JP3133584B2 - 電子部品自動装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品供給部に並設され
た種々の部品供給ユニットより装着すべき部品種の電子
部品を取出しプリント基板の装着すべき位置に装着する
電子部品自動装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種電子部品自動装着装置が本出願人
が先に出願した特願平４−２３５８６８号の願書に添付
した明細書及び図面に開示されており、部品装着順序を
示すステップ毎に電子部品を取出すべき部品供給ユニッ
トの部品供給部での配列位置を示すデータ及びプリント
基板上の部品装着位置を示すデータを格納する装着デー
タ及び前記配列位置毎に当該位置の前記ユニットの供給
する部品種を格納する部品配置データがプリント基板の
種類毎に夫々ＲＡＭに記憶され、プリント基板の種類に
よらず部品種毎に当該部品の装着に係わる動作に関する
データを格納する部品種データである部品ライブラリデ
ータが同じくＲＡＭに記憶されていて、これらデータに
基づき装着すべき部品種の電子部品が取出されプリント
基板の装着すべき位置に装着されていく。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
は同一種類のプリント基板がある程度の枚数生産される
少品種大量生産の場合には機種切り替えの段取り時間よ
りも実生産における稼働率に重点がおかれ、プリント基
板の種類毎に最適な部品供給ユニットの配列を決めてそ
れに従ってデータを作成する生産形態が取るのがよい
が、多品種少量生産の場合には部品供給ユニットの配置
替え時の配置位置のミス（ポカミス）が発生する確率が
増え生産性に影響するという欠点がある。

【０００４】そこで本発明は、多数種のプリント基板を
夫々少量生産する場合の生産性を向上させることを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、部品
供給部に並設された種々の部品供給ユニットより装着す
べき部品種の電子部品を取出しプリント基板の装着すべ
き位置に装着する電子部品自動装着装置において、部品
装着順序を示すステップ毎に電子部品を取出すべき部品
供給ユニットの部品供給部での配列位置を示すデータ及
びプリント基板上の部品装着位置を示すデータを格納す
る装着データをプリント基板の種類毎に記憶する装着デ
ータ記憶部と、前記配列位置毎に当該位置の前記ユニッ
トの供給する部品種を格納する部品配置データをプリン
ト基板の種類によらず共通に記憶する部品配置データ記
憶部と、部品種毎に当該部品の装着に係わる動作に関す
るデータを格納する部品種データを記憶する部品種デー
タ記憶部と、前記装着データ記憶部内の装着データのス
テップ毎に部品を取出すべき前記ユニットから電子部品
を取出し、前記部品配置データ記憶部内の部品配置デー
タにて示された部品種の前記部品種データ記憶部内の部
品種データに基づく装着に係わる動作を行わせ前記装着
データの示すプリント基板上の位置に電子部品を装着す
るように制御する制御手段とを設けたものである。

【０００６】また本発明は、部品装着順序を示すステッ
プ毎に電子部品を取出すべき部品供給ユニットの部品供
給部での配列位置を示すデータ及びプリント基板上の部
品装着位置を示すデータを格納する装着データ、前記配
列位置毎に当該位置の前記ユニットの供給する部品種を
格納する部品配置データ及び部品種毎に当該部品の装着
に係わる動作に関するデータを格納する部品種データに
基づき、装着データのステップ毎に部品を取出すべき前
記ユニットから電子部品を取出し、部品配置データにて
示された部品種の部品種データに基づく装着に係わる動
作を行わせ装着データの示すプリント基板上の位置に電
子部品を装着する電子部品自動装着装置において、前記
部品配置データをプリント基板の種類毎に記憶するかプ
リント基板の種類によらず共通に記憶するかを選択する
選択手段を備えたものである。

【０００７】

【作用】請求項１の構成によれば、制御手段は装着デー
タ記憶部に記憶された装着データのステップ毎に部品を
取出すべき前記ユニットから電子部品を取出し、部品配
置データ記憶部にプリント基板の種類によらず共通に記
憶された部品配置データにて示された部品種の部品種デ
ータに基づく装着に係わる動作を行わせ装着データの示
すプリント基板上の位置に電子部品を装着するように制
御する。

