電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置およびフィーダランク分け方法
【課題】吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせを考慮に入れた動作履歴情報に基づいて、パーツフィーダのランク分けを適正に簡便な方法で行うことができる電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置およびフィーダランク分け方法を提供することを目的とする。
【解決手段】電子部品の吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データから、吸着ノズルとパーツフィーダとの単位吸着組合わせ毎に位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組合わせについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて吸着ノズルとパーツフィーダのそれぞれについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出し、算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のパーツフィーダについて位置合わせ精度等級のランク分けを行う。
【解決手段】電子部品の吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データから、吸着ノズルとパーツフィーダとの単位吸着組合わせ毎に位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組合わせについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて吸着ノズルとパーツフィーダのそれぞれについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出し、算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のパーツフィーダについて位置合わせ精度等級のランク分けを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装装置においてパーツフィーダの位置合わせ精度等級のランク分けを行う電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置およびフィーダランク分け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置においては、部品供給部に配列されたパーツフィーダから電子部品を実装ヘッドに装着された吸着ノズルによって真空吸着により取り出して基板に移送搭載する部品実装動作が反復して実行される。真空吸着による電子部品の取り出しにおいては、吸着ノズルによるピックアップ時の電子部品に対する位置合わせ精度を確保する必要があり、位置合わせ精度が不良の場合には電子部品を正常に吸着保持することができず、吸着ミスを生じる。
【０００３】
そしてこの位置合わせ精度の重要度は、実装対象とする電子部品の微細化に伴って、特に顕著となっている。このような課題に対処するため、部品吸着動作の良否を示す履歴情報を管理する機能を備えた電子部品実装装置が用いられるようになっている（例えば特許文献１参照）。この特許文献に示す先行技術例においては、電子部品実装装置（表面実装機）に装備されるテープフィーダ毎に、実測や動作履歴情報に基づいて吸着率や位置決め精度などの能力指標となるランクを定め、生産対象の基板の生産条件に基づき定められる要求ランクに適合するランクのテープフィーダを装備するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２３８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述の先行技術例においては、以下に述べるような難点がある。すなわち、前述のように、真空吸着による電子部品の取り出しの良否は吸着ノズルの電子部品に対する位置合わせ精度に大きく左右され、パーツフィーダが正しい位置に部品を供給していても、吸着ノズルに装着位置ずれなどの誤差がある場合には、吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせによっては正常な位置合わせ精度が確保されないことから部品吸着動作が正しく行われず、吸着率のデータが低下して当該パーツフィーダのランクは下げられる結果となる。このため、パーツフィーダの位置合わせ精度等級のランク分けを適正に行うためには、吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせを考慮に入れる必要があるが、上述特許文献例を含め、従来技術においては吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせを考慮に入れた動作履歴情報に基づくランク分けは行われておらず、パーツフィーダのランク分けを適正に簡便な方法で行うことが困難で、新たな方策が求められていた。
【０００６】
そこで本発明は、吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせを考慮に入れた動作履歴情報に基づいて、パーツフィーダのランク分けを適正に簡便な方法で行うことができる電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置およびフィーダランク分け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置は、複数の吸着ノズルを備えた実装ヘッドによって複数のパーツフィーダが配列された部品供給部から電子部品を真空吸着により取り出して基板に実装する電子部品実装装置において、前記パーツフィーダの位置合わせ精度等級のランク分けを行う電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置であって、前記吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の吸着位置ずれ量を検出する吸着位置ずれ検出手段と、前記吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データから、一の吸着ノズルと一のパーツフィーダとの組み合わせを示す単位吸着組み合わせ毎に、当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組み合わせについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて、前記パーツフィーダについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出する工程能力指数算出部と、前記算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のパーツフィーダについて位置合わせ精度等級のランク分けを行うランク分け処理部とを備えた。
【０００８】
本発明の電子部品実装装置におけるフィーダランク分け方法は、複数の吸着ノズルを備えた実装ヘッドによって複数のパーツフィーダが配列された部品供給部から電子部品を真空吸着により取り出して基板に実装する電子部品実装装置において、前記パーツフィーダの位置合わせ精度等級のランク分けを行う電子部品実装装置におけるフィーダランク分け方法であって、前記吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の吸着位置ずれ量を検出する吸着位置ずれ検出工程と、前記吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データから、一の吸着ノズルと一のパーツフィーダとの組み合わせを示す単位吸着組み合わせ毎に、当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組み合わせについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて、前記パーツフィーダについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出する工程能力指数算出工程と、前記算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のパーツフィーダについて位置合わせ精度等級のランク分けを行うランク分け処理工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データから、一の吸着ノズルと一のパーツフィーダとの組み合わせを示す単位吸着組合わせ毎に当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組合わせについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて吸着ノズルとパーツフィーダのそれぞれについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出し、算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のパーツフィーダについて位置合わせ精度等級のランク分けを行うことにより、吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせを考慮に入れた動作履歴情報に基づいて、パーツフィーダのランク分けを適正に簡便な方法で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装ヘッドの構成および部品吸着の説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における電子部品の吸着位置ずれ検出の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における電子部品の吸着位置ずれ量検出履歴データの説明図
