JP3596250B2 - 電子部品実装方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルスモータを駆動することにより、ノズルに真空吸着された電子部品のθ方向の位置ずれを補正する電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装装置は、パーツフィーダに備えられた電子部品を移載ヘッドのノズルの下端部に真空吸着してピックアップし、基板に移送搭載するようになっている。移載ヘッドのノズルにピックアップされた電子部品は、ＸＹθ方向の位置ずれを有している。そこで移載ヘッドが電子部品を基板に搭載する前に、認識部で電子部品を認識し、そのＸＹθ方向の位置ずれを検出する。そしてＸＹ方向の位置ずれは移載ヘッドのＸＹ方向の移動ストロークを調整することにより補正し、またθ方向（水平回転方向）の位置ずれは、移載ヘッドに一体的に組み込まれたモータによりノズルをその軸心を中心にθ回転させることにより補正される。このθ回転用のモータとしては、安価なこともあってパルスモータが多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電子部品に要求される実装精度は次第に高くなってきている。θ回転用モータであるパルスモータは、制御部に指令された回転量だけ回転するものである。しかしながらパルスモータの分解能はそれ程高いものではなく、指令パルス通りに正確に回転せず、回転誤差が生じる。このため上述したθ方向の位置ずれ補正精度は必ずしも高くなく、電子部品の実装精度があがりにくいものであった。
【０００４】
したがって本発明は、パルスモータによる電子部品のθ方向の位置ずれ補正を正確に行って電子部品の実装精度をあげることができる電子部品実装方法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】
本発明の電子部品実装方法は、ノズルに替えて磁性体またはマグネットを移載ヘッドに装着し、移載ヘッドを回転量検出器に回転自在に装着されたマグネットまたは磁性体の上方へ移動させ、そこでθ回転用パルスモータを駆動することにより前記移載ヘッドに装着された前記磁性体またはマグネットをθ回転させ、このθ回転に追従してθ回転する前記回転量検出器の前記マグネットまたは磁性体の回転量を前記回転量検出器により検出し、この検出結果に基づいて、前記θ方向の位置ずれ補正のための前記θ回転用パルスモータの回転量を制御するようにした。
【０００６】
この構成によれば、θ回転用パルスモータの回転量の誤差を予め検出し、この検出結果に基づいてθ回転用パルスモータの回転量を制御するようにしているので、電子部品のθ方向の位置ずれを正確に補正し、電子部品を高い実装精度で基板に実装することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図、図２は同電子部品実装装置に備えられた移載ヘッドの斜視図、図３は同電子部品実装装置の回転量検出ユニットの断面図、図４は同電子部品実装装置の移載ヘッドに備えられたθ回転用パルスモータの制御系のブロック図、図５は同電子部品実装装置のθ回転用パルスモータの回転量の検査のフローチャートである。
【０００８】
まず、図１を参照して電子部品実装装置の全体構造を説明する。図１において、１は移動テーブルであり、互いに直交するＸテーブル２とＹテーブル３から成っている。Ｙテーブル３には移載ヘッド１０が装着されており、Ｘテーブル２とＹテーブル３が駆動すると、移載ヘッド１０はＸ方向やＹ方向へ水平移動する。
【０００９】
４は基板であり、クランパから成る位置決め部５に位置決めされている。基板４の側方にはパーツフィーダ６が並設されている。各パーツフィーダ６には電子部品が備えられている。基板４とパーツフィーダ６の間には認識部７が設けられている。
【００１０】
