JP2006339531A - 吸着ノズル決定方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 汎用性のある吸着ノズルを使用して部品実装機のスループット向上を図りつつ、供給カセットの供給口との干渉を回避しうる吸着ノズル決定方法等の提供。
【解決手段】 部品を基板120に実装する部品実装機100に備えられ、部品を吸着する吸着ノズル111を決定する方法であって、前記部品のサイズを取得する部品サイズ取得ステップS902と、取得した部品サイズと吸着ノズルのサイズを比較し、当該部品を吸着保持することのできる吸着ノズルを選択する吸着ノズル選択ステップS903と、前記選択した吸着ノズルにおいて、前記供給口の周縁部と干渉しない吸着ノズルを決定する吸着ノズル決定S906ステップとを含む。
【選択図】 図10

Description

本発明は、複数の吸着ノズルを使い分けて部品を基板に実装する部品実装機に適用される吸着ノズル決定方法などに関する。特に、一つの吸着ノズルで幅広い範囲の部品を吸着保持する場合の吸着ノズル決定方法などに関する。
従来、電子部品をプリント基板などの基板に実装する部品実装機の市場においては、様々な基板を柔軟に生産できるような生産設備/ラインに対する市場の要請に従い、高速装着機と呼ばれる部品実装機と多機能装着機と呼ばれる部品実装機のそれぞれの機能を併せ持つ、特許文献1に示すような高速多機能部品実装機が登場している。
この高速多機能実装機とは、主として、比較的小型の電子部品を1点当たり高速で装着する高い生産性を特徴とする設備であるとともに、中型から大型のスイッチ・コネクタ等の異型部品を含む電子部品や、QFP(Quad Flat Package)、BGA(Ball Grid Array)等の比較的大型のIC部品までも装着することができる設備である。すなわち、高速多機能部品実装機は、ほぼすべての種類の電子部品(装着対象となる部品として、比較的小型のチップ抵抗から比較的大型かつ異形のコネクタまで)を装着できるように設計されている。
このような高速多機能部品実装機は、多種類の電子部品を真空吸着用の吸着ノズルで真空吸着し、高速で部品を搬送した上で高精度に基板に部品を装着しなければならないため、多数の吸着ノズルの種類を部品実装機に備えている。そして、図14に示すような電子部品の形状寸法(電子部品の種類)に合わせて吸着ノズルをきめ細かにひも付けしたデータ(部品ライブラリ)を記憶しておき、基板に電子部品を実装する順番に従い、吸着ノズルも電子部品に適合するように都度交換されている。
特開平11−307995号公報
市場、特に基板に電子部品を実装し回路基板を生産している生産者においては、さらにスループット(生産性)を向上した部品実装機の登場が望まれており、部品実装機の生産者側は真空吸着力を向上させて電子部品をしっかりと吸着ノズルで保持することにより、より高速に電子部品を搬送しても、電子部品がずれることなく高速かつ高精度で電子部品を実装する部品実装機を実現する試みもなされている。
しかし、電子部品をしっかりと保持するには大型の真空系が必要となるが、この大型で重量のある真空系を高速で動かそうとしても慣性が大きくなるため、高速で動かすのが困難になると言う矛盾が生じる。従って、現状よりもさらに高速に電子部品を搬送することにより高い生産性を備えた部品実装機を実現することは困難になりつつある。
そこで、本願発明者らは、鋭意研究努力の結果、電子部品の種類に対し汎用的に使用できる吸着ノズルを採用することにより、部品の実装時に発生する吸着ノズルの交換頻度を減少させ、吸着ノズルの交換による生産ロス時間を減少させることでスループット向上を図ることを考えた。
すなわち、複数種類の電子部品を1種類の吸着ノズルで汎用的に吸着保持することのできる吸着ノズルを見いだした。
しかし、部品実装機に前記汎用的な吸着ノズルを採用することにより、新たな課題が発生した。つまり、吸着する部品と吸着ノズルの種類との対応関係を電子部品のサイズにのみ依存して決定した場合、部品を供給する供給カセットの供給口周縁部と吸着ノズルとが干渉し、部品を吸着できないなどの吸着ミスが発生するばかりか、吸着ノズル自体が破損する場合がある。
一方、供給カセットの供給口の形状は、部品を供給する際に電子部品がはねてずれたりしないようにできる限り小径とする必要があり、かつ、電子部品の形状に従うことになるため、吸着ノズルとの干渉を回避するためにその大きさを現状より大きくすることは困難である。
