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JP6411028B2 - 管理装置 - Google Patents

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JP6411028B2
JP6411028B2 JP2014006540A JP2014006540A JP6411028B2 JP 6411028 B2 JP6411028 B2 JP 6411028B2 JP 2014006540 A JP2014006540 A JP 2014006540A JP 2014006540 A JP2014006540 A JP 2014006540A JP 6411028 B2 JP6411028 B2 JP 6411028B2
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Description

本発明は、基板に対して所定の作業を行うよう構成され該作業に係る作業対象物を撮像して得られる撮像画像と予め作成された画像処理データとに基づいてエラーの発生と該発生したエラーの種類とを検知可能な対基板作業機を管理する管理装置に関する。
従来、この種の管理装置としては、部品が基板上に装着されていない欠品エラーが検知されると、基板に対する装着痕の有無の確認や装着ノズルに対する部品認識動作の確認を行い、これらの確認結果に応じて、予めデータベースに登録された対処方法(フィルタ交換,ノズル洗浄,カセット確認)の中から1つを選択し、エラー情報と対処方法とを作業者へ通知するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−304100号公報
ところで、エラーの種類としては、例えば、画像処理エラーや部品の吸着ミス、部品切れ、生産計画に関する情報(例えば基板の情報や部品の情報、吸着ノズルの情報、ヘッドの情報、基板基準マークの位置、部品の実装位置)の入力ミスなど様々なものが考えられ、あらゆる種類のエラーに適切に対処することは作業者にとって極めて困難である。このため、作業者の作業負担が増大し、生産性が低下するという問題があった。また、エラーによっては、作業者は、エラー情報の通知を確認してデータ(画像処理データ)を編集する必要がある。データの編集は、高い熟練度が要求されると共に手間のかかる作業であるため、作業効率を低下させ、生産性の低下を招いてしまう。
本発明の管理装置は、吸着した部品を撮像して得られる部品画像と予め作成された画像処理データとに基づき検知されるエラーに対して、作業者の作業負担を軽減しつつ適切に対処できるようにすることを主目的とする。
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明は、
基板に対して所定の作業を行うよう構成され該作業に係る作業対象物を撮像して得られる撮像画像と予め作成された画像処理データとに基づいてエラーの発生と該発生したエラーの種類とを検知可能な対基板作業機を管理する管理装置であって、
前記エラーの種類毎に、該エラーに対処する対処方法を記憶する記憶手段と、
作業者からの指示を入力する入力手段と、
前記エラーの発生が検知されると、該検知したエラーの種類に対応する対処方法を前記記憶手段から取得し、該取得した対処方法に基づいて前記検知されたエラーに対処することへの許可を求めるエラー対応表示を行う表示手段と、
前記エラー対応表示に対して前記入力手段により許可入力がなされると、前記検知されたエラーに対応する対処方法を前記対基板作業機に反映させる反映手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の管理装置では、作業に係る作業対象物を撮像して得られる撮像画像と予め作成された画像処理データとに基づいてエラーの発生とその種類とを検知可能な対基板作業機を管理するものにおいて、エラーの種類毎に、エラーに対処する対処方法を記憶しておき、エラーの発生が検知されると、検知したエラーの種類に対応する対処方法を取得し、取得した対処方法に基づいて検知されたエラーに対処することへの許可を求めるエラー対応表示を行い、エラー対応表示に対して許可入力がなされると、検知されたエラーに対応する対処方法を対基板作業機に反映させる。これにより、作業者は、エラー対応表示を確認し、表示の対処方法を許可するか否かを判断するだけでよいから、作業者の負担を大幅に軽減させることができる。この結果、作業者の作業負担を軽減しつつエラーに対して適切に対処することができる。「対基板作業機」は、基板に部品を実装する部品実装機や、基板にはんだを印刷する印刷機、部品を固定するための塗布剤(接着剤)を塗布する塗布機、基板に実装された部品の実装状態を検査する検査機などを含む。
こうした本発明の管理装置において、前記対基板作業機は、吸着ノズルで部品を吸着して基板に実装する部品実装機であって、前記吸着した部品を撮像すると共に該撮像により得られた部品画像に基づき認識される部品に対する前記吸着ノズルの吸着位置が前記画像処理データに含まれる基準吸着位置データに適合しない吸着エラーを検知可能であり、前記記憶手段は、前記吸着エラーに対処するための対処方法として、少なくとも前記吸着ノズルで部品を吸着する際の該吸着ノズルの移動速度または移動加速度を低減させる低速動作モードを記憶し、前記表示手段は、前記吸着エラーの発生が検知されると、前記低速動作モードを設定することへの許可を求める吸着エラー対応表示を行い、前記反映手段は、前記吸着エラー対応表示に対して前記入力手段により許可入力がなされると、前記低速動作モードで前記部品実装機を動作させるものとすることもできる。部品実装機を低速動作モードで動作させると、吸着ノズルで部品を吸着する際の吸着ノズルの停止精度が向上するから、これによって吸着エラーが解消する場合があり、吸着エラーに適切に対処することができる。勿論、作業者は、表示内容を確認して低速動作モードの実施を許可するか否かを判断するだけでよいから、作業負担を軽減することができる。
