JPWO2020148895A1

JPWO2020148895A1 - 実装ヘッドおよびその稼動データ記憶方法並びに部品実装装置

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Publication number: JPWO2020148895A1
Application number: JP2020566076A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　秀俊; 淳飯阪; 橋本　光弘; 和真服部
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Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2021-10-14
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Abstract

実装ヘッドは、実装装置本体に対して着脱可能に構成される。この実装ヘッドは、複数の記憶領域を有する記憶部と、前記実装装置本体に対して装着された状態で実装ヘッドの動作に関する複数の稼動データをそれぞれ異なるタイミングで取得して複数の記憶領域のそれぞれに記憶させる記憶制御部と、を備える。

Description

本明細書は、実装装置本体に対して着脱される実装ヘッドおよびその稼動データ記憶方法並びに部品実装装置について開示する。

従来、この種の実装ヘッドとしては、ヘッドユニットの識別情報を含む情報の書き換えが可能なメモリタグと、メモリタグに対する情報の読み書きを行なうタグ読み書き部と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。メモリタグに記憶される識別情報には、ヘッドの稼動時間が含まれる。これにより、ヘッドユニットを交換しても、そのヘッドユニットの使用頻度を正確に把握することができ、メンテナンス等の管理作業を容易にすることができる、としている。

特開２００９−２７２６５１号公報

しかしながら、上述した実装ヘッドでは、ヘッドの稼動時間をメモリタグに記憶させることでメンテナンス等の管理作業は容易になるものの、ヘッドの状態をより詳細に把握するには不十分である。例えば、上述した実装ヘッドでは、何らかの不具合が発生した場合に、その不具合の発生に至るまでの履歴を参照することができないため、その発生原因を特定するのは困難である。

本開示は、実装ヘッドの稼動履歴を参照可能にする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。

本開示の実装ヘッドは、
実装装置本体に対して着脱される実装ヘッドであって、
複数の記憶領域を有する記憶部と、
前記実装装置本体に対して装着された状態で、前記実装ヘッドの動作に関する複数の稼動データをそれぞれ異なるタイミングで取得して前記複数の記憶領域のそれぞれに記憶させる記憶制御部と、
ことを要旨とする。

この本開示の実装ヘッドは、記憶部と、実装ヘッドの動作に関する稼動データを取得して記憶部に記憶させる記憶制御部と、を備える。記憶部は、複数の記憶領域を有する。記憶制御部は、複数の稼動データをそれぞれ異なるタイミングで取得して複数の記憶領域のそれぞれに記憶させる。これにより、稼動データの履歴を参照することで、実装ヘッドの稼動状況をより詳細に把握することができる。例えば、実装ヘッドに何らかの不具合が発生したときに、その発生に至るまでの稼動データの履歴を参照することで、不具合の発生原因を特定することが容易になる。

本開示の実装ヘッドの稼動データ記憶方法は、
実装装置本体に着脱される実装ヘッドの動作に関する稼動データを記憶する稼動データ記憶方法であって、
前記実装装置本体に前記実装ヘッドが装着された状態で前記稼動データを異なる複数のタイミングでそれぞれ取得し、それぞれ取得した前記稼動データを記憶する、
ことを要旨とする。

この本開示の実装ヘッドの稼動データ記憶方法では、実装装置本体に実装ヘッドが装着された状態で稼動データを異なる複数のタイミングでそれぞれ取得し、それぞれ取得した稼動データを記憶する。これにより、本開示の実装ヘッドの稼動データ記憶方法は、本開示の実装ヘッドと同様の効果、すなわち稼動データの履歴を参照することで、実装ヘッドの稼動状況をより詳細に把握することができる効果を奏することができる。

本開示の部品実装装置は、
部品を採取して基板に実装する部品実装装置であって、
実装装置本体と、
前記実装装置本体に着脱される実装ヘッドであって、複数の記憶領域を有する記憶部と、前記実装ヘッドの動作に関する複数の稼動データをそれぞれ異なるタイミングで取得して前記複数の記憶領域のそれぞれに記憶させる記憶制御部と、を有する実装ヘッドと、
を備えることを要旨とする。

この本開示の部品実装装置は、上述した本開示の実装ヘッドを備える。これにより、本開示の部品実装装置は、本開示の実装ヘッドと同様の効果、すなわち稼動データの履歴を参照することで、実装ヘッドの稼動状況をより詳細に把握することができる効果を奏することができる。

部品実装システム１の概略構成図である。部品実装装置１０の概略構成図である。ヘッド４０の概略構成図である。部品実装装置１０の電気的な接続関係を示すブロック図である。稼動データ記憶用メモリ８８のデータ構造の一例を示す説明図である。部品実装システム１とメンテナンスユニット１１２，１１４との接続関係を示す説明図である。ヘッド４０の制御基板８０により実行される稼動データ登録処理の一例を示すフローチャートである。制御基板８０により実行される登録条件成否判定処理の一例を示すフローチャートである。稼動値（稼動データ）の一例を示す説明図である。管理装置１００により実行されるメンテナンス要否判定処理の一例を示すフローチャートである。

図１は、部品実装システム１の概略構成図である。図２は、部品実装装置１０の概略構成図である。図３は、ヘッド４０の概略構成図である。図４は、部品実装装置１０の電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、図２の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向が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、１台または複数台のスクリーン印刷機２と、複数台の部品実装装置１０と、システム全体を管理する管理装置１００とを備える。

