部品実装装置
【課題】部品吸着用のノズルを適正に選定することで不良の発生をより効果的に抑制することが可能な部品実装装置を提供する。
【解決手段】移動可能なヘッドユニット６に設けられた部品吸着用のノズル２１により部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板Ｐ上に実装する部品実装装置１において、部品の種類ごとに設定された複数のノズル候補につき、その候補内のノズル２１を用いて部品の実装作業を行ったときの吸着不良率を基準に定められた所定の優先度値を記憶する記憶手段（４２ｂ）と、このノズルデータ記憶部４２ｂに記憶された優先度値に基づいて、使用すべきノズル２１の種類を決定する制御手段（４１）とを設ける。
【解決手段】移動可能なヘッドユニット６に設けられた部品吸着用のノズル２１により部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板Ｐ上に実装する部品実装装置１において、部品の種類ごとに設定された複数のノズル候補につき、その候補内のノズル２１を用いて部品の実装作業を行ったときの吸着不良率を基準に定められた所定の優先度値を記憶する記憶手段（４２ｂ）と、このノズルデータ記憶部４２ｂに記憶された優先度値に基づいて、使用すべきノズル２１の種類を決定する制御手段（４１）とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動可能なヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルにより部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板上に実装する部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に示されるように、部品吸着用のノズルを備えた移動可能なヘッドユニットにより部品を吸着して基板上に実装する表面実装機を用いた部品の実装方法において、部品の種類ごとにその種類の部品を吸着可能な複数種類のノズルを予め定めておき、一種類の部品について上記複数種類のノズルを使い分けて当該部品の実装を行うことが行われている。
【０００３】
より具体的に、上記特許文献１では、部品の種類ごとにその種類の部品を吸着可能な複数種類のノズルを特定しておくとともに、これらのノズルの中から、先に基板上に実装された部品と干渉するおそれのあるノズルを、使用制約が課されたノズルとして除いた上で、実際に使用するノズルを各部品について決定するようにしている。
【特許文献１】特開２００７−１４２２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１のように、先に基板上に実装された部品と干渉するおそれのあるものをノズル候補の中から除くようにした場合でも、ノズルの種類によっては、部品を吸着したりこれを基板上に実装したりする際に何らかの不良が発生する可能性が高いものが存在すると考えられるため、このようなノズルを除いた上で上記ノズルの選定を行うことが望まれる。しかしながら、上記特許文献１の技術では、このような要求に応える対策が特に施されていなかった。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、部品吸着用のノズルを適正に選定することで不良の発生をより効果的に抑制することが可能な部品実装装置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】
【０００６】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、移動可能なヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルにより部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板上に実装する部品実装装置であって、部品の種類ごとに設定された複数のノズル候補につき、そのノズルを用いて部品の実装作業を行ったときの不良発生率を基準に定められた所定の優先度値を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を決定する制御手段とを備えることを特徴とするものである（請求項１）。
【０００７】
本発明によれば、実装動作時の不良発生率を基準に定められたノズルの優先度値に基づいて、複数のノズル候補の中から使用すべきノズルを決定するようにしたため、例えば単に部品との干渉の有無等を基準にノズルの選定を行った場合と異なり、上記ノズルを用いてより確実に部品の吸着等の動作を行うことができ、実装作業時の不良の発生をより効果的に抑制することができる。この結果、部品の実装作業をより正確かつ効率よく行うことができ、基板の品質向上やタクトタイムの短縮等を効果的に図ることができるという利点がある。
【０００８】
本発明において、上記記憶手段は、実際にノズルを用いて部品の実装作業を行ったときの結果から統計的に得られる不良発生率の実績値に基づき定められた実績優先度値を記憶しており、上記制御手段は、この記憶手段に記憶された実績優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を決定することが好ましい（請求項２）。
【０００９】
この構成によれば、ノズルの使用実績に基づいたより信頼性の高い優先度値に基づいて使用すべきノズルを決定することができるため、不良の発生をより確実に抑制してさらに正確かつ効率的な部品の実装作業を行えるという利点がある。
【００１０】
また、上記記憶手段は、ノズルに関する各種設計値から予想される不良発生率に基づき定められた設計優先度値をさらに記憶しており、上記制御手段は、この設計優先度値および上記実績優先度値を用いた所定の演算式から得られる総合優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を決定することが好ましい（請求項３）。
【００１１】
この構成によれば、設計上の視点と使用実績との両面からバランスよく設定されたノズルの総合優先度値を基準に、使用すべきノズルをより適正に決定することができ、そのノズルを用いて部品の実装作業をより正確かつ効率よく行えるという利点がある。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の部品実装装置によれば、部品吸着用のノズルを適正に選定することで不良の発生をより効果的に抑制することが可能な部品実装装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態にかかる部品実装装置を概略的に示す平面図である。本図に示される部品実装装置１は、基板Ｐ上に各種部品を実装する表面実装機２と、この表面実装機２用の制御プログラム（以下、実装プログラムという）等を作成するためのデータ作成機３とを備えており、これら表面実装機２およびデータ作成機３がネットワーク回線４を介して電気的に接続されることにより構成されている。
【００１４】
図２は、上記表面実装機２を単体で示す概略正面図である。この図２および先の図１に示すように、上記表面実装機２の基台１０上にはコンベア１２が配置されており、このコンベア１２によりプリント基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと略す）が搬送されて所定の実装作業位置（図１の２点鎖線で示される位置）で停止するとともに、当該位置で停止した基板Ｐが図外のクランプ機構により位置決め・保持されるようになっている。なお、以下の説明では、コンベア１２による基板Ｐの搬送方向をＸ軸方向、このＸ軸と水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることにする。
【００１５】
上記コンベア１２をＹ方向両側から挟む基台１０上の２箇所には、部品供給用の多数列のテープフィーダー５ａからなる部品供給部５が設けられている。各テープフィーダー５ａは、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の部品が所定間隔（供給ピッチ）おきに収納されたテープと、これを導出するためのリール等を有しており、後述するヘッドユニット６により上記テープ内の部品がピックアップされるにつれて上記テープがリールによって間欠的に繰り出されるように構成されている。
【００１６】
