WO2016199237A1 - 検出方法 - Google Patents

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WO2016199237A1
WO2016199237A1 PCT/JP2015/066685 JP2015066685W WO2016199237A1 WO 2016199237 A1 WO2016199237 A1 WO 2016199237A1 JP 2015066685 W JP2015066685 W JP 2015066685W WO 2016199237 A1 WO2016199237 A1 WO 2016199237A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
suction nozzle
light
suction
work head
position sensor
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/066685
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
尚宏 加藤
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.)
Filing date
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/JP2015/066685 priority Critical patent/WO2016199237A1/ja
Priority to JP2017523018A priority patent/JP6615199B2/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
    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components

Definitions

  • the present invention relates to a detection method for detecting the tip position of a suction nozzle used in a work machine by an optical position sensor.
  • the optical position sensor has a photodiode that generates a charge corresponding to the amount of light, and when the light is spot-irradiated to the photodiode, a charge is generated at the spot-irradiated portion, and a voltage is generated. Measured. Based on the voltage, the position of the irradiated light is detected. Since the optical position sensor detects the light irradiation position based on the voltage change in this way, the time required for detection is very short.
  • the following patent document describes a technique for calibrating the suction nozzle using an optical position sensor.
  • the detection method of the present invention includes (a) a suction nozzle for sucking and holding a component in a suction pipe, (b) a work head on which the suction nozzle is detachably mounted, and (c). An irradiation device provided on the work head and irradiating light through the inside of the suction tube of the suction nozzle mounted on the work head; and (d) irradiation by the irradiation device through the suction tube of the suction nozzle.
  • a detection method for detecting the position of the light with the optical position sensor In the detection method, when the suction nozzle is moved to the first position by the lifting device, the position of the light irradiated by the irradiation device through the suction pipe of the suction nozzle is determined by the light position sensor. And when the suction nozzle is moved to a second position below the first position by the lifting device, the irradiation device causes the suction nozzle to pass through the suction pipe of the suction nozzle.
  • the detection method of the present invention includes (a) a suction nozzle that sucks and holds a component in a suction pipe, (b) a work head on which the suction nozzle is detachably mounted, c) an irradiation device that is provided in the work head and irradiates light through the inside of the suction tube of the suction nozzle mounted on the work head; and (d) the irradiation device passes through the suction tube of the suction nozzle.
  • a working machine comprising: an optical position sensor that detects the position of the irradiated light; and (e) a rotation device that rotates the suction nozzle mounted on the work head, the position of the light is detected by the optical position sensor.
  • the detection method of the present invention includes (a) a suction nozzle that sucks and holds a component in a suction pipe, (b) a work head on which the suction nozzle is detachably mounted, c) an irradiation device that is provided in the work head and irradiates light through the inside of the suction tube of the suction nozzle mounted on the work head; and (d) the irradiation device passes through the suction tube of the suction nozzle.
  • a working machine comprising: an optical position sensor for detecting the position of the irradiated light; and (e) a vibration device that vibrates the work head, the light position sensor detects the position of the light.
  • the detection method (A) when the work head is vibrated by the vibration device, the width of vibration of the position of light irradiated by the irradiation device through the suction tube of the suction nozzle; ) When the work head vibrates by the vibration device, the vibration frequency of the position of the light irradiated by the irradiation device through the suction tube of the suction nozzle, and (C) the work by the vibration device After the head vibrates and the operation of the vibration device is stopped, at least one of an index value indicating an attenuation of vibration of a position of light irradiated by the irradiation device via the suction tube of the suction nozzle And a fourth detection step of detecting by the optical position sensor.
  • the detection method of the present invention includes (a) a suction nozzle that sucks and holds a component in a suction pipe, (b) a work head on which the suction nozzle is detachably mounted, c) an irradiation device that is provided in the work head and irradiates light through the inside of the suction tube of the suction nozzle mounted on the work head; and (d) the irradiation device passes through the suction tube of the suction nozzle.
  • the detection method for detecting one of the position and the intensity of the light by the optical position sensor, the detection The method detects by one of a fifth detection step and a fifth detection step of detecting, by the optical position sensor, one of the position and intensity of the light irradiated by the irradiation device through the suction tube of the suction nozzle.
  • a third calculation step for calculating a difference between one of the position and intensity of the light and the set value, and when the value calculated by the third calculation step is equal to or greater than a threshold value, the light beam is attached to the working head.
  • a determination step for determining that an abnormality has occurred in the suction nozzle.
  • an illuminating device is disposed on the work head to which the suction nozzle is mounted, and light is irradiated from the tip of the suction nozzle by the illuminating device. Then, the position of the irradiated light is detected by an optical position sensor. Further, the suction nozzle can be raised and lowered. In the working machine having such a structure, when the suction nozzle is moved to the first position, light is irradiated from the tip of the suction nozzle, and the position of the irradiated light is detected by the optical position sensor. .
  • the suction nozzle when the suction nozzle is lowered and moved to the second position below the first position, light is irradiated from the tip of the suction nozzle, and the position of the irradiated light is detected by the optical position sensor. Detected. Then, by calculating the difference between the irradiation positions of the two lights, for example, it is possible to assume a shift in the moving direction of the suction nozzle by the lifting device. As a result, the suction nozzle can be appropriately calibrated, and the practicality of the detection method using the optical position sensor is improved.
  • the suction nozzle mounted on the work head can be rotated by the rotation device.
  • the suction nozzle when the suction nozzle is rotated by the rotation device, light is irradiated from the tip of the suction nozzle, and the position of the irradiated light is detected by the optical position sensor.
  • the position of the light detected by the optical position sensor has changed, the amount of change in the position of the light is calculated. Based on the amount of change in the position of the light, for example, it is possible to assume a deviation of the axis of the suction nozzle.
  • the suction nozzle can be appropriately calibrated, and the practicality of the detection method using the optical position sensor is improved.
  • the work head can be vibrated by the vibration device.
  • the amplitude of the vibration of light emitted from the tip of the suction nozzle when the work head is vibrating and the tip of the suction nozzle when the work head is vibrating The optical position sensor detects at least one of the frequency of the light vibration and the index value indicating the attenuation of the vibration of the light irradiated from the tip of the suction nozzle when the vibration of the working head converges.
  • the state of the work implement can be estimated based on the vibration state of the work head. This makes it possible to inspect the working machine and improve the practicality of the detection method using the optical position sensor.
  • the detection method of the present invention light is irradiated from the tip of the suction nozzle, and the position of the irradiated light or the intensity of the light is detected by the optical position sensor. At this time, if the tip of the suction nozzle is chipped, or if foreign matter adheres to the inside of the suction nozzle, the position of light emitted from the suction nozzle or the light intensity is normal. It differs from the position of the light emitted from the suction nozzle or the intensity of the light. By utilizing such a fact, in the detection method of the present invention, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the suction nozzle based on the position of light detected by the optical position sensor or the intensity of light. . As a result, it is possible to appropriately inspect the suction nozzle, and the practicality of the detection method using the optical position sensor is improved.
  • FIG. 1 It is a figure which shows an electronic component mounting machine It is a figure which shows a suction nozzle. It is a figure which shows the internal structure of a mounting head. It is a figure which shows the relationship between the position of the light detected by an optical position sensor, and a voltage. It is a block diagram which shows a control apparatus. It is a figure which shows the state which detects the light irradiated from the suction nozzle raised to the 1st position or the suction nozzle lowered to the 2nd position with an optical position sensor. It is a figure which shows the state which detects the light irradiated from the suction nozzle in which an axis is inclined by the optical position sensor.
  • FIG. 1 shows an electronic component mounting machine 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the electronic component mounting machine 10 is a device for performing an electronic component mounting operation on a circuit board.
  • the electronic component mounting machine 10 includes a transport device 20, a mounting head moving device (hereinafter may be abbreviated as “moving device”) 22, a mounting head 24, a supply device 25, a parts camera 26, a mark camera 27, And an optical position sensor 28.
  • the conveying device 20 includes a pair of conveyor belts 30 extending in the X-axis direction and an electromagnetic motor (see FIG. 5) 32 that rotates the conveyor belt 30.
  • the circuit board 34 is supported by the pair of conveyor belts 30 and is conveyed in the X-axis direction by driving the electromagnetic motor 32.
  • the transfer device 20 has a substrate holding device (see FIG. 5) 36.
  • the substrate holding device 36 fixedly holds the circuit board 34 supported by the conveyor belt 30 at a predetermined position (a position where the circuit board 34 in FIG. 1 is illustrated).
  • the moving device 22 includes an X-axis direction slide mechanism 50 and a Y-axis direction slide mechanism 52.
  • the X-axis direction slide mechanism 50 has an X-axis slider 56 provided on the base 54 so as to be movable in the X-axis direction.
