JP4835607B2 - 吸着ノズルユニットの点検方法及び点検装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装機等に備えられる吸着ノズルユニットの点検方法及び点検装置に関するものである。

基板に部品を実装する部品実装機は、基板の位置決めを行う搬送コンベアと、搬送コンベアによって位置決めされた基板に対して相対移動して部品を基板に搭載する移載ヘッドを備えており、移載ヘッドには部品を真空吸着する複数の吸着ノズルユニットが設けられている。各吸着ノズルユニットは移載ヘッドに対して昇降移動するシャフト部材の下部に、ホルダ部材を介して吸着ノズルが取り付けられた構成となっている。

吸着ノズルユニットは、吸着ノズルによって部品を吸着するとき、或いは吸着ノズルによって吸着した部品を基板に搭載するとき、シャフト部材を下降させて吸着ノズルの下端部を部品の上面に押し付けるが、この押し付け力が過大であるときには部品を損傷させたり部品の特性を変化させたりするおそれがある。このため、吸着ノズルを保持するホルダ部材はシャフト部に対して上下方向に摺動自在となっており、このシャフト部材とホルダ部材の摺動によって吸着ノズルによる部品を押し付ける力の一部が吸収されるようになっている。また、ホルダ部材はばね等の付勢部材によってシャフト部材の下方に付勢されており、吸着ノズルによる部品の押し付けが終了した後は、ホルダ部材は付勢部材の付勢力によってシャフト部材に対する初期位置に復帰するようになっている。

一方、シャフト部材とホルダ部材の接触部、すなわち吸着ノズルユニットの摺動部には、吸着ノズルから吸い込んだ小さなごみなどが蓄積しやすく、この摺動部の摺動状態が不良になると、部品を吸着した後、ホルダ部がシャフト部に対する初期位置に戻らなくなるためにその吸着ノズルユニットの部品吸着点は正規の位置よりも相対的に高いところに位置した状態となってしまい、部品搭載時に部品を基板に接触（搭載）させることができずに持ち帰ってしまう、いわゆる部品の持ち帰りを起こすおそれがある。このため従来、吸着ノズルユニットの摺動部の点検（摺動状態の良否の判定）を行うことができる装置が考案されており、例えば下記の特許文献１には、吸着ノズルに作用する荷重を測定し、その結果に基づいて摺動部の摺動状態の点検（検査）を行う構成が示されている。
特開２００７−２２０８３６号公報

しかしながら、上記従来の装置では、吸着ノズルに作用する荷重を測定する荷重測定装置のような摺動部の摺動状態の点検を行うための専用の設備が別途必要であり、コストアップが避けられないという問題点があった。

そこで本発明は、専用の設備を必要とすることなく、低コストで吸着ノズルユニットの摺動部の点検を行うことができる吸着ノズルユニットの点検方法及び点検装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の吸着ノズルユニットの点検方法は、昇降自在なシャフト部材、シャフト部材の下部にシャフト部材に対して上下方向に摺動自在に設けられたホルダ部材、ホルダ部材をシャフト部材の下方に付勢する付勢部材及びホルダ部材に取り付けられた吸着ノズルから成る吸着ノズルユニットの点検方法であって、吸着ノズルの吸着口が検査面に上
方から当接する基準高さ位置にシャフト部材を位置決めする位置決め工程と、シャフト部材を基準高さ位置から一定量下降させる下降工程と、吸着ノズル内に圧力を供給しつつ、シャフト部材を下降位置から上昇させて吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測を行い、シャフト部材が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてシャフト部材とホルダ部材の摺動状態の良否判定を行う判定工程とを含む。

請求項２に記載の吸着ノズルユニットの点検装置は、昇降自在なシャフト部材、シャフト部材の下部にシャフト部材に対して上下方向に摺動自在に設けられたホルダ部材、ホルダ部材をシャフト部材の下方に付勢する付勢部材及びホルダ部材に取り付けられた吸着ノズルから成る吸着ノズルユニットの点検装置であって、シャフト部材を昇降させるシャフト部材昇降手段と、吸着ノズル内に圧力を供給する圧力供給手段と、吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測を行う計測手段と、シャフト部材昇降手段によるシャフト部の昇降制御、圧力供給手段による吸着ノズル内への圧力の供給制御及び計測手段による吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測制御を行う制御手段とを備え、制御手段は、吸着ノズルの吸着口が検査面に上方から当接する基準高さ位置にシャフト部材を位置決めした後、シャフト部材を基準高さ位置から一定量下降させ、その後吸着ノズル内に圧力を供給しつつ、シャフト部材を下降位置から上昇させて吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測を行い、シャフト部材が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてシャフト部材とホルダ部材の摺動状態の良否の判定を行う。

