JP3760404B2 - Component mounting device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品搭載装置に係り、更に詳しくは部品吸着ノズルの高さとその空気圧の情報をグラフ化して表示する部品搭載装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、自装置内に自動搬入されるプリント基板(以下、単に基板という)の上に例えばIC、抵抗、コンデンサ等の多数の電子部品(以下、単に部品という)を自動的に搭載する部品搭載装置がある。また、その搭載する部品を部品搭載装置に供給する各種の部品供給装置がある。そして、供給する部品の種類、寸法、形状等に合わせて予め選択された部品供給装置が部品搭載装置に装着される。なかでも最も一般的な部品供給装置はテープ部品供給装置である。
【0003】
図5(a) は、部品搭載装置の外観斜視図であり、同図(b) は、その部品搭載装置の部品供給ステージ上に配設された状態のテープ部品供給装置の斜視図である。同図(a) に示す部品搭載装置(以下、本体装置ともいう)1は、天井カバー上部に、液晶ディスプレイとタッチパネルからなる表示入力装置2と、CRTディスプレイからなるモニタ装置3と、稼動状態を報知する警報ランプ4を備え、下部の基台5には、表面中央に、固定と可動の1対の平行する基板案内レール6を備え、これらの上方には、保護カバー7の陰になって見えないが、部品搭載作業を実行する詳しくは後述する作業ヘッドを備えている。
【0004】
この部品搭載装置1には、その前後に部品供給ステージ8がそれぞれ設けられている。この部品供給ステージ8には、同図(b) に示すよう、多数の取り付け固定孔9が前後に設けられ、これらの取り付け固定孔9によってテープ部品供給装置10が連結配置される。
【0005】
この部品供給ステージ8には、部品搭載装置1の大きさや供給される電子部品の大きさにもよるが、通常、50〜70個のテープ部品供給装置10が取り付けられる。つまり前後の部品供給ステージ8を合わせると100〜140個のテープ部品供給装置10が1台の部品搭載装置1に配設される。
【0006】
テープ部品供給装置10の部品リール11には、電子部品を収容した部品テープが巻着されており、この部品テープが部品供給口12まで引き出され、トップテープ13−1と収容テープ13−2とに分離され、収容テープ13−2に収容されている電子部品が部品供給口12に露出する。この露出した電子部品を、部品搭載装置1の作業ヘッドが吸着ノズによって吸着して取り出し、基板上に移載する。
【0007】
また、他の部品供給装置として代表的なものにはトレイ部品供給装置があるが部品供給装置そのものについては本発明の要点ではないので、ここでは種々の部品があり、それに応じて種々の供給方式の部品供給装置があることを述べておくだけにとどめ、トレイ部品供給装置についての説明は省略する。
【0008】
図6(a) は、上記の部品搭載装置1の上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図であり、同図(b) は、その作業ヘッドの斜視図である。先ず、同図(a) に示すように、本体装置1の下部の基台5の上には、上述した1対の平行する基板案内レール6及び6が基板の搬送方向(X軸方向、図の斜め右下から斜め左上方向)に水平に延在して配設される。これらの基板案内レール6の下部に接して、ループ状の基板搬送ベルト(コンベアベルト)が走行可能に配設される。基板搬送ベルトは、それぞれ数ミリ幅のベルト脇部を基板案内レール6の下から基板搬送路に覗かせて、ベルト駆動モータにより駆動され、基板搬送方向に走行し、部品搭載前の基板をその裏面両側を下から支持しながら製造ライン上流側から装置本体内に搬入し、部品搭載済みとなった基板を製造ライン下流側に搬出する。
【0009】
そして、基台5の内部には、特には図示しないが、基板の位置決め装置、基板を2本の基板案内レール6間に固定する基板固定機構、各部を制御するための制御装置等が備えられている。
また、更に基台5の上には、上記1対の基板案内レール6を跨いで、基板搬送方向に直角の方向(前後方向)に平行に延在する左右一対の固定レール(Y軸レール)15及び15が配設されている。これらY軸レール15に移動レール(X軸レール)16がY軸レール15に沿って滑動自在に係合し、このX軸レール16に、作業ヘッド17がX軸レール16に沿って滑動自在に懸架されている。
【0010】
同図(a),(b) では定かに示していないが、上記のX軸レール16には、その長手方向(X軸方向)に沿って作業ヘッド17を自在に移動させる不図示のX軸モータが配設され、基台5上には、X軸レール16をY軸レール15に沿って前後(Y軸方向)に進退させるこれも不図示のY軸モータが配設されている。これらのX軸モータ及びY軸モータが不図示の中央制御部からの指示により正逆両方向に自在に回転することにより、作業ヘッド17がX軸方向及びY軸方向に自在に移動する。
【0011】
この作業ヘッド17には、屈曲自在で内部が空洞な帯状のチェーン体18(18−1、18−2)が連結されており、チェーン対18内には複数本の不図示の信号コードや空圧チューブが保護・収容されている。作業ヘッド17はそれらの信号コードを介して装置本体1の基台5内部の電装部マザーボード上に配設されている中央制御部と電気的に連結されており、中央制御部からは電力及び制御信号を供給され、中央制御部へは基板上の部品搭載位置の情報を示す画像データや後述する部品吸着ノズルの位置データを送信する。
【0012】
この作業ヘッド17の先端には2個の搭載ヘッド19及び19と、基板認識用カメラ21を備えている。2個の搭載ヘッド19は、それぞれ内装されているZ軸モータによってZ軸方向(上下方向)に昇降可能であり、その先端にそれぞれ吸着器22を装着している。吸着器22は、光拡散板22−1と部品吸着ノズル22−2とからなり、これも内装のθ軸モータによってθ軸方向(360°方向)に回転可能である。部品吸着ノズル22−2には、搭載ヘッド19、作業ヘッド17、チェーン対18を介して空圧チューブが連結されている。
【0013】
上記の作業ヘッド17は、上述した二本のY軸レール8と1本のX軸レール9により前後左右に自在に移動し、図5(b) に示した部品供給ステージ8上のテープ部品供給装置の供給口上方まで移動すると下降して、その供給口の露出している部品を部品吸着ノズル22−2によりバキュームして吸着し、その吸着した部品を、基台5側に配置されている図5(b) に示すの部品認識用カメラ23によって、撮像して部品の保持位置偏差を検出し、この検出した保持位置偏差に基づいて搭載位置データを補正する。
【0014】
作業ヘッド17は、更に、図5(a) 及び図6(a) に示す基板案内レール6によって位置決めされている不図示の基板の、NCプログラム上で設定されている部品搭載位置上方に移動し、下降しながら基板認識用カメラ21で搭載位置を確認し、その確認した搭載位置に上記の部品を当接させ、部品吸着ノズル22−2によるエアブローを伴った真空破壊(バキュームブレイク)を実行しながら部品を基板上に搭載する。
【0015】
ところで一般に、部品は多種多様であって、このような部品を基板上の正しい位置に自動的に搭載するには事前に種々の段取りを必要とする。先ず、部品は、通常その部位の特徴データからなる部品ライブラリによって特定付けられ、その部品ライブラリが適宜の記録媒体上にデータベースとして登録される。
【0016】
次に、そのデータベースから所望の部品の部品ライブラリを呼び出し、その呼び出した部品ライブラリから所望の部品の特徴データを取得し、この取得した特徴データの中の位置データに基づいて、その部品を基板上の正しい位置に自動搭載するようにNCプログラムが作成される。
【0017】
一般に、部品搭載装置が動作するための基準位置に対して基板の相対的な基準位置は、基板の種類によって異なっている。また、部品供給装置による部品供給の態様も様々であるが、これらについても上記の部品吸着ノズル22−2によって正しい位置で吸着されるようにティーチングする技術が確立されつつある。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、そのように部品供給側の供給位置が正しく且つその正しい位置に部品吸着ノズルが移動するように設定されていても、その部品を吸着する動作が正しく行われないと、つまり作業ヘッドの部品吸着ノズルによる部品の吸着動作が正しくないと種々の不具合が発生する。
【0019】
本来は、部品吸着ノズルが部品面まで下がりきったところでバキュームを開始するのが理想的であり、このバキュームが十分な時間行われて部品が完全に吸着された時点で部品吸着ノズルが上昇し基板上へ移動するのが理想的である。
