WO2018193559A1

WO2018193559A1 - ノズル保持機構および部品実装装置

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Publication number: WO2018193559A1
Application number: PCT/JP2017/015760
Authority: WO
Inventors: 仁哉井村
Original assignee: 株式会社Ｆｕｊｉ
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2018-10-25
Also published as: EP3614820A4; CN110521296B; EP3614820A1; US11464148B2; JPWO2018193559A1; CN110521296A; JP6775081B2; US20210105919A1; EP3614820B1

Abstract

ノズル保持機構は、部品実装装置のヘッドに複数種類のノズルを保持可能であり、ヘッドの保持部に設けられた磁石と、ヘッドの保持部に保持される側のノズルの被保持部のうち磁石と対向する位置に設けられ、磁石に吸引される磁性体と、を備える。磁性体は、ヘッドにノズルが保持されている状態で磁石との間に隙間を有するように設けられる。そして、隙間は、ヘッドが保持するノズルの種類に応じて広狭されるよう調整されている。

Description

ノズル保持機構および部品実装装置

　本明細書は、ノズル保持機構および部品実装装置について開示する。

　従来より、ヘッドに着脱自在に取り付けられたノズルにより電子部品を真空吸着し、吸着した電子部品を回路基板の所要位置に実装する部品実装装置が知られている。例えば、特許文献１には、ノズルをヘッドに磁力により保持する部品実装装置が開示されている。この部品実装装置のヘッドには、ノズルを磁力により保持するための永久磁石が配設されると共に、ノズル側に向けてエアを吹き出すエア吹き出し用孔が形成されている。ノズルは、実装ヘッドに保持される側の被取付部が磁性体により構成される。このため、ノズルは、ヘッドに取り付けられると、被取付部が永久磁石から常に作用する磁力により保持され続けるため、落下することがない。ノズルの取り外しは、ヘッドのエア吹き出し用孔からエアを被取付部に向けて吹き付けて、永久磁石の磁力に抗してノズルをヘッドから離間させることにより行なわれる。

特開２０００－９１７９４号公報

　ノズルは、様々な種類があり、吸着する部品に適したものに適宜交換される。このため、１種類のヘッドに多種類のノズルを保持しようとする場合、どのノズルが取り付けられても、ノズルが落下しないように磁石の磁力を適切に設定する必要がある。ここで、ノズルは、磁石の磁力からノズルの自重（重力）を減じた保持力によりヘッドに保持される。したがって、例えば、磁石として、重量の大きいノズルがヘッドに取り付けられてもノズルが落下しないように、重量の大きいノズルに合わせて磁力の強さを設定することが考えられる。しかし、永久磁石の磁力を重量の大きいノズルに合わせて強くし過ぎると、ヘッドが重量の小さいノズルを保持する際の保持力が必要以上に強くなり、ノズルをヘッドから取り外すことが困難となってしまう。

　本開示は、ヘッドに取り付けるノズルの種類に拘わらずノズルの落下を防止することができ、且つ、ノズル交換時にはノズルを容易に取り外すことができるノズル保持機構を提供することを主目的とする。

　本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

　本開示のノズル保持機構は、部品実装装置のヘッドに複数種類のノズルを保持可能なノズル保持機構であって、前記ヘッドの保持部に設けられた磁石と、前記ヘッドの保持部に保持される側の前記ノズルの被保持部のうち前記磁石と対向する位置に設けられ、前記磁石に吸引される磁性体と、を備え、前記磁性体は、前記ヘッドに前記ノズルが保持されている状態で前記磁石との間に隙間を有するように設けられ、前記隙間は、前記ヘッドが保持する前記ノズルの種類に応じて広狭されるよう調整されていることを要旨とする。

　この本開示のノズル保持機構では、ヘッドの保持部に設けられた磁石とノズルの被保持部に設けられた磁性体との間の隙間を調整することにより、ノズルの被保持部に作用する磁気吸引力を調整することができる。この結果、ヘッドに取り付けるノズルの種類に拘わらずノズルの落下を防止することができ、且つ、ノズル交換時にはノズルを容易に取り外すことができる。

