JP7068761B2 - キャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システム - Google Patents

Description

本明細書は、部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定するのに使用されるキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システムに関する技術を開示したものである。

特許文献（特開２００８－２０５１３４号公報）に記載されているように、部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定するために、部品実装機内の空きスペースに部品実装位置ずれ量測定ユニット（精度検査用ユニット）を設置し、この部品実装位置ずれ量測定ユニットを使用して部品実装位置ずれ量を測定するようにしたものがある。この特許文献１の部品実装位置ずれ量測定ユニットは、キャリブレーション用部品（検査用チップ）を載置したキャリブレーション用部品載置部と、キャリブレーション用基準マーク（検査用基準マーク）が設けられたキャリブレーション用実装台（検査台）とを備え、部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定する際に、実装ヘッドの吸着ノズルでキャリブレーション用部品載置部上のキャリブレーション用部品を吸着してキャリブレーション用実装台に実装して、部品実装機のカメラの視野内に前記キャリブレーション用部品と前記キャリブレーション用基準マークを収めて撮像し、その撮像画像を処理して前記キャリブレーション用基準マークに対する前記キャリブレーション用部品の実装位置のずれ量を部品実装機の部品実装位置ずれ量として測定するようにしている。

特開２００８－２０５１３４号公報

上記特許文献１では、部品実装ラインを構成する複数の部品実装機の各々に部品実装位置ずれ量測定ユニットを設置した構成となっているため、各部品実装機の製造コストを上昇させる原因になる。しかも、部品実装機の省スペース化によって部品実装機内の空きスペースに余裕が無いために、部品実装位置ずれ量測定ユニットを部品実装機内に設置することが困難である可能性もある。

上記課題を解決するために、キャリブレーション用部品供給ユニットを前記部品実装機のフィーダセット部にセットするキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システムであって、前記キャリブレーション用部品供給ユニットは、キャリブレーション用部品を載置するキャリブレーション用部品載置部を備え、部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定する際に前記部品実装機の実装ヘッドに交換可能に保持させたキャリブレーション用ノズルで前記キャリブレーション用部品を吸着して前記部品実装機のキャリブレーション用実装台に実装して前記キャリブレーション用部品の実装位置のずれ量を前記部品実装機の部品実装位置ずれ量として測定するのに使用されるものであり、且つ、前記キャリブレーション用部品供給ユニットは、前記部品実装機のフィーダセット部にフィーダと交換可能にセットできるように構成され、前記キャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システムは、前記フィーダセット部にセットする複数のフィーダと前記キャリブレーション用部品供給ユニットを収納するストック部と、前記フィーダセット部から交換対象のフィーダを取り出して前記ストック部に回収すると共に前記ストック部から生産ジョブで指定されたフィーダを取り出して前記フィーダセット部にセットする交換ロボットとを備え、前記交換ロボットは、前記部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定する場合に前記ストック部から前記キャリブレーション用部品供給ユニットを取り出して前記フィーダセット部の空きスロットにセットすることを特徴とするものである。

このキャリブレーション用部品供給ユニットは、部品実装機のフィーダセット部にフィーダと交換可能にセットするようになっているため、複数の部品実装機に対して１台のキャリブレーション用部品供給ユニットを使い回すことが可能となり、部品実装機毎にキャリブレーション用部品供給ユニットを設ける必要がなく、その分、部品実装機の製造コストを削減できる。しかも、キャリブレーション用部品供給ユニットは、部品実装機のフィーダセット部にセットするため、部品実装機内に空きスペースが無くても、セット可能であり、部品実装機の省スペース化にも対応できる。

しかも、部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定する場合には、交換ロボットによって、ストック部からキャリブレーション用部品供給ユニットを取り出してフィーダセット部の空きスロットにセットするようにしているため、部品実装機のフィーダセット部とストック部との間でキャリブレーション用部品供給ユニットやフィーダを交換ロボットによって自動的に交換することができ、作業者がキャリブレーション用部品供給ユニットやフィーダの交換作業を行う必要がなく、省力化できる。

この場合、部品実装機のフィーダセット部へのキャリブレーション用部品供給ユニットの取付構造は、フィーダの取付構造と共通化するようにすると良い。このようにすれば、キャリブレーション用部品供給ユニットの着脱をフィーダの着脱と同様の手順で行うことができ、キャリブレーション用部品供給ユニットの着脱が容易である。

また、キャリブレーション用部品供給ユニットのキャリブレーション用部品載置部は、部品実装機の実装ヘッドに交換可能に保持される複数種類のキャリブレーション用ノズルで吸着可能な複数種類のキャリブレーション用部品を載置できるように構成すれば良い。このようにすれば、１台の部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定するのに必要な複数種類のキャリブレーション用部品を、１台のキャリブレーション用部品供給ユニットで供給することができる。

また、キャリブレーション用部品供給ユニットの着脱時や移送時にキャリブレーション用部品載置部上のキャリブレーション用部品の脱落を防止するシャッタ機構を設けるようにすると良い。このようにすれば、キャリブレーション用部品供給ユニットの着脱時や移送時等にキャリブレーション用部品が脱落することをシャッタ機構により確実に防止できる。

