JP4039913B2 - 部品実装順序設定方法および部品実装順序設定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品供給部より供給される部品を実装ヘッドのノズルにより取り出しプリント回路基板に実装するとき、ノズルの実装時間が短くなるように実装順序を設定する部品実装順序設定方法および部品実装順序設定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
部品実装の順番は単純に考えて実装原点に近い部品から順に遠い部品へと実装していくのが実装ヘッドの動きに無駄がなく一番早い。しかるに、以下に説明するとおり、部品の小形化、部品間の隙間の狭小化により、部品ノズルが先実装部品と衝突することもあり、何らかの対策を講じなければならない。
【０００３】
昨今の電子機器は、軽薄短小化に加え、機能の向上についても日進月歩で、電子機器を構成するプリント基板（以下基板と称す）の小型化と基板に搭載される部品の小形化、搭載部品点数の増大は留まる所を知らず、部品実装の細密化、高精度化は益々の厳しさが要求される。そして、部品吸着用ノズルも部品に合わせた小径化が求められるが、あまり小さいと吸着力が不足し、部品の位置ずれとか部品落下等の事故が生じる。ノズルは、吸着力を確保し吸着ミスを生じないための面積と、部品を吸着し移動する上での強度を確保するための大きさが必要である。また、ノズルが部品背面を吸着する部品背面上における吸着位置は、部品供給部での部品の位置ずれ等のために許容誤差が容認されている。従って、部品を基板上の正規の装着位置に位置決めするためには、ノズルを部品の位置ずれ誤差だけ正規の装着位置に対して変位させなければならず、ノズルは基板上でノズル誤差領域内に位置することとなる。この結果、ノズルの吸着面形状寸法、吸着する部品の背面形状寸法、吸着位置、及び吸着位置の許容誤差などから求められるノズルの吸着面が部品の背面からはみ出すノズルハミダシ部品が問題となる。
【０００４】
図８に示すように部品Ｐからはみ出すノズルＮのノズル誤差領域６３が部品間の隙間より大きい場合、吸着した部品Pbを基板Ｓに実装するとき既に実装済みの部品Paと衝突することが起こり得る。この衝突は前述の部品間の隙間が小さい高密度実装の場合、複数種類の多種多様な背丈の部品を実装する場合その確率が高くなる。従って、このノズルと部品間の干渉、衝突を避ける解決手段として、従来、部品の背丈の低い順番に実装するという手法が取られてきた。
【０００５】
すなわち、部品を装着原点より近い順に順番に実装するという上記原則の下に、背丈の低い順に実装するという基準を優先させるものである。図９に示す基板は、原点（０、０）に近い側から部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６が順番に並べられ、背が最も低い同じ高さのＰ１、Ｐ４の組、２番目に低いＰ３、３番目に低い同じ高さのＰ５、Ｐ６の組、背が最も高いＰ２が装着されている。部品の実装順序は、１番背の低い部品Ｐ１とＰ４の組の原点に近いＰ１がノズルにより吸着され基板の所定位置まで搬送され実装される。続いてＰ４が同様に吸着、搬送、実装される。次にＰ３、更にＰ５、Ｐ６の組の原点に近いＰ５が実装され、続いてＰ６、最後に一番背の高いＰ２が実装される。この場合、吸着ヘッドは部品Ｐ１からＰ４を実装後、指令された次の部品Ｐ３まで移動し、引き続き部品Ｐ５、Ｐ６へと向かい、最後にＰ１の隣のＰ２へと戻る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
回路パターンの細密化による隣接部品間の隙間の狭小化の要求は、一の部品を吸着して実装するノズルと一の部品に隣接して実装された隣接部品との間の干渉問題に帰着し、一の部品のノズルと実装済みの隣接部品との間で衝突とか干渉が生じないように何らかの手立てを講じる必要がある。このため、部品の実装順序を背丈の高い部品を後にするか、ノズルそのものを交換するかがあり、従来の場合、前記したように部品のみに着目し、背丈の低い部品から高い部品へと実装していた。しかるに、この背丈の低い部品から高い部品への実装は、ノズルの移動経路を複雑且つ実装時間を長くしていた。
【０００７】
本発明は、一の部品を吸着して実装するノズルが実装済みの隣接部品と衝突することなく、ノズルを装架した実装ヘッドの移動距離を短くして実装時間を短縮することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