　本開示の部品実装装置は、上記のノズル保持機構と、前記ヘッドを移動させる移動装置と、前記磁石よりも磁力が強い強力磁石と、前記ヘッドの保持部に設けられた磁石に異物が付着しているか否かを判定し、前記磁石に異物が付着していると判定すると、前記異物が前記強力磁石により引き剥がされるよう前記移動装置を制御する制御装置と、を備えることを要旨とする。

　この本開示の部品実装装置では、ヘッドの保持部に設けられた磁石に金属製の異物が付着しても、強力磁石により異物を自動に引き剥がすことができるため、異物の付着時に装置を停止させてオペレータが清掃する必要をなくすことができる。

本実施形態の部品実装装置１０の構成の概略を示す構成図である。部品実装装置１０の電気的な接続関係を示す説明図である。ヘッド４０およびノズル５０の断面図である。図３の破線部分を拡大して示す部分拡大図である。永久磁石と金属板との距離と、永久磁石の吸引力との関係を示す説明図である。ノズルの重量と、永久磁石と金属板との距離との関係を示す説明図である。シャッターノズルステーション６０の正面図である。シャッターノズルステーション６０の正面図である。ノズルステーション６０の断面図である。ノズルステーション６０の断面図である。ノズル取り外し処理の一例を示すフローチャートである。ノズル５０をヘッド４０から引き剥がすのに必要なシャッター反力を説明する説明図である。ノズル取り付け処理の一例を示すフローチャートである。他の実施形態におけるノズル取り付け処理を示すフローチャートである。

　次に、本開示の発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

　図１は、本実施形態の部品実装装置１０の構成の概略を示す構成図である。図２は、部品実装装置１０の電気的な接続関係を示す説明図である。図３は、ヘッド４０およびノズル５０の断面図である。図４は、図３の破線部分を拡大して示す部分拡大図である。

　部品実装装置１０は、電子部品（部品）を吸着して回路基板（基板）に実装するものである。この部品実装装置１０は、図１に示すように、部品供給装置２２や基板搬送装置２４、ＸＹロボット３０、ヘッド４０、ノズル５０、ノズルステーション６０、マークカメラ７２、パーツカメラ７４、異物除去用磁石７６、実装制御装置８０（図２参照）を備える。

　部品供給装置２２は、部品実装装置１０の前方に設けられたフィーダ台に対して着脱可能に取り付けられている。部品供給装置２２は、例えば、テープが巻回されたリールを備えるテープフィーダである。テープは、その長手方向に沿って等間隔で形成された複数の凹部を有する。各凹部には、部品が収容されている。これらの部品は、テープの表面を覆うフィルムによって保護されている。テープフィーダは、テープをリールから引き出して後方へ所定量ずつ送ることにより、テープに収容された部品を順次、部品供給位置へと供給する。テープに収容された部品は、部品供給位置の手前でフィルムが剥がされることで部品供給位置にて露出した状態となり、ノズル５０により吸着される。

　基板搬送装置２４は、左右方向に延びる前後一対のコンベアレール２５にそれぞれ取り付けられたコンベアベルト２６を備える。基板Ｓは、コンベアベルト２６によって左から右へと搬送される。基板搬送装置２４は、基板Ｓの下方に配置された支持ピン２７により基板Ｓを下から持ち上げてコンベアレール２５の上部のガイド板に押し当てることで基板Ｓを固定し、支持ピン２７を下降させることで基板Ｓの固定を解除する。

　ＸＹロボット３０は、Ｘ軸スライダ３２と、Ｙ軸スライダ３４とを備える。Ｘ軸スライダ３２は、Ｙ軸スライダ３４の前面に設けられた左右方向に延びる上下一対のガイドレール３１にスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸スライダ３２は、ボールねじ機構を介してＸ軸モータ３６（図２参照）が取り付けられており、Ｘ軸モータ３６の駆動によってガイドレール３１に沿ってスライドする。Ｙ軸スライダ３４は、部品実装装置１０の筐体１２の上段部に設けられた前後方向に延びる左右一対のガイドレール３３にスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸スライダ３４は、ボールねじ機構を介してＹ軸モータ３８（図２参照）が取り付けられており、Ｙ軸モータ３８の駆動によってガイドレール３３に沿ってスライドする。

