JP2010045291A - 表面実装機 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数の増加を抑制しながら部品供給テープに収納された部品の間隔を取得することが可能な表面実装機を提供する。
【解決手段】この表面実装機100は、テープフィーダ110から送り出されるテープ121に所定の間隔Lpで収納された部品120を吸着するとともに、プリント基板130に部品120を装着するための吸着ノズル22と、吸着ノズル22による部品120の吸着を検知する圧力センサ23と、テープ121を部品120の間隔Lp以下の所定の送りピッチで送り出しながら吸着ノズル22に部品120の吸着動作を実行させるとともに、部品120が吸着された間隔に基づいてテープ121に収納された部品120の間隔Lpを取得する主制御部3とを備える。
【選択図】図5

Description

この発明は、表面実装機に関し、特に、部品供給テープを用いて部品を実装する表面実装機に関する。
従来、部品供給テープを用いて部品を実装する表面実装機が知られている。このような表面実装機には、部品供給テープを所定の送りピッチで送り出す部品供給装置が用いられる(たとえば、特許文献1参照)。
上記特許文献1では、部品供給テープの経路上に複数のセンサが設けられるとともに、所定の送りピッチで部品供給テープを送り出すテープフィーダ(部品供給装置)が開示されている。このテープフィーダのそれぞれのセンサとしては、たとえば透過型の光学式センサが用いられる。部品供給テープが送られる際には、これらのセンサにより、部品供給テープの透光性の変化に基づいて、部品を保持するために部品供給テープに所定の間隔で設けられたポケットの端部を検知できるように構成されている。また、この部品供給テープの送り出しにはステッピングモータが用いられることにより、ステップ毎に所定の距離だけ部品供給テープを送り出すことができるように構成されている。上記特許文献1によるテープフィーダでは、部品供給テープのポケットの端部を検知するセンサの信号と、部品供給テープがステッピングモータにより送られた距離とに基づいて、部品供給テープに収納される部品の間隔を取得することができるように構成されている。
特表2005−539370号公報
しかしながら、特許文献1のテープフィーダを表面実装機に用いた場合には、部品供給テープに収納された部品の間隔を取得するために、個々のテープフィーダの全てに部品供給テープの端部を検知するためのセンサを別途設ける必要があるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、部品供給装置に別途センサを設けることなく部品供給テープに収納された部品の間隔を取得することが可能な表面実装機を提供することである。
課題を解決するための手段および発明の効果
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による表面実装機は、部品供給装置から送り出される部品供給テープに所定の間隔で収納された部品を吸着するとともに、基板に部品を装着するための吸着ノズルと、吸着ノズルによる部品の吸着を検知する検知部と、部品供給テープを部品の間隔以下の所定の送りピッチで送り出しながら吸着ノズルに部品の吸着動作を実行させるとともに、部品が吸着された間隔に基づいて部品供給テープに収納された部品の間隔を取得する制御部とを備える。
この一の局面による表面実装機では、上記のように、吸着ノズルによる部品の吸着を検知する検知部と、部品供給テープを部品の間隔以下の所定の送りピッチで送り出しながら吸着ノズルに部品の吸着動作を実行させるとともに、部品が吸着された間隔に基づいて部品供給テープに収納された部品の間隔を取得する制御部とを備えることにより、吸着ノズルによる部品の吸着を検知部により検知することによって部品供給テープに収納された部品の間隔を取得することができる。これにより、個々の部品供給装置に別途センサを設けることなく部品の間隔を取得することができる。
上記一の局面による表面実装機において、好ましくは、検知部は、吸着ノズルが部品を吸着するために発生させる負圧状態を検出するセンサであり、制御部は、負圧状態を検出するセンサにより検出された負圧状態に基づいて、吸着ノズルにより部品が吸着された間隔を取得するように構成されている。このように構成すれば、負圧状態を検出するセンサにより吸着ノズルの負圧状態を検知するだけで部品の吸着を検知することができるので、容易に部品が吸着された間隔を取得することができる。また、部品供給テープの種類(材質など)は収納される部品の種類や製造メーカの違いにより変わるため、部品供給テープの材質によっては透光型の光学式センサなどでは検知できない場合が発生しうる一方、検出された負圧状態に基づいて、吸着ノズルにより部品が吸着された間隔を取得するように構成することによって、部品供給テープの材質に影響されることなく部品が吸着された間隔を取得することができる。
上記一の局面による表面実装機において、好ましくは、部品を基板に実装する際に、部品の吸着状態を認識するために、吸着ノズルに吸着された部品を撮像する部品撮像部をさらに備え、制御部は、部品撮像部により撮像された部品の画像に基づいて、吸着ノズルにより部品が吸着された間隔を検出するように構成されている。このように構成すれば、実装時に部品の吸着状態を認識するために表面実装機に設けられる部品撮像部を用いて部品の間隔を取得することができるので、センサなどを別途設ける場合と異なり、部品点数が増加するのを抑制することができる。
この場合において、好ましくは、制御部は、部品撮像部により撮像された部品の画像に基づいて、吸着ノズルに吸着された部品の目標吸着位置と吸着ノズルによる部品の吸着位置との間の吸着ずれと、所定の送りピッチの大きさとを比較して、吸着ずれが所定の送りピッチの大きさよりも小さくなる位置を、吸着位置とするように構成されている。このように構成すれば、吸着ずれが所定の送りピッチよりも小さくなる位置を吸着ノズルにより吸着することができるので、サイズの大きな部品を吸着する場合でも、部品の端部を吸着することなく部品の目標吸着位置近傍の位置で吸着することができる。
上記一の局面による表面実装機において、好ましくは、制御部は、部品供給テープに収納される部品の間隔が指定されていない場合に、部品の間隔を取得するとともに部品供給装置により送り出される部品供給テープの送りピッチを部品の間隔に一致させるように構成されている。このように構成すれば、実装時に部品の間隔が指定されていない場合でも、オペレータによる部品の間隔の入力操作などを行うことなく部品の間隔を取得して部品搭載を行うことができるので、作業効率を向上させることができる。
上記一の局面による表面実装機において、好ましくは、制御部は、部品供給テープが継ぎ足された場合に、継ぎ足された部品供給テープに収納される部品の間隔を取得するとともに、継ぎ足された部品供給テープが送り出される送りピッチを部品の間隔に一致させるように構成されている。このように構成すれば、現在装着されている部品供給テープと同一の部品が収納されているにもかかわらず、現在装着されている部品供給テープとは収納されている部品の間隔が異なる部品供給テープが継ぎ足された場合にも、部品の間隔を取得して部品供給テープの送りピッチを部品の間隔に一致させることができる。これにより、部品の間隔が異なる部品供給テープを継ぎ足した場合にも、部品の間隔を改めて設定し直す必要がなくなるので、作業効率を向上させることができる。
上記一の局面による表面実装機において、好ましくは、制御部は、実装開始時には所定の送りピッチで部品供給テープを送りながら実装を行うとともに部品の間隔を取得し、取得された部品の間隔に部品供給テープの送りピッチを変更して実装を行うように構成されている。このように構成すれば、実装を行いながら部品の間隔を取得するとともに、実装を継続しながら部品供給テープの送りピッチを取得した部品の間隔に変更することができる。これにより、実装を継続した状態で部品の間隔の取得および部品供給テープの送りピッチの設定を行うことができるので、実装効率を向上させることができる。また、オペレータによる設定を行う必要もないので、オペレータの作業効率を向上させることができる。
上記一の局面による表面実装機において、好ましくは、部品の間隔以下の所定の送りピッチは、部品供給テープの幅に応じた最小のピッチである。このように構成すれば、部品供給テープの最小のピッチで送りながら吸着ノズルによる吸着動作を行うことができるので、間隔の不明な部品の吸着を確実に成功させることができる。すなわち、部品供給テープは収納される部品のサイズにより幅が異なり、この幅に応じて複数種類の部品間隔が設定されている。この複数種類の部品間隔は、規格に定められた最小の間隔の整数倍に定められている。したがって、この最小の間隔(ピッチ)を送りピッチとして部品供給テープを送ることにより、部品間隔の不明な部品供給テープについて、確実に部品を吸着することができる。これにより、部品の吸着を確実に成功させることができるので、部品供給テープの未知の部品間隔を、確実に取得することができる。
