JP2600044B2

JP2600044B2 - 部品装着方法及び同装置

Info

Publication number: JP2600044B2
Application number: JP4211838A
Authority: JP
Inventors: 博桜井; 裕之太田
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1992-08-07
Filing date: 1992-08-07
Publication date: 1997-04-16
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JPH0661694A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ等の電子部品のよ
うな小片状のチップ部品をプリント基板上の所定位置に
正確に装着するための部品装着方法および同装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸着ノズルを有する部品装着用の
ヘッドユニットにより、テープフィーダー等の部品供給
部からチップ部品を吸着して、位置決めされているプリ
ント基板上に移送し、プリント基板の所定位置に装着す
るようにした部品装着装置は一般に知られている。この
装置においては、通常、上記ヘッドユニットがＸ軸方向
およびＹ軸方向に移動可能とされるとともに、吸着ノズ
ルがＺ軸方向に移動可能かつ回転可能とされて、各方向
の移動および回転のための駆動機構が設けられている。
さらに、プリント基板上の所定位置に正確に装着するた
め、上記吸着ノズルにより吸着されたチップ部品の位置
および回転角を調べてこれらの誤差分に相当する補正量
を求め、それに応じ、プリント基板への装着時に位置お
よび回転角の調整を行なうことも、この種の装置におい
て知られている。

【０００３】上記調整のための手法の１つとして、ヘッ
ドユニットの吸着ノズルでチップ部品を吸着してこれを
吸着点回りに回転させつつ、光学的検知手段によりチッ
プ部品に一定方向からレーザー等の平行光線を照射して
その投影幅を検出し、その検出値に基づいて上記補正量
を求めるようにしたものが考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の装置で
は、ヘッドユニットに１本の吸着ノズルを設けるととも
に、これに対して上記光学的検知手段を設けているもの
が一般的である。しかし、１本の吸着ノズルによるだけ
では、部品装着作業の能率向上に限界がある。

【０００５】そこで、ヘッドユニットに複数本の吸着ノ
ズルを設け、各ノズルによりそれぞれチップ部品を吸着
してからヘッドユニットをプリント基板側に移動させ
て、装着を行なうようにすれば、能率を向上させること
ができる。しかしこのようにする場合に、光学的検知手
段による投影幅の検出とそれに基づく部品装着位置補正
量の演算等の処理を、複数の吸着ヘッドにそれぞれ吸着
されるチップ部品についてどのように区別して行ない、
またこのような部品装着位置補正の処理を含めた部品吸
装着作業を如何に合理的に行なうかという課題が、従来
では解決されていなかった。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑み、部品装着用の
ヘッドユニットに複数本の吸着ノズルを設けることによ
り作業能率の向上を図り、とくに、複数本の吸着ノズル
に吸着されるチップ部品について投影幅の検出とそれに
基づく部品装着位置の補正を適切に行なうことができる
部品装着方法および同装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の部品装着方法は、吸着ノズルを有するヘッ
ドユニットによりチップ部品を吸着してこれを所定位置
に装着するようにし、かつ、チップ部品吸着後に吸着ノ
ズルを回転させつつ、平行光線の照射部と受光部とを有
する光学的検知手段により、上記チップ部品に平行光線
を照射してその投影幅を検出し、その検出値に基づいて
部品装着位置補正量を求めるようにした部品装着方法で
あって、ヘッドユニットに複数本の吸着ノズルを具備
し、上記光学的検知手段の受光部に、上記各吸着ノズル
に吸着されるチップ部品の寸法に応じてそれぞれに対す
る投影幅検出領域を割付け、チップ部品を吸着した吸着
ノズルを上記光学的検知手段に対応する位置で回転させ
つつ、上記投影幅検出領域毎に該当するチップ部品の投
影幅の検出を行なって補正量を求めるようにしたもので
ある。

【０００８】また、上記方法を実施する部品装着装置
は、部品供給側と装着側とにわたって移動可能なヘッド
ユニットに、複数の吸着ノズルと、各吸着ノズルを回転
させる駆動手段とを設ける一方、上記各吸着ノズルの片
側から平行光線を照射する照射部とこれに対向する受光
部とからなって吸着ノズルに吸着されたチップ部品の投
影幅を検出する光学的検出手段を備えるとともに、上記
ヘッドユニットに対する制御部に、上記各吸着ノズルに
吸着されるチップ部品の寸法を示す入力に応じて各吸着
ノズルに対する上記受光部の投影幅検出領域の割付けを
行なう割付手段と、その投影幅検出領域毎の投影幅検出
信号に応じて補正量を求める演算手段とを設けたもので
ある。