　ヘッド４０は、Ｘ軸スライダ３２の前面に着脱可能に取り付けられ、ＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８）の駆動によりＸＹ方向に移動する。ヘッド４０は、図３に示すように、下端にノズル５０を保持する保持面４３を有する円盤状のヘッドフランジ４２を備える。ヘッドフランジ４２は、ボールねじ機構を介してＺ軸モータ４５（図２参照）が接続されており、Ｚ軸モータ４５の駆動により上下方向にスライド（昇降）する。ヘッドフランジ４２の保持面４３には、複数（例えば、２つ）の凹部４２ａが設けられている。各凹部４２ａには、永久磁石４４が埋設されている。また、ヘッドフランジ４２の保持面４３の周囲には、後述するシャッター６５の一部が側方から入り込む環状溝４２ｂが形成されている。

　ノズル５０は、ヘッドフランジ４２の保持面４３に対して吸着する部品の種類や実装する基板Ｓの種類に適したものに交換可能に取り付けられる。ノズル５０は、図３に示すように、ノズル本体５２と、ノズル本体５２の上端に一体成形された円盤状のノズルフランジ５４と、を備える、ノズル本体５２には、中心軸に沿って上下方向に貫通するようにエア流路５６が形成されている。エア流路５６には、切替弁４７を介して正圧源４８と負圧源４９と大気開放口とに接続されており、切替弁４７の駆動により負圧、正圧、大気圧のいずれかが選択的に供給されるようになっている。ノズルフランジ５４の上面は、ヘッドフランジ４２の保持面４３に保持される被保持面５５となっている。ノズルフランジ５４の被保持面５５のうち永久磁石４４と対向する位置には、磁性体としての金属板５８が埋設されている。金属板５８は、例えば、鉄、コバルト、ニッケルなどの鉄系材料により形成されている。

　ヘッド４０に埋設された永久磁石４４およびノズル５０に埋設された金属板５８は、ヘッド４０にノズル５０を保持するノズル保持機構を構成する。ノズル保持機構は、永久磁石４４の磁力により金属板５８を吸引することで、ヘッド４０の保持面４３にノズル５０の被保持面５５を保持する。金属板５８は、図４に示すように、ノズル５０（ノズルフランジ５４）がヘッド４０（ヘッドフランジ４２）に保持された状態で永久磁石４４との間で所定の隙間ΔＬが形成される。図５は、永久磁石と金属板との距離と、永久磁石の吸引力との関係を示す説明図である。図６は、ノズルの重量と、永久磁石と金属板との距離との関係を示す説明図である。ヘッド４０がノズル５０を保持する保持力は、金属板５８に対する永久磁石４４の磁気吸引力（吸引力）からノズル５０に作用する重力を減じた力となる。金属板５８に対する永久磁石４４の吸引力は、図５に示すように、永久磁石４４と金属板５８との距離（隙間ΔＬ）が大きいほど小さくなる。また、隙間ΔＬは、図６に示すように、重量の小さいノズルほど大きくなるように定められる。したがって、ヘッド４０に取り付けられるノズル５０の重量（重力）が小さいほどノズル５０（金属板５８）に対する永久磁石４４の吸引力を小さくすることができ、ヘッド４０に取り付けられるノズル５０の種類に拘わらず、ノズル５０の保持力を概ね均一にすることができる。こうする理由については後述する。

　ノズルステーション６０は、ヘッド４０に取り付け可能な複数種類のノズル５０を収容するためのものである。図７Ａ，７Ｂは、シャッターノズルステーション６０の正面図である。図８Ａ，８Ｂは、ノズルステーション６０の断面図である。ノズルステーション６０は、ノズルステーション本体６１と、ノズルステーション本体６１の上面を覆うように設けられたシャッター６２とを備える。ノズルステーション本体６１には、ノズル５０を収容可能な複数の収容穴６２が形成されている。シャッター６５は、収容穴６２とほぼ同じ径の開口部６６が収容穴６２と同じ間隔で形成され、シャッター駆動装置６９（図２参照）の駆動によりスライドする。シャッター６５は、開口部６６が収容穴６２とずれた位置（閉位置）にスライドすると、図７Ａ，図８Ａに示すように、各収容穴６２に対してノズル５０を出し入れ不能な状態となる。また、シャッター６５は、開口部６６が収容穴６２と完全に重なる位置（開位置）にスライドすると、図７Ｂ，図８Ｂに示すように、各収容穴６２に対してノズル５０を出し入れ可能な状態となる。なお、図７Ａ，図７Ｂに示すように、ノズルステーション本体６１の上面における四隅には、ガイドピン６４が立設されている。ガイドピン６４は、対応するシャッター６５の四隅に形成された長穴状のガイド穴６８に係合されている。シャッター６５は、ガイドピン６４およびガイド穴６８により、上記開位置と上記閉位置との間を移動可能にスライド方向およびスライド量が規定されている。

