JP3614297B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板内に設けられた複数の種類の異なる基板部の装着すべき位置に保持手段が保持した電子部品を該保持手段を前記基板に対して相対的に移動して装着する電子部品装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種電子部品装着装置として、特開平８−１０２５９９号公報に記載されたものが知られている。この従来技術によれば、複数の同一の部品装着パターンが繰り返し基板上に展開され、さらにその部品装着パターンが異なる種類のものについて複数種類形成されている例が開示されている。この部品装着パターンの夫々には位置決めマークが配設されて、基板認識カメラによりその位置が認識されそれらのパターンの位置即ち、当該パターン内の部品装着位置が把握される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術では、部品装着パターン毎に位置決めマークが付されているため、部品装着位置の精度を向上させることができるが、装着パターン毎に認識するため、その認識動作に時間が掛かり、その時間だけ生産性を下げることになる。また、基板全体で１組の位置決めマークを認識してその基板に装着するすべき部品の位置を把握することも行われているが、その基板の一部分である基板部にとっては部品の位置決め精度が確保できないことがある。
【０００４】
そこで本発明は、プリント基板が複数の種類の異なる基板部を有する場合にも生産性を下げることなく部品位置決めの精度も確保す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、プリント基板内に設けられ部品装着繰り返しパターンが複数箇所に繰り返し形成された複数の種類の異なる基板部の装着すべき位置に保持手段が保持した電子部品を該保持手段を前記基板に対して相対的に移動して装着する電子部品装着装置において、基板位置決め基準に対する前記基板部内の各部品装着位置を記憶する基板部内装着位置記憶手段と、前記基板部に対応する各位置決めマークの基板位置決め基準に対する位置を記憶するマーク位置記憶手段と、前記位置決めマークの位置を認識して前記マーク位置記憶手段に記憶された位置との位置ずれを把握するマーク位置認識手段と、該認識手段の把握した位置ずれ量及び前記基板部内装着位置記憶手段が記憶する部品装着位置に基づき電子部品を装着すべき部品装着位置に装着させるよう前記保持手段の相対的な移動を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、請求項１の電子部品装着装置において、前記各基板部内では同一の部品装着繰り返しパターンが複数箇所に繰り返し形成され、該部品装着繰り返しパターンを形成すべき基準位置となる繰り返しパターン形成位置を前記基板位置決め基準に対して記憶する繰り返しパターン記憶手段と、前記繰り返しパターン形成位置に対する部品装着繰り返しパターン内の部品装着位置を記憶する繰り返しパターン内装着位置記憶手段とを設けたものである。
【０００７】
また本発明は、前記基板部内の部品装着繰り返しパターンが部品装着対象でないことを示すバッドマークを検出するバッドマーク検出手段と、該マーク検出手段が基板部内の全ての繰り返しパターンについてバッドマークを検出した場合に前記位置決めマークの認識動作をさせないよう前記マーク認識手段を制御する認識手段制御手段とを設けたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づき詳述する。
【０００９】
図４乃至図５において、１はＸ軸モータ２及びＹ軸モータ３の回動によりＸＹ方向に移動するＸＹテーブルであり、チップ状電子部品４が装着されるプリント基板５が載置される。
【００１０】
６は供給台であり、電子部品４を供給する部品供給装置７が多数台配設されている。８は供給台駆動モータであり、ボールネジ９を回動させることにより、該ボールネジ９に嵌合し、供給台に固定された図示しないナットを介して、供給台６がリニアガイド１０に案内されて移動する。
【００１１】
１１は間欠回動するロータリテーブルであり、該テーブル１１の外縁部には吸着ノズル１２を４本有する装着ヘッド１３が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されている。
【００１２】
吸着ノズル１２が下降して供給装置７より部品４を吸着して取出す装着ヘッド１３の停止位置が吸着ステーションである。
【００１３】
装着ヘッドが次の次に停止する位置が角度補正ステーションであり、部品認識カメラ１４による認識結果に基づき吸着ノズル１２がノズル回動ローラ１５によりθ方向に回動され部品４の回転角度の位置ずれが補正される。
【００１４】
１８は基台であり、前記ＸＹテーブル１は該基台１８に対してＸＹ移動するのであるが、１９は基板認識カメラであり、該基台１８に固定された指示板２０に固定され、前記ＸＹテーブル１に載置されたプリント基板５を撮像する。
【００１５】
