JP7425693B2 - component mounting machine - Google Patents
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Description
本開示は、部品実装機に関する。 The present disclosure relates to a component mounting machine.
従来、吸着ノズルを備えたヘッドユニットにより電子部品を吸着し、ヘッドユニットを回路基板上に移動させて部品を回路基板に実装する部品実装機として、特開２００５－３８９１０号公報（下記特許文献１）に記載の部品実装機が知られている。この部品実装機は、サーボモータなどの駆動部によりヘッドユニットなどの移動部をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｒ軸の各方向に移動させる。駆動部が正常なとき、移動部を所定の移動ストロークで移動させたときに所定の移動領域で発生する速度偏差、位置偏差などの制御偏差を制御偏差の既定値としてコントローラに記憶しておく。そして、各駆動部の自己診断を行う場合、各駆動部により移動部を前記の移動ストロークで移動させたときに前記移動領域で発生する制御偏差を前記記憶した既定値と比較し、その比較結果に基づいて駆動部の異常を判定する。この自己診断は、部品実装機の製造時の組み立て完了後の試験時やメンテナンス時に実行されるため、実装基板の生産中に実装不良が発生してその不良発生調査のために生産を停止せざるを得ない計画外停止を抑制できる。
Conventionally, a component mounting machine that sucks electronic components with a head unit equipped with a suction nozzle, moves the head unit onto a circuit board, and mounts the components on the circuit board is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-38910 (
上記の部品実装機はサーボモータの異常を検知できたとしても、ヘッドユニットの吸着ノズルの位置ずれや基板認識カメラの位置ずれなどの位置ずれ不良を検知できないため、位置ずれ不良による計画外停止が発生するおそれがある。このように上記の部品実装機では、吸着ノズルの位置ずれや基板認識カメラの位置ずれなどの判断材料となる位置測定を行っていないため、不良発生前に異常を検知できなかった。 Even if the above-mentioned component mounting machine can detect abnormalities in the servo motor, it cannot detect misalignment such as misalignment of the suction nozzle of the head unit or misalignment of the board recognition camera, resulting in unplanned stoppages due to misalignment. There is a possibility that this may occur. As described above, the above-mentioned component mounter does not perform position measurements that can be used to determine the positional deviation of the suction nozzle or the positional deviation of the board recognition camera, and therefore cannot detect abnormalities before they occur.
本開示の部品実装機は、ヘッドユニットを備えた部品実装機であって、対象物の位置を測定するとともに、前記対象物の位置を特定する基準となるマーカーの位置を測定する測定部と、前記マーカーの測定後の位置をその基準位置に一致させるようにして前記対象物の測定後の位置を補正することで前記対象物の補正後の位置を算出する補正部と、を備え、前記マーカーの位置に対する前記対象物の位置の相対的な位置関係は予め決まっており、前記マーカーの位置と前記相対的な位置関係とから算出される前記対象物の位置を前記対象物の基準位置とした場合、前記対象物の補正後の位置が前記対象物の基準位置からずれている場合に、判定ロジックを用いて異常個所を特定する、部品実装機である。 A component mounter of the present disclosure is a component mounter equipped with a head unit, and includes a measurement unit that measures the position of a target object and also measures the position of a marker that serves as a reference for specifying the position of the target object. a correction unit that calculates the corrected position of the object by correcting the measured position of the object so that the measured position of the marker matches its reference position; A relative positional relationship between the position of the target object and the position of the target object is determined in advance, and the position of the target object calculated from the position of the marker and the relative positional relationship is set as the reference position of the target object. In this case, if the corrected position of the object deviates from the reference position of the object, the component mounter uses determination logic to identify an abnormal location.
本開示によれば、対象物の位置を測定することで、不良発生前に異常を検知できる。 According to the present disclosure, by measuring the position of a target object, an abnormality can be detected before a failure occurs.
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の部品実装機は、ヘッドユニットを備えた部品実装機であって、対象物の位置を測定するとともに、前記対象物の位置を特定する基準となるマーカーの位置を測定する測定部と、前記マーカーの測定後の位置をその基準位置に一致させるようにして前記対象物の測定後の位置を補正することで前記対象物の補正後の位置を算出する補正部と、を備え、前記マーカーの位置に対する前記対象物の位置の相対的な位置関係は予め決まっており、前記マーカーの位置と前記相対的な位置関係とから算出される前記対象物の位置を前記対象物の基準位置とした場合、前記対象物の補正後の位置が前記対象物の基準位置からずれている場合に、判定ロジックを用いて異常個所を特定する、部品実装機である。
[Description of embodiments of the present disclosure]
First, embodiments of the present disclosure will be listed and described.
(1) The component mounter of the present disclosure is a component mounter equipped with a head unit, and measures the position of a target object as well as the position of a marker that serves as a reference for specifying the position of the target object. and a correction unit that calculates the corrected position of the object by correcting the measured position of the object so that the measured position of the marker matches its reference position. , the relative positional relationship between the position of the target object and the position of the marker is determined in advance, and the position of the target object calculated from the position of the marker and the relative positional relationship is used as a reference for the target object. In the case of position, the component mounting machine uses determination logic to identify an abnormal location when the corrected position of the target object deviates from the reference position of the target object.
測定部によってマーカーの位置を測定することで熱的変化や動的変形による対象物の位置変化量を測定できるため、マーカーの位置に基づいて対象物の測定後の位置を補正することで対象物の補正後の位置を算出できる。対象物の補正後の位置を確認することで対象物の位置ずれなどの状態を知ることができる。対象物の補正後の位置が対象物の基準位置からずれている場合、判定ロジックを用いて異常個所を特定できるから、不良発生前に異常を検知できる。 By measuring the position of the marker using the measurement unit, it is possible to measure the amount of change in the position of the target due to thermal changes or dynamic deformation. The position after correction can be calculated. By checking the corrected position of the object, it is possible to know the state of the object, such as positional deviation. If the corrected position of the object deviates from the reference position of the object, the abnormality can be identified using the determination logic, so the abnormality can be detected before it occurs.
（２）前記対象物は、前記ヘッドユニットに備えられた実装ヘッドであり、前記実装ヘッドが部品を吸着し、前記実装ヘッドの移動により前記部品を基板に実装し、前記測定部は、前記部品の実装位置ずれを防止するために用いられるカメラであることが好ましい。
部品の実装位置ずれの原因となり得る対象物の補正後の位置を測定することで、大きな実装位置ずれの不良発生前に異常を検知できる。また、判定ロジックを用いて異常個所を特定することで交換または修正をするべき対象物を特定することができる。
(2) The target object is a mounting head provided in the head unit, the mounting head sucks the component and mounts the component on the board by moving the mounting head, and the measurement unit Preferably, the camera is used to prevent the mounting position of the camera from shifting.
By measuring the corrected position of an object that may cause a component mounting position shift, it is possible to detect an abnormality before a large mounting position shift occurs. In addition, by identifying abnormalities using determination logic, it is possible to identify objects that should be replaced or repaired.
（３）前記マーカーは、前記実装ヘッドの位置を特定する基準となるヘッドユニットマーカーであり、前記カメラは、前記実装ヘッドの位置を測定するとともに、前記ヘッドユニットマーカーの位置を測定する部品カメラであることが好ましい。判定ロジックとしては熱的変化による位置変化と機械的要因による位置変化とを切り分けることができるものを用いることが好ましい。
部品の実装位置ずれの原因となり得る部品カメラの位置、実装ヘッドの位置、およびヘッドユニットマーカーの位置を測定することで、大きな実装位置ずれの不良発生前に異常を検知できる。また、判定ロジックを用いて異常個所を特定することで、ヘッドユニットにおいて交換または修正をするべき部位を特定することができる。
(3) The marker is a head unit marker that serves as a reference for specifying the position of the mounting head, and the camera is a component camera that measures the position of the mounting head and the position of the head unit marker. It is preferable that there be. It is preferable to use a determination logic that can distinguish between positional changes due to thermal changes and positional changes due to mechanical factors.
