JP2018073855A - Surface mounter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品を基板に実装する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for mounting an electronic component on a substrate.
フィーダにより供給される電子部品を、保持ヘッドにより保持して、基板上に実装する表面実装機が知られている。下記特許文献1には、フィーダによる部品の送り時間を測定し、それを基にして、保持ヘッドの下降動作を実施する点について開示がある。 2. Description of the Related Art A surface mounter is known that mounts electronic components supplied by a feeder on a substrate while holding the electronic components by a holding head. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses that the time for feeding a part by a feeder is measured, and the lowering operation of the holding head is performed based on the measured time.
上記の構成では、フィーダによる部品の送り時間を測定し、それに合わせて保持ヘッドを下降させることから、フィーダが部品の送り動作を完了させるタイミングと、保持ヘッドが下降動作を完了させるタイミングとを精度よく一致させることが出来る。しかしながら、フィーダの送り時間は、生産中、必ずしも一定ではなく、例えば、部品供給テープに収納された電子部品の残数が多い時と、少ない時で異なる。そのため、2つのタイミングを精度よく一致させるには、生産中、電子部品の送り時間を動的に変更する必要があり、改良の余地があった。 In the above configuration, the part feed time by the feeder is measured and the holding head is lowered accordingly, so the timing at which the feeder completes the part feeding operation and the timing at which the holding head completes the lowering operation are accurate. Can match well. However, the feeding time of the feeder is not necessarily constant during production. For example, the feeder feeding time differs depending on whether the remaining number of electronic components stored in the component supply tape is large or small. Therefore, in order to match the two timings with high accuracy, it is necessary to dynamically change the feeding time of the electronic component during production, and there is room for improvement.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、フィーダが部品の送り動作を完了させるタイミングと、保持ヘッドが下降動作を完了させるタイミングとを精度よく一致させることを目的とする。 The present invention has been completed based on the above-described circumstances, and an object thereof is to accurately match the timing at which the feeder completes the parts feeding operation and the timing at which the holding head completes the lowering operation. To do.
本発明は、電子部品を基板に実装する表面実装機であって、電子部品を部品供給位置に間欠的に送出するフィーダと、電子部品を保持する保持ヘッドを昇降可能に支持するヘッドユニットと、前記ヘッドユニットに対して前記保持ヘッドを昇降させる昇降部と、前記ヘッドユニットを基台上において移動させる駆動部と、前記ヘッドユニット及び前記保持ヘッドの移動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記フィーダによる電子部品の送り時間に基づいて、前記フィーダによる電子部品の送り動作の終了タイミングと前記保持ヘッドの下降動作の終了タイミングが一致するように、前記保持ヘッドの下降動作を制御すると共に、前記フィーダは、電子部品の送り時間を計測する計測部を有し、前記制御部は、前記フィーダによる電子部品の送り時間のデータを、前記基板の生産中に前記計測部により計測された計測値に基づいて更新する。尚、基板の生産中とは、基板に対して電子部品の実装作業を行っている期間を意味する。この構成では、正確な送り時間を把握することが出来るので、フィーダが電子部品の送り動作を完了させるタイミングと、保持ヘッドが下降動作を完了させるタイミングを精度よく一致させることができる。 The present invention is a surface mounter for mounting an electronic component on a substrate, a feeder that intermittently sends the electronic component to a component supply position, a head unit that supports a holding head that holds the electronic component in a vertically movable manner, An elevating unit for elevating the holding head relative to the head unit, a drive unit for moving the head unit on a base, and a control unit for controlling movement of the head unit and the holding head, The control unit performs the lowering operation of the holding head based on the feeding time of the electronic component by the feeder so that the end timing of the feeding operation of the electronic component by the feeder matches the end timing of the lowering operation of the holding head. The feeder has a measuring unit that measures the feeding time of the electronic component, and the control unit is configured to The data of the part feeding time is updated based on the measurement value measured by the measuring unit during the production of the substrate. In addition, during production of a board | substrate means the period which is mounting the electronic component with respect to a board | substrate. In this configuration, since an accurate feeding time can be grasped, the timing at which the feeder completes the feeding operation of the electronic component can be accurately matched with the timing at which the holding head completes the lowering operation.
本発明の一実施態様として、前記制御部は、前記フィーダによる電子部品の送り時間と、前記保持ヘッドが初期高さから電子部品の高さまで下降するのに要する下降時間とに基づいて、前記フィーダによる電子部品の送り動作の終了タイミングと前記保持ヘッドの下降動作の終了タイミングが一致するように、前記保持ヘッドの下降開始タイミングを決定する。この構成では、保持ヘッドの下降開始タイミングを調整することで、フィーダによる電子部品の送り動作の終了タイミングと保持ヘッドの下降動作の終了タイミングを一致させることが出来る。 As an embodiment of the present invention, the control unit is configured to control the feeder based on a feeding time of the electronic component by the feeder and a descending time required for the holding head to descend from the initial height to the height of the electronic component. The descent start timing of the holding head is determined so that the end timing of the feeding operation of the electronic component by and the end timing of the descent operation of the holding head coincide with each other. In this configuration, by adjusting the lowering start timing of the holding head, the end timing of the feeding operation of the electronic component by the feeder can be matched with the end timing of the lowering operation of the holding head.
本発明の一実施態様として、前記制御部は、前記ヘッドユニットが前記フィーダ上に移動するための移動時間から前記保持ヘッドの下降時間を引いた第1時間と、前記フィーダの送り時間から前記保持ヘッドの下降時間を引いた第2時間とを比較し、前記ヘッドユニットの移動と前記フィーダの送りを開始した時点から、前記第1時間、第2時間のうち、長い側の時間が経過したタイミングで、前記保持ヘッドの下降を開始することが好ましい。この構成では、以下の効果が得られる。第1時間が長い場合、第1時間が経過したタイミングで保持ヘッドの下降を開始することで、保持ヘッドが周囲と干渉することを抑制出来る。また、第2時間が長い場合、第2時間が経過したタイミングで保持ヘッドの下降を開始することで、保持ヘッドによる電子部品の保持ミスを抑制できる。 As an embodiment of the present invention, the control unit may perform the holding from the feeding time of the feeder by subtracting the descent time of the holding head from the moving time for the head unit to move onto the feeder. Compared with the second time obtained by subtracting the head descent time, the timing at which the longer time of the first time and the second time has elapsed from the start of the movement of the head unit and the feeding of the feeder Thus, it is preferable to start the descent of the holding head. With this configuration, the following effects can be obtained. When the first time is long, it is possible to suppress the holding head from interfering with the surroundings by starting the descent of the holding head at the timing when the first time has elapsed. In addition, when the second time is long, it is possible to suppress an electronic component holding error by the holding head by starting the descent of the holding head at the timing when the second time has elapsed.
