WO2021048948A1 - 部品実装機 - Google Patents

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WO2021048948A1
WO2021048948A1 PCT/JP2019/035665 JP2019035665W WO2021048948A1 WO 2021048948 A1 WO2021048948 A1 WO 2021048948A1 JP 2019035665 W JP2019035665 W JP 2019035665W WO 2021048948 A1 WO2021048948 A1 WO 2021048948A1
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WO
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component
mounting
inspection
parts
axis
Prior art date
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PCT/JP2019/035665
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English (en)
French (fr)
Inventor
一也 小谷
勇太 横井
幹也 鈴木
Original Assignee
株式会社Ｆｕｊｉ
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Publication date
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Priority to PCT/JP2019/035665 priority patent/WO2021048948A1/ja
Priority to CN201980099702.0A priority patent/CN114303451B/zh
Priority to EP19945387.9A priority patent/EP4030884A4/en
Priority to US17/641,655 priority patent/US20220312659A1/en
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    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0812—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines the monitoring devices being integrated in the mounting machine, e.g. for monitoring components, leads, component placement
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
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    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/0882—Control systems for mounting machines or assembly lines, e.g. centralized control, remote links, programming of apparatus and processes as such

Definitions

  • Patent Document 1 discloses a component mounting machine that captures a mounting state of a component with a high-speed video camera that stores image data for a certain period of time in a memory and sequentially updates the image data.
  • This component mounting machine uses a high-speed video camera to image the mounting state of the component, and immediately after each mounting operation, uses a laser displacement sensor to detect whether the component is mounted or not, and when a component mounting defect is detected, it is constant immediately before that. Extract the time image data from the high-speed camcorder to the memory of the video recorder. As a result, it is possible to confirm the component mounting operation when a mounting error occurs with an image, and it is possible to properly analyze the mounting error.
  • the main purpose of this disclosure is to provide a component mounting machine that can detect the occurrence of defective products at an early stage while suppressing the deterioration of productivity.
  • This disclosure has taken the following measures to achieve the above-mentioned main purpose.
  • the component mounting machine of the present disclosure is A component mounting machine that holds components and mounts them on a board.
  • a head having a holding member for holding the component,
  • the pre-mounting inspection for inspecting the state of the parts held by the holding member is performed, and when a normal determination is made in the pre-mounting inspection, the parts held by the holding member are mounted on the substrate.
  • the head is controlled and an abnormality is determined in the pre-mounting inspection, or when an abnormality is suspected to be within the permissible range for normal determination in the pre-mounting inspection, the head has already determined the substrate.
  • a control device that inspects the condition of the parts mounted on the The gist is to prepare.
  • the component mounting machine of the present disclosure includes a head having a holding member for holding the component, and a control device for controlling the head.
  • the control device performs a pre-mounting inspection to inspect the state of the parts held by the holding member, and heads so that the parts held by the holding member are mounted on the board when a normal judgment is made in the pre-mounting inspection.
  • the control device is already mounted on the board by the head when an abnormality is determined in the pre-mounting inspection or when an abnormality is suspected to be within the permissible range for normal determination in the pre-mounting inspection. Inspect the condition of the parts that have been installed. Perform post-mounting inspection.
  • the component mounting machine of the present disclosure passes the pre-mounting inspection and performs the post-mounting inspection on the already mounted components when the abnormality judgment or the abnormality suspicion judgment is made in the pre-mounting inspection. .. As a result, it is possible to properly perform post-mounting inspection and detect the occurrence of defective products at an early stage.
  • the component mounting machine of the present disclosure in order to perform post-mounting inspection when an abnormality judgment or an abnormality suspicion judgment is made in the pre-mounting inspection, all the parts mounted on the board are subjected to post-mounting inspection. In comparison, deterioration of productivity can be suppressed. As a result, it is possible to obtain a component mounting machine capable of detecting the occurrence of defective products at an early stage while suppressing deterioration of productivity.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a component mounting system 1 including the component mounting machine 10 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the component mounting machine 10.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an electrical connection relationship between the control device 60 and the management device 80 of the component mounting machine 10.
  • the left-right direction is the X-axis direction
  • the front (front) rear (back) direction is the Y-axis direction
  • the vertical direction is the Z-axis direction.
  • the component mounting system 1 includes a printing machine 2, a printing inspection device 3, a component mounting machine 10, a reflow device 4, a mounting inspection device 5, and a management device 80 that controls the entire system.
  • the printing machine 2 prints solder on the substrate S.
  • the print inspection device 3 inspects the state of the solder printed on the substrate S.
  • the component mounting machine 10 mounts components on the substrate S.
  • the reflow device 4 heats the substrate S to melt the solder, and then cools the substrate S to electrically connect and fix the components on the substrate S.
  • the mounting inspection device 5 inspects the state of the components mounted on the substrate S.
  • the component mounting machine 10 will be described in more detail.
  • the component mounting machine 10 includes a component supply device 21, a board transfer device 22, a head moving device 30, a head 40, and a control device 60 (see FIG. 3).
  • the component mounting machine 10 also includes a parts camera 24, a mark camera 25, a disposal box 26, a nozzle station 27, and the like.
  • a plurality of component mounting machines 10 are arranged side by side in the substrate transport direction (X-axis direction) to form a production line. The production line is managed by the management device 80.
  • the parts supply device 21 includes a tape feeder provided at the front end of the base 11 of the parts mounting machine 10.
  • the tape feeders are installed so as to line up in the left-right direction (X-axis direction), and tapes in which parts are housed in a plurality of recesses formed at predetermined intervals in the longitudinal direction are placed in the front-rear direction (Y-axis direction) from the reel. Supply parts by pulling out to.
  • the board transfer device 22 includes a pair of conveyor rails arranged on the base 11 at intervals in the front-rear direction (Y-axis direction).
  • the substrate transfer device 22 transports the substrate S from the left to the right (board transfer direction) in FIG. 1 by driving a pair of conveyor rails.
  • the head moving device 30 includes a pair of X-axis guide rails 31, an X-axis slider 32, an X-axis actuator 33 (see FIG. 3), a pair of Y-axis guide rails 35, and a Y-axis. It includes a slider 36 and a Y-axis actuator 37 (see FIG. 3).
  • the pair of Y-axis guide rails 35 are installed on the upper stage of the housing 12 so as to extend parallel to each other in the Y-axis direction.
  • the Y-axis slider 36 is bridged over a pair of Y-axis guide rails 35.
  • the Y-axis actuator 37 moves the Y-axis slider 36 along the Y-axis guide rail 35 in the Y-axis direction.
  • the pair of X-axis guide rails 31 are installed in front of the Y-axis slider 36 so as to extend parallel to each other in the X-axis direction.
  • the X-axis slider 32 is bridged over a pair of X-axis guide rails 31.
  • the X-axis actuator 33 moves the X-axis slider 32 in the X-axis direction along the X-axis guide rail 31.
  • a head 40 is attached to the X-axis slider 32.
  • the head moving device 30 moves the head 40 in the X-axis direction and the Y-axis direction by moving the X-axis slider 32 and the Y-axis slider 36.
  • the head 40 includes a Z-axis actuator 41 and a ⁇ -axis actuator 43.
  • the Z-axis actuator 41 moves the suction nozzle 45 in the vertical direction (Z-axis direction).
  • the ⁇ -axis actuator 43 rotates the suction nozzle 45 around the Z-axis.
  • the suction port of the suction nozzle 45 selectively communicates with the negative pressure source, the positive pressure source, and the air introduction port by a solenoid valve.
  • the head 40 attracts the component by the negative pressure acting on the suction port by bringing the suction port of the suction nozzle 45 into contact with the upper surface of the component in a state where the suction port of the suction nozzle 45 is communicated with the negative pressure source. be able to.
  • the head 40 can release the suction of the parts by the positive pressure acting on the suction port by communicating the suction port of the suction nozzle 45 with the positive pressure source.
  • the parts camera 24 is installed between the parts supply device 21 of the base 11 and the board transfer device 22.
  • the parts camera 24 takes an image of the bottom surface of the component from a direction perpendicular to the bottom surface of the component.
  • the captured image captured by the parts camera 24 is output to the control device 60.
  • the control device 60 performs image processing for recognizing the component on the image captured by the parts camera 24 to check whether or not the component is adsorbed on the suction nozzle 45 as a pre-mounting inspection before mounting the component.
  • the allowable range is the amount of misalignment ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) in the X-axis direction, Y-axis direction, and ⁇ -axis direction of the adsorbed parts, as well as the determination of whether or not the adsorbed parts are normal. Judgment as to whether or not it is inside.
  • the mark camera 25 is attached to the X-axis slider 32.
  • the mark camera 25 captures a mark attached to the surface of the substrate S from a direction perpendicular to the surface.
  • the captured image captured by the mark camera 25 is output to the control device 60.
  • the control device 60 confirms the position of the substrate S by performing image processing for recognizing the mark on the image captured by the mark camera 25.