【図６】電子部品実装装置における電子部品の吸着位置ずれ量の統計処理の説明図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における電子部品の吸着位置ずれ精度を示す工程能力指数の説明図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるフィーダランク分け基準およびメンテナンス要否判定基準の説明図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるフィーダランク分けおよびメンテナンス要否判定処理のフロー図
【図１１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるフィーダランク分け結果およびメンテナンス要否判定結果の表示画面の説明図
【図１２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における電子部品の吸着位置ずれ量検出履歴データの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２を参照して電子部品実装装置１の構造を説明する。なお図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。図１において基台１ａの中央には、２列の基板搬送機構２がＸ方向（基板搬送方向）に配設されている。基板搬送機構２は、上流側装置から供給され当該装置による部品実装作業の対象となる基板３をＸ方向に搬送して、部品実装作業位置に位置決めする。基板搬送機構２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には複数のパーツフィーダであるテープフィーダ５が並設されている。
【００１２】
テープフィーダ５は、電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する実装ヘッド９の吸着ノズル９ａによる部品吸着位置に電子部品を供給する機能を有している。なお、ここではパーツフィーダとしてテープフィーダ５の例を示しているが、バルクフィーダやチューブフィーダなど、部品供給部４に複数が並列して装着されるタイプのパーツフィーダであれば、本発明の適用となる。
【００１３】
基台１ａ上面においてＸ方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル７が配設されており、Ｙ軸移動テーブル７には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸移動テーブル８が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。２基のＸ軸移動テーブル８には、それぞれ実装ヘッド９がＸ方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド９は複数の保持ヘッドを備えた多連型ヘッドであり、それぞれの保持ヘッドの下端部には、図２に示すように、電子部品を吸着して保持し個別に昇降可能な吸着ノズル９ａが装着されている。
【００１４】
Ｙ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８を駆動することにより、実装ヘッド９はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの実装ヘッド９は、それぞれ対応した部品供給部４のテープフィーダ５から電子部品Ｐ（図４参照）を吸着ノズル９ａによって取り出して、基板搬送機構２に位置決めされた基板３に移送搭載する。Ｙ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８および実装ヘッド９は、電子部品Ｐを保持した実装ヘッド９を移動させることにより、電子部品Ｐを基板３に移送搭載する部品実装機構１２を構成する。
【００１５】
部品供給部４と対応する基板搬送機構２との間には、部品認識カメラ６が配設されている。部品供給部４から電子部品Ｐを取り出した実装ヘッド９が部品認識カメラ６の上方を移動する際に、部品認識カメラ６は実装ヘッド９に保持された状態の電子部品Ｐを撮像して認識する。実装ヘッド９にはＸ軸移動テーブル８の下面側に位置して、それぞれ実装ヘッド９と一体的に移動する基板認識カメラ１０が装着されている。実装ヘッド９が移動することにより、基板認識カメラ１０は基板搬送機構２に位置決めされた基板３の上方に移動し、基板３を撮像して認識する。実装ヘッド９による基板３への部品実装動作においては、部品認識カメラ６による電子部品Ｐの認識結果と、基板認識カメラ１０による基板認識結果とを加味して搭載位置補正が行われる。
【００１６】
図２に示すように、部品供給部４にはフィーダベース１１ａに予め複数のテープフィーダ５が装着された状態の台車１１がセットされる。基台１ａに設けられた固定ベース１ｂに対して、フィーダベース１１ａをクランプ機構１１ｂによってクランプすることにより、部品供給部４において台車１１の位置が固定される。台車１１には、電子部品を保持したキャリアテープ１４を巻回状態で収納するテープリール１３が保持されている。テープリール１３から引き出されたキャリアテープ１４は、テープフィーダ５によって吸着ノズル９ａによる部品吸着位置５ａまでピッチ送りされる。
【００１７】
実装ヘッド９による部品実装動作では、図３に示すように、実装ヘッド９に備えられた複数の吸着ノズル９ａ（ｊ）のいずれかによって、部品供給部４に配列された複数のテープフィーダ５（ｉ）のいずれかから電子部品Ｐを取り出して基板３に実装する。この部品実装動作においては、吸着ノズル９ａ（ｊ）とテープフィーダ５（ｉ）との組み合わせ、すなわち単位吸着組み合わせが実装ヘッド９が基板３と部品供給部４との間を１往復する１実装ターン毎に、実装シーケンスデータによって指定される。
【００１８】
次に図４を参照して、部品認識カメラ６による部品認識について説明する。実装ヘッド９による部品実装動作においては、図４（ａ）に示すように、吸着ノズル９ａによって電子部品Ｐを吸着保持した実装ヘッド９を、部品認識カメラ６の上方を所定方向に移動させるスキャン動作を行う。これにより、吸着ノズル９ａに吸着保持された状態の電子部品Ｐの画像が取得される。そしてこの画像を認識処理部３６（図８参照）によって認識処理することにより、図４（ｂ）の認識画面６ａに示すように、電子部品Ｐの吸着位置ずれ量が検出される。すなわち認識画面６ａでは、電子部品Ｐの中心位置を示す部品中心ＰＣ、吸着ノズル９ａの中心位置を示すノズル中心ＮＣが認識され、部品中心ＰＣとノズル中心ＮＣとのＸ方向、Ｙ方向、Θ方向の位置ずれを示す吸着位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔΘが検出される。
【００１９】
図５は、１つの単位吸着組み合わせ１５ａ（ノズル（ｊ）×フィーダ（ｉ））について、これらの吸着位置ずれ量を継続して検出した結果をグラフ化した検出履歴データ１５を示している。すなわち、検出履歴データ１５はＸ方向、Ｙ方向、Θ方向のそれぞれの位置ずれ量を示すＸ方向位置ずれデータ１５Ｘ、Ｙ方向位置ずれデータ１５Ｙ、Θ方向位置ずれデータ１５Θより構成され、Ｘ方向位置ずれデータ１５Ｘ、Ｙ方向位置ずれデータ１５Ｙ、Θ方向位置ずれデータ１５Θには、検出されたΔＸ、ΔＹ、ΔΘの値を示すＸ方向データ点１６Ｘ、Ｙ方向データ点１６Ｙ、Θ方向データ点１６Θが時間軸に沿って表記されている。この検出履歴データ１５は、部品実装動作において実行される全ての単位吸着組み合わせ１５ａについて作成され、以下に説明する工程能力指数などの統計諸量を算出するための生計測データとなる。
【００２０】
次に図６を参照して、検出履歴データ１５に基づいて算出される統計諸量について説明する。ここで、図６（ａ）に示す規格幅Ｔは、吸着対象とする電子部品を吸着可能な許容位置ずれ量を規定するものであり、実際に電子部品を吸着する吸着実験結果を評価することにより、経験的に定められる。また許容範囲上限ＵＣＬ、許容範囲下限ＬＣＬは吸着位置ずれ量の許容範囲の上限および下限を規定するものである。ここでは、吸着対象となる電子部品の吸着特性、すなわち当該電子部品を所定回数吸着して得られる吸着位置ずれ量を統計処理して求められる標準偏差σの±３倍の±３σが、許容範囲上限ＵＣＬ、許容範囲下限ＬＣＬとして採用されている。
【００２１】
図６（ｂ）は、特定の単位吸着組み合わせ１５ａについて求められた検出履歴データ１５に基づいて算出される統計諸量を示している。まず、Ｘ方向位置ずれデータ１５Ｘ、Ｙ方向位置ずれデータ１５Ｙ、Θ方向位置ずれデータ１５Θに示すデータ値を個別に統計処理することにより、それぞれについてデータ値のばらつきの程度を示す標準偏差σおよびデータ値の平均（Ｍ）を求める。そして予め与えられる規格幅Ｔと算出された標準偏差σに基づいて、（１）式で示すＣｐ＝Ｔ／６σを求める。
【００２２】
次いで、（２）式で示す偏り値ｋ＝｜Ｍ｜／（Ｔ／２）を求め、さらに求められたｋ、Ｃｐを用いて、（３）式で示す工程能力指数Ｃｐｋ＝（１−ｋ）・Ｃｐを算出する。そしてこの工程能力指数Ｃｐｋは、Ｘ方向位置ずれデータ１５Ｘ、Ｙ方向位置ずれデータ１５Ｙ、Θ方向位置ずれデータ１５Θのそれぞれについて算出され、これにより特定の単位吸着組み合わせ１５ａによって部品実装動作を実行する際の吸着位置精度の管理達成度合を示す工程能力を、Ｘ方向、Ｙ方向、Θ方向について判定することが可能となっている。