また、基板上では、部品搭載位置まで下降してから或る程度の待ち時間ののちバキュームを解除し、かつエアブローを開始して、部品がノズル吸着口から完全に離脱したタイミングでエアブローを停止させ、品吸着ノズルが上昇するのが理想的である。
【0020】
しかし、例えば、部品供給装置の部品吸着点で、部品吸着ノズルの真空度が上がらないまま作業ヘッドが上昇つまり部品吸着ノズルが上昇してしまうと、部品を吸着できないことになる。また、吸着できても吸着が不充分となり、部品認識用カメラによる認識エラーを発生させたり、基板上における部品の位置ズレを起こさせたりする。
【0021】
また、例えば、基板上の部品搭載点で、エアブローを行い過ぎると、周辺の搭載済みの部品を位置ずれさせたり、極端な場合には吹き飛ばしてしまう、あるいは、逆に、エアブローが不足であると、つまり部品吸着ノズルが上昇する前にエアブローを終了してしまうと、ノズル内の空気圧が大気圧に戻って部品がノズルの吸着口から離脱せず、したがって基板に搭載できずに次の動作でその部品を持ち帰ってしまうなどの不具合が発生した。
【0022】
しかしながら、従来は、上記の不具合を解消すべくティーチングを行う場合には、部品吸着点まで下降してからの待ち時間、バキューム開始のタイミング、その継続時間、部品搭載点まで下降してからの待ち時間、バキューム解除のタイミング、エアブロー開始のタイミング、その継続時間などの種々のパラメータを表示画面に数値表示させ、その表示された種々のパラメータを、それぞれキー入力により試行錯誤で変更しながら、実際の作業ヘッド17の動作と部品の吸着状態及び搭載状態を観察する、ということを、正しい動作が行われることが確認できるまで繰り返す、という方法しか他にティーチングの方法が存在しなかった。
【0023】
これでは、吸着動作と搭載動作のティーチング作業に時間がかかりすぎて段取り作業全体の能率を低下させる。近年では、かつてのように少品種多量生産ではなく多品種少量生産の時代であるから、基板ユニット製造ラインに流す基板の機種(種類)はしばしば変更される。そうすると、これに応じて搭載する部品の種類が変更される。したがって、そのつど段取り作業が発生し、これに費やされる時間が多くなり、基板ユニットを生産するラインの作業能率が低下するという問題を有していた。
【0024】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、部品毎に吸着時前後と搭載時前後の部品吸着ノズルの位置とそのときの空気圧の状態を容易に知ることができるようにして不具合の原因究明を容易ならしめ、これに基づいて吸着と搭載の実行時の動作パラメータの補正・設定を迅速に行うことができる部品供給装置を提供することである。
【0025】
【課題を解決するための手段】
以下に、本発明に係わる部品供給装置の構成を述べる。
本発明の部品供給装置は、プリント基板に電子部品を実装する部品搭載装置において、部品吸着ノズルの所定時間毎の高さ情報を取得する高さ情報取得手段と、上記部品吸着ノズルに供給する上記所定時間毎の空気圧の情報を取得する空圧情報取得手段と、上記高さ情報取得手段により取得された上記所定時間毎の高さ情報と上記空圧情報取得手段により取得された上記所定時間毎の空気圧情報とを記憶する情報記憶手段と、を備えて構成される。
【0026】
そして、この部品供給装置は、例えば請求項2記載のように、上記情報記憶手段に記憶された上記空気圧情報に基づいてバキューム開始と終了の時間を表示するバキューム時間表示手段と、上記情報記憶手段に記憶された上記空気圧情報に基づいてエアブロー開始と終了の時間を表示するエアブロー時間表示手段と、を更に備えて構成される。
【0027】
この場合、上記バキューム時間表示手段による表示及び上記エアブロー時間表示手段による表示は、例えば請求項3記載のように、表示画面に表示されたグラフ上に表示されるように構成され、また、例えば請求項4記載のように、表示画面に表示された数値表示窓内に表示されるように構成される。
【0028】
また、この部品供給装置は、例えば請求項5記載のように、任意の時間を指定する時間指定手段と、該時間指定手段による時間指定と上記情報記憶手段に記憶された上記高さ情報及び上記空気圧情報とに基づいて上記指定された時間のノズル高さと空気圧情報を表示する指定情報表示手段と、を更に備えて構成される。
【0029】
この場合、上記指定情報表示手段による表示は、例えば請求項6記載のように、表示画面に表示されたグラフ上に表示されるように構成され、また、例えば請求項7記載のように、表示画面に表示された数値表示窓内に表示されるように構成される。
【0030】
【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ながら説明する。
図1は、一実施の形態における部品搭載装置のシステム構成を示すブロック図である。この部品搭載装置25は、基本となる構成部分は図5(a),(b) 及び図6(a),(b) に示した外観斜視図及び内部構成とほぼ同様である。
【0031】
図1に示すように、部品搭載装置25は、CPU26と、このCPU26にバス27で接続されたi/o(入出力)制御ユニット28及び画像処理ユニット29からなる制御部を備えている。また、CPU26にはメモリ31が接続されている。メモリ31は特には図示しないがプログラム領域とデータ領域を備えている。
【0032】
また、i/o制御ユニット28には、基板32の部品搭載位置を照明するための照明装置33や搭載ヘッドの部品吸着ノズル34(図6(b) の部品吸着ノズル22参照)に吸着されている部品35を照明するための照明装置36が接続されている。
【0033】
更に、i/o制御ユニット28には、それぞれのアンプ(AMP)を介してX軸モータ37、Y軸モータ38、Z軸モータ39、及びθ軸モータ41が接続されている。X軸モータ37は作業ヘッドを左右に駆動し、Y軸モータ38はX軸レールを前後に駆動し、Z軸モータ39は作業ヘッドを上下に駆動し、そしてθ軸モータ41は部品吸着ノズル34を360度回転させる。
【0034】
上記の各アンプには、特には図示しないが、それぞれエンコーダが配設されており、これらのエンコーダにより各モータ(X軸モータ37、Y軸モータ38、Z軸モータ39、θ軸モータ41)の回転に応じたエンコーダ値がi/o制御ユニット28を介してCPU26に入力する。これにより、CPU26は、部品吸着ノズル34の時間軸に応じた現在位置を認識することができる。
【0035】
更に、上記のi/o制御ユニット28には、バキュームユニット42が接続されている。バキュームユニット42はバキュームチューブ43を介して不図示の作業ヘッド及び搭載ヘッドを介して、図に示す部品吸着ノズル34に空気的に接続されている。バキュームチューブ43には空圧センサ44が配設されている。バキュームユニット42は、部品吸着ノズル34に対しバキュームによって部品35を吸着させ、又はバキューム解除とエアブローとバキュームブレイク(真空破壊)によって吸着を解除させる。このとき、空圧センサ44からバキュームチューブ43内の空気圧データが電気信号としてi/o制御ユニット28を介しCPU26に出力される。これにより、CPU26は、バキュームチューブ43内の空気圧の状態、ひいては部品吸着ノズル34の空気圧の時間軸に応じた現在の状態を認識することができる。
【0036】
更に、上記のi/o制御ユニット28には、位置決め装置、ベルト駆動モータ、基板センサ、異常表示ランプ等がそれぞれのドライバを介して接続されている。位置決め装置は、部品搭載装置の基台内部において基板案内レールの下方に配置され、装置内に案内されてくる基板32の位置決めを行う。ベルト駆動モータは案内レールに一体的に配設されている基板搬送ベルトを循環駆動する。基板センサは基板32の搬入と搬出を検知する。異常表示ランプは部品搭載装置の動作異常や作業領域内の異物進入等の異常時に点灯又は点滅して異常発生をオペレータに報知する。
【0037】
また、i/o制御ユニット28には、通信i/oインターフェース45、表示入力装置46、記録装置47が接続されている。通信i/oインターフェース45は、例えばティーチング処理を例えばパーソナルコンピュータ等の他の処理装置で行う場合などに、これらの処理装置と有線又は無線で接続してCPU26との通信が可能であるようにする。
【0038】
また、表示入力装置46は、LCD等の表示装置にタッチ式透明入力装置を重ねて構成した比較的大型の表示入力装置である。この表示入力装置46は、部品搭載作業の実行時には、画像処理ユニット29が作業ヘッド側のカメラ48で撮像した基板32の画像や、同じく画像処理ユニット29が本体装置側のカメラ49で撮像した部品35の画像を表示装置に表示する。またティーチング処理の実行時には、詳しくは後述するグラフ画像やパラメータ入力窓を画面表示する。
【0039】
