WO2018179317A1 - 部品実装機及び実装ヘッド - Google Patents

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WO2018179317A1
WO2018179317A1 PCT/JP2017/013553 JP2017013553W WO2018179317A1 WO 2018179317 A1 WO2018179317 A1 WO 2018179317A1 JP 2017013553 W JP2017013553 W JP 2017013553W WO 2018179317 A1 WO2018179317 A1 WO 2018179317A1
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nozzle
gas passage
component
passage
nozzle portion
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PCT/JP2017/013553
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English (en)
French (fr)
Inventor
伊藤 秀俊
Original Assignee
株式会社Fuji
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Priority to CN201780088774.6A priority patent/CN110431935B/zh
Priority to US16/496,794 priority patent/US11058041B2/en
Priority to JP2019508092A priority patent/JP6916865B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408Incorporating a pick-up tool
    • H05K13/0409Sucking devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • B25J15/0625Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum provided with a valve
    • B25J15/0641Object-actuated valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/91Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/01Control of flow without auxiliary power
    • G05D7/0106Control of flow without auxiliary power the sensing element being a flexible member, e.g. bellows, diaphragm, capsule
    • G05D7/0113Control of flow without auxiliary power the sensing element being a flexible member, e.g. bellows, diaphragm, capsule the sensing element acting as a valve
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components

Definitions

  • This disclosure relates to a component mounting machine and a mounting head.
  • the nozzle portion is configured to be pushed toward the nozzle base portion against the biasing force of the spring when the suction nozzle is lowered.
  • a component mounter is known (for example, Patent Document 1).
  • this component mounting machine can relieve the impact on the component during the lowering operation of the suction nozzle, or can be mounted by lightly pressing the component against the board.
  • the component mounting machine disclosed in Patent Document 1 is configured to supply a negative pressure to an air passage in the nozzle portion and suck the component to the nozzle portion.
  • the nozzle base part and the nozzle part are provided with a leak hole for switching the air passage to a state where the air passage is communicated with the outside of the nozzle base part when the pushing amount of the nozzle part reaches a predetermined value.
  • This disclosure has been made in order to solve the above-described problem, and has as its main purpose to more accurately determine whether or not the pushing amount of the nozzle portion has reached a predetermined amount.
  • the component mounter of the present disclosure is A component mounter for mounting a component on a mounting object, A base having therein a first gas passage and a second gas passage not communicating with the first gas passage; An elevating mechanism for elevating the base, An adsorbing nozzle having a nozzle portion disposed below the base and adsorbing the component by the negative pressure supplied to the first gas passage as the base is raised and lowered; A biasing portion that biases the nozzle portion downward while allowing the nozzle portion to be pushed into the base side; A valve that switches the presence or absence of communication between the second gas passage and the outside in a state where the pushing amount of the nozzle portion does not reach a predetermined amount and a state where the nozzle portion has reached a predetermined amount; A mounting head having A detection device for detecting at least one of a flow rate and a pressure of the gas flowing through the second gas passage; It is equipped with.
  • the nozzle portion is also lowered accordingly. Further, when the base portion further descends in a state where the nozzle portion or the component adsorbed to the nozzle portion is in contact with another member, the nozzle portion is pushed toward the base side against the urging force of the urging portion. The presence or absence of communication between the second gas passage and the outside is switched depending on whether or not the pushing amount of the nozzle portion has reached a predetermined amount. Thereby, the component mounting machine can determine whether or not the push-in amount has reached a predetermined amount by detecting at least one of the flow rate and pressure of the gas flowing through the second gas passage.
  • the second gas passage used for this determination is not in communication with the first gas passage to which a negative pressure for component adsorption is supplied. Therefore, even if the state of the nozzle portion is different, for example, whether or not the component is adsorbed or the type of the adsorbed component, the second gas passage is not easily affected. Therefore, in this component mounting machine, it can be determined with higher accuracy whether or not the pushing amount of the nozzle portion has reached a predetermined amount.
  • the mounting head of the present disclosure is A mounting head used in a component mounting machine that mounts a component on a mounting object, a base having therein a first gas passage and a second gas passage not communicating with the first gas passage; An elevating mechanism for elevating the base, An adsorbing nozzle having a nozzle portion disposed below the base and adsorbing the component by the negative pressure supplied to the first gas passage as the base is raised and lowered; A biasing portion that biases the nozzle portion downward while allowing the nozzle portion to be pushed into the base side; A valve that switches the presence or absence of communication between the second gas passage and the outside in a state where the pushing amount of the nozzle portion does not reach a predetermined amount and a state where the nozzle portion has reached a predetermined amount; It is equipped with.
  • the second gas passage is not in communication with the first gas passage in the same manner as the component mounting machine described above. Therefore, in this mounting head, it can be determined with higher accuracy whether or not the pushing amount of the nozzle portion has reached a predetermined amount.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the mounting head 40.
  • the block diagram which shows the outline of a structure of the negative pressure supply apparatus 70 and the positive pressure supply apparatus 80.
  • FIG. Explanatory drawing which shows a mode that the valve
  • Explanatory drawing which shows the electrical connection relation of the control apparatus 90.
  • FIG. The flowchart which shows an example of a component mounting process routine.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the component mounting machine 10 of the present embodiment
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the mounting head 40
  • FIG. 3 is a diagram of a negative pressure supply device 70 and a positive pressure supply device 80.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing how the valve 69 switches between the presence and absence of communication between the second gas passage 67a and the outside
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the electrical connection relationship of the control device 90.
  • It is. 1 is the X-axis direction
  • the front (front) and rear (back) directions are the Y-axis directions
  • the vertical direction is the Z-axis directions.
  • the component mounter 10 includes a base 11, a housing 12 supported by the base 11, and a reference member 17 on which a reference surface serving as a height reference is formed (see FIG. 2). And a component supply device 20 that supplies the component P to the component supply position, and a substrate transfer device 24 that transfers the substrate S (an example of a mounting target).
  • the component mounting machine 10 controls the entire apparatus by picking up the component P supplied to the component supply position and mounting it on the substrate S, the XY robot 30 that moves the mounting head 40 in the XY axis direction, and the entire apparatus.
  • a control device 90 see FIG. 5
  • the component mounter 10 also includes a positioning reference mark provided on the substrate S provided on the parts camera 26 and the mounting head 40 for imaging the posture of the component P held by the mounting head 40. A mark camera (not shown) for reading is also provided.
  • the component supply device 20 is configured as a tape feeder that supplies the component P by sending out a tape in which the component P is stored in a storage portion 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 mounting head 40 is attached to the X-axis slider 32, and the control device 90 drives and controls the XY robot 30 (the X-axis motor 36 and the Y-axis motor 38), whereby the mounting head is placed at an arbitrary position on the XY plane. 40 can be moved.
  • the mounting head 40 has a plurality of nozzle holders 65 (only two are shown in FIGS. 2 and 3) in a circumferential direction coaxial with the rotation axis at a predetermined angular interval (for example, an interval of 30 degrees). And a suction nozzle 60 that is detachably attached to the lower end portion of each nozzle holder 65.
  • the mounting head 40 includes an R-axis motor 44 that rotates (revolves) the plurality of nozzle holders 65 by rotating the head main body 42, a Q-axis motor 46 that rotates (spins) the plurality of nozzle holders 65, and a nozzle holder. And a lifting device 50 that lifts and lowers 65.
  • the mounting head 40 includes a negative pressure supply device 70 that supplies a negative pressure to the nozzle portion 61 and a positive pressure supply device 80 that supplies a positive pressure to the nozzle holder 65.
  • the head main body 42 includes a frame 41 attached to the X-axis slider 32, a shaft portion 42a rotatably supported by the frame 41, and a column having a larger diameter than the shaft portion 42a. And a holder holding portion 42b that is formed in a shape and holds the plurality of nozzle holders 65 so as to be movable in the Z-axis direction.
  • the R-axis motor 44 is driven, the shaft portion 42a and the holder holding portion 42b rotate, and thereby the plurality of nozzle holders 65 rotate (revolve).
  • the head body 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 as the gear 43 rotates.
  • the gear 43 meshes with a gear 45 attached to the rotation shaft of the Q-axis motor 46
  • the gear 47 meshes with a gear 65 b attached to each nozzle holder 65.
  • each nozzle holder 65 and the suction nozzle 60 attached to each nozzle holder 65 rotate (spin) by the same rotation amount (rotation angle) in the same rotation direction.
  • a spring 65a is disposed between the lower surface of the gear 65b and the upper surface of the holder holding portion 42b. The spring 65a biases the nozzle holder 65 upward in the Z-axis direction.
  • the nozzle holder 65 is configured as a cylindrical member extending in the Z-axis direction, and as shown in FIG. 3, a first gas passage 66a and a second gas passage 67a are formed therein. Moreover, as shown in FIG. 2 or FIG. 3, the nozzle holder 65 is formed with a horizontal portion 65c extending in the radial direction at the upper end thereof.
  • the lifting device 50 includes a linear motor 51 and a Z-axis slider 52 that can be lifted and lowered in the Z-axis direction by driving the linear motor 51.
  • the Z-axis slider 52 is formed with an engaging portion 52 a that can be engaged (here, abutted) with a horizontal portion 65 c provided in the nozzle holder 65.
  • the engaging portion 52 a engages with the horizontal portion 65 c of the nozzle holder 65 located at a predetermined lift position among the plurality of nozzle holders 65.
  • the Z-axis slider 52 moves up and down in a state where the engaging portion 52a and the horizontal portion 65c are engaged, the nozzle holder 65 located at the raised and lowered position is raised and lowered accordingly.
  • the suction nozzle 60 Since the suction nozzle 60 is attached to the nozzle holder 65, the suction nozzle 60 also moves up and down as the nozzle holder 65 moves up and down. In addition, when the plurality of nozzle holders 65 revolve by the R-axis motor 44, the nozzle holder 65 located at the lift position among the plurality of nozzle holders 65 is switched.
