JP7478964B2

JP7478964B2 - ノズル管理装置

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Publication number: JP7478964B2
Application number: JP2019188106A
Authority: JP
Inventors: 泰行石谷
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2039-10-11
Also published as: JP2021064693A

Description

本開示は、部品を基板に装着する装着装置で使用される部品保持用のノズルを管理するノズル管理装置に関する。

従来、部品を基板に装着する装着装置において、供給された部品を基板上に吸着しながら保持するためのノズルが用いられている。ノズルは、基板に実装される部品の種類に応じて複数種類用意される。このような、部品を吸着するためのノズルを管理するノズル管理装置がある。装着装置において、ノズルは携帯可能なチェンジャに収容されており、必要なノズルがチェンジャから取り出される。

例えば、特許文献１には、オペレータが意図する吸着ノズルを、オペレータの入力と、作業計画情報とに基づいて、ノズル載置器に移載させたり、ノズル載置器情報で決まる吸着ノズルをノズル載置器に移載させている。

特開２０１７－１９１８８７号公報

従来のノズル管理装置において、ノズル管理装置においてノズルを収容したパレットを収容するノズル収容装置は、１つのパレットを選択するのに、全てのパレットを動かさなければならず、ノズル収容装置が複雑になっていた。

従って、本開示の目的は、上記従来の課題を解決することにあって、簡単な構成で使い勝手のよいノズル管理装置を提供することにある。

本開示のノズル管理装置は、部品を基板に装着する装着装置で使用される部品保持用のノズルを管理するノズル管理装置であって、
前記装着装置に着脱自在にセット可能で、複数の前記ノズルを収納するチェンジャを着脱自在に支持するとともに支持された前記チェンジャから前記ノズルの着脱を可能にする作業ステージと、
複数の前記ノズルを収納するノズル収納容器と、
前記作業ステージに支持された前記チェンジャと前記ノズル収納容器との間で前記ノズルを移動させる移載部と、
複数の前記ノズル収納容器を収納するノズルマガジンと、
前記ノズル収納容器を、前記ノズルマガジンに搬入および前記ノズルマガジンから搬出するノズル収納容器搬送機構と、
を備える。

本開示によれば、簡単な構成で使い勝手のよいノズル管理装置を提供することができる。

ノズルが使用される装着装置の要部の平面図ノズルの斜視図本開示の実施形態１にかかるノズル管理装置の要部の平面図ノズル管理装置および関連装置の制御系の構成を示すブロック図移載ヘッドの要部の正面図ノズル管理装置の断面から見た要部の側面図作業ステージ周辺の平面図作業ステージ周辺の平面図作業ステージ周辺の正面図チェンジャを支持する作業ステージの側面図作業ステージからチェンジャが持ち上げられた状態の正面図シャッタ９ｂが閉状態のチェンジャ９の平面図シャッタ９ｂが閉状態のチェンジャ９の側面図シャッタ９ｂが開状態のチェンジャ９の平面図

本開示の第１態様によれば、部品を基板に装着する装着装置で使用される部品保持用のノズルを管理するノズル管理装置であって、前記装着装置に着脱自在にセット可能で、複数の前記ノズルを収納するチェンジャを着脱自在に支持するとともに支持された前記チェンジャから前記ノズルの着脱を可能にする作業ステージと、複数の前記ノズルを収納するノズル収納容器と、前記作業ステージに支持された前記チェンジャと前記ノズル収納容器との間で前記ノズルを移動させる移載部と、複数の前記ノズル収納容器を収納するノズルマガジンと、前記ノズル収納容器を、前記ノズルマガジンに搬入および前記ノズルマガジンから搬出するノズル収納容器搬送機構と、を備える、ノズル管理装置を提供する。

本開示の第２の態様によれば、前記ノズルマガジンは、前後が開放された箱型形状を有し、その内部に複数の前記ノズル収納容器を上下方向に間隔を空けて水平な姿勢で前後方向にスライド可能に収納し、前記ノズル収納容器搬送機構は、前記マガジンの前方で昇降して所望のノズル収納容器を前方へ出し入れする、第１態様に記載のノズル管理装置を提供する。

本開示の第３の態様によれば、前記ノズルマガジンは、開放された後方から作業者による前記ノズル収納容器の出し入れが可能になっている、第２態様に記載のノズル管理装置を提供する。

本開示の第４の態様によれば、前記ノズルは、個別の識別子を有し、前記識別子は、使用頻度に関するノズル管理情報と関連づけられており、前記ノズル管理情報に基づき、前記ノズル収納容器における前記ノズルの移動先を前記移載部に指示する移載制御部を備える、第２態様または第３態様のいずれか１つに記載のノズル管理装置を提供する。