By measuring the position of the component camera, the position of the mounting head, and the position of the head unit marker, which can cause a component mounting position shift, it is possible to detect an abnormality before a large mounting position shift occurs. In addition, by identifying abnormalities using determination logic, it is possible to identify parts of the head unit that should be replaced or repaired.
（４）ベースと前記ベース上に設けられたヘッドユニットとを備えた部品実装機であって、前記ベースの上面にはベースマーカーが配置され、前記ヘッドユニットには前記ベースマーカーの位置を測定するマークカメラが設けられており、前記ベースマーカーは前記ベースに固定されており、前記ベースマーカーの位置は変わらないから、前記ベースマーカーの位置を前記ベースマーカーの基準位置とした場合に、前記マークカメラによって測定された前記ベースマーカーの測定後の位置が前記ベースマーカーの基準位置からずれている場合に、判定ロジックを用いて異常個所を特定することが好ましい。判定ロジックとしては熱的変化による位置変化と機械的要因による位置変化とを切り分けることができるものを用いることが好ましい。
ベースマーカーの補正後の位置がベースマーカーの基準位置からずれている場合、判定ロジックを用いて異常個所を特定できるから、不良発生前に異常を検知できる。すなわち、部品の実装位置ずれの原因となり得るマークカメラの位置およびベースマーカーの位置を測定することで、大きな実装位置ずれの不良発生前に異常を検知できる。また、異常個所を特定することで、マークカメラおよびベースマーカーにおいて交換または修正をするべき部位を特定することができる。
(4) A component mounting machine comprising a base and a head unit provided on the base, wherein a base marker is arranged on the upper surface of the base, and the head unit measures the position of the base marker. A mark camera is provided, and the base marker is fixed to the base, and the position of the base marker does not change. Therefore, when the position of the base marker is set as the reference position of the base marker, the mark camera If the measured position of the base marker deviates from the reference position of the base marker, it is preferable to use determination logic to identify an abnormal location. It is preferable to use a determination logic that can distinguish between positional changes due to thermal changes and positional changes due to mechanical factors.
If the corrected position of the base marker deviates from the reference position of the base marker, the abnormality can be identified using the determination logic, so the abnormality can be detected before it occurs. That is, by measuring the position of the mark camera and the position of the base marker, which may cause a component mounting position shift, it is possible to detect an abnormality before a large mounting position shift occurs. Furthermore, by identifying the abnormal location, it is possible to identify the parts of the mark camera and base marker that should be replaced or corrected.
（５）前記補正部によって算出された前記対象物の補正後の位置を記憶させる記憶部を備え、前記測定部による次回以降の測定時に、前記記憶部によって記憶された前記対象物の補正後の位置を前記対象物の基準位置として使用することが好ましい。
機械的な修理をすることなく、生産が継続できるため、修理に要する時間を短縮できる。
(5) A storage unit that stores the corrected position of the target object calculated by the correction unit, and the corrected position of the target object stored by the storage unit at the time of next and subsequent measurements by the measurement unit. Preferably, the position is used as a reference position for the object.
Production can continue without mechanical repairs, reducing the time required for repairs.
（６）一回の入力操作で前記測定部による測定動作、前記補正部による補正算出動作、および前記記憶部による記憶動作を順次自動的に実行させる制御部と、前記補正部によって補正算出された前記対象物の補正後の位置を表示させる表示部と、を備えることが好ましい。
一回の入力操作で全ての動作を実行し、異常個所を特定できるため、自己診断が容易になる。
(6) a control unit that automatically sequentially executes a measurement operation by the measurement unit, a correction calculation operation by the correction unit, and a storage operation by the storage unit with a single input operation; It is preferable to include a display unit that displays the corrected position of the target object.
Self-diagnosis becomes easier because all operations can be performed and abnormalities can be identified with a single input operation.
［本開示の実施形態１の詳細］
本開示の部品実装機の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。実施形態は、図１に示すように、電子部品等の部品Ｅをプリント基板等の基板Ｂ上に実装する部品実装機１０を例示している。
[Details of
A specific example of the component mounting machine of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to these examples, but is indicated by the scope of the claims, and is intended to include all changes within the meaning and range equivalent to the scope of the claims. As shown in FIG. 1, the embodiment exemplifies a
＜部品実装機の全体構成＞
部品実装機１０は、図１および図２に示すように、平面視略矩形状のベース１１と、基板Ｂを搬送する搬送装置１２と、基板Ｂ上に部品Ｅを実装（搭載）する部品搭載ユニット２０と、部品搭載ユニット２０に部品Ｅを供給するための部品供給装置１３と、を備えて構成されている。
<Overall configuration of component mounter>
As shown in FIGS. 1 and 2, the
以下の説明において、Ｘ方向とは図１における左右方向（基板Ｂの搬送方向）を基準とし、左右方向という場合もある。また、Ｙ方向とは図１における上下方向（基板Ｂの搬送方向に直交する方向）を基準とし、前後方向という場合もある。前後方向という場合、図示下側を前側、図示上側を後側とする。また、Ｚ方向とは図２における上下方向を基準とし、上下方向という場合もある。 In the following description, the X direction is based on the left-right direction in FIG. 1 (transfer direction of the substrate B), and may also be referred to as the left-right direction. Moreover, the Y direction is based on the up-down direction in FIG. 1 (the direction perpendicular to the transport direction of the substrate B), and may also be referred to as the front-back direction. When referring to the front-rear direction, the lower side in the figure is the front side, and the upper side in the figure is the rear side. Moreover, the Z direction is based on the up-down direction in FIG. 2, and may also be referred to as the up-down direction.
