の第1検出位置と第2検出位置との位置ずれD1を導出する(ステップS230)。位置ずれD1は、Q軸モータ63の目標位置に対応する正しい第2検出位置と、停止時に実際に検出された第2検出位置と、の位置ずれ量と言い換えることもできる。そして、CPU81は、導出した位置ずれD1と所定の閾値とに基づいて、位置ずれD1が異常範囲と正常範囲とのいずれに含まれるかを判定する(ステップS240)。ここで、例えば部品保持部55(特にシリンジ部材56)にねじれなどの変形が生じていると、CPU81が第1回転位置検出部64に基づいて吸着ノズル42の回転位置を制御しても、吸着ノズル42が所望の回転位置からずれることになり、実装処理に影響が生じる。このような場合、ねじれなどの変形の度合いが大きいほど位置ずれD1が大きくなる。そこで、本実施形態では、例えばシリンジ部材56の交換を要する程度の変形を検出できるような値として閾値を定めておき、CPU81はこの閾値を用いてステップS240の判定を行う。ステップS240で位置ずれD1が異常範囲であるときには、CPU81は判定結果に基づく異常内容(例えばシリンジ部材56の変形など)をHDD83に記憶する(ステップS250)。
ステップS240で位置ずれD1が正常範囲であるとき又はステップS250の後、CPU81は、未検査の部品保持部55があるか否かを判定して(ステップS260)、未検査の部品保持部55がある場合にはステップS120に進みステップS120〜S260の処理を行う。こうしてCPU81は複数の部品保持部55について順次異常の判定を行い、ステップS250で未検査の部品保持部55がないと判定すると、検査結果を出力して(ステップS270)、ステップS100に進み検査タイミングになるのを待つ。ステップS270では、CPU81は、例えば検査対象の部品保持部55毎の正常か異常かの判定結果、具体的な異常内容、導出した時間T1,差S1,位置ずれD1の値などの情報を、HDD83にまとめて記憶したり、管理コンピュータ90に出力したりする。あるいは、CPU81は、異常があった場合には、異常内容やそれに基づく警告メッセージなどを操作パネル19の表示部24に表示して、作業者に異常を報知し対応を促してもよい。また、CPU81は、異常の内容に基づいて、実行中の実装処理ルーチンを中止してもよい。
ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の実装装置11が本開示の検査装置及び部品実装装置に相当し、部品保持部55が部品保持部に相当し、Q軸モータ63が駆動源に相当し、回転機構59が回転機構に相当し、実装ヘッドユニット17が実装ヘッドユニットに相当し、第1回転位置検出部64が第1回転位置検出部に相当し、第2回転位置検出部74が第2回転位置検出部に相当し、制御装置80が異常判定部に相当する。また、ヘッド移動ユニット16がヘッド移動部に相当する。
以上詳述した本実施形態の実装装置11によれば、制御装置80のCPU81が、回転機構59の駆動源側の第1部位(ここではQ軸モータ63)の第1回転位置と、回転機構59のうち第1部位よりも駆動源から遠い第2部位(ここでは吸着ノズル42のフランジ43)の第2回転位置とに基づいて、回転機構59の異常を判定する。そのため、実装装置11は、例えばQ軸モータ63の動作のみに基づいて回転機構59の異常を判定する場合と比較して、回転機構59のうち第1部位よりもQ軸モータ63から遠い部分(例えば小ギア65,Q軸ギア53,及び部品保持部55など)の異常を検出しやすい。そのため、この実装装置11は、回転機構59のうちQ軸モータ63以外の異常を検出しやすい。
また、CPU81は、第1,第2回転位置に基づいて回転機構59の状態に関する導出値(ここでは時間T1,差S1,及び位置ずれD1)を導出し、これらの導出値と閾値とを比較して異常の判定を行うから、導出値と閾値とに基づいて回転機構59の異常を適切に判定できる。さらに、実装装置11は、検査対象の回転機構59を含む実装ヘッドユニット17と、ヘッド移動ユニット16とを備えており、回転機構59の異常を判定する検査装置と部品Pを基板Sに実装する部品実装装置を兼ねているから、部品実装装置自身が回転機構59の異常を判定できる。
