JP3836714B2 - 部品吸着方法および表面実装機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品供給部において供給されるIC等の電子部品をプリント基板上に搬送して実装する表面実装機の部品吸着方法および表面実装機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、部品吸着用の吸着ヘッドを有するヘッドユニットを直角座標ロボットにより移動させながらIC等の電子部品を部品供給部から吸着し、この部品を所定の作業位置に位置決めされているプリント基板上に搬送して実装するようにした表面実装機(以下、実装機と略す)は一般に知られている。
【0003】
この種の実装機には、例えば部品を供給する多数のフィーダーが並列に配置されており、吸着ヘッドにより各フィーダーから部品が吸着された状態で取出されるように構成されている。この際、ヘッドユニットの移動誤差等に起因して、各フィーダーの部品取出し位置に対して吸着ヘッド(ヘッドユニット)が相対的にずれていると、吸着ずれや吸着不能といった事態を招き、後の実装動作に支障をきたすことになる。
【0004】
そこで、従来では各フィーダー毎にその部品取出し位置近傍にマークを記しておき、このマークをヘッドユニットに搭載したCCDエリアセンサ等からなるカメラにより撮影することによってヘッドユニットと部品取出し位置との相対的なずれを画像認識し、ずれがある場合にはヘッドユニット等の位置補正を行ってから部品を吸着させることにより吸着ずれに起因する搬送中の部品の脱落や吸着不能等の発生を防止するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の実装機によれば、部品の吸着ずれを効果的に解消して実装不能とならないようにすることができるという利点がある一方で、次のような欠点がある。
【0006】
すなわち、各フィーダーから部品を吸着する度に上記のようなマーク認識および補正の処理が必要となるため一部品の吸着動作に時間がかり、タクトタイム短縮化の妨げになるという欠点がある。従って、この点を解決する必要がある。
【0007】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、部品の吸着ずれを解消する一方で、タクトタイムへの影響を軽減して効率良く部品の実装を行うことができる表面実装機の部品吸着方法および表面実装機を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、吸着ヘッドを有した移動可能なヘッドユニットにより部品供給部に配置された複数のフィーダーから電子部品を吸着し、この部品を所定の作業位置にある基板上に実装する際の前記吸着ヘッドによる部品吸着方法であって、特定位置から前記フィーダーの配設位置近傍に設定された補正データ取得位置まで前記ヘッドユニットを移動させるとともに、そのときの現実の移動量とその適正移動量との誤差を求める補正データ取得処理を行い、この補正データ取得処理以降、この処理で求めた前記誤差に基づいて前記吸着ヘッドによる部品吸着位置を補正する一方、複数回の部品吸着動作後となる所定の実行条件が満たされたときに前記補正データ取得処理を実行するようにしたものである(請求項1)。
【0009】
つまり、通常、フィーダーは部品供給部に位置決めされた状態で組付けられるのでフィーダー自体の位置ずれは少なく、上記のようにヘッドユニットを特定位置からフィーダー近傍まで移動させたときの現実の移動量とその適正値とのずれを調べれば、そのずれは各フィーダーの部品吸着位置と吸着ヘッドとのずれに近似していると考えられる。従って、各フィーダーの配置等を考慮してこのずれに基づいてヘッドユニットの目標移動位置を補正することで、フィーダー毎にマークを設けている従来構成と遜色ないレベルで全フィーダーの部品吸着位置に対して吸着ヘッドを正確に移動させることが可能となる。また、フィーダーが突然移動したり、ヘッドユニットの移動誤差が短時間で大幅に増大することは希であり、従って、上記のように複数の部品吸着後となる所定の実行条件が満たされた場合にのみ補正データ取得処理を実行することで、該処理に多くの時間を費やすことなく正確に部品の吸着を行うことが可能となる。
【0010】
なお、前記実行条件としては、具体的には、被実装基板一枚毎、設定時間の経過毎又は予め定められた部品数毎などの条件が考えられる(請求項2)。
【0011】
また、ヘッドユニットの機構部分の温度変化を調べ、その変化量が特定の値を超えたときに実行条件が成立したとして前記補正データ取得処理を実行するようにしてもよい(請求項3)。
