JP6293866B2 - 実装ずれ修正装置および部品実装システム - Google Patents

Description

本発明は、基板に実装された実装済み部品の実装ずれを修正する実装ずれ修正装置および部品実装システムに関する。

従来より、基板に部品をはんだ付けで実装した後、検査を行ない、検査結果が不良と判断すると、不良箇所を修正する修正装置が知られている。例えば、特許文献１には、検査結果が不良と判断された基板を修正位置へ搬送する基板搬送部と、修正位置にてＸＹロボットにより移動して修正作業を行なう修正ヘッドとを備え、修正ヘッドが修正対象部品の接続端子をレーザー光により加熱しつつ、真空源につながる吸着ノズルで修正対象部品を吸着して基板から取り外すものが開示されている。
特開平５−２３５５３６号公報

ところで、部品実装機により基板に実装された実装済み部品に実装ずれが生じている場合、特許文献１記載の実装ずれ修正装置を用いることにより、実装ずれが生じている部品を基板から取り外すことができ、作業者による手間のかかる部品取り外し作業をなくすことができる。しかしながら、上述した修正装置による場合、基板から部品を取り外した後、新たな部品を再装着する作業を作業者が行なう必要がある。

本発明は、基板に実装された実装済み部品の実装ずれを自動的に修正する実装ずれ修正装置を提供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。

本発明の実装ずれ修正装置は、
基板に実装された実装済み部品の実装ずれを修正する実装ずれ修正装置であって、
前記実装済み部品を当接保持する当接部を有する当接保持部材と、
前記当接保持部材を移動させる移動手段と、
前記基板に対して実装ずれが生じている実装済み部品の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記取得された位置情報に基づいて、前記実装ずれが生じている実装済み部品を前記当接部が当接保持するまで前記当接保持部材が移動するよう前記移動手段を制御する当接保持制御手段と、
前記当接部が前記実装済み部品を当接保持した状態で、前記取得された位置情報に基づいて、前記実装済み部品の実装ずれが解消する方向に前記当接保持部材が移動するよう前記移動手段を制御する実装ずれ修正制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の実装ずれ修正装置では、基板に対して実装ずれが生じている実装済み部品の位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて実装ずれが生じている実装済み部品を当接部が当接保持するまで当接保持部材を移動させ、当接部が実装済み部品を当接保持した状態で取得した位置情報に基づいて実装済み部品の実装ずれが解消する方向に当接保持部材を移動させる。これにより、実装済み部品を基板から取り外すことなく、基板に実装された実装済み部品の実装ずれを自動的に修正することができる。

こうした本発明の実装ずれ修正装置において、前記当接部は、摩擦部材により構成された当接面を有し、前記当接保持制御手段は、前記当接面が前記実装済み部品を押し込むよう前記移動手段を制御する手段であるものとすることもできる。ここで、「前記当接面が前記実装済み部品を押し込む」とは、基板に実装された実装済み部品に当接面を接触させた状態で基板に平行な方向に当接保持部材を移動させることにより、実装済み部品の実装ずれを修正する場合、当接面が基板に直交する方向に実装済み部品を押し込むものとすることができる。また、「前記当接面が前記実装済み部品を押し込む」とは、当接面が実装済み部品に接触した状態で当接保持部材を移動させた際、当接保持部材と同じ方向に実装済み部品が移動する程度の摩擦力が得られるように、当接面を実装済み部品に押し込むものとすることができる。具体的には、当接面が実装済み部品に接触した状態からさらに当接面を基板に直交する方向に所定量移動させるものとすることとができるし、当接面の押し込み荷重が所定荷重となるよう当接面を基板に直交する方向に移動させるものとすることができる。

あるいは、本発明の実装ずれ修正装置において、前記実装済み部品は、直方体状の部品であり、前記当接部は、前記実装済み部品の上面の相対する２辺と少なくとも当接可能な谷状の当接面を有するものとすることもできる。こうすれば、実装済み部品をより確実に当接保持してその実装ずれを修正することができる。

また、本発明の実装ずれ修正装置において、前記当接部が前記実装済み部品を当接保持した状態で該実装済み部品の実装ずれが解消する方向に前記当接保持部材を移動させた後、前記実装済み部品から前記当接部を離間させる離間機構を備えるものとすることもできる。こうすれば、当接保持部材が実装済み部品の実装ずれを修正した後、当接保持部材による実装済み部品の持ち帰りを抑制することができる。

さらに、本発明の実装ずれ修正装置において、前記実装済み部品の形状に関する部品情報を取得する部品情報取得手段を備え、前記当接保持制御手段は、前記取得された部品情報に基づいて前記当接部が前記実装済み部品を押し込むよう前記移動手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、実装済み部品の形状に拘わらず、適切な押力をもって当接保持部材の当接部で実装済み部品を押し込むことができ、実装済み部品をより確実に当接保持することができる。なお、「前記当接面が前記実装済み部品を押し込む」とは、前述した各態様と同様の態様を用いることができる。

部品情報に基づき当接部が実装済み部品を押し込むよう移動手段を制御する態様の本発明の実装ずれ修正装置において、前記基板を所定位置で支持する支持部材と、前記取得された位置情報に基づき特定される実装済み部品の実装位置が前記所定位置を含む所定範囲内にない場合に所定の警告を行う警告手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、当接保持部材の当接部を実装済み部品に押し込む際の基板のたわみや破損の発生を防止することができる。