  • the disposal box 26 is for disposing of the parts subject to the abnormality when the adsorbed parts have an abnormality.
  • the nozzle station 27 accommodates a plurality of replacement suction nozzles 45 suitable for suctioning the parts according to the type of the parts.
  • the control device 60 is configured as a microprocessor centered on the CPU 61, and includes a ROM 62, an HDD 63, a RAM 64, and an input / output interface 65 in addition to the CPU 61. These are electrically connected via the bus 66.
  • Various detection signals are input to the control device 60 via the input / output interface 65.
  • the various detection signals input to the control device 60 include a position signal from the X-axis position sensor 34 that detects the position of the X-axis slider 32 and a position from the Y-axis position sensor 38 that detects the position of the Y-axis slider 36.
  • various signals input to the control device 60 include an image signal from the parts camera 24, an image signal from the mark camera 25, and the like.
  • various control signals are output from the control device 60 via the input / output interface 65.
  • Various control signals output from the control device 60 include a control signal to the component supply device 21 and a control signal to the board transfer device 22.
  • the various control signals output from the control device 60 include a drive signal to the X-axis actuator 33, a drive signal to the Y-axis actuator 37, a drive signal to the Z-axis actuator 41, and a drive signal to the ⁇ -axis actuator 43. And so on. Further, various control signals output from the control device 60 include a control signal to the parts camera 24 and a control signal to the mark camera 25. Further, the control device 60 is connected to the management device 80 so as to be capable of bidirectional communication, and exchanges data and control signals with each other.
  • the management device 80 is, for example, a general-purpose computer, and includes a CPU 81, a ROM 82, an HDD 83, a RAM 84, an input / output interface 85, and the like, as shown in FIG. These are electrically connected via the bus 86.
  • An input signal is input to the management device 80 from an input device 87 such as a mouse or a keyboard via the input / output interface 85. Further, the image signal to the display 88 is output from the management device 80 via the input / output interface 85.
  • the HDD 83 stores the production job of the substrate S.
  • the management device 80 generates a production job based on various data input by the operator via the input device 87, and transmits the generated production job to each component mounting machine 10 to the component mounting machine 10. Instruct the start of production.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the component mounting process executed by the CPU 61 of the control device 60. This process is executed when the operator instructs the start of production.
  • the control device 60 receives the production job transmitted from the management device 80, and executes the component mounting process based on the received production job.
  • the CPU 61 of the control device 60 first performs a suction operation of sucking the component supplied from the component supply device 21 to the suction nozzle 45 (S100). Specifically, the suction operation controls the drive of the head moving device 30 so that the suction nozzle 45 moves above the component supply position where the component is supplied from the component supply device 21, and the tip (suction port) of the suction nozzle 45.
  • the Z-axis actuator 41 is driven and controlled so that the suction nozzle 45 descends until the suction nozzle 45 comes into contact with the upper surface of the component, and the electromagnetic valve is driven and controlled so that a negative pressure acts on the suction port of the suction nozzle 45.
  • the CPU 61 drives and controls the head moving device 30 so that the parts sucked by the suction nozzle 45 move upward of the parts camera 24 (S110), and images the parts with the parts camera 24 (S120).
  • the CPU 61 When the CPU 61 captures an image of the component, the CPU 61 performs image processing for recognizing the component in the obtained captured image (S130).
  • the component recognition can be performed, for example, by applying pattern matching in order from the center of the captured image using the template data of the component registered in advance.
  • the CPU 61 determines whether or not the component is adsorbed on the suction nozzle 45 (the component is normally recognized in the captured image) and is adsorbed as a pre-mounting inspection by image processing.
  • the CPU 61 determines whether or not the result of the pre-mounting inspection is normal (S140).
  • the CPU 61 has parts sucked on the suction nozzle 45, the sucked parts are normal, and the amount of misalignment ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) of the sucked parts is permissible. If all the conditions such as being within the range are satisfied, it is determined to be normal, and if any of the conditions is not satisfied, it is determined to be abnormal.
  • the CPU 61 determines whether or not there is a suspicion of abnormality (S150).
  • the CPU 61 determines that there is a suspicion of abnormality, for example, when the image processing (pattern matching) takes a longer time than usual. Further, in the CPU 61, for example, when each misalignment amount ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) of the component is within the permissible range, but a tendency different from the tendency of the misalignment amount so far appears (for example, calculated last time). It is also determined that there is a suspicion of abnormality (when the misalignment amount calculated this time changes by a predetermined amount or more with respect to the misalignment amount).
  • the CPU 61 determines in steps S140 and S150 that the result of the pre-mounting inspection is normal and there is no suspicion of abnormality, the CPU 61 is based on each position shift amount ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) determined by the image processing in step S130.
  • the mounting position of the component is corrected (S180).
  • the CPU 61 performs a mounting operation of mounting the component sucked on the suction nozzle 45 at the corrected mounting position (S190). Specifically, in the mounting operation, the head moving device 30 is driven and controlled so that the component sucked by the suction nozzle 45 moves above the mounting position, and the suction nozzle 45 is lowered until the component abuts on the substrate S.
  • the Z-axis actuator 41 is driven and controlled, and the solenoid valve is driven and controlled so that a positive pressure acts on the suction port of the suction nozzle 45.
  • the CPU 61 stores the mounting information in the HDD 63 (S200).
  • the mounting information includes a sequence number indicating the mounting order of the mounted components, component information regarding the mounted components, nozzle information used regarding the suction nozzle 45 used for mounting the components, and mounting with the components mounted. Position etc. are included. Note that FIG. 5 also shows determination information described later. Then, the CPU 61 determines whether or not the post-mounting inspection flag F has a value of 1 (S210).
  • the post-mounting inspection flag F indicates whether or not the post-mounting inspection, which will be described later, needs to be executed.
  • the post-mounting inspection flag F is set to a value 1 when it is necessary to execute the post-mounting inspection, and is set to a value 0 when it is not necessary to execute the post-mounting inspection.
  • the post-mounting inspection flag F remains at a value of 0, and the CPU 61 makes a negative determination in step S210 and ends this process.
  • the CPU 61 determines in step S140 that the result of the pre-mounting inspection is abnormal, the CPU 61 drives and controls the head moving device 30 so that the parts sucked by the suction nozzle 45 move above the waste box 26 (S230). , The component is disposed of in the disposal box 26 by releasing the adsorption of the component (S240). Then, the CPU 61 sets the value 1 in the post-mounting inspection flag F (S250), stores the determination information in the HDD 63 (S260), and proceeds to step S210. As shown in FIG. 5, the determination information includes the sequence number, information indicating the result of the pre-mounting inspection executed in step S130 (here, information indicating an abnormality), component information regarding the adsorbed component, and component adsorption.
  • step S210 In order to determine in step S210 that the post-mounting inspection flag F has a value of 1, the CPU 61 executes post-mounting inspection (S220) and ends this process.
  • the CPU 61 determines in steps S140 and S150 that the result of the pre-mounting inspection is normal but there is a suspicion of abnormality, the CPU 61 sets the value 1 in the post-mounting required inspection flag F (S160) and sets the determination information to the HDD 63. (S170). Subsequently, the CPU 61 corrects the mounting position of the component (S180), performs a mounting operation of mounting the component at the mounting position (S190), stores the mounting information in the HDD 63 (S200), and then displays the post-mounting inspection flag. It is determined whether or not F has a value of 1 (S210).
  • the CPU 61 determines that the post-mounting inspection flag F has a value of 1, it executes post-mounting inspection (S220) and ends this process.
  • the post-mounting inspection is performed when it is determined that the result of the pre-mounting inspection is abnormal, or the result of the pre-mounting inspection is normal but there is a suspicion of abnormality. Will be executed. If the result of the pre-mounting inspection is abnormal, the parts adsorbed on the suction nozzle 45 are discarded, and if the result of the pre-mounting inspection is normal but an abnormality is suspected, the suction nozzle 45 is used.
  • the adsorbed component is mounted on the substrate S as usual.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of post-mounting inspection processing.
  • the CPU 61 first initializes the variable N to a value of 0 (S300), and sets the component mounted N times before as the inspection target component (S310).
  • the variable N has a value of 0
  • the most recently mounted component is set as the component to be inspected. If the result of the pre-mounting inspection is normal but an abnormality is suspected, the parts sucked by the suction nozzle 45 are mounted on the substrate S as usual. Therefore, the CPU 61 determines that an abnormality is suspected and sets the component mounted on the substrate S as the first component to be inspected.
  • the CPU 61 confirms the mounting position of the inspection target component by referring to the determination information and the mounting information, and drives the head moving device 30 so that the mark camera 25 moves above the confirmed mounting position of the inspection target component. Control (S320). Next, the CPU 61 takes an image of the component to be inspected by the mark camera 25 (S330), and performs image processing for recognizing the component in the obtained captured image (S340). Then, the CPU 61 determines whether or not the component to be inspected is normally mounted at the mounting position (S350).
