JP2011014811A - Device for mounting electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズルで電子部品を吸着して実装を行う電子部品実装装置に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting apparatus that performs mounting by sucking an electronic component with a nozzle.
従来の電子部品実装装置は、吸着ノズルを搭載し、X−Y平面を自在に移動可能なヘッドを備え、電子部品のフィーダから吸着により電子部品を受け取り、基板の部品実装箇所までヘッドが移動し、実装位置において吸着ノズル内に正圧を供給して電子部品を解放することで電子部品の実装を行っている。
しかしながら、電子部品の大きさや重量、表面素材等、個々の電子部品によっては、吸着時に外気圧のリークを生じて十分な保持力を得られない場合がある。このため、従来の電子部品実装装置では、リークの度合いを示すエアリークパラメータを電子部品ごとに予め設定し、当該エアリークパラメータに応じてヘッドの移動速度を低下させる制御を行い、電子部品の落下やノズルに対する位置ズレを防止している(例えば、特許文献1参照)。
The conventional electronic component mounting apparatus is equipped with a suction nozzle and a head that can move freely in the XY plane. The electronic component is received from the electronic component feeder by suction, and the head moves to the component mounting location on the board. The electronic component is mounted by supplying positive pressure into the suction nozzle at the mounting position to release the electronic component.
However, depending on the individual electronic components such as the size and weight of the electronic components, the surface material, etc., there may be a case where external air pressure leaks at the time of adsorption and sufficient holding power cannot be obtained. For this reason, in the conventional electronic component mounting apparatus, an air leak parameter indicating the degree of leak is set in advance for each electronic component, and control is performed to reduce the moving speed of the head in accordance with the air leak parameter. The positional deviation with respect to is prevented (for example, refer to Patent Document 1).
また、電子部品の大きさや重量、表面素材等、個々の電子部品によっては、密着性が高すぎてノズル先端からの解放時に電子部品が分離せず、そのまま電子部品を吸着したままヘッドが次の目的位置に移動してしまう、いわゆる、持ち帰りの問題がある。このため、他の従来の電子部品実装装置では、持ち帰りを生じやすい電子部品について、吸着ノズルでの吸着の際のノズル下降時において、その下降量を低減し、吸着時の電子部品に対する吸着ノズルの押圧力を低減する制御を行い、持ち帰りを防止している(例えば、特許文献2参照)。 Also, depending on the individual electronic components such as the size, weight, and surface material of the electronic components, the adhesion is too high and the electronic components do not separate when released from the nozzle tip. There is a so-called take-away problem of moving to the target position. For this reason, in other conventional electronic component mounting apparatuses, when an electronic component that tends to be taken home is lowered when the nozzle is lowered by the suction nozzle, the amount of the lowering is reduced, and the suction nozzle for the electronic component at the time of suction is reduced. Control to reduce the pressing force is performed to prevent take-out (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1の従来技術では、リークパラメータによりヘッドの移動速度を低減する方法を採るため、電子部品の供給部から電子部品を吸着して取り上げる際の取り損ねを防止することはできなかった。
また、上述したそれぞれの従来技術では、リークパラメータや持ち帰りの生じやすさを示すパラメータを基準にリークや持ち帰りの防止策を行っているが、個々の電子部品について、リークパラメータや持ち帰りの生じやすさを示すパラメータをあらかじめ予測する事は困難であり、実際に搭載を行い、上記各トラブルが発生した後に対処を行う事になる。
また、リークパラメータや持ち帰りやすさを示すパラメータは、ユーザー自身が個々の現象に着目して、個々の電子部品について設定する必要があり、煩雑なものとなっていた。
However, since the conventional technique of Patent Document 1 employs a method of reducing the moving speed of the head by using a leak parameter, it is not possible to prevent failure when picking up and picking up the electronic component from the electronic component supply unit. It was.
In addition, in each of the above-described conventional technologies, leakage and takeout prevention measures are taken based on leak parameters and parameters indicating the likelihood of takeout. However, the leak parameters and the likelihood of takeout are likely to occur for individual electronic components. It is difficult to predict in advance the parameter indicating the above, and it is actually mounted and dealt with after the above troubles occur.
In addition, the leak parameter and the parameter indicating ease of take-out have to be set for each electronic component by the user himself paying attention to each phenomenon, which is complicated.
本発明は、吸着ノズルによる電子部品の取り損ねを防止することをその目的とする。
また、本発明は、電子部品の実装の実行前に吸着ノズルに対する吸着力の低下或いは持ち帰りの発生を抑止すると共に、作業者による電子部品の特性の設定作業を不要とすることを他の目的とする。
An object of the present invention is to prevent an electronic component from being missed by a suction nozzle.
Another object of the present invention is to suppress a reduction in suction force or take-out of the suction nozzle before the electronic component is mounted and to eliminate the need for an operator to set the characteristics of the electronic component. To do.
請求項1記載の発明は、電子部品の実装が行われる基板を保持する基板保持部と、実装される複数の電子部品を供給する部品供給部と、前記基板に搭載する電子部品を吸着する昇降可能な吸着ノズルを備えたヘッドと、前記吸着ノズルに負圧を付与する負圧供給手段と、前記吸着ノズルに正圧を付与する正圧供給手段と、前記部品供給部から前記基板保持部までを含む領域にかけて前記ヘッドを任意に移動位置決めするヘッド移動機構と、実装データに基づいて前記基板に対する実装動作制御を実行する動作制御手段とを備える電子部品実装装置において、前記吸着ノズルの内部圧力を検出する圧力検出手段と、前記実装動作制御の非実行時に、前記各電子部品に対して、前記部品供給部の部品受け取り位置で、前記負圧供給手段により前記吸着ノズルの吸着動作を行うと共に、前記圧力検出手段により検出圧力が目標吸着圧力となるまでの吸着所要時間を計測して記録する吸着所要時間取得制御手段とを備え、前記動作制御手段は、電子部品の実装時において、前記吸着所要時間取得制御手段により取得された吸着所要時間に従って前記負圧供給手段による各電子部品の吸着を継続してから前記吸着ノズルを上昇させることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a substrate holding unit that holds a substrate on which electronic components are mounted, a component supply unit that supplies a plurality of electronic components to be mounted, and a lift that sucks the electronic components mounted on the substrate. A head including a possible suction nozzle, a negative pressure supply unit that applies a negative pressure to the suction nozzle, a positive pressure supply unit that applies a positive pressure to the suction nozzle, and from the component supply unit to the substrate holding unit In an electronic component mounting apparatus, comprising: a head moving mechanism that arbitrarily moves and positions the head over a region including: and an operation control unit that performs mounting operation control on the substrate based on mounting data. Pressure detecting means for detecting, and when the mounting operation control is not performed, the negative pressure supplying means at the component receiving position of the component supplying unit for each electronic component A suction required time acquisition control means for performing the suction operation of the landing nozzle and measuring and recording the suction required time until the detected pressure reaches the target suction pressure by the pressure detection means. In mounting the component, the suction nozzle is raised after continuing the suction of each electronic component by the negative pressure supply means according to the required suction time acquired by the required suction time acquisition control means.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記吸着所要時間取得制御手段は、前記吸着所要時間を計測後、前記正圧供給手段により電子部品の吸着解放を行ってから前記吸着ノズルを上昇させることを特徴とする。 The invention described in claim 2 has the same configuration as that of the invention described in claim 1, and the suction required time acquisition control means measures the suction required time and then sucks and releases electronic components by the positive pressure supply means. The suction nozzle is raised after performing the operation.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記実装動作制御の非実行時に、前記実装データによる実装対象となる個々の電子部品に対して、前記部品供給部内で、前記負圧供給手段により前記吸着ノズル内を目標吸着圧力とする吸着動作を行うと共に、前記正圧供給手段により前記吸着ノズル内が前記目標吸着圧力から目標解放圧力となるまでの解放所要時間を計測して記憶する解放所要時間取得制御手段とを備え、前記動作制御手段は、電子部品の実装時において、前記解放所要時間取得制御手段により取得された解放所要時間に従って前記正圧供給手段による各電子部品の吸着解放を継続してから前記吸着ノズルを上昇させることを特徴とする。 The invention described in claim 3 has the same configuration as that of the invention described in claim 1 or 2, and for each electronic component to be mounted by the mounting data when the mounting operation control is not executed. In the component supply unit, the negative pressure supply means performs an adsorption operation for setting the inside of the adsorption nozzle as a target adsorption pressure, and the positive pressure supply means allows the inside of the adsorption nozzle to be changed from the target adsorption pressure to the target release pressure. A required release time acquisition control means for measuring and storing the required release time, wherein the operation control means is configured to provide the positive pressure according to the required release time acquired by the required release time acquisition control means when the electronic component is mounted. The suction nozzle is raised after continuing the suction release of each electronic component by the supply means.