これら課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、部品供給部より供給される複数種類の部品を、実装ヘッドの各部品を吸着するために選定されるノズルにて取り出して基板の各部品の装着位置に実装するための実装順序を設定する方法において、前記各部品の前記基板への装着位置に基づいた実装順序で前記各部品を前記基板に実装する一次シーケンスプログラムを作成するステップと、一の部品が予め指定された基板座標系の装着位置に実装されるときに、前記選定されたノズルが位置する可能性がある前記基板座標系でのノズル誤差領域を、前記一の部品の装着位置、選定されたノズルの吸着面形状寸法、該ノズルの前記一の部品背面の吸着位置、及び、該吸着位置の許容誤差から求めるステップと、前記ノズルのノズル誤差領域が、前記一の部品より背面位置の高さが高い隣接部品の背面形状が占める前記基板座標系での隣接部品領域と重なる場合、前記隣接部品より後に前記一の部品を実装することを禁止する実装禁止順番データを作成するステップと、前記実装禁止順番データに基づいて、前記隣接部品より前に前記一の部品を実装するように、前記一次シーケンスプログラムを変更して二次シーケンスプログラムを作成するステップと、を備えることである。
【０００９】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記選定されたノズルの吸着面が該ノズルに吸着される部品の背面からはみ出すか否かを、該部品の背面形状寸法、前記選定されたノズルの吸着面形状寸法、該ノズルの前記部品背面の吸着位置、及び該吸着位置の許容誤差から判定するステップを設け、前記選定されたノズルの吸着面が該ノズルに吸着される部品の背面からはみ出すノズルハミダシ部品についてのみ、前記ノズル誤差領域を求めるステップ、及び実装禁止順番データを作成するステップを実行し、作成された実装禁止順番データに基づいて、前記隣接部品より前に前記一のノズルハミダシ部品を実装するように、前記一次シーケンスプログラムを変更して二次シーケンスプログラムを作成することである。
【００１０】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記ノズルのノズル誤差領域が、吸着される部品より背面位置の高さが高い隣接部品の背面形状が占める前記座標系での隣接部品領域と重なる場合、該部品を吸着可能な他のノズルであって、該他のノズルの前記基板座標系でのノズル誤差領域が、吸着する部品より背面位置の高さが高い隣接部品の背面形状が占める前記基板座標系での隣接部品領域と重ならない代替ノズルを提示するステップを設けることである。
【００１１】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記基板が三次元的な配線パターンを有する場合、各部品の背面位置の前記高さを、各部品が実装される基板の各装着面の高さを考慮して算出することである。
【００１２】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、部品供給部より供給される複数種類の部品を、実装ヘッドの各部品を吸着するために選定されたノズルにて取り出して基板の各部品の装着位置に実装するための実装順序を設定する装置において、 前記各部品の前記基板への装着位置に基づいた実装順序で前記各部品を前記基板に実装する一次シーケンスプログラムを作成する手段と、一の部品が予め指定された基板座標系の装着位置に実装されるときに、前記選定されたノズルが位置する可能性がある前記基板座標系でのノズル誤差領域を、前記一の部品の装着位置、選定されたノズルの吸着面形状寸法、該ノズルの前記一の部品背面の吸着位置、及び、該吸着位置の許容誤差から求める手段と、前記ノズルのノズル誤差領域が、前記一の部品より背面位置の高さが高い隣接部品の背面形状が占める前記基板座標系での隣接部品領域と重なる場合、前記隣接部品より後に前記一の部品を実装することを禁止する実装禁止順番データを作成する手段と、前記実装禁止順番データに基づいて、前記隣接部品より前に前記一の部品を実装するように、前記一次シーケンスプログラムを変更して二次シーケンスプログラムを作成する手段と、を備えることである。
