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技術 部品実装機

出願人 株式会社FUJI
発明者 伊藤秀俊
出願日 2013年9月26日 (7年3ヶ月経過) 出願番号 2015-538706
公開日 2017年3月2日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 WO2015-045065
状態 特許登録済
技術分野 電気部品の供給・取り付け
主要キーワード 部品脱落 部分縦断正面図 ノズルベース 摺動筒 エアー通路 軸方向送り エアー流量 円筒穴
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題・解決手段

部品実装機吸着ノズル13は、ノズルベース部31に上下動可能に保持されたノズル部32と、このノズル部32を下方に付勢するスプリング33を備えている。吸着ノズル13の下降動作時にノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量所定値に達したときにノズル部32の摺動筒部52のリーク孔52がノズルベース部31のリーク孔51と連通して、ノズル部32内のエアー通路46,47がノズルベース部31の外部に連通された状態に切り替えられて、ノズル部32内のエアー通路46,47の圧力がノズルベース部31の外部に漏れるように構成されている。ノズル部32内のエアー通路46,47内の圧力(又はエアー流量)を検出するセンサ55が設けられ、吸着ノズル13の下降動作時に、センサ55の検出値又はその変化量に基づいて該ノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量を監視しながら吸着ノズル13の下降動作が制御される。

概要

背景

部品実装機においては、例えば、特許文献1(特開2006−313838号公報)に記載されているように、吸着ノズル部品吸着する際に衝撃で部品が損傷しないようにするために、吸着ノズルの上部側のノズルベース部にノズル部を上下動可能に設けると共に、該ノズル部をスプリングによって下方に付勢し、部品吸着動作時にノズル部の下端が部品に当接した後に、ノズルベース部の下降動作が停止するまでその下降動作に応じてノズル部がスプリングの弾発力に抗して押し込まれることで、部品に加わる衝撃を緩和するようになっている。また、吸着した部品を基板実装する際に、ノズル部に吸着した部品が基板に当接した後に、ノズルベース部の下降動作が停止するまでその下降動作に応じてノズル部がスプリングの弾発力に抗して押し込まれることで、部品を基板に軽く押さえ付けて実装するようになっている。

この場合、部品吸着動作時や部品実装動作時にノズルベース部側へのノズル部の押し込み量(ノズル部から部品に作用する押圧力)がばらついていると、部品の吸着や実装の確実性が低下して、部品吸着ミス部品実装ミスが発生する可能性がある。

そこで、特許文献2(特開2002−151893号公報)に記載されているように、ノズルベース部側へのノズル部の押し込み量(スプリングの圧縮量)を検出する手段として光センサをノズル部の周辺に配置し、部品吸着動作時や部品実装動作時に光センサの検出値に基づいてノズル部の押し込み量が所定値となるようにノズルベース部(実装ヘッド)の下降動作の最下点を制御するようにしたものがある。

概要

部品実装機の吸着ノズル13は、ノズルベース部31に上下動可能に保持されたノズル部32と、このノズル部32を下方に付勢するスプリング33を備えている。吸着ノズル13の下降動作時にノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量が所定値に達したときにノズル部32の摺動筒部52のリーク孔52がノズルベース部31のリーク孔51と連通して、ノズル部32内のエアー通路46,47がノズルベース部31の外部に連通された状態に切り替えられて、ノズル部32内のエアー通路46,47の圧力がノズルベース部31の外部に漏れるように構成されている。ノズル部32内のエアー通路46,47内の圧力(又はエアー流量)を検出するセンサ55が設けられ、吸着ノズル13の下降動作時に、センサ55の検出値又はその変化量に基づいて該ノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量を監視しながら吸着ノズル13の下降動作が制御される。

目的

本発明が解決しようとする課題は、吸着ノズルのノズル部の周辺に光センサを配置することなく、吸着ノズルの下降動作時にノズル部の押し込み量を監視しながら吸着ノズルの下降動作を制御できる技術を開発することである

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

部品吸着する吸着ノズルを備えた部品実装機において、前記吸着ノズルは、実装ヘッドに保持されたノズルベース部と、前記ノズルベース部に上下動可能に保持されたノズル部と、前記ノズル部を下方に付勢する付勢手段とを備え、前記ノズル部内のエアー通路に負圧を供給して該ノズル部に部品を吸着する部品吸着動作時や、前記ノズル部に吸着した部品を所定の実装位置に実装する部品実装動作時又は前記ノズル部に吸着した部品の下面の端子転写槽内の流動物に浸して該端子に該流動物を転写する転写動作時に、前記ノズル部の下端又は該ノズル部に吸着した部品が対象物に当接した後に前記吸着ノズルの下降動作が停止するまでその下降動作に応じて該ノズル部が前記付勢手段の付勢力に抗して該ノズルベース部側へ押し込まれるように構成され、前記ノズルベース部と前記ノズル部には、該ノズルベース部側への前記ノズル部の押し込み量所定値に達したときに該ノズル部内のエアー通路を該ノズルベース部の外部に連通させた状態に切り替えリーク孔が設けられ、前記ノズル部内のエアー通路を流れるエアー流量又は圧力を検出する検出手段と、前記吸着ノズルの下降動作時に前記検出手段の検出値又はその変化量に基づいて該ノズルベース部側への前記ノズル部の押し込み量を監視しながら該吸着ノズルの下降動作を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする部品実装機。

