WO2017013807A1 - 部品実装機 - Google Patents

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WO2017013807A1
WO2017013807A1 PCT/JP2015/071040 JP2015071040W WO2017013807A1 WO 2017013807 A1 WO2017013807 A1 WO 2017013807A1 JP 2015071040 W JP2015071040 W JP 2015071040W WO 2017013807 A1 WO2017013807 A1 WO 2017013807A1
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WO
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component
negative pressure
suction
suction member
mounting machine
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Application number
PCT/JP2015/071040
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English (en)
French (fr)
Inventor
賢志 原
満 三治
Original Assignee
富士機械製造株式会社
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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
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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 component mounting machine.
  • a component mounting machine that mounts a component on a substrate by sucking the component to a suction nozzle with a negative pressure is known.
  • Patent Document 1 when a very lightweight electronic component is sucked, the timing at which a vacuum generating device that supplies a negative pressure to the suction nozzle is turned on is the timing at which the tip of the suction nozzle contacts the electronic component.
  • a component mounter for driving and controlling the vacuum generator is disclosed.
  • the relationship between the component data (type, size, weight) of the electronic component and the timing for turning on the vacuum generator is stored in advance in the ROM, and when the component data is input, the corresponding timing is stored. Is read from the ROM and the vacuum generator is driven and controlled. JP 2001-135991 A
  • the relationship between the component data of the electronic component and the timing for turning on the vacuum generator must be obtained in advance and stored in the ROM.
  • the vacuum generator since the vacuum generator is turned on at a predetermined timing, it is difficult to appropriately cope with individual differences in electronic components.
  • the main object of the present invention is to be able to supply negative pressure at a more appropriate timing to a suction member that sucks parts.
  • the present invention adopts the following means in order to achieve the main object described above.
  • the first component mounting machine of the present invention is A component mounting machine that picks up a component supplied to a predetermined position by a component supply device and mounts it on a mounting target, A head having an adsorption member capable of adsorbing the component; A negative pressure supply device capable of supplying a negative pressure from a negative pressure source to the adsorption member; A lifting device for lifting and lowering the adsorption member; A contact detector that detects that the suction member has contacted the component; The lifting device is controlled so that the suction member descends toward the predetermined position, and after the contact detector detects that the suction member has contacted the component, a negative pressure is applied to the suction member.
  • the first component mounting machine of the present invention includes a head, a negative pressure supply device, a lifting device, and a contact detector, and controls the lifting device so that the suction member of the head is lowered toward a predetermined position.
  • the negative pressure supply device is controlled so that the supply of negative pressure to the suction member is started after the contact detector detects that the suction member has contacted the component.
  • the head has a plurality of suction members
  • the negative pressure supply device applies a negative pressure to the plurality of suction members independently from the same negative pressure source.
  • the controller can control the elevating device so that the suction target suction member among the plurality of suction members is lowered toward the predetermined position, and the contact detector detects the suction target suction member.
  • the negative pressure supply device may be controlled so that supply of negative pressure to the suction member to be sucked is started after it is detected that the component has been touched.
  • the head since the head includes a plurality of suction members, negative pressure is supplied to other suction members that are not in contact with the component while the negative pressure is supplied to some of the plurality of suction members and the component is sucked. If this is done, the negative pressure of the suction member that sucks the part may decrease, and the suction force for the part may be insufficient.
  • suction member which is not contacting components since it can suppress that a negative pressure is supplied to the adsorption
  • the contact detector includes a pressure detector that detects a pressure applied to the suction member, and the pressure detector detects a pressure greater than a predetermined value. By doing so, it is also possible to detect that the suction member has contacted the component.
  • the lifting device is configured to be capable of lifting and lowering the suction member within a predetermined distance, and to be lifted and lowered together with the suction member by the first lifting device.
  • a second lifting device capable of lifting and lowering the suction member within a distance shorter than the predetermined distance.
  • the second component mounter of the present invention is A component mounting machine that picks up a component supplied to a predetermined position by a component supply device and mounts it on a mounting target, A head having an adsorption member capable of adsorbing the component; A negative pressure supply device capable of supplying a negative pressure from a negative pressure source to the adsorption member; A lifting device for lifting and lowering the adsorption member; A lift position detector for detecting the lift position of the suction member; A contact detector that detects that the suction member has contacted the component; The lifting device is controlled so that the suction member descends toward the predetermined position, and when the lifting position of the suction member detected by the lift position detector is in front of the predetermined position, The negative pressure supply device is controlled so that the supply of negative pressure is started, and when the contact detector detects that the suction member is in contact with the component, the negative pressure is supplied to the suction member.
  • the suction member of the head is lowered toward the predetermined position.
  • the lifting device is controlled, and the negative pressure supply device is controlled so that the supply of the negative pressure to the suction member is started when the lifting position of the suction member detected by the lift position detector is in front of the predetermined position.
  • the second component mounting machine continues to supply negative pressure to the suction member when the contact detector detects that the suction member has contacted the component.
  • the second component mounting machine is configured to detect that the contact member has not detected that the suction member has contacted the component even after the lift position of the suction member detected by the lift position detector has reached a predetermined position. Controls the negative pressure supply device so that the supply of the negative pressure to the adsorbing member is cut off. In this way, supply of negative pressure is started when the lifting position of the suction member is in front of the predetermined position, and contact of the suction member with the component is not detected even after the lifting position of the suction member reaches the predetermined position. In this case, since the supply of the negative pressure is interrupted, it is possible to prevent the negative pressure from being continuously supplied to the suction member that is not in contact with the component.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a head unit 40.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a negative pressure supply device 70.
  • It is a block diagram which shows the outline of a structure of the 1st lifting apparatus 50 and the 2nd lifting apparatus 55.
  • 2 is a configuration diagram showing an outline of configurations of a control device 90 and a management device 100 of the component mounter 10.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example (first half part) of a component mounting process executed by a CPU 91 of a control device 90.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example (second half part) of a component mounting process executed by a CPU 91 of a control device 90. It is explanatory drawing explaining the range in the Z-axis direction in which the suction nozzle 60 adsorb
  • FIG. It is a flowchart which shows the component mounting process of a modification. It is a fragmentary sectional view showing a part of head unit 40B of a modification. It is sectional drawing which shows the AA cross section of FIG.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the component mounter 10 of the present embodiment
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an overview of the configuration of the head unit 40
  • FIG. 3 is a configuration of the negative pressure supply device 70
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the first lifting device 50 and the second lifting device 55
  • FIG. 5 is the configuration of the control device 90 and the management device 100 of the component mounting machine 10. It is a block diagram which shows the outline of this. 1 is the X-axis direction, the front (front) and rear (back) directions are the Y-axis directions, and the vertical direction is the Z-axis directions.
  • the component mounter 10 is configured by a base 11 and a casing 12 supported by the base 11. As shown in FIG. 1, the component mounter 10 has a component supply device 20 that supplies the component P to the component supply position, a substrate transfer device 24 that transfers the substrate S, and a supply to the component supply position. A head unit 40 that picks up the mounted component P and mounts it on the substrate S, an XY robot 30 that moves the head unit 40 in the XY axis direction, and a control device 90 (see FIG. 5) that controls the entire apparatus. . In addition to these, the component mounter 10 also includes positioning reference marks provided on the substrate S provided on the parts camera 26 and the head unit 40 for imaging the posture of the component P attracted to the head unit 40. A mark camera (not shown) for reading is also provided. In addition, the component mounter 10 is connected to the management apparatus 100 so that bidirectional communication is possible.
  • the component supply device 20 is configured as a tape feeder that supplies components by sending out the tape 22 (see FIG. 4) in which the components P are accommodated in the accommodating portions 22a formed at predetermined intervals.
  • the XY robot 30 includes a pair of left and right Y-axis guide rails 33 provided along the front-rear direction (Y-axis direction) and a pair of left and right Y-axis guide rails 33.
  • a Y-axis slider 34 that can be moved along the Y-axis guide rail 33, an X-axis guide rail 31 that is provided on the side surface of the Y-axis slider 34 along the left-right direction (X-axis direction),
  • An X-axis slider 32 that is movable along the axis guide rail 31.
  • the X-axis slider 32 can be moved by driving an X-axis motor 36 (see FIG.
  • the Y-axis slider 34 can be moved by driving a Y-axis motor 38 (see FIG. 5).
