(57)【要約】【課題】保持された部品の姿勢に関する情報をより精度よく取得する。【解決手段】実装ヘッドユニット１７は、第１Ｑ軸エンコーダ７３が部品Ｐを保持する部品保持部５５（吸着ノズル４２）に対向する位置で吸着ノズル４２の回転位置を検出する。このように、部品Ｐを保持した部位の回転位置を検出するため、例えば、Ｑ軸モータ６３のエンコーダ６４で吸着ノズル４２の回転位置を検出するものに比して部品Ｐの姿勢をより反映した情報が得られる。実装ヘッドユニット１７では、吸着ノズル４２とシリンジ部材５６との２箇所で部品保持部５５の姿勢を検出することが好ましい。こうすれば、シリンジ部材５６の状態（例えば変形）や、シリンジ部材５６と吸着ノズル４２とのずれなどを検出することができる。【選択図】図１
2019071483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転可能であり部品の保持に用いられる部品保持部と、
前記部品保持部に対向する位置に配設され該部品保持部の姿勢を検出する検出部と、
を備えた作業ヘッドユニット。
【請求項２】
前記部品保持部は、円筒部を有し部品を採取する採取部材と、前記採取部材を装着及び取外し可能であるシリンジ部材とを有しており、
前記検出部は、前記採取部材の円筒部に対向する位置に配設されている、請求項１に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項３】
前記部品保持部は、部品を採取する採取部材と、円筒部を有し前記採取部材を装着及び取外し可能であるシリンジ部材とを有しており、
前記検出部は、前記シリンジ部材の円筒部に対向する位置に配設されている、請求項１又は２に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項４】
請求項１に記載の作業ヘッドユニットであって、
情報を記憶する記憶部を有し前記検出部に電気的に接続された制御部、を備え、
前記部品保持部は、円筒部を有し部品を採取する採取部材と、円筒部を有し前記採取部材を装着及び取外し可能であるシリンジ部材とを有しており、
前記検出部は、前記採取部材の円筒部に対向する位置と、前記シリンジ部材の円筒部に対向する位置とに配設されており、
前記制御部は、前記検出部から取得した、前記採取部材の円筒部の回転位置と前記シリンジ部材の円筒部の回転位置とに基づいて前記シリンジ部材の状態に関する情報を前記記憶部に記憶させる、作業ヘッドユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業ヘッドユニットであって、
部品を採取する採取部材と、前記採取部材を装着及び取外し可能であるシリンジ部材とを有する前記部品保持部を昇降可能に配設した作業ヘッドと、
前記作業ヘッドを保持するヘッド保持体と、を備え、
前記検出部は、前記ヘッド保持体に配設され、前記部品保持部の前記採取部材に対向する位置まで延在された支持部材の先端側に固定されている、作業ヘッドユニット。
【請求項６】
前記部品保持部は、前記採取部材が円筒部を有しており、
前記検出部は、前記部品保持部を昇降する際の、前記採取部材の初期位置と、前記採取部材の伸延位置とのいずれにおいても前記採取部材の円筒部と対向するよう前記支持部材に固定されている、請求項５に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項７】
前記作業ヘッドは、回転軸を中心に回転可能に前記ヘッド保持体に保持され、前記回転軸と同じ中心軸を有する円筒部を有しており、
前記ヘッド保持体は、前記作業ヘッドの円筒部に対向する位置に該円筒部の回転位置を検出する位置検出部が配設されている、
請求項５又は６に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項８】
回転可能な状態でヘッド保持体に保持されるロータリー型の作業ヘッドを備えている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項９】
回転不能な状態でヘッド保持体に保持される固定型の作業ヘッドを備えている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項１０】
前記部品保持部は、円筒部を有し部品を採取する採取部材と、前記採取部材を装着及び取外し可能であるシリンジ部材とを有しており、
前記採取部材は、圧力に基づいて部品を採取する吸着ノズル及び部品を挟持して採取するメカニカルチャックのうちいずれか１以上である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項１１】
前記検出部は、前記部品保持部の回転位置を検出する、光学式エンコーダ及び磁気式エンコーダのうちいずれか１以上である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項１２】
前記検出部は、前記作業ヘッドユニットの外周側から前記部品保持部に対向して配設されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の作業ヘッドユニットを備え、部品を基板に実装処理する実装処理ユニット、を備えた実装装置。
【請求項１４】
