JP3258026B2 - 電子部品実装方法及び装置 - Google Patents

電子部品実装方法及び装置

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JP3258026B2
JP3258026B2 JP50567997A JP50567997A JP3258026B2 JP 3258026 B2 JP3258026 B2 JP 3258026B2 JP 50567997 A JP50567997 A JP 50567997A JP 50567997 A JP50567997 A JP 50567997A JP 3258026 B2 JP3258026 B2 JP 3258026B2
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electronic component
mounting
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suction
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耕司 廣谷
智之 中野
良治 犬塚
邦夫 大江
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408Incorporating a pick-up tool
    • H05K13/041Incorporating a pick-up tool having multiple pick-up tools
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0812Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines the monitoring devices being integrated in the mounting machine, e.g. for monitoring components, leads, component placement
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53174Means to fasten electrical component to wiring board, base, or substrate
    • Y10T29/53178Chip component

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、電子部品を基板上に実装する電子部品実装
方法及びその装置に関するものである。
背景技術 近年、電子部品の実装工程は、生産性向上のために実
装時間の短縮が要求されている。
以下、従来例の電子部品実装装置について図面を参照
しながら説明する。図12に電子部品実装装置の一例の全
体概略構成を示す。図12において、30は電子部品31を供
給する電子部品供給部、32は基板である。35は2つの第
1及び第2吸着ノズル12,13及び認識カメラ15を備えた
ヘッド部、33は上記ヘッド部35をX軸方向沿いに移動さ
せるX軸テーブル、34は上記X軸テーブル33の上記ヘッ
ド部35の移動方向である上記X軸方向とは直交するY軸
方向に上記ヘッド部35を移動させるY軸テーブルであ
る。上記ヘッド部35は、上記X軸テーブル33とY軸テー
ブル34とにより任意の位置に位置決めされる。なお、10
1は上記実装装置のメインコントローラ、104は上記実装
装置の操作盤である。
従来のこの種の電子部品実装装置においては、上記ヘ
ッド部35にて上記部品供給部30の上記電子部品31を上記
基板32に実装する実装手順は単一である。その実装手順
は、1部品の吸着と1部品の装着とを交互に繰り返す手
順である。
上記ヘッド部35によるその実装手順を図3A〜3Jに模式
的に示し、図5にそのタイミングチャートを示す。この
タイミングチャートにおいて、認識処理以外のヘッド部
移動から第2ノズル補正回転までのタイミングチャート
における傾斜部分は駆動区間であり、水平部分は駆動停
止区間である。また、認識処理において、上側の直線部
が認識処理実行区間であり、下側の直線部は認識処理停
止区間であり、細かな鋸歯状の部分はタイマーによる認
識処理待機区間であり、上記スライドユニット14の移動
完了の信号を受けた後、上記スライドユニット14の移動
により上記スライドユニット14中のミラーが振動し、こ
の振動が止まるのを待ったのちに認識処理を行うため、
ミラーの振動停止を待つための区間である。図3A〜3Jに
おいて、12は上記ヘッド部35に備えられた上記第1ノズ
ル、13は上記ヘッド部35に第1ノズル12とともに備えら
れた上記第2ノズル、14は上記ヘッド部35に備えられ複
数の反射ミラーを有するスライドユニットで、上記第1
又は第2ノズル12,13が吸着した電子部品31の光像を上
記スライドユニット14の上記反射ミラーを介して上記ヘ
ッド部31に備えられた上記認識カメラ15に伝えるための
もので、上記スライドユニット14は上記ヘッド部35にお
いて上記認識カメラ15に関して上記第1ノズル12側と第
