JP2840431B2

JP2840431B2 - 部品装着装置

Info

Publication number: JP2840431B2
Application number: JP2287486A
Authority: JP
Inventors: 秀明福島; 正之茂原
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1990-10-24
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: JPH04162500A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、装着順序毎に指定された部品の品種及び装
着位置に従って、吸着ノズルにより部品を吸着して該部
品の吸着ノズルに対する位置ずれを認識手段により認識
し、その認識結果に基づき位置ずれの補正を行なって相
対移動駆動手段により吸着ノズルとプリント基板を載置
するテーブルとの平面方向の相対的位置関係を変更さ
せ、該部品を該基板の装着位置に装着する部品装着位置
に関する。

（ロ）従来の技術この種部品装着装置が、特開平１−298800号公報に開
示されている。この従来技術によれば、部品をプリント
基板に装着する際、部品を吸着する吸着ノズルが隣接す
る装着済の部品と当たって干渉するおそれがある場合、
180度部品を回転させて干渉しなくなる場合は180度回転
させて装着するかあるいは吸着ノズルの下降するスピー
ドを落して部品に当った場合の衝撃を軽減するようにし
ている。

（ハ）発明が解決しようとする課題しかし、前記従来技術では、吸着している部品に極性
がある場合は180度回転できず、また180度回転したら他
の装着済の部品と干渉してしまう場合はその部品を装着
できなくなるという欠点がある。また、吸着ノズルの下
降するスピードを落しても装着済の部品に対する影響を
無くすことは難しく、特に吸着されている部品の厚さ
が、装着済の部品の厚さより小さい場合は必ず干渉して
しまい装着済の部品の位置をずらしてしまったり、脆い
部品であれば衝撃で破壊してしまうこともあり、不良基
板となってしまうという欠点がある。

そこで本発明は、上記のような場合でも不良基板を発
生させないようにすることを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段このため本発明は、装着順序毎に指定された部品の品
種及び装着位置に従って、吸着ノズルにより部品を吸着
して該部品の吸着ノズルに対する位置ずれを認識手段に
より認識し、その認識結果に基づき位置ずれの補正を行
なって相対移動駆動手段により吸着ノズルとプリント基
板を載置するテーブルとの平面方向の相対的位置関係を
変更させ、該部品の該基板の装着位置に装着する部品装
着装置において、前記装着順序に従って部品を装着する
際に吸着ノズルが装着済の部品と干渉するかどうかを判
断する判断手段と、該判断手段が部品との干渉の有りを
判断した場合当該装着順序以外の装着順序で指定される
当該部品と同一品種の部品の装着位置に当該部品を装着
させるよう前記相対移動駆動手段を制御する制御手段を
設けたものである。

（ホ）作用装着順序に従って部品を装着する際に、判断手段が吸
着ノズルと装着済の部品との干渉の有りを判断した場
合、制御手段は相対移動駆動手段を制御し吸着ノズルと
プリント基板を載置するテーブルとの水平方向の相対的
位置関係を変更させ、当該装着順序以外の装着順序で指
定される当該部品と同一品種の部品の装着位置に当該部
品を装着する。

（ヘ）実施例以下、本発明の実施例について図面に基づき詳述す
る。

（１）はＸ軸サーボモータ（２）及びＹ軸サーボモー
タ（３）の駆動によりＸ方向及びＹ方向に移動されるXY
テーブルで、チップ状電子部品（４）（以下チップ部品
（４）という。）が装着されるプリント基板（５）が載
置される。

（６）は部品供給装置（７）が多数並設される部品供
給台で、部品供給部サーボモータ（８）の駆動によるボ
ールネジ（９）の回動により、ガイド（10）に案内され
てＸ方向（第１図左右方向）に移動される。

（11）は下面に前記チップ部品（４）を前記部品供給
装置（７）より取り出し搬送する吸着ノズル（12）が複
数個設けられた吸着ヘッド部（13）が多数その周縁に設
置される回転盤で、第５図に示す回転盤サーボモータ
（14）の回動により後述するインデックスユニット（2
1）を介して、間欠回動される。吸着ヘッド部（13）は
間欠回動ピッチに対応して設けられている。

（Ｉ）はチップ部品（４）を部品供給装置（７）より
取り出す吸着ステーションである。

（II）は吸着ノズル（12）に吸着されているチップ部
品（４）の状態を認識装置（16）により認識する認識ス
テーションである。

（III）はチップ部品（４）に対する回転補正を行な
うノズル回転補正ステーションで、前記認識装置（16）
での認識結果を基に部品（４）の角度が装着角度となる
よう補正してノズル（12）を回動させる。