本開示の第５の態様によれば、前記ノズル管理情報は、メンテナンスの要否に関する情報、検査の要否に関する情報、使用可否に関する情報の少なくとも１つを有するノズル状態情報を含み、前記移載制御部は、前記移載部により、前記ノズル収納容器において、前記ノズル状態情報の内容によって指定されたノズル収納箇所に前記ノズルを収納する、第１態様から第４態様のいずれか１つに記載のノズル管理装置を提供する。

以下、本開示に係るノズル管理装置の例示的な実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態の具体的な構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成が本開示に含まれる。

（実施形態１）
まず、本開示の実施形態１のノズル管理装置が管理するノズルとそれを使用する装着装置１について図１および図２を参照して説明する。図１は、ノズルが使用される装着装置１の要部の平面図である。図２は、ノズルの斜視図である。図１には、装着装置１が示されており、装着装置１は、部品４を基板３に装着する。

装着装置１の基台１Ａ上には、Ｘ軸方向に伸びる一対のベルトコンベア１Ｂで構成された基板搬送コンベアが２列配置されている。基板搬送コンベアは、Ｘ方向（図１では紙面左から右へ向かう方向）へ基板３を搬送し、２箇所の作業位置１Ｃに基板３を停止させる。本実施の形態の装着装置１は、基台１Ａ上に合計４箇所の作業位置１Ｃを備えている。基台１Ａの４箇所の作業位置１Ｃに隣接する位置には、上面に部品フィーダ２５を配置した台車２１が装着されている。

これらの台車２１は、基台１Ａに設けた連結部１５に着脱自在に連結されるようになっている。連結部１５には台車２１を誘い込むガイド１５ａの他、台車２１を機械的に連結するための機構（不図示）や電気的に接続するためのコネクタ等（不図示）を備えている。装着装置１は、部品４を装着する装着ヘッド５を有している。

装着ヘッド５は、Ｘ軸方向に延びたビーム８（Ｘ軸テーブル）によってＸ方向へ移動可能に支持されており、ビーム８の駆動によってＸ軸方向へ移動する。また、ビーム８はＹ軸方向に伸びたＹ軸テーブル７によってＹ方向へ移動自在に装着されており、Ｙ軸テーブル７の駆動によってＹ方向へ移動する。従って、ビーム８とＹ軸テーブル７は装着ヘッドをＸＹ方向へ移動させる装着ヘッド移動機構５Ａを構成しており、装着ヘッド移動機構５Ａが駆動すると装着ヘッド５は基板３や部品フィーダ２５の上空をＸＹ方向へ移動する。

装着ヘッド５には、Ｚ軸方向に移動可能なノズル６を複数個備えている。ノズル６は部品フィーダ２５によって供給された部品を負圧によって吸引保持し、基板３の装着位置まで搬送して装着する。装着ヘッド５は、ノズル６を着脱可能に保持しており、部品に適合したノズル６に交換しながら部品４を基板３へ装着する作業を実行する。また、装着装置１は、ノズル６が吸着した部品を撮影するカメラ１１と、制御部１３とを備える。

図５において、制御部１３は、装着ヘッド５、装着ヘッド移動機構５Ａ、カメラ１１、フィーダ２５と通信可能に接続されており、所定のプログラムにしたがってこれらの動作を制御し、取得するデータがある場合は取得する。

制御部１３は、画像認識部１３ａ、ショット数カウント部１３ｂ、記憶部１３ｄを含む。画像認識部１３ａはカメラ１１で取得した画像よりノズル６に保持された部品４の位置を認識（部品認識）する。制御部１３は、部品認識の結果を利用して装着ヘッド移動機構５Ａを制御してノズル６に保持された部品４を基板３の装着位置に位置決めする。また、部品認識の結果、吸着ミスや姿勢不良等でノズル６に保持された部品４を基板３に装着できないと画像認識部１３ａが判定したら、制御部１３は、装着ヘッド移動機構５Ａを制御してノズル６に保持されている部品４を廃棄部品として回収するゴミ箱２７へ投棄する。

記憶部１３ｄは装着装置１の動作に必要プログラムやデータ等を格納する他、装着装置１にセットされたチェンジャ９に収納されているノズル６のノズル管理情報を記憶する。制御部１３は、装着装置１で使用されるノズル６のノズル管理情報をホストコンピュータ１９からダウンロードして記憶部１３ｄに記憶する。