プリント基板５は図１に示すように２つの基板部１６を有している。各基板部１６は所謂割り基板または多面取り基板と呼ばれるものであり、同一の部品装着繰り返しパターン１７が複数個繰り返して形成されている。部品装着繰り返しパターン１７とは、プリント基板５に対する電子部品４の装着されるべき配列のことであり、後述する図１、図２の部品装着データ中のＭデータで示す部品４の装着配列である。
【００１６】
前記位置決めマーク２２は前記基板部１６毎に１対、その対角をなす２つの隅に付されている。このマーク２２に対する部品４が半田付けされるパターン（銅箔）は位置ずれがないようにされている。即ち、通常は位置決めマーク２２もパターンの一部として形成してプリント基板５が製造される。
【００１７】
次に、電子部品装着装置の制御ブロック回路について説明する。
【００１８】
電子部品装着装置の制御を統括するのはＣＰＵ２５であり、その制御はＲＡＭ２６に記憶された部品装着データ等に基づき、ＲＯＭ２８に格納されたプログラムに従って行われる。ＣＰＵ２５はインターフェース３０及び駆動回路３１を介してＸ軸モータ２及びＹ軸モータ３の駆動を制御する。また、ＣＰＵ２５はインターフェース３０を介して認識処理部３２に接続されており、認識処理部３２には前記基板認識カメラ１９及び部品認識カメラ１４が接続されている。部品認識部３２は基板認識カメラ１４等の撮像した画像に基づき、位置決めマーク２２の位置認識等の認識処理を行う。また、後述するバッドマーク３５を検出するためのバッドマーク検出手段としてのバッドマーク検出センサ２９がインターフェース３０に接続されている。
【００１９】
前記部品装着データについて説明する。
【００２０】
図２及び図３に示す部品装着データは図１に示すプリント基板５のものであるが、該プリント基板５の前述する一方の基板部１６のデータを図２のＰ１で示し、他方の基板部１６のデータを図３のＰ２で示す。ここで、Ｍデータというのは各部品装着繰り返しパターン１７内で所定の基準位置を原点にしたときの電子部品４の装着位置及び、装着すべき電子部品４の種類を指定したものであり、請求項２の繰り返しパターン内装着位置記憶手段に相当する。また、繰り返しパターン記憶手段としてのＡデータは、各パターン１７を基板部１６内で形成すべき位置を示しているが、パターン１７毎の基準位置をプリント基板５全体の基板位置決め基準３３を原点にして位置合わせすべき位置（部品装着繰り返しパターン１７を形成すべき位置である繰り返しパターン形成位置）として指定してある。また、マーク位置記憶手段としてのＶデータは各基板部１６の位置決めマーク２２の位置を示すデータであるが、このＸＹ座標も前記基板位置決め基準３３を原点にして指定してある。また、Ｂデータは各基板部１６の部品装着繰り返しパターン１７毎に、部品装着をしないことを指定するためのバッドマーク３５を付すべき位置を示すものであり、同じく基板位置決め基準３３を基準に指定される。ここで、各データが原点とする基板位置決め基準３３の位置は本実施形態では基板５の左上の角部であるが、電子部品装着装置としては基板位置決め基準３３が一致すべき装置上の原点を前記ＲＡＭ２６内に記憶しており、該装置上の原点位置が基板位置決め基準と一致して水平面内での回転方向の位置ずれもない場合に吸着ノズル１２の位置決めが正しくなされるのである。但し、プリント基板５が伸縮等で電子部品４を装着すべき各ランド（銅箔パターン）の位置がずれないことが前提となる。
【００２１】
実際には、プリント基板５の位置決め位置のずれ、基板５の外形に対するパターンのずれ等があり、これに対処するために基板５に基板５の部品装着位置との位置ずれのない位置決めマーク２２を付してその位置を認識することにより、基板５の位置ずれを把握して補正することが行われる。
【００２２】
ここで、本実施形態では基板部１６毎に位置決めマーク２２を有しているが、これは基板５全体に対しては、基板部１６の位置精度が高くないが、基板部１６内では部品を装着すべき位置相互の位置精度が十分あるからである。例えば、基板部１６が基板５に対して完全には一体として製造されていない場合等がある。
【００２３】
尚、基板部１６内の各部品装着位置のデータはＭデータ及びＡデータを介して基板位置決め基準３３に対する位置で指定されるのでＭデータ及びＡデータにより基板部記憶手段が構成されている。
【００２４】
以下動作について説明する。
【００２５】
先ず、供給コンベア２３により上流の装置よりプリント基板５が搬送され、ＸＹテーブル１上の所定の位置に位置決め固定される。
【００２６】
次に、バッドマーク検出センサ２９がＰ１の基板部１６のバッドマーク３５の有無を検出する動作をする。この制御はＢデータの各ステップのＸＹ座標に基づき行われる。
【００２７】
次に、Ｐ１の基板部１６に部品装着を行うべく、Ｐ１のＶデータで示す１点目の位置決めマーク２２の認識を行う。即ち、ＲＡＭ２６に格納されている部品装着データのＰ１のＶデータより１点目の位置を示すステップＶ１のＸＹ座標の位置が基板認識カメラ１４の視野中心となるべくＸ軸モータ２及びＹ軸モータ３が駆動され、カメラ１４により位置決めマーク２２が撮像され、その位置が認識処理部３２で処理され、把握される。
【００２８】
次に、同様にして２点目の位置決めマークの位置が把握される。この２点の位置決めマーク２２の位置から図１の右側の基板部１６の位置及び角度ずれが把握され、ＲＡＭ２６内に格納される。
【００２９】
次に、同様にして、左側の基板部１６について位置決めマーク２２の位置認識が行われ、その結果の位置ずれ量がＲＡＭ２６に記憶される。
