JP2006093536A - Electronic component mounting device and electronic component mounting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一括交換台車方式の部品供給部のパーツフィーダから電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品実装装置及び電子部品実装方法に関するものである。 The present invention relates to an electronic component mounting apparatus and an electronic component mounting method for picking up an electronic component from a parts feeder of a component supply unit of a batch exchange cart system and mounting the electronic component on a substrate.
電子部品実装装置は、部品供給部に備えられたテープフィーダやチューブフィーダなどのパーツフィーダの電子部品を移載ヘッドのノズルの下端部に真空吸着してピックアップし、位置決め部に位置決めされた基板に実装するようになっている。近年、部品供給部として一括交換台車方式のものが提案されている(引用文献1)。 The electronic component mounting apparatus vacuum picks up and picks up the electronic components of a parts feeder such as a tape feeder or tube feeder provided in the component supply unit to the lower end of the nozzle of the transfer head, and places it on the substrate positioned in the positioning unit. It is designed to be implemented. In recent years, a batch replacement cart system has been proposed as a component supply unit (Cited document 1).
一括交換台車方式の部品供給部は、床面を移動可能な台車上にパーツフィーダを並設したものである。そして電子部品実装中にパーツフィーダの電子部品が品切れになったような場合には、台車を電子部品実装装置から分離し、予め準備されていた新たな台車と交換するものである。このような一括交換台車方式の部品供給部によれば、パーツフィーダの電子部品の品切れや基板の品種変更にともなう部品供給部の交換等を迅速に行えるという利点がある。本発明は、上記のように床面を移動する台車上にパーツフィーダを並設し、台車ごとパーツフィーダの交換を行う方式のものを一括交換台車方式の部品供給部と称する。
一括交換台車方式の部品供給部において、パーツフィーダの交換等のために台車の交換を行った場合、移載ヘッドによる電子部品の実装を再開するのに先立って、各パーツフィーダに設けられた部品取り出し部(一般に、パーツフィーダの先端部に、1個の電子部品を露呈させる部品取り出し口として開口されている)の位置認識をしなければならない。 When replacing the carriage to replace the parts feeder, etc., in the parts supply section of the collective exchange truck system, the parts provided in each parts feeder before restarting the mounting of the electronic parts by the transfer head The position of the take-out portion (generally opened as a component take-out port for exposing one electronic component at the tip of the parts feeder) must be recognized.
このため、従来は移載ヘッドと一体的に水平方向へ移動するカメラを設け、このカメラにより多数並設された各パーツフィーダの各々の部品取り出し部の位置を1つづつ認識し、その認識結果に基づく部品取り出し部の平面座標位置(XY座標データ)を記憶部に登録していた。 For this reason, conventionally, a camera that moves in the horizontal direction integrally with the transfer head is provided, and the position of each part pick-up part of each part feeder arranged in parallel by this camera is recognized one by one, and the recognition result The plane coordinate position (XY coordinate data) of the component take-out unit based on is registered in the storage unit.
しかしながら上記従来方法では、カメラを水平方向へ移動させながら全てのパーツフィーダの部品取り出し部の平面座標データを1つづつ入手せねばならないので、この認識作業にかなりの長時間を要するものであった。したがって一括交換台車方式のものは、台車の交換によってパーツフィーダの交換を迅速に行えるという利点があるものの、この認識作業に長時間を要するために、その利点が大きく減殺されるという問題点があった。 However, in the above conventional method, it is necessary to obtain the plane coordinate data of the parts pick-up parts of all the part feeders one by one while moving the camera in the horizontal direction, and this recognition work takes a considerable time. . Therefore, the bulk exchanging cart type has the advantage that the parts feeder can be exchanged quickly by exchanging the cart, but this recognition work takes a long time, so the merit is greatly reduced. It was.
またカメラでは平面情報(部品取り出し部の平面座標位置)を求めることはできるが、その高さデータを求めることはできない。したがって部品取り出し部の電子部品をピックアップするために必要なノズルの最適の上下ストロークは不明であり、上下ストロークの過不足のために電子部品のピックアップミスを発生しやすいものであった。 The camera can obtain plane information (plane coordinate position of the component take-out unit), but cannot obtain the height data. Therefore, the optimum vertical stroke of the nozzle necessary for picking up the electronic component in the component take-out portion is unknown, and an electronic component pickup error is likely to occur due to excess or shortage of the vertical stroke.
そこで本発明は、上記のような一括交換台車方式の部品供給部の問題点を解消する電子部品実装装置及び電子部品実装方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electronic component mounting apparatus and an electronic component mounting method that solve the above-described problems of the component supply unit of the collective exchange cart system.