本発明では、吸着ノズルの吸着口が検査面に上方から当接する基準高さ位置にシャフト部材を位置決めした後、シャフト部材を基準高さ位置から一定量下降させ、その後吸着ノズル内に圧力を供給しつつ、シャフト部材を下降位置から上昇させて吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測を行い、シャフト部材が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてシャフト部材とホルダ部材の摺動状態の良否判定を行うようになっており、シャフト部材の昇降と吸着ノズル内への圧力供給及び吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測という吸着ノズルユニットを備える装置（例えば部品実装機）であれば通常備えている機能（設備）を利用して吸着ノズルユニットの摺動部（シャフト部材とノズル部材の接触部）の摺動状態の点検を行うことができるようになっているので、従来のように、吸着ノズルに作用する荷重を測定する荷重測定装置のような摺動部の点検を行うための専用の設備は不要であり、コストをかけずに吸着ノズルユニットの点検を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態における部品実装機の平面図、図２は本発明の一実施の形態における部品実装機の移載ヘッドの拡大正面図、図３は本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検装置の構成図、図４は本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの断面図、図５は本発明の一実施の形態における部品実装機の制御系統を示すブロック図、図６は本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検方法の実行手順を示すフローチャート、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）及び図８（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検実行時の吸着ノズルユニットの断面図、図９（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検実行時の吸着ノズル内の空気流量の時間変化を示すグラフ、図１０（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検実行時の吸着ノズル内の圧力の時間変化を示すグラフである。

図１において、部品実装機１は基台２上に基板３を一定の水平方向（Ｘ軸方向）に搬送する搬送コンベア４を備えており、搬送コンベア４の上方には搬送コンベア４による基板３の搬送方向（Ｘ軸方向）と水平に直交する方向（Ｙ軸方向）に延びたＹ軸テーブル５が設けられている。Ｙ軸テーブル５には２つのＹ軸スライダ６がＹ軸テーブル５に沿って（すなわちＹ軸方向に）移動自在に設けられており、各Ｙ軸スライダ６にはＸ軸方向に延びたＸ軸テーブル７の一端が取り付けられている。各Ｘ軸テーブル７にはＸ軸テーブル７に沿って（すなわちＸ軸方向に）移動自在な移動ステージ８が設けられている。

図１及び図２において、各移動ステージ８には移載ヘッド９が設けられており、各移載ヘッド９には複数の吸着ノズルユニット１０が取り付けられている。

図２、図３及び図４において、各吸着ノズルユニット１０は、移動ステージ８のシャフトガイド固定部８ａに固定されて上下方向（Ｚ軸方向）に延びた中空のシャフトガイド１１と、このシャフトガイド１１内を上下方向に貫通して延び、シャフトガイド１１に対して昇降自在に設けられたノズルシャフト（シャフト部材）１２と、ノズルシャフト１２の下部に設けられたノズルホルダ（ホルダ部材）１３と、ノズルホルダ１３に着脱自在に取り付けられて下端部に吸着口１４ａを有した吸着ノズル１４とを備えている。ノズルホルダ１３はノズルシャフト１２に対して上下方向に摺動自在であり、ノズルホルダ１３はノズルシャフト１２との間に縮設された付勢ばね（付勢部材）１５によって常時ノズルシャフト１２の下方に付勢された状態となっている。すなわち、各吸着ノズルユニット１０は、昇降自在なノズルシャフト１２、ノズルシャフト１２の下部にノズルシャフト１２に対して上下方向に摺動自在に設けられたノズルホルダ１３、ノズルホルダ１３をノズルシャフト１２の下方に付勢する付勢ばね１５及びノズルホルダ１３に取り付けられた吸着ノズル１４を有した構成となっている。

図３及び図４において、ノズルホルダ１３は、ノズルシャフト１２の下端部に外嵌された中空のホルダ基部１３ａ、ホルダ基部１３ａの左右両側に上下方向に延びて設けられた２つの（一対の）ノズル係止部材１３ｂ及びこれら２つのノズル係止部材１３ｂの外周に巻き掛けられてこれらノズル係止部材１３ｂをホルダ基部１３ａに固定する固定バンド１３ｃを有して成る。

図３及び図４において、吸着ノズル１４は、ホルダ基部１３ａの下端に下方から外嵌される円筒状の基部１４ｂと、基部１４ｂの下端から下方に延びて設けられた管状部１４ｃを有する。基部１４ｂの内部と管状部１４ｃの内部は連通して吸着ノズル１４の内部管路１４ｄを形成している。

吸着ノズル１４を、基部１４ｂがホルダ基部１３ａに下方から外嵌するようにノズルホルダ１３に対して押し上げると、固定バンド１３ｃによってホルダ基部１３ａに固定されている一対のノズル係止部材１３ｂはその下端部１３ｄが吸着ノズル１４の基部１４ｂの上テーパ面１４ｅによって弾性的に側方に押し広げられる。そして、吸着ノズル１４の基部１４ｂの上端がノズル係止部材１３ｂに下方から当接してそれ以上吸着ノズル１４をノズルホルダ１３に対して押し上げることができなくなると、それまで弾性的に側方に押し広げられていた両ノズル係止部材１３ｂは元の状態に復帰し、その下端部１３ｄが吸着ノズル１４の基部１４ｂの下テーパ面１４ｆに下方から当接するので、吸着ノズル１４はノズルホルダ１３に保持される（図４参照）。なお、このように吸着ノズル１４がノズルホルダ１３に保持された状態では、吸着ノズル１４の内部管路１４ｄはホルダ基部１３ａの内部管路１３ｅを介してノズルシャフト１２の内部管路１２ａと連通する。

