JP4891156B2 - ノズル判別方法 - Google Patents

Description

本発明は、ノズル判別方法、特に電子部品をプリント基板上に搭載する部品実装装置にてノズルヘッドに装着するノズルを判別する際に適用して好適なノズル判別方法に関する。

一般に、電子部品をプリント基板上に搭載して実装基板を生産する際には部品実装装置（マウンタ）が用いられる（例えば、特許文献１参照）。図１には、吸着保持した電子部品を、所定位置のプリント基板上に搭載するための搭載ヘッド１０を備えた従来の部品実装装置の概要を示す。

この部品実装装置に備えられている搭載ヘッド１０は、Ｘ軸フレーム１２によりＸ方向に移動されると共に、対向配置された一対のＹ軸フレーム１４により該Ｘ軸フレーム１２と一体でＹ方向に移動可能になっている。又、この搭載ヘッド１０には、図示しない電子部品を吸着保持するための１又は２以上の吸着ノズルを装着することが可能なノズルヘッドが搭載されている。

このノズルヘッドには、図２に１本の吸着ノズル１６と共に要部を拡大して示すように、装着された吸着ノズル１６の種類（ノズル径等）を認識するための、投光部と受光部からなるレーザ認識センサ（ラインセンサ等）１８が配設されている。

このレーザ認識センサ１８により装着されている吸着ノズル１６が目的のノズルであることが認識（確認）できた後、搭載ヘッド１０をフィーダバンク２０上の所定位置に配置されているフィーダ２２の部品供給位置へ移動させ、該ノズル１６により目的の部品を吸着保持すると共に、さらに明示しない基板上に移動させ目標位置に搭載する。なお、図１中符号２４は、図示しないプリント基板を搬送し、所定位置に位置決めする基板搬送部である。

ところで、従来から同一の搭載ヘッド１０に複数のノズルヘッドを搭載する部品実装装置が採用されている。

このように複数のノズルヘッド（ここには明示せず）を採用する場合、前記レーザ認識センサ１８のようなノズル認識手段を全てのノズルヘッドに装着することは、コスト面では勿論のこと、ヘッド周りの機構も複雑になり、搭載速度の低下や故障を誘発する原因になることから、レーザ認識センサ１８を装着しない、即ちノズル認識機能を有しないノズルヘッドを搭載する部品実装装置もある。

このようなノズル認識機能を有しないノズルヘッドを採用する場合、ノズルが装置上のノズル保管部に予め所定の配列で保管されていることを前提として、その中から生産プログラムに設定されている目的のノズルを取り出し、該ノズルヘッドに装着した後に電子部品の吸着・搭載動作を行なうことになる。

この方法を用いて次の種類（ロット等）の実装基板を生産する際、使用する吸着ノズルを変更する必要がない場合には、ノズル保管部に収容されている吸着ノズルをそのまま使用することができるため好都合である。

特開２００２−２０８７９８号公報

しかしながら、上記方法を採用する場合、前の生産が終了した時点で、ノズル保管部には吸着ノズルが規定順序で正しく配列されていることが前提となるため、オペレーターによる人為的なミス等によりノズル保管部におけるノズルの配列順序が、規定順序と異なっている場合には、そのまま次の実装基板の生産を開始してしまうと、吸着不良等により生産に不具合を発生させる虞れがある。

本発明は、前記の問題点を解決するべくなされたもので、ノズル認識機能を有するノズルヘッドと共に、ノズル認識機能を有しないノズルヘッドが併わせて搭載されている部品実装装置により実装基板を生産する際、ノズル認識機能を有しないノズルヘッドに目的の吸着ノズルを確実に装着することができ、従って生産に不具合が発生することを有効に防止することができるノズル判別方法を提供することを課題とする。

本発明は、ＸＹ駆動手段によりＸＹ方向に移動可能な搭載ヘッドに、ノズル認識機能を有するノズルヘッドと、ノズル認識機能を有しないノズルヘッドとが併せて搭載されていると共に、ノズル保管部に各ノズルヘッドに装着可能な複数のノズルが予め所定の配列順序で収容保管してある部品実装装置を用いて実装基板を生産する際、次の実装基板の生産を開始する直前に、前記ノズル認識機能を有しないノズルヘッドに装着する予定のノズルを、前記ノズル保管部の該当位置から取出し、前記ノズル認識機能を有するノズルヘッドに装着して判別することにより、前記課題を解決したものである。