また、本発明の管理装置において、前記対基板作業機は、吸着ノズルで部品を吸着して基板に実装する部品実装機であって、前記吸着した部品を撮像すると共に該撮像により得られた部品画像に基づき認識される部品に対する前記吸着ノズルの吸着位置が前記画像処理データに含まれる基準吸着位置データに適合しない吸着エラーを検知可能であり、前記記憶手段は、前記吸着エラーに対処するための対処方法として、少なくとも前記基準吸着位置データを編集する編集モードを記憶し、前記表示手段は、前記吸着エラーの発生が検知されると、前記編集モードで前記基準吸着位置データを変更することへの許可を求める吸着エラー対応表示を行い、前記反映手段は、前記吸着エラー対応表示に対して前記入力手段により許可入力がなされると、前記部品の吸着位置が前記基準吸着位置データに適合するよう該基準吸着位置データを編集するものとすることもできる。こうすれば、基準吸着位置データの編集によって吸着エラーを解消することが可能となり、吸着エラーに適切に対処することができる。勿論、作業者はエラー対応表示の内容を確認して編集モードの実施を許可するか否かを判断するだけでよいから、作業負担を軽減することができる。
さらに、本発明の管理装置において、前記対基板作業機は、吸着ノズルで部品を吸着して基板に実装する部品実装機であって、前記吸着した部品を撮像すると共に該撮像により得られた部品画像に基づき認識される部品の形状または大きさが前記画像処理データに含まれる基準形状データに適合しない形状エラーを検知可能であり、前記記憶手段は、前記形状エラーに対処するための対処方法として、少なくとも前記基準形状データを編集する編集モードを記憶し、前記表示手段は、前記形状エラーの発生が検知されると、前記編集モードで前記基準形状データを変更することへの許可を求める形状エラー対応表示を行い、前記反映手段は、前記形状エラー対応表示に対して前記入力手段により許可入力がなされると、前記部品の形状が前記基準形状データに適合するよう該基準形状データを編集するものとすることもできる。こうすれば、基準形状データの編集によって形状エラーを解消することが可能となり、形状エラーに適切に対処することができる。勿論、作業者はエラー対応表示の内容を確認して編集モードの実施を許可するか否かを判断するだけでよいから、作業負担を軽減することができる。
また、本発明の管理装置において、前記記憶手段は、1種類のエラーに対して複数の前記対処方法を記憶し、前記表示手段は、前記エラーの発生が検知されると、該検知されたエラーの種類に対応する複数の対処方法のうちのいずれかを前記記憶手段から取得して該取得した対処方法に基づく前記エラー対応表示を行い、前記エラー対応表示に対して前記入力手段により不許可入力がなされると、前記検知されたエラーの種類に対応する複数の対処方法のうち先に取得された対処方法とは異なる対処方法を新たに取得して該取得した対処方法に基づく前記エラー対応表示を行うものとすることもできる。こうすれば、作業者は1つのエラーに対して最適な対処方法を選択することができるから、エラーに対してより適切に対処することが可能となる。また、作業者はエラー対応表示の対処方法の実施を許可するか否かを判断すればよいから、作業負担は増加しない。
本発明の一実施例としての部品実装システム1の構成の概略を示す構成図である。 部品実装機11の構成の概略を示す構成図である。 部品実装機11の制御装置70と管理装置80との電気的な接続関係を示すブロック図である。 部品実装機11の制御装置70により実行される部品実装処理の一例を示すフローチャートである。 吸着動作モードの一例を示す説明図である。 管理装置80により実行される画像処理エラー復旧処理の一例を示すフローチャートである。 対処方法データベースの一例を示す説明図である。 第1吸着ズレ対応画面の一例を示す説明図である。 第2吸着ズレ対応画面の一例を示す説明図である。 第3吸着ズレ対応画面の一例を示す説明図である。 第4吸着ズレ対応画面の一例を示す説明図である。 第1部品形状エラー対応画面の一例を示す説明図である。 第2部品形状エラー対応画面の一例を示す説明図である。
次に、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明する。
図1は本発明の一実施例としての部品実装システム1の構成の概略を示す構成図であり、図2は部品実装機11の構成の概略を示す構成図であり、図3は部品実装機11の制御装置70と管理装置80との電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、本実施例において、図1および図2の左右方向がX軸方向であり、前後方向がY軸方向であり、上下方向がZ軸方向である。
部品実装システム1は、図1に示すように、複数台の部品実装機11a〜11d(以下、まとめて部品実装機11という)から構成される部品実装ライン10と、部品実装ライン10を管理する本発明の一実施例としての管理装置80とを備える。
部品実装機11は、図2に示すように、電子部品(以下、単に「部品」という)を供給する部品供給装置20と、回路基板(以下、単に「基板」という)16を搬送する基板搬送装置30と、基板搬送装置30により搬送された基板16をバックアップするバックアップ装置(図示せず)と、部品供給装置20により供給された部品をバックアップ装置によりバックアップされた基板16に装着する部品装着装置40と、部品実装機全体の制御を司る制御装置70(図3参照)とを備え、基板搬送装置30とバックアップ装置と部品装着装置40とが台座12上に設けられた本体枠14内に収容されている。