【０００９】

【作用】上記構成によると、上記ヘッドユニットの吸着
ノズルによるチップ部品の吸着後に、上記光学的検知手
段による投影幅の検出とそれに基づく部品装着位置補正
量の演算が行なわれるが、その前にチップ部品に応じて
上記光学的検知手段の受光部に投影幅検出領域が割付け
られることにより、複数の吸着ノズルに吸着されたチッ
プ部品が区別され、それぞれの装着位置の補正が行なわ
れる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１および図２は本発明の一実施例による部品装着装置
の全体構造を示している。これらの図において、基台１
上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、
プリント基板３が上記コンベア２上を搬送され、装着作
業用ステーションの一定位置で停止されるようになって
いる。

【００１１】上記コンベア２の側方には、部品供給部４
が配置されている。この部品供給部４は多数列の供給テ
ープ４ａを備え、各供給テープ４ａは、それぞれ、Ｉ
Ｃ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品
２０を等間隔に収納、保持し、リールに巻回されてい
る。供給テープ４ａの繰り出し端４ｂにはラチェット式
の送り機構が組込まれ、後記ヘッドユニット５により上
記繰り出し端４ｂからチップ部品２０がピックアップさ
れるにつれて、供給テープ４ａが間欠的に繰り出され、
上記ピックアップ作業を繰返し行なうことが可能となっ
ている。

【００１２】また、上記基台１の上方には、部品装着用
のヘッドユニット５が装備され、このヘッドユニット５
はＸ軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平
面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるよ
うになっている。

【００１３】すなわち、上記基台１上には、コンベア２
を横切ってＹ軸方向に延びる２本の固定レール７が所定
間隔をおいて互いに平行に配置されるとともに、Ｙ軸方
向の送り機構として、一方の固定レール７の近傍に、Ｙ
軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８
が配置されている。そして、ヘッドユニット５を支持す
るための支持部材１１が上記両固定レール７に移動自在
に支持され、かつ、この支持部材１１の端部のナット部
分１２が上記ボールねじ軸８に螺合し、ボールねじ軸８
の回転によって上記支持部材１１がＹ軸方向に移動する
ようになっている。上記Ｙ軸サーボモータ９にはエンコ
ーダからなるＹ軸用位置検出手段１０が設けられてい
る。

【００１４】上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びる
ガイドレール１３が設けられるとともに、Ｘ軸方向の送
り機構として、上記ガイドレール１３の近傍に配置され
たボールねじ軸１４と、このボールねじ軸１４を回転駆
動するＸ軸サーボモータ１５とが装備されている。そし
て、上記ガイドレール１３にヘッドユニット５が移動自
在に支持され、かつ、このヘッドユニット５に設けられ
たナット部分１７が上記ボールねじ軸１４に螺合し、ボ
ールねじ軸１４の回転によってヘッドユニット５がＸ軸
方向に移動するようになっている。上記Ｘ軸サーボモー
タ１５にはＸ軸用位置検出手段１６が設けられている。

【００１５】上記ヘッドユニット５には、チップ部品２
０を吸着する吸着ノズル２１が複数本設けられ、図示の
例では３本の吸着ノズル２１が設けられている。図３お
よび図４に詳しく示すように、上記各吸着ノズル２１は
それぞれＺ軸方向（上下方向）の移動およびＲ軸（ノズ
ル中心軸）回りの回転が可能とされ、各吸着ノズル２１
に対するＺ軸サーボモータ２２およびＲ軸サーボモータ
２４がヘッドユニット５に具備されている。上記各サー
ボモータ２２，２４にはそれぞれ位置検出手段２３，２
５が設けられている。さらに、吸着ノズル２１と部品供
給部４との干渉位置を検出する干渉位置検出手段２６が
ヘッドユニット５に取付けられている。

【００１６】上記ヘッドユニット５の下端部には、光学
的検知手段を構成するレーザーユニット２７が取付けら
れている。このレーザーユニット２７は、吸着ノズル２
１によるチップ部品吸着状態においてそのチップ部品２
０に平行光線であるレーザーを照射し、その投影幅を検
出するもので、吸着ノズル２１を挾んで相対向するレー
ザー発生部（平行光線の照射部）２７ａとディテクタ
（受光部）２７ｂとを有し、ディテクタ２７ｂはＣＣＤ
からなっている。