また、部品情報に基づき当接部が実装済み部品を押し込むよう移動手段を制御する態様の本発明の実装ずれ修正装置において、前記当接部の押し込み量を検知する押し込み量検知手段と、前記検知された押し込み量が所定量を超えた場合にエラー情報を出力するエラー情報出力手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、当接保持部材の当接部で実装済み部品を押し込む際の基板のたわみや破損の発生を防止することができる。

また、本発明の実装ずれ修正装置において、前記実装ずれ修正制御手段による制御の後、制御対象の前記実装済み部品の実装ずれの有無を検査する検査手段を備えるものとすることもできる。

本発明の部品実装システムは、
基板にはんだを印刷する印刷機と、該印刷機によりはんだが印刷された基板に対して部品を実装する部品実装機と、前記基板に実装された部品の実装ずれの有無を検査する検査機と、検査後の基板を加熱することによりはんだを溶かしてはんだ付けを行なうリフロー炉とを備えて実装ラインを構成する部品実装システムであって、
前記検査機により実装ずれが生じていると判定された実装済み部品の実装ずれを修正する上述した各態様のいずれかの本発明の実装ずれ修正装置を備え、
前記実装ずれ修正装置は、前記実装ライン内に組み込まれてなる
ことを要旨とする。

この本発明の部品実装システムでは、本発明の実装ずれ修正装置を、印刷機と部品実装機と検査機とリフロー炉とにより構成される実装ライン内に組み込むものとしたから、実装済み部品の実装ずれを効率よく修正することができる。ここで、実装ずれ修正装置は、単体で実装ラインに組み込まれるものとしてもよいし、実装ラインの他の装置内に組み込まれるものとしてもよい。前者の場合、実装ずれ修正装置は、検査機によって実装ずれが生じていると判定された実装済み部品の実装ずれを修正するものであるから、実装ラインの検査機の下流側で且つリフロー炉の上流側に配置するものであればよい。また、実装ずれ修正装置は、検査機が複数台配置されている場合（例えば、実装ライン上に部品実装機，検査機，部品実装機，検査機のように配置される等）には、複数の検査機の下流側にそれぞれ配置されるものとしてもよい。また、後者の場合、実装ずれ修正装置は、検査機内に組み込まれるものとしてもよいし、一または複数の部品実装機に検査機能が付加されている場合（部品実装機に検査装置が内蔵している場合）にはその部品実装機内に組み込まれるものとしてもよい。

本発明の一実施形態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。 スクリーン印刷機２と部品実装機４と実装ずれ修正機１０とリフロー炉６の各制御装置３，５，７０，７と管理装置８０との電気的な接続関係を示す説明図である。 実装ずれ修正機１０の構成の概略を示す構成図である。 実装ずれ修正機１０の制御装置７０と管理装置８０との電気的な接続関係の詳細を示すブロック図である。 ヘッド５０の構成の概略を示す構成図である。 パッド治具５１の構成の概略を示す構成図である。 実装ずれ修正機１０の制御装置７０により実行される実装ずれ修正処理ルーチンの一例を示すフローチャート（前半部分）である。 実装ずれ修正機１０の制御装置７０により実行される実装ずれ修正処理ルーチンの一例を示すフローチャート（後半部分）である。 実装ずれ修正作業の様子を示す説明図である。 実装ずれ修正機１０の制御装置７０により実行される実装ずれ検査処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 基板１８の警告領域の一例を説明する説明図である。 変形例のパッド治具１５１の構成の概略を示す構成図である。 変形例のパッド治具１５１を用いて異なるサイズの部品を保持する様子を示す説明図である。 変形例のパッド治具２５１ａおよびおもり部材２５１ｂの構成の概略を示す構成図である。 変形例の実装ずれ修正処理ルーチンを示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は本発明の一実施形態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はスクリーン印刷機２と部品実装機４と実装ずれ修正機１０とリフロー炉６の各制御装置３，５，７０，７と管理装置８０との電気的な接続関係を示す説明図であり、図３は部品実装ずれ修正機１０の構成の概略を示す構成図であり、図４は実装ずれ修正機１０の制御装置７０と管理装置８０との電気的な接続関係の詳細を示すブロック図である。なお、本実施形態において、図３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または図２に示すように、スキージによりスクリーン上のはんだをローリングさせながらスクリーンに形成されたパターン孔に押し込むことでそのパターン孔を介して下方の回路基板１８（以下、単に「基板」と呼ぶ）に配線パターン（はんだ面Ｓ）を印刷する複数台のスクリーン印刷機２と、スクリーン印刷機２を制御する制御装置３と、スクリーン印刷機２により印刷された基板１８のはんだ面Ｓ上に電子部品Ｃ（以下、単に「部品」と呼ぶ）を実装する複数台の部品実装機４と、部品実装機４を制御する制御装置５と、基板１８に実装された部品Ｃに実装ずれがあるか否かを検査し部品Ｃの実装ずれを修正する実装ずれ修正機１０と、実装ずれ修正機１０を制御する制御装置７０と、基板１８を加熱することにより基板１８上のはんだを溶かしてはんだ付けを行なうリフロー炉６と、リフロー炉６を制御する制御装置７と、各制御装置３，５，７０，７と通信可能に接続され部品実装システム１全体を管理する管理装置８０とを備える。なお、各装置２，４，１０，６間は、部品実装システム１全体で１本の実装ラインを構成するように中間コンベア８によって連結されている。