本発明においては、前記ノズル認識機能を有しないノズルヘッドには、ノズルに保持されている部品の有無を検知可能なポイントセンサが設置されているようにしてもよい。

本発明によれば、ノズル認識機能を有しないノズルヘッドに装着する予定のノズルは、次の実装基板を生産する直前にノズル認識機能を有するノズルヘッドに装着し、目的のノズルであるか否かを判別するようにしたので、正しいノズルであることを確認した後にそれをノズル保管部の規定の配列位置に戻すことが可能となる。従って、ノズル認識機能を有しないノズルヘッドには、直前の正しい配列情報に基づいてノズルを装着することが可能となるため、確実に目的のノズルを装着することが可能となる。

又、前記ノズル認識機能を有しないノズルヘッドに、ノズルに保持されている部品の有無を検知可能なポイントセンサが設置されている場合には、ノズルで部品を吸着した直後に吸着エラーの発生を確実に検知できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図３は、本発明に係る一実施形態のノズル判別方法に適用される部品実装装置の要部を示す斜視図、図４は、該部品実装装置の概要を模式的に示す平面図である。なお、前記図１、２に示したものと同一部分については同一の符号を使用し、詳細な説明は省略する。

本実施形態に適用される部品実装装置は、前記図１の場合と同様にＸ軸フレーム１２とＹ軸フレーム１４によりＸＹ方向に移動される搭載ヘッド１０を備えている。

この搭載ヘッド１０は、前記図２に示したレーザ認識センサ１８のような部品認識センサが配設されたノズル認識機能を有する第１ノズルヘッド２６と、それを有しない第２ノズルヘッド２８とが搭載されている。

図５には、搭載ヘッド１０に搭載されている２つの第１と第２のノズルヘッド２６、２８を下から見た状態を示す。

この図に示されるように、第１ノズルヘッド２６には複数（ここでは６本）の吸着ノズル１６が図示しないシャフト下端に装着可能であると共に、装着された各吸着ノズル１６を認識するための、これら吸着ノズル１６を間に、対向配置された投光部１８Ａへと受光部１８Ｂとからなるレーザ認識センサ１８が配設されている。

このレーザ認識センサ１８として各ノズル１６で吸着した電子部品をも認識可能な、図６の表にスペックを示すレーザラインセンサを利用することができる。

一方、第２ノズルヘッド２８には、大型部品の吸着に適した１本の吸着ノズル１６が装着可能であると共に、装着される吸着ノズル１６を間に対向配置された投光部３０Ａと受光部３０Ｂとからなるポイントセンサ３０が配設されている。

このポイントセンサ３０としては、ノズルの種類（径等）の認識はできないが、高さのみを検出するができる、同じく図６にスペックを示すものを使用することができる。

これら第１ノズルヘッド２６と第２ノズルヘッド２８には、部品実装装置のベース上に配設され、予め所定の順番で複数種類のノズルが収容されているノズル保管部（ＡＴＣ）３２の該当位置から、目的の吸着ノズルを取り出して装着することが可能になっている。

又、この部品実装装置のベース上には、吸着ノズル１６により吸着した部品を認識するための部品認識カメラ３４が配設されている。

次に、本実施形態の作用を、図７のフローチャートを参照して説明する。

まず、前記部品実装装置を使用して電子部品を基板Ｓに搭載して実装基板を生産するにあたり、生産を開始する前に段取りの一環として予めその生産に必要な吸着ノズル１６をノズル保管部３２にセットし、各吸着ノズルを第１ノズルヘッドが有するレーザ認識センサ１８を用いて判別処理を行ない、ノズル種と配列順序等からなる情報を部品実装装置内のＲＡＭ等のデータ記憶装置（図示せず）に保存する（ステップ１）。

然る後、次の実装基板（ロット）の生産を開始するために、スタートボタンを押し下げ（ステップ２）、使用する基板が「生産前にノズル判別チェックを行なう」必要のある基板であるか否かをそのフラグで確認し（ステップ３）、フラグが「ＯＦＦ」であればチェックを行なわずに、そのまま生産を開始する（ステップ４）。

