JP3523972B2 - 部品実装方法及び部品実装装置 - Google Patents

部品実装方法及び部品実装装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子部品
をプリント基板上の所定の位置に実装する電子部品実装
方法及び装置に関し、特に上記実装に際し上記電子部品
の姿勢角度を補正するときの回転機構部におけるロスト
モーションを発生させないために上記電子部品の回転方
向を一方となるように上記回転機構部を駆動することに
より、精度よく上記電子部品を上記プリント基板上に実
装することを可能にする電子部品実装方法及び装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図１４は、電子部品を実装する従来の電
子部品実装装置１００の斜視図である。搬送装置１３２
は、当該電子部品実装装置１００に回路基板を搬入、搬
出し、又、生産時には回路基板を保持する。電子部品供
給装置１３３及び１３４は、ともに上記回路基板に装着
する電子部品を収納し、供給する部分であり、電子部品
供給装置１３３は電子部品をリールに収めたリール式の
電子部品供給装置であり、電子部品供給装置１３４は電
子部品をトレイに収めたトレイ式の電子部品供給装置で
ある。部品吸着ヘッド部１３６は、上記電子部品供給装
置１３３，１３４から電子部品を吸着するノズル１３８
を備え該ノズル１３８の昇降、回転動作等を行う。尚、
該回転動作は、部品吸着ヘッド部１３６に備わる回転機
構にて行われる。又、部品吸着ヘッド部１３６には、電
子部品を上方から撮像する第２部品認識カメラ１１が取
り付けられている。又、１３７は、ノズル１３８に吸着
されている電子部品の姿勢を下方から撮像する部品認識
カメラである。Ｘ，Ｙロボット１３５は、上記部品吸着
ヘッド部１３６をＸ，Ｙ方向に移動させる。
【０００３】このように構成される電子部品実装装置１
００では以下の動作が行われる。即ち、電子部品を吸着
するときには、Ｘ，Ｙロボット１３５にて部品吸着ヘッ
ド部１３６、即ちノズル１３８を、電子部品供給装置１
３３又は１３４における電子部品保持位置へ移動させた
後、ノズル１３８を下降して電子部品を吸着する。吸着
後ノズル１３８を上昇させる。次に、図１６のステップ
（図内ではＳにて示す）１０１に示すように、吸着した
電子部品について予め設定されている実装角度に従っ
て、上記電子部品を吸着しているノズル１３８を回転機
構にて当該ノズル１３８の中心軸を回転軸として当該ノ
ズル１３８の周方向に回転させる。この後、ステップ１
０２では、Ｘ，Ｙロボット１３５にて部品吸着ヘッド部
１３６が部品認識カメラ１３７の配置位置まで移動さ
れ、ノズル１３８に吸着されている上記電子部品の姿勢
が部品認識カメラ１３７にて認識される。次にステップ
１０３において、上記認識結果に基づいて、吸着されて
いる電子部品の実際の角度と上記実装角度との差分を求
め、該差分値がゼロとなるように上記回転機構を再び駆
動してノズル１３８を回転させることで吸着されている
当該電子部品の角度補正を行う。そしてステップ１０４
において、ノズル１３８に吸着された電子部品は、Ｘ，
Ｙロボット１３５による部品吸着ヘッド部１３６の移動
によりＸ，Ｙ方向に移動されて電子回路基板上の所定位
置まで移動される。そして部品吸着ヘッド部１３６の動
作によりノズル１３８が下降し電子回路基板上の所定の
部品実装位置へ電子部品を装着し、電子部品の吸着を解
除する。以上の動作を繰り返すことで、各電子部品が電
子部品供給装置１３３又は１３４から電子回路基板上へ
装着されていく。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のノズル１３８の
上記回転機構は、例えば図１５に示すような構造を有す
る。ノズル１３８は、ギア１０２の中心部を貫通してギ
ア１０２に固定されている。該ギア１０２は、タイミン
グベルト１０１を介してモータの出力軸１０５と接続さ
れている。よって出力軸１０５の回転は、タイミングベ
ルト１０１によりギア１０２を介して吸着ノズル１３８
へ伝えられ、よって、吸着ノズル１３８に吸着されてい
る電子部品が上記実装角度に回転される。しかしなが
ら、タイミングベルト１０１やギア１０２にはバックラ
ッシュが存在する。一方、上記部品認識カメラ１３７に
て撮像され認識された電子部品の上記補正すべき角度が
目標とする上記実装角度に対して大き過ぎるのか又は小
さ過ぎるのかによって、ノズル１３８を回転させる方向
は異なる。したがって、ノズル１３８が時計回り若しく
は反時計回り、又は時計回り及び反時計回りにギア１０
２等が回転することで、上記バックラッシュに起因し
て、電子部品の最終の実装角度には誤差が発生すること
となる。このような誤差の発生を抑えるため、要求され
る精度に応じて、タイミングベルト１０１やギア１０２
の分解能を上げたり、上記モータの出力軸の回転を直接
に吸着ノズルの回転とするような機構が採られるが、製
造コストが高くなることや、上記モータとノズル１３８
との取り付けに大きなスペースが要るという問題が発生
する。 本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、精度のよい実装角度にて部品の実装が行える部品
実装方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１態様である
部品実装方法は、部品を保持するノズルにて部品供給装
置に収納されている部品を保持して該部品を回路基板の
実装位置へ実装する部品実装方法であって、上記回路基
板上へ部品を実装する際の部品の実装姿勢がその基本姿
勢に対して実装角度だけ傾いているとき、上記回路基板
への部品実装前において、上記ノズルをその基準姿勢か
