(57)【要約】【課題】ノズルの適切なメンテナンス管理ができる電子部品実装装置およびノズルのメンテナンス時期管理方法を提供する。【解決手段】ノズルに吸着した電子部品を基板に搭載する実装動作を連続して実施する電子部品実装装置において、ノズルを使用して実装動作を実施した回数をカウントする動作カウント部３２と、実装動作に使用される全てのノズルに設けられたＲＦタグ２４と、実装動作を実施した回数をカウントしたカウント値をＲＦタグ２４に書き込み、また、ＲＦタグ２４に書き込まれたカウント値を読み込むリーダーライター２５を備えた。これにより、ノズル毎に使用履歴を把握することができるので、使用頻度が高いノズルを的確に把握し、状況に応じて清掃や廃棄処分等を行う適切なメンテナンス管理が可能となる。【選択図】図３
2008016524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに吸着した電子部品を基板に搭載する実装動作を連続して実施する電子部品実装装置であって、
前記ノズルを使用して実装動作を実施した回数をカウントする実装動作カウント手段と、前記ノズルに設けられたＲＦタグと、実装動作を実施した回数をカウントしたカウント値を前記ＲＦタグに書き込むタグライターと、前記ＲＦタグに書き込まれた前記カウント値を読み込むタグリーダーと、を備えた電子部品実装装置。
【請求項２】
複数のノズルを着脱自在に装着する実装ヘッドをさらに備え、前記実装動作カウント手段が、前記実装動作に使用された前記ノズル毎に実装動作を実施した回数をカウントし、前記タグライターが、前記ノズル毎にカウントされたカウント値を前記ノズルにそれぞれ設けられた前記ＲＦタグに書き込み、前記タグリーダーが、前記ＲＦタグに書き込まれた前記ノズル毎の前記カウント値を読み込む請求項１に記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
前記ノズル毎に設定されたメンテ値を記憶するメンテ値記憶部と、何れかのノズルの前記カウント値が前記メンテ値に達したときに当該ノズルのメンテナンス時期であることを報知する報知部と、をさらに備えた請求項２に記載の電子部品実装装置。
【請求項４】
ノズルに吸着した電子部品を基板に搭載する実装動作を連続して実施する電子部品実装装置におけるノズルのメンテナンス時期管理方法であって、
前記ノズルを使用して実装動作を実施した回数をカウントする工程と、実装動作を実施した回数をカウントしたカウント値を前記ノズルに設けられたＲＦタグに書き込む工程と、前記ＲＦタグに書き込まれた前記カウント値を読み込む工程と、前記カウント値が予め設定したメンテ値に達したときに前記ノズルのメンテナンス時期であることを報知する工程と、を含むノズルのメンテナンス時期管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルに吸着した電子部品を基板に搭載する実装動作を連続して実施する電子部品実装装置およびノズルのメンテナンス時期管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のノズルが設けられた実装ヘッドにより電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において、ノズルには先端に開口する吸引孔が形成され、吸引孔を真空吸引することでノズルの先端に電子部品を吸着する構造となっている。ノズルの先端に吸着された電子部品は、基板に対して押圧されて基板に接合される。ノズルは多数の電子部品を順次吸着して基板に実装する動作を繰り返し行うので、先端の吸引孔に空気中のオイルミストやダイシングダスト等の異物が堆積し、また、繰り返し印加される押圧荷重により先端に磨耗や変形が生じる。そのため、堆積物を除去してノズルの目詰まりを解消する等の清掃を行ったり、変形した箇所を修正したり、修正不可なノズルについては新しいノズルと交換したりする等の適切なメンテナンスを行って吸着ミスの発生や実装精度の悪化を未然に防止する必要がある。このメンテナンスを実施するタイミングとして、ノズルの使用時間に着目し、基準時からの経過時間が予め設定した時間に到達した時点でメンテナンスを実施する方法があり（特許文献１参照）、また、ノズルの形状変化に着目し、ノズルの先端を撮像した画像により磨耗や変形の程度を判定する方法がある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−１６９１９２号公報