  • the X-axis slider 56 is moved to an arbitrary position in the X-axis direction by driving an electromagnetic motor (see FIG. 5) 58.
  • the Y-axis direction slide mechanism 52 has a Y-axis slider 60 provided on the side surface of the X-axis slider 56 so as to be movable in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction.
  • the Y-axis slider 60 is moved to an arbitrary position in the Y-axis direction by driving an electromagnetic motor (see FIG. 5) 62.
  • the mounting head 24 is attached to the Y-axis slider 60. With such a structure, the mounting head 24 is moved to an arbitrary position on the base 54 by the moving device 22.
  • the mounting head 24 mounts electronic components on the circuit board 34.
  • a suction nozzle 70 is provided on the lower end surface of the mounting head 24.
  • the suction nozzle 70 includes a body cylinder 72, a flange portion 73, a suction pipe 74, and a latch pin 75.
  • the trunk cylinder 72 has a cylindrical shape, and the flange portion 73 is fixed so as to protrude from the outer peripheral surface of the trunk cylinder 72.
  • the suction pipe 74 is formed in a thin pipe shape, and is held by the trunk cylinder 72 so as to be movable in the axial direction while extending downward from the lower end portion of the trunk cylinder 72.
  • the latch pin 75 is provided at the upper end portion of the trunk cylinder 72 so as to extend in the radial direction of the trunk cylinder 72.
  • the suction nozzle 70 is detachably attached to the mounting head 24 by using the latch pin 75.
  • the mounting head 24 includes a spring (not shown), and the spring applies an elastic force to the suction tube 74 of the suction nozzle 70 attached to the mounting head 24. Accordingly, the suction pipe 74 is urged in a direction extending downward from the lower end portion of the body cylinder 72 by the elastic force of the spring built in the mounting head 24.
  • the suction nozzle 70 communicates with a positive / negative pressure supply device (see FIG. 5) 76 through negative pressure air and positive pressure air passages.
  • Each suction nozzle 70 sucks and holds the electronic component at the tip of the suction tube 74 by negative pressure, and detaches the held electronic component by positive pressure.
  • the mounting head 24 has a nozzle lifting device (see FIG. 5) 77 that lifts and lowers the suction nozzle 70.
  • the mounting head 24 changes the vertical position of the electronic component to be held by the nozzle lifting device 77.
  • the mounting head 24 has a nozzle rotation device (see FIG. 5) 78 that rotates the suction nozzle 70 around its axis. With the nozzle rotation device 78, the mounting head 24 changes the holding posture of the electronic component to be held.
  • the mounting head 24 has an irradiation device 80.
  • the irradiation device 80 is disposed inside the mounting head 24 and irradiates light from the tip of the suction nozzle 70.
  • a generally cylindrical holder 81 is disposed inside the mounting head 24, and the suction nozzle 70 is held at the lower end of the holder 81 as shown in FIG. 3.
  • a through hole 82 is formed on the side surface of the holder 81.
  • An irradiation device 80 is disposed on the outer peripheral surface, and emits light toward the inside of the holder 81 through the through hole 82.
  • a mirror 83 is disposed in a state inclined at about 45 degrees downward so as to face the through hole 82.
  • a lens 84 is disposed below the mirror 83.
  • the supply device 25 is a feeder type supply device, and has a plurality of tape feeders 85.
  • the tape feeder 85 accommodates the taped component in a wound state.
  • the taped component is a taped electronic component.
  • the tape feeder 85 sends out the taped parts by a feeding device 86 (see FIG. 5).
  • the feeder type supply device 25 supplies the electronic component at the supply position by feeding the taped component.
  • the tape feeder 85 can be attached to and detached from the base 54, and can cope with replacement of electronic parts, shortage of electronic parts, and the like.
  • the parts camera 26 is disposed on the base 54 so as to face upward. Thereby, the part camera 26 can image the electronic component held by the suction nozzle 70 by moving the mounting head 24 above the part camera 26.
  • the mark camera 27 is fixed to the Y-axis slider 60 of the moving device 22 so as to face downward, and is moved to an arbitrary position by the operation of the moving device 22. Thereby, the mark camera 27 can image an arbitrary position on the base 54.
  • the optical position sensor 28 has a generally flat plate shape and is disposed on the base 54.
  • the optical position sensor 28 is a so-called PSD (abbreviation of Position
  • PSD abbreviation of Position
  • FIG. Specifically, a photodiode that generates a charge corresponding to the amount of light is disposed on the upper surface of the optical position sensor 28, and when the photodiode is irradiated with light in a spot manner, as shown in FIG. An electric charge is generated at the spot irradiated spot, and the voltage is measured.
  • the optical position sensor 28 detects the light irradiation position X and the intensity based on a change in voltage, so that the time required for detection is very short.
  • the electronic component mounting machine 10 includes a control device 100 as shown in FIG.
  • the control device 100 includes a controller 102 and a plurality of drive circuits 104.
  • the plurality of drive circuits 104 are connected to the electromagnetic motors 32, 58, 62, the substrate holding device 36, the positive / negative pressure supply device 76, the nozzle lifting / lowering device 77, the nozzle rotation device 78, and the feeding device 86.
  • the controller 102 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, mainly a computer, and is connected to a plurality of drive circuits 104. Thereby, the operations of the transport device 20 and the moving device 22 are controlled by the controller 102.
  • the mounting operation can be performed by the mounting head 24 on the circuit board 34 held by the transport device 20 with the above-described configuration. Specifically, the circuit board 34 is transported to the work position according to a command from the controller 102, and the circuit board 34 is fixedly held by the board holding device 36 at the position. Next, the mark camera 27 moves above the circuit board 34 in accordance with a command from the controller 102 and images the circuit board 34. Thereby, information on the error of the holding position of the circuit board 34 is obtained. Further, the tape feeder 85 sends out a taped component and supplies an electronic component at a supply position in accordance with an instruction from the controller 102.
  • the mounting head 24 moves above the supply position of the electronic component according to a command from the controller 102 and sucks and holds the electronic component by the suction nozzle 70. Subsequently, the mounting head 24 moves above the parts camera 26 according to a command from the controller 102, and the parts camera 26 images the electronic component held by the suction nozzle 70. As a result, information on the error of the component holding position can be obtained. Then, the mounting head 24 moves above the circuit board 34 according to a command from the controller 102 and corrects the held electronic components for errors in the holding position of the circuit board 34, errors in the holding position of the electronic components, and the like. It is mounted on the circuit board 34.
  • the tip position of the suction nozzle 70 is imaged by the parts camera 26
  • the tip position of the suction nozzle 70 can be measured based on the imaging data.
  • an image of the electronic component actually mounted on the circuit board 34 is captured by the mark camera 27, and the electronic component based on the captured data is captured. It is possible to measure the mounting position.
  • the image processing based on the imaging data is inconvenient because it takes some time.
  • the height of the suction nozzle 70 at the time of imaging by the parts camera 26 is the height of the suction nozzle 70 when an electronic component is mounted on the circuit board 34 (hereinafter, sometimes referred to as “mounting height”). Therefore, there is a possibility that appropriate calibration cannot be performed.
  • the electronic component mounting machine 10 performs calibration using the optical position sensor 28.
  • the mounting head 24 moves above the optical position sensor 28 by the operation of the moving device 22.
  • the suction nozzle 70 is not lowered by the nozzle lifting / lowering device 77 but is positioned at the upper end of the range of movement in the vertical direction by the nozzle lifting / lowering device 77.
  • the irradiation device 80 irradiates light toward the suction nozzle 70 mounted on the mounting head 24.
  • FIG. 6 from the tip of the suction tube 74 of the suction nozzle (suction nozzle shown by a solid line in FIG. 6) 70 located at the upper end of the range of movement in the vertical direction to the optical position sensor 28.
  • the light irradiation position A is detected by the optical position sensor 28.
  • the suction nozzle 70 is moved by the operation of the nozzle lifting / lowering device 77 without moving the mounting head 24 by the moving device 22. That is, it is lowered to the mounting height. Then, the irradiation device 80 irradiates light toward the suction nozzle 70 mounted on the mounting head 24. As a result, the tip of the suction tube 74 of the suction nozzle (suction nozzle indicated by a dotted line in FIG. 6) 70, where the tip of the suction tube 74 descends to a position slightly separated from the optical position sensor 28, is directed toward the optical position sensor 28. The light irradiation position B is detected by the optical position sensor 28.
  • the mounting head 24 Since the mounting head 24 detects the irradiation position B without moving by the moving device 22 after the irradiation position A is detected, the irradiation position A and the irradiation position B are usually the same. However, when the mounting head 24 is not attached to the Y-axis slider 60, or when the suction nozzle 70 is moved up and down by the nozzle lifting device 77, the irradiation position A and the irradiation position B are different. Is different. For this reason, when the irradiation position A and the irradiation position B are different, a deviation amount between the irradiation position A and the irradiation position B is calculated, and calibration is performed based on the deviation amount.
