JP2014187157A

JP2014187157A - 電子部品装着装置

Info

Publication number: JP2014187157A
Application number: JP2013060627A
Authority: JP
Inventors: Makio Kameda; 真希夫亀田; Katsumi Hirano; 克美平野
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-10-02
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: JP6110172B2

Abstract

【課題】電子部品装着装置が運転を停止しているとき、作業者による装着ヘッドの移動先の指定を大幅に簡略化すること、また、作業者による移動先の指示が終了してビーム及び装着ヘッドを移動させるまでの時間を短縮すること。
【解決手段】移動を停止している前記装着ヘッド７Ａの現在位置をモニタ３３４に表示すると共に、作業者により前記装着ヘッド７Ａの移動先の位置をタッチパネルスイッチ３５にて指定可能であり、指定された前記装着ヘッド７Ａの移動先の位置を表示するモニタ３４を備え、ＣＰＵ３０は、指定された移動先の位置に前記装着ヘッドが移動するように前記Ｘ軸モータ１２及びＹ軸モータ９を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置に関する。

この種の電子部品装着装置は、例えば特許文献１などに開示されている。

この種の電子部品装着装置にあっては、Ｙ方向に移動するビームには、このビームに沿って移動する装着ヘッドが設けられ、装着ヘッドに設けられた複数の取出保持具により電子部品供給装置から電子部品を取出し、ビームを移動させ、装着ヘッドを平面方向に移動させ、保持している電子部品を基板上に装着する。

そして、駆動モータによりＹ方向に設けられたネジ軸を回転させてビームを移動させるビームの移動機構が、特許文献１に記載されている。

特開２０１２−１８６２３２号公報

このようなビームの移動機構を備えた電子部品装着装置で、例えばビームの移動機構がネジ軸を備え、このネジ軸をモータにより回転せることによりビームを移動させる機構では、作業者が手動でビームを押す或いは引いてビームをＹ方向に移動させるためには、装置のカバーを開け、ある程度大きな力により手動でビームを移動させる必要があり手間と労力がかかるという問題が発生する。

そこで本発明は、電子部品装着装置が運転を停止しているとき、ビームを容易に移動できるようにし、また、作業者による装着ヘッドの移動先の指定を大幅に簡略化することを目的とする。

このため第１の発明は、Ｙ軸駆動機構によりＹ方向に移動するビームと、このビームに設けられＸ軸駆動機構によりビームに沿ってＸ方向に移動して基板上に電子部品を装着する装着ヘッドと、前記Ｙ軸駆動機構及びＸ軸駆動機構を制御する制御装置とを備えた電子部品装着装置において、
移動を停止している前記装着ヘッドの現在位置を表示すると共に、作業者により前記装着ヘッドの移動先の位置を指定可能であり、指定された前記装着ヘッドの移動先の位置を表示するモニタを備え、前記制御装置は、指定された移動先の位置に前記装着ヘッドが移動するように前記Ｘ軸駆動機構及びＹ軸駆動機構を制御することを特徴とする。

また第２の発明は、第１の発明において前記モニタは、タッチパネルスイッチを備え、このタッチパネルスイッチを押圧することで、前記装着ヘッドの移動先の位置が指定され、且つ、移動先の位置が前記モニタに表示されることを特徴とする。

また第３の発明は、第２の発明において、前記モニタは、前記装着ヘッドのＹ方向の移動可能範囲及びＸ方向の移動可能範囲を表示し、前記移動可能範囲の内側に前記ビーム及び装着ヘッドを表示することを特徴とする。

また第４の発明は、第３の発明において前記モニタが、前記移動可能範囲の内側に前記現在の位置に停止している前記装着ヘッドを表示し、且つ、前記装着ヘッドの指定された移動先の位置を前記現在の位置の装着ヘッドの表示形態と異なる表示形態で表示することを特徴とする。

また第５の発明は、第１乃至第４のいずれかの発明において前記Ｘ軸駆動機構がＸ方向に配置されたネジ軸と、このネジ軸を回転させるＸ軸モータとを備えていることを特徴とする。

本発明は、電子部品装着装置が運転を停止しているとき、ビームを容易に移動できるようにし、また、作業者による装着ヘッドの移動先の指定を大幅に簡略化することができる。

電子部品装着装置の概略平面図である。電子部品装着装置の制御ブロック図である。ヘッドを移動させる際の動作に係るフローチャートを示す図である。モニタでの装着ヘッドの移動位置指定の表示画面を示す図である。各装着ヘッドの移動範囲の説明図である。モニタでの装着ヘッドの移動終了後の表示画面を示す図である。

