JP2003152391A

JP2003152391A - テープ深さに基づくｄ軸起動制御プログラム及び装着機

Info

Publication number: JP2003152391A
Application number: JP2001344099A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Suhara; 信介須原; Toshiya Ito; 利也伊藤; Mizuho Nozawa; 瑞穂野沢; Hirokazu Koike; 浩和小池
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2003-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、電子部品１７ａ、１７ｂを吸着す
る場合に発生する無駄な時間をなくして装着タイムを短
縮し、あるいは、Ｄ軸移動時の加速度を低減して機械の
振動や騒音の発生を防止したり、電子部品の位置ずれを
防止して吸着精度の向上を図り、さらには、Ｄ軸移動時
間を適切に制御することにある。【解決手段】装着する電子部品１７ａ、１７ｂを搬送
するテープ１１の位置データと深さデータを入手し、テ
ープ深さのデータに基づきＤ軸起動のタイミングを決定
し、テープの位置データに基づきＤ軸移動量を算出する
プログラムとする。また、Ｄ軸移動量を算出した後に、
Ｄ軸移動量に応じてノズル昇降のタイミングを変更する
プログラムとした。さらに、以上のようなプログラムを
主記憶装置に記録したコンピュータを有する装着機１と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータのメイ
ン基板や、家庭で使用する電化製品から工場における製
造プラントに至る機器の電子制御に使用される制御基板
や、ケーム機のゲーム基板など、いわゆる電子基板を製
造するラインに使用する装着機に関する。特に、多列に
並んだテープにより電子部品を搬送する部品供給装置
と、電子部品を吸着して基板上に運ぶ吸着移動装置と
を、相対的に移動させて次々と吸着する電子部品の種類
を換えて、多種類の電子部品を装着する装着機に関す
る。そして、相対的な移動方向であるＤ軸方向の移動
を、部品供給装置又は吸着移動装置が開始するタイミン
グを、電子部品を搬送するテープの深さデータに基づき
決定することにして、電子部品の装着タイムの短縮や、
高速移動に伴う電子部品が受ける衝撃の低減、などの効
果が得られるようにした装着機及びコンピュータプログ
ラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、それぞれの機械の処理する電子
部品のうちで厚さの最大なものをノズル先端で吸着し、
電子部品を完全にテープの外に取り出した時点を基準
に、Ｄ軸起動のタイミングを決定していた。しかし、こ
の方法では厚さの薄い電子部品を吸着する場合には無駄
な時間が生じていた。また、電子部品の高さに基づいて
部品供給テーブルの移動禁止期間を設定する発明（特開
平１０−１０７４９３）も提案されている。しかし、電
子部品の厚さとテープの深さは一定の関係になく、深い
テープに厚さの薄い電子部品を収納して搬送する場合も
多い。このような場合に単に電子部品の厚さに基づいて
Ｄ軸の起動を行うことは適切でない。また、従来から装
着タイムの短縮の努力はなされており、時間の短縮を図
るべく過度の調整を行って使用した場合においては、部
品供給装置又は吸着移動装置のＤ軸移動の加速度が過大
となり、電子部品の受ける衝撃値が大きくなって位置ず
れを生じ、ノズルによる電子部品の吸着精度が低下する
事例が生じたり、振動や騒音を発生する場合もあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の欠点を除くためなされてものでその目的とする
ところは、処理する電子部品のうちで厚さの最大なもの
を基準にＤ軸起動のタイミングを決定していた方法のも
つ、厚さの薄い電子部品を吸着する場合に発生する無駄
な時間をなくし、装着タイムの短縮を図ることにある。
また、電子部品の高さに基づいて部品供給テーブルの移
動禁止期間を設定する発明の、深いテープに厚さの薄い
電子部品を収納して搬送する場合があって、電子部品の
厚さに基づいてＤ軸の起動を行うことが適切でない、と
いった問題をなくすことにある。また、過度の高速化の
調整を行っていた場合においては、部品供給装置又は吸
着移動装置のＤ軸移動の加速度を小さくして電子部品の
受ける衝撃値の低減を図り、電子部品の位置ずれを防止
してノズルによる電子部品の吸着精度の向上、さらには
振動や騒音の発生防止などを図ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項４の発明の機械部
分の構成は、それぞれ電子部品を搬送する複数のテープ
を並べてなる部品供給装置と、昇降機能を有する複数の
ノズルと前記ノズルの移動機構などからなる吸着移動装
置とを有する装着機とする。そして、Ｄ軸方向に、前記
部品供給装置又は前記吸着移動装置の、いずれか一方を
移動させるように構成した装着機とする。また請求項５
の発明の機械部分の構成は、それぞれ電子部品を搬送す
る複数のテープと、前記テープを保持するテーブルと、
前記テーブルをＤ軸方向に移動させるＤ軸移動機構など
で部品供給装置を構成する。そして、複数の停止ステー
ションを有するインデックスドラムと、前記インデック
スドラムにより昇降可能、かつ、上昇方向の力を与えら
れて保持される複数のヘッドであってそれぞれノズルを
有するものなどで吸着移動装置を構成する。さらに、前
記複数の停止ステーションの１つを吸着ステーションと
し、前記吸着ステーションの上部にカム機構を設け、前
記カム機構により前記ヘッドを押すことにより前記ヘッ
ドを昇降させるようにして吸着移動装置を構成する。