ノズル６は、装着される基板３の種類（機種）ごとにチェンジャ９に収納されている。チェンジャ９は装着装置１に連結可能な台車２１の支持ステージ２３に着脱可能に支持されている。

図２に示すように、ノズル６は、筒部６ａと、筒部６ａから下方に延びた吸着管６ｂと、筒部６ａの周囲に張り出したフランジ６ｃとを備える。また、ノズル６は、それぞれ個別のノズルＩＤ番号を示す識別子６ｄを有する。識別子６ｄは、フランジ６ｃ上に、例えば、２次元バーコード、ＱＲコード（登録商標）、または、ＲＦＩＤタグとして付されている。筒部６ａは、装着ヘッド５の昇降シャフト（不図示）の下端部に設けたノズルホルダに保持されることによって装着ヘッド５に保持される。

図１を参照する。台車２１は、装着装置１に部品を供給するための複数種類の部品フィーダ２５と、部品認識で装着不可と判定された廃棄部品を回収するゴミ箱２７と、を搭載している。

以下、図３から図５を参照して本開示の実施形態１について説明する。図３は、ノズル管理装置３１の要部の平面図である。図４は、ノズル管理装置３１および関連装置の制御系の構成を示すブロック図である。以下、ノズル管理装置３１においてチェンジャ９の搬送方向をＹ軸方向（前後方向）とし、Ｘ軸方向（左右方向）とし、上下方向をＺ軸方向とする。Ｙ軸方向、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向とは互いにそれぞれ直交する。

ノズル管理装置３１は、本体３１ａと、作業ステージ３７と、移載部４１と、ノズル収納容器としてのノズルパレット３９を有するノズル収納庫５４と、制御部４２とを備える。

本体３１ａは、その前面には作業ステージ３７を有する。作業ステージ３７は、支持するチェンジャ９からノズル６を取出し、あるいは収納するために使用される領域である。作業ステージ３７は、チェンジャ９を着脱自在に支持し、支持するチェンジャ９からノズル６の着脱を可能にする。作業ステージ３７は、使用済みのノズル６を収納したチェンジャ９を受け入れる入庫作業と、使用可能なノズル６を収納したチェンジャ９を台車２１へ払い出す出庫作業を行う入出庫ステージとしても機能する。作業ステージ３７へは、作業者または移送ロボットがチェンジャ９を搬送する。

ノズルパレット３９は、複数のノズル６を保管するノズル６の収納容器である。ノズルパレット３９は、例えば、例えば、金属製または樹脂製のパレットである。ノズルパレット３９は、ノズル６の大きさに応じて用意されているが、１つのノズルパレット３９に複数種類の大きさのノズル６を収納できてもよい。ノズルパレット３９には、それぞれ個別のノズルパレットＩＤ番号が含まれる識別子３９ａが付されている。識別子３９ａは、例えば、２次元バーコード、ＱＲコード（登録商標）、または、ＲＦＩＤタグとして付されている。

移載部４１は、作業ステージ３７とノズルパレット３９との間でチェンジャ９を移動させる。移載部４１は、移載ヘッド４３と移載ヘッド４３を駆動する移載ヘッド駆動機構４４とを備える。移載ヘッド駆動機構４４は、Ｙ軸方向に平行に延びる一対のレール４４ａと、レール４４ａに沿って可動する可動ビーム４４ｂと、可動ビーム４４ｂ及び可動ビーム４４ｂに沿って移動する移載ヘッド４３をそれぞれ駆動する駆動モータ（不図示）を備える。

移載ヘッド４３は、２種類のノズル用のチャック装置４５、４６と、ノズル６を撮影するカメラ４８とを備える。

チャック装置４５、４６は、それぞれ、ノズル６を把持する装置であり、それぞれ異なる大きさのノズル６を把持する。チャック装置４５は、チャック４５ａとチャック４５ａを上下方向に昇降するシリンダ４５ｂとを備える。チャック４５ａは、例えば、２本のチャック爪４５ｃを有する。チャック爪４５ｃがノズル６を把持する。チャック装置４６も同様に、チャック４５ａとシリンダ４５ｂとを備え、チャック４５ａは、３本のチャック爪４５ｃを有する。このうち、チャック４５ａは、より多くの種類のノズル６の移載に対応するためにシリンダ４５ｂに対して交換可能になっている。

また、ノズル管理装置３１は、ノズル保持チェンジャ５９と、チャック交換器６５とを備える。ノズル保持チェンジャ５９は、交換用のチャック４５ａを収納している。ノズル保持チェンジャ５９の上空でチャック装置４５のシリンダ４５ｂに昇降動作を行わせることにより、チャック４５ａをシリンダ４５ｂから取外す作業や交換用のチャック４５ａをシリンダ４５ｂに装着する作業が実行される。

