JP2006210721A - 部品実装作業装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 上流寄りのプリント基板のバッドマークを上流作業装置に設けられた検出装置で検出した情報を下流作業位置での作業の制御に活用して、コストを押さえると共に生産効率を向上させること。
【解決手段】 上流寄りプリント基板Ｐ上に装着すべき全電子部品を装着すると、該プリント基板Ｐは下流寄りの位置決め部に搬送されると共に上流寄りの位置決め部には新たなプリント基板Ｐが搬送され、位置決めされた後、夫々位置決めマークＭ１が撮像及び認識処理されると共に電子部品の認識処理もされ各プリント基板Ｐに各装着データに従い電子部品が装着される。この場合、ＣＰＵ４１ＡはバッドマークＭ２の検出情報をＣＰＵ４１Ｂに送信し、ＣＰＵ４１ＢはＲＡＭ４２Ｂに格納させているので、ステージＢで改めてバッドマークＭ２の検出作業をすることなく、前記検出情報に基づいてＣＰＵ４１ＢはステージＢに係る電子部品の装着動作制御をする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、上流寄りに配設されたプリント基板に上流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行うと共にこの作業後に下流寄りに搬送された当該プリント基板に下流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行う部品実装作業装置に関する。具体的には、プリント基板に接着剤を塗布する接着剤塗布装置や、プリント基板に電子部品を装着する電子部品装着装置などの部品実装作業装置に関する。

上流寄りに配設されたプリント基板に上流側実装装置により電子部品の実装をし、下流寄りに配設されたプリント基板に下流側実装装置により電子部品の実装をする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２８２１０２公報

特に、多面取基板にあっては、上流寄りの多面取基板のバッドマークを上流側に配設された検出装置で検出しても、下流側にも配設された検出装置で改めて検出するのが一般的に行なわれており、コストが高いものであると共に生産効率が悪いものであった。

そこで本発明は、上流寄りのプリント基板のバッドマークを上流作業装置に設けられた検出装置で検出した情報を下流作業位置での作業の制御に活用するようにして、コストを押さえると共に生産効率が向上できるようにすることを目的とする。

このため第１の発明は、上流寄りに配設されたプリント基板に上流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行うと共にこの作業後に下流寄りに搬送された当該プリント基板に下流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行う部品実装作業装置において、前記プリント基板に付されたバッドマークを検出するために前記上流作業装置に設けられたマーク検出装置と、このマーク検出装置により検出された検出情報に基づいて前記下流作業装置を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。

第２の発明は、上流寄りに配設されたプリント基板に上流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行うと共にこの作業後に下流寄りに搬送された当該プリント基板に下流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行う部品実装作業装置において、前記プリント基板に付されたバッドマークを検出するために前記上流作業装置に設けられたマーク検出装置と、前記上流作業装置を制御する上流制御装置と、前記マーク検出装置により検出された検出情報を前記上流制御装置から受信して前記下流作業装置を制御する下流制御装置とを設けたことを特徴とする。

第３の発明は、上流寄りに配設された多面取プリント基板に上流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行うと共にこの作業後に下流寄りに搬送された当該多面取プリント基板に下流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行う部品実装作業装置において、前記多面取基板に付された割基板部のバッドマークを検出するために前記上流作業装置に設けられたマーク検出装置と、前記上流作業装置を制御する上流制御装置と、前記マーク検出装置によりバッドマークが検出された割基板には電子部品の実装に関連する作業を行なわないように前記下流作業装置を制御する下流制御装置とを設けたことを特徴とする。

第４の発明は、上流寄りに配設された多面取プリント基板に上流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行うと共にこの作業後に下流寄りに搬送された当該多面取プリント基板に下流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行う部品実装作業装置において、前記多面取基板に付された割基板部のバッドマークを検出するために前記上流作業装置に設けられたマーク検出装置と、前記上流作業装置を制御する上流制御装置と、前記マーク検出装置による検出情報を前記上流制御装置から受信して前記バッドマークが検出された割基板部には電子部品の実装に関連する作業を行なわないように前記下流作業装置を制御する下流制御装置とを設けたことを特徴とする。