（IV）は前記ノズル回転補正ステーション（III）で
の作業終了後のチップ部品（４）をプリント基板（５）
上へ装着する装着ステーションである。

（Ｖ）は前記認識装置（16）で認識した結果、例えば
チップ部品（４）が立って吸着されているとか吸着され
ているチップ部品（４）が違う等の装着してはいけない
チップ部品（４）を排出する排出ステーションである。

（VI）は前記吸着ステーション（Ｉ）で吸着するチッ
プ部品（４）に対応する吸着ノズル（12）を選択するノ
ズル選択ステーションで、吸着ヘッド部（13）外径部に
設けられているギア（図示せず）に図示しない駆動系に
より移動されて来て前記ギアに噛合した後回動される駆
動ギアサーボモータ（17）（第５図参照）の回動による
駆動ギア（18）の回動により所望の吸着ノズル（12）が
選択される。

以下、前記回転盤（11）について第４図に基づき説明
する。

（19）は回転盤（11）の上部に形成された円筒部（2
0）の上部を囲うようにモータ（14）の回動を回転盤（1
1）の間欠回動に変換するインデックスユニット（21）
の取付台（22）に吊下げ固定された中空円筒状の回転盤
案内用の円筒カム部材である。該カム部材（19）の下端
周側部には、略全周に亘ってカム（23）が形成され、該
カム（24）の上面にバネ（25）により各吸着ヘッド部
（13）の上端に設けられたローラ（26）が押しつけられ
ながら回転し、前記カム（24）の形状通りに各吸着ヘッ
ド部（13）は上下しながら回転盤（11）と共に回転す
る。即ち、各吸着ヘッド部（13）には、一対のガイド棒
（27）が回転盤（11）を上下動可能に貫通して立設さ
れ、該棒（27）の上端にはローラ（26）が回動可能に設
けられる取付部材（28）が固定される。従って、各吸着
ヘッド部（13）は回転盤（11）に上下動可能に支持され
る。尚、前述した吸着ヘッド部（13）の下動により吸着
ステーション（Ｉ）ではチップ部品（４）を吸着し、装
着ステーション（IV）ではチップ部品（４）をプリント
基板（５）に装着する際には、複数個設けられた吸着ノ
ズル（12）の内所望の１個以外は下降されないように電
子部品自動装着装置の本体ベース（30）に設けられたス
トッパ板（31）にて規制される。

（32）は図示しない真空ポンプに連通する連結体とし
てのホースである。各ホース（33）の他端は前記回転盤
（11）を貫通して埋設される連結ホース（33）に接続さ
れ、該連結ホース（33）は切換弁（34）、横長吸気路
（35）、中央吸気路（36）を介して前記真空ポンプに連
通している。

（37）は必要な場合はときに吸着ステーション（Ｉ）
での吸着ヘッド部（13）の下降を規制して吸着作業を中
止させる吸引型吸着クラッチソレノイドで、カム機構
（38）の駆動により吸着ヘッド部上下動レバー（39）が
下降されないように該レバー（39）に当接する当接レバ
ー（40）を有している。即ち、該クラッチソレノイド
（37）が消磁していると当接レバー（40）が前記上下動
レバー（39）に当接されて、該上下動レバー（39）が下
降されないようになる。尚、同構造のものが装着ステー
ション（IV）にも設けられている。

次に、前記吸着ステーション（Ｉ）のノズル位置決め
装置（43）について第２図に基づき説明する。

（44）は前記取付台（22）から吊下げ固定された取付
板（45）に固定された保持体（46）に取り付けられたノ
ズル位置決め体（47）に上下動可能に嵌め込まれ下端部
にノズル位置決め用嵌合部（48）を有したノズル位置決
め棒で、ノズル位置決め体（47）に設けられた縦長穴
（49）より外方に突設するピン（50）が設けられてい
る。尚、前記嵌合部（48）は前記被嵌合溝（15）と嵌合
するように下端に向かって幅狭となるように形成されて
いる。また、前記位置決め棒（44）にはノズル位置決め
体（47）底面との間でスプリング（51）を係止する係止
部（52）が設けられ、該係止部（52）にはカム機構（5
3）により上下動される上下動レバー（54）にロッドエ
ンド（55）を介して取り付けられた揺動レバー（56）が
係止されており、上下動レバー（54）の上下動に従って
揺動レバー（56）が揺動されることによりノズル位置決
め棒（44）がスプリング（51）に付勢されながら上下動
される。

（57）は前記上下動レバー（54）の下降によるノズル
位置決め装置（43）の下動を規制する位置決めクラッチ
ソレノイドで、当接レバー（58）が設けられている。

次に、ノズル回転補正ステーション（III）のノズル
回転位置決め装置（60）について第３図に基づき説明す
る。

（61）は吸着ノズル（12）をθ回転させる駆動源とし
てのノズル回転用モータで、出力シャフト（62）にカッ
プリング（63）を介してベアリング体（64）に嵌め込ま
れたノズル回転体（65）に対し後述するノズル回転棒
（66）が上下動可能に取り付けられている。尚、ボール
スプラインを用いて上下動させても良い。

