JP2009105103A - 電子部品装着方法及び電子部品装着装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】任意の電子部品について、正確に装着されたか否かを確認できる電子部品装着方法及び電子部品装着装置を提供する。
【解決手段】装着すべき全電子部品の装着が完了したプリント基板Pは、セットテーブルから下流側装置に排出される前に、最終ステップ番号のコントロールコマンド「E」をCPUが読むと、コントロールコマンド「F」が付されてあるステップ番号「0006」のプリント基板Pにおける位置上方に装着ヘッドを移動させると共にこの装着ステップ番号の座標位置において基板認識カメラがプリント基板Pを撮像するように制御する。「電子部品のモニタ確認設定」に従い、CPUは基板認識カメラを当該座標位置のプリント基板P上方に移動させて、静止して1秒間撮像し続け、モニタに動画画像を1秒間表示し続けるようにCPUが制御する。
【選択図】図4

Description

本発明は、基板認識カメラにてプリント基板に付されたマークを撮像して、このプリント基板の位置認識をした上で、吸着ノズルが部品供給装置より取り出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着方法及び電子部品装着装置に関する。
この種の電子部品装着装置は、特許文献1などに開示されているが、電子部品を装着する前にプリント基板の位置や吸着ノズルに吸着保持された電子部品の位置を認識し、それらのズレ量を考慮してプリント基板上に電子部品を装着している。
特開2006−186076号公報
しかしながら、装着すべき位置に正確に装着されていない場合も起こり得る。このために、装着部品の全てについて正確に装着されたか否かを確認できれば便利であるが、複数の電子部品を1枚のプリント基板に装着している途中に、それぞれの電子部品を確認するのでは、確認動作の毎に部品装着後、カメラを撮像位置に移動させる必要があり、1枚のプリント基板を仕上げる時間が余計に長くなり、生産時間の短縮化を図るのに支障をきたす。
そこで本発明は、任意の電子部品について、生産時間への影響を回避しつつ、正確に装着されたか否かを確認できる電子部品装着方法及び電子部品装着装置を提供することを目的とする。
このため第1の発明は、電子部品装着装置に設けられた基板認識カメラにてプリント基板に付されたマークを撮像して、このプリント基板の位置認識をした上で、吸着ノズルが部品供給装置より取り出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着方法であって、
前記電子部品装着装置によって前記プリント基板へ電子部品の装着を終えた後に、このプリント基板の指定された位置を前記基板認識カメラが撮像し、
この撮像された画像をモニタに表示する
ことを特徴とする。
第2の発明は、電子部品装着装置に設けられた基板認識カメラにてプリント基板に付されたマークを撮像して、このプリント基板の位置認識をした上で、吸着ノズルが部品供給装置より取り出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着方法であって、
前記電子部品装着装置によって前記プリント基板へ装着すべき全ての電子部品の装着を終えた後に、このプリント基板の指定された位置を前記基板認識カメラが撮像し、
この撮像された画像をモニタに表示する
ことを特徴とする。
第3の発明は、電子部品装着装置に設けられた基板認識カメラにてプリント基板に付されたマークを撮像して、このプリント基板の位置認識をした上で、吸着ノズルが部品供給装置より取り出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着方法であって、
前記電子部品装着装置によって前記プリント基板へ装着すべき全ての電子部品の装着を終えた後に、このプリント基板の指定された位置上方に前記基板認識カメラが移動して撮像し、
この撮像されている動画画像をモニタに表示する
ことを特徴とする。
第4の発明は、基板認識カメラにてプリント基板に付されたマークを撮像して、このプリント基板の位置認識をした上で、吸着ノズルが部品供給装置より取り出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置であって、
前記プリント基板における前記基板認識カメラが撮像する位置に関するデータを格納する記憶装置と、
前記プリント基板へ装着すべき全ての電子部品の装着を終えた後に前記記憶装置に格納された撮像位置に前記基板認識カメラを移動させるように制御すると共に前記基板認識カメラが撮像するように制御する制御装置と、
前記基板認識カメラが撮像する画像を表示するモニタと
を設けたことを特徴とする。
第5の発明は、基板認識カメラにてプリント基板に付されたマークを撮像して、このプリント基板の位置認識をした上で、吸着ノズルが部品供給装置より取り出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置であって、