上記一の局面による表面実装機において、好ましくは、制御部は、吸着ノズルによる部品の吸着が検知されるまでの所定のピッチによる部品供給テープの送り回数に基づいて部品の間隔を取得するように構成されている。このように構成すれば、吸着が成功した後、次に吸着が成功するまでに送った部品供給テープのピッチ送り回数と、ピッチの大きさとの積が実際の部品の間隔となるので、部品供給テープに収納される部品の間隔を容易に取得することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態による表面実装機の全体構成を示す平面図である。図2〜図10は、図1に示した表面実装機の構造を説明するための図である。以下、図1〜図10を参照して、本発明の一実施形態による表面実装機100の構造について説明する。
図1に示すように、本実施形態による表面実装機100は、テープフィーダ110から供給される部品120(図3参照)をプリント基板130に実装する装置である。なお、テープフィーダ110は、本発明の「部品供給装置」の一例である。また、プリント基板130は、本発明の「基板」の一例である。図1に示すように、表面実装機100は、X方向に延びる一対の基板搬送コンベア10と、一対の基板搬送コンベア10の上方をXY方向に移動可能なヘッドユニット20とを備えている。一対の基板搬送コンベア10の両側には、部品120を供給するための複数のテープフィーダ110が配置されている。ヘッドユニット20は、テープフィーダ110から部品120を取得するとともに、基板搬送コンベア10上のプリント基板130に部品120を実装する機能を有する。基板搬送コンベア10およびヘッドユニット20は、基台1上に設置されている。以下、表面実装機100の具体的な構造を説明する。
一対の基板搬送コンベア10は、プリント基板130をX方向に搬送するとともに、所定の実装作業位置でプリント基板130を停止させ、保持させることが可能なように構成されている。
また、テープフィーダ110は図1に示すように、基台1のY1方向側およびY2方向側に互いに向かい合うようにして、X方向に並べて配置されている。これらのテープフィーダ110は、基台1に取り付けられたフィーダプレート(図示せず)に、それぞれ取り付けられている。このテープフィーダ110は、複数の部品120(図3参照)を所定の間隔Lpを隔てて保持したテープ121が巻き回されたリール(図示せず)を保持している。このテープフィーダ110は、図2に示すように、テープ121をリールから巻き取るようにして所定のピッチで間欠的に送り出すとともに、テープ121に保持された部品120をテープフィーダ110の先端に設けられた部品取出部111まで搬送することにより、部品120を供給するように構成されている。なお、テープ121は、本発明の「部品供給テープ」の一例である。また、部品120は、IC、トランジスタ、コンデンサ、抵抗などの電子部品である。
また、図3に示すように、テープ121は、部品120を収納する部品収納部122aを有するキャリアテープ122と、キャリアテープ122を被覆することにより部品120をキャリアテープ122の部品収納部122a内に保持するカバーテープ123とから構成されている。このキャリアテープ122の部品収納部122aは、部品120の形状に応じた凹形状に形成され、キャリアテープ122の延びる方向に沿って所定の間隔Lpで設けられている。また、このキャリアテープ122には、テープフィーダ110の後述するスプロケット51と係合するための係合孔122bがキャリアテープ122の延びる方向に沿って設けられている。また、図2に示すように、部品収納部122aを被覆するカバーテープ123は、部品取出部111のY2方向の端部でキャリアテープ122から剥離されることにより、部品120が外部に露出するように構成されている。
また、図3および図4に示すように、テープ121(121aおよび121b)は、キャリアテープ122に収納される部品120の大きさによって異なる幅W(W1およびW2)および間隔Lp(Lp1およびLp2)を有する。すなわち、図3に示すように、テープ幅W1を有するテープ121aには、小型の部品120aが間隔Lp1で収納されている。また、図4に示すように、テープ幅W2を有するテープ121bには、大型の部品120bが間隔Lp2で収納されている。このように、部品120の大きさによってテープ121(121a、121b)の部品間隔Lp(Lp1、Lp2)が異なるため、それぞれのテープフィーダ110は、テープ121に収納される部品120の間隔Lpと一致したピッチでテープ121を送る必要がある。また、同じ部品120を収納するテープ121であっても、製造メーカの違いにより異なる間隔Lpを有する場合がある。したがって、部品補充のためにテープ121を交換したり、継ぎ足す場合には、テープフィーダ110は、テープ121の間隔Lpに一致するように送りピッチの大きさを変更した上で、実装を行う必要がある。なお、テープ121aおよび121bは、それぞれ本発明の「部品供給テープ」の一例である。
また、本実施形態では、図1に示すように、一対の基板搬送コンベア10と、基台1のY1方向側およびY2方向側に互いに向かい合うようにして配列されたテープフィーダ110との間に、部品撮像装置11がそれぞれ配置されている。図5に示すように、この部品撮像装置11は、基台1上に撮像方向を上方(Z1方向)に向けて固定的に設置されている。そして、ヘッドユニット20が後述する吸着ノズル22に部品120を吸着させた状態で部品撮像装置11の上方に移動することにより、部品撮像装置11は吸着ノズル22に吸着された部品120の下面を撮像することができるように構成されている。これにより、部品撮像装置11は、部品120の吸着ノズル22への吸着状態を撮像することが可能である。なお、部品撮像装置11は、本発明の「検知部」および「部品撮像部」の一例である。
また、図1に示すように、ヘッドユニット20は、X方向に延びるヘッドユニット支持部30に沿ってX方向に移動可能に構成されている。具体的には、ヘッドユニット支持部30は、ボールネジ軸31とボールネジ軸31を回転させるサーボモータ32とX方向のガイドレール(図示せず)とを有しているとともに、ヘッドユニット20は、ボールネジ軸31が螺合されるボールナット21を有している。ヘッドユニット20は、サーボモータ32によりボールネジ軸31が回転されることにより、ヘッドユニット支持部30に対してX方向に移動するように構成されている。また、ヘッドユニット支持部30は、基台1上に設けられたY方向に延びる一対の固定レール部40に沿ってY方向に移動可能に構成されている。具体的には、固定レール部40は、ヘッドユニット支持部30の両端部をY方向に移動可能に支持するガイドレール41と、Y方向に延びるボールネジ軸42と、ボールネジ軸42を回転させるサーボモータ43とを有しているとともに、ヘッドユニット支持部30には、ボールネジ軸42が螺号されるボールナット33が設けられている。ヘッドユニット支持部30は、サーボモータ43によりボールネジ軸42が回転されることによって、ガイドレール41に沿ってY方向に移動するように構成されている。このような構成により、ヘッドユニット20は、基台1上をXY方向に移動することが可能なように構成されている。
また、ヘッドユニット20には、X方向に列状に配置された6本の吸着ノズル22が下方に突出するように設けられている。また、各々の吸着ノズル22は、負圧発生機(図示せず)によってその先端に負圧状態を発生させることが可能に構成されている。吸着ノズル22は、この負圧によって、テープフィーダ110から供給される部品120を先端に吸着および保持することが可能である。
また、図5に示すように、ヘッドユニット20には、負圧発生機によって吸着ノズル22に発生させた負圧状態を検出するセンサが内蔵されている。本実施形態では、負圧状態を検出するセンサとして圧力センサ23を用いている。この圧力センサ23により、吸着ノズル22が部品120を吸着している状態では、部品120に応じた負圧が検出される。一方、吸着ノズル22が部品120を吸着していない状態では、負圧発生機によって負圧を発生させても吸着ノズル22から空気が流入するため負圧は検出されない。この圧力センサ23により検出された負圧状態の違いに基づいて、後述する主制御部3により、吸着ノズル22による部品120の吸着を検知できるように構成されている。なお、圧力センサ23は、本発明の「負圧状態を検出するセンサ」および「検知部」の一例である。また、負圧状態を検出するセンサとして、流量センサや流速センサを用いてもよい。
