JP2000022396A - 電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ノズルによる電子部品の吸着ミスを低減でき、
配線基板への実装精度を向上させることができる電子部
品実装装置を比較的安価に提供する。 【解決手段】 電子部品１３を吸着、解放するノズル１
２と、ノズル１２を移動するＨ軸移動機構１１と、ノズ
ル１２と電子部品１３とが接触する位置に移動させる制
御装置３１と、電子部品１３とノズル１２との接触位置
を検出する接触位置検出部３８と、接触位置に基づいて
電子部品の吸着位置を補正する吸着／解放位置補正部４
１とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を配線基
板に実装する電子部品実装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を配線基板に実装する電子部品
実装装置では、たとえば、パーツカセットに収容された
電子部品を吸着ノズルによって真空吸着し、この電子部
品を吸着した吸着ノズルを配線基板の所定の位置の上方
に移動し、電子部品を吸着した吸着ノズルを配線基板に
対して所定の位置まで近接させ、電子部品を解放するこ
とによって配線基板に電子部品を実装する。上記の電子
部品実装装置では、電子部品の配線基板への実装効率を
向上させるためには、電子部品を吸着ノズルによって確
実にかつ適切な姿勢で吸着し、配線基板への実装位置に
適切に装着する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸着ノ
ズルによる電子部品の吸着においては、吸着ノズルは電
子部品の形状等に応じて複数種類から適宜選択して使用
されるが、各吸着ノズル間には、組み立て精度、寸法精
度のばらつきが存在する。また、電子部品を供給する各
パーツカセットにも寸法精度のばらつきが存在する。吸
着ノズルによって電子部品を吸着する際に、たとえば、
図９に示すように、吸着ノズル５５の長さ寸法Ａとパー
ツカセット５１の高さ寸法Ｂが適正な寸法であれば、エ
ンボステープ５２のエンボス部に収容された電子部品５
３は確実にかつ適切な姿勢で吸着される。吸着ノズル５
５の長さ寸法Ａおよびパーツカセット５１の高さ寸法Ｂ
の少なくとも一方が適正な寸法よりも短い場合には、図
９（ｂ）に示すように、電子部品５３と吸着ノズル５５
の先端の間には隙間が生じ、この状態で電子部品５３を
吸着すると、確実な吸着保持ができなかったり、図に示
すように吸着ノズル５５に対して電子部品５３の姿勢が
傾いたりする不具合が発生しやすくなる。吸着ノズル５
５の長さ寸法Ａおよびパーツカセット５１の高さ寸法Ｂ
の少なくとも一方が適正な寸法よりも長い場合には、図
９（ｃ）に示すように、吸着ノズル５５がエンボステー
プ５２のエンボス部内まで突出して電子部品５３をパー
ツカセット５１に押しつける。このため、電子部品５３
がエンボステープ５２に食いついてしまい、吸着ノズル
５５によって電子部品５３を吸着保持できないことがあ
る。また、吸着ノズル５５によって電子部品を確実に吸
着するには、通常、吸着ノズル５５を、たとえば、１ｍ
ｍ以下の所定の押し込み量でパーツカセット５１に向け
て押し込んだ状態で吸着する必要があるが、上記のよう
に吸着ノズル５５とパーツカセット５１との相対位置が
ばらつくと押し込み量がばらつき、吸着ミスが発生しや
すくなる。

【０００４】吸着ノズルによって吸着保持された電子部
品の配線基板の実装位置への実装においては、上記した
吸着ノズルの組み立て精度、寸法精度のばらつきととも
に、配線基板のそり等の変形による配線基板の形状誤差
が存在する。吸着ノズルの組み立て精度、寸法精度およ
び配線基板の形状誤差が存在すると、吸着ノズルに吸着
された電子部品と配線基板の実装部との相対位置がばら
つき、この相対位置が近すぎると配線基板がたわみ、吸
着ノズルから解放された電子部品が配線基板上で跳ねて
実装部からずれてしまうことが発生しやすくなる。電子
部品と配線基板の実装部とが接触せず離れた状態で電子
部品を吸着ノズルから解放すると、配線基板の実装部に
設けられた接着剤やクリームハンダなどに電子部品が適
切に付着せず、実装ミスが発生しやすくなる。

【０００５】一方、上記の吸着ノズルやパーツカセット
の寸法誤差、配線基板の形状誤差を個々に管理すること
は可能であるが、この管理作業は煩雑となり、電子部品
の実装作業の効率の低下を招くという不利益があり、寸
法等の測定装置を電子部品実装装置に備えると電子部品
実装装置が高コストとなるといった不利益がある。