  • the negative pressure supply device 70 is a device that independently supplies negative pressure from the same negative pressure source 71 to the plurality of suction nozzles 60 mounted on each of the plurality of nozzle holders 65.
  • 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, an air introduction passage 75, and a spool hole 77. And a spool 78 and a spool drive mechanism 79 (see FIG. 5).
  • the frame passage 72 is formed in the frame 41 of the mounting head 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 mounting head 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.
  • a plurality of air introduction passages 75 are formed corresponding to the negative pressure introduction passages 74 so as to communicate with a positive pressure source (here, air).
  • the spool 78 is a switching valve for selectively communicating one of the corresponding negative pressure introduction passage 74 and the atmospheric introduction passage 75 with respect to the first gas passage 66 a provided in each of the plurality of nozzle holders 65. It is. Although described later in detail, the first gas passage 66a communicates with the suction port at the tip of the nozzle portion 61 of the adsorption nozzle 60. As shown in FIG. 3, the spool 78 is a cylindrical member that is inserted into a spool hole 77 formed in the holder holding portion 42 b corresponding to each of the plurality of nozzle holders 65.
  • the diameter of the spool 78 is substantially reduced at the center, and the periphery of the reduced diameter portion of the space in the spool hole 77 serves as a negative pressure path from the negative pressure source 71.
  • the first gas passage 66a and the negative pressure introduction passage 74 are communicated with each other, and the first gas passage 66a and the atmosphere introduction passage 75 are communicated.
  • the spool 78 blocks the communication between the first gas passage 66a and the negative pressure introduction passage 74 and connects the first gas passage 66a and the atmosphere introduction passage 75.
  • the spool drive mechanism 79 outputs a driving force to move the spool 78 up and down, thereby switching which of the negative pressure introduction passage 74 and the air introduction passage 75 is communicated with the first gas passage 66a.
  • the spool drive mechanism 79 may be a mechanism that moves up and down a lever (not shown) attached to the spool 78, for example.
  • the positive pressure supply device 80 is a device that supplies positive pressure to the second gas passage 67 a provided in each of the plurality of nozzle holders 65.
  • the positive pressure supply device 80 includes a positive pressure source 81 such as a compressor, a flow rate sensor 81 a, a frame passage 82, a head passage 83, and a positive pressure introduction passage 84.
  • the flow sensor 81a is connected to the positive pressure source 81, and detects the flow rate of gas (here, air) supplied from the positive pressure source 81 and flowing through the second gas passage 67a.
  • the frame passage 82 is formed at a position different from the frame passage 72 in the frame 41 of the mounting head 40, and is connected to the flow sensor 81 a and the positive pressure source 81.
  • the head passage 83 communicates with the frame passage 82 and is formed so as to extend along the central axis direction of the mounting head 40.
  • the head passage 83 has a ring shape centered on the head passage 73 in a top view, and extends in the vertical direction so as to surround the periphery of the head passage 73 while being separated from the head passage 73.
  • a plurality of positive pressure introduction passages 84 are formed so as to communicate with the head passage 83 and extend from the center axis side of the holder holding portion 42b toward the outside of the holder holding portion 42b.
  • Each of the plurality of positive pressure introduction passages 84 is formed to correspond to each of the plurality of nozzle holders 65 and communicates with the second gas passage 67 a of the corresponding nozzle holder 65.
  • each of the plurality of positive pressure introduction passages 84 is formed so as to avoid the negative pressure introduction passage 74 and the spool hole 77.
  • the frame passage 82, the head passage 83, the positive pressure introduction passage 84, and the second gas passage 67a all have a frame passage 72, a head passage 73, a negative pressure introduction passage 74, an air introduction passage 75, a spool hole 77, and the like. It does not communicate with any of the first gas passages 66a. That is, the negative pressure path and the positive pressure (atmosphere) path of the negative pressure supply device 70 and the positive pressure path of the positive pressure supply device 80 are independent of each other.
  • FIG. 4A is an explanatory diagram showing a state where the nozzle portion 61 of the suction nozzle 60 is not pushed into the nozzle holder 65 side (upper side in the drawing), and FIG. 4B is a diagram illustrating that the nozzle portion 61 is pushed into the nozzle holder 65 side by a predetermined amount. It is explanatory drawing of the state made.
  • the suction nozzle 60 includes a nozzle portion 61, a cylindrical portion 62 having a larger diameter than the nozzle portion 61, and a pin 63.
  • the nozzle portion 61 is a cylindrical body, and sucks the component P by supplying a negative pressure to the internal nozzle portion passage 61a in a state where the suction port at the tip (lower end in the drawing) is in contact with the component P. .
  • a plurality of nozzle part branch passages 61 b are formed at the upper end of the nozzle part 61.
  • the nozzle part branch passage 61 b is an upper and lower through hole, and communicates the nozzle part passage 61 a and the upper side of the nozzle part 61.
  • a plurality of nozzle portion branch passages 61b are formed at equal intervals on the circumference in a top view. In FIG. 4, two nozzle branch passages 61 b are illustrated, but may be four, for example.
  • the number of the nozzle part branch passages 61 b may be one or more, but it is preferable to provide a plurality of nozzle parts so that the negative pressure from the negative pressure source 71 can easily act on the suction port at the tip of the nozzle part 61.
  • the cylindrical part 62 is attached to the outer periphery of the nozzle part 61 and has a flange part.
  • the outer diameter of the cylindrical part 62 is smaller than the inner diameter of the lower end part of the outer cylinder 66, and the cylindrical part 62 and the nozzle part 61 can be inserted into the outer cylinder 66.
  • the pin 63 penetrates the nozzle part 61 and the cylindrical part 62 in the radial direction (left-right direction in FIG. 4).
  • the nozzle portion 61 is provided with a pair of elongated holes that are long along the vertical direction, and the pin 63 passes through the pair of elongated holes. Therefore, the pin 63 can move up and down with respect to the nozzle portion 61 along the elongated hole. As a result, the pin 63 allows the nozzle portion 61 to move up and down relatively with respect to the cylindrical portion 62, and holds both so that the nozzle portion 61 does not fall off the cylindrical portion 62.
  • the nozzle holder 65 includes an outer cylinder 66, an inner cylinder 67 inside the outer cylinder 66, a spring 68, and a valve 69.
  • the inner cylinder 67 is inserted inside the outer cylinder 66, and the space between the inner peripheral surface of the outer cylinder 66 and the outer peripheral surface of the inner cylinder 67 is the first gas passage 66a described above.
  • the first gas passage 66a extends along the vertical direction.
  • the first gas passage 66 a is a space provided so that gas flows in the vertical direction inside the nozzle holder 65. Further, the upper side of the nozzle part 61 and the cylindrical part 62 of the suction nozzle 60 is inserted into the outer cylinder 66 from below.
  • a cylindrical pressing member 66d and a spring 66c that urges the pressing member 66d downward are attached to the outside of the outer cylinder 66.
  • the outer cylinder 66 is formed with a slit having a shape that extends upward from the lower end of the outer cylinder 66 and then toward the circumferential direction of the outer cylinder 66.
  • the pin 63 moves upward and circumferentially in the slit of the outer cylinder 66 to reach the dead end of the slit, and the suction nozzle 60 is attached to the outer cylinder 66.
  • the pressing member 66d presses the pin 63 downward by the urging force of the spring 66c.
  • the pressing member 66d prevents the pin 63 from coming out of the slit of the outer cylinder 66 and prevents the suction nozzle 60 from dropping from the outer cylinder 66.
  • the outer cylinder 66 has a leak hole 66b slightly above the attachment position of the suction nozzle 60.
  • the leak hole 66 b is a through hole that penetrates the outer cylinder 66 horizontally (perpendicular to the vertical direction), and opens to the outside of the outer cylinder 66.
  • the leak hole 66b is formed so as to communicate the inner side and the outer side of the outer cylinder 66 in the radial direction.
  • the inner space is the above-described second gas passage 67a.
  • the second gas passage 67a extends along the vertical direction.
  • the second gas passage 67 a is a space provided so that gas flows in the vertical direction inside the nozzle holder 65.
  • the inner cylinder 67 has a second gas passage 67a, a flange portion 67b, a through hole 67c, a protruding portion 67d, and an opening 67e.
  • the flange portion 67b engages with a portion where the inner peripheral surface of the outer cylinder 66 is narrowed one step up and down.
  • the through holes 67c are holes that vertically penetrate the flange portion 67b, and a plurality of the through holes 67c are arranged at equal intervals on the circumference in a top view. In FIG. 4, two through holes 67 c are illustrated, but for example, the through holes 67 c may be formed at four places.
  • the protruding portion 67 d is a portion of the inner cylinder 67 that is formed to protrude radially outwardly below the flange portion 67 b, and the lower surface of the protruding portion 67 d is in contact with the upper end of the spring 68.
  • the opening 67e is a through-hole penetrating the inner cylinder 67 horizontally (vertically in the vertical direction), and is formed so as to communicate the second gas passage 67a inside the inner cylinder 67 and the outer peripheral surface side of the inner cylinder 67. ing.
  • the opening 67e is formed near the dead end at the lower end of the second gas passage 67a.
  • the opening 67e is formed so as to communicate the inner side and the outer side of the inner cylinder 67 in the radial direction.
  • the valve 69 is a switching valve that switches whether the leak hole 66b of the outer cylinder 66 and the opening 67e of the inner cylinder 67 communicate with each other. It is a cylindrical member having a space inside, and the lower end of the inner cylinder 67 is slidably inserted in the inside.
  • the valve 69 includes a protruding portion 69a, a valve passage 69b, a communication hole 69c, a reduced diameter portion 69d, and a space 69e.