以下図に基づいて、プリント基板上に電子部品を装着するための生産ラインを構成する電子部品装着装置について、実施の形態を説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図で、該装着装置１の機台２上には種々の電子部品を夫々その部品取出し部（部品吸着取出位置）に１個ずつ供給する部品供給ユニット３が複数並設されている。対向する部品供給ユニット３群の間には、供給コンベア４、位置決め部５及び排出コンベア６が設けられている。前記供給コンベア４は上流側装置より受けた基板としてのプリント基板Ｐを前記位置決め部５に搬送し、位置決め部５で図示しない位置決め機構により位置決め固定された該基板Ｐ上に電子部品が装着された後、排出コンベア６に搬送され、この排出コンベア６を介して下流装置に搬送する。

８Ａ、８ＢはＸ方向に長い一対のビームであり、夫々のビームは夫々のビームに対応して設けられてＹ方向に設けられたＹ軸モータ９（図２では、一方のY軸モータのみを図示している。）の駆動によりネジ軸１０を回転させ、左右一対のガイド１１に沿ってプリント基板Ｐや部品供給ユニット３の部品吸着取出位置上方を個別にＹ方向に移動する。なお、Ｙ軸モータ９とネジ軸１０とからＹ軸駆動機構が構成されている。また、ネジ軸１０によらず、リニアモータによりビーム８Ａ、８Ｂを駆動するようにしてもよい。

各ビーム８Ａ、８Ｂにはその長手方向、即ちＸ方向にＸ軸駆動機構としてのＸ軸モータ１２によりガイド(図示せず)に沿って移動する装着ヘッド７Ａ、７Ｂが夫々設けられている（図２では、各ビーム８Ａ、８Ｂに設けられたX軸モータのうち一方のX軸モータのみを図示している。また、Ｘ軸駆動機構はＹ軸と同様なネジ軸により構成されていてもよく、またリニアモータにより駆動されるように構成されていてもよい。）。各装着ヘッド７Ａ又は７Ｂには複数の吸着ノズル１７Ａ、１７Ｂ又は１７Ｃ、１７Ｄを上下動させるための上下軸モータ１３がそれぞれ２個搭載され、また鉛直軸周りに回転させるためのθ軸モータ１４がそれぞれ搭載されている。従って、２個の装着ヘッド７Ａ、７Ｂ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、かつ上下動可能となっている。

１６は部品認識カメラで、部品保持具としての吸着ノズル１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄに吸着保持された電子部品を撮像する。１８は前記装着ヘッド７Ａ、７Ｂに設けられたレーザ変位計などの高さレベル測定装置で、レーザ光をプリント基板Ｐに照射して、その反射光を受光することにより前記位置決め部５で位置決めされたプリント基板Ｐの高さレベルを測定する。

次に、図２の制御ブロック図において、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）３０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）３１及び各種データを格納するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３２がバスライン３３を介して接続されている。また、ＣＰＵ３０には操作画面等を表示するモニタ３４及び該モニタ３４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３５がインターフェース３６を介して接続されている。また、前記Ｙ軸モータ９等が駆動回路３８、インターフェース３６を介して前記ＣＰＵ３０に接続されている。また、入力手段としてのタッチパネルスイッチ３５を押圧操作することにより、或いはマウス３９等のポインティングデバイスを使用してモニタ画面に表示されたカーソルにて位置の指定を行い、各種設定或いは指示をすることができる。

前記ＲＡＭ３２には、プリント基板Ｐの生産ラインを構成する１台の電子部品装着装置１の電子部品の装着に係る装着データがプリント基板Ｐの種類毎に記憶されており、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であるＸ座標、Ｙ座標及び角度情報や、各部品供給ユニット３の配置番号情報等が格納されている。

なお、この電子部品装着装置１のみが扱う装着データの他、生産ラインとして複数台の電子部品装着装置１を並設した場合にあっては、このプリント基板Ｐに装着される全ての電子部品の装着に係る装着データ、言い換えると、並設された全ての各電子部品装着装置の各装着データの和（図３参照）から構成された装着データも前記ＲＡＭ３２に格納されている。

また、前記ＲＡＭ３２には、この電子部品装着装置１の前記各部品供給ユニット３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いるが、生産ラインとして複数台の電子部品装着装置１を並設した場合にあっては、この複数台の電子部品装着装置１毎の配置データが前記ＲＡＭ３２に格納されている。

更に、全ての電子部品装着装置において装着される電子部品の部品ＩＤ毎に電子部品のＸ方向、Ｙ方向の長さ、電子部品を収納する収納テープの種類等に関する部品ライブラリデータが格納されている。

