JP6762367B2 - 部品実装機 - Google Patents

Description

本発明は、テープフィーダで供給される部品を実装ヘッドの吸着ノズルで吸着して回路基板に実装する部品実装機に関する発明である。

回路基板に部品を実装する部品実装機では、フィーダセット部にセットしたテープフィーダに装着した部品供給テープを部品吸着位置へ送り、その部品吸着位置の手前で部品供給テープの上面からカバーテープ（トップテープ、トップフィルム、カバーフィルムとも呼ばれる）を剥離して部品供給テープ内の部品を露出させて、部品吸着位置で実装ヘッドの吸着ノズルによって部品供給テープ内の部品を吸着して回路基板に実装するようにしている。この際、テープフィーダは、部品供給テープの上面から剥離したカバーテープを、テンション付与機構により部品供給テープの送り方向と反対方向にテンションをかけながら送って、回収ケース内に回収又は外部に排出するようにしている。

一般に、カバーテープは、薄いフィルムで形成されているため、部品供給テープの上面から剥離したカバーテープをテンション付与機構によりテンションをかけながら送る途中で、カバーテープが切れてしまうことがある。カバーテープが途中で切れると、カバーテープを排出できないため、特許文献１（特開２００９−１１０９９３号公報）では、テープフィーダに、カバーテープが切れたことを検出する検出機能を搭載し、カバーテープが切れたことを検出したときに、テープフィーダの稼働を停止させるようにしている。

特開２００９−１１０９９３号公報 特開２０１０−５０２３４号公報

一般に、部品実装機のフィーダセット部には、多数のテープフィーダがセットされているため、一部のテープフィーダがカバーテープの切断検出により停止しても、それ以外のテープフィーダを使用して生産（部品実装機の稼働）を継続することが可能である。しかし、部品供給テープの上面から剥離したカバーテープが途中で切れて浮き上がって実装ヘッドの移動範囲内に侵入した状態になることがあるため、この状態で生産を継続すると、切れたカバーテープが実装ヘッドの吸着ノズルに絡み付いて吸着ノズルが破損したり、吸着ノズルに吸着した部品が、切れたカバーテープに接触して部品の吸着位置がずれたり、落下することがある。また、特許文献１のように、カバーテープの切断を検出する毎にテープフィーダの稼働を直ちに停止させると、停止回数が増えて生産性が低下する。切れたカバーテープが実装ヘッドの移動範囲内に侵入していなければ、カバーテープが切れたテープフィーダを停止させずに生産を継続しても、切れたカバーテープが実装ヘッドの吸着ノズルに絡み付いたり接触することもないため、カバーテープが切れてもテープフィーダの稼働を直ちに停止する必要はない。

また、カバーテープ切断検出機能が無いテープフィーダを部品実装機のフィーダセット部にセットしている場合は、カバーテープが途中で切れても、そのテープフィーダを停止させることなく生産が継続されるため、切れたカバーテープが実装ヘッドの移動範囲内に侵入して実装ヘッドの吸着ノズルに絡み付いて吸着ノズルが破損したり、吸着ノズルに吸着した部品が切れたカバーテープに接触して部品の吸着位置がずれたり、落下することがある。

その他、実装ヘッドの移動範囲内にカバーテープ以外の障害物が侵入した場合でも、同様の不具合が生じる。

尚、特許文献２（特開２０１０−５０２３４号公報）には、２つの実装ヘッドを搭載した部品実装機において、各実装ヘッドに、互いに実装ヘッドが接近したことを検出する検出センサを設け、その検出センサの検出結果に基づいて両実装ヘッドの衝突を防止することが記載されているが、この特許文献２の技術では、上述した切れたカバーテープ等の障害物に起因する不具合を解決できない。

上記課題を解決するために、本発明は、フィーダセット部にセットしたテープフィーダに装着した部品供給テープを部品吸着位置へ送り、前記部品吸着位置の手前で前記部品供給テープの上面からカバーテープを剥離して前記部品供給テープ内の部品を露出させて、前記部品吸着位置で実装ヘッドの吸着ノズルによって前記部品供給テープ内の部品を吸着して回路基板に実装する部品実装機において、前記実装ヘッドに、当該実装ヘッドの移動範囲内に侵入した障害物を検出する障害物検出部が設けられ、前記実装ヘッドの移動を制御する制御装置は、前記障害物検出部の検出結果に基づいて前記実装ヘッドのうちの少なくとも吸着ノズルが前記障害物に触れないように制御することを第１の特徴とし、更に、前記障害物検出部は、前記部品供給テープの上面から剥離されたカバーテープが途中で切れて前記実装ヘッドの移動範囲内に侵入している場合に、切れたカバーテープを前記障害物として検出することを第２の特徴とするのである。ここで、障害物検出部は、例えば、近接センサ、超音波センサ、光センサ、レーザセンサ等の非接触型センサを用いたり、或は、画像センサ（カメラ）を用いて画像処理により障害物を検出するようにしても良い。

