JP2011049350A - 電子部品搭載装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子部品搭載装置において、記憶装置に記憶された駆動パターンに基づいて駆動モータ164を駆動制御するモータ制御手段,モータ制御手段による駆動制御の際、振動部165の上下振動を制御する振動部制御手段として機能するCPUを備え、駆動パターンは、部品テープAの搬送動作における加速と減速の一方の加速度による部品テープA内の電子部品Cの慣性力のみが、当該電子部品Cと当該電子部品Cが収容される収容部との摩擦に打ち勝つように設定され、振動部制御手段は、駆動モータ164の加速度の絶対値が所定値以上となるタイミングで振動部165が上下振動するように制御する。
【選択図】図3
Description
そして、上記ヘッドによる電子部品の吸着を行う際、重力や所定の振動等の影響による吸着領域内での電子部品の吸着位置のバラツキに起因して、電子部品の吸着エラーが生じるという問題があった。
また、例えば、吸着ノズルによる吸着位置の確認箇所に移送された電子部品が、吸着ノズルと並設されたカメラにより撮影され、この電子部品の画像情報に基づいて、電子部品の供給箇所に供給された電子部品に対する吸着ノズルの吸着位置を確認し、当該吸着位置の誤差を補正等することができるものが知られている(特許文献2,3等参照)。
したがって、本発明は、簡易な構成で、電子部品における吸着ノズルの吸着位置調整を確実に行い、電子部品の実装に要する時間を短縮することができる電子部品搭載装置であるといえる。
本発明の実施形態について、図1〜図8に基づいて説明する。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軸方向とする。
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。
基板保持部104は、基板搬送手段108による基板搬送経路の途中に設けられ、電子部品C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。そして、この基板保持部104は、作業位置まで搬送された基板Kを保持し且つ下方から基板に接する図示しない複数の支持ピンで支持し、上方から電子部品Cの搭載時の基板Kの撓みを防止する。
これにより、基板Kは安定した状態で保持されて電子部品Cの搭載作業が行われる。
部品供給部150は、各々の電子部品Cを供給する複数の電子部品フィーダ160と、当該電子部品フィーダ160をX軸方向に並べて保持するフィーダバンク151と、からなる。
なお、各電子部品フィーダ160にはラッチ機構が設けられ、ラッチ機構の操作によりフィーダバンク151への着脱が可能となっている。
具体的には、駆動モータ164は、ロータを磁化する2つのコイル(一方のコイルの端子をXとX′、他方のコイルの端子をYとY′)を備えて構成され、例えば、図6のテーブル180で示すポインタ0〜7を順々に変化させて、電流を付与するコイル端子X,X′,Y,Y′を段階的に切換えることで、モータの回転角を8通りに(細やかに)調整することができる。なお、図6において、「1」と「0」は、各々のコイル端子に「電流が流れている状態」と「流れていない状態」をそれぞれ示す。
X−Yガントリ107は、X軸方向にヘッド140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140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140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140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140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はサーボモータであり、ぞれぞれの回転量が制御部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140を介して吸着ノズル141の位置決めを行っている。
また、電子部品搭載作業の必要上、前述した部品供給部150、基板保持部104はいずれもX−Yガントリ107によるヘッド140の搬送可能領域内に配置されている。
ヘッド140は、例えば、図1,図2,図5に示すように、その先端部で空気吸引により電子部品Cを保持する吸着ノズル141と、剛体からなる支持フレーム142と、吸着ノズル141に回転動作を付与する回転モータ144と、支持フレーム142に対してZ軸方向に沿って上下動可能に支持されると共に吸着ノズル141回転可能に支持する移動体145と、ノズル141に対してZ軸方向に沿って上下動動作を付与する駆動源であるZ軸モータ146と、を備えている。