【特許文献２】特開平７−７９０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電子部品実装装置において使用されるノズルには、実装対象となる電子部品の品種に対応して多種のものが用意されており、電子部品の品種に対応したノズルが実装ヘッドに適宜装脱されて使用される。従って、基準時から同じ時間を経過したノズルであっても実際に使用された頻度に差があり、これらの使用頻度の異なるノズルに対して一律に同等のメンテナンスを行うと、使用頻度が低いノズルに対しては過剰なメンテナンスとなって無駄な時間や費用を費やすことになる。一方、使用頻度が高いノズルは、メンテナンス時までに磨耗等が進展して吸着能力が低下している場合があるので、このようなノズルに対しては適切なメンテナンスを行うタイミングを見逃すことになる。また、各ノズルの先端を撮像することで個別のノズル毎に磨耗や変形の程度を判定することができるが、ノズル毎に撮像する時間や撮像された画像を画像処理するための時間が必要となり効率性の面から問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、ノズルの適切なメンテナンス管理ができる電子部品実装装置およびノズルのメンテナンス時期管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、ノズルに吸着した電子部品を基板に搭載する実装動作を連続して実施する電子部品実装装置であって、前記ノズルを使用して実装動作を実施した回数をカウントする実装動作カウント手段と、前記ノズルに設けられたＲＦタグと、実装動作を実施した回数をカウントしたカウント値を前記ＲＦタグに書き込むタグライターと、前記ＲＦタグに書き込まれた前記カウント値を読み込むタグリーダーと、を備えた。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、複数のノズルを着脱自在に装着する実装ヘッドをさらに備え、前記実装動作カウント手段が、前記実装動作に使用さ
れた前記ノズル毎に実装動作を実施した回数をカウントし、前記タグライターが、前記ノズル毎にカウントされたカウント値を前記ノズルにそれぞれ設けられた前記ＲＦタグに書き込み、前記タグリーダーが、前記ＲＦタグに書き込まれた前記ノズル毎の前記カウント値を読み込む。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明であって、前記ノズル毎に設定されたメンテ値を記憶するメンテ値記憶部と、何れかのノズルの前記カウント値が前記メンテ値に達したときに当該ノズルのメンテナンス時期であることを報知する報知部と、をさらに備えた。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、ノズルに吸着した電子部品を基板に搭載する実装動作を連続して実施する電子部品実装装置におけるノズルのメンテナンス時期管理方法であって、前記ノズルを使用して実装動作を実施した回数をカウントする工程と、実装動作を実施した回数をカウントしたカウント値を前記ノズルに設けられたＲＦタグに書き込む工程と、前記ＲＦタグに書き込まれた前記カウント値を読み込む工程と、前記カウント値が予め設定したメンテ値に達したときに前記ノズルのメンテナンス時期であることを報知する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ノズル毎に使用履歴を把握することができるので、個別のノズルに対して適切なメンテナンス管理が可能となり、劣化したノズルを使用することで生じる吸着ミスの発生や実装精度の悪化を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の一部を拡大した側面図、図３は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成図、図４は本発明の実施の形態の電子部品実装装置におけるノズルのメンテナンス時期管理動作の一パターンを示すフローチャート、図５は本発明の実施の形態の電子部品実装装置におけるノズルのメンテナンス時期管理動作の他のパターンを示すフローチャートである。
【００１１】