Ｘテーブル２とＹテーブル３が駆動することにより移載ヘッド１０はパーツフィーダ６の上方へ移動し、ノズル１１の下端部に電子部品を真空吸着してピックアップする。次に移載ヘッド１０は認識部７の上方へ移動し、認識部７で電子部品のＸＹθ方向の位置ずれを検出する。次いで移載ヘッド１０は基板４の上方へ移動し、電子部品を基板４の所定の座標位置に搭載するが、この場合、Ｘ方向とＹ方向の位置ずれはＸテーブル２とＹテーブル３の駆動による移載ヘッド１０のＸ方向とＹ方向の移動ストロークを調整することにより補正し、またθ方向の位置ずれはノズル１１をパルスモータ（後述）１８によりその軸心を中心にθ回転させることにより補正する。
【００１１】
パーツフィーダ６の側方には回転量検出ユニット２２が設けられている。次に、図２および図３を参照して、ノズル１１のθ回転量の補正手段について説明する。図２において、移載ヘッド１０の内部にはブラケット１２が内蔵されている。ブラケット１２には垂直な送りねじ１３が保持されている。送りねじ１３はＺ軸モータ１４に駆動されて回転する。送りねじ１３にはナット１５が螺着されている。ナット１５の下部には垂直なノズルシャフト１６が結合されている。ノズルシャフト１６の下端部には磁性体１７が着脱自在に装着されている。磁性体１７の形状はノズル１１と同じである。この磁性体１７は、ノズル１１をノズルシャフト１６の下端部から取りはずし、ノズル１１に替えてノズルシャフト１６に装着されたものである。
【００１２】
ノズルシャフト１６の下部には円板状のバックプレート３５が装着されている。１８はθ回転用のパルスモータ、１９はノズルシャフト１６に装着されたプーリである。パルスモータ１８の回転軸とプーリ１９にはベルト２０が調帯されている。したがってパルスモータ１８が駆動すると、ノズルシャフト１６はその軸心を中心にθ回転し、磁性体１７もθ回転する。上述した電子部品のθ方向の位置ずれ補正は、このパルスモータ１８を駆動して行うものである。またＺ軸モータ１４が駆動して送りねじ１３が回転すると、ナット１５は送りねじ１３に沿って上下動し、これによりノズルシャフト１６も上下動する。ノズル１１がパーツフィーダ６の電子部品をピックアップするときや、電子部品を基板４に搭載するときは、Ｚ軸モータ１４を駆動し、ノズル１１を上下動させる。
【００１３】
次に、図２および図３を参照して、回転量検出ユニット２２の構造を説明する。２３はケースであり、その内部に回転量検出器２４が内蔵されている。回転量検出器２４はエンコーダであって、スリット入り回転板２５と、スリットを光学的に検出するセンサ２６から成っている。回転板２５の回転軸２７は直立しており、その上端部はケース２３の上方に突出し、マグネット２８が装着されている。このマグネット２８は円板状であって、磁性体１７よりもかなり大きい。２９は軸受である。
【００１４】
次に、図４を参照してパルスモータ１８の制御系について説明する。ＣＰＵから成る制御部３０にはパルスモータ１８と回転量検出器２４が接続されている。制御部３０は、モータコントローラ３１に角度指令を出し、モータドライバ３２を通じてパルスモータ１８を回転させる。また回転量検出器２４が出力するパルスはカウンタ３３に入力され、制御部３０が有するメモリ３４に記憶される。
【００１５】
この電子部品実装装置は上記のような構成より成り、次に動作を説明する。パーツフィーダ６の電子部品を基板４に実装するのに先立ち、パルスモータ１８の回転量の検査を行う。図５はこの検査のフローを示している。まず、移載ヘッド１０のノズルシャフト１６の下端部に磁性体１７を装着する。次にＸテーブル２とＹテーブル３を駆動して移載ヘッド１０を回転量検出ユニット２２の上方へ移動させ、磁性体１７をマグネット２８の真上に位置させる。そこでＺ軸モータ１４を駆動して磁性体１７を下降させ、磁性体１７をマグネット２８に近接もしくは着地させる（以上、図５のステップ１）。図３はこのときの状態を示してしる。
【００１６】
次に制御部３０からモータコントローラ３１へ角度指令値が出力され（ステップ２）、モータドライバ３２は駆動してパルスモータ１８は回転する（ステップ３）。
【００１７】