【００１３】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明は、先ず、各部品の基板への装着位置に基づいた実装順序で各部品を基板に実装する一次シーケンスプログラムを作成する。一の部品を吸着し基板に実装するノズルの基板座標系でのノズル誤差領域を、一の部品の装着位置、ノズルの吸着面形状寸法、該ノズルの一の部品背面の吸着位置、及び、該吸着位置の許容誤差から求める。該ノズル誤差領域が、一の部品より背面位置の高さが高い隣接部品の背面形状が占める基板座標系での隣接部品領域と重なる場合、隣接部品の後に一の部品を実装することを禁止し、隣接部品より前に一の部品を実装するように、一次シーケンスプログラムを変更して二次シーケンスプログラムを作成する。これにより、ノズルが隣接部品と衝突する等の不測の事態を確実に防止することができる。
【００１４】
上記のように構成した請求項２に係る発明は、ノズルハミダシ部品を、部品の背面形状寸法、ノズルの吸着面形状寸法、該ノズルの部品背面の吸着位置、及び、該吸着位置の許容誤差から求め、ノズルハミダシ部品についてのみ、基板座標系での前記ノズル誤差領域を算出し隣接部品との干渉有無を検討するので、処理時間を短縮することができる。
【００１５】
上記のように構成した請求項３に係る発明は、ノズルの基板座標系でのノズル誤差領域が、吸着される部品より背面位置の高さが高い隣接部品の背面形状が占める基板座標系での隣接部品領域と重なる場合、隣接部品と衝突しない代替ノズルを提示する。代替ノズルの使用により隣接部品と衝突することなく実装時間を短縮することができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項４に係る発明は、各部品の背面位置の高さを、各部品が装着される基板の各装着面の高さを考慮して算出するので、三次元的な配線パターンを備えた基板においても、上記請求項１乃至３に係る発明を適用することができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項５に係る発明は、先ず、各部品の基板への装着位置に基づいた実装順序で各部品を基板に実装する一次シーケンスプログラムを作成する。一の部品を吸着し基板に実装するノズルの基板座標系でのノズル誤差領域を、一の部品の装着位置、ノズルの吸着面形状寸法、該ノズルの一の部品背面の吸着位置、及び、該吸着位置の許容誤差から求める。該ノズル誤差領域が、一の部品より背面位置の高さが高い隣接部品の背面形状が占める隣接部品領域と重なる場合、隣接部品を実装後に一の部品を実装することを禁止し、隣接部品より前に一の部品を実装するように、一次シーケンスプログラムを変更して二次シーケンスプログラムを作成する。これにより、ノズルが隣接部品と衝突する等の不測の事態を確実に防止できる実装順序を設定することができる。
【００１８】
【実施の形態】
以下、本発明に係る部品実装順序設定方法及び部品実装順序設定プログラムの実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。図１は、部品実装装置の概略斜視図、図２は部品実装装置の制御装置を示すブロック図である。
【００１９】
部品実装装置は、図１に示すように、部品を供給する部品供給装置１０、部品供給装置１０より供給される部品Ｐを取り出し、配線パターンが形成されたプリント回路基板Ｓ（以下基板と称す。）に実装する実装ヘッド装置２０、基板Ｓを搬送し所定の位置に位置決めする基板搬送装置４０を主たる構成要素とする。部品供給装置１０は、複数列の部品供給リール１１を支承する本体１２と、本体１２の先端に設けた部品取出部１３からなる。部品供給リール１１は部品Ｐが所定ピッチで封入されたテープ（図示せず）を巻回保持する。このテープは、スプロケット（図示せず）により上記所定ピッチ毎に引き出され、部品Ｐの封入が解除されて部品Ｐが部品取出部１３に順次送り込まれる。
【００２０】
実装ヘッド装置２０は、実装ヘッド３０を水平なＸ−Ｙ平面で移動させる走行駆動系と、ノズルを上下のＺ軸方向に移動させる上下駆動機構を備えている。走行駆動系の水平なＹ軸方向に移動する移動台２４が、部品供給装置１０と基板搬送装置４０の上方で機枠１５に取り付けられた一対のＹ軸方向レール２１に摺動可能に装架され、ボールねじ２２を介しサーボモータ２３によりＹ軸方向に移動される。Ｙ軸方向レール２１と直角で水平方向に延在する一対のＸ軸方向レール２８が設けられた筐体２５が移動台２４の下面に固定されている。実装ヘッド３０のヘッド本体３３が、Ｘ軸方向レール２８に摺動可能に装架され、筐体２５に回転可能に軸承されたボールねじ２６を介してサーボモータ２７によりＸ軸方向に移動される。