  • the CPU 61 determines whether or not the variable N is Nref or more a predetermined number of times (S360). When the CPU 61 determines that the variable N is less than Nref a predetermined number of times, the variable N is incremented by a value of 1 (S370), the component mounted N times before is set as a new inspection target component, and the inspection target is set. The process of steps S310 to S370 for inspecting the parts is repeated.
  • step S360 If the CUP 61 determines in step S360 that the variable N is Nref or more a predetermined number of times without being determined to be abnormal in step S350 in the process of repeating the processes of steps S310 to S370, the post-mounting inspection is completed, and it is necessary. After mounting, the value 0 is set in the inspection flag F (S380), and this process ends. As a result, the execution of the component mounting process is restarted.
  • the predetermined number of times Nref may be predetermined, for example, a value 5 or a value 10, or a value input in advance by an operator's operation may be set.
  • the CPU 61 starts production when the result of the post-mounting inspection is determined to be abnormal in step S350 before the variable N becomes Nref or more a predetermined number of times in step S360.
  • the value 0 is set in the inspection flag F after mounting is required (S380), and this process is terminated.
  • the CPU 61 makes an operator call when the production is stopped. Then, the CPU 61 does not execute the component mounting process until the operator called by the operator call confirms the presence or absence of an abnormality and instructs to restart the process.
  • the component recognized from the captured image in the pre-mounting inspection is within the permissible range, the component is normally adsorbed on the suction nozzle 45. Is determined. However, depending on the permissible range, an abnormality may be overlooked in the pre-mounting inspection, and as a result, a mounting defect may occur. In addition, even if the result of the pre-mounting inspection is abnormal, it is possible that the abnormality was overlooked for the mounted parts that were judged to be normal before that.
  • the CPU 61 performs a post-mounting inspection on each component mounted from the latest to a predetermined number of times before Nref.
  • mounting defects can be detected at an early stage (before the reflow process by the reflow device 4).
  • the suction nozzle 45 of the present embodiment corresponds to the holding member
  • the head 40 corresponds to the head
  • the control device 60 corresponds to the control device.
  • the head moving device 30 corresponds to the moving device
  • the mark camera 25 corresponds to the imaging device.
  • the CPU 61 performs a post-mounting inspection on a component that has already been mounted when the result of the pre-mounting inspection is abnormal or suspected to be abnormal.
  • the CPU 61 may perform the post-mounting inspection only when the result of the pre-mounting inspection is abnormal, or the post-mounting inspection only when the result of the pre-mounting inspection is normal but an abnormality is suspected. May be performed.
  • the CPU 61 executes the post-mounting inspection process of FIG. 6, but the post-mounting inspection process of FIG. 7 may be executed instead of FIG.
  • the post-mounting inspection process of FIG. 7 merely replaces the process of step S310 of the post-mounting inspection process of FIG. 6 with the process of step S310B.
  • the CPU 61 extracts a component of the same type as a component determined to be abnormal or suspected to be abnormal in the pre-mounting inspection by referring to the mounting information and the determination information, and among the extracted components.
  • the component mounted N times before is set as the inspection target component (S310B).
  • This process can be performed by extracting mounting information having the same component information as the component information included in the determination information. This makes it possible to discover abnormalities caused by lots of parts and the like.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the head 140 according to another embodiment.
  • the head 140 according to another embodiment includes a head main body 141, a plurality of nozzle holders 142, a side camera 146, an R-axis drive device 150, a Q-axis drive device 160, and a Z-axis drive device. It is configured as a rotary head equipped with 170.
  • the head body 141 is configured as a columnar rotating body.
  • the nozzle holders 142 are arranged at predetermined angular intervals (for example, 45 degree intervals) in the circumferential direction with respect to the head main body 141, and are supported by the head main body 141 so as to be able to move up and down.
  • a suction nozzle 45 is detachably attached to the tip of each nozzle holder 142.
  • the side camera 146 images the suction nozzle 45 and the side surface of the component sucked by the suction nozzle 45, and outputs the obtained captured image to the control device 60.
  • the control device 60 determines the presence or absence of an abnormality such as a suction error or a suction deviation by performing image processing for recognizing a component from an image captured from the side camera 146.
  • the R-axis drive device 150 rotates (revolves) a plurality of suction nozzles 45 around the central axis of the head body 141 in the circumferential direction.
  • the R-axis drive device 150 is an R-axis motor 154 that rotationally drives an R-axis 151 extending in the vertical direction and having a lower end attached to the central axis of the head body 141 and an R-axis gear 152 provided at the upper end of the R-axis 151. And.
  • the R-axis drive device 150 rotates the R-axis gear 152 by the R-axis motor 154 to rotate the head body 141 together with the R-axis 151, and a plurality of nozzle holders 142 supported by the head body 141.
  • the R-axis drive device 150 also includes an R-axis position sensor (not shown) that detects the rotational position of the R-axis motor 154.
  • the Q-axis drive device 160 rotates (rotates) each suction nozzle 45 around its central axis.
  • the Q-axis drive device 160 includes hollow upper and lower two-stage Q-axis gears 161, 162 that are coaxially and relatively rotatable with respect to the R-axis 151, and lower Q-axis gears that are provided above each nozzle holder 142. It includes a holder gear 163 that slidably meshes with 161 in the vertical direction, and a Q-axis motor 165 that rotationally drives the upper Q-axis gear 162.
  • the Q-axis gear 162 is rotationally driven by the Q-axis motor 165, so that the Q-axis gear 161 rotates integrally with the Q-axis gear 162 and the holder gear 163 that meshes with the Q-axis gear 161 is rotated.
  • Each nozzle holder 142 is rotated around its central axis. Since the suction nozzle 45 is attached to the tip of the nozzle holder 142, the suction nozzle 45 rotates (rotates) integrally with the nozzle holder 142 when the nozzle holder 142 rotates (rotates).
  • the holder gears 163 provided on the upper part of each nozzle holder 142 are gears having the same number of teeth and are always in mesh with the Q-axis gear 161. Therefore, when the Q-axis gear 161 rotates, all the nozzle holders 142 (suction nozzles 45) rotate (rotate) in the same rotation direction with the same amount of rotation.
  • the Q-axis drive device 160 also includes a Q-axis position sensor (not shown) that detects the rotational position of the Q-axis motor 165.
  • the Z-axis drive device 170 is provided at one location on the turning (revolving) orbit of the nozzle holder 142, and can raise and lower the nozzle holder 142.
  • the Z-axis drive device 170 includes a Z-axis slider 172 and a Z-axis motor 171 that raises and lowers the Z-axis slider 172.
  • the Z-axis drive device 170 drives the Z-axis motor 171 to raise and lower the Z-axis slider 172, thereby raising and lowering the nozzle holder 142 below the Z-axis slider 172 integrally with the suction nozzle 45.
  • the Z-axis motor 171 may use a linear motor to move the Z-axis slider 172 up and down, or may use a rotary motor and a feed screw mechanism to move the Z-axis slider 172 up and down. Further, instead of the Z-axis motor 171, an actuator such as an air cylinder may be used to move the Z-axis slider 172 up and down.
  • the Z-axis drive device 170 also includes a Z-axis position sensor (not shown) that detects the elevating position of the Z-axis slider 172.
  • the CPU 61 of the control device 60 performs the post-mounting inspection by executing the post-mounting inspection process shown in FIG.
  • the post-mounting inspection process of FIG. 9 merely replaces the process of step S310 of the post-mounting inspection process of FIG. 6 with the process of step S310C.
  • the CPU 61 has the same suction nozzle 45 (nozzle holder 142) as the suction nozzle 45 (nozzle holder 142) used in the component determined to be abnormal or suspected to be abnormal in the pre-mounting inspection.
  • step S310C Is extracted with reference to the mounting information and the determination information, and among the extracted parts, the parts mounted N times before are set as the parts to be inspected (S310C).
  • the determination information stored in steps S170 and S260 of the component mounting process of FIG. 4 in addition to the information shown in FIG. 5 described above, holder information for identifying the used nozzle holder 142 is also included. included.
  • the mounting information stored in step S200 of the component mounting process includes, in addition to the information shown in FIG. 5 described above, holder information for identifying the nozzle holder 142 used.
  • the process of step S310C can be performed by extracting the mounting information having the same holder information as the holder information included in the determination information.
  • the CPU 61 performs pre-mounting inspection using the image captured by the side camera 146 in addition to the pre-mounting inspection using the image captured by the parts camera 24. Do it.
  • the CPU 61 may perform a post-mounting inspection on the mounted parts when it is determined that the result of the pre-mounting inspection using the image captured by the side camera 146 is abnormal or suspected to be abnormal. Good.
  • the component mounting machine 10 mounts a component (IC component or the like) having the main body and a plurality of leads protruding from the side surface of the main body, the coplanarity of the plurality of leads (the tips of the plurality of leads are on the same plane).