さらにまた、第2回転位置検出部74は、実装ヘッドユニット17とは独立して固定的に配置されている。そして、CPU81は、第2回転位置検出部74が第2回転位置を検出可能な検査位置に実装ヘッドユニット17を移動させるとともにQ軸モータ63を駆動させて、検出された第1,第2回転位置に基づく異常の判定を行う。ここで、例えば移動可能な実装ヘッドユニット17が第2回転位置検出部74を備えている場合、検査時にQ軸モータ63を駆動させると回転機構59の回転によって生じる振動が第2回転位置検出部74にも伝わることで、第2回転位置の検出精度が低下する場合がある。これに対し、第2回転位置検出部74を固定的に配置しておくことで、このような検出精度の低下を抑制できるため、実装装置11における異常判定の精度が向上する。
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、第1回転位置検出部64はQ軸モータ63の回転位置を第1回転位置として検出したが、これに限らず回転機構59のうち第2部位と比べて駆動源側の第1部位の回転位置を検出すればよい。例えば、Q軸モータ63はQ軸ギア53の回転位置やシリンジ部材56の回転位置を検出してもよい。第1部位は、回転機構59のうちシリンジ部材56のいずれかの部位又はシリンジ部材56よりもQ軸モータ63側の部位としてもよい。また、第2回転位置検出部74はフランジ43の回転位置を第2回転位置として検出したが、これに限られない。第2回転位置検出部74は、回転機構59のうち第1部位よりも駆動源から遠い第2部位の回転位置を検出すればよい。例えば、第2回転位置検出部74はシリンジ部材56の回転位置を検出してもよい。第2部位は、回転機構59のうちシリンジ部材56のいずれかの部位又はシリンジ部材56よりもQ軸モータ63から遠い側の部位としてもよい。第1部位がシリンジ部材56の上端付近であり且つ第2部位がシリンジ部材56の下端付近であるなど、同じ部材の異なる部位の回転位置を第1回転位置検出部64及び第2回転位置検出部74が検出してもよい。
上述した実施形態では、第2回転位置検出部74はフランジ43の回転位置を第2回転位置として検出したが、これに限られない。例えば、第2回転位置検出部74は、検査処理時に回転機構59に一時的に取り付けられる位置検出用部材の回転位置を検出してもよい。例えば検査処理開始時に、CPU81は、吸着ノズル42を位置検出用部材142に交換し(図8A,図8B)、位置検出用部材142のフランジ143に形成されたコード部173と第2回転位置検出部74とを対向させて(図8C)、第1,第2回転位置に基づく異常の判定を行ってもよい。こうしても、小ギア65,Q軸ギア53,小ギア57及びシリンジ部材56などの異常を判定できる。また、吸着ノズル42がフランジ43及びコード部73を備える必要がないため(図8A参照)、吸着ノズル42を小型化したり軽量化したりしやすい。吸着ノズル42と位置検出用部材142との交換は、例えばノズルストッカ36を用いて行ってもよい。
上述した実施形態では、フランジ43の外周面にコード部73が形成されて、第2回転位置検出部74はフランジ43の径方向に沿ってフランジ43の回転位置を検出したが、これに限らずフランジ43の軸方向に沿って回転位置を検出してもよい。例えば、フランジ43の下面にコード部が形成されており、第2回転位置検出部74はフランジ43の下方からフランジ43の回転位置を検出してもよい。
上述した実施形態において、第2回転位置検出部74は着脱可能に構成されていてもよい。この場合でも、第2回転位置検出部74の装着時に第2回転位置検出部74が実装ヘッドユニット17とは独立して固定的に配設されていれば、上述した実施形態と同様にQ軸モータ63の回転時の振動による第2検出位置の検出精度の低下を抑制できる。