回転軸を中心に回転可能であり部品の保持に用いられる部品保持部と、前記部品保持部に対向する位置に配設され該部品保持部の姿勢を検出する検出部と、を備えた作業ヘッドユニットの制御方法であって、
（ａ）前記検出部が検出した前記部品保持部の姿勢の情報に基づいて前記部品保持部の姿勢を補正するステップ、
を含む作業ヘッドユニットの制御方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ａ）では、前記部品保持部の回転角度を補正する、請求項１２に記載の作業ヘッドユニットの制御方法。
【請求項１６】
回転軸を中心に回転可能であり円筒部を有し部品を採取する採取部材と円筒部を有し前記採取部材を装着及び取外し可能であるシリンジ部材とを有し部品の保持に用いられる部品保持部と、前記採取部材の円筒部に対向する位置と前記シリンジ部材の円筒部に対向する位置とに配設され該部品保持部の姿勢を検出する検出部と、情報を記憶する記憶部を有し前記検出部に電気的に接続された制御部と、を備えた作業ヘッドユニットの制御方法であって、
（ａ）前記検出部から取得した、前記採取部材の円筒部の回転位置と前記シリンジ部材の円筒部の回転位置とに基づいて前記シリンジ部材の状態に関する情報を前記記憶部に記憶させるステップ、
を含む作業ヘッドユニットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業ヘッドユニット、実装装置及び作業ヘッドユニットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品を基板に実装処理する実装ヘッドとしては、複数個のスリットを互いのスリット角度θを変えて回転板に形成すると共に、実装ヘッドの各々のノズルをこれらのスリットの位置に対応させて配設し、且つ上記スリット間の角度θが予め登録されている制御部を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この実装ヘッドでは、実装ヘッドの回転方向の原位置を高速度で検出することができるとしている。また、実装ヘッドとしては、ロータリーヘッドを回転駆動するモータが有するエンコーダのゼロカウント位置にて回転部材がセンサの反応位置にあり、基準スピンドルが押下部材の直下にあり、且つスピンドルを軸回転させるモータが有するエンコーダのゼロカウント位置にて各スピンドルの角度が０度にあるように構成したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この実装ヘッドでは、データバックアップを行うことなく原点位置を調整することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２０６６９１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４３３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この特許文献１、２に記載された実装ヘッドでは、実装ヘッドの回転位置を検出することができるが、保持した部品の姿勢に直結する情報については、十分に考慮されていなかった。実装処理において、実装ヘッドで保持した部品の姿勢が、例えば、ノズルの回転軸を中心として回転してしまった状態では、実装処理を適切に行うことができないことがあった。このため、作業用ヘッドでは、部品の回転位置など、保持された部品の姿勢に関する情報を精度よく取得することが求められていた。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、保持された部品の姿勢に関する情報をより精度よく取得することができる作業ヘッドユニット、実装装置及び作業ヘッドユニットの制御方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の作業ヘッドユニットは、
回転軸を中心に回転可能であり部品の保持に用いられる部品保持部と、
前記部品保持部に対向する位置に配設され該部品保持部の姿勢を検出する検出部と、
を備えたものである。
【０００８】
この作業ヘッドユニットでは、検出部が部品を保持する部品保持部に対向する位置で部品保持部の姿勢を検出する。このように、部品を保持した部位の姿勢を検出するため、例えば、部品保持部以外の姿勢を検出するものに比して部品の姿勢をより反映した情報が得られる。したがって、保持された部品の姿勢に関する情報をより精度よく取得することができる。ここで、「部品保持部の姿勢」は、部品保持部の所定軸における回転位置としてもよい。
【０００９】
本発明の作業ヘッドユニットの制御方法は、
回転軸を中心に回転可能であり部品の保持に用いられる部品保持部と、前記部品保持部に対向する位置に配設され該部品保持部の姿勢を検出する検出部と、を備えた作業ヘッドユニットの制御方法であって、
（ａ）前記検出部が検出した前記部品保持部の姿勢の情報に基づいて前記部品保持部の姿勢を補正するステップ、を含むものである。
【００１０】