請求項1記載の発明は、一括交換台車方式の部品供給部と、基板の位置決め部と、部品供給部に並設されたパーツフィーダの部品取り出し部から電子部品をノズルによりピックアップして位置決め部に位置決めされた基板に実装する移載ヘッドと、移載ヘッドを水平方向へ移動させる水平方向移動手段と、前記部品供給部の両側部に設けられた特徴部と、前記移載ヘッドに一体的に設けられて前記特徴部を認識する認識手段と、この認識手段が前記特徴部を上方から認識することによって入手された前記特徴部の平面座標データに基づいて各パーツフィーダの各部品取り出し部の平面座標位置を演算して求める演算部とを備えた。 According to the first aspect of the present invention, an electronic component is picked up by a nozzle from a component supply unit of a collective exchange cart system, a positioning unit of a board, and a component feeder of a parts feeder arranged in parallel with the component supply unit, and is used as a positioning unit. A transfer head to be mounted on the positioned substrate, horizontal movement means for moving the transfer head in the horizontal direction, features provided on both sides of the component supply unit, and the transfer head integrally A recognition unit provided for recognizing the feature part, and a plane of each component take-out part of each part feeder based on plane coordinate data of the feature part obtained by the recognition unit recognizing the feature part from above And a calculation unit for calculating the coordinate position.
請求項2記載の発明は、特徴部は、前記部品供給部の両側部に立設された起立体の上面に設けられているものである。 According to a second aspect of the present invention, the characteristic part is provided on the upper surface of the solid body standing on both sides of the component supply part.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の電子部品実装装置を用いる電子部品実装方法であって、前記演算部によって求められた各パーツフィーダの各部品取り出し部の平面座標位置に基づいて、前記水平方向移動手段を駆動して前記移載ヘッドのノズルを部品取り出し口の上方へ移動させて電子部品をピックアップし、前記位置決め部に位置決めされた基板に実装するようにした。
Invention of
請求項4記載の発明は、一括交換台車方式の部品供給部と、基板の位置決め部と、前記部品供給部に並設されたパーツフィーダの部品取り出し部から電子部品をノズルによりピックアップして位置決め部に位置決めされた基板に実装する移載ヘッドと、移載ヘッドを水平方向へ移動させる水平方向移動手段と、移載ヘッドのノズルに上下動作をさせる上下動手段と、前記部品供給部の両側部に設けられた被着地部と、前記上下動手段を駆動してノズルを前記被着地部に着地させることにより入手された前記被着地部の高さに基づいて各パーツフィーダの各部品取り出し部の高さを演算して求める演算部とを備えた。 According to a fourth aspect of the present invention, an electronic component is picked up by a nozzle from a component supply unit of a collective exchange cart system, a positioning unit of a board, and a component take-out unit of a parts feeder arranged in parallel with the component supply unit. A transfer head to be mounted on the substrate positioned on the substrate, horizontal movement means for moving the transfer head in the horizontal direction, vertical movement means for moving the nozzle of the transfer head up and down, and both sides of the component supply unit And a part take-out part of each part feeder based on the height of the landing part obtained by driving the vertical movement means to land the nozzle on the landing part. And an arithmetic unit for calculating the height.
請求項5記載の発明は、前記被着地部が前記部品供給部の両側部に立設された起立体である。 The invention according to claim 5 is a solid body in which the landing portion is erected on both sides of the component supply unit.
請求項6記載の発明は、請求項4又は5に記載の電子部品実装装置を用いる電子部品実装方法であって、前記水平方向移動手段を駆動して前記移載ヘッドのノズルをパーツフィーダの部品取り出し部の上方へ移動させ、前記演算部によって求められた各パーツフィーダの各部品取り出し部の高さに基づいてノズルを上下動させて電子部品をピックアップし、前記位置決め部に位置決めされた基板に実装するようにした。 A sixth aspect of the present invention is an electronic component mounting method using the electronic component mounting apparatus according to the fourth or fifth aspect, wherein the horizontal movement means is driven so that the nozzle of the transfer head is a component of a parts feeder. The board is moved above the take-out part, and the electronic parts are picked up by moving the nozzle up and down based on the height of each part take-out part of each part feeder obtained by the calculation part, and the board positioned on the positioning part Implemented.