部品供給装置20は、図2に示すように、本体枠14の前面部に設置されたフィーダ取付台24と、フィーダ取付台24に取り付けられたテープフィーダ22とを備える。テープフィーダ22は、テープが巻回されたリール22aを備えており、キャリアテープの各キャビティには部品が所定間隔で収容されている。これらの部品は、テープの表面を覆うフィルムによって保護されており、リール22aからテープが引き出されると、フィーダ部22bにおいてフィルムが剥がされて露出し、吸着可能な状態となる。なお、フィーダ取付台24は、本体枠14に対して着脱可能に構成されており、フィーダ取付台24を変更することにより、トレイにより部品の供給が可能なトレイフィーダ等の複数種類のフィーダを装着することが可能である。
基板搬送装置30は、図2に示すように、2つの基板搬送路が設けられたデュアルレーン方式の搬送装置として構成されており、本体枠14の中段部に設けられた支持台18上に配置されている。各基板搬送路には、ベルトコンベア装置32を備えており、ベルトコンベア装置32の駆動により基板16を図2の左から右(基板搬送方向)へと搬送する。
部品装着装置40は、図2に示すように、本体枠14の上段部にY軸方向に沿って設けられたガイドレール46と、ガイドレール46に沿って移動が可能なY軸スライダ48と、Y軸スライダ48の下面にX軸方向に沿って設けられたガイドレール42と、ガイドレール42に沿って移動が可能なX軸スライダ44と、X軸スライダ44に取り付けられXY軸方向に移動が可能なヘッド50と、Z軸方向の移動とZ軸周りの回転とが可能にヘッド50に装着され部品を吸着可能な吸着ノズル52と、支持台18上に設けられ吸着ノズル52に吸着された吸着部品を撮影するためのパーツカメラ54と、X軸スライダ44に取り付けられ基板16に設けられた基板位置決め基準マークを撮影するためのマークカメラ56と、ヘッド50に装着可能な複数種類の吸着ノズルをストックするノズルストッカ58とを備える。
パーツカメラ54は、部品供給装置20とベルトコンベア装置32との間に、撮像方向が上向きとなるように設置されている。このパーツカメラ54は、その上方を通過する吸着部品または上方で停止した吸着部品を撮像し、撮像により得られた画像を制御装置70へ出力する。制御装置70は、入力した画像を予め記憶された正常な吸着状態の画像(画像処理データ)と比較することにより、吸着ノズル52に部品が正常に吸着されているか否かを判定する。
具体的には、制御装置70は、パーツカメラ54で撮像された画像に基づいて部品の有無や部品の形状、大きさ、吸着位置などを判定する。また、本実施例では、パーツカメラ54で撮像された画像に基づいて部品の3次元形状を計測し、その測定結果に基づいてリード部品におけるリード曲りやBGA (Ball grid array)におけるバンプの欠け、部品の吸着姿勢(斜め吸着や立ち吸着)なども判定することが可能となっている。なお、3次元形状の計測は、位相シフト法や空間コード化法などを用いて行うことができる。
マークカメラ56は、X軸スライダ44の下端に、撮像方向が基板16に対向する向きとなるように設置されている。このマークカメラ56は、基板16に設けられた基板位置決め基準マークを撮影し、撮像により得られた画像を制御装置70へ出力する。制御装置70は、入力した画像を処理してマークの位置を認識することにより基板16の位置を判断する。
制御装置70は、CPU71を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、CPU71の他に、処理プログラムを記憶するROM72と、各種データを記憶するHDD73と、作業領域として用いられるRAM74と、入出力インターフェース75とを備え、これらはバス76を介して電気的に接続されている。この制御装置70には、X軸スライダ44の位置を検知するX軸位置センサ44aからの位置信号やY軸スライダ48の位置を検知するY軸位置センサ48aからの位置信号、マークカメラ56からの画像信号、パーツカメラ54からの画像信号などが入出力インターフェース75を介して入力されている。一方、制御装置70からは、部品供給装置20への制御信号や基板搬送装置30への制御信号、X軸スライダ44を移動させるX軸アクチュエータ44bへの駆動信号、Y軸スライダ48を移動させるY軸アクチュエータ48bへの駆動信号、ヘッド50に内蔵し吸着ノズル52をZ軸方向に移動させるZ軸アクチュエータ52aへの駆動信号、ヘッド50に内蔵し吸着ノズル52を回転させるθ軸アクチュエータ52bへの駆動信号、図示しない真空ポンプと吸着ノズル52との連通と遮断とを行う電磁弁59への駆動信号などが入出力インターフェース75を介して出力されている。また、制御装置70は、管理装置80と双方向通信可能に接続されており、互いにデータや制御信号のやり取りを行っている。
管理装置80は、例えば、汎用のコンピュータである。管理装置80は、図3に示すように、CPU81を中心とするマイクロプロセッサであって、処理プログラムを記憶するROM82、基板の生産計画などを記憶するHDD83、作業領域として用いられるRAM84、入出力インターフェース85などを備える。これらは、バス86を介して電気的に接続されている。この、管理装置80には、マウスやキーボード等の入力デバイス87から入力信号が入出力インターフェース85を介して入力され、管理装置80からは、ディスプレイ88への画像信号が入出力インターフェース85を介して出力されている。ここで、基板の生産計画とは、各部品実装機11においてどの部品をどの順番で基板へ実装するか、また、そのように部品を実装した基板を何枚作製するかなどを定めた計画をいう。例えば、生産計画として入力される情報としては、生産日時や基板の作製数、基板に実装する部品に関する部品情報、使用するヘッド24に関するヘッド情報、ヘッド24に装着される吸着ノズル52に関するノズル情報などがある。こうした生産計画は、作業者が入力デバイス87を操作することにより管理装置80に入力される。生産計画を入力した管理装置80は、その生産計画にしたがって基板への部品の実装が行われるよう各部品実装機11a〜11dへ指令信号を出力する。