【0012】
このようにすれば、機構部分の熱膨張によるヘッドユニットの移動誤差に起因する吸着ずれの発生を有効に防止することが可能となる。
【0013】
一方、本発明の表面実装機は、モータを駆動源とする駆動機構の作動により移動するヘッドユニットを有し、前記ヘッドユニットに搭載される部品吸着用の吸着ヘッドにより部品供給部に配置された複数のフィーダーから電子部品を吸着してこの部品を所定の作業位置にある基板上に実装する表面実装機において、前記フィーダーの配設位置近傍に設定される所定の補正データ取得位置に前記ヘッドユニットが配置されたときに該ヘッドユニットを検知する検知手段と、前記モータの軸回転に基づいてヘッドユニットの移動量を検出する移動量検出手段と、所定の実装動作を実行するとともに、この実装動作における部品吸着前に前記ヘッドユニットを特定位置から前記補正データ取得位置に移動させながらその移動量を前記移動量検出手段により検出する補正データ取得動作を実行すべく前記駆動機構を制御する制御手段と、前記補正データ取得動作におけるヘッドユニットの適正移動量を記憶する適正移動量記憶手段と、前記補正データ取得動作において前記ヘッドユニットが前記検知手段により検知された時点の前記移動量検出手段による検出移動量および前記適正移動量に基づいて吸着ヘッドによる部品吸着位置の補正量を演算する演算手段とを備え、前記制御手段は、複数回の部品吸着動作後となる所定の実行条件が満たされたときに前記補正データ取得動作を実行するとともに、上記演算手段により求められる補正量に基づいて前記吸着ヘッドによる部品吸着位置を補正すべく前記各駆動機構の駆動を制御するように構成されているものである(請求項4)。
【0014】
このような表面実装機によれば、請求項1記載の部品吸着方法を具体的に実施することが可能となる。すなわち、この表面実装機によると、所定の実行条件が成立すると実装動作中にヘッドユニットが特定位置から補正データ取得位置に移動し、そのときの移動量が検出されるとともに、この検出移動量(現実の移動量)と予め記憶されている適正移動量とに基づいて吸着ヘッドによる部品吸着位置の補正量が演算され、この補正量に基づいてヘッドユニットによる部品の吸着動作が制御される。そして、一連の実装動作において所定の実行条件が満たされると上記のような補正データ取得動作が実行されて新たな補正量が求められる。
【0015】
なお、上記のような構成において、前記検知手段は、例えば前記駆動機構の可動部分および該可動部分を支持する部分のうち一方側に検出部を設け、他方側にこの検出部を検出可能なセンサを設けるようにすればよい(請求項5)。
【0016】
また、この表面実装機においては、前記補正データ取得動作を実行する所定の実行条件として複数種類の実行条件を記憶する実行条件記憶手段と、この実行条件記憶手段に記憶された実行条件から所望の条件を読み出して設定する設定手段とをさらに備え、前記設定手段により設定された実行条件に基づいて補正データ取得動作を実行するように前記制御手段が構成されているのが好ましい(請求項6)。
【0017】
この構成によると、被実装基板一枚毎、設定時間の経過毎、あるいは予め定められた部品数毎など、オペレーターのマニュアル操作により、または自動的に実行条件を切り替えることが可能となり、基板の種類等に応じた最適な実装動作が可能となる。
【0018】
また、上記のような表面実装機においては、前記駆動機構の構成部分の温度を検出する温度センサと、起動時の温度を初期値として前記温度センサによる検出温度を記憶する温度記憶手段とをさらに設け、所定タイミングで前記温度センサにより検出される温度と前記温度記憶手段に記憶されている温度との差が特定値以上となったときに補正データ取得動作を実行するように前記制御手段を構成するとともに、このときの検出温度を更新的に記憶するように前記温度記憶手段を構成するのがより好ましい(請求項7)。
【0019】
この構成によれば、機構部分の熱膨張に起因して発生する吸着位置ずれをより効果的に補正することが可能となり、より一層、部品の吸着を精度良く行うことができるようになる。
【0020】
なお、前記補正データ取得位置は、特定のフィーダーの部品吸着位置に吸着ヘッドが配置される位置に設定されているのが好ましい(請求項8)。
【0021】
このように実際の部品吸着位置を補正データ取得位置とすれば、求められる補正量の信頼性が高まる。そのため、より一層、部品の吸着を精度良く行うことができるようになる。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0023】
図1および図2は本発明に係る実装機の一例を概略的に示している。なお、図中には方向を明確にするためにX軸、Y軸で方向を示している。