この制御方法では、部品を保持した部品保持部の姿勢を検出するため、例えば、部品保持部以外の姿勢を検出するものに比して部品の姿勢をより反映した情報が得られる。したがって、保持された部品の姿勢に関する情報をより精度よく取得することができる。また、部品を保持した部位の姿勢を検出した結果を用い、部品保持部の姿勢を補正するため、部品の姿勢をより正しく補正することができる。なお、この制御方法において、上述した作業ヘッドユニットの種々の態様を採用してもよいし、また、上述した作業ヘッドユニットの各機能を実現するような構成を追加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実装システム１０の概略説明図。
【図２】実装ヘッドユニット１７の概要の説明図。
【図３】実装ヘッド５０を有する実装ヘッドユニット１７の説明図。
【図４】実装装置１１の電気的な接続関係を表すブロック図。
【図５】部品採取配置処理ルーチンの一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、実装システム１０の概略説明図である。図２は、実装ヘッドユニット１７の概要の説明図である。図３は、実装ヘッド５０を有する実装ヘッドユニット１７の説明図であり、図３（ａ）が実装ヘッド５０の側面側の図、図３（ｂ）が下面側の図である。図４は、実装装置１１の電気的な接続関係を表すブロック図である。本実施形態の実装システム１０は、実装処理ユニット１２を備え部品Ｐ（図２参照）を基板Ｓに実装処理する実装装置１１と、実装処理に関する情報（例えば生産ジョブデータ）の管理を行う管理コンピュータ９０とを備えている。なお、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１〜３に示した通りとする。また、実装処理とは、部品Ｐを基板Ｓ上に配置、装着、挿入、接合、接着する処理などを含む。
【００１３】
実装装置１１は、基板Ｓを搬送する基板搬送ユニット１４と、基板Ｓを下面側から支持する基板支持ユニット１５と、部品Ｐを吸着（採取）し基板Ｓ上へ配置する実装ヘッドユニット１７と、実装ヘッドユニット１７をＸ−Ｙ方向へ移動させるヘッド移動ユニット１６とを備えている（図１参照）。また、実装装置１１は、部品Ｐを収容したリールが装着された供給ユニット１８と、表示画面を表示する表示部２４と作業者による各種入力操作が可能な操作部２５とを備える操作パネル１９と（図４参照）、各種制御を実行する制御装置８０と（図４参照）を備えている。
【００１４】
基板搬送ユニット１４は、前後一対の支持板２１，２１にそれぞれ取り付けられたコンベアベルト２２，２２により基板Ｓを左から右へと搬送する。基板支持ユニット１５は、基板Ｓを下方から支える複数の支持ピン２３とを備えており、基板搬送ユニット１４により搬送、固定された基板Ｓの裏面側から基板Ｓを支持する。
【００１５】
ヘッド移動ユニット１６は、Ｘ軸スライダ２６、Ｙ軸スライダ３０などを備えている。Ｘ軸スライダ２６は、前後方向にスライド可能なＹ軸スライダ３０の前面に、左右方向にスライド可能となるように取り付けられている。Ｙ軸スライダ３０は、前後方向に延びる左右一対のガイドレール３２，３２にスライド可能に取り付けられている。なお、ガイドレール３２，３２は、実装装置１１の内部に固定されている。Ｙ軸スライダ３０の前面には、左右方向に延びる上下一対のガイドレール２８，２８が設けられ、このガイドレール２８，２８にＸ軸スライダ２６が左右方向にスライド可能に取り付けられている。実装ヘッドユニット１７は、Ｘ軸スライダ２６が左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Ｙ軸スライダ３０が前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。なお、各スライダ２６，３０は、それぞれ図示しない駆動モータにより駆動される。
【００１６】
実装ヘッドユニット１７は、Ｘ軸スライダ２６の前面に取り付けられている。実装ヘッドユニット１７は、Ｘ軸スライダ２６に配設され実装ヘッド５０を保持するヘッド保持体４０と、部品Ｐを吸着する吸着ノズル４２と、吸着ノズル４２を１以上装着、取り外し可能な実装ヘッド５０と、を備えている。ヘッド保持体４０は、図３に示すように、Ｘ軸スライダ２６に取り付けられる保持体本体４５と、保持体本体４５から下方に配設された係合軸４６とを備えている。係合軸４６は、軸回転可能に保持体本体４５に配設されており、実装ヘッド５０（Ｑ軸ギア５３）の中心に形成された有底孔に挿入され実装ヘッド５０を係合する。保持体本体４５には、実装ヘッド５０を回転駆動するＲ軸モータ６０、Ｑ軸モータ６３及びＺ軸モータ６６が配設されている。Ｒ軸モータ６０には、エンコーダ６１が配設されており（図３参照）、このエンコーダ６１により基本的な回転位置の制御が行われる。なお、エンコーダ６１は、透過式の光学エンコーダとしてもよい。Ｑ軸モータ６３は、Ｒ軸モータ６０と同様でありエンコーダ６４を備えている。Ｚ軸モータ６６は、鉛直下方に伸延されたＺ軸ガイド６７に沿って水平部６８を移動することにより、吸着ノズル４２を昇降させる。なお、実装ヘッド５０（ロータリー部５１）の回転軸をＲ軸と称し、吸着ノズル４２（部品保持部５５）の回転軸をＱ軸と称する。
【００１７】