【０００５】以上のように構成した装着機とコンピュー
タとコンピュータの主記憶装置に記録したプログラムで
あって、予め、装着する各電子部品を搬送する複数のテ
ープのそれぞれの位置データと深さデータの入力を受け
入れこれを記録するステップと、電子部品の実装中に
は、次ぎに吸着する電子部品を搬送するテープの位置デ
ータと深さデータを前記記録から取得するステップと、
前記取得したテープの深さのデータに基づきＤ軸起動の
タイミングを決定し、前記タイミングにＤ軸の起動を行
うよう指令を出すステップと、前記取得したテープの位
置データに基づきＤ軸移動量を算出し、前記Ｄ軸移動量
だけ移動するよう指令を出すステップとを実行させるプ
ログラムとした。なを、上記した各テープの位置データ
の取得と深さデータの取得については順序不同とし、い
ずれを先に行ってもよい。また、Ｄ軸の起動タイミング
の指令とＤ軸移動量の指令についても順序不同とし、い
ずれを先に行ってもよいものとする。さらに、電子部品
の装着中であってＤ軸移動量を算出した後に、算出した
Ｄ軸移動量に応じてノズル昇降タイミングを変更するよ
う、指令を出すステップとを実行させるプログラムとし
た。Ｄ軸移動量が大きいときは、ノズルの昇降速度を遅
くするなどの手段により、ノズル昇降のタイミングを遅
らせ、Ｄ軸移動の時間を長くとって電子部品にかかる加
速度を低減し、ノズルによる電子部品の吸着精度の向上
や、機械の振動や騒音などの発生防止を図るためであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下本発明の１実施例を図面に示
し説明する。本実施例に係る装着機１は、部品供給装置
１６と吸着移動装置６とコンベア２１と基板テーブル２
２などからなっている。部品供給装置１６は、テーブル
１４に取り付けた断面凹形を有する複数のフィーダ１２
上を、それぞれ個別のテープ１１がそれぞれ別の種類の
電気部品１７ａ、１７ｂを積載して吸着移動装置６に向
かって搬送する構成とした。また、テーブル１４はＤ軸
移動機構１５により、テープ１１の搬送方向に対し直角
方向（Ｄ軸方向）に移動させる構成とした。吸着移動装
置６は、１６カ所の停止ステーションを有するインデッ
クスドラム２と、それぞれ種類の異なる複数のノズル４
を有する１６個のヘッド３と、カム機構５とで構成し
た。インデックスドラム２は、レゾルバ２ｒを有するサ
ーボモータ２ｓに駆動されるカム（図示せず）の回転に
より駆動され、平面視において回転方向２ｃに２２．５
°の回転と停止を繰り返す構成とし、１６カ所の停止ス
テーションのうちに吸着ステーション２ａと装着ステー
ション２ｂを設けた。また、吸着ステーション２ａから
装着ステーション２ｂに電子部品を搬送する間に、プリ
シータステーション、パーツ画像撮込ステーション、フ
ァインシータステーションなどを設けた。一方、装着ス
テーション２ｂから装着ステーション２ａに戻る間に、
シータ戻ステーション、不良パーツ排出ステーション、
ノズル切換ステーション、ノズル確認ステーションなど
を設けた。１６個のヘッド３はインデックスドラム２の
外周に、それぞれ中心角を２２．５°とした等間隔をあ
け、かつ、ノズル４を下に向けて配置し、垂直方向に移
動可能であって図示しないバネにより上昇方向の力を与
えて保持した。カム機構５は、レゾルバ２ｒ付きのサー
ボモータ２ｓに伝動機構５ｃを介して回転駆動される軸
５ｂと、軸５ｂに取り付けたカム５ａなどからなり、吸
着ステーション２ａと装着ステーション２ｂの上部にそ
れぞれ配置した。