本発明の一実施態様として、前記計測部は、前記基板の生産中に、前記送り時間の計測を複数回行い、前記制御部は、前記フィーダの送り時間のデータを、計測された送り時間のうち最悪値に更新することが好ましい。この構成では、複数の計測値に基づいて、より正確な送り時間を把握することが出来る。また、送り時間を、最悪値に更新することで、保持ヘッドによる電子部品の保持ミスをより確実に抑制できる。 As one embodiment of the present invention, the measurement unit performs the measurement of the feed time a plurality of times during the production of the substrate, and the control unit obtains the feed time data of the feeder for the measured feed time. It is preferable to update to the worst value. In this configuration, it is possible to grasp a more accurate feed time based on a plurality of measurement values. Further, by updating the feeding time to the worst value, it is possible to more reliably suppress an electronic component holding error by the holding head.
本発明の一実施態様として、前記制御部は、前記計測部による計測値に異常があった場合、フィーダの異常を外部に報知する。 As one embodiment of the present invention, the control unit notifies the feeder of the abnormality to the outside when the measurement value by the measurement unit is abnormal.
本発明によれば、フィーダが部品の送り動作を完了させるタイミングと、保持ヘッドが下降動作を完了させるタイミングとを精度よく一致させることを目的とする。 According to the present invention, it is an object to accurately match the timing at which the feeder completes the component feeding operation and the timing at which the holding head completes the lowering operation.
本発明の一実施形態を図1〜図14を参照して説明する。
1.表面実装機本体の全体構成
図1は表面実装機の正面図、図2は表面実装機の平面図、図3はヘッドユニットの支持構造を示す部分拡大図である。図1、図2に示すように、表面実装機10は、電子部品の実装処理を行う表面実装機本体10Aと、電子部品を供給する複数のフィーダ100とを含む。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1. 1 is a front view of a surface mounter, FIG. 2 is a plan view of the surface mounter, and FIG. 3 is a partially enlarged view showing a support structure of a head unit. As shown in FIGS. 1 and 2, the
表面実装機本体10Aは、平板状をなす基台11と、搬送コンベア20と、ヘッド駆動装置30と、ヘッドユニット60とを含む。搬送コンベア20は基台11の中央に配置され、X方向(図2の左右方向)に延びている。また、基台11の中央であって、搬送コンベア20の経路上には作業位置(図2中の二点鎖線で示す位置)が設定されている。
The surface mounter
搬送コンベア20は、プリント基板(本発明の基板の一例)Pを、表面実装機10の入り口側となる図2の右側から作業位置まで搬入させ、その位置でプリント基板Pの搬送を一旦停止させる。そして、作業位置で停止したプリント基板Pに対し、ヘッドユニット60によって部品Wの実装が行われ、電子部品Wの実装が完了すると、再び搬送コンベア20が搬送を開始する。これにより、基板Pは表面実装機10の出口側となる図2の左方向に搬送され、やがて機外に搬出される。尚、本明細書において、基板を生産するとは、プリント基板に対して電子部品を実装した実装基板を生産することを指す。
The
ヘッド駆動装置30は、大まかには一対の支持脚41、ヘッド支持体51、Y軸ボールネジ45、Y軸モータ47、X軸ボールネジ55、X軸モータ57から構成される。具体的に説明してゆくと、図2に示すように基台11上には一対の橋脚体41が設置されている。両橋脚体41は後述する部品供給部15の両側に位置しており、共にY軸方向(図2では上下方向)にまっすぐに延びている。これら両橋脚体41の上面にはガイドレール42が設置されている。左右の橋脚体41に設けられる両ガイドレール42は、共にY軸方向に平行に延びている。
The
図3に示すように両橋脚体41はヘッド支持体51を支持している。ヘッド支持体51はX軸方向(図3においては左右方向)に延びる横長な形状をなし、長手方向の両端部を左右のガイドレール42にそれぞれ嵌合させている。
As shown in FIG. 3, both
図2において右側の橋脚体41にはY軸に沿って延びるY軸ボールねじ45が装着され、更にY軸ボールねじ45にはボールナット(不図示)が螺合されている。これらY軸ボールねじ45とボールナットは、駆動源のY軸モータ47とともにY軸サーボ機構を構成している。すなわち、Y軸モータ47を通電操作すると、Y軸ボールねじ45に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッド支持体51、ひいては次述するヘッドユニット60をガイドレール42に沿ってY軸方向に水平移動させることが出来る。
In FIG. 2, the
図3に示すようにヘッド支持体51には、X軸方向に延びる棒状のガイド部材53が設置され、更に、ガイド部材53に対してヘッドユニット60が、ガイド部材53の軸に沿って移動自在に取り付けられている。このヘッド支持体51には、X軸に沿って延びるX軸ボールねじ55が装着されており、更にX軸ボールねじ55にはボールナットが螺合されている。
As shown in FIG. 3, the
これらX軸ボールねじ55とボールナットは、駆動源のX軸モータ57とともにX軸サーボ機構を構成している。すなわち、X軸モータ57を通電操作すると、X軸ボールねじ55に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッドユニット60をガイド部材53に沿ってX軸方向に移動させることが出来る。