前記（66）は前記ノズル回転体（65）に嵌め込まれ下
端部にノズル回転用嵌合部（67）を有したノズル回転棒
で、ノズル回転体（65）に設けられた縦長穴（68）より
外方に突設するピン（69）が設けられている。尚、前記
ノズル回転用嵌合部（67）は前記被嵌合溝（15）と嵌合
するように下端に向かって幅狭となるように形成されて
いる。また、前記ノズル回転棒（66）にはノズル回転体
（65）底面との間でスプリング（70）を係止する係止部
（71）が設けられ、該係止部（71）には図示しない駆動
源としてのカムにより上下動される上下動レバー（72）
にロッドエンド（73）を介して取り付けられた揺動レバ
ー（74）が係止されており、上下動レバー（72）の上下
動に従って揺動レバー（74）が上下に揺動されることに
よりノズル回転棒（66）がスプリング（70）に付勢され
ながら上下動される。

第５図において、（80）はCPU（81）に接続されたイ
ンターフェースで、認識装置（16）が接続されている。
（82）は記憶装置としてのRAMで、前記各吸着ノズル（1
2）のセンター位置データ、NCデータ、パーツライブラ
リデータ及びノズルライブラリデータ等が記憶されてい
る。（83）はチップ部品（４）の装着動作に係わるプロ
グラムを記憶するROMである。

RAM（82）に格納されている前記各データについて説
明する。

NCデータは第６図に示されるように、部品（４）の装
着順序を示すステップ毎にプリント基板（５）上への装
着位置（Ｘ座標データ、Ｙ座標データ）、装着方向を示
す装着角度データ及び部品品種（以下「品種」とい
う。）が格納される。コントロールコマンドの「Ｅ」は
ステップの終了を示す。

パーツライブラリデータは第７図に示されるように、
部品品種毎に、部品（４）の厚さを示す部品厚データ、
外形寸法（Ｘ方向,Y方向）、ノズルタイプ及びＸ方向並
びにＹ方向にどれだけずらして当該部品（４）を装着す
ることが可能かのエリアを示すトレランスエリア（Ｘ方
向,Y方向）の各データが格納されたものである。

ノズルライブラリデータは第８図に示されるように、
ノズルタイプ毎にそのノズル外径（直径）等のデータが
格納されたものである。また、各吸着ノズル（12）のセ
ンタ位置データは、回転盤（11）に設けられた各各吸着
ヘッド部（13）に取付けられている吸着ノズル（12）の
夫々についてRAM（82）内に記憶されている。

さらに、RAM（82）内には、装着しようとする部品
（４）に適用するNCデータのステップの番号を格納する
ステップメモリが設けられている。

また、RAM（82）の所定エリアには、基板（５）のNC
データの示す装着すべき位置に対し装着すべき部品
（４）を基板（５）のフットパターン（85）（第15図及
び第16図参照）に対し部品（４）の電極（86）（第15図
及び第16図参照）が導通可能であるか、又は半田付けの
強度等を考慮した許容可能な範囲で位置をずらすことに
より、吸着ノズル（12）を隣接する部品（４）より逃げ
て、該部品（４）をフットパターン上に装着することが
可能かの判断を行なうかどうかを決定する区別フラグが
設けられていると共に、前記装着すべき位置に対する部
品（４）の位置ずれのＸ方向の許容範囲を格納するＸ許
容範囲メモリ及びＹ方向の許容範囲を格納するＹ許容範
囲メモリが設けられる。

以下、ステップメモリの内容を表わす場合、例えばス
テップ「ｎ」が格納されることを「step＝ｎ」と記す。
区別フラグについては「fg＝０」が許容可能な位置ずれ
をさせない場合であり、「fg＝１」が許容可能な位置ず
れをさせる場合を表わす。またＸ許容範囲メモリ及びＹ
許容範囲メモリの内容を表わす場合夫々「ax＝2tXi」
「ay＝2tYi」等と記す。

以上のような構成により、以下動作について説明す
る。

先ず、プリント基板（５）がXYテーブル（１）上に載
置されると部品供給部サーボモータ（８）の駆動により
部品供給台（６）が移動され、NCデータのステップ
「１」の品種「R₁」を供給する部品供給装置（７）が吸
着ステーション（Ｉ）に待機される。回転盤（11）の回
動により、次に吸着ステーション（Ｉ）の部品取出し位
置に移動して来るノズル（12）はノズル選択ステーショ
ン（VI）にて駆動ギアサーボモータ（17）に駆動された
駆動ギア（18）の回動により吸着ヘッド部（13）が回動
され品種「R₁」に対応したノズルタイプのものが選択さ
れている。上記ノズルタイプは、CPU（81）がRAM（82）
に記憶された品種「R₁」のパーツライブラリデータに基
づき判別する。