本発明のように、実装ヘッドに、当該実装ヘッドの移動範囲内に侵入した障害物を検出する障害物検出部を設ければ、その障害物検出部の検出結果に基づいて実装ヘッドのうちの少なくとも吸着ノズルが、当該実装ヘッドの移動範囲内に侵入した障害物に触れないように制御することが可能となり、実装ヘッドが障害物に触れることによる不具合の発生を防止できる。

ここで、障害物検出部は、部品供給テープの上面から剥離されたカバーテープが途中で切れて実装ヘッドの移動範囲内に侵入している場合に、切れたカバーテープを障害物として検出するようにすれば良い。このようにすれば、部品供給テープの上面から剥離されたカバーテープが途中で切れても、実装ヘッドのうちの少なくとも吸着ノズルが、当該実装ヘッドの移動範囲内に侵入したカバーテープに触れないように制御することが可能となり、切れたカバーテープが実装ヘッドの吸着ノズルに絡み付いたり接触することを防止できる。

この場合、実装ヘッドのうちの少なくとも吸着ノズルが、当該実装ヘッドの移動範囲内に侵入した障害物に触れないように制御する例としては、例えば、制御装置は、障害物検出部が実装ヘッドの移動範囲内に侵入した障害物を検出したときに、当該実装ヘッドの移動を停止又は実装ヘッドを前記障害物を避けた経路で移動させるようにすれば良い。

更に、制御装置は、障害物検出部が実装ヘッドの移動範囲内に侵入した障害物を検出したときに、それを表示や音声等で作業者に知らせるようにしても良い。このようにすれば、実装ヘッドの移動範囲内に障害物が侵入したときに、作業者に障害物を取り除くように促すことができる。

また、制御装置は、障害物検出部が実装ヘッドの移動範囲内に侵入した障害物を検出したときに、実装ヘッドを障害物を避けた経路で移動させると共に、フィーダセット部にセットされた複数のテープフィーダのうち、前記障害物の存在により部品吸着動作を行えないテープフィーダが存在する場合に、それ以外のテープフィーダに対して部品吸着動作を行って生産を継続し、且つ、前記障害物の存在により部品吸着動作を行えないテープフィーダを作業者に知らせて前記障害物を取り除くように促すようにしても良い。このようにすれば、生産中に実装ヘッドの移動範囲内に障害物が侵入した場合でも、実装ヘッドを障害物を避けた経路で移動させて生産を継続しながら、作業者が障害物の存在により部品吸着動作を行えないテープフィーダを取り外して障害物を取り除くことができる。

図１は本発明の一実施例における部品実装機の主要部の構成を概略的に示す側面図である。 図２は部品供給テープのカバーテープが途中で切れて実装ヘッドの移動範囲内に侵入した状態を示す図１相当図である。 図３は実装ヘッドに取り付けた障害物検出センサと検出エリアを示す正面図である。 図４は実装ヘッドに取り付けた障害物検出センサと検出エリアを示す平面図である。 図５は部品実装機の制御系の構成を示すブロック図である。 図６は障害物監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１を用いて部品実装機１０の構成を概略的に説明する。
部品実装機１０のフィーダセット部１１には、複数のテープフィーダ１２が横並びにセットされている。各テープフィーダ１２には、部品供給テープ１３を巻回したリール１４が装着され、このリール１４から引き出した部品供給テープ１３を部品吸着位置へ送り、該部品吸着位置の手前で部品供給テープ１３の上面からカバーテープ１５を剥離させて部品供給テープ１３のキャリアテープ１６内の電子部品を露出させ、該部品吸着位置で該キャリアテープ１６内の部品を部品実装機１０の実装ヘッド１７の吸着ノズル１８で吸着して回路基板（図示せず）に実装する。