次に、こうして構成された本実施例の部品実装機11の部品実装工程について説明する。図4は、制御装置70のCPU71により実行される部品実装処理の一例を示すフローチャートである。このルーチンは、管理装置80から生産開始指令を受信したときに実行される。
部品実装処理が実行されると、制御装置70のCPU71は、まず、基板搬送装置30を制御して基板16をバックアップ装置の真上に来るまで搬送して基板16を保持する(ステップS100)。このとき、部品供給装置20(テープフィーダ22)は、リール22aからテープを送り出すことにより部品が供給された状態となっている。続いて、制御装置70のCPU71は、部品供給装置20から供給されている部品の真上に吸着ノズル52が来るようにX軸アクチュエータ44bおよびY軸アクチュエータ48bを制御し、吸着ノズル52の吸引口が部品と当接するまで吸着ノズル52が下降するようZ軸アクチュエータ52aを制御する。この制御により、吸着ノズル52は、吸引口に負圧を作用させることにより部品を吸着する(ステップS110)。ここで、吸着ノズル52により部品を吸着する際の吸着動作としては、複数の動作モードが設けられている。図5は、吸着動作における吸着ノズル52の速度Vと時間Tとの関係を示す説明図である。なお、図5(a)は高速動作モードを示し、図5(b)は低速動作モードを示す。高速動作モードは、図5(a)に示すように、実行可能な最大(100%)の加速度で目標位置(部品の真上)へ向って吸着ノズル52を水平(XY軸)移動させ、目標位置の所定距離(例えば1〜2mm)手前から吸着ノズル52の下降(Z軸移動)を始めるモードであり、サイクルタイムを重視したモードとなる。一方、低速動作モードは、図5(b)に示すように、高速動作モードよりも低い(例えば50%)加速度で目標位置に向って吸着ノズル52を水平移動させ、吸着ノズル52のXY軸方向の移動が停止してから吸着ノズル52の下降を始めるモードであり、吸着ノズル52の目標位置(部品の真上)に対する停止精度を重視したモードとなる。本実施例では、デフォルト設定が高速動作モードとなっており、作業者による設定変更によって低速動作モードとすることができるようになっている。尚、動作モードは、上記2種類に限られず、吸着ノズル52のXY軸の移動加速度や移動速度が異なる3種類以上の動作モードを設けるものとしてもよいことは勿論である。
吸着ノズル52に部品を吸着させると、制御装置70のCPU71は、吸着された部品がパーツカメラ54の真上を横切るようにX軸アクチュエータ44bおよびY軸アクチュエータ48bを制御すると共に、吸着された部品がパーツカメラ54の真上に位置するときにパーツカメラ54で吸着部品を撮像させ(ステップS120)、撮像された画像と予め記憶された画像処理データとを比較する画像処理を行って(ステップS130)、画像処理エラーの発生の有無を判定する(ステップS140)。具体的に言うと、画像処理は、撮像された画像に基づいて部品の外形を認識し、認識した外形が予め記憶された基準外形に対して所定の許容範囲内にあるか否かを判定することにより形状エラー(例えば、規格外のものや変形、欠け、異物付着など)が発生しているか否かを判定する。なお、形状エラーの判定は、部品の大きさが基準の大きさに対して許容範囲内にあるか否かを判定するものや、実装対象部品がリード部品の場合にリード部品の3次元計測によってそのリードの位置が基準位置に対して許容範囲内にあるか否かを判定するもの、リード本数が規格の本数と一致するか否かを判定するものなども含む。また、画像処理は、撮像された画像に基づいて吸着ノズル52に対する部品の吸着位置を判定し、判定した吸着位置と部品の中心位置との距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判定することにより吸着ズレが発生しているか否かを判定する。さらに、画像処理は、撮像された画像に基づいて部品が認識されるか否かに基づいて吸着ミスが発生しているか否かを判定したり、3次元計測によって部品の斜め吸着や立ち吸着が発生しているか否かを判定したりすることもできる。制御装置70は、画像処理エラーと判定すると、判定したエラーの種類(内容)を示すエラー情報を生成する。
ステップS140の判定の結果、画像処理エラーが発生していないと判定すると、制御装置70のCPU71は、吸着ノズル52に吸着された部品が基板16の実装位置の真上に来るようにX軸アクチュエータ44bおよびY軸アクチュエータ48bを制御し、部品が基板16の実装位置に押し当てられるまで吸着ノズル52が下降されるようにZ軸アクチュエータ52aおよびθ軸アクチュエータ52bを制御し、吸着ノズル52の吸引口に正圧を作用させることにより部品を基板16上に実装して(ステップS150)、部品実装処理を終了する。
一方、ステップS140の判定の結果、画像処理エラーが発生したと判定すると、制御装置70のCPU71は、画像処理にて作成されたエラー情報を管理装置80に送信して(ステップS160)、管理装置80から生産再開指令または生産停止指令を受信するまで待機する(ステップS170〜S190)。制御装置70のCPU71は、待機状態で管理装置80から生産停止指令を受信すると(ステップS190)、部品実装処理を終了する。