請求項2

前記制御手段は、部品吸着動作時に前記検出手段の検出値又はその変化量が部品吸着完了判定用のしきい値に達したときに部品吸着完了と判断して前記吸着ノズルの下降を停止して前記ノズル部内のエアー通路への負圧の供給を継続しながら該吸着ノズルを上昇させることを特徴とする請求項1に記載の部品実装機。

請求項3

前記制御手段は、前記吸着ノズルを部品吸着動作時の最下点から上昇させるときに前記検出手段の検出値又はその変化量に基づいて前記ノズル部に部品が吸着されていることを確認することを特徴とする請求項2に記載の部品実装機。

請求項4

前記制御手段は、部品実装動作時に前記検出手段の検出値又はその変化量が部品実装完了判定用のしきい値に達したときに部品実装完了と判断して前記吸着ノズルの下降を停止し且つ前記ノズル部内のエアー通路への負圧の供給を停止して正圧の供給に切り替えて該吸着ノズルを上昇させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の部品実装機。

請求項5

前記制御手段は、前記吸着ノズルを部品実装動作時の最下点から上昇させるときに前記検出手段の検出値又はその変化量に基づいて前記ノズル部から部品が離れていることを確認することを特徴とする請求項4に記載の部品実装機。

請求項6

前記制御手段は、転写動作時に前記検出手段の検出値又はその変化量が転写完了判定用のしきい値に達したときに転写完了と判断して前記吸着ノズルの下降を停止して前記ノズル部内のエアー通路への負圧の供給を継続しながら該吸着ノズルを上昇させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の部品実装機。

請求項7

前記制御手段は、前記吸着ノズルを転写動作時の最下点から上昇させるときに前記検出手段の検出値又はその変化量に基づいて前記ノズル部に部品が吸着されていることを確認することを特徴とする請求項6に記載の部品実装機。

技術分野

0001

本発明は、部品吸着するノズル部を、付勢手段で下方に付勢した状態で上下動可能に保持した吸着ノズルを備えた部品実装機に関する発明である。

背景技術

0002

部品実装機においては、例えば、特許文献1(特開2006−313838号公報)に記載されているように、吸着ノズルで部品を吸着する際に衝撃で部品が損傷しないようにするために、吸着ノズルの上部側のノズルベース部にノズル部を上下動可能に設けると共に、該ノズル部をスプリングによって下方に付勢し、部品吸着動作時にノズル部の下端が部品に当接した後に、ノズルベース部の下降動作が停止するまでその下降動作に応じてノズル部がスプリングの弾発力に抗して押し込まれることで、部品に加わる衝撃を緩和するようになっている。また、吸着した部品を基板実装する際に、ノズル部に吸着した部品が基板に当接した後に、ノズルベース部の下降動作が停止するまでその下降動作に応じてノズル部がスプリングの弾発力に抗して押し込まれることで、部品を基板に軽く押さえ付けて実装するようになっている。

0003

この場合、部品吸着動作時や部品実装動作時にノズルベース部側へのノズル部の押し込み量(ノズル部から部品に作用する押圧力)がばらついていると、部品の吸着や実装の確実性が低下して、部品吸着ミス部品実装ミスが発生する可能性がある。

0004

そこで、特許文献2(特開2002−151893号公報)に記載されているように、ノズルベース部側へのノズル部の押し込み量(スプリングの圧縮量)を検出する手段として光センサをノズル部の周辺に配置し、部品吸着動作時や部品実装動作時に光センサの検出値に基づいてノズル部の押し込み量が所定値となるようにノズルベース部(実装ヘッド)の下降動作の最下点を制御するようにしたものがある。

先行技術

0005

特開2006−313838号公報
特開2002−151893号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかし、上記特許文献2の構成では、吸着ノズルのノズル部の周辺に光センサを配置する必要があるため、吸着ノズルを移動させる際にノズル部の周辺の光センサが部品実装機の機構部品干渉する可能性がある。これを防止するために、光センサを退避させる構成としたものがあるが、この構成では、構成が複雑化したり、退避動作の繰り返しにより光センサの配線断線する可能性がある。

0007

そこで、本発明が解決しようとする課題は、吸着ノズルのノズル部の周辺に光センサを配置することなく、吸着ノズルの下降動作時にノズル部の押し込み量を監視しながら吸着ノズルの下降動作を制御できる技術を開発することである。