上記基台１０の上方には、部品実装用のヘッドユニット６が設けられている。このヘッドユニット６は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に支持されており、上記実装作業位置に位置決めされた基板Ｐと上記部品供給部５とにわたって自在に移動し得るように構成されている。
【００１７】
すなわち、上記基台１０上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記ヘッドユニット６を支持するための支持部材１１が上記固定レール７に沿ってＹ軸方向に移動可能に支持されるとともに、この支持部材１１に備わるナット部分１８が上記ボールねじ軸８と螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１４と、Ｘ軸サーボモータ１５により回転駆動されるボールねじ軸１３とが配設され、このボールねじ軸１３と螺合するナット部分（図示省略）を備えた上記ヘッドユニット６が上記ガイド部材１４に沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されている。そして、Ｙ軸サーボモータ９が作動してボールねじ軸８が回転駆動されることにより、上記支持部材１１がヘッドユニット６と一体にＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５が作動してボールねじ軸１３が回転駆動されることにより、上記ヘッドユニット６が支持部材１１に対しＸ軸方向に移動するように構成されている。
【００１８】
上記ヘッドユニット６には部品を吸着して基板Ｐ上に実装するための複数の実装用ヘッド２０が搭載されており、当実施形態では、３本の実装用ヘッド２０がＸ軸方向に一列に並べられた状態で搭載されている。
【００１９】
これら実装用ヘッド２０は、それぞれ、ヘッドユニット６の本体部に対しＺ軸方向の移動およびＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能なように支持され、図外のサーボモータを駆動源とする昇降駆動機構および回転駆動機構によりそれぞれ上記各方向に駆動されるようになっている。
【００２０】
上記各実装用ヘッド２０の先端部には、部品吸着用のノズル２１がそれぞれ設けられている。各ノズル２１は図外の負圧供給手段にそれぞれ接続されており、上記テープフィーダー５ａからの部品取出し時には、上記ノズル２１の先端に上記負圧供給手段から負圧が供給されることにより部品の吸着が行われるようになっている。
【００２１】
また、上記ノズル２１は、実装用ヘッド２０に対して着脱可能に装着されており、必要に応じて、基台１０上に設けられたノズルステーション１６に収納される他のノズル２１と交換されるようになっている。すなわち、上記ノズルステーション１６には、先端形状や大きさの異なる複数種類のノズル２１が収納されており、このノズルステーション１６の上方にヘッドユニット６が配置された状態で実装用ヘッド２０が昇降駆動されることにより、この実装用ヘッド２０に対する上記ノズル２１の脱着が行われるように構成されている。
【００２２】
上記基台１０上には、さらに、上記各実装用ヘッド２０のノズル２１が部品供給部５から部品をピックアップしたときの部品の吸着状態を画像認識するための部品認識カメラ１７が設けられている。この部品認識カメラ１７は、例えば図１に示すように、コンベア１２とその両側の部品供給部５との間に位置する２箇所に設けられており、その上方を上記ヘッドユニット６が通過する際に、上記ノズル２１の先端に吸着された部品の状態が上記部品認識カメラ１７により下側から撮像されるようになっている。
【００２３】
以上のように構成された表面実装機２では、例えば次のようにして部品の実装作業が進められる。
【００２４】
まず、ヘッドユニット６が部品供給部５の上方に移動し、各実装用ヘッド２０によりテープフィーダー５ａからの部品の取出しが行われる。具体的には、部品を吸着すべき所定の実装用ヘッド２０が所定のテープフィーダー５ａの上方で昇降移動することにより、当該テープフィーダー５ａ内に収納された部品が上記実装用ヘッド２０のノズル２１により吸着されて取り出される。
【００２５】
そして、全ての実装用ヘッド２０による部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット６が部品認識カメラ１７の上方に移動し、各実装用ヘッド２０に吸着された部品が当該カメラ１７により下から撮像されるとともに、その撮像結果に基づき各部品の吸着状態が調べられる。次いで、上記ヘッドユニット６がプリント基板Ｐの上方に移動し、この基板Ｐの上面に設定された各実装ポイント上で実装用ヘッド２０が昇降移動することにより、当該ヘッド２０に吸着された部品がプリント基板Ｐ上に実装される。なお、上記部品認識カメラ１７の撮像結果に基づき吸着部品の位置ずれ（吸着ずれ）が認識された場合には、その部品を基板Ｐ上に実装する際の実装用ヘッド２０の目標移動量が上記吸着ずれ量の分だけ補正されることにより、ある程度の吸着ずれがあっても部品が正しく実装されるようになっている。一方、上記部品の吸着ずれ量が所定の限界値を超えるような場合には、その部品については吸着不良と判断され、当該部品は図外の廃棄ステーション等に廃棄されることになる。
【００２６】
次に、上記表面実装機２の制御系について図３のブロック図を用いて説明する。本図に示すように、表面実装機２には、その作動を統括的に制御するコントローラ３０が内蔵されている。このコントローラ３０は、周知のＣＰＵや各種メモリ、ＨＤＤ等から構成されており、その主な機能要素として、演算処理部３１、記憶部３２、モータ制御部３３、外部入出力部３４、画像処理部３５等を有している。
【００２７】
上記記憶部３２は、上記データ作成機３で作成された実装プログラム（詳細は後述する）や、その他必要なデータを記憶するものである。
【００２８】
上記演算処理部３１は、上記記憶部３２に記憶された実装プログラムに基づき所定の実装作業を行うべく前記ヘッドユニット６等の動作を統括的に制御するものである。
【００２９】
上記モータ制御部３３は、Ｘ軸およびＹ軸サーボモータ１５，９等のモータを制御するものであり、上記外部入出力部３４は、表面実装機２内に設けられた各種センサ類２３からの信号等を受け付けるものである。また、上記画像処理部３５は、上記部品認識カメラ１７から入力される画像データを処理するものである。
【００３０】
以上のような表面実装機２とネットワーク回線４を介して接続された上記データ作成機３は、上記表面実装機２の制御動作を規定する実装プログラム等を作成するためのものであり、各種データを記憶する記憶部４２と、ユーザからの所定の入力操作を受け付けるキーボードやマウス等からなる入力部４３と、液晶モニタまたはＣＲＴ等からなる表示部４４と、これら各部を制御する制御部４１とを有している。
【００３１】
上記データ作成機３の記憶部４２は、上記実装プログラムの作成に必要なデータをはじめとした各種データを記憶するもので、その機能要素として、基本データ記憶部４２ａおよびノズルデータ記憶部４２ｂを有している。
【００３２】
このうち、基本データ記憶部４２ａには、外部からユーザにより入力される基板Ｐの設計データ（ＣＡＤデータ等）や生産計画等の情報、およびその情報から得られる基板Ｐ上の各実装ポイントの位置やそこに実装される部品の種類・形状等に関する各種情報が記憶されている。
【００３３】
一方、上記ノズルデータ記憶部４２ｂには、部品の種類ごとに設定されたノズル候補データが記憶されているとともに、このノズル候補の中からどのノズル２１を優先的に使用するかを判断する際の基準となる優先度値データが記憶されている。
【００３４】
図４は、上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されているノズル候補データを説明するための図である。本図に示すように、ノズル候補データは、部品の種類（部品タイプ）ごとにその部品を吸着可能なノズル２１の群を定めたテーブルデータにより構成されている。なお、部品タイプとは、全部品をそのサイズ等に基づいて複数種類に分類したものであり、図４の例では部品タイプＡ〜Ｃの３種類に分類されている。上記ノズル候補は、これら部品タイプＡ〜Ｃのサイズ等との関係に基づき定められるものであり、例えば、上記表面実装機２で使用されるノズル２１として、図５中の識別番号Ｎ１〜Ｎ５で表わされる合計５個のノズル２１が存在する場合には、これら５個のノズル２１の中から、各部品タイプＡ〜Ｃを吸着可能なものとして選別された特定のノズル２１が、上記ノズル候補として選ばれるようになっている。
【００３５】