【０００６】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであって、ノズルによる電子部品の吸着ミスを低減で
き、配線基板への実装精度を向上させることができる電
子部品実装装置を比較的安価に提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、電子部品を吸
着、解放するノズルと、所定の位置に配置された電子部
品または所定の位置に配置された配線基板の実装位置に
対して前記ノズルを移動させ位置決めする移動位置決め
手段とを有し、前記配線基板の実装位置に前記電子部品
を実装する電子部品実装装置であって、前記ノズルと前
記電子部品とが接触する位置、または、前記ノズルに吸
着された電子部品と前記配線基板とが接触する位置に当
該ノズルを移動させる制御指令を前記移動位置決め手段
に出力する制御手段と、前記電子部品と前記ノズルとの
接触位置または前記ノズルに吸着された電子部品と前記
配線基板との接触位置を検出する接触位置検出手段と、
前記接触位置に基づいて、前記ノズルと前記電子部品と
の相対位置、または、前記ノズルに吸着された前記電子
部品と前記配線基板との相対位置が所定の値となるよう
に前記ノズルの前記電子部品の吸着位置または解放位置
を補正する吸着／解放位置補正手段とを有し、前記制御
手段は、補正されたノズルの吸着位置または解放位置に
基づいて前記ノズルを駆動制御する。

【０００８】本発明では、接触位置検出手段によって、
ノズルと電子部品との接触位置またはノズルに吸着保持
された電子部品と配線基板との接触位置を検出すること
によりノズルと電子部品または配線基板との正確な相対
位置が検出される。この相対位置に基づいて吸着／解放
位置補正手段によって吸着位置または解放位置が補正さ
れることにより、ノズルと電子部品またはノズルに吸着
された電子部品と配線基板との位置が常に一定となり、
正確な吸着、解放が行われる。

【０００９】前記制御手段は、前記ノズルと前記電子部
品とが接触する所定の吸着位置、または、前記ノズルに
吸着された電子部品と前記配線基板とが接触する所定の
解放位置に前記ノズルを移動させ、前記吸着／解放位置
補正手段によって補正された前記所定の吸着位置または
解放位置に基づいて新たな電子部品または前記配線基板
の新たな実装位置に対して前記ノズルを駆動制御する。

【００１０】前記制御手段は、前記ノズルと前記電子部
品とが所定の距離だけ離間する所定の吸着位置に前記ノ
ズルを移動させ、この吸着位置からさらに前記ノズルを
前記電子部品に接触するまで移動させ、前記吸着／解放
位置補正手段によって補正された前記所定の吸着位置に
基づいて新たな電子部品に対して前記ノズルを駆動制御
する。

【００１１】前記接触位置検出手段は、電子部品と前記
ノズルとの接触または前記ノズルに吸着された電子部品
と前記配線基板との接触によって前記ノズルの移動加速
度が変化する位置を検出して前記ノズルと前記電子部品
または前記配線基板との接触位置を検出する。

【００１２】前記接触位置検出手段は、電子部品と前記
ノズルとの接触または前記ノズルに吸着された電子部品
と配線基板との接触によって前記移動位置決め手段に入
力される外乱を検出して前記ノズルと前記電子部品また
は前記配線基板との接触位置を検出する。

【００１３】前記移動位置決め手段は、可動部の移動量
を検出する位置検出器と移動速度を検出する速度検出器
と可動部を駆動する駆動電流を検出する電流検出器と備
えた駆動モータと、前記移動量、移動速度および駆動電
流に基づいて前記駆動モータの駆動制御を行なうサーボ
制御手段とを有し、前記接触位置検出手段は、前記電流
検出器からの電流検出値および前記速度検出器からの速
度検出値の微分値に基づいて接触時点を検出し、この接
触時点に対応する前記位置検出器からの位置検出値から
前記接触位置を検出する。

【００１４】前記吸着／解放位置補正手段は、前記接触
位置と予め設定された前記ノズルの前記電子部品への押
し込み量または前記ノズルに吸着された電子部品の前記
配線基板への押し込み量とから前記吸着位置または前記
解放位置を補正する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形
態に係る電子部品実装装置の全体構成を示す図である。
図１に示す電子部品実装装置１において、Ｙ軸方向に沿
ってＹ１軸レール２およびＹ２軸レール３が平行に設け
られている。Ｙ１軸レール２およびＹ２軸レール３上に
は、Ｘ軸方向に沿ってＸ軸レール４が図示しない駆動機
構によってＹ１軸レール２およびＹ２軸レール３に沿っ
て移動可能に設けられている。Ｘ軸レール４には、ヘッ
ド部５が図示しない駆動装置によってＸ軸レール４に沿
って移動可能に設けられている。ヘッド部５は、Ｙ１軸
レール２およびＹ２軸レール３とＸ軸レール４の各軸方
向に沿って駆動されることより、所定の位置に配置され
た電子部品カセット１６または配線基板１５の上方の任
意の位置に移動可能となっている。