ヘッド保持体４０は、実装ヘッド５０を保持している。実装ヘッド５０は、例えば、１６個の部品保持部５５を備えており、１６個の吸着ノズル４２を装着可能である（図２、３参照）。この実装ヘッド５０は、回転可能な状態でヘッド保持体４０に保持されるロータリー型の作業ヘッドとして構成されている。実装ヘッド５０は、円柱状の部材であるロータリー部５１と、ロータリー部５１の下方に配設されたＲ軸ギア５２と、ロータリー部５１の上方に配設されたＱ軸ギア５３と、下端に吸着ノズル４２を装着する長尺円筒状の複数のシリンジ部材５６とを備えている。実装ヘッド５０は、部品Ｐを採取する吸着ノズル４２と吸着ノズル４２を装着及び取外し可能であるシリンジ部材５６とを有する部品保持部５５を昇降可能に配設している。実装ヘッド５０は、回転軸（Ｒ軸）を中心に回転可能にヘッド保持体４０に保持され、この回転軸と同じ中心軸を有するロータリー部５１を備えている。ロータリー部５１は、例えば、シリンジ部材５６の中心軸を中心に回転可能に且つ上下動可能に１６本のシリンジ部材５６を支持する部材である。Ｒ軸ギア５２は、ロータリー部５１よりも大きな外径を有している円板状の部材であり、外周面にギア溝が形成されている。このＲ軸ギア５２は、Ｒ軸モータ６０の回転軸に接続された小ギア６２に噛み合っており、この小ギア６２を介してＲ軸モータ６０により回転駆動される。Ｑ軸ギア５３は、ロータリー部５１よりも小さな外径を有している円筒状の部材であり、外周面にギア溝が形成されている。シリンジ部材５６は、その上端側に小ギア５７が配設され、下端側に吸着ノズル４２を装着する部材である。小ギア５７は、Ｑ軸ギア５３の外周に形成されたギア溝に噛み合っている。シリンジ部材５６は、Ｑ軸ギア５３の外周に沿って等間隔に配設されている。
【００１８】
吸着ノズル４２は、圧力を利用して、ノズル先端に部品Ｐを吸着したり、ノズル先端に吸着している部品Ｐを放したりするものである。この吸着ノズル４２は、円板状のフランジ４３と、先端側に形成された管状部４４とを有している（図２，３参照）。この吸着ノズル４２とシリンジ部材５６とにより部品保持部５５が構成されている。部品保持部５５は、回転軸（Ｑ軸）を中心に回転可能であり部品Ｐの保持に用いられる。部品保持部５５（吸着ノズル４２）は、Ｑ軸モータ６３に接続された小ギア６５、Ｑ軸ギア５３及びシリンジ部材５６の上端側に配設された小ギア５７を介して伝達されたＱ軸モータ６３の駆動力により回転軸を中心に回転（自転）し、吸着した部品Ｐの角度を調整可能となっている。この部品保持部５５は、水平部６８を介して伝達されたＺ軸モータ６６の駆動力により、Ｚ軸ガイド６７に沿ってＺ軸方向（上下方向）に昇降される。実装ヘッド５０では、実装ヘッドユニット１７のＹ軸方向の前端側に位置する１カ所の昇降位置（図３参照）において、部品保持部５５をＺ軸方向に昇降する。なお、部品Ｐを採取する採取部材は、ここでは吸着ノズル４２として説明するが、部品Ｐを採取可能であれば特に限定されず、部品Ｐを挟持して採取するメカニカルチャックなどとしてもよい。
【００１９】
保持体本体４５の前方には、検出部としての、Ｒ軸エンコーダ７０、第１Ｑ軸エンコーダ７３及び第２Ｑ軸エンコーダ７６などを支持する角柱状の支持部材４７が下方に向かって配設されている。支持部材４７は、吸着ノズル４２に対向する位置まで延在されている。支持部材４７の下端側には、吸着ノズル４２側へ向かって水平部４８が形成されており、この水平部４８の先端に第１Ｑ軸エンコーダ７３が配設されている。Ｒ軸エンコーダ７０は、実装ヘッド５０（ロータリー部５１）の回転位置を直接検出する検出部であり、反射式の光学式エンコーダとして構成されている。このＲ軸エンコーダ７０は、実装ヘッド５０の円筒部としてのロータリー部５１に対向する位置に配設されている。このＲ軸エンコーダ７０は、ロータリー部５１の外周の中央部に亘って形成されたコード部７１と、支持部材４７におけるコード部７１に対向する位置に配設された素子部７２とを備えている。コード部７１は、素子部７２から照射された光を反射する領域と反射しない領域とを有している。素子部７２は光を照射する照射部とコード部７１で反射した光を受光する受光部とを備えている。Ｒ軸エンコーダ７０は、コード部７１へ素子部７２から光を照射し、コード部７１からの反射光のパターンを検出することにより、ロータリー部５１の回転位置を把握する。
【００２０】
第１Ｑ軸エンコーダ７３は、部品保持部５５のうち下端に装着された吸着ノズル４２の回転位置を直接検出する検出部であり、反射式の光学式エンコーダとして構成されている。この第１Ｑ軸エンコーダ７３は、吸着ノズル４２のフランジ４３に対向する位置に配設されている。この第１Ｑ軸エンコーダ７３は、フランジ４３の外周に亘って形成されたコード部７４と、支持部材４７におけるコード部７４に対向する位置に配設された素子部７５とを備えている。この第１Ｑ軸エンコーダ７３は、部品保持部５５を昇降する際の、吸着ノズル４２の初期位置（図３の吹出しでの実線参照）と、吸着ノズル４２の伸延位置（同点線参照）とのいずれにおいてもフランジ４３と対向するよう吸着ノズル４２の移動方向に長く形成された素子部７５が支持部材４７に固定されている。第２Ｑ軸エンコーダ７６は、部品保持部５５のうち上端の小ギア５７近傍のシリンジ部材５６の回転位置を直接検出する検出部であり、反射式の光学式エンコーダとして構成されている。第２Ｑ軸エンコーダ７６は、シリンジ部材５６の上端側の円筒部に配設されている。この第２Ｑ軸エンコーダ７６は、シリンジ部材５６の外周に亘って形成されたコード部７７と、支持部材４７におけるコード部７７に対向する位置に配設された素子部７８とを備えている。なお、コード部７４、コード部７７や、素子部７５及び素子部７８は、それぞれコード部７１及び素子部７２と構成が同じなので、その説明を省略する。Ｒ軸エンコーダ７０の素子部７２、第１Ｑ軸エンコーダ７３の素子部７５及び第２Ｑ軸エンコーダ７６の素子部７８は、実装ヘッドユニット１７（実装ヘッド５０）の外周側から部品保持部５５やロータリー部５１に対向して配設されている。