図３及び図４において、ノズルシャフト１２の下端部には下方に開口した中空部１６ａを有するホルダガイド１６が取り付けられており、ホルダ基部１３ａはこのホルダガイド
１６の中空部１６ａに下方から入り込んだ状態でノズルシャフト１２に取り付けられている。ホルダ基部１３ａの上部には左右に張り出した一対の突起部１３ｆが設けられており、これら一対の突起部１３ｆはホルダガイド１６に上下方向に延びて形成された一対のガイド溝１６ｂ内に内側から入り込んでいる。

ホルダ基部１３ａとノズルシャフト１２は、ホルダ基部１３ａの内部管路１３ｅの内周面とノズルシャフト１２の外周面を互いに接触させて（両面をノズルシャフト１２とノズルホルダ１３の接触部Ｓとして図４中に示す）上下方向に摺動（相対移動）自在になっている。このときホルダ基部１３ａの突起部１３ｆはホルダガイド１６のガイド溝１６ｂ内でのみ移動できるので、ノズルホルダ１３はホルダガイド１６のガイド溝１６ｂ内で突起部１３ｆが移動できる範囲内でのみノズルシャフト１２に対して相対的に昇降できる。すなわち、ホルダガイド１６はその中空部１６ａにおいてホルダ基部１３ａのノズルシャフト１２に対する移動（摺動）をガイドするとともに、ノズルホルダ１３のノズルシャフト１２に対する上下方向の移動領域を規制し、更にノズルホルダ１３のノズルシャフト１２からの脱落を防止している。

図４において、付勢ばね１５はホルダガイド１６の中空部１６ａ内に設けられている。この付勢ばね１５はホルダガイド１６とホルダ基部１３ａの一対の突起部１３ｆとの間に縮設されており、ノズルホルダ１３全体を常時ノズルシャフト１２の下方（下端側）に付勢して（押し下げて）いる。吸着ノズル１４の吸着口１４ａが何物にも押し当てられていない状態（図４に示す状態）では、ノズルホルダ１３はホルダ基部１３ａの突起部１３ｆをホルダガイド１６のガイド溝１６ｂの下縁に上方から当接させた位置（以下、「初期位置」と称する）に位置した状態となっているが、吸着ノズル１４の吸着口１４ａが何物かに押し当てられると、ノズルホルダ１３は付勢ばね１５を上方に押し縮めつつ、ノズルシャフト１２との接触部Ｓにおいて摺動しながら、ノズルシャフト１２に対して相対的に上動する。

図１において、搬送コンベア４の側方領域には移載ヘッド９に部品Ｐ（図２）を供給する複数のテープフィーダ２０がＸ軸方向に並んで設けられている。また、移載ヘッド９には撮像面を下方に向けた基板カメラ２１が設けられており、基台２上には撮像面を上方に向けた部品カメラ２２が設けられている。

図５において、部品実装機１には、搬送コンベア４を駆動する搬送コンベア駆動モータ２３ａ、各Ｙ軸スライダ６をＹ軸テーブル５に沿って移動させるＹ軸スライダ移動機構２３ｂ、各移動ステージ８をＸ軸テーブル７に沿って移動させる移動ステージ移動機構２３ｃ及び各吸着ノズルユニット１０のノズルシャフト１２を（すなわち吸着ノズル１４を）個別に昇降及び上下軸（Ｚ軸）回りに回転させるノズル駆動機構２３ｄが備えられている。これら搬送コンベア駆動モータ２３ａ、Ｙ軸スライダ移動機構２３ｂ、移動ステージ移動機構２３ｃ及びノズル駆動機構２３ｄは部品実装機１に備えられた制御装置２４によって作動制御がなされ、搬送コンベア４による基板３の搬送及び位置決めや、移載ヘッド９の移動制御及び各吸着ノズルユニット１０のノズルシャフト１２の昇降制御等が行われる。また、基板カメラ２１及び部品カメラ２２は制御装置２４によってその作動制御がなされ、基板カメラ２１及び部品カメラ２２からの撮像結果は制御装置２４に入力される。また、制御装置２４に繋がる記憶装置２５には、各部品Ｐの基板３上の目標搭載位置のデータを含む種々のデータが記憶されている。

