WO2016189684A1 - 実装装置 - Google Patents

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WO2016189684A1
WO2016189684A1 PCT/JP2015/065212 JP2015065212W WO2016189684A1 WO 2016189684 A1 WO2016189684 A1 WO 2016189684A1 JP 2015065212 W JP2015065212 W JP 2015065212W WO 2016189684 A1 WO2016189684 A1 WO 2016189684A1
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WO
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component
mounting
suction nozzle
contact
height
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/065212
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩二 河口
Original Assignee
富士機械製造株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 富士機械製造株式会社 filed Critical 富士機械製造株式会社
Priority to PCT/JP2015/065212 priority Critical patent/WO2016189684A1/ja
Priority to JP2017520150A priority patent/JP6581189B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/02—Feeding of components

Definitions

  • the present invention relates to a mounting apparatus.
  • Patent Document 1 describes an electronic component mounting apparatus that performs the following processing. First, after the voice coil motor lowers the suction nozzle by a predetermined distance, the vacuum generator is operated to perform the operation of sucking the component to the tip of the suction nozzle. Subsequently, the suction nozzle is further lowered, and it is determined whether or not the current value of the voice coil motor at this time exceeds a predetermined current. If the suction nozzle is picking up a component, further lowering the suction nozzle will increase the load and increase the current value of the voice coil motor.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and has as its main object to detect foreign matters when the holding member is lowered.
  • the present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
  • the mounting apparatus of the present invention is A mounting head that has a holding member that collects and holds the component, and mounts the held component on the substrate; An elevating part for elevating the holding member; A contact detection unit that detects that the holding member is in contact with another object; An abnormality determination unit that performs a determination process that determines an abnormality when the contact detection unit detects the contact at a timing higher than a normal contact height when the holding member descends or at a timing earlier than a normal contact timing. When, It is equipped with.
  • the holding member when the holding member is lowered, it is detected that the holding member has come into contact with another object. And it determines with it being abnormal when a contact is detected in at least one of the timing higher than the normal contact height at the time of a descent or earlier than the normal contact timing at the time of a descent. Thereby, the foreign material at the time of the descent
  • the “foreign matter” includes an object other than a part to be held, a part that is to be held but has an abnormal holding posture, and the like.
  • the holding member is in contact with another object includes a case where the holding member is in direct contact with another object and a case where it is in indirect contact. Examples of the case where the holding member indirectly contacts another object include a case where a foreign matter attached to the holding member or a part held by the holding member contacts another object.
  • the abnormality determination unit may perform the determination process regarding the contact when the holding member descends when the holding member collects a part. In this way, it is possible to detect a foreign object when the holding member collects a part.
  • the mounting apparatus when the abnormality determination unit determines that an abnormality is detected in the determination process when the holding member collects a component, You may provide the mounting control part which controls the said mounting head and the said raising / lowering part so that components may be mounted in the mounting position of this nearest mounting object.
  • a foreign object is detected when the holding member collects a component, there is a possibility that the holding member remains sucking the previous component to be mounted. That is, there is a possibility that a phenomenon (so-called take-away phenomenon) occurs in which the component does not move away from the holding member after the component is arranged on the substrate.
  • the abnormality determination unit may perform the determination process regarding the contact when the holding member that holds the component is lowered when the component is mounted on the substrate. . In this way, it is possible to detect foreign matters when mounting components on the board.
  • the contact detection unit may be a load sensor that detects a load applied to the holding member from below when the holding member is lowered. If it carries out like this, it can detect appropriately that the holding member contacted the other object based on the load added to a holding member.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory diagram illustrating an example of a mounting system 10.
  • FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the mounting head 22.
  • the block diagram showing the structure of the mounting apparatus.
  • the flowchart showing an example of a mounting process routine.
  • the flowchart showing an example of a contact height acquisition process routine.
  • Explanatory drawing showing an example which measures contact height.
  • Explanatory drawing showing an example which measures contact height H2.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory diagram illustrating an example of the mounting system 10.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the mounting head 22.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the mounting apparatus 11.
  • the mounting system 10 is a system that executes a process of mounting the component P on the board S, for example.
  • the mounting system 10 includes a mounting device 11 and a management computer 50.
  • a plurality of mounting apparatuses 11 that perform a mounting process for mounting the component P on the substrate S are arranged from upstream to downstream.
  • FIG. 1 only one mounting apparatus 11 is shown for convenience of explanation.
  • the left-right direction (X-axis), the front-rear direction (Y-axis), and the up-down direction (Z-axis) are as shown in FIG.
  • the mounting apparatus 11 includes a board transfer unit 12, a mounting unit 13, a component supply unit 14, an imaging unit 16, and a control device 40.
  • the substrate transport unit 12 is a unit that carries in, transports, fixes and unloads the substrate S at the mounting position.
  • the substrate transport unit 12 has a pair of conveyor belts provided at intervals in the front-rear direction of FIG. 1 and spanned in the left-right direction. The board
  • substrate S is conveyed by this conveyor belt.
  • the mounting unit 13 collects the component P from the component supply unit 14 and arranges it on the substrate S fixed to the substrate transport unit 12.
  • the mounting unit 13 includes a head moving unit 20, a mounting head 22, and a suction nozzle 28.
  • the head moving unit 20 includes a slider that is guided by the guide rail and moves in the XY directions, and a motor that drives the slider.
  • the mounting head 22 is detachably mounted on the slider and is moved in the XY direction by the head moving unit 20.
  • One suction nozzle 28 is detachably mounted on the lower surface of the mounting head 22.
  • the mounting head 22 is provided with one or more elongated cylindrical syringe members 25 that are rotatable about a central axis and are movable up and down.
  • a suction nozzle 28 is detachably attached to the lower end of the syringe member 25.
  • a gear 26 is disposed on the upper end of the syringe member 25.
  • the mounting head 22 is provided with a Q-axis motor 23 having a gear 24. In the Q-axis motor 23, the gear 24 meshes with the gear 26, and the syringe member 25 is rotated through the gear 26 to adjust the angle of the component P sucked by the suction nozzle 28.
  • the suction nozzle 28 is a sampling member that sucks the component P at the tip of the nozzle and releases the suction of the component P at the tip of the nozzle by using pressure.
  • the suction nozzle 28 has a disk-shaped flange 29 and a tubular portion 19 formed on the tip side (see FIG. 2).
  • the tubular portion 19 is disposed on the main body of the suction nozzle 28 so as to be slidable in the Z-axis direction (vertical direction).
  • the syringe member 25 and the suction nozzle 28 are moved up and down in the Z-axis direction at one lift position located on the distal end side of the mounting head 22 in the Y-axis direction.
  • the holding member that collects and holds the component P is described here as the suction nozzle 28, but is not particularly limited as long as the component P can be collected and held, and a mechanical chuck that holds and collects the component P. And so on.
  • the mounting head 22 includes a first elevating drive unit 30 and a second elevating drive unit 34, and the first elevating drive unit 30 and the second elevating drive unit 34 are arranged on the Z axis. Accordingly, the height of the suction nozzle 28 is adjusted.
  • the first raising / lowering drive unit 30 raises and lowers the entire syringe member 25 to which the suction nozzle 28 for collecting the component P is attached.
  • the first lifting drive unit 30 includes a first linear motor 31 and a first support member 32.
  • the first linear motor 31 moves the first support member 32 up and down within a relatively large movement range A (see FIG. 2).
  • the first support member 32 is a member formed in the vertical direction, and is supported by the first linear motor 31.
  • a second elevating drive unit 34 is disposed at the lower end of the first support member 32.
  • a first engagement portion 33 that engages with a disk-shaped horizontal portion 27 formed on the syringe member 25 is formed.
  • the second raising / lowering drive unit 34 raises and lowers the suction nozzle 28 in the syringe member 25.
  • the second lifting / lowering drive unit 34 includes a second linear motor 35, a second support member 36, a second engagement unit 37, and a detection unit 38.
  • the second linear motor 35 moves the second support member 36 up and down within a movement range B (see FIG. 2) that is shorter than the movement range A.
  • the second support member 36 is a member formed in the vertical direction, and is supported by the second linear motor 35.
  • a second engagement portion 37 is formed at the lower end of the second support member 36.
  • the second engagement portion 37 is engaged with the flange 29 of the suction nozzle 28.
  • the second raising / lowering drive unit 34 moves the suction nozzle 28 up and down directly through the second engagement unit 37 and the flange 29 by the driving force of the second linear motor 35.
  • the second support member 36 is provided with a detection unit 38 that is a load cell.
  • the detection unit 38 is configured as a load sensor that can detect a load applied to the second engagement unit 37.
  • the mounting head 22 lowers the suction nozzle 28 at a high speed by the first lifting drive unit 30 and lowers the suction nozzle 28 at a low speed by the second lift driving unit 34, and the component P is mounted on the substrate based on the detection result of the detection unit 38.
  • the drive control at the time of contact with S is performed, and the load applied to the component P is reduced.
  • the mounting apparatus 11 is provided with a reference member 17 on which a reference surface serving as a height reference is formed.
