JP4043903B2 - 電子部品実装方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のノズルを備えた移載ヘッドを用いてタクトタイムを短縮して電子部品を基板に実装できるようにした電子部品実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
基板に電子部品を自動実装するための装置として、電子部品実装装置が広く用いられている。そして電子部品実装装置では、実装を開始してから実装が終了するまでのタクトタイムを極力短縮することが求められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の電子部品実装装置においては、移載ヘッドに複数のノズルを備えるものもあるが、このものにおける実装動作は次のようになっていた。即ち第1に、複数のノズルのうち今回使用する1本のノズルに電子部品をパーツフィーダから吸着する。第2に、電子部品を吸着したノズルがカメラなどの撮像手段の視野に入るように移載ヘッドを移動する。第3に、撮像手段により1個の電子部品の像を取込む。第4に、取込んだ像から電子部品の理想位置に対する位置ずれを求め、補正量を算出する。第5に、この補正量による位置補正を施し、基板に電子部品を実装する。このように、従来の電子部品実装装置では、電子部品1つ1つに対してパーツフィーダ→撮像手段→基板というように移動させていた。ここで、この移動に要する時間は無視できるものではなく、それだけタクトタイムが長くなるという問題点があった。
【0004】
そこで本発明は、複数のノズルを用いてタクトタイムを短縮して電子部品を基板に実装できる電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の本発明は、基板を位置決めする位置決め手段と、基板に実装する電子部品を供給するパーツフィーダと、複数のノズルを備え、前記パーツフィーダの電子部品を
ピックアップして前記位置決め手段に位置決めされた基板に実装する移載ヘッドと、前記移載ヘッドを前記基板に対して移動させるXテーブルとYテーブルとから成る移動手段と、前記複数のノズルに吸着された電子部品を前記移載ヘッドの一回の移動動作中に撮像する1個のラインイメージセンサを備え、前記移載ヘッドは、前記移動手段に一体的に設けられたブラケットと、このブラケットに対し昇降自在なZテーブルとを有し、このZテーブルに、このZテーブルの上下動により一体的に上下動する前記複数のノズルと、ロッドを突没させて各ノズルを上下動させることにより各ノズルの使用/不使用を選択するシリンダと、各ノズルを回転させる1個のθモータとを設けた電子部品実装装置を用いる電子部品実装方法であって、パーツフィーダの電子部品を移載ヘッドの各ノズルが順次吸着してピックアップするステップと、移載ヘッドの1回の移動動作中にラインイメージセンサにより各ノズルに吸着された各電子部品を撮像するステップと、各電子部品の認識処理を行って各電子部品の位置補正量と角度補正量を算出するステップと、算出された位置補正量と角度補正量に基づいて、XテーブルおよびYテーブルの位置補正とノズルの角度補正を行って各電子部品を基板に実装するステップとを含み、
前記各電子部品を基板に実装するステップにおいては、何れかのシリンダのロッドを突出させることにより使用するノズルを選択して下降させ、さらにZテーブルによりすべてのノズルを下降させて前記選択されたノズルに吸着された電子部品を基板に実装する。
【0006】
上記構成により、移載ヘッドの複数のノズルに吸着された複数の電子部品をラインイメージセンサにより前記移載ヘッドの一回の移動動作中に撮像し、基板に実装する。ここで従来手段においては、移載ヘッドは、電子部品の個数分、パーツフィーダ→撮像手段→基板間を移動していたものであるが、本手段によればこの移動は一回行えば良いので、それだけ移動に要する時間を節約することができ、タクトタイムを短縮できる。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の斜視図である。図1中、1は基台、2,3は基台1上に平行に設けられ基板4をX方向に搬送したり、位置決めしたりするガイドレールであり、これらガイドレール2,3は、位置決め手段に対応する。5は基台1の側部に設けられ、種々の品種の電子部品を供給するパーツフィーダである。ここで本手段のパーツフィーダには、図1に示したテープフィーダの他、チューブフィーダ、トレイフィーダなどが含まれる。
【0008】
6,7は基台1の両縁部にY方向に向けて設けられた門形のYフレーム、8はYフレーム6,7にその両端部がスライド自在に案内され、Yモータ41(図3参照)によりY方向に移動するYテーブル、9はYテーブル8とX方向スライド自在に係合し、Xモータ40(図3参照)によりX方向に移動するXテーブル、10はXテーブル9に設けられた移載ヘッド(詳細は後述する)である。即ち、Xモータ40、Yモータ41を駆動すると、基板4に対し移載ヘッド10をXY方向へ相対的に移動させることができ、Xテーブル9、Yテーブル8は移動手段に対応する。