ら外れる方向へ上記実装角度にて予め回転させたノズル
にて上記部品供給装置から部品を保持した後、最終的に
所定方向への回転により上記ノズルを上記基準姿勢へ戻
して上記部品の実装を行うことを特徴とする。
【０００６】又、本発明の第２態様である部品実装方法
は、部品を保持するノズルにて部品供給装置に収納され
ている部品を保持して該部品を回路基板の実装位置へ実
装する部品実装方法であって、上記回路基板上へ部品を
実装する際の部品の実装姿勢がその基本姿勢に対して実
装角度だけ傾いているとき、上記部品供給装置において
供給される部品を部品認識装置にて認識することで、上
記部品供給装置における部品の姿勢が理想位置に対して
部品姿勢角度にて傾いていることを検出し、上記実装角
度及び上記部品姿勢角度に基づき、上記部品を保持する
前に上記ノズルを予め回転させるための角度である保持
前回転角度を算出し、上記ノズルをその基準姿勢から外
れる方向へ上記保持前回転角度にて予め回転させたノズ
ルにて上記部品供給装置から部品を保持した後、最終的
に所定方向への回転により上記ノズルを上記基準姿勢へ
戻して上記部品の実装を行うことを特徴とする。
【０００７】又、本発明の第３態様である部品実装方法
は、部品を保持するノズルにて部品供給装置に収納され
ている部品を保持して該部品を回路基板の実装位置へ実
装する部品実装方法であって、上記ノズルを一方向へ回
転させるときのみ上記ノズルの回転角度に誤差を生じ上
記一方向に対して逆方向である他方向へ上記ノズルを回
転させるときには上記誤差を生じさせない伝達部材を介
して上記ノズルは駆動装置にて上記ノズルの周方向に回
転され、上記ノズルは当該ノズルの中心軸回りへの回転
方向における基準姿勢にて上記部品を上記回路基板へ実
装するものであり、上記回路基板上へ部品を実装したと
きの部品の実装姿勢は、上記回路基板上の座標系の原点
を中心として基本姿勢に対して実装角度にて傾いている
としたとき、上記部品供給装置において供給される部品
を部品認識装置にて認識することで、上記部品供給装置
における部品の姿勢は、上記部品供給装置の座標系の原
点を中心として理想位置に対して部品姿勢角度にて傾い
ていることを検出し、上記実装角度及び上記部品姿勢角
度に基づき、上記部品を保持する前に上記ノズルを予め
回転させるための角度である保持前回転角度を算出し、
上記ノズルを上記基準姿勢から上記一方向へ回転すると
きを正とし上記他方向へ回転するときを負としたとき、
上記保持前回転角度を算出した後、上記保持前回転角度
の正、負を判断し、上記保持前回転角度がゼロ又は正の
とき、上記ノズルを上記基準姿勢から上記一方向へ上記
保持前回転角度にて予め回転させたノズルにて上記部品
供給装置から部品を保持した後、上記ノズルを上記基準
姿勢へ戻すため上記伝達部材を介して上記ノズルを上記
他方向へ上記保持前回転角度分回転させて上記部品を回
路基板へ実装し、一方、上記保持前回転角度が負のと
き、上記ノズルを上記基準姿勢から上記他方向へ上記保
持前回転角度にて予め回転させたノズルにて上記部品供
給装置から部品を保持した後、上記ノズルを上記基準姿
勢へ戻すため、上記保持前回転角度に戻し角度を加えた
角度にて上記一方向へ上記ノズルを回転させた後、上記
戻し角度分にて上記他方向へ上記ノズルを回転させて上
記ノズルを上記基準姿勢へ戻して上記部品を回路基板へ
実装する、ことを特徴とする。
【０００８】又、本発明の第４態様である部品実装装置
は、部品を保持するノズルにて部品供給装置に収納され
ている部品を保持して該部品を回路基板の実装位置へ実
装する部品実装装置であって、上記回路基板上へ部品を
実装する際の部品の実装姿勢がその基本姿勢に対して実
装角度だけ傾いているとき、上記回路基板への部品実装
前において、上記ノズルをその基準姿勢から外れる方向
へ上記実装角度にて予め回転させたノズルにて上記部品
供給装置から部品を保持した後、最終的に所定方向への
回転により上記ノズルを上記基準姿勢へ戻して上記部品
の実装を行う制御を実行する、制御装置を備えたことを
特徴とする。
【０００９】又、本発明の第５態様である部品実装装置
は、部品を保持するノズルにて部品供給装置に収納され
ている部品を保持して該部品を回路基板の実装位置へ実
装する部品実装装置であって、上記回路基板上へ部品を
実装する際の部品の実装姿勢がその基本姿勢に対して実
装角度だけ傾いているとき、上記部品供給装置において
供給される部品を部品認識装置にて認識することで、上
記部品供給装置における部品の姿勢が理想位置に対して
部品姿勢角度にて傾いていることを検出し、上記実装角
度及び上記部品姿勢角度に基づき、上記部品を保持する
前に上記ノズルを予め回転させるための角度である保持
前回転角度を算出し、上記ノズルをその基準姿勢から外
れる方向へ上記保持前回転角度にて予め回転させたノズ
ルにて上記部品供給装置から部品を保持した後、最終的
に所定方向への回転により上記ノズルを上記基準姿勢へ
戻して上記部品の実装を行う制御を実行する、制御装置
を備えたことを特徴とする。
【００１０】又、本発明の第６態様である部品実装装置
は、部品を保持するノズルにて部品供給装置に収納され
ている部品を保持して該部品を回路基板の実装位置へ実
装する部品実装装置であって、上記ノズルを一方向へ回
転させるときのみ上記ノズルの回転角度に誤差を生じ上
記一方向に対して逆方向である他方向へ上記ノズルを回
転させるときには上記誤差を生じさせない伝達部材を介
して上記ノズルは駆動装置にて上記ノズルの周方向に回
転され、上記ノズルは当該ノズルの中心軸回りへの回転
方向における基準姿勢にて上記部品を上記回路基板へ実
装するものであり、上記回路基板上へ部品を実装したと
きの部品の実装姿勢は、上記回路基板上の座標系の原点
を中心として基本姿勢に対して実装角度にて傾いている