また、図６は、上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されている優先度値データを説明するための図である。本図に示すように、優先度値データには、ノズル識別番号Ｎ１〜Ｎ５ごとに定められた実績優先度値および設計優先度値が含まれている。このうち、実績優先度値とは、ある識別番号のノズル２１を用いて部品の実装作業（つまり部品供給部５から部品を吸着してその部品を基板Ｐ上に搭載する作業）を行ったときの結果から統計的に得られる不良発生率の実績値に基づき定められるものであり、一方、設計優先度値とは、ノズル２１に関する各種設計値から予想される不良発生率に基づき定められるものである。
【００３６】
まず、実績優先度値について詳しく説明する。当実施形態における実績優先度値は、各ノズル２１を使用したときの部品の吸着不良率に基づいて定められる。なお、ここでいう吸着不良率とは、該当するノズル２１により吸着された部品の総数と、吸着に失敗した部品数との比で表わされるものである。このようなノズル２１ごとの吸着不良率の算出は、例えば、上記データ作成装置３の制御部４１により行われ、この算出された吸着不良率が記憶部４２に記憶されるようになっている。より具体的には、上記表面実装機２の記憶部３２に記憶されている各種データから、必要なデータ（例えば部品認識カメラ１７による吸着不良の検査結果データ等）が上記データ作成装置３の制御部４１によって定期的に抽出され、そのデータに基づいて、上記制御部４１が上記吸着不良率を算出して記憶部４２に記憶させるように構成されている。
【００３７】
そして、上記のようにして算出・記憶された吸着不良率が、図７に示されるような相関グラフと照らし合わされることにより、各ノズル２１の実績優先度値が算出されて上記記憶部４２に記憶されるようになっている。具体的に、この図７のグラフによれば、吸着不良率が小さいノズル２１ほどその実績優先度値が高く設定されることになる。すなわち、吸着不良率が小さいノズル２１は、部品を正しく吸着する確率がより高いものであり、他のノズル２１よりも優先的に使用されるべきであるため、その実績優先度値は高く設定される。
【００３８】
なお、図６および図７の例では、吸着不良率が平均的な不良率としてあらかじめ定められた所定値（当実施形態では１．０％）であるときの実績優先度値をゼロとし、これを基準として、吸着不良率が小さいほど実績優先度値をプラスし、大きいほどマイナスするようにしている。また、図６における識別番号Ｎ５のように、使用実績がないために吸着不良率の実績値データが得られていない場合には、上記所定値（１．０％）のときと同様に、実績優先度値はゼロに設定される。
【００３９】
一方、設計優先度値については、各ノズル２１の開口部２１ａ（図５参照）の開口面積に基づいて定められる。すなわち、部品を吸着する際には、可能な範囲で開口面積の大きいノズル２１を用いた方が、より大きな吸引力によって確実に部品を吸着できると考えられ、その結果、上記のような吸着不良が発生する確率は小さいと予想することができる。このため、図６に示すように、開口面積が大きいノズル２１ほど、他のノズル２１よりも優先的に使用されるべきものとして設計優先度値が高く設定されている。
【００４０】
次に、上記データ作成機３の制御部４１について説明する。この制御部４１は、上記記憶部４２に記憶された各種データに基づいて、上記表面実装機２用の実装プログラムを作成する機能を有している。具体的に、上記制御部４１は、上記記憶部４２の基本データ記憶部４２ａに記憶された各種データに基づいて、基板Ｐ上に実装される各部品の搭載順序を決定する演算を実行するとともに、その搭載順序に沿って各部品を搭載する際に使用されるノズル２１を、上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶された優先度値データ等に基づいてそれぞれ決定する演算等を実行し、その結果に沿ったプログラムを上記実装プログラムとして表面実装機２に送信する。
【００４１】
図８は、上記制御部４１の制御動作の具体的内容を示すフローチャートである。ユーザによる入力部４３への入力操作に応じ実装プログラムを作成する旨の指示が出されて図８のフローチャートがスタートすると、制御部４１は、まず、記憶部４２から必要な各種データを読み込むとともに（ステップＳ１）、そのデータに基づいて、基板Ｐ上に実装される各部品の搭載順序を決定する演算処理を実行する（ステップＳ３）。
【００４２】
具体的に、上記制御部４１は、上記記憶部４２の基本データ記憶部４２ａに記憶された基板Ｐ上の各実装ポイントの位置やそこに実装される部品の種類・形状、さらにはその部品を供給するテープフィーダー５ａの位置等の情報から、基板Ｐ上のどの実装ポイントにどの部品をどの順番で搭載すれば効率よく実装作業を行えるかをシミュレーションで求める等により、上記搭載順序を決定する。
【００４３】
図９は、上記搭載順序を決定するステップＳ３の演算により得られた結果を示すテーブルデータである。本図によれば、搭載が行われるべき搭載点番号（Ｍｎｔ１，Ｍｎｔ２…等）の順番と、これら各搭載点番号に搭載されるべき部品番号（Ｃｍｐ１，Ｃｍｐ２…等）の順番とが、上記のような実装作業の効率化等を考慮してそれぞれ決定されている。なお、ここでいう搭載点番号とは、基板Ｐ上の各実装ポイント（座標）に対応してあらかじめ割り振られる番号である。また、部品番号とは、その部品が何の部品でありかつ部品供給部５内のどのテープフィーダー５ａから供給される部品であるか等に応じてあらかじめ割り振られる番号である。したがって、このようにして割り振られる上記部品番号としては、部品のサイズ等に応じて大まかに分類された部品タイプ（タイプＡ〜Ｃ）よりも多くの種類が存在することになる。
【００４４】
次いで、制御部４１は、図８のステップＳ５に移行して、各搭載順序において使用すべきノズル２１の候補（ノズル候補）を読み込む処理を実行する。具体的に、このノズル候補の読み込みは、各搭載順序ごとに、その順序で搭載される部品の種類（部品タイプ）に応じたノズル候補を、上記記憶部４２のノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されているノズル候補データ（図４）から読み込むことにより行われる。
【００４５】
そして、このようなノズル候補の読み込みが完了すると、制御部４１は、その読み込まれたノズル候補を、ノズル２１の干渉の有無に基づいてさらに絞り込む処理を実行する（ステップＳ７）。すなわち、制御部４１は、上記ノズル候補の中に、先に基板Ｐ上に実装された部品と干渉するノズル２１が含まれるか否かを判断し、このようなノズル２１がある場合には、該当するノズル２１を除いてノズル候補の絞り込みを行う。なお、図１０には、この絞り込み後のノズル候補を、各搭載順序における部品タイプに対応付けして得られたテーブルデータが示されている。
【００４６】
次いで、制御部４１は、上記ステップＳ７の処理によりある程度絞り込まれたノズル候補の中から、実際に使用するノズル２１を決定すべく、次のステップＳ９〜Ｓ１５の処理を実行する。すなわち、制御部４１は、まず、図６に示したノズルの優先度値データから、実績優先度値および設計優先度値を読み込む処理を実行するとともに（ステップＳ９，Ｓ１１）、これら両優先度値に基づいて、下式（１）で示される総合優先度値を算出する処理を実行する（ステップＳ１３）。
【００４７】
（総合優先度値）＝（設計優先度値）＋（実績優先度値）×（重み係数）・・・（１）
ここで、重み係数とは、総合優先度値に対する実績優先度値の重みを表わす係数であり、当実施形態では、この重み係数は０．５とされる。
【００４８】
図１１は、上記式（１）の演算により得られた総合優先度値を、実績優先度値および設計優先度値と合わせて示したテーブルデータである。この図１１の例では、識別番号Ｎ３のノズル２１が最も総合優先度値が高く、以下、識別番号Ｎ１，Ｎ５，Ｎ２，Ｎ４の順に総合優先度値が低くなっている。このことから、ノズル２１は、識別番号Ｎ３，Ｎ１，Ｎ５，Ｎ２，Ｎ４の順に、使用優先度が高いということが分かる。
【００４９】
次いで、制御部４１は、図８のステップＳ１５に移行して、各搭載順序において使用すべきノズル２１を決定する処理を実行する。すなわち、図１０に示した各搭載順序におけるノズル候補（干渉チェックによる絞り込み後のノズル候補）の中から、図１１に示した総合優先度値が最も高いノズル識別番号を特定し、その識別番号のノズル２１を、使用すべきノズルとして決定する。なお、図１２には、この決定された各ノズルの識別番号を、搭載順序ごとに対応付けしたテーブルデータが示されている。
【００５０】