部品実装装置１０は、図２に示すように、部品供給装置２１と、基板搬送装置２２およびＸＹ移動装置３０を含む実装装置本体と、ヘッド４０と、制御装置９０（図４参照）とを備える。なお、部品実装装置１０は、図１に示すように、基板搬送方向に複数台配置されて部品実装ラインを構成する。実装装置本体は、基台１１に支持された筐体１２内に配置されている。部品供給装置２１とヘッド４０は、実装装置本体に対して着脱可能に構成されている。

部品供給装置２１は、基台１１の前側に左右方向（Ｘ軸方向）に並ぶ図示しない複数のフィーダ台にそれぞれ着脱可能に取り付けられる。部品供給装置２１は、図示しないが、テープＴが巻き付けられたリールと、テープＴに噛み合うスプロケットおよびスプロケットを回転駆動するモータを含むテープ送り機構とを備える。テープＴには、複数の部品がテープＴの長手方向に沿って等間隔で保持されている。このテープＴは、テープ送り機構によってリールから後方に向かって巻きほどかれ、部品Ｐが露出した状態で、部品供給位置へ送り出される。部品供給位置へ供給された部品Ｐは、ヘッド４０の吸着ノズル４４によって採取（吸着）される。

基板搬送装置２２は、左右方向（Ｘ軸方向）に基板Ｓの搬入、固定および搬出を行なうものである。基板搬送装置２２は、図１の前後に間隔を空けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルトを有している。基板Ｓはこのコンベアベルトにより搬送される。

ＸＹ移動装置３０は、基板Ｓの表面に沿うＸＹ平面上においてヘッド４０を移動させるものである。このＸＹ移動装置３０は、図２に示すように、Ｘ軸スライダ３２とＹ軸スライダ３６とを備える。また、ＸＹ移動装置３０は、この他に、図示しないが、Ｘ軸スライダ３２のＸ軸方向における位置を検知するＸ軸位置センサやＹ軸スライダ３６のＹ軸方向における位置を検知するＹ軸位置センサも備える。Ｘ軸スライダ３２は、Ｙ軸スライダ３６の前面に左右方向に延在するように設けられた上下一対のＸ軸ガイドレール３１に支持される。Ｘ軸スライダ３２は、Ｘ軸モータ３３（図４参照）の駆動によって左右方向すなわちＸ軸方向に移動可能である。Ｙ軸スライダ３６は、筐体１２の上段部に前後方向に延在するように設けられた左右一対のＹ軸ガイドレール３５に支持される。Ｙ軸スライダ３６は、Ｙ軸モータ３７（図４参照）の駆動によって前後方向すなわちＹ軸方向に移動可能である。Ｘ軸スライダ３２にはヘッド４０が取り付けられている。したがって、ヘッド４０は、ＸＹ移動装置３０によりＸＹ方向に移動可能となっている。

ヘッド４０は、部品供給装置２１から供給された部品Ｐを吸着ノズル４４で採取（吸着）し、基板搬送装置２２に固定された基板Ｓへ実装するものである。このヘッド４０は、図３に示すように、ヘッド本体４１と、ノズルホルダ４２と、吸着ノズル４４と、側面カメラ４５，４６と、Ｒ軸駆動装置５０と、Ｑ軸駆動装置６０と、第１Ｚ軸駆動装置７０と、第２Ｚ軸駆動装置７５と、制御基板８０と、を備える。また、ヘッド４０は、図示しないが、制御基板８０（ＣＰＵ８１）を外気により冷却する冷却ファンや、外気の取り込み口に設けられたフィルタなども備える。

ヘッド本体４１は、Ｒ軸駆動装置５０によって回転可能な回転体である。ノズルホルダ４２は、ヘッド本体４１に対して円周方向に所定角度間隔で配列され、且つ、ヘッド本体４１に昇降自在に支持されている。ノズルホルダ４２の先端部には、吸着ノズル４４が着脱可能に取り付けられる。吸着ノズル４４は、これを保持するノズルホルダ４２の内部流路を介して圧力供給装置（図示せず）により供給される負圧により部品Ｐを吸着する。また、吸着ノズル４４は、ノズルホルダ４２の内部流路を介して圧力供給装置により供給される正圧により部品Ｐの吸着を解除する。圧力供給装置は、図示しないが、負圧源と、正圧源と、各吸着ノズル４４の吸着口に供給する圧力を負圧と正圧と大気圧とに切り替え可能な切替弁と、を備えて構成される。

Ｒ軸駆動装置５０は、複数のノズルホルダ４２（複数の吸着ノズル４４）をヘッド本体４１の中心軸回りに円周方向に沿って旋回（公転）させるものである。Ｒ軸駆動装置５０は、図３に示すように、Ｒ軸モータ５１と、ヘッド本体４１の中心軸から軸方向に延出されたＲ軸５２と、Ｒ軸モータ５１の回転をＲ軸５２に伝達する伝達ギヤ５３と、を備える。また、Ｒ軸駆動装置５０は、この他に、Ｒ軸モータ５１の回転位置を検知するＲ軸位置センサ５５も備える。Ｒ軸駆動装置５０は、Ｒ軸モータ５１により伝達ギヤ５３を介してＲ軸５２を回転駆動することにより、ヘッド本体４１を回転させる。各ノズルホルダ４２は、ヘッド本体４１の回転によって、吸着ノズル４４と一体となって円周方向に旋回（公転）する。