としたとき、上記部品供給装置において供給される部品
を部品認識装置にて認識することで、上記部品供給装置
における部品の姿勢は、上記部品供給装置の座標系の原
点を中心として理想位置に対して部品姿勢角度にて傾い
ていることを検出し、上記実装角度及び上記部品姿勢角
度に基づき、上記部品を保持する前に上記ノズルを予め
回転させるための角度である保持前回転角度を算出し、
上記ノズルを上記基準姿勢から上記一方向へ回転すると
きを正とし上記他方向へ回転するときを負としたとき、
上記保持前回転角度を算出した後、上記保持前回転角度
の正、負を判断し、上記保持前回転角度がゼロ又は正の
とき、上記ノズルを上記基準姿勢から上記一方向へ上記
保持前回転角度にて予め回転させたノズルにて上記部品
供給装置から部品を保持した後、上記ノズルを上記基準
姿勢へ戻すため上記伝達部材を介して上記ノズルを上記
他方向へ上記保持前回転角度分回転させて上記部品を回
路基板へ実装し、一方、上記保持前回転角度が負のと
き、上記ノズルを上記基準姿勢から上記他方向へ上記保
持前回転角度にて予め回転させたノズルにて上記部品供
給装置から部品を保持した後、上記ノズルを上記基準姿
勢へ戻すため、上記保持前回転角度に戻し角度を加えた
角度にて上記一方向へ上記ノズルを回転させた後、上記
戻し角度分にて上記他方向へ上記ノズルを回転させて上
記ノズルを上記基準姿勢へ戻して上記部品を回路基板へ
実装する制御を行う、制御装置を備えたことを特徴とす
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態である部品実
装方法及び部品実装装置について図を参照しながら以下
に説明する。尚、上記部品実装方法は、上記部品実装装
置にて実行されるものである、又、上述した図１４及び
図１５をも含めて各図において同じ構成部分については
同じ符号を付しその説明を省略する。尚、伝達部材の機
能を果たす一実施形態がベルト１０１に相当する。又、
部品認識装置の機能を果たす一実施形態が第２部品認識
カメラ１１に相当する。又、一方向がI方向に相当し、
所定方向及び他方向がII方向に相当する。
【００１２】本実施形態の部品実装方法及び装置では、
上述したようにバックラッシュに起因して、電子部品の
最終の実装角度に誤差が発生することを防ぐために、詳
細後述するように、吸着ノズル１３８において部品を実
装するために最後に吸着ノズル１３８の回転角度を調整
するときの回転方向は、常に、吸着ノズル１３８に回転
誤差が発生しない方向としたものである。尚、上記回転
誤差が発生しないとは、吸着ノズル１３８にて電子部品
を回路基板へ実装する際の実装精度との関係において実
装に支障が生じないことを意味する。本実施形態の部品
実装装置１は、図２に示すように、搬送装置１３２、電
子部品供給装置１３３，１３４、Ｘ，Ｙロボット１３
５、部品吸着ヘッド部１０、及び部品認識カメラ１３７
を備え、これらの構造は、図１４を参照して上述した従
来の部品実装装置１００と基本的に変わるところはな
く、よってその説明は省略する。尚、上記部品吸着ヘッ
ド部１０は、上述した従来の部品吸着ヘッド部１３６に
代わるものであるが、その基本的構造は部品吸着ヘッド
部１３６と同一であり、相違点は以下に示すようにギア
１０２に付勢手段を設けた点である。又、本実施形態の
部品実装装置１では、主に部品吸着ヘッド部１０に対し
て詳細後述するような動作制御を行う制御装置２を設け
た点、及び部品吸着ヘッド部１０において、図１３に示
すように吸着ノズル１３８に嵌合されたギア１０２は後
述のII方向へ回転する方向へ常に付勢されるように構成
されている点が従来の部品実装装置１００とは異なって
いる。尚、ギア１０２に対して上記付勢を行わせる方法
としては、例えばギア１０２に例えば図示するようなゼ
ンマイバネ２０を設ける等、公知の方法を採ることがで
きる。このようにギア１０２は上記II方向に付勢されて
いるので、例えばベルト１０１がIII方向へ移動し、ベ
ルト１０１の歯１０１ａとギア１０２の歯１０２ａとが
離れたとしても、III方向へのベルト１０１の移動が停
止、若しくはその移動速度が所定値以下となったときに
は、上記付勢力によりギア１０２はII方向へ回転し、ギ
ア１０２の歯１０２ａは再びベルト１０１の歯１０１ａ
に当接する。したがって、部品吸着ヘッド部１０では、
吸着ノズル１３８がII方向へ回転するときには、ベルト
１０１の歯１０１ａとギア１０２の歯１０２ａとのバッ
クラッシュは発生せず吸着ノズル１３８の回転角度に誤
差は発生しない。これとは逆に、吸着ノズル１３８がI
方向へ回転するときには、上述のような付勢力は作用し
ないので、ベルト１０１の歯１０１ａとギア１０２の歯
１０２ａとの間にバックラッシュが生じ吸着ノズル１３
８の回転角度に誤差が生じる。
【００１３】次に、本実施形態の部品実装装置１の動作
について説明する。尚、搬送装置１３２、電子部品供給
装置１３３，１３４、Ｘ，Ｙロボット１３５、及び部品
認識カメラ１３７の動作は、従来の部品実装装置１００
における動作と変わるところはないので、その説明は省
略する。よって、以下には、本実施形態において特徴的
な動作である、部品吸着ヘッド部１０における吸着ノズ
ル１３８の回転動作について詳細に説明する。具体的な
説明に入る前に、まず、前提条件を説明する。従来技術
にて説明したように、又、図３に示すように、吸着ノズ
ル１３８は、部品供給装置１３３，１３４（以下の説明
では部品供給装置１３３を例にとる）の部品保持位置３
に位置している電子部品４を保持する。このとき、部品
供給装置１３３の部品保持位置３における電子部品４の
姿勢を表すために、Ｘ−Ｙ座標系５を考えるとする。
又、図４に示すように、搬送装置１３２で搬送されてき
た回路基板６上の実装位置７に電子部品４が実装された
ときの実装姿勢を表すために回路基板６におけるＸ−Ｙ