【００２３】
次に、図７を参照して、図６に示す方法によって各単位吸着組み合わせ１５ａ毎に算出された工程能力指数Ｃｐｋに基づいて作成される工程能力指数テーブル２０について説明する。工程能力指数テーブル２０は、列方向にテープフィーダ５（ｉ）の配列位置を示すフィーダ番地２１を、行方向に吸着ノズル９ａ（ｊ）を特定するノズル番号２２を配列したマトリックス形式の数表であり、フィーダ番地２１には、各個別のテープフィーダ５に対応した電子部品の種類を示す部品種２３および使用される吸着ノズル９ａの種類を示すノズル種２４が付記されている。
【００２４】
マトリックスを構成する各セルには、当該セルに対応するテープフィーダ５（ｉ）と吸着ノズル９ａ（ｊ）とを組み合わせた単位吸着組み合わせ１５ａについて算出された単位工程能力指数２５ｉｊ（第１の工程能力指数）が記載されている。そして同一のフィーダ番地２１についての単位工程能力指数２５ｉｊの平均値を示す総合値２６Ｆ（第２の工程能力指数Ｃｐｋ［Ｆｉ］）は、当該フィーダ番地２１に装着されたテープフィーダ５の位置合わせ精度の特性を表す指標値として取り扱うことができる。すなわち、総合値２６Ｆｉが高いと云うことは、換言すれば当該総合値２６Ｆｉの基データとなった単位工程能力指数２５ｉｊが平均して高いことを示しており、これらの単位工程能力指数２５ｉｊに共通して用いられたテープフィーダ５（ｉ）の位置合わせ精度の特性が良好であると推論して差し支えない。同様に、同一のノズル番号２２についての単位工程能力指数２５ｉｊの平均値を示す総合値２６Ｎｊ（第２の工程能力指数Ｃｐｋ［Ｎｊ］）は、当該ノズル番号２２に対応する吸着ノズル９ａの位置合わせ精度の特性を表す指標値として取り扱うことができる。
【００２５】
本実施の形態においては、このようにして求められた総合値２６Ｆ、２６Ｎに基づいて、テープフィーダ５、吸着ノズル９ａの位置合わせ精度特性を評価するようにしている。すなわち総合値２６Ｆｉを、図８（ａ）に示すフィーダランク分け基準２７と対照することにより、テープフィーダ５を精度ランク欄２７ａにしたがって位置合わせ精度面からランク分けすることができる。ここでは、総合値２６Ｆｉ（第２の工程能力指数Ｃｐｋ［Ｆｉ］）が第２しきい値ＴＨＦ２以上であれば、最も高い位置合わせ精度特性を有するランクＡと判定され、第２しきい値ＴＨＦ２未満で第１しきい値以上であれば、次に高い位置合わせ精度特性を有するランクＢと判定され、さらに第１しきい値未満であれば、位置合わせ精度特性が低いランクＣと判定される。
【００２６】
また総合値２６Ｆｉ、２６Ｎｊを、図８（ｂ）に示すメンテナンス要否判定基準２８と対照することにより、各テープフィーダ５、吸着ノズル９ａのメンテナンスの要否を個別に判定することができる。すなわちテープフィーダ５については、総合値２６Ｆｉ（第２の工程能力指数Ｃｐｋ［Ｆｉ］）が、メンテナンスしきい値ＴＨＦＭ以上であるか、または未満であるかによって、要否欄２８ａに示す要否判定がなされる。同様に、吸着ノズル９ａについては、総合値２６Ｎｊ（第２の工程能力指数Ｃｐｋ［Ｎｊ］）が、メンテナンスしきい値ＴＨＮＭ以上であるか、または未満であるかによって要否欄２８ｂに示す要否判定がなされる。
【００２７】
次に図９を参照して、制御系の構成について説明する。図９において、電子部品実装システムを構成する複数の電子部品実装装置１は、ＬＡＮシステム３１を介して管理コンピュータ３０に接続されている。電子部品実装装置１は、通信部３２、制御部３３、記憶部３４、機構駆動部３５、認識処理部３６、工程能力指数算出部３７、フィーダランク分け処理部３８、メンテナンス要否判定部３９、入出力部４０、表示部４１を備えている。
【００２８】
通信部３２はＬＡＮシステム３１と接続されており、ＬＡＮシステム３１を介して管理コンピュータ３０や他装置との間でデータや信号の授受を行う。制御部３３は演算機能を有するＣＰＵであり、記憶部３４に記憶された各種のプログラム、データに基づき、以下に説明する各部を制御して電子部品実装装置１による部品実装動作を実行させる。記憶部３４には、部品実装動作のための動作プログラム、実装データのほか、工程能力指数算出データ３４ａ、フィーダランク分けデータ３４ｂ、メンテナンス要否判定データ３４ｃが記憶されている。
【００２９】
工程能力指数算出データ３４ａは、図６に示す演算処理に用いられるデータであり、予め与えられる規格幅Ｔが含まれる。フィーダランク分けデータ３４ｂは、図８（ａ）に示すフィーダランク分け基準２７に用いられるしきい値データであり、またメンテナンス要否判定データ３４ｃは、図８（ｂ）に示すメンテナンス要否判定基準２８に用いられるしきい値データである。
【００３０】
機構駆動部３５は、制御部３３に制御されて図１に示す基板搬送機構２および部品実装機構１２を駆動する。認識処理部３６は、部品認識カメラ６、基板認識カメラ１０による撮像結果を認識処理することにより、吸着ノズル９ａに保持された状態の電子部品Ｐの位置認識を行うとともに、基板３の部品実装位置の位置認識を行う。したがって、部品認識カメラ６および認識処理部３６は、吸着ノズル９ａに吸着保持された状態の電子部品Ｐの吸着位置ずれ量を検出する吸着位置ずれ検出手段を構成する。
【００３１】
工程能力指数算出部３７は、吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データ１５から、一の吸着ノズル９ａと一のテープフィーダ５との組み合わせを示す単位吸着組合わせ１５ａ毎に、当該単位吸着組み合わせ１５ａにおける位置合わせ精度を示す単位工程能力指数２５ｉｊ（第１の工程能力指数）を算出するとともに、複数の単位吸着組合わせ１５ａについて算出された複数の単位工程能力指数２５ｉｊのデータに基づいて、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５の少なくともいずれか一方についての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数Ｃｐｋ［Ｎｊ］、Ｃｐｋ［Ｆｉ］を算出する工程能力指数算出処理を実行する。この処理の実行に際しては、記憶部３４に記憶された工程能力指数算出データ３４ａが参照される。本実施の形態においては、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５の双方について第２の工程能力指数を算出する例を示している。
【００３２】
フィーダランク分け処理部３８は、算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のテープフィーダ５について位置合わせ精度等級のランク分けを行う。この処理の実行に際しては、記憶部３４に記憶されたフィーダランク分けデータ３４ｂが参照される。メンテナンス要否判定部３９は、算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５の少なくともいずれか一方について、位置合わせ精度面でのメンテナンスの要否を個別に判定する。この処理の実行に際しては、記憶部３４に記憶されたメンテナンス要否判定データ３４ｃが参照される。本実施の形態においては、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５の双方について、メンテナンスの要否を判定する例を示している。
【００３３】
入出力部４０はインターフェイスであり、操作指令やデータ入力を行うとともに、工程能力指数算出部３７、フィーダランク分け処理部３８、メンテナンス要否判定部３９による処理結果のデータを出力する。表示部４１は表示パネルを備えており、フィーダランク分け処理部３８、メンテナンス要否判定部３９による判定結果を画面表示する。これにより、図１１（ａ）、（ｂ）に示すフィーダランク分け結果表示画面４２、メンテナンス要否判定画面４３が表示される。
【００３４】
上記構成において、部品認識カメラ６および認識処理部３６より成る吸着位置ずれ検出手段、工程能力指数算出部３７およびフィーダランク分け処理部３８は、電子部品実装装置１においてパーツフィーダであるテープフィーダ５の位置合わせ精度等級のランク分けを行うフィーダランク分け装置を構成する。同様に、部品認識カメラ６および認識処理部３６より成る吸着位置ずれ検出手段、工程能力指数算出部３７およびメンテナンス要否判定部３９は、電子部品実装装置１において吸着ノズル９ａまたはテープフィーダ５のメンテナンスの要否を判定するメンテナンスの要否判定装置を構成する。
【００３５】
なお本実施の形態においては、工程能力指数算出部３７、フィーダランク分け処理部３８、メンテナンス要否判定部３９を個別の電子部品実装装置１に備えた構成例を示したが、図９に示すように、管理コンピュータ３０をＬＡＮシステム３１を介して電子部品実装装置１と連結した構成の場合には、工程能力指数算出部３７、フィーダランク分け処理部３８、メンテナンス要否判定部３９の機能を、管理コンピュータ３０に設けるようにしてもよい。
【００３６】
次に図１０を参照して、前述構成の電子部品実装装置１において、テープフィーダ５の位置合わせ精度等級のランク分けおよび吸着ノズル９ａまたはテープフィーダ５のメンテナンスの要否判定を行うための実行される処理フローについて説明する。これらの処理は、通常の部品実装動作を継続して実行する過程において取得蓄積された履歴データに基づいて実行される。
【００３７】
まず、電子部品実装装置１による部品実装動作において、吸着ノズル９ａに吸着保持された状態の電子部品Ｐの吸着位置ずれ量を検出する（吸着位置ずれ検出工程）。すなわち部品供給部４から吸着ノズル９ａによって電子部品Ｐを取り出した実装ヘッド９が部品認識カメラ６の上方を移動する過程において、部品認識カメラ６によって電子部品Ｐの画像を取得する。そしてこの画像を認識処理することにより、図４（ｂ）に示す吸着位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔΘが検出され、この検出処理を継続して実行することにより、図５に示す検出履歴データ１５が各単位吸着組み合わせ１５ａ毎に取得される。