＜ベース＞
ベース１１は、図１に示すように、左右方向に横長な平面視略矩形状をなし、Ｘ方向とＹ方向に延びるＸＹ平面に平行な上面を有している。ベース１１の上面には、左右方向に延びる搬送装置１２、部品搭載ユニット２０などが配置されている。
<Base>
As shown in FIG. 1, the
＜搬送装置＞
搬送装置１２は、図１および図２に示すように、左右方向に循環駆動する一対のコンベアベルト１４を有しており、搬送路ＣＰに沿って基板Ｂを搬送する装置である。コンベアベルト１４はコンベアモータ１７（図４参照）によって循環駆動する。基板Ｂは、上流側から一対のコンベアベルト１４によって実装作業位置に搬入され、実装作業位置において部品Ｅの実装作業が行われた後、一対のコンベアベルト１４によって下流側に向かって搬出される。これにより、基板Ｂが搬送路ＣＰに沿って上流側から下流側に向けて搬送されるようになっている。
<Transport device>
As shown in FIGS. 1 and 2, the
＜部品供給装置＞
部品供給装置１３は、図１に示すように、フィーダ型とされ、搬送装置１２の前後両側において左右方向に２つずつ並べることで、合計４箇所に配されている。これらの部品供給装置１３には、複数のフィーダ１６が左右方向に整列した状態で取り付けられている。各フィーダ１６は、複数の部品Ｅが収容された部品供給テープをリールから引き出す図示しない電動式の送出装置などを備えており、搬送装置１２側の端部から部品Ｅを一つずつ供給する。
<Parts supply device>
As shown in FIG. 1, the
＜部品搭載ユニット＞
部品搭載ユニット２０は、部品供給装置１３から供給される部品Ｅを取り出して基板Ｂ上に実装するものであって、図１に示すように、ベース１１の左右方向の両側に配される一対のＹ軸フレーム２３と、一対のＹ軸フレーム２６と、Ｘ軸フレーム２６に移動可能に取り付けられたヘッドユニット３０と、Ｘ軸移動装置２８と、Ｙ軸移動装置２５と、を備えて構成されている。
<Component mounting unit>
The
Ｙ軸移動装置２５は、一対のＹ軸ボールねじ軸２５Ａと、一対のＹ軸ボールねじ軸２５Ａに螺合した図示しない一対のボールナットと、一対のＹ軸サーボモータ２５Ｂと、を備えたツインドライブ方式の装置となっている。一対のＹ軸フレーム２３には、Ｙ方向に延びるＹ軸ボールねじ軸２５Ａと、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸ガイドレール２４と、が設けられている。各Ｙ軸ボールねじ軸２５Ａは、Ｙ方向に平行に延び、Ｘ方向に所定間隔離れて配置されている。Ｙ軸ボールねじ軸２５Ａの軸端部にはＹ軸サーボモータ２５Ｂが設けられている。Ｙ軸サーボモータ２５Ｂが通電制御されると、Ｘ軸フレーム２６と、Ｘ軸フレーム２６に取り付けられたヘッドユニット３０と、がＹ軸ガイドレール２４に沿って前後方向に移動するようになっている。
The Y-
Ｙ軸移動装置２８は、Ｘ軸ボールねじ軸２８Ａと、Ｙ軸ボールねじ軸２８Ａに螺合した図示しないボールナットと、Ｙ軸サーボモータ２８Ｂと、を備えている。Ｘ軸フレーム２６には、図３に示すように、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールねじ軸２８Ａと、Ｘ方向に延びるＸ軸ガイドレール２７と、が設けられている。Ｘ軸ガイドレール２７には、ヘッドユニット３０がＸ方向に移動可能に取り付けられている。Ｘ軸ボールねじ軸２８Ａの軸端部にはＸ軸サーボモータ２８Ｂが設けられている。Ｘ軸サーボモータ２８が通電制御されると、ヘッドユニット３０がＸ軸ガイドレール２７に沿って左右方向に移動するようになっている。
The Y-
＜ヘッドユニット＞
ヘッドユニット３０は、図１および図２に示すように、箱形状をなすヘッドユニット本体３１と、部品Ｅの実装動作を行う複数の実装ヘッド３２と、を有している。
<Head unit>
As shown in FIGS. 1 and 2, the
複数の実装ヘッド３２は、ヘッドユニット本体３１から下方に突出した形態で左右方向に並んで配列されており、各実装ヘッド３２は、上下方向に延びるシャフト３３と、シャフト３３の先端である下端部に着脱可能な吸着ノズル３４と、を有している。
The plurality of mounting
シャフト３３には、ヘッドユニット本体３１内に設けられたＺ軸サーボモータ３５およびＲ軸サーボモータ３６が取り付けられている。シャフト３３は、Ｚ軸サーボモータ３５によって上下方向に昇降可能とされ、Ｒ軸サーボモータ３６によって軸回りに回転可能とされている。
A Z-
吸着ノズル３４は、図２に示すように、上下方向に延びる略筒状をなしている。吸着ノズル３４は、シャフト３３の下端部に設けられた図示しない保持部によって上端部が保持されることで、シャフト３３の下端部に保持されている。また、各実装ヘッド３２にはエア供給装置５１から負圧が供給されるようになっており、吸着ノズル３４の先端に吸引力が生じるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
ヘッドユニット本体３１の両側面には、図３に示すように、一対のマークカメラ２１が設けられており、マークカメラ２１が基板Ｂのフィデューシャルマークを撮像して、基板Ｂを画像認識するようになっている。一方、ベース１１上における基板Ｂの前後両側には、一対の部品カメラ１５が設置されており、部品カメラ１５は、ヘッドユニット３０の実装ヘッド３２に吸着保持された部品Ｅを撮像するようになっている。
As shown in FIG. 3, a pair of
＜部品実装機の電気的構成＞
次に、部品実装機１０の電気的構成を、図４を参照して説明する。
部品実装機１０は、制御部１１０によって全体が制御統括されており、制御部１１０は、ＣＰＵなどにより構成される演算処理部１１１を備えている。演算処理部１１１には、モータ制御部１１２、記憶部１１３、画像処理部１１４、外部入出力部１１５、フィーダ通信部１１６、表示部１１７、入力部１１８などが接続されている。
<Electrical configuration of component mounter>
Next, the electrical configuration of the
The
モータ制御部１１２は、演算処理部１１１の指令により、記憶部１１３に記憶されている実装プログラムに基づいて、Ｙ軸サーボモータ２８、Ｚ軸サーボモータ３５、Ｒ軸サーボモータ３６、コンベアモータ１７などを制御し、部品Ｅを実装する。
The
記憶部１１３には、基板Ｂに部品Ｅを実装するための実装プログラムや各種データなどが記憶されている。各種データには、生産が予定されている基板Ｂの寸法や搬送速度に関する基板情報、ヘッドユニット３０に装着されているシャフト３３や吸着ノズル３４の識別情報、各カメラ１５、２１によって測定された対象物の位置、および対象物の位置ずれを判断するための基準位置などが含まれている。
The
画像処理部１１４は、マークカメラ２１や部品カメラ１５から出力される画像信号が取り込まれるようになっており、取り込んだ画像信号に基づいて画像を生成する。
The
外部入出力部１１５は、いわゆるインターフェースであって、演算処理部１１１は、外部入出力部１１５を通じて圧力センサ５０からの検出信号を取り込み、エア供給装置５１との制御信号の受け渡しを行う。圧力センサ５０は、外部入出力部１１５に有線で接続されてもよいし、無線で接続されてもよい。
The external input/
フィーダ通信部１１６は、複数のフィーダ１６に接続されており、各フィーダ１６を統括して制御する。
The
表示部１１７は、液晶モニタなどの表示装置であり、入力部１１８は、キーボードやマウスなどの入力装置であり、作業者からの入力の受付や作業者への出力を行う。
The
＜異常診断の概要＞
部品実装機１０は、初期調整状態（例えば製造時の組み立て完了後の状態）からの変化量に基づいて、以下の３項目について異常診断を実施することで吸着エラー、実装ずれが発生する前に異常を検知して復旧させることを特徴としている。この異常診断は、部品実装機１０のメンテナンス時に自動的に実行される自己診断の一つである。
<Overview of abnormality diagnosis>
The
１．部品の吸着から実装にかけて最も重要な部位の位置、性能を定期的に自動チェック
具体的には、以下の４つについて自動チェックを行う。
・各カメラ１５、２１の位置チェック
・実装ヘッド３２の位置チェック
・ヘッドユニットマーカー３７の位置チェック
・各マーカー１８、３７の認識を繰り返し行うことによる各カメラ２１の位置、固定状態の再現性のチェック（認識繰り返し性ともいう）
1. Automatically check the position and performance of the most important parts from component pick-up to mounting on a regular basis.Specifically, the following four points are automatically checked.
- Checking the position of each
２．正常か異常かの判断
具体的には、以下の２つに基づいて正常か異常かの判断を行う。
・部品実装機１０の初期調整状態からの変化量
・各マーカー１８、３７の認識繰り返し性
2. Judgment of normality or abnormality Specifically, judgment of normality or abnormality is made based on the following two points.
・Amount of change from the initial adjustment state of the
３．作業者への通知
異常診断の結果が出たら、作業者へ通知する。復旧可能な異常項目については作業者からのフィードバック指示を不要とし、自動でフィードバックを行うこともできる。
3. Notification to workers When the abnormality diagnosis results are obtained, the workers will be notified. For abnormal items that can be recovered, feedback instructions from the operator are not required, and feedback can be provided automatically.
