JP2001085889A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多段トレイから電子部品を供給する場合に部
品装着の生産効率を落とさないようにする。 【解決手段】 トレイＴに収納された電子部品４６の装
着後、要求管理リストの装着済データＥのチェックによ
りＥＮＤであることが検出されると、実行識別コード
（装着済データ）が全て初期化され、装着データのトレ
イＴに収納された電子部品４６の要求がトレイユニット
コントローラ２３になされ、トレイＴに収納された電子
部品４６の供給が基板７の搬入前に開始される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板の種
類毎に作成された装着データ基づき所望の電子部品を要
求する部品装着制御部と、多段に収納されたトレイから
所望のトレイを部品取出し位置に引出して電子部品を供
給する部品供給装置と、前記制御部からの要求に応じて
部品供給装置の部品供給動作を制御する部品供給制御部
とを有する電子部品装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種、多段に収納されたトレイから所
望のトレイを部品取出し位置に引出して電子部品を供給
する所謂多段トレイと称される部品供給装置を有し、該
部品供給装置が供給した電子部品をプリント基板に装着
する電子部品装着装置は例えば、特開平１０−２４２６
９８号公報等に開示されている。

【０００３】このような電子部品装着装置では、図８の
フローチャートに示すように本体側からトレイユニット
コントローラへの部品要求が行われて、その部品供給装
置の電子部品供給動作が行われていた。

【０００４】即ち、図４に示すような基板のどこにどの
品種をどういう方向で装着するかを指定する装着データ
から部品供給装置に収納されたトレイに載置された電子
部品を装着するデータが抽出されて図７に示されるよう
に準備要求用テーブルにトレイ要求管理リストが作成さ
れ装置内の制御部に記憶される。そして、このリストの
実施識別の欄がプリント基板の搬入タイミングで制御部
により初期化される。さらに制御部はリストの若い番号
の順番に実行識別欄をチェックして装着済データである
‘Ｅ’がないステップ（番号）の品種を、部品供給装置
を制御するトレイユニットコントローラへ要求する。

【０００５】次に、当該部品が供給されプリント基板に
装着されると、リスト内の当該ステップの実行識別欄に
‘Ｅ’が書きこまれ、次ステップの部品の要求がなされ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、準備要求用テ
ーブルの実行識別コードの初期化は、基板搬入開始タイ
ミングであるので、要求管理リストのＥＮＤになると部
品供給装置は供給動作を終了してしまい、要求管理リス
トにある最初のステップの部品が要求されるのは次の基
板が搬入される時となる。トレイに載置された電子部品
を供給する動作は、トレイを昇降させるあるいはトレイ
を引き出す部材を昇降させるのに時間が掛かり、またト
レイを引き出す動作も必要なことから時間が掛かるもの
である。

【０００７】従って、トレイに載置された部品を装着ヘ
ッドが取り出すのに、装着ヘッドが待ち状態になること
があった。この待ち時間は、トレイ部品を装着するステ
ップが装着データの最初の方にある場合、または最後に
取り出す部品を載置するトレイの収納位置と最初に取り
出すトレイの収納位置が遠い場合、即ち段差が大きな場
合等にはいっそう長くなる。このように装着ヘッドが部
品を取り出すのに待ち時間が発生すると装置の生産効率
が落ちてしまっていた。

【０００８】そこで、本発明は、多段トレイから電子部
品を供給する場合に部品装着の生産効率を落とさないよ
うにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、プリ
ント基板の種類毎に作成された装着データに基づき所望
の電子部品を要求する部品装着制御部と、多段に収納さ
れたトレイから所望のトレイを部品取出し位置に引出し
て電子部品を供給する部品供給装置と、前記部品装着制
御部からの要求に応じて部品供給装置の部品供給動作を
制御する部品供給制御部とを有する電子部品装着装置に
おいて、前記部品装着制御部はトレイに収納された電子
部品のうち前記装着データ内で最終装着すべき電子部品
のプリント基板への装着完了を検出する検出手段を有
し、該検出手段の検出に応じて前記部品供給制御部にト
レイに収納された最初に装着する電子部品を要求するも
のである。