テープフィーダ１２の先端から排出される空のキャリアテープ１６は、テープガイド通路１９によって下方へ湾曲させて案内され、テープ切断機構（図示せず）で切断されてシュート２０を滑落して廃棄テープ回収ボックス２１内に回収される。テープフィーダ１２の部品吸着位置の手前でキャリアテープ１６から剥離されたカバーテープ１５は、テンション付与機構２２により部品供給テープ１３の送り方向と反対方向にテンションをかけながら送られ、テープフィーダ１２から垂れ下がってその真下に位置する廃棄テープ回収ボックス２１内に回収される。

尚、本発明は、テープフィーダ１２の内部に、部品供給テープ１３の上面から剥離したカバーテープ１５を回収するカバーテープ回収ケースを設けて、このカバーテープ回収ケース内にカバーテープ１５を回収するように構成しても良い。

一般に、部品供給テープ１３のカバーテープ１５は、薄いフィルムで形成されているため、部品供給テープ１３の上面から剥離したカバーテープ１５をテンション付与機構２２によりテンションをかけながら送る途中で、図２に示すように、カバーテープ１５が切れてしまうことがある。カバーテープ１５が途中で切れると、切れたカバーテープ１５が浮き上がって実装ヘッド１７（吸着ノズル１８を含む）の移動範囲内に侵入した状態になることがあるため、この状態で生産を継続すると、切れたカバーテープ１５が実装ヘッド１７の吸着ノズル１８に絡み付いて吸着ノズル１８が破損したり、吸着ノズル１８に吸着した部品が、切れたカバーテープ１５に接触して部品の吸着位置がずれたり、落下することがある。また、前述した特許文献１のように、カバーテープ１５の切断を検出する毎にテープフィーダ１２の稼働を直ちに停止させると、停止回数が増えて生産性が低下する。切れたカバーテープ１５が実装ヘッド１７の移動範囲内に侵入していなければ、カバーテープ１５が切れたテープフィーダ１２を停止させずに生産を継続しても、切れたカバーテープ１５が実装ヘッド１７の吸着ノズル１８に絡み付いたり接触することもないため、カバーテープ１５が切れてもテープフィーダ１２の稼働を直ちに停止する必要はない。その他、実装ヘッド１７の移動範囲内にカバーテープ１５以外の障害物が侵入した場合でも、同様の不具合が生じる。

そこで、本実施例では、実装ヘッド１７に、当該実装ヘッド１７の移動範囲内に侵入した障害物（切れたカバーテープ１５等）を検出する障害物検出センサ２３（障害物検出部）を設け、この障害物検出センサ２３の検出結果に基づいて実装ヘッド１７のうちの少なくとも吸着ノズル１８が障害物に触れないように制御するようになっている。

本実施例では、図３及び図４に示すように、実装ヘッド１７の下部側の周囲４箇所に４個の障害物検出センサ２３が設けられ、実装ヘッド１７の下部側の周囲全方向が障害物の検出範囲となっている。各障害物検出センサ２３は、例えば、近接センサ、超音波センサ、光センサ、レーザセンサ等の非接触型センサを用いたり、或は、画像センサ（カメラ）を用いて画像処理により障害物を検出するようにしても良い。

次に、図５を用いて部品実装機１０の制御系の構成を説明する。
部品実装機１０の制御装置３１は、コンピュータを主体として構成され、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置３２と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置３３と、部品実装機制御プログラムや後述する図６の障害物監視プログラム等を記憶した記憶装置３４等が接続されている。部品実装機１０の制御装置３１は、吸着ノズル１８を保持した実装ヘッド１７をＸＹ方向に移動させる実装ヘッド移動装置３５と、部品を実装する回路基板を搬送する基板搬送装置３６と、吸着ノズル１８に吸着した部品を下方から撮像するパーツカメラ３７と、回路基板の基準位置マーク等を上方から撮像するマークカメラ３８等の動作を制御して、実装ヘッド１７の吸着ノズル１８で部品供給テープ１３内の部品を吸着して回路基板に実装する動作を制御する。

更に、部品実装機１０の制御装置３１は、生産中（部品実装機１０の稼働中）に図６の障害物監視プログラムを実行することで、障害物検出センサ２３の出力を読み込んで、実装ヘッド１７の移動範囲内に侵入した障害物（切れたカバーテープ１５等）の有無を監視し、実装ヘッド１７の移動範囲内に侵入した障害物を検出したときに、実装ヘッド１７のうちの少なくとも吸着ノズル１８が障害物に触れないように制御する。以下、図６の障害物監視プログラムの処理内容を説明する。