そして、カム機構（53）の駆動により上下動レバー
（59）が下降され、揺動レバー（56）が下方に揺動さ
れ、ノズル位置決め用嵌合部（48）がスプリング（51）
に付勢されながら吸着ノズル（12）の上部に設けられた
被嵌合溝（15）のテーパ部に当接される。そして、前記
嵌合部（74）が被嵌合溝（15）に嵌合されながら吸着ノ
ズル（12）下端が部品供給装置（７）に収納された部品
（４）位置まで下がることにより、該部品（４）はホー
ス（32）、連結ホース（33）、切換弁（34）、横長吸気
路（35）及び中央吸気路（36）を介して前記真空ポンプ
に連通する前記ノズル（12）に真空吸引により吸着され
る。

次に、部品（４）を吸着した吸着ノズル（12）は回転
盤（11）の回動により認識ステーション（II）に移動す
る。該認識ステーション（II）では第９図のフローチャ
ートに示されるように認識すべき部品（４）のステップ
の番号「１」をステップメモリに格納し（step＝１）、
ノズル（12）に吸着された部品（４）の認識が認識装置
（16）により行なわれる。

先ず、吸着された部品（４）が吸着されるべき面以外
の面を吸着されている、所謂立ち状態であるか、または
まちがった品種の部品（４）が吸着されていないか等、
部品（４）の良否判定が行なわれる。認識装置（16）の
認識結果より、CPU（81）が不良品と判定した場合は、
該部品（４）は装着ステーション（IV）で装着されずに
排出ステーション（Ｖ）にて排出されることになる。ま
た、良品と判定された場合、CPU（81）はあらかじめノ
ズル（12）毎に記憶されている吸着ノズル（12）のセン
タと認識された部品センタとのＸ方向の位置ずれΔX,Y
方向の位置ずれΔＹ及び吸着ノズル（12）に対する部品
（４）の角度ずれΔθを算出する。

次に、回転盤（11）が間欠回動して、認識ステーショ
ン（II）に停止していた吸着ノズル（12）は回動移動す
る。そして、品種「R₁」の部品（４）を吸着した吸着ノ
ズル（12）は、次の停止位置を経て回転補正ステーショ
ン（III）に停止する。

すると、前記図示しないカムの駆動により上下動レバ
ー（72）が下降され、揺動レバー（74）が下方に揺動さ
れ、ノズル回転用嵌合部（67）がスプリング（70）に付
勢されながら吸着ノズル（12）の上部に設けられた被嵌
合溝（15）に嵌合した後、ノズル回転用モータ（61）が
回動し、角度（θ_１−Δθ）だけ吸着ノズル（12）が回
動されて部品（４）の位置合わせが行なわれる。

次に、回転盤（11）が間欠回動され、品種「R₁」の部
品（４）を吸着した吸着ノズル（12）は装着ステーショ
ン（IV）に移動する。装着ステーション（IV）において
は、Ｘ軸サーボモータ（２）及びＹ軸サーボモータ
（３）の回動によりXYテーブル（１）が、該テーブル
（１）上のプリント基板（５）のNCデータのステップ
「１」に示されるＸ座標「X₁」及びＹ座標「Y₁」の位置
が部品（４）の装着位置となるよう、ずれ量ΔＸ及びΔ
Ｙ分補正されて移動する。

そして、吸着ステーション（Ｉ）の場合と同様にして
吸着ノズル（12）が下降して、部品（４）はプリント基
板（５）の座標（X₁,Y₁）の位置に装着角度「θ_１」で
装着される。次に、部品（４）の装着を終了した吸着ノ
ズル（12）は排出ステーション（Ｖ）及びノズル選択ス
テーション（VI）に移動を行なう。

次に、上記、ステップ「１」の部品（４）を吸着して
いるノズル（12）が、認識ステーション（II）に停止す
ると、次のノズル（12）が吸着ステーション（Ｉ）に停
止して、NCデータのステップ「２」に示される品種
「R₂」の部品（４）をステップ「１」の場合と同様にし
て吸着する。

そして、前述と同様にして認識ステーション（II）に
移動される。すると、第９図のフローチャートに従って
「ax＝０」，「ay＝０」，「fg＝０」，「step＝４」と
される。そして、認識装置（16）による部品（４）の認
識がなされ、良品と判断されると、部品センタと該部品
（４）を吸着しているノズルのセンタ位置との位置ずれ
ΔX,ΔＹ及び部品（４）の角度ずれΔθが算出される。