この発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、汎用性のある吸着ノズルを使用して部品実装機のスループットを確保しつつ、供給カセットの供給口との干渉を回避しうる吸着ノズル決定方法等の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る吸着ノズル決定方法は、部品を基板に実装する部品実装機に備えられ、部品を吸着する吸着ノズルを決定する方法であって、前記部品のサイズを取得する部品サイズ取得ステップと、取得した部品サイズと吸着ノズルのサイズを比較し、当該部品を吸着保持することのできる吸着ノズルを選択する吸着ノズル選択ステップと、前記部品実装機に部品を供給する供給カセットの供給口の周縁部と干渉しない吸着ノズルを決定する吸着ノズル決定ステップとを含むことを特徴とする。
さらに、前記供給カセットの供給口のサイズを取得する供給口サイズ取得ステップを含んでも良い。
また、前記吸着ノズル選択ステップはさらに、吸着ノズルの吸着口全体が吸着する部品の吸着面で覆われる場合に、選択する吸着ノズルであると判断するのが望ましい。
さらに、吸着ノズル中心軸から吸着口周縁までの最も長い距離が、吸着する部品の吸着面の中心から吸着面の外縁までの最も短い距離よりも短い場合に選択する吸着ノズルであると判断することが好ましい。
また、前記吸着ノズル選択ステップはさらに、取得した部品の体積又は重量が吸着ノズルの吸着能力より大きい場合、当該吸着ノズルを選択から除外する除外ステップを含むものでも良い。
また、前記供給口サイズ取得ステップは、あらかじめ供給口サイズが記憶される記録媒体から供給口サイズを取得し、前記吸着ノズル決定ステップは、吸着ノズルの中心軸から開口端外周縁までの最も長い距離が、吸着する部品を供給する供給カセットの吸着中心から供給口周縁までの最も短い距離よりも短い場合に干渉しない吸着ノズルであると決定する干渉判断ステップを含むことが望ましい。
さらに、吸着ノズル決定ステップで決定した吸着ノズルと電子部品と対応づけた情報を記憶する記憶ステップと、実装時に、前記情報に基づき電子部品を実際に吸着する吸着ノズルを一つ決定する適用ノズル決定ステップとを含んでも良い。
これにより、汎用性のある吸着ノズルを使用しても、吸着すべき部品を供給する供給カセットの供給口とノズルとの干渉を回避することが可能となる。
さらに、吸着ノズル決定ステップで決定された吸着ノズルが複数種類ある場合、部品実装機が基板に全部品を実装する際に最も吸着ノズルの交換頻度が低下する吸着ノズルを決定する吸着ノズル最適化ステップを含むことが望ましい。
これにより、吸着ノズルを汎用化することで基板生産時のノズル交換回数が削減できスループットが向上する。
なお、上記目的は、前記ステップを実現する手段を備える吸着ノズル決定装置や、それらを備えた部品実装機としても達成できる。
また、前記ステップをコンピュータに実行させる吸着ノズル決定プログラムとしても達成できる。
汎用性のある吸着ノズルを使用して部品実装機のスループット向上を図りつつ、供給カセットの供給口との干渉を回避することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
(実施の形態1)
以下に説明する実施の形態1は、部品実装機に備えられる吸着ノズル決定装置が基板に装着する電子部品を対象とし、当該電子部品のサイズと供給カセットの供給口の状態に基づき吸着ノズルを決定し、さらに、決定された吸着ノズルが複数ある場合は吸着ノズルをNCデータなどに照らして最適化する実施の形態に関するものである。
図1は、本発明の実施の形態に係る部品実装機100を一部切り欠いてその内部をも示す外観斜視図である。
同図に示す部品実装機100は、実装ラインに組み込むことができ、上流から受け取った基板に電子部品を装着し、下流に電子部品装着済みの基板である回路基板を送り出す装置であり、電子部品を真空吸着により保持する吸着ノズルを備え、吸着保持した電子部品を搬送し基板に装着することができる装着ヘッドを複数備えたマルチヘッド部110と、そのマルチヘッド部110を水平面方向に移動させるXYロボット113と、装着ヘッドに部品を供給する部品供給部115とを備えている。
この部品実装機100は、具体的には、微少部品からコネクタまでの多様な電子部品を基板に装着することができる部品実装機であり、10mm角以上の大型電子部品やスイッチ・コネクタ等の異形部品、QFP(Quad Flat Package)・BGA(Ball Grid Array)等のIC部品を装着することができる高速多機能部品実装機である。
図2は、部品実装機100の主要な内部構成を示す平面図である。