【０００８】請求項２の構成によれば、選択手段は部品
供給ユニットの部品供給部での配列位置毎に当該位置の
前記ユニットの供給する部品種を格納する部品配置デー
タをプリント基板の種類毎に記憶するかプリント基板の
種類によらず共通に記憶するかを選択する選択手段を備
えたものである。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例を図に基づき詳述す
る。図２及び図３に於て、１はＹ軸モータ２の回動によ
りＹ方向に移動するＹテーブルであり、３はＸ軸モータ
４の回動によりＹテーブル１上でＸ方向に移動すること
により結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブルであ
り、チップ状電子部品５（以下、チップ部品あるいは部
品という。）が装着されるプリント基板６が図示しない
固定手段に固定されて載置される。

【００１０】７は供給台であり、チップ部品５を供給す
る部品供給ユニットとしての部品供給装置８が多数台配
設されている。９は供給台駆動モータであり、ボールネ
ジ１０を回動させることにより、該ボールネジ１０が嵌
合し部品供給部としての供給台７に固定されたナット１
１を介して、供給台７がリニアガイド１２に案内されて
Ｘ方向に移動する。１３は間欠回動するロータリテーブ
ルであり、該テーブル１３の外縁部には取り出しノズル
としての吸着ノズル１４を６本有する装着ヘッド１５が
間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されている。

【００１１】Ｉはロータリテーブル１３の間欠回転によ
り吸着ノズル１４が供給装置８より部品５を吸着し取出
す装着ヘッド１５の停止位置である吸着ステーションで
あり、該吸着ステーションＩにて吸着ノズル１４が部品
５を吸着する。１６は吸着ノズル１４が吸着する部品５
の位置ずれを部品５の下面をカメラにて所定の視野範囲
で撮像しその撮像画面を認識処理して認識する部品認識
装置であり、認識ステ−ションＩＩに設けられている。

【００１２】認識ステーションＩＩの次の装着ヘッド１
５の停止する位置が角度補正ステーションＩＩＩであ
り、認識装置１６の認識結果によるチップ部品５の角度
位置ずれを補正する角度量を予め決められた図示しない
装着データに示される角度量に加味した角度量だけヘッ
ド回動装置１７が装着ヘッド１５をθ方向に回動させ
る。

【００１３】角度補正ステーションＩＩＩの次の次の停
止位置が、装着ステーションＩＶであり、前記基板６に
該ステーションの吸着ノズル１４の吸着する部品５が装
着される。２０は上下動する昇降棒であり、部品供給装
置８の揺動レバー２１に係合して揺動させチップ部品５
を所定間隔に封入した図示しない部品収納テープを該間
隔に合わせて間欠送りさせ吸着ノズル１４の部品吸着位
置にチップ部品５を供給する。２２は該図示しない部品
収納テープを巻回するテープリールである。

【００１４】次に、図４に基づき制御ブロックについて
説明する。２４は制御手段としてのＣＰＵであり、ＲＯ
Ｍ２５に記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ２６に記
憶されたデータに基づき、部品装着に係わる種々の動作
を制御する。該ＣＰＵ２４にはインターフェース２７を
介して認識装置１６、ＣＲＴ２８及びタッチパネルスイ
ッチ２９等が接続されている。該タッチパネルスイッチ
２９は図示しない取り付け具を介してＣＲＴ２８の画面
上に取り付けられている。また、該タッチパネルスイッ
チ２８はガラス基板の表面全体に透明導電膜がコーティ
ングされ、四辺に電極が印刷されている。そのため、タ
ッチパネルスイッチ２８の表面に極微少電流を流し、作
業者がタッチすると四辺の電極に電流変化を起こし、電
極と接続した回路基板によりタッチした座標値が計算さ
れる。従って、その座標値が後述するＲＡＭ２６内にあ
る作業を行わせるスイッチ部として予め記憶された座標
値群の中の座標値と一致すれば、当該作業が行われるこ
ととなる。本実施例ではＣＲＴ２８に表示された画面の
二重枠で囲まれた部分が上記スイッチ部となるように画
面毎に記憶されている。また、前記インターフェース２
８には駆動回路３０を介してＹ軸モータ２、Ｘ軸モータ
４、供給台駆動モータ９、ヘッド回動装置１７等が接続
されており、前記ＣＰＵ２４により制御されるようにな
されている。