The
かくして、X軸サーボ機構、Y軸サーボ機構を複合的に制御することで、基台11上においてヘッドユニット60を水平方向(X−Y方向)に自由に駆動(移動)させることが出来る。尚、X軸モータ57、Y軸モータ47が本発明の「駆動部」に相当する。
Thus, the
係るヘッドユニット60には、プリント基板Pに電子部品Wを実装させる実装動作を実行する吸着ヘッド63が搭載されている。吸着ヘッド63はヘッドユニット60の下面から下向きに突出しており、先端には吸着ノズル64が設けられている。本実施形態のものは、吸着ヘッド63がヘッドユニット60に一列状に並んで8本搭載されている。また、ヘッドユニット60には各吸着ヘッド63に対応してZ軸モータ67、R軸モータ(不図示)がそれぞれ搭載されている。尚、図3では、各吸着ヘッド63に対応して設けられた複数のZ軸モータ67のうち、一部を示している。また、Z軸モータ67が本発明の「昇降部」に相当する。
The
各吸着ヘッド63はZ軸モータ67の駆動により、ヘッドユニット60のフレーム61に対してZ軸方向(上下方向、高さ方向)に昇降可能な構成となっている(Z軸サーボ機構)。また、R軸モータの駆動により軸周りの回転動作が可能である。また、各吸着ノズル64には図外の負圧手段から負圧が供給されるように構成されており、ヘッド先端に吸引力を生じさせるようになっている。
Each
このような構成とすることで、吸着ヘッド63による電子部品Wの取り出し、及び取り出した電子部品Wのプリント基板P上への部品実装動作が実施可能となる。すなわち、先に説明したX軸サーボ機構、Y軸サーボ機構を作動させてヘッドユニット60の吸着ヘッド63を後述する部品供給位置Oの上方にまで水平移動させ、更にZ軸サーボ機構を作動させて吸着ヘッド63を上昇端位置L0から下降させる。
With such a configuration, the electronic component W can be taken out by the
そして、吸着ヘッド63が、部品供給位置O上において部品吸着高さL1(ノズル先端が部品上面となる高さ)に下降するタイミングに合わせて、図外の負圧手段から負圧を供給することで、後述するフィーダ100によって部品供給位置Oに供給された電子部品Wを吸着ヘッド63により吸着保持することが出来る。そして、吸着動作に続いて、今度はZ軸サーボ機構によって吸着ヘッド63を上昇させることで、部品Wを部品供給位置Oから取り出すことが出来る(部品の取り出し動作)。尚、部品の取り出し後、吸着ヘッド63は初期高さである上昇端位置L0まで上昇し、その位置で停止する。
Then, the
また、電子部品Wの取り出し動作に続いて、X軸サーボ機構、Y軸サーボ機構を作動させ、取り出した電子部品Wを吸着ヘッド63によりプリント基板P上の部品実装位置まで水平移動させた後、Z軸サーボ機構を駆動させて吸着ヘッド63を上昇端位置L0から下降させつつ、そのタイミングに合わせて図外の負圧手段から負圧の供給を停止することで、プリント基板Pに対して電子部品Wを実装することができる(部品実装動作)。
Further, following the operation of taking out the electronic component W, the X-axis servo mechanism and the Y-axis servo mechanism are operated, and the taken-out electronic component W is horizontally moved to the component mounting position on the printed circuit board P by the
また、本実施形態では、部品供給部15が、基台11上に4箇所設けられている。部品供給部15の配置は、図2に示す通りであり、作業位置の上側と下側にそれぞれ2箇所ずつ設けられている。これら各部品供給部15には、次述するフィーダ100が複数個、X方向に並んで配置されている。
In the present embodiment, four parts supply
尚、図2に示す符号17は部品認識カメラである。部品認識カメラ17は基台11上においてX方向のほぼ中央に、作業位置を間に挟んで2機設置されている。部品認識カメラ17は吸着ヘッド63で吸着された部品画像を撮像する機能を担うものである。得られた部品画像は、後述の画像処理部216において画像解析がなされ、吸着ヘッド63による部品Wの吸着位置ずれが検出されるようになっている。
In addition, the code |
2.部品供給テープ並びに部品供給装置(以下、単にフィーダと呼ぶ)
図4は部品供給テープの斜視図、図5はフィーダの正面図である。部品供給テープ70は、キャリアテープ71と、これに貼着されるカバーテープ73とから構成されている。キャリアテープ71は、上方に開口した空洞状の部品収納部71aを一定間隔(送りピッチLp)おきに有しており、各部品収納部71aにはIC等の電子部品Wが収納されている。
2. Component supply tape and component supply device (hereinafter simply referred to as feeder)
4 is a perspective view of the component supply tape, and FIG. 5 is a front view of the feeder. The
また、キャリアテープ71の一辺側には、その縁部に沿って上下に貫通する係合孔71bが一定間隔で設けられている。この部品供給テープ70は、次に説明するフィーダ100の後方位置(図5においては左側)において、図外のリールに巻回されて支持されている。
Further, on one side of the
フィーダ100の構成は、図5に示す通りであり、送出装置110、引取装置120及びこれら装置が固定される本体101などから構成される。
The configuration of the
本体101は前後に長い形状をなし、後端には樹脂材よりなる収容体140が設置されている。これら本体101と収容体140には、部品供給テープ70を通すための通路105が設けられている。通路105は、収容体140の後端下部から前方(図5では右側)に向けて真っ直ぐ水平に延びている。そして、本体101に連続し、その後、図5において右斜め上方に向かう経路をとって本体101の上部へと向かい、前部において本体101の上面に臨むようになっている。
The
そして、通路105を境にした本体101の前側(図5では右側)に、次に説明する送出装置110が配置され、通路105を境にした反対側(図5では左側)に引取装置120が設けられている。
A
送出装置110は送出モータ112、複数のギヤ113、114、115A、ギヤ115Aと一体に設けられるスプロケット115とからなり、装置の前側に設置されている。そして、スプロケット115の歯部にキャリアテープ71の係合孔71bが係合されるようになっている。
The
引取装置120は、カバーテープを後方に引き取る機能を果たし、引き取りモータ122、複数のギヤ123、124A、ギヤ124Aと一体に設けられる引き取りローラ124、ピンチローラ125からなる。