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記解放所要時間取得制御手段は、前記吸着所要時間取得制御手段による吸着所要時間の計測のために前記吸着ノズル内が目標吸着圧力とされた状態から前記正圧供給手段により目標解放圧力とする動作制御を実行して前記解放所要時間を計測することを特徴とする。 The invention according to claim 4 has the same configuration as that of the invention according to claim 3, and the required release time acquisition control means is configured to measure the required suction time by the required suction time acquisition control means. The release time is measured by executing an operation control to set the target release pressure by the positive pressure supply means from the state in which the inside is the target adsorption pressure.
請求項5記載の発明は、請求項3又は4記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記解放所要時間取得制御手段は、前記吸着ノズル内が目標吸着圧力とされた状態からの前記正圧供給手段による正圧供給を予測される解放所要時間で行い、前記吸着ノズル内が目標解放圧力とならない場合に、前記予測される解放所要時間を所定の単位時間ごとに変化させて繰り返し行い、前記目標解放圧力とするための前記解放所要時間を取得することを特徴とする。 The invention according to claim 5 has the same configuration as that of the invention according to claim 3 or 4, and the release required time acquisition control means is configured such that the positive pressure from a state in which the inside of the suction nozzle is set to a target suction pressure. The positive pressure supply by the supply means is performed in the predicted release time, and when the inside of the suction nozzle does not reach the target release pressure, the predicted release time is repeatedly changed every predetermined unit time, The time required for release to obtain a target release pressure is obtained.
請求項6記載の発明は、請求項3から5のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記吸着ノズルに電子部品が吸着されているか否かを検出する部品吸着検出手段と、前記吸着ノズル内を目標吸着圧力として電子部品を吸着し、当該吸着ノズルを上昇させた状態で前記解放所要時間取得制御手段により取得された解放所要時間に基づいて正圧の供給を行うと共に、当該正圧の供給停止から所定の待機時間を経てから前記部品吸着検出手段により前記電子部品が解放されたか否かを判定する解放所要時間確認制御手段とを備え、前記解放所要時間確認制御手段は、前記電子部品が解放されるまで、前記待機時間を所定の単位時間ごとに変化させて繰り返すことで、適正な待機時間を取得すると共に、前記動作制御手段は、電子部品の実装時において、前記解放所要時間に従って前記正圧供給手段による各電子部品の吸着解放を行い、その後、前記解放所要時間確認制御手段により取得された待機時間が経過してから前記吸着ノズルを上昇させることを特徴とする。 The invention according to claim 6 has the same configuration as the invention according to any one of claims 3 to 5, and detects whether or not an electronic component is sucked by the suction nozzle. And suctioning the electronic component with the inside of the suction nozzle as a target suction pressure, and supplying the positive pressure based on the required release time acquired by the required release time acquisition control means with the suction nozzle raised. And a required release time confirmation control means for determining whether or not the electronic component has been released by the component suction detection means after a predetermined waiting time from the supply stop of the positive pressure. Until the electronic component is released, the standby time is changed every predetermined unit time and is repeated to obtain an appropriate standby time. At the time of mounting the product, the suction release of each electronic component is performed by the positive pressure supply means according to the required release time, and then the suction nozzle is turned on after the standby time acquired by the required release time confirmation control means has elapsed. It is characterized by raising.
請求項1記載の発明では、実装対象となる個々の電子部品について、吸着による目標吸着圧力となるまでの吸着所要時間を取得し、実装動作制御時には、取得した吸着所要時間に従って吸着を継続するので、目標吸着圧力に達した状態で電子部品の上昇及び移動が行われることとなり、吸着時の取り損ね、移動中の電子部品の落下、ノズル先端に対する位置ズレ等の発生を抑止し、動作の信頼性及び実装位置精度の向上を図ることが可能となる。 In the first aspect of the present invention, for each electronic component to be mounted, the time required for suction until the target suction pressure is reached by suction is acquired, and during the mounting operation control, suction is continued according to the acquired time required for suction. The electronic components are lifted and moved in the state where the target suction pressure has been reached, and it is possible to prevent operation failure, drop of electronic components during movement, displacement of the nozzle tip, etc. It is possible to improve the performance and mounting position accuracy.
また、実装動作制御の非実行時に、吸着による目標吸着圧力となるまでの吸着所要時間を取得するので、実装動作時にエラーを発生して初めて電子部品のリークの発生が生じやすい電子部品であることを認識してリーク対策を施す場合と異なり、作業者が各電子部品についてリークの特性の認識していない場合でも、自動的にリークの特性に応じて実装動作が行われ、エラーの発生をより低減することが可能となる。
また、作業者が、個々の電子部品のリークの特性について設定入力作業を行う必要がなく、設定作業の煩雑性を解消することが可能となる。
In addition, when mounting operation control is not performed, the time required for suction until the target suction pressure is reached due to suction is acquired. Therefore, the electronic component is likely to leak only after an error occurs during mounting operation. Unlike the case of recognizing the leak and taking countermeasures against leaks, even if the operator does not recognize the leak characteristics of each electronic component, the mounting operation is automatically performed according to the leak characteristics, and the occurrence of errors is further improved. It becomes possible to reduce.
In addition, it is not necessary for the operator to perform setting input work regarding the leakage characteristics of individual electronic components, and the complexity of the setting work can be eliminated.
なお、請求項1において、例えば、実装データなどに「目標吸着圧力」が電子部品ごとに個々に設定されている場合には、電子部品ごとの目標吸着圧力に達するまでの吸着所要時間を計測し、電子部品にかかわらず共通した「目標吸着圧力」が設定されている場合には、電子部品ごとに同じ目標吸着圧力に達するまでの吸着所要時間を計測する。 In claim 1, for example, when “target suction pressure” is individually set for each electronic component in the mounting data or the like, the time required for suction until the target suction pressure for each electronic component is reached is measured. If a common “target adsorption pressure” is set regardless of the electronic component, the time required for adsorption until the same target adsorption pressure is reached is measured for each electronic component.
請求項2記載の発明では、吸着所要時間取得制御における吸着所要時間の計測が部品供給部の部品受け取り位置で行われ、さらに、計測後は正圧供給手段により電子部品の吸着解放を行ってから吸着ノズルを上昇させるので、電子部品は部品供給部から取り出されることがなく、その結果、吸着所要時間の計測のために電子部品が浪費されることを回避することが可能となり、経済性の向上を図ることが可能となる。 In the invention according to claim 2, the time required for suction in the suction required time acquisition control is measured at the component receiving position of the component supply unit, and after the electronic component is sucked and released by the positive pressure supply means after the measurement. Since the suction nozzle is raised, the electronic components are not taken out from the component supply unit. As a result, it is possible to avoid wasting the electronic components for measuring the time required for suction, which improves the economy. Can be achieved.
請求項3記載の発明では、実装対象となる個々の電子部品について、吸着状態から正圧の供給により吸着ノズル内が目標解放圧力となるまでの解放所要時間を取得し、実装動作制御時には、取得した解放所要時間に従って吸着の解放を行うので、電子部品の持ち帰りを抑止し、動作の信頼性の向上を図ることが可能となる。 In the invention according to claim 3, for each electronic component to be mounted, the time required for release until the inside of the suction nozzle reaches the target release pressure by supplying positive pressure from the suction state is acquired, and is acquired at the time of mounting operation control. Since the suction is released according to the required release time, it is possible to prevent the electronic component from being taken home and to improve the operation reliability.
また、実装動作制御の非実行時に、正圧供給手段による目標解放圧力となるまでの解放所要時間を取得するので、実装動作時にエラーを発生して初めて電子部品の持ち帰りの発生が生じやすい電子部品であることを認識して対策を施す場合と異なり、作業者が各電子部品について持ち帰りの生じやすい特性であることを認識していない場合でも、自動的に持ち帰りを回避する実装動作が行われ、エラーの発生をより低減することが可能となる。
また、作業者が、個々の電子部品について持ち帰りを生じやすいか否かについて設定入力作業を行う必要がなく、設定作業の煩雑性を解消することが可能となる。
Also, when mounting operation control is not executed, the time required for release until the target release pressure is reached by the positive pressure supply means is acquired, so electronic components that are likely to be brought home only when an error occurs during mounting operation Unlike the case of recognizing that it is a countermeasure, even if the worker does not recognize that each electronic component is a characteristic that is likely to be taken out, the mounting operation that automatically avoids take-out is performed, The occurrence of errors can be further reduced.
In addition, it is not necessary for the operator to perform setting input work as to whether or not each electronic component is likely to be taken home, and the complexity of the setting work can be eliminated.
さらに、解放所要時間取得制御における解放所要時間の計測が部品供給部の部品受け取り位置で行われてから吸着ノズルを上昇させるので、解放所要時間の計測を行う場合にも、電子部品は部品供給部から取り出されることがなく、その結果、解放所要時間の計測のために電子部品が浪費されることを回避することが可能となり、経済性の向上を図ることが可能となる。 Furthermore, since the suction nozzle is raised after the measurement of the required release time in the required release time acquisition control is performed at the component receiving position of the component supply unit, even when the required release time is measured, the electronic component is As a result, it is possible to avoid wasting electronic parts for measuring the time required for release, and it is possible to improve the economy.