【００２１】
実装ヘッド３０は、円筒状のノズルホルダ３１がヘッド本体３３に垂直軸線回りに回転可能に装架され、サーボモータ３７により割出し回転される。ノズルホルダ３１には、複数のスピンドル３２が垂直軸線を中心とする円周上に等ピッチ間隔でＺ軸方向に往復動可能に支承され、圧縮スプリングのばね力により上昇端に付勢されている。各スピンドル３２の下端には、ノズルＮが取り付けられている。ヘッド本体３３には、昇降レバー３６がＺ軸方向に移動可能に装架され、昇降レバー３６はボールねじ３５を介してサーボモータ３４により昇降される。ノズルホルダ３１の回転により昇降レバー３６の下方に割り出されてこれと係合したスピンドル３２は、サーボモータ３４により昇降レバー３６を介してＺ軸方向に昇降される。
【００２２】
基板搬送装置４０は、基台４１上に基板Ｓ幅に対応して配設された一対のガイドレール４２、４３と、ガイドレール４２、４３に沿って直下に設けられた図略の一対のコンベアベルトと、該コンベアベルトによって所定位置まで搬送された基板Ｓを位置決めクランプするクランプ装置より構成されている。クランプ装置は、多数の支持ピンが立設された上下動する台座５０を有し、基板Ｓがレール４２、４３でガイドされつつコンベアベルトにより実装位置に搬入されると、台座５０が上昇し支持ピンにて基板Ｓを上方に押し上げてガイドレール４２、４３に設けた係合凸部との間でクランプする。基板Ｓの搬出は台座５０を下降して基板Ｓをコンベアベルト上に載せて行なわれる。
【００２３】
３９は実装ヘッド３０に取り付けられた基板用カメラで、実装位置にクランプされた基板Ｓの少なくとも２個のマークを撮像し、基板Ｓの位置ずれ、角度ずれをモニタする。４５は部品供給装置１０と基板搬送装置４０との間で機枠１５に固定された部品用カメラで、実装ヘッド３０のノズルＮに吸着された部品Ｐのノズルに対する位置ずれ、角度ずれをモニタする。
【００２４】
図２は部品実装装置の制御関係を示すブロック図である。中央処理装置CPUにROM，RAMがデータバスにより接続された制御装置５１には、テンキー等の入力装置５２、デスプレイ等の表示装置５３、記憶装置５４、ホストコンピュータに接続された通信装置５５、サーボモータ２３，２７を駆動するＸＹ軸駆動装置５７、サーボモータ３４，３７を駆動するＺ軸駆動装置５８、ノズルＮを開閉するノズル駆動装置５９、基板用カメラ３９及び部品用カメラ４５からのカメラデータを受け入れるカメラインターフェース６０が接続されている。
【００２５】
ＸＹ軸駆動装置５７は、サーボモータ２３，２７を駆動して前述したヘッド本体３３をＸ軸方向，Ｙ軸方向に沿って移動させ、ノズルＮを部品供給装置１０から基板Ｓの指令箇所まで搬送する。Ｚ軸駆動装置５８は、サーボモータ３７を駆動してノズルホルダをＲ軸回りに回転させ、吸着する部品Ｐに対応するノズルＮが取り付けられたスピンドル３２をレバー３６と対向させ、サーボモータ３４を駆動してスピンドル３２をばね力に抗して下降させ、ノズルＮを先端が部品背面位置に極めて接近するまで下降させる。ノズル駆動装置５９は、切換弁を切り換えてノズルＮに負圧を供給、遮断し、ノズルＮに部品Ｐを吸着、離脱させる。基板搬送駆動装置６１は、ベルトコンベアを駆動し基板Ｓを実装位置に搬入出し、台座５０を昇降させて基板Ｓを位置決めクランプ又はアンクランプする。
【００２６】
実装データは、基板ＩＤ毎の実装部品の種類、部品の装着位置及び各部品毎の適合ノズル情報からなり、部品の実装順番を設定する基礎データであり、予めホストコンピュータから制御装置５１に送られ、記憶装置５４に記憶される。基板用カメラ３９により得られる基板Ｓの位置ずれ、角度ずれデータは、基板Ｓに対する部品の実装位置を示すために基板Ｓに対応して設定された基板座標系を部品実装装置の機械座標系に変換する座標変換のデータとして使用される。部品用カメラ４５から得られる部品ＰのノズルＮに対する位置ずれ、角度ずれデータは、装着位置データを補正するのに使用される。ＲＯＭ１３には、部品実装順序設定プログラムなどが登録されている。
【００２７】