【００２１】
実装ヘッドユニット１７は、情報を記憶する記憶部４１ａを有し、この実装ヘッドユニット１７の全体を制御する制御部４１を備えている（図４参照）。制御部４１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えている。記憶部４１ａには、実装ヘッド５０の情報や吸着ノズル４２の情報などが記憶される。制御部４１は、Ｒ軸エンコーダ７０、第１Ｑ軸エンコーダ７３及び第２Ｑ軸エンコーダ７６などの検出部と電気的に接続され、これらの検出部からの信号を取得する。
【００２２】
制御装置８０は、図４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ており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ８２、各種データを記憶するＨＤＤ８３、作業領域として用いられるＲＡＭ８４、外部装置と電気信号のやり取りを行う入出力インタフェース８５などを備えており、これらはバスを介して接続されている。この制御装置８０は、基板搬送ユニット１４、基板支持ユニット１５、ヘッド移動ユニット１６、実装ヘッドユニット１７、供給ユニット１８、操作パネル１９などと双方向通信可能に接続されており、これらのユニットなどと信号をやりとりする。
【００２３】
次に、こうして構成された本実施形態の実装システム１０の動作、まず実装装置１１の実装処理について説明する。実装処理ルーチンは、制御装置８０のＨＤＤ８３に記憶され、作業者による生産開始指示により実行される。このルーチンが実行されると、ＣＰＵ８１は、基板Ｓを装置内へ搬送させ、実装位置で固定するよう基板搬送ユニット１４及び基板支持ユニット１５を制御する。次に、ＣＰＵ８１は、生産ジョブデータを読み出し、基板Ｓに配置する部品Ｐを設定し、この部品Ｐを採取する実装ヘッド５０及び吸着ノズル４２をヘッド保持体４０に装着する処理を行う。次に、ＣＰＵ８１は、ヘッド移動ユニット１６及び実装ヘッドユニット１７を制御し、部品Ｐを吸着ノズル４２に採取させ、基板Ｓに配置する処理を実行させる。そして、現在の基板Ｓの実装処理が完了すると、この基板Ｓを排出させ、次の基板Ｓを搬入させ、実装位置で固定する。ＣＰＵ８１は、全基板Ｓの生産が完了するまで上述した処理を繰り返し実行する。
【００２４】
次に、実装処理ルーチンで実行される部品Ｐを吸着ノズル４２に採取させ、基板Ｓに配置する処理について説明する。図５は、実装ヘッドユニット１７が備える制御部４１のＣＰＵが実行する部品採取配置処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、制御部４１の記憶部４１ａに記憶され、所定のタイミングで実行される。このルーチンでは、部品Ｐの回転位置の補正や、シリンジ部材５６のねじれなど変形の程度を検出する処理を行う。このルーチンが開始されると、制御部４１のＣＰＵは、昇降操作の対象となる部品保持部５５が所定の昇降位置に配置されるよう、Ｒ軸モータ６０を駆動して、ロータリー部５１の回転軸であるＲ軸の粗位置決めを行う（ステップＳ１００）。この粗位置決めは、Ｒ軸モータ６０に設けられたエンコーダ６１の値を用いて、ロータリー部５１が設定されている回転位置となるようＲ軸モータ６０を駆動制御する。次に、ＣＰＵは、Ｒ軸エンコーダ７０の値を取得し、この値に基づいてＲ軸の回転位置を補正し、ロータリー部５１が正しい回転位置で位置決めされるようＲ軸モータ６０を駆動制御する（ステップＳ１１０）。
【００２５】
次に、制御部４１のＣＰＵは、部品保持部５５（吸着ノズル４２）の回転軸であるＱ軸の粗位置決めを行う（ステップＳ１２０）。この粗位置決めは、Ｑ軸モータ６３に設けられたエンコーダ６４の値を用いて、吸着ノズル４２が設定されている回転位置となるようＱ軸モータ６３を駆動制御する。次に、ＣＰＵは、第１Ｑ軸エンコーダ７３の値を取得し、この値に基づいてＱ軸の回転位置を補正し、シリンジ部材５６が正しい回転位置で位置決めされるようＱ軸モータ６３を駆動制御する（ステップＳ１３０）。このとき、制御部４１は、吸着ノズル４２を下降した伸延位置で第１Ｑ軸エンコーダ７３の値を取得するものとしてもよい。こうすれば、制御部４１は、部品Ｐを配置する状態での吸着ノズル４２の回転位置を取得することができる。
【００２６】
次に、制御部４１のＣＰＵは、第２Ｑ軸エンコーダ７６から値を取得し（ステップＳ１４０）、第１Ｑ軸エンコーダ７３及び第２Ｑ軸エンコーダ７６の値を現在用いている部品保持部５５に対応づけて記憶部４１ａに記憶する（ステップＳ１５０）。このように、ＣＰＵは、部品保持部５５の状態を履歴として保存しておくのである。続いて、ＣＰＵは、第１Ｑ軸エンコーダ７３及び第２Ｑ軸エンコーダ７６の値の差分値を求め、この差分値が許容範囲、警告範囲及び異常範囲のうちどの範囲に含まれるかを判定する（ステップＳ１６０）。許容範囲は、例えば、部品保持部５５のねじれなどの変形度合いのうち、実装処理に大きな影響を与えない範囲として経験的に定められているものとしてもよい。警告範囲は、例えば、部品保持部５５の変形度合いが比較的大きく注意を要する範囲として経験的に定められているものとしてもよい。異常範囲は、例えば、部品保持部５５を交換すべき範囲として経験的に定められた範囲としてもよい。