  • a head unit 40 is attached to the X-axis slider 32, and the control unit 90 drives and controls the XY robot 30 (the X-axis motor 36 and the Y-axis motor 38), so that the head unit is placed at an arbitrary position on the XY plane. 40 can be moved.
  • the head unit 40 includes a rotary head 42 in which a plurality of nozzle holders 64 are arranged at a predetermined angular interval (for example, an interval of 30 degrees) in the circumferential direction coaxial with the rotation axis, and each nozzle.
  • the suction nozzle 60 that is detachably attached to the lower end of the holder 64, the R-axis motor 44 that rotates the rotary head 42, the ⁇ -axis motor 46 that rotates each nozzle holder 64, and the nozzle holder 64 in the Z-axis direction.
  • a first lifting / lowering device 50 having a first linear motor 51 that moves (lifts / lowers), a second lifting / lowering device 55 having a second linear motor 56 that moves (lifts / lowers) the suction nozzle 60 in the Z-axis direction, and a plurality of nozzles
  • a negative pressure supply device 70 capable of independently supplying a negative pressure from the same negative pressure source 71 to the plurality of suction nozzles 60 mounted on the holder 64.
  • the rotary head 42 is formed into a shaft portion 42a and a cylindrical shape having a larger diameter than the shaft portion 42a, and holds the plurality of nozzle holders 64 so as to be movable in the Z-axis direction. Part 42b.
  • the rotary head 42 includes a gear 43 that is coaxial with the shaft portion 42 a and is rotatably supported relative to the shaft portion 42 a, and a gear 47 that rotates with the rotation of the gear 43.
  • the gear 43 meshes with a gear 45 attached to the rotation shaft of the ⁇ -axis motor 46, and the gear 47 meshes with a gear 66 attached to each nozzle holder 64.
  • the control device 90 can adjust the suction nozzle 60 mounted on each nozzle holder 64 to an arbitrary rotation angle by driving and controlling the ⁇ -axis motor 46. Further, a spring 65 is disposed between the lower surface of the gear 66 and the upper surface of the holder holding portion 42b. The spring 65 biases the nozzle holder 64 upward in the Z-axis direction.
  • the suction nozzle 60 includes a suction portion 61 that can suck the component P by the suction port at the tip contacting the component P, a flange portion 62 that extends in the radial direction from the outer periphery of the suction portion 61, and Is provided.
  • the nozzle holder 64 is configured as a cylindrical member extending in the Z-axis direction, and a nozzle passage 76 is formed therein as shown in FIG. Moreover, as shown in FIG. 2 or FIG. 3, the nozzle holder 64 has a horizontal portion 68 extending in the radial direction at its upper end.
  • the first lifting device 50 includes a first linear motor 51 and a first Z-axis slider 52 that can be lifted and lowered in the Z-axis direction by driving the first linear motor 51.
  • the first Z-axis slider 52 is formed with a first engagement portion 52 a that can be engaged (contacted) with a horizontal portion 68 provided in the nozzle holder 64.
  • the nozzle holder 64 can be moved up and down as the first Z-axis slider 52 moves up and down. Since the suction nozzle 60 is attached to the nozzle holder 64, the suction nozzle 60 can be raised and lowered as the nozzle holder 64 is raised and lowered.
  • the second elevating device 55 can be moved up and down in the Z-axis direction by driving the second linear motor 56 attached to the first Z-axis slider 52 of the first elevating device 50 and the second linear motor 56.
  • a second Z-axis slider 57 is formed with a second engagement portion 57 a that can be engaged (contacted) with the upper surface of the flange portion 62 of the suction nozzle 60.
  • the suction nozzle 60 can be moved up and down as the second Z-axis slider 57 moves up and down.
  • the stroke distance of the second Z-axis slider 57 by the second lifting device 55 is shorter than the stroke distance of the first Z-axis slider 52 by the first lifting device 50.
  • the head unit 40 can roughly adjust the Z direction position of the component P sucked by the suction nozzle 60 by the first lifting device 50 and then finely adjust the Z direction position of the component P by the second lifting device 55. it can. Further, when the component P is brought into contact with the suction portion 61 of the suction nozzle 60 for suction on the second Z-axis slider 57, or when the component P sucked by the suction nozzle 60 is brought into contact with the substrate S for mounting. A pressure sensor 59 for detecting a pressure A (load) acting on the suction nozzle 60 is provided.
  • the negative pressure supply device 70 includes a negative pressure source 71 such as a vacuum pump, a frame passage 72, a head passage 73, a negative pressure introduction passage 74, a nozzle passage 76, and a positive pressure introduction passage. 78 and a switching valve 80.
  • the frame passage 72 is formed in the frame 41 of the head unit 40 and is connected to the negative pressure source 71.
  • the head passage 73 communicates with the frame passage 72 and is formed so as to extend along the central axis of the head unit 40.
  • a plurality of negative pressure introduction passages 74 are formed so as to communicate with the head passage 73 and extend radially from the central axis of the holder holding portion 42b.
  • the nozzle passage 76 is formed so as to communicate with the suction port of the suction nozzle 60 attached to the nozzle holder 64.
  • a plurality of positive pressure introduction passages 78 are formed corresponding to the negative pressure introduction passages 74 so as to communicate with a positive pressure source (atmosphere).
  • the switching valve 80 is an electromagnetic valve that selectively communicates the corresponding negative pressure introduction passage 74 and positive pressure introduction passage 78 with the nozzle passage 76.
  • the switching valve 80 is a cylindrical member that is inserted into a spool hole 81 formed in the holder holding portion 42 b, and includes a spool 82 that has a reduced diameter at a substantially central portion.
  • the switching valve 80 allows the nozzle passage 76 and the negative pressure introduction passage 74 to communicate with each other and blocks the communication between the nozzle passage 76 and the positive pressure introduction passage 78.
  • the spool 82 moves downward, the communication between the nozzle passage 76 and the negative pressure introduction passage 74 is blocked, and the nozzle passage 76 and the positive pressure introduction passage 78 are communicated.
  • the control device 90 includes a CPU 91, a ROM 92, an HDD 93, a RAM 94, and an input / output interface 95 as shown in FIG. These are electrically connected via a bus 96.
  • the control device 90 includes an image signal from the parts camera 26, an image signal from the mark camera, a pressure A from the pressure sensor 59, and an X-axis position sensor 37 that detects the position of the X-axis slider 32 in the X-axis direction.
  • Detection signal detection signal from the Y-axis position sensor 39 that detects the position of the Y-axis slider 34 in the Y-axis direction, detection signal from the first Z-axis position sensor 53 that detects the position of the first Z-axis slider 52 in the Z-axis direction , A detection signal from the second Z-axis position sensor 58 that detects the position of the second Z-axis slider 57 in the Z-axis direction is input via the input / output interface 95.
  • a control signal to the component supply device 20 a control signal to the substrate transport device 24, a drive signal to the XY robot 30 (X-axis motor 36 and Y-axis motor 38), head unit 40 (R Drive signals to the shaft motor 44, the ⁇ -axis motor 46, the first linear motor 51, the second linear motor 56, the switching valve 80, etc.) are output via the input / output interface 95.
  • the management apparatus 100 is a general-purpose computer, for example, and includes a CPU 101, a ROM 102, an HDD 103, a RAM 104, an input / output interface 105, and the like as shown in FIG. These are electrically connected via a bus 106.
  • An input signal is input to the management apparatus 100 via an input / output interface 105 from an input device 107 such as a mouse or a keyboard. Further, an image signal to the display 108 is output from the management apparatus 100 via the input / output interface 105.
  • the HDD 103 stores the production procedure of the substrate S.
  • the production procedure of the board S means which parts P are mounted on the board S in each order in each component mounting machine 10, and how many boards S on which the parts P are mounted are produced.
  • This is a procedure that defines This production procedure includes substrate data relating to the substrate S to be produced, head data relating to the head unit 40 to be used, nozzle data relating to the suction nozzle 60 to be used, component data relating to the component P to be mounted, a target mounting position of each component P, and the like. It is.
  • the management apparatus 100 creates a production procedure based on data input by the operator via the input device 107 and transmits the produced production procedure to each component mounter 10.
  • FIGS. 6 and 7 are flowcharts illustrating an example of the component mounting process executed by the CPU 91 of the control device 90. This process is executed when an instruction to mount the component P is made.