前記プリント基板における前記基板認識カメラが撮像する位置に関するデータを格納する記憶装置と、
前記プリント基板を前記基板認識カメラが撮像し続ける時間を設定する設定装置と、
前記プリント基板へ装着すべき全ての電子部品の装着を終えた後に前記記憶装置に格納された撮像位置に前記基板認識カメラを移動させるように制御すると共に前記設定装置により設定された時間だけ前記基板認識カメラが撮像し続けるように制御する制御装置と、
前記基板認識カメラが撮像している動画画像を表示するモニタと
を設けたことを特徴とする。
第6の発明は、第4又は第5の発明において、全ての電子部品の装着を終えた後の前記基板認識カメラで撮像を行うか行わないかの選択手段を設けたことを特徴とする。
本発明は、任意の電子部品について、生産時間への影響を回避しつつ、正確に装着されたか否かを確認できる電子部品装着方法及び電子部品装着装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照して説明するが、図1は電子部品装着装置の平面図であり、電子部品装着装置本体1は、機台2と、この機台2の中央部に左右方向に延在するコンベア部3と、機台2の前部(図示の下側)および後部(図示の上側)にそれぞれ配設した2組の部品装着部4、4および2組の部品供給部5、5とを備えている。そして、部品供給部5には、電子部品供給装置である複数本の部品供給ユニット6が着脱自在に組み込まれて電子部品装着装置が構成される。
前記コンベア部3は、中央のセットテーブル8と、左側の供給コンベア9と、右側の排出コンベア10とを有している。プリント基板Pは、供給コンベア9からセットテーブル8に供給され、このセットテーブル8の上面にはプリント基板Pの下面を支持して水平となるように支持する複数のバックアップピン(図示せず)が抜き差し可能に設けられ、プリント基板Pの支持の際には不動に且つ所定の高さにセットされる。そして、電子部品の装着が完了した基板Pは、セットテーブル8から排出コンベア10を介して下流側装置に排出される。
各部品装着部4には、ヘッドユニット13を移動自在に搭載したXYステージ12が配設されると共に、吸着ノズル18に吸着保持された電子部品を撮像する部品認識カメラ14及びノズルストッカ15が配設されている。ヘッドユニット13には、電子部品を取出し吸着及び装着するための2つの装着ヘッド16、16と、プリント基板Pの位置を認識するための1台の基板認識カメラ17とが搭載されている。なお、通常、両部品装着部4、4のXYステージ12、12は交互運転となる。
前記各XYステージ12はY軸駆動モータ12Yによりビーム12AがY方向に移動し、X軸駆動モータ12Xにより前記ヘッドユニット13がX方向に移動し、結果としてヘッドユニット13はXY方向に移動することとなる。
各部品供給部5は、ユニットベース19上に多数の部品供給ユニット6を、横並びに且つ着脱自在に備えている。各部品供給ユニット6には、多数の電子部品を一定の間隔で収容した収納テープCが搭載されており、カバーテープが剥離された収納テープCを間欠送りすることで、部品供給ユニット6の先端から部品装着部4(部品取出し位置)に電子部品が1個ずつ供給される。
この電子部品装着装置本体1の後述するRAM21に格納された装着データに基づく運転は、先ずXYステージ12を駆動しヘッドユニット13を部品供給ユニット6に臨ませた後、装着ヘッド16を下降させてその吸着ノズル18により所望の電子部品をピックアップする。続いて装着ヘッド16を上昇させてから、XYステージ12を駆動して吸着ノズル18に吸着保持された電子部品を部品認識カメラ14の直上部まで移動させ、電子部品を撮像して認識処理装置25で認識処理して吸着姿勢及び吸着ノズル18に対する位置ずれを認識する。
次に、装着ヘッド16をセットテーブル8上のプリント基板Pの位置まで移動させ、基板認識カメラ17でプリント基板Pに付された認識マークを撮像して前記認識処理装置25で認識処理して基板Pの位置を認識した後、前記電子部品の認識処理結果及びプリント基板Pの認識処理結果に基づき、前記XYステージ12のX軸駆動モータ12X、Y軸駆動モータ12Y及び吸着ノズル18のθ軸駆動モータ18Aを駆動させて補正移動させ、上下軸駆動モータ18Bにて吸着ノズル18を下降させて電子部品を基板Pに装着する。
次に、図2の電子部品装着装置本体1の制御ブロック図について説明する。20は電子部品装着装置の電子部品の取出し及び装着に係る動作を統括制御する制御装置としてのCPU(セントラル・プロセッシング・ユニット)、21は記憶装置としてのRAM(ランダム・アクセス・メモリ)と、22はROM(リ−ド・オンリー・メモリ)で、CPU20は前記RAM21に記憶されたデータに基づき、前記ROM22に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置の電子部品の取出し及び装着に係る動作についてインターフェース23及び駆動回路24を介してX軸駆動モータ12X等の駆動源を統括制御する。