＜ヘッドユニットマーカーによる位置補正＞
図３に示すように、ヘッドユニット３０の下面には、複数の実装ヘッド３２と、一対のヘッドユニットマーカー３７と、が配置されている。複数の実装ヘッド３２は、等間隔に一列に並んで配置され、これらの実装ヘッド３２の左右両側に一対のヘッドユニットマーカー３７が配置されている。
<Position correction using head unit marker>
As shown in FIG. 3, a plurality of mounting
一対のヘッドユニットマーカー３７に対する各実装ヘッド３２の相対的な位置関係が予め決まっているため、部品カメラ１５によって一対のヘッドユニットマーカー３７のＸＹ位置を測定すれば、各実装ヘッド３２のＸＹ位置を算出できることになる。したがって、ヘッドユニットマーカー３７を基準とした各実装ヘッド３２の位置を予め記憶しておくことで、実装ヘッド３２が部品Ｅを吸着した状態を部品カメラ１５で撮像した画像中に実装ヘッド３２が部品Ｅの後方に隠れていてもヘッドユニットマーカー３７が写っていることから実装ヘッド３２の位置を検出でき、部品Ｅと実装ヘッド３２との位置ずれを認識処理することができる。
Since the relative positional relationship of each mounting
エンコーダから出力されたヘッドユニットマーカー３７のＸＹ位置と部品カメラ１５によって測定されたヘッドユニットマーカー３７の測定位置であるＸＹ測定位置との間のずれ量（以下「マーカーずれ量」という）が認められる場合がある。すなわち、エンコーダの出力に従ってヘッドユニットマーカー３７が部品カメラ１５の画面中央に停止するようヘッドユニット３０が駆動されたときにヘッドユニットマーカー３７が画面中央よりずれて撮像される場合がある。このような場合、Ｘ軸ボールねじ軸２８ＡもしくはＹ軸ボールねじ軸２５Ａの少なくとも一方が熱的変化することで軸伸びが発生していると判定できる（熱的変化による位置変化）。
The amount of deviation (hereinafter referred to as "marker deviation amount") between the XY position of the
本実施形態ではヘッドユニットマーカー３７のＸＹ位置は前回測定時のＸＹ位置と変わらないとして、その変わらないＸＹ位置をヘッドユニットマーカー３７の基準位置としている。一方、ヘッドユニットマーカー３７に対する各実装ヘッド３２の相対的な位置関係は予め決まっているため、ヘッドユニットマーカー３７の基準位置と相対的な位置関係とから算出される各実装ヘッド３２のＸＹ位置を各実装ヘッド３２の基準位置として使用できる。ヘッドユニットマーカー３７の測定位置であるＸＹ測定位置が基準位置よりずれている場合、マーカーずれ量に基づいて（すなわちヘッドユニットマーカー３７のＸＹ測定位置が基準位置と一致するように）実装ヘッド３２のＸＹ位置を補正する処理を行う（補正処理）。軸伸びが発生している場合、エンコーダの出力に従って実装ヘッド３２が部品カメラ１５の画面中央に停止するようヘッドユニット３０が駆動されたときに実装ヘッド３２が画面中央よりずれて撮像されることになる。その場合、上記マーカーずれ量に基づいて実装ヘッド３２のＸＹ位置を補正することで実装ヘッド３２の補正後のＸＹ位置を算出できる。以下においては補正後のＸＹ位置を補正位置という。これらの補正算出動作は演算処理部１１１によって実行される。
In this embodiment, the XY position of the
＜実装ヘッド、ヘッドユニットマーカーの位置、固定状態測定＞
実装ヘッド３２、ヘッドユニットマーカー３７の位置、固定状態を測定する方法について説明する。前回測定時のヘッドユニットマーカー３７のＸＹ位置は記憶部１１３に記憶されるようになっている。したがって、部品カメラ１５による次回以降の測定時に、記憶部１１３によって記憶されたヘッドユニットマーカー３７のＸＹ位置が基準位置として使用される。演算処理部１１１による補正算出の結果、実装ヘッド３２の補正位置と実装ヘッド３２の基準位置とのずれ量（以下「ヘッドずれ量」という）を算出する。この結果、ヘッドずれ量が所定の閾値以下であれば実装ヘッド３２の位置が正常であると判定し、ヘッドずれ量が所定の閾値より大きければ実装ヘッド３２の位置が異常である（例えば、実装ヘッド３２を何かにぶつけるなどして位置ずれが発生しているようなケース）と判定する。
<Measurement of mounting head, head unit marker position, and fixed state>
A method of measuring the positions and fixed states of the mounting
また、ヘッドユニット３０を動かした後、部品カメラ１５によって同じヘッドユニットマーカー３７を撮像するという動作を繰り返し行った場合のヘッドユニットマーカー３７のＸＹ測定位置のばらつきが３σで所定の閾値以内であればヘッドユニットマーカー３７の固定状態が正常であると判定し、所定の閾値より大きければヘッドユニットマーカー３７の固定状態が異常である（例えば、ヘッドユニットマーカー３７にがたつきが発生しているようなケース）と判定する。
Further, if the variation in the XY measurement position of the
上記判定の結果、異常個所が発生した場合の解決手段として以下の２つが考えられる。
Ａ．異常個所を正規の位置に機械的に修正する。
Ｂ．異常個所の位置はそのままで部品実装機１０に再度教示することでずれを解消する。
As a result of the above determination, the following two solutions are possible when an abnormal location occurs.
A. Mechanically correct the abnormal location to its normal position.
B. The position of the abnormal location remains unchanged and is taught to the
＜判定ロジックを用いた異常診断１＞
図６から図８は３つの判定ロジック（Ａ）から（Ｃ）を用いた異常診断について説明している。図６ではＡ１に示す黒塗りの四角はヘッドユニットマーカー３７の基準位置であり、図６ではＡ１に示す灰色の丸は実装ヘッド３２の基準位置である。図６ではＡ２からＡ４に示す白抜きの四角はヘッドユニットマーカー３７の位置であり、図６ではＡ２からＡ４に示す白抜きの丸は実装ヘッド３２の位置である。以下の判定ロジック（Ａ）から（Ｃ）は、作業者がモニタなどの表示部１１７を見ながら判断してもよいし、ＡＩによって判断させてもよい。
<
6 to 8 illustrate abnormality diagnosis using three determination logics (A) to (C). In FIG. 6, the black square indicated by A1 is the reference position of the
図６の判定ロジック（Ａ）は、左から２本目の実装ヘッド３２のみがＹ方向に位置ずれした場合の判定ロジックを示している。Ａ１は、前回教示した実装ヘッド３２の位置と、ヘッドユニットマーカー３７の位置と、を示しており、それぞれが実装ヘッド３２の基準位置、ヘッドユニットマーカー３７の基準位置として使用される。Ａ２は、全ての実装ヘッド３２の位置ずれがなかったとした場合（正常な場合）における今回測定した実装ヘッド３２の測定位置と、ヘッドユニットマーカー３７の測定位置と、を示している。Ａ３は、Ａ２で測定した実装ヘッド３２の測定位置を補正した補正位置を示している。つまり、Ａ３に示した実装ヘッド３２の補正位置は、ヘッドユニットマーカー３２の測定位置をその基準位置に一致させるようにして実装ヘッド３２の測定位置を補正したものである。ここで、正常な場合であれば、実装ヘッド３２の補正位置と実装ヘッド３２の基準位置とは一致することになる。Ａ４の実線は、左から２本目の実装ヘッド３２のみがＹ方向に位置ずれしていた場合における実装ヘッド３２の補正位置を示している。Ａ４では、基準位置との比較がしやすいように、実装ヘッド３２の基準位置を二点鎖線で示している。このような場合、左から２本目の実装ヘッド３２のみがＹ方向に位置ずれしたものであると判定できる（機械的要因による位置変化）。したがって、異常個所は左から２本目の実装ヘッド３２であると特定できる。
