JP2001053494A - 電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の吸着ノズルを備えた複数の移載ヘッド
によって同一実装ステージ上の基板に対して効率よく電
子部品の実装を行うことができる電子部品実装方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】 各移載ヘッドに固有のカメラにより電子
部品を撮像して共通の画像処理手段により各電子部品を
認識した後に基板に搭載する電子部品の実装において、
１つの移載ヘッドの電子部品の認識が終了した後に、他
の移載ヘッドの電子部品の認識を開始し、１つの移載ヘ
ッドの電子部品の基板への搭載が終了した後に、他の移
載ヘッドの電子部品の基板への搭載を開始するように予
め排他条件を設定する。これにより、複数の移載ヘッド
についての動作・処理の順序・タイミング上の錯綜を防
止してプログラミングを容易にし、効率の良い電子部品
の実装を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、供給部から電子部
品をピックアップし基板へ実装する電子部品実装方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を基板に実装する電子部品実装
装置では、供給部に収納された電子部品を吸着ノズルを
備えた移載ヘッドによってピックアップし、基板上へ移
送して所定の実装点に搭載する。基板への搭載に際して
は、電子部品の識別や位置ずれ検出の目的で電子部品の
認識が行われる。この認識は搭載動作に先だって移載ヘ
ッドに保持された状態の電子部品を下方からカメラで撮
像することにより行われる。

【０００３】ところで、実装効率を向上させるために移
載ヘッドに複数の吸着ノズルを備えたものが用いられる
ようになっている。この複数ノズルの移載ヘッドでは、
移載ヘッドが供給部に移動してピックアップ動作を行う
際に、それぞれの吸着ノズルによって複数の電子部品を
ピックアップすることができるため、効率の良いピック
アップを行うことができるという利点がある。部品ピッ
クアップ後移載ヘッドは認識のために部品認識用カメラ
の上方に移動し、ここで各電子部品を撮像した後各電子
部品の認識処理を行う。そしてこの後検出された位置ず
れを補正しながら、各電子部品を基板上の当該実装点へ
順次搭載する。実装効率をさらに高める目的で、このよ
うな移載ヘッドを複数備えそれぞれの移載ヘッドに対応
して設けられた供給部から電子部品をピックアップして
同一実装ステージにある基板上に複数の移載ヘッドによ
って電子部品を実装する方法が用いられる場合がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来このよ
うな複数のノズルを備えた移載ヘッドを用いて複数の電
子部品を実装する場合には、移載ヘッドに同時に保持さ
れたすべての電子部品について前述の認識処理を終了し
た後に、基板への搭載を行うための実装動作を開始する
こととしていた。このため、同時保持する電子部品の数
が多い場合には電子部品の認識に長時間を要していた。
そしてこの時間中は実装動作を行わないことから全体の
実装タクトタイムが延長する結果となっており、実装効
率の向上のためにはこのような認識時間に起因する無駄
時間の排除が求められていた。

【０００５】さらに、同一の実装ステージ上の基板に対
して移動範囲が重複した複数の移載ヘッドによって搭載
動作を行わせる場合には、複数の移載ヘッド相互の干渉
をさける必要があるが、従来このような複数ノズルを備
えた複数の移載ヘッドによって、同一実装ステージ上の
基板に対して移載ヘッド相互の干渉を生じることなくか
つ効率よく電子部品の実装を行うための手法は確立され
ておらず、実装効率の向上が困難であるという問題点が
あった。

【０００６】そこで本発明は、複数の吸着ノズルを備え
た複数の移載ヘッドによって同一実装ステージ上の基板
に対して効率よく電子部品の実装を行うことができる電
子部品実装方法を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】請求項１記載の電子部品
実装方法は、電子部品を供給する複数の供給部から、前
記各供給部に対応して設けられ複数の吸着ノズルを備え
た複数の移載ヘッドにより電子部品をピックアップし、
前記各移載ヘッドに固有の撮像手段により電子部品を撮
像して共通の画像認識手段により各電子部品を認識した
後に同一実装ステージ内の基板に搭載する電子部品の実
装方法であって、前記１つの移載ヘッドに一括保持され
た複数の電子部品の認識が終了した後に他の移載ヘッド
に保持された電子部品の認識を開始し、前記１つの移載
ヘッドに一括保持された複数の電子部品の基板への搭載
が終了した後に他の移載ヘッドに保持された電子部品の
基板への搭載を開始し、それぞれの移載ヘッドに一括保
持された各電子部品については、前記電子部品の実装順
序に従って電子部品毎に認識処理を行い認識処理を終え
た電子部品について順次基板への実装を行うようにし
た。