【００１７】上記ヘッドユニット５の各吸着ノズル２１
とレーザーユニット２７とは、レーザービーム照射方向
に各吸着ノズル２１がラップすることを避けるように配
置されている。すなわち、図１乃至図４に示す例では、
図５（ａ）（ｂ）に模式的に示すように、レーザービー
ム照射方向（破線矢印）がＸ軸方向となるようにレーザ
ーユニット２７が配置される一方、各吸着ノズル２１は
Ｘ軸に対して斜めにずれた配列となっている。あるいは
図６（ａ）（ｂ）のように各吸着ノズル２１がＸ軸方向
に整列する一方、レーザービーム照射方向がＸ軸に対し
て傾斜するようにレーザーユニット２７が配置されてい
てもよい。上記図５または図６のような配置により、各
吸着ノズル２１にそれぞれ吸着されたチップ部品２０の
投影象がレーザーユニット２７のディテクタ２７ｂの異
なる領域に形成されるようになっている。

【００１８】なお、通常は図７（ａ）のように各吸着ノ
ズル２１にそれぞれチップ部品２０が吸着されるが、チ
ップ部品２０が大型の場合は、図７（ｂ）のように１本
の吸着ノズル（中央のノズル）のみを用いてチップ部品
２０を吸着し、あるいは図７（ｃ）のように２本の吸着
ノズル２１を用いるというように、チップ部品２０の寸
法等に応じ、吸着本数を選択、変更することもできる。
また、図８のように大きさの異なる２種類（または３種
類の）のチップ部品２０が吸着される場合もある。

【００１９】図９は制御系統の一実施例を示し、この図
において、Ｙ軸、Ｘ軸、各ノズル用のＺ軸、Ｒ軸の各サ
ーボモータ９，１５，２２，２４とそれぞれに設けられ
た位置検出手段１０，１６，２３，２５は主制御器３０
の軸制御器（ドライバ）３１に電気的に接続されてい
る。上記レーザーユニット２７はレーザーユニット演算
部２８に電気的に接続され、このレーザーユニット演算
部２８は、主制御器３０の入出力手段３２を経て主演算
部（演算手段）３３に接続されている。さらに、干渉位
置検出手段２６が入出力手段３２に接続されている。

【００２０】また、上記主制御器３０には、チップ部品
２０の寸法および吸着ノズル２１の種類に応じ、各吸着
ノズル２１に対してディテクタ２７ｂ上の投影幅検出領
域（以下、ウィンドウと呼ぶ）の割付を行なうウィンド
ウ割付手段３４が設けられている。上記チップ部品２０
の寸法および吸着ノズル２１の種類は、装着作業の初期
設定等の段階で入力される。そして、上記ウィンドウ割
付手段３４は、入力される情報に基づいて、例えばチッ
プ部品２０の大きさ等により何個のチップ部品２０が吸
着されるか（図７（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）に応じた割
付数を定め、さらに吸着される各チップ部品２０の大き
さが異なれば（図８参照）、それぞれに見合うようにウ
ィンドウを割付けるというように、適切な割付けを行な
う。

【００２１】さらに当実施例では、チップ部品２０の装
着位置補正量を求める処理を、各吸着ノズル２１に吸着
されたチップ部品２０について順次切換式に行なうよう
に、各吸着ノズル２１に対するＲ軸用の位置検出手段２
５が信号切換手段３５を介してレーザーユニット演算部
２８に接続されている。この信号切換手段３５は主制御
器３０からの切換作動制御信号に応じ、Ｒ軸用の位置検
出手段２５からの信号を切換えてレーザーユニット演算
部２８に送るようになっている。

【００２２】当実施例の装置による部品吸装着の方法お
よび手順の具体例を、図１０乃至図１３にフローチャー
トで示す。なお、フローチャートで示している例では、
吸着ノズルが３本の場合に限らず、任意の複数本の吸着
ノズルが設けられている場合に適用することができるよ
うになっている。

【００２３】図１０はメインルーチンであって、部品の
吸装着の作業の全体的手順を示している。この作業が開
始されると先ずステップＳ１で、各吸着ノズルによって
それぞれ吸着されるべき各チップ部品ｘの外形寸法およ
び吸着ノズル番号Ｈ[x] より、ｘ＝１，２，……のもの
に対してそれぞれディテクタ２７ｂ上の認識用ウィンド
ウＷ[x] が割付けられる。また、吸装着を行なうノズル
数Ａがセットされる。さらにステップＳ２で、吸着動作
が行なわれた吸着ノズル番号を示すための変数Ｌと、部
品装着位置補正量を求めるための動作である認識動作が
行なわれた吸着ノズル番号を示すための変数Ｍと、プリ
ント基板への装着動作が行なわれた吸着ノズル番号を示
すための変数Ｎとが、それぞれ「１」に初期化されると
ともに、認識動作がどの程度の段階まで進行しているか
を示す変数Ｐと、装着動作がどの程度の段階まで進行し
ているかを示す変数Ｑとが、「０」に初期化される。