課題を解決するための手段

0008

本発明の吸着ノズルは、実装ヘッドに保持されたノズルベース部と、前記ノズルベース部に上下動可能に保持されたノズル部と、前記ノズル部を下方に付勢する付勢手段とを備え、前記ノズル部内のエアー通路に負圧を供給して該ノズル部に部品を吸着する部品吸着動作時や、前記ノズル部に吸着した部品を所定の実装位置に実装する部品実装動作時又は前記ノズル部に吸着した部品の下面の端子転写槽内のフラックス半田等の流動物に浸して該端子に該流動物を転写する転写動作時に、前記ノズル部の下端又は該ノズル部に吸着した部品が対象物に当接した後に前記吸着ノズルの下降動作が停止するまでその下降動作に応じて該ノズル部が前記付勢手段の付勢力に抗して該ノズルベース部側へ押し込まれるように構成され、前記ノズルベース部と前記ノズル部には、該ノズルベース部側への前記ノズル部の押し込み量が所定値に達したときに該ノズル部内のエアー通路を該ノズルベース部の外部に連通させた状態に切り替えリーク孔が設けられ、前記ノズル部内のエアー通路を流れるエアー流量又は圧力を検出する検出手段と、前記吸着ノズルの下降動作時に前記検出手段の検出値又はその変化量に基づいて該ノズルベース部側への前記ノズル部の押し込み量を監視しながら該吸着ノズルの下降動作を制御する制御手段とを備えた構成したものである。

0009

この構成では、吸着ノズルの下降動作時に該ノズルベース部側へのノズル部の押し込み量が所定値に達したときにノズル部のリーク孔がノズルベース部のリーク孔と連通して、ノズル部内のエアー通路がノズルベース部の外部に連通された状態に切り替えられて、ノズル部内のエアー通路の圧力(負圧)がノズルベース部の外部に漏れる。従って、吸着ノズルの下降動作時にノズル部内のエアー通路を流れるエアー流量又は圧力を検出手段により検出して、検出手段の検出値又はその変化量からノズル部内のエアー通路の圧力(負圧)のリークの有無を監視すれば、ノズルベース部側へのノズル部の押し込み量が所定値に達したか否かを精度良く判定することができる。これにより、吸着ノズルのノズル部の周辺に光センサを配置することなく、吸着ノズルの下降動作時にノズル部の押し込み量を監視しながら該吸着ノズルの下降動作を制御することが可能となる。

0010

例えば、部品吸着動作時に検出手段の検出値又はその変化量が部品吸着完了判定用のしきい値に達したときに部品吸着完了と判断して吸着ノズルの下降を停止してノズル部内のエアー通路への負圧の供給を継続しながら該吸着ノズルを上昇させるようにしても良い。ノズル部に部品が吸着されると、ノズル部内のエアー通路が部品で塞がれて該エアー通路の負圧が急低下(負圧の絶対値が急増)するため、検出手段の検出値又はその変化量から負圧の急低下の有無を監視すれば、部品吸着完了タイミングを精度良く判定することができ、常に安定した部品吸着動作を行うことができて、部品吸着ミスを確実に減少させることができる。尚、部品吸着動作時にノズルベース部側へのノズル部の押し込み量が前記所定値に達するまで吸着ノズルの下降動作を続けると、ノズル部のリーク孔がノズルベース部のリーク孔と連通して、ノズル部内のエアー通路の負圧がノズルベース部の外部に漏れる。この点に着目して、検出手段の検出値又はその変化量からノズル部内のエアー通路の負圧のリークの有無を監視して、負圧のリークを検出したときにノズルベース部側へのノズル部の押し込み量が前記所定値に達したと判断して部品吸着完了と判定するようにしても良い。この場合でも、部品吸着完了と判定した後に吸着ノズルを上昇させると、ノズル部のリーク孔がノズルベース部で遮断されるため、ノズル部のリーク孔からの負圧のリークが止められて、負圧による部品吸着を維持することができる。

0011

また、前記制御手段は、前記吸着ノズルを部品吸着動作時の最下点から上昇させるときに前記検出手段の検出値又はその変化量に基づいて前記ノズル部に部品が吸着されていることを確認するようにしても良い。部品吸着ミスが発生すると、ノズル部内のエアー通路が部品で塞がれないため、該エアー通路の圧力が負圧に維持されず、大気圧急上昇する。従って、吸着ノズルを部品吸着動作時の最下点から上昇させるときにノズル部内のエアー通路の負圧が維持されるか否かで、ノズル部に部品が吸着されているか否かを正確に確認することができる。

0012

また、部品実装動作時に前記検出手段の検出値又はその変化量が部品実装完了判定用のしきい値に達したときに部品実装完了と判断して前記吸着ノズルの下降を停止し且つ前記ノズル部内のエアー通路への負圧の供給を停止して正圧の供給に切り替えて該吸着ノズルを上昇させるようにすれば良い。部品実装動作時にノズルベース部側へのノズル部の押し込み量が前記所定値に達したときに、ノズル部のリーク孔がノズルベース部のリーク孔と連通して、ノズル部内のエアー通路の負圧がノズルベース部の外部に漏れるため、検出手段の検出値又はその変化量を監視して、ノズル部内のエアー通路の負圧のリークを検出したときにノズルベース部側へのノズル部の押し込み量が前記所定値に達したと判断して部品実装完了と判定することができる。これにより、部品実装動作時にノズル部で部品を実装対象物回路基板POP実装部品等)に押さえ付ける力を一定化することができて、常に安定した部品実装動作を行うことができ、部品実装ミスを確実に減少させることができる。