かかる部品実装装置において、基板搬送装置４０のベルトコンベアにて実装位置に搬入された基板Ｓは、台座５０の上昇により位置決めクランプされる。基板Ｓの少なくとも２箇所のマークが基板用カメラ３９により読み取られ、この読み取り結果に基づき基板Ｓに付された基板座標系が部品実装装置に付された機械座標系に座標変換される。基板Ｓに部品Ｐを実装する場合、制御装置５１からの指令に基づいてサーボモータ２３，２７，３７，３４がＸＹ軸及びＺ軸駆動装置５７，５８により駆動されて移動台２４、ヘッド本体３３が移動され、実装ヘッド３０が指令された部品Ｐの部品取出部１３まで移動され、スピンドルホルダ３１が割出し回転されて指令部品Ｐに対応するノズルＮを装着したスピンドル３２が指令部品Ｐの部品取出部１３上方に割り出され、レバー３６が圧縮スプリングのばね力に抗して下降され、レバー３６に係合されたスピンドル３２がノズルＮの先端が部品背面位置に極めて接近するまで下降される。ノズル駆動装置５９によりノズルＮに負圧が供給され部品ＰがノズルＮの下端面に吸着保持される。
【００２８】
部品吸着後、サーボモータ３４が逆回転されてレバー３６が上昇され、スピンドル３２が後退端に後退される。制御装置５１からの指令に基づいてサーボモータ２３，２７が駆動され、実装ヘッド３０は部品用カメラ４５の上方を通過して指令部品Ｐを実装する基板Ｓ上の部品装着位置上方に移動される。部品用カメラ４５は、ノズルＮへの部品Ｐの吸着状況を撮像し、ノズルＮに吸着された部品Ｐの位置ずれ、角度ずれを検出する。指令部品Ｐを基板Ｓの正規の装着位置に正規の装着姿勢で実装するために、実装ヘッド３０をＸ軸、Ｙ軸方向に位置決めする機械座標系の部品実装座標値が、部品Ｐの位置ずれ、角度ずれに基づいて補正され、部品Ｐの回転方向位置が、部品Ｐの角度ずれに基づいて補正される。ノズルＮが吸着する部品背面の正規の吸着位置に対し、部品用カメラ４５で検出された実際の吸着位置の位置ずれ、角度ずれが許容誤差範囲内の場合、実装ヘッド３０が機械座標系の補正された部品実装座標位置に移動されると、スピンドル３２延いてはノズルＮがサーボモータ３４により下降され、ノズル駆動装置５９によりノズルＮへの負圧の供給が遮断され、部品ＰがノズルＮから開放されて基板Ｓの部品実装座標位置に実装される。実装後、スピンドル３２が後退端まで後退され、実装ヘッド３０はサーボモータ２３，２７により次に実装する部品Ｐの取出し位置１３上方に移動される。位置ずれ、角度ずれが許容誤差より大きい場合、該部品Ｐは吸着不良として基板Ｓに装着されることなく廃棄ボックスに投棄される。
【００２９】
部品供給装置１０より供給される複数種類の部品Ｐを、実装ヘッド３０の各部品Ｐを吸着するために選定されたノズルＮにて取り出して配線パターンが形成された基板Ｓの各部品Ｐの装着位置に実装するとき、一の部品を吸着して実装するノズルが実装済みの隣接部品と衝突することなく、実装ヘッド３０の移動距離を短くして実装時間を短縮するように実装順序を設定して部品Ｐを基板Ｓに実装する方法及び該方法を実施するための図３に示す部品実装順序設定プログラムについて、５個の部品P1〜P5を基板Ｓに表１に示す実装データに基づいて実装する場合を例に説明する。図４（ａ），（ｂ）は、５個の部品P1〜P5が実装された基板Ｓの平面図、側面図を示す。なお、１番目、２番目と４番目は同一部品であり、適合するノズルＮも同じものである。
【００３０】
表１には、各部品P1〜P5毎に、基板座標系における装着位置、Ｙ軸と部品中心とのなす装着角度、部品名称（種類）、部品の長さ、幅、高さ（部品の長さ及び幅が部品背面形状寸法となる。）、適合するノズル種類、ノズル径（ノズルの吸着面形状寸法）、部品Ｐの中心O1とノズルＮが部品Ｐを吸着する正規の吸着位置との間のオフセット量（オフセット量が０である場合、ノズルＮが部品Ｐを吸着する正規の吸着位置は部品Ｐの中心O1となる。）が登録されている。
【００３１】
【表１】

【００３２】
実装順序設定プログラムは部品の実装順序を設定するためのもので、基板Ｓに実装される全部品P1〜P5の種類、装着位置等が登録された表１に示す実装データを参照し、図４に実装順番１〜５で示すように基板座標系の原点に近い順に部品P1〜P5を実装する一次シーケンスプログラムを作成する（ステップS1）。
【００３３】
選定されたノズルＮの吸着面が、吸着する部品Ｐの背面からはみ出す可能性があるか否かを、部品Ｐの背面形状寸法、選定されたノズルＮの吸着面形状寸法、該ノズルＮの部品背面の吸着位置、及び吸着許容誤差から判定する（ステップＳ２）。部品Ｐが所定ピッチで封入されたテープの封入が部品取出部１３で解除されて部品ＰがノズルＮに吸着されるので、ノズルＮが部品背面を実際に吸着する吸着位置は、正規の吸着位置に対して位置ずれ、角度ずれが生じる。この位置ズレ、角度ずれは、部品供給装置１０、実装ヘッド３０の位置決め精度等から生じるもので、吸着許容誤差として所定量許容されている。
【００３４】
