JP2004343029A - 部品実装装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ノズル昇降手段およびノズル移動手段の移動位置と移動タイミングを制御する制御手段とを有し、該制御手段は部品供給装置と回路基板の間にある障害物の位置と高さを記憶しておくと共に、部品カメラによる電子部品の撮像の後、ノズルが各障害物を通過し終わるのと同期してノズルを下降させる。または、障害物を回避する経路でノズルを移動させる。また、部品装着領域内においては、ノズルは部品装着領域内移動高さで移動し、部品の実装はノズルを部品装着領域内移動高さから降下させて行うので、ノズル5の昇降ストロークを短くすることができる。また、ノズルの昇降は、円弧状の軌跡で行われる。
【選択図】 図2
Description
図12は、XYロボットを用いて部品実装を行う部品実装装置の構成の一例である。X軸モータ51,Y軸モータ52により駆動されるXYロボット53を用い、XYロボット53に取り付けられた実装ヘッド54が水平面内で自在に移動可能になるよう配置されている。実装ヘッド54にはノズル55と、ノズルを自在に昇降させるためのZ軸モータ56が取り付けられている。電子部品は部品供給装置57に収納されている。回路基板58は、対向する一対の搬送レール59によって固定されている。1サイクルの電子部品実装動作は、ノズル55が部品供給装置57上に移動して下降し電子部品を取り出す部品吸着動作、ノズル55が部品カメラ60上に移動して電子部品の姿勢を撮像する部品認識動作、ノズル55が回路基板58上に移動して下降し電子部品を実装する部品実装動作から構成され、これを繰り返すことにより複数の電子部品の実装を行う。実装ヘッド54には、回路基板の位置を撮像するための基板カメラ61を設け、部品実装に先立って回路基板58の位置を確認するために用いる。予備のノズルは、ノズルステーション62に収納しておく。実装ヘッド54の位置補正を行うために、基板カメラ61で撮像可能な基準マーク63を設置する場合もある。
また、図13に示すように、部品実装時におけるノズル55の移動軌跡は、部品高さをHaとする一定の高さに保持して水平移動を行い(図中(1))、ノズル55が部品装着位置P0の真上に達したら水平移動を停止してからノズル55をΔHの高さ分、垂直に下降させて(図中(2))、電子部品を基板58上に実装する。その後、ノズル55を垂直に上昇させ(図中(3))、所定の高さに達したら上昇動作を停止して水平移動を開始する(図中(4))。このため、ノズル55の水平移動動作及び昇降動作に、それぞれ個別に時間を要するため、動作時間が長くなって、生産効率の低下を招く。
(実施の形態1)図1〜図4は本発明の第1の実施の形態の部品実装装置を示すものである。図1は、XYロボットを用いて部品実装を行う部品実装装置を示している。X軸モータ1,Y軸モータ2により駆動されるXYロボット3(ノズル移動手段)を用い、XYロボット3に取り付けられた実装ヘッド4が水平面内で自在に移動可能になるよう配置されている。実装ヘッド4にはノズル5と、ノズル5を自在に昇降させるためのZ軸モータ6(ノズル昇降手段)が取り付けられている。電子部品は部品供給装置7に収納されている。
図5は本発明の第2の実施の形態の部品実装方法を示すものである。図5(a)において、部品カメラ31と回路基板32上の実装位置との間に高さの大きい障害物33がある場合、X軸モータ,Y軸モータを同時に回転させると矢印Aの経路を通るため、障害物33の上空を通過することになる。これに対し、矢印Bのような経路を通れば、ノズルが障害物33の上空を通らないため、ノズル高さを一定に保ったままでノズルを水平移動させることができる。
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。
図7に部品実装装置の搬送レールに対する自動幅寄せ機構を拡大した模式的な斜視図を示した。
以下、自動幅寄せ機構の各部を説明すると、レール幅可変駆動モータ34は、サーボモータであり、前述のコンピュータ装置14の制御により電力を供給されて回転し、歯付ベルトプーリ35及び歯付ベルト36を介して送りネジ37を駆動する。従って、レール幅可変駆動モータ34を正逆に回転させることにより、歯付ベルトプーリ35、歯付ベルト36、送りネジ37並びに送りネジナット38を介して可動側の搬送レール9bを同図の矢印Fに示すレールに対して直角の左右方向に進退させることができる。