【0024】
これらの図において、実装機本体の基台1上には、X軸方向に延びるプリント基板搬送用のコンベア2が配置され、プリント基板Pが上記コンベア2上を搬送されて所定の装着作業位置で停止されるようになっている。
【0025】
上記コンベア2の前後両側(図1では上下両側)にはそれぞれ部品供給部(第1部品供給部3a,第2部品供給部3bという)が配置されている。これらの部品供給部3a,3bには、各種部品を供給するための多数のフィーダーが配設され、図示の例では複数のテープフィーダー4が各部品吸着位置をX軸と平行な直線L1,L2(図1,図3に示す)上に一列に揃えた状態で配列され、夫々位置決めされた状態で固定されている。各テープフィーダー4は、それぞれIC、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されるとともに、テープ送り出し端には送り機構が具備され、後記吸着ヘッド13により部品がピックアップされるにつれてテープが間欠的に送り出されるようになっている。
【0026】
図3を用いてテープフィーダー4について若干詳しく説明すると、テープフィーダー4は、その先端(コンベア側の端部)に部品取出し部21を有しており、フィーダー後端部に回転自在に支持されたリールからテープ20を導出しながらこの部品取出し部21に案内するように構成されている。
【0027】
テープ20は、同図に示すようにテープ本体20aとカバーテープ20bとで構成されている。テープ本体20aは、上方に開口した空洞状の部品収納部20cを所定間隔おきに有しており各部品収納部20cに部品が収納されている。一方、カバーテープ20bはビニールテープからなり、上記部品収納部20cが開口する部分を覆った状態でテープ本体20aの上面に接着されている。
【0028】
テープフィーダー4の前記部品取出し部21には、テープ保護部材23により上部が覆われた通路22が形成されており、リールから導出されたテープ20がこのテープ保護部材23の下側を通路22に沿って案内されるようになっている。そして、前記送り機構の作動に応じてテープ20が繰り出されつつ、テープ保護部材23に形成された係合部24の位置でカバーテープ20bが剥がされてから前記部品収納部20cが同テープ保護部材23に形成された開放部25の位置まで達すると、部品収納部20cが上方に開放されて部品の取出しが可能となるように構成されている。
【0029】
なお、前記開放部25のうち後記吸着ヘッド13による部品取出し位置(部品吸着位置)はスライド可能なシャッター部材26により開閉されるように構成されており、前記送り機構に連動してこのシャッター部材26がスライドすることにより部品収納部20cからの部品の取出しが可能となるように構成されている(同図は、部品取出し位置を開放する位置にシャッター部材26がスライドした状態を示している)。
【0030】
上記基台1の上方には、図1及び図2に示すように、部品装着用のヘッドユニット5が装備され、このヘッドユニット5はX軸方向およびY軸方向に移動することができるようになっている。
【0031】
すなわち、上記基台1上には、ヘッドユニット支持部材6がY軸方向の固定レール7に移動可能に配置され、支持部材6上にヘッドユニット5がX軸方向のガイド部材8に沿って移動可能に支持されている。そして、Y軸サーボモータ9によりボールねじ10を介して支持部材6のY軸方向の移動が行われるとともに、X軸サーボモータ11によりボールねじ12を介してヘッドユニット5のX軸方向の移動が行われるようになっている。
【0032】
なお、各サーボモータ9,11にはそれぞれヘッドユニット5の移動量検出手段としてのエンコーダ9a,11aが一体に組み込まれている。
【0033】
上記ヘッドユニット5には部品装着用の複数の吸着ヘッド13が搭載されており、当実施形態では8本の吸着ヘッド13がX軸方向に一列に並べて配設されている。各吸着ヘッド13は、それぞれヘッドユニット5のフレームに対してZ軸方向(上下方向)の移動及びR軸(ノズル中心軸)回りの回転が可能とされ、サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段及び回転駆動手段により駆動されるようになっている。また、各吸着ヘッド13の下端にはノズル14が設けられており、部品吸着時には図外の負圧供給手段からノズル14に負圧による吸引力で部品が吸着されるようになっている。
【0034】