なお、「目標解放圧力」とは、吸着された電子部品を吸着ノズルから離脱させるための圧力であり、大気圧から正圧限界値までの範囲内の圧力であることが望ましい。また、正圧限界値とは、電子部品が離脱したときに当該電子部品や周囲に実装された電子部品を吹きつけにより位置ズレさせない程度の圧力のことをいう。
また、請求項3において、例えば、実装データなどに「目標解放圧力」が電子部品ごとに個々に設定されている場合には、電子部品ごとの目標解放圧力に達するまでの解放所要時間を計測し、電子部品にかかわらず共通した「目標解放圧力」が設定されている場合には、電子部品ごとに同じ目標解放圧力に達するまでの解放所要時間を計測する。
The “target release pressure” is a pressure for separating the sucked electronic component from the suction nozzle, and is preferably a pressure within a range from the atmospheric pressure to the positive pressure limit value. The positive pressure limit value refers to a pressure that prevents the electronic component or the electronic component mounted around the electronic component from being displaced by blowing when the electronic component is detached.
Further, in claim 3, for example, when “target release pressure” is individually set for each electronic component in the mounting data, the time required for release until the target release pressure for each electronic component is reached is measured. When a common “target release pressure” is set regardless of the electronic component, the time required for release until the same target release pressure is reached is measured for each electronic component.
請求項4記載の発明では、吸着所要時間取得制御手段により吸着ノズル内が目標吸着圧力とされた状態から、解放所要時間取得制御手段により正圧供給手段の正圧供給により目標解放圧力とする動作制御が実行され解放所要時間が計測されるので、吸着所要時間取得制御手段による吸着所要時間の計測と解放所要時間取得制御手段により解放所要時間の計測とが一連の制御の中で行われることとなり、吸着所要時間取得制御手段による吸着ノズル内が目標吸着圧力となるまでの負圧の供給動作と解放所要時間取得制御手段による吸着ノズル内が目標吸着圧力となるまでの負圧の供給動作とを別々に行う場合と比較して、吸着所要時間と解放所要時間の取得に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the operation of setting the target release pressure by the positive pressure supply of the positive pressure supply means by the required release time acquisition control means from the state in which the inside of the suction nozzle is set to the target suction pressure by the required suction time acquisition control means. Since control is executed and the required release time is measured, the measurement of the required adsorption time by the required adsorption time acquisition control means and the measurement of the required release time by the required release time acquisition control means are performed in a series of controls. The negative pressure supply operation until the inside of the suction nozzle reaches the target suction pressure by the suction required time acquisition control means and the negative pressure supply operation until the inside of the suction nozzle reaches the target suction pressure by the release required time acquisition control means. Compared with the case where it is performed separately, the time required for obtaining the time required for adsorption and the time required for release can be greatly reduced.
請求項5記載の発明では、解放所要時間取得制御手段が、吸着ノズル内が目標吸着圧力とされた状態からの正圧供給手段による正圧供給を所定の単位時間ごとに変化させてリトライして、目標解放圧力となる解放所要時間を取得する。解放所要時間の計測は、圧力検出手段の検出圧力を監視して正圧の供給開始開始から目標解放圧力に到達するまでの時間を計測することも可能だが、実際の正圧の供給と停止とを動作制御により行う場合にはタイムラグが生じやすく、計測時間通りに制御しても、吸着ノズルの内圧が計測通りとはならない場合がある。従って、実際に解放所要時間を設定して実施することで吸着ノズルが目標吸着圧力となるかのリトライを繰り返す方法を採ると、正圧の供給から停止までの動作制御に要する時間が解放所要時間に反映されるので、タイムラグの影響が当初から含まれているので、正確な解放所要時間を得ることが可能となる。
これにより、より正確に解放所要時間を計測し、電子部品の持ち帰りをより効果的に防止すると共に、実装動作時の他の電子部品の位置ズレを防止することが可能となる。
In the invention according to claim 5, the release required time acquisition control means retries by changing the positive pressure supply by the positive pressure supply means from the state where the inside of the suction nozzle is set to the target suction pressure, every predetermined unit time. , To obtain the required release time to be the target release pressure. The required release time can be measured by monitoring the detection pressure of the pressure detection means and measuring the time from the start of positive pressure supply start until the target release pressure is reached. When performing the operation by the operation control, a time lag is likely to occur, and even if the control is performed according to the measurement time, the internal pressure of the suction nozzle may not be as measured. Therefore, if the method of repeating the retry to determine whether the suction nozzle reaches the target suction pressure by actually setting the required release time, the time required for operation control from the supply of positive pressure to the stop is required. Therefore, since the influence of the time lag is included from the beginning, it is possible to obtain an accurate release time.
As a result, it is possible to more accurately measure the time required for release, more effectively prevent the electronic component from being taken home, and prevent misalignment of other electronic components during the mounting operation.
請求項6記載の発明では、解放所要時間確認制御手段により解放後待機時間を取得すると共に、動作制御手段では吸着解放により吸着ノズルを目標解放圧力とした状態から待機時間の経過を待ってから吸着ノズルを上昇させるので、電子部品の持ち帰りをより確実に防止することが可能となる。 In the invention according to claim 6, the waiting time after release is acquired by the release required time confirmation control means, and the operation control means waits for the elapse of the waiting time from the state where the suction nozzle is set to the target release pressure by suction release, and then the suction is performed. Since the nozzle is raised, it is possible to more reliably prevent the electronic component from being taken home.
(発明の実施形態)
本発明の実施形態について、図1乃至図9に基づいて説明する。図1は、本実施形態たる電子部品実装装置100の概略構成を示す説明図、図2は制御ブロック図である。以下、図示のように、水平面において互いに直交する二方向をそれぞれX軸方向とY軸方向とする。また、これらに直交する鉛直方向をZ軸方向というものとする。
電子部品実装装置100は、基板に各種の電子部品の搭載を行うものであって、図1に示すように、実装の対象となる電子部品を供給する複数の電子部品フィーダ101をX軸方向に複数並べて保持する第一の部品供給部102と、各種の電子部品を載置するトレー103を配置する第二の部品供給部104と、X軸方向に基板を搬送する基板搬送手段108と、当該基板搬送手段108による基板搬送経路の途中に設けられた基板Kに対する電子部品搭載作業を行うための基板保持部と、複数(この例では六基)の吸着ノズル105を昇降可能に保持して電子部品Tの保持を行うヘッド106と、ヘッド106を二つの部品供給部102,104と基板保持部とを含んだ作業エリア内の任意の位置に駆動搬送するヘッド移動機構としてのX−Yガントリ107と、上記各構成を搭載支持するベースフレーム114と、各吸着ノズル105に負圧(大気圧未満の気圧状態)と正圧(大気圧以上の気圧状態)を供給する空圧回路120と、上記各構成の動作制御を行う動作制御手段10とを備えている。
(Embodiment of the Invention)
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an electronic
The electronic
かかる電子部品実装装置100の動作制御手段10は、電子部品の実装に関する各種の設定内容が記録された実装データを保有し、実装データから実装すべき電子部品と、電子部品の電子部品フィーダ101の設置位置に基づく部品受け取り位置と、基板上の実装位置を示すデータ等を読み出すと共に、X−Yガントリ107を制御してヘッド106を電子部品の受け取り位置及び実装位置に移送し、各位置においてヘッド106を制御して吸着ノズル105の昇降動作及び吸着−解放動作を行い、さらに、移動中において、後述する部品認識装置113を用いて吸着時の電子部品の位置及びノズル回りの角度検出を行うと共に位置補正及び角度調節をなどの動作制御を実行する。