座標系８を考えるとする。又、図５に示すように、吸着
ノズル１３８においてその回転中心を原点として吸着ノ
ズル１３８におけるＸ−Ｙ座標系９を考えるとする。こ
のような場合において、一般的には、これらの各Ｘ−Ｙ
座標系５，８，９はそれぞれ独立した座標系であり、吸
着ノズル１３８にて部品供給装置１３３から電子部品４
を保持し回路基板６に実装する動作を行うには各Ｘ−Ｙ
座標系５，８，９間の座標軸のずれを考慮する必要があ
るが、以下の説明では、より容易に理解可能とするた
め、Ｘ−Ｙ座標系５、Ｘ−Ｙ座標系８、及びＸ−Ｙ座標
系９におけるＸ，Ｙの各座標軸、及び原点は完全に一致
しているものとする。さらに又、吸着ノズル１３８が回
路基板６の実装位置７へ電子部品４を実装するときの吸
着ノズル１３８における中心軸回りの回転方向における
姿勢を基準姿勢と呼び、該基準姿勢における吸着ノズル
１３８のＸ−Ｙ座標系９は、Ｘ−Ｙ座標系５及びＸ−Ｙ
座標系８に一致するものとする。又、図５に示すよう
に、吸着ノズル１３８が上記基準姿勢に配置された状態
において、吸着ノズル１３８のＸ−Ｙ座標系９における
Ｘ軸に沿った位置を符号１２にて表す。又、吸着ノズル
１３８が電子部品４を吸着するとき、吸着ノズル１３８
は上記基準姿勢にセットされる。よって、吸着ノズル１
３８が部品保持位置３にて電子部品４を吸着するとき、
及び実装位置７へ実装するときには、吸着ノズル１３８
は上記基準姿勢にあるとする。
【００１４】具体的な動作説明を行う。尚、現時点は、
搬送装置１３２にて回路基板６が当該部品実装装置１に
搬送され保持され、これから部品実装が開始される時点
とする。図１における、ステップ（図内では、「Ｓ」に
て示す）１では、部品供給装置１３３から吸着ノズル１
３８が電子部品４を保持する前に、まず、部品吸着ヘッ
ド部１０に備わる第２部品認識カメラ１１にて部品供給
装置１３３における部品保持位置３に存在する電子部品
４が撮影される。この撮像情報に基づき制御装置２で
は、部品保持位置３に存在する電子部品４の姿勢を認識
し、図３に示すように、部品保持位置３における電子部
品４について理想位置からのずれを表す角度である部品
姿勢角度αを検出する。上述のように上記Ｘ−Ｙ座標系
５と上記Ｘ−Ｙ座標系９とは一致するとしているので、
上記部品姿勢角度αは、吸着ノズル１３８における上記
基準姿勢から吸着ノズル１３８を回転させる角度に一致
することになる。
【００１５】一方、図４に示すように、回路基板６上の
実装位置７に電子部品４が実装されたときの実装姿勢に
ついて、基本となる姿勢からのずれを表す角度である実
装角度θは、従来の部品実装装置１００と同様に、制御
装置２において予め認識されている。尚、上述のように
上記Ｘ−Ｙ座標系８と上記Ｘ−Ｙ座標系９とは一致する
としているので、上記実装角度θは、吸着ノズル１３８
における上記基準姿勢から吸着ノズル１３８を回転させ
る角度に一致することになる。よって、ステップ２にお
いて、制御装置２は、上記部品姿勢角度αと上記実装角
度θとを加算した値である吸着前回転角度θPREを算出
する。尚、図３、図４、及び図９において、Ｘ軸を境界
として反時計回り方向をプラス、時計回り方向をマイナ
スとする。よって、図３、図４において、上記部品姿勢
角度α及び上記実装角度θは正の値であり、図９におけ
る上記実装角度θは負の値である。例えば図３及び図４
に示す場合では、上記部品姿勢角度α及び上記実装角度
θはともに正であるので、上記吸着前回転角度θPREは
正の値となる。一方、図３及び図９に示す場合では、上
記部品姿勢角度αは正の値であるが上記実装角度θは負
の値となり、上記実装角度θが上記部品姿勢角度αを超
える値とすると、上記吸着前回転角度θPREは負の値と
なる。
【００１６】ステップ３では、上記吸着前回転角度θ
PREのゼロ、正、負が判断され、上記吸着前回転角度θ
PREがゼロ又は正と判断されたときにはステップ４へ移
行し、上記吸着前回転角度θPREが負と判断されたとき
にはステップ７へ移行する。尚、上記吸着前回転角度θ
PREがゼロ又は正と判断されたときには、吸着ノズル１
３８は、上記基準姿勢から例えば時計回り方向であり図
６に示すI方向へ回転される。一方、上記吸着前回転角
度θPREが負と判断されたときには、吸着ノズル１３８
は、上記基準姿勢から例えば反時計回り方向であり図６
に示すII方向へ回転される。
【００１７】例えば図３及び図４に示す場合のように上
記吸着前回転角度θPREが正と判断されたときには、ス
テップ４において、電子部品４の吸着前において、図７
に示すように制御装置２は、吸着ノズル１３８を上記基
準姿勢からI方向へ上記吸着前回転角度θPREの絶対値
分、即ち│（＋α）＋（＋θ）│分、予め回転させる。
尚、図７において吸着ノズル１３８の回転後における上
記位置１２の位置を符号１３にて示す。又、上述したよ
うに、吸着ノズル１３８が上記I方向へ回転されるとき
には、上記バックラッシュ分に相当する誤差が、吸着ノ
ズル１３８の回転角度に含まれている。そして、ステッ
プ５において、上述のように回転させた吸着ノズル１３
８によって、部品供給装置１３３の部品保持位置３にて
電子部品４を保持する。
【００１８】次に、ステップ６では、図８に示すように
制御装置２は、吸着ノズル１３８を上記位置１３からII
方向へ上記吸着前回転角度θPREの絶対値分、即ち│
（＋α）＋（＋θ）│分、回転させる。上述したよう
に、吸着ノズル１３８を上記II方向へ回転するときに
は、上記バックラッシュ分に相当する誤差は、吸着ノズ
ル１３８の回転角度に含まれない。したがって、ステッ
プ６の動作を完了した時点では、吸着ノズル１３８は再
び上記基準姿勢に一致することになる。したがって、ス
テップ６の次のステップであるステップ１１において、
Ｘ，Ｙロボット１３５にて部品吸着ヘッド部１０を回路