このようにして使用ノズルの決定処理が完了すると、制御部４１は、図８のステップＳ１７に移行して、全ての搭載順序の部品に対し使用ノズルの決定を行ったか否かを判定する。そして、ここでＹＥＳと判定されて全ノズルの決定が完了したことが確認された場合には、図１２に示した搭載順序等のデータ通りに表面実装機２を作動させるべく、この表面実装機２の各部の動作パラメータ等を規定する実装プログラムを図１２のデータに沿って作成し、これを表面実装機２に送信する処理を実行する（ステップ１９）。表面実装機２は、このような実装プログラムに基づいて実装作業を行うことにより、図１２に示される使用ノズルの順にノズル２１を使用しつつ、同図中の搭載点番号および部品番号の順番に沿って部品の吸着および搭載を行う。
【００５１】
上記のように移動可能なヘッドユニット６に設けられた部品吸着用のノズル２１により部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板Ｐ上に実装する部品実装装置１において、部品の種類ごとに設定された複数のノズル候補につき、その候補内のノズル２１を用いて部品の実装作業を行ったときの吸着不良率を基準に定められた所定の優先度値（実績優先度値および設計優先度値）を記憶する記憶手段としてのノズルデータ記憶部４２ｂと、このノズルデータ記憶部４２ｂに記憶された優先度値に基づいて、使用すべきノズル２１の種類を決定する制御手段としての制御部４１とを設けた上記実施形態の構成によれば、部品吸着用のノズル２１を適正に選定することができ、実装作業時の不良の発生をより効果的に抑制できるという利点がある。
【００５２】
すなわち、上記実施形態では、部品の吸着不良率を基準に定められたノズル２１の優先度値に基づいて、複数のノズル候補の中から使用すべきノズル２１を決定するようにしたため、例えば単に部品との干渉の有無等を基準にノズル２１の選定を行った場合と異なり、上記ノズル２１を用いてより確実に部品の吸着等の動作を行うことができ、実装作業時の不良の発生をより効果的に抑制することができる。この結果、部品の実装作業をより正確かつ効率よく行うことができ、基板Ｐの品質向上やタクトタイムの短縮等を効果的に図ることができるという利点がある。
【００５３】
特に、上記実施形態のように、実際にノズル２１を用いて部品の実装作業を行ったときの結果から統計的に得られる吸着不良率の実績値に基づき定められた実績優先度値が上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されており、このノズルデータ記憶部４２ｂに記憶された実績優先度値に基づいて、使用すべきノズル２１の種類を上記制御部４１が決定するように構成されている場合には、ノズル２１の使用実績に基づいたより信頼性の高い優先度値に基づいて使用すべきノズル２１を決定することができるため、不良の発生をより確実に抑制してさらに正確かつ効率的な部品の実装作業を行えるという利点がある。
【００５４】
また、上記実施形態では、ノズル２１に関する設計値（当実施形態では開口部２１ａの開口面積）から予想される吸着不良率に基づき定められた設計優先度値が上記ノズルデータ記憶部４２ｂにさらに記憶されており、この設計優先度値および上記実績優先度値を用いた所定の演算式（上記式（１））から得られる総合優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を上記制御部４１が決定するように構成されているため、設計上の視点と使用実績との両面からバランスよく設定されたノズル２１の総合優先度値を基準に、使用すべきノズル２１をより適正に決定することができ、そのノズル２１を用いて部品の実装作業をより正確かつ効率よく行えるという利点がある。また、上記のような総合優先度値を用いることにより、使用実績のないノズル２１に対しても同一の判断指標で容易に選定を行えるという利点もある。
【００５５】
なお、上記実施形態では、部品の吸着不良率の実績値に基づいて上記ノズル２１の実績優先度値を定めるようにしたが、このようなノズル２１の実績優先度値は、上記のような吸着不良率に限らず、各種不良の発生率の実績値に基づいて定めることが可能である。例えば、基板Ｐ上の各実装ポイントに実装された部品の実装状態を検査する検査装置が、部品実装装置１の下流側に設けられている場合には、この検査装置の検査結果データから、ノズル２１ごとの部品の実装不良率を算出・記憶し、この実装不良率に基づいて上記ノズル２１の実績優先度値を定めるようにしてもよい。また、このような実装不良率と上記吸着不良率との両方を複合的に勘案して上記実績優先度値を定めるようにしてもよい。
【００５６】
さらに、上記実装不良率や吸着不良率のような実装作業時の不良発生率を基準として上記実績優先度値を定める上記構成に代えて、部品の吸着や搭載が成功した率（良品率）を基準に上記実績優先度値を定めるようにしてもよい。もちろん、このように良品率を用いた場合でも、間接的には不良発生率を用いていることになり、不良発生率を基準に実績優先度値を定める上記構成と実質的には同じことである。すなわち、本発明において、「不良発生率を基準に定められた所定の優先度値」とは、良品率を基準に定められた優先度値をも含む概念として解釈すべきある。
【００５７】
また、上記実施形態では、ノズル２１の開口部２１ａの面積に基づいて上記設計優先度値を定めるようにしたが、この設計優先度値は、実装作業時の不良発生に関わる設計値であれば特に種類を問わない。このような不良の発生に関わる設計値としては、上記のような開口部２１ａの面積の他、例えば、ノズル２１の先端部全体の面積や形状、または開口部２１ａの断面形状や位置等を挙げることができる。
【００５８】
また、上記実施形態では、部品実装装置１を構成する表面実装機２とデータ作成機３とが別々に設けられた例について説明したが、本発明の構成は、上記表面実装機２とデータ作成機３とが一体的に設けられた部品実装装置１に対しても好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる部品実装装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】表面実装機の概略正面図である。
【図３】上記部品実装装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】ノズル候補データの一例を示す図である。
【図５】ノズルの種類に応じた形状を示す図である。
【図６】ノズルの優先度値データの一例を示す図である。
【図７】実績優先度値と吸着不良率との関係を示すグラフである。
【図８】データ作成機の制御動作の具体的内容を示すフローチャートである。
【図９】部品の搭載順序を示すテーブルデータの一例である。
【図１０】干渉チェックによる絞り込み後のノズル候補を搭載順序ごとに示したテーブルデータの一例である。
【図１１】実績優先度値、設計優先度値、および設計優先度値をノズルの種類ごとに示したテーブルデータの一例である。
【図１２】部品の搭載順序と使用ノズルとを対応付けて示すテーブルデータの一例である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 部品実装装置
６ ヘッドユニット
２１ ノズル
４１ 制御部（制御手段）
４２ｂ ノズルデータ記憶部（記憶手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動可能なヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルにより部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板上に実装する部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に示されるように、部品吸着用のノズルを備えた移動可能なヘッドユニットにより部品を吸着して基板上に実装する表面実装機を用いた部品の実装方法において、部品の種類ごとにその種類の部品を吸着可能な複数種類のノズルを予め定めておき、一種類の部品について上記複数種類のノズルを使い分けて当該部品の実装を行うことが行われている。
【０００３】
より具体的に、上記特許文献１では、部品の種類ごとにその種類の部品を吸着可能な複数種類のノズルを特定しておくとともに、これらのノズルの中から、先に基板上に実装された部品と干渉するおそれのあるノズルを、使用制約が課されたノズルとして除いた上で、実際に使用するノズルを各部品について決定するようにしている。