また、各々の吸着ノズル22は、図示しない機構(サーボモータなど)によって、ヘッドユニット20に対して上下方向(図5のZ方向)に移動可能に構成されている。表面実装機100は、吸着ノズル22が上昇位置に位置した状態で部品120の搬送や部品撮像装置11による撮像などを行うとともに、吸着ノズル22が下降位置に位置した状態で部品120のテープフィーダ110からの吸着およびプリント基板130への実装を行うように構成されている。また、吸着ノズル22は、吸着ノズル22自体がその軸を中心として回転可能に構成されている。これにより、表面実装機100では、部品120を搬送する途中に吸着ノズル22を回転させることにより、ノズルの先端に保持された部品120の姿勢(水平面内の向き)を調整することが可能である。
また、表面実装機100の動作は、図5に示す本体制御部2によって制御されている。本体制御部2は、主制御部3と、画像処理部4と、記憶部5およびモータ制御部6とを含んでいる。また、本体制御部2は、表面実装機100の図示しないコネクタに接続されたそれぞれのテープフィーダ110のコネクタ118を介してフィーダ制御部117と電気的に接続されている。そして、本体制御部2は、主制御部3からフィーダ制御部117に制御信号を送ることによりテープフィーダ110の駆動制御を行う。なお、主制御部3は、本発明の「制御部」の一例である。
主制御部3は、論理演算を実行するCPUなどから構成されている。主制御部3は、記憶部5に記憶されているプログラムに従って、部品撮像装置11による撮像の制御や、モータ制御部6を介した各サーボモータの駆動制御を行うように構成されている。図5に示すように、主制御部3は、部品120を保持したヘッドユニット20を上方(Z1方向)に移動させた状態で部品撮像装置11から撮像信号の読み出しを行うとともに、この撮像信号を画像処理部4に出力して画像認識を行うのに適した画像データを生成させる制御を行うように構成されている。
また、本実施形態では、主制御部3は、図5に示すように、テープ121に収納される部品120の間隔Lpを記憶部5から読み込むとともに、部品120の間隔Lpに一致した送りピッチを指定してフィーダ制御部117に制御信号を送るように構成されている。ここで、主制御部3は、記憶部5に記憶された実装プログラムに部品120の間隔Lp(送りピッチ)の指定がない場合には、部品120の間隔Lpを取得するとともに、テープフィーダ110により送り出されるテープ121の送りピッチを取得した部品120の間隔Lpに一致させるように構成されている。
部品120の間隔Lpの取得の際には、図6および図7に示すように、主制御部3は、テープフィーダ110の最小ピッチL(L1およびL2)でテープ121(121aおよび121b)を送り出しながら吸着ノズル22に部品120(120aおよび120b)の吸着動作を実行させる。そして、主制御部3は、吸着ノズル22により部品120(120aおよび120b)が吸着された間隔に基づいて、テープ121に収納された部品120(120aおよび120b)の間隔Lp(Lp1およびLp2)を取得するように構成されている。すなわち、主制御部3は、吸着ノズル22による部品120(120aおよび120b)の吸着が検知されるまでの最小ピッチL(L1およびL2)によるテープ121(121aおよび121b)のピッチ送り回数に基づいて、部品120(120aおよび120b)の間隔Lp(Lp1およびLp2)を取得するように構成されている。なお、主制御部3は、実装開始時には最小ピッチL(L1およびL2)でテープ121(121aおよび121b)を送りながら実装を行うとともに部品120(120aおよび120b)の間隔Lp(Lp1およびLp2)を取得し、取得された部品120(120aおよび120b)の間隔Lp(Lp1およびLp2)にテープ121(121aおよび121b)の送りピッチを変更して実装を継続するように構成されている。
なお、図6および図7に示すように、最小ピッチL(L1、L2)は、テープ幅W(W1、W2)によって異なる。また、テープ121(121a、121b)には、テープ幅W(W1、W2)に応じて複数種類の間隔Lp(Lp1、Lp2)が設定されている。この複数種類の間隔Lp(Lp1、Lp2)は、最小ピッチLの整数倍となるように定められている。すなわち、図6に示す幅W1のテープ121aは、最小ピッチがL1、間隔Lp1がL1の2倍となるように構成されている。また、図7に示すように、幅W2を有するテープ121bは、最小ピッチがL2、間隔Lp2がL2の5倍となるように構成されている。この関係により、間隔Lpがテープ121の幅Wに応じた最小ピッチLの整数倍となることに基づいて、間隔Lpを取得することが可能となる。
また、主制御部3は、図5に示すように、圧力センサ23により検出された負圧を取得するとともに、この負圧状態に基づいて吸着ノズル22による部品120の吸着が検知するように構成されている。また、主制御部3は、吸着ノズル22により吸着された部品120の画像を部品撮像装置11から取得して画像認識を行うことにより、吸着ノズル22による部品120の吸着を検知するように構成されている。
また、図5に示すように、画像処理部4は、主制御部3から出力される撮像信号に所定の画像処理を行うことにより、部品120の吸着ずれDを検出するのに適した画像データを生成するように構成されている。また、画像処理部4は、生成した画像データを主制御部3に出力するように構成されている。
記憶部5は、CPUを制御するプログラムを記憶するROM(Read Only Memory)および撮像された画像や、テープ121に収納された部品120の間隔Lpなどを書き換え可能に記憶するRAM(Random Access Memory)から構成されている。実装時には、予め部品120の間隔Lpが記憶されている場合には主制御部3から読み出される。一方、部品120の間隔Lpが記憶部5に予め記憶されていない場合には、主制御部3が取得した間隔Lpが記憶部5に記憶されるように構成されている。また、テープ121の継ぎ足し(スプライシング)が行われることにより部品120の間隔Lpが変更される場合には、新たな部品120の間隔Lpが記憶されるように構成されている。
モータ制御部6は、主制御部3から出力される制御信号に基づいて、表面実装機100の各サーボモータ(ヘッドユニット支持部30をY方向に移動するためのサーボモータ43(図1参照)、ヘッドユニット20をX方向に移動するためのサーボモータ32(図1参照)、吸着ノズル22を上下方向に移動させるためのサーボモータ(図示せず)などの駆動を制御するように構成されている。モータ制御部6は、実装時には、主制御部3からの制御信号により、予め設定された部品120の搭載位置にヘッドユニット20を移動させる。
次に、テープフィーダ110の構造について説明する。なお、ここでは、基台1のY2方向側に配列された複数のテープフィーダ110(図1参照)の1つを例にとって説明する。
図2に示すように、テープフィーダ110には、前方(Y1方向)の先端に部品取出部111が設けられている。また、テープフィーダ110の内部には、部品取出部111まで連続してテープ通路112が設けられている。また、テープフィーダ110の後部には、テープ収納部113が配置されている。このテープ収納部113の上面部には、テープフィーダ110を持ち運ぶためのハンドル114が取り付けられている。また、テープフィーダ110の下部には、テープ121の送りを制御するフィーダ制御部117が設けられている。このフィーダ制御部117の前方には、テープフィーダ110を取り付けるための係合部材115が設けられている。また、係合部材115の下方には、表面実装機100の本体制御部2とフィーダ制御部117とを電気的に接続するためのコネクタ118がフィーダ制御部117の前側(Y1方向側)から突出するように設けられている。
部品取出部111には、図1および図2に示すように、テープフィーダ110の上面に開口部111aが設けられている。この開口部111aを介して、部品取出部111ではテープ通路112がテープフィーダ110の外部に露出している。テープ通路112を通って送り出されたテープ121に保持された部品120が、この部品取出部111の開口部111aを介してヘッドユニット20の吸着ノズル22によって取り出される。