25はインターフェース23を介して前記CPU20に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ14により撮像されて取込まれた画像の認識処理や前記基板認識カメラ17により撮像されて取込まれた画像の認識処理が該認識処理装置25にて行われ、CPU20に処理結果が送出される。即ち、CPU20は、部品認識カメラ14に撮像された画像を認識処理(位置ずれ量の算出など)したり、基板認識カメラ17により撮像された画像を認識処理するように、指示を認識処理装置25に出力すると共に認識処理結果を認識処理装置25から受取るものである。
即ち、前記認識処理装置25の認識処理により位置ずれ量が把握されると、その結果がCPU20に送られ、部品認識処理及び基板認識処理結果に基づき、CPU20はX軸駆動モータ12X及びY軸駆動モータ12Yの駆動によりXY方向に吸着ノズル18を移動させることにより、またθ軸駆動モータ18Aによりθ回転させ、X,Y方向及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなさ、上下軸駆動モータ18Bにより下降してプリント基板P上に電子部品を装着するものである。
尚、前記部品認識カメラ14より撮像された画像は表示装置としてのモニタ26に表示される。そして、前記モニタ26には種々のタッチパネルスイッチ27が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ27を操作することにより、種々の設定を行うことができる。
なお、前記RAM21には、図3に示すような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(Rで示す)や、コントロールコマンド(Cで示す)及びコメント等が記憶されている。コントロールコマンドとしての「F」は、1枚のプリント基板Pへの全ての電子部品の装着後に、この装着ステップ番号の座標位置において、基板認識カメラ17がプリント基板Pを撮像することを意味し、コメントの「CRT」はモニタ26に基板認識カメラ17の動画画像(スルー画像)を一定時間表示し続けることを意味する。
また、前記装着データは、対象プリント基板に当該電子部品装着装置で装着すべき電子部品についてのものであり、対象プリント基板に更に電子部品を装着する場合には、他の電子部品装着装置についても装着データが、例えば電子部品装着装置毎又は管理コンピュータのRAMに格納される。
ステップ番号「0005」のすぐ後のステップ番号「0006」のコントロールコマンドに「F」を付したのは、撮像位置がステップ番号「0005」の装着位置と同じであり、このステップ番号「0005」の装着位置に装着された電子部品を含めた周囲を撮像するためであり、また続けて同じ座標を入力することによって装着データが容易に作製でき、更に入力作業の後に、撮像したい電子部品(確実に装着されたかの確認をしたい電子部品)がどれなのかの確認をしたい場合には、コマンド「F」を付したステップ番号の座標を確認することによって、確認対象の電子部品を容易に確認することができるからである。なお、ステップ番号「0005」の前に撮像位置の座標などを入力してもよい。
また、前記RAM21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。更には、電子部品毎にこの電子部品の特徴である部品ライブラリデータなどが格納されている。
次に、以上の構成によりプリント基板P上に装着された電子部品のモニタ確認に関する設定動作について説明する。先ず、モニタ26に表示されたタッチパネルスイッチ27を押圧操作して、メニュー画面にて「電子部品のモニタ確認設定」を選択すると、初めに図4に示すような画面が表示される。
この画面において、作業者がタッチパネルスイッチ27の「モニタ確認機能設定スイッチ部30」を押圧操作すると、CPU20はこの画面に「使用するスイッチ部31」及び「使用しないスイッチ部32」を表示するように制御する。ここで、作業者が「使用するスイッチ部31」を押圧操作すると、「モニタ確認機能設定スイッチ部30」に「使用する」と表示され、その後「設定スイッチ部33」を押圧操作すると、CPU20がこの設定内容をRAM21に格納するように制御する。
また、作業者がタッチパネルスイッチ27の「モニタ確認タイマースイッチ部35」を押圧操作すると、CPU20はこの画面に「テンキースイッチ部36」を表示するように制御する(図5参照)。ここで、作業者が「1」及び続けて「0」を押圧操作すると、「モニタ確認タイマースイッチ部35」に「1.0S」と表示され、その後「設定スイッチ部33」を押圧操作すると、CPU20がこの設定内容をRAM21に格納するように制御する。この場合、「1.0S」とは、装着ヘッド16を静止して、基板認識カメラ17がプリント基板Pを撮像する動画画像をモニタ26に1.0秒間表示し続けることを意味する。