本発明は、上流寄りのプリント基板のバッドマークを上流作業装置に設けられた検出装置で検出した情報を下流作業位置での作業の制御に活用するようにして、コストを押さえると共に生産効率が向上できるようにすることができる。

以下、図面に基づき、部品実装作業装置としての電子部品装着装置を実施形態として説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図で、図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、電子部品装着装置１の機台（装置本体）２上の前部及び後部には部品供給装置としての電子部品を部品取出位置（部品吸着位置）に１個ずつ供給する公知の部品供給ユニット３が４つのブロックに複数並設されている。そして、該装着装置１の中間部には供給コンベア４が設けられ、プリント基板Ｐの搬送方向が左右方向となるように設けられている。前記供給コンベア４には上流側装置より受けたプリント基板Ｐを２つの位置決め部において夫々位置決めする位置決め機構が設けられ、該基板Ｐ上に電子部品が装着された後、下流側装置に搬送される。

このプリント基板Ｐはいわゆる多面取基板で、同じ装着パターンの基板部が４つ形成されている。そして、各基板部には各基板部の位置決めを精確に行なうための位置決めマークＭ１が対角線上にそれぞれ設けられると共に、電子部品を装着してはいけない基板部（不良基板部）にはバッドマークＭ２が付されている。

そして、前記機台２には前後方向に延びた支持台５Ａ、５Ｂ、５Ｃの下部が固定され、更に支持台５Ａ及び５Ｃ上部には一つのガイド体６、支持台５Ｂ上部には２つのガイド体６が設けられる。このガイド体６は全て同様な構造であり、図４に基づき説明するが、説明の便宜上、支持台５Ａ上部のガイド体６についてのみ説明する。

このガイド体６の外側上部には前後方向に延びた凹部が形成されて、この凹部を形成する対向する一対の対向片の内側面にはＹ軸駆動源となるリニアモータ７の固定子７Ａ（マグネットベースとマグネットとから成る）が設けられると共に、内側上部には前後方向に延びたガイドレール８が形成される。そして、このガイドレール８が嵌合するスライダ９を内側下部に備えると共に外側下部に前記固定子７Ａとわずかの間隙を存する可動子７Ｂを備え、リニアモータ７の駆動によりガイド体６のガイドレール８に沿ってスライダ９が摺動してＹ方向にビーム１０が移動する構成である。

即ち、リニアモータ７の駆動により各スライダ９が支持台５Ａ、５Ｂ上部のガイド体６のガイドレール８に沿って摺動することにより、図１における左部の前後の各ビーム１０がＹ方向に移動し、またリニアモータ７の駆動により各スライダ９が支持台５Ｂ、５Ｃ上部のガイド体６のガイドレール８に沿って摺動することにより、図１における右部の前後の各ビーム１０がＹ方向に移動する。

図２及び図５に示すように、各ビーム１０には、その長手方向、即ちＸ方向にＸ軸駆動源であるリニアモータ２０の駆動により上下のガイドレール２１に沿って移動するヘッド体２２が設けられる。このヘッド体２２が固定されたヘッドベース２３には前記リニアモータ２０の可動子２０Ｂが固定部２４を介して固定されると共に、ヘッドベース２３の上下に前記ガイドレール２１が嵌合するスライダ２５が設けられる。

また、前記ヘッド体２２の下部には、電子部品を吸着保持する吸着ノズル２６を備えた装着ヘッド２７が設けられる。そして、前記吸着ノズル２６は、上下軸モータ２８Ａ及びθ軸モータ２８Ｂにより上下動が可能であり、鉛直軸周りに回転可能である。なお、装着ヘッド２７又はヘッド体２２を上下動可能とすることにより、結果として吸着ノズル２６を上下動可能としてもよい。

そして、断面が概ねＨ字形状のビーム１０の上下に対向する一対の取付片には、固定部２９を介して前記リニアモータ２０の固定子２０Ａが前記可動子２０Ｂとわずかの間隙を存して設けられる。