【００２４】続いて、ステップＳ３で全ての吸着ノズル
２１に対して図外の負圧発生手段から負圧が供給される
とともに、ステップＳ４で、所定のサーボモータが駆動
されることによりＸ，Ｙ，θ軸の移動が開始される。ま
たステップＳ５で、ウィンドウがＷ[1] とされるととも
に、ノズル回転位置信号がＨ[1] のノズルに対するもの
とされる。つまり、割り付けられたウィンドウのうちの
１番目のウィンドウと１番目のノズルに対する回転位置
信号が選択される。

【００２５】次に、ステップＳ６で、Ｌ≦Ａか否かが判
定される。この判定がＹＥＳであれば、吸着済みのノズ
ル数が所要数（吸装着を行なうべきノズル数）Ａに達し
ていないことを意味する。このときはステップＳ７で、
ノズル番号がＨ[L] の吸着ノズルの吸着動作を行なわせ
るルーチンが実行され、さらにステップＳ８でＨ[L]の
吸着ノズルの吸着動作が完了したことが判定されると、
ステップＳ９でＬの値がインクリメントされることによ
り、吸着動作を行なうノズルの番号Ｈ[L] が順次変えら
れる。そしてステップＳ１０に移る。なお、ステップＳ
６の判定がＮＯ（上記Ａ本の吸着ノズルが全て吸着済
み）のときや、ステップＳ８の判定がＮＯ（吸着動作
中）のときはそのままステップＳ１０に移る。

【００２６】ステップＳ１０では、Ｍ＜ＬかつＭ≦Ａか
否かが判定される。この判定がＹＥＳであれば、認識済
みのノズル数が吸着済みのノズル数より少なく、かつ所
要数Ａに達していないことを意味する。このときは、ス
テップＳ１１で、ノズル番号がＨ[M] の吸着ノズルの認
識動作を行なわせるルーチンが実行され、さらにステッ
プＳ１２でＨ[M] の吸着ノズルの認識動作が完了したこ
とが判定されると、ステップＳ１３でＭの値がインクリ
メントされることにより、認識動作を行なうノズルの番
号Ｈ[M] が順次変えられる。さらにステップＳ１４で、
ウィンドウがＷ[M] に切換えられるとともに、ノズル回
転位置信号がＨ[M] のものに切換得られ、つまり、Ｍの
値のインクリメントに対応してウィンドウおよびノズル
回転位置信号が順次変更される。

【００２７】そしてステップＳ１５に移る。なお、ステ
ップＳ１０の判定がＮＯ（認識済みのノズルと吸着済み
のノズルが一致、もしくは上記Ａ本のノズルが全て認識
済み）のときや、ステップＳ１２の判定がＮＯ（認識動
作中）のときはそのままステップＳ１５に移る。

【００２８】ステップＳ１５では、Ｎ＜ＭかつＮ≦Ａか
つＬ＞Ａか否かが判定される。この判定がＹＥＳであれ
ば、装着済みのノズル数が認識済みのノズル数より少な
く、かつ装着済みのノズル数は所要数Ａに達していない
が吸着済みのノズル数は所要数Ａに達していることを意
味する。このときは、ステップＳ１６で、ノズル番号が
Ｈ[N] のノズルの装着動作を行なわせるルーチンが実行
され、さらにステップＳ１７でＨ[N] の吸着ノズルの装
着動作が完了したことが判定されると、ステップＳ１８
でＮの値がインクリメントされることにより、装着動作
を行なうノズルの番号Ｈ[N] が順次変えられる。そして
ステップＳ１９に移る。なお、ステップＳ１５の判定が
ＮＯ（装着済みのノズルと認識済みのノズルが一致、も
しくは上記Ａ本のノズルが全て装着済み、あるいは未吸
着のノズル存在）のときや、ステップＳ１７の判定がＮ
Ｏ（装着動作中）のときはそのままステップＳ１９に移
る。

【００２９】ステップＳ１９では、Ｎ＞Ａか否かが判定
され、その判定がＮＯのときはステップＳ６に戻り、Ｙ
ＥＳとなれば終了する。

【００３０】図１１は上記ステップＳ７で実行される吸
着動作のルーチンを示す。このルーチンでは、ステップ
Ｓ７ａで吸着ノズル２１の中心座標（Ｘ，Ｙ，θ）が吸
着用の目的位置範囲内に達したか否かが調べられる。目
的位置範囲内に達していなければそのままメインルーチ
ン（図１０）のステップＳ８に移るが、目的位置範囲内
に達すると、吸着ノズル２１が下降し（ステップＳ７
ｂ）、部品供給部４の供給テープ４ａからチップ部品が
吸着され（ステップＳ７ｃ）、それから、吸着ノズル２
１が上昇を開始する（ステップＳ７ｄ）。そして、吸着
完了のフラッグがセットされてから（ステップＳ７
ｅ）、メインルーチンのステップＳ８に移る。