部品実装機100はさらに、各種形状の部品種に対応するために装着ヘッド112(図3参照)に交換自在に取り付けられる交換用の吸着ノズルが置かれるノズルステーション119と、基板120搬送用の軌道を構成するレール121と、搬送された基板120が載置され電子部品が装着される装着テーブル122と、吸着保持した電子部品が不良の場合などに、当該部品を回収する部品回収装置123とを備えている。
また、部品供給部115は、部品実装機100の前後に設けられており、テープ状に収納された電子部品を供給する供給カセットからなる部品供給部115aと、部品の大きさに合わせて間仕切りをつけたプレートに収納される電子部品を供給する部品供給部115bとを有している。
図3は、マルチヘッド部110と供給カセットからなる部品供給部115aの位置関係を模式的に示す斜視図である。
同図に示すように、マルチヘッド部110は、複数個の装着ヘッド112が備えられており、その先端部には吸着ノズル111が交換自在に備えられている。
このマルチヘッド部110は、次のようにして基板120に電子部品を実装する。すなわち、次に実装する電子部品とマルチヘッド部110に備えられている吸着ノズル111が適合していない場合には、マルチヘッド部110がノズルステーション119まで移動して、吸着ヘッド111を交換する。そして、マルチヘッド部110が部品供給部115aの上方にまで移動し、それぞれの装着ヘッド112を降下させる、これにより装着ヘッド112の先端に設けられた吸着ノズル111がテープフィーダ114の供給口118を通過して電子部品を吸着保持する。次に、装着ヘッド112が上昇し、マルチヘッド部110ごと移動して電子部品を基板120上方の装着位置まで電子部品を搬送し、装着ヘッド120を下降させて基板120に電子部品を装着する。
一方、同図に示す部品供給部115aを構成する供給カセットは、同一部品種の複数の電子部品をキャリアテープ上に並べて収納する部品テープ116と、この部品テープ116を巻き付けて保持する供給リール117と、供給リール117から部品テープ116を必要に応じて送り出すと共に、部品テープ116から電子部品を取り出し、供給口118に電子部品を露出させるテープフィーダ114とを備えている。
本実施形態の場合、部品供給部115aは、供給カセットをZ軸方向に配列した状態で保持しており、部品切れなど必要に応じて個々の供給カセットを交換したり、部品テープ116と供給リール117とを交換したりすることができる構造となっている。
図4は、(a)吸着ノズル111の一つを例示する側面図、(b)その下面図、(c)参考としての電子部品の平面図である。
同図に示すように、吸着ノズル111の開口端111aは、外周縁が円形であり、放射状に波打った形状の吸着口を備えており、外周縁の円形の中心と、吸着口の中心が一致している。さらに、吸着ノズル111の中心軸Nc上に前記中心が存在している。なお、同図は例示であり、吸着ノズル111の形状が同図により限定されることはない。
また、(b)に記載されるAは、吸着ノズル111の外径の半分、Bは、吸着口の半分を示している。
一方、(c)は、部品の縦寸法がX、部品の横寸法がYの矩形の電子部品を例示する図であって、同図(a)(b)に示す吸着ノズル111の吸着対象の一例を示している。そして同図に表されている面が吸着面となり、そのほぼ中心に吸着面の中心Wcがある。このWcは吸着面の幾何学的な対象点である。なお、この中心Wcは重心などであっても構わない。
図5は、4種類のテープフィーダ114の供給口118の部分を示す平面図である。なお、同図の斜線はテープフィーダ114本体と供給口118とを区別するために付してあり、断面を示すものではない。
同図(a)〜(d)に示すように、テープフィーダ114の供給口118は、ほぼ矩形と見なすことができる。しかし、吸着ノズル111が電子部品を吸着する際に供給口118と吸着ノズル111との位置関係の基準となる吸着中心Cは、供給口118の幾何学的な中心ではなく、供給口118に供給された電子部品の位置に依存する。つまり、供給口118に供給された電子部品の中心Wcが供給口118の吸着中心Cとなる。
従って、単なる供給口118の形状と吸着ノズル111の形状とで干渉の有無を判断することはできない。例えば、(b)に示すように、供給口118の大きさは吸着ノズル111を十分に挿通できるものであるが、吸着中心Cが供給口111の一辺に近いため吸着ノズル111と供給口118とは干渉することになる。
なお、Ka〜Kdは、それぞれに示される供給口118の吸着中心Cから最も近い供給口118周縁までの距離を示している。
図6は、吸着ノズル決定装置200の機能構成を含む部品実装機100の機能構成を示すブロック図である。