一方、ステップ３でフラグが「ＯＮ」である場合には、チェックを行なうために第１ノズルヘッドの判別に使用するシャフトに、既にノズルが装着されているか否かを判定し（ステップ５）、そのシャフトにノズルが装着されているＮＯの場合には、ノズル保管部３２にそのノズルを返却するノズル返却処理を行なう（ステップ６）。

ステップ５でシャフトにノズルが装着されていないＹＥＳの場合と、ステップ６でノズル返却処理が終った場合には、第１ノズルヘッド（ノズル判別可能ヘッド）２６に該当するノズルを装着し判別（認識）処理を行なう（ステップ７）。

このステップ７の判別処理について詳述すると、これから行なう生産に使用する生産プログラムから、第２ノズルヘッド（ノズル判別不能ヘッド）２８で使用する吸着ノズルを選択し、第１ノズルヘッドに装着して判別を行なう。

前記ステップ１で既にデータ記憶装置に保存されているデータと判別した結果を比較し、その結果異なるノズルが装着されていたり、他の異常が発生していた場合にはエラー発生とし、処理を終了してやり直す（ステップ８でＮＯ）。

逆に、第２ノズルヘッド２８で使用する全ての吸着ノズルを予め比較確認した結果、問題が無ければ確認ＯＫとして生産を開始する（ステップ８でＹＥＳ）。

生産中は第１ノズルヘッドは主に認識センサ１８を使用して搭載する電子部品の認識も行なう。一方、第２ノズルヘッドは、ポイントセンサ３０でノズルによる部品吸着を確認した後、装置本体に設置されている前記認識用カメラ３４上に移動させ搭載する電子部品の認識を行なう。

以上詳述した本実施形態によれば、ノズル認識機能を有しない第２ノズルヘッドでも、誤った吸着ノズルを装着する異常が発生することを防止でき、従って装置の安全性を向上することができると共に、生産に不具合が発生することを確実に防止できる。

なお、前記実施形態では、第１ノズルヘッド２６と第２ノズルヘッド２８がそれぞれ１台ずつ搭載されている例を示したが、少なくとも一方を２以上搭載してもよく、又、各ノズルヘッドに装着されるノズルの数も限定されない。

部品実装装置の概要を示す斜視図 吸着ノズルとノズル認識可能なレーザ認識センサとの関係を拡大して示す要部正面図 本発明に係る一実施形態に適用される部品実装装置の要部を示す斜視図 この部品実装装置の概要を模式的に示す平面図 この部品実装装置が備えている搭載ヘッドに搭載されている第１ノズルヘッドと第２ノズルヘッドを下から見た状態を示す平面図 本実施形態に適用されるノズル認識用センサとポイントセンサのスペックを示す図表 本実施形態の作用を示すフローチャート

符号の説明

１０…搭載ヘッド
１２…Ｘ軸フレーム
１４…Ｙ軸フレーム
１６…吸着ノズル
１８…レーザ認識センサ
２０…フィーダバンク
２２…フィーダ
２４…基板搬送部
２６…第１ノズルヘッド
２８…第２ノズルヘッド
３０…ポイントセンサ
３２…ノズル保管部

Claims (2)

1. ＸＹ駆動手段によりＸＹ方向に移動可能な搭載ヘッドに、ノズル認識機能を有するノズルヘッドと、ノズル認識機能を有しないノズルヘッドとが併せて搭載されていると共に、ノズル保管部に各ノズルヘッドに装着可能な複数のノズルが予め所定の配列順序で収容保管してある部品実装装置を用いて実装基板を生産する際、
   次の実装基板の生産を開始する直前に、前記ノズル認識機能を有しないノズルヘッドに装着する予定のノズルを、前記ノズル保管部の該当位置から取出し、前記ノズル認識機能を有するノズルヘッドに装着して判別することを特徴とするノズル判別方法。
2. 前記ノズル認識機能を有しないノズルヘッドには、ノズルに保持されている部品の有無を検知可能なポイントセンサが設置されていることを特徴とする請求項１に記載のノズル判別方法。

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