【００１０】このようにすることで、最後のトレイに収
納された電子部品がプリント基板に装着された後、次の
基板が搬入される前に、部品供給装置が次の基板の最初
に装着されるべきトレイ収納部品を供給する動作を開始
できる。

【００１１】また、好ましくは、前記部品装着制御部は
装着データからトレイに収納された電子部品を装着する
順番のみを抽出してその順番及び供給すべき電子部品を
特定するデータで構成した準備要求テーブルを記憶する
準備要求テーブル記憶手段を有し、該記憶手段に前記テ
ーブルのステップ毎に部品装着が実行されたことを示す
ための装着済データを書き込み、前記検出手段は前記記
憶手段に記憶された準備要求テーブル内の装着済データ
の有無に基づき最終装着すべき電子部品のプリント基板
への装着完了を検出するものである。

【００１２】このようにしたので、部品装着制御部は準
備要求デーブル内の装着済データの有無のみを見て最終
装着すべき部品の装着完了を検出することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による電子部品装着
装置の一実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００１４】この電子部品装着装置は、いわゆる多機能
チップマウンタであり、チップコンデンサやチップ抵抗
などの表面実装部品、およびフラットパックＩＣなどの
多リード部品などの各種の電子部品４６を実装可能に構
成されている。図２は電子部品装着装置の平面図であ
り、同図に示すように、この電子部品装着装置１は、供
給された電子部品４６をプリント基板７に装着する装置
本体２と、装置本体２に表面実装部品などの小さな電子
部品４６を供給する第１部品供給装置３と、装置本体２
に多リード部品などの大きな電子部品４６を供給する第
２部品供給装置４とを備えている。

【００１５】装置本体２は、機台５と、機台５の中央部
にプリント基板７を搬送する基板搬送機構６と、２つの
装着ヘッド９と基板認識カメラ１０とを搭載したヘッド
ユニット８と、ヘッドユニット８をＸＹ方向に移動させ
るＸＹステージ１１とを備えている。すなわち、ヘッド
ユニット８とＸＹステージ１１とにより、部品装着機構
が構成されている。ＸＹステージ１１の作動により、装
着ヘッド９が第１部品供給装置３または第２部品供給装
置４に臨んで電子部品４６をピックアップし、この電子
部品４６を更にセットテーブル上にセットした基板７に
装着する。この動作を繰り返して基板７への電子部品４
６の装着が完了すると、基板７は基板搬送機構６によ
り、その搬送路１２上を先方に送り出され、これに代わ
って新たな基板７が機台５上に導入される。

【００１６】第１部品供給装置３は、カセット形式のテ
ープフィーダ１３を多数、横並びに配設したものであ
り、部品供給側の先端部が搬送路１２に平行な機台５の
一の辺に臨むように、すなわち装着ヘッド９のピックア
ップ領域Ｓに臨むように配設されている。各テープフィ
ーダ１３には、キャリアテープ（図示では省略）に装填
された状態で電子部品４６が収容され、電子部品４６は
テープフィーダ１３の先端から１つずつ供給される。

【００１７】第２部品供給装置４は、第１部品供給装置
３が臨む機台５の１の辺に直角に交わる他の１の辺に配
設されている。第２部品供給装置４では、多数個の電子
部品４６を電子部品収納トレイＴの上に整列配置し、更
にこのトレイＴを１個または複数個、パレットＰに搭載
し、このパレットＰを第１部品供給装置３と基板７との
間のピックアップ領域Ｓに臨ませることで、電子部品４
６を装置本体２に供給する。

【００１８】一方、各装着ヘッド９の下端部には、電子
部品４６を吸着する吸着ノズル１４が着脱自在に装着さ
れている。吸着ノズル１４には複数種のものが用意され
ており、電子部品４６の平面形状や重量などに対応し
て、適宜交換できるようになっている。この場合、交換
のための吸着ノズル１４は、機台５の上面に配設したノ
ズルストッカ１５に収容されている。ノズルストッカ１
５には、使用する複数種の吸着ノズル１４が横並びにセ
ットされている。