また、上記自動幅寄せ機構は、手動によってもレール幅の変更が可能となる。図8に手動で幅寄せを行うための幅寄せ機構を拡大した模式的な斜視図を示した。
この幅寄せ機構では、前記レール幅可変駆動モータ34の代わりに、歯付ベルトプーリ35をハンドル46の回転により駆動することで、歯付ベルト36、送りネジ37並びに送りネジナット38を介して可動レール9bを同図の矢印Fに示すレールに対して直角の左右方向に進退させることができる。この構成によっても、エンコーダ39、エンコーダセンサ40、原点センサ42、原点突起体43からなる搬送レールの位置検出手段によって、搬送レール9bの位置が検出できる。
図9は基板上の部品装着領域内におけるノズルの移動方法の説明図である。なお、図1において前述した部品実装装置と共通する部位には同じ符号を付して重複する説明を省略することとする。
ここで、コンピュータ装置14は、部品装着領域内移動高さH1からノズル5を下降させて部品28を基板8上に実装する際には、ノズル5が円弧状の移動軌跡で降下(図9中矢印L4)するようにノズル昇降手段およびノズル移動手段を同時に制御して駆動する。そして、部品28の実装が完了したら、降下時と同様に円弧状軌跡でノズル5を上昇させる(図9中矢印L5)。
また、図11に示すように、部品装着領域としては、基板8の端部側に設けられた一対の基板マーク41a、41bより内側の領域を採用することができる。また、基板マーク41a、41bは図11に示されるように、部品装着領域の対角線上に2個配置すれば十分である。なお、この基板マークを認識して部品装着領域を所定の条件で算出するようにしてもよく、基板マーク以外の指標を用いて部品装着領域を設定することも可能である。さらに、搬送する基板幅に応じて移動する搬送レールと、搬送レールの位置を検出する位置検出手段とを備え、位置検出手段の搬送レールの位置情報から部品装着領域を算出するようにしてもよい。
1)搬送レールの固定側と移動側との間隔は、対象基板の大きさに合わせて最小50mmとなっている。これより内側の領域には搬送レールは存在しないため、部品装着領域はこれらの搬送レールの間に設定する。
2)ノズルに保持されている部品を、コンピュータ装置14により仮想的に(演算により)360°回転させ、搬送レールに干渉しないことを確認して部品装着領域を設定する。
・基板マークを認識して算出する(基板マークは、実装の開始にあたって基板位置を算出するために必ず認識する)。
・搬送レールが自動幅調整方式の場合は、搬送レールの位置情報から算出する。
の方法が採用できる。
また、実装時におけるノズル5の降下動作を、円弧状の軌跡で行うことにより、実質的なノズル5の移動パス長が短縮され、さらに実装の高速化を図ることができ、生産効率を改善することができる。
1,2、3 ノズル移動手段
6 ノズル昇降手段
7,21 部品供給装置
10,23 部品カメラ(障害物の一例)
9,26 搬送レール(障害物の一例)
12,24 ノズルステーション(障害物の一例)
13,25 基準マーク(障害物の一例)
14 コンピュータ装置(制御手段)
39 エンコーダ
40 エンコーダセンサ
41 基板マーク
42 原点センサ
43 原点突起体
Claims (11)
- 部品供給装置より供給された部品を下端に保持するノズルと、該ノズルを昇降せしめるノズル昇降手段と、前記ノズルを水平方向に移動せしめるノズル移動手段と、前記部品供給装置の部品取り出し高さ又は搬送レールで搬送される基板の装着高さを超える障害物と、前記基板に前記ノズル移動手段により移動された部品を装着するように前記ノズル昇降手段およびノズル移動手段を制御する制御手段とを備えた部品実装装置であって、
前記制御手段は前記部品供給装置と前記基板の間に配置された複数の障害物の位置と高さを記憶しておくと共に、前記ノズルが前記部品供給装置の部品取り出し位置から部品を取り出し前記基板の装着位置に移動する際に、前記ノズルを最初の障害物に干渉しない高さに位置させ最初の障害物を通過し終わるのと同期して次の障害物に干渉しない高さに移動させるようにした部品実装装置。 - 障害物は該部品を前記ノズルの下方から撮像する部品カメラと、前記基板を搬送する搬送レールと、予備のノズルを格納するノズルステーションと、前記部品供給装置と基板の間に設けた位置補正を行うための基準マークのうちの少なくとも1つを含み、前記部品カメラによる部品の撮像の後、前記ノズルが部品カメラを通過し終わるのと同期してノズルを下降させ、または前記ノズルが搬送レールを通過し終わるのと同期して前記ノズルを下降させ、または前記ノズルが前記ノズルステーションを通過し終わるのと同期して前記ノズルを下降させ、または前記ノズルが前記基準マークを通過し終わるのと同期して前記ノズルを下降させるようにした請求項1記載の部品実装装置。