基板６の実装位置７まで移動させた後、吸着ノズル１３
８を下降させて、ステップ６の状態の吸着ノズル１３８
に保持されている電子部品４を回路基板６へ実装する。
このように動作させることで、電子部品４は回路基板６
の上記実装位置７へ実装されることになる。
【００１９】一方、例えば図３及び図９に示す場合のよ
うに上記吸着前回転角度θPREが負と判断されたときに
は、ステップ７において、電子部品４の吸着前におい
て、図１０に示すように制御装置２は、吸着ノズル１３
８を上記基準姿勢からII方向へ上記吸着前回転角度θ
PREの絶対値分、即ち│（＋α）＋（−θ）│分、予め
回転させる。尚、図１０において吸着ノズル１３８の回
転後における上記位置１２の位置を符号１４にて示す。
そして、ステップ８にて、上述のように回転させた吸着
ノズル１３８によって、部品供給装置１３３の部品保持
位置３にて電子部品４を保持する。
【００２０】このように上記基準姿勢からII方向へ回転
させた吸着ノズル１３８について、電子部品４を回路基
板６へ実装するために吸着ノズル１３８を上記基準姿勢
に戻すように、単に上記I方向へ回転させた場合、上述
のように上記I方向への吸着ノズル１３８の回転には回
転誤差が含まれることから、吸着ノズル１３８の回転方
向において、電子部品４は回路基板６上の実装位置７に
一致しないことになってしまう。そこで、上記吸着前回
転角度θPREが負の場合には、以下のステップ９及びス
テップ１０の動作を行う。
【００２１】ステップ９では、図１１に示すように、制
御装置２は、上記吸着前回転角度θPREの絶対値、即ち
│（＋α）＋（−θ）│にさらに戻り角度βを加えた角
度にて、吸着ノズル１３８を上記位置１４からI方向へ
回転させる。ここで、上記戻り角度βは、正の値であっ
て、上記部品姿勢角度αに比べて十分に小さい角度であ
る。尚、図１１において吸着ノズル１３８の回転後にお
ける上記位置１２の位置を符号１５にて示す。
【００２２】次にステップ１０では、図１２に示すよう
に、制御装置２は、上記戻り角度β角度分、吸着ノズル
１３８を上記位置１５からII方向へ回転させる。このス
テップ１０における上記II方向への回転では、上述した
ように上記バックラッシュ分に相当する誤差は、吸着ノ
ズル１３８の回転角度に含まれない。したがって、ステ
ップ１０の動作完了時点では、吸着ノズル１３８は再び
上記基準姿勢に一致することになる。したがって、ステ
ップ１０の次のステップであるステップ１１において、
Ｘ，Ｙロボット１３５にて部品吸着ヘッド部１０を回路
基板６の実装位置７まで移動させた後、吸着ノズル１３
８を下降させて、ステップ１０の状態の吸着ノズル１３
８に保持されている電子部品４を回路基板６へ実装す
る。このように動作させることで、電子部品４は回路基
板６の上記実装位置７へ実装されることになる。
【００２３】このように本実施形態では、被実装物であ
る電子部品４を部品供給装置１３３から吸着ノズル１３
８にて保持する前に、第２部品認識カメラ１１にて部品
供給装置１３３の部品保持位置３における電子部品４の
姿勢を認識するようにした。そしてこの認識により得ら
れる部品姿勢角度αと、実装角度θとを合わせた吸着前
回転角度θPREにて、吸着ノズル１３８を予め回転させ
た後、電子部品４を保持する。そして、保持した電子部
品４を実装する角度へ最終的に回転させるときには、吸
着ノズル１３８の回転において誤差が生じないII方向へ
回転するものとする。このようにすることで、吸着ノズ
ル１３８の回転方向へのロストモーショがン無く電子部
品４を実装位置７へ正確に実装することができる。尚、
吸着ノズル１３８の回転をボールねじにより行う場合に
も、本実施形態と同様の実装方法にて高精度な位置決め
が可能となる。又、本実施形態では、吸着ノズル１３８
は回路基板６の厚み方向に移動し該移動方向と吸着ノズ
ル１３８の回転中心軸方向とは一致しているが、一致し
ていない場合もある。このような場合においては、電子
部品４を実装角度にて回転させると、電子部品４の中心
が（Ｘ，Ｙ）方向にも移動することになるので、公知の
方法にてその移動量をも合わせて補正することになる。
【００２４】尚、上述した実施形態では、吸着ノズル１
３８が部品供給装置１３３から電子部品４を保持する前
に部品認識カメラ１３７にて電子部品４の姿勢を認識し
ているが、これに限るものではなく、吸着ノズル１３８
が部品供給装置１３３から電子部品４を保持した後に部
品認識カメラ１３７にて電子部品４の姿勢を認識して、
上記部品姿勢角度αとしてもよい。又、上記保持前、後
の両方で認識して、部品姿勢角度α−１，α−２を求
め、これらの加算値を上記部品姿勢角度αとするように
してもよい。
【００２５】又、本実施形態では、上記部品姿勢角度α
を考慮した場合を示すが、部品供給装置１３３の部品保
持位置３における電子部品４の姿勢がその理想姿勢に一
致することが確実である場合には部品姿勢角度αを考慮
する必要はない。
【００２６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の第１態様の
部品実装方法、及び第４態様の部品実装装置によれば、
制御装置を備え、該制御装置にて以下の動作を行わせる
ようにした。即ち、回路基板への部品の実装前におい
て、ノズルの基準姿勢から外れる方向へ実装角度にて上
記ノズルを回転させた後、最終的に、上記ノズルを所定
方向へ回転させてノズルを基準姿勢へ戻して部品を回路
基板へ実装するようにした。このように部品の実装直前
には、ノズルにおいて回転誤差を生じない上記所定方向
へノズルを回転させるので、精度のよい実装角度にて部
品の実装を行うことができる。
【００２７】又、本発明の第２態様及び第３態様の部品
実装方法、並びに第５態様及び第６態様の部品実装装置