３７はインターフェース３６を介して前記ＣＰＵ３０に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ１６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３７にて行われ、ＣＰＵ３０に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ３０は部品認識カメラ１６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３７に出力すると共に、認識処理結果を認識処理装置３７から受取るものである。

以下、プリント基板Ｐの生産動作について説明すると、先ずプリント基板Ｐが上流側装置（図示せず）より受継がれて供給コンベア４上に存在すると、供給コンベア４上のプリント基板Ｐを位置決め部５へ移動させる。

このとき、基板搬送方向における基準としての位置規制装置の位置決めピン（図示せず）に当該プリント基板Ｐが係止して停止することとなる。そして、Ｚクランプ機構（図示せず）が作動して、プリント基板Ｐの高さ方向のレベルを一定として、プリント基板Ｐの上下方向の位置決めをすることができ、３次元方向の位置決めをして固定することができる。

更に、バックアップベース（図示せず）の複数の凹溝に生産すべきプリント基板Ｐに必要なバックアップピンが挿入されており、該バックアップベースの上昇により、このバックアップピンがプリント基板Ｐの裏面に当接し、該基板Ｐを水平に保持するように押し上げ支持する。

このようにして、プリント基板Ｐの位置決め動作が終了する。

次に、位置決め部５に搬送されたプリント基板Ｐ上にＲＡＭ３２に格納された装着データに従い、吸着ノズル１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７の何れかが装着すべき電子部品を所定の部品供給ユニット３から吸着して取出し保持して、部品認識カメラ１６上方を通過して、吸着ノズルに吸着保持された各電子部品を撮像し、認識処理装置３７で認識処理し、その結果に基づいて装着データの装着座標に部品認識結果を加味して位置ずれを補正しつつ、それぞれ電子部品をプリント基板Ｐ上に装着する。

上述したように、プリント基板P上への電子部品の装着運転が行われているとき、例えば、吸着ノズルに吸着保持された各電子部品を部品認識カメラ１６が撮像し、認識処理装置３７で認識処理した結果、部品が落下していると判定されたときは、そのことをモニタ３４に表示する。そして、作業者が表示を確認して電子部品装着装置１の図示しない停止スイッチを操作すると、Ｙ軸モータ９等の各軸のモータが停止し、電子部品装着装置１の運転が停止する。

上述したように、電子部品装着装置１の運転が停止しているとき、即ち、電子部品装着装置１が電子部品のプリント基板への装着運転を停止し、例えば、各装着ヘッド７Ａ、７Ｂが電子部品保持していない状態で停止しており、各ビーム８Ａ、８Ｂも停止しているときに、作業者が装着ヘッド７Ｂを自動的に移動させる際の作業者による操作、及び電子部品装着装置１の動作について、図１、図２、図３のフローチャートの図、図４のモニタの表示画面の図、及び図５の各装着ヘッドの移動範囲の説明図に基づいて説明する。
また例えば、電子部品供給装置に部品切れが発生して電子部品装着装置が基板への電子部品の装着運転を停止しているとき、或いは、電子部品を装着する基板の種類が変更され、基板の搬送路の幅の変更などの段取りを行うために、電子部品装着装置が基板への電子部品の装着運転を停止しているときにも下記のようにして装着ヘッド７Ｂを自動的に移動させることができる。

作業者が、電子部品装着装置１が停止しているときにモニタ３４に表示されている図示しない表示画面上のページ送りスイッチ部を押すと、図４に示した装着ヘッドの移動指示の操作画面に入り、操作画面がモニタ３４に表示される（ステップＳ１）。この操作は電子部品装着装置１が停止しているときに装着ヘッド７Ａ，７Ｂ及びビーム８Ａ，８Ｂ等を覆うカバーを開けることなく行うことができる。

操作画面が表示されると、ＣＰＵ３０が装着ヘッド７Ａ、７Ｂの現在位置であるＸ軸現在位置及びＹ軸現在位置をＲＡＭ３２から取得する（ステップＳ２）。また、ＣＰＵ３０は。装着ヘッド７Ａの現在位置であるＸ軸現在位置及びＹ軸現在位置ＢをＲＡＭ３２から取得する（ステップＳ３）。そして、ＣＰＵ３０からの信号に基づいて、モニタ３４は図４に示したように、電子部品装着装置の平面を模式的に表した装着ヘッドの移動位置指定の表示画面を表示する。この表示画面において、装着ヘッド７Ａ，7ＢのＹ方向の移動可能範囲を合わせたＹ方向の範囲を縦の辺Ｌ１とし、各装着ヘッド７Ａ、７Ｂの共通のＸ方向の移動可能範囲を横の辺Ｌ２とした矩形の移動可能範囲Ｌが表示され（図５参照）、この移動可能範囲の内側に各装着ヘッド７Ａ、７Ｂの現在位置が実線で示すように描画されて表示される（ステップＳ４）。このとき、各装着ヘッドの現在位置と共に、各ビーム８Ａ、８Ｂの位置も模式的に描画されて表示される。