【００１５】前記ＲＡＭ２６には図５に示されるような
装着データ、図６に示すようなオペレーションデータ、
図７に表示されるような部品配置データ及び図８に示さ
れるような部品種データが格納される。装着データは部
品装着対象のプリント基板６の種類毎に異なるものであ
り、プリント基板６の種類毎にＲＡＭ２６に記憶される
ものであるが、装着の順番を示すステップ番号毎にリー
ル番号、Ｘデータ（「Ｘ」と表示してある欄）、Ｙデー
タ（「Ｙ」と表示してある欄）及びθデータ（「θ」と
表示してある欄）が格納されている。リール番号は供給
台７の部品供給装置８の配設位置を示す番号であり、図
２の例えば右側より「１」「２」…と供給装置８の配設
位置に応じて番号が付されている。Ｘデータ及びＹデー
タはプリント基板６上のチップ部品５を装着すべきＸＹ
位置座標を表し、θデータはチップ部品５が装着される
べきθ方向を即ち吸着されたチップ部品５の回動すべき
角度量を示す。「Ｃ」の欄の「Ｅ」はこのステップ番号
でプリント基板６の１枚当りの部品装着が終了すること
を示す。

【００１６】前記部品配置データは供給台７上にどのよ
うに部品供給装置８が配設されているかを示すものであ
り、リール番号毎に部品供給装置８が供給する部品５の
種類を示す部品品種が格納されている。前記オペレーシ
ョンデータはプリント基板６の種類毎に部品装着に係る
種々のデータを格納するもので、例えば図６に示すよう
に基板６のサイズや、基板６の各部品５の装着位置を補
正するためのオフセットデータや、同一種類の部品供給
装置８が供給台７上に複数個配設されている場合に、１
つの供給装置８が部品切れとなった場合に他の供給装置
８より部品５の供給を行うようにする機能であるオルタ
ネート機能を機能させるかさせないかを指定するデータ
等が格納されている。

【００１７】部品配置データは１種類のプリント基板６
の生産枚数が多く基板６の種類を変更する段取り替えの
回数が少ない所謂少品種大量生産の場合には、なるべく
短時間で１枚の基板６への装着が終了するようにその基
板６に最適の部品供給装置８の配列になされ基板毎にデ
ータを変える必要があるが、１種類の基板６の生産枚数
が少なく多種類の基板６について部品装着を行う場合に
は段取り替え毎に部品供給装置８の配列を変えるとその
変更のための時間が掛かること及び部品供給装置８の種
類の取り付け間違いが発生する可能性が高いことから常
に同じ部品供給装置８の配列で生産するほうがよい。

【００１８】このような要請より、少品種大量生産の場
合には図１１に示すようにオペレーションデータ、装着
データ及び部品配置データをプリント基板６の種類毎に
１組のＮＣデータとしてＲＡＭ２６に格納するようにす
る。ＲＡＭ２６のメモリ上では図１２に示すように記憶
されることになる。多品種少量生産の場合には図１に示
すようにオペレーションデータ及び装着データを基板６
の種類毎に１組のＮＣデータとしてＲＡＭ２６に格納
し、部品配置データは基板６の種類によらず共通に使用
するものを１つだけ記憶して、ＲＡＭ２６のメモリマッ
プ上では図１３に示すように記憶するものである。どち
らのデータの記憶形態を取るかは後述するように選択し
て設定できるようにしている。

【００１９】前記部品種データは前記部品品種毎に作成
されＲＡＭ２６内に記憶されており、当該部品品種のチ
ップ部品５をプリント基板６に装着するために各ステ−
ションの各装置がなすべき作業を該部品５に合わせて制
御できるようにするための種々のデータが格納されてい
る。例えば、図８に示されているように部品厚のデータ
は図示しない立ち状態検出センサがチップ部品５の正常
な面を吸着されているかどうかを検出する場合、この厚
さより厚いことを検出したときに立ち状態であることを
検出できるようにするために使われる。部品Ｘサイズ及
び部品Ｙサイズはチップ部品５のＸＹ方向のサイズであ
り、認識装置１６の認識によりこのサイズよりサイズ許
容値で示される許容値より異なっていることが認識され
た場合に違う種類の部品５であることを判断するためな
どに使用される。

【００２０】ＣＰＵ２４は装着データでステップ番号毎
にリール番号を読み込むと部品配置データの同じリール
番号の部品品種を読み込み、部品種データの当該部品品
種の各データを読み込み必要な制御をするものである。
次に、図９及び図１０に基づき部品配置データを共通で
使用するか基板６毎に使用するかの設定動作について説
明する。

【００２１】まず、ＣＲＴ２８の図示しない初期画面を
介して図９に示す環境設定の画面が表示される。次に、
「部品配置データモード選択」のスイッチ部を押圧する
と、図１０の画面が表示され、該画面の一番上のスイッ
チ部である「ＮＣデータ共用」と表示されたスイッチ部
を押し、「ＮＣデータ共用」と表示されたスイッチ部３
５を押すと、該スイッチ部３５の左隣の欄内に図１０に
示すようにＮＣデータ共用と表示される。この状態に
て、「設定」のスイッチ部を押すとＣＰＵ２４の選択に
よりＮＣデータ共用のモードとなり、部品配置データを
１つのみＲＡＭ２６に記憶して共用して使用するモード
となる。