図2に示すように、テープフィーダ110の内部には、後方(Y2方向)側の下端部から前方(Y1方向)側の上面に位置する部品取出部111まで、テープ通路112が貫通するように設けられている。また、このテープ通路112の中間には、テープ通路112内を通過するテープ121を上下(Z方向)から挟み込むように、一対のセンサ116が設けられている。この一対のセンサ116は、発光部と受光部とからなる光学式のセンサである。部品120の補充のためにテープ121がスプライシングされた場合には、このセンサ116によってテープ121の継ぎ目が検出されるように構成されている。また、部品取出部111の下方(Z2方向)には、部品120が収納されたテープ121を送り出すためのテープ搬送部50が配置されている。このテープ搬送部50は、テープ121をリールから引き出すとともに、テープ通路112を通過して部品取出部111までテープ121を送るように構成されている。テープ通路112の上方に設けられたテープ収納部113は、部品取出部111で剥離されたカバーテープ123を収納するように箱状に形成されている。また、このテープ収納部113の上部には、Y1方向側にテープ導入口113aが設けられている。このテープ導入口113aには、テープ送出部60が配置されている。
また、テープ収納部113の上面には、ハンドル114が所定の角度で回動可能に取り付けられている。このハンドル114は、テープフィーダ110の下側に取り付けられた係合部材115と図示しないリンク部材によって連結されている。係合部材115は、基台1に取り付けられた図示しないフィーダプレートと係合することにより、テープフィーダ110を表面実装機100に固定する。テープフィーダ110が係合部材115によって表面実装機100に固定されると、係合部材115の下方にフィーダ制御部117の前側から突出するように設けられたコネクタ118が、表面実装機100側の図示しないコネクタと接続されるように構成されている。このコネクタ118は、信号線および電力線などからなり、表面実装機100側のコネクタと接続することにより表面実装機100の本体制御部2とテープフィーダ110のフィーダ制御部117とを電気的に接続させるように構成されている。これにより、表面実装機100の部品吸着動作とテープフィーダ110のテープ送り動作とを連携させることができるように構成されている。
テープフィーダ110のテープ搬送部50は、テープ121をリールから引き出すとともにキャリアテープ122を送り出すためのスプロケット51と、スプロケット51を回転させるための駆動モータ52およびスプロケット51に駆動モータ52の駆動力を伝達するための中間ギア部53とから構成されている。
スプロケット51は、円板形状を有するとともに部品取出部111の開口部111aにおいてテープ通路112の底面から外周部の一部分が露出するように配置されている。このスプロケット51には、外周部に所定の間隔で複数の送り歯51aが設けられている。この送り歯51aが、テープ通路112の底面から突出してキャリアテープ122の係合孔122b(図3参照)と係合するように構成されている。この送り歯51aが係合孔122bと係合した状態で駆動モータ52の駆動力が中間ギア部53を介して伝達されることにより、スプロケット51が回転してリールからテープ121を部品取出部111まで引き出すとともに、カバーテープ123が剥離された後のキャリアテープ122を送り出すように構成されている。このようにして、テープ121はテープフィーダ110から送り出される。
部品120の実装時において、スプロケット51は、ヘッドユニット20の吸着ノズル22による部品120の吸着動作に連携して、キャリアテープ122に収納される部品120の間隔Lpに一致させた所定のピッチでテープ121を送り出す間欠駆動を行う。これにより、部品取出部111の開口部111aに部品120が搬送され、ヘッドユニット20の吸着ノズル22によって順次部品120が取り出されるように構成されている。
また、図2に示すように、スプロケット51により部品取出部111まで搬送されたテープ121は、部品取出部111のY2方向端部でテープ送出部60によってカバーテープ123が剥離されるように構成されている。
また、図2に示すように、テープ送出部60は、カバーテープ123をテープ収納部113に送るために回転可能に設けられた送りローラ61と、送りローラ61を回転させるための駆動モータ62と、駆動モータ62の駆動力を送りローラ61に伝達するための中間ギア部63と、送りローラ61とともにカバーテープ123を挟み込む押圧ローラ64aを備えた巻き取りレバー64とから構成されている。送りローラ61は、押圧ローラ64aと対向するように配置されている。この送りローラ61は、駆動モータ62の駆動力が中間ギア部63を介して伝達されることにより、回転するように構成されている。この送りローラ61が、巻き取りレバー64に取り付けられた押圧ローラ64aとともにカバーテープ123を挟み込みながら回転することによって、カバーテープ123をキャリアテープ122から剥離しながらテープ収納部113に送り出すように構成されている。
また、テープフィーダ110は、フィーダ制御部117(図5参照)によって制御されるように構成されている。フィーダ制御部117は、図5に示すように、主制御部117aと、モータ制御部117bおよび記憶部117cとから構成されている。また、フィーダ制御部117は、コネクタ118によって電気的に接続された表面実装機100の本体制御部2からの制御信号に基づき、表面実装機100の部品吸着動作とテープフィーダ110のテープ送り動作とを連携させる。
主制御部117aは、論理演算を実行するCPUなどから構成されている。主制御部117aは、表面実装機100の主制御部3からの制御信号に基づいて表面実装機100の部品吸着動作とテープフィーダ110の部品供給動作とを連携させる。主制御部117aは、表面実装機100の主制御部3からの制御信号により送りピッチが指定されると、その送りピッチを記憶部117cに記憶するとともに、モータ制御部117bに制御信号を出力することにより、指定された送りピッチでテープ121を送るように構成されている。
また、主制御部117aは、テープ121のスプライシングが行われた場合には、センサ116によって検出されたテープ121の継ぎ目の位置を、コネクタ118を介して表面実装機100の本体制御部2に出力するように構成されている。なお、本体制御部2の主制御部3は、このセンサ116によってテープ121の継ぎ目が検出されると、本体制御部2の記憶部5から新たに継ぎ足されたテープ121の情報を読み込むとともに、新たなテープ121の部品120の間隔Lpに一致した送りピッチを設定するように構成されている。
モータ制御部117bは、主制御部117aから出力される制御信号に基づいてテープ搬送部50の駆動モータ52とテープ送出部60の駆動モータ62との回転を制御し、テープ搬送部50によるキャリアテープ122の送り量とテープ送出部60によるカバーテープ123の送り量とが略同じとなるように調節している。このとき、スプロケット51は、指定された送りピッチにより間欠駆動される。
記憶部117cは、CPUを制御するプログラムを記憶するROMおよび表面実装機100の主制御部3から出力された送りピッチなどを記憶するRAMから構成されている。
図11は、テープに収納された部品の間隔の取得動作を説明するためのフローチャートである。次に、図5〜図7および図9〜図11を参照して、本実施形態の表面実装機100によるテープ121に収納された部品120の間隔Lpの取得動作について説明する。
部品120の間隔Lpの取得は、記憶部5に記憶された実装プログラムに部品120の間隔Lp(テープフィーダ110の送りピッチ)が指定されていない場合に行われる必要がある。このため、ステップS1において、主制御部3は、実装開始時に記憶部5から実装プログラムを読み込み、表面実装機100にセットされたそれぞれのテープフィーダ110について送りピッチが指定されているか否かを判断する。ここで、送りピッチが指定されているテープフィーダ110については、指定された送りピッチでテープ121を送るとともに、部品120の吸着および搭載が行われる。一方、送りピッチの指定がない場合には、ステップS2に移行する。
部品120の間隔Lpを取得するため、ステップS2において、部品120の吸着動作が実行される。具体的には、図5に示すように、表面実装機100のヘッドユニット20が対象となる部品120を保持するテープフィーダ110の上方まで移動して、吸着ノズル22をテープフィーダ110の部品取出部111の上方に配置する。そして吸着ノズル22を所定の下降位置まで下降させてノズル先端に負圧状態を発生させることにより、部品120の吸着を試みる。