The determination logic (A) in FIG. 6 shows the determination logic when only the second mounting
図７の判定ロジック（Ｂ）は、左側のヘッドユニットマーカー３７のみがＹ方向に位置ずれした場合の判定ロジックを示している。Ｂ１は、前回教示した実装ヘッド３２の位置と、ヘッドユニットマーカー３７の位置と、を示しており、それぞれが実装ヘッド３２の基準位置、ヘッドユニットマーカー３７の基準位置として使用される。Ｂ２は、全てのヘッドユニットマーカー３７の位置ずれがなかったとした場合（正常な場合）における今回測定した実装ヘッド３２の測定位置と、ヘッドユニットマーカー３７の測定位置と、を示している。Ｂ３は、Ｂ２で測定した実装ヘッド３２の測定位置を補正した補正位置を示している。つまり、Ｂ３に示した実装ヘッド３２の補正位置は、ヘッドユニットマーカー３２の測定位置をその基準位置に一致させるようにして実装ヘッド３２の測定位置を補正したものである。ここで、正常な場合であれば、実装ヘッド３２の補正位置と実装ヘッド３２の基準位置とは一致することになる。Ｂ４の実線は、左側のヘッドユニットマーカー３７のみがＹ方向に位置ずれした場合における実装ヘッド３２の補正位置を示している。Ｂ４では、基準位置との比較がしやすいように、実装ヘッド３２及び左側のヘッドユニットマーカー３７の測定位置を二点鎖線で示している。実装ヘッド３２の測定位置は基準位置に一致している場合について示している。Ｂ４の実線で示すように、複数の実装ヘッド３２はＹ方向に回転するように位置ずれしている。左側のヘッドユニットマーカー３７に近づくほど実装ヘッド３２のずれ量が大きくなり、左側のヘッドユニットマーカー３７から遠ざかるほど実装ヘッド３２のずれ量が小さくなる。このような場合、左側のヘッドユニットマーカー３７のみがＹ方向に位置ずれしたものであると判定できる（機械的要因による位置変化）。したがって、異常個所は左側のヘッドユニットマーカー３７であると特定できる。
The determination logic (B) in FIG. 7 shows the determination logic when only the left
図８の判定ロジック（Ｃ）は、右側のヘッドユニットマーカー３７のみがＸ方向に位置ずれした場合の判定ロジックを示している。Ｃ１は、前回教示した実装ヘッド３２の位置と、ヘッドユニットマーカー３７の位置と、を示しており、それぞれが実装ヘッド３２の基準位置、ヘッドユニットマーカー３７の基準位置として使用される。Ｃ２は、今回測定した実装ヘッド３２の測定位置と、ヘッドユニットマーカー３７の測定位置と、を示している。Ｃ３は、Ｃ２で測定した実装ヘッド３２の測定位置を補正した補正位置を示している。つまり、Ｃ３に示した実装ヘッド３２の補正位置は、ヘッドユニットマーカー３７の測定位置をその基準位置に一致させるようにして実装ヘッド３２の測定位置を補正したものである。右側のヘッドユニットマーカー３７に近い実装ヘッド３２ほど大きくＸ方向に変化したら、より大きくずれた実装ヘッド３２に近い右側のヘッドユニットマーカー３７がＸ方向にずれたと判断する。（機械的要因による位置変化）。したがって、異常個所は右側のヘッドユニットマーカー３７であると特定できる。なお、Ｘ方向への位置ずれとＹ方向への位置ずれは両方同時に起こる可能性もあるため、その場合には、図７の判定ロジック（Ｂ）と図８の判定ロジック（Ｃ）とを両方用いることになる。
The determination logic (C) in FIG. 8 shows the determination logic when only the right
＜ベースマーカーによる位置補正＞
図１に示すように、ベース１１の上面には、３つのベースマーカー１８が配置されている。ベースマーカー１８は、主軸（Ｘ軸ボールねじ軸２８Ａ、Ｙ軸ボールねじ軸２５Ａ）の動的変形を補正するのに用いられる。すなわち、ベースマーカー１８は、各ボールねじ軸２８Ａ、２５Ａの熱による軸伸びの補正をするのに用いられる。３つのベースマーカー１８のうち図示左上のベースマーカー１８は図示左上の部品供給装置１３の右端部寄りに配され、図示右上のベースマーカー１８は図示右上の部品供給装置１３の右端部寄りに配され、図示右下のベースマーカー１８は図示右下の部品供給装置１３の右端部寄りに配されている。
<Position correction using base marker>
As shown in FIG. 1, three
３つのベースマーカー１８のＸＹ位置をマークカメラ２１で測定し、これらのベースマーカー１８のＸＹ位置を基準にＸＹ座標系を補正する。すなわち、ベースマーカー１８は、ベース１１に固定されており、ベースマーカー１８のＸＹ位置は変わらないから、ベースマーカー１８のＸＹ位置を基準位置として各ボールねじ軸２８Ａ、２５Ａの軸伸びの補正を行う。エンコーダの出力に従ってベースマーカー１８がマークカメラ２１の画面中央に停止するようヘッドユニット３０が駆動されたときにベースマーカー１８が画面中央よりずれて撮像される場合、ベースマーカー１８が画面中央に位置するように補正することでＸ軸駆動装置２８、Ｙ軸駆動装置２５の駆動による実装ヘッド３２の移動量（移動後の位置）を補正する。この補正動作は演算処理部１１１によって実行される。
The XY positions of the three
＜マークカメラの位置、固定状態測定＞
ヘッドユニット３０の両側には一対のマークカメラ２１が設けられており、一方のマークカメラ２１を基準として他方のマークカメラ２１の位置、固定状態を測定する方法について説明する。ヘッドユニット３０を所定のベースマーカー１８の周辺でランダムに移動させてから、そのベースマーカー１８を認識すること（振動を与えてからベースマーカー１８を撮像すること）を複数回繰り返す。この動作を２つのマークカメラ２１それぞれで同じベースマーカー１８に対して実施する。
<Measurement of mark camera position and fixed state>
A pair of
これにより、一方のマークカメラ２１を基準として他方のマークカメラ２１の位置を算出し、記憶部１１３に記憶されている基準位置（前回測定した位置）からのずれ量を算出する。この結果、ずれ量が所定の閾値以下であればマークカメラ２１の位置が正常であると判定し、ずれ量が所定の閾値より大きければマークカメラ２１の位置が異常である（例えば、他方のマークカメラ２１を何かにぶつけるなどして位置ずれが発生しているようなケース）と判定する。
Thereby, the position of the
また、算出された他方のマークカメラ２１のばらつきが３σで所定の閾値以内であればマークカメラ２１の固定状態が正常であると判定し、所定の閾値より大きければマークカメラ２１の固定状態が異常である（例えば、他方のマークカメラ２１にがたつきが発生しているようなケース）と判定する。
Further, if the calculated dispersion of the
上記判定の結果、異常個所が発生した場合の解決手段として以下の２つが考えられる。
Ａ．異常個所を正規の位置に機械的に修正する。
Ｂ．異常個所の位置はそのままで部品実装機１０に再度教示することでずれを解消する。
As a result of the above determination, the following two solutions are possible when an abnormal location occurs.