最初に、本発明の実施の形態の電子部品実装装置の全体構成について説明する。図１において、電子部品実装装置は、電子部品供給部１に複数装着されたパーツフィーダ２から供給される電子部品Ｐを、実装ヘッド３によりピックアップし、基板４の表面に搭載する一連の実装動作を連続して行う装置である。各パーツフィーダ２は、収納された複数の電子部品を実装ヘッド３によるピックアップ位置に順次供給する機能を備えている。基板４は、基台５上に延設された基板搬送部６によりＸ方向に搬送され、実装が行われる所定の位置に位置決めされる。所定の位置において実装予定の電子部品Ｐが全て実装された既実装の基板４は、基板搬送部６により電子部品実装装置から搬出され、代わりに未実装の新たな基板４が電子部品実装装置に搬入される。電子部品Ｐを基板４の表面に精度良く搭載するため、テープフィーダ４と基板搬送部６の間には、実装ヘッド３によりピックアップされた電子部品Ｐの姿勢等を認識するためのカメラ７が配設されている。
【００１２】
実装ヘッド３は、Ｘロボット１０とＹロボット１１とで構成された直交ロボットに装着され、Ｘロボット１０およびＹロボット１１の駆動を組み合わせることで、基台５の上方の任意の位置に水平移動可能に構成されている。図２において、実装ヘッド３には複数のノズルユニット２０が装着されており、各ノズルユニット２０の下端に装着された複数のノズル２１が所定の間隔をおいて規則配列されている。各ノズル２１は、各ノズルユニット２０に内装された送りねじ機構の駆動により鉛直方向（Ｚ方向）に上下動可能に構成されている。また、各ノズル２１は、ベルト駆動機構２２と連動するベルト２３が調帯され
ており、ベルト２３を介して伝達されるベルト駆動機構２２の駆動により水平面内（θ方向）で回転可能に構成されている。さらに、各ノズル２１は、下端に開口する吸着孔（図示せず）が形成されており、吸着孔内を真空吸引することで下端に電子部品Ｐを吸着することができる。吸着する電子部品Ｐの品種に応じてノズル２１の品種を交換することができるように、各ノズル２１はノズルユニット２０に着脱可能に構成されており、基台５上に配設されたノズルストッカ１２に格納されたノズル２１と適宜交換しながら使用される。
【００１３】
電子部品実装装置には、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を利用したノズル２１の使用回数管理システムが導入されている。ＲＦＩＤとは、ＩＣチップと外部通信用のアンテナをパッケージングしたＲＦタグと、電波の送受信によりＲＦタグに対して情報の読み書きを行うリーダーライターとで構成され、ＲＦタグが装着された対象物の履歴を管理する技術であり、ＲＦタグをリーダーライターに接触させなくても情報の読み書きが可能であるという特徴がある。本実施の形態の電子部品実装装置においては、各ノズル２１にそれぞれＲＦタグ２４が装着され、基台５上にリーダーライター２５が配設されている。
【００１４】
次に、電子部品実装装置における制御系の構成について説明する。図３において、制御部３０は、ＣＰＵやプロセッサ等で構成され、制御プログラムや外部からの入力信号に基づいて以下に説明する各部の動作を制御する。実装ヘッド駆動部３１を構成するＸロボット１０およびＹロボット１１、ノズルユニット２０に内装された送りねじ機構、ベルト駆動機構２２の各部の動作を制御することで、各ノズル２１を任意の位置に位置決めしたり、各ノズル２１に吸着された電子部品Ｐの位置や姿勢等をカメラ７による認識結果に基づいて補正する。動作カウント部３２は、実装ヘッド駆動部３１の動作によりパーツフィーダ２から電子部品Ｐをピックアップし、基板４に搭載するまでの一連の実装動作が実施された回数をカウントする実装動作カウント手段として機能する。
【００１５】
動作カウント値記憶部３３は、実装に使用されたノズル２１毎にカウント値とＩＤ情報を関連付けて記憶する。すなわち、実装ヘッド３に装着された複数のノズル２１と、ノズルストッカ１２に格納された複数のノズル２１に装着されたＲＦタグ２４には、それぞれ固有のＩＤ情報が記憶されており、ＩＤ情報とカウント値を関連付けて記憶することで、ノズル２１毎の使用履歴が把握できるようになっている。メンテ値記憶部３４は、実装に使用される全てのノズル２１について、清掃や交換等のメンテナンスを施す時期を予め設定したメンテ値をＩＤ情報と関連付けて記憶している。このメンテ値は、ノズル２１毎に使用が許容される回数を予め設定することで管理され、何れかのノズル２１のカウント値がメンテ値に達すると、当該ノズル２１についてメンテナンス時期であることが報知部３５によりオペレータに報知される。報知部３５は、ブザー等の音声による聴覚的な報知を行う装置や、警告灯の点灯やディスプレーへの表示等の視覚的な報知を行う装置で構成することができる。