次に、ステップS3において、主制御部3は、吸着動作を実行した吸着ノズル22に発生した負圧を圧力センサ23から読み込み、負圧状態を確認する。ここで、吸着ノズル22に部品120が吸着されている場合には、その部品120に対応した負圧値が検出される。そして、ステップS4において、検出された負圧値に基づいて、部品120が吸着ノズル22によって吸着されているか否かを判断する。ここで、負圧値が上昇していなければ吸着失敗(吸着部品なし)と判断され、ステップS5において、主制御部3は、テープフィーダ110のフィーダ制御部117に制御信号を送信することによりテープ121のピッチ送りを行う。そして、再度部品120の吸着を行うべく、ステップS2へ戻る。このようにして、図6に示すように、部品120の吸着動作とテープ121の最小ピッチLでのピッチ送りが繰り返し行われる。図6では、最小ピッチL1でピッチ送りを行いながら吸着動作を実行すると、部品120の吸着成功(OK)と吸着失敗(NG)とが交互に現れている。つまり、吸着失敗(NG)した場合には、最小ピッチL1でピッチ送りを行うと、次の吸着動作の際には吸着成功(OK)となり、部品120aに対応した負圧値が検出される。なお、テープ送りの詳細については後述する。
また、ステップS4において、検出された負圧値に基づき吸着ノズル22に吸着された部品120があると判断された場合(吸着部品あり)には、ステップS6において、吸着された部品120の撮像が部品撮像装置11により行われるとともに、主制御部3により撮像された部品120の画像認識が行われる。具体的には、図5に示すように、吸着動作を行った吸着ノズル22が所定の上昇位置まで上昇するとともに、ヘッドユニット20が移動することにより吸着ノズル22を部品撮像装置11の上方に配置する。そして、主制御部3が、部品撮像装置11から撮像信号を読み出すことにより、撮像を行う。読み出された撮像信号は、主制御部3から画像処理部4に出力される。そして、部品120の吸着ずれDを検出するのに適した画像データ(図9参照)が画像処理部4により生成されると、生成した画像データが主制御部3に出力される。この画像データに基づき、主制御部3により部品120の画像認識が行われる。
次に、ステップS7において、主制御部3による画像認識の結果に基づき、吸着ノズル22に部品120が吸着されているか否かが判断される。これにより、吸着ノズル22による部品120の吸着が確実に検出される。ここで、吸着された部品120が認識できない場合には、吸着失敗と判断されてステップS5の最小ピッチLでのテープ送りを1回行った後、ステップS2に戻り再度の吸着動作が実行される。また、ステップS7において、吸着された部品120が認識された場合には、吸着部品ありと判断されて、主制御部3の画像認識の結果に基づき、吸着された部品120の部品中心C(目標吸着位置)と、吸着ノズル22による吸着位置Pとの吸着ずれD(図9参照)が主制御部3によって検出される。なお、部品中心Cは、本発明の「目標吸着位置」の一例である。
次に、ステップS8において、主制御部3は、検出した吸着ずれD(図9ではD1)とテープフィーダ110の最小ピッチL(図9ではL2)とを比較して、吸着された部品120が部品中心Cの近傍で吸着されているか否かを判断する。すなわち、吸着ずれDが最小ピッチLよりも小さい(吸着ずれD=0の場合を含む)場合には、部品120の中心近傍での吸着が行われることにより、吸着成功と判断される。一方、吸着ずれDが最小ピッチLと同じかまたは最小ピッチLよりも大きい場合(最小ピッチL以上の大きさの場合)には、異常吸着(部品120の端部を吸着している)と判断される。このため、図7に示すように、圧力センサ23により部品120bの端部を吸着した場合の負圧状態が検出されても、図9に示すように、部品中心Cと、吸着ノズル22による部品120bの吸着位置P1(P)との吸着ずれD1(D)が、最小ピッチL2(L)と同じかまたは最小ピッチLよりも大きい場合(最小ピッチL以上の大きさの場合)には異常吸着と判断される。なお、図6に示す部品120aの場合には、明らかに吸着ずれDは最小ピッチL1よりも小さい。このため、小型の部品120aは、吸着部品ありと判断された場合には吸着成功と判断される。
ステップS8において、吸着ずれDが最小ピッチLよりも小さい(D=0含む)ことにより吸着成功と判断されると、ステップS9に移行する。ステップS9では、主制御部3が、記憶部5に記憶された吸着成功位置のデータを参照することにより、吸着成功位置が記憶されているか否かを判断する。吸着成功位置が記憶部5に記憶されていない場合には、ステップS10に移行し、吸着成功位置の認識が行われる。つまり、主制御部3は、部品120の間隔Lpの取得を開始してから初めて吸着が成功した場合には、その位置を吸着成功位置として認識するとともに、テープ送り距離(N)を初期化(N=0)する。そして、次の吸着成功位置が認識されるまでのテープ送り距離(最小ピッチL×ピッチ送り回数)のカウントを開始する。
次に、ステップS11において、吸着された部品120は、実装プログラムに従って、プリント基板130の所定の位置に搭載される。さらに、ステップS12において、実装プログラムに規定された順序どおりに他の部品の搭載が行われることにより、次の部品120の搭載順が回ってくるまで実装が進行する。このように、本実施形態では、プリント基板130の実装を行いながら、部品120の間隔Lpが取得される。なお、他にもピッチ指定のないテープフィーダ110がある場合には、部品120の間隔Lpの取得はそれぞれ並行して行われる。そして、次の部品120の搭載順になると、ステップS2に移行して再度吸着成功位置が認識されるまで、吸着動作が行われる。そして、次の吸着成功位置が認識された場合のテープ送り距離(N)は、部品120の間隔Lpに一致する。
また、ステップS8で吸着ずれDが最小ピッチLと同じかまたは最小ピッチLよりも大きい場合(最小ピッチL以上の大きさの場合)には、異常吸着(部品120の端部を吸着している)と判断され、ステップS13に移行する。ステップS13では、主制御部3が、記憶部5に記憶された吸着成功位置のデータを参照することにより、吸着成功位置が記憶されているか否かを判断する。吸着成功位置が記憶部5に記憶されていない場合には、ステップS14に移行し、吸着成功位置の認識が行われる。この場合には、図9および図10に示すように、吸着ずれD(D1、D2)と最小ピッチL(L2)の大きさとに基づき、吸着ずれD(D1、D2)が最小ピッチL(L2)よりも小さくなる位置が吸着成功位置として算出される。すなわち、図9に示す吸着位置P1(D1≧L2)で吸着されることにより、異常吸着と判断された場合には、図10に示すように、吸着ずれD1(図9参照)と最小ピッチL2の大きさとに基づいて、吸着位置P1からさらに最小ピッチL2だけピッチ送りを行った位置P2(D2<L2)を吸着成功位置(P2)とする。
なお、図10に示す吸着ずれD2は、理想的にはD2=0となる(吸着ずれD1(D)が、最小ピッチL2(L)と同じ場合)。しかしながら、テープ121に収納される部品120の位置は、理想的な位置からずれる場合(吸着ずれD1(D)が、最小ピッチL2(L)よりも大きい場合)もある。本実施形態では、主制御部3が吸着ずれD(D1、D2)と最小ピッチL(L2)との大きさを比較することにより、吸着ずれDがD=0とならない場合にも、吸着ずれDが最小ピッチLよりも小さい場合には、部品120の中心C(目標吸着位置)近傍の位置(吸着位置P2)で吸着することが可能である。ステップS14では、主制御部3は、この吸着位置P2を吸着成功位置として認識するとともに、テープ送り距離(N)を初期化(N=0)して、次の吸着成功位置が認識されるまでのテープ送り距離(最小ピッチL×ピッチ送り回数)のカウントを開始する。また、主制御部3は、この吸着成功位置(吸着位置P2)を基準としてテープ121のピッチ送りを行うことにより、確実に部品120bの部品中心C(目標吸着位置)近傍を吸着ノズル22に吸着させることが可能である。
次に、吸着された部品120はステップS8において異常吸着と判断されていることから、ステップS15において部品120の廃棄が行われ、再度吸着を行う。したがって、この場合、ステップS5で最小ピッチLでのテープ送りが1回行われた後、ステップS2において、吸着動作が実行される。そして、次の吸着成功位置が認識された場合のテープ送り距離(N)は、部品120の間隔Lpに一致する。