上述した実施形態では、実装装置11が検査装置と部品実装装置を兼ねていたが、これに限られない。例えば、実装装置11とは別の検査装置が、実装装置11の実装ヘッドユニット17の異常の判定を行ってもよい。例えば、実装装置11の実装ヘッドユニット17を取り外して検査装置に取り付け、検査装置が備える第2回転位置検出部74と、実装ヘッドユニット17が備える第1回転位置検出部64とに基づいて、検査装置の制御部が異常の判定を行ってもよい。この場合、検査装置の制御部が、取り付けられた検査対象の実装ヘッドユニット17のR軸モータ60及びQ軸モータ63を制御したり、第1回転位置検出部64からの第1回転位置を取得したりすればよい。
上述した実施形態では、第2回転位置検出部74が実装ヘッドユニット17とは独立して固定的に配置されていたが、第1,第2回転位置検出部64,74の少なくともいずれかが固定的に配置されていてもよい。例えば第1,第2回転位置検出部64,74が共に固定的に配置されていてもよい。あるいは、第1,第2回転位置検出部64,74のいずれもが実装ヘッドユニット17に取り付けられていてもよい。実装装置11とは別の検査装置が実装ヘッドユニット17の異常の判定を行う場合も、その検査装置が第1,第2回転位置検出部64,74の少なくともいずれかを備えていてもよいし、第1,第2回転位置検出部64,74がいずれも検査対象の実装ヘッドユニット17に取り付けられていてもよい。実装装置11とは別の検査装置は、上述した異常の判定を行う機能のほか、実装ヘッドユニット17を清掃するヘッドクリーナとしての機能を有していてもよい。
上述した実施形態では、第1回転位置検出部64は透過式の光学エンコーダとし、第2回転位置検出部74(及びコード部73)は反射式の光学式エンコーダとしたが、回転位置を検出できればどのような方式を用いてもよい。例えば、第2回転位置検出部74に代えてパーツカメラ35を用いてもよい。例えば位置ずれD1を導出する場合であれば、停止時の第2回転位置を検出できればよいため、パーツカメラ35を第2回転位置検出部として使用することもできる。
上述した実施形態では、CPU81は時間T1,差S1,位置ずれD1を用いて異常を判定したが、これに限らず第1,第2回転位置に基づく判定であれば、どのようにして異常を判定してもよい。例えば、CPU81は、ステップS140におけるQ軸モータ63の駆動開始から第1検出位置及び第2検出位置のいずれかが変化開始するまでの時間T2を導出し、時間T2が所定の閾値より大きい場合(すなわちQ軸モータ63もフランジ43も回転開始しない場合)には、シリンジ部材56の折れや曲がりなどの異常によりQ軸モータ63に過大な負荷が掛かっていると判定してもよい。また、CPU81は、例えばステップS140の後、第1回転位置が変化開始してから所定の時間(閾値Tref,ただし閾値TrefはステップS160で用いた閾値より大きい値が好ましい)が経過しても第2回転位置が変化開始しない場合には、シリンジ部材56の折れや曲がりなどの破損が生じておりQ軸モータ63が空回りしていると判定してもよい。CPU81は、ステップS220でQ軸モータ63を停止させてから第2回転位置の変化が停止するまでの時間T3を導出して、この時間T3が所定の閾値より大きい場合(すなわちフランジ43の回転の停止が遅い場合)には、シリンジ部材56のメンテナンス不足によるグリスの粘度上昇が生じていると判定してもよい。CPU81は、第1,第2検出位置に基づいて回転機構59のバックラッシュ測定を行って異常を判定してもよい。例えば、CPU81は、以下のように異常を判定してもよい。CPU81は、まず、所定の第1角度だけ第1方向にフランジ43が回転するよう第1回転位置検出部64に基づいてQ軸モータ63を制御し、回転後の状態での第2回転位置を基準値として記憶する。次に、CPU81は、第1角度だけ第1方向にさらにフランジ43が回転するよう第1回転位置検出部64に基づいてQ軸モータ63を制御し、その後に第1角度だけ第1方向とは逆の第2方向にフランジ43が回転するよう第1回転位置検出部64に基づいてQ軸モータ63を制御する。そして、回転後の状態での第2回転位置を比較値として記憶する。そして、基準値と比較値との差が所定の閾値より大きいときには、例えばギアの摩耗などの異常が生じていると判定する。
