WO2004047512A1

WO2004047512A1 - 対基板作業機、対基板作業機用作業ヘッド、対基板作業システムおよび対基板作業機用作業ヘッド使用準備処理プログラム

Info

Publication number: WO2004047512A1
Application number: PCT/JP2003/014757
Authority: WO
Inventors: Seigo Kodama; Shinsuke Suhara
Original assignee: Fuji Machine Mfg. Co., Ltd.
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2004-06-03
Also published as: US20150230344A1; US20060085973A1; US20140026410A1; JP2004221518A; US7966718B2; US8578595B2; JP4384439B2; US9913384B2; US9055708B2; US20110225811A1

Abstract

対基板作業機の利便性，汎用性等を向上させる。部品実装機等の対基板作業機に設けられる実装ヘッド２１等の作業ヘッド２１を、脱着可能とする。望ましくは、互いに構成の異なる複数の作業ヘッド２１の間で交換可能とする。その場合、作業ヘッド２１にそれ自身の固有情報を記録する記録媒体４００を備えさせるとともに、その固有情報を読出し、その読み出した固有情報に基づいてその作業ヘッド２１に関連する情報を認識し（５００）、認識されたヘッド関連情報を基に、装着された作業ヘッドを使用するための準備処理を行う。準備処理として、その作業ヘッド２１の使用に関する可否の判定（５１２）、その作業ヘッド２１に対応するドライバソフトの選択（５１６）、その作業ヘッド２１の動作に関する位置調整であるキャリブレーション（５２２）等を、対基板作業機に自動で行わせることが可能となる。

Description

対基板作業機、対基板作業機用作業ヘッド、対基板作業システムおよび対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム技術分野

本発明は、回路部品が実装明されて電子回路を構成する回路基板に対して作業を行う対基板作業機に関し、詳しくは、作業を行う作業ヘッドを含んで構成される対基板作業機に関する。田背景技術

対基板作業機は、電子回路を構成する回路基板に対して作業を行う作業機であり、例えば、はんだ印刷機，接着剤塗布機，部品実装機，それらの作業の結果を検査する検査作業機等、種々のものがある。対基板作業機の一種として、作業主体となる作業ヘッドを有し、回路基板とそのヘッドを相対移動させて作業を行う態様のものが存在し、接着剤塗布機，部品実装機，検査作業機等の多くが、そのような態様のものとされている。例えば、部品実装機では、作業ヘッドに実装へッドを採用しており、実装ヘッドは、部品保持デバイスとしての吸着ノズルを有して、この吸着ノズルにより部品を部品供給装置から取り出し、回路基板の表面に実装するようにされている。作業ヘッドに関する技術として、例えば、特開平 6 - 1 0 4 5 9 6号公報には、交換可能な吸着ノズルの取り付けに関して、取り付けたノズルの適否の判定を行う技術が開示されている。発明の開示

上記特許文献に記載されているように、吸着ノズル等、作業ヘッドを構成する構成要素を脱着可能あるいは交換可能にすることは、一般的に行われている。例えば、吸着ノズルの交換に関して言えば、作業する回路基板の種類，実装される回路部品に応じて、脱着可能とすれば吸着ノズルのメンテナンス等において有利であり、また、種々の吸着ノズルを脱着可能とすれば、対基板作業機の汎用性が高まることになる。ところが、これまでに、作業ヘッド自体を脱着可能にあるいは交換可能とする技術については、開示されていない。

そこで、本発明は、対基板作業機に求められる利便性，汎用性等の特性のうちの少なくとも 1つのもをの向上させることを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様の対基板作業機，対基板作業機用作業ヘッド，対基板作業システム，対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラムが得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴おょぴそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能である。

( 1 ) 脱着可能な作業ヘッドを含み、その作業ヘッドが装着された状態においてその作業へッドを作動させることによって回路基板に対して予め設定された作業を行うことを特徴とする対基板作業機。

本発明の対基板作業機は、作業へッドを有する対基板作業機であって、その作業へッドが脱着可能に構成されたことを特徴とするものである。対基板作業機の種類は特に限定されるものではなく、作業へッドを有する対基板作業であればよい。例えば、実装へッドを有する部品実装機，塗布へッドを有する接着剤塗布機，検査ヘッドを有する検査作業機等、種々の対基板作業機に対して、本発明が適用可能である。ここで「作業ヘッド」とは、対基板作業機において主たる作業を行う構成要素であり、例えば、回路基板との間で相対移動させられるものを意味する。作業ヘッドと回路基板とを相対移動させる相対移動装置を含む場合、その相対移動装置から分離可能に装着されるものが、本発明における作業へッドとなる。なお、本発明では、作業ヘッド自体が脱着可能とされるのであり、作業ヘッドを構成する構成要素が脱着可能であることとは区別される。「脱着可能」とは、容易に装着，離脱させ得ることを意味し、例えば、工具を使用せずに装着 ·離脱させ得ることを意味する。平たく言えば、ワンタッチで取り付け、取り外しが可能なことを意味する。作業ヘッドが脱着可能であれば、メンテナンスが容易に行える等、対基板作業機の利便性を向上させることができる。

( 2 ) 当該対基板作業機が、回路基板を固定保持する基板保持装置と、回路部品を供給する部品供給装置とを含み、前記作業ヘッドが、前記部品供給装置から供給される回路部品を保持して取り出し、かつ、その保持した回路部品を基板保持装置に固定保持された回路基板の表面に実装する実装ヘッドとされることで、当該対基板作業機が部品実装機として機能する（1)項に記載の対基板作業機。

本項に記載の態様は、部品実装機としての態様である。部品実装機の場合、一般に、吸着ノズル等の部品保持デバイスを備え、例えば、そのデバイスを昇降させる機構，そのデバイスを自転させる機構等を備える。本発明の対基板作業機は、かかる昇降機構，自転機構等を備えた実装ヘッドが脱着可能とされるものに、特に効果的である。力かる機構を有する実装ヘッドは、精密であるため、メンテナンスを行うことが多い等、分離可能とする場合の利点が大きいからである。部品実装機は、作業へッドを一平面に沿って移動させる X Yロボット型のへッド移動装置を備えることが多く、力かる部品実装機に本発明を適用する場合、作業へッドはそのへッド移動装置から取り外し可能な態様となる。

( 3 ) 複数の作業ヘッドの中から任意に選択した 1つのものを、前記作業ヘッドとして装着可能な（1)項または (2)項に記載の対基板作業機。

他の作業へッドと交換可能とされる態様が本項に記載の態様に含まれる。例えば、メンテナンス等を行うことを考えれば、 1つの作業へッドをメンテナンスしている場合に、他の作業ヘッドを装着して作業を行うことができ、利便性だけでなく作業効率の点でも有利である。この態様には、同一構成の作業ヘッドに交換可能とされる場合も、また、異なる構成の作業ヘッドに交換可能とされる場合も含まれる。

( 4 ) 前記複数の作業ヘッドが互いに構成の異なるものを含み、それら構成の異なる作業へッドの中から任意に選択した 1つのものを、前記作業へッドとして装着可能な (3)項に記載の対基板作業機。

本項に記載の態様は、異なる構成の作業ヘッドに交換可能な態様である。例えば、作業の種類が互いに異なる作業へッドに交換可能とすることができ、例えば、部品実装作業を行う実装ヘッド，接着剤塗布作業を行う塗布ヘッド，検査作業を行う検査ヘッド等の作業ヘッド間で、互いに交換可能とすることができる。このように、行う作業の種類が異なる程度に構成の異なる作業へッドと交換可能とすれば、対基板作業機に、対象作業に関する多様性を持たせることができ、その対基板作業機の汎用性が大きく向上する。また、本項に記載の態様は、同種の作業を行う作業へッドであって、構成の異なる作業へッドに交換可能な態様も含まれる。例えば、実装ヘッドを例にとって説明すれば、実装ヘッドは、吸着ノズル等の部品保持デバイスの取付数、部品保持デバイスを昇降させる機構、対象とする回路部品の形状，大きさ等の違い、実装速度の違い等、目的に応じて異なる構成のものが存在する。つまり、構成要素の数，形状，動作，機能等が互いに相違する実装へッドが存在する。本項に記載の態様は、そのように構成の相違する同種作業の作業へッド間で交換することができ、同種の作業においても種々に作業形態を異ならせることができるため、その点において対基板作業機の汎用性が向上する。

( 5 ) 前記作業ヘッドが、当該作業ヘッドに関する固有情報が記録された固有情報記録媒体を備え、当該対基板作業機が、その固有情報に基づいて、装着された作業へッドに関連する情報であるへッド関連情報を認識するへッド関連情報認識部を含む（1)項ないし (4)項のいずれかに記載の対基板作業機。

作業へッドを脱着可能とした場合において、作業をへッドを装着したときに、その作業ヘッドの構成，状態等が把握できれば、より利便性が向上する。後に詳しく説明するが、装着された作業ヘッドの構成内容が自動で認識できれば、例えば、そのヘッドを使用するために行う準備のための処理（以下、「ヘッド使用準備処理」と呼ぶ場合がある）を自動で行わせることができる。ヘッド使用準備処理は、例えば、そのヘッドを駆動させるソフトウェアの変更，キヤリプレーション等が含まれ、また、その作業ヘッドが使用に適したものか否かの判定等が含まれる。本項に記載の態様は、そのようなヘッド使用準備処理を自動で行わせるのに適した態様である。

本項の態様におけるへッド関連情報には、後に説明するへッド構成諸元情報，へッドステータス情報等が含まれる。本項に記載の態様では、作業へッド自身が、自らの固有情報を有している。すなわち、本項でいう固有情報は、ヘッド自体に記録された情報であり、へッド格納情報と呼ぶことができる。この固有情報は、へッド関連情報を得るための情報等を含む。例えば、作業へッドの I Dを表す作業へッド I D情報，作業へッドの形式表すへッド形式情報等の情報が該当する。固有情報が記録される固有情報記録媒体は、その種類を限定するものではない、例えば、 R OM, R AM等のメモリー素子やディップスィッチのように、電気的に接続されてそれが記録する情報を取得可能となるものであってもよい。また、バーコード， 2 Dコード（Q Rコードとも呼ばれる）等の視覚的、光学的手段よつて認識して情報を取得可能とされたものであってもよく、また、タグチップ等の無線による通信機能を備えた記録媒体や、磁気等を利用した記録媒体等種々のものが採用可能である。作業へッドに設けた固有情報記録媒体の種類に応じて、その記録媒体からの情報を取得可能あるいは認識可能な手段を、作業機本体側に設ければよい。

へッド関連情報認識部は、固有情報に基づいてへッド関連情報を認識するものである。例えば、固有情報を基に、自らが演算等の処理を行って作成することによりヘッド関連情報を認識するものであってもよく、固有情報をキーにして対基板作業機の内部あるいは外部から何らかの情報を取得し、その情報をへッド関連情報として認識するものであってもよい。また、固有情報の中に、ヘッド関連情報がそのまま含まれており、その情報を取得するだけで認識するといつた態様も含まれる。この場合は、ヘッド関連情報自体を作業ヘッドが有する態様となる。 , ( 6 ) 前記へッド関連情報認識部が、前記へッド関連情報として前記装着された作業へッドの構成に関する諸元であるへッド構成諸元情報を認識する構成諸元情報認識部を含む (5)項に記載の対基板作業機。

本項に記載の態様は、へッド関連情報情報としてへッドの構成に関する諸元を認識する態様である。ヘッド構成諸元は、作業ヘッドの構成に関する様々な因子であり、例えば、作業ヘッドの形式情報、作業ヘッドに備わる種々の構成要素の配備された位置に関する情報等が含まれる。実装へッドを例にとって説明すれば、作業ヘッドの形式情報には、例えば、形式を表す名称、吸着ノズルを取り付けられる数、取り付け可能な吸着ノズルの形状，種類、実装速度等、当該実装ヘッドの種類を特定可能な情報等である。また、構成要素配備位置に関する情報には、例えば、吸着ノズルを保持する部材の当該実装ヘッド内の高さ方向，水平面内内における配設位置等である。これらの情報は、後に説明するように、装着された作業へッドを作動させるドライバを選択するための情報、装着されるへッドが使用に適したものであるかの判定を行うための情報、実装へッドを動作させるための基準位置を決定するための情報等となり得る。

