JP2008124169A - 表面実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルによる電子部品の吸着状態から、テープフィーダの吸着位置に設定する吸着座標を自動的に補正する。
【解決手段】駆動手段により平面方向にヘッドを移動させ、該ヘッド装置の吸着ノズルにより、フィーダの吸着位置に送られてくる部品を吸着した後、吸着部品を基板上に搭載する表面実装装置において、前記吸着ノズルで吸着した部品の吸着状態を監視する手段（Ｓ３）と、監視結果から、吸着位置のずれに起因する吸着異常の発生回数を、フィーダ毎にカウントする手段（Ｓ５）と、吸着異常の発生回数が設定回数を超えたか否かを判定する手段（Ｓ６）と、該設定回数を超えたと判定されたフィーダ上に前記ヘッドを移動させ、その吸着位置をヘッド上のカメラで撮像する制御を行なう手段（Ｓ７）と、該カメラによる撮像結果から吸着ノズルを位置決めする吸着座標を補正をする手段とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、表面実装装置、特に電子部品を供給するフィーダの吸着位置に対する吸着座標を自動的に補正する際に適用して好適な表面実装装置に関する。

従来の表面実装装置では、ＸＹ方向に移動するヘッドに装着されている吸着ノズルで電子部品を吸着保持した後、該ヘッドを移動させて所定位置に位置決めされている基板上の目標位置に、該部品を一致させると共に、下降させて搭載する実装動作が行なわれている。

その際、電子部品を目標位置に正確に一致させるために、フィーダバンクに設置されているテープフィーダの吸着位置に順次供給されてくる電子部品を、正確に位置決めされた吸着ノズルで吸着保持した後、例えば特許文献１に開示されているように、ヘッドに取付けられているレーザセンサにより、吸着異常の検出が行なわれていると共に、部品中心とノズル中心のずれを測定し、そのずれが無くなるようにヘッドのＸＹ位置を補正した後に、基板上に搭載している。

又、従来の表面実装装置は、各テープフィーダの吸着位置に対するオートティーチング機能（自己座標補正機能）を有しており、上記のようなレーザセンサにより、実際に吸着保持した部品中心とノズル中心のずれ量を複数回測定し、求めた平均値を用いて該当する吸着位置に対して、吸着時にノズル中心を位置決めする吸着座標を常時補正することが行なわれている。

特開平６−３７４９５号公報

しかしながら、実際にテープフィーダの吸着位置で吸着ノズルにより吸着保持した電子部品を、レーザセンサの設置位置まで移動させて測定した場合の部品中心とノズル中心の吸着ずれ量には、必ずしもフィーダにおける吸着位置のずれが反映されているとは限らないため、オートティーチング機能によりかえって実際の吸着位置より、吸着ノズルを位置決めするための吸着座標を悪い方向にずらすことになり、逆に吸着率を低下させることが起り得るという問題があった。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、吸着ノズルによる電子部品の吸着状態から、各テープフィーダにおける吸着位置に対する吸着座標を自動的に正確に補正することができる表面実装装置を提供することを課題とする。

本発明は、駆動手段により平面方向にヘッドを移動させ、該ヘッドに装着されている吸着ノズルにより、フィーダの吸着位置に送られてくる部品を吸着した後、吸着部品を基板上に搭載する表面実装装置において、前記吸着ノズルで吸着した部品の吸着状態を監視する手段と、監視結果から、吸着位置のずれに起因する吸着異常の発生回数を、フィーダ毎にカウントする手段と、カウントされた吸着異常の発生回数が設定回数を超えたか否かを判定する手段と、設定回数を超えたと判定されたフィーダ上に前記ヘッドを移動させ、該フィーダの吸着位置をヘッドに搭載されているカメラで撮像する制御を行なう手段と、該カメラによる撮像結果に基づいて、前記吸着ノズルを位置決めする吸着座標を補正する手段とを備えたことにより、前記課題を解決したものである。

本発明によれば、フィーダ毎に、吸着位置のずれに起因するエラー発生回数をカウントし、発生回数が設定回数を超えたら、その吸着位置をヘッドに装着されているカメラで撮像し、その撮像結果に基づいて、部品を吸着する時に吸着ノズルを位置決めする吸着座標を補正するようにしたので、適切な時に適切に補正することが可能となり、吸着位置がずれたことに起因する吸着異常の発生を有効に防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る一実施形態の表面実装装置の概要を示す平面図である。