The take-up
また、図6に示す符号130はテープホルダである。テープホルダ130は部品供給テープ70の両側をガイドしてテープの搬送を案内するとともに、部品供給テープ70の上面を押さえて、キャリアテープ71とスプロケット115の係合を維持するものである。
Moreover, the code |
テープホルダ130における中央やや後部寄りの位置には、スリット131が形成されている。スリット131はカバーテープ73を後方に折り返しつつ、キャリアテープ71から隔離させる機能を担うものである。
A
また、図5に示す符号150はコントロールボックスである。コントロールボックス150内には、フィーダ100の全体を制御・統括するフィーダ制御基板(後述するフィーダ制御部251などが搭載)160が収容され、またボックス150の前方にはコネクタ155が配置されている。
上述のフィーダ100はロック装置170を備えており、これを作動させることで、図7に示すように部品供給部15に設けられる取り付け部15aに、フィーダ100を位置決めされた状態で固定することができる。そして、固定状態においては上記コネクタ155を通じて実装機本体10A側から電力の供給、並びに各種制御信号が伝送されるようになっている。
The above-described
上記の如く構成されたフィーダ100を作動させるべく、送出モータ112を駆動させると、送出モータ112の動力がギヤ113、114、115Aを介してスプロケット115に伝達される。
When the
これにより、係止したキャリアテープ71を水平に引き込みつつスプロケット115が図5に示すA矢印方向に回転するから、装置前部(スプロケット115の天頂部分)の部品供給位置Oに向けて部品供給テープ70が送り出される。そして、部品供給テープを1ピッチLpずつ送ることで、部品供給位置Oに電子部品Wを順次供給することが出来る。
As a result, the
3.表面実装機本体10A及びフィーダ100の電気的構成
図8に示すように、表面実装機本体10Aはコントローラ210により装置全体が制御統括されている。コントローラ210はCPU等により構成される演算処理部211を備える他、記憶部213、モータ制御部215、画像処理部216、第1タイマ217A、第2タイマ217B、入出力部218を有している。尚、演算処理部211が本発明の「制御部」の一例である。
3. Electrical Configuration of Surface
演算制御部211は、モータ制御部211を介して、X軸モータ57、Y軸モータ47を制御することで、ヘッドユニット60のX軸方向、Y軸方向の位置制御を行う。また、Z軸モータ57、R軸モータを制御することで、ヘッドユニット60に搭載された各吸着ヘッドのZ軸方向の位置制御、R軸方向の位置制御を行う。記憶部213には、図9に示すように実装プログラム、フィーダ100の送り時間T2などのデータが記憶されている。実装プログラムは、プリント基板Pに電子部品Wを実装するための制御プログラムである。また、記憶部213は、プリント基板Pに実装する電子部品Wのデータ、それを供給するフィーダ100のデータ、及びヘッドユニット60に搭載された各吸着ヘッド63のデータがそれぞれ記憶されている。尚、電子部品Wのデータには、電子部品Wの高さなど、形状に関するデータが含まれ、フィーダ100のデータには、基台上におけるフィーダ100の取り付け位置や部品供給位置Oの位置のデータが含まれる。また、吸着ヘッド63のデータには、吸着ヘッド63のピッチや、プリント基板Pの上面を基準とした上昇端位置L0のデータが含まれる。
The
モータ制御部215には、各種モータが電気的に連なっている。モータ制御部215は、演算処理部211の指令に応答して各種モータを駆動させるものである。また、画像処理部216には部品認識カメラ17が電気的に連なっており、カメラ17から出力される撮像信号がそれぞれ取り込まれるようになっている。そして、画像処理部216では、取り込まれた撮像信号に基づいて、部品画像の解析並びに基板画像の解析がそれぞれ行われるようになっている。
Various motors are electrically connected to the
入出力部218はいわゆるインターフェースであって、実装機本体10Aに設けられる各種センサ類から出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。
The input /
フィーダ100は、フィーダ制御部251、送出モータ112、引き取りモータ122、ロータリーエンコーダ253、入出力部258を有している。フィーダ制御部251は、送出モータ112や引き取りモータ122を制御する。ロータリーエンコーダ253は、送出モータ112の回転状況に応じたパルス信号を出力し、送出モータ112の回転速度や回転量を検出する。
The
入出力部258は、表面実装機本体10Aの入出力部218と通信可能に接続されている。そして、フィーダ制御部251は実装機本体10Aの演算処理部211と連係して、送出モータ112を制御し、電子部品Wを部品供給位置Oに供給する。
The input /
4.電子部品の吸着処理
フィーダ100から電子部品Wを吸着する場合、吸着ヘッド63の下降開始タイミングは、ヘッドユニット60のXY移動時間T1や、フィーダ100の送り時間T2を考慮して決定することが望ましい。
4). Electronic Component Adsorption Processing When the electronic component W is adsorbed from the
具体的には、フィーダ100の送り動作との関係では、図10に示すように、部品供給位置Oに電子部品Wが到達する前に、吸着ノズル64が、部品供給位置Oにて部品吸着高さL1に到達すると、吸着ミスが生じる。そのため、部品供給位置Oに電子部品Wが到達した以降に、吸着ノズル64が、部品供給位置O上にて部品吸着高さL1に到達するように、フィーダ100の送り時間T2に基づいて、吸着ヘッド63の下降開始タイミングを設定することが好ましい。また、フィーダ100の送り時間T2を、時間のばらつき等を考慮して余裕を持った長い時間として設定した場合、送り時間T2の短いフィーダ100では、送り動作が終了してから、吸着ヘッド63が部品吸着高さL1まで下降するのが遅れることになる。そのため、待ち時間が生じ、部品実装が遅くなることから、待ち時間を短くすることが好ましい。
Specifically, in relation to the feeding operation of the
また、ヘッドユニット60のXY方向への移動動作との関係では、ヘッドユニット60のXY方向への移動に比べて、吸着ヘッド63の下降開始タイミングが早いと、XY方向で部品供給位置O上に到達する前に、吸着ノズル64が部品吸着高さL1に達してしまうので、吸着ノズル64が周囲と干渉する恐れがある。
Further, in relation to the movement operation of the
そこで、本実施形態では、ヘッドユニット60のXY移動時間T1から吸着ヘッド63の下降時間Tdを差し引いた第1時間(T1−Td)と、フィーダ100の送り時間T2から吸着ヘッド63の下降時間Tdを差し引いた第2時間(T2−Td)とを比較する処理を行う(図13:S40)。