2ノズル13側との間で水平方向に移動して、上記第1ノ
ズル12側の位置で、上記第1ノズル12に吸着した電子部
品の光像を上記スライドユニット14を介して上記認識カ
メラ15に伝える一方、上記第2ノズル13側の位置で、上
記第2ノズル13に吸着した上記電子部品の光像を上記ス
ライドユニット14を介して上記認識カメラ15に伝える。
まず、上記ヘッド部35が上記X軸テーブル33と上記Y
軸テーブル34の移動により、上記第1ノズル12の上記電
子部品供給部30の吸着位置19へ移動する(図3A)。上記
第1ノズル12の上記電子部品供給部30の上記吸着位置19
への上記ヘッド部35の移動が完了すると、上記第1ノズ
ル12が下降して上記吸着位置19に位置した電子部品17を
吸着する(図3B)。このとき、上記第2ノズル13は上部
に上昇しており、上記スライドユニット14は上記第2ノ
ズル13側にあり、上記第1ノズル12の上下動を可能とし
ている。上記第1ノズル12が上記電子部品17の吸着動作
を完了すると、上記第1ノズル12が上昇し、上記ヘッド
部35が、前回の電子部品吸着動作で上記第2ノズル13が
吸着している電子部品16の上記基板32の装着位置20へ上
記ヘッド部35が移動し始める(図3C)。これら吸着位置
19への上記ヘッド部35の移動、上記第1ノズル12による
電子部品17の吸着動作、上記ヘッド部35の装着位置20へ
の移動の間に上記第2ノズル13が吸着した上記電子部品
16の吸着姿勢を上記スライドユニット14を介して上記認
識カメラ15で認識し、上記電子部品16の上記ヘッド部35
に対する吸着姿勢を補正する。この補正動作は、公知の
ように、上記第2ノズル13を上記XY軸方向の任意の位置
に微動させたり、その中心軸回りに回転させたりして行
われる。上記第1ノズル12の上昇が完了すると、上記ス
ライドユニット14が上記第1ノズル12側に移動する(図
3D)。上記スライドユニット14の上記第1ノズル12側へ
の移動が完了し、かつ上記第2ノズル13が吸着している
上記電子部品16の上記基板32の上記装着位置20への上記
ヘッド部35の移動が完了すると、上記第2ノズル13が下
降し、上記第2ノズル13が吸着している上記電子部品16
を上記基板32の上記装着位置20に装着する(図3E)。
上記第2ノズル13が上記電子部品16の上記基板32への
装着動作を完了すると、上記第2ノズル13が上昇し、上
記ヘッド部35が、上記第2ノズル13の次の電子部品18の
上記電子部品供給部30上の吸着位置21へ移動し始める
(図3F)。上記第2ノズル13の上記電子部品18の上記吸
着位置21への上記ヘッド部35の移動が完了すると、上記
第2ノズル13が下降し上記吸着位置21に位置する上記電
子部品18を上記第2ノズル13が吸着する(図3G)。上記
第2ノズル13が上記電子部品18の吸着動作を完了する
と、上記第2ノズル13が上昇し、上記ヘッド部35が、上
記第1ノズル12が吸着している上記電子部品17の上記基
板32の装着位置22へ移動し始める(図3H)。これら上記
ヘッド部35の上記吸着位置21への移動、上記第2ノズル
13による上記電子部品18の吸着動作、上記ヘッド部35の
上記装着位置22への移動の間に、上記第1ノズル12が吸
着した上記電子部品17の吸着姿勢を上記認識カメラ15で
認識し、上記電子部品17の上記ヘッド部35に対する吸着
姿勢を補正する。この補正動作は、公知のように、上記
第1ノズル12を上記XY軸方向の任意の位置に微動させた
り、その中心軸回りに回転させたりして行われる。上記
第2ノズル13の上昇が完了すると、上記スライドユニッ
ト14が上記第2ノズル13側に移動する(図3I)。上記ス
ライドユニット14の上記第2ノズル13側への移動が完了
し、かつ上記第1ノズル12が吸着している上記電子部品
17の上記基板32の装着位置22への上記ヘッド部35の移動
が完了すると、上記第1ノズル12が下降し、上記第1ノ
ズル12が吸着している上記電子部品17を上記基板32の上
記装着位置22に装着する(図3J)。上記第1ノズル12が
上記電子部品17の装着動作を完了すると、上記第1ノズ
ル12が上昇し、上記ヘッド部35が上記第1ノズル12の次
の電子部品17の吸着位置へ移動し始める(図3A)。以
降、この一連の動作を繰り返しながら順次電子部品を装
着していく。
しかしながら、上記実装手順は、一電子部品ごとに上
記ヘッド部35が上記電子部品供給部30と上記基板32との
間を往復するため、実装タクトは上記電子部品供給部30
の上記吸着位置と上記基板32の上記装着位置との距離の
影響を受け易く、この距離が長くなると上記実装タクト
が遅くなる。つまり、上記実装手順のみでの実装では、
上記ヘッド部35の移動距離が長くなるような装着点を有
する基板の実装においては実装時間にロスが生じてしま
う。このように、実装手順には、それぞれ実装タクトが
遅くなる状況が存在するため、上記したような単一の実
装手順での実装のみでは一基板当たりの実装時間にロス
が生じるという問題点を有していた。
本発明は、実装手順が単一であることによって起こる
実装時間のロスを低減し、一基板当たりの実装時間を短
縮することができる電子部品実装方法及び装置を提供す
ることを目的としている。
発明の開示 本発明の一態様によれば、電子部品供給部の電子部品