  • the axial center direction of the suction pipe 74 of the suction nozzle 70 may be displaced from the vertical direction.
  • the irradiation device 80 when light is irradiated from the tip of the suction tube 74 of the suction nozzle 70 by the irradiation device 80, as shown in FIG. 7, the light is not in the vertical direction but in a direction shifted from the vertical direction. Irradiated towards.
  • the irradiation position C of light irradiated from the tip of the adsorption tube 74 is detected by the optical position sensor 28. Further, the coordinate position D in the XY direction of the mounting head 24 when the irradiation position C is detected is extracted.
  • the coordinate position D is extracted by the controller 102 that controls the operation of the moving device 22. Then, a deviation amount between the irradiation position C and the coordinate position D is calculated. Accordingly, it is possible to estimate the inclination angle of the adsorption pipe 74 with respect to the vertical direction based on the calculated deviation amount, and calibration is performed based on the inclination angle of the adsorption pipe 74.
  • the inclination angle of the suction pipe 74 of the suction nozzle 70 can also be estimated by rotating the suction nozzle 70 by the nozzle rotation device 78. Specifically, when the suction nozzle 70 is rotated by the nozzle rotation device 78 when light is irradiated from the tip of the suction tube 74 of the suction nozzle 70 by the irradiation device 80, the suction tube 74 is inclined. The circular path of the irradiated light is circular. Therefore, for example, as shown in FIG. 8, the light position sensor 28 detects the irradiation position E of the light irradiated from the tip of the adsorption tube 74.
  • the suction nozzle 70 at the time of detecting the irradiation position E is rotated by 180 degrees by the nozzle rotation device 78, and the irradiation position F of the light irradiated from the tip of the suction tube 74 is detected by the optical position sensor 28. To do. And the deviation
  • the position of the light emitted from the suction tube 74 of the suction nozzle 70 is detected by the optical position sensor 28, and the work position and the like during the mounting work are calibrated based on the detected position. Is performed. Since the optical position sensor 28 can detect light in a very short time as described above, the optical position sensor 28 can be calibrated at a higher speed than the calibration using the image processing based on the imaging data. It becomes possible. Further, when light is irradiated from the tip of the suction tube 74 of the suction nozzle 70, the suction nozzle 70 is lowered to the mounting height by the nozzle lifting / lowering device 77. Thus, calibration can be performed based on the position of the tip of the suction tube 74 when the electronic component is actually mounted on the circuit board 34, and appropriate calibration can be performed.
  • the electronic component mounting machine 10 detects the position of the light emitted from the suction nozzle 70 when the mounting head 24 is vibrated and the suction nozzle 70 is also vibrated by the vibration of the mounting head 24.
  • the electronic component mounting machine 10 is inspected based on the position of the light. Specifically, for example, the mounting head 24 is moved at a predetermined speed toward the upper side of the optical position sensor 28 and is suddenly stopped above the optical position sensor 28. Thereby, the mounting head 24 vibrates. At this time, light is irradiated from the tip of the suction tube 74 of the suction nozzle 70 by the irradiation device 80, and the position of the light is detected by the optical position sensor 28.
  • the position of the light detected by the optical position sensor 28 vibrates as shown in FIG. 9 as the mounting head 24 vibrates. And the vibration of the position of the detected light attenuates and converges with the passage of time.
  • the relationship between the time indicated by the dotted line in FIG. 9 and the position of the detected light is a detection result in the electronic component mounting machine 10 before maintenance.
  • the relationship between the time indicated by the solid line in FIG. 9 and the position of the detected light is a detection result in the electronic component mounting machine 10 after maintenance.
  • the vibration of the position of the light detected by the optical position sensor 28, that is, the mounting head 24 is compared with the electronic component mounting machine 10 that is maintained.
  • the vibration amplitude is large and the time required for the vibration to converge (hereinafter, sometimes referred to as “vibration convergence time”) is long. That is, in the electronic component mounting machine 10 that is not maintained, it is easy to vibrate, and the vibration is difficult to converge. For this reason, for example, when the amplitude of vibration of light detected by the optical position sensor 28 or the vibration convergence time exceeds a set value, a screen prompting maintenance is displayed on the display panel (not shown).
  • the mounting head 24 is vibrated at a predetermined frequency by operating an electromagnetic motor or the like provided in the electronic component mounting machine 10 and adjusting the rotation speed when the electromagnetic motor is operated.
  • light is irradiated from the tip of the suction tube 74 of the suction nozzle 70 by the irradiation device 80, and the position of the light is detected by the optical position sensor 28.
  • the position of the light detected by the optical position sensor 28 vibrates with the vibration of the mounting head 24, and the frequency of vibration at the position of the light is measured.
  • the mounting head 24 is resonating, the frequency of vibration caused by the operation of the electronic motor is detected as the resonance frequency.
  • the rotational speed of the electromagnetic motor is adjusted until the resonance frequency is detected, and the frequency of vibration of the mounting head 24 is adjusted. Is measured.
  • the resonance frequency of the mounting head 24 is measured in the initial state, that is, in the state where no abnormality has occurred, and the setting range is set based on the resonance frequency. . Then, when the resonance frequency of the vibration of the mounting head 24 is detected, it is determined whether or not the resonance frequency is within the set range. At this time, if the detected resonance frequency does not fall within the set range, a screen prompting maintenance is displayed on the display panel (not shown).
  • the vibration amplitude, vibration convergence time, and frequency of the mounting head 24 are detected by the optical position sensor 28, and deterioration of the electronic component mounting machine 10 is caused based on the detected values. It monitors the tackiness, etc., and promotes maintenance according to the degree of deterioration. Thereby, it becomes possible to perform maintenance of the electronic component mounting machine 10 at an appropriate timing.
  • the circuit board is continuously produced by reducing the control gain.
  • the control gain is readjusted, each time the control gain is readjusted, the vibration amplitude, vibration convergence time, and frequency of the mounting head 24 are detected by the optical position sensor 28, and the optical position sensor 28 is readied. The control gain is adjusted so that the detected value by falls within a predetermined range.
  • the suction nozzle 70 is inspected using the detection value obtained by the optical position sensor 28.
  • the optical position sensor 28 is irradiated with light 110 having the shape shown in FIG.
  • the shape of the light 110 irradiated on the upper surface of the optical position sensor 28 is generally circular according to the shape of the tip of the adsorption tube 74, but light leaks from the portion where the adsorption tube 74 is missing. The point protrudes outward.
  • Such a shape of the light 110 when it is detected by the optical position sensor 28, the relationship between the irradiation position and the voltage of the light becomes a relationship shown by the dotted line in FIG. 12, the irradiation position X 1 is detected.
  • the suction tube 74 is not chipped, the shape of the light applied to the optical position sensor 28 is a circle corresponding to the shape of the tip of the suction tube 74, and there is no portion protruding outward. For this reason, when the light irradiated from the adsorption tube 74 in which no chipping has occurred is detected by the optical position sensor 28, the relationship between the light irradiation position and the voltage is the relationship indicated by the solid line in FIG.
  • the controller 102 of the electronic component mounting machine 10 stores the irradiation position X 2 of the light irradiated from the normal suction tube 74 that is not chipped, and the irradiation position X 2.
  • the difference between the irradiation position X 1 which is detected by the optical position sensor 28 is calculated.
  • the calculated value is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the adsorption pipe 74 is missing.
  • the shape of the light irradiated to the optical position sensor 28 is the shape of the tip of the adsorption tube 74. It becomes a different shape from the circle according to the. That is, the irradiation position X 1 detected by the optical position sensor 28 when a foreign substance is attached inside the suction tube 74 is also different from the irradiation position X 2 stored in the controller 102.
  • the irradiation position X 1 which is detected by the optical position sensor 28, the difference between the irradiation position X 2 stored in the controller 102, when it is above the threshold value has occurred lacks suction pipes 74 Alternatively, it is determined that the foreign matter has adhered to the inside of the adsorption tube 74.
  • the optical position sensor 28 can detect not only the position of the irradiated light but also the intensity of the irradiated light.
  • the suction nozzle 70 is used. It is also possible to perform an inspection. Specifically, when light is emitted from the suction tube 74 in which no chipping occurs and no foreign matter adheres to the inside, that is, from the normal suction tube 74, the light irradiation position and voltage are applied. Is a relationship indicated by a solid line in FIG. The intensity of the light detected at this time is the integral value of the solid line in FIG. 13, that is, the area of the figure surrounded by the solid line.
  • the intensity of light emitted from the adsorption tube 74 in which an abnormality has occurred is lower than the intensity of light emitted from the normal adsorption tube 74.
  • the intensity of light emitted from the normal adsorption tube 74 (hereinafter sometimes referred to as “normal intensity”) is stored in the controller 102, and the normal intensity and light A difference from the light intensity detected by the position sensor 28 is calculated.