0013

この場合も、前記制御手段は、前記吸着ノズルを部品実装動作時の最下点から上昇させるときに前記検出手段の検出値又はその変化量に基づいて前記ノズル部から部品が離れていることを確認するようにしても良い。このようにすれば、部品実装ミスが発生してノズル部に部品が付着したまま持ち帰られたときには、検出手段の検出値又はその変化量から部品の持ち帰りを検出することができる。

0014

また、転写動作時に前記検出手段の検出値又はその変化量が転写完了判定用のしきい値に達したときに転写完了と判断して前記吸着ノズルの下降を停止して前記ノズル部内のエアー通路への負圧の供給を継続しながら該吸着ノズルを上昇させるようにすれば良い。転写動作時にノズルベース部側へのノズル部の押し込み量が前記所定値に達したときに、ノズル部のリーク孔がノズルベース部のリーク孔と連通して、ノズル部内のエアー通路の負圧がノズルベース部の外部に漏れるようになっているため、検出手段の検出値又はその変化量を監視して、ノズル部内のエアー通路の負圧のリークを検出したときにノズルベース部側へのノズル部の押し込み量が前記所定値に達したと判断して転写完了と判定することができる。これにより、転写動作時にノズル部で部品の端子が転写槽の底面に当接するまで確実に部品を下降させることができて、部品の端子が転写槽内の流動物に浸る量を一定化することができ、常に安定した転写動作を行うことができて、転写不良を確実に減少させることができる。

0015

この場合も、前記制御手段は、前記吸着ノズルを転写動作時の最下点から上昇させるときに前記検出手段の検出値又はその変化量に基づいて前記ノズル部に部品が吸着されていることを確認するようにしても良い。ノズル部から部品が脱落したときには、ノズル部内のエアー通路の圧力が負圧に維持されず、大気圧に急上昇する。従って、吸着ノズルを転写動作時の最下点から上昇させるときに、ノズル部内のエアー通路の負圧が維持されるか否かで、ノズル部に部品が吸着されているか否かを正確に確認することができる。

図面の簡単な説明

0016

図1は本発明の一実施例における実装ヘッドの正面図である。
図2は実装ヘッドの部分縦断正面図である。
図3は本発明の一実施例におけるノズル部が押し込まれていない状態を示す吸着ノズル全体の縦断面図である。
図4はノズル部が押し込まれた状態を示す吸着ノズル全体の縦断面図である。
図5はノズル部が押し込まれていない状態を示す吸着ノズルの主要部の拡大縦断面図である。
図6はノズル部が押し込まれた状態を示す吸着ノズルの主要部の拡大縦断面図である。
図7は部品吸着動作制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
図8は転写動作制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
図9は部品実装動作制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

実施例

0017

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1及び図2に基づいて部品実装機の実装ヘッド11全体の構成を説明する。

0018

実装ヘッド11は、部品実装機のXY移動機構(図示せず)によってXY方向(左右前後方向)に移動可能に取り付けられている。この実装ヘッド11の取付フレーム12には、吸着ノズル13を上下方向(Z軸方向)に移動させるZ軸移動機構14が組み付けられている。Z軸移動機構14は、駆動源となるZ軸モータ15と、このZ軸モータ15の回転駆動力ベルト16を介して伝達されるZ軸方向送りねじ17とから構成され、Z軸方向送りねじ17は、上下方向に延びて、その上下両端が取付フレーム12に軸受(図示せず)を介して回転可能に支持されている。

0019

Z軸方向送りねじ17には、ナット部材18が螺合され、ナット部材18がZ軸スライドガイド19によって回り止めされた状態でZ軸方向送りねじ17の回転に応じてナット部材18がZ軸スライドガイド19に沿って上下方向(Z軸方向)にスライドするようになっている。ナット部材18には、ノズル保フレーム21がボルト22により固定され、このノズル保持フレーム21には、ノズル保持軸23が軸受24(図2参照)を介して回転可能に支持されている。更に、ノズル保持フレーム21のうちのノズル保持軸23の真上の位置には、ノズル保持軸23の回転角度を調整するθ軸モータ30が回転軸25(図2参照)を下向きにして取り付けられ、このθ軸モータ30の回転軸25がカップリング26によってノズル保持軸23と連結されている。図2に示すように、ノズル保持軸23の下部には、吸着ノズル13を交換可能に連結するノズル連結筒部27が取り付けられている。

0020

一方、図3に示すように、吸着ノズル13は、ノズル保持軸23のノズル連結筒部27に交換可能に連結されたノズルベース部31と、このノズルベース部31に上下動可能に保持されたノズル部32と、このノズル部32を下方に付勢する付勢手段であるスプリング33とを備えた構成となっている。ノズルベース部31の上部側には、テーパ状の嵌合筒部34が形成され、この嵌合筒部34をノズル連結筒部27のテーパ状の嵌合穴35に嵌合した状態で、ノズル連結筒部27の貫通孔36と嵌合筒部34の貫通孔37とを合致させて、両者の貫通孔36,37に止めピン38を挿通して、止めピン38の両端部を係合部材41で係合保持させることで、ノズル連結筒部27にノズルベース部31を交換可能に連結している。