  • the mounting instruction includes component information (such as the type and size of the component P) regarding the component P, the component supply position (Xs, Ys, Zs) to which the component P is supplied by the component supply device 20, and the target mounting position of the component P. (X *, Y *, Z *) and the like are included.
  • the CPU 91 of the control device 90 When the component mounting process is executed, the CPU 91 of the control device 90 first acquires a component supply position (Xs, Ys, Zs) and a target mounting position (X *, Y *, Z *) (S100). Then, the CPU 91 sets the XY robot 30 (X-axis motor 36) so that the position in the XY-axis direction of the suction target nozzle (target nozzle) among the plurality of suction nozzles 60 coincides with the XY coordinates (Xs, Ys) of the component supply position. , Y-axis motor 38 and R-axis motor 44) are controlled (S110).
  • the CPU 91 drives and controls the first lifting device 50 (first linear motor 51) so that the lowering of the target nozzle is started (S120).
  • the process of S120 is performed by driving and controlling the first lifting device 50 so that the target nozzle descends at a relatively high speed V1.
  • the CPU 91 inputs the Z-axis position Z of the suction nozzle tip specified based on the detection signals from the first Z-axis position sensor 53 and the second Z-axis position sensor 58 (S130), and the input Z-axis position Z Is within a predetermined range (range determined by the lower limit position Zlo and the upper limit position Zhi) including the Z coordinate (Zs) of the component supply position (S140), the Z-axis position Z is below the lower limit position Zlo Whether or not (S150).
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a range in the Z-axis direction in which the suction nozzle 60 sucks the component P.
  • the predetermined range is a range between the upper limit position Zhi that is slightly higher than the Z coordinate (Zs) of the original component supply position and the lower limit position Zlo that is slightly lower than the original component supply position. 22, a range including a margin in consideration of errors of the component supply device 20 and the like.
  • the CPU 91 determines that the Z-axis position Z is not within the predetermined range in S140, and if the Z-axis position Z is not lower than the lower limit position Zlo in S150 (Z-axis position Z is higher than the upper limit position Zhi). If determined, the process returns to S130 and the processes of S130 to S150 are repeated.
  • the CPU 91 determines that the Z-axis position Z is within the predetermined range in S140, the CPU 91 inputs the pressure A from the pressure sensor 59 (S160), and whether the input pressure A is equal to or greater than the predetermined pressure value Aref. It is determined whether or not (S170).
  • the predetermined pressure value Aref is a threshold value for determining that the suction nozzle 60 has contacted the component P.
  • the CPU 91 determines that the applied pressure A is equal to or greater than the predetermined pressure value Aref, supply of negative pressure to the target nozzle is performed.
  • the corresponding switching valve 80 is driven and controlled to start (S180), and a predetermined time elapses (S190).
  • the predetermined time is the time necessary for pressing the target nozzle against the component P at a constant pressure (pressing time) and the time required for the negative pressure to rise to such an extent that the target nozzle can adsorb the component P ( Rise time), whichever is longer.
  • the negative pressure supply device 70 is designed so that the rising time is equal to or shorter than the pressing time. Therefore, even if the supply of the negative pressure to the target nozzle (suction part 61) is started after the target nozzle comes into contact with the component P, occurrence of an extra waiting time exceeding the pressing time can be suppressed. .
  • the CPU 91 determines that the predetermined time has elapsed in S190, the CPU 91 controls the first lifting device 50 and the second lifting device 55 so that the target nozzle is raised (S200), and then the suction nozzle 60 that is to suck the component P next. It is determined whether or not there is (S210). If the CPU 91 determines that there is a next suction nozzle 60, it sets the next suction nozzle 60 as a target nozzle (S220), returns to the processing of S110, and repeats the processing of S110 to S210. If the CPU 91 determines in S210 that there is no next suction nozzle 60, the process proceeds to S240.
  • the CPU 91 determines that the Z-axis position Z is below the lower limit position Zlo in S150, the Z-axis position Z has fallen below the lower limit position Zlo without detecting that the target nozzle has contacted the part P. It is determined that there is no P, and a component shortage error is output (S230), and the process proceeds to S240.
  • the process of S230 is performed by transmitting a component shortage error to the management apparatus 100.
  • the management device 100 that has received the component shortage error displays a warning screen on the display 108 that the component supply device 20 has suffered a component shortage.
  • the CPU 91 drives and controls the XY robot 30 to move the suction nozzle 60 that sucks the component P to the upper part of the parts camera 26 (S240), and performs imaging by the parts camera 26 (S250).
  • the image is processed (S260), and it is determined whether or not the part P is captured for all the suction nozzles 60 in the captured image (S270). If the CPU 91 determines that the component P is shown in the captured image, the CPU 91 corrects the target mounting position (X *, Y *, Z *) based on the suction position of the component P (S280), and sets the target nozzle as the target mounting.
  • the position is moved (S290), and a mounting process for mounting the component P sucked by the target nozzle at the target mounting position is performed (S300). Then, the CPU 91 determines whether or not there is a component P to be mounted next (component P sucked by the suction nozzle 60) (S310), and if it is determined that there is a next component P, the next component P is determined. Is set as the target nozzle (S320), the process returns to S290, the mounting process is repeated by moving the target nozzle to the target mounting position, and it is determined that there is no next component P. Finish the implementation process.
  • the CPU 91 determines in S270 that there is a suction nozzle 60 in which the component P is not shown in the captured image, it outputs a component drop error (S330) and ends the component mounting process.
  • the process of S330 is performed by transmitting a component drop error to the management apparatus 100.
  • the management apparatus 100 displays a warning screen on the display 108 indicating that the component has fallen into the component mounter 10, and prompts the operator to check inside the component.
  • the component mounting machine 10 of the present embodiment corresponds to a “component mounting machine” of the present invention
  • the suction nozzle 60 corresponds to a “suction member”
  • the head unit 40 corresponds to a “head”
  • the first elevating device 50 and the second elevating device 55 are equivalent to the “elevating device”, and correspond to the “negative pressure supply device”.
  • the control device 90 executes the processes of the pressure sensor 59 and the component mounting processes S160 and S170.
  • the CPU 91 corresponds to the “contact detector”
  • the control device 90 (CPU 91) that executes the processes of S100 to S210 of the component mounting process corresponds to the “controller”.
  • the suction sensor 60 when the component P is attracted to the suction nozzle 60, the suction sensor 60 is detected after the pressure sensor 59 detects that the suction nozzle 60 is in contact with the component P.
  • the negative pressure supply device 70 switching valve 80
  • the negative pressure supply device 70 is controlled so that supply of negative pressure to the (adsorption unit 61) is started.
  • supply of the negative pressure to the suction nozzle 60 (suction part 61) can be started at a more appropriate timing.
  • the negative pressure supply device 70 is configured to be able to supply negative pressure independently from the same negative pressure source 71 to each suction nozzle 60.
  • the negative pressure supply device 70 is configured to be able to supply negative pressure independently from the same negative pressure source 71 to each suction nozzle 60.
  • the supply of negative pressure to the suction nozzle 60 is started after it is detected that the suction nozzle 60 has contacted the component P for all of the plurality of suction nozzles 60.
  • the suction nozzle 60 that sucks the component P first may start supplying negative pressure before contacting the component P.
  • the component P falls from the other suction nozzle 60 even if the negative pressure is released from the suction nozzle 60 that is trying to suck the component P. There is no problem.
  • the component mounter 10 includes the plurality of suction nozzles 60, but the number of suction nozzles 60 may be one.
  • the supply of negative pressure to the suction nozzle 60 is started after it is detected that the suction nozzle 60 is in contact with the component P.
  • supply of negative pressure to the suction nozzle 60 is started, and the suction nozzle 60 is applied to the component P within a predetermined time.
  • the supply of negative pressure may be stopped.
  • the component mounting process of FIG. 9 may be executed instead of the component mounting process of FIG.
  • the same step number is attached
  • the CPU 91 inputs the Z-axis position Z (S400), and the input Z-axis position Z is the Z coordinate of the component supply position (the above-described upper limit). It is determined whether a predetermined position Zpre above the position Zhi) has been reached (S410). When determining that the Z-axis position Z has reached the predetermined position Zpre, the CPU 91 starts supplying negative pressure to the target nozzle (S420), and proceeds to the process of S130.