Ｑ軸駆動装置６０は、各ノズルホルダ４２（各吸着ノズル４４）をその中心軸回りに回転（自転）させるものである。Ｑ軸駆動装置６０は、図３に示すように、Ｑ軸モータ６１と、円筒部材６２と、伝達ギヤ６３と、Ｑ軸ギヤ６４と、を備える。円筒部材６２は、Ｒ軸５２に対して同軸かつ相対回転可能に挿通され、外周面に平歯ギヤ６２ａが形成されている。伝達ギヤ６３は、Ｑ軸モータ６１の回転を円筒部材６２に伝達するものである。Ｑ軸ギヤ６４は、各ノズルホルダ４２の上部に設けられ、円筒部材６２の平歯ギヤ６２ａとＺ軸方向（上下方向）にスライド可能に噛み合うものである。また、Ｑ軸駆動装置６０は、この他に、Ｑ軸モータ６１の回転位置を検知するＱ軸位置センサ６５も備える。Ｑ軸駆動装置６０は、Ｑ軸モータ６１により伝達ギヤ６３を介して円筒部材６２を回転駆動することにより、円筒部材６２の平歯ギヤ６２ａと噛み合う各Ｑ軸ギヤ６４を纏めて回転させることができる。各ノズルホルダ４２は、Ｑ軸ギヤ６４の回転によって、吸着ノズル４４と一体となってその中心軸回りに回転（自転）する。

第１および第２Ｚ軸駆動装置７０，７５は、ノズルホルダ４２の旋回（公転）軌道上の２箇所においてノズルホルダ４２を個別に昇降可能に構成されている。本実施形態では、第１および第２Ｚ軸駆動装置７０，７５は、部品供給装置２１（テープフィーダ）の並び方向（Ｘ軸方向）に沿って並ぶように設けられている。

第１および第２Ｚ軸駆動装置７０，７５は、何れも、図３に示すように、Ｚ軸スライダ７２，７７と、Ｚ軸スライダ７２，７７を昇降させるＺ軸モータ７１，７６と、を備える。また、第１および第２Ｚ軸駆動装置７０，７５は、この他に、Ｚ軸スライダ７２，７７の昇降位置を検知するＺ軸位置センサ７４，７９も備える。第１および第２Ｚ軸駆動装置７０，７５は、それぞれＺ軸モータ７１，７６を駆動してＺ軸スライダ７２，７７を昇降させることにより、Ｚ軸スライダ７２，７７の下方にあるノズルホルダ４２と当接して、当該ノズルホルダ４２を吸着ノズル４４と一体的に昇降させる。なお、第１および第２Ｚ軸駆動装置７０，７５は、Ｚ軸モータ７１，７６としてリニアモータを用いてＺ軸スライダ７２，７７を昇降させるものとしてもよいし、回転モータとボールねじ機構とを用いてＺ軸スライダ７２，７７を昇降させるものとしてもよい。また、第１および第２Ｚ軸駆動装置７０，７５は、Ｚ軸モータ７１，７６に代えてエアシリンダなどのアクチュエータを用いてＺ軸スライダ７２，７７を昇降させるものとしてもよい。このように、本実施形態のヘッド４０は、それぞれノズルホルダ４２（吸着ノズル４４）を個別に昇降可能な２つのＺ軸駆動装置７０，７５を備え、Ｚ軸駆動装置７０，７５を用いて吸着ノズル４４による部品Ｐの吸着動作を個別に行なうことができる。このため、ヘッド４０は、２つのＺ軸駆動装置７０，７５によって昇降可能な２つの吸着ノズル４４と同じ配置間隔で２つの部品Ｐを部品供給装置２１から供給することで、２つの吸着ノズル４４を略同時に下降させて２つの部品Ｐを略同時に吸着させることもできる。

側面カメラ４５，４６は、吸着ノズル４４による吸着動作の実行後にその吸着ノズル４４による部品の吸着有無や吸着姿勢を判定するために、吸着ノズル４４の先端部付近を側方から撮像するものである。本実施形態では、側面カメラ４５は、第１Ｚ軸駆動装置７０により吸着ノズル４４を下降させて吸着動作を実行した後、その吸着ノズル４４の先端部付近を撮像可能に配置される。また、側面カメラ４６は、第２Ｚ軸駆動装置７５により吸着ノズル４４を下降させて吸着動作を実行した後、その吸着ノズル４４の先端部付近を撮像可能に配置される。

制御基板８０は、ヘッド全体の制御を司るものである。この制御基板８０は、ＣＰＵ８１を中心としたマイクロプロセッサを含み、ＣＰＵ８１の他、処理プログラムを記憶するＲＯＭ８２や作業領域として用いられるＲＡＭ８４，送受信部８５，電流センサ８７および稼動データ記憶用メモリ８８、入出力インタフェースなどを備える。制御基板８０は、Ｒ軸モータ５１，Ｑ軸モータ６１およびＺ軸モータ７１，７６への制御信号や、マークカメラ２５および側面カメラ４５，４６への制御信号などを出力する。また、制御基板８０は、マークカメラ２５および側面カメラ４５，４６からの画像信号や、Ｒ軸位置センサ５５，Ｑ軸位置センサ６５およびＺ軸位置センサ７４，７９からの位置信号、ヘッド４０内の温度を検出する温度センサ４８からの温度信号などを入力する。送受信部８５は、通信線８６を介して部品実装装置１０の制御装置９０の送受信部９５と通信可能に接続されている。本実施形態では、通信線８６は光ファイバである。送受信部８５，９５は、光電変換素子を含む。電流センサ８７は、送受信部８５で光電変換された電流をモニタするためのセンサである。