をそれぞれ吸着する複数のノズルと、上記各ノズルで吸
着した上記電子部品の姿勢を画像認識するための認識カ
メラとを有するヘッド部を用い、上記各ノズルで上記電
子部品供給部の電子部品を吸着後、上記電子部品の吸着
姿勢を上記認識カメラで画像認識し、上記電子部品の吸
着姿勢を補正し、基板上に上記吸着姿勢が補正された上
記電子部品を装着する電子部品実装方法において、 1つの基板を実装する中で、上記ヘッド部を、上記複
数のノズルのうちの一方のノズルで1つの電子部品の吸
着と該吸着された電子部品の装着を行ったのち、上記他
方のノズルで別の電子部品の吸着と該吸着された電子部
品の装着を行う第1の実装手順と、上記複数のノズルの
各ノズルが続けて上記電子部品を吸着し、その後、各ノ
ズルが吸着した上記電子部品を続けて装着する第2の実
装手順とのいずれかを選択して動作させるようにした電
子部品実装方法を提供する。
また、本発明の他の態様によれば、電子部品供給部の
電子部品をそれぞれ吸着する複数のノズルと上記各ノズ
ルにより吸着した上記電子部品の姿勢を画像認識するた
めの認識カメラとを有するヘッド部と、 上記ノズルで上記電子部品供給部の上記電子部品を吸
着後、上記認識カメラで上記電子部品の吸着姿勢を画像
認識し、上記電子部品の上記ヘッド部に対する吸着姿勢
を補正し、基板上に電子部品を装着するようにヘッド部
を制御する制御部と、を備えた電子部品実装装置におい
て、 1つの基板を実装する中で、上記ヘッド部を、上記複
数のノズルのうちの一方のノズルで1つの電子部品の吸
着と該吸着された電子部品の装着を行ったのち、上記他
方のノズルで別の電子部品の吸着と該吸着された電子部
品の装着を行う第1の実装手順と、上記複数のノズルの
各ノズルが続けて上記電子部品を吸着し、その後、各ノ
ズルが吸着した上記電子部品を続けて装着する第2の実
装手順とのいずれかを選択して動作させる実装手順選択
手段を上記制御部に備えるようにした電子部品実装装置
を提供する。
本発明の電子部品実装方法及び装置によれば、1枚の
基板を実装する中で、上記ヘッド部を1つの電子部品の
吸着及び装着完了後に次の電子部品の吸着及び装着を行
う上記第1実装手順と、2つの電子部品をそれぞれ吸着
し、吸着された2つの電子部品をそれぞれ装着する上記
第2実装手順とで選択的に動作させることができるの
で、適当な実装手順を選択することにより、実装手順の
単一であることによって起こる実装時間のロスを低減
し、1基板あたりの実装時間を短縮することができる。
また、各実装手順において実装に要する時間を、例え
ば、実装開始前に予め計算して、上記2つの実装手順の
うち所要時間の短い実装手順を自動的に選ぶようにする
と、自動的に1基板あたりの実装時間を短縮することが
できる。
また、オペレータが2つの実装手順を選択することに
より、2つの実装手順を任意に使い分けることができ
る。
図面の簡単な説明 本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面
についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明
らかになる。この図面においては、 図1は本発明の一実施形態にかかる電子部品実装装置
の全体概略構成を示す斜視図であり、 図2は本発明の上記実施形態の電子部品実装装置にお
ける制御部のブロック図であり、 図3A,3B,3C,3D,3E,3F,3G,3H,3I,3Jはそれぞれ上記実
施形態における第1実装手順を模式的に示す説明図であ
り、 図4A,4B,4C,4D,4E,4F,4G,4H,4I,4J,4K,4Lはそれぞれ
上記実施形態における第2実装手順を模式的に示す説明
図であり、 図5は上記実施形態における第1実装手順のタイミン
グチャートであり、 図6は上記実施形態における第2実装手順のタイミン
グチャートであり、 図7は上記実施形態における各実装手順の実装タクト
を計算するルーチンのフローチャートであり、 図8A,8Bは それぞれ、上記実施形態におけるヘッド
部の移動を模式的に示す第1実装手順の説明図及び第2
実装手順の説明図であり、 図9A,9Bは、それぞれ、上記実施形態における実装タ
クトの計算に用いるX軸テーブルおよびY軸テーブルの
運動形式において、最高速度に達して等速度運動を行な
う場合の説明図、及び、最高速度に達しない場合の説明
図であり、 図10は上記実施形態における実装タクトの計算に用い
るパラメータの説明図であり、 図11は上記実施形態における2つの実装手順の実装タ
クトの比較図であり、 図12は従来の電子部品実装装置の全体概略構成を示す
斜視図である。
発明を実施するための最良の形態 本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部
品については同じ参照符号を付している。
以下、本発明の一実施形態にかかる電子部品実装装置
について、図1〜図11を参照して説明する。なお、図1
に示された上記実施形態にかかる電子部品実装装置にお
いて、多数の電子部品を供給する上記電子部品供給部3
0、上記X軸テーブル33、上記Y軸テーブル34、上記第
1ノズル12と上記第2ノズル13と上記認識カメラ15と上
記スライドユニット14とを備える上記ヘッド部35等につ