【００３８】
次に吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データ１５から、単位工程能力指数２５ｉｊ、総合値２６Ｆ，総合値２６Ｎを算出する演算処理が、工程能力指数算出部３７によって実行される（工程能力指数算出工程）。ここでは、まず検出履歴データ１５から、単位吸着組合わせ１５ａ毎に当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す単位工程能力指数２５ｉｊ（第１の工程能力指数）を算出する（ＳＴ２）。次いで、複数の単位吸着組合わせ１５ａについて算出された複数の単位工程能力指数２５ｉｊのデータに基づいて、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５のそれぞれについての個別の位置合わせ精度を示す総合値２６Ｆ，２６Ｎ（第２の工程能力指数）を算出する（ＳＴ３）。
【００３９】
そして算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のテープフィーダ５について位置合わせ精度等級のランク分けを行う（ランク分け処理工程）（ＳＴ４）。すなわち総合値２６Ｆｉを、図８（ａ）に示すフィーダランク分け基準２７と対照することにより、テープフィーダ５を位置合わせ精度面からランク分けし、ランク分けの結果は図１１（ａ）に示すフィーダランク分け結果表示画面４２に表示される。ここでは、その時点でフィーダ番地４２ａにセットされているテープフィーダ５について、当該テープフィーダ５を特定するフィーダＩＤ記号４２ｂとともに、総合値２６Ｎｊのデータに基づくランク分け結果が表示される。ここでは、位置合わせ精度等級を３つのランク（Ａ、Ｂ，Ｃ）に区分し、ランク分け対象のテープフィーダ５の総合値２６Ｎｊが、予め各ランクに対応して規定された指数範囲のいずれに該当するかを判定する。
【００４０】
次に、算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５について位置合わせ精度面でのメンテナンスの要否を個別に判定する（メンテナンス要否判定工程）（ＳＴ５）。ここでは、総合値２６Ｆｉ、２６Ｎｊを、図８（ｂ）に示すメンテナンス要否判定基準２８と対照することにより、各テープフィーダ５、吸着ノズル９ａのメンテナンスの要否を個別に判定する。
【００４１】
すなわちメンテナンス要否判定工程において、第２の工程能力指数である総合値２６Ｎｊが所定の基準範囲を外れる吸着ノズル９ａがある場合には、当該吸着ノズル９ａをメンテナンス対象とする。また第２の工程能力指数である総合値２６Ｆｉが所定の基準範囲を外れるテープフィーダ５がある場合には、当該テープフィーダ５をメンテナンス対象として判定する。そして判定結果は、図１１（ｂ）に示すメンテナンス要否判定画面４３に表示される。ここでは、その時点でフィーダ番地４３ａにセットされているテープフィーダ５について、各フィーダ番地４３ａ毎に、メンテナンスの要否欄４３ｂにメンテナンスの要否が所定の記号等で表示される。同様に、実装ヘッド９における吸着ノズル９ａを特定するノズル番号４３ｃ毎に、要否欄４３ｂにメンテナンスの要否が所定の記号等で表示される。
【００４２】
なお上述のメンテナンス要否判定工程においては、第２の工程能力指数を判定の指標として用いるようにしているが、テープフィーダ５のメンテナンス要否の判定においては、第２の工程能力指数が図８（ｂ）に示すメンテナンス要否判定基準２８を満たしていても、必ずしもテープフィーダ５の機能が常に正常な状態であるとは限らない。例えば、図１２に示すＸ方向位置ずれデータ１５Ｘのように、通常時のＸ方向データ点１６Ｘのばらつき変動範囲が小さい場合には、部分的に吸着位置ずれ量ΔＸが限界基準値であるＵＣＬを超えていても、超過範囲に属する異常データ点１６＊が少ないときには、統計演算によって算出される第２の工程能力指数が、メンテナンス要否判定基準２８に示すメンテナンスしきい値ＴＨＦＮ未満となる場合が生じる。
【００４３】
しかしながら、このように吸着位置ずれ量が部分的であっても限界基準値を超えている事象は、当該テープフィーダ５の精度特性以外の要因、例えばキャリアテープを作業者がつなぎ合わせるテープスプライシングの不良に起因する部品吸着不良などである場合が多いことから、このような事象が検出された場合にはそのまま看過すべきではない。このため、本実施の形態では、メンテナンス要否判定工程において一のテープフィーダ５についての第２の工程能力指数が所定の基準範囲内であっても、当該テープフィーダ５についての検出履歴データ１５における吸着位置ずれ量が部分的に限界基準値を超えている場合には、当該テープフィーダ５に固有の精度特性以外の要因に起因するメンテナンス対象として判定し、その旨を表示画面に報知するようにしている。
【００４４】
上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装装置におけるフィーダランク分けでは、吸着ノズル９ａに吸着保持された状態の電子部品Ｐの吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データ１５から、一の吸着ノズル９ａと一のテープフィーダ５との組み合わせを示す単位吸着組合わせ１５ａ毎に当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組合わせ１５ａについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて吸着ノズル９ａとテープフィーダ５のそれぞれについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出し、算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のテープフィーダ５について位置合わせ精度等級のランク分けを行うようにしている。これにより、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５の組み合わせを考慮に入れた動作履歴情報に基づいて、テープフィーダ５のランク分けを適正に簡便な方法で行うことができる。
【００４５】
また本実施の形態に示す電子部品実装装置におけるメンテナンスの要否判定では、第２の工程能力指数のデータに基づいて、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５について位置合わせ精度面でのメンテナンスの要否を個別に判定するようにしている。これにより、吸着ノズル９ａおよびテープフィーダ５のそれぞれの性能監視を簡便な方法で行って、メンテナンスの要否を適正に判断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置およびフィーダランク分け方法は、吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせを考慮に入れた動作履歴情報に基づいて、パーツフィーダのランク分けを適正に簡便な方法で行うことができるという効果を有し、吸着ノズルによって部品供給部から部品を真空吸着により取り出して基板に移送搭載する用途に利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 電子部品実装装置
３ 基板
４ 部品供給部
５ テープフィーダ（パーツフィーダ）
６ 部品認識カメラ
９ 実装ヘッド
９ａ 吸着ノズル
１２ 部品実装機構
１５ａ 単位吸着組み合わせ
Ｐ 電子部品
Ｔ 規格幅
Ｃｐｋ 工程能力指数
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装装置においてパーツフィーダの位置合わせ精度等級のランク分けを行う電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置およびフィーダランク分け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置においては、部品供給部に配列されたパーツフィーダから電子部品を実装ヘッドに装着された吸着ノズルによって真空吸着により取り出して基板に移送搭載する部品実装動作が反復して実行される。真空吸着による電子部品の取り出しにおいては、吸着ノズルによるピックアップ時の電子部品に対する位置合わせ精度を確保する必要があり、位置合わせ精度が不良の場合には電子部品を正常に吸着保持することができず、吸着ミスを生じる。
【０００３】
そしてこの位置合わせ精度の重要度は、実装対象とする電子部品の微細化に伴って、特に顕著となっている。このような課題に対処するため、部品吸着動作の良否を示す履歴情報を管理する機能を備えた電子部品実装装置が用いられるようになっている（例えば特許文献１参照）。この特許文献に示す先行技術例においては、電子部品実装装置（表面実装機）に装備されるテープフィーダ毎に、実測や動作履歴情報に基づいて吸着率や位置決め精度などの能力指標となるランクを定め、生産対象の基板の生産条件に基づき定められる要求ランクに適合するランクのテープフィーダを装備するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２３８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述の先行技術例においては、以下に述べるような難点がある。すなわち、前述のように、真空吸着による電子部品の取り出しの良否は吸着ノズルの電子部品に対する位置合わせ精度に大きく左右され、パーツフィーダが正しい位置に部品を供給していても、吸着ノズルに装着位置ずれなどの誤差がある場合には、吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせによっては正常な位置合わせ精度が確保されないことから部品吸着動作が正しく行われず、吸着率のデータが低下して当該パーツフィーダのランクは下げられる結果となる。このため、パーツフィーダの位置合わせ精度等級のランク分けを適正に行うためには、吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせを考慮に入れる必要があるが、上述特許文献例を含め、従来技術においては吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせを考慮に入れた動作履歴情報に基づくランク分けは行われておらず、パーツフィーダのランク分けを適正に簡便な方法で行うことが困難で、新たな方策が求められていた。