【0009】
11は、移載ヘッド10に備えられた4本のノズルN1〜N4に吸着された電子部品A,B,C,Dの像を一括して撮像する撮像手段としてのカメラである。本実施の形態において、カメラ11は、図1に示すように基板4とパーツフィーダ5の中間の位置に配設されている。このように配設することは、パーツフィーダ5とカメラ11との距離、カメラ11と基板4との距離、即ち移載ヘッド9の移動距離を極力小さくできる点で好ましい。また撮像手段としては、ラインイメージセンサを用いても良い。
【0010】
次に図2、図5を参照しながら移載ヘッド10について説明する。図2は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の移載ヘッドの斜視図、図5は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の移載ヘッドの断面図である。
【0011】
図2において、12はXテーブル9と一体的なブラケット、13はブラケット12に対しZ方向昇降自在に支持され、Zモータ14が駆動されることにより昇降するL字状をなすZテーブル、13aはZテーブル13の水平部である。またZテーブル13の中段には水平なプレート15が設けられている。そして図5に示すように、水平部13aには4本のノズルN1,N2,N3,N4(但し、ノズルN2,N4は図にあらわれていない)が昇降自在に挿入されている。以下ノズルN2,N4はノズルN1,N3と同様な支持構造を持つ(但し、吸着する電子部品の品種に応じてノズル自体の形状が異なる)ので、ノズルN1,N3についてのみ説明する。
【0012】
ノズルN1,N3の頂部には、放射状に突片16,17が突設されている。18,19はノズルN1,N3を使用するか使用しないか選択するためのシリンダであり、プレート15に固定されている。20,21はシリンダ18,19のロッド、22,23はロッド20,21の下端部に固定され、突片16,17にそれぞれ係合する係止爪である。また突片16,17の反対側には、突片24,25が設けられ、これらの突片24,25には、水平部13aに下端部が固定されたばね26,27の上端部が固定されており、ノズルN1,N3はばね26,27により下方に付勢されている。したがってシリンダ18,19,42,43のロッドが突没することにより各ノズルN1〜N4は上下動し、これにより各ノズルN1〜N4の使用/不使用が選択される。またノズルN1,N3には、その中段に昇降自在かつ一体的に回転するように、スプライン28,29が装着されている。
【0013】
30はプレート15にその出力軸31が下方を向くように固定されたθモータであり、32は出力軸31の下端部に固着され、スプライン28,29に螺合するスプラインである。したがって、θモータ30を駆動し、出力軸31を原点位置からΔθだけ回転させると、スプライン32,28,29の歯数に応じた角度だけ、ノズルN1,N3を回転させることができる。さらに、ノズルN3を使用してノズルN3に吸着された電子部品Cを基板4に実装する際には、シリンダ19を駆動してロッド21を突出させ、係止爪23を図5の鎖線で示す位置へ下降させる(矢印M1)ことにより、使用するノズルN3及び電子部品Cを矢印M2のように選択して下降させ、さらにZモータ14を駆動して矢印M3で示すように、Zテーブル13を小距離下降させるものである。
【0014】
33,34はノズルN1,N3の内孔に負圧又は正圧の圧力を加える空気圧調整装置(図示せず)を接続するための配管、35は図2に示すように、カメラ11で撮像する際に、電子部品A,Bなどの背景を明るくして像のコントラストを明瞭にするための光拡散板である。
【0015】
図3は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置のブロック図である。図3中、42,43はノズルN2,N4の使用/不使用を選択するためのシリンダであり、シリンダ18,19と同様のものである。44はXモータ40、Yモータ41を駆動するドライバからなるXYテーブル駆動部、45はZモータ14、θモータ30、・・・、シリンダ43を駆動するドライバからなる移載ヘッド駆動部、46はカメラ11が出力する像から部品の位置、サイズなどを認識するモジールからなる部品認識部、47は後述する角度補正量など必要な情報を一時記憶するRAM(ランダムアクセスメモリ)などからなる記憶部、48は各構成要素を制御するCPU(中央処理装置)及び図4に沿う制御プログラムを記憶するROM(リードオンリーメモリ)からなる制御部である。
【0016】
次に図4を参照しながら、本実施の形態の電子部品実装方法の各過程を説明する。図4は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法を示すフローチャートである。まずステップ1〜4において、移載ヘッド10をパーツフィーダ5に接近させ、移載ヘッド10に備えられた4本のノズルN1〜N4に順次電子部品A〜Dを吸着し、ピックアップ動作を行う。次に一回だけカメラ11上に移載ヘッド10を移動し、この一回の移動動作中に、電子部品A〜Dの像を一回の撮像動作で取込む(ステップ5)。すると部品認識部46が各電子部品A〜Dについて認識処理を行い、結果を制御部48へ出力する。