【特許文献１】特開２００７−１４２２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１のように、先に基板上に実装された部品と干渉するおそれのあるものをノズル候補の中から除くようにした場合でも、ノズルの種類によっては、部品を吸着したりこれを基板上に実装したりする際に何らかの不良が発生する可能性が高いものが存在すると考えられるため、このようなノズルを除いた上で上記ノズルの選定を行うことが望まれる。しかしながら、上記特許文献１の技術では、このような要求に応える対策が特に施されていなかった。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、部品吸着用のノズルを適正に選定することで不良の発生をより効果的に抑制することが可能な部品実装装置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】
【０００６】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、移動可能なヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルにより部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板上に実装する部品実装装置であって、部品の種類ごとに設定された複数のノズル候補につき、そのノズルを用いて部品の実装作業を行ったときの不良発生率を基準に定められた所定の優先度値を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を決定する制御手段とを備えることを特徴とするものである（請求項１）。
【０００７】
本発明によれば、実装動作時の不良発生率を基準に定められたノズルの優先度値に基づいて、複数のノズル候補の中から使用すべきノズルを決定するようにしたため、例えば単に部品との干渉の有無等を基準にノズルの選定を行った場合と異なり、上記ノズルを用いてより確実に部品の吸着等の動作を行うことができ、実装作業時の不良の発生をより効果的に抑制することができる。この結果、部品の実装作業をより正確かつ効率よく行うことができ、基板の品質向上やタクトタイムの短縮等を効果的に図ることができるという利点がある。
【０００８】
本発明において、上記記憶手段は、実際にノズルを用いて部品の実装作業を行ったときの結果から統計的に得られる不良発生率の実績値に基づき定められた実績優先度値を記憶しており、上記制御手段は、この記憶手段に記憶された実績優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を決定することが好ましい（請求項２）。
【０００９】
この構成によれば、ノズルの使用実績に基づいたより信頼性の高い優先度値に基づいて使用すべきノズルを決定することができるため、不良の発生をより確実に抑制してさらに正確かつ効率的な部品の実装作業を行えるという利点がある。
【００１０】
また、上記記憶手段は、ノズルに関する各種設計値から予想される不良発生率に基づき定められた設計優先度値をさらに記憶しており、上記制御手段は、この設計優先度値および上記実績優先度値を用いた所定の演算式から得られる総合優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を決定することが好ましい（請求項３）。
【００１１】
この構成によれば、設計上の視点と使用実績との両面からバランスよく設定されたノズルの総合優先度値を基準に、使用すべきノズルをより適正に決定することができ、そのノズルを用いて部品の実装作業をより正確かつ効率よく行えるという利点がある。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の部品実装装置によれば、部品吸着用のノズルを適正に選定することで不良の発生をより効果的に抑制することが可能な部品実装装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態にかかる部品実装装置を概略的に示す平面図である。本図に示される部品実装装置１は、基板Ｐ上に各種部品を実装する表面実装機２と、この表面実装機２用の制御プログラム（以下、実装プログラムという）等を作成するためのデータ作成機３とを備えており、これら表面実装機２およびデータ作成機３がネットワーク回線４を介して電気的に接続されることにより構成されている。
【００１４】
図２は、上記表面実装機２を単体で示す概略正面図である。この図２および先の図１に示すように、上記表面実装機２の基台１０上にはコンベア１２が配置されており、このコンベア１２によりプリント基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと略す）が搬送されて所定の実装作業位置（図１の２点鎖線で示される位置）で停止するとともに、当該位置で停止した基板Ｐが図外のクランプ機構により位置決め・保持されるようになっている。なお、以下の説明では、コンベア１２による基板Ｐの搬送方向をＸ軸方向、このＸ軸と水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることにする。
【００１５】
上記コンベア１２をＹ方向両側から挟む基台１０上の２箇所には、部品供給用の多数列のテープフィーダー５ａからなる部品供給部５が設けられている。各テープフィーダー５ａは、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の部品が所定間隔（供給ピッチ）おきに収納されたテープと、これを導出するためのリール等を有しており、後述するヘッドユニット６により上記テープ内の部品がピックアップされるにつれて上記テープがリールによって間欠的に繰り出されるように構成されている。
【００１６】
上記基台１０の上方には、部品実装用のヘッドユニット６が設けられている。このヘッドユニット６は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に支持されており、上記実装作業位置に位置決めされた基板Ｐと上記部品供給部５とにわたって自在に移動し得るように構成されている。
【００１７】
すなわち、上記基台１０上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記ヘッドユニット６を支持するための支持部材１１が上記固定レール７に沿ってＹ軸方向に移動可能に支持されるとともに、この支持部材１１に備わるナット部分１８が上記ボールねじ軸８と螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１４と、Ｘ軸サーボモータ１５により回転駆動されるボールねじ軸１３とが配設され、このボールねじ軸１３と螺合するナット部分（図示省略）を備えた上記ヘッドユニット６が上記ガイド部材１４に沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されている。そして、Ｙ軸サーボモータ９が作動してボールねじ軸８が回転駆動されることにより、上記支持部材１１がヘッドユニット６と一体にＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５が作動してボールねじ軸１３が回転駆動されることにより、上記ヘッドユニット６が支持部材１１に対しＸ軸方向に移動するように構成されている。
【００１８】
上記ヘッドユニット６には部品を吸着して基板Ｐ上に実装するための複数の実装用ヘッド２０が搭載されており、当実施形態では、３本の実装用ヘッド２０がＸ軸方向に一列に並べられた状態で搭載されている。
【００１９】
これら実装用ヘッド２０は、それぞれ、ヘッドユニット６の本体部に対しＺ軸方向の移動およびＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能なように支持され、図外のサーボモータを駆動源とする昇降駆動機構および回転駆動機構によりそれぞれ上記各方向に駆動されるようになっている。
【００２０】
上記各実装用ヘッド２０の先端部には、部品吸着用のノズル２１がそれぞれ設けられている。各ノズル２１は図外の負圧供給手段にそれぞれ接続されており、上記テープフィーダー５ａからの部品取出し時には、上記ノズル２１の先端に上記負圧供給手段から負圧が供給されることにより部品の吸着が行われるようになっている。
【００２１】