  • the suction nozzle 70 to be inspected is determined as a defective nozzle.
  • the controller 102 of the electronic component mounting machine 10 includes a first detection unit 120, a second detection unit 122, a first calculation unit 124, a third detection unit 126, a second calculation unit 128, 4 detection unit 130, inspection unit 132, fifth detection unit 134, third calculation unit 136, and determination unit 138.
  • the first detection unit 120 is a functional unit for detecting the irradiation position of the irradiated light by the optical position sensor 28 when light is irradiated from the suction tube 74 of the suction nozzle 70 located at the upper end.
  • the second detection unit 122 is a functional unit for detecting the irradiation position of the irradiated light by the optical position sensor 28 when light is irradiated from the suction tube 74 of the suction nozzle 70 located at the mounting height.
  • the first calculation unit 124 is a functional unit for calculating the amount of deviation between the light irradiation position detected by the first detection unit 120 and the light irradiation position detected by the second detection unit 122.
  • the third detector 126 detects the irradiation position of the irradiated light by the optical position sensor 28 when light is irradiated from the suction tube 74 of the suction nozzle 70 rotating by the operation of the nozzle rotation device 78. It is a functional part.
  • the second calculation unit 128 is a functional unit for calculating the amount of change in the light irradiation position when the light irradiation position detected by the third detection unit 126 changes.
  • the fourth detection unit 130 detects the amplitude, vibration convergence time, and frequency of the irradiation position of the light irradiated to the optical position sensor 28 by the optical position sensor 28. It is a functional part for.
  • the inspection unit 132 is a functional unit for inspecting the electronic component mounting machine 10 based on the vibration amplitude, vibration convergence time, and frequency of the light irradiation position detected by the fourth detection unit 130.
  • the fifth detection unit 134 is a functional unit for detecting the irradiation position of the light irradiated from the suction tube 74 of the suction nozzle 70 by the optical position sensor 28.
  • the third calculation unit 136 is a functional unit for calculating the difference between the light irradiation position or intensity detected by the fifth detection unit 134 and the light irradiation position or normal intensity stored in the controller 102. It is.
  • the determination unit 138 is a functional unit for determining whether or not the value calculated by the third calculation unit 136 is greater than or equal to a threshold value.
  • the electronic component mounting machine 10 is an example of a working machine.
  • the moving device 22 is an example of a vibration device.
  • the mounting head 24 is an example of a work head.
  • the optical position sensor 28 is an example of an optical position sensor.
  • the suction nozzle 70 is an example of a suction nozzle.
  • the adsorption tube 74 is an example of an adsorption tube.
  • the nozzle lifting device 77 is an example of a lifting device.
  • the nozzle rotation device 78 is an example of a rotation device.
  • the irradiation device 80 is an example of an irradiation device.
  • the 1st detection part 120 is an example for performing a 1st detection process.
  • the 2nd detection part 122 is an example for performing a 2nd detection process.
  • the 1st calculating part 124 is an example for performing a 1st calculating process.
  • the 3rd detection part 126 is an example for performing a 3rd detection process.
  • the 2nd calculating part 128 is an example for performing a 2nd calculating process.
  • the 4th detection part 130 is an example for performing a 4th detection process.
  • the 5th detection part 134 is an example for performing a 5th detection process.
  • the 3rd calculating part 136 is an example for performing a 3rd calculating process.
  • the determination unit 138 is an example for executing a determination process.
  • the vibration convergence time is detected as an index value indicating the attenuation when the vibration of the light irradiation position detected by the optical position sensor 28 converges.
  • Other index values such as coefficients can be employed.

Abstract

吸着ノズル７０が装着される作業ヘッドに照明装置が配設されており、照明装置によって、吸着ノズルの先端から光が照射される。そして、その照射された光の位置が光位置センサ２８によって検出される。また、吸着ノズルが昇降可能とされている。このような構造の作業機において、吸着ノズルが第１の位置に移動している際に、吸着ノズルの先端から照射された光の位置Ａが、光位置センサによって検出される。また、吸着ノズルが下降され、第１の位置より下方の第２の位置に移動している際に、吸着ノズルの先端から照射された光の位置Ｂが、光位置センサによって検出される。そして、それら２つの照射位置の差を演算することで、例えば、昇降装置による吸着ノズルの移動方向のズレを想定することが可能となる。これにより、吸着ノズルのキャリブレーションを適切に行うことが可能となる。