記録装置47は、例えばハードデスク、MO、FD、CD−ROM/RW、フラッシュメモリ装置等の各種の記録媒体を装着可能であり、部品搭載装置の部品搭載処理、その事前に行なわれる部品搭載ティーチング処理等のプログラムや、部品ライブラリのデータ、CADからのNCデータ等の各種のデータを記録して保持しており、これらのプログラムはCPU26によりメモリ31のプログラム領域にロードされて各部の制御の処理に使用され、データもメモリ31のデータ領域に読み出されて、所定の処理がなされる。処理されて更新されたデータは、所定の記録媒体の所定のデータ領域に格納されて保存される。
【0040】
図2は、上記の構成において、制御部のCPU26によって処理される表示入力装置46の表示画面の表示例を模式的に示す図である。同図に示すように、表示画面50には、上方左右にやや幅狭に、指示入力ボタン表示領域51が設けられ、この指示入力ボタン表示領域51内には、例えば、マスター変更、チェックアウト、OK、キャンセル、ティーチング、外観表示、ピックアップ、プレース、部品供給、画像認識、検査、管理等の指示を入力するためのボタンが表示される。
【0041】
その指示入力ボタン表示領域51の下方の左ほぼ1/2に画像表示領域52が設けられている。この画像表示領域52には、部品吸着ノズル34(以下、単にノズル34という)の高さデータと、そのノズル34に供給される空気圧のデータが横軸を時間軸にしてグラフ化されて表示される。
【0042】
そして、その画像表示領域52の右方の残る領域には、左端部側にパラメータ名表示領域53が設けられ、このパラメータ名表示領域53と上記画像表示領域52との間にパラメータ名表示領域53の複数のパラメータ名に対応する複数のデータ入力窓54(54−1、54−2、・・・、54−n)が表示される。
【0043】
上記のパラメータ名表示領域53には、例えば、部品供給装置から部品を吸着するときの動作を示す表示のときは、ピックダウン速度、ピック時間、ピックアップ速度、バキューム開始高さ、ピックリトライ数、使用ノズル1、使用ノズル2、使用ノズル3などの、予めNCプログラムに組み込まれているパラメータとは別な、オペレータによるティーチングによって組み込まれるべきパラメータの名称が表示される。
【0044】
また、例えば、部品を基板に搭載するときの動作を示す表示のときは、移動速度XY、移動速度θ、プレースダウン速度、プレース時間、プレースアップ速度、プレース高さオフセット、ブロー時間、プレースオフセットX、Y、θなどのティーチングによって組み込まれるべきパラメータの名称が表示される。
【0045】
そして、これらのパラメータ名に対応して表示されるデータ入力窓54の右端には、入力されるべきデータに対応する指定入力ボタン55(55−1、55−2、55−3)が表示されている。
下向きの三角マークが付いて一つだけ表示される指定入力ボタン55−1は、これを押すことによりプルダウンメニューが表示される。例えばパラメータ名が「プレースダウン速度」に対応するデータ入力窓54右端の指定入力ボタン55によるプルダウンメニューでは「高速」、「中速」、「低速」が表示され、これらから選択されたいずれかの速度が、対応するデータ入力窓54に入力データとして表示される。
【0046】
また、上下二段に表示される上向き三角マークと下向き三角マークの指定入力ボタン55−2及び55−3は、対応するデータ入力窓54に予め初期表示されている数値を増やすか減らすものである。
例えば、パラメータ名が「ピック時間」に対応するデータ入力窓54には初期設定の時間がms(ミリ秒)単位で「30」と表示される。このデータ入力窓54右端の上向き三角マークの指定入力ボタン55−2を押すごとに表示されている数値が「1」ずつ増加し、下向き三角マークの指定入力ボタン55−3を押すごとに表示されている数値が「1」ずつ減少する。
【0047】
このような表示画面に基づいて、本発明のティーチング処理が進行する。以下これについて更に説明する。尚、最初はオペレータによって指定された部品の吸着と搭載の動作がNCプログラムによって実行されるが、この部品供給装置にはプログラムのパラメータを調整する機能が部品マスターファイル側に備えており、後述するオペレータによる表示パラメータの調整沿って、プログラムのパラメータが調整される、つまりティーチングが行われる。
【0048】
オペレータは、先ず、部品搭載装置25の電源を入れ、表示入力装置46の初期画面から部品搭載ティーチング処理の開始を指示する所定のボタンを入力操作する。これにより、図2に示す画面が表示入力装置46に表示される。
続いて、オペレータは指示入力ボタン表示領域51に表示されている適宜の入力ボタンを入力操作して所望の部品の搭載処理を部品供給装置に実行させる。このとき、先ず、部品供給装置からのノズル34による部品吸着時において、その処理パラメータの初期設定値が表示入力装置46の当該パラメータに対応するデータ入力窓54に表示され、且つその部品吸着時の動作におけるノズル34の高さデータとその空気圧データが時間軸に対応したグラフとして、画像表示領域52に表示される。
【0049】
図3は、上記部品吸着時の動作におけるノズル34の高さデータとその空気圧データの時間軸対応グラフの例を示す図である。同図において、横軸は時間であり、左下角を原点「0」として測定精度ms(ミリ秒)単位で表している。破線の枠で示す横方向の目盛りは50ms毎の時間を示しており、縦の実線58で示す時点はNCプログラムで指示される吸着動作の開始(時間「0」)からノズルが降下して、その先端(吸着口)が部品面に到するまでの時間を示しており、このグラフの例では80msとなっている。
【0050】
縦軸はノズル高さとその空気圧である。左の縦軸には左上角を原点「0」として、ノズル高さを測定精度1/100mm単位で表し、破線の枠で示す縦方向の目盛りは10mm毎のノズル高さを示している。同図の一点鎖線の曲線で示すノズル高さのグラフ56で示すように、吸着動作開始時の基準位置は「−20.00mm」となっている。そこから時間80msを経て「−42.35mm」の高さまで降下して、部品吸着面にノズルの先端が当接する。この後、バキュームによって部品を吸着して上昇する。
【0051】
また、右縦軸には右下角を原点「0」として、ノズル空気圧を、図1に示す空圧センサ44の最大空気圧から最小空気圧まで「4096」の分解能で示している。ここでは、この分解能の単位をSpと仮称する。このSp値は数値が大きいほど空気圧は低くなる。破線の枠で示す縦方向の目盛りは、1000Sp毎のノズル空気圧を示している。
【0052】
同図に実線の曲線で示すノズル空気圧グラフ57で示すように、吸着動作開始からノズルの先端が部品吸着面に当接するまでの時間0〜80msの期間、ノズル空気圧は大気圧と同じであり、この例では、大気圧は空圧センサ44の分解能で806Spである。
【0053】
上記の時間80msの時点(縦実線58で示す時点)から時間110msまで同図の両方向矢印59で示す時間30msの期間はピック時間(ノズルが静止している時間)であり、この間に、上記の時間80msでバキューム開始の指示が出され、およそ時間10msのバキューム弁開成の機構的な必然的遅れ期間を経て、バキュームが実働し、時間110msまでの間にノズル空気圧は2750Spまで減圧されて、部品がノズルに吸着される。
【0054】
この時間110ms後に、ノズルが上昇を開始する。ノズル高さのグラフ56の上昇途上に表示されるマーク61は、作業ヘッドのX軸及びY軸方向への移動開始時点を示している。
オペレータは、このグラフが表示されたときの部品供給装置の動作(作業ヘッド及びノズルの動作)を観察し、部品の吸着が不都合なく行われたか否かを監視する。不具合がなければ、当該部品の搭載パラメータを確定する。不具合があれば、そのグラフを観察して、例えば、ピックダウン速度、ピック時間、ピックアップ速度、バキューム開始高さ、ピックリトライ数、使用ノズル1、使用ノズル2、使用ノズル3などのパラメータのいずれを変更すれば良いかを判断する。
【0055】
例えば部品の吸着がうまくいかなった場合、同図のノズル空気圧グラフ57からは、10ms程度のバキューム弁開成の遅れ期間があることが容易に判明するから、ピック時間をそのままにしてバキューム開始指示を早めれば、ピック時間中におけるバキューム実行時間が長くなり、したがって、ノズル空気圧の減圧が更に進行するから、より確実に部品を吸着できるであろう、ということが判断できる。
【0056】
また、バキューム開始指示をそのままにして、ピック時間を長くしても同じ結果が得られるが、搭載時間の短縮を図るのであればバキューム開始指示を早めるようにし、それほど搭載時間の短縮を考えなくてもよいのであればピック時間を長くするほうを選択するようにしてよい。
【0057】
図4は、上記のように吸着した部品を基板に搭載する時の部品搭載動作におけるノズル34の高さデータとその空気圧データの時間軸対応グラフの例を示す図である。同図においても、横軸は時間であり、左下角を原点「0」として測定精度ms(ミリ秒)単位で表し、破線の枠で示す横方向の目盛りは50ms毎の時間である。