この場合、部品実装機側から前記シャッタ機構の駆動源に動作電源を供給し且つ前記シャッタ機構の開閉動作を制御する信号を受信するためのコネクタをキャリブレーション用部品供給ユニットに設け、このキャリブレーション用部品供給ユニットを部品実装機のフィーダセット部にセットすることで前記コネクタが前記部品実装機側のコネクタに接続されるように構成すると良い。このようにすれば、キャリブレーション用部品供給ユニットを部品実装機のフィーダセット部にセットすることで、同時にキャリブレーション用部品供給ユニット側のコネクタを部品実装機側のコネクタに接続することができ、キャリブレーション用部品供給ユニットのセット後にコネクタの接続作業を行う必要がない。

更に、交換ロボットは、部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定した後に部品実装機のフィーダセット部からキャリブレーション用部品供給ユニットを取り出して回収するようにすると良い。このようにすれば、キャリブレーション用部品供給ユニットを回収する作業も自動化することができる。

この場合、交換ロボットとストック部は、部品実装ラインを構成する複数の部品実装機の各々に設けた構成としても良いが、複数の部品実装機に共通して使用する交換ロボットとストック部を設けた構成としても良い。具体的には、ストック部は、複数の部品実装機のフィーダセット部にセットする複数のフィーダとキャリブレーション用部品供給ユニットを収納し、交換ロボットは、前記複数の部品実装機のフィーダセット部から交換対象のフィーダを取り出して前記ストック部に回収すると共に前記ストック部から生産ジョブで指定されたフィーダを取り出して前記複数の部品実装機のフィーダセット部にセットし、更に、前記複数の部品実装機のうちのいずれかの部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定する場合に、前記ストック部から前記キャリブレーション用部品供給ユニットを取り出して当該部品実装機のフィーダセット部の空きスロットにセットするようにしても良い。このようにすれば、部品実装ラインを構成する複数の部品実装機に対するキャリブレーション用部品供給ユニットやフィーダの交換作業を１台の交換ロボットで対応することができ、部品実装ラインの構成を簡単化して設備コストを低減できる。

この場合も、交換ロボットは、いずれかの部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定した後に当該部品実装機のフィーダセット部からキャリブレーション用部品供給ユニットを取り出してストック部に回収するようにすると良い。

また、複数の部品実装機の部品実装位置ずれ量を順番に測定する場合には、交換ロボットは、先に部品実装位置ずれ量の測定を終了した部品実装機のフィーダセット部からキャリブレーション用部品供給ユニットを取り出して次の測定順序の部品実装機のフィーダセット部にセットして当該次の測定順序の部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定するという動作を繰り返して前記複数の部品実装機の部品実装位置ずれ量を順番に測定するようにしても良い。このようにすれば、複数の部品実装機の部品実装位置ずれ量を順番に能率良く測定することができる。

尚、キャリブレーション用ノズルを載置するキャリブレーション用ノズル載置部は、部品実装機内に設けても良いし、キャリブレーション用部品供給ユニットに設けても良い。

或は、ストック部に、複数のフィーダとキャリブレーション用部品供給ユニットの他に、前記キャリブレーション用ノズルを収納したキャリブレーション用ノズル供給ユニットを収納し、前記交換ロボットは、前記部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定する場合に前記ストック部から前記キャリブレーション用部品供給ユニットと前記キャリブレーション用ノズル供給ユニットを取り出して前記フィーダセット部の空きスロットにセットするようにしても良い。

図１は本発明の一実施例の部品実装ライン全体の構成を示す斜視図である。 図２は交換ロボット付きの部品実装機の構成を概略的に示す斜視図である。 図３は自動交換システム付きの部品実装ラインの制御系の構成を概略的に示すブロック図である。 図４はカセット式のフィーダを示す斜視図である。 図５はキャリブレーション用部品供給ユニットを示す斜視図である。 図６はキャリブレーション用部品供給ユニット上部のキャリブレーション用部品載置部が交換可能であることを説明する斜視図である。 図７はキャリブレーション用部品を示す斜視図である。 図８はキャリブレーション用ノズル供給ユニットを示す斜視図である。 図９はキャリブレーション用ノズル供給ユニットから回転型ノズルステーションを取り外した状態を示す斜視図である。

以下、図面を用いて一実施例を説明する。
まず、図１乃至図３に基づいて部品実装ライン１０の構成を説明する。

部品実装ライン１０は、回路基板１１の搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数の部品実装機１２を配列して構成されている。図２に示すように、各部品実装機１２には、回路基板１１を搬送する２本のコンベア１３と、カセット式のフィーダ１４から供給される部品を吸着して回路基板１１に実装する吸着ノズル（図示せず）を保持する実装ヘッド１５と、この実装ヘッド１５をＸＹ方向（左右前後方向）に移動させるヘッド移動装置１６と、吸着ノズルに吸着した部品をその下面側から撮像する部品撮像用カメラ１７（図３参照）等が設けられている。ヘッド移動装置１６には、回路基板１１の基準マーク（図示せず）を撮像するマーク撮像用カメラ１８（図３参照）が実装ヘッド１５と一体的にＸＹ方向に移動するように取り付けられている。