  • the protrusion 69 a is a portion of the valve 69 that is formed to protrude radially outward, and the upper surface of the protrusion 69 a is in contact with the end of the spring 68.
  • the spring 68 is held between the protrusion 67d of the inner cylinder 67 and the protrusion 69a of the valve 69 from above and below.
  • the spring 68 biases the nozzle portion 61 downward via the valve 69. More specifically, the spring 68 urges the nozzle portion 61 downward while allowing the nozzle portion 61 to be pushed into the nozzle holder 65 (upward in FIG. 4).
  • the valve passage 69b is a hole penetrating the valve 69 up and down.
  • the valve passage 69b has an upper end communicating with the first gas passage 66a and a lower end communicating with the nozzle portion branching passage 61b.
  • the valve passage 69b is formed to correspond to the nozzle part branch passage 61b.
  • the first gas passage 66a and the nozzle portion passage 61a communicate with each other through the valve passage 69b and the nozzle portion branch passage 61b, and negative pressure or positive pressure (atmosphere) from the first gas passage 66a is applied to the tip of the nozzle portion 61. It comes to work.
  • the communication hole 69c is a through hole that penetrates the valve 69 horizontally (perpendicular to the vertical direction), and is formed so as to communicate the inside and the outside of the valve 69.
  • the communication hole 69c is formed so as to communicate the inside and outside of the valve 69 in the radial direction.
  • the diameter-reduced portion 69d is a portion formed so as to reduce the diameter of a part of the valve 69, and a space on the outer peripheral surface side of the valve 69 generated by the diameter reduction of the valve 69 and the communication hole 69c. Communicate.
  • the reduced diameter portion 69d has a predetermined length in the vertical direction in accordance with the movable range of the valve 69 so that the leak hole 66b and the communication hole 69c are maintained in communication even when the valve 69 moves up and down. It is formed to have.
  • the communication hole 69c and the reduced diameter portion 69d are formed so as not to communicate with the valve passage 69b. More specifically, the valve passage 69b does not include the communication hole 69c and the reduced diameter portion 69d when viewed from above, and penetrates a position away from these vertically.
  • the communication hole 69c is formed corresponding to the leak hole 66b and the opening 67e so that the leak hole 66b and the opening 67e can communicate with each other.
  • the space 69e is a space that exists below the lower end of the inner cylinder 67 in a state where the valve 69 is not pushed upward.
  • the space 69 e is surrounded by the upper surface of the nozzle portion 61, the inner peripheral surface of the valve 69, and the lower end of the inner cylinder 67. Due to the existence of this space 69 e, the valve 69 and the nozzle portion 61 can be moved relative to the inner cylinder 67 in the vertical direction.
  • the second gas passage 67a and the opening 67e communicating therewith, the communication hole 69c, the reduced diameter portion 69d, and the leak hole 66b are the first gas passage 66a and the through hole 67c communicating therewith, the valve passage 69b, the nozzle. It does not communicate with either the part branch passage 61b or the nozzle part passage 61a.
  • the second gas passage 67a communicates with the outside of the outer cylinder 66 through the opening 67e, the communication hole 69c, the reduced diameter portion 69d, and the leak hole 66b. Therefore, due to the positive pressure supplied from the positive pressure source 81, gas flows from the positive pressure source 81 to the leak hole 66b and the outside thereof.
  • the valve 69 communicates between the second gas passage 67a and the outside in a state where the pushing amount of the nozzle portion 61 has not reached a predetermined amount (for example, FIG. 4A) and a state where the amount has been reached (for example, FIG. 4B). Switch presence / absence.
  • the gas passage (the gas passage from the positive pressure source 81 to the leak hole 66b) including the second gas passage 67a varies depending on whether the second gas passage 67a communicates with the outside. . Therefore, in the component mounting machine 10, it is possible to detect whether or not the pushing amount of the nozzle portion 61 has reached a predetermined amount by detecting the change in the gas flow rate by the flow sensor 81a.
  • the “predetermined amount” is substantially equal to the vertical distance between the communication hole 69c and the opening 67e in FIG. 4A.
  • the control device 90 is configured as a microprocessor centered on a CPU 91, and includes a ROM 92, an HDD 93, a RAM 94, an input / output interface 95 and the like in addition to the CPU 91. These are 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 detection signal from the X-axis position sensor 37 that detects the position of the X-axis slider 32 in the X-axis direction, and the Y-axis of the Y-axis slider 34.
  • a control signal to the component supply device 20 a control signal to the substrate transfer device 24, a drive signal to the XY robot 30 (X-axis motor 36 and Y-axis motor 38), mounting head 40 (R Drive signals to the shaft motor 44, the Q-axis motor 46, the linear motor 51, and the spool drive mechanism 79) are output via the input / output interface 95.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a component mounting process routine.
  • a program for the CPU 91 to execute the routine of FIG. 6 is stored in the HDD 93, for example.
  • the CPU 91 executes a component mounting process when a mounting instruction including component data regarding the component P to be mounted and a target mounting position of each component P is given from a management device (not shown).
  • the CPU 91 first performs a process of confirming that there is no upper stack of the suction nozzle 60 (step S100).
  • the stack refers to a state in which at least one of the vertical movements of the nozzle portion 61 of the suction nozzle 60 is defective.
  • the upper stack the state in which the outer peripheral surface of the nozzle portion 61 is caught by the inner peripheral surface of the cylindrical portion 62 and the nozzle portion 61 cannot be lowered from the state where it is relatively raised with respect to the cylindrical portion 62
  • the upper stack Called.
  • a state in which the nozzle portion 61 can no longer rise from a state where it is lowered relative to the cylindrical portion 62 is referred to as a lower stack.
  • step S100 the CPU 91 checks the flow rate of the gas detected by the flow sensor 81a in a state where none of the tips of the plurality of nozzle portions 61 is in contact with other members, and the pushing amount reaches a predetermined amount. Whether or not there is an upper stack is determined based on whether or not a predetermined threshold that can be considered as being exceeded.
  • the gas passage from the positive pressure source 81 to the head passage 83 communicates with any second gas passage 67 a of the plurality of nozzle holders 65. Therefore, the CPU 91 collectively determines whether there is an upper stack in any of the plurality of nozzle holders 65 by using a flow rate sensor 81a provided between the positive pressure source 81 and the frame passage 82. Can do.
  • the CPU 91 performs processing for confirming that there is no lower stack of the suction nozzle 60 (step S110).
  • the CPU 91 moves the mounting head 40 to above the reference member 17 and lowers the nozzle holder 65 at the lift position by the lift device 50.
  • the nozzle part 61 contacts the reference member 17 and is further pushed into the nozzle holder 65 side.
  • the CPU 91 determines whether or not the push amount has correctly reached the predetermined amount when the nozzle holder 65 is lowered by the height necessary for the push amount to reach the predetermined amount. Determine based on.
  • the CPU 91 determines that the suction nozzle 60 of the nozzle holder 65 has no lower stack.
  • the CPU 91 sequentially performs this process for all the nozzle holders 65.
  • the CPU 91 determines whether or not there is a lower stack depending on whether or not the flow rate detected by the flow rate sensor 81a has exceeded a predetermined threshold after the nozzle holder 65 starts to descend until a predetermined time elapses. Also good.
  • the CPU 91 determines that there is an upper stack in step S110 or if it is determined that there is a lower stack in step S120, the CPU 91 does not show information indicating that an abnormality has occurred in the nozzle unit 61 or an operator (not shown). This routine may be terminated by informing the user.
  • the CPU 91 moves the mounting head 40 to above the component supply device 20 and causes each of the plurality of nozzle parts 61 to sequentially collect the components P (step). S120).
  • the CPU 91 lowers the nozzle holder 65 at the lift position by the lift device 50, switches the spool 78 corresponding to the nozzle holder 65 by the spool drive mechanism 79, and applies a negative pressure to the nozzle portion 61, so that the nozzle The component P is attracted to the tip of the part 61, and then the nozzle part 61 is raised.
  • the CPU 91 performs this process for the nozzle portions 61 of all the nozzle holders 65.
  • the CPU 91 moves each nozzle unit 61 that has sucked the component P onto the parts camera 26, performs imaging by the parts camera 26, and recognizes the position of the sucked component P based on the obtained captured image. Then, the target mounting position is corrected based on the recognized position (S130).
  • the CPU 91 sequentially mounts the components P on the board S.
  • the CPU 91 sets a target nozzle to be a target for mounting the component P on the substrate S among the plurality of nozzle portions 61 (step S140).
  • the CPU 91 moves the target nozzle to the target mounting position on the substrate S (step S150), and starts the lowering of the target nozzle by the elevating device 50 (step S160).
  • the CPU 91 waits until the flow rate detected by the flow sensor 81a exceeds a predetermined threshold, that is, until the push amount reaches a predetermined amount (step S170).
  • the CPU 91 When determining that the pushing amount has reached the predetermined amount, the CPU 91 releases the negative pressure by switching the spool 78 corresponding to the target nozzle by the spool driving mechanism 79 and applying a positive pressure (atmosphere) to the nozzle portion 61.
  • the nozzle unit 61 is raised by the lifting device 50 (step S180).
  • the CPU 91 determines that the pushing amount has reached a predetermined amount based on the flow rate detected by the flow rate sensor 81a
  • the CPU 91 releases and raises the negative pressure of the nozzle portion 61.
  • the component mounting machine 10 can perform the mounting by pressing the component P against the substrate S with an appropriate pressing force.
  • the CPU 91 releases and raises the negative pressure of the nozzle portion 61 when the pushing amount reaches a predetermined amount, even when there is an error in the height of the substrate S, for example, when the substrate S is warped.
  • the component P can be pressed against the substrate S with a constant pressing force regardless of the magnitude of the error. Therefore, in this component mounting machine 10, it is possible to suppress the occurrence of a problem that the suction is released before the component P is pressed against the substrate S, for example.