  • the component supply unit 14 includes a plurality of reels and is detachably attached to the front side of the mounting apparatus 11.
  • a tape is wound around each reel, and a plurality of parts P are held on the surface of the tape along the longitudinal direction of the tape.
  • the tape is unwound from the reel toward the rear, and is sent out by the feeder unit to a sampling position where the tape is sucked by the suction nozzle 28 with the component P exposed.
  • the imaging unit 16 is a unit that images the suction nozzle 28 that sucks the component P from the side.
  • the imaging unit 16 includes an imaging device, a mirror, and an image processing unit.
  • the control device 40 uses the image captured by the imaging unit 16 to detect the displacement of the suction position of the component P, the deformation of the component P, the presence or absence of breakage, and the like.
  • the control device 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU 41, and includes a ROM 42 that stores a processing program, an HDD 43 that stores various data, a RAM 44 that is used as a work area, an external device and an electrical device. An input / output interface 45 for exchanging signals is provided, and these are connected via a bus 46.
  • the control device 40 outputs control signals to the substrate transport unit 12, the mounting unit 13, the component supply unit 14, and the imaging unit 16, and inputs signals from the mounting unit 13, the component supply unit 14, and the imaging unit 16.
  • the management computer 50 is a computer that manages information of each device of the mounting system 10.
  • the management computer 50 includes an input device 52 such as a keyboard and a mouse for an operator to input various commands, and a display 54 for displaying various information.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a mounting process routine executed by the CPU 41 of the control device 40.
  • This routine is stored as a program in the HDD 43 of the control device 40, and is executed by a start instruction from the operator.
  • the CPU 41 of the control device 40 first acquires the mounting job information from the management computer 50 (step S100).
  • the mounting job information includes the mounting order of the components P, the size of the component P to be mounted (component type) and the thickness (height), the mounting position (XY coordinates) of the component P on the substrate S, the component P
  • the information of the suction nozzle 28 for sucking the water is included.
  • the mounting job information also includes information on height thresholds H1ref and H2ref for determining whether or not the contact heights H1 and H2 of the suction nozzle 28 described later are normal for each component P to be mounted. include.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a contact height acquisition processing routine. This routine is stored as a program in the HDD 43 of the control device 40.
  • FIG. 6 is explanatory drawing showing an example which measures contact height.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating an example of the measurement of the reference height R
  • FIGS. 6B and 6C are diagrams illustrating an example of the measurement of the contact height H1.
  • the CPU 41 When the contact height acquisition processing routine is started, the CPU 41 first moves the mounting head 22 in the XY directions to the contact height measurement position (step S300). In order to measure the reference height R in the contact height acquisition process in step S110, the CPU 41 moves the mounting head 22 to above the reference member 17 that is the measurement position. Subsequently, the CPU 41 lowers the first support member 32 by the first elevating drive unit 30 and lowers the entire syringe member 25 and the suction nozzle 28 (step S310). Next, the CPU 41 lowers the second support member 36 by the second elevating drive unit 34 (step S320), and determines whether or not the detection unit 38 has detected a load based on the signal from the detection unit 38 (step S320). S330).
  • the CPU 41 continues the process of step S320.
  • the suction nozzle 28 is moved to another object (here, the upper surface of the reference member 17).
  • the contact height at this time is acquired and stored in the RAM 44 (step S340), and this routine is terminated.
  • the CPU 41 acquires the contact height at this time as the reference height R (see FIG. 6A) and stores it in the RAM 44.
  • the reference height R is a value based on the encoder value of the first linear motor 31 and the encoder value of the second linear motor 35, for example.
  • the CPU 41 carries the substrate S and fixes it (step S120), and sets the component type to be mounted based on the mounting job information (step S130).
  • the CPU 41 executes a contact height acquisition process for acquiring the contact height H1 of the suction nozzle 28 when sucking the component P of the component type to be mounted (step S140).
  • the CPU 41 performs this processing by moving the mounting head 22 to the sampling position of the component P in the component supply unit 14 in step S300 of FIG. 5 and the contact height when the detection unit 38 detects the load. Except for the point acquired as the contact height H1, it is performed in the same manner as in step S110 described above.
  • the contact height when the lower end of the suction nozzle 28 comes into contact with the component P1 to be mounted on the tape 62 fed to the feeder unit 61 is set to the contact height H1.
  • the CPU 41 measures the contact height H1 as the height from the reference height R to the tip of the suction nozzle 28 based on the encoder value of the first linear motor 31 and the encoder value of the second linear motor 35.
  • the CPU 41 performs a contact height determination process for determining whether or not the contact height H1 exceeds the height threshold value H1ref (step S150).
  • the height threshold value H1ref is a value determined in advance by experiment, for example, as an upper limit of a range in which the contact height to the component P during suction by the suction nozzle 28 can be considered normal.
  • the height threshold value H1ref is, for example, a value determined for each component type to be mounted, and is set as a value obtained by adding a margin to the height of the upper surface of the component P of each component type. For example, as shown in FIG.
  • the contact height H1 acquired in step S140. Is below the height threshold H1ref.
  • the contact height H1 is a value that is larger by the thickness of the part P0. And becomes a value exceeding the height threshold H1ref.
  • the CPU 41 determines whether there is an abnormality during suction, that is, whether there is a foreign substance, based on whether the contact height H1 when the suction nozzle 28 is lowered is positioned above the normal contact height.
  • the CPU 41 applies a negative pressure to the lower end of the suction nozzle 28 to suck the component P (step S160).
  • the component P to be mounted that has contacted the suction nozzle 28 in the contact height acquisition process (step S140) is suctioned to the suction nozzle 28.
  • the CPU 41 causes the imaging unit 16 to image the suction nozzle 28 from the side, and determines whether or not there is a suction abnormality of the component P sucked by the suction nozzle 28 using the captured image (step S170).
  • the CPU 41 determines, for example, whether or not there is a displacement of the suction position, deformation or breakage of the component P, and the like.
  • step S170 the CPU 41 executes a contact height acquisition process for acquiring the contact height H2 of the suction nozzle 28 when mounting the component P of the component type to be mounted on the substrate S (step S180). ).
  • step S340 the CPU 41 sets the contact height when the load is detected by the point where the mounting head 22 is moved to the mounting position of the substrate S in step S300 of FIG. 5 as the contact height H2 in step S340. Except for the point to acquire, it carries out similarly to step S110 mentioned above.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of measuring the contact height H2.
  • FIG. 7A is a diagram in the case where there is no foreign matter at the mounting position of the substrate S, and FIG.
  • the CPU 41 measures the contact height H2 as the height from the reference height R to the tip of the suction nozzle 28 based on the encoder value of the first linear motor 31 and the encoder value of the second linear motor 35.
  • the CPU 41 performs a contact height determination process for determining whether or not the contact height H2 exceeds the height threshold H2ref (step S190).
  • the height threshold value H2ref is a value determined in advance by experiment, for example, as an upper limit of a range in which the contact height when mounting the component P at the mounting position of the substrate S can be regarded as normal.
  • the height threshold H2ref is a value determined according to, for example, the height of the upper surface of the mounting position of the substrate S and the component type to be mounted, and the height of the upper surface of the component P of each component type when mounted on the substrate S. Is set as a value with a margin. For example, as shown in FIG.
  • the process proceeds to step S180.
  • the acquired contact height H2 is equal to or less than the height threshold H2ref.
  • the contact height H2 becomes a value that is larger by the thickness of the foreign substance F and exceeds the height threshold value H2ref. Value.
  • the CPU 41 determines whether there is an abnormality during mounting, that is, whether there is a foreign object, based on whether the contact height H2 when the suction nozzle 28 is lowered is positioned above the normal contact height.
  • the CPU 41 controls the second elevating drive unit 34 so as to obtain a predetermined mounting load and releases the suction of the component P (step S200). . Thereby, the component P to be mounted is mounted on the substrate S. When the suction of the component P is released, the CPU 41 determines whether or not the current board mounting process is completed (step S210), and if not completed, executes the processes from step S130. That is, the CPU 41 sets the component type to be mounted next and controls the mounting unit 13 to place the component P on the substrate S while performing an abnormality determination based on the contact heights H1 and H2.
  • step S210 the CPU 41 causes the substrate transport unit 12 to eject the mounted substrate S (step S220), and determines whether the production is completed (step S230).
  • step S230 the CPU 41 executes the processes after step S120. That is, the CPU 41 transports and fixes a new substrate S, and executes the processes after step S130.
  • step S230 the CPU 41 ends this routine as it is.
  • the CPU 41 detects the latest mounting target (the mounting order in the previous mounting order) on which the suction nozzle 28 mounted on the current substrate S. It is determined whether or not there is a target) based on the mounting job information (step S240), and if there is, the latest mounting target component type is set as the current mounting target (step S250).
  • the contact height H1 of the component P1 to be mounted is abnormal, there is a possibility that another component P0 is attached to the suction nozzle 28 as a foreign substance as shown in FIG. 6C.
  • the CPU 41 recovers the take-away phenomenon by setting the latest mounting target (the same component type as the component P0) as the mounting target again.
  • a cause of such a take-out phenomenon for example, static electricity is generated at the tip of the suction nozzle 28.