( 7 ) 当該対基板作業機が、

装着される作業へッドを動作可能とするためのソフトウェアである作業へッドドライバが格納されるドライバ格納部と、

そのドライバ格納部に、前記構成諸元情報認識部によって認識された前記へッド構成諸元情報に基づいて、前記装着された作業へッドに対応する作業へッドドライバを格納するへッド対応部と

を含む (6)項に記載の対基板作業機。

一般に、対基板作業機は、コンピュータを主体とする制御装置によって動作が制御される。作業ヘッド、フィーダ等の装置，デバイスは、それが駆動されるために、いわゆるドライバと呼ばれる専用のソフトウェアが必要となる。作業へッドを作動させるドライバは、作業ヘッドドライバと呼ぶことができ、作業ヘッドの種別ごとに、その作業ヘッドに適したドライバが存在する。作業ヘッドが交換されない場合、つまり固定されて設けられた従来の対基板作業機の場合は問題とはならないが、作業ヘッドが交換可能な対基板作業機では、装着された作業へッドに応じた、詳しくは、作業ヘッドの構成に応じたドライバを選択する必要が生じる。本項に記載の態様は、かかる場合に、作業ヘッドに応じたドライバの選択を自動で行い得る態様であり、作業へッドの交換を簡便なものにし得る態様である。複数の種類の作業ドライバを用意する場合には、各種のドライバを対基板作業機の内部に格納しておく力 \ あるいは、対基板作業機の外部に格納しておき、選択結果に基づいて、対基板作業機に送信するようにすればよい。本項に記載の態様は、作業ヘッドを交換可能にした対基板作業機において、ヘッド使用準備処理の自動化を実現可能な一態様である。

( 8 ) 当該対基板作業機が、前記装着された作業ヘッドの構成要素の作業動作に関連する位置情報である構成要素位置情報を前記構成諸元情報認識部によつて認識されたへッド構成諸元情報に基づいて取得する位置情報取得部を含む (6)項または (7)項に記載の対基板作業機。

作業ヘッドは、精密な機器ではあるが、製造上の誤差等を含み得る。作業へッドが脱着されない対基板作業機では、作業へッドを組付た後に作業へッドおよびそれの各構成要素の位置調整を行い、上記誤差が作業精度に影響を与えないようにされる。ところが、作業ヘッドが脱着可能とされる対基板作業機、特に、様々な作業へッドが交換されて装着される対基板作業機では、作業へッド自体の製造. 誤差，作業へッドの装着位置のずれが作業精度に影響を与える。本項に記載の態様は、それらの誤差等の影響をなくすために行う作業へッドに関する位置調整、いわゆるキャリブレーション処理の自動化を可能にする態様である。例えば、認識された構成要素の諸元に関する情報、特に、構成要素配備位置に関する情報に基づいて、装着された作業ヘッド，その構成要素の対基板作業機内における位置等に関する情報を取得し、その取得した情報に基づいて、装着された作業へッドに対応する位置調整を行うのである。対基板作業において作業へッドと回路基板とは相対移動させられるが、位置調整は、その相対移動における指令位置を補正等することが含まれる。実装ヘッドを例にとって説明すれば、実装ヘッドの構成要素である吸着ノズルを保持する部材の当該実装へッド内の高さ方向，水平面内内における配設位置等の情報を基に、吸着ノズルの相対移動指令位置，装着へッドの相対移動指令位置等を調整する処理を行うことができる。

( 9 ) 前記へッド関連情報認識部が、前記へッド関連情報として前記装着された作業へッドのステータスに関する情報であるへッドステータス情報を認識するステータス情報認識部を含む (5)項ないし（8)項のいずれかに記載の対基板作業機。本項に記載の態様は、作業ヘッドが有する上記固有情報に基づいて、装着された作業ヘッドの状態に関する情報を認識する態様である。ステータス情報は、例えば、その作業へッドの使用状態、作業精度に関する状態等が含まれる。作業へッド自体の状態のみならず、装着される対基板作業機との関係における状態、例えば相性といったものも含まれる。具体的には、例えば、その作業ヘッドがどの程度の時間稼動させられているか、メンテナンスが行われてから経過した日時、その作業へッドの不良率がどの程度であるか、その対基板作業機に装着された場合における不良率がどの程度であるか等である。ステータス情報は、後に説明する、使用の適否に関する判定等に利用することができる。ステータス情報は、作業ヘッドが有する固有情報に基づいて、作業ヘッドに関する生産履歴，メンテナンス履歴等のデータベースにアクセスして取得する等して認識することが可能でめる。

( 1 0 ) 当該対基板作業機が、前記装着された作業ヘッドの適否を前記ステータス情報認識部によつて認識されたへッドステータス情報に基づいて判定するへッド適否判定部を含む (9)項に記載の対基板作業機。

本項に記載の態様は、作業ヘッドの状態に応じて、作業ヘッドの適否を判定する態様である。作業ヘッドの適否とは、装着された作業ヘッドを用いて作業を行うことが適当である力否かを意味し、本項に記載の態様には、例えば、作業へッド自体の状態が悪くて使用ができない場合，その作業へッドと装着される対基板作業機との相性が悪くその対基板作業機において使用することが不適当である場合等が含まれる。装着された作業へッドの使用可否判定もへッド使用準備処理に含まれ、本項に記載の態様は、へッド使用準備処理を自動化可能な一態様である。なお、本項に記載された態様ではないが、本発明の対基板作業機は、ヘッドステ一タス情報に基づかず、前記へッド構成諸元情報に基づいて判定する態様で実施することもできる。また、本項に記載の態様における一態様として、ヘッドステ一タス情報とへッド構成諸元情報との両者に基づレ、て判定される態様で実施することもできる。

( 1 1 ) 当該対基板作業機が、

前記作業へッドが装着される作業へッド被装着部材を備えてその作業へッド被装着部材を一直線に沿った方向である X方向に移動させる X方向移動装置と、その X方向移動装置を X方向と直角な方向である Y方向に移動させる Y方向移動装置をと備え、前記作業ヘッドを回路基板と平行な一平面内において移動させる作業へッド移動装置を含む（1)項ないし（10)項のいずれかに記載の対基板作業機。

( 1 2 ) 作業へッドが装着された状態において、前記作業へッドおよび前記作業へッド被装着部材を合わせたものの前記 X方向長さが 6 0 mm以下とされた（11) 項に記載の対基板作業機。 ( 1 3 ) 前記作業へッドと前記作業へッド被装着部材とを合わせたものの重量が 5 k g以下とされた（11)項または（12)項に記載の対基板作業機。

( 1 4 ) 回路基板の表面に付された基準マークを撮像可能な基板撮像装置が、装着された前記作業へッドと前記 Y方向に並ぶ位置において前記作業へッド被装着部材に設けられた（11)項ないし（13)項のいずれかに記載の対基板作業機。

上記 4つの項に記載された態様によれば、コンパクトな対基板作業機、作業へッド移動装置への負担の小さな対基板作業機が実現される。なお、上記 4つの項に記載の態様は、作業ヘッドが脱着可能に設けられていない、つまり、作業へッドが固定的に設けられた対基板作業機に適用することも可能である。

( 2 1 ) 対基板作業機に脱着可能に設けられ、その対基板作業機が回路基板に対して予め設定された作業を行うために作動させられることを特徴とする対基板作業機用作業へッド。

( 2 2 ) 前記対基板作業機が、回路基板を固定保持する基板保持装置と、回路部品を供給する部品供給装置とを含むものであり、当該作業ヘッドが、前記部品供給装置から供給される回路部品を保持して取り出し、力、つ、その保持した回路部品を基板保持装置に固定保持された回路基板の表面に実装する実装へッドとされた (21)項に記載の対基板作業機用作業へッド。

( 2 3 ) 当該作業ヘッドが、当該作業ヘッドに関する固有情報が記録された固有情報記録媒体を備える（21)項または (22)項に記載の対基板作業機用作業へッド。本 S明の対基板作業機用作業ヘッドに関する上記種々の態様は、本発明の前記種々の態様の対基板作業機に好適な作業ヘッドである。それらの説明は、前述の説明と重複するため、ここでの説明は省略する。

( 3 1 ) 脱着可能な作業へッドを備えてその作業へッドが装着された状態においてその作業へッドを作動させることによつて回路基板に対して予め設定された作業を行う対基板作業機含む対基板作業システムであって、

前記装着された作業へッドが、自身に関する固有情報が記録された固有情報記録媒体を備え、当該システムが、作業ヘッドごとのそのヘッドに関連する情報であるへッド関連情報を前記対基板作業機の外部において格納するへッド関連情報外部格納部と、前記固有情報に基づいて前記へッド関連情報外部格納部から前記装着された作業へッドについてのへッド関連情報を取得して認識するへッド関連情報認識部とを備えることを特徴とする対基板作業システム。

本発明の対基板作業システムは、作業へッドを脱着可能に設けた対基板作業機を含むシステムにおいて、前述したへッド関連情報を対基板作業機の外部の機器から取得するものである。本項に記載されたシステムの説明は、前述の説明と重複する部分については省略する。なお、ヘッド関連情報外部格納部は、例えば、データベース的な機能を果たすコンピュータを主体とした装置等が該当する。先に説明したように、ヘッド関連情報は、ヘッド構成諸元情報，ヘッドステータス情報等が含まれ、その情報の種類等に応じて、データベースを使い分けることができる。例えば、対基板作業機および作業ヘッドに関する生産履歴を格納するデータベース、対基板作業機を構成する装置，デバイス等に関する各種情報を格納する装置デバイスデータベース等を使い分ける態様である。したがって、ヘッド関連情報外部格納部は、 1つに限らず複数存在してもよレ、。また、ヘッド関連情報認識部は、対基板作業機に設けられるものでもよく、対基板作業機とは別体となる装置に設られるものであってもよい。別体となる装置として設けられる場合は、例えば、複数の対基板作業機を統括して管理するホスト的な役割を果たすコンピュータを主体とする管理装置がシステム内に配置されているときには、その管理装置が上記別体となる装置として機能するようにしてもよく、また、上記データベース的な機能を果たす装置が、上記別体となる装置として機能するようにしてもよレ、。

本発明の対基板作業システムは、へッド関連情報認識部が、前述したところの、構成諸元情報認識部，ステータス情報部の少なくともいずれか一方を備える態様で実施することができる。また、前述したところのへッド適否判定部，へッド対応部，位置情報取得部のいずれか 1つ以上を備える態様で実施することもできる。その場合、それらの各部は、対基板作業機に設けられてもよく、また、上記別体となる装置に設けられるものであってもよレ、。なお、本項に記載のシステムは、前述の作業へッドが交換可能な態様、異種の構成の作業へッド間で交換可能な態様、対基板作業機を部品実装機に限定する態様で実施することもできる。

( 4 1 ) 対基板作業機に脱着可能に装着されてその対基板作業機が回路基板に対して予め設定された作業を行うために作動させられる対基板作業機用作業へッドの、使用の準備のための処理を行うべくコンピュータによって実行されるプログラムであって、

装着された作業へッドに備えられた固有情報記録媒体から、その作業へッドに関する固有情報を読み出す固有情報読出ステップと、

読み出された固有情報に基づいて、その作業へッドに関連する情報であるへッド関連情報を認識するへッド関連情報認識ステップと

を含むことを特徴とする対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム。 ( 4 2 ) 前記へッド関連情報認識ステップが、前記へッド関連情報として前記装着された作業へッドの構成に関する諸元であるへッド構成諸元情報を認識する構成諸元情報認識ステップを有する（41)項に記載の対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム。

( 4 3 ) 当該ヘッド使用準備処理プログラムが、装着される作業ヘッドを動作可能とするためのソフトウェアである作業へッドドライバが格納されるドライバ格納部に、前記認識されたへッド構成諸元情報に基づいて、前記装着された作業へッドに対応する作業へッドドライバを格納するへッド対応ステップを含む (42)項に記載の対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム。

( 4 4 ) 当該ヘッド使用準備処理プログラムが、前記装着された作業ヘッドの構成要素の作業動作に関連する位置情報である構成要素位置情報を前記認識されたへッド構成諸元情報に基づいて取得する位置情報取得ステップを含む (42)項または (43)項に記載の対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム。

( 4 5 ) 前記ヘッド関連情報認識ステップが、前記ヘッド関連情報として前記装着された作業へッドのステータスに関する情報であるへッドステータス情報を認識するステータス情報認識ステツプを有する（41)項ないし (44)項のいずれかに記載の対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム。