によれば、制御装置を備え、該制御装置にて以下の動作
を行わせるようにした。即ち、部品供給装置における部
品の姿勢を部品認識装置にて認識して、部品姿勢角度を
得る。そして、該部品姿勢角度と実装角度とに基づいた
保持前回転角度を求めて、ノズルの基準姿勢から外れる
方向へ上記保持前回転角度にて上記ノズルを回転させた
後、最終的に、上記ノズルを所定方向へ回転させてノズ
ルを基準姿勢へ戻して部品を回路基板へ実装するように
した。このように、部品供給装置における部品の姿勢に
基づく部品姿勢角度をも考慮し、かつ部品の実装直前に
は、ノズルにおいて回転誤差を生じない上記所定方向へ
ノズルを回転させることから、より精度のよい実装角度
にて部品の実装を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の部品実装方法の動作を
示すフローチャートである。
【図２】 図１に示す動作を実行する部品実装装置の構
成を示すブロック図である。
【図３】 図２に示す部品実装装置に備わる部品供給装
置の部品保持位置における電子部品の姿勢を示す図であ
る。
【図４】 図２に示す部品実装装置における回路基板上
の実装位置における電子部品の姿勢を示す図である。
【図５】 図２に示す部品実装装置に備わる吸着ノズル
の基準姿勢を示す図である。
【図６】 図５に示す吸着ノズルにおいて基準姿勢から
の回転方向を示す図である。
【図７】 図１のフローチャートに示すステップ４にお
ける吸着ノズルの回転方向、及び角度を示す図である。
【図８】 図１のフローチャートに示すステップ６にお
ける吸着ノズルの回転方向、及び角度を示す図である。
【図９】 図２に示す部品実装装置における回路基板上
の実装位置における電子部品の姿勢を示す図である。
【図１０】 図１のフローチャートに示すステップ７に
おける吸着ノズルの回転方向、及び角度を示す図であ
る。
【図１１】 図１のフローチャートに示すステップ９に
おける吸着ノズルの回転方向、及び角度を示す図であ
る。
【図１２】 図１のフローチャートに示すステップ１０
における吸着ノズルの回転方向、及び角度を示す図であ
る。
【図１３】 図２に示す部品実装装置に備わる部品吸着
ヘッド部内のベルトとギアとの係合状態を示す図であ
る。
【図１４】 従来の部品実装装置の構造を示す斜視図で
ある。
【図１５】 図１４に示す部品実装装置に備わる部品吸
着ヘッド部内のベルトとギアとの係合状態を示す図であ
る。
【図１６】 図１４に示す部品実装装置の動作を示すフ
ローチャートである。
【符号の説明】
１…部品実装装置、２…制御装置、３…部品保持位置、
４…電子部品、６…回路基板、７…実装位置、１０…部
品吸着ヘッド部、１１…第２部品認識カメラ、１０１…
ベルト、１０２…ギア、１３３…部品供給装置、１３８
…吸着ノズル。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−164195（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 13/04

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 部品を保持するノズル（１３８）にて部
    品供給装置（１３３）に収納されている部品を保持して
    該部品を回路基板の実装位置へ実装する部品実装方法で
    あって、 上記回路基板上へ部品を実装する際の部品の実装姿勢が
    その基本姿勢に対して実装角度（θ）だけ傾いていると
    き、 上記回路基板への部品実装前において、上記ノズルをそ
    の基準姿勢から外れる方向へ上記実装角度にて予め回転
    させたノズルにて上記部品供給装置から部品を保持した
    後、最終的に所定方向への回転により上記ノズルを上記
    基準姿勢へ戻して上記部品の実装を行うことを特徴とす
    る部品実装方法。
  2. 【請求項２】 部品を保持するノズル（１３８）にて部
    品供給装置（１３３）に収納されている部品を保持して
    該部品を回路基板の実装位置へ実装する部品実装方法で
    あって、 上記回路基板上へ部品を実装する際の部品の実装姿勢が
    その基本姿勢に対して実装角度（θ）だけ傾いていると
    き、 上記部品供給装置において供給される部品を部品認識装
    置（１１）にて認識することで、上記部品供給装置にお
    ける部品の姿勢が理想位置に対して部品姿勢角度（α）
    にて傾いていることを検出し、 上記実装角度及び上記部品姿勢角度に基づき、上記部品
    を保持する前に上記ノズルを予め回転させるための角度
    である保持前回転角度（θPRE）を算出し、 上記ノズルをその基準姿勢から外れる方向へ上記保持前
    回転角度にて予め回転させたノズルにて上記部品供給装
    置から部品を保持した後、 最終的に所定方向への回転により上記ノズルを上記基準
    姿勢へ戻して上記部品の実装を行うことを特徴とする部
    品実装方法。
  3. 【請求項３】 上記ノズルを一方向へ回転させるときの
    み上記ノズルの回転角度に誤差を生じ上記一方向に対し
    て逆方向であり上記所定方向に対応する他方向へ上記ノ
    ズルを回転させるときには上記誤差を生じさせない伝達
    部材（１０１）を介して上記ノズルは駆動装置（１０
    ５）にて上記ノズルの周方向に回転され、上記ノズルは
    当該ノズルの中心軸回りへの回転方向における上記基準
    姿勢にて上記部品を上記回路基板へ実装するものであ
    り、上記伝達部材とは、上記駆動装置の出力軸及び上記
    ノズルにはそれぞれ歯車が取り付けられているとき、上
    記出力軸の歯車と上記ノズルの歯車とを連結する歯付き