ノズル収納庫５４は、さらに、ノズルマガジン５５と、ノズルパレット搬送機構５７と、を有する。

ノズルマガジン５５は、複数のノズルパレット３９を収納する収納棚である。ノズルマガジン５５内に、ノズルパレット３９が上下方向に並んで格納されている。ノズルマガジン５５は、ノズル管理装置３１の内部ではその位置は固定されており、上下方向には動かない。ノズルマガジン５５は、前後（ノズルパレット３９の搬送方向）が開放された箱型形状を有し、その内部に複数のノズルパレット３９を上下方向に間隔を空けて水平な姿勢で前後方向にスライド可能に収納する。ノズルマガジン５５の開放された前方には、ノズルパレット搬送機構５７が配置されている。また、後方からは作業者が収納されたノズルパレット３９へアクセス可能になっている。ノズルマガジン５５は動かないので、このため、作業者は手作業でノズルマガジン５５からノズルパレット３９を安全に出し入れすることができる。

ノズルパレット搬送機構５７は、ノズルパレット３９をノズルマガジン５５に搬入およびノズルマガジン５５から搬出する。ノズルパレット搬送機構５７は、ノズルパレット３９を把持する把持部６２と、上下方向（Ｚ軸方向）に昇降するエレベータ６４とを備える。把持部６２は、上下方向に移動可能な２つのアーム６２ａを有し、２つのアーム６２ａはノズルパレット３９の前縁を上下方向に挟んで把持する。また、把持部６２は、エレベータ６４上をＹ軸方向に移動可能であり、エレベータ６４は、その内部に把持部６２をＹ軸方向に移動させる駆動装置（図示省略）を有している。エレベータ６４が上下方向に昇降することで、エレベータ６４の高さを、ノズルマガジン５５内の所望のノズルパレット３９を把持部６２が把持可能な高さに位置させる。そして、駆動装置によって把持部６２をノズルパレット３９へ接近させて把持部６２をノズルパレット３９の把持が可能な位置へ移動させる。把持部６２がノズルパレット３９を把持すると、エレベータ６４内の駆動装置を駆動して把持部６２をノズルマガジン５５から遠ざかる方向へ移動させる。これによりノズルパレット３９をノズルマガジン５５から引き出してエレベータ６４の上に搬出することができる。これとは逆の動作を行えば、エレベータ６４の上のノズルパレット３９をノズルマガジン５５へ搬入することができる。

図４は装着装置１を含む実装システムのブロック図である。装着装置１、ホストコンピュータ１９、ノズル管理装置３１は、有線または無線からなる通信ネットワーク１００に接続されており、相互に通信可能になっている。

ホストコンピュータ１９は、情報処理部１９ａと記憶部１９ｂとを備える。情報処理部１９ａは、各ノズル６の使用情報を基に、各ノズル６がメンテナンスを必要とするか否かを判定する。また、生産工程で必要なノズルをチェンジャ９に集めるようにノズル管理装置３１へ指示する。

ホストコンピュータ１９は、例えば、プロセッサ、ＦＰＧＡ等の演算装置を情報処理部１９ａとして含む。また、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ等の少なくとも１つから構成される記憶装置を記憶部１９ｂとして含み情報処理部１９ａの処理プログラムが記憶されている。

ノズル６が識別子６ｄをＲＦＩＤタグとして有する場合、移載ヘッド４３は、カメラ４８の他にＲＦＩＤタグの読み取り装置を備える。ホストコンピュータ１９の記憶部１９ｄには、それぞれのノズルＩＤ番号と関連づけられたノズル管理情報が記憶されている。

ノズル６の識別子６ｄは、ノズル管理情報と関連づけられている。ノズル管理情報は、装着装置１からのノズル使用情報を基に、ホストコンピュータ１９の情報処理部１９ａがノズル管理情報を更新し、記憶部１９ｂにノズル６ごとに記憶している。

ノズル管理情報は、ノズル基本情報、ノズル状態情報、およびノズルロケーション情報を含む。ノズル基本情報は、ノズルＩＤ（識別情報）、ノズルの種類、名称、および使用開始年月日等の情報を含む。装着装置１やノズル管理装置３１は、識別子６ｄを読み取ることにより、識別子６ｄから得られたノズルＩＤに関連づけられたノズル管理情報をホストコンピュータ１９から取得することができる。