　マークカメラ７２は、ヘッド４０に取り付けられ、基板Ｓに付された基準マークを上方から撮像する。パーツカメラ７４は、部品供給装置２２と基板搬送装置２４との間に設置され、部品を吸着したノズル５０がパーツカメラ７４の上方を通過する際に部品を下方から撮像する。

　異物除去用磁石７６は、永久磁石４４よりも強い磁力の永久磁石（強力磁石）により形成され、永久磁石４４に付着した金属製の異物を引き剥がして除去するためのものである。

　実装制御装置８０は、図２に示すように、ＣＰＵ８１を中心とするマイクロプロセッサとして構成され、ＣＰＵ８１の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ８２や、各種データを記憶するＨＤＤ８３、作業領域として用いられるＲＡＭ８４、入出力インターフェース８５などを備える。実装制御装置８０には、ヘッド４０のＸ方向，Ｙ方向およびＺ方向の各位置を検出するＸ軸位置センサ３７，Ｙ軸位置センサ３９およびＺ軸位置センサ４６からの検出信号や、負圧源４９に繋がる負圧流路４９ａに取り付けられた流量センサ４９ｂからの検出信号が入出力インターフェース８５を介して入力されている。また、実装制御装置８０には、マークカメラ７２やパーツカメラ７４からの画像信号が入出力インターフェース８５を介して入力されている。実装制御装置８０は、例えば、マークカメラ７２で撮像された基板Ｓの画像を処理して図示しない基板マークの位置を認識することにより基板Ｓの位置を認識する。また、実装制御装置８０は、パーツカメラ７４で撮像された画像に基づいてノズル５０に部品が吸着されているか否かを判定したり、その部品の吸着位置や吸着姿勢を判定したりする。一方、実装制御装置８０からは、基板搬送装置２４やＸ軸モータ３６、Ｙ軸モータ３８、Ｚ軸モータ４５、切替弁４７、シャッター駆動装置６９への各種駆動信号が出力ポートを介して出力されている。更に、実装制御装置８０は、部品供給装置２２（フィーダ）に内蔵するフィーダ制御装置２３や管理装置１００と双方向通信可能に接続されており、互いにデータや制御信号のやり取りを行っている。

　管理装置１００は、図２に示すように、パソコン本体１０２と入力デバイス１０４とディスプレイ１０６とを備えており、オペレータによって操作される入力デバイス１０４からの信号を入力可能であり、ディスプレイ１０６に種々の画像を出力可能である。パソコン本体１０２のメモリには、生産ジョブデータが記憶されている。生産ジョブデータには、部品実装装置１０においてどの部品をどういう順番で基板Ｓへ実装するか、また、そのように実装した基板Ｓを何枚作製するかなどが定められている。

　次に、部品実装装置１０の実装制御装置８０が、生産ジョブに基づいて基板Ｓへ部品を実装する動作（部品実装動作）について説明する。実装制御装置８０は、部品供給装置２２により部品供給位置に供給された部品をヘッド４０のノズル５０に吸着させる。具体的には、実装制御装置８０は、Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８を制御してヘッド４０のノズル５０を吸着すべき部品の部品吸着位置の真上に移動させる。次に、実装制御装置８０は、Ｚ軸モータ４５を制御してノズル５０を下降させると共に切替弁４７を制御してノズル５０のエア流路５６に負圧を供給させる。これにより、ノズル５０の先端部に部品が吸着される。その後、実装制御装置８０は、Ｚ軸モータ４５を制御してノズル５０を上昇させ、Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８を制御して先端に部品を吸着したノズル５０を基板Ｓの所定の実装位置の上方へ移動させる。そして、実装制御装置８０は、所定の実装位置で、Ｚ軸モータ４５を制御してノズル５０を下降させ、そのエア流路５６へ正圧が供給されるように切替弁４７を制御する。これにより、部品は、ノズル５０から離間して基板Ｓの所定の実装位置に実装される。基板Ｓに実装すべき他の部品についても、同様にして基板Ｓ上に実装していき、すべての部品の実装が完了したら基板Ｓを下流側へ送り出す。