同図に示す吸着ノズル決定装置200は、後述の部品ライブラリ、吸着ノズルライブラリ、カセットライブラリに基づき、装着する電子部品に対応する吸着ノズル111を決定しるコンピュータ装置であり、部品サイズ取得部201と、吸着ノズル選択部202と、供給口サイズ取得部203と、吸着ノズル決定部204と、データ記憶部205と、吸着ノズル最適化部206と、表示部302と、入力部303とを備えている。また、本実施形態の場合、この吸着ノズル決定装置200は、部品実装機100の内部に組み込まれている。
部品実装機100はさらに、部品実装手段として機能する機構部131と、前記吸着ノズル決定装置200で決定された実装条件を取得し、当該実装条件に基づき機構部131を制御する実装制御部101とを備えている。
部品サイズ取得部201は、データ記憶部205に記憶されている部品ライブラリ(図7)から電子部品のサイズ(X:部品の縦寸法、Y:部品の横寸法、T:部品の厚み)を取得する処理部である。
吸着ノズル選択部202は、吸着ノズル111の吸着口全体が吸着する電子部品の吸着面で覆われる場合に、当該部品を吸着保持できる吸着ノズルであると判断する処理部である。具体的には、データ記憶部205に記憶されている吸着ノズルライブラリから吸着ノズルの内径(吸着口径)を取得し、前記部品サイズ取得部201から得られた部品の短辺長(Xの値とYの値との小さい方)よりも吸着ノズルの内径が小さければ、当該部品を吸着保持できる吸着ノズル111であると判断するサイズ判断部(図示せず)により判断する。
本実施形態の場合、吸着ノズルの先端形状は円または円と近似できる形状であるため、吸着口径である内径と短辺長との比較で吸着ノズルを判断するが、円と近似できない場合は、吸着ノズル中心軸から吸着口周縁までの最も長い距離が、吸着する部品の吸着面の中心から吸着面の外縁までの最も短い距離よりも短い場合に選択する吸着ノズルであると判断する。
供給口サイズ取得部203は、データ記憶部205に記憶されているカセットライブラリ(図9)から、供給口のサイズ(吸着中心Cから最も近い供給口周縁までの距離:図9中サイズ)を取得する処理部である。
吸着ノズル決定部204は、前記吸着ノズル選択部202で選択された吸着ノズルの外径の半分(図4中のA)と前記取得された供給口のサイズ(図5中のKa〜Kd)を比較し、供給口のサイズよりも外半径が小さい場合は吸着ノズル111と供給口118周縁とが干渉しないと判断する干渉判断部(図示せず)を備え、干渉判断部が干渉しないと判断した吸着ノズルを供給カセットの供給口サイズに適合する吸着ノズルとして決定する処理部である。
データ記憶部205は、部品ライブラリ、吸着ノズルライブラリ、カセットライブラリなどを記憶するハードディスクドライブのような記憶装置である。また、このデータ記憶部205は、実装順序等のNC(Numeric Control)データも記憶されている。なお、NCデータとは、各種データベースに基づいて算出された電子部品の実装順序、実装点などに関するデータである。
吸着ノズル最適化部206は、吸着ノズル決定部204で決定された吸着ノズルが複数種類ある場合に、NCデータなどを参照して、基板120に電子部品を実装する際に吸着ノズルの交換頻度が最小限となるように最適な吸着ノズルを決定する処理部である。例えば、吸着ノズル111のとりうる組み合わせの全てを確認し、その中で最も吸着ノズル111の交換頻度の低い吸着ノズル111の組み合わせを決定することにより、吸着ノズル111の最適化とすればよい。
表示部302はCRTやLCD等であり、入力部303はキーボードやマウス、タッチパネル等である。これらは、部品実装機100と操作者とが対話しつつ目標とする生産時間やその生産時間に生産すべき基板120の数の他、部品実装機100の制御用データを入力する等のために用いられる。
図7は、データ記憶部205に記憶される部品ライブラリの一部を例示する図である。
同図に示す部品ライブラリは、部品実装機100が扱うことができるすべての部品種それぞれについての固有の情報を集めたライブラリであり、部品種ごとの部品サイズやその他の制約情報(移動速度等)を含んでいる。
図8は、データ記憶部205に記憶される吸着ノズルライブラリを例示する図である。
同図に示す吸着ノズルライブラリは、吸着ノズル111の内径と外径(共に吸着ノズルにおける最大値)と吸着保持できる電子部品の最大の容量を含んでいる。本実施形態における吸着ノズル111は、電子部品の広い種類に対し汎用的に吸着保持できるため、吸着ノズル111自体の種類は4種類に抑えられている。なお、上記吸着ノズルライブラリはノズルが吸着保持できる限界の値を許容最大容量として規定しているが、この値は許容最大重量であっても良いし、その値自体がなくても良い。
