JP7423265B2 - 部品保持状態取得装置 - Google Patents
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Description
部品供給装置4は、複数のテープフィーダ14を含む。テープフィーダ14は、それぞれ、テープを利用して電子部品(以下、部品と略称する)sを供給するものである。
基板搬送保持装置6は、回路基板20(以下、基板20と略称する)をX方向に搬送して保持するものであり、一対のコンベアである基板搬送装置22と、予め定められた位置に搬送された基板20を保持する基板保持装置24とを含む。
なお、符号36はカメラを表す。カメラ36は、実装ヘッド30を下方から撮像するものである。
回転体52は、ヘッド本体50に鉛直な回転軸線Lのまわりに回転可能に保持される。回転体52には、その回転軸線Lを中心とする一円周上の適宜の間隔を隔てた複数の位置(本実施例においては、6つの位置)にそれぞれ、回転昇降軸54が、回転軸線Lと平行な方向に相対移動可能、かつ、回転軸線Lと平行な軸線回りに自転可能に保持されている。以下、回転軸線L、または、回転軸線Lと平行な軸線を単に軸線と称し、回転軸線Lと平行な方向を単に軸線方向と称する場合がある。
図3(a),(b)に示すように、回転昇降軸54の本体である昇降軸本体62の下端部には、その下端面に開口して有底の嵌合穴64が設けられ、嵌合穴64の内周側に概して筒状を成す嵌合部材66が嵌合され、嵌合部材66の内周側に吸着ノズル60のノズル本体68が嵌合される。ノズル本体68は、軸線方向に伸び、上部の小径部と下部の大径部とを有する段付き形状を成す。ノズル本体68の小径部の一部が嵌合部材66の内周側に嵌合され、小径部の嵌合部材66から突出した上端部にはフランジである上部フランジ70が形成される。上部フランジ70と嵌合部材66の上面との間には、弾性部材としてのスプリング72が設けられる。
回転体52には、6個の吸着ノズル60の各々に対応して圧力センサ100(図4に1つを示す)が設けられている。圧力センサ100は、圧力通路90,92の圧力を検出するものである。
回転体回転装置110は、電動モータである回転体回転駆動モータ120を備え、回転体回転駆動モータ120により回転体52をヘッド本体50に対して回転軸線Lの回りに回転させる。
ノズル回転装置112は、電動モータであるノズル回転駆動モータ122と、複数のギヤ124~130とを含む。ギヤ124は、ノズル回転駆動モータ122の出力軸と一体的に回転可能に取り付けられ、ギヤ130は回転昇降軸54と一体的に回転可能に取り付けられる。これら複数のギヤ124~130の噛合により、ノズル回転駆動モータ122の回転が回転昇降軸54に伝達され、回転昇降軸54が回転させられ、吸着ノズル60が回転させられる。
第1昇降装置140は、電動モータである第1昇降駆動モータ144,昇降部材146,第1昇降駆動モータ144の回転を昇降部材146の昇降に変換する運動変換機構148,スプリング132等を含む。昇降部材146は、ヘッド本体50に保持部147において軸線方向の相対移動可能に保持される。また、昇降部材146は、回転昇降軸54に係合する係合部150を有する。
昇降部材146の下降に伴って係合部150が下降させられ、回転昇降軸54がスプリング132の弾性力に抗して下降させられる。係合部150が上昇した場合には、スプリング132の弾性力により回転昇降軸54の上昇が許容される。回転昇降軸54の昇降に伴って吸着ノズル60が昇降させられる。
また、ロードセル156の検出値は、係合部154に加えられる上向き荷重が大きい場合は大きくなり、係合部154に加えられる下向き荷重が大きい場合は小さくなる。
制御装置10は、コンピュータを主体とするコントローラ202と、複数の駆動回路204とを含み、コントローラ202には、ロードセル156、圧力センサ100、吸着ノズル60が第1上昇端位置にあるか否かを検出する第1上昇端位置センサ208等が接続されるとともに、駆動回路204を介してしてヘッド移動装置32、回転体回転駆動モータ120を備えた回転体回転装置110、ノズル回転駆動モータ122を備えたノズル回転装置112、第1昇降駆動モータ144を備えた第1昇降装置140、リニアモータ152を備えた第2昇降装置142等が接続される。
また、リニアモータ152に設けられたリニアエンコーダ210,電流センサ212の検出値は駆動回路204を介してコントローラ202に供給される。リニアエンコーダ210はリニアモータ210の出力軸のストロークを検出するものであり、電流センサ212はリニアモータ152に流れる電流を検出するものである。コントローラ202には、さらに、報知装置214が接続される。報知装置214は例えばディスプレイとすることができる。
本実装ヘッド30はヘッド移動装置32により、テープフィーダ14の上方と、基板保持装置24により保持された基板20の上方との間を水平移動させられる。
部品sの吸着時には、バルブ装置96の制御により、圧力通路90,92に負圧が供給された状態で、第1昇降装置140により吸着ノズル60がヘッド本体50および回転体52に対して昇降させられる。
