JP7265951B2 - 表示装置、表面実装機、及び、表示方法 - Google Patents
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Description
本明細書では、保持エラーの解決を容易にする技術を開示する。
実施形態1を図1ないし図12に基づいて説明する。以降の説明では同一の構成部材には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。
図1を参照して、表面実装機1の全体構成について説明する。表面実装機1はプリント基板P(ワークの一例)に電子部品などの部品Eを実装する装置である。表面実装機1は、プリント基板Pに部品Eを実装する部品実装装置2、及び、部品実装装置2に部品Eを供給する4つのテープ部品供給装置3(部品供給装置の一例)を備えている。
部品実装装置2は基台10、搬送コンベア11、ヘッドユニット12(ヘッド昇降装置の一例)、ヘッド移動部13(ヘッド移動装置の一例)、図示しないバックアップ装置、2つの部品撮像カメラ14、基板撮像カメラ15、後述する制御部30(図5参照)、操作部31(図5参照)、図示しないエジェクタ(負圧供給装置の一例)などを備えている。
図示しないバックアップ装置は作業位置Aの下方に配置されている。バックアップ装置はプリント基板Pの品種に応じた位置にセットされている複数のバックアップピンを備えており、作業位置Aにプリント基板Pが搬送されるとバックアップピンを上昇させてプリント基板Pを下から支持する。
ヘッド移動部13はヘッドユニット12を所定の可動範囲内でX方向及びY方向に移動させるものである。ヘッド移動部13はヘッドユニット12をX方向に往復移動可能に支持しているビーム16、ビーム16をY方向に往復移動可能に支持している一対のY軸ガイドレール17、ヘッドユニット12をX方向に往復移動させるX軸サーボモータ38、ビーム16をY方向に往復移動させるY軸サーボモータ39などを備えている。
基板撮像カメラ15はヘッドユニット12に設けられている。基板撮像カメラ15はプリント基板Pに付されている図示しないフィデューシャルマークを撮像するためのものである。
上述した空気供給経路にはエジェクタから供給される負圧を計測する圧力センサが設けられている。
先ず、図3を参照して、部品テープ19について説明する。部品テープ19は複数の部品Eが収容されたテープであり、複数の収容凹部19Aが長手方向に等間隔に設けられているキャリアテープ19B、各収容凹部19Aに収容されている部品E、及び、収容凹部19Aを塞ぐためにキャリアテープ19Bに貼り付けられるトップテープ19Cを有している。部品テープ19の幅方向の一方の側には後述するフィーダ20(図1参照)に設けられているスプロケット22の歯が挿入される送り穴19Dが長さ方向に沿って等間隔で設けられている。
図5に示すように、部品実装装置2は制御部30及び操作部31を備えている。制御部30は演算処理部32、モータ制御部33、記憶部34、画像処理部35、外部入出力部36、フィーダ通信部37などを備えている。
モータ制御部33は演算処理部32の制御の下でX軸サーボモータ38、Y軸サーボモータ39、Z軸サーボモータ40、R軸サーボモータ41、コンベア駆動モータ42などの各モータの運転、停止、及び回転速度を制御する。
記憶部34は電源をオフにしてもデータが消えない書き換え可能な記憶装置(ハードディスク等)である。記憶部34には表面実装機1の実装動作を制御するための各種のデータが記憶されている。各種のデータには生産が予定されているプリント基板Pの生産枚数や品種に関する情報、部品Eの実装座標や実装角度に関する情報、部品Eの実装順序に関する情報、部品Eの吸着に関する情報、後述するテーブル(図12参照)などが含まれる。
外部入出力部36はいわゆるインターフェースであり、部品実装装置2の本体に設けられている各種センサ類43(エジェクタから供給される負圧を計測する圧力センサを含む)から出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部36は演算処理部32から出力される制御信号に基づいて各種アクチュエータ類44(エジェクタを含む)に対する動作制御を行うように構成されている。
フィーダ通信部37は各フィーダ20に接続されており、複数のフィーダ20を統括して制御する。