稼動データ記憶用メモリ８８には、ヘッド４０の稼動データが記憶される。この稼動データ記憶用メモリ８８は、本実施形態では、電源を切ってもデータを保持する不揮発性メモリとして構成される。稼動データ記憶用メモリ８８は、図５に示すように、それぞれ異なるタイミング（時期）に取得された稼動データが記憶される複数の記憶領域を有する。複数の記憶領域は、リングバッファとして構成される。このため、複数の記憶領域の全てに稼動データが記憶された後、新たな稼動データが取得されると、複数の記憶領域に記憶された稼動データのうち最も古いデータが新たに取得された稼動データに置き換えられる。

マークカメラ２５は、基板搬送装置２２により搬送された基板Ｓの上面を上方から撮像したり部品供給装置２１により供給された部品Ｐの上面を上方から撮像したりするものである。マークカメラ２５は、ヘッド４０またはＸ軸スライダ３２に設けられており、ＸＹ移動装置３０によりＸＹ方向に移動可能に構成されている。このマークカメラ２５は、基板Ｓに付され基板Ｓの位置把握に用いられる基準マークを撮像し、その画像を制御装置９０へ出力する。また、マークカメラ２５は、部品Ｐの上面を撮像し、その画像を制御装置９０へ出力する。

パーツカメラ２６は、基台１１の基板搬送装置２２と部品供給装置２１との間に配置されている。パーツカメラ２６は、部品を吸着した吸着ノズル４４がパーツカメラ２６の上方を通過する際、吸着ノズル４４に吸着された部品を下方から撮像し、その画像を制御装置８０へ出力する。

制御装置９０は、図４に示すように、ＣＰＵ９１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、ＣＰＵ９１の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ９２や各種データを記憶する外部記憶装置としてのＨＤＤ９３、作業領域として用いられるＲＡＭ９４、入出力インタフェースなどを備える。なお、外部記憶装置は、ＨＤＤ９３に限られず、ＳＳＤが用いられてもよい。制御装置９０は、部品供給装置２１や基板搬送装置２２、ヘッド４０（Ｒ軸モータ５１、Ｑ軸モータ６１、Ｚ軸モータ７１，７６および側面カメラ４５，４６）、マークカメラ２５、パーツカメラ２６へ制御信号を出力する。また、制御装置９０は、ヘッド４０（Ｒ軸位置センサ５５、Ｑ軸位置センサ６５、Ｚ軸位置センサ７４，７９、温度センサ４８および側面カメラ４５，４６）や部品供給装置２１、マークカメラ２５、パーツカメラ２６からの信号を入力する。

管理装置１００は、図４に示すように、ＣＰＵ１０１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ＲＯＭ１０２、各種データを記憶する外部記憶装置としてのＨＤＤ１０３、作業領域として用いられるＲＡＭ１０４、入出力インタフェースなどを有する。なお、外部記憶装置は、ＨＤＤ１０３に限られず、ＳＳＤが用いられてもよい。管理装置１００には、作業者が各種指令を入力するキーボード及びマウス等の入力デバイス１０５と、各種情報を表示するディスプレイ１０６とが接続されている。ＨＤＤ７３には、生産プログラムやその他の生産情報を含むジョブ情報が記憶されている。ここで、生産プログラムは、部品実装装置１０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を何枚作製するかを定めたプログラムをいう。

図６は、部品実装システム１とメンテナンスユニット１１２，１１４との接続関係を示す説明図である。メンテナンスユニット１１２は、ヘッド４０のメンテナンスを行なうためのユニットであり、ヘッド４０が装着されたときにノズルホルダ４２の内部流路にエアを供給してヘッド４０のメンテナンスを行なう。メンテナンスユニット１１４は、部品供給装置２１（テープフィーダ）のメンテナンスを行なうためのユニットであり、部品供給装置２１が装着されたときにテープ送り機構にエアを供給したり潤滑剤を注入したりして部品供給装置２１のメンテナンスを行なう。メンテナンスユニット１１２，１１４は、図６に示すように、通信ネットワーク１２０を介して部品実装装置１０の制御装置９０と接続されており制御装置９０へメンテナンス情報を送信している。

次に、こうして構成された部品実装装置１０の動作（部品吸着処理および部品実装処理）について説明する。部品吸着処理は、管理装置１００からのジョブ情報を受信すると共に基板搬送装置２２により基板Ｓが装置内に搬入されて固定されたときに実行される。部品吸着処理では、制御装置９０のＣＰＵ９１は、吸着ノズル４４が実装対象部品の上方に来るようＸＹ移動装置３０を制御してヘッド４０を移動させる。次に、ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４４の先端部が実装対象部品に当接するように対応するＺ軸駆動装置を制御して当該吸着ノズル４４を保持するノズルホルダ４２を下降させる。そして、ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４４に部品Ｐが吸着するよう当該吸着ノズル４４に負圧を作用させる。ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４４に部品Ｐを吸着させると、対応する側面カメラ４５または４６で吸着ノズル４４の先端部を撮像し、得られた撮像画像に基づいて吸着ノズル４４に部品Ｐが正常に吸着されているか否かを判定する。ＣＰＵ９１は、ヘッド４０の複数の吸着ノズルのうち部品Ｐを吸着すべき空きノズルがあれば、上記の部品吸着処理を繰り返し実行する。