図３において、各吸着ノズルユニット１０が備えるノズルシャフト１２の内部管路１２ａは吸着ノズルユニット１０の外部に設けられた外部管路１０ａと繋がっており、各吸着ノズルユニット１０の外部管路１０ａは吸着ノズルユニット１０ごとに設けられた切換弁３１を介して真空ポンプ３２及び空圧源３３と繋がっている。また、空圧源３３と切換弁
３１との間には空圧源３３から供給される空圧の圧力制御を行うブロー弁３４が介装されている。

制御装置２４は、吸着ノズルユニット１０ごとに設けられた切換弁３１のスプール（図示せず）の位置切り換えを行うことにより、外部管路１０ａを通じて吸着ノズル１４内に圧力を供給する。制御装置２４の切換弁３１の位置切り換えによって外部管路１０ａが空圧源３３と接続されると、吸着ノズル１４内には正圧が供給され、外部管路１０ａが真空ポンプ３２と接続されると、吸着ノズル１４内には負圧が供給される。外部管路１０ａを空圧源３３に接続させた状態では、制御装置２４はブロー弁３４の制御を行い、空圧源３３からの圧力（正圧）を低圧に絞って吸着ノズル１４の吸着口１４ａからわずかな空気を放出させることができる。

図３において、吸着ノズルユニット１０ごとに設けられた各外部管路１０ａには、その外部管路１０ａ内の空気流量（すなわち、その吸着ノズルユニット１０が備える吸着ノズル１４内の空気流量）を計測する空気流量センサ３５が介装されている。空気流量センサ３５は制御装置２４によって外部管路１０ａ内の空気流量の計測制御が行われ、空気流量センサ３５が計測した外部管路１０ａ内（すなわち吸着ノズル１４内）の空気流量の情報は制御装置２４に入力される。

また、図３において、制御装置２４には報知器３６が接続されている。この報知器３６は、後述する吸着ノズルユニット１０の点検によって得られた各吸着ノズルユニット１０のノズルシャフト１２とノズルホルダ１３の接触部Ｓ、すなわちノズルユニット１０の摺動部の摺動状態の点検結果をオペレータに報知するものであり、例えば部品実装機１に備えられた図示しないディスプレイ装置等に組み込まれている。

部品実装機１による部品Ｐの基板３への実装では、制御装置２４は先ず、搬送コンベア駆動モータ２３ａの作動制御により搬送コンベア４を駆動して基板３をＸ軸方向に搬送し、所定位置に位置決めする。そして、Ｙ軸スライダ移動機構２３ｂの作動制御によるＸ軸テーブル７のＹ軸方向への移動と移動ステージ移動機構２３ｃの作動制御による移動ステージ８のＸ軸方向への移動とによって移動ステージ８を所定位置に位置決めされた基板３に対して相対移動させ、基板３の上方に位置させた基板カメラ２１によって基板３の位置決めマーク（図示せず）の画像認識（撮像）を行わせた後、移載ヘッド９が備える各吸着ノズルユニット１０にテープフィーダ２０が部品供給口２０ａ（図１）に供給する部品Ｐをピックアップ（吸着）させる。

部品Ｐのピックアップにおいて、制御装置２４は、吸着ノズル１４の下端部の吸着口１４ａをこれから吸着しようとする部品Ｐの上方に位置させた後、ノズル駆動機構２３ｄの作動制御を行って、その吸着ノズル１４が取り付けられている吸着ノズルユニット１０のノズルシャフト１２を下降させ、吸着ノズル１４の吸着口１４ａが部品Ｐの上面に所定の押圧力で押し付けられるようにする。そして、切換弁３１を真空ポンプ３２側に切り換えて真空ポンプ３２を吸着ノズル１４に連通させ、部品Ｐが吸着ノズル１４の吸着口１４ａに吸い付けられるようにする。

ここで、吸着ノズル１４の吸着口１４ａに部品Ｐが正常に吸い付けられた状態では、吸着ノズル１４の吸着口１４ａは部品Ｐによって閉塞状態にされるので、吸着ノズル１４の内部管路１４ｄ内には空気は流れず、したがってこの吸着ノズル１４の内部管路１４ｄと繋がる外部管路１０ａ内にも空気は流れないので、空気流量センサ３５によって計測される空気流量はほぼ「０」となる。このため、制御装置２４は空気流量センサ３５が計測する外部管路１０ａ内の空気流量がほぼ「０」であることを検知することによって、部品Ｐのピックアップが正常に行われたことを認識することができる。

制御装置２４は部品Ｐのピックアップが終了したら、そのピックアップした部品Ｐが部品カメラ２２の上方（部品カメラ２２の視野内）を通過するように移載ヘッド９を移動させ、部品カメラ２２に部品Ｐの下面の画像認識（撮像）を行わせる。そして、現在ピックアップしている部品Ｐの基板３上での目標搭載位置のデータを記憶装置２５から読み出し、その読み出した搭載位置に部品Ｐを搭載させる。