【０００７】装着機を制御するコンピュータに記録した
プログラムは、コンピュータに以下のステップを実行さ
せる。なを、電子部品１７ａ、１７ｂのテープ１１によ
る搬送とかインデックスドラム２の駆動、各停止ステー
ションにおける処理、基板１８の搬入出、基板テーブル
２２における基板１８の保持とＸ軸やＹ軸移動などは従
来から行われているプログラムであり、その内容は改め
て記載しない。予め、装着する各電子部品を搬送する各
テープ１１の位置データと深さデータの入力を受け入れ
これを記録するステップと、電子部品の実装中には、次
ぎに吸着する電子部品１７ａ、１７ｂを搬送するテープ
１１の位置データと深さデータを前記記録から取得する
ステップと、取得したテープ深さのデータＢに余裕高さ
を加えて持上高Ｅを定め、持上高Ｅだけ電子部品を持ち
上げた時点をＤ軸起動のタイミングとし、前記タイミン
グに相当するカム５ａの角度をＤ軸起動カム角度として
決定し、カム５ａがＤ軸起動カム角度になった時のサー
ボモータ２ｓの軸の角度をレゾルバ２ｒで検出し、前記
レゾルバ２ｒでＤ軸起動カム角度を検出した時点で、Ｄ
軸起動を行うよう指令を出すスップと、また、取得した
テープの位置データに基づいてＤ軸移動量を算出し、算
出したＤ軸移動量だけテーブル１４を移動させるよう指
令を出すステップとを実行させるプログラムとした。さ
らに、Ｄ軸移動量を算出した後に、Ｄ軸移動量に応じて
ノズル昇降のタイミングを変更するべく、Ｄ軸移動量が
大きなときはサーボモータ２ｓの回転速度を遅く、Ｄ軸
移動量が小さなときはサーボモータ２ｓの速度を早くし
て、適宜カム軸速度を変更する指令を出すステップとを
実行させるプログラムとした。

【０００８】本発明は上記のように構成されており、以
下その作用について説明する。部品供給装置１６の各フ
ィーダ１２では、テープ１１がそれぞれ異なる電子部品
１７ａ、１７ｂを吸着移動装置６に向かって搬送し、Ｄ
軸移動機構１５によりテーブル１４を移動させ、吸着ス
テーション２ａの真下に次に吸着する電子部品１７ａ、
１７ｂが位置するようにする。吸着ステーション２ａお
いては、カム５ａの回転によりヘッド３は押し下げら
れ、吸着ステーション２ａのヘッド３は下降して電子部
品１７ａ、１７ｂにノズル４が接触する。この状態でノ
ズル４を真空装置に接続して電子部品１７ａ、１７ｂを
吸着し、カム５ａの回転に伴いヘッド３は上昇する。カ
ム５ａの回転角度とノズル４の昇降の関係については図
３に示した。従来では最大厚さの電子部品１７ａを完全
にテープ１１から取り出した高さを持上高さと定め、常
に前記持高さだけノズル上昇させてＤ軸の起動をしてい
たが、本発明によりテープ深さ毎に持上高Ｅを異なるも
のとした。このため、薄いテープ深さの場合には従来よ
り４．６ミリ秒早くＤ軸を起動することができた。Ｄ軸
移動は次のノズル１１が吸着動作を行う前に完了してい
なければならず、Ｄ軸停止カム角度は変わっていない。
Ｄ軸移動量が最小値Ａ＝１６ｍｍのときに、従来のＤ軸
移動時間Ｆは７５ミリ秒であったものが、本発明のＤ軸
移動時間Ｇは７０．４ミリ秒となり、４．６ミリ秒短縮
された。装着機１による電子部品の装着は、平均すると
電子部品１個当たり９７．５ミリ秒であることから考え
ると、４．６ミリ秒の短縮効果は大きい。一方、従来と
同じ時間７５ミリ秒をＤ軸移動時間Ｇとして、電子部品
に与える加速度を小さくして使用する場合は、従来１．
５６Ｇの加速度を電子部品に与えていたものが、本発明
により１．１０Ｇの加速度に低下することができた。ま
た、テープ１１の位置データからＤ軸移動量を算出し、
算出したＤ軸移動量だけＤ軸が移動するようしたので、
次ぎのノズル４が吸着すべき電子部品１７ａ、１７ｂが
常に吸着ステーション２ａに位置することになる。ま
た、Ｄ軸移動量を算出した後に、算出したＤ軸移動量に
応じてサーボモータ２ｓの回転速度を変更するようにし
たので、Ｄ軸移動量が大きなときはノズル４の昇降時間
が長くなり、Ｄ軸移動時間も長く取ることが可能とな
る。

