JP2009246261A - 電子部品の装着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１列の搬送装置に複数の位置決め位置がある場合や、この複数の位置決め位置がある搬送装置が２列ある場合であっても、確実に対応するプリント基板上に電子部品が装着できること。
【解決手段】電子部品の吸着取出・装着に係るデータによれば、両搬送装置２の２つの位置決め部２Ｂにプリント基板Ｐをそれぞれ位置決めした後に、初めにビーム４Ａの装着ヘッド６が奥側の搬送装置２の左の位置決め部２Ｂに位置決めされた左の基板Ｐに電子部品を装着すると共にビーム４Ｂの装着ヘッド６が手前側の搬送装置２の右の位置決め部２Ｂに位置決めされた右の基板Ｐに電子部品を装着する。この後、ビーム４Ａの装着ヘッド６が奥側の搬送装置２の右の位置決め部２Ｂに位置決めされた右の基板Ｐに電子部品を装着すると共にビーム４Ｂの装着ヘッド６が手前側の搬送装置２の左の位置決め部２Ｂに位置決めされた左の基板Ｐに電子部品を装着する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の基板位置決め位置を備えた搬送装置でプリント基板を搬送し、任意の位置決め位置にて位置決めしたプリント基板上に、各駆動源により一方向に移動可能な一対の各ビームに設けられ且つ各ビームに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドに設けられた吸着ノズルが電子部品を供給する部品供給装置より電子部品を取り出して、装着する電子部品の装着方法に関する。

プリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置は、例えば、特許文献１などに開示されている。一般的に、装着順序毎に、Ｘ及びＹ座標、装着角度やどの部品供給ユニットを使用するかに関する装着データに基づいて、装着ヘッドに設けられた吸着ノズルによりプリント基板上に電子部品を装着する。
特開２００６−２８６７０７号公報

しかし、１列の搬送装置（搬送ライン）に複数の位置決め位置がある場合や、更にはこの複数の位置決め位置がある搬送装置が２列ある場合などには、この装着データだけでは、対応できなくなってきている。

そこで、本発明は１列の搬送装置に複数の位置決め位置がある場合や、更にはこの複数の位置決め位置がある搬送装置が２列ある場合であっても、確実に対応するプリント基板上に電子部品を装着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、複数の基板位置決め位置を備えた搬送装置でプリント基板を搬送し、任意の位置決め位置にて位置決めしたプリント基板上に、各駆動源により一方向に移動可能な一対の各ビームに設けられ且つ各ビームに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドに設けられた吸着ノズルが電子部品を供給する部品供給装置より電子部品を取り出して、装着する電子部品の装着方法であって、装着順序毎に前記部品供給装置から電子部品をどの順序で吸着して取り出して、どの位置決め位置にあるプリント基板上に、どの装着ヘッドの吸着ノズルを使用して装着するかのデータに基づいて、装着することを特徴とする。

第２の発明は、複数の基板位置決め位置を備えた複数列の搬送装置でプリント基板を搬送し、任意の位置決め位置にて位置決めしたプリント基板上に、各駆動源により一方向に移動可能な一対の各ビームに設けられ且つ各ビームに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドに設けられた吸着ノズルが電子部品を供給する部品供給装置より電子部品を取り出して、装着する電子部品の装着方法であって、装着順序毎に前記部品供給装置から電子部品をどの順序で吸着して取り出して、どの搬送装置のどの位置決め位置にあるプリント基板上に、どの装着ヘッドの吸着ノズルを使用して装着するかのデータに基づいて、装着することを特徴とする。

第３の発明は、複数の基板位置決め位置を備えた搬送装置でプリント基板を搬送し、任意の位置決め位置にて位置決めしたプリント基板上に、各駆動源により一方向に移動可能な一対の各ビームに設けられ且つ各ビームに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドに設けられた吸着ノズルが前記搬送装置の一外方に設けられた部品供給装置より供給された電子部品を取り出して、装着する電子部品の装着方法であって、装着順序毎に前記部品供給装置から電子部品をどの順序で吸着して取り出して、どの位置決め位置にあるプリント基板上に、どの装着ヘッドの吸着ノズルを使用して装着するかのデータに基づいて、装着することを特徴とする。