いての機械的な仕様は、図12の従来の電子部品実装装置
の対応する部品と同一であり、その動作の説明は省略す
る。
図2は、上記本実施形態にかかる電子部品実装装置の
制御部であるメインコントローラ1のブロック図を示
す。図2において、メインコントローラ1は、プログラ
ムデータ2と、コンスタントデータ3と、上記プログラ
ムデータ2とコンスタントデータ3とを利用して実行す
る実装手順選択ルーチン11のプログラムとを備えてお
り、上記上記電子部品供給部30、上記X軸テーブル33、
上記Y軸テーブル34、上記第1ノズル12と上記第2ノズ
ル13と上記認識カメラ15と上記スライドユニット14とを
備える上記ヘッド部35等の動作を制御するものである。
上記プログラムデータ2には、NCプログラム5と、部
品供給部配列プログラム6と、部品ライブラリ7とが備
えられている。上記NCプログラム5内には、上記電子部
品の装着順、基板32上の上記電子部品の装着位置、上記
ノズル12,13により吸着する上記電子部品の上記電子部
品供給部30での配列番号、使用する上記ヘッド部35の実
装手順などのデータが記述されている。上記部品供給部
配列プログラム6には、上記部品供給部30での上記電子
部品の並び方及び上記電子部品の吸着位置などのデータ
が記述されている。上記部品ライブラリ7には、上記部
品の寸法、上記部品の供給方向、その部品を吸着すると
きの上記X軸テーブル33及び上記Y軸テーブル34の移動
速度の段階などのデータが記述されている。これらのプ
ログラム及びデータは本実施形態にかかる実装装置の操
作盤4を用いて編集することができる。
上記コンスタントデータ3には、軸速度データ8と、
軸移動時間データ9、と認識時間データ10とが備えられ
ている。上記軸速度データ8内には、上記X軸テーブル
33を駆動するACサーボモータの回転軸に接続されたネジ
軸、上記Y軸テーブル34を駆動するACサーボモータの回
転軸に接続されたネジ軸、上記スライドユニット14を移
動させるモータの回転軸に接続されたネジ軸の各々の軸
速度、加速度、駆動開始遅延のためのタイマーの設定値
などのデータが記述されている。上記軸移動時間データ
9には、上記第1,第2ノズル12,13の上下動に要する時
間、上記スライドユニット14の移動に要する時間などの
データが記述されている。上記認識時間データ10には、
各電子部品の認識、上記電子部品の姿勢補正計算に要す
るデータが記述されている。上記軸移動時間データ9及
び上記認識時間データ10については、後に、図10を用い
て詳述する。
上記実装手順選択ルーチン11は、実装開始前に予め、
これらのデータから上記ヘッド部35の各実装手順につい
て実装タクトを計算し、最も実装タクトが速い実装手順
を選択する。上記実装手順選択ルーチン11については後
で図3A〜図10を用いて説明する。
次に、本実施形態における2つの実装手順について説
明する。1つ目の第1実装手順は、図3A〜3Jを参照して
説明した従来例と同一であり、図5にそのタイミングチ
ャートを示している。この第1実装手順は1部品の吸着
と1部品の装着とを交互に繰り返す手順である。
2つ目の第2実装手順は、新たに付加した実装手順
で、図4A〜4Lにその模式図を、図6にそのタイミングチ
ャートを示す。このタイミングチャートにおいて、認識
処理以外のヘッド部移動から第2ノズル補正回転までの
タイミングチャートにおける傾斜部分は駆動区間であ
り、水平武部分は駆動停止区間である。また、認識処理
において、上側の直線部が認識処理実行区間であり、下
側の直線部は認識処理停止区間であり、細かな鋸歯状の
部分はタイマーによる認識処理待機区間であり、上記ス
ライドユニット14の移動完了の信号を受けた後、上記ス
ライドユニット14の移動により上記スライドユニット14
中のミラーが振動し、この振動が止まるのを待ったのち
に認識処理を行うため、ミラーの振動停止を待つための
区間である。この第2実装手順は、各ノズル12,13が続
けて吸着し、その後、各ノズル12,13が続けて装着する
手順である。以下、この第2実装手順について図4A〜4
L、図6を参照して説明する。
まず、上記ヘッド部35が、上記X軸テーブル33と上記
Y軸テーブル34の移動により、上記第1ノズル12の上記
電子部品供給部30の電子部品23の吸着位置25へ移動する
(図4A)。上記第1ノズル12の上記吸着位置25への移動
が完了すると、上記第1ノズル12が下降して上記吸着位
置25の上記電子部品23を吸着する(図4B)。上記1ノズ
ル12が上記電子部品23の吸着動作を完了すると、上記第
1ノズル12が上昇し、上記ヘッド部35が、上記第2ノズ
ル13の上記電子部品供給部30の電子部品24の吸着位置26
へ移動し始める(図4C)。上記第1ノズル12の上昇が完
了すると、上記スライドユニット14が上記第1ノズル12
側に移動する(図4D)。上記スライドユニット14の移動
が完了し、かつ上記第2ノズル13の上記電子部品24の上
記吸着位置26への上記ヘッド部35の移動が完了すると、
上記第2ノズル13が下降して上記吸着位置26で上記電子
部品24を吸着する(図4E)。
上記第2ノズル13が上記電子部品24の吸着動作を完了
すると、上記第2ノズル13が上昇し、上記ヘッド部35