その他、図３に示すように、部品実装機１２の制御装置２０には、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置２１と、制御用の各種プログラムや各種データ等を記憶するハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置２２（記憶手段）と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置２３等が接続されている。各部品実装機１２の制御装置２０は、部品実装ライン１０全体の生産を管理する生産管理コンピュータ７０とネットワークで接続され、該生産管理コンピュータ７０によって各部品実装機１２の生産が管理される。

部品実装ライン１０の各部品実装機１２は、上流側の部品実装機１２から搬送されてくる回路基板１１をコンベア１３によって所定位置まで搬送してクランプ機構（図示せず）で該回路基板１１をクランプして位置決めして、該回路基板１１の基準マークをマーク撮像用カメラ１８で撮像して該基準マークの位置（該回路基板１１の基準位置）を認識すると共に、カセット式のフィーダ１４から供給される部品を、実装ヘッド１５の吸着ノズルに吸着して、その吸着位置から撮像位置へ移動させて、該部品をその下面側から部品撮像用カメラ１７で撮像して該部品の吸着位置ずれ量等を判定した後、その吸着位置ずれ量を補正して該部品をコンベア１３上の回路基板１１に実装して部品実装基板を生産する。

部品実装ライン１０の前面側には、各部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットされているカセット式のフィーダ１４と、キャリブレーション用部品供給ユニット２５及びキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を自動交換する自動交換システム２６が設置されている。

ここで、図４を用いてカセット式のフィーダ１４の構成を説明する。
カセット式のフィーダ１４のカセットケース３２は、透明又は不透明のプラスチック板又は金属板等により形成され、その側面部（カバー）が開閉可能となっている。カセットケース３２内には、部品供給テープ３３が巻回されたテープリール３４を着脱可能（交換可能）に装填するテープ装填部３５が設けられている。テープ装填部３５の中心には、テープリール３４を回転可能に保持するリール保持軸３６が設けられている。

カセットケース３２内には、テープリール３４から引き出した部品供給テープ３３を部品吸着位置へ送るテープ送り機構３８と、部品吸着位置の手前で部品供給テープ３３からトップフィルム４０（カバーテープとも呼ばれる）を剥離して該部品供給テープ３３内の部品を露出させるトップフィルム剥離機構３９とが設けられている。

テープ送り機構３８は、部品吸着位置の下方付近に設けられたスプロケット４２と、このスプロケット４２を回転駆動するモータ４３等から構成され、部品供給テープ３３の片方の側縁に所定ピッチで形成されたテープ送り穴にスプロケット４２の歯を噛み合わせて該スプロケット４２を回転させることで、部品供給テープ３３を部品吸着位置へピッチ送りするようになっている。

トップフィルム剥離機構３９は、部品吸着位置の手前で部品供給テープ３３を押さえて該部品供給テープ３３の上面からトップフィルム４０を剥離するためのテープ押え４５と、該テープ押え４５で剥離したトップフィルム４０をテープ送り方向とは逆方向に引っ張ってカセットケース３２の上部に設けられたトップフィルム回収部４６内へ送り込むトップフィルム送りギア機構４７と、該トップフィルム送りギア機構４７を駆動するモータ４８等から構成されている。

カセットケース３２のうちのテープ送り方向側の端縁部には、部品吸着位置を通過して部品が取り出された廃棄テープ３３ａ（本実施例ではトップフィルム４０が剥離されたキャリアテープのみ）を下方に案内して排出する廃棄テープ排出通路５０が下方に延びるように設けられ、該廃棄テープ排出通路５０の出口５０ａがカセットケース３２のテープ送り方向側の端面の中央より下側の位置に設けられている。

カセットケース３２内には、テープ送り機構３８のモータ４３やトップフィルム剥離機構３９のモータ４８を制御する制御装置５２が設けられている。その他、図示はしないが、カセットケース３２には、部品実装機１２側の通信・電源用のコネクタと接続される通信・電源用のコネクタが設けられている。これにより、カセット式のフィーダ１４を部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットすることで、カセット式のフィーダ１４側のコネクタが部品実装機１２側のコネクタに接続されるようになっている。

また、カセットケース３２の所定位置には、フィーダＩＤ（フィーダ１４の識別情報）を記録又は記憶したフィーダ識別情報記録部（図示せず）が設けられている。このフィーダ識別情報記録部としては、例えばフィーダＩＤをバーコード、二次元コード等で記録したコードラベルを用いても良いし、フィーダＩＤのデータを記憶した電子タグ（ＲＦタグ、ＩＣタグ、電波タグ、無線タグとも呼ばれる）を用いても良い。

次に、図５及び図６を用いてキャリブレーション用部品供給ユニット２５の構成を説明する。
キャリブレーション用部品供給ユニット２５は、部品実装機１２のフィーダセット部２４にカセット式のフィーダ１４と交換可能にセットできるように構成されている。キャリブレーション用部品供給ユニット２５の高さ寸法と奥行き寸法（Ｙ方向寸法）は、カセット式のフィーダ１４の高さ寸法と奥行き寸法とほぼ同じ寸法となっており、部品実装機１２のフィーダセット部２４へのキャリブレーション用部品供給ユニット２５の取付構造がカセット式のフィーダ１４の取付構造と共通化されている。キャリブレーション用部品供給ユニット２５の幅寸法（Ｘ方向寸法）は、必ずしもカセット式のフィーダ１４の幅寸法と同一である必要はなく、フィーダセット部２４の複数のスロットに跨がる幅寸法であっても良く、要は、フィーダセット部２４にセット可能な幅寸法であれば良い。