【0058】
縦軸は、左の縦軸には左上角を原点「0」として、ノズル高さを測定精度1/100mm単位で表し、破線の枠で示す縦方向の目盛りは10mm毎のノズル高さを示している。右縦軸には右下角を原点「0」として、ノズル空気圧を、空圧センサ44の「4096」の分解能で示している。破線の枠で示す縦方向の目盛りは、1000Sp毎のノズル空気圧を示している。ここでも分解能の単位をSpと仮称する。またSp値は数値が大きいほど空気圧は低くなることも図3の場合と同様である。
【0059】
図4に破線曲線のノズル高さグラフ56´で示すように、時間0msで搭載動作開始後、時間t1からt2までの期間Ptで、ノズル先端の部品は基板上の所定の部品搭載位置に約0.5mm沈み込む程度に押圧されている。
上記の時間t1では、ノズル空気圧グラフ57´で示すように、a点でエアブロー開始が指示され、b点までバルブ開閉動作(真空バルブの閉鎖とブローバルブの開成動作)実行の遅れがあり、ノズル空気圧が上昇して、c点で大気圧に達し、このc点から実質的なエアブローが開始される。
【0060】
このエアブローが十分利いてきたところ、つまり時間t2で、ノズルが上昇を開始する。基板面への押圧距離0.5mmを超える高さまでノズル先端の吸着口に部品面は当接しており、更にこの高さを超えてノズルが上昇し、部品面からノズル吸着口が離隔した直後のd点までエアブローが継続する。そして、e点でノズル空気圧が大気圧に戻ったときは、ノズルは部品から完全に離隔している。尚、この場合も、ノズル高さのグラフ56´の上昇途上に表示されるマーク61´は、作業ヘッドのX軸及びY軸方向への移動開始時点を示している。
【0061】
前述したように、エアブローの時間が長すぎると、ノズルが部品から離れた後もエアブローが続いて、周辺の搭載済みの部品を位置ずれさせたり、極端な場合には吹き飛ばしてしまう。また、エアブローの時間が短かすぎると、ノズルが部品から離れる前にノズル空気圧が大気圧に戻ってしまい、特に吸着面が滑らかな部品では、ノズルの吸着口から離脱せず部品を持ち帰りが生じてしまう。
【0062】
オペレータは、上記のグラフが表示されたときの作業ヘッド及びノズルの動作を観察し、上記のような不具合が生じたか否かを監視する。不具合がなければ、当該部品の搭載パラメータを確定する。不具合があれば、そのグラフを観察して、例えば、プレースダウン速度、プレース時間、プレースアップ速度、プレース高さオフセット、ブロー時間などのパラメータのいずれかを変更して不具合を解消する。
【0063】
このように、表示されたグラフを見ることによって、動作上の不具合を修正するためのパラメータを容易に見つけ出すことができる。したがって、従来のように、複数のパラメータを修正し、その修正の組み合わせで、搭載動作を試験してみるという試行錯誤の繰り返しで適正なパラメータの設定にたどり着くという手数と時間の無駄が省け、修正・ティーチングの作業能率が向上する。
【0064】
また、本例においては、パラメータの修正を最初は試行錯誤で行っても、一つのパラメータを変更する毎にグラフ上の動きがどのように変化するかを目で確認できるので、この見た目の経験によって、やがて、最初のグラフを見ただけで、修正すべきパラメータがどれであるかを知ることが容易となり、部品毎に最適なパラメータの修正を迅速に行うことができるようになる。
【0065】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、グラフを目で見ることによって修正すべきパラメータが簡単に分かるという好適なアプローチにより、NCプログラムの修正すべきパラメータのみを適宜に修正するだけで部品供給装置からの部品吸着動作や基板への部品搭載動作時における部品吸着ノズル位置と空気圧の関係の正しい調整ができるので、従来は部品吸着動作や部品搭載動作の調整をパラメータを試行錯誤で修正入力して修正後のパラメータによる実際の動作を観察するということの繰り返しでしかティーチングを行うことが出来ななかったティーチング作業の能率が格段に向上し、したがって、部品吸着動作と部品搭載動作のティーチングを含む部品搭載ティーチング作業全体の能率が向上し、これにより、段取り作業が促進されて全体として製造ラインの効率向上に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態における部品搭載装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図2】一実施の形態における部品搭載装置において制御部のCPUによって処理される表示入力装置の表示画面の表示例を模式的に示す図である。
【図3】一実施の形態における部品搭載装置のティーチングにおいて部品吸着時の動作におけるノズルの高さデータとその空気圧データの時間軸対応グラフの例を示す図である。
【図4】一実施の形態における部品搭載装置のティーチングにおいて部品搭載時の動作におけるノズルの高さデータとその空気圧データの時間軸対応グラフの例を示す図である。
【図5】 (a) は従来の部品搭載装置の外観斜視図、(b) はその部品供給ステージ上に配設された状態のテープ部品供給装置の斜視図である。
【図6】 (a) は従来の部品搭載装置の上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図、(b) はその作業ヘッドの斜視図である。
【符号の説明】
1 部品搭載装置
2 表示入力装置
3 モニタ装置
4 警報ランプ
5 基台
6 基板案内レール
7 保護カバー
8 部品供給ステージ
9 取り付け固定孔
10 テープ部品供給装置
11 部品リール
12 部品供給口
13−1 トップテープ
13−2 収容テープ
15 Y軸レール
16 X軸レール
17 作業ヘッド
18(18−1、18−2) 配線チェーン体
19 搭載ヘッド
21 基板認識用カメラ
22 吸着器
22−1 光拡散板
22−2 吸着ノズル
25 部品搭載装置
26 CPU
27 バス
28 i/o制御ユニット
29 画像処理ユニット
31 メモリ
32 基板
33 照明装置
34 吸着ノズル
35 部品
36 照明装置
37 X軸モータ
38 Y軸モータ
39 Zモータ
41 θ軸モータ
45 通信i/oインターフェース
46 表示入力装置
47 記録装置
48、49 カメラ
50 表示画面
51 指示入力ボタン表示領域
52 画像表示領域
53 パラメータ名表示領域
54(54−1、54−2、・・・、54−n) データ入力窓
55(55−1、55−2、55−3) 指定入力ボタン
56、56´ ノズル高さグラフ
57、57´ ノズル空気圧グラフ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a component mounting apparatus, and more particularly to a component mounting apparatus that displays information on the height of a component suction nozzle and its air pressure in a graph.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a component mounting that automatically mounts a large number of electronic components (hereinafter simply referred to as components) such as ICs, resistors and capacitors on a printed circuit board (hereinafter simply referred to as a substrate) that is automatically carried into the device. There is a device. There are various component supply devices that supply the components to be mounted to the component mounting device. Then, a component supply device selected in advance according to the type, size, shape, etc. of the component to be supplied is mounted on the component mounting device. Among them, the most common component supply device is a tape component supply device.