0021

ノズル部32の上部側には、円筒状の摺動筒部42が固定され、この摺動筒部42がノズルベース部31の上下方向に貫通する円筒穴43内に上下摺動可能に嵌合され、下方に抜け止めされている。ノズル部32の上部側には、スプリング33を収納するスプリング受け部44が固定され、このスプリング受け部44とノズルベース部31のフランジ部45との間にスプリング33を挟み込むことで、ノズル部32をスプリング33のばね力により下方に付勢している。これにより、吸着ノズル13の下降動作時(部品吸着動作時、転写動作時、部品実装動作時)に、ノズル部32の下端が部品に当接した後や、該ノズル部32に吸着した部品が対象物(回路基板、POP実装部品、転写槽の底面等)に当接した後に、吸着ノズル13(ノズル保持軸23)の下降動作が停止するまでその下降動作に応じて該ノズル部32がスプリング33の付勢力に抗して該ノズルベース部31側へ押し込まれるようになっている。

0022

摺動筒部42を含むノズル部32の内部には、上下方向に貫通するエアー通路46,47が形成され、ノズル保持軸23内のエアー通路48からノズル部32内のエアー通路46,47に負圧又は正圧のエアーが供給される。

0023

ノズルベース部31とノズル部32の摺動筒部42には、それぞれリーク孔51,52が上下方向に位置を所定値ずらして形成されている。ノズルベース部31に対してノズル部32が押し込まれていない状態では、図3及び図5に示すように、ノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31のリーク孔51と対向せず、リーク孔51,52が互いに相手側の部材で塞がれた状態に維持され、ノズル部32内のエアー通路46,47の圧力がノズルベース部31の外部に漏れない(リークしない)ようになっている。

0024

一方、ノズル部32がノズルベース部31側に押し込まれて、ノズル部32の押し込み量が所定値に達したときには、図4及び図6に示すように、ノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31のリーク孔51と連通して、ノズル部32内のエアー通路46,47の圧力がノズルベース部31の外部に漏れる(リークする)ようになっている。

0025

図2に示すように、ノズル保持フレーム21には、ノズル保持軸23内のエアー通路48の圧力(又はエアー流量)を検出するセンサ55が取り付けられている。このセンサ55は、ノズル保持軸23内のエアー通路48と連通するノズル部32内のエアー通路46,47内の圧力(又はエアー流量)を検出する検出手段として機能する。このセンサ55の出力信号は、部品実装機の制御装置56(制御手段)に読み込まれ、ノズル保持軸23内のエアー通路48からノズル部32内のエアー通路46,47に流れるエアーの圧力(又はエアー流量)が監視されるようになっている。

0026

尚、図示はしないが、部品実装機には、部品を供給するフィーダと、転写装置等が着脱可能にセットされている。転写装置は、転写槽内にフラックス、半田等の流動物を膜状に溜めて、吸着ノズル13に吸着した部品の下面の端子を転写槽内の流動物に浸して該端子に該流動物を転写するものである。

0027

部品実装機の制御装置56は、図7乃至図9の各プログラムを実行することで、吸着ノズル13の下降動作時(部品吸着動作時、転写動作時、部品実装動作時)に、センサ55の検出値又はその変化量に基づいてノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量を監視しながら吸着ノズル13の下降動作を制御するようにしている。以下、図7乃至図9の各プログラムの処理内容を説明する。

0028

[部品吸着動作制御プログラム]
図7の部品吸着動作制御プログラムは、部品実装機の稼働中に制御装置56によって所定周期で繰り返し実行される。本プログラム起動されると、まず、ステップ101で、部品吸着動作開始タイミング(吸着ノズル13がフィーダの部品吸着位置の上方へ移動して部品吸着動作を開始するタイミング)であるか否かを判定し、部品吸着動作開始タイミングではないと判定されれば、そのまま本プログラムを終了する。

0029

一方、上記ステップ101で、部品吸着動作開始タイミングであると判定されれば、ステップ102に進み、吸着ノズル13の下降動作(ノズル保持軸23の下降動作)を開始し、次のステップ103で、ノズル保持軸23内のエアー通路48からノズル部32内のエアー通路46,47に負圧を供給する。

0030

その後、ステップ104に進み、センサ55の出力信号を読み込んでノズル部32内のエアー通路46,47に流れるエアーの圧力(以下「ノズル部32の圧力」という)を検出した後、ステップ105に進み、ノズル部32の圧力が部品吸着完了判定用のしきい値を下回ったか否かを判定する。ここで、部品吸着完了判定用のしきい値は、部品吸着完了時の実際の負圧よりも若干高い負圧に設定されている。