    ベルトであり、このような構成において、上記ノズルを
    一方向へ回転させるときのみ上記ノズルの回転角度に誤
    差を生じ上記他方向へ上記ノズルを回転させるときには
    上記誤差を生じさせないとは、上記ノズルの歯車は上記
    歯付きベルトに対して常に上記他方向に付勢されている
    ことで、上記一方向へ上記ノズルが回転されるときには
    上記ノズルの歯車と上記歯付きベルトとの間のバックラ
    ッシュ分の誤差を生じ、一方、上記他方向へ上記ノズル
    が回転されるときには上記ノズルの歯車と上記歯付きベ
    ルトとの間にバックラッシュを生じず上記ノズルの回転
    角度に誤差を生じないものである、請求項１又は２に記
    載の部品実装方法。
  4. 【請求項４】 部品を保持するノズル（１３８）にて部
    品供給装置（１３３）に収納されている部品を保持して
    該部品を回路基板の実装位置へ実装する部品実装方法で
    あって、 上記ノズルを一方向へ回転させるときのみ上記ノズルの
    回転角度に誤差を生じ上記一方向に対して逆方向である
    他方向へ上記ノズルを回転させるときには上記誤差を生
    じさせない伝達部材（１０１）を介して上記ノズルは駆
    動装置（１０５）にて上記ノズルの周方向に回転され、
    上記ノズルは当該ノズルの中心軸回りへの回転方向にお
    ける基準姿勢にて上記部品を上記回路基板へ実装するも
    のであり、上記回路基板上へ部品を実装したときの部品
    の実装姿勢は、上記回路基板上の座標系の原点を中心と
    して基本姿勢に対して実装角度（θ）にて傾いていると
    したとき、 上記部品供給装置において供給される部品を部品認識装
    置（１１）にて認識することで、上記部品供給装置にお
    ける部品の姿勢は、上記部品供給装置の座標系の原点を
    中心として理想位置に対して部品姿勢角度（α）にて傾
    いていることを検出し、 上記実装角度及び上記部品姿勢角度に基づき、上記部品
    を保持する前に上記ノズルを予め回転させるための角度
    である保持前回転角度（θPRE）を算出し、 上記ノズルを上記基準姿勢から上記一方向へ回転すると
    きを正とし上記他方向へ回転するときを負としたとき、
    上記保持前回転角度を算出した後、上記保持前回転角度
    の正、負を判断し、 上記保持前回転角度がゼロ又は正のとき、上記ノズルを
    上記基準姿勢から上記一方向へ上記保持前回転角度にて
    予め回転させたノズルにて上記部品供給装置から部品を
    保持した後、上記ノズルを上記基準姿勢へ戻すため上記
    伝達部材を介して上記ノズルを上記他方向へ上記保持前
    回転角度分回転させて上記部品を回路基板へ実装し、 一方、上記保持前回転角度が負のとき、上記ノズルを上
    記基準姿勢から上記他方向へ上記保持前回転角度にて予
    め回転させたノズルにて上記部品供給装置から部品を保
    持した後、上記ノズルを上記基準姿勢へ戻すため、上記
    保持前回転角度に戻し角度（β）を加えた角度にて上記
    一方向へ上記ノズルを回転させた後、上記戻し角度分に
    て上記他方向へ上記ノズルを回転させて上記ノズルを上
    記基準姿勢へ戻して上記部品を回路基板へ実装する、こ
    とを特徴とする部品実装方法。
  5. 【請求項５】 上記伝達部材とは、上記駆動装置の出力
    軸及び上記ノズルにはそれぞれ歯車が取り付けられてい
    るとき、上記出力軸の歯車と上記ノズルの歯車とを連結
    する歯付きベルトであり、このような構成において、上
    記ノズルを一方向へ回転させるときのみ上記ノズルの回
    転角度に誤差を生じ上記他方向へ上記ノズルを回転させ
    るときには上記誤差を生じさせないとは、上記ノズルの
    歯車は上記歯付きベルトに対して常に上記他方向に付勢
    されていることで、上記一方向へ上記ノズルが回転され
    るときには上記ノズルの歯車と上記歯付きベルトとの間
    のバックラッシュ分の誤差を生じ、一方、上記他方向へ
    上記ノズルが回転されるときには上記ノズルの歯車と上
    記歯付きベルトとの間にバックラッシュを生じず上記ノ
    ズルの回転角度に誤差を生じないものである、請求項４
    記載の部品実装方法。
  6. 【請求項６】 部品を保持するノズル（１３８）にて部
    品供給装置（１３３）に収納されている部品を保持して
    該部品を回路基板の実装位置へ実装する部品実装装置で
    あって、 上記回路基板上へ部品を実装する際の部品の実装姿勢が
    その基本姿勢に対して実装角度（θ）だけ傾いていると
    き、 上記回路基板への部品実装前において、上記ノズルをそ
    の基準姿勢から外れる方向へ上記実装角度にて予め回転
    させたノズルにて上記部品供給装置から部品を保持した
    後、最終的に所定方向への回転により上記ノズルを上記
    基準姿勢へ戻して上記部品の実装を行う制御を実行す
    る、制御装置（２）を備えたことを特徴とする部品実装
    装置。
  7. 【請求項７】 部品を保持するノズル（１３８）にて部
    品供給装置（１３３）に収納されている部品を保持して
    該部品を回路基板の実装位置へ実装する部品実装装置で
    あって、 上記回路基板上へ部品を実装する際の部品の実装姿勢が
    その基本姿勢に対して実装角度（θ）だけ傾いていると
    き、 上記部品供給装置において供給される部品を部品認識装
    置（１１）にて認識することで、上記部品供給装置にお
    ける部品の姿勢が理想位置に対して部品姿勢角度（α）
    にて傾いていることを検出し、 上記実装角度及び上記部品姿勢角度に基づき、上記部品