が、上記第1ノズル12が吸着している上記電子部品23の
上記基板30の装着位置27へ移動し始める(図4F)。これ
ら上記第2ノズル13による上記電子部品24の吸着動作、
上記ヘッド部35の上記装着位置27への移動の間に上記第
1ノズル12が吸着した上記電子部品23の吸着姿勢を上記
認識カメラ15で認識し、上記吸着姿勢を補正するための
補正計算を開始する。上記認識による上記補正計算が完
了すると、上記スライドユニット14が上記第2ノズル13
側に移動する(図4G)とともに、上記補正計算結果に基
づき上記ヘッド部35に対する上記第1ノズル12の吸着姿
勢を補正する。上記スライドユニット14の移動が完了
し、かつ上記第1ノズル12が吸着している上記電子部品
23の上記装着位置27への上記ヘッド部35の移動が完了す
ると、上記第1ノズル12が下降し、上記第1ノズル12が
吸着している上記電子部品23を上記基板30の上記装着位
置27に装着する(図4H)。
上記第1ノズル12が上記電子部品23の上記基板30への
装着動作を完了すると、上記第1ノズル12が上昇し、上
記ヘッド部35が、上記第2ノズル13が吸着している上記
電子部品24の上記基板30の装着位置28へ移動する(図4
I)。これら上記第1ノズル12による上記電子部品23の
上記基板30への装着動作、上記ヘッド部35の上記装着位
置28への移動の間に上記第2ノズル13が吸着した上記電
子部品24の吸着姿勢を上記認識カメラ15で認識し、上記
吸着姿勢を補正するための補正計算を開始する。上記認
識による上記補正計算が完了すると、上記スライドユニ
ット14が上記第1ノズル12側に移動する(図4J)ととも
に、上記補正計算結果に基づき上記ヘッド部35に対する
上記第2ノズル13の吸着姿勢を補正する。上記スライド
ユニット14の移動が完了し、かつ上記第2ノズル13が吸
着している上記電子部品24の上記基板30の上記装着位置
28への上記ヘッド部35の移動が完了すると、上記第2ノ
ズル13が下降し、上記第2ノズル13が吸着している上記
電子部品24を、上記基板30の上記装着位置28に装着する
(図4K)。
上記第2ノズル13が装着動作を完了すると、上記第2
ノズル13が上昇し、上記ヘッド部35が、上記第2ノズル
13が次に吸着すべき電子部品123の上記電子部品供給部3
0の吸着位置29へ移動し始める(図4L)。続けて、以上
の実装手順において上記第1ノズル12と上記第2ノズル
13を反対にした手順で装着を行なう。以降、この一連の
動作を繰り返しながら電子部品を順次装着して行く。
本実施形態の電子部品実装装置では、上記操作盤4を
用いて上記NCプログラム5の実装手順選択の欄を編集す
ることにより、上記2つの実装手順のうちから使用する
実装手順を任意に選択して設定することができる。
次に、上記実装手順選択ルーチン11について、図3A〜
図10を参照して説明する。
図7は、上記実装手順選択ルーチン11のフローチャー
トを示している。すなわち、このルーチン11は、まず、
上記ヘッド部35の移動距離d1〜d4,d1'〜d4'の計算を行
い(ステップS1)、次いで、上記ヘッド部35の移動時間
m(d1)〜m(d4),m(d1')〜m(d4')の計算を行い
(ステップS2)、各動作手順でのタクトT1,T2の計算を
行い(ステップS3)、次いで、速い方の動作手順を選択
する(ステップS4)ようにしている。上記実装手順選択
ルーチン11は、次に第1,第2ノズル12,13で吸着する電
子部品を第n番目の電子部品としたとき、n>2かつn
が奇数の時にコールされる。
図8A,8Bは上記ヘッド部35の移動の模式図を示してお
り、図8Aが上記第1実装手順、図8Bが上記第2実装手順
を示す。上記実装手順選択ルーチン11は、まず、上記ヘ
ッド部35の実装手順における上記X軸テーブル33及び上
記Y軸テーブル34の移動距離のうちいずれか大きい方を
求める。すなわち、図8Aにおける移動距離d1〜d4、図8B
における移動距離d1'〜d4'を、上記NCプログラム5、上
記配列プログラム6より求める。以下に計算式を示す。
d1=max(|xn-2−xZn|,|yn-2−yZn|) d2=max(|xn-1−xZn+b|,|yn-1−yZn|) d3=max(|xn-1−xZn+1|,|yn-1−yZn+1|) d4=max(|xn−xZn+1−b|,|yn−yZn+1|) d1'=|xn-1−xZn-2| d2'=max(|xn-1−xZn|,|yn-1−yZn|) d3'=|xZn+1−xZn−b| d4'=max(|xn−xZn+1+b|,|yn−yZn+1|) ここで、xnは第n番目の電子部品の上記基板30への上
記電子部品の装着位置のx座標、ynは上記第n番目の上
記装着位置のy座標を示している。また、Znは第n番目
の上記電子部品供給部30での配列番号を示しており、x
Znは上記配列番号Znでの電子部品吸着位置のx座標、y
Znは上記配列番号Znでの上記電子部品吸着位置のy座標
を示している。また、max(i,j)はi,jのうち大きい方
を求める関数であり、bは上記2つのノズル12,13間の
距離を示している。
次に、上記実装手順選択ルーチン11は、上記X軸テー
ブル33あるいは上記Y軸テーブル34がこれらの移動距離
d1〜d4、d1'〜d4'の移動に要する時間を計算する。以