【００３０】
次に、対応する位置にバッドマーク３５が無い場合には基板部１６内のＡデータのステップＡ１で示される最初の部品装着繰り返しパターン１７について電子部品４の装着動作が行われる。即ち、ＡデータのＡ１ステップのＸＹ座標の値にＭデータのＭ１ステップのＸＹ座標のデータ及び認識カメラ１９に把握された基板部１６のＸＹ夫々の位置ずれの補正値を加算した位置に電子部品４が臨むようにＸ軸モータ２及びＹ軸モータ３が移動される。この際、吸着ノズル１２に対する電子部品４の保持位置のずれも加味され、ＸＹテーブル１の移動の制御がなされる。
【００３１】
これと同様にして、部品装着繰り返しパターン１７の各ステップについて電子部品４の装着がなされる。
【００３２】
また、同様にして、次のＡ２及びそれ以降の部品装着繰り返しパターン１７についての部品装着動作がなされる。
【００３３】
次に、Ｐ１の基板部１６の電子部品４の装着が終了すると、同様にしてＰ２の基板部１６の部品装着動作がなされる。
【００３４】
全ての部品装着が終了すると、プリント基板５はその固定を解除され下流の装置に排出搬送される。
【００３５】
また、図１に示されるように、Ｐ１の基板部１６の全ての部品装着繰り返しパターン１７についてバッドマーク３５が付されている場合には、認識手段制御手段としてのＣＰＵ２５の制御によりバッドマーク３５の検出後に対応する位置決めマーク２２の位置認識動作を行わずにＰ２の基板部１６の位置決めマーク２２についてのみ認識動作を行い、部品装着動作を行う。この場合、当然Ｐ２の基板部１６についてのみ部品装着がなされることとなる。
【００３６】
この動作を利用すれば、Ｐ１の基板部１６についての部品装着を行わずに、Ｐ２の基板部１６についてのみ部品装着を行う生産運転を行いたい場合に、Ｐ１の基板部１６に対応する部品装着繰り返しパターン１７について全てバッドマークを予め付しておくことによりそのような生産運転とすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、基板部内の部品装着繰り返しパターン毎に位置決めマークの認識を行わず、基板部毎にのみ位置決めマークを認識して基板部の位置を把握できるので、部品装着繰り返しパターン毎に位置決めマークを認識するほどの精度が必要無い場合等に、生産性を下げることなく部品の装着動作をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリント基板を示す平面図である。
【図２】電子部品装着装置で使用する部品装着データを示す図である。
【図３】電子部品装着装置で使用する部品装着データを示す図である。
【図４】電子部品装着装置を示す斜視図である。
【図５】電子部品装着装置を示す平面図である。
【図６】電子部品装着装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
１ ＸＹテーブル
４ チップ状電子部品
５ プリント基板
１２ 吸着ノズル（保持手段）
１６ 基板部
１７ 部品装着繰り返しパターン
１９ 基板認識カメラ（マーク位置認識手段）
２２ 位置決めマーク
２５ ＣＰＵ（制御手段）
２６ ＲＡＭ
２９ バッドマーク検出センサ（バッドマーク検出手段）
３３ 基板位置決め基準
３５ バッドマーク
Claims (3)
- プリント基板内に設けられ部品装着繰り返しパターンが複数箇所に繰り返し形成された複数の種類の異なる基板部の装着すべき位置に保持手段が保持した電子部品を該保持手段を前記基板に対して相対的に移動して装着する電子部品装着装置において、基板位置決め基準に対する前記基板部内の各部品装着位置を記憶する基板部内装着位置記憶手段と、前記基板部に対応する各位置決めマークの基板位置決め基準に対する位置を記憶するマーク位置記憶手段と、前記位置決めマークの位置を認識して前記マーク位置記憶手段に記憶された位置との位置ずれを把握するマーク位置認識手段と、該認識手段の把握した位置ずれ量及び前記基板部内装着位置記憶手段が記憶する部品装着位置に基づき電子部品を装着すべき部品装着位置に装着させるよう前記保持手段の相対的な移動を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装着装置。
- 前記各基板部内では同一の部品装着繰り返しパターンが複数箇所に繰り返し形成され、該部品装着繰り返しパターンを形成すべき基準位置となる繰り返しパターン形成位置を前記基板位置決め基準に対して記憶する繰り返しパターン記憶手段と、前記繰り返しパターン形成位置に対する部品装着繰り返しパターン内の部品装着位置を記憶する繰り返しパターン内装着位置記憶手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
- 前記基板部内の部品装着繰り返しパターンが部品装着対象でないことを示すバッドマークを検出するバッドマーク検出手段と、該マーク検出手段が基板部内の全ての繰り返しパターンについてバッドマークを検出した場合に前記位置決めマークの認識動作をさせないよう前記マーク認識手段を制御する認識手段制御手段とを設けたことを特徴とする請求項２に記載の電子部品装着装置。
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