【００２７】
第１Ｑ軸エンコーダ７３と第２Ｑ軸エンコーダ７６との差分値が許容範囲であるときには、制御部４１のＣＰＵは、そのままステップＳ１９０以降の処理を実行する。一方、差分値が警告範囲であるときには、ＣＰＵは、メンテナンスを要する旨の警告などを操作パネル１９に表示させる指令を制御装置８０へ出力する（ステップＳ１７０）。これを受けた制御装置８０は、部品保持部５５のメンテナンスを要する旨のメッセージを操作パネル１９の表示部２４に表示させる。一方、差分値が異常範囲であるときには、ＣＰＵは、実装処理の中断指令及び、その旨のエラー表示を操作パネル１９に表示させる指令を制御装置８０へ出力し（ステップＳ１８０）、そのままこのルーチンを終了する。この指令を受けた制御装置８０は、実装処理を中断すると共に、部品保持部５５の部品交換を要する旨のメッセージを操作パネル１９の表示部２４に表示させる。
【００２８】
ステップＳ１７０のあと、または、ステップＳ１６０で差分値が許容範囲内であるときには、制御部４１のＣＰＵは、部品Ｐの採取処理を行う（ステップＳ１９０）。この処理において、ＣＰＵは、指定された供給ユニット１８の部品採取位置に実装ヘッドユニット１７が配置されたあと、吸着ノズル４２を伸延位置まで下降するようＺ軸モータ６６を駆動し、吸着ノズル４２に負圧を与えて部品Ｐをこの先端に吸着させる。続いて、ＣＰＵは、実装ヘッド５０で採取すべき部品Ｐの採取が完了したか（すべて採取済みであるか）否かを判定し（ステップＳ２００）、採取完了していないときには、ステップＳ１００以降の処理を実行する。一方、部品Ｐの採取が完了したときには、ＣＰＵは、基板Ｓに配置すべき部品Ｐを保持している部品保持部５５を昇降位置に移動するようＲ軸モータ６０を駆動させ、部品Ｐの回転位置が正しい回転位置になるようＱ軸モータ６３を駆動させる（ステップＳ２１０）。このとき、ＣＰＵは、上述したステップＳ１００〜Ｓ１４０と同等の処理を行ってもよいし、上述したステップＳ１００〜Ｓ１４０で用いた補正値を再度用いてＲ軸及びＱ軸の回転位置の補正及び位置決めを行うものとしてもよい。
【００２９】
続いて、制御部４１のＣＰＵは、基板Ｓに部品Ｐを配置する配置位置まで実装ヘッドユニット１７が移動済みであるか否かを判定し（ステップＳ２２０）、配置位置まで移動済みでないときには、待機する。実装ヘッドユニット１７が配置位置に移動済みになったときには、ＣＰＵは、部品保持部５５を下降させ、部品Ｐの配置処理を実行する（ステップＳ２３０）。そして、ＣＰＵは、実装ヘッド５０に採取済みで且つ未配置である部品Ｐが実装ヘッド５０にあるか否かを判定し（ステップＳ２４０）、採取済みで且つ未配置の部品Ｐが実装ヘッド５０にあるときには、ステップＳ２１０以降の処理を繰り返し実行する。一方、採取済みで且つ未配置の部品Ｐがないときには、ＣＰＵは、そのままこのルーチンを終了する。ＣＰＵは、すべての基板Ｓに対して部品Ｐの配置が終了するまで、このような処理を繰り返し実行する。
【００３０】
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。本実施形態の第１Ｑ軸エンコーダ７３及び第２Ｑ軸エンコーダ７６が検出部に相当し、吸着ノズル４２が採取部材に相当し、フランジ４３が採取部材の円筒部に相当し、実装ヘッド５０が作業ヘッドに相当し、支持部材４７が支持部材に相当し、ロータリー部５１が作業ヘッドの円筒部に相当し、Ｒ軸エンコーダ７０が位置検出部に相当する。なお、本実施形態では、実装装置１１の動作を説明することにより本発明の実装装置の制御方法の一例も明らかにしている。
【００３１】
以上説明した本実施形態の実装ヘッドユニット１７によれば、第１Ｑ軸エンコーダ７３が部品Ｐを保持する吸着ノズル４２に対向する位置で吸着ノズル４２の回転位置を検出する。このように、部品Ｐを保持した部位の回転位置を直接検出するため、吸着ノズル４２に保持された部品Ｐの回転位置に関する情報をより精度よく取得することができる。また、例えば、吸着ノズル４２から離れているエンコーダ６４を用いるのに比して、より正確な位置に吸着ノズル４２を位置決めすることができる。また、部品Ｐを保持した部位の姿勢を検出した結果を用い、部品保持部５５の姿勢を補正するため、部品Ｐの姿勢をより正しく補正することができる。更に、第１Ｑ軸エンコーダ７３は、フランジ４３に対向する位置に配設されているため、保持された部品Ｐに最も近い吸着ノズル４２の回転位置を検出することができ、部品Ｐの回転位置を更に精度よく取得することができる。更にまた、第２Ｑ軸エンコーダ７６は、シリンジ部材５６の円筒部に対向する位置に配設されているため、径が比較的細い吸着ノズル４２で回転位置を検出するのに比して部品保持部５５の回転位置をより検出しやすい。そしてまた、実装ヘッドユニット１７では、吸着ノズル４２とシリンジ部材５６との２箇所で部品保持部５５の姿勢を検出するため、シリンジ部材５６の状態（例えば、変形）や、シリンジ部材５６と吸着ノズル４２とのずれなどを検出することができる。
【００３２】