また、上記ノズル２１は、実装用ヘッド２０に対して着脱可能に装着されており、必要に応じて、基台１０上に設けられたノズルステーション１６に収納される他のノズル２１と交換されるようになっている。すなわち、上記ノズルステーション１６には、先端形状や大きさの異なる複数種類のノズル２１が収納されており、このノズルステーション１６の上方にヘッドユニット６が配置された状態で実装用ヘッド２０が昇降駆動されることにより、この実装用ヘッド２０に対する上記ノズル２１の脱着が行われるように構成されている。
【００２２】
上記基台１０上には、さらに、上記各実装用ヘッド２０のノズル２１が部品供給部５から部品をピックアップしたときの部品の吸着状態を画像認識するための部品認識カメラ１７が設けられている。この部品認識カメラ１７は、例えば図１に示すように、コンベア１２とその両側の部品供給部５との間に位置する２箇所に設けられており、その上方を上記ヘッドユニット６が通過する際に、上記ノズル２１の先端に吸着された部品の状態が上記部品認識カメラ１７により下側から撮像されるようになっている。
【００２３】
以上のように構成された表面実装機２では、例えば次のようにして部品の実装作業が進められる。
【００２４】
まず、ヘッドユニット６が部品供給部５の上方に移動し、各実装用ヘッド２０によりテープフィーダー５ａからの部品の取出しが行われる。具体的には、部品を吸着すべき所定の実装用ヘッド２０が所定のテープフィーダー５ａの上方で昇降移動することにより、当該テープフィーダー５ａ内に収納された部品が上記実装用ヘッド２０のノズル２１により吸着されて取り出される。
【００２５】
そして、全ての実装用ヘッド２０による部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット６が部品認識カメラ１７の上方に移動し、各実装用ヘッド２０に吸着された部品が当該カメラ１７により下から撮像されるとともに、その撮像結果に基づき各部品の吸着状態が調べられる。次いで、上記ヘッドユニット６がプリント基板Ｐの上方に移動し、この基板Ｐの上面に設定された各実装ポイント上で実装用ヘッド２０が昇降移動することにより、当該ヘッド２０に吸着された部品がプリント基板Ｐ上に実装される。なお、上記部品認識カメラ１７の撮像結果に基づき吸着部品の位置ずれ（吸着ずれ）が認識された場合には、その部品を基板Ｐ上に実装する際の実装用ヘッド２０の目標移動量が上記吸着ずれ量の分だけ補正されることにより、ある程度の吸着ずれがあっても部品が正しく実装されるようになっている。一方、上記部品の吸着ずれ量が所定の限界値を超えるような場合には、その部品については吸着不良と判断され、当該部品は図外の廃棄ステーション等に廃棄されることになる。
【００２６】
次に、上記表面実装機２の制御系について図３のブロック図を用いて説明する。本図に示すように、表面実装機２には、その作動を統括的に制御するコントローラ３０が内蔵されている。このコントローラ３０は、周知のＣＰＵや各種メモリ、ＨＤＤ等から構成されており、その主な機能要素として、演算処理部３１、記憶部３２、モータ制御部３３、外部入出力部３４、画像処理部３５等を有している。
【００２７】
上記記憶部３２は、上記データ作成機３で作成された実装プログラム（詳細は後述する）や、その他必要なデータを記憶するものである。
【００２８】
上記演算処理部３１は、上記記憶部３２に記憶された実装プログラムに基づき所定の実装作業を行うべく前記ヘッドユニット６等の動作を統括的に制御するものである。
【００２９】
上記モータ制御部３３は、Ｘ軸およびＹ軸サーボモータ１５，９等のモータを制御するものであり、上記外部入出力部３４は、表面実装機２内に設けられた各種センサ類２３からの信号等を受け付けるものである。また、上記画像処理部３５は、上記部品認識カメラ１７から入力される画像データを処理するものである。
【００３０】
以上のような表面実装機２とネットワーク回線４を介して接続された上記データ作成機３は、上記表面実装機２の制御動作を規定する実装プログラム等を作成するためのものであり、各種データを記憶する記憶部４２と、ユーザからの所定の入力操作を受け付けるキーボードやマウス等からなる入力部４３と、液晶モニタまたはＣＲＴ等からなる表示部４４と、これら各部を制御する制御部４１とを有している。
【００３１】
上記データ作成機３の記憶部４２は、上記実装プログラムの作成に必要なデータをはじめとした各種データを記憶するもので、その機能要素として、基本データ記憶部４２ａおよびノズルデータ記憶部４２ｂを有している。
【００３２】
このうち、基本データ記憶部４２ａには、外部からユーザにより入力される基板Ｐの設計データ（ＣＡＤデータ等）や生産計画等の情報、およびその情報から得られる基板Ｐ上の各実装ポイントの位置やそこに実装される部品の種類・形状等に関する各種情報が記憶されている。
【００３３】
一方、上記ノズルデータ記憶部４２ｂには、部品の種類ごとに設定されたノズル候補データが記憶されているとともに、このノズル候補の中からどのノズル２１を優先的に使用するかを判断する際の基準となる優先度値データが記憶されている。
【００３４】
図４は、上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されているノズル候補データを説明するための図である。本図に示すように、ノズル候補データは、部品の種類（部品タイプ）ごとにその部品を吸着可能なノズル２１の群を定めたテーブルデータにより構成されている。なお、部品タイプとは、全部品をそのサイズ等に基づいて複数種類に分類したものであり、図４の例では部品タイプＡ〜Ｃの３種類に分類されている。上記ノズル候補は、これら部品タイプＡ〜Ｃのサイズ等との関係に基づき定められるものであり、例えば、上記表面実装機２で使用されるノズル２１として、図５中の識別番号Ｎ１〜Ｎ５で表わされる合計５個のノズル２１が存在する場合には、これら５個のノズル２１の中から、各部品タイプＡ〜Ｃを吸着可能なものとして選別された特定のノズル２１が、上記ノズル候補として選ばれるようになっている。
【００３５】
また、図６は、上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されている優先度値データを説明するための図である。本図に示すように、優先度値データには、ノズル識別番号Ｎ１〜Ｎ５ごとに定められた実績優先度値および設計優先度値が含まれている。このうち、実績優先度値とは、ある識別番号のノズル２１を用いて部品の実装作業（つまり部品供給部５から部品を吸着してその部品を基板Ｐ上に搭載する作業）を行ったときの結果から統計的に得られる不良発生率の実績値に基づき定められるものであり、一方、設計優先度値とは、ノズル２１に関する各種設計値から予想される不良発生率に基づき定められるものである。
【００３６】
まず、実績優先度値について詳しく説明する。当実施形態における実績優先度値は、各ノズル２１を使用したときの部品の吸着不良率に基づいて定められる。なお、ここでいう吸着不良率とは、該当するノズル２１により吸着された部品の総数と、吸着に失敗した部品数との比で表わされるものである。このようなノズル２１ごとの吸着不良率の算出は、例えば、上記データ作成装置３の制御部４１により行われ、この算出された吸着不良率が記憶部４２に記憶されるようになっている。より具体的には、上記表面実装機２の記憶部３２に記憶されている各種データから、必要なデータ（例えば部品認識カメラ１７による吸着不良の検査結果データ等）が上記データ作成装置３の制御部４１によって定期的に抽出され、そのデータに基づいて、上記制御部４１が上記吸着不良率を算出して記憶部４２に記憶させるように構成されている。
【００３７】
そして、上記のようにして算出・記憶された吸着不良率が、図７に示されるような相関グラフと照らし合わされることにより、各ノズル２１の実績優先度値が算出されて上記記憶部４２に記憶されるようになっている。具体的に、この図７のグラフによれば、吸着不良率が小さいノズル２１ほどその実績優先度値が高く設定されることになる。すなわち、吸着不良率が小さいノズル２１は、部品を正しく吸着する確率がより高いものであり、他のノズル２１よりも優先的に使用されるべきであるため、その実績優先度値は高く設定される。
【００３８】
なお、図６および図７の例では、吸着不良率が平均的な不良率としてあらかじめ定められた所定値（当実施形態では１．０％）であるときの実績優先度値をゼロとし、これを基準として、吸着不良率が小さいほど実績優先度値をプラスし、大きいほどマイナスするようにしている。また、図６における識別番号Ｎ５のように、使用実績がないために吸着不良率の実績値データが得られていない場合には、上記所定値（１．０％）のときと同様に、実績優先度値はゼロに設定される。
【００３９】