  • step S180 the CPU 91 determines whether or not there is a nozzle unit 61 that is still sucking the component P (step S190). If there is, the CPU 91 sets the nozzle unit 61 as the next target nozzle in step S140. Then, the process after step S150 is performed. On the other hand, when there is no nozzle part 61 that is picking up the component P in step S190, the CPU 91 ends the component mounting processing routine.
  • the CPU 91 may repeat this component mounting process a plurality of times based on a command from the management device. In the second and subsequent component mounting processes, at least one of step S100 and step S110 may be omitted.
  • the component mounter 10 of this embodiment corresponds to the component mounter of the present disclosure
  • the nozzle holder 65 corresponds to the base
  • the lifting device 50 corresponds to the lifting device
  • the suction nozzle 60 corresponds to the suction nozzle
  • the spring 68 corresponds to the urging unit
  • the valve 69 corresponds to the valve
  • the flow sensor 81a corresponds to the detection device.
  • the nozzle portion 61 is also lowered accordingly. Further, when the nozzle holder 65 is further lowered in a state where the nozzle portion 61 or the component P sucked by the nozzle portion 61 is in contact with another member (for example, the reference member 17 or the substrate S), the nozzle portion 61 is attached with the spring 68. The nozzle holder 65 is pushed against the force. The presence or absence of communication between the second gas passage 67a and the outside is switched depending on whether or not the pushing amount of the nozzle portion 61 has reached a predetermined amount.
  • the CPU 91 of the component mounter 10 can determine whether or not the push amount has reached a predetermined amount by detecting the flow rate of the gas flowing through the second gas passage 67a by the flow sensor 81a.
  • the second gas passage 67a used for this determination is not in communication with the first gas passage 66a to which the negative pressure for adsorbing the component P is supplied. Therefore, even if the state of the nozzle portion 61 is different, for example, whether or not the component P is adsorbed or the type of the adsorbed component P, the second gas passage 67a is not easily affected. Therefore, in this component mounting machine 10, it can be determined with higher accuracy whether or not the pushing amount of the nozzle portion 61 has reached a predetermined amount.
  • the component mounting machine 10 includes the flow sensor 81a that detects the flow rate of the gas flowing through the second gas passage 67a, but is not limited thereto, and detects at least one of the flow rate and the pressure. You may provide the detection apparatus.
  • the CPU 91 determines whether or not the pushing amount of the nozzle unit 61 has reached a predetermined amount based on the flow rate of the flow rate sensor 81a, but is not limited thereto, and is based on, for example, the flow rate of the flow rate sensor 81a.
  • the pushing amount of the nozzle portion 61 may be detected.
  • the communication hole 69c and the opening 67e are slightly communicated with each other, and when further pushed, the gas is more easily communicated.
  • the flow rate detected by the flow rate sensor 81a increases rapidly from a certain point.
  • the CPU 91 detects the pushing amount of the nozzle portion 61 based on the flow rate of the flow rate sensor 81a. You can also. Further, the CPU 91 may store the time change of the flow rate of the flow rate sensor 81a when the nozzle unit 61 is lowered in the HDD 93 or transmit it to the management device. In this way, the operator can investigate the presence / absence or cause of abnormality afterwards based on the time change of the flow rate, or can predict the occurrence of defects based on aging degradation.
  • the CPU 91 determines only whether or not the pushing amount of the nozzle portion 61 has reached a predetermined amount based on the flow rate of the flow rate sensor 81a, but is the lowering distance of the nozzle holder 65 at this time normal? You may determine whether or not. For example, when the CPU 91 determines in step S170 in FIG. 6 that the push-in amount has reached a predetermined amount, the lowering distance of the nozzle holder 65 based on at least one of the previous descent time and the control amount of the linear motor 51. May be derived.
  • an allowable range for example, a range in which a predetermined margin is added to the sum of the height of the substrate S and the height of the component P
  • the lifting position where the lifting device 50 can lift and lower the nozzle holder 65 is one, but there may be two or more lifting positions.
  • the flow rate detected by the flow rate sensor 81a increases as the number of the nozzle portions 61 that have reached the predetermined amount increases.
  • the CPU 91 shifts the timing for lowering the plurality of nozzle portions 61 or moves the nozzles 61 toward the objects having different heights. If they are shifted, it is possible to determine whether or not the push-in amount has reached a predetermined amount for each of the nozzle portions 61.
  • the flow sensor 81a is provided between the positive pressure source 81 and the frame passage 82, but is not limited thereto.
  • the flow rate sensor 81 a may be disposed in association with each nozzle holder 65 downstream of the positive pressure introduction passage 84 or the positive pressure introduction passage 84 branched from the head passage 83 toward each nozzle holder 65. In this way, it is possible to determine whether or not the pushing amount has reached a predetermined amount for each of the nozzle portions 61.
  • the mounting head 40 may not include a detection device that detects at least one of the flow rate and pressure of the gas flowing through the second gas passage 67a such as the flow rate sensor 81a. Even if the mounting head 40 does not include the detection device, the component mounting machine 10 may include the detection device.
  • a positive pressure is supplied to the second gas passage 67a, but the present invention is not limited to this, and a negative pressure may be supplied. Also in this case, since the flow rate detected by the flow rate sensor 81a varies depending on whether or not the pushing amount of the nozzle portion 61 has reached a predetermined amount, the CPU 91 determines whether or not the pushing amount has reached the predetermined amount as in the present embodiment. You can determine whether or not.
  • the second gas passage 67a communicates with the outside when the pushing amount of the nozzle portion 61 reaches a predetermined amount.
  • the valve 69 may switch whether the second gas passage 67a communicates with the outside between the state in which the pushing amount of the nozzle portion 61 does not reach the predetermined amount and the state in which the nozzle portion 61 has reached the predetermined amount.
  • the second gas passage 67a communicates with the outside until the pushing amount of the nozzle portion 61 reaches a predetermined amount, and the valve is configured so that the second gas passage 67a does not communicate with the outside when the predetermined amount is reached. May be.
  • the CPU 91 does not determine whether or not the pushing amount has reached a predetermined amount when the component P is attracted to the nozzle unit 61, but also performs the determination when the component P is attracted,
  • the nozzle portion 61 may be pushed down to a predetermined amount.
  • the leak hole 66b is provided so that the gas flows vertically in the vertical direction, but the present invention is not limited thereto, and may be provided so that the gas flows in the vertical direction, for example. Further, the communication hole 69c of the valve 69 may be directly opened to the outside without providing the leak hole 66b.
  • the opening to the outside (here, the leak hole 66b) communicating with the second gas passage 67a is disposed in the nozzle holder 65, but is not limited thereto.
  • an opening to the outside communicating with the second gas passage 67a may be provided in the suction nozzle 60.
  • each of the first gas passage 66a and the second gas passage 67a is provided so that gas flows in the vertical direction, but is not limited thereto.
  • at least one of the first gas passage 66a and the second gas passage 67a may be provided so that the gas flows vertically in the vertical direction.
  • air is circulated through the first gas passage 66a and the second gas passage 67a, but is not limited thereto.
  • the positive pressure source 81 supplies an inert gas to the second gas passage 67a, or the periphery of the mounting head 40 is an inert gas atmosphere, and the inert gas flows through the first gas passage 66a due to a negative pressure. May be.
  • the component mounter 10 includes the plurality of suction nozzles 60, but the number of suction nozzles 60 may be one.
  • the component mounting machine or mounting head of the present disclosure may be configured as follows.
  • the second gas passage may be a space provided so that gas flows in the vertical direction inside the base portion.
  • At least one of the base and the suction nozzle has a leak hole that is provided so that gas flows vertically in the vertical direction and opens to the outside.
  • the valve may switch presence / absence of communication between the second gas passage and the leak hole.
  • the present invention is applicable to a component mounter that mounts a component on a mounting object such as a substrate.