【００２２】次に、図示しない画面により各基板６の種
類毎にオペレーションデータと装着データを１組とした
ＮＣデータがＲＡＭ２６内に記憶されて、共用する部品
配置データは１つのみ図１及び図１３に示すように記憶
される。以上の構成により以下動作について説明する。
先ず、図示しない自動運転を開始させる画面にて、図示
しない始動キーを押し、電子部品自動装着装置の部品装
着の自動運転を開始させる。

【００２３】先ず、ロータリテーブル１３の間欠回転に
合わせて、モータ９の回転によるボールネジ１０の回転
により供給台７がリニアガイド１２に沿って移動し、図
５の装着データのステップ番号「１」のリール番号
「１」に配設された部品供給装置８が、吸着ステ−ショ
ンＩに移動して停止する。次に、ロータリテーブル１３
の回動により吸着ステ−ションＩに停止した装着ヘッド
１５のすでに選択されている吸着ノズル１４により部品
供給装置８の供給する部品品種「Ｒ１」のチップ部品５
が吸着される。

【００２４】次に、ロータリテーブル１３の回動により
装着ヘッド１５が認識ステ−ションＩＩに達すると、吸
着ノズル１４の吸着しているチップ部品５の位置ずれの
認識が行われる。この場合に、ＣＰＵ２４は装着データ
のステップ番号「００１」のリール番号「００１」よ
り、図１及び図１３に示すように共用されている図７の
部品配置データの当該リール番号の部品品種「Ｒ１」を
読み出し、図８の部品種データより当該部品品種の種々
のデータを読み出し、部品Ｘサイズ、部品Ｙサイズ及び
サイズ許容値より、異なる種類の部品でないことを確認
するなどして、位置ずれの認識を行う。

【００２５】次に、ロータリテーブル１３が回動して該
ヘッド１５が角度補正ステーションＩＩＩに達すると、
装着データのθデータの「θ１」に認識ステ−ションに
て認識されたうちの角度ずれを補正する角度量を加えた
角度量だけヘッド回動装置１７により吸着ノズル１４が
回動されるよう、ＣＰＵ２４は制御する。次に、該ヘッ
ド１５は装着ステ−ションＩＶに達し、認識装置１６に
認識された位置ずれを補正してＹテーブル１及びＸＹテ
ーブル３がモータ２、４の回動によりＸＹ方向に移動し
て、プリント基板６上の（Ｘ１，Ｙ１）の位置にチップ
部品５は装着される。このとき、図６のオペレーション
データのＸオフセットデータ及びＹオフセットデータに
より補正された位置決めがなされている。

【００２６】このようにして装着ヘッド１５が次々と部
品５を基板６に装着し、１枚の基板６への部品装着が終
了すると、図示しない移載手段により基板６は移載され
新しい基板６がＸＹテ−ブル３上に載置され同様の部品
装着が行われる。所定の枚数（この場合には比較的少
量）の基板６について装着が終了すると、段取り替えが
行われるが基板幅の変更による基板６の搬送を案内する
シュートの幅が変更されたり、オペレーションデータ及
び装着データからなるＮＣデータを変更する動作も行わ
れる。部品配置データは共通であり変更はされず部品供
給装置８の掛け替えも行われない。

【００２７】このようにした後、自動運転が再開され、
基板６への部品の実装が行われる。以上は多品種少量生
産の場合についての説明であったが、少品種大量生産の
場合には、前述するように図１０の「部品配置モード選
択」の画面にて「ＮＣデータ共用」３５のスイッチ部を
押す代わりに「ＮＣデータ毎」のスイッチ部を押し、モ
ードをＮＣデータ毎モードとする。

【００２８】このようにしてから、図示しない画面によ
りＲＡＭ２６に図１１及び図１２に示すようにＮＣデー
タとしてオペレーションデータ、装着データ及び部品配
置データが１組となったものを基板６毎に格納し、共用
する部品配置データは格納しない。次に、前述と同様に
して自動運転が開始され、ＣＰＵ２４は部品配置データ
をＲＡＭ２６のＮＣデータ内より読み出しその他はＮＣ
データ共用モードと同様にして部品装着を行い、基板６
の生産予定枚数が装着されると、段取り替えが行われ、
この場合には部品供給装置８の配置も変更され取り替え
られる。このとき取付け間違いが無いように注意して行
われる。その後、その部品供給装置８の配列に合った図
７に示す部品配置データに従って部品装着が行われる。