ノズル状態情報は、装着装置１で部品を吸着したショット数、メンテナンス要否情報、検査要否情報、使用可否情報、およびメンテナンス日時（検査や洗浄を実施した日時）の情報が含まれる。ショット数には、新品の状態からこれまで吸着した全ての生涯ショット数と、メンテナンスした後のショット数とが含まれる。ノズル状態情報は、付随するメンテナンス装置（図示省略）によって更新され、更新結果の情報がホストコンピュータ１９へ送信される。

メンテナンス要否情報は、ショット数や使用時間等の所定の判定基準により情報処理部１９ａがそれぞれのノズル６にメンテナンスが必要であるか否かを判定した情報である。ここで、メンテナンスとは少なくともノズル６の洗浄を含む。検査要否情報は、ショット数や使用時間等の所定の判定基準により情報処理部１９ａがそれぞれのノズル６に検査が必要であるか否かを判定した情報である。ここで、ノズルの検査とは、例えば、ノズルを流れるエア流量や、ノズル先端の形状等の検査である。使用可否情報は、メンテナンスの後の完了検査やノズルの検査の際の使用可否の判定結果である。メンテナンス要否情報や検査要否情報は、上述した通り情報処理部１９ａの判定結果に基づいて記録されるが、ショット数や使用時間に関係なく、装着装置１から外されてノズル管理装置３１に戻されるチェンジャ９に収納されているノズル６のメンテナンス要否情報を「要」、検査要否情報を「要」とするようにしてもよい。すなわち、ノズル管理装置３１に戻されるチェンジャ９に収納されているノズル６は必ずメンテナンスと検査を行うという運用でもよい。

ノズルロケーション情報は、ノズル６の収納位置を特定可能な情報である。ノズル６がノズルパレット３９に収納されている場合は、収納されているノズルパレット３９のＩＤ情報と収納位置に関する情報を含む。ノズルパレット３９のどの箇所に収納したかは、移載ヘッド４３の移動量から管理することができ、ノズルパレット３９内の収納箇所まで特定することができる。

また、ホストコンピュータ１９の情報処理部１９ａは、ノズルＩＤをチェンジャ管理情報とも紐付けて記憶部１９ｂに保管している。チェンジャ管理情報は、チェンジャＩＤと、チェンジャロケーション情報を含む。チェンジャＩＤは、各チェンジャ９に識別子９ｅとして付されている。識別子９ｅは、例えば、２次元バーコード、ＱＲコード（登録商標）、または、ＲＦＩＤタグとして付されている。チェンジャロケーション情報は、ノズル管理装置３１内だけでなく、装着装置１や外段取り中の台車２１におけるチェンジャ９の位置についても特定できるように管理されている。

ノズル管理装置３１の制御部４２は、画像認識部４２ａ、機構制御部４２ｂ、移載制御部４２ｃ、記憶部４２ｄを有する。制御部４２は、例えば、プロセッサ、ＦＰＧＡ等の演算装置を、画像認識部４２ａ、機構制御部４２ｂ、移載制御部４２ｃとして含む。また、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ等の少なくとも１つから構成される記憶装置を記憶部４２ｄとして含み画像認識部４２ａ、機構制御部４２ｂおよび移載制御部４２ｃの処理プログラムが記憶されている。制御部４２は、ホストコンピュータ１９と有線または無線により通信接続されている。

ノズル管理装置３１は、保管するノズル６に関するノズル管理情報をホストコンピュータ１９から取得して記憶部４２ｄに記憶させる。移載制御部４２ｃは、このノズル管理情報に基づき、ノズルパレット３９におけるノズル６の移動先を移載部４１に指示する。

例えば、移載制御部４２ｃは、移載部４１に指示して、ノズルパレット３９において、ある種類のノズル６の近くまたは隣接して同じ種類の別のノズル６を収納する。これにより、ノズルパレット３９において、同じ種類のノズル６が互いに近い箇所または隣接した箇所にまとめて収集されるので、同じ種類のノズル６を作業ステージ３７への搬送時間を短縮することができる。例えば、特定のノズル専用のノズルパレット３９を設けて、ノズル６を種類ごとにノズルパレット３９に収容してもよい。また、１枚のノズルパレットを複数の区画に分けてノズル６の種類に応じて対応する区画に収納してもよい。例えば、大型のノズル６をノズルパレット３９において作業ステージ３７側の領域Ｎａに収納させて、小型のノズル６をノズルパレット３９においてノズルマガジン５５側の領域Ｎｆに収納させてもよい。