次に、CPU（81）は装着済のステップ「１」の部品
（４）の部品厚と認識したステップ「２」の部品（４）
の部品厚とを比較する。

即ち、ステップメモリのステップ「２」の部品品種
「R₂」の第７図のパーツライブラリデータより得られる
部品厚データ「t₂」と装着済のステップ「１」の部品品
種「R₁」のパーツライブラリデータより得られる部品厚
データとを比較する。ステップ「１」の部品（４）の部
品厚が部品厚「t₂」よりも小さければ、当該品種「R₂」
の部品（４）を吸着するノズル（12）が装着済の部品
（４）に当らず干渉することがないため、このままプリ
ント基板（５）に当該部品（４）を装着する判断がCPU
（81）により成される。

そしてその後、回転補正ステーション（III）にて
「θ_２」の装着角度への「Δθ」分補正を加えた回動が
成され、装着ステーション（IV）にて「ΔＸ」，「Δ
Ｙ」分の補正を加えられ座標（X₂,Y₂）の位置に該部品
（４）は装着される。

次に、同様にして、ステップ「３」の部品（４）を吸
着する吸着ノズル（12）が、ステップ「２」の部品
（４）を吸着するノズル（12）が認識ステーション（I
I）より移動した後に認識ステーション（II）に移動し
て来る。

そして、ステップ「２」の場合と同様に第９図のフロ
ーチャートに従って「ax＝０」，「ay＝０」，「fg＝
０」，「step＝３」とされ、良品と判断されると、ΔX,
ΔＹ及びΔθが算出される。この後、CPU（81）は前述
の様に装着済のステップ「１」及びステップ「２」の部
品（４）の厚さと認識したステップ「３」の部品（４）
の厚さとを比較する。

この結果、装着済の部品（４）の部品厚でステップ
「３」の部品（４）の第10図のパーツライブラリデータ
より得られる部品厚「t₃」以上のものがある場合は、そ
の部品（４）とステップ「３」の部品（４）を吸着する
吸着ノズル（12）が吸着する部品（４）よりはみ出て当
たってしまうかどうかをXY平面内において判断する。

この判断について詳述する。

この判断は干渉判別関数ｆ（Δx,Δy,Δθ,d,mXi,mY
i,Xi,Yi,θi,X,Y,θ,ax,ay）によって行なわれるが、こ
の関数において、ｄはノズルライブラリデータより得ら
れるノズル外径、mXi及びmYiはパーツライブラリデータ
より得られる装着済隣接部品の最外形サイズ、Xi,Yi及
びθｉはNCデータより得られる同部品の装着位置データ
及び装着角度データ、X,Y及びθはNCデータより得られ
る吸着部品の装着位置データ及び装着角度データ、ax及
びayは夫々Ｘ許容範囲メモリ及びＹ許容範囲メモリに格
納されている位置ずれ許容値、Δx,Δｙ及びΔθは認識
装置（16）の認識結果による吸着ノズル（12）のセンタ
に対する部品（４）のセンタの位置ずれ量及び部品
（４）の角度ずれ量である。

即ち、例えばステップ「２」の品種「R₂」の部品
（４）の部品厚「t₂」が「t₃」よりも大きく、ステップ
「１」の部品（４）の部品厚が「t₃」より小さな場合、
ステップ「２」の部品（４）のみについて、ステップ
「３」の部品（４）を吸着する吸着ノズル（12）と当た
るかどうかが以下のようにしてチェックされる。

先ず、ステップ「３」の部品（４）が装着されるべき
位置（X₃,Y₃）に装着されるべき装着角度「θ_３」で装
着される場合の吸着ノズル（12）のセンタ位置をNCデー
タよりのデータ「X₃」，「Y₃」，「θ_３」及び認識装置
（16）の認識結果よりのデータ「ΔＸ」，「ΔＹ」，
「Δθ」より算出し、ここを中心として第10図で示され
る品種「３」のパーツライブラリデータ及び第11図のノ
ズルライブラリデータより得られるノズル外径D₃で与え
られる半径D₃/2の円形状のノズル（12）の存在範囲を求
める。

次に、装着済であるステップ「２」の部品（４）の存
在範囲をNCデータよりのデータ「X₂」，「Y₂」，
「θ_２」及び当該部品（４）の第７図で示されるパーツ
ライブラリデータより得られる外形寸法のデータ「m
X₂」，［mY₂」より求め、ノズル（12）の存在範囲と重
なる部分があればノズル（12）と部品（４）が当たるも
のと判断し、重なる部分がなければ当たらないものと判
断する。この場合ax＝0,ay＝０であるのでフットパター
ンに対する位置ずれは考慮されない。ここで当たらない
と判断されれば、前述と同様にしてステップ「３」の部
品（４）はプリント基板（５）に装着される。