ヘッドユニット5には、さらにCCDエリアセンサからなる移動カメラ16が搭載されている。この移動カメラ16は上記装着作業位置に位置決めされたプリント基板Pの基板マーク(フィデューシャルマーク)を撮像するもので、実装動作時には、その画像位置に基づいてプリント基板Pの位置が認識され、プリント基板Pが正規の位置からずれている場合には、それに応じて部品装着位置(実装位置)の補正値δ1が求められるようになっている。
【0035】
一方、ヘッドユニット5の可動エリア内であって基台1上の所定位置には、さらにCCDエリアセンサからなる部品認識用の固定カメラ15が設けられている。このカメラ15は吸着ヘッド13に吸着された部品を撮像するもので、実装動作時には、その画像に基づいて部品認識が行われ、つまり正常に部品が吸着されているかどうかが調べられるとともに、正常に吸着されている場合の吸着ヘッド13のノズル中心に対する部品中心のずれが調べられ、それに応じて部品装着位置の補正値δ2が求められるようになっている。
【0036】
なお、上記ヘッドユニット5及びその駆動機構には、さらにヘッドユニット5等の駆動量誤差による部品装着位置の補正値δ3および吸着ヘッド13による部品吸着位置の補正値δ4を求めるための構成として以下のような構成が設けられている。すなわち、支持部材6の一端部位にドグ30(第1ドグ30という)が設けられるとともに、各部品供給部3a,3bに対応してそれぞれ前記第1ドグ30を検出可能な第1検出センサ31a,31bが前記固定レール7の支持台に設けられている。また、ヘッドユニット5にドグ32(第2ドグ32という)が設けられるとともに、この第2ドグ32を検出可能な第2検出センサ33が支持部材6に設けられている。
【0037】
前記第1検出センサ31a,31bおよび第2検出センサ33は例えばフォトインタラプタ等からなり、所定の補正データ取得位置、当実施形態では、各部品供給部3a,3bにおいて一番端(図示の例では一番右端)に配設されたテープフィーダー4の部品吸着位置に特定の吸着ヘッド13が配置されるようにヘッドユニット5を移動させたときに第1ドグ30、第2ドグ32をそれぞれ検出するように配置されている。すなわち、実装動作前又は実装動作中には、後に詳述するようにヘッドユニット5が特定位置から補正データ取得位置に移動し、この移動開始時点、および該補正データ取得位置に到達した時点、つまりセンサ31a(又は31b),33によりドグ30,32が検出された時点の前記エンコーダ9a,11aの出力に基づいて該ユニット5の移動量が調べられ、この検出移動量とその適正値とのずれに応じて部品装着位置の補正値δ3および各吸着ヘッド13による部品吸着位置の補正値δ4が求められるようになっている。
【0038】
図4は上記実装機の制御系統をブロック図で示している。
【0039】
上記実装機は、論理演算を実行する周知のCPU、そのCPUを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するROMおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するRAM等から構成される制御ユニット40を有している。
【0040】
この制御ユニット40には、Y軸サーボモータ9、X軸サーボモータ11、エンコーダ9a,11a、ヘッドユニット5の各吸着ヘッド13に対する駆動手段(昇降駆動手段、回転駆動手段等)および前記検出センサ31a,31b,33が接続されるとともに、上記カメラ15,16が画像処理装置18を介して接続されている。
【0041】
制御ユニット40は、データリスト記憶手段41、未搭載部品データ記憶手段42、実行条件データ記憶手段43、演算手段44、作業手順記憶手段45及び制御手段46を有している。
【0042】
データリスト記憶手段41は、基板上に搭載すべき部品のデータリストを記憶し、未搭載部品データ記憶手段42は、上記データリストの中から実搭載部品のデータを抽出して記憶するものである。
【0043】
上記演算手段44は、未搭載部品について実装効率を高めるように実装作業における実装順序等の作業手順を決定するとともに、上記カメラ15,16により撮像された画像に基づいて部品装着位置の補正値δ1,δ2を演算する。また、上記エンコーダ9a,11aの出力に基づいて部品装着位置の補正値δ3および部品吸着位置の補正値δ4を演算し、作業手順記憶手段35はその作業手順および補正値δ1〜δ4を記憶する。
【0044】