[0003]
FIG. 5A is an external perspective view of the component mounting apparatus, and FIG. 5B is a perspective view of the tape component supply apparatus in a state of being disposed on the component supply stage of the component mounting apparatus. A component mounting apparatus (hereinafter also referred to as a main body apparatus) 1 shown in FIG. 1 (a) has a display input device 2 composed of a liquid crystal display and a touch panel, a monitor device 3 composed of a CRT display, and an operating state on the top of the ceiling cover. An alarm lamp 4 for notification is provided, and a lower base 5 is provided with a pair of fixed and movable parallel substrate guide rails 6 at the center of the surface, and above these, is behind a protective cover 7. Although not visible, a work head, which will be described later in detail, for carrying out the component mounting work is provided.
[0004]
The component mounting apparatus 1 is provided with component supply stages 8 before and after the component mounting device 1. The component supply stage 8 is provided with a large number of mounting and fixing holes 9 at the front and rear, as shown in FIG.
[0005]
Depending on the size of the component mounting device 1 and the size of electronic components to be supplied, 50 to 70 tape component supply devices 10 are usually attached to the component supply stage 8. That is, when the front and rear component supply stages 8 are combined, 100 to 140 tape component supply devices 10 are arranged in one component mounting device 1.
[0006]
A component tape containing electronic components is wound around a component reel 11 of the tape component supply apparatus 10, and this component tape is pulled out to the component supply port 12, and the top tape 13-1, the storage tape 13-2, The electronic components that are separated and are accommodated in the accommodation tape 13-2 are exposed to the component supply port 12. The exposed electronic component is picked up by the work head of the component mounting apparatus 1 by suction nose and transferred onto the substrate.
[0007]
In addition, there is a tray component supply device as a representative example of another component supply device, but the component supply device itself is not the gist of the present invention, so there are various components here, and various supply methods are accordingly provided. The description of the tray component supply device will be omitted.
[0008]
FIG. 6A is a perspective view schematically showing the internal configuration by removing the upper and lower protective covers of the component mounting apparatus 1, and FIG. 6B is a perspective view of the working head. First, as shown in FIG. 2A, the pair of parallel substrate guide rails 6 and 6 described above are placed on the base 5 at the lower part of the main unit 1 in the substrate transport direction (X-axis direction, FIG. Are extended horizontally from the diagonally lower right to the diagonally upper left). A loop-shaped substrate transport belt (conveyor belt) is disposed in contact with the lower portion of the substrate guide rails 6 so as to be able to travel. The substrate transport belt is driven by a belt drive motor with the side of the belt of several millimeters wide, looking from the bottom of the substrate guide rail 6 to the substrate transport path, and running in the substrate transport direction. While supporting both sides of the back side from below, it is carried into the main body of the apparatus from the upstream side of the production line, and the board on which components are already mounted is carried out to the downstream side of the production line.
[0009]
The base 5 is provided with a substrate positioning device, a substrate fixing mechanism for fixing the substrate between the two substrate guide rails 6, and a control device for controlling each part, although not particularly shown. ing.
Further, on the base 5, a pair of left and right fixed rails (Y-axis rails) straddling the pair of substrate guide rails 6 and extending in parallel to a direction (front-rear direction) perpendicular to the substrate transport direction. 15 and 15 are arranged. A movable rail (X-axis rail) 16 is slidably engaged with the Y-axis rail 15 along the Y-axis rail 15, and a work head 17 is slidable along the X-axis rail 16 with the X-axis rail 16. Suspended.
[0010]
Although not clearly shown in FIGS. 1A and 1B, the X-axis rail 16 has an X-axis (not shown) that freely moves the work head 17 along its longitudinal direction (X-axis direction). A motor is provided, and a Y-axis motor (not shown) that moves the X-axis rail 16 back and forth (Y-axis direction) along the Y-axis rail 15 is also provided on the base 5. These X-axis motor and Y-axis motor rotate freely in both forward and reverse directions according to instructions from a central control unit (not shown), so that the work head 17 moves freely in the X-axis direction and the Y-axis direction.
[0011]
The work head 17 is connected to a belt-like chain body 18 (18-1, 18-2) that is freely bent and has a hollow inside, and a plurality of signal cords (not shown) Pressure tube is protected and contained. The work head 17 is electrically connected to the central control unit disposed on the electrical component motherboard inside the base 5 of the apparatus main body 1 through these signal codes, and the power and control are supplied from the central control unit. The signal is supplied, and image data indicating information on the component mounting position on the substrate and position data of a component suction nozzle described later are transmitted to the central control unit.
[0012]
At the tip of the working head 17, two mounting heads 19 and 19 and a substrate recognition camera 21 are provided. The two mounting heads 19 can be moved up and down in the Z-axis direction (vertical direction) by a Z-axis motor incorporated therein, respectively, and an adsorber 22 is mounted on the tip thereof. The suction unit 22 includes a light diffusion plate 22-1 and a component suction nozzle 22-2, which can also be rotated in the θ-axis direction (360 ° direction) by an internal θ-axis motor. A pneumatic tube is connected to the component suction nozzle 22-2 via a mounting head 19, a work head 17, and a chain pair 18.
[0013]
The work head 17 is freely moved back and forth and right and left by the two Y-axis rails 8 and the one X-axis rail 9 described above, and supplies the tape parts on the part supply stage 8 shown in FIG. 5 (b). When it moves to the upper part of the supply port of the apparatus, it descends, and the component exposed at the supply port is vacuumed and sucked by the component suction nozzle 22-2, and the sucked component is arranged on the base 5 side. The component recognition camera 23 shown in FIG. 5B picks up an image to detect the holding position deviation of the component, and corrects the mounting position data based on the detected holding position deviation.
[0014]
The working head 17 further moves above the component mounting position set in the NC program on the board (not shown) positioned by the board guide rail 6 shown in FIGS. 5 (a) and 6 (a). The mounting position is confirmed by the substrate recognition camera 21 while descending, the above components are brought into contact with the confirmed mounting position, and a vacuum break (vacuum break) accompanied by air blow by the component suction nozzle 22-2 is executed. While mounting the components on the board.
[0015]
By the way, in general, there are a wide variety of parts, and various setups are required in advance to automatically mount such parts at the correct positions on the substrate. First, a part is usually specified by a part library consisting of characteristic data of the part, and the part library is registered as a database on an appropriate recording medium.
[0016]
Next, the part library of the desired part is called from the database, the feature data of the desired part is obtained from the called part library, and the part is placed on the board based on the position data in the obtained feature data. The NC program is created so that it is automatically mounted at the correct position.
[0017]
In general, the relative reference position of the board with respect to the reference position for operating the component mounting apparatus differs depending on the type of the board. In addition, there are various aspects of component supply by the component supply apparatus, and techniques for teaching these to be sucked at the correct position by the component suction nozzle 22-2 are being established.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the supply position on the component supply side is correct and the component suction nozzle is set to move to the correct position, if the operation of sucking the component is not performed correctly, that is, the component of the work head If the suction operation of the component by the suction nozzle is not correct, various problems occur.
[0019]
Originally, it is ideal to start vacuuming when the component suction nozzle has been lowered to the component surface, and when the vacuum is carried out for a sufficient time and the component is completely sucked, the component suction nozzle rises and the substrate Ideally move up.
On the board, the vacuum is released after a certain waiting time after descending to the component mounting position, and the air blow is started, and the air blow is stopped when the component is completely detached from the nozzle suction port. Ideally, the product suction nozzle is raised.
[0020]
However, for example, if the work head is raised, that is, the component suction nozzle is raised without increasing the vacuum degree of the component suction nozzle at the component suction point of the component supply device, the component cannot be sucked. Further, even if the suction can be performed, the suction becomes insufficient, and a recognition error by the component recognition camera is generated, or the position of the component on the board is shifted.