部品Ｐの基板３上に搭載する際、制御装置２４は、これから搭載しようとしている（現在ピックアップしている）部品Ｐを基板３上の目標搭載位置の直上に位置させた後、ノズル駆動機構２３ｄの作動制御を行って、その吸着ノズルユニット１０のノズルシャフト１２を下降させ、部品Ｐが基板３上に所定の押圧力で押し付けられるようにする。そして、切換弁３１を空圧源３３側に切り換えて空圧源３３を吸着ノズル１４に連通させ、ブロー弁３４の作動制御を行って吸着ノズル１４の吸着口１４ａからわずかな空気を放出させながらノズルシャフト１２を（すなわち吸着ノズル１４を）上昇させる。これにより部品Ｐは吸着ノズル１４の吸着口１４ａから切り離され、基板３上の目標搭載位置に搭載される。

部品Ｐが基板３に搭載された後は、吸着ノズル１４の吸着口１４ａは閉塞状態から開放されるので、吸着ノズル１４の内部管路１４ｄに空気が流れるようになり、したがって外部管路１０ａ内にも空気が流れるようになる。このため、制御装置２４は空気流量センサ３５が計測する外部管路１０ａ内の空気流量が吸着ノズル１４の吸着口１４ａの開放時に計測されるべき空気流量（開放時流量）に達していることを検知することによって、部品Ｐの搭載が正常に行われ、部品Ｐの持ち帰りが発生していないことを認識することができる。これが空気流量センサ３５の主とした機能である。なお、制御装置２４は、部品Ｐを基板３に搭載する際には、基板カメラ２１の画像認識によって得られる基板３の位置ずれと、部品カメラ２２の画像認識によって得られる吸着ノズル１４に対する部品Ｐの吸着ずれが修正されるようにする。

次に、この部品実装機１における吸着ノズルユニット１０の摺動部の点検（摺動状態の良否の判定）方法の実行手順を図６のフローチャート等に基づいて説明する。

吸着ノズルユニット１０の摺動部の点検は、オペレータにより点検開始のための所定の操作が行われたとき、又は部品実装機１が予め設定された条件（例えば所定枚数の基板生産が終了したという条件）が満たされたときなど、制御装置２４の判断によって開始される。

吸着ノズルユニット１０の摺動部の点検を行うにおいて、制御装置２４は先ず、Ｙ軸スライダ移動機構２３ｂ及び移動ステージ移動機構２３ｃの作動制御を行って移載ヘッド９を基台２上に設けられた検査面３７（図１）の上方に位置させたうえで、ノズル駆動機構２３ｄを作動させて点検対象となっている吸着ノズルユニット１０のノズルシャフト１２を下降させる。そして、その吸着ノズルユニット１０が備える吸着ノズル１４の吸着口１４ａが検査面３７に上方から当接する基準高さ位置（図７及び図８ではホルダガイド１６の下端が水平線Ｌ１上に位置する位置）に、その吸着ノズルユニット１０のノズルシャフト１２を位置決めする（図６中のステップＳＴ１。図７（ａ）及び図８（ａ）参照）。ノズルシャフト１２が基準高さ位置に位置決めされた状態では、付勢ばね１５は全く縮んでいないことが好ましいが、わずかに縮んだ状態であってもよい。

ステップＳＴ１が終了したら、制御装置２４はノズル駆動機構２３ｄを作動させて、ノズルシャフト１２を基準高さ位置から一定量（図７（ｂ）及び図８（ｂ）中に示す距離Δ）下降させる（ステップＳＴ２。図７（ｂ）及び図８（ｂ）中に示す矢印Ａ参照）。これ
によりノズルシャフト１２はノズルホルダ１３との接触部Ｓにおいて摺動しながらノズルホルダ１３に対して下動する（ノズルホルダ１３はノズルシャフト１２に対して相対的に上動する）。

ステップＳＴ２が終了したら、制御装置２４は切換弁３１を作動させて外部管路１０ａを空圧源３３（又は真空ポンプ３２）に接続させ、吸着ノズル１４内に圧力を供給しつつ、ノズルシャフト１２を下降位置（ステップＳＴ２においてノズルシャフト１２を一定量下降させたときのノズルシャフト１２の位置）から上昇させながら（図７（ｃ）及び図８（ｃ）中に示す矢印Ｂ参照）、空気流量センサ３５からの出力に基づいて吸着ノズル１４内の空気流量を計測する（ステップＳＴ３）そして、その計測した空気流量を予め定めた閾値と比較し、吸着ノズル１４内の空気流量が閾値を超えたか否かの判断を行う（ステップＳＴ４）。この閾値は、吸着ノズル１４の吸着口１４ａの閉塞時に計測されるべき閉塞時流量である「０」よりも大きく、かつ、吸着ノズル１４の吸着口１４ａの開放時に計測されるべき開放時流量よりも小さい任意の値として定められる（図９（ａ）及び図９（ｂ）参照）。

制御装置２４は、ステップＳＴ４において、計測した吸着ノズル１４内の空気流量が閾値を超えていると判断した場合には、吸着ノズルユニット１０の摺動部の摺動状態は不良であると判定し（ステップＳＴ５）、その判定結果を報知器３６により報知して点検を終了する。