演算手段44による前記補正値δ3,δ4の演算について説明すると、演算手段44は、後記補正データ取得動作においてヘッドユニット5が特定位置(例えば実装作業位置の中心)から移動し始めると、この移動開始時点でエンコーダ9a,11aの出力値をサンプリングし始め、ヘッドユニット5が補正データ取得位置に到達すると、すなわちドグ30,32の検出信号が第1,第2検出センサ31a(又は31b),33からそれぞれ出力されると、その時点で各エンコーダ9a,11aからの出力値のサンプリングを終了する。そして、このサンプリングデータからヘッドユニット5のX軸,Y軸方向の移動量をそれぞれ求め、このようにして求めたヘッドユニット5の移動量(現実の移動量)と図外の記憶部(適正移動量記憶手段)に記憶されている当該移動量の適正値(適正移動量;理論上の移動量)とのずれ(誤差)を求めるとともに、このずれと前記適正値とらから補正用の係数(前記移動量に対応する箇所のボールねじ10,12の伸縮率)を求める。そして、この係数と各部品実装位置(前記特定位置から各部品実装位置までの距離)等に基づいて部品装着位置の補正値δ3が求められるとともに、同係数と各テープフィーダー4aの配置(前記特定位置から各テープフィーダー4aの部品吸着位置までの距離)等に基づいて部品吸着位置の補正値δ4が求められる。なお、当実施形態では、上述したように各部品供給部3a,3bについてそれぞれ補正データ取得位置が設定されているので、前記演算手段44においては、これに対応して各部品供給部毎に補正値δ4が求められる。
【0045】
上記実行条件データ記憶手段43は、ヘッドユニット5を上記特定位置から補正データ取得位置に移動させて前記補正値δ3,4を求める処理(補正データ取得動作という)を実行する複数の実行条件データ(実行条件)を記憶するもので、図外の操作部(設定手段)を操作することにより選択的に設定され、前記演算手段44はこの実行条件を加味した上で前記作業手順を決定する。例えば当実施形態では、プリント基板一枚毎、設定時間の経過毎および予め定められた部品数毎の3種類の実行条件を選択可能となっており、オペレーターによる前記操作部の操作により設定される。
【0046】
上記制御手段46は、作業手順記憶手段45に記憶された作業手順に従って実装作業を実行すべく上記各サーボモータ9,11及びヘッドユニット5の各吸着ヘッド13等に対する駆動手段を制御するとともに、実装動作中に前記の実行条件が成立したときには前記補正データ取得動作を実行すべく駆動手段を制御する。なお、当実施形態では、上述したように各部品供給部3a,3bについてそれぞれ補正データ取得位置が設定されているので、補正データ取得動作時には、まず一方側(例えば第1部品供給部3a側)の補正データ取得位置にヘッドユニット5が移動した後に、他方側(第1部品供給部3b側)の補正データ取得位置にヘッドユニット5が移動するように駆動制御される。
【0047】
次に、上記制御ユニット40の演算手段44等により行われる処理を図5のフローチャートに基づいて説明する。
【0048】
このフローチャートがスタートすると、まずステップS1で部品搭載済みのプリント基板Pが搬出されるとともに部品未搭載のプリント基板P(処理対象基板)が搬入され、ステップS2で搭載済みリストが初期化される。
【0049】
次に、ステップS3でヘッドユニット5がプリント基板P上および部品供給部3上に移動して移動カメラ16による基板マーク(フィデューシャルマーク)の撮影が行われるとともに、ヘッドユニット5が特定位置から補正データ取得位置に移動して吸着ヘッド13による部品吸着位置補正用のデータ(すなわちエンコーダ9a,11aからの出力値)がサンプリングされる。
【0050】
そして、所定の画像処理等に基づき基板マークの位置が求められ、その位置と該マークの適正位置とのずれが求められ、このずれから部品装着位置の補正値δ1が求められるとともに、補正データ取得動作におけるヘッドユニット5の現実の移動量とその適正値とのずれが求められ、このずれ等から部品装着位置の補正値δ3および部品吸着位置の補正値δ4が求められて記憶される(ステップS4)。
【0051】
ステップS5では未搭載データの有無が判別され、未搭載データがある場合には、その全ての未搭載部品のデータが検索されて実装順序等の作業手順が決定、記憶され(ステップS6)、その後ステップS7に移行される。
【0052】
ステップS7では、設定された実行条件データが読み出され、この実行条件が成立するか否かがステップS8で判断される。ここで、実行条件が成立しないと判断された場合には直ちにステップS11に移行され、補正値δ4が読み出された後、吸着ヘッド13によるテープフィーダー4からの部品の取出しが行われる。
【0053】
一方、ステップS8で実行条件が成立していると判断された場合には、ステップS9に移行され、ここで駆動量誤差に基づく部品装着位置の補正値δ3および部品吸着位置の補正値δ4を再度求めるべく補正データ取得動作が実行される。つまり、ヘッドユニット5が前記特定位置から各部品供給部3a,3bに対応する補正データ取得位置に移動し、このときのエンコーダ9a,11aからの出力に基づいて補正値δ3,δ4が求められるとともに、この補正値δ3,δ4が更新的に記憶される(ステップS8〜S10)。