0031

このステップ105で、ノズル部32の圧力が部品吸着完了判定用のしきい値を下回っていなければ、部品吸着が完了していないと判断して、上記ステップ102からステップ105までの処理を再度実行する。これにより、吸着ノズル13の下降動作中に、ノズル部32への負圧の供給を継続しながら、所定のサンプリング周期でノズル部32の圧力を検出して、ノズル部32の圧力が部品吸着完了判定用のしきい値を下回ったか否かを判定する処理を繰り返す。ノズル部32に部品が吸着されると、ノズル部32内のエアー通路46,47が部品で塞がれて該エアー通路46,47の負圧が急低下(負圧の絶対値が急増)して、ノズル部32の圧力が部品吸着完了判定用のしきい値を下回る。

0032

従って、上記ステップ105で、ノズル部32の圧力が部品吸着完了判定用のしきい値を下回ったと判定されれば、ステップ106に進み、部品吸着完了と判定する。尚、ノズル部32の圧力検出値初期値大気圧相当値)からの変化量を部品吸着完了判定用のしきい値と比較して、部品吸着完了タイミングを判定するようにしても良い。

0033

部品吸着完了と判定した時点で、ステップ107に進み、吸着ノズル13の下降を停止してノズル部32内のエアー通路47への負圧の供給を継続して部品吸着状態を保持しながら該吸着ノズル13を上昇させる。

0034

この後、ステップ108に進み、吸着ノズル13が所定高さ位置まで上昇するまで待機して、吸着ノズル13が所定高さ位置まで上昇した時点で、ステップ109に進み、センサ55の出力信号を読み込んでノズル部32の圧力を検出し、次のステップ110で、ノズル部32の圧力が部品吸着完了判定用のしきい値を下回っているか否かを判定する。このステップ110で、ノズル部32の圧力が部品吸着完了判定用のしきい値を下回っていると判定されれば、ノズル部32に部品が吸着された状態(ノズル部32内のエアー通路47が部品で塞がれた状態)が維持されていると判断して、ステップ111に進み、部品吸着成功と判定して、本プログラムを終了する。

0035

これに対し、上記ステップ110で、ノズル部32の圧力が部品吸着完了判定用のしきい値以上に上昇していると判定されれば、ノズル部32に部品が吸着されていないと判断して、ステップ112に進み、部品吸着失敗と判定する。この場合は、再度、本プログラムを実行して、ノズル部32に部品を吸着することを試みる

0036

尚、本プログラムでは、ノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量が所定値に達する前(つまりノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31のリーク孔51と連通する前)に、ノズル部32の圧力が部品吸着完了判定用のしきい値を下回って、部品吸着完了と判定されるようになっているが、ノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量が所定値に達してノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31のリーク孔51と連通して、ノズル部32内のエアー通路46,47の負圧がノズルベース部31の外部に漏れたことを検出した点で、部品吸着完了と判定するようにしても良い。ここで、ノズル部32の負圧のリーク(漏れ)の有無の判定方法は、センサ55の圧力検出値の変化量(圧力検出値の最低点からの上昇量)を所定のしきい値と比較して判定すれば良い。部品吸着動作時に、ノズル部32の負圧のリークが発生するまで吸着ノズル13を下降させた場合でも、部品吸着完了と判定した後に吸着ノズル13を上昇させると、ノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31で遮断されて、ノズル部32のリーク孔52からの負圧のリークが止められるため、ノズル部32の負圧が回復されて部品吸着状態が維持される。

0037

[転写動作制御プログラム]
図8の転写動作制御プログラムは、部品吸着完了後にノズル部32への負圧の供給(部品の吸着)を継続しながら、制御装置56によって所定周期で繰り返し実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ201で、転写動作開始タイミング(吸着ノズル13が転写槽の上方へ移動して転写動作を開始するタイミング)であるか否かを判定し、転写動作開始タイミングではないと判定されれば、そのまま本プログラムを終了する。

0038

一方、上記ステップ201で、転写動作開始タイミングであると判定されれば、ステップ202に進み、吸着ノズル13の下降動作(ノズル保持軸23の下降動作)を開始し、次のステップ203で、センサ55の出力信号を読み込んでノズル部32の圧力を検出した後、ステップ204に進み、ノズル部32の圧力(負圧)が転写完了判定用のしきい値を越えて上昇したか否かを判定する。ここで、転写完了判定用のしきい値は、部品吸着完了時の負圧よりも少し高い負圧に設定されている。

0039

このステップ204で、ノズル部32の圧力が転写完了判定用のしきい値を越えていないと判定されれば、転写が完了していないと判断して、上記ステップ202からステップ204までの処理を再度実行する。これにより、吸着ノズル13の下降動作中に、ノズル部32への負圧の供給(部品の吸着)を継続しながら、所定のサンプリング周期でノズル部32の圧力を検出して、ノズル部32の圧力が転写完了判定用のしきい値を越えたか否かを判定する処理を繰り返す。