ノズルＮが部品Ｐを吸着する正規の吸着位置が部品Ｐの中心O1であり、ノズルＮの吸着面が部品Ｐの背面形状より小さい場合、図６（ａ），（ｂ）に示すように正規の吸着位置O1に位置するノズルＮの吸着面が占めるノズル正規領域６２は部品Ｐの背面からはみ出さない。しかし、ノズルＮが実際に部品背面を吸着する吸着位置は、正規の吸着位置O1に対して許容誤差が認められている。許容誤差が部品Ｐの中心O1から半径ｒの円内であるとすると、ノズルＮの吸着面外周の半径Ｒに許容誤差ｒを加算した半径Ｒ＋ｒで中心O1を中心に描いた円とノズル正規領域５０との間のノズル誤差領域６３が、図６（ａ）のように部品Ｐの背面形状の外に出る場合、ノズルＮの吸着面が部品背面からはみ出す可能性があり、該部品Ｐはノズルハミダシ部品となる。図６（ｂ）のようにノズル誤差領域５１が部品Ｐの背面形状内にある場合、ノズルＮの吸着面が部品背面からはみ出すことはない。図６（ｃ）のように、ノズルＮの吸着面が部品Ｐの背面形状より大きい場合、ノズル正規領域５０及びノズル誤差領域５１が部品Ｐの背面形状からはみ出す。図６（ｄ）に示すように、ノズルＮが部品Ｐを吸着する正規の吸着位置が部品Ｐの中心O1からオフセット点O2にオフセットされている場合も、前述と同様に、許容誤差がオフセット点O2から半径ｒの円内であるとすると、ノズルＮの吸着面外周の半径Ｒに許容誤差ｒを加算した半径Ｒ＋ｒでオフセット中心O2を中心に描いた円と、正規の吸着位置O2に位置するノズルＮの吸着面が占めるノズル正規領域５０との間のノズル誤差領域５１が、部品Ｐの背面形状の外に出る場合、ノズルＮの吸着面が部品背面からはみ出す可能性があり、該部品Ｐはノズルハミダシ部品となる。
【００３５】
図５に示すように部品P3，P5はノズルハミダシ部品であるので、部品P3，P5について、部品P3，P5が基板Ｓの正規の装着位置に実装されたとき、選定されたノズルNb，Ncが位置する可能性がある基板座標系でのノズル誤差領域63b，63cを、部品P3，P5の実装位置、吸着位置、吸着許容誤差、ノズルNb，Ncの吸着面寸法から算出する (ステップS3)。ノズルハミダシ部品のノズル誤差領域と、該ノズルハミダシ部品に隣接する隣接部品が正規の装着位置に実装されたときの隣接部品領域とを比較し重なるか否かを判定する（ステップS4）。部品N5は重ならないが、部品N3は重なる。重なる場合、ノズルハミダシ部品N3と隣接部品N2との間で高さを比較する（ステップS5）。隣接部品N2の方がノズルハミダシ部品N3より高いので、隣接部品N2を実装後にノズルハミダシ部品N3を実装することを禁止する実装禁止順番として実装禁止順番リストに登録する（ステップS6）。ステップS2でノズルハミダシ部品でない場合、ステップS4で重ならない場合はステップS7にジャンプする。全ての部品P1〜P5についてステップS2〜S7の実行が終了すると（ステップS7）、一次シーケンスプログラムにおいて、実装禁止順番リストに登録された「隣接部品N2を実装した後にノズルハミダシ部品N3を実装する実装順番」が「ノズルハミダシ部品N3を実装した後に隣接部品N2を実装する実装順番」に変更されて二次シーケンスプログラムが作成される（ステップS8）。
【００３６】
二次シーケンスプログラムにより基板Ｓに部品Ｐを実装した場合、評価値が基準以内に入るか否か二次シーケンスプログラムの評価が行なわれる（ステップS9）。例えば、評価値の実装時間が、予め定めた基準の所定の実装時間内に入る場合（ステップS10）、二次シーケンスプログラムを実装シーケンスプログラムとする（ステップS11）。該実装シーケンスプログラムに従って実装ヘッド３０が基板Ｓに対して移動され、複数の部品Ｐが隣接部品間の隙間が小さい状態で基板Ｓに実装される。実装時間が所定の実装時間を超える場合、実装禁止順番リストに登録されたノズルハミダシ部品N3を吸着するために選択されたノズルNbと代替可能で、ノズル誤差領域63bが隣接部品領域と重ならない代替ノズルをサーチし（ステップS12）、代替可能なノズルが無ければ代替ノズルの提示を行うこと無く２次シーケンスプログラムを実装シーケンスプログラムとする（ステップS11）。代替ノズルがあれば、ユーザーに提示し代替ノズルの使用を促す（ステップS13）。代替ノズルを使用することにより、隣接部品N2とノズルハミダシ部品N3との実装順番を逆にする必要がなくなり、実装時間を短くすることができる。
【００３７】