【０００６】
そこで本発明は、吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせを考慮に入れた動作履歴情報に基づいて、パーツフィーダのランク分けを適正に簡便な方法で行うことができる電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置およびフィーダランク分け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置は、複数の吸着ノズルを備えた実装ヘッドによって複数のパーツフィーダが配列された部品供給部から電子部品を真空吸着により取り出して基板に実装する電子部品実装装置において、前記パーツフィーダの位置合わせ精度等級のランク分けを行う電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置であって、前記吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の吸着位置ずれ量を検出する吸着位置ずれ検出手段と、前記吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データから、一の吸着ノズルと一のパーツフィーダとの組み合わせを示す単位吸着組み合わせ毎に、当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組み合わせについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて、前記パーツフィーダについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出する工程能力指数算出部と、前記算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のパーツフィーダについて位置合わせ精度等級のランク分けを行うランク分け処理部とを備えた。
【０００８】
本発明の電子部品実装装置におけるフィーダランク分け方法は、複数の吸着ノズルを備えた実装ヘッドによって複数のパーツフィーダが配列された部品供給部から電子部品を真空吸着により取り出して基板に実装する電子部品実装装置において、前記パーツフィーダの位置合わせ精度等級のランク分けを行う電子部品実装装置におけるフィーダランク分け方法であって、前記吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の吸着位置ずれ量を検出する吸着位置ずれ検出工程と、前記吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データから、一の吸着ノズルと一のパーツフィーダとの組み合わせを示す単位吸着組み合わせ毎に、当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組み合わせについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて、前記パーツフィーダについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出する工程能力指数算出工程と、前記算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のパーツフィーダについて位置合わせ精度等級のランク分けを行うランク分け処理工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データから、一の吸着ノズルと一のパーツフィーダとの組み合わせを示す単位吸着組合わせ毎に当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組合わせについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて吸着ノズルとパーツフィーダのそれぞれについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出し、算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のパーツフィーダについて位置合わせ精度等級のランク分けを行うことにより、吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせを考慮に入れた動作履歴情報に基づいて、パーツフィーダのランク分けを適正に簡便な方法で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装ヘッドの構成および部品吸着の説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における電子部品の吸着位置ずれ検出の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における電子部品の吸着位置ずれ量検出履歴データの説明図
【図６】電子部品実装装置における電子部品の吸着位置ずれ量の統計処理の説明図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における電子部品の吸着位置ずれ精度を示す工程能力指数の説明図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるフィーダランク分け基準およびメンテナンス要否判定基準の説明図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるフィーダランク分けおよびメンテナンス要否判定処理のフロー図
【図１１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるフィーダランク分け結果およびメンテナンス要否判定結果の表示画面の説明図
【図１２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における電子部品の吸着位置ずれ量検出履歴データの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２を参照して電子部品実装装置１の構造を説明する。なお図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。図１において基台１ａの中央には、２列の基板搬送機構２がＸ方向（基板搬送方向）に配設されている。基板搬送機構２は、上流側装置から供給され当該装置による部品実装作業の対象となる基板３をＸ方向に搬送して、部品実装作業位置に位置決めする。基板搬送機構２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には複数のパーツフィーダであるテープフィーダ５が並設されている。
【００１２】
テープフィーダ５は、電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する実装ヘッド９の吸着ノズル９ａによる部品吸着位置に電子部品を供給する機能を有している。なお、ここではパーツフィーダとしてテープフィーダ５の例を示しているが、バルクフィーダやチューブフィーダなど、部品供給部４に複数が並列して装着されるタイプのパーツフィーダであれば、本発明の適用となる。
【００１３】
基台１ａ上面においてＸ方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル７が配設されており、Ｙ軸移動テーブル７には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸移動テーブル８が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。２基のＸ軸移動テーブル８には、それぞれ実装ヘッド９がＸ方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド９は複数の保持ヘッドを備えた多連型ヘッドであり、それぞれの保持ヘッドの下端部には、図２に示すように、電子部品を吸着して保持し個別に昇降可能な吸着ノズル９ａが装着されている。
【００１４】
Ｙ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８を駆動することにより、実装ヘッド９はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの実装ヘッド９は、それぞれ対応した部品供給部４のテープフィーダ５から電子部品Ｐ（図４参照）を吸着ノズル９ａによって取り出して、基板搬送機構２に位置決めされた基板３に移送搭載する。Ｙ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８および実装ヘッド９は、電子部品Ｐを保持した実装ヘッド９を移動させることにより、電子部品Ｐを基板３に移送搭載する部品実装機構１２を構成する。