一方、ステップＳＴ４において、吸着ノズル１４内の空気流量が閾値を超えていないと判断した場合には、次いでノズルシャフト１２が基準位置に達しているか否かの判断を行い（ステップＳＴ６）、ノズルシャフト１２が基準位置に達していないと判断した場合にはステップＳＴ３に戻って（ノズルシャフト１２の位置は前回のステップＳＴ３のときよりも上昇している）、吸着ノズル１４内の空気流量の計測とステップＳＴ４の比較を行い、ノズルシャフト１２が基準位置に達していると判断した場合には、吸着ノズルユニット１０の摺動部の摺動状態は良好であると判定し（ステップＳＴ７）、その判定結果を報知器３６により報知して点検を終了する。

このように制御装置２４は、ステップＳＴ３以降の工程において、ノズルシャフト１２を基準高さ位置から一定量下降させ、その後吸着ノズル１４内に圧力を供給しつつ、ノズルシャフト１２を下降位置から上昇させて吸着ノズル１４内の空気流量の計測を行い、ノズルシャフト１２が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル１４内の空気流量が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてノズルシャフト１２とノズルホルダ１３の摺動状態の良否の判定を行い、その判定結果を報知器３６により報知するようになっている。これにより部品実装機１のオペレータは、現在点検対象となっている吸着ノズルユニット１０の摺動部の摺動状態の良否を知ることができ、必要な対策を講じることができる。

上記のステップＳＴ３において、ノズルシャフト１２が下降位置から上昇すると、ノズルシャフト１２はノズルホルダ１３との接触部Ｓにおいて摺動し、ノズルシャフト１２はノズルホルダ１３に対して上動する（ノズルホルダ１３はノズルシャフト１２に対して相対的に下動する）。ここで、摺動部（ノズルシャフト１２とノズルホルダ１３の接触部Ｓ）の摺動状態が良好であるときにはノズルシャフト１２が基準高さ位置に戻った時点でノズルホルダ１３は初期位置に復帰するが（図７（ｃ））、摺動部の摺動状態が不良であるときには、ノズルシャフト１２が基準高さ位置に戻った時点でノズルホルダ１３は初期位置に復帰せず、ノズルシャフト１２を基準として初期位置よりも高い位置に位置することになる（図８（ｃ））。

図９（ａ），（ｂ）はノズルシャフト１２を下降位置から基準高さ位置を超えて上昇さ
せる間の吸着ノズル１４内の空気流量の時間変化を表したグラフであり、図９（ａ）は摺動部の摺動状態が良好であるときの例、図９（ｂ）は摺動部の摺動状態が不良であるときの例である。

摺動部の摺動状態が良好であるときには、吸着ノズル１４の吸着口１４ａは、ノズルシャフト１２が下降位置から基準高さ位置に達するまでの間（図７（ｂ）→図７（ｃ））に検査面３７から離間することはないので、吸着ノズル１４内には空気の流れが生じず、その間の吸着ノズル１４内の空気流量はほぼ「０」を維持し、吸着ノズル１４内の空気流量が閾値を超えることはない（図９（ａ））。一方、摺動部の摺動状態が不良であるときには、吸着ノズル１４の吸着口１４ａは、ノズルシャフト１２が基準高さ位置に達する前に検査面３７から離間して吸着ノズル１４内に空気の流れが生じるようになるので、ノズルシャフト１２が下降位置から基準高さ位置に達するまでの間に（図８（ｂ）→図８（ｃ））、吸着ノズル１４内の空気流量は閾値を超えることになる（図９（ｂ））。

このように、本実施の形態における吸着ノズルユニット１０の点検方法は、吸着ノズル１４の吸着口１４ａが検査面３７に上方から当接する基準高さ位置にノズルシャフト１２を位置決めする位置決め工程（ステップＳＴ１）と、ノズルシャフト１２を基準高さ位置から一定量下降させる下降工程（ステップＳＴ２）と、吸着ノズル１４内に圧力を供給しつつ、ノズルシャフト１２を下降位置から上昇させて吸着ノズル１４内の空気流量の計測を行い、ノズルシャフト１２が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル１４内の空気流量が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてノズルシャフト１２とノズルホルダ１３の（すなわち摺動部の）摺動状態の良否判定を行う判定工程（ステップＳＴ３〜ステップＳＴ７）とを含むものとなっている。判定工程では、具体的には、ノズルシャフト１２が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル１４内の空気流量が閾値を超えない場合には吸着ノズルユニット１０の摺動部の摺動状態は良好であると判定し、閾値を超える場合には吸着ノズルユニット１０の摺動部の摺動状態は不良であると判定する。