  • the CPU 41 performs a disposal process for discarding the take-out components attached to the suction nozzle 28 (step S260). Specifically, the CPU 41 applies a negative pressure to the lower end of the suction nozzle 28, moves the mounting head 22 onto a waste box (not shown), and then releases the negative pressure. Then, the CPU 41 acquires the contact height H1 for the component type P set as the mounting target in step S250 in the same manner as in step S140 (step S270), and the contact height H1 is the height threshold value H1ref as in step S150. A contact height determination process is performed to determine whether or not the distance exceeds (step S280). When the contact height H1 does not exceed the height threshold value H1ref in step S280, the CPU 41 performs the processing after step S160.
  • the CPU 41 causes the suction nozzle 28 to attract the component P to be mounted that has contacted the suction nozzle 28 in the contact height acquisition process (step S270), and performs an abnormality determination based on the confirmation of the suction abnormality and the contact height H2.
  • the sucked component P is mounted on the substrate S.
  • step S170 the CPU 41 executes the processing after step S260. That is, the CPU 41 discards the component P having the suction abnormality, and performs the abnormality determination based on the contact height H1 at the time of suction for the component P to be mounted.
  • the CPU 41 notifies the operator of the abnormality (step S290), interrupts the mounting process, and ends this routine. For example, the CPU 41 displays a screen indicating that a foreign object exists on a display panel of the mounting apparatus 11 (not shown), or outputs a warning sound or a sound indicating that a foreign object exists.
  • step S280 when the contact height H1 exceeds the height threshold value H1ref in step S280, for example, the take-out component P or the component determined to be abnormal in step S160 due to the solder adhering to the tip of the suction nozzle 28 The case where P etc. could not be discarded without leaving is considered. Or the case where the foreign material other than components has adhered to the suction nozzle 28 can be considered.
  • the contact height H2 exceeds the height threshold H2ref in step S190, it is considered that foreign matter is attached to the substrate S. In such cases, it is desirable for the operator to check the state of the suction nozzle 28 and the substrate S without continuing the mounting process, so the mounting process is stopped and an abnormality is notified.
  • step S240 to S280 Even when the take-out phenomenon is recovered (steps S240 to S280), the take-out phenomenon does not actually occur, and foreign matter may adhere to the tip of the suction nozzle 28. Even in such a case, the CPU 41 can detect an abnormality in at least one of step S170 and step S280. Further, even when the foreign object is close to the shape of the component P to be mounted and no abnormality can be detected in step S170 or step S280, if it is not a take-away phenomenon, the latest mounting target is already mounted on the board S, and recovery The contact height H2 is measured at the same mounting position as the mounted component P. In this case, since the contact height H2 is a value obtained by adding the height of the foreign object to the mounted component P, the CPU 41 can detect an abnormality in step S190.
  • the suction nozzle 28 of the present embodiment corresponds to the holding member of the present invention
  • the mounting head 22 corresponds to the mounting head
  • the first lifting drive unit 30 and the second lifting drive unit 34 correspond to the lifting unit
  • the detection unit 38 corresponds to a contact detection unit
  • the control device 40 corresponds to an abnormality determination unit.
  • the control device 40 corresponds to a mounting control unit.
  • the mounting apparatus 11 includes the mounting head 22 that has the suction nozzle 28 that sucks and holds the component P and mounts the sucked component P on the substrate S, and the first lifting drive that moves the suction nozzle 28 up and down.
  • the control device 40 determines that the abnormality is detected when the detection unit 38 detects contact between the suction nozzle 28 and another object above the normal contact height when the suction nozzle 28 is lowered. A contact height determination process is performed. Thereby, the foreign material at the time of the lowering of the suction nozzle 28 can be detected.
  • control device 40 performs the contact height determination process in steps S150 and S200 regarding the contact when the suction nozzle 28 descends when the suction nozzle 28 sucks the component P. Thereby, the foreign material at the time of the adsorption nozzle 28 adsorb
  • control device 40 determines that there is an abnormality in the contact height determination processing in step S150 when the suction nozzle 28 picks up the component P, it performs the processing in steps S240 to S280. That is, the control device 40 mounts the mounting head 22, the first lifting drive unit 30, and the second lifting drive device 34 so as to mount the component P of the same type as the latest mounting target by the suction nozzle 28 at the mounting position of the latest mounting target. To control. As a result, the component P that is not mounted due to a take-away phenomenon can be appropriately mounted on the substrate S. In other words, it is possible to recover the take-out phenomenon.
  • control device 40 performs the contact height determination process in step S190 regarding the contact when the suction nozzle 28 holding the component P is lowered when the component P is mounted on the substrate S. Thereby, the foreign material at the time of mounting the components P on the board
  • the detection unit 38 is a load sensor that detects a load applied to the suction nozzle 28 from below when the suction nozzle 28 is lowered. Thereby, based on the load applied to the suction nozzle 28, it is possible to appropriately detect that the suction nozzle 28 is in contact with another object.
  • the detection unit 38 is a load sensor.
  • the detection unit 38 is not limited to this as long as it can detect that the suction nozzle 28 is in contact with another object.
  • a touch sensor may be used.
  • the detection unit 38 may be omitted, and the control device 40 may detect contact based on an increase in the load current of the second linear motor 35.
  • a plurality of members included in the suction nozzle may be relatively moved, and the contact may be detected based on the presence or absence of the relative movement.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing an example of a mounting head 22A of a modified example in this case.
  • the second elevating drive device 34 does not include the detection unit 38, but includes a detection unit 70 instead.
  • the suction nozzle 28 ⁇ / b> A has the same configuration as the suction nozzle 28 except that a tubular portion 81, a spring 82, and a suction portion 83 are provided instead of the tubular portion 19. Similar to the tubular portion 19, the tubular portion 81 is moved up and down by the first lifting drive unit 30 and the second lifting drive device 34.
  • the suction part 83 is a cylindrical member connected to the tubular part 81 via the spring 82 and can suck the component P at the tip (lower end).
  • the suction portion 83 has an inner peripheral surface that is in contact with the outer peripheral surface of the tubular portion 81, and can slide up and down relatively with respect to the tubular portion 81. Moreover, the adsorption
  • the detection unit 70 is configured as an optical sensor including a projector 71 and a light receiver 72.
  • the mounting head 22 ⁇ / b> A keeps the relative position between the tubular portion 81 and the suction portion 83 by the elastic force of the spring 82 in a state where no other object is in contact with the lower end of the suction portion 83, and receives light from the projector 71.
  • the optical axis L to the device 72 is not shielded.
  • the control device 40 can detect that the suction nozzle 28A has come into contact with another object when the light receiver 72 stops receiving the optical axis from the projector 71.
  • the control device 40 can detect that the suction nozzle 28A has come into contact with another object when the light receiver 72 stops receiving the optical axis from the projector 71.
  • the detection unit that detects the relative movement of the plurality of members included in the suction nozzle is not limited to the example of the detection unit 70 illustrated in FIGS.
  • a projector and a light receiver are attached to the lower part of the flange 29, the light from the light projector is reflected on the upper surface of the shielding part 84, and the light receiver receives the reflected light to detect relative movement between the flange 29 and the shielding part 84. May be.
  • the control device 40 determines that an abnormality has occurred when the detection unit 38 detects contact between the suction nozzle 28 and another object above the normal contact height when the suction nozzle 28 is lowered. Not limited to this.
  • the control device 40 may determine that an abnormality has occurred when the detection unit 38 detects contact between the suction nozzle 28 and another object at a timing earlier than the normal contact timing when the suction nozzle 28 is lowered.
  • the control device 40 measures the time from when the first raising / lowering driving unit 30 and the second raising / lowering driving device 34 starts to lower the suction nozzle 28 until the detection unit 38 detects the load as the lowering time, If the measured time is shorter than a predetermined time threshold, it may be determined as abnormal. Even in this case, as in the above-described embodiment, it is possible to detect foreign matter when the suction nozzle is lowered.
  • the control device 40 may notify the abnormality in step S290 without performing the processing in steps S240 to S280. In other words, it is not necessary to recover the take-out phenomenon.
  • the take-out phenomenon occurs, since the take-out component is once disposed on the substrate S, the solder on the substrate S may be crushed by the component at this time. If the worker does not want the product in such a state, it is preferable not to perform recovery.
  • the control device 40 may perform the processing after step S260.
  • control device 40 performs the foreign object detection at the time of suction (steps S140 and S150) and the foreign object detection at the time of mounting (steps S180 and S190), but either one of them is omitted. May be. Even in this way, it is possible to detect the foreign matter when the suction nozzle 28 is lowered in at least one of the time of suction and the time of mounting.
  • the mounting head 22 includes the two lifting / lowering driving units, the first lifting / lowering driving unit 30 and the second lifting / lowering driving device 34.
  • the mounting head 22 is not limited thereto as long as the suction nozzle 28 can be lifted and lowered. Absent.
  • the mounting head 22 may include one lifting drive unit, or three or more.
  • the number of the suction nozzles 28 is described as one, but it is sufficient that the number is one or more.
  • the mounting head 22 may include a plurality of suction nozzles 28.