【００１６】図２は、ヘッド部５の構成を示す拡大図で
ある。図２に示すヘッド部５は、ノズル１２をＺ軸方向
に沿うＨ軸方向に昇降する、すなわちノズル１２を電子
部品カセット１６または配線基板１５に対して近接、離
間させる方向に移動可能なＨ軸移動機構１１を有してい
る。図３は、Ｈ軸移動機構１１の一構成例を示す図であ
る。Ｈ軸移動機構１１は、ノズル１２はガイド１６によ
ってＨ軸方向に案内されてているとともに、ラック１９
が固定されている。サーボモータ１７の回転軸にはラッ
ク１９に噛合するピニオン１８が固定されており、ラッ
ク１９およびピニオン１８によってサーボモータ１７の
回転駆動力を直動力に変換してノズル１２に伝達する。
サーボモータ１７には、サーボモータ１７の回転位置制
御および回転速度制御を行なうサーボユニット２１が接
続されており、サーボユニット２１は、電子部品実装装
置１を総合的に制御する制御装置３１に接続されてい
る。なお、本実施形態では、サーボモータ１７の回転駆
動力をラック１９およびピニオン１８によって直動力に
変換してノズル１２をＨ軸方向に駆動する構成とした
が、たとえば、リニアモータを用いてノズル１２を直接
直動させる構成とすることも可能である。

【００１７】図４は、サーボユニット２１の一構成例を
示す図である。サーボユニット２１は、位置指令器２２
と、位置制御器２３と、速度制御器２４と、電流制御器
２５と、電力変換器２６とを有する。サーボモータ１７
は、サーボモータ１７の回転軸の回転速度を検出する回
転速度検出器２７と、回転位置を検出する位置検出器２
８と、サーボモータ１７の駆動電流を検出する電流セン
サ２９とを有する。位置検出器２８には、サーボモータ
１７の回転量を検出するインクリメンタル方式のロータ
リエンコーダやサーボモータ１７の絶対的な回転位置を
検出できるアブソリュート方式のロータリエンコーダ
や、レゾルバ等の各種の位置検出器を用いることができ
る。回転速度検出器２７には、たとえば、サーボモータ
１７の回転速度に応じた電圧を発生するタコジェネレー
タを用いることができ、また、位置検出器２８の検出値
の単位時間毎の差分をとることによりサーボモータ１７
の回転速度を検出することも可能である。電流センサ２
９には、電流検出用のコイルや、ホール素子等を用いる
ことができる。位置検出器２８、回転速度検出器２７お
よび電流センサ２９の各検出値は、サーボユニット２１
にフィードバックされているとともに、制御装置３１に
も入力されている。

【００１８】位置指令器２２は、制御装置３１から出力
されたノズル１２の移動すべき吸着位置または解放位置
をたとえば、パルス量等のサーボモータ１７の回転すべ
き回転量である位置指令ｒp に変換して減算器ｄｅｃ１
に出力する減算器ｄｅｃ１では、位置指令ｒp と位置検
出器２８からフィードバックされた検出値Ｐから位置偏
差Ｐe が算出され位置制御器２３に出力される。位置制
御器２３は、位置検出器２８の検出したサーボモータ１
７の回転量Ｐと位置指令ｒp との位置偏差Ｐe に比例動
作を施して速度指令ｒv とし、減算器ｄｅｃ２に出力す
る。減算器ｄｅｃ２では、回転速度検出器２７からフィ
ードバックされた検出値Ｖと速度指令ｒv との速度偏差
Ｖe が算出され、速度制御器２４に出力される。速度制
御器２４は、速度指令ｒv と回転速度検出器２７の検出
値Ｖとの速度偏差Ｖe に、比例動作、積分動作、微分動
作のいずれかまたはこれらの組合せを施して電流指令ｒ
i とし、この電流指令ｒi を減算器ｄｅｃ３に出力す
る。減算器ｄｅｃ３では、電流指令ｒi と電流センサ２
９からフィードバックされた検出値Ｉとの電流偏差Ｉe
が算出され、電流偏差Ｉe が電流制御器２５に出力され
る。電流制御器２５は、電流偏差Ｉe に比例動作、積分
動作等を施して電力変換器２６に出力する。電力変換器
２６は、電流制御器２５からの指令に応じた電流を電源
からサーボモータ１７に供給する。