Therefore, in the present embodiment, the first time (T1-Td) obtained by subtracting the descent time Td of the
尚、ヘッドユニット60のXY移動時間T1は、ヘッドユニット60が部品吸着のためにXY方向に移動する時間である。例えば、図11に示すように、あるフィーダ100aから別のフィーダ100eに移動して電子部品Wを吸着する場合、XY移動時間T1は、ヘッドユニット60がフィーダ100aから100eまで移動するのに要する時間(距離Dxの移動時間)である。
Note that the XY movement time T1 of the
また、フィーダ100の送り時間T2は、フィーダ100が電子部品Wの送りを開始してから、その部品が部品供給位置Oに到達するまでの時間(部品供給テープが1ピッチLp進む時間)である。また、吸着ヘッド63の下降時間Tdは、吸着ヘッド63が、図10に示す上昇端位置L0(初期高さ)から部品吸着高さ(部品上面の高さ)L1まで下降する時間である。
The feeding time T2 of the
(T1−Td)>(T2−Td)・・・・・(1)
(T1−Td)≦(T2−Td)・・・・・(2)
(T1-Td)> (T2-Td) (1)
(T1-Td) ≦ (T2-Td) (2)
そして(1)式にて示すように、第1時間(T1−Td)の方が第2時間(T2−Td)よりも長い場合、図12の(A)に示すように、ヘッドユニット60がXY方向に移動開始した時点t0から、第1時間(T1−Td)が経過した時刻t1にて、吸着ヘッド63は上昇端位置L0から下降を開始する(図13:S50)。
As shown in the equation (1), when the first time (T1-Td) is longer than the second time (T2-Td), as shown in FIG. At time t1 when the first time (T1-Td) has elapsed from time t0 when the movement starts in the XY direction, the
この場合、吸着ヘッド63は、図12の(A)に示すように、ヘッドユニット60がXY方向への移動を完了する時刻t3にて、部品吸着高さL1に到達する。以上のことから、ヘッドユニット60がXY方向への移動を完了するタイミングに、吸着ヘッド63の下降動作の完了タイミングを合わせることが出来、吸着ノズル64が周囲と干渉することを抑制できる。
In this case, as shown in FIG. 12A, the
尚、時刻t0では、ヘッドユニット60がXY方向に移動開始するのと同時に、フィーダ100は電子部品Wの送り動作を開始する。そのため、この場合、図12の(A)に示すように、フィーダ100の送り動作が先に完了し、その後、吸着ヘッド63の下降動作が完了する関係となる。
At time t0, the
また(2)式にて示すように、第2時間(T2−Td)が第1時間(T1−Td)以上の場合、図12の(B)に示すように、フィーダ100が部品Wの送りを開始した時点t0から、第2時間(T2−Td)が経過した時刻t2にて、吸着ヘッド63は上昇端位置L0から下降を開始する(図13:S60)。
Further, as shown in the equation (2), when the second time (T2-Td) is equal to or longer than the first time (T1-Td), the
この場合、吸着ヘッド63は、図12の(B)に示すように、フィーダ100が電子部品Wの送り動作を完了する時刻t4にて、部品吸着高さL1に到達する。以上のことから、フィーダ100が電子部品Wの送り動作を完了するタイミングに、吸着ヘッド63の下降動作の完了タイミングを合わせることが出来る。そのため、電子部品Wの吸着ミスを抑制することが可能となる。加えて、フィーダ100の送り動作が完了するのと同時に、吸着ヘッド63で電子部品Wの取り出しを行うことが可能であり、送り動作完了後、その電子部品を取り出すまでに待ち時間が発生することを極力回避できる。そのため、部品実装を早く行うことが出来、生産効率がよい。
In this case, as shown in FIG. 12B, the
尚、時刻t0では、フィーダ100が電子部品Wの送り動作を開始するのと同時に、ヘッドユニット60はXY方向に移動開始する。そのため、この場合、図12の(B)に示すように、ヘッドユニット60によるXY方向への移動が先に完了し、その後、吸着ヘッド63の下降動作が完了する関係となる。
At time t0, the
図13は、吸着ヘッド63による電子部品の吸着処理のフローチャート図である。処理がスタートすると、まず、表面実装機本体10Aの演算処理部211は、S10A〜S35Aの処理と、S10B〜S30Bの処理を並行して行う。
FIG. 13 is a flowchart of electronic component suction processing by the
具体的に説明すると、S10Aにて、演算処理部211は、モータ制御部215に指令を与え、ヘッドユニット60を初期位置から目標位置に向けて移動開始させる。例えば、図11に示すように、あるフィーダ100aから別のフィーダ100eに移動して電子部品Wを吸着する場合、ヘッドユニット60は初期位置であるフィーダ100aの上方から、目標位置であるフィーダ100eの上方に向けて、X方向に移動を開始する。
Specifically, in S10A, the
S20Aでは、演算処理部211は、第1タイマ217Aによるカウントを開始する。第1タイマ217Aはヘッドユニット用のタイマであり、ヘッドユニット60が移動開始(図12に示す時刻t0)してからの経過時間を計測する。
In S20A, the
S30Aでは、演算処理部211は、ヘッドユニット60のXY移動時間T1を計算する。XY移動時間T1は、部品吸着のためヘッドユニット60がXY方向に移動する時間である。図11の例では、ヘッドユニット60の移動距離は「Dx」である。そのため、演算処理部211は、移動距離Dxと、ヘッドユニット60の移動速度、加速度のデータから、ヘッドユニット60のXY移動時間T1を計算する。
In S30A, the
S35Aでは、演算処理部211は、吸着ヘッド63の下降時間Tdを計算する。吸着ヘッド63の下降時間Tdは、吸着ヘッド63が上昇端位置L0から部品吸着高さL1まで下降するのに要する時間である。部品吸着高さL1は、プリント基板Pを基準とした電子部品Wの上面の高さであり、電子部品の種類により異なる。そのため、本実施形態では、電子部品Wの高さのデータに基づいて、上昇端位置L0から部品吸着高さL1までの下降距離Ddを電子部品Wごとに求めている。そして、求めた下降距離Ddと、吸着ヘッド63の下降速度、加速度のデータから、吸着ヘッド63の下降時間Tdを計算する。
In S35A, the