請求項1〜3記載の本発明によれば、パーツフィーダの交換等のために台車の交換を行って電子部品の実装を再開するような場合、部品供給部の両側部の特徴部を認識手段により認識し、これにより入手された特徴部の平面座標データに基づいて各パーツフィーダの各部品取り出し部の平面座標位置を演算部により演算して求めることにより、移載ヘッドのノズルを各部品取り出し部の真上の正しい位置へ移動させ、電子部品を確実にピックアップすることができる。 According to the first to third aspects of the present invention, when the carriage is replaced for replacement of the parts feeder or the like and the mounting of the electronic component is resumed, the feature unit on both sides of the component supply unit is recognized. Is obtained by calculating the plane coordinate position of each part take-out part of each part feeder based on the plane coordinate data of the characteristic part obtained by this, and the nozzle of the transfer head is taken out. The electronic component can be reliably picked up by moving it to the correct position directly above the part.
また請求項4〜6の発明によれば、パーツフィーダの交換等のために台車の交換を行って電子部品の実装を再開するような場合、ノズルを部品供給部の両側部の被着地部に着地させ、これにより各パーツフィーダの各部品取り出し部の高さを演算部により演算して求めることにより、移載ヘッドのノズルを各部品取り出し部の上方で正しいストロークで上下動させて電子部品を確実にピックアップすることができる。 According to the fourth to sixth aspects of the present invention, when the mounting of the electronic component is resumed by exchanging the carriage for exchanging the parts feeder or the like, the nozzle is placed on the landing portion on both sides of the component supplying unit. By landing and calculating the height of each part take-out part of each part feeder by the calculation part, the nozzle of the transfer head is moved up and down with a correct stroke above each part take-out part and the electronic parts are moved. It can be reliably picked up.
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における電子部品実装装置の平面図、図2は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の側面図、図3(a)(b)(c)は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の部品供給部のセット中の側面図、図4(a)(b)は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の認識マークの位置認識中の正面図、図5(a)(b)は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の被着地部の高さ計測中の正面図、図6は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の制御系のブロック図、図7は本発明の一実施の形態における部品取り出し部のXY方向の位置ずれ演算方法の説明図、図8は本発明の一実施の形態における部品取り出し部の高さ方向の位置ずれ演算方法の説明図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a plan view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. FIGS. 4A and 4B are side views of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention in the setting of the component supply unit, and FIGS. 4A and 4B show the recognition position of the recognition mark of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. 5 (a) and 5 (b) are front views during measurement of the height of the landing portion of the electronic component mounting apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. 6 is one embodiment according to the present invention. FIG. 7 is a block diagram of a control system of the electronic component mounting apparatus, FIG. 7 is an explanatory diagram of a method for calculating a positional deviation in the X and Y directions of the component extracting unit in one embodiment of the present invention, and FIG. It is explanatory drawing of the position shift calculation method of the height direction of a part.
まず、図1、図2を参照して電子部品実装装置の全体構造を説明する。基板1は位置決め部としての左右一対のガイドレール2に挟まれて位置決めされている。基板1は、図示しないコンベアにより、ガイドレール2に沿ってX方向へ搬送される。本発明では、基板の搬送方向をX方向とし、これと直交する方向をY方向とする。