制御部30及び表示部31Aは表示装置の一例である。
図6において丸印50及び丸印51はプリント基板Pにおいて部品Eが実装される実装位置を示している。図6に示す状態は、丸印50によって示される実装位置に部品E(便宜上、「前の部品E」という)を実装した直後の状態である。図6に示す状態では、実装ヘッド18は丸印50に位置しており、実装ヘッド18の上下方向の位置は上下方向の可動範囲の上限位置である。表面実装機1は、前の部品Eの実装が終了すると、実装ヘッド18を図4に記載のテープ送出装置の部品供給位置Sに移動させて次の部品Eを吸着し、吸着した次の部品Eを丸印51で示される実装位置に実装する。
吸着エラーとは、部品Eの吸着に失敗するエラー、及び、吸着した部品Eを実装位置に搬送する途中で部品Eが落下するエラーのことをいう。
制御部30は、実装ヘッド18によって部品Eを吸着した後、部品撮像カメラ14によって部品Eを下から撮像する。制御部30は、撮像した画像を解析することによって実装ヘッド18に部品Eが吸着されているか否かを判断し、部品Eが吸着されていなく、撮像されていない場合は吸着エラーが発生したと判断する。制御部30は、部品Eを吸着した後、その部品Eを実装位置に搭載する前に負圧が密閉レベル未満になった場合(すなわちヘッドユニット12の移動途中に部品Eが実装ヘッド18から落下した場合)も吸着エラーが発生したと判断する。また、吸着動作の終了後、負圧が密閉レベルに到達しない場合(部品Eの吸着姿勢が例えば、斜めであった場合)も吸着エラーが発生したと判断する。
グラフ表示欄71には3つのグラフが表示される。グラフ73は部品テープ19の送り量のグラフである。実線76は部品テープ19の送りが遅れ、吸着エラーが発生したときの部品テープ19の送り量の時間的変化、点線77は部品テープ19の送りが正常であり、吸着エラーが発生しなかったときの部品テープ19の送り量の時間的変化を表している。
グラフ75はエジェクタによって供給される負圧のグラフである。実線81は吸着エラーが発生したときの負圧の時間的変化、点線82は吸着エラーが発生しなかったときの負圧の時間的変化を表している。
図8に示す例では、部品テープ19の送り量のグラフ73及び負圧のグラフ75において、実装ヘッド18が部品Eに接触する高さまで下降した時(時点T1)から実装ヘッド18が上昇を開始した時(時点T2)までの期間に、吸着エラーが発生したときと吸着エラーが発生しなかったときとで時間的変化に違いが生じている。XYZ方向の位置のグラフ74は違いが生じていない。
図9に示す例では、負圧のグラフ75において、実装ヘッド18が部品Eに接触する高さまで下降した時(時点T1)から実装ヘッド18が上昇を開始した時(時点T2)までの期間に、吸着エラーが発生したときと発生しなかったときとで負圧の時間的変化に違いが生じている。具体的には、実装ヘッド18が部品Eに接触する高さまで下降した時点では負圧が開放レベルまで上昇しているが、実装ヘッド18が上昇を開始した時点で負圧が基準レベル(開閉レベルと密閉レベルとの間に設定されている所定の負圧レベル)まで上昇していない。部品テープ19の送り量のグラフ73及びXYZ方向の位置のグラフ74は違いが生じていない。このことから、負圧に異常があることが判る。このため、図9に示す例では、吸着エラーが発生した原因は負圧異常であると考えられる。
部品ハンドリング異常とは、実装ヘッド18によって部品Eが吸着されたが、部品Eを実装位置に搬送する途中で部品Eが落下したことをいう。また、実装ヘッド18の上昇速度が速過ぎると部品Eが追従できずに落下することによって部品ハンドリング異常が発生することもある。
Z方向の位置異常とは、実装ヘッド18が正常に下降又は上昇していないことをいう。
図11に示す例では、Z方向の位置のグラフにおいて、実装ヘッド18が下降を開始したときから実装ヘッド18が部品Eに接触する高さまで下降した時(時点T1)までの期間に、吸着エラーが発生したとき(実線66)と発生しなかったとき(点線83)とで時間的変化に違いが生じている。図11に示す例では負圧のグラフ75にも違いが生じている。部品テープ19の送り量のグラフ及びXY方向の位置のグラフは違いが生じていない。