次に、前記支持台５Ａ、５Ｂ、５Ｃの構造について、図２乃至図４に基づいて説明する。先ず、前記支持台５Ｂは２枚の板体３０と、両板体３０間に側面部が固定された前後に延びた幅広の角柱状を呈した支持部材３１とから構成され、両板体３０及び支持部材３１の下部が機台２に固定され、更に両板体３０及び支持部材３１の上部には２つのガイド体６が固定されて電子部品装着装置１の左部における前後一対の各ビーム１０の内側部及び電子部品装着装置１の右部における前後一対の各ビーム１０の内側部を支持し前後方向の移動の際に案内を可能にする。

次に、前記支持台５Ａ、５Ｃは、夫々２枚の板体３２と、両板体３２間に長手方向に間隔を存して両板体３２と直交するように設けられるもので幅広の上下部３３Ａが前記板体３２に固定されると共に幅狭の中間部３３Ｂが両板体３２から離間した複数（本実施形態では４枚）の補強体たる薄板状の補強板３３とから構成され、両板体３２及び補強板３３の下部が機台２に固定され、更に両板体３２及び補強板３３の上部には２つのガイド体６が固定されて電子部品装着装置１の左部における前後一対の各ビーム１０の外側部及び電子部品装着装置１の右部における前後一対の各ビーム１０の外側部支持し前後方向の移動の際に案内を可能にする。

３４はプリント基板Ｐに付されたバッドマークＭ２を検出するマーク検出センサで、３５はプリント基板Ｐに付された位置決めマークＭ１を撮像する基板認識カメラで、両者は装着ヘッド２７に設けられている。３６は前記機台２に前記装着ヘッド２７に対応して設けられる部品認識カメラで、部品供給ユニット３より取出されて吸着ノズル２６に吸着保持された電子部品を撮像して、図示しない認識処理装置により電子部品の位置が認識処理される。

次に、図６の制御ブロック図について、図１及び図６の前記電子部品装着装置１の上流側部分である左半分をステージＡとし、下流側部分である右半分をステージＢとして以下説明する。４０Ａ、４０Ｂは本装着装置１のステージＡ、ステージＢを統括制御するマイクロコンピュータで、各マイクロコンピュータ４０Ａ、４０Ｂは制御部としてのＣＰＵ（装着制御部）４１Ａ、４１Ｂと、該ＣＰＵ４１Ａ、４１Ｂにバスラインを介して接続されるＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）４２Ａ、４２Ｂと、バスラインを介して接続されるＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）４３Ａ、４３Ｂとを備えている。

そして、各ＣＰＵ４１Ａ、４１Ｂは前記ＲＡＭ４２Ａ、４２Ｂに記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭ４３Ａ、４３Ｂに格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置１の対応するステージＡ、ステージＢの部品装着動作に係る動作を統括制御する。即ち、ＣＰＵ４１Ａ、４１Ｂは、駆動回路４４Ａ、４４Ｂを介して前記リニアモータ７、２０、上下軸モータ２８Ａ及びθ軸モータ２８Ｂの駆動を制御している。

前記ＲＡＭ４２Ａ、４２Ｂには、部品装着に係る装着データが記憶されており、その装着順序毎（ステップ番号毎）に、プリント基板内でのＸ方向（Ｘで示す）、Ｙ方向（Ｙで示す）及び角度（Ｚで示す）情報や、各部品供給ユニット３の配置番号情報等が記憶されている。また前記ＲＡＭ４２Ａ、４２Ｂには、部品配置データが記憶されており、これは前記各部品供給ユニット３の配置番号に対応して各電子部品の種類（部品ＩＤ）や該供給ユニット３の配置座標等が記憶されている。

４５Ａ、４５Ｂはインターフェース４６Ａ、４６Ｂを介して前記ＣＰＵ４１Ａ、４１Ｂに接続される認識処理装置で、部品認識カメラ３６により撮像して取込まれた画像や基板認識カメラ３５により撮像して取込まれた画像の認識処理が該認識処理装置４５Ａ、４５Ｂにて行われる。また、プリント基板Ｐに付されたバッドマークＭ２の有無をマーク検出センサ３４が検出すると、ＣＰＵ４１Ａはその検出情報をインターフェース４６Ａを介して取込んでＲＡＭ４２Ａに格納すると共にインターフェース４７Ａ、４７Ｂ及び通信線４８を介してＣＰＵ４１Ｂに前記検出情報を送信し、この検出情報を受信したＣＰＵ４１ＢはＲＡＭ４２Ｂに格納し、この検出情報に基づいてＣＰＵ４１ＢはステージＢに係る電子部品の装着動作の制御をする構成である。