A. Mechanically correct the abnormal location to its normal position.
B. The position of the abnormal location remains unchanged and is taught to the
＜判定ロジックを用いた異常診断２＞
図９から図１１は３つの判定ロジック（Ｄ）から（Ｆ）を用いた異常診断について説明している。黒塗りの四角はベースマーカー１８の基準位置であり、黒い二点鎖線で囲まれた白抜きの四角はベースマーカー１８の測定位置である。ベースマーカー１８はベース１１に固定されており、ベースマーカー１８の基準位置は、通常、変わらないはずであるから、記憶部１１３に予め記憶されている位置データを使用する。その他異常診断１と重複する説明については省略する。
<Abnormality diagnosis 2 using judgment logic>
9 to 11 explain abnormality diagnosis using three determination logics (D) to (F). The black square is the reference position of the
図９の判定ロジック（Ｄ）は、右上のベースマーカー１８のＸＹ位置のみがＸＹ方向に位置ずれした場合の判定ロジックを示している。Ｄ１は、ベースマーカー１８の基準位置を示し、Ｄ２は、マークカメラ２１によって撮像されたベースマーカー１８の測定位置を示している。右上のベースマーカー１８の測定位置のみが基準位置から大きく変化している様子を示している。その他のベースマーカー１８の測定位置も基準位置からわずかに変化しているものの、右上のベースマーカー１８に比べると変化量が圧倒的に少ないことがわかる。このような場合、右上のベースマーカー１８のみがＸＹ方向に位置ずれしたものであると判定できる（機械的要因による位置変化）。したがって、異常個所は右上のベースマーカー１８であると特定できる。
The determination logic (D) in FIG. 9 shows the determination logic when only the XY position of the upper
図１０の判定ロジック（Ｅ）は、マークカメラ２１がＸ方向に位置ずれした場合の判定ロジックを示している。Ｅ１は、ベースマーカー１８の基準位置を示し、Ｅ２は、マークカメラ２１によって撮像されたベースマーカー１８の測定位置を示している。全てのベースマーカー１８の測定位置が基準位置からＸ方向に平行移動して変化しており、隣り合う一対のベースマーカー１８間の距離は変化していない。このような場合、マークカメラ２１のみがＸ方向に位置ずれしたものと判定できる（機械的要因による位置変化）。この判定ロジックは全てのベースマーカー１８の測定位置が基準位置からＹ方向に平行移動して変化している場合にも適用できる。したがって、異常個所はマークカメラ２１であると特定できる。
Determination logic (E) in FIG. 10 shows the determination logic when the
図１１の判定ロジック（Ｆ）は、各ボールねじ軸２８Ａ、２５Ａが正常に熱によって軸伸びした場合の判定ロジックを示している。Ｆ１は、ベースマーカー１８の基準位置を示し、Ｆ２は、マークカメラ２１によって撮像されたベースマーカー１８の測定位置を示している。３つのベースマーカー１８の基準位置を結んで形成される三角形の領域を基準領域１９とした場合、マークカメラ２１によって撮像された３つのベースマーカー１８は、いずれも基準領域１９の外側に位置している。各ベースマーカー１８の測定位置の基準位置からのずれ量は、ほぼ等しいものとなっている。このような場合、各ベースマーカー１８の位置ずれは、各ボールねじ軸２８Ａ、２５Ａの軸伸びによるものであり、正常であると判定できる（正常な熱伸縮による位置変化）。
Judgment logic (F) in FIG. 11 shows the judgment logic when each of the ball screw shafts 28A, 25A has normally expanded due to heat. F1 indicates the reference position of the
＜異常診断の操作方法＞
上記の異常診断は、例えば図５に示すＧＵＩ（Graphical User Interface）によって簡易に行うことができる。モニタなどの表示部１１７には、簡易異常診断と書かれたウィンドウ６０が表示されており、ウィンドウ６０には、異常診断と書かれた左側のタブ６１と、測定結果と書かれた右側のタブ６２と、が表示されている。図５では、左側のタブ６１が選択されており、異常診断画面が表示されている。
<How to operate abnormality diagnosis>
The above abnormality diagnosis can be easily performed using, for example, a GUI (Graphical User Interface) shown in FIG. A
異常診断画面の左側には、診断開始と書かれた入力部１１８と、フィードバックと書かれた入力部１１８と、が表示されている。診断開始と書かれた入力部１１８を一回押すという入力操作を行うと、選択されているTableＣについての異常診断が自動的に実行される。具体的には、一回の入力操作で入力部１１８から制御部１１０に補正指令が入力されると、制御部１１０は、部品カメラ１５による測定動作、演算処理部１１１による補正算出動作、および記憶部１１３による記憶動作を順次自動的に実行させる。異常診断が終了すると、診断結果が自動的に表示され、フィードバックと書かれた入力部１１８を押すと、診断結果に基づいて実装ヘッド３２の位置や高さの修正が自動的に行われるようになっている。
On the left side of the abnormality diagnosis screen, an
以上のように本開示の部品実装機１０は、ヘッドユニット３０を備えた部品実装機１０であって、対象物（実装ヘッド３２）の位置を測定するとともに、対象物の位置を特定する基準となるマーカー（ヘッドユニットマーカー３７）の位置を測定する測定部（部品カメラ１５）と、マーカーの位置に基づいて対象物の位置を補正することで対象物の補正後の位置を算出する補正部（演算処理部１１１）と、を備え、マーカーの位置に対する対象物の位置の相対的な位置関係は予め決まっており、マーカーの位置と相対的な位置関係とから算出される対象物の位置を対象物の基準位置とした場合、対象物の補正後の位置が対象物の基準位置からずれている場合に、判定ロジック（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて異常個所を特定する、部品実装機１０である。
As described above, the
測定部（部品カメラ１５）によってマーカー（ヘッドユニットマーカー３７）の位置を測定することで熱的変化や動的変形による対象物（実装ヘッド３２）の位置変化量を測定できるため、マーカーの位置に基づいて対象物の測定後の位置を補正することで対象物の補正後の位置を算出できる。対象物の補正後の位置を確認することで対象物の位置ずれなどの状態を知ることができる。対象物の補正後の位置が対象物の基準位置からずれている場合、判定ロジック（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて異常個所を特定できるから、不良発生前に異常を検知できる。 By measuring the position of the marker (head unit marker 37) using the measurement unit (component camera 15), it is possible to measure the amount of change in the position of the object (mounting head 32) due to thermal changes or dynamic deformation. By correcting the measured position of the target object based on this, the corrected position of the target object can be calculated. By checking the corrected position of the object, it is possible to know the state of the object, such as positional deviation. If the corrected position of the object deviates from the reference position of the object, the abnormal location can be identified using judgment logic (A), (B), and (C), so the abnormality can be detected before it occurs. .
また、対象物は、ヘッドユニット３０に備えられた実装ヘッド３２であり、実装ヘッド３２が部品Ｅを吸着し、実装ヘッド３２の移動により部品Ｅを基板Ｂに実装し、測定部は、部品Ｅの実装位置ずれを防止するために用いられるカメラ（部品カメラ１５）であることが好ましい。
部品Ｅの実装位置ずれの原因となり得る実装ヘッド３２の補正後の位置を測定することで、大きな実装位置ずれの不良発生前に異常を検知できる。また、判定ロジック（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて異常個所を特定することで交換または修正をするべき実装ヘッド３２を特定することができる。
Further, the target object is a mounting
By measuring the corrected position of the mounting
また、マーカーは、実装ヘッド３２の位置を特定する基準となるヘッドユニットマーカー３７であり、カメラは、実装ヘッド３２の位置を測定するとともに、ヘッドユニットマーカー３７の位置を測定する部品カメラ１５であることが好ましい。判定ロジック（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）としては熱的変化による位置変化と機械的要因による位置変化とを切り分けることができるものを用いることが好ましい。
部品Ｅの実装位置ずれの原因となり得る部品カメラ１５の位置、実装ヘッド３２の位置、およびヘッドユニットマーカー３７の位置を測定することで、大きな実装位置ずれの不良発生前に異常を検知できる。また、判定ロジックを用いて異常個所を特定することで、ヘッドユニット３０において交換または修正をするべき部位を特定することができる。
The marker is a
By measuring the position of the
ベース１１とベース１１上に設けられたヘッドユニット３０とを備えた部品実装機１０であって、ベース１１の上面にはベースマーカー１８が配置され、ヘッドユニット３０にはベースマーカー１８の位置を測定するマークカメラ２１が設けられており、ベースマーカー１８はベース１１に固定されており、ベースマーカー１８の位置は変わらないから、ベースマーカー１８の位置をベースマーカー１８の基準位置とした場合に、マークカメラ２１によって測定されたベースマーカー１８の測定後の位置がベースマーカー１８の基準位置からずれている場合に、判定ロジック（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）を用いて異常個所を特定することが好ましい。判定ロジック（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）としては熱的変化による位置変化と機械的要因による位置変化とを切り分けることができるものを用いることが好ましい。
部品Ｅの実装位置ずれの原因となり得るマークカメラ２１の位置およびベースマーカー１８の位置を測定することで、大きな実装位置ずれの不良発生前に異常を検知できる。また、異常個所を特定することで、マークカメラ２１およびベースマーカー１８において交換または修正をするべき部位を特定することができる。
A
By measuring the position of the
また、補正部（演算処理部１１１）によって算出された対象物の補正後の位置を記憶させる記憶部１１３を備え、測定部による次回以降の測定時に、記憶部１１３によって記憶された対象物の補正後の位置を基準位置として使用することが好ましい。
機械的な修理をすることなく、生産が継続できるため、修理に要する時間を短縮できる。
The
Production can continue without mechanical repairs, reducing the time required for repairs.