第４の発明は、電子部品の装着方法の発明に係る第３の発明において、左右の基板位置決め位置にあるプリント基板上に、別々の装着ヘッドの吸着ノズルでそれぞれ電子部品を装着することを特徴とする。

第５の発明は、複数の基板位置決め位置を備えた複数列の搬送装置でプリント基板を搬送し、任意の位置決め位置にて位置決めしたプリント基板上に、各駆動源により一方向に移動可能な一対の各ビームに設けられ且つ各ビームに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドに設けられた吸着ノズルが前記搬送装置の一外方に設けられた部品供給装置より供給された部品供給装置より電子部品を取り出して、装着する電子部品の装着方法であって、装着順序毎に前記部品供給装置から電子部品をどの順序で吸着して取り出して、どの搬送装置のどの位置決め位置にあるプリント基板上に、どの装着ヘッドの吸着ノズルを使用して装着するかのデータに基づいて、装着することを特徴とする。

第６の発明は、電子部品の装着方法の発明に係る第５の発明において、複数列の搬送装置の基板位置決め位置にあるプリント基板上に、別々の装着ヘッドの吸着ノズルでそれぞれ電子部品を装着することを特徴とする。

本発明は、１列の搬送装置（搬送ライン）に複数の位置決め位置がある場合や、更にはこの複数の位置決め位置がある搬送装置が２列ある場合であっても、確実に対応するプリント基板上に電子部品を装着できるようにすることができる。

以下図１に基づき、プリント基板Ｐ上に電子部品Ｄを装着する電子部品装着装置について、プリント基板Ｐを搬送する搬送ラインが１つである第１の実施の形態を説明する。電子部品装着装置１には、プリント基板Ｐを搬送する搬送ラインである１つの搬送装置２と、電子部品を供給する複数の部品供給ユニットが並設されて構成される部品供給装置３と、駆動源により一方向（Ｙ方向）に移動可能な一対のビーム４Ａ、４Ｂと、それぞれ複数の吸着ノズル（図示せず）を備えて前記各ビーム４Ａ、４Ｂに沿ってＸ方向に各駆動源により移動可能で取付体５を介して各ビーム４Ａ、４Ｂに取付けられる装着ヘッド６とが設けられている。

前記搬送装置２は電子部品装着装置１の前後（紙面の上下）の中間部に配設され、上流側装置からプリント基板Ｐを受け継ぐ基板供給部２Ａと、前記各装着ヘッド６の吸着ノズルに吸着保持された電子部品を装着するために基板供給部２Ａから供給されたプリント基板Ｐを位置決め固定する位置決め部２Ｂ、２Ｂと、この各位置決め部２Ｂにおいて電子部品が装着されたプリント基板Ｐを受け継いで下流側装置に搬送する排出部２Ｃとから構成される。

前記部品供給装置３は前記搬送装置２の一外方、例えば搬送装置２の手前側に複数並設され種々の電子部品を夫々その部品取出し部（部品吸着位置）に１個ずつ供給する部品供給ユニット群から構成される。

Ｘ方向に長い前後一対の前記ビーム４Ａ、４Ｂは、各Ｙ方向リニアモータ９の駆動により左右一対の前後に延びたガイドに沿って前記各ビームに固定されたスライダが摺動して個別にＹ方向に移動する。前記Ｙ方向リニアモータ９は、左右一対の基体１Ａ、１Ｂに沿って固定された上下一対の固定子と、前記ビーム４Ａ、４Ｂの両端部に設けられた取付板の下部に固定された可動子９Ａとから構成される。

また、前記ビーム４Ａ、４Ｂにはその長手方向（Ｘ方向）にＸ方向リニアモータ１９によりガイドに沿って移動する装着ヘッド６が夫々内側に設けられており、前記Ｘ方向リニアモータ１９は各ビーム４Ａ、４Ｂに固定された前後一対の固定子と、各固定子の間に位置して前記装着ヘッド６に設けられた可動子とから構成される。

従って、各装着ヘッド６は向き合うように各ビーム４Ａ、４Ｂの内側に設けられ、前記搬送装置２の各位置決め部２Ｂ上のプリント基板Ｐや部品供給ユニットの部品取出し位置上方を移動する。

そして、各装着ヘッド６には各バネにより下方へ付勢されている吸着ノズルが円周上に所定間隔を存して複数配設されており、この吸着ノズルは上下軸モータ２０により昇降可能であり、またθ軸モータ２１により装着ヘッド６を鉛直軸周りに回転させることにより、結果として各装着ヘッド６の各吸着ノズルはＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、垂直線回りに回転可能で、且つ上下動可能となっている。

また、部品認識カメラ１０Ａにより各吸着ノズルに吸着保持された電子部品を一括して撮像して、認識処理装置２２により認識処理して吸着ノズルに対する電子部品の位置ズレが把握され、前記取付体５に取付けられた基板認識カメラ１０Ｂでプリント基板Ｐの位置決めマークを撮像して、認識処理装置２２により認識処理してプリント基板Ｐの位置が把握される。

図２は電子部品装着装置１の電子部品装着に係る制御のための制御ブロックであり、以下説明する。電子部品装着装置１の各要素はＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）１１が統括制御しており、この制御に係るプログラムを格納するＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）１２及び各種データを格納するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１３がバスライン１４を介して接続されている。また、ＣＰＵ１１には操作画面等を表示するモニタ１５及び該モニタ１５の表示画面に形成された入力手段としてのタッチパネルスイッチ１６がインターフェース１７を介して接続されている。また、前記Ｙ方向リニアモータ９等が駆動回路２４、インターフェース１７を介して前記ＣＰＵ１１に接続されている。

前記ＲＡＭ１３には、部品装着に係るプリント基板Ｐの種類毎に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Ｐ内での各電子部品の装着座標のＸ方向、Ｙ方向及び角度情報や、各部品供給ユニットの配置番号情報等が格納されている。また前記ＲＡＭ１３には、前記各部品供給ユニットの部品供給ユニット配置番号に対応した各電子部品の種類の情報、即ち部品配置データが格納されており、更には形状データ・認識データ・制御データ・部品供給データから成る部品ライブラリデータが格納されている。また、前記ＲＡＭ１３には、図３及び図４に示すような吸着ノズルによる電子部品の吸着取出・装着に係るデータなども格納されている。

２２はインターフェース１７を介して前記ＣＰＵ１１に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ１０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２２にて行われ、ＣＰＵ１１に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ１１は部品認識カメラ１０により撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出など）するように指示を認識処理装置２２に出力すると共に、認識処理結果を認識処理装置２２から受取るものである。
次に、図３の各搬送装置２の一方の位置決め部２Ｂに位置決めされた各プリント基板Ｐ上に対応するビーム４Ａ、４Ｂの装着ヘッド６の吸着ノズルにより電子部品を装着する電子部品の吸着取出・装着に係るデータについて、以下説明する。「ＵＰＯ」はステップ番号で、「Ｖ」は電子部品をプリント基板に装着するときにその番号のゾーン（プリント基板の左半分のゾーンは「１」、右半分のゾーンは「２」）の認識結果を使用することを意味し、「ビーム」の「Ａ」はビーム４Ａを、「Ｂ」はビーム４Ｂを使用することを意味し、「ＮＺＬ」は装着ヘッド６のその番号の吸着ノズルを使用することを意味し、「吸着順」は吸着ノズルで電子部品を吸着する順番を意味し、「装着角度反転」は「１」が装着角度を反転し、「０」が反転しないこと「意味し、「搬送レーン（Ａ／Ｂ）」の「Ａ」が奥側の搬送装置２を、「Ｂ」が手前側の搬送装置２を使用することを意味し、「装着基板（Ｌ／Ｒ）」の「Ｒ」は２つの位置決め位置（２つの位置決め部）のうちの右を、「Ｌ」は左を使用することを意味する。
図１における左方から右方へプリント基板Ｐが流れるが、ステップ番号「１−１−１」、「１−１−２」、「１−１−３」では、奥側の搬送装置２の右の位置決め部２Ｂ上のプリント基板Ｐ上に電子部品を奥側のビーム４Ａの装着ヘッド６の吸着ノズルで装着し、ステップ番号「１−１−４」、「１−１−５」、「１−１−６」では、手前側の搬送装置２の左の位置決め部２Ｂ上のプリント基板Ｐ上に電子部品を手前側のビーム４Ｂの装着ヘッド６の吸着ノズルで装着することとなる。

以上の構成により、以下動作について説明する。先ず、プリント基板Ｐが図１の左方に位置する上流側装置（図示せず）より受継がれて奥側の搬送装置２の供給部２Ａ上に存在すると、供給部２Ａ上のプリント基板Ｐを右の位置決め部２Ｂへ移動させ、このプリント基板Ｐを位置決めして固定する。また、プリント基板Ｐが図１の左方に位置する上流側装置より受継がれて手前側の搬送装置２の供給部２Ａ上に存在すると、供給部２Ａ上のプリント基板Ｐを左の位置決め部２Ｂへ移動させ、このプリント基板Ｐを位置決めして固定する。この状態が図１の状態である。

そして、各搬送装置２において各プリント基板Ｐの位置決めがされると、奥側のビーム４ＡがＹ方向リニアモータ９によりＹ方向に移動すると共にＸ方向リニアモータ１９により装着ヘッド６がＸ方向に移動し、部品供給ユニットの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータの駆動により該当吸着ノズルを下降させて部品供給ユニットから電子部品の吸着取出・装着に係るデータの「吸着順」に従って電子部品を取出す。

また、奥側の装着ヘッド６の吸着ノズルによる電子部品の取出しの後、手前側のビーム４ＢがＹ方向リニアモータ９の駆動によりＹ方向に移動すると共にＸ方向リニアモータ１９により装着ヘッド６がＸ方向に移動し、部品供給ユニットの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータの駆動により吸着ノズルを下降させて部品供給ユニット３から電子部品を取出すことができる。但し、奥側のビーム４Ａ又は手前側のビーム４Ｂの吸着ノズルが電子部品の取出し動作をする場合には、両ビーム４Ａ、４Ｂの装着ヘッド６同士が衝突しないように対応するＹ方向リニアモータ及びＸ方向リニアモータが制御される。即ち、Ｙ方向については両ビーム４Ａ、４Ｂが必要以上に近づかないように制御されると共にＸ方向については両装着ヘッド６が必要以上に近づかないように制御されて、両ビーム４Ａ、４Ｂの装着ヘッド６同士の衝突が防止される。

そして、取出した後は両装着ヘッド６の吸着ノズルを上昇させて、両ビーム４Ａ、４Ｂの装着ヘッド６を装置本体に固定された部品認識カメラ１０Ａ上方を通過させ、この移動中に両装着ヘッド６の吸着ノズルに吸着保持された複数の電子部品を一括して撮像して、この撮像された画像を認識処理装置２２が認識処理して吸着ノズルに対する位置ズレを把握することができる。

その後、両ビーム４Ａ、４Ｂの基板認識カメラ１０Ｂを対応するプリント基板Ｐ上方へ移動させて、位置決めされているプリント基板Ｐに付された位置決めマークを撮像し、この撮像された画像を認識処理装置２２が認識処理してそれぞれプリント基板Ｐの位置を把握する。そして、ＲＡＭ１３に格納された前記装着データの装着座標に各プリント基板Ｐの位置認識結果及び各部品認識処理結果を加味して、それぞれの装着装着ヘッド６の吸着ノズルが位置ずれを補正しつつ、電子部品の吸着取出・装着に係るデータで示す装着ステップ番号に従ってそれぞれ電子部品を対応するプリント基板Ｐ上に装着する。

各プリント基板Ｐ上に各装着ヘッド６の吸着ノズルが電子部品を装着する場合には、両ビーム４Ａ、４Ｂの装着ヘッド６同士が衝突しないように対応するＹ方向リニアモータ及びＸ方向リニアモータが制御されるが、手前側のビーム４Ｂの装着ヘッド６の吸着ノズルは手前側の搬送装置２の左の位置決め部２Ｂ上のプリント基板Ｐ上に電子部品を装着し、奥側のビーム４Ａの装着ヘッド６の吸着ノズルは奥側の搬送装置２の右の位置決め部２Ｂ上のプリント基板Ｐ上に電子部品を装着するので、両ビーム４Ａ、４Ｂの装着ヘッド６同士が衝突しないように制御することは容易に行うことができる。

次に、図４及び図５に基づいて、第２の実施形態について説明するが、奥側のビーム４Ａの装着ヘッド６の吸着ノズルが奥側の搬送装置２のプリント基板Ｐ上に電子部品を装着すると共に手前側のビーム４Ｂの装着ヘッド６の吸着ノズルが手前側の搬送装置２のプリント基板Ｐ上に電子部品を装着するが、各搬送装置２における２つの位置決め部２Ｂの両方にてプリント基板Ｐを位置決めして、各プリント基板上に電子部品を装着する実施形態であり、第１の実施形態と異なる点を重点として説明する。

図５の電子部品の吸着取出・装着に係るデータによれば、両搬送装置２の２つの位置決め部２Ｂにプリント基板Ｐをそれぞれ位置決めした後に、初めにこのデータの最上段部分のデータに従い、奥側の搬送装置２における左のプリント基板Ｐに対応するステップ番号「１−１−１」、「１−１−２」、「１−１−３」では、ビーム４Ａの装着ヘッド６が奥側の搬送装置２の左の位置決め部２Ｂに位置決めされた左のプリント基板Ｐに電子部品を装着すると共に、上から２段目部分のデータに従い、手前側の搬送装置２における右のプリント基板Ｐに対応するステップ番号「１−１−１」、「１−１−２」、「１−１−３」では、ビーム４Ｂの装着ヘッド６が手前側の搬送装置２の右の位置決め部２Ｂに位置決めされた右のプリント基板Ｐに電子部品を装着する。このこのように、左右、前後のプリント基板上に別のビームの装着ヘッドで電子部品を装着するため、両ビーム４Ａ、４Ｂの装着ヘッド６同士が衝突しないように制御することは容易に行うことができる。

この後、上から３段目部分のデータに従い、奥側の搬送装置２における右のプリント基板Ｐに対応する「１−１−４」、「１−１−５」、「１−１−６」では、ビーム４Ａの装着ヘッド６が奥側の搬送装置２の右の位置決め部２Ｂに位置決めされた右のプリント基板Ｐに電子部品を装着すると共に、最下段部分のデータに従い、手前側の搬送装置２における左のプリント基板Ｐに対応する「１−１−４」、「１−１−５」、「１−１−６」では、ビーム４Ｂの装着ヘッド６が手前側の搬送装置２の左の位置決め部２Ｂに位置決めされた左のプリント基板Ｐに電子部品を装着する。このように、左右、前後のプリント基板上に別のビームの装着ヘッドで電子部品を装着するため、両ビーム４Ａ、４Ｂの装着ヘッド６同士が衝突しないように制御することは容易に行うことができる。

なお、第１及び第２の実施形態ともに、部品供給装置３を前記搬送装置２の一外方、例えば搬送装置２の手前側にのみ配設したが、これに限らず、奥側の搬送装置２の奥方に及び手前側の搬送装置２の手前にそれぞれ配設してもよい。

更には、ビーム４Ａ及びビーム４Ｂの装着ヘッド６が奥側及び手前側の搬送装置２のいずれか又は左右両方の位置決め部２Ｂに位置決めされたプリント基板Ｐに電子部品を装着するようにしてもよい。

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。

第１の実施の形態の電子部品装着装置の電子部品の取出動作を説明するための概略平面図である。 制御ブロック図を示す図である。 第１の実施の形態の電子部品の吸着取出・装着に係るデータを示す図である。 第２の実施の形態の電子部品装着装置の電子部品の取出動作を説明するための概略平面図である。 第２の実施の形態の電子部品の吸着取出・装着に係るデータを示す図である。

符号の説明

１ 電子部品装着装置
２ 搬送装置
２Ａ 位置決め部
３ 部品供給装置
４Ａ、４Ｂ ビーム
６ 装着ヘッド
Ｐ プリント基板

Claims (6)

1. 複数の基板位置決め位置を備えた搬送装置でプリント基板を搬送し、任意の位置決め位置にて位置決めしたプリント基板上に、各駆動源により一方向に移動可能な一対の各ビームに設けられ且つ各ビームに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドに設けられた吸着ノズルが電子部品を供給する部品供給装置より電子部品を取り出して、装着する電子部品の装着方法であって、装着順序毎に前記部品供給装置から電子部品をどの順序で吸着して取り出して、どの位置決め位置にあるプリント基板上に、どの装着ヘッドの吸着ノズルを使用して装着するかのデータに基づいて、装着することを特徴とする電子部品の装着方法。
2. 複数の基板位置決め位置を備えた複数列の搬送装置でプリント基板を搬送し、任意の位置決め位置にて位置決めしたプリント基板上に、各駆動源により一方向に移動可能な一対の各ビームに設けられ且つ各ビームに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドに設けられた吸着ノズルが電子部品を供給する部品供給装置より電子部品を取り出して、装着する電子部品の装着方法であって、装着順序毎に前記部品供給装置から電子部品をどの順序で吸着して取り出して、どの搬送装置のどの位置決め位置にあるプリント基板上に、どの装着ヘッドの吸着ノズルを使用して装着するかのデータに基づいて、装着することを特徴とする電子部品の装着方法。
3. 複数の基板位置決め位置を備えた搬送装置でプリント基板を搬送し、任意の位置決め位置にて位置決めしたプリント基板上に、各駆動源により一方向に移動可能な一対の各ビームに設けられ且つ各ビームに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドに設けられた吸着ノズルが前記搬送装置の一外方に設けられた部品供給装置より供給された電子部品を取り出して、装着する電子部品の装着方法であって、装着順序毎に前記部品供給装置から電子部品をどの順序で吸着して取り出して、どの位置決め位置にあるプリント基板上に、どの装着ヘッドの吸着ノズルを使用して装着するかのデータに基づいて、装着することを特徴とする電子部品の装着方法。
4. 左右の基板位置決め位置にあるプリント基板上に、別々の装着ヘッドの吸着ノズルでそれぞれ電子部品を装着することを特徴とする請求項３に記載の電子部品の装着方法。
5. 複数の基板位置決め位置を備えた複数列の搬送装置でプリント基板を搬送し、任意の位置決め位置にて位置決めしたプリント基板上に、各駆動源により一方向に移動可能な一対の各ビームに設けられ且つ各ビームに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドに設けられた吸着ノズルが前記搬送装置の一外方に設けられた部品供給装置より供給された部品供給装置より電子部品を取り出して、装着する電子部品の装着方法であって、装着順序毎に前記部品供給装置から電子部品をどの順序で吸着して取り出して、どの搬送装置のどの位置決め位置にあるプリント基板上に、どの装着ヘッドの吸着ノズルを使用して装着するかのデータに基づいて、装着することを特徴とする電子部品の装着方法。
6. 複数列の搬送装置の基板位置決め位置にあるプリント基板上に、別々の装着ヘッドの吸着ノズルでそれぞれ電子部品を装着することを特徴とする請求項５に記載の電子部品の装着方法。