The operation control means 10 of the electronic
(基板搬送手段及び基板保持部)
基板搬送手段108は、図示しない搬送ベルトを備えており、その搬送ベルトにより基板KをX軸方向に沿って搬送する。
また、前述したように、基板搬送手段108による基板搬送経路の途中には、電子部品を基板Kへ搭載する際の作業位置で基板Kを固定保持するための基板保持部(図1における基板Kの図示位置)が設けられている。基板搬送手段108は、基板保持部まで基板Kを搬送すると共に停止して、図示しない保持機構により基板Kの保持を行う。つまり、基板Kは保持機構により保持された状態で安定した電子部品の搭載作業が行われる。
(Substrate transport means and substrate holder)
The
Further, as described above, in the middle of the substrate transfer path by the substrate transfer means 108, the substrate holding portion (the substrate K in FIG. 1) for fixing and holding the substrate K at the work position when the electronic component is mounted on the substrate K. Is shown). The
(第一及び第二の部品供給部)
第一の部品供給部102は、ベースフレーム114のY軸方向一端部に設けられ、複数の電子部品フィーダ101を並べて搭載可能なX軸方向に沿ったエリアである。第一の部品供給部102の平坦部の上面には複数の電子部品フィーダ101がX軸方向に沿って羅列して載置装備される。なお、各電子部品フィーダ101にはラッチ機構が設けられ、ラッチ機構の操作により第一納品供給部への着脱が可能となっている。
(First and second parts supply section)
The first
上述した電子部品フィーダ101は、後端部側に電子部品が均一間隔で無数に封入されたテープを巻回したテープリール(図示略)を保持すると共に、先端部近傍には、上述したように、ヘッド106への電子部品の受け渡し部101aを有している。
電子部品の実装動作時には、ヘッド106は、搭載対象となる電子部品フィーダ101の受け渡し部101aに吸着ノズル105が位置決めされて電子部品の受け渡しが行われる。
The
During the mounting operation of the electronic component, the
第二の部品供給部104は、ベースフレーム114上において、基板搬送手段108を挟んでY軸方向について第一の部品供給部102の逆側の端部に設けられている。
この第二の部品供給部104に配置されるトレーは複数の凹部を備え、各凹部内には電子部品が羅列配置されている。
そして、電子部品の実装動作時には、ヘッド106は、搭載対象となる電子部品が格納された凹部に吸着ノズル105が位置決めされて電子部品の受け渡しが行われる。
The second
The tray disposed in the second
During the mounting operation of the electronic component, the
(X−Yガントリ)
X−Yガントリ107は、X軸方向にヘッド106の移動を案内するX軸ガイドレール107aと、このX軸ガイドレール107aと共にヘッド106をY軸方向に案内する二本のY軸ガイドレール107bと、X軸方向に沿ってヘッド106を移動させる駆動源であるX軸モータ109と、X軸ガイドレール107aを介してヘッド106をY軸方向に移動させる駆動源であるY軸モータ110とを備えている。そして、各モータ109、110の駆動により、ヘッド106を二本のY軸ガイドレール107bの間となる領域のほぼ全体に搬送することを可能としている。
なお、各モータ109、110は、ぞれぞれの回転量が動作制御手段10に認識され、所望の回転量となるように制御されることにより、ヘッド106を介して吸着ノズル105の位置決めを行っている。
また、電子部品実装作業の必要上、前述した第一及び第二の部品供給部102,104,基板保持部とはいずれもX−Yガントリ107によるヘッド106の搬送可能領域内に配置されている。
また、この搬送可能領域内には、不良等が生じた電子部品を廃棄する廃棄ボックス116が設けられている。
(XY gantry)
The
Each of the
Further, the first and second
A
(ヘッド)
図3はY軸方向に沿った視線から見たヘッド106の正面図である。ヘッド106には、その先端部で空気吸引により電子部品Tを保持する六基の吸着ノズル105と、各吸着ノズル105をそれぞれZ軸方向に沿って昇降させる六基のZ軸モータ111(図2にのみ図示)と、各吸着ノズル105をそれぞれ回転させて保持された電子部品をZ軸方向回りに角度調節するための六基の回転モータ112と、基板Kのマークを撮像して基板位置を認識するためのマーク認識カメラ115と、各吸着ノズル105に吸着された電子部品のノズル先端部に対する位置及びZ軸回りの角度を検出する部品認識装置113とが設けられている。なお、図2では一本の吸着ノズル105についてのみ各モータ111,112を図示しているが、実際には、ヘッド106に搭載された吸着ノズル105ごとに各モータ111,112が設けられている。
(head)
FIG. 3 is a front view of the
上記各吸着ノズル105は、Z軸方向に沿った状態で昇降可能且つ回転可能にヘッド106に支持されており、昇降による電子部品の受け取り又は実装及び回転による電子部品の角度調節が可能となっている。
また、部品認識装置113は、吸着ノズル105の先端の電子部品に対してX軸方向に沿って並んで設けられた複数の光源からY軸方向に沿ってレーザ光の照射を行い、その反射光を受光することで、X軸方向における如何なる範囲で反射光が得られるかによりノズル先端の電子部品の位置及び角度を認識することを可能としている。
また、この部品認識装置113はその反射光の有無により、吸着ノズル105の先端部に電子部品が吸着しているか否かを検出することができ、「部品吸着検出手段」としても機能するようになっている。
Each of the
Further, the
Further, the
(空圧回路)
空圧回路120は、正圧の空圧を発生する正圧源121と、正圧源による空気流から負圧を発生させる負圧発生装置122と、正圧源121から発生する正圧を減圧して所定の圧力の調節する電空レギュレータからなる減圧装置123と、負圧発生装置122から生じる負圧と減圧装置123から出力される正圧とを切り換えて各吸着ノズル105に供給する切り換え用電磁弁124と、各吸着ノズル105の内部圧力を検出する圧力検出手段125とを備えている。
上述の正圧源121及び減圧装置123が、吸着ノズル105に正圧を付与する正圧供給手段として機能し、上述の負圧発生装置122が吸着ノズル105に負圧を付与する負圧供給手段として機能する。
上記切り換え用電磁弁124は、負圧供給状態と正圧供給状態と回路を閉じた状態とする三位置に切り換え可能であり、その切り換え動作は、動作制御手段10により制御される。かかる構成により、空圧回路120は、吸着ノズル105による電子部品の吸着を行う際には、切り換え用電磁弁124が負圧発生装置122と吸着ノズル105とを接続するよう切り換え制御され、負圧の供給が行われて吸着可能状態とされる。また、吸着ノズル105による電子部品の吸着状態からの解放を行う際には、切り換え用電磁弁124が減圧装置123と吸着ノズル105とを接続するよう切り換え制御され、正圧の供給が行われて電子部品が解放される。
なお、空圧回路120は、図示を省略しているが、実際には複数の吸着ノズル105について個々に用意されている。
(Pneumatic circuit)
The
The
The switching
Although not shown, the
(動作制御手段)
図2に示すように、動作制御手段10は、主に、X−Yガントリ107のX軸モータ109、Y軸モータ110、ヘッド106において吸着ノズル105の昇降を行うZ軸モータ111、吸着ノズル105の回転を行う回転モータ112、空圧回路120の切り換え用電磁弁124、圧力検出手段125、部品認識装置113及びマーク認識カメラ115について、所定の制御プログラムに従って各種の処理及び制御を実行するCPU30と、各種の処理及び制御を実行するためのプログラムが格納されたシステムROM12と、各種のデータを格納することで各種の処理の作業領域となるRAM13と、CPU30と各種の機器との接続を図るI/F(インターフェース)14と、基板に実装する電子部品のリストや各電子部品の実装位置及び電子部品の受け取り位置等の実装の動作制御に要する実装データその他の設定情報等が格納される不揮発性の記憶装置17と、各種の設定や操作に要するデータの入力を行うための操作パネル15と、各種設定の内容や必要情報の提示等を行う表示モニタ18とを有している。また、前述した各モータ109〜112はいずれもエンコーダを備えるサーボモータであり、図示しないサーボドライバを介してI/F14と接続されている。
(Operation control means)
As shown in FIG. 2, the operation control means 10 mainly includes an
上記CPU30は、電子部品の実装作業時には、記憶装置17から実装データの読み込みを行い、当該実装データから、基板に対する実装対象となる各種の電子部品のリスト、各電子部品の受け取り位置及び実装位置の情報を取得する。
そして、CPU30は、X軸及びY軸モータ109,110を制御してヘッド106を当該電子部品の受け取り位置に移送し、Z軸モータを制御して吸着ノズル105を下降させて電子部品を吸着し、吸着ノズル105を上昇させてさらに実装位置までヘッド106の移送を行う。そして、CPU30は、実装位置への移送中において、部品姿勢認識手段を用いて吸着された電子部品のノズルに対する位置及びノズル回りの角度の検出を行い、回転モータ112を制御して角度の補正を実行する。また、ヘッド106の実装位置への位置決めの際に、電子部品のノズルに対する位置を考慮して補正を行う。
さらに、Z軸モータにより吸着ノズル105を下降させて電子部品の実装を完了する。
CPU30は、基板に搭載される全電子部品について、上記動作を繰り返し実行する。
The
The
Further, the
The
また、CPU30は、システムROM12に格納された各種のプログラムに従って、電子部品の実装中の吸着動作に関する重要な設定情報を得るために、吸着所要時間取得制御、解放所要時間取得制御、解放所要時間確認制御を行っている。これらの制御について以下に詳細に説明することとする。
Further, the
(吸着所要時間取得制御)
吸着所要時間取得制御は、CPU30がシステムROM12内のプログラムに従って実行する処理であり、例えば、装置の主電源が入れられた直後或いは新たな実装データが取得された直後等のような実装動作制御の非実行時に、実装データによる実装対象となる個々の電子部品に対して、電子部品フィーダ101の受け渡し部101a(又はトレー103の凹部)に吸着ノズル105を位置決めし、その場において、吸着ノズル105を吸着高さまで下降させて切り換え電磁弁124により負圧供給を行い、電子部品を吸着した状態でCPU30は、圧力検出手段125を監視して吸着の目標吸着圧力に到達するまでの吸着所要時間を計測する処理を行う。また、この処理は、実装データの実装対象となる各部品供給部102,104の全ての電子部品について行われ、各電子部品ごとの吸着所要時間が記憶装置17に記憶される。
なお、上述した吸着の目標吸着圧力は、電子部品を吸着した吸着ノズル105を上昇させることが可能な圧力であり、操作パネル15により数値設定を行うことが可能となっている。なお、この例では目標吸着圧力が電子部品について共通する規定値とする場合を例示するが、例えば、個々の電子部品ごとにその重量や形状による吸着時の安定性などを考慮して個別に設定しても良い。
(Adsorption required time acquisition control)
The suction time acquisition control is a process executed by the
The above-mentioned target suction pressure for suction is a pressure that can raise the
図4は吸着所要時間取得制御のフローチャートである。これに従って吸着所要時間取得制御を説明する。
まず、CPU30は、ヘッド106のいずれかの吸着ノズル105が対象となる電子部品の電子部品フィーダ101の受け渡し部101a(又はトレー103の凹部)に位置決めされるようにX軸モータ109及びY軸モータ110を制御する(ステップS1)。
次いで、Z軸モータ111の駆動により吸着ノズル105を電子部品の吸着高さまで下降させて(ステップS2)、切り換え電磁弁124の切り換えにより吸着ノズル105内に負圧供給が行われる(ステップS3)。これにより、電子部品フィーダ101の受け渡し部101a(又はトレー103の凹部)内の電子部品は吸着ノズル105に吸着される。
FIG. 4 is a flowchart of the suction required time acquisition control. The adsorption required time acquisition control will be described according to this.