また、一回の入力操作で測定部による測定動作、補正部による補正算出動作、および記憶部１１３による記憶動作を順次自動的に実行させる制御部１１０と、補正部（演算処理部１１１）によって補正算出された対象物の補正後の位置を表示させる表示部１１７と、を備えることが好ましい。
例えば入力部１１８への一回の入力操作で全ての動作を実行し、異常個所を特定できるため、自己診断が容易になる。
In addition, correction is performed by a
For example, self-diagnosis is facilitated because all operations can be executed and abnormal locations can be identified with a single input operation to the
［本開示の実施形態２の詳細］
次に、図１２から図１４を参照しながら実施形態２について説明する。実施形態２の部品実装機は、実施形態１のインラインヘッド型のヘッドユニット３０の代わりに、図１２に示すロータリーヘッド型のロータリーユニット１３０を備えている。
[Details of Embodiment 2 of the present disclosure]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 14. The component mounting machine of the second embodiment includes a rotary head type
＜ロータリーユニット＞
ロータリーユニット１３０は、ロータリーユニット本体１３１と、複数本（本実施形態では１８本）の実装ヘッド１３２と、を備えて構成されている。実装ヘッド１３２は円形に配置され、シャフト１３３と、シャフト１３３の下端部に着脱可能に取り付けられた吸着ノズル１３４と、を備えている。吸着ノズル１３４には、シャフト１３３を介して、エア供給装置５１（図４参照）から負圧が供給されるようになっている。吸着ノズル１３４は負圧により部品Ｅを吸着保持することができ、負圧を開放することで、部品Ｅの保持を解くことができる。各シャフト１３３は、Ｚ軸サーボモータ３５によりシャフト１３３毎に昇降可能に構成されている。また、各シャフト１３３は、Ｒ軸サーボモータ３６によりシャフト１３３毎にその中心軸回りに回転可能に構成されている。
<Rotary unit>
The
＜ロータリーユニットマーカーによる位置補正＞
ロータリーユニット１３０は、ロータリーシャフト１３８を回転軸として回転可能となっている。ロータリーシャフト１３８の下端部にはロータリーユニットマーカー１３７が配置されている。ロータリーユニットマーカー１３７は、その中心がロータリーシャフト１３８の中心軸と同軸となるように配置されている。
<Position correction using rotary unit marker>
The
実装ヘッド１３２の回転中心は、シャフト１３３を０度、９０度、１８０度、－９０度の４角度に回してそれぞれ部品カメラ１５で認識し、これによって測定された４つのＸＹ位置の平均をとることで算出する。また、部品カメラ１５でロータリーユニットマーカー１３７を認識し、これによってロータリーユニットマーカー１３７のＸＹ位置を測定する。
The center of rotation of the mounting
エンコーダから出力されたロータリーユニットマーカー１３７のＸＹ位置と部品カメラ１５によって測定されたロータリーユニットマーカー１３７の測定位置であるＸＹ測定位置との間のずれ量（以下「マーカーずれ量」という）が認められる場合がある。すなわち、エンコーダの出力に従ってロータリーユニットマーカー１３７が部品カメラ１５の画面中央に停止するようにロータリーユニット１３０が駆動されたときにロータリーユニットマーカー１３７が画面中央よりずれて撮像される場合がある。このような場合、Ｘ軸ボールねじ軸２８ＡもしくはＹ軸ボールねじ軸２５Ａの少なくとも一方が熱的変化することで軸伸びが発生していると判定できる（熱的変化による位置変化）。
The amount of deviation (hereinafter referred to as "marker deviation amount") between the XY position of the
本実施形態ではロータリーユニットマーカー１３７のＸＹ位置は前回測定時のＸＹ位置と変わらないとして、その変わらないＸＹ位置をロータリーユニットマーカー１３７の基準位置としている。一方、ロータリーユニットマーカー１３７に対する各実装ヘッド１３２の相対的な位置関係は予め決まっているため、ロータリーユニットマーカー１３７の基準位置と相対的な位置関係とから算出される各実装ヘッド１３２のＸＹ位置を各実装ヘッド１３２の基準位置として使用できる。ロータリーユニットマーカー１３７の測定位置であるＸＹ測定位置が基準位置よりずれている場合、マーカーずれ量に基づいて（すなわちロータリーユニットマーカー１３７のＸＹ測定位置が基準位置と一致するように）実装ヘッド１３２のＸＹ位置を補正する処理を行う（補正処理）。軸伸びが発生している場合、エンコーダの出力に従って実装ヘッド１３２が部品カメラ１５の画面中央に停止するようロータリーユニット１３０が駆動されたときに実装ヘッド１３２が画面中央よりずれて撮像されることになる。その場合、上記マーカーずれ量に基づいて実装ヘッド１３２のＸＹ位置を補正することで実装ヘッド１３２の補正後のＸＹ位置を算出できる。以下においては補正後のＸＹ位置を補正位置という。これらの補正算出動作は演算処理部１１１によって実行される。
In this embodiment, the XY position of the
＜実装ヘッド、ロータリーユニットマーカーの位置、固定状態測定＞
実装ヘッド１３２、ロータリーユニットマーカー１３７の位置、固定状態の測定について説明する。前回測定時のロータリーユニットマーカー１３７のＸＹ位置は記憶部１１３に記憶されるようになっている。したがって、部品カメラ１５による次回以降の測定時に、記憶部１１３によって記憶されたロータリーユニットマーカー１３７のＸＹ位置が基準位置として使用される。演算処理部１１１によって実装ヘッド１３２の補正位置を算出し、実装ヘッド１３２の補正位置と実装ヘッド１３２の基準位置とのずれ量（以下「ヘッドずれ量」という）を算出する。この結果、ヘッドずれ量が所定の閾値以下であれば実装ヘッド１３２の位置が正常であると判定し、ヘッドずれ量が所定の閾値より大きければ実装ヘッド１３２の位置が異常である（例えば、実装ヘッド１３２を何かにぶつけるなどして位置ずれが発生しているようなケース）と判定する。
<Measurement of mounting head and rotary unit marker position and fixed state>
Measurement of the positions and fixed states of the mounting
また、ロータリーユニット１３０を動かした後、部品カメラ１５によって同じロータリーユニットマーカー１３７を撮像するという動作を繰り返し行った場合のロータリーユニットマーカー１３７のＸＹ測定位置のばらつきが３σで所定の閾値以内であればロータリーユニットマーカー１３７の固定状態が正常であると判定し、所定の閾値より大きければロータリーユニットマーカー１３７の固定状態が異常である（例えば、ロータリーユニットマーカー１３７にがたつきが発生しているようなケース）と判定する。
Further, if the variation in the XY measurement position of the
上記判定の結果、異常個所が発生した場合の解決手段として以下の２つが考えられる。
Ａ．異常個所を正規の位置に機械的に修正する。
Ｂ．異常個所の位置はそのままで部品実装機１０に再度教示することでずれを解消する。
As a result of the above determination, the following two solutions are possible when an abnormal location occurs.