図8に示すように、原因・対策表示欄72には吸着エラーの原因とその対策が表示される。前述した図9から図11に示すグラフから判るように、グラフには吸着エラーの原因に応じた特徴が表れる。図12に示すように、記憶部34にはグラフに表れる特徴とその特徴に対応するエラー原因及び対策が対応付けられているテーブルが予め記憶されている。制御部30はグラフから吸着エラーの特徴を判断し、判断した特徴に対応するエラー原因及び対策をテーブルから読み出して原因・対策表示欄72に表示する。
以下、具体的に説明する。以下に示す原因及び対策は一例である。吸着エラーの原因及び対策はこれらに限られるものではない。
このため、図12に示すように、テーブルには「部品テープの送り不良」の対策として「リール状態の確認。フィーダの確認。送り停止時間の確認。部品テープの送り速度の確認。」が対応付けられている。
このため、図12に示すように、テーブルには「負圧異常」の対策として「吸着位置の確認、再教示。吸着ノズルの確認、再選定。吸着時間の確認。」が対応付けられている。
実施形態1に係る表示装置(制御部30及び表示部31A)によると、吸着に関係する2以上の装置(フィーダ20、ヘッド移動部13、ヘッドユニット12、エジェクタ)について、それぞれ吸着エラーが発生したときの当該装置の動作量に関連する値の時間的変化と、吸着エラーが発生しなかったときの当該装置の動作量に関連する値の時間的変化とを表示する。このため、これらの装置について吸着エラーが発生したときの動作と吸着エラーが発生しなかったときの動作との違いを視覚化(所謂見える化)できる。このようにすると、オペレータは吸着エラーが発生したときと吸着エラーが発生しなかったときとで動作に違いがある装置を容易に把握できるので、複数の装置の動作を総合的に判断して吸着エラーの原因を特定することが容易になる。このため表示装置によると、吸着エラーの解決が容易になる。
実施形態2に係る表面実装機1は実施形態1の変形例である。実施形態2に係る制御部30は、吸着エラーの解決支援処理において、エラー原因を解消するための対策が、制御部30が自動で実行できる対策である場合は、当該対策を自動で実行する。
例えば、エラー原因が部品テープ19の送り不良である場合、エラー原因を解消するための対策には「リール状態の確認。フィーダの確認。送り停止時間の確認。部品テープの送り速度の確認。」がある。このうち「部品テープの送り速度の確認」は、吸着エラーが発生したときに部品Eが部品供給位置Sに到達した時刻と吸着エラーが発生しなかったときに部品Eが部品供給位置Sに到達した時刻との差に応じて制御部30が部品テープ19の送り速度を変更することにより、自動で実行できる対策である。例えば、吸着エラーが発生したときに部品Eが部品供給位置Sに到達した時刻が、吸着エラーが発生しなかったときに部品Eが部品供給位置Sに到達した時刻より遅れた(早かった)場合は、遅れた(早かった)時間に基づいて送り速度を自動的に早く(遅く)することより、送り不良が生じないようにすることができる。「送り停止時間の確認」も自動で実行できる対策である。
エラー原因が部品ハンドリング異常である場合、「実装ヘッドの上昇速度の低減」は、部品Eが落下しないように制御部30が実装ヘッド18の上昇速度を遅くすることにより、自動で実行できる対策である。
実施形態3は実施形態1または実施形態2の変形例である。実施形態3に係る制御部30は、吸着エラーが発生したときに直ちに吸着エラーの解決支援処理を実行するのではなく、吸着エラーが発生し、且つ、吸着率が所定の閾値より低い場合に吸着エラーの解決支援処理を実行する。吸着率とは、部品Eの吸着を実行した回数に対する部品Eの吸着に成功した回数の割合をいう。
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。
例えば、表示部に切替ボタンを表示し、作業者が切替ボタンを操作することにより、吸着エラーが発生したときの装置の動作量に関連する値の時間的変化と吸着エラーが発生しなかったときの装置の動作量に関連する値の時間的変化とが切り替え表示されてもよい。
また、表示部に表示されている同じ表示画面で、吸着エラーが発生したときの装置の動作量に関連する値の時間的変化と吸着エラーが発生しなかったときの装置の動作量に関連する値の時間的変化とが短時間毎に自動的に切り替え表示されてもよい。
なお、各装置の動作量に関連する値の時間的変化は表示部31Aの異なるウィンドウに表示されてもよい。また、表示部31Aが例えば並んで複数ある場合、装置の動作量に関連する値の時間的変化は互いに異なる表示部31Aに表示されてもよい。
Claims (11)