次に、ステップ「４」の部品（４）が次の吸着ノズル
（12）に吸着されて認識ステーション（II）に移動して
来る。すると、前述と同様に装着済の部品（４）との部
品厚の比較が行なわれ、例えば品種「R₄」の第12図パー
ツライブラリデータよりの部品厚「t₄」がステップ
「２」の部品（４）の部品厚「t₂」よりも小さいが、他
の装着済の部品（４）よりは厚い場合、干渉判別関数に
よる当たりによる干渉の判別が行なわれる。ここで第15
図のように当たると判断された場合、部品（４）の極性
がチェックされるが、当該部品（４）が極性が無い部品
（４）であるとすると、部品（４）を平面内にて180度
回転させて装着位置に装着するとき前述と同様に干渉判
別関数による吸着ノズル（12）とステップ「２」の部品
（４）が平面内の位置関係において当たるかをチェック
する。

この場合、180度回転させれば吸着ノズル（12）はス
テップ「２」の部品（４）と当たらず、また部品厚が
「t₄」より大きい部品（４）はこの部品（４）だけであ
り他に当たるかどうかを判断すべき部品（４）が無いの
で、ステップ「４」の部品（４）を吸着しているノズル
（12）を回転補正ステーション（III）にて「θ_４」及
び「Δθ」に180度を加えた角度回転させてから前述と
同様にして部品（４）が装着される。

次に、ステップ「５」の部品（４）について認識ステ
ーション（II）にて、認識装置（16）の認識結果に基づ
き前述と同様に装着済の部品（４）と当該部品（４）を
吸着するノズル（12）とが当たってしまうかどうかの判
断が行なわれるが、ステップ「５」の品種「R₅」の部品
（４）の第13図のパーツライブラリデータよりの部品厚
「t₅」よりも部品厚「t₂」及び「t₄」の方が大きく、こ
れらステップ「２」及びステップ「４」の部品（４）と
吸着ノズル（12）が当たるかどうかを干渉判別関数によ
り判別した結果、ステップ「２」の部品（４）には当た
らないがステップ「４」の部品（４）には当たると判断
され、180度回転させるとすればステップ「２」の部品
（４）に当たると判断される場合は以下のチェックを行
なう。

尚、ステップ「５」の部品（４）が極性のある部品
（４）である場合は180度回転できないので、最初の干
渉判別関数による判断で当たるとされた場合はただちに
以下のチェックを行なう。

部品（４）が未装着であり、「R₅」と同一品種の部品
（４）を装着するステップをNCデータ内から探す。即
ち、第６図のNCデータにおいて、ステップ「８」及び
「10」が同一品種で部品未装着のステップであるが、CP
U（81）は先ず「step＝８」とし、fg＝０であることよ
り再度前記干渉判別関数によりステップ「８」の装着位
置で吸着ノズル（12）が装着済の部品（４）に当たるか
どうかの判断を行ない、もし当たるようであれば180度
部品（４）を回転させたとした場合の判断を行なう。

この結果いずれかの判断結果で、当たらないとされれ
ば、前述と同様にして該部品（４）はプリント基板
（５）のステップ「８」の装着位置に装着される。そし
てRAM（82）内には、ステップ「５」が未装着でありス
テップ「８」が装着済であることが記憶される。

尚、この結果、当たると判断された場合、「step＝1
0」として「step＝８」の場合と同様のチェックが行な
われることになる。

次に、ステップ「６」の部品（４）を吸着するノズル
（12）が装着済の部品（４）と当たるかどうかの判断が
前述と同様に行なわれる。この場合、品種「R₆」の第14
図のパーツライブラリデータよりの部品厚「t₆」は品種
「R₁」及び「R₃」の部品厚よりは大きいが、品種
「R₂」、「R₄」及び「R₅」の部品厚よりは小さいとす
る。そして、干渉判別関数によるステップ「６」の部品
（４）を吸着するノズル（12）と装着済のステップ
「２」，「４」及び「８」の部品（４）とが当たるかど
うかの判断により、いずれかの部品（４）とステップ
「６」の部品（４）を180度回転させても当たるとさ
れ、同一品種がステップ「11」にあることから「step＝
11」として、180度回転を含めた干渉判別関数による判
別がなされても当たるとされ、その他に同一品種のステ
ップがないものとすると、「fg＝０」かが第９図のフロ
ーチャートに従ってチェックされる。「fg＝０」である
ため基板（５）の装着位置と装着しようとする部品
（４）との位置ずれ許容値に基づき、吸着ノズル（12）
と装着済の部品（４）とが当たるかどうかの判断が行な
われる。

即ち、先ず、品種「R₆」のパーツライブラリデータの
トレランスエリアを２倍した位置ずれ許容値を「ax＝2t
X₆」，「ay＝2tY₆」とセットし、「fg＝１」とし、ステ
ップメモリには最初に装着しようとしていたステップを
セットし、「step＝６」とする。