以上の構成により、電子部品装着装置の電子部品装着動作について説明する。初めに、CPU20は、RAM21に格納された装着データ(図3参照)から吸着シーケンスデータを生成する。即ち、初めにCPU20は、装着データからのデータの読み出し処理をし、吸着ノズル18による吸着手順の決定処理をし、連鎖吸着(1つの装着ヘッド16当り最高2個吸着可能)の最終の電子部品を供給する部品供給ユニット6を判定し最終吸着位置の配置座標をRAM21に格納し、連鎖吸着を完了した後の最初に装着すべき電子部品の装着座標位置(部品吸着ズレ補正前の装着データの位置)を判定し、その座標をRAM21に格納する。
そして、電子部品の吸着動作を実行する。即ち、RAM21にプリント基板Pの装着すべきXY座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び配置番号等が指定された装着データ及び吸着シーケンスデータに従い、電子部品の部品種に対応した吸着ノズル18が装着すべき該電子部品を所定の部品供給ユニット6から吸着して取出す。
このとき、CPU20によりY軸駆動モータ12Y及びX軸駆動モータ12Xが制御されて、各装着ヘッド16の吸着ノズル18が装着すべき電子部品を収納する各部品供給ユニット6の先頭の電子部品上方に位置するよう移動するが、駆動回路24によりY軸駆動モータ12Yを駆動させてビーム12AをY方向に移動させ、X軸駆動モータ12Xを駆動させて前記ヘッドユニット13をX方向に移動させ、結果としてヘッドユニット13はXY方向に移動させることとなる。
そして、既に所定の各供給ユニット6は駆動されて部品吸着位置にて部品が取出し可能状態にあるため、CPU20からインターフェース23及び駆動回路24を介して出力される信号に基づいて、上下軸駆動モータ18Bにて吸着ノズル18を下降させて電子部品を吸着して取出した後上昇し、その他の吸着ノズル18も、前述と同様に部品供給ユニット6から電子部品の吸着取出し動作が行なわれる。
そして、ヘッドユニット13をXY方向に移動させて、基板認識カメラ17でプリント基板Pに付された認識マークを撮像すると共に前記吸着ノズル18に保持された電子部品を部品認識カメラ14で撮像し、認識処理装置25により認識処理を行ない、プリント基板Pへの装着動作を行う。
そして、CPU20は基板認識及び部品認識についての認識処理装置25からの認識処理結果を加味して、セットテーブル8で位置決めされているプリント基板P上の装着座標位置に吸着ノズル18が移動するようにX軸駆動モータ12X及びY軸駆動モータ12Yを制御し、Y方向は各ビーム12Aが移動し、X方向は各ヘッドユニット13が移動し、吸着ノズル18のθ軸駆動モータ18Aを駆動させて補正移動させ、上下軸駆動モータ18Bにて吸着ノズル18を下降させて電子部品を基板Pに装着する。
このように順次電子部品の取出し、プリント基板Pへの装着が行われ、当該電子部品装着装置で装着すべき全ての電子部品の装着が完了したプリント基板Pは、セットテーブル8から排出コンベア10を介して下流側装置に排出されることとなる。
この排出前に、最終ステップ番号のコントロールコマンド「E」をCPU20が読むと、コントロールコマンドに「F」が付されてあるステップ番号「0006」のプリント基板Pにおける位置上方に装着ヘッドを上述したように移動させると共に、この装着ステップ番号の座標位置において、基板認識カメラ17がプリント基板Pを撮像するように、CPU20が制御する。
そして、前述したような「電子部品のモニタ確認設定」に従い、CPU20が前記X軸駆動モータ12X及びY軸駆動モータ12Yを制御して、基板認識カメラ17を当該座標位置のプリント基板P上方に移動させて、そのまま静止して1秒間撮像し続け、モニタ26に基板認識カメラ17の動画画像をこの1秒間表示し続けるように、CPU20が制御する。また、電子部品装着装置が複数連結されているときには、電子部品装着装置毎に装着データが設定され、電子部品装着装置毎の全ての電子部品の装着後に基板認識カメラ17により撮像が行われる。
従って、作業者は、プリント基板Pへの電子部品の装着を終える頃を見計らって、モニタ26画面を見て、モニタ26に表示された前記動画画像を確認して、映し出された電子部品の装着状態を確認することができる。従って、電子部品の実装ラインにおいて、複数の電子部品装着装置が接続されている場合に、装着状態が悪い電子部品があった場合に、前記電子部品の装着状態を確認することにより、自身の電子部品装着装置が原因であったのか、他の電子部品装着装置が原因であったのかも理解できる。従って、その原因を取り除くのに、便利である。
なお、コントロールコマンド「F」が付されているステップ番号が複数ある場合には、基板認識カメラ17は各ステップ番号の座標位置に順次移動し、画像がモニタ26に順次所定の時間で表示される。
そして、このモニタ26への表示後に、当該プリント基板Pはセットテーブル8から排出コンベア10を介して下流側装置に排出されることとなる。
なお、前述したような「電子部品のモニタ確認設定」は、1つの撮像位置の設定であったが、これに限らず、複数位置の設定が可能であり、またモニタ26への表示時間も1秒間に設定したが、任意の時間に設定することもできる。更には、基板認識カメラ17により撮像された動画画像をモニタ26に表示するようにしたが、静止画像を予め設定された時間表示してもよい。また、当該電子部品装着装置で、1枚のプリント基板に対して全ての電子部品の装着を終える前に、例えば予め設定されたステップ番号の後に、複数の設定位置を順次撮像して表示してもよい。