下、その詳細について図9A,9Bを参照して説明する。
図9A,9Bは、上記X軸テーブル33及び上記Y軸テーブ
ル34の運動形式を示したもので、上記実装手順選択ルー
チン11では等加速度運動を行なうとして計算する。図9
A,9Bにおいて、vmaxは各速度段階ごとに決められている
最高速度(単位:pulse/s)であり、v'maxは到達した最
高速度(単位:pulse/s)で、v'max<vmaxである。αは
上記X軸テーブル33及び上記Y軸テーブル34の各ネジ軸
の加速度(単位:pulse/s2)、dは上記各軸の移動距離
(単位:mm)、m(d)は距離dの移動に要する時間
(単位:s)である。なお、上記速度及び上記加速度の単
位においてpulseとあるのは、上記X軸テーブル33及び
Y軸テーブル34の上記ACサーボモータの駆動パルスを意
味する。また、図9Aは決められた最高速度に達して等速
度運動を行なう場合、図9Bは決められた最高速度に達し
ない場合を示している。
図9A,9Bに基づいて上記X軸テーブル33あるいは上記
Y軸テーブル34の移動距離dから移動に要する時間を求
める関数m(d)を示すと、上記ACサーボモータに内蔵
されたエンコーダの500(pulse)が1(mm)に相当する
ので、 sqrt(500αd)≧v maxのとき m(d)=v max/α+500d/v max sqrt(500αd)<v maxのとき m(d)=2sqrt(500αd) となる。ここで、sqrtは平方根を求める関数である。v
max、αの値は、上記部品ライブラリ7での上記ヘッド
部35の速度段階に基づいて上記軸速度データ8より得る
ことができる。
上記実装手順選択ルーチン11は、この関数m(d)を
用いて上記X軸テーブル33あるいは上記Y軸テーブル34
が移動距離d1〜d4、d1'〜d4'の移動に要する時間を計算
する。
次に、上記実装手順選択ルーチン11は、図5、図6の
タイミングチャートに基づいて各実装手順での実装タク
トを計算する。図10は上記実装手順選択ルーチン11が実
装タクトの計算に用いるパラメータを示し、上記軸移動
時間データ9、上記認識時間データ10に含まれている。
なお、図10に示した記号h,a,s,rは、図5、図6でのそ
れぞれの記号に対応している。
以下、図10に示された各パラメータについて説明す
る。吸装着動作時間h(単位:s)は、吸着を行なうため
に上記第1及び第2ノズル12及び13が下降し始めてから
吸着を経て上記第1,第2ノズル12,13が上昇し終わるま
での時間を表している。上記第1,第2ノズル12,13の各
速度段階ごとの吸装着動作時間hの値が上記軸移動時間
データ9に記述されている。アーチモーション時間a
(単位:s)は、上記X軸テーブル33あるいは上記Y軸テ
ーブル34の移動と上記第1,第2ノズル12,13の上下移動
が同時に起こっている時間で、上記ノズル先端がアーチ
を描くように移動している時間である。上記ヘッド部35
及び上記第1,第2ノズル12,13の各速度段階ごとのアー
チモーション時間aの値が上記軸移動時間データ9に記
述されている。上記スライドユニット14の移動時間s
(単位:s)は、上記スライドユニット14が一方のノズル
側から他方のノズル側に移動するのに要する時間であ
る。上記スライドユニット14の各速度段階ごとの移動時
間sの値が上記軸移動時間データ9に記述されている。
吸着姿勢認識時間r(単位:s)は、上記スライドユニッ
ト14の移動が完了し、振動対策時間(スライドユニット
14の移動により発生したスライドユニット14に内蔵され
たミラーの振動が停止するのを待機する時間)を確保す
るためのタイマーが始動してから、吸着された電子部品
の画像を取り込み、吸着姿勢の補正量を計算し終わるま
での時間である。この吸着姿勢認識時間rは、電子部品
ごとの所要時間が上記認識時間データ10に記述されてい
る。
上記実装手順選択ルーチン11は、上記X軸テーブル33
あるいは上記Y軸テーブル34が移動距離d1〜d4、d1'〜d
4'の移動に要する時間m(d1)〜m(d4)、m(d1')
〜m(d4')、上記軸移動時間データ9、上記認識時間
データ10から各実装手順の実装ダクトを下式を用いて計
算する。
上記第1実装手順の実装ダクトT1(単位:s)は下式を
用いて計算される。
m(d2)<2a+s、かつ、m(d4)<2a+sのとき T1=(m(d1)+m(d3)+4h−4a+2s)/2 m(d2)≧2a+s、かつ、m(d4)<2a+sのとき T1=(m(d1)+m(d2)+m(d3)+4h−6a+s)/2 m(d2)<2a+s、かつ、m(d4)≧2a+sのとき T1=(m(d1)+m(d3)+m(d4)+4h−6a+s)/2 m(d2)≧2a+s、かつ、m(d4)≧2a+sのとき T1=(m(d1)+m(d2)+m(d3)+m(d4)+4h−8a)/2 上記第2実装手順の実装タクトT2(単位:s)は下式を
用いて計算される。
m(d1')<r−h+2a+s、m(d3')<2a+s、
かつ、m(d4')<r−h+2a+aのとき T2=(m(d2')+2h−2a+3s+2r)/2 m(d1')≧r−h+2a+s、m(d3')<2a+s、
かつ、m(d4')<r−h+2a+aのとき T2=(m(d1')+m(d2')+3h−4a+2s+r)/2 m(d1')<r−h+2a+s、m(d3')≧2a+s、