【００３１】図１２は上記ステップＳ１１で実行される
認識動作のルーチンを示し、このルーチンについては、
図１４および図１５も参照しつつ説明する。

【００３２】このルーチンでは、先ずステップＳ１１ａ
で変数Ｐの値が調べられる。ここで、変数Ｐの値が認識
動作におけるどの段階を示すかを説明しておくと、この
値が「０」のときは吸着直後の段階、「１」のときは吸
着ノズル２１が部品供給部４との干渉域から脱出する位
置まで上昇した段階、「２」のときは吸着ノズルの認識
高さまでの上昇および後記予備回転が終了した段階、
「３」のときは吸着ノズルの所定の正方向回転が終了し
た段階を意味する。

【００３３】ステップＳ１１ａでＰが「０」と判定され
たときは、ステップＳ１１ｂで吸着ノズル２１が部品供
給部４との干渉域から脱出する位置まで上昇したか否か
が判定され、この判定がＮＯであればそのままで、また
この判定がＹＥＳであればＰが「１」に変更されてから
（ステップＳ１１ｃ）、メインルーチンのステップＳ１
２に移る。

【００３４】ステップＳ１１ａでＰが「１」と判定され
たときは、ステップＳ１１ｄで、負方向の所定角度θ_S
へのθ軸の回転（図１４中に一点鎖線矢印で示す）が開
始され、かつ、次の吸着ノズルの吸着位置へのＸ，Ｙ軸
の移動（Ａ本のノズル全てが吸着動作を終了している場
合には装着位置への移動）が開始される。上記負方向の
回転は、次の正方向への回転による投影幅最小値の検出
等を確実にするためである。そして、ステップＳ１１ｅ
で、レーザーユニット２７による認識が可能な高さにま
で吸着ノズル２１が上昇し、かつ上記負方向の所定角度
θ_Sまでの予備回転が終了したか否かが判定され、この
判定がＮＯであればそのままで、またこの判定がＹＥＳ
であればＰが「２」に変更されてから（ステップＳ１１
ｆ）、メインルーチンのステップＳ１２に移る。

【００３５】ステップＳ１１ａでＰが「２」と判定され
たときは、ステップＳ１１ｇでその時点のチップ部品の
投影幅Ｗ_Sとその中心位置Ｃ_Sと回転角θ_Sとが検出さ
れ、続いてステップＳ１１ｈで吸着ノズル２１が正方向
に回転され（図１４中に実線矢印で示す）、部品投影幅
の最小値を求めるための検出動作が行なわれる。この正
方向の回転は一定回転角θ_eだけ行なわれる。そして、
この回転が終了したか否かがステップＳ１１ｉで判定さ
れ、この判定がＮＯであればそのままで、またこの判定
がＹＥＳであればＰが「３」に変更されてから（ステッ
プＳ１１ｊ）、メインルーチンのステップＳ１２に移
る。

【００３６】ステップＳ１１ａでＰが「３」と判定され
たときは、ステップＳ１１ｋで投影幅最小値Ｗmin と、
その投影幅最小時の中心位置Ｃ_mおよび回転角θ_mが読
み込まれる。続いて、検出データに基づいて部品吸着が
正常か否かが判定され（ステップＳ１１ｌ）、正常でな
ければチップ部品が廃却され（ステップＳ１１ｍ）、正
常であれば、検出データに基づいてＸ，Ｙ，θの各方向
の装着位置補正量Ｘ_C，Ｙ_C，θ_Cが算出される（ステ
ップＳ１１ｎ）。そして、Ｐが「０」にリセットとされ
るとともに認識完了を示すフラッグがセットされてから
（ステップＳ１１ｏ）、メインルーチンのステップＳ１
２に移る。

【００３７】ステップＳ１１ｎでの補正量の算出は次の
ように行なわれる。すなわち、図１５をみれば明らかな
ように、チップ部品２０が長辺をＸ軸方向とした状態で
装着されるものとすると、部品装着位置補正量Ｘ_C，Ｙ
_C，θ_CのうちでＹ，θ方向の補正量はＹ_C，θ_Cは、