【０００８】本発明によれば、各移載ヘッドに固有の撮
像手段により電子部品を撮像して共通の画像処理手段に
より各電子部品を認識した後に同一実装ステージ内の基
板に搭載する電子部品の実装において、１つの移載ヘッ
ドに同時保持された複数の電子部品の認識が終了した後
に、他の移載ヘッドに保持された電子部品の認識を開始
するようにし、１つの移載ヘッドに同時保持された複数
の電子部品の基板への搭載が終了した後に、他の移載ヘ
ッドに保持された電子部品の基板への搭載を開始するよ
うに予め排他条件を設定することにより、複数の移載ヘ
ッドについての動作・処理の順序・タイミング上の錯綜
を防止してプログラミングを容易にすることができると
ともに、効率の良い電子部品の実装を実現することがで
きる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子
部品実装装置の斜視図、図２は同電子部品実装装置の平
面図、図３は同電子部品実装装置の制御系の構成を示す
ブロック図、図４は同電子部品実装装置の実装動作のタ
イミングチャート図である。

【００１０】まず図１、図２を参照して電子部品の実装
装置の構造について説明する。図１、図２において基台
１の中央にはＸ方向に搬送路２が配設されている。搬送
路２は搬送コンベア２ａを備えており、基板３を搬送し
電子部品の実装位置に位置決めする。搬送路２の両側方
には、複数の電子部品の供給部（第１の供給部４Ａおよ
び第２の供給部４Ｂ）が配置されており、それぞれの供
給部４Ａ，４Ｂには多数のテープフィーダ５が並設され
ている。テープフィーダ５はテープに保持された電子部
品を収納し、このテープをピッチ送りすることにより電
子部品を供給する。

【００１１】基台１上面の両端部上にはＹ軸テーブル６
Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ，６Ｂ上
には２台のＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂが架設されている。
Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル
７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動す
ることにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動す
る。Ｙ軸テーブル６ＡおよびＸ軸テーブル７Ａは第１の
ＸＹテーブル９Ａを構成し、Ｙ軸テーブル６ＢおよびＸ
軸テーブル７Ｂは第２のＸＹテーブル９Ｂを構成する。
第１のＸＹテーブル９Ａ、第２のＸＹテーブル９Ｂには
それぞれ第１の移載ヘッド８Ａ、第２の移載ヘッド８Ｂ
が装着されている。

【００１２】第１のＸＹテーブル９Ａを駆動することに
より第１の移載ヘッド８Ａは水平移動し、第１の供給部
４Ａから電子部品を吸着ノズル８ａによってピックアッ
プし、搬送路２に位置決めされた基板３上に実装する。
同様に、第２のＸＹテーブル９Ｂを駆動することによ
り、第２の移載ヘッド８Ｂは第２の供給部４Ｂから電子
部品をピックアップして基板３上に実装する。第１の供
給部４Ａ、第２の供給部４Ｂから搬送路２に至る経路に
は、それぞれ第１のカメラ１０Ａ、第２のカメラ１０Ｂ
が配設されている。これらの第１のカメラ１０Ａ、第２
のカメラ１０Ｂは、それぞれ第１の移載ヘッド８Ａ、第
２の移載ヘッド８Ｂに固有の撮像手段であり、それぞれ
の移載ヘッドに保持された状態の電子部品を下方から撮
像する。

【００１３】次に図３を参照して電子部品実装装置の制
御系の構成を説明する。図３において、制御部２０はＣ
ＰＵであり、電子部品実装装置全体の動作を制御する。
プログラム記憶部２１は実装動作などの各種動作に必要
なプログラムを記憶する。実装データ記憶部２２は、基
板１２に実装される電子部品の種類や実装順序、実装座
標などの実装データを記憶する。機構制御部２３は搬送
コンベア２ａ、第１のＸＹテーブル９Ａ、第２のＸＹテ
ーブル９Ｂ、第１の移載ヘッド８Ａ、第２の移載ヘッド
８Ｂの駆動制御を行う。