ＣＰＵ９１は、こうして吸着ノズル４４に部品Ｐを吸着させると、部品実装処理へ移行する。部品実装処理では、ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４４に吸着している部品Ｐがパーツカメラ２６の上方に来るようＸＹ移動装置３０を制御してヘッド４０を移動させる。続いて、ＣＰＵ９１は、部品Ｐをパーツカメラ２６で撮像する。次に、ＣＰＵ９１は、得られた撮像画像を処理して部品Ｐの吸着位置の位置ずれ量を導出し、導出した位置ずれ量に基づいて基板Ｓに対する目標実装位置を補正する。そして、ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４４に吸着している部品Ｐが目標実装位置の上方に来るようＸＹ移動装置３０を制御してヘッド４０を移動させる。次に、ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４４に吸着された部品Ｐが基板Ｓに当接するように対応するＺ軸駆動装置を制御してノズルホルダ４２を下降させる。そして、ＣＰＵ９１は、吸着ノズル４４に吸着された部品Ｐが基板Ｓに実装されるよう当該吸着ノズル４４に正圧を作用させる。ＣＰＵ９１は、部品Ｐを基板Ｓに実装させると、側面カメラ４５または４６で吸着ノズル４４の先端部を撮像し、得られた撮像画像に基づいて吸着ノズル４４が部品Ｐを基板Ｓに実装せずに持ち帰っていないかを判定する。ＣＰＵ９１は、ヘッド４０の複数の吸着ノズルのうち部品Ｐを実装すべきノズルがあれば、上記の部品実装処理を繰り返し実行する。

次に、ヘッド４０の稼動中にその稼動データ（稼動値）を稼動データ記憶用メモリ８８に記憶する際の動作について説明する。図７は、制御基板８０のＣＰＵ８１により実行される稼動データ登録処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、ヘッド４０の電源がＯＮされた後、所定時間毎（例えば、数十ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

稼動データ登録処理が実行されると、ＣＰＵ８１は、まず、ヘッド４０の電源がＯＮされてからＯＦＦされるまでの時間の積算値である電源ＯＮ時間の計測を行なう（ステップＳ１００）。次に、ＣＰＵ８１は、ヘッド４０が稼動中、すなわち部品吸着処理または部品実装処理が実行中であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ＣＰＵ８１は、ヘッド４０が稼動中であると判定すると、稼動時間を計測すると共に（ステップＳ１２０）、ショット数を計測する（ステップＳ１３０）。ここで、稼動時間は、ヘッド４０が運転を開始してから停止するまでの時間（部品吸着処理の実行時間および部品実装処理の実行時間）を積算したものである。また、ショット数は、部品吸着処理および部品実装処理のそれぞれにおいてノズルホルダ４が上下動した回数（上下で１回）を積算したものである。ショット数は、ノズルホルダ４２ごとに計測されてもよいし、ノズルホルダ４２の上下動に使用したＺ軸駆動装置ごとに計測されてもよい。続いて、ＣＰＵ８１は、各軸モータの累積移動量を計測すると共に（ステップＳ１４０）、側面カメラ４５，４６の撮像回数を計測し（ステップＳ１５０）、ステップＳ１００に戻る。モータの累積移動量は、Ｒ軸位置センサ５５，Ｑ軸位置センサ６５およびＺ軸位置センサ７４，７９によりそれぞれ検出される位置の変化量を積算することによりＲ軸モータ５１，Ｑ軸モータ６１およびＺ軸モータ７１，７６の各モータごとに計測される。

ＣＰＵ８１は、ステップＳ１１０において、ヘッド４０が稼動中でないと判定すると、稼動データ登録処理実行フラグＦが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ここで、登録実行フラグＦは、計測した各種稼動値を稼動データ記憶用メモリ８８に登録するための条件（登録条件）の成否を示すフラグであり、値１は登録条件が成立していることを示し、値０は登録条件が成立していないことを示す。登録条件の成否の判定は、図８に示す登録条件成否判定処理を実行することにより行なわれる。ここで、稼動データ登録処理についての説明を中断し、登録条件成否判定処理について説明する。

登録条件成否判定処理では、ＣＰＵ８１は、まず、登録実行フラグＦが値０であるか否かを判定する（ステップＳ３００）。ＣＰＵ８１は、登録実行フラグＦが値１であると判定すると、そのまま登録条件成否判定処理を終了する。一方、ＣＰＵ８１は、登録実行フラグＦが値０であると判定すると、ヘッド４０の電源ＯＮからの経過時間が電源ＯＮ直後に相当する時間であるか否か（ステップＳ３１０）、所定時間Ｔ１（例えば６時間）に達したか否か（ステップＳ３２０）、所定時間Ｔ１よりも長い第２所定時間（例えば２４時間）に達したか否か（ステップＳ３３０）、それぞれを判定する。ＣＰＵ８１は、ステップＳ３１０〜Ｓ３３０のいずれも否定的な判定である場合には、更に稼動データを前回登録してからの経過時間が第２所定時間に達したか否かを判定する（ステップＳ３４０）。ＣＰＵ８１は、ステップＳ３４０で否定的な判定である場合には、登録条件が成立していないと判断して、登録条件成否判定処理を終了する。ＣＰＵ８１は、ステップＳ３１０〜Ｓ３４０のいずれかが肯定的な判定であると判定すると、登録条件が成立したと判断し、登録実行フラグＦに値１を設定して（ステップＳ３５０）、登録条件成否判定処理を終了する。このように、登録条件は、ヘッド４０への電源ＯＮ直後と電源ＯＮから第１所定時間経過時と第２所定時間経過時とに成立し、第２所定時間が経過した以降は、当該第２所定時間が経過する度に成立する。これは、ヘッド４０の電源ＯＮから第２時間（例えば２４時間）が経過するまでの間は、電源ＯＮから第２時間が経過した以降よりも、高い頻度で登録条件が成立するものとも言える。