　次に、部品実装装置１０の実装制御装置８０が、ヘッド４０のノズル５０を自動交換する動作について説明する。ノズル５０の自動交換は、ヘッド４０に保持されているノズル５０を取り外してノズルステーション６０に返却するノズル取り外し動作と、ノズルステーション６０に収容されたノズル５０をヘッド４０に取り付けるノズル取り付け動作とを実行することにより行なわれる。以下、ノズル取り外し動作について説明し、その後、ノズル取り付け動作について説明する。図９は、ノズル取り外し処理の一例を示すフローチャートである。

　ノズル取り外し処理が実行されると、実装制御装置８０は、まず、Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８を制御して、ノズルステーション６０の収容穴６２のうちノズル５０が収容されていない空き収容穴６２の上方へヘッド４０を移動させる（Ｓ１００）。続いて、実装制御装置８０は、シャッター駆動装置６９を制御してノズルステーション６０のシャッター６５を開位置へスライドさせる（Ｓ１１０）。そして、実装制御装置８０は、Ｚ軸モータ４５を制御して、ヘッド４０を下降させ（Ｓ１２０）、ノズル５０がノズルステーション６０の空き収容穴６２に収容されたか否かを判定する（Ｓ１３０）。Ｓ１３０の処理は、例えば、Ｚ軸位置センサ４６によりヘッド４０が予め定められた所定位置に到達したか否かを判定することにより行なったり、ヘッド４０に設けられる図示しないタッチセンサによりノズル５０が空き収容穴６２に接触したことを検知することにより行なったりすることができる。実装制御装置８０は、ノズル５０がノズルステーション６０の空き収容穴６２に収容されたと判定すると、シャッター駆動装置６９を制御してシャッター６５を閉位置へスライドさせる（Ｓ１４０）。これにより、図１０に示すように、シャッター６５は、開口部６６の端縁がヘッドフランジ４２とノズルフランジ５４との間の隙間（環状溝４２ｂ）に入り込む。そして、実装制御装置８０は、この状態でＺ軸モータ４５を制御してヘッド４０を上昇させることで、ヘッド４０からノズル５０を引き剥がして（Ｓ１５０）、ノズル取り外し処理を終了する。このように、ヘッド４０からノズル５０を取り外してノズルステーション６０に返却する場合、実装制御装置８０は、空き収容穴６２にノズル５０を入れた状態でノズルステーション６０のシャッター６５を閉じ、ノズル５０をシャッター６５に押し当てながらヘッド４０を引き上げることにより、ヘッド４０からノズル５０を引き剥がす。このとき、ノズル５０は、図１０に示すように、ヘッド４０の引き上げによりシャッター６５からノズル５０に作用する反力とノズル５０に作用する重力との和が永久磁石４４によりノズル５０に作用する吸引力よりも大きくなったときに、ヘッド４０から引き剥がされる。ここで、１種類の永久磁石で多種類のノズルを十分な保持力で保持するため、重量の大きいノズルに合わせて強い磁力の永久磁石を用いる場合を考える。この場合、重量が小さいノズルを強い磁力の永久磁石で保持することとなるため、ノズルを取り外す際にシャッター６５の大きな反力が必要となり、シャッター６５に大きな負荷がかかってしまう。これに対して、本実施形態では、ヘッド４０に設けられる永久磁石４４とノズル５０に設けられる金属板５８との隙間ΔＬは、重量の小さいノズルほど大きくなっている。このため、金属板５８に対する永久磁石４４の吸引力は、重量の大きいノズルに対して大きくなり、重量の小さいノズルに対して小さくなるから、重量の大きいノズルをヘッド４０に保持する際の保持力を十分に確保しつつ、重量の小さいノズルをヘッド４０から引き剥がしてノズルステーション６０に返却する際に必要な反力が過大となるのを抑制することができる。