First, the
Next, the
そして、負圧供給と同時に、CPU30は、圧力検出手段125の出力を監視して、目標吸着圧力に至るまでの時間を計測し、吸着所要時間を取得する(ステップS4)。
図5は切り換え用電磁弁124の切り替えの開始からの吸着ノズル105内の圧力変化の状態を示す線図である。曲線Aはリークの少ない通常の電子部品であり、曲線Bはリークの多い電子部品を示している。なお、この線図では縦軸上方が気圧低下を示し、縦軸下方が気圧上昇を示す。
図示のように、吸着ノズル105の先端部が各電子部品の上面に当接した状態で負圧供給が開始されると、いずれの電子部品の場合も切り換え用電磁弁124の切り換えタイミングから若干の遅れを生じてからノズル内圧力の低下が発生し、リークがある電子部品の場合には曲線Bに示すように、その圧力低下の勾配が緩やかとなり、目標吸着圧力に到達するまでの時間(吸着所要時間)が長くかかることが分かる。
Simultaneously with the supply of the negative pressure, the
FIG. 5 is a diagram showing a state of pressure change in the
As shown in the drawing, when the negative pressure supply is started in a state where the tip of the
そして、目標吸着圧力に到達後は、切り換え用電磁弁124により負圧供給を停止し(ステップS5)、さらに、正圧供給に切り換える(ステップS6)。そして、予め設定された時間正圧の供給が行われると、切り換え用電磁弁124を閉じて正圧の供給を停止する(ステップS7)。これにより、吸着ノズル105の内部は大気圧に戻され、電子部品は吸着状態から解放される。かかる状態で吸着ノズル105が待機高さまで上昇するようにZ軸モータ111が制御され(ステップS8)、一つの電子部品についての吸着所要時間取得制御が終了する。なお、上記吸着所要時間取得制御は、電子部品実装装置100に用意された全ての電子部品について完了するまで繰り返し実行される。
上記制御を実行することにより、CPU30は「吸着所要時間取得制御手段」として機能することとなる。
After reaching the target adsorption pressure, the switching
By executing the above control, the
(解放所要時間取得制御)
次に、解放所要時間取得制御について説明する。解放所要時間取得制御は、CPU30がシステムROM12内のプログラムに従って実行する処理であり、例えば、装置の主電源が入れられた直後或いは新たな実装データが取得された直後等のような実装動作制御の非実行時に、実装データによる実装対象となる個々の電子部品に対して、電子部品フィーダ101の受け渡し部101a(又はトレー103の凹部)に吸着ノズル105を位置決めし、その場において、電子部品を吸着ノズル105に吸着されてノズル内を吸着の目標吸着圧力とし、かかる状態から、CPU30は、正圧の供給を開始して、目標解放圧力に戻るまでの解放所要時間を計測する処理を行う。また、この処理は、実装データの実装対象となる各部品供給部102,104の全ての電子部品について行われ、各電子部品ごとの解放所要時間が記憶装置17に記憶される。
(Release time acquisition control)
Next, release time acquisition control will be described. The required release time acquisition control is a process executed by the
図6は解放所要時間取得制御のフローチャートである。これに従って解放所要時間取得制御を説明する。
まず、CPU30は、ヘッド106のいずれかの吸着ノズル105が対象となる電子部品の電子部品フィーダ101の受け渡し部101a(又はトレー103の凹部)に位置決めされるようにX軸モータ109及びY軸モータ110を制御する(ステップS31)。
次いで、Z軸モータ111の駆動により吸着ノズル105を電子部品の吸着高さまで下降させて(ステップS32)、切り換え電磁弁124の切り換えにより吸着ノズル105内に負圧供給が行われる(ステップS33)。これにより、電子部品フィーダ101の受け渡し部101a(又はトレー103の凹部)内の電子部品は吸着ノズル105に吸着される。
FIG. 6 is a flowchart of the required release time acquisition control. The release required time acquisition control will be described according to this.
First, the
Next, the
そして、負圧供給と同時に、CPU30は、圧力検出手段125の出力を監視して(ステップS34)、吸着ノズル105内が目標吸着圧力に到達した時点で、切り換え用電磁弁124により負圧供給を停止する(ステップS35)。なお、既に吸着所要時間が取得されている場合には、ステップS34において、圧力検出手段125の監視ではなく、吸着所要時間の経過を待ってからステップS35で負圧供給を停止させても良い。
Simultaneously with the negative pressure supply, the
そして、CPU30は、正圧供給により吸着ノズル105の内部が目標解放圧力に到達するまでの時間(解放所要時間)の計測を行う。
かかる計測は、正圧の供給開始から圧力検出手段125が目標解放圧力を示すまでの経過時間を計時することも可能であるが、圧力検出手段125により目標解放圧力の検出を待ってから切り換え用電磁弁124の切り換えを行うと、その応答性によっては間に合わない場合がある。
従って、この解放所要時間取得制御では、最初に予め定められた時間n[ms]で吸着ノズル105内が目標吸着圧力とされた状態から正圧供給を行うように切り換え用電磁弁124を制御し、その結果得られた吸着ノズル105内の検出圧力から、当初の正圧供給時間nで長過ぎるか或いは短過ぎるかを判定し、当該判定に応じて正圧供給時間nに対して所定の単位時間を加算又は減算してリトライを繰り返し、吸着ノズル105内が大気圧から正圧限界値までの範囲(この範囲を「目標解放圧力」としている)内に昇圧させる最適な正圧供給時間を解放所要時間として取得するようになっている。なお、正圧供給時間nの初期値は操作パネル15により任意に設定可能である。また、正圧限界値も操作パネル15により任意に設定可能であるが、大気圧以上であって実装する電子部品及びその周囲に実装されている電子部品をエアブローで位置ズレを生じさせない範囲に設定する必要がある。
Then, the
In this measurement, it is possible to measure the elapsed time from the start of positive pressure supply until the pressure detection means 125 indicates the target release pressure. If the
Therefore, in this release time acquisition control, the switching
図7は吸着ノズル105の内部圧力が三段階の目標吸着圧力にある場合に、切り換え用電磁弁124が予め定められた待ち時間nだけ正圧供給が行われるように切り換え制御を行った場合の吸着ノズル105内の圧力変化の状態を示す線図である。
曲線Cは最も負圧となる目標吸着圧力から正圧を付与した場合の圧力変化を示し、この場合には、正圧供給時間nで正圧供給を行っても大気圧に到達せず、電子部品は吸着ノズル105から解放されない。
また、曲線DはCよりも幾分正圧となる目標吸着圧力から正圧を付与した場合の圧力変化を示し、この場合には、正圧供給時間nで正圧供給を行うと、大気圧に到達し、尚かつ、正圧の限界値も超えず、良好な吸着解放が行われることとなる。
また、曲線EはDよりもさらに正圧となる目標吸着圧力から正圧を付与した場合の圧力変化を示し、この場合には、正圧供給時間nで正圧供給を行うと、大気圧を超えてさらに正圧の限界値も超えてしまい、電子部品は解放されるが、周囲に対する吹きつけをも生じうることから、電子部品やその近隣の電子部品までもが飛ばされてしまうおそれがある。
このように、目標吸着圧力に応じて最適となる正圧供給時間nは決まっており、解放所要時間取得制御では、正圧供給時間nを逐次変化させて最適値を探索する。
FIG. 7 shows a case where the switching control is performed so that the switching
Curve C shows the pressure change when a positive pressure is applied from the target adsorption pressure, which is the most negative pressure. In this case, even if positive pressure is supplied during the positive pressure supply time n, the atmospheric pressure is not reached, and the electron The part is not released from the
Curve D shows a change in pressure when a positive pressure is applied from a target adsorption pressure that is somewhat more positive than C. In this case, if positive pressure is supplied during positive pressure supply time n, atmospheric pressure In addition, the positive pressure limit value is not exceeded and good adsorption / release is performed.