【００１９】図２において、ヘッド部５は、ノズル１２
をＲ軸方向に回転可能なＲ軸回転機構１０と、ノズル１
２の下方に設けられた、ノズル１２に対して所定の角度
で傾斜する反射面７ａを有するミラー７と、ミラー７の
反射面７ａに反射した像を所定の方向に反射する反射面
８ａを有するミラー８と、ミラー８の反射面８ａで反射
した像を撮像するカメラ部６とを有する。ミラー７は、
Ｍ軸方向にミラー７を移動するＭ軸移動機構９に保持さ
れているとともに、ノズル１２が吸着した電子部品１３
に光を照らすための照明装置１４が設けられている。

【００２０】上記構成のヘッド部５を有する電子部品実
装装置１の基本的動作は、まず、Ｙ１軸レール２および
Ｙ２軸レール３とＸ軸レール４とに沿ってヘッド部５が
移動されることにより、電子部品１３が整列して配置さ
れている電子部品カセット１６の上方にノズル１２が移
動する。Ｈ軸移動機構１１によってノズル１２が電子部
品１３に対して降下し、ノズル１２が電子部品１３を吸
着し、Ｈ軸移動機構１１によって電子部品１３が上方に
持ち上げられる。次いで、Ｍ軸移動機構９によってミラ
ー７と照明装置１４とが、ノズル１２によって吸着保持
された電子部品１３の下方に移動する。ここで、照明装
置１４が点灯し、ノズル１２に吸着保持された電子部品
１３に光を照らす。電子部品１３の像は、ミラー７の反
射面７ａで反射され、ミラー８の反射面８ａに入射し、
反射面８ａで反射されてカメラ部６に入射し、電子部品
１３の像がカメラ部６において撮像される。カメラ部６
において撮像された電子部品１３の像は、所定の画像処
理装置によって画像処理され、電子部品１３の中心位置
と電子部品１３の向き（角度）が算出される。次いで、
Ｍ軸移動機構９によってミラー７および照明装置１４が
ノズル１２とが干渉しない位置に移動され、ノズル１２
に吸着保持された電子部品１３は、Ｒ軸回転機構１０に
よって配線基板１５の実装向きに合致した向きに回転さ
れる。ノズル１２は、配線基板１５の上方に移動され、
Ｈ軸移動機構１１によって配線基板１５の実装位置に対
して降下され、ノズル１２に吸着保持された電子部品１
３が配線基板１５の実装位置に実装される。

【００２１】ここまでは、電子部品実装装置１の基本構
成および基本動作について説明したが、本実施形態に係
る電子部品実装装置１はノズル１２のＨ軸方向の駆動方
法に特徴を有しており、以下にノズル１２のＨ軸方向の
駆動制御を行なう制御装置３１の構成について説明す
る。図５は、制御装置３１の一構成例を示す図である。
制御装置３１は、制御プログラム保持部３２と、位置指
令生成部３３と、接触位置検出部３４と、電流検出値入
力部３５と、回転速度入力部３６と、回転位置入力部３
７と、吸着時ノズル移動量保持部３８と、解放時ノズル
移動量保持部３９と、吸着／解放位置決定部４０とを有
しいる。

【００２２】制御プログラム保持部３２は、電子部品実
装装置１を動作させるための予め用意されている制御プ
ログラムを保持する。制御指令出力部３３は、制御プロ
グラム保持部３２に保持された制御プログラムに基づい
てノズル１２を駆動する制御指令をサーボユニット２１
の位置指令発生器２２に出力する。吸着位置／解放位置
保持部３４は、ノズル１２の電子部品１３を吸着する位
置および電子部品１３を解放する位置が予め設定保持さ
れており、制御指令出力部３３は、吸着位置／解放位置
保持部３４に保持されたデータを参照してノズル１２を
駆動する制御指令を出力する。

【００２３】電流検出値入力部３５は、サーボモータ１
７に設けられた電流センサ２９の検出値を所定のサンプ
リング時間毎にサンプリングして、所定のデータ形式に
変換し、この変換された電流値を保持する。回転速度入
力部３６は、サーボモータ１７に設けられた回転速度検
出器２７の検出値を所定のサンプリング時間毎にサンプ
リングして、所定のデータ形式に変換し保持する。回転
位置入力部３７は、サーボモータ１７に設けられた位置
検出器２８の検出値を所定のサンプリング時間毎にサン
プリングして、所定のデータ形式に変換し保持する。