かつ、m(d4')<r−h+2a+aのとき T2=(m(d2')+m(d3')+2h−4a+2s+2r)/2 m(d1')≧r−h+2a+s、m(d3')≧2a+s、
かつ、m(d4')<r−h+2a+aのとき T2=(m(d1')+m(d2')+m(d3')+3h−6a+s+r)/2 m(d1')<r−h+2a+s、m(d3')<2a+s、
かつ、m(d4')≧r−h+2a+aのとき T2=(m(d2')+m(d4')+3h−4a+2s+r)/2 m(d1')≧r−h+2a+s、m(d3')<2a+s、
かつ、m(d4')≧r−h+2a+aのとき T2=(m(d1')+m(d2')+m(d4')+4h−6a+s)/2 m(d1')<r−h+2a+s、m(d3')≧2a+s、
かつ、m(d4')≧r−h+2a+aのとき T2=(m(d2')+m(d3')+m(d4')+3h−6a+s)/2 m(d1')≧r−h+2a+s、m(d3')≧2a+s、
かつm(d4')≧r−h+2a+aのとき T2=(m(d1')+m(d2')+m(d3')+m(d4')+4h−8a)/2 上記実装手順選択ルーチン11は、上記計算された実装
タクトT1及びT2に基づいて速い方の実装手順を選択す
る。
図11は、上記2つの実装手順における上記ヘッド部35
の移動距離、すなわち上記X軸テーブル33と上記Y軸テ
ーブル34の移動距離のうち大きい方と実装タクトとの関
係を示しており、両者の比較ができる。
この計算では、以下に示す仮定を用いている。
m(d1)=m(d2)=m(d3)=m(d4)=m
(d2')=m(d4') m(d1')<r+2a+s m(d3')<2a+s h=0.190、a=0.070、s=0.080、r=0.300 図11をみると、上記ヘッド部35の移動距離、すなわち
上記X軸テーブル33と上記Y軸テーブル34の移動距離の
うち大きい方が213.3(mm)を越えると、上記第1実装
手順よりも上記第2実装手順の方が速くなることが分か
る。
以上のように本実施形態によれば、上記ヘッド部35を
上記第1実装手順と上記第2実装手順で動作させること
が可能で、上記実装手順選択ルーチン11が上記メインコ
ントローラ1内の上記プログラムデータ2及び上記コン
スタントデータ3に基づき各実装手順の実装タクトを計
算し、速い方の実装手順を選択することにより、実装手
順が単一であることによって起こる実装時間のロスを低
減し、1基板当たりの実装時間を短縮することができ
る。また、上記操作盤4を通して、使用する実装手順を
任意に設定することもできる。
本発明の上記実施形態にかかる電子部品実装方法及び
装置によれば、以上の説明から明らかなように、1枚の
基板を実装する中で上記ヘッド部35を1つの電子部品の
吸着及び装着完了後に次の電子部品の吸着及び装着を行
う上記第1実装手順と、2つの電子部品をそれぞれ吸着
し、吸着された電子部品の装着をそれぞれ行う上記第2
実装手順とで選択的に動作させることができるので、適
当な実装手順を選択することにより、実装手順の単一で
あることによって起こる実装時間のロスを低減し、1基
板あたりの実装時間を短縮することができる。
また、各実装手順において実装に要する時間を実装開
始前に予め計算して、上記2つの実装手順のうち所要時
間の短い実装手順を自動的に選ぶようにすると、自動的
に1基板あたりの実装時間を短縮することができる。
また、オペレータが上記2つの実装手順を選択する手
段の一例として上記操作盤4を備えることにより、上記
2つの実装手順を任意に使い分けることができる。
なお、上記実施形態では、各実装手順において実装に
要する時間を実装開始前に予め計算しているが、これに
限らず、実装中であっても必要に応じて実装に要する時
間を計算して実装手順を適宜変更することもできる。例
えば、実装開始前に選択された実装手順で実装を開始し
たが、実装途中で電子部品供給部での電子部品の供給が
切れ、それまでの吸着位置とは異なる吸着位置で電子部
品を吸着する必要が生じたとき、実装に要する時間を計
算し直し、最適な実装手順を選択し直すようにしてもよ
い。電子部品供給部において、電子部品の供給が切れた
とき、同じ種類の電子部品が他のどの吸着位置に配置さ
れているかについてのデータは上記部品供給部配列プロ
グラム6内に記録されているので、このデータを読み出
せば、どの吸着位置で同じ種類の電子部品が吸着できる
かがわかる。
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態
に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練し
た人々にとっては種々の変形や修正は明白である。その
ような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明
の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると
理解されるべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−22194(JP,A) 特開 平4−346297(JP,A) 特開 平6−61694(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 13/04