また、S10Bにて、演算処理部211は、フィーダ100のフィーダ制御部251に指令を与え、ヘッドユニット60がXY方向への移動を開始するのと同時に、フィーダ100による電子部品Wの送り動作を開始させる。例えば、図11の例では、部品供給対象となるフィーダ100eにて、送出モータ112が駆動開始し、電子部品Wの送り動作が開始される。
In S10B, the
S20Bでは、演算処理部211は、第2タイマ217Bによるカウントを開始する。第2タイマ217Bはフィーダ用のタイマであり、フィーダ100eが電子部品Wの送り動作を開始(図12に示す時刻t0)してからの経過時間を計測する。
In S20B, the
S30Bでは、演算処理部211は、記憶部213にアクセスして、フィーダ100eの送り時間T2を取得する。送り時間T2はフィーダ100が電子部品Wの送りを開始してから、その部品が部品供給位置Oに到達するまでの時間である。記憶部213には、送り時間T2の初期値として、生産開始前に事前評価したデータが予め記憶されているが、同データは、プリント基板Pの生産開始後、実測の計測値に更新されるようになっている。
In S30B, the
S40では、演算処理部211により、判定処理1が実行される。具体的には、S30Aにて算出したヘッドユニット60のXY移動時間T1からS35Aにて算出した吸着ヘッド63の下降時間Tdを差し引いた第1時間(T1−Td)と、S30Bで取得したフィーダ100の送り時間T2からS35Aにて算出した吸着ヘッド63の下降時間Tdを差し引いた第2時間(T2−Td)とを比較する処理を行う。
In S <b> 40,
そして、第1時間(T1−Td)が第2時間(T2−Td)よりも長い場合、S40の判定処理1にてYES判定され、S50に移行する。S50に移行すると、演算処理部211は、判定処理2を行う。具体的には、第1タイマ217Aの経過時間が第1時間(T1−Td)に到達したか判定する処理を行う。
And when 1st time (T1-Td) is longer than 2nd time (T2-Td), YES determination is carried out in the
そして、第1タイマ217Aの経過時間が第1時間(T1−Td)に達すると、S50にてYES判定され、S70に移行する。S70では、演算処理部211により、Z軸モータ67の制御が行われ、吸着ヘッド63の下降動作が開始する。従って、図11の例では、右から二番目に位置する吸着ヘッド63bが、図12に示す時刻t1にて、上昇端位置L0から下降し始めることとなる。
When the elapsed time of the
一方、第2時間(T2−Td)が第1時間(T1−Td)以上の場合、S40の判定処理1にてNO判定され、S60に移行する。S60に移行すると、演算処理部211は、判定処理3を行う。具体的には、第2タイマ217Bの経過時間が第2時間(T2−Td)に到達したか判定する処理を行う。
On the other hand, when 2nd time (T2-Td) is more than 1st time (T1-Td), NO determination is made in
そして、第2タイマ217Bの経過時間が(T2−Td)に達すると、S60にてYES判定され、S70に移行する。S70では、演算処理部211により、Z軸モータ67の制御が行われ、吸着ヘッド63の下降動作が開始する。従って、図11の例では、右から二番目に位置する吸着ヘッド63bが、図12に示す時刻t2にて、上昇端位置L0から下降し始めることとなる。
When the elapsed time of the
続く、S80では、吸着ヘッド63bによる電子部品Wの取り出しが行われる。すなわち、図12に示す時刻t1で下降を開始した場合、吸着ヘッド63bは、時刻t3で部品吸着高さL1に下降し、フィーダ100eから電子部品Wを吸着保持して取り出す。
In S80, the electronic component W is taken out by the
一方、図12に示す時刻t2で下降を開始した場合、吸着ヘッド63bは、時刻t4で部品吸着高さL1に下降し、フィーダ100eから電子部品Wを吸着保持して取り出す。これにて、1回の吸着動作が完了する。
On the other hand, when the descent starts at time t2 shown in FIG. 12, the
その後、フィーダ100eは、送り時間T2の計測値を、表面実装機本体10Aに転送して記憶部213に記憶する処理を実行する。すなわち、本実施形態では、電子部品Wの送り動作が行われると、フィーダ制御部251により、電子部品Wの送り時間T2が実測される。具体的には、フィーダ制御部251は、ロータリーエンコーダ253の出力から、電子部品Wの送出に伴って、送出モータ112が回転を開始してから停止するまでの時間(送り時間T2)を計測する。そして、1回の送り動作が終了すると、フィーダ100は送り時間T2の計測値のデータを、表面実装機本体10Aに送信し、そのデータは記憶部213に記憶される。尚、フィーダ制御部251、ロータリーエンコーダ253が本発明の「計測部」の一例である。
Thereafter, the
送り時間T2の計測は、フィーダ100の送り動作が行われる度に実行されることから、プリント基板Pの生産開始後、記憶部213には、各フィーダ100の送り時間T2の計測値のデータが蓄積される。
Since the measurement of the feeding time T2 is performed every time the feeding operation of the
5.送り時間T2の更新処理
図14は、送り時間T2の更新処理の流れを示すフローチャート図である。
送り時間T2の更新処理は、各フィーダ単位で実行される。以下、フィーダ100eを例にとって説明する。
5. Update Process of Feed Time T2 FIG. 14 is a flowchart showing a flow of update process of the feed time T2.
The update process of the feed time T2 is executed for each feeder. Hereinafter, the
演算処理部211は、更新処理がスタートすると、まず、S100にて、フィーダ100eについて、記憶部213に蓄積されている送り時間T2の計測数Nが所定数(一例として10)以上か判定する。
When the update processing starts, the
送り時間T2の計測数Nが10以上であれば、YES判定され、その後、S110に移行する。また、計測数Nが10未満の場合、計測数Nが10以上になるのを待って、S110に移行する。 If the measured number N of the feeding time T2 is 10 or more, a YES determination is made, and then the process proceeds to S110. If the measured number N is less than 10, the process waits for the measured number N to be 10 or more, and the process proceeds to S110.