  • the “most recent mounting target” set as the mounting target in step S240 is not simply the mounting target in the previous mounting order, and among the plurality of suction nozzles 28, the suction nozzle 28 that has been determined to be abnormal in step S150. Is the latest implementation target.
  • the control device 40 performs recovery of the take-out component using the suction nozzles 28 other than the suction nozzle 28 in which an abnormality is detected in the contact height determination process. Also good.
  • the control device 40 may not use the suction nozzle 28 that has been determined to be abnormal in the contact height determination process in subsequent processes.
  • the control device 40 discards the part P once in step S260 even when recovering the take-out part, but it does not have to be discarded. That is, when the contact height H1 exceeds the height threshold value H1ref in step S150, the control device 40 determines that the component P to be mounted closest to the suction nozzle 28 is sucked by the take-off phenomenon, and the control device 40 performs step. S250 may be performed and the process after step S270 may be performed. Even in this way, you can recover the take-out phenomenon.
  • the reference height R is the height of the upper surface of the reference member 17, but is not limited thereto.
  • the initial height of the suction nozzle 28 (the height when the first lifting / lowering driving unit 30 and the second lifting / lowering driving device 34 are raised to the maximum) may be used as the reference height R or the upper surface of the substrate S.
  • the reference height R may be used as the height.
  • the height threshold H2ref is a predetermined value, but is not limited thereto.
  • the control device 40 may actually measure the height of the upper surface of the substrate S and the thickness (height) of the component P to be mounted, and set the height threshold H2ref based on the actually measured value.
  • the control device 40 measures the height of the upper surface of the substrate S by moving the mounting head 22 onto the substrate S and performing a contact height acquisition processing routine in a state where the suction nozzle 28 does not attract the component P. May be.
  • the control device 40 measures the thickness of the component P by moving the mounting head 22 onto the reference member 17 in a state where the suction nozzle 28 sucks the component P and performing a contact height acquisition processing routine. Also good.
  • the control device 40 may measure the thickness of the component P based on the image captured by the imaging unit 16.
  • the contact height H2 is the height of the lower end of the suction nozzle 28.
  • the height of the lower end of the component P to be mounted that will be sucked by the suction nozzle 28 may be the contact height H2.
  • a value obtained by subtracting the thickness of the component P to be mounted from the height of the lower end of the suction nozzle 28 may be set as the contact height H2.
  • the height threshold H2ref may be determined according to the height of the upper surface of the mounting position of the substrate S.
  • the CPU 41 picks up the component P in step S160 when the contact height H1 does not exceed the height threshold H1ref in the contact height determination processing (steps S150 and S280). I can't.
  • the CPU 41 lowers the second support member 36 and applies a negative pressure to the lower end of the suction nozzle 28 to detect the load in step S330.
  • the component P may be sucked by the suction nozzle 28.
  • the present invention can be used for an apparatus for performing a mounting process for mounting a component on a substrate.

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Abstract

実装装置１１は、部品Ｐを吸着して保持する吸着ノズル２８を有し吸着した部品Ｐを基板Ｓに実装する実装ヘッド２２と、吸着ノズル２８を昇降させる第１昇降駆動部３０及び第２昇降駆動装置３４と、吸着ノズル２８が他の物体に接触したことを検出する検出部３８と、を備えている。そして、この実装装置１１では、制御装置は、吸着ノズル２８の下降時の正常な接触高さよりも上方において検出部３８が吸着ノズル２８と他の物体との接触を検出した場合に異常と判定する接触高さ判定処理を行う。

Description

実装装置
　本発明は、実装装置に関する。
　従来、部品を基板に実装する実装装置において、吸着ノズルに対する部品の吸着の有無を判定するものが知られている。例えば、特許文献１には、以下の処理を行う電子部品装着装置が記載されている。まず、ボイスコイルモータが吸着ノズルを所定距離だけ下降させた後に真空発生器を稼働させて、吸着ノズルの先端に部品を吸着させる動作を行う。続いて、さらに吸着ノズルを下降させ、このときのボイスコイルモータの電流値が所定電流を超えたか否かを判定する。吸着ノズルが部品を吸着している場合には、さらに吸着ノズルを下降させると負荷が増大してボイスコイルモータの電流値が増加するため、この電流値に基づいて部品の吸着の有無を判定できる。これにより、真空発生器のエア経路に取り付けられた圧力センサを用いて部品の吸着有無を判定する場合と比べて、迅速且つ正確に判定が行えるとされている。