【0017】
制御部48は、記憶部47から理想位置等の情報を読出し、各電子部品の位置補正量ΔX,ΔY及び角度補正量Δθを算出し、記憶部47へ書込む(ステップ6〜9)。そして制御部48は位置補正量ΔX,ΔYに基いてXYテーブル駆動部44に命じてXテーブル9、Yテーブル8を駆動し基板4の位置をXY方向について補正させる。そして制御部48は移載ヘッド10を基板4上へ移動させ、角度補正量Δθに基いて移載ヘッド駆動部45に命じて該当するノズルの角度補正を行った上で基板4に順次電子部品A〜Dを実装させる(ステップ10〜13)。勿論実装時には、実装するノズル上のシリンダを駆動してこのノズルを使用状態とする。
【0018】
図6は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置による像の例示図である。図6中、S1〜S3は電子部品A〜Cの像である。なおノズルN4は吸着ミス(又は不使用)の状態にあり電子部品Dの像ではなくノズルN4の像が得られている。このように本手段では、ノズルの全部を使用する場合に限定されるものではない。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、移載ヘッドの複数のノズルに吸着された複数の電子部品を、撮像手段により移載ヘッドの一回の移動動作中に撮像するようにしているので、移載ヘッドの移動に要する時間を節約してタクトタイムを短縮し、電子部品を基板に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の斜視図
【図2】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の移載ヘッドの斜視図
【図3】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置のブロック図
【図4】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法を示すフローチャート
【図5】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の移載ヘッドの断面図
【図6】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置による像の例示図
【符号の説明】
2 ガイドレール
3 ガイドレール
4 基板
5 パーツフィーダ
8 Yテーブル
9 Xテーブル
10 移載ヘッド
11 撮像手段(ラインイメージセンサ)
N1 ノズル
N2 ノズル
N3 ノズル
N4 ノズル
A 電子部品
B 電子部品
C 電子部品
D 電子部品
Claims (1)
- 基板を位置決めする位置決め手段と、基板に実装する電子部品を供給するパーツフィーダと、複数のノズルを備え、前記パーツフィーダの電子部品をピックアップして前記位置決め手段に位置決めされた基板に実装する移載ヘッドと、前記移載ヘッドを前記基板に対して移動させるXテーブルとYテーブルとから成る移動手段と、前記複数のノズルに吸着された電子部品を前記移載ヘッドの一回の移動動作中に撮像する1個のラインイメージセンサを備え、前記移載ヘッドは、前記移動手段に一体的に設けられたブラケットと、このブラケットに対し昇降自在なZテーブルとを有し、このZテーブルに、このZテーブルの上下動により一体的に上下動する前記複数のノズルと、ロッドを突没させて各ノズルを上下動させることにより各ノズルの使用/不使用を選択するシリンダと、各ノズルを回転させる1個のθモータとを設けた電子部品実装装置を用いる電子部品実装方法であって、パーツフィーダの電子部品を移載ヘッドの各ノズルが順次吸着してピックアップするステップと、移載ヘッドの1回の移動動作中にラインイメージセンサにより各ノズルに吸着された各電子部品を撮像するステップと、各電子部品の認識処理を行って各電子部品の位置補正量と角度補正量を算出するステップと、算出された位置補正量と角度補正量に基づいて、XテーブルおよびYテーブルの位置補正とノズルの角度補正を行って各電子部品を基板に実装するステップとを含み、
前記各電子部品を基板に実装するステップにおいては、何れかのシリンダのロッドを突出させることにより使用するノズルを選択して下降させ、さらにZテーブルによりすべてのノズルを下降させて前記選択されたノズルに吸着された電子部品を基板に実装することを特徴とする電子部品実装方法。
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JP2002283164A JP4043903B2 (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 電子部品実装方法 |
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