( 4 6 ) 当該ヘッド使用準備処理プログラムが、前記装着された作業ヘッドの適否を前記認識されたへッドステータス情報に基づいて判定するへッド適否判定ステツプを含む (45)項に記載の対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム。本発明の対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラムに関する種々の態様は、作業ヘッドが脱着可能とされた対基板作業機において、装着された作業へッドを使用した作業を行うにあたっての準備処理を自動化するためのプログラムに関する態様である。それらの説明は、前述の説明と重複するため、ここでの説明は省略する。なお、上記各態様は、に記載のは、前述の作業へッドが交換可能な態様、異種の構成の作業へッド間で交換可能な態様、対基板作業機を部品実装機に限定する態様で実施することもできる。 + 図面の簡単な説明

図 1は本発明の実施形態である対基板作業機の全体構成を示す斜視図である。図 2は対基板作業機を構成する作業モジュールの構成を示す斜視図である。図 3は作業モジュールに配備されたコンベアュニットを示す斜視図である。図 4は作業モジュールに配備された対基板作業装置を示す斜視図である。図 5は対基板作業装置に装備可能な実装へッドのいくつかのものを示す斜視図である。

図 6は装備可能な実装へッドのうちの 1つのものを示す斜視図である。

図 7は実装へッドのへッド移動装置への装着の機構を説明するための斜視図である。

図 8は実装へッドを固定するためのへッド固定装置を示す断面図である。図 9は各作業モジュールに配備されたモジュール制御装置の制御に関するプロック図を示す。

図 1 0は対基板作業機が工場内に配置された様子を示す模式図である。

図 1 1は作業へッドが装着された際に実行されるへッド使用準備処理プログラムを示すフローチヤ一トである。

図 1 2はへッド使用準備処理プログラムにおけるへッド関連情報認識処理ルーチンを示すフローチャートである。

図 1 3はへッド使用準備処理プログラムにおけるへッド適否判定処理ルーチンを示すフローチヤ一トである。

図 1 4はへッド使用準備処理プログラムにおけるキヤリブレーシヨン処理ルーチンを示すフローチヤ一トである。

図 1 5は装着された実装へッドの高さ位置を算出する方法を説明するための概念図である。

図 1 6は実装ュニットの自転中心の測定の方法を説明するための概念図である。

図 1 7は実装ュニットのインデックス回転中心を算出する方法を説明するための概念図である。

図 1 8はへッド使用準備処理に関してのモジュール制御装置の機能を説明するための機能プロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の実施形態を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施形態に決して限定されるものではなく、下記実施形態の他、前記〔発明の開示〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。

<対基板作業機の構成等 >

図 1に本発明の一実施形態である対基板作業機の全体斜視図を示す。対基板作業機 1は、ベースモジュール 1 0と、ベースモジュール 1 0上に互いに隣接してかつ整列して配置された複数（8つ）の作業モジュール 1 2と、ベースモジユール 1 0および作業モジュール 1 2とは別体をなす作業機制御装置としての制御モジュール 1 3とを含んで構成されている。作業モジュール 1 2は、後に説明する作業ヘッドを除いて、ハード的には互いに略同じ構成のものであり、それらの並ぶ方向は、回路基板が搬送される方向とされている。なお、対基板作業機 1の説明において、作業モジュール 1 2が並ぶ方向を左右方向とし、それに直交する方向を前後方向と呼ぶ。つまり、図における左前方が対基板作業機 1の前方つまり正面側であり、右後方が後方つまり背面側である。また、対基板作業機 1の左方が上流側と、右方が下流側とされており、回路基板は、左方に位置する作業モジユール 1 2から右方に位置する作業モジュール 1 2に向かって搬送され、順次、各作業モジュール 1 2における対基板作業が実行される。なお、対基板作業機 1に配置された各作業モジュール 1 2は、 1つ 1つが対基板作業機としての機能を有するものとされており、本発明との関係において、作業モジュール 1 2の 1つ 1つを対基板作業機として観念することもできるが、本実施形態では、対基板作業機を、作業モジュール 1 2の集合体として取り扱うこととする。また、各作業モジュール 1 2は、接着剤塗布へッド，検査へッド等の作業へッドも装着可能とされているが、説明を簡単にするため、本実施形態では、作業へッドとして電子部品等の回路部品を実装するための実装へッドのみが装着されるものとする。従って、作業モジュール 1 2は、実装モジュールであり、対基板作業機 1は、部品実装機となる。以下の説明において、部品実装に主眼を置く場合、対基板作業機 1を部品実装機 1と、作業モジュール 1 2を実装モジユール 1 2と呼び、名称を使い分けることがある。

図 2は、 2つの実装モジュール 1 2が配置された部分を拡大して示すものであり、右側の実装モジュール 1 2は、外装板等を取り除いて示してある。この図が示すように、各々の実装モジュール 1 2は、モジュールの躯体として機能するフレーム 1 4と、フレーム 1 4に配設されたれた種々の装置等を含んで構成されている。例えば、それぞれが部品供給装置として並んで配設されてそれぞれが回路部品を所定の部品供給位置において 1個ずつ供給する複数のテープフィーダ（以下、「フィーダ」と略すことがある） 1 6、回路基板を搬送する機能を有して所定の作業位置に回路基板を固定保持する基板保持装置としてのコンベアュニット 2 0、作業へッド 2 1を有して、その作業へッド 2 1を作業領域内において移動させ、その作業へッド 2 1に対基板作業を行わせる対基板作業装置 2 0等である。本実施形態においては、作業へッド 2 1は、フィーダ 1 6から供給される回路部品を保持して取出し、その回路部品をコンベアュ-ット 2 0に固定された回路基板に実装する実装ヘッドであり、対基板作業装置 2 2は、実装装置として機能する。以下の説明では、部品実装に主眼を置く場合、作業へッド 2 1を実装へッド 2 1と、対基板作業装置 2 2を実装装置 2 2と呼び、名称を使い分けることがある。

また、実装モジュール 1 2は、複数のフィーダ 1 6の群（以下、「フィーダ群」と呼ぶことがある） 1 8とコンベアユニット 2 0との間には、主に部品撮像装置として機能する部品カメラ 2 4 ( C C Dカメラである）、後に説明する部品保持デバイスである吸着ノズルを収納する部品保持デパイス収納装置としてのノズルストッカ 2 5、および、後に説明するノズル先端高さ検出具 2 7が配備されている。さらに、各々の実装モジュール 1 2は、自身を制御するモジュール制御装置 2 6 (図 9参照）を有し、そのモジュール制御装置 2 6により、上記各装置等が制御されつつ動作する。また、実装モジュール 1 2の各々は、上部に入出力装置としての操作 ·表示パネル 2 8を備え、この操作'表示パネル 2 8は、モジユール制御装置 2 6につながっており、各種指令、情報等についてのオペレータ入力の受け付け、実装モジュール 1 2およびそれの構成要素のステータス等に関する情報の表示等を行う。

複数のフィーダ 1 6の各々は、フィード機構部 4 0とリール保持部 4 2とに概ね区分される。リール保持部 4 2には、テープ化された回路部品であるテーピング（電子部品の場合は電子部品テーピングと呼ばれることがある）が卷回されたリール 4 6が保持される。フィード機構部 4 0は、内部に駆動源を有し、リール 4 6から延び出すテーピングは、このフィード機構部 4 0によって、実装装置 2 2の動作に対応して部品保持ピッチずつ送られるとともに、カバーテープが剥がされ、回路部品は、部品供給位置において 1つずつ供給される。フィーダ 1 6、テーピングについてはよく知られた機構、構成を有しているため、ここでの説明はこの程度とする。

コンベアユニット 2 0は、図 3に示すように、コンベア装置を主体とするものであり、前部コンベア 7 2および後部コンベア 7 4の 2つのコンベア装置を含んで構成されている。前部コンベア 7 2および後部コンベア 7 4は、それぞれ、 2 つの向かい合うコンベアレール 7 6 , 7 8， 8 0， 8 2を備えており、それぞれのコンベアレール 7 6， 7 8， 8 0， 8 2は、図示を省略するコンベアベルトがコンベアモータ 8 4によって周回する構造とされており、回路基板 8 6は、そのコンベアベルトに支承されて移送される。コンベアユニット 2 0は、複数の実装モジュール 1 2の各々に備わっており、その各々のコンベアユニット 2 0は、部品実装機 1において、一直線上に位置するようにされている。各実装モジュール 1 2のコンベアュ-ット 2 0は、互いに協調して回路基板を搬送可能とされている。すなわち、これらのコンベアユニット 2 0は、部品実装機 1における基板搬送装置を構成しているのである。なお、コンベアレール 7 6以外のコンペアレール 7 8， 8 0 , 8 2は、コンベア幅調整モータ 8 8によって前後方向に移動可能とされており、コンベア幅を自由に調整できるとともに、前部コンベア 7 2と後部コンペァ 7 4との一方のみを使用することによって幅の大きな回路基板の搬送が可能とされている。

コンベアモータ 8 4を制御駆動することによって作業領域内に移送されきた回路基板 8 6は、設定された停止位置である作業位置に停止させられる。コンベアユニット 2 0は、下部に、図示を省略する昇降装置によって昇降可能な回路基板支持板（以下、「支持板」と略すことがある） 9 0を有し、この支持板 9 0の上面には、図示を省略する支持ピンが任意の位置に変更可能に設けられており、支持板 9 0が上昇させられることで、その支持ピンに支持されて回路基板 8 6が上昇し、コンべアベルトとの係合を解かれるとともに、コンベアレール 7 6 , 7 8， 8 0 , 8 2の一部分と支持ピン 9 0とに挟持されて、回路基板 8 6が上記作業位置において固定される。固定の解除は、支持板 9 0を下降させればよい。このような構成から、コンベアユニット 2 0は、実装モジュール 1 2における基板保持装置として機能するのである。

図 4に示すように、実装装置 2 2は、実装へッド 2 1と,、その実装へッド 2 1 を作業領域内において略一平面に沿って移動させるへッド移動装置 1 0 2 (実装ヘッド移動装置として機能する）を含んで構成される。ヘッド移動装置は、実装へッド 2 1と、コンベアュニット 2 0に保持された回路基板とを、相対移動させる相対移動装置の一種である。実装へッド 2 1については、後に詳しく説明する。へッド移動装置 1 0 2は、 XYロボット型の移動装置であり、実装へッド 2 1を前後方向（Y方向）に移動させる Y方向移動装置としての Yスライド装置 1 1 2 と、左右方向（X方向）に移動させる X方向移動装置としての Xスライド装置 1 1 4とを含んで構成される。 Yスライド装置 1 1 2は、フレーム 1 4の一部をなすビーム 1 1 6に設けられ、 Y軸モータ 1 1 8の駆動により、ポールねじ機構を介して、 Yスライド 1 2 0を Yガイド 1 2 2に沿って移動させる。 Xスライド装置 1 1 4は、 Yスライド 1 2 0に設けられ、 X軸モータ 1 2 6の駆動により、ボールねじ機構を介して、 Xスライド 1 2 8を Xガイド 1 3 0に沿って移動させる。実装ヘッド 2 1は、作業ヘッド被装着部材としての Xスライド 1 2 8に、装着される構造となっている。このこの装着に関する機構についても後述する。実装へッド 2 1は、へッド移動装置 1 0 2により、フィーダ群 1 8とコンベアュニット 2 0において固定された回路基板とにわたつて移動させられる。なお、 Xスライド 1 2 8には、その下部に、マークカメラ 1 3 2 ( C C Dカメラである）が設けられている。このマークカメラ 1 3 2は、基板撮像装置として機能し、回路基板の表面に付された基準マーク等を撮像する。マークカメラ 1 3 2は、実装へッド 2 1とともに、へッド移動装置 1 0 2によって移動させられる。