[0021]
Also, for example, if too much air blow is performed at the component mounting point on the board, the peripheral mounted components will be misaligned or blown off in extreme cases, or conversely, the air blow is insufficient In other words, if air blow ends before the component suction nozzle rises, the air pressure in the nozzle returns to atmospheric pressure, and the component does not leave the nozzle suction port, so it cannot be mounted on the board and the next operation is performed. Problems such as taking the part home.
[0022]
However, conventionally, when teaching is performed to solve the above problems, the waiting time after descending to the component suction point, the vacuum start timing, its duration, and the wait after descending to the component mounting point Various parameters such as time, vacuum release timing, air blow start timing, duration, etc. are displayed numerically on the display screen, and the displayed various parameters are changed by trial and error by key input, There is no other teaching method except that the operation of the work head 17 and the suction state and mounting state of the parts are observed until it is confirmed that the correct operation is performed.
[0023]
This takes too much time for the teaching operation of the suction operation and the mounting operation, thereby reducing the efficiency of the entire setup operation. In recent years, since it is an era of low-mix and low-volume production instead of low-mix and high-volume production as in the past, the types (types) of boards to be sent to the board unit production line are often changed. Then, the type of component to be mounted is changed accordingly. Therefore, each time a setup operation occurs, the time spent for the operation increases, and the work efficiency of the line for producing the substrate unit decreases.
[0024]
In view of the above-described conventional situation, the object of the present invention is to make it possible to easily know the position of the component suction nozzle before and after mounting and the state of air pressure at that time and to determine the cause of the failure for each component. It is an object of the present invention to provide a component supply device that can quickly perform correction and setting of operation parameters at the time of suction and mounting based on this.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the component supply apparatus according to the present invention will be described below.
The component supply device of the present invention is a component mounting device that mounts electronic components on a printed circuit board, a height information acquisition unit that acquires height information for each predetermined time of the component suction nozzle, and the component suction nozzle that supplies the component suction nozzle Air pressure information acquisition means for acquiring air pressure information for each predetermined time; height information for each predetermined time acquired by the height information acquisition means; and for each predetermined time acquired by the air pressure information acquisition means And information storage means for storing the air pressure information.
[0026]
The component supply apparatus includes, for example, a vacuum time display unit that displays a vacuum start time and an end time based on the air pressure information stored in the information storage unit, and the information storage unit. Air blow time display means for displaying air blow start and end times based on the air pressure information stored in the air pressure information.
[0027]
In this case, the display by the vacuum time display means and the display by the air blow time display means are configured to be displayed on a graph displayed on the display screen, for example, as in claim 3, Item 4 is configured to be displayed in a numerical value display window displayed on the display screen.
[0028]
Further, the component supply apparatus includes, for example, a time designation unit for designating an arbitrary time, a time designation by the time designation unit, the height information stored in the information storage unit, and the The apparatus further comprises designation information display means for displaying the nozzle height and the air pressure information for the designated time based on the air pressure information.
[0029]
In this case, the display by the specified information display means is configured to be displayed on a graph displayed on the display screen, for example, as described in claim 6, and, for example, as shown in claim 7, It is configured to be displayed in a numerical display window displayed on the screen.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a system configuration of a component mounting apparatus according to an embodiment. The component mounting device 25 is basically the same as the external perspective view and the internal configuration shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b) and FIGS. 6 (a) and 6 (b).
[0031]
As shown in FIG. 1, the component mounting apparatus 25 includes a control unit including a CPU 26 and an i / o (input / output) control unit 28 and an image processing unit 29 connected to the CPU 26 via a bus 27. A memory 31 is connected to the CPU 26. The memory 31 includes a program area and a data area (not shown).
[0032]
Further, the i / o control unit 28 is adsorbed by the illumination device 33 for illuminating the component mounting position of the substrate 32 and the component adsorption nozzle 34 of the mounting head (see the component adsorption nozzle 22 in FIG. 6B). An illuminating device 36 for illuminating the component 35 is connected.
[0033]
Further, an X-axis motor 37, a Y-axis motor 38, a Z-axis motor 39, and a θ-axis motor 41 are connected to the i / o control unit 28 via respective amplifiers (AMP). The X-axis motor 37 drives the work head left and right, the Y-axis motor 38 drives the X-axis rail back and forth, the Z-axis motor 39 drives the work head up and down, and the θ-axis motor 41 is the component suction nozzle 34. Is rotated 360 degrees.
[0034]
Each of the amplifiers is provided with an encoder (not shown). The encoders of the motors (X-axis motor 37, Y-axis motor 38, Z-axis motor 39, θ-axis motor 41) are provided by these encoders. An encoder value corresponding to the rotation is input to the CPU 26 via the i / o control unit 28. Thereby, the CPU 26 can recognize the current position according to the time axis of the component suction nozzle 34.
[0035]
Further, a vacuum unit 42 is connected to the i / o control unit 28. The vacuum unit 42 is pneumatically connected to a component suction nozzle 34 shown in the drawing via a vacuum tube 43 and a work head (not shown) and a mounting head. An air pressure sensor 44 is disposed in the vacuum tube 43. The vacuum unit 42 causes the component suction nozzle 34 to suck the component 35 by vacuum, or releases suction by vacuum release, air blow, and vacuum break (vacuum break). At this time, air pressure data in the vacuum tube 43 is output from the air pressure sensor 44 to the CPU 26 as an electrical signal via the i / o control unit 28. As a result, the CPU 26 can recognize the current state according to the state of the air pressure in the vacuum tube 43 and consequently the time axis of the air pressure of the component suction nozzle 34.
[0036]
Further, the i / o control unit 28 is connected to a positioning device, a belt drive motor, a substrate sensor, an abnormality display lamp and the like via respective drivers. The positioning device is disposed below the board guide rail inside the base of the component mounting apparatus, and positions the board 32 guided into the apparatus. The belt drive motor circulates and drives the substrate transport belt that is integrally disposed on the guide rail. The substrate sensor detects the loading and unloading of the substrate 32. The abnormality display lamp is lit or blinked to notify the operator of the occurrence of an abnormality when there is an abnormality in the operation of the component mounting apparatus or an entry of a foreign object in the work area.
[0037]
The i / o control unit 28 is connected to a communication i / o interface 45, a display input device 46, and a recording device 47. The communication i / o interface 45 is connected to these processing devices in a wired or wireless manner when, for example, teaching processing is performed by another processing device such as a personal computer, so that communication with the CPU 26 is possible. .
[0038]
The display input device 46 is a relatively large display input device configured by superposing a touch-type transparent input device on a display device such as an LCD. The display input device 46 is configured to display an image of the substrate 32 captured by the image processing unit 29 with the camera 48 on the work head side or a component imaged by the image processing unit 29 with the camera 49 on the main device side when performing the component mounting operation. 35 images are displayed on the display device. Further, when the teaching process is executed, a graph image and a parameter input window, which will be described later in detail, are displayed on the screen.
[0039]
The recording device 47 can be mounted with various recording media such as a hard disk, MO, FD, CD-ROM / RW, flash memory device, etc., and component mounting processing of the component mounting device and component mounting teaching performed in advance thereof. Various kinds of data such as processing programs, parts library data, and NC data from CAD are recorded and held, and these programs are loaded into the program area of the memory 31 by the CPU 26 and control processing of each part. The data is also read into the data area of the memory 31 and subjected to predetermined processing. The processed and updated data is stored and stored in a predetermined data area of a predetermined recording medium.
[0040]
FIG. 2 is a diagram schematically showing a display example of the display screen of the display input device 46 processed by the CPU 26 of the control unit in the above configuration. As shown in the figure, the display screen 50 is provided with instruction input button display areas 51 slightly narrower in the upper and left and right directions. In the instruction input button display area 51, for example, master change, checkout, Buttons for inputting instructions such as OK, cancel, teaching, appearance display, pickup, place, parts supply, image recognition, inspection, management and the like are displayed.
[0041]
An image display area 52 is provided on the lower left half of the instruction input button display area 51. In the image display area 52, the height data of the component suction nozzle 34 (hereinafter simply referred to as the nozzle 34) and the data of the air pressure supplied to the nozzle 34 are displayed in a graph with the horizontal axis as the time axis. The
[0042]
In the remaining area on the right side of the image display area 52, a parameter name display area 53 is provided on the left end side. The parameter name display area 53 is provided between the parameter name display area 53 and the image display area 52. A plurality of data input windows 54 (54-1, 54-2,..., 54-n) corresponding to the plurality of parameter names are displayed.