キャリブレーション用部品供給ユニット２５の上面部には、キャリブレーション用部品５５（図７参照）等を載置するキャリブレーション用部品載置部５６が設けられている。このキャリブレーション用部品載置部５６には、部品実装機１２の実装ヘッド１５に交換可能に保持される複数種類のキャリブレーション用ノズルで吸着可能な複数種類のキャリブレーション用部品５５等を載置できるように複数の部品収容凹部５６ａ，５６ｂが設けられている。例えば、一方の部品収容凹部５６ａには、大型又は中型のキャリブレーション用ノズルで吸着するガラス製のキャリブレーション用部品５５（図７参照）を載置し、他方の部品収容凹部５６ｂには、小型のキャリブレーション用ノズルで吸着する小型のキャリブレーション用部品（角チップ）を載置するようになっている。これにより、１台の部品実装機１２の部品実装位置ずれ量を測定するのに必要な複数種類のキャリブレーション用部品５５等を１台のキャリブレーション用部品供給ユニット２５で供給できるようになっている。図７に示すように、ガラス製のキャリブレーション用部品５５の下面には、リード付きＩＣチップの外形を模した不透明の図形パターン５７が形成されている。

キャリブレーション用部品載置部５６は、キャリブレーション用部品供給ユニット２５の上面部に、係合手段やねじ等によって交換可能に取り付けられ、別のキャリブレーション用部品載置部５８（図６参照）と交換可能となっている。別のキャリブレーション用部品載置部５８にも、複数種類のキャリブレーション用部品５５等を載置できるように複数の部品収容凹部５８ａ～５８ｃが設けられている。これにより、ユーザーが所有するキャリブレーション用部品供給ユニット２５で供給可能なキャリブレーション用部品５５等とは別の種類のキャリブレーション用部品５５等が必要になったときに、当該別の種類のキャリブレーション用部品５５等を載置するキャリブレーション用部品載置部５８を入手して交換するだけで対応できるようになっている。

また、キャリブレーション用部品供給ユニット２５の着脱時や移送時にキャリブレーション用部品載置部５６，５８上のキャリブレーション用部品５５等の脱落を防止するために、キャリブレーション用部品載置部５６，５８の上面には、シャッタ板６０が開閉スライド可能に設けられ、キャリブレーション用部品載置部５６，５８（又はキャリブレーション用部品供給ユニット２５）の内部には、シャッタ板６０を開閉駆動する駆動源として、モータ、シリンダ、ソレノイド等が設けられている。部品実装機１２の部品実装位置ずれ量の測定時には、シャッタ機構の駆動源に通電されて、その駆動源の駆動力によりシャッタ板６０が開放され、部品実装位置ずれ量の測定終了後に、シャッタ機構の駆動源への通電がオフされて、該シャッタ機構の戻しスプリング（図示せず）等によりシャッタ板６０が自動的に閉鎖され、キャリブレーション用部品５５等の飛び出しが防止されるようになっている。

更に、キャリブレーション用部品供給ユニット２５には、部品実装機１２側からシャッタ機構の駆動源に動作電源を供給し且つ該シャッタ機構の開閉動作を制御する信号を受信するためのコネクタ（図示せず）が設けられている。これにより、キャリブレーション用部品供給ユニット２５を部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットすることで、キャリブレーション用部品供給ユニット２５側のコネクタが部品実装機１２側のコネクタに接続されるようになっている。このようにすれば、キャリブレーション用部品供給ユニット２５を部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットすることで、同時にキャリブレーション用部品供給ユニット２５側のコネクタを部品実装機１２側のコネクタに接続することができ、キャリブレーション用部品供給ユニット２５のセット後にコネクタの接続作業を行う必要がない。

また、キャリブレーション用部品供給ユニット２５の所定位置には、ユニットＩＤ（キャリブレーション用部品供給ユニット２５の識別情報）を記録又は記憶したユニット識別情報記録部（図示せず）が設けられ、このユニットＩＤによってキャリブレーション用部品供給ユニット２５を識別できるようになっている。このユニット識別情報記録部としては、例えばフィーダＩＤをバーコード、二次元コード等で記録したコードラベルを用いても良いし、フィーダＩＤのデータを記憶した電子タグ（ＲＦタグ、ＩＣタグ、電波タグ、無線タグとも呼ばれる）を用いても良い。

次に、図８及び図９を用いてキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１の構成を説明する。
キャリブレーション用ノズル供給ユニット８１は、部品実装機１２のフィーダセット部２４にカセット式のフィーダ１４と交換可能にセットできるように構成されている。キャリブレーション用ノズル供給ユニット８１の高さ寸法と奥行き寸法（Ｙ方向寸法）は、カセット式のフィーダ１４の高さ寸法と奥行き寸法とほぼ同じ寸法となっており、部品実装機１２のフィーダセット部２４へのキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１の取付構造がカセット式のフィーダ１４の取付構造と共通化されている。キャリブレーション用ノズル供給ユニット８１の幅寸法（Ｘ方向寸法）は、必ずしもカセット式のフィーダ１４の幅寸法と同一である必要はなく、フィーダセット部２４の複数のスロットに跨がる幅寸法であっても良く、要は、フィーダセット部２４にセット可能な幅寸法であれば良い。