  • a coplanarity detection camera that obliquely images the parts adsorbed on the suction nozzle may be provided in order to determine the degree of position in the suction nozzle.
  • the CPU 61 of the control device 60 performs the pre-mounting inspection using the image captured by the coplanarity detection camera, and when it is determined that the result of the pre-mounting inspection is abnormal or suspected to be abnormal. ,
  • the mounted component may be inspected after mounting.
  • the component mounting machine of the present disclosure is a component mounting machine that holds a component and mounts the component on a substrate, and is held by a head having a holding member that holds the component and the holding member.
  • a pre-mounting inspection for inspecting the state of parts is performed, and when a normal determination is made in the pre-mounting inspection, the head is controlled so that the parts held by the holding member are mounted on the substrate, and the head is controlled before mounting.
  • the state of the parts already mounted on the board by the head is checked.
  • the gist is to provide a control device that performs post-mounting inspection to be inspected.
  • the component mounting machine of the present disclosure includes a head having a holding member for holding the component, and a control device for controlling the head.
  • the control device performs a pre-mounting inspection to inspect the state of the parts held by the holding member, and heads so that the parts held by the holding member are mounted on the board when a normal judgment is made in the pre-mounting inspection.
  • the control device is already mounted on the board by the head when an abnormality is determined in the pre-mounting inspection or when an abnormality is suspected to be within the permissible range for normal determination in the pre-mounting inspection. Inspect the condition of the parts that have been installed. Post-mounting inspection is performed.
  • the component mounting machine of the present disclosure passes the pre-mounting inspection and performs the post-mounting inspection on the already mounted components when the abnormality judgment or the abnormality suspicion judgment is made in the pre-mounting inspection. As a result, it is possible to properly perform post-mounting inspection and detect the occurrence of defective products at an early stage.
  • the component mounting machine of the present disclosure in order to perform post-mounting inspection when an abnormality judgment or an abnormality suspicion judgment is made in the pre-mounting inspection, all the parts mounted on the board are subjected to post-mounting inspection. In comparison, deterioration of productivity can be suppressed. As a result, it is possible to obtain a component mounting machine capable of detecting the occurrence of defective products at an early stage while suppressing deterioration of productivity.
  • the control device may perform the post-mounting inspection on a component mounted from the latest to a predetermined number of times before.
  • the head has a plurality of the holding members, and the control device is the same as the holding member holding the determination target component that is the target of the abnormality determination or the abnormality suspicion determination.
  • the post-mounting inspection may be performed on the parts mounted from the latest to a predetermined number of times before. In this way, it is possible to appropriately detect the abnormality caused by the holding member.
  • the control device refers to a component of the same type as the determination target component that is the target of the abnormality determination or the abnormality suspicion determination and that has been mounted from the latest to a predetermined number of times before.
  • the post-mounting inspection may be performed. In this way, it is possible to appropriately detect an abnormality caused by a lot of parts or the like.
  • the predetermined times may be set based on the operation of the user.
  • the component mounting machine of the present disclosure includes a moving device for moving the head and an imaging device moved by the moving device to image the substrate, and the control device is subject to the post-mounting inspection.
  • the mobile device and the imaging device are controlled so that the inspection target component to be inspected is imaged by the imaging device, and the post-mounting inspection is performed based on the captured image of the inspection target component imaged by the imaging device. May be good.