【００１５】
部品供給部４と対応する基板搬送機構２との間には、部品認識カメラ６が配設されている。部品供給部４から電子部品Ｐを取り出した実装ヘッド９が部品認識カメラ６の上方を移動する際に、部品認識カメラ６は実装ヘッド９に保持された状態の電子部品Ｐを撮像して認識する。実装ヘッド９にはＸ軸移動テーブル８の下面側に位置して、それぞれ実装ヘッド９と一体的に移動する基板認識カメラ１０が装着されている。実装ヘッド９が移動することにより、基板認識カメラ１０は基板搬送機構２に位置決めされた基板３の上方に移動し、基板３を撮像して認識する。実装ヘッド９による基板３への部品実装動作においては、部品認識カメラ６による電子部品Ｐの認識結果と、基板認識カメラ１０による基板認識結果とを加味して搭載位置補正が行われる。
【００１６】
図２に示すように、部品供給部４にはフィーダベース１１ａに予め複数のテープフィーダ５が装着された状態の台車１１がセットされる。基台１ａに設けられた固定ベース１ｂに対して、フィーダベース１１ａをクランプ機構１１ｂによってクランプすることにより、部品供給部４において台車１１の位置が固定される。台車１１には、電子部品を保持したキャリアテープ１４を巻回状態で収納するテープリール１３が保持されている。テープリール１３から引き出されたキャリアテープ１４は、テープフィーダ５によって吸着ノズル９ａによる部品吸着位置５ａまでピッチ送りされる。
【００１７】
実装ヘッド９による部品実装動作では、図３に示すように、実装ヘッド９に備えられた複数の吸着ノズル９ａ（ｊ）のいずれかによって、部品供給部４に配列された複数のテープフィーダ５（ｉ）のいずれかから電子部品Ｐを取り出して基板３に実装する。この部品実装動作においては、吸着ノズル９ａ（ｊ）とテープフィーダ５（ｉ）との組み合わせ、すなわち単位吸着組み合わせが実装ヘッド９が基板３と部品供給部４との間を１往復する１実装ターン毎に、実装シーケンスデータによって指定される。
【００１８】
次に図４を参照して、部品認識カメラ６による部品認識について説明する。実装ヘッド９による部品実装動作においては、図４（ａ）に示すように、吸着ノズル９ａによって電子部品Ｐを吸着保持した実装ヘッド９を、部品認識カメラ６の上方を所定方向に移動させるスキャン動作を行う。これにより、吸着ノズル９ａに吸着保持された状態の電子部品Ｐの画像が取得される。そしてこの画像を認識処理部３６（図８参照）によって認識処理することにより、図４（ｂ）の認識画面６ａに示すように、電子部品Ｐの吸着位置ずれ量が検出される。すなわち認識画面６ａでは、電子部品Ｐの中心位置を示す部品中心ＰＣ、吸着ノズル９ａの中心位置を示すノズル中心ＮＣが認識され、部品中心ＰＣとノズル中心ＮＣとのＸ方向、Ｙ方向、Θ方向の位置ずれを示す吸着位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔΘが検出される。
【００１９】
図５は、１つの単位吸着組み合わせ１５ａ（ノズル（ｊ）×フィーダ（ｉ））について、これらの吸着位置ずれ量を継続して検出した結果をグラフ化した検出履歴データ１５を示している。すなわち、検出履歴データ１５はＸ方向、Ｙ方向、Θ方向のそれぞれの位置ずれ量を示すＸ方向位置ずれデータ１５Ｘ、Ｙ方向位置ずれデータ１５Ｙ、Θ方向位置ずれデータ１５Θより構成され、Ｘ方向位置ずれデータ１５Ｘ、Ｙ方向位置ずれデータ１５Ｙ、Θ方向位置ずれデータ１５Θには、検出されたΔＸ、ΔＹ、ΔΘの値を示すＸ方向データ点１６Ｘ、Ｙ方向データ点１６Ｙ、Θ方向データ点１６Θが時間軸に沿って表記されている。この検出履歴データ１５は、部品実装動作において実行される全ての単位吸着組み合わせ１５ａについて作成され、以下に説明する工程能力指数などの統計諸量を算出するための生計測データとなる。
【００２０】
次に図６を参照して、検出履歴データ１５に基づいて算出される統計諸量について説明する。ここで、図６（ａ）に示す規格幅Ｔは、吸着対象とする電子部品を吸着可能な許容位置ずれ量を規定するものであり、実際に電子部品を吸着する吸着実験結果を評価することにより、経験的に定められる。また許容範囲上限ＵＣＬ、許容範囲下限ＬＣＬは吸着位置ずれ量の許容範囲の上限および下限を規定するものである。ここでは、吸着対象となる電子部品の吸着特性、すなわち当該電子部品を所定回数吸着して得られる吸着位置ずれ量を統計処理して求められる標準偏差σの±３倍の±３σが、許容範囲上限ＵＣＬ、許容範囲下限ＬＣＬとして採用されている。
【００２１】
図６（ｂ）は、特定の単位吸着組み合わせ１５ａについて求められた検出履歴データ１５に基づいて算出される統計諸量を示している。まず、Ｘ方向位置ずれデータ１５Ｘ、Ｙ方向位置ずれデータ１５Ｙ、Θ方向位置ずれデータ１５Θに示すデータ値を個別に統計処理することにより、それぞれについてデータ値のばらつきの程度を示す標準偏差σおよびデータ値の平均（Ｍ）を求める。そして予め与えられる規格幅Ｔと算出された標準偏差σに基づいて、（１）式で示すＣｐ＝Ｔ／６σを求める。
【００２２】
次いで、（２）式で示す偏り値ｋ＝｜Ｍ｜／（Ｔ／２）を求め、さらに求められたｋ、Ｃｐを用いて、（３）式で示す工程能力指数Ｃｐｋ＝（１−ｋ）・Ｃｐを算出する。そしてこの工程能力指数Ｃｐｋは、Ｘ方向位置ずれデータ１５Ｘ、Ｙ方向位置ずれデータ１５Ｙ、Θ方向位置ずれデータ１５Θのそれぞれについて算出され、これにより特定の単位吸着組み合わせ１５ａによって部品実装動作を実行する際の吸着位置精度の管理達成度合を示す工程能力を、Ｘ方向、Ｙ方向、Θ方向について判定することが可能となっている。
【００２３】
次に、図７を参照して、図６に示す方法によって各単位吸着組み合わせ１５ａ毎に算出された工程能力指数Ｃｐｋに基づいて作成される工程能力指数テーブル２０について説明する。工程能力指数テーブル２０は、列方向にテープフィーダ５（ｉ）の配列位置を示すフィーダ番地２１を、行方向に吸着ノズル９ａ（ｊ）を特定するノズル番号２２を配列したマトリックス形式の数表であり、フィーダ番地２１には、各個別のテープフィーダ５に対応した電子部品の種類を示す部品種２３および使用される吸着ノズル９ａの種類を示すノズル種２４が付記されている。
【００２４】
マトリックスを構成する各セルには、当該セルに対応するテープフィーダ５（ｉ）と吸着ノズル９ａ（ｊ）とを組み合わせた単位吸着組み合わせ１５ａについて算出された単位工程能力指数２５ｉｊ（第１の工程能力指数）が記載されている。そして同一のフィーダ番地２１についての単位工程能力指数２５ｉｊの平均値を示す総合値２６Ｆ（第２の工程能力指数Ｃｐｋ［Ｆｉ］）は、当該フィーダ番地２１に装着されたテープフィーダ５の位置合わせ精度の特性を表す指標値として取り扱うことができる。すなわち、総合値２６Ｆｉが高いと云うことは、換言すれば当該総合値２６Ｆｉの基データとなった単位工程能力指数２５ｉｊが平均して高いことを示しており、これらの単位工程能力指数２５ｉｊに共通して用いられたテープフィーダ５（ｉ）の位置合わせ精度の特性が良好であると推論して差し支えない。同様に、同一のノズル番号２２についての単位工程能力指数２５ｉｊの平均値を示す総合値２６Ｎｊ（第２の工程能力指数Ｃｐｋ［Ｎｊ］）は、当該ノズル番号２２に対応する吸着ノズル９ａの位置合わせ精度の特性を表す指標値として取り扱うことができる。
【００２５】
本実施の形態においては、このようにして求められた総合値２６Ｆ、２６Ｎに基づいて、テープフィーダ５、吸着ノズル９ａの位置合わせ精度特性を評価するようにしている。すなわち総合値２６Ｆｉを、図８（ａ）に示すフィーダランク分け基準２７と対照することにより、テープフィーダ５を精度ランク欄２７ａにしたがって位置合わせ精度面からランク分けすることができる。ここでは、総合値２６Ｆｉ（第２の工程能力指数Ｃｐｋ［Ｆｉ］）が第２しきい値ＴＨＦ２以上であれば、最も高い位置合わせ精度特性を有するランクＡと判定され、第２しきい値ＴＨＦ２未満で第１しきい値以上であれば、次に高い位置合わせ精度特性を有するランクＢと判定され、さらに第１しきい値未満であれば、位置合わせ精度特性が低いランクＣと判定される。
【００２６】
また総合値２６Ｆｉ、２６Ｎｊを、図８（ｂ）に示すメンテナンス要否判定基準２８と対照することにより、各テープフィーダ５、吸着ノズル９ａのメンテナンスの要否を個別に判定することができる。すなわちテープフィーダ５については、総合値２６Ｆｉ（第２の工程能力指数Ｃｐｋ［Ｆｉ］）が、メンテナンスしきい値ＴＨＦＭ以上であるか、または未満であるかによって、要否欄２８ａに示す要否判定がなされる。同様に、吸着ノズル９ａについては、総合値２６Ｎｊ（第２の工程能力指数Ｃｐｋ［Ｎｊ］）が、メンテナンスしきい値ＴＨＮＭ以上であるか、または未満であるかによって要否欄２８ｂに示す要否判定がなされる。
【００２７】
次に図９を参照して、制御系の構成について説明する。図９において、電子部品実装システムを構成する複数の電子部品実装装置１は、ＬＡＮシステム３１を介して管理コンピュータ３０に接続されている。電子部品実装装置１は、通信部３２、制御部３３、記憶部３４、機構駆動部３５、認識処理部３６、工程能力指数算出部３７、フィーダランク分け処理部３８、メンテナンス要否判定部３９、入出力部４０、表示部４１を備えている。
【００２８】
通信部３２はＬＡＮシステム３１と接続されており、ＬＡＮシステム３１を介して管理コンピュータ３０や他装置との間でデータや信号の授受を行う。制御部３３は演算機能を有するＣＰＵであり、記憶部３４に記憶された各種のプログラム、データに基づき、以下に説明する各部を制御して電子部品実装装置１による部品実装動作を実行させる。記憶部３４には、部品実装動作のための動作プログラム、実装データのほか、工程能力指数算出データ３４ａ、フィーダランク分けデータ３４ｂ、メンテナンス要否判定データ３４ｃが記憶されている。
【００２９】