  • the CPU 91 determines that the Z-axis position Z is within the predetermined range determined by the lower limit position Zlo and the upper limit position Zhi in S130 and S140, and the negative pressure is maintained even after the applied pressure A becomes equal to or higher than the predetermined pressure value Aref in S160 and S170. The supply of is maintained. Further, when the Z-axis position Z is below the lower limit position Zlo in S150, the CPU 91 determines that the part is out and stops supplying negative pressure to the target nozzle (S430). Thereby, even if the suction nozzle 60 is supplied with negative pressure before sucking the component P, it can be avoided that the negative pressure is continuously supplied to the suction nozzle 60 without sucking the component P.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing a part of a head unit 40B of a modified example in this case.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing a part of a head unit 40B of a modified example in this case.
  • the modified head unit 40 ⁇ / b> B includes an optical sensor 110 instead of the pressure sensor 59 included in the second lifting device 55.
  • the suction nozzle 60B includes a shielding part 61a, a tubular part 63a, and a spring 63b.
  • the tubular portion 63a moves up and down as the first lifting device 50 and the second lifting device 55 are driven.
  • the adsorbing part 61 is a cylindrical member connected to the tubular part 63a via a spring 63b, and can adsorb the component P to the tip (lower end).
  • the adsorbing portion 61 has an inner peripheral surface that is in contact with the outer peripheral surface of the tubular portion 63a, and can slide up and down relatively with respect to the tubular portion 63a. Moreover, the adsorption
  • the optical sensor 110 is configured as a sensor including a projector 111 and a light receiver 112. In the head unit 40, the relative position between the tubular portion 63 a and the suction portion 61 is maintained by the elastic force of the spring 63 b when no other object is in contact with the lower end of the suction portion 61, and the head unit 40 receives light from the projector 111.
  • the optical axis L to the vessel 112 is not shielded.
  • the control device 90 can detect that the suction nozzle 60B has come into contact with another object when the light receiver 112 does not receive the optical axis from the projector 111. Even when detecting the relative movement of the plurality of members provided in the suction nozzle in this way, it is possible to detect the contact of components when the suction nozzle is lowered, as in the above-described embodiment.
  • the sensor which the several member with which a suction nozzle is equipped detects a relative movement is not restricted to the example shown in FIG. 10, FIG.
  • a projector and a light receiver are attached to the lower part of the flange 62, the light from the projector is reflected on the upper surface of the shielding part 61a, and the light receiver receives the reflected light to detect the relative movement between the flange 62 and the shielding part 61a. You may go.
  • the two lifting devices are provided as lifting devices for lifting the components.
  • the present invention is not limited to this. It is good also as what is provided with three, and is good also as what is provided with three or more.
  • the present invention can be used in the component mounter manufacturing industry.

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Abstract

部品実装機は、複数の吸着ノズルを有するヘッドユニットを備え、同一の負圧源からの負圧を複数の吸着ノズルにそれぞれ独立して供給可能とする。部品実装機は、複数の吸着ノズルのうち対象ノズルに部品を吸着させる際、圧力センサにより対象ノズルが部品に接触したことが検出されてから（Ｓ１６０，Ｓ１７０）、対象ノズル（吸着部）に対して負圧の供給が開始されるよう負圧供給装置を制御する（Ｓ１８０）。これにより、吸着ノズル（吸着部）への負圧の供給をより適切なタイミングで開始させることができる。

Description

部品実装機
　本発明は、部品実装機に関する。
　従来より、負圧により吸着ノズルに部品を吸着させて基板に実装する部品実装機が知られている。例えば、特許文献１には、非常に軽量な電子部品を吸着する場合、吸着ノズルに負圧を供給する真空発生装置をオンにするタイミングが、吸着ノズルの先端と電子部品とが当接するタイミングとなるよう真空発生装置を駆動制御する部品実装機が開示されている。この部品実装機では、電子部品の部品データ（種類や寸法，重量）と真空発生装置をオンにするタイミングとの関係を予めＲＯＭに記憶しておき、部品データが入力されると、対応するタイミングをＲＯＭから読み出して真空発生装置を駆動制御する。