  • the present invention can be used in the manufacturing industry of component mounting machines and the like.
  • 1 mounting system 2 printing machine, 3 printing inspection device, 4 reflow device, 5 mounting inspection device, 10 parts mounting machine, 11 base, 12 housing, 21 parts supply device, 22 board transfer device, 24 parts camera, 25 Mark camera, 26 disposal box, 27 nozzle station, 30 head moving device, 31 X-axis guide rail, 32 X-axis slider, 33 X-axis actuator, 34 X-axis position sensor, 35 Y-axis guide rail, 36 Y-axis slider, 37 Y-axis actuator, 38 Y-axis position sensor, 40, 140 head, 41 45 suction nozzle, 60 control device, 61 CPU, 62 ROM 63 HDD, 64 RAM, 65 input / output interface, 66 bus, 80 management device, 81 CPU, 82 ROM, 83 HDD, 84 RAM, 85 input / output interface, 86 bus, 87 input device, 88 display, 141 head body, 142 nozzle holder, 146 side camera, 150 R axis drive device, 151 R axis, 152 R

Abstract

部品実装機は、部品を保持する保持部材を有するヘッドと、制御装置と、を備える。制御装置は、保持部材に保持されている部品の状態を検査する実装前検査を行ない、実装前検査において正常判定がなされた場合に保持部材に保持されている部品が基板に実装されるようヘッドを制御する。また、制御装置は、実装前検査において異常判定がなされた場合または実装前検査において正常判定される許容範囲内にあるが異常が疑われる異常被疑判定がなされた場合にヘッドによって既に基板に実装された部品の状態を検査する実装後検査を行なう。

Description

部品実装機
　本明細書は、部品実装機について開示する。
　従来より、吸着ノズル等の保持部材によって部品を保持し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、一定期間の画像データをメモリに記憶すると共にその画像データを順次更新する高速ビデオカメラで部品の装着状態を撮像する部品実装機が開示されている。この部品実装機は、高速ビデオカメラによって部品の装着状態を撮像すると共に各装着動作直後にレーザ変位センサを用いて部品の装着良否を検出し、部品の装着不良を検出したときにその直前の一定時間の画像データを高速ビデオカメラからビデオレコーダのメモリに取り出す。これにより、装着エラーが生じたときの部品装着動作を画像で確認することができ、装着エラーの解析を適正に行なうことができるとしている。
特開２００２－１１１２９９号公報
　しかしながら、上述した部品実装機では、装着動作が行なわれる度に部品の装着良否を検出するため、検出に時間を要し、生産性が悪化してしまう。また、上述した部品実装機では、部品の装着状態を確認するために専用のビデオカメラやビデオレコーダが必要であり、装置が大型化すると共にコスト増を招く。
　本開示は、生産性の悪化を抑制しつつ、不良品の発生を早期に発見することができる部品実装機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。
　本開示の部品実装機は、
　部品を保持して基板に実装する部品実装機であって、
　前記部品を保持する保持部材を有するヘッドと、
　前記保持部材に保持されている部品の状態を検査する実装前検査を行ない、前記実装前検査において正常判定がなされた場合に前記保持部材に保持されている部品が前記基板に実装されるよう前記ヘッドを制御し、前記実装前検査において異常判定がなされた場合または前記実装前検査において正常判定される許容範囲内にあるが異常が疑われる異常被疑判定がなされた場合に前記ヘッドによって既に前記基板に実装された部品の状態を検査する実装後検査を行なう制御装置と、
　を備えることを要旨とする。
　この本開示の部品実装機は、部品を保持する保持部材を有するヘッドと、ヘッドを制御する制御装置とを備える。制御装置は、保持部材に保持されている部品の状態を検査する実装前検査を行ない、実装前検査において正常判定がなされた場合に保持部材に保持されている部品が基板に実装されるようヘッドを制御する。また、制御装置は、実装前検査において異常判定がなされた場合または実装前検査において正常判定される許容範囲内にあるが異常が疑われる異常被疑判定がなされた場合にヘッドによって既に基板に実装された部品の状態を検査する実装後検査を行なう。実装前検査の判定には許容範囲が定められているため、定められている許容範囲によっては実装前検査において誤判定により異常が見過ごされる可能性がある。このため、本開示の部品実装機は、実装前検査において異常判定や異常被疑判定がなされた場合に、その前に実装前検査を通過して既に実装された部品に対して実装後検査を行なう。これにより、実装後検査を適正に行なって不良品の発生を早期に発見することができる。また、本開示の部品実装機は、実装前検査において異常判定や異常被疑判定がなされた場合に実装後検査を行なうため、基板に実装された部品の全てに対して実装後検査を行なうものに比して、生産性の悪化を抑制することができる。これらの結果、生産性の悪化を抑制しつつ、不良品の発生を早期に発見することができる部品実装機とすることができる。
本実施形態の部品実装機１０を含む部品実装システム１の構成の概略を示す構成図である。 部品実装機１０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６０と管理装置８０の電気的な接続関係を示すブロック図である。 制御装置６０のＣＰＵ６１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。 実装情報と判定情報の一例を示す説明図である。 実装後検査処理の一例を示すフローチャートである。 他の実施形態に係る実装後検査処理を示すフローチャートである。 他の実施形態に係るヘッド１４０の構成の概略を示す構成図である。 他の実施形態に係る実装後検査処理を示すフローチャートである。
　次に、本開示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機１０を含む部品実装システム１の構成の概略を示す構成図である。図２は、部品実装機１０の構成の概略を示す構成図である。図３は、部品実装機１０の制御装置６０および管理装置８０の電気的な接続関係を示す説明図である。なお、図１および図２中、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。
　部品実装システム１は、図１に示すように、印刷機２と、印刷検査装置３と、部品実装機１０と、リフロー装置４と、実装検査装置５と、システム全体をコントロールする管理装置８０と、を備える。ここで、印刷機２は、基板Ｓ上に半田を印刷するものである。印刷検査装置３は、基板Ｓ上に印刷された半田の状態を検査するものである。部品実装機１０は、基板Ｓ上に部品を実装するものである。リフロー装置４は、基板Ｓを加熱して半田を溶融させた後、冷却して基板Ｓ上に部品を電気的に接続，固定するものである。実装検査装置５は、基板Ｓに実装された部品の状態を検査するものである。以下、部品実装機１０について更に詳細に説明する。
　部品実装機１０は、図２に示すように、部品供給装置２１と、基板搬送装置２２と、ヘッド移動装置３０と、ヘッド４０と、制御装置６０（図３参照）とを備える。また、部品実装機１０は、これらの他に、パーツカメラ２４やマークカメラ２５、廃棄ボックス２６、ノズルステーション２７なども備える。部品実装機１０は、基板搬送方向（Ｘ軸方向）に複数台並べて配置されて、生産ラインを構成する。生産ラインは、管理装置８０によって管理される。
　部品供給装置２１は、部品実装機１０の基台１１の前端部に設けられるテープフィーダを備える。テープフィーダは、左右方向（Ｘ軸方向）に並ぶように設置され、長手方向に所定間隔をおいて形成された複数の凹部にそれぞれ部品が収容されたテープをリールから前後方向（Ｙ軸方向）に引き出すことにより部品を供給する。
　基板搬送装置２２は、前後方向（Ｙ軸方向）に間隔を空けて基台１１上に配置される一対のコンベアレールを備える。基板搬送装置２２は、一対のコンベアレールを駆動することにより基板Ｓを図１の左から右（基板搬送方向）へと搬送する。
　ヘッド移動装置３０は、図２に示すように、一対のＸ軸ガイドレール３１と、Ｘ軸スライダ３２と、Ｘ軸アクチュエータ３３（図３参照）と、一対のＹ軸ガイドレール３５と、Ｙ軸スライダ３６と、Ｙ軸アクチュエータ３７（図３参照）と、を備える。一対のＹ軸ガイドレール３５は、Ｙ軸方向に互いに平行に延在するように筐体１２の上段に設置される。Ｙ軸スライダ３６は、一対のＹ軸ガイドレール３５に架け渡されている。Ｙ軸アクチュエータ３７は、Ｙ軸スライダ３６をＹ軸ガイドレール３５に沿ってＹ軸方向に移動させる。一対のＸ軸ガイドレール３１は、Ｘ軸方向に互いに平行に延在するようにＹ軸スライダ３６の前面に設置される。Ｘ軸スライダ３２は、一対のＸ軸ガイドレール３１に架け渡されている。Ｘ軸アクチュエータ３３は、Ｘ軸スライダ３２をＸ軸ガイドレール３１に沿ってＸ軸方向に移動させる。Ｘ軸スライダ３２にはヘッド４０が取り付けられている。ヘッド移動装置３０は、Ｘ軸スライダ３２とＹ軸スライダ３６とを移動させることで、ヘッド４０をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動させる。