管理装置80から生産再開指令を受信すると(ステップS180)、制御装置70のCPU71は、画像処理データが編集されたか否かを判定する。(ステップS200)。画像処理データが編集されていると判定すると、制御装置70のCPU71は、画像処理データを更新すると共に(ステップS210)、ステップS130に戻って更新した画像処理データに基づいて再度画像処理を行う。そして、制御装置70は、更新した画像処理データに基づく画像処理の結果、画像処理エラーが発生していないと判定すると、吸着した部品を基板16上に実装するステップS150の処理を行う。一方、画像処理データが編集されていないと判定すると、ステップS110に戻って吸着した部品を廃棄し吸着ノズル52による部品の吸着をやり直してステップS120以降の処理を行う。
図6は、管理装置80のCPU81により実行される画像処理エラー復旧処理の一例を示すフローチャートである。画像処理エラー復旧処理が実行されると、管理装置80のCPU81は、まず、部品実装機11から送信されるエラー情報を受信したか否かを判定し(ステップS300)、エラー情報を受信していないと判定すると、これで画像処理エラー復旧処理を終了する。一方、管理装置80のCPU81は、エラー情報を受信したと判定すると、エラー情報に基づき特定されるエラーの内容に基づいてそのエラーを解消するための対処方法をHDD83に予め記憶された対処方法データベースから検索する(ステップS310)。図7は、対処方法データベースの一例である。対処方法データベースは、図示するように、エラーの内容と対処方法とが対応付けられて記憶されたものである。具体的に示すと、吸着ズレに対する対処方法は、吸着ノズル52で部品を吸着する際の動作モードを低速動作モードに変更する低速吸着と、部品を吸着する際の吸着ノズル52のXY軸の目標停止位置を部品の中心位置に近づける吸着位置変更と、部品の中心位置に対する吸着位置の許容範囲を変更する画像処理データ編集と、吸着ノズル52やヘッド50,部品供給装置20(テープフィーダ)等を交換するノズル・ヘッド・フィーダ交換がある。また、形状エラーに対する対処方法は、基準外形や許容範囲を変更する画像処理データ編集と、部品供給装置20で供給する部品を規格内のものに交換する部品交換がある。また、吸着ミスに対する対処方法は、低速吸着と吸着位置変更とノズル・ヘッド・フィーダ交換がある。
こうしてエラーの内容に対応する対処方法を検索すると、管理装置80のCPU81は、検索によりヒットした対処方法のうちのいずれか1つを選択する(ステップS320)。対処方法データベースに記憶された複数の対処方法は、本実施例では、それぞれ優先順位が定められている。ステップS320の処理は、エラーの内容に対応する対処方法が複数ヒットすると、複数の対処方法のうち優先順位の最も高いものを選択するものとした。こうして対処方法を選択すると、管理装置80のCPU81は、図示しない警告ランプの点灯やブザー音の出力などによりエラー報知を行って作業者を呼び出すと共に(ステップS330)、選択した対処方法により画像処理エラーに対処することへの許可を作業者に求めるためのエラー対応画面をディスプレイ88上に表示する(ステップS340)。作業者は、エラー対応画面にて入力デバイス87を操作することにより、提示された対処方法で対処することを許可するか否かを選択することができる。なお、エラー対応画面の詳細は後述する。
選択した対処方法で対処することを作業者が許可したと判定すると(ステップS350の「YES」)、管理装置80のCPU81は、許可された対処方法に関する制御指令やデータを制御装置70に送信することにより対処方法を部品実装機11に反映すると共に(ステップS360)、生産再開指令を制御装置70に送信して(ステップS370)、画像処理エラー復旧処理を終了する。これにより、生産再開指令を受信した制御装置70は、待機状態を解除し、部品の実装を再開する。
一方、選択した対処方法で対処することを作業者が許可しなかったと判定すると(ステップS350の「NO」)、管理装置80のCPU81は、ステップS310の処理で検索された対処方法のうち先に提示した対処方法とは異なる他の対処方法があるか否かを判定し(ステップS380)、他の対処方法があると判定すると、その対処方法を新たに選択し(ステップS390)、ステップS340に戻って新たに選択した対処方法に応じたエラー対応画面を表示する。他の対処方法がないと判定すると、管理装置80のCPU81は、生産停止指令を制御装置70に送信して(ステップS400)、画像処理エラー復旧処理を終了する。これにより、生産停止指令を受信した制御装置70は、待機状態を解除し、部品の実装を停止する。
図8〜図13は、エラー対応画面の一例である。図8のエラー対応画面は、吸着ズレを解消するための対処方法として吸着ノズル52で部品を吸着する際の吸着動作を低速動作モードに変更することへの許可を作業者に求める第1吸着ズレ対応画面である。低速動作は、吸着ズレに対して優先順位が最も高い対処方法に定められている。吸着ズレが発生すると、まず、図8の第1吸着ズレ対応画面が表示されることとなる。作業者は、入力デバイス87を操作して「はい」または「いいえ」を選択することにより、低速動作モードに変更することを許可するか否かを選択することができる。
図9のエラー対応画面は、吸着ズレを解消するための対処方法として部品を吸着する際の吸着ノズル52のXY軸の目標停止位置を部品の中心位置に近づける(オフセットする)ことへの許可を作業者に求める第2吸着ズレ対応画面である。この第2吸着ズレ対応画面は、○印が吸着位置を示し、×印が部品の中心位置を示し、×印を含む矩形領域が許容範囲を示し、矢印が吸着位置をオフセットする様子を示している。吸着位置変更は吸着ズレに対して優先順位が2番目の対処方法に定められており、作業者が前述した低速動作を許可しなかった場合に、図9の第2吸着ズレ対応画面が表示されることとなる。作業者は、入力デバイス87を操作して「はい」または「いいえ」を選択することにより、目標停止位置を変更することを許可するか否かを選択することができる。