Description

検出方法
　本発明は、作業機で用いられる吸着ノズルの先端位置を光位置センサによって検出する検出方法に関するものである。
　光位置センサは、光量に応じた電荷を発生するフォトダイオードを有しており、そのフォトダイオードに光がスポット的に照射されることで、スポット的に照射された箇所に電荷が生じ、電圧が測定される。そして、その電圧に基づいて、照射された光の位置が検出される。光位置センサは、このように電圧の変化により、光の照射位置を検出するため、検出に要する時間が非常に短い。下記特許文献には、光位置センサを利用して吸着ノズルのキャリブレーションを行うための技術が記載されている。
特開２００８－２０５４２４号公報
　上記特許文献に記載の技術によれば、位置センサを利用してノズルの位置を検出することで、適切にノズルのキャリブレーションを行うことが可能となる。しかしながら、位置センサを利用したノズルの位置の検出方法には、改良の余地が多分に残されており、種々の改良を加えることで、光位置センサを用いた検出方法の実用性は向上する。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、光位置センサを用いた検出方法の実用性を向上させることである。
　上記課題を解決するために、本発明の検出方法は、（ａ）吸着管において部品を吸着保持する吸着ノズルと、（ｂ）前記吸着ノズルが着脱可能に装着される作業ヘッドと、（ｃ）前記作業ヘッドに設けられ、前記作業ヘッドに装着された前記吸着ノズルの吸着管の内部を介して光を照射する照射装置と、（ｄ）前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置を検出する光位置センサと、（ｅ）前記吸着ノズルを昇降させる昇降装置とを備えた作業機において、前記光位置センサによって光の位置を検出する検出方法であって、当該検出方法が、前記昇降装置によって前記吸着ノズルが第１の位置に移動している際に、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置を、前記光位置センサによって検出する第１検出工程と、前記昇降装置によって前記吸着ノズルが前記第１の位置より下方の第２の位置に移動している際に、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置を、前記光位置センサによって検出する第２検出工程と、前記第１検出工程により検出された光の位置と、前記第２検出工程により検出された光の位置との差を演算する第１演算工程とを含むことを特徴とする。
　また、上記課題を解決するために、本発明の検出方法は、（ａ）吸着管において部品を吸着保持する吸着ノズルと、（ｂ）前記吸着ノズルが着脱可能に装着される作業ヘッドと、（ｃ）前記作業ヘッドに設けられ、前記作業ヘッドに装着された前記吸着ノズルの吸着管の内部を介して光を照射する照射装置と、（ｄ）前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置を検出する光位置センサと、（ｅ）前記作業ヘッドに装着された前記吸着ノズルを自転させる自転装置とを備えた作業機において、前記光位置センサによって光の位置を検出する検出方法であって、当該検出方法が、前記自転装置によって前記吸着ノズルを自転させている際に、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置を、前記光位置センサによって検出する第３検出工程と、前記第３検出工程により検出された光の位置が変化する場合に、その変化する光の位置の変化量を演算する第２演算工程とを含むことを特徴とする。
　また、上記課題を解決するために、本発明の検出方法は、（ａ）吸着管において部品を吸着保持する吸着ノズルと、（ｂ）前記吸着ノズルが着脱可能に装着される作業ヘッドと、（ｃ）前記作業ヘッドに設けられ、前記作業ヘッドに装着された前記吸着ノズルの吸着管の内部を介して光を照射する照射装置と、（ｄ）前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置を検出する光位置センサと、（ｅ）前記作業ヘッドを振動させる振動装置とを備えた作業機において、前記光位置センサによって光の位置を検出する検出方法であって、当該検出方法が、（Ａ）前記振動装置によって前記作業ヘッドが振動している際に、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置の振動の幅と、（Ｂ）前記振動装置によって前記作業ヘッドが振動している際に、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置の振動の周波数と、（Ｃ）前記振動装置によって前記作業ヘッドが振動し、前記振動装置の作動が停止された後に、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置の振動の減衰を指標する指標値との少なくとも１つを、前記光位置センサによって検出する第４検出工程を含むことを特徴とする。
　また、上記課題を解決するために、本発明の検出方法は、（ａ）吸着管において部品を吸着保持する吸着ノズルと、（ｂ）前記吸着ノズルが着脱可能に装着される作業ヘッドと、（ｃ）前記作業ヘッドに設けられ、前記作業ヘッドに装着された前記吸着ノズルの吸着管の内部を介して光を照射する照射装置と、（ｄ）前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置と強度との一方を検出する光位置センサとを備えた作業機において、前記光位置センサによって光の位置と強度との一方を検出する検出方法であって、当該検出方法が、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置と強度との一方を、前記光位置センサによって検出する第５検出工程と、前記第５検出工程により検出された光の位置と強度との一方と、設定値との差を演算する第３演算工程と、前記第３演算工程により演算された値が閾値以上である場合に、前記作業ヘッドに装着されている前記吸着ノズルに異常が発生していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
　本発明の検出方法では、吸着ノズルが装着される作業ヘッドに照明装置が配設されており、照明装置によって、吸着ノズルの先端から光が照射される。そして、その照射された光の位置が光位置センサによって検出される。また、吸着ノズルが昇降可能とされている。このような構造の作業機において、吸着ノズルが第１の位置に移動している際に、吸着ノズルの先端から光が照射され、その照射された光の位置が、光位置センサによって検出される。また、吸着ノズルが下降され、第１の位置より下方の第２の位置に移動している際に、吸着ノズルの先端から光が照射され、その照射された光の位置が、光位置センサによって検出される。そして、それら２つの光の照射位置の差を演算することで、例えば、昇降装置による吸着ノズルの移動方向のズレを想定することが可能となる。これにより、吸着ノズルのキャリブレーションを適切に行うことが可能となり、光位置センサを利用した検出方法の実用性が向上する。
　また、本発明の検出方法では、作業ヘッドに装着された吸着ノズルが自転装置によって自転可能とされている。このような構造の作業機において、吸着ノズルが自転装置によって自転されている際に、吸着ノズルの先端から光が照射され、その照射された光の位置が、光位置センサによって検出される。この際、光位置センサによって検出された光の位置が変化している場合に、その光の位置の変化量が演算される。そして、その光の位置の変化量に基づいて、例えば、吸着ノズルの軸心のズレを想定することが可能となる。これにより、吸着ノズルのキャリブレーションを適切に行うことが可能となり、光位置センサを利用した検出方法の実用性が向上する。
　また、本発明の検出方法では、作業ヘッドが振動装置によって振動可能とされている。このような構造の作業機において、作業ヘッドが振動している際の吸着ノズルの先端から照射された光の振動の振幅と、作業ヘッドが振動している際の吸着ノズルの先端から照射された光の振動の周波数と、作業ヘッドの振動が収束する際の吸着ノズルの先端から照射された光の振動の減衰を指標する指標値との少なくとも１つが、光位置センサによって検出される。そして、例えば、作業ヘッドの振動の状態に基づいて、作業機の状態を推定することが可能となる。これにより、作業機の検査等を行うことが可能となり、光位置センサを利用した検出方法の実用性が向上する。
　また、本発明の検出方法では、吸着ノズルの先端から光が照射され、その照射された光の位置、若しくは、光の強度が、光位置センサによって検出される。この際、吸着ノズルの先端に欠け等がある場合、若しくは、吸着ノズルの内部に異物が付着している場合等には、吸着ノズルから照射された光の位置、若しくは、光の強度が、正常な吸着ノズルから照射された光の位置、若しくは、光の強度と異なる。このようなことを利用して、本発明の検出方法では、光位置センサによって検出された光の位置、若しくは、光の強度に基づいて、吸着ノズルに異常が生じているか否かが判定される。これにより、吸着ノズルの検査を適切に行うことが可能となり、光位置センサを利用した検出方法の実用性が向上する。
電子部品装着機を示す図である 吸着ノズルを示す図である。 装着ヘッドの内部構造を示す図である。 光位置センサによって検出される光の位置と電圧との関係を示す図である。 制御装置を示すブロック図である。 第１の位置に上昇した吸着ノズル、若しくは、第２の位置に下降した吸着ノズルから照射された光を、光位置センサによって検出する状態を示す図である。 軸心が傾斜している吸着ノズルから照射された光を、光位置センサによって検出する状態を示す図である。 軸心が傾斜している吸着ノズルから照射された光を、光位置センサによって検出する状態を示す図である。 光位置センサによって検出される光の位置と時間との関係を示す図である。 欠けが生じている吸着管を示す図である。 欠けが生じている吸着管から照射された光を示す図である。 光位置センサによって検出される光の位置と電圧との関係を示す図である。 光位置センサによって検出される光の位置と電圧との関係を示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例および変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。