実装ずれ修正機１０は、図３に示すように、基板１８を搬送する基板搬送装置２０と、基板搬送装置２０により搬送された基板１８を裏面側からバックアップするバックアップ装置３０と、部品Ｃを保持してその実装ずれを修正するためのヘッド５０と、ヘッド５０をＸＹ方向へ移動させるＸＹロボット４０と、実装ずれ修正機全体の制御を司る制御装置７０（図４参照）とを備え、基板搬送装置２０とバックアップ装置３０とヘッド５０とＸＹロボット４０は基台１２上に設置された本体枠１４内に収容されている。

基板搬送装置２０は、図３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１６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２２を備えており、ベルトコンベア装置２２の駆動により基板１８を図３の左から右（基板搬送方向）へと搬送する。

バックアップ装置３０は、図示しない昇降装置により昇降可能に設置されたバックアッププレート３２と、バックアッププレート３２に立設された複数のバックアップピン３４とを備え、基板搬送装置２０によりバックアッププレート３２の上方に基板１８が搬送された状態でバックアッププレート３２を上昇させることで基板１８を裏面側からバックアップする。尚、本実施形態では、バックアップピン３４を、バックアッププレート３２の周縁部に立設するものとした。勿論、バックアップピン３４は、周縁部に立設するものに限られず、基板１８上の配線パターン（はんだ面）等と干渉しない位置であれば、周縁部の内側に立設するものとしてもよい。

ＸＹロボット４０は、図３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Ｙ軸ガイドレール４６と、Ｙ軸ガイドレール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Ｘ軸ガイドレール４２と、Ｘ軸ガイドレール４２に沿って移動が可能なＸ軸スライダ４４とを備える。Ｘ軸スライダ４４の下面には、バックアップ装置３０にバックアップされた基板１８の実装面を撮影するためのカメラ６０が設けられている。

また、Ｘ軸スライダ４４の側面にはヘッド５０が着脱可能に取り付けられている。図５はヘッド５０の構成の概略を示す構成図である。ヘッド５０は、図５に示すように、部品Ｃを当接保持するパッド冶具５１と、パッド冶具５１を保持する冶具ホルダ５２と、冶具ホルダ５２（パッド治具５１）をＺ軸方向に移動させるＺ軸アクチュエータ５４と、冶具ホルダ５２（パッド治具５１）をＺ軸周りに回転させるθ軸アクチュエータ５６とを備える。

図６はヘッド５０が備えるパッド冶具５１の構成の概略を示す構成図である。なお、図６（ａ）はパッド治具５１の上面図であり、図６（ｂ），（ｃ）はパッド治具５１の側面図である。また、図６（ｂ），（ｃ）にはパッド治具５１に保持される部品Ｃも図示した。パッド冶具５１は、図６に示すように、基板１８のはんだ面Ｓに実装された部品Ｃと当接（接触）する当接面５１ａを有する。このパッド治具５１の当接面５１ａは、平坦面により形成されており、部品Ｃと接触した状態での水平移動に対して部品Ｃとの摩擦力（最大静止摩擦係数）が十分に高く、上昇時には粘着力や静電気で部品Ｃを持ち上げ難い素材（例えばゴム等）が用いられる。本実施形態では、パッド治具５１は、治具ホルダ５２に対して着脱可能に構成されており、部品Ｃの形状や材質に応じて適したものに交換される。また、パッド治具５１は、その回転軸中心に、エアを下方へ吹き出すための吹き出し口５１ｂが形成されている。

治具ホルダ５２は、図５に示すように、先端部がパッド冶具５１に形成された吹き出し口５１ｂと連通する内部通路５２ａを有する。内部通路５２ａは、その基端部にブロワー５８が接続されており、パッド冶具５１に形成された吹き出し口５１ａからエアを吹き出し可能とする。

実装ずれ修正機１０の制御装置７０は、図４に示すように、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、治具ホルダ５２（パッド治具５１）のＺ軸方向の位置を検知するＺ軸位置センサ５４ａからの位置信号、治具ホルダ５２（パッド治具５１）に作用する荷重を検知するロードセル５５、カメラ６０からの撮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、基板搬送装置２０への制御信号、バックアップ装置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、ブロワー５８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４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１８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、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、生産計画として入力される各種情報としては、生産日時や基板１８の作製数、基板１８に実装する部品Ｃに関する部品情報（例えば形状や大きさ等）、部品実装機４にて部品Ｃの吸着に使用される吸着ノズル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。管理装置８０は、入力された生産計画を取得し、取得した生産計画にしたがって基板１８への配線パターン（はんだ面Ｓ）の印刷や、はんだ面Ｓへの部品Ｃの実装、実装ずれの検査および修正作業、はんだ付けが行われるよう、スクリーン印刷機２や部品実装機４、実装ずれ修正機１０、リフロー炉６へ、それぞれ指令信号や各種情報を出力する。

次に、こうして構成された部品実装システム１における実装ずれ修正機１０の動作について説明する。図７および図８は、実装ずれ修正機１０の制御装置７０により実行される実装ずれ修正処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。この処理は、部品実装機４にてはんだ面Ｓに部品Ｃが実装された基板１８が基板搬送装置２０によって搬送されてきたときに実行される。以下、実装ずれ修正処理ルーチンについて、実装ずれの修正作業の様子を示す図９を参照しながら説明する。

実装ずれ修正処理ルーチンが実行されると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、部品実装機４にて基板１８のはんだ面Ｓに実装された部品Ｃに実装ずれがあるか否かを検査する実装ずれ検査処理を行なう（ステップＳ１００）。このステップＳ１００の処理は、図１０に例示する実装ずれ検査処理ルーチンを実行することにより行なう。ここで、実装ずれ修正処理ルーチンの説明を一旦中断し、図１０の実装ずれ検査処理ルーチンについて説明する。