<作業へッドの構成、脱着方法等 >

本実施形態において、作業へッドである実装へッド 2 1は、へッド移動装置 1 0 2に対して着脱可能とされ、互いに構成の異なる複数のものの中から選択して装着可能とされている。つまり、実装装置 2 2は、実装ヘッド 2 1を種類の違うものに交換することが可能とされているのである。図 5に、装着可能な作業へッド 2 1の一例として、 3つの実装へッド 2 1 a , 2 1 b , 2 1 cを示す。それぞれを簡単に説明すれば、図 5 ( a ) に示す実装ヘッド 2 1 aは、概して軸状をなす実装ユニット 1 4 0を複数（8つ）備えて、それらをインデックス回転させる形式の実装へッド 2 1である。実装へッド 2 1 aの動作を簡単に説明すれば、実装ユニット 1 4 0は、その下端部に、部品を吸着保持する部品保持デバイスとしての吸着ノズル 1 4 2を有している。実装ヘッド 2 1 aがフィーダ群 1 8の上方に位置する状態で、実装ュニット 1 4 0の 1つを下降させ、その実装ュニット 1 4 0が有する吸着ノズル 1 4 2に、フィーダ 1 6の部品供給位置において供給される回路部品を保持させることによって、その回路部品を取り出す。実装ュニット 1 4 0は間欠回転させられて、順次、各々の実装ュニット 1 4 2が回路部品を取り出す。各実装ュニット 1 4 0が回路部品を保持した状態で、実装へッド 2 1 aは、コンベアュニット 2 0に固定保持された回路基板の上方に移動させられる。回路基板の上方において、部品取り出し時に下降させられた位置に位置する 1つの実装ュニット 1 4 0が下降させられ、その実装ュニット 1 4 0が保持する回路部品が回路基板の表面に載置される。実装ュニット 1 4 0は間欠回転させられて、順次、各々の実装ュュット 1 4 0が保持する回路部品を回路基板に载置する。実装へッド 2 1 aは、このような動作を行う実装へッド 2 1であり、比較的小型の回路部品の高速実装に適した実装ヘッド 2 1である。なお、図示は省略するが、実装へッド 2 1 aと同じ形式の実装へッド 2 1として、装備する実装ュュット 1 4 0の数が異なるものも存在する。

図 5 ( c ) に示す実装ヘッド 2 1 cは、実装ユニット 1 4 0を 1つ装備した実装へッド 2 1であり、フィーダ 1 6の上方および回路基板の上方において、実装ユニット 1 4 0を下降させ、フィーダ 1 6と回路基板の 1往復において、 1つの回路部品が実装されるようにされている。実装ヘッド 2 1 cは、実装速度は比較的遅いものの、比較的大きな吸着ノズノレ 1 4 2をも装備することができ、大きな回路部品、特殊形状の回路部品の実装が可能であり、汎用性に優れた実装ヘッド 2 1である。図 5 ( b ) に示す実装ヘッド 2 1 bは、 2つの実装ユニット 1 4 0 を有する実装へッドであり、実装へッド 2 1 aと実装へッド 2 1 cとの中庸的な特^ ·生を有する実装ヘッド 2 1である。なお、 2つの実装ユニット 1 4 0のうち、前方側の実装ュニット 1 4 0は、その実装ュニット 1 4 0の軸線に直角な軸線まわりに放射状に配置された複数の吸着ノズル 1 4 2を有し、それらの吸着ノズル 1 4 2は、その軸線まわりに回転させられることによって、使用されるノズルが選択されるような構造とされている。実装モジュール 1 2は、実装作業の形態に応じて、上記説明した実装へッド 2 1等から任意に選択した 1つのものを装着することができるのである。なお、図 2および図 4において装着されている実装へッド 2 1は、実装へッド 2 1 aである。

実装ヘッド 2 1のさらに詳しい構成を、実装ヘッド 2 1 aを例にとって、図 6 を参照しつつ説明する。実装へッド 2 1 aは、へッドの躯体となるへッド本体 2 8 0と、ヘッド本体 2 8 0の各所に配設された種々の構成部品，構成装置と、それら構成部品等を被うヘッドカバー 2 8 2 (図 5参照）とを含んで構成されている。図 6は、このヘッドカバー 2 8 2を除いたものを示している。

実装へッド 2 1 aは、複数、詳しくは 8つの実装ュニット 1 4 0を備えており、それぞれの実装ュニット 1 4 0は、回路部品保持デバイスである吸着ノズル 1 4 2を先端部に保持している。吸着ノズル 1 4 2の各々は、図示は省略するが、正負圧選択供給装置 2 9 2 (図 9参照）を介して負圧エア，正圧エア通路に通じており、負圧にて電子部品を先端部に吸着保持し、僅かな正圧が供給されることで保持した電子部品が離脱する構造となっている。概して軸状をなす実装ュニット 1 4 0は、間欠回転するュニット保持体 2 9 4の外周部に、等角度ピッチで、軸方向が上下方向となる状態に保持されている。また、それぞれの実装ユニット 1 4 0は、自転可能に、かつ、軸方向に移動可能とされている。ユニット保持体 2 9 4は、電動モータ（エンコーダ付サーボモータ）である保持体回転モータ 2 9 6を駆動源として有するュ-ット保持体回転装置 2 9 8によって駆動され、実装ュニット 1 4 0の配設角度ピッチに等しい角度ずつ間欠回転（インデックス回転と呼ぶこともある）させられることで、実装ユニット 1 4 0は、間欠回転させられる。間欠回転における実装ュニット 1 4 0の 1つの停止位置であるュニット昇降ステーション（最も前方に位置するステーション）において、そのステーションに位置する実装ュニット 1 4 0は、電動モータ（エンコーダ付サーポモータ）であるュニット昇降モータ ₃ 0 0を駆動源として有するュニット昇降装置 3 0 2 によって昇降させられる。フィーダ 1 6からの電子部品の取出動作、および、コンベアュニット 2 0に保持された回路基板への電子部品の動作は、この昇降ステーシヨン位置する実装ュニット 1 4 0によって行われ、その際に実装ュニット 1 4 0が所定距離下降させられる。また、各々の実装ユニット 1 4 0は、吸着保持した回路部品の載置方位の調整等を目的として、電動モータ（エンコーダ付サーボモータ）であるュニット自転モータ 3 0 4を駆動源として有するュニット自転装置 3 0 6によって自転させられる。なお、複数の実装ュニット 1 4 0は、一斉に自転させられる構造とされている。以上が、実装ヘッド 2 1 aの主要な構成である。

他の実装へッド 2 1である実装へッド 2 1 b， 2 1 cの構造も同様のものであるが、構成に応じた構造の差異がある。その差異のみを説明すれば、実装ヘッド 2 1 cは、実装ユニット 1 4 0を 1つしか備えていない構成のものであり、実装ヘッド 2 1 aが備えることころのュニット保持体回転装置 2 9 8を有していない。また、実装ヘッド 2 l bは、実装ユニット 1 4 0が 2つあってそれらが単独で昇降可能とされているため、ユニット昇降装置を 2つ有しており、さらには、一方の実装ュニット 1 4 0において、吸着ノズル 1 4 2を選択するためのノズル選択装置が設けられている。

上述したように、実装ヘッド 2 1は、 Xスライド 1 2 8に脱着可能に取り付けられて、ヘッド移動装置 1 0 2に装着される。以下に、実装ヘッド 2 1の装着に関する機構について説明する。図 7に、実装ヘッド 2 1の背面側からの斜視（図 7 ( a ) ) および Xスライド 1 2 8の正面側からの斜視（図 7 ( b ) ) を示す。実装へッド 2 1において、へッド本体 2 8 0の背面部 3 3 0が取付部を構成し、 Xスライド 1 2 8の正面部 3 3 2が被取付部を構成する。へッド本体の背面部 3 3 0は、下部に 2つの脚部 3 3 4を有するとともに、上部に係合プロック 3 3 6 が設けられている。一方、 Xスライド 1 2 8の正面部 3 3 2は、下部に、脚部 3 3 4を支承する脚部支承部 3 3 8を有し、脚部支承部 3 3 8のやや上方に、 2つの下部係合ローラ 3 4 0を有している。また、 Xスライド 1 2 8の正面部 3 3 2 の上部には、係合ブロック 3 3 6の一部分を掛止させて固定するへッド固定装置 3 4 2 (図 4参照）が設けられ、また、へッド固定装置 3 4 2のやや下方には、 2つの上部係合ローラ 3 4 4を有して係合プロック 3 3 6を入り込ませるための係合穴 3 4 6が設けられている。実装ヘッド 2 1が装着された状態において、へッド本体 2 8 0の背面部 3 3 0と Xスライド 1 2 8の正面部 3 3 2とは略ぴったりと合わさるようにされている。

脚部 3 3 4は、先端が楔形状とされており、 V字状とされた脚部支承部 3 3 8 に嵌め合わされる。これにより、実装へッド 2 1の上下方向の位置が規定される。また、脚部 3 3 4上部の間隔が小さくされた部分の対向する側面が、 2つ下部係合ローラ 3 4 0の各々の外周面にぴったりと係合するようにされおり、また係合ブロック 3 3 6の両側面が、 2つの上部係合ローラ 3 4 4の間にぴったりと嵌りこむようにされており、これらによって、実装ヘッド 2 1の左右方向の位置が規定される。

図 8に、ヘッド固定装置 3 4 2の断面を示す。図 8 ( a ) は、 Xスライド 1 2 8の左右方向の中央において切断した断面であり、図 8 ( b ) は、図 8 ( a ) における A— A面における断面である。へッド固定装置 3 4 2は、係合プロック 3 3 6の上部に設けられた掛止ローラ 3 6 0 (図 7参照）に掛止ピン 3 6 2を掛合させる構造とされている。詳しく説明すれば、ヘッド固定装置 3 4 2は、正面部 3 3 2の上部に設けられたピン穴 3 6 4に上下移動可能に支持された掛止ピン 3 6 2と、掛止ピン 3 6 2を上下させる掛止ピン作動装置 3 6 6とを含んで構成されている。掛止ピン作動装置 3 3 6は、若干の可撓性のあるロッド 3 6 8と、そのロッド 3 6 8の一端部にロッド 3 6 8に対して偏心した状態で固定的に設けられた円盤状の力ム板 3 7 0と、ロッド 3 6 8を回転可能に支持する概ねパイプ状のロッド支持部材 3 7 2と、ロッド 3 6 8の他端部に固定的に設けられて口ッド 3 6 8を回転させるためのグリップ 3 7 4とを含んで構成される。掛止ピン作動装置 3 3 6は、ロッド支持部材 3 7 2において Xスライド 1 2 8の正面部 3 3 2 の上部に取り付けられる（図 7参照）。掛止ピン 3 6 2の上部には、カム板 3 7 0の外径より若干大きな幅の溝 3 7 6が形成され、この溝 3 7 6にカム板 3 7 0 が係合するようにされている。グリップ 3 7 4を回転させれば、掛止ピン 3 6 2 が上下に作動する。なお、掛止ピン作動装置 3 6 6は、ダリップ 3 7 4の操作を容易にするために、グリップ 3 7 4を下方に位置させるベく、ロッド支持部材 3 7 2が屈曲した形状とされているのである。

実装ヘッド 2 1を装着する場合、グリップ 3 7 4を一方向（本実施形態では正面から見て反時計回り）に回転させ、掛止ピン 3 6 2を上方に移動させた状態で、実装へッド 2 1の背面部 3 3 0を Xスライド 1 2 8の正面部にぴったりと係合させ、その状態で、グリップ 3 7 4を反対方向（本実施形態では正面から見て時計周り）に回転させる。このグリップ 3 7 4の操作により、掛止ピン 3 6 2は下降し、最下降端の手前で掛止ピン 3 6 2の下端部に形成された傾斜面 3 7 8が掛止ローラ 3 6 0の外周に当接する。さらに、グリップ 3 7 4を回転させることにより、掛止ピン 3 6 2は、傾斜面 3 7 8の作用により、実装へッド 2 1を下方に押付けるとともに後方に押付ける状態で、掛止ローラ 3 6 0を掛止する。その状態は力ム板 3 7 0の外周と溝 3 7 6の下側面との間に生じる摩擦力によつて維持されるが、その状態維持をより確実なものとするため、掛止ピン作動装置 3 3 6は、捻りバネ 3 8 0を有して、掛止ピン 3 6 2が下方に向かう方向にその捻りバネ 3 8 0がロッド 3 6 8を付勢する構造とされている。実装へッド 2 1を離脱させるには、逆方向にダリップ 3 7 4を回転させればよレ、。本実施形態において、作業モジュール 1 2は、種々の作業へッド 2 1を配備可能とされているが、いずれの作業ヘッド 2 1も、装着機構に関する構造は同じものとされており、装着されている作業へッド 2 1をワンタッチで離脱可能であるとともに、任意の作業へッド 2 1をワンタッチで装着可能とされているのである。また、作業へッド 2 1は、装着された状態において、モジュール制御装置 2 6によって制御可能とされる。そのため、作業ヘッド 2 1が備える各構成部分の駆動のための電源線，制御線等は、へッド移動装置 1 0 2につなげられるのであるが、これらの配線の接続も、図示を省略するコネクタによってワンタツチで行われる。さらに、作業ヘッド 2 1は、自らの固有情報を記録する固有情報記録媒体としてのメモリチップ 4 0 0 (図 5参照）を備えており、このメモリチップ 4 0 0も、モジュール制御装置 2 6に接続可能とされている。メモリチップ 4 0 0は、電池によってパックアップされた R AMチップであり、各種情報を書き換え可能とされている。メモリチップ 4 0 0に記録されている情報とおよびその情報の用途については後述する。