上記のように、ステップS9およびステップS13において、吸着成功位置が記憶部5に記憶されていない場合には、それぞれ吸着成功位置が認識されるとともに、テープ送り距離(N)のカウントを開始しながら、再度部品吸着が成功するまで吸着動作を繰り返す。そして、再度の吸着動作によって次に吸着成功位置が認識されると、ステップS9およびステップS13では記憶部5から最初の吸着成功位置からのテープ送り距離(N)が読み出される。そして、ステップS16において、最初の吸着成功位置からのテープ送り距離(N=最小ピッチL×ピッチ送り回数)を部品120の間隔Lpとして認識するとともに、このテープ送り距離(N)をテープフィーダ110の送りピッチ(N)として記憶部5に記憶することにより、設定する。
そして、ステップS17において、以降の部品吸着時には、新たに設定された送りピッチ(N)でピッチ送りされながら、実装が継続される。
以上により、テープ121に収納された部品120の間隔Lpが取得されるとともに、表面実装機100によるプリント基板130への部品120の実装が行われる。
図12は、図11のステップS5に示した部品の間隔取得時のテープ送り動作(サブルーチン)の流れを示すフローチャートである。次に、図6、図7、図11および図12を参照して、本発明の一実施形態による部品120の間隔Lpを取得する際のテープ121の送り動作を説明する。
テープ送り動作は、図11に示すように、吸着動作の結果、部品120の吸着に失敗した場合(ステップS4およびS7)および異常吸着した場合(ステップS8)に、再度吸着ノズル22による吸着動作を実行するために、テープ121を送るものである。
まず、ステップS21において、主制御部3により、吸着成功位置が記憶部5に記憶されているか否かが判断される。ここで、吸着成功位置が記憶部5に記憶されていない場合には、上述の通り、未だ部品120の吸着に成功していない状態にある。この場合には、ステップS22において、テープ121の送りピッチをテープフィーダ110の最小ピッチLに設定する。一方、すでに吸着成功位置が記憶部5に記憶されている場合には、ステップS23において、主制御部3は、記憶部5より部品120の部品サイズを読み込むとともに、テープフィーダ110の最小ピッチLとの比較を行う。ここで、図6に示すように、部品120aのサイズと最小ピッチL1とが略同程度の場合には、部品120aの吸着を確実に行うため、ステップS22に移行して送りピッチが最小ピッチL1に設定される。
一方、図7に示すように、部品120bのサイズが最小ピッチL2に比べて十分に大きい場合には、最小ピッチL2毎に吸着動作を繰り返す必要はないため、ステップS24に移行する。ステップS24においては、部品120のサイズに応じた付加送り量MをM=1として定義する。
次に、ステップS25において、テープ121の送りピッチを、最小ピッチL×Mに設定する。そして、ステップS26において部品120のサイズと送りピッチとを比較し、送りピッチ(L×M)が部品サイズよりも小さい場合には、ステップS27で付加送り量Mを1ずつ増加させる。ステップS25からS27までを繰り返すことにより、送りピッチが部品120のサイズ以上の値になるまで、付加送り量Mを増加させる。このようにして設定された送りピッチは、少なくとも部品120のサイズ分だけ一度に送られることにより、図7に示す大きい部品120bの場合にも、無駄な吸着動作を繰り返すことなく効率よく部品120bの間隔を取得することが可能となる。
以上のようにして送りピッチが設定されると、ステップS28において、設定された送りピッチによるテープ送りが実行される。そして、ステップS29において、この際に送ったテープ送り距離(N=最小ピッチL×ピッチ送り回数)が主制御部3によりカウントされるとともに、記憶部5に記憶される。なお、このときのピッチ送り回数は、送りピッチが最小ピッチL(ステップS22の場合)である場合にはピッチ送りの実行回数となる。一方、送りピッチが最小ピッチL×M(ステップS25の場合)である場合には、一度にM回送られたものと計算され、ピッチ送りの実行回数×Mとなる。
上記のようにして、テープ送りが行われる。そして、図11のステップS2以降の処理に戻り、吸着が成功するまで繰り返されることにより、部品120の間隔Lpが取得される。
図13は、部品の補充のためにスプライシング(テープの継ぎ足し)が行われた場合の動作の流れを示すフローチャートである。次に、図2、図6、図8、図11および図13を参照して、本発明の一実施形態による表面実装機100のスプライシング時の部品120の間隔Lpの取得動作を説明する。
まず、ステップS31において、部品120を補充するためにテープ121のスプライシングが行われる。このスプライシングは、オペレータにより専用の冶具を用いて行われる。
次に、図2に示すように、スプライシングにより継ぎ足されたテープ121がテープフィーダ110の内部のテープ通路112へ送られてセンサ116の間を通過すると、ステップS32において、このセンサ116により新たなテープの継ぎ目が検出される。この際、センサ116からフィーダ制御部117の主制御部117aを介して、表面実装機100の主制御部3まで検知信号が出力される。これにより、主制御部3がテープ121の継ぎ目位置を取得する。
そして、ステップS33において、主制御部3は、記憶部5に記憶された実装プログラムを読み出して新たに継ぎ足されたテープ121に収納された部品120の間隔Lp(送りピッチ)を取得する。そして、ステップS34において、実装プログラムに部品120の間隔Lpの指定がない場合には、ステップS35に移行して、部品120の間隔Lpを取得するとともに、新たに取得した間隔Lpに送りピッチを設定して実装を行う。なお、ステップS35における部品120の間隔Lpの取得は、図11に示したフローチャートと同様の処理により行われるので、ここでは説明を省略する。
これにより、図6に示す部品120a(120)の間隔Lp1(Lp)を有するテープ121aに図8に示すテープ121cがスプライシングされた場合でも、新たな部品120a(120)の間隔Lp3(Lp)を取得するとともに、継ぎ足されたテープ121c(121)が送り出される送りピッチを取得した部品120aの間隔Lp3に一致させて実装が継続される。なお、テープ121cは、本発明の「部品供給テープ」の一例である。
また、ステップS34において、記憶部5に記憶された実装プログラムに部品120の間隔Lp(送りピッチ)の指定がある場合には、ステップS36に移行して、新たな送りピッチを記憶部5に設定するとともに実装を継続する。
以上により、部品120の間隔Lpの異なるテープ121がスプライシングされた場合にも、部品120の間隔Lpが取得されるとともに、新たなテープ121の送りピッチを設定して実装が行われる。
本実施形態では、上記のように、吸着ノズル22による部品120の吸着を検知する圧力センサ23と、テープ121を部品120の間隔Lp以下の最小ピッチLで送り出しながら吸着ノズル22に部品120の吸着動作を実行させるとともに、部品120が吸着された間隔に基づいてテープ121に収納された部品120の間隔Lpを取得する主制御部3とを備えることにより、吸着ノズル22による部品120の吸着を圧力センサ23により検知することによってテープ121に収納された部品120の間隔Lpを取得することができる。これにより、個々のテープフィーダ110に別途センサを設けることなく、部品120の間隔Lpを取得することができる。
また、本実施形態では、上記のように、主制御部3は、圧力センサ23により検出された負圧状態に基づいて、吸着ノズル22により吸着された部品120の間隔Lpを取得するように構成することによって、圧力センサ23により吸着ノズル22の負圧状態を検知するだけで部品120の吸着を検知することができるので、テープ121の材質に影響されることなく容易に部品120が吸着された間隔を取得することができる。
また、本実施形態では、上記のように、主制御部3は、部品撮像装置11により撮像された部品120の画像に基づいて、吸着ノズル22により部品120が吸着された間隔Lpを検出するように構成することによって、実装時に部品120の吸着状態を認識するために表面実装機100に設けられる部品撮像装置11を用いて部品120の間隔Lpを取得することができるので、センサなどを別途設ける場合と異なり、部品点数が増加するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、主制御部3は、部品撮像装置11により撮像された部品120の画像に基づいて、吸着ノズル22に吸着された部品120の部品中心C(目標吸着位置)と吸着ノズル22による部品120の吸着位置Pとの間の吸着ずれDと、最小ピッチLの大きさとを比較して、吸着ずれDが最小ピッチLの大きさよりも小さくなる位置を、吸着成功位置とするように構成することによって、吸着ずれD2が最小ピッチL2よりも小さくなる位置P2で吸着ノズル22により吸着することができるので、サイズの大きな部品120bを吸着する場合でも、部品120bの端部を吸着することなく部品120bの中心C(目標吸着位置)近傍の位置P2で吸着することができる。