また、実装ヘッドユニット１７は、制御部４１が、第１Ｑ軸エンコーダ７３及び第２Ｑ軸エンコーダ７６から取得した、吸着ノズル４２の回転位置とシリンジ部材５６の円筒部の回転位置とに基づいて、シリンジ部材の状態（例えばねじれなどの変形）に関する情報を記憶部４１ａに記憶させる。このため、実装ヘッドユニット１７では、シリンジ部材５６の状態をも管理することができる。更に、実装ヘッドユニット１７は、部品保持部５５を昇降する際の、吸着ノズル４２の初期位置と、伸延位置とのいずれにおいてもフランジ４３（コード部７４）と対向するよう形成された素子部７５を備える。このため、実装ヘッドユニット１７は、部品保持部５５が部品Ｐを保持した状態で昇降する場合などに、部品保持部５５の昇降位置に応じた部品Ｐの姿勢を検出することができる。更にまた、実装ヘッドユニット１７は、ロータリー部５１（円筒部）に対向する位置にロータリー部５１の回転位置を検出するＲ軸エンコーダ７０の素子部７２が配設されているため、実装ヘッド５０の回転位置を直接取得することができ、ロータリー部５１から離れているエンコーダ６４を用いるのに比して、より正確な位置にロータリー部５１を位置決めすることができる。また、実装ヘッドユニット１７は、吸着ノズル４２側（一端側）に対向して配設された第１Ｑ軸エンコーダ７３と、シリンジ部材５６の他端側に対向して配設された第２Ｑ軸エンコーダ７６とを備えるため、シリンジ部材５６のねじれなどの変形をより詳しく検出することができる。そしてまた、実装ヘッドユニット１７は、第１Ｑ軸エンコーダ７３及び第２Ｑ軸エンコーダ７６などの検出部が、実装ヘッド５０の外周側から部品保持部５５に対向して配設されているため、検出部を比較的容易に配設することができる。
【００３３】
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。
【００３４】
例えば、上述した実施形態では、吸着ノズル４２に対向する位置に第１Ｑ軸エンコーダ７３を配設し、シリンジ部材５６の円筒部に対向する位置に第２Ｑ軸エンコーダ７６を配設するものとしたが、特にこれに限定されず、第１Ｑ軸エンコーダ７３及び第２Ｑ軸エンコーダ７６のいずれかを省略するものとしてもよい。こうしても、部品保持部５５の回転位置を直接検出することができるから、吸着ノズル４２に保持された部品Ｐの回転位置に関する情報をより精度よく取得することができる。なお、検出部が１つである場合、実装ヘッドユニット１７は、上述したシリンジ部材５６の変形に関する情報の管理を省略するものとする。
【００３５】
上述した実施形態では、第１Ｑ軸エンコーダ７３のコード部７４は、フランジ４３に形成されているものとしたが、吸着ノズル４２の円筒状の外表面に形成されるものとすれば特にこれに限定されず、例えば、コード部が管状部４４に形成されるものとしてもよい。こうしても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。また、第２Ｑ軸エンコーダ７６のコード部７７は、シリンジ部材５６の上端側に形成されるものとしたが、シリンジ部材５６のどの部分に形成されるものとしてもよい。
【００３６】
上述した実施形態では、部品保持部５５の下端側と上端側とで回転位置を検出し、部品保持部５５の変形などを検出するものとしたが、この処理を省略してもよい。こうしても、吸着ノズル４２に保持された部品Ｐの回転位置に関する情報をより精度よく取得することができる。
【００３７】
上述した実施形態では、第１Ｑ軸エンコーダ７３は、初期位置と伸延位置とのいずれにおいても吸着ノズル４２の回転位置を検出可能に形成された素子部７５を備えているものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、吸着ノズル４２の昇降に応じて素子部７５を昇降させる構成としてもよい。こうしても、吸着ノズル４２の昇降位置に応じた部品Ｐの回転位置をより精度よく取得することができる。
【００３８】
上述した実施形態では、Ｒ軸エンコーダ７０を備えるものとしたが、これを省略してもよい。こうしても、ロータリー部５１の回転位置の補正は省略されるが、吸着ノズル４２に保持された部品Ｐの回転位置に関する情報をより精度よく取得することはできる。
【００３９】
上述した実施形態では、回転可能な状態でヘッド保持体４０に保持されるロータリー型の実装ヘッド５０を例に説明したが、回転不能な状態でヘッド保持体４０に保持される固定型の作業ヘッドを備えているものとしてもよい。また、上述した実施形態では特に説明しなかったが、実装装置１１は、複数種類の実装ヘッドを交換可能にヘッド保持体４０が保持する実装ヘッドユニットを備えるものとしてもよい。
【００４０】
上述した実施形態では、各検出部は、反射式の光学式エンコーダであるものとして説明したが、部品保持部５５の姿勢を検出するものとすれば特にこれに限定されず、透過式の光学式エンコーダとしてもよいし、磁気式エンコーダとしてもよい。また、各検出部は、部品保持部５５の回転位置を検出するものとしたが、これに限定されない。
【００４１】