Curve E shows a change in pressure when a positive pressure is applied from a target adsorption pressure that is a positive pressure further than D. In this case, if positive pressure is supplied during positive pressure supply time n, atmospheric pressure is reduced. The limit value of the positive pressure is also exceeded and the electronic component is released, but since it may cause spraying to the surroundings, the electronic component and its nearby electronic components may be skipped. .
Thus, the optimum positive pressure supply time n is determined according to the target adsorption pressure, and in the required release time acquisition control, the positive pressure supply time n is sequentially changed to search for the optimum value.
具体的には、正圧の供給を開始して(ステップS36)、正圧供給時間nの経過を待ってから(ステップS37)、切り換え用電磁弁124の制御により正圧の供給を停止する(ステップS38)。そして、その際の圧力検出手段125による吸着ノズル105内の検出圧力が負圧か否かを判定し(ステップS39)、負圧の場合には正圧供給時間が足りなかったものとして、nに1[ms]加算した値を新たな待ち時間として(ステップS40)、ステップS33に処理を戻す。そして、再度、目標吸着圧力となるまで負圧を供給してから正圧を新たな正圧供給時間n[ms]で供給し、吸着ノズル105の内部圧力が負圧であるか判定する(ステップS33〜S39)。このステップS33〜S40のループは吸着ノズル105の内部圧力が大気圧以上となるまで繰り返される。
Specifically, the supply of positive pressure is started (step S36), and after the elapse of the positive pressure supply time n (step S37), the supply of the positive pressure is stopped by controlling the switching electromagnetic valve 124 (step S37). Step S38). Then, it is determined whether or not the detected pressure in the
また、ステップS39において吸着ノズル105内部の圧力が負圧ではないことが検出された場合には、当該内部圧力が前述した正圧限界値未満であるか判定が行われる(ステップS41)。
その結果、正圧限界値以上である場合には正圧供給時間が長すぎたものとして、nに1[ms]減算した値を新たな正圧供給時間として(ステップS42)、ステップS33に処理を戻す。そして、再度、目標吸着圧力となるまで負圧を供給してから正圧を新たな正圧供給時間n[ms]で供給し、吸着ノズル105の内部圧力が負圧であるか、また正圧限界値以上となっていないかを判定する(ステップS33〜S41)。このステップS33〜S42のループは吸着ノズル105の正圧限界値未満となるまで繰り返される。
上記のリトライを繰り返すことにより、正圧供給により吸着ノズル105内を大気圧以上正圧限界値未満とする正圧供給時間を得ることができ、これが解放所要時間として取得される。
これにより、吸着ノズル105の内部は目標解放圧力とされ、電子部品は吸着状態から解放される。かかる状態で吸着ノズル105が待機高さまで上昇するようにZ軸モータ111が制御され(ステップS43)、一つの電子部品についての解放所要時間取得制御が終了する。なお、上記解放所要時間取得制御は、電子部品実装装置100に用意された全ての電子部品について完了するまで繰り返し実行される。
上記制御を実行することにより、CPU30は「解放所要時間取得制御手段」として機能することとなる。
If it is detected in step S39 that the pressure inside the
As a result, if it is equal to or greater than the positive pressure limit value, it is assumed that the positive pressure supply time is too long, and a value obtained by subtracting 1 [ms] from n is set as a new positive pressure supply time (step S42). To return. Then, the negative pressure is supplied again until the target suction pressure is reached, and then the positive pressure is supplied for a new positive pressure supply time n [ms]. Whether the internal pressure of the
By repeating the retry, a positive pressure supply time in which the inside of the
Thereby, the inside of the
By executing the above control, the
(解放所要時間確認制御)
次に、解放所要時間確認制御について説明する。解放所要時間確認制御は、CPU30がシステムROM12内のプログラムに従って実行する処理であり、実装動作制御の非実行時であって前述した解放所要時間取得制御の実行後に行われる。
この解放所要時間確認制御では、実装データによる実装対象となる個々の電子部品について、電子部品フィーダ101の受け渡し部101a(又はトレー103の凹部)にて吸着すると共に吸着ノズル105を上昇させてヘッド移動により廃棄ボックス116の上方に待機し、解放時間取得制御で求められた解放所要時間で正圧供給を行うと共に、所定の待機時間を経てから部品認識装置113により吸着ノズル105の先端部に電子部品が存在するか判定を行う。そして、吸着ノズル105の先端部に電子部品が吸着されたままであることが検出された場合には、待機時間を所定の単位時間ごとに加算して再度目標吸着圧力で吸着、解放所要時間での吸着解放、電子部品の検出を行い、電子部品の存在が確認されなくなるまで待機時間を単位時間ごとに延長してリトライを繰り返す。
これにより、吸着解放のための正圧供給停止後における、電子部品が吸着ノズル105から分離されるまでの待機時間を取得することが可能となる。
また、この処理は、実装データの実装対象となる各部品供給部102,104の全ての電子部品について行われ、各電子部品ごとの待機時間が記憶装置17に記憶される。
なお、この解放所要時間確認制御では、各電子部品が一つ消費されてしまうので、解放所要時間取得制御の実行に伴い必ず実行する設定としないで、例えば、解放所要時間取得制御により得られた解放所要時間に基づいて電子部品の実装動作を行ってもまだ電子部品の持ち帰りが生じる場合にのみ任意に実行するようにしても良い。
(Release time confirmation control)
Next, release time confirmation control will be described. The required release time confirmation control is a process executed by the
In this release time confirmation control, each electronic component to be mounted based on the mounting data is sucked by the
Thereby, it is possible to acquire a waiting time until the electronic component is separated from the
This process is performed for all the electronic components of the
In this release time confirmation control, one electronic component is consumed, so it is not necessarily set to be executed along with the execution of the release time acquisition control. Even if the electronic component mounting operation is performed based on the required release time, the electronic component may be arbitrarily executed only when the electronic component is still taken home.
図8は解放所要時間確認制御のフローチャートである。これに従って解放所要時間確認制御を説明する。
まず、CPU30は、ヘッド106のいずれかの吸着ノズル105が対象となる電子部品の電子部品フィーダ101の受け渡し部101a(又はトレー103の凹部)に位置決めされるようにX軸モータ109及びY軸モータ110を制御する(ステップS61)。
次いで、Z軸モータ111の駆動により吸着ノズル105を電子部品の吸着高さまで下降させて(ステップS62)、切り換え電磁弁124の切り換えにより吸着ノズル105内に負圧供給が行われる(ステップS63)。これにより、電子部品フィーダ101の受け渡し部101a(又はトレー103の凹部)内の電子部品は吸着ノズル105に吸着される。
FIG. 8 is a flowchart of release required time confirmation control. The release required time confirmation control will be described according to this.
First, the
Next, the
そして、負圧供給と同時に、CPU30は、圧力検出手段125の出力を監視し(ステップS64)、Z軸モータ11の駆動により吸着ノズル105を上昇させて(ステップS65)、X、Y軸モータ109,110の駆動によりヘッド106を廃棄ボックス116まで移動し(ステップS66)、再びZ軸モータ111の駆動により吸着ノズル105を廃棄高さに下降させる(ステップS67)。
そして、これらの動作制御の間に、吸着ノズル105内部が目標吸着圧力に達したら負圧の供給を停止する(ステップS68)。なお、既に吸着所要時間が取得されている場合には、ステップS64において、圧力検出手段125の監視ではなく、吸着所要時間の計時を開始し、ステップS68では、吸着所要時間の経過を待ってから負圧の供給を停止させても良い。
Simultaneously with the supply of the negative pressure, the
Then, during these operation controls, when the inside of the
そして、廃棄ボックス116の上方において、正圧の供給を開始し(ステップS69)、解放所要時間取得制御で得られた解放所要時間の経過を待ってから(ステップS70)、正圧の供給を停止する(ステップS71)。 Then, the supply of positive pressure is started above the disposal box 116 (step S69), and after the required release time obtained by the release required time acquisition control has elapsed (step S70), the supply of positive pressure is stopped. (Step S71).