制御部10は、図5に示すように、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140において吸着ノズル141の昇降を行うZ軸モータ146、吸着ノズル141の回転を行う回転モータ144、吸着ノズル141への負圧の供給と停止を切り換える切り換え用電磁弁153、電子部品Cの搭載時に基板位置を認識するための基板撮像カメラ152、搬送部160b(部品テープA)を搬送方向Lに搬送する駆動モータ164、電流が付与されて上下振動する振動部165等と接続される。
そして、制御部10は、例えば、上記各構成について各種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(モータ制御手段、振動部制御手段、特定手段)と、当該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、各種設定情報等が格納される不揮発性の記憶装置17(記憶手段)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。
そして、例えば、CPU30が、当該駆動パターンデータに基づいて、ポインタを設定し、当該ポインタに基づく駆動時間で特定のコイル端子に電流を流し、ポインタを切換えて同様の過程を繰り返して駆動モータ164を駆動させることで、図7(A)に示すような加速度/速度変化をもたせることができる。これにより、例えば、図7(A)の「加速度」や「速度」に示すような、駆動モータ164を急激に加速させた後緩やかに減速させることで、図4の搬送方向Lと逆向きの慣性力が電子部品Cと収容部161aとの摩擦力に打ち勝った場合、電子部品Cが搬送方向Lと逆向きに移動を行うため、電子部品Cの吸着ノズル141による吸着位置を図4の収容部160aの端部A1に調整することが可能となる。
さらに、駆動パターンデータには、図7(A)(B)に示すように、駆動モータ164の加速度が最大値を示す近傍(加速度の絶対値が所定値以上となるタイミング)で振動部165に電流を付与し、振動部165を上下振動させるための電流値/電流を付与する時間に関するデータ(例えば、図7(D)のAvib)が含まれる。つまり、振動部165を上下振動させることにより、電子部品Cと収容部161aとの摩擦力の影響を緩和することができるので、一層確実に電子部品Cの吸着位置を収容部161aの端部に調整することが可能となる。
なお、図7(C)の「X」「Y」「X′」「Y′」は、駆動モータ164内の各々のコイル端子に電流が流れる状態/流れない状態の時間的変化を示しており、各々縦線で囲われた領域は、左から順に図6のテーブル180のポインタ0〜7の状態に対応している。
また、上記駆動パターンは、電子部品Cと収容部161aとの摩擦と駆動モータ164の加速度との対応関係を計算により求めて定めても良いが、振動部165により電子部品Cに振動を付与した状態で部品テープAを搬送して、実際に収容部161a内で電子部品Cが端部A1又はA2側に移動するための加減速パターンを試験的に求めることで定めても良い。
具体的には、CPU30は、搭載データを読み込み、基板に搭載する電子部品Cの識別子を取得し、当該識別子に基づいてフィーダ情報から当該電子部品Cを供給する電子部品フィーダ160を特定する。そして、CPU30は、特定された電子部品フィーダ160より部品テープ番号を取得して当該電子部品Cを送る部品テープAを特定し、上記部品テープ番号に対応する駆動モータ164の駆動パターンを駆動パターンデータより抽出する。そして、CPU30は、上記抽出した駆動パターンに基づいて駆動モータ164を駆動制御するとともに、振動部165の上下振動を制御することにより、基板上に搭載する電子部品Cの吸着ノズル141による吸着位置を収容部161aの端部に調整することができる。
図8のフローチャートを用いて本実施形態における電子部品搭載装置100による電子部品Cの吸着位置調整処理について説明する。
次いで、CPU30は、ステップS1にて特定された電子部品フィーダ160に配設される部品テープAの番号(部品テープ番号)をフィーダ情報より取得する(ステップS2)。
次いで、CPU30は、ステップS2にて特定した部品テープ番号に応じて駆動モータ164の駆動パターンを決定する(ステップS3)。
次いで、CPU30は、駆動パターンデータを参照して、ステップS3にて決定した駆動パターンで駆動モータ164が駆動するように、テーブル180や、上記テーブル180に記載される各々のポインタに基づいて駆動モータ164を駆動する時間(タイマ値)や、上記駆動時の電流値等を読み込み、現在ポインタ(例えば、図5のポインタ0)及びタイマ値(例えば、図4(C)及び図5のポインタ0に対応するコイル端子「X」「Y′」へ電流を付与する時間であり、図4(E)の4.5msに対応する)を設定し、当該ポインタに対応するコイル端子に電流を付与して駆動モータ164の駆動を開始する(ステップS4)。また、この際、CPU30は、駆動パターンデータに基づいて振動部165を上下振動させるタイミングを設定して当該タイミングに応じて振動部165に電流を付与するとともに、タイマ値に対する計時処理を開始する。なお、タイマ値が0msと設定されている場合を、駆動モータ164を停止するタイミングとする。