【００１６】
リーダーライター２５は、実装に使用される全てのノズル２１に装着されたＲＦタグ２４に対してカウント値の読み書きを行うタグリーダーおよびタグライターとして機能する。リーダーライター２５には、データ送受信部２５ａが備えられ、各ＲＦタグ２４にそれぞれ備えられたメモリ２４ａに対してカウント値の書き込みを行い、またメモリ２４ａに書き込まれているカウント値の読み込みを行う。本実施の形態におけるＲＦタグ２４は、メモリ保持やデータ送信のためのバッテリーを持たず、リーダーライター２５から発せられる磁界や電界のエネルギーを利用して応答する受動型タグである。任意のノズル２１をリーダーライター２５に接近させると、当該ノズル２１に装着されたＲＦタグ２４がリーダーライター２５から発せられる電波を受信し、ＲＦタグ２４に誘導起電力が発生し、リーダーライター２５とＲＦタグ２４の間でカウント値の読み書きが可能な状態となる。な
お、この状態において、ＲＦタグ２４のメモリ２４ａに予め記憶されたノズル２１のＩＤ情報がリーダーライター２５により読み込まれる。
【００１７】
実装ヘッド３をリーダーライター２５の上方で水平移動させ、実装ヘッド３に装着された複数のノズル２１をリーダーライター２５に順次接近させると、実装ヘッド３に装着された複数のノズル２１のＩＤ情報が読み込まれ、動作カウント値記憶部３３に記憶されている各ノズル２１のＩＤ情報と照合される。ＩＤ情報が一致したノズル２１については、動作カウント値記憶部３３に記憶されているカウント値が当該ノズル２１に装着されたＲＦタグ２４に送信され、メモリ２４ａに記憶される。また、ＲＦタグ２４に当該ノズル２１の使用履歴となるカウント値が既に記憶されている場合には、その後の使用回数を累積したカウント値が記憶され、使用履歴が更新される。さらに、実装ヘッド３に装着された複数のノズル２１のＩＤ情報は、メンテ値記憶部３４に記憶されている各ノズル２１のＩＤ情報と照合され、ＩＤ情報が一致したノズル２１については、メンテ値記憶部３４に記憶された当該ノズル２１のメンテ値と比較される。
【００１８】
次に、本実施の形態の電子部品実装装置におけるノズルのメンテナンス時期管理動作について説明する。ノズルのメンテナンス時期管理動作は大別して２通りのパターンがあり、第１のパターンでは、実装動作を実施する毎にカウント値の読み書きを行い、第２のパターンでは、生産の区切りとなるタイミング、例えば、一日の生産終了時や生産開始時、実装対象となる電子部品や基板の品種交換時等の実装動作中断時にカウント値の読み書きを行う。
【００１９】
最初に、図４に示すフローチャートを参照して第１のパターンについて説明する。実装動作が実施されると（ＳＴ１）、動作カウント部３２は、ＳＴ１において実施された実装動作の回数をカウントし（ＳＴ２）、動作カウント値記憶部３３は、実装に使用されたノズル２１のＩＤ情報とカウント値を関連付けて記憶する（ＳＴ３）。実装動作が終了すると、実装ヘッド３をリーダーライター２５の上方で通過させる。実装ヘッド３に装着された複数のノズル２１のＩＤ情報がリーダーライター２５により読み込まれ、動作カウント値記憶部３３に記憶されているＩＤ情報と照合される。ＩＤ情報が一致したノズル２１については、当該ノズル２１に装着されたＲＦタグ２４に動作カウント値記憶部３３に記憶されているカウント値をデータ送信し、メモリ２４ａに記憶させることでカウント値の書き込みを行う（ＳＴ４）。
【００２０】
また、各ノズル２１のＲＦタグ２４に書き込まれたカウント値がリーダーライター２５により読み込まれ（ＳＴ５）、ＩＤ情報が一致したノズル２１について、メンテ値記憶部３４に記憶されたメンテ値と比較する（ＳＴ６）。何れかのノズル２１のカウント値がメンテ値に達している場合には、当該ノズル２１についてメンテナンス時期に達したことを報知部３５によりオペレータに報知する（ＳＴ７）。実装ヘッド３に装着された全てのノズル２１のカウント値がメンテ値に達していない場合、または、メンテナンス時期に達したと判断されたノズル２１についてメンテナンスが施された後は、上記の動作が繰り返し行われ生産終了に至るまで実装動作を継続する。