0040

この際、ノズル部32に吸着した部品が転写槽の底面に当接した後は、吸着ノズル13の下降動作が停止するまでその下降動作に応じて該ノズル部32がスプリング33の付勢力に抗して該ノズルベース部31側へ押し込まれる。ノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量が所定値に達する前(つまりノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31のリーク孔51と連通する前)は、ノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31で遮断された状態に維持されるため、ノズル部32のリーク孔52から負圧が漏れず、ノズル部32の圧力が転写完了判定用のしきい値を越えない。その後、ノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量が所定値に達すると、ノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31のリーク孔51と連通して、ノズル部32のリーク孔52から負圧が漏れて、ノズル部32の圧力が転写完了判定用のしきい値を越える。

0041

従って、上記ステップ204で、ノズル部32の圧力が転写完了判定用のしきい値を越えたと判定されれば、ステップ205に進み、転写完了と判定する。尚、ノズル部32の圧力検出値の変化量(圧力検出値の最低点からの上昇量)を転写完了判定用のしきい値と比較して、転写完了タイミングを判定するようにしても良い。

0042

転写完了と判定した時点で、ステップ206に進み、吸着ノズル13の下降を停止してノズル部32内のエアー通路47への負圧の供給を継続して部品吸着状態を保持しながら該吸着ノズル13を上昇させる。吸着ノズル13の上昇直後に、ノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31で遮断されて、ノズル部32のリーク孔52からの負圧のリークが止められるため、ノズル部32の負圧が回復されて部品吸着状態が維持される。

0043

この後、ステップ207に進み、吸着ノズル13が所定高さ位置まで上昇するまで待機して、吸着ノズル13が所定高さ位置まで上昇した時点で、ステップ208に進み、センサ55の出力信号を読み込んでノズル部32の圧力を検出し、次のステップ209で、ノズル部32の圧力が部品脱落判定用のしきい値を下回っているか否かを判定する。このステップ209で、ノズル部32の圧力が部品脱落判定用のしきい値を下回っていると判定されれば、ノズル部32に部品が吸着された状態(ノズル部32内のエアー通路47が部品で塞がれた状態)が維持されていると判断して、ステップ210に進み、転写成功と判定して、本プログラムを終了する。

0044

これに対し、上記ステップ209で、ノズル部32の圧力が部品脱落判定用のしきい値以上に上昇していると判定されれば、ノズル部32に部品が吸着されていないと判断して、ステップ211に進み、部品脱落と判定する。この場合は、吸着ノズル13を下降させて、転写槽内に脱落した部品を吸着することを試みるようにしても良い。

0045

[部品実装動作制御プログラム]
図9の部品実装動作制御プログラムは、部品吸着完了後や転写完了後にノズル部32への負圧の供給(部品の吸着)を継続しながら、制御装置56によって所定周期で繰り返し実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ301で、部品実装動作開始タイミング(吸着ノズル13が部品実装位置の上方へ移動して部品実装動作を開始するタイミング)であるか否かを判定し、部品実装動作開始タイミングではないと判定されれば、そのまま本プログラムを終了する。

0046

一方、上記ステップ301で、部品実装動作開始タイミングであると判定されれば、ステップ302に進み、吸着ノズル13の下降動作(ノズル保持軸23の下降動作)を開始し、次のステップ303で、センサ55の出力信号を読み込んでノズル部32の圧力を検出した後、ステップ304に進み、ノズル部32の圧力(負圧)が部品実装完了判定用のしきい値を越えて上昇したか否かを判定する。ここで、部品実装完了判定用のしきい値は、部品吸着完了時の負圧よりも少し高い負圧に設定されている。

0047

このステップ304で、ノズル部32の圧力が部品実装完了判定用のしきい値を越えていなければ、部品実装が完了していないと判断して、上記ステップ302からステップ304までの処理を再度実行する。これにより、吸着ノズル13の下降動作中に、ノズル部32への負圧の供給(部品の吸着)を継続しながら、所定のサンプリング周期でノズル部32の圧力を検出して、ノズル部32の圧力が部品実装完了判定用のしきい値を越えたか否かを判定する処理を繰り返す。

0048

ノズル部32に吸着した部品が部品実装位置に当接した後は、吸着ノズル13の下降動作が停止するまでその下降動作に応じて該ノズル部32がスプリング33の付勢力に抗して該ノズルベース部31側へ押し込まれる。ノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量が所定値に達する前(つまりノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31のリーク孔51と連通する前)は、ノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31で遮断された状態に維持されるため、ノズル部32のリーク孔52から負圧が漏れず、ノズル部32の圧力が部品実装完了判定用のしきい値を越えない。その後、ノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量が所定値に達すると、ノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31のリーク孔51と連通して、ノズル部32のリーク孔52から負圧が漏れて、ノズル部32の圧力が部品実装完了判定用のしきい値を越える。

0049

従って、上記ステップ304で、ノズル部32の圧力が部品実装完了判定用のしきい値を越えたと判定されれば、ステップ305に進み、部品実装完了と判定する。尚、ノズル部32の圧力検出値の変化量(圧力検出値の最低点からの上昇量)を部品実装完了判定用のしきい値と比較して、部品実装完了タイミングを判定するようにしても良い。