特開平１０－１６３６８６号公報
　しかし、特許文献１に記載の電子部品装着装置では、吸着ノズルが部品を吸着していないことの検出はできるが、それ以外の異常の検出については考慮されていなかった。例えば、吸着ノズルの下降時に吸着対象以外の異物を吸着した場合の検出については考慮されていなかった。また、例えば基板上に異物がある場合など、基板に部品を実装する際の異常の検出についても考慮されていなかった。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、保持部材の下降時の異物を検出することを主目的とする。
　本発明は、上述した主目的を達成するために以下の手段を採った。
　本発明の実装装置は、
　部品を採取して保持する保持部材を有し、保持した部品を基板に実装する実装ヘッドと、
　前記保持部材を昇降させる昇降部と、
　前記保持部材が他の物体に接触したことを検出する接触検出部と、
　前記保持部材の下降時の正常な接触高さよりも上方又は正常な接触タイミングよりも早いタイミングの少なくとも一方において前記接触検出部が前記接触を検出した場合に異常と判定する判定処理を行う異常判定部と、
　を備えたものである。
　この実装装置では、保持部材の下降時に、保持部材が他の物体に接触したことを検出する。そして、下降時の正常な接触高さよりも上方又は下降時の正常な接触タイミングよりも早いタイミングの少なくとも一方において接触を検出した場合に異常と判定する。これにより、保持部材の下降時の異物を検出することができる。なお、「異物」には、保持対象の部品以外の物体や、保持対象ではあるが保持姿勢が異常な部品などを含む。また、「保持部材が他の物体に接触」には、保持部材が他の物体に直接的に接触する場合と間接的に接触する場合とを含む。保持部材が間接的に他の物体に接触する場合としては、例えば保持部材に付着した異物や保持部材が保持している部品が他の物体に接触する場合などが挙げられる。
　本発明の実装装置において、前記異常判定部は、前記保持部材が部品を採取する際の該保持部材の下降時の前記接触に関して、前記判定処理を行ってもよい。こうすれば、保持部材が部品を採取する際の異物を検出することができる。
　この場合において、本発明の実装装置は、前記保持部材が部品を採取する際の前記判定処理において前記異常判定部が異常と判定した場合には、該保持部材による直近の実装対象と同じ種別の部品を該直近の実装対象の実装位置に実装するよう前記実装ヘッド及び前記昇降部を制御する実装制御部を備えていてもよい。ここで、保持部材が部品を採取する際に異物が検出された場合、保持部材が前の実装対象の部品を吸着したままになっている可能性がある。すなわち、基板上に部品を配置したあとに部品が保持部材から離れない現象（いわゆる持ち帰り現象）が生じている可能性がある。このような場合に、直近の実装対象と同じ種別の部品をその実装対象の実装位置に実装することで、持ち帰り現象が生じてしまい実装されなかった部品を基板上に適切に実装することができる。すなわち持ち帰り現象のリカバリーを行うことができる。
　本発明の実装装置において、前記異常判定部は、部品を保持した前記保持部材が前記基板に該部品を実装する際の該保持部材の下降時の前記接触に関して、前記判定処理を行ってもよい。こうすれば、基板に部品を実装する際の異物を検出することができる。
　本発明の実装装置において、前記接触検出部は、前記保持部材の下降時に下方から該保持部材に加わる荷重を検出する荷重センサとしてもよい。こうすれば、保持部材に加わる荷重に基づいて、保持部材が他の物体に接触したことを適切に検出できる。
実装システム１０の一例を表す概略説明図。 実装ヘッド２２の構成を表す説明図。 実装装置１１の構成を表すブロック図。 実装処理ルーチンの一例を表すフローチャート。 接触高さ取得処理ルーチンの一例を表すフローチャート。 接触高さを測定する一例を表す説明図。 接触高さＨ２を測定する一例を表す説明図。 変形例の実装ヘッド２２Ａの一例を表す部分断面図。 図８のＣ－Ｃ断面図。
　本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、実装システム１０の一例を表す概略説明図である。図２は、実装ヘッド２２の構成を表す説明図である。図３は、実装装置１１の構成を表すブロック図である。実装システム１０は、例えば、部品Ｐを基板Ｓに実装する処理を実行するシステムである。この実装システム１０は、実装装置１１と、管理コンピュータ５０とを備えている。実装システム１０は、部品Ｐを基板Ｓに実装する実装処理を実施する複数の実装装置１１が上流から下流に配置されている。図１では、説明の便宜のため実装装置１１を１台のみ示している。また、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に示した通りとする。
　実装装置１１は、図１～３に示すように、基板搬送ユニット１２と、実装ユニット１３と、部品供給ユニット１４と、撮像ユニット１６と、制御装置４０とを備えている。基板搬送ユニット１２は、基板Ｓの搬入、搬送、実装位置での固定、搬出を行うユニットである。基板搬送ユニット１２は、図１の前後に間隔を開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。
　実装ユニット１３は、部品Ｐを部品供給ユニット１４から採取し、基板搬送ユニット１２に固定された基板Ｓへ配置するものである。実装ユニット１３は、ヘッド移動部２０と、実装ヘッド２２と、吸着ノズル２８とを備えている。ヘッド移動部２０は、ガイドレールに導かれてＸＹ方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータとを備えている。実装ヘッド２２は、スライダに取り外し可能に装着されており、ヘッド移動部２０によりＸＹ方向へ移動する。実装ヘッド２２の下面には、１つの吸着ノズル２８が取り外し可能に装着されている。実装ヘッド２２には、図２に示すように、長尺円筒状の１以上のシリンジ部材２５が中心軸を中心に回転可能に且つ上下動可能に配設されている。このシリンジ部材２５の下端に吸着ノズル２８が取り外し可能に装着される。また、シリンジ部材２５の上端には、ギア２６が配設されている。実装ヘッド２２は、ギア２４を有するＱ軸モータ２３が配設されている。Ｑ軸モータ２３は、ギア２４がギア２６と噛み合っており、ギア２６を介してシリンジ部材２５を軸回転させることにより、吸着ノズル２８に吸着された部品Ｐの角度を調整する。
　吸着ノズル２８は、圧力を利用して、ノズル先端に部品Ｐを吸着し、ノズル先端に吸着している部品Ｐを吸着解除する採取部材である。この吸着ノズル２８は、円板状のフランジ２９と、先端側に形成された管状部１９とを有している（図２参照）。管状部１９は、Ｚ軸方向（上下方向）に摺動可能に吸着ノズル２８の本体に配設されている。実装ヘッド２２では、実装ヘッド２２のＹ軸方向の先端側に位置する１カ所の昇降位置において、シリンジ部材２５及び吸着ノズル２８をＺ軸方向に昇降する。なお、部品Ｐを採取して保持する保持部材は、ここでは吸着ノズル２８として説明するが、部品Ｐの採取及び保持が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。
　実装ヘッド２２は、図２に示すように、第１昇降駆動部３０と、第２昇降駆動部３４とを備えており、この第１昇降駆動部３０や第２昇降駆動部３４によってＺ軸に沿って吸着ノズル２８の高さを調整する。第１昇降駆動部３０は、部品Ｐを採取する吸着ノズル２８が装着されたシリンジ部材２５の全体を昇降させるものである。第１昇降駆動部３０は、第１リニアモータ３１と、第１支持部材３２とを備えている。第１リニアモータ３１は、比較的大きな移動範囲Ａ（図２参照）で第１支持部材３２を上下動させる。第１支持部材３２は、上下方向に形成された部材であり、第１リニアモータ３１に支持されている。この第１支持部材３２の下端に第２昇降駆動部３４が配設されている。第１支持部材３２の上端側にはシリンジ部材２５に形成された円板状の水平部２７と係合する第１係合部３３が形成されている。第２昇降駆動部３４は、シリンジ部材２５のうち吸着ノズル２８を昇降させるものである。第２昇降駆動部３４は、第２リニアモータ３５と、第２支持部材３６と、第２係合部３７と、検出部３８とを備えている。第２リニアモータ３５は、移動範囲Ａに比して短い移動範囲Ｂ（図２参照）で第２支持部材３６を上下動させる。第２支持部材３６は、上下方向に形成された部材であり、第２リニアモータ３５に支持されている。この第２支持部材３６の下端に第２係合部３７が形成されている。第２係合部３７は、吸着ノズル２８のフランジ２９に係合している。第２昇降駆動部３４は、第２リニアモータ３５の駆動力により、第２係合部３７及びフランジ２９を介して直接的に吸着ノズル２８を上下動させる。この第２支持部材３６には、ロードセルである検出部３８が配設されている。検出部３８は、第２係合部３７にかかる荷重を検出可能な荷重センサとして構成されている。実装ヘッド２２は、第１昇降駆動部３０により高速で吸着ノズル２８を下降させ、第２昇降駆動部３４により低速で吸着ノズル２８を下降させ、検出部３８での検出結果に基づき部品Ｐが基板Ｓに当接する際の駆動制御を行い、部品Ｐにかかる負荷を低減する。実装装置１１は、高さの基準となる基準面が形成された基準部材１７が配設されている。