工程能力指数算出データ３４ａは、図６に示す演算処理に用いられるデータであり、予め与えられる規格幅Ｔが含まれる。フィーダランク分けデータ３４ｂは、図８（ａ）に示すフィーダランク分け基準２７に用いられるしきい値データであり、またメンテナンス要否判定データ３４ｃは、図８（ｂ）に示すメンテナンス要否判定基準２８に用いられるしきい値データである。
【００３０】
機構駆動部３５は、制御部３３に制御されて図１に示す基板搬送機構２および部品実装機構１２を駆動する。認識処理部３６は、部品認識カメラ６、基板認識カメラ１０による撮像結果を認識処理することにより、吸着ノズル９ａに保持された状態の電子部品Ｐの位置認識を行うとともに、基板３の部品実装位置の位置認識を行う。したがって、部品認識カメラ６および認識処理部３６は、吸着ノズル９ａに吸着保持された状態の電子部品Ｐの吸着位置ずれ量を検出する吸着位置ずれ検出手段を構成する。
【００３１】
工程能力指数算出部３７は、吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データ１５から、一の吸着ノズル９ａと一のテープフィーダ５との組み合わせを示す単位吸着組合わせ１５ａ毎に、当該単位吸着組み合わせ１５ａにおける位置合わせ精度を示す単位工程能力指数２５ｉｊ（第１の工程能力指数）を算出するとともに、複数の単位吸着組合わせ１５ａについて算出された複数の単位工程能力指数２５ｉｊのデータに基づいて、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５の少なくともいずれか一方についての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数Ｃｐｋ［Ｎｊ］、Ｃｐｋ［Ｆｉ］を算出する工程能力指数算出処理を実行する。この処理の実行に際しては、記憶部３４に記憶された工程能力指数算出データ３４ａが参照される。本実施の形態においては、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５の双方について第２の工程能力指数を算出する例を示している。
【００３２】
フィーダランク分け処理部３８は、算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のテープフィーダ５について位置合わせ精度等級のランク分けを行う。この処理の実行に際しては、記憶部３４に記憶されたフィーダランク分けデータ３４ｂが参照される。メンテナンス要否判定部３９は、算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５の少なくともいずれか一方について、位置合わせ精度面でのメンテナンスの要否を個別に判定する。この処理の実行に際しては、記憶部３４に記憶されたメンテナンス要否判定データ３４ｃが参照される。本実施の形態においては、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５の双方について、メンテナンスの要否を判定する例を示している。
【００３３】
入出力部４０はインターフェイスであり、操作指令やデータ入力を行うとともに、工程能力指数算出部３７、フィーダランク分け処理部３８、メンテナンス要否判定部３９による処理結果のデータを出力する。表示部４１は表示パネルを備えており、フィーダランク分け処理部３８、メンテナンス要否判定部３９による判定結果を画面表示する。これにより、図１１（ａ）、（ｂ）に示すフィーダランク分け結果表示画面４２、メンテナンス要否判定画面４３が表示される。
【００３４】
上記構成において、部品認識カメラ６および認識処理部３６より成る吸着位置ずれ検出手段、工程能力指数算出部３７およびフィーダランク分け処理部３８は、電子部品実装装置１においてパーツフィーダであるテープフィーダ５の位置合わせ精度等級のランク分けを行うフィーダランク分け装置を構成する。同様に、部品認識カメラ６および認識処理部３６より成る吸着位置ずれ検出手段、工程能力指数算出部３７およびメンテナンス要否判定部３９は、電子部品実装装置１において吸着ノズル９ａまたはテープフィーダ５のメンテナンスの要否を判定するメンテナンスの要否判定装置を構成する。
【００３５】
なお本実施の形態においては、工程能力指数算出部３７、フィーダランク分け処理部３８、メンテナンス要否判定部３９を個別の電子部品実装装置１に備えた構成例を示したが、図９に示すように、管理コンピュータ３０をＬＡＮシステム３１を介して電子部品実装装置１と連結した構成の場合には、工程能力指数算出部３７、フィーダランク分け処理部３８、メンテナンス要否判定部３９の機能を、管理コンピュータ３０に設けるようにしてもよい。
【００３６】
次に図１０を参照して、前述構成の電子部品実装装置１において、テープフィーダ５の位置合わせ精度等級のランク分けおよび吸着ノズル９ａまたはテープフィーダ５のメンテナンスの要否判定を行うための実行される処理フローについて説明する。これらの処理は、通常の部品実装動作を継続して実行する過程において取得蓄積された履歴データに基づいて実行される。
【００３７】
まず、電子部品実装装置１による部品実装動作において、吸着ノズル９ａに吸着保持された状態の電子部品Ｐの吸着位置ずれ量を検出する（吸着位置ずれ検出工程）。すなわち部品供給部４から吸着ノズル９ａによって電子部品Ｐを取り出した実装ヘッド９が部品認識カメラ６の上方を移動する過程において、部品認識カメラ６によって電子部品Ｐの画像を取得する。そしてこの画像を認識処理することにより、図４（ｂ）に示す吸着位置ずれ量ΔＸ、ΔＹ、ΔΘが検出され、この検出処理を継続して実行することにより、図５に示す検出履歴データ１５が各単位吸着組み合わせ１５ａ毎に取得される。
【００３８】
次に吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データ１５から、単位工程能力指数２５ｉｊ、総合値２６Ｆ，総合値２６Ｎを算出する演算処理が、工程能力指数算出部３７によって実行される（工程能力指数算出工程）。ここでは、まず検出履歴データ１５から、単位吸着組合わせ１５ａ毎に当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す単位工程能力指数２５ｉｊ（第１の工程能力指数）を算出する（ＳＴ２）。次いで、複数の単位吸着組合わせ１５ａについて算出された複数の単位工程能力指数２５ｉｊのデータに基づいて、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５のそれぞれについての個別の位置合わせ精度を示す総合値２６Ｆ，２６Ｎ（第２の工程能力指数）を算出する（ＳＴ３）。
【００３９】
そして算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のテープフィーダ５について位置合わせ精度等級のランク分けを行う（ランク分け処理工程）（ＳＴ４）。すなわち総合値２６Ｆｉを、図８（ａ）に示すフィーダランク分け基準２７と対照することにより、テープフィーダ５を位置合わせ精度面からランク分けし、ランク分けの結果は図１１（ａ）に示すフィーダランク分け結果表示画面４２に表示される。ここでは、その時点でフィーダ番地４２ａにセットされているテープフィーダ５について、当該テープフィーダ５を特定するフィーダＩＤ記号４２ｂとともに、総合値２６Ｎｊのデータに基づくランク分け結果が表示される。ここでは、位置合わせ精度等級を３つのランク（Ａ、Ｂ，Ｃ）に区分し、ランク分け対象のテープフィーダ５の総合値２６Ｎｊが、予め各ランクに対応して規定された指数範囲のいずれに該当するかを判定する。
【００４０】
次に、算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５について位置合わせ精度面でのメンテナンスの要否を個別に判定する（メンテナンス要否判定工程）（ＳＴ５）。ここでは、総合値２６Ｆｉ、２６Ｎｊを、図８（ｂ）に示すメンテナンス要否判定基準２８と対照することにより、各テープフィーダ５、吸着ノズル９ａのメンテナンスの要否を個別に判定する。
【００４１】
すなわちメンテナンス要否判定工程において、第２の工程能力指数である総合値２６Ｎｊが所定の基準範囲を外れる吸着ノズル９ａがある場合には、当該吸着ノズル９ａをメンテナンス対象とする。また第２の工程能力指数である総合値２６Ｆｉが所定の基準範囲を外れるテープフィーダ５がある場合には、当該テープフィーダ５をメンテナンス対象として判定する。そして判定結果は、図１１（ｂ）に示すメンテナンス要否判定画面４３に表示される。ここでは、その時点でフィーダ番地４３ａにセットされているテープフィーダ５について、各フィーダ番地４３ａ毎に、メンテナンスの要否欄４３ｂにメンテナンスの要否が所定の記号等で表示される。同様に、実装ヘッド９における吸着ノズル９ａを特定するノズル番号４３ｃ毎に、要否欄４３ｂにメンテナンスの要否が所定の記号等で表示される。
【００４２】
なお上述のメンテナンス要否判定工程においては、第２の工程能力指数を判定の指標として用いるようにしているが、テープフィーダ５のメンテナンス要否の判定においては、第２の工程能力指数が図８（ｂ）に示すメンテナンス要否判定基準２８を満たしていても、必ずしもテープフィーダ５の機能が常に正常な状態であるとは限らない。例えば、図１２に示すＸ方向位置ずれデータ１５Ｘのように、通常時のＸ方向データ点１６Ｘのばらつき変動範囲が小さい場合には、部分的に吸着位置ずれ量ΔＸが限界基準値であるＵＣＬを超えていても、超過範囲に属する異常データ点１６＊が少ないときには、統計演算によって算出される第２の工程能力指数が、メンテナンス要否判定基準２８に示すメンテナンスしきい値ＴＨＦＮ未満となる場合が生じる。
【００４３】