　次に、ノズル取り付け処理について説明する。図１１は、ノズル取り付け処理の一例を示すフローチャートである。ノズル取り付け処理が実行されると、実装制御装置８０は、Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８を制御して、ヘッド４０をパーツカメラ７４の上方へ移動させる（Ｓ２００）。続いて、パーツカメラ７４でヘッド４０の保持面４３を撮像し（Ｓ２１０）、得られた撮像画像を処理して、永久磁石４４に金属製の異物が付着しているか否かを判定する（Ｓ２２０）。具体的には、実装制御装置８０は、撮像画像中から永久磁石の色を検出し、検出した色の輪郭を抽出し、抽出した色の輪郭と実際の永久磁石の輪郭とを比較する。そして、実装制御装置８０は、両者の輪郭が一致していれば、永久磁石４４に異物が付着していないと判定し、両者の輪郭が一致していなければ、永久磁石４４に異物が付着していないと判定する。実装制御装置８０は、永久磁石４４に異物が付着していると判定すると（Ｓ２３０の「ＹＥＳ」）、Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８を制御して、ヘッド４０を異物除去用磁石７６の上方へ移動させる（Ｓ２４０）。続いて、実装制御装置８０は、Ｚ軸モータ４５を制御してヘッド４０を下降させ（Ｓ２５０）、ヘッド４０の永久磁石４４が異物除去用磁石７６に押し当てられたか否かを判定する（Ｓ２６０）。Ｓ２６０の処理は、例えば、Ｚ軸位置センサ４６によりヘッド４０が予め定められた所定位置に到達したか否かを判定することにより行なったり、タッチセンサによりヘッド４０が異物除去用磁石７６に接触したことを検知することにより行なったりすることができる。そして、実装制御装置８０は、永久磁石４４が異物除去用磁石７６に押し当てられると、Ｚ軸モータ４５を制御してヘッド４０を上昇させて（Ｓ２７０）、Ｓ２８０の処理に進む。これにより、永久磁石４４に付着した金属製の異物は、永久磁石４４よりも強力な異物除去用磁石７６によって引き剥がされる。一方、実装制御装置８０は、永久磁石４４に異物が付着していないと判定すると（Ｓ２３０の「ＮＯ」）、Ｓ２４０～Ｓ２７０の処理をスキップして、Ｓ２８０の処理に進む。

　次に、実装制御装置８０は、Ｘ軸モータ３６およびＹ軸モータ３８を制御して、ノズルステーション６０の収容穴６２のうち取り付けるべきノズル５０（対象ノズル）が収容されている収容穴６２の上方へヘッド４０を移動させる（Ｓ２８０）。続いて、実装制御装置８０は、シャッター駆動装置６９を制御してノズルステーション６０のシャッター６５を開位置へスライドさせる（Ｓ２９０）。そして、実装制御装置８０は、Ｚ軸モータ４５を制御してヘッド４０を下降させ（Ｓ３００）、ヘッド４０がノズル５０に接触したか否かを判定する（Ｓ３１０）。Ｓ３１０の処理は、例えば、Ｚ軸位置センサ４６によりヘッド４０が予め定められた所定位置に到達したか否かを判定することにより行なったり、タッチセンサによりヘッド４０がノズル５０に接触したことを検知することにより行なったりすることができる。実装制御装置８０は、ヘッド４０がノズル５０に接触したと判定すると、Ｚ軸モータ４５を制御してヘッド４０を上昇させ（Ｓ３２０）、シャッター駆動装置６９を制御してシャッター６５を閉位置にスライドさせて（Ｓ３３０）、ノズル取り付け処理を終了する。