　部品供給ユニット１４は、図１に示すように、複数のリールを備え、実装装置１１の前側に着脱可能に取り付けられている。各リールには、テープが巻き付けられ、テープの表面には、複数の部品Ｐがテープの長手方向に沿って保持されている。このテープは、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、吸着ノズル２８で吸着される採取位置にフィーダ部により送り出される。
　撮像ユニット１６は、部品Ｐを吸着した吸着ノズル２８を側方から撮像するユニットである。この撮像ユニット１６は、撮像素子と、ミラーと、画像処理部とを備えている。制御装置４０は、撮像ユニット１６により撮像された画像を用いて、部品Ｐの吸着位置のずれや部品Ｐの変形、破損の有無などを検出する。
　制御装置４０は、図３に示すように、ＣＰＵ４１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ＲＯＭ４２、各種データを記憶するＨＤＤ４３、作業領域として用いられるＲＡＭ４４、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェース４５などを備えており、これらはバス４６を介して接続されている。この制御装置４０は、基板搬送ユニット１２、実装ユニット１３、部品供給ユニット１４、撮像ユニット１６へ制御信号を出力し、実装ユニット１３や部品供給ユニット１４、撮像ユニット１６からの信号を入力する。
　管理コンピュータ５０は、実装システム１０の各装置の情報を管理するコンピュータである。管理コンピュータ５０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装置５２と、各種情報を表示するディスプレイ５４とを備えている。
　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、具体的には、実装装置１１が部品Ｐを基板Ｓに実装する実装処理について説明する。図４は、制御装置４０のＣＰＵ４１により実行される実装処理ルーチンの一例を表すフローチャートである。このルーチンは、制御装置４０のＨＤＤ４３にプログラムとして記憶され、作業者による開始指示により実行される。
　このルーチンを開始すると、制御装置４０のＣＰＵ４１は、まず、実装ジョブ情報を管理コンピュータ５０から取得する（ステップＳ１００）。実装ジョブ情報には、部品Ｐの実装順、実装対象の部品Ｐの種別（部品種）及び厚さ（高さ）などの大きさ、基板Ｓにおける部品Ｐの実装位置（ＸＹ座標）、部品Ｐを吸着する吸着ノズル２８の情報などが含まれている。また、実装ジョブ情報には、実装対象の部品Ｐの各々に対して、後述する吸着ノズル２８の接触高さＨ１，Ｈ２が正常か否かを判定するための高さ閾値Ｈ１ｒｅｆ，Ｈ２ｒｅｆの情報も含まれている。
　次に、ＣＰＵ４１は、吸着ノズル２８が他の物体に接触した高さを取得する接触高さ取得処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここでは、ＣＰＵ４１は、接触高さ取得処理を実行することで、後述する接触高さＨ１，Ｈ２の高さの基準となる基準高さＲを取得する。図５は、接触高さ取得処理ルーチンの一例を表すフローチャートである。このルーチンは、制御装置４０のＨＤＤ４３にプログラムとして記憶されている。また、図６は、接触高さを測定する一例を表す説明図である。図６（ａ）は基準高さＲの測定の一例を表す図であり、図６（ｂ），（ｃ）は接触高さＨ１の測定の一例を表す図である。
　接触高さ取得処理ルーチンを開始すると、ＣＰＵ４１は、まず、接触高さの測定位置まで実装ヘッド２２をＸＹ方向に移動させる（ステップＳ３００）。ステップＳ１１０の接触高さ取得処理では基準高さＲを測定するため、ＣＰＵ４１は測定位置である基準部材１７の上方まで実装ヘッド２２を移動させる。続いて、ＣＰＵ４１は、第１昇降駆動部３０により第１支持部材３２を下降させて、シリンジ部材２５及び吸着ノズル２８の全体を下降させる（ステップＳ３１０）。次に、ＣＰＵ４１は、第２昇降駆動部３４により第２支持部材３６を下降させ（ステップＳ３２０）、検出部３８が荷重を検出したか否かを検出部３８の信号に基づいて判定する（ステップＳ３３０）。検出部３８が荷重を検出していないときには、ＣＰＵ４１は、ステップＳ３２０の処理を継続し、検出部３８が荷重を検出したときには、吸着ノズル２８が他の物体（ここでは基準部材１７の上面）に接触したものとして、このときの接触高さを取得しＲＡＭ４４に記憶して（ステップＳ３４０）、本ルーチンを終了する。ここでは、ＣＰＵ４１は、このときの接触高さを基準高さＲ（図６（ａ）参照）として取得しＲＡＭ４４に記憶する。基準高さＲは、例えば、第１リニアモータ３１のエンコーダ値及び第２リニアモータ３５のエンコーダ値に基づく値とする。
　図４の実装処理ルーチンの説明に戻る。ステップＳ１１０で基準高さＲを取得すると、ＣＰＵ４１は、基板Ｓの搬送及び固定処理を行い（ステップＳ１２０）、実装ジョブ情報に基づいて実装対象の部品種を設定する（ステップＳ１３０）。次に、ＣＰＵ４１は、実装対象の部品種の部品Ｐの吸着時における吸着ノズル２８の接触高さＨ１を取得する接触高さ取得処理を実行する（ステップＳ１４０）。ＣＰＵ４１は、この処理を、図５のステップＳ３００で部品供給ユニット１４における部品Ｐの採取位置に実装ヘッド２２を移動させる点、及び検出部３８が荷重を検出したときの接触高さをステップＳ３４０において接触高さＨ１として取得する点以外は、上述したステップＳ１１０と同様にして行う。これにより、例えば図６（ｂ）に示すように、フィーダ部６１に送り出されたテープ６２上の実装対象の部品Ｐ１に吸着ノズル２８の下端が接触したときの接触高さを、接触高さＨ１として取得する。なお、ＣＰＵ４１は、第１リニアモータ３１のエンコーダ値及び第２リニアモータ３５のエンコーダ値に基づいて、基準高さＲから吸着ノズル２８の先端までの高さとして接触高さＨ１を測定する。
　ステップＳ１４０で接触高さＨ１を取得すると、ＣＰＵ４１は、接触高さＨ１が高さ閾値Ｈ１ｒｅｆを超えているか否かを判定する接触高さ判定処理を行う（ステップＳ１５０）。高さ閾値Ｈ１ｒｅｆは、吸着ノズル２８による吸着時の部品Ｐへの接触高さが正常とみなせる範囲の上限として例えば実験により予め定められた値である。高さ閾値Ｈ１ｒｅｆは、例えば実装対象の部品種毎に定められた値であり、各部品種の部品Ｐの上面の高さにマージンを持たせた値として設定されている。例えば、図６（ｂ）に示すように、吸着ノズル２８に異物が付着しておらず吸着ノズル２８が実装対象の部品Ｐ１に正常に接触した場合には、ステップＳ１４０で取得した接触高さＨ１は高さ閾値Ｈ１ｒｅｆ以下となる。一方、図６（ｃ）に示すように、吸着ノズル２８に異物として例えば実装対象ではない他の部品Ｐ０が付着していた場合には、接触高さＨ１は部品Ｐ０の厚さ分だけ大きい値になり、高さ閾値Ｈ１ｒｅｆを超えた値になる。このように、ＣＰＵ４１は、吸着ノズル２８の下降時の接触高さＨ１が正常な接触高さよりも上方に位置するか否かにより、吸着時の異常の有無すなわち異物の有無を判定するのである。
　ステップＳ１５０で接触高さＨ１が高さ閾値Ｈ１ｒｅｆを超えていないときには、ＣＰＵ４１は、吸着ノズル２８の下端に負圧を作用させて部品Ｐを吸着させる（ステップＳ１６０）。これにより、接触高さ取得処理（ステップＳ１４０）で吸着ノズル２８に接触した実装対象の部品Ｐが吸着ノズル２８に吸着される。続いて、ＣＰＵ４１は、撮像ユニット１６に吸着ノズル２８を側方から撮像させ、撮像された画像を用いて吸着ノズル２８に吸着された部品Ｐの吸着異常の有無を判定する（ステップＳ１７０）。ＣＰＵ４１は、例えば、吸着位置のずれや部品Ｐの変形、破損の有無などを判定する。
　ステップＳ１７０で吸着異常がないときには、ＣＰＵ４１は、実装対象の部品種の部品Ｐの基板Ｓへの実装時における吸着ノズル２８の接触高さＨ２を取得する接触高さ取得処理を実行する（ステップＳ１８０）。ＣＰＵ４１は、この処理を、図５のステップＳ３００で基板Ｓの実装位置に実装ヘッド２２を移動させる点、及び検出部３８が荷重を検出したときの接触高さをステップＳ３４０において接触高さＨ２として取得する点以外は、上述したステップＳ１１０と同様にして行う。図７は、接触高さＨ２を測定する一例を表す説明図である。図７（ａ）は基板Ｓの実装位置に異物がない場合の図であり、図７（ｂ）は基板Ｓの実装位置に異物Ｆがある場合の図である。なお、ＣＰＵ４１は、第１リニアモータ３１のエンコーダ値及び第２リニアモータ３５のエンコーダ値に基づいて、基準高さＲからの吸着ノズル２８先端までの高さとして接触高さＨ２を測定する。
　ステップＳ２３０で接触高さＨ２を取得すると、ＣＰＵ４１は、接触高さＨ２が高さ閾値Ｈ２ｒｅｆを超えているか否かを判定する接触高さ判定処理を行う（ステップＳ１９０）。高さ閾値Ｈ２ｒｅｆは、基板Ｓの実装位置に部品Ｐを実装する際の接触高さが正常とみなせる範囲の上限として例えば実験により予め定められた値である。高さ閾値Ｈ２ｒｅｆは、例えば基板Ｓの実装位置の上面の高さ及び実装対象の部品種に応じて定められた値であり、基板Ｓに実装した際の各部品種の部品Ｐの上面の高さにマージンを持たせた値として設定されている。例えば、図７（ａ）に示すように、基板Ｓの実装位置に異物が存在せず吸着ノズル２８に吸着された実装対象の部品Ｐ１が基板Ｓに正常に接触した場合には、ステップＳ１８０で取得した接触高さＨ２は高さ閾値Ｈ２ｒｅｆ以下となる。一方、図７（ｂ）に示すように、基板Ｓに異物Ｆが存在している場合には、接触高さＨ２は異物Ｆの厚さ分だけ大きい値になり、高さ閾値Ｈ２ｒｅｆを超えた値になる。このように、ＣＰＵ４１は、吸着ノズル２８の下降時の接触高さＨ２が正常な接触高さよりも上方に位置するか否かにより、実装時の異常の有無すなわち異物の有無を判定するのである。