【００１９】また、ノズルストッカ１５の近傍には、吸
着ノズル１４に吸着した電子部品４６の位置認識を行う
部品認識カメラ１６が配設されている。吸着ノズル１４
に吸着した電子部品４６は基板７への装着に先立ち、こ
の部品認識カメラ１６により、吸着ノズル１４の軸心に
対するＸ方向、Ｙ方向およびθ方向（水平面内における
回転角）の位置ずれ量が検出される。そして、この検出
結果に基づいて、吸着ノズル１４の回転によりθ方向の
位置ずれが補正され、ＸＹステージ１１によりＸ方向お
よびＹ方向の位置ずれが補正される。

【００２０】次に、図２および図３を参照して、第２部
品供給装置４について詳細に説明する。第２部品供給装
置４は、多数のパレットＰをストックすると共に、パレ
ットＰを所定のレベル位置まで鉛直方向に搬送するエレ
ベータ機構２１と、パレットＰをエレベータ機構２１か
ら装置本体２のピックアップ領域Ｓまで水平方向に搬送
するパレット導入機構２２とで構成されている。第２部
品供給装置４のような形態の部品供給装置は多段トレイ
とも称されている。なお、この実施形態におけるピック
アップ領域Ｓは、エレベータ機構２１の直近まで拡張さ
れている。

【００２１】エレベータ機構２１は、多数のパレットＰ
を上下方向に多数収容するパレットストッカ３１と、こ
のパレットストッカ３１を介して各パレットＰを昇降せ
る昇降機構３２とで構成されている。パレットストッカ
３１は、内部にパレットＰを載置する棚部材３３を上下
方向に多数段配設して、構成されている。パレットスト
ッカ３１の図示右側は広く開口されており、この部分か
らパレットＰが装置本体２側に引き出される。

【００２２】昇降機構３２は、パレットストッカ３１を
保持する図外のフレームと、フレームの一部に螺合して
これを昇降させるボールねじ３４と、ボールねじ３４の
両側に配設されフレームの昇降動を案内する左右一対の
ガイドレール３５，３５と、ボールねじ３４の基端に連
結されこれを回転させる昇降モータ３６とで構成されて
いる。昇降モータ３６を介してボールねじ３４が正逆回
転することにより、フレームがガイドレール３５，３５
に案内されて昇降する。フレームが昇降すると、これに
保持したパレットストッカ３１が、パレットＰを収容し
た状態で昇降する。

【００２３】このように構成されたエレベータ機構２１
は、その昇降機構３２の昇降モータ３６が部品供給制御
部としてのトレイユニットコントローラ２３に接続され
ており、トレイユニットコントローラ２３により、その
昇降動作が制御される。そして、昇降動作では、パレッ
トストッカ３１の所望の棚部材３３のレベル位置と、後
述するパレット導入機構２２の引出し経路４１のレベル
位置とを合致させる。通常の昇降動作では、空の棚部材
３３をこのレベル位置に待機させて使用済みのパレット
Ｐを受け入れると共に、新たなパレットＰをこのレベル
位置に移動させて、パレット導入機構２２に受け渡す。

【００２４】一方、パレット導入機構２２は、装置本体
２の機台５上に配設した引出し経路４１と、この引出し
経路４１に沿って進退する係止アーム４２と、係止アー
ム４２を進退させる駆動機構４３とで構成されている。
係止アーム４２の先端には、パレットＰに係脱するフッ
ク４４が設けられており、駆動機構４３により係止アー
ム４２を前進させて、このフック４４をエレベータ機構
２１に収容したパレットＰの先端に係止し、次に係止ア
ーム４２を後退させて、パレットＰを引出し経路４１に
沿ってピックアップ領域Ｓに導入する。