また、ノズル６の状態別にノズルパレット３９を分ける、または、ノズルパレット３９の収納区画を分けてもよい。例えば、使用不可のノズル専用のノズルパレット３９を用意するか、または、ノズルパレット３９の一部の区画を使用不可のノズル６の収納区画に設定してもよい。例えば、使用不可のノズル６は、ノズルパレット３９において作業ステージから離れたノズルマガジン５５側の領域Ｎｆに収納してもよい。

例えば、移載制御部４２ｃは、移載部４１に指示して、ノズルパレット３９において洗浄の必要なノズル６をノズルパレット３９に収納してもよい。洗浄の必要なノズル６の近くに洗浄の必要な別のノズル６を収納することで、洗浄の必要なノズル６が互いに近い箇所に収集される。これにより、洗浄が必要なノズル６を作業ステージ３７のチェンジャ９に払い出しする際に、搬送時間を短縮することができる。例えば、ノズルパレット３９において洗浄の必要なノズル６を作業ステージ３７側の領域Ｎａに収納することで、より搬送時間を短縮することができる。

チェンジャ９は個別のチェンジャＩＤ情報を有し、ノズル６の大きさや装着装置１のタイプに応じた複数種類のチェンジャ９が用意されている。これにより、ノズル６の収容効率を向上させることができる。また、洗浄が必要なノズル６を収納する洗浄用チェンジャを用意してもよい。洗浄が必要なノズル６を洗浄用チェンジャに収納することで、洗浄が必要なノズルを一括して搬送することができる。

また、移載制御部４２ｃは、移載部４１に指示を送って、待機時間に洗浄が必要なノズル６を洗浄用チェンジャに移載させることで、作業効率を上げることができる。

次に、図７Ａから図９を参照して、作業ステージ３７の構造について説明する。図７Ａは、作業ステージ周辺の平面図であり、図７Ｂは、作業ステージ周辺の平面図である。図８は、作業ステージ周辺の正面図であり、図９は、チェンジャを支持する作業ステージの側面図である。

作業ステージ３７は、チェンジャ９が載置されるステージ台３７ａと、チェンジャ９のシャッタ９ｂ（図１１Ａ参照）をスライドさせるスライド機構３７ｂと、ステージ台３７ａとチェンジャ９との固定を解除する解除部３７ｃと、ステージ台３７ａにチェンジャ９を着脱可能に固定するチェンジャ着脱機構３７ｆと、ノズル管理装置３１と接続されたベース部３７ｇと、を備える。ステージ台３７ａにはチェンジャ９の位置を規制するための位置決めピン３７ｈが配置されている。位置決めピン３７ｈはチェンジャ９に当接することでステージ台３７ａにおけるチェンジャ９の位置を規制する。

スライド機構３７ｂは、チェンジャ９の凹部９ｄ（図１１Ａ参照）に嵌合するアーム３７ｂａとアーム３７ｂａをシャッタ９ｂのスライド方向に往復移動させるアクチュエータ３７ｂｂを備える。

次に、作業ステージ２３に保持されているチェンジャ９の着脱機構およびノズル６をノズルパレット３９へ移載する動作を説明する。

チェンジャ着脱機構３７ｆは、アーム３７ｆａと、押さえ部３７ｆｂと、バネ３７ｆｃを有する。アーム３７ｆａは上下方向に延びており、中央部にステージ台３７ａに取り付けられている支点３７ｆｄを中心に回動可能である。アーム３７ｆａの上端には、チェンジャ９の側部に形成された突起９ｃを押さえる押さえ部３７ｆｂが取り付けられている。

作業ステージ３７のステージ台３７ａの下面から下方に突出する突出部３７ｋにバネ３７ｆｃの一端が接続され、アーム３７ｆａの中央部にバネ３７ｆｃの他端が接続されている。これにより、アーム３７ｆａは押さえ部３７ｆｂが、ステージ台３７ａに保持されているチェンジャ９の方に付勢されており、押さえ部３７ｆｃとステージ台３７ａとで突起９ｃを挟んでチェンジャ９を作業ステージ３７に固定する。

例えば、チェンジャ９を作業ステージ３７にセットする場合、作業者が操作盤（図示省略）からノズル管理装置１にチェンジャ９の交換指示をすると、機構制御部４２ｂは解除部３７ｃを作動し、例えば、シリンダの先端を押し出すことで、アーム３７ｆａの下端を作業ステージ３７側へ押し出す。これにより、アーム３７ｆａが支点３７ｆｄを中心に回動し、押さえ部３７ｆｂが外方へ離れ、チェンジャ９を作業ステージ３７のステージ台３７ａにセット可能になる。また、セットされているチャンジャ９を作業ステージ３７から取り外す場合も、作業者が操作盤から指示することで、解除部３７が作動し、押さえ部３７ｆｂによる固定が解除される。