　ステップＳ１９０で接触高さＨ２が高さ閾値Ｈ２ｒｅｆを超えていないときには、ＣＰＵ４１は、所定の装着荷重となるように第２昇降駆動部３４を制御するとともに部品Ｐの吸着解除を行う（ステップＳ２００）。これにより、実装対象の部品Ｐが基板Ｓに実装される。部品Ｐを吸着解除すると、ＣＰＵ４１は、現基板の実装処理が完了したか否かを判定し（ステップＳ２１０）、完了していないときには、ステップＳ１３０以降の処理を実行する。即ち、ＣＰＵ４１は、次の実装対象の部品種を設定し、実装ユニット１３を制御して接触高さＨ１，Ｈ２に基づく異常の判定を行いながら部品Ｐの基板Ｓへの配置を行う。一方、ステップＳ２１０で現基板の実装処理が完了したときには、ＣＰＵ４１は、実装完了した基板Ｓを基板搬送ユニット１２に排出させ（ステップＳ２２０）、生産完了したか否かを判定する（ステップＳ２３０）。生産完了していないときには、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１２０以降の処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ４１は、新たな基板Ｓを搬送、固定し、ステップＳ１３０以降の処理を実行する。一方、ステップＳ２３０で生産完了したときには、ＣＰＵ４１は、そのまま本ルーチンを終了する。
　一方、ステップＳ１５０で接触高さＨ１が高さ閾値Ｈ１ｒｅｆを超えているときには、ＣＰＵ４１は、吸着ノズル２８が現在の基板Ｓへの実装を行った直近の実装対象（実装順序が１つ前の実装対象）があるか否かを実装ジョブ情報に基づいて判定し（ステップＳ２４０）、ある場合には直近の実装対象の部品種を現在の実装対象に設定する（ステップＳ２５０）。ここで、例えば実装対象の部品Ｐ１の接触高さＨ１に異常がある場合、図６（ｃ）に示したように異物として他の部品Ｐ０が吸着ノズル２８に付着している可能性がある。すなわち、基板Ｓ上に部品Ｐ０を配置したあとに部品Ｐ０が吸着ノズル２８から離れない現象（いわゆる持ち帰り現象）が生じており、そのまま次の実装対象の部品Ｐ１を吸着しようとしている可能性がある。このような場合、吸着ノズル２８による直近の実装対象（ここでは部品Ｐ０）の基板Ｓへの実装は完了していない。そこで、ＣＰＵ４１は、直近の実装対象（部品Ｐ０と同じ部品種）を再度実装対象に設定することで、持ち帰り現象のリカバリーを行うのである。なお、このような持ち帰り現象が起きる原因としては、例えば吸着ノズル２８の先端に静電気が発生している場合などが考えられる。
　次に、ＣＰＵ４１は、吸着ノズル２８に付着している持ち帰り部品を廃棄する廃棄処理を行う（ステップＳ２６０）。具体的には、ＣＰＵ４１は、吸着ノズル２８の下端に負圧を作用させ、実装ヘッド２２を図示しない廃棄ボックス上に移動させてから負圧を解除する。そして、ＣＰＵ４１は、ステップＳ２５０で実装対象に設定した部品種の部品ＰについてステップＳ１４０と同様に接触高さＨ１を取得し（ステップＳ２７０）、ステップＳ１５０と同様に接触高さＨ１が高さ閾値Ｈ１ｒｅｆを超えているか否かを判定する接触高さ判定処理を行う（ステップＳ２８０）。ステップＳ２８０で接触高さＨ１が高さ閾値Ｈ１ｒｅｆを超えていないときには、ＣＰＵ４１はステップＳ１６０以降の処理を行う。すなわち、ＣＰＵ４１は、接触高さ取得処理（ステップＳ２７０）で吸着ノズル２８に接触した実装対象の部品Ｐを吸着ノズル２８に吸着させ、吸着異常の確認や接触高さＨ２に基づく異常判定を行いつつ吸着した部品Ｐを基板Ｓに実装する。
　また、ステップＳ１７０で吸着異常があるときには、ＣＰＵ４１はステップＳ２６０以降の処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ４１は、吸着異常のある部品Ｐを廃棄し、実装対象の部品Ｐについて吸着時の接触高さＨ１に基づく異常判定を再度行う。
　一方、ステップＳ２４０で直近の実装対象がないとき、ステップＳ２８０で接触高さＨ１が高さ閾値Ｈ１ｒｅｆを超えているとき、又はステップＳ１９０で接触高さＨ２が高さ閾値Ｈ２ｒｅｆを超えているときには、ＣＰＵ４１は、作業者に異常を報知して（ステップＳ２９０）、実装処理を中断し本ルーチンを終了する。例えば、ＣＰＵ４１は、異物が存在する旨の画面を図示しない実装装置１１の表示パネルに表示したり、警告音や異物が存在する旨の音声を出力したりする。なお、ステップＳ２８０で接触高さＨ１が高さ閾値Ｈ１ｒｅｆを超えている場合としては、例えば吸着ノズル２８の先端にはんだが付着していることで持ち帰り部品ＰやステップＳ１６０で異常と判定された部品Ｐ等が離れず廃棄できなかった場合が考えられる。あるいは、吸着ノズル２８に部品以外の異物が付着している場合が考えられる。また、ステップＳ１９０で接触高さＨ２が高さ閾値Ｈ２ｒｅｆを超えている場合には、基板Ｓに異物が付着していることが考えられる。これらのような場合には実装処理を継続せず作業者が吸着ノズル２８や基板Ｓの状態を確認することが望ましいため、実装処理を中止して異常を報知するのである。
　なお、持ち帰り現象のリカバリー（ステップＳ２４０～Ｓ２８０）を行った場合でも、実際には持ち帰り現象が生じておらず吸着ノズル２８の先端に異物が付着している場合もある。このような場合でも、ステップＳ１７０又はステップＳ２８０の少なくとも一方において、ＣＰＵ４１は異常を検出することができる。また、異物が実装対象の部品Ｐの形状に近いことでステップＳ１７０又はステップＳ２８０で異常が検出できない場合でも、持ち帰り現象ではない場合には直近の実装対象は基板Ｓに実装済みであり、リカバリーにより実装済みの部品Ｐと同じ実装位置で接触高さＨ２を測定することになる。この場合、接触高さＨ２は実装済みの部品Ｐに異物の高さを加えた値になるため、ＣＰＵ４１はステップＳ１９０で異常を検出することができる。
　ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の吸着ノズル２８が本発明の保持部材に相当し、実装ヘッド２２が実装ヘッドに相当し、第１昇降駆動部３０及び第２昇降駆動装置３４が昇降部に相当し、検出部３８が接触検出部に相当し、制御装置４０が異常判定部に相当する。また、制御装置４０が実装制御部に相当する。
　以上説明した実施形態の実装装置１１は、部品Ｐを吸着して保持する吸着ノズル２８を有し吸着した部品Ｐを基板Ｓに実装する実装ヘッド２２と、吸着ノズル２８を昇降させる第１昇降駆動部３０及び第２昇降駆動装置３４と、吸着ノズル２８が他の物体に接触したことを検出する検出部３８と、を備えている。そして、この実装装置１１では、制御装置４０は、吸着ノズル２８の下降時の正常な接触高さよりも上方において検出部３８が吸着ノズル２８と他の物体との接触を検出した場合に異常と判定する接触高さ判定処理を行う。これにより、吸着ノズル２８の下降時の異物を検出することができる。
　また、制御装置４０は、吸着ノズル２８が部品Ｐを吸着する際の吸着ノズル２８の下降時の接触に関してステップＳ１５０，Ｓ２００の接触高さ判定処理を行う。これにより、吸着ノズル２８が部品Ｐを吸着する際の異物を検出することができる。また、上述した持ち帰り現象が生じているときに、吸着ノズル２８が持ち帰った部品（例えば図６（ｃ）の部品Ｐ０）と実装対象の部品（例えば図６（ｃ）の部品Ｐ１）とが定数違いの同じ形状の部品である場合がある。この場合、ステップＳ１７０における撮像ユニット１６を用いた判定では部品Ｐ０と部品Ｐ１とを区別できず、異常を検出できない場合がある。本実施形態では、このような場合でも、制御装置４０がステップＳ１５０の接触高さ判定処理を行うことで、持ち帰り現象に起因する異常を検出することができる。
　さらに、制御装置４０は、吸着ノズル２８が部品Ｐを吸着する際のステップＳ１５０の接触高さ判定処理において異常と判定した場合には、ステップＳ２４０～Ｓ２８０の処理を行う。すなわち、制御装置４０は、吸着ノズル２８による直近の実装対象と同じ種別の部品Ｐを直近の実装対象の実装位置に実装するよう実装ヘッド２２，第１昇降駆動部３０及び第２昇降駆動装置３４を制御する。これにより、持ち帰り現象が生じてしまい実装されなかった部品Ｐを基板Ｓ上に適切に実装することができる。すなわち持ち帰り現象のリカバリーを行うことができる。
　さらにまた、制御装置４０は、部品Ｐを保持した吸着ノズル２８が基板Ｓに部品Ｐを実装する際の吸着ノズル２８の下降時の接触に関してステップＳ１９０の接触高さ判定処理を行う。これにより、基板Ｓに部品Ｐを実装する際の異物を検出することができる。
　そしてまた、検出部３８は、吸着ノズル２８の下降時に下方から吸着ノズル２８に加わる荷重を検出する荷重センサである。これにより、吸着ノズル２８に加わる荷重に基づいて、吸着ノズル２８が他の物体に接触したことを適切に検出できる。
　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、検出部３８は荷重センサとしたが、吸着ノズル２８が他の物体に接触したことを検出できれば、これに限られない。例えば、タッチセンサとしてもよい。あるいは、検出部３８を省略し、第２リニアモータ３５の負荷電流の増大に基づいて制御装置４０が接触を検出してもよい。また、下降時に吸着ノズルが他の物体に接触すると吸着ノズルが備える複数の部材が相対移動するようにし、この相対移動の有無により接触を検出してもよい。図８は、この場合の変形例の実装ヘッド２２Ａの一例を表す部分断面図である。図９は、図８のＣ－Ｃ断面図である。実装ヘッド２２Ａは、第２昇降駆動装置３４が検出部３８を備えておらず、代わりに検出部７０を備えている。また、吸着ノズル２８Ａは、管状部１９に代えて管状部８１，スプリング８２，吸着部８３を備えている点以外は、吸着ノズル２８と同じ構成をしている。管状部８１は、管状部１９と同様に第１昇降駆動部３０や第２昇降駆動装置３４によって上下に昇降する。吸着部８３は、スプリング８２を介して管状部８１に接続された円筒状の部材であり、先端（下端）に部品Ｐを吸着可能である。吸着部８３は、内周面が管状部８１の外周面に接触しており、管状部８１に対して相対的に上下に摺動可能である。また、吸着部８３は、上端に円筒状の遮蔽部８４を有している。検出部７０は、投光器７１と受光器７２とを備えた光学センサとして構成されている。この実装ヘッド２２Ａは、吸着部８３の下端に他の物体が接触していない状態では、スプリング８２の弾性力によって管状部８１と吸着部８３との相対位置が保たれており、投光器７１から受光器７２への光軸Ｌは遮蔽されない。一方、吸着ノズル２８Ａが下降して吸着部８３の下端に他の物体が接触すると、吸着部８３が管状部８１に対して上方に相対移動して、光軸Ｌを遮蔽部８４が遮蔽する。そのため、制御装置４０は、受光器７２が投光器７１からの光軸を受光しなくなったことによって、吸着ノズル２８Ａが他の物体に接触したことを検出できる。このように吸着ノズルが備える複数の部材の上下の相対移動を検出する場合でも、上述した実施形態と同様に、吸着ノズルの下降時の異物を検出することができる。なお、吸着ノズルが備える複数の部材が相対移動の検出を行う検出部は、図８，９に示した検出部７０の例に限られない。例えばフランジ２９の下部に投光器及び受光器を取り付け、投光器からの光を遮蔽部８４の上面で反射させ、受光器が反射光を受光することでフランジ２９と遮蔽部８４と相対移動の検出を行ってもよい。