S110に移行すると、演算処理部211は、送り時間T2の計測値が正常範囲に含まれているか、否かを判定する。そして、送り時間T2の計測値が、全て正常範囲に含まれている場合、S120に移行する。
If transfering to S110, the
S120に移行すると、演算処理部211はフィーダ100eの送り時間T2を更新する。具体的には、N個の計測値を比較して最悪値を求め、記憶部213に記憶されているフィーダ100eの送り時間T2を最悪値に更新する。尚、最悪値とは、計測値のうち、最長の送り時間である。
If transfering to S120, the
送り時間T2の更新処理は、例えば、プリント基板Pの生産開始から一定期間が経過するごとに繰り返し行われる。そのため、各フィーダ100の送り時間T2は、一定期間ごとに最新の値に更新されることになる。
For example, the update process of the feeding time T2 is repeatedly performed every time a certain period elapses from the production start of the printed circuit board P. Therefore, the feeding time T2 of each
そして、送り時間T2が更新されると、その後に実行される、図13に示す部品吸着処理では、更新後の送り時間T2を適用して、S40〜S60の各判定処理が実行され、吸着ヘッド63の下降開始タイミングが決定されることになる。すなわち、第2時間(T2−Td)の方が第1時間(T1−Td)よりも長い場合には、フィーダ100が電子部品Wの送り動作を完了させるタイミングと、吸着ヘッド63が下降動作を完了させるタイミングが一致するように、更新後の送り時間T2に基づいて、吸着ヘッド63の下降開始タイミングが決定されることになる。このようにすることで、例えば、プリント基板Pの生産開始後、部品供給テープ70内の電子部品Wの残数が少なくなることに従って、フィーダ100の送り時間T2が当初よりも短くなった場合、それに合わせて吸着ヘッド63の下降開始タイミングが早くなる。そのため、送り時間T2が変化しても、電子部品Wの送り動作が完了するタイミングと、吸着ヘッド63が下降動作を完了するタイミングが常に一致する。以上により、フィーダ100による送り動作完了後、その電子部品Wを取り出すまでに待ち時間が発生することを極力回避できる。そのため、部品実装を早く行うことが出来、生産効率がよい。
Then, when the feed time T2 is updated, in the component suction process shown in FIG. 13 performed thereafter, the updated feed time T2 is applied, and each determination process of S40 to S60 is executed, and the
尚、送り時間T2の計測値に正常範囲外の異常値が含まれている場合、S130に移行し、演算処理部211は、対象となるフィーダ100に異常があることを、表示・操作ユニット219に表示する等して、外部に報知する処理を行う。これにより、フィーダ100の異常をユーザに知らせることが出来る。
If the measured value of the feed time T2 includes an abnormal value outside the normal range, the process proceeds to S130, and the
6.効果説明
本実施形態では、プリント基板Pの生産中に、送り時間T2を計測して更新するため、正確な送り時間T2を把握することが出来、フィーダ100が電子部品Wの送り動作を完了させるタイミングと、吸着ヘッド63が下降動作を完了させるタイミングを精度よく一致させることができる。
6). In the present embodiment, since the feeding time T2 is measured and updated during the production of the printed circuit board P, the accurate feeding time T2 can be grasped, and the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1)上記実施形態では、ヘッドユニットの一例として、吸着ヘッド63をX方向に一列状に配置したインラインタイプのヘッドユニット60を例示した。ヘッドユニットはインラインタイプに限定されるものではなく、吸着ヘッド63を周方向に等間隔で配置したロータリータイプとしてもよい。尚、ロータリータイプの場合、目的とする吸着ヘッドをフィーダ上方に移動させるにあたり、ヘッドユニットは、X方向やY方向の移動だけでなくR方向への回転を伴う。そのため、ヘッドユニットの移動時間は、X方向、Y方向への移動だけでなく、回転を考慮した時間とする必要がある。
(1) In the above embodiment, as an example of the head unit, the inline
(2)上記実施形態では、ヘッドユニット60が、フィーダ100aの上方から、フィーダ100eの上方に移動して電子部品を吸着する例を示した。ヘッドユニット60の初期位置はフィーダ100の上方に限定されるものではなく、例えばプリント基板Pの上方など別の位置でもよい。また、ヘッドユニット60の移動方向もX方向に限定されるものではなく、X方向、Y方向の2方向に移動するものであってもよい。
(2) In the above embodiment, the example in which the
(3)上記実施形態では、部品吸着処理の一例として、S40、S50、S60の3つの判定処理を行うものを示した。S40の判定処理1とS50の判定処理2は、必ずしも必要な処理でなく、例えば、フィーダ100の送り動作の完了タイミング(電子部品が部品供給位置Oに到達するタイミング)とヘッドユニット60のXY方向への移動動作の完了タイミング(吸着ヘッド63が部品供給位置Oに到達するタイミング)が一致するように、ヘッドユニット60のXY方向への移動動作開始タイミングを制御している場合であれば、S60の判定処理のみ行って、フィーダ100の送り時間T2と吸着ヘッド63の下降時間Tdに基づいて、フィーダ100による電子部品の送り動作の終了タイミングと吸着ヘッド63の下降動作の終了タイミングが一致するように、吸着ヘッド63の下降タイミングを決定するようにしてもよい。
(3) In the above-described embodiment, the example in which the three determination processes of S40, S50, and S60 are performed is shown as an example of the component suction process. The
(4)上記実施形態では、フィーダ100の送り時間T2を複数回計測し、得られた計測値に基づいて送り時間T2を更新する例を示した。この他にも、例えば、図15に示すように、過去数回の計測値から送り時間T2の推移の近似曲線Ltを求め、送り時間T2を求めた近似曲線Ltから推測して、更新するようにしてもよい。
(4) In the above embodiment, an example in which the feeding time T2 of the
(5)上記実施形態では、電子部品Wの送出に伴って、送出モータ112が回転を開始してから、回転を停止するまでの時間を計測することにより、実際の送り時間T2を計測する例を示した。これ以外にも、例えば、ロータリーエンコーダ112の出力から送出モータ112の回転速度を計測し、回転速度の計測値と、電子部品Wの送りピッチLpとから、実際の送り時間T2を求めるようにしてもよい。また、例えば、吸着ヘッド63が部品吸着高さL1に到達するタイミングと、フィーダ100が部品の送り動作を完了するタイミングの差分を検出して、実際の送り時間T2を算出するようにしてもよい。
(5) In the above embodiment, an example in which the actual feed time T2 is measured by measuring the time from when the
(6)上記実施形態では、吸着ヘッド63の下降タイミングを調整することで、フィーダ100が電子部品Wの送り動作を完了させるタイミングと、吸着ヘッド63が下降動作を完了させるタイミングを一致させるようにした。この他にも、例えば、吸着ヘッド63の下降速度を調整することで、2つのタイミングを一致させるようにしてもよい。具体的には、基準となる送り時間T2よりも実際の送り時間T2が短い場合、吸着ヘッド63の下降速度を基準となる下降速度よりも早く調整し、実際の送り時間T2が長い場合、吸着ヘッド63の下降速度を基準となる下降速度よりも遅く調整すればよい。
(6) In the above embodiment, by adjusting the lowering timing of the
(7)上記実施形態では、部品を保持する保持ヘッドの一例として、負圧により部品を吸着保持する吸着ヘッド63を例示した。保持ヘッドは、部品を保持及びその解除が可能な構成であればよく、保持の方法は吸着に限定されない。例えば、部品を挟持又は把持することにより保持する構造でもよい。
(7) In the above embodiment, the
(8)上記実施形態では、送り時間T2の計測値に正常範囲外の異常値が含まれている場合、そのフィーダ100は異常であると判断した。フィーダ100に異常があるかどうかの判断基準は、実施形態の例に限定されるものではなく、例えば、正常範囲外の異常値が連続する場合や、異常値の累積数が所定数に達した場合に、そのフィーダ100は異常であると判断してもよい。また、異常値がある場合、それを計測値に含めず、異常判定をしないようにしてもよい。