上述した実施形態では、検査処理ルーチンにおいて検査対象の部品保持部55を下降させず上昇状態で異常の判定を行ったが、これに限らず上昇状態と下降状態との少なくとも一方の状態で、第1,第2回転位置に基づく異常の判定を行えばよい。
上述した実施形態では、CPU81は、ステップS110及びS130の後にステップS140を行ったが、これに限られない。例えば、差S1や位置ずれD1に基づく異常の判定を行う場合であれば、ステップS140すなわちQ軸モータ63の駆動開始のタイミングを、ステップS110及びS130の前や途中としてもよい。
上述した実施形態では、異常判定のための閾値は、実験などにより予め定めておいた値としたが、初期値に基づいて定めた値としてもよい。例えば実装装置11を初めて使用する際に検査処理ルーチンを実行して得られた時間T1,差S1,位置ずれD1を初期値としておき、この初期値からの変化量や変化割合を、閾値としてもよい。
上述した実施形態では、実装ヘッド50は、16個の部品保持部55を備えていたが、これに限らず部品保持部55の数は複数であればよい。また、部品保持部55の数が1つであってもよい。
上述した実施形態では、図7の検査処理ルーチンにおいて異常が検出された際には、CPU81は検査結果を出力したり実行中の実装処理ルーチンを中止したりすることを例示したが、これに限られない。例えば、CPU81は、図7の検査処理ルーチンにおいて異常が検出された場合には、実装処理ルーチンを行う際のQ軸モータ63の制御量を検出された異常に基づいて補正してもよい。例えば、CPU81は、ステップS240で位置ずれD1が異常範囲に含まれると判定した場合に、位置ずれD1に基づいてQ軸モータ63の制御量を補正してもよい。例えば位置ずれD1が吸着ノズル42の1度分の回転角度に相当する場合には、CPU81は、部品Pの姿勢を調整する際に、Q軸モータ63の目標回転位置を吸着ノズル42の1度に相当する分だけ減らすよう補正することで、基板S上に配置される部品Pの姿勢が正しくなるようにしてもよい。こうすれば、CPU81は、回転機構59に異常が存在する場合でも、実装処理に異常が生じるのを抑制できる。
上述した実施形態では、検査装置(ここでは実装装置11)は、第1回転位置検出部および第2回転位置検出部から取得した情報に基づいて、さまざまな判定を行なうものであるが、取得する情報に、実装ヘッドユニットで基板Sに実装した部品Pの状態(実装装置11の実装処理の結果)の検査である基板検査結果に関連する基板検査関連情報を追加してもよい。そして、検査装置の異常判定部(例えば、CPU81)は、取得した基板検査関連情報に基づいて、又は取得した基板検査関連情報と第1,第2回転位置検出部から取得した情報とに基づいて、回転機構59の異常の判定に関する情報である異常判定関連情報を変更したり、異常を判定したりしてもよい。すなわち、CPU81は、取得した基板検査関連情報に基づいて、回転機構59の異常の検査に関して自ら学習を行ったり、自身が行う異常の検査だけでは判定できないような異常の判定や推定を行ったりしてもよい。
基板検査は、実装システム10が備える基板検査装置(例えば実装装置11よりも基板Sの搬送の下流側に配置された基板検査装置)が行ってもよい。CPU81は、基板検査関連情報を基板検査装置から取得してもよいし、管理コンピュータ90から取得してもよい。基板検査としては、例えば基板S上の部品Pの位置(XY座標など)の異常の有無の検査、基板S上の部品Pの姿勢(回転位置)の異常の有無の検査、などが挙げられる。基板検査装置は、基板Sを撮像して得られた基板画像に基づいて基板検査を行ってもよい。異常判定関連情報としては、例えば上述した時間T1,差S1,位置ずれD1などの導出値に関する情報、導出値と比較する閾値に関する情報、異常内容に関する情報、異常と判定した場合の処理内容に関する情報、及びこれらの情報の対応関係に関する情報、などが挙げられる。