【００２５】この駆動機構４３も上記のトレイユニット
コントローラ２３に接続され、エレベータ機構２１と連
動する。また、このトレイユニットコントローラ２３
は、部品装着制御部２４に接続されている。部品装着制
御部２４にはヘッドユニット８およびＸＹステージ１１
から成る部品装着機構が接続され、パレット導入機構２
２と部品装着機構とが協働するようになっている。すな
わち、ピックアップ領域Ｓはエレベータ機構２１の直近
まで拡張されており、パレット導入機構２２は、パレッ
トＰをピックアップ領域Ｓにおいて引出し経路４１の任
意の部品取出し位置に導入可能に構成され、またこの導
入されたパレットＰの電子部品４６に対し、部品装着機
構の装着ヘッド９がピックアップ可能に構成されてい
る。

【００２６】さらに、部品装着制御部２４は各種デー
タ、プログラムを記憶する記憶部２６を有し、前述の駆
動部の他にＸＹステージ１１をＸＹ方向（水平方向）に
移動させ、装着ヘッド９をＸＹステージ１１から昇降さ
せる駆動を制御する。

【００２７】該記憶部２６には図１に示すフローチャー
トを実行するためのプログラム、図４に示す装着デー
タ、図５に示す部品配置データ、図６に示すトレイ段情
報、及び図７に示す準備要求テーブル等が記憶されてい
る。

【００２８】装着データは基板７のどこ（Ｘ，Ｙ）に、
どの品種（ＦＤＲ番号）をどういう方向(角度Ｚ)で装着
するかを指定するデータであり、Ｐ−ＮＯで示す順番で
これらデータに従って電子部品４６が装着されるもので
あり、プリント基板７の種類毎に作成される。ＦＤＲ番
号は供給すべき電子部品を特定するデータである。

【００２９】部品配置データはどの部品（部品ＩＤ）を
どこのフィーダ位置（ＦＤＲ番号）にセットするかを示
すデータである。

【００３０】トレイ段情報は第２部品供給装置４のパレ
ットストッカ３１のどの段に、どのトレイ（ＦＤＲ番
号）をセットするかを示すデータである。本実施形態の
場合３００番台のＦＤＲ番号は第２部品供給装置４に付
され、１００番台は第１部品供給装置３内のテープフィ
ーダ１３に付されている。

【００３１】図７に示す準備要求テーブルはトレイ品種
即ち第２部品供給装置４内に収納されている部品４６に
ついてのＦＤＲ番号を図１の装着データから抽出したデ
ータから作成される。即ち、トレイ品種を示すＦＤＲ番
号（３００番台で判断）を装着データから抽出し、トレ
イ専用の部品要求用管理リストとして部品装着制御部２
４内で生成され、記憶部２６に書き込まれるものであ
る。このデータ生成及び記憶部２６への書き込みはプロ
グラムチェンジ実行時、即ち、異なる種類のプリント基
板７を生産するために,種々の段取り替えの動作とし
て、装着データを新しい基板７用のものに変更した時に
行われる。ここで、番号（ステップ）は装着データ内の
Ｐ−ＮＯの番号順に付され、要求管理リストにＦＤＲ番
号が書き込まれて生成される。ＥＮＤはリストの終わり
を示す。実行識別の欄には装着済データ‘Ｅ’が書き込
み可能になされているが、この書き込みは図１のフロー
チャートにも示されているが当該ＦＤＲ番号の部品４６
が基板７に装着完了した時になされる。記憶部２６は準
備要求テーブル記憶手段として準備要求テーブルを記憶
するものである。

【００３２】次に、動作について説明する。

【００３３】図１の装着データに従って、電子部品４６
の吸着及び装着がされていく。プリント基板７が搬送路
１２を通り搬入され固定されると、制御部２４は装着デ
ータの最初のＰ−ＮＯに指定された部品４６を取出すべ
く装着ヘッド９を移動させ、ＦＤＲ番号１０１の部品４
６を取出させる。

【００３４】一方、制御部２４は、図１のフローチャー
トに従って、図７の実行識別欄を番号の小さな順に装着
済データ‘Ｅ’が付されているかを調べ、まだどこにも
付されていないので、番号１のＦＤＲ番号をトレイユニ
ットコントローラ２３にに要求して、供給開始を指示す
る。