図9は、データ記憶部205に記憶されるカセットライブラリを例示する図である。
同図に示すカセットライブラリは、電子部品が保持される部品テープ116の幅、テープフィーダ114が電子部品を供給口118に順次供給するために部品テープ116を送る量(ピッチ)、部品テープ116の種類、及び、吸着中心から供給口118内縁までの最も短い距離(サイズ)を含んでいる。なお、供給カセットは、原則として電子部品の種類が決まれば1対1で決まるが、その電子部品を製造するメーカが異なる場合は、同一種類の電子部品でも、供給カセットの仕様が異なる場合がある。
次に、上記構成の吸着ノズル決定装置200等の処理動作を説明する。
図10は、吸着ノズル決定装置200等の処理動作を示すフローチャートである。
まず、吸着ノズル決定装置200は、事前に作成されたNCデータを取得する(S901)。そして、得られたNCデータと部品ライブラリ(図7)とから、基板120に実装する電子部品のサイズを部品サイズ取得部201が取得する(S902)。
次に、吸着ノズル選択部202は、電子部品のサイズ(X:部品の縦寸法、Y:部品の横寸法)と、吸着ノズルライブラリ(図8)から取得した吸着ノズル111の内径とを比較判断する。具体的には、電子部品のサイズ(X:部品の縦寸法、Y:部品の横寸法)の短い方を短辺長として、当該短辺長よりも吸着ノズルの内径(例えば、図4中のBの2倍)が小さければ、当該部品を吸着保持できる吸着ノズルであると判断し当該吸着ノズルを選択し(S903)、そのデータを保持しておく。この段階では、選択される吸着ノズル111は複数個となる場合がある。
次に、供給口サイズ取得部203は、選択された吸着ノズル111が複数あるか否かを判定し(S904)、選択された吸着ノズルが複数ある場合は(S904:Y)は、カセットライブラリから前記電子部品を供給するテープフィーダ114の供給口118サイズ(例えば、図5中Ka〜Kd)を取得する(S905)。なお、テープフィーダ114の供給口118の形状は、原則として電子部品と1対1で決定される。
そして、吸着ノズル決定部204は、取得した供給口118のサイズ(例えば、図5中Ka〜Kd)より吸着ノズルライブラリから取得した吸着ノズル111の外半径(例えば、図4中のA)が短いか否かにより干渉の有無を判断し、干渉しないと判断された吸着ノズル111は、使用可能な吸着ノズル111であるとして決定される(S906)。なお、この段階でも決定される吸着ノズル111は複数個となる場合がある。
一方、選択された吸着ノズルが単数の場合は(S904:N)は、カセットライブラリから前記電子部品を供給するテープフィーダ114の供給口118サイズ(例えば、図5中Ka〜Kd)を取得し(S908)、吸着ノズル111と供給口118とが干渉するか否かを判断する(S909)。干渉しない(S909:N)と判断すれば、そのままその吸着ノズルは採用され、干渉する(S909:Y)と判断すれば、電子部品の種類を明示した警告を表示し、次のステップに移る。
なお、実際問題として部品形状により選択された全吸着ノズル111が供給口118との干渉により使用できないと判断されることは通常ないが、突発的な部品の変更や供給カセット114の変更により、当該自体が発生することは想定される。そして、適合する吸着ノズル111がない場合に事前に警告が発せられるため好ましい。
そして、装着対象の電子部品すべてについて前記S902〜S906のステップを繰り返し、装着するすべての電子部品に対して供給口118の大きさを加味して吸着保持可能な吸着ノズル111を決定する。
次に、決定された吸着ノズル111が複数ある電子部品については、いずれの種類の吸着ノズル111で吸着するかを最終決定するために、吸着ノズル111の最適化を行う(S907)。
この最適化は、電子部品を実装する際に最も吸着ノズル111の交換頻度が少なくなる様に吸着ノズル111を決定することにより行う。
以上により、広い種類の電子部品を吸着保持できる吸着ノズルを使用して、吸着ノズル111の交換頻度を低下させ、基板120の生産性を向上させることができると共に、前記汎用性の高い吸着ノズルを使用することにより発生する供給カセットの供給口との干渉を回避することができる。
さらに、部品ライブラリと、吸着ノズルライブラリと、カセットライブラリとは正規化されており、突発的に形状の異なる電子部品や供給口を使用しなければならない場合においても柔軟に吸着ノズルを決定することが可能となる。加えて、NCデータに基づき必要な電子部品についてのみ吸着ノズルを決定するため、高速に吸着ノズルを決定することが可能となる。