稼動データ登録処理に戻って、ＣＰＵ８１は、登録実行フラグＦが値０であると判定すると、ステップＳ１００に戻る。一方、ＣＰＵ８１は、登録実行フラグＦが値１であると判定すると、所定の回転速度で各軸モータを順番に駆動し（ステップＳ１７０）、そのときの対応するモータのトルクのピーク値を計測する（ステップＳ１８０）。ステップＳ１７０，Ｓ１８０は、各軸駆動装置の経年変化を計測するための処理であり、ヘッド４０が稼動中でない、即ち部品吸着処理も部品実装処理も実行していない場合に実行される。

ＣＰＵ８１は、ステップＳ１００，Ｓ１２０〜Ｓ１５０，Ｓ１８０で計測した各稼動値を稼動データ記憶用メモリ８８に登録する（ステップＳ１９０）。そして、ＣＰＵ８１は、登録実行フラグＦを値０に設定して（ステップＳ２００）、稼動データ登録処理を終了する。

図９は、稼動値（稼動データ）の一例を示す説明図である。稼動値には、図示するように、ヘッド４０全体およびメカニカル部品の稼動状況を示すデータと、制御部品の稼動状況を示すデータとが含まれる。前者のデータには、稼動時間やショット数、モータ（Ｒ軸モータ５１，Ｑ軸モータ６１およびＺ軸モータ７１，７６）の累積移動量、モータトルク（ピーク値）、最終書き込み日、側面カメラ４５，４６の撮像回数が含まれる。稼動時間は、ヘッド４０のメンテナンス周期の把握に用いられる。ショット数は、第１および第２Ｚ軸駆動装置７０，７５を構成する構成部品（モータやギヤ、ガイド、ボールねじ等）のメンテナンス周期の確認や寿命の把握に用いられる。モータの累積移動量やモータトルク（ピーク値）は、各軸駆動装置（Ｒ軸駆動装置５０，Ｑ軸駆動装置６０，Ｚ１およびＺ２軸駆動装置７０，７５）を構成する構成部品（モータやギヤ）のメンテナンス周期の確認や寿命の把握に用いられる。側面カメラ４５，４６の撮像回数は、カメラ光源の点灯回数を意味し、カメラ光源の寿命の把握に用いられる。一方、後者のデータには、電源ＯＮ時間や書き込み回数、光電流モニタ値、ヘッド内温度などが含まれる。電源ＯＮ時間は、制御基板８０のＣＰＵ８１等、制御部品の寿命の把握に用いられる。書き込み回数は、稼動データ記憶用メモリ８８の寿命の把握に用いられる。光電流モニタ値は、送受信部８５（光電変換素子）の寿命の把握に用いられる。ヘッド内温度は、制御基板８０の冷却ファンの故障検知やフィルタのメンテナンス周期の把握に用いられる。

次に、管理装置１００の動作について説明する。図１０は、管理装置１００のＣＰＵ１０１により実行されるメンテナンス要否判定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。

メンテナンス要否判定処理では、ＣＰＵ１０１は、まず、メンテナンス時期判定用の稼動値（稼動データ）を取得する（ステップＳ４００）。ここで、メンテナンス時期判定用の稼動値には、本実施形態では、稼動時間とショット数とモータ累積移動量とモータトルク（ピーク値）とヘッド内温度とが含まれる。続いて、ＣＰＵ１０１は、取得したメンテナンス時期判定用の稼動値とメンテナンス閾値とを比較する（ステップＳ４１０）。メンテナンス閾値は、対応する構成部品のメンテナンスの要否を判定するための閾値であり、対応する構成部品ごとにそれぞれ予め定められている。ＣＰＵ１０１は、取得したメンテナンス時期判定用の稼動値のいずれかが対応するメンテナンス閾値以上であると判定すると、ヘッド４０の対応する部品のメンテナンスが必要であると判断して、メンテナンス指示をディスプレイ１０６に出力する（ステップＳ４２０）。一方、ＣＰＵ１０１は、取得したメンテナンス時期判定用の稼動値のいずれもが対応するメンテナンス閾値未満であると判定すると、メンテナンスは不要であると判断して、ステップＳ４２０をスキップする。

次に、ＣＰＵ１０１は、寿命判定用の稼動値（稼動データ）を取得する（ステップＳ４３０）。ここで、寿命判定用の稼動値には、本実施形態では、ショット数とモータ累積移動量とモータトルクと撮像回数と電源ＯＮ時間と書き込み回数と光電流モニタ値とが含まれる。続いて、ＣＰＵ１０１は、取得した稼動値と寿命閾値とを比較する（ステップＳ４４０）。ここで、寿命閾値は、対応する構成部品の寿命を判定するための閾値であり、対応する構成部品ごとにそれぞれ予め定められている。ＣＰＵ１０１は、取得した寿命判定用の稼動値のいずれかが対応する寿命閾値以上であると判定すると、対応する構成部品が寿命に到達したと判断して、寿命に到達した旨をディスプレイ１０６に出力して（ステップＳ４５０）、メンテナンス要否判定処理を終了する。一方、ＣＰＵ１０１は、取得した寿命判定用の稼動値のいずれもが対応する寿命閾値未満であると判定すると、いずれの構成部品も寿命に到達していないと判断して、メンテナンス要否判定処理を終了する。

ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲に記載した本開示の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、稼動データ記憶用メモリ８８が記憶部に相当し、制御基板８０のＣＰＵ８１が記憶制御部に相当する。