図６の障害物監視プログラムは、部品実装機１０の制御装置３１によって生産中に所定周期で繰り返し起動される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、障害物検出センサ２３の出力を読み込んで、実装ヘッド１７の移動範囲内に侵入した障害物（切れたカバーテープ１５等）を検出したか否かを判定し、障害物を検出していないと判定されれば、ステップ１０８へ進み、生産モードを、障害物を検出しないときの通常の生産モードである「通常生産モード」に維持して本プログラムを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、実装ヘッド１７の移動範囲内に侵入した障害物を検出したと判定されれば、ステップ１０２に進み、実装ヘッド１７を障害物を避けた経路で移動させて生産を継続できるか否かを判定する。つまり、フィーダセット部１１にセットされた複数のテープフィーダ１２のうち、実装ヘッド１７を障害物を避けた経路で移動させて部品吸着動作可能なテープフィーダ１２を使用して生産を継続できるか否かを判定する。その結果、実装ヘッド１７を障害物を避けた経路で移動させて生産を継続できると判定されれば、ステップ１０３に進み、障害物で使用できないテープフィーダ１２（障害物を避けた経路では部品吸着動作を行えないテープフィーダ１２）を、部品実装機１０の表示装置３３や作業者の携帯端末等に表示したり、音声で作業者に知らせて、障害物で使用できないテープフィーダ１２を交換する（又はカバーテープ１５が切れた部品供給テープ１３をセットし直したり、他の障害物を取り除いたりする）ように作業者に促す。そして、次のステップ１０４で、実装ヘッド１７を障害物を避けた経路で移動させて生産を継続して、ステップ１０７に進む。

これに対して、上記ステップ１０２で、実装ヘッド１７を障害物を避けた経路では生産を継続できないと判定されれば、ステップ１０５に進み、実装ヘッド１７の移動を停止して、次のステップ１０６で、障害物で使用できないテープフィーダ１２を、部品実装機１０の表示装置３３や作業者の携帯端末等に表示したり、音声で作業者に知らせて、障害物で使用できないテープフィーダ１２を交換する（又はカバーテープ１５が切れた部品供給テープ１３をセットし直したり、他の障害物を取り除いたりする）ように作業者に促して、ステップ１０７に進む。

このステップ１０７では、障害物で使用できないテープフィーダ１２が交換されたか否か（又はカバーテープ１５が切れた部品供給テープ１３がセットし直されたか否か、或は、他の障害物が取り除かれたか否か）を判定し、まだ、障害物で使用できないテープフィーダ１２が交換されていないと判定されれば、前述したステップ１０２に戻る。これにより、障害物で使用できないテープフィーダ１２が交換されるまで（又はカバーテープ１５が切れた部品供給テープ１３がセットし直されるまで、或は、他の障害物が取り除かれるまで）、上述したプステップ１０２からステップ１０７までの処理が繰り返される。その後、障害物で使用できないテープフィーダ１２が交換された時点（又はカバーテープ１５が切れた部品供給テープ１３をセットし直す作業が終了した時点、或は、他の障害物を取り除く作業が終了した時点）で、ステップ１０８へ進み、生産モードを通常生産モードに切り換えて本プログラムを終了する。

以上説明した本実施例では、実装ヘッド１７に、当該実装ヘッド１７の移動範囲内に侵入した障害物を検出する障害物検出センサ２３を設けたので、その障害物検出センサ２３の検出結果に基づいて実装ヘッド１７のうちの少なくとも吸着ノズル１８が、当該実装ヘッド１７の移動範囲内に侵入した障害物に触れないように制御することが可能となり、実装ヘッド１７が障害物に触れることによる不具合の発生を防止できる。

しかも、本実施例では、障害物検出センサ２３が実装ヘッド１７の移動範囲内に侵入した障害物を検出したときに、実装ヘッド１７を障害物を避けた経路で移動させると共に、フィーダセット部１１にセットされた複数のテープフィーダ１２のうち、部品吸着動作可能なテープフィーダ１２に対して部品吸着動作を行って生産を継続し、且つ、障害物で使用できないテープフィーダ１２を作業者に知らせて障害物を取り除くように促すようにしたので、生産中に実装ヘッド１７の移動範囲内に障害物が侵入した場合でも、実装ヘッド１７を障害物を避けた経路で移動させて生産を継続しながら、作業者が障害物で使用できないテープフィーダ１２を取り外して障害物を取り除くことができる。