また、供給口と干渉しない吸着ノズルが複数存在する場合には、吸着ノズルの交換頻度が低下する吸着ノズルを使用するため、さらに、回路基板のスループットを向上させることが可能となる。
なお、本実施形態では電子部品を実際に基板に実装する前に使用する吸着ノズルを決定したが、実装途中で電子部品が交換され、供給口の形状が変更された場合は、再度吸着ノズルを決定しても構わない。この場合、供給口サイズの取得は、データ記憶部に記憶されたカセットライブラリから取得するのではなく、供給カセットに設けられているICタグから直接取得するものでも良い。
この場合、部品実装機100の生産中に電子部品の交換が発生し、交換前後の供給カセットの供給口の形状が変わった場合にでも、動的に対応することが可能となり、電子部品の吸着ミスや吸着ノズルの破損を回避することが可能となる。
また、最適化は必ずしも実行する必要はなく、例えば、決定された吸着ノズルが複数ある場合は、吸着ノズルの内径が最も小さいものを使用するとしても良い。その場合、部品ライブラリのみ存在すればNCデータは必ずしも必要ではない。
また、吸着ノズル決定装置200を部品実装機100内部に備えるものとしたが、吸着ノズル決定装置200が部品実装機100から独立した存在しても良い。また、この場合、吸着ノズル決定装置200が部品実装機100と情報を共有できるようにネットワークなどで接続されていても良い。
また、吸着ノズル決定装置200は部品実装機から独立した構成で、NCデータを入力すれば単独でノズルの決定処理を行うものであっても良い。
(実施の形態2)
次に、他の実施形態を図面に基づき説明する。本実施形態は、部品実装機100の特定の実装条件(NCデータ)に限定されることなく広い範囲の電子部品の種類と吸着ノズルとの対応関係を吸着ノズルが吸着保持できる電子部品の大きさ(重量)を含めて事前に決定することができる吸着ノズル決定装置に関するものである。
図11は、前記吸着ノズル決定装置300の機能構成を示すブロック図である。
本実施形態の場合、吸着ノズル決定装置300は、部品実装機とは分離され、単独で電子部品に対し吸着保持可能な吸着ノズルを決定することができる装置であり、部品サイズ取得部201と、吸着ノズル選択部202と、供給口サイズ取得部203と、吸着ノズル決定部204と、データ記憶部205と、表示部302と、入力部303とを含んでいる。なお、前記実施の形態1と同様の機能を有する処理部については、その説明を省略する。
部品サイズ取得部201は、データ記憶部205に記憶される部品ライブラリから電子部品のデータ(X:部品の縦寸法、Y:部品の横寸法、T:部品の厚み)を取得し、電子部品のおおよその体積をXとYとTとを掛けあわせる計算により取得する。
吸着ノズル選択部202は、前記実施形態と同様に電子部品のデータ(X:部品の縦寸法、Y:部品の横寸法)とノズルライブラリのデータから吸着保持できる吸着ノズル111を選択した後、前記電子部品の体積が、ノズルライブラリのデータとして記憶されている許容最大容量よりも大きい場合は、電子部品の搬送中にずれや落下が発生する可能性が高いとして、当該吸着ノズルを選択から除外する処理部である。
次に、本実施形態に係る吸着ノズル決定装置300の処理動作を説明する。
図12は、本実施形態に係る吸着ノズル決定装置300の処理動作を示すフローチャートである。
吸着ノズル決定装置300の部品サイズ取得部201は、部品ライブラリから、電子部品のサイズを取得すると共に、電子部品の体積を計算により取得する(S1101)。
次に、吸着ノズル選択部202は、電子部品のサイズ(X:部品の縦寸法、Y:部品の横寸法)と、吸着ノズルライブラリから取得した吸着ノズル111の内径とを比較判断する。具体的には、電子部品のサイズ(X:部品の縦寸法、Y:部品の横寸法)の短い方を短辺長として、当該短辺長よりも吸着ノズルの内径が小さければ、当該部品を吸着保持できる吸着ノズルであると判断し当該吸着ノズルを選択する(S1102)。
さらに、吸着ノズル選択部202は、吸着ノズルライブラリの許容最大容量と電子部品の体積を比較し、当該体積が許容最大容量よりも大きければ(S1103:Y)、当該吸着ノズルを選択から削除する(S1104)。
次に、供給口サイズ取得部203は、選択された吸着ノズル111が複数あるか否かを判定し(S1105)、選択された吸着ノズルが複数ある場合は(S1105:Y)は、カセットライブラリから前記電子部品を供給するテープフィーダ114の供給口118サイズを取得する(S1106)。