【００１４】認識処理部２４は、第１のカメラ１０Ａ、
第２のカメラ１０Ｂに共通の画像認識手段となってお
り、これらのカメラ１０Ａ，１０Ｂによって取り込まれ
た画像データに基づいて、第１の移載ヘッド８Ａ、第２
の移載ヘッド８Ｂに保持された状態の電子部品の位置を
認識する。認識処理部２４は、同時に２つのカメラから
の画像データを取り込んで処理することができず、タイ
ムシェアリングによって複数のカメラからの画像データ
を処理するようになっている。

【００１５】操作・入力部２５はキーボードやタッチパ
ネルなどであり、制御コマンドやデータ入力を行う。表
示部２６はモニタであり、第１のカメラ１０Ａ、第２の
カメラ１０Ｂによって取り込まれた画像の表示や操作画
面の表示を行う。

【００１６】この電子部品実装装置は上記の様に構成さ
れており、以下実装動作について図４のチャート図に沿
って説明する。このチャートは、第１および第２の移載
ヘッド８Ａ，８Ｂがそれぞれ対応する供給部４Ａ，４Ｂ
と基板１２との間を１往復する動作（１実装ターン）の
中での各ステップの順序およびタイミングを示したもの
である。

【００１７】まず第１の移載ヘッド８Ａを供給部４Ａに
移動させ、複数（本実施の形態では３本）の吸着ノズル
８ａのそれぞれに電子部品を吸着してピックアップする
（ＳＴＡ１）。このときピックアップされる３個の電子
部品の種類は、実装データ記憶部２２に記憶された実装
データに基づいて決定される。すなわち所定の実装順序
にしたがって所定の電子部品が実装されるように各電子
部品をピックアップする吸着ノズル８ａが特定される。

【００１８】３個の電子部品を各吸着ノズル８ａに吸着
した第１の移載ヘッド８Ａは、第１のカメラ１０Ａ上を
水平移動する。この移動時に、各吸着ノズル８ａに吸着
保持された電子部品の画像が第１のカメラ１０Ａに取り
込まれる（ＳＴＢ１）。そして取り込まれた画像データ
は認識処理部２４に送られ、ここで認識処理が行われる
（ＳＴＣ１）。

【００１９】認識処理においてはまず第１番目の部品の
位置認識が行われる。ここで１番目の部品とは、同一ピ
ックアップ動作によってピックアップされた３個の電子
部品のうち、実装データ上での実装順序が最も早い電子
部品である。そして第１番目の部品の位置認識が終了し
たならば、同様に実装順序が早い順に、他の電子部品に
ついて順次位置認識を行う。

【００２０】ここで、第１番目の部品の位置認識が終了
したならば、第１の移載ヘッド８Ａは実装データに基づ
き部品実装動作を開始する（ＳＴＤ１）。このとき、既
に求められている位置認識結果から、必要な位置ずれ補
正量を算出し、移動時にこの位置ずれを補正した上で第
１番目の部品を基板１２上に実装する。そしてこの部品
実装動作中に、認識処理部２４では後続の電子部品の位
置認識を行う。以下同様に位置認識が終了した電子部品
について順次実装動作を行う。そして第３番目の部品の
位置認識後に当該部品の実装を行い、当該実装ターンに
おける全電子部品の実装を終了する。

【００２１】上記第１の移載ヘッド８Ｂによる実装動作
と平行して、第２の移載ヘッド８Ｂによる実装動作が以
下のように行われる。第２の移載ヘッド８Ｂを供給部４
Ｂに移動させ、３本の吸着ノズル８ａのそれぞれに電子
部品を吸着してピックアップし（ＳＴＡ２）、第２の移
載ヘッド８Ｂを第２のカメラ１０Ｂ上に移動させ、待機
させる。この部品ピックアップ動作は、第１のカメラ１
０Ａによって取り込まれた画像データの認識処理部２４
による認識処理が完了するまでに行われる。

【００２２】そして、第１のカメラ１０Ａによって取り
込まれた画像データの認識処理が終了したならば、認識
処理部２４は直ちに第２の移載ヘッド８Ｂに保持された
電子部品の画像取り込みを開始する（ＳＴＢ２）。そし
て取り込まれた画像データは認識処理部２４によって認
識処理される（ＳＴＣ２）。この場合にも、同様に実装
順序に従って第１番目の部品から位置認識が行われ、そ
の後他の電子部品について順次位置認識を行う。