- 部品を保持してワークに搭載する表面実装機に関する情報を表示する表示装置であって、
表示部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記表面実装機を構成している複数の装置のうち前記部品の保持に関係する2以上の装置について、保持エラーが発生したときの当該装置の動作量に関連する値の時間的変化と、保持エラーが発生しなかったときの当該装置の動作量に関連する値の時間的変化とを前記表示部に表示する、表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置であって、
前記制御部は、保持エラーが発生したときの前記関連する値の時間的変化と保持エラーが発生しなかったときの前記関連する値の時間的変化とを2以上の前記装置について同時に表示する、表示装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の表示装置であって、
前記表面実装機は、部品供給位置に前記部品を送る部品供給装置、前記部品供給位置に送られた前記部品を負圧によって保持する実装ヘッド、前記実装ヘッドを移動させるヘッド移動装置、前記実装ヘッドを昇降させるヘッド昇降装置、及び、前記実装ヘッドに負圧を供給する負圧供給装置を備え、
前記部品の保持に関係する2以上の前記装置は、前記部品供給装置、前記ヘッド移動装置、前記ヘッド昇降装置及び前記負圧供給装置のうち少なくとも2つを含む、表示装置。 - 請求項3に記載の表示装置であって、
前記制御部は、保持エラーが発生しなかったときの期間であって、前記ヘッド昇降装置によって前記実装ヘッドが前記部品に接触する高さとして予め設定されている高さまで下降した時から前記実装ヘッドが上昇を開始した時までの期間を前記表示部に更に表示する、表示装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記制御部は、前記部品の保持に関係する2以上の装置についての保持エラーが発生したときの前記関連する値の時間的変化と保持エラーが発生しなかったときの前記関連する値の時間的変化とから保持エラーの特徴を判断し、判断した特徴に対応するエラー原因を前記表示部に更に表示する、表示装置。 - 請求項5に記載の表示装置であって、
前記制御部は、前記エラー原因を解消するための対策を前記表示部に更に表示する、表示装置。 - 請求項6に記載の表示装置であって、
前記制御部は、保持エラーが発生したときの前記関連する値の時間的変化、保持エラーが発生しなかったときの前記関連する値の時間的変化、前記エラー原因、及び、前記対策を同時に表示する、表示装置。 - 請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記制御部は前記表面実装機の制御部を兼ねており、前記エラー原因を解消するための対策が、前記制御部が自動で実行できる対策である場合は、当該対策を実行する、表示装置。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記制御部は、保持エラーが発生し、且つ、保持率が閾値より低い場合に、保持エラーが発生したときの前記関連する値の時間的変化と、保持エラーが発生しなかったときの前記関連する値の時間的変化とを前記表示部に表示する、表示装置。 - 部品を保持してワークに搭載する表面実装機であって、
表示部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、当該表面実装機を構成している複数の装置のうち前記部品の保持に関係する2以上の装置について、保持エラーが発生したときの当該装置の動作量に関連する値の時間的変化と、保持エラーが発生しなかったときの当該装置の動作量に関連する値の時間的変化とを前記表示部に表示する、表面実装機。 - 部品を保持してワークに搭載する表面実装機に関する情報を表示する表示方法であって、
前記表面実装機を構成している複数の装置のうち前記部品の保持に関係する2以上の装置について、保持エラーが発生したときの当該装置の動作量に関連する値の時間的変化と、保持エラーが発生しなかったときの当該装置の動作量に関連する値の時間的変化とを表示部に表示するステップを含む、表示方法。
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