(57)【要約】【課題】実装ヘッドに装着することなく識別が可能なノズルを提供する。【解決手段】実装ヘッド７に対して装着および離脱可能なノズル３であって、実装ヘッド７に取り付けられる取付部３ａと、部品を吸着して保持する吸着部３ｂと、取付部３ａと吸着部３ｂの間に設けられて吸着部３ｂ側に反射面が設けられたフランジ部３ｃを備え、フランジ部３ｃの取付部３ａ側に、光によって識別される二次元コード３０、３２を刻印加工するとともに二次元コード３０、３２を囲繞する領域を平滑加工した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装ヘッドに対して装着および離脱可能なノズルであって、
実装ヘッドに取り付けられる取付部と、部品を吸着して保持する吸着部と、取付部と吸着部の間に設けられて吸着部側に反射面が設けられたフランジ部、を備え、
フランジ部の取付部側に光によって識別される情報コードを備えたノズル。
【請求項２】
前記情報コードが前記フランジ部に刻印加工され、前記フランジ部の少なくとも前記情報コードを囲繞する領域が平滑加工されている請求項１に記載のノズル。
【請求項３】
前記実装ヘッドに備えられた情報コード撮影用のカメラの撮影視野に収まる領域に前記情報コードを複数設けた請求項１または２に記載のノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を吸着するノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
実装分野では多種多様な品種の部品を基板に実装するため、実装ヘッドに複数のノズル（多連ノズル）を備えた構成の実装装置が広く用いられている。ノズルには部品を吸着し、吸着した部品を基板に移載するための移動工程の間に保持しておく機能が要求されるため、吸着孔の形状や大きさ等の異なる多種多様なノズルが用意され、部品の種類に応じて最適なノズルを選択して実装ヘッドに装着するようになっている。
【０００３】
このような背景において、従来、選択されるべきではないノズルが誤って装着された場合に誤装着を検出する機能を備えた実装装置が提案されている（特許文献１参照）。この実装装置では、ノズルを実装ヘッドに装着した状態において、ノズルに設けられた被認識部を実装ヘッドに設けられた認識部によって認識することでノズルを識別している。
【特許文献１】特開平４−３１１０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、実装ヘッドに装着しないとノズルの識別ができないことは、一度誤装着したノズルを正しいノズルと交換する作業を必要とするため、その間は実装作業を行うことができず生産効率上不利である。
【０００５】
そこで本発明は、実装ヘッドに装着することなく識別が可能なノズル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】
【０００６】
請求項１に記載のノズルは、実装ヘッドに対して装着および離脱可能なノズルであって、実装ヘッドに取り付けられる取付部と、部品を吸着して保持する吸着部と、取付部と吸着部の間に設けられて吸着部側に反射面が設けられたフランジ部、を備え、フランジ部の取付部側に光によって識別される情報コードを備えた。
【０００７】
請求項２に記載のノズルは、請求項１に記載のノズルであって、前記情報コードが前記フランジ部に刻印加工され、前記フランジ部の少なくとも前記情報コードを囲繞する領域が平滑加工されている。
【０００８】
請求項３に記載のノズルは、請求項１または２に記載のノズルであって、前記実装ヘッドに備えられた情報コード撮影用のカメラの撮影視野に収まる領域に前記情報コードを複数設けた。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、実装ヘッドに装着する側に設けられた光によって識別される情報コードを読み取ることで、実装ヘッドに装着することなくノズルを識別することができる。
【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実装装置の構成を示す斜視図、図２は本発明の実施の形態の実装ヘッドとノズルの着脱部の構成を示す側面図、図３は本発明の実施の形態のノズルストッカの構成を示す平面図、図