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、ＣＰＵ８１は、ヘッド４０の稼動データとして、稼動時間とショット数とモータの累積移動量とモータトルクと最終書き込み日と撮像回数と電源ＯＮ時間と書き込み回数と光電流モニタ値とヘッド内温度とを稼動データ記憶用メモリ８８に記憶するものとした。しかし、ＣＰＵ８１は、一部の稼動データの記憶を省略してもよい。また、Ｚ軸スライダを昇降させるＺ軸モータを含むＺ軸駆動装置と、Ｚ軸スライダに搭載されノズルホルダを回転させるＱ軸モータを含むＱ軸駆動装置と、Ｑ軸モータに給電する給電ケーブルとを備えるヘッドにおいては、稼動データ記憶用メモリ８８に記憶させる稼動データに給電ケーブルの上下回数を含めるものとしてもよい。

また、上述した実施形態では、ＣＰＵ８１は、ヘッド４０の電源ＯＮから第２時間が経過するまでの間は、第２時間が経過した以降よりも高い頻度で稼動データを稼動データ記憶用メモリ８８に記憶するものとした。しかし、ＣＰＵ８１は、電源ＯＮからの経過時間に拘わらず一定の間隔で稼動データを稼動データ記憶用メモリ８８に記憶するものとしてもよい。

また、上述した実施形態では、稼動データ記憶用メモリ８８は、不揮発性メモリとして構成されるものとした。しかし、稼動データ記憶用メモリは、揮発性メモリとして構成されてもよい。この場合、ヘッド４０には、稼動データ記憶用メモリのデータを保持するためのバッテリを備えることが望ましい。

以上説明したように、本開示の実装ヘッドは、実装装置本体に対して着脱される実装ヘッドであって、複数の記憶領域を有する記憶部と、前記実装装置本体に対して装着された状態で、前記実装ヘッドの動作に関する複数の稼動データをそれぞれ異なるタイミングで取得して前記複数の記憶領域のそれぞれに記憶させる記憶制御部と、を備えることを要旨とする。

こうした本開示の実装ヘッドにおいて、前記記憶制御部は、前記実装ヘッドの電源が投入されてから所定時間が経過するまでは第１の頻度で前記稼動データを取得して前記記憶部に記憶させ、前記所定時間が経過すると、前記第１の頻度よりも低い第２の頻度で前記稼動データを取得して前記記憶部に記憶させるものとしてもよい。こうすれば、ヘッドの状態が不安定となり易い期間において、ヘッドの稼動履歴を多く残すことができると共に、データ量の過大を抑制することができる。

また、本開示の実装ヘッドにおいて、前記記憶部は、リングバッファにより構成されるものとしてもよい。こうすれば、記憶部に、最新のデータを含む過去数回分の稼動データを記憶させることができる。

さらに、本開示の実装ヘッドにおいて、部品を採取する採取部材を動作させるためのモータを備え、前記記憶制御部は、前記稼動データとして、前記モータに印加される電流および前記モータの累積回転量の少なくとも一方を取得して前記記憶部に記憶させるものとしてもよい。こうすれば、モータの経年変化の程度を推定することができる。

この場合、前記採取部材をそれぞれ保持する複数のホルダが同一円周上に配列された回転体と、前記複数のホルダが周方向に旋回するよう前記回転体を回転させる回転装置とを有するロータリヘッドとして構成され、前記複数のホルダのうち第１旋回位置にあるホルダを第１昇降用モータの駆動により昇降させる第１昇降装置と、前記複数のホルダのうち前記第１旋回位置とは異なる第２旋回位置にあるホルダを第２昇降用モータの駆動により昇降させる第２昇降装置と、を有し、前記記憶制御部は、前記稼動データとして、前記第１昇降用モータと前記第２昇降用モータにそれぞれ印加される電流および前記第１昇降用モータと前記第２昇降用モータのそれぞれの累積回転量の少なくとも一方を取得して前記記憶部に記憶させるものとしてもよい。第１昇降装置および第２昇降装置を構成する部品の劣化の程度を推定することができる。

また、本開示の実装ヘッドにおいて、前記実装装置本体と光ファイバおよび光電変換素子を介して通信可能に構成され、前記記憶制御部は、前記稼動データとして、前記光電変換素子で光電変換された電流を取得して前記記憶部に記憶させるものとしてもよい。こうすれば、光電変換素子の劣化の程度を推定することができる。

また、本開示の実装ヘッドにおいて、前記記憶制御部は、前記稼動データとして、前記実装ヘッド内の温度、前記実装ヘッドによる部品の採取・実装回数、前記実装ヘッドの電源投入時間、前記実装ヘッドの稼動時間、前記記憶部への記憶回数および前記記憶部への最終記憶日の少なくとも一つを前記記憶部に記憶させるものとしてもよい。

なお、本開示は、実装ヘッドの形態に限られず、稼動データ記憶方法の形態としてもよい。
すなわち、本開示の稼動データ記憶方法は、実装装置本体に着脱される実装ヘッドの動作に関する稼動データを記憶する稼動データ記憶方法であって、前記実装装置本体に前記実装ヘッドが装着された状態で前記稼動データを異なる複数のタイミングでそれぞれ取得し、それぞれ取得した前記稼動データを記憶することを要旨とする。

また、本開示は、部品実装装置の形態とすることもできる。
すなわち、本開示の部品実装装置は、部品を採取して基板に実装する部品実装装置であって、実装装置本体と、前記実装装置本体に着脱される実装ヘッドであって、複数の記憶領域を有する記憶部と、前記実装ヘッドの動作に関する複数の稼動データをそれぞれ異なるタイミングで取得して前記複数の記憶領域のそれぞれに記憶させる記憶制御部と、を有する実装ヘッドと、を備えることを要旨とする。