　＜電子部品装着機の構成＞
　図１に、本発明の実施例の電子部品装着機１０を示す。電子部品装着機１０は、回路基板に対する電子部品の装着作業を実行するための装置である。電子部品装着機１０は、搬送装置２０と、装着ヘッド移動装置（以下、「移動装置」と略す場合がある）２２と、装着ヘッド２４と、供給装置２５、パーツカメラ２６、マークカメラ２７と、光位置センサ２８とを備えている。
　搬送装置２０は、Ｘ軸方向に延びる１対のコンベアベルト３０と、コンベアベルト３０を周回させる電磁モータ（図５参照）３２とを有している。回路基板３４は、それら１対のコンベアベルト３０によって支持され、電磁モータ３２の駆動により、Ｘ軸方向に搬送される。また、搬送装置２０は、基板保持装置（図５参照）３６を有している。基板保持装置３６は、コンベアベルト３０によって支持された回路基板３４を、所定の位置（図１での回路基板３４が図示されている位置）において固定的に保持する。
　移動装置２２は、Ｘ軸方向スライド機構５０とＹ軸方向スライド機構５２とによって構成されている。Ｘ軸方向スライド機構５０は、Ｘ軸方向に移動可能にベース５４上に設けられたＸ軸スライダ５６を有している。そのＸ軸スライダ５６は、電磁モータ（図５参照）５８の駆動により、Ｘ軸方向の任意の位置に移動する。また、Ｙ軸方向スライド機構５２は、Ｘ軸方向に直角なＹ軸方向に移動可能にＸ軸スライダ５６の側面に設けられたＹ軸スライダ６０を有している。そのＹ軸スライダ６０は、電磁モータ（図５参照）６２の駆動により、Ｙ軸方向の任意の位置に移動する。そのＹ軸スライダ６０には、装着ヘッド２４が取り付けられている。このような構造により、装着ヘッド２４は、移動装置２２によってベース５４上の任意の位置に移動する。
　装着ヘッド２４は、回路基板３４に対して電子部品を装着するものである。装着ヘッド２４の下端面には、吸着ノズル７０が設けられている。吸着ノズル７０は、図２に示すように、胴体筒７２とフランジ部７３と吸着管７４と掛止ピン７５とによって構成されている。胴体筒７２は、円筒状をなし、フランジ部７３は、胴体筒７２の外周面に張り出すようにして固定されている。吸着管７４は、細いパイプ状をなし、胴体筒７２の下端部から下方に向かって延び出した状態で、胴体筒７２に軸線方向に移動可能に保持されている。掛止ピン７５は、胴体筒７２の径方向に延びるように、胴体筒７２の上端部に設けられている。吸着ノズル７０は、掛止ピン７５を利用して、装着ヘッド２４にワンタッチで着脱可能に取り付けられる。また、装着ヘッド２４には、バネ（図示省略）が内蔵されており、そのバネは、装着ヘッド２４に取り付けられる吸着ノズル７０の吸着管７４に、弾性力を付与する。これにより、その吸着管７４は、装着ヘッド２４に内蔵されたバネの弾性力によって、胴体筒７２の下端部から下方に延び出す方向に付勢されている。
　また、吸着ノズル７０は、負圧エア，正圧エア通路を介して、正負圧供給装置（図５参照）７６に通じている。各吸着ノズル７０は、負圧によって電子部品を吸着管７４の先端において吸着保持し、保持した電子部品を正圧によって離脱する。また、装着ヘッド２４は、吸着ノズル７０を昇降させるノズル昇降装置（図５参照）７７を有している。そのノズル昇降装置７７によって、装着ヘッド２４は、保持する電子部品の上下方向の位置を変更する。さらに、装着ヘッド２４は、吸着ノズル７０を軸心周りに自転させるノズル自転装置（図５参照）７８を有している。そのノズル自転装置７８によって、装着ヘッド２４は、保持する電子部品の保持姿勢を変更する。
　また、装着ヘッド２４は、照射装置８０を有している。照射装置８０は、装着ヘッド２４の内部に配設されており、吸着ノズル７０の先端から光を照射する。詳しくは、装着ヘッド２４の内部には、概して円筒状のホルダ８１が配設されており、図３に示すように、吸着ノズル７０は、ホルダ８１の下端部において保持されている。また、ホルダ８１の側面には、貫通穴８２が形成されている。そして、照射装置８０が外周面に配設され、貫通穴８２を介して、ホルダ８１の内部に向かって光を照射する。ホルダ８１の内部には、ミラー８３が、貫通穴８２と対向するように、下方に向かって約４５度に傾斜した状態で配設されている。さらに、ミラー８３の下方には、レンズ８４が配設されている。このような構造により、照射装置８０が、貫通穴８２を介して、ホルダ８１の内部に向かって光を照射すると、その光は、ミラー８３において反射し、レンズ８４を介して、吸着ノズル７０に向かう。そして、その光は、吸着ノズル７０の内部を通って、吸着管７４の先端から下方に向かって照射される。このように、照射装置８０は、吸着ノズル７０の先端から光を照射する。
　供給装置２５は、フィーダ型の供給装置であり、複数のテープフィーダ８５を有している。テープフィーダ８５は、テープ化部品を巻回させた状態で収容している。テープ化部品は、電子部品がテーピング化されたものである。そして、テープフィーダ８５は、送り装置（図５参照）８６によって、テープ化部品を送り出す。これにより、フィーダ型の供給装置２５は、テープ化部品の送り出しによって、電子部品を供給位置において供給する。なお、テープフィーダ８５は、ベース５４に着脱可能とされており、電子部品の交換，電子部品の不足等に対応することが可能とされている。
　パーツカメラ２６は、ベース５４に上を向いた状態で配設されている。これにより、装着ヘッド２４をパーツカメラ２６の上方に移動させることで、パーツカメラ２６は、吸着ノズル７０に保持された電子部品を撮像することが可能である。また、マークカメラ２７は、移動装置２２のＹ軸スライダ６０に下を向いた状態で固定されており、移動装置２２の作動により任意の位置に移動する。これにより、マークカメラ２７は、ベース５４上の任意の位置を撮像することが可能である。
　光位置センサ２８は、概して平板状をなし、ベース５４上に配設されている。光位置センサ２８は、所謂、ＰＳＤ（Position Sensitive Detectorの略）センサであり、光位置センサ２８に照射された光の位置と、強度とを検出する。詳しくは、光位置センサ２８の上面には、光量に応じた電荷を発生するフォトダイオードが配設されており、そのフォトダイオードに光がスポット的に照射されると、図４に示すように、スポット的に照射された箇所に電荷が生じ、電圧が測定される。この際、スポット的に照射された光の中央に向かうほど、照射された光量は多くなるため、電圧は高くなる。そして、電圧が測定された箇所の重心位置が、光の照射位置Ｘとして検出される。また、電圧が測定された位置と、測定された電圧との関係式の積分値、つまり、図での斜線部分の面積が、光位置センサ２８に照射された光の強度として検出される。なお、光位置センサ２８は、上述したように、電圧の変化により、光の照射位置Ｘと強度とを検出するため、検出に要する時間が非常に短い。
　また、電子部品装着機１０は、図５に示すように、制御装置１００を備えている。制御装置１００は、コントローラ１０２と、複数の駆動回路１０４とを備えている。複数の駆動回路１０４は、上記電磁モータ３２，５８，６２、基板保持装置３６、正負圧供給装置７６、ノズル昇降装置７７、ノズル自転装置７８、送り装置８６に接続されている。コントローラ１０２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１０４に接続されている。これにより、搬送装置２０、移動装置２２等の作動が、コントローラ１０２によって制御される。
　＜電子部品装着機による装着作業＞
　電子部品装着機１０では、上述した構成によって、搬送装置２０に保持された回路基板３４に対して、装着ヘッド２４によって装着作業を行うことが可能とされている。具体的には、コントローラ１０２の指令により、回路基板３４が作業位置まで搬送され、その位置において、回路基板３４が、基板保持装置３６によって固定的に保持される。次に、マークカメラ２７が、コントローラ１０２の指令により、回路基板３４の上方に移動し、回路基板３４を撮像する。これにより、回路基板３４の保持位置の誤差に関する情報が得られる。また、テープフィーダ８５は、コントローラ１０２の指令により、テープ化部品を送り出し、電子部品を供給位置において供給する。そして、装着ヘッド２４が、コントローラ１０２の指令により、電子部品の供給位置の上方に移動し、吸着ノズル７０によって電子部品を吸着保持する。続いて、装着ヘッド２４が、コントローラ１０２の指令により、パーツカメラ２６の上方に移動し、パーツカメラ２６によって、吸着ノズル７０に保持された電子部品が撮像される。これにより、部品の保持位置の誤差に関する情報が得られる。そして、装着ヘッド２４が、コントローラ１０２の指令により、回路基板３４の上方に移動し、保持している電子部品を、回路基板３４の保持位置の誤差，電子部品の保持位置の誤差等を補正し、回路基板３４上に装着する。
　＜光位置センサを利用したキャリブレーション＞
　電子部品装着機１０では、上述したように、吸着ノズル７０によって保持された電子部品が回路基板３４に装着される。このため、精度の高い装着作業を担保するべく、吸着ノズル７０による電子部品の保持位置、実際に回路基板３４に装着された電子部品の装着位置等を考慮して、装着作業時の装着位置等のキャリブレーションを行う必要がある。
　具体的には、例えば、吸着ノズル７０による電子部品の保持位置、つまり、吸着ノズル７０の吸着管７４の先端位置を測定する手法としては、パーツカメラ２６によって吸着ノズル７０の先端部を撮像し、その撮像データに基づいて吸着ノズル７０の先端位置を測定することが可能である。また、回路基板３４に装着された電子部品の装着位置を測定する手法としては、マークカメラ２７によって回路基板３４に実際に装着された電子部品を撮像し、その撮像データに基づいて、電子部品の装着位置を測定することが可能である。
　しかしながら、撮像データに基づく画像処理には、ある程度、時間を要するため、不便である。また、パーツカメラ２６による撮像時の吸着ノズル７０の高さは、回路基板３４に電子部品が装着される際の吸着ノズル７０の高さ（以下、「装着高さ」と記載する場合がある）と異なるため、適切なキャリブレーションを行うことができない虞がある。
　このようなことに鑑みて、電子部品装着機１０では、光位置センサ２８を利用したキャリブレーションが行われる。具体的には、移動装置２２の作動により、装着ヘッド２４が光位置センサ２８の上方に移動する。この際、吸着ノズル７０は、ノズル昇降装置７７により下降されておらず、ノズル昇降装置７７による上下方向への移動範囲のうちの上端に位置している。そして、装着ヘッド２４に装着された吸着ノズル７０に向かって、照射装置８０によって光を照射する。これにより、図６に示すように、上下方向への移動範囲のうちの上端に位置する吸着ノズル（図６において実線で示される吸着ノズル）７０の吸着管７４の先端から、光位置センサ２８に向かって光が照射され、その光の照射位置Ａが、光位置センサ２８によって検出される。