キャリブレーション用ノズル供給ユニット８１のカセットケース８３は、カセット式のフィーダ１４と同様に、透明又は不透明のプラスチック板又は金属板等により形成され、その側面部（カバー）が開閉可能となっている。カセットケース８３内には、円盤状の回転型ノズルステーション８４を着脱可能（交換可能）に装填する円形凹部形状のノズルステーション装填部８５が設けられ、該ノズルステーション装填部８５の中心に駆動軸８６（図６参照）がカセットケース８３の幅方向内側に向けて設けられ、該駆動軸８６に、回転型ノズルステーション８４の中心部が回転伝達可能且つ着脱可能に連結されるようになっている。回転型ノズルステーション８４の外周部には、部品実装機１２の実装ヘッド１５に交換可能に保持させる複数のキャリブレーション用ノズル８７を所定ピッチで放射状に配列して着脱可能に保持するように構成されている。

尚、回転型ノズルステーション８４の外周部には、キャリブレーション用ノズル８７だけでなく、通常の吸着ノズル（図示せず）やノズル位置測定用の治具ノズル（図示せず）も保持できるようになっており、通常の吸着ノズルやノズル位置測定用の治具ノズルも交換可能となっている。部品実装機１２の実装ヘッド１５に保持された吸着ノズルの位置を測定する場合には、ノズル位置測定用の治具ノズルを部品実装機１２の実装ヘッド１５に保持させて、その下方から部品撮像用カメラ１７で撮像して、その撮像画像を処理して、実装ヘッド１５に対するノズル位置測定用の治具ノズルの位置をノズル位置として測定する。

一方、カセットケース８３内には、回転型ノズルステーション８４を回転させる回転駆動装置８８が設けられている。この回転駆動装置８８は、駆動源となるモータ８９と、このモータ８９の回転を駆動軸８６に伝達するギア機構９０とから構成されている。

カセットケース８３の上端面のうちの回転型ノズルステーション８４の最上端（回転型ノズルステーション８４の中心の真上方向）に対応する位置には、ノズル交換口９１が形成され、該ノズル交換口９１を通して回転型ノズルステーション８４と部品実装機１２の実装ヘッド１５との間でキャリブレーション用ノズル８７と通常の吸着ノズルとの交換を行うようになっている。カセットケース８３には、ノズル交換口９１を開閉するシャッタ機構９２が設けられている。シャッタ機構９２は、ノズル交換口９１に沿ってスライド移動するシャッタ板９３と、その駆動源となるモータ９４と、このモータ９４の回転を直線運動に変換する送りギア９５と、この送りギア９５とシャッタ板９３との間を連結するリンク部材９６とから構成されている。

部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットしたキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１内のキャリブレーション用ノズル８７を部品実装機１２の実装ヘッド１５に保持させる場合は、該実装ヘッド１５をキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１のノズル交換口９１の上方へ移動させると共に、シャッタ機構９２のシャッタ板９３を開放動作させてノズル交換口９１を開放する。そして、キャリブレーション用ノズル供給ユニット８１内の回転型ノズルステーション８４を適宜回転させて、今回の交換対象のキャリブレーション用ノズル８７をノズル交換口９１に位置させた後、該実装ヘッド１５のノズルホルダ（図示せず）を下降させて該ノズル交換口３３を通して該実装ヘッド１５のノズルホルダに該キャリブレーション用ノズル８７を保持させてから、該実装ヘッド１５のノズルホルダを上昇させて該キャリブレーション用ノズル８７を回転型ノズルステーション８４から取り出す。

尚、実装ヘッド１５のノズルホルダに保持したキャリブレーション用ノズル８７をキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１内の回転型ノズルステーション８４の空きスロットに戻す場合には、回転型ノズルステーション８４を適宜回転させて、回転型ノズルステーション８４の空きスロットをノズル交換口３３に位置させると共に、該実装ヘッド１５のノズルホルダを下降させて、該実装ヘッド１５のノズルホルダに保持したキャリブレーション用ノズル８７を回転型ノズルステーション８４の空きスロットに戻す。

カセットケース８３内には、回転駆動装置８８のモータ８９とシャッタ機構９２のモータ９４を制御する制御装置９７が設けられている。その他、図示はしないが、カセットケース８３には、部品実装機１２側の通信・電源用のコネクタと接続される通信・電源用のコネクタが設けられている。これにより、キャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットすることで、キャリブレーション用ノズル供給ユニット８１側のコネクタが部品実装機１２側のコネクタに接続されるようになっている。

また、キャリブレーション用ノズル供給ユニット８１の所定位置には、ユニットＩＤ（キャリブレーション用ノズル供給ユニット８１の識別情報）を記録又は記憶したユニット識別情報記録部（図示せず）が設けられ、このユニットＩＤによってキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を識別できるようになっている。このユニット識別情報記録部としては、例えばフィーダＩＤをバーコード、二次元コード等で記録したコードラベルを用いても良いし、フィーダＩＤのデータを記憶した電子タグ（ＲＦタグ、ＩＣタグ、電波タグ、無線タグとも呼ばれる）を用いても良い。