一方、設計優先度値については、各ノズル２１の開口部２１ａ（図５参照）の開口面積に基づいて定められる。すなわち、部品を吸着する際には、可能な範囲で開口面積の大きいノズル２１を用いた方が、より大きな吸引力によって確実に部品を吸着できると考えられ、その結果、上記のような吸着不良が発生する確率は小さいと予想することができる。このため、図６に示すように、開口面積が大きいノズル２１ほど、他のノズル２１よりも優先的に使用されるべきものとして設計優先度値が高く設定されている。
【００４０】
次に、上記データ作成機３の制御部４１について説明する。この制御部４１は、上記記憶部４２に記憶された各種データに基づいて、上記表面実装機２用の実装プログラムを作成する機能を有している。具体的に、上記制御部４１は、上記記憶部４２の基本データ記憶部４２ａに記憶された各種データに基づいて、基板Ｐ上に実装される各部品の搭載順序を決定する演算を実行するとともに、その搭載順序に沿って各部品を搭載する際に使用されるノズル２１を、上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶された優先度値データ等に基づいてそれぞれ決定する演算等を実行し、その結果に沿ったプログラムを上記実装プログラムとして表面実装機２に送信する。
【００４１】
図８は、上記制御部４１の制御動作の具体的内容を示すフローチャートである。ユーザによる入力部４３への入力操作に応じ実装プログラムを作成する旨の指示が出されて図８のフローチャートがスタートすると、制御部４１は、まず、記憶部４２から必要な各種データを読み込むとともに（ステップＳ１）、そのデータに基づいて、基板Ｐ上に実装される各部品の搭載順序を決定する演算処理を実行する（ステップＳ３）。
【００４２】
具体的に、上記制御部４１は、上記記憶部４２の基本データ記憶部４２ａに記憶された基板Ｐ上の各実装ポイントの位置やそこに実装される部品の種類・形状、さらにはその部品を供給するテープフィーダー５ａの位置等の情報から、基板Ｐ上のどの実装ポイントにどの部品をどの順番で搭載すれば効率よく実装作業を行えるかをシミュレーションで求める等により、上記搭載順序を決定する。
【００４３】
図９は、上記搭載順序を決定するステップＳ３の演算により得られた結果を示すテーブルデータである。本図によれば、搭載が行われるべき搭載点番号（Ｍｎｔ１，Ｍｎｔ２…等）の順番と、これら各搭載点番号に搭載されるべき部品番号（Ｃｍｐ１，Ｃｍｐ２…等）の順番とが、上記のような実装作業の効率化等を考慮してそれぞれ決定されている。なお、ここでいう搭載点番号とは、基板Ｐ上の各実装ポイント（座標）に対応してあらかじめ割り振られる番号である。また、部品番号とは、その部品が何の部品でありかつ部品供給部５内のどのテープフィーダー５ａから供給される部品であるか等に応じてあらかじめ割り振られる番号である。したがって、このようにして割り振られる上記部品番号としては、部品のサイズ等に応じて大まかに分類された部品タイプ（タイプＡ〜Ｃ）よりも多くの種類が存在することになる。
【００４４】
次いで、制御部４１は、図８のステップＳ５に移行して、各搭載順序において使用すべきノズル２１の候補（ノズル候補）を読み込む処理を実行する。具体的に、このノズル候補の読み込みは、各搭載順序ごとに、その順序で搭載される部品の種類（部品タイプ）に応じたノズル候補を、上記記憶部４２のノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されているノズル候補データ（図４）から読み込むことにより行われる。
【００４５】
そして、このようなノズル候補の読み込みが完了すると、制御部４１は、その読み込まれたノズル候補を、ノズル２１の干渉の有無に基づいてさらに絞り込む処理を実行する（ステップＳ７）。すなわち、制御部４１は、上記ノズル候補の中に、先に基板Ｐ上に実装された部品と干渉するノズル２１が含まれるか否かを判断し、このようなノズル２１がある場合には、該当するノズル２１を除いてノズル候補の絞り込みを行う。なお、図１０には、この絞り込み後のノズル候補を、各搭載順序における部品タイプに対応付けして得られたテーブルデータが示されている。
【００４６】
次いで、制御部４１は、上記ステップＳ７の処理によりある程度絞り込まれたノズル候補の中から、実際に使用するノズル２１を決定すべく、次のステップＳ９〜Ｓ１５の処理を実行する。すなわち、制御部４１は、まず、図６に示したノズルの優先度値データから、実績優先度値および設計優先度値を読み込む処理を実行するとともに（ステップＳ９，Ｓ１１）、これら両優先度値に基づいて、下式（１）で示される総合優先度値を算出する処理を実行する（ステップＳ１３）。
【００４７】
（総合優先度値）＝（設計優先度値）＋（実績優先度値）×（重み係数）・・・（１）
ここで、重み係数とは、総合優先度値に対する実績優先度値の重みを表わす係数であり、当実施形態では、この重み係数は０．５とされる。
【００４８】
図１１は、上記式（１）の演算により得られた総合優先度値を、実績優先度値および設計優先度値と合わせて示したテーブルデータである。この図１１の例では、識別番号Ｎ３のノズル２１が最も総合優先度値が高く、以下、識別番号Ｎ１，Ｎ５，Ｎ２，Ｎ４の順に総合優先度値が低くなっている。このことから、ノズル２１は、識別番号Ｎ３，Ｎ１，Ｎ５，Ｎ２，Ｎ４の順に、使用優先度が高いということが分かる。
【００４９】
次いで、制御部４１は、図８のステップＳ１５に移行して、各搭載順序において使用すべきノズル２１を決定する処理を実行する。すなわち、図１０に示した各搭載順序におけるノズル候補（干渉チェックによる絞り込み後のノズル候補）の中から、図１１に示した総合優先度値が最も高いノズル識別番号を特定し、その識別番号のノズル２１を、使用すべきノズルとして決定する。なお、図１２には、この決定された各ノズルの識別番号を、搭載順序ごとに対応付けしたテーブルデータが示されている。
【００５０】
このようにして使用ノズルの決定処理が完了すると、制御部４１は、図８のステップＳ１７に移行して、全ての搭載順序の部品に対し使用ノズルの決定を行ったか否かを判定する。そして、ここでＹＥＳと判定されて全ノズルの決定が完了したことが確認された場合には、図１２に示した搭載順序等のデータ通りに表面実装機２を作動させるべく、この表面実装機２の各部の動作パラメータ等を規定する実装プログラムを図１２のデータに沿って作成し、これを表面実装機２に送信する処理を実行する（ステップ１９）。表面実装機２は、このような実装プログラムに基づいて実装作業を行うことにより、図１２に示される使用ノズルの順にノズル２１を使用しつつ、同図中の搭載点番号および部品番号の順番に沿って部品の吸着および搭載を行う。
【００５１】
上記のように移動可能なヘッドユニット６に設けられた部品吸着用のノズル２１により部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板Ｐ上に実装する部品実装装置１において、部品の種類ごとに設定された複数のノズル候補につき、その候補内のノズル２１を用いて部品の実装作業を行ったときの吸着不良率を基準に定められた所定の優先度値（実績優先度値および設計優先度値）を記憶する記憶手段としてのノズルデータ記憶部４２ｂと、このノズルデータ記憶部４２ｂに記憶された優先度値に基づいて、使用すべきノズル２１の種類を決定する制御手段としての制御部４１とを設けた上記実施形態の構成によれば、部品吸着用のノズル２１を適正に選定することができ、実装作業時の不良の発生をより効果的に抑制できるという利点がある。
【００５２】
すなわち、上記実施形態では、部品の吸着不良率を基準に定められたノズル２１の優先度値に基づいて、複数のノズル候補の中から使用すべきノズル２１を決定するようにしたため、例えば単に部品との干渉の有無等を基準にノズル２１の選定を行った場合と異なり、上記ノズル２１を用いてより確実に部品の吸着等の動作を行うことができ、実装作業時の不良の発生をより効果的に抑制することができる。この結果、部品の実装作業をより正確かつ効率よく行うことができ、基板Ｐの品質向上やタクトタイムの短縮等を効果的に図ることができるという利点がある。
【００５３】
特に、上記実施形態のように、実際にノズル２１を用いて部品の実装作業を行ったときの結果から統計的に得られる吸着不良率の実績値に基づき定められた実績優先度値が上記ノズルデータ記憶部４２ｂに記憶されており、このノズルデータ記憶部４２ｂに記憶された実績優先度値に基づいて、使用すべきノズル２１の種類を上記制御部４１が決定するように構成されている場合には、ノズル２１の使用実績に基づいたより信頼性の高い優先度値に基づいて使用すべきノズル２１を決定することができるため、不良の発生をより確実に抑制してさらに正確かつ効率的な部品の実装作業を行えるという利点がある。