本実施形態の表面実装装置は、ヘッド１０をＸ軸モータ１２によりＸ方向に移動させるＸ軸フレーム（駆動手段）１４と、該Ｘ軸フレーム１４をＹ軸モータ１６によりＹ方向に移動させ、ヘッド１０を平面方向に移動させるＹ軸フレーム（駆動手段）１８を備えているとともに、所定のフィーダバンクに複数のテープフィーダ２０が並列に設置されるようになっている。

上記ヘッド１０には所定位置に位置決めされた基板（図示せず）の位置補正のために、基板マークを撮像するカメラ２２が搭載されているとともに、各フィーダ２０で吸着位置２０Ａに供給される部品を吸着するための吸着ノズル２４が装着されている。

そして、本実施形態では、前記カメラ２２で撮像した画像を処理して基板の位置ずれ量等を算出する機能を有する画像処理部２６と、該画像処理部２６による処理結果に基づいて、補正された基板上にヘッド１０を正確に位置決めし、前記吸着ノズル２４により吸着保持された部品を、基板上の目標位置に正確に搭載できるように、前記Ｘ軸モータ１２及びＹ軸モータ１６を制御する位置決め制御部２８とを備えている。

又、本実施形態では、前記吸着ノズル２４で吸着した部品の吸着状態を監視する手段として、前記ヘッド１０にレーザセンサ３０が取り付けられており、該センサ３０による監視結果が演算部３２に入力されるようになっている。

そして、この演算部３２によって、レーザセンサ３０による監視結果から、フィーダ２０の吸着位置２０Ａのずれに起因する吸着異常の発生回数を、フィーダ２０毎にカウントして記録する手段と、該吸着異常の発生回数が設定回数を超えたか否かを判定する手段と、該設定回数を超えたと判定されると、前記ヘッド１０を該当するフィーダ２０上に移動させ、その吸着位置２０Ａを該ヘッド１０に搭載されている前記カメラ２２で撮像する制御を行なう制御手段とが実現されている。

更に、このカメラ２２による撮像結果に基づいて吸着時に吸着ノズルを位置決めする吸着座標を自動補正する手段が、前記画像処理部２６等によりオートティーチング機能として実現されている。

次に、本実施形態の作用を図２のフローチャートに従って説明する。

まず、予め設定されている生産プログラムに従い、位置決め制御部２８により、Ｘ軸モータ１２とＹ軸モータ１６に信号が送られ、Ｘ軸フレーム１４とＹ軸フレーム１８をそれぞれ駆動して、ヘッド１０を複数本セットされているテープフィーダ２０の部品供給位置（吸着位置）２０Ａ上に移動させ（ステップ１）、吸着ノズル２４を予め設定されている吸着座標に一致させた後、該ノズル２４を部品吸着高さまで下降させ、目的の電子部品を吸着する（ステップ２）。

次いで、部品を吸着したノズル２４を、ヘッド１０上のレーザセンサ３０の高さまで上昇させ、該レーザセン３０により電子部品が正常に吸着されているか否かを確認する（ステップ３）。

ここで、電子部品が正常吸着されなかったＮＧの場合は、プログラムの選択により、生産を継続できないようなエラーであれば生産を一時停止し、それ以外であれば部品を廃棄して生産を継続する（ステップ４）。

生産を継続する場合は、正常吸着されなかった電子部品のエラー状態により、テープフィーダ２０（部品供給位置２０Ａ）毎に、エラー項目別に、前記演算部３２に管理されている生産管理情報として、エラー発生数をカウントし記録する（ステップ５）。

次いで、演算部３２では、カウントされたエラー項目の中で、テープフィーダ２０毎に部品が供給される吸着位置２０Ａのずれに起因して発生するエラー項目についてカウント数をチェックし、設定値（回数）以下か否かを判定する（ステップ６）。

ここで判定する吸着位置ずれに起因するエラー項目としては、部品が無い吸着ミスや、部品が縦方向に吸着されるチップ立ち、目的の部品でない異部品等がある。

ステップ６で設定値以下（ＯＫ）の場合は、ステップ１に戻って、Ｘ軸フレーム１４とＹ軸フレーム１８を駆動し、再び部品吸着位置２０Ａへヘッド１０を移動させ、ノズル２４を下降させて電子部品を吸着する一連の動作を行なう。