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Abstract

本開示の部品実装機は、部品を実装対象物に実装する部品実装機であって、第1ガス通路と、該第1ガス通路と連通していない第2ガス通路と、を内部に有する基部と、前記基部を昇降させる昇降機構と、前記基部の下方に配設され該基部の昇降に伴って昇降し前記第1ガス通路に供給された負圧によって前記部品を吸着するノズル部、を有する吸着ノズルと、前記ノズル部が前記基部側に押し込まれることを許容しつつ該ノズル部を下方に付勢する付勢部と、前記ノズル部の押し込み量が所定量に達していない状態と達した状態とで、前記第2ガス通路と外部との連通の有無を切り替えるバルブと、を有する実装ヘッドと、前記第2ガス通路を流れるガスの流量と圧力との少なくとも一方を検出する検出装置と、を備える。

Description

部品実装機及び実装ヘッド
 本開示は、部品実装機及び実装ヘッドに関する。
 従来、部品を吸着して基板などの実装対象物に実装する部品実装機において、吸着ノズルの下降動作時にノズル部がスプリングの付勢力に抗してノズルベース部側に押し込まれるように構成された部品実装機が知られている(例えば、特許文献1)。これにより、この部品実装機は、吸着ノズルの下降動作時の部品への衝撃を緩和したり、部品を基板に軽く押さえつけて実装したりすることができる。特許文献1の部品実装機は、ノズル部内のエアー通路に負圧を供給してノズル部に部品を吸着するように構成されている。そして、ノズルベース部及びノズル部には、ノズル部の押し込み量が所定値に達したときに上記のエアー通路をノズルベース部の外部に連通させた状態に切り替えるリーク孔が設けられている。これにより、吸着ノズルの下降動作時にエアーの流量又は圧力を検出してエアーのリークの有無を監視することで、ノズル部の押し込み量が所定値に達したか否かを判定できるとしている。
国際公開第2015/045065号パンフレット
 しかし、特許文献1に記載の部品実装機では、部品の吸着に用いるエアー通路を利用してノズル部の押し込み量が所定値に達したか否かを判定している。そのため、例えば部品の吸着の有無や吸着している部品の種類などノズル部の状態が異なることによって、押し込み量が所定値に達した時のリーク時のエアーの流量又は圧力が変化する場合があった。そのため、ノズル部の押し込み量が所定値に達したか否かを精度良く判定できない場合があった。
 本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ノズル部の押し込み量が所定量に達したか否かをより精度良く判定することを主目的とする。
 本開示は、上述した主目的を達成するために以下の手段を採った。
 本開示の部品実装機は、
 部品を実装対象物に実装する部品実装機であって、
 第1ガス通路と、該第1ガス通路と連通していない第2ガス通路と、を内部に有する基部と、
 前記基部を昇降させる昇降機構と、
 前記基部の下方に配設され該基部の昇降に伴って昇降し前記第1ガス通路に供給された負圧によって前記部品を吸着するノズル部、を有する吸着ノズルと、
 前記ノズル部が前記基部側に押し込まれることを許容しつつ該ノズル部を下方に付勢する付勢部と、
 前記ノズル部の押し込み量が所定量に達していない状態と達した状態とで、前記第2ガス通路と外部との連通の有無を切り替えるバルブと、
 を有する実装ヘッドと、
 前記第2ガス通路を流れるガスの流量と圧力との少なくとも一方を検出する検出装置と、
 を備えたものである。
 この部品実装機は、例えば部品の吸着時や部品の実装時などにおいて、昇降機構によって基部が下降すると、これに伴ってノズル部も下降する。また、ノズル部又はノズル部に吸着された部品が他の部材に当接した状態でさらに基部が下降すると、ノズル部は付勢部の付勢力に抗して基部側に押し込まれる。そして、ノズル部の押し込み量が所定量に達したか否かによって第2ガス通路と外部との連通の有無が切り替わる。これにより、検出装置が第2ガス通路を流れるガスの流量と圧力との少なくとも一方を検出することで、部品実装機は押し込み量が所定量に達したか否かを判定することができる。しかも、この判定に用いる第2ガス通路は、部品の吸着のための負圧が供給される第1ガス通路と連通していない。そのため、例えば部品の吸着の有無や吸着している部品の種類などノズル部の状態が異なっても、第2ガス通路はその影響を受けにくい。したがって、この部品実装機では、ノズル部の押し込み量が所定量に達したか否かをより精度良く判定できる。
 本開示の実装ヘッドは、
 部品を実装対象物に実装する部品実装機に用いられる実装ヘッドであって
 第1ガス通路と、該第1ガス通路と連通していない第2ガス通路と、を内部に有する基部と、
 前記基部を昇降させる昇降機構と、
 前記基部の下方に配設され該基部の昇降に伴って昇降し前記第1ガス通路に供給された負圧によって前記部品を吸着するノズル部、を有する吸着ノズルと、
 前記ノズル部が前記基部側に押し込まれることを許容しつつ該ノズル部を下方に付勢する付勢部と、
 前記ノズル部の押し込み量が所定量に達していない状態と達した状態とで、前記第2ガス通路と外部との連通の有無を切り替えるバルブと、
 を備えたものである。
 この実装ヘッドは、上述した部品実装機と同様に、第2ガス通路が第1ガス通路と連通していない。そのため、この実装ヘッドでは、ノズル部の押し込み量が所定量に達したか否かをより精度良く判定できる。
本実施形態の部品実装機10の構成の概略を示す構成図。 実装ヘッド40の構成の概略を示す構成図。 負圧供給装置70及び正圧供給装置80の構成の概略を示す構成図。 バルブ69が第2ガス通路67aと外部との連通の有無を切り替える様子を示す説明図。 制御装置90の電気的な接続関係を示す説明図。 部品実装処理ルーチンの一例を示すフローチャート。
 本開示の部品実装機及び実装ヘッドの実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図1は本実施形態の部品実装機10の構成の概略を示す構成図、図2は実装ヘッド40の構成の概略を示す構成図、図3は負圧供給装置70及び正圧供給装置80の構成の概略を示す構成図、図4はバルブ69が第2ガス通路67aと外部との連通の有無を切り替える様子を示す説明図、図5は制御装置90の電気的な接続関係を示す説明図である。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、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、高さの基準となる基準面が形成された基準部材17(図2参照)と、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(実装対象物の一例)を搬送する基板搬送装置24と、を備える。また、部品実装機10は、部品供給位置に供給された部品Pを採取して基板Sに実装する実装ヘッド40と、実装ヘッド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、実装ヘッド40に保持された部品Pの姿勢を撮像するためのパーツカメラ26や実装ヘッド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。
 部品供給装置20は、所定間隔毎に形成された収容部に部品Pが収容されたテープを送り出すことにより、部品P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には実装ヘッド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実装ヘッド40を移動可能である。
 実装ヘッド40は、図2又は図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65(図2,3では2個のみ図示)が所定角度間隔(例えば30度間隔)で配置されたヘッド本体42と、各ノズルホルダ65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、を備えている。また、実装ヘッド40は、ヘッド本体42を回転させて複数のノズルホルダ65を回転(公転)させるR軸モータ44と、複数のノズルホルダ65を回転(自転)させるQ軸モータ46と、ノズルホルダ65を昇降させる昇降装置50と、を備えている。また、実装ヘッド40は、ノズル部61に負圧を供給する負圧供給装置70と、ノズルホルダ65に正圧を供給する正圧供給装置80と、を備えている。
 ヘッド本体42は、図2又は図3に示すように、X軸スライダ32に取り付けられたフレーム41と、フレーム41に回転自在に支持された軸部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65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。R軸モータ44が駆動すると、軸部42a及びホルダ保持部42bが回転し、これにより複数のノズルホルダ65は回転(公転)する。また、ヘッド本体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、Q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65に取り付けられたギヤ65bと噛み合っている。Q軸モータ46が駆動すると、各ノズルホルダ65及び各ノズルホルダ65に装着された吸着ノズル60は、いずれも同一回転方向に同一回転量(回転角度)だけ回転(自転)する。また、ギヤ65bの下面とホルダ保持部42bの上面との間には、スプリング65aが配置されている。スプリング65aは、ノズルホルダ65をZ軸方向の上方へ付勢する。
 ノズルホルダ65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、その内部には第1ガス通路66a及び第2ガス通路67aが形成されている。また、ノズルホルダ65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65cが形成されている。
 昇降装置50は、図2に示すように、リニアモータ51と、リニアモータ51の駆動によりZ軸方向に昇降可能なZ軸スライダ52と、を備える。Z軸スライダ52には、ノズルホルダ65に設けられた水平部65cに係合(ここでは当接)可能な係合部52aが形成されている。係合部52aは、複数のノズルホルダ65のうち所定の昇降位置に位置するノズルホルダ65の水平部65cと係合する。係合部52aと水平部65cとが係合した状態でZ軸スライダ52が昇降すると、これに伴って昇降位置に位置するノズルホルダ65が昇降する。ノズルホルダ65には吸着ノズル60が取り付けられるから、ノズルホルダ65の昇降に伴って吸着ノズル60も昇降する。なお、複数のノズルホルダ65がR軸モータ44によって公転することで、複数のノズルホルダ65のうち昇降位置に位置するノズルホルダ65が切り替わる。