【００２４】接触位置検出部３８は、電流検出値入力部
３５、回転速度入力部３６および回転位置入力部３７に
入力されたデータに基づいて、ノズル１２と電子部品１
３との接触位置またはノズル１２に吸着保持された電子
部品１３と配線基板１５とが接触したときのノズル１２
の位置を検出する。

【００２５】サーボモータ１７に設けられた回転速度検
出器２７の検出するサーボモータ１７の回転速度を微分
することにより得られるノズル１２の加速度波形は、ノ
ズル１２が電子部品１３または電子部品１３を介して配
線基板１５に接触（衝突）することにより変化する。ま
た、サーボモータ１７の駆動電流波形は、サーボモータ
１７が出力するトルク波形に等しいことから、ノズル１
２が電子部品１３または電子部品１３を介して配線基板
１５に接触（衝突）すると、サーボモータ１７には外乱
トルクが入力され、サーボモータ１７はこの外乱トルク
を打ち消すためのトルクを発生する。このことから、接
触位置検出部３４は、ノズル１２の加速度波形およびサ
ーボモータ１７の駆動電流波形から接触時点を検出する
ことができる。

【００２６】図６は、ノズル１２に接触による外力が働
かない場合の所定の位置までの移動の際のサーボモータ
１７の出力するトルク波形およびノズル１２の加速度波
形の一例を示す図である。図６（ａ）および（ｂ）に示
すように、ノズル１２を下向きに移動させたとき、動き
始めにはノズル１２を下方向に加速するトルクが発生さ
れ、ある位置でノズル１２を減速するトルクが発生さ
れ、ノズル１２は所定の位置で停止する。この場合に
は、サーボモータ１７の出力するトルク波形およびノズ
ル１２の加速度波形は、ノズル１２に外力が働かないた
め滑らかに変化する。

【００２７】一方、図７は、ノズル１２に接触による外
力が作用する場合のノズル１２の移動の際のサーボモー
タ１７の出力するトルク波形およびノズル１２の加速度
波形の一例を示す図である。ノズル１２が電子部品１３
または配線基板１５に接触（衝突）すると、この衝突に
よる外乱トルクを打ち消すため、図７（ａ）に示すよう
に、ノズル１２を加速させる方向のトルクが発生する。
また、図７（ｂ）に示すように、ノズル１２には衝突に
よってノズル１２を減速させる方向の加速度が急激に増
加する。

【００２８】接触位置検出部３８は、たとえば、予め図
６に示した非衝突時のトルク波形および加速度波形のデ
ータを保持しておき、これとサンプリングしたトルク波
形および加速度波形のデータとをそれぞれ比較すること
により、ノズル１２と電子部品１３または配線基板１５
との衝突時点を検出することができる。また、たとえ
ば、サンプリングしたトルク波形および加速度波形のデ
ータのサンプリング時間毎の差分値を算出することによ
り、衝突によるトルクおよび加速度の急峻な変化をトリ
ガー状にして得ることができ、このトリガーの発生時点
を衝突時点（接触時点）とすることも可能である。

【００２９】本実施形態では、トルク波形および加速度
波形のデータの両方を用いて検出する構成としている
が、トルク波形および加速度波形のデータのいずれか一
方のみから衝突時点を検出することも可能である。しか
しながら、トルク波形および加速度波形にノイズが含ま
れている場合に、一方のみからでは衝突時点を誤検出す
ることもありうるが、図７に示したように、衝突時にト
ルク波形および加速度波形の変化は、向きが互いに逆と
なるため、両者の向きが逆となっていることを確認する
ことにより、より確実な衝突時点の検出ができる。

【００３０】接触位置検出部３８では、トルク波形およ
び加速度波形のデータから衝突時点を検出すると、この
衝突時点に対応するノズル１２の位置を移動量入力部３
７においてサンプリングされた移動量データに基づいて
検出し、これがノズル１２と電子部品１３またはノズル
１２に吸着された電子部品１３と配線基板１５との接触
位置となる。

【００３１】吸着時押し込み量保持部３９は、ノズル１
２と電子部品１３との接触位置からノズル１２の電子部
品１３を押し込むべき押し込み量を予め保持している。
ノズル１２の押し込み量は、電子部品１３の種類、形状
等に応じて設定されており、たとえば、１ｍｍ以下の押
し込み量が設定される。