　ヘッド４０は、図３に示すように、Ｚ軸アクチュエータ４１とθ軸アクチュエータ４３とを備える。Ｚ軸アクチュエータ４１は、吸着ノズル４５を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる。また、θ軸アクチュエータ４３は、吸着ノズル４５をＺ軸周りに回転させる。吸着ノズル４５の吸引口は、図示しないが、電磁弁により負圧源と正圧源とエア導入口とに対して選択的に連通する。ヘッド４０は、吸着ノズル４５の吸引口を負圧源と連通させた状態で吸着ノズル４５の吸引口を部品の上面に当接させることで、当該吸引口に作用する負圧によって部品を吸着することができる。また、ヘッド４０は、吸着ノズル４５の吸引口を正圧源と連通させることで、当該吸引口に作用する正圧によって部品の吸着を解除することができる。
　パーツカメラ２４は、基台１１の部品供給装置２１と基板搬送装置２２との間に設置される。パーツカメラ２４は、吸着ノズル４５に吸着させた部品がパーツカメラ２４の上方を通過する際、部品の底面を当該部品の底面に垂直な方向から撮像する。パーツカメラ２４により撮像された撮像画像は、制御装置６０へ出力される。制御装置６０は、パーツカメラ２４の撮像画像に対して部品を認識する画像処理を行なうことで、当該部品を実装する前の実装前検査として、吸着ノズル４５に部品が吸着されているか否かの判定や、吸着されている部品が正常であるか否かの判定、吸着されている部品のＸ軸方向，Ｙ軸方向およびθ軸方向の各位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）が許容範囲内にあるか否かの判定などを行なう。
　マークカメラ２５は、Ｘ軸スライダ３２に取り付けられている。マークカメラ２５は、基板Ｓの表面に付されたマークを当該表面に垂直な方向から撮像する。マークカメラ２５により撮像された撮像画像は、制御装置６０へ出力される。制御装置６０は、マークカメラ２５の撮像画像に対してマークを認識する画像処理を行なうことで、基板Ｓの位置を確認する。
　廃棄ボックス２６は、吸着した部品に異常が生じているときに当該異常の対象となった部品を廃棄するためのものである。ノズルステーション２７は、ヘッド４０が複数種類の部品を実装する際に、部品の種類に応じてその吸着に適した交換用の吸着ノズル４５を複数収容するものである。
　制御装置６０は、図３に示すように、ＣＰＵ６１を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ６１の他に、ＲＯＭ６２と、ＨＤＤ６３と、ＲＡＭ６４と、入出力インタフェース６５とを備える。これらは、バス６６を介して電気的に接続されている。制御装置６０には、各種検出信号が入出力インタフェース６５を介して入力されている。制御装置６０に入力される各種検出信号には、Ｘ軸スライダ３２の位置を検知するＸ軸位置センサ３４からの位置信号や、Ｙ軸スライダ３６の位置を検知するＹ軸位置センサ３８からの位置信号、吸着ノズル４５のＺ軸方向における位置を検出するＺ軸位置センサ４２からの位置信号、吸着ノズル４５のθ軸方向における位置を検出するθ軸位置センサ４４からの位置信号がある。また、制御装置６０に入力される各種信号には、パーツカメラ２４からの画像信号や、マークカメラ２５からの画像信号などもある。一方、制御装置６０からは、各種制御信号が入出力インタフェース６５を介して出力されている。制御装置６０から出力される各種制御信号には、部品供給装置２１への制御信号や、基板搬送装置２２への制御信号がある。また、制御装置６０から出力される各種制御信号には、Ｘ軸アクチュエータ３３への駆動信号、Ｙ軸アクチュエータ３７への駆動信号、Ｚ軸アクチュエータ４１への駆動信号、θ軸アクチュエータ４３への駆動信号などもある。さらに、制御装置６０から出力される各種制御信号には、パーツカメラ２４への制御信号や、マークカメラ２５への制御信号などもある。また、制御装置６０は、管理装置８０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８０は、例えば、汎用のコンピュータであり、図３に示すように、ＣＰＵ８１とＲＯＭ８２とＨＤＤ８３とＲＡＭ８４と入出力インタフェース８５などを備える。これらは、バス８６を介して電気的に接続されている。この管理装置８０には、マウスやキーボード等の入力デバイス８７から入力信号が入出力インタフェース８５を介して入力されている。また、管理装置８０からは、ディスプレイ８８への画像信号が入出力インタフェース８５を介して出力されている。ＨＤＤ８３は、基板Ｓの生産ジョブを記憶している。ここで、基板Ｓの生産ジョブには、各部品実装機１０においてどの部品をどの順番で基板Ｓへ実装するか、また、そのように部品を実装した基板Ｓを何枚作製するかなどの生産スケジュールが含まれる。管理装置８０は、オペレータが入力デバイス８７を介して入力した各種データに基づいて生産ジョブを生成し、生成した生産ジョブを各部品実装機１０へ送信することで、各部品実装機１０に対して生産の開始を指示する。
　次に、こうして構成された本実施形態の部品実装機１０の動作について説明する。図４は、制御装置６０のＣＰＵ６１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、オペレータによって生産の開始が指示されたときに実行される。制御装置６０は、管理装置８０から送信された生産ジョブを受信し、受信した生産ジョブに基づいて部品実装処理を実行する。
　部品実装処理が実行されると、制御装置６０のＣＰＵ６１は、まず、吸着ノズル４５に部品供給装置２１から供給された部品を吸着させる吸着動作を行なう（Ｓ１００）。吸着動作は、具体的には、部品供給装置２１から部品が供給される部品供給位置の上方へ吸着ノズル４５が移動するようヘッド移動装置３０を駆動制御し、吸着ノズル４５の先端（吸引口）が部品の上面に当接するまで吸着ノズル４５が下降するようＺ軸アクチュエータ４１を駆動制御すると共に吸着ノズル４５の吸引口に負圧が作用するよう電磁弁を駆動制御することにより行なう。続いて、ＣＰＵ６１は、吸着ノズル４５に吸着させた部品がパーツカメラ２４の上方へ移動するようヘッド移動装置３０を駆動制御して（Ｓ１１０）、当該部品をパーツカメラ２４で撮像する（Ｓ１２０）。
　ＣＰＵ６１は、部品を撮像すると、得られた撮像画像において部品を認識する画像処理を行なう（Ｓ１３０）。部品の認識は、例えば、予め登録された部品のテンプレートデータを用いて撮像画像の中心から順にパターンマッチングを適用することにより行なうことができる。ＣＰＵ６１は、上述したように、画像処理によって、実装前検査として、吸着ノズル４５に部品が吸着されている（撮像画像中に部品が正常に認識された）か否かの判定や、吸着されている部品が正常（正しい部品）であるか否かの判定、吸着されている部品のＸ軸方向，Ｙ軸方向およびθ軸方向の各位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）が許容範囲内にあるか否かの判定などを行なう。
　ＣＰＵ６１は、実装前検査の結果が正常であるか否かを判定する（Ｓ１４０）。ＣＰＵ６１は、本実施形態では、吸着ノズル４５に部品が吸着されており、吸着されている部品が正常であり、且つ、吸着されている部品の各位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）が許容範囲内にあるなどの条件を全て満たしている場合に正常であると判定し、いずれかの条件を満たさない場合に異常であると判定する。
　ＣＰＵ６１は、実装前検査の結果が正常であると判定すると、異常の疑いがあるか否かを判定する（Ｓ１５０）。ＣＰＵ６１は、例えば、画像処理（パターンマッチング）に通常よりも長い時間を要した場合に異常の疑いがあると判定する。また、ＣＰＵ６１は、例えば、部品の各位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）が許容範囲内にあるが此までの位置ずれ量の傾向とは異なった傾向が現われた場合（例えば、前回算出した位置ずれ量に対して今回算出した位置ずれ量が所定量以上変化している場合）にも異常の疑いがあると判定する。
　ＣＰＵ６１は、ステップＳ１４０，Ｓ１５０において、実装前検査の結果が正常であり、異常の疑いもないと判定すると、ステップＳ１３０の画像処理によって判定された各位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）に基づいて部品の実装位置を補正する（Ｓ１８０）。そして、ＣＰＵ６１は、吸着ノズル４５に吸着されている部品を補正した実装位置に実装する実装動作を行なう（Ｓ１９０）。実装動作は、具体的には、吸着ノズル４５に吸着されている部品が実装位置の上方へ移動するようヘッド移動装置３０を駆動制御し、部品が基板Ｓに当接するまで吸着ノズル４５が下降するようＺ軸アクチュエータ４１を駆動制御すると共に吸着ノズル４５の吸引口に正圧が作用するよう電磁弁を駆動制御することにより行なう。ＣＰＵ６１は、実装動作を行なうと、実装情報をＨＤＤ６３に記憶する（Ｓ２００）。実装情報には、図５に示すように、実装した部品の実装順序を示すシーケンス番号や、実装した部品に関する部品情報、部品の実装に使用した吸着ノズル４５に関する使用ノズル情報、部品を実装した実装位置などが含まれる。なお、図５には、後述する判定情報についても図示した。そして、ＣＰＵ６１は、要実装後検査フラグＦが値１であるか否かを判定する（Ｓ２１０）。要実装後検査フラグＦは、後述する実装後検査の実行の要否を示すものである。要実装後検査フラグＦには、実装後検査の実行が必要である場合には値１が設定され、実装後検査の実行が不要である場合には値０が設定される。実装前検査の結果が正常であり、異常の疑いもないときには、要実装後検査フラグＦは値０のままであり、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２１０で否定的な判定をして本処理を終了する。