次いで、CPU30は、移行させたポインタに該当する欄がテーブル180に存在するか否か(つまり、移行させたポインタがテーブル180のポインタの最大値を超過したものとなっているか否か)を判断し(ステップS7)、存在しないと判断した場合(ステップS7;No)、現在のポインタをテーブル180の先頭ポインタに戻す(ステップS8)。
次いで、CPU30は、ステップS7にて存在すると判断した場合(ステップS7;Yes)のポインタ、及び、ステップS8にて変更された先頭ポインタのタイマ値を駆動パターンデータより読み込む(ステップS9)。
そして、CPU30が、ステップS9にて読み込まれたタイマ値が0であると判断した場合(ステップS10;Yes)は本処理を終了し、0でないと判断した場合(ステップS10;No)はステップS5以降の処理を繰り返す。
したがって、本発明は、簡易な構成で、電子部品における吸着ノズルの吸着位置調整を確実に行い、電子部品の実装に要する時間を短縮することができる電子部品搭載装置であるといえる。
具体的には、上記実施形態において、図7(A)(B)に示すように、駆動モータ164
を急激に加速させた後緩やかに減速させ、振動部165を上記加速時の最大加速度近傍より上下振動させることで、電子部品Cの吸着ノズル141による吸着位置を図4の収容部161aの端部A1に調整させているが、例えば、図9(A)(B)に示すように、駆動モータ164を緩やかに加速させた後急激に減速させ、振動部165を上記減速時の最大加速度近傍より上下振動させることで、電子部品Cの吸着ノズル141による吸着位置を図4の収容部161aの端部A2に調整させるように構成してもよい。
17 記憶装置(記憶手段)
30 CPU(モータ制御手段、振動部制御手段、特定手段)
100 電子部品搭載装置
140 ヘッド
141 吸着ノズル
160 電子部品フィーダ
160a 吸着領域
160b 搬送部
161a 収容部
164 駆動モータ
165 振動部
A 部品テープ
C 電子部品
K 基板
Claims (3)
- 電子部品を供給する電子部品フィーダと、前記電子部品フィーダにより供給された電子部品を吸着する吸着ノズルを備えたヘッドと、を備え、前記吸着ノズルに吸着された電子部品を基板に搭載する電子部品搭載装置において、
前記電子部品フィーダは、
前記電子部品を個別に収容する収容部を有する部品テープを前記吸着ノズルにより前記電子部品が吸着される吸着領域まで搬送する搬送部と、
前記搬送部を駆動する駆動モータと、
前記吸着領域近傍で前記部品テープの下面に当接し、前記電子部品を上下振動させる振動部と、
を有し、
前記駆動モータの駆動パターンを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された駆動パターンに基づいて前記駆動モータを駆動制御するモータ制御手段と、
前記モータ制御手段による駆動制御の際、前記振動部の上下振動を制御する振動部制御手段と、
を備え、
前記駆動パターンは、前記部品テープの搬送動作における加速と減速の一方の加速度による前記部品テープ内の電子部品の慣性力のみが、前記振動部による振動時の当該電子部品と当該電子部品が収容される収容部との摩擦に打ち勝つように設定され、
前記振動部制御手段は、前記駆動モータの加速度の絶対値が所定値以上となるタイミングで前記振動部が上下振動するように制御することを特徴とする電子部品搭載装置。 - 請求項1に記載の電子部品搭載装置において、
前記基板に搭載する電子部品を搬送する部品テープを特定する特定手段を備え、
前記電子部品フィーダは、複数の電子部品を各々供給するように複数設けられており、
前記記憶手段は、前記駆動モータの駆動パターンを、電子部品を搬送する部品テープごとに記憶しており、
前記モータ制御手段は、
前記特定手段により特定された部品テープに応じた駆動パターンを前記記憶手段より抽出し、当該抽出した駆動パターンで前記駆動モータを駆動制御することを特徴とする電子部品搭載装置。 - 請求項1に記載の電子部品搭載装置において、
前記電子部品に作用する前記搬送動作における加速の向きと逆方向の慣性力により、前記電子部品を前記摩擦による摩擦力の作用方向と逆向きに移動させることで、前記電子部品を吸着領域における収容部の端部に位置させることを特徴とする電子部品搭載装置。
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