<作業へッド等の諸元 >

本実施形態の実装ヘッド 2 1は、小型化された作業ヘッドである。特に、幅寸法（装着された状態における基板搬送方向の長さ（X方向長さ）を実装ヘッド 2 1の幅と呼ぶ。図 4における x。）は小さく、 6 0 mm以下とされている。 3種の実装へッド 2 1の中でも、インデックス回転型の実装へッドである実装へッド 2 1 aは、比較的小さな回路部品の実装に用いられる。実装へッド 2 1 aは、吸着ノズル 1 4 2がそれの中心が一円周上に位置するように配置されており、その円の直径は 4 0 mm以下とされている。また、実装ヘッド 2 1が装着される Xスライド 1 2 8の幅寸法も、実装へッド 2 1の幅寸法と同じ寸法とされている。なお、本実施形態においては、基板撮像装置であるマークカメラ 1 3 2は、実装へッド 2 1ではなく、 Xスライド 1 2 8に設けられているが、幅方向と直角な方向 (Y方向、つまり Xスライド 1 2 8の移動方向と直角な方向である。）において実装ヘッド 2 1と並ぶように位置している。そのことも、 Xスライド 1 2 8の幅を小さくすることに寄与している。本実施形態の実装モジュール 1 2は、基板搬送方向における長さつまり幅が比較的狭いものとされているが、実装へッド 2 1 および Xスライドの幅寸法が小さくされていることによって、回路部品を実装可能な幅方向の範囲が、比較的大きなものとなっている。

また、 3種の実装ヘッド 2 l a , 2 1 b , 2 1 cの中で最も重量があるインデックス回転型の実装へッド 2 1 aであっても、その重量が 2 k g程度とされている。上述したように、マークカメラ 1 3 2が実装ヘッド 2 1から分離されていることも、実装ヘッド 2 1の軽量化に寄与している。一方、マークカメラ 1 3 2を含めた Xスライド 1 2 8全体の重量も 2 k g程度とされており、したがって、 X Yロボット型の移動装置であるへッド移動装置 1 0 2において、 Xスライド装置 1 1 4が移動させる対象物であるところの、実装へッド 2 1と Xスライド 1 2 8 とを合わせたせたものの重量は 5 k g以下とされ、へッド移動装置 1 0 2への負荷は比較的小さなものとなっている。このことにより、実装ヘッド 2 1の高速移動が可能とされ、本実装モジュール 1 2の生産性は高いものとされている。また、実装ヘッド 2 1等が軽量化されていることで、実装装置 2 2の低振動化、省エネルギ化が実現されている。

<制御装置等 >

対基板作業機 1は、各作業モジュール 1 2を制御するために各作業モジュール 1 2に配備されたモジュール制御装置 2 6と、各作業モジュール 1 2を統括して制御する作業機制御装置としての制御モジュール 1 3とによって制御されるが、作業の制御の中心をなす部分は、各モジュール制御装置 2 6に存在する。図 9にモジュール制御装置 2 6の制御に関するブロック図を、本発明に関係の深い部分を中心に示す。

モジュール制御装置 2 6は、コンピュータ 4 1 0を主体とする制御装置であり、コンピュータ 4 1 0は、 P U (プロセッシングユニット） 4 1 2と、 R OM 4 1 4と、 R AM 4 1 6と、入出力インターフェース 4 1 8と、それらを互いに接続するバス 4 2 0とを有している。入出力インターフェース 4 1 8には、それぞれの駆動回路 4 2 2を介して、フィーダ群 1 8として配設された各フィーダ 1 6、コンベアュニット 2 0、へッド移動装置 1 0 2力 S、それぞれ接続されている。また、モジュール制御装置 2 6は、作業へッド 2 1を駆動するためのへッド駆動回路 4 2 4を有しており、それを介して作業ヘッド 2 1が、入出力インターフエ一ス 4 1 8に接続されている。また、入出力インターフェース 4 1 8には、部品力メラ 2 4およびマークカメラ 1 3 2が、制御回路 4 2 6を介して接続され、それらによって得られた撮像データに対して画像処理を行う画像処理ュニット 4 2 8 を介して取り込まれる。操作 ·表示パネル 2 8およびハードディスクを主体とする外部記憶装置 4 3 0も、入出力インターフェース 4 1 8に接続されている。対基板作業機 1は複数の作業モジュール 1 2の各々が各種信号をやり取りし合って動作を行うようにされているため、入出力インターフェース 4 1 8には、通信回路 4 3 2を介して、他の作業モジュール 1 2が接続されている。また、モジユール制御装置 2 6のホスト的な役割を果たす制御モジュール 1 3も通信回路 4 3 2 を介して接続されており、それとの間でも信号，情報等の通信が可能とされている。つまり、各作業モジュール 1 2および制御モジュール 1 3は、互いに L AN 4 3 4によって接続されているのである。なお、外部記憶装置 4 3 0には、作業モジュール 1 2の基本動作プログラム，回路基板に応じた実装プログラム等のァプリケーシヨンプログラム、回路基板，回路部品等に関する各種データ等が記憶されており、また、実装作業等の際には、それらの中から必要なものが R AM 4 1 6に転送されて記憶され、その R AM 4 1 6の記憶内容に基づいて実装作業等が行われる。

作業へッド 1 2に関して詳しく説明すれば、図 9のプロック図では、作業へッド 1 2として実装へッド 2 1 aが取り付けられた状態を示しており、へッド駆動回路 4 2 4には、正負圧選択供給装置 2 9 2，保持体回転モータ 2 9 6 , ュニット昇降モータ 3 0 0，ユニット自転モータ 3 0 4等が接続されることになる。装着される作業へッド 1 2の種類に応じて、へッド駆動回路 4 2 4に接続されるァクチユエータ，駆動源等が異なることになる。フィーダ 1 6 , コンベアユニット 2 0等もそうであるが、作業ヘッド 1 2等の装置，デバイス等は、それらを動作させるためのソフトウェアであるドライバによって駆動される。ドライバは、装置，デバイス等の構成に応じて、専用のものが用意されている。作業ヘッド 1 2 のドライバは、作業へッドドライバであり、実装へッド 1 2 _aに専用のものが存在する。各種ドライバは、外部記憶装置 4 3 0の一部分であるドライバ格納部に格納されており、例えば、実装ヘッド 1 2 aが装着された場合は、それに専用のヘッドドライバが読み出され、そのドライバが R AM 4 1 6に転送され、実装へッド 1 2 aに対応した動作プログラムが構築されるのである。さらに、作業へッド 1 2の有するメモリチップ 4 0 0も入出力インターフェース 4 1 8に接続され、コンピュータ 4 1 0との間で、情報のやり取りを行うことが可能とされる。作業機制御装置である制御モジュール 1 3は、プロック図は省略するが、 P U, R OM, R AM, 入出力インターフェース等を含むコンピュータを主体とし、外部記憶装置，キーボード等の入力デバイス，ディスプレイ等の出力デバイス等を含む装置であり、各作業モジュール 1 2との各種信号，データのやり取りを行う通信機能を有して、各作業モジュール 1 2を統括して管理する役割を担うとともに、対基板作業機 1に必要な各種データのデータベースとしての役割をも担っている。各作業モジュール 1 2についての実装プログラム等は、この制御モジユール 1 3力ら配信される。また、次に説明するように、制御モジュール 1 3は、対基板作業機 1と外部との通信を行う機能をも有している。

図 1 0に、対基板作業機 1が工場内に配置された様子を模式的に示す。図では、同じ形式の対基板作業機 1が 3つ配置されている。各対基板作業機 1は、互いに情報の受け渡し可能に接続されるともに、各種データベース機能を有する各種管理コンピュータ（図では、 4 4 0， 4 4 2の 2つが示されている）と、互いに情報の受け渡しが可能に接続されている。これらの対基板作業機 1および管理コンピュータ 4 4 0 , 4 4 2等も、 L AN 4 4 4によって接続されているのである。管理コンピュータは、回路基板に応じた作業プログラムに関するデータベース機能を有するもの、各種回路部品の諸元に関するデータを格納してそれのデータべース機能を有するもの等、各種のものがあるが、図 1 0に示したものは、各対基板作業機 1に関する生産履歴に関するデータベース機能を有する生産履歴管理コンピュータ 4 4 0、および、作業ヘッド，フィーダ等の装置，デバイス等に関連する情報のデータベースとしての機能を有する装置デバイス管理コンピュータ 4 4 2である。作業ヘッド 2 1の交換という観点からすれば、これら 2つの管理コンピュータ 4 4 0， 4 4 2は、作業へッド 2 1ごとのそのへッドに関連する情報であるへッド関連情報を対基板作業機 1の外部において格納するへッド関連情報外部格納部として機能するものである。なお、対基板作業機 1の生産情報は、生産履歴管理コンピュータ 4 4 0に送られるが、それには、どの作業へッド 2 1を使用した作業であるかも含まれる。また、作業された回路基板の検査結果情報も生産履歴管理コンピュータ 4 4 0に送られ、作業へッド 2 1ごとの不良率等も生産履歴の 1つとして管理される。生産履歴管理コンピュータ 4 4 0および装置デパイス管理コンピュータ 4 4 2については、後おいてもに詳しく説明する。

く部品実装作業 >

実装へッド 2 1 aが装着された 1つの実装モジュール 1 2による部品実装作業を、簡単に説明する。上流側から移送されてきた回路基板は、コンベアユニット 2 0によって、作業領域内の設定された作業位置に停止させられる。停止させられた回路基板は、その位置において、回路基板支持板 9 0が昇降装置によって上昇させられることにより、コンベアュ-ット 2 0よって固定保持される。次いで、ヘッド移動装置 1 0 2によって、マークカメラ 1 3 2力回路基板に付された基準マークの上方に移動させられ、基準マークを撮像する。その撮像データから、保持された回路基板の保持位置のずれが検出される。

次に、実装へッド 2 1 aがフィーダ群 1 8の上方に移動させられ、設定された取出順序に従って、回路部品が吸着ノズル 1 4 2に吸着保持される。詳しくは、昇降ステーションに位置する実装ュニット 1 4 0が、保持対象とされた回路部品を供給するフィーダ 1 6の部品取出位置の上方に位置させられて、その位置でその実装ュニット 1 4 0が下降させられ、その先端に保持された吸着ノズル 1 4 2 に負圧が供給されて、その回路部品を吸着保持する。そして実装ュニット 1 4 0 が間欠回転させられ、次の実装ュニット 1 4 0に関する同様の部品取出動作が行われる。このようにして、実装ヘッド 2 1 aが備える実装ユニット 1 4 0について、順次、部品取出動作（多くの場合は 8回）が行われる。

次に、回路部品を保持した実装へッド 2 1 aは、部品カメラ 2 4の上方に移動させられる。その位置において、部品カメラ 2 4は、保持された回路部品を一視野内に収めて撮像する。得られた撮像データにより、それぞれの回路部品の保持位置のずれが検出される。続いて、実装へッド 2 1 aは、回路基板の上方まで移動させられ、設定された実装順序に従って、回路基板の表面に保持された回路部品が載置される。詳しくは、まず、ユニット昇降ステーションに位置する実装ュニット 1 4 0が適正な載置位置の上方に位置させられる。このとき、検出された回路基板の保持位置ずれ量，回路部品の保持位置ずれ量に基づいて、実装へッド 2 6の移動位置が適正化される。その位置において、実装ユニット 1 4 0が所定距離下降させられ、吸着ノズル 1 4 2に正圧が供給されて、保持した回路部品が回路基板の表面に載置される。続いて実装ユニット 1 4 0が間欠回転させられ、次の実装ュニット 1 4 0に関する同様の載置動作が行われる。このようにして、回路部品を保持する実装ュニット 1 4 0について、順次、部品載置動作が行われる。なお、各実装ュニット 1 4 0の載置動作におけるその実装ュニット 1 4 0の下降に先駆けて、その実装ユニット 1 4 0力保持する回路部品に対して設定された载置方位，検出された回路基板保持位置ずれ量，回路部品の保持位置.ずれ量に基づいて、適正な回転位置まで自転させられ、それによつて、回路部品の載置方位が適正ィ匕されるのである。