パルスモータ１８が回転すると磁性体１７も回転し、マグネット２８は磁性体１７との間で生じる磁気力により磁性体１７に追従して回転する。マグネット２８の回転量はセンサ２６により検出され（ステップ４）、そのカウンタ値はカウンタ３３に入力され、更に制御部３０のメモリ３４に記憶される（ステップ５）。次に制御部３０は角度指令値とカウンタ値を比較し（ステップ６）、その差からパルスモータ１８のθ補正値（回転量の誤差）を算出し、メモリ３４に登録する（ステップ７）。
【００１８】
以上のようにしてパルスモータ１８の回転量の検査が終了したならば、ノズルシャフト１６から磁性体１７を取りはずし、ノズルシャフト１６にノズル１１を装着して基板４に対する電子部品の実装を以下のようにして行う。すなわち、移載ヘッド１０のノズル１１でパーツフィーダ６の電子部品をピックアップし、認識部７で電子部品９のＸＹθ方向の位置ずれを検出した後、ＸＹθ方向の位置ずれを補正したうえで、電子部品を基板４の所定の座標位置に搭載する。θ方向の位置ずれは、パルスモータ１８を駆動して電子部品９をθ回転させることにより行うが、この場合、図５に示す方法で求めたθ補正値に基づいて制御部３０は角度指令値を補正し、補正した角度指令値をモータコントローラ３１に出力する。これにより、ノズル１１を正確にθ回転させてθ方向の位置ずれを補正でき、したがってきわめて位置精度よく電子部品９を基板４に搭載することができる。
【００１９】
なお上記実施の形態では、ノズルシャフト１６に磁性体１７を装着し、回転量検出ユニット２２にマグネット２８を装着しているが、要は一方が他方に追従して回転すればよいものであり、したがってノズルシャフト１６にマグネットを装着し、回転量検出ユニットに磁性体を装着してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、θ回転用パルスモータの回転量の誤差を回転量検出器で予め検出し、この検出結果に基づいてθ回転用パルスモータの回転量の制御を行うので、電子部品のθ方向の位置ずれを正確に補正し、電子部品を高い位置精度で基板に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に備えられた移載ヘッドの斜視図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の回転量検出ユニットの断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドに備えられたθ回転用パルスモータの制御系のブロック図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のθ回転用パルスモータの回転量の検査のフローチャート
【符号の説明】
１ 移動テーブル
４ 基板
６ パーツフィーダ
７ 認識部
１０ 移載ヘッド
１１ ノズル
１７ 磁性体
１８ パルスモータ
２２ 回転量検出ユニット
２４ 回転量検出器
２８ マグネット
３０ 制御部

Claims (1)

1. 移動テーブルを駆動することにより移載ヘッドを水平移動させて、パーツフィーダに備えられた電子部品をノズルで真空吸着してピックアップし、ピックアップされた電子部品を認識部で認識して電子部品のθ方向の位置ずれを検出した後、θ回転用パルスモータを駆動して前記ノズルをその軸心を中心に回転させることによりこのθ方向の位置ずれを補正して基板に搭載するようにした電子部品実装方法において、前記ノズルに替えて磁性体またはマグネットを前記移載ヘッドに装着し、前記移載ヘッドを回転量検出器に回転自在に装着されたマグネットまたは磁性体の上方へ移動させ、そこで前記θ回転用パルスモータを駆動することにより前記移載ヘッドに装着された前記磁性体またはマグネットをθ回転させ、このθ回転に追従してθ回転する前記回転検出器の前記マグネットまたは磁性体の回転量を前記回転量検出器により検出し、この検出結果に基づいて、前記θ方向の位置ずれ補正のための前記θ回転用パルスモータの回転量を制御するようにしたことを特徴とする電子部品実装方法。

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