【０００９】ノズル１１に電子部品１７ａ、１７ｂを吸
着した後には、プリシータステーションにおいて平面視
における電子部品の位置角度の概略調整を行い、パーツ
画像撮込ステーションにおいて電子部品の平面視画像の
撮り込みを行う。また、前記撮り込んだ画像データに基
づき、ファインシータステーションにおいて平面視にお
ける電子部品の位置角度の最終調整を行い、装着ステー
ション２ｂにおいて、基板テーブル２２により保持する
基板１８上に電子部品１７ａ、１７ｂを装着する。その
後、シータ戻ステーションにおいてノズルの平面視にお
ける位置角度を原位置に戻し、不良パーツ排出ステーシ
ョンにおいて吸着位置精度が悪い電子部品などを排出
し、ノズル切換ステーションにおいてそのヘッド３にお
いて次ぎに使用するノズル４の切換を行い、ノズル確認
ステーションにおいて切り換えたノズル４の確認を行
い、再び吸着ステーション２ａに移動する。全ての電子
部品１７ａ、１７ｂを装着した後に基板１８をコンベア
２１により搬出し、次ぎに電子部品１７ａ、１７ｂを装
着する基板１８をコンベア２１により基板テーブル２２
まで搬入する。基板１８上に電子部品１７ａ、１７ｂを
装着するときには、基板テーブル２２により基板１８を
保持し、基板テーブル２２を平面視において互いに直角
なＸ軸とＹ軸方向に移動する。

【００１０】なを、位置データの取得と深さデータの取
得については、順序不同としいずれを先に行ってもよ
い。また、Ｄ軸の起動タイミングの指令とＤ軸移動量の
指令についても順序不同としいずれを先に行ってもよ
い。また、上記実施例では吸着移動装置６に対し部品供
給装置１６をＤ軸方向に移動させる構成としたが、部品
供給装置を固定して吸着移動装置をＤ軸方向に移動させ
る方法もあり上記した実施例にこだわるものではない。
また、上記実施例ではノズルを昇降させる機構としてカ
ム機構５を採用したが、ノズル４をサーボモータの駆動
やシリンダの駆動などにより昇降させる方法もあり、上
記した実施例にこだわるものではない。サーボモータに
よりノズルを昇降させる場合は、サーボモータのレゾル
バによりモータ軸の角度を検出して、Ｄ軸起動モータ軸
角度を決定すればよい。シリンダの駆動によるときは、
テープ深さに合わせた各位置にセンサを取り付け、それ
ぞれテープ深さに合わせたセンサの検知信号によりＤ軸
を起動させればよい。

【００１１】

【発明の効果】本発明により、処理する電子部品のうち
で厚さの最大なものを基準にＤ軸起動のタイミングを決
定していた方法のもつ、厚さの薄い電子部品を吸着する
場合に発生する無駄な時間をなくし、装着タイムの短縮
を図ることができた。また本発明により、電子部品の高
さに基づいて部品供給テーブルの移動禁止期間を設定す
る発明のもつ、深いテープに厚さの薄い電子部品を収納
して搬送する場合の、電子部品の厚さに基づいてＤ軸の
起動を行うことが適切でない問題をなくすことができ
た。また本発明により、部品供給装置のＤ軸移動の加速
度を小さくして、電子部品の受ける衝撃値の低減を図
り、電子部品の位置ずれを防止してノズルによる電子部
品の吸着精度の向上、振動や騒音の発生防止などを図る
ことができた。さらに本発明により、Ｄ軸起動時間を早
くして装着タイムを短縮することを可能とし、部品供給
装置のＤ軸移動の加速度の低減を可能とし、さらに、Ｄ
軸移動量に合わせてＤ軸移動時間を調節することを可能
としたので、それぞれの機械的条件や機械の使用条件の
違いに合わせ、最適な機械の制御を可能とする効果があ
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る装着機の構成を表す平面図であ
る。