そして、吸着ノズル決定部204は、取得した供給口118のサイズより吸着ノズルライブラリから取得した吸着ノズル111の外半径が短いか否かにより干渉の有無を判断し、干渉しないと判断された吸着ノズル111は、使用可能な吸着ノズル111であるとして決定される(S1107)。なお、この段階でも決定される吸着ノズル111は複数個となる場合がある。
一方、選択された吸着ノズルが単数の場合は(S1105:N)は、カセットライブラリから前記電子部品を供給するテープフィーダ114の供給口118サイズを取得し(S1108)、吸着ノズル111と供給口118とが干渉するか否かを判断する(S1109)。干渉しない(S1109:N)と判断すれば、そのままその吸着ノズルは採用され、干渉する(S1109:Y)と判断すれば、電子部品の種類を明示した警告を表示し(S1110)、次のステップに移る。
そして、部品ライブラリにある電子部品すべてについて前記S1101〜S1107のステップを繰り返し、電子部品に対して供給口118の大きさ及び体積を加味して吸着保持可能な吸着ノズル111を決定する。
なお、上記で決定された電子部品と吸着ノズルとに関するテーブルは、データ記憶部205や可搬の記録媒体に記憶され、例えば実装時に部品実装機が当該テーブルを参照し実装に必要な吸着ノズルを最終的に決定する。
以上により、図13に示すような、電子部品とこれに対応する吸着ノズル111の種類がひもづけられたテーブルが作成される。
上記のような吸着ノズル決定装置を用いれば、部品ライブラリにある全ての電子部品について、電子部品と吸着ノズルとの対応関係を示すテーブルを供給カセットの供給口の状態を加味して事前に作成することが可能となる。
従って、いろいろな種類の部品実装機に対しても、当該テーブルを参照するだけで電子部品の種類に対応した使用可能な吸着ノズルの種類を容易かつ汎用的に取得することができ、さらに、NCデータに基づき容易に吸着ノズル交換頻度の少ない実装条件を作成するような最適化を行うこともできる。
なお、前記吸着ノズル決定装置を部品実装機と分離した状態で説明したが、本願発明はこれに限定されるわけではなく、吸着ノズル決定装置が部品実装機に備えられていても構わない。そして、電子部品と対応する吸着ノズルからなるテーブルを事前に部品実装機内で作成保持しておけば、異なる種類の基板を実装する場合にも柔軟かつ自律的に最適化を図ることが可能となる。
また、実施の形態2のみ部品の体積や重量をさらに考慮して吸着ノズルの決定する説明をしているが、当該考慮を実施の形態1に適用して吸着ノズルを決定しても良いのは勿論である。
本発明は、部品実装機に用いられる吸着ノズルの決定に適用でき、特にノズルの種類を実装条件として最適化する実装条件の決定等に適用できる。
本発明の実施の形態に係る部品実装機を一部切り欠いて内部を示す外観斜視図である。 部品実装機の主要な内部構成を示す平面図である。 マルチヘッド部と部品供給部の位置関係を模式的に示す斜視図である。 (a)吸着ノズルを示す側面図、(b)吸着口を示す下面図、(c)参考としての電子部品を示す平面図である。 4種類のテープフィーダの供給口と吸着ノズルの干渉状態を示す図である。 実装条件決定装置の機能構成を含む部品実装機の機能構成を示すブロック図である。 データ記憶部に記憶される部品ライブラリを例示する図である。 データ記憶部に記憶される吸着ノズルライブラリを例示する図である。 データ記憶部に記憶されるカセットライブラリを例示する図である。 実装条件決定装置等の処理動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係る吸着ノズル決定装置の機能構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る吸着ノズル決定装置の処理動作を示すフローチャートである。 本実施形態で作成されるテーブルを例示する図である。 従来の部品ライブラリを示す図である。
符号の説明
100 部品実装機
101 実装制御部
110 マルチヘッド部
111 吸着ノズル
112 装着ヘッド
113 XYロボット
114 テープフィーダ
115 部品供給部
116 部品テープ
117 供給リール
118 供給口
119 ノズルステーション
120 基板
121 レール
122 装着テーブル
123 部品回収装置
131 機構部
200 吸着ノズル決定装置
201 部品サイズ取得部
202 吸着ノズル選択部
203 供給口サイズ取得部
204 吸着ノズル決定部
205 データ記憶部
206 吸着ノズル最適化部
300 吸着ノズル決定装置
302 表示部
303 入力部
304 メモリ部

Claims (12)

  1. 部品を基板に実装する部品実装機に備えられ、部品を吸着する吸着ノズルを決定する方法であって、