    を保持する前に上記ノズルを予め回転させるための角度
    である保持前回転角度（θPRE）を算出し、 上記ノズルをその基準姿勢から外れる方向へ上記保持前
    回転角度にて予め回転させたノズルにて上記部品供給装
    置から部品を保持した後、 最終的に所定方向への回転により上記ノズルを上記基準
    姿勢へ戻して上記部品の実装を行う制御を実行する、制
    御装置（２）を備えたことを特徴とする部品実装装置。
  8. 【請求項８】 上記ノズルを一方向へ回転させるときの
    み上記ノズルの回転角度に誤差を生じ上記一方向に対し
    て逆方向であり上記所定方向に対応する他方向へ上記ノ
    ズルを回転させるときには上記誤差を生じさせない伝達
    部材（１０１）を介して上記ノズルは駆動装置（１０
    ５）にて上記ノズルの周方向に回転され、上記ノズルは
    当該ノズルの中心軸回りへの回転方向における上記基準
    姿勢にて上記部品を上記回路基板へ実装するものであ
    り、上記伝達部材とは、上記駆動装置の出力軸及び上記
    ノズルにはそれぞれ歯車が取り付けられているとき、上
    記出力軸の歯車と上記ノズルの歯車とを連結する歯付き
    ベルトであり、このような構成において、上記ノズルを
    一方向へ回転させるときのみ上記ノズルの回転角度に誤
    差を生じ上記他方向へ上記ノズルを回転させるときには
    上記誤差を生じさせないとは、上記ノズルの歯車は上記
    歯付きベルトに対して常に上記他方向に付勢されている
    ことで、上記一方向へ上記ノズルが回転されるときには
    上記ノズルの歯車と上記歯付きベルトとの間のバックラ
    ッシュ分の誤差を生じ、一方、上記他方向へ上記ノズル
    が回転されるときには上記ノズルの歯車と上記歯付きベ
    ルトとの間にバックラッシュを生じず上記ノズルの回転
    角度に誤差を生じないものである、請求項６又は７に記
    載の部品実装装置。
  9. 【請求項９】 部品を保持するノズル（１３８）にて部
    品供給装置（１３３）に収納されている部品を保持して
    該部品を回路基板の実装位置へ実装する部品実装装置で
    あって、 上記ノズルを一方向へ回転させるときのみ上記ノズルの
    回転角度に誤差を生じ上記一方向に対して逆方向である
    他方向へ上記ノズルを回転させるときには上記誤差を生
    じさせない伝達部材（１０１）を介して上記ノズルは駆
    動装置（１０５）にて上記ノズルの周方向に回転され、
    上記ノズルは当該ノズルの中心軸回りへの回転方向にお
    ける基準姿勢にて上記部品を上記回路基板へ実装するも
    のであり、上記回路基板上へ部品を実装したときの部品
    の実装姿勢は、上記回路基板上の座標系の原点を中心と
    して基本姿勢に対して実装角度（θ）にて傾いていると
    したとき、 上記部品供給装置において供給される部品を部品認識装
    置（１１）にて認識することで、上記部品供給装置にお
    ける部品の姿勢は、上記部品供給装置の座標系の原点を
    中心として理想位置に対して部品姿勢角度（α）にて傾
    いていることを検出し、 上記実装角度及び上記部品姿勢角度に基づき、上記部品
    を保持する前に上記ノズルを予め回転させるための角度
    である保持前回転角度（θPRE）を算出し、 上記ノズルを上記基準姿勢から上記一方向へ回転すると
    きを正とし上記他方向へ回転するときを負としたとき、
    上記保持前回転角度を算出した後、上記保持前回転角度
    の正、負を判断し、 上記保持前回転角度がゼロ又は正のとき、上記ノズルを
    上記基準姿勢から上記一方向へ上記保持前回転角度にて
    予め回転させたノズルにて上記部品供給装置から部品を
    保持した後、上記ノズルを上記基準姿勢へ戻すため上記
    伝達部材を介して上記ノズルを上記他方向へ上記保持前
    回転角度分回転させて上記部品を回路基板へ実装し、 一方、上記保持前回転角度が負のとき、上記ノズルを上
    記基準姿勢から上記他方向へ上記保持前回転角度にて予
    め回転させたノズルにて上記部品供給装置から部品を保
    持した後、上記ノズルを上記基準姿勢へ戻すため、上記
    保持前回転角度に戻し角度（β）を加えた角度にて上記
    一方向へ上記ノズルを回転させた後、上記戻し角度分に
    て上記他方向へ上記ノズルを回転させて上記ノズルを上
    記基準姿勢へ戻して上記部品を回路基板へ実装する制御
    を行う、制御装置（２）を備えたことを特徴とする部品
    実装装置。
  10. 【請求項１０】 上記伝達部材とは、上記駆動装置の出
    力軸及び上記ノズルにはそれぞれ歯車が取り付けられて
    いるとき、上記出力軸の歯車と上記ノズルの歯車とを連
    結する歯付きベルトであり、このような構成において、
    上記ノズルを一方向へ回転させるときのみ上記ノズルの
    回転角度に誤差を生じ上記他方向へ上記ノズルを回転さ
    せるときには上記誤差を生じさせないとは、上記ノズル
    の歯車は上記歯付きベルトに対して常に上記他方向に付
    勢されていることで、上記一方向へ上記ノズルが回転さ
    れるときには上記ノズルの歯車と上記歯付きベルトとの
    間のバックラッシュ分の誤差を生じ、一方、上記他方向
    へ上記ノズルが回転されるときには上記ノズルの歯車と
    上記歯付きベルトとの間にバックラッシュを生じず上記
    ノズルの回転角度に誤差を生じないものである、請求項
    ９記載の部品実装装置。
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