　ＣＰＵ６１は、ステップＳ１４０において、実装前検査の結果が異常であると判定すると、吸着ノズル４５に吸着されている部品が廃棄ボックス２６の上方へ移動するようヘッド移動装置３０を駆動制御し（Ｓ２３０）、部品の吸着を解除することにより当該部品を廃棄ボックス２６へ廃棄する（Ｓ２４０）。そして、ＣＰＵ６１は、要実装後検査フラグＦに値１を設定すると共に（Ｓ２５０）、判定情報をＨＤＤ６３に記憶して（Ｓ２６０）、ステップＳ２１０に進む。判定情報には、図５に示すように、シーケンス番号や、ステップＳ１３０で実行された実装前検査の結果を示す情報（ここでは異常を示す情報）、吸着された部品に関する部品情報、部品の吸着に使用した吸着ノズル４５に関する使用ノズル情報などが含まれる。次に、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２１０において要実装後検査フラグＦが値１であると判定するため、実装後検査を実行して（Ｓ２２０）、本処理を終了する。
　ＣＰＵ６１は、ステップＳ１４０，Ｓ１５０において、実装前検査の結果は正常であるが、異常の疑いがあると判定すると、要実装後検査フラグＦに値１を設定すると共に（Ｓ１６０）、判定情報をＨＤＤ６３に記憶する（Ｓ１７０）。続いて、ＣＰＵ６１は、部品の実装位置を補正し（Ｓ１８０）、実装位置に部品を実装する実装動作を行ない（Ｓ１９０）、実装情報をＨＤＤ６３に記憶してから（Ｓ２００）、要実装後検査フラグＦが値１であるか否かを判定する（Ｓ２１０）。ＣＰＵ６１は、要実装後検査フラグＦが値１であると判定するため、実装後検査を実行して（Ｓ２２０）、本処理を終了する。このように、実装後検査は、本実施形態では、実装前検査の結果が異常であると判定されるか、実装前検査の結果は正常であるが異常の疑いがあると判定された場合に実行される。また、実装前検査の結果が異常である場合には、吸着ノズル４５に吸着されている部品は廃棄され、実装前検査の結果が正常であるが異常が疑われる場合には、吸着ノズル４５に吸着されている部品は通常通り基板Ｓに実装される。
　次に、実装後検査の詳細について説明する。実装後検査は、実装後検査処理を実行することにより行なわれる。図６は、実装後検査処理の一例を示すフローチャートである。実装後検査処理では、ＣＰＵ６１は、まず、変数Ｎを値０に初期化し（Ｓ３００）、Ｎ回前に実装した部品を検査対象部品に設定する（Ｓ３１０）。ここでは、変数Ｎは値０であるから、直近に実装された部品が検査対象部品に設定されることになる。なお、実装前検査の結果が正常であるが異常が疑われる場合には、吸着ノズル４５に吸着されている部品は通常通り基板Ｓに実装される。このため、ＣＰＵ６１は、異常が疑われる判定をして基板Ｓに実装した部品を最初の検査対象部品に設定する。
　続いて、ＣＰＵ６１は、判定情報と実装情報とを参照して検査対象部品の実装位置を確認すると共に確認した検査対象部品の実装位置の上方へマークカメラ２５が移動するようヘッド移動装置３０を駆動制御する（Ｓ３２０）。次に、ＣＰＵ６１は、マークカメラ２５で検査対象部品を撮像し（Ｓ３３０）、得られた撮像画像において部品を認識する画像処理を行なう（Ｓ３４０）。そして、ＣＰＵ６１は、検査対象部品が実装位置に正常に実装されているか否かを判定する（Ｓ３５０）。
　ＣＰＵ６１は、検査対象部品が正常に実装されていると判定すると、変数Ｎが所定回数Ｎｒｅｆ以上であるか否かを判定する（Ｓ３６０）。ＣＰＵ６１は、変数Ｎが所定回数Ｎｒｅｆ未満であると判定すると、変数Ｎを値１だけインクリメントして（Ｓ３７０）、Ｎ回前に実装した部品を新たな検査対象部品に設定して、その検査対象部品の検査を行なうステップＳ３１０～Ｓ３７０の処理を繰り返す。ＣＵＰ６１は、ステップＳ３１０～Ｓ３７０の処理の繰り返しの過程において、ステップＳ３５０で異常と判定されることなく、ステップＳ３６０で変数Ｎが所定回数Ｎｒｅｆ以上であると判定すると、実装後検査を終了し、要実装後検査フラグＦに値０を設定して（Ｓ３８０）、本処理を終了する。これにより、部品実装処理の実行が再開される。ここで、所定回数Ｎｒｅｆは、例えば、値５や値１０などのように予め定められていてもよいし、オペレータの操作によって予め入力された値が設定されてもよい。
　一方、ＣＰＵ６１は、ステップＳ３１０～Ｓ３７０の処理の繰り返しの過程において、ステップＳ３６０で変数Ｎが所定回数Ｎｒｅｆ以上となる前に、ステップＳ３５０で実装後検査の結果が異常と判定されると、生産を停止すると共に（Ｓ３９０）、要実装後検査フラグＦに値０を設定して（Ｓ３８０）、本処理を終了する。これにより、ＣＰＵ６１は、生産の停止と共にオペレータコールを行なう。そして、ＣＰＵ６１は、オペレータコールによって呼び出されたオペレータにより異常の有無が確認されて処理の再開が指示されるまで、部品実装処理を実行しない。
　上述したように、ＣＰＵ６１は、実装前検査において撮像画像から認識される部品の位置ずれ量（Δｘ，Δｙ，Δθ）が許容範囲内にあれば、吸着ノズル４５に部品が正常に吸着されていると判定する。しかし、許容範囲によっては、実装前検査において異常が見過ごされ、その結果、実装不良が生じるおそれがある。また、実装前検査の結果が異常であった場合も、その前に正常と判定され実装された部品について異常が見過ごされていた可能性も考えられる。そこで、ＣＰＵ６１は、実装前検査の結果が異常であったり異常が疑われる場合に、直近から所定回数Ｎｒｅｆ前までに実装された各部品に対して実装後検査を行なう。これにより、実装不良を早期（リフロー装置４によるリフロー処理の前）に発見することができる。この結果、実装不良が生じた基板に対して次々に新たな部品が実装されて不良製品が生産されるのを抑止することができる。
　ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の吸着ノズル４５が保持部材に相当し、ヘッド４０がヘッドに相当し、制御装置６０が制御装置に相当する。また、ヘッド移動装置３０が移動装置に相当し、マークカメラ２５が撮像装置に相当する。
　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、ＣＰＵ６１は、実装前検査の結果が異常であったり異常が疑われる場合に、既に実装した部品に対して実装後検査を行なうものとした。しかし、ＣＰＵ６１は、実装前検査の結果が異常であった場合にのみ実装後検査を行なうものとしてもよいし、実装前検査の結果が正常であったが異常が疑われる場合にのみ実装後検査を行なうものとしてもよい。
　上述した実施形態では、ＣＰＵ６１は、図６の実装後検査処理を実行するものとしたが、図６に代えて図７の実装後検査処理を実行してもよい。図７の実装後検査処理は、図６の実装後検査処理のステップＳ３１０の処理をステップＳ３１０Ｂの処理に置き換えただけのものである。図７の実装後検査処理では、ＣＰＵ６１は、実装前検査において異常や異常の疑いがあると判定された部品と同種の部品を実装情報および判定情報を参照して抽出し、抽出した部品の中でＮ回前に実装された部品を検査対象部品に設定する（Ｓ３１０Ｂ）。この処理は、判定情報に含まれる部品情報と同じ部品情報をもつ実装情報を抽出することにより行なうことができる。これにより、部品のロット等に起因して発生した異常を発見することが可能となる。
　上述した実施形態では、ヘッド４０は、単一の吸着ノズル４５を備えるものとした。しかし、ヘッドは、複数の吸着ノズル４５を備えるものとしてもよい。図８は、他の実施形態に係るヘッド１４０の構成の概略を示す構成図である。他の実施形態に係るヘッド１４０は、図示するように、ヘッド本体１４１と、複数のノズルホルダ１４２と、側面カメラ１４６と、Ｒ軸駆動装置１５０と、Ｑ軸駆動装置１６０と、Ｚ軸駆動装置１７０と、を備えるロータリ型のヘッドとして構成される。
　ヘッド本体１４１は、円柱状の回転体として構成されている。ノズルホルダ１４２は、ヘッド本体１４１に対して円周方向に所定角度間隔（例えば４５度間隔）で配列され、ヘッド本体１４１に昇降可能に支持されている。各ノズルホルダ１４２の先端部には、それぞれ吸着ノズル４５が着脱可能に取り付けられる。側面カメラ１４６は、吸着ノズル４５とこの吸着ノズル４５に吸着された部品の側面とを撮像し、得られた撮像画像を制御装置６０へ出力する。制御装置６０は、側面カメラ１４６から入力した撮像画像から部品を認識する画像処理を行なうことにより、吸着ミスや吸着ずれ等の異常の有無を判定する。
　Ｒ軸駆動装置１５０は、複数の吸着ノズル４５をヘッド本体１４１の中心軸回りに円周方向に旋回（公転）させるものである。Ｒ軸駆動装置１５０は、上下方向に延びて下端がヘッド本体１４１の中心軸に取り付けられたＲ軸１５１と、Ｒ軸１５１の上端に設けられたＲ軸ギヤ１５２を回転駆動するＲ軸モータ１５４と、を備える。このＲ軸駆動装置１５０は、Ｒ軸モータ１５４によりＲ軸ギヤ１５２を回転駆動することにより、Ｒ軸１５１と共にヘッド本体１４１を回転させてヘッド本体１４１に支持された複数のノズルホルダ１４２を複数の吸着ノズル４５と共に円周方向に旋回（公転）させる。また、Ｒ軸駆動装置１５０は、Ｒ軸モータ１５４の回転位置を検知するＲ軸位置センサ（図示せず）も備える。
　Ｑ軸駆動装置１６０は、各吸着ノズル４５をその中心軸回りに回転（自転）させるものである。Ｑ軸駆動装置１６０は、Ｒ軸１５１に対して同軸かつ相対回転可能に挿通される中空の上下２段のＱ軸ギヤ１６１，１６２と、各ノズルホルダ１４２の上部に設けられ下段のＱ軸ギヤ１６１と上下方向にスライド可能に噛み合うホルダギヤ１６３と、上段のＱ軸ギヤ１６２を回転駆動するＱ軸モータ１６５と、を備える。このＱ軸駆動装置１６０は、Ｑ軸モータ１６５によりＱ軸ギヤ１６２を回転駆動することにより、Ｑ軸ギヤ１６１がＱ軸ギヤ１６２と一体回転し、Ｑ軸ギヤ１６１と噛み合うホルダギヤ１６３を回転させて、各ノズルホルダ１４２をその中心軸回りに回転させる。ノズルホルダ１４２の先端部には吸着ノズル４５が取り付けられているから、ノズルホルダ１４２が回転（自転）することにより、吸着ノズル４５は、ノズルホルダ１４２と一体に回転（自転）する。各ノズルホルダ１４２の上部に設けられたホルダギヤ１６３は、何れも、同一歯数のギヤであり、Ｑ軸ギヤ１６１と常時噛み合っている。このため、Ｑ軸ギヤ１６１が回転すると、全てのノズルホルダ１４２（吸着ノズル４５）は、同一回転方向に同一回転量をもって回転（自転）する。また、Ｑ軸駆動装置１６０は、Ｑ軸モータ１６５の回転位置を検知するＱ軸位置センサ（図示せず）も備える。