上述した実施形態では、実装ヘッドユニット１７を備えた実装装置１１として説明したが、特にこれに限定されず、実装ヘッドユニット１７としてもよい。また、上述した実施形態では、実装装置１１として説明したが、実装ヘッドユニット１７の制御方法としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、電子部品の実装分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  実装システム、１１  実装装置、１２  実装処理ユニット、１４  基板搬送ユニット、１５  基板支持ユニット、１６  ヘッド移動ユニット、１７  実装ヘッドユニット、１８  供給ユニット、１９  操作パネル、２１  支持板、２２  コンベアベルト、２３  支持ピン、２４  表示部、２５  操作部、２６  Ｘ軸スライダ、２８  ガイドレール、３０  Ｙ軸スライダ、３２  ガイドレール、４０  ヘッド保持体、４１  制御部、４１ａ  記憶部、４２  吸着ノズル、４３  フランジ、４４  管状部、４５  保持体本体、４６  係合軸、４７  支持部材、４８  水平部、５０  実装ヘッド、５１  ロータリー部、５２  Ｑ軸ギア、５３  Ｒ軸ギア、５５  部品保持部、５６  シリンジ部材、５７  小ギア、６０  Ｒ軸モータ、６１  エンコーダ、６３  Ｑ軸モータ、６４  エンコーダ、６５  小ギア、６６  Ｚ軸モータ、６７  Ｚ軸ガイド、６８  水平部、７０  Ｒ軸エンコーダ、７１  コード部、７２  素子部、７３  第１Ｑ軸エンコーダ、７４  コード部、７５  素子部、７６  第２Ｑ軸エンコーダ、７７  コード部、７８  素子部、８０  制御装置、８１  ＣＰＵ、８２  ＲＯＭ、８３  ＨＤＤ、８４  ＲＡＭ、８５  入出力インタフェース、９０  管理コンピュータ、Ｐ  部品、Ｓ  基板。
【図１】
2019071483.tif 000003
【図２】
2019071483.tif 000004
【図３】
2019071483.tif 000005
【図４】
2019071483.tif 000006
【図５】
2019071483.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月31日(2019.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転可能であり部品の保持に用いられる部品保持部と、
前記部品保持部に対向する位置に配設され該部品保持部の姿勢を検出する検出部と、
前記検出部に電気的に接続された制御部と、を備え、
前記部品保持部は、円筒部を有し部品を採取する採取部材と、前記採取部材を装着及び取外し可能であるシリンジ部材とを有しており、
前記検出部は、前記採取部材の円筒部に対向する位置と、前記シリンジ部材の円筒部に対向する位置とに配設されており、
前記制御部は、前記検出部から取得した前記採取部材の円筒部の回転位置と前記シリンジ部材の円筒部の回転位置とに基づいて前記シリンジ部材の状態を判定する、
作業ヘッドユニット。
【請求項２】
前記制御部は、前記前記採取部材の円筒部の回転位置と前記シリンジ部材の円筒部の回転位置との差分値と、予め定められた所定範囲とに基づいて前記シリンジ部材の状態を判定する、請求項１に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項３】
前記制御部は、前記所定範囲としての許容範囲、警告範囲及び異常範囲のうちどの範囲に前記差分値が含まれるかを判定し、前記シリンジ部材の状態として、許容状態、警告状態及び異常状態のうちいずれかであるかを判定する、請求項２に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項４】
部品を基板に実装処理する実装処理ユニットと、表示画面を表示する表示部と、を備えた実装装置に用いられる作業用ヘッドユニットであって、
前記制御部は、前記差分値が所定の異常範囲に含まれるか否かを判定し、前記差分値が前記異常範囲に含まれると判定したときには、実装処理を中断させ、エラー表示を前記表示部に表示させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項５】
部品を基板に実装処理する実装処理ユニットと、表示画面を表示する表示部と、を備えた実装装置に用いられる作業用ヘッドユニットであって、
前記制御部は、前記差分値が所定の警告範囲に含まれるか否かを判定し、前記差分値が前記警告範囲に含まれると判定したときには、メンテナンスを要する旨の警告を前記表示部に表示させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業ヘッドユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業ヘッドユニットと、
部品を基板に実装処理する実装処理ユニットと、を備えた実装装置。
【請求項７】
回転軸を中心に回転可能であり円筒部を有し部品を採取する採取部材と円筒部を有し前記採取部材を装着及び取外し可能であるシリンジ部材とを有し部品の保持に用いられる部品保持部と、前記採取部材の円筒部に対向する位置と前記シリンジ部材の円筒部に対向する位置とに配設され該部品保持部の姿勢を検出する検出部と、前記検出部に電気的に接続された制御部と、を備えた作業ヘッドユニットの制御方法であって、
（ａ）前記検出部から取得した、前記採取部材の円筒部の回転位置と前記シリンジ部材の円筒部の回転位置とに基づいて前記シリンジ部材の状態を判定するステップ、
を含む作業ヘッドユニットの制御方法。