    前記部品のサイズを取得する部品サイズ取得ステップと、
    取得した部品サイズと吸着ノズルのサイズを比較し、当該部品を吸着保持することのできる吸着ノズルを選択する吸着ノズル選択ステップと、
    前記選択した吸着ノズルにおいて、前記部品実装機に部品を供給する供給カセットの供給口の周縁部と干渉しない吸着ノズルを決定する吸着ノズル決定ステップと
    を含むことを特徴とする吸着ノズル決定方法。
  2. さらに、前記供給カセットの供給口のサイズを取得する供給口サイズ取得ステップを含む請求項1に記載の吸着ノズル決定方法。
  3. 前記吸着ノズル選択ステップはさらに、
    吸着ノズルの吸着口全体が吸着する部品の吸着面で覆われる場合に、選択する吸着ノズルであると判断する請求項1に記載の吸着ノズル決定方法。
  4. 前記吸着ノズル選択ステップはさらに、
    吸着ノズル中心軸から吸着口周縁までの最も長い距離が、吸着する部品の吸着面の中心から吸着面の外縁までの最も短い距離よりも短い場合に選択する吸着ノズルであると判断する請求項1に記載の吸着ノズル決定方法。
  5. 前記吸着ノズル選択ステップはさらに、
    取得した部品の体積又は重量が吸着ノズルの吸着能力より大きい場合、当該吸着ノズルを選択から除外する除外ステップを含む請求項1に記載の吸着ノズル決定方法。
  6. 前記供給口サイズ取得ステップは、
    あらかじめ供給口サイズが記憶される記録媒体から供給口サイズを取得し、
    前記吸着ノズル決定ステップは、
    吸着ノズルの中心軸から開口端外周縁までの最も長い距離が、吸着する部品を供給する供給カセットの吸着中心から供給口周縁までの最も短い距離よりも短い場合に干渉しない吸着ノズルであると決定する干渉判断ステップを含む請求項1に記載の吸着ノズル決定方法。
  7. さらに、吸着ノズル決定ステップで決定した吸着ノズルと電子部品と対応づけた情報を記憶する記憶ステップと、
    実装時に、前記情報に基づき電子部品を実際に吸着する吸着ノズルを一つ決定する適用ノズル決定ステップと
    を含む請求項1に記載の吸着ノズル決定方法。
  8. さらに、吸着ノズル決定ステップで決定された吸着ノズルが複数種類ある場合、部品実装機が基板に全部品を実装する際に最も吸着ノズルの交換頻度が低下する吸着ノズルを決定する吸着ノズル最適化ステップを含む請求項1に記載の吸着ノズル決定方法。
  9. 部品を基板に実装する部品実装機に備えられ、部品を吸着する吸着ノズルを決定する方法であって、
    前記部品実装機に部品を供給する供給カセットの供給口の周縁部と干渉しない吸着ノズルを決定する吸着ノズル決定ステップ
    を含むことを特徴とする吸着ノズル決定方法。
  10. 部品を基板に実装する部品実装機に備えられる吸着ノズルで、部品を吸着する吸着ノズルを決定する装置であって、
    前記部品のサイズを取得する部品サイズ取得手段と、
    取得した部品サイズと吸着ノズルのサイズを比較し、当該部品を吸着保持することのできる吸着ノズルを選択する吸着ノズル選択手段と、
    前記選択した吸着ノズルにおいて、前記部品実装機に部品を供給する供給カセットの供給口の周縁部と干渉しない吸着ノズルを決定する吸着ノズル決定手段と
    を備えることを特徴とする吸着ノズル決定装置。
  11. 基板に部品を実装する部品実装機であって、
    前記部品のサイズを取得する部品サイズ取得手段と
    取得した部品サイズに適合する吸着保持用の吸着ノズルを選択する吸着ノズル選択手段と、
    前記選択した吸着ノズルにおいて、前記部品実装機に部品を供給する供給カセットの供給口の周縁部と干渉しない吸着ノズルを決定する吸着ノズル決定手段と、
    決定された吸着ノズルを用いて部品を吸着し、搬送し、装着する部品実装手段と
    を備えることを特徴とする部品実装機。
  12. 部品を基板に実装する部品実装機に備えられ、部品を吸着する吸着ノズルを決定するプログラムであって、
    前記部品のサイズを取得する部品サイズ取得ステップと、
    取得した部品サイズと吸着ノズルのサイズを比較し、当該部品を吸着保持することのできる吸着ノズルを選択する吸着ノズル選択ステップと、
    前記選択した吸着ノズルにおいて、前記部品実装機に部品を供給する供給カセットの供給口の周縁部と干渉しない吸着ノズルを決定する吸着ノズル決定ステップと
    をコンピュータに実行させることを特徴とする吸着ノズル決定プログラム。
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