そして、前述と同様に干渉判別関数により装着済の部
品（４）に対して吸着ノズル（12）が当たるかどうかの
判断及び装着すべき部品（４）が装着済の部品（４）に
当たるかどうかの判断がなされる。この判断において干
渉判別関数による吸着ノズル（12）についての判断はす
でに判断している部品厚が大きな装着済の部品（４）と
について行なわれるが、装着すべき部品（４）が当たる
かどうかの判断については、部品厚に関係なく装着済の
全ての部品（４）とについて行なわれる。

この場合は、NCデータで指定される位置に装着すると
第15図に示されるように同図中中央の装着すべき部品
（４）を吸着するノズル（12）が左側の装着済の部品
（４）に当たってしまうと判断されていたものである
が、第14図のパーツライブラリデータよりの「ax＝2t
X₆」「ay＝2tY₆」で与えられる許容範囲内で部品（４）
の装着位置（つまり、部品センタ位置）をずらすことに
よる吸着ノズル（12）のセンタ位置のずれによって、吸
着ノズル（12）の存在範囲と隣接する部品（４）の存在
範囲が重ならなくなるかどうかをチェックして、当たる
かどうかの判断がなされる。その結果、部品を許容範囲
内でずらして装着すれば吸着ノズル（12）が隣接する装
着済の部品（４）に当たらずかつ隣接する他の装着済の
部品（４）に当たらないと判断された場合は、その判断
が成されたずれ量分ずれた位置に部品（４）を装着する
よう、前記ΔX,ΔＹ及びΔθの補正を加えてXYテーブル
（１）を移動させ、第16図のように該部品（４）の装着
を行なう。即ち、第16図においては、中央の装着すべき
部品（４）がその部品センタ（第16図中O₁）をNCデータ
に指定された装着位置（第16図中O₀）よりＸ方向にΔｌ
だけずらした位置として装着される。そしてその実際に
装着された位置（第16図中O₁）の座標がそのステップ番
号と共にRAM（82）内に記憶される。

この場合もし、前記許容範囲内で部品（４）をずらし
ても、装着済の部品（４）に当たると判断された場合
は、部品（４）を180度回転させたときに同じ許容範囲
内で部品（４）をずらして当たるかどうかの判断が成さ
れ、それでも当たると判断される場合は、他の同一品種
で未装着のステップであるステップ「11」について同様
のチェックがなされ、それでも当たることが判断された
ならば他に同一品種の部品（４）を装着するステップが
無く「fg＝１」であるのでプリント基板（５）に装着さ
れずに排出ステーション（Ｖ）にて排出されることにな
る。

以後、同様にして部品（４）の装着が行なわれる。

尚、装着済の部品（４）とは、認識ステーション（I
I）にて認識された部品（４）の直前のノズル（12）に
吸着された部品（４）までを含むもので、当たるかどう
かの判断が成されているときにまだ装着されていない部
品（４）であっても、それが装着されたものとみなして
判断を行なう。あるいは、干渉するかしないかの判断は
直前のノズル（12）の吸着する部品（４）が装着された
後行なってもよい。

さらに、前述しているとおり、部品（４）が認識され
当たるかどうかの判断で当たらないとされた場合、その
時点でステップメモリの記憶するステップを装着済ステ
ップとしてRAM（82）内の他のエリアに記憶するとした
が、RAM（82）内に格納されたNCデータのステップ毎に
装着済を示すデータを格納するようにして記憶すること
もできる。

さらに、装着すべき部品（４）を位置ずれ許容値の範
囲内で位置をずらして装着して吸着ノズル（12）が装着
済の部品（４）に当たらないようにする場合、本実施例
ではXYテーブル（１）によるＸ方向、Ｙ方向の平行移動
により位置をずらしたが、「ax」「ay」のデータのみも
しくはθ方向の位置ずれ許容角度をも設定して、これら
に基づき吸着ノズル（12）の回動補正ステーション（II
I）における回動により許容できる範囲で角度ずれをさ
せて部品（４）とノズル（12）を当たらないようにする
こともできる。

さらにまた、本実施例では、吸着ノズル（12）のセン
タ位置と回転センタ位置とは一致しているものとした
が、両者のずれが無視できない場合、干渉判別関数にお
いては、部品（４）の吸着ノズル（12）に対するずれ量
「Δｘ」「Δｙ」をノズル（12）の回転センタからの位
置ずれ量とし、認識されたノズル（12）の中心の回転セ
ンタからのXY方向のずれ量を「ΔX₀」「ΔY₀」とし、装
着位置データ「Ｘ」，「Ｙ」、装着角度データ「θ」及
び「Δｘ」「Δｙ」「Δθ」よりは回転センタの位置を
求め、この回転センタの位置、「ΔX₀」「ΔY₀」、装着
角度データ「θ」、「Δθ」より装着時の吸着ノズル
（12）のセンタ位置を算出し、ノズル外径データよりノ
ズル（12）の存在範囲を求めることができる。