【００３２】解放時押し込み量保持部４０は、ノズル１
２に吸着保持された電子部品１３と配線基板１５との接
触位置からノズル１２が電子部品１３を配線基板１５に
対して押し込むべき押し込み量を予め保持している。ノ
ズル１２の押し込み量は、電子部品１３の種類、形状等
に応じて設定されている。

【００３３】吸着／解放位置補正部４１は、吸着位置／
解放位置保持部３４に保持されたノズル１２の吸着位置
または解放位置を、ノズル１２と電子部品１３との相対
位置、または、ノズル１２に吸着された電子部品１３と
配線基板１５との相対位置が所定となるように補正す
る。すなわち、接触位置検出部３８において検出された
接触位置に吸着時押し込み量保持部３９または解放時押
し込み量保持部４０に保持された押し込み量を加えた位
置と、吸着位置／解放位置保持部３４に保持されたノズ
ル１２の吸着位置または解放位置とが異なる場合には、
接触位置検出部３８で検出された接触位置に押し込み量
を加えたものを新たな吸着位置または解放位置とする。
これにより、吸着位置／解放位置保持部３４に保持され
たノズル１２の吸着位置または解放位置は更新され、制
御指令出力部３３は、吸着位置／解放位置保持部３４の
更新されたデータを参照してノズル１２を駆動する制御
指令を出力する。

【００３４】図８は、本発明の一実施形態に係る電子部
品実装装置の実装動作の一例を説明するためのフローチ
ャートであり、図８に基づいて本実施形態に係る電子部
品実装装置の動作例について説明する。まず、ヘッド部
５が電子部品カセット１６に対して所定の位置に移動さ
れた状態で、制御装置３１は吸着位置／解放位置保持部
３４に保持された吸着位置Ｈiに基づいてノズル１２を
駆動する制御指令がサーボユニット２１に出力される
（ステップＳ１）。

【００３５】ノズル１２が電子部品１３に対して移動を
開始すると同時に、制御装置３１では、サーボモータ１
７の回転速度検出器２７、位置検出器２８および電流セ
ンサ２９の検出値が、それぞれ移動量入力部３７、回転
速度入力部３６および電流検出値入力部３５によってサ
ンプリングされる（ステップＳ２）。

【００３６】ノズル１２が吸着位置Ｈi に到達するまで
各検出値のサンプリングを行い（ステップＳ３）、接触
位置検出部３８では、回転速度入力部３６でサンプリン
グされた回転速度データを微分してノズル１２の加速度
データを算出し（ステップＳ４）、この加速度データ、
トルク波形データおよび位置データからノズル１２と電
子部品１３との接触位置Ｔi が検出される（ステップＳ
５）。なお、ノズル１２が電子部品１３に衝突し、吸着
位置Ｈi まで到達すると、ノズル１２は電子部品１３を
吸着保持する。

【００３７】次いで、吸着位置／解放位置補正部４１で
は、接触位置Ｔi に吸着時押し込み量保持部３９に保持
された押し込み量Ｈpushを加えた値が、吸着位置Ｈi と
異なる場合には、この値を新たな吸着位置Ｈi+1 とし
て、吸着位置／解放位置保持部３４に保持された吸着位
置を更新する（ステップＳ６）。制御装置３１では、次
の新たな電子部品１３の吸着の際に、新たな吸着位置Ｈ
i+1 に基づいてノズル１２を駆動する（ステップＳ
７）。

【００３８】ここまで、ノズル１２の吸着動作について
説明したが、ノズル１２が吸着した電子部品１３を配線
基板１５に実装する動作についてもノズル１２の吸着動
作と同様である。以上のように、本実施形態によれば、
ノズル１２と電子部品１３との接触位置または電子部品
１３を介したノズル１２と配線基板１５との接触位置を
検出し、この位置から所定の押し込み量Ｈpushで移動し
た位置を新たな吸着位置Ｈi+1 とすることにより、ノズ
ル１２や電子部品カセット１６に寸法誤差が存在しても
ノズル１２は電子部品１３に対して一定の相対位置、一
定の押し込み量で吸着を行なうことができる。同様に、
電子部品１３を吸着したノズル１２と配線基板１５との
相対位置も常に一定とすることができ、電子部品１３を
常に一定の押し込み量で、配線基板１５の実装位置に実
装することができる。この結果、電子部品１３の吸着ミ
スを低減でき、配線基板１５への実装精度を高めること
が可能になる。本実施形態では、吸着ノズル１２の電子
部品１３または配線基板１５に対する相対位置を直接測
定するのではなく、所定の吸着位置または解放位置に移
動したときの電子部品１３または配線基板１５との接触
位置を検出して吸着ノズル１２の電子部品１３または配
線基板１５に対する相対位置を検出するので、吸着ノズ
ル１２の吸着作業、解放作業を従来と同様の動作で行な
うことができ、実装効率が低下することがない。また、
本実施形態に係る電子部品実装装置では、従来の電子部
品実装装置に対して新たな構成部品を追加する必要がな
く、ソフトウェアの改変のみで実施できるため、比較的
安価に実施が可能である。