[0043]
In the parameter name display area 53, for example, when displaying the operation when picking up a component from the component supply device, the pick-down speed, pick time, pick-up speed, vacuum start height, number of pick retries, use The names of the parameters to be incorporated by teaching by the operator, such as the nozzle 1, the use nozzle 2, the use nozzle 3 and the like, which are different from the parameters previously incorporated in the NC program are displayed.
[0044]
Also, for example, when the display shows the operation when the component is mounted on the board, the moving speed XY, the moving speed θ, the place down speed, the place time, the place up speed, the place height offset, the blow time, the place offset X , Y, θ, etc., the names of parameters to be incorporated are displayed.
[0045]
At the right end of the data input window 54 displayed corresponding to these parameter names, designation input buttons 55 (55-1, 55-2, 55-3) corresponding to the data to be input are displayed. ing.
A pull-down menu is displayed by pressing the designation input button 55-1 which is displayed with only a downward triangle mark. For example, in the pull-down menu by the designation input button 55 on the right end of the data input window 54 corresponding to the parameter name “place down speed”, “high speed”, “medium speed”, and “low speed” are displayed. The speed is displayed as input data in the corresponding data input window 54.
[0046]
Also, the designation input buttons 55-2 and 55-3 for the upward triangle mark and the downward triangle mark displayed in two upper and lower stages increase or decrease the numerical value that is initially displayed in the corresponding data input window 54 in advance. .
For example, in the data input window 54 whose parameter name corresponds to “pick time”, the initial setting time is displayed as “30” in units of ms (milliseconds). Each time the upward triangle mark designation input button 55-2 at the right end of the data input window 54 is pressed, the displayed numerical value is incremented by "1" and is displayed every time the downward triangle mark designation input button 55-3 is pressed. The number is decreased by “1”.
[0047]
Based on such a display screen, the teaching process of the present invention proceeds. This will be further described below. At first, the operation of picking up and mounting a component designated by the operator is executed by the NC program. This component supply device has a function for adjusting the parameters of the program on the component master file side, which will be described later. In accordance with the adjustment of the display parameters by the operator, the parameters of the program are adjusted, that is, teaching is performed.
[0048]
First, the operator turns on the power of the component mounting device 25 and inputs a predetermined button for instructing the start of the component mounting teaching process from the initial screen of the display input device 46. Thereby, the screen shown in FIG. 2 is displayed on the display input device 46.
Subsequently, the operator performs an input operation of an appropriate input button displayed in the instruction input button display area 51 to cause the component supply apparatus to execute a desired component mounting process. At this time, first, at the time of component adsorption by the nozzle 34 from the component supply device, the initial setting value of the processing parameter is displayed on the data input window 54 corresponding to the parameter of the display input device 46, and at the time of component adsorption The height data of the nozzle 34 in operation and the air pressure data are displayed in the image display area 52 as a graph corresponding to the time axis.
[0049]
FIG. 3 is a diagram showing an example of a time axis corresponding graph of the height data of the nozzle 34 and the air pressure data in the operation at the time of component adsorption. In this figure, the horizontal axis represents time, and the lower left corner is represented in units of measurement accuracy ms (milliseconds) with the origin “0”. The horizontal scale indicated by the dashed frame indicates the time every 50 ms, and at the time indicated by the vertical solid line 58, the nozzle descends from the start of the suction operation (time "0") indicated by the NC program, The time until the tip (suction port) reaches the component surface is shown, and in this example of the graph, it is 80 ms.
[0050]
The vertical axis represents the nozzle height and its air pressure. In the left vertical axis, the upper left corner is the origin “0”, the nozzle height is expressed in units of measurement accuracy of 1/100 mm, and the vertical scale indicated by the dashed frame indicates the nozzle height every 10 mm. As indicated by the nozzle height graph 56 indicated by the dashed-dotted curve in the same figure, the reference position at the start of the suction operation is “−20.00 mm”. After that, it descends to a height of “−42.35 mm” after 80 ms, and the tip of the nozzle comes into contact with the component suction surface. Thereafter, the part is adsorbed and raised by the vacuum.
[0051]
The right vertical axis indicates the nozzle air pressure with a resolution of “4096” from the maximum air pressure to the minimum air pressure of the pneumatic sensor 44 shown in FIG. Here, this resolution unit is tentatively referred to as Sp. The greater the Sp value, the lower the air pressure. The vertical scale indicated by the dashed frame indicates the nozzle air pressure every 1000 Sp.
[0052]
As shown by the nozzle air pressure graph 57 shown by the solid curve in the figure, the nozzle air pressure is the same as the atmospheric pressure during the period from 0 to 80 ms from the start of the suction operation until the tip of the nozzle comes into contact with the component suction surface, In this example, the atmospheric pressure is 806 Sp at the resolution of the pneumatic sensor 44.
[0053]
The period of time 30 ms indicated by the double arrow 59 in the figure from the time 80 ms (time indicated by the vertical solid line 58) to time 110 ms is the pick time (time during which the nozzle is stationary). An instruction to start the vacuum is given at 80 ms, and after a mechanical inevitable delay period of opening the vacuum valve at about 10 ms, the vacuum is actually operated, and by 110 ms, the nozzle air pressure is reduced to 2750 Sp. Is adsorbed by the nozzle.
[0054]
After this time of 110 ms, the nozzle starts to rise. A mark 61 displayed on the way of rising of the nozzle height graph 56 indicates the start point of movement of the work head in the X-axis and Y-axis directions.
The operator observes the operation of the component supply device (operation of the working head and the nozzle) when this graph is displayed, and monitors whether the component has been adsorbed without any inconvenience. If there is no defect, the mounting parameter of the part is determined. If there is a defect, observe the graph, and select any of the parameters such as pick down speed, pick time, pick up speed, vacuum start height, number of pick retries, used nozzle 1, used nozzle 2, used nozzle 3, etc. Determine if it should be changed.
[0055]
For example, if the suction of the components is not successful, the nozzle air pressure graph 57 in the figure easily shows that there is a delay period for opening the vacuum valve of about 10 ms. It can be determined that if it is advanced, the vacuum execution time during the pick time becomes longer, and therefore the pressure reduction of the nozzle air pressure further proceeds, so that the parts can be adsorbed more reliably.
[0056]
The same result can be obtained by increasing the pick time while leaving the vacuum start instruction as it is. However, if the mounting time is to be shortened, the vacuum start instruction should be advanced so that the mounting time can be reduced. If it is good, you may choose to make the pick time longer.
[0057]
FIG. 4 is a diagram showing an example of a time axis corresponding graph of the height data of the nozzle 34 and the air pressure data in the component mounting operation when mounting the sucked component on the board as described above. Also in this figure, the horizontal axis represents time, the lower left corner is represented by the measurement accuracy ms (millisecond) with the origin “0”, and the horizontal scale indicated by the broken line frame is the time every 50 ms.
[0058]
The vertical axis is the left vertical axis, the upper left corner is the origin “0”, the nozzle height is expressed in units of measurement accuracy of 1/100 mm, and the vertical scale indicated by the dashed frame indicates the nozzle height every 10 mm. ing. On the right vertical axis, the lower right corner is the origin “0”, and the nozzle air pressure is shown with a resolution of “4096” of the pneumatic sensor 44. The vertical scale indicated by the dashed frame indicates the nozzle air pressure every 1000 Sp. Again, the unit of resolution is tentatively referred to as Sp. Further, as in the case of FIG. 3, the larger the value of Sp is, the lower the air pressure becomes.
[0059]
As shown by the broken line nozzle height graph 56 ′ in FIG. 4, after the mounting operation is started at time 0 ms, the component at the tip of the nozzle is positioned at a predetermined component mounting position on the substrate in a period Pt from time t1 to time t2. It is pressed to the extent that it sinks 0.5 mm.