図10のエラー対応画面は、吸着ズレを解消するための対処方法として部品の中心位置に対する吸着位置の許容範囲を変更すること(画像処理データ編集)への許可を作業者に求める第3吸着ズレ対応画面である。この第3吸着ズレ対応画面は、吸着位置を示す○印を包含するように許容範囲を示す矩形領域を拡大する様子を示している。画像処理データ編集は、吸着ズレに対して優先順位が3番目の対処方法に定められており、作業者が前述した吸着位置変更を許可しなかった場合に、図10の第3吸着ズレ対応画面が表示されることとなる。作業者は、入力デバイス87を操作して「はい」または「いいえ」を選択することにより、画像処理データ編集を行うことを許可するか否かを選択することができる。
図11のエラー対応画面は、吸着ズレを解消するための対処方法として吸着ノズル52の交換やヘッド50の交換、部品供給装置20(フィーダ)の交換を作業者に促す第4吸着ズレ対応画面である。吸着ノズル52等の交換は吸着ズレに対して優先順位が4番目の対処方法に定められており、作業者が前述した画像処理データ編集を許可しなかった場合に、図11の第4吸着ズレ対応画面が表示されることとなる。作業者は、入力デバイス87を操作して「はい」または「いいえ」を選択することにより、吸着ノズル52等の交換を行うことを許可するか否かを選択することができる。管理装置80のCPU81は、「はい」が選択されると、画像処理エラー復旧処理のステップS360にて、吸着ノズル52等の交換作業が完了したことが確認されるまで待機し、交換作業の完了を確認すると、ステップS370で生産再開指令を制御装置70に送信する。なお、交換作業の確認は、例えば、作業者から交換作業完了を示す入力デバイス87の操作を受け付けることにより行ったり、吸着ノズル52等の着脱を検知するセンサからの信号に基づいて行ったりすることができる。
図12のエラー対応画面は、部品の形状エラーを解消するための対処方法として撮像画像に基づき認識される部品の形状に対する基準外形や許容範囲を変更すること(画像処理データ編集)への許可を作業者に求める第1部品形状エラー対応画面である。この第1部品形状エラー対応画面では、一点鎖線が基準外形を示し、一点鎖線を含む矩形環状領域が許容範囲を示している。画像処理データ編集は形状エラーに対して優先順位が最も高い対処方法に定められており、形状エラーが発生すると、まず、図12の第1形状エラー対応画面が表示されることとなる。作業者は、入力デバイス87を操作して「はい」または「いいえ」を選択することにより、画像処理データ編集を行うことを許可するか否かを選択することができる。
図13のエラー対応画面は、部品の形状エラーを解消するための対処方法として使用する部品の交換を作業者に促す第2部品形状エラー対応画面である。画像処理データ編集は形状エラーに対して優先順位が2番目の対処方法に定められており、作業者が前述した画像処理データ編集を許可しなかった場合に、図13の第2部品形状エラー対応画面が表示されることとなる。作業者は、入力デバイス87を操作して「はい」または「いいえ」を選択することにより、部品の交換を行うことを許可するか否かを選択することができる。この場合、管理装置80のCPU81は、画像処理エラー復旧処理のステップS360にて、部品の交換作業が完了したことが確認されるまで待機し、交換作業の完了を確認すると、ステップS370で生産再開指令を制御装置70に送信する。なお、交換作業の確認は、例えば、作業者から交換作業完了を示す入力デバイス87の操作を受け付けることにより行ったり、部品供給装置20の着脱を検知するセンサからの信号に基づいて行ったりすることができる。
以上説明した本実施例の管理装置80は、画像処理エラーの内容とそのエラーを解消するための対処方法とを対応付けて予め記憶しておき、画像処理エラーが発生すると、発生したエラーを解消するための対処方法をエラー対応画面として表示し、表示した対処方法で対処することへの許可を作業者に求める。そして、管理装置80は、作業者が表示された対処方法での対処を許可すると、その対処方法を部品実装機の動作に反映させる。これにより、作業者は、エラー対応画面にて入力デバイス87を操作することにより、提示された対処方法で対処することを許可するか否かを選択するだけで画像処理エラーに対処することが可能となるから、作業者の作業負担を大幅に軽減することができ、生産効率を向上させることができる。
特に、本実施例の管理装置80は、画像処理エラーとして部品の吸着ズレが発生した場合、部品実装機11を低速動作モードで動作させると、吸着ノズル52で部品を吸着する際の吸着ノズルの停止精度が向上するから、これによって吸着エラーが解消する場合があり、吸着ズレに適切に対処することができる。勿論、作業者は、表示内容を確認して低速動作モードの実施を許可するか否かを判断するだけでエラーの対処が可能となるから、作業負担を軽減することができる。
また、本実施例の管理装置80は、画像処理エラーとして部品の吸着ズレが発生した場合、部品の中心位置に対して撮像画像に基づき認識される吸着位置の許容範囲を広げる(画像処理データを編集する)と、吸着ズレのエラーが解消する場合があり、吸着ズレに適切に対処することができる。勿論、作業者は、表示内容を確認して画像処理データの編集を許可するか否かを判断するだけでエラーの対処が可能となるから、作業負担を軽減することができる。