　上述した実施形態では、制御装置４０は、吸着ノズル２８の下降時の正常な接触高さよりも上方において検出部３８が吸着ノズル２８と他の物体との接触を検出した場合に異常と判定したが、これに限られない。制御装置４０は、吸着ノズル２８の下降時の正常な接触タイミングよりも早いタイミングで検出部３８が吸着ノズル２８と他の物体との接触を検出した場合に異常と判定してもよい。例えば、制御装置４０は、第１昇降駆動部３０及び第２昇降駆動装置３４による吸着ノズル２８の下降を開始してから検出部３８が荷重を検出するまでの時間を下降時間として測定し、測定した時間が所定の時間閾値よりも短い場合に異常と判定してもよい。こうしても、上述した実施形態と同様に、吸着ノズルの下降時の異物を検出することができる。
　上述した実施形態において、ステップＳ１５０で接触高さＨ１が高さ閾値Ｈ１ｒｅｆを超えているときには、制御装置４０はステップＳ２４０～Ｓ２８０の処理を行わずにステップＳ２９０で異常を報知してもよい。すなわち、持ち帰り現象のリカバリーを行わなくてもよい。ここで、持ち帰り現象が生じた場合、持ち帰り部品は一度基板Ｓ上に配置する処理を行っているため、このときに基板Ｓのはんだが部品によってつぶされている場合がある。このような状態の製品を作業者が望まない場合には、リカバリーを行わない方が好ましい。また、図示しない操作部を介して作業者から入力した指示に基づいて、制御装置４０がリカバリーを行うか否かを切り替えるようにしてもよい。また、持ち帰り部品のリカバリーを行わない場合でも、ステップＳ１７０で吸着異常がある場合には制御装置４０はステップＳ２６０以降の処理を行ってもよい。
　上述した実施形態では、制御装置４０は、吸着時の異物の検出（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）と実装時の異物の検出（ステップＳ１８０，Ｓ１９０）とを行ったが、これらのいずれか一方を省略してもよい。こうしても、吸着時と実装時との少なくとも一方において吸着ノズル２８の下降時の異物を検出することはできる。
　上述した実施形態では、実装ヘッド２２は第１昇降駆動部３０と第２昇降駆動装置３４との２つの昇降駆動部を備えるものとしたが、吸着ノズル２８を昇降させることができればこれに限られない。例えば実装ヘッド２２が備える昇降駆動部が１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
　上述した実施形態では、吸着ノズル２８は１つとして説明したが、１以上であればよく、例えば実装ヘッド２２が複数の吸着ノズル２８を備えていてもよい。この場合、ステップＳ２４０で実装対象に設定する「直近の実装対象」は、単に実装順序が１つ前の実装対象ではなく、複数の吸着ノズル２８のうちステップＳ１５０で異常が判定された吸着ノズル２８による直近の実装対象である。また、実装ヘッド２２が複数の吸着ノズル２８を備えている場合、制御装置４０は接触高さ判定処理で異常が検出された吸着ノズル２８以外の吸着ノズル２８を用いて持ち帰り部品のリカバリーを行ってもよい。あるいは、制御装置４０は接触高さ判定処理で異常が判定された吸着ノズル２８を以降の処理では使用しないようにしてもよい。
　上述した実施形態では、制御装置４０は持ち帰り部品のリカバリーを行う場合もステップＳ２６０で部品Ｐを一度廃棄したが、廃棄しなくてもよい。すなわち、ステップＳ１５０で接触高さＨ１が高さ閾値Ｈ１ｒｅｆを超えている場合には、持ち帰り現象により吸着ノズル２８に直近の実装対象の部品Ｐが吸着されているとみなして、制御装置４０はステップＳ２５０を実行し、ステップＳ２７０以降の処理を実行してもよい。こうしても、持ち帰り現象のリカバリーを行うことはできる。
　上述した実施形態では、基準高さＲは基準部材１７の上面の高さとしたが、これに限られない。例えば、吸着ノズル２８の初期高さ（第１昇降駆動部３０と第２昇降駆動装置３４とを最大まで上昇させた時の高さなど）を基準高さＲとしてもよいし、基板Ｓの上面の高さを基準高さＲとしてもよい。
　上述した実施形態では、高さ閾値Ｈ２ｒｅｆは予め定められた値としたが、これに限られない。例えば、制御装置４０は、基板Ｓの上面の高さや実装対象の部品Ｐの厚さ（高さ）を実測して、実測した値に基づいて高さ閾値Ｈ２ｒｅｆを設定してもよい。例えば、制御装置４０は、吸着ノズル２８が部品Ｐを吸着しない状態で基板Ｓ上に実装ヘッド２２を移動して接触高さ取得処理ルーチンを行うことで、基板Ｓの上面の高さを測定してもよい。また、制御装置４０は、吸着ノズル２８が部品Ｐを吸着した状態で基準部材１７上に実装ヘッド２２を移動して接触高さ取得処理ルーチンを行うことで、部品Ｐの厚さを測定してもよい。あるいは、制御装置４０は、撮像ユニット１６が撮像した画像に基づいて部品Ｐの厚さを測定してもよい。
　上述した実施形態では、接触高さＨ２は吸着ノズル２８の下端の高さとしたが、吸着ノズル２８に吸着されているであろう実装対象の部品Ｐの下端の高さを接触高さＨ２としてもよい。この場合、例えば吸着ノズル２８の下端の高さから実装対象の部品Ｐの厚さを減じた値を接触高さＨ２とすればよい。また、この場合の高さ閾値Ｈ２ｒｅｆは基板Ｓの実装位置の上面の高さに応じて定めておけばよい。
　上述した実施形態では、ＣＰＵ４１は、接触高さ判定処理（ステップＳ１５０，Ｓ２８０）において接触高さＨ１が高さ閾値Ｈ１ｒｅｆを超えていないときに、ステップＳ１６０で部品Ｐを吸着したが、これに限られない。例えば、接触高さ取得処理（ステップＳ１４０，Ｓ２７０）のステップＳ３２０において、ＣＰＵ４１は第２支持部材３６を下降させると共に吸着ノズル２８の下端に負圧を作用させて、ステップＳ３３０での荷重の検出と同時に部品Ｐが吸着ノズル２８に吸着されるようにしてもよい。
　本発明は、部品を基板上に実装する実装処理を行う装置に利用可能である。
　１０　実装システム、１１　実装装置、１２　基板搬送ユニット、１３　実装ユニット、１４　部品供給ユニット、１６　撮像ユニット、１７　基準部材、１９　管状部、２０　ヘッド移動部、２２，２２Ａ　実装ヘッド、２３　Ｑ軸モータ、２４，２６　ギア、２５　シリンジ部材、２７　水平部、２８，２８Ａ　吸着ノズル、２９　フランジ、３０　第１昇降駆動部、３１　第１リニアモータ、３２　第１支持部材、３３　第１係合部、３４　第２昇降駆動部、３５　第２リニアモータ、３６　第２支持部材、３７　第２係合部、３８　検出部、４０　制御装置、４１　ＣＰＵ、４２　ＲＯＭ、４３　ＨＤＤ、４４　ＲＡＭ、４５　入出力インタフェース、４６　バス、５０　管理コンピュータ、５２　入力装置、５４　ディスプレイ、６１　フィーダ部、６２　テープ、７０　検出部、７１　投光器、７２　受光器、８１　管状部、８２　スプリング、８３　吸着部、８４　遮蔽部、Ａ，Ｂ　移動範囲、Ｆ　異物、Ｈ１，Ｈ２　接触高さ、Ｈ１ｒｅｆ，Ｈ２ｒｅｆ　高さ閾値、Ｌ　光軸、Ｐ，Ｐ０，Ｐ１　部品、Ｒ　基準高さ、Ｓ　基板。

Claims (5)

  1. 　部品を採取して保持する保持部材を有し、保持した部品を基板に実装する実装ヘッドと、
    　前記保持部材を昇降させる昇降部と、
    　前記保持部材が他の物体に接触したことを検出する接触検出部と、
    　前記保持部材の下降時の正常な接触高さよりも上方又は正常な接触タイミングよりも早いタイミングの少なくとも一方において前記接触検出部が前記接触を検出した場合に異常と判定する判定処理を行う異常判定部と、
    　を備えた実装装置。
  2. 　前記異常判定部は、前記保持部材が部品を採取する際の該保持部材の下降時の前記接触に関して、前記判定処理を行う、
    　請求項１に記載の実装装置。
  3. 　請求項２に記載の実装装置であって、
    　前記保持部材が部品を採取する際の前記判定処理において前記異常判定部が異常と判定した場合には、該保持部材による直近の実装対象と同じ種別の部品を該直近の実装対象の実装位置に実装するよう前記実装ヘッド及び前記昇降部を制御する実装制御部、
    　を備えた実装装置。
  4. 　前記異常判定部は、部品を保持した前記保持部材が前記基板に該部品を実装する際の該保持部材の下降時の前記接触に関して、前記判定処理を行う、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の実装装置。
  5. 　前記接触検出部は、前記保持部材の下降時に下方から該保持部材に加わる荷重を検出する荷重センサである、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の実装装置。
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