【００３８】

【数１】Ｙ_C＝Ｃ_m−Ｃ_N θ_C＝θ_m となる。Ｃ_N は吸着ノズル２１の中心位置(吸着点)であ
って、既知の値である。

【００３９】また、図１５において、Ｏは吸着ノズル中
心点、ｂ，Ｂは初期状態および投影幅最小状態でのチッ
プ部品中心点であり、また△ａＯｂ≡△ＡＯＢである。

【００４０】Ｌ_AB：線分ＡＢの長さＬ_ab：線分ａｂの長さＬ_AO：線分ＡＯの長さＬ_aO：線分ａＯの長さＹ_ab：線分ａｂのＹ軸上への投影長さＹ_aO：線分ａＯのＹ軸上への投影長さとすると、

【００４１】

【数２】Ｃ_N−Ｃ_S＝Ｙ_aO＋Ｙ_ab

【００４２】

【数３】Ｙ_aO＝Ｌ_aO・sin(θ_m＋θ_Ｓ）

【００４３】

【数４】Ｙ_ａｂ＝Ｌ_ab・cos(θ_m＋θ_S) である。そして、Ｌ_aO＝Ｌ_AO＝Ｘ_C、Ｌ_ab＝Ｌ_AB＝Ｃ_N
−Ｃ_mであるので、上記各式から、次式のようにＸ_Cが
導かれる。

【００４４】

【数５】Ｘ_C＝{(Ｃ_N−Ｃ_S)−(Ｃ_N−Ｃ_m)・cos(θ_m＋θ_S)}／sin(θ_m＋θ_S) 図１３は上記ステップＳ１６で実行される装着動作のル
ーチンを示す。このルーチンでは、先ずステップＳ１６
ａで変数Ｑの値が調べられる。ここで、変数Ｑの値が装
着動作におけるどの段階を示すかを説明しておくと、こ
の値が「０」のときは認識完了直後の段階、「１」のと
きは装着目的位置範囲内に達した段階、「２」のときは
Ｚ軸の目的位置まで下降した段階を意味する。

【００４５】ステップＳ１６ａでＱが「０」と判定され
たときは、ステップＳ１６ｂで、補正後の部品装着位置
へのＸ，Ｙ，θ軸の移動が開始される。そして、ステッ
プＳ１６ｃで、プリント基板３上の装着目的位置範囲内
に達したか否かが判定され、この判定がＮＯであればそ
のままで、またこの判定がＹＥＳであればＱが「１」に
変更されてから（ステップＳ１６ｄ）、メインルーチン
のステップＳ１７に移る。

【００４６】ステップＳ１６ａでＱが「１」と判定され
たときは、吸着ノズル２１の下降が行なわれる（ステッ
プＳ１６ｅ）。そして、ステップＳ１６ｆでＺ軸の目的
位置まで下降したか否かが判定され、この判定がＮＯで
あればそのままで、またこの判定がＹＥＳであればＱが
「２」に変更されてから（ステップＳ１６ｇ）、メイン
ルーチンのステップＳ１７に移る。

【００４７】ステップＳ１６ａでＱが「２」と判定され
たときは、負圧がカットされる（ステップＳ１６ｈ）こ
とにより、チップ部品２０がプリント基板３に装着さ
れ、その後、吸着ノズル２１が上昇する（ステップＳ１
６ｉ）。そして、Ｑが「０」にリセットとされるととも
に装着完了を示すフラッグがセットされてから（ステッ
プＳ１６ｊ）、メインルーチンのステップＳ１７に移
る。

【００４８】以上のような当実施例の方法によると、ヘ
ッドユニット５に設けられた複数本の吸着ノズル２１に
よりチップ部品２０の吸着が順次行なわれるとともに、
吸着が完了したノズル２１については認識動作により装
着位置補正量が求められる。そして、認識用のウィンド
ウが割付けられていることにより、各ノズル毎にウィン
ドウが区別されて、それぞれに対する補正量が求められ
る。

【００４９】また、図１１のルーチンによる処理でチッ
プ部品２０の吸着が順次行なわれている間にも、吸着済
みのものから、図１２のルーチンによる処理で認識動作
が行なわれ、吸着が完了していないノズルついての吸着
動作と吸着済みのノズルについての認識動作とが同時進
行的に行なわれる。さらに、Ａ本のノズルの全てが吸着
済みとなれば、ヘッドユニット５が装着側へ移動され
て、認識動作を終えたものから、図１３のルーチンによ
る処理で装着動作が行なわれ、認識が完了していないノ
ズルがあればその認識動作と、装着側へのヘッドユニッ
ト５の移動および認識済みのノズルの装着動作とが、同
時進行的に行なわれる。こうして、吸着、認識および装
着の動作が、可能な限り並行して行なわれ、作業能率が
高められる。