実装ずれ検査処理ルーチンが実行されると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、ＸＹロボット４０（Ｘ軸アクチュエータ４４ｂおよびＹ軸アクチュエータ４８ｂ）を制御してＸ軸スライダ４４に取り付けられたカメラ６０を基板１８の実装領域と向き合う位置まで移動させた後、カメラ６０を駆動して基板１８の実装領域を撮像する（ステップＳ３００）。続いて、制御装置７０のＣＰＵ７１は、撮像により得られた撮像画像に対して画像処理を行なうことにより、撮像画像から基板１８に実装されている各部品Ｃの実装位置Ｐ（例えば部品Ｃの中心座標）と回転方向とを認識し（ステップＳ３１０）、認識した実装位置Ｐと基準位置（予め記憶された正しい実装位置）とを比較することで位置ずれ量ΔＰを部品Ｃ毎に算出すると共に（ステップＳ３２０）、認識した回転方向と基準方向（予め記憶された正しい回転方向）とを比較することで回転ずれ量Δθを部品Ｃ毎に算出する（ステップＳ３３０）。こうして位置ずれ量ΔＰと回転ずれ量Δθとを部品Ｃ毎に算出すると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、算出した位置ずれ量ΔＰが閾値Ｐｒｅｆを超えているか否かと算出した回転ずれ量Δθが閾値θｒｅｆを超えているか否かとをそれぞれ各部品Ｃ毎に判定する（ステップＳ３４０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆと閾値θｒｅｆは、それぞれ部品Ｃの位置ずれと回転ずれの許容範囲として予め定められた値である。制御装置７０のＣＰＵ７１は、位置ずれ量ΔＰが閾値Ｐｒｅｆを超えておらず、且つ、回転ずれ量Δθも閾値θｒｅｆを超えていないと判定すると、当該判定に係る部品Ｃの実装ずれはないと判断して（ステップＳ３５０）、実装ずれ検査処理ルーチンを終了する。一方、制御装置７０のＣＰＵ７１は、位置ずれ量ΔＰが閾値Ｐｒｅｆを超えていると判定したり、回転ずれ量Δθが閾値θｒｅｆを超えていると判定すると、当該判定に係る部品Ｃの実装ずれがあると判断し（ステップＳ３６０）、当該判定に係る部品Ｃの部品情報と実装位置Ｐと位置ずれ量ΔＰと回転ずれ量Δθとを基板１８の識別情報である基板ＩＤに対応付けてＲＡＭ７４に記憶して（ステップＳ３７０）、実装ずれ検査処理ルーチンを終了する。尚、本実施形態では、実装位置Ｐと位置ずれ量ΔＰと回転ずれ量Δθとが本発明の「位置情報」に相当する。

実装ずれ修正処理ルーチンに戻って、こうして実装ずれ検査処理を実行すると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、実装ずれ検査処理の結果、基板１８に実装された部品Ｃの何れにも実装ずれがないと判定すると（ステップＳ１１０の「ＮＯ」）、実装ずれ修正処理ルーチンを終了する。これにより、基板１８は、リフロー炉６へ搬送され、リフロー炉６にてはんだ付け工程が行なわれることとなる。一方、制御装置７０のＣＰＵ７１は、基板１８に実装された部品Ｃの何れかに実装ずれがあると判定すると（ステップＳ１１０の「ＹＥＳ」）、実装ずれがあると判定した修正対象の部品Ｃ（対象部品）の部品情報と実装位置Ｐと位置ずれ量ΔＰと回転ずれ量Δθとを取得し（ステップＳ１２０）、取得した実装位置Ｐが基板１８の警告領域内であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。制御装置７０のＣＰＵ７１は、実装位置Ｐが警告領域内にあると判定すると、所定の警告を行なって（ステップＳ１４０）、ステップＳ１５０の処理に進み、実装位置Ｐが警告領域内にないと判定すると、ステップＳ１４０の処理をスキップしてステップＳ１５０の処理に進む。ステップＳ１４０の処理は、制御装置７０が管理装置８０に対して警告信号を送信することにより行なう。警告信号を受信した管理装置８０は、ディスプレイ８８に警告画面を表示する。図１１は、警告領域の一例を示す説明図である。前述したように、基板１８の裏面を支持するバックアップピン３４はバックアッププレート３２の周縁部に立設されているため、バックアップピン３４で支持されていない基板１８の中央部（図１１のハッチング領域）は周縁部に比してＺ軸方向の押し込みに対して撓みやすい。一方、実装ずれの修正作業は、後述するように、パッド治具５１の当接面５１ａを修正対象の部品Ｃに接触させ部品Ｃとの摩擦力によって部品Ｃを水平方向に移動させることにより行なうため、比較的強い力でパッド治具５１を部品Ｃに押し込む必要がある。このため、バックアップピン３４で支持されていない基板１８の中央部付近に実装された部品Ｃに対してパッド治具５１を押し込んで実装ずれの修正作業を行なうと、基板１８が撓んだり、場合によっては破損の可能性もある。このように、ステップＳ１４０の処理で対象部品Ｃの実装位置Ｐが警告領域内にある場合に警告を行なうのは、実装ずれの修正作業に伴って基板１８の撓みや破損の可能性があることを作業者に事前に報知するためである。なお、本実施形態では、基板１８の周縁部をバックアップピン３４で支持するから、基板１８の中央部を警告領域としたが、基板１８の周縁部の内側をバックアップピン３４が支持している場合には、バックアップピン３４により支持されていない領域が警告領域となる。また、本実施形態では、対象部品Ｃの実装位置Ｐが基板１８の警告領域内にあった場合、作業者に対して警告を行なった後、実装ずれ修正処理を進めるものとしたが、これに限定されるものではなく、警告を行なった後、実装ずれ修正処理を中断し、実装ずれ修正処理を再開するか否かの許可を作業者に求めるものとしてもよい。また、警告を行なった後、実装ずれ修正処理を終了する（実装ずれの修正作業を行なわない）ものとしてもよい。