- 部品供給装置より供給された部品を下端に保持するノズルと、該ノズルを昇降せしめるノズル昇降手段と、前記ノズルを水平方向に移動せしめるノズル移動手段と、前記部品供給装置の部品取り出し高さ又は搬送レールで搬送される基板の装着高さを超える障害物と、前記基板に前記ノズル移動手段により移動された部品を装着するように前記ノズル昇降手段およびノズル移動手段を制御する制御手段とを備えた部品実装装置であって、
前記制御手段は前記部品供給装置と前記基板の間に配置された複数の障害物の位置と高さを記憶しておくと共に、前記ノズルが前記部品供給装置の部品取り出し位置から部品を取り出し前記基板の装着位置に移動する際に、ノズルが所定の高さのままで基板上の部品実装位置まで移動可能な水平方向の経路を決定してノズルを移動させるようにした部品実装装置。 - 部品供給装置より供給された部品を基板に実装するために下端に保持するノズルと、該ノズルを昇降せしめるノズル昇降手段と、前記ノズルを水平方向に移動せしめるノズル移動手段と、前記基板に前記ノズル移動手段により移動された部品を装着するように前記ノズル昇降手段およびノズル移動手段を制御する制御手段とを備えた部品実装装置であって、
前記制御手段が、前記ノズルが前記基板上の部品装着領域内に達したときには当該ノズルが前記基板に近接した部品装着領域内移動高さに接近するように前記ノズル昇降手段を制御するとともに、前記ノズル移動手段を制御して前記部品装着領域内移動高さで前記部品を保持したノズルを前記基板上の部品装着位置に移動させ、前記部品装着領域内移動高さから前記部品を前記部品装着位置に実装する部品実装装置。 - 前記部品装着領域が、前記基板の端部側に設けられた基板マークを認識し前記部品装着領域を算出する請求項4記載の部品実装装置。
- 搬送する基板幅に応じて移動する搬送レールと、該搬送レールの位置を検出する位置検出手段とを備え、該位置検出手段の搬送レールの位置情報から前記部品装着領域を算出する請求項4記載の部品実装装置。
- 前記部品装着領域移動高さが、基板に実装済みの部品高さと、ノズルに保持している部品高さと、ノズルが移動に必要な隙間と、を加味した高さである請求項4〜請求項6のいずれか1項記載の部品実装装置。
- 前記制御手段が、前記部品装着領域内移動高さから前記部品を前記基板の部品装着位置に実装する際に、前記ノズルが円弧状の移動軌跡で移動するように前記ノズル昇降手段および前記ノズル移動手段を同時に駆動する請求項4〜請求項7のいずれか1項記載の部品実装装置。
- 部品供給装置より供給された部品を下端にノズルで保持し、該ノズルを昇降及び水平方向に移動させ、前記部品供給装置の部品取り出し高さ又は搬送レールで搬送される基板の装着高さを超える障害物を避けて前記部品を基板に装着する部品実装方法であって、
前記部品供給装置と前記基板の間に配置された複数の障害物の位置と高さを記憶し、前記ノズルが前記部品供給装置の部品取り出し位置から部品を取り出し前記基板の装着位置に移動する際に、前記複数の障害物の中で、最大高さのものを見つけ、前記ノズルを前記最大高さの障害物に干渉しない高さまで上昇させて水平移動させ、ノズルが前記障害物を通過し終わると現在のノズル高さとこれから通過する障害物の高さを比較し、ノズルがこれから通過する障害物の高さより高い場合はノズルを前記障害物に干渉しない高さまで下降させるようにした部品実装方法。 - 部品供給装置より供給された部品を下端にノズルで保持し、該ノズルを昇降及び水平方向に移動させて前記部品を基板に装着する部品実装方法であって、
前記ノズルが前記基板上の部品装着領域内に達したときには当該ノズルが前記基板に近接した部品装着領域内移動高さに接近、前記部品装着領域内移動高さで前記部品を保持した前記ノズルを前記基板上の部品装着位置に移動させ、前記部品装着領域内移動高さから前記部品を前記部品装着位置に実装する部品実装方法。 - 前記部品を前記基板に実装する際に、前記ノズルが円弧状の移動軌跡で移動するように、水平方向移動動作と昇降動作とを同時に行う請求項10記載の部品実装方法。
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