　次に、照射位置Ａが検出された後に、装着ヘッド２４を移動装置２２によって移動させることなく、吸着ノズル７０を、ノズル昇降装置７７の作動により、電子部品が回路基板３４装着される際の位置、つまり、装着高さまで、下降させる。そして、装着ヘッド２４に装着された吸着ノズル７０に向かって、照射装置８０によって光を照射する。これにより、吸着管７４の先端が光位置センサ２８から僅かに離間した箇所まで下降した吸着ノズル（図６において点線で示される吸着ノズル）７０の吸着管７４の先端から、光位置センサ２８に向かって光が照射され、その光の照射位置Ｂが、光位置センサ２８によって検出される。
　照射位置Ａが検出された後に、装着ヘッド２４は移動装置２２によって移動することなく、照射位置Ｂを検出しているため、通常、照射位置Ａと照射位置Ｂとは、同じとなる。しかしながら、装着ヘッド２４のＹ軸スライダ６０への取付がズレている場合、ノズル昇降装置７７による吸着ノズル７０の昇降方向が鉛直方向からズレている場合等には、照射位置Ａと照射位置Ｂとは異なる。このため、照射位置Ａと照射位置Ｂとが異なる場合には、照射位置Ａと照射位置Ｂとのズレ量が演算され、そのズレ量に基づいて、キャリブレーションが行われる。
　また、吸着ノズル７０の吸着管７４の軸心方向が、鉛直方向からズレている場合がある。このような場合に、吸着ノズル７０の吸着管７４の先端から、照射装置８０によって光が照射されると、図７に示すように、その光は、鉛直方向ではなく、鉛直方向からズレた方向に向かって照射される。この際、吸着管７４の先端から照射された光の照射位置Ｃが、光位置センサ２８によって検出される。また、照射位置Ｃが検出された際の装着ヘッド２４のＸＹ方向での座標位置Ｄが、抽出される。この座標位置Ｄは、移動装置２２の作動を制御するコントローラ１０２により抽出される。そして、照射位置Ｃと座標位置Ｄとのズレ量が演算される。これにより、演算されたズレ量に基づいて、吸着管７４の鉛直方向に対する傾斜角度を推定することが可能となり、その吸着管７４の傾斜角度に基づいて、キャリブレーションが行われる。
　また、吸着ノズル７０の吸着管７４の傾斜角度は、吸着ノズル７０をノズル自転装置７８によって自転させることでも、推定することが可能である。詳しくは、吸着ノズル７０の吸着管７４の先端から、照射装置８０によって光が照射されている際に、ノズル自転装置７８によって吸着ノズル７０を自転させると、吸着管７４が傾斜している場合には、照射された光の軌跡が円形となる。このため、例えば、図８に示すように、吸着管７４の先端から照射された光の照射位置Ｅを、光位置センサ２８によって検出する。続いて、その照射位置Ｅを検出した際の吸着ノズル７０を１８０度、ノズル自転装置７８によって自転させて、吸着管７４の先端から照射された光の照射位置Ｆを、光位置センサ２８によって検出する。そして、照射位置Ｅと座標位置Ｆとのズレ量が演算され、演算されたズレ量に基づいて、吸着管７４の鉛直方向に対する傾斜角度が推定される。このように、吸着ノズル７０を自転させながら、吸着ノズル７０の吸着管７４から光を照射することでも、吸着管７４の傾斜角度を推定することが可能である。
　このように、電子部品装着機１０では、光位置センサ２８によって吸着ノズル７０の吸着管７４から照射された光の位置を検出し、その検出位置に基づいて、装着作業時の作業位置等のキャリブレーションが行われる。光位置センサ２８は、上述したように、非常に短時間で光の検出を行うことができるため、撮像データに基づく画像処理を利用したキャリブレーションと比較して、高速でキャリブレーションを行うことが可能となる。また、吸着ノズル７０の吸着管７４の先端から光が照射される際に、吸着ノズル７０は、ノズル昇降装置７７によって装着高さまで下降される。これにより、電子部品が実際に回路基板３４に装着される際の吸着管７４の先端の位置に基づいて、キャリブレーションを行うことが可能となり、適切なキャリブレーションを行うことが可能となる。
　＜光位置センサを利用した電子部品装着機の検査＞
　また、電子部品装着機１０では、装着ヘッド２４を振動させ、装着ヘッド２４の振動により吸着ノズル７０も振動している際に、吸着ノズル７０から照射される光の位置を検出し、その検出された光の位置に基づいて、電子部品装着機１０の検査が行われる。具体的には、例えば、装着ヘッド２４を光位置センサ２８の上方に向かって所定の速度で移動させ、光位置センサ２８の上方で急停止させる。これにより、装着ヘッド２４は振動する。この際、吸着ノズル７０の吸着管７４の先端から、照射装置８０によって光が照射されており、その光の位置が、光位置センサ２８によって検出される。光位置センサ２８によって検出される光の位置は、装着ヘッド２４の振動に伴って、図９に示すように、振動する。そして、時間の経過により、検出される光の位置の振動は、減衰し、収束する。図９の点線で示される時間と検出される光の位置との関係は、メンテナンス前の電子部品装着機１０での検出結果である。一方、図９の実線で示される時間と検出される光の位置との関係は、メンテナンス後の電子部品装着機１０での検出結果である。
　図から解るように、メンテナンスされていない電子部品装着機１０では、メンテナンスされている電子部品装着機１０と比較して、光位置センサ２８によって検出される光の位置の振動、つまり、装着ヘッド２４の振動の振幅が大きく、振動が収束する迄に要する時間（以下、「振動収束時間」と記載する場合がある）が長い。つまり、メンテナンスされていない電子部品装着機１０では、振動し易く、振動が収束し難くなっている。このため、例えば、光位置センサ２８によって検出された光の振動の振幅、若しくは、振動収束時間が設定値を超えた場合に、メンテナンスを促す画面が、表示パネル（図示省略）に表示される。
　また、例えば、電子部品装着機１０に設けられている電磁モータ等を作動させ、電磁モータ作動時の回転速度を調整することで、装着ヘッド２４を所定の周波数で振動させる。この際、吸着ノズル７０の吸着管７４の先端から、照射装置８０によって光が照射されており、その光の位置が、光位置センサ２８によって検出される。光位置センサ２８によって検出される光の位置は、装着ヘッド２４の振動に伴って、振動しており、その光の位置の振動の周波数が測定される。そして、測定された周波数に基づいて、装着ヘッド２４が共振しているか否かが判断され、装着ヘッド２４が共振している場合には、電子モータの作動による振動の周波数が共振周波数として検出される。なお、測定された周波数に基づいて、装着ヘッド２４が共振していないと判断された場合には、共振周波数が検出されるまで、電磁モータの回転速度が調整され、装着ヘッド２４の振動の周波数が測定される。
　また、電子部品装着機１０では、初期状態、つまり、異常等の発生していない状態において、装着ヘッド２４の共振周波数が測定されており、その共振周波数に基づいて、設定範囲が設定されている。そして、装着ヘッド２４の振動の共振周波数が検出されると、その共振周波数が、設定範囲内に収まっているか否かが判断される。この際、検出された共振周波数が、設定範囲内に収まっていない場合に、メンテナンスを促す画面が、表示パネル（図示省略）に表示される。
　このように、電子部品装着機１０では、装着ヘッド２４の振動の振幅，振動収束時間，周波数を、光位置センサ２８によって検出し、その検出値に基づいて、電子部品装着機１０の劣化，がたつき等を監視し、劣化の程度等に応じて、メンテナンスを促している。これにより、適切なタイミングで電子部品装着機１０のメンテナンスを行うことが可能となる。
　また、光位置センサ２８の検出値に基づいて、電子部品装着機１０にメンテナンスが必要であると判定された場合であっても、生産計画等に応じて、メンテナンスより生産を優先すべき場合がある。このような場合には、制御ゲインを低下させることで、回路基板の生産が継続して行われる。なお、制御ゲインが再調整される際には、制御ゲインが再調整される毎に、装着ヘッド２４の振動の振幅，振動収束時間，周波数が、光位置センサ２８によって検出され、光位置センサ２８による検出値が所定の範囲内に収まるように、制御ゲインが調整される。
　＜光位置センサを利用した吸着ノズルの検査＞
　また、電子部品装着機１０では、光位置センサ２８による検出値を利用して、吸着ノズル７０の検査が行われる。詳しくは、吸着ノズル７０の吸着管７４の先端が、例えば、図１０に示すように、欠けている場合に、吸着管７４の先端から、照射装置８０によって光が照射されると、光位置センサ２８の上面には、図１１に示す形状の光１１０が照射される。光位置センサ２８の上面に照射された光１１０の形状は、吸着管７４の先端の形状に応じて、概して円形とされているが、吸着管７４が欠けている個所から、光が洩れるため、その箇所が外側に向かって突出する。
　このような形状の光１１０が、光位置センサ２８によって検出された場合に、光の照射位置と電圧との関係は、図１２の点線で示す関係となり、照射位置Ｘ１が検出される。一方、吸着管７４に欠けが生じていない場合には、光位置センサ２８に照射される光の形状は、吸着管７４の先端の形状に応じた円形となり、外側に突出する部分はない。このため、欠けの生じていない吸着管７４から照射された光が、光位置センサ２８によって検出された場合には、光の照射位置と電圧との関係は、図１２の実線で示す関係となり、照射位置Ｘ２が検出される。つまり、欠けの生じている吸着管７４から照射された光の照射位置Ｘ１と、欠けの生じていない正常な吸着管７４から照射された光の照射位置Ｘ２とは、異なる。このようなことに鑑みて、電子部品装着機１０のコントローラ１０２には、欠けの生じていない正常な吸着管７４から照射された光の照射位置Ｘ２が記憶されており、その照射位置Ｘ２と、光位置センサ２８によって検出された照射位置Ｘ１との差が演算される。そして、演算された値が閾値以上である場合に、吸着管７４に欠けが生じていると判定される。
　また、吸着管７４が欠けている場合だけでなく、吸着管７４の内部に異物が付着している場合にも、光位置センサ２８に照射される光の形状は、吸着管７４の先端の形状に応じた円形と異なる形状となる。つまり、吸着管７４の内部に異物が付着している場合に光位置センサ２８によって検出される照射位置Ｘ１も、コントローラ１０２に記憶されている照射位置Ｘ２と異なる。このため、光位置センサ２８によって検出される照射位置Ｘ１と、コントローラ１０２に記憶されている照射位置Ｘ２との差が、閾値以上である場合には、吸着管７４に欠けが生じている、若しくは、吸着管７４の内部に異物が付着していると判定される。つまり、光位置センサ２８によって検出される照射位置Ｘ１と、コントローラ１０２に記憶されている照射位置Ｘ２との差が閾値以上である場合には、検査対象の吸着ノズル７０は不良ノズルと判定される。