【００３９】第２実施形態 上記の実施形態では、ノズル１２を吸着位置Ｈi に移動
させて吸着動作をしたときに、ノズル１２と電子部品１
３との接触位置を検出して、この接触位置検出値から吸
着位置Ｈi を補正して新たな吸着位置Ｈi+1 を算出し
て、次の新たな電子部品１３を吸着する際に、ノズルを
新たな吸着位置Ｈi+1 に移動する構成とした。本発明
は、これに限定されず、たとえば、ノズル１２を吸着位
置Ｈi に移動させる際に、ノズル１２の移動速度を低下
させ、ノズル１２と電子部品１３との接触位置の検出お
よび新たな吸着位置Ｈi+1 をリアルタイムに算出して、
ノズル１２を吸着位置Ｈi ではなく新たな吸着位置Ｈi+
1 に移動させる構成とすることも可能である。このよう
な構成とすれば、吸着作業の効率は低下するが、ノズル
１２と電子部品１３との相対位置をさらに正確に維持す
ることが可能となる。

【００４０】第３実施形態 第１の実施形態では、ノズル１２によって電子部品１３
を吸着する際に、所定の押し込み量で電子部品１３に対
してノズル１２を押し込んだ状態で吸着する場合につい
て説明した。これは、ある程度重量の重い電子部品で
は、ノズル１２を押し込んだ状態で吸着しないと十分な
吸着力が得られないためである。しかしながら、たとえ
ば、外形サイズが１ｍｍ×０．５ｍｍ×０．３５ｍｍの
ような微小な電子部品の場合には、電子部品カセット１
６に向けて電子部品１３を押し込むと、電子部品１３を
収容しているテープの下面に電子部品１３が食い込んで
しまい、吸着できなくなることがある。このため、微小
な電子部品の場合には、電子部品と接触するぎりぎりの
位置または０．１ｍｍ程度上方を吸着位置としてノズル
１２を移動し吸着を行なっている。この場合には、吸着
時にノズル１２は通常は電子部品１３に衝突しないた
め、上記第１実施形態の構成ではノズル１２と電子部品
１３との接触位置が検出できない。このため、制御装置
３１は、ノズル１２の交換時または電子部品カセット１
６の交換時に、ノズル１２が低速度で電子部品１３に接
触する位置まで移動させる。このときの接触位置を検出
し、この位置から所定の距離離間した位置をノズル１２
の吸着位置とする補正をする。このような構成とすれ
ば、ノズル１２が電子部品１３に当接しない吸着位置で
吸着する場合にも対応可能となる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、ノズルの電子部品に対
する吸着位置またはノズルの配線基板に対する電子部品
の解放位置を常に一定とすることができ、ノズルによる
電子部品の吸着ミスを低減でき、配線基板への実装精度
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される電子部品実装装置の一構成
例を示す図である。