一方、図示はしないが、部品実装機１２内の所定位置には、キャリブレーション用実装台が設けられている。部品実装機１２の部品実装位置ずれ量を測定する場合には、部品実装機１２の実装ヘッド１５に保持させたキャリブレーション用ノズル８７で、キャリブレーション用部品供給ユニット２５上のキャリブレーション用部品５５を吸着して部品実装機１２のキャリブレーション用実装台に実装して、その実装状態をマーク撮像用カメラ１８で撮像して、その画像を処理することで、キャリブレーション用実装台上のキャリブレーション用部品５５の実装位置のずれ量（キャリブレーション用実装台の基準マークに対するキャリブレーション用部品５５の図形パターン５７の位置ずれ量）を部品実装機１２の部品実装位置ずれ量として測定する。

次に、各部品実装機１２のフィーダセット部２４に対して、カセット式のフィーダ１４、キャリブレーション用部品供給ユニット２５及びキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を自動交換する自動交換システム２６の構成を説明する。

自動交換システム２６は、各部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットする複数のカセット式のフィーダ１４、キャリブレーション用部品供給ユニット２５及びキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を収納するストック部７１と、フィーダセット部２４とストック部７１との間で、カセット式のフィーダ１４、キャリブレーション用部品供給ユニット２５及びキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を入れ替える交換ロボット７２と、カセット式のフィーダ１４のフィーダ識別情報記録部やキャリブレーション用部品供給ユニット２５及びキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１の各ユニット識別情報記録部からフィーダＩＤやユニットＩＤを読み取る識別情報読取部７３（図３参照）とを備えた構成となっている。

本実施例では、ストック部７１は、複数の部品実装機１２のフィーダセット部２４の下方に配置され、複数の部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットする複数のカセット式のフィーダ１４と、キャリブレーション用部品供給ユニット２５及びキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を収納できるように構成されている。尚、部品実装ライン１０の最上流にも、複数のカセット式のフィーダ１４と、キャリブレーション用部品供給ユニット２５及びキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を収納できるストック部（図示せず）が設けられている。

交換ロボット７２は、複数の部品実装機１２のフィーダセット部２４から交換対象のカセット式のフィーダ１４を取り出してストック部７１に回収すると共に、ストック部７１から生産ジョブで指定されたカセット式のフィーダ１４を取り出して前記複数の部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットし、更に、複数の部品実装機１２のうちのいずれかの部品実装機１２の部品実装位置ずれ量を測定する場合には、ストック部７１からキャリブレーション用部品供給ユニット２５とキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を取り出して当該部品実装機１２のフィーダセット部２４の空きスロットにセットし、当該部品実装機１２の部品実装位置ずれ量を測定した後に当該部品実装機１２のフィーダセット部２４からキャリブレーション用部品供給ユニット２５とキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を取り出してストック部７１に回収する。

また、生産開始前に複数の部品実装機１２の部品実装位置ずれ量を順番に測定する場合には、交換ロボット７２は、先に部品実装位置ずれ量の測定を終了した部品実装機１２のフィーダセット部２４からキャリブレーション用部品供給ユニット２５とキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を取り出して、これらを次の測定順序の部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットして当該次の測定順序の部品実装機１２の部品実装位置ずれ量を測定するという動作を繰り返して複数の部品実装機１２の部品実装位置ずれ量を順番に測定する。

複数の部品実装機１２のフィーダセット部２４とストック部７１の前方のエリアは、フィーダセット部２４とストック部７１との間で、カセット式のフィーダ１４と、キャリブレーション用部品供給ユニット２５及びキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を入れ替えるための入替エリアとして使用され、この入替エリアに交換ロボット７２が配置されている。図１に示すように、部品実装ライン１０の前面には、部品実装機１２の配列に沿って交換ロボット７２を左右方向（Ｘ方向）に移動させるＸ軸レール７４がＸ方向に延びるように設けられている。

図３に示すように、自動交換システム２６の制御装置７５は、部品実装ライン１０の生産管理コンピュータ７０とネットワークで接続され、部品実装ライン１０の生産管理コンピュータ７０から送信されてくる基板種切り替え情報や部品切れ情報等の生産管理情報や部品実装位置ずれ量測定指示に従って交換ロボット７２の動作を制御して、各部品実装機１２のフィーダセット部２４とストック部７１との間で、カセット式のフィーダ１４や、キャリブレーション用部品供給ユニット２５及びキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を入れ替える。