予定されたすベての回路部品についての実装が終了するまで、実装へッド 2 1 aがフィーダ群 1 8と回路基板との間を往復させられて、部品取出動作、部品載置動作が繰り返し行われる。すべての回路部品の実装が終了した後、コンペァュニットの支持板 9 0が昇降装置によって下降させられ、回路基板の固定保持が解除される。その回路基板は、コンベアユニット 2 0によって、下流側へ移送される。このようにして、その回路基板に予定されたその実装モジュール 1 2による部品実装作業が終了する。

かかる実装モジュール 1 2が複数配置された部品実装機 1では、配置されたすベての実装モジュール 1 2による部品実装作業が完了して、 1枚の回路基板に対するその部品実装機 1による部品実装が完了する。このように、部品実装機 1では、回路基板を次々に上流側から下流側に向かって複数の実装モジュール 1 2の各々にわたつて順次搬送し、複数の実装モジュール 1 2の各々にその各々に定められた実装作業を実行させることによって部品の実装を行う。そして、複数の回路基板を、次々に、上流側の実装モジュール 1 2に搬入することで、次々に各回路基板に対する装着を行って、下流側の実装モジュール 1 2から実装が完了した回路基板が、次々に搬出される。なお、部品実装機 1への回路基板の搬入，搬出は、最も上流側のおよび最も下流側の実装モジュール 1 2のそれぞれの傍らに、コンベア装置を主体とする搬入機，搬出機をそれぞれ配置し、それらによって行えばよい。

く作業へッドの装着に付随する準備処理〉

前述のように、作業モジュール 1 2は、作業へッド 2 1を交換可能とされている。新たに作業へッド 2 1が装着された場合、作業モジュール 1 2は、その作業へッド 2 1を使用するための準備を行う。以下に、作業へッド 2 1の装着に付随する準備処理について、実装へッド 2 1 aが装着された場合を例にとって説明する。

装着に付随する準備作業は、作業へッド 2 1が装着された作業モジュール 1 2 ' のモジュール制御装置 2 6によって行われ、詳しくは、そのモジュール制御装置 2 6の R OM 4 1 4に格納されているへッド使用準備処理プログラムがコンビュータ 4 1 0によって実行されることにより行われる。図 1 1に、ヘッド使用準備処理プログラムのフローチャートを示す。このフローチャートに従って準備処理を説明すれば、実装ヘッド 2 1 aが装着された際、まず、ステップ 1 (以下、 S 1と略す。他のステップも同様とする。）において、その実装ヘッド 2 l aが認識される。詳しくは、その実装へッド 2 1 aの構成諸元に関するへッド構成諸元情報，ステータスに関するへッドステータス情報等のへッド関連情報が認識されることで、その実装ヘッド 2 l a力どのような構成のものである力、どのような状態であるかが認識される。次に、 S 2において、認識されたヘッド関連情報に基づいて、その実装ヘッド 2 1 aの使用の適否が判定される。使用することが不適当であると判定された場合は、その旨が、オペレータに告知されて準備処理を終了する。適当であると判定された場合は、 S 3において、その実装ヘッド 2 1 aに適合した作業へッドドライバが選択され、その実装へッド 2 1 aが動作可能とされる。続いて、 S 4において、認識されたヘッド諸元情報に基づいて、実装ユニット 1 4 0のインデックス回転に関する調整がなされる。そして、 S 5において、各実装ュニット 1 4 0の先端部に、所定の吸着ノズル 1 4 2が取り付けられる。吸着ノズル 1 4 2の取り付け後、 S 6において、キャリブレーションが行われる。キャリブレーションは、平たく言えば、実装ヘッド 2 1 aの装着誤差等に対処すべく、その実装ヘッド 2 1 aの作業動作における位置、詳しくは位置指令値を調整して確定するため処理である。以上説明した流れで、ヘッド使用準備処理が行われる。以下に、それぞれの処理の詳細を、処理ごとに説明する。

i) へッド関連情報認識

前記 S 1のへッド関連情報認識処理は、図 1 2にフローチャートを示すへッド関連情報認識処理ルーチンに従って行われる。まず、 S 1 1において、実装へッド 2 1 aに備わっているメモリーチップ 4 0 0に格納されているへッド格納情報が読み出される。つまり、本ステップは、固有情報読出ステップである。ヘッド格納情報は、その実装へッド 2 1 aに関する固有情報であり、具体的には、そのへッドの I Dを示すへッド I Dデータの他、そのへッドの形式を示すへッド形式データ，そのヘッドが有する各実装ユニット 1 4 0の配設角度ピッチデータ（以下、「ユニット配設角データ」と呼ぶことがある），各実装ユニット 1 4 0の吸着ノズル取付部の基準位置に対する高さデータ（以下、「ユニット高さデータ」と呼ぶことがある）等の構成諸元に関するデータ等が含まれている。なお、ュニット配設角データ，ユニット高さデータは、実装ヘッド 2 1 aが備える構成要素の配設位置に関する情報の一種である。

次に、 S 1 2において、前述の装置デバイス管理コンピュータ 4 4 2から、 S 1 1で読み出されたへッド I Dデータに基づいて、その実装へッド 1 2 aに関するデータが読み出される。装置デバイス管理コンピュータは、工場内に存在する各種装置，デバイス等に関しての各種情報を、データベース化して格納している。読み出されたへッド I Dデータは、制御モジュール 1 3を介して、装置デバイス管理コンピュータ 4 4 2に送信される。装置デバイス管理コンピュータ 4 4 2は、へッド I Dをキーに検索し、その実装へッド 2 1 aに関して必要な情報を、制御モジュール 1 3を介してモジュール制御装置 2 6に送信するのである。このようにして、必要な情報が読み出される。装置デバイス管理コンピュータ 4 4 2から取得される情報は、へッド構成諸元情報であるところの、ュニット配設角データ，ユニット高さデータ等が含まれる。また、装置デバイス管理コンピュータ 4 4 2 には、各種装置，デバイスのメンテナンス関連情報も、ヘッド I Dに関連付けられて格納されている。具体的には、最後にメンテナンスを行った日時に関するデータ、その最後のメンテナンスからのその装置，デバイスの稼動時間（以下、「メンテナンス後稼動時間」と呼ぶことがある）に関するデータ等である。 S 1 2においては、装着された実装へッド 1 2 aについてのメンテナンス後稼動時間情報力ヘッドステータス情報の 1つとして読み出される。

次いで、 S 1 3において、前述の生産履歴管理コンピュータ 4 4 0から、 S 1 1で読み出されたへッド I Dデータに基づいて、その実装へッド 1 2 aに関するデータが読み出される。生産履歴管理コンピュータ 4 4 0は、工場内に存在する各種対基板作業機の生産履歴情報がデータベース化されて格納されている。この生産履歴情報には、不良率に関するデータも含まれている。 S 1 3において、モジュール制御装置 2 6は、ヘッド I Dデータと、その実装へッド 2 1 aが装着されている実装モジュール 1 2のモジュール I Dデータとを、制御モジュール 1 3 を介して、生産履歴管理コンピュータ 4 4 0に送信する。生産管理コンピュータ 4 4 0は、自らに格納されている情報の中から、ヘッド I Dをキーにして、その実装ヘッド 2 1 aの現在から所定時間遡った期間の不良率（以下、「所定期間不良率」と呼ぶことがある）に関するデータを作成し、また、ヘッド I Dおよびモジュール I Dをキーにして、その実装モジュール 1 2に装着された場合の所定期間不良率である対モジュール所定期間不良率に関するデータを作成する。そして、生産履歴コンピュータ 4 4 0は、作成したその実装へッド 2 1 aについての所定期間不良率データおよび対モジュール所定期間不良率データを、制御モジュール

1 3を介してモジュール制御装置 2 6に送信する。 S 1 3においては、このようにして、ヘッドステータス情報の一種である所定期間不良率情報および対モジュール所定期間不良率情報が読み出されるのである。

続く S 1 4において、 S 1 1および S 1 2で読み出された情報のうち、へッド構成諸元に関する情報が認識される。具体的には、まず、メモリチップ 4 0 0に格納されていたユニット配設角データ，ユニット高さデータと、装置デバイス管理コンピュータ 4 4 2に格納されていたそれらのデータとが比較され、両者が整合していることが確認される。これは、実装ヘッド 1 2 aが装着されていない間に調整，メンテナンス等が施されている場合に、それらのデータの更新がなされていないことを懸念しての措置であり、不整合である場合は、メモリチップ 4 0 0に格納されていたデータによって、装置デバイス管理コンピュータ 4 4 2のデータが書き換えられる。確認されたユニット配設角データ，ユニット高さデータは、へッド形式データ等とともに、 R AM 4 1 6の所定領域であるへッド構成諸元情報記憶部に記憶され、これにより、ヘッド構成諸元情報の認識を終了する。続いて、 S 1 1〜S 1 3において読み出された情報のうち、へッドステータスに関する情報が認識される。具体的には、 S 1 2において読み出されたメンテナンス後稼動時間データと、 S 1 3において読み出された所定期間不良率データおよぴ対モジュール所定期間不良率データとが、 R AM 4 1 6の所定領域であるへッドステータス情報記憶部に記憶される。これによりへッドステータス情報の認識を終了する。

ii) へッド適否判定

S 2のへッド適否判定処理は、図 1 2にフローチャートを示すへッド適否判定処理ルーチンを実行することによって行われる。まず、 S 2 1において、ヘッド形式に基づく判定が行われる。モジュール制御装置 2 6には、既に、 R AM 4 1 6の所定領域である実装プログラム記憶部に、その実装モジュール 1 2が行う部品実装作業に関する実装プログラムが記憶されている。 S 2 1では、記憶されているへッド形式データと実装プログラムの内容とを比較することによって、装着された実装へッド 2 1 aが、この実装プログラムの実行に適した形式のものであるか否かが判定される。適した形式ものであると判定された場合は、次の S 2 2 が実行される。 S 2 2では、実装へッド 2 1 aがメンテナンス後の稼動時間に基づく判定がなされる。具体的には、記憶されているメンテナンス後稼動時間が、所定の使用限界時間を超えている場合に、メンテナンスの必要があると判断して、その実装へッド 2 1 aの使用を中止すべく、不適であるとの判定が下される。使用限界時間内である場合は、使用を許容すべく、適するとの判定がなされる。

S 2 2において、使用が許容される旨の判定がなされた場合、続く S 2 3において、所定期間不良率に基づく判定がなされる。具体的には、記憶されている所定期間不良率が、実装に供される回路基板について設定された限界不良率を超えている場合に、不適であると判定される。 S 2 2において適したものと判定された場合には、 S 2 4において、対モジュール所定期間不良率基づく判定がなされる。この判定は、言わば、作業モジュール 1 2と作業へッド 2 1との相性を判定するものといえる。 S 2 3の場合と同様に、記憶されている対モジュール所定期間不良率が、実装に供される回路基板について設定された限界不良率を超えている場合に、不適であると判定される。ここで、 S 2 3および S 2 4の判定は、実装作業が行われる回路基板について設定された限界不良率を基準として判断されるが、その値は回路基板に固有の値である。例えば、精度の高い作業が要求されるような場合は、限界不良率が低く設定される。この限界不良率は、実装プログラムの一部に記述されており、実装プログラムデータの中から読み出される。