【0054】
そして、ステップS11で補正値δ4が読み出された後、部品供給部3上にヘッドユニット5が移動し、補正値δ4に基づいて吸着ヘッド13による部品の吸着位置が補正されてから、吸着ヘッド13の昇降動作に伴いテープフィーダー4から部品が吸着された状態で取出される(ステップS12)。
【0055】
吸着ヘッド13による部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット5が固定カメラ15上に移動し、各吸着ヘッド13に吸着された部品の認識が行われる(ステップS13,S14)。そして、各部品画像から所定の画像処理等によって部品の中心位置が求められ、ノズル中心に対する位置ずれが調べられるとともに、この位置ずれに基づき部品装着位置の補正値δ2が求められ、さらにこの補正値δ2と先にプリント基板Pのマーク画像認識により求められている補正値δ1およびヘッドユニット5の駆動量誤差に基づく部品装着位置の補正値δ3とから最終的な部品装着位置の補正値δ(ΔX,ΔY,Δθ)が求められる(ステップS15)。
【0056】
そして、最終的な部品装着位置の補正値δが求められると、この補正値δに基づいてヘッドユニット5の駆動が制御されることにより、各吸着ヘッド13の部位装着位置が補正されてから吸着部品がそれぞれプリント基板P上に実装され(ステップS16)、その後ステップS5にリターンされる。
【0057】
そして、ステップS5〜ステップS16の処理が繰り返し行われることにより、各吸着ヘッド13に吸着されている全ての部品が実装されると(ステップS5でNO)、本フローチャートが終了する。
【0058】
以上のような当実施形態の実装機では、特定位置からテープフィーダー4の近傍に設定した補正データ取得位置にヘッドユニット5を移動させ、そのときの移動量とその適正値とのずれ(誤差)に基づいて部品吸着位置の補正値δ4を求めるデータ取得動作を実行することにより各テープフィーダー4に対する部品吸着位置を補正するとともに、このような補正データ取得動作を所定の実行条件が成立したときにのみ実効するようにしたので、部品の吸着ずれを従来同様に効果的に解消しながらも、タクトタイムへの影響を軽減することができる。
【0059】
つまり、各テープフィーダー4は部品供給部3a,3bに位置決めされた状態で組付けられるのでテープフィーダー4自体の位置ずれは少なく、上記実施形態のようにヘッドユニット5を特定位置からテープフィーダー近傍まで移動させたときの現実の移動量とその適正値とのずれを調べれば、そのずれは各テープフィーダー4の部品吸着位置と吸着ヘッド13とのずれに近似しているものと考えられる。そのため、上記のような補正データ取得動作におけるヘッドユニット5の移動量のずれに基づいて各テープフィーダー4に対する部品吸着位置を補正することでも、従来構成、すなわちフィーダー毎に設けたマークを画像認識する構成と遜色ないレベル(精度)で部品の吸着位置を補正することができる。
【0060】
また、各テープフィーダー4の位置やヘッドユニット5の移動量が短時間で大きく変動することは殆どなく、従って、部品吸着時に常に補正値δ4を新たに求めて部品吸着位置を補正する必要は必ずしもない。そのため上記実施形態のように所定の実行条件が満たされた場合にのみ補正データ取得動作を実行して補正値δ4を更新するだけで、部品吸着を適正に行うことができる。
【0061】
従って、この実施形態の実装機によれば、従来のこの種の実装機と同様に部品の吸着ずれを良好に解消する一方で、タクトタイムへの影響を軽減して効率良く部品を実装することができるという効果がある。
【0062】
さらに、部品吸着位置の補正値δ4を求めるステップS10において、ボールねじ10,12の伸縮等に起因する駆動誤差によるプリント基板Pへの部品装着位置の補正値δ3を併せて求め、これを加味して最終的な部位装着位置の補正値δを求めるようにしているので、プリント基板P上の所定位置に対してより精度良く部品を実装することができるという効果もある。
【0063】
ところで、以上説明した実装機は本発明にかかる表面実装機の一の実施形態であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【0064】
例えば、この実施形態では、補正データ取得動作の実行条件としてプリント基板一枚毎、設定時間の経過毎、あるいは予め定められた部品数毎の合計3種類の条件から実行条件を選定できるようにしているが、勿論、これ以外の実行条件を設定できるように構成してもよい。例えば、特定種類の部品毎、特定位置のテープフィーダー毎等の実行条件を設定できるように構成してもよい。