例えば、CPU81は、基板検査装置から基板検査関連情報を取得し、取得した基板検査関連情報の中に、基板検査の結果として部品Pの姿勢の異常があったことを示す情報が含まれていた場合には、異常判定関連情報に含まれる閾値を、異常範囲が広くなる方向に変更してもよい。例えば、CPU81は、上述したステップS160において時間T1と比較する閾値をより小さい値に変更してもよい。ここで、基板検査により部品Pの姿勢の異常が発見された場合、CPU81が行った回転機構59の検査では閾値が不適切であったことにより回転機構59の異常を検出できていなかった可能性がある。このような場合に上記のような処理を行うことで、CPU81は、基板検査関連情報に基づいて、閾値をより適切な値に変更できる。この場合、CPU81は、部品Pの姿勢の異常の程度を示す情報、例えば部品Pの姿勢が基板検査で用いた閾値(正しい姿勢から許容できる回転角度のずれ量)を何度上回っていたかなどの情報、を含む基板検査関連情報を取得して、部品Pの姿勢の異常の程度が大きいほど異常範囲がより広くなる傾向に閾値を変更してもよい。
あるいは、CPU81は、取得した基板検査関連情報の中に、基板検査の結果として部品Pの姿勢の異常があったことを示す情報が含まれていた場合には、第1回転位置検出部64と第2回転位置検出部74との少なくとも一方が異常であると判定してもよい。ここで、基板検査により部品Pの姿勢の異常が発見された場合、CPU81が行った回転機構59の検査では閾値は適切であったが第1,第2回転位置検出部64,74に異常があったことにより回転機構59の異常を検出できていなかった可能性がある。このような場合に上記のような処理を行うことで、CPU81は、基板検査関連情報に基づいて、第1,第2回転位置検出部64,74の少なくとも一方の異常を検出できる。
CPU81は、取得した基板検査関連情報に基づいて(例えば部品Pの姿勢の異常の程度を示す情報に基づいて)、回転機構59の検査の閾値を変更するか、第1,第2回転位置検出部64,74の少なくとも一方の異常と判定するか、のいずれを行うかを判定してもよい。あるいは、CPU81は、基板検査関連情報に基づいて、回転機構59の異常を判定してもよい。
あるいは、CPU81は、取得した基板検査関連情報に基づいて、導出値と、異常内容と、の対応関係を変更してもよい。例えば、CPU81は、上述した図7の検査処理ルーチンでは、時間T1が異常範囲である場合には異常内容が「ギアの摩耗」であると判定した。すなわち、例えばROM82には時間T1とギアの摩耗とが予め対応付けられていた。このとき、CPU81は、取得した基板検査関連情報に基づいて、時間T1に対応する異常内容を「ギアの摩耗」以外の他の異常内容(例えばシリンジの破損など)に変更してもよい。こうすることで、CPU81は、基板検査関連情報に基づいて、以降の検査処理ルーチンではより適切な異常内容の判定を行うことができるようになる。
同様に、CPU81は、取得した基板検査関連情報に基づいて、導出値と、異常と判定した場合の処理内容(例えばどのような警告メッセージを表示部24に出力させるかの情報や、管理コンピュータ90と表示部24とのいずれを介して作業者に異常を放置するかの情報など)との対応関係を変更してもよい。