部品実装ライン１０の複数の部品実装機１２のうちのいずれかの部品実装機１２の部品実装位置ずれ量を測定する場合には、交換ロボット７２がストック部７１からキャリブレーション用部品供給ユニット２５とキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を取り出して当該部品実装機１２のフィーダセット部２４の空きスロットにセットし、当該部品実装機１２の実装ヘッド１５のノズルホルダにキャリブレーション用ノズル８７を保持させて、そのキャリブレーション用ノズル８７で、キャリブレーション用部品供給ユニット２５上のキャリブレーション用部品５５を吸着して、そのキャリブレーション用部品５５をその下面側から当該部品実装機１２の部品撮像用カメラ１７で撮像して、その撮像画像を処理して、キャリブレーション用ノズル８７に対するキャリブレーション用部品５５のＸＹ方向及びθ方向（回転方向）の吸着位置のずれ量を測定する。この後、キャリブレーション用部品５５のＸＹ方向及びθ方向の吸着位置のずれ量を補正して、キャリブレーション用部品５５を部品実装機１２のキャリブレーション用実装台に実装して、その実装状態をマーク撮像用カメラ１８で撮像して、その画像を処理することで、キャリブレーション用実装台上のキャリブレーション用部品５５のＸＹ方向及びθ方向の実装位置のずれ量（キャリブレーション用実装台の基準マークに対するキャリブレーション用部品５５の図形パターン５７のＸＹ方向及びθ方向の位置ずれ量）を部品実装機１２の部品実装位置ずれ量として測定する。

以上説明した本実施例によれば、部品実装機１２のフィーダセット部２４にキャリブレーション用部品供給ユニット２５をフィーダ１４と交換可能にセットするようにしているため、複数の部品実装機１２に対して１台のキャリブレーション用部品供給ユニット２５を使い回すことが可能となり、部品実装機１２毎にキャリブレーション用部品供給ユニット２５を設ける必要がなく、その分、部品実装機１２の製造コストを削減できる。しかも、キャリブレーション用部品供給ユニット２５は、部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットするため、部品実装機１２内に空きスペースが無くても、セット可能であり、部品実装機１２の省スペース化にも対応できる。

しかも、本実施例では、部品実装機１２のフィーダセット部２４へのキャリブレーション用部品供給ユニット２５の取付構造を、フィーダ１４の取付構造と共通化しているため、キャリブレーション用部品供給ユニット２５の着脱をフィーダ１４の着脱と同様の手順で行うことができ、交換ロボット７２によってキャリブレーション用部品供給ユニット２５をフィーダ１４と同様に自動交換できる。

更に、本実施例では、部品実装機１２のフィーダセット部２４にキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１をフィーダ１４と交換可能にセットするようにしているため、複数の部品実装機１２に対して１台のキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を使い回すことが可能となり、部品実装機１２毎にキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を設ける必要がなく、その分、部品実装機１２の製造コストを削減できる。しかも、キャリブレーション用ノズル供給ユニット８１は、部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットするため、部品実装機１２内に空きスペースが無くても、セット可能であり、部品実装機１２の省スペース化にも対応できる。

但し、本発明は、キャリブレーション用ノズル８７を載置したキャリブレーション用ノズル載置部（ノズルチェンジャ）を部品実装機１２内に設けても良い。或は、キャリブレーション用部品供給ユニット２６の上部に、キャリブレーション用部品載置部５６上のキャリブレーション用部品５５等を吸着するキャリブレーション用ノズル８７を載置するキャリブレーション用ノズル載置部を設けた構成としても良い。

また、本実施例では、カセット式のフィーダ１４を自動交換する自動交換システム２６を使用して、キャリブレーション用部品供給ユニット２５とキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１を自動交換するようにしたので、部品実装機１２の稼働中にキャリブレーション用部品供給ユニット２５とキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１やフィーダ１４を自動交換することができ、作業者がキャリブレーション用部品供給ユニット２５とキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１やフィーダ１４の交換作業を行う必要がなく、省力化できる。

但し、本発明は、キャリブレーション用部品供給ユニット２５とキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１やフィーダ１４の交換作業を作業者が行うようにしても良く、この場合でも、本発明の所期の目的を達成できる。交換作業を作業者が行う場合、フィーダ１４は、カセット式のフィーダに限定されず、カセット式ではない一般的なテープフィーダを用いても良い。

また、本実施例の自動交換システム２６は、部品実装ライン１０を構成する複数の部品実装機１２に共通して使用する交換ロボット７２とストック部７１を設けた構成としているため、部品実装ライン１０を構成する複数の部品実装機１２に対するキャリブレーション用部品供給ユニット２５とキャリブレーション用ノズル供給ユニット８１やフィーダ１４の交換作業を１台の交換ロボット７２で対応することができ、部品実装ライン１０の構成を簡単化して設備コストを低減することができる。

但し、本発明は、部品実装ライン１０を構成する複数の部品実装機１２の各々に交換ロボットとストック部を設けた構成としても良く、この場合でも、本発明の所期の目的を達成できる。

その他、本発明は、上記実施例に限定されず、部品実装機１２の構成や自動交換システム２６の構成を適宜変更しても良い等、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…部品実装ライン、１１…回路基板、１２…部品実装機、１４…カセット式のフィーダ、１５…実装ヘッド、１６…ヘッド移動装置、１７…部品撮像用カメラ、１８…マーク撮像用カメラ、２０…部品実装機の制御装置、２５…キャリブレーション用部品供給ユニット、２６…自動交換システム、３３…部品供給テープ、５５…キャリブレーション用部品、５６…キャリブレーション用部品載置部、５６ａ，５６ｂ…部品収容凹部、５８…キャリブレーション用部品載置部、５８ａ，５８ｂ，５８ｃ…部品収容凹部、６０…シャッタ板、７０…生産管理コンピュータ、７１…ストック部、７２…交換ロボット、７３…識別情報読取部、８１…キャリブレーション用ノズル供給ユニット、８７…キャリブレーション用ノズル