さらに、本実施例の管理装置80は、画像処理エラーとして、部品の形状エラーが発生した場合、撮像画像に基づき認識される部品の形状に対する基準形状や許容範囲を変更する(画像処理データ編集)と、形状エラーが解消する場合があり、形状エラーに適切に対処することができる。勿論、作業者は、表示内容を確認して画像処理データの編集を許可するか否かを判断するだけでエラーの対処が可能となるから、作業負担を軽減することができる。
また、本実施例の管理装置80は、1種類のエラーに対して複数の対処方法を予め記憶しておき、画像処理エラーが発生すると、エラーの内容に基づいて対応する対処方法を検索し、検索された複数の対処方法のうちいずれか1つを選択し、選択した対処方法で対処することへの許可を作業者に求めるエラー対応画面を表示する。そして、管理装置80は、選択された対処方法が作業者により許可されなかった場合には、先に選択した対処方法とは異なる他の対処方法を新たに選択し、新たに選択した対処方法に基づくエラー対応画面を表示する。これにより、管理装置80は、1つのエラーに対して最適な対処方法を選択することができるから、エラーに対してより適切に対処することが可能となる。また、作業者は、エラー対応画面の対処方法の実施を許可するか否かを判断すればよいから、作業負担は増加しない。
本実施例の管理装置80は、吸着ズレに対する対処方法として低速吸着と吸着位置変更と画像処理データ編集とノズル・ヘッド・フィーダ交換とを挙げたが、これらに限定されるものではない。例えば、吸着ノズル52に吸着された部品をパーツカメラ54の上方で一旦停止させてからパーツカメラ54により部品を撮像する第1撮像モードと、吸着ノズル52に吸着された部品をパーツカメラ54の上方で停止させることなく通過させるものとし、部品がパーツカメラ54の上方に位置するタイミングでパーツカメラ54により部品を撮像する第2の撮像モードとを備えるタイプの部品実装機は、第2の撮像モードで撮像された画像に基づき画像処理エラーが発生すると、そのエラーの対処方法として、第1の撮像モードへ変更することへの許可を作業者に求めるものとしてもよい。
本実施例の管理装置80は、吸着ズレや吸着ミスに対する対処方法の一つとして吸着ノズル52の交換やヘッド50の交換、部品供給装置20(フィーダ)の交換を作業者に促すものを挙げたが、いずれか1つ又は2つのみを求めるものとしてもよいし、フィーダ取付台24の交換などを求めるものとしてもよい。
本実施例の管理装置80は、パーツカメラ54で撮像された画像と予め記憶された基準画像とを比較することにより画像処理エラーの有無を判定するものとしたが、これに限定されるものではなく、マークカメラ56で撮像された画像に基づき認識されるマークが予め記憶された基準形状に対して許容範囲内にあるか否かを判定することにより画像処理エラーの有無を判定するものとしてもよい。この場合、管理装置80は、画像処理エラーが発生すると、例えば、マークの基準形状や許容範囲を変更すること(画像処理データの編集)への許可を作業者に求めるエラー対応画面を表示し、作業者により許可入力がなされると、画像処理データの編集結果を部品実装機11に反映するものとすることができる。
本実施例の管理装置80は、部品実装機11を管理するものを例示したが、これに限定されるものではなく、基板にクリームはんだを印刷する印刷機や、部品を固定するための塗布剤(接着剤)を塗布する塗布機、基板に実装された部品の実装状態を検査する検査機などの他の如何なる対基板作業機の管理に用いることができる。管理装置は、印刷機を管理する場合、例えば、基板上に印刷されたはんだを撮像し、撮像により得られた撮像画像と予め作成された正常な印刷状態の基準画像(画像処理データ)とを比較して、印刷されたはんだの形状が基準形状に対して許容範囲内にあるか否かを判定することにより、印刷エラーを検知することができる。管理装置は、印刷エラーを検知すると、例えば、作業者に対して基準形状や許容範囲を変更(画像処理データを編集)することへの許可を作業者に求めるエラー対応画面を表示し、作業者により許可入力がなされると、画像処理データの編集結果を印刷機に反映する。また、管理装置は、塗布機を管理する場合、例えば、基板に塗布された塗布剤を撮像し、撮像により得られた撮像画像と予め作成された正常な塗布状態の基準画像(画像処理データ)とを比較して、塗布された塗布剤の形状が基準形状に対して許容範囲内にあるか否かを判定することにより、塗布エラーを検知することができる。管理装置は、塗布エラーを検知すると、例えば、作業者に対して基準形状や許容範囲を変更(画像処理データを編集)することへの許可を作業者に求めるエラー対応画面を表示し、作業者により許可入力がなされると、画像処理データの編集結果を塗布機に反映する。さらに、管理装置は、検査機を管理する場合、例えば、基板に実装された部品を撮像し、撮像により得られた撮像画像と予め作成された正常な実装状態の基準画像(画像処理データ)とを比較して、実装された部品の基板に対する位置が基準位置に対して許容範囲内にあるか否かを判定することにより、実装エラーを検知することができる。管理装置は、実装エラーを検知すると、例えば、作業者に対して基準位置や許容範囲を変更(画像処理データを編集)することへの許可を作業者に求めるエラー対応画面を表示し、作業者により許可入力がなされると、画像処理データの編集結果を検査機に反映する。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行われるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、対基板作業機の製造産業などに利用可能である。