S 2 4において、適している旨の判定がなされる場合は、次の S 3が実行されるが、 S 2 1〜S 2 4のいずれかにおいて、不適である旨の判定がなされる場合は、 S 2 5において、当該実装へッド 2 1 aが不適当である旨が、オペレータに告知される。告知は、具体的には、操作 ·表示パネル 2 8に、不適である旨とその原因とが表示されることによって行われる。告知がなされた後に、ヘッド使用準備処理プログラムの実行は終了する。オペレータは、告知に基づいて、その実装へッド 1 2 aを取り外し、新たに別の実装へッド 1 2を準備してそれを装着する等の処置を講じることができる。

iii) ドライバ選択，インデックス回転調整およびノズルの取付け

S 3では、ドライバが選択される。先に説明したように、外部記憶装置 4 3 0 には、各種作業ヘッド 2 1に対応する各種ドライバが記憶されており、 S 3においては、先に認識したとことろの、装着された実装へッド 1 2 aの形式データに基づいて、その形式に応じたドライバが選択され、それが、 R AM 4 1 6に転送されてドライバ格納部に格納され、 R AM 4 1 6の所定領域である動作プロダラム領域に、実装へッド 1 2 aに対応した動作プログラムが構築されるのである。これにより、実装へッド 1 2 aの動作制御が可能となる。

ドライバが選択された後に、 S 4において、実装ュニット 1 4 0のインデックス回転に関する調整がなされる。まず、基準ユニットとして予め設定されている 1つの実装ュニット 1 4 0力設計上の昇降ステーションの位置に位置させられる。この状態におけるュニット保持体 2 9 4の回転停止位置が、基準ュニットを昇降ステーションに位置させる停止位置とされる。次に、認識されているュニット配設角データに基づいてュニット保持体 2 9 4を回転させ、他の各実装ュニット 1 4 0を、順次、昇降ステーションに位置させる。それぞれの実装ュニット 1 4 0が昇降ステーションに位置する状態でのュニット保持体 2 9 4の回転停止位置を検出し、この回転停止位置を R AM 4 1 6の所定領域である保持体回転停止位置記憶部に記憶して、以後、各実装ュ-ット 1 4 0を昇降ステーション位置させる場合、記憶されたそれぞれ回転停止位置でュ-ット保持体 2 9 4の回転を停止させるように動作させる。この調整は、実装ヘッド 2 1ごとに生じている製造時の誤差が実装作業における精度に影響を与えることを回避するための処置であり、へッド構成諸元情報に基づく実装へッド 2 1 aの動作位置の調整の 1つである。また、このインデックス回転位置調整も、キャリブレーション処理の一種であるといえる。

次の S 5では、実装へッド 1 2 aの各実装ュニット 1 4 0に吸着ノズル 1 4 2 が取り付けられる。実装プログラムの一部には、使用するノズルが記述されており、その記述内容に従って取り付けられる吸着ノズル 1 4 2が決定される。この決定の後、実装へッド 2 1 aは、前述のノズルストツ力 2 5の上方に移動させられ、インデックス回転させつつ順次実装ユニット 1 4◦を下降させることで、予め設定された収容位置に収容されている吸着ノズル 1 4 2を、定められた実装ュニット 1 4 0に保持させて取り付ける。吸着ノズル 1 4 2も I Dによる管理がなされており、この S 5においては、各実装ュニット 1 4 0にどの吸着ノズノレ 1 4 2が取り付けれているかが、つまり、ノズル I Dデータが R AM 4 1 6の所定領域である取付ノズル情報格納部に記憶される。また、それに関連付けて、取り付けられた吸着ノズル 1 4 2の各々の長さデータ（後述する）も記憶される。

iv) キヤリブレーション

S 6のキヤリブレーションは、図 1 4にフローチャートを示すキヤリプレーシヨン処理ルーチンが実行されて行われる。まず、 S 6 1において、実装ユニット 1 4 0の 1つである前記基準ュ-ットに取り付けられた吸着ノズル 1 4 2の先端の位置を検出する。ノズル先端位置は、基準ユニットが昇降ステーションに位置する状態で、基準ュニットが前記ノズル高さ検出具 2 7の上方に位置する位置に、実装へッド 2 1 aを移動させられる。この位置において、基準ュニットはゆつくり下降させられる。ノズル高さ検出具 2 7の上面は、実装モジュール 1 2における基準高さ位置とされており、検出具 2 7は、吸着ノズル 1 4 2がこの上面に接触したことを検知する構造とされている。吸着ノズル 1 4 2の先端が基準高さ位置に位置するまで基準ユエットが下降し、基準ュニットの上昇端からの下降ストロークが測定される。つまり、本ステップでは、ノズル先端位置の検出値として、基準ュ-ットの下降ストロークを代用しているのである。

次に、 S 6 2において、実装へッド 2 1 aが装着されている高さ位置であるへッド高さ位置が算出される。図 1 5に、へッド高さ位置の算出のための概念図を示す。前述の基準高さ位置は H。で示し、設計上の実装へッド 2 1 aの装着高さ位置はで示してある。先に説明したように、各実装ユニット 1 4◦のュ-ット高さデータは、既に R AM 4 1 6に記憶されている。ユニット高さデータは、実装へッド 2 1 aが設計上の装着高さ位置 H ,に装着されたと仮定して、仮想の基準ノズル（ノズル長さ 1 。：ノズル長さは実装ュニットの吸着ノズル取付部からノズル先端までの長さとする）を取り付けた状態で、その基準ノズルの先端が基準高さ位置 H。に位置するときの実装ュ-ット 1 4 0の下降ストローク Lとして記憶されている。図 1 5 ( a ) に示すように、基準ユニットの場合は L ,である。また、取り付けられている吸着ノズル 1 4 2の実際のノズル長さ 1は、先に述べたように、既に R AM 4 1 6に記憶されており、基準ユニットに取り付けられた吸着ノズル 1 4 2の長さは、 1 ,である。図 1 5 ( b ) に示すように、実装へッド 2 1 aが設計上の装着高さ位置に装着されている場合、上記測定される基準ュニットの下降ストロークは、 L = L！一（ 1 ,— 1。）となるはずである。し力し、実際に測定された下降ストロークが L ," であれば、実装へッド 2 1 a は、装着高さ位置が設計上の位置からずれていることが判る。図 1 5 ( b ) によれば、実装へッド 2 1 aの実際の装着高さ位置は H ₂であり、 Δ Η = Η ₂ — H ， = L i" - L の装着誤差があることが判る。 S 6 2では、装着誤差 Δ Ηを算出することで、装着されたへッド高さ位置を算出する。算出された装着誤差 Δ Ηは、 R AM 4 1 6の所定領域であるへッド装着高さ誤差記憶部に記憶される。

続く S 6 3において、各実装ュニット 1 4 0の昇降位置調整が行われる。既に記憶されている各実装ユニット 1 4 0のユニット高さデータ L , 〜L 8 (添え字：！〜 8は、実装ユニットの番号を示す、以下同様とする）と、それぞれに取り付けられている吸着ノズル 1 4 2のノズル長さ 1 ,〜1 s と、先に算出された装着誤差 Δ Ηに基づいて、以後の各実装ュニット 1 4 0の昇降に対する指令位置が決定されることになる。

次に、 S 6 4において、部品カメラ 2 4による撮像データから、各実装ュニット 1 4 0の自転中心が測定される。吸着ノズル 1 4 2は、曲がり等から実装ュニット 1 4 0の自転中心と同軸的でないことが予想される。そこで、図 1 6に概念的に示すように、撮像の結果得られるところの、実装ユニット 1 4 0の基準となる自転位置における吸着ノズル 1 4 2の先端位置 N 1と、実装ュニット 1 4 0をその基準自転位置から 1 8 0 ° 自転させた位置における吸着ノズル 1 4 2の先端位置 N 2とから、実装ユニット 1 4 0の自転中心 Rが求められる。詳しくは、 N 1と N 2とを結ぶ線分の中点を自転中心 Rとして認定するのである。 S 6 4では、まず、実装ュニット 1 4 0のすベてを部品カメラ 2 4の一視野内に収めるために、設計上の実装ュニット 1 4 0のインデックス回転の中心が部品カメラ 2 4の光軸線上に位置する位置に、実装へッド 2 1 aを移動させる。その位置において、昇降ステーションに位置する実装ュ-ット 1 4 0を自転させ、先に説明した方法にて、その自転中心 Rを測定する。実装へッド 2 1 aの位置を固定させたまま、実装ュ-ット 1 4 0を順次インデックス回転させ、各実装ュニット 1 4 0についての自転中心を測定する。なお、このときに、各実装ユニット 1 4 0の吸着ノズル 1 4 2の先端の高さを、最も低い位置にあるものに合わせるように、各実装ュニット 1 4 0が撮像時の昇降位置が調整されて、撮像が行われる。ちなみに、このときの吸着ノズル 1 4 2の先端高さが部品カメラ 2 4の被写界深度範囲内における最深位置付近となるように、部品カメラ 2 4が配備されている。

次に、 S 6 5において、 S 6 4で求めた自転中心 Rの測定結果に基づいて、装着された実装へッド 2 1 aの水平面内の位置が算出される。具体的には、実装ュニット 1 4 0のインデックス回転の中心が算出される。図 1 7に、インデックス回転の算出を説明するための概念図を示す。先に説明したように、ユニット配設角データ θ ,〜 0 ₈は既に記憶されており、その配設各データ 0 ,〜 0 ₈に基づけば、測定された自転中心 Rを一平面上に展開することが可能である。図 1 7に示す R ,〜R sは、一平面上に展開した各実装ュニット 1 4 0の自転中心であり、これら自転中心 R ,〜R ₈から、幾何学的計算により、インデックス回転中心 O ' が近似的に算出される。次に、この算出されたインデックス回転中心 O' の位置が、実装へッド 21 aを設計上の位置に装着した場合のインデックス回転中心 Oの位置と比較される。図 17では、左右方向に ΔΧだけずれ、前後方向に ΔΥ だけずれている。このずれ量である装着誤差（ΔΧ， ΔΥ) は RAM416のィンデッタス回転中心位置誤差記憶部に記憶される。

なお、インデックス回転中心 O' が算出されれば、その中心 Ο' を基準にした各実装ュニット 140の自転中心が計算上求まる。その計算上の自転中心からの各実装ユニット 140の実際の自転中心の偏差（Δχ ,， Ay 〜（Δχ ₈， Δ y s) が求められる。後に説明するが、この偏差も、実装ヘッド 2 l aの移動位置の調整に利用される。

次に、 S 66おいて、 S 64と同様に、部品カメラ 24の撮像によって、各実装ュニット 140のもう 1つの自転中心が測定される。この S 66によって測定される自転中心は、吸着ノズル 142の先端の高さ位置を S 64における場合とは異ならせて撮像したデータに基づいて求められる自転中心である。 S 64では、吸着ノズル 142を部品力メラ 24の被写界深度範囲内の最深部付近に位置させて撮像を行ったが、 S 66では、最浅部付近に位置させて撮像させる。つまり、吸着ノズル 142の先端位置が先の位置より低い位置での撮像である。具体的な測定方法は、 S 64の場合と同様であるため説明は省略するが、 2つの測定により、昇降位置の異なる各実装ユニット 140の自転中心が求まることになる。その結果、各実装ュ-ット 140の先の偏差（ Δ X】， Δ y 〜（ Δ x _s, Δ y s) に加え、昇降位置の異なる状態でのもう 1つの偏差（Δ χ ,', Ay ）〜（Δχ ₈ '，厶 y Β') が求めらる。

S 67では、実装ュニット 140のインデックス回転中心の誤差（ΔΧ、 Δ Υ) および各実装ュ-ット 140の上記 2つの偏差（Δ χ， Δγ), (Δχ', Δ y ') (添え字は省略）に基づいて、実装ヘッド 21 aの移動位置の調整が行われる。具体的に説明すれば、異なる昇降位置の各々における偏差が既に求められておりここで求められる偏差と相俟って、それらの偏差から、各実装ユニット 140の傾斜が推定できる。つまり、各実装ュュット 140を任意の昇降位置に昇降させた場合であっても、その昇降位置における自転中心の理論位置からの偏差が幾何学的な方法により推定できるのである。そして、インデックス回転中心位置のずれ量である装着誤差（Δ Χ， Δ Υ) を加味して、実装ユニット 1 4 0の昇降位蘆に応じて、実装ヘッド 2 1 aを正確な移動位置に移動させることができ、実装作業を精度よく行うことができるのである。各実装ュニット 1 4 0の 2つの偏差（厶 , A y )， ( Δ χ ' , Δ y ' ) は、 R AM 4 1 6の所定領域であるユニット偏差記憶部に記憶され、それらに基づいて実装へッド 2 1 aの以後の移動位置指令値が決定される。