　ここで、実施形態の主要な要素と発明の開示の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、部品実装装置１０が部品実装装置に相当し、ヘッド４０がヘッドに相当し、ノズル５０がノズルに相当し、永久磁石４４が磁石に相当し、金属板５８が磁性体に相当する。また、ＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６，Ｙ軸モータ３８）およびＺ軸モータ４５が移動装置に相当し、異物除去用磁石７６が強力磁石に相当し、実装制御装置８０が制御装置に相当する。また、パーツカメラ７４が撮像装置に相当する。

　以上説明した実施形態の部品実装装置におけるヘッド保持機構は、ヘッド４０に設けられた永久磁石４４でノズル５０に設けられた金属板５８を吸引することで、ヘッド４０にノズル５０を保持する。ヘッド４０にノズル５０が保持された状態で永久磁石４４と金属板５８との間に隙間ΔＬが形成される。そして、隙間ΔＬは、ヘッド４０に取り付け可能な複数種類のノズルのうち重量の小さいノズルほど、大きくなるよう調整されている。これにより、重量の大きいノズルに対して作用する磁気吸引力を大きくし、重量の小さいノズルに対して作用する磁気吸引力を小さくすることができる。この結果、ヘッド４０に取り付けるノズルの種類に拘わらずノズルの落下を防止することができ、且つ、ノズル交換時にはノズルを容易に取り外すことができる。

　また、実施形態の部品実装装置は、ヘッド４０にノズル５０を取り付ける前に、ヘッド４０の永久磁石４４に異物が付着しているか否かを判定する。そして、永久磁石４４に異物が付着していると判定すると、永久磁石４４をそれよりも磁力が強い異物除去用磁石４４に押し当てて異物を引き剥がす。これにより、永久磁石４４に付着する異物を自動で除去してノズル５０を取り付けることができ、ノズル５０の取付不良を防止することができる。

　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、本開示の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、部品実装装置１０は、ヘッド４０にノズル５０を取り付ける前に、ヘッド４０の保持面４３をパーツカメラ７４で撮像することにより、永久磁石４４に異物が付着しているか否かを判定した。しかし、部品実装装置１０は、ヘッド４０にノズル５０を保持させた状態で負圧源４９からの負圧をノズル５０（エア流路５６）に供給し、このときに負圧流路４９ａを流れるエアの流量に基づいて永久磁石４４に異物が付着しているか否かを判定するものとしてもよい。この場合、実装制御装置８０は、図１１の部品取り付け処理に代えて図１２の部品取り付け処理を実行すればよい。

　図１２の部品取り付け処理では、実装制御装置８０は、図１１の部品取り付け処理のＳ２８０～Ｓ３３０と同様の処理を実行して、ヘッド４０にノズル５０を取り付ける（Ｓ４００～Ｓ４５０）。続いて、実装制御装置８０は、切替弁４７を制御してノズル５０のエア流路５６に負圧を供給する（Ｓ４６０）。そして、実装制御装置８０は、流量センサ７８からのエア流量を入力し（Ｓ４７０）、入力したエア流量が正常範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ４８０）。ここで、正常範囲は、永久磁石４４に異物が付着しておらず、ヘッド４０にノズル５０が正常に取り付けられている状態でノズル５０のエア流路５６に負圧を供給したときに負圧流路４９ａを流れるエア流量の範囲であり、予め実験などにより定められている。実装制御装置８０は、エア流量が正常範囲内にあると判定すると、ヘッド４０にノズル５０が正常に取り付けられていると判定して、ノズル取り付け処理を終了する。一方、実装制御装置８０は、エア流量が正常範囲内にないと判定すると、永久磁石４４に異物が付着している可能性があると判断し、まず、図９のノズル取り外し処理と同様のノズル取り外し処理を実行する（Ｓ４９０）。そして、実装制御装置８０は、図１１のノズル取り付け処理のＳ２４０～Ｓ２７０の異物除去処理を実行し（Ｓ５００～Ｓ５３０）、Ｓ４００の処理に戻って処理を繰り返す。なお、実装制御装置８０は、こうした処理を所定回数繰り返したにも拘わらず、エア流量が正常範囲内にならないときには、エラーを出力するものとしてもよい。