A. Mechanically correct the abnormal location to its normal position.
B. The position of the abnormal location remains unchanged and is taught to the
＜判定ロジックを用いた異常診断３＞
図１３と図１４は２つの判定ロジック（Ｇ）と（Ｈ）を用いた異常診断について説明している。図１３ではＧ１に示す黒塗りの四角はロータリーユニットマーカー１３７の基準位置であり、図１３ではＧ１に示す灰色の丸は実装ヘッド１３２の基準位置である。図１３ではＧ２に示す白抜きの四角はヘッドユニットマーカー１３７の位置であり、図１３ではＧ２に示す白抜きの丸は実装ヘッド１３２の位置である。その他異常診断１と重複する説明については省略する。
<Abnormality diagnosis 3 using judgment logic>
13 and 14 illustrate abnormality diagnosis using two determination logics (G) and (H). In FIG. 13, the black square indicated by G1 is the reference position of the
図１３の判定ロジック（Ｇ）は、ロータリーユニットマーカー１３７がＸ方向に位置ずれした場合の判定ロジックを示している。Ｇ１は、前回教示した実装ヘッド１３２の位置と、ロータリーユニットマーカー１３７の位置と、を示しており、それぞれが実装ヘッド１３２の基準位置、ロータリーユニットマーカー１３７の基準位置として使用される。Ｇ２は、実装ヘッド１３２の測定位置（二点鎖線で示した符号１３２の位置）を補正した補正位置（実線で示した符号１３２の位置）を示している。つまり、Ｇ２に示した実装ヘッド１３２の補正位置は、ロータリーユニットマーカー１３２の測定位置（二点鎖線で示した符号１３７の位置）をその基準位置（実線で示した符号１３７の位置）に一致させるようにして実装ヘッド１３２の測定位置を補正したものである。全ての実装ヘッド１３２の補正位置が基準位置からＸ方向に平行移動して変化しており、隣り合う一対の実装ヘッド１３２間の距離は変化していない。ヘッドユニットマーカー１３７の移動方向と実装ヘッド１３２の移動方向とは同じである。このような場合、ヘッドユニットマーカー１３７のみが位置ずれしたものと判定できる（機械的要因による位置変化）。したがって、異常個所はヘッドユニットマーカー１３７であると特定できる。
The determination logic (G) in FIG. 13 shows the determination logic when the
図１４の判定ロジック（Ｈ）は、図示上端の実装ヘッド１３２を１本目とした場合に、反時計回り方向に３本目の実装ヘッド１３２のみがＸＹ方向に位置ずれした場合の判定ロジックを示している。その他の実装ヘッド１３２の補正位置も基準位置からわずかに変化しているものの、３本目の実装ヘッド１３２に比べると変化量が圧倒的に少ないことがわかる。このような場合、３本目の実装ヘッド１３２だけがＸＹ方向に位置ずれしたものであると判定できる（機械的要因による位置変化）。したがって、異常個所は３本目の実装ヘッド１３２であると特定できる。
Judgment logic (H) in FIG. 14 shows the judgment logic when only the third mounting
＜他の実施形態＞
（１）実施形態１と２では判定ロジックを用いて作業者もしくはＡＩによって異常個所を特定しているが、制御部１１０によって位置ずれ量が閾値を超えた場合に異常であると判定するとともに異常個所を特定してもよい。
<Other embodiments>
(1) In
（２）実施形態１と２では部品カメラ１５とマークカメラ２１を用いて測定しているが、これら以外に利用できるカメラがあれば、そのカメラを用いて測定してもよい。
(2) In the first and second embodiments, the
（３）実施形態１と２ではヘッドユニットマーカー３７とロータリーユニットマーカー１３７を用いて対象物の位置補正を行っているが、これら以外に利用できるリファレンスマーカーがあれば、そのリファレンスマーカーを用いて位置補正を行ってもよい。
(3) In
（４）実施形態１と２では記憶部１１３に記憶された前回測定した位置を基準位置としているが、基準位置を予め設定してもよい。
(4) In the first and second embodiments, the previously measured position stored in the
（５）実施形態１と２では入力部１１８に入力することで異常診断を実行しているが、実装プログラムの中に異常診断プログラムを組み込むなどして自動で実行して生産を継続してもよい。
(5) In
１０…部品実装機
１１…ベース、１２…搬送装置、１３…部品供給装置、１４…コンベアベルト、１５…部品カメラ、１６…フィーダ、１７…コンベアモータ、１８…ベースマーカー、１９…基準領域
２０…部品搭載ユニット、２１…マークカメラ、２３…Ｙ軸フレーム、２４…Ｙ軸ガイドレール、２５…Ｙ軸移動装置、２５Ａ…Ｙ軸ボールねじ軸、２５Ｂ…Ｙ軸サーボモータ、２６…Ｘ軸フレーム、２７…Ｘ軸ガイドレール、２８…Ｘ軸移動装置、２８Ａ…Ｘ軸ボールねじ軸、２８Ｂ…Ｘ軸サーボモータ
３０…ヘッドユニット、３１…ヘッドユニット本体、３２…実装ヘッド（対象物）、３３…シャフト、３４…吸着ノズル、３５…Ｚ軸サーボモータ、３６…Ｒ軸サーボモータ、３７…ヘッドユニットマーカー
５０…圧力センサ、５１…エア供給装置
６０…ウィンドウ、６１…タブ、６２…タブ
１１０…制御部、１１１…演算処理部、１１２…モータ制御部、１１３…記憶部、１１４…画像処理部、１１５…外部入出力部、１１６…フィーダ通信部、１１７…表示部、１１８…入力部
１３０…ロータリーユニット、１３１…ヘッドユニット、１３２…実装ヘッド（対象物）、１３３…シャフト、１３４…吸着ノズル、１３７…ヘッドユニットマーカー、１３８…メインシャフト
Ｂ…基板、ＣＰ…搬送路、Ｅ…部品、（Ａ）から（Ｈ）…判定ロジック
DESCRIPTION OF
Claims (6)
対象物の位置を測定するとともに、前記対象物の位置を特定する基準となるマーカーの位置を測定する測定部と、
前記マーカーの測定後のデータ上の位置を前記マーカーのデータ上の基準位置に一致させるようにして前記対象物の測定後のデータ上の位置を補正することで前記対象物の補正後のデータ上の位置を算出する補正部と、を備え、
前記マーカーの位置に対する前記対象物の位置の相対的な位置関係は予め決まっており、前記マーカーのデータ上の基準位置と前記相対的な位置関係とから算出される前記対象物のデータ上の位置を前記対象物のデータ上の基準位置とした場合、
前記対象物の補正後のデータ上の位置が前記対象物のデータ上の基準位置からずれている場合に、判定ロジックを用いて異常個所を特定する、部品実装機。 A component mounting machine equipped with a head unit,
a measurement unit that measures the position of a target object and also measures the position of a marker that serves as a reference for specifying the position of the target object;
By correcting the position of the object on the measured data by matching the position of the marker on the measured data with the reference position of the marker on the data, the corrected data of the object is corrected. a correction unit that calculates the position of the
The relative positional relationship of the position of the object with respect to the position of the marker is determined in advance, and the position of the object on the data is calculated from the reference position on the marker data and the relative positional relationship. When is set as the reference position on the data of the object,
A component mounting machine that uses determination logic to identify an abnormal location when a position of the target object on data after correction deviates from a reference position of the target object on data .
前記測定部は、前記部品の実装位置ずれを防止するために用いられるカメラである、請求項１に記載の部品実装機。 The target object is a mounting head provided in the head unit, the mounting head sucks a component, and the component is mounted on a board by movement of the mounting head,
The component mounting machine according to claim 1, wherein the measuring section is a camera used to prevent displacement of the mounting position of the component.
前記カメラは、前記実装ヘッドの位置を測定するとともに、前記ヘッドユニットマーカーの位置を測定する部品カメラである、請求項２に記載の部品実装機。 The marker is a head unit marker that serves as a reference for specifying the position of the mounting head,
The component mounting machine according to claim 2, wherein the camera is a component camera that measures the position of the mounting head and the position of the head unit marker.
前記ベースの上面にはベースマーカーが配置され、前記ヘッドユニットには前記ベースマーカーの位置を測定するマークカメラが設けられており、
前記ベースマーカーは前記ベースに固定されており、前記ベースマーカーの位置は変わらないから、前記ベースマーカーの位置を前記ベースマーカーのデータ上の基準位置とした場合に、
前記マークカメラによって測定された前記ベースマーカーの測定後のデータ上の位置が前記ベースマーカーのデータ上の基準位置からずれている場合に、判定ロジックを用いて異常個所を特定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の部品実装機。 A component mounting machine comprising a base and a head unit provided on the base,
A base marker is arranged on the upper surface of the base, and the head unit is provided with a mark camera that measures the position of the base marker,
Since the base marker is fixed to the base and the position of the base marker does not change, when the position of the base marker is set as the reference position on the data of the base marker,
From claim 1, wherein when the position on the measured data of the base marker measured by the mark camera deviates from the reference position on the data of the base marker, an abnormal location is identified using determination logic. The component mounting machine according to claim 3.
前記測定部による次回以降の測定時に、前記記憶部によって記憶された前記対象物の補正後のデータ上の位置を前記対象物のデータ上の基準位置として使用する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部品実装機。 comprising a storage unit that stores the position of the target object on the corrected data calculated by the correction unit,
5. The method according to claim 1, wherein the position on the corrected data of the object stored in the storage section is used as a reference position on the data of the object when the measurement section performs the next measurement. The component mounting machine according to any one of the items.
前記補正部によって補正算出された前記対象物の補正後のデータ上の位置を表示させる表示部と、を備える、請求項５に記載の部品実装機。 a control unit that automatically sequentially executes a measurement operation by the measurement unit, a correction calculation operation by the correction unit, and a storage operation by the storage unit with a single input operation;
6. The component mounting machine according to claim 5, further comprising a display section that displays the position of the target object on the corrected data calculated by the correction section.
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