以上の構成により、電子部品装着装置の動作について説明する。先ず、１枚目のプリント基板Ｐが上流側装置より供給コンベア４によりステージＡの位置決め部に搬送されて位置決め固定される。次いで、このステージＡにおいて、リニアモータ７が駆動して一対のガイドレール８に沿ってスライダ９が摺動してビーム１０がＹ方向に移動し、リニアモータ２０が駆動して上下のガイドレール２１に沿ってスライダ２５が摺動してヘッド体２２及び装着ヘッド２７が衝突することなくＸ方向に移動し、前記プリント基板Ｐの割基板部に付された不良の旨を表すバッドマークＭ２がマーク検出センサ３４により検出されると共に各割基板部に付された位置決めマークＭ１を基板認識カメラ３５が撮像する。

そして、ＣＰＵ４１Ａは前記マーク検出センサ３４の検出情報をインターフェース４６Ａを介して取込んでＲＡＭ４２Ａに格納すると共にインターフェース４７Ａ、４７Ｂ及び通信線４８を介してＣＰＵ４１Ｂに前記検出情報を送信する。すると、この検出情報を受信したＣＰＵ４１ＢはＲＡＭ４２Ｂに格納する。

そして、ヘッド体２２及び装着ヘッド２７が順次装着すべき電子部品を収納する部品供給ユニット３上方に位置するよう移動し、既に所定の部品供給ユニット３が駆動されて部品取出位置（部品吸着位置）にて部品が取出し可能状態にあるため、吸着ノズル２６が上下軸モータ２８Ａにより下降して電子部品を吸着して取出し、上昇して対応する部品認識カメラ３５の上方に移動して吸着ノズル２６に吸着保持された電子部品を撮像し、認識処理装置４５Ａにより電子部品の位置が認識処理される。

そして、この認識処理装置４５Ａによる認識処理結果に基づいて電子部品の位置ズレ量及び前記位置決めマークＭ１の画像の認識処理結果に基づいて割基板部の位置ズレ量がＣＰＵ４１Ａにより算出され、装着データにこれらの算出結果を加味して、吸着ノズル２６がプリント基板Ｐ上方に移動してθ軸モータ２８Ｂにより鉛直軸周りに回転して、上下軸モータ２８Ａにより下降して当該プリント基板Ｐの所定位置に所定の向き（角度）に電子部品を装着する。

以上のように、上流寄りのプリント基板Ｐ上に部品供給ユニット３から取出した各電子部品をＲＡＭ４２Ａに格納された装着データ（ＸＹ方向の位置や平面方向における向き、電子部品の種類に関するデータ）に従い、ステージＡの吸着ノズル２６が装着することとなる。この場合、前記検出情報に基づいて、ＣＰＵ４１ＡはステージＡに係る電子部品の装着動作の制御をするため、バッドマークＭ２が付された割基板部には電子部品を装着しないよう制御する。

そして、前記プリント基板Ｐ上に装着すべき全ての電子部品を装着すると、当該プリント基板Ｐは下流寄りの位置決め部に搬送されると共に上流寄りの位置決め部には新たなプリント基板Ｐが搬送され、位置決めされた後、それぞれ位置決めマークＭ１が撮像及び認識処理されると共に電子部品の位置認識処理もされて各プリント基板Ｐに各装着データに従い、前述したように、電子部品が装着される。

即ち、電子部品装着装置1の左部のステージＡにおいては、左部の前後のビーム１０及び各ビーム１０に沿って移動する装着ヘッド２７の吸着ノズル２６が電子部品を左のプリント基板Ｐ上に装着し、右部のステージＢにおいては、右部の前後のビーム１０及び各ビーム１０に沿って移動する装着ヘッド２７の吸着ノズル２６が電子部品を右のプリント基板Ｐ上に装着する。