チェンジャ９が作業ステージ３７にセットされた後、作業者が操作盤からノズル交換の指示を出すと、機構制御部４２ｂは、チャンジャ９内のノズル固定を解除する動作を制御する。

図１１Ａから図１１Ｃを参照して、作業ステージ３７に保持されているチェンジャ９のノズル６の固定を解除する動作を説明する。図１１Ａは、シャッタ９ｂが閉状態のチェンジャ９の平面図である。図１１Ｂは、シャッタ９ｂが閉状態のチェンジャ９の側面図である。図１１Ｃは、シャッタ９ｂが開状態のチェンジャ９の平面図である。チェンジャ９は、ベース部９ａとベース部９ａの面上を長手方向にスライド可能なシャッタ９ｂと、シャッタ９ｂをスライドさせるスライド機構３７ｂ（図７Ａ参照）と連結用の凹部９ｄと、を有する。

ベース部９ａとシャッタ９ｂとの間には上下方向に隙間が空けられている。この隙間に、ベース部９ａに載置されたノズル６のフランジ６ｃが位置している。シャッタ９ｂには、ノズル６のフランジ６ｃよりも直径が大きい大孔部９ｂａと、フランジ６ｃの直径よりも狭く筒部６ａの直径よりも幅広のスリット部９ｂｂとがノズル６の配列方向に沿って交互に形成されている。

シャッタ９ｂが、ノズル６のフランジ６ｃ上にスリット部９ｂｂが位置する閉状態のとき、ノズル６はチェンジャ９に固定されている。また、シャッタ９ｂが、ノズル６のフランジ６ｃ上に大孔部９ｂａが位置する開状態の場合、ノズル６をチェンジャ９から取り外し可能な状態である。

チェンジャ９が作業ステージ３７にセットされている状態において、アーム３７ｂａは凹部９ｄに挿入されている。ノズル６の移載作業を行う際、機構制御部４２ｂからスライド機構３７ｂへの指示により、アーム３７ｂａを閉位置から開位置へ移動させる。これにより、シャッタ９ｂが閉位置から開位置へスライドし、ノズル６が取り外し可能な状態になる。この状態で、移載制御部４２ｃは、移載ヘッド４３を駆動制御して必要なノズル６を作業ステージ３７上のチェンジャ９から取り出して、ノズルパレット３９へ移動させる。また、逆に、移載ヘッド４３は、ノズルパレット３９から、ノズル６を作業ステージ３７上のチェンジャ９へ移動させる。ノズルの移載作業が終了すると、機構制御部４２ｂからスライド機構３７ｂへの指示により、アーム３７ｂａを開位置から閉位置へ移動させる。これにより、シャッタ９ｂが開位置から閉位置へスライドし、ノズル６が取り外し不可の状態になる。

本実施形態のノズル管理装置３１によれば、部品を基板３に装着する装着装置１で使用される部品保持用のノズル６を管理するノズル管理装置３１であって、装着装置１に着脱自在にセット可能で、複数のノズル６を収納するチェンジャ９を着脱自在に支持するとともに支持されたチェンジャ９からノズル６の着脱を可能にする作業ステージ３７と、複数のノズル６を収納するノズルパレット３９と、作業ステージ３７に支持されたチェンジャ９とノズルパレット３９との間でノズル６を移動させる移載部４１と、複数のノズルパレットを収納するノズルマガジン５５と、ノズルパレットを、ノズルマガジン５５に搬入およびノズルマガジン５５から搬出するノズルパレット搬送機構５７と、を備える。これにより、簡単な構成で使い勝手のよいノズル管理装置を実現することができる。

ノズルマガジン５５は、前後が開放された箱型形状を有し、その内部に複数の前記ノズル収納容器を上下方向に間隔を空けて水平な姿勢で前後方向にスライド可能に収納し、
前記ノズル収納容器搬送機構は、前記マガジンの前方で昇降して所望のノズル収納容器を前方へ出し入れしてもよい。

ノズルマガジン５５は、開放された後方から作業者による前記ノズル収納容器の出し入れが可能になっていてもよい。

ノズル６は、個別の識別子６ｄを有し、識別子６ｄは、ノズル管理情報と関連づけられており、識別子６ｄの情報を読み取るカメラ４８および画像認識部と、ノズル管理情報に基づき、ノズルパレット３９におけるノズル６の移動先を移載部４１に指示する移載制御部４２ｃを備えてもよい。