Claims (10)

1. キャリブレーション用部品供給ユニットを前記部品実装機のフィーダセット部にセットするキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システムであって、
   前記キャリブレーション用部品供給ユニットは、キャリブレーション用部品を載置するキャリブレーション用部品載置部を備え、部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定する際に前記部品実装機の実装ヘッドに交換可能に保持させたキャリブレーション用ノズルで前記キャリブレーション用部品を吸着して前記部品実装機のキャリブレーション用実装台に実装して前記キャリブレーション用部品の実装位置のずれ量を前記部品実装機の部品実装位置ずれ量として測定するのに使用されるものであり、且つ、前記キャリブレーション用部品供給ユニットは、前記部品実装機のフィーダセット部にフィーダと交換可能にセットできるように構成され、
   前記キャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システムは、
   前記フィーダセット部にセットする複数のフィーダと前記キャリブレーション用部品供給ユニットを収納するストック部と、
   前記フィーダセット部から交換対象のフィーダを取り出して前記ストック部に回収すると共に前記ストック部から生産ジョブで指定されたフィーダを取り出して前記フィーダセット部にセットする交換ロボットとを備え、
   前記交換ロボットは、前記部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定する場合に前記ストック部から前記キャリブレーション用部品供給ユニットを取り出して前記フィーダセット部の空きスロットにセットすることを特徴とするキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システム。
2. 前記フィーダセット部への前記キャリブレーション用部品供給ユニットの取付構造は、前記フィーダの取付構造と共通化されている、請求項１に記載のキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システム。
3. 前記キャリブレーション用部品載置部は、前記部品実装機の実装ヘッドに交換可能に保持される複数種類のキャリブレーション用ノズルで吸着可能な複数種類のキャリブレーション用部品を載置できるように構成されている、請求項１又は２に記載のキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システム。
4. 前記キャリブレーション用部品供給ユニットの着脱時や移送時に前記キャリブレーション用部品載置部上のキャリブレーション用部品の脱落を防止するシャッタ機構が設けられている、請求項１乃至３のいずれかに記載のキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システム。
5. 前記部品実装機側から前記シャッタ機構の駆動源に動作電源を供給し且つ前記シャッタ機構の開閉動作を制御する信号を受信するためのコネクタが設けられ、
   前記キャリブレーション用部品供給ユニットを前記部品実装機のフィーダセット部にセットすることで前記コネクタが前記部品実装機側のコネクタに接続されるように構成されている、請求項４に記載のキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システム。
6. 前記交換ロボットは、前記部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定した後に前記フィーダセット部から前記キャリブレーション用部品供給ユニットを取り出して回収することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システム。
7. 前記ストック部は、複数の部品実装機のフィーダセット部にセットする複数のフィーダと前記キャリブレーション用部品供給ユニットを収納し、
   前記交換ロボットは、前記複数の部品実装機のフィーダセット部から交換対象のフィーダを取り出して前記ストック部に回収すると共に前記ストック部から生産ジョブで指定されたフィーダを取り出して前記複数の部品実装機のフィーダセット部にセットし、更に、前記複数の部品実装機のうちのいずれかの部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定する場合に、前記ストック部から前記キャリブレーション用部品供給ユニットを取り出して当該部品実装機のフィーダセット部の空きスロットにセットする、請求項１乃至６のいずれかに記載のキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システム。
8. 前記交換ロボットは、複数の部品実装機の部品実装位置ずれ量を順番に測定する場合に、先に部品実装位置ずれ量の測定を終了した部品実装機のフィーダセット部から前記キャリブレーション用部品供給ユニットを取り出して次の測定順序の部品実装機のフィーダセット部にセットして当該次の測定順序の部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定するという動作を繰り返して前記複数の部品実装機の部品実装位置ずれ量を順番に測定することを特徴とする請求項７に記載のキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システム。
9. 前記キャリブレーション用部品供給ユニットには、前記キャリブレーション用ノズルを載置するキャリブレーション用ノズル載置部が設けられ、
   前記部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定する場合に、当該部品実装機のフィーダセット部にセットされた前記キャリブレーション用部品供給ユニットのキャリブレーション用ノズル載置部に載置された前記キャリブレーション用ノズルを前記実装ヘッドに保持させる、請求項１乃至８のいずれかに記載のキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システム。
10. 前記ストック部には、前記複数のフィーダと前記キャリブレーション用部品供給ユニットの他に、前記キャリブレーション用ノズルを収納したキャリブレーション用ノズル供給ユニットを収納し、
    前記交換ロボットは、前記部品実装機の部品実装位置ずれ量を測定する場合に前記ストック部から前記キャリブレーション用部品供給ユニットと前記キャリブレーション用ノズル供給ユニットを取り出して前記フィーダセット部の空きスロットにセットする、請求項１乃至８のいずれかに記載のキャリブレーション用部品供給ユニットの自動交換システム。

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