<モジュール制御装置の機能ブロック >

本実施形態においては、作業へッド 2 1の装着に付随する準備処理は、前述したように、モジュール制御装置 2 6において、へッド使用準備処理プログラムが実行されることによって行われる。この処理に関してのモジュール制御装置 2 6 の構成を、機能的側面から説明する。図 1 8に、モジュール制御装置 2 6の機能ブロック図を示す。なお、上記説明に対応させるベく、実装ヘッド 2 l aが装着されるものとして、以下の説明を行う。

モジュール制御装置 2 6は、ヘッド使用準備処理に関して、主として、 4つの処理部を有している。その 1つは、ヘッド関連情報認識部 5 0 0であり、ヘッド関連情報認識部 5 0 0は、前記 S 1のへッド関連情報認識処理を行う部分を含んで構成されている。実装へッド 2 1 aに備わる固有情報記録媒体としてのメモリチップ 4 0 0が有する情報、すなわち、へッド格納情報としての実装へッド 2 1 aの固有情報に基づいて、ヘッド関連情報を認識する。ヘッド関連情報認識部 5 0 0は、構成諸元情報認識部 5 0 2とステータス情報認識部 5 0 4とを含んでいる。構成諸元情報認識部 5 0 2は、ヘッド形式データ，ユニット配設角データ，ュニット高さデータ等のへッド構成諸元情報を認識する部分であり、前記 S 1 2 , S 1 4等を実行する部分が相当する。また、ステータス情報認識部 5 0 4は、メンテナンス後稼動時間データ，所定期間不良率データ，対モジュール所定期間不良率データ等のへッドステータス情報を認識する部分であり、前記 S 1 2， S 1 3 , S 1 5等を実行する部分が相当する。へッド関連情報認識においては、へッド関連情報外部格納部としての装置デバイス管理コンピュータ 4 4 0 , 生産履歴管理コンピュータ 4 4 2の有する情報から、へッド I Dをキーにして必要なものが取得され、その結果としてヘッド関連情報認識されるのである。ヘッド関連情報認識部 5 0 0に対応して、 R AM 4 1 6のヘッド関連情報領域に、それらの情報を記憶するためのへッド構成諸元情報記憶部 5 0 8，へッドステータス情報記憶部 5 1 0が設けられている。

モジュール制御装置 2 6は、 4つの処理部の他の 1つとして、へッド適否判定部 5 1 2を有している。へッド適否判定部 5 1 2は、装着された実装へッド 2 1 aが使用に適するものであるか否かを判定する部分であり、前記 S 2を実行する部分が相当する。へッド関連情報認識部 5 0 0の認識結果に基づき、実装へッド 2 1 aの使用の適否を判定する。へッド適否判定部 5 1 2は、大きくは 2つに区分することができる。その 1つが、ヘッド構成諸元情報であるヘッド形式データと、 R AM 4 1 6の実装プログラム記憶部 5 1 4に記憶されている実装プロダラムの内容とに基づく判靳を行う部分であり、また、もう 1つは、ヘッドステータス情報であるメンテナンス後稼動時間データ，所定期間不良率データ，対モジュール所定期間不良率データのそれぞれに基づく判断を行う部分である。

モジュール制御装置 2 6は、 4つの処理部の他のもう 1つとして、へッド対応部 5 1 6を有している。へッド対応部 5 1 6は、平たく言えば、装着された実装へッド 2 1 aに対応してその実装へッド 2 1 aを制御可能とするための準備処理を行う部分であり、へッド対応の処理は、実装へッド 2 1 aに応じた作業へッドドライバを、 RAM 4 1 6の動作プログラム領域 5 1 8に設けられたドライバ格納部 5 2 0に格納することによって行われる。へッド対応部 5 1 6は、前記 S 3 ，等を実行する部分が相当する。

モジュール制御装置 2 6は、さらに、 4つの処理部の 1つとして、位置情報取得部 5 2 2を有している。位置情報取得部 5 2 2は、認識されたへッド構成諸元情報に基づいて、実装へッド 2 1 aの構成要素の作業動作に関連する位置情報である構成要素位置情報を取得する部分であり、いわゆるキヤリブレーション等を行う部分である。位置情報取得部 5 2 2は、前述のヘッド使用準備処理においては、 S 4， S 6等を実行する部分が相当する。 R AM 4 1 6の取付ノズル情報格納部 5 2 4に格納されているところの、取り付けられた吸着ノズル 1 4 2に関するノズル長さデータ，先に認識されているユニット配設角データ，ユニット高さデータ等に基づいて、構成要素位置情報が取得される。その際、部品カメラ 24 による撮像結果，ノズル先端高さ検出具 27による検出結果等の測定結果が、随時利用される。前記ヘッド使用準備処理においては、構成要素位置情報として、各実装ュニット 140のィンデックス回転に関しての保持体回転停止位置，実装へッド 21 aのへッド装着高さ誤差 ΔΗ，インデックス回転中心位置誤差（ΔΧ， ΔΥ), 各実装ユニット 140のユニット偏差（Δχ, Δ y) 等のデータが構成要素位置情報として取得される。取得されたこれらのデータは、 RAM416の構成要素位置情報領域 526に設けられた保持体回転停止位置記憶部 528，へッド装着高さ誤差記憶部 530，インデッタス回転中心位置誤差記憶部 532, ュニット偏差記憶部 534等にそれぞれ記憶され、実装へッド 21 aの動作制御において利用される。

Claims

請求の範囲

1 . 脱着可能な作業へッドを含み、その作業へッドが装着された状態においてその作業へッドを作動させることによって回路基板に対して予め設定された作業を行うことを特徴とする対基板作業機。

2 . 当該対基板作業機が、回路基板を固定保持する基板保持装置と、回路部品を供給する部品供給装置とを含み、前記作業ヘッドが、前記部品供給装置から供給される回路部品を保持して取り出し、かつ、その保持した回路部品を基板保持装置に固定保持された回路基板の表面に実装する実装へッドとされることで、当該対基板作業機が部品実装機として機能する請求の範囲第 1項に記載の対基板作業機。

3 . 複数の作業へッドの中から任意に選択した 1つのものを、前記作業へッドとして装着可能な請求の範囲第 1項または第 2項に記載の対基板作業機。

4 . 前記複数の作業ヘッドが互いに構成の異なるものを含み、それら構成の異なる作業へッドの中から任意に選択した 1つのものを、前記作業へッドとして装着可能な請求の範囲第 3項に記載の対基板作業機。

5 . 前記作業へッドが、当該作業へッドに関する固有情報が記録された固有情報記録媒体を備え、当該対基板作業機が、その固有情報に基づいて、装着された作業へッドに関連する情報であるへッド関連情報を認識するへッド関連情報認識部を含む請求の範囲第 1項ないし第 4項のいずれかに記載の対基板作業機。

6 . 前記へッド関連情報認識部が、前記へッド関連情報として前記装着された作業へッドの構成に関する諸元であるへッド構成諸元情報を認識する構成諸元情報認識部を含む請求の範囲第 5項に記載の対基板作業機。

7 . 当該対基板作業機が、

そのドライバ格納部に、前記構成諸元情報認識部によって認識された前記へッド構成諸元情報に基づいて、前記装着された作業へッドに対応する作業へッドドライパを格納するへッド対応部とを含む請求の範囲第 6項に記載の対基板作業機。

8 . 当該対基板作業機が、前記装着された作業ヘッドの構成要素の作業動作に関連する位置情報である構成要素位置情報を前記構成諸元情報認識部によって認識されたへッド構成諸元情報に基づいて取得する位置情報取得部を含む請求の範囲第 6項または第 7項に記載の対基板作業機。

9 . 前記へッド関連情報認識部が、前記へッド関連情報として前記装着された作業へッドのステータスに関する情報であるへッドステータス情報を認識するステータス情報認識部を含む請求の範囲第 5項ないし第 8項のいずれかに記載の対基板作業機。

1 0 . 当該対基板作業機が、前記装着された作業ヘッドの適否を前記ステータス情報認識部によつて認識されたヘッドステータス情報に基づ、て判定するへッド適否判定部を含む請求の範囲第 9項に記載の対基板作業機。

1 1 . 当該対基板作業機が、

前記作業へッドが装着される作業へッド被装着部材を備えてその作業へッド被装着部材を一直線に沿った方向である X方向に移動させる X方向移 to装置と、その X方向移動装置を X方向と直角な方向である Y方向に移動させる Y方向移動装置をと備え、前記作業へッドを回路基板と平行な一平面内において移動させる作業へッド移動装置を含む請求の範囲第 1項ないし第 1 0項のいずれかに記載の対基板作業機。

1 2 . 作業へッドが装着された状態において、前記作業へッドおよび前記作業へッド被装着部材を合わせたものの前記 X方向長さが 6 O mm以下とされた請求の範囲第 1 1項に記載の対基板作業機。

1 3 . 前記作業へッドと前記作業へッド被装着部材とを合わせたものの重量が 5 k g以下とされた請求の範囲第 1 1項または第 1 2項に記載の対基板作業機。

1 4 . 回路基板の表面に付された基準マークを撮像可能な基板撮像装置が、装着された前記作業へッドと前記 Y方向に並ぶ位置において前記作業へッド被装着部材に設けられた請求の範囲第 1 1項ないし第 1 3項のいずれかに記載の対基板作業機。

1 5 . 対基板作業機に脱着可能に設けられ、その対基板作業機が回路基板に対して予め設定された作業を行うために作動させられることを特徴とする対基板作業機用作業へッド。

1 6 . 前記対基板作業機が、回路基板を固定保持する基板保持装置と、回路部品を供給する部品供給装置とを含むものであり、当該作業ヘッドが、前記部品供給装置から供給される回路部品を保持して取り出し、かつ、その保持した回路部品を基板保持装置に固定保持された回路基板の表面に実装する実装へッドとされた請求の範囲第 1 5項に記載の対基板作業機用作業へッド。

1 7 . 当該作業へッドが、当該作業へッドに関する固有情報が記録された固有情報記録媒体を備える請求の範囲第 1 5項または第 1 6項に記載の対基板作業機用作業へッド。

1 8 . 脱着可能な作業へッドを備えてその作業へッドが装着された状態においてその作業へッドを作動させることによって回路基板に対して予め設定された作業を行う対基板作業機含む対基板作業システムであって、

1 9 . 対基板作業機に脱着可能に装着されてその対基板作業機が回路基板に対して予め設定された作業を行うために作動させられる対基板作業機用作業へッドの、使用の準備のための処理を行うべくコンピュータによって実行されるプログラムであって、

装着された作業へッドに備えられた固有情報記録媒体から、その作業へッドに関する固有情報を読み出す固有情報読出ステツプと、

を含むことを特徴とする対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム。

2 0 . 前記へッド関連情報認識ステップが、前記へッド関連情報として前記装着された作業へッドの構成に関する諸元であるへッド構成諸元情報を認識する構成諸元情報認識ステップを有する請求の範囲第 1 9項に記載の対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム。

2 1 . 当該へッド使用準備処理プログラムが、装着される作業へッドを動作可能とするためのソフトウェアである作業へッドドライバが格納されるドライバ格納部に、前記認識されたヘッド構成諸元情報に基づいて、前記装着された作業へッドに対応する作業へッドドライバを格納するへッド対応ステップを含む請求の範囲第 2 0項に記載の対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム。

2 2 . 当該へッド使用準備処理プログラムが、前記装着された作業へッドの構成要素の作業動作に関連する位置情報である構成要素位置情報を前記認識されたへッド構成諸元情報に基づいて取得する位置情報取得ステップを含む請求の範囲第 2 0項または第 2 1項に記載の対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム。

2 3 . 前記へッド関連情報認識ステップが、前記へッド関連情報として前記装着された作業へッドのステータスに関する情報であるへッドステータス情報を認識するステータス情報認識ステップを有する請求の範囲第 1 9項ないし第 2 2項のいずれかに記載の対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム。

2 4 . 当該へッド使用準備処理プログラムが、前記装着された作業へッドの適否を前記認識されたへッドステータス情報に基づいて判定するへッド適否判定ステツプを含む請求の範囲第 2 3項に記載の対基板作業機用作業へッド使用準備処理プログラム。