【００３５】次に、トレイユニットコントローラ２３は
ＦＤＲ番号３０１が段番号１であることを図６のトレイ
段情報から読取り、段番号１のトレイＴを引き出すべ
く、パレットストッカ３１が昇降機構３２により昇降さ
れ、段番号１のパレットＰが引出し経路４１上に位置決
めされる。

【００３６】次に、コントローラ２３が制御する駆動機
構４３に駆動されたフック４４がパレットＰを引き出
し、ピックアップ領域Ｓ内の所定の位置に停止させる。

【００３７】この間に、装着ヘッド９は装着データのＰ
−ＮＯ「０００１」の部品４６を第１部品供給装置３か
ら取出し、装着を終了している場合には、トレイＴが引
き出されるまで待っていることになる。

【００３８】次に、トレイＴが所定の位置に引き出され
ると装着ヘッド９がコントローラ２３の制御により、ト
レイＴ内の収納凹部４７内に載置されたピックアップす
べき電子部品４６上に移動する。

【００３９】次に、装着ヘッド９はコントローラ２３の
制御により下降し該部品４６を吸着して取出す。

【００４０】次に、装着ヘッド９はＸＹステージ１１の
移動によりプリント基板７の装着データで指示された装
着位置に認識カメラ１０の認識を介して移動される。

【００４１】このＰ−ＮＯ「０００２」の部品４６が装
着されたことを制御部２４が検出すると、制御部２４は
図１のフローチャートに従って、装着完了した実行識別
コード（実行識別欄）に装着済データ‘Ｅ’を書き込
み、リストの歩進処理が行われる。

【００４２】次に、制御部２４は図７の要求管理リスト
がＥＮＤかどうかを判断して、ＮＯであるから、再度リ
ストの実行識別コード解析がなされ、図７のＦＤＲ番号
３０２の部品要求がされ、供給開始が指示される。部品
４６の供給動作は、現在のＦＤＲ番号３０１の部品を載
置するトレイＴを有するパレットＰを段番号１の段に収
納し、パレットストッカ３１を上昇させ、段番号５のパ
レットＰを引き出し位置に臨ませ、引き出すことにより
行われる。

【００４３】この第２部品供給装置４の供給動作と並行
して、装着ヘッド９は図１の装着データに従って、第１
部品供給装置３よりの部品取出し及び装着動作を行う
が、その後ＦＤＲ番号３０２の部品の取出しが引き出さ
れたトレイＴよりなされて前述と同様な動作がなされ
る。

【００４４】このようにして、装着データＰ−ＮＯ「０
００７」のＦＤＲ番号３０４の部品４６がトレイＴより
取出され、基板７に装着されると、図７のテーブルにお
ける番号３の実行識別欄に装着済データ‘Ｅ’が書き込
まれ、リスト歩進処理がなされる。このとき、要求管理
リストはＥＮＤであるので、リストの実行識別コード、
即ち図７の準備要求テーブルの実行識別欄が初期化さ
れ、すべての装着済データ‘Ｅ’が消去される。即ち、
検出手段としての部品装着制御部が、全ての実行識別欄
に装着済データが書き込まれているのでトレイＴに収納
された電子部品４６のうち装着データ内で最終装着すべ
き電子部品４６のプリント基板７への装着完了を検出し
て、実行識別欄の初期化を行うのである。

【００４５】次に、制御部２４は準備要求テーブルの番
号１の実行識別欄が空欄になっていることから、ＦＤＲ
番号３０１の電子部品４６をコントローラ２３に要求し
て部品４６の供給開始を指示する。

【００４６】この指示に応じて、ＦＤＲ番号３０４の部
品４６が装着された直後に第２部品供給装置４の部品供
給動作が前述と同様に開始される。

【００４７】次に、この第２部品供給装置４の部品供給
動作と並行して、全ての部品４６の装着が完了したプリ
ント基板７の排出搬送がなされ、続いて、次の基板７の
搬入がなされる。即ち、第２部品供給装置４の部品供給
動作がプリント基板７の搬入前に開始されることにな
る。