次に、作業者がモニタ３４の表示を見ながら、モニタ上の移動させたい装着ヘッド、例えば装着ヘッド７Ｂをタッチする（ステップＳ５）。作業者がタッチすると、表示されている装着ヘッド７Ｂの状態は、点灯状態から点滅状態に切り替わり（ステップＳ６）、指定されたことがモニタ３４の表示画面から分かる。

次に、作業者が装着ヘッド７ｂを移動させたい場所（移動先）をモニタ３４の画面上でタッチするすると（ステップＳ７）、モニタ３４からの信号に基づいてＣＰＵ３０は、タッチした位置により位置決め部５における移動先のＸＹ座標を算出する（ステップＳ８）。そして、ＣＰＵ３０は、指定された移動位置（移動先の位置）が装着ヘッド７Ｂの移動範囲内か否かをチェックする（ステップＳ９）。

即ち、ＲＡＭ３０或いはＰＯＭ３１には、図５に示したように、装着ヘッド７Ａと装着ヘッド７Ｂの双方のＸ軸可動範囲とＹ軸可動範囲とが予め記憶されている。そして、装着ヘッド７Ｂの移動位置が、装着ヘッド７ＢのＸ軸可動範囲内及びＹ軸可動範囲内に入っているか否かが判定され、装着ヘッド７Ｂの移動位置が、装着ヘッド７ＢのＸ軸可動範囲内及びＹ軸可動範囲内に入っている場合には、判定結果（ステップＳ１０）は「ＯＫ」であり、ＣＰＵ３０からの指示により、モニタ３４の表示画面において、図４に破線にて示すように移動位置に装着ヘッド７ｂが点滅して表示される（ステップＳ１１）。

また、ＣＰＵ３０は、上述した装着ヘッド７ｂの点滅表示の指示と、例えば同時に、Ｘ軸モータ９及びＹ軸モータ１２へ駆動信号を出力し、各軸のモータは運転を開始し、装着ヘッド７Ｂがビーム８Ｂに沿って移動する共に、ビーム８ＢがＹ方向に移動し、装着ヘッド７Ｂは、ＸＹ方向に移動を開始する（ステップＳ１２）。そして、Ｘ軸モータ９及びＹ軸モータ１２が停止し、装着ヘッド７Ｂの移動が終了する（ステップＳ１３）。

ＣＰＵ３０からの信号に基づいてモニタ３４では、移動位置での装着ヘッド７Ｂの点滅状態が点灯状態に切り替わり、装着ヘッド７ｂが図６の実線で示されるように描画され（ステップＳ１４）、装着ヘッド７Ｂの移動指示操作及び移動動作が終了する。

以上説明したように、電子部品装着装置１がプリント基板への電子部品の装着運転を停止し、作業者が装着ヘッド７Ｂを移動させたいときには、モニタ３４に表示された装着ヘッドの移動位置指定の表示画面で、作業者が装着ヘッドＢの移動先をモニタ画面即ちタッチパネルスイッチを押圧してまたはマウスのカーソル移動により指定することにより、容易に且つ短時間で移動先を指定することができ、各ビーム８Ａ、８Ｂを移動させる機構にネジ軸が用いられている場合においても、移動位置を指定するで、作業者が装着ヘッド７Ｂを手動で移動させなくとも装着ヘッド７Ｂを移動位置まで自動的に移動させることができる。また、リニアモータの駆動による装着ヘッド７Ａ，7Ｂの移動の場合であっても手動で移動させるよりは容易に移動させることができる。但し、ネジ軸駆動の場合のほうが手動で押すより大きな力が必要となるため、モニタ３４により移動先を指定して自動的に移動させることが有効である。

また、上述したステップＳ９での指定された移動位置のチェック時、装着ヘッド７Ｂの移動位置が、装着ヘッド７ＢのＸ軸可動範囲内とＹ軸可動範囲との何れかに入っていないと判定された場合には、判定結果（ステップＳ１０）は「ＮＧ」であり、ＣＰＵ３０からの指示により、モニタ３４の表示画面において、装着ヘッド７Ｂの点滅は終了する（ステップＳ１５）。

そして、モニタ３４の表示画面には、ＣＰＵ３０からの指示により、破線にて示した位置に、「指定位置には移動できません」と表示される（ステップＳ１６）。この表示により、作業者は、指定した移動位置が誤っていたことを位置の指定後直ちに知ることができ、移動位置を指示し直すことができる。