さらに、本実施例では装着しようとする部品（４）を
吸着したノズル（12）が装着済の部品（４）と当たるか
どうかの判断において、部品厚の比較を行なって部品厚
が装着しようとする部品（４）以上に厚い装着済の部品
（４）についてのみ干渉判別関数による判断を行なった
が、先に全ての装着済の部品（４）と当たるかどうかの
判断を干渉判別関数により行なってから、当たると判断
された部品（４）について部品厚の比較を行なってもよ
い。

また、部品厚の比較によるノズル（12）と装着済の部
品（４）との当たるかどうかの判断においては、本実施
例では、吸着している部品（４）と装着済の部品（４）
が同一の部品厚か装着済の部品厚の方が大きければ当た
ると判断したが、装着済の部品（４）がわずかに薄い場
合であっても当たってしまう可能性があるので、吸着し
ている部品（４）の部品厚より所定の厚さ分減算したも
のと装着済の部品（４）の部品厚を比較することも考え
られる。

さらに、吸着している部品（４）と装着済の部品
（４）の夫々の部品厚が略同じ（両者の差が所定の範
囲）である場合は、部品（４）の装着のためのノズル
（12）の下降速度を低速にして装着済の部品（４）の位
置ずれを起こさないようにすることも考えられる。

さらにまた、本実施例では、装着ステーション（IV）
にて吸着ノズル（12）が固定されプリント基板（５）を
載置するXYテーブル（１）がXY方向に移動して装着位置
が決まっているが、吸着ノズル（12）がXY方向に装着位
置に移動する場合にも第９図のフローチャートに示され
るような制御を行なうことができる。

また、本実施例では、隣接部品との干渉の有無の判断
において、NCデータに基づき装着済の部品全てについて
部品厚の条件か平面内での位置関係かの条件のいずれか
で干渉するかどうかがチェックされているが、プリント
基板内にて部品が密集している場所とそうでない場所が
ある場合密集しているステップのみについて判断を行な
ってもよい。このためNCデータの判断すべきステップ番
号のみを設定しRAMに記憶させるようにすればよい。又
はNCデータのステップ毎にチェックするかしかないかの
データを設定してもよい。

（ト）発明の効果以上のように本発明は、装着するとすれば、吸着ノズ
ルが装着済の部品に干渉すると判断される場合は、当該
装着すべき位置には部品を装着せずに当該装着順序以外
の装着順序で指定される当該部品と同一品種の部品の装
着位置に装着されるので不良基板の発生を防止すること
ができる。また、吸着ノズルが装着済の部品と干渉する
と判断された場合に、その部品を装着せずに、再度同一
部品を吸着してしまうと部品及び時間の無駄が発生する
が、この部品及び時間の無駄の発生を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した部品装着装置の平面図、第２
図は吸着ステーションの側面図、第３図はノズル回転補
正ステーションの側面図、第４図は回転盤の側断面図、
第５図は本発明の制御ブロック図、第６図はNCデータを
示す図、第７図、第10図及び第12図乃至第14図はパーツ
ライブラリデータを示す図、第８図及び第11図はノズル
ライブラリデータを示す図、第９図はフローチャートを
示す図、第15図及び第16図は吸着ノズルと隣接部品の位
置関係を示す平面図である。（１）……XYテーブル（テーブル）、（２）……Ｘ軸サ
ーボモータ（相対移動駆動手段）、（３）……Ｙ軸サー
ボモータ（相対移動駆動手段）、（４）……チップ状電
子部品（部品）、（５）……プリント基板、（12）……
吸着ノズル、（16）……認識装置（認識手段）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】装着順序毎に指定された部品の品種及び装
着位置に従って、吸着ノズルにより部品を吸着して該部
品の吸着ノズルに対する位置ずれを認識手段により認識
し、その認識結果に基づき位置ずれの補正を行なって相
対移動駆動手段により吸着ノズルとプリント基板を載置
するテーブルとの平面方向の相対的位置関係を変更さ
せ、該部品を該基板の装着位置に装着する部品装着装置
において、前記装着順序に従って部品を装着する際に吸
着ノズルが装着済の部品と干渉するかどうかを判断する
判断手段と、該判断手段が部品との干渉の有りを判断し
た場合当該装着順序以外の装着順序で指定される当該部
品と同一品種の部品の装着位置に当該部品を装着させる
よう前記相対移動駆動手段を制御する制御手段を設けた
ことを特徴とする部品装着装置。