特開２００１－１３５９９１号公報
　しかしながら、上述した部品実装機では、電子部品の部品データと真空発生装置をオンにするタイミングとの関係を予め求めてＲＯＭに記憶しておかなければならない。また、上述した部品実装機では、予め定められたタイミングで真空発生装置をオンにするから、電子部品の個体差に適切に対応することは困難である。
　本発明は、部品を吸着する吸着部材に対してより適切なタイミングで負圧を供給できるようにすることを主目的とする。
　本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
　本発明の第１の部品実装機は、
　部品供給装置により所定位置に供給された部品を吸着して実装対象物に実装する部品実装機であって、
　前記部品を吸着可能な吸着部材を有するヘッドと、
　負圧源からの負圧を前記吸着部材に供給可能な負圧供給装置と、
　前記吸着部材を昇降させる昇降装置と、
　前記吸着部材が前記部品に接触したことを検出する接触検出器と、
　前記吸着部材が前記所定位置に向かって下降するよう前記昇降装置を制御し、前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出された後に、前記吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう前記負圧供給装置を制御するコントローラと、
　を備えることを要旨とする。
　この本発明の第１の部品実装機では、ヘッドと負圧供給装置と昇降装置と接触検出器とを備えるものにおいて、ヘッドが有する吸着部材が所定位置に向かって下降するよう昇降装置を制御し、接触検出器により吸着部材が部品に接触したことが検出された後に、吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう負圧供給装置を制御する。このように、接触検出器により吸着部材の部品への接触が検出されてから負圧の供給を開始するから、予め定められたタイミングで負圧の供給を開始するものに比して、部品の個体差に拘わらずより適切なタイミングで吸着部材に負圧を供給することができる。また、部品に接触していない吸着部材に負圧が供給されるのを抑制することができる。
　こうした本発明の第１の部品実装機において、前記ヘッドは、複数の吸着部材を有し、前記負圧供給装置は、同一の負圧源から前記複数の吸着部材にそれぞれ独立して負圧を供給可能であり、前記コントローラは、前記複数の吸着部材のうち吸着対象の吸着部材が前記所定位置に向かって下降するよう前記昇降装置を制御し、前記接触検出器により前記吸着対象の吸着部材が前記部品に接触したことが検出された後に、前記吸着対象の吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう前記負圧供給装置を制御するものとすることもできる。ここで、ヘッドは複数の吸着部材を備えるから、複数の吸着部材の一部に負圧が供給されて部品を吸着している状態で部品に接触していない他の吸着部材に負圧が供給されると、部品を吸着している吸着部材の負圧が減少し、部品に対する吸着力が不足する場合がある。本発明では、部品に接触していない吸着部材に負圧が供給されるのを抑制することができるため、上述した不都合の発生を抑止することができる。
　また、本発明の第１の部品実装機において、前記接触検出器は、前記吸着部材に対する加圧力を検出する加圧力検出器を有し、前記加圧力検出器が所定値以上の加圧力を検出することによって、前記吸着部材が前記部品に接触したことを検出するものとすることもできる。
　さらに、本発明の第１の部品実装機において、前記昇降装置は、所定距離内で前記吸着部材を昇降可能な第１昇降装置と、前記第１昇降装置により前記吸着部材と共に昇降可能に構成され前記所定距離よりも短い距離内で前記吸着部材を昇降可能な第２昇降装置と、を備えるものとすることもできる。
　本発明の第２の部品実装機は、
　部品供給装置により所定位置に供給された部品を吸着して実装対象物に実装する部品実装機であって、
　前記部品を吸着可能な吸着部材を有するヘッドと、
　負圧源からの負圧を前記吸着部材に供給可能な負圧供給装置と、
　前記吸着部材を昇降させる昇降装置と、
　前記吸着部材の昇降位置を検出する昇降位置検出器と、
　前記吸着部材が前記部品に接触したことを検出する接触検出器と、
　前記吸着部材が前記所定位置に向かって下降するよう前記昇降装置を制御し、前記昇降位置検出器により検出された前記吸着部材の昇降位置が前記所定位置の手前にあるときに前記吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう前記負圧供給装置を制御し、前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出された場合には前記吸着部材に対する負圧の供給を継続し、前記昇降位置検出器により検出された前記吸着部材の昇降位置が前記所定位置に達した後も前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出されなかった場合には前記吸着部材に対する負圧の供給が遮断されるよう前記負圧供給装置を制御するコントローラと、
　を備えることを要旨とする。
　この本発明の第２の部品実装機では、ヘッドと負圧供給装置と昇降装置と昇降位置検出器と接触検出器とを備えるものにおいて、ヘッドが有する吸着部材が所定位置に向かって下降するよう昇降装置を制御し、昇降位置検出器により検出された吸着部材の昇降位置が所定位置の手前にあるときに吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう負圧供給装置を制御する。そして、第２の部品実装機は、接触検出器により吸着部材が部品に接触したことが検出された場合には吸着部材に対する負圧の供給を継続する。また、第２の部品実装機は、昇降位置検出器により検出された吸着部材の昇降位置が所定位置に達した後も接触検出器により吸着部材が部品に接触したことが検出されなかった場合には吸着部材に対する負圧の供給が遮断されるよう負圧供給装置を制御する。このように、吸着部材の昇降位置が所定位置の手前にあるときから負圧の供給を開始し、吸着部材の昇降位置が所定位置に到達した後も吸着部材の部品への接触が検出されなかった場合には負圧の供給を遮断するから、部品に接触していない吸着部材に負圧が供給され続けるのを抑止することができる。
本実施形態の部品実装機１０の構成の概略を示す構成図である。 ヘッドユニット４０の構成の概略を示す構成図である。 負圧供給装置７０の構成の概略を示す構成図である。 第１昇降装置５０および第２昇降装置５５の構成の概略を示す構成図である。 部品実装機１０の制御装置９０および管理装置１００の構成の概略を示す構成図である。 制御装置９０のＣＰＵ９１により実行される部品実装処理の一例（前半部分）を示すフローチャートである。 制御装置９０のＣＰＵ９１により実行される部品実装処理の一例（後半部分）を示すフローチャートである。 吸着ノズル６０が部品Ｐを吸着するＺ軸方向における範囲を説明する説明図である。 変形例の部品実装処理を示すフローチャートである。 変形例のヘッドユニット４０Ｂの一部を示す部分断面図である。 図１０のＡ－Ａ断面を示す断面図である。
　次に、本発明を実施するための形態を説明する。
　図１は本実施形態の部品実装機１０の構成の概略を示す構成図であり、図２はヘッドユニット４０の構成の概略を示す構成図であり、図３は負圧供給装置７０の構成の概略を示す構成図であり、図４は第１昇降装置５０および第２昇降装置５５の構成の概略を示す構成図であり、図５は部品実装機１０の制御装置９０および管理装置１００の構成の概略を示す構成図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前（手前）後（奥）方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。
　部品実装機１０は、その外観としては、図１に示すように、基台１１と、基台１１に支持された筐体１２とにより構成されている。この部品実装機１０は、その構成としては、図１に示すように、部品Ｐを部品供給位置まで供給する部品供給装置２０と、基板Ｓを搬送する基板搬送装置２４と、部品供給位置に供給された部品Ｐを吸着して基板Ｓに実装するヘッドユニット４０と、ヘッドユニット４０をＸＹ軸方向に移動させるＸＹロボット３０と、装置全体をコントロールする制御装置９０（図５参照）と、を備える。また、部品実装機１０は、これらの他に、ヘッドユニット４０に吸着された部品Ｐの姿勢を撮像するためのパーツカメラ２６やヘッドユニット４０に設けられて基板Ｓに付された位置決め基準マークを読み取るためのマークカメラ（図示せず）なども備えている。また、部品実装機１０は、管理装置１００と双方向通信が可能に接続されている。
　部品供給装置２０は、所定間隔毎に形成された収容部２２ａに部品Ｐが収容されたテープ２２（図４参照）を送り出すことにより、部品を供給するテープフィーダとして構成されている。