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子部品供給部(30)の電子部品(16,17,
    18,23,24,123)をそれぞれ吸着する複数のノズル(12,1
    3)と、上記各ノズルで吸着した上記電子部品の姿勢を
    画像認識するための認識カメラ(15)とを有するヘッド
    部(35)を用い、上記各ノズルで上記電子部品供給部の
    電子部品を吸着後、上記電子部品の吸着姿勢を上記認識
    カメラで画像認識し、上記電子部品の吸着姿勢を補正
    し、基板(32)上に上記吸着姿勢が補正された上記電子
    部品を装着する電子部品実装方法において、 1つの基板を実装する中で、上記ヘッド部を、上記複数
    のノズルのうちの一方のノズルで1つの電子部品の吸着
    と該吸着された電子部品の装着を行ったのち、上記他方
    のノズルで別の電子部品の吸着と該吸着された電子部品
    の装着を行う第1の実装手順と、上記複数のノズルの各
    ノズルが続けて上記電子部品を吸着し、その後、各ノズ
    ルが吸着した上記電子部品を続けて装着する第2の実装
    手順とのいずれかを選択して動作させるようにした電子
    部品実装方法。
  2. 【請求項2】上記第1実装手順と第2の実装手順につい
    て、実装開始前に、それぞれ、上記電子部品の実装に要
    する時間を計算し、上記実装に要する時間の短い方の実
    装手順を選択して上記電子部品を実装するようにした第
    1項に記載の電子部品実装方法。
  3. 【請求項3】上記ノズルで吸着すべき上記電子部品がな
    くなり、代わりの電子部品を先の電子部品の吸着位置と
    は異なる吸着位置で吸着するとき、上記第1と第2の実
    装手順での実装に要する時間を計算し直し、上記実装手
    順の選択をし直すようにした第2項に記載の電子部品実
    装方法。
  4. 【請求項4】上記第1と第2の実装手順での実装時間を
    それぞれ計算するとき、上記電子部品の装着位置までの
    上記ヘッド部の移動に必要な時間、上記電子部品の吸着
    位置までの上記ヘッド部の移動に必要な時間、及び、上
    記電子部品の吸着姿勢の認識及び補正計算に必要な時間
    に基づいて計算するようにした第2又は3項に記載の電
    子部品実装方法。
  5. 【請求項5】上記第1と第2の実装手順から選択する実
    装手順をオペレータが任意に設定するようにした第1〜
    4項のいずれかに記載の電子部品実装方法。
  6. 【請求項6】電子部品供給部(30)の電子部品(16,17,
    18,23,24,123)をそれぞれ吸着する複数のノズル(12,1
    3)と上記各ノズルにより吸着した上記電子部品の姿勢
    を画像認識するための認識カメラ(15)とを有するヘッ
    ド部(35)と、 上記ノズルで上記電子部品供給部の上記電子部品を吸着
    後、上記認識カメラで上記電子部品の吸着姿勢を画像認
    識し、上記電子部品の上記ヘッド部に対する吸着姿勢を
    補正し、基板上に電子部品を装着するようにヘッド部を
    制御する制御部(1)と、を備えた電子部品実装装置に
    おいて、 1つの基板を実装する中で、上記ヘッド部を、上記複数
    のノズルのうちの一方のノズルで1つの電子部品の吸着
    と該吸着された電子部品の装着を行ったのち、上記他方
    のノズルで別の電子部品の吸着と該吸着された電子部品
    の装着を行う第1の実装手順と、上記複数のノズルの各
    ノズルが続けて上記電子部品を吸着し、その後、各ノズ
    ルが吸着した上記電子部品を続けて装着する第2の実装
    手順とのいずれかを選択して動作させる実装手順選択手
    段(11)を上記制御部に備えるようにした電子部品実装
    装置。
  7. 【請求項7】上記実装手順選択手段に、上記第1実装手
    順と上記第2の実装手順について上記電子部品の実装に
    要する時間を計算する実装時間計算手段(11)を備え、
    上記2つの実装手順に基づき計算された上記実装に要す
    る時間のうち短い方の上記実装手順を自動的に選択する
    ようにした第6項に記載の電子部品実装装置。
  8. 【請求項8】上記実装時間計算手段は、上記電子部品の
    上記基板での装着位置までの上記ヘッド部の移動に必要
    な時間、上記電子部品の上記電子部品供給部での吸着位
    置までの上記ヘッド部の移動に必要な時間、及び、上記
    電子部品の吸着姿勢の認識及び補正計算に必要な時間に
    基づいて計算するように構成した第7項に記載の電子部
    品実装装置。
  9. 【請求項9】上記実装手順選択手段にて選択する実装手
    順をオペレータが任意に設定する手段(4)を備えるよ
    うにした第6〜8項のいずれかに記載の電子部品実装装
    置。
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