また、本実施の形態における吸着ノズルユニット１０の点検装置は、ノズルシャフト１２を昇降させるシャフト部材昇降手段としてのノズル駆動機構２３ｄ、吸着ノズル１４内に圧力を供給する圧力供給手段としての空圧源３３（又は真空ポンプ３２）、吸着ノズル１４内の空気流量の計測を行う計測手段としての空気流量センサ３５、ノズル駆動機構２３ｄによるノズルシャフト１２の昇降制御、空圧源３３（又は真空ポンプ３２）による吸着ノズル１４内への圧力の供給制御及び空気流量センサ３５による吸着ノズル１４内の空気流量の計測制御を行う制御手段としての制御装置２４を備えている。そして制御装置２４は、吸着ノズル１４の吸着口１４ａが検査面３７に上方から当接する基準高さ位置にノズルシャフト１２を位置決めした後、ノズルシャフト１２を基準高さ位置から一定量下降させ、その後吸着ノズル１４内に圧力を供給しつつ、ノズルシャフト１２を下降位置から上昇させて吸着ノズル１４内の空気流量の計測を行い、ノズルシャフト１２が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル１４内の空気流量が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてノズルシャフト１２とノズルホルダ１３（摺動部）の摺動状態の良否の判定を行うようになっている。

このように本実施の形態における吸着ノズルユニット１０の点検方法（点検装置）では、ノズルシャフト１２の昇降と吸着ノズル１４内への圧力供給及び吸着ノズル１４内の空気流量の計測という吸着ノズルユニット１０を備える装置（本実施の形態では部品実装機１）であれば通常備えている機能（設備）を利用して吸着ノズル１４の摺動部（ノズルシャフト１２とノズルホルダ１３の接触部）の点検を行うことができるようになっているので、従来のように、吸着ノズル１４に作用する荷重を測定する荷重測定装置のような摺動部の点検を行うための専用の設備は不要であり、コストをかけずに吸着ノズルユニット１０の点検を行うことができる。

ところで、本実施の形態における部品実装機１において、吸着ノズル１４内の空気流量と吸着ノズル１４内の圧力とは対応する関係にあり、吸着ノズル１４内に正圧を作用させた場合、吸着ノズル１４内の空気流量が小さいときには吸着ノズル１４内の圧力が高く（吸着ノズル１４内に負圧を作用させた場合には真空度が高く）、吸着ノズル１４内の空気流量が大きいときには吸着ノズル１４内の圧力が低い（吸着ノズル１４内に負圧を作用させた場合には真空度が低い）。このため、上述の空気流量センサ３５を吸着ノズル１４の内部管路１４ｄと繋がる外部管路１０ａ内の圧力の計測を行う圧力センサ（図示せず）に置き換えて上述の吸着ノズルユニット１０の点検を行うこともできる。

すなわち、ノズルシャフト１２を基準高さ位置に位置決めした後、ノズルシャフト１２を基準高さ位置から一定量下降させ、その後吸着ノズル１４内に圧力を供給しつつ、ノズルシャフト１２を下降位置から上昇させて吸着ノズル１４内の圧力の計測を行い、その計測した圧力を予め定めた閾値と比較して、吸着ノズル１４内の圧力がその閾値を超えたか否かの判断を行うようにしてもよい。ここで、具体的には、ノズルシャフト１２が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル１４内の圧力が閾値を超えない場合には吸着ノズルユニット１０の摺動部の摺動状態は良好であると判定し、閾値を超える場合には吸着ノズルユニット１０の摺動部の摺動状態は不良であると判定する。

なお、この場合の閾値は、吸着ノズル１４内に正圧を作用させる場合には、吸着ノズル１４の吸着口１４ａの閉塞時に計測されるべき閉塞時圧力よりも低く、かつ、吸着ノズル１４の吸着口１４ａの開放時に計測されるべき開放時圧力よりも高い任意の値として定められる（図１０（ａ）及び図１０（ｂ）参照）。そして、この場合の「閾値を超える」とは、吸着ノズル１４の圧力（正圧）が閾値を下回る（大気圧に近づく側に閾値を超える）ことを意味する。一方、吸着ノズル１４内に負圧を作用させる場合には、閾値は、吸着ノズル１４の吸着口１４ａの閉塞時に計測されるべき真空度よりも低く、かつ、吸着ノズル１４の吸着口１４ａの開放時に計測されるべき真空度よりも高い任意の値として定められる。そして、この場合の「閾値を超える」とは、吸着ノズル１４内の真空度が閾値を下回る（圧力が大気圧に近づく側に閾値を超える）ことを意味する。

図１０（ａ），（ｂ）はノズルシャフト１２を下降位置から基準高さ位置を超えて上昇させる間の吸着ノズル１４内の圧力（正圧）の時間変化を表したグラフであり、図１０（ａ）は摺動部の摺動状態が良好であるときの（図９（ａ）に対応する場合の）例、図１０（ｂ）は摺動部の摺動状態が不良であるときの（図９（ｂ）に対応する場合の）例である。