次いで、正圧の供給を停止してから当初の待機時間mの経過を待ってから(ステップS72)、負圧供給を行い(ステップS73)、ヘッド105に搭載された部品認識装置113の認識高さまで吸着ノズル105を上昇させる(ステップS74)。
そして、部品認識装置113により検出の結果、正圧供給が行われたにもかかわらず電子部品が吸着ノズル105の先端部に吸着されたままであることが検出された場合には(ステップS75)、待機時間が足りなかったものとして、mに1[ms]加算した値を新たな待機時間として(ステップS76)、ステップS67に処理を戻す。そして、再度、目標吸着圧力となるまで負圧を供給してから負圧供給を停止し、さらに、解放所要時間で正圧を供給し、停止後、新たな待機時間mで待機してから電子部品の存在を判定する(ステップS67〜S75)。このステップS67〜S76のループは電子部品の存在が確認されなくなるまで繰り返される。
Next, after the supply of positive pressure is stopped, the initial waiting time m has elapsed (step S72), negative pressure is supplied (step S73), and the recognition height of the
Then, as a result of detection by the
そして、ステップS75において吸着ノズル105の先端に電子部品が存在せず、落下したことが検出された場合には、最終的に得られた待機時間mを記憶装置17に記憶して処理を終了する。
なお、上記解放所要時間確認制御は、電子部品実装装置100に用意された全ての電子部品について完了するまで繰り返し実行される。
上記制御を実行することにより、CPU30は「解放所要時間確認制御手段」として機能することとなる。
If it is detected in step S75 that no electronic component is present at the tip of the
The release time confirmation control is repeatedly executed until all electronic components prepared in the electronic
By executing the above control, the
(電子部品実装動作制御)
次いで、CPU30がシステムROM12に格納されたプログラムに従って行う電子部品の実装動作制御について図9のフローチャートに基づいて説明する。
まず、CPU30は、ヘッド106のいずれかの吸着ノズル105が対象となる電子部品の電子部品フィーダ101の受け渡し部101a(又はトレー103の凹部)に位置決めされるようにX軸モータ109及びY軸モータ110を制御する(ステップS101)。
次いで、Z軸モータ111の駆動により吸着ノズル105を電子部品の吸着高さまで下降させて(ステップS102)、切り換え電磁弁124の切り換えにより吸着ノズル105内に負圧供給が行われる(ステップS103)。これにより、電子部品フィーダ101の受け渡し部101a(又はトレー103の凹部)内の電子部品は吸着ノズル105に吸着される。
そして、負圧供給と同時に、CPU30は、吸着所要時間を計時して(ステップS104)、吸着所要時間取得制御で得られた吸着所要時間が経過した時点で、切り換え用電磁弁124により負圧供給を停止する(ステップS105)。
(Electronic component mounting operation control)
Next, electronic component mounting operation control performed by the
First, the
Next, the
Simultaneously with the negative pressure supply, the
次いで、Z軸モータ111の駆動により吸着ノズル105を搬送高さまで上昇させて(ステップS106)、ヘッド106の吸着ノズル105が基板Kの実装位置に位置決めされるようにX軸モータ109及びY軸モータ110を制御する(ステップS107)。
そして、Z軸モータ111の駆動により吸着ノズル105を実装高さまで下降させる(ステップS108)。
そして、正圧の供給を開始し(ステップS109)、解放所要時間取得制御で得られた解放所要時間の経過を待ってから(ステップS110)、正圧の供給を停止する(ステップS111)。
さらに、正圧供給停止後、解放所要時間確認制御で得られた待機時間の経過を待ち(ステップS112)、その後、Z軸モータ111の駆動により吸着ノズル105を搬送高さまで上昇させて(ステップS106)、一つの電子部品についての実装動作制御を終了する。
なお、実装対象となる全ての電子部品について、上記S101からS113の処理が繰り返し実行される。
Next, the
Then, the
Then, supply of positive pressure is started (step S109), and after waiting for the required release time obtained by the required release time acquisition control (step S110), supply of positive pressure is stopped (step S111).
Furthermore, after the positive pressure supply is stopped, the waiting time obtained by the release time confirmation control is waited (step S112), and then the
Note that the processing from S101 to S113 is repeatedly executed for all electronic components to be mounted.
(実施形態の効果)
上記電子部品実装装置100では、吸着所要時間取得制御により各電子部品について吸着ノズル105内が目標吸着圧力となる吸着所要時間を取得し、実装動作制御時に、取得した吸着所要時間に従って吸着を継続するので、適正な目標吸着圧力に達した状態で吸着ノズル105の上昇及び移動が行われることとなり、吸着時の取り損ね、移動中の電子部品の落下、ノズル先端に対する位置ズレ等の発生を抑止し、動作の信頼性及び実装位置精度の向上を図ることが可能となる。
(Effect of embodiment)
In the electronic
また、実装動作とは別に吸着所要時間取得制御を実施するので、例えば、実装動作を行う以前に吸着所要時間取得制御を実施しておくことにより、実装動作時にエラーを発生して初めて電子部品のリークの発生が生じやすい電子部品であることを認識してリーク対策を施す場合と異なり、作業者が各電子部品についてリークの特性の認識していない場合でも、自動的にリークの特性に応じて実装動作が行われ、エラーの発生をより低減することが可能となる。
また、吸着所要時間取得制御の実行により、各電子部品について吸着所要時間が自動的に記憶装置17に記憶されるので、作業者が、個々の電子部品のリークの特性について設定入力作業を行う必要がなく、設定作業の煩雑性を解消することが可能となる。
In addition, since the required suction time acquisition control is performed separately from the mounting operation, for example, by performing the required suction time acquisition control before performing the mounting operation, it is not until the error occurs during the mounting operation that the electronic component is Unlike when leak countermeasures are implemented by recognizing that electronic components are prone to leaks, even if the operator does not recognize the leak characteristics for each electronic component, it automatically responds to the leak characteristics. The mounting operation is performed, and the occurrence of errors can be further reduced.
Further, since the required suction time for each electronic component is automatically stored in the
また、吸着所要時間取得制御における吸着所要時間の計測は、電子部品フィーダ101の受け渡し部101aやトレー103の凹部内で行われ、さらに、計測後は正圧を供給して電子部品の吸着解放を行ってから吸着ノズル105を上昇させるので、電子部品は取り上げられることがないので、少なくとも、吸着所要時間取得制御では電子部品の廃棄などを生じることがなく、電子部品の浪費を防ぎ、経済性の向上を図ることが可能となる。
In addition, the measurement of the time required for suction in the suction time acquisition control is performed in the
また、解放所要時間取得制御の実行により、実装対象となる個々の電子部品について、吸着ノズル105の内部を大気圧から正圧限界値の間の範囲内(目標解放圧力)とする解放所要時間を取得することができるので、実装動作制御時には、取得した解放所要時間に従って吸着の解放を行うことにより、電子部品をより確実に解放することができ、電子部品の持ち帰りを抑止し、動作の信頼性の向上を図ることが可能となる。
Further, by executing the required release time acquisition control, the required release time for setting the inside of the
また、実装動作制御の非実行時に、解放所要時間取得制御を実行するので、例えば、予め実装動作より先に解放所要時間取得制御を実行することにより、実装動作時にエラーを発生して初めて電子部品の持ち帰りの発生が生じやすい電子部品であることを認識して対策を施す場合と異なり、作業者が各電子部品について持ち帰りの生じやすい特性であることを認識していない場合でも、自動的に持ち帰りを回避する実装動作が行われ、エラーの発生をより低減することが可能となる。
また、解放所要時間についても、その取得制御時に自動的に記憶装置17に記憶されるので、作業者が、個々の電子部品について持ち帰りを生じやすいか否かについて設定入力作業を行う必要がなく、設定作業の煩雑性を解消することが可能となる。
In addition, since the required release time acquisition control is executed when the mounting operation control is not executed, for example, by executing the required release time acquisition control in advance of the mounting operation in advance, an electronic component is not generated until an error occurs during the mounting operation. Unlike when taking measures to recognize that an electronic component is likely to be taken home, even if the operator does not recognize that each electronic component has a characteristic that is likely to be taken home, it is automatically taken away. The mounting operation for avoiding the error is performed, and the occurrence of errors can be further reduced.