部品sの装着時には、吸着ノズル60が第1昇降装置140によりヘッド本体50および回転体52に対して昇降させられるとともに、第2昇降装置142により回転昇降軸54に対して昇降させられる。
吸着ノズル60における部品の保持状態は、カメラ36の撮像画像に基づいて取得されるが、カメラ36の撮像後の実装ヘッド30の水平移動中に、部品sが落下する場合がある。その場合には、部品sが基板20に装着されず、不良品が製造される。
そこで、本実施例においては、実装ヘッド30の水平移動中に、吸着・装着位置にある吸着ノズル60における部品sの保持状態、すなわち、部品sを保持している状態にあるか部品sを保持していない状態にあるか(部品sを保持している状態から部品sが落下して、保持していない状態に変わったこと)が取得される。
係合部154の設定位置において、吸着ノズル60には予め定められた大きさの下向きの押付力が加えられ、吸着ノズル60は第2上昇端位置よりわずか下方に移動させられる。それにより、ロードセル156の検出値は、設定値F0となる。設定値F0は、押付力の反力であり、上向き荷重を表す値である。反力は、スプリング72の弾性力により加えられる。本実施例において、設定値F0を保持前検出値と称する。
ΔFth=α*|F0-F1|
とすることができる。
図6のフローチャートで表す第1しきい値決定プログラムは、吸着ノズル60による部品sの装着作業の実行開始時に実行される。ステップ1(以下、S1と略称する。他のステップについても同様とする。)において、係合部154が設定位置にあるか否かが判定され、S2において、負圧供給状態であるか否かが判定される。S1,2の判定がYESになった場合には、S3において、ロードセル156の検出値である保持前検出値F0が取得され、記憶される。次に、S4,5において、吸着ノズル60により部品sが吸着保持されたか否か、吸着ノズル60が第1上昇端位置にあるか否かが判定される。例えば、吸着ノズル60が負圧供給状態いあり、かつ、第1昇降装置140により吸着ノズル60が下降させられた場合には、吸着ノズル60により部品sが吸着保持されたと判定される。S4,5の判定がYESになった場合には、S6において、ロードセル156の検出値である保持中検出値F1が取得され、記憶される。そして、S7において、第1しきい値ΔFthが、予め定められた関数fに保持前検出値F0,保持中検出値F1を代入して取得される。例えば、上述のように、保持前検出値F0と保持中検出値F1との差の絶対値に比率αを掛けることにより取得することができるのである。
S21において、ロードセル156により検出値Fが取得され、S22において、今回の検出値から前回の検出値を引いた値である検出値の変化量の絶対値|ΔF|が取得され、第1しきい値ΔFthより大きいか否かが判定される。S22の判定がNOである場合には、部品sは保持されている状態にあると判定される。S22の判定がYESである場合には、S23において、部品sが落下した、換言すれば、部品sを保持していない状態にあると判定され、S24において、そのことが報知される。
また、カメラ36の撮像画像に基づく場合には、色、形状等に基づいて部品sの保持状態が取得されるが、ロードセル156の検出値に基づけば、部品sの色、形状等に基づくことなく、部品sの保持状態を取得することができる。
さらに、カメラ36による撮像画像と、ロードセル156の検出値との両方に基づく場合には、部品sの保持状態を正確に取得することが可能となる。
また、上記実施例においては、ロードセル156の実際の検出値である保持前検出値F0と保持中検出値F1とに基づいて第1しきい値ΔFthが決定される場合について説明したが、吸着ノズル60によって保持される部品sは予め決まっているため、その部品s(以下、予めJOB情報等に基づき決まっている部品sを正規の部品sと称する。正規の部品sは対象電子部品でもある。)が吸着ノズル60に保持されている状態におけるロードセル156の検出値である保持中検出値F1は予め取得できる。そのため、第1しきい値ΔFthは予め決めておくことができる。
Fth=F0+β(F1-F0)=β*F1+(1-β)*F0
とすることができる。比率βは0より大きく1より小さい値であり、例えば、0.5とすることができる。また、第2しきい値Fthは、その都度決めても、予め決めておいてもよい。
Fa=F1-γ
Fb=F1+γ
そして、ロードセル156の検出値Fが設定範囲(Fa~Fb)から外れている場合には、吸着ノズル60において、異物または正規の部品sとは異なる部品が保持されている状態にあると判定することができる。
以下、本実施例において、保持中検出値F1が保持前検出値F0より小さい場合について説明する。
S31において、ロードセル156の検出値Fが取得され、S32において、検出値Fが第2しきい値Fthより大きいか否かが判定される。判定がNOである場合には、さらに、S33において、検出値Fが設定範囲内Fa~Fbの間にある(Fa<F<Fb)か否かが判定される。判定がYESである場合には、吸着ノズル60において正規の部品sが保持された状態にあると判定される。