【図２】図１の電子部品実装装置のヘッド部の構成を示
す拡大図である。

【図３】ノズル駆動部の一構成例を示す図である。

【図４】ノズル駆動部のサーボ制御部の構成例を示す図
である。

【図５】制御装置の一構成例を示す図である。

【図６】電子部品とノズルとの非接触時のトルクおよび
加速度波形を示す図である。

【図７】電子部品とノズルとの接触時のトルクおよび加
速度波形を示す図である。

【図８】本発明の一実施形態に係る電子部品実装装置の
動作例を説明するためのフローチャートである。

【図９】ノズルによって電子部品を吸着する際の様子を
示す図である。。

【符号の説明】

１…電子部品実装装置、１２…ノズル、１３…電子部
品、１５…配線基板、１６…電子部品カセット、１７…
サーボモータ、２１…サーボユニット、２７…回転速度
検出器、２８…位置検出器、２９…電流センサ、３１…
制御装置。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E313 AA02 AA11 AA22 CC04 EE01 EE02 EE03 EE05 EE24 EE33 EE35 EE37 EE38 FF24 FF28 FF31 5H269 AB17 AB22 BB03 BB11 CC01 EE07 FF06 GG02 GG06 HH03 JJ01 JJ02 JJ09 JJ18 JJ20 NN07 NN18 5H303 AA05 BB03 BB08 BB12 CC01 CC10 DD03 DD04 DD09 DD27 EE03 EE07 FF05 FF07 FF08 FF09 FF14 GG14 HH05 HH07 JJ01 JJ04 JJ05 JJ09 KK02 KK12 KK17 KK19 KK33 MM05 MM08 QQ08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品を吸着、解放するノズルと、所定
   の位置に配置された電子部品または所定の位置に配置さ
   れた配線基板の実装位置に対して前記ノズルを移動させ
   て位置決めする移動位置決め手段とを有し、前記配線基
   板の実装位置に前記電子部品を実装する電子部品実装装
   置であって、 前記ノズルと前記電子部品とが接触する位置、または、
   前記ノズルに吸着された電子部品と前記配線基板とが接
   触する位置に当該ノズルを移動させる制御指令を前記移
   動位置決め手段に出力する制御手段と、 前記電子部品と前記ノズルとの接触位置または前記ノズ
   ルに吸着された電子部品と前記配線基板との接触位置を
   検出する接触位置検出手段と、 前記接触位置に基づいて、前記ノズルと前記電子部品と
   の相対位置、または、前記ノズルに吸着された前記電子
   部品と前記配線基板との相対位置が所定の値となるよう
   に前記ノズルの前記電子部品の吸着位置または解放位置
   を補正する吸着／解放位置補正手段とを有し、 前記制御手段は、補正されたノズルの吸着位置または解
   放位置に基づいて前記ノズルを駆動制御する電子部品実
   装装置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、前記ノズルと前記電子部
   品とが接触する所定の吸着位置、または、前記ノズルに
   吸着された電子部品と前記配線基板とが接触する所定の
   解放位置に前記ノズルを移動させ、前記吸着／解放位置
   補正手段によって補正された前記所定の吸着位置または
   解放位置に基づいて新たな電子部品または前記配線基板
   の新たな実装位置に対して前記ノズルを駆動制御する請
   求項１に記載の電子部品実装装置。
3. 【請求項３】前記制御手段は、前記ノズルと前記電子部
   品とが所定の距離だけ離間する所定の吸着位置に前記ノ
   ズルを移動させ、この吸着位置からさらに前記ノズルを
   前記電子部品に接触するまで移動させ、前記吸着／解放
   位置補正手段によって補正された前記所定の吸着位置に
   基づいて新たな電子部品に対して前記ノズルを駆動制御
   する請求項１に記載の電子部品実装装置。
4. 【請求項４】前記接触位置検出手段は、電子部品と前記
   ノズルとの接触または前記ノズルに吸着された電子部品
   と前記配線基板との接触によって前記ノズルの移動加速
   度が変化する位置を検出して前記ノズルと前記電子部品
   または前記配線基板との接触位置を検出する請求項１に
   記載の電子部品実装装置。
5. 【請求項５】前記接触位置検出手段は、電子部品と前記
   ノズルとの接触または前記ノズルに吸着された電子部品
   と配線基板との接触によって前記移動位置決め手段に印
   加される外乱を検出して前記ノズルと前記電子部品また
   は前記配線基板との接触位置を検出する請求項１に記載
   の電子部品実装装置。
6. 【請求項６】前記移動位置決め手段は、可動部の移動量
   を検出する位置検出器と移動速度を検出する速度検出器
   と可動部を駆動する駆動電流を検出する電流検出器と備
   えた駆動モータと、前記移動量、移動速度および駆動電
   流に基づいて前記駆動モータの駆動制御を行なうサーボ
   制御手段とを有し、 前記接触位置検出手段は、前記電流検出器からの電流検
   出値および前記速度検出器からの速度検出値の微分値に
   基づいて接触時点を検出し、この接触時点に対応する前
   記位置検出器からの位置検出値から前記接触位置を検出
   する請求項１に記載の電子部品実装装置。
7. 【請求項７】前記吸着／解放位置補正手段は、前記接触
   位置と予め設定された前記ノズルの前記電子部品への押
   し込み量または前記ノズルに吸着された電子部品の前記
   配線基板への押し込み量とから前記吸着位置または前記
   解放位置を補正する請求項１に記載の電子部品実装装
   置。