但し、本発明は、障害物検出センサ２３が実装ヘッド１７の移動範囲内に侵入した障害物を検出したときに、直ちに実装ヘッド１７の移動を停止させるようにしても良い。

また、前述した特許文献１のように、カバーテープ１５の切断を検出する毎にテープフィーダ１２の稼働を直ちに停止させると、停止回数が増えて生産性が低下するが、本実施例では、切れたカバーテープ１５が実装ヘッド１７の移動範囲内に侵入していなければ、切れたカバーテープ１５が実装ヘッド１７の吸着ノズル１８に絡み付いたり接触することもないという事情を考慮して、切れたカバーテープ１５が実装ヘッド１７の移動範囲内に侵入するまで、カバーテープ１５が切れたテープフィーダ１２を停止させずに生産を継続するようにしたので、特許文献１よりも停止回数が少なく、生産性が向上するという利点がある。しかも、特許文献１のように、部品実装機１０のフィーダセット部１１にセットする全てのテープフィーダ１２にカバーテープ切断検出機能を設ける構成と比較して、全てのテープフィーダ１２に対して低コストでカバーテープ切断検出機能を実現できると共に、カバーテープ切断検出機能の無い一般的なテープフィーダ１２を使用可能であり、実用的価値が高いという利点もある。

尚、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、障害物検出センサ２３の個数を変更したり、部品実装機１０の構成やテープフィーダ１２の構成を変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１０…部品実装機、１１…フィーダセット部、１２…テープフィーダ、１３…部品供給テープ、１４…リール、１５…カバーテープ、１６…キャリアテープ、１７…実装ヘッド、１８…吸着ノズル、２２…テンション付与機構、２３…障害物検出センサ（障害物検出部）、３１…制御装置、３３…表示装置、３５…実装ヘッド移動装置

Claims (4)

1. フィーダセット部にセットしたテープフィーダに装着した部品供給テープを部品吸着位置へ送り、前記部品吸着位置の手前で前記部品供給テープの上面からカバーテープを剥離して前記部品供給テープ内の部品を露出させて、前記部品吸着位置で実装ヘッドの吸着ノズルによって前記部品供給テープ内の部品を吸着して回路基板に実装する部品実装機において、
   前記実装ヘッドに、当該実装ヘッドの移動範囲内に侵入した障害物を検出する障害物検出部が設けられ、
   前記実装ヘッドの移動を制御する制御装置は、前記障害物検出部の検出結果に基づいて前記実装ヘッドのうちの少なくとも吸着ノズルが前記障害物に触れないように制御する部品実装機であって、
   前記障害物検出部は、前記部品供給テープの上面から剥離されたカバーテープが途中で切れて前記実装ヘッドの移動範囲内に侵入している場合に、切れたカバーテープを前記障害物として検出することを特徴とする部品実装機。
2. 前記制御装置は、前記障害物検出部が前記実装ヘッドの移動範囲内に侵入した障害物を検出したときに、前記実装ヘッドの移動を停止又は前記実装ヘッドを前記障害物を避けた経路で移動させることを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記制御装置は、前記障害物検出部が前記実装ヘッドの移動範囲内に侵入した障害物を検出したときにそれを作業者に知らせることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装機。
4. フィーダセット部にセットしたテープフィーダに装着した部品供給テープを部品吸着位置へ送り、前記部品吸着位置の手前で前記部品供給テープの上面からカバーテープを剥離して前記部品供給テープ内の部品を露出させて、前記部品吸着位置で実装ヘッドの吸着ノズルによって前記部品供給テープ内の部品を吸着して回路基板に実装する部品実装機において、
   前記実装ヘッドに、当該実装ヘッドの移動範囲内に侵入した障害物を検出する障害物検出部が設けられ、
   前記実装ヘッドの移動を制御する制御装置は、前記障害物検出部の検出結果に基づいて前記実装ヘッドのうちの少なくとも吸着ノズルが前記障害物に触れないように制御する部品実装機であって、
   前記制御装置は、前記障害物検出部が前記実装ヘッドの移動範囲内に侵入した障害物を検出したときに、前記実装ヘッドを前記障害物を避けた経路で移動させると共に、前記フィーダセット部にセットされた複数のテープフィーダのうち、前記障害物の存在により部品吸着動作を行えないテープフィーダが存在する場合に、それ以外のテープフィーダに対して部品吸着動作を行って生産を継続し、且つ、前記障害物の存在により部品吸着動作を行えないテープフィーダを作業者に知らせて前記障害物を取り除くように促すことを特徴とする部品実装機。

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