それに対して、判定がNOである場合には、S34において、吸着ノズル60において異物または正規の部品sとは異なる部品が保持されている状態にあると判定され、S35において、そのことが報知される。また、S32の判定がYESである場合には、S36において、部品sが保持されていない状態であると判定され、S35において、そのことが報知される。
図9のフローチャートで表される部品保持状態取得プログラムは、回転体52が60°ずつ回転する毎、すなわち、間欠回転する毎に1回実行される。S41において、吸着ノズル60が第2上昇端位置にあるか否かが判定される。S41の判定がYESである場合には、S42において、係合部154が設定位置に位置するようにリニアモータ152が制御される。そして、S43において、ロードセル156の検出値Fが取得され、S44において、第2しきい値Fthより大きいか否かが判定され、判定がNOである場合には、部品sが保持されている状態であると判定され、判定がYESである場合には、S45において、部品sが保持されていない状態であると判定され、S46において、そのことが報知される。
その場合の一例を図10,11に示す。
チャック200は、嵌合部材66にスプリング202により上方に付勢された状態で保持される。チャック200は、一対の把持爪210a、210bと、図示を省略するが、これら一対の把持爪210a、210bを接近・離間させる駆動源(例えば、エアシリンダまたは電動モータ等とすることができる。)とを含む。一対の把持爪210a、210bを接近させることにより部品sが把持される。
その他、上記実施例における場合と同様に、図8,9のフローチャートで表される部品保持状態取得プログラムを実行することにより、チャック200における部品sの保持状態を取得することができる。
Claims (6)
- 部品供給装置によって供給された電子部品を保持して、回路基板の予め定められた位置に装着する実装機に設けられ、前記電子部品を保持する部品保持具の前記電子部品の保持状態を取得する部品保持状態取得装置であって、
前記部品保持具が、前記部品供給装置によって供給される予め定められた電子部品である対象電子部品を保持するものであり、
当該部品保持状態取得装置が、
前記部品保持具に加えられる荷重を検出する荷重センサを含み、前記荷重センサの検出値が、前記対象電子部品に基づいて決まる設定範囲から外れている場合には、前記部品保持具において前記対象電子部品が保持されていない状態であると取得するものである部品保持状態取得装置。 - 部品供給装置によって供給された電子部品を保持して、回路基板の予め定められた位置に装着する実装機に設けられ、前記電子部品を保持する部品保持具の前記電子部品の保持状態を取得する部品保持状態取得装置であって、
前記部品保持具に加えられる荷重を検出するロードセルまたはリニアモータを含み、前記ロードセルまたはリニアモータの検出値に基づいて、前記部品保持具における前記電子部品の保持状態を取得する部品保持状態取得装置。 - 当該部品保持状態取得装置が、前記ロードセルまたはリニアモータの検出値が第1しきい値以上変化した場合に、前記部品保持具において保持されていた前記電子部品が落下したと取得するものである請求項2に記載の部品保持状態取得装置。
- 当該部品保持状態取得装置が、前記ロードセルまたはリニアモータの検出値が第2しきい値を越えた場合に、前記部品保持具において前記電子部品が保持されていない状態にあると取得するものである請求項2または3に記載の部品保持状態取得装置。
- 前記実装機が、
前記部品保持具を昇降させる昇降装置を備え、前記部品保持具を前記昇降装置により昇降可能に保持する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを水平方向に移動させるヘッド移動装置とを含み、
当該部品保持状態取得装置が、前記部品保持具が前記部品供給装置から供給された前記電子部品を保持するための作業を行った後、前記昇降装置により上昇端位置に達し、前記実装ヘッドが前記ヘッド移動装置により水平移動させられている場合の、前記ロードセルまたはリニアモータの検出値に基づいて、前記部品保持具における前記電子部品の保持状態を取得するものである請求項2ないし4のいずれか1つに記載の部品保持状態取得装置。 - 前記実装ヘッドが、前記部品保持具に上方に向かう弾性力を付与する弾性部材を含み、
前記実装機が、前記部品保持具の被係合部に係合可能な係合部を含み、前記係合部を介して前記部品保持具に下方に向かう押付力を付与する押付力付与装置を含み、
当該部品保持状態取得装置が、前記押付力付与装置により前記部品保持具に予め定められた大きさの前記押付力が加えられ、前記係合部に反力としての前記弾性部材により上向きの弾性力が付与された状態における前記ロードセルまたはリニアモータの検出値に基づいて、前記部品保持具における前記電子部品の保持状態を取得するものである請求項5に記載の部品保持状態取得装置。
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