次に、制御装置７０のＣＰＵ７１は、修正対象の部品Ｃの実装位置Ｐの真上にパッド治具５１が移動するようＸＹロボット４０（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（ステップＳ１５０）、Ｚ軸アクチュエータ５４ｂを制御してパッド治具５１の下降を開始させる（ステップＳ１６０、図９（ａ）参照）。そして、制御装置７０のＣＰＵ７１は、パッド治具５１の当接面５１ａが修正対象の部品Ｃに接触したか否かを判定する（ステップＳ１７０）。なお、パッド治具５１の当接面５１ａが部品Ｃに接触したか否かは、ロードセル５５によって検出することができる。パッド治具５１の当接面５１ａが部品Ｃに接触したと判定すると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、ステップＳ１２０で取得した修正対象の部品Ｃの部品情報（形状や大きさ等）に基づいてパッド治具５１の押し込み量Ｅ（例えば０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度）を設定し（ステップＳ１８０）、部品Ｃに接触した状態から更にパッド治具５１が設定した押し込み量Ｅまで下降したか否かを判定する（ステップＳ１９０）。ここで、押し込み量Ｅは、パッド治具５１で部品Ｃを押し込んだときに押力によって部品Ｃを保持することができ且つはんだ面Ｓが掻き取られることがない（押し込み過ぎない）値として部品の形状や大きさ毎に予め実験的に求められたものが用いられる。パッド治具５１が押し込み量Ｅまで下降したと判定すると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、パッド治具５１の下降を停止させる（ステップＳ２００）。これにより、部品Ｃは、パッド治具５１によって押し付けられた状態で保持されることとなる（図９（ｂ）参照）。なお、ステップＳ１９０の判定は、パッド治具５１の当接面５１ａが部品Ｃに接触してからのパッド治具５１の移動量をＺ軸位置センサ５４ａによって検知し、検知した移動量が押し込み量Ｅに達したか否かを判定することにより行なうことができる。

パッド治具５１の下降を停止すると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、位置ずれ量ΔＰおよび回転ずれ量Δθがそれぞれ値０となる位置までパッド治具５１が水平移動するようＸＹロボット４０（Ｘ軸アクチュエータ４４ｂおよびＹ軸アクチュエータ４８ｂ）とθ軸アクチュエータ５６とを制御することにより実装ずれの修正作業を行なう（ステップＳ２１０、図９（ｃ）参照）。このように、制御装置７０は、パッド治具５１を水平移動させることにより、摩擦力によって部品Ｃをパッド治具５１と同じ方向へ移動させることができ、部品Ｃの実装ずれを修正することができる。

そして、制御装置７０のＣＰＵ７１は、パッド治具５１の水平移動が完了したか否か、即ち実装ずれの修正作業が完了したか否かを判定し（ステップＳ２２０）、実装ずれの修正作業が完了したと判定すると、ブロワー５８を駆動することによりパッド治具５１の吹き出し口５１ｂからのエアの吹き出しを開始すると共に（ステップＳ２３０）、Ｚ軸アクチュエータ５４ｂを駆動することによりパッド治具５１を上昇させる（ステップＳ２４０、図９（ｄ）参照）。これにより、パッド治具５１は、エアの風圧によって部品Ｃからスムーズに離間することとなり、実装ずれを修正した後の部品Ｃの持ち帰りを抑止することができる。また、パッド治具５１の上昇を開始させると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、Ｚ軸位置センサ５４ａによりパッド治具５１が所定量上昇したか否かを判定し（ステップＳ２５０）、パッド治具５１が所定量上昇したと判定すると、ブロワー５８の駆動を停止することによりエアの吹き出しを停止する（ステップＳ２６０）。そして、制御装置７０のＣＰＵ７１は、他に修正対象の部品Ｃがあるか否かを判定し（ステップＳ２７０）、他に修正対象の部品Ｃがあると判定すると、ステップＳ１２０に戻って、次の修正対象の部品Ｃに対する実装ずれ修正作業を繰り返し（ステップＳ１２０〜Ｓ２６０）、他に修正対象の部品Ｃがないと判定すると、実装ずれの修正作業が正しく行なわれたか否かを検査するために、再度、図１０の実装ずれ検査処理を行なう（ステップＳ２８０）。実装ずれ検査処理の結果、基板１８に実装された部品Ｃの何れにも実装ずれがないと判定すると（ステップＳ２９０の「ＮＯ」）、実装ずれ修正処理ルーチンを終了し、基板１８に実装された部品Ｃの何れかに実装ずれがあると判定すると（ステップＳ２９０の「ＹＥＳ」）、エラー出力を行なって（ステップＳ２９５）、実装ずれ修正処理ルーチンを終了する。なお、ステップＳ２９５の処理は、制御装置７０が管理装置８０に対してエラー信号を送信することにより行なう。エラー信号を受信した管理装置８０は、ディスプレイ８８にエラー画面を表示する。