一般に、ノズルＮは、径の大きい方が安定して部品の吸着、搬送、離脱を行うことができ、径の大きいノズルが選択されている。従って、ステップS12でサーチされる代替ノズルは、吸着力を多少犠牲にした小径ノズルであっても、吸着、搬送に支障がないノズルが探される。一つの部品に対して、例えば大、中、小のように径の異なる３個のノズルを適合ノズルとして登録しておけば、例えば部品Pbに対して最初に選択された径の大きなノズルNbに対して、径が小さく信頼性は多少低下するが使用可能な中径の適合ノズルNcを探し、ユーザーに提示することができる。表２のような、各部品Pa〜Pdの適合ノズルのデータベースを用意しておき実装禁止順番データが生成されたときに、代替ノズルが容易にサーチできるようにするとよい。
【００３８】
【表２】

【００３９】
次に、図７に示す深さを異にする複数の埋め込みエリアを持った、三次元プリント回路基板に本発明を適用した第２の実施形態について説明する。三次元プリント回路基板の部品実装は、通常、埋め込みエリアを各区域に分けて、埋め込みエリアＶ、埋め込みエリアＵ、埋め込みエリアＴと、深さの深いエリアから浅いエリアへと順に行われる。即ち、エリアＶ内で高さの低い部品から高い部品へと実装され、エリアＵでも同様に行われ、エリアＴへと順次続く。この方法の場合、埋め込みエリアＶの実装部品は、他の隣接する周辺エリアの部品との干渉は考慮されていない。しかしながら、部品の高さによってはエリアを超えて隣接部品との干渉が問題になる場合があり、例えば、エリアＶの部品Pv1〜Pv3はエリアＴの部品Pt1，Pt2のノズルと干渉する可能性が高い。従って、このような三次元プリント回路基板の部品実装は、三次元空間を上から見た二次元のＸＹ平面として捉え、その上で各部品の背面位置の高さを、各部品が実装されているプリント回路基板の実装面高さに自らの部品高さを加えた値として、ノズル誤差領域と隣接部品領域との重なりの有無を判定する。すなわち、エリアＶ、エリアＵ、エリアＴ、エリアＳと深さの深い順に各部品の実装シーケンスプログラムを生成していく過程で、実装禁止順番データを作成する場合に、各部品の背面位置の高さを各部品が実装される基板の各装着面の高さに各部品の高さを加算した高さとし、一の部品と隣接部品との背面位置の高さを比較する。例えばエリアＴのノズルハミダシ部品Pt2の背面位置の高さは、部品Pt2の高さHPt2にプリント基板のエリアＴの高さHtを加算した高さとなり、この高さがエリアＶの隣接部品Pv3の背面位置の高さと比較される。隣接部品Pv3の背面位置の高さは、部品Pv3の高さHPv3にプリント基板のエリアＶの高さHvを加算した高さである。この結果、二次元のＸＹ平面のプリント基板と同様の取り扱いができ、図示の場合、部品Pv3に部品Pt2のノズルが干渉する場合、部品Pv3の実装後に部品Pt2を実装する実装順序が禁止される。
【００４０】
なお、上記プログラムでは、ノズルハミダシ部品についてのみ、基板座標系でのノズル誤差領域を算出し、隣接部品領域と重なるか否か判定したが、基板Ｓに実装する全ての部品Ｐについて、基板Ｓのノズル誤差領域を算出し、各部品のノズル誤差領域が該部品より背面位置の高さが高い隣接部品の背面形状が占める基板座標系での隣接部品領域と重なるか否か判定し、重なる場合、実装禁止順番として実装禁止順番リストに登録するようにしてもよい。
【００４１】
上記実施形態では、実装ヘッド３０がＸ，Ｙ軸方向に移動され、ノズルＮが装着されたスピンドルがＺ軸方向に昇降される、所謂ロボットタイプの部品実装装置に本発明に係る部品実装方法を適用しているが、ノズルが装着された複数のスピンドルをタレットヘッドにＺ軸方向に摺動可能に支承し、タレットの回転に連れて実装位置に間欠的に順次割り出し、実装位置に割り出されたスピンドルをサーボモータにより昇降するとともに、基板Ｓが載置されたテーブルをＸ，Ｙ軸方向にサーボモータにより割り出し位置決めする、所謂タレットヘッドタイプの部品実装装置に本発明に係る部品実装方法を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】部品実装装置の斜視図。
【図２】制御関係を示すブロック図。
【図３】実装順序設定プログラムを示す図。
【図４】部品を実装した基板の一例を示す図。
【図５】ノズル誤差領域と隣接部品領域との重なりを説明する図。
【図６】ノズルハミダシを説明する図。
【図７】三次元プリント基板に適用した説明図。
【図８】ノズルが先に実装した部品に衝突する状態を示す図。
【図９】背の低い部品から実装する状態を示す図。
【符号の説明】