また、本実施形態では、上記のように、主制御部3は、テープ121に収納される部品120の間隔Lpが指定されていない場合に、部品120の間隔Lpを取得するとともにテープフィーダ110により送り出されるテープ121の送りピッチを部品120の間隔Lpに一致させるように構成することによって、実装時に部品120の間隔Lpが指定されていない場合でも、オペレータによる部品120の間隔Lpの入力操作などを行うことなく部品120の間隔Lpを取得して部品120の搭載を行うことができるので、作業効率を向上させることができる。
また、本実施形態では、上記のように、主制御部3は、テープ121が継ぎ足された場合に、継ぎ足されたテープ121に収納される部品120の間隔Lpを取得するとともに、継ぎ足されたテープ121が送り出される送りピッチを部品120の間隔Lpに一致させるように構成することによって、現在装着されているテープ121aと同一の部品120aが収納されているにもかかわらず、現在装着されているテープ121aとは収納される部品120aの間隔Lp1が異なるテープ121cが継ぎ足された場合にも、部品120cの間隔Lp3を取得してテープ121cの送りピッチを部品120cの間隔Lp3に一致させることができる。これにより、部品120aの間隔(Lp1、Lp3)が異なるテープ(121a、121c)を継ぎ足した場合にも、部品120aの間隔Lp(Lp1、Lp3)を改めて設定し直す必要がなくなるので、設定し忘れや、設定ミスなどの作業ミスをすることなく作業効率を向上させることができる。
また、本実施形態では、上記のように、主制御部3は、実装開始時には最小ピッチLでテープ121を送りながら実装を行うとともに部品120の間隔Lpを取得し、取得された部品120の間隔Lpにテープ121の送りピッチを変更して実装を行うように構成することによって、実装を行いながら部品120の間隔Lpを取得するとともに、実装を継続しながらテープ121の送りピッチを取得した部品120の間隔Lpに変更することができる。これにより、実装を継続した状態で部品120の間隔Lpの取得およびテープ121の送りピッチの設定を行うことができるので、実装効率を向上させることができる。また、オペレータによる設定を行う必要もないので、オペレータの作業効率を向上させることができる。
また、本実施形態では、上記のように、部品120の間隔Lp以下の最小ピッチLは、テープ121の幅Wに応じた最小のピッチとすることによって、テープ121の最小ピッチLで送りながら吸着ノズル22による吸着動作を行うことができるので、間隔Lpの不明な部品120の吸着を確実に成功させることができる。これにより、部品120の吸着を確実に成功させることができるので、テープ121の部品120の未知の間隔Lpを、確実に取得することができる。
また、本実施形態では、上記のように、主制御部3は、吸着ノズル22による部品120の吸着が検知されるまでの最小ピッチLによるテープ121の送り回数に基づいて部品120の間隔Lpを取得するように構成することによって、吸着が成功した後、次の吸着が成功するまでに送ったテープ121のピッチ送り回数と、最小ピッチLの大きさとの積が実際の部品120の間隔Lpとなるので、テープ121に収納される部品120の間隔Lpを容易に取得することができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、吸着ノズル22により吸着された部品120を、基台1に配置された部品撮像装置11により撮像する例を示したが、本発明はこれに限らず、部品撮像部は、基台に配置されていなくてもよい。たとえば、図14に示す変形例のように、ヘッドユニット20に移動可能に設けられた部品撮像装置11aによって部品120が撮像されるように構成してもよい。なお、部品撮像装置11aは、本発明の「検知部」および「部品撮像部」の一例である。
図14に示す変形例では、吸着ノズル22に吸着された部品120を撮像するための部品撮像装置11aがヘッドユニット20に取り付けられている。この部品撮像装置11aは、ヘッドユニット20に対してX方向に移動可能に取り付けられている。具体的には、ヘッドユニット20には、X方向に延びるボールネジ軸11bと、ボールネジ軸11bを回転させるサーボモータ11cとが設けられているとともに、部品撮像装置11aには、ボールネジ軸11bが螺合されるボールナット11dが設けられている。部品撮像装置11aは、サーボモータ11cによりボールネジ軸11bが回転されることにより、ヘッドユニット20に対してX方向に移動されるように構成されている。また、部品撮像装置11aは、撮像方向を上方に向けて配置されており、吸着ノズル22が上昇位置にある場合に、吸着ノズル22の下方を移動しながら吸着ノズル22に吸着された部品120の下面を撮像することができるように構成されている。これにより、部品撮像装置11aは、ヘッドユニット20にX方向に並んで配置された6本の吸着ノズル22に保持された部品120を順次撮像することが可能になる。また、ヘッドユニット20に部品撮像装置11aが取り付けられることによって、部品120を吸着ノズル22により保持した状態でヘッドユニット20を装着位置に移動させながら、部品撮像装置11aをヘッドユニット20に対して相対移動させて部品120の姿勢(吸着ノズル22への吸着状態)を撮像することが可能である。
この変形例のように構成する場合にも、吸着ノズル22に吸着された部品120を撮像することにより、主制御部3は、撮像された画像データに基づいて吸着された部品120の有無および吸着ずれ量Dを取得することができる。さらに、部品撮像装置11aがヘッドユニット20に移動可能に設けられているため、吸着動作実行後に部品120を撮像するために部品撮像装置11の上方まで移動する必要がなくなる。これにより、さらに作業効率を向上させることができる。
また、上記実施形態では、本発明の検知部の一例として、吸着ノズル22に発生する負圧状態を検出する圧力センサ23を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、吸着ノズル22による部品120の吸着を検知する検知部には、圧力センサ以外に、撮像装置や、レーザなどを用いたセンサなどを用いてもよい。さらに、図14に示した上記変形例による部品撮像装置11aによって部品120の吸着の成功を検知するように構成してもよいし、本実施形態による部品撮像装置11によって検知されるように構成してもよい。なお、表面実装機には部品を撮像することが可能な撮像装置が複数設けられている場合があるが、部品の吸着を検知するために、これらの撮像装置のいずれを用いてもよい。
また、上記実施形態では、圧力センサ23により検出された負圧状態と、部品撮像装置11により撮像された部品120の画像データに基づいて吸着ノズル22による部品120の吸着が成功したか否かを検知するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、部品のサイズに応じて圧力センサと部品撮像装置とを使い分けてもよい。たとえば、小型の部品120aは、図6に示すように、吸着ずれDが最小ピッチL1よりも小さくなることが明らかであることから、部品120aの吸着を圧力センサのみを用いて検知するように構成してもよい。一方、大型の部品120bは、図7に示すように、部品120bの端部を吸着する可能性があることから、部品撮像装置11を用いて、部品120bの吸着の検知および吸着ずれDの検出を行うように構成してもよい。
また、上記実施形態では、記憶部5に記憶された実装プログラムに部品120間隔Lp(送りピッチ)が指定されていない場合に、主制御部3が部品120の間隔Lpを取得するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、部品120の間隔Lp(送りピッチ)の指定の有無に関わらず、表面実装機100にセットされたテープ121のすべてについて、部品120の間隔Lpを取得するように構成してもよい。この場合、部品120の間隔Lpの設定の確かさを検証することができる。たとえば、テープフィーダの段取り作業後で実装動作を開始するときに、あらかじめ部品120の間隔Lpを取得しておけば、テープ121の送りピッチの誤設定したまま実装動作をしてしまうのを防止することが可能である。
また、上記実施形態では、図12に示したように、テープ送りの際には、部品サイズと最小ピッチLの大きさとを比較し、送りピッチが部品120のサイズ以上の値になるまで、付加送り量Mを増加させるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、テープ送りは、部品のサイズに関係なく、常にテープフィーダの最小ピッチずつ送るように構成してもよい。