【0065】
また、この実施形態では、例えばオペレーターが操作部をマニュアル操作することにより実行条件を選定するように構成されているが、例えば、搭載部品リスト等に応じて最適な実行条件を自動的に選定するように構成してもよい。
【0066】
また、ヘッドユニット5を駆動する機構部分、例えば支持部材6の温度を検出する温度センサを設け、その検出温度に基づいて補正データ取得動作を実行するように構成してもよい。例えば、温度センサによる検出温度を記憶可能な温度記憶手段をさらに制御ユニット40に設け、実装機の起動時点の温度を温度記憶手段に記憶しておくとともに、一定のタイミングで前記温度センサにより検出される温度(実温度)と温度記憶手段に記憶されている温度とを比較し、その差が一定値以上になったときに補正データ取得動作を実行するとともに、その時の検出温度(実温度)を温度記憶手段に更新的に記憶するように構成してもよい。すなわち、ヘッドユニット5の機構部分の温度変化が一定値以上の場合には、機構部分の熱膨張等によりヘッドユニット5に移動誤差が生じる可能性が高くなる。従って、そのような温度変化が生じた場合に補正データ取得動作を実行して補正値δ3,4を更新するようにすれば、機構部分の熱膨張等に起因した吸着ずれ等の発生を未然に防止することが可能になる。なお、この場合、温度検出位置は支持部材6に限られずそれ以外の場所であってもよいが、ヘッドユニット5の移動誤差に影響を与える部分の温度を直接検出できるようにしておくのが望ましい。
【0067】
また、当実施形態では、特定のテープフィーダー4の部品吸着位置に特定の吸着ヘッド13が配置されるようにヘッドユニット5を移動させたときの位置(座標)を補正データ取得位置として設定しているが、補正データ取得位置は必ずしもこの位置である必要はなくテープフィーダー4の近傍であればよい。但し、上記実施形態のように実際の部品吸着位置を補正データ取得位置としておけば補正値δ4の信頼性が高まるので、より一層、部品吸着位置の補正を精度よく行うことができるようになる。
【0068】
また、各吸着ヘッド13と第1ドグ30とのY軸方向の位置を一致させておけば、補正データ取得位置にヘッドユニット5を移動させたときのずれがそのまま部品吸着時のY軸方向の補正値となるので演算処理を簡略化することが可能となる。従って、例えば部品吸着位置の補正値δ4としてY軸方向の補正値のみを求めれば足りるような場合、この構成を採用すれば、上記のように直線L1上に第1センサ31aが、直線L2上に第2センサ31bがそれぞれ配置されているので、部品吸着時に補正値δ4を求めることが可能となり、図5のステップS9の処理を省略することが可能となるというメリットがある。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、フィーダー自体の位置ずれが少ないこと、また、フィーダーの位置やヘッドユニットの移動量が短時間で大きく変動することは殆どないことに鑑み、特定位置から部品供給部の近傍に設定した補正データ取得位置にヘッドユニットを移動させ、そのときの現実の移動量と適正移動量とのずれを求める補正データ取得動作を行い、この補正データ取得動作以降、この処理で求めた移動量のずれに基づいて吸着ヘッドによる部品吸着位置を補正する一方、複数回の部品吸着動作後となる所定の実行条件が満たされたときに前記補正データ取得動作を実行するようにしたので、従来のこの種の実装機と同様に部品の吸着ずれを適切に解消しながらも、タクトタイムへの影響を軽減して効率良く部品を実装できるようになる。
【0070】
特に、ヘッドユニットの機構部分の温度変化を調べ、その変化量が特定の値を超えたときに補正データ取得動作を実行することで、前記機構部分の熱膨張によるヘッドユニットの移動誤差に起因する吸着ずれの発生を未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される表面実装機の全体構造の一例を示す平面図である。
【図2】上記表面実装機のヘッドユニットが支持されている部分の正面図である。
【図3】テープフィーダーの部品取出し位置近傍を示す斜視概略図である。
【図4】表面実装機の制御系統を示すブロック図である。
【図5】制御ユニットの演算手段等により行われる処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
2 コンベア
3 部品供給部
4 テープフィーダー
5 ヘッドユニット
9 Y軸サーボモータ
9a エンコーダ(移動量検出手段)
11 X軸サーボモータ