本開示は、部品実装装置や実装ヘッドの製造産業などに利用可能である。

１部品実装システム、２スクリーン印刷機、１０部品実装装置、１１基台、１２筐体、２１部品供給装置、２２基板搬送装置、２５マークカメラ、２６パーツカメラ、３１Ｘ軸ガイドレール、３２Ｘ軸スライダ、３３Ｘ軸モータ、３５Ｙ軸ガイドレール、３６Ｙ軸スライダ、３７Ｙ軸モータ、４０ヘッド、４１ヘッド本体、４２ノズルホルダ、４４吸着ノズル、４５，４６側面カメラ、４８温度センサ、５０Ｒ軸駆動装置、５１Ｒ軸モータ、５２Ｒ軸、５３伝達ギヤ、５５Ｒ軸位置センサ、６０Ｑ軸駆動装置、６１Ｑ軸モータ、６２円筒部材、６２ａ平歯ギヤ、６３伝達ギヤ、６４Ｑ軸ギヤ、６５Ｑ軸位置センサ、７０第１Ｚ軸駆動装置、７１，７６Ｚ軸モータ、７２，７７Ｚ軸スライダ、７４，７９Ｚ軸位置センサ、７５第２Ｚ軸駆動装置、８０制御基板、８１ＣＰＵ、８２ＲＯＭ、８４ＲＡＭ、８５送受信部、８６通信線、８７電流センサ、８８稼動データ記憶用メモリ、９０制御装置、９１ＣＰＵ、９２ＲＯＭ、９３ＨＤＤ、９４ＲＡＭ、９５送受信部、１００管理装置、１０１ＣＰＵ、１０２ＲＯＭ、１０３ＨＤＤ、１０４ＲＡＭ、１０５入力デバイス、１０６ディスプレイ、Ｐ部品、Ｓ基板。

Claims

実装装置本体に対して着脱される実装ヘッドであって、
複数の記憶領域を有する記憶部と、
前記実装装置本体に対して装着された状態で、前記実装ヘッドの動作に関する複数の稼動データをそれぞれ異なるタイミングで取得して前記複数の記憶領域のそれぞれに記憶させる記憶制御部と、
を備える実装ヘッド。
請求項１に記載の実装ヘッドであって、
前記記憶制御部は、前記実装ヘッドの電源が投入されてから所定時間が経過するまでは第１の頻度で前記稼動データを取得して前記記憶部に記憶させ、前記所定時間が経過すると、前記第１の頻度よりも低い第２の頻度で前記稼動データを取得して前記記憶部に記憶させる、
実装ヘッド。
請求項１または２に記載の実装ヘッドであって、
前記記憶部は、リングバッファにより構成される、
実装ヘッド。
請求項１ないし３いずれか１項に記載の実装ヘッドであって、
部品を採取する採取部材を動作させるためのモータを備え、
前記記憶制御部は、前記稼動データとして、前記モータに印加される電流および前記モータの累積回転量の少なくとも一方を取得して前記記憶部に記憶させる、
実装ヘッド。
請求項４に記載の実装ヘッドであって、
前記採取部材をそれぞれ保持する複数のホルダが同一円周上に配列された回転体と、前記複数のホルダが周方向に旋回するよう前記回転体を回転させる回転装置とを有するロータリヘッドとして構成され、
前記複数のホルダのうち第１旋回位置にあるホルダを第１昇降用モータの駆動により昇降させる第１昇降装置と、前記複数のホルダのうち前記第１旋回位置とは異なる第２旋回位置にあるホルダを第２昇降用モータの駆動により昇降させる第２昇降装置と、を有し、
前記記憶制御部は、前記稼動データとして、前記第１昇降用モータと前記第２昇降用モータにそれぞれ印加される電流および前記第１昇降用モータと前記第２昇降用モータのそれぞれの累積回転量の少なくとも一方を取得して前記記憶部に記憶させる、
実装ヘッド。
請求項１ないし５いずれか１項に記載の実装ヘッドであって、
前記実装装置本体と光ファイバおよび光電変換素子を介して通信可能に構成され、
前記記憶制御部は、前記稼動データとして、前記光電変換素子で光電変換された電流を取得して前記記憶部に記憶させる、
実装ヘッド。
請求項１ないし６いずれか１項に記載の実装ヘッドであって、
前記記憶制御部は、前記稼動データとして、前記実装ヘッド内の温度、前記実装ヘッドによる部品の採取・実装回数、前記実装ヘッドの電源投入時間、前記実装ヘッドの稼動時間、前記記憶部への記憶回数および前記記憶部への最終記憶日の少なくとも一つを前記記憶部に記憶させる、
実装ヘッド。
実装装置本体に着脱される実装ヘッドの動作に関する稼動データを記憶する稼動データ記憶方法であって、
前記実装装置本体に前記実装ヘッドが装着された状態で前記稼動データを異なる複数のタイミングでそれぞれ取得し、それぞれ取得した前記稼動データを記憶する、
実装ヘッドの稼動データ記憶方法。
部品を採取して基板に実装する部品実装装置であって、
実装装置本体と、
前記実装装置本体に着脱される実装ヘッドであって、複数の記憶領域を有する記憶部と、前記実装ヘッドの動作に関する複数の稼動データをそれぞれ異なるタイミングで取得して前記複数の記憶領域のそれぞれに記憶させる記憶制御部と、を有する実装ヘッドと、
を備える部品実装装置。