Ｐ，Pa，Pb，Pc，P1〜P5…部品、Ｓ…基板、Ｎ，Na，Nb…ノズル、１０…部品供給装置、１５…機枠、２０…実装ヘッド装置、２３，２７，３４，３７…サーボモータ、２４…移動台、３０…実装ヘッド、３２…スピンドル、３３…ヘッド本体、３６…レバー、３９…基板用カメラ、４０…基板搬送装置、４５…部品用カメラ、５１…制御装置、５４…記憶装置、６３，63b，63c…ノズル誤差領域。

Claims (5)

1. 部品供給部より供給される複数種類の部品を、実装ヘッドの各部品を吸着するために選定されるノズルにて取り出して基板の各部品の装着位置に実装するための実装順序を設定する方法において、
   前記各部品の前記基板への装着位置に基づいた実装順序で前記各部品を前記基板に実装する一次シーケンスプログラムを作成するステップと、
   一の部品が予め指定された基板座標系の装着位置に実装されるときに、前記選定されたノズルが位置する可能性がある前記基板座標系でのノズル誤差領域を、前記一の部品の装着位置、選定されたノズルの吸着面形状寸法、該ノズルの前記一の部品背面の吸着位置、及び、該吸着位置の許容誤差から求めるステップと、
   前記ノズルのノズル誤差領域が、前記一の部品より背面位置の高さが高い隣接部品の背面形状が占める前記基板座標系での隣接部品領域と重なる場合、前記隣接部品より後に前記一の部品を実装することを禁止する実装禁止順番データを作成するステップと、
   前記実装禁止順番データに基づいて、前記隣接部品より前に前記一の部品を実装するように、前記一次シーケンスプログラムを変更して二次シーケンスプログラムを作成するステップと、
   を備えることを特徴とする部品実装順序設定方法。
2. 請求項１において、前記選定されたノズルの吸着面が該ノズルに吸着される部品の背面からはみ出すか否かを、該部品の背面形状寸法、前記選定されたノズルの吸着面形状寸法、該ノズルの前記部品背面の吸着位置、及び該吸着位置の許容誤差から判定するステップを設け、
   前記選定されたノズルの吸着面が該ノズルに吸着される部品の背面からはみ出すノズルハミダシ部品についてのみ、前記ノズル誤差領域を求めるステップ、及び実装禁止順番データを作成するステップを実行し、作成された実装禁止順番データに基づいて、前記隣接部品より前に前記一のノズルハミダシ部品を実装するように、前記一次シーケンスプログラムを変更して二次シーケンスプログラムを作成することを特徴とする部品実装順序設定方法。
3. 請求項１又は２において、前記ノズルのノズル誤差領域が、吸着される部品より背面位置の高さが高い隣接部品の背面形状が占める前記座標系での隣接部品領域と重なる場合、該部品を吸着可能な他のノズルであって、該他のノズルの前記基板座標系でのノズル誤差領域が、吸着する部品より背面位置の高さが高い隣接部品の背面形状が占める前記基板座標系での隣接部品領域と重ならない代替ノズルを提示するステップを設けることを特徴とする部品実装方法。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記基板が三次元的な配線パターンを有する場合、各部品の背面位置の前記高さを、各部品が実装される基板の各装着面の高さを考慮して算出することを特徴とする部品実装方法。
5. 部品供給部より供給される複数種類の部品を、実装ヘッドの各部品を吸着するために選定されたノズルにて取り出して基板の各部品の装着位置に実装するための実装順序を設定する装置において、
   前記各部品の前記基板への装着位置に基づいた実装順序で前記各部品を前記基板に実装する一次シーケンスプログラムを作成する手段と、
   一の部品が予め指定された基板座標系の装着位置に実装されるときに、前記選定されたノズルが位置する可能性がある前記基板座標系でのノズル誤差領域を、前記一の部品の装着位置、選定されたノズルの吸着面形状寸法、該ノズルの前記一の部品背面の吸着位置、及び、該吸着位置の許容誤差から求める手段と、
   前記ノズルのノズル誤差領域が、前記一の部品より背面位置の高さが高い隣接部品の背面形状が占める前記基板座標系での隣接部品領域と重なる場合、前記隣接部品より後に前記一の部品を実装することを禁止する実装禁止順番データを作成する手段と、
   前記実装禁止順番データに基づいて、前記隣接部品より前に前記一の部品を実装するように、前記一次シーケンスプログラムを変更して二次シーケンスプログラムを作成する手 段と、
   を備えることを特徴とする部品実装順序設定装置。

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