この場合、ＣＰＵ４１ＡはバッドマークＭ２の検出情報をインターフェース４７Ａ、４７Ｂ及び通信線４８を介してＣＰＵ４１Ｂに送信し、この検出情報を受信したＣＰＵ４１ＢはＲＡＭ４２Ｂに格納させているので、ステージＢで改めてバッドマークＭ２の検出作業をすることなく、前記検出情報に基づいてＣＰＵ４１ＢはステージＢに係る電子部品の装着動作の制御をする。従って、上流寄りの装着ヘッド２７の吸着ノズル２６がバッドマークＭ２が付された割基板部に電子部品を装着しなかったと同様に、下流寄りの装着ヘッド２７の吸着ノズル２６もバッドマークＭ２が付されたこの割基板部には電子部品を装着しないようにＣＰＵ４１Ｂは制御する。

なお、バッドマークＭ２が付された割基板部は、電子部品を装着できない不良の割基板部であることを意味するが、全ての割基板部が同じく不良であることを意味するバッドマークを付したり、多面取基板でない通常のプリント基板にバッドマークを付したりした場合にも、本発明は適用でき、ステージＡからの検出情報に基づいてステージＢのＣＰＵ４１Ｂは対応する装着ヘッド２７を制御する。

以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

電子部品装着装置の平面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。電子部品装着装置の正面図である。 電子部品装着装置の右側面図である。 ビームの左端部の拡大図である。 ビームの縦断側面図である。 制御ブロック図である。

符号の説明

１ 部品装着装置
２ 機台
３ 部品供給ユニット
２６ 吸着ノズル
２７ 装着ヘッド
３４ マーク検出センサ
４１Ａ、４１Ｂ ＣＰＵ
４２Ａ、４２Ｂ ＲＡＭ

Claims (4)

1. 上流寄りに配設されたプリント基板に上流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行うと共にこの作業後に下流寄りに搬送された当該プリント基板に下流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行う部品実装作業装置において、前記プリント基板に付されたバッドマークを検出するために前記上流作業装置に設けられたマーク検出装置と、このマーク検出装置により検出された検出情報に基づいて前記下流作業装置を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする部品実装作業装置。
2. 上流寄りに配設されたプリント基板に上流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行うと共にこの作業後に下流寄りに搬送された当該プリント基板に下流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行う部品実装作業装置において、前記プリント基板に付されたバッドマークを検出するために前記上流作業装置に設けられたマーク検出装置と、前記上流作業装置を制御する上流制御装置と、前記マーク検出装置により検出された検出情報を前記上流制御装置から受信して前記下流作業装置を制御する下流制御装置とを設けたことを特徴とする部品実装作業装置。
3. 上流寄りに配設された多面取プリント基板に上流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行うと共にこの作業後に下流寄りに搬送された当該多面取プリント基板に下流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行う部品実装作業装置において、前記多面取基板に付された割基板部のバッドマークを検出するために前記上流作業装置に設けられたマーク検出装置と、前記上流作業装置を制御する上流制御装置と、前記マーク検出装置によりバッドマークが検出された割基板には電子部品の実装に関連する作業を行なわないように前記下流作業装置を制御する下流制御装置とを設けたことを特徴とする部品実装作業装置。
4. 上流寄りに配設された多面取プリント基板に上流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行うと共にこの作業後に下流寄りに搬送された当該多面取プリント基板に下流作業装置により電子部品の実装に関連する作業を行う部品実装作業装置において、前記多面取基板に付された割基板部のバッドマークを検出するために前記上流作業装置に設けられたマーク検出装置と、前記上流作業装置を制御する上流制御装置と、前記マーク検出装置による検出情報を前記上流制御装置から受信して前記バッドマークが検出された割基板部には電子部品の実装に関連する作業を行なわないように前記下流作業装置を制御する下流制御装置とを設けたことを特徴とする部品実装作業装置。
   
   

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