First, the overall structure of the electronic component mounting apparatus will be described with reference to FIGS. The
ガイドレール2の両側部には一括交換台車方式の部品供給部10が配設されている。以下、その説明を行う。図1及び図2において、11はX方向に横長のベース部材であって、その上面にはパーツフィーダ12がX方向にピッチをおいて多数個並設されている。このパーツフィーダ12はテープフィーダであって、図2に示すように下方には供給リール13を備えている。供給リール13に巻回された電子部品収納テープ14は上方へ繰り出される。図1において、P1〜Pnは、各パーツフィーダ12の部品取り出し部である。
On both sides of the
図2〜図4において、16は台車であり、基台17の下面にキャスタ18を取り付けて成っている。基台17の左右には支柱19が立設されており、立柱19上には台部20が装着されている。台部20の両側部の支柱19の真上には板状のクランプ部材21が立設されている。ベース部材11の下面には上下動手段としてのシリンダ22が装着されており、その下向きのロッド23の下端部は台部20に結合されている。29は台車16の両側部に設けられた操作ハンドルであり、作業者は操作ハンドル29を保持して台車16を床面上を移動させる。24はガイドレール2の側方に設けられた板状の高さ方向の位置決め部材である。図4に示すように、位置決め部材24は左右2個のクランプ部材21に対応して左右2個設けられている。シリンダ22はベース部材11の下面中央に設けられており、シリンダ22の両側部には台車16の上下動を案内するガイド25が設けられている。
2 to 4,
次に、図3(a)(b)(c)を参照して、部品供給部10のセット作業を説明する。図3(a)に示すように、シリンダ22のロッド23を下方へ突出させ、台部20を低位置とした状態で、作業者は操作ハンドル29を操作して台車16を床面F上を移動させて位置決め部材24へ向って前進させ(矢印A)、図3(b)に示すようにベース部材11とクランプ部材21を位置決め部材24の上方と下方に位置させる。そこでシリンダ22のロッド23を上方へ引き込ませると、図3(c)に示すようにベース部材11は下降するとともに(同矢印B)、台車16は床面Fから浮上し(矢印C)、ベース部材11とクランプ部材21により位置決め部材24を上下からしっかりはさみ込む。これにより、部品供給部10は所定の高さに位置決めしてセットされる。
Next, the setting operation of the
図1〜図3において、部品供給部10の両側部(本実施の形態ではベース部材11のガイドレール2側の両側部)には被着地部としての棒状の起立体26が左右2個立設されている。図1に示すように、起立体26の上面には特徴部としての認識マーク27が形成されている。
In FIG. 1 to FIG. 3, two right and left rod-like
図2、図4において、30は移載ヘッド部である。図4に示すように、この移載ヘッド
部30は複数個の移載ヘッド31を一体的に組み付けた多連式移載ヘッド部であって、各移載ヘッド31は下端部に電子部品を真空吸着するノズル32を有している。図4において、移載ヘッド部30には、認識手段としてのカメラ33と、各移載ヘッド31若しくは各ノズル32を上下動作させる上下動手段としてのZ軸方向のモータMZと、各ノズル32をその軸心を中心にθ回転させるモータMθ等を一体的に組み付けて構成されている。
2 and 4,
図1において、40はX方向テーブルであり、移載ヘッド部30はX方向テーブル40に沿ってX方向へ移動する。41はY方向テーブルであって、X方向テーブル40はこのY方向テーブル41上に架設されてY方向へ移動する。すなわち、X方向テーブル40とY方向テーブル41は、移載ヘッド部30をX方向やY方向へ水平移動させる水平方向移動手段となっている。
In FIG. 1,
図1において、ガイドレール2と部品供給部10の間にはノズルストッカー50と観察手段51が設けられている。移載ヘッド部30はノズルストッカー50の上方へ到来し、そこでノズル32に上下動作を行わせてノズルの交換を行う。また部品供給部10のパーツフィーダ12の電子部品をノズル32の下端部に真空吸着してピックアップした移載ヘッド部30は、基板1へ移動する途中、カメラ等から成る観察手段51の上方に到来し、電子部品の位置認識を行う。そして移載ヘッド部30は、この位置認識の結果判明した電子部品の位置ずれを周知手段により補正したうえで、基板1の所定の座標位置に電子部品を実装する。
In FIG. 1, a
図6において、制御部60は、認識マーク27の平面座標の基準位置(XY座標位置)データや起立体26の上面の基準高さデータ、装置の運転プログラムデータなどの必要な情報を記憶する記憶部61、カメラ33の認識等により入手された様々なデータ等に基づいて必要な演算を行なう演算部62を有している。また制御部60は、Xテーブル40、Yテーブル41、モータMZ、Mθなどの被制御部の制御を行う。
In FIG. 6, the
この電子部品実装装置は上記のような構成より成り、次にその動作を説明する。まず、図4を参照して各パーツフィーダ12の各部品取り出し部P1〜Pnの平面座標位置を求める方法を説明する。図4は、図3を参照して説明した電子部品実装装置への部品供給部10のセットが済んだ状態を示している。
This electronic component mounting apparatus has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next. First, with reference to FIG. 4, a method for obtaining the plane coordinate position of each of the component take-out portions P1 to Pn of each
まず、図4(a)に示すように移載ヘッド部30のカメラ33を一方(左方)の起立体26の上方へ位置させて起立体26上の認識マーク27の平面座標位置(x1’,y1’)を認識してこれを記憶部61に登録し、演算部62は基準座標位置(x1,y1)との位置ずれ量Δx1,Δy1を算出する(図7参照)。
First, as shown in FIG. 4A, the
次に図4(b)に示すように、移載ヘッド部30のカメラ33を他方(右方)の起立体26の上方へ移動させ、この起立体26上の認識マーク27の平面座標位置(x2’,y2’)を認識してこれを記憶部61に登録し、演算部62は基準座標位置(x2,y2)との位置ずれ量Δx2,Δy2を算出する(図7参照)。次に演算部62は、このようにして入手された認識マーク27の平面座標データである位置ずれ量Δx1,Δy1、Δx2,Δy2に基づいて、各パーツフィーダ12の部品取り出し口P1〜Pnの位置ずれを誤差の比例配分により算出し、これにより各部品取り出し部P1〜Pnの正しい平面座標位置を求める。(数1)はその計算方法の一例を示している。なお本実施の形態のように起立体26を立設し、その上面に認識マーク27を設ければ、上方のカメラ33により至近位置から認識マーク27を撮像できるので、高い撮像精度が得られる。
Next, as shown in FIG. 4B, the