【００２３】そして、第１番目の部品の位置認識が終了
したタイミング以降、当該部品の基板への実装が可能と
なる。しかしここでは、複数の移載ヘッド８Ａ，８Ｂが
同一の実装ステージ上で同一タイミングで動作すること
がないよう、移載ヘッド８Ａ，８Ｂの動作シーケンスプ
ログラム上で排他条件が設定されており、第１の移載ヘ
ッド８Ａによる基板への部品実装動作の完了するタイミ
ングまで、第２の移載ヘッド８Ｂは実装ステージ内に進
入することなく待機する。これにより、同一実装ステー
ジ上での第１の移載ヘッド８Ａと第２の移載ヘッド８Ｂ
との位置的な干渉をさけることができる。

【００２４】上記説明したように、本実施の形態は複数
の吸着ノズルを備えた複数の移載ヘッドにより電子部品
をピックアップし、各移載ヘッドに固有の撮像手段によ
り電子部品を撮像して共通の画像処理手段により各電子
部品を認識した後に同一実装ステージ内の基板に搭載す
る電子部品の実装において、各移載ヘッドについて行わ
れる各部の動作順序を以下のように設定することによ
り、全体として効率のよい実装動作を実現するようにし
たものである。

【００２５】すなわち、認識動作については、１つの移
載ヘッドに同時保持された複数の電子部品の認識が終了
した後に、他の移載ヘッドに保持された電子部品の認識
を開始するようにし、共通に設けられた画像認識手段に
よって２つのカメラから取り込まれた画像データを効率
よく処理するようにしている。

【００２６】また、基板への搭載動作については１つの
移載ヘッドに同時保持された複数の電子部品の基板への
搭載が終了した後に、他の移載ヘッドに保持された電子
部品の基板への搭載を開始するように予め排他条件を設
定することにより、複数の移載ヘッドの同一実装ステー
ジ上での位置的な干渉を防止するようにしている。そし
て、それぞれの移載ヘッドに同時保持された各電子部品
については、電子部品の実装順序に従って電子部品毎に
認識処理を行い、認識処理を終えた電子部品について順
次基板への実装を行うようにしている。このような実装
動作の順序設定を行うことにより、複数の移載ヘッドに
ついての動作・処理の順序・タイミング上の錯綜を防止
してプログラミングを容易にすることができるととも
に、効率の良い電子部品の実装を実現することができ
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、各移載ヘッドに固有の
撮像手段により電子部品を撮像して共通の画像処理手段
により各電子部品を認識した後に同一実装ステージ内の
基板に搭載する電子部品の実装において、１つの移載ヘ
ッドに同時保持された複数の電子部品の認識が終了した
後に、他の移載ヘッドに保持された電子部品の認識を開
始するようにし、１つの移載ヘッドに同時保持された複
数の電子部品の基板への搭載が終了した後に、他の移載
ヘッドに保持された電子部品の基板への搭載を開始する
ように予め排他条件を設定するようにしたので、複数の
移載ヘッドについての動作・処理の順序・タイミング上
の錯綜を防止してプログラミングを容易にすることがで
きるとともに、効率の良い電子部品の実装を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜
視図

【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平
面図

【図３】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４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実
装動作のタイミングチャート

【符号の説明】

３ 基板 ４Ａ 第１の供給部 ４Ｂ 第２の供給部 ８Ａ 第１の移載ヘッド ８Ｂ 第２の移載ヘッド ８ａ 吸着ノズル １０Ａ 第１のカメラ １０Ｂ 第２のカメラ ２４ 認識処理部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品を供給する複数の供給部から、前
   記各供給部に対応して設けられ複数の吸着ノズルを備え
   た複数の移載ヘッドにより電子部品をピックアップし、
   前記各移載ヘッドに固有の撮像手段により電子部品を撮
   像して共通の画像認識手段により各電子部品を認識した
   後に同一実装ステージ内の基板に搭載する電子部品の実
   装方法であって、１つの前記移載ヘッドに同時保持され
   た複数の電子部品の認識が終了した後に他の移載ヘッド
   に保持された電子部品の認識を開始し、１つの前記移載
   ヘッドに同時保持された複数の電子部品の基板への搭載
   が終了した後に他の移載ヘッドに保持された電子部品の
   基板への搭載を開始し、それぞれの移載ヘッドに同時保
   持された各電子部品については、前記電子部品の実装順
   序に従って電子部品毎に認識処理を行い認識処理を終え
   た電子部品について順次基板への実装を行うことを特徴
   とする電子部品実装方法。