 負圧供給装置70は、複数のノズルホルダ65の各々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する装置である。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、大気導入通路75と、スプール穴77と、スプール78と、スプール駆動機構79(図5参照)と、を備える。フレーム通路72は、実装ヘッド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、実装ヘッド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。大気導入通路75は、正圧源(ここでは大気)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。
 スプール78は、複数のノズルホルダ65の各々に設けられた第1ガス通路66aに対して、対応する負圧導入通路74と大気導入通路75とのいずれかを選択的に連通させるための切替弁である。詳しくは後述するが、第1ガス通路66aは吸着ノズル60のノズル部61の先端の吸引口と連通している。スプール78は、図3に示すように、ホルダ保持部42b内に複数のノズルホルダ65の各々に対応して形成されたスプール穴77にそれぞれ挿入される筒状部材である。このスプール78は、略中央部が縮径されており、スプール穴77内の空間のうちこの縮径された部分の周囲が負圧源71からの負圧の経路となる。スプール78は、自身が上方へ移動している状態(図3の状態)では、第1ガス通路66aと負圧導入通路74とを連通すると共に第1ガス通路66aと大気導入通路75との連通を遮断する。一方、スプール78は、自身が下方へ移動している状態では、第1ガス通路66aと負圧導入通路74との連通を遮断すると共に第1ガス通路66aと大気導入通路75とを連通する。スプール駆動機構79は、駆動力を出力してスプール78を上下させることで、スプール78が負圧導入通路74と大気導入通路75とのいずれを第1ガス通路66aに連通させるかを切り替える。スプール駆動機構79は、例えばスプール78に取り付けられた図示しないレバーを上下させる機構であってもよい。
 正圧供給装置80は、複数のノズルホルダ65の各々に設けられた第2ガス通路67aに対して正圧を供給する装置である。正圧供給装置80は、図3に示すように、コンプレッサなどの正圧源81と、流量センサ81aと、フレーム通路82と、ヘッド通路83と、正圧導入通路84と、を備える。流量センサ81aは、正圧源81に接続されており、正圧源81から供給されて第2ガス通路67aを流れるガス(ここではエアー)の流量を検出する。フレーム通路82は、実装ヘッド40のフレーム41内のフレーム通路72とは異なる位置に形成され、流量センサ81a及び正圧源81に接続されている。ヘッド通路83は、フレーム通路82と連通し、実装ヘッド40の中心軸方向に沿って延びるように形成されている。ヘッド通路83は、上面視でヘッド通路73を中心としたリング状の形状をしており、ヘッド通路73から離間しつつその周囲を囲むような形状で上下方向に延びている。正圧導入通路84は、ヘッド通路83と連通し、ホルダ保持部42bの中心軸側からホルダ保持部42bの外側に向かって延びるように複数形成されている。複数の正圧導入通路84の各々は、複数のノズルホルダ65の各々と対応して形成されており、対応するノズルホルダ65の第2ガス通路67aと連通している。なお、複数の正圧導入通路84は、いずれも負圧導入通路74及びスプール穴77を避けるように形成されている。なお、フレーム通路82,ヘッド通路83,正圧導入通路84及び第2ガス通路67aは、いずれも、フレーム通路72,ヘッド通路73,負圧導入通路74,大気導入通路75,スプール穴77,及び第1ガス通路66aのいずれとも連通していない。すなわち、負圧供給装置70の負圧の経路及び正圧(大気)の経路と、正圧供給装置80の正圧の経路とは、互いに独立している。
 ノズルホルダ65の内部及び吸着ノズル60について図4を用いて詳細に説明する。なお、図4Aは吸着ノズル60のノズル部61がノズルホルダ65側(図の上側)に押し込まれていない状態の説明図であり、図4Bはノズル部61がノズルホルダ65側に所定量だけ押し込まれた状態の説明図である。吸着ノズル60は、図4に示すように、ノズル部61と、ノズル部61より大径の筒状部62と、ピン63と、を備えている。ノズル部61は、筒状体であり、先端(図の下端)の吸引口が部品Pと当接した状態で内部のノズル部通路61aに負圧が供給されることで、部品Pを吸着する。ノズル部61の上端には複数のノズル部分岐通路61bが形成されている。ノズル部分岐通路61bは、上下の貫通孔であり、ノズル部通路61aとノズル部61の上側とを連通している。ノズル部分岐通路61bは、上面視で円周上に等間隔に複数形成されている。図4ではノズル部分岐通路61bを2箇所図示しているが、例えば4箇所であってもよい。ノズル部分岐通路61bは1以上であればよいが、負圧源71からの負圧がノズル部61の先端の吸引口に作用しやすくなるように、複数設けることが好ましい。筒状部62は、ノズル部61の外周に取り付けられており、フランジ部を有する。筒状部62の外径は外筒66の下端部の内径よりも小さく、筒状部62及びノズル部61は外筒66内部に挿入可能になっている。ピン63は、ノズル部61及び筒状部62を径方向(図4の左右方向)に貫通している。ノズル部61には上下方向に沿って長く形成された一対の長穴が配設されており、この一対の長穴をピン63が貫通している。そのため、ピン63はこの長穴に沿ってノズル部61に対して上下動可能である。これにより、ピン63は、ノズル部61が筒状部62に対して相対的に上下動するのを許容しつつ、ノズル部61が筒状部62から脱落しないように両者を保持している。
 ノズルホルダ65は、外筒66と、外筒66の内側の内筒67と、スプリング68と、バルブ69と、を有している。外筒66は、内側に内筒67が挿入されており、外筒66の内周面と内筒67の外周面との間の空間が上述した第1ガス通路66aとなっている。第1ガス通路66aは、上下方向に沿って延びている。第1ガス通路66aは、ノズルホルダ65の内部で上下方向にガスが流れるように設けられた空間である。また、外筒66の内部には、吸着ノズル60のノズル部61及び筒状部62の上側が下方から挿入されている。外筒66の外側には、円筒状の押さえ部材66dと、押さえ部材66dを下方に付勢するスプリング66cと、が取り付けられている。外筒66には、外筒66の下端から上方に向かいその後に外筒66の周方向に向かうような形状のスリットが形成されている。吸着ノズル60のノズルホルダ65への取付時には、吸着ノズル60を上昇させて外筒66内部に筒状部62を差し込んだ後に、吸着ノズル60を周方向に旋回させる。これにより、ピン63は外筒66のスリット内を上方及び周方向に移動してスリットの行き止まりまで到達し、吸着ノズル60が外筒66に取り付けられた状態になる。この状態では、スプリング66cの付勢力によってが押さえ部材66dがピン63を下方に押圧する。これにより、押さえ部材66dは、ピン63が外筒66のスリットから抜けるのを防止して吸着ノズル60が外筒66から脱落するのを防止している。また、外筒66は、吸着ノズル60の取り付け位置のやや上方に、リーク孔66bを有している。リーク孔66bは、外筒66を水平に(上下方向に垂直に)貫通する貫通孔であり、外筒66の外部に開口している。リーク孔66bは、外筒66の内側と外側とを径方向に連通するように形成されている。
 内筒67は、内側の空間が上述した第2ガス通路67aとなっている。第2ガス通路67aは、上下方向に沿って延びている。第2ガス通路67aは、ノズルホルダ65の内部で上下方向にガスが流れるように設けられた空間である。内筒67は、第2ガス通路67aと、フランジ部67bと、貫通孔67cと、突出部67dと、開口67eとを有している。フランジ部67bは、外筒66の内周面が一段狭くなる部分と上下に当接して係合している。これにより、スプリング68からの付勢力が作用しても内筒67は外筒66から下向きの反力を受けるため、外筒66が内筒67に対して上方に移動しないようになっている。貫通孔67cは、フランジ部67bを上下に貫通する孔であり、上面視で円周上に等間隔に複数配設されている。図4では貫通孔67cを2箇所図示しているが、例えば貫通孔67cは4箇所に形成されていてもよい。この貫通孔67cが1以上存在することで、第1ガス通路66aのうちフランジ部67bより上方の部分とフランジ部67bより下方の部分とが連通している。突出部67dは、内筒67のうちフランジ部67bの下方で径方向外側に突出するように形成された部分であり、突出部67dの下面がスプリング68の上端と当接している。開口67eは、内筒67を水平に(上下方向に垂直に)貫通する貫通孔であり、内筒67内部の第2ガス通路67aと内筒67の外周面側とを連通するように形成されている。開口67eは、第2ガス通路67aの下端の行き止まり付近に形成されている。開口67eは、内筒67の内側と外側とを径方向に連通するように形成されている。
 バルブ69は、外筒66のリーク孔66bと内筒67の開口67eとが連通するか否かを切り替える切替弁である。内部に空間を有する筒状の部材であり、内部には内筒67の下端が上下に摺動可能に挿入されている。バルブ69は、突出部69aと、バルブ通路69bと、連通用孔69cと、縮径部69dと、空間69eと、を有している。突出部69aは、バルブ69のうち径方向外側に突出するように形成された部分であり、突出部69aの上面がスプリング68のした端と当接している。これにより、スプリング68は、内筒67の突出部67dとバルブ69の突出部69aとで上下から挟まれて保持されている。これにより、スプリング68は、バルブ69を介してノズル部61を下方に付勢する。より具体的には、スプリング68は、ノズル部61がノズルホルダ65側(図4の上方)に押し込まれることを許容しつつ、ノズル部61を下方に付勢する。
 バルブ通路69bは、バルブ69を上下に貫通する孔である。バルブ通路69bは、上端が第1ガス通路66aと連通しており、下端がノズル部分岐通路61bと連通している。バルブ通路69bはノズル部分岐通路61bと対応するように形成されている。このバルブ通路69b及びノズル部分岐通路61bにより、第1ガス通路66aとノズル部通路61aとが連通して、第1ガス通路66aからの負圧又は正圧(大気)がノズル部61の先端に作用するようになっている。連通用孔69cは、バルブ69を水平に(上下方向に垂直に)貫通する貫通孔であり、バルブ69の内側と外側とを連通するように形成されている。連通用孔69cは、バルブ69の内外を径方向に連通するように形成されている。縮径部69dは、バルブ69の一部を縮径するように形成された部分であり、バルブ69が縮径されることで生じたバルブ69の外周面側の空間と連通用孔69cとを連通させている。縮径部69dは、バルブ69が上下に移動してもリーク孔66bと連通用孔69cとの連通が保たれるように、バルブ69の移動可能な範囲に応じて上下方向に所定の長さを有するように形成されている。なお、連通用孔69c及び縮径部69dは、バルブ通路69bと連通しないように形成されている。より具体的には、バルブ通路69bは、上面視で連通用孔69c及び縮径部69dが存在せずこれらから離間した位置を上下に貫通している。また、連通用孔69cは、リーク孔66bと開口67eとを連通させることができるように、リーク孔66b及び開口67eに対応して形成されている。図4ではリーク孔66b,開口67e,連通用孔69cはそれぞれ2個ずつ図示したが、それぞれ1以上存在すればよく、例えばそれぞれ4個存在するものなどとしてもよい。空間69eは、バルブ69が上方に押し込まれていない状態で内筒67の下端よりも下側に存在する空間である。空間69eは、ノズル部61の上面と、バルブ69の内周面と、内筒67の下端とで囲まれている。この空間69eが存在することで、バルブ69及びノズル部61は内筒67に対して上下に相対移動可能になっている。