　上述した実施形態では、実装制御装置８０は、ノズル５０をノズルステーション６０に返却する際、収容穴６２にノズル５０を入れてシャッター６５を閉じ、ノズル５０をシャッター６５に押し当てながらヘッド４０を引き上げることで、ヘッド４０からノズル５０を引き剥がした。しかし、ヘッドは、ノズルの被取付面に向けてエアを吹き出し可能なエア吹き出し用孔を備えるものとしてもよい。この場合、実装制御装置は、ノズルをノズルステーションに返却する際、収容穴にノズルを入れ、エア吹き出し用孔からノズルの被取付面に向けてエアを吹き付けながら、ヘッドを引き上げることで、永久磁石の吸引力に抗してノズルをヘッドから引き剥がす。ノズルの種類に拘わらず永久磁石によるノズル（金属板）の保持力を概ね均一とすることで、エアの吹き出し量を過大とすることなく、ノズルをヘッドからより確実に引き剥がすことができる。

　本開示は、部品実装装置の製造産業などに利用可能である。

　１０　部品実装装置、１２　筐体、２２　部品供給装置、２３　フィーダ制御装置、２４　基板搬送装置、２５　コンベアレール、２６　コンベアベルト、２８　支持ピン、３０　ＸＹロボット、３１　ガイドレール、３２　Ｘ軸スライダ、３３　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　ヘッド、４２　ヘッドフランジ、４２ａ　凹部、４２ｂ　環状溝、４３　保持面、４４　永久磁石、４５　Ｚ軸モータ、４６　Ｚ軸位置センサ、４７　切替弁、４８　正圧源、４９　負圧源、４９ａ　負圧流路、４９ｂ　流量センサ、５０　ノズル、５２　ノズル本体、５４　ノズルフランジ、５５　被保持面、５６　エア流路、５８　金属板、６０　ノズルステーション、６１　ノズルステーション本体、６２　収容穴、６４　ガイドピン、６５　シャッター、６６　開口部、６８　ガイド穴、６９　シャッター駆動装置、７２　マークカメラ、７４　パーツカメラ、７６　異物除去用磁石、Ｓ　基板、８０　実装制御装置、８１　ＣＰＵ、８２　ＲＯＭ、８３　ＨＤＤ、８４　ＲＡＭ、８５　入出力インターフェース、１００　管理装置、１０２　パソコン本体、１０４　入力デバイス、１０６　ディスプレイ。

Claims

　部品実装装置のヘッドに複数種類のノズルを保持可能なノズル保持機構であって、
　前記ヘッドの保持部に設けられた磁石と、
　前記ヘッドの保持部に保持される側の前記ノズルの被保持部のうち前記磁石と対向する位置に設けられ、前記磁石に吸引される磁性体と、
　を備え、
　前記磁性体は、前記ヘッドに前記ノズルが保持されている状態で前記磁石との間に隙間を有するように設けられ、
　前記隙間は、前記ヘッドが保持する前記ノズルの種類に応じて広狭されるよう調整されている、
　ことを特徴とするノズル保持機構。
　請求項１記載のノズル保持機構であって、
　前記隙間は、重量の小さいノズルほど広くなるように調整されている、
　ノズル保持機構。
　請求項１または２記載のノズル保持機構を備える部品実装装置であって、
　前記ヘッドを移動させる移動装置と、
　前記磁石よりも磁力が強い強力磁石と、
　前記ヘッドの保持部に設けられた磁石に異物が付着しているか否かを判定し、前記磁石に異物が付着していると判定すると、前記異物が前記強力磁石により引き剥がされるよう前記移動装置を制御する制御装置と、
　を備える部品実装装置。
　請求項３記載の部品実装装置であって、
　前記ヘッドの保持部を撮像する撮像装置を備え、
　前記制御装置は、前記ヘッドに前記ノズルを保持する前に前記撮像装置により前記ヘッドの保持部を撮像し、該撮像により得られた画像に基づいて前記磁石に異物が付着しているか否かを判定する、
　部品実装装置。
　請求項３記載の部品実装装置であって、
　前記ノズルの吸着口に負圧を供給する負圧流路と、
　前記負圧流路に設けられた流量センサと、
　を備え、
　前記制御装置は、前記ヘッドに前記ノズルが保持された状態で前記流量センサにより検出される流量に基づいて前記磁石に異物が付着しているか否かを判定する、
　部品実装装置。