　ＸＹロボット３０は、図１に示すように、筐体１２の上段部に前後方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられた左右一対のＹ軸ガイドレール３３と、左右一対のＹ軸ガイドレール３３に架け渡されＹ軸ガイドレール３３に沿って移動が可能なＹ軸スライダ３４と、Ｙ軸スライダ３４の側面に左右方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられたＸ軸ガイドレール３１と、Ｘ軸ガイドレール３１に沿って移動が可能なＸ軸スライダ３２と、を備える。Ｘ軸スライダ３２は、Ｘ軸モータ３６（図５参照）の駆動によって移動可能であり、Ｙ軸スライダ３４は、Ｙ軸モータ３８（図５参照）の駆動によって移動可能である。Ｘ軸スライダ３２にはヘッドユニット４０が取り付けられており、制御装置９０がＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８）を駆動制御することにより、ＸＹ平面上の任意の位置にヘッドユニット４０を移動可能である。
　ヘッドユニット４０は、図２または図３に示すように、回転軸と同軸の円周方向に複数のノズルホルダ６４が所定角度間隔（例えば３０度間隔）で配置されたロータリヘッド４２と、各ノズルホルダ６４の下端部に対して着脱可能に取り付けられる吸着ノズル６０と、ロータリヘッド４２を回転させるＲ軸モータ４４と、各ノズルホルダ６４を回転させるθ軸モータ４６と、ノズルホルダ６４をＺ軸方向に移動（昇降）させる第１リニアモータ５１を有する第１昇降装置５０と、吸着ノズル６０をＺ軸方向に移動（昇降）させる第２リニアモータ５６を有する第２昇降装置５５と、複数のノズルホルダ６４に装着された複数の吸着ノズル６０に同一の負圧源７１からの負圧をそれぞれ独立して供給可能な負圧供給装置７０と、を備える。
　ロータリヘッド４２は、図２または図３に示すように、軸部４２ａと、軸部４２ａよりも大きな径の円柱形状に形成され複数のノズルホルダ６４をＺ軸方向に移動可能に保持するホルダ保持部４２ｂと、を備える。また、ロータリヘッド４２は、軸部４２ａと同軸で軸部４２ａに対して相対的に回転自在に支持されたギヤ４３と、ギヤ４３の回転に伴って回転するギヤ４７と、を有する。ギヤ４３は、θ軸モータ４６の回転軸に取り付けられたギヤ４５と噛み合い、ギヤ４７は、各ノズルホルダ６４に取り付けられたギヤ６６と噛み合っている。制御装置９０は、θ軸モータ４６を駆動制御することで、各ノズルホルダ６４に装着された吸着ノズル６０を任意の回転角度に調整することができる。また、ギヤ６６の下面とホルダ保持部４２ｂの上面との間には、スプリング６５が配置されている。スプリング６５は、ノズルホルダ６４をＺ軸方向の上方へ付勢する。
　吸着ノズル６０は、図４に示すように、先端の吸着口が部品Ｐと当接することで部品Ｐを吸着可能な吸着部６１と、吸着部６１の外周から径方向に延びるフランジ部６２と、を備える。
　ノズルホルダ６４は、Ｚ軸方向に延びる円筒部材として構成されており、図３に示すように、その内部にはノズル通路７６が形成されている。また、ノズルホルダ６４は、図２または図３に示すように、その上端部に径方向に延びる水平部６８が形成されている。
　第１昇降装置５０は、図４に示すように、第１リニアモータ５１と、第１リニアモータ５１の駆動によりＺ軸方向に昇降可能な第１Ｚ軸スライダ５２と、を備える。第１Ｚ軸スライダ５２には、ノズルホルダ６４に設けられた水平部６８に係合（当接）可能な第１係合部５２ａが形成されている。これにより、ノズルホルダ６４は、第１Ｚ軸スライダ５２の昇降に伴って昇降可能となっている。ノズルホルダ６４は、吸着ノズル６０が取り付けられるから、ノズルホルダ６４の昇降に伴って吸着ノズル６０を昇降することができる。
　第２昇降装置５５は、図４に示すように、第１昇降装置５０の第１Ｚ軸スライダ５２に取り付けられた第２リニアモータ５６と、第２リニアモータ５６の駆動によりＺ軸方向に昇降可能な第２Ｚ軸スライダ５７と、を備える。第２Ｚ軸スライダ５７には、吸着ノズル６０のフランジ部６２の上面に係合（当接）可能な第２係合部５７ａが形成されている。これにより、吸着ノズル６０は、第２Ｚ軸スライダ５７の昇降に伴って昇降可能となっている。本実施形態では、第２昇降装置５５による第２Ｚ軸スライダ５７のストローク距離は、第１昇降装置５０による第１Ｚ軸スライダ５２のストローク距離よりも短くなっている。ヘッドユニット４０は、第１昇降装置５０によって吸着ノズル６０に吸着された部品ＰのＺ方向位置を大まかに調整した後、第２昇降装置５５によってその部品ＰのＺ方向位置を細かく調整することができる。また、第２Ｚ軸スライダ５７には、吸着ノズル６０の吸着部６１に部品Ｐを当接させて吸着する際や、吸着ノズル６０に吸着された部品Ｐを基板Ｓに当接させて実装する際に吸着ノズル６０に対して作用する加圧力Ａ（荷重）を検出するための圧力センサ５９が設けられている。
　負圧供給装置７０は、図３に示すように、真空ポンプなどの負圧源７１と、フレーム通路７２と、ヘッド通路７３と、負圧導入通路７４と、ノズル通路７６と、正圧導入通路７８と、切替弁８０と、を備える。フレーム通路７２は、ヘッドユニット４０のフレーム４１内に形成され、負圧源７１に接続されている。ヘッド通路７３は、フレーム通路７２と連通し、ヘッドユニット４０の中心軸に沿って延びるように形成されている。負圧導入通路７４は、ヘッド通路７３と連通し、ホルダ保持部４２ｂの中心軸から放射状に延びるように複数形成されている。ノズル通路７６は、ノズルホルダ６４に装着される吸着ノズル６０の吸着口と連通するよう形成されている。正圧導入通路７８は、正圧源（大気）に連通するよう負圧導入通路７４と対応させて複数形成されている。
　切替弁８０は、ノズル通路７６に対して対応する負圧導入通路７４および正圧導入通路７８を選択的に連通させる電磁弁である。この切替弁８０は、図３に示すように、ホルダ保持部４２ｂに形成されたスプール穴８１に挿入される筒状部材であって、略中央部が縮径されたスプール８２を備える。切替弁８０は、スプール８２が上方へ移動している場合には、ノズル通路７６と負圧導入通路７４とを連通すると共にノズル通路７６と正圧導入通路７８との連通を遮断する状態とし、スプール８２が下方へ移動している場合には、ノズル通路７６と負圧導入通路７４との連通を遮断すると共にノズル通路７６と正圧導入通路７８とを連通する状態とする。
　制御装置９０は、図５に示すように、ＣＰＵ９１とＲＯＭ９２とＨＤＤ９３とＲＡＭ９４と入出力インターフェース９５とを備える。これらはバス９６を介して電気的に接続されている。制御装置９０には、パーツカメラ２６からの画像信号やマークカメラからの画像信号、圧力センサ５９からの加圧力Ａ、Ｘ軸スライダ３２のＸ軸方向の位置を検出するＸ軸位置センサ３７からの検出信号、Ｙ軸スライダ３４のＹ軸方向の位置を検出するＹ軸位置センサ３９からの検出信号、第１Ｚ軸スライダ５２のＺ軸方向の位置を検出する第１Ｚ軸位置センサ５３からの検出信号，第２Ｚ軸スライダ５７のＺ軸方向の位置を検出する第２Ｚ軸位置センサ５８からの検出信号などが入出力インターフェース９５を介して入力されている。一方、制御装置９０からは、部品供給装置２０への制御信号や基板搬送装置２４への制御信号、ＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８）への駆動信号、ヘッドユニット４０（Ｒ軸モータ４４やθ軸モータ４６，第１リニアモータ５１，第２リニアモータ５６，切替弁８０など）への駆動信号などが入出力インタフェース９５を介して出力されている。
　管理装置１００は、例えば、汎用のコンピュータであり、図５に示すように、ＣＰＵ１０１とＲＯＭ１０２とＨＤＤ１０３とＲＡＭ１０４と入出力インタフェース１０５などを備える。これらは、バス１０６を介して電気的に接続されている。この管理装置１００には、マウスやキーボード等の入力デバイス１０７から入力信号が入出力インタフェース１０５を介して入力されている。また、管理装置１００からは、ディスプレイ１０８への画像信号が入出力インタフェース１０５を介して出力されている。ＨＤＤ１０３は、基板Ｓの生産手順を記憶している。ここで、基板Ｓの生産手順とは、各部品実装機１０においてどの部品Ｐをどの順番で基板Ｓへ実装するか、また、そのように部品Ｐを実装した基板Ｓを何枚作製するかなどを定めた手順をいう。この生産手順には、生産する基板Ｓに関する基板データや使用するヘッドユニット４０に関するヘッドデータ、使用する吸着ノズル６０に関するノズルデータ、実装する部品Ｐに関する部品データ、各部品Ｐの目標実装位置などが含まれている。管理装置１００は、オペレータが入力デバイス１０７を介して入力したデータに基づいて生産手順を作成し、作成した生産手順を各部品実装機１０へ送信する。
　次に、こうして構成された部品実装機１０の動作、特に、部品供給装置２０により部品供給位置に供給された部品Ｐを吸着する際の動作について説明する。図６および図７は、制御装置９０のＣＰＵ９１により実行される部品実装処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、部品Ｐの実装指示がなされたときに実行される。なお、実装指示は、部品Ｐに関する部品情報（部品Ｐの種類やサイズなど）や、部品供給装置２０により部品Ｐが供給される部品供給位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）、部品Ｐの目標実装位置（Ｘ＊，Ｙ＊，Ｚ＊）などが含まれている。