1 部品実装システム、10 部品実装ライン、11,11a〜11d 部品実装機、12 台座、14 本体枠、16 回路基板、18 支持台、20 部品供給装置、22 テープフィーダ、22a リール、22b フィーダ部、24 フィーダ取付台、30 基板搬送装置、32 ベルトコンベア装置、40 部品装着装置、42 ガイドレール、44 X軸スライダ、44a X軸位置センサ、44b X軸アクチュエータ、46 ガイドレール、48 Y軸スライダ、48a Y軸位置センサ、48b Y軸アクチュエータ、50 ヘッド、52 吸着ノズル、54 パーツカメラ、56 マークカメラ、58 ノズルストッカ、59 電磁弁、70 制御装置、71 CPU、72 ROM、73 HDD、74 RAM、75 入出力インターフェース、76 バス、80 管理装置、81 CPU、82 ROM、83 HDD、84 RAM、85 入出力インターフェース、86 バス、87 入力デバイス、88 ディスプレイ。

Claims (5)

  1. 基板に対して所定の作業を行うよう構成され該作業に係る作業対象物を撮像して得られる撮像画像と予め作成された画像処理データとに基づいてエラーの発生と該発生したエラーの種類とを検知可能な対基板作業機を管理する管理装置であって、
    前記エラーの種類毎に、該エラーに対処する対処方法を記憶する記憶手段と、
    作業者からの指示を入力する入力手段と、
    前記エラーの発生が検知されると、該検知したエラーの種類に対応する対処方法を前記記憶手段から取得し、該取得した対処方法に基づいて、前記作業対象物の形状に対する基準外形又は許容範囲の少なくとも一方の変更を示す画像の表示と前記検知されたエラーに対処することへの許可を求めるエラー対応表示を行う表示手段と、
    前記エラー対応表示に対して前記入力手段により許可入力がなされると、前記作業対象物の形状に対する基準外形又は許容範囲の少なくとも一方の変更を含む前記検知されたエラーに対応する対処方法を前記対基板作業機に反映させる反映手段と、
    を備えることを特徴とする管理装置。
  2. 請求項1記載の管理装置であって、
    前記記憶手段は、複数種類のエラーに対して複数の前記対処方法を記憶し、
    前記表示手段は、前記エラーの発生が検知されると、該検知されたエラーの種類に対応する複数の対処方法のうちのいずれかを優先順位に基づいて前記記憶手段から取得して該取得した対処方法に基づく前記エラー対応表示を行い、前記エラー対応表示に対して前記入力手段により不許可入力がなされると、前記検知されたエラーの種類に対応する複数の対処方法のうち先に取得された対処方法とは異なる対処方法を前記優先順位に基づいて新たに取得して該取得した対処方法に基づく前記エラー対応表示を行う
    ことを特徴とする管理装置。
  3. 請求項1または2記載の管理装置であって、
    前記対基板作業機は、吸着ノズルで部品を吸着して基板に実装する部品実装機であって、前記吸着した部品を撮像すると共に該撮像により得られた部品画像に基づき認識される部品に対する前記吸着ノズルの吸着位置が前記画像処理データに含まれる基準吸着位置データに適合しない吸着エラーを検知可能であり、
    前記記憶手段は、前記吸着エラーに対処するための対処方法として、少なくとも前記基板表面に沿う方向の目標位置の所定距離手前から該吸着ノズルの下降を始める高速動作モードの動作から、前記吸着ノズルで部品を吸着する際の該吸着ノズルの移動速度または移動加速度を前記高速動作モードよりも低減させ、かつ、該吸着ノズルの前記基板表面に沿う方向の移動が停止してから該吸着ノズルの下降を始めるように変更する低速動作モードを記憶し、
    前記表示手段は、前記吸着エラーの発生が検知されると、前記低速動作モードを設定することへの許可を求める吸着エラー対応表示を行い、
    前記反映手段は、前記吸着エラー対応表示に対して前記入力手段により許可入力がなされると、前記低速動作モードで前記部品実装機を動作させる
    ことを特徴とする管理装置。
  4. 請求項1ないし3いずれか1項に記載の管理装置であって、
    前記対基板作業機は、吸着ノズルで部品を吸着して基板に実装する部品実装機であって、前記吸着した部品を撮像すると共に該撮像により得られた部品画像に基づき認識される部品に対する前記吸着ノズルの吸着位置が前記画像処理データに含まれる基準吸着位置データに適合しない吸着エラーを検知可能であり、
    前記記憶手段は、前記吸着エラーに対処するための対処方法として、少なくとも前記基準吸着位置データを編集する編集モードを記憶し、
    前記表示手段は、前記吸着エラーの発生が検知されると、前記編集モードで前記基準吸着位置データを変更することへの許可を求める吸着エラー対応表示を行い、
    前記反映手段は、前記吸着エラー対応表示に対して前記入力手段により許可入力がなされると、前記部品の吸着位置が前記基準吸着位置データに適合するよう該基準吸着位置データを編集する
    ことを特徴とする管理装置。
  5. 請求項1ないし4いずれか1項に記載の管理装置であって、
    前記対基板作業機は、吸着ノズルで部品を吸着して基板に実装する部品実装機であって、前記吸着した部品を撮像すると共に該撮像により得られた部品画像に基づき認識される部品の形状または大きさが前記画像処理データに含まれる基準形状データに適合しない形状エラーを検知可能であり、
    前記記憶手段は、前記形状エラーに対処するための対処方法として、少なくとも前記基準形状データを編集する編集モードを記憶し、
    前記表示手段は、前記形状エラーの発生が検知されると、前記編集モードで前記基準形状データを変更することへの許可を求める形状エラー対応表示を行い、
    前記反映手段は、前記形状エラー対応表示に対して前記入力手段により許可入力がなされると、前記部品の形状が前記基準形状データに適合するよう該基準形状データを編集する
    ことを特徴とする管理装置。
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