摺動部の摺動状態が良好であるときには、吸着ノズル１４の吸着口１４ａは、ノズルシャフト１２が下降位置から基準高さ位置に達するまでの間（図７（ｂ）→図７（ｃ））に検査面３７から離間することはないので、その間の吸着ノズル１４内の圧力が閾値を超えることはない（図１０（ａ））。一方、摺動部の摺動状態が不良であるときには、吸着ノズル１４の吸着口１４ａは、ノズルシャフト１２が基準高さ位置に達する前に検査面３７から離間するので、ノズルシャフト１２が下降位置から基準高さ位置に達するまでの間に（図８（ｂ）→図８（ｃ））、吸着ノズル１４内の圧力は予め定めた閾値を超えることになる（図１０（ｂ））。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、吸着ノズル１４内に圧力を供給しつつ、ノズルシャフト１２を下降位置から上昇させて吸着ノズル１４内の空気流量若しくは圧力の計測を行い、ノズルシャフト１２が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル１４内の空気流量若しくは圧力が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてノズルシ
ャフト１２とノズルホルダ１３の摺動状態の良否判定を行う判定工程を、吸着ノズル１４内の空気流量若しくは圧力の計測と、吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力が閾値を超えるか否かの判断を並行して行っていたが、ノズルシャフト１２が下降位置から基準高さ位置に達するまでの間の吸着ノズル１４内の空気流量若しくは圧力を計測し終えてから（データを記憶して）、吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力が閾値を超えるか否かの判断を行うようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、本発明が適用される吸着ノズルユニット１０を備えた装置の一例として部品実装機１を例示したが、本発明はこのような部品実装機１に限られず、吸着ノズルユニット１０を備えた他のあらゆる装置において適用することができる。

専用の設備を必要とすることなく、低コストで吸着ノズルユニットの摺動部の点検を行うことができる吸着ノズルユニットの点検方法及び点検装置を提供する。

本発明の一実施の形態における部品実装機の平面図 本発明の一実施の形態における部品実装機の移載ヘッドの拡大正面図 本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検装置の構成図 本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの断面図 本発明の一実施の形態における部品実装機の制御系統を示すブロック図 本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検方法の実行手順を示すフローチャート （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検実行時の吸着ノズルユニットの断面図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検実行時の吸着ノズルユニットの断面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検実行時の吸着ノズル内の空気流量の時間変化を示すグラフ （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における吸着ノズルユニットの点検実行時の吸着ノズル内の圧力の時間変化を示すグラフ

符号の説明

１０ 吸着ノズルユニット
１２ ノズルシャフト（シャフト部材）
１３ ノズルホルダ（ホルダ部材）
１４ 吸着ノズル
１４ａ 吸着口
１５ 付勢ばね（付勢部材）
２３ｄ ノズル駆動機構（シャフト部材昇降手段）
２４ 制御装置（制御手段）
３３ 空圧源（圧力供給手段）
３５ 空気流量センサ（計測手段）
３７ 検査面

Claims (2)

1. 昇降自在なシャフト部材、シャフト部材の下部にシャフト部材に対して上下方向に摺動自在に設けられたホルダ部材、ホルダ部材をシャフト部材の下方に付勢する付勢部材及びホルダ部材に取り付けられた吸着ノズルから成る吸着ノズルユニットの点検方法であって、吸着ノズルの吸着口が検査面に上方から当接する基準高さ位置にシャフト部材を位置決めする位置決め工程と、シャフト部材を基準高さ位置から一定量下降させる下降工程と、吸着ノズル内に圧力を供給しつつ、シャフト部材を下降位置から上昇させて吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測を行い、シャフト部材が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてシャフト部材とホルダ部材の摺動状態の良否判定を行う判定工程とを含むことを特徴とする吸着ノズルユニットの点検方法。
2. 昇降自在なシャフト部材、シャフト部材の下部にシャフト部材に対して上下方向に摺動自在に設けられたホルダ部材、ホルダ部材をシャフト部材の下方に付勢する付勢部材及びホルダ部材に取り付けられた吸着ノズルから成る吸着ノズルユニットの点検装置であって、シャフト部材を昇降させるシャフト部材昇降手段と、吸着ノズル内に圧力を供給する圧力供給手段と、吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測を行う計測手段と、シャフト部材昇降手段によるシャフト部の昇降制御、圧力供給手段による吸着ノズル内への圧力の供給制御及び計測手段による吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測制御を行う制御手段とを備え、制御手段は、吸着ノズルの吸着口が検査面に上方から当接する基準高さ位置にシャフト部材を位置決めした後、シャフト部材を基準高さ位置から一定量下降させ、その後吸着ノズル内に圧力を供給しつつ、シャフト部材を下降位置から上昇させて吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力の計測を行い、シャフト部材が基準高さ位置に達するまでの間に吸着ノズル内の空気流量若しくは圧力が予め定めた閾値を超えるか否かに基づいてシャフト部材とホルダ部材の摺動状態の良否の判定を行うことを特徴とする吸着ノズルユニットの点検装置。

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