11a エンコーダ(移動量検出手段)
30 第1ドグ(検知手段;検出部)
31a,31b 第1検出センサ(検知手段)
32 第2ドグ(検知手段;検出部)
33 第2検出センサ(検知手段)
40 制御ユニット
41 データリスト記憶部
42 未搭載データ記憶手段
43 実行条件データ記憶手段(実行条件記憶手段)
44 演算手段
45 作業手順記憶手段
46 制御手段
P プリント基板
Claims (8)
- 吸着ヘッドを有した移動可能なヘッドユニットにより部品供給部に配置された複数のフィーダーから電子部品を吸着し、この部品を所定の作業位置にある基板上に実装する際の前記吸着ヘッドによる部品吸着方法であって、
特定位置から前記フィーダーの配設位置近傍に設定された補正データ取得位置まで前記ヘッドユニットを移動させるとともに、そのときの現実の移動量とその適正移動量との誤差を求める補正データ取得処理を行い、この補正データ取得処理以降、この処理で求めた前記誤差に基づいて前記吸着ヘッドによる部品吸着位置を補正する一方、複数回の部品吸着動作後となる所定の実行条件が満たされたときに前記補正データ取得処理を実行するようにしたことを特徴とする部品吸着方法。 - 請求項1記載の部品吸着方法において、
前記実行条件は、被実装基板一枚毎、設定時間の経過毎又は予め定められた部品数毎のいずれかであることを特徴とする部品吸着方法。 - 請求項1記載の部品吸着方法において、
前記ヘッドユニットの機構部分の温度変化を調べるとともに、その変化量が特定の値を超えたときに前記補正データ取得処理を実行することを特徴とする部品吸着方法。 - モータを駆動源とする駆動機構の作動により移動するヘッドユニットを有し、前記ヘッドユニットに搭載される部品吸着用の吸着ヘッドにより部品供給部に配置された複数のフィーダーから電子部品を吸着してこの部品を所定の作業位置にある基板上に実装する表面実装機において、
前記フィーダーの配設位置近傍に設定される所定の補正データ取得位置に前記ヘッドユニットが配置されたときに該ヘッドユニットを検知する検知手段と、前記モータの軸回転に基づいてヘッドユニットの移動量を検出する移動量検出手段と、所定の実装動作を実行するとともに、この実装動作における部品吸着前に前記ヘッドユニットを特定位置から前記補正データ取得位置に移動させながらその移動量を前記移動量検出手段により検出する補正データ取得動作を実行すべく前記駆動機構を制御する制御手段と、前記補正データ取得動作におけるヘッドユニットの適正移動量を記憶する適正移動量記憶手段と、前記補正データ取得動作において前記ヘッドユニットが前記検知手段により検知された時点の前記移動量検出手段による検出移動量および前記適正移動量に基づいて吸着ヘッドによる部品吸着位置の補正量を演算する演算手段とを備え、前記制御手段は、複数回の部品吸着動作後となる所定の実行条件が満たされたときに前記補正データ取得動作を実行するとともに、上記演算手段により求められる補正量に基づいて前記吸着ヘッドによる部品吸着位置を補正すべく前記各駆動機構の駆動を制御するように構成されていることを特徴とする表面実装機。 - 請求項4記載の表面実装機において、
前記検知手段は、前記駆動機構の可動部分および該可動部分を支持する部分の一方側に設けられる検出部と、他方側に設けられて前記検出部を検出可能なセンサからなることを特徴とする表面実装機。 - 請求項4又は5記載の表面実装機において、
前記補正データ取得動作を実行する所定の実行条件として複数種類の実行条件を記憶する実行条件記憶手段と、この実行条件記憶手段に記憶された実行条件から所望の条件を読み出して設定する設定手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記設定手段により設定された実行条件に基づいて前記補正データ取得動作を実行することを特徴とする表面実装機。 - 請求項4又は5記載の表面実装機において、
前記駆動機構の構成部分の温度を検出する温度センサと、起動時の温度を初期値として前記温度センサによる検出温度を記憶する温度記憶手段とを有し、前記制御手段は、所定タイミングで前記温度センサにより検出される温度と前記温度記憶手段に記憶されている温度との差が特定値以上となったときに補正データ取得動作を実行し、前記温度記憶手段はこのときの検出温度を更新的に記憶することを特徴とする表面実装機。 - 請求項4乃至7の何れかに記載の表面実装機において、
前記補正データ取得位置は、特定のフィーダーの部品吸着位置に吸着ヘッドが配置される位置であることを特徴とする表面実装機。
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