また、上述したようにCPU81が実装処理ルーチンを行う際のQ軸モータ63の制御量を検出された異常に基づいて補正する場合、「異常と判定した場合の処理内容」には、この補正を行うための補正量も含まれる。そして、CPU81は、取得した基板検査関連情報に基づいて、異常と判定した場合の処理内容(ここでは導出値に基づいて算出される補正量)を変更してもよい。例えば、CPU81が、位置ずれD1が表す角度と絶対値が同じ角度を、Q軸モータ63の制御の補正量としていたとする。この状態で、CPU81が取得した基板検査関連情報の中に、基板検査の結果として部品Pの姿勢の異常があったことを示す情報が含まれていた場合には、CPU81は、補正量を変更(例えば位置ずれD1が表す角度の1.2倍や0.8倍の角度と絶対値が同じ角度を補正量とするなど)してもよい。こうすることで、CPU81は、基板検査関連情報に基づいて、より適切な補正量を設定できる。この場合、CPU81は、部品Pの姿勢の異常の程度を示す情報を含む基板検査関連情報を取得して、部品Pの姿勢の異常の程度が大きいほど補正量をより大きく変更する傾向で、補正量を変更してもよい。あるいは、CPU81は、Q軸モータ63の制御量を検出された異常に基づいて補正している状態で、基板検査の結果として部品Pの姿勢の異常があったことを示す情報を含む基板検査関連情報を取得した場合には、補正では対応できないとみなして、実装処理を中止したり作業者に異常を報知したりしてもよい。
基板検査関連情報は、基板検査結果に関連する情報であればよく、例えば上記のように基板検査の結果が含まれていてもよいし、基板検査に用いられる基板画像が含まれていても良い。基板検査関連情報に基板画像が含まれている場合、CPU81は、基板画像に基づいて自身が基板検査を行って基板検査結果を導出し、導出した基板検査結果に基づいて上述した種々の処理の少なくともいずれかを行ってもよい。この場合、基板画像に基づいて基板検査を行うための情報(例えば検査対象としてどのような部品Pが基板S上のどの位置にあるかの情報、部品Pの正しい姿勢に関する情報、閾値に関する情報など)は、基板検査関連情報に含まれていてもよいし、管理コンピュータ90から取得してもよいし、予めROM82に記憶されていてもよい。
本開示の検査装置は、以下のように構成してもよい。
本開示の検査装置において、前記異常判定部は、前記第1,第2回転位置に基づいて前記回転機構の状態に関する導出値を導出し、該導出値と閾値とを比較して前記異常の判定を行ってもよい。こうすれば、この検査装置は、導出値と閾値とに基づいて回転機構の異常を適切に判定できる。
本開示の検査装置は、前記実装ヘッドユニットと、前記実装ヘッドユニットを移動させるヘッド移動部と、を備え、前記部品を基板に実装する部品実装装置を兼ねていてもよい。こうすれば、部品実装装置自身が回転機構の異常を判定できる。
検査装置が部品実装装置を兼ねる態様の本開示の検査装置において、前記第2回転位置検出部は、前記実装ヘッドユニットとは独立して固定的に配置されており、前記異常判定部は、前記第2回転位置検出部が前記第2回転位置を検出可能な位置に前記実装ヘッドユニットを移動させるとともに前記駆動源を駆動させて、前記検出された第1,第2回転位置に基づく前記異常の判定を行ってもよい。ここで、例えば移動可能な実装ヘッドユニットが第2回転位置検出部を備えている場合、検査時に駆動源を駆動させると回転機構の回転によって生じる振動が第2回転位置検出部にも伝わることで、第2回転位置の検出精度が低下する場合がある。これに対し、第2回転位置検出部を固定的に配置しておくことで、このような検出精度の低下を抑制できるため、この検査装置では異常判定の精度が向上する。
この場合において、第1回転位置検出部は、前記実装ヘッドユニットとは独立して固定的に配置されており、前記異常判定部は、前記第1,第2回転位置検出部が前記第1,第2回転位置を検出可能な位置まで前記実装ヘッドユニットを移動させてから、前記駆動源を駆動させて、前記検出された第1,第2回転位置に基づく前記異常の判定を行ってもよい。
検査装置が部品実装装置を兼ねる態様の本開示の検査装置において、前記異常判定部は、所定の時間経過毎に前記異常の判定を行ってもよい。「所定の時間経過毎に前記異常の判定を行う」とは、所定の時間が経過したら直ちに異常の判定を行う場合(すなわち所定の時間間隔毎に異常の判定を行う場合)と、所定の時間が経過しかつ実装ヘッドユニットが検査可能な状態にあるときに異常の判定を行う場合と、を含む。