４は本発明の実施の形態の実装装置の制御構成を示すブロック図、図５は本発明の実施の形態のノズルの構成を示す平面図、図６は本発明の実施の形態の実装方法を示すフローチャートである。
【００１１】
まず図１に実装装置の構成を示す。実装装置１は、供給装置２から供給される電子部品をノズル３で吸着し、基板４に実装する装置である。供給装置２は実装装置１の両側に対向して配置され、その間に基板４の搬送を行う基板搬送装置５が配置されている。基板搬送装置５は実装前の基板４を実装装置１に搬入し、実装後の基板４を実装装置１から搬出する装置である。また基板搬送装置５は基板４を一時的に固定する機能を備え、実装を行うときには基板４を実装装置１の略中央に位置決めして固定する。直交ロボット６は実装ヘッド７を供給装置２や基板搬送装置５の上方で水平移動させる装置である。実装ヘッド７には複数のノズル３が装着され、供給装置２と基板４の間を移動して電子部品の実装を行う。ノズル３は実装ヘッド７に対して装着および離脱が可能であり、供給装置２と基板搬送装置５の間に配置されたノズルストッカ８には交換用のノズル３が複数収納されている。また実装ヘッド７には下方を撮像するカメラ９が併設されており、基板４に設けられた位置識別用のマーク（図示せず）と、ノズル３に設けられた識別用のマーク（後述する）を撮像する。
【００１２】
図２に実装ヘッドとノズルの着脱部の構成を示す。ノズル３は実装ヘッド７に取り付けられる取付部３ａと、部品を吸着して保持する吸着部３ｂと、取付部３ａと吸着部３ｂの間に設けられたフランジ部３ｃで構成される。取付部３ａは外周に溝３ｄが設けられた筒状に形成されている。取付部材１０は実装ヘッドの下方に設けられており、その下端にノズル３の取付部３ａに設けられた凹部３ｅと嵌合する凸部１０ａが設けられている。また取付部材１０の下端の凸部１０ａを挟んだ両側にはノズル３の取付部３ａに設けられた溝３ｄと嵌合する爪部１０ｂが設けられている。爪部１０ｂは弾性部材１０ｃによって互いに近接する方向に付勢され、溝３ｄと嵌合した状態を維持できるようになっている。
【００１３】
ノズル３の装着は、ノズルストッカ８に吸着部３ｂを下向きにし、取付部３ａを上向きにした姿勢で収納されたノズル３に対して実装ヘッド７を下降させて行う。爪部１０ｂは取付部３ａの上部に接触して離反し、溝３ｄのところで再度近接してこれと嵌合する。これに対しノズル３を離脱するときには、ノズル３を固定した状態で実装ヘッドを上昇させ、爪部１０ｂと溝３ｄとの嵌合を解くことで実装ヘッド７からノズル３を分離する。
【００１４】
図３にノズルストッカの構成を示す。ノズルストッカ８は、複数のノズル３を規則的な配置（本実施の形態では４行×８列の行列配置）で収納するケース８ａと、収納されたノズル３をケース８ａから取り出し可能にする位置と不可能にする位置に移動可能なストッパ８ｂで構成されている。ノズル３は実装ヘッド７に装着可能な姿勢（図２に示すように吸着部３ｂを下向き、取付部３ａを上向きにした姿勢）でケース８ａに収納されている。ストッパ８ｂはケース８ａの上部を覆う水平移動可能なプレートであり、ケース８ａに収納されたノズル３と同じ配置でフランジ部３ｃの直径より大きい内径を有する開口部８ｃが形成されている。列方向で隣り合う開口部８ｃと開口部８ｃの間には、フランジ部３ｃの径より小さくノズル３の取付部３ａの径より大きな幅を有する開口部８ｄが開口部８ｃと連続して形成されている。
【００１５】
ストッパ８ｂが図３（ａ）に示す位置にあるときは各開口部８ｃがそれぞれフランジ部３ｃの鉛直上方に位置するので、ノズル３をノズルストッカ８に対して出し入れすることが可能な状態にある。この状態において実装ヘッド７は自ら所望のノズル３に対して下降して装着することができ、またオペレータは交換に必要なノズル３をノズルストッカ８に収納することができる。一方、図３（ｂ）に示すようにストッパ８ｂを列方向に移動させ、開口部８ｃより小さい開口部８ｄをそれぞれのフランジ部３ｃの鉛直上方に位置させる
と、ノズル３をノズルストッカ８に対して出し入れすることが不可能な状態になる。実装ヘッド７に装着されたノズル３をノズルストッカ８に収納された他のノズル３に交換するときには装着されているノズル３を実装ヘッド７から分離する必要があるので、実装ヘッド７に装着されたままの状態のノズル３をケース８ａに一旦収納し、当該ノズル３のフランジ部３ｃの鉛直上方に開口部８ｄが位置するようにストッパ８ｂを移動させた後に実装ヘッド７が上昇すると、開口部８ｄを通過できない当該ノズル３は実装ヘッド７から脱落してノズルストッカ８に完全に収納される。なお図３には示していないが、ストッパ８ｂはアクチュエータの駆動によって列方向に移動できるよう構成されている。