　部品実装処理が実行されると、制御装置９０のＣＰＵ９１は、まず、部品供給位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）と目標実装位置（Ｘ＊，Ｙ＊，Ｚ＊）とを取得する（Ｓ１００）。そして、ＣＰＵ９１は、複数の吸着ノズル６０のうち吸着対象のノズル（対象ノズル）のＸＹ軸方向の位置が部品供給位置のＸＹ座標（Ｘｓ，Ｙｓ）に一致するようＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６，Ｙ軸モータ３８およびＲ軸モータ４４）を駆動制御する（Ｓ１１０）。また、ＣＰＵ９１は、対象ノズルの下降が開始されるよう第１昇降装置５０（第１リニアモータ５１）を駆動制御する（Ｓ１２０）。ここで、Ｓ１２０の処理は、対象ノズルが比較的高速の速度Ｖ１で下降するよう第１昇降装置５０を駆動制御することにより行われる。
　次に、ＣＰＵ９１は、第１Ｚ軸位置センサ５３および第２Ｚ軸位置センサ５８からの検出信号に基づいて特定される吸着ノズル先端のＺ軸位置Ｚを入力し（Ｓ１３０）、入力したＺ軸位置Ｚが部品供給位置のＺ座標（Ｚｓ）を含む所定範囲（下限位置Ｚｌｏおよび上限位置Ｚｈｉとにより定まる範囲）内にあるか否か（Ｓ１４０）、Ｚ軸位置Ｚが下限位置Ｚｌｏよりも下にあるか否か（Ｓ１５０）、をそれぞれ判定する。図８は、吸着ノズル６０が部品Ｐを吸着するＺ軸方向における範囲を説明する説明図である。所定範囲は、図示するように、吸着ノズル先端が本来の部品供給位置のＺ座標（Ｚｓ）に対して若干高い上限位置Ｚｈｉと若干低い下限位置Ｚｌｏとの間の範囲であり、部品Ｐやテープ２２，部品供給装置２０等の誤差を考慮したマージンを含む範囲である。
　ＣＰＵ９１は、Ｓ１４０でＺ軸位置Ｚが所定範囲内にないと判定し、Ｓ１５０でＺ軸位置Ｚが下限位置Ｚｌｏよりも下にない（Ｚ軸位置Ｚが上限位置Ｚｈｉよりも上にある）と判定すると、Ｓ１３０に戻ってＳ１３０～Ｓ１５０の処理を繰り返す。
　一方、ＣＰＵ９１は、Ｓ１４０でＺ軸位置Ｚが所定範囲内にあると判定すると、圧力センサ５９からの加圧力Ａを入力し（Ｓ１６０）、入力した加圧力Ａが所定圧力値Ａｒｅｆ以上であるか否かを判定する（Ｓ１７０）。ここで、所定圧力値Ａｒｅｆは、吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことを判断するための閾値である。ＣＰＵ９１は、加圧力Ａが所定圧力値Ａｒｅｆ以上でないと判定すると、Ｓ１３０に戻って上述の処理を繰り返し、加圧力Ａが所定圧力値Ａｒｅｆ以上であると判定すると、対象ノズルへの負圧の供給が開始されるよう対応する切替弁８０を駆動制御して（Ｓ１８０）、所定時間が経過するのを待つ（Ｓ１９０）。ここで、所定時間は、対象ノズルを部品Ｐに一定圧で押し当てるのに必要な時間（押し当て時間）と、対象ノズルが部品Ｐを吸着できる程度に負圧が立ち上がるのに必要な時間（立ち上がり時間）との何れか長い方に合わせて定められる。本実施形態では、負圧供給装置７０は、立ち上がり時間が押し当て時間以下の時間となるよう設計されている。したがって、対象ノズルが部品Ｐに接触してから対象ノズル（吸着部６１）に対して負圧の供給を開始するものとしても、押し当て時間を超える余分な待ち時間の発生を抑制することができる。
　ＣＰＵ９１は、Ｓ１９０で所定時間が経過したと判定すると、対象ノズルが上昇するよう第１昇降装置５０および第２昇降装置５５を駆動制御し（Ｓ２００）、次に部品Ｐを吸着させるべき吸着ノズル６０があるか否かを判定する（Ｓ２１０）。ＣＰＵ９１は、次の吸着ノズル６０があると判定すると、次の吸着ノズル６０を対象ノズルに設定して（Ｓ２２０）、Ｓ１１０の処理に戻って、Ｓ１１０～Ｓ２１０の処理を繰り返す。そして、ＣＰＵ９１は、Ｓ２１０で次の吸着ノズル６０がないと判定すると、Ｓ２４０の処理に進む。
　ＣＰＵ９１は、Ｓ１５０でＺ軸位置Ｚが下限位置Ｚｌｏよりも下にあると判定すると、対象ノズルが部品Ｐに接触したことが検出されないままＺ軸位置Ｚが下限位置Ｚｌｏを下回ったため、そこに部品Ｐがないと判断して、部品切れエラーを出力して（Ｓ２３０）、Ｓ２４０の処理に進む。Ｓ２３０の処理は、部品切れエラーを管理装置１００に送信することにより行われる。部品切れエラーを受信した管理装置１００は、部品供給装置２０に部品切れが発生した旨の警告画面をディスプレイ１０８に表示する。
　次に、ＣＰＵ９１は、ＸＹロボット３０を駆動制御して部品Ｐを吸着させた吸着ノズル６０をパーツカメラ２６上方へ移動させ（Ｓ２４０）、パーツカメラ２６による撮像を行い（Ｓ２５０）、得られた撮像画像を処理して（Ｓ２６０）、撮像画像に全ての吸着ノズル６０に対して部品Ｐが写っているか否かを判定する（Ｓ２７０）。ＣＰＵ９１は、撮像画像に部品Ｐが写っていると判定すると、その部品Ｐの吸着位置に基づいて目標実装位置（Ｘ＊，Ｙ＊，Ｚ＊）を補正し（Ｓ２８０）、対象ノズルを目標実装位置に移動させて（Ｓ２９０）、対象ノズルに吸着されている部品Ｐを目標実装位置に実装する実装処理を行う（Ｓ３００）。そして、ＣＰＵ９１は、次に実装すべき部品Ｐ（吸着ノズル６０に吸着されている部品Ｐ）があるか否かを判定し（Ｓ３１０）、次の部品Ｐがあると判定すると、次の部品Ｐを実装する吸着ノズル６０を対象ノズルに設定し（Ｓ３２０）、Ｓ２９０に戻って対象ノズルを目標実装位置へ移動させて実装する実装処理を繰り返し、次の部品Ｐがないと判定すると、これで部品実装処理を終了する。
　ＣＰＵ９１は、Ｓ２７０で撮像画像に部品Ｐが写っていない吸着ノズル６０があると判定すると、部品落下エラーを出力して（Ｓ３３０）、部品実装処理を終了する。Ｓ３３０の処理は、部品落下エラーを管理装置１００に送信することにより行われる。部品落下エラーを受信した管理装置１００は、部品実装機１０の機内に部品が落下している旨の警告画面をディスプレイ１０８に表示し、オペレータに対して機内の確認を促す。
　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。本実施形態の部品実装機１０が本発明の「部品実装機」に相当し、吸着ノズル６０が「吸着部材」に相当し、ヘッドユニット４０が「ヘッド」に相当し、負圧供給装置７０が「負圧供給装置」に相当し、第１昇降装置５０および第２昇降装置５５が「昇降装置」に相当し、圧力センサ５９と部品実装処理のＳ１６０，Ｓ１７０の処理を実行する制御装置９０のＣＰＵ９１とが「接触検出器」に相当し、部品実装処理のＳ１００～Ｓ２１０の処理を実行する制御装置９０（ＣＰＵ９１）が「コントローラ」に相当する。
　以上説明した本実施形態の部品実装機１０によれば、吸着ノズル６０に部品Ｐを吸着させる際、圧力センサ５９により吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことが検出された後に、当該吸着ノズル６０（吸着部６１）に対して負圧の供給が開始されるよう負圧供給装置７０（切替弁８０）を制御する。これにより、吸着ノズル６０（吸着部６１）への負圧の供給をより適切なタイミングで開始させることができる。特に、複数の吸着ノズル６０を装着可能なヘッドユニット６０を備え、負圧供給装置７０を、同一の負圧源７１からそれぞれの吸着ノズル６０に独立して負圧を供給可能に構成した場合、一方の吸着ノズル６０が負圧の供給を受けて部品Ｐを吸着している状態で、他方の吸着ノズル６０が部品Ｐを吸着する前に負圧の供給を受けると、他方の吸着ノズル６０から負圧が抜けることで、一方の吸着ノズル６０が受けている負圧に不足が生じ、部品Ｐが落下する場合が考えられる。本実施形態の部品実装機１０では、吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことが検出されてから負圧の供給を開始するから、上述した不都合は生じない。
　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、複数の吸着ノズル６０の全てについて吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことが検出されてから当該吸着ノズル６０への負圧の供給を開始するものとしたが、複数の吸着ノズル６０のうち最初に部品Ｐを吸着する吸着ノズル６０については部品Ｐに接触する前に負圧の供給を開始するものとしてもよい。この場合、他に部品Ｐを吸着している吸着ノズル６０がないから、部品Ｐを吸着しようとしている吸着ノズル６０から負圧が抜けるものとしても、他の吸着ノズル６０から部品Ｐが落下するという問題は生じない。
　また、上述した実施形態では、部品実装機１０は、複数の吸着ノズル６０を備えるものとしたが、吸着ノズル６０の数は１つであってもよい。
　また、上述した実施形態では、吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことが検出されてから、当該吸着ノズル６０（吸着部６１）に対して負圧の供給を開始するものとしたが、これに限定されるものではなく、吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことが検出される前に、当該吸着ノズル６０に対して負圧の供給を開始し、所定時間内に吸着ノズル６０が部品Ｐに接触したことが検出されなかった場合には負圧の供給を停止するものとしてもよい。この場合、図６の部品実装処理に代えて図９の部品実装処理を実行するものとすればよい。なお、図９の各処理のうち図６と同一の処理については同一のステップ番号を付し、その説明は重複するから省略する。