しかしながら、このように吸着位置ずれ量が部分的であっても限界基準値を超えている事象は、当該テープフィーダ５の精度特性以外の要因、例えばキャリアテープを作業者がつなぎ合わせるテープスプライシングの不良に起因する部品吸着不良などである場合が多いことから、このような事象が検出された場合にはそのまま看過すべきではない。このため、本実施の形態では、メンテナンス要否判定工程において一のテープフィーダ５についての第２の工程能力指数が所定の基準範囲内であっても、当該テープフィーダ５についての検出履歴データ１５における吸着位置ずれ量が部分的に限界基準値を超えている場合には、当該テープフィーダ５に固有の精度特性以外の要因に起因するメンテナンス対象として判定し、その旨を表示画面に報知するようにしている。
【００４４】
上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装装置におけるフィーダランク分けでは、吸着ノズル９ａに吸着保持された状態の電子部品Ｐの吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データ１５から、一の吸着ノズル９ａと一のテープフィーダ５との組み合わせを示す単位吸着組合わせ１５ａ毎に当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組合わせ１５ａについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて吸着ノズル９ａとテープフィーダ５のそれぞれについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出し、算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のテープフィーダ５について位置合わせ精度等級のランク分けを行うようにしている。これにより、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５の組み合わせを考慮に入れた動作履歴情報に基づいて、テープフィーダ５のランク分けを適正に簡便な方法で行うことができる。
【００４５】
また本実施の形態に示す電子部品実装装置におけるメンテナンスの要否判定では、第２の工程能力指数のデータに基づいて、吸着ノズル９ａとテープフィーダ５について位置合わせ精度面でのメンテナンスの要否を個別に判定するようにしている。これにより、吸着ノズル９ａおよびテープフィーダ５のそれぞれの性能監視を簡便な方法で行って、メンテナンスの要否を適正に判断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置およびフィーダランク分け方法は、吸着ノズルとパーツフィーダの組み合わせを考慮に入れた動作履歴情報に基づいて、パーツフィーダのランク分けを適正に簡便な方法で行うことができるという効果を有し、吸着ノズルによって部品供給部から部品を真空吸着により取り出して基板に移送搭載する用途に利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 電子部品実装装置
３ 基板
４ 部品供給部
５ テープフィーダ（パーツフィーダ）
６ 部品認識カメラ
９ 実装ヘッド
９ａ 吸着ノズル
１２ 部品実装機構
１５ａ 単位吸着組み合わせ
Ｐ 電子部品
Ｔ 規格幅
Ｃｐｋ 工程能力指数
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の吸着ノズルを備えた実装ヘッドによって複数のパーツフィーダが配列された部品供給部から電子部品を真空吸着により取り出して基板に実装する電子部品実装装置において、前記パーツフィーダの位置合わせ精度等級のランク分けを行う電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置であって、
前記吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の吸着位置ずれ量を検出する吸着位置ずれ検出手段と、
前記吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データから、一の吸着ノズルと一のパーツフィーダとの組み合わせを示す単位吸着組み合わせ毎に、当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組み合わせについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて、前記パーツフィーダについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出する工程能力指数算出部と、
前記算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のパーツフィーダについて位置合わせ精度等級のランク分けを行うランク分け処理部とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置。
【請求項２】
複数の吸着ノズルを備えた実装ヘッドによって複数のパーツフィーダが配列された部品供給部から電子部品を真空吸着により取り出して基板に実装する電子部品実装装置において、前記パーツフィーダの位置合わせ精度等級のランク分けを行う電子部品実装装置におけるフィーダランク分け方法であって、
前記吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の吸着位置ずれ量を検出する吸着位置ずれ検出工程と、
前記吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データから、一の吸着ノズルと一のパーツフィーダとの組み合わせを示す単位吸着組み合わせ毎に、当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組み合わせについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて、前記パーツフィーダについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出する工程能力指数算出工程と、
前記算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のパーツフィーダについて位置合わせ精度等級のランク分けを行うランク分け処理工程とを含むことを特徴とする電子部品実装装置におけるフィーダランク分け方法。
【請求項１】
複数の吸着ノズルを備えた実装ヘッドによって複数のパーツフィーダが配列された部品供給部から電子部品を真空吸着により取り出して基板に実装する電子部品実装装置において、前記パーツフィーダの位置合わせ精度等級のランク分けを行う電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置であって、
前記吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の吸着位置ずれ量を検出する吸着位置ずれ検出手段と、
前記吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データから、一の吸着ノズルと一のパーツフィーダとの組み合わせを示す単位吸着組み合わせ毎に、当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組み合わせについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて、前記パーツフィーダについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出する工程能力指数算出部と、
前記算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のパーツフィーダについて位置合わせ精度等級のランク分けを行うランク分け処理部とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置におけるフィーダランク分け装置。
【請求項２】
複数の吸着ノズルを備えた実装ヘッドによって複数のパーツフィーダが配列された部品供給部から電子部品を真空吸着により取り出して基板に実装する電子部品実装装置において、前記パーツフィーダの位置合わせ精度等級のランク分けを行う電子部品実装装置におけるフィーダランク分け方法であって、
前記吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の吸着位置ずれ量を検出する吸着位置ずれ検出工程と、
前記吸着位置ずれ量を継続して検出した検出履歴データから、一の吸着ノズルと一のパーツフィーダとの組み合わせを示す単位吸着組み合わせ毎に、当該単位吸着組み合わせにおける位置合わせ精度を示す第１の工程能力指数を算出するとともに、複数の単位吸着組み合わせについて算出された複数の第１の工程能力指数のデータに基づいて、前記パーツフィーダについての個別の位置合わせ精度を示す第２の工程能力指数を算出する工程能力指数算出工程と、
前記算出された第２の工程能力指数のデータに基づいて、複数のパーツフィーダについて位置合わせ精度等級のランク分けを行うランク分け処理工程とを含むことを特徴とする電子部品実装装置におけるフィーダランク分け方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９８３６０（Ｐ２０１３−９８３６０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９９９１（Ｐ２０１１−２３９９９１）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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