【００２１】
次に、図５に示すフローチャートを参照して第２のパターンについて説明する。実装動作（ＳＴ１１）が繰り返し行われ、動作カウント部３２は、ＳＴ１において実施された実装動作の回数をカウントし（ＳＴ１２）、動作カウント値記憶部３３は、実装に使用されたノズル２１のＩＤ情報とカウント値を関連付けて記憶する（ＳＴ１３）。ＳＴ１乃至ＳＴ３の動作を繰り返し行う過程で、例えば、生産が終了したり、電子部品や基板の品種交換等が行われる場合には、実装動作が中断し（ＳＴ１４）、実装ヘッド３をリーダーライター２５の上方で通過させる。実装ヘッド３に装着された複数のノズル２１のＩＤ情報がリーダーライター２５により読み込まれ、動作カウント値記憶部３３に記憶されているＩ
Ｄ情報と照合される。ＩＤ情報が一致したノズル２１については、当該ノズル２１に装着されたＲＦタグ２４に動作カウント値記憶部３３に記憶されているカウント値をデータ送信し、メモリ２４ａに記憶させることでカウント値の書き込みを行う（ＳＴ１５）。
【００２２】
また、各ノズル２１のＲＦタグ２４に書き込まれたカウント値がリーダーライター２５により読み込まれ（ＳＴ１６）、ＩＤ情報が一致したノズル２１について、メンテ値記憶部３４に記憶されたメンテ値と比較する（ＳＴ１７）。何れかのノズル２１のカウント値がメンテ値に達している場合には、当該ノズル２１についてメンテナンス時期に達したことを報知部３５によりオペレータに報知する（ＳＴ１８）。実装ヘッド３に装着された全てのノズル２１のカウント値がメンテ値に達していない場合には報知が行われない（ＳＴ１９）。
【００２３】
なお、ＲＦタグ２４に記憶されたカウント値を読み込むタイミングは、カウント値の書き込みを行った直後に限らず任意のタイミングで行うことができる。例えば、生産開始直後に、実装ヘッド３に装着されたノズル２１についてカウント値を読み込むことで、実装の前段階でメンテナンス時期であるノズル２１を確認することができるので、吸着ミスの発生や実装精度の悪化を未然に防止することができる。また、図２において、リーダーライター２６を実装ヘッド３に一体的に設けるとともに、ノズル２１の上部にＲＦタグ２７を設けてもよい。このようにすれば、ノズルストッカ１２に格納された状態のノズル２１についてカウント値の読み書きができる。
【００２４】
本実施の形態の電子部品実装装置は、実装に使用される全てのノズルにＲＦタグを装着し、リーダーライターによりノズル毎のカウント値が読み書きできるように構成されているので、ノズル毎に使用履歴を把握することができる。従って、使用頻度が高いノズルを的確に把握し、状況に応じて清掃や廃棄処分等を行う適切なメンテナンス管理が可能となるので、劣化したノズルを使用することで生じる吸着ミスの発生や実装精度の悪化を未然に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、ノズル毎に使用履歴を把握することで、個別のノズルに対して適切なメンテナンス管理が可能となり、劣化したノズルを使用することで生じる吸着ミスの発生や実装精度の悪化を未然に防止することができるという利点を有し、ノズルに吸着した電子部品を基板に搭載する実装動作を連続して実施する電子部品実装分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の一部を拡大した側面図
【図３】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成図
【図４】本発明の実施の形態の電子部品実装装置におけるノズルのメンテナンス時期管理動作の一パターンを示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態の電子部品実装装置におけるノズルのメンテナンス時期管理動作の他のパターンを示すフローチャート
【符号の説明】
【００２７】
３  実装ヘッド
２１  ノズル
３２  動作カウント部
２４  ＲＦタグ
２５  リーダーライター
３３  動作カウント値記憶部
３４  メンテ値記憶部
３５  報知部
Ｐ  電子部品
【図１】
2008016524.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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