ノズル管理情報は、メンテナンスの要否に関する情報、検査の要否に関する情報、使用可否に関する情報の少なくとも１つを有するノズル状態情報を含み、移載制御部４２ｃは、ノズルパレット３９において、ノズル状態情報の内容によって指定されたノズル収納箇所にノズル６を収納してもよい。

作業ステージ３７に、メンテナンスまたは検査が必要なノズル６を収納するためのチェンジャ９が支持されている場合、移載制御部４２ｃは、ノズル状態情報に基づいてメンテナンスまたは検査が必要なノズル６を、移載部４１により、ノズルパレット３９から取り出してチェンジャ９へ移載してもよい。

本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。また、各実施形態における要素の組合せや順序の変化は、本開示の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

なお、前記様々な実施形態および変形例のうちの任意の実施形態あるいは変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本開示に係るノズル管理装置は、部品を基板に装着する装着装置で使用される部品保持用のノズルを管理するノズル管理装置に適用可能である。

１装着装置
３基板
４部品
５装着ヘッド
６ノズル
６ａ筒部
６ｂ吸着管
６ｃフランジ
６ｄ識別子
７レール
８可動ビーム
９チェンジャ
９ａベース部
９ｂシャッタ
９ｃ突起
９ｄ凹部
９ｅ識別子
１１カメラ
１３制御部
１３ａ画像認識部
１３ｂショット数カウント部
１３ｄ記憶部
１５連結部
１９ホストコンピュータ
１９ａ情報処理部
１９ｂ記憶部
２１台車
２１ａ本体
２３支持ステージ
２５部品フィーダ
２７ゴミ箱
３１ノズル管理装置
３１ａ本体
３７作業ステージ
３７ａステージ台
３７ｂスライド機構
３７ｂａアーム
３７ｂｂアクチュエータ
３７ｃ解除部
３７ｆチェンジャ着脱機構
３７ｇベース部
３７ｈピン
３７ｋ突出部
３９ノズルパレット
３９ａ識別子
４１移載部
４２制御部
４２ａ画像認識部
４２ｂ機構制御部
４２ｃ移載制御部
４２ｄ記憶部
４３移載ヘッド
４４移載ヘッド駆動機構
４４ａレール
４４ｂ可動ビーム
４５チャック装置
４５ａチャック
４５ｂシリンダ
４５ｃチャック爪
４６チャック装置
４６ａシリンダ
４６ｂチャック
４６ｃチャック爪
４８カメラ
５４ノズル収納庫
５５ノズルマガジン
５７ノズルパレット搬送機構
５９ノズル保持チェンジャ
６２把持部
６１ａアーム
６４エレベータ

Claims

部品を基板に装着する装着装置で使用される部品保持用のノズルを管理するノズル管理装置であって、
前記装着装置に着脱自在にセット可能で、複数の前記ノズルを収納するチェンジャを着脱自在に支持するとともに支持された前記チェンジャから前記ノズルの着脱を可能にする作業ステージと、
複数の前記ノズルを収納するノズル収納容器と、
前記作業ステージに支持された前記チェンジャと前記ノズル収納容器との間で前記ノズルを移動させる移載部と、
複数の前記ノズル収納容器を収納するノズルマガジンと、
前記ノズル収納容器を、前記ノズルマガジンに搬入および前記ノズルマガジンから搬出するノズル収納容器搬送機構と、
を備え、
前記ノズルは、個別の識別子を有し、
前記識別子は、使用頻度に関するノズル管理情報と関連づけられており、
前記ノズル管理情報の前記使用頻度に基づき、前記ノズル収納容器における前記ノズルの収納位置を前記移載部に指示する移載制御部を備える、
ノズル管理装置。
前記ノズルマガジンは、前後が開放された箱型形状を有し、その内部に複数の前記ノズル収納容器を上下方向に間隔を空けて水平な姿勢で前後方向にスライド可能に収納し、
前記ノズル収納容器搬送機構は、前記ノズルマガジンの前方で昇降して所望のノズル収納容器を前方へ出し入れする、
請求項１に記載のノズル管理装置。
前記ノズルマガジンは、開放された後方から作業者による前記ノズル収納容器の出し入れが可能になっている、
請求項２に記載のノズル管理装置。
前記ノズル管理情報は、メンテナンスの要否に関する情報、検査の要否に関する情報、使用可否に関する情報の少なくとも１つを有するノズル状態情報を含み、
前記移載制御部は、前記移載部により、前記ノズル収納容器において、前記ノズル状態情報の内容によって指定されたノズル収納箇所に前記ノズルを収納する、
請求項１に記載のノズル管理装置。