【００４８】基板７が所定の位置に固定されると、装着
ヘッド９が装着データに従って、部品４６を取出し、プ
リント基板７に装着していく。装着データＰ−ＮＯ「０
００２」を取出すときには、部品供給動作のほうが、基
板７の排出及び搬入動作よりも早ければ、そのＦＤＲ番
号３０１の部品４６を収納するトレイＴが引き出されて
おり、このトレイＴより部品４６が取出される。仮に、
部品供給動作のほうが遅い場合であっても、第２部品供
給装置４の部品供給動作が基板７の搬入と同時にされる
場合よりはトレイＴの引き出しが早く終了して、装着ヘ
ッド９の待ち時間は少なくて済む。

【００４９】また、図１の装着データでは、最後のトレ
イＴの載置部品４６が装着データ全体の中でも最後のス
テップの部品であったが、最後のトレイＴの載置部品４
６の後に、第１部品供給装置３から供給される部品４６
が存在する装着データである場合には、第２部品供給装
置４の部品供給動作はこれらの部品４６の装着動作と並
行して行われた後、さらに基板搬送動作と並行して行わ
れるので、基板搬送を開始する時に部品供給動作を開始
する場合よりもさらに早く供給動作が終了する。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
最後のトレイに収納された電子部品がプリント基板に装
着された後、次の基板が搬入される前に、部品供給装置
が次の基板の最初に装着されるべきトレイ収納部品を供
給する動作を開始できるので、装着ヘッドがトレイから
部品を取出すのに待つ時間を短縮でき、部品装着の生産
効率を落とさないようにすることが出来る。

【００５１】また、部品装着制御部は準備要求デーブル
内の装着済データの有無のみを見て最終装着すべき部品
の装着完了を検出するので装着データから直接判断する
場合に比較して制御を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置本体からトレイユニットコン
トローラへの部品要求処理フローチャートを示す図であ
る。

【図２】電子部品装着装置の平面図である。

【図３】電子部品装着装置の側面図である。

【図４】装着データを示す図である。

【図５】部品配置データを示す図である。

【図６】トレイ段情報を示す図である。

【図７】準備要求テーブルを示す図である。

【図８】従来技術の装置本体からトレイユニットコント
ローラへの部品要求処理フローチャートを示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 電子部品装着装置 ２ 装置本体 ４ 第２部品供給装置（部品供給装置） ７ プリント基板 ９ 装着ヘッド ２１ エレベータ機構 ２２ パレット導入機構 ２３ トレイユニットコントローラ（部品供給制御
部） ２４ 部品装着制御部（検出手段） ２６ 記憶部（準備要求テーブル記憶手段） ４６ 電子部品 Ｔ トレイ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E313 AA03 AA04 AA11 AA18 AA23 CC03 CC04 DD15 DD31 EE02 EE03 EE24 EE37 FF24 FF26 FF28

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板の種類毎に作成された装着
   データに基づき所望の電子部品を要求する部品装着制御
   部と、多段に収納されたトレイから所望のトレイを部品
   取出し位置に引出して電子部品を供給する部品供給装置
   と、前記部品装着制御部からの要求に応じて部品供給装
   置の部品供給動作を制御する部品供給制御部とを有する
   電子部品装着装置において、 前記部品装着制御部はトレイに収納された電子部品のう
   ち前記装着データ内で最終装着すべき電子部品のプリン
   ト基板への装着完了を検出する検出手段を有し、該検出
   手段の検出に応じて前記部品供給制御部にトレイに収納
   された最初に装着する電子部品を要求するものであるこ
   とを特徴とする電子部品装着装置。
2. 【請求項２】 前記部品装着制御部は装着データからト
   レイに収納された電子部品を装着する順番のみを抽出し
   てその順番及び供給すべき電子部品を特定するデータで
   構成した準備要求テーブルを記憶する準備要求テーブル
   記憶手段を有し、該記憶手段に前記テーブルのステップ
   毎に部品装着が実行されたことを示すための装着済デー
   タを書き込み、前記検出手段は前記記憶手段に記憶され
   た準備要求テーブル内の装着済データの有無に基づき最
   終装着すべき電子部品のプリント基板への装着完了を検
   出するものであることを特徴とする請求項１に記載の電
   子部品装着装置。