【００１６】
図４に実装装置の制御構成を示す。駆動部２０は供給装置２、基板搬送装置５、直交ロボット６、実装ヘッド７、ノズルストッカ８、カメラ９のそれぞれの駆動を予め定められた制御プログラムに基づいて制御する。制御プログラムは、電子部品や基板に関するデータとともに記憶部２１に記憶されている。画像処理部２２はカメラ９が撮影した画像データの解析処理を行う。撮影対象が基板に設けられた位置識別用マークである場合、解析処理によって認識されたマークの位置から演算処理部２３が基板上の電子部品実装箇所の位置を算出する。撮影対象がノズルに設けられた識別用のマークである場合、マークの画像処理結果から得られたノズル情報をノズルストッカ８におけるノズル配置情報と関連付けてノズル情報記憶部２４に記憶する。ノズル情報は個々のノズルに固有のものであり、生産シリアル番号やノズルの形式や種類等の基本的な情報のほかにノズル長さや吸着口の形状や面積等のより詳細な情報を含んでいる。ノズルストッカ８におけるノズル配置情報は、個々のノズルのマークを撮影したときのカメラ９の位置（実装ヘッド７の位置）情報から取得する。
【００１７】
これにより、交換に必要なノズルの種類と個数さえ条件を満たしていれば無作為に配置されている場合であっても特定のノズル情報を有するノズルがノズルストッカ８のどの箇所に配置されているのかを把握することができるので、従来行われていたノズルの交換順に並べて収納する作業に要する手間や時間を省くことができる。また、ノズルの配置ミスに伴う誤装着による実装品質の低下や悪化といった不具合の発生を防止することができる。
【００１８】
実装装置は、実装ヘッド７に装着しているノズルに関するノズル情報、およびノズルストッカ８に収納されている交換用のノズルのノズル情報と配置情報を常に把握した状態にあり、実装ヘッド７に装着されたノズルでは適切な実装を行うことができない電子部品を実装する場合は、この電子部品に対応するノズル情報を有するノズルが収納されている箇所に実装ヘッド７を移動してノズル交換を行う。実装に使用したノズルについては、実装に使用された回数や実装を行った基板、電子部品等に関する履歴をノズル情報記憶部２４に記憶する。この履歴によって、電子部品の実装品質に不具合のある基板について何れのノズルによって実装を行ったかを容易に知り得るので、トレーサビリティを含めた品質管理面の信頼性の向上が期待できる。
【００１９】
図５に識別用のマークが設けられたノズルの例を示す。この例ではフランジ部３ｃの取付部３ａ側に二次元コード３０が識別用のマークとして設けられている。二次元コードはスタック式とマトリックス式とに大別され、どちらの方式とも識別用のマークとして使用することができる。図５では情報を白黒交互のセルで縦横モザイク状に表示したマトリックス式の二次元コードを模式的に例示している。表示領域ａに含まれる黒白パターンの角度とサイズを撮影データに基づいて画像認識し、記憶部２１に記憶されたノズルデータと照合することで種類や生産シリアル等の各ノズルに固有のノズル情報を読み取る。二次元コード３０はレーザによってフランジ部３ｃに直接刻印加工されており、二次元コード３０が刻印加工された表示領域ａを囲繞する領域ｂもレーザによって平滑加工されている。フランジ部３ｃは旋盤加工によって成形されるという性質上バイトによる同心円状の加工
痕３１が残存していることが多く、画像認識の際にノイズとなりやすいのであるが、少なくとも表示領域ａと加工痕との間に何ら情報を含まない空白の平滑領域ｂを設けることで、二次元コード３０の読み取りミスをなくし、画像認識におけるノイズ除去等の処理に要する時間を不要にしている。
【００２０】
二次元コードは情報容量が大きいという特長があるが、ノズルのフランジ部という限られた領域には表示領域ａを十分に確保することができず、１つの二次元コードでは情報容量に限界があるので、カメラ９に固有の撮影視野ｃに収まる領域に表示領域ａを適宜確保し、それぞれに二次元コードを設けることでより多くの情報容量を確保することができる。これにより例えば二次元コード３０には生産シリアル番号やノズルの形式や種類等の基本的な情報を扱わせ、もう１つの二次元コード３２にはノズル長さや吸着口の形状や面積等のより詳細な情報を扱わせることができる。