以上説明した本実施形態の実装ずれ修正機１０によれば、基板１８のはんだ面Ｓに実装した部品Ｃの実装ずれが生じている場合、パッド治具５１を部品Ｃに押し込むことによりパッド治具５１で部品Ｃを保持し、この状態でパッド治具５１を水平方向に移動させることで、部品Ｃとの摩擦力により部品Ｃを移動させてその実装ずれを修正する。これにより、簡易な構成により部品Ｃの実装ずれを自動修正することができる。この結果、これまで作業者が手作業により行なっていた修正作業を自動化することができ、作業者の手間を大幅に軽減させることができる。

また、本実施形態の実装ずれ修正機１０によれば、修正対象の部品Ｃの部品情報（形状や大きさ等）に基づいてパッド治具５１の押し込み量Ｅを設定し、当接面５１ａが部品Ｃに接触した状態から更に設定した押し込み量Ｅまでパッド治具５１を下降させるから、部品の形状や大きさに拘わらず、適切な押力によって部品Ｃを保持してその実装ずれを修正することができる。

さらに、本実施形態の実装ずれ修正機１０によれば、パッド治具５１の部品Ｃとの当接面５１ａにエアの吹き出し口５１ｂを形成し、実装ずれの修正作業が完了すると、ブロワー５８により吹き出し口５１ｂからエアを吹き出しながらパッド治具５１を上昇させるから、エアの風圧によって部品Ｃからパッド治具５１を離間させることができ、実装ずれの修正作業後の部品Ｃの持ち帰りを効果的に抑止することができる。

また、本実施形態の実装ずれ修正機１０によれば、バックアッププレート３２に立設されたバックアップピン３４により基板１８の裏面側をバックアップするバックアップ装置３０を備えるものとし、基板１８のバックアップピン３４で支持されていない領域（警告領域）内に修正対象の部品Ｃがある場合には、所定の警告を行なうから、パッド治具５１を部品Ｃに押し込んで実装ずれの修正作業を行なう際の基板１８の撓みや破損の発生を事前に抑制することが可能となる。

本実施形態の実装ずれ修正機１０では、当接面５１ａを部品Ｃに押し込んだ状態でパッド治具５１を水平移動させることにより、摩擦力によって部品Ｃを移動させてその実装ずれを修正するものとしたが、これに限定されるものではなく、パッド治具の当接面に吸引口を形成すると共に吸引口に連通する吸引ポンプ（真空ポンプ）を設け、当接面を部品Ｃに接触させた状態で吸引ポンプを駆動することにより部品Ｃを当接面に吸着し、部品Ｃを吸着させた状態でパッド治具を水平移動させることにより、部品Ｃを移動させてその実装ずれを修正するものとしてもよい。

本実施形態の実装ずれ修正機１０では、パッド治具５１の当接面５１ａを平坦面として形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、図１２に示すように、略立方体状の部品Ｃを当接保持する治具として、部品Ｃの上面の相対する２辺と当接するＶ字状の谷部１５１ａを有するパッド治具１５１を用いてもよい。このパッド治具１５１を用いて略立方体状の部品Ｃを保持する場合、制御装置７０は、図１０の実装ずれ検査処理ルーチンのステップＳ３１０で取得した部品Ｃの実装位置Ｐに基づいて部品Ｃの真上にパッド治具１５１を移動させ、同じくステップＳ３１０で取得した部品Ｃの回転方向に基づいて部品Ｃの相対する２辺の方向と谷部１５１ａのＶ字溝が延びる方向とが一致するようにパッド治具１５１を回転させ、その後、部品Ｃに当接するまでパッド治具１５１を下降させればよい。また、図１３に示すように、パッド治具１５１は、略立方体状の部品Ｃであれば、異なる高さや幅をもつ複数種類の部品Ｃに対する保持に用いることができる。なお、谷部１５１ａは、Ｖ字状のものに限られず、アーチ（円弧）状や台形状であってもよい。また、パッド治具１５１は、部品Ｃの上面の相対する２辺だけと当接するものに限られず、４辺すべてと当接する形状（四角錐型）とするものや部品Ｃの上面の３辺と当接する形状とするものとしてもよい。

本実施形態の実装ずれ修正機１０では、パッド治具５１の当接面５１ａに吹き出し口５１ｂを形成し、パッド治具５１の当接面５１ａに部品Ｃを保持させた状態で部品Ｃの実装ずれを修正した後、吹き出し口５１ｂからエアを吹き出すことで部品Ｃからパッド治具５１を離間させるものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、図示しないが、パッド治具の当接面から下方に向かってロッドを進退可能なシリンダを備え、パッド治具の水平移動により部品Ｃの実装ずれを修正した後、シリンダを駆動してロッド先端を部品Ｓに接触させ、ロッド先端を接触させた状態を維持しながらパッド治具（当接面）を上昇させることにより、部品Ｃからパッド治具を離間させるものとしてもよい。また、図１４に例示するように、シリンダに代えておもり部材２５１ｂをパッド治具２５１ａに対してＺ軸方向に相対移動可能に設けることで、おもり部材２５１ｂの自重によって部品Ｃを押圧して、部品Ｃからパッド治具２５１ａを離間させるものとしてもよい。