　Ｚ軸駆動装置１７０は、ノズルホルダ１４２の旋回（公転）軌道上の１箇所に設けられ、ノズルホルダ１４２を昇降可能なものである。Ｚ軸駆動装置１７０は、Ｚ軸スライダ１７２と、Ｚ軸スライダ１７２を昇降させるＺ軸モータ１７１と、を備える。Ｚ軸駆動装置１７０は、Ｚ軸モータ１７１を駆動してＺ軸スライダ１７２を昇降させることにより、Ｚ軸スライダ１７２の下方にあるノズルホルダ１４２を吸着ノズル４５と一体的に昇降させる。なお、Ｚ軸モータ１７１は、リニアモータを用いてＺ軸スライダ１７２を昇降させるものとしてもよいし、回転モータと送りねじ機構とを用いてＺ軸スライダ１７２を昇降させるものとしてもよい。また、Ｚ軸モータ１７１に代えてエアシリンダなどのアクチュエータを用いてＺ軸スライダ１７２を昇降させるものとしてもよい。また、Ｚ軸駆動装置１７０は、Ｚ軸スライダ１７２の昇降位置を検知するＺ軸位置センサ（図示せず）も備える。
　こうして構成されたヘッド１４０を備える部品実装機１０において、制御装置６０のＣＰＵ６１は、図９に示す実装後検査処理を実行することにより実装後検査を行なう。なお、図９の実装後検査処理は、図６の実装後検査処理のステップＳ３１０の処理をステップＳ３１０Ｃの処理に置き換えただけのものである。図９の実装後検査処理では、ＣＰＵ６１は、実装前検査において異常や異常の疑いがあると判定された部品で使用された吸着ノズル４５（ノズルホルダ１４２）と同一の吸着ノズル４５（ノズルホルダ１４２）を使用して実装された部品を実装情報および判定情報を参照して抽出し、抽出した部品の中でＮ回前に実装された部品を検査対象部品に設定する（Ｓ３１０Ｃ）。この実施形態においては、図４の部品実装処理のステップＳ１７０，Ｓ２６０で記憶される判定情報には、上述した図５に示す各情報の他、使用したノズルホルダ１４２を識別するためのホルダ情報も含まれる。また、部品実装処理のステップＳ２００で記憶される実装情報には、上述した図５に示す各情報の他、使用したノズルホルダ１４２を識別するためのホルダ情報も含まれる。ステップＳ３１０Ｃの処理は、判定情報に含まれるホルダ情報と同じホルダ情報をもつ実装情報を抽出することにより行なうことができる。これにより、特定のノズルホルダ１４２や特定の吸着ノズル４５に起因して発生した異常を発見することが可能となる。なお、ロータリ型のヘッド１４０を備える部品実装機では、ＣＰＵ６１は、パーツカメラ２４により撮像された画像を用いた実装前検査の他に、側面カメラ１４６により撮像された画像を用いた実装前検査を行なう。ＣＰＵ６１は、側面カメラ１４６により撮像された画像を用いた実装前検査の結果が異常であったり異常の疑いがあると判定された場合に、実装済み部品に対して実装後検査を行なうものとしてもよい。
　また、部品実装機１０は、本体と本体の側面から突出した複数のリードとを有する部品（ＩＣ部品等）を実装する際に、複数のリードのコプラナリティ（複数のリードの先端部が同一平面上に位置する度合い）を判定するために、吸着ノズルに吸着した部品を斜めから撮像するコプラナリティ検出用カメラを備えるものとしてもよい。この場合、制御装置６０のＣＰＵ６１は、コプラナリティ検出用カメラにより撮像された画像を用いて実装前検査を行ない、その実装前検査の結果が異常であったり異常の疑いがあると判定された場合に、実装済み部品に対して実装後検査を行なうものとしてもよい。
　以上説明したように、本開示の部品実装機は、部品を保持して基板に実装する部品実装機であって、前記部品を保持する保持部材を有するヘッドと、前記保持部材に保持されている部品の状態を検査する実装前検査を行ない、前記実装前検査において正常判定がなされた場合に前記保持部材に保持されている部品が前記基板に実装されるよう前記ヘッドを制御し、前記実装前検査において異常判定がなされた場合または前記実装前検査において正常判定される許容範囲内にあるが異常が疑われる異常被疑判定がなされた場合に前記ヘッドによって既に前記基板に実装された部品の状態を検査する実装後検査を行なう制御装置と、を備えることを要旨とする。
　この本開示の部品実装機は、部品を保持する保持部材を有するヘッドと、ヘッドを制御する制御装置とを備える。制御装置は、保持部材に保持されている部品の状態を検査する実装前検査を行ない、実装前検査において正常判定がなされた場合に保持部材に保持されている部品が基板に実装されるようヘッドを制御する。また、制御装置は、実装前検査において異常判定がなされた場合または実装前検査において正常判定される許容範囲内にあるが異常が疑われる異常被疑判定がなされた場合にヘッドによって既に基板に実装された部品の状態を検査する実装後検査を行なう。実装前検査の判定には許容範囲が定められているため、定められている許容範囲によっては実装前検査において誤判定により異常が見過ごされる可能性がある。このため、本開示の部品実装機は、実装前検査において異常判定や異常被疑判定がなされた場合に、その前に実装前検査を通過して既に実装された部品に対して実装後検査を行なうことで、実装後検査を適正に行なって不良品の発生を早期に発見することができる。また、本開示の部品実装機は、実装前検査において異常判定や異常被疑判定がなされた場合に実装後検査を行なうため、基板に実装された部品の全てに対して実装後検査を行なうものに比して、生産性の悪化を抑制することができる。これらの結果、生産性の悪化を抑制しつつ、不良品の発生を早期に発見することができる部品実装機とすることができる。
　こうした本開示の部品実装機において、前記制御装置は、直近から所定回前に実装された部品に対して前記実装後検査を行なうものとしてもよい。または、本開示の部品実装機において、前記ヘッドは、前記保持部材を複数有し、前記制御装置は、前記異常判定または前記異常被疑判定の対象となった判定対象部品を保持した保持部材と同一の保持部材により保持されて実装された部品の中で直近から所定回前に実装された部品に対して前記実装後検査を行なうものとしてもよい。こうすれば、保持部材に起因して発生した異常を適切に発見することが可能となる。あるいは、本開示の部品実装機において、前記制御装置は、前記異常判定または前記異常被疑判定の対象となった判定対象部品と同種の部品の中で直近から所定回前に実装された部品に対して前記実装後検査を行なうものとしてもよい。こうすれば、部品のロット等に起因して発生した異常を適切に発見することが可能となる。これらの場合、前記所定回は、ユーザの操作に基づいて設定されるものとしてもよい。
　また、本開示の部品実装機において、前記ヘッドを移動させる移動装置と、前記移動装置により移動させられ、前記基板を撮像する撮像装置と、を備え、前記制御装置は、前記実装後検査の対象となる検査対象部品が前記撮像装置により撮像されるよう前記移動装置と前記撮像装置とを制御し、前記撮像装置により撮像された検査対象部品の撮像画像に基づいて前記実装後検査を行なうものとしてもよい。
　本発明は、部品実装機の製造産業などに利用可能である。
　１　実装システム、２　印刷機、３　印刷検査装置、４　リフロー装置、５　実装検査装置、１０　部品実装機、１１　基台、１２　筐体、２１　部品供給装置、２２　基板搬送装置、２４　パーツカメラ、２５　マークカメラ、２６　廃棄ボックス、２７　ノズルステーション、３０　ヘッド移動装置、３１　Ｘ軸ガイドレール、３２　Ｘ軸スライダ、３３　Ｘ軸アクチュエータ、３４　Ｘ軸位置センサ、３５　Ｙ軸ガイドレール、３６　Ｙ軸スライダ、３７　Ｙ軸アクチュエータ、３８　Ｙ軸位置センサ、４０，１４０　ヘッド、４１　４５　吸着ノズル、６０　制御装置、６１　ＣＰＵ、６２　ＲＯＭ　６３　ＨＤＤ、６４　ＲＡＭ、６５　入出力インタフェース、６６　バス、８０　管理装置、８１　ＣＰＵ、８２　ＲＯＭ、８３　ＨＤＤ、８４　ＲＡＭ、８５　入出力インタフェース、８６　バス、８７　入力デバイス、８８　ディスプレイ、１４１　ヘッド本体、１４２　ノズルホルダ、１４６　側面カメラ、１５０　Ｒ軸駆動装置、１５１　Ｒ軸、１５２　Ｒ軸ギヤ、１５４　Ｒ軸モータ、１５５　Ｒ軸位置センサ、１６０　Ｑ軸駆動装置、１６１，１６２　Ｑ軸ギヤ、１６５　Ｑ軸モータ、１７０　Ｚ軸駆動装置、１７１　Ｚ軸モータ、１７２　Ｚ軸スライダ、Ｓ　基板。

Claims (6)

  1. 　部品を保持して基板に実装する部品実装機であって、
    　前記部品を保持する保持部材を有するヘッドと、
    　前記保持部材に保持されている部品の状態を検査する実装前検査を行ない、前記実装前検査において正常判定がなされた場合に前記保持部材に保持されている部品が前記基板に実装されるよう前記ヘッドを制御し、前記実装前検査において異常判定がなされた場合または前記実装前検査において正常判定される許容範囲内にあるが異常が疑われる異常被疑判定がなされた場合に前記ヘッドによって既に前記基板に実装された部品の状態を検査する実装後検査を行なう制御装置と、
    　を備える部品実装機。
  2. 　請求項１に記載の部品実装機であって、
    　前記制御装置は、直近から所定回前に実装された部品に対して前記実装後検査を行なう、
    　部品実装機。
  3. 　請求項１に記載の部品実装機であって、
    　前記ヘッドは、前記保持部材を複数有し、
    　前記制御装置は、前記異常判定または前記異常被疑判定の対象となった判定対象部品を保持した保持部材と同一の保持部材により保持されて実装された部品の中で直近から所定回前に実装された部品に対して前記実装後検査を行なう、
    　部品実装機。
  4. 　請求項１に記載の部品実装機であって、
    　前記制御装置は、前記異常判定または前記異常被疑判定の対象となった判定対象部品と同種の部品の中で直近から所定回前に実装された部品に対して前記実装後検査を行なう、
    　部品実装機。
  5. 　請求項２ないし４いずれか１項に記載の部品実装機であって、
    　前記所定回は、ユーザの操作に基づいて設定される、
    　部品実装機。
  6. 　請求項１ないし５いずれか１項に記載の部品実装機であって、
    　前記ヘッドを移動させる移動装置と、
    　前記移動装置により移動させられ、前記基板を撮像する撮像装置と、
    　を備え、
    　前記制御装置は、前記実装後検査の対象となる検査対象部品が前記撮像装置により撮像されるよう前記移動装置と前記撮像装置とを制御し、前記撮像装置により撮像された検査対象部品の撮像画像に基づいて前記実装後検査を行なう、
    　部品実装機。
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