　また、光位置センサ２８は、上述したように、照射された光の位置だけでなく、照射された光の強度も検出することが可能であり、その光の強度を利用して、吸着ノズル７０の検査を行うこともできる。詳しくは、欠けが生じておらず、内部に異物が付着していない吸着管７４、つまり、正常な吸着管７４から光位置センサ２８に光が照射された場合には、光の照射位置と電圧との関係は、図１３の実線で示す関係となる。この際に検出される光の強度は、図１３の実線の積分値、つまり、実線に囲まれた図形の面積となる。
　一方、吸着管７４に欠けが生じている場合には、欠けた個所から光が洩れるため、光位置センサ２８に照射される光の光量は低下する。また、吸着管７４の内部に異物が付着している場合には、吸着管７４から照射された光が異物により遮られるため、光位置センサ２８に照射される光の光量は低下する。つまり、吸着管７４に異常が生じている場合には、光位置センサ２８に照射される光の光量が低下するため、光の照射位置と電圧との関係は、図１３の点線で示す関係となる。このため、図から解るように、異常が生じている吸着管７４から照射された光の強度は、正常な吸着管７４から照射された光の強度より低くなる。このようなことに鑑みて、正常な吸着管７４から照射された光の強度（以下、「正常強度」と記載する場合がある）が、コントローラ１０２に記憶されており、その正常強度と、光位置センサ２８によって検出された光の強度との差が演算される。そして、その演算された差が、閾値以上である場合に、検査対象の吸着ノズル７０は不良ノズルと判定される。
　なお、電子部品装着機１０のコントローラ１０２は、図５に示すように、第１検出部１２０、第２検出部１２２、第１演算部１２４、第３検出部１２６、第２演算部１２８、第４検出部１３０、検査部１３２、第５検出部１３４、第３演算部１３６、判定部１３８を有している。第１検出部１２０は、上端に位置する吸着ノズル７０の吸着管７４から光が照射された際に、照射された光の照射位置を光位置センサ２８によって検出するための機能部である。第２検出部１２２は、装着高さに位置する吸着ノズル７０の吸着管７４から光が照射された際に、照射された光の照射位置を光位置センサ２８によって検出するための機能部である。第１演算部１２４は、第１検出部１２０により検出された光の照射位置と第２検出部１２２により検出された光の照射位置とのズレ量を演算するための機能部である。第３検出部１２６は、ノズル自転装置７８の作動により自転している吸着ノズル７０の吸着管７４から光が照射された際に、照射された光の照射位置を光位置センサ２８によって検出するための機能部である。第２演算部１２８は、第３検出部１２６により検出された光の照射位置が変化する場合に、その光の照射位置の変化量を演算するための機能部である。第４検出部１３０は、装着ヘッド２４が振動している際に、光位置センサ２８に照射された光の照射位置の振動の振幅と振動収束時間と周波数とを、光位置センサ２８によって検出するための機能部である。検査部１３２は、第４検出部１３０により検出された光の照射位置の振動の振幅と振動収束時間と周波数とに基づいて、電子部品装着機１０を検査するための機能部である。第５検出部１３４は、吸着ノズル７０の吸着管７４から照射された光の照射位置を光位置センサ２８によって検出するための機能部である。第３演算部１３６は、第５検出部１３４により検出された光の照射位置、若しくは強度と、コントローラ１０２に記憶されている光の照射位置、若しくは正常強度との差を演算するための機能部である。判定部１３８は、第３演算部１３６により演算された値が閾値以上であるか否かを判定するための機能部である。
　ちなみに、上記実施例において、電子部品装着機１０は、作業機の一例である。移動装置２２は、振動装置の一例である。装着ヘッド２４は、作業ヘッドの一例である。光位置センサ２８は、光位置センサの一例である。吸着ノズル７０は、吸着ノズルの一例である。吸着管７４は、吸着管の一例である。ノズル昇降装置７７は、昇降装置の一例である。ノズル自転装置７８は、自転装置の一例である。照射装置８０は、照射装置の一例である。第１検出部１２０は、第１検出工程を実行するための一例である。第２検出部１２２は、第２検出工程を実行するための一例である。第１演算部１２４は、第１演算工程を実行するための一例である。第３検出部１２６は、第３検出工程を実行するための一例である。第２演算部１２８は、第２演算工程を実行するための一例である。第４検出部１３０は、第４検出工程を実行するための一例である。第５検出部１３４は、第５検出工程を実行するための一例である。第３演算部１３６は、第３演算工程を実行するための一例である。判定部１３８は、判定工程を実行するための一例である。
　なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、光位置センサ２８によって検出される光の照射位置の振動が収束する際の減衰を指標する指標値として、振動収束時間が検出されているが、減衰係数等の他の指標値を採用することが可能である。
　１０：電子部品装着機（作業機）　　２２：移動装置（振動装置）　　２４：装着ヘッド　　２８：光位置センサ　　７０：吸着ノズル　　７４：吸着管　　７７：ノズル昇降装置　　７８：ノズル自転装置　　８０：照射装置

Claims (4)

  1. 　（ａ）吸着管において部品を吸着保持する吸着ノズルと、（ｂ）前記吸着ノズルが着脱可能に装着される作業ヘッドと、（ｃ）前記作業ヘッドに設けられ、前記作業ヘッドに装着された前記吸着ノズルの吸着管の内部を介して光を照射する照射装置と、（ｄ）前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置を検出する光位置センサと、（ｅ）前記吸着ノズルを昇降させる昇降装置とを備えた作業機において、前記光位置センサによって光の位置を検出する検出方法であって、
    　当該検出方法が、
    　前記昇降装置によって前記吸着ノズルが第１の位置に移動している際に、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置を、前記光位置センサによって検出する第１検出工程と、
    　前記昇降装置によって前記吸着ノズルが前記第１の位置より下方の第２の位置に移動している際に、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置を、前記光位置センサによって検出する第２検出工程と、
    　前記第１検出工程により検出された光の位置と、前記第２検出工程により検出された光の位置との差を演算する第１演算工程と
    　を含むことを特徴とする検出方法。
  2. 　（ａ）吸着管において部品を吸着保持する吸着ノズルと、（ｂ）前記吸着ノズルが着脱可能に装着される作業ヘッドと、（ｃ）前記作業ヘッドに設けられ、前記作業ヘッドに装着された前記吸着ノズルの吸着管の内部を介して光を照射する照射装置と、（ｄ）前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置を検出する光位置センサと、（ｅ）前記作業ヘッドに装着された前記吸着ノズルを自転させる自転装置とを備えた作業機において、前記光位置センサによって光の位置を検出する検出方法であって、
    　当該検出方法が、
    　前記自転装置によって前記吸着ノズルを自転させている際に、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置を、前記光位置センサによって検出する第３検出工程と、
    　前記第３検出工程により検出された光の位置が変化する場合に、その変化する光の位置の変化量を演算する第２演算工程と
    　を含むことを特徴とする検出方法。
  3. 　（ａ）吸着管において部品を吸着保持する吸着ノズルと、（ｂ）前記吸着ノズルが着脱可能に装着される作業ヘッドと、（ｃ）前記作業ヘッドに設けられ、前記作業ヘッドに装着された前記吸着ノズルの吸着管の内部を介して光を照射する照射装置と、（ｄ）前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置を検出する光位置センサと、（ｅ）前記作業ヘッドを振動させる振動装置とを備えた作業機において、前記光位置センサによって光の位置を検出する検出方法であって、
    　当該検出方法が、
    　（Ａ）前記振動装置によって前記作業ヘッドが振動している際に、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置の振動の幅と、（Ｂ）前記振動装置によって前記作業ヘッドが振動している際に、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置の振動の周波数と、（Ｃ）前記振動装置によって前記作業ヘッドが振動し、前記振動装置の作動が停止された後に、前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置の振動の減衰を指標する指標値との少なくとも１つを、前記光位置センサによって検出する第４検出工程を含むことを特徴とする検出方法。
  4. 　（ａ）吸着管において部品を吸着保持する吸着ノズルと、（ｂ）前記吸着ノズルが着脱可能に装着される作業ヘッドと、（ｃ）前記作業ヘッドに設けられ、前記作業ヘッドに装着された前記吸着ノズルの吸着管の内部を介して光を照射する照射装置と、（ｄ）前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置と強度との一方を検出する光位置センサとを備えた作業機において、前記光位置センサによって光の位置と強度との一方を検出する検出方法であって、
    　当該検出方法が、
    　前記照射装置によって前記吸着ノズルの吸着管を介して照射された光の位置と強度との一方を、前記光位置センサによって検出する第５検出工程と、
    　前記第５検出工程により検出された光の位置と強度との一方と、設定値との差を演算する第３演算工程と、
    　前記第３演算工程により演算された値が閾値以上である場合に、前記作業ヘッドに装着されている前記吸着ノズルに異常が発生していると判定する判定工程と
    　を含むことを特徴とする検出方法。
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