 なお、第2ガス通路67a及びこれと連通する開口67e,連通用孔69c,縮径部69d,及びリーク孔66bは、第1ガス通路66a及びこれと連通する貫通孔67c,バルブ通路69b,ノズル部分岐通路61b,ノズル部通路61aのいずれとも連通していない。
 ここで、バルブ69によるリーク孔66bと開口67eとの連通の切り替えについて説明する。例えば部品Pの吸着時や部品Pの実装時などにおいて、昇降装置50によってノズルホルダ65が下降すると、これに伴ってノズル部61も下降する。そして、ノズル部61又はノズル部61の先端に吸着された部品Pが他の部材に当接していない状態、又は他の部材に当接しているが押圧してはいない状態では、バルブ69及びノズル部61はスプリング68の付勢力によって下方に押圧されて、図4Aの状態になる。なお、図4Aでは、例として、ノズル部61に吸着された部品Pが基板Sに当接し且つ基板Sを押圧はしていない状態を示している。この図4Aの状態では、バルブ69の連通用孔69cと開口67eとの位置が上下にずれているため、バルブ69はリーク孔66bと開口67eとの間の連通を遮断する。そのため、正圧源81から供給される正圧は第2ガス通路67aまで供給されるが、第2ガス通路67aからはガスが流出しない。これにより、第2ガス通路67a及び正圧供給装置80の各通路にガスは流れない。
 一方、図4Aの状態で昇降装置50によってノズルホルダ65がさらに下降すると、ノズル部61はスプリング68の付勢力に抗してノズルホルダ65側に押し込まれていく。これにより、ノズル部61及びバルブ69は、外筒66及び内筒67に対して相対的に上方に移動していく。そのため、バルブ69の連通用孔69cは内筒67の開口67eに近づいていく。そして、ノズル部61の押し込み量が所定量に達すると、バルブ69の連通用孔69cは開口67eと連通する(図4B)。この状態では、第2ガス通路67aは、開口67e,連通用孔69c,縮径部69d,及びリーク孔66bを介して、外筒66の外部と連通する。そのため、正圧源81から供給される正圧によって、正圧源81からリーク孔66b及びその外部にガスが流れる。このように、バルブ69は、ノズル部61の押し込み量が所定量に達していない状態(例えば図4A)と達した状態(例えば図4B)とで、第2ガス通路67aと外部との連通の有無を切り替える。そして、第2ガス通路67aが外部と連通するか否かによって、第2ガス通路67aを含むガス通路(正圧源81からリーク孔66bまでのガス通路)をガスが流れるか否かが変化する。そのため、部品実装機10では、このガスの流量の変化を流量センサ81aが検出することで、ノズル部61の押し込み量が所定量に達したか否かを検出することができる。なお、「所定量」は、図4Aにおける連通用孔69cと開口67eとの上下方向の距離にほぼ等しい。
 制御装置90は、図5に示すように、CPU91を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU91の他に、ROM92やHDD93、RAM94、入出力インタフェース95などを備える。これらはバス96を介して接続されている。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、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、Z軸スライダ52のZ軸方向の位置を検出するZ軸位置センサ53からの検出信号、流量センサ81aからの検出信号などが入出力インタフェース95を介して入力される。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、実装ヘッド40(R軸モータ44やQ軸モータ46,リニアモータ51,及びスプール駆動機構79)への駆動信号などが入出力インタフェース95を介して出力される。
 次に、こうして構成された部品実装機10の動作、特に、実装ヘッド40により部品Pを採取して基板Sに実装する際の動作について説明する。図6は、部品実装処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。図6のルーチンをCPU91が実行するためのプログラムは、例えばHDD93に記憶されている。CPU91は、例えば図示しない管理装置から実装する部品Pに関する部品データ及び各部品Pの目標実装位置を含む実装指示がなされたときに、部品実装処理を実行する。
 部品実装処理を開始すると、CPU91は、まず、吸着ノズル60の上側スタックがないことを確認する処理を行う(ステップS100)。ここで、スタックとは、吸着ノズル60のノズル部61の上下動の少なくとも一方が不良になった状態をいう。例えば、ノズル部61の外周面が筒状部62の内周面に引っかかってしまい、ノズル部61が筒状部62に対して相対的に上昇した状態から下降できなくなった状態を、上側スタックと称する。同様に、ノズル部61が筒状部62に対して相対的に下降した状態から上昇できなくなった状態を、下側スタックと称する。ステップS100では、CPU91は、複数のノズル部61の先端がいずれも他の部材に接触していない状態で、流量センサ81aが検出したガスの流量を調べて、押し込み量が所定量に達しているとみなせる所定の閾値を超えているか否かによって、上側スタックの有無を判定する。なお、正圧源81からヘッド通路83までのガス通路は、複数のノズルホルダ65のいずれの第2ガス通路67aとも連通している。そのため、CPU91は、正圧源81とフレーム通路82との間に設けた流量センサ81aを用いることで、複数のノズルホルダ65のいずれかに上側スタックがあるか否かを、まとめて判定することができる。
 続いて、CPU91は、吸着ノズル60の下側スタックがないことを確認する処理を行う(ステップS110)。ここでは、CPU91は、実装ヘッド40を基準部材17の上方に移動させ、昇降装置50により昇降位置にあるノズルホルダ65を下降させる。これにより、ノズル部61は基準部材17に当接し、さらにノズルホルダ65側に押し込まれていく。そして、CPU91は、押し込み量が所定量に達するのに必要な高さ分だけノズルホルダ65を下降させた時に、押し込み量が正しく所定量に達したか否かを、流量センサ81aの検出した流量に基づいて判定する。正しく所定量に達した場合(例えば検出した流量が所定の閾値を超えた場合)には、CPU91はそのノズルホルダ65の吸着ノズル60には下側スタックがないと判定する。CPU91は、この処理を全てのノズルホルダ65について順次行う。なお、CPU91は、ノズルホルダ65の下降を開始してから所定時間経過するまでの間に流量センサ81aが検出した流量が所定の閾値を超えたか否かによって、下側スタックの有無を判定してもよい。
 なお、CPU91は、ステップS110で上側スタックありと判定した場合や、ステップS120で下側スタックありと判定した場合には、ノズル部61に異常が生じた旨の情報を図示しない管理装置や作業者に報知して、本ルーチンを終了してもよい。
 ステップS100及びS110で吸着ノズル60にスタックがなかった場合には、CPU91は、実装ヘッド40を部品供給装置20の上方に移動させ、複数のノズル部61の各々に部品Pを順次採取させる(ステップS120)。ここでは、CPU91は、昇降装置50により昇降位置にあるノズルホルダ65を下降させ、そのノズルホルダ65に対応するスプール78をスプール駆動機構79によって切り替えてノズル部61に負圧を作用させて、ノズル部61の先端に部品Pを吸着させ、その後ノズル部61を上昇させる。CPU91は、この処理を、全てのノズルホルダ65のノズル部61について行う。
 次に、CPU91は、部品Pを吸着した各ノズル部61をパーツカメラ26上へ移動させ、パーツカメラ26による撮像を行ない、得られた撮像画像に基づいて吸着された部品Pの位置を認識して、認識された位置に基づき目標実装位置を補正する(S130)。
 次に、CPU91は、基板Sに部品Pを順次実装していく。まず、CPU91は、複数のノズル部61のうち、次に部品Pを基板Sに実装させる対象となる対象ノズルを設定する(ステップS140)。続いて、CPU91は、対象ノズルを基板S上の目標実装位置に移動し(ステップS150)、昇降装置50により対象ノズルの下降を開始させる(ステップS160)。そして、CPU91は、流量センサ81aが検出した流量が所定の閾値を超えるまで、すなわち押し込み量が所定量に達するまで待つ(ステップS170)。押し込み量が所定量に達したと判定すると、CPU91は、対象ノズルに対応するスプール78をスプール駆動機構79によって切り替えてノズル部61に正圧(大気)を作用させることで負圧を解除し、昇降装置50によりノズル部61を上昇させる(ステップS180)。このように、CPU91は、流量センサ81aが検出した流量に基づいて押し込み量が所定量に達したと判定したときに、ノズル部61の負圧の解除及び上昇を行う。これにより、部品実装機10は、部品Pを適切な押圧力で基板Sに押しつけて実装を行うことができる。また、CPU91は押し込み量が所定量に達したときにノズル部61の負圧の解除及び上昇を行うため、例えば基板Sに反りが生じているなど基板Sの高さに誤差がある場合でも、誤差の大きさに関わらず部品Pを一定の押圧力で基板Sに押しつけることができる。そのため、この部品実装機10では、例えば基板Sに部品Pを押しつける前に吸着を解除してしまうような不具合の発生を抑制できる。
 ステップS180の後、CPU91は、まだ部品Pを吸着しているノズル部61があるか否かを判定し(ステップS190)、ある場合にはステップS140でそのノズル部61を次の対象ノズルに設定して、ステップS150以降の処理を行う。一方、ステップS190で部品Pを吸着しているノズル部61がないときには、CPU91は、部品実装処理ルーチンを終了する。なお、CPU91は、管理装置からの指令に基づいてこの部品実装処理を複数回繰り返してもよい。また、2回目以降の部品実装処理では、ステップS100及びステップS110の少なくとも一方を省略してもよい。
 ここで、本実施形態の部品実装機の構成要素と本開示の部品実装機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が本開示の部品実装機に相当し、ノズルホルダ65が基部に相当し、昇降装置50が昇降装置に相当し、吸着ノズル60が吸着ノズルに相当し、スプリング68が付勢部に相当し、バルブ69がバルブに相当し、流量センサ81aが検出装置に相当する。