0050

部品実装完了と判定した時点で、ステップ306に進み、吸着ノズル13の下降を停止して、次のステップ307で、ノズル部32内のエアー通路47への負圧の供給を停止して、正圧の供給に切り替えて、負圧による部品の吸着を解除した後、ステップ308に進み、吸着ノズル13を上昇させる。これにより、実装位置に実装した部品からノズル部32が離れて上昇する。

0051

この後、ステップ309に進み、吸着ノズル13が所定高さ位置まで上昇するまで待機して、吸着ノズル13が所定高さ位置まで上昇した時点で、ステップ310に進み、ノズル部32内のエアー通路47への正圧の供給を停止して、部品持ち帰り判定を行うために負圧の供給に切り替えて、ステップ311に進み、センサ55の出力信号を読み込んでノズル部32の圧力を検出し、次のステップ312で、ノズル部32の圧力が部品持ち帰り判定用のしきい値を下回っているか否かを判定する。このステップ312で、ノズル部32の圧力が部品持ち帰り判定用のしきい値以上に上昇していると判定されれば、ノズル部32から部品が離されていると判断して、ステップ313に進み、部品実装成功と判定して、本プログラムを終了する。

0052

これに対し、上記ステップ312で、ノズル部32の圧力が部品持ち帰り判定用のしきい値を下回っていると判定されれば、ノズル部32に部品が吸着されたままの状態(ノズル部32内のエアー通路47が部品で塞がれたままの状態)になっていると判断して、ステップ314に進み、部品持ち帰りと判定する。この場合は、表示や音声で「部品の持ち帰り」を作業者に警告して、適宜の処置を行うように促す。

0053

以上説明した本実施例によれば、吸着ノズル13の下降動作時にノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量が所定値に達したときにノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31のリーク孔51と連通して、ノズル部32内のエアー通路46,47がノズルベース部31の外部に連通された状態に切り替えられて、ノズル部32内のエアー通路46,47の圧力(負圧)がノズルベース部31の外部に漏れるように構成されているため、吸着ノズル13の下降動作時にノズル部32内のエアー通路46,47の圧力(又はエアー流量)をセンサ55により検出して、そのセンサ55の検出値又はその変化量からノズル部32内のエアー通路46,47の圧力(負圧)のリークの有無を監視することで、ノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量が所定値に達したか否かを精度良く判定することができる。これにより、吸着ノズル13のノズル部32の周辺に光センサを配置することなく、吸着ノズル13の下降動作時にノズル部32の押し込み量を監視しながら該吸着ノズル13の下降動作を制御することが可能となる。

0054

しかも、本実施例では、転写動作時にノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量が所定値に達したときに、ノズル部32のリーク孔52がノズルベース部31のリーク孔51と連通して、ノズル部32内のエアー通路46,47の負圧がノズルベース部31の外部に漏れるようになっているため、センサ55の検出値又はその変化量を監視して、ノズル部32内のエアー通路46,47の負圧のリークを検出したときにノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量が所定値に達したと判断して転写完了と判定することができる。これにより、転写動作時にノズル部32で部品の端子が転写槽の底面に当接するまで確実に部品を下降させることができて、部品の端子が転写槽内の流動物に浸る量を一定化することができ、常に安定した転写動作を行うことができて、転写不良を確実に減少させることができる。

0055

また、本実施例では、部品実装動作時にセンサ55の検出値又はその変化量が部品実装完了判定用のしきい値に達したときに部品実装完了と判断して吸着ノズル13の下降を停止し且つノズル部32内のエアー通路47への負圧の供給を停止して正圧の供給に切り替えて該吸着ノズル13を上昇させるようにしたので、部品実装動作時にノズル部32で部品を実装対象物(回路基板、POP実装部品等)に押さえ付ける力を一定化することができて、常に安定した部品実装動作を行うことができ、部品実装ミスを確実に減少させることができる。

0056

尚、本実施例では、部品吸着動作、転写動作及び部品実装動作の全ての動作について、ノズル部32の圧力(又はエアー流量)をセンサ55で検出して、ノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量を監視しながら吸着ノズル13の下降動作を制御するようにしたが、部品吸着動作、転写動作、部品実装動作のうちのいずれか1つ又は2つの動作についてのみ、ノズル部32の圧力(又はエアー流量)をセンサ55で検出して、ノズルベース部31側へのノズル部32の押し込み量を監視しながら吸着ノズル13の下降動作を制御するようにしても良いことは言うまでもない。

0057

その他、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、実装ヘッド11の構成や、ノズルベース部31の構成、ノズル部32の構成等を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

0058

11…実装ヘッド、13…吸着ノズル、14…Z軸移動機構、15…Z軸モータ、21…ノズル保持フレーム、23…ノズル保持軸、27…ノズル連結筒部、30…θ軸モータ、31…ノズルベース部、32…ノズル部、33…スプリング(付勢手段)、42…摺動筒部、46〜48…エアー通路、51,52…リーク孔、55…センサ(検出手段)、56…制御装置(制御手段)

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