【００５４】
また、上記実施形態では、ノズル２１に関する設計値（当実施形態では開口部２１ａの開口面積）から予想される吸着不良率に基づき定められた設計優先度値が上記ノズルデータ記憶部４２ｂにさらに記憶されており、この設計優先度値および上記実績優先度値を用いた所定の演算式（上記式（１））から得られる総合優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を上記制御部４１が決定するように構成されているため、設計上の視点と使用実績との両面からバランスよく設定されたノズル２１の総合優先度値を基準に、使用すべきノズル２１をより適正に決定することができ、そのノズル２１を用いて部品の実装作業をより正確かつ効率よく行えるという利点がある。また、上記のような総合優先度値を用いることにより、使用実績のないノズル２１に対しても同一の判断指標で容易に選定を行えるという利点もある。
【００５５】
なお、上記実施形態では、部品の吸着不良率の実績値に基づいて上記ノズル２１の実績優先度値を定めるようにしたが、このようなノズル２１の実績優先度値は、上記のような吸着不良率に限らず、各種不良の発生率の実績値に基づいて定めることが可能である。例えば、基板Ｐ上の各実装ポイントに実装された部品の実装状態を検査する検査装置が、部品実装装置１の下流側に設けられている場合には、この検査装置の検査結果データから、ノズル２１ごとの部品の実装不良率を算出・記憶し、この実装不良率に基づいて上記ノズル２１の実績優先度値を定めるようにしてもよい。また、このような実装不良率と上記吸着不良率との両方を複合的に勘案して上記実績優先度値を定めるようにしてもよい。
【００５６】
さらに、上記実装不良率や吸着不良率のような実装作業時の不良発生率を基準として上記実績優先度値を定める上記構成に代えて、部品の吸着や搭載が成功した率（良品率）を基準に上記実績優先度値を定めるようにしてもよい。もちろん、このように良品率を用いた場合でも、間接的には不良発生率を用いていることになり、不良発生率を基準に実績優先度値を定める上記構成と実質的には同じことである。すなわち、本発明において、「不良発生率を基準に定められた所定の優先度値」とは、良品率を基準に定められた優先度値をも含む概念として解釈すべきある。
【００５７】
また、上記実施形態では、ノズル２１の開口部２１ａの面積に基づいて上記設計優先度値を定めるようにしたが、この設計優先度値は、実装作業時の不良発生に関わる設計値であれば特に種類を問わない。このような不良の発生に関わる設計値としては、上記のような開口部２１ａの面積の他、例えば、ノズル２１の先端部全体の面積や形状、または開口部２１ａの断面形状や位置等を挙げることができる。
【００５８】
また、上記実施形態では、部品実装装置１を構成する表面実装機２とデータ作成機３とが別々に設けられた例について説明したが、本発明の構成は、上記表面実装機２とデータ作成機３とが一体的に設けられた部品実装装置１に対しても好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる部品実装装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】表面実装機の概略正面図である。
【図３】上記部品実装装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】ノズル候補データの一例を示す図である。
【図５】ノズルの種類に応じた形状を示す図である。
【図６】ノズルの優先度値データの一例を示す図である。
【図７】実績優先度値と吸着不良率との関係を示すグラフである。
【図８】データ作成機の制御動作の具体的内容を示すフローチャートである。
【図９】部品の搭載順序を示すテーブルデータの一例である。
【図１０】干渉チェックによる絞り込み後のノズル候補を搭載順序ごとに示したテーブルデータの一例である。
【図１１】実績優先度値、設計優先度値、および設計優先度値をノズルの種類ごとに示したテーブルデータの一例である。
【図１２】部品の搭載順序と使用ノズルとを対応付けて示すテーブルデータの一例である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 部品実装装置
６ ヘッドユニット
２１ ノズル
４１ 制御部（制御手段）
４２ｂ ノズルデータ記憶部（記憶手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能なヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルにより部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板上に実装する部品実装装置であって、
部品の種類ごとに設定された複数のノズル候補につき、そのノズルを用いて部品の実装作業を行ったときの不良発生率を基準に定められた所定の優先度値を記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶された優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を決定する制御手段とを備えることを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
請求項１記載の部品実装装置において、
上記記憶手段は、実際にノズルを用いて部品の実装作業を行ったときの結果から統計的に得られる不良発生率の実績値に基づき定められた実績優先度値を記憶しており、
上記制御手段は、この記憶手段に記憶された実績優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を決定することを特徴とする部品実装装置。
【請求項３】
請求項２記載の部品実装装置において、
上記記憶手段は、ノズルに関する各種設計値から予想される不良発生率に基づき定められた設計優先度値をさらに記憶しており、
上記制御手段は、この設計優先度値および上記実績優先度値を用いた所定の演算式から得られる総合優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を決定することを特徴とする部品実装装置。
【請求項１】
移動可能なヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルにより部品を吸着し、吸着された部品を搬送して基板上に実装する部品実装装置であって、
部品の種類ごとに設定された複数のノズル候補につき、そのノズルを用いて部品の実装作業を行ったときの不良発生率を基準に定められた所定の優先度値を記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶された優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を決定する制御手段とを備えることを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
請求項１記載の部品実装装置において、
上記記憶手段は、実際にノズルを用いて部品の実装作業を行ったときの結果から統計的に得られる不良発生率の実績値に基づき定められた実績優先度値を記憶しており、
上記制御手段は、この記憶手段に記憶された実績優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を決定することを特徴とする部品実装装置。
【請求項３】
請求項２記載の部品実装装置において、
上記記憶手段は、ノズルに関する各種設計値から予想される不良発生率に基づき定められた設計優先度値をさらに記憶しており、
上記制御手段は、この設計優先度値および上記実績優先度値を用いた所定の演算式から得られる総合優先度値に基づいて、使用すべきノズルの種類を決定することを特徴とする部品実装装置。
【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２００９−１７０５３１（Ｐ２００９−１７０５３１Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４６５８（Ｐ２００８−４６５８）
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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