(8) In the above embodiment, when the measured value of the feed time T2 includes an abnormal value outside the normal range, it is determined that the
(9)上記実施形態では、フィーダ100の異常を判断した場合、それを外部に報知する構成を例示したが、異常の報知と同時に生産を即時停止するようにしてもよい。
(9) In the above embodiment, when the abnormality of the
10...表面実装機
10A...表面実装機本体
30...ヘッド駆動装置
47...Y軸モータ(本発明の「駆動部」に相当)
57...X軸モータ(本発明の「駆動部」に相当)
67...Z軸モータ(本発明の「昇降部」に相当)
60...ヘッドユニット
63...吸着ヘッド
100...フィーダ
110...送出装置
112...送出モータ
211...演算処理部(本発明の「制御部」に相当)
213...記憶部
217A...第1タイマ
217B...第2タイマ
251...フィーダ制御部(本発明の「計測部」に相当)
253...エンコーダ(本発明の「計測部」に相当)
DESCRIPTION OF
57 ... X-axis motor (corresponding to "driving part" of the present invention)
67 ... Z-axis motor (equivalent to the "lifting part" of the present invention)
60 ...
213 ...
253 ... Encoder (corresponding to “measurement unit” of the present invention)
Claims (5)
電子部品を部品供給位置に間欠的に送出するフィーダと、
電子部品を保持する保持ヘッドを昇降可能に支持するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットに対して前記保持ヘッドを昇降させる昇降部と、
前記ヘッドユニットを基台上において移動させる駆動部と、
前記ヘッドユニット及び前記保持ヘッドの移動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記フィーダによる電子部品の送り時間に基づいて、前記フィーダによる電子部品の送り動作の終了タイミングと前記保持ヘッドの下降動作の終了タイミングが一致するように、前記保持ヘッドの下降動作を制御すると共に、
前記フィーダは、電子部品の送り時間を計測する計測部を有し、
前記制御部は、前記フィーダによる電子部品の送り時間のデータを、前記基板の生産中に前記計測部により計測された計測値に基づいて更新する、表面実装機。 A surface mounter for mounting electronic components on a substrate,
A feeder that intermittently sends electronic components to a component supply position;
A head unit that supports a holding head for holding an electronic component so as to be movable up and down;
An elevating part for elevating the holding head relative to the head unit;
A drive unit for moving the head unit on a base;
A control unit for controlling the movement of the head unit and the holding head,
The controller is
Based on the feeding time of the electronic component by the feeder, the lowering operation of the holding head is controlled so that the end timing of the feeding operation of the electronic component by the feeder matches the end timing of the lowering operation of the holding head, and
The feeder has a measuring unit that measures the feeding time of the electronic component,
The control unit updates the electronic component feeding time data by the feeder based on a measurement value measured by the measurement unit during production of the substrate.
前記制御部は、前記フィーダによる電子部品の送り時間と、前記保持ヘッドが初期高さから電子部品の高さまで下降するのに要する下降時間とに基づいて、前記フィーダによる電子部品の送り動作の終了タイミングと前記保持ヘッドの下降動作の終了タイミングが一致するように、前記保持ヘッドの下降開始タイミングを決定する、表面実装機。 The surface mounter according to claim 1,
The control unit finishes the feeding operation of the electronic component by the feeder based on the feeding time of the electronic component by the feeder and the descent time required for the holding head to descend from the initial height to the height of the electronic component. A surface mounter that determines a descent start timing of the holding head so that a timing coincides with an end timing of a descent operation of the holding head.
前記制御部は、前記ヘッドユニットが前記フィーダ上に移動するための移動時間から前記保持ヘッドの下降時間を引いた第1時間と、前記フィーダの送り時間から前記保持ヘッドの下降時間を引いた第2時間とを比較し、
前記ヘッドユニットの移動と前記フィーダの送りを同時に開始した時点から、前記第1時間、第2時間のうち、長い側の時間が経過したタイミングで、前記保持ヘッドの下降を開始する、表面実装機。 The surface mounter according to claim 1 or 2,
The control unit includes a first time obtained by subtracting the descent time of the holding head from a moving time for the head unit to move on the feeder, and a first time obtained by subtracting the descent time of the holding head from the feeding time of the feeder. Compare with 2 hours,
A surface mounter that starts the descent of the holding head at the timing when the longer of the first time and the second time has elapsed from the time when the movement of the head unit and the feeding of the feeder are started at the same time. .
前記計測部は、前記基板の生産中に、前記送り時間の計測を複数回行い、
前記制御部は、前記フィーダの送り時間のデータを、前記計測部による複数の計測値の最悪値に更新する、表面実装機。 The surface mounter according to any one of claims 1 to 3,
The measurement unit performs the measurement of the feeding time a plurality of times during the production of the substrate,
The said control part is a surface mounting machine which updates the feed time data of the said feeder to the worst value of the some measured value by the said measurement part.
前記制御部は、前記計測部による計測値に異常があった場合、フィーダの異常を外部に報知する、表面実装機。 The surface mounter according to any one of claims 1 to 4,
The said control part is a surface mounting machine which alert | reports the abnormality of a feeder to the exterior, when abnormality is in the measured value by the said measurement part.
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