本実施形態の実装ずれ修正機１０では、図７の実装ずれ修正処理ルーチンのステップＳ１６０〜Ｓ２００に示すように、パッド治具５１で部品Ｃを保持する際、Ｚ軸位置センサ５４ａからの検知信号を用いて当接面５１ａが部品Ｃに接触した状態からさらにパッド治具５１を押し込み量Ｅまで下降させるものとしたが、これに限定されるものではなく、ロードセル５５からの検知信号を用いて部品Ｃに対する押し込み荷重が所定荷重Ｆとなるようにパッド治具５１を押し込むものとしてもよい。この場合、制御装置７０のＣＰＵ７１は、図７の実装ずれ修正処理ルーチンに代えて図１５の実装ずれ修正処理ルーチンを実行するものとすればよい。図１５の実装ずれ修正処理ルーチンは、ステップＳ１３０，Ｓ１４０を省略する点と、ステップＳ１８０，Ｓ１９０に代えてステップＳ４００〜Ｓ４２０の処理を実行する点とが図７の実装ずれ修正処理ルーチンと異なる。図１５の実装ずれ修正処理ルーチンでは、制御装置７０のＣＰＵ７１は、ステップＳ１６０でパッド治具５１の下降を開始し、ステップＳ１７０でパッド治具５１の当接面５１ａが部品Ｃに接触したと判定した後、Ｚ軸位置センサ５４ａからの検知信号に基づいて当接面５１ａが部品Ｃに接触した状態からのパッド治具５１の下降量（押し込み量）が限界量Ｚ未満であるか否かを判定し（ステップＳ４００）、ロードセル５５からの検知信号に基づいてパッド治具５１の押し込み荷重が所定荷重Ｆに達したか否かを判定する（ステップＳ４１０）。ここで、限界量Ｚは、例えば、基板１８の撓みが生じるパッド治具５１の押し込み量として予め実験的に求められた値とすることができる。そして、制御装置７０のＣＰＵ７１は、パッド治具５１の下降量が限界値Ｚ以上となる前にパッド治具５１の押し付け荷重が所定荷重Ｆに達したと判定すると、パッド治具５１の下降を停止して（ステップＳ２００）、ステップＳ２１０以降の処理に進み、パッド治具５１の下降量が限界値Ｚ以上となったと判定すると、基板１８に撓みや破損の可能性があると判断し、エラー出力を行なって（ステップＳ４２０）、実装ずれ修正処理を終了する。なお、ステップＳ４２０の処理は、制御装置７０が管理装置８０に対してエラー信号を送信することにより行なう。エラー信号を受信した管理装置８０は、ディスプレイ８８にエラー画面を表示する。ここで、変形例では、パッド治具５１の押し付け荷重が所定荷重Ｆに達する前にパッド治具５１の下降量が限界値Ｚ以上となると、エラー出力を行なうステップＳ４００，Ｓ４２０の処理を実行するものとしたが、これらの処理を省略するものとしてもよい。

本実施形態の実装ずれ修正機１０では、基板１８に実装された実装済み部品の実装ずれの有無を自機で検査するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、実装ずれの有無を検査する検査機を別途実装ライン上に配置、即ち、実装ずれ修正機１０と検査機とをそれぞれ単体で実装ライン上に配置するものとしてもよいし、実装ずれ修正機１０を単体で配置し検査機を部品実装機４に内蔵するものとしてもよいし、実装ずれ修正機１０と検査機とを部品実装機４に内蔵するものとしてもよい。また、例えば、部品実装機４，検査機，部品実装機４，検査機等のように検査機を複数台の部品実装機４に対して複数台設けるものとしてもよい。この場合、実装ずれ修正機１０を、複数の検査機の下流側にそれぞれ配置（複数台配置）するものとしてもよい。また、実装ずれ修正機１０を部品実装機４に内蔵するものとしてもよい。この場合、実装ずれ修正機１０を内蔵した部品実装機４は、その上流側に配置された検査機から実装ずれが生じている実装済み部品の位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて実装済み部品の実装ずれを修正することができる。また、実装ずれ修正機１０を実装ライン外に配置するものとしてもよい。

ここで、本実施形態の主要な要素と発明の概要の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、実装ずれ修正機１０が「実装ずれ修正機」に相当し、パッド治具５１が「当接保持部材」に相当し、ＸＹロボット４０とＺ軸アクチュエータ５４とθ軸アクチュエータ５６とが「移動手段」に相当し、図７の実装ずれ修正処理ルーチンのステップＳ１００〜Ｓ１２０の処理と図１０の実装ずれ検査処理ルーチンとを実行する制御装置７０のＣＰＵ７１が「位置情報取得手段」に相当し、図７の実装ずれ修正処理ルーチンのステップＳ１５０〜Ｓ２００の処理を実行する制御装置７０のＣＰＵ７１が「当接保持制御手段」に相当し、実装ずれ修正処理ルーチンのステップＳ２１０の処理を実行する制御装置７０のＣＰＵ７１が「実装ずれ修正制御手段」に相当する。また、ブロワー５８と内部通路５２ａと吹き出し口５１ｂとが「離間機構」に相当する。また、シリンダやおもり部材２５１ｂも「離間機構」に相当する。また、図７の実装ずれ修正処理ルーチンのステップＳ１２０の処理を実行する制御装置７０のＣＰＵ７１が「部品情報取得手段」に相当する。また、バックアップ装置３０が「支持部材」に相当し、実装ずれ修正処理ルーチンのステップＳ１３０，Ｓ１４０の処理を実行する制御装置７０のＣＰＵ７１が「警告手段」に相当する。また、Ｚ軸位置検知センサ５４ａが「押し込み量検知手段」に相当し、図１５の実装ずれ修正処理ルーチンのステップＳ４００，Ｓ４２０の処理が「エラー情報出力手段」に相当する。また、スクリーン印刷機２が「印刷機」に相当し、部品実装機４が「部品実装機」に相当し、リフロー炉６が「リフロー炉」に相当する。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