なお、装着ヘッド７Ａについても、装着ヘッド７ｂと同様に、モニタ３４の表示画面を用いて、移動位置を指定することができる。また、装着ヘッド７Ａを自動的に指定位置まで移動させることができる。

また、図４に示したように、一方の装着ヘッド７Ｂの移動位置（図４の装着ヘッド７ｂの位置）が指定されたとき、他方の装着ヘッド７Ａが破線にて示した装着ヘッド７ａの位置に停止しており、この停止位置が、Ｙ方向において、装着ヘッド７Ｂの移動先の位置より移動前の装着ヘッド７Ｂに近い場合（図４では、下の位置であった場合）には、装着ヘッド７Ｂが移動を開始する前、或いは移動中に、装着ヘッド７Ａは装着ヘッド７Ｂから離れる方向であり、装着ヘッド７Ｂの移動先の位置（７ｂで表わした位置）より、図４で上の位置まで装着ヘッド７ａがＹ方向に移動するように、ＣＰＵ３０はＹ軸モータを制御する。この結果、装着ヘッド７Ｂが装着ヘッド７ｂの位置まで移動するとき、装着ヘッド７ａと干渉することを回避することができ、移動位置を指定することで、装着ヘッド７Ａの現在位置に関係なく、装着ヘッド７Ｂを移動位置まで移動することができる。または、装着ヘッド７Ｂの移動と干渉しないＸ方向に装着ヘッド７Ａが移動して退避するようにしてもよい。モニタには装着ヘッドのみの表示でも良いが、ビームを一緒に表示することにより一対の装着ヘッドのいずれの装着ヘッドが表示されているかを識別することが容易となる。
また、作業者が、電子部品装着装置に設けられたモニタのタッチパネルを押圧し、装着ヘッドの移動先を指定可能な画面に切り換え、移動先のＸ座標及びＹ座標を入力してから装着ヘッドの移動を指示できるようにしてもよい。但し、このようにした場合、作業者による座標の入力作業時に、入力間違えを防止するために、座標の入力作業が作業者にとり煩雑になるため、モニタによりタッチパネルで移動先の位置を指定することにより、より簡単に装着ヘッドの移動をさせることができる。

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。

１電子部品装着装置
５位置決め部
７Ａ、７Ｂ装着ヘッド
７ｂ移動先を示した装着ヘッド
８Ａ、８Ｂビーム
９Ｙ軸モータ（Ｙ軸駆動機構）
１０ネジ軸（Ｙ軸駆動機構）
１２Ｘ軸モータ（Ｘ軸駆動機構）
１７Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ吸着ノズル
１８高さレベル測定装置
３０ＣＰＵ（制御装置）
３２ＲＡＭ
３４モニタ（表示装置）
３５タッチパネルスイッチ
３９マウス
Ｐプリント基板

Claims

Ｙ軸駆動機構によりＹ方向に移動するビームと、このビームに設けられＸ軸駆動機構によりビームに沿ってＸ方向に移動して基板上に電子部品を装着する装着ヘッドと、前記Ｙ軸駆動機構及びＸ軸駆動機構を制御する制御装置とを備えた電子部品装着装置において、
移動を停止している前記装着ヘッドの現在位置を表示すると共に、作業者により前記装着ヘッドの移動先の位置を指定可能であり、指定された前記装着ヘッドの移動先の位置を表示するモニタを備え、前記制御装置は、指定された移動先の位置に前記装着ヘッドが移動するように前記Ｘ軸駆動機構及びＹ軸駆動機構を制御することを特徴とする電子部品装着装置。
前記モニタは、タッチパネルスイッチを備え、このタッチパネルスイッチを押圧することで、前記装着ヘッドの移動先の位置が指定され、且つ、移動先の位置が前記モニタに表示される
ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
前記モニタは、前記装着ヘッドのＹ方向の移動可能範囲及びＸ方向の移動可能範囲を表示し、前記移動可能範囲の内側に前記ビーム及び装着ヘッドを表示する
ことを特徴とする請求項２に記載の電子部品装着装置。
前記モニタが、前記移動可能範囲の内側に前記現在の位置に停止している前記装着ヘッドを表示し、且つ、前記装着ヘッドの指定された移動先の位置を前記現在の位置の装着ヘッドの表示形態と異なる表示形態で表示する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子部品装着装置。
前記Ｘ軸駆動機構がＸ方向に配置されたネジ軸と、このネジ軸を回転させるＸ軸モータとを備えている
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電子部品装着装置。