　図９の部品実装処理では、ＣＰＵ９１は、Ｓ１２０で対象ノズルの下降を開始した後、Ｚ軸位置Ｚを入力し（Ｓ４００）、入力したＺ軸位置Ｚが部品供給位置のＺ座標（前述した上限位置Ｚｈｉ）よりも上の所定位置Ｚｐｒｅに到達したか否かを判定する（Ｓ４１０）。ＣＰＵ９１は、Ｚ軸位置Ｚが所定位置Ｚｐｒｅに到達したと判定すると、対象ノズルへの負圧の供給を開始して（Ｓ４２０）、Ｓ１３０の処理に進む。また、ＣＰＵ９１は、Ｓ１３０，Ｓ１４０でＺ軸位置Ｚが下限位置Ｚｌｏおよび上限位置Ｚｈｉにより定まる所定範囲内にあり、Ｓ１６０，Ｓ１７０で加圧力Ａが所定圧力値Ａｒｅｆ以上となった後も、負圧の供給は維持する。また、ＣＰＵ９１は、Ｓ１５０でＺ軸位置Ｚが下限位置Ｚｌｏよりも下にあると、部品切れと判定して、対象ノズルへの負圧の供給を停止する（Ｓ４３０）。これにより、吸着ノズル６０が部品Ｐを吸着する前に負圧の供給を受けても、部品Ｐが吸着されないまま当該吸着ノズル６０に負圧が供給され続けるのを回避することができる。
　また、上述した実施形態では、吸着ノズル６０に物体（部品Ｐ）が接触したことを、第２Ｚ軸スライダ５７に設けた圧力センサ５９を用いて検出するものとしたが、吸着ノズル６０が物体に接触したことを検出できるものであれば、これに限られない。例えば、タッチセンサを用いるものとしてもよいし、センサを省略し第２リニアモータ５６の負荷電流の増大に基づいて制御装置９０が接触を検出するものとしてもよい。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１０は、この場合の変形例のヘッドユニット４０Ｂの一部を示す部分断面図である。図１１は、図１０のＡ－Ａ断面図である。変形例のヘッドユニット４０Ｂは、第２昇降装置５５が備える圧力センサ５９に代えて、光学センサ１１０を備えている。また、吸着ノズル６０Ｂは、遮蔽部６１ａ，管状部６３ａ，スプリング６３ｂを備える。管状部６３ａは、第１昇降装置５０や第２昇降装置５５の駆動に伴って上下に昇降する。吸着部６１は、スプリング６３ｂを介して管状部６３ａ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６１は、内周面が管状部６３ａの外周面に接触しており、管状部６３ａに対して相対的に上下に摺動可能である。また、吸着部６１は、上端に円筒状の遮蔽部６１ａを有している。光学センサ１１０は、投光器１１１と受光器１１２とを備えたセンサとして構成されている。このヘッドユニット４０は、吸着部６１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６３ｂの弾性力によって管状部６３ａと吸着部６１との相対位置が保たれており、投光器１１１から受光器１１２への光軸Ｌは遮蔽されない。一方、吸着ノズル６０Ｂが下降して吸着部６１の下端に他の物体が接触すると、吸着部６１が管状部６３ａに対して上方に相対移動して、光軸Ｌを遮蔽部６１ａが遮蔽する。そのため、制御装置９０は、受光器１１２が投光器１１１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６０Ｂ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、吸着ノズルが下降する際の部品の接触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センサは、図１０，図１１に示した例に限られない。例えばフランジ６２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６１ａ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６２と遮蔽部６１ａとの相対移動の検出を行ってもよい。
　また、上述した実施形態では、部品を昇降させる昇降装置として、２つの昇降装置（第１昇降装置５０と第２昇降装置５５）を備えるものとしたが、これに限定されるものではなく、一つのみを備えるものとしてもよいし、３つ以上備えるものとしてもよい。
　本発明は、部品実装機の製造産業などに利用可能である。
　１０　部品装着装置、１１　基台、１２　筐体、２０　部品供給装置、２２　テープ、２２ａ　収容部、２４　基板搬送装置、２６　パーツカメラ、３０　ＸＹロボット、３１　Ｘ軸ガイドレール、３２　Ｘ軸スライダ、３３　Ｙ軸ガイドレール、３４　Ｙ軸スライダ、３６　Ｘ軸モータ、３７　Ｘ軸位置センサ、３８　Ｙ軸モータ、３９　Ｙ軸位置センサ、４０，４０Ｂ　ヘッドユニット、４２　ロータリヘッド、４２ａ　軸部、４２ｂ　ホルダ保持部、４３　ギヤ、４４　Ｒ軸モータ、４５　ギヤ、４６　θ軸モータ、４７　ギヤ、　５０　第１昇降装置、５１　第１リニアモータ、５２　第１Ｚ軸スライダ、５２ａ　第１係合部、５３　第１Ｚ軸位置センサ、５５　第２昇降装置、５６　第２リニアモータ、５７　第２Ｚ軸スライダ、５７ａ　第２係合部、５８　第２Ｚ軸位置センサ、５９　圧力センサ、６０，６０Ｂ　吸着ノズル、６１　吸着部、６１ａ　遮蔽部、６２　フランジ部、６３ａ　管状部、６３ｂ　スプリング、６４　ノズルホルダ、６５　スプリング、６６　ギヤ、６８　水平部、７０　負圧供給装置、７１　負圧源、７２　フレーム通路、７３　ヘッド通路、７４　負圧導入通路、７６　ノズル通路、７８　正圧導入通路、８０　切替弁、８１　スプール穴、８２　スプール、９０　制御装置、９１　ＣＰＵ、９２　ＲＯＭ、９３　ＨＤＤ、９４　ＲＡＭ、９５　入出力インタフェース、９６　バス、１００　管理装置、１０１　ＣＰＵ、１０２　ＲＯＭ、１０３　ＨＤＤ、１０４　ＲＡＭ、１０５　入出力インタフェース、１０６　バス、１０７　入力デバイス、１０８　ディスプレイ、１１０　光学センサ、１１１　投光器、１１２　受光器、Ｐ　部品、Ｓ　基板。

Claims (5)

  1. 　部品供給装置により所定位置に供給された部品を吸着して実装対象物に実装する部品実装機であって、
    　前記部品を吸着可能な吸着部材を有するヘッドと、
    　負圧源からの負圧を前記吸着部材に供給可能な負圧供給装置と、
    　前記吸着部材を昇降させる昇降装置と、
    　前記吸着部材が前記部品に接触したことを検出する接触検出器と、
    　前記吸着部材が前記所定位置に向かって下降するよう前記昇降装置を制御し、前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出された後に、前記吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう前記負圧供給装置を制御するコントローラと、
    　を備えることを特徴とする部品実装機。
  2. 　請求項１記載の部品実装機であって、
    　前記ヘッドは、複数の吸着部材を有し、
    　前記負圧供給装置は、同一の負圧源から前記複数の吸着部材にそれぞれ独立して負圧を供給可能であり、
    　前記コントローラは、前記複数の吸着部材のうち吸着対象の吸着部材が前記所定位置に向かって下降するよう前記昇降装置を制御し、前記接触検出器により前記吸着対象の吸着部材が前記部品に接触したことが検出された後に、前記吸着対象の吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう前記負圧供給装置を制御する
    　ことを特徴とする部品実装機。
  3. 　請求項１または２記載の部品実装機であって、
    　前記接触検出器は、前記吸着部材に対する加圧力を検出する加圧力検出器を有し、前記加圧力検出器が所定値以上の加圧力を検出することによって、前記吸着部材が前記部品に接触したことを検出する
    　ことを特徴とする部品実装機。
  4. 　請求項１ないし３いずれか１項に記載の部品実装機であって、
    　前記昇降装置は、所定距離内で前記吸着部材を昇降可能な第１昇降装置と、前記第１昇降装置より前記吸着部材と共に昇降可能に構成され前記所定距離よりも短い距離内で前記吸着部材を昇降可能な第２昇降装置と、を備える
    　ことを特徴とする部品実装機。
  5. 　部品供給装置により所定位置に供給された部品を吸着して実装対象物に実装する部品実装機であって、
    　前記部品を吸着可能な吸着部材を有するヘッドと、
    　負圧源からの負圧を前記吸着部材に供給可能な負圧供給装置と、
    　前記吸着部材を昇降させる昇降装置と、
    　前記吸着部材の昇降位置を検出する昇降位置検出器と、
    　前記吸着部材が前記部品に接触したことを検出する接触検出器と、
    　前記吸着部材が前記所定位置に向かって下降するよう前記昇降装置を制御し、前記昇降位置検出器により検出された前記吸着部材の昇降位置が前記所定位置の手前にあるときに前記吸着部材に対して負圧の供給が開始されるよう前記負圧供給装置を制御し、前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出された場合には前記吸着部材に対する負圧の供給を継続し、前記昇降位置検出器により検出された前記吸着部材の昇降位置が前記所定位置に達した後も前記接触検出器により前記吸着部材が前記部品に接触したことが検出されなかった場合には前記吸着部材に対する負圧の供給が遮断されるよう前記負圧供給装置を制御するコントローラと、
    　を備えることを特徴とする部品実装機。
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