At the above time t1, as shown in the nozzle air pressure graph 57 ', the start of air blow is instructed at point a, and the valve opening / closing operation (vacuum valve closing and blow valve opening operation) execution is delayed until point b. The air pressure increases, reaches atmospheric pressure at point c, and substantial air blow is started from point c.
[0060]
When this air blow has been sufficiently effective, that is, at time t2, the nozzle starts to rise. The component surface is in contact with the suction port at the tip of the nozzle up to a height exceeding the pressing distance of 0.5 mm to the substrate surface, and the nozzle rises beyond this height and immediately after the nozzle suction port is separated from the component surface. Air blow continues to point d. When the nozzle air pressure returns to the atmospheric pressure at the point e, the nozzle is completely separated from the component. In this case as well, the mark 61 ′ displayed on the rising line of the nozzle height graph 56 ′ indicates the start point of movement of the work head in the X-axis and Y-axis directions.
[0061]
As described above, if the air blow time is too long, the air blow continues even after the nozzle is separated from the component, and the peripheral mounted components are displaced or blown off in an extreme case. Also, if the air blow time is too short, the nozzle air pressure will return to atmospheric pressure before the nozzle leaves the part, especially if the suction surface is smooth, the part will not be released from the nozzle suction port and the part will be brought home. End up.
[0062]
The operator observes the operation of the working head and the nozzle when the above graph is displayed, and monitors whether or not the above-described trouble has occurred. If there is no defect, the mounting parameter of the part is determined. If there is a defect, the graph is observed and, for example, any of the parameters such as the place down speed, the place time, the place up speed, the place height offset, and the blow time is changed to solve the problem.
[0063]
In this way, by looking at the displayed graph, it is possible to easily find a parameter for correcting an operational defect. Therefore, as in the past, multiple parameters were corrected, and the correction and combination of the corrections eliminated the time and waste of reaching the appropriate parameter settings through repeated trial and error by testing the mounting operation.・ Teaching work efficiency is improved.
[0064]
In addition, in this example, even if the parameters are corrected by trial and error at the beginning, it is possible to confirm how the movement on the graph changes each time one parameter is changed. As a result, it becomes easy to know which parameter is to be corrected by just looking at the first graph, and it is possible to quickly correct the optimum parameter for each part.
[0065]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, only the parameters to be corrected in the NC program can be corrected appropriately by the preferred approach that the parameters to be corrected can be easily understood by visually checking the graph. The correct adjustment of the relationship between the component suction nozzle position and the air pressure during the component suction operation from the component supply device and the component mounting operation on the board can be performed, so conventionally adjustment of parameters for component suction operation and component mounting operation has been corrected by trial and error. The efficiency of teaching work that could only be taught by repeating input and observing the actual operation with the corrected parameters is greatly improved. Therefore, teaching of component adsorption operation and component mounting operation is greatly improved. Improves the efficiency of the entire component mounting teaching work including It is contributing to the efficiency of the production line as a whole.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a component mounting apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a display example of a display screen of a display input device processed by a CPU of a control unit in the component mounting apparatus according to the embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a graph corresponding to a time axis of nozzle height data and air pressure data in an operation at the time of component suction in teaching of the component mounting apparatus according to the embodiment;
FIG. 4 is a diagram showing an example of a time axis correspondence graph of nozzle height data and air pressure data in an operation during component mounting in teaching of the component mounting apparatus according to the embodiment;
5A is an external perspective view of a conventional component mounting apparatus, and FIG. 5B is a perspective view of the tape component supply apparatus disposed on the component supply stage.
6A is a perspective view schematically showing an internal configuration by removing upper and lower protective covers of a conventional component mounting apparatus, and FIG. 6B is a perspective view of the working head.
[Explanation of symbols]
1 Component mounting equipment
2 Display input device
3 Monitor device
4 warning lamps
5 bases
6 Board guide rail
7 Protective cover
8 Parts supply stage
9 Fixing hole
10 Tape parts supply device
11 parts reel
12 Parts supply port
13-1 Top tape
13-2 Storage tape
15 Y-axis rail
16 X-axis rail
17 Working head
18 (18-1, 18-2) Wiring chain body
19 Mounted head
21 Board recognition camera
22 Adsorber
22-1 Light diffusion plate
22-2 Adsorption nozzle
25 Component mounting equipment
26 CPU
27 Bus
28 i / o control unit
29 Image processing unit
31 memory
32 substrates
33 Lighting equipment
34 Suction nozzle
35 parts
36 Lighting equipment
37 X-axis motor
38 Y-axis motor
39 Z motor
41 θ-axis motor
45 Communication i / o interface
46 Display input device
47 Recording device
48, 49 cameras
50 display screen
51 Instruction input button display area
52 Image display area
53 Parameter name display area
54 (54-1, 54-2, ..., 54-n) Data input window
55 (55-1, 55-2, 55-3) Designated input button
56, 56 'Nozzle height graph
57, 57 'Nozzle air pressure graph

Claims (7)

プリント基板に電子部品を実装する部品搭載装置において、
部品吸着ノズルの所定時間毎の高さ情報を取得する高さ情報取得手段と、
前記部品吸着ノズルに供給する前記所定時間毎の空気圧の情報を取得する空圧情報取得手段と、
前記高さ情報取得手段により取得された前記所定時間毎の高さ情報と前記空圧情報取得手段により取得された前記所定時間毎の空気圧情報とを記憶する情報記憶手段と、
を備えたことを特徴とする部品搭載装置。
In a component mounting device that mounts electronic components on a printed circuit board,
Height information acquisition means for acquiring height information for each predetermined time of the component suction nozzle;
Pneumatic pressure information acquisition means for acquiring information on the air pressure for each predetermined time supplied to the component suction nozzle;
Information storage means for storing the height information for each predetermined time acquired by the height information acquisition means and the air pressure information for the predetermined time acquired by the pneumatic pressure information acquisition means;
A component mounting device characterized by comprising:
前記情報記憶手段に記憶された前記空気圧情報に基づいてバキューム開始と終了の時間を表示するバキューム時間表示手段と、
前記情報記憶手段に記憶された前記空気圧情報に基づいてエアブロー開始と終了の時間を表示するエアブロー時間表示手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項1記載の部品搭載装置。
Vacuum time display means for displaying vacuum start and end times based on the air pressure information stored in the information storage means;
An air blow time display means for displaying air blow start and end times based on the air pressure information stored in the information storage means;
The component mounting apparatus according to claim 1, further comprising:
前記バキューム時間表示手段による表示及び前記エアブロー時間表示手段による表示は表示画面に表示されたグラフ上に表示されることを特徴とする請求項2記載の部品搭載装置。3. The component mounting apparatus according to claim 2, wherein the display by the vacuum time display means and the display by the air blow time display means are displayed on a graph displayed on a display screen. 前記バキューム時間表示手段による表示及び前記エアブロー時間表示手段による表示は表示画面に表示された数値表示窓内に表示されることを特徴とする請求項2記載の部品搭載装置。3. The component mounting apparatus according to claim 2, wherein the display by the vacuum time display means and the display by the air blow time display means are displayed in a numerical display window displayed on a display screen. 任意の時間を指定する時間指定手段と、
該時間指定手段による時間指定と前記情報記憶手段に記憶された前記高さ情報及び前記空気圧情報とに基づいて前記指定された時間のノズル高さと空気圧情報を表示する指定情報表示手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項1記載の部品搭載装置。
A time specifying means for specifying an arbitrary time;
Designation information display means for displaying the nozzle height and air pressure information at the designated time based on the time designation by the time designation means and the height information and the air pressure information stored in the information storage means;
The component mounting apparatus according to claim 1, further comprising:
前記指定情報表示手段による表示は表示画面に表示されたグラフ上に表示されることを特徴とする請求項5記載の部品搭載装置。6. The component mounting apparatus according to claim 5, wherein the display by the designation information display means is displayed on a graph displayed on a display screen. 前記指定情報表示手段による表示は表示画面に表示された数値表示窓内に表示されることを特徴とする請求項5記載の部品搭載装置。6. The component mounting apparatus according to claim 5, wherein the display by the designation information display means is displayed in a numerical display window displayed on a display screen.
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