次に、図5を参照して各パーツフィーダ12の取り出し部P1〜Pnの高さを求める方法を説明する。まず図5(a)に示すように、移載ヘッド部30の1つの移載ヘッド31を一方(左方)の起立体26の上方に位置させ、そこでモータMZを駆動してそのノズル32を下降させ、起立体26の上面に着地させる。このようにしてノズル32を基準レベルから下降させて起立体26の上面に着地するまでのノズル32の下降ストロークから起立体26の上面の高さZ1’を求めてこれを記憶部61に登録し、演算部62は起立体26の上面の基準高さZ1との高低差ΔZ1を求める(図8参照)。
Next, a method for obtaining the heights of the takeout portions P1 to Pn of each
次に、図5(b)に示すように移載ヘッド部30の1つの移載ヘッド32を他方(右方)の起立体26の上方に位置させ、上記と同様の方法によりこの起立体26の上面の高さZ2’を求めるとともに、基準高さZ2との高低差ΔZ2を求める(図8参照)。これにより、各パーツフィーダ12の部品取り出し部P1〜Pnの高さ方向の位置ずれを比例配分により演算部62により算出し、これにより部品取り出し部P1〜Pnの正しい高さを求める。(数2)はその計算方法の一例を示している。
Next, as shown in FIG. 5B, one
本実施の形態のように、被着地部として起立体26を立設し、その上面にノズル32を着地させるようにすれば、着地に要するノズル32の下降ストロークを短くして作業能率を上げることができる。
If the raising
請求項1〜3記載の本発明によれば、パーツフィーダの交換等のために台車の交換を行って電子部品の実装を再開するような場合、部品供給部の両側部の特徴部を認識手段により認識し、これにより入手された特徴部の平面座標データに基づいて各パーツフィーダの各部品取り出し部の平面座標位置を迅速・正確に求め、移載ヘッドのノズルを部品取り出
し部の真上の正しい位置へ移動させて電子部品を確実にピックアップすることができる。
According to the first to third aspects of the present invention, when the carriage is replaced for replacement of the parts feeder or the like and the mounting of the electronic component is resumed, the feature unit on both sides of the component supply unit is recognized. Based on the plane coordinate data of the feature part obtained by this, the plane coordinate position of each part take-out part of each part feeder is obtained quickly and accurately, and the nozzle of the transfer head is directly above the part take-out part. The electronic component can be reliably picked up by moving to the correct position.
また請求項4〜6の本発明によれば、パーツフィーダの交換等のために台車の交換を行って電子部品の実装を再開するような場合、ノズルを部品供給部の両側部の被着地部に着地させ、これにより各パーツフィーダの各部品取り出し部の高さ又は各部品取り出し部から電子部品をピックアップするのに必要なノズルの下降ストロークを迅速・正確に求め、移載ヘッドのノズルを部品取り出し部の上方で正しいストロークで上下動させて電子部品を確実にピックアップすることができる。 According to the fourth to sixth aspects of the present invention, when the mounting of the electronic component is resumed by exchanging the carriage for exchanging the parts feeder or the like, the nozzles are attached to the landing portions on both sides of the component supplying unit. As a result, the height of each part take-out part of each part feeder or the lowering stroke of the nozzle necessary for picking up the electronic parts from each part take-out part can be quickly and accurately determined, and the nozzle of the transfer head is made into a part. The electronic component can be reliably picked up by moving up and down with a correct stroke above the take-out portion.
1 基板
2 ガイドレール
10 部品供給部
12 パーツフィーダ
16 台車
26 起立部
27 認識マーク
30 移載ヘッド部
31 移載ヘッド
32 ノズル
33 カメラ
40 Xテーブル
41 Yテーブル
60 制御部
62 演算部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
It is an electronic component mounting method using the electronic component mounting apparatus according to claim 4 or 5, wherein the horizontal movement means is driven to move the nozzle of the transfer head above the component take-out portion of the parts feeder, An electronic device that picks up an electronic component by moving the nozzle up and down based on the height of each component take-out portion of each part feeder determined by the arithmetic unit, and mounts the electronic component on a substrate positioned in the positioning unit. Component mounting method.
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