 以上説明した本実施形態の部品実装機10では、部品Pの実装時において、昇降装置50によってノズルホルダ65が下降すると、これに伴ってノズル部61も下降する。また、ノズル部61又はノズル部61に吸着された部品Pが他の部材(例えば基準部材17又は基板S)に当接した状態でさらにノズルホルダ65が下降すると、ノズル部61はスプリング68の付勢力に抗してノズルホルダ65側に押し込まれる。そして、ノズル部61の押し込み量が所定量に達したか否かによって第2ガス通路67aと外部との連通の有無が切り替わる。これにより、流量センサ81aが第2ガス通路67aを流れるガスの流量を検出することで、部品実装機10のCPU91は押し込み量が所定量に達したか否かを判定することができる。しかも、この判定に用いる第2ガス通路67aは、部品Pの吸着のための負圧が供給される第1ガス通路66aと連通していない。そのため、例えば部品Pの吸着の有無や吸着している部品Pの種類などノズル部61の状態が異なっても、第2ガス通路67aはその影響を受けにくい。したがって、この部品実装機10では、ノズル部61の押し込み量が所定量に達したか否かをより精度良く判定できる。
 なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
 例えば、上述した実施形態では、部品実装機10は、第2ガス通路67aを流れるガスの流量を検出する流量センサ81aを備えていたが、これに限らず流量と圧力との少なくとも一方を検出する検出装置を備えていてもよい。
 上述した実施形態では、CPU91は、流量センサ81aの流量に基づいて、ノズル部61の押し込み量が所定量に達したか否かを判定したが、これに限らず例えば流量センサ81aの流量に基づいてノズル部61の押込み量を検出してもよい。ノズル部61が押し込まれていくと、まず連通用孔69cと開口67eとがわずかに連通し、さらに押し込まれていくとより連通してガスが流れやすくなっていく。これにより、流量センサ81aが検出する流量はある時点から急上昇する。そのため、例えばこのときの上昇量とノズル部61の押込み量との関係を予め対応付けてHDD93に記憶させておけば、CPU91は流量センサ81aの流量に基づいてノズル部61の押込み量を検出することもできる。また、CPU91は、ノズル部61の下降時の流量センサ81aの流量の時間変化をHDD93に記憶したり管理装置に送信したりしてもよい。こうすれば、作業者が、流量の時間変化に基づいて事後的に異常の有無や原因を調べたり、経年劣化に基づく不具合発生を予測したりすることができる。
 上述した実施形態では、CPU91は、流量センサ81aの流量に基づいてノズル部61の押し込み量が所定量に達したか否かのみを判定したが、このときのノズルホルダ65の下降距離が正常か否かの判定を行ってもよい。例えば、CPU91は、図6のステップS170で押し込み量が所定量に達したと判定したときに、それまでの下降時間とリニアモータ51の制御量との少なくとも一方に基づいてノズルホルダ65の下降距離を導出してもよい。そして、CPU91導出した下降距離が正常とみなせる許容範囲(例えば基板Sの高さと部品Pの高さとの和に所定のマージンを加味した範囲)よりも大きい又は小さいときには異常と判定してもよい。こうすることで、CPU91は、例えば基板Sが許容できない程度に反っている場合に、これを異常として判定できる。また、CPU91は、例えばノズル部61が部品Pを吸着していない場合(=下降距離が許容範囲より大きくなる)に、これを異常として判定できる。また、CPU91は、例えばノズル部61の下側スタックが生じた場合に、これを異常として判定できる。
 上述した実施形態では、昇降装置50がノズルホルダ65を昇降可能になる昇降位置は1箇所としたが、昇降位置が2箇所以上あってもよい。昇降位置が複数ある場合、押し込み量が所定量に達したノズル部61の数が多いほど、流量センサ81aで検出される流量は大きくなる。そのため、CPU91は、複数のノズル部61を下降させるタイミングをずらしたり、高さの異なる対象物に向けて下降を行ったりするなど、押し込み量が所定量に達するタイミングが複数のノズル部61間でずれるようにしておけば、ノズル部61の各々について押し込み量が所定量に達したか否かを判定することはできる。
 上述した実施形態では、流量センサ81aは正圧源81とフレーム通路82との間に設けたが、これに限られない。例えば、ヘッド通路83から各ノズルホルダ65に向けて分岐した正圧導入通路84又は正圧導入通路84よりも下流に、各ノズルホルダ65と対応付けて流量センサ81aを配置してもよい。こうすれば、ノズル部61の各々について、押し込み量が所定量に達したか否かを判定できる。また、実装ヘッド40は、流量センサ81aなどの第2ガス通路67aを流れるガスの流量と圧力との少なくとも一方を検出する検出装置を備えなくてもよい。実装ヘッド40が検出装置を備えなくとも、部品実装機10が検出装置を備えていればよい。
 上述した実施形態では、第2ガス通路67aには正圧を供給したが、これに限らず負圧を供給してもよい。この場合も、ノズル部61の押し込み量が所定量に達したか否かによって流量センサ81aで検出される流量が変化するため、CPU91は本実施形態と同様に押し込み量が所定量に達したか否かを判定できる。
 上述した実施形態では、ノズル部61の押し込み量が所定量に達したときに、第2ガス通路67aと外部とが連通するものとしたが、これに限られない。ノズル部61の押し込み量が所定量に達していない状態と達した状態とで、バルブ69が第2ガス通路67aと外部との連通の有無を切り替えればよい。例えば、ノズル部61の押し込み量が所定量に達するまでは第2ガス通路67aが外部と連通しており、所定量に達すると第2ガス通路67aが外部と連通しなくなるようにバルブを構成してもよい。
 上述した実施形態では、CPU91は、部品Pをノズル部61に吸着させる時には押し込み量が所定量に達したか否かの判定を行わなかったが、部品Pの吸着時にもその判定を行って、所定量までノズル部61を押し込むようにしてもよい。
 上述した実施形態では、リーク孔66bは上下方向に垂直にガスが流れるように設けられていたが、これに限らず例えば上下方向にガスが流れるように設けられていてもよい。また、リーク孔66bを備えず、バルブ69の連通用孔69cが直接外部に開口してもよい。
 上述した実施形態では、第2ガス通路67aと連通する外部への開口(ここではリーク孔66b)はノズルホルダ65に配設されていたが、これに限られない。例えば、第2ガス通路67aと連通する外部への開口が吸着ノズル60に配設されていてもよい。
 上述した実施形態では、第1ガス通路66a及び第2ガス通路67aはいずれも上下方向にガスが流れるように設けられていたが、これに限られない。例えば、第1ガス通路66a及び第2ガス通路67aの少なくとも一方が、上下方向に垂直にガスが流れるように設けられていてもよい。
 上述した実施形態では、第1ガス通路66a及び第2ガス通路67aを流通するのはエアーとしたが、これに限られない。例えば正圧源81が第2ガス通路67aに不活性ガスを供給したり、実装ヘッド40の周囲が不活性ガス雰囲気であり第1ガス通路66aには負圧により不活性ガスが流通したりしてもよい。
 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。
 本開示の部品実装機又は実装ヘッドは、以下のように構成してもよい。
 本開示の部品実装機又は本開示の実装ヘッドにおいて、前記第2ガス通路は、前記基部の内部で上下方向にガスが流れるように設けられた空間であってもよい。
 本開示の部品実装機又は本開示の実装ヘッドにおいて、前記基部と前記吸着ノズルとの少なくとも一方は、上下方向に垂直にガスが流れるように設けられ外部に開口したリーク孔を有しており、前記バルブは、前記第2ガス通路と前記リーク孔との連通の有無を切り替えてもよい。
 本発明は、基板などの実装対象物に部品を実装する部品実装機に利用可能である。
 10 部品実装機、11 基台、12 筐体、17 基準部材、20 部品供給装置、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 実装ヘッド、41 フレーム、42 ヘッド本体、42a 軸部、42b ホルダ保持部、43 ギヤ、44 R軸モータ、45 ギヤ、46 Q軸モータ、47 ギヤ、 50 昇降装置、51 リニアモータ、52 Z軸スライダ、52a 係合部、53 Z軸位置センサ、60 吸着ノズル、61 ノズル部、61a ノズル部通路、61b ノズル部分岐通路、62 筒状部、63 ピン、65 ノズルホルダ、65a スプリング、65b ギヤ、65c 水平部、66 外筒、66a 第1ガス通路、66b リーク孔、66c スプリング、66d 押さえ部材、67 内筒、67a 第2ガス通路、67b フランジ部、67c 貫通孔、67d 突出部、67e 開口、68 スプリング、69 バルブ、69a 突出部、69b バルブ通路、69c 連通用孔、69d 縮径部、69e 空間、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、75 大気導入通路、77 スプール穴、78 スプール、79 スプール駆動機構、80 正圧供給装置、81 正圧源、81a 流量センサ、82 フレーム通路、83 ヘッド通路、84 正圧導入通路、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、P 部品、S 基板。

Claims (4)

  1.  部品を実装対象物に実装する部品実装機であって、
     第1ガス通路と、該第1ガス通路と連通していない第2ガス通路と、を内部に有する基部と、
     前記基部を昇降させる昇降機構と、
     前記基部の下方に配設され該基部の昇降に伴って昇降し前記第1ガス通路に供給された負圧によって前記部品を吸着するノズル部、を有する吸着ノズルと、
     前記ノズル部が前記基部側に押し込まれることを許容しつつ該ノズル部を下方に付勢する付勢部と、
     前記ノズル部の押し込み量が所定量に達していない状態と達した状態とで、前記第2ガス通路と外部との連通の有無を切り替えるバルブと、
     を有する実装ヘッドと、
     前記第2ガス通路を流れるガスの流量と圧力との少なくとも一方を検出する検出装置と、
     を備えた部品実装機。
  2.  部品を実装対象物に実装する部品実装機に用いられる実装ヘッドであって
     第1ガス通路と、該第1ガス通路と連通していない第2ガス通路と、を内部に有する基部と、
     前記基部を昇降させる昇降機構と、
     前記基部の下方に配設され該基部の昇降に伴って昇降し前記第1ガス通路に供給された負圧によって前記部品を吸着するノズル部、を有する吸着ノズルと、
     前記ノズル部が前記基部側に押し込まれることを許容しつつ該ノズル部を下方に付勢する付勢部と、
     前記ノズル部の押し込み量が所定量に達していない状態と達した状態とで、前記第2ガス通路と外部との連通の有無を切り替えるバルブと、
     を備えた実装ヘッド。
  3.  前記第2ガス通路は、前記基部の内部で上下方向にガスが流れるように設けられた空間である、
     請求項1に記載の部品実装機。
  4.  前記基部と前記吸着ノズルとの少なくとも一方は、上下方向に垂直にガスが流れるように設けられ外部に開口したリーク孔を有しており、
     前記バルブは、前記第2ガス通路と前記リーク孔との連通の有無を切り替える、
     請求項1又は3に記載の部品実装機。
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