【００２１】
以上の構成において、二次元コードは固有のノズル情報を取得するための情報コードの一形態であり、他の形態として情報容量は減少するが一次元コードであってもよい。また文字コードや数値コードを用いることも可能であり、これらのコードは情報容量は少ないが肉眼で識別可能である点で優れる。さらに光によってコードを読み取る（光によって識別される）上記の形態と異なり電波によって読み取るＲＦタグ（ＩＣタグ）を用いることもできる。この場合、個々のノズルの情報コードからノズル情報を取得するノズル情報取得手段としては、上記の形態の場合に用いるカメラではなく、リーダライタと呼ばれる電波送受信装置が用いられる。ＲＦタグは情報の読み取りのみが可能な他の形態と異なって情報の書き込みができるという利点があり、履歴等を実装装置のノズル情報記憶部だけではなくノズルに設けられたＲＦタグ自体に記憶することが可能である。従って、互換性のあるリーダライタを備える他の実装装置で同じノズルを使用する際に履歴を共有することができるという利点がある。
【００２２】
図６に実装装置における実装方法をフローチャートで示す。最初に、オペレータ等の人手によって、二次元コードが設けられたノズルをノズルストッカに無作為な配置で収納する（ＳＴ１）。この収納作業では交換に必要なノズルの種類と個数さえ条件を満たしていればよいので、従来行われていたノズルの交換順に並べて収納する作業に要していた手間や時間が省かれる。次に、ノズルストッカに収納した個々のノズルの識別を行う（ＳＴ２）。この識別作業では、カメラを個々のノズルの二次元コードの上方で移動させながら全ての交換用のノズルについてノズル情報を取得し、ノズルストッカにおける配置情報と関連付けて記憶することにより行う。次に、実装ヘッドに装着されたノズルに電子部品を吸着し、基板に実装する（ＳＴ３）。このとき実装に用いたノズルについて、実装回数や実装を行った基板、電子部品等に関する履歴をノズル情報と関連付けてノズル情報記憶部に記憶する（ＳＴ４）。実装ヘッドに装着されたノズルでは適切な実装を行うことができない電子部品を実装する場合は、ノズル情報記憶部に記憶されたノズル情報に基づいてノズルストッカに収納された複数のノズルの中から電子部品に対応するノズル情報を有するノズルを選択し、収納されている箇所に実装ヘッドを移動してノズル交換を行う（ＳＴ５）。交換されたノズルで実装を行った履歴についてもノズル情報と関連付けてノズル情報記憶部に記憶する。その後は所定の生産量に達するまでＳＴ３〜ＳＴ５の動作を繰り返し行う。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明によれば、実装ヘッドに装着する側に設けられた光によって識別される情報コードを読み取ることで、実装ヘッドに装着することなくノズルを識別することができるので、複数のノズルを交換しながら電子部品の実装を行う分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の実装装置の構成を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態の実装ヘッドとノズルの着脱部の構成を示す側面図
【図３】本発明の実施の形態のノズルストッカの構成を示す平面図
【図４】本発明の実施の形態の実装装置の制御構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態のノズルの構成を示す平面図
【図６】本発明の実施の形態の実装方法を示すフローチャート
【符号の説明】
【００２５】
３  ノズル
３ａ  取付部
３ｂ  吸着部
３ｃ  フランジ部
７  実装ヘッド
８  ノズルストッカ
９  カメラ
２４  ノズル情報記憶部
３０、３２  二次元コード
ａ  表示領域
ｂ  平滑領域
ｃ  撮影視野
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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