本発明は、実装ずれ修正機や部品実装システムの製造産業などに利用可能である。

１ 部品実装システム、２ スクリーン印刷機、３ 制御装置、４ 部品実装機、５ 制御装置、６ リフロー炉、７ 制御装置、８ 中間コンベア、１０ 実装ずれ修正機、１２ 台座、１４ 本体枠、１６ 支持台、１８ 基板、２０ 基板搬送装置、２２ ベルトコンベア装置、３０ バックアップ装置、３２ バックアッププレート、３４ バックアップピン、４０ ＸＹロボット、４２ Ｘ軸ガイドレール、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 Ｙ軸ガイドレール、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、５１，１５１，２５１ａ パッド治具、５１ａ 当接面、５１ｂ 吹き出し口、５２ 治具ホルダ、５２ａ 内部通路、５４ Ｚ軸アクチュエータ、５４ａ Ｚ軸位置センサ、５５ ロードセル、５６ θ軸アクチュエータ、５８ ブロワー、６０ カメラ、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、２５１ｂ おもり部材。

Claims (8)

1. 基板に実装された実装済み部品の実装ずれを修正する実装ずれ修正装置であって、
   前記実装済み部品を当接保持する当接部を有する当接保持部材と、
   前記当接保持部材を移動させる移動手段と、
   前記基板に対して実装ずれが生じている実装済み部品の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記取得された位置情報に基づいて、前記実装ずれが生じている実装済み部品を前記当接部が当接保持するまで前記当接保持部材が移動するよう前記移動手段を制御する当接保持制御手段と、
   前記当接部が前記実装済み部品を当接保持した状態で、前記取得された位置情報に基づいて、前記実装済み部品の実装ずれが解消する方向に前記当接保持部材が移動するよう前記移動手段を制御する実装ずれ修正制御手段と、
   を備え、
   前記当接部は、摩擦部材により構成された当接面を有し、
   前記当接保持制御手段は、前記当接面が前記実装済み部品を押し込むよう前記移動手段を制御する手段である
   ことを特徴とする実装ずれ修正装置。
2. 請求項１記載の実装ずれ修正装置であって、
   前記当接部が前記実装済み部品を当接保持した状態で該実装済み部品の実装ずれが解消する方向に前記当接保持部材を移動させた後、前記実装済み部品から前記当接部を離間させる離間機構を備える
   ことを特徴とする実装ずれ修正装置。
3. 請求項１または２記載の実装ずれ修正装置であって、
   前記実装済み部品の形状に関する部品情報を取得する部品情報取得手段を備え、
   前記当接保持制御手段は、前記取得された部品情報に基づいて前記当接部が前記実装済み部品を押し込むよう前記移動手段を制御する手段である
   ことを特徴とする実装ずれ修正装置。
4. 請求項３記載の実装ずれ修正装置であって、
   前記基板を所定位置で支持する支持部材と、
   前記取得された位置情報に基づき特定される実装済み部品の実装位置が前記所定位置を含む所定範囲内にない場合に所定の警告を行う警告手段と、
   を備えることを特徴とする実装ずれ修正装置。
5. 請求項３または４記載の実装ずれ修正装置であって、
   前記当接部の押し込み量を検知する押し込み量検知手段と、
   前記検知された押し込み量が所定量を超えた場合にエラー情報を出力するエラー情報出力手段と、
   を備えることを特徴とする実装ずれ修正装置。
6. 請求項１ないし５いずれか１項に記載の実装ずれ修正装置であって、
   前記実装ずれ修正制御手段による制御の後、制御対象の前記実装済み部品の実装ずれの有無を検査する検査手段を備える
   ことを特徴とする実装ずれ修正装置。
7. 基板に実装された実装済み部品の実装ずれを修正する実装ずれ修正装置であって、
   前記実装済み部品を当接保持する当接部を有する当接保持部材と、
   前記当接保持部材を移動させる移動手段と、
   前記基板に対して実装ずれが生じている実装済み部品の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記実装済み部品の形状に関する部品情報を取得する部品情報取得手段と、
   前記取得された位置情報と前記取得された部品情報とに基づいて、前記実装ずれが生じている実装済み部品を前記当接部が押し込んで当接保持するまで前記当接保持部材が移動するよう前記移動手段を制御する当接保持制御手段と、
   前記当接部が前記実装済み部品を当接保持した状態で、前記取得された位置情報に基づいて、前記実装済み部品の実装ずれが解消する方向に前記当接保持部材が移動するよう前記移動手段を制御する実装ずれ修正制御手段と、
   前記当接部の押し込み量を検知する押し込み量検知手段と、
   前記検知された押し込み量が所定量を超えた場合にエラー情報を出力するエラー情報出力手段と、
   を備えることを特徴とする実装ずれ修正装置。
8. 基板にはんだを印刷する印刷機と、該印刷機によりはんだが印刷された基板に対して部品を実装する部品実装機と、前記基板に実装された部品の実装ずれの有無を検査する検査機と、検査後の基板を加熱することによりはんだを溶かしてはんだ付けを行なうリフロー炉とを備えて実装ラインを構成する部品実装システムであって、
   前記検査機により実装ずれが生じていると判定された実装済み部品の実装ずれを修正する請求項１ないし７いずれか１項に記載の実装ずれ修正装置を備え、
   前記実装ずれ修正装置は、前記実装ライン内に組み込まれてなる
   ことを特徴とする部品実装システム。