【００５０】図１６および図１７は制御系統および吸装
着等の方法の別の実施例を示す。この実施例では、複数
のチップ部品の同時吸着および同時認識を行なうことが
できるようにしている。

【００５１】図１６のブロックに示す制御系統におい
て、Ｒ軸用の位置検出手段２５とレーザーユニット演算
部２８とは直接的に接続されているが、その他は図９に
示す第１の実施例と同様である。

【００５２】図１７のフローチャートにおいては、先ず
ステップＳ２１で、チップ部品ｘの外形寸法および吸着
ノズル番号Ｈ[x] による認識用ウィンドウＷ[x] の割付
け、および吸装着を行なうノズル数Ａのセットが行なわ
れるとともに、同時吸着されるノズル数Ｓ[x] のセット
が行なわれる。さらにステップＳ２２で、Ｌ，Ｎの各レ
ジスタが、それぞれ「１」に初期化されるとともに、フ
ラッグＦ[x] が「０」に初期化される。上記フラッグＦ
[x] は各ノズルの作業進行状況を示すもので、その値が
「１」のときは吸着動作完了、「２」のときは認識動作
完了、「３」のときは装着動作完了を意味する。

【００５３】続いて、ステップＳ２３で全ての吸着ノズ
ル２１に対して図外の負圧発生手段から負圧が供給され
るとともに、ステップＳ２４でＸ，Ｙ，θ軸の移動が開
始される。またステップＳ２５で、各ノズルについての
ウィンドウ割付データＷ[1]〜Ｗ[A] が演算部に送信さ
れる。

【００５４】次に、ステップＳ２６で、Ｓ[L] のノズル
セットに含まれる吸着ノズル２１について同時に、前述
の図１１に示すような吸着動作が行なわれる。さらに、
ステップＳ２７で当該吸着ノズルセットの吸着動作が完
了したことが判定されたときに、ステップＳ２８で、当
該ノズルセットに含まれる吸着ノズル２１に対してそれ
ぞれフラッグＦ[x] が「１」とされるとともに、ステッ
プＳ２９で、Ｌの値がインクリメントされることによ
り、吸着動作を行なうノズルセットの番号Ｓ[L]が順次
変えられる。そしてステップＳ３０に移る。なお、ステ
ップＳ２７の判定がＮＯのときはそのままステップＳ３
０に移る。

【００５５】ステップＳ３０〜Ｓ３６は認識動作に関す
る処理であり、先ずｘ＝１とされる（ステップＳ３
０）。そしてｘ＝Ａとなるまではｘの値が順次変更され
つつ（ステップＳ３５，Ｓ３６）、Ｆ[x] ＝１か否かの
判定により各々について吸着済みか否かが調べられ（ス
テップＳ３１）、吸着済みであれば対応する番号Ｈ[x]
の吸着ノズル２１の認識動作を行なわせるルーチン（図
１２参照）が実行され（ステップＳ３２）、その吸着ノ
ズルの認識動作が完了したことが判定されると対応する
フラッグＦ[x] が「２」とされ（ステップＳ３３，Ｓ３
４）、このような処理がｘ＝Ａとなるまで繰り返され
る。これにより、吸着済みのものから認識動作が行なわ
れ、かつ同時吸着された複数本の吸着ノズルについては
同時的に認識動作が行なわれる。

【００５６】次に、ステップＳ３７でＡ本のノズルに対
応するＦ[1] 〜Ｆ[A] の各フラッグが全て１以上か否か
が判定されることにより、これらのノズルの全てが少な
くとも吸着完了となっているかどうか調べられ、この判
定がＮＯのときはステップＳ２６に戻る。ステップＳ３
７の判定がＹＥＳとなると、ステップＳ３８でＮ番目の
ノズルについてＦ[N] ＝２か否か、つまり認識済みか否
かが判定され、認識済みであれば、ステップＳ３９で、
Ｈ[N] のノズルの装着動作を行なわせるルーチン（図１
３参照）が実行される。さらにステップＳ４０でＨ[N]
の吸着ノズルの装着動作が完了したことが判定される
と、ステップＳ４１で、Ｆ[N] ＝３とされるとともに、
Ｎの値がインクリメントされることにより装着動作を行
なうノズルの番号Ｈ[N] が順次変えられる。そしてステ
ップＳ４２へ移る。なお、ステップＳ３８の判定がＮＯ
のときや、ステップＳ４０の判定がＮＯのときは、その
ままステップＳ４２に移る。

【００５７】ステップＳ４２では、Ｆ[1] 〜Ｆ[A] の各
フラッグが全て「３」となったか否かが判定され、その
判定がＮＯのときはステップＳ３０に戻り、ＹＥＳとな
れば終了する。