【図２】本発明に係る装着機の部品供給装置、ヘッド、
カム機構の構成を表した図である。

【図３】本発明に係るカムの角度とノズルの昇降動作と
の関係を表した図である。

【図４】本発明に係るＤ軸起動制御プログラムの工程図
である。

【符号の説明】

１：装着機２：インデックスドラム２
ａ：吸着ステーション２ｂ：装着ステーション２ｃ：回転方向２
ｒ：レゾルバ２ｓ：サーボモータ３：ヘッド４
：ノズル５：カム機構５ａ：カム５
ｂ：軸５ｃ：伝動機構６：吸着移動装置１１
：テープ１２：フィーダ１４：テーブル１
５：Ｄ軸移動機構１６：部品供給装置１７ａ：電子部品１
７ｂ：電子部品１８：基板２１：コンベア２
２：基板テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野沢瑞穂愛知県知立市山町茶碓山19番地富士機械製造株式会社内 (72)発明者小池浩和愛知県知立市山町茶碓山19番地富士機械製造株式会社内Ｆターム(参考） 5E313 AA15 EE02 EE03 FG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ電子部品を搬送する複数のテー
プを並べてなる部品供給装置と、昇降機能を有する複数
のノズルと前記ノズルの移動機構などからなる吸着移動
装置とを有する装着機であって、平面視において、前記部品供給装置における前記テープ
の搬送方向に対し、直角（以下単に「Ｄ軸」という。）
方向に、前記部品供給装置又は前記吸着移動装置の、い
ずれか一方を移動させるように構成してなる装着機を制
御するコンピュータに、予め、装着する各電子部品を搬送する前記各テープの深
さデータの入力を受け入れこれを記録するステップと、電子部品の実装中には、次ぎに吸着する電子部品を搬送
するテープの深さデータを取得するステップと、前記取得したテープの深さデータに基づきＤ軸起動のタ
イミングを決定し、前記タイミングにＤ軸の起動を行う
よう指令を出すステップとを、実行させるためのプログ
ラム。
【請求項２】請求項１に記載したプログラムであって
さらに、予め、装着する各電子部品を搬送する各テープのそれぞ
れの位置データの入力を受け入れこれを記録するステッ
プと、電子部品の装着中には、次ぎに吸着する電子部品を搬送
するテープの位置データを取得するステップと、前記取得したテープの位置データからＤ軸移動量を算出
し、前記Ｄ軸移動量だけ移動するよう指令を出すステッ
プとを、実行させるためのプログラム。
【請求項３】請求項２に記載したプログラムであって
さらに、電子部品の装着中であってＤ軸移動量を算出した後に、
前記算出したＤ軸移動量に基づいてノズル昇降のタイミ
ングを変更するよう指令を出すステップを、実行させる
ためのプログラム。
【請求項４】それぞれ電子部品を搬送する複数のテー
プを並べてなる部品供給装置と、昇降機能を有する複数
のノズルと前記ノズルの移動機構などからなる吸着移動
装置とを有する装着機であって、Ｄ軸方向に、前記部品供給装置又は前記吸着移動装置
の、いずれか一方を移動させるように構成した装着機
と、これを制御するコンピュータと、前記コンピュータ
の主記憶装置に記録したプログラムであって、請求項１
乃至請求項３に記載したいずれかのプログラムとからな
ることを特徴とする電子部品の装着機。
【請求項５】請求項４に記載した装着機であって、電
子部品を搬送する複数のテープと、前記テープを保持す
るテーブルと、前記テーブルをＤ軸方向に移動させるＤ
軸移動機構などで部品供給装置を構成し、複数の停止ステーションを有するインデックスドラム
と、前記インデックスドラムにより昇降可能、かつ、上
昇方向の力を与えられて保持される複数のヘッドであっ
てそれぞれノズルを有するものなどで吸着移動装置を構
成し、さらに、前記複数の停止ステーションの１つを吸着ステ
ーションとし、前記吸着ステーションの上部にカム機構
を設け、前記カム機構により前記ヘッドを押すことによ
り、前記ヘッドを昇降させるようにしたことを特徴とす
る電子部品の装着機。