【００２９】尚、本実施例では供給台７は部品供給装置
８の並設方向に移動可能になされる場合について説明し
たが、部品取出しヘッドがＸＹ方向に移動して部品供給
装置より取出し部品供給装置が配設される供給台が移動
しない電子部品装着装置であっても、ＮＣデータ共用モ
ード及びＮＣデータ毎モードを選択して同様なデータ群
の構成により部品装着動作を行うようにすることができ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明は、部品供給ユニッ
トの部品供給部での配列位置毎に当該位置の前記ユニッ
トの供給する部品種を格納する部品配置データをプリン
ト基板の種類毎に記憶するのでプリント基板の種類によ
らず、供給ユニットの配列を固定して部品装着を行う生
産形態の場合に部品供給ユニットの配置位置のミスを起
こすこと無く生産性を上げることができるとともに、記
憶部の容量を節約することができる。

【００３１】また、前記部品配置データを共通に記憶す
るかプリント基板毎に記憶するかを選択できるようにす
れば、多品種少量生産及び少品種大量生産の両方に対応
することができ生産形態に融通性を持たせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＮＣデータ共用モードの部品装着に係わるデー
タ群を示す図である。

【図２】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の平面
図である。

【図３】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の側面
図である。

【図４】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の制御
ブロック図である。

【図５】装着データを示す図である。

【図６】オペレーションデータを示す図である。

【図７】部品配置データを示す図である。

【図８】部品種データを示す図である。

【図９】ＣＲＴ画面を示す図である。

【図１０】ＣＲＴ画面を示す図である。

【図１１】ＮＣデータ毎モードの部品装着に係わるデー
タ群を示す図である。

【図１２】ＮＣデータ毎モードのＲＡＭのメモリマップ
を示す図である。

【図１３】ＮＣデータ共用モードのＲＡＭのメモリマッ
プを示す図である。

【符号の説明】

５ チップ状電子部品 ６ プリント基板 ７ 供給台（部品供給部） ８ 部品供給装置（部品供給ユニット） ２４ ＣＰＵ（制御手段） ２６ ＲＡＭ（記憶部）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品供給部に並設された種々の部品供給
   ユニットより装着すべき部品種の電子部品を取出しプリ
   ント基板の装着すべき位置に装着する電子部品自動装着
   装置において、部品装着順序を示すステップ毎に電子部
   品を取出すべき部品供給ユニットの部品供給部での配列
   位置を示すデータ及びプリント基板上の部品装着位置を
   示すデータを格納する装着データをプリント基板の種類
   毎に記憶する装着データ記憶部と、前記配列位置毎に当
   該位置の前記ユニットの供給する部品種を格納する部品
   配置データをプリント基板の種類によらず共通に記憶す
   る部品配置データ記憶部と、部品種毎に当該部品の装着
   に係わる動作に関するデータを格納する部品種データを
   記憶する部品種データ記憶部と、前記装着データ記憶部
   内の装着データのステップ毎に部品を取出すべき前記ユ
   ニットから電子部品を取出し、前記部品配置データ記憶
   部内の部品配置データにて示された部品種の前記部品種
   データ記憶部内の部品種データに基づく装着に係わる動
   作を行わせ前記装着データの示すプリント基板上の位置
   に電子部品を装着するように制御する制御手段とを設け
   たことを特徴とする電子部品自動装着装置。
2. 【請求項２】 部品装着順序を示すステップ毎に電子部
   品を取出すべき部品供給ユニットの部品供給部での配列
   位置を示すデータ及びプリント基板上の部品装着位置を
   示すデータを格納する装着データ、前記配列位置毎に当
   該位置の前記ユニットの供給する部品種を格納する部品
   配置データ及び部品種毎に当該部品の装着に係わる動作
   に関するデータを格納する部品種データに基づき、装着
   データのステップ毎に部品を取出すべき前記ユニットか
   ら電子部品を取出し、部品配置データにて示された部品
   種の部品種データに基づく装着に係わる動作を行わせ装
   着データの示すプリント基板上の位置に電子部品を装着
   する電子部品自動装着装置において、前記部品配置デー
   タをプリント基板の種類毎に記憶するかプリント基板の
   種類によらず共通に記憶するかを選択する選択手段を備
   えたことを特徴とする電子部品自動装着装置。