一方、ステップ６で設定値を超えていた場合（ＮＧ）は、オートティーチング機能により、エラーが多発してカウント数が管理値（設定回数）を超えたテープフィーダ２０の部品供給位置２０Ａへ、Ｘ軸フレーム１４、Ｙ軸フレーム１８を駆動してヘッド１０を再び移動させ、該ヘッド１２に搭載されているカメラ２２により該当する吸着位置２０Ａを撮像し、撮像画像を画像処理部２６に入力する。この画像処理部２６では、入力された画像に対して、オートティーチング機能により画像処理が行なわれ、対象の部品吸着位置２０Ａに対して吸着ノズル２４を位置決めする吸着座標を補正するための補正値を算出する（ステップＳ７）。

図３には、本実施形態で実行されるオートティーチング機能により吸着位置ずれを自動補正するイメージを示す。

この図には、生産開始後でずれが発生する前にティーチングされた部品Ｐの位置（吸着位置）と、吸着エラー発生後にヘッド搭載カメラ２２でオートティーチングにより撮像された部品Ｐ１の位置とを対応させて示すように、吸着座標の補正値は、両部品の中心座標（ｘ、ｙ）、（ｘ１、ｙ１）のずれ量（Δｘ、Δｙ）として求められる。

次いで、ずれ発生前の部品Ｐの中心座標（ｘ、ｙ）に、オートティーチングにより算出されたずれ座標分（Δｘ、Δｙ）を加えた座標（ｘ＋Δｘ，ｙ＋Δｙ）に、吸着する部品Ｐ１の中心座標（ｘ１、ｙ１）が一致するように補正する吸着座標補正を実施し（ステップ８）、吸着座標を良好に修正した後、ステップ１へ戻って前述した一連の処理動作を行なう。

一方、前記ステップ３でレーザセンサ３０により行なった電子部品の吸着状態確認を行なった結果がＯＫで正常吸着されていた場合、その電子部品は、通常制御によりヘッド１０を基板上に移動させた後、吸着ノズル２４を下降させ、基板上の目標位置に搭載される（ステップ９）。以上の搭載動作は、部品が無くなるまで継続される（ステップ１０）。

以上のようにして、エラーが多発するテープフィーダの吸着位置に対する吸着座標の補正を繰り返すことにより、生産継続をしながら吸着位置精度を維持していく。

以上詳述した本実施形態によれば以下の効果が得られる。

（１）基板生産時の電子部品の状態を管理する生産管理情報として記録した、吸着位置のずれに起因するエラーのカウント数を判定基準にして吸着座標を補正するようにしたので、適時に補正を実施することができる。

（２）エラー発生時にリアルタイムに実際の部品供給位置（吸着位置）に合せて吸着座標のずれを修正できるので、部品吸着の信頼性を継続的に維持することができる。

（３）生産管理情報として記録した吸着位置のずれに起因するエラーのカウント数を基準にして、オートティーチング機能により吸着座標を補正するようにしたので、段取り位置のティーチング作業が未実施であったとしても、吸着座標を自動的に補正することができるので、吸着率を向上させることができる。

なお、前記図３にはカメラによる撮像対象が吸着位置における部品である場合を示したが、矩形部材等からなる吸着位置自体であってもよいことは言うまでもない。

本発明に係る一実施形態の表面実装装置の概要を示す平面図 実施形態の作用を示すフローチャート カメラによる撮像結果に基づく補正原理を説明するための線図

符号の説明

１０…ヘッド
１２…Ｘ軸モータ
１４…Ｘ軸フレーム
１６…Ｙ軸モータ
１８…Ｙ軸フレーム
２０…テープフィーダ
２０Ａ…部品吸着位置
２２…カメラ
２４…吸着ノズル
２６…画像処理部
２８…位置決め制御部
３０…レーザセンサ
３２…演算部

Claims (1)

1. 駆動手段により平面方向にヘッドを移動させ、該ヘッドに装着されている吸着ノズルにより、フィーダの吸着位置に送られてくる部品を吸着した後、吸着部品を基板上に搭載する表面実装装置において、
   前記吸着ノズルで吸着した部品の吸着状態を監視する手段と、
   監視結果から、吸着位置のずれに起因する吸着異常の発生回数を、フィーダ毎にカウントする手段と、
   カウントされた吸着異常の発生回数が設定回数を超えたか否かを判定する手段と、
   設定回数を超えたと判定されたフィーダ上に前記ヘッドを移動させ、該フィーダの吸着位置をヘッドに搭載されているカメラで撮像する制御を行なう手段と、
   該カメラによる撮像結果に基づいて、前記吸着ノズルを位置決めする吸着座標を補正する手段と、を備えたことを特徴とする表面実装装置。

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