【００５８】この実施例の方法によると、複数のノズル
によるチップ部品の同時吸着が行なわれるとともに、同
時吸着されたものについては装着位置補正量を求めるた
めの認識動作も同時的に行なわれ、作業能率が一層高め
られる。そして、認識用のウィンドウが割付けられてい
ることにより、各ノズル毎にウィンドウが区別されてそ
れぞれ補正量が求められることは、第１の実施例の場合
と同様である。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明は、ヘッドユニット
に複数本の吸着ノズルを具備するとともに、装着位置補
正のための投影幅検出を行なう光学的検知手段の受光部
に、各吸着ノズルに対する投影幅検出領域を割付け、チ
ップ部品を吸着した吸着ノズルを回転させつつ、上記投
影幅検出領域毎に該当するチップ部品の投影幅の検出を
行なって補正量を求めるようにしているため、１つのヘ
ッドユニットで複数のチップ部品の吸着、装着を可能に
するとともに、吸着された各チップ部品を区別してそれ
ぞれの投影幅の検出に基づき補正量を求め、適切に補正
を行なうことができる。従って、複数のノズルによるチ
ップ部品の吸着、装着位置補正量の演算および装着の各
作業を能率良く、かつ精度良く行なうことができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による部品装着装置の平面図
である。

【図２】同装置の正面図である。

【図３】装着用のヘッドユニットの拡大正面図である。

【図４】同ヘッドユニットの拡大平面図である。

【図５】（ａ）は吸着ノズルとレーザーユニットの配置
の一例を示す説明図である。（ｂ）はこの配置によるレ
ーザービーム照射状態の説明図である。

【図６】（ａ）は吸着ノズルとレーザーユニットの配置
の別の例を示す説明図である。（ｂ）はこの配置による
レーザービーム照射状態の説明図である。

【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）はチップ部品の寸法等に応
じた吸着ノズルの用い方の数例を示す説明図である。

【図８】異なる大きさのチップ部品が吸着されている場
合のレーザービーム照射状態の説明図である。

【図９】制御系統を示すブロック図である。

【図１０】部品装着方法の具体的手順を示すフローチャ
ートである。

【図１１】吸着動作のルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１２】認識動作のルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１３】装着動作のルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１４】認識動作時のチップ部品の回転動作を示す説
明図である。

【図１５】装着位置補正量の求め方を説明するための図
である。

【図１６】制御系統の別の例を示すブロック図である。

【図１７】別の例による部品装着方法の具体的手順を示
すフローチャートである

【符号の説明】

３プリント基板４部品供給部５ヘッドユニット２０チップ部品２１吸着ノズル９，１５，２２，２４サーボモータ１０，１６，２３，２５位置検出手段２７レーザーユニット（光学的検知手段）２７ａレーザー発生部（照射部）２７ｂディテクタ（受光部）３０，主制御器３３主演算部３４ウィンドウ割付手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸着ノズルを有するヘッドユニットによ
りチップ部品を吸着してこれを所定位置に装着するよう
にし、かつ、チップ部品吸着後に吸着ノズルを回転させ
つつ、平行光線の照射部と受光部とを有する光学的検知
手段により、上記チップ部品に平行光線を照射してその
投影幅を検出し、その検出値に基づいて部品装着位置補
正量を求めるようにした部品装着方法であって、ヘッド
ユニットに複数本の吸着ノズルを具備し、上記光学的検
知手段の受光部に、上記各吸着ノズルに吸着されるチッ
プ部品の寸法に応じてそれぞれに対する投影幅検出領域
を割付け、チップ部品を吸着した吸着ノズルを上記光学
的検知手段に対応する位置で回転させつつ、上記投影幅
検出領域毎に該当するチップ部品の投影幅の検出を行な
って補正量を求めることを特徴とする部品装着方法。
【請求項２】部品供給側と装着側とにわたって移動可
能なヘッドユニットに、複数の吸着ノズルと、各吸着ノ
ズルを回転させる駆動手段とを設ける一方、上記各吸着
ノズルの片側から平行光線を照射する照射部とこれに対
向する受光部とからなって吸着ノズルに吸着されたチッ
プ部品の投影幅を検出する光学的検出手段を備えるとと
もに、上記ヘッドユニットに対する制御部に、上記各吸
着ノズルに吸着されるチップ部品の寸法を示す入力に応
じて各吸着ノズルに対する上記受光部の投影幅検出領域
の割付けを行なう割付手段と、その投影幅検出領域毎の
投影幅検出信号に応じて補正量を求める演算手段とを設
けたことを特徴とする部品装着装置。