Further, since the time required for release is automatically stored in the
また、上記解放所要時間取得制御では、解放所要時間を少しずつ変化させてリトライを繰り返し、吸着ノズル内圧力が適正となる解放所要時間を取得するので、切り換え用電磁弁124によるタイムラグの影響を含んだ状態で解放所要時間を取得することができ、実装の動作制御で実施した場合にも同一の結果を再現することが可能となる。このため、より正確に解放所要時間を計測し、電子部品の持ち帰りをより効果的に防止すると共に、実装動作時の他の電子部品の位置ズレを防止することが可能となる。
In the release required time acquisition control, since the release required time is changed little by little and the retry is repeated to acquire the required release time at which the suction nozzle pressure is appropriate, the influence of the time lag due to the switching
また、解放所要時間確認制御により待機時間を取得すると共に、実装動作時にも、正圧の供給による吸着解放を行った上に吸着ノズル105を待機時間の間上昇させることなく待機させるので、電子部品の持ち帰りをより確実に防止することが可能となる。
In addition, the waiting time is acquired by the release time confirmation control, and at the time of mounting operation, the
(その他)
なお、上記動作制御手段10では、吸着所要時間取得制御と解放所要時間取得制御とを別々に実施しているが、これらは一連の動作制御により吸着所要時間と解放所要時間の双方を取得するようにしても良い。
つまり、解放所要時間の取得の際には、必ず、吸着ノズル105内に負圧の供給を行って目標吸着圧力としてから正圧の供給を開始して適正な圧力とすることが必須となるので、吸着ノズル105内を目標吸着圧力とする際に負圧の供給の時間を計測して吸着所要時間を取得し、その後、定められた時間で正圧の供給を行って吸着ノズル内が目標解放圧力の範囲内となるかを判定する処理を行っても良い。
(Other)
The operation control means 10 separately performs the required suction time acquisition control and the required release time acquisition control, but these acquire both the required suction time and the required release time by a series of operation controls. Anyway.
In other words, when obtaining the required release time, it is essential to supply a negative pressure into the
より具体的に説明すると、図6におけるステップS33の負圧供給を開始したときから計時を開始し、ステップS34でノズル圧力を監視し、ステップS35で目標吸着圧力となって負圧供給を停止するまでの時間を計測することで、吸着所要時間を取得することができる。その後のステップS36以降は、前述した通りに制御を行うことで解放所要時間を取得する。なお、ステップS39やS41がYESの判定によりリトライが行われる場合には、二巡目以降のステップS33〜S35の処理については、計時は行わず、圧力検出手段125の監視により負圧の供給を停止するように制御することが望ましい。
このように、吸着所要時間取得制御と解放所要時間取得制御とを一つの処理内で実行することにより、単独で行う図4の吸着所要時間取得制御を不要とすることができ、吸着所要時間と解放所要時間の取得に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。
More specifically, timing is started from the start of the negative pressure supply in step S33 in FIG. 6, the nozzle pressure is monitored in step S34, and the negative pressure supply is stopped in step S35 as the target adsorption pressure. The time required for adsorption can be acquired by measuring the time until. Subsequent steps S36 and thereafter acquire the required release time by performing the control as described above. In addition, when retry is performed by determining YES in steps S39 and S41, the processes in steps S33 to S35 in the second and subsequent rounds are not timed and negative pressure is supplied by monitoring the pressure detection means 125. It is desirable to control to stop.
As described above, by performing the suction required time acquisition control and the release required time acquisition control within one process, the suction required time acquisition control of FIG. 4 performed independently can be made unnecessary. It is possible to greatly reduce the time required for obtaining the release time.
10 動作制御手段
30 CPU(吸着所要時間取得制御手段、解放所要時間取得制御手段、解放所要時間確認制御手段)
100 電子部品実装装置
101 電子部品フィーダ
102,104 部品供給部
103 トレー
105 吸着ノズル
106 ヘッド
107 X−Yガントリ(ヘッド移動機構)
113 部品認識装置(部品吸着検出手段)
120 空圧回路
121 正圧源(正圧供給手段)
122 負圧発生装置(負圧供給手段)
123 減圧装置(正圧供給手段)
124 切り換え用電磁弁
125 圧力検出手段
K 基板
10 operation control means 30 CPU (adsorption required time acquisition control means, release required time acquisition control means, release required time confirmation control means)
DESCRIPTION OF
113 Component recognition device (component adsorption detection means)
120
122 Negative pressure generator (negative pressure supply means)
123 Pressure reducing device (positive pressure supply means)
124 Solenoid valve for switching 125 Pressure detection means K Substrate
Claims (6)
実装される複数の電子部品を供給する部品供給部と、
前記基板に搭載する電子部品を吸着する昇降可能な吸着ノズルを備えたヘッドと、
前記吸着ノズルに負圧を付与する負圧供給手段と、
前記吸着ノズルに正圧を付与する正圧供給手段と、
前記部品供給部から前記基板保持部までを含む領域にかけて前記ヘッドを任意に移動位置決めするヘッド移動機構と、
実装データに基づいて前記基板に対する実装動作制御を実行する動作制御手段とを備える電子部品実装装置において、
前記吸着ノズルの内部圧力を検出する圧力検出手段と、
前記実装動作制御の非実行時に、前記各電子部品に対して、前記部品供給部の部品受け取り位置で、前記負圧供給手段により前記吸着ノズルの吸着動作を行うと共に、前記圧力検出手段により検出圧力が目標吸着圧力となるまでの吸着所要時間を計測して記録する吸着所要時間取得制御手段とを備え、
前記動作制御手段は、電子部品の実装時において、前記吸着所要時間取得制御手段により取得された吸着所要時間に従って前記負圧供給手段による各電子部品の吸着を継続してから前記吸着ノズルを上昇させることを特徴とする電子部品実装装置。 A board holding unit for holding a board on which electronic components are mounted;
A component supply unit for supplying a plurality of electronic components to be mounted;
A head having a suction nozzle capable of moving up and down to suck an electronic component mounted on the substrate;
Negative pressure supply means for applying a negative pressure to the suction nozzle;
A positive pressure supply means for applying a positive pressure to the suction nozzle;
A head moving mechanism for arbitrarily moving and positioning the head over a region including the component supply unit to the substrate holding unit;
In an electronic component mounting apparatus comprising operation control means for performing mounting operation control on the board based on mounting data,
Pressure detecting means for detecting the internal pressure of the suction nozzle;
When the mounting operation control is not executed, the suction operation of the suction nozzle is performed by the negative pressure supply unit at the component receiving position of the component supply unit for each electronic component, and the detected pressure is detected by the pressure detection unit. The adsorption required time acquisition control means for measuring and recording the adsorption required time until becomes the target adsorption pressure,
The operation control means, when mounting the electronic component, raises the suction nozzle after continuing the suction of each electronic component by the negative pressure supply means according to the required suction time acquired by the required suction time acquisition control means. An electronic component mounting apparatus characterized by that.
前記動作制御手段は、電子部品の実装時において、前記解放所要時間取得制御手段により取得された解放所要時間に従って前記正圧供給手段による各電子部品の吸着解放を継続してから前記吸着ノズルを上昇させることを特徴とする請求項1又は2記載の電子部品実装装置。 At the time of non-execution of the mounting operation control, a target suction pressure is set in the suction nozzle by the negative pressure supply means at the component receiving position of the component supply unit for each electronic component to be mounted by the mounting data. And a required release time acquisition control means for measuring and storing the required release time until the inside of the suction nozzle reaches the target release pressure from the target suction pressure by the positive pressure supply means,
The operation control means continues the suction release of each electronic component by the positive pressure supply means according to the required release time acquired by the required release time acquisition control means when mounting the electronic component, and then lifts the suction nozzle The electronic component mounting apparatus according to claim 1, wherein:
前記吸着ノズル内を目標吸着圧力として電子部品を吸着し、当該吸着ノズルを上昇させた状態で前記解放所要時間取得制御手段により取得された解放所要時間に基づいて正圧の供給を行うと共に、当該正圧の供給停止から所定の待機時間を経てから前記部品吸着検出手段により前記電子部品が解放されたか否かを判定する解放所要時間確認制御手段とを備え、
前記解放所要時間確認制御手段は、前記電子部品が解放されるまで、前記待機時間を所定の単位時間ごとに変化させて繰り返すことで、適正な待機時間を取得すると共に、
前記動作制御手段は、電子部品の実装時において、前記解放所要時間に従って前記正圧供給手段による各電子部品の吸着解放を行い、その後、前記解放所要時間確認制御手段により取得された待機時間が経過してから前記吸着ノズルを上昇させることを特徴とする請求項3から5のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。 Component adsorption detection means for detecting whether or not an electronic component is adsorbed to the adsorption nozzle;
While adsorbing an electronic component with the inside of the suction nozzle as a target suction pressure and supplying the positive pressure based on the required release time acquired by the required release time acquisition control means in a state where the suction nozzle is raised, A required release time confirmation control unit that determines whether or not the electronic component has been released by the component suction detection unit after a predetermined waiting time has elapsed since the stop of the supply of positive pressure,
The release required time confirmation control means obtains an appropriate standby time by changing the standby time every predetermined unit time until the electronic component is released, and repeating it.
The operation control means performs the suction release of each electronic component by the positive pressure supply means according to the required release time when the electronic component is mounted, and then the standby time acquired by the required release time confirmation control means elapses. The electronic component mounting apparatus according to claim 3, wherein the suction nozzle is raised after that.
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