更に、この電子部品装着装置として、いわゆる多機能チップマウンタを例にして説明したが、これに限らずロータリテーブル型などの高速型チップマウンタに適用してもよい。
以上のように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。 電子部品装着装置の制御ブロック図である。 装着データを示す図である。 モニタ画面を示す図である。 モニタ画面を示す図である。
符号の説明
1 電子部品装着装置本体
16 装着ヘッド
17 基板認識カメラ
20 CPU
21 RAM
25 認識処理装置
26 モニタ
27 タッチパネルスイッチ

Claims (6)

  1. 電子部品装着装置に設けられた基板認識カメラにてプリント基板に付されたマークを撮像して、このプリント基板の位置認識をした上で、吸着ノズルが部品供給装置より取り出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着方法であって、
    前記電子部品装着装置によって前記プリント基板へ電子部品の装着を終えた後に、このプリント基板の指定された位置を前記基板認識カメラが撮像し、
    この撮像された画像をモニタに表示する
    ことを特徴とする電子部品装着方法。
  2. 電子部品装着装置に設けられた基板認識カメラにてプリント基板に付されたマークを撮像して、このプリント基板の位置認識をした上で、吸着ノズルが部品供給装置より取り出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着方法であって、
    前記電子部品装着装置によって前記プリント基板へ装着すべき全ての電子部品の装着を終えた後に、このプリント基板の指定された位置を前記基板認識カメラが撮像し、
    この撮像された画像をモニタに表示する
    ことを特徴とする電子部品装着方法。
  3. 電子部品装着装置に設けられた基板認識カメラにてプリント基板に付されたマークを撮像して、このプリント基板の位置認識をした上で、吸着ノズルが部品供給装置より取り出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着方法であって、
    前記電子部品装着装置によって前記プリント基板へ装着すべき全ての電子部品の装着を終えた後に、このプリント基板の指定された位置上方に前記基板認識カメラが移動して撮像し、
    この撮像されている動画画像をモニタに表示する
    ことを特徴とする電子部品装着方法。
  4. 基板認識カメラにてプリント基板に付されたマークを撮像して、このプリント基板の位置認識をした上で、吸着ノズルが部品供給装置より取り出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置であって、
    前記プリント基板における前記基板認識カメラが撮像する位置に関するデータを格納する記憶装置と、
    前記プリント基板へ装着すべき全ての電子部品の装着を終えた後に前記記憶装置に格納された撮像位置に前記基板認識カメラを移動させるように制御すると共に前記基板認識カメラが撮像するように制御する制御装置と、
    前記基板認識カメラが撮像する画像を表示するモニタと
    を設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
  5. 基板認識カメラにてプリント基板に付されたマークを撮像して、このプリント基板の位置認識をした上で、吸着ノズルが部品供給装置より取り出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置であって、
    前記プリント基板における前記基板認識カメラが撮像する位置に関するデータを格納する記憶装置と、
    前記プリント基板を前記基板認識カメラが撮像し続ける時間を設定する設定装置と、
    前記プリント基板へ装着すべき全ての電子部品の装着を終えた後に前記記憶装置に格納された撮像位置に前記基板認識カメラを移動させるように制御すると共に前記設定装置により設定された時間だけ前記基板認識カメラが撮像し続けるように制御する制御装置と、
    前記基板認識カメラが撮像している動画画像を表示するモニタと
    を設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
  6. 全ての電子部品の装着を終えた後の前記基板認識カメラで撮像を行うか行わないかの選択手段を設けたことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の電子部品装着装置。
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