また、上記実施形態では、部品120の補充のためにテープ121がスプライシングされた場合には、発光部と受光部とからなる光学式のセンサ116によってテープ121の継ぎ目が検出されるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、テープ121の継ぎ目をセンサによる検知以外の方法で検知してもよい。たとえば、主制御部3を、テープ121に収納された部品120の総数から、部品120を搭載していく度に減算するように構成する。そして、スプライシングが行われた場合には、テープ121に保持される部品120の数が「0」になる位置にテープ121の継ぎ目があると認識するように構成してもよい。また、テープ121の継ぎ目部分に部品120の収納されていない領域を所定のピッチ送り回数分設けておき、所定の回数分だけ吸着が失敗した場合に継ぎ目があると認識するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、主制御部3は、吸着成功位置を基準として、次に部品120の吸着成功位置が認識されるまでにテープ121を送った距離(最小ピッチL×ピッチ送り回数)を、部品120の間隔Lpとして取得するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、吸着成功位置を複数回認識して、この間に送ったテープのピッチ送り回数に基づいて部品の間隔を取得するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、表面実装機100の主制御部3が、テープ121に収納された部品120の間隔Lpを取得するように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、テープ121に収納された部品120の間隔Lpを取得するのは主制御部3でなくてもよく、表面実装機100にセットされた個々のテープフィーダ110のそれぞれのフィーダ制御部117(主制御部117a)が部品120の間隔Lpを取得するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、主制御部3は、最小ピッチLでテープ121を送る度に吸着ノズル22による吸着動作を実行させる例を示したが、本発明はこれに限らず、最小ピッチLでテープ121を送らなくてもよい。部品120の間隔Lpを取得するためには、部品120を確実に吸着することが可能なピッチでテープ121を送るように構成すればよい。
本発明の一実施形態による表面実装機の全体構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態によるテープフィーダの内部構造を模式的に示す側面図である。 本発明の一実施形態によるテープおよび部品の形状を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるテープおよび部品の形状を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による表面実装機およびテープフィーダの制御的な構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるテープに収納された部品の間隔の取得方法を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態によるテープに収納された部品の間隔の取得方法を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態によるテープに収納された部品の間隔の取得方法を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態による吸着ノズルに吸着された部品の吸着ずれを説明するための模式図である。 本発明の一実施形態による吸着ノズルに吸着された部品の吸着ずれを説明するための模式図である。 本発明の一実施形態によるテープに収納された部品の間隔の取得動作を説明するためのフローチャートである。 図11のステップS5に示した部品の間隔取得時のテープ送り動作(サブルーチン)の流れを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による表面実装機の部品の補充のためにスプライシングが行われた場合の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の変形例による表面実装機の全体構成を示す平面図である。
符号の説明
3 主制御部(制御部)
11、11a 部品撮像装置(部品撮像部、検知部)
22 吸着ノズル
23 圧力センサ(検知部、負圧状態を検出するセンサ)
100 表面実装機
110 テープフィーダ(部品供給装置)
120、120a、120b 部品
121、121a、121b、121c テープ(部品供給テープ)
130 プリント基板(基板)

Claims (9)

  1. 部品供給装置から送り出される部品供給テープに所定の間隔で収納された部品を吸着するとともに、基板に前記部品を装着するための吸着ノズルと、
    前記吸着ノズルによる前記部品の吸着を検知する検知部と、
    前記部品供給テープを前記部品の間隔以下の所定の送りピッチで送り出しながら前記吸着ノズルに前記部品の吸着動作を実行させるとともに、前記部品が吸着された間隔に基づいて前記部品供給テープに収納された前記部品の間隔を取得する制御部とを備える、表面実装機。
  2. 前記検知部は、前記吸着ノズルが前記部品を吸着するために発生させる負圧状態を検出するセンサであり、
    前記制御部は、前記負圧状態を検出するセンサにより検出された負圧状態に基づいて、前記吸着ノズルにより前記部品が吸着された間隔を取得するように構成されている、請求項1に記載の表面実装機。
  3. 前記部品を前記基板に実装する際に、前記部品の吸着状態を認識するために、前記吸着ノズルに吸着された前記部品を撮像する部品撮像部をさらに備え、
    前記制御部は、前記部品撮像部により撮像された前記部品の画像に基づいて、前記吸着ノズルにより前記部品が吸着された間隔を取得するように構成されている、請求項1または2に記載の表面実装機。
  4. 前記制御部は、前記部品撮像部により撮像された前記部品の画像に基づいて、前記吸着ノズルに吸着された前記部品の目標吸着位置と前記吸着ノズルによる前記部品の吸着位置との間の吸着ずれと、前記所定の送りピッチの大きさとを比較して、前記吸着ずれが前記所定の送りピッチの大きさよりも小さくなる位置を、前記吸着位置とするように構成されている、請求項3に記載の表面実装機。
  5. 前記制御部は、前記部品供給テープに収納される前記部品の間隔が指定されていない場合に、前記部品の間隔を取得するとともに前記部品供給装置により送り出される前記部品供給テープの送りピッチを前記部品の間隔に一致させるように構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面実装機。
  6. 前記制御部は、前記部品供給テープが継ぎ足された場合に、継ぎ足された部品供給テープに収納される部品の間隔を取得するとともに、前記継ぎ足された部品供給テープが送り出される送りピッチを前記部品の間隔に一致させるように構成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の表面実装機。
  7. 前記制御部は、実装開始時には前記所定の送りピッチで前記部品供給テープを送りながら実装を行うとともに前記部品の間隔を取得し、取得された前記部品の間隔に前記部品供給テープの送りピッチを変更して実装を行うように構成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の表面実装機。
  8. 前記部品の間隔以下の所定の送りピッチは、前記部品供給テープの幅に応じた最小のピッチである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の表面実装機。
  9. 前記制御部は、前記吸着ノズルによる前記部品の吸着が検知されるまでの前記所定